KR102452090B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 피처리 기판에 대한 약액 도포 공정이 행해지는 기판 처리 장치는, 정해진 공정 순서에 따라 약액을 처리하는 약액 처리 유닛과, 약액이 약액 처리 유닛을 따라 처리되는 중에 약액을 정해진 범위의 온도로 가열하는 가열 유닛을 포함하는 것에 의하여, 약액의 처리 효율을 높이고, 약액에 포함된 기체의 제거 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 약액의 처리 효율을 높이고, 약액에 포함된 기체의 제거 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근 들어 반도체의 수율 및 생산성을 높이기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
이 중, 패널 레벨 패키지(Panel Level Package ; PLP)는, 반도체 패키지용 PCB(인쇄회로기판)이 없이 저렴한 비용으로 입출력이 많은 고성능 반도체 칩을 패키징(칩과 기기를 잇는 선을 패널에 직접 심는 패키징)하는 기술로서, 웨이퍼 레벨 패키지(WLP) 공정보다도 앞선 기술로 평가되고 있다.
반도체 패키지를 제조하는 공정에서는 피처리 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅 공정이 수반된다. 피처리 기판의 크기가 작았던 종래에는 피처리 기판의 중앙부에 약액을 도포하면서 피처리 기판을 회전시키는 것에 의하여 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 스핀 코팅 방법이 사용되었다.
그러나, 피처리 기판의 크기가 대형화됨에 따라 스핀 코팅 방식은 거의 사용되지 않으며, 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이를 갖는 슬릿 형태의 슬릿 노즐과 피처리 기판을 상대 이동시키면서 슬릿 노즐로부터 약액을 피처리 기판의 표면에 도포하는 방식의 코팅 방법이 사용되고 있다.
한편, 기판에 도포되는 약액에 기체가 함유되면, 기판의 표면에 약액이 균일한 두께로 도포되기 어렵고, 약액의 불균일한 도포로 인하여 도포 품질이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 코팅 공정에서 고점도 약액(예를 들어, 500 cP 이상의 점도를 갖는 약액)을 사용하면 약액의 흘러내림을 방지할 수는 있으나, 약액의 점도가 높아질수록 높은 점도의 특성으로 인하여 약액에 포함된 기체의 제거 효율(탈기 효율)이 저하되고, 탈기(degassing) 공정에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.
이를 위해, 기존에는 약액에서 기체를 탈기하기 위한 별도의 교반기를 마련하고, 교반기에서 약액을 교반시키면서 약액에 포함된 기체를 제거하는 방안이 제시된 바 있다. 하지만, 약액의 처리량을 높이기 위해서는 불가피하게 대용량의 교반기가 사용되어야 하는데, 교반기의 사이즈가 커질수록 설비를 소형으로 제작하기 어려울 뿐만 아니라 공간활용성 및 설계자유도가 저하되는 문제점이 있다.
더욱이, 교반기를 이용한 탈기 방식은 약액의 탈기 처리에 과도한 시간이 소요(예를 들어, 100리터를 처리하는데 8시간 소요)되는 문제점이 있고, 탈기 효율이 낮은 문제점이 있다.
또한, 약액의 탈기 효율이 낮아질수록 약액이 이송되는 설비 및 라인을 안정화(설비 및 라인의 내부의 공기층을 제거)하는데 소모되는 약액의 퍼지량(기체가 포함된 약액을 배출시켜 폐기하는 양)이 증가하는 문제점이 있고, 약액의 사용량이 불필요하게 증가하여 원가가 상승되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 약액에 포함된 기체를 효율적으로 제거하고 약액의 품질을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 약액의 처리 효율을 높이고, 약액에 포함된 기체의 제거 효율을 높일 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고점도 약액의 탈기 효율을 높이고, 탈기 시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 설비의 안정화(prewetting) 시간을 단축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 약액의 사용량을 저감시키고, 원가를 낮출 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 얼룩의 발생을 방지하고, 약액 코팅막의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조를 간소화하고, 공간활용성 및 설계자유도를 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 약액의 토출량을 균일하게 제어할 수 있으며, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 정해진 공정 순서에 따라 약액을 처리하는 약액 처리 유닛과, 약액이 약액 처리 유닛을 따라 처리되는 중에 약액을 정해진 범위의 온도로 가열하는 가열 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 약액의 처리 효율을 높이고, 약액에 포함된 기체의 제거 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 교반기를 사용하지 않고도 고점도 약액의 탈기 효율을 높이고, 탈기 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 약액의 사용량을 저감시키고, 원가를 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 약액이 공급되는 설비 및 라인을 안정화하는 소요되는 시간을 단축하고 처리 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 구조를 간소화하고, 공간활용성 및 설계자유도를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 얼룩의 발생을 방지하고, 약액 코팅막의 품질을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 약액의 토출량을 균일하게 제어할 수 있으며, 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제1실시예를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제2실시예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 약액의 온도 변화에 따른 약액의 점도 변화를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제3실시예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제4실시예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 탈기모듈을 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 탈기모듈의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 온도조절부를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 온도조절부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제1실시예를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제2실시예를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 4는 약액의 온도 변화에 따른 약액의 점도 변화를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제3실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 가열 유닛의 제4실시예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 탈기모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 탈기모듈의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 10은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 온도조절부를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 기판 처리 장치로서, 온도조절부의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는, 정해진 공정 순서에 따라 약액을 처리하는 약액 처리 유닛(200)과, 약액이 약액 처리 유닛(200)을 따라 처리되는 중에 약액을 정해진 범위의 온도로 가열하는 가열 유닛(300)을 포함한다.
이는, 약액의 처리 효율을 높이고, 약액에 포함된 기체의 제거 효율을 높이기 위함이다.
즉, 기판에 도포되는 약액에 기체가 함유되면, 기판의 표면에 약액이 균일한 두께로 도포되기 어렵고, 약액의 불균일한 도포로 인하여 도포 품질이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 코팅 공정에서 고점도 약액(예를 들어, 500 cP 이상의 점도를 갖는 약액)을 사용하면 약액의 흘러내림을 방지할 수는 있으나, 약액의 점도가 높아질수록 높은 점도의 특성으로 인하여 약액에 포함된 기체의 제거 효율(탈기 효율)이 저하되고, 탈기(degassing) 공정에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 약액의 탈기 효율이 낮아지면 약액이 이송되는 설비 및 라인을 안정화(설비 및 라인의 내부의 공기층을 제거)하는데 3~5일 정도의 많은 시간이 소요되는 문제점이 있고, 약액의 퍼지량(기체가 포함된 약액을 배출시켜 폐기하는 양)이 증가하는 문제점이 있으며, 약액의 사용량이 불필요하게 증가하여 원가가 상승되는 문제점이 있다.
한편, 기존에는 약액에서 기체를 탈기하기 위한 별도의 교반기를 마련하고, 교반기에서 약액을 교반시키면서 약액에 포함된 기체를 제거하는 방안이 제시된 바 있다. 하지만, 약액의 처리량을 높이기 위해서는 불가피하게 대용량의 교반기가 사용되어야 하는데, 교반기의 사이즈가 커질수록 설비를 소형으로 제작하기 어려울 뿐만 아니라 공간활용성 및 설계자유도가 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 교반기를 이용한 탈기 방식은 약액의 탈기 처리에 과도한 시간이 소요(예를 들어, 100리터를 처리하는데 8시간 소요)되는 문제점이 있고, 탈기 효율이 낮은 문제점이 있다.
하지만, 본 발명은 약액이 약액 처리 유닛(200)을 따라 처리되는 중에 약액의 온도가 정해진 범위의 온도로 가열되도록 하는 것에 의하여, 약액의 점도를 낮출 수 있으므로, 약액이 이송되는 설비 및 라인을 안정화(설비 및 라인의 내부의 공기층을 제거)하는데 소요되는 시간을 단축하고, 약액의 퍼지량(기체가 포함된 약액을 배출시켜 폐기하는 양)을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로 약액의 온도는 약액의 점도와 상관 관계를 가진다. 특히, 약액의 점도는 약액의 온도가 증가함에 따라 낮아지며, 약액의 점도를 낮춘 상태(묽은 상태)에서 약액이 처리되도록 하는 것에 의하여, 약액이 이송되는 설비 및 라인을 습식 상태로 안정화하는 프리-웨팅(pre-wetting) 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 약액의 점도를 낮춘 상태(묽은 상태)에서 약액에 포함된 기체가 분리되도록 하는 것에 의하여, 별도의 교반기를 사용하지 않고도, 약액에 포함된 기체를 효과적으로 제거할 수 있으며, 공간활용성 및 설계자유도를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 피대상체에 도포물질(약액)을 도포하기 위해 사용될 수 있으며, 피대상체와 약액의 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 기판 처리 장치(1)가 기판(10)의 상면에 약액(예를 들어, PR)을 도포하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 바람직하게, 기판(10)에는 500 cP(centi-poise) 이상의 고점도 특성을 갖는 약액이 도포된다.
약액 처리 유닛(200)은 약액을 노즐 유닛(400)으로 공급할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 약액 처리 유닛(200)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 약액 처리 유닛(200)은, 약액이 저장되는 캐니스터(210)와, 캐니스터(210)로부터 약액을 공급하는 약액 공급라인(220)과, 약액 공급라인(220)을 따라 공급되는 약액을 필터링하는 필터모듈(230)과, 약액에 포함된 기체(G)를 탈기(degassing)하는 탈기모듈(240)을 포함한다.
이하에서는 캐니스터(210)에 저장된 약액이 약액 공급라인(220)을 따라 공급되는 중에 필터모듈(230)과 탈기모듈(240)을 순차적으로 거쳐 처리되는 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 약액 처리 유닛에서 필터모듈 및 탈기모듈이 배제되거나 추가로 장착되는 것도 가능하다.
캐니스터(210)에는 액상의 약액이 저장되며, 캐니스터(210)에 저장된 약액은 약액 공급라인(220)(예를 들어, 배관)을 통해 노즐 유닛(400)으로 공급된다.
일 예로, 캐니스터(210)는 복수개가 병렬로 연결된다. 경우에 따라서는 단일 캐니스터가 사용될 수 있으며, 캐니스터의 개수 및 배열에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
필터모듈(230)은 약액 공급라인(220)를 따라 공급되는 약액을 필터링하도록 마련되며, 약액은 필터모듈(230)을 거쳐 필터링된 후 노즐 유닛(400)으로 공급된다.
필터모듈(230)은 약액에 포함된 이물질을 필터링할 수 있는 다양한 종류의 필터를 포함할 수 있으며, 필터모듈(230)에 사용되는 필터의 종류 및 필터링 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
가열 유닛(300)은 약액이 약액 처리 유닛(200)을 따라 처리되는 중에 약액을 정해진 범위의 온도로 가열하도록 마련된다.
이와 같이, 약액이 약액 처리 유닛(200)을 따라 처리되는 중에 약액의 온도가 정해진 범위의 온도로 가열되도록 하는 것에 의하여, 약액의 점도를 강제적으로 낮출 수 있으므로, 약액이 이송되는 설비 및 라인을 습식 상태로 안정화하는 프리-웨팅 시간을 단축하고, 약액의 퍼지량을 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 약액의 점도는 약액의 온도가 증가함에 따라 낮아짐을 알 수 있다.
일 예로, 도 2를 참조하면, 가열 유닛(300)은 캐니스터(210)에서 약액을 가열하는 히터(310)를 포함한다.
히터(310)는 캐니스터(210)의 외부에 장착되어 캐니스터(210)를 가열하도록 구성될 수 있으며, 히터(310)에 의해 캐니스터(210)가 가열됨에 따라 캐니스터(210)에 저장된 약액이 가열된다. 경우에 따라서는 캐니스터의 내부에 히터를 장착하고, 캐니스터의 내부에서 약액이 직접 히터에 의해 가열되도록 구성하는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 도 3을 참조하면, 가열 유닛(300)은 약액 공급라인(220)에서 약액을 가열하는 히터(320)를 포함한다.
히터(320)는 약액 공급라인(220)을 형성하는 배관의 외부(또는 내부)에 장착되며, 약액은 약액 공급라인(220)을 따라 공급되는 중에 히터(320)에 의해 가열된다. 경우에 따라서는 캐니스터와 약액 공급라인에 각각 히터를 장착하고 약액이 2번 이상 가열되도록 하는 것도 가능하다.
또 다른 일 예로, 도 5를 참조하면, 가열 유닛(300)은 필터모듈(230)에서 약액을 가열하는 히터(330)를 포함한다.
히터(330)는 필터모듈(230)의 내부 또는 외부에 장착되며, 약액은 필터모듈(230)을 통과하는 중에 히터(330)에 의해 가열된다.
한편, 탈기모듈(240)은 약액에 포함된 기체(G)를 탈기하도록 마련된다.
여기서, 약액에 포함된 기체(G)를 탈기한다 함은, 약액에 포함된 기체(G)를 약액으로부터 분리시켜 제거하는 것으로 정의된다.
탈기모듈(240)은 약액에 포함된 기체(G)를 탈기할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 탈기모듈(240)의 구조 및 탈기 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 본 발명은 약액의 처리 공정 중에 약액을 가열하여 약액의 점도를 낮추는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체의 구속력을 낮출 수 있으므로, 약액에 포함된 기체를 보다 빠르고 효과적으로 약액에서 분리하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 6을 참조하면, 가열 유닛(300)은 탈기모듈(240)에서 약액을 가열하는 히터(340)를 포함한다.
히터(340)는 탈기모듈(240)의 내부 또는 외부에 장착되며, 약액은 탈기모듈(240)을 통과하는 중에 히터(340)에 의해 가열된다. 이때, 히터(340)의 장착 위치는 탈기모듈(240)의 구조에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이, 약액의 탈기 공정 중에 약액을 가열하여 약액의 점도를 낮추는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체의 구속력을 낮출 수 있으므로, 약액에 포함된 기체를 보다 빠르고 효과적으로 약액에서 분리하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
일 예로, 도 7을 참조하면, 탈기모듈(240)은, 모듈 하우징(242)과, 기체(G)가 투과 가능한 소재로 형성되어 모듈 하우징(242)의 내부를 통과하도록 배치되고 약액이 공급되는 멤브레인 배관(244)과, 모듈 하우징(242)에 연결되며 멤브레인 배관(244)을 투과한 기체를 모듈 하우징(242)의 외부로 배기하는 배기라인(246)을 포함한다.
모듈 하우징(242)은 내부에 수용 공간을 갖는 통 형상으로 제공될 수 있으며, 모듈 하우징(242)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
멤브레인 배관(244)은 기체(G)가 투과 가능한 소재로 형성되어, 모듈 하우징(242)의 내부를 통과하도록 배치되고, 멤브레인 배관(244)의 내부를 따라서는 약액이 공급된다.
일 예로, 멤브레인 배관(244)은 아세트산 셀룰로오스, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리올레핀 등으로 이루어진 중공사(hollow fiber)로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 멤브레인 배관이 여타 다른 소재로 형성될 수 있으며, 멤브레인 배관의 재질에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
멤브레인 배관(244)의 개수 및 배열은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 모듈 하우징(242)의 내부에는 4개의 멤브레인 배관(244)이 이격되게 수평 방향을 따라 배치될 수 있다.
배기라인(246)은 멤브레인 배관(244)을 투과한 기체(G)를 모듈 하우징(242)의 외부로 배기하도록 마련된다.
일 예로, 배기라인(246)은 모듈 하우징(242)의 상단에 연결될 수 있으며, 멤브레인 배관(244)을 투과한 기체(G)는 배기라인(246)을 통해 배기된다.
바람직하게, 배기라인(246)에는 배기라인(246)에 진공압을 인가하는 진공압 형성부(246a)가 연결되며, 약액에서 탈기된 기체(멤브레인 배관을 투과한 기체)(G)는 배기라인(246)에 인가되는 진공압에 의해 흡입되어 배기된다.
또한, 히터(340)는 약액이 멤브레인 배관(244)으로 진입되기 전에 약액을 가열하도록 구성된다.
이와 같이, 약액이 멤브레인 배관으로 진입되기 전에 미리 가열하여 약액의 점도를 낮추는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체의 구속력을 낮출 수 있으므로, 약액에 포함된 기체가 보다 효과적으로 멤브레인 배관을 투과되도록 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 히터가 모듈 하우징을 가열하고 가열된 모듈 하우징에 의해 약액이 가열되도록 하는 것도 가능하다.
참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 멤브레인 배관의 내부를 따라 약액이 공급(내부 관류)되고, 약액에 포함된 기체가 멤브레인 배관의 내부에서 멤브레인 배관의 외부로 투과되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 멤브레인의 배관의 외부를 따라 약액이 공급(외부 관류)되고, 약액에 포함된 기체가 멤브레인 배관의 외부에서 멤브레인 배관의 내부로 투과되도록 구성하는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 탈기모듈은 원심력을 이용하여 약액에서 기체를 분리하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 도 8을 참조하면, 탈기모듈(240')은, 약액이 공급되는 모듈 하우징(242')과, 모듈 하우징(242')의 내부에서 회전하며 약액을 원심력(CF)에 의해 모듈 하우징(242')의 내면에 밀착시키는 회전체(244')와, 약액이 모듈 하우징(242')의 내면에 밀착되는 중에 약액에서 분리된 기체(G)를 모듈 하우징(242')의 외부로 배기하는 배기라인(246')을 포함한다.
모듈 하우징(242')은 내부에 수용 공간을 갖는 통 형상으로 제공될 수 있으며, 모듈 하우징(242')의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
회전체(244')는 모듈 하우징(242')의 내부에 회전 가능하게 장착되며, 모듈 하우징(242)의 내부에서 약액을 고속으로 회전시킨다.
회전체(244')로서는 약액을 회전시킬 수 있는 다양한 회전체(244')가 사용될 수 있으며, 회전체(244')의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 모듈 하우징(242')의 내부에서 회전체(244')를 회전시켜 약액이 원심력(CF)에 의해 모듈 하우징(242')의 내면에 밀착되도록 하는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체(G)를 약액으로부터 분리할 수 있다.
즉, 회전체(244')가 회전함에 따라 약액에 원심력(CF)이 작용하고, 약액은 모듈 하우징(242')의 내면에 퍼지면서 매우 얇은 약액층을 이루도록 밀착된다. 이때, 비중이 높은 액상 약약은 약액층의 바깥쪽에 배치되고, 비중이 낮은 기체는 약액층의 안쪽에 배치됨으로 인해, 기체(G)의 구속력이 약해질 수 있으므로, 약액에 포함된 기체(G)가 효과적으로 약액으로부터 분리될 수 있다.
배기라인(246')은 약액으로부터 분리된 기체(G)를 모듈 하우징(242')의 외부로 배기하도록 마련된다.
일 예로, 배기라인(246')은 모듈 하우징(242')의 상단 중앙부에 연결될 수 있으며, 약액에서 분리된 기체(G)는 배기라인(246')을 통해 배기된다.
바람직하게, 배기라인(246')에는 배기라인(246')에 진공압을 인가하는 진공압 형성부(246a')가 연결되며, 약액에서 분리된 기체(G)는 배기라인(246)에 인가되는 진공압에 의해 흡입되어 배기된다.
또한, 히터(340)는 모듈 하우징(242')을 가열하도록 구성된다. 원심력(CF)에 의해 모듈 하우징(242')의 내면에 밀착된 약액은 히터(340)에 의해 모듈 하우징(242')이 가열됨에 따라 가열된다.
이와 같이, 원심력(CF)에 의해 약액이 모듈 하우징(242')의 내면에 밀착되는 중에 약액을 가열하여 약액의 점도를 낮추는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체의 구속력을 보다 낮출 수 있으므로, 약액에 포함된 기체를 보다 효과적으로 분리하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 모듈 하우징의 내부에서 회전하는 회전체에 의해 약액이 모듈 하우징의 내면에 밀착되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 별도의 회전체를 배제하고 모듈 하우징을 직접 회전시켜 모듈 하우징의 원심력에 의해 약액이 모듈 하우징의 내면에 밀착되도록 하는 것도 가능하다.
또 다른 일 예로, 도 9를 참조하면, 탈기모듈(240")은, 약액이 공급되는 모듈 하우징(242")과, 모듈 하우징(242")의 내부에 구비되며 약액이 유동되는 판상의 안내면을 형성하는 배플(baffle)(244")과, 약액이 배플(244")의 안내면을 따라 유동되는 중에 약액에서 분리된 기체(G)를 모듈 하우징(242")의 외부로 배기하는 배기라인(246")을 포함한다.
모듈 하우징(242")은 내부에 수용 공간을 갖는 통 형상으로 제공될 수 있으며, 모듈 하우징(242")의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
배플(244")은 모듈 하우징(242")의 내벽면에 돌출되게 형성되며, 약액이 유동되는 판상의 안내면을 형성한다.
여기서, 약액이 유동되는 판상의 안내면을 형성한다 함은, 약액이 얇게 퍼진 상태로 유동될 수 있는 판상 형태의 면을 형성하는 것으로 정의된다.
바람직하게, 배플(244")은 모듈 하우징(242")의 상하 방향을 따라 일측과 대향측에 교번적으로 경사지게 배치되도록 복수개가 마련된다. 보다 구체적으로, 각 배플(244")은 서로 다른 높이에서 모듈 하우징(242")의 내벽으로부터 하부방향으로 비스듬하게 기울어진 판 형태로 형성된다.
이하에서는 모듈 하우징(242")의 내벽면에 상하 방향을 따라 일측과 대향측에 교번적으로 배치되게 4개의 배플(244")이 구비된 예를 들어 설명하기로 한다. 배플(244")의 개수 및 배열은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 배플을 곡선 형태로 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 약액이 각 배플(244")의 안내면을 따라 얇게 펴진 상태로 아래로 흘러내리도록 하는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체(G)를 약액으로부터 분리할 수 있다. 바람직하게, 배플(244")의 안내면을 따라 약액이 유동되는 두께(약액층의 두께)가 얇아질수록 기체(G)의 구속력이 약해질 수 있으므로, 약액에 포함된 기체(G)가 보다 효과적으로 약액으로부터 분리될 수 있다.
배기라인(246")은 약액으로부터 분리된 기체(G)를 모듈 하우징(242")의 외부로 배기하도록 마련된다.
일 예로, 배기라인(246")은 모듈 하우징(242")의 상단에 연결될 수 있으며, 약액에서 분리된 기체(G)는 배기라인(246")을 통해 배기된다.
바람직하게, 배기라인(246")에는 배기라인(246")에 진공압을 인가하는 진공압 형성부(246a")가 연결되며, 약액에서 분리된 기체(G)는 배기라인(246")에 인가되는 진공압에 의해 흡입되어 배기된다.
또한, 히터(340)는 배플(244")을 가열하도록 구성된다. 배플(244")이 히터(340)에 의해 가열됨에 따라, 약액은 배플(244")을 따라 유동되는 중에 배플(244")에 의해 가열된다. 경우에 따라서는 모듈 하우징을 가열하고 모듈 하우징에 의해 약액이 가열되도록 하는 것도 가능하다.
이와 같이, 약액이 배플(244")을 따라 유동되는 중에 약액을 가열하여 약액의 점도를 낮추는 것에 의하여, 약액에 포함된 기체(G)의 구속력을 보다 낮출 수 있으므로, 약액에 포함된 기체(G)를 보다 효과적으로 분리하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 노즐 유닛(400)은 약액 처리 유닛(200)에서 처리된 약액을 기판에 도포하도록 마련된다.
노즐 유닛(400)은 기판의 상부에 배치되며, 약액 공급라인(220)으로부터 약액을 공급받아 기판(10)의 표면에 약액(PR)을 도포한다. 일 예로, 노즐 유닛(400)은 피처리 기판(10)의 이동 방향에 직교하는 방향을 따른 기판(10)의 폭에 대응하는 길이를 갖는 슬릿 형태의 슬릿 노즐(미도시)을 포함한다.
여기서, 노즐 유닛(400)에 의해 약액이 도포되는 영역은 기판(10)의 전체 표면일 수도 있고, 다수의 셀 영역으로 분할된 부분일 수도 있다.
참고로, 기판(10)은 기판이송부(100)에 의해 미리 설정된 이송 경로를 따라 이송된다.
일 예로, 기판이송부(100)는 기판(10)을 공중에 부상시킨 상태로 이송하도록 구성된다. 바람직하게, 기판이송부(100)는 초음파에 의한 진동 에너지를 이용하여 상기 기판을 부상시킨 상태로 이송한다.
이와 같이, 초음파에 의한 진동 에너지에 의해 기판(10)이 부상되도록 하는 것에 의하여, 기판(10)의 부상력을 정밀하게 제어할 수 있고, 기판(10)이 반송되는 동안 외부 접촉에 의한 손상 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 초음파에 의한 진동 에너지를 이용한 부상 방식에서는, 기판(10)의 전 걸쳐 균일한 부상력을 형성할 수 있기 때문에, 노즐 유닛(400)로부터 약액이 도포되는 도포 영역에서 노즐 유닛(400)에 대한 기판의 배치 높이를 보다 정교하게 제어 및 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 기판이송부(100)가 초음파에 의한 진동 에너지를 이용하여 기판(10)을 부상시키는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 기판이송부가 기판의 저면에 유체(예를 들어, 기체)를 분사하여 기판을 부상시키는 것도 가능하다. 다르게는 기판이 기판이송부에 안착된 상태로 이송되도록 구성하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 기판이송부(100)는 초음파에 의한 진동 에너지를 이용하여 기판(10)을 부상시킨 상태로 이송시키기 위해 마련된다.
일 예로, 기판이송부(100)는 서로 이격되게 배치되도록 독립적으로 분할된 복수개의 진동플레이트를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 기판이송부를 구성하는 복수개의 진동플레이트가 기판이 이송되는 방향을 따라 분할된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 복수개의 진동플레이트가 기판이 이송되는 방향에 교차하는 방향을 따라 분할되는 것도 가능하다. 다르게는 기판이송부가 단 하나의 진동플레이트로 구성되는 것도 가능하다.
여기서, 기판(10)이 부상된다 함은, 기판(10)이 진동플레이트(110)의 상부에 소정 간격을 두고 공중에 띄워진 상태를 의미하며, 진동플레이트(110)의 상부에 부상된 기판(10)은 이송 레일(122)을 따라 직선 이동하는 이송부재(120)에 흡착 또는 지지된 상태로 이송된다.
또한, 복수개의 진동플레이트가 독립적으로 분할된다 함은, 복수개의 진동플레이가 서로 이격되게 배치되며, 복수개의 진동플레이트에 의한 부상력이 기판(10)에 각각 개별적으로 작용하는 것을 의미한다.
참고로, 기판이송부(100)는, 기판(10)이 로딩되는 로딩이송부와, 기판(10)의 표면에 약액이 도포되는 프로세싱이송부와, 약액이 도포된 기판(10)이 언로딩되는 언로딩이송부를 포함한다.
세정 처리 유닛에서 세정 공정이 완료된 기판(10)은 로딩이송부를 따라 프로세싱이송부로 이송되고, 프로세싱이송부로 이송된 기판(10)의 표면에는 약액이 도포된다. 그 후, 약액이 도포된 기판(10)은 언로딩이송부를 따라 이송된 후, 가열 건조 유닛에 의해 가열됨에 따라 약액이 건조된다.
그리고, 이송부재(120)는 이송 레일(122)을 따라 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 가령, 이송 레일(122)은 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열되고, 이송부재(120)의 코일에 인가되는 전류 제어에 의하여 정교한 위치 제어가 가능한 리니어 모터의 원리로 구동될 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(1)는 노즐 유닛(400)에서 도포되는 약액의 온도를 정해진 온도범위로 조절하는 온도조절부(510)를 포함한다.
일 예로, 온도조절부(510)는 약액이 가열유닛에 의해 가열되는 제1온도보다 낮은 제2온도로 약액의 온도를 조절한다. 바람직하게, 제1온도는 상온보다 높게 설정된다. 이때, 제1온도와 제2온도는 하나로 정해진 온도값이거나, 소정의 범위로 정해질 수 있다.
이는, 노즐 유닛(400)에서 도포되는 약액을 공정에 적합한 공정 온도 범위로 조절하기 위함이다. 즉, 약액은 약액 처리 유닛(200)을 따라 처리되는 동안 가열 유닛(300)에 의해 가열되므로, 약액의 온도는 정해진 온도 범위보다 높아지게 된다. 이와 같이, 약액의 온도가 정해진 온도 범위보다 높으면, 약액이 고점도 특성을 가지기 어렵고, 약액의 점도가 낮아지므로 약액의 흘러내림이 발생되고, 고팅 품질이 저하될 수 있다.
하지만, 본 발명은 노즐 유닛(400)에서 도포되는 약액이 정해진 범위의 온도로 조절(제1온도보다 낮은 제2온도로 낮게 조절)되도록 하는 것에 의하여, 노즐 유닛(400)에서 도포되는 약액이 다시 고점도 특성을 가질 수 있으며, 약액 코팅막의 품질을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
온도조절부(510,510')는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 위치에서 약액의 온도를 조절하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 도 10을 참조하면, 온도조절부(510)는 가열 유닛(300)에 의해 가열된 약액을 노즐 유닛(400)으로 공급하는 약액 공급라인(220) 상에 구비될 수 있다.
다른 일 예로, 도 11을 참조하면, 온도조절부(510')는 노즐 유닛(400)에 장착되어 노즐 유닛(400)에서 약액이 도포되기 직전에 약액의 온도를 정해진 온도범위로 조절할 수 있다.
온도조절부(510,510')는 펠티에소자(Peltier effect device)와 같은 냉각 소자를 이용하거나, 냉각수를 이용하여 약액의 온도를 조절할 수 있으며, 온도조절부(510,510')에 의한 약액의 온도 조절 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 온도조절부(510,510')가 약액의 온도를 낮추도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 온도조절부가 약액의 온도를 높이거나 유지시키도록 구성하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 기판이송부 200 : 약액 처리 유닛
210 : 캐니스터 220 : 약액 공급라인
230 : 필터모듈 240 : 탈기모듈
242 : 모듈 하우징 244 : 멤브레인 배관
246 : 배기라인 246a : 진공압 형성부
242' : 모듈 하우징 244' : 회전체
246' : 배기라인 246a' : 진공압 형성부
242" : 모듈 하우징 244" : 배플
246" : 배기라인 246a" : 진공압 형성부
300 : 가열 유닛 310,320,330,340 : 히터
400 : 노즐 유닛 510,510' : 온도조절부

Claims (24)

  1. 피처리 기판에 대하여 약액을 공급하는 공정이 행해지는 기판 처리 장치로서,
    약액이 공급되는 모듈 하우징과, 상기 모듈 하우징의 내부에 구비되며, 상기 약액이 유동되는 판상의 안내면을 형성하는 배플(baffle)과, 상기 약액이 상기 배플의 상기 안내면을 따라 유동되는 중에 상기 약액에서 분리된 기체를 상기 모듈 하우징의 외부로 배기하는 배기라인을 구비하여, 상기 약액에 포함된 기체를 탈기(degassing)하는 탈기모듈을;
    포함하여 구성되어, 상기 탈기 모듈에 의해 탈기된 약액을 상기 피처리 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 탈기 모듈을 정해진 공정 순서에 따라 약액을 처리하는 약액 처리 유닛의 일부로서 포함하고;
    상기 약액 처리 유닛을 따라 처리되는 상기 약액을 정해진 범위의 온도로 가열하는 가열 유닛을;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 약액 처리 유닛은,
    상기 약액이 저장되는 캐니스터와;
    상기 캐니스터에서부터 상기 약액을 공급하는 약액 공급라인을;
    포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 캐니스터에서 상기 약액을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 약액 처리 유닛은,
    상기 약액이 저장되는 캐니스터와;
    상기 캐니스터에서부터 상기 약액을 공급하는 약액 공급라인을;
    포함하고, 상기 가열 유닛은 상기 약액 공급라인에서 상기 약액을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 약액 처리 유닛은 상기 약액 공급라인을 따라 공급되는 상기 약액을 필터링하는 필터모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 필터모듈에서 상기 약액을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 상기 탈기모듈에서 상기 약액을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 배플은 상기 모듈 하우징의 상하 방향을 따라 일측과 대향측에 교번적으로 경사지게 배치되도록 복수개가 마련된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 배기라인에 연결되며, 상기 배기라인에 진공압을 인가하는 진공압 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 삭제
  17. 제2항에 있어서,
    상기 약액 처리 유닛에서 처리된 상기 약액을 기판에 도포하는 노즐 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제2항에 있어서,
    상기 약액이 상기 가열 유닛에 의해 가열되는 제1온도보다 낮은 제2온도로 상기 약액의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  22. 삭제
  23. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항 또는 제8항 또는 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 기판에 도포되는 약액의 점도는 500 cP 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  24. 삭제
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