KR20040082163A - 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판이 경사를 갖는 상태로 기판 이송 장치에 로딩하고 소정의 공정을 실시할 수 있는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 의한 기판 처리 장치는 기판이 지면에 평행하게 탑재된 카세트가 로딩/언로딩되는 카세트 유닛, 카세트 유닛으로부터 기판을 꺼내어 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 지면에 대하여 소정의 각도로 경사를 갖도록 기판의 자세를 변경하여 로딩하기 위한 기판 로딩 유닛, 소정의 각도로 경사진 상태로 기판을 이송하기 위한 기판 이송 유닛, 기판 이송 유닛에서 경사를 갖고 이송되는 기판에 소정의 공정을 실시하기 위한 공정 유닛 및 기판 이송 유닛으로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩 유닛을 포함한다.

Description

액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Equipment of processing a substrate for liquid crystal display device and method of processing the substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 한다) 장치용 유리 기판에 소정의 공정을 실시하기 위한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
현재 LCD 장치는 패널이 대형화되고 있으며, 아울러 대화면에서도 고해상도 지원이 가능해지게 되었다. 또한, 높은 콘트라스트(contrast)와 넓은 시야각의 확보와 같은 기술적인 문제들이 해결되었다. 그 결과, LCD 장치는 새로운 디스플레이 수단으로서 다양한 응용 분야에서 주목을 받고 있다.
LCD 장치는 칼라 필터 기판 및 박막 트랜지스터(TFT) 기판을 합착하여 제조한다. 즉, 칼라 필터 기판 및 TFT 기판에 소정의 공정을 수행한 후, 이 기판을 서로 부착시킨다. LCD 장치를 제조하기 위해서는 이렇게 두 기판을 부착하기 전에 각각의 기판에 대해서 칼라 필터나 트랜지스터를 형성하기 위한 공정이 각 기판에 대하여 실시된다.
예를 들어, TFT 기판에 트랜지스터를 형성하는 공정에서 물질막의 증착 공정, 노광 및 현상 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등이 기판에 실시된다. 특히, 식각 공정 및/또는 세정 공정 등은 유리 기판을 기판 처리 장치의 기판 이송 장치에 로딩한 다음, 이송중인 유리 기판에 처리액을 분사하거나 또는 이송을 멈추고 처리액에 담그는 방법 등으로 실시된다.
이와 같이, 유리 기판을 이송하면서 소정의 공정을 연속적으로 실시하게 되면, 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 공정 시간이 단축되면 생산성이 증가하게 되고, 아울러 생산비용을 절감할 수 있다.
그런데, 종래에는 지면과 평행한 상태로 유리 기판을 기판 이송 장치로 이송하면서 식각 공정 및/또는 세정 공정 등을 실시하였다. 하지만 유리 기판의 크기가 점차적으로 커지면서 유리 기판을 예전처럼 지면에 평행하게 이송하면서 공정을 진행하는 방법은 몇 가지 문제점을 노출시켰다.
먼저, 대형 유리 기판이 장시간 기판 이송 장치에 로딩되어 이송되기 때문에, 유리 기판이 자체 하중에 의하여 아래로 처지는 현상이 발생하기가 쉽다. 특히, 기판 이송 장치의 롤러에 의하여 대형화된 유리 기판이 충분히 떠받혀지지 못하면 기판이 처지는 현상은 발생하기가 쉽다. 때문에, 기판이 대형화될수록 유리 기판의 처짐 현상은 여러 지점에서 발생하게 되고, 처지는 정도도 많아지게 된다.
아울러, 예전처럼 평행한 상태로 공정을 진행하면, 식각 공정이나 세정 공정에서 발생하는 부산물을 제거하기가 쉽지 않다. 세정 공정 및/또는 식각 공정에서 발생하는 부산물 중에서 아주 미세한 파티클일지라도 유리 기판에 잔류하게 되면 디스플레이 장치의 성능에 장애가 된다. 기판이 대형화되고 전술한 문제점과 결합하여 공정 부산물을 완전히 제거하기는 더욱 어려워진다.
그리고, 상기한 문제점들은 유리 기판이 장시간 기판 이송 장치에 로딩되어 있는 시간이 길수록 더욱 심각하게 될 수가 있다. 아울러, 공정 시간이 길어질수록 생산비용은 증가하게 되고, 그 만큼 LCD 장치의 생산성은 낮아지게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시키고 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만이 아니라, 기판의 대형화에도 불구하고 기판의 처짐 현상이나 기판에 불순물이 잔류하는 것을 방지할 수 있는 LCD 장치용 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공정 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시키고 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만이 아니라, 기판의 대형화에도 불구하고 기판의 처짐 현상이나 기판에 불순물이 잔류하는 것을 방지할 수 있는 LCD 장치용 기판 처리 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1의 기판 로딩 유닛에 구비된 기판 로딩용 로봇 암에 대한 개략적인 평면도이다.
도 3a는 도 2의 로봇 암에 기판이 경사를 갖는 상태로 홀딩된 모습의 일 예를 도시한 측면도이다.
도 3b는 도 2의 로봇 암에 기판이 경사를 갖는 상태로 홀딩된 모습의 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1의 기판 이송 유닛에 구비된 기판 이송 장치에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 기판 이송 장치에 경사를 갖는 상태로 기판을 로딩하는 모습을 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 6a 및 도 6b는 기판 이송 장치에서 이송 중인 기판에 대하여 소정의 공정을 실시하는 모습을 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 7은 도 1의 공정 유닛의 일 예로서 습식 식각 유닛의 세부 구성을 도시하고 있는 구성도이다.
( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )
122 : 기판 로딩용 로봇 암 122a : 기판 홀딩 수단
124a : 진공 흡착 수단 124b : 슬립 방지 부재
131 : 구동 모터 134 : 샤프트
135 : 롤러 136 : 기판 가이드 수단
142 : 처리액 분사 장치
G : 액정 디스플레이 장치용 유리 기판
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 LCD 장치용 기판에 소정의 공정을 수행하는 본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 지면에 평행한 자세로 다수의 기판이 탑재된 카세트가 로딩/언로딩되는 카세트 유닛, 이 카세트로부터 기판을 꺼내어 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 지면에 대하여 소정의 각도로 경사를 갖도록 기판의 자세를 변경하여 로딩하기 위한 기판 로딩 유닛, 소정의 각도로 경사를 갖는 상태로 로딩된 기판을 경사 상태로 이송하기 위한 기판 이송 유닛, 기판 이송 유닛에서 이송되는 기판에 소정의 공정을 실시하기 위한 공정 유닛 및 기판 이송 유닛으로부터 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩 유닛을 포함한다. 여기서 이송 중인 기판은 약 1°내지 90°사이의 각도로 갖도록 기판 이송 유닛은 경사질 수가 있으며, 이 경사 각도는 공정 요원에 의하여 임의로 조정이 가능한 것이 바람직하다.
유리 기판이 대형화된 것은 대형 디스플레이 장치에 대한 수요의 증가만이 아니라 생산성의 향상과 밀접한 관련이 있다. 즉, 대형화된 기판에 한꺼번에 공정을 실시하고, 소정의 공정을 완료한 다음에 대형 유리 기판을 절단하게 되면 생산비용 및 설비 투자비용을 절감할 수 있기 때문에 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 유리 기판이 대형화되면서 처짐 현상이 생기기 쉽고, 식각이나 세정 불순물을 제거하기는 어려워지는 문제가 발생한다. 본 발명에 의하면 경사를 갖는 상태로 유리 기판을 로딩하고 공정을 실시하기 때문에, 기판의 대형화에 따른 공정 시간 단축 효과를 이용하면서, 아울러 대형화에 따른 공정상의 문제점을 해결할 수가 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 기판 처리 장치의 기판 로딩 유닛은 기판 로딩용 로봇 암을 포함하여 구성되고, 이 로봇 암의 일단에는 로딩될 기판을 홀딩하기 위한 기판 홀딩 수단이 구비되어 있으며, 그리고 이 로봇 암은 기판을 로딩하면서 동시에 기판의 자세를 변경하여 소정의 각도로 경사지도록 하는 것이 가능하다. 여기서 기판 홀딩 수단은 진공 흡착 방식으로 기판을 흡착함으로써 기판이 미끄러지는 것을 방지하거나 및/또는 기판 홀딩 수단에 기판이 미끄러지는 것을 방지하기 위한 슬립 방지 부재가 더 구비되어 있을 수 있다.
이와 같은 기판 로딩용 로봇 암을 이용하면 유리 기판을 기판 이송 유닛에 로딩하면서 동시에 기판의 자세도 지면에 평행한 상태에서 경사를 갖는 상태로 변경할 수가 있다. 따라서, 기반 이송 유닛에서는 경사 상태로 기판을 이송하기 위하여 추가적인 공정 단계를 거칠 필요가 없다. 또한, 이 기판 이송 장치를 평행 상태에서 경사 상태로 변경하기 위한 장치도 추가적으로 설치할 필요가 없다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 기판 처리 장치의 기판 이송 유닛에는 경사진 자세로 이송되는 기판을 가이드하기 위한 기판 가이드 수단이 구비되어 있을 수 있다. 그리고, 이 경우에 기판 이송 유닛은 구동 모터, 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 배치되며 구동 모터에 의해 구동되는 다수의 샤프트, 샤프트에 설치되어 기판과 접촉하면서 기판을 이송시키기 위한 2개 이상의 롤러 및 샤프트에 설치된 기판 가이드 수단을 포함한다.
상기한 구성을 포함하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치는 습식 식각 장치, 세정 장치, 현상 장치 또는 애슁 장치일 수 있다. 그리고, 예를 들어 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치가 습식 식각 장치일 경우에, 상기한 습식 식각 장치의 공정 유닛은, 기판에 대하여 초기 세정 공정을 실시하기 위한 선세정용 서브 유닛, 초기 세정된 기판에 대하여 습식 식각 공정을 실시하기 위한 습식 식각용 서브 유닛, 식각 공정이 완료된 기판에 대하여 식각 후 세정 공정을 실시하기 위한 후세정용 서브 유닛 및 식각 후 세정 공정이 완료된 기판을 건조시키기 위한 건조용 서브 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기한 습식 식각용 서브 유닛에서 식각 공정은 샤워 방식, 스프레이 방식, 노즐 분사 방식, 제트 스프레이 분사 방식 또는 담금 방식으로 수행될 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 LCD 장치용 기판에 소정의 공정을 수행하는 기판 처리 방법은 LCD 장치용 기판을 기판 처리 장치의 기판 이송 유닛에 로딩하고, 이 기판 이송 유닛에서 이송 중인 기판에 소정의 공정을 수행하는 기판 처리 방법으로서, 기판의 이송 방향에 대하여 수직한 방향으로 지면에 대하여 소정의 각도를 갖는 경사진 자세로 기판을 기판 이송 유닛에 로딩하는 경사 로딩 단계 및 기판의 경사진 상태를 유지한 채 기판에 대하여 소정의 공정을 실시하는 공정 단계를 포함하다. 이 공정 단계에서는 로딩된 기판에 대하여 세정 공정, 식각 공정, 현상 공정 또는 애슁 공정을 실시할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 구체적으로 적용되는 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 철저하고 완전하게 개시될 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 예시적으로 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성 요소들은 본 발명의 이해를 위하여 필요한 범위에서 간략하게 도시하였다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 LCD 장치용 기판 처리 장치에 대한 구성도가 개략적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 기판 처리 장치(100)는 카세트 유닛(110), 기판 로딩 유닛(120), 기판 이송 유닛(130), 공정 유닛(140) 및 기판 언로딩 유닛(150)을 포함한다. 기판 처리 장치(100)는 식각 장치, 세정 장치, 현상 장치 또는 애슁 장치 등 LCD 장치용 기판을 제조하는데 사용되는 장치이다. 이 기판 처리 장치(100)가 어떠한 공정을 수행하는가 하는 것은 기판 이송 유닛(130)과 연계하여 설치된 공정 유닛(140)의 구성 및 배치에 따라서 달라질 수 있다.
카세트 유닛(110)은 다수의 유리 기판이 탑재된 카세트가 로딩/언로딩되는 장치로서, 통상적으로 2 - 3개의 컴파트먼트(compartment)로 구분되어 있다. 각 컴파트먼트에는 하나의 카세트가 로딩되고, 유리 기판이 기판 처리 장치의 기판 이송 유닛(130)에 전부 공급되면 카세트는 카세트 유닛(110)으로부터 다시 언로딩된다. 카세트 유닛(110)의 카세트에 로딩된 유리 기판은 통상적으로 지면에 평행한 상태이다.
기판 로딩 유닛(120)은 카세트 유닛(110)에 로딩된 카세트에 탑재되어 있는 유리 기판을 기판 이송 유닛(130)에 로딩하기 위한 장치들로서 구성된다. 유리 기판의 로딩은 여러 가지 방법으로 실현될 수 있으나, 현재는 통상적으로 로봇 암이라고 불리는 수단을 포함하는 기판 로딩용 로봇 암에 의하여 수행된다.
본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 로봇 암의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에는 기판 로딩용 로봇 암(122)에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있는데, 로봇 암(122)은 주요부 및 그 일단에 기판 홀딩 수단(122a)을 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 로봇 암(122)은 로봇 암 축(122b)을 중심으로 화살표로 표시된 것처럼 지면에 평행하게 회전이 가능하다. 이를 통하여 카세트 유닛(110)으로부터 유리 기판을 꺼내어서 기판 이송 유닛(130)이 위치한 쪽으로 유리 기판을 이동시킬 수가 있다. 또한, 본 발명에 의한 로봇 암(122b)은 기판 홀딩 수단(122a)이 연결되는 부위에 기판 홀딩 수단(122a)만을 지면에 수직한 방향으로 회전시킬 수 있는 수단을 포함한다.
이와 같은 로봇 암(122)을 이용하면, 지면에 평행한 상태로 카세트에 탑재된 유리 기판을 기판 이송 유닛(130)에 로딩하기 전에 기판의 자세를 변경하는 것이 가능하다. 즉, 로봇 암(122)을 사용하여 기판 이송 유닛(130) 쪽으로 이동시키는 도중에, 기판 홀딩 수단(122a)도 동시에 회전시켜 유리 기판이 지면에 대하여 소정의 각도로 경사를 가지게 할 수가 있다.
도시된 것과 같은 로봇 암(122)이 아니라도 본 발명의 용도에 적합한 기판 이송용 로봇 암은 여러 가지 형태로 제조가 가능하다. 예컨대, 로봇 암 전체가 회전축에 대하여 상하좌우 방향으로 자유롭게 소정의 각도로 회전하는 장치로 구성될수도 있다.
도 3a 및 도 3b에는 도 2의 기판 로딩용 로봇 암에 기판이 지면에 대하여 소정의 각도(θ)로 경사를 가진 상태로 홀딩된 모습의 일 예들이 도시되어 있다. 기판이 지면에 대하여 기울어지는 각도(θ)는 1°내지 90°사이일 수 있다.
도 3a를 참조하면, 유리 기판(G)은 로봇 암(122)에 설치된 진공 흡착 장치(124a)에 의하여 로봇 암(122)에 경사를 갖는 상태로 홀딩되어 있다. 진공 흡착 장치(124a)는 유리 기판(G)이 카세트 유닛(120)으로부터 기판 이송 유닛(130)에 안전하게 로딩될 수 있도록 한다. 아울러, 이 진공 흡착 장치(124a)는 로봇 암(122)을 지면에 대하여 경사를 갖는 상태로 만들어도 유리 기판(G)이 로봇 암(122)으로부터 미끄러지는 것을 방지하는 역할도 한다.
그리고, 도 3b를 참조하면, 유리 기판(G)은 로봇 암(122)에 설치된 기판 슬립 방지 부재(124b)에 의하여 로봇 암(122)에 경사 상태로 홀딩된다. 기판 슬립 방지 부재(124b)가 설치되어 있으면, 전술한 진공 흡착 장치는 로봇 암에 설치할 필요가 없을 수도 있다. 그러나, 유리 기판(G)이 경사를 갖는 상태에서도 안전하게 로딩될 수 있도록 이 두 가지 수단이 함께 로봇 암(122)에 구비될 수도 있다. 도 3b에는 기판 슬립 방지 부재(124b) 이외에도 진공 흡착 장치(124a)도 구비된 로봇 암(122)이 도시되어 있다.
계속해서, 도 1을 참조하면 기판은 기판 로딩 유닛(120)으로부터 기판 이송 유닛(130)으로 로딩된다. 기판 이송 유닛(130)은 기판 이송 장치(130')를 포함하여 구성된다. 기판 이송 장치(130')의 일 예가 도 4a 및 도 4b에 개략적으로 도시되어있다. 여기서 도 4a는 기판 이송 장치(130')에 대한 평면도이고, 도 4b는 측면도이다.
기판 이송 장치(130')는 구동 모터(131), 샤프트(134), 롤러(135) 및 기판 가이드 수단(136)을 포함하여 구성된다. 그리고, 샤프트(134)는 유리 기판(G)의 이송 방향으로 양 측면에 길게 배치된 2개의 지지 바아(132)에 수직한 방향으로 다수가 설치되어 있다. 도 4b를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 이 샤프트(134)는 지면에 대하여 소정의 각도(θ) 예를 들어, 1°내지 90°의 경사를 가지고 있다. 그리고, 이 각도(θ)는 고정된 것일 수도 있고, 아니면 외부에서 임의로 조정이 가능한 것일 수도 있다.
그리고, 샤프트(134) 및 지지 바아(132)가 연결되는 곳 중에서 구동 모터(131)가 연결된 곳에는 나사 톱니 바퀴(133a)가 설치되어 있다. 나사 톱니 바퀴(133a)는 양 구성 요소를 연결하고 구동 모터(131)로부터 전달되는 회전 운동의 방향을 변환시키기 위한 장치이다. 그리고, 반대편 연결 부위에는 샤프트(134)가 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 부재(133b)가 설치된다.
구동 모터(131)에 의하여 샤프트(134)가 회전하게 되면, 샤프트(134)에 설치된 롤러(135)도 회전을 한다. 롤러(135)는 샤프트(134)와 동일한 각속도로 회전한다. 또는, 유리 기판(G)에 마찰에 의한 긁힘 등이 생기는 것을 방지하기 위해서는 롤러(135)의 회전 각속도는 샤프트(134)의 그것보다 더 작을 수 있다. 롤러(135)는 적어도 2개 이상이 설치되나, 비용, 효율 및 다른 구성 장치(예컨대 로봇 암에 의한 유리 기판의 로딩)와의 관계 등을 고려하여 적절한 수가 설치된다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 기판 이송 장치(130')에는 기판 가이드 수단(136)이 더 구비된다. 이것은 기판 이송 장치(130')가 소정의 각도(θ)로 지면에 대하여 경사를 가지고 있기 때문에, 기판 이송 장치(130')에 로딩된 유리 기판(G)이 중력 방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 기판 가이드 수단(136)은 샤프트(134)의 아래 쪽 끝에 설치된다. 그러나, 도시된 것과 달리 기판 가이드 수단(136)은 지지 바아(132) 등에 부착될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에는 기판 이송 장치(130')에 경사를 갖는 상태로 기판을 로딩하는 모습을 도시한 평면도 및 측면도이다. 전술한 바와 같이 본 발명에 의한 기판 이송 장치(130')에는 유리 기판(G)이 로딩될 때부터 유리 기판이 지면에 대하여 소정의 각도(θ)로 경사를 가진다. 따라서, 본 발명에 의한 기판 처리 장치를 이용하면, 유리 기판(G)을 기판 이송 장치(130')에 로딩한 다음에 유리 기판(G)이 경사를 갖는 자세가 되도록 하는데, 별도의 추가적인 공정이 필요가 없다. 로딩된 유리 기판(G)은 바로 기판 이송 장치(130')에서 이송되며, 이송 중인 유리 기판(G)에 필요한 공정이 실시된다. 그 결과, 유리 기판(G)이 기판 이송 장치(130')에 로딩되어 있는 시간을 단축시킬 수가 있다.
도 6a 및 도 6b에는 기판 이송 장치에서 이송 중인 기판에 대하여 소정의 공정을 실시하는 모습이 개략적으로 도시되어 있다. 여기서 도 6a는 평면도이고, 도 6b는 측면도이다. 도시된 처리액 분사 장치(142)는 도 1의 공정 유닛(140)에 구비될 수 있는 구성 수단의 일 예를 나타낸 것이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 유리 기판(G)은 소정의 각도(θ)로 경사진 상태로 기판 이송 장치(130')에서 이송되고 있다. 예컨대, 유리 기판(G)은 약 1°에서 약 90°정도의 각으로 경사를 가질 수가 있다. 그리고, 이송 중인 유리 기판(G)에 대하여 소정의 공정 예컨대 습식 식각 공정 또는 세정 공정 등을 실시한다. 처리액 분사 장치(142)에서는 처리액 예컨대 식각 용액이나 세정 용액 등이 분사된다. 분사된 처리액은 유리 기판(G)에 도달하여 식각 작용이나 세정 작용을 하고, 사용된 처리액은 경사를 갖는 유리 기판(G)을 따라 높이가 낮은 쪽으로 흘러 내리게 된다.
본 발명에 의하면, 유리 기판(G)이 경사를 갖기 때문에 처리액 및 이에 포함된 부산물 등을 유리 기판(G)으로부터 용이하게 제거할 수 있다. 즉, 처리액이 불필요한 공정 부산물과 함께 흘러 내려가기 때문에 유리 기판(G)에는 불순물이나 처리액이 거의 잔류하지 않는다.
도 7에는 도 1의 공정 유닛의 일 예로서 습식 식각 유닛(140a)의 세부 구성에 대한 일 예가 도시되어 있다. 이하에서는 도 7을 참조하여 기판 처리 장치에서 습식 식각 공정을 실시하는 과정을 간략히 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 습식 식각 유닛(140a)은 선세정용 서브 유닛(145), 습식 식각용 서브 유닛(146), 후세정용 서브 유닛(147) 및 건조용 서브 유닛(148)을 포함하여 구성된다.
경사 상태로 기판 이송 유닛(130)에 로딩된 유리 기판은 기판 이송 장치(130')에서 경사 상태로 하류로 이송되기 시작한다. 이송된 유리 기판은 선세정용 세정 배스(bath)에 도달한다. 먼저, 선세정용 세정 배스를 포함하는 선세정용 서브 유닛(145)에스는 유리 기판에 대하여 선세정 공정이 실시된다. 선세정 공정은여러 가지 방법으로 실시할 수가 있다. 예를 들어, 엑시머 자외선(UV)을 이용하는 방법, 오존수를 이용하는 방법, 수소수를 이용하는 방법, 음파를 이용하는 방법, 전기 분해된 물을 이용하는 방법 및/또는 초순수를 이용하는 방법 등이 있다. 이와 같은 방법을 이용한 선세정 공정도 물론 경사 상태로 실시한다.
선세정 공정이 완료된 유리 기판은 기판 이송 장치(130')에 의하여 습식 식각용 배스로 이동한다. 이 습식 식각용 배스를 구비한 부분이 습식 식각용 서브 유닛(146)에 해당한다. 습식 식각 공정은 경사를 갖는 유리 기판에 식각액을 스프레이 방식으로 분사하거나 노즐은 이용하여 분사함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 유리 기판을 일정 시간 동안 식각 배스에 담그는 담금법으로 습식 식각 공정을 진행할 수도 있다. 그 결과, 유리 기판에서 식각하고자 하는 막 등이 제거되며, 유리 기판에는 소정의 패턴이 형성된다.
계속해서, 경사진 유리 기판은 기판 이송 장치에 의하여 후세정용 세정 배스에 도달한다. 이 후세정 세정 배스를 구비한 부분이 후세정용 서브 유닛(147)에 해당한다. 후세정 공정은 선세정 공정에서 사용할 수 있는 방법 중에서 한 가지 이상의 방법을 사용함으로써 실시할 수 있다. 후세정 공정의 종류는 습식 식각 공정의 종류 및 제거하고자 하는 불순물 및 식각액에 따라 변할 수 있다.
후세정이 완료된 유리 기판에 대하여 계속해서 건조 공정이 실시된다. 건조 공정은 건조 서브 유닛(148)에서 실시한다. 건조 공정은 습식 식각 공정이나 세정 공정 중에 유리 기판에 남아 있을지도 모르는 수분 등을 최종적으로 제거하기 위한 공정이다. 건조 공정은 유리 기판이 경사를 갖는 상태에서 실시하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 유리 기판을 수평 상태로 만든 후에 실시하는 것도 가능하다. 이 경우에 기판 이송 장치(130')에는 유리 기판을 수평 상태로 복구하기 위한 장치 등이 설치될 필요가 있다. 건조 공정은 예를 들어, 에어 나이프를 이용하거나 또는 핫 플레이트를 이용하여 실시할 수 있다.
계속해서, 도 1을 참조하면, 기판 이송 유닛(130)에서 이송 중인 기판에 대하여 공정 유닛(140)의 설비를 이용하여 소정의 공정이 완료되면, 기판 이송 유닛(130)으로부터 기판을 언로딩한다. 이 단계에서의 기판 언로딩은 전술한 기판 로딩 과정을 역으로 실시하면 되기 때문에, 본 명세서에서는 기판 언로딩 유닛(150)의 구성 및 기판 언로딩 유닛(150)의 기능 등 상세한 설명은 생략한다. 다만, 전술한 건조 서브 유닛(148)에서 기판이 평행한 상태로 복구되지 않는 경우에는 기판을 언로딩하는 과정에서 기판이 평행한 상태로 되어 카세트에 탑재될 수 있도록 하여야 한다.
본 발명에 의한 기판 처리 장치를 이용하면, 기판이 경사를 갖는 상태로 기판 이송 유닛에 로딩되고, 또한 기판이 경사를 갖는 상태로 소정의 공정이 실시된다. 따라서, 기판의 자세를 변경하는데 따른 불필요한 공정 시간의 낭비가 없으므로 생산성이 향상되고 생산비용도 절감할 수 있다.
아울러, 기판이 경사 상태로 이송되기 때문에 기판의 자중에 의하여 기판이 아래로 처지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 기판 처리액 등이 경사를 갖는 기판에 의하여 아래로 잘 유출되기 때문에 기판 상에 불순물이나 기판처리액이 남아 있을 가능성이 현저히 줄어든다. 따라서, 세정 공정이나 식각 공정 등에서 기판에서 불순물 등을 효과적으로 제거할 수도 있다.

Claims (12)

  1. 액정 디스플레이 장치용 기판에 소정의 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 있어서,
    지면에 평행하게 액정 디스플레이 장치용 기판이 탑재된 카세트가 로딩/언로딩되는 카세트 유닛;
    상기 카세트 유닛에 로딩된 상기 카세트로부터 상기 기판을 꺼내어 상기 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 지면에 대하여 소정의 각도로 경사를 갖도록 상기 기판의 자세를 변경하여 로딩하기 위한 기판 로딩 유닛;
    소정의 각도로 경사를 갖는 상태로 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 유닛;
    상기 기판 이송 유닛에서 이송되고 있는 상기 기판에 소정의 공정을 실시하기 위한 공정 유닛; 및
    상기 기판 이송 유닛으로부터 상기 기판을 언로딩하기 위한 기판 언로딩 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 로딩 유닛은
    기판 로딩용 로봇 암을 포함하여 구성되고, 상기 로봇 암의 일단에는 상기기판을 홀딩하기 위한 기판 홀딩 수단이 구비되어 있으며, 상기 로봇 암은 상기 기판을 로딩하면서 동시에 상기 기판의 자세를 변경하여 소정의 각도로 경사를 갖도록 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판 홀딩 수단은 진공 흡착 방식으로 상기 기판을 흡착함으로써 상기 기판이 미끄러지는 것을 방지하거나 및/또는 상기 기판 홀딩 수단에 기판이 미끄러지는 것을 방지하기 위한 슬립 방지 부재가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 이송 유닛에서 상기 기판이 지면에 대하여 갖는 경사 각도는 1°내지 90°사이인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 이송 유닛에서 상기 기판이 지면에 대하여 갖는 경사 각도는 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판 이송 유닛에는 경사를 갖는 상태로 이송되는 상기 기판을 가이드하기 위한 기판 가이드 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은
    구동 모터;
    상기 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 배치되며 상기 구동 모터에 의해 구동되어 회전하는 다수의 샤프트; 및
    상기 샤프트에 설치되어 상기 기판과 접촉하면서 상기 기판을 이송시키기 위한 2개 이상의 롤러를 포함하고, 상기 기판 가이드 수단은 상기 샤프트에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치는 습식 식각 장치, 세정 장치, 현상 장치 또는 애슁 장치인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치는 습식 식각 장치이고, 상기 습식 식각 장치의 공정 유닛은,
    상기 기판에 대하여 초기 세정 공정을 실시하기 위한 선세정용 서브 유닛;
    초기 세정된 상기 기판에 대하여 습식 식각 공정을 실시하기 위한 습식 식각용 서브 유닛;
    식각 공정이 완료된 상기 기판에 대하여 식각 후 세정 공정을 실시하기 위한 후세정용 서브 유닛; 및
    식각 후 세정 공정이 완료된 기판을 건조시키기 위한 건조용 서브 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 습식 식각용 서브 유닛에서 식각 공정은 샤워 방식, 스프레이 방식, 노즐 분사 방식, 제트 스프레이 분사 방식 또는 담금 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 장치.
  11. 액정 디스플레이 장치용 기판을 기판 처리 장치의 기판 이송 유닛에 로딩한 다음, 상기 기판 이송 유닛에서 이송 중인 상기 기판에 소정의 공정을 수행하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 이송 방향에 대하여 수직한 방향으로 지면에 대하여 소정의 각도로 경사를 갖는 상태로 상기 기판을 상기 기판 이송 유닛에 로딩하는 경사 로딩 단계; 및
    상기 기판 이송 유닛에 로딩된 상기 기판에 대하여 상기 기판이 갖는 경사 상태를 유지한 채 소정의 공정을 실시하는 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공정 단계에서는 상기 기판에 대하여 세정 공정, 식각 공정, 현상 공정 또는 애슁 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치용 기판 처리 방법.
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