KR20050015448A - 습식식각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘시디패널의 식각공정에 사용되는 습식식각장치에 관한 것으로, 케미컬 베쓰(chemical bath)와; 상기 케미컬 베쓰의 상부에서 이송되는 기판에 식각액을 분사하는 복수의 스프레이 파이프와; 기판을 이송방향에 대해 좌우왕복운동시키는 왕복운동과 기판을 이송방향축선을 중심으로 소정각도로 회동운동시키는 회동운동을 하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 습식식각공정에서 기판의 중심영역과 가장자리영역의 식각액 정체 시간차이를 줄일 수 있고, 식각의 균일성이 향상된 습식식각장치가 제공된다.

Description

습식식각장치 {Wet Etching Apparatus}

본 발명은 습식식각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식식각공정에서 기판의 중심영역과 가장자리영역의 식각액 정체 시간차이를 줄일 수 있고, 식각의 균일성이 향상된 습식식각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 인가전압에 따른 액정의 투과도 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자소자를 말하며, 백라이트유닛과 액정표시패널 및 케이싱 등으로 구분된다.

이러한 액정표시장치의 액정표시패널(TFT 기판 등) 기판의 제조공정은 박막증착, 포토, 식각 등의 공정을 포함하여 구성되며, 청정도를 유지하기 위한 세정공정과 공정 전후의 결과 및 이상 여부를 확인하기 위한 검사공정을 포함한다.

그 중, 물리적·화학적 반응을 이용하여 기판상에 형성된 패턴대로 박막을 선택적으로 제거함으로써 실제의 박막 패턴을 구현하는 식각공정은 그 방법에 따라 건식식각 및 습식식각으로 구분된다. 그 중, 습식식각은 기본적으로 케미컬베스의 상측에 기판이 위치하며, 기판에 식각액을 뿌려주어 식각공정을 수행하게 된다. 식각액을 기판에 뿌려줄 때에는 스프레이(spray), 딥(dip), 딥 엔 스프레이(dip and spray) 모드를 선택적으로 사용하게 된다. 스프레이 모드의 경우에는 스프레이노즐의 개수나 움직이는 속도, 노즐바아의 개수 등이 식각균일도 및 얼룩에 많은 영향을 미친다.

도 1은 종래 기술에 의한 습식식각장치의 동작을 도시한 간략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 습식식각장치는 케미컬 베쓰(미도시)와 케미컬 베쓰(미도시)의 상부에 설치된 복수의 스프레이 파이프(200)를 이용하여 이송부(미도시) 상에서 유동되는 기판(400)상에 스프레이 파이프(200)에 설치된 분사부(210)을 이용하여 식각액을 분사시키는 구조를 가지고 있다.

여기서 종래기술에 의한 습식식각장치의 작동을 살펴보면, 기판(400)에 식각액을 분사하는 스프레이 파이프(200)가 스프레이 파이프(200)의 중심축을 중심으로 소정각도로 회동("F" 방향)하여 기판(400) 상에 식각액을 고르게 분사한다. 또한, 식각액이 기판(400) 상에 분사됨과 동시에 이송부가 기판(400)의 이송방향( "X" 방향)에 대해 좌우방향("G"방향)으로 왕복운동을 한다.

하지만 엘시디가 대형화되면서 기판이 커짐에 따라, 상술한 종래 기술에 의한 습식식각장치는 대형화된 기판에 식각액을 분사함에 있어서 균일도가 낮고, 식각액이 기판에 머무는 식각액 정체 시간이 기판의 중앙영역과 가장자리 영역 간에 차이가 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 습식식각공정에서 기판의 중심영역과 가장자리영역의 식각액 정체 시간차이를 줄일 수 있고, 식각의 균일성이 향상된 습식식각장치가 제공함에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 케미컬 베쓰(chemical bath)와; 상기 케미컬 베쓰의 상부에서 이송되는 기판에 식각액을 분사하는 복수의 스프레이 파이프와; 기판을 이송방향에 대해 좌우왕복운동시키는 왕복운동과, 기판을 이송방향축선을 중심으로 소정각도로 회동운동시키는 회동운동을 하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식식각장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 스프레이 파이프는 상기 기판의 이송방향 및 이송방향에 대해 좌우방향으로 선택적으로 왕복운동하도록 설치되는 것이 식각 균일도를 높이는데 있어서 바람직하다 .

한편, 상기 회동운동은 이송방향축선에 대해 대략 1도 내지 5도 범위 내에서 이루어지는 것이 추천된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널용 기판의 제조공정을 도시한 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 액정표시패널(TFT 기판 등)은 세정(S1), 박막증착(S2), 포토(S3), 식각(S4) 및 검사(S5) 등의 제조공정을 거쳐 제작되며, 그 제조공정을 간단히 살펴보면 하기와 같다.

먼제 세정(SI)공정은 초기 투입이나 공정 중에 기판이나 막 표면의 오염, 입자를 사전에 제거하여 불량이 발생하지 않도록 함과 아울러 증착될 박막의 접착력 강화와 액정표시패널의 특성 향상을 목적으로 하며, 넓은 의미에서는 식각공정 후의 감광막 제거 공정도 포함할 수 있다. 세정방법으로는 물리세정, 화학세정 및 건식세정이 주로 사용된다.

박막증착(S2)공정은 세정이 완료된 기판에 박막을 증착하는 공정으로서, 금속 및 투명전극의 경우에는 Sputtering 방법, 실리콘 및 절연막은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposion) 방법을 주로 사용한다.

포토(S3)공정은 마스크(Mask)에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 형상하는 일련의 공정으로서 감광액 도포, 정렬 및 노광, 현상이 주요 공정이다. 여기서, 감광액 도포공정은 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광액(PR)을 박막이 증착된 기판 위에 균일한 두께로 형성하는 단계이고, 정렬 및 노광공정은 마스크 및 기판을 정렬하여 일정시간 동안 광원을 조사함으로써 감광액과 반응하게 하는 단계이며, 현상공정은 현상액을 이용하여 노광 영역과 비노광 영역의 감광액을 선택적으로 제거함으로써 마스크 패턴을 박막 위에 구현하는 단계이다.

식각(S4)공정은 물리적·화학적 반응을 통해 감광액에 의하여 기판상에 형성된 박막을 선택적으로 제거함으로써 실제의 박막 패턴을 구현하는 단계로서, 건식식각 및 습식식각으로 구분된다.

검사(S5)공정은 단위 공정의 완성도를 확인하거나 제품의 전기적·광학적 특성을 측정하는 작업으로서, 박막의 증착 두께 및 식각 두께의 평가, 패턴의 형성 확인 및 전기적 특성 평가 등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 일련의 공정 중 식각공정, 특히 습식식각에 필요한 습식식각장치에 관한 것으로, 그에 대한 구성 및 기능에 대한 설명은 도 3 내지 도 7을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 습식식각장치를 간략하게 도시한 간략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 습식식각장치는 케미컬 베쓰(10)와 케미컬 베쓰(10)의 상부에 설치된 복수의 스프레이 파이프(20)에 설치된 분사부(21)를 이용하여 이송부(40) 상에서 유동되는 기판(30) 상에 식각액을 분사시키는 구조를 포함한다.

케미컬 베쓰(10)는 스프레이 파이프(20)의 분사부(21)에서 분사되어 기판(30)을 식각시킨 식각액을 담고, 습식식각장치의 외부에 마련된 탱크(미도시)에 연통되어 식각액을 배출하는 배출구(11)를 포함한다.

이송부(40)는 기판(30)이 식각공정 중 후술 할 왕복운동(도 4의 "A") 및 회동운동(도 5의 "B")이 이루어질 수 있도록 기판의 좌우 왕복운동을 위한 왕복구동부(미도시)와 기판의 회동운동을 위한 회동구동부(미도시)를 포함한다.

또한, 스프레이 파이프(20)도 마찬가지로 후술할 회동운동(도 6의 "C")과 왕복운동(도 7의 "D" 및 "E")을 할 수 있도록 회동구동부(미도시)와 왕복구동부(미도시)를 포함한다. 상술한 구동부는 캠, 피스톤, 스텝 모터 등 공지된 구동수단 등을 이용하여 마련된다.

이상 상술한 구성에 의하여 본 발명에 따른 습식식각장치의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다. 도4와 도5는 본 발명에 따른 습식식각장치의 이송부(40)상에 위치한 기판(30)의 작동을 도시한 작동도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 습식공정 중에 이송부(40)는 기판(30)의 이송방향("X")에 대하여 좌우방향의 왕복운동(도 4의 "A")과 기판의 이송방향축선을 중심으로 한 회동운동(도 5의 "B")을 상호 반복적으로 수행하게 된다. 상술한 회동운동(도 5의 "B")은 대략 1도 내지 5도의 범위에서 이루어 지는 것이 바람직하다.

이송부(40)가 상술한 작동을 하게 되면, 이송부(40) 상에 마련된 기판(30) 상에 식각액이 머무는 식각액 정체시간이 기판(30)의 중앙영역과 가장자리 영역 간의 차이가 줄어들게 되어 식각의 균일도가 높아지게 된다. 특히 대형화된 기판의 경우 상술한 회동운동에 의하여 식각액 정체시간 차이가 줄어 들게 되는 효과가 크다.

도 6과 도7은 스프레이 파이프(20)의 작동을 도시한 작동도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 스프레이 파이프(20)는 식각공정 중에 스프레이 파이프(20)가 스프레이 파이프(20)의 중심선을 중심으로 회동함과 동시에 복수의 스프레이 파이프(20)가 전후좌우도 왕복운동을 한다. 따라서 스프레이 파이프(20)에 설치된 분사부(21)는 스프레이 파이프(20)의 작동에 따라 같은 방향으로 작동하므로 식각액이 기판(30)에 고르게 분사된다. 따라서 대형화된 기판(30)의 경우 식각장치는 넓은 분사영역을 효과적으로 분사하게 된다.

상술한 이송부(40)의 왕복운동(도 4의 "A") 및 회동운동(도 5의 "B")과 스프레이 파이프(20)의 회동운동(도 6의 "C") 및 왕복운동(도 7의 "D" 및 "E")은 식각공정 중에 동시에 수행되므로 기판(30)이 대형화 되더라도 기판(30)상에 식각액이 머물게 되는 식각액 정체시간을 줄이고, 기판(30) 상에 고루 식각액을 분사할 수 있게 되는 것이다 .

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 습식식각공정에서 기판의 중심영역과 가장자리영역의 식각액 정체 시간 차이를 줄일 수 있고, 식각의 균일성이 향상된 습식식각장치가 제공된다.

도 1은 종래기술에 의한 습식식각장치의 작동을 나타낸 간략도,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치용 기판의 제조공정을 도시한 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 습식식각장치를 도시한 간략도,

도 4는 본 발명에 따른 습식식각장치의 이송부의 왕복운동을 도시한 작동도,

도 5는 본 발명에 따른 습식식각장치의 이송부의 회동운동을 도시한 작동도,

도 6은 본 발명에 따른 습식식각장치의 스프레이 파이프의 회동을 도시한 작동도,

도 7은 본 발명에 따른 습식식각장치의 스프레이 파이프의 왕복운동을 도시한 작동도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 케미컬 베쓰 11: 배출구

20: 스프레이 파이프 21: 분사부

30: 기판 40: 이송부

Claims (3)

1. 케미컬 베쓰(chemical bath)와;

   상기 케미컬 베쓰의 상부에서 이송되는 기판에 식각액을 분사하는 복수의 스프레이 파이프와;

   기판을 이송방향에 대해 좌우왕복운동시키는 왕복운동과, 기판을 이송방향축선을 중심으로 소정각도로 회동운동시키는 회동운동을 하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식식각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스프레이 파이프는 상기 기판의 이송방향 및 이송방향에 대해 좌우방향으로 선택적으로 왕복운동하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 습식식각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 회동운동은 이송방향축선에 대해 대략 1도 내지 5도 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식식각장치.