KR20050109259A - 복수의 토출로를 가지는 노즐 및 이를 사용하여 기판을세정하는 장치 - Google Patents

복수의 토출로를 가지는 노즐 및 이를 사용하여 기판을세정하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 건조하는 노즐에 관한 것으로, 노즐은 제 1토출로와 제 2토출로가 형성된 몸체를 가진다. 기판은 제 1토출로로부터 분사되는 건조가스에 의해 일차적으로 건조되고, 이후에 곧바로 제 2토출로로부터 분사되는 건조가스에 의해 이차적으로 건조된다.

Description

복수의 토출로를 가지는 노즐 및 이를 사용하여 기판을 세정하는 장치{NOZZLE WITH A PLURALITY OF DISCHARGES AND APPARATUS CLEANING SUBSTRATES WITH THE NOZZLE}
본 발명은 집적 회로를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판으로 소정의 유체를 공급하는 노즐 및 이를 사용하여 평판 디스플레이(flat panal display) 제조에 사용되는 기판을 세정하는 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 지금까지는 디스플레이 장치로 브라운관(cathode ray tube) 모니터가 주로 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 장치의 사용이 급격히 증대하고 있다. 평판 디스플레이로는 다양한 종류가 있으며, 이들 중 전력 소모와 부피가 적고 저전압 구동형인 액정 디스플레이(liquid crystal display)가 널리 사용되고 있다.
이러한 액정 디스플레이를 제조하기 위해 다양한 공정들이 수행되며, 이들 중 세정공정은 기판 상에 붙어 있는 먼지나 유기물 등을 제거하기 위해 수행된다. 이러한 세정 공정은 탈이온수를 사용하여 기판을 수세(rinse)하는 수세 공정과, 공기를 분사하여 기판에 부착된 탈이온수를 제거하는 건조 공정을 포함한다. 세정 공정에서 기판으로 유체를 공급하는 노즐로는 한국공개특허 2003-46843 등에 개시된 바와 같이 에어 나이프가 주로 사용된다. 그러나 세정모듈(특히, 건조모듈) 내에 설치된 일반적인 에어나이프에는 유체를 분사하는 토출로가 하나만 형성되어 있는데, 이를 사용하여 공정을 수행시 기판이 대형화됨에 따라 기판의 세정이 충분히 이루어지지 않는다.
본 발명은 기판의 세정 효율을 향상시킬 수 있는 노즐 및 이를 사용하는 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 노즐은 기판으로 유체를 분사하는 제 1토출로와 상기 기판으로 유체를 분사하는 제 2토출로가 형성된 몸체를 가지며 상기 제 2토출부는 상기 제 1토출부의 후방에 배치되어, 상기 기판은 상기 제 1토출로를 통해 분사되는 유체에 의해 1차적으로 세정되고, 상기 제 2토출로를 통해 분사되는 유체에 의해 2차적으로 세정된다. 상기 노즐은 기판 건조에 사용되는 노즐로 에어 나이프이고, 상기 유체는 기판 건조를 위한 공기, 질소가스, 또는 불활성 가스 중 어느 하나이며, 상기 기판은 평판 디스플레이 제조를 위한 기판일 수 있다. 또한, 상기 제 1토출로와 상기 제 2토출로 사이에는 적어도 하나의 제 3토출로가 더 제공될 수 있다.
또한, 상기 몸체는 내부에 상기 제 1토출로가 형성된 전방 몸체부와 상기 전방 몸체부로부터 후방으로 연장되어 배치되며 상기 제 2토출로가 형성된 후방 몸체부를 포함한다. 상기 후방 몸체부는 상기 전방 몸체부와 일체로 이루어지거나 상기 후방 몸체부와 상기 전방 몸체부는 분리 및 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 세정하는 장치는 기판을 지지하며 샤프트들의 회전에 의해 상기 기판을 일방향으로 이송하는 이송부와 상기 이송부에 놓여진 기판으로 세정을 위한 유체를 분사하는 적어도 하나의 노즐을 가지는 분사부를 포함한다. 각각의 상기 노즐은 상기 기판으로 상기 유체를 분사하는 제 1토출로 및 상기 제 1토출로의 후방에 배치되며 상기 기판으로 상기 유체를 분사하는 제 2토출로가 형성된 몸체를 가진다. 상기 유체는 상기 기판을 건조하는 공기이고, 상기 분사부는 상기 기판의 전면(front face)으로 공기를 분사하는 상부 노즐과 상기 기판의 후면(rear face)으로 공기를 분사하는 하부 노즐을 포함하며, 상기 상부 노즐과 상기 하부 노즐은 에어나이프일 수 있다. 또한, 상기 몸체는 내부에 상기 제 1토출로가 형성된 전방 몸체부와 상기 전방 몸체부로부터 후방으로 연장되어 배치되며 상기 제 2토출로가 형성된 후방 몸체부를 가진다. 상기 후방 몸체부는 상기 전방 몸체부와 일체로 이루어지거나 상기 후방 몸체부와 상기 전방 몸체부는 분리 및 결합될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 6을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
본 실시예에서 기판은 반도체 웨이퍼이거나 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 제조에 사용되는 기판일 수 있으며, 평판 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panal), 진공 형광 디스플레이(Vacuum Fluorescent Display), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display) 등일 수 있다.
또한, 본 실시예에서 노즐은 기판의 건조가 이루어지는 모듈에 설치되며, 노즐로는 에어를 분사하는 에어나이프를 예로 든다. 그러나 이는 일예에 불과하며 노즐은 수세 공정이 수행되는 모듈에 설치되며, 노즐은 탈이온수와 같은 수세액을 기판 상으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 건조 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 2는 건조 장치의 내부를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 건조 장치(1)는 건조 모듈(10), 기판 이송부(20), 그리고 분사부(30)를 가진다. 건조 모듈(10)은 기판(2)을 건조하는 공정이 진행되는 부분으로, 건조 모듈(10)의 내부에는 기판(2)을 이송하는 기판 이송부(20)와 기판(2) 상으로 공기를 분사하여 기판(2)의 표면에 부착된 탈이온수(deionized water)를 제거하는 분사부(30)가 배치된다.
건조 모듈(10)의 일측 벽(120)에는 수세 공정이 진행된 기판(2)이 건조 모듈(10) 내로 반입되는 통로인 입구(122)가 형성되고, 이와 마주보는 타측 벽(140)에는 건조 모듈(10) 외부로 건조 공정이 수행된 기판(2)이 반출되는 출구(142)가 형성된다. 또한, 건조 모듈(10) 내의 상부와 하부에는 각각 배기구(182)가 형성되고, 하부벽(160)에는 배출구(162)가 형성된다. 배기구들(182)은 기판(2)의 표면으로부터 이탈된 미세한 물입자를 외부로 배기하는 통로이고, 배출구(162)는 기판(2)으로부터 건조 모듈(10) 바닥으로 떨어진 탈이온수를 외부로 배출하는 통로이다.
기판 이송부(20)는 건조 모듈(10) 내에서 기판(2)을 일방향으로 이송한다. 기판 이송부(20)는 복수의 샤프트들(220), 롤러들(240), 그리고 구동부(260)를 포함한다. 샤프트(220)들은 건조 모듈(10) 내에 기판(2)이 이송되는 방향으로 나란히 배치되며, 구동부(260)에 의해 회전된다. 구동부(260)는 각각의 샤프트(220)의 양단에 결합된 풀리들(262), 인접하는 풀리들(262)을 연결하여 회전력을 전달하는 벨트들(264), 그리고 풀리들(262) 및 벨트들(264)에 회전력을 제공하는 모터(266)를 가진다. 각각의 샤프트(220)는 복수의 롤러(240)들에 삽입된다. 기판(2)은 롤러들(240) 상에 놓여지고, 샤프트(220)의 회전에 의해 일방향으로 이송된다.
분사부(30)는 기판(2)으로 건조가스를 분사한다. 건조가스로는 공기가 사용되며, 선택적으로 질소가스나 불활성 기체가 사용될 수 있다. 분사부(30)는 기판(2)의 상부면을 건조시키는 상부 노즐(300a)과 기판(2)의 하부면을 건조시키는 하부 노즐(300b)을 포함한다. 상부 노즐(300a)과 하부 노즐(300b)로는 공기를 분사하는 에어 나이프(airknife)가 사용될 수 있다. 상부 노즐(300a)과 하부 노즐(300b)은 서로 상하로 마주보도록 배치되며, 하부 노즐(300b)로부터 분사된 공기가 샤프트들(220)에 의해 간섭받지 않도록, 상부 노즐(300a)과 하부 노즐(300b) 사이의 전후방에서 샤프트(220)는 절개된다. 상부 노즐(300a)과 하부 노즐(300b)은 동일한 구조를 가진다. 이하, 하나의 노즐(도 3의 300)에 대해서 설명하며, 이 노즐(300)은 상부 노즐(300a)이거나 하부 노즐(300b)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노즐(300)의 사시도이고, 도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 절단한 노즐(300)의 단면도이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 노즐(300)은 일방향으로 길게 형성된 몸체(320)를 가지며, 몸체(320)에는 공급관(도 2의 380)이 연결된다. 몸체(320)는 전방 몸체부(320a)와 후방 몸체부(320b)를 가지며, 전방 몸체부(320a)와 후방 몸체부(320b) 내에는 공급관(380)으로부터 공급된 공기가 머무르는 버퍼부(340a, 320b) 및 공기의 토출 통로인 토출로(360a, 360b)가 각각 형성된다. 전방 몸체부(320a)에 형성된 버퍼부(340a) 및 토출로(360a)를 제 1버퍼부 및 제 1토출로라 하고, 후방 몸체부(320b)에 형성된 버퍼부(340b) 및 토출로(360b)를 제 2버퍼부 및 제 2토출로라 한다. 각각의 버퍼부(340a, 340b)는 비교적 넓은 공간을 가지도록 형성되며, 이로부터 연장되는 각각의 토출로(360)는 좁은 폭을 가지고, 그 토출구(362)는 노즐(300)의 길이방향으로 긴 슬릿(slit)으로 형성된다. 선택적으로 각각의 토출구(362)는 노즐(300)의 길이방향으로 등간격으로 이격되어 배치된 복수의 홀로서 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 전방 몸체부(320a)와 후방 몸체부(320b)는 일체로 제조될 수 있다. 이 경우 제 1버퍼부(340)와 제 2버퍼부(340)는 각각 형성되거나 하나로 통합되어 형성될 수 있다. 제 1버퍼부(340)와 제 2버퍼부(340)가 각각 형성된 경우, 제 1토출로(360)를 통해 분사되는 공기압과 제 2토출로(360)를 통해 분사되는 공기압은 동일하거나 상이할 수 있다.
선택적으로 도 5에 도시된 바와 같이 전방 몸체부(320a′)와 후방 몸체부(320b′)는 각각 제조되어, 서로간에 결합 및 분리될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 전방 몸체부(320a′) 및 후방 몸체부(320b′)간의 결합 및 분리를 위해 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 나사와 같은 고정수단 또는 일반적으로 이용될 수 있는 결합방법에 의해 결합 및 분리될 수 있다.
상술한 구조를 가지는 본 발명의 노즐(300)을 사용하여 건조공정 진행시 제 1토출로(360a)를 통해 분사되는 공기에 의해 기판(2)이 1차적으로 건조되고, 곧이어 제 2토출로(360a)를 통해 분사되는 공기에 의해 기판(2)이 2차적으로 건조되므로, 대형 기판(2)의 경우에도 기판(2)의 건조가 효율적으로 이루어진다.
또한, 본 실시예에서는 하나의 노즐(300)에 2개의 토출로(360a, 360b)가 형성되어 있는 것으로 설명하였다. 그러나 도 6에 도시된 바와 같이 건조효율을 향상시키기 위해 노즐(300″)은 적어도 하나의 제 3토출로(360c)가 더 형성된 몸체(320″)를 가질 수 있다. 몸체가 일체로 이루어진 경우, 제 3토출로(360c)는 제 1토출로(360a)와 제 2토출로(360b) 사이에 형성함으로써 이루어질 수 있다. 선택적으로 버퍼부와 토출로가 각각 형성된 몸체부(도시되지 않음)가 도 5의 전방 몸체부(320a)와 후방 몸체부(320b) 사이에 위치되도록 결합함으로써 제 3토출로가 제공될 수 있다.
대형 기판(2)에 대해 건조 공정 수행시에 건조 효율을 높이기 위해 건조 모듈(10) 내에 하나의 토출로(360)를 가지는 일반적인 노즐(300)을 복수개 설치할 수 있다. 세정 및 장치의 점검 등을 위해 건조 모듈(10)로부터 노즐(300)의 분리 및 재설치가 정기적으로 이루어지는 데, 상술한 바와 같이 복수의 노즐(300)을 사용하는 경우 노즐(300)의 설치에 매우 많은 시간이 소요되고 장치의 구성이 복잡해진다. 실질적으로 노즐(300)은 정확한 위치에 배치되도록 설치되어야 하기 때문에, 하나의 노즐(300)을 모듈(10) 내에 설치시 매우 많은 시간이 소요되고 있다. 그러나 본 발명의 노즐(300)을 사용하는 경우, 장치의 구성이 매우 간단하며 장치에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있다.
또한, 하나의 토출로(360)를 가지는 일반적인 노즐(300)을 기판(2)의 진행방향으로 서로 이격되도록 설치하는 경우에는 노즐(300)들이 일정간격 이격되어 설치되어야 하므로 장치의 체적이 증가된다. 그러나 본 발명의 노즐(300)을 사용하는 경우에는 장치의 체적을 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 토출로를 가지는 노즐을 사용하여 기판을 건조하므로, 기판이 대형화되는 경우에도 건조 공정이 효과적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 노즐을 사용하는 경우, 장치의 체적을 최소화할 수 있고 장치의 구성이 간단하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 건조 장치를 개략적으로 보여주는 평면도;
도 2는 건조 장치의 내부를 개략적으로 보여주는 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 노즐의 사시도;
도 4는 도 3의 선 A-A를 다라 절단한 단면도; 그리고
도 5는 도 3의 노즐의 변형된 예를 보여주는 단면도;
도 6은 3개의 토출로들이 형성된 몸체를 가지는 노즐의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 건조 모듈 20 : 이송부
30 : 분사부 300 : 노즐
320 : 몸체 320a : 전방 몸체부
320b : 후방 몸체부 360a : 제 1토출부
360b : 제 2토출부

Claims (12)

  1. 집적회로 제조에 사용되는 노즐에 있어서,
    기판으로 유체를 분사하는 제 1토출로와 상기 제 1토출로의 후방에 배치되며 상기 기판으로 유체를 분사하는 제 2토출로가 형성된 몸체를 가지는 것을 특징으로 하는 노즐.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐은 에어 나이프인 것을 특징으로 하는 노즐.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐은 기판 건조에 사용되는 노즐이고,
    상기 유체는 기판 건조를 위한 공기, 질소가스, 또는 불활성 가스 중 어느 하나이며,
    상기 기판은 평판 디스플레이 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 하는 노즐.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1토출로와 상기 제 2토출로 사이에는 적어도 하나의 제 3토출로가 더 형성된 것을 특징으로 하는 노즐.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체는,
    내부에 상기 제 1토출로가 형성된 전방 몸체부와;
    상기 전방 몸체부로부터 후방으로 연장되어 배치되며, 상기 제 2토출로가 형성된 후방 몸체부를 가지는 것을 특징으로 하는 노즐.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 후방 몸체부는 상기 전방 몸체부와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 노즐.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 후방 몸체부와 상기 전방 몸체부는 분리 및 결합이 가능한 것을 특징으로 하는 노즐.
  8. 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 세정하는 장치에 있어서,
    기판을 지지하며, 샤프트들의 회전에 의해 상기 기판을 일방향으로 이송하는 이송부와;
    상기 이송부에 놓여진 기판으로 세정을 위한 유체를 분사하는 적어도 하나의 노즐을 가지는 분사부를 포함하되,
    각각의 상기 노즐은 상기 기판으로 상기 유체를 분사하는 제 1토출로 및 상기 제 1토출로의 후방에 배치되며 상기 기판으로 상기 유체를 분사하는 제 2토출로가 형성된 몸체를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 유체는 상기 기판을 건조하는 공기이고,
    상기 분사부는,
    상기 기판의 전면(front face)으로 공기를 분사하는 상부 노즐과;
    상기 기판의 후면(rear face)으로 공기를 분사하는 하부 노즐을 포함하며,
    상기 상부 노즐과 상기 하부 노즐은 에어나이프인 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 몸체는,
    내부에 상기 제 1토출로가 형성된 전방 몸체부와;
    상기 전방 몸체부로부터 후방으로 연장되어 배치되며, 상기 제 2토출로가 형성된 후방 몸체부를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 후방 몸체부는 상기 전방 몸체부와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 후방 몸체부와 상기 전방 몸체부는 분리 및 결합이 가능한 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
KR1020040034332A 2004-05-14 2004-05-14 복수의 토출로를 가지는 노즐 및 이를 사용하여 기판을세정하는 장치 KR20050109259A (ko)

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