KR20060001235A - 식각 장비 - Google Patents

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왕진수
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 생산량을 증대시키면서, 장비 효율을 증가시킬 수 있는 식각 장비를 개시한다. 개시된 본 발명은 식각 공정을 진행하기 위해서 제 1 반입부, 제 1 식각부, 제 1 세정부, 제 1 건조부 및 제 1 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 1 공정 장비와; 식각 공정을 진행하기 위해서 제 2 반입부, 제 2 식각부, 제 2 세정부, 제 2 건조부 및 제 2 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 2 공정 장비와; 상기 제 1 공정 장비와 제 2 공정 장비가 병렬로 배치된 상태에서 양측에 기판을 반출 및 반입하는 제 1 로딩부와 제 2 로딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 로딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반입부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반출부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하고, 상기 제 2 로딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반출부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반입부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하며, 상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 액정표시장치 제조 공정 중 동일한 습식 식각 공정 또는 서로 다른 식각 공정과 스트립 공정을 처리하는 것을 특징으로 한다.
액정표시장치, 식각, 습식각, wet, 세정

Description

식각 장비{ETCHING EQUIPMENT}
도 1은 종래 기술에 따른 'U'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 'I'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 병렬 'Ⅱ'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
101a: 제 1 반입부 101b: 제 2 반입부
103a: 제 1 식각부 103b: 제 2 식각부
105a: 제 1 세정부 105b: 제 2 세정부
106a: 제 1 건조부 106b: 제 2 건조부
107a: 제 1 반출부 107b: 제 2 반출부
120a: 제 1 로딩부 120b: 제 2 로딩부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시장치의 생산량을 증대시키면서, 장비 효율을 증가시킬 수 있는 식각 장비에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다.
지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.
이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
상기와 같은 액정표시장치는 글라스 기판 상에 순차적으로 마스크 공정을 진행하여 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인 및 TFT를 형성한 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대응되도록 글라스 기판 상에 R, G, B 칼라 필터층을 형성한 칼라 필터 기판을 얼라인(align) 시켜 합착한 다음, 액정을 주입한다.
이와 같이, 마스크 공정에 의하여 어레이 기판과 칼라 필터 기판을 형성할 때에는 각각의 공정을 진행하고, 다음 공정으로 진행하기 전에 기판을 세정하는 세정 공정이 진행된다.
상기와 같은 기판의 세정 공정은 이후 진행되거나 패터닝 될 금속막의 유니포머티(uniformity)가 향상되고, 불량률을 줄여 생산 수율을 향상시키는 기능을 한다.
특히, 액정표시장치를 제조하는 공정에서는 어레이 기판을 제조할 때, 금속 막을 식각하는 습식 식각 공정과 반도체막을 식각하는 건식 식각 공정이 진행된다.
상기 건식 식각 공정은 반응성이 강한 플라즈마 환경에서 박막을 식각하고, 습식 식각 공정은 반응성이 강한 케미컬(chemical)에 박막을 노출시켜 박막을 식각한다.
건식 식각 공정은 플라즈마화 되기 쉬운 반응 가스를 해리 시켜 형성된 플라즈마 환경에서 박막의 식각을 수행하기 때문에 어떠한 박막이라도 패터닝을 수행할 수 있는 장점을 갖는다.
반면, 습식 식각 공정은 건식 식각 공정과 달리 특정 박막만을 선택적으로 식각하는 액체 상태의 케미컬을 사용하여 박막의 식각을 수행한다. 이와 같은 이유로 식각 대상인 박막이 바뀌면 이에 따라 케미컬(chemical)도 함께 교체해야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 'U'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 습식각 장비는 포토레지스트(photoresistor) 마스크 패턴이 형성된 기판을 수십 매씩 카세트에 적층한 다음, 식각 장비에 배치되어 있는 로더부(loader)로 이송한다.
상기 로더부에 탑재된 카세트는 반입/반출부(Loading/Un Loading:10)에 설치되어 있는 로봇에 의해서 상기 습식각 장비 내로 투입된다.
상기 반입/반출부(10)에서 투입된 기판은 제 1 이송부(In Convey: 11)에서 식각 용액에 의해서 기판 표면에 증착된 금속막을 식각하는 식각 공정과 감광막을 제거하는 스트립(strip) 공정을 진행하기 위해서 식각부(Chemical Unit: 13)로 이송된다.
상기 식각부(13)에서 습식각 및 스트립 공정이 완료되면, 기판 상에 존재하는 식각 용액, 스트립 용액을 제거하기 위하여 세정부(14)로 기판을 이동시킨다.
상기 세정부(14)에서는 DI(De Ionized water) 세정액을 사용하여 기판 표면에 존재하는 파티클(particle)을 제거한다.
상기와 같이 세정부(14)에서 세정 공정이 완료되면, 기판을 건조부(D교 Unit:15)으로 이동시켜 기판 표면 상에 존재하는 수분을 제거한다.
상기 건조부(15)에서 기판 건조 공정이 진행되면, 이를 제 2 이송부(Out Convey: 17)를 통해서 상기 반입/반출구(10)에 배치되어 있는 로더부의 카세트에 기판들을 다시 적재시킨다.
도 2는 종래 기술에 따른 'I'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도 1과 같은 'Ｕ' 구조를 갖는 습식각 장비에서 턴 영역을 제거하기 위해서 'Ｉ' 구조로 형성한 것이다.
따라서, 내부적인 프로세스(process)는 상기 도 1에서 설명한 습식각 장비와 유사하므로 간단히 설명한다.
상기 'Ｉ' 구조를 갖는 습식각 장비는 'Ｕ' 구조와 달리 반입/반출부(20a, 20b)가 양측에 배치되어 있다.
즉, 제 1 반입/반출부(20a)는 공정을 진행하기 위해서 기판을 카세트로부터 반출하여 제 1 이송부(21)로 로딩(loading)시키기는 작업을 하고, 제 2 반입/반출부(20b)는 습식각 공정이 완료된 기판을 다른 공정 챔버로 이송시키기 위해서이다.
상기 제 1 이송부(21)에서 이송된 기판들은 식각부(23)로 이동하여 식각 공정 및 스트립 공정을 진행한 다음, 세정부(24)에서 세정 공정을 진행한다.
상기 세정부(24)에서 기판 표면의 파티클을 제거하는 세정 공정이 진행되면 이를 건조부(25)로 이동시켜 기판 표면에 존재하는 수분을 제거한다.
그리고 상기 건조부(25)에서 기판 표면의 수분을 제거하는 건조 공정이 완료되면, 제 2 이송부(27)에 의해서 제 2 반입/반출부(20b)로 기판이 이동하게 된다.
이와 같이 'Ｉ' 구조를 갖는 습식각 장비는 'Ｕ' 구조를 갖는 습식각 장비에 비해서 턴 영역이 존재하지 않으므로 택 타임(Tact Time)이 단축되는 이점이 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 습식각 장비는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 'Ｕ' 구조를 갖는 습식각 장비는 식각부와 세정부, 세정부와 건조부 사이에 두 번의 턴 영역(turn area)이 존재하여 작업 시간이 길어지는(Tact Time) 단점이 있다.
즉, 상기 턴 영역에서 기판을 이동시키기 위해서 서보 모터(servo motor) 또는 에어 실린더(air cylinder) 메카니즘을 사용하는데, 이 때문에 45초의 택 타임 한계를 갖게 되어 생산량이 저하된다.
둘째, 'Ｉ' 구조를 갖는 습식각 장비의 경우에는 'Ｕ' 구조를 갖는 습식각 장비에 비해서 택 타임(Tact Time)이 단축되는 이점이 있으나, 각각의 양단에 기판 반입/반출을 위한 로봇을 배치해야 하므로 투자비가 상승되는 문제가 있다.
특히 'Ｉ' 구조를 갖는 습식각 장비의 경우에는 장비 프로세서의 폭보다 반입/반출부의 폭이 넓어 장비 풋프린트(footprint) 증가에 따른 크린룸(clean room) 효율이 감소되는 문제가 있다.
본 발명은, 액정표시장치 제조 공정에서 사용하는 습식각 장비의 구조를 'Ｉ' 구조를 병렬로 연결한 'П' 구조로 변경함으로써, 택 타임(Tact Time) 시간을 줄여 생산량과 장비 효율을 증대시킬 수 있는 식각 장비를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 식각 장비는,
식각 공정을 진행하기 위해서 제 1 반입부, 제 1 식각부, 제 1 세정부, 제 1 건조부 및 제 1 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 1 공정 장비와;
식각 공정을 진행하기 위해서 제 2 반입부, 제 2 식각부, 제 2 세정부, 제 2 건조부 및 제 2 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 2 공정 장비와;
상기 제 1 공정 장비와 제 2 공정 장비가 병렬로 배치된 상태에서 양측에 기판을 반출 및 반입하는 제 1 로딩부와 제 2 로딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 로딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반입부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반출부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하고, 상기 제 2 로 딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반출부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반입부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하며, 상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 액정표시장치 제조 공정 중 동일한 습식 식각 공정 또는 서로 다른 식각 공정과 스트립 공정을 처리하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1 공정 장비는 건식각 공정을 처리하고 제 2 공정 장비는 습식각 공정을 처리하고, 상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 액정표시장치 제조 공정중 서로 동일한 공정을 처리하며, 상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 습식각 공정을 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액정표시장치 제조 공정에서 사용하는 습식각 장비의 구조를 'Ｉ' 구조를 병렬로 연결한 'П' 구조로 변경함으로써, 택 타임(Tact Time) 시간을 줄여 생산량을 증대할 수 있고 장비 효율을 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 병렬 'Ⅱ'자형 식각 장비의 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 'Ι' 자형 식각 장비를 병렬로 연결함으로써, 'П' 자형 습식각 장비 구성한다.
본 발명의 'П' 형태 습식각 장비는 각각 동일한 공정을 진행할 수 있는 프로세서 장비를 병렬 형태로 연결하거나, 각각 독립적으로 진행되는 프로세서(process)를 병렬 형태로 연결하였다.
따라서, 동일한 공정을 두 개의 라인에서 동시에 실시할 수 있기 때문에 장 비의 효율을 높일 수 있고, 서로 다른 공정을 진행하는 프로세서를 연속적으로 진행할 수 있어서, 생산 지연과 같은 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 'П' 형태의 습식각 장비의 구조를 보면 다음과 같다.
먼저, 제 1 반입부(In Convey: 101a), 제 1 식각부(Chemical Unit: 103a), 제 1 세정부(105a), 제 1 건조부(106a) 및 제 1 반출부(Out Convey: 107a)와 제 2 반입부(In Convey: 101b), 제 2 식각부(Chemical Unit: 103b), 제 2 세정부(105b), 제 2 건조부(Dry: 106b) 및 제 2 반출부(Out Convey: 107b)가 각각 'Ι' 형태로 병렬로 연결되어 있다.
그리고 상기 제 1 반입부(101a)와 제 2 반출부(107b)에 결합되어 있는 제 1 로딩부(Loading/Un Loading: 120a)는 상기 제 1 반입부(101a)에 기판을 공급하거나 상기 제 2 반출부(107b)에서 작업이 완료된 기판을 반출하는 기능을 모두 수행한다.
마찬가지로 상기 제 1 로딩부(Loading/Un Loading: 120a)와 대응되도록 습식각 장비의 타측 영역에 배치되어 있는 제 2 로딩부(Loading/Un Loading: 120b)도 상기 제 2 반출부(Out Convey: 107b)와 제 2 반입부(101b)에 결합되어 상기 제 2 반출부(107b)에서 작업이 완료된 기판을 반출하거나, 상기 제 2 반입부(101b)에 기판을 공급하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에서는 두 개의 공정 라인이 서로 독립적인 프로세서인 경우에는, 예를 들어 하부 라인은 습식각(wet etch) 공정이고 상부 라인은 습식각(wet etch) 공정후에 진행하는 PR 스트립 공정인 경우 상기 하부 라인을 따라 습식각 공 정을 완료한 기판은 제 2 로딩부(120b)에서 곧바로 상부 프로세서 장비의 제 2 반입부(101b)로 기판을 공급하여 연속적인 공정을 진행할 수 있다.
또한, 본 발명의 'Π' 구조를 갖는 두 개의 라인 모두가 동일한 프로세서인 경우에는, 예를 들어 두 개 모두 습식각 공정 장비로 이루어진 경우에는 양쪽 라인에서 동시에 장비를 동작시켜, 장비 생산 효율을 높일 수 있다.
그리고 상기 제 1 로딩부(120a)와 제 2 로딩부(120b)의 폭과 두 라인의 폭이 거의 유사하므로 장비 구성의 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 'Π' 형태의 장비 구조는 종래의 'Ｕ' 구조에 비해서 식각 공정 후에 세정 공정을 진행하기 위해서 기판의 이송 방향을 90°이상 바꾸는 턴 영역(turn)이 존재하지 않으므로 작업 택 타임(Tact Time)을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 한쌍의 로딩부가 두 개의 라인 양측에 배치되어 기판을 공급하기 때문에, 기판을 반입/반출하기 위하여 설치되는 로봇의 수를 줄 일 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 종래 'Ｕ' 형태의 장비 구조 또는 'Ｉ' 형태의 장비 구조에 비해서 최소의 면적에 장비를 배치할 수 있으므로, 크린룸(clean room) 운용 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치 제조 공정에서 사용하는 습식각 장비의 구조를 'Ｉ' 구조를 병렬로 연결한 'П' 구조로 변경함으 로써, 택타임(Tact Time) 시간을 줄여 생산량을 증대할 수 있고 장비 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 식각 공정을 진행하기 위해서 제 1 반입부, 제 1 식각부, 제 1 세정부, 제 1 건조부 및 제 1 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 1 공정 장비와;
    식각 공정을 진행하기 위해서 제 2 반입부, 제 2 식각부, 제 2 세정부, 제 2 건조부 및 제 2 반출부가 일렬로 배치되어 있는 제 2 공정 장비와;
    상기 제 1 공정 장비와 제 2 공정 장비가 병렬로 배치된 상태에서 양측에 기판을 반출 및 반입하는 제 1 로딩부와 제 2 로딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 로딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반입부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반출부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 로딩부는 상기 제 1 공정 장비의 제 1 반출부와 상기 제 2 공정 장비의 제 2 반입부에 설치되어 기판을 반입하거나 반송하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 액정표시장치 제조 공정 중 동일한 습식 식각 공정 또는 서로 다른 식각 공정과 스트립 공정을 처리하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 장비는 건식각 공정을 처리하고 제 2 공정 장비는 습식각 공정을 처리하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 액정표시장치 제조 공정중 서로 동일한 공정을 처리하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 장비와 상기 제 2 공정 장비는 습식각 공정을 처리하는 것을 특징으로 하는 식각 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102090685B1 (ko) * 2019-05-22 2020-03-18 주식회사 지티아이코리아 반도체 하이브리드 식각 장치 및 방법

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