KR20070034718A - 케미컬 공급장치 및 그 제어방법 - Google Patents

케미컬 공급장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20070034718A KR1020050089202A KR20050089202A KR20070034718A KR 20070034718 A KR20070034718 A KR 20070034718A KR 1020050089202 A KR1020050089202 A KR 1020050089202A KR 20050089202 A KR20050089202 A KR 20050089202A KR 20070034718 A KR20070034718 A KR 20070034718A
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Abstract

본 발명은 케미컬의 재사용에 따라 변화되는 케미컬의 농도를 일정하게 유지하여, 케미컬의 교체에 따른 수고를 덜고, 케미컬의 재사용 시간을 늘려 케미컬 사용량을 감소시킬 수 있는 케미컬 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 적어도 하나의 구획된 기판처리영역에 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하는 탱크와, 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 검출하는 농도검출부와; 상기 농도검출부로부터 피드백되는 신호에 따라 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 설정된 값으로 유지하는 농도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치를 제안한다.
케미컬, 에칭, 스트리핑

Description

케미컬 공급장치 및 그 제어방법{chemical providing apparatus and controlling method at the same of}
도 1은 종래의 에칭, 클리닝 또는 스트리핑 등의 습식 공정에 적용되는 케미컬 공급장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 케미컬 공급장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 케미컬 공급장치를 통해 케미컬 공급이 이루어지는 과정을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200: 케미컬 공급장치 210: 제1영역
220: 제2영역 230: 제3영역
240: 통합탱크 250: 제어부
260: 농도감지센서 270: 케미컬 공급부
본 발명은 케미컬 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 웨이퍼나 평판표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 기판을 습식처리하기 위한 케미컬의 농도를 일정하게 유지하여, 케미컬의 교체 주기를 연장시키고, 예비 탱크의 사용을 배제할 수 있는 케미컬 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 에칭(etching), 클리닝(cleaning) 또는 스트리핑(stripping)등의 습식 공정에 적용되는 케미컬(chemical) 공급장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 습식 공정이 이루어지는 배쓰(100)는, 대상기판에 대한 습식 공정이 이루어지는 제1영역(110), 제2영역(120), 제3영역(130)으로 구분되고, 각 영역의 하부에는 케미컬을 공급하는 제1탱크(111), 제2탱크(121)가 구비된다.
여기서, 상기 제1영역(110), 제2영역(120), 제3영역(130)에는 습식 처리공정을 위해, 일방향으로 이동하는 기판(113)(123)(133) 상에 케미컬을 분사하는 노즐샤워(114)(124), 및 아쿠아나이프(112)(122)(132) 등이 구비된다.
종래의 배쓰(100)에서는, 동일한 기능의 제1 및 제2 탱크(111)(121)를 설치하여, 한쪽 탱크인 제1탱크(111)를 사용할 경우에는 다른 한쪽인 제2탱크(121)는 스탠바이(Stand-by) 상태로 대기시킨다.
즉, 제1탱크(111)를 통해, 제1영역(110), 제2영역(120), 제3영역(130)에 케미컬을 공급하고, 케미컬이 오염되어 교체할 경우에는 대기중인 제2탱크(121)를 사용하여, 제1탱크(111)의 교체시 공정 라인의 가동이 멈추는 것을 방지하였다.
그러나, 교체시 오염된 제1탱크(111)의 케미컬은 배기시켜 모두 소모하므로, 케미컬의 과남용의 문제가 있었다.
또한, 사용중인 탱크와 이를 교체하기 위한 예비 탱크가 각각 설치되어야 하 므로, 실질적인 배관 공간 및 유지보수(MAINT)를 위한 공간이 부족하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 기본적으로 공정진행으로 인한 불순물의 영향으로 시간경과에 따라 케미컬의 순도가 저하되어 공정불량을 야기함에 따라 장시간 케미컬을 사용할 수 없게 되므로, 케미컬을 자주 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 예비 탱크의 사용을 배제한 하나의 탱크를 사용하여, 배관 및 유지보수를 위한 공간을 확보하고, 공간상의 낭비를 막을 수 있는 케미컬 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 하나의 탱크를 통한 케미컬의 재사용시 발생하는 상기 탱크 내의 농도변화에 대해, 농도조절부를 통해 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 일정하게 유지하여, 케미컬의 교체 주기를 연장시킴으로써, 잦은 케미컬 교체에 따른 노력을 경감시키고, 케미컬 사용량을 감소시킬 수 있는 케미컬 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 적어도 하나의 구획된 기판처리영역에 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하는 탱크와; 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 검출하는 농도검출부와; 상기 농도검출부로부터 피드백되는 신호에 따라 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 설정된 값으로 유지하는 농도 조절부를 포함하는 것을 케미컬 공급장치를 제공한다.
또한, 상기 기판은 반도체 웨이퍼 및 평판표시장치용 대면적 기판 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탱크는 상기 기판처리영역에서 기판의 표면처리를 실시한 케미컬을 회수하여 재사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농도조절부는, 상기 탱크 내에 적어도 하나의 약액을 공급하는 약액 공급부와; 상기 탱크 내에 순수(DI Water)를 공급하는 순수 공급부와; 상기 약액 공급부와 순수 공급부를 통해 공급되는 약액 및 순수의 양을 선택적으로 조절하여 상기 탱크 내 케미컬 농도를 설정된 값으로 유지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탱크는 복수의 기판처리영역에 순차적으로 케미컬을 공급하는 통합탱크인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적어도 하나의 기판처리영역으로부터 기판의 표면처리가 실시된 케미컬 및 그 부산물을 배기시키는 배기부를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배기부는 복수의 기판처리영역 중에 기판이 최초로 처리되는 기판처리영역에 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
(a) 적어도 하나의 구획된 기판처리영역에 하나의 탱크를 통해 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하는 케미컬 공급단계와,
(b) 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 측정하는 단계와,
(c) 상기 측정된 케미컬 농도를 기준농도와 비교하는 단계와,
(d) 상기 측정된 케미컬 농도가 상기 기준농도와 설정된 오차범위를 벗어나면, 상기 탱크 내에 적어도 하나의 약액 및 순수를 선택적으로 공급하여, 상기 케미컬 농도를 상기 기준농도로 유지시키는 단계를 포함하는 케미컬 공급장치의 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 기판처리영역에서 기판의 표면처리를 실시한 케미컬을 회수하여 재사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판의 표면처리는 에칭(etching), 스트리핑(stripping), 디벨로핑(developing) 및 클리닝(cleaning) 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명되는데, 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 케미컬 공급장치(200)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 케미컬 공급장치(200)는, 제1영역(210), 제2영역(220), 또는 제3영역(230) 등의 복수의 영역으로 분할된 습식 처리공정 영역에 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하고, 상기 기판의 표면처리를 수행한 후, 상기 케미컬을 회수하여 재사용하는 통합탱크(240)와; 상기 통합탱크(240) 내의 케미컬의 농도를 일정한 값으로 유지시키는 농도조절부를 구비한 다.
여기서, 습식 처리공정은 에칭(etching), 스트리핑(stripping), 디벨로핑(developing) 또는 클리닝(cleaning) 등의 공정이 포함될 수 있다.
상기 제1영역(210), 제2영역(220), 제3영역(230)에는 습식 처리공정을 위해, 일방향으로 이동하는 기판(213)(223)(233) 상에 케미컬을 분사하는 노즐샤워(214)(224), 및 아쿠아나이프(212)(222)(232) 등이 구비된다.
상기 통합탱크(240)는 저장된 케미컬을 순차적으로, 제1영역(210), 제2영역(220), 제3영역(230)에 공급하여 반송되는 기판의 표면처리를 수행하고, 상기 각 영역에서 기판의 표면처리를 수행한 후, 상기 케미컬을 회수한다. 이때, 케미컬의 회수에 따라 상기 통합탱크(240) 내의 케미컬의 농도가 변화하게 된다.
즉, 통합탱크(240)로 회수된 케미컬은 기판의 표면처리에 따른 불순물이 포함되어 농도가 변화되고, 변화된 케미컬 농도를 그대로 재사용할 경우에는 공정불량이 발생한다.
상기한 바와 같은 공정불량을 방지하기 위해서는 케미컬 농도를 일정한 값으로 유지해주어야 한다. 이를 위해, 통합탱크(240)의 일측에 구비되어 상기 통합탱크의 케미컬 농도를 측정하는 농도감지센서(260)와, 상기 농도감지센서(260)로부터 피드백되는 신호에 따라 상기 통합탱크(240) 내의 케미컬의 농도를 조절하는 농도조절부를 구비한다.
상기 농도조절부는, 상기 통합탱크(240)에 적어도 하나의 약액 및 순수를 공급하는 케미컬 공급부(270)와, 상기 농도감지센서(260)의 농도 측정결과에 따라, 상기 케미컬 공급부(270)를 통해 공급되는 적어도 하나의 약액 및 순수의 양을 조절하여, 통합탱크(240) 내의 케미컬 농도를 일정한 값으로 유지시키는 제어부(250)를 포함한다.
상기 케미컬 공급부(270)는 상기 통합탱크(240)에 적어도 하나의 약액을 공급하는 약액 공급부와, 상기 통합탱크(240)에 순수를 공급하는 순수 공급부로 구성된다.
이하에서, 상기 농도조절부를 통한 통합탱크(240) 내의 케미컬의 농도조절 과정을 살펴본다.
농도감지센서(260)는, 통합탱크(240)의 일측에 배치되어, 상기 통합탱크(240) 내의 케미컬의 농도를 측정하여 제어부(250)로 피드백(feedback) 시킨다.
이때, 상기 제어부(250)는 상기 농도감지센서(260)로부터 피드백되는 신호에 따라, 상기 케미컬 공급부(270)를 통해 통합탱크(240)에 제공되는 H3PO4, CH3COOH, HNO3 등의 약액 또는 순수의 공급량을 제어하여, 상기 통합탱크의 케미컬 농도를 일정하게 유지시킨다.
이때, 상기 제어부(250)는 상기 케미컬 공급부(270)의 유량조절밸브(미도시)와 연결되어, 전자식, 기계식, 또는 유압식으로 적어도 하나의 약액 또는 순수의 공급량을 제어한다.
가령, 통합탱크(240) 내에 A약액, B약액, C약액 및 순수가 일정한 비율로 혼합되어 케미컬의 기준농도를 유지하는 경우에, 습식공정 진행에 따라 A약액의 양이 줄어들면, A약액, B약액, C약액 및 순수가 일정한 비율을 갖도록 A약액을 선택적으로 공급하여 케미컬의 기준농도가 유지되도록 한다.
반대로, 습식공정 진행에 따라 A약액의 양이 증가하면, A약액, B약액, C약액 및 순수가 일정한 비율을 갖도록 B약액, C약액 및 순수를 선택적으로 공급하여 케미컬의 기준농도가 유지되도록 한다.
또한, 상기 통합탱크(240)를 통한 케미컬의 재사용시, 오염의 정도가 심하거나 적정의 수준으로 설정한 소정의 재사용 회수 이상인 경우에는, 배기구(미도시)를 통해 오염된 케미컬을 배기시키고, 새롭게 케미컬을 공급할 수 있다.
상기 제어부(250)는 제어패널 형태로 구성될 수 있다. 즉, 제어부(250)가 제어패널 형태로 구성될 경우에는, 사용자가 직접 케미컬의 공급량 및 공급시간(주기) 등을 조절할 수 있게 하는 키입력부와, 이러한 사용자의 키입력 상태 및 출력상태를 표시하는 디스플레이부를 구비할 수 있다.
또한, 키입력부에는 설정된 케미컬 농도에 따라 상기 약액 및 순수 공급이 자동으로 이루어지도록 제어하는 기능키도 구비할 수 있다.
또한, 상기 제어부(250)는 케미컬의 기준농도 유지를 위한 케미컬의 공급량 및 공급시간(주기)이 최적화된 프로그램이 저장되는 메모리와, 키입력부의 수동설정에 따라 또는 자동키 설정시 상기 메모리에 저장된 최적 프로그램을 읽어내어 그에 따라 통합탱크(240)를 제어하는 마이컴을 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 케미컬 공급장치를 통해 케미컬 공급이 이루어지는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 케미컬 공급장치를 통해 케미컬 공급이 이루어지는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 케미컬 공급부로부터 적어도 하나의 약액 및 순수가 혼합된 케미컬이 통합탱크에 공급되면, 상기 통합탱크는 상기 케미컬을 각 처리영역의 노즐 샤워로 공급하여 기판의 표면처리를 실시한다.
이때, 기판의 표면처리를 실시하기 위해 각 처리영역에, 공급된 케미컬은 다시 통합탱크로 회수된다(S301).
이와 같이, 통합탱크를 통한 케미컬 공급 및 회수가 이루어지면, 통합탱크 내의 케미컬의 농도가 변화하게 된다.
이때, 상기 통합탱크의 일측에 구비된 농도감지센서는 상기 통합탱크 내의 케미컬 농도를 측정하여 제어부로 전송한다(S302).
상기 농도감지센서로부터 상기 케미컬의 농도를 수신받은 제어부는 피드백된 케미컬의 농도를 기준농도와 비교한다(S303).
여기서, 기준농도는 기판의 표면처리에 최적화된 초기 케미컬의 농도로 설정된 값이다. 이때, 상기 기준농도는 최적화된 프로그램으로 업데이트 될 수 있다.
제어부는 비교결과, 측정된 케미컬 농도가 기준 농도와 설정된 오차범위를 벗어나면, 케미컬 공급부를 통해 공급되는 약액 또는 순수의 종류 및 필요한 공급량을 제어하여, 케미컬의 농도를 기준농도로 조절한다(S304).
이와 같이, 통합탱크에 저장된 케미컬을 재사용하면서도 케미컬의 농도를 장시간으로 유지시킬 수 있게 되어 케미컬의 과남용을 방지할 수 있게 한다.
또한, 케미컬의 농도를 장시간 일정하게 유지시킴에 따라 전체 공정라인을 멈추고, 모든 장비를 세정하는 기간까지 케미컬의 교체주기를 연장시킬 수 있게 되어, 케미컬 교체에 따라 별도로 공정라인을 멈추는 것을 방지할 수 있다.
한편, 기판이 습식처리 영역 중의 제1영역에 진입하면, 제1영역에 설치된 노즐샤워에 의해 1차적인 케미컬 샤워가 실시된다. 이 샤워는 기판이 접하는 최초의 샤워이기 때문에 가장 많은 약액 작용을 하며, 이에 따라 케미컬의 오염도가 심하고, 찌꺼기가 가장 많이 발생된다.
이 경우, 오염도가 심한 케미컬 및 찌꺼기가 탱크로 회수되면, 탱크 내의 케미컬 농도를 급격하게 변화시켜 결과적으로 케미컬 교체주기가 빈번해질 수 있다.
따라서, 오염도가 심한 케미컬 및 찌꺼기를 따로 배기시킬 수 있도록, 분할 드레인 박스를 설치할 수 있다.
또한, 상기 분할 드레인 박스를 통해 오염도가 심한 케미컬 및 찌꺼기를 배기시킬 경우, 탱크에 케미컬 공급부로부터 새롭게 케미컬이 공급되게 하여, 케미컬의 양 및 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 분할 드레인 박스는 오염도가 심한 케미컬 및 찌꺼기를 따로 배기시켜 케미컬의 주 오염원을 제거하고, 탱크 내의 케미컬 순도를 오래 유지시켜 케미컬을 장시간 사용할 수 있게 한다.
이를 통해, 기판에 양질의 케미컬을 제공하며, 케미컬 공급장비가 정지하는 시간과 케미컬의 사용량을 줄일 수 있게 한다.
이상에서는 평판 표시장치, 특히 액정 표시장치의 유리기판에 대한 표면처리 를 실시함에 있어서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 소정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 응용 및 변형실시가 가능한 것은 물론이다.
예를 들면, 평판 표시장치의 플라즈마 표시장치, 유기전계발광 표시장치의 기판이나 반도체 웨이퍼에 대한 표면처리를 실시하는데 응용 및 변형 실시될 수 있고, 이러한 응용 및 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안될 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 케미컬 공급장치 및 그 제어방법은, 복수의 기판처리 영역에 케미컬을 공급하는 통합탱크로 구성됨에 따라 기판 처리영역 하부에서의 유지보수 공간 및 배관설치 공간을 확보하고, 공간상의 낭비를 막을 수 있게 한다.
또한, 동일한 케미컬을 사용하는 처리공정이 복수의 영역으로 나뉘는 경우에, 하나의 탱크를 통해 사용된 케미컬이 재사용되게 하고, 이때 사용된 케미컬의 농도조절을 통해 사용되는 케미컬의 농도를 장시간 일정하게 유지시킴에 따라 케미컬을 자주 교체해 주어야 하는 수고를 덜고, 소모되는 케미컬의 사용량을 감소시킬 수 있게 한다.
또한, 케미컬의 농도를 장시간 일정하게 유지시킴에 따라 전체 공정라인을 멈추고, 모든 장비를 세정하는 기간까지 케미컬의 교체주기를 연장시킬 수 있게 되 어 케미컬 교체에 따라 별도로 공정라인을 멈추는 것을 방지할 수 있다.
또한, 오염도가 심한 케미컬 및 찌꺼기를 따로 배기시킬 수 있도록 분할 드레인 박스를 설치하여, 케미컬의 주 오염원을 제거하고, 케미컬을 장시간 사용할 수 있게 한다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 구획된 기판처리영역에 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하는 탱크와; 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 검출하는 농도검출부와; 상기 농도검출부로부터 피드백되는 신호에 따라 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 설정된 값으로 유지하는 농도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 웨이퍼 및 평판표시장치용 대면적 기판 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 상기 기판처리영역에서 기판의 표면처리를 실시한 케미컬을 회수하여 재사용하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 농도조절부는, 상기 탱크 내에 적어도 하나의 약액을 공급하는 약액 공급부와; 상기 탱크 내에 순수(DI Water)를 공급하는 순수 공급부와; 상기 약액 공급부와 순수 공급부를 통해 공급되는 약액 및 순수의 양을 선택적으로 조절하여 상기 탱크 내 케미컬 농도를 설정된 값으로 유지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징 으로 하는 케미컬 공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 복수의 기판처리영역에 순차적으로 케미컬을 공급하는 통합탱크인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판처리영역으로부터 기판의 표면처리가 실시된 케미컬 및 그 부산물을 배기시키는 배기부를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배기부는 복수의 기판처리영역 중에 기판이 최초로 처리되는 기판처리영역에 구비된 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  8. (a) 적어도 하나의 구획된 기판처리영역에 하나의 탱크를 통해 케미컬을 공급하여 기판의 표면처리를 수행하는 케미컬 공급단계와,
    (b) 상기 탱크 내의 케미컬 농도를 측정하는 단계와,
    (c) 상기 측정된 케미컬 농도를 기준농도와 비교하는 단계와,
    (d) 상기 측정된 케미컬 농도가 상기 기준농도와 설정된 오차범위를 벗어나 면, 상기 탱크 내에 적어도 하나의 약액 및 순수를 선택적으로 공급하여, 상기 케미컬 농도를 상기 기준농도로 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판처리영역에서 기판의 표면처리를 실시한 케미컬을 회수하여 재사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치의 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 표면처리는 에칭(etching), 스트리핑(stripping), 디벨로핑(developing) 및 클리닝(cleaning) 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치의 제어방법.
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