KR20070052419A - 공정 용액 공급장치 - Google Patents

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KR20070052419A
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박홍식
정종현
홍선영
신원석
이병진
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Abstract

본 발명은 공정 용액 공급장치를 제공하며, 상기 공급장치는 기판이 안착되어 이송되는 이송기와, 상기 기판에 공정 용액을 분사하며 일방향을 따라 규칙적으로 배치된 복수의 분사기들과 상기 기판의 존부를 식별하는 적어도 하나의 감지센서를 포함한다.
본 발명에 따르면, 감지센서에서 기판을 감지하는 순간 상기 감지센서로부터 일정 영역내의 분사기만이 작동되고 나머지는 작동되지 않는다. 따라서 일률적으로 모든 분사기가 작동되는 경우에 비하여, 불필요하게 공정 용액이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
공정 용액, 포토레지스트, 순수

Description

공정 용액 공급장치 {PROCESS SOLUTION SUPPLY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정 용액 공급장치의 구성도,
도 2a 내지 도 2c는 단수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면,
도 3a 내지 도 3c는 복수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면,
도 4a 내지 도 4b는 분사기와 동수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
♧도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♧
1,11,21,31 -- 공정 챔버 2,12,22,32 -- 이송기
3,13,23,33 -- 분사기 4,14,24,34 -- 기판
5,15,25,35 -- 감지센서
본 발명은 공정 용액 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치와 같은 반도체 장치 제조시 기판상에 공정 용액을 공급하는 장치에 관한 것이 다.
최근 노트북 컴퓨터나 핸드폰과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 증가함에 따라서 두께가 두껍지 않고 가벼운 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치(FPD:Flat Panel Display)에는, 노트북 컴퓨터 모니터로 널리 쓰이는 액정표시장치(LCD)나 대형 디지털 TV로 사용되는 플라즈마 디스플레이(PDP) 또는 휴대전화에 사용되는 유기전계발광 디스플레이(OELD) 등이 있다.
상기한 평판표시장치에는 반도체 기판이 구비된다. 가령, 평판표시장치들 중 액체와 결정의 중간 상태 물질인 액정(liquid crystal)을 사용하는 액정표시장치는 두 개의 기판과 그 사이의 액정을 포함한다. 상기 두 개의 기판에는 각각 상이한 전압이 인가되고, 상기 액정에는 기판간 전압차에 따르는 전기장이 작용한다. 상기 액정은 전기장의 작용에 따라 배열이 변경되며 그에 따라 액정에 대한 광투과도가 변경되어, 액정표시장치는 각 화소별로 입력되는 전기 신호를 시각 정보로 변경시켜 영상을 전달하게 된다.
그런데, 위와 같이 각 화소별로 액정에 전기장을 인가하기 위해서는, 각 화소를 정의하는 배선 및 각 화소별로 박막트랜지스터 등을 형성하는 공정들이 필요하다. 이러한 경우 기판에 대한 패터닝이 진행되며, 일반적으로 특정한 막에 대한 패터닝은 막의 특정 부분을 식각하여 제거하는 것으로 이루어진다. 이 때 막상에는 포토레지스트를 이용한 식각 마스크가 형성되어 상기 막에서 제거될 부분만을 노출시킨다.
기판에 대한 패터닝을 위해 기판상에는 다양한 공정 용액이 분사된다. 예컨대 상기 공정 용액은 식각 마스크로 노출된 부분과 반응하여 이를 제거하는 식각액일 수 있다. 또한 식각 후에는 포토레지스트를 제거하는 스트립(strip) 공정이 진행되는데, 상기 공정 용액은 스트립 공정시 기판상에 분사되어 포토레지스트와 반응하여 이를 제거하도록 사용될 수 있다. 또는 상기 공정 용액은 순수(Deionized water)일 수 있으며, 이는 기판에 대한 특정 공정을 진행한 후 후속 공정에 앞서 기판을 세정하기 위해 사용된다.
위와 같은 공정 용액은, 공정 챔버로 반입된 기판이 이송되는 동안 기판의 상부에 이격되게 설치되는 분사기를 통하여 기판에 분사된다. 그런데, 분사기는 복수로 설치되며 공정이 진행되는 동안 모든 분사기가 작동된다. 이 경우 분사기가 설치된 위치에 따라, 일부 분사기에서 분사된 공정 용액이 기판상에 도달되는 동안 다른 분사기에서 분사된 공정 용액은 기판상에 도달되지 못하게 된다. 결과적으로 모든 분사기가 동시에 작동됨으로써, 공정 용액이 불필요하게 낭비되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 분사 효율을 향상시켜 공정 용액이 불필요하게 낭비되는 것을 방지하는 공정 용액 공급장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 공정 용액 공급장치를 제 공한다. 상기 공정 용액 공급장치는, 기판이 안착되어 이송되는 이송기와, 상기 기판에 공정 용액을 분사하며 일방향을 따라 규칙적으로 배치된 복수의 분사기들, 및 상기 기판의 존부를 식별하는 적어도 하나의 감지센서를 포함한다. 상기 감지센서를 통하여 기판의 존부 및 위치가 파악될 수 있고, 이러한 기판에 관한 정보를 이용하면 기판이 존재하는 영역 근방의 분사기만 작동되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 감지센서는 상기 일방향의 복수의 분사기들 중 중심부에 배치된 분사기와 대응되는 위치에 단수로 구비될 수 있다. 또는 상기 감지센서는 상기 일방향의 복수의 분사기들 사이와 대응되는 위치에 복수로 구비되거나 또는 상기 일방향의 복수의 분사기들과 대응되는 위치에 복수로 구비될 수 있다.
위와 같은 경우에 있어서, 감지센서에서 기판을 감지하는 순간 상기 감지센서로부터 일정 영역내의 분사기만이 작동된다. 또한 다른 감지센서에서 기판이 감지된 경우 처음 작동되었던 분사기의 작동을 중지하고 다른 감지센서에서 일정 영역내의 분사기만이 작동된다. 이와 같은 방식으로 복수의 분사기 중 기판이 감지된 일정 영역내의 분사기만이 작동되도록 하면 불필요하게 공정 용액이 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 공정 용액이 기판에 분사되지 않고 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기 술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정 용액 공급장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 공정 용액 공급장치는 공정 챔버(1)와 그 내부에 설치되는 이송기(2)와 분사기(3) 및 감지센서(5)를 포함한다.
공정 챔버(1)는 외부와 밀폐되며 공정 대상 기판(4)이 반입되거나 반출된다. 이송기(2)는 다수의 롤러로 구성되며 그 상부에 안착된 기판(4)을 이송한다. 공정 중 기판(4)은 좌측에서 우측과 같은 일방향으로 이송되거나 또는 좌우로 번갈아가면서 이송될 수 있다.
분사기(3)는 기판(4)상에 이격되게 설치되며 외부에서 공급되는 공정 용액을 기판(4)상에 분사한다. 상기 공정 용액은 공정에 따라 다양한 종류가 있으며, 앞서 살핀 바와 같이, 식각액 또는 세정액 또는 포토레지스트 스트립을 위한 약액 등일 수 있다. 상기 분사기(3)는 복수로 설치되며, 복수의 분사기(3)에서 공정 용액이 분사되는 범위는 기판(4)의 크기 보다 넓게 형성된다. 따라서 모든 분사기(3)가 동시에 작동되는 경우, 모든 분사기(3)에서 분사된 공정 용액이 기판(4)에 도달되지 못하며 일부의 분사기(3)에서 분사된 공정 용액은 낭비될 수 있다.
한편 도면에 도시하지 않았지만, 분사기(3)는 기판(4)의 하부에 배치되어 기판(4)의 하부로 공정 용액이 분사되도록 할 수 있다. 다만 기판(4)의 세정을 위한 순수 등의 세정액을 제외한다면 기판(4)의 하부에 사용될만한 공정 용액은 거의 없으므로, 기판(4) 하부에는 공정 챔버(1)의 중심부에 단수의 분사기(3)만이 설치되어도 충분하다.
공정 챔버(1)의 내부에는 감지센서(점선표시)(5)가 설치된다. 감지센서(5)는 공정이 진행되는 기판(4)의 면과 반대쪽에 위치한 면(도면에서는 기판의 하부면에 해당)에 대해 설치될 수 있으며, 다양한 방식으로 기판(4)의 존부를 감지한다. 가령 감지센서(5)는 발광부와 수광부로 구성될 수 있으며, 기판(4)의 반대면에 설치된 발광부에서 대상 영역으로 빛이 조사되면 대상 영역에서 기판(4)의 존부에 따라 빛이 수광부로 도달되거나 또는 도달되지 않는다. 이 때 수광부는 발광부와 이웃하여 설치되거나 또는 기판(4)의 상부면에 발광부와 마주보도록 설치될 수 있다. 전자의 경우 기판(4)이 감지되었을 때 기판(4)에서 반사된 빛이 수광부에 도달되며, 후자의 경우 기판(4)이 감지되지 않았을 때 대상 영역을 통과한 빛이 수광부에 도달된다. 위와 같은 빛을 조사하는 방식외에 감지센서(5)가 설치된 근방 영역의 정전용량을 측정하고, 기판(4)의 존부에 따라 정전용량이 달라질 수 있음을 이용하여 기판(4)이 감지될 수도 있으며, 기타 다양한 방식의 감지센서(5)가 사용될 수 있다.
본 발명의 공정 용액 공급장치는 기판(4)의 위치에 따라 분사기(3)를 적정수 로 작동하여 공정 용액의 낭비를 방지하기 위한 것으로, 감지센서(5)의 사용 개수나 위치에 따라 다양한 실시예가 있을 수 있다. 상기 실시예에 따라, 감지센서(5)는 도 1의 점선으로 표시된 부분에 모두 형성되거나 또는 그 일부에 형성될 수 있다. 혹은 상기 점선으로 표시된 부분 이외의 다른 영역에 형성될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 단수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 감지센서(15)는 공정 챔버(11)의 중심부에 단수로 구비되며, 공정 챔버(11)의 내부에는 모두 5개의 분사기(13)가 균일한 간격으로 설치된다. 설명의 편의상 상기 5개의 분사기(13)를 좌측에서부터 순서대로 제1 분사기(13a) 내지 제5 분사기(13e)라 명명한다. 이 때, 감지센서(15)는 제3 분사기(13c)와 대응되는 위치에 설치된다. 여기서 기판(14)의 크기와 분사기(13)의 설치 간격을 조절하면, 연속적인 3개의 분사기(13)가 작동되는 경우 기판(14) 전체에 공정 용액이 분사되도록 할 수 있다.
구체적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(14)이 공정 챔버(11)의 좌측 부분에 위치하는 경우 제1 분사기(13a) 내지 제3 분사기(13c)만이 작동하여 기판(14)상에 공정 용액이 분사된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 기판(14)이 공정 챔버(11)의 중심부에 위치하는 경우 제2 분사기(13b) 내지 제4 분사기(13d)만이 작동하여 기판(14)상에 공정 용액이 분사된다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 기판(14)이 공정 챔버(11)의 우측 부분에 위치하는 경우 제3 분사기(13c) 내지 제5 분사기(13e)만이 작동하여 기판(14)상에 공정 용액이 분사된다.
상기 감지센서(15)에서는 기판(14)이 공정 챔버(11)의 중심부에 위치하는지 여부가 감지된다. 감지센서(15)에서 기판(14)이 감지되지 않는 경우에는 기판(14)이 공정 챔버(11)의 좌측 부분이나 우측 부분에 위치하는데, 두 가지 중 어느 경우에 해당하는지는 기판(14)의 이송 방향을 통하여 결정된다. 만약 기판(14)이 좌측에서 우측 방향으로 이송된다면, 기판(14)이 공정 챔버(11)에 반입된 후 감지센서(15)에서 감지되기 전까지 기판(14)은 공정 챔버(11)의 좌측에 위치하는 것이므로,제1 분사기(13a) 내지 제3 분사기(13c)가 작동된다. 이 후, 기판(14)이 감지되었을 때 제2 분사기(13b) 내지 제4 분사기(13d)가 작동되며, 기판(14)이 감지되지 않게 되면 제3 분사기(13c) 내지 제5 분사기(13e)가 작동된다.
도 3a 내지 도 3c는 복수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 감지센서(25)는 공정 챔버(21)의 제1 분사기(23a)와 제2 분사기(23b) 사이와 제4 분사기(23d)와 제5 분사기(23e) 사이에 한쌍이 구비된다. 설명의 편의상 전자를 제1 감지센서(25a)라 하고 후자는 제2 감지센서(25b)라 한다.
기판(24)이 공정 챔버(21)의 좌측 부분에 있는 경우에는 제1 감지센서(25a) 에서 감지되고, 도 3a와 같이, 제1 분사기(23a) 내지 제3 분사기(23c)가 작동된다. 또한, 기판(24)이 공정 챔버(21)의 우측 부분에 있는 경우에는 제2 감지센서(25b)에서 감지되고, 도 3c와 같이, 제3 분사기(23c) 내지 제5 분사기(23e)가 작동된다. 또한 기판(24)이 공정 챔버(21)의 중심부에 위치한 경우 감지센서(25)에서 감지되지 않고, 도 3b와 같이, 제2 분사기(23b) 내지 제4 분사기(23d)가 작동된다.
본 실시예에 따르면, 앞선 실시예에서와 같이 기판(24)이 일방향으로 이송되면서 공정이 진행되는 경우 뿐만 아니라, 기판(24)이 공정 챔버(21) 좌우로 이송되어 요동하면서 공정이 진행되는 경우에도, 기판(24)의 위치에 따라 필요한 분사기(23)가 작동되도록 할 수 있다. 상기 감지센서(25)의 위치는 다소 변형될 수도 있다. 예컨대 제1 감지센서(25a)와 제2 감지센서(25b)가 각각 제1 분사기(23a) 및 제5 분사기(23e)와 대응되도록 설치될 수 있으며, 이러한 경우에도 기판(24)의 위치에 따라 일부의 분사기(23)만이 작동되도록 할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 분사기와 동수의 감지센서가 사용되는 경우의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 감지센서(35)는 공정 챔버(31)의 각 분사기(33)와 대응되는 위치에 분사기(33)와 동수로 구비된다. 설명의 편의상 5개의 감지센서(35)를 좌측에서부터 순서대로 제1 감지센서(35a) 내지 제5 감지센서(35e)라 명명한다.
본 실시예에서는 기판(34)의 위치가 보다 정확하게 파악될 수 있으며, 특정 감지센서(35)에서 기판(34)의 존재가 감지되는 동안 특정 감지센서(35)에 대응되는 분사기(33)만이 작동된다. 가령, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 감지센서(35a) 내지 제3 감지센서(35c)에서 기판(34)의 존재가 감지되면, 제1 분사기(33a) 내지 제3 분사기(33c)가 작동된다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(34)이 이송되어 제3 감지센서(35c) 및 제4 감지센서(35d)에서 기판(34)의 존재가 감지되면, 제3 분사기(35c) 및 제4 분사기(35d)가 작동된다. 이와 같이, 감지센서(35)가 많이 사용될수록 기판(34)의 위치가 보다 정확하게 파악될 수 있다. 그 결과, 앞선 실시예에서 보다 더 적은 수의 분사기(33)만이 사용(도 4b에 도시된 단계에서 두 개의 분사기만이 사용됨.)될 수 있어, 보다 효율적으로 공정 용액이 사용될 수 있다.
상기 감지센서(35)의 위치는 다소 변형될 수도 있다. 예컨대 제1 감지센서(35a) 내지 제5 감지센서(35e)가 각각의 분사기(33)가 설치된 사이 사이의 영역에 대응되도록 설치될 수 있으며, 이러한 경우에도 기판(34)의 위치에 따라 일부의 분사기(33)만이 작동되도록 할 수 있다.
본 발명은 기판의 존부를 감지하는 감지센서를 이용하여, 기판의 위치에 따라 필요한 위치의 분사기만을 작동한다는 점에 착안한 것으로, 다양한 응용이 가능하다. 따라서 예시 도면에서는 분사기가 5개 사용되고 감지센서가 단수 또는 복수(2개 또는 5개)로 사용된 경우에 대한 실시예를 살펴보았지만, 상이한 개수의 분사기와 감지센위가 사용되는 경우에도, 본 발명의 기술 사상이 적용될 수 있을 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 공정 용액 공급장치에 의하면, 공정 용액이 효율적으로 사용되며 불필요하게 낭비되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 기판이 안착되어 이송되는 이송기;
    상기 기판에 공정 용액을 분사하며 일방향을 따라 규칙적으로 배치된 복수의 분사기들; 및
    상기 기판의 반대면에 위치하여 기판의 존부를 식별하는 적어도 하나의 감지센서를 포함하는 공정 용액 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지센서는 상기 일방향의 복수의 분사기들 중 중심부에 배치된 분사기와 대응되는 위치에 단수로 구비되는 공정 용액 공급장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 감지센서는 상기 일방향의 복수의 분사기들 사이와 대응되는 위치에 복수로 구비되는 공정 용액 공급장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감지센서는 상기 일방향의 복수의 분사기들과 대응되는 위치에 복수로 구비되는 공정 용액 공급장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 감지센서는 상기 분사기와 동수인 공정 용액 공급장치.
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