KR20070118478A

KR20070118478A - 평판표시장치용 습식식각 장비

Info

Publication number: KR20070118478A
Application number: KR1020060052656A
Authority: KR
Inventors: 박기태
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-12-17

Abstract

본 발명은 평판표시장치용 습식식각(wet etching) 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 습식식각 후 기판 상의 잔류 약액을 완전하게 제거할 수 있는 습식식각 장비에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명은 내부가 식각영역과 대기영역으로 구분된 베스와; 상기 베스 내부를 가로질러 기판을 상기 식각영역으로부터 대기영역으로 슬라이딩 이동시키는 트랙과; 상기 대기영역의 상기 트랙 상부에 배치되며, 상기 기판의 상면 전체에 걸친 세정액을 토출하는 슬릿노즐이 구비된 워터나이프를 포함하는 평판표시장치용 식각장치를 제공한다.

이에 본 발명은 충분한 양의 세정액을 기판의 폭보다 큰 연속적인 막 형태로 토출하는 에어나이프를 채택함으로써 습식식각 장비 내에서 기판 상의 잔류약액을 완전히 제거하여 물방울 형태의 얼룩을 방지할 수 있고, 후속의 세정유닛에 대한 세정효율을 높여 보다 안정적인 공정진행을 가능케 하는 잇점이 있다.

Description

평판표시장치용 습식식각 장비{wet etching apparatus for flat panel display device}

도 1은 일반적인 평판표시장치용 습식식각 장비의 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 습식식각 장비의 개략적인 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 습식식각 장비의 측면모식도.

도 4는 본 발명에 따른 워터나이프의 작동상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 기판 50 : 베스

60 : 트랙 62 : 롤러

70 : 워터나이프 80 : 에어나이프

A' : 식각영역 B' : 대기영역

근래의 본격적인 정보화 시대에 발맞추어 각종 전기적 신호정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 산업 또한 급속도로 발전하였고, 이에 부응해서 경량화, 박형화, 저소비전력화의 장점을 지닌 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display device : ELD) 등이 소개되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이들 일반적인 평판표시장치는 한 쌍의 기판 사이로 고유의 형광 또는 편광물질층을 개재한 후 대면 합착시킨 평판표시패널(flat display panel)을 공통적인 필수요소로 하며, 최근에는 특히 평판표시패널에 화상표현 기본단위인 화소(pixel)를 행렬로 배열하고 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)와 같은 스위칭소자로 개별 제어하는 능동행렬방식(active matrix type)이 동영상 구현능력과 색 재현성에서 뛰어나 널리 이용되고 있다.

한편, 일반적인 평판표시장치의 제조공정에는 기판 표면에 소정물질의 박막을 형성하는 박막증착(thin film deposition)공정, 상기 박막의 선택된 일부를 노출시키는 포토리소그라피(photo-lithography)공정, 상기 박막의 노출된 부분을 제거하여 목적하는 형태로 패터닝(patterning) 하는 식각(etching)공정이 수 차례 포 함된다. 그리고 이중 식각공정은 약액의 사용여부에 따라 건식식각(dry etching)과 습식식각(wet etching)으로 구분되는데, 통상적으로 진공의 챔버(chamber) 내에서 진행되는 건식식각은 기체 상태의 에천트(etchant)에 의한 이방성(anisotropy)의 식각특징을 보이고, 습식식각은 대기압의 베스(bath) 내에서 진행되며 액체 상태의 약액에 의한 등방성(isotropic) 식각 특징을 보인다.

또한 일반적인 평판표시장치용 습식식각 공정은 시간과 비용의 절감을 꾀하고자 기판의 이송 중에 진행되는 이른바 인라인(in-line) 방식을 채택하는바, 첨부된 도 1은 일반적인 습식식각 장비에 대한 개략적인 사시도로서, 공정영역이 정의된 베스(10)의 내부를 트랙(track : 20)이 가로지로고 있다.

그리고 이중 베스(10) 내부의 공정영역은 실질적인 습식식각이 진행되는 식각영역(A)과, 식각 완료된 기판(2)이 후속의 세정장치로 이송되기 위해 거쳐가는 대기영역(B)으로 구분되고, 기판(2)은 트랙(20) 상에 안착된 상태로 식각영역(A)을 거쳐 대기영역(B)을 통해 세정장치로 슬라이딩 이송된다. 이때 식각영역(A)에는 이동 중인 기판(2) 상부에서 약액을 분사하는 복수의 약액분사노즐이 마련되고, 대기영역(B)에는 기판(2) 상의 잔류약액을 제거하기 위해 고압의 CDA(Clean Dry Air)를 분사하는 에어나이프(30)가 구비된다.

따라서 기판(2)은 트랙(20)을 따라 슬라이딩 이송되는 과정 중에 식각영역(A)을 통과하면서 약액분사노즐의 약액에 의해 습식식각이 진행되고, 대기영역(B)을 통과하면서 에어나이프(30)로부터 분사된 CDA에 의해 잔류약액이 제거된 후 세정장치로 전달된다. 이때 세정장치는 동일 트랙(20)에 의해 대기구간(B)과 연이어지며, DI(De-Ionized Water) 등의 세정액을 기판(2) 상에 린싱(rinsing)한 후 고속 회전에 의한 탈수나 고압 CDA에 의한 잔류수분 제거 및 건조가 이루어진다.

하지만, 이상에서 살펴본 일반적인 기판(2)의 습식식각 공정은 몇 가지 문제점을 나타내는데, 그중 하나로서 세정장치에 의한 세정이 완료된 기판(2)으로부터 약액성분에 의한 물방울 형태의 얼룩이 나타난다.

그 원인은 습식식각 장비의 대기영역(B)에 마련된 에어나이프(30)에서 찾아볼 수 있는데, 상기 에어나이프(30)는 고압의 CDA를 분사해서 기판(2) 상의 잔류 약액을 외부로 쓸어내는 역할을 하지만 그 세정효율이 충분치 못하며, 오히려 잔류약액 방울이 비산된 후 고압 CDA에 의해 급속 건조되면 후속의 세정을 통해서도 충분히 제거되지 못하여 결국 물방울 형태의 얼룩을 나타내게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 습식식각 후 세정장치로 공급되는 기판 상의 잔류 약액을 완전하게 제거할 수 있는 습식식각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부가 식각영역과 대기영역으로 구분된 베스와; 상기 베스 내부를 가로질러 기판을 상기 식각영역 으로부터 대기영역으로 슬라이딩 이동시키는 트랙과; 상기 대기영역의 상기 트랙 상부에 배치되며, 상기 기판의 상면 전체에 걸친 세정액을 토출하는 슬릿노즐이 구비된 워터나이프를 포함하는 평판표시장치용 식각장치를 제공한다.

이때 상기 슬릿노즐은 상기 기판 이동방향과 교차 배치된 것을 특징으로 하고, 상기 슬릿노즐은 상기 기판의 폭보다 큰 길이를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 슬릿노즐은, 상기 세정액을 연속적인 막의 형태로 토출하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 세정액은 DI인 것을 특징으로 하고, 아울러 상기 워터나이프 이후의 상기 기판 상부로 배치되어, 상기 기판의 상면으로 고압 CDA를 분사하는 에어나이프를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 2과 도 3은 각각 본 발명에 따른 습식식각 장비를 나타낸 측면도와 주요부에 대한 모식도로서, 공정영역이 정의된 베스(50)의 내부를 트랙(60)이 가로지르는 형태를 나타낸다.

이때 베스(50)는 편의상 간단하게 나타내었지만, 유독성 약약이 사용될 수 있어 내부 공정영역은 외부와 격리된 밀실구조를 나타낼 수 있다. 그리고 베스(50) 내부의 공정영역을 가로지르는 트랙(60)은 회전 가능한 다수의 롤러(62)를 나란히 열을 지어 배열시킨 형태를 나타낸다. 따라서 기판(2)은 트랙(60) 상에 얹혀진 상태로 롤러(62)의 회전에 의해 슬라이딩 이동되면서 베스(50) 내부의 공정영역을 관통한다.

아울러 베스(50) 내부의 공정영역은, 기판(2) 이송방향을 따라, 실질적인 습식식각 공정이 수행되는 식각영역(A')과 식각 완료된 기판(2)이 외부의 세정유닛으로 공급되기 위해 거쳐 지나는 대기영역(B')으로 구분되며, 이중 식각영역(A') 내에서 진행되는 습식식각 공정은 약액분사노즐을 사용해서 기판(2) 표면에 약액을 분사하는 스프레이(spray) 방식이나 약액 내로 기판(2)을 침지시키는 딥핑(dipping) 방식이 가능하다. 따라서 스프레이 방식의 경우에 트랙(60) 상부로는 복수의 약액분사노즐이 마련되어 그 하단을 지나는 기판(2)으로 약액을 분사하고, 딥핑방식의 경우에 반응영역을 지나는 트랙(60)의 높이는 약액의 계면 이하로 설정된다.

이때 특히 본 발명에 따른 습식식각 장비는 식각영역(A')과 대기영역(B') 사이로 별도의 워터나이프(70)가 마련된 것을 특징으로 하는바, 이는 트랙(60) 상부에 배치되어 그 하단을 지나는 기판(2) 표면으로 충분한 양의 세정액을 토출시킨다. 그리고 대기영역(B')의 트랙(60) 상단에는 고압의 CDA를 분사하는 에어나이프(80)가 구비될 수 있고, 이는 그 하단의 트랙(60)을 따라 슬라이딩되는 기판(2) 표면으로 고압 CDA를 분사해서 잔류수분을 제거 및 건조시키는 역할을 한다.

첨부된 도 4는 본 발명에 따른 워터나이프의 작동상태를 보인 사시도로서, 기판(2)을 향하는 워터나이프(70)의 저면에는 세정액(W)이 토출되는 슬릿노즐(72)이 길이방향을 따라 마련되어 있다. 앞서 도 2 및 도 3과 함께 참조한다.

이때 워터나이프(70)는 트랙(60)을 따라 슬라이딩되는 기판(2)의 이동방향에 거의 수직으로 교차되고, 특히 이의 슬릿노즐(72)은 그 하단을 지나는 기판(2)의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다. 그리고 이러한 워터나이프(70)의 슬릿노즐(72)을 통해서는 기판(2)의 폭보다 큰 연속적인 막의 형태로 세정액(W)이 토출되는바, 이를 통해 기판(2) 상에 잔류된 약액성분을 씻어 흘려보내는 역할을 한다.

이를 위해 세정액(W)은 DI 등이 사용될 수 있고, 특히 방울의 형성 내지는 비산을 억제하기 위해서 연속적인 막의 형태로 토출되는 세정액(W)은 인위적인 압력을 배제시킨 상태로 중력에 의해 자유낙하되는 것이 바람직하며, 가급적이면 이동 중인 기판(2)의 상면 전체를 세정액(W)이 덮어 흘려질 수 있도록 충분한 양이 토출되는 것이 유리하다.

따라서 본 발명에 따른 습식식각 장비에 있어서 트랙(60)을 따라 베스(50) 내로 진입되어 식각영역(A')을 경유하는 과정 중에 습식식각이 완료된 기판(2)은 식각영역(A')과 대기영역(B') 사이의 워터나이프(70) 하단을 지나면서 충분한 양의 세정액(W)에 의해 잔류약액이 완전히 제거되고, 이후 에어나이프(80) 하단을 지나면서 고압의 CDA에 의해 잔류수분이 제거 및 건조된다.

Claims

내부가 식각영역과 대기영역으로 구분된 베스와;

상기 베스 내부를 가로질러 기판을 상기 식각영역으로부터 대기영역으로 슬라이딩 이동시키는 트랙과;

상기 대기영역의 상기 트랙 상부에 배치되며, 상기 기판의 상면 전체에 걸친 세정액을 토출하는 슬릿노즐이 구비된 워터나이프

를 포함하는 평판표시장치용 식각장치.
제 1항에 있어서,

상기 슬릿노즐은 상기 기판 이동방향과 교차 배치된 평판표시장치용 식각장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 슬릿노즐은 상기 기판의 폭보다 큰 길이를 가지는 평판표시장치용 식각장치.
제 3항에 있어서,

상기 슬릿노즐은, 상기 세정액을 연속적인 막의 형태로 토출하는 평판표시장치용 식각장치.
제 1항에 있어서,

상기 세정액은 DI인 평판표시장치용 식각장치.
제 1항에 있어서,

상기 워터나이프 이후의 상기 기판 상부로 배치되어, 상기 기판의 상면으로 고압 CDA를 분사하는 에어나이프

를 더욱 포함하는 평판표시장치용 식각장치.