KR20080062117A

KR20080062117A - 습식 식각 장치

Info

Publication number: KR20080062117A
Application number: KR1020060137503A
Authority: KR
Inventors: 김대우; 김창수; 함윤식
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-03

Abstract

본 발명은 습식 식각 장치에 관한 것으로, 식각 챔버; 상기 식각 챔버내에 위치하며 식각액을 분사하는 노즐; 상기 노즐 하부에 위치하며 기판을 이동시키는 이송 롤러; 및 상기 이송 롤러에 위치하며 서로 다른 반지름으로 기판을 지지하는 다수 개의 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치를 제공한다.

상기 기판을 지지하는 오링의 반지름은 이송 롤러의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 점차적으로 감소하므로, 상기 기판을 상면방향으로 볼록하게 휘게 하여 상기 기판상에 분사된 식각액이 기판 중앙부에 고이지 않고 가장자리부로 고르게 도포 될 수 있다.

따라서, 상기 기판의 중앙부가 가장자리부보다 과식각 되는 것을 방지하고, 식각조건에 따라 적합한 식각률의 제어가 가능하게 된다.

오링, 습식식각

Description

습식 식각 장치{Wet Etching Equipment}

도 1은 종래 기술에 의한 이송 롤러의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 간략한 습식 식각 장치 모식도이다.

도 3은 도 2의 본 발명에 의한 이송 롤러 A에서 A'의 단면도이다.

도 4a는 도 3의 본 발명에 의한 이송 롤러 B에서 B'의 단면도이다.

도 4b는 도 3의 본 발명에 의한 이송 롤러 C에서 C'의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 기판의 곡률반경을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 이송 롤러 110, 111: 오링

150: 노즐 160: 식각액 저장용기

170: 펌프

본 발명은 습식 식각 장치 관한 것으로, 보다 상세하게는 식각액을 기판상에 분사하여 진행하는 습식 식각 공정에서, 기판의 중앙부에서 발생하는 과식각을 방지하고 식각조건에 적합한 식각률을 얻기 위한 습식 식각 장치에 관한 것이다.

평판 표시장치(Flat panel display device)는 경량 및 박형 등의 특징으로 인해, 음극선관 표시장치(Cathode-ray tube display device)를 대체하는 차세대 표시장치로 사용되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 대표적으로, 액정 표시 장치 (Liquid Crystal Display; LCD)와 유기 전계 발광 표시장치(Organic Light Emitting Device; OLED)가 있다.

상기 유기 전계 발광 표시장치는 통상적으로 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 세정공정의 제조 공정을 통해서 형성되는데, 상기 식각 공정은 건식 식각과 습식 식각으로 나누어진다. 상기 건식 식각 방법은 비등방성(Anisotropic) 식각으로, 플라즈마를 이용하여 원하는 대상층을 선택적으로 식각하며, 일정 압력 하에서 반응 가스를 플라즈마 방전시켜 화학적인 반응에 의해 식각되는 반응 건식 식각 방법과 생성된 이온들이 박막 표면에 충돌함으로써 식각하는 이온 건식 식각 방법 등이 있다.

다음으로, 상기 습식 식각 방법은 등방성(isotrope) 식각으로, 화학 용액을 이용하여 식각하며, 상기 건식 식각 방법에 비해 마스크와 기판의 우수한 선택도와, 우수한 식각 균일도 및 비용절감의 효과로 인해 대면적 양산에 적합하다.

이러한, 습식식각 방법은 주로 금속 또는 투명전극을 식각할 때 사용되는데, 식각하고자 하는 대상을 식각액에 완전히 담그는 방식과, 상기 식각액을 분사장치 를 이용하여 상기 식각 대상의 표면에 분사하여 식각하는 방식이 있다.

상기 분사장치를 이용한 방법은 이송 롤러에 의해 기판이 챔버 내부로 이송되어지면, 상기 챔버 외부에 위치된 식각액 저장용기로부터 식각액이 펌프에 의해 메인 배관으로 공급되고, 다시, 상기 메인 배관으로부터 분기된 다수의 서브배관으로 식각액이 공급되는데, 이 때, 상기 서브배관에는 상기 식각액을 기판상에 분사하기 위한 다수 개의 노즐이 위치한다. 따라서, 상기 노즐을 통해 기판상에 식각액을 균일하게 분사하여 습식 식각 공정을 진행할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 이송 롤러의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 기판(120)은 이송 롤러(100) 방향으로 볼록하게 중앙부가 휘는 현상이 발생하는데, 이는 상기 이송 롤러(100)에 위치하면서 기판(120)을 지지하는 일정한 반지름(110a)의 오링(110) 사이에서 기판(120)의 무게에 의해 발생하는 현상이다. 그러나, 상기 오링(110)은 이송 롤러(100)의 회전운동을 기판표면과의 마찰을 이용하여 기판(120)에 전달하는 역할을 하기 때문에, 상기 오링(110)의 개수와 면적을 늘려서 기판(120)을 지지하는 방법으로는 상기 기판 (120)과의 간섭증대에 의한 불량을 야기시킬 수도 있다.

이러한, 문제점은 기판(120)의 크기와 무게가 증가할수록 비례하여 발생하여, 습식식각 공정 시 분사된 식각액이 기판(120) 상면 전체에 고르게 도포되지 못하고 상기 기판(120)의 중앙부에 고이는 현상을 야기시킨다. 따라서, 상기 기판(120)의 가장자리부 대비 중앙부에서 다량의 식각액에 의한 과식각이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여, 오링의 반지름을 조절함으로써, 기판의 중앙부에 식각액이 모이는 것을 방지하고, 식각조건에 적합한 식각률을 제어할 수 있는 습식식각 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 식각 챔버;

상기 식각 챔버내에 위치하며, 식각액을 분사하는 노즐;

상기 노즐 하부에 위치하며, 기판을 이동시키는 이송 롤러; 및

상기 이송 롤러에 위치하며, 서로 다른 반지름으로 기판을 지지하는 다수 개의 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

또한, 도면에서 동일 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용한다.

도 2는 본 발명에 의한 간략한 습식 식각 장치 모식도이다.

도 2을 참조하면, 습식 식각 장치는 식각 챔버(200), 상기 식각 챔버(200) 내에 위치하며 식각액을 분사하는 노즐(150)과, 상기 노즐(150)에 식각액을 공급하면서 식각 챔버(200) 외부에 위치하는 식각액 저장용기(160) 및 펌프(170)와, 상기 식각액에 의해 식각되는 기판(121)을 이송하는 이송 롤러(100)와, 상기 이송 롤러(100)에 위치되면서 상기 기판(121)을 지지하고 기판(121) 표면과의 마찰을 이용해 기판(121)을 이송하는 다수 개의 오링(111)으로 이루어져 있다.

상기 습식 식각 장치에 있어서, 상기 이송 롤러(100)의 회전에 의해 기판(121)이 식각 챔버 내부(200)로 이송되어지면, 상기 식각 챔버(200) 외부에 위치된 식각액 저장용기(160)로부터 식각액이 펌프(170)에 의해 메인 배관(미도시) 으로 공급되고, 다시, 상기 메인 배관으로부터 분기된 다수 개의 서브 배관(미도시)으로 식각액이 공급된다. 상기 서브 배관에는 상기 식각액을 기판(121) 상에 분사하기 위한 하나 또는 다수 개의 노즐(150)이 위치하여, 결국, 상기 노즐(150)에 의해 기판(121) 상에 분사된 식각액에 의해 습식 식각이 진행되게 된다.

도 3은 도 2의 본 발명에 의한 이송 롤러 A에서 A`의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 이송 롤러(100)에는 모터와 같은 회전력을 인가할 수 있는 구동부(미도시)가 연결되어 있어서, 이송 롤러(100)를 회전시켜 기판(121)을 이송시킬 수 있는데, 이 때, 상기 이송 롤러(100)에는 기판(121) 과의 미끄럼을 방지하면서 마찰력을 의해 기판(121)을 이송하는 다수 개의 오링(111)이 위치한다.

상기 오링(111)은 하나의 이송 롤러(100)에 서로 다른 반지름으로 구비되어서, 분사된 식각액에 의한 기판(121)의 식각률을 제어할 수 있는데, 바람직하게는, 상기 오링(111)의 반지름은 이송 롤러(100)의 중앙부 오링(111a) 보다 가장자리부 오링(111b)으로 갈수록 감소하도록 할 수 있다. 한편, 상기 오링(111)의 간격은 일정하게 유지하도록 한다.

도 4a는 도 3의 본 발명에 의한 이송 롤러 B에서 B`의 단면도이다.

도 4b는 도 3의 본 발명에 의한 이송 롤러 C에서 C`의 단면도이다.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 이송 롤러(100) 중앙부 오링(111a)의 반지름 (112)은 종래의 오링 반지름(110a) 보다 크게 형성하고, 가장자리부 오링(111b)의 반지름(113)은 종래의 오링 반지름(110a) 보다는 크지만 중앙부 오링(110a)의 반지름(112)보다는 작게 형성할 수 있다.

따라서, 상기 오링(111)의 반지름은 이송 롤러(100)의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 감소함으로, 기판(121)이 상면방향으로 볼록하게 휘게 되어 습식식각 장치의 노즐에서 분사된 식각액이 기판(121)의 중앙부에 모이지 않고 가장자리부로 고르게 도포 되게 된다.

이 때, 상기 기판(121)의 크기나 두께 또는 재질에 따라서 기판(121)의 파손이나 변형이 없는 임계치수(130) 내에서 원하는 식각률을 고려하여 오링(111)의 반지름을 조절할 수 있다.

이러한, 상기 임계치수(130)는 하기 표 1에서 기판(121)의 파손이나 변형이 없는 휨 임계치수의 평가결과에 의해 이해될 수 있다.

평가 예 1) 기판(121)을 ITO/Ag/ITO으로 구성하고, 상기 기판의(121) 두께가 O.5mm이며 폭이 370mm 일 때, 기판의 휨 임계치수를 측정하였다.

평가 예 2) 기판(121)을 ITO/Ag/ITO으로 구성하고, 상기 기판의(121) 두께가 O.5mm이며 폭이 730mm 일 때, 기판의 휨 임계치수를 측정하였다.

[표 1]

	기판 재질	기판 폭	두께	휨 임계치수
평가 예1	ITO/Ag/ITO	370mm	0.5mm	2.0mm
평가 예2	ITO/Ag/ITO	730mm	0.5mm	4.0mm

상기 표 1을 참조하면, 평가 예1에서는 상기 기판(121)의 휨에 의한 임계치수(130)가 2.0mm이므로, 이송 롤러(100)의 중앙부 오링(111a)의 반지름 (112)을 종래의 오링 반지름(110a) 보다 2mm 내에서 크게 형성할 수 있다.

이어서, 가장자리부 오링(111b)의 반지름(113)은 종래의 오링 반지름(110a) 보다는 크지만 중앙부 오링(110a)의 반지름(112)보다는 작게 형성하여, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

보다 자세하게, 본 발명에 의한 기판의 곡률반경을 나타내는 도 5를 참조하면, 기판 폭(d)이 370mm, 기판의 휨 임계치수(h)가 2mm 일때,

으로 유도되는 수식에 상기 조건을 대입하면,

이 되고, 결국, 곡률반경(r)은 8557mm가 된다.

따라서, 상기 곡률반경을 갖는 기판(121)의 휨을 구현하기 위하여 이송 롤러(100)의 중앙부 오링(111a)의 반지름 보다 가장자리부 오링(111b)으로 갈수록 반지름이 감소하도록 형성할 수 있다.

단, 상기에서 폭이 370mm인 기판(121)이 휘어지면 실제의 기판 폭(300)은 370mm보다 작아질 수 있다.

또한, 상기 표 1을 참조하면, 평가 예2에서는 상기 기판(121)의 휨에 의한 임계치수(130)가 4.0mm이므로, 이송 롤러(100)의 중앙부 오링(111a)의 반지름 (112)을 종래의 오링 반지름(110a) 보다 4mm 내에서 크게 형성할 수 있다.

보다 자세하게, 기판 폭(d)이 730mm, 기판의 휨 임계치수(h)가 4mm 일때,

으로 유도되는 수식에 상기 조건을 대입하면,

이 되고, 결국, 곡률반경(r)은 16655mm가 된다.

단, 상기에서 폭이 730mm인 기판(121)이 휘어지면 실제의 기판 폭(300)은 730mm보다 작아질 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 발명이 속하는 기술분야 의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 습식 식각 장치는 기판이 상면방향으로 볼록하게 휘게 되어 기판의 중앙부가 가장자리부보다 과식각 되는 것을 방지하고, 식각조건에 따라 적합한 식각률의 제어가 가능하게 된다.

Claims

식각 챔버;

상기 식각 챔버내에 위치하며, 식각액을 분사하는 노즐;

상기 노즐 하부에 위치하며, 기판을 이동시키는 이송 롤러; 및

상기 이송 롤러에 위치하며, 서로 다른 반지름으로 기판을 지지하는 다수 개의 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치.
제1항에 있어서,

상기 오링의 반지름은 상기 이송 롤러의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 점차적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치.
제1항에 있어서,

상기 오링은 간격이 일정한 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치.
제2항에 있어서,

상기 기판은 일정한 곡률반경을 갖는 구형인 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치.
제4항에 있어서,

상기 곡률반경은
(상기 r은 기판의 곡률반경, d는 기판 폭, h는 기판의 휨 임계치수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 습식 식각 장치.