KR20090005177U - 기판 에칭용 분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기판 에칭용 분사노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 식각처리하기 위한 식각 약액이 유입되는 유입구, 상기 유입구를 통해 유입된 식각 약액을 버퍼링하되, 하부측을 향해 직경이 확장되는 구조로 이루어진 버퍼부 및 상기 버퍼부에 의해 버퍼링된 식각 약액을 토출하며, 복수개의 분사홀이 사각형태로 배치된 분사틀을 구비한 분사부를 포함하는 기판 에칭용 분사노즐에 관한 것이다. 본 고안에 따르면, 기판의 표면에 약액을 고르게 분사함으로써 약액이 기판 표면에 균일하게 도포되어 식각처리 공정 시간을 단축하고 공정의 효율이 증대되는 효과가 있다.

기판, 에칭, 노즐, 약액, 분사홀

Description

기판 에칭용 분사노즐{Injection nozzle for etching substrate}

본 고안은 분사노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD 제조에 사용되는 기판에 소정의 약액을 분사하여 기판을 식각처리하는 기판 에칭용 분사노즐에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 글래스와 같은 기판의 상면에는 반도체 소자 제조 공정과 유사한 공정에 의하여 수많은 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 이와 같은 박막트랜지스터를 형성하기 위해서는 반복적인 패턴 형성, 포토레지스트 도포, 현상 및 식각의 과정을 반복적으로 수행하여야 한다. 물론, 이와 같은 공정은 박막트랜지스터 이외에도 ITO 전극을 형성하는데에도 동일하게 수행된다.

한편, 기판의 식각을 위한 에칭 공정은 크게 습식 식각(Wet Etching), 건식 식각(Dry etching)으로 구분된다. 이들 중 습식 식각은 통상적으로 이용되는 공정이며 경제적이고 생산성 있는 에칭 방법으로서, 기판상에 현상장비에 의해 형성된 패턴에 분사노즐로 에칭액을 분사하여 박막을 선택적으로 제거함으로써 패턴이 형 성된 부분은 박막이 남게 되고, 포토레지스트가 없는 부분의 박막은 제거된다. 이와 같이 박막트랜지스터를 형성함에 있어 필요한 공정중 하나인 식각 공정은 다시 딥(dip) 방식, 퍼들(puddle) 방식 및 분사(shower) 방식 등이 있다. 여기서 딥(dip) 방식은 LCD 글래스를 식각용 케미컬에 담궈 식각을 진행하는 방식이고, 퍼들(puddle) 방식은 식각용 케미컬을 정지된 글래스 기판에 떨어뜨려 식각용 케미컬이 기판 전면에 퍼지도록 하여 일정 시간 동일 반응하는 방식을 말하며, 분사(shower) 방식은 현상액을 저압으로 기판에 분사하여 일정 시간을 지속시키는 방식을 말한다. 최근에는 스프레이 타입의 노즐을 이용하여 에칭액을 분사하는 습식 식각 방식이 주로 사용되는데, 이러한 식각 공정의 효율을 높이기 위한 분사노즐의 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.

도 1은 종래의 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 저면도 및 유량분포 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기판 에칭용 분사노즐은 약액(케미컬)이 유입되는 유입구(10), 상기 유입구로 유입된 약액이 이송되는 통로(20), 약액을 버퍼링하는 버퍼부(30) 및 약액이 분사되는 토출구(40)를 포함한다.

상기 유입구(10)로 유입된 소정의 약액이 분사노즐 몸체의 내부 통로(20)를 거친 다음 버퍼링되어 토출구(40)를 통해 분사된다. 여기서 상기 통로(20)는 약액을 회전시켜 이송하기 위해 분사노즐의 단부를 향해 연속적으로 회전하는 구조로 이루어지는데, 이렇게 회전하며 이송되는 약액은 버퍼부(30)에서 버퍼링된 후 상기 토출구(40)를 통해 기판의 판면에 분사된다. 상기 약액을 회전시켜 분사하게 되면 기판의 판면을 향해 약액을 확산시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 토출구(40)에는 사각 형태의 분사틀(41)이 구비되는데, 이러한 구조는 약액의 분사 직진성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 회전하며 이송되는 약액이 사각 형태의 분사틀(41)을 통해 분사됨으로써 기판 판면에 대한 약액의 확산 및 직진성이 증대되는 효과가 있다.

그러나 이와 같은 구조는 회전하면서 분사되는 약액의 원심력으로 인해 사각 형태의 분사틀(41)의 각면에서의 밀집분사가 이루어지게 되고, 특히 사각 모서리 부분의 분무액적의 크기가 커지는 단점이 있으며, 분사유량의 분사궤적도 균일하지 못한 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안의 과제는, 기판에 분사되는 약액을 균일하게 도포할 수 있는 기판 에칭용 분사노즐을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 고안은, 기판을 식각처리하기 위한 식각 약액이 유입되는 유입구, 상기 유입구를 통해 유입된 식각 약액을 버퍼링하되, 하부측을 향해 직경이 확장되는 구조로 이루어진 버퍼부 및 상기 버퍼부에 의해 버퍼링된 식각 약액을 토출하며, 복수개의 분사홀이 사각형태로 배치된 분사틀을 구비한 분사부를 포함한다.

본 고안은 기판의 표면에 약액을 고르게 분사함으로써 약액이 기판 표면에 균일하게 도포되어 식각처리 공정 시간을 단축하고 공정의 효율이 증대되는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 기판 에칭용 분사노즐의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 저면도 및 유량분포 그래프이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 기판 에칭용 분사노즐은 식각 약액이 유입되는 유입구(100), 식각 약액이 버퍼링되는 버퍼부(200) 및 식각 약액이 토출되는 분사부(300)를 포함한다.

상기 유입구(100)는 기판을 식각하기 위한 식각 약액이 유입되며 분기 파이프(도시되지 않음)에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 분기 파이프에 고정설치되기 위해서 상기 유입구(100)의 외부면에는 나사산(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 아울러 분기파이프에 설치되는 상기 분사노즐의 수량(數量)을 최소화할 수 있고, 분사노즐의 크기 또한 최소화되어 제조비용을 절감하는 효과가 있다. 여기서는 기판을 식각하기 위한 식각 약액에 한정되는 것은 아니며 기판의 세정을 위한 세정액이 사용될 수 있다.

상기 버퍼부(200)는 상기 유입구(100)를 통해 유입된 식각 약액을 버퍼링한다. 도 4의 유량분포 그래프를 참조하면, 후술하는 분사부(300)를 통해 토출되는 식각 약액이 균일한 압력으로 토출되기 위해서 식각 약액은 상기 버퍼부(200)에 의해 버퍼링 되는데, 버퍼부(200)는 분사노즐의 하부측을 향해 점진적으로 직경이 커지게 된다. 이러한 버퍼부(200)의 구조로 인해 분사부(300) 모서리 부분의 분무액적의 크기가 커지는 단점을 보완할 수 있으며, 유량의 분사궤적 및 분사압력을 균 일하게 하는 효과가 있다.

상기 분사부(300)는 상기 버퍼부(200)에 의해 버퍼링된 식각 약액이 토출되며, 복수개의 분사홀(311)이 사각 형태로 배치된 분사틀(310)을 구비하는데, 그 분사틀의 저면이 사각의 분사면으로 이루어진다. 예를 들어 원형 또는 타원형으로 이루어진 분사면일 경우 분사면의 중심부위에서의 분사압력이 가중되기 때문에 균일하게 분사되지 않는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해소하고자 상기 버퍼부(200)의 구조를 분사노즐의 하부측을 향해 점진적으로 직경이 커지게 하였으며, 상기 분사틀(310)의 저면이 사각의 분사면으로 형성하였다.

또한, 상기 분사홀(311)의 직경은 0.2mm 내지 0.5mm 로 이루어진다. 상기 분사홀(311)의 직경이 0.2mm 미만이면, 식각 약액의 토출량이 극히 미비하여 공정시간이 지체되는 문제점이 있고, 0.5mm 를 초과하면 식각 약액이 과도하게 토출됨으로써 식각 약액이 상기 버퍼부(200)에서 충분히 버퍼링 되지 못하여 균일한 압력으로 토출되지 못하는 문제점이 있다. 그리고 상기 분사홀(311)은 수직의 원통형으로 이루어져 있어서, 토출직전에서의 유량을 최대한 버퍼링시킬 수 있고, 식각 약액의 분사직진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 분사홀(310)의 간격이 조밀할수록 분사 균일도가 향상되는 효과가 있다.

그리고 상기 분사부(300) 외측에는 분사노즐의 단부를 향해 연장된 돌출단(400)이 형성되는데, 복수개의 상기 분사노즐이 분기파이프에 설치되어 기판을 향해 식각 약액이 토출될 때 각각의 분사노즐 사이에서 식각 약액이 중첩되는 것을 방지한다.

이상에서는 본 고안을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 실용신안등록청구범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 종래의 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래의 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 저면도 및 유량분포 그래프이다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 기판 에칭용 분사노즐을 나타낸 저면도 및 유량분포 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 유입구 200: 버퍼부

300: 분사부 310: 분사틀

311: 분사홀 400: 돌출단

Claims (3)

1. 기판을 식각처리하기 위한 식각 약액이 유입되는 유입구;

   상기 유입구를 통해 유입된 식각 약액을 버퍼링하되, 하부측을 향해 직경이 확장되는 구조로 이루어진 버퍼부; 및

   상기 버퍼부에 의해 버퍼링된 식각 약액을 토출하며, 복수개의 분사홀이 사각형태로 배치된 분사틀을 구비한 분사부를 포함하는 기판 에칭용 분사노즐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분사홀의 직경이 0.2mm 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 기판 에칭용 분사노즐.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분사부 외측에 형성되며 분사노즐의 단부를 향해 연장된 돌출단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 에칭용 분사노즐.

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