KR20090124532A - 기판 식각 장치 - Google Patents

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KR20090124532A
KR20090124532A KR1020080050808A KR20080050808A KR20090124532A KR 20090124532 A KR20090124532 A KR 20090124532A KR 1020080050808 A KR1020080050808 A KR 1020080050808A KR 20080050808 A KR20080050808 A KR 20080050808A KR 20090124532 A KR20090124532 A KR 20090124532A
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이철호
유은석
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 식각 장치는 이송 유닛, 식각액 공급관들 및 분사노즐들을 포함한다. 이송 유닛은 기판을 경사지도록 지지하며, 기판을 이송한다. 식각액 공급관들은 이송 유닛의 상방에 기판과 동일한 방향으로 경사지도록 연장되고, 중심축을 기준으로 각각 양방향 회전 가능하며, 식각액을 공급한다. 분사 노즐들은 공급관들에 각각 구비되고, 공급관들의 양방향 회전에 따라 기판의 이송 방향을 따라 요동하며, 식각액을 기판으로 분사한다.

Description

기판 식각 장치{Apparatus for processing a substrate}
본 발명은 기판 식각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판으로 식각액을 분사하여 기판을 식각하는 기판 식각 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이 소자는 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정 등을 반복하여 형성된다.
상기 식각 공정은 기판 식각 장치가 상기 기판으로 식각액을 분사하여 이루어진다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 식각 장치(1)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 식각 장치(1)를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 식각 장치(1)는 기판(S)을 경사지도록 지지하여 제1 방향으로 이송하는 이송 유닛(10), 상기 이송 유닛(10)의 상방에 상 기 제1 방향과 평행하도록 연장되며, 식각액을 제공하는 공급관(20)들 및 상기 공급관(20)들에 연결되어 상기 기판(S)으로 상기 식각액을 분사하는 분사 노즐(30)을 포함한다.
상기 각 공급관(20)이 중심축을 기준으로 일정 각도로 양방향 회전하므로, 상기 분사 노즐(30)들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 요동하면서 상기 식각액을 분사한다.
각 분사 노즐(30)에서 분사된 식각액은 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 드레인된다. 상기 노즐(30)들의 요동 방향과 상기 식각액의 드레인 방향이 평행하다. 상기 노즐(30)들의 요동에 따라 상기 노즐(30)들은 상기 드레인 방향 및 상기 드레인 방향과 반대 방향으로 상기 식각액을 교대로 분사한다. 따라서, 상기 노즐(30)들로부터 분사되는 식각액이 상기 식각액 드레인을 촉진하거나 방해할 수 있다.
그러므로, 상기 식각액에 의해 상기 기판(S)이 부분적으로 과도하게 식각되거나, 부족하게 식각될 수 있다. 즉, 상기 기판(S)이 불균일하게 식각될 수 있다.
본 발명은 기판을 균일하게 식각할 수 있는 기판 식각 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판 식각 장치는 기판을 경사지도록 지지하며, 상기 기판을 이송하는 이송 유닛, 상기 이송 유닛의 상방에 상기 기판과 동일한 방향으로 경사지도록 연장되고, 중심축을 기준으로 각각 양방향 회전 가능하며, 식각액을 공급하는 공급관들 및 상기 공급관들에 각각 구비되고, 상기 공급관들의 양방향 회전에 따라 상기 기판의 이송 방향을 따라 요동하며, 상기 식각액을 상기 기판으로 분사하는 노즐들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공급관의 경사각은 상기 기판의 경사각과 동일할 수 있다.
상기 기판의 경사 상단에서 경사 하단으로 갈수록 상기 각 공급관들에서 상기 노즐들의 사이 간격이 좁아지도록 배치될 수 있다.
상기 기판의 경사 상단에서 경사 하단으로 갈수록 상기 각 공급관들에서 상기 노즐들의 길이가 길어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 공급관의 경사각은 상기 기판의 경사각보다 큰 예각을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 이송 유닛은 일정한 경사를 갖도록 연장되며, 회전 가능하도록 구비되는 다수의 샤프트들, 상기 샤프트들에 각각 고정되어 상기 샤프트들의 회전에 따라 회전하며, 상기 기판의 하부면을 지지하여 상기 기판을 이송하는 제1 롤러들 및 상기 샤프트들의 양단에 각각 고정되어 상기 샤프트들의 회전에 따라 회전하며, 상기 기판의 측면을 지지하여 상기 기판이 제1 롤러들로부터 미끄러지는 것을 방지하는 제2 롤러들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 식각 장치는 경사진 기판에서 식각액이 드레인되는 방향과 수직한 방향을 따라 분사 노즐들이 요동하면서 식각액을 분사한다. 따라서, 상기 분사 노즐들에서 분사된 식각액이 상기 기판에서의 식각액 드레인에 균일하게 영향을 미친다. 그러므로, 상기 식각액을 이용하여 상기 기판을 균일하게 식각할 수 있다.
또한, 상기 기판과 상기 분사 노즐들 사이의 간격을 조절하여 상기 기판의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 상기 분사 노즐들에서 분사된 식각액이 상기 기판에 가하는 충격량을 크게 한다. 그러므로, 상기 기판의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 상기 식각액이 드레인되면서 두껍게 형성된 식각액층을 상기 분사된 식각액이 관통하여 상기 기판과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 기판을 균일하게 식각할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 식각 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 식각 장치(100)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 기판 식각 장치(100)를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기판 식각 장치(100)는 이송 유닛(110), 공급관(120)들 및 분사 노즐(130)들을 포함한다.
상기 이송 유닛(110)은 기판(S)을 경사지도록 상기 기판(S)을 제1 방향으로 이송한다.
상기 이송 유닛(110)은 샤프트(112)들, 제1 롤러(114)들 및 제2 롤러들(116)을 포함한다.
상기 샤프트(112)들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대해 일정한 제1 경사각(θ1)을 갖는다. 상기 제1 경사각(θ1)은 예각의 범위에서 다양한 각도를 가질 수 있으며, 약 5도인 것이 바람직하다. 상기 샤프트(112)들은 서로 일정 간격 이격되어 배치된다. 상기 샤프트(112)들은 상기 기판(S)의 종류, 크기, 무게 등을 고려하여 다양한 크기 및 재질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 롤러(114)들은 상기 각 샤프트(112)에 일정 간격으로 배치된다. 예를 들어, 상기 제1 롤러(114)들은 상기 샤프트(112)에 끼워져 고정된다. 따라서, 상기 제1 롤러(114)들이 상기 기판(S)의 하부면을 지지한다. 상기 샤프트(112)들이 회전함에 따라 상기 제1 롤러(114)들에 지지된 상기 기판(S)이 상기 제1 방향으로 이송될 수 있다.
그러므로, 상기 제1 롤러(114)들에 의해 지지되는 기판(S)은 상기 샤프트(112)들의 제1 경사각(θ1)과 동일한 경사각을 갖는다.
상기 제2 롤러(116)들은 상기 각 샤프트(112)의 양단에 각각 배치된다. 예를 들어, 상기 제2 롤러(116)들은 상기 샤프트(112)에 끼워져 고정된다. 상기 제2 롤러(116)들은 상기 제1 롤러(114)들보다 큰 지름을 갖는다. 상기 제2 롤러(116)들은 상기 제1 롤러(114)들에 안착된 기판(S)의 측면을 지지하여 상기 기판(S)이 상기 경사 방향을 따라 미끄러지는 것을 방지한다.
상기 제1 롤러(114)들 및 상기 제2 롤러들(116)들은 상기 기판(S)의 종류, 크기, 무게 등을 고려하여 다양한 크기 및 재질 등으로 이루어질 수 있다.
상기 공급관(120)들은 상기 이송 유닛(110) 상부에 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향에 대해 제2 경사각(θ2)을 갖는다. 상기 제2 경사각(θ2)은 상기 제1 경사각(θ1)과 동일하다. 따라서, 상기 공급관(120)들과 상기 이송 유닛(110)의 샤프트(112)들은 서로 평행할 수 있다. 그러므로, 상기 공급관(120)들과 상기 기판(S)도 서로 평행할 수 있다. 상기 공급관(120)들은 서로 일정 간격 이격된다.
상기 공급관(120)들은 각각의 중심축을 기준으로 시계 방향 및 반시계 방향을 따라 양방향 회전할 수 있다. 이때, 상기 공급관(120)들의 양방향 회전은 일정한 각도 범위에서 이루어질 수 있다.
상기 공급관(120)들은 식각액 저장부(미도시)와 연결되며, 상기 식각액 저장 부의 식각액을 후술하는 분사 노즐(130)들에 제공한다.
상기 분사 노즐(130)들은 각 공급관(120)들에 각각 구비된다. 상기 분사 노즐(130)들은 일정 간격 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 공급관(120)들의 양방향 회전에 따라 상기 분사 노즐(30)들은 상기 제1 방향을 따라 요동하면서 상기 식각액을 분사한다. 각 분사 노즐(130)에서 분사된 식각액은 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 드레인된다. 그러므로, 상기 분사 노즐(30)들의 요동 방향과 상기 식각액의 드레인 방향은 서로 수직이다. 즉, 상기 노즐(30)들의 요동에 따라 상기 식각액은 상기 드레인 방향과 수직한 방향으로 분사된다.
상기 노즐(130)들로부터 분사되는 식각액이 상기 기판(S)을 따라 드레인되는 식각액에 균일하게 공급된다. 따라서, 상기 노즐(30)들로부터 분사되는 식각액이 상기 식각액 드레인을 촉진하거나 방해하지 않고 균일하게 영향을 미친다. 그러므로, 상기 식각액에 의해 상기 기판(S)이 부분적으로 과도하게 식각되거나, 부족하게 식각되지 않는다. 즉, 상기 기판(S)이 균일하게 식각될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 기판 식각 장치의 다른 예를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 공급관(120)들은 상기 제2 방향에 대해 제2 경사각(θ2)을 가지며, 상기 제2 경사각(θ2)은 상기 제1 경사각(θ1)과 동일하다. 즉, 상기 공급관(120)들과 상기 기판(S)이 평행하다.
상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 각 공급관(120)에서 상기 분사 노즐(130)들의 간격이 점점 좁아지도록 배치될 수 있다. 상기 분사 노즐(130)에서 일정한 유량의 세정액이 분사되는 경우, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 상기 분사 노즐(130)들에서 식각액 분사량이 많다.
상기 식각액의 분사량의 많을수록 상기 기판(S)에 가해지는 충격량이 크므로, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 상기 식각액이 드레인되면서 두껍게 형성된 식각액층을 상기 분사된 식각액이 관통하여 상기 기판(S)과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)을 균일하게 식각할 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐(130)들로부터 분사되는 식각액이 상기 기판(S)을 따라 드레인되는 식각액에 균일하게 공급되므로, 상기 기판(S)이 균일하게 식각될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 공급관(120)들은 상기 제2 방향에 대해 제2 경사각(θ2)을 가지며, 상기 제2 경사각(θ2)은 상기 제1 경사각(θ1)과 동일하다. 즉, 상기 공급관(120)들과 상기 기판(S)이 평행하다.
상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 각 공급관(120)에서 상기 분사 노즐(130)들의 길이가 점점 커질 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록, 상기 기판(S)과 상기 분사 노즐(130)들 사이의 거리가 감소한다. 상기 분사 노즐(130)에서 일정한 유량의 세정액이 분사되는 경우, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 상기 분사 노즐(130)들에서 분사된 식각액이 상기 기판(S)에 가하는 충격량이 크다. 그러므로, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 상기 식각액이 드레인되면서 두껍게 형성된 식각액층을 상기 분사된 식각액이 관통하여 상기 기판(S)과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)을 균일하게 식각할 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐(130)들로부터 분사되는 식각액이 상기 기판(S)을 따라 드레인되는 식각액에 균일하게 공급되므로, 상기 기판(S)이 균일하게 식각될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 공급관(120)들은 상기 제2 방향에 대해 제2 경사각(θ2)을 가지며, 상기 제2 경사각(θ2)은 상기 제1 경사각(θ1)보다 크며 예각을 갖는다. 즉, 상기 공급관(120)들이 상기 기판(S)보다 더 경사를 갖는다.
상기 분사 노즐(130)들의 길이가 동일한 경우, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 각 공급관(120)에서 상기 분사 노즐(130)들과 상기 기판(S) 사이의 거리가 점점 작아질 수 있다. 상기 분사 노즐(130)에서 일정한 유량의 세정액이 분사되는 경우, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 상기 분사 노즐(130)들에서 분사된 식각액이 상기 기판(S)에 가하는 충격량이 크다. 그러므로, 상기 기판(S)의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 상기 식각액이 드레인되면서 두껍게 형성된 식각액층을 상기 분사된 식각액이 관통하여 상기 기판(S)과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 기판(S)을 균일하게 식각할 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐(130)들로부터 분사되는 식각액이 상기 기판(S)을 따라 드레인되는 식각액에 균일하게 공급되므로, 상기 기판(S)이 균일하게 식각될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 식각 장치는 기판에 대해 경사지도록 식각액을 분사한다. 따라서, 상기 기판 상으로 제공된 식각액이 불순물과 함께 상기 기판 외부로 용이하게 배출될 수 있다. 그러므로, 상기 기판 식각 장치의 세정력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기판과 상기 분사 노즐들 사이의 간격을 조절하여 상기 기판의 경사 상단부에서 경사 하단부로 갈수록 상기 분사 노즐들에서 분사된 식각액이 상기 기판에 가하는 충격량을 크게 한다. 그러므로, 상기 기판의 경사 상단부에서 경사 하단부를 향해 상기 식각액이 드레인되면서 두껍게 형성된 식각액층을 상기 분사된 식각액이 관통하여 상기 기판과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 기판을 균일하게 식각할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 식각 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 식각 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 식각 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 식각 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 3에 도시된 기판 식각 장치의 다른 예들을 설명하기 위한 측면도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기판 식각 장치 110 : 이송 롤러
120 : 공급관 130 : 분사 노즐
S : 기판

Claims (6)

  1. 기판을 경사지도록 지지하며, 상기 기판을 이송하는 이송 유닛;
    상기 이송 유닛의 상방에 상기 기판과 동일한 방향으로 경사지도록 연장되고, 중심축을 기준으로 각각 양방향 회전 가능하며, 식각액을 공급하는 공급관들; 및
    상기 공급관들에 각각 구비되고, 상기 공급관들의 양방향 회전에 따라 상기 기판의 이송 방향을 따라 요동하며, 상기 식각액을 상기 기판으로 분사하는 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급관의 경사각은 상기 기판의 경사각과 동일한 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판의 경사 상단에서 경사 하단으로 갈수록 상기 각 공급관들에서 상기 노즐들의 사이 간격이 좁아지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기판의 경사 상단에서 경사 하단으로 갈수록 상기 각 공급관들에서 상기 노즐들의 길이가 길어지는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공급관의 경사각은 상기 기판의 경사각보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이송 유닛은,
    일정한 경사를 갖도록 연장되며, 회전 가능하도록 구비되는 다수의 샤프트들;
    상기 샤프트들에 각각 고정되어 상기 샤프트들의 회전에 따라 회전하며, 상기 기판의 하부면을 지지하여 상기 기판을 이송하는 제1 롤러들; 및
    상기 샤프트들의 양단에 각각 고정되어 상기 샤프트들의 회전에 따라 회전하며, 상기 기판의 측면을 지지하여 상기 기판이 제1 롤러들로부터 미끄러지는 것을 방지하는 제2 롤러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 식각 장치.
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WO2016044986A1 (zh) * 2014-09-23 2016-03-31 安徽省大富光电科技有限公司 蚀刻、显影、清洗以及褪膜设备、喷淋处理设备及方法
KR20190041053A (ko) * 2017-10-11 2019-04-22 삼성디스플레이 주식회사 습식 식각 장치
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