KR20110067482A - 식각 장치 - Google Patents

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Abstract

식각 장치는 기판이 유입 또는 배출될 수 있도록 개방된 개구를 갖는 복수 개의 챔버들과, 각 챔버 내부에 설치되며 약액을 분사하는 분사부재, 및 각 챔버의 개구와 인접하게 설치되며 개구로 유통하는 기체를 흡입하는 차단부재를 포함한다.
식각, 차단 부재, 흡입 홀, 덮개

Description

식각 장치{ETCHING APPARATUS}
본 발명은 식각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 습식 식각 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 패널 및 반도체의 제작에 있어서 식각 방법이 널리 사용되고 있다.
식각 방법은 기판을 식각액에 담그어 식각하는 디핑 식각(Dipping Etching) 방식과, 기판에 식각액을 분사하여 식각하는 샤워 식각(Shower Etching) 방식을 예로 들 수 있다.
디핑 식각 방식은, 기판의 전체 면적에서 두께 균일도가 낮고, 초기 대비 식각율의 저하 속도가 크며, 식각액을 담는 액조가 크고, 이로 인하여 유지 보수가 어려우며, 발생된 슬러지의 제거가 어려운 단점을 가진다.
또한 샤워 식각 방식은, 식각액이 균일하게 분사되지 못할 때, 오버 식각(over etching)이 발생하거나 기판에 얼룩이 발생하는 문제점을 가진다.
샤워 식각 장치는 버퍼(buffer) 챔버, 식각(etching) 챔버, 수세 챔버, 건조 챔버 등을 포함하여 구성될 수 있다. 식각 장치에서 사용되는 식각액은 무기산, 과 산화수소 등이 혼합된 것으로 식각 진행 시에 흄(fume)이 발생하게 된다. 종래의 식각 장치에는 흄을 제거하기 위해서 식각 구간별로 산배기부가 설치되어 있다. 그러나 복수 개의 식각 챔버를 갖는 식각 장치에 있어서 하나 또는 그 이상의 식각 챔버를 사용하지 않고 나머지 식각 챔버 만을 사용하는 경우가 있으며, 이 경우, 이웃하는 공정 진행 챔버로부터 사용하지 않는 챔버로 유입된 흄이 사용하지 않는 챔버의 구조물에 응결된 후, 낙하할 수 있다. 낙하한 흄이 기판으로 떨어지면 식각 불량을 유발한다. 또한, 보든 식각 챔버를 사용하는 경우에도 식각 구간 진입 전의 버퍼 챔버로 흄이 유입되어 식각 불량을 유발할 수 있다.
본 발명은 식각 공정에서 불량이 발생하는 것을 감소시킬 수 있는 식각 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 식각 장치는 기판이 유입 또는 배출될 수 있도록 개방된 개구를 갖는 복수 개의 챔버들과, 각 챔버 내부에 설치되며 약액을 분사하는 분사부재, 및 각 챔버의 상기 개구와 인접하게 설치되며 상기 개구로 유통하는 기체를 흡입하는 차단부재를 포함한다.
상기 챔버의 내부에는 상기 챔버 내에서 발생된 흄(fume)을 흡입하는 산배기부가 설치될 수 있으며, 상기 차단부재는 복수 개의 흡입 홀이 형성된 파이프 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 개구는 폭방향과 높이 방향을 갖는 사각 형태로 형성되며, 상기 차단부재는 상기 개구의 폭방향을 따라 이어져 배치되며, 상기 흡입 홀은 상기 개구의 폭방향을 따라 이격 배열될 수 있다.
상기 차단부재는 상기 챔버의 내부에서 상기 개구의 위에 설치될 수 있으며, 상기 개구는 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 출구와 인접하게 배치될 수 있다.
상기 개구는 기판이 유입되는 입구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 입구와 인접하게 배치될 수 있으며, 상기 개구는 기판이 유입되는 입구와 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 입구 및 상기 출구와 인접한 부분에 각각 설치될 수 있다.
상기 차단부재에는 상기 차단부재를 덮는 덮개가 설치될 수 있으며, 상기 덮개의 상면은 지면에 대하여 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 챔버들은 식각 공정이 실시되는 식각 챔버와 기판이 일시적으로 대기하는 버퍼 챔버를 포함하고, 상기 식각 챔버와 상기 버퍼 챔버는 각각 기판이 유입되는 입구와 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 식각 챔버의 출구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치되고, 상기 버퍼 챔버의 입구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치될 수 있다.
상기 챔버들은 식각 공정이 실시되는 식각 챔버와 기판이 일시적으로 대기하는 버퍼 챔버를 포함하고, 상기 식각 챔버와 상기 버퍼 챔버는 각각 기판이 유입되는 입구와 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 식각 챔버의 입구와 출구에 인접한 부분에 상기 차단부재가 각각 설치되고, 상기 버퍼 챔버의 입구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 식각 장치에 챔버 내부에 차단부재가 설치되어 이웃하는 챔버에서 발생된 흄이 다른 챔버로 유입되는 것을 차단하여 식각 불량이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 기재에 있어서 “~상에”라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
본 실시예에 따른 식각 장치(100)는 복수 개의 챔버들(101, 102, 103, 104)을 포함하며, 챔버(101, 102, 103, 104)는 순차적으로 배열된 제1 챔버(101)와, 제2 챔버(102), 제3 챔버(103) 및 제4 챔버(104)로 구성된다. 제1 챔버(101)는 식각 대상인 기판(121)이 대기하는 버퍼 챔버이며, 제2 챔버(102), 제3 챔버(103), 및 제4 챔버(104)는 식각이 실시되는 식각 챔버이다. 기판(121)은 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)와 제3 챔버(103)를 거쳐서 제4 챔버(104)로 이송된다.
본 실시예에서는 제2 챔버(102)에서만 식각이 실시되고, 제3 챔버(103)와 제4 챔버(104)에서는 식각이 실시되지 않는 것으로 예시한다.
챔버들(101, 102, 103, 104)에는 챔버(101, 102, 103, 104) 내부로 약액을 분사하는 분사부재(150)와 챔버(101, 102, 103, 104) 내부로 유입되는 기체를 차단하는 차단부재(130)가 설치된다. 또한, 챔버(101, 102, 103, 104) 내에는 패턴의 형성을 위한 기판(121)이 설치된다. 기판(121)은 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등의 평판 디스플레이에 적용되는 기판일 수 있으며, 반도체 웨이퍼 등 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 챔버를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 4는 도 2에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 제2 챔버(102), 제3 챔버(103), 및 제4 챔버(104)는 제1 챔버(101)와 동일한 구조로 이루어지므로 제1 챔버(101)에 대한 설명으로, 제2 챔버(102), 제3 챔버(103), 및 제4 챔버(104)에 대한 설명을 대체한다.
제1 챔버(101)의 내부에는 기판(121)을 이송시키는 이송부재(125)와, 기판(121)으로 약액을 분산하는 분사부재(150), 및 제1 챔버(101)로 유입되는 기체를 흡입하는 차단부재(130)를 포함한다.
제1 챔버(101)는 대략 사각형상의 방으로 이루어지며, 제1 챔버(101)에는 기 판(121)이 유입 또는 배출될 수 있도록 개구가 형성된다. 개구는 기판(121)이 유입되는 입구(112)와 기판이 배출되는 출구(113)를 포함한다. 입구(112)와 출구(113)에는 입구(112)와 출구(113)를 개폐하는 셔터(미도시)가 설치될 수 있다.
입구(112)와 출구(113)는 폭방향과 높이 방향을 갖는 사각형으로 이루어지며, 폭방향은 중력 방향과 교차하는 방향이며, 높이 방향은 중력 방향과 평행한 방향이다.
기판(121)은 사각판, 원판 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이송부재(125)는 원통형 막대로 이루어지며, 이송부재(125)에는 복수 개의 롤러(126)가 설치된다. 기판(121)의 아래에는 기판(121)을 이송시키는 복수 개의 이송부재(125)가 설치되는 바, 이송부재들(125)의 회전에 따라 기판(121)이 제1 챔버(101) 내부로 유입되거나 제1 챔버(101)의 외부로 배출될 수 있다.
분사부재(150)는 약액을 공급하는 약액 이송관(150a)과 약액 이송관(150a)에 설치된 복수 개의 노즐(152)을 포함한다. 약액 이송관(150a)은 복수 개가 나란하게 배열되며 끝단이 연결관(150b)에 의하여 서로 연통되어 약액을 공급받는다. 노즐(152)은 약액 이송관(150a)의 길이 방향을 따라 복수 개가 이격 배열되며 약액을 분산시켜서 기판(121)으로 약액을 분사한다.
기판(121)으로 분사된 약액은 기판(121)을 식각하여 기판(121) 상에 미세 패턴을 형성한다.
한편, 챔버(101)의 벽면에는 약액의 분사로 발생된 흄이 배출될 수 있도록 산배기부(115)가 형성된다. 산배기부(115)는 챔버(101)의 벽면에 형성된 홀로 이루 어지며, 이 산배기부(115)는 배기라인과 연결되어 챔버(101) 내부에서 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출시킨다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 챔버(101)의 출구(113) 쪽에는 출구(113)와 인접하게 차단부재(130)가 설치된다. 차단부재(130)는 파이프로 이루어지며, 차단부재(130)에는 복수 개의 흡입 홀(132)이 형성되어 출구(113)를 통해서 유입되는 기체를 흡입한다. 차단부재(130)는 배기라인에 연결되고 배기라인에는 진공 펌프가 연결 설치된다. 이에 따라 차단부재(130)와 진공 펌프가 연통되고 흡입 홀(132)에는 흡입 압력이 발생하여 흡입 홀(132)을 통해서 기체를 흡입할 수 있다.
한편, 차단부재(130)는 중력 방향을 기준으로 출구(113)의 바로 위에 설치되며, 출구(113)의 폭방향을 따라 이어져 배치된다. 이에 따라 흡입 홀(132)은 복수 개가 출구(113)의 폭방향을 따라 이격 배치된다. 이웃하는 챔버에서 식각공정이 실시되고 본 실시예에 따른 챔버(101)에서는 식각공정이 실시되지 아니할 경우에, 이웃하는 챔버에서 발생된 흄이 출구(113)를 통해서 본 실시예에 따른 챔버(101) 내부로 유입될 수 있다. 챔버(101) 내부로 유입된 흄은 내부에 누적되고 응결되는 바, 응결된 약액이 기판(121)으로 낙하하면 기판(121)에 식각 불량을 야기할 수 있다. 본 실시예에 따른 차단부재(130)는 출구(113)를 통해서 유입되는 흄을 흡입하여 배출함으로써 챔버(101) 내부로 흄이 유입되어 누적되는 것을 차단한다. 이에 따라 이웃하는 챔버에서 유입되는 흄으로 인하여 식각 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
차단부재(130)의 위에는 차단부재(130)를 덮는 덮개(140)가 설치된다. 덮 개(140)는 하부가 개방된 상자 형태로 이루어지며, 덮개(140)의 상판(141)은 지면에 대하여 경사지게 형성된다. 덮개(140)는 약액이 차단부재와 접촉하는 방지하며, 경사지게 형성된 상판(141)은 상판(141)에 약액이 누적되는 것을 방지한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 식각 장치(200)는 복수 개의 챔버들(201, 202, 203, 204)을 포함하며, 챔버(201, 202, 203, 204)는 제1 챔버(201)와, 제2 챔버(202), 제3 챔버(203) 및 제4 챔버(204)를 포함한다. 제1 챔버(201)는 기판(221)이 대기하는 버퍼 챔버이며, 제2 챔버(202), 제3 챔버(203), 및 제4 챔버(204)는 식각이 실시되는 식각 챔버이다.
버퍼 챔버인 제1 챔버(201)의 내부에는 제1 챔버(201)의 출구와 인접하게 배치되어 제1 챔버(201)로 흄이 유입되는 것을 차단하는 제1 차단부재(231)가 설치된다.
한편, 제2 챔버(202)의 내부에는 기판(221)으로 약액을 분사하는 분사부재(250)와 제2 챔버(202)의 입구와 인접하게 배치되어 제2 챔버(202)의 외부로 흄이 배출되거나 외부에서 흄이 유입되는 것을 차단하는 제2 차단부재(232)가 설치된다. 제3 챔버(203)와 제4 챔버(204)는 제2 챔버(202)와 동일한 구조로 이루어지므로 제2 챔버(202)에 대한 설명으로 제3 챔버(203)와 제4 챔버(204)에 대한 설명을 대체한다.
제1 차단부재(231)와 제2 차단부재(232)는 상기한 제1 실시예의 차단부재와 동일하게 기체를 흡입하는 흡입 홀이 형성된 파이프를 포함한다.
본 실시예와 같이 제1 챔버(201)에 제1 차단부재(231)를 설치하면 제1 챔버(201)로 흄이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 제2 챔버(202), 제3 챔버(203), 제4 챔버(204)의 내부에 제2 차단부재(232)를 설치하면 입구를 통해서 챔버들(202, 203, 204)의 외부로 흄이 빠져나가거나 입구를 통해서 흄이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 인접하는 챔버로 흄이 유입되어 식각 불량이 발생하는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 식각 장치(300)는 복수 개의 챔버(301, 302, 303, 304)를 포함하며, 챔버들(301, 302, 303, 304)은 제1 챔버(301)와, 제2 챔버(302), 제3 챔버(303) 및 제4 챔버(304)를 포함한다. 제1 챔버(301)는 기판(321)이 대기하는 버퍼 챔버이며, 제2 챔버(302), 제3 챔버(303), 및 제4 챔버(304)는 식각이 실시되는 식각 챔버이다.
제3 챔버(303)와 제4 챔버(304)는 제2 챔버(302)와 동일한 구조로 이루어지므로 제2 챔버(302)에 대한 설명으로 제3 챔버(303)와 제4 챔버(304)에 대한 설명을 대체한다.
제2 챔버(302)의 내부에는 기판(321)으로 약액을 분사하는 분사부재(350)와 제2 챔버(302)의 출구와 인접하게 배치되어 출구를 통해서 제2 챔버(302)로 흄이 유입되거나 배출되는 것을 차단하는 제1 차단부재(331)와 제2 챔버(302)의 입구와 인접하게 배치되어 입구를 통해서 제2 챔버(302)의 외부로 흄이 배출되거나 유입되는 것을 차단하는 제2 차단부재(332)가 설치된다. 제1 차단부재(331)와 제2 차단부 재(332)는 상기한 제1 실시예의 차단부재와 동일하게 기체를 흡입하는 흡입 홀이 형성된 파이프를 포함한다. 제1 차단부재(331)와 제2 차단부재(332)는 입구 또는 출구를 통해서 유통하는 기체를 흡입한다.
본 실시예와 같이 제2 챔버(302), 제3 챔버(303), 및 제4 챔버(304)에 제1 차단부재(331)와 제2 차단부재(332)를 설치하면 입구 또는 출구를 통해서 챔버들(302, 303, 304)의 외부로 흄이 빠져나가는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 입구 또는 출구를 통해서 챔버들(302, 303, 304)의 내부로 흄이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
식각 챔버 중에서도 일부의 식각 챔버만 식각 작업을 수행하는 경우가 있으므로 만일 제3 챔버(303)만 식각 작업을 수행하는 경우에는 제3 챔버(303)로부터 흄이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제2 챔버(302) 및 제4 챔버(304)로 흄이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 버퍼 챔버인 제1 챔버(301)에는 제1 챔버의 출구와 인접한 위치에 제1 차단부재(331)만 설치된다. 제1 챔버(301)의 내부에서는 식각 공정이 실시되지 아니하므로 제1 챔버(301)로 흄이 유입되는 것을 차단하는 것으로 충분하다. 이에 제1 차단부재(331)를 설치하여 흄이 제1 챔버(301)로 유입되는 것을 차단한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 챔버를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 4는 도 2에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차단부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 식각 장치를 도시한 구성도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
100, 200, 300: 식각 장치 101, 201, 301: 제1 챔버
102, 201, 301: 제2 챔버 103, 203, 303: 제3 챔버
104, 204, 304: 제4 챔버 112: 입구
113: 출구 115: 산배기부
121, 221, 321: 기판 125: 이송부재
126: 롤러 130: 차단부재
132: 흡입 홀 140: 덮개
141: 상판 150, 250: 분사부재
150a: 약액 이송관 150b: 연결관
152: 노즐 231, 331: 제1 차단부재
232, 332: 제2 차단부재

Claims (12)

  1. 기판이 유입 또는 배출될 수 있도록 개방된 개구를 갖는 복수 개의 챔버들;
    상기 각 챔버 내부에 설치되며 약액을 분사하는 분사부재; 및
    상기 각 챔버의 상기 개구와 인접하게 설치되며, 상기 개구로 유통하는 기체를 흡입하는 차단부재;
    를 포함하는 식각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버 내에서 발생된 흄(fume)을 흡입하는 산배기부를 더욱 포함하는 식각 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단부재는 복수 개의 흡입 홀이 형성된 파이프 형태로 이루어진 식각 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개구는 폭방향과 높이 방향을 갖는 사각 형태로 형성되며,
    상기 차단부재는 상기 개구의 폭방향을 따라 이어져 배치되며, 상기 흡입 홀은 상기 개구의 폭방향을 따라 이격 배열된 식각 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 챔버의 내부에서 중력 방향을 기준으로 상기 개구의 위에 설치된 식각 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 출구와 인접하게 배치된 식각 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 기판이 유입되는 입구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 입구와 인접하게 배치된 식각 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 상기 기판이 유입되는 입구와 상기 기판이 배출되는 출구를 포함하며, 상기 차단부재는 상기 입구 및 상기 출구와 인접한 부분에 각각 설치된 식각 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단부재에는 상기 차단부재를 덮는 덮개가 설치된 식각 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 덮개의 상면은 지면에 대하여 경사지게 형성된 식각 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 챔버들은 상기 기판의 식각 공정이 실시되는 식각 챔버와 상기 기판이 일시적으로 대기하는 버퍼 챔버를 포함하고,
    상기 식각 챔버와 상기 버퍼 챔버는 각각 상기 기판이 유입되는 입구와 상기 기판이 배출되는 출구를 포함하며,
    상기 식각 챔버의 입구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치되고, 상기 버퍼 챔버의 출구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치된 식각 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 챔버들은 상기 기판의 식각 공정이 실시되는 식각 챔버와 상기 기판이 일시적으로 대기하는 버퍼 챔버를 포함하고,
    상기 식각 챔버와 상기 버퍼 챔버는 각각 상기 기판이 유입되는 입구와 상기 기판이 배출되는 출구를 포함하며,
    상기 식각 챔버의 입구와 출구에 인접한 부분에 상기 차단부재가 각각 설치되고, 상기 버퍼 챔버의 출구와 인접한 부분에 상기 차단부재가 설치된 식각 장치.
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