KR20120011530A - 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 상부에서 에칭액을 기판으로 분사하여 기판을 에칭하는 장치에 관한 것으로, 특히 기판들을 수직으로 적재하고, 기판 상부에서 에칭액을 분사하는 분사 부재들을 기판과 직교 방향으로 배치함으로써, 분사 부재 대비 에칭 기판의 수를 대폭 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 양 끝쪽의 분사 부재를 기판의 양 끝단과 각각 동일 수직선 상에 배치함과 아울러, 분사 부재의 노즐대 양 쪽 끝에 배치되는 노즐을 양 쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 배치함으로써, 에칭의 균일성을 확보하여 기판 슬림화의 품질을 향상시킬 수 있는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 관한 것이다.
본 발명인 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치를 이루는 구성수단은, 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 있어서, 적어도 하나의 기판을 수직으로 적재하는 적재수단과, 상기 적재수단 상부에서 하방으로 에칭액을 분사하는 적어도 하나의 분사 부재를 포함하는 분사 수단을 포함하여 구성되되, 상기 분사 부재는 상기 기판과 직교 방향으로 배치되는 노즐대와 상기 노즐대의 하측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치{top？down spray type substrate etching device}

본 발명은 기판 상부에서 에칭액을 기판으로 분사하여 기판을 에칭하는 장치에 관한 것으로, 특히 기판들을 수직으로 적재하고, 기판 상부에서 에칭액을 분사하는 분사 부재들을 기판과 직교한 방향으로 배치함으로써, 분사 부재 대비 에칭 기판의 수를 대폭 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 양 끝쪽의 분사 부재를 기판의 양 끝단과 각각 동일 수직선 상에 배치함과 아울러, 분사 부재의 노즐대 양 쪽 끝에 배치되는 노즐을 양 쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 배치함으로써, 에칭의 균일성을 확보하여 기판 슬림화의 품질을 향상시킬 수 있는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 관한 것이다.

휴대용 전자기기의 발달에 따라 다양한 기능이 집적화되고, 휴대의 편리를 위해 기기가 슬림화 및 박형화되고 있기 때문에 기기에 장착되는 기판의 두께 역시 얇게 제조되어야 하고, 기판의 두께를 얇게 제조하기 위해 일반적으로 사용되는 기술이 에칭 기술이다.

일반적으로 유리 기판의 두께를 얇게 가공하기 위해 사용되는 에칭(Etching) 기술은 건식 에칭(Dry Etching)과 습식 에칭(Wet Etching)으로 구분되며, 건식 에칭의 경우 기판의 두께를 얇게 하는데 한계가 있으므로 휴대용 전자기기의 발달에 따른 유리 기판의 초 슬림화 요구에 따라 유리 기판의 두께를 감소시키기 위한 방법으로 습식 에칭 방법이 널리 사용되고 있다.

일반적으로 사용되는 습식 에칭은 디핑법, 스프레이법, 제트플로우법에 대한 기술들이 있다.

상기 디핑법은 에칭조(etching bath) 안에 에칭액을 담아 상기 에칭액에 유리기판을 담근 후 에어 버블(air bubble)을 에칭조 바닥에서 발생시킨다. 상기 에어 버블로 인하여 유리기판 표면에서 에칭액의 흐름 현상이 발생하도록 하는 것이다.

여기서 상기 에어 버블은 에칭액의 확산과 반응 생성물의 이탈 및 확산층 밖으로 제거 등 에칭액 혹은 생성물의 운동론에 관계한다. 상기 에어 버블은 에칭액 및 반응 생성물의 운동에너지를 크게 해 접촉, 확산 및 이탈을 빠르게 발생할 수 있도록 도와주게 된다.

즉, 유리기판에 신액을 신속하게 공급하고 생성물을 기판 표면으로부터 신속하게 빼내오는 역할을 하게 된다. 상기와 같은 원리로 동작하는 상기 디핑법의 장점은 에칭액이 에칭조에 꽉 차있으므로 카세트에 기판을 꽂아 한꺼번에 여러 장을 투입할 수 있어 생산성이 높다는 것이다. 상기 디핑법의 단점은 반응 생성물이 계속해서 에칭조 안에 남아 있어 이러한 반응 생성물이 기판 표면에 붙는 등 표면 품질에 악영향을 미친다.

상기와 같은 이유로 상기 유리기판의 식각량을 많게 하여 상기 유리기판의 두께를 얇게 하기 힘들며, 상기 유리기판을 에칭하기 위하여 사용되는 에칭액의 사용량이 많다는 단점이 있다.

상기와 같은 디핑법의 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 스프레이법이다. 상기 스프레이법은 품질적인 측면에서 디핑법보다 진보된 방법이다. 도 1을 참고하면 상기 스프레이법은 노즐(11)로부터 에칭액(12)이 분사되어 유리기판(13)에 뿌려지는 것이다. 에칭 원리를 통한 에칭 단계는 앞에 디핑법에서 언급한 것과 동일하다.

그러나, 상기 스프레이법은 스프레이라는 도구를 사용하고 유리기판에 수직하게 에칭액이 입사되므로 에칭액의 운동에너지가 매우 크며, 신액 공급과 생성물의 제거를 좀 더 신속하고 균일하게 할 수 있다. 또한, 상기 스프레이법이 디핑법보다 우수한 표면 품질을 구현할 수 있고 같은 온도에서 에치레이트(etch rate)가 조금 높다.

상기 스프레이법은 반응 생성물을 손쉽게 제거하고 에칭액이 계속해서 에칭액 탱크와 에칭 공간을 순환하기 때문에 대용량의 탱크를 사용할 수 있다. 또한, 상기 스프레이법은 반응 생성물의 처리 등을 통해서 지속적으로 사용할 수 있어 표면 품질을 우수한 상태로 유지할 수 있고 에칭액 사용량을 절감할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기 스프레이법에 의하는 경우 유리기판을 한 장씩 처리해야 하므로 생산성이 현저하게 저하되는 문제점이 있다. 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 젯플로우(jet flow)법이 개발되었으나, 상기 젯플로우(jet flow)법은 디핑법과 스프레이법의 혼합이라 볼 수 있다.

상기 젯플로우(jet flow)법은 에칭조에 에칭액을 채우고 유리기판을 침적시킨 후, 한쪽에서 에칭액의 흐름을 강력하게 발생시켜 디핑법에서 에어버블의 역할을 하게한다.

또한, 에칭조에 에칭액을 계속 공급하여 에칭조를 넘는 에칭액은 다시 회수해서 사용하였다. 그러나, 상기 젯플로우(jet flow)법은 생산성을 향상시킬 수 있는 방법이나 초기 투자비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 기판들을 수직으로 적재하고, 기판 상부에서 에칭액을 분사하는 분사 부재들을 기판과 직교한 방향으로 배치함으로써, 분사 부재 대비 에칭 기판의 수를 대폭 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 양 끝쪽의 분사 부재를 기판의 양 끝단과 각각 동일 수직선 상에 배치함과 아울러, 분사 부재의 노즐대 양 쪽 끝에 배치되는 노즐을 양 쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 배치함으로써, 에칭의 균일성을 확보하여 기판 슬림화의 품질을 향상시킬 수 있는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 상기 기판들 각각과 상기 복수개의 노즐 각각을 동일 수직선 상에 일대일로 배치함으로써, 기판들에 대한 에칭 효율을 증가시킬 수 있는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 기판과 분사부재를 일대일로 수평하게 배치하는 종래의 방법을 따를 경우, 분사부재의 양 끝단에 배치되는 결합 유니온(노즐대에 에칭액 공급 배관을 연결하는 수단)의 직경으로 인하여, 기판 에칭 장치에 배치되는 분사부재의 개수가 제한적이고, 결과적으로 에칭되는 기판의 개수들도 제한적이었으나, 본 발명에 따라 기판들과 분사부재를 직교 방향으로 배치함으로써, 결합 유니온의 직경에 영향을 받지 않고, 종래에 비하여 상대적으로 더 많은 수의 기판들을 에칭할 수 있는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치를 이루는 구성수단은, 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 있어서, 적어도 하나의 기판을 수직으로 적재하는 적재수단과, 상기 적재수단 상부에서 하방으로 에칭액을 분사하는 적어도 하나의 분사 부재를 포함하는 분사 수단을 포함하여 구성되되, 상기 분사 부재는 상기 기판과 직교 방향으로 배치되는 노즐대와 상기 노즐대의 하측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적재수단은 상기 기판을 적재하는 카세트와, 상기 카세트가 안착되고 하부에 바퀴가 구비되는 이동판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사 수단은, 서로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 분사 부재와, 상기 분사 부재의 일단과 각각 연결되는 에칭액 공급 배관과, 상기 에칭액 공급 배관을 통하여 에칭액을 공급하는 에칭액 공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 분사 부재 중, 양쪽 끝에 배치되는 분사 부재는 상기 기판의 양쪽 끝단과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사 부재를 구성하는 노즐대 하측에 배치되는 복수개의 노즐 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐은 상기 적재 수단에 적재되는 기판들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판과 상기 복수개의 노즐 각각은 동일 수직선 상에 일대일 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적재 수단을 이동시키는 이동 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이동 수단은, 구동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부로부터 발생된 구동력을 전달하는 벨트부와, 상기 벨트부에 맞물려 있는 이동부와, 상기 이동부에 일단이 결합되고, 타단은 상기 카세트 또는 이동판에 결합되는 연결부 및 상기 이동판에 구비된 바퀴가 안착되는 레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 분사 부재는 일정 각도로 오실레이션되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 의하면, 기판들을 수직으로 적재하고, 기판 상부에서 에칭액을 분사하는 분사 부재들을 기판과 직교한 방향으로 배치하기 때문에, 분사 부재 대비 에칭 기판의 수를 대폭 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 에칭액을 분사하는 복수개의 분사 부재들 중, 양 끝쪽의 분사 부재를 기판의 양 끝단과 각각 동일 수직선 상에 배치함과 아울러, 분사 부재의 노즐대 양 쪽 끝에 배치되는 노즐을 양 쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 배치하기 때문에, 에칭의 균일성을 확보하여 기판 슬림화의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 기판들 각각과 상기 복수개의 노즐 각각을 동일 수직선 상에 일대일로 배치하기 때문에, 기판들에 대한 에칭 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 기판과 분사부재를 일대일로 수평하게 배치하는 종래의 방법을 따를 경우, 분사부재의 양 끝단에 배치되는 결합 유니온(노즐대에 에칭액 공급 배관을 연결하는 수단)의 직경으로 인하여, 기판 에칭 장치에 배치되는 분사부재의 개수가 제한적이고, 결과적으로 에칭되는 기판의 개수들도 제한적이었으나, 본 발명에 따라 기판들과 분사부재를 직교 방향으로 배치함으로써, 결합 유니온의 직경에 영향을 받지 않고, 종래에 비하여 상대적으로 더 많은 수의 기판들을 에칭할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 기판 에칭 방법인 스프레이법의 개략적인 이해도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 분사 수단의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 분사 부재와 기판 사이의 위치 관계를 설명하기 위한 이해도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 분사 부재의 노즐과 기판들 사이의 위치 관계를 설명하기 위한 이해도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 이동수단의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결 수단 및 효과를 가지는 본 발명인 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치(100)는 기판을 적재하는 적재 수단(20)과 상기 적재 수단(20) 상부에 배치되는 분사 부재(31)를 포함하는 분사 수단(도 3에서 도면 부호 30으로 표기됨)을 포함하여 구성된다.

먼저, 본 발명인 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치(100)는 상부에서 에칭액을 기판으로 분사하여 기판 에칭을 수행하는 "상부 하향 분사식"이다. 또한, 상기 에칭액을 분사하는 분사 부재와 상기 기판들은 서로 직교 방향으로 배치되는 "직교형" 구조를 가지는 기판 에칭 장치임을 큰 특징으로 한다.

상기 적재 수단(20)은 적어도 하나의 기판(10)을 수직으로 적재할 수 있는 구성요소이다. 여기서 중요한 사항은 상기 복수개의 기판들이 수직으로 적재된다는 것이다.

상기 복수개의 기판(10)들을 수직으로 적재하는 적재 수단(20)은 복수개의 기판(10)들을 적정한 기판 고정부재(미도시)를 통하여 수직으로 적재하고 있는 카세트(21)와, 상기 카세트(21)가 안착되고 하부에 바퀴(25)가 구비되어 있는 이동판(23)을 포함하여 구성된다.

상기 적재 수단(20)이 바퀴(25)를 구비하고 있는 이동판(23)을 포함하는 이유는 상기 복수개의 기판(10)들을 수직 방향으로 적재하고 있는 카세트(21)를 오실레이션하거나 상기 카세트(21)를 기판 에칭 공정이 수행되는 챔버 외부로 빼내기 위함이다.

따라서, 상기 카세트(21)를 이동시키기 위한 이동 수단(미도시)이 더 포함되고, 이 이동 수단(미도시)은 상기 카세트(21)를 밀거나 당길 수 있는 구성이면 다양하게 구성될 수 있다.

상기 적재 수단(20)의 상측에는 분사 수단(30)이 배치된다. 본 발명은 상부에서 하방으로 에칭액을 분사하여 수직으로 배치된 기판들의 양면에 에칭액이 흐르게하여 기판을 균일하게 에칭함으로써 슬림화된 기판을 형성하는 장치이다. 따라서, 상기 기판(10)들에 에칭액을 분사하는 분사 수단(30)은 상기 적재 수단(20) 상측에 형성되도록 한다.

첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 분사 수단(30)을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 분사 수단(30)은 상기 적재 수단(20) 상부에서 하방으로 에칭액을 분사하는 적어도 하나의 분사 부재(31)들을 포함하여 구성된다. 상기 분사 부재(31)는 노즐대(31a)와 이 노즐대(31a) 하측에 배치되는 노즐(31b)들로 구성된다.

더 구체적으로 설명하면, 상기 분사 수단(30)을 구성하는 분사 부재(31)는 상기 기판(10)과 직교 방향으로 배치되는 노즐대(31a)와 상기 노즐대(31a)의 하측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 노즐(31b)들을 포함하여 구성된다.

상기 분사 부재(31)를 포함하는 분사 수단(30)의 전체 구성은, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수개의 분사 부재(31)들과, 상기 분사 부재(31)의 일단과 각각 연결되는 에칭액 공급 배관(33)과 상기 에칭액 공급 배관(33)을 통하여 에칭액을 공급하는 에칭액 공급부(35)를 포함하여 이루어진다.

상기 복수개의 분사 부재(31)는 상술한 바와 같이, 노즐대(31a)와 노즐(31b)들로 이루어지고, 상기 카세트(21)에 적재되는 복수개의 기판들과 직교 방향으로 배치된다. 결국 카세트에 적재되는 복수개의 기판(10)들의 배열 방향(기판 면을 뚫고 지나가는 방향)과 상기 노즐대(31a)의 방향(노즐대 하부에 연결되어 있는 복수개의 노즐의 배열 방향)과 같다.

상기 에칭액 공급 배관(33)은 상기 에칭액 공급부(35)에서 공급되는 에칭액을 이동시켜 상기 분사 부재(31)의 노즐대(31a)에 공급한다. 상기 에칭액 공급부(35)는 상기 에칭액 공급 배관(33)에 에칭액을 공급한다. 따라서, 상기 에칭액 공급부(35)는 에칭액 저장조(미도시)와 에칭액 공급 펌프(미도시)로 구성될 수 있다.

결과적으로, 에칭액 공급 펌프(미도시)가 상기 에칭액 저장조(미도시)에 있는 에칭액을 펌핑하여 상기 에칭액 공급 배관(33)에 공급한다. 그러면, 에칭액은 에칭액 공급 배관(33)을 이동하여, 각 노즐대(31a)로 공급되고, 이 노즐대로 공급된 에칭액은 각 노즐대의 하측에 결합되어 있는 복수개의 노즐을 통하여 기판이 적재되어 있는 하방으로 분사된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 에칭액을 분사하는 분사 부재(31)들과 기판(10)들은 서로 직교 방향으로 배치된다. 따라서, 에칭액을 분사하는 분사 부재 개수 대비 에칭되는 기판의 개수가 대폭 증가하여 생산성을 높일 수 있고, 분사 부재의 개수를 줄일 수 있기 때문에 에칭 장치 구축 비용도 감축시킬 수 있는 장점이 있다.

즉, 상기 분사 부재(31)와 상기 기판들을 서로 직교 방향이 아닌, 수평 방향으로 배치하면, 분사 부재와 기판이 거의 일대일로 배치되기 때문에, 한번에 특정 개수의 기판을 에칭하기 위하여 요청되는 분사 부재의 개수도 상기 특정 개수의 기판의 개수와 거의 동일하게 요청되기 때문에, 구축 비용이 필요 이상 많이 소요되고, 특정 개수의 분사 부재를 이용해서 에칭할 수 있는 기판의 개수는 상기 특정 개수의 분사 부재 개수만큼으로 제한되기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기 분사 분재(31)와 상기 기판들을 수평 방향으로 일대일로 배치하면, 상기 분사분재(31)의 양 끝단에 연결되는 결합 유니온(에칭액 공급 배관과 상기 분사부재를 결합하는 수단)의 큰 직경으로 인하여, 기판 에칭 장치에 배치할 수 있는 분사 부재(31)의 개수가 상대적으로 작아지고, 결과적으로 상기 분사부재와 일대일 배치되는 기판의 개수도 상대적으로 작아져서, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명과 같이, 분사 부재와 기판을 서로 직교하게 배열하면, 적은 개수의 분사 부재를 이용하고, 분사 부재의 길이 방향(노즐대의 길이 방향)으로 많은 기판을 적재하여 에칭 공정을 수행할 수 있기 때문에, 생산성이 향상되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따라 분사 부재(31)와 기판(10)들을 서로 직교 방향으로 배치하는 경우에도 기판의 균일한 에칭이 이루어지도록 해야 한다. 즉, 기판(10)들 상부에서 하방으로 분사되는 에칭액이 각 기판(10)의 양면 모두에 균일하게 흡착된 후 흘러내릴 수 있도록 해야한다.

따라서, 분사 수단(30)을 구성하는 복수개의 분사 부재(31)들과 기판(10)들의 위치 관계와, 분사 부재(31)를 구성하는 노즐(31b)들과 기판(10)들과의 위치 관계를 고려하여 기판 상부에 분사 부재(31)를 배치할 필요성이 있다.

도 4는 기판(10)들 상부에 배치되는 복수개의 분사 부재(31)들과 기판(10)들의 위치 관계를 설명하기 위한 이해도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)들 상부에 배열되는 복수개의 분사 부재(31)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 분사 부재(31')는 상기 기판(10)의 양쪽 끝단(11)과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치된다. 즉, 양쪽 끝에 배치되는 두개의 분사 부재(31') 각각은 수직으로 세워진 기판(10)의 양 꼭지점(11)과 동일 수직선 상에 위치하도록 배치된다.

상기와 같이, 양쪽 끝에 배치되는 분사 부재(31')를 상기 기판(10)의 양쪽 끝단(11)과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치하면, 노즐(31b)을 통하여 분사되는 에칭액이 기판의 양면 모서리까지 모두 분사될 수 있고, 상기 기판(10)과 분사 부재(31)가 근접하여 배치되더라도, 분사 부재(31)와 근접하고 있는 기판(10)의 꼭지점(11) 부근의 기판 면에 에칭액이 분사될 수 있기 때문에, 기판(10)이 양면 전체에 대하여 에칭액이 분사되어 흘러내릴 수 있고, 결과적으로 균일한 에칭을 통하여 균일하게 슬림화된 기판을 만들어 낼 수 있다.

한편, 상기 양쪽 끝에 배치되는 분사 부재(31')를 상기 기판(10)의 양쪽 끝단(11)과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치한다는 의미는 반드시, 기판의 꼭지점(11)과 분사 부재의 노즐(31b) 중심이 동일 수직선 상에 일치하여 배치된다는 것으로 한정되는 것이 아니고, 기판(10)의 꼭지점(11)과 노즐대(31a)의 일정한 부분이 동일 수직선 상에 위치하도록 배치된다는 의미이다. 따라서, 기판의 꼭지점(11)과 분사 부재의 노즐(31b) 중심은 동일 수직선 상에 위치하지 않을 수도 있다.

다음은 분사 부재(31)의 노즐대(31a) 하측에 연결되는 복수개의 노즐(31b)들과 기판(10)들과의 위치 관계를 첨부된 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분사 부재(31)를 구성하는 노즐대(31a) 하측에 연결되어 배치되는 복수개의 노즐(31b)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')은 상기 적재 수단에 적재되는 기판(10)들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치된다.

상기와 같이, 노즐대(31a) 하측에 연결되어 배치되는 복수개의 노즐(31b)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')과 상기 적재 수단에 적재되는 기판(10)들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치하면, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')의 바깥쪽 면(이웃한 기판이 없는 방향에 위치한 면)에도 에칭액이 분사되어 흡착될 수 있다.

만약, 노즐대(31a) 하측에 연결되어 배치되는 복수개의 노즐(31b)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')이 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')과 동일 수직선 상에 위치하지 않고, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10) 각각에 이웃하는 기판 방향으로 옮겨진 위치로 상기 노즐대(31a)에 배치되면, 상기 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')에서 분사되는 에칭액이 상기 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')의 바깥쪽 면(이웃한 기판이 없는 방향에 위치한 면)에 분사되지 않을 수 있다. 결국, 정상적으로 에칭되지 못한 기판이 발생하게 되는 문제점이 발생한다.

따라서, 상기 노즐대(31a) 하측에 연결되어 배치되는 복수개의 노즐(31b)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')과 상기 적재 수단에 적재되는 기판(10)들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치함으로써, 상기 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')도 정상적으로 에칭이 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 노즐대(31a) 하측에 연결되어 배치되는 복수개의 노즐(31b)들 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐(31b')과 상기 적재 수단에 적재되는 기판(10)들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판(10')과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치한다는 의미는 반드시, 기판 모서리와 노즐의 중심점이 동일 수직선 상에 위치한다는 의미로 한정되는 것이 아니고, 기판 모서리와 노즐의 일정한 부분이 동일 수직선 상에 위치하도록 배치된다는 의미이다. 따라서, 기판 모서리와 노즐의 중심점은 정확하게 동일 수직선 상에 위치하지 않을 수 있다.

한편, 본 발명에서는 분사 부재(31)가 에칭액을 분사하는 과정에서 기판(10)들의 양면에 에칭액이 균일하게 흡착되고, 기판의 모든 면에 에칭액이 분사되는 것을 보장하기 위하여 상기 기판들을 적재하고 있는 카세트가 오실레이션될 수 있도록 구성한다.

따라서, 본 발명에서는 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 적재 수단(20)을 이동시킬 수 있는 이동 수단(50)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 6은 상기 카세트(21)가 상기 이동 수단(50)에 의하여 오실레이션되는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이동 수단(50)은 구동력을 발생하는 구동부(51)와, 상기 구동부(51)로부터 발생된 구동력을 전달하는 벨트부(52)와, 상기 벨트부(52)에 맞물려 있는 이동부(53), 상기 이동부(53)에 일단이 결합되고, 타단은 상기 카세트(21) 또는 이동판(23)에 결합되는 연결부(54) 및 상기 이동판(23)에 구비된 바퀴(25)가 안착되는 레일(55)을 포함하여 구성된다.

상기 구동부(51)는 구동모터(미도시)와 상기 구동모터를 제어하는 마이크로 프로세서(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 벨트부(52)는 상기 구동부(51)에 의하여 회전하는 기어 부재(미도시)에 맞물려서, 상기 구동부(51)의 구동에 따라 상기 기어부재(미도시)의 회전과 함께, 도 6에 도시된 화살표 방향으로 이동한다.

상기 이동부(53)는 상기 벨트부(52)에 맞물려서 상기 벨트부(52)의 이동에 따라 함께 이동하고, 상기 이동부(53)의 일단에 연결되는 연결부(54) 역시 이동한다. 결과적으로, 상기 연결부(54)의 타단에 연결되어 있는 카세트(21) 또는 이동판(23)은 상기 도 6에 도시된 화살표 방향으로 이동할 수 있다.

상기 연결부(54)의 타단이 상기 이동판(23)에 연결되어 있는 경우에는, 상기 이동판(23) 상에 상기 카세트(21)가 안착되어 있기 때문에, 상기 카세트(21)가 도 6에 도시된 화살표 방향으로 이동할 수 있고, 또한 상기 연결부(54)의 타단이 상기 카세트(21)에 직접 연결된 경우에도, 상기 카세트(21)는 상기 이동판(23)과 함께 이동한다. 이는 카세트(21)에 복수개의 기판이 적재되어 있고, 카세트 자체의 무게 때문에 상기 카세트는 상기 이동판에 안착된 상태로 이동한다.

상기 카세트(21)가 안착된 이동판(23)의 이동은 상기 레일(55)을 따라 이동판(23)에 구비된 바퀴(25)가 이동할 수 있기 때문에 가능하다.

본 발명에 따른 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치는 상기 분사부재(31)와 적재 수단(20)이 챔버에 포함되고, 챔버 하단에는 상기 레일(55)이 형성되어 있으며, 상기 적재수단(20)의 카세트(21) 하단에는 레일(55) 상에서 이동 가능하도록 바퀴(25)가 형성되어 있다.

상기 챔버는 에칭챔버, 세정 챔버 등 다단계의 챔버로 구성될 수 있으므로, 상기 기판들이 적재된 카세트가 챔버들 사이를 이동할 수 있도록, 챔버 하단의 레일(55)에 상기 바퀴(25)가 삽입되고 상기 레일(55)을 따라 상기 카세트가 챔버 사이를 이동할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 구동부(51)가 구동되어 상기 벨트부(52)가 이동하면, 상기 벨트부(52)에 맞물려 있는 이동부(53)가 벨트부(52)의 이동에 따라 이동하게 되고 상기 이동부(53) 상에 일단이 결착된 연결부(54)가 이동하면서 타단에 연결된 카세트(21)가 상기 레일(55)을 따라 이동하게 된다.

여기서, 상기 연결부(54)는 양단이 카세트(21) 또는 이동판(23)과 이동부(53)에 결착되도록 양단에는 걸쇄(56)가 있으며, 상기 걸쇄(56)가 상기 카세트(21)와 이동부(53)에 각각 마련된 걸림턱(57)에 장착되어 카세트(21)와 이동부(53)가 각각 연결부(54)에 의해 결합된다.

상기와 같은 구성 및 동작을 가지는 이동 수단(50)에 의하여 상기 카세트(21)는 도 6에 도시된 화살표 방향으로 이동함에 따라 오실레이션 된다. 도 6에서는 상기 카세트(21)에 적재된 기판과 수평 방향으로 상기 카세트(21)가 이동하는 것을 예시하고 있지만, 상기 연결부(54)의 타단이 상기 카세트(21)의 다른 부분에 연결함으로써 상기 카세트가 상기 기판과 직교 방향으로 이동되도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 이동 수단(50)에 의한 상기 카세트(21)의 오실레이션과 함께 상기 복수개의 분사 부재를 일정 각도로 오실레이션 되도록 형성할 수도 있다. 상기 복수개의 분사부재를 일정 각도로 오실레이션 하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수개의 분사 부재 각각의 일단에 래크와 맞물릴 수 있는 기어산을 형성시키고, 상기 래크를 왕복 운동하도록 구성하면, 상기 복수개의 분사 부재는 동시에 소정 각도로 오실레이션될 수 있다. 이 방법 이외에, 상기 복수개의 분사 부재를 소정 각도로 오실레이션을 시킬 수 있다면 다양한 방법이 본 발명에 채택될 수 있다.

10 : 기판 20 : 적재 수단
21 : 카세트 23 : 이동판
25 : 바퀴 30 : 분사 수단
31a : 노즐대 31b : 노즐
33 : 에칭액 공급 배관 35 : 에칭액 공급부
50 : 이동 수단 51 : 구동부
52 : 벨트부 53 : 이동부
54 : 연결부 55 : 레일

Claims (9)

1. 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치에 있어서,
   적어도 하나의 기판을 수직으로 적재하는 적재수단과;
   상기 적재수단 상부에서 하방으로 에칭액을 분사하는 적어도 하나의 분사 부재를 포함하는 분사 수단을 포함하여 구성되되,
   상기 분사 부재는 상기 기판과 직교 방향으로 배치되는 노즐대와 상기 노즐대의 하측에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 적재수단은 상기 기판을 적재하는 카세트와, 상기 카세트가 안착되고 하부에 바퀴가 구비되는 이동판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 분사 수단은,
   서로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 분사 부재와, 상기 분사 부재의 일단과 각각 연결되는 에칭액 공급 배관과, 상기 에칭액 공급 배관을 통하여 에칭액을 공급하는 에칭액 공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 복수개의 분사 부재 중, 양쪽 끝에 배치되는 분사 부재는 상기 기판의 양쪽 끝단과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 분사 부재를 구성하는 노즐대 하측에 배치되는 복수개의 노즐 중, 양쪽 끝에 배치되는 노즐은 상기 적재 수단에 적재되는 기판들 중, 양쪽 끝에 적재되는 기판과 각각 동일 수직선 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 기판과 상기 복수개의 노즐 각각은 동일 수직선 상에 일대일 배치되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 적재 수단을 이동시키는 이동 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 이동 수단은,
   구동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부로부터 발생된 구동력을 전달하는 벨트부와, 상기 벨트부에 맞물려 있는 이동부와, 상기 이동부에 일단이 결합되고, 타단은 상기 카세트 또는 이동판에 결합되는 연결부 및 상기 이동판에 구비된 바퀴가 안착되는 레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 복수개의 분사 부재는 일정 각도로 오실레이션되는 것을 특징으로 하는 직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭 장치.
   

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