KR20140148162A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20140148162A KR1020130071721A KR20130071721A KR20140148162A KR 20140148162 A KR20140148162 A KR 20140148162A KR 1020130071721 A KR1020130071721 A KR 1020130071721A KR 20130071721 A KR20130071721 A KR 20130071721A KR 20140148162 A KR20140148162 A KR 20140148162A
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이명기
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Abstract

본 발명의 실시예는 기판 상에 처리액을 공급하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 기판을 지지하는 지지플레이트, 상기 기판 표면으로 처리액을 공급하는 처리액노즐을 가지는 처리액공급유닛, 상기 기판 표면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거부재, 그리고 제1방향에 대해 상기 처리액노즐 및 상기 지지플레이트를 서로 간에 상대이동시키는 구동부재를 포함하되, 상기 파티클 제거부재는 상기 제1방향을 따라 상기 처리액노즐과 순차적으로 배치된다. 이로 인해 감광액이 공급되기 전에 기판 표면에 부착된 파티클을 제거할 수 있다.

Description

기판처리장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판 상에 처리액을 공급하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 지금까지는 디스플레이 장치로 브라운관(Cathode Ray Tube) 모니터가 주로 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이의 사용이 급격히 증대하고 있다.
평판 디스플레이로는 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 EL 등과 같은 다양한 종류가 있다. 이들 평판 디스플레이의 기판 제조 공정은 기판 상에 증착된 박막을 패터닝(Patterning)하기 위한 포토리소그래피(Photo lithography)에 따른 일련의 공정들, 즉 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정 등과 같은 단위 공정들이 필연적으로 이루어진다.
이 중 도포 공정에서 감광액(Photo-Resist; PR)은 기판 표면에 균일하게 도포되어야 한다. 그러나 기판의 표면에 부착되는 파티클은 감광액의 균일한 도포를 어렵게 한다.
도포 공정 시 도포 장치 내에 잔류된 파티클의 영향을 최소화하고자, 기판의 상부에는 다운플로우 기류를 발생시킨다. 또한 도1과 같이, 노즐(2)과 인접한 영역에는 파티클 방지 커버(4)를 제공하여 감광액의 도포영역에 파티클이 발생되는 것을 방지한다.
그러나 도포 장치 내에 부유하는 파티클이 기판의 표면에 부착되는 경우, 그 부착된 파티클을 다운플로우 기류로 제거하는 것이 매우 어려우며, 파티클 방지 커버로는 부착된 파티클을 제거할 수 없다.
한국 특허 공개번호 2009-0124449
본 발명은 기판 표면에 감광액을 균일하게 도포할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 감광액이 공급되기 전에 기판 표면에 부착된 파티클을 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판 상에 처리액을 공급하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판처리장치는 기판을 지지하는 지지플레이트, 상기 기판 표면으로 처리액을 공급하는 처리액노즐을 가지는 처리액공급유닛, 상기 기판 표면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거부재, 그리고 제1방향에 대해 상기 처리액노즐 및 상기 지지플레이트를 서로 간에 상대이동시키는 구동부재를 포함하되, 상기 파티클 제거부재는 상기 제1방향을 따라 상기 처리액노즐과 순차적으로 배치된다.
상기 파티클 제거부재는 상기 기판 표면으로 진공압을 제공하여 상기 기판을 세정처리하는 흡입부재를 포함할 수 있다. 상기 파티클 제거부재는 상기 기판 표면으로 에어를 분사하여 상기 기판을 세정처리하는 에어분사부재를 포함할 수 있다. 상기 에어분사부재는 상기 에어를 분사하는 에어노즐 및 상기 에어에 초음파를 제공하는 초음파 발생기를 포함할 수 있다. 상기 파티클 제거부재는 상기 처리액노즐, 상기 흡입부재, 그리고 상기 에어분사부재를 지지하는 갠트리를 더 포함하되, 상기 처리액노즐, 상기 흡입부재, 그리고 상기 에어분사부재 각각은 상기 갠트리에 고정결합될 수 있다. 상기 처리액노즐, 상기 흡입부재, 그리고 상기 에어분사부재 각각은 그 길이방향이 상부에서 바라볼 때 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 향하도록 제공될 수 있다.
기판처리방법은 제1방향을 따라 처리액노즐 및 기판을 상대 이동시키며, 상기 기판 상에 처리액을 공급하되, 파티클 제거부재는 상기 기판 표면에 처리액이 공급전에 상기 기판 표면에 부착된 파티클을 제거한다.
상기 파티클 제거부재는 상기 기판 표면에 진공압을 제공할 수 있다. 상기 파티클 제거부재는 상기 기판 표면에 진공압이 제공되기 전, 초음파가 제공된 에어를 분사할 수 있다. 상기 파티클 제거부재는 상기 제1방향에 대해 상기 처리액노즐의 전단에 위치될 수 있다. 상기 처리액은 감광액으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기판 표면에 감광액을 균일하게 도포할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 감광액이 공급되기 전에 기판 표면에 부착된 파티클을 제거할 수 있다.
도1은 일반적인 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 사시도이다.
도3은 도2의 세정유닛을 보여주는 단면도이다.
도4는 도2의 예비토출유닛을 보여주는 단면도이다.
도5는 도2의 파티클 제거부재 및 처리액노즐을 보여주는 단면도이다.
도6 및 도7은 도2의 기판처리장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도8은 도5의 파티클 제거부재 및 처리액노즐의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
이하, 도2 내지 도8을 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 사시도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치는 베이스(100), 지지플레이트(200), 처리액공급유닛(400), 노즐세정유닛(500), 예비토출유닛(300), 그리고 파티클 제거부재(600)를 포함한다.
베이스(100)는 사각의 판 형상으로 제공되며, 상면은 평평하게 제공된다. 베이스(100)는 노즐세정유닛(500), 예비토출유닛(300), 처리액공급유닛(400), 그리고 지지플레이트(200)를 지지한다. 지지플레이트(200), 예비토출유닛(300), 그리고 노즐세정유닛(500)은 일방향을 따라 베이스(100)의 상면에 순차적으로 배치된다.
이하 제1방향(12)을 상기 일방향과 평행한 방향으로 정의하고, 제2방향(14)을 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향으로 정의하며, 제3방향(16)을 제1방햐과 제2방향(14)에 대해 수직한 방향으로 정의한다.
지지플레이트(200)는 기판(S)을 지지한다. 지지플레이트(200)는 직사각의 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지플레이트(200)의 상면은 평평하게 제공된다. 지지플레이트(200)의 상면에는 복수의 흡착홀들(미도시)이 형성된다. 각각의 흡착홀은 진공부재(미도시)에 연결된다. 진공부재로부터 제공된 진공압은 흡착홀에 음압을 형성한다. 흡착홀로 제공된 음압은 지지플레이트(200)에 놓인 기판(S)을 진공 흡착하여 기판(S)을 고정시킨다.
처리액공급유닛(400)은 기판(S) 상으로 처리액을 공급한다. 처리액공급유닛(400)은 처리액노즐(410), 처리액공급부(미도시), 그리고 노즐구동부(480)를 포함한다.
처리액노즐(410)은 기판(S) 상으로 처리액을 공급한다. 처리액노즐(410)은 지지플레이트(200)의 상부에 위치된다. 처리액노즐(410)은 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 제공된다. 처리액노즐(410)은 대체로 기판(S)의 폭에 대응되거나 이보다 긴 길이를 가진다. 처리액노즐(410)의 하단부에는 토출구가 형성된다. 토출구는 처리액노즐(410)의 길이방향을 따라 슬릿 형상을 가지도록 제공된다. 처리액노즐(410)은 처리액공급부(미도시)로부터 처리액을 제공받아 기판(S)으로 처리액을 공급한다. 예컨대, 처리액은 포토레지스트와 같은 감광액일 수 있다.
노즐구동부(480)는 처리액노즐(410)을 제1방향(12)으로 이동시킨다. 또한 노즐구동부(480)는 처리액노즐(410)을 제3방향(16)으로 이동시킨다. 노즐구동부(480)는 수평지지대(422), 지지축(426), 수직구동기(440), 그리고 수평구동기(460)를 포함한다. 수평지지대(422)는 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 지지플레이트(200)의 상부에 위치된다. 수평지지대(422)는 그 양단의 저면에 지지축(426)이 설치된다. 지지축(426)은 수평지지대(422)를 지지한다.
수직구동기(440)는 처리액노즐(410)을 제3방향(16)으로 이동시킨다. 수직구동기(440)는 수직가이드레일(446), 브라켓(442), 그리고 구동기(448)를 포함한다. 수직가이드레일(446)은 수평지지대(422)의 일측면에 설치된다. 수직가이드레일(446)은 그 길이방향이 제3방향(16)으로 제공된다. 브라켓(442)은 처리액노즐(410)을 지지한다. 브라켓(442)의 일측면에는 처리액노즐(410)이 고정설치된다. 브라켓(442)은 그 양단이 수직가이드레일(446)에서 제3방향(16)으로 이동 가능하게 설치된다. 구동기(448)는 브라켓(442)을 제3방향(16)으로 이동 가능하도록 동력을 제공한다. 예컨대, 구동기(448)는 모터일 수 있다.
수평구동기(460)는 처리액노즐(410)을 제1방향(12)으로 이동시킨다. 수평구동기(460)는 수평가이드레일(462), 브라켓(466), 그리고 구동기(미도시)를 포함한다. 수평가이드레일(462)은 그 길이방향이 제1방향(12)을 향하도록 제공된다. 수평가이드레일(462)은 지지플레이트(200)를 중심으로 베이스(100)의 상면 양측 가장자리에 각각 설치된다. 브라켓(466)은 지지축(426)을 지지한 채로 수평가이드레일(462)에 각각 설치된다. 구동기(미도시)는 브라켓(466)이 제1방향(12)으로 이동 가능하도록 동력을 제공한다. 예컨대, 구동기(미도시)는 모터일 수 있다.
노즐세정유닛(500)은 처리액공급유닛(400)의 처리액노즐의 토출구에 잔류하는 처리액이 경화되거나 고착되는 것을 방지한다. 노즐세정유닛(500)은 제1세정액(540)을 분사하여 처리액노즐(410)을 세정한다. 노즐세정유닛(500)은 제1배스(520) 및 세정노즐(530)을 포함한다. 도3은 도2의 노즐세정유닛을 보여주는 단면도이다. 도3을 참조하면, 제1배스(520)는 상부가 개방된 직사각의 컵 형상으로 제공된다. 제1배스(520)는 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 제1배스(520)의 내부는 처리액노즐(410)이 삽입 가능할 정도의 충분한 공간이 제공된다. 세정노즐(530)은 제1배스(520)의 내측벽에 설치된다. 세정노즐(530)은 제1배스(520)의 내부에 위치된 처리액노즐(410)의 토출구로 제1세정액(540)을 분사한다. 처리액노즐(410)의 토출단에 잔류된 처리액은 제1세정액(540)과 반응하여 제1세정액(540)과 함께 제거된다. 예컨대, 제1세정액(540)은 신나(Thinner)일 수 있다.
예비토출유닛(300)은 처리액노즐(410)이 기판(S)으로 처리액을 공급하기 전, 처리액을 미리 토출하여 처리액노즐(410)의 처리액 토출 압력을 균일하도록 유지시킨다. 또한 처리액노즐(410)은 처리액을 토출하여 그 토출단에 처리액을 균일하게 액맺힘시킨다. 도4는 도2의 예비토출유닛을 보여주는 단면도이다. 도4를 참조하면, 예비토출유닛(300)은 제2배스(320), 롤러(340), 그리고 블래이드(380)를 포함한다. 제2배스(320)는 상부가 개방된 직사각의 컵 형상으로 제공된다. 제2배스(320)는 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 베이스(100)의 상면에 설치된다. 제2배스(320)는 제1배스(520)와 지지플레이트(200) 사이에 배치된다. 제2배스(320)는 그 내부에 처리액노즐(410)이 삽입 가능할 정도의 공간이 제공된다. 제2배스(320)의 내부에는 제2세정액(360)이 수용된다. 예컨대, 제2세정액(360)은 감광액을 제거하기 위한 솔벤트일 수 있다. 롤러(340)는 제2배스(320)의 내부에서 제2방향(14)과 평행한 방향을 축으로, 회전 가능하도록 설치된다. 롤러(340)의 상단은 제2세정액(360)의 수면 위로 돌출되게 배치된다. 롤러(340)는 처리액노즐(410)로부터 처리액이 예비토출되는 동안 회전된다. 롤러(340)의 상단에 부착되는 처리액은 그 회전에 의해 제2세정액(360)으로 잠겨 세정된다. 제2배스(320)의 내측벽에는 블래이드(380)가 고정 설치된다. 블래이드(380)는 롤러(340)의 측부와 접촉되도록 위치된다. 블래이드(380)는 제2세정액(360)에 의해 1차 세정된 롤러(340)를 물리적 접촉을 통해 2차 세정한다.
다시 도2를 참조하면, 파티클 제거부재(600)는 기판(S) 상에 처리액이 도포되기 전, 처리액의 도포영역에 부착된 파티클을 제거한다. 파티클 제거부재(600)는 갠트리, 에어분사부재(650,660) 및 흡입부재(630)를 포함한다. 도5는 도2의 파티클 제거부재 및 처리액노즐을 보여주는 단면도이다. 도5를 참조하면, 갠트리(610)는 처리액노즐(410) 및 파티클 제거부재(600)를 지지한다. 갠트리(610)는 그 길이방향이 제1방향(12)을 향하도록 제공되며, 제1방향(12)을 따라 처리액노즐(410), 흡입부재(630), 그리고 에어분사부재(650,660)가 순차적으로 배치되도록 처리액노즐(410) 및 파티클 제거부재(600)와 결합된다. 처리액노즐(410) 및 파티클 제거부재(600)는 갠트리(610)에 고정결합됨에 따라 서로 간에 함께 이동될 수 있다. 에어분사부재(650,660)는 기판(S) 표면에 초음파 에어를 제공하여 기판(S)을 1차 세정처리한다. 에어분사부재(650,660)는 에어노즐(650) 및 초음파발생기(660)를 포함한다. 에어노즐(650)은 기판(S) 표면에 에어를 분사한다. 에어노즐(650)은 갠트리(610)의 저면에 고정 결합된다. 에어노즐(650)은 제1방향(12)에 대해 처리액노즐(410)의 전단에 위치된다. 에어노즐(650)은 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 제공된다. 에어노즐(650)의 하단부에는 토출구가 형성된다. 에어노즐(650)의 토출구는 처리액노즐(410)의 토출구와 동일하거나 이보다 낮은 높이를 가지도록 제공된다. 에어노즐(650)의 토출구는 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하는 슬릿 형상을 가지도록 제공된다. 에어노즐(650)의 토출구는 대체로 기판(S)의 폭에 대응되는 길이를 가진다. 에어노즐(650)의 토출구는 제3방향(16)을 향하도록 제공된다. 예컨대, 에어는 필터링된 클린에어일 수 있다. 초음파발생기(660)는 에어노즐(650) 내에 설치된다. 초음파발생기(660)는 에어노즐(650)로부터 분사된 에어에 초음파를 제공한다. 초음파가 제공된 에어는 기판(S) 표면에 부착된 파티클의 부착력을 약화시킬 수 있다. 선택적으로, 에어노즐(650)은 복수 개의 토출구가 제2방향(14)을 따라 순차적으로 형성되도록 제공될 수 있다.
흡입부재(630)는 기판(S) 표면에 진공압을 제공하여 기판(S) 표면을 2차 세정한다. 흡입부재(630)는 에어분사부재(650,660)에 의해 부착력이 약해진 파티클을 제거한다. 흡입부재(630)는 갠트리(610)의 저면에 고정 결합된다. 흡입부재(630)는 에어노즐(650)과 처리액노즐(410) 사이에 위치된다. 흡입부재(630)는 그 길이방향이 제2방향(14)을 향하도록 제공된다. 흡입부재(630)의 하단부에는 진공홀이 형성된다. 진공홀의 길이방향은 제2방향(14)을 향하는 슬릿 형상으로 제공된다. 일 예에 의하면, 진공홀은 대체로 기판(S)의 폭에 대응되는 길이를 가질 수 있다. 흡입부재(630)의 진공홀은 제3방향(16)을 향하도록 제공된다. 흡입부재(630)의 진공홀은 처리액노즐(410)의 토출구와 동일하거나 이보다 낮은 높이를 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 흡입부재(630)의 진공홀은 에어노즐(650)의 토출구와 동일한 높이를 가지도록 제공된다.
다음은 상술한 기판처리장치를 이용하여 기판(S) 상에 처리액을 도포하는 방법을 설명한다.
도6 및 도7은 도2의 기판처리장치를 이용하여 기판(S)을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도6 및 도7을 참조하면, 지지플레이트(200)에 기판(S)이 놓이면, 노즐세정유닛(500)에서 대기중인 처리액노즐(410)은 예비토출유닛(300)으로 이동된다. 처리액노즐(410)은 토출구가 롤러(340)의 상단과 인접하게 위치되도록 하강한다. 처리액노즐(410)은 일정량의 처리액을 공급하여 예비토출공정을 수행한다. 예비토출공정이 완료되면, 처리액노즐(410) 및 파티클 제거부재(600)는 기판(S)의 일단 상부에 위치된다. 처리액노즐(410)은 제1방향(12)을 따라 이동하면서 처리액을 기판(S) 표면에 도포한다. 이와 동시에 파티클 제거부재(600)는 처리액노즐(410)의 전단에서 초음파가 인가된 에어를 분사하고, 에어가 분사된 영역에 진공압을 제공하여 기판(S) 표면을 세정한다. 이로 인해 처리액노즐(410)은 에어분사노즐 및 흡입부재(630)에 의해 2 차 세정된 기판(S) 표면으로 처리액을 공급하고, 처리액은 기판(S) 표면에 균일하게 도포된다.
상술한 실시예에는 에어노즐(650)의 토출구가 제3방향(16)을 향하도록 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 8과 같이, 에어노즐(650)는 그 토출구가 흡입부재와 가까워지는 방향으로 갈수록 하향경사진 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 에어가 토출되는 영역과 흡입부재(630)에 의해 진공압이 제공되는 영역은 동일한 영역으로 제공될 수 있다. 선택적으로 흡입부재(630)는 그 진공홀이 에어노즐과 가까워지는 방향으로 갈수록 하향경사진 방향을 향하도록 제공될 수 있다,
200: 지지플레이트 400: 처리액공급유닛
420, 440, 460: 구동기 600: 파티클 제거부재
610: 갠트리 630: 흡입부재
650; 에어분사부재

Claims (2)

  1. 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 기판 표면으로 처리액을 공급하는 처리액노즐을 가지는 처리액공급유닛과;
    상기 기판 표면에 부착된 파티클을 제거하는 파티클 제거부재와;
    제1방향에 대해 상기 처리액노즐 및 상기 지지플레이트를 서로 간에 상대이동시키는 구동부재를 포함하되,
    상기 파티클 제거부재는 상기 제1방향을 따라 상기 처리액노즐과 순차적으로 배치되는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파티클 제거부재는,
    상기 기판 표면으로 진공압을 제공하여 상기 기판을 세정처리하는 흡입부재를 포함하는 기판처리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190143839A (ko) * 2018-06-21 2019-12-31 (주)프런티어에너지솔루션 박막 코팅 장치 및 이를 이용한 태양 전지 제조 방법
US11880099B2 (en) 2020-10-22 2024-01-23 Semes Co., Ltd. Substrate treating apparatus and substrate treating method

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