KR20150060062A - 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 내부에 상기 기판을 수용하는 공간이 제공되어 상기 기판의 처리 공정이 수행되는 챔버; 상기 기판이 이송되는 제1 방향을 따라 나란하게 배열되며 회전가능한 복수의 샤프트와, 각각의 상기 샤프트의 외주면에서 상기 샤프트와 함께 회전되도록 설치되고 상기 기판의 하면과 접촉되는 복수의 롤러를 갖는 기판 이송 유닛; 상기 챔버 내에서 이송되는 상기 기판으로 처리액을 분사하는 노즐; 및 상기 롤러의 상단보다 아래에 배치되어, 상기 처리액이 상기 기판에 처리 완료된 후 상기 처리액의 흐름을 유도하는 플레이트;를 포함한다.

Description

노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치{NOZZLE AND APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES HAVING THE SAME}

본 발명은 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코안다 효과를 이용하여 처리액을 분사하는 노즐 및 이를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 집적 회로 소자는 실리콘을 기초로 하여 제작된 전자 장치 중 하나이다. 상기 집적 회로 소자는 일 예로, 반도체 소자 및 디스플레이 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 소자는 일예로, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 구동 표시 장치(PDP) 및 유기 발광 표시 장치(OLED)를 포함할 수 있다.

이에, 상기 디스플레이 소자는 구체적으로, 투명한 유리 재질의 기판을 기초로 하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 소자는 기판을 기초로 한 에칭 및 세정 공정 등을 포함하여 제작될 수 있다.

일반적으로, 평판디스플레이 제조 공정에서 대면적의 유리 기판상에 소자 패턴을 형성하기 위하여 특정한 박막을 증착한 후, 이를 선택적으로 에칭하기 위하여 감광막을 사용한다. 감광막을 도포하고 현상하는 과정에서 현상액을 그 감광막이 도포된 기판의 상부에 균일한 두께로 도포하는 것이 필요하며, 이때 도포되는 감광막의 균일도 유지를 위하여, 최대한 낮은 압력으로 현상액이 그 기판에 도포되도록 할 수 있는 퍼들 나이프(puddle knife) 등의 노즐이 사용된다.

상기와 같은 에칭 및 세정 공정은 실질적으로 디스플레이 소자를 제작하기 위한 기판을 롤러 등과 같은 이송 부재를 통해 이송시키면서 에칭 공정 및 세정 공정에 따라 현상액 등의 서로 다른 처리액을 상기 기판에 노즐 등을 통해 분사함으로써 진행된다.

상기 노즐은 이송 부재에 의해 이송되는 기판에 처리액을 효율적으로 분사하기 위하여 기판의 이송 방향을 기준으로 수직한 방향을 따라 길게 배치된다. 즉, 노즐은 그 길이 방향을 따라 길게 형성된 분사구를 포함하여 기판에 현상액 등의 처리액을 길게 분사한다.

그러나, 노즐에서 이송되는 기판을 향해 현상액 등의 처리액 토출시 표면장력을 유지하지 못하고 빠른 속도로 그대로 직접 떨어지게 된다. 이는 유리 기판 등에 처리액이 랜덤(random)하게 접촉 후 도포되어 마이크로 버블(micro bubble)이 생성되는 방식으로 공정 불량이 발생하는 원인이 된다. 특히, 유리 기판의 선단부에는 마이크로 버블 생성과 더불어 얼룩이 생기는 등의 불량이 발생할 수 있다. 이와 같은 처리액의 도포 균일성의 차이는 기판의 표면 처리 정도에 차이를 발생시키며, 따라서 전체적으로 공정 불량이 초래될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 기판에 처리액이 균일하게 도포되도록 구조가 개선된 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공정 불량을 방지하여 기판의 품질 향상을 도모할 수 있는 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 내부에 상기 기판을 수용하는 공간이 제공되어 상기 기판의 처리 공정이 수행되는 챔버; 상기 기판이 이송되는 제1 방향을 따라 나란하게 배열되며 회전가능한 복수의 샤프트와, 각각의 상기 샤프트의 외주면에서 상기 샤프트와 함께 회전되도록 설치되고 상기 기판의 하면과 접촉되는 복수의 롤러를 갖는 기판 이송 유닛; 상기 챔버 내에서 이송되는 상기 기판으로 처리액을 분사하는 노즐; 및 상기 롤러의 상단보다 아래에 배치되어, 상기 처리액이 상기 기판에 처리 완료된 후 상기 처리액의 흐름을 유도하는 플레이트;를 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 노즐은, 그 길이 방향이 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 길게 배치되고, 상기 제1 방향의 하류를 향해 하향 경사지게 배치되는 몸체를 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 몸체는, 상기 제1 방향의 상류에 위치되는 제1 바디와, 상기 제1 방향의 하류에 위치되는 제2 바디를 포함하고, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디의 사이에 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성되고, 상기 제1 바디는, 상기 기판 이송 유닛에 의해 이송되는 상기 기판과 평행하게 배치되는 바닥면을 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 제1 바디는, 상기 바닥면에서 상방으로 상기 토출구의 끝단까지 연장형성되는 경사면을 더 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 바닥면은, 표면조도가 1.6㎛ 이상이다.

일 예에 의하면, 상기 바닥면은, 상기 제1 바디의 측부면보다 표면조도가 더 크다.

일 예에 의하면, 상기 플레이트는, 그 상단이 상기 노즐의 하단보다 상류에 위치되고, 상기 제1 방향의 하류를 향해 하향 경사지게 배치된다.

일 예에 의하면, 상기 플레이트의 길이는, 상기 노즐의 길이와 동일하거나, 상기 노즐의 길이보다 더 길게 형성된다.

또한, 본 발명은 노즐을 제공한다. 상기 노즐은 길이 방향이 상기 기판이 이송되는 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 길게 배치되고, 상기 제1 방향의 하류를 향해 하향 경사지게 배치되는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는, 상기 제1 방향의 상류에 위치되는 제1 바디와, 상기 제1 방향의 하류에 위치되는 제2 바디를 포함하고, 상기 제1 바디와 상기 제2 바디의 사이에, 상기 처리액이 토출되는 토출구가 형성되고, 상기 제1 바디는, 이송되는 상기 기판과 평행하게 배치되는 바닥면을 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 제1 바디는, 상기 바닥면에서 상방으로 상기 토출구의 끝단까지 연장형성되는 경사면을 더 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 바닥면은, 표면조도가 1.6㎛ 이상이다.

일 예에 의하면, 상기 바닥면은, 상기 제1 바디의 측부면보다 표면조도가 더 크다.

본 발명의 실시예에 따른 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치는 처리액이 기판에 균일하게 도포되도록 유도할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 및 이를 갖는 기판 처리 장치는 기판의 공정 불량을 방지하여 기판의 품질 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 A의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 처리액의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 1의 기판 처리 장치에 다른 노즐과 플레이트가 추가된 모습을 보여주는 측단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 따라서 도면에서의 도시된 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 이송 유닛(200), 노즐(300), 그리고 플레이트(400)를 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

챔버(100)는 기판(S)을 수용하는 공간에 제공된다. 챔버(100)에서는 기판(S)의 처리 공정이 수행된다. 챔버(100)는 직육면체의 통 형상으로 제공될 수 있다. 챔버(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 챔버(100)는 스테인레스(stainless) 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)의 일측에는 기판(S)의 출입이 이루어지는 기판 출입구가 제공된다. 기판 출입구는 각각의 챔버(100)가 인접하는 부분에 제공된다.

기판 이송 유닛(200)은 복수의 샤프트(220)와 복수의 롤러(240)를 포함한다. 샤프트(220)는 챔버(100) 내에 기판(S)이 이송되는 제1 방향(12)을 따라 서로 나란하게 복수개가 배열된다.

각각의 샤프트(220)의 외주면에는 그 길이 방향을 따라 복수의 롤러(240)가 설치된다. 롤러(240)는 샤프트(220)에 고정결합된다. 샤프트(220)는 그 중심축을 기준으로 샤프트 구동부(미도시)에 의해 회전된다. 샤프트(220)가 회전하면 복수의 롤러(240)도 함께 회전한다.

샤프트 구동부에 의해 샤프트(220)와 롤러(240)가 회전되면, 기판(S)은 그 하면이 롤러(240)에 접촉된 상태로 샤프트(220)를 따라 제1 방향(12)으로 직선 이동된다. 각각의 샤프트(220)는 수평으로 배치되어 기판(S)은 수평 상태로 이송될 수 있다. 선택적으로 각각의 샤프트(220)의 일단과 타단이 상이한 높이로 제공되어, 기판(S)은 경사진 상태로 이송될 수 있다.

노즐(300)은 챔버(100) 내에서 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송되는 기판(S)의 상면으로 처리액을 분사한다. 노즐(300)은 기판(S)의 상방 일정 위치에 배치된다. 노즐(300)은 현상액 등 다양한 종류의 처리액을 분사할 수 있다. 기판(S) 상에는 현상액 등이 도포되어 박막이 형성될 수 있다. 일 예에 의하면, 노즐(300)은 퍼들 나이프(puddle knife)가 동원될 수 있다.

노즐(300)은 몸체(320)를 포함한다. 몸체(320)는 그 길이 방향이 제1 방향(12)과 수직한 제2 방향으로 길게 배치된다. 몸체(320)는 제1 방향의 하류를 향해 하향 경사지게 배치된다.

몸체(320)는 제1 바디(322)와 제2 바디(324)를 포함한다. 제1 바디(322)와 제2 바디(324)의 사이에는 처리액이 토출되는 토출구(326)가 형성된다. 제1 바디(322)는 제1 방향(12)의 상류에 위치된다. 제2 바디(324)는 제1 방향(12)의 하류에 위치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 제2 바디(324)는 제1 바디(322)의 상부에 위치된다.

도 3은 도 1의 A의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 처리액의 흐름을 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 바디(322)는 바닥면(322a), 경사면(322b), 그리고 측부면(322c)을 포함한다. 바닥면(322a)은 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송되는 기판(S)과 평행하게 배치된다. 바닥면(322a)은 기판(S)의 상방에서 기판(S)과 나란하게 위치된다. 경사면(322b)은 바닥면(322a)의 일단에서 상방으로 토출구(326)의 끝단까지 비스듬하게 연장형성된다. 따라서, 도 4를 참조하면, 본 발명은 토출구(326)에서 토출되는 처리액이 경사면(322b)을 통해 바닥면(322a)으로 흐르도록 유도한다.

측부면(322c)은 바닥면(322a)의 타단에서 제1 방향의 상류를 향해 경사지게 연장형성된다. 측부면(322c)은 제1 바디(322)의 상면과 평행하게 배치된다.

바닥면(322a)에는 미세한 요철(凹凸)이 형성된다. 바닥면(322a)은 경사면(322b)이나 측부면(322c)보다 표면조도가 더 크게 형성된다. 또한, 바닥면(322a)은 제1 바디(322) 및 제2 바디(324)의 다른 어떤 면보다 표면조도가 더 크다. 바닥면(322a)의 표면조도는 1.6㎛일 수 있다.

따라서, 도 4를 참조하면, 본 발명은 경사면(322b)을 따라 흘러온 처리액이 일정 크기 이상의 표면조도가 적용된 바닥면(322a)을 따라 연속하여 흐르도록 유도한다. 즉, 본 발명은 경사면(322b)을 제공하여 처리액이 아래로 직접 바로 떨어지지 않고 표면장력을 이용하여 경사면(322b)을 따라 흐르도록 한다. 더불어, 본 발명은 일정 크기 이상의 표면조도가 적용된 바닥면(322a)을 제공하여 표면장력을 극대화함으로써 경사면(322b)을 흐르는 처리액이 바닥면(322a)을 따라서 계속하여 흐르도록 유지한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트(400)는 처리액이 기판(S)에 처리 완료된 후, 상기 처리액의 흐름을 유도한다. 플레이트(400)는 노즐(300)과 대응되는 위치에서 롤러(240)의 상단보다 아래에 배치된다. 플레이트(400)는 그 상단이 노즐(300)의 하단보다 상류에 위치된다. 플레이트(400)는 제1 방향(12)의 하류를 향해 하향 경사지게 배치된다.

플레이트(400)의 길이는 노즐(300)의 길이와 동일하거나, 노즐(300)의 길이보다 더 길게 형성된다. 플레이트(400)의 길이는 제1 방향(12)과 수직한 제2 방향(14)의 길이를 의미한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 모습을 도시한 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 플레이트(400')는 노즐(300)과 대응되는 위치에서 롤러(240)의 상단보다 아래에 배치된다. 플레이트(400')는 그 상단이 노즐(300)의 하단보다 하류에 위치된다. 플레이트(400')는 제1 방향(12)의 하류를 향해 상향 경사지게 배치된다. 플레이트(400')는 도 1 및 도 4의 플레이트(400)와 위치와 방향만 상이할 뿐 그 작용과 기능은 플레이트(400)와 동일하다.

제1 바디(322)의 경사면(322b)과 바닥면(322a)을 따라 흐르던 처리액은 이송되는 기판(S) 위로 떨어져 기판을 처리한다. 처리액이 이송되는 기판(S)에서 모두 처리 완료되고 기판(S)이 노즐(300)을 지나가면, 처리액은 이제 아래로 직접 떨어지게 된다.

플레이트(400)는 상기와 같이 기판(S) 통과 후, 아래로 직접 떨어지는 처리액의 흐름을 유도한다. 플레이트(400)는 제1 바디(322)의 경사면(322b)과 바닥면(322a)에서의 표면장력을 노즐(300)의 하방에서도 유지시키기 위해 제공된다.

상기와 같이, 본 발명은 유체가 흐를때 다른 물체를 만나면 그 표면을 따라 흐르거나 또는 물체의 표면 모양 그대로 따라 흐르려는 성질을 의미하는 코안다 효과(Coanda effect)를 이용한다.

따라서, 본 발명은 코안다 효과를 이용하여 처리액이 기판에 균일하게 도포되도록 유도할 수 있다. 또한, 본 발명은 마이크로 버블 및 얼룩 발생 등의 기판의 공정 불량을 방지하여 기판의 품질 향상을 도모할 수 있다.

도 6은 도 1의 기판 처리 장치에 다른 노즐과 플레이트가 추가된 모습을 보여주는 측단면도이다.

도 6을 참조하면, 제1 노즐(300a)은 제1 방향(12)의 상류에 배치된다. 제1 노즐(300a)은 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송되는 기판(S)을 기준으로 경사진 방향으로 처리액을 기판(S)에 분사한다.

제2 노즐(300b)은 제1 방향(12)의 하류에 배치된다. 즉, 제2 노즐(300b)은 기판(S)의 이송 방향을 기준으로 제1 노즐(300a)보다 후단에 배치된다. 제2 노즐(300b)은 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송되는 기판(S)을 기준으로 대략 수직한 방향으로 처리액을 분사한다. 또한, 제2 노즐(300b)은 제1 노즐(300a)보다 높은 압력으로 기판(S)에 처리액을 분사한다.

즉, 제2 노즐(300b)은 기판(S)을 대상으로 처리액을 대량 분사하여 에칭 또는 세정 공정을 실질적으로 진행함으로써, 기판(S)을 처리액을 통해 실질적으로 처리한다. 이에, 제1 노즐(300a)은 기판(S)을 대상으로 처리액을 소량으로 균일하게 분사하여 제2 노즐(300b)에서 에칭 또는 세정 공정이 원활하게 진행되도록 보조적인 역할을 한다. 즉, 제1 노즐(300a)은 기판(S)에 처리액의 분사를 통해 균일한 막을 형성하여 제2 노즐(300b)에서 분사되는 처리액이 기판(S)에서 균일하게 분산되도록 한다.

제1 노즐(300a)과 제2 노즐(300b)의 하방에는 각각 상술한 바와 같은 플레이트(400a,400b)가 배치되어 처리액의 흐름을 유도한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 기판 처리 장치 100 : 챔버
200 : 기판 이송 유닛 220 : 샤프트
240 : 롤러 300 : 노즐
320 : 몸체 322 : 제1 바디
322a : 바닥면 322b : 경사면
322c : 측부면 324 : 제2 바디
326 : 토출구 400 : 플레이트

Claims (2)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   내부에 상기 기판을 수용하는 공간이 제공되어 상기 기판의 처리 공정이 수행되는 챔버;
   상기 기판이 이송되는 제1 방향을 따라 나란하게 배열되며 회전가능한 복수의 샤프트와, 각각의 상기 샤프트의 외주면에서 상기 샤프트와 함께 회전되도록 설치되고 상기 기판의 하면과 접촉되는 복수의 롤러를 갖는 기판 이송 유닛;
   상기 챔버 내에서 이송되는 상기 기판으로 처리액을 분사하는 노즐; 및
   상기 롤러의 상단보다 아래에 배치되어, 상기 처리액이 상기 기판에 처리 완료된 후 상기 처리액의 흐름을 유도하는 플레이트;를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 노즐은,
   그 길이 방향이 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 길게 배치되고, 상기 제1 방향의 하류를 향해 하향 경사지게 배치되는 몸체를 포함하는 기판 처리 장치.

Images