KR20160138652A - 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 건조용 기체를 분사하는 슬릿이 기판의 이송방향을 따라 이격되어 복수로 배치된 경우에 각 슬릿에서 분사되는 기체의 기류 간에 간섭을 방지하는 동시에 기판에 형성된 미세패턴 사이에 잔류하는 물기 또한 효과적으로 건조시켜 제거할 수 있는 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈은, 기판을 향해 기판건조용 기체를 분사하는 몸체와, 상기 몸체에 기판의 이송방향을 따라 이격되며 나란하게 형성되어 상기 기체를 분사하는 복수의 슬릿을 포함하되, 상기 복수의 슬릿은, 기판의 이송방향의 전방에 위치하는 슬릿의 간격보다 상기 기판의 이송방향의 후방에 위치하는 슬릿의 간격이 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치{Air knife module for drying substrate and Device for drying substrate comprising the same}

본 발명은 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 슬릿에서 기판을 향하여 분사되는 기판건조용 기체의 기류 간에 간섭을 방지함과 아울러 기판에 형성된 미세패턴 사이에 잔류하는 세정액의 건조기능을 향상시킬 수 있는 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이(FPD; flat panel display) 기판 등은 다양한 제조공정을 거쳐 제조되는데, 이처럼 다양한 제조공정을 거치다 보면 기판 표면이 제조공정 중에 발생되는 파티클 및 오염물질에 의해 오염되므로 기판 표면의 파티클 및 오염물질을 제거하기 위하여 일부 제조공정의 전/후로는 세정공정이 수행된다.

즉, 세정공정은 기판 표면의 청정화를 위한 공정으로서, 일례로 약액처리공정과 린스공정 및 건조공정으로 이루어지고, 특히 건조공정은 약액처리공정과 린스공정을 거쳐 기판 표면에 잔류된 세정액을 제거하기 위한 공정이다.

일반적으로, 건조공정에서는 기판 표면에 잔류된 세정액을 제거하기 위하여 기판 표면에 건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 가압분사하여 세정액을 건조시킨다.

구체적으로, 건조공기를 공급받아 단부에 형성된 슬릿(slit)으로 가압분사하는 기판건조용 에어나이프 모듈(이하,‘에어나이프’라 약칭함)을 포함하는 기판건조장치가 제시된 바 있다.

상기 에어나이프는 약액처리공정과 린스공정을 마치고 이송되는 기판의 상측과 하측에 기판의 너비방향으로 각각 설치되고 단부에 형성된 슬릿(slit)에서 기판의 상면 및 하면에 건조공기를 가압분사함으로써 기판 표면에 잔류된 세정액을 건조한다.

한편, 종래 기판건조장치는 원 슬릿 타입(one slit type)의 에어나이프가 설치되므로 건조공기의 분사속도, 분사량, 기판의 이송속도 등의 조건에 따라 기판 표면을 완전 건조시키지 못하는 경우가 발생되었고, 이처럼 기판 표면이 완전 건조되지 못한 상태에서 자연 건조되면, 기판 표면에 워터마크(water mark, 물 얼룩) 등의 건조불량이 발생되어 기판을 사용하는 제품의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 기판의 이송방향을 따라 복수개의 에어나이프를 설치하는 경우에는, 각 에어나이프의 설치공간을 확보해야 하므로 장비가 커질 뿐 아니라 복잡해지고 제작비용도 상승하게 된다.

또한, 각 에어나이프의 설치간격에 따라 분사간격도 상당히 이격되므로 기판이 앞서 설치된 에어나이프를 거쳐 다음 에어나이프로 이송되는 도중에 자연건조되므로 상기한 바와 같은 워터마크 발생 현상을 방지하지 못한다는 문제점이 있었다.

상기 에어나이프와 관련된 선행기술로, 등록특허 제10-0791726호에 개시된 PDP 제조용 에어나이프는, 상판과 하판으로 이루어져 내부에 공간부가 형성되는 몸체와, 상기 상판 또는 하판 중 어느 일측에 형성되는 공기 주입구와, 상기 상판과 하판 사이의 일단에 미세한 갭이 길이방향으로 형성되는 노즐과, 상기 상판 또는 하판 중 어느 하나에 노즐이 형성된 부분을 제외한 공간부 둘레에 형성되는 오목홈에 결합되는 패킹부재와, 상기 상판 및 하판을 체결하기 위해 몸체의 가장자리 둘레를 따라 일정한 간격으로 체결되는 체결부재와, 상기 노즐의 갭을 미세하게 조절하기 위해 몸체의 일단에 체결되는 조절부재를 포함하여 구성된다.

상기 에어나이프와 관련된 다른 선행기술로, 등록특허 제10-0527789호에 개시된 엘씨디 패널 건조장치의 에어나이프는, 압축공기를 내부로 유입시키도록 공기유입파이프를 양단에 설치하고, 유입된 공기를 유출시키도록 유출공이 하부면에 다수개 형성되고 내부에 공간을 갖는 공기유입블록과, 상기 공기유입블록과 일측단이 결합되고 타측단에는 분사공이 형성된 공기분사블럭을 포함하고, 상기 공기분사블럭에 공기유입블럭의 유출공과 연결되는 공기유도로를 다수개 형성하고, 공기유도로로부터 연장되면서 폭의 변화를 가지며 다단으로 굴곡져서, 다수의 에지부가 형성된 오리피스 경로를 형성하되, 오리피스 경로의 단부에 분사공이 형성된 것으로 구성된다.

상기 등록특허 제10-0791726호와 등록특허 제10-0527789호에 개시된 에어나이프는, 몸체의 내부에 단일의 공기분사구(노즐)가 형성된 구조로 이루어져 기판의 건조성능이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 에어나이프와 관련된 또 다른 선행기술로, 공개특허 제10-2010-0055806호에 개시된 기체 분사 유닛은, 기판 표면과 평행한 방향으로 연장된 몸체에 기판을 향해 기체를 분사하는 슬릿 형태의 제1 및 제2 분사구와, 상기 제1 및 제2 분사구들 사이에 구비되어 분사되는 기체로 인해 제1 및 제2 분사구들 사이에서 발생하는 난기류를 흡입하는 흡입구를 포함하여 구성됨으로써, 기체를 기판에 다중으로 분사하여 기판의 건조 효과를 향상시킴과 아울러 기체의 분사에 의해 발생하는 난기류를 흡입구에서 흡입함으로써 난기류에 의한 기판의 건조불량을 방지할 수 있는 기술내용이 나타나 있다.

그러나, 상기 공개특허 제10-2010-0055806호에 개시된 기체 분사 유닛은, 상기 제1 및 제2 분사구에서 분사되는 기체의 기류 간의 간섭에 의해 발생하는 난기류를 제거하는 것을 기술적 특징으로 하나, 난기류의 발생을 방지하기 위한 제1 분사구의 간격과 제2 분사구의 간격 및 이에 따른 기체의 유속과 유량의 상관관계에 관해서는 고려되어 있지 않다.

한편, 기판에 미세패턴이 형성된 경우에는 상기 제1 분사구에서 1차로 기체를 분사하여 이송되는 기판 표면의 물기를 건조시키고, 제2 분사구에서 2차로 기체를 분사하여 미세패턴 사이에 잔류하는 물기를 건조시키게 되는데, 제2 분사구에서 분사되는 기체의 유량이 충분하지 못한 경우에는 미세패턴 사이에 잔류하는 물기를 완전 건조시키지 못하는 문제가 있고, 제2 분사구에서 분사되는 기체의 유속을 제1분사구에서 분사되는 기체의 유속보다 빠르게 설정할 경우에는 제2 분사구에서 분사되는 기체가 제1 분사구에서 분사되는 기체와 간섭되어 분사된 기체가 기판에 제대로 도달할 수 없게 되므로 기판의 건조성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판에 건조용 기체를 분사하는 슬릿이 기판의 이송방향을 따라 이격되어 복수로 배치된 경우에 각 슬릿에서 분사되는 기체의 기류 간에 간섭을 방지하는 동시에 기판에 형성된 미세패턴 사이에 잔류하는 물기 또한 효과적으로 건조시켜 제거할 수 있는 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈은, 기판을 향해 기판건조용 기체를 분사하는 몸체와, 상기 몸체에 기판의 이송방향을 따라 이격되며 나란하게 형성되어 상기 기체를 분사하는 복수의 슬릿을 포함하되, 상기 복수의 슬릿은, 기판의 이송방향의 전방에 위치하는 슬릿의 간격보다 상기 기판의 이송방향의 후방에 위치하는 슬릿의 간격이 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 몸체는 분해 및 조립이 가능한 3개 이상의 플레이트의 조립체로 이루어지고, 상기 슬릿은 상기 각 플레이트 사이에 형성될 수 있다.

상기 슬릿은 각각 기판의 진입방향 또는 수직방향을 향하도록 기판의 표면과 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 기판건조장치는, 기판을 이송하는 이송부와, 이송되는 기판의 상측 또는 하측 또는 상하 양측에 설치되는 상기 에어나이프 모듈, 및 상기 에어나이프 모듈에 기판건조용 기체를 공급하는 기체공급부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 기판건조용 에어나이프 모듈 및 이를 포함하는 기판건조장치에 의하면, 기판의 이송방향의 전방에 위치하는 제1슬릿의 간격보다 기판의 이송방향의 후방에 위치하는 제2슬릿의 간격을 더 크게 형성함으로써 유속을 약화시켜, 각 슬릿에서 분사되는 기체의 기류 간에 간섭을 방지하는 동시에 기판에 형성된 미세패턴 사이에 잔류하는 물기 또한 효과적으로 건조시켜 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈을 포함하는 기판건조장치의 단면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈(100)의 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 기판건조용 에어나이프 모듈(100)을 포함하는 기판건조장치(200)의 단면도이다. 도 2에 도시된 화살표는 기판건조용 기체의 유동방향을 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판건조용 에어나이프 모듈(100)은, 기판(S)을 향해 기판건조용 기체를 분사하는 몸체(40)와, 상기 몸체(40)에 기판(S)의 이송방향을 따라 이격되며 나란하게 형성되어 기체를 분사하는 복수의 슬릿(S1,S2)을 포함하고, 상기 슬릿(S1,S2)을 통하여 고압의 건조공기를 이송되는 기판(S)의 표면에 다중으로 분사하도록 구성되어 있다.

상기 복수의 슬릿(S1,S2)은, 기판(S)의 이송방향의 전방에 위치하는 제1슬릿(S1)의 간격(G1)보다 상기 기판(S)의 이송방향의 후방에 위치하는 제2슬릿(S2)의 간격(G2)이 더 크게 형성되어 있다(G1<G2).

도 2를 참조하면, 상기와 같은 기판건조용 에어나이프 모듈(100)을 포함하는 기판건조장치(200)는, 기판(S)을 지지하며 이송하는 이송부(60)와, 상기 이송부(60)에 의해 이송되는 기판(S)의 상측 또는 하측 또는 상하 양측에 설치되는 상기 에어나이프 모듈(100)과, 상기 에어나이프 모듈(100)에 고압의 기판건조용 기체를 공급하는 기체공급부(70)를 포함한다.

상기 에어나이프 모듈(100)의 몸체(40)는 기판(S)의 이송방향을 따라 순차적으로 설치되는 적어도 3개 이상의 분해 및 조립이 가능한 플레이트(10,20,30)를 포함한다. 일실시예로, 상기 몸체(40)는 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 및 제3플레이트(30)의 조립체로 이루어진다.

상기 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 및 제3플레이트(30)는 체결볼트(50)에 의해 상호 결합되고, 제2플레이트(20)와 대면하는 제1플레이트(10)와 제3플레이트(30)의 측면에는 각각 그 상부가 돌출되도록 단차가 형성되어, 상기 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 사이에는 제1슬릿(S1)이 형성되고, 상기 제2플레이트(20)와 제3플레이트(30) 사이에는 제2슬릿(S2)이 형성된다.

그리고, 상기 제2플레이트(20)의 양측면에는 외측으로 소정길이 돌출된 간격유지돌기(21)가 형성되고, 상기 간격유지돌기(21)의 돌출된 단부가 제1플레이트(10)와 제3플레이트(30)의 측면에 각각 맞닿아 틈새가 유지된다.

상기 제1플레이트(10)의 일측과 제3플레이트(30)의 타측에는, 기체공급부(70)와 연결되어 기판건조용 기체, 예컨대 건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 공급받도록 제1기체공급구(11)와 제2기체공급구(31)가 형성된다.

상기 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 사이에는, 상기 제1기체공급구(11)와 상부가 연결되는 제1기체배출로(12)가 형성되고, 상기 제1기체배출로(12)의 하부에는 제1슬릿(S1)이 연결된다.

상기 제2플레이트(20)와 제3플레이트(30) 사이에는, 상기 제2기체공급구(31)와 상부가 연결되는 제2기체배출로(32)가 형성되고, 상기 제2기체배출로(32)의 하부에는 제2슬릿(S2)이 연결된다.

따라서, 제1플레이트(10)의 제1기체공급구(11)를 통하여 몸체(40)의 내부로 유입된 기체는 제1기체배출로(12)를 통과하여 제1슬릿(S1)을 통해 분사되고, 제3플레이트(30)의 제2기체공급구(31)를 통하여 몸체(40)의 내부로 유입된 기체는 제2기체배출로(32)를 통과하여 제2슬릿(S2)을 통해 분사된다.

상기 제2슬릿(S2)의 간격(G2)은 제1슬릿(S1)의 간격(G1)보다 크게 형성되므로, 몸체(40)의 내부로 유입된 기체가 제1슬릿(S1)과 제2슬릿(S2)을 통하여 분사되는 경우, 제2슬릿(S2)에서 분사되는 기체의 유속을 제1슬릿(S1)에서 분사되는 기체의 유속보다 느리게 제한할 수 있어 제2슬릿(S2)에서 분사되는 기체에 의해 제1슬릿(S1)에서 분사되는 기체가 간섭되는 현상을 방지할 수 있으며, 제2슬릿(S2)에서 분사되는 기체의 유량을 증대시킬 수 있다.

따라서, 상기 제1슬릿(S1)에서 토출되는 기체는 이송되는 기판(S)의 표면을 향하여 1차로 분사되어 기판(S)의 표면에 잔류하는 물기를 건조시켜 제거하게 되고, 2차로 제2슬릿(S2)에서 분사되는 기체는 제1슬릿(S1)에서 분사되는 기체의 유속보다 느린 유속 상태이므로 제1슬릿(S1)에서 분사되는 기체와 기류의 간섭을 발생시키지 않으면서 충분한 유량의 기체 분사에 의해 기판(S)의 미세패턴 사이에 잔류하는 물기를 효과적으로 건조시켜 제거하게 된다.

한편, 상기 제1슬릿(S1)과 제2슬릿(S2)은 기판(S)의 진입방향을 향하도록 기판(S)의 표면과 경사 또는 수직으로 형성되어 기판(S)의 진입방향을 향하여 기체를 경사지게 분사하는 것이 바람직하다.

이 경우 상기 제1슬릿(S1)과 제2슬릿(S2)은 동일각도로 경사지게 형성하여도 무방하나, 기판(S)에 분사되는 기체가 상호 간섭되지 않도록 서로 다른 분사각도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위해서, 제1슬릿(S1)과 제2슬릿(S2)이 기판(S)의 표면과 이루는 분사각도는 기판(S)의 진입방향에서 부터 순차적으로 증가되도록 구성할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와같이 제2슬릿(S2)의 분사각도는 제1슬릿(S1)의 분사각도보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 각 슬릿(S1, S2)에서 분사되는 기체는 기류 간에 상호 간섭되지 않고 다중으로 원활하게 분사될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 기판건조용 에어나이프 모듈(100)의 구성에 의하면, 우선 제1슬릿(S1)에서 분사되는 기체에 의해 기판(S) 상면의 세정액을 기판(S) 이송방향의 역방향으로 밀어내는 동시에 기판(S)을 1차 건조하고, 후속하여 제2슬릿(S2)에서 분사되는 기체에 의해 기판(S)의 미세패턴 사이에 잔류하는 세정액을 2차 건조하여 완전건조시키므로 건조성능을 월등히 향상시킬 수 있다.

또한, 제1슬릿(S1)과 제2슬릿(S2)에서 토출되는 기체는 기판(S) 표면의 인접하는 부위에 다중으로 분사되는 동시에 상호 기류의 간섭 없이 기판(S) 이송방향의 역방향으로 경사지게 분사되므로 기판(S)의 표면이 완전건조될 수 있게 된다.

한편, 도 2에서는 에어나이프 모듈(100)은 기판(S)의 상측에 설치되어 기판(S)의 상면에 기체를 분사하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 에어나이프 모듈(100)이 기판(S)의 하측 또는 상하 양측에 설치되어 기판(S) 하면 또는 상하 양면에 기체를 동시에 분사하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 일실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기 일실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

10 : 제1플레이트 11 : 제1기체공급구
12 : 제1기체배출로 20 : 제2플레이트
21 : 간격유지돌기 30 : 제3플레이트
31 : 제2기체공급구 32 : 제2기체배출로
40 : 몸체 50 : 체결부재
60 : 이송부 70 : 기체공급부
100 : 에어나이프 모듈 200 : 기판건조장치
S : 기판 S1 : 제1슬릿
S2 : 제2슬릿 G1 : 제1슬릿의 간격
G2 : 제2슬릿의 간격

Claims (4)

1. 기판을 향해 기판건조용 기체를 분사하는 몸체와,
   상기 몸체에 기판의 이송방향을 따라 이격되며 나란하게 형성되어 상기 기체를 분사하는 복수의 슬릿을 포함하되,
   상기 복수의 슬릿은, 기판의 이송방향의 전방에 위치하는 슬릿의 간격보다 상기 기판의 이송방향의 후방에 위치하는 슬릿의 간격이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판건조용 에어나이프 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸체는 분해 및 조립이 가능한 3개 이상의 플레이트의 조립체로 이루어지고, 상기 슬릿은 상기 각 플레이트 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 기판건조용 에어나이프 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬릿은 각각 기판의 진입방향 또는 수직방향을 향하도록 기판의 표면과 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 기판건조용 에어나이프 모듈.
   
4. 기판을 이송하는 이송부;
   이송되는 기판의 상측 또는 하측 또는 상하 양측에 설치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 에어나이프 모듈; 및
   상기 에어나이프 모듈에 기판건조용 기체를 공급하는 기체공급부;
   를 포함하는 기판건조장치.

Images