KR20180137471A - 기판처리 장치 - Google Patents

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KR20180137471A
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허관선
김형수
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주식회사 원익테라세미콘
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Abstract

기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판처리 장치는, 기판 상의 물질을 기화시키거나 건조시키는 기판처리 장치로서, 기판처리 공간을 제공하는 챔버(101)를 포함하는 본체(100) 및 챔버(101) 내부를 가열하는 발열부(200)를 포함하며, 본체(100)의 하부(BC)는 하부(BC) 상단에서 하부(BC) 하단으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리 장치 {APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 챔버의 내측면에 기판처리 가스 또는 휘발성 물질이 응축된 경우, 본체의 내측면을 따라 응축된 물질이 흘러내려갈 수 있도록 본체의 형상에 기울어진 각도를 적용한 기판처리 장치에 관한 것이다.
표시 장치 또는 반도체 소자 제조시 사용되는 기판처리 장치에서 기판이 처리되는 챔버 내부에는 많은 양의 가스가 공급 및 배출될 수 있다. 이러한 가스는 기판 상에 박막을 형성하거나, 기판 상의 박막에 패턴을 형성하거나, 챔버 내부의 분위기를 환기시키는 등의 목적으로 챔버에 내부에 공급되고, 챔버로부터 외부로 배출될 수 있다.
특히, 플렉서블 기판을 제조하는 과정에서, 논플렉서블 기판에서 플렉서블 기판을 분리하기 위해 솔벤트를 주입하는 것이 일반적이며, 주입하는 솔벤트 성분 또는 플렉서블 기판에 포함되어 있는 솔벤트 성분이 휘발되어 챔버 외부로 배출될 수 있다.
기판처리 공정 중에 챔버 내부는 소정의 공정 온도 및 공정 압력을 유지해야 할 필요성이 있다. 하지만, 챔버 외부와 챔버 내부의 온도 및 압력 차이 때문에 솔벤트 성분, 또는 가스가 챔버 내벽에 응축되는 현상이 발생할 수 있다. 응축된 가스는 반복되는 기판처리 공정에 있어서 증발 및 응축을 반복하거나, 다른 화학 성분의 가스와 반응하거나, 특정 온도 환경 하에서 변질됨으로써 챔버 내벽을 더욱 오염시킬 수 있다.
결국, 종래의 기판처리 장치는, 챔버 내벽의 오염된 물질이 이후의 기판처리 과정 중에 재증발하여 기판 상에 유입되어 기판을 오염시키므로, 제품의 신뢰성이 저하되고, 수율을 하락시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기판처리 장치는, 챔버 내벽에 오염된 물질을 세정하거나, 오염된 챔버벽 자체를 교체해야 하는 문제가 발생하므로, 제품의 생산 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 챔버 내벽에 응축된 물질이 흘러내려갈 수 있도록 본체의 형상을 변화시킨 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버 내벽을 오염되지 않게 유지함으로써, 제품의 신뢰성 및 수율을 증대시킬 수 있는 기판처리 장치 및 휘발성 물질 응축방지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치는, 기판 상의 물질을 기화시키거나 건조시키는 기판처리 장치로서, 기판처리 공간을 제공하는 챔버를 포함하는 본체; 및 상기 챔버 내부를 가열하는 발열부를 포함하며 상기 본체의 하부는 하부 상단에서 하부 하단으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 본체의 상부는 상부 하단에서 상부 상단으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가질 수 있다.
상기 본체는 정단면의 형상이 육각형일 수 있다.
상기 본체의 상부 또는 상기 본체의 하부는 각뿔(pyramid) 형상일 수 있다.
상기 물질이 상기 본체 내측면에서 응집되고, 상기 내측면을 따라 흘러내림으로써, 상기 본체의 하단으로 포집될 수 있다.
상기 본체의 전후좌우 측면과 상기 본체의 하부를 구성하는 적어도 하나의 면이 이루는 각도는 100° 내지 160°일 수 있다.
상기 본체의 전후좌우 측면과 상기 본체의 하부면을 구성하는 적어도 하나의 면이 이루는 각도는 100° 내지 160°일 수 있다.
상기 본체의 전면에는 상기 기판이 출입하는 출입구가 형성되고, 상기 출입구를 개폐하는 도어가 설치되며,
상기 도어에는 상기 도어의 온도를 조절하는 수단이 설치될 수 있다.
상기 도어의 온도를 조절하는 수단은, 상기 도어와 상기 출입구가 접하는 상기 본체의 부분에 상기 물질이 응축되지 않도록, 상기 도어와 상기 출입구가 접하는 상기 본체의 부분의 온도를 50℃ 내지 250℃로 유지할 수 있다.
상기 물질은 휘발성 물질로서, 50℃ 내지 250℃에서 기화되는 물질일 수 있다.
상기 물질은 NMP(n-methyl-2-pyrrolidone)를 포함할 수 있다.
상기 발열부는 상기 챔버의 일측면에서 타측면까지 연통되는 바(bar) 형상의 발열체를 포함할 수 있다.
상기 챔버 내에는 복수개의 기판이 배치될 수 있다.
상기 챔버의 외부 일측면에 연결되어 상기 챔버 내에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부; 및 상기 챔버의 외부 타측면에 연결되어 상기 챔버 내의 기판처리 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 공급부 또는 상기 가스 배출부 중 적어도 하나는 상기 물질을 배출하는 포트를 더 구비할 수 있다.
상기 챔버의 적어도 하나의 측면에는 복수개의 물질 배출공이 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 본체의 형상을 변화시킴으로써, 챔버 내벽에 응축된 물질이 흘러내려갈 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 챔버 내벽을 오염되지 않게 유지함으로써, 제품의 신뢰성 및 수율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치를 나타내는 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 본체의 형상을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어와 출입구의 부분 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급부 및 가스 배출부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에 배출공이 형성된 형태를 나타내는 사시도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 기판은 LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있으며, 바람직하게는 플렉서블(Flexible) 표시장치에 사용되는 플렉서블 기판의 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리 공정이란 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있으며, 바람직하게는 논플렉서블(Non-Flexible) 기판 상에 플렉서블 기판 형성, 플렉서블 기판 상에 패턴 형성, 플렉서블 기판 분리 등의 공정을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판 상의 물질이란 기판의 표면과 접촉하고 있는 물질과 기판의 표면과 접촉하지는 않으나 기판의 상측에 존재하는 물질을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있따.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인라인 열처리 장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 전체적인 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치를 나타내는 정단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치의 본체의 형상을 나타내는 개략도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판처리 장치는 본체(100) 및 발열부(200)를 포함할 수 있다.
본체(100)는 내부에 기판(미도시)이 로딩되어 처리되는 밀폐된 공간인 챔버(101)를 구성한다. 본체(100)의 재질은 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
챔버(101) 내부에는 복수개의 기판이 배치될 수 있다. 복수개의 기판은 각각 일정간격을 가지면서 배치되며, 기판 홀더(미도시)에 지지되거나, 보트(미도시)에 안착되어 챔버(101) 내부에 배치될 수 있다.
본체(100)의 일면[일 예로, 전면]에는 기판이 로딩/언로딩 되는 통로인 출입구(115)가 형성될 수 있다. 출입구(115)는 본체(100)의 일면[일 예로, 전면]에만 형성될 수 있고, 반대면[일 예로, 후면]에도 형성될 수 있다.
도어(110)는 본체(100)의 일면[즉, 출입구(115)가 형성된 면]에 설치될 수 있다. 도어는 전후방향, 좌우방향 또는 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 도어(110)는 출입구(115)를 개폐할 수 있고, 출입구(115)의 개폐 여부에 따라서 챔버(101)도 물론 개폐될 수 있다. 또한, 도어(110)에 의하여 출입구(115)가 완전하게 실링되도록 도어(110)와 본체(100)의 출입구(115)가 형성된 면 사이에는 오링(O-ring) 등의 실링부재(116)[도 4 참조]가 개재될 수 있다.
한편, 본체(100)의 외측면 상에는 보강리브(120)를 결합할 수 있다. 본체(100)는 공정 중에 내부에서 강한 압력 또는 고온의 영향을 받아 파손되거나 변형이 발생할 수 있다. 따라서 보강리브(120)를 본체(100)의 외측면 상에 결합하여 본체(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 필요에 따라서, 특정 외측면 또는 외측면 상의 일부에만 보강리브(120)를 결합할 수도 있다.
발열부(200)는 챔버(101) 내부를 가열하여 기판처리 분위기를 조성하며 기판을 직접 가열하는 역할을 하는 주 발열부(210) 및 챔버(101) 내부의 열 손실을 방지하는 역할을 하는 보조 발열부(220)를 포함할 수 있다.
주 발열부(210)는 기판(미도시)의 로딩/언로딩 방향과 수직한 방향, 즉, 본체(100)의 전후 방향으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있고, 기판의 적층 방향을 따라 수직으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다. 보조 발열부(220)는 기판(미도시)의 로딩/언로딩 방향과 평행한 방향, 즉, 본체(100)의 좌우 방향으로 챔버(101) 내벽에 기판의 적층 방향을 따라 수직으로 일정한 간격을 가지면서 배치될 수 있다.
주 발열부(210)는 복수개의 발열체(211) 및 각각의 발열체(211)의 양단에 설치된 단자(212)를 포함할 수 있고, 보조 발열체(220)도 동일하게 복수개의 발열체(221) 및 각각의 발열체(221)의 양단에 설치된 단자(222)를 포함할 수 있다. 발열체(211, 221)의 개수는 본체(100)의 크기, 기판의 크기 및 개수에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.
발열체(211, 221)는 챔버(101)의 일측면에서 타측면까지 연통되는 바(bar) 형상을 가지며, 석영관 내부에 발열 물질이 삽입된 형태일 수 있다. 일 예로, 주 발열부(210)의 발열체(211)는 챔버(101)의 좌측면에서 우측면까지 연통될 수 있고, 보조 발열부(220)의 발열체(221)는 출입구(115) 부분을 제외한 챔버(101)의 전면에서 후면까지 연통될 수 있다. 단자(212, 222)는 외부의 전원(미도시)로부터 전력을 공급받아 발열체(211, 221)에서 열을 발생시킬 수 있도록 한다.
따라서, 기판(10)은 상부 및 하부에 배치된 발열부(200)에 의해서 전면적이 균일하게 가열될 수 있으므로, 기판처리 공정의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
종래의 기판처리 장치의 본체는 정육면체 또는 직육면체 형상을 가지는 것이 일반적이다. 본체의 전후좌우 측면은 지면에 수직하게 형성되므로, 이 측면에 물질이 응축되어 있어도 작용하는 중력에 의해 응축된 액적(droplet)[또는, 응축된 가스, 물질]이 아래로 흘러내려 갈 수 있다. 하지만, 본체의 상부면 및 하부면은 지면에 평행하게 형성되므로, 이 면에 물질이 응축되어 있으면 본체 내면을 따라 흘러내려 가지 않는다. 즉, 본체 하부면에 액적이 잔존하고 있고, 본체 하부면의 배출구를 따라서 배출될 수 없다. 이 경우, 응축된 물질이 반복되는 기판처리 공정에 있어서, 증발 및 응축을 반복하거나, 다른 화학 성분의 가스와 반응하거나, 특정 온도 환경 하에서 변질됨으로써 챔버 내벽을 더욱 오염시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 본체(100)의 하부(BC)[도 3 참조]가 하부(BC)의 상단(BC1)에서 하부(BC)의 하단(BC2)으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 평단면은 x-y 평면으로서, 본체(100)의 하부(BC) 상단(BC1)의 x-y 평면의 넓이가 본체(100)의 하부(BC) 하단(BC2)의 x-y 평면의 넓이보다 큰 것을 의미한다. 다시 말해, 본체(100)의 하부면이 지면에 평행하지 않고, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 하부(BC)를 구성하는 적어도 하나의 면(100b)이 수직하지 않으며, 기울어져 형성되는 것을 특징으로 한다.
본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 하부(BC)를 구성하는 적어도 하나의 면(100b)이 이루는 각도(기울어진 각도; a)는 90°내지 180°일 수 있다. 다만, 90°에 너무 가까우면 실질적으로 종래의 육면체 형상의 본체(100)와 같이 응축된 액적이 하부면에 잔존할 수 있고, 180°에 가까우면 본체(100)의 높이가 불필요하게 높아지는 문제가 발생할 수 있으므로, 100° 내지 160° 정도의 각도(a)를 이루는 것이 바람직하며, 140°의 각도를 이루는 것이 더욱 바람직하다.
본체(100) 하부(BC)의 형상은 각뿔(pyramid) 형상으로 대변될 수도 있고, 본체(100)의 측면(100a)이 전후좌우 4개의 면으로 구성되는 것을 고려하면, 본체(100)의 하부(BC)의 형상은 사각뿔 형상일 수 있다.
또는, 각뿔이 아니면서, 상기 본체(100)의 형상 조건을 만족하기 위해서, 본체(100)의 정단면이 육각형인 형상을 가질 수도 있다. 즉, 육각 기둥을 세워놓은 형태를 가질 수 있다. 본 명세서에서는 본체(100)의 정단면이 육각형인 형상을 상정하여 설명한다. 본체(100)의 정단면이 육각형인 형상은 후술할 본체(100) 상부(TC)의 형상도 하부(BC)와 동일한 형상을 가지는 것을 포함하는 의미이다.
한편, 응축된 액적이 더 잘 흘러내릴 수 있도록, 본체(100) 내면의 표면 거칠기를 Ra 1.0㎛ 이하로 형성할 수 있다. 폴리싱을 통해 표면 거칠기를 제어할 수 있으며, 표면 거칠기가 Ra 1.0㎛ 이하일 때, 본체(100) 내면에서의 열반사 효과도 기대할 수 있다.
본체(100)가 하부(BC)의 상단(BC1)에서 하부(BC)의 하단(BC2)으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지므로, 즉, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 하부면(100b)이 수직하지 않고 기울어져 형성되어 있으므로, 본체(100)의 내면에 응축된 액적이 본체(100)의 하부(BC)로 포집될 수 있다. 본체(100)의 전후좌우 내측면에 응축된 액적은 중력에 의해 아래로 흘러내리며, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 하부면(100b)과의 경계에서는 연속적으로 중력에 의해 기울어져 형성된 하부면(100b)을 따라 흘러내릴 수 있게 된다. 그리하여, 본체(100)의 하단으로 액적이 포집될 수 있다. 포집된 액적은 본체(100) 하단에 형성된 배출 수단(130), 펌핑 수단(미도시)을 통해 외부로 배출되어 재사용되거나 폐기될 수 있다.
한편, 본체(100)의 상부(TC)가 상부(TC) 하단(TC2)에서 상부(TC) 상단(TC1)으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 본체(100)의 상부면이 지면에 평행하지 않고, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 상부(TC)를 구성하는 적어도 하나의 면(100c)이 수직하지 않으며, 기울어져 형성될 수 있다.
본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 상부(TC)를 구성하는 적어도 하나의 면(100c)이 이루는 각도(기울어진 각도; b)는 90°내지 180°일 수 있다. 다만, 90°에 너무 가까우면 실질적으로 종래의 육면체 형상의 본체(100)와 같이 응축된 액적이 상부면에 잔존할 수 있고, 180°에 가까우면 본체(100)의 높이가 불필요하게 높아지는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 90°에 가까워 응축된 액적이 본체(100)의 상부면에 잔존하다가 기판처리 공정 중 낙하하여 기판 상에 떨어지면 기판이 오염될 수 있다. 따라서, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 상부면을 구성하는 적어도 하나의 면(100c)이 이루는 각도(b)는 100° 내지 160° 정도의 각도를 이루는 것이 바람직하며, 140°의 각도를 이루는 것이 더욱 바람직하다.
본체(100) 상부(TC)의 형상은 각뿔(pyramid) 형상으로 대변될 수 있고, 본체(100)의 측면(100a)이 전후좌우 4개의 면으로 구성되는 것을 고려하면, 본체(100)의 상부(TC)의 형상은 사각뿔 형상일 수 있다.
본체(100)의 상부(TC)의 하단(TC2)에서 상부(TC)의 상단(TC1)으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지므로, 즉, 본체(100)의 전후좌우 측면(100a)과 본체(100)의 상부면(100c)이 수직하지 않고 기울어져 형성되어 있으므로, 본체(100)의 상부(TC)을 구성하는 적어도 하나의 면(100c)의 내측에 응축된 액적이 본체(100)의 내측을 따라 흘러내릴 수 있다. 즉, 본체(100)의 상부(TC)을 구성하는 적어도 하나의 면(100c)의 내측에 응축된 액적이 기판 상으로 곧바로 낙하하지 않고, 내측을 따라 흘러내리며, 본체(100)의 전후좌우 내측면(100a)을 통과하여, 본체(100)의 하단까지 흘러내려 포집될 수 있다. 포집된 액적은 본체(100) 하단에 형성된 배출 수단(130), 펌핑 수단(미도시)을 통해 외부로 배출되어 재사용되거나 폐기될 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 기판처리 장치는 가스 공급부(300) 및 가스 배출부(400)를 더 포함할 수 있다.
가스 공급부(300)는 챔버(101)[또는 본체(100)]의 외부 일측면[일 예로, 좌측면]에 연결되고, 가스 배출부(400)는 챔버(101)[또는 본체(100)]의 외부 타측면[일 예로, 우측면]에 연결될 수 있다.
가스 공급부(300)는 챔버(101)의 내부로 기판처리 가스를 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 가스 공급부(300)는 가스 저장부(미도시)와 연결되어 기판처리 가스를 공급받는 가스 공급관(320) 및 가스 공급관(320)에 수직으로 일정한 간격을 가지도록 복수개 형성된 가스 토출관(310)을 포함할 수 있다. 가스 토출관(310)은 본체(100)를 관통하여 챔버(101) 내부로 연결될 수 있으며, 가스 토출관(310)의 단부에 형성된 가스 토출공(311)을 통해 기판처리 가스가 챔버(101) 내부로 공급될 수 있다.
가스 배출부(400)는 챔버(101) 내부의 기판처리 가스를 외부로 배출하는 통로를 제공할 수 있다. 가스 배출부(400)는 외부의 가스 배출시설(미도시)과 연결되어 기판처리 가스를 배출하는 가스 배출관(420) 및 가스 배출관(420)에 수직으로 일정한 간격을 가지도록 복수개 형성된 가스 배출관(410)을 포함할 수 있다. 가스 배출관(410)은 본체(100)를 관통하여 챔버(101) 내부로 연결될 수 있으며, 가스 배출관(410)의 단부에 형성된 가스 배출공(411)을 통해 가스가 챔버(101) 내부에서 외부로 배출될 수 있다.
가스 토출공(311)[또는 가스 토출관(310)] 및 가스 배출공(411)[또는 가스 배출관(410)]은, 복수개의 기판(10)이 챔버(101)에 수용되었을 때, 기판처리 가스를 기판으로 균일하게 공급하고, 기판처리 가스를 용이하게 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록, 챔버(101) 내에 배치된 기판과 상부 또는 하부에 인접하는 기판 사이의 간격에 각각 위치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 기판처리 장치는 필요에 따라, 기판처리 공정 완료 후 또는 기판처리 공정 중에 본체(100) 벽 또는 챔버(101) 내부의 온도를 냉각시키기 위해 냉각수(Process Cooling Water, PCW)가 흐를 수 있는 냉각부(500)를 본체(100)의 외측면에 설치할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 기판처리 장치가 플렉서블 표시장치에 사용되는 플렉서블 기판을 처리하는 것을 설명하면 아래와 같다.
일반적으로 플렉서블 기판의 제조과정은, 논플렉서블 기판 상에 플렉서블 기판을 형성하는 공정, 플렉서블 기판에 패턴을 형성하는 공정 및 논플렉서블 기판에서 플렉서블 기판을 분리하는 공정으로 나누어 질 수 있다.
플렉서블 기판은 유리, 플라스틱 등의 논플렉서블 기판 상에 폴리이미드(Polyimide) 등으로 구성되는 막을 형성하고 열처리를 하여 경화시킨 후, 논플렉서블 기판과 플렉서블 기판을 점착하는 물질에 솔벤트를 주입하여 점착력을 약화시키거나 점착 물질을 분해하여 플렉서블 기판을 논플렉서블 기판으로부터 분리하여 완성할 수 있다.
이때, 주입하는 솔벤트 성분 또는 플렉서블 기판의 형성과정 중에 플렉서블 기판에 포함되어 있던 솔벤트 성분이 휘발되어 가스 배출부(400)를 통해 챔버(101) 외부로 배출될 수 있으나, 챔버(101) 외부와 챔버(101) 내부의 온도 및 압력 차이 때문에 챔버(101) 내벽의 소정의 부분은 위 물질이 휘발되지 못하고 응축될 정도로 챔버(101) 내벽의 온도가 낮게 형성되어 있을 수 있다. 결국, 챔버(101) 내벽에 응축된 솔벤트 성분은 챔버(101)를 오염시키거나, 후속 공정에서 기판(10)을 오염시키는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 기판처리 장치는 솔벤트를 포함한 챔버(101) 내의 가스가 챔버(101) 내벽에 응축된 경우, 응축된 액적이 챔버(101) 내벽[또는, 본체(100) 내벽]에 잔존하지 않고 흘러내리도록 하여 본체(100)의 하단에서 포집될 수 있도록, 본체(100)의 형상에 기울어진 각도(a, b)를 적용한 것을 특징으로 한다. 물질이 챔버(101) 내벽에 응축되지 않도록, 즉, 물질이 기화된 상태를 유지하도록 챔버(101) 내벽의 온도를 제어하는 방법이 있으나, 이를 위해 챔버(101)의 내벽에 챔버벽 온도 컨트롤러(WCM), 열매(熱媒) 파이프 또는 냉매(冷媒) 파이프 등, 별도의 구성을 채용해야 하며, 온도 제어가 번거로워지는 문제점이 있다. 본 발명은 본체(100)의 형상을 변경한 간단한 구성을 통해 응축된 물질이 외부로 흘러 내보낼 수 있고, 이로 인해 챔버 내벽을 오염되지 않게 유지함으로써, 제품의 신뢰성 및 수율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
일 예로, 기판의 적어도 일부 표면에 존재하던 물질은 솔벤트와 같은 휘발성 물질로서, 50℃ 내지 250℃에서 기화되는 물질일 수 있다. 이러한 물질은 바람직하게는 NMP(n-methyl-2-pyrrolidone)일 수 있고, IPA, 아세톤(Acetone), PGMEA(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate) 등의 휘발성 물질일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어(110)와 출입구(115)의 부분 확대 사시도이다.
도 4를 참조하면, 도어(110)에는 도어(110)의 온도를 조절하는 수단이 설치될 수 있다. 이하에서는 와이어 히터, 플레이트 히터인 도어 발열부(230)를 도어(110)의 온도 조절 수단으로 상정하여 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 도어(110)의 온도를 조절하는 공지의 기술을 적용 가능함을 밝혀둔다.
도어(110)는 출입구(115)가 실링될 수 있도록 실링부재(116)를 개재하며, 본체(100)의 일면[즉, 출입구(115)가 형성된 면]에 설치될 수 있다. 도면(110)과 출입구(115)가 접하는 본체(100)의 부분(IC), 즉, 계면 부분(IC)은 챔버(101) 외부와 챔버(101) 내부의 온도차에 의해 보다 많은 양의 가스, 물질 등이 응축될 수 있다. 물론, 본체(100)의 내측면을 따라 응축된 액적을 흘러내리게 할 수 있으나, 많은 양으로 인해, 계면 부분(IC)에서 액적이 잔존할 가능성이 높다.
따라서, 도어(110)에 도어(110)의 온도를 조절하는 수단, 즉, 도어 발열체(230)을 설치함으로써, 도어(110)와 출입구(115)가 접하는 본체(100)의 부분(IC)의 온도를 50℃ 내지 250℃로 유지하도록 열을 발생시킬 수 있다. 50℃ 내지 250℃ 온도가 유지되므로, 챔버(101) 내벽에 가스, 물질이 응축되지 않고 기화될 수 있다. 그리하여, 액적이 잔존할 가능성이 높은 도어(110)와 출입구(115)가 접하는 본체(100)의 부분(IC)에서의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 기판처리 장치는 응축된 가스를 배출하기 위한 수단을 더 구비할 수 있다. 이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급부(300) 및 가스 배출부(400)를 나타내는 단면도이다. 도 5의 (a)는 가스 공급부(300), 도 5의 (b)는 가스 배출부(400)를 나타낸다.
챔버(101)의 외부 일측면[일 예로, 좌측면] 및 외부 타측면[일 예로, 우측면]에 연결된 가스 공급부(300)와 가스 배출부(400)는 외부의 낮은 온도의 영향을 받아 가스가 쉽게 응축될 수 있다. 응축된 가스는 가스 공급부(300)의 관에 응축되어 있다가 기판처리 공정시에 기판처리 가스의 공급과 더불어 챔버(101) 내부로 토출되면서 기판의 오염을 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(300)는 응축된 가스[또는, 응축된 휘발성 물질]을 배출할 수 있는 드레인 포트(drain port; 330)를 더 구비할 수 있다. 드레인 포트(330)는 단순히 응축된 액적을 흘러 내보내는 통로일 수도 있고, 펌프(미도시) 등과 연결되어 공기를 흡입할 수 있는 석션(suction) 기능을 갖출 수도 있다. 가스 공급관(320)을 통해서 가스를 공급(g)하고, 가스 공급부(300) 내부에서 응축된 가스 등은 드레인 포트(330)를 통해 배출(d)할 수 있다.
가스 배출부(400) 역시 가스 공급부(300)와 동일하게 가스 배출관(420)에 드레인 포트(미도시)가 연결된 구성을 가질 수 있다.
한편, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 가스 배출부(400)는 챔버(101) 내부의 가스를 외부로 배출(g)하는 역할을 하므로, 따로 드레인 포트(미도시)를 구비할 필요없이, 가스 배출관(420)의 단부(430)가 드레인 포트의 역할을 겸할 수 있도록, 챔버(101) 내부의 가스를 외부로 배출(g)함과 동시에 가스 배출부(400) 내부에서 응축된 가스 등을 외부로 같이 배출(d)할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에 배출공(140: 140a, 140b, 140c)이 형성된 형태를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 챔버(101)의 적어도 하나의 측면, 구체적으로는 도 5를 참조하여 설명한 가스 공급부(300) 및 가스 배출부(400)가 배치되는 챔버(101)의 좌측면 및 우측면을 제외한 측면에 복수개의 배출공(140: 140a, 140b, 140c)이 형성될 수 있다. 배출공(140)은 외부에 배치된 펌핑 수단(미도시)에 연결되어 챔버(101) 내부의 응축된 물질을 효과적으로 배출할 수 있다.
본체(100)의 내측(100a, 100b, 100c)에서 응축된 액정이 중력에 의해서 내측(100a, 100b, 100c)을 따라 흘러내릴 수 있음에도 불구하고, 본체(100)의 내측면(100a, 100b, 100c) 상에 잔존하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 내측면(100a, 100b, 100c) 상에 복수개의 배출공(140)을 형성하여, 가스가 응축되어 챔버(101)의 내벽에서 잔존하는 상황이 발생하더라도, 배출공(140)을 통해 외부로 방출함으로써, 챔버(101) 내벽의 오염을 더욱 효과적으로 방지하고, 제품의 신뢰성 및 수율을 보다 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 본체
101: 챔버
110: 도어
120: 보강리브
130: 배출 수단
140: 배출공
200: 발열부
210: 주 발열부
220: 보조 발열부
230: 도어 발열부
300: 가스 공급부
400: 가스 배출부
500: 냉각부
BC: 본체 하부
BC1: 본체 하부 상단
BC2: 본체 하부 하단
TC: 본체 상부
TC1: 본체 상부 상단
TC2: 본체 상부 하단
a, b: 각도

Claims (16)

  1. 기판 상의 물질을 기화시키거나 건조시키는 기판처리 장치로서,
    기판처리 공간을 제공하는 챔버를 포함하는 본체; 및
    상기 챔버 내부를 가열하는 발열부
    를 포함하며
    상기 본체의 하부는 하부 상단에서 하부 하단으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 상부는 상부 하단에서 상부 상단으로 갈수록 평단면적의 크기가 작아지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 정단면의 형상이 육각형인 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 본체의 상부 또는 상기 본체의 하부는 각뿔(pyramid) 형상인 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물질이 상기 본체 내측면에서 응집되고, 상기 내측면을 따라 흘러내림으로써, 상기 본체의 하단으로 포집되는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 전후좌우 측면과 상기 본체의 하부를 구성하는 적어도 하나의 면이 이루는 각도는 100° 내지 160°인 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 본체의 전후좌우 측면과 상기 본체의 하부면을 구성하는 적어도 하나의 면이 이루는 각도는 100° 내지 160°인 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 전면에는 상기 기판이 출입하는 출입구가 형성되고, 상기 출입구를 개폐하는 도어가 설치되며,
    상기 도어에는 상기 도어의 온도를 조절하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도어의 온도를 조절하는 수단은, 상기 도어와 상기 출입구가 접하는 상기 본체의 부분에 상기 물질이 응축되지 않도록, 상기 도어와 상기 출입구가 접하는 상기 본체의 부분의 온도를 50℃ 내지 250℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 물질은 휘발성 물질로서, 50℃ 내지 250℃에서 기화되는 물질인 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 물질은 NMP(n-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발열부는 상기 챔버의 일측면에서 타측면까지 연통되는 바(bar) 형상의 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내에는 복수개의 기판이 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 외부 일측면에 연결되어 상기 챔버 내에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 챔버의 외부 타측면에 연결되어 상기 챔버 내의 기판처리 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가스 공급부 또는 상기 가스 배출부 중 적어도 하나는 상기 물질을 배출하는 드레인 포트(drain port)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 적어도 하나의 측면에는 복수개의 물질 배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리 장치.
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