KR20200119139A - 기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 건조 및 표면처리를 동시에 진행할 수 있고, 적은 에너지를 이용하면서도 기판의 처리를 효율적으로 수행할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 내부로 유입된 공기를 가열하고, 이송되는 기판 측으로 가열된 열을 방사하여 기판을 1차 건조시키는 제1 건조유닛; 기판의 이송방향을 따라 상기 제1 건조유닛과 이웃하게 배치되고, 상기 제1 건조유닛의 내부에서 가열된 공기를 내부로 유입하며, 상기 제1 건조유닛을 통과하는 기판을 향해 상기 가열된 공기를 분사하여 기판을 2차 건조시키는 제2 건조유닛; 및 기판의 이송방향을 따라 상기 제2 건조유닛에 이웃하게 배치되고, 기판의 표면 개질에 사용되는 반응기체를 생성하기 위한 광을 조사하는 표면처리유닛;을 포함하고, 상기 제2 건조유닛에 의하여 상기 가열된 공기가 분사될 때, 상기 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기가 상기 표면처리유닛의 하부 및 상기 제2 건조유닛의 하부를 따라 함께 분사되도록 마련된 특징을 개시한다.

Description

기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS　AND　IN LINE TYPE SUBSTRATE PROCESSING　SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템에 관한 것으로, 상세하게는 적은 에너지를 이용해서 기판을 보다 효율적으로 처리하면서도 설치공간을 줄일 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 제조에 사용되는 기판은 증착, 패턴 형성, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들을 반복적으로 수행하며 제조된다.
이러한 단위 공정들 중 세정 공정은 각 단위 공정들을 수행하는 동안 기판 표면에 부착되는 불순물 또는 불필요한 막 등을 제거하는 공정이며, 이러한 세정 공정을 거친 이후에는 기판 상에 잔존하는 수분을 포함한 불순물을 제거하기 위한 건조 공정이 수행된다.
종래 기판 건조 공정은 이른바 에어나이프(Air Knife)라 불리는 분사노즐을 이용하여 기판에 가열된 건조 공기를 분사함으로써 기판에 존재하는 수분을 제거하거나, 적외선램프를 이용하여 기판이 이송되는 영역을 고온 분위기로 조성함으로써 기판에 존재하는 수분을 제거하였다.
종래 에어나이프를 통해 건조 공기를 분사하면서 기판을 건조시키는 경우에는 가열된 건조 공기를 생산하기 위해 에어나이프마다 가열수단이 구비되어야 하는 문제가 있었다.
더불어 대면적 기판에 대한 건조 효율을 향상시키기 위해서는 복수개의 에어나이프를 배열시켜야 하는데, 이러한 에어나이프의 설치 규모에 비례하여 가열수단이 추가적으로 확보되어야 하기 때문에, 과도한 에너지가 소모되는 문제가 발생되었다.
또한 기판 상면에 고열의 열원을 직접 조사하면서 기판을 건조시키는 경우에는 기판에 미스트가 제거되는 과정에서 워터마크가 발생되는 문제점이 발생되었다.
만약 건조 완료된 기판에 미스트 등의 잔여물이 존재하거나 워터마크가 존재하는 경우에는 추후 공정으로 진행되는 감광액 도포 과정에서 불량이 발생되는 문제가 있다.
또한 과도한 열원에 노출되었던 기판의 표면은 소수성 기질을 유지하기 때문에, 이 역시 감광액 도포 과정에서 불량을 초래하는 문제점이 발생되었다.
대한민국공개특허공보 제2009-0011605호(2009.02.02. 공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은 기판의 건조 및 표면처리를 동시에 진행할 수 있고, 적은 에너지를 이용하면서도 기판의 건조 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 기판처리장치 및 이를 이용한 인라인 기판처리시스템을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 내부로 유입된 공기를 가열하고, 이송되는 기판 측으로 가열된 열을 방사하여 기판을 1차 건조시키는 제1 건조유닛; 기판의 이송방향을 따라 상기 제1 건조유닛과 이웃하게 배치되고, 상기 제1 건조유닛의 내부에서 가열된 공기를 내부로 유입하며, 상기 제1 건조유닛을 통과하는 기판을 향해 상기 가열된 공기를 분사하여 기판을 2차 건조시키는 제2 건조유닛; 및 기판의 이송방향을 따라 상기 제2 건조유닛에 이웃하게 배치되고, 기판의 표면 개질에 사용되는 반응기체를 생성하기 위한 광을 조사하는 표면처리유닛;을 포함하고, 상기 제2 건조유닛에 의하여 상기 가열된 공기가 분사될 때, 상기 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기가 상기 표면처리유닛의 하부 및 상기 제2 건조유닛의 하부를 따라 함께 분사되도록 마련된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛은, 공기가 유입되는 제1 건조챔버; 상기 제1 건조챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 건조챔버의 내부로 유입된 공기를 가열하는 열원부; 및 기판을 향하는 상기 제1 건조챔버의 일측에 배치되며, 상기 열원부로부터 전달된 열을 기판 측으로 방사하는 열전달플레이트를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛은, 상기 제1 건조챔버의 내부에 배치되어 상기 제1 건조챔버의 내부공간을 상부영역과 하부영역으로 구획하고, 상기 상부영역으로 유입된 공기를 상기 하부영역으로 유동시키기 위한 유동홀이 마련되는 공간분리대;를 더 포함할 수 있다.
이때 본 발명에 따른 상기 열원부는 상기 하부영역에 배치될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛은, 상기 공간분리대의 상부면에 설치되고, 상기 열원부로부터 전달되는 열을 방사하여 상기 열원부 및 상기 하부영역의 과열을 방지하는 동시에 상기 상부영역을 지나는 공기를 예열시키기 위한 방열부재를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 유동홀은, 상기 상부영역으로 공기를 유입하는 제1 유입구 및 상기 하부영역에서 가열된 공기를 배출하는 제1 유출구로부터 이격되게 배치되어, 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제1 유출구를 통해 배출되는 공기의 이동 경로가 길어지도록 마련된 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛과 상기 제2 건조유닛을 연결하는 공기유로 상에 배치되어, 공기 내 존재하는 불순물을 분리하기 위한 필터유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 필터유닛은, 상기 제1 건조유닛과 상기 제2 건조유닛을 연결하며, 상기 제1 건조유닛에서 배출되는 공기를 유입하기 위한 제2 유입구와, 상기 제2 건조유닛으로 공기를 공급하기 위한 제2 유출구가 마련되는 필터고정블록; 상기 필터고정블록에 결합되며, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구를 연결하는 공기유로를 형성하는 필터하우징; 및 상기 필터하우징의 내부에 배치되는 필터본체를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 필터고정블록은, 상기 제1 건조유닛과 연결되며, 상기 제1 건조유닛에서 배출되는 공기를 유입하는 제2 유입구가 마련된 제1 결합부; 상기 제2 건조유닛과 연결되며, 상기 제2 건조유닛으로 필터링된 공기를 공급하는 제2 유출구가 마련된 제2 결합부; 및 상기 필터하우징 및 상기 필터본체가 결합되는 제3 결합부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제3 결합부는, 상기 제2 유입구와 연통되며 상기 필터본체가 결합되는 공기유출구; 상기 공기유출구의 반경방향 외측에 배치되며 상기 필터하우징이 결합되는 필터하우징 결합부; 및 상기 제2 유출구와 연통되며 상기 공기유출구와 상기 필터하우징 결합부 사이에 마련되는 공기유입구를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제2 건조유닛은, 상기 제1 건조유닛을 통해 가열된 공기를 분사하는 분사노즐; 및 상기 분사노즐과 상기 표면처리유닛 사이공간에 배치되며, 상기 분사노즐을 통해 공기가 분사될 때, 상기 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기의 흐름을 상기 분사노즐 측으로 유도하기 위한 흐름유도판을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제2 건조유닛은, 기판의 폭 이상의 길이를 가지도록 형성되며, 상기 제1 건조유닛에서 배출된 가열된 공기가 유입되는 공급관; 및 상기 공급관의 길이를 따라 이격되게 배치되며, 상기 공급관과 상기 분사노즐을 연결하는 복수의 분기관을 더 포함할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제2 건조유닛은, 상기 제1 건조유닛을 통해 가열된 공기가 유입되는 제2 건조챔버; 및 상기 제2 건조챔버에 결합되며, 상기 제2 건조챔버 내부의 가열된 공기를 분사하는 분사노즐을 포함한 것일 수 있다.
이때 본 발명에 따른 상기 분사노즐은, 상기 제2 건조챔버 상에 일체로 형성된 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 표면처리유닛은, 상기 제2 건조유닛과 결합되는 표면처리하우징; 및 상기 표면처리하우징의 내부에 배치되는 광원부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 표면처리유닛은, 상기 표면처리하우징의 내부에 배치되어 상기 광원부에서 발생된 광이 기판을 향해 집중되도록 하는 반사판을 더 포함할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛과 결합되고, 상기 제1 건조유닛 및 상기 제2 건조유닛을 지나며 기판 건조에 사용된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서, 상기 제1 건조유닛의 제1 건조챔버, 상기 제2 건조유닛의 제2 건조챔버, 상기 표면처리유닛의 표면처리하우징은, 일체로 형성되어 메인챔버의 적어도 일부분을 구성할 수 있고, 이때 상기 메인챔버는 일측에 기판을 내부로 유입하는 기판유입구가 구비되고, 타측에는 건조 및 표면 처리된 기판을 외부로 배출하는 기판유출구가 구비된 것일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 인라인 기판처리시스템은, 이송되는 기판에 세정액을 분사하여 기판을 세정시키기 위한 세정용 노즐이 구비된 기판세정장치; 상기 기판세정장치를 통해 세정된 기판을 건조시키기 위한 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 기판처리장치; 및 상기 기판처리장치를 통해 건조된 기판에 약액을 도포하기 위한 도포용 노즐이 구비된 약액도포장치;를 포함할 수 있고, 이때 상기 기판세정장치, 상기 기판처리장치, 상기 약액도포장치는, 인라인(In-line) 형태로 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치 및 인라인 기판처리시스템은 기판의 이송방향에 대해 순차적으로 배열된 제1 건조유닛, 제2 건조유닛, 표면처리유닛을 통해, 하나의 프로세스 공간상에서 기판을 건조시키는 것과 동시에 기판의 표면을 개질시키는 공정을 동시에 수행할 수 있기 때문에, 기판처리장치의 크기를 줄일 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있으며, 특히 기판의 수율을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명은 하나의 열원부를 이용하여 기판에 열을 방사하여 수분을 증발시키는 1차 건조 과정과, 가열된 공기를 분사하여 타력에 의해 잔존하는 미스트를 제거하는 2차 건조 과정을 수행함으로써, 에너지를 크게 줄일 수 있으면서도 기판의 건조 효율을 크게 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명은 기판의 이송방향에 대해 순차적으로 배열된 배기유닛, 제1 건조유닛, 제2 건조유닛, 표면처리유닛의 유기적인 결합 구조를 통해, 각 유닛을 순차적으로 통과하는 기판에 대해 상대적으로 적은 에너지를 이용하면서도 건조 및 표면처리를 위한 최적의 온도분위기를 조성할 수 있다.
또한 본 발명은 표면처리유닛을 통해, 기판의 건조 완료와 함께 친수성으로 표면 개질된 기판을 제공할 수 있고, 이로써 연속되는 약액도포공정에서의 도포 불량을 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 내부로 유입되는 공기의 흐름을 유도하는 제1 건조챔버가 마련된 제1 건조유닛을 통해, 건조 공기의 생산 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명은 방열부재가 마련된 제1 건조유닛을 통해, 열원부의 과열 현상을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 제1 건조유닛, 필터유닛 및 제2 건조유닛의 연결 구조로부터 기판처리장치를 보다 콤팩트하게 구조화시킬 수 있다.
또한 본 발명은 필터유닛을 통해, 기판 건조 및 표면처리 공간에 청정한 공기를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또한 본 발명은 배기유닛을 통해, 기판 건조 및 표면처리 공간의 내부온도를 설정온도로 균일하게 유지할 수 있고, 기판 건조 및 표면처리에 사용된 공기의 순환을 원활히 하여 청정 공기를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 제1 건조유닛, 제2 건조유닛, 표면처리유닛을 단위모듈로 제작함으로써, 각 개별 유닛에 대한 유지보수를 용이하게 수행할 수도 있다.
또한 본 발명은 기판을 연속적으로 이동시키면서 세정, 건조, 약액도포 공정으로 이루어지는 기판 처리 공정을 연속적으로 수행함으로써, 공정 단축과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판처리장치의 저면 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도이다.
도 4는 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 6은 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 7은 도 1의 필터유닛 및 제2 건조유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 1의 필터유닛 및 제2 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 9는 도 1의 필터고정블록을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 도 1의 표면처리유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 11의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도이다.
도 13은 도 11의 제2 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 인라인 기판처리시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판처리장치의 저면 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도이다.
또한 도 4는 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이고, 도 6은 도 1의 제1 건조유닛을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치는 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)을 포함할 수 있다.
제1 건조유닛(100)은 외부에서 유입된 공기를 가열하여 후술되는 제2 건조유닛(300)으로 유동시키는 동시에 하측에서 이송되는 기판(1) 측으로 가열된 열을 방사하여 기판(1)을 1차적으로 건조시킬 수 있다.
이러한 제1 건조유닛(100)은 제1 건조챔버(110), 열원부(120), 열전달플레이트(130), 공간분리대(140), 방열부재(150)를 포함할 수 있다.
상기 제1 건조챔버(110)는 이송되는 기판(1)의 폭 이상의 폭을 가지도록 배치되며, 하측에서 이송되는 기판(1)을 건조하기 위한 공간을 제공한다.
상기 제1 건조챔버(110)의 일측에는 외부 공기를 유입하는 제1 유입구(101)가 마련되며, 타측에는 내부 공기를 배출하는 제1 유출구(102)가 마련될 수 있다.
상기 열원부(120)는 상기 제1 건조챔버(110) 내부에 배치되고, 제1 건조챔버(110)의 내부로 유입된 공기를 가열시킬 수 있으며, 이러한 열원부(120)는 적외선 광을 조사하는 적외선램프일 수 있고, 2.5 내지 3 μmm 파장의 적외선이 발생될 수 있다.
상기 열원부(120)로써 적외선램프가 사용되는 경우 제1 건조챔버(110)의 내부 공간의 크기 혹은 기판(1)을 향하는 제1 건조챔버(110)의 하부면이 가지는 면적 크기에 따라 복수개의 적외선램프가 배치될 수 있다.
결국 제1 유입구(101)를 통해 제1 건조챔버(110)의 내부로 유입된 공기는 열원부(120)를 통해 가열되고, 가열된 공기는 제1 유출구(102)를 통해 배출되며, 제1 유출구(102)를 통해 배출되는 가열 공기는 후술되는 제2 건조유닛(300)으로 공급될 수 있다.
도시된 바와 같이 제1 건조챔버(110)는 상부 일측에 복수의 제1 유입구(101)가 나란히 배치될 수 있고, 제2 건조유닛(300)을 향하는 측면 중앙부에 하나의 제1 유출구(102)가 배치될 수 있다.
상기 열전달플레이트(130)는 제1 건조챔버(110) 상에 설치되어 열원부(120)로부터 전달된 열을 하측에서 이송되는 기판(1) 측으로 방사시킬 수 있다.
상기 열전달플레이트(130)는 열원부(120)로부터 방열되는 열로부터 내구성이 우수하고, 방열되는 빛이나 파장의 투과성이 우수한 재질로 이루어짐이 바람직하다. 예를 들어 석영(Quartz) 재질로 이루어질 수 있으며, 석영은 고온 내구성이 우수하고, 열팽창성이 작아 급열에 잘 견디며, 내산성이 우수하며, 특히 적외선의 투과성이 우수하다.
상기 열전달플레이트(130)는 제1 건조챔버(110)의 하부에 결합됨에 따라 제1 건조챔버(110)의 하측 일부를 형성할 수 있다. 이러한 열전달플레이트(130)는 제1 건조챔버(110)의 하부에 접착수단 혹은 체결수단을 이용하여 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.
또한 상기 열전달플레이트(130)는 제1 건조챔버(110)에 일체로 형성될 수도 있다. 예를 들어 이송되는 기판(1)을 향하는 제1 건조챔버(110)의 하부면이 열전달플레이트(130)로 구성될 수 있다.
이와 같이 열원부(120)에서 방열된 열은 열전달플레이트(130)에 전달되고, 열전달플레이트(130)는 하측에서 이송되는 기판(1)을 향해 열을 방사시키며, 미스트를 포함한 기판(1) 표면의 수분을 1차적으로 건조시킬 수 있다.
이때 열원부(120)에서 발생된 고온의 열이 기판(1)에 직접 전달되는 것이 아니라 열전달플레이트(130)를 거친 다음 기판(1)을 향해 방사되기 때문에, 기판(1)에 과도한 열이 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 공간분리대(140)는 제1 건조챔버(110)의 내부에 배치되어 제1 건조챔버(110)의 내부공간을 상부영역(S1)과 하부영역(S2)으로 구획할 수 있다.
또한 상기 공간분리대(140)에는 상기 상부영역(S1)으로 유입된 공기를 상기 하부영역(S2)으로 유동시키기 위한 유동홀(145)이 마련될 수 있다.
상기 유동홀(145)은 공간분리대(140)에 의해 구획된 상부영역(S1)으로 유입된 공기를 하부영역(S2)으로 유동시키기 위한 공기 통로이다.
상기 공간분리대(140)는 제1 건조챔버(110)에 일체로 형성될 수 있고, 별도로 제작되어 접착수단이나 체결수단을 이용하여 제1 건조챔버(110)의 내부에 결합되어 형성된 것일 수도 있다.
상기 공간분리대(140)를 통해 제1 건조챔버(110)의 상부영역(S1)과 하부영역(S2)이 구획된 경우 상기 열원부(120)는 하부영역(S2)에 배치될 수 있다.
이와 같이 열원부(120)가 기판(1) 및 열전달플레이트(130)와 근접한 하부영역(S2)에 배치됨으로써, 열원부(120)에서 발생된 열의 손실 없이 열전달플레이트(130)를 거쳐 기판(1) 측으로 적정 온도의 열을 방사할 수 있다.
또한 공간분리대(140)를 통해 제1 건조챔버(110)의 상부영역(S1)과 하부영역(S2)이 구획됨으로써, 제1 유입구(101)를 통해 상부영역(S1)으로 유입된 상대적으로 차가운 공기와 하부영역(S2)에서 가열된 후 제1 유출구(102)를 통해 배출되는 공기를 구분하고, 제1 유출구(102)를 통해 배출되는 공기의 온도를 항상 균일하게 유지할 수 있다.
한편 공간분리대(140)를 통해 제1 건조챔버(110)의 상부영역(S1)과 하부영역(S2)이 구획된 경우, 상기 유동홀(145)은 상부영역(S1)으로 공기를 유입하는 제1 유입구(101) 및 하부영역(S2)에서 가열된 공기를 배출하는 제1 유출구(102)로부터 이격되게 배치될 수 있다.
예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 제1 건조챔버(110)의 제1 유입구(101) 및 제1 유출구(102)는 기판(1)의 이송방향에 대해 후방(도면에서 좌측)에 배치되고, 유동홀은 기판(1)의 이송방향에 대해 전방(도면에서 우측)에 배치될 수 있다.
이와 같이 제1 건조챔버(110)의 제1 유입구(101)와 제1 유출구(102)로부터 유동홀(145)을 이격되게 배치함으로써, 제1 유입구(101)를 통해 제1 건조챔버(110)의 상부영역(S1)으로 유입된 공기는 유동홀을 향해 도면상에서 좌측에서 우측으로 유동하고, 이후 유동홀(180)을 통과하여 제1 건조챔버(110)의 하부영역(S2)으로 유입된 공기는 제1 유출구(102)를 향해 도면상에서 우측에서 좌측으로 유동하게 된다.
결국 제1 건조챔버(110)의 내부를 유동하는 공기의 경로를 길게 형성함으로써, 열원부(120)를 통해 내부 공기가 충분히 가열될 수 있는 시간을 확보할 수 있고, 제1 유출구(102)로 배출되는 공기의 온도를 보다 균일하게 유지할 수 있다.
상기 방열부재(150)는 상기 공간분리대(140)의 상부면에 설치될 수 있다.
상기 방열부재(150)는 열원부(120)로부터 전달되는 열을 방사하여, 열원부(120) 및 열원부(120)가 배치된 하부영역(S2)의 과열을 방지하는 동시에 제1 건조챔버(110)의 상부영역(S1)을 지나는 공기를 예열시킬 수 있다.
상기 방열부재(150)는 공기의 흐름방향을 따라 복수의 방열부재(150)가 이격되게 배치될 수 있고, 공기의 흐름방향에 대해 비스듬하게 기울어져 배치될 수 있다. 또 방열부재(150)에는 복수의 공기구멍이 형성될 수 있다.
이러한 구조의 방열부재(150)를 통하여 상부영역(S1)을 통과하는 공기와의 접촉면적을 늘여 열전달 효율을 높일 수 있다.
상기 방열부재(150) 및 상기 공간분리대(140)는 모두 열전달이 우수한 재질로 이루어질 수 있고, 동일한 재질로 이루어질 수 있으며 이 경우 방열부재(150)와 공간분리대(140)는 일체로 구성될 수도 있다.
만약 열원부(120)의 지속적인 가열 작동으로 제1 건조챔버(110) 하부영역(S2)의 온도가 상승되면, 하부영역(S2)의 열은 상측에 배치된 공간분리대(140)를 거쳐 상부영역(S1)에 배치된 방열부재(150)로 전달되어 방열되고, 이로써 열원부(120) 및 열원부(120)가 배치된 하부영역(S2)의 과열이 방지될 수 있다.
또한 상기 방열부재(150)를 통해 상부영역(S1)에서 방열되는 열은 상부영역(S1)을 통과하는 공기를 예열시킴으로써, 제1 건조챔버(110) 내부로 유입된 공기를 보다 효율적으로 가열시킬 수 있다.
한편 도 4 및 도 5를 참조하면 상기 제1 건조챔버(110)는, 제1 건조챔버 상부프레임(111) 및 제1 건조챔버 하부프레임(113)을 포함할 수 있다.
상기 제1 건조챔버 상부프레임(111)은 하측이 개방 구조를 이루며, 상부 일측에는 공기를 유입하기 위한 제1 유입구(101)가 구비될 수 있다. 또 제1 건조챔버 상부프레임(111)의 하부에는 공간분리대(140)가 결합될 수 있고, 상기 공간분리대(140)의 상부면에는 방열부재(150)가 설치될 수 있다.
상기 제1 건조챔버 하부프레임(113)은 상측과 하측이 개방 구조를 이루며, 측면 중앙부에는 공기를 배출하는 제1 유출구(102)가 구비될 수 있다. 또 제1 건조챔버 하부프레임(113)의 내측에는 열원부(120)가 설치되는 열원 결합부가 구비될 수 있고, 하부에는 열전달플레이트(130)가 결합될 수 있다.
실시예에 의한 상기 제1 건조챔버 상부프레임(111)과 상기 제1 건조챔버 하부프레임(113)은, 일단이 힌지(115) 결합되고 타단에는 클램프수단(116)이 구비될 수 있다. 이와 같이 제1 건조챔버(110)를 제1 건조챔버 상부프레임(111)과 제1 건조챔버 하부프레임(113)으로 분리하고, 개폐가 가능하게 구성함으로써, 내부 공간에 배치되는 열원부(120), 방열부재(150), 열전달플레이트(130)의 설치 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.
한편 다시 도 3을 참조하면 본 발명의 기판처리장치는 제1 건조유닛(100)의 내부로 공기를 공급하기 위한 공급유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 공급유닛(600)은 제1 건조챔버(110)로 유입되는 공기의 이송압력을 제공하고, 후술되는 제2 건조유닛(300)의 분사노즐(330)을 통한 공기의 분사압력을 제공할 수 있다.
예를 들어 상기 공급유닛(600)은 LCD 및 LED 제조 공정 설비에 적용되는 에어 클린 팬 필터유닛(Air Clean Fan Filter Unit)이 적용될 수 있다.
도 7은 도 1의 필터유닛 및 제2 건조유닛을 설명하기 위한 사시도이고, 도 8은 도 1의 필터유닛 및 제2 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이며, 도 9는 도 1의 필터고정블록을 설명하기 위한 도면으로, 도 9 (a)는 필터고정블록의 사시도이고, 도 9 (b)는 도 9 (a)의 A-A선을 따라 취한 단면 사시도이며, 도 9 (c)는 도 9 (a)의 B-B선을 따라 취한 단면 사시도이다.
본 발명의 기판처리장치는 공기 내 존재하는 불순물을 분리하기 위한 필터유닛(200)을 포함할 수 있다.
상기 필터유닛(200)은 제1 건조유닛(100)과 제2 건조유닛(300)을 연결하는 공기유로 상에 배치되는 것으로, 필터고정블록(210), 필터하우징(220), 필터본체(230)를 포함할 수 있다.
상기 필터고정블록(210)은 상기 제1 건조유닛(100)과 상기 제2 건조유닛(300)을 연결하며, 상기 제1 건조유닛(100)에서 배출되는 공기를 유입하기 위한 제2 유입구(211a)와, 상기 제2 건조유닛(300)으로 공기를 공급하기 위한 제2 유출구(213a)가 마련될 수 있다.
상기 필터하우징(220)은 상기 필터고정블록(210)에 결합되며, 상기 제2 유입구(211a)와 상기 제2 유출구(213a)를 연결하는 공기유로를 형성할 수 있다.
상기 필터본체(230)는 상기 필터하우징(220)의 내부에 배치되어 공기유로를 지나는 공기 내 존재하는 불순물을 분리시킬 수 있다.
보다 상세하게, 필터고정블록(210)은 제1 건조유닛(100)을 대향하는 전방 일측면에 제1 건조유닛(100)과 결합되는 제1 결합부(211)가 구비될 수 있다.
또한 상기 필터고정블록(210)은 상기 제2 건조유닛(300)을 대향하는 하부 일측에 제2 건조유닛(300)과 결합되는 제2 결합부(213)가 구비될 수 있다.
또한 상기 필터고정블록(210)은 양측면에 상기 필터하우징(220) 및 상기 필터본체(230)가 결합되는 제3 결합부(212)가 구비될 수 있다.
상기 제3 결합부(212)는 필터고정블록(210)의 양측면에 한 쌍으로 구비되고, 이러한 제3 결합부(212)에 결합되는 상기 필터하우징(220) 및 상기 필터본체(230) 역시 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 제1 결합부(211)에는 제1 건조유닛(100)의 제1 유출구(102)와 연결되는 제2 유입구(211a)가 형성될 수 있다.
상기 제2 결합부(213)에는 제2 건조유닛(300)의 공급관(310)과 연결되는 제2 유출구(213a)가 형성될 수 있다.
상기 제3 결합부(212)에는 상기 제2 유입구(211a)와 연통되는 공기유출구(212a)가 구비될 수 있다. 이때 상기 공기유출구(212a)에는 상기 필터본체(230)가 결합될 수 있다.
또한 상기 제3 결합부(212)에는 상기 필터하우징(220)이 결합되는 필터하우징 결합부(212b)가 구비될 수 있다. 이때 상기 필터하우징 결합부(212b)는 상기 공기유출구(212a)를 감싸도록 공기유출구(212a)의 반경방향 외측에 배치된다. 결국 필터하우징 결합부(212b)에 결합된 필터하우징(220)은 필터본체(230)를 내부에 수용할 수 있다.
또한 상기 제3 결합부(212)에는 상기 제2 유출구(213a)와 연통되는 공기유입구(212c)가 구비될 수 있다. 이때 상기 공기유입구(212c)는 상기 공기유출구(212a)와 상기 필터하우징 결합부(212b) 사이에 형성된다.
이와 같이 제2 유입구(211a)를 통해 필터고정블록(210)의 내부로 유입된 공기는, 공기유출구(212a)를 통해 배출되면서 필터본체(230)를 통과하고, 필터본체(230)를 통과한 공기는 다시 공기유입구(212c)를 통해 내부로 유입된 다음, 제2 유출구(213a)를 통해 제2 건조유닛(300)으로 배출된다.
상기 필터본체(230)는 분리하고자 하는 입자의 크기에 따라 섬유조직에 의한 차단 및 충돌, 중력에 의한 입자침강, 입자의 브라운 운동, 정전기력에 의한 흡착 등을 이용하여 공기 중의 미세 입자를 포집할 수 있으며, 예를 들어 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter), 울파필터(Ultra Low Penetration Absolute) 등이 적용될 수 있다.
이와 같이 필터유닛(200)을 통해, 제1 건조유닛(100)의 공기가 가열되는 과정에서 생성될 수 있는 불순물을 분리하여 청정 공기를 제2 건조유닛(300)으로 공급할 수 있다.
만약 제1 건조유닛(100)의 제1 유입구(101)와 연결되는 라인 상에 에어 클린 팬 필터유닛(200)을 구성하는 경우에는 제1 건조유닛(100)으로 공급되는 공기 내 불순물을 1차적으로 제거하고, 이후 필터유닛(200)을 통해 제2 건조유닛(300)으로 공급되는 공기 내 불순물을 2차적으로 제거할 수 있어, 기판(1)과 접촉하는 공기의 청정도를 보다 향상시킬 수 있다.
한편 상기 필터유닛(200)은 제1 건조유닛(100)과 탈부착 결합될 수 있다. 즉, 필터고정블록(210)과 제1 건조챔버(110)를 연결하는 제1 연결브래킷(190)을 포함할 수 있다.
상기 제1 연결브래킷(190)은 필터고정블록(210)과 제1 건조챔버(110)을 결합시키는 동시에 제1 건조챔버(110)의 제1 유출구(102)와 필터고정블록(210)의 제2 유입구(211a)를 서로 연통시키는 유동홀(191)이 마련될 수 있다.
또한 필터유닛(200)은 제2 건조유닛(300)과 탈부착 결합될 수 있다. 즉, 필터고정블록(210)과 제2 건조유닛(300)의 공급관(310)을 연결하는 제2 연결브래킷(290)을 포함할 수 있다.
상기 제2 연결브래킷(290)은 필터고정블록(210)과 공급관(310)을 결합시키는 동시에 필터고정블록(210)의 제2 유출구(213a)와 제2 건조유닛(300)의 공급관(310)을 서로 연통시키는 유동홀(291)이 마련될 수 있다.
이와 같이 상기 제1 연결브래킷(190) 및 상기 제2 연결브래킷(290)을 매개로 제1 건조유닛(100)과 필터유닛(200) 및 필터유닛(200)과 제2 건조유닛(300)을 서로 결합시키거나 분리시킬 수 있다.
계속해서 제2 건조유닛(300)은 기판(1)의 이송방향을 따라 상기 제1 건조유닛(100)과 이웃하게 배치되고, 제1 건조유닛(100)의 내부에서 가열된 공기를 내부로 유입하며, 제1 건조유닛(100)을 통과하는 기판(1)을 향해 상기 가열된 공기를 분사하여 기판(1)을 2차적으로 건조시킬 수 있다.
상기 제2 건조유닛(300)은 상기 필터유닛(200)과 결합될 수 있고, 또한 상기 제1 건조유닛(100)과 결합될 수도 있다.
도 3 및 도 7 내지 도 9를 참조하면 이러한 제2 건조유닛(300)은 공급관(310), 분기관(320), 분사노즐(330), 흐름유도판(340)을 포함할 수 있다.
상기 공급관(310)은 이송되는 기판(1)의 폭 이상의 길이를 가지도록 배치되며, 필터유닛(200)을 통과한 가열된 공기를 내부로 유입할 수 있다. 이러한 공급관(310)은 제2 연결브래킷(290)을 매개로 필터고정블록(210)의 제2 유출구(213a)와 연결될 수 있다.
상기 분기관(320)은 상기 공급관(310)과 상기 분사노즐(330)을 연결하도록 복수개로 마련될 수 있으며, 복수개의 분기관(320)은 상기 공급관(310)의 길이를 따라 이격되게 배치될 수 있다.
상기 분사노즐(330)은 상기 분기관(310)과 연결되어 필터유닛(200)을 통과한 가열된 공기를 기판(1)을 향해 분사한다. 이러한 분사노즐(330)은 이송되는 기판(1)의 폭 이상의 분사영역을 가지도록 형성 또는 배치될 수 있다.
또한 상기 분사노즐(330)은 후술되는 표면처리유닛(400)의 반대방향인 전방을 향하되, 이송되는 기판(1)에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
상기 흐름유도판(340)은 기판(1)으로부터 일정 간격이 이격되도록 상기 분사노즐(330)과 표면처리유닛(400) 사이공간에 배치되며, 상기 분사노즐(330)을 통해 공기가 분사될 때, 표면처리유닛(400)을 통해 생성된 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기의 흐름을 분사노즐(330) 측으로 유도할 수 있다.
이러한 흐름유도판(340)은 상기 분사노즐(330)과 직접 결합될 수 있다. 또한 상기 흐름유도판(340)은 높이조절수단을 매개로 상기 분사노즐(330)과 결합될 수도 있다. 상기 높이조절수단을 조정함으로써 이송되는 기판(1)과 흐름유도판(340) 사이의 간격을 적절히 조절할 수 있다.
상기와 같이 제2 건조유닛(300)의 분사노즐(330)은 앞서 제1 건조유닛(100)을 통해 1차적으로 건조된 기판(1)에 대해 재차 가열 공기를 분사해 줌으로써, 기판(1) 표면에 잔존하는 미스트를 포함한 수분을 완전히 건조 제거할 수 있다.
보다 상세하게 상기 분사노즐(330)을 통해 이송되는 기판(1)에 대해 경사지게 공기를 분사함으로써, 분사되는 공기의 타력에 의해 기판(1) 표면에 잔존하는 미스트를 쉽고 완벽하게 분리할 수 있다.
또한 기판(1)의 이송방향에 대해 전방으로 경사지게 분사되는 공기는 일정 속도를 유지하기 때문에 주변부에 비해 압력이 상대적으로 강하되고, 이로 인하여 주변부의 공기를 전방으로 원활히 유동시킬 수 있다.
또한 기판(1)의 이송방향에 대해 전방으로 경사지게 분사되는 공기는 이른바 코안다 효과(Coanda Effect)를 유발하기 때문에, 분사되는 공기와 함께 후방 영역의 공기를 전방으로 원활히 유동시킬 수 있다.
즉, 후술되는 표면처리유닛(400)과 배기유닛(500)이 분사노즐(330)을 중심으로 후방과 전방에 각각 배치되는 경우, 후방에 배치된 표면처리유닛(400) 영역의 공기를 전방에 배치된 배기유닛(500)으로 원활히 유동시킬 수 있다.
도 10은 도 1의 표면처리유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 및 도 10을 참조하면 표면처리유닛(400)은 기판(1)의 이송방향을 따라 상기 제2 건조유닛(300)과 결합되고, 기판(1)의 표면 개질에 사용되는 반응기체를 생성하기 위한 광을 조사할 수 있다.
상기 표면처리유닛(400)은 기판(1)의 이송방향을 따라 상기 제2 건조유닛(300)의 후방에 배치될 수 있다. 이때 표면처리유닛(400)은 상기 제2 건조유닛(300)에 직접 결합될 수도 있다.
이러한 표면처리유닛(400)은 표면처리하우징(410), 광원부(430), 반사판(450: 도 12 참조)을 포함할 수 있다.
상기 표면처리하우징(410)은 이송되는 기판(1)의 폭 이상의 폭을 가지도록 배치되며, 기판(1)의 표면처리를 위한 공간을 제공한다.
상기 광원부(430)는 상기 표면처리하우징(410)의 내부에 배치되며, 기판(1)의 표면을 개질시키기 위한 반응기체를 생성하기 위한 광을 조사한다. 이러한 광원부(430)는 자외선 광을 조사하는 자외선램프일 수 있다.
이와 같이 광원부(430)에서 발생된 높은 에너지의 자외선 광은, 공기 중의 산소와 반응하여 오존 및 라디칼(Radical)을 포함한 반응기체를 생성하고, 이렇게 생성된 반응기체는 기판(1)의 표면이 친수성을 가지도록 개질시킬 수 있다.
상기 광원부(430)로써 자외선램프가 사용되는 경우 자외선램프는 표면처리하우징(410)의 크기에 따라 복수개가 배치될 수 있다.
도 12를 참조하면 상기 반사판(450)은 상기 표면처리하우징(410)의 내부에 배치되며, 상기 광원부(430)에서 발생된 광을 기판(1)에 집중시킬 수 있다. 이러한 반사판(450)은 상기 광원부(430)를 중심으로 반대쪽인 기판(1)의 상측에 배치될 수 있고, 이로써 표면처리하우징(410) 내부에서 사방으로 방사되는 광을 반사시켜 하측에서 이송되는 기판(1)에 집중시킬 수 있다.
이러한 반사판(450)은 반사되는 광을 집중시키기 위해 라운드 형태로 형성될 수 있고, 광원부(430)와 대응되는 위치에서 복수개의 열로 배치될 수 있다. 반사판(450)은 열을 반사할 수 있는 물질, 예를 들어 알루미늄, 금 등이 도금되어 제작될 수 있다.
다시 도 10을 참조하면 상기 표면처리하우징(410)은, 표면처리하우징 본체(411) 및 표면처리하우징 덮개(413)를 포함할 수 있다.
또한 표면처리하우징 본체(411)와 표면처리하우징 덮개(413)는, 일단이 힌지(415) 결합되고 타단에는 클램프수단(416)이 구비될 수 있다. 이와 같이 표면처리하우징(410)을 표면처리하우징 본체(411)와 표면처리하우징 덮개(413)로 분리하고, 개폐가 가능하게 구성함으로써, 내부에 배치되는 광원부(430), 반사판(450) 등의 설치 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.
한편 도 3을 참조하면 상기 표면처리하우징(410)은 제2 건조유닛(300)의 흐름유도판(340)과 동일한 높이를 유지하거나 제2 건조유닛(300)의 흐름유도판(340)의 높이보다 높은 위치를 유지할 수 있다.
다시 말해 표면처리하우징(410)과 기판(1)이 이루는 간격(D1)은, 제2 건조유닛(300)의 흐름유도판(340)과 기판(1)이 이루는 간격(D2) 보다 같거나 크게 설정될 수 있다.
이때 표면처리하우징(410)의 하부면은 개방되어 있고, 흐름유도판(340)의 하면은 닫혀져 있다.
따라서 제2 건조유닛(300)을 통한 가열 공기의 분사 영역에서 압력강하 및 코안다 효과가 발생하게 되면, 표면처리유닛(400)에서 생성된 반응기체를 포함한 공기는 흐름유도판(340)과 기판(1) 사이의 간격(D2)을 따라 전방으로 유동되고, 분사노즐(330)에서 분사되는 공기와 혼합되어서 기판(1)을 향해 함께 분사될 수 있다.
결국 표면처리유닛(400)에서 생성된 반응기체는 이송되는 기판(1)의 전방으로 유동하면서 기판(1)의 보다 넓은 표면 영역에서 반응될 수 있고, 기판(1)의 표면을 향하는 분사력에 의하여 표면 개질 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한 표면처리유닛(400)에서 생성된 반응기체는 표면처리유닛(400)의 하부 공간뿐만 아니라, 전방에 배치된 제2 건조유닛(300)의 하부 공간 및 제1 건조유닛(100)의 하부 공간으로 계속해서 유동됨으로써, 이송되는 기판(1)에 대한 건조와 표면 개질을 실질적으로 동시에 수행할 수 있다.
이처럼 이송되는 기판(1)의 전방으로 유동되는 과정에서 기판(1)과 지속적으로 접촉하여 반응한 공기는, 후술되는 배기유닛(500)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
표시된 도면부호 401은 공기유입홀로써, 표면처리하우징(410)의 내부에서 발생될 수 있는 압력 강하를 예방하여 후술되는 배기유닛(500)을 향해 공기가 원활하게 배출 순환될 수 있도록 한다.
계속해서 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 기판처리장치는 기판(1) 건조 및 표면처리에 사용된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기유닛(500)을 포함할 수 있다.
배기유닛(500)은 배기구(501)가 구비된 배기하우징(510)을 포함할 수 있다.
이러한 배기유닛(500)은 기판(1)의 이송방향에 대해 제1 건조유닛(100)의 전방에 배치될 수 있다.
이와 같이 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 및 표면처리유닛(400)을 통해 기판(1)의 건조 및 표면처리에 사용된 가열 공기는 전방에 배치된 배기하우징(510)의 배기구(501)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한 상기 배기유닛(500)은 기판처리장치의 내부온도를 측정하는 온도센서(미도시)와, 상기 온도센서에 의해 측정된 기판처리장치의 내부온도가 설정온도보다 높은 경우, 기판처리장치의 내부공기를 강제 배기시키기 위한 배기용 송풍유닛(520)을 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 온도센서는 제1 건조유닛(100) 및 제2 건조유닛(300)을 통해 건조 중인 기판(1)의 주변 온도를 실시간으로 측정하고, 이렇게 측정된 온도가 설정온도보다 높은 경우, 상기 배기용 송풍유닛(520)을 작동시켜 기판처리장치 내부의 가열공기를 외부로 강제 배출시킬 수 있다.
이와 같은 배기유닛(400)을 통해 기판처리장치의 내부온도를 설정온도로 균일하게 유지할 수 있기 때문에, 안정적인 공정을 진행할 수 있고, 기판(1)의 건조효율도 높일 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 12는 도 11의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도이며, 도 13은 도 11의 제2 건조유닛을 설명하기 위한 분리 사시도이다
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치 역시 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(350), 표면처리유닛(400)을 포함한다.
상기 제1 건조유닛(100) 및 상기 표면처리유닛(400)은 전술한 일실시예에 따른 기판처리장치와 거의 동일하게 구성되는 것으로 관련한 중복 설명은 생략한다.
다만 다른 실시예에 따른 기판처리장치는 제2 건조유닛(350) 및 필터유닛(250)에서 전술한 일실시예와 차이점을 가진다.
즉, 다른 실시예에 따른 제2 건조유닛(350)은, 제2 건조챔버(351), 분사노즐(353)을 포함할 수 있다.
상기 제2 건조챔버(351)는 이송되는 기판(1)의 폭 이상의 폭을 가지도록 배치되며, 제1 건조유닛(100)을 통해 가열된 공기를 내부로 유입한다.
또한 상기 제2 건조챔버(351)의 일측에는 제1 건조챔버(110)의 제1 유출구(102)와 연통되는 제2 유입구(352a)가 마련될 수 있으며, 이러한 제2 건조챔버(351)는 상기 제1 건조챔버(110)에 직접 결합될 수 있다.
또한 상기 제2 건조챔버(351)의 하부면은 기판(1)으로부터 일정 거리의 간격을 유지하도록 배치될 수 있다. 상기 간격을 통하여 공기가 유동될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 흐름유도판(340)과 동일한 공기의 흐름을 유도할 수 있다.
상기 분사노즐(353)은 제2 건조챔버(351)에 결합되고 제2 건조챔버(351) 내부로 유입된 가열 공기를 기판(1) 측으로 분사시킬 수 있다.
이때 상기 분사노즐(353)은 제2 건조챔버(351) 상에 일체로 형성될 수 있다.
예를 들어 사각 단면의 제2 건조챔버(351)가 마련되는 경우 이송되는 기판(1)을 향하도록 제2 건조챔버(351)의 전방 하부 모서리에 분사노즐(353)이 일체로 구성될 수 있다.
한편 다른 실시예에 의한 제2 건조유닛(350)에는 필터유닛(250)을 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면 제2 건조유닛(350)의 제2 건조챔버(351)는 일측면이 개방된 제2 건조챔버 좌측프레임(351a)과, 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a)과 대향하는 면이 개방된 제2 건조챔버 우측프레임(351b)을 포함할 수 있다.
또한 제2 건조유닛(350)은 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 및 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b) 사이를 연결하며, 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 및 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b)을 고정 지지하는 제2 건조챔버 고정블록(352)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 건조챔버 고정블록(352)은 제1 건조유닛(100)과 결합될 수 있다.
상기 제2 건조챔버 고정블록(352)에는 제1 건조챔버(110)의 제1 유출구(102)와 연통되는 제2 유입구(352a)가 구비될 수 있다.
또한 상기 제2 건조챔버 고정블록(352)에는 상기 제2 유입구(352a)와 연결되며, 제1 건조챔버(110)에서 배출되는 공기를 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a)의 내부로 유동시키기 위한 제2 좌측 유출구(352b) 및 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b)의 내부로 유동시키기 위한 제2 우측 유출구(352c)가 구비될 수 있다.
결국 제1 건조챔버(110)의 제1 유출구(102)에서 배출되는 공기는 상기 제2 건조챔버 고정블록(352)의 제2 유입구(352a) 측으로 유입된 다음, 상기 제2 좌측 유출구(352b) 및 상기 제2 우측 유출구(352c) 측으로 각각 분기되어, 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 및 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b) 내부로 유동된다.
상기 제2 건조챔버 고정블록(352)과 상기 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 및 상기 제2 건조챔버 고정블록(352)과 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b)은 각각 별도의 체결수단에 의해 결합될 수 있다.
한편 제2 건조유닛(350)은 상기 제2 건조챔버 고정블록(352) 상에 결합되어 제2 건조챔버(210)의 내부에 배치되는 필터유닛(250)을 포함할 수 있다.
상기 필터유닛(250)은 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 내부에 배치되는 좌측 필터부(251)과, 상기 제2 건조챔버 우측프레임(351b) 내부에 배치되는 우측 필터부(253)을 포함할 수 있다.
상기 좌측 필터부(251)은 제2 건조챔버 고정블록(352)의 제2 좌측 유출구(352b)에 결합될 수 있고, 상기 우측 필터부(253)은 제2 건조챔버 고정블록(352)의 제2 우측 유출구(352c)에 결합될 수 있다.
이와 같이 상기 좌측 필터부(251)는 제2 좌측 유출구(352b)에서 배출되는 공기 내 존재하는 불순물을 분리시켜, 제2 건조챔버 좌측프레임(351a) 내부로 청정 공기를 공급할 수 있다. 또한 상기 우측 필터부(253)는 제2 우측 유출구(352c)에서 배출되는 공기 내 존재하는 불순물을 분리시켜, 제2 건조챔버 우측프레임(351b) 내부로 청정 공기를 공급할 수 있다.
한편 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 단면 예시도이다.
도 14에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치는 전술한 실시예와 달리 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(350), 표면처리유닛(400)이 하나의 메인챔버(800) 상에 설치 구성된 점에서 큰 차이가 있다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치는 제1 건조유닛(100)의 제1 건조챔버(110), 제2 건조유닛(350)의 제2 건조챔버(351), 표면처리유닛(400)의 표면처리하우징(410)이 일체로 형성되어서 메인챔버(800)의 일부분을 구성하도록 마련될 수 있다.
또한 상기 메인챔버(800)에는 기판(1)의 건조 및 표면 개질에 사용된 공기를 외부로 배출하기 위한 상기 배기유닛(500)의 배기하우징(510)도 일체로 형성될 수 있다.
또한 상기 메인챔버(800)는 일측에 기판(1)을 내부로 유입하는 기판유입구(801)가 구비되고, 타측에는 건조 및 표면 처리된 기판(1)을 외부로 배출하는 기판유출구(802)가 구비될 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 메인챔버(800)는 내부 격벽구조물을 통해 기판(1)의 이송방향을 따라 배기하우징(510), 제1 건조챔버(110), 제2 건조챔버(351), 표면처리하우징(410)을 순차적으로 이웃하게 배치시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 기판처리장치는 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400), 배기유닛(500)을 각각의 단위모듈로 구성할 수 있고, 도 14에 도시된 바와 같이 제1 건조챔버(110), 제2 건조챔버(351), 표면처리하우징(410), 배기하우징(510)을 일체로 하는 메인챔버(800)를 통해 통합된 하나의 모듈로 구성할 수도 있다.
지금부터는 본 발명의 실시예에 따른 인라인 기판처리시스템에 대하여 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 인라인 기판처리시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 인라인 기판처리시스템은 기판세정장치(1000)와, 기판처리장치(2000), 약액도포장치(3000)를 포함하며, 이때 상기 기판세정장치(1000), 상기 기판처리장치(2000), 상기 약액도포장치(3000)는 인라인(In-Line) 형태로 배치될 수 있다.
인라인 형태의 배치 구조는, 기판(1)을 세정하는 세정 공정, 세정된 기판(1)에 존재하는 미스트를 포함한 수분을 제거하고 기판(1)의 표면을 개질시키는 건조 공정, 건조된 기판(1)에 약액을 도포시켜 코팅층을 형성하는 도포 공정이 연속적으로 이루어지는 구조이다.
즉, 기판(1)은 이송수단에 의해 상기 기판세정장치(1000), 상기 기판처리장치(2000), 상기 약액도포장치(3000)를 연속해서 순차적으로 통과할 수 있다. 이러한 기판(1)의 이송수단은 컨베이어 벨트 등 다양한 이송 방법이 적용될 수 있다.
상기 기판세정장치(1000)는 기판(1)이 유입되고 내부로 유입된 기판(1)을 세정하기 위한 공간이 마련되는 세정챔버(1100) 및 상기 세정챔버(1100) 내부에 배치되어 기판(1)을 세정하기 위한 세정용 노즐(1200)을 포함할 수 있다.
상기 세정용 노즐(1200)은 별도의 압축공기 공급장치(미도시)에 의하여 압축 공기를 공급받아 세정액이 묻어 있는 기판(1) 상으로 압축공기를 분사함으로써 기판(1)을 세정할 수 있다.
상기 기판처리장치(2000)는 세정된 기판(1)이 내부로 유입되면, 전술한 바와 같이 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)을 순차적으로 거치도록 하면서 기판(1)에 존재하는 미스트를 포함한 수분을 제거하고 기판(1)의 표면을 개질시킬 수 있다.
상기 약액도포장치(3000)는 건조 및 표면 개질이 완료된 기판(1)에 약액을 도포시키기 위한 공간이 마련되는 약액챔버(3100) 및 상기 약액챔버(3100) 내부에 배치되어 기판(1) 상으로 약액을 도포시키기 위한 도포용 노즐(3200)을 포함할 수 있다.
상기 도포용 노즐(3200)은 약액챔버(3100)에 고정된 상태로 배치되어 이송되는 기판(1)에 약액을 도포함으로써 기판(1) 상에 코팅막을 형성할 수 있다. 상기 도포용 노즐(3200)은 코터(coater)가 사용될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치 및 인라인 기판처리시스템은 기판의 이송방향에 대해 순차적으로 배열된 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)을 통해, 하나의 프로세스 공간상에서 기판을 건조시키는 것과 동시에 기판의 표면을 개질시키는 공정을 동시에 수행할 수 있기 때문에, 기판처리장치의 크기를 줄일 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있으며, 특히 기판의 수율을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명은 하나의 열원부(120)를 이용하여 기판에 열을 방사하여 수분을 증발시키는 1차 건조 과정과, 가열된 공기를 분사하여 타력에 의해 잔존하는 미스트를 제거하는 2차 건조 과정을 수행함으로써, 에너지를 크게 줄일 수 있으면서도 기판의 건조 효율을 크게 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명은 기판의 이송방향에 대해 순차적으로 배열된 배기유닛(500), 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)의 유기적인 결합 구조를 통해, 배기유닛(500), 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)을 순차적으로 통과하는 기판에 대해 건조 및 표면처리를 위한 최적의 온도분위기를 조성할 수 있다.
또한 본 발명은 제1 건조유닛(100), 제2 건조유닛(300)을 통한 기판의 건조 완료와 함께 친수성으로 표면 개질된 기판을 제공할 수 있고, 이로써 연속되는 약액도포공정에서의 도포 불량을 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 내부로 유입되는 공기의 흐름을 유도하는 제1 건조챔버(110)가 마련된 제1 건조유닛(100)을 통해, 열원부(120)의 에너지 효율을 높일 수 있고, 건조 공기의 생산 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명은 방열부재(150)가 마련된 제1 건조유닛(100)을 통해, 열원부(120)의 과열 현상을 방지할 수 있고, 제1 건조유닛(100)으로 유입되는 공기를 보다 효율적으로 예열할 수 있다.
또한 본 발명은 제1 건조유닛(100), 필터유닛(200) 및 제2 건조유닛(300)의 연결구조로부터 기판처리장치를 보다 콤팩트하게 구조화할 수 있다.
또한 본 발명은 필터유닛(200)을 통해, 기판 건조 및 표면처리 공간에 청정한 공기를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또한 본 발명은 배기유닛(500)을 통해, 기판 건조 및 표면처리 공간의 내부온도를 설정온도로 균일하게 유지할 수 있고, 기판 건조 및 표면처리에 사용된 공기의 순환을 원활히 하여 청정 공기를 더욱 안정적으로 유지할 수 있으며, 이로써 건조 공정에서 발생되는 기판 불량을 더욱 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 제1 건조유닛(100), 필터유닛(200), 제2 건조유닛(300), 표면처리유닛(400)을 단위모듈로 제작함으로써, 각 개별 유닛에 대한 유지보수를 용이하게 수행할 수도 있다.
또한 본 발명은 기판을 연속적으로 이동시키면서 세정, 건조, 약액도포 공정으로 이루어지는 기판 처리 공정을 연속적으로 수행함으로써, 공정 단축과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 제1 건조유닛 110: 제1 건조챔버
120: 열원부 130: 열전달플레이트
140: 공간분리대 145: 유동홀
150: 방열부재 200,250: 필터유닛
210: 필터고정블록 220: 필터하우징
230: 필터본체 300,350: 제2 건조유닛
310: 공급관 320: 분기관
330,353: 분사노즐 340: 흐름유도판
400: 표면처리유닛 410: 표면처리하우징
430: 광원부 450: 반사판
500: 배기유닛 510: 배기하우징
600: 공급유닛 800: 메인챔버
1000: 기판세정장치 2000: 기판처리장치
3000: 약액도포장치

Claims (18)

  1. 내부로 유입된 공기를 가열하고, 이송되는 기판 측으로 가열된 열을 방사하여 기판을 1차 건조시키는 제1 건조유닛;
    기판의 이송방향을 따라 상기 제1 건조유닛과 이웃하게 배치되고, 상기 제1 건조유닛의 내부에서 가열된 공기를 내부로 유입하며, 상기 제1 건조유닛을 통과하는 기판을 향해 상기 가열된 공기를 분사하여 기판을 2차 건조시키는 제2 건조유닛; 및
    기판의 이송방향을 따라 상기 제2 건조유닛에 이웃하게 배치되고, 기판의 표면 개질에 사용되는 반응기체를 생성하기 위한 광을 조사하는 표면처리유닛;을 포함하고,
    상기 제2 건조유닛에 의하여 상기 가열된 공기가 분사될 때, 상기 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기가 상기 표면처리유닛의 하부 및 상기 제2 건조유닛의 하부를 따라 함께 분사되도록 마련된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛은,
    공기가 유입되는 제1 건조챔버;
    상기 제1 건조챔버의 내부에 배치되며, 상기 제1 건조챔버의 내부로 유입된 공기를 가열하는 열원부; 및
    기판을 향하는 상기 제1 건조챔버의 일측에 배치되며, 상기 열원부로부터 전달된 열을 기판 측으로 방사하는 열전달플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛은,
    상기 제1 건조챔버의 내부에 배치되어 상기 제1 건조챔버의 내부공간을 상부영역과 하부영역으로 구획하고, 상기 상부영역으로 유입된 공기를 상기 하부영역으로 유동시키기 위한 유동홀이 마련되는 공간분리대;를 더 포함하고,
    상기 열원부는 상기 하부영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛은,
    상기 공간분리대의 상부면에 설치되고, 상기 열원부로부터 전달되는 열을 방사하여 상기 열원부 및 상기 하부영역의 과열을 방지하는 동시에 상기 상부영역을 지나는 공기를 예열시키기 위한 방열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유동홀은, 상기 상부영역으로 공기를 유입하는 제1 유입구 및 상기 하부영역에서 가열된 공기를 배출하는 제1 유출구로부터 이격되게 배치되어, 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제1 유출구를 통해 배출되는 공기의 이동 경로가 길어지도록 마련된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛과 상기 제2 건조유닛을 연결하는 공기유로 상에 배치되어, 공기 내 존재하는 불순물을 분리하기 위한 필터유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필터유닛은,
    상기 제1 건조유닛과 상기 제2 건조유닛을 연결하며, 상기 제1 건조유닛에서 배출되는 공기를 유입하기 위한 제2 유입구와, 상기 제2 건조유닛으로 공기를 공급하기 위한 제2 유출구가 마련되는 필터고정블록;
    상기 필터고정블록에 결합되며, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구를 연결하는 공기유로를 형성하는 필터하우징; 및
    상기 필터하우징의 내부에 배치되는 필터본체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터고정블록은,
    상기 제1 건조유닛과 연결되며, 상기 제1 건조유닛에서 배출되는 공기를 유입하는 제2 유입구가 마련된 제1 결합부;
    상기 제2 건조유닛과 연결되며, 상기 제2 건조유닛으로 필터링된 공기를 공급하는 제2 유출구가 마련된 제2 결합부; 및
    상기 필터하우징 및 상기 필터본체가 결합되는 제3 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 결합부는,
    상기 제2 유입구와 연통되며 상기 필터본체가 결합되는 공기유출구;
    상기 공기유출구의 반경방향 외측에 배치되며 상기 필터하우징이 결합되는 필터하우징 결합부; 및
    상기 제2 유출구와 연통되며 상기 공기유출구와 상기 필터하우징 결합부 사이에 마련되는 공기유입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 건조유닛은,
    상기 제1 건조유닛을 통해 가열된 공기를 분사하는 분사노즐; 및
    상기 분사노즐과 상기 표면처리유닛 사이공간에 배치되며, 상기 분사노즐을 통해 공기가 분사될 때, 상기 반응기체의 적어도 일부를 포함한 공기의 흐름을 상기 분사노즐 측으로 유도하기 위한 흐름유도판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 건조유닛은,
    기판의 폭 이상의 길이를 가지도록 형성되며, 상기 제1 건조유닛에서 배출된 가열된 공기가 유입되는 공급관; 및
    상기 공급관의 길이를 따라 이격되게 배치되며, 상기 공급관과 상기 분사노즐을 연결하는 복수의 분기관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 건조유닛은,
    상기 제1 건조유닛을 통해 가열된 공기가 유입되는 제2 건조챔버; 및
    상기 제2 건조챔버에 결합되며, 상기 제2 건조챔버 내부의 가열된 공기를 분사하는 분사노즐;을 포함하고,
    상기 분사노즐은, 상기 제2 건조챔버 상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 건조챔버 내부에 배치되며, 공기 내 존재하는 불순물을 분리하기 위한 필터유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리유닛은,
    상기 제2 건조유닛과 결합되는 표면처리하우징; 및
    상기 표면처리하우징의 내부에 배치되는 광원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표면처리유닛은,
    상기 표면처리하우징의 내부에 배치되어 상기 광원부에서 발생된 광이 기판을 향해 집중되도록 하는 반사판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛과 결합되고, 상기 제1 건조유닛 및 상기 제2 건조유닛을 지나며 기판 건조에 사용된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 건조유닛의 제1 건조챔버, 상기 제2 건조유닛의 제2 건조챔버, 상기 표면처리유닛의 표면처리하우징은, 일체로 형성되어 메인챔버의 적어도 일부분을 구성하고,
    상기 메인챔버는,
    일측에 기판을 내부로 유입하는 기판유입구가 구비되고, 타측에는 건조 및 표면 처리된 기판을 외부로 배출하는 기판유출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 이송되는 기판에 세정액을 분사하여 기판을 세정시키기 위한 세정용 노즐이 구비된 기판세정장치;
    상기 기판세정장치를 통해 세정된 기판을 건조시키기 위한 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 기판처리장치; 및
    상기 기판처리장치를 통해 건조된 기판에 약액을 도포하기 위한 도포용 노즐이 구비된 약액도포장치;를 포함하고,
    상기 기판세정장치, 상기 기판처리장치, 상기 약액도포장치는, 인라인(In-line) 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 인라인 기판처리시스템.
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