KR20230062253A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20230062253A
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정창화
박기홍
이정수
구세훈
오영규
홍충오
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세메스 주식회사
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Abstract

기판의 에지를 확실히 고정하여 공정 불량을 최소화하는 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는 일방향으로 연장되고, 상기 기판의 후면에 가스를 제공하여 상기 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지; 및 상기 반송 스테이지의 적어도 일측에 설치되어, 상기 기판을 상기 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼를 포함하고, 상기 그립퍼는 바디와, 상기 바디에 설치되고, 상기 기판의 에지를 진공압으로 고정하기 위한 진공홀과, 상기 바디에 설치되고, 공급되는 전원에 따라 동작하는 전자석을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus for processing substrate and method thereof}
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치를 제조할 때에는, 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 세정 등 다양한 공정이 실시된다. 여기서, 사진공정은 도포, 노광, 그리고 현상 공정을 포함한다. 기판 상에 감광액을 도포하고(즉, 도포 공정), 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며(즉, 노광 공정), 기판의 노광처리된 영역을 선택적으로 현상한다(즉, 현상 공정).
이러한 디스플레이 장치의 제조 공정은, 기판이 부양된 상태에서 진행될 수 있다. 예를 들어, 기판의 후면에 가스 및/또는 진공을 제공하여 기판을 부양시키고, 그립퍼(gripper)가 기판의 에지를 고정한 상태에서 이동함으로써, 기판이 이송될 수 있다.
그런데, 도포 공정 중에 기판이 고정되지 않고 흔들리면, 도포되는 감광액이 기판에 얼룩을 만들고, 이에 따라 공정 불량이 발생될 수 있다. 특히, 기판의 뒤틀림(warpage)이 심한 경우, 그립퍼와 기판 사이의 간격이 기설정된 간격보다 커질 수 있다. 이에 따라 그립퍼는 기판의 에지를 고정하기 어려워진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 에지를 확실히 고정하여 공정 불량을 최소화하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기판의 에지를 확실히 고정하여 공정 불량을 최소화하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 일방향으로 연장되고, 기판의 후면에 가스를 제공하여 상기 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지; 및 상기 반송 스테이지의 적어도 일측에 설치되어, 상기 기판을 상기 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼를 포함하고, 상기 그립퍼는 바디와, 상기 바디에 설치되고, 상기 기판의 에지를 진공압으로 고정하기 위한 진공홀과, 상기 바디에 설치되고, 공급되는 전원에 따라 동작하는 전자석을 포함한다.
예를 들어, 상기 기판 상에는 금속막이 형성되어 있고, 상기 전자석은 동작하여 상기 기판의 에지를 끌어당긴다.
또는, 상기 기판 상에 금속막이 형성되어 있는지 여부, 상기 금속막의 두께, 상기 금속막의 물질 중 적어도 하나를 기초로, 상기 전원의 공급량이 결정될 수 있다.
상기 그립퍼는 다수의 진공홀을 포함하고, 상기 다수의 진공홀은 상기 전자석의 양측에 배치될 수 있다.
상기 그립퍼는 상기 반송 스테이지의 일측에 위치하는 제1 그립퍼와, 상기 반송 스테이지의 타측에 위치하는 제2 그립퍼를 포함하며, 상기 제1 그립퍼는 상기 일방향을 따라 다수개가 제공되며, 상기 제2 그립퍼는 상기 일방향을 따라 다수개가 제공된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 방법의 일 면은, 금속막이 형성되어 있는 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지와, 반송 스테이지의 적어도 일측에 설치되어 상기 기판을 상기 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼를 포함하되, 상기 그립퍼는 다수의 진공홀과 전자석이 설치된 기판 처리 장치가 제공되고, 상기 반송 스테이지의 상기 다수의 가스홀은 상기 기판의 후면에 가스를 제공하여 상기 기판을 부양시키고, 상기 그립퍼의 상기 진공홀은 진공압을 상기 기판의 에지의 후면에 제공하고, 상기 전자석에 전원을 공급하여 상기 기판의 에지를 끌어당기는 것을 포함한다.
상기 기판 상에 금속막이 형성되어 있는지 여부, 상기 금속막의 두께, 상기 금속막의 물질 중 적어도 하나를 기초로, 상기 전원의 공급량이 결정될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 1의 그립퍼의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 1의 그립퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4는 도 1의 그립퍼의 구조를 설명하기 위한 사시도이다. 도 5는 도 1의 그립퍼의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
우선 도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 반송 유닛(100)과 액 공급 유닛(300)을 포함한다.
반송 유닛(100)은 기판(S)을 일방향으로 반송한다. 예를 들어, 일방향은 제1 방향(12)일 수 있다. 제1 방향(12)은 기판(S)이 반송되는 방향이며, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(12)과 수직한 방향을 제2 방향(14)이라 한다. 제1 방향(12)과 제2 방향(14)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(16)이라 한다.
반송 유닛(100)은 반송 스테이지(110), 가이드 레일(121, 122) 및 그립퍼(200)를 포함한다.
반송 스테이지(110)의 길이 방향은 제1 방향(12)을 따라 연장된다. 반송 스테이지(110)는 일정한 두께를 가지는 평판의 형상으로 제공될 수 있다. 반송 스테이지(110)는 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 및 반출 스테이지(113)를 포함한다. 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 및 반출 스테이지(113)는 반송 스테이지(110)의 일단에서부터 제1 방향(12)으로 차례로 배치된다. 예를 들어, 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112), 반출 스테이지(113)는 각각 별도의 스테이지로 분리될 수 있다. 이러한 경우는 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 및 반출 스테이지(113)가 결합되어 하나의 반송 스테이지(110)를 구성할 수 있다. 이와 달리, 하나의 반송 스테이지(110)를 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 그리고 반출 스테이지(113)의 영역으로 구분하여 제공될 수도 있다.
반송 스테이지(110)에는 다수의 홀(115)이 설치된다. 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 및 반출 스테이지(113)에 실질적으로 동일한 수의 홀(115)이 설치될 수도 있다. 또는, 다수의 홀(115)은 반입 스테이지(111), 도포 스테이지(112) 및 반출 스테이지(113)에서 각각 다른 개수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도포 스테이지(112)에 제공되는 단위 면적당 홀(115)의 수가 반입 스테이지(111)와 반출 스테이지(113)보다 많도록 제공될 수 있다.
한편, 다수의 홀(115)은 기판(G)의 후면에 가스를 제공하는(즉, 가스압을 제공하는) 가스홀(151b)과, 기판(G)의 후면에 진공압을 제공하는 진공홀(151a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 반송 스테이지(110) 중에 반입 스테이지(111) 및 반출 스테이지(113)에는 다수의 가스홀(151b)이 설치될 수 있다. 또한, 도포 스테이지(112)에는 다수의 가스홀(151b)과 다수의 진공홀(151a)이 설치될 수 있다.
또한, 가이드 레일(121, 122)은 반송 스테이지(110)와 평행하게 제1 방향(12)으로 연장된다. 가이드 레일(121, 122)은 제1 가이드 레일(121)과 제2 가이드 레일(122)을 포함한다. 제1 가이드 레일(121)은 반송 스테이지(110)를 중심으로 일측(또는 좌측)에 위치한다. 제2 가이드 레일(122)은 반송 스테이지(110)를 중심으로 타측(또는 우측)에 위치한다. 제1 가이드 레일(121)과 제2 가이드 레일(122)은 반송 스테이지(110)를 중심으로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 제1 가이드 레일(121)과 제2 가이드 레일(122)은 제2 방향(14)으로 일정거리 이격되어 제공될 수 있다.
그립퍼(200)는 반송 스테이지(110)의 적어도 일측에 설치된다. 그립퍼(200)는 기판(G)의 에지를 고정하고, 가이드 레일(121, 122)을 따라 기판(G)을 제1 방향(12)으로 이동시킨다.
그립퍼(200)는 반송 스테이지(110)의 일측에 위치하는 제1 그립퍼(200a)와, 반송 스테이지(110)의 타측에 위치하는 제2 그립퍼(200b)를 포함한다. 제1 그립퍼(200a)는 제1 가이드 레일(121)을 따라 이동하고, 제2 그립퍼(200b)는 제2 가이드 레일(122)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 제1 그립퍼(200a)는 일방향을 따라 다수개가 제공되고, 제2 그립퍼(200b)도 일방향을 따라 다수개가 제공될 수 있다. 도시된 것과는 달리, 그립퍼(200)는 반송 스테이지(110)의 일측에만 설치할 수도 있다. 또는, 그립퍼(200)는 반송 스테이지(110)의 양측에 설치되더라도, 제1 그립퍼(200a)가 한 개, 제2 그립퍼(200b)가 한 개 설치될 수도 있다. 도 4 및 도 5를 이용하여 그립퍼(200)의 동작에 대해 구체적으로 후술한다.
액 공급 유닛(300)은 이동 부재(310)와 액 공급 부재(320)을 포함한다. 액 공급 유닛(300)은 기판(G)의 상면으로 약액(예를 들어, 감광액)을 토출한다.
이동 부재(310)는 이동 가이드 레일(311), 수직 프레임(312) 및 지지대(313)를 포함한다. 이동 가이드 레일(311)은 액 공급 부재(320)를 제1 방향(12)으로 이동 가능하다. 이동 가이드 레일(311)은 가이드 레일(121, 122) 외부에 배치될 수 있다. 이동 가이드 레일(311)은 가이드 레일(121, 122)의 외측으로 제2 방향(14)으로 따라 일정거리 이격된다. 이동 가이드 레일(311)은 가이드 레일(121, 122)과 평행하게 제1 방향(12)으로 연장될 수 있다.
수직 프레임(312)은 이동 가이드 레일(311)과 지지대(313)를 연결한다. 수직 프레임(312)의 하단은 이동 가이드 레일(311)과 연결된다. 이를 통해 수직 프레임(312)은 이동 가이드 레일(311) 상부에서 제1 방향(12)으로 이동할 수 있다. 지지대(313)는 양단이 수직 프레임(312)의 상단과 연결된다. 지지대(313)는 길이방향이 제2 방향(14)을 따라 연장된다. 지지대(313)의 하면에는 액 공급 부재(320)가 위치한다.
액 공급 부재(320)는 길이방향이 제2 방향(14)을 따라 연장된다. 액 공급 부재(320)는 하나 이상의 면이 지지대(313)에 결합되어, 반송 스테이지(110) 상측인 제3 방향(16)으로 이격되게 위치된다. 액 공급 부재(320)는 기판(G)으로 약액을 토출한다. 약액은 예를 들어, 감광액일 수 있다.
선택적으로 액 공급 부재(320)가 고정된 위치에서 약액을 토출하는 경우에는 이동 가이드 레일(311)은 제공되지 않을 수도 있다.
여기서, 도 4를 참고하여 제1 그립퍼(200a)의 구조를 설명한다. 제2 그립퍼(200b)의 구조는, 제1 그립퍼(200a)의 구조와 실질적으로 동일하다.
제1 그립퍼(200a)는 바디(223), 진공홀(211), 전자석(215) 등을 포함한다.
바디(223)는 제1 가이드 레일(121)을 따라 이동하는 제1 부분(223a)과, 제1 부분(223a)로부터 반송 스테이지(110) 측으로 돌출된 제2 부분(223b)를 포함한다. 바디(223)의 형상은 도시된 것에 한정되지 않는다.
제2 부분(223b)에는 적어도 하나의 진공홀(211)과, 적어도 하나의 전자석(215)이 설치될 수 있다. 도시된 것과 같이, 전자석(215)의 양측에 진공홀(211)이 배치될 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 그립퍼(200a)와 제2 그립퍼(200b)는 반송 스테이지(110)의 양측에 배치된다.
전술한 것과 같이, 반송 스테이지(110)에는 다수의 가스홀(115a)이 형성된다. 가스압 제공 부재(171a)는 가스압 제공 라인(171b)을 통해서 가스홀(115a)에 가스를 제공한다.
제1 그립퍼(200a)에는 진공홀(211)과 전자석(215)이 설치된다. 진공압 제공 부재(172a)는 진공압 제공 라인(172b)을 통해서 진공홀(211)에 진공압을 제공한다. 전자석(215)은 전원(173)과 연결되어 있다.
제2 그립퍼(200b)에는 진공홀(211b)과 전자석(215b)이 설치된다. 진공압 제공 부재(172a)는 진공압 제공 라인(172b)을 통해서 진공홀(211)에 진공압을 제공한다. 전자석(215b)은 전원(174)과 연결되어 있다.
한편, 기판(G)에는 뒤틀림이 발생될 수 있다. 특히 기판(G)의 에지가, 기판(G)의 중심영역보다 들려있는 상태일 수 있다. 기판(G) 상에 금속막(M)이 형성되어 있는 경우, 기판(G)의 뒤틀림이 상대적으로 더 심할 수 있다.
제1 그립퍼(200a) 및 제2 그립퍼(200b)에는 진공홀(211, 211b) 뿐만 아니라 전자석(215, 215b)가 설치되어 있어서, 금속막(M)이 형성되어 있는 기판(G)의 에지를 끌어당길 수 있다. 따라서, 기판의 에지는 GW에서 G 형태로, 더 많이 끌어당겨질 수 있다.
한편, 기판(G) 상에 금속막(M)이 형성되어 있는지 여부, 상기 금속막(M)의 두께, 상기 금속막(M)의 물질 중 적어도 하나를 기초로, 상기 전원(173, 174)의 공급량이 결정된다. 예를 들어, 금속막(M)이 형성되어 있는 경우에는, 전원(173, 174)이 전자석(215, 215b)에 전류를 공급할 수 있다.
도시된 것과 같이, 제1 그립퍼(200a)의 상면 및 제2 그립퍼(200b)의 상면은, 반송 스테이지(110)의 상면보다 높을 수 있다. 기판(G)의 에지는 제1 그립퍼(200a)의 상면, 제2 그립퍼(200b)의 상면과 접촉되어 고정된다. 기판(G)의 중심영역은 반송 스테이지(110)에서 제공되는 가스압에 의해 부상된다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참고하면, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 기판 처리 장치가 제공된다(S10).
구체적으로, 기판 처리 장치(1)는 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지(110)와, 반송 스테이지(110)의 적어도 일측에 설치되어 기판을 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼(200)를 포함하다. 그립퍼(200)는 다수의 진공홀(211)과 전자석(215)이 설치되어 있다.
이어서, 반송 스테이지(110)의 다수의 가스홀은 기판의 후면에 가스를 제공하여 기판을 부양시킨다(S20).
이어서, 전자석(215)을 이용하여 기판의 에지를 그립퍼(200)에 고정한다.
구체적으로, 그립퍼(200)의 진공홀(211)은 진공압을 기판의 에지의 후면에 제공하고, 전자석(215)에 전원을 공급하여 기판의 에지를 끌어당긴다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 반송 유닛 110: 반송 스테이지
111: 반입 스테이지 112: 도포 스테이지
113: 반출 스테이지 120: 가이드 레일
121: 제1 가이드 레일 122: 제2 가이드 레일
200a: 제1 그립퍼 200b: 제2 그립퍼
300: 액 공급 유닛

Claims (7)

  1. 일방향으로 연장되고, 기판의 후면에 가스를 제공하여 상기 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지; 및
    상기 반송 스테이지의 적어도 일측에 설치되어, 상기 기판을 상기 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼를 포함하고,
    상기 그립퍼는
    바디와,
    상기 바디에 설치되고, 상기 기판의 에지를 진공압으로 고정하기 위한 진공홀과,
    상기 바디에 설치되고, 공급되는 전원에 따라 동작하는 전자석을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에는 금속막이 형성되어 있고,
    상기 전자석은 동작하여 상기 기판의 에지를 끌어당기는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에 금속막이 형성되어 있는지 여부, 상기 금속막의 두께, 상기 금속막의 물질 중 적어도 하나를 기초로, 상기 전원의 공급량이 결정되는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 그립퍼는 다수의 진공홀을 포함하고, 상기 다수의 진공홀은 상기 전자석의 양측에 배치되는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 그립퍼는
    상기 반송 스테이지의 일측에 위치하는 제1 그립퍼와,
    상기 반송 스테이지의 타측에 위치하는 제2 그립퍼를 포함하며,
    상기 제1 그립퍼는 상기 일방향을 따라 다수개가 제공되며,
    상기 제2 그립퍼는 상기 일방향을 따라 다수개가 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 금속막이 형성되어 있는 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판을 부양시키기 위한 다수의 가스홀이 설치된 반송 스테이지와, 반송 스테이지의 적어도 일측에 설치되어 상기 기판을 상기 일방향을 따라 이동시키는 그립퍼를 포함하되, 상기 그립퍼는 다수의 진공홀과 전자석이 설치된 기판 처리 장치가 제공되고,
    상기 반송 스테이지의 상기 다수의 가스홀은 상기 기판의 후면에 가스를 제공하여 상기 기판을 부양시키고,
    상기 그립퍼의 상기 진공홀은 진공압을 상기 기판의 에지의 후면에 제공하고, 상기 전자석에 전원을 공급하여 상기 기판의 에지를 끌어당기는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에 금속막이 형성되어 있는지 여부, 상기 금속막의 두께, 상기 금속막의 물질 중 적어도 하나를 기초로, 상기 전원의 공급량이 결정되는, 기판 처리 방법.
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