WO2010131878A2 - 기판 처리 시스템 - Google Patents

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WO2010131878A2
WO2010131878A2 PCT/KR2010/002952 KR2010002952W WO2010131878A2 WO 2010131878 A2 WO2010131878 A2 WO 2010131878A2 KR 2010002952 W KR2010002952 W KR 2010002952W WO 2010131878 A2 WO2010131878 A2 WO 2010131878A2
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substrate
cooling
chamber
pump
organic material
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PCT/KR2010/002952
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English (en)
French (fr)
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WO2010131878A3 (ko
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배경빈
윤형석
강창호
한경록
남궁성태
이태성
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에스엔유 프리시젼 주식회사
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B05B12/20—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing system. More particularly, the present invention relates to a substrate processing system having pollution prevention means for preventing contamination in a chamber by diffusion of an organic compound in a process of coating an organic compound on a substrate.
  • OLED organic light emitting diode
  • a light emitting layer is formed of thin organic compounds (conjugated polymers). Electroluminescence is generated by passing a current through a fluorescent organic compound to generate light. Use the phenomenon.
  • OLEDs generally implement main colors using three-color (Red, Green, Blue) independent pixels, color conversion (CCM), and color filter methods, and have low molecular weight depending on the amount of organic materials included in the light emitting materials used. It is divided into OLED and polymer OLED.
  • PM passive driving method
  • AM active driving method
  • OLED is mainly used for the display of small devices such as mobile phones and digital cameras, and when the substrate material of OLED is replaced from glass to film, it can be manufactured in a foldable form. Therefore, it is likely to be used in various fields in the future.
  • OLED In order to manufacture OLED, a process of coating an organic compound, which is a light emitting layer, on a substrate in the form of a multilayer thin film, and preventing oxygen, moisture, etc. from flowing into the organic light emitting layer from the outside, and protecting the organic light emitting layer from external impacts. (encapsulation) process is required.
  • Conventional substrate processing systems for manufacturing OLEDs include an alignment module for aligning a substrate and placing a mask, a mask shield module, a coating module for spraying an organic compound in a liquid state onto the mask-formed substrate, and an organic compound in the form of a thin film. And a curing module for irradiating the coated substrate with ultraviolet light and a cooling module for cooling the cured substrate.
  • one side of the coating module is connected to a pump as a pressure control means for maintaining the interior of the chamber providing the substrate processing space in a vacuum state, and an organic material supply unit for supplying a liquid organic material to the monomer (monomer).
  • the injector provided inside the chamber of the coating module and spraying the organic material toward the substrate is connected in a straight line with the pump outside the chamber, the organic material having the property of easy diffusion and condensation There was a problem that the inner diameter of the pipe connecting the injector and the pump is blocked or the pump is contaminated to cause mechanical damage.
  • the organic material that has not been coated on the substrate and is dropped out is easily diffused and condensed in the chamber, thereby contaminating the inner wall of the chamber.
  • the conventional curing module for curing the substrate coated with the organic material by irradiating ultraviolet rays to the substrate passing through the coating module because the temperature of the transmission window between the ultraviolet lamp and the substrate is relatively lower than the temperature of the substrate, there was a problem that the organic particles stuck to the upper surface of the transmission window. That is, the transmission window is contaminated by the organic material, the transmittance of transmitting ultraviolet rays is lowered, there is a problem that the substrate is unevenly cured.
  • the present invention provides a substrate processing system having a pollution prevention means for preventing contamination in the chamber by the diffusion of the organic compound in the process of coating the organic compound on the substrate for the manufacture of the OLED. to provide.
  • the substrate processing system for achieving the above object is to spray the organic material to the substrate in the chamber having a processing space, the inside of the chamber, to prevent the diffusion of the organic material that is not coated on the substrate
  • An injection unit provided with a cooling plate, a pump connected to the injection unit through a pump connection pipe provided with a cooling trap, located at an outer lower portion of the chamber, a first supply unit for supplying organic matter to the injection unit, and the injection unit And a second supply unit supplying a coolant to the cooling trap.
  • the substrate processing system includes a chamber having a processing space, at least one ultraviolet lamp installed inside the chamber to irradiate ultraviolet rays to a substrate, a lamp housing accommodating the ultraviolet lamp, and the lamp.
  • a transmission window coupled to an open upper portion of the housing to transmit ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp toward the substrate, a heating coil attached to the lamp housing along an edge of the transmission window, and power to the ultraviolet lamp and the heating coil. It includes a power supply for supplying.
  • the substrate processing system according to the present invention is sprayed with an organic material to the substrate in the interior of the chamber is provided with a cooling plate formed therein a cooling passage in which the coolant is circulated away from the substrate and the organic material that is not coated on the substrate is removed
  • the pump is connected to the injection unit through a pump connection pipe formed with an injection unit for preventing the diffusion of, and a cooling trap is installed in the outer lower portion of the chamber, the branched or bent in the direction crossing the extending longitudinal direction. It includes a coating module and a curing module having a heating coil for irradiating the ultraviolet-ray to the substrate coated with the organic material through an ultraviolet lamp, heating the transmission window provided between the substrate and the ultraviolet lamp.
  • a spray plate provided inside the coating module is provided with a cooling plate for preventing the diffusion of organic matter that is not coated on the substrate and is dropped off. Contamination can be minimized.
  • the branch or refracted portion is provided with a cooling trap can be prevented clogging of the pump connection pipe by the organic matter and damage to the pump. .
  • the substrate processing system including the coating module and the curing module provided with the above anti-pollution means, the repair and replacement of parts caused by the diffusion and condensation of organic materials are minimized, thereby reducing the process time due to the repair or replacement. It can reduce the process cost and improve the work productivity.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the internal configuration of the coating module according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the injector body shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view of the pump connection tube shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of an upper plate according to the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a modified structure of the upper plate according to the present invention.
  • Figure 7 is a perspective view of the ultraviolet generation portion of the curing module according to the present invention.
  • substrate 1000 substrate processing system
  • cooling trap 2190 organic material accommodating part
  • injection part 3500 cooling plate
  • cooling passage 4000 ultraviolet generation unit
  • transmission window 4500 heating coil
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing system 1000 may include an alignment module 1300 and a mask shield module for arranging a mask after aligning the substrate 10.
  • a coating module 1500 provided with a shield module 1400 and a means for injecting a liquid organic material into the mask-formed substrate 10 and preventing internal contamination by diffusion and condensation of the organic material;
  • the curing module (hardening module) is provided with heating means for curing the organic material (M) coated on the substrate 10 in the form of a thin film by irradiating ultraviolet (UV) and at the same time reduce the drop of the organic material (M) from the substrate 10 1600, a cooling module 1700 for cooling the cured substrate 10, and a controller (not shown) for controlling driving of a plurality of components forming the substrate processing system 1000.
  • it includes a substrate transfer unit for horizontally transporting the substrate 10 outside or inside the chamber 1100.
  • a plurality of components that is, the alignment module 1300, the mask shield module 1400, the coating module 1500, the curing module 1600, the cooling module 1700, and the like, although connected in an in-line type aligned in a line along the direction in which the substrate processing process proceeds, the plurality of components may be connected in a cluster type or other various forms radially aligned.
  • the plurality of components 1300, 1400, 1500, 1600, and 1700 included in the substrate processing system 1000 may each have independent substrate processing spaces, and for this purpose, an independent chamber may be formed or may be integrally formed with other components.
  • the internal space of the chamber may be divided into a plurality of chambers.
  • a gate portion 1200 for controlling the substrate 10 to be carried in or out of the chamber 1100 is formed, the opening and closing operation of the gate portion 1200 and the substrate transfer portion It is controlled by the control unit in conjunction.
  • the external gate 1200a has a time difference set in the controller. , 1200f) and the opening and closing of the internal gates 1200b, 1200c, 1200d, and 1200e are controlled so that the substrate 10 located in the coating module 1500 is transferred to the curing module 1600 for the next process, and the mask shield module 1400 Subsequent substrates (not shown) located in the C) may be transferred to the coating module 1500, and the substrate processing process may be performed to continuously transfer the substrate 10.
  • the time required for the substrate processing process may be shortened.
  • one substrate is introduced into the plurality of components 1300, 1400, 1500, 1600, and 1700, and the substrate is taken out by performing the entire process of substrate processing, and then a new subsequent substrate is added to the plurality of components 1300, 1400, 1500, and the like.
  • 1600, 1700 may be controlled to perform substrate processing.
  • Figure 2 is a view showing the internal configuration of the coating module according to the invention
  • Figure 3 is a schematic perspective view of the injector body shown in Figure 2
  • Figure 4 is a perspective view of the pump connection tube shown in Figure 2.
  • the coating module 1500 is a chamber 1100 that provides a processing space of the substrate 10, and sprays organic substances onto the substrate 10 inside the chamber 1100.
  • a spray unit 3000 having a cooling plate 3500 that prevents diffusion of the organic substance M which is not coated on the substrate 10 and is removed, and is located at an outer lower portion of the chamber 1100 and a cooling trap 2180.
  • the pump 2120a connected to the injection unit 3000 through the installed pump connection pipe 2150a, the first supply unit 2200 and the injection unit 300 for supplying the organic material (M) to the injection unit 3000 and A second supply unit 2300 for supplying a coolant to the cooling trap 2180.
  • the injection part 3000 is provided in the injector body 3100 having the injection hole 3110 and the suction hole 3120 penetrating up and down the inner space of the empty body, and is provided in the injector body 3100 and provided with the first supply part 2200.
  • An injector made of 3200 and a cooling passage 3514 installed horizontally along the transport direction (X direction) of the substrate 10 from the upper side of the injector and through which the coolant supplied through the second supply unit 2300 is circulated are provided.
  • the coolant conveying path 3410 which vertically supports the cooling plate 3500 at the outside of the formed cooling plate 3500 and the injector, and connects the second supply part 2300 and the cooling passage 3514 of the cooling plate 3500. It includes a plurality of support bars (3400) formed therein.
  • the injector body 3100 is formed of a cylindrical body having a circular vertical cross section protruding from the top and the bottom so that deformation or breakage does not occur even when the internal pressure of the chamber 1100 changes to a vacuum state or an atmospheric pressure state.
  • the injection port 3110 and the suction port 3120 are formed at the upper and lower ends, respectively.
  • the length L2 of the injector body 3100 is formed to be equal to or larger than the width W1 of the substrate 10, and thus does not form an area in the substrate 10 where organic materials are not sprayed during the transfer of the substrate 10.
  • the extending longitudinal direction of the injector body 3100 intersects the traveling direction (X direction) of the substrate 10.
  • the injection nozzle 3300 is horizontally installed to penetrate the inside of the injector body 3100 along the extending length direction of the injector body 3100.
  • the body length L1 of the injection nozzle 3300 is formed to be equal to or longer than the length L2 of the injector body 3100 so that both ends of the injection nozzle 3300 protrude from both sides of the injector body 3100.
  • an spray nozzle support (not shown) capable of supporting the spray nozzle 3300 may be provided in the sprayer body 3100. It can be installed inside to reduce the length (L1) of the injection nozzle (3300).
  • the injection nozzle 3300 is provided outside the chamber 1100 and is formed to protrude upward from the injection liquid receiving part 3310 and the injection liquid receiving part 3310 which are connected to the first supply part 2200 for supplying the organic material. It includes a jet slit 3320 to exhale.
  • the height H of the injection slit 3320 is smaller than the inner diameter r of the injector body 3100 and is formed such that the uppermost portion of the injection slit 3320 is adjacent to the injection hole 3110.
  • the injection hole 3200 opens and closes the injection hole 3110 formed in the injector body 3100, and is formed as a curved plate because it is driven along the inner circumferential surface of the cylindrical injector body 3100.
  • the injection hole 3200 closes the injection hole 3110, and the substrate 10 is coated with the coating module 1500. Injected into the upper portion of the injection portion 3000 is rotated clockwise or counterclockwise along the inner circumferential surface of the injector body 3100 to open the injection hole 3110. Thereafter, the organic substance M in the liquid state is sprayed toward the substrate 10 from the injection slit 3320 of the injection nozzle 3300 through the open injection hole 3110. On the other hand, after the substrate 10 is passed through the upper side of the injection unit 3000 by a predetermined distance, the injection hole 3200 returns to the initial position and closes the injection hole 3110 again.
  • the sprayer 3110 is kept open until the substrate 10 finally passes through the sprayer 3000.
  • One side of the injector body 3100 is provided with a nozzle door driving means for driving the nozzle door 3200, and the nozzle door driving means is connected to the second supply part 2300 to receive power.
  • the opening and closing operation of the injection port door 3200 is controlled by the controller.
  • the injection hole 3200 is configured to rotate along the inner circumferential surface of the injector body 3100, but the injection hole 3200 may be configured to rotate along the outer circumferential surface of the injector body 3100.
  • a pump part 2100 connected to the inlet 3120 of the injector body 3100 and including a pump connection pipe 2150; 2150a and 2150b and a pump 2150; 2150a and 2150b is provided. It is provided.
  • the pump connection pipe 2150 is connected to the first pump connection pipe 2150a connected to the inlet 3120 penetrating the lower surface of the chamber 1100 and the second pump connection directly connected to the chamber 1100. It is divided into a tube 2150b, which will be described based on the first pump connection tube 2150a having a difference from the conventional art.
  • the first pump connecting pipe 2150a is connected to the lower side of the inlet port 3120 and has a longitudinal direction extending in a direction perpendicular to the ground, and is vertical to have a cooling trap 2180 installed adjacent to the inlet port 3120.
  • the organic material which accumulates the organic material which is provided in the lower part of the connecting pipe, the horizontal connecting pipe 2154 and the vertical connecting pipe branched in the direction crossing the extending longitudinal direction of the vertical connecting pipe and the first pump 2120a is built in. It includes a receiving portion 2190.
  • the first pump connecting pipe 2150a is not composed of a simple linear body in which the extending longitudinal direction is perpendicular to the ground, and the branching portion, that is, the horizontal connecting pipe 2154 is further added so as to intersect the extending longitudinal direction.
  • the first pump 2120a is installed in the horizontal connecting pipe 2154. That is, in the present embodiment, the branch part is formed so that the first pump 2120a can be installed at a position deviating from the line in the longitudinal direction of the first pump connecting pipe 2150a. Meanwhile, as a modification, a part of the first pump connecting pipe 2150a, that is, the lowermost end thereof may be bent in the horizontal direction, and the first pump 2120a may be installed in the bent part. In this case, the organic material accommodating part 2190, which will be described later, is positioned above the bent part inside the first pump connection pipe 2150a.
  • a cooling trap 2180 is installed at an upper portion of the first pump connecting pipe 2150a, that is, a portion adjacent to the suction port 3120 to cool the inside of the first pump connecting pipe 2150a.
  • the cooling trap 2180 is inserted into one side of the vertical connection pipe of the first pump connection pipe 2150a and a cooling coil 2182 through which a coolant supplied from the second supply part 2300 is circulated, and a cooling coil.
  • a sealing process is performed between the circular sealing cover 2186 and the first pump connection pipe 2150a.
  • the cooling coil 2182 is bent in several layers horizontally to the ground, and the cooling plate 2184 inserted into the cooling coil 2182 is inclined in a vertical direction with respect to the ground so that the organic material is formed in the first pump connection pipe 2150a. In the process of falling along the surface that can be contacted to expand the organic matter more easily.
  • the lower end of the first pump connection pipe (2150a) is provided with an organic material receiving portion 2190, the organic material cooled by the cooling trap 2180 is collected by falling.
  • the organic material accommodating part 2190 is formed in the accommodating container 2192 disposed in the inner lower space of the first pump connecting pipe 2150a and the lower side of the first pump connecting pipe 2150a to accommodate the accommodating container 2192. It includes a container entrance and exit door (not shown) that can be opened and closed so as to be taken out. A sealing treatment is also performed between the container entry and exit door and the first pump connection pipe 2150a to prevent the loss of pressure and the escape of the organic material to the outside of the first pump connection pipe 2150a.
  • the branch is formed only in the first pump connection pipe 2150a connected to the injection unit 3000 and the cooling trap 2180 is installed, the second pump connection pipe directly connected to the internal space of the chamber 1100 ( Branches may also be formed at 2150b and a cooling trap may be installed.
  • a turbo molecular pump which is a mechanical vacuum pump that rotates the pump blades at high speed and exhausts gas molecules in one direction, is used.
  • the cooling plate 3500 is placed horizontally along the travel direction (X direction) of the substrate 10 at the upper end of the injector body 3100. To this end, a plurality of support bars 3400 are erected vertically from the inner lower surface of the chamber 1100 adjacent to the outer surface of the injector body 3100. In the present embodiment, the cooling plate 3500 is formed in a square shape, and four support bars 3400 are used to vertically support the corners of the lower surface of the cooling plate 3500.
  • a passage for supplying and discharging the coolant is formed in the support bar 3400 supporting the cooling plate 3500 in order to supply and discharge the coolant to the cooling means provided in the cooling plate 3500.
  • Cooling means is provided inside the cooling plate 3500 to lower the temperature of the cooling plate 3500 positioned adjacent to the substrate 10. That is, when the organic particles sprayed toward the substrate 10 are dropped off without being coated on the substrate 10, the interior of the chamber 1100 may be adhered to or adhered to the cooling plate 3500 at which the temperature is lowered. Minimize diffusion and condensation into the space.
  • the cooling plate 3500 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 described below.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a cooling plate according to the present invention
  • Figure 6 is a perspective view showing a modified structure of the cooling plate according to the present invention.
  • the cooling plate 3500 according to the present invention is mounted on the upper ends of the plurality of support bars 3400, and a vertical first through hole 3512 corresponding to the injection hole 3110 has a body.
  • the second through hole 3352 is formed to correspond to the upper plate 3520 and is attached to the upper surface of the lower plate 3510.
  • the cooling passage 3514 is formed of a simple curved type (see FIG. 5) in which the paths through which the coolant is circulated and a lattice type (see FIG. 6) in which the paths through which the coolant is circulated overlap.
  • the width W3 and the length L3 of the first through hole 3512 are determined according to the size of the injection nozzle 3300.
  • the cross-sectional area of the first through hole 3512 may be used so as not to adversely affect the injection of the organic material. Is formed larger than the open area of the injection slit 3320 in the injection nozzle (3300).
  • the integral lower plate 3510 may be divided based on the first through hole 3512 like the upper plate 3520, and the upper plate 3520 may be divided into a second through hole in the center such as the lower plate 3510. 3522 may be formed in one piece.
  • the cooling passage 3514 formed on the inner upper surface of the lower plate 3510 may include a coolant transfer passage 3410 formed on the plurality of support bars 3400 that support the corners of the lower plate 3510 so that the coolant may be circulated. Connected.
  • the other end of the coolant feed passage 3410 is connected to the second supply part 2300 for supplying coolant from the outside of the chamber 1100 in one state of the coolant feed passage 3410 is connected to the cooling passage 3414.
  • the upper plate 3520 is made of a metal material having high cooling efficiency, and may be rapidly cooled by a coolant circulated in the cooling passage 3512.
  • the cooling passage 3512 may be formed in a simple curved shape in which the circulation paths do not overlap in the process of circulating the coolant as shown in FIG. 5, and the circulation paths overlap or overlap in the process of circulating the coolant as shown in FIG. 6.
  • the paper may be formed in a lattice shape.
  • the cooling plate 3500 By arranging the cooling plate 3500 in a position adjacent to the substrate 10 and cooling the front surface of the cooling plate 3500, the organic material that is not coated on the substrate 10 and diffuses into the internal space of the chamber 1100 is cooled. Condensation is concentrated in the plate 3500. That is, the organic material may be randomly diffused into the inner space of the chamber 1100 to prevent contamination of the inner wall of the chamber 1100 through the cooling plate 3500.
  • the cooling plate 3500 although not shown may be additionally equipped with a receiving portion for accommodating the organic material condensed along the circumference of the cooling plate 3500 or to form a receiving groove.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the ultraviolet generation unit of the curing module according to an embodiment of the present invention.
  • the ultraviolet generating unit 4000 may include at least one ultraviolet lamp 4200 generating ultraviolet rays, and a lamp housing configured to receive the ultraviolet lamp 4200 and open at an upper portion thereof. 4300, a transmission window 4100 covering the open upper surface of the lamp housing 4300 and transmitting ultraviolet rays generated by the ultraviolet lamp 4200, and heating as an anti-pollution means surrounding the edge of the transmission window 4100. And a power supply unit 4400 for supplying power to the coil 4500, the ultraviolet lamp 4200, and the heating coil 4500.
  • the ultraviolet lamp 4200 is placed long in the width W1 direction of the substrate 10 that intersects the direction in which the substrate 10 proceeds to irradiate ultraviolet rays on the entire surface of the substrate 10, and It has a length L4 longer than the width W1. At least one UV lamp 4200 is provided. As the number of UV lamps 4200 increases, the curing efficiency of the substrate 10 can be improved, but the installation cost increases, so that the size, processing speed, and the like of the curing target are increased. In consideration, the number of uses of the ultraviolet lamp 4200 is determined.
  • the lamp housing 4300 for accommodating the ultraviolet lamp 4200 is formed in a square pillar shape in this embodiment, but may be manufactured in various forms without being limited to the square pillar shape.
  • the upper end of the lamp housing 4300 is open, and the lower surface of the lamp housing 4300 is seated on the inner bottom surface of the chamber of the curing module 1600.
  • a transparent window 4100 is coupled to an open upper end of the lamp housing 4300, and ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 4200 is transmitted through the transmission window 4100 to be irradiated onto the substrate 10.
  • the temperature of the transmission window 4100 is increased by the heating means surrounding the edge of the transmission window 4100, that is, the heating coil 4500.
  • heating means are not provided in the transmission window, and thus, organic materials have been removed from the substrate 10 and attached to the transmission window 4100 having a relatively low temperature.
  • the organic material dropped on the upper surface of the transmission window 4100 acts as an obstruction preventing the irradiation of ultraviolet rays, thereby preventing the substrate 10 from being evenly cured.
  • the heating coil 4500 is provided around the transmission window 4100 of the ultraviolet ray generating unit 4000 to increase the temperature of the transmission window 4100 so that the organic material is formed on the transparent window 4100. It is possible to reduce detachment and attachment to the upper surface. That is, by reducing the contamination of the transmission window 4100 can be evenly irradiated with ultraviolet rays to the entire surface of the substrate 10.
  • the substrate processing system according to the present invention includes a coating module and a curing module provided with contamination prevention means.
  • the coating module and the curing module according to the present invention may be applied separately or simultaneously.
  • Such a substrate processing system can minimize or prevent organic matter coated on the substrate from diffusing and condensing inside the chamber to contaminate the interior of the chamber, thereby improving the quality of the substrate, shortening the substrate processing process, and maintaining the substrate.
  • Productivity can be improved by reducing the cost of maintenance and replacement.

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Abstract

본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 화합물을 기판에 코팅하는 과정에서 유기 화합물의 확산에 의한 챔버 내부의 오염을 방지하는 오염방지 수단이 구비된 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과, 상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈을 포함한다.

Description

기판 처리 시스템
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 화합물을 기판에 코팅하는 과정에서 유기 화합물의 확산에 의한 챔버 내부의 오염을 방지하는 오염방지 수단이 구비된 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; 이하 "OLED"라 함)는 발광층이 박막의 유기 화합물(conjugated polymers)로 이루어지는 발광 다이오드로서, 형광성 유기 화합물에 전류를 통과시켜 빛을 발생시키는 전계 발광(electroluminescence) 현상을 이용한다. 이러한 OLED는 일반적으로 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 색변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식 등으로 주요 컬러를 구현하며, 사용하는 발광재료에 포함된 유기 물질의 양에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED로 구분된다. 또한, 구동방식에 따라 수동형 구동방식(passive matrix; PM)과 능동형 구동방식(active matrix; AM)으로 구분된다.
최근, OLED는 휴대전화나 디지털카메라 등과 같은 소형 기기의 디스플레이에 주로 사용되고 있으며, OLED의 기판 재질을 유리(glass)에서 필름(film)으로 대체할 경우에는 접힘이 가능한 두루마기 형태로도 제작이 가능하기 때문에 향후 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높다.
OLED의 제조를 위해서는 기판 상에 발광층인 유기 화합물을 다층 박막의 형태로 코팅시키는 공정 및 외부로부터 유기 발광층의 내부로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지하고, 외부의 충격으로부터 유기 발광층을 보호하는 봉지(encapsulation) 공정이 요구된다.
OLED를 제조하는 종래의 기판 처리 시스템은 기판을 정렬하고 마스크를 배치하는 정렬 모듈, 마스크실드 모듈과, 마스크가 형성된 기판에 액체 상태의 유기 화합물을 분사하는 코팅 모듈과, 박막의 형태로 유기 화합물이 코팅된 기판에 자외선을 조사하는 경화 모듈 및 경화 처리된 기판을 냉각시키는 냉각 모듈을 포함한다. 또한, 코팅 모듈의 일측에는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버의 내부를 진공 상태로 유지시키기 위한 압력 조절수단으로서의 펌프와, 액체 상태의 유기물을 단위체(monomer)로 공급하는 유기물 공급부가 연결된다.
그런데 종래의 코팅 모듈에서, 코팅 모듈의 챔버 내부에 구비되어 기판을 향해 유기물을 분사하는 분사기가 챔버 외부의 펌프와 일직선의 단순한 형태로 연결되기 때문에, 확산 및 응축이 용이한 성질을 갖는 유기물에 의해 분사기와 펌프를 연결하는 관의 내경이 막히거나 또는 펌프가 오염되어 기계적인 손상이 발생되는 문제가 있었다. 또한, 종래의 코팅 모듈에서 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물이 챔버 내부에서 용이하게 확산 및 응축되어 챔버의 내부벽을 오염시키는 문제가 있었다.
한편, 코팅 모듈을 통과한 기판에 자외선을 조사하여 유기물이 코팅된 기판을 경화시키는 종래의 경화 모듈에서는 자외선 램프와 기판 사이에 놓이는 투과창의 온도가 기판의 온도보다 상대적으로 낮기 때문에, 기판에서 탈락된 유기물 입자가 투과창의 상면에 달라붙는 문제가 있었다. 즉, 투과창이 유기물에 의해 오염되어 자외선을 투과시키는 투과율이 저하되고, 불균일하게 기판을 경화시키는 문제점이 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 OLED의 제조를 위하여 유기 화합물을 기판에 코팅하는 과정에서, 유기 화합물의 확산에 의한 챔버 내부의 오염을 방지하는 오염방지 수단이 구비된 기판 처리 시스템을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 처리 공간을 구비한 챔버와, 상기 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하고, 상기 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하는 냉각 플레이트를 구비한 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프와, 상기 분사부에 유기물을 공급하는 제 1 공급부 및 상기 분사부와 상기 냉각트랩에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 처리 공간을 구비한 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 기판에 자외선을 조사하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프와, 상기 자외선 램프를 수납하는 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 개방된 상부에 결합되어 상기 자외선 램프에서 조사된 자외선을 상기 기판을 향해 투과시키는 투과창과, 상기 투과창의 가장자리를 따라 상기 램프 하우징에 부착되는 가열코일 및 상기 자외선 램프와 상기 가열코일에 전력을 공급하는 전력공급부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과, 상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면 챔버의 내부에서 기판을 향해 유기물을 분사하는 코팅 모듈에서, 코팅 모듈의 내부에 구비되는 분사부에 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하는 냉각 플레이트를 구비시켜 챔버 내부의 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 분기 또는 굴절된 부분을 갖는 펌프연결관을 통해 분사부와 펌프를 연결시켜 유기물에 의한 펌프연결관의 막힘 현상 및 펌프의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 기판을 경화시키는 경화 모듈에서 투과창의 가장자리를 따라 가열코일을 설치하고 투과창을 가열함으로써 기판으로부터 유기물이 탈락되는 양을 감소시키고 투과창의 오염을 방지하여 기판의 전면을 고르게 경화시킬 수 있다.
따라서, 위와 같은 오염방지 수단이 구비된 코팅 모듈과 경화 모듈을 포함하는 기판 처리 시스템을 통해 유기물의 확산 및 응축에 의해 야기되는 부품의 보수 및 교체를 최소화하여 보수나 교체에 따른 공정시간을 단축시키고 공정비용을 절감할 수 있으며, 작업 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 코팅 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 분사기 몸체의 개략적인 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 펌프연결관의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 상부 플레이트의 구조를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 상부 플레이트의 변형된 구조를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 경화 모듈의 자외선 발생부를 도시한 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10 : 기판 1000 : 기판 처리 시스템
1100 : 챔버 1500 : 코팅 모듈
1600 : 경화 모듈 2100 : 펌프부
2180 : 냉각트랩 2190 : 유기물 수용부
2200 : 제 1 공급부 2300 : 제 2 공급부
3000 : 분사부 3500 : 냉각 플레이트
3512 : 냉각통로 4000 : 자외선 발생부
4100 : 투과창 4500 : 가열코일
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)은 기판(10)을 정렬한 후 마스크(mask)를 배치하는 정렬 모듈(align module; 1300) 및 마스크실드 모듈(mask shield module; 1400)과, 마스크를 형성한 기판(10)에 액체 상태의 유기물을 분사하고, 유기물의 확산 및 응축에 의한 내부의 오염을 방지하는 수단이 구비된 코팅 모듈(coating module; 1500)과, 자외선(UV)을 조사하여 박막의 형태로 기판(10)에 코팅된 유기물(M)을 경화시키는 동시에 기판(10)으로부터 유기물(M)의 탈락을 줄이는 가열수단이 구비된 경화 모듈(hardening module; 1600)과, 경화 처리된 기판(10)을 냉각시키는 냉각 모듈(cooling module; 1700) 및 기판 처리 시스템(1000)을 형성하는 복수의 구성부의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 또한, 미도시되었지만 챔버(1100)의 외부 또는 내부에서 기판(10)을 수평 이송시키기 위한 기판 이송부를 포함한다.
본 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)에서 복수의 구성부, 즉 정렬 모듈(1300), 마스크실드 모듈(1400), 코팅 모듈(1500), 경화 모듈(1600) 및 냉각 모듈(1700) 등은 기판 처리 공정이 진행되는 방향을 따라 일렬로 정렬되는 인라인(in-line) 타입으로 연결되었지만, 복수의 구성부가 방사형으로 정렬되는 클러스터(cluster) 타입 또는 기타 여러 형태로도 연결될 수 있다.
기판 처리 시스템(1000)에 포함되는 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)는 각각 독립된 기판 처리 공간을 가지고 있으며, 이를 위해 다른 구성부와 구분되는 독립된 챔버를 형성하거나 또는 일체형으로 이루어진 챔버의 내부 공간을 복수개로 분할하여 형성할 수도 있다.
챔버(1100)의 일측면 또는 양측면에는 챔버(1100)의 내부 또는 외부로 반출입되는 기판(10)을 통제하기 위한 게이트부(1200)가 형성되며, 게이트부(1200)의 개폐 동작은 기판 이송부와 연동하여 제어부에 의해 제어된다.
본 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1000)에서 기판(10)이 인입 및 반출되는 과정을 예를 들어 살펴보면, 코팅 모듈(1500)에서 기판 처리 공정이 완료되면 제어부에 설정된 시간차를 가지고 외부 게이트(1200a, 1200f)와 내부 게이트(1200b, 1200c, 1200d, 1200e)의 개폐가 제어되어 코팅 모듈(1500)에 위치한 기판(10)은 다음 공정을 위한 경화 모듈(1600)로 이송되고, 마스크실드 모듈(1400)에 위치한 후속 기판(미도시)은 코팅 모듈(1500)로 이송되는 등 연속적으로 기판(10)이 이송되는 기판 처리 공정이 수행된다. 이와 같이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)에서 기판(10)의 이송이 연속적으로 이루어짐에 따라 기판 처리 공정에 소요되는 시간이 단축될 수 있다. 물론, 하나의 기판이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)에 인입되어 기판 처리의 전공정을 수행하여 반출된 후 새로운 후속 기판이 복수의 구성부(1300, 1400, 1500, 1600, 1700)로 인입되어 기판 처리가 수행되도록 제어할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 코팅 모듈의 내부 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 분사기 몸체의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 펌프연결관의 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 코팅 모듈(1500)은 기판(10)의 처리 공간을 제공하는 챔버(1100)와, 챔버(1100)의 내부에서 기판(10)에 유기물을 분사하고, 기판(10)에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물(M)의 확산을 방지하는 냉각 플레이트(3500)를 구비한 분사부(3000)와, 챔버(1100)의 외측 하부에 위치하고 냉각트랩(2180)이 설치된 펌프연결관(2150a)을 통해 분사부(3000)와 연결되는 펌프(2120a)와, 분사부(3000)에 유기물(M)을 공급하는 제 1 공급부(2200) 및 분사부(300)와 냉각트랩(2180)에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부(2300)를 포함한다.
분사부(3000)는 비어있는 몸체의 내부 공간을 상하로 관통하는 분사구(3110) 및 흡입구(3120)가 형성된 분사기 몸체(3100)와, 분사기 몸체(3100)의 내부에 구비되어 제 1 공급부(2200)를 통해 공급받은 유기물(M)을 분사구(3110)를 통해 기판(10)에 분사하는 분사노즐(3300)과, 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 구동하여 분사구(3110)를 개폐하는 분사구도어(3200)로 이루어지는 분사기와, 분사기의 상측에서 기판(10)의 이송 방향(X방향)을 따라 수평하게 설치되고, 제 2 공급부(2300)를 통해 공급받은 냉각제가 순환되는 냉각통로(3514)가 형성된 냉각 플레이트(3500) 및 분사기의 외측에서 냉각 플레이트(3500)를 수직으로 지지하고, 제 2 공급부(2300)와 냉각 플레이트(3500)의 냉각통로(3514)를 연결시키는 냉각제 이송통로(3410)가 내부에 형성된 복수의 지지바(3400)를 포함한다.
분사기 몸체(3100)는 챔버(1100)의 내부 압력이 진공 상태 또는 대기압 상태로 변하더라도 변형이나 파손 등이 잘 일어나지 않도록 상단 및 하단이 돌출된 원형의 수직 단면을 갖는 원통형의 몸체로 이루어지며, 돌출된 상단 및 하단에는 각각 분사구(3110)와 흡입구(3120)가 형성된다. 분사기 몸체(3100)의 길이(L2)는 기판(10)의 폭(W1) 보다 같거나 크게 형성되어 기판(10)의 이송시 유기물이 분사되지 않는 영역을 기판(10)에 형성하지 않는다. 여기서, 분사기 몸체(3100)의 연장되는 길이방향은 기판(10)의 진행 방향(X방향)과 교차한다.
분사기 몸체(3100)의 연장되는 길이방향을 따라 분사기 몸체(3100)의 내부를 관통하여 분사노즐(3300)이 수평하게 설치된다. 분사노즐(3300)의 몸체 길이(L1)는 분사기 몸체(3100)의 길이(L2) 보다 같거나 길게 형성되어 분사노즐(3300)의 양단이 분사기 몸체(3100)의 양측면에 걸쳐지도록 돌출된다. 변형예로서, 분사노즐(3300)의 양단이 분사기 몸체(3100)의 양측면으로 돌출되지 않도록 하는 경우에는 분사노즐(3300)을 지지할 수 있는 분사노즐 지지대(미도시)를 분사기 몸체(3100)의 내부에 설치하여 분사노즐(3300)의 길이(L1)를 줄일 수 있다.
분사노즐(3300)은 챔버(1100)의 외측에 구비되어 유기물을 공급하는 제 1 공급부(2200)와 연결되는 분사액수용부(3310)와, 분사액수용부(3310)의 상측으로 돌출되도록 형성되어 유기물을 내뿜는 분사슬릿(3320)을 포함한다. 분사슬릿(3320)의 높이(H)는 분사기 몸체(3100)의 내경(r)보다 작으면서 분사슬릿(3320)의 최상부가 분사구(3110)와 인접하도록 형성된다.
분사구도어(3200)는 분사기 몸체(3100)에 형성된 분사구(3110)를 개폐하는데, 원통형의 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 구동하기 때문에 곡면의 플레이트로 형성된다.
분사구도어(3200)는 기판 처리 공정이 이루어지지 않을 때, 즉 분사노즐(3300)에서 유기물(M)의 분사가 이루어지지 않을 때에는 분사구(3110)를 닫고, 기판(10)이 코팅 모듈(1500)로 인입되어 분사부(3000)의 상측으로 이송되면 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하여 분사구(3110)를 개방한다. 이후, 개방된 분사구(3110)를 통해 분사노즐(3300)의 분사슬릿(3320)으로부터 액체 상태의 유기물(M)이 기판(10)을 향해 분사된다. 한편, 기판(10)이 분사부(3000)의 상측을 통과하여 일정한 거리만큼 더 이송된 후에는 분사구도어(3200)가 초기 위치로 복귀하여 분사구(3110)를 다시 닫는다. 물론, 기판(10)이 분사부(3000)의 상측에서 이송경로를 왕복하는 경우에는 기판(10)이 분사부(3000)를 최종적으로 통과할 때까지 분사구(3110)를 개방된 상태로 유지시킨다. 분사구도어(3200)의 구동을 위해 분사기 몸체(3100)의 일측에는 분사구도어 구동수단이 구비되며, 분사구도어 구동수단은 제 2 공급부(2300)와 연결되어 전력을 공급받는다. 한편, 분사구도어(3200)의 개폐 동작은 제어부에 의해 제어된다.
본 실시예에서는 분사구도어(3200)가 분사기 몸체(3100)의 내주면을 따라 회전하도록 구성하였지만, 분사구도어(3200)를 분사기 몸체(3100)의 외주면을 따라 회전 이동하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
코팅 모듈(1500)의 외측 하부에는 분사기 몸체(3100)의 흡입구(3120)와 연결되며 펌프연결관(2150; 2150a, 2150b), 펌프(2150; 2150a, 2150b)를 포함하는 펌프부(2100)가 구비된다. 본 실시예에서 펌프연결관(2150)은 챔버(1100)의 하부면을 관통하는 흡입구(3120)와 연결되는 제1펌프연결관(2150a)과, 챔버(1100)와 직접 연결되는 제2펌프연결관(2150b)으로 구분되는데, 종래와 차이점을 갖는 제1펌프연결관(2150a)을 중심으로 살펴보기로 한다.
제1펌프연결관(2150a)은 흡입구(3120)의 하측에 연결되어 연장되는 길이방향이 지면에 수직인 방향을 향하고, 흡입구(3120)와 인접하여 냉각트랩(cooling trap; 2180)이 설치되는 수직연결관과, 수직연결관의 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기되어 제1펌프(2120a)가 내장되는 수평연결관(2154) 및 수직연결관의 하단에 구비되어 낙하된 유기물을 집적하는 유기물 수용부(2190)를 포함한다.
제1펌프연결관(2150a)은 연장되는 길이방향이 지면에 수직한 방향을 이루는 단순한 선형의 몸체로 구성되지 않고, 연장되는 길이방향에 교차하도록 분기부, 즉 수평연결관(2154)이 추가로 형성되며, 이러한 수평연결관(2154)의 내부로 제1펌프(2120a)가 설치된다. 즉, 본 실시예에서는 제1펌프연결관(2150a)의 연장되는 길이방향의 선상에서 벗어난 위치에 제1펌프(2120a)를 설치할 수 있도록 분기부를 형성하였다. 한편, 변형예로서 제1펌프연결관(2150a)의 일부, 즉 최하단을 수평 방향으로 굴곡시키고, 그 굴곡된 부분에 제1펌프(2120a)를 설치할 수도 있다. 이 경우에느 후술되는 유기물 수용부(2190)는 제1펌프연결관(2150a)의 내부에서 굴곡부의 상부에 위치하게 된다.
이와 같이 흡입구(3120)를 통해 흡입된 유기물이 제1펌프(2120a)의 상부로 직접 낙하하는 것을 방지함으로써 유기물에 의한 제1펌프(2120a)의 오염과, 오염에 따른 기계적인 손상을 방지할 수 있다.
제1펌프연결관(2150a)의 상부, 즉 흡입구(3120)와 인접한 부분에는 냉각트랩(2180)이 설치되어 제1펌프연결관(2150a)의 내부를 냉각시킨다.
냉각트랩(2180)은 제1펌프연결관(2150a)의 수직연결관의 일측에서 내부로 삽입되어 제 2 공급부(2300)에서 공급하는 냉각제가 순환되는 냉각코일(cooling coil; 2182)과, 냉각코일(2182)에 끼워져 수직연결관의 내부에서 냉각 영역을 확장시키는 복수의 냉각판(cooling plate; 2184) 및 냉각코일(2182)을 수직연결관에 위치고정시키는 밀폐덮개(2186)를 포함한다. 제1펌프연결관(2150a)의 압력 손실을 방지하기 위해 원형의 밀폐덮개(2186)와 제1펌프연결관(2150a) 사이에는 실링(sealing) 처리가 이루어진다. 냉각트랩(2180)을 제1펌프연결관(2150a)의 상부에 설치함으로써 유기물에 의한 제1펌프연결관(2150a)의 막힘 현상을 최소화할 수 있다.
냉각코일(2182)은 지면에 수평하게 여러 겹으로 굴곡되며, 냉각코일(2182)에 삽입되는 냉각판(2184)은 지면에 대하여 수직 방향으로 경사가 형성되어 유기물이 제1펌프연결관(2150a)을 따라 낙하하는 과정에서 접할 수 있는 면적을 확장시켜 유기물을 보다 용이하게 냉각시킨다.
제1펌프연결관(2150a)의 하단부에는 냉각트랩(2180)에 의해서 냉각된 유기물이 낙하하여 모아지는 유기물 수용부(2190)가 구비된다.
유기물 수용부(2190)는 제1펌프연결관(2150a)의 내측 하부 공간에 놓여지는 수용 용기(2192)와, 제1펌프연결관(2150a)의 하단 일측면에 형성되어 수용 용기(2192)를 외부로 꺼낼 수 있도록 여닫음이 가능한 용기입출입 도어(미도시)를 포함한다. 용기입출입 도어와 제1펌프연결관(2150a) 사이에도 실링 처리가 이루어져 압력이 손실 및 유기물이 제1펌프연결관(2150a)의 외부로 빠져나가는 것을 방지한다.
본 실시예에서는 분사부(3000)와 연결된 제1펌프연결관(2150a)에만 분기부를 형성하고 냉각트랩(2180)을 설치하였지만, 챔버(1100)의 내부 공간과 직접 연결되는 제2펌프연결관(2150b)에도 분기부를 형성하고 냉각트랩을 설치할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 사용되는 펌프(2120; 2120a, 2120b)는 펌프 날개를 고속으로 회전하여 기체분자를 한 방향으로 배기시키는 기계적 진공 펌프인 터보 분자 펌프(turbo molecular pump; TMP)가 사용되었다.
분사기 몸체(3100)의 상단에는 기판(10)의 진행 방향(X방향)을 따라 수평하게 냉각 플레이트(3500)가 놓여진다. 이를 위해 분사기 몸체(3100)의 외측면에 인접하여 챔버(1100)의 내측 하부면에서 수직으로 복수의 지지바(3400)가 세워진다. 본 실시예에서는 냉각 플레이트(3500)가 사각 형상으로 이루어지며, 지지바(3400)는 4개가 사용되어 냉각 플레이트(3500) 하부면의 모서리부를 수직으로 지지한다.
냉각 플레이트(3500)의 내부에 구비된 냉각수단에 냉각제를 공급하고 배출시키기 위하여 냉각 플레이트(3500)를 지지하는 지지바(3400)의 내부에는 냉각제 공급 및 배출을 위한 통로가 형성된다.
냉각 플레이트(3500)의 내부에는 냉각수단이 구비되어 기판(10)과 인접하여 위치하는 냉각 플레이트(3500)의 온도를 낮출 수 있다. 즉, 기판(10)을 향해 분사된 유기물 입자가 기판(10)에 코팅되지 못하고 탈락되는 경우에, 온도가 낮추어진 냉각 플레이트(3500)에 유기물 입자가 접착 혹은 부착되도록 하여 챔버(1100)의 내부 공간으로 확산 및 응축되는 것을 최소화한다.
냉각 플레이트(3500)에 관하여 후술되는 도 5 및 도 6을 통해 상세히 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각 플레이트의 변형된 구조를 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 냉각 플레이트(3500)는 복수의 지지바(3400)의 상단에 안착되며, 분사구(3110)와 대응되는 수직의 제 1 관통홀(3512)이 몸체의 중앙부에 형성되고, 제 1 관통홀(3512)의 양측으로 냉각제 이송통로(3410)와 연결되는 냉각통로(3514)가 상부면 내측 전면에 형성된 하부 플레이트(3510)와, 제 1 관통홀(3512)과 대응되는 수직의 제 2 관통홀(3522)이 형성되고 하부 플레이트(3510)의 상부면에 부착되는 상부 플레이트(3520)를 포함한다. 여기서, 냉각통로(3514)는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형(도5 참조) 또는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되는 격자형(도6 참조)으로 이루어진다.
제 1 관통홀(3512)의 폭(W3)과 길이(L3)는 분사노즐(3300)의 크기에 따라 결정되는데, 일반적으로 유기물의 분사시 악영향을 주지 않기 위하여 제 1 관통홀(3512)의 단면적은 분사노즐(3300)에서 분사슬릿(3320)의 개방된 면적보다 크게 형성된다.
일체형으로 이루어지는 하부 플레이트(3510)는 상부 플레이트(3520)처럼 제 1 관통홀(3512)를 기준으로 분할될 수 있으며, 반대로 상부 플레이트(3520)는 하부 플레이트(3510)처럼 중앙부에 제 2 관통홀(3522)이 형성된 일체형으로 형성될 수 있다. 하부 플레이트(3510)의 내측 상부면에 형성된 냉각통로(3514)는 냉각제가 순환될 수 있도록 하부 플레이트(3510)의 모서리부를 지지하고 있는 복수의 지지바(3400)에 형성된 냉각제 이송통로(3410)와 연결된다. 냉각제 이송통로(3410)의 일단이 냉각통로(3514)와 연결된 상태에서 냉각제 이송통로(3410)의 타단은 챔버(1100)의 외측에서 냉각제를 공급하는 제 2 공급부(2300)와 연결된다.
상부 플레이트(3520)는 냉각 효율이 높은 금속 재질로 이루어져 냉각통로(3512)에서 순환되는 냉각제에 의해 빠르게 냉각될 수 있다.
냉각통로(3512)는 도 5에서와 같이 냉각제가 순환되는 과정에서 순환경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형으로 형성될 수 있으며, 도 6에서와 같이 냉각제가 순환되는 과정에서 순환경로가 중복되거나 또는 겹쳐지는 격자형으로 형성될 수 있다.
위와 같은 냉각 플레이트(3500)를 기판(10)과 인접한 위치에 배치시키고, 냉각 플레이트(3500)의 전면을 냉각시킴으로써 기판(10)에서 코팅되지 못하고 챔버(1100)의 내부 공간으로 확산되는 유기물을 냉각 플레이트(3500)에서 집중적으로 응축이 이루어지게 한다. 즉, 유기물이 챔버(1100)의 내부 공간으로 무질서하게 확산되어 챔버(1100)의 내측벽을 오염시키는 것을 냉각 플레이트(3500)를 통해 방지할 수 있다. 한편, 미도시되었지만 냉각 플레이트(3500)의 둘레를 따라 응축된 유기물을 수용할 수 있는 수용부를 추가로 장착하거나 수용홈을 형성시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 경화 모듈의 자외선 발생부를 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 발생부(4000)는 자외선을 발생하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프(4200)와, 자외선 램프(4200)를 수납하고 상부가 개방된 램프 하우징(4300)와, 램프 하우징(4300)의 개방된 상부면을 덮으며 자외선 램프(4200)에서 발생된 자외선을 투과시키는 투과창(4100)과, 투과창(4100)의 가장자리를 감싸는 오염방지 수단으로서의 가열코일(4500) 및 자외선 램프(4200)와 가열코일(4500)에 전력을 공급하는 전력공급부(4400)를 포함한다.
자외선 램프(4200)는 기판(10)의 전면에 자외선을 조사할 수 있도록 기판(10)이 진행하는 방향과 교차하는 기판(10)의 폭(W1) 방향으로 길게 놓아지며, 기판(10)의 폭(W1)보다 긴 길이(L4)를 갖는다. 자외선 램프(4200)는 적어도 하나가 구비되는데, 자외선 램프(4200)의 사용 개수가 증가할수록 기판(10)의 경화 효율을 향상시킬 수 있지만 설치 비용이 증가하기 때문에 경화 대상의 크기, 처리 속도 등을 고려하여 자외선 램프(4200)의 사용 개수가 결정된다.
자외선 램프(4200)를 수납하는 램프 하우징(4300)는 본 실시예에서 사각 기둥 형상으로 형성시켰으나, 사각 기둥 형상에 제한받지 않고 다양한 형태로 제작할 수 있다. 램프 하우징(4300)의 상단은 개방되며, 램프 하우징(4300)의 하부면은 경화 모듈(1600)의 챔버의 내측 바닥면에 안착된다.
램프 하우징(4300)의 개방된 상단에는 투과창(4100)이 결합되어, 자외선 램프(4200)에서 조사된 자외선이 투과창(4100)를 투과하여 기판(10)으로 조사된다.
투과창(4100)의 가장자리를 감싸는 가열수단, 즉 가열코일(4500)에 의해서 투과창(4100)의 온도가 상승된다. 종래에는 투과창에 가열수단이 구비되지 않아 유기물이 상대적으로 온도가 낮은 투과창(4100)으로 기판(10)에서 탈락되어 부착되는 경우가 발생하였다. 이렇게 투과창(4100)의 상면에 탈락된 유기물은 자외선의 조사를 방해하는 방해물로 작용하여 기판(10)을 고르게 경화시킬 수 없었다.
반면, 본 발명은 자외선 발생부(4000)의 투과창(4100) 주변에 가열코일(4500)을 구비함으로써 투과창(4100)의 온도를 상승시켜 기판(10)에서 유기물이 투명창(4100)의 상면으로 탈락되어 부착되는 것을 감소시킬 수 있다. 즉, 투과창(4100)의 오염을 줄임으로써 기판(10)의 전면에 자외선을 고르게 조사할 수 있다.
이상과 같이 전술한 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은 오염 방지수단이 구비된 코팅 모듈과 경화 모듈을 포함한다. 기판 처리 시스템에는 본 발명에 따른 코팅 모듈 및 경화 모듈이 개별적으로 적용될 수도 있으며 동시에 적용될 수도 있다.
이러한 기판 처리 시스템은 기판에 코팅되는 유기물이 챔버의 내부에서 확산 및 응축되어 챔버의 내부를 오염시키는 것을 최소화 또는 방지할 수 있으며, 이로 인해 기판의 품질을 향상시키고, 기판 처리공정을 단축시키며, 유지 보수 및 교체에 따른 비용을 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 처리 공간을 구비한 챔버와;
    상기 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하고, 상기 기판에 코팅되지 못하고 탈락된 유기물의 확산을 방지하는 냉각 플레이트를 구비한 분사부와;
    상기 챔버의 외측 하부에 위치하고, 냉각트랩이 설치된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프와;
    상기 분사부에 유기물을 공급하는 제 1 공급부; 및
    상기 분사부와 상기 냉각트랩에 냉각제를 공급하는 제 2 공급부;
    를 포함하는 기판 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분사부는, 몸체의 내부 공간을 상하로 관통하는 분사구 및 흡입구가 형성된 분사기 몸체와, 상기 분사기 몸체의 내부에 구비되어 상기 제 1 공급부를 통해 공급받은 유기물을 상기 분사구를 통해 상기 기판에 분사하는 분사노즐과, 상기 분사기 몸체의 내주면을 따라 구동하여 상기 분사구를 개폐하는 분사구도어로 이루어지는 분사기와;
    상기 분사기의 상측에서 상기 기판의 이송 방향을 따라 수평하게 설치되고, 상기 제 2 공급부를 통해 공급받은 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트; 및
    상기 분사기의 외측에서 상기 냉각 플레이트를 수직으로 지지하고, 상기 제 2 공급부와 상기 냉각 플레이트의 냉각통로를 연결시키는 냉각제 이송통로가 내부에 형성된 복수의 지지바;
    를 포함하는 기판 처리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 분사기 몸체는, 상단과 하단이 돌출된 원형의 수직 단면을 갖는 원통형의 몸체로서, 상기 분사기 몸체의 길이는 상기 기판의 폭 길이보다 같거나 또는 크게 형성되고, 상기 분사기 몸체의 연장되는 길이 방향은 상기 기판의 진행 방향과 교차하는 방향인 기판 처리 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트는,
    상기 복수의 지지바의 상단에 안착되며, 상기 분사구와 대응되는 수직의 제 1 관통홀이 몸체의 중앙부에 형성되고, 상기 제 1 관통홀의 양측으로 상기 냉각제 이송통로와 연결되는 상기 냉각통로가 상부면 내측 전면에 형성된 하부 플레이트와;
    상기 제 1 관통홀과 대응되는 수직의 제 2 관통홀이 형성되고 상기 하부 플레이트의 상부면에 부착되는 상부 플레이트;를 포함하되,
    상기 냉각통로는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되지 않는 단순 굴곡형 또는 냉각제가 순환되는 경로가 중복되는 격자형으로 이루어지는 기판 처리 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 펌프연결관은,
    상기 흡입구의 하측에 연결되어 연장되는 길이방향이 지면에 수직인 방향을 향하고, 상기 흡입구와 인접하여 상기 냉각트랩이 설치되는 수직연결관과;
    상기 수직연결관의 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡되어 상기 펌프가 내장되는 수평연결관; 및
    상기 수직연결관의 하단에 구비되어 낙하된 유기물을 집적하는 유기물 수용부;를 포함하는 기판 처리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉각트랩은, 상기 수직연결관의 일측에서 내부로 삽입되어 상기 제 2 공급부에서 공급하는 냉각제가 순환되는 냉각코일과;
    상기 냉각코일에 끼워져 냉각 영역을 확장시키는 복수의 냉각판; 및
    상기 냉각코일을 상기 수직연결관에 위치고정시키는 밀폐덮개;를 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 처리 공간을 구비한 챔버와;
    상기 챔버의 내부에 설치되어 기판에 자외선을 조사하는 적어도 하나 이상의 자외선 램프와;
    상기 자외선 램프를 수납하는 램프 하우징과;
    상기 램프 하우징의 개방된 상부에 결합되어 상기 자외선 램프에서 조사된 자외선을 상기 기판을 향해 투과시키는 투과창과;
    상기 투과창의 가장자리를 따라 상기 램프 하우징에 부착되는 가열코일; 및
    상기 자외선 램프와 상기 가열코일에 전력을 공급하는 전력공급부;를 포함하는 기판 처리 시스템.
  8. 챔버의 내부에서 기판에 유기물을 분사하되 상기 기판과 이격되어 냉각제가 순환되는 냉각통로가 내부에 형성된 냉각 플레이트를 구비하여 상기 기판에서 코팅되지 못하고 탈락된 상기 유기물의 확산을 방지하는 분사부와, 상기 챔버의 외측 하부에서 냉각트랩이 설치되며, 연장되는 길이방향과 교차하는 방향으로 분기 또는 굴곡된 부분이 형성된 펌프연결관을 통해 상기 분사부와 연결되는 펌프를 포함하는 코팅 모듈과;
    상기 유기물이 코팅된 기판에 자외선 램프를 통해 자외선을 조사하되, 상기 기판과 상기 자외선 램프 사이에 구비되는 투과창을 가열하는 가열코일을 구비한 경화 모듈;을 포함하는 기판 처리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 코팅 모듈과 상기 경화 모듈은 인라인 타입 또는 클러스터 타입으로 연결되는 기판 처리 시스템.
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