KR100544486B1 - Substrate Processing Apparatus and Method - Google Patents
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Abstract
대면적 기판의 처리장치 및 방법이 개시된다. 그러한 대면적 식각장치는 처리액을 공급하기 위한 공급관과, 처리액을 배출하기 위한 배출관이 연결되며, 상부가 개방되어 기판이 공급될 수 있으며, 처리액이 저장되는 처리액 저장조와, 상기 처리액 저장조에 구비되며, 팽창 및 수축이 가능한 벌룬과, 상기 벌룬에 기체를 공급 가능한 압축기와, 상기 벌룬의 유입구에 장착되어 기체를 공급/차단하는 밸브로 이루어짐으로써, 수축 및 팽창함으로써 처리액의 수위를 조절하는 수위조절수단과, 상기 저장조에 구비되어 상기 기판이 처리액 저장조에 진입하는 것을 감지하는 포토센서와, 그리고 상기 포토센서로부터 출력된 기판의 진입신호에 의하여 상기 수위조절수단의 압축기와 밸브를 제어함으로써 상기 벌룬을 팽창시켜 공급된 상기 기판에 처리액이 접촉할 수 있도록 하는 제어부를 포함한다. 이러한 대면적 처리장치 및 방법은 상대적으로 적은량의 처리액으로도 대면적 기판에 대한 식각공정을 효율적으로 진행함으로써 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.Disclosed are an apparatus and method for processing a large area substrate. Such a large-area etching apparatus has a supply pipe for supplying a treatment liquid, a discharge tube for discharging the treatment liquid, an upper portion thereof is open to supply a substrate, and a treatment liquid storage tank in which the treatment liquid is stored, and the treatment liquid. A balloon is provided in the reservoir and expands and contracts, a compressor capable of supplying gas to the balloon, and a valve mounted at an inlet of the balloon to supply / block gas, thereby contracting and expanding the level of the treatment liquid. The water level adjusting means for adjusting, the photosensor which is provided in the reservoir to detect that the substrate enters the processing liquid reservoir, and the compressor and the valve of the water level adjusting means by the entry signal of the substrate output from the photosensor And a control unit for inflating the balloon to allow the processing liquid to contact the supplied substrate. Such a large area treatment apparatus and method has an advantage of reducing manufacturing costs by efficiently performing an etching process on a large area substrate even with a relatively small amount of treatment liquid.
기판, 대면적, 식각, 벌룬, 센서 Board, Large Area, Etch, Balloon, Sensor
Description
도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치의 벌룬이 팽창한 상태에서 공정이 진행되는 것을 도시하는 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing that a process is performed in a state where a balloon of an apparatus for treating a substrate according to a preferred embodiment of the present invention is expanded;
도2 는 도1 에 도시된 기판처리장치의 벌룬이 수축한 상태를 도시하는 측단면도.FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a state where a balloon of the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 is retracted. FIG.
도3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치에 의하여 진행되는 처리공정을 도시하는 순서도.3 is a flow chart showing a processing process performed by the substrate processing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 대면적 기판의 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 처리공정시 벌룬을 구비하여 팽창/수축시킴으로서 처리액의 수위를 조절하여 처리공정을 효율적으로 실시할 수 있는 대면적 기판의 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for processing a large area substrate, and more particularly, to provide a large area that can be efficiently carried out by controlling the level of the processing liquid by expanding and contracting the balloon during the processing of the substrate. A substrate processing apparatus and method.
일반적으로, 평판 디스플레이(FPD;Flat Panel Display), 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 기판용 글라스 등에 사용되는 기판은 일련의 공정을 거치면서 처리하게 된다. 즉, 감광제 도포(Photo resist coating: P/R), 노광(Expose), 현상(Develop), 식각(Etching), 박리(Stripping), 세정(Cleaning), 건조(Dry) 등의 과정을 거치게 된다.In general, a substrate used for a flat panel display (FPD), a semiconductor wafer, an LCD, a glass for a photo substrate, and the like is processed through a series of processes. That is, photoresist coating (P / R), exposure, development, etching, etching, cleaning, drying, and the like are performed.
특히, 상기 공정 중, 식각공정은 웨이퍼 표면의 선택된 부분을 제거하기 위해 사용되는 공정이며, 반도체 제조 공정에서 자주 이용되는 공정 중의 하나이다. In particular, the etching process is a process used to remove selected portions of the wafer surface, and is one of the processes frequently used in the semiconductor manufacturing process.
이러한 식각공정은 통상적으로 일정량의 처리액이 저장된 저장조에 기판을 로딩하여 처리액이 기판의 표면에 접촉하도록 하여 화학적 반응에 의하여 기판의 표면을 패턴형상에 따라 식각하게 된다.In the etching process, the substrate is loaded into a reservoir in which a predetermined amount of the processing liquid is stored so that the processing liquid contacts the surface of the substrate, thereby etching the surface of the substrate according to the pattern shape by a chemical reaction.
따라서, 기판의 표면에 처리액을 충분히 공급함으로써 전면에 걸쳐 균일하게 식각공정이 진행되어야 한다.Therefore, by sufficiently supplying the treatment liquid to the surface of the substrate, the etching process should proceed uniformly over the entire surface.
더욱이, 근래에는 액정표시장치의 크기가 대형화됨에 따라, 이에 부응하여 기판의 크기 역시 대형화되는 추세이므로, 기판의 전면에 처리액을 균일하게 공급하는 것이 필수적으로 요구되고 있다.Moreover, in recent years, as the size of the liquid crystal display device increases, the size of the substrate also increases in response to the size of the liquid crystal display. Therefore, it is essential to uniformly supply the processing liquid to the entire surface of the substrate.
그러나, 기판의 크기가 점차로 대형화됨에 따라 기판에 처리액을 충분히 공급하기 위하여 보다 많은 량의 처리액을 필요로 하게 되므로 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.However, as the size of the substrate gradually increases in size, a larger amount of processing liquid is required in order to sufficiently supply the processing liquid to the substrate, thereby increasing the manufacturing cost.
또한, 많은 량의 처리액을 이용하여 공정을 진행하게 되므로, 이 과정에서 고가의 처리액을 낭비할 수 있는 문제점이 있다.In addition, since the process is performed using a large amount of processing liquid, there is a problem that can be used to waste expensive processing liquid in this process.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판처리공정, 바람직하게 는 식각공정시 상대적으로 적은량의 처리액으로도 대면적 기판에 대한 식각공정을 효율적으로 진행할 수 있는 대면적 기판의 처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, a technical object of the present invention is to provide an apparatus and method for treating a large-area substrate that can efficiently perform an etching process for a large-area substrate even with a relatively small amount of treatment liquid during a substrate treatment process, preferably an etching process. To provide.
상기와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 처리액을 공급하기 위한 공급관과, 처리액을 배출하기 위한 배출관이 연결되며, 상부가 개방되어 기판이 공급될 수 있으며, 처리액이 저장되는 처리액 저장조와; 상기 처리액 저장조에 구비되며, 팽창 및 수축이 가능한 벌룬과, 상기 벌룬에 기체를 공급 가능한 압축기와, 상기 벌룬의 유입구에 장착되어 기체를 공급/차단하는 밸브로 이루어짐으로써, 수축 및 팽창함으로써 처리액의 수위를 조절하는 수위조절수단과; 상기 저장조에 구비되어 상기 기판이 처리액 저장조에 진입하는 것을 감지하는 포토센서와; 그리고 상기 포토센서로부터 출력된 기판의 진입신호에 의하여 상기 수위조절수단의 압축기와 밸브를 제어함으로써 상기 벌룬을 팽창시켜 공급된 상기 기판에 처리액이 접촉할 수 있도록 하는 제어부를 포함하는 기판의 처리장치를 제공한다.In order to realize the object of the present invention as described above, the present invention is connected to the supply pipe for supplying the treatment liquid, the discharge pipe for discharging the treatment liquid, the top is open can be supplied to the substrate, the treatment liquid is stored Processing liquid storage tank; The treatment liquid is provided in the treatment liquid storage tank, the balloon is capable of expansion and contraction, a compressor capable of supplying gas to the balloon, and a valve mounted at the inlet of the balloon to supply / block gas, thereby contracting and expanding the treatment liquid. Level control means for adjusting the level of water; A photosensor provided in the reservoir to sense that the substrate enters the treatment liquid reservoir; And a control unit which expands the balloon to allow the processing liquid to come into contact with the supplied substrate by controlling the compressor and the valve of the level control means according to the entry signal of the substrate output from the photosensor. To provide.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적 기판의 처리장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for treating a large area substrate according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1 및 도2 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 기판의 처리장치는 노광(Expose), 현상(Develop), 식각(Etching), 박리(Stripping), 세정(Cleaning), 건조(Dry) 등의 공정에 적용가능하지만, 이하 식각공정에 적용하여 설명한다.As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the processing apparatus of the substrate proposed by the present invention is Exposed, Developing, Etching, Stripping, Cleaning, Drying Although applicable to such a process, the following description will apply to the etching process.
상기 대면적 기판(G)의 식각장치는 처리액이 저장되는 처리액 저장조(1)와, 상기 처리액 저장조(1)에 구비되어 수축 및 팽창함으로써 처리액의 수위를 조절하는 수위조절수단(9)과, 그리고 식각공정이 진행됨에 따라 상기 수위조절수단(9)을 작동시키는 제어부(16)를 포함한다.The etching apparatus of the large-area substrate G includes a treatment
이러한 구조를 갖는 대면적 기판의 식각장치에 있어서, 상기 처리액 저장조(1)은 일측에 공급관(3)이 연결됨으로써 처리액이 이 공급관(3)을 통하여 유입될 수 있다.In the etching apparatus of a large-area substrate having such a structure, the processing
그리고, 처리액 저장조(1)의 하부에는 배출관(5)이 연결됨으로써 식각이 완료된 후 처리액이 이 배출관(5)을 통하여 배출될 수 있다.Then, after the etching is completed by the
따라서, 식각공정시 상기 공급관(3)을 통하여 유입된 처리액이 처리액 저장조(1)를 일정 수위로 채우게 되며, 컨베이어 등의 이송부재(7)에 의하여 기판(G)이 처리액 저장조(1)에 공급되어 처리액속으로 가라앉게 됨으로써 식각공정이 진행될 수 있다.Therefore, during the etching process, the processing liquid introduced through the
이러한 처리액 저장조(1)의 일측에는 처리액 수위 감지용 센서(11)가 장착된다. 이 센서(11)는 통상적인 포토센서를 포함하며, 기판(G)이 상기 이송부재(7)에 의하여 처리액 저장조(1)에 공급되는 것을 감지하여 상기 제어부(16)에 신호를 출력하게 된다.One side of the processing
이 신호에 의하여 상기 제어부(16)는 상기 수위조절수단(9)을 제어함으로써 처리액의 수위를 조절하게 된다.By this signal, the
이러한 수위 조절수단(9)은 팽창 및 수축이 가능한 벌룬(Ballon;10)과, 상기 제어부(16)의 신호에 의하여 상기 벌룬(10)에 기체를 공급 가능한 압축기(15)와, 상기 벌룬(10)의 유입구(17)에 장착되어 상기 제어부(16)의 신호에 의하여 기체를 공급/차단하는 밸브(Valve;13)를 포함한다.The level control means 9 is a balloon (Ballon) 10 that can be expanded and contracted, a compressor (15) capable of supplying gas to the balloon (10) by the signal of the
상기 벌룬(10)은 얇은 재질로 둘러싸여 있으며 그 내부가 비어있음으로 기체가 유입/유출가능한 통상적인 구조의 벌룬(10)이다. 또한, 상기 벌룬(10)은 그 하부가 처리액 저장조(1)의 바닥부에 고정된 구조를 갖는다.The
따라서, 이러한 구조의 벌룬(10)은 그 내부에 기체가 유입되는 경우에는 일 정 부피로 팽창하며, 반대로 기체가 유출되는 경우에는 수축된다. 이때, 상기 벌룬(10)은 처리액 저장조(1)에 고정되어 있음으로 부력에 의하여 상승되는 것이 방지된다.Therefore, the
결과적으로, 상기 벌룬(10)이 팽창하는 경우에는 일정 부피를 차지하게 되며, 상기 벌룬(10)의 부피만큼 처리액의 수위가 일정 높이로 상승하게 된다.As a result, when the
그리고, 상기 벌룬(10)의 유입구에는 밸브(13)가 장착됨으로써 상기 압축기(15)로부터 공급되는 기체를 공급/차단한다. 이 밸브(13)는 상기 제어부(16)에 연결됨으로써 제어부(16)의 신호에 의하여 밸브(13)가 개방되거나 폐쇄된다.In addition, the
그리고, 상기 압축기(15)는 상기 벌룬(10)에 기체를 공급한다. 즉, 상기 압축기(15)는 상기 제어부(16)로부터 신호를 접수하여 구동함으로써 기체를 벌룬(10)에 공급하게 된다.In addition, the
이때, 상기 기체는 바람직하게는 공기를 포함하며, 질소 혹은 산소, 수소 등도 가능함은 물론이다.In this case, the gas preferably includes air, and of course, nitrogen, oxygen, hydrogen and the like are also possible.
한편, 상기 처리액 저장조(1)의 일측에는 상술한 바와 같이 센서(11)가 부착됨으로써 처리액의 수위를 감지하게 된다. On the other hand, the
이때, 상기 센서(11)는 포토센서(11) 방식을 적용함으로써 기판(G)이 저장조(1)에 진입하는 것을 감지할 수도 있다.In this case, the
상기한 바와 같이 센서(11)가 기판(G)의 진입을 감지하면, 신호를 제어부(16)에 출력함으로써 압축기(15)를 구동시킨다. 그리고, 압축기(15)의 구동에 의하여 기체가 벌룬(10)의 내부로 공급됨으로써 벌룬(10)은 일정 부피로 팽창하 게 된다.As described above, when the
결과적으로, 처리액의 수위가 벌룬(10)의 팽창된 부피만큼 상승하게 되고, 이로 인하여 기판(G)이 처리액에 충분히 접촉될 수 있다.As a result, the level of the processing liquid rises by the expanded volume of the
그리고, 상기 식각공정이 완료되면, 밸브(13)를 개방함으로써 벌룬(10)의 내부 기체를 배출시키게 된다. 따라서, 벌룬(10)이 수축됨으로 처리액의 수위가 낮아지게 된다.When the etching process is completed, the internal gas of the
상기에서는 포토방식의 센서에 한정하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 공정의 흐름을 시간단위로 계산하여 기판이 저장조에 진입하는 시간을 감지하는 방식이 적용될 수도 있다.Although the above description is limited to the photo sensor, the present invention is not limited thereto, and a method of sensing the time when the substrate enters the storage tank by calculating the flow of the process in units of time may be applied.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적 기판의 식각방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an etching method of a large area substrate according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 대면적 기판(G)의 식각방법은 기판로딩 및 감지단계(S100)와, 벌룬(10)에 기체를 주입하여 팽창시키는 벌룬팽창단계(S110)와, 기판(G)을 식각하는 식각단계(S120)와, 벌룬(10)으로부터 기체를 배출하여 수축시키는 벌룬 수축단계(S130)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the etching method of the large-area substrate (G) proposed by the present invention, the substrate loading and sensing step (S100), and the balloon expansion step of inflation by injecting gas into the balloon 10 (S110), an etching step (S120) of etching the substrate (G), and a balloon shrinking step (S130) of discharging the gas from the
상기 기판 로딩 및 감지단계(S100)에 있어서, 기판(G)을 컨베이어 등의 이송부재(7)에 의하여 처리액 저장조(1)로 운반한다. 기판(G)이 처리액 저장조(1)의 내부로 진입하여 식각위치에 도달하면 센서(11)가 이를 감지하여 제어부(16)에 신호를 출력한다.In the substrate loading and sensing step (S100), the substrate (G) is transported to the treatment liquid storage tank (1) by a transfer member (7), such as a conveyor. When the substrate G enters the processing
제어부(16)는 이러한 센서(11)의 신호에 의하여 압축기(15)에 제어신호를 출 력함으로서 압축기(15)를 구동하여 벌룬팽창단계(S110)를 진행한다.The
압축기(15)가 구동하는 경우 공기가 벌룬(10)의 내부로 유입됨으로써 벌룬(10)이 일정 부피로 팽창한다. 이러한 벌룬(10)의 팽창으로 처리액의 수위가 일정 높이 상승하게 된다.When the
따라서, 처리액 저장조(1)에 공급된 기판(G)이 처리액에 묻히게 됨으로써 기판(G)의 전면이 처리액에 노출된다.Therefore, the board | substrate G supplied to the process
그리고, 처리액이 기판(G)에 접촉함으로써 식각단계(S120)가 진행된다. 일정 시간이 지난 후 식각이 완료되면 벌룬의 수축단계(S130)가 진행된다.And, the etching step (S120) proceeds as the processing liquid contacts the substrate (G). If the etching is completed after a certain time, the balloon shrinkage step (S130) proceeds.
즉, 제어부(16)는 압축기(15)에 신호를 출력하여 압축기(15)의 구동을 정지시킨다. 그리고, 벌룬(10)에 부착된 밸브(13)를 개방함으로써 벌룬(10) 내부의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 따라서, 상기 벌룬(10)이 수축하게 되며 처리액의 수위가 내려가게 된다.That is, the
상기 단계 후 컨베이어 등의 이송부재(7)에 의하여 기판(G)을 처리액 저장조(1)로부터 언로딩 하게 된다.After the above step, the substrate G is unloaded from the treatment
이와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 대면적 기판의 식각장치는 상대적으로 적은량의 처리액으로도 대면적 기판에 대한 식각공정을 효율적으로 진행함으로써 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.As described above, an apparatus for etching a large area substrate according to a preferred embodiment of the present invention has an advantage of reducing manufacturing costs by efficiently performing an etching process for a large area substrate even with a relatively small amount of processing liquid.
또한, 벌룬을 이용하여 수위를 조절하는 장치를 노광(Expose), 현상(Develop), 식각(Etching), 박리(Stripping), 세정(Cleaning), 건조(Dry) 등의 공정에 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to apply a device that controls the water level using a balloon to a process such as Expose, Develop, Etching, Stripping, Cleaning, and Drying. There is this.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.
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