KR100688957B1 - 블레이드를 포함하는 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치용 기판을 제작하는 공정에 필요한 장치에 관한 것으로 특히, 컬러필터 기판이나 어레이기판을 구성하기 위한 공정 중 포토리소그라피 공정이나 건조공정 시 사용하는 스핀장치(spinner)에 관한 것이다.

상기 스핀장치에 구성되는 챔버(chamber)의 외곽에 블레이드를 구성하여, 상기 스핀장치의 회전부가 고속회전 하는 동안 벽에 부딪혀 튀는 물방울이나 용액을 흡수하여, 비산(飛散)되어 떨어지는 용액이나 이물질에 의한 기판의 재오염을 방지할 수 있다.

Description

블레이드를 포함하는 회전장치{Spinner with blade}

도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해 사시도이고,

도 2는 종래의 제 1 예에 따른 스핀장치의 사시도이고,

도 3은 종래의 제 2 예에 따른 스핀장치의 사시도이고.

도 4는 본 발명에 따른 스핀장치를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

151 : 기판장치 152 : 기판

153 : 챔버 155 : 척

157 : 블레이드

본 발명은 스핀장치에 관한 것으로, 특히 기판을 건조하거나 현상하기 위해 사용되고, 상기 각각의 공정동안 기판이 재 오염되지 않도록 하는 수단을 포함한 스핀장치에 관한 것이다.

상기 스핀장치는 다양한 용도로 사용되나, 본 명세서에서는 액정표시장치의 상부기판과 하부기판의 제작공정을 예를 들어, 종래의 스핀장치 사용시 발생하는 문제점과 이를 해결하는 방안을 설명한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.

액정패널(11)은 크게 상부기판(5)과 이와는 소정간격 이격된 하부기판(22)과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층(14)으로 구성된다.

이때, 상기 액정층(14)을 구동하기 위해 상기 하부기판(22)에는 게이트전극과 상기 게이트전극 상부에서 서로 이격되어 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 구성된 스위칭소자(T)를 구성하게 되며, 상기 스위칭소자의 구성요소 중 상기 다수의 게이트전극에 동시에 연결되어 일 방향으로 형성된 게이트배선(13)이 형성된다.

또한, 상기 스위칭소자(T)의 구성요소 중 소스전극과 동시에 연결되고, 상기 게이트배선과 수직하게 교차하여 구성되는 소스배선(15)이 형성된다.

그리고, 상기 드레인전극에 연결되어 상기 액정에 최종적으로 데이터전압을 인가하는 화소전극(17)이 형성된다.

이와 같은 구성에서, 상기 상부기판(5)에 형성된 공통전극(18)과 상기 하부기판(22)에 구성한 화소전극(17)에 인가된 공통전압과 데이터전압에 의해 상기 액정이 분극하여 배향상태를 바꾸어 빛의 흐름을 제어하여 이미지를 구현하게 된다.

만약 컬러를 표시하는 수단이라면, 상기 공통전극(18)을 형성하기 전에 블랙매트릭스(6)를 포함하여 구성되는 컬러필터(7)를 형성하면 된다.

이러한 구성요소들을 의도된 설계대로 형상화하기 위해서는 그 구성요소에 맞는 물질을 증착 또는 도포한 후, 이를 식각하고 기판을 세정하는 복잡한 공정을 필요로 한다.

간략히 예를 들면, 상기 하부기판(22)에 스위칭소자(T)와 상기 스위칭소자에 연결된 각 배선(13)(15)을 형성하기 위해서는 먼저, 상기 하부기판(22)상에 상기 스위칭소자(T)의 제 1 전극인 게이트전극과, 상기 게이트전극에 신호를 인가하는 게이트배선을 형성하게 된다.

그리고, 상기 게이트전극 상부에 상기 스위칭소자(T)의 제 2, 제 3 전극인 소스 및 드레인전극과, 상기 소스전극에서 일방향으로 연장된 데이터배선(15)을 형성하게 된다.

상기 구성요소들을 형성하기 위해서는 기판(11)의 전면에 해당물질을 증착하고, 이를 소정의 형상으로 패터닝하기 위한 포토리소그라피 공정과, 세정공정 등을 여러번 반복하여 기판을 제작하게 된다.

예를들면, 하부기판에는 금속배선을 형성하기 위해서는 먼저, 진공장비를 이용하여 기판 상에 금속물질을 증착하는 단계를 행하게 된다.

상기 증착단계가 끝나게 되면, 상기 증착된 금속층을 소정의 형상으로 패터닝하기 위해 포토리소그라피공정(photo-lithography)을 행하게 되는데, 이 공정을 하기전 전 공정이나 상기 기판을 옮기는 과정에서 부착된 이물질을 제거하기 위한 세정공정을 시행하게 되고, 상기 세정공정이 끝난후, 상기 기판상에 부착된 세정액, 예를 들면 증류수 등을 건조하는 공정을 거치게 된다. 상기 건조공정을 위해서 일반적으로 스핀장치(advanced scrubber)가 사용된다.

상기 건조공정이 끝나면, 다시 상기 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후 노광공정을 거치게 되는데 이때, 상기 포토레지스트 중 노광된 부분을 제거하는 현상공정을 행하게 된다.

즉, 상기 포토레지스트를 제거하기 위한 현상액(developer)을 상기 기판 상에 떨어뜨려, 상기 현상액과 포토레지스트의 노광된 부분이 반응하도록 하고, 상기 반응에 의해 형성된 반응물질을 기판으로부터 제거하기 위해 상기 스핀장치(developer)를 사용하게 된다.

도 2는 상기 세정을 위한 스핀장치(advanced scrubber)를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 일반적으로 상기 스핀장치(51)는 기판(53)을 올려놓을 수 있는 스핀척(Spin chuck)(55)을 포함하고 상기 스핀척(55)의 주변과 상부 일부를 감싸고 스핀장치(51)로부터 탈착 가능한 챔버(chamber)(59)로 구성된다.

상기 스핀척(55)의 중앙에는 홀(57)이 있으며, 상기 홀(57)을 통해 공기를 흡입하는 방식으로 상기 스핀척(55)에 기판(53)을 단단히 고정시킬 수 있다.

상기 스핀척(55)에 증류수(DI: Distilled water)로 세정한 기판(53)을 올려놓고, 상기 스핀척을 고속으로 회전하게 되면 원심력에 의해 상기 기판(53)상에 다량으로 맺혔던 증류수는 중앙에서 바깥으로 밀려나가게 된다.

이러한 공정에서, 상기 스핀척(55)을 회전시킬 때 다량의 증류수가 기판의 외부로 한꺼번에 밀리면서 상기 스핀장치의 챔버(59)에 부딪히게 된다.

이때, 상기 챔버(59)의 벽에 부딪힌 물방울이 비산(飛散)되면서 상기 기판(53)상으로 다시 떨어져 상기 기판(53)을 재 오염시키는 문제가 발생한다.

도 3은 기판상에 도포되어 노광된 포토레지스트를 현상하기 위해 사용되는 스핀장치(developer : "디벨로퍼")(61)를 도시한 사시도이다.

도시하지는 않았지만, 상기 디벨로퍼(61)는 도 1a의 구성과 같이 스핀척(65)과, 상기 스핀척(65)을 둘러싼 챔버(69)로 구성된다.

상기 스핀척(65)또한 중앙에 홀(67)을 구성하고 있으며, 마찬가지로 상기 홀(67)을 통해 공기를 흡입하는 방식으로 기판(63)을 고정한다.

상기 디벨로퍼(61)는 도시하지는 않았지만, 상기 챔버(61)상에 구성되고 상기 챔버(69)의 외부노출을 줄이기 위한 상부챔버와, 상기 상부 챔버에는 건조를 더욱 가속화 시키기 위해 질소를 불어 넣거나, 공정 중 대전된 기판을 중성화하기 위한 이온 블로우(blow)를 고정시키기 위한 바(bar)가 구성된다.

이와 같은 구성에서, 상기 스핀척(65)위에 올려놓은 기판(63)상에 현상액을 떨어뜨린 후, 상기 스핀척을 회전시키면 도 1a에 설명한 바와 같은 원심력에 의해 포토레지스트와 반응한 현상액이 기판(63)의 바깥으로 밀리게 된다. 이때, 상기 기판 상에 노광된 포토레지스트와 반응한 현상액이 떨어져 나가게 된다.

이 과정 중 상기 현생액이 상기 챔버(69)에 부딪히게 되고, 상기 부딪힌 용액의 일부는 비산되어 되돌아와 상기 기판(63)을 재 오염시키는 문제가 발생한다.

전술한 바와 같이, 스핀장치 사용 중 발생하는 기판(63)의 재 오염은 기판 제작 시 공정불량을 유도함으로, 제 작업에 의한 막대한 재료비의 손실과 함께 제 품의 생산수율을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기 챔버의 끝단에 소정의 수단을 더욱 구비하여, 상기 용액이 상기 챔버에 부딪혀 기판으로 떨어지는 것을 방지함으로써, 기판이 재 오염되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조 또는 세척을 위한 회전장치는 기판을 고정시키고, 회전하는 회전척과; 상기 회전척의 주변을 감싸는 챔버와; 상기 챔버의 내부 측벽에 결합되어 설치되며, 상기 회전척과 이격되어 끝부분이 상기 회전척의 회전방향과 반대방향을 향하고 있는 톱니형상의 다수의 블레이드를 포함한다.

상기 블레이드는 상기 챔버와 일체화하여 구성된다.

상기 블레이드는 일체화되어 상기 챔버로부터 탈착이 가능하도록 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

-실시예-

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 상기 원통형상의 챔버 내부벽 둘레에 톱니형상의 블레이드를 설치하여, 상기 블레이드로 하여금 상기 챔버의 벽에 부딪히는 물방울 또는 용액을 흡수하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 스핀장치(회전장치)를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀장치(회전장치는)는 기판을 회전시키는 스핀척(spin chuck)(155)과 상기 스핀척의 주변을 감싸는 챔버(153)와 상기 챔버의 내부벽에 고정된 블레이드(157)와 상기 챔버와 상기 스핀척이 구성되는 고정대(미도시)를 함한다.

상기 챔버(153)는 상기 스핀척(155)을 둘러싸는 원통형상으로 구성되며, 상기 스핀장치(151)로 부터 탈착이 가능하다.

상기 블레이드(157)는 상기 스핀척(155)이 회전하는 방향의 반대방향을 향해 뾰족한 날이 향하도록 구성한다.

이때, 상기 블레이드(157)를 상기 챔버(153)와 일체화 하여 구성할 경우에는 상기 블레이드는 상기 챔버(153)와 동일한 물질을 사용하여 구성할 수 있으며, 또는 상기 다수의 블레이드(157)를 일체화하여 상기 원통형 챔버(153)의 둘레와 동일한 형상으로 구성하고, 상기 일체화된 블레이드(157)를 상기 챔버(153)로부터 탈착이 가능하도록 구성할 수 있다.

이때, 상기 블레이드(157)를 상기 챔버(153)와 일체화하지 않는다면, 상기 블레이드는 다양한 재질로 만들 수 있다.

이하, 상기 블레이드의 기능을 설명하도록 한다.

기판을 회전시키는 상기 스핀척(155)은 초당 1000∼1400(RPM)의 속도로 고속 회전하게 된다. 이로 인해 상기 회전하는 기판에서 밀려나는 용액은 엄청난 속도로 상기 챔버의 벽에 부딪혀 일부는 튕겨져 나오게 된다.

이때, 상기 챔버의 내부벽에 부딪혀 되돌아 오는 일부 용액은 상기 블레이드로부터 차단된다.

여기서, 상기 블레이드(157)는 톱니형상으로 구성되며, 상기 톱니형상의 끝부분이 상기 스핀척(회전척)이 회전하는 방향의 반대방향을 향하도록 구성한다.

그렇게 되면, 상기 스핀척(155)이 돌아가는 순간 기판(152)상에 맺힌 물방울들은 상기 스핀척(155)의 방향과 반대방향으로 밀려나가면서, 일부는 상기 톱니형상 블레이드(157)의 안쪽으로 흡수된다.

상기 챔버(153)의 벽으로부터 튕겨져 나오는 용액을 흡수하는 역할을 한다.

즉, 상기 챔버(153)에 부딪혀 비산되는 물방울이나 용액이 기판(152)상으로 다시 날아 들어오는 것을 방지하는 역할을 한다.

따라서, 상기 현상공정 시 사용되는 스핀장치의 경우에는 상기 하부챔버(153)로부터 발생하는 용액이 상기 바(미도시)에 묻는 일이 없으므로, 현상공정 시 바(미도시)의 움직임이나, 비산되는 용액으로부터 기판(152)이 재 오염되는 문제가 발생하지 않는다.

따라서, 제품의 건조능력 향상 및 이물질에 의한 제품불량을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 스핀장치는 전술한 바와 같이, 스핀장치에 고정되는 챔버의 내부벽 둘레에 구성된 블레이드에 의해 물방울이나 용액이 다시 기판으로 튀는 것을 막을 수 있으므로, 기판의 재 오염을 방지할 수 있기 때문에 이물질에 의한 공정불량을 방지 할 수 있으므로, 재료비를 절약할 수 있고 동시에 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 기판을 고정시키고, 회전하는 회전척과;

   상기 회전척의 주변을 감싸는 챔버와;

   상기 챔버의 내부 측벽에 결합되어 설치되며, 상기 회전척과 이격되어 끝부분이 상기 회전척의 회전방향과 반대방향을 향하고 있는 톱니형상의 다수의 블레이드

   를 포함하는 회전장치
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블레이드는 상기 챔버와 일체화하여 구성된 회전장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 블레이드는 일체화되어 상기 챔버로부터 탈착이 가능하도록 구성된 회전장치.

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