KR20070119398A - 에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치 - Google Patents

에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어 나이프의 토출각도를 변화시켜 기판 건조에 효율성을 높이는 기판 건조 장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프는 에어 나이프의 몸체; 상기 몸체에서 가스의 분사방향을 하방으로 기울어지게 하는 가이드; 및 상기 가이드에 의해 인도된 가스를 분사하는 토출구를 포함한다.
에어 나이프, 건조장치, 세정장치

Description

에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치{Air knife and substrate drying system using it}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프의 사시도이다.
도 3은 도 2에서 도시하는 에어 나이프의 단면도이다.
도 4a는 종래기술에 따른 에어 나이프의 정면도와 가스분출 각도를 보여준다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프의 정면도와 가스분출 각도를 보여준다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 경사상태와 에어 나이프의 설치방향을 보여주는 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
100: 에어 나이프 150: 공정챔버
200: 가이드 210: 에어 나이프 몸체
220: 토출구 240: 버퍼
본 발명은 에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어 나이프의 토출각도를 변화시켜 기판 건조에 효율성을 높이는 기판 건조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display), 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 마스크용 글라스 등에 사용되는 기판은 일련의 처리라인을 거치면서 에칭, 스트립, 린스 등의 과정을 거친 후 세정을 하게 된다. 최근에는 반도체 기술이 발전함에 따라 디스플레이 장치로서 종래의 브라운관 모니터로부터 평판 디스플레이 장치의 사용이 급격히 증가하고 있다.
다양한 평판 디스플레이 중에서 전력소모와 부피가 적고 저전압에 의해 구동되는 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)가 널리 사용되고 있다. 이러한 액정 디스플레이를 제조하기 위해 다양한 공정을 필요로 하며, 이들 중 세정공정은 기판 상에 붙어 있는 먼지나 유기물 등을 제기하는 공정이다. 이러한 세정공정은 세정액을 기판의 표면에 공급하는 수세공정과 수세 후에 기판의 표면으로부터 탈이온수를 제거하는 건조공정으로 이루어진다.
건조공정에서는 이송중인 기판 위로 가스분사노즐 등을 이용하여 기판 위로 가스를 분사하여 기판 위에 존재하는 탈이온수를 기판 밖으로 밀어낸다. 종래의 건조장치는 기판 위에 가스 분사 노즐의 분사 방향을 조정하는데 가스 분사 노즐의 몸체를 기울이거나 기판을 경사지게 하는 등의 방법으로 제한되어 기판 상에 존재하는 탈이온수를 효과적으로 제거할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 에어 나이프의 토출각을 변화시켜 기판의 건조 장치에서 기판을 효율적으로 건조시키고, 에어 나이프의 수직각을 줄여 에어 나이프의 크기를 줄이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프는 에어 나이프의 몸체; 상기 몸체에서 가스의 분사방향을 하방으로 기울어지게 하는 가이드; 및 상기 가이드에 의해 인도된 가스를 분사하는 토출구를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치는 기판 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버내로 기판을 이송하는 기판 이송부; 및 상기 기판 이송부에 의해 이송되는 기판을 건조시키는 에어 나이프를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치의 개략적인 정면도이다.
기판 건조 장치는 공정챔버(Process chamber, 150), 기판 이송부(160), 에어 나이프(100)를 포함한다.
공정챔버(150)는 기판을 건조시키는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 공정챔버 내부에는 기판을 이송시키는 기판 이송부(160)와 기판에 가스를 분사하여 기판의 표면에 탈이온수(Deionized water) 또는 먼지를 제거하는 에어 나이프(100)가 배치된다.
공정챔버(150)는 공정챔버내로 반입되는 통로인 입구와 공정챔버 외부로 반출되는 출구를 포함할 수 있다. 또한 공정챔버의 상부와 하부에는 각각 배기구(140)가 설치되고, 하부에는 배출구(130)가 위치한다. 배기구(140)는 기판의 표면으로부터 이탈되어 미세한 물입자 형태로 존재하는 물을 공기가 외부로 배기하는 통로이고, 배출구(130)는 공기에 의해 기판으로부터 공정챔버 바닥으로 떨어진 탈이온수가 외부로 배출되는 통로이다.
기판 이송부(160)는 다수의 샤프트와 롤러들을 포함할 수 있다. 다수의 샤프트들은 공정챔버 내에 일렬로 배치되고, 각 샤프트에는 다수개의 롤러가 샤프트를 중심으로 부착된다. 따라서 샤프트가 구동부에 의해 회전하는 경우에는 부착된 롤러도 이에 의하여 회전하게 된다. 롤러의 회전에 의하여 롤러 위에 위치한 기판은 일방향으로 이송된다. 샤프트는 일측이 타측에 비해 높게 위치하여 경사진 상태로 배치 될 수 있다. 따라서 롤러 위에 놓여지는 기판도 경사진 상태로 이송될 수 있고, 이로 인해 기판 상의 탈이온수들이 아래로 용이하게 흐를 수 있다.
에어 나이프(100)는 기판 위에 건조가스를 공급하여 기판을 건조시킨다. 에어 나이프(100)는 건조모듈 내 기판 이송부(160)의 상부에 배치될 수 있다. 이와 함께 기판의 하부면을 건조시키기 위하여 에어 나이프는 기판 이송부(160)의 하부에도 배치될 수 있다. 건조가스는 가스 저장부로부터 가스 공급관을 통해 에어 나이프(100)로 공급되고, 가스 공급관에는 그 통로를 개폐하는 밸브 또는 유량을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프의 사시도를 보여주며, 도 3은 도 2에서 도시하는 에어 나이프의 단면도를 보여준다. 도 4a는 종래기술에 따른 에어 나이프의 정면도와 가스분출 각도를 보여준다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 나이프의 정면도와 가스분출 각도를 보여준다.
에어 나이프(100)는 나이프 몸체(210), 토출구(220), 가이드(200), 버퍼(240)를 포함할 수 있다. 에어 나이프 몸체(210)는 얇으면서 길어야 하기 때문에 쉽게 휘어지지 않는 재질이 적합하다. 따라서 금속, 합금, 스테인레스 스틸 등의 재질이 바람직하나 이에 해당하지 아니하여도 쉽게 휘어지지 아니하는 다른 재질로도 제작될 수 있다. 이와 함께 나이프 몸체(210)는 외부의 가스 저장소(미도시됨) 로부터 나이프 몸체(210)의 입력단 버퍼로 가스를 유입시키는 통로인 가스 유입라인을 포함할 수 있다.
토출구(220)는 공급된 가스가 좁은 출구를 통해서 분출되는 부분이다. 토출구(220)는 외부로 가스가 분사되는 통로로서 복수의 홀들로서 형성되거나 슬릿형태로 형성될 수 있다. 토출구를 통하여 하방으로 분사되는 가스의 방향은 토출구의 방향에 의해 일차적으로 제한될 수 있다. 따라서 토출구가 슬릿인 경우에는 슬릿이 이루는 직선을 따라 하방으로 분사될 수 있다.
버퍼(240)는 에어 나이프에 유입되는 가스가 높은 압력을 견딜 수 있도록 완충지역을 제공한다. 따라서 유입되는 가스가 머무르며 저장되는 입력단 버퍼(232)를 포함할 수 있고, 가스가 외부로 분사되기 전에 머무르는 토출단 버퍼(234)를 포함할 수 있다. 이러한 버퍼(240)를 통하여 유입되는 공기압이 일정 범위내에서 변화하더라도 에어 나이프(100)의 압력단과 토출단의 버퍼(232,234)를 통하여 균일한 압력으로 가스를 분사할 수 있다.
가이드(200)는 토출단(220)에서 분사되는 가스의 방향을 조정할 수 있다. 가이드(200)는 입력단 버퍼(232)와 토출단 버퍼(234) 사이에 위치할 수도 있고, 도 2에서 도시하는 바와 같이 토출단 버퍼(234)의 아래에 위치할 수 있다. 가이드(200)는 가스의 분사방향을 조정할 수 있도록 원형 관 또는 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 관 형상으로 될 수 있다. 가스의 분사방향을 조정하기 위하여 가이드의 방향은 도 4b에서 도시하는 바와 같이 에어 나이프를 수직으로 세운 경우에 일정각도만큼 기울어지게 할 수 있다.
도 3에서 도시하는 바와 같이 에어 나이프(100)는 수직방향에서 소정의 각도를 주어 기울어진 상태에서 분사를 할 수 있다. 이는 기판위의 탈이온수를 일정한 방향으로 밀어내어 먼저 건조 공정을 진행한 부분에 탈이온수가 밀려가지 않도록 하기 위함이다.
다만 도 4a에서 도시하는 바와 같이 에어 나이프를 기울이지 아니하고 수직방향으로 세워서 가스 분사를 한다고 가정하자. 도 4a에서는 가이드가 존재하지 아니하여 유입된 가스가 토출구인 슬릿을 통하여 외부로 분사되고, 분사되는 가스의 방향은 도 4a에서 도시하는 바와 같이 수직 하방으로 향하게 된다. 하지만, 동일한 상황에서 가이드(200)를 포함하고 가이드(200)의 방향을 토출구인 슬릿이 형성하는 직선상에서 기울어지게 하는 경우에는 수직 하방으로 내려오는 가스의 방향을 가이드(200)에 의하여 도 4b에서 도시하는 바와 같이 기울어지게 변경할 수 있다.
따라서 도 4b와 같이 가이드(200)를 포함하는 에어 나이프(100)를 도 3에서와 같이 나이프 몸체를 기울인 상태에서 분사를 함으로써 기울인 방향으로 슬릿을 향하게 하고, 다시 가이드(200)를 통해 분사각도를 부여함으로써 가스의 분사 방향을 용이하게 조절할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 에어 나이프의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 경사상태와 에어 나이프의 설치방향을 보여주는 개략도이다.
도 5에서 도시하는 바와 같이 기판이 y-z 평면상에서 각도가 θ만큼 있다고 가정하자. 즉 기판이 각도 θ만큼 경사 상태로 이송되고 있다. 따라서 에어 나이프(100)에 의해 기판(W)을 건조시키기 위하여 에어 나이프를 기판 위에 근접하여 위치시킨다. 에어 나이프(100)는 일정한 방향으로 탈이온수 또는 먼지 등을 외부로 배출하기 위하여 기판상에서 수직각 α만큼의 소정 각도를 준 후에 도 2에서와 같이 에어 나이프(100)를 기울여서 기판 위에 위치시킨다.
가이드(200)를 포함하지 아니하는 에어 나이프(100)는 기판위에 존재하는 탈이온수 또는 먼지 등을 기판 아래로 밀어내기 위해서 에어 나이프에 부여하는 수직각 α만큼의 소정 각도를 크게 주어야 도 5에서 도시하는 방향으로 탈이온수 등을 밀어낼 수 있다.
반면에 본 발명에 일 실시예에 의한 가이드(200)를 포함하는 에어 나이프(100)는 가이드에 의해 소정의 각도를 기울인 상태로 가스를 분출하여 에어 나이프에 부여하는 수직각 α만큼의 소정 각도를 상대적으로 크게 주지 아니하여도 기판 상에 존재하는 탈이온수 또는 먼지 등을 기판 아래로 밀어낼 수 있다.
따라서 가스 분사 방향을 조절할 수 있는 가이드(200)를 포함시킴으로 에어 나이프(100)의 길이를 단축시킬 수 있고, 에어 나이프의 길이를 단축시킴에 의해 에어 나이프의 처짐을 줄일 수 있다.
또한 상기의 경사반송되고 있는 기판 뿐만 아니라 가이드를 통해 기판위로 가스를 분사하는 경우에는 경사면을 두는 효과와 유사한 방향으로 분사하는 것이 되어 경사반송되고 있는 기판에 뿐만 아니라 수평이송되고 있는 기판에 대하여도 효과적으로 건조시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명에 따를 경우, 가이드에 의한 에어 나이프의 토출각을 변화시켜 기판의 건조 장치에서 기판을 효율적으로 건조시키고, 에어 나이프의 수직각을 줄여 에어 나이프의 길이를 줄일 수 있다.
이와 함께, 에어 나이프의 길이를 줄임으로 에어 나이프의 기판위로 처짐을 줄이며, 가이드에 의한 토출각의 조정으로 경사반송되고 있는 기판뿐만 아니라 수평이송중인 기판에 대하여도 효과적으로 건조시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 에어 나이프의 몸체;
    상기 몸체에서 가스의 분사방향을 하방으로 기울어지게 하는 가이드; 및
    상기 가이드에 의해 인도된 가스를 분사하는 토출구를 포함하는 기판 건조 장치의 에어 나이프.
  2. 제 1항에 있어서,
    에어 나이프에 유입된 가스가 머무르는 버퍼를 더 포함하는 기판 건조 장치의 에어 나이프.
  3. 기판 건조 공정을 수행하는 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버내로 기판을 이송하는 기판 이송부; 및
    상기 기판 이송부에 의해 이송되는 기판을 건조시키는 에어 나이프를 포함하고,
    상기 에어 나이프는
    에어 나이프의 몸체;
    상기 몸체에 중심부에서 가스의 분사방향을 하방으로 기울어지게 하는 가이드; 및
    상기 가이드에 의해 인도된 가스를 분사하는 토출구를 포함하는 에어 나이프 를 이용한 기판 건조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    에어 나이프에 유입된 가스가 머무르는 버퍼를 더 포함하는 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치.
KR1020060054005A 2006-06-15 2006-06-15 에어 나이프와 에어 나이프를 이용한 기판 건조 장치 KR20070119398A (ko)

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