최근 대형화되고 있는 FPD용 유리기판에 대응하는 제조장치별 생산 및 개발 현황을 산업Times사의 『LCD·PDP·EL Maker 계획 총괄 책자』에서 별취 게재합니다.
제조장치별 업계 동향을 아래 순서로 전개합니다.
1. 노광장치
2. PECVD 장치
3. Sputtering 장치
4. Dry Etching 장치
5. Wet Eching 장치
6. Coater & Developer
7. 세정장치
1. 노광장치
1) 개요
액정용 노광장치의 04년 세계시장은 약 160~170대(컬러필터용 제외) 정도로 보고 있다.
시장은 Canon과 Nikon이 나누어 가지고 있다고 본다. LCD용 노광장치의 제품 주류는 제 5세대에서 제 6세대로 이전하고 있다. 04년에는 제 6세대 장치의 출하가 정점을 이루고 있으나 한편으로는 제 7세대 이후의 장치도 등장하고 있다.
05년 이후는 이러한 제 7세대 이후의 장치가 늘어날 것으로 예측하고 있다.
그러나 전체로서는 제 6세대 라인을 위한 투자가 아직 순환되고 있어서 제 7세대 이후의 장치가 늘어나더라도 05년에는 마이너스로 이전될 것으로 본다.
2) Canon
Canon사는 LCD용 노광장치 2004년의 매상대수를 104대로 예측하고 있다. 이것은 2003년도의 95대에 비하여 대폭 증가한 것으로 104대 중에서 상반기 실적은 50대이고, 하반기는 3분기에 31대, 4분기에 23대로 추정하고 있다. 3분기와 4분기는 당초 예상보다 떨어지는데 원래 3분기의 예측은 37대, 4분기는 38대였다. 대부분이 한국과 대만의 소요로 보고 있다.
동 사는 최신기종으로서, 제 7세대 기판대응의 [MPA-8500CF]와 동일하게 제 7세대의 커러필터용 노광장치[MPA-8500CF], 제 6세대 기판용 [MPA-8000], 제 6세대용 컬러필터용 [MPA-8000CF]를 발표하고 있다.
[MPA-8500], [MPA-8500CF]는 1870mm×2200mm의 전면 노광에 가능하며 1기판당 17형 패널로 36면, 27형 wide TV용 패널로 18면, 36형 wide용으로 8면, 47형 wide TV용 패널 6면을 취할 수 있다. 제 7세대 기판에 대응하기 위해서 종래의 약 2배 구경을 같은 대형 Mirror 투형계나 Air Bearing Linear Motor의 구동을 이용한 고속 고정도의 초대형 스테이지를 도입하고 있다.
이 고정밀도 대구경의 Mirror 투형계를 탑재함으로써 최대로 48형 wide TV용의 패널까지 간단없이 일괄노광이 가능하다. 작업량은 17형 패널로 1620매/시, 27형 wide TV용 패널로 동 810매, 37형 wide용 패널로 동 320매, 47형 wide TV용 패널로 동 270매를 실현하고 있다. 더욱이 패널 크기를 합하여, 표준 Mask 850mm×1200mm, short Mask 850mm×1000mm의 두 종류 Mask 자동 선택, 자동 장착이 가능한 기능을 새로이 도입하는 것으로 Mask 비용의 절감에 공헌하고 있다.
[MPA-8000], [MPA-8000CF]는 1500mm×1850mm의 전면 노광이 가능하여 1기판당 17형 패널로 24면, 22형 wide TV용 패널 15면, 32형 wide TV용 패널로 동 8매를 실현하고 있다. 더욱이 37형 wide TV용은 패널로 6면이 가능하다. 작업량은 17형 패널 1330매/시, 22형 wide TV용 패널 동 710매, 32형 wide TV용 패널 동 440매, 37형 wide 패널은 동 888매를 실현하고 있다.
이외에도 제 5세대 기판에 대응한 [MPA-7800CF]도 갖추고 있다.
동사가 채용한 Mirror 광학계의 장점은 표면적으로 나타나지 않지만 광학계에서는 렌즈와 렌즈간 엮는 것이 있지만, Mirror 광학계에서는 이러한 문제가 발생하지 않는다. 또한 Mirror는 노광 면적이 클수록, 경이 크게 되어서 평면 가공 기술을 유지하는 것이 어렵다.
Canon사에서는 CMP 기술을 활용하여 NaNo order로 막후제어 평면가공을 실현하고 있다. 이 기술은 장래 반도체의 차차세대의 노광기술로서 기대되고 있다.
EUV에 있어서는 다층 Mirror 개발에서 응용할 수 있는 가능성이 있다.
3) NIKON
NIKON사는 04년도 상반기 40대의 LCD용 노광장치를 출하하였고, 하반기에는 45대를 예측하고 있다. 05년도에는 총 85대를 예견하고 있다.
시장은 Canon사가 약 50%를 점유하고 있다. 이 85대의 지역별 내역은 대만이 60%, 한국이 20%, 일본이 20%이다.
또한 세대별로서는 제 6세대 기판용이 가장 많은 40%를 차지하고 있고, 나머지는 제 5세대 장치와 제 4세대 장치가 반반이다.
중소형 패널용 장치는 약 20대에서 약간 늘어날 수 있고 대만이나 한국에서는 대형 패널용 장치의 비율이 높으나 일본에서는 상대적으로 중소형용 장치의 비율이 높다.
05년에 있어서는 제 6세대 라인용의 투자가 순회되고 있어서 04년도에 비해 30%가 감소할 것으로 본다.
7.5세대를 위한 장치의 출하도 개시하고 있으나 그것도 앞으로 전체적으로 30% 감소가 예상된다. 계획은 7.5세대 대응기의 출하를 05년 가을부터 개시한다고 한다. 기판 크기 2200×2400mm에 대응하는 제조장치는 장치업체가 커지고 있어, 동사의 기존 거점으로서는 대응되지 않아서 일평(日平)도 도야만의 요고스카에 있는 공장들을 빌려서 제조하고 있다. 투자액은 약 30억엔, 연간 20~30대의 제조를 목표하고 있다.
이것으로서 동 사의 LCD Stepper 제조거점은 요코하마 제작소, 요목 Nikon, 선다이 Nikon을 포함해서 4개의 제조거점이 되고 있다.
현재의 주력 장치는 기판 크기 1300×1300mm에 대응하는 [FX63S]로, 2003년 봄부터 출하를 개시하고 제 5세대와 6세대에서 플랫폼을 공동 사용하고 있다. 해상도는 3㎛(L&S)으로, 제 6세대 기판에서는 한 Plate당 4개 Scan으로 노광한다.
또한 이 FX-53S/63S는 7개의 의투형 렌즈로 구성되어서 멀티렌즈 투형 광학계의 탑재로 한 번 주사 노광으로 38형까지는 패널 노광이 가능하다.
넓은 노광 범위를 가지고도 3㎛(L&S)의 고해상도를 실현하는 FX-53S는 15형 패널 780매/시 이상, 17/18형 패널은 동 636매 이상, FX-63S는 32형 wide 패널은 동 392매 이상, 37형 wide 패널은 동 246매로서 장치 가격은 FX-63S가 15억3000만엔이고 FX-53S는 13억8000만엔이다.
더욱이 제 7세대/7.5세대용으로 [FX-71S]도 개발중이다. 기판 크기는 2200×2400mm로 해상도는 3㎛, 장치 가격은 제 6세대 대응의 FX-63S의 2배 이상이 될 것으로 본다. 05년 가을부터 출하 개시 예정이다.
그외에도 저온 Poly Silicon TFT의 노광에 맞는 고해상도의 Stepper 방식 노광장치 [FX-702J]도 갖추고 있다. 해상도는 1.5㎛(L&S)를 실현하고 있다. 최대 기판 크기는 600mm×720mm CG Silicon 양산 라인 등에서 많은 실적을 갖고 있다.
4) DaiNippon Screen제조사(DNS)
DNS사는 Mask가 유리기판으로 접근하여 일괄노광을 하는 Proximity 방식의 노광장치를 전개하고 있다. 노광장치는 PDP용과 컬러필터 제조용을 갖추고 있고 사업을 담당하는 FPD기기 회사는 04년도의 LCD 제조장치 매상을 약 700억원으로 보고 있다.
PDP 종형 정밀 Proximity 노광장치 [PA-6000 Series]는 종형 Mask Holder와 기판 스테이지를 탑재한 장치로서 기판 크기는 최대 1100mm×450mm에 대응하고 조도분포는 ±5% 이내 실현, 종형 노광방식의 채용으로 대형기판에서 문제되고 있는 Mask, 기판의 [다와미]를 해결하였다.
더욱이 Mask, Mask Holder, 기판 스테이지의 자중(무게) [다와미] 보정이 불필요하기 때문에 간단히 높은 안정성을 이루고 있다.
광학계의 개량에서 조도 상승, 고속 Shuttle, 반송에 의한 높은 작업량 실현과 생산성의 향상에 공헌하고 있다. 광학계에서는 다점식 대응이나 조사 면적의 설정 등이 사용자의 요구를 포함해서 유연하게 대응 가능하다.
수평 반송형의 전후처리장치와 In-line에도 대응 가능하다. 그외 Mask와 유리기판의 온도차에 의한 신축 방지를 하기 위해 기판 스테이지 온도 제어나 Mask 냉각 시스템 등이 있다.
컬러필터 제조용 Proximity 노광장치 [MA-5000 Series]는 직독식 Cap Sensor와 기판을 반복 보정하는 변형 Chuck의 채용에 의해, 기판과 Mask간의 균일한 Proximity Cap을 설정하여 고품질의 노광을 실현하고 있다. 이 제품에는 독자의 고해상 광학계와 신뢰성이 우수한 Auto Alignment 기능을 탑재하고 있다. Casset에서 Casset으로, LCD(단순 Matrix, active Matrix)용 컬러필터, 플라즈마 디스플레이 등의 패턴을 고정밀도로 노광이 가능하다.
또한 Resist Coating 장치나 현상장치와의 연계성도 대응하고 있다. 기판 크기를 포함하여 [MA50300(최대300mm ×300mm)] [MA-5400(최대400mm×400mm)]을 갖추고 있다. 그외에도 신형 광학계를 채용한 [MA-6700(최대 550mm×650mm)]과 FPD의 생산 공정과 제품 관리에 필요한 상품명의 코드나 제조번호를 기판상에 자동 노광한다.
5) Topcon(주)
Topcon사는 컬러필터용이나 소형기판용의 Proximity 노광장치를 갖추고 있다.
2004년도는 제 6세대용 장치로 견인하여, 60억엔까지 신장될 것으로 보고, 그 60억엔 중에서는 한국과 대만용으로 그 비율이 반반으로 보고 있다. 동사의 주력 장치인 Multistep 방식을 채용한 TME-1250S는 1100mm×1300mm, TME-1750S는 1500mm×1800mm Multistep 방식으로는 1매의 Mask 중에 사용할 부분만을 조사 가능한 기능을 보유해 대형기판에도 대응 가능하다. 제 5세대용 장치부터 이 방식을 채용하고 있다.
또한 TME-1250S/1750S는 신개발의 조명 광학계, 새로워진 보정기구 고정밀도 온도조정 시스템 등의 채용으로 높은 전사 정도를 이루고 있다. 해상도는 7㎛(L&S 조건), Totalpitch는 ±2.5㎛, 중함 정밀도는 ±1.0㎛이다.
이외에도 동 사의 기판 크기는 최대 650mm×750mm 대응의 [TME-750S], 최대 730mm×920mm 대응의 [TME-950P]도 갖추고 있다.
6) Hitachi High Tech 전자 Engineering(주)
Hitachi High Tech 전자 Engineering사는 컬러필터용의 유리기판 노광장치를 갖추고 있고 제 5세대 기판용 장치로서는 [LE-9100S] 시리즈를 판매하고 있다. 동 장치는 최대 1100mm×1300mm까지의 제 5세대 유리기판에 대응하고, Proximity 노광장치로서는 업계에서 처음으로 XY step 노광을 가능하게 한 장치이다. XY step에 의해, 1회 처리로 1매의 기판에 대해서 4 shot 이나 6 shot의 노광을 하는 것으로서, 15형 패널 15매, 30형 패널 4매까지 취할 수 있어 고효율의 생산이 가능하다.
유리기판의 대형화에 대비하여 XY step 노광을 하기 위해 고조도의 노광 광원, 고속 유리기판 반송기구 등의 개발에 더하여, 당사 종래 기종에서 채용하고 있는 Free Alignment 방식, Proximity Cap 제어, Auto Alignment 등의 각 기구를 향상시키고 있는 것으로 제어 속도의 고속화의 실현, 또는 독자 Mask 다와미 보정기구 등 각종 Clean 기능, 온도 조정 기능을 탑재하는 것으로 수율의 향상과 고품질의 LCD 생산에 기여하는 노광장치를 실현하였다.
처리 속도는 32초/매(4 shot), 40초/매(6 shot) Mask는 700mm×800mm t8, 800mm×920mm t8을 선택 가능하고, 해상도는 8㎛ 이내, Alignment 정밀도는 ±1㎛이내(3α)를 실현하고 판매가는 2억7000만엔이다.
이외에 동 사는 제 4세대 기판용의 [LE8000Series] 제 3세대 기판용[LE5565A] 400mm×500mm 기판용의 [LE4000A] 등의 장치를 갖추고 있다.
2. PECVD 장치
1) 개요
PECVD 장치는 Si막 형성에 사용되고 있다.
아모루화스(α-Si) TFT의 대형 패널용으로는 AKT사가 70%, 그리고 스위스의 UNAXIS사가 30%의 점유율을 보인다. 2개사가 시장을 독점하고 있고, AKT사는 매엽시 Cluster형, UNAXIS사는 병열처리를 채용하고 있는 것이 특징이다. AKT는 04년 10월 누계로 400대의 PECVD 장치를 출하하였다.
이제는 제 7세대용 장치 개발을 진행하고 있다.
저온 Poly Silicon(LT PS) TFT용은 ULVAC사가 높은 시장 점유율을 기록하고 있다.
2) AKT(주)
AKT사는 04년 2월, 제 7세대(약 1800mm×2200mm) 유리기판에 대응한 플라즈마 CVD 장치(AKT-40K PECVD)를 발표하였다. 최대 5개의 Chamber를 탑재하는 것이 가능하고 매시 60매의 높은 생산성을 실현하고 있다.
Dope을 비롯하여 Undope a-si, 산화실리콘, 산질화 실리콘의 단층을 비롯하여 In-situ 적층막의 성막 가능하고, 이미 첫 장비를 04년 7월에 출하하여 제 7세대의 TFT LCD 양산 공장에 몇 대 납품한 실적이 있다.
동 장치에 더하여, 선진적인 플라즈마 CVD 기술을 갖고 있는 Process Chamber [KKT-APX]를 발표하였다. AKT-APX를 양산 현장에서 실증된 동 사의 플라즈마 CVD 장치를 탑재하는 것으로, 비용 효과가 높고 아주 균일한 막이 성막 가능하다. [AKT 40K]에 탑재하여 납품하였다. 제 6세대를 비롯하여 제 7세대, 더욱이 차세대의 유리기판 크기에도 대응 가능하다.
TFT LCD의 기판 크기가 제 6세대 이후 크기가 되면, RF power가 균일하게 분포되지 않게 된다. 막의 균일성에 중대한 문제가 생긴다.
AKT-APX Chamber에서는 이 문제가 해결되었고, 확대되는 대형의 LCD 모니터나 LCD TV용의 수요에 대응하기 위해 잠재적인 초대형 TFT-LCD 제조에 확실히 대응할 수 있게 개발하는데 18개월이 걸렸다.
동 Chamber는 Chamber 내의 플라즈마 power의 분포를 근본부터 변경하여 대형 유리기판 전체에 플라즈마 밀도가 균일하게 되도록 디자인을 변경시키고 있다. 이 혁신적인 디자인에 의해 제 7세대 이후의 기판에 대해서도 10% 이하의 막후균일성을 달성하고, 공정 범위를 넓히는 것으로, 어떤 가스를 사용하여도 빠른 성막 속도가 가능하다.
AKT사가 특허를 갖고 있는 Remote Plasma Source Cleaning 기술도 탑재하고 있어 업계에서 최소 Particle Level을 갖고 있고, Chamber의 수명을 비롯하여 Manual Cleaning의 간격 주기를 대폭 연장할 수 있게 되었다.
3) ULVAC(주)
ULVAC사의 매엽식 PECVD장치 [CMD 시리즈]는 SiH₄나 TEOS을 사용한 SiO₂막, SiN막 성형을 위해 27.12MHz의 고주파를 사용하고 있어 고품질의 막을 높은 비율로 성막한다. 특증은 반응심 내부구조, 가스 공급 시스템의 개량에 의해 65초/매의 실력이 있다.
LTPS a-Si TFT에도 대응하지만 LTPS가 중심이 되고 있다.
동 사의 PECVD 장치의 특증으로서는 우선 기판 온도를 430℃까지 가열 가능하고, 수소의 Contam을 1% 이하로 억제할 수 있어 350℃ 성막에서는 7~8%의 수소의 Contam이 포함됨으로, 이 7~8%의 상태로 Laser Anneal을 하면 어푸레이숀이 일어나기 때문에 수소의 Contam을 극력 내리는 것이 필요하게 되었다. 동사는 성막 중에는 1%로 하여 사후 Anneal을 장치 내에 장착하여 0.5% 여하로 달성시키고 있다.
CVD 처리 후 그대로 Laser Anneal을 걸어준다.
보통의 장치는 7%~8%이여서 별도의 노즐에서 충분히 탈수소 처리를 하지만 동사 장치는 이러한 것이 필요 없다.
비용면에 있어서도 우위성이 있다.
또 한 가지의 특증은 방전 주파수 27.12MHz사용하는 것으로 통상 사용하는 것은 13.56MHz의 방법이고 보편적인 전원이고 설계상 용이하다.
반응 효율은 좋지 않고, Shower Plate에 세공이 필요하고, 가격이 높은 것과 Particle이 원이 되고 있다.
27.12MHz에 의해 평행평판의 간단한 CVD 구조 중에서 반응 효율이 좋고, Plasma Damage 내인성, 비롯하여 Particle을 억제하는 성막이 가능하다. 동 사의 태양전지에서부터 27.12MHz를 사용하고 있어 많은 노하우를 갖고 있다.
동 사에 의하면 LTPS용 CVD 장치 시장에서는 대부분을 점유하고 있는 실정이다. 한국·대만에서 투자가 시작되었고, 본격적인 라인 설치로 우위의 사업을 전개하고 있다(한국공장은 05년 6월 준공).
MKT share는 70%로 산정하고 있다.
LTPS용 PECVD 장치와 같이 판매 확대를 노리고 있는 것이 Laser Anneal 장치이다.
이것은 미쯔비시 전기사가 개발하였다. 세계 최고 출력200W의 Anneal용 반도체 레이저의 자기 전고체 Green Laser 발진기를 ULVAC에 공급한 것으로 ULVAC사에서는 실리콘 다결정화에 쓰이는 [고체 Glass Laser Anneal] 장치를 개발하였다. 동 장치는 105mm 길이 Line Beam으로 GS-크기의 유리기판까지 가공이 가능하다.
Laser Anneal은 유리기판상에 성막된 아모루화(비결정) Silicon막을 레이저 조사에 의해 실리콘을 다결정화 시킨다. 04년 기준으로 Laser Anneal 장치의 판매 실적은 없으나, 04년~05년도에는 판매 가능성이 있다고 본다. 또한 LTPS와 Laser Anneal은 active Matrix형 유기 EL에 유효하다. 동사에서는 유기EL에 쓰는 LTPS막은 LCD용에 쓰이는 것과는 약간의 성질을 변화시킬 필요가 있어 고객의 견본 실험을 통하여 해명될 것으로 본다. 동사의 Laser로 처리된 막은, 유기 EL의 전기적인 막에 적격이라고 생각된다.
여기에 와서는 LTPS 시장이 태동할 것이다. Laser Anneal과 CVD가 공정상에서 공유하고 있기 때문에, 2개를 실행하는 것에 의해 양방향 공정 확립을 목표로 개발하고 있다. 현재 5세대까지 대응 가능한 장치로 평가중이다.
또한 동사에서는 유기 EL용 장치, 재료를 전개하고 있어, 증착, 봉지, 패쓰베이숀을 일련의 라인 중에 포함하는 것을 예상하고 있다. 그래서 현재 CVD도 G7세대 대응 a-Si용으로도 대응하도록 개량을 진행시키고 있다. 현재 G7의 투자 시기가 늦춰지고 있기 때문에 호기로 보고 개발을 서두루고 있다.
a-Si는 Plasma Damage나 성막 속도에 문제가 있다. 취급되는 기판이 대형화하면서 방전 모드가 변화한다. 현재 주류의 13.50MHz에서는 반효율이 좋은 막이 되지 않고 있다. 동사에서는 27.12MHz로 하는 것으로 반응중 효율 향상, Plasma Damage 절감이 될 수 있는 장점을 도모하고 차별화하는 것을 적극적으로 개발하고 있다.
또한 대형화에 대해서는 CVD를 종형으로 하는 기판의 전위 안전성의 문제가 있기 때문에 수평 type로 하는 의향도 갖고 있다.
더욱이 30%의 특허를 가지고 있어 이를 활용하여 CVD의 경우는 Cluster의 concept으로 할 예정이다. 동사에서는 이러한 것을 개발해 05년 이후에 출하할 계획이다.
4) UNAXIS
동사는 PECVD 장치로서는 [KAI 시리즈]를 전개하고 있다. 종형 Tower의 병열처리 시스템을 탑재하고 있는 것이 특증으로, Footprint의 절감에 크게 공헌하고 있다.
Reactor와 Stainless Steel제의 진공용기 내에 Alumi합금제의 Reactor를 배치한 그 중 구조로서, Plasma Box Reactor라고 부르고 있다.
이 Reactor는 내부압력이 외부보다 100~1000배가 좋아서 잔류불순물이 Reactor 내에 침입 못하고, Particle 부착을 방지하기 때문에, 저속 증착에 의한 고품질의 성막이 가능하다. 가스의 교체시간이 짧기 때문에, 상이한 다층 공정을 연속적으로 할 수 있는 것이다. 업계에서는 유일하게 저렴한 SF6 가스를 사용할 수 있다. 제 7세대 대응장치로서 이러한 concept을 계속 받아들인 것이 [KA1300]이며, TFT Array에서 매시 30매, 패쓰베이숀으로 동 60매의 높은 작업량을 실현하고, 최대로 8 Chamber까지 탑재하는 것이 가능하다. Plasma Damage가 적은 양질의 성막 공정을 가능하게 한다.
3. Sputtering 장치
1) 개요
이 시장은 ULVAC사가 압도적인 MKT-share를 갖고 있고 그 뒤로 UNAXIS사와 ANNELVA사가 추격하고 있다.
장치는 Array용과 컬러필터용으로 장치의 concept이 다르다. Array용은 매엽식이 일반화되어 있고, 한편 컬러필터는 In-line형이 중심이다. 시장은 제 6세대의 증산 이전에 제 5세대의 증설 투자에서도 호조가 되고 있어 과잉 투자의 제동을 걸어 주고 있는 실정이다. 다른 한편으로는 G7 대형기판으로 이행이 분명하여져 이에 대한 대응 장비의 concept이 금후 과제로 되고 있다. Top Maker인 ULVAC사는 05년부터 장치의 출하를 개시하고 타사도 따라가는 현상이다.
2) ULVAC(주)
ULVAC사는 Sputtering 장치의 제품을 Line-up(장비의 일련화)하여 [SMD-X series]에서 매엽장치, [SMD-series], In-line식 [SKP-S] 등이 있다.
04년도(04년 7월~05년 6월) LCD용 장비의 매상은 전년도 대비 47.2%의 780억엔을 계획하고 있다.
한국·대만을 중심으로 일본은 30%, 전사 연결하여 반도체를 포함하여 해외 40%, 일본 60%, 대만 19%, 한국은 13%이다.
TFT 패널 제조업체에 의한 왕성한 G6 유리기판 설비투자가 이를 견인하고 있다. 한편 04년 가을경에 과잉 설비 투자에 제동이 걸리는 움직임이 있었으나 동사는 하향 수정 하지 않고 설비 투자를 과감히 계획하였다. 동인의 LCD용 제조장치의 생산체제를 추월 못하는 상향이 되었다.
그러나 이익면에서는 비용 절감 요청이 강하고, 부자재 비용이 높아져서 어려운 상황이 지속되고 있다.
또한 유기 타 장치 등의 수주도 증가되어서 LCD 포함한, PDP 유기 EL등의 디스플레이 전자 부품의 04년도 매상을 전년대비 31.7% 증가한 1060억엔으로 보고 있다.
시장에서는 G5에 이어서 G6 share도 획득하고 G6 share는 90~95%를 확보하였다.
수송상 문제로(대형) Core Chamber를 3등분하고, Core Chamber의 3등분으로 나누는 것을 특허로 하고 있다. Sputter에 한하지 않고 CVD에서도 타사 제품과 많이 접촉이 되고 있어서 앞으로 검토 대상이 되고 있다.
G6용 장치는 비교적 순조롭게 나가고 있다.
Cathode가 대형황 수반하여 Cathode나 Robot을 새로 설계하였다. 초기에는 문제점이 야기되었지만 대책을 강구하여 나가고 있다.
그러나 수송상의 문제, 비용 요구가 많아서 이익을 내기가 쉽지 않다. G7에서는 대폭적으로 concept을 변경하여 구체적으로 중형 매엽식으로 하였다.
concept은 In-line 쪽으로, Cluster형으로 병합하여서 고객의 비용을 내려주는 장점이 있어 수송상의 제약을 받지 않는 장점이 있다. 이것들이 전체 비용상에서 효과을 보았다.
In-line에서 다른 것은, 종래 장치와 같은 Array형은 정리 성막, In-line이 아닌 것은 정리 성막(Cluster)에 의해서, 종형에서는 기판을 반송하는 Carrier가 필요하지만, Carrier는 막에 붙는 Particle이 원인이 되고 있고, Carrier 자체도 세정할 필요가 있다. 새로운 장치에서는 정지 성막을 하는 것으로 Carrier가 막에 접촉이 되지 않기 때문에 Particle의 문제가 해결된다.
정지 성막과 같은 방법으로, Mask 등의 구조물을 취급하면 된다. 필요한 곳에 Cover를 씌우기 때문에 종래의 Cluster형과 동일하게, Mask 주변에서 여분의 부착을 방지하고 있다.
개발이 상당히 진전되어 05년도 이후로 출하가 예정되어 있다.
대형 패널용 LCD 제조장치는 대형화때문에 수송문제가 close-up되고 있다. 특히 도로교통법과 연결되어 있다.
동사는 패널 크기를 2200×2400mm까지 해결 가능하지만 그 이상은 도로교통법에 의해 높이가 문제되고 있다. 이 때문에 상황에 따라서, 한국에서 한국의 생산 배율을 높이는 것으로 해결하고 있다.
동사는 한국 현지법인 한국 ULVAC사가 평택에 대형기판 LCD 디스플레이 제조장치용 공장을 건설하고 대형장치용 부품 제작을 목표로 동사를 설립했다.
이 신공장은 04년 7월에 착공하여 05년 5월에 완공하였다. ULVAC사는 여태까지 약 60대의 제조장치를 한국에 판매하였다.
근년에 한국에 있어서 대형기판 LCD 디스플레이 제조장치의 수요가 높아지고, 많은 고객들의 국산화 추진 요구가 높아져서 평택의 현곡 공업단지에 제 7세대 이후용 LCD 디스플레이 제조장치 공장을 건설하였다.
여기에는 장치의 대형화가 가속되어 부품 제작이며 물류한계, 부품의 내작화를 효율적으로 도모하기 위해 ULVAC사 회사의 생산기술을 도입한 Machining Center를 갖춘 부품 제작 회사로 설립하였다.
ULVAC의 평택 신공장의 개요는 부지면적 4만9000㎡ 규모로 여기에 제 1차로 생산품목은 제 7세대 이후 LCD 디스플레이, 전자부품, 반도체 제조장치의 제조·생산능력은 제 7세대 LCD 디스플레이 제조장치 20대/년, 투자액은 8. 9억엔이다.
ULVAC사는 03년에 Group의 ULVAC 동북, ULVAC Techno, UMAT사가 21억엔 투자하여 기계가공(45㎡), 양극산화공장(2450㎡) 정밀세정, 열처리공장 (2100㎡)의 디스플레이에 필요한 인프라를 팔호북 inter 공업단지에 대형부품에 대응 가능한 기계가공, 표면처리, 정밀세정의 일관 생산체제를 확립하였다.
ULVAC 가고시마 사업소는 약 3000㎡ 클린룸을 증축, 대형장치의 생산능력을 확대하는 동시에 여지껏 분산된 생산공장을 동 사업소에 집약하여 규수에 생산 본거지를 만들었다. 그래서 그룹 전체로 약 4만9000천㎡의 대형장치 생산공장을 보유하게 되었다.
6세대 이후의 FPD용 Sputter 장치는 민간 60~80대 상당하는 공급능력을 확보하였다. 이렇게 하여 일본과 한국에서 대형 LCD 제조장치가 정비되게 되었다.
중국에는 소주에 장비의 관리 기지와 대만에는 도원에 칩 공장이 있어 소모품을 제작하고 있다.
3) ANNELVA(주)
ANNELVA사의 FPD제조장치의 매상고는 수주 기준으로 04년에 20억엔 이하로 수정하여 180억엔으로 하였다. 02년도는 약 78억엔, 03년도에 129억엔이었고 PDP용과 LCD용으로 반반이다.
동사는 03년 10월에 제 5세대 기판(1100×1300mm) 대응으로 새로운 concept을 가진 Sputtering 장치 [C-3711]을 개발하였다.
G5이후의 패널 크기를 위한 새로운 concept은 기판 크기가 크게 되는데 대해 Hand를 구축하는데 있어서 폐해를 해결하였다. G7까지 내다보는 concept으로 되고 있다. piont는 Cluster Tool에서 탈피한 것으로 종일 열의 Line 장치와 유사하다. Cluster Tool처럼 부실을 나눌 필요가 있고 반송율 속도가 되는 경우가 있지만, 이 장치에서는 Footprint가 적게 되고 공정내점은 면적을 적게함으로 투자효율을 향상 할 수 있다.
종형반송 등으로 유리기판의 취급과 Robot Handling에 의존하지 않아서 신뢰성이 향상된다.
Buffer로 되고 있는 Treatment Chamber는 최대 기판 6매를 Casset 할 수 있고, Process Chamber 내에 2매를포함해서 항시 8매가 투입되고 있다. 성막은 Sputter Chamber Center에 Cathode를 배치하여 양면동시에 2매를 일괄처리 하여 작업량은 120초/2매를 달성할 수 있다.
또한 Tray가 대기에 접촉하면 Particle의 원인이 되기 때문에 Tray가 대기 노출되지 않게 설계하였다. 이것은 P에 DPTJ 배양된 TOSS(Transfer Only Substrate System) 반송 기술을 응용한 것이다. 관리도 같이 하고 있다.
이것에 의해 기판 크기 건의 장치 요소 개발이 불필요하다고 보고 있다.
대응하는 재료는 Source Gete 배선 금속 컬러필터용 ITO, Array용 ITO에 대응하고 있다. 특히 동사는 적층막을 장점으로 하고 있고 Gate, Source 배선의 2~3층 등이다.
더욱 target도 대형화하기 때문에, 3각형으로 4매의 분활 Cathode를 개발하였다. 대형화하게 되면 막질의 균일성이 문제가 된다. Cathode의 형상도 최적화하여 특수한 방법으로 배치되고 있다.
신 장치는 8대 정도가 출하되고 있다. 그러나 G5.5형만이다. 이 concept을 G6에 사용하는 것이 좋다는 요구가 강하다.
그러나 가격 경쟁에 휘말리기 쉽기 때문에 적극적 수주활동을 개시하고 있지 않다.
절대적으로 G7이상의 목표을 세우고 있다.
동사의 [3711] concept으로 G7.5 차세대를 위한 제품 개발을 비용 대응 등의 검증을 포함하여 개시하고, 1매 Cathode마다 효율이 좋다.
또한 종래의 [7392]의 Sputter장치는 유기 EL 라인에서 실적이 있다. 동사의 Multi-Magnet Cathode는 항시 유리면에 플라즈마로 피복되어 있다. Glass 크기의 target이지만 전면에 플라즈마가 조사되어 있는 상태로 되어 있어 성막의 분해능력이 높고, 후막 concept도 좋고 유기 EL 얇은 ITO막, 반사 전극의 Ag는 극히 얇은 성막을 구할수 있어서 Plasma Damage가 적은 점이 높이 평가 받고 있다.
4) UNAXIS사
스위스에 본사를 둔 유나구시스사는 제 4대 유리기판부터 본격적으로 PVD 장치 시장에 참여하고 금속배선이나 투명도 전막용으로 누계 20대(4~5G만) 출하 실적을 갖고 있다.
ITO 성막에 있어 막질의 높은 평가로 업계 점유율은 약 20%를 확보하고 있다.
동사의 PVD장치 [UNI series]는 기판 크기를 합하여 확장 가능한 Cathode를 설계할 필요가 없어서 확장성을 고려한 장치 설계가 가능하다.
ITO와 Metal(AL, MO, TI, TA 등)외 동일한 시스템 구성에 적용 가능하다. 또한 Target Maker에 대해 기판 크기에 대응한 발주가 필요 없어서 결과적으로 COO 저감에 공헌한다. 현 G7 대응기도 개발 중이고 4G로 8매의 Cathode를 사용하지만 7G에서는 15~16매 사용 예정이다.
4. Dry Etching 장치
1) 개요
LCD 공정에 있어서 Etching은 Wet 방식과 Dry 방식이외 2종류의 장치가 있다.
Array 공정에서는 그 용도에 의해 구별되지 않고 있다.
구체적으로 Wet Etching 장치는 Gate 형성, 화소 전극의 ITO, Dry Etching 장치는 Channel 형성 Contact Hole, 산화막화, 보호막, 아이랜드 Etching 등에 사용되고 있다. 또한 Dry Etching 장치는 아모루화 TFT, 저온 Ploy Silicon TFT, 유기 EL 의 TR 공정에서 사용되고 있다.
STN이나 TN에서는 비용면에서 Wet Etching을 사용하는 경우가 많다. 또한 양산화하면 FED에도 채용할 수 있다고 본다.
LCD 공정을 위해 Dry Etching장치 Maker로서는 TEL, YAC를 비롯하여 한국에도 2~3개사가 있다.
한국·대만의 LCD 패널 제조업체의 각사에도 공급하고 있어 TEL사가 약 70%, YAC사가 25~30%의 시장을 점유하고 있다.
Dry Etching 장치의 최대 과제로서는 장치의 대형화와 중량화이며 제 7세대의 장치 크기는 10m 4방으로 70톤 수준이 된다. 여기에 다 수송이 곤란해진다.
이 때문에 장치의 조립을 항구에서 하는 경우가 증가하고 있다. 또한 1변이 2m를 초과하는 대형 유리기판의 흡착이나, 유리기판 전체에 플라즈마 방전을 할 수 있는 시스템도 중요시되고 있다.
2) Tokyo Electron(주)(TEL)
TEL사는 LCD용 Dry Etching 장치에서 압도적으로 강하고 약 70%의 세계 시장 점유율을 갖고 있다. 동사의 FPD Plasma Etching/Ashing 장치는 제 5, 제 6세대를 위한 장치에 있어서 200개 Chamber 이상을 납입한 실적이 있다. 장치로서는 Plasma Etching/Ashing 장치로서는 [ME series], [HT series]의 제품을 전개하고, 또한 제 7세대를 위한 신형 장치 [Impressio]도 개발하고 04년 여름부터 출하 개시하고 있다. 동 장치의 공정 Chamber 내의 플라즈마 밀도의 균일화, Etching의 고효율화가 가능하도록 설계 개발되고 있다.
대류량 공정의 가스 공급 시스템을 장비하면 결과 동시에 대류량 배기가 가능하여 하나의 Chamber에 대해 6기의 Turbo Pump를 표준 탑재하고 있다. 또한 제 5, 제 6세대의 장치와 동등한 작업량을 실현한 것 외에, 2m를 초과하는 유리기판의 다와미를 최소화하는 것으로 기판의 Support 위치를 Simulation으로 최적화시키고 있다.
SE 시리즈는 매엽의 Single Chamber 방식을 채용하여 제 5세대 유리기판을 위해 개발하였다.
[SE1200]으로 1000×1200mm(표준), [SE1300]으로 1100×1250mm(동)에 대응하고 Silicon막에서 Metal막까지 폭넓게 대응하고 TEL의 에이데이(주)에서 제조하고, 동 시리즈는 ME/HT 시리즈의 배양된 노하우를 승계하고 또한 Single Chamber의 개념을 취하고 Chamber Mode는 PE, RIE, ICP를 자유로이 조합시킬 수 있고, 또한 3 시스템까지 접속 가능한 공통 반송계를 option으로 준비하고 있고 생산은 사마나시 공장에서 하고 있다.
3) 와이에이시(주)
와이에이시사는 2000년에 LCD 액정 공정을 위해 Dry Etching 기술을 장기간 축적한 플라즈마 시스템을 매수하여, Dry Etching 장치에 관한 고밀도 Plasma Etching장치 [COSMJ] 시리즈, Plasma Etching 장치 [MS] 시리즈를 제품화하고 있다. 또한 03년에 기판 크기 중 1870×2200㎟에 대응한 제 7세대용의 [MS5400]을 발표하고 04년 7월에는 한국 업체를 위해서 출하하고 있다. 동 장치는 고성능으로 간단한 구조를 concept으로 개발하여서 장치의 저비용화, 경량화을 실현, 또한 Chamber는 공장의 생산라인 설계 등의 필요에 대응하여 수율이 설정되기 때문에 공장내에 있어서는 space 유효한 활용이 가능하다. 더욱이 Chamber의 진공상태를 유지시켜서, Particle을 제거할 수 있는 시스템을 채용하는 것으로 편리성을 향상하였다. 동사는 제 6, 제 7세대용 장치도 고기능화를 도모하면서 제 8세대를 위한 장치도 검토 중이다.
동사의 기술 센터는 쇼시마에 있고, 야마나시 공장이 개발 거점이고, 생산은 협력회사에 위탁 하고 있다.
5. Wet Eching 장치
1) 개요
TFT 공정의 Array 공정에는 Wet 방식의 Wet Etching과 Dry 방식 Wet Etching의 두 가지 방법에 있다. 용도에 따라서 사용이 나누어지고 있다.
Wet Etching은 Gate 형성, 화소전극의 ITO 등을 형성하는데 사용되고, Dry Etching은 Channel 형성 Contact Hole, 산화막 보호막, 아이랜드 Etching 등에 채용되고 있다.
그러나 Mask 매수를 줄이기 위해 연속 Etching은 고정세화 목적으로 Dry Etching을 채용하는 Maker도 있다. 한편으로는 TN, STN 공정으로는 Wet Etching이 Dry Etching보다 비용이 저렴하여, Wet Etching만으로 대응 가능한 경우가 많다. TFT를 위한 Wet Etching에는 Batch 방식, Spine식이었다. 기판 크기의 대형화에 따라서 매엽식이 주류를 점하고 있다. 이 방식은 Batch 방식에 비하여 Wet Demcal 사용량이 적어서 Etching의 균일성이 우월하여, 고정세 패널에도 대응할 수 있다. AL Depo-etching에 관해서는 매엽방식으로도 대응 가능하고, Tape나 Spray를 공부하여 실현시키고 있다.
장치업체로서는 DNS사, 시마다 이화공업에, 에바라 Mechatronic사, 스미도모 정밀사 등이 있다.
저온 Poly Silicon의 Etching 공정에서는 반도체 공정과 근사한 고정도한 처리가 요구되고 있다.
예를 들어 단시간 내에 에칭이 종료하는 공정 등에서는 Spin 방식이 유효하게 되고, 동방식은 매엽식에서 약액용량이 비교적 적고, 약액의 순환이용을 하지 않는 공정을 채용하면, 불순물의 Device 2차 오염을 방지할 수 있다.
대표적인 장치 업체는 에바라 Mechatronic사와 스미도모 정밀사 등이다.
TFT의 수요 확대에 수반하여 제조 비용의 절감을 얻기 위해서는 Wet Etching이 해결책으로 주목되고 있는 한편, 약액 사용에 따르는 폐약처리 비용과 지구환경의 배려가 문제로서 예거되고 있다. 따라서 약액 사용량을 한층 더 절감하는 것이 금후의 중요한 과제이다.
α-Si TFT에서는 약액 사용량의 과제을 극복하여 나가는 것으로 매엽식이 새로이 채용되고, 저온 Poly Silicon TFT에서는 매엽식과 Spin식의 양방식이 각기 특증을 살리는 공정에 채용될 것으로 본다.
제 2세대의 기판 크기까지는 Batch가 주로 사용되었다.
2) DNS(주)
DNS사는 대형 TFT LCD용 Etching Processor로서 [TE series] Resist, 박리 processor로서는 [TR series]를 각기 전개하고 있다.
동사의 Etching Processor는 경사반송방식, 박리 tool은 [Multi Scan Jet] 박리 방식을 전장치에 채용, 5G(1100×1250mm 기판) 기종 대응으로 Etching Processor [TE-1100G]는 경사 Etching 처리를 채용하는 것으로 면내균일성 악화의 원인이 되는 기판상 액의 체류가 없기 때문에 대형 크기 기판에서도 고정도 한 Etching 처리가 실현된다.
경사 Etching 처리에 의해 약액, 순수, Air의 사용량도 저감되고, 약액이 지출하는 양도 수평 처리에 비해 약 1/5이 체감된다.
TR 시리즈에서 박리 tool로서는 한 개의 조에서 Resist의 약화와 박리를 교환 처리하는 [Multi Scan Jet] 방식을 탑재하고 있다. 경사 처리와의 조합에 의해 Resist의 재부착을 방지하고, Mist의 발생량 Resist 잔사의 저감, 높은 박리 성능을 실현한다. 박리 후의 성박 전 세정으로서 세정 Processor와 In-line화에도 대응, 5G(1100×1250mm 기판)기의 대응에는 [TR-1100G]가 있다. 그외에는 높은 Throughput Type의 FPD용 세정, 현상, Etching, 박리 시스템 [Apray Processor Series] TFT나 컬러필터 등의 고정밀도 처리가 요구되는 공정에 대응하고, 요동 type의 매엽 Wet 처리장치 [Panel Processor Series] 등도 갖추고 있다.
6. Coater & Developer
1) 개요
LCD용 Coater & Developer에서의 Resist 도포 방식은 종래의 Spin 방식에서 No-Spin 방식으로 이전되고 있다.
이것은 유리기판의 대형화가 진행되고 있어 장차 자체의 대형화을 억제하고 나아가서 Resist 사용량 절감을 도모하기 위한 것이다.
참여한 각 사가 이미 [Post-Spin Coater]를 실현한 장치를 등장시키고 있다.
Tokyo Ohka 공업사는 고정도한 Slit 노즐로 Scan하는 것으로 Photo Resist을 도포하는 [Spine Less] Coater를 개발하여 실용화하고 있다. TEL사는 Spine Less 도포의 Unit을 제조한 실적이 있는 히라다(平田) 기공(주)과 협업 계약을 체결하고, 이 도포 Unit을 탑재한 Coater & Developer를 공급 개시하고 있다.
DNS(Dai Nippon Screen) 제조사는 도포부에 가늘고 긴 봉상의 분출구로 기판상에 Slide시켜서 균일한 도포를 가능하게 하는 새로운 시스템 [Linear Coater]를 채용한 장치를 출하하고 있다.
2) Tokyo Ohka 공업(주)
Tokyo Ohka사는 LCD 유리기판 대형화에 대응 가능한 Spin Less 기술을 개발하여 제 5세대용 장치(1100×1250mm)를 처음으로 실현하고 제 6세대나 제 7세대용 장치도 실용화를 도모하고 있다.
이 기술을 바탕으로 양산장치의 개발도 다쯔모(주)와 공동 개발하고 있다.
아직까지 동 사는 [회전 Cup]이나 [Coat & Spin](Slit 노즐로 유리기판의 표면 전체를 도포한 후, 이를 회전시켜서 Photo-Resist막을 균일화하는 방법) 등으로 여러가지 신기술을 고안하여 왔으나 이에 더하여, 기판 대형화에 대응하기 위해서 Spin Less 기술을 개발하였다.
[Spin-Less] Coater는 고정도의 Slit 노즐로 Scaning하는 방식으로 Photo-Resist를 도포하는 것이다.
또한 세정액이나 Ringe액 등의 사용량과 Utility 비용을 대폭 줄일 수 있어 제조 비용 절감에 기여할 수 있다.
Photo-Resist의 사용은 종래의 [Coater & Spin] 방식에 비하여 60% 이상이 절감된다. 세정액이나 Ringe액 등의 사용량도 종래에 비하여 90%정도 절감할 수 있다. 또한 Footprint도 Unit 수의 감소에 의해서 종래 대비 40%가 축소된다.
이미 이 Spin Less 기술을 사용하여 2200×2400mm급의 기판대응의 [TRE 45000 series], [TR 9000 series], 그리고 730×920mm급의 기판대응 [TRD 45000 series] 등이 각 세대 대응한 장치로서 갖추어져 있다.
3) Tokyo Electron(주)(TEL)
TEL사 04년도의 중간기 매상고는 전사종합으로 전년동기대비 6.5% 증가의 2801억 9900만엔이었다. 04년도 전체로 봤을 때는 6200억엔이다.
그 중에는 반도체를 비롯한 FPD 제조장치(LCD용 C&D장치, Etching 장치 등)는 출하 기준 3000억엔(전년동기대비 74% 증가)으로 기록되고, FPD 장치만은 418억엔이 되었다.
FPD 장치의 지역별 내역은 일본 국내가 136억엔이고, 한국은 91억엔, 대만이 145억엔, 중국·동남아시아는 44억엔이다.
05년 전체 업적 예상은 반도체 FPD 장치 전체로서 5930억엔이 되었다(출하 기준).
그 중에서 FPD 장치의 지역별 내역은 일본 국내가 240억엔, 한국은 150억엔, 대만은 470억엔, 중국·동남아시아는 100억엔이다(출하 기준).
동 사는 04년에 제 6세대 기판(1500×1800mm)에 대응하는 Spin-Less 도포 Unit을 탑재한 FPD Coater & Developer를 판매 개시하였다.
종래까지는 Spin Coating 방식을 채용하였지만 기판 크기의 확대에 의한 Resist 사용량 증가, 장치의 대형화가 대책 과제로 되었기 때문에 Spin-Less 도포 Unit 제조로 실적이 있는 히라다(平田) 기공(주)과 협력계약을 맺어서 그 도포 Unit을 탑재한 FPD Coater & Developer를 공급하게 되었다.
새롭게 제품화된 도포 Unit은 성 Resist이고 회전 기구가 불필요하여 운용비용이 절감, 에너지에 공헌하고 있다. 동 사는 제 6세대 기판 대응의 [CL1700T/C 1500×1800mm) 이외에 제 5세대 대응의 [CL1200/1300mm] 그리고 [CS 시리즈]를 Line-up하고 있다. CL 시리즈는 MMN(Multi Micro Nozzle)에 의한 Scan 도포와 Spin 처리에 의해 높은 막후 균일성과 성 Footprint를 실현하는것 외에, Spin Less Track에 대응하는 Scrubber/Developer Unit에 의한 성 Footprint를 실현하였다.
또한 [CL1700]은 히라다(平田) 기공의 Stlit Coater 기술을 융합한 Spin-Less Coater를 option으로 탑재한 [CS 시리즈]는 AGV/CIM에 대응, 주변장치(각종 노광기, 다이도라 장치 등)의 In-line도 실현하고 있다.
FPD 생산라인에 새로 생기는 자동화에 크게 공헌하고 있다. 또한 성 Resist와 현상액의 Recycle System에 대응하는 양산 라인에서 운용비용 절감도 된다. 대응 기판 크기는 [CS500]이 400×500mm, [CS600] 550×650mm이고, [CS8005]가 600×720mm, [CS1005]은 730×920mm이다.
4) Dai Nipper Screen 제조(주)(DNS)
DNS사(FPD기기 회사)는 04년도의 LCD 제조장치 매상고로서 03년도 대비 1.5~1.6배 증가한 약 700억엔이고, 주력의 LCD용 Coater & Developer는 세계 시장의 60% 를 확보하고 있다. 앞으로는 동 70% 이상의 점유율 확대에 도전하고 있다.
동사의 LCD용 Coater /Developer는 유리기판을 전세정에서 후세정까지의 일련의 공정을 In-line화한 제품을 제공하고 있다.
03년에 [SK-1500G(제 6세대 기기), 04년 8월에는 SK-1800G(제 7세대 기기)]를 각각 출하하여 왔다. SK-1500G에서는 도포부에 있어서 새로운 시스템인 [Linear Coater]를 채용, 종래의 Spin 방식과는 다르게, 유리기판을 회전시키지 않고, Slit상의 노즐로 감광액을 도포하기 때문에 구동전력이나 감광액의 비용을 절감하는 효과가 있다. 도포막후는 10㎛정도이다.
04년 8월에는 제 7세대(1870×2200mm) 유리기판 크기에 대응하는 TFT LCD 디스플레이용 도포 현상장치[SK-1800G]의 출하를 개시하였다. 이 제품은 SK-1500G의 배가 되고 Linear Coater를 응용 전개하여서 제 7세대의 TFT LCD용 유리기판에 감광액 도포와 현상을 하고 이것에 의해서 초대형 유리기판의 처리가 가능하기 때문에, 37인치 이상의 LCD 패널의 생산 효율을 높여주고 있다. 국내 희망 판매 가격(사양에 따라 상이)은 세금 포함 12억6000만엔, 신제품의 발매에 기하여 동 사는 TFT LCD 디스플레이용 제조장치의 생산 증강을 실시하였고, 동사의 FPD 기기 회사가 있는 지역 내에 있는 부리에 클린룸을 설치 증설하였다. 자세한 내용은 알려져 있지 않다.
하여간 생산 증가에 의해 아세아를 중심으로한 LCD 패널 제조업체의 대형 유리기판 대응장치에 대한 설비 증강 요구를 신속 대응하고, 높은 생산능력을 확립하였다.
04년에 있어서는 FPD기기의 납입실적(04년도 10월 기준)은 90대로, 그 중에서 Coater/Developer가 60%이고, 세대별로는 5G기와 6G기가 비교적 많고, 7G기에 대해서는 당초의 판매 목표 대수(15~20대)를 달성하고 있다.
더욱이 LCD 유리기판의 대형화에 수반하여, 04년도 상반기부터 제 8세대(2200×2400mm)기의 구상 설계를 착수하고, 신제품의 개발에 기하여 04년 3월의 니찌메이대학 비롯한 상해 교통대학과 포괄적인 연구 협력을 체결하였다.
대형장치에는 Computer Simulator 등을 취합하고 있다.
동사의 04년도 연 총매상고는 2550억엔으로 보고 있고 반도체·LCD 제조장치에서는 동 1873억엔으로 추정하고 있다. 04년 7월까지는 대만 4개소, 중국에 2개소, 한국에 2개소의 합계 10개소의 FPD 서비스 거점을 설치 운영하고 앞으로는 LCD Maker의 과점화가 진행된다고 예측하여, 중국시장의 영업 강화를 도모하기 위해 새로운 서비스 거점의 설치를 검토하고 있다.
7. 세정장치
1) 개요
세정은 유리기판 제조, 패턴 형성, 패널 기타 공정에서 시행하고 있으며 기판의 오염 상태나 표면 부착물의 종류에 따라서 세정 방법이 다르다.
현재 유리기판의 대형화에 따라서 매엽식 세정 장치가 주류이고, 대형 기판에서는 매엽식으로 전환되고 있다.
550×650mm 기판까지는 Batch식 또는 매엽식의 양방식으로 개발되었다.
2004년에는 대만 LCD 패널 제조업체가 05년도 가동을 목표로 제 6세대(1500×1800mm)를 비롯하여 5.5세대 (1300×1500mm)를 위한 투자가 활발하다.
또한 한국의 삼성을 비롯하여 LG.Phillips의 투자를 적극적으로 추진하고 있고, 더하여 Sharp사도 06년을 목표로 제 7세대, 또는 제 8세대를 채용할 LCD 패널 공장의 가동을 개시한다고 하여서 왕성한 LCD TV용 수요를 배경으로 LCD 패널 대형화가 점점 진행되고 있다.
2) 에바라 Mechatronics(주)
에바라사는 LCD의 제 4세대 이상의 기판 크기(1000×1200mm 이상)에 대응하는 대형 기판용 Wet Process 장치(세정, 현상, Etching, Ashing(박리))로 제품화하고 있다. 동 장치는 고성능 Roll Brush Tool을 채용하여서 세정력을 향상시키고 있다.
가공점 Tool로 유리기판의 균일성을 향상시키고, 고속 반송기를 조합하여서 최대 1200×1400mm의 대형기판을 최대 6000mm/분의 속도로 처리 가능하다.
방식은 수평 매엽 처리방식을 채용하여서, 특히 기판의 다와미 방지와 기판상에 있어서 액체의 흐름을 개선하는데 중점을 두고 있으며 건조장치는 Air Knife 방식과 Spin 건조방식으로 대응하고 있고, 유체해석기술, 기류해석기술을 비롯하여 3D CADS 설계를 구사하여 개발기간 단축을 도모하고 있다. 또한 장치의 Remote Maintenance와 가동율 향상을 위해 정보 제공 등을 하는 E-Service System의 탑재도 가능하다.
장치의 가겨은 대략 5000만엔~2억5000만엔이다.
3) Hitachi High-Tech Engineering(주)
동사는 LCD 공정을 위한 Array 공정부터 Module 공정에 대응한 제조, 검사장치를 Line-up하고 있다.
구체적으로 노광장치, 약액처리장치, 세정장치, 유리기판 검사장치 등이다.
세정장치로서는 컬러필터용 In-line식 세정장치와 TFT Array용 매엽식 세정장치를 전개하고 있고, 컬러필터용 세정장치가 중심으로 동 장치시장에서 높은 점유율을 갖고 있다.
제품으로서는 제 5세대 초대형 유리기판 대응의 LCD Wet세정장치 [LC5000 시리즈]를 비롯하여 제 5세대 유리기판 대응의 Wet Process System [LY5000/LN5000/ LK5000]을 제품화하고 있고, LC5000 시리즈는 유리기판 크기 1200×1350mm에 대응, 독자의 경사 반송 시스템을 채용하여 약액 사용량을 20% 절감하고 있다. 또한 BBS(Building Block System) 방식 채용에 의해, 라인 구축의 융통성과 용이한 정비가 가능한 것 외에 높은 생산성화를 실현하고 있다.
한편 LY5000(유기약액처리장치)/LN5000(산액처리장치)/LK5000(알카리처리장치)는 성자원화를 실현하고, 약액 사용량의 20% 절감을 실현하였다. 기판 크기는 제 5세대의 1200×1350mm에 대응하고, 또한 Etching Module에는 신개발 End·Point·Detetor를 채용하여 신뢰성이 보다 높은 공정 처리를 실현하고 있다.
이외에는 BBS에 의한 각종 Cell을 포함하여 라인 구축의 융통성과 용이한 관리성을 실현하고 있다.
4) KAIJO(주)
동사는 반도체 LCD 정밀 세정 시스템 사업으로서는 웨이퍼 크기 200/300mm Batch/매엽식에 대응하는 반도체 세정처리장치(Wet Station)와 TFT, 유기 EL, LTPS 등의 각종 LCD 패널에 대응한 매엽식/Batch식 세정장치를 갖추고 있다.
LCD 패널용의 세정장치의 특증으로서는 순수사용량을 종래의 1/10까지 절감할 수 있고 SWUS(절수형 초음파) Shower와 EUV Unit를 2개 유재 Jet Spray/Brush 세정 등도 기능수의 조합에 의해 사용 후의 분해 처리를 필요로하는 약액을 사용하지 않고 높은 세정력을 실현하고, SWUS Shower의 채용으로 장치의 소형화(종래기의 1/3)도 동시에 실현하였다.
장치 시스템에서는 SWUS Shower를 채용하여 제 5세대 대형 유리기판 대응(유효폭 1300mm 대응)의 절수형 매엽식 초음파 세정장치(Advanced Wet Cleaning System)를 제품화하고 있고, 성 space(동사비교 1/3), 운용비의 절감(전기량 4/5, air양으로 1/2, 배기량으로 2/3), Particle 제거율은 98% 이상을 실현하는 외에 기능수와의 변용에 의해 Particle 제거율을 더 향상시키고 있다.
5) Dai Nippon Sereen제조(주)(DNS사)
DNS사는 Poly Silicon TFT나 유기 EL에 대응한 유리기판용 매엽식 Spin 세정장치 [FM-400G]를 420×525mm, FM-750은 730×920mm 유리기판에 대응한다.
최근 저온 Poly Silicon TFT용의 FM750G의 수요가 급증하고 있다. 이것은 반도체 Water 세정장치 기술을 응용한 것으로 복수의 약액을 사용하여 Slide Etching 하는 것이다.
세정에서 건조까지 동일 Chamber에 하는 One Chamber 방식을 채용, 처리 실내의 기류를 억제한 밀폐형의 Cup 구조로서, Spin 처리 중에서 생기는 Mist가 유리기판에 재부착을 방지하여서 웬만한 Particle을 확실히 제거하면서 Water Mark를 발생하지 않는 높은 세정성을 실현하고 있다.
또한 유리기판의 이면에 약액이 다시 회임되지 않게 하고 노즐의 배치와 처리 방법을 공부하고 있고, 약액에 의한 2차 오염이나 얼룩의 발생을 억제하여 주고 고도한 세정이 요구되는 저온 Poly Silicon TFT의 제조공정에 있어 Laser Anneal 전세정, Gate 절연막 성형 전세정을 시작으로 Contact Hole Etching등의 광범위한 세정이 가능하고 Etching 공정에 대응한다. 그 외에 아모루화 Silicon TFT의 세정공정에도 적용 가능하다. 가격은 8000만21억5000만엔 정도이다.
동사에서는 세정 Processor로서는 [TS-552G]를 비롯하여 [TS-650G]를 전개하고 있고 독자의 경사 반송 방식과 복합 세정 방식의 채용에 의해, Particle의 2차 오염을 대폭 절감, 고압수 세정과 초음파 세정을 조합한 D-Jet 세정방식으로 세정성의 향상과 성 space화를 실현하고 있다. 경사 처리에 의한 순수의 사용량을 억제하여, 5G 대응기에서 한개의 Air Knife를 채용하여 Air의 사용량을 절감시키는 것으로, 운용비를 대폭 줄이고 650×750mm 대형기판에도 대응 가능하다.
04년 7월부터 시작하여서 DNS의 판매 서비스 거점을 대만의 대중과 대난지구에 설치하여 FPD 제조장치를 지원하여 주고 있다.
중국에도 현지 회사를 설립하고(상해) 북경에 영업 사무소를 설치하여 FPD 기기의 영업과 서비스를 개시하고 있다.
6) 시마다 이화공업(주)
동사는 대형 유리기판의 세정장치로서는 TFT 제조 공정, STN 제조 공정에 대응한 수입 세정장치, 성막전세정장치, Pi 전세정장치, Lapping 후세정장치, 봉지후세정장치 등을 제품화하고 있다. 세정 공정은 라지칼 물질을 용해한 순수로 피세정물에 Shower하는 것으로 표면유기물을 산화제거하는 히도로기시 라지칼 세정, 고압수에 기체를 혼합하여서 생기는 높은 에너지의 수류를 특수 노즐에서 분사하여 1~5㎛의 Particle을 제거하는 Valve Jet 세정, Glass 폭을 cover하는 노즐은 Slit 형상의 선단에서 흐르는 Ringe수를 850㎒의 초음파를 가해 Particle을 제거하는 Line-View Clean Jet세정, 공정에서 발생하는 체전을 제거하는 연X선 제전 Unit 등에 대응하고 있다.
매엽방식을 채용하여 수입(받는 것) 세정장치[LTS-INC750 SL/R]을 비롯한 성막전 세정장치[LTS-PDC 750-UL/R]는 기판 크기 651×751mm 이상 750×950mm 이하 기판 두께 0.7/1.1T에 대응 가능하다.
Duct Time 45초/매, 반송 Speed 1.8m/m이 실현 가능하다. Pi 전세정장치[LTS-PIC750 SL/R]은 기판 크기 651×751mm 이상/ 750×950mm 이하, 기판 두께 0.7/1.1T에 대응 가능하고, Duct Time 30초/매, 반송 Speed는 2.5m/분을 실현한다.
또한 동 사는 고농도 오존을 사용하는 매엽식 Resist도 박리하는 장치를 개발하였다. 미쯔비시 전기사와 공동 개발한 것으로, 2001년부터 판매 개시하고 있다.
아주 비싼 전용박리액을 사용하지 않아서 제조비용이 종래보다 1/5이 줄어든다. 더욱이 종래의 박리액과 달리 폐액처리가 불필요하기 때문에, 환경부하를 1/10 이하로 절감할 수 있다. 동 장치는 line 반송이 가능한 매엽식 처리장치로 Duct Time은 50초/sheet, 또한 오존의 산화력으로, 기판상의 유기물을 산화 분해제거기가 가능하기 때문에 종래의 기판 세정공정이 불필요하다. 그럼으로 Resist 박리 후의 자외선 등을 사용한 세정장치가 불필요하다. 장치가 점유하는 바닥 면적은 종래의 1/2이고, 오존의 화학 반응력을 이용하기 때문에 Resist 박리나 기판 세정공정에서 Brush 세정이나 초음파 등에서 생기는 기판의 결합이나 배선손상이 원인이 되는 물리력을 병용하지 않아서 신뢰성이 높은 장치를 제공 가능하다. 가격은 약 3억엔이다.
오존은 강한 산화력을 갖고 있어서 반응 후에는 분해된 것이 다시 산소로 돌아오기 때문에, 잔류성이 없어서 지구환경에 적합하다. 미쯔비시사는 ㎡당 200g이 넘는 고농도 오존 가스를 이용하여 Resist 박리 속도를 향상시키고 있다.
Resist는 오존에 의해 산화 후에는 가수(加水)분해 되어 버려서 오존과 수분의 공급에 대해 연구하여 1㎛/분 이상의 고속 박리속도를 실현하고, 종래의 오존 이용에 비교하여 10배가 고속화되었다.
장래에는 반도체 제조에 있어서 Resist 박리, 웨이퍼 세정에도 사용될 것 같다.