JP2006073996A - フォトレジストコーティング装置及びフォトレジストコーティング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトレジストコーティング工程中、基板上に異物質が存在しても均一なフォトレジストを具現できるだけでなく、ノズルまたは基板の破損を防止することができる。
【解決手段】本発明に係るフォトレジストコーティング装置は、基板にフォトレジストをコーティングするノズル１００と、ノズルの下端に一体に形成されフォトレジストを排出する先端吐出部１００ｂと、先端吐出部１００ｂの前方に位置し、基板上の異物質からノズル１００の先端吐出部１００ｂを保護する異物質防止段差１００ａとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置の製造装置に関し、より詳しくは、基板上にフォトレジストをコーティングするフォトレジストコーティング装置及びフォトレジストコーティング方法に関する。

液晶表示装置は、核心構成要素として液晶パネルを含むが、これは、光学的異方性と分極性質を有する液晶層を介して対向する下部基板及び上部基板を含む。

両基板の向き合う面には、それぞれ電界生成電極が形成されており、これらの電圧差により、液晶分子の配列方向を人為的に調節し、このとき変化する光の透過率により様々な画像を表示する。

現在、スイッチング素子を使用して液晶パネルに定義された多数の画素を独立に制御するアクティブマトリックス（Active-Matrix）方式の液晶表示装置が広く使用されているが、この時、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：TFT）を使用したものが、よく知られている薄膜トランジスタ型液晶表示装置である。

このように構成された液晶表示装置の製造工程は、基板製作工程、セル製造工程及びモジュール工程の三つの工程に大別される。

まず、基板製作工程は、洗浄されたガラス基板を使用し、それぞれ薄膜トランジスタ製作工程とカラーフィルター製作工程とに分けられる。

ここで、薄膜トランジスタ製作工程は、下部基板上に複数の薄膜トランジスタと画素電極を製作する工程であり、カラーフィルター製作工程は、遮光膜が形成された上部基板上に染料や顔料を使用してＲ．Ｇ．Ｂ．色相のカラーフィルター層を形成して共通電極を形成する工程である。

尚、セル工程は、薄膜トランジスタ工程が完了した前記下部基板と、カラーフィルター工程が完了した前記上部基板との間に一定の間隔が維持されるようにスペーサーを散布し合着してから、液晶を注入して液晶表示装置セルを製造する工程である。

最後に、モジュール工程は、信号処理のための回路部を製作して薄膜トランジスタ液晶表示装置パネルと信号処理回路部を連結してモジュールを製作する工程である。

ここで、前記基板製作工程は、基板上に蒸着された薄膜をパターニングするためフォトリソグラフィー、エッチング、洗浄のような単位工程が行われるが、このような単位工程は、前記薄膜の形成により多数の反復作業を必要とする。

このような単位工程は、薄膜が蒸着された基板上にフォトレジストを先にパターニングしてから薄膜をエッチングした後、前記フォトレジストを除去して前記薄膜をパターニングする方法からなる。

特に、フォトレジストのパターニングは、薄膜を正確にパターニングするための基礎作業で、液晶表示装置製造工程に不可欠な重要工程段階である。

こうしたフォトレジストパターニング工程は、基板上にフォトレジストをコーティングしてから、前記フォトレジスト上に予め製作されたマスクを並べて紫外線で露光した後、紫外線により露光された部分と露光されない部分を別々に現像することからなる。

このとき、基板上にフォトレジストをコーティングするための装置の一部として、フォトレジストノズルがある。

上述のフォトレジストコーティング装置は、スピンコーティング方法を用いる。このスピンコーティング方法において、フォトレジストノズルは、基板上に固定され、基板上にフォトレジストを供給し、供給されたフォトレジストは、基板が高速回転することにより基板上の全面にコーティングされる。

しかしながら、スピンコーティング方法は、以下のような欠点を有する。

第１に、ＬＣＤのサイズが大きくなるに伴って、基板を高速に回転させることは、より困難となる。

第２に、スピンコーティング方法は、基板の中央部とエッジ部がその他の部分よりも厚くコーティングされ、その結果として基板全面での均一なコーティングが得られない。

したがって、基板サイズが大きくなるに伴って、不均一なコーティングが、より重大な問題となる。

本発明の目的は、スリットタイプのフォトレジストノズルを用いることにより基板上に均一なフォトレジストをコーティングでき、特に、コーティング工程中の基板上に存在する異物質を取り除くことにより、ノズルまたは基板の破損を効果的に防止できるフォトレジストコーティング装置及びフォトレジストコーティング方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための、本発明に係るフォトレジストコーティング装置は、基板にフォトレジストをコーティングするノズルと、前記ノズルの下端に一体に形成されフォトレジストを排出する先端吐出部と、前記先端吐出部の前方に位置し、前記基板上の異物質から前記ノズルの先端吐出部を保護する異物質防止段差とを含むことを特徴とする。

また、本発明のフォトレジストコーティング方法は、ノズルからフォトレジストを排出することにより、基板上にフォトレジストをコーティングするフォトレジストコーティング方法において、前記ノズルが基板の一側から他側へ移動しながらフォトレジストをコーティングする段階と、ノズルの前方に設けられた異物質防止段差が、基板上の異物質を確認する段階とを含むことを特徴とする。

本発明に係るフォトレジストコーティング装置及びフォトレジストコーティング方法は次のような効果がある。
１）異物質防止段差が優先的にノズルを保護することで、ノズルの破損時に発生するノズルの交替費用と時間を減少する。
２）前記異物質防止段差が基板の上の異物質を除去することで、生産性上昇の効果がある。

３）前記ノズルと前記異物質防止段差が一体に形成されることで、ノズル及び異物質防止段差製造工程が単純化する効果がある。
４）異物質を感知して、異物質が感知されるとノズルの動作を一時停止させ前記ノズルと基板の接触を防止してノズルと基板の破損を防止することができる。

尚、本発明は、実施例に限定されるものでなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨から外れず、本発明が属する分野で通常の知識を有する者により様々な変更実施が可能である。

以下、添付図面を参照して、本発明をより詳しく説明する。

図１乃至図３は、本発明の第１実施例に係るフォトレジストコーティング装置を示す図面である。

図１乃至図３に図示したように、本発明に係るフォトレジストコーティング装置は、基板１０にフォトレジストをコーティングするノズル１００と、前記ノズル１００の下部に一体に形成される先端吐出部１００ｂ及び前記ノズル１００の先端に異物質防止段差１００ａを具備する。

この時、ノズル１００の構造は、基板の上面を横切るように並んで配列されるスリット形態であることを特徴とする。

ノズル１００は、前記基板１０の幅以上の長さを有することを特徴とする。尚、前記ノズル１００は、前記基板１０の一方向から他方向へスキャンしながら前記フォトレジストを吐出する。

前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂは、ノズル１００の下端に位置し、フォトレジストを吐出する役をして、前記ノズル１００と共に一体型で製作される。

異物質防止段差１００ａは、前記ノズル１００の運動方向前方で基板１０の上に異物質８０が存在するときには、前記異物質８０を除去し、前記基板１０の下に異物質８０が存在するときには、ノズル１００を保護することを特徴とする。

したがって、異物質８０が基板１０の下に存在するときには、異物質防止段差１００ａが基板１０と接触することにより、ノズル１００は、停止される。これにより、ノズル１００を、損傷を受けずに保護することが可能となる。

図示していないが、前記フォトレジストコーティング装置は、フォトレジストを貯蔵して前記ノズル１００にフォトレジストを供給するフォトレジスト供給部及び前記ノズル１００を移送させる移送駆動部をさらに含むことを特徴とする。

ここで、基板１０は、本発明に係るフォトレジストコーティング装置の処理対象物である液晶表示装置用基板であり、一般の場合と同様に、ガラスなどの透明絶縁基板を使用することができる。

これらノズル１００の先端吐出部１００ｂ及び異物質防止段差１００ａは、基板１０上部に位置して基板１０を横切るように位置し、その長さは、前記基板１０の幅と実質的に同一であるか、あるいはそれ以上であることが好ましい。

尚、ノズル１００は、基板１０の一方向から他方向へスキャン運動できるが、特に、異物質防止段差１００ａは、前記ノズル１００の運動方向前方に位置して一緒に移動することを特徴とする。

従って、異物質防止段差１００ａが先に異物質８０の有無を確認してノズル１００を保護する。

尚、前記異物質８０が基板１０の上に存在するときには異物質防止段差１００ａが異物質８０を除去しノズル１００の先端吐出部１００ｂがフォトレジストを吐出する。

異物質８０が基板１０の下に存在するときには、異物質８０が存在する部分に対応する基板１０の部分が情報に凸状に持ち上がるため、異物質防止段差１００ａが基板１０と接触することにより、ノズル１００は、停止される。したがって、ノズル１００の先端吐出部１００ｂを、損傷を受けずに保護することが可能となる。

結局、本発明に係るフォトレジストコーティング装置を一般のものと比べると、フォトレジストが吐出される前、異物質防止段差１００ａがノズル１００の先端吐出部１００ｂを保護するだけでなく、基板１０の上の異物質８０をスキャン方向へ押すことで異物質８０を除去する異物質防止段差１００ａ含むことである。

このとき、前記異物質防止段差１００ａにより基板１０の異物質８０を確認する理由は、前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂを保護し、基板１０の上に存在し得る異物質８０を除去するためで、これにより、異物質８０が除去された基板１０上にノズル１００の先端吐出部１００ｂがフォトレジストを吐出する。

即ち、本発明に係るフォトレジストコーティング装置は、基板１０の幅に対応する長さを有して前記基板１０上を横切るように並んで配列され、フォトレジストを吐出するノズル１００の先端吐出部１００ｂと前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂを保護して、基板１０上の異物質８０を除去する異物質防止段差１００ａを含む。

前記ノズル１００は、基板１０の一方向から他方向へスキャン運動をしながらフォトレジストを基板１０に吐出し、異物質防止段差１００ａは、前記ノズル１００の運動方向前方に位置して、ノズル１００の先端吐出部１００ｂの被害を防止し、前記基板１０の上の異物質８０を除去することを特徴とする。

このとき、ノズル１００の先端吐出部１００ｂと基板１０との間隔ｄは、１０乃至３００μｍを維持でき、図示してはいないが、前記ノズル１００が固定され、代わりに基板１０がスライドすることもできる。

図４は、本発明の第２実施例に係る異物質防止段差を示す断面図である。

図４に図示したように、異物質防止段差１００ａの先端部は、一定の角度（θ）を有するように傾いていることが可能である。

即ち、上述のように、本発明に係るフォトレジストコーティング装置に含まれる異物質防止段差１００ａは、ノズル１００の先端吐出部１００ｂがフォトレジストを吐出する前、基板上の異物質の有無を判断し、これを除去して前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂを保護する役をする。

従って、異物質防止段差１００ａの角度（θ）は、１°乃至８５°で一定の傾斜を維持して、スキャン運動方向へ移動しながら、異物質８０を除去するようにすることが好ましい。

即ち、ノズル１００のスキャンスタート点を基板の一端とし、最後に到達する部分を基板の他端としたら、前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂが基板と実質的に垂直にフォトレジストを吐出する一方、異物質防止段差１００ａは、基板１０上端から８５°より小さい鋭角になるように傾いたことが好ましい。

このとき、目的によって最初の製造時、ノズル１００の先端吐出部１００ｂと異物質防止段差１００ａとの間の距離Ｄ及び前記異物質防止段差１００ａと基板上端との間の角度（θ）は、調節することができる。

図５及び図６は、本発明の第３実施例に係るフォトレジストコーティング装置を示す構成図及び断面図である。

図５及び図６に図示したように、フォトレジストコーティング装置は、基板１０にフォトレジストをコーティングするノズル１００と、前記ノズル１００の先端に一体に形成された前記ノズル１００の先端吐出部１００ｂと異物質防止段差１００ａとから構成される。そして、前記異物質防止段差１００ａの下部から傾いて基板１０の上面に向かって光を照射する発光部１１００が配置される。

発光部１１００から照射され基板１０の上部で反射された光を受光する受光部１２００が、ノズル１００の上部面の位置に配置される。

受光部１２００で感知された光の強度を判読し、異物質８０の有無を判定する判読部６００が具備される。

尚、判読部６００が判読した結果に基づいて、制御部５００がフォトレジストを供給するフォトレジスト供給部３００とノズル１００を動かす移送駆動部４００を制御する。

このとき、前記ノズル１００は、基板１０上に、前記基板１０を横切るように並んで配列される形態であることを特徴とする。

前記ノズル１００は、それぞれ前記基板１０の幅以上の長さを有することを特徴とする。尚、前記ノズル１００は、前記基板１０の一方向から他方向へスキャンしながら前記フォトレジスト供給部３００から供給されたフォトレジストを吐出する。

このとき、基板１０は、本発明に係るフォトレジストコーティング装置の処理対象物である液晶表示装置用基板であり、一般の場合と同様に、ガラスなどの透明絶縁基板を使用することができる。

異物質防止段差１００ａの下部に位置するノズル１００の上部面に位置する受光部１２００は、前記ノズル１００より前に位置する。

発光部１１００と受光部１２００を含むノズル１００は、基板１０の上部に位置して前記基板１０を横切るように位置し、前記基板１０の幅と実質的に同一か、あるいはそれ以上であることが好ましい。

尚、ノズル１００は、基板１０の一方向から他方向へスキャン運動できるが、特に、発光部１１００と受光部１２００は、前記ノズル１００の運動方向の前方に位置して一緒に移動することを特徴とする。

従って、異物質防止段差１００ａの下部に位置する発光部１１００から傾いて基板１０の上面に向かって照射した光が、前記ノズル１００の線上に位置する受光部１２００に受光される。

ここで、前記発光部１１００と受光部１２００は、一般に使用される光送受信モジュールを使用することができる。

一例として、発光部１１００は、電気的信号により駆動され、光を発光する発光素子を有する。受光部１２００は、発光素子から発光された光を受光する受光素子を有する。尚、前記発光部１１００は、レーザーを用いることが好ましい。

まず、異物質８０のないフォトレジストの場合には、発光部１１００から照射された光は、そのまま反射され、受光部１２００に受光され、その受光された光の強度が判読部６００により基準値として設定される。

しかし、異物質８０が存在する時には、この異物質８０の存在により、受光部１２００に受光される光の強度が前記の設定値と異なるようになる。このような光の強度差を判読部６００が感知して、制御部５００に伝達する。

従って、受光部１２００に収集された光を判読部６００で判断し、異物質８０の有無を確認すると、制御部５００は、判読部６００からの異物質８０の検出信号によりフォトレジスト供給部３００及び移送駆動部４００を制御する。

即ち、判読部６００から異物質信号が発生すると、制御部５００は、フォトレジスト供給部３００を制御してノズル１００にフォトレジスト物質の供給を中断させる。

さらに、移送駆動部４００に異物質信号を伝達してノズル１００の移動を中止させる。

即ち、フォトレジスト供給部３００は、制御部５００から基板１０上に異物質が存在しない状態の設定値信号が伝達されるとノズル１００にフォトレジスト物質を供給し、逆に異物質が存在しない状態の設定値信号でない信号が伝達されるとノズル１００にフォトレジスト物質の供給を中断する。

これにより、ノズル１００が進行する間には、基板１０上にフォトレジスト７０が形成され、ノズル１００が停止すると基板１０上にフォトレジスト７０が形成されない。

尚、移送駆動部４００は、制御部５００から設定値信号（異物質がない場合の信号）が伝達されるとノズル１００を移動させ、逆に設定値信号でない信号が伝達されると、ノズル１００の移動を中止させる。

より詳しく説明すると、ステージ１に置かれた基板１０上にフォトレジスト物質をコーティングするためノズル１００が移動すると、前記ノズル１００の異物質防止段差１００ａの下部に位置する発光部１１００から傾いて基板１０に向かって光が照射される。

こうして、照射した光は、基板１０または異物質８０に反射されノズル１００の線上に位置する受光部１２００に受光される方式で前記基板１０上に存在する異物質８０の有無を検出する。

次いで、受光部１２００の光を判読部６００で判読して異物質の有無を確認すると、制御部５００は、判読部６００からの異物質検出信号によりフォトレジスト供給部３００及び移送駆動部４００を制御する。

即ち、判読部６００から異物質信号が発生すると、制御部５００は、フォトレジスト供給部３００を制御してノズル１００からフォトレジストを吐出することを中断させる。

尚、移送駆動部４００に異物質信号を伝達してノズル１００の移動を中止させる。

これにより、ノズル１００の先端吐出部１００ｂは、異物質８０あるいは基板１０と接触することを防止でき、ノズル１００の先端吐出部１００ｂおよび基板１０の破損を防止できる。

本発明の第１実施例に係るフォトレジストコーティング装置を示す斜視図。 図１に図示されたフォトレジストコーティング装置を示す断面図。 本発明の第１実施例に係るフォトレジストコーティング装置を示す断面図。 本発明の第２実施例に係るフォトレジストコーティング装置のノズルを示す断面図。 本発明の第３実施例に係るフォトレジストコーティング装置を示す構成図。 図５に図示したフォトレジストコーティング装置を示す断面図。

符号の説明

１ ステージ、１０ 基板、７０ フォトレジスト、８０ 異物質、１００ ノズル、１００ａ 異物質防止段差、１００ｂ 先端吐出部、３００ フォトレジスト供給部、４００ 駆動移送部、５００ 制御部、６００ 判読部、１１００ 発光部、１２００ 受光部。

Claims (14)

1. 基板にフォトレジストをコーティングするノズルと、
   前記ノズルの下端に一体に形成されフォトレジストを排出する先端吐出部と、
   前記先端吐出部の前方に位置し、前記基板上の異物質から前記ノズルの先端吐出部を保護する異物質防止段差と
   を含むことを特徴とするフォトレジストコーティング装置。
2. 前記ノズルは、前記基板の上面を横切るように配列されるスリット形態であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
3. 前記ノズルは、前記基板の幅以上の長さを有することを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
4. 前記ノズルの先端吐出部と前記基板間の間隔が１０乃至３００μｍに維持されることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
5. 前記ノズルまたは前記基板のいずれか一つが固定され、他の一つがスライドされることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
6. 前記フォトレジストを貯蔵し前記ノズルに供給するフォトレジスト供給部と、
   前記ノズルを移動させるための移送駆動部と
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
7. 前記異物質防止段差は、前記基板上面に対して１°乃至８５°傾いていることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
8. 前記基板上の異物質を検知するための検知部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストコーティング装置。
9. 前記検知部は、
   前記異物質防止段差の下部から傾いて基板の上面に向かって光を照射する発光部と、
   前記ノズルの上部に位置し、前記発光部から照射され基板の上面で反射された光を受光する受光部と、
   前記受光部の信号を判読する判読部と、
   前記判読部のデータを受信して前記フォトレジストコーティング装置を制御する制御部と
   を含むことを特徴とする請求項８に記載のフォトレジストコーティング装置。
10. ノズルからフォトレジストを排出することにより、基板上にフォトレジストをコーティングするフォトレジストコーティング方法において、
    前記ノズルが基板の一側から他側へ移動しながらフォトレジストをコーティングする段階と、
    前記ノズルの前方に設けられた異物質防止段差が、前記基板上の異物質を確認する段階と
    を含むことを特徴とするフォトレジストコーティング方法。
11. 前記異物質防止段差は、基板上に異物質が存在するときに前記異物質を除去することを特徴とする請求項１０に記載のフォトレジストコーティング方法。
12. 基板の異物質の有無を前記異物質防止段差で確認する段階と、 前記異物質の有無によってノズルの移動および基板へのフォトレジストの供給を制御する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のフォトレジストコーティング方法。
13. 前記異物質の有無によってノズルの移動および基板へのフォトレジストの供給を制御する段階は、前記基板上に異物質が確認されるとノズルの移動およびフォトレジストの供給を中断することを特徴とする請求項１２に記載のフォトレジストコーティング方法。
14. 前記異物質の有無によってノズルの移動および基板へのフォトレジストの供給を制御する段階は、前記基板上に異物質が確認されないとノズルの移動およびフォトレジストの供給を続けて基板上へのフォトレジストコーティングを完了することを特徴とする請求項１２に記載のフォトレジストコーティング方法。
    

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