KR100788390B1 - 현상액 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PR(Photo-Resistor)을 현상시키는 현상액 노즐에 관한 것으로서, 본 발명의 현상액 노즐은 일자형의 단일바의 스페이서를 구비하여 현상액의 공급 압력을 분압시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 스페이서에 형성된 복수개의 홀을 통하여 상기 현상액을 안정적으로 토출할 수 있기 때문에 PR 현상불량을 방지하여 수율을 높일 수 있다.
PR(Photo-Resistor), 노즐(Nozzle), 스페이서(Spacer)

Description

현상액 노즐{Manufacturing Apparatus of Liquid Crystal Display Devices}
도 1은 종래 기술에 따른 현상액 노즐의 구조 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 스페이서의 사시도.
도 3은 종래 기술의 현상액 노즐의 사시도.
도 4는 종래 기술의 현상액 노즐을 이용한 PR 현상 불량을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 현상액 노즐의 구조 사시도.
도 6는 본 발명에 따른 현상액 노즐의 구조 단면도.
도 7은 도 6의 I∼I'의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
101 : 공급관 103 : 현상액 분사 노즐
105 : 스페이서 107 : 노즐 팁
109 : 홀 R : 공급관의 구경
r : 스페이서의 구경 d : 노즐 팁 틈 간격
본 발명은 현상액 노즐에 관한 것으로, 특히 기판 공정에 사용되는 PR(Photo-Resistor)을 현상시키기 위해 현상액을 분사시키는 노즐에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에, CRT(cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되고 있다.
일반적으로, 액정표시장치의 액정패널은 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 화소 영역에 박막트랜지스터와 화소전극을 구비한 박막트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 공통전극을 구비한 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.
이와 같이 구성된 액정표시장치의 제조공정은 기판 제작공정, 셀 제조공정 및 모듈 공정의 세 가지 공정으로 나눌 수 있다.
먼저, 기판 제작공정은 세정된 유리 기판을 사용하여 각각 박막트랜지스터 제작과 칼라필터 제작 공정으로 나눈다. 따라서, 상기 박막트랜지스터 제작공정은 하부 기판 상에 복수의 박막트랜지스터와 화소전극을 제작하는 공정을 말하는 것이며, 칼라필터 제조공정은 차광막이 형성된 상부 기판 상에 염료나 안료를 사용하여 R. G. B 색상의 칼라필터층을 형성하여 공통전극(ITO)을 형성하는 공정을 일컫는다.
또한, 셀 공정은 박막트랜지스터 공정이 완료된 상기 하부 기판과 칼라필터 공정이 완료된 상기 상부 기판의 두 기판 사이에 일정한 간격이 유지되도록 스페이서를 산포하고 합착한 후 액정을 주입하여 액정표시장치 셀을 제조하는 공정이며, 마지막으로 모듈 공정은 신호처리를 위한 회로부를 제작하고 박막트랜지스터 액정 표시장치 패널과 신호처리 회로부를 연결시켜 모듈을 제작하는 공정이다.
여기서, 상기 기판 제작공정은 실리콘 반도체 제조공정과 유사하여 기판 상에 증착된 박막을 패터닝(Patterning)하기 위해 사진(Photolithography), 식각(Etching), 세정(Cleaning)과 같은 단위공정이 이루어지는 데, 이와 같은 단위 공정은 상기 박막의 형성에 따라 다수의 반복 작업을 요한다.
이와 같은 단위 공정은 상기 박막이 증착된 기판 상에 PR(Photo-Resistor)을 먼저 패터닝시킨 다음 상기 박막을 식각한 후 상기 PR을 제거하여 상기 박막을 패터닝시키는 방법으로 이루어진다. 특히, 상기 PR의 패터닝은 상기 박막을 정확하게 패터닝하기 위한 기초작업으로 액정표시장치 제조공정에 없어서는 안될 중요한 공정단계이다.
이러한 상기 PR 패터닝 공정은 기판 상에 상기 PR을 코팅(Coating)한 후, 상기 PR 상에 이미 제작된 마스크(Mask)를 얼라인(Align)시켜 자외선을 노광시킨 다음, 상기 자외선에 의해 노광된 부분과 노광되지 않은 부분을 차이를 두어 현상시킴으로써 이루어진다.
이때, 상기 PR 패터닝 공정은 상기 기판 상에 코팅된 상기 PR을 상기 자외선에 의해 노광된 부분과 노광되지 않은 부분의 차이를 두어 현상하는 방법은 현상액(Developer)을 이용하여 일정시간 상기 PR을 용해시킴으로써 가능하다.
상기 PR을 용해시키는 방법으로는 동적(Dynamic) 방법과, 정적(Static) 방법이 있다. 먼저, 상기 동적 방법은 반도체 웨이퍼(Wafer)와 같은 작은 기판을 회전시켜 상기 현상액을 공급함으로서 상기 기판 면은 항상 상기 PR의 농도가 낮은 현 상액과 접촉하므로 빠르고 균일한 현상(Develop)이 용이하다.
반면, 상기 정적 방법은 액정표시소자용 유리 기판과 같은 대면적의 기판을 회전시킬 수 없으므로 상기 기판이 정지된 상태에서 상기 현상액을 상기 기판 전면에 동시에 위치시켜 상기 PR을 균일한 속도로 현상해야하기 때문에 상기 현상액을 상기 기판 전면에 균일하게 공급하기 위한 연구개발이 필요하다.
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 현상액 노즐에 대하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 현상액 노즐의 구조 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 현상액 노즐은 PR이 코팅된 기판(도시하지 않음)을 지지하기 위한 스테이지(13)와, 상기 PR을 현상하기 위한 현상액(도시하지 않았음)이 공급되는 복수개의 현상액 공급관(15)과, 상기 공급관(15)으로부터 공급받은 상기 현상액을 상기 기판 상에 분사하기 위해 이송 프레임(19)에 고정되어 상기 기판 상을 일정한 시간동안 일방향으로 스캐닝하는 현상액 분사 노즐(17)을 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 현상액 분사 노즐(17)은 상기 기판과 평행하도록 형성된 일방향의 슬릿(Slit)으로 된 노즐 팁(Tip)을 구비하고 있어, 상기 현상액을 균일하게 토출시킬 수 있다.
또한, 복수개의 상기 공급관(15) 각각의 아래 즉, 상기 현상액 분사 노즐의 내부에는 도 2와 같은 모양의 스페이서(Spacer)(11)가 각각의 상기 공급관(도 1의 15)에서 공급되는 현상액의 공급 압력을 줄이기 위해 복수개 위치한다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 현상액 노즐은 동작은 다음과 같다.
먼저, 상기 PR 코팅과 자외선 노광공정을 마친 기판이 상기 스테이지(13) 상에 로딩되고, 동시에 상기 현상액 공급관(15)으로 상기 현상액이 공급되어 상기 현상액 분사 노즐(17)을 통하여 상기 기판에 토출된다.
이때, 상기 공급관(15)을 통해 공급되는 고압의 상기 현상액은 상기 스페이서(19)의 저항에 의해 상기 스페이서의 가장자리로 이동됨과 동시에 저압으로 바뀌어 상기 현상액 분사 노즐(17) 전체에 균일한 압력으로 공급된다. 다시 말해 상기 현상액의 공급 압력을 줄이기 위해 상기 현상액의 흐름을 방해하는 스페이서를 두어 균일한 분사가 이루어지도록 한다.
또한, 상기 공급관(15)을 통하여 균일한 압력으로 공급된 현상액은 상기 현상액 분사 노즐(17)을 통하여 지속적인 토출이 이루어지고, 상기 이송 프레임(19)에 의해 상기 현상액 분사 노즐(17)이 화살표 방향으로 일정한 시간 동안 스캐닝한다. 이와 같은 과정에서 토출된 상기 현상액은 상기 기판 면 전체에 고루 퍼져 상기 PR을 현상한다.
하지만, 이와 같은 종래 기술의 현상액 노즐은 다음과 같은 문제점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 현상액 노즐은 현상액이 공급되는 공급관(15)을 통하여 상기 현상액이 공급될 때 상기 스페이서 양쪽 가장자리 끝 부분에서 상기 현상액의 유속변화에 기인하는 소용돌이 현상으로 거품(Bubble)(20)이 발생하여 상기 현상액 분사 노즐에서 현상액의 분사가 원활하지 못하여 도 4와 같이 무핵 원형 불량(21)이 기판 상에 발생할 수 있다.
이와 같은 상기 무핵 원형 불량(21)은 상기 현상액 분사 노즐에서 발생된 거 품으로 인하여 상기 현상액이 균일하지 않게 토출되지 않아 상기 기판 상에 코팅된 PR을 불균일하게 현상시킴으로 나타나는 불량현상이다.
결국, 종래 기술에 따른 현상액 노즐은 상기 현상액 분사 노즐 내부에서 현상액의 공급압력을 균일하기 위한 구조를 갖는 상기 스페이서로 인하여 현상액의 흐름이 원활하지 못하여 발생되는 거품이 무핵 원형 불량현상을 발생시키기 때문에 액정표시소자의 수율을 떨어뜨린다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상기 현상액 분사 노즐 내에 일자형의 바에 복수개의 홀(Hole)이 형성된 스페이서를 사용하함으로써 현상액의 공급 압력을 분압시키고 토출시킬 수 있기 때문에 PR 현상불량을 방지하여 수율을 높일 수 있는 현상액 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 현상액 노즐는, 현상액을 공급하는 복수의 공급관과 상기 공급관으로부터 공급받은 현상액을 분사하기 위한 현상액 분사 노즐과, 상기 현상액 분사 노즐의 내부에 상기 공급관으로부터 공급된 현상액의 공급 압력을 줄이기 위한 스페이서와, 상기 스페이서의 하부에 형성되어 상기 현상액을 분사하는 노즐팁으로 구성되는 현상액 노즐에 있어서, 상기 스페이서는 상기 현상액 분사 노즐과 평행한 일자형 단일바로 형성되되어 상기 공급관으로부터 공급되는 상기 현상액의 공급압력을 줄여 상기 노즐 팁으로 상기 현상액을 토출하기 위해 일렬로 형성된 복수의 홀을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 현상액 노즐은 현상액 분사 노즐 내부에 일자형 단일 바로 형성되고 상기 단일 바 상에 일렬로 홀이 형성되어 공급관으로부터 공급되는 현상액의 공급압력을 줄임으로써 현상액의 토출을 원활하도록하는 스페이서를 구비하기 때문에 상기 PR 현상불량을 방지하고 생상성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 현상액 노즐의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 현상액 노즐의 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 현상액 노즐은 현상액을 공급하는 복수의 공급관(101)과, 상기 공급관(101)으로부터 공급받은 현상액을 분사하기 위한 현상액 분사 노즐(103)과, 상기 현상액 분사 노즐(103)의 내부에 형성되고, 상기 공급관(101)으로부터 공급된 현상액의 공급 압력을 상기 현상액 분사 노즐(103) 전체에 분산시키기 위한 단일 바(Bar) 모양의 스페이서(105)와, 상기 스페이서(105)를 통하여 현상액을 토출하기 위해 상기 스페이서(105)를 따라 일렬로 형성된 홀(Hole)(109)과, 상기 현상액 분사 노즐(103)의 하부에서 PR 코팅된 기판을 현상하기 위해 상기 기판을 지지하는 스테이지(111)를 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 스페이서(105)의 하부에 형성되어 상기 스페이서(105)로부터 토출된 상기 현상액을 분사하는 슬릿(Slit) 모양의 노즐팁을 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 스페이서(105)는 상기 현상액 분사 노즐(103)과 평행한 일자형의 단일 바로 형성되어 있고, 상기 공급관(101)으로부터 공급되는 상기 현상액의 공급압력을 줄여 상기 스페이서(105)를 따라 일렬로 형성된 복수의 홀(109)을 통하여 상기 노즐 팁(107)으로 상기 현상액을 토출하고, 다시 상기 현상액은 상기 노즐팁(107)을 통하여 상기 스테이지(111) 상의 상기 기판에 균일하게 분사된다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 현상액 노즐의 구조 단면도로서, 본 발명의 현상액 노즐은 복수의 공급관(101)으로부터 현상액을 공급받아 상기 현상액을 일시 저장 또는 분사할 수 있는 현상액 분사 노즐(103)과, 상기 현상액 분사 노즐(103) 내에 상기 현상액의 공급압력을 줄이고 균일한 압력으로 만들기 위한 단일 바 상에 홀(109)이 형성된 스페이서(105)와, 상기 스페이서(105)의 하부에 노즐팁(107)이 차례로 형성되어 있다.
이때, 상기 공급관(101)과 상기 홀(109)이 일직선상에 형성될 경우 상기 홀을 통하여 현상액의 공급 압력이 바로 전달되기 때문에 상기 공급관(101)의 바로 밑의 상기 스페이서(105) 상에는 상기 홀(109)이 형성되어 있지 않다. 즉, 상기 공급관(109)과 상기 홀(109)는 서로 엇갈리게 형성되어 있다.
따라서, 본 발명의 현상액 노즐은 상기 공급관(101)에서 공급된 현상액의 공급 압력을 상기 현상액 분사 노즐(103) 내에서 상기 스페이서(105)를 이용하여 상기 현상액의 흐름을 막아 상기 현상액을 균일하게 분배시킨 후 상기 홀(109)을 통하여 상기 현상액을 토출시킨다. 또한, 상기 스페이서에서 토출된 상기 현상액을 상기 현상액 분사 노즐(103)의 내벽에 저장 및 상기 노즐 팁(107)을 통하여 분사시킨다.
즉, 도 7은 도 6의 I∼I'의 단면도로서, 본 발명의 현상액 노즐은 공급관(101)으로부터 공급된 현상액이 현상액 분사 노즐(103) 및 스페이서(105)에 의해 일시 저장 후 일부 홀(109)을 통하여 토출될 수 있다. 또한, 상기 홀(109)을 통하여 토출된 현상액을 상기 현상액 분사 노즐(103)의 내벽에 의해 분압되어 슬릿(Slit) 형태의 노즐 팁(107)을 통하여 분사된다.
이때, 상기 공급관(101)의 구경(R), 상기 홀(109)의 구경(r) 및 상기 노즐 팁(107)의 틈 간격(d)은 각각 차례로 작게 형성됨이 바람직할 것이다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 현상액 노즐은 상기 공급관(101)으로부터 공급되는 현상액의 공급 압력을 일자형의 단일 바의 스페이서에서 분압시킬 수 있고 상기 스페이서에 형성된 복수개의 홀을 통하여 상기 현상액을 안정적으로 토출할 수 있기 때문에 PR 현상불량을 방지하여 수율을 높일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 현상액 노즐은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 현상액 노즐은 일자형의 단일 바의 스페이서를 구비하여 현상액의 공급 압력을 분압시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 스페이서에 형성된 복수개의 홀을 통하여 상기 현상액을 안정적으로 토출할 수 있기 때문에 PR 현상불량을 방지하여 수율을 높일 수 있다.

Claims (3)

  1. 현상액을 공급하는 복수의 공급관과 상기 공급관으로부터 공급받은 현상액을 분사하기 위한 현상액 분사 노즐과, 상기 현상액 분사 노즐의 내부에 형성되어 상기 공급관으로부터 공급된 현상액의 공급 압력을 줄이기 위한 스페이서와, 상기 스페이서의 하부에 형성되어 상기 현상액을 기판으로 분사하는 노즐팁으로 구성되는 현상액 노즐에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 현상액 분사 노즐과 평행한 일자형 단일 바로 형성되고, 상기 공급관으로부터 공급되는 상기 현상액의 공급압력을 줄여 상기 노즐 팁으로 상기 현상액을 토출하기 위해 상기 단일 바를 따라 일렬로 형성된 복수의 홀을 구비한 것을 특징으로 하는 현상액 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀은 상기 공급관과 일치하지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 현상액 노즐.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공급관의 구경, 상기 홀의 구경 및 상기 노즐 팁의 틈 간격은 차례로 작아지는 것을 특징으로 하는 현상액 노즐.
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