KR100839154B1 - 포토레지스트 클리닝 장치 - Google Patents

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Abstract

포토레지스트 클리닝 장치가 개시되어 있다. 포토레지스트를 분사하는 분사 몸체의 개구부에 묻은 잔류 포토레지스트를 클리닝 천 또는 브러시와 같은 마찰부재로 직접 제거함으로써 잔류 포토레지스트 제거 효율을 향상시킨다. 세척 모듈은 클리닝 천, 클리닝 천이 한 장씩 공급되도록 하는 클리닝 천 피더(feeder) 및 수납용기에 결합되어 클리닝 천의 이탈을 방지하는 클리닝 천 이탈 방지 커버를 포함한다. 이로 인하여, 잔류 포토레지스트에 의한 불균일한 포토레지스트 도포 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
Figure R1020010063205
포토레지스트, 슬릿, 클리닝

Description

포토레지스트 클리닝 장치{APPARATUS FOR CLEANING PHOTORESIST}
도 1은 종래 슬릿 노즐 방식 포토레지스트 도포 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의해 포토레지스트 도포 장치의 포토레지스트 분사 몸체에 묻은 잔류 포토레지스트를 제거하는 포토레지스트 클리닝 장치의 개념도이다.
도 3은 도 2의 세척 몸체의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 포토레지스트 클리닝 장치의 작용을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명은 포토레지스트 클리닝 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 포토레지스트가 분사되는 슬릿(slit) 형태의 개구부에 묻은 잔류 포토레지스트를 효율적으로 제거하기 위한 포토레지스트 클리닝 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 전기, 전자 및 장치 산업의 기술이 고도화됨에 따라 ㎛ 단위 정도로 매우 작은 크기를 갖으면서 전기적인 시그널을 저장 또는 처리하는 것이 가능한 마이크로 소자 제조 기술의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.
이와 같은 마이크로 소자 제조 기술을 구현하기 위해서는 첫 번째로 박막을 증착하는 기술, 두 번째로 증착된 박막 중 원하는 부분만을 남겨두고 나머지 부분을 제거하는 기술, 세 번째로 박막의 특성을 변화시키는 기술 등을 필요로 한다.
이때, 박막의 원하는 부분만을 남겨두고 나머지 부분을 제거하는 두 번째 기술은 박막을 증착하는 기술 및 박막의 특성을 변화시키는 기술들에 비하여 보다 높은 정밀도가 요구된다.
보다 구체적으로, 증착된 박막을 선택적으로 제거하는 기술은 이른 바 “사진-식각” 공정에 의하여 구현된다. 이 사진-식각 공정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
사진-식각 공정은 크게 보아 증착된 박막의 상면에 감광성이 있는 보호 필름(이하, 포토레지스트 필름이라 칭한다)을 형성하는 서브 공정, 포토레지스트 필름 중 일례로 제거될 부분에 광을 노광 하는 서브 공정, 노광 된 부분만이 현상액으로 제거되도록 하여 증착된 박막 중 제거될 부분을 외부에 대하여 노출시키는 서브 공정, 노출된 부분을 식각액 또는 식각 가스로 제거하는 서브 공정으로 이루어진다.
이들 서브 공정 중 포토레지스트 필름을 형성하는 공정은 나머지 서브 공정을 진행함에 있어 특히 높은 정밀도가 요구된다.
종래 기술에 의하여, 포토레지스트 필름을 증착된 박막의 상면에 형성하기 위해서는 박막이 형성된 기판을 고속 회전시킨 상태에서 기판 중앙부에 포토레지스트 물질을 드롭 시켜 포토레지스트 물질이 원심력에 의하여 매우 균일한 두께로 도포되도록 한다. 이와 같은 방식은 통상 “스핀 코팅 방식”이라 불린다.
*그러나, 이와 같은 스핀 코팅 방식은 기판의 크기에 따라서 적용이 어려운 경우도 있다. 예를 들면, 스핀 코팅 방식은 웨이퍼(wafer) 레벨에서는 매우 균일한 코팅 두께를 얻을 수 있는 반면, 액정표시패널이 제작되는데 사용되는 직사각형 대형 모기판에는 스핀 코팅 방식을 적용하기 어렵다.
이의 구현이 가능하다 하더라도 포토레지스트 물질의 낭비가 심하며, 포토레지스트 두께 균일성이 저하되는 등 또다른 문제점을 갖는다.
따라서, 최근에는 이와 같은 문제점까지도 극복하기 위하여 스핀 코팅 방식과 다른 방식인 슬릿 노즐(slit nozzle) 방식 코팅 장치가 개발된 바 있다.
이 슬릿 노즐 방식 코팅 장치(100)는 도 1에 개념적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 슬릿 노즐 방식 코팅 장치(100)는 포토레지스트 탱크(10), 버퍼 탱크(20), 필터(30), 펌프(40) 및 포토레지스트 분사 몸체(50)로 구성된다.
미설명 도면부호 60은 포토레지스트가 분사되는 기판이다.
이때, 포토레지스트 분사 몸체(50)는 긴 슬릿(slit) 형상의 개구부(55)가 형성되어 포토레지스트 물질은 포토레지스트 탱크(10)-버퍼 탱크(20)-필터(30)-펌프(40)를 경유하여 포토레지스트 분사 몸체(50)로 공급된 후 라인(line) 형태로 분사된다.
이와 같이 포토레지스트가 분사되면서 포토레지스트 분사 몸체(50) 또는 기판(60)이 이동됨으로써 기판(60)에는 균일한 두께를 갖는 포토레지스트막이 형성될 수 있다.
그러나, 이와 같은 슬릿 노즐 방식 코팅 장치(100)는 스핀 코팅 방식에 비하여 다양한 장점을 갖고 있지만, 다른 문제점도 갖고 있다.
문제점으로는 포토레지스트 분사 몸체(50)의 개구부(55)에는 포토레지스트 물질이 분사되는 과정에서 포토레지스트 물질이 묻은 상태로 경화되는 경향을 갖지만, 이 포토레지스트 물질의 제거가 용이하지 않다는 것이다.
이처럼 종래 기술에 의하여 포토레지스트 물질을 제거하기 어려운 이유는 종래에는 개구부(55)에 묻은 포토레지스트를 비접촉 방식으로 제거하기 때문이다.
구체적으로, 종래에는 포토레지스트 분사 몸체(50)의 개구부(55)에 묻은 포토레지스트를 클리닝하기 위하여 포토레지스트 분사 몸체(50)를 세정액(미도시)에 넣어 세정을 수행한 후, 건조 공기에 의하여 건조시키는 방법이 사용된다.
다른 세정 방식으로는 포토레지스트 분사 몸체(50)의 개구부(55) 양쪽에 세정액 분사 노즐(미도시)을 위치시킨 상태에서 포토레지스트 분사 몸체(50)에 세정액을 분사하는 방법도 사용된다.
그러나, 이와 같은 세정 방식들에 의해서는 포토레지스트 분사 몸체(50)에 부착된 포토레지스트 물질을 어느 정도까지는 제거할 수 있지만 완전히 제거하기는 어렵고, 포토레지스트 물질이 완전히 제거되지 않은 상태에서 공정이 진행될 경우 박막 두께가 매우 불균일해지는 등 다양한 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 슬릿 노즐 분사 방식 코팅 장치의 포토레지스트 분사 몸체에 묻은 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있도록 함에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 포토레지스트 클리닝 장치는 세척 모듈 및 이송 모듈을 포함한다. 세척 모듈은 클리닝 천, 수납용기, 클리닝 천 피더(feeder) 및 클리닝 천 이탈 방지 커버를 포함한다. 상기 클리닝 천은 제1 방향으로 연장된 슬릿 형상의 포토레지스트 분사용 개구부가 형성된 포토레지스트 분사 몸체의 상기 개구부에 직접 접촉된 채로 상기 제1 방향을 따라 이동되며 상기 개구부에 묻은 포토레지스트를 세정한다. 상기 수납용기는 복수 매의 상기 클리닝 천을 수납한다. 상기 클리닝 천 피더는 상기 수납용기에 수납된 상기 클리닝 천이 한 장씩 공급되도록 한다. 상기 클리닝 천 이탈 방지 커버는 상기 수납용기에 결합되어 상기 클리닝 천의탈 이을 방지한다. 상기 이송모듈은 상기 클리닝 천을 상기 개구부에 접촉시키며, 상기 세척 모듈을 상기 제1 방향을 따라 이동시킨다.
본 발명에 의하면 슬릿 형상의 개구부를 통하여 토출된 포토레지스트를 기판에 제조하는 포토레지스트 분사 몸체의 개구부에 묻은 포토레지스트를 접촉 방식으로 제거함으로 포토레지스트 제거 효율을 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 포토레지스트 클리닝 장치의 보다 구체적인 구성 및 구성에 따른 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2 또는 도 4에는 본 발명의 일실시예가 도시되어 있다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 포토레지스트 클리닝 장치(200)는 전체적으로 보아 세척 모듈(250) 및 이송 장치(280)로 구성된다.
이때, 세척 모듈(250)은 포토레지스트 분사 몸체(300)의 개구(310)와 접촉되어 개구(310)에 묻어 있는 포토레지스트를 물리적으로 닦아 제거하는 역할을 수행한다.
여기서 포토레지스트 분사 몸체(300)로는 포토레지스트 물질이 공급되며 개구(310)는 긴 슬릿(slit) 형상으로 형성된다. 이때, 개구(310)의 길이 방향을 도 2에 정의된 바와 같이 제 1 방향, 개구(310)로부터 포토레지스트가 분사되는 방향을 제 2 방향이라 정의하기로 한다.
보다 구체적으로 개구(310)에 묻은 포토레지스트 물질을 세척하기 위한 세척 모듈(250)은 일실시예로 도 3에 도시된 바와 같이 클리닝 천(210), 수납용기(220), 클리닝 천 피더(230) 및 클리닝 천 이탈방지 커버(240)로 구성된다.
클리닝 천(210)은 일실시예로 두께가 얇은 사각형 천이다. 이와 같은 클리닝 천(210)은 복수 매가 도시된 바와 같이 적층 된다. 이처럼 복수 매가 적층 된 클리닝 천(210)을 사용할 경우, 가장 위쪽에 위치한 클리닝 천(210)이 포토레지스트에 심하게 오염되더라도 오염된 클리닝 천(210)을 뽑아 제거함으로써 깨끗한 클리닝 천(210)으로 포토레지스트 클리닝을 구현할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 클리닝 천(210)이 지정된 위치에 고정되도록 클리닝 천(210)은 수납용기(220)의 내부에 수납된다. 수납용기(220)는 일실시예로 클리닝 천(210)이 삽입될 정도의 개구 면적을 갖으며, 복수 매의 클리닝 천(210)이 수납될 정도의 깊이를 갖는 육면체 박스 형태를 갖는다.
그러나, 클리닝 천(210)이 수납용기(220)에 수납되었다 하더라도 클리닝 천(210)을 수납용기(220) 내부에서 외부로 밀어내는 힘이 없을 경우, 클리닝 천(210)은 포토레지스트 분사 몸체(300)의 개구(310)에 밀착되기 어렵다. 이는 결과적으로 클리닝 천(210)으로 포토레지스트 분사 몸체(300)의 개구(310)를 클리닝하기 어려움을 의미한다.
이를 극복하기 위해서 수납용기(220)의 내부에는 클리닝 천 피더(230)가 설치된다.
클리닝 천 피더(230)는 일실시예로 탄성 부재(237)와 피더 플레이트(235)로 구성된다.
보다 구체적으로, 수납용기(220)의 내부 바닥면에는 탄성 부재(237)의 일측 단부가 견고하게 결합된다. 이때, 수납용기(220)의 내부 바닥면에 일실시예로 다수개의 탄성 부재(237)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 수납용기(220)의 내부 바닥면에 설치된 탄성 부재(237)의 타측 단부에는 피더 플레이트(feeder plate;235)가 견고하게 결합된다.
이와 같이 피더 플레이트(235) 및 탄성 부재(237)로 이루어진 클리닝 천 피더(230)는 클리닝 천(210)을 포토레지스트 분사 몸체(300)의 개구(310)쪽으로 가압하는 역할을 하지만 가장 상면에 위치한 클리닝 천(210)의 위치를 제한하지 않을 경우 클리닝 천(210)이 반대로 수납용기(220) 외부로 이탈할 수 있다.
본 발명에서는 이와 같이 클리닝 천(210)이 수납용기(220) 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해서 수납용기(220)에 도 3에 도시된 바와 같이 클리닝 천 이탈방지 커버(240)가 설치된다. 이 클리닝 천 이탈방지 커버(240)는 수납용기(220)에 위치한 클리닝 천(210)의 가운데 부분만이 노출되도록 클리닝 천(210)의 양쪽을 가압하기에 적합한 꺽쇠 형상을 갖는다. 이 클리닝 천 이탈방지 커버(240)는 도면부호 245로 도시된 나사 등에 의하여 수납용기(220)에 체결된다.
이와 같은 클리닝 천 이탈방지 커버(240)는 수납된 클리닝 천(210)중 가장 위쪽에 위치한 클리닝 천(210)을 가압하여 클리닝 천(210)이 수납용기(220)의 외측으로 이탈되지 않도록 한다.
한편, 이와 같은 구성을 갖는 세척 모듈(250)에 장착된 클리닝 천(210)이 포토레지스트 분사 몸체(300)의 개구(310)에 묻은 포토레지스트를 클리닝하기 위해서는 세척 모듈(250)이 제 2 방향으로 이동되어 개구(310)에 밀착된 상태에서 개구(310)를 따라 앞서 정의된 제 1 방향으로 이송이 수행되어야 한다.
이를 구현하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 이송 모듈(280)을 필요로 한다.
도 2를 참조하면, 이송 모듈(280)은 다시 제 1 변위 발생 장치(285)와 제 2 변위 발생 장치(289)로 나뉘어진다.
이때, 제 1 변위 발생 장치(285)는 제 2 변위 발생 장치(289)상에 설치된다.
먼저, 제 2 변위 발생 장치(289)는 세척 모듈(250)이 앞서 정의된 제 1 방향으로 왕복운동 되도록 한다. 이를 구현하기 위해서 제 2 변위 발생 장치(289)는 2 개의 롤러(287,288)와 2 개의 롤러(287,288)에 팽팽하게 연결된 하나의 환형 구동 벨트(286)를 필요로 한다.
이때, 2 개의 롤러(287,288)는 상호 이격된 상태를 유지하며, 어느 하나의 롤러(287)에는 롤러 회전 장치(미도시)가 설치된다. 이때, 본 발명에서는 일실시예로 롤러 회전 장치로 모터(미도시)가 사용된다.
이하, 롤러 회전 장치에 의하여 회전되는 롤러(287)를 구동 롤러라 정의하기로 하고, 나머지 하나의 롤러를 피동 롤러(288)라 정의하기로 한다.
한편, 제 1 변위 발생 장치(285)는 구동 벨트(286)상에 형성되며, 일실시예로 앞서 정의된 제 2 방향으로 업-다운되는 실린더가 사용된다.
이때, 본 발명에서는 일실시예로 2 개의 실린더(285)가 구동 벨트(286)상에 형성된다.
이하, 어느 하나의 실린더에 도면부호 285a, 나머지 실린더에 도면부호 285b를 부여하기로 한다.
이처럼 구동 벨트(286)상에 설치된 2 개의 실린더(285a,285b)의 단부에는 앞서 설명한 세척 모듈(250)이 각각 설치된다.
이때, 2 개의 실린더(285a,285b)의 단부에 설치된 세척 모듈(250)중 어느 하나의 세척 모듈(250)에 수납된 클리닝 천(210)에는 바람직한 일실시예로 포토레지스트를 닦아내는데 사용되는 세정액이 묻어 있다. 나머지 하나의 세척 모듈에 수납된 클리닝 천(210)은 도 4에 도시된 바와 같이 세정액이 묻은 개구를 닦아 건조하는 역할을 한다.
한편, 첨부된 도 5에는 본 발명에 의한 포토레지스트 클리닝 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다.
구체적으로 도 5에 도시된 포토레지스트 클리닝 장치(400) 역시 세척 모듈(450)과 이송 모듈(470)로 구성된다.
세척 모듈(450)은 브러시(452), 브러시 회전 장치(454), 세정액 공급장치(456), 건조 공기 공급장치(458) 및 베이스 기판(451)으로 구성된다.
보다 구체적으로, 베이스 기판(451)에는 브러시(452) 및 브러시(452)를 회전시키는 브러시 회전 장치(454)가 설치된다.
이후, 브러시(452)로부터 일측으로 소정 거리 이격된 곳에는 브러시(452)로 세정액을 분사하는 세정액 공급장치(456)가 베이스 기판(451)에 설치되고, 세정액 공급장치(456)로부터 소정 거리 이격된 곳에는 다시 건조 공기를 분사하는 건조공기 공급장치(458)가 설치된다.
이와 같은 구성을 갖는 세척 모듈(450)에는 이송 모듈(470)이 설치된다.
이송모듈(470)은 다시 제 1 변위 발생장치(479)와 제 2 변위 발생장치(478)로 구성된다.
제 2 변위 발생장치(478)는 바람직하게 2 개의 롤러(477,476)와 2 개의 롤러(477,476)에 의하여 회전되는 컨베이어 벨트(475)로 구성된다.
이때, 2 개중 어느 하나의 롤러(477)에는 롤러 회전 장치(477a)가 설치된다. 롤러 회전 장치(477a)가 설치된 롤러를 이하 구동 롤러라 칭하고, 롤러 회전 장치(477a)가 설치되지 않은 롤러(478)를 피동 롤러라 정의하기로 한다.
이때, 구동 롤러(477) 및 피동 롤러(478)의 회전축에는 제 1 변위 발생 장치(479)가 설치되어 구동 롤러(477), 피동 롤러(478) 및 컨베이어 벨트(475)를 전체적으로 업-다운시킨다. 이때, 제 1 변위 발생 장치(479)는 구체적으로 업-다운 실린더이다.
이의 동작을 간단하게 살펴보면, 먼저, 제 1 변위 발생 장치(479)가 상승하여 세척 모듈(450)의 브러시(452)가 포토레지스트 분사 몸체(500)의 개구(510)와 충분히 닿을 정도로 업(up)된 상태에서 롤러 회전 장치(477a)가 회전되기 시작하여 구동 롤러(477)가 회전되면서 브러시(452) 또한 브러시 회전 장치(454)에 의하여 회전된다.
이와 같은 상태에서 브러시(452)로는 세정액 공급장치(456)로부터 세정액이 공급되고, 브러시(452)가 세정액으로 포토레지스트 분사 몸체(500)의 개구(510)와 접촉하면서 포토레지스트를 닦은 후에는 건조 공기 공급장치(458)에서 공급된 건조 공기에 의하여 세정액이 완전히 건조된다.
이상에서 상세하게 살펴본 바에 의하면, 슬릿 형상의 개구를 통하여 토출된 포토레지스트를 기판에 제조하는 포토레지스트 분사 몸체의 개구에 묻은 포토레지스트를 접촉 방식으로 제거함으로 포토레지스트 제거 효율을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 제1 방향으로 연장된 슬릿 형상의 포토레지스트 분사용 개구부가 형성된 포토레지스트 분사 몸체의 상기 개구부에 직접 접촉된 채로 상기 제1 방향을 따라 이동되며 상기 개구부에 묻은 포토레지스트를 세정하는 클리닝 천, 복수 매의 상기 클리닝 천이 수납된 수납용기, 상기 클리닝 천이 한 장씩 공급되도록 하는 클리닝 천 피더(feeder) 및 상기 수납용기에 결합되어 상기 클리닝 천의 이탈을 방지하는 클리닝 천 이탈 방지 커버를 포함하는 세척 모듈; 및
    상기 클리닝 천을 상기 개구부에 접촉시키며, 상기 세척 모듈을 상기 제1 방향을 따라 이동시키는 이송 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 모듈은
    상기 수납용기에 수납된 상기 클리닝 천이 상기 개구부와 밀착 및 이격되도록 하는 제 1 변위 발생장치; 및
    상기 클리닝 천이 상기 개구부에 밀착된 상태에서 상기 개구부를 따라 움직이도록 하는 제 2 변위 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 클리닝 천 피더는
    상기 수납용기의 내부 기저면에 일측 단부가 고정된 탄성 부재; 및
    상기 탄성부재의 타측 단부에 고정되며 상기 클리닝 천들이 안착되는 피더 플레이트(feeder plate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 변위 발생장치는 상기 수납용기가 상기 개구부를 따라 움직이도록 방향을 갖는 2 개의 롤러 및 상기 롤러에 결합된 벨트를 포함하는 컨베이어 이송장치를 포함하고, 상기 제 1 변위 발생장치는 상기 컨베이어 이송장치의 상기 벨트에 설치되어 상기 개구부를 향하는 방향으로 업-다운되는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 포토레지스트 클리닝 장치는 2개의 상기 세척 모듈들을 포함하며, 상기 2개의 세척 모듈들 중 어느 하나의 클리닝 천에는 상기 포토레지스트를 세정하는 세정액이 묻어 있는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  6. 제1 방향으로 연장된 슬릿 형상의 포토레지스트 분사용 개구부가 형성된 포토레지스트 분사 몸체의 상기 개구부와 접촉되는 브러시, 상기 브러시를 회전시키는 브러시 회전장치, 상기 브러시에 세정액을 분사하는 세정액 분사장치 및 상기 개구부에 묻은 세정액을 건조시키는 건조공기 분사장치를 포함하는 세척 모듈; 및
    상기 브러시가 상기 포토레지스트 분사용 개구부와 밀착 및 이격되도록 하는 제 1 변위 발생장치와, 상기 브러시가 상기 포토레지스트 분사용 개구부에 접촉된 상태에서 상기 포토레지스트 분사용 개구부를 따라 움직이도록 하는 제 2 변위 발생장치를 포함하는 이송 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 클리닝 장치.
  7. 삭제
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