KR100887580B1 - 현상액 도포장치 - Google Patents

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Abstract

평판표시소자용 기판을 제조하는 공정 중에서 기판에 현상액을 도포할 때 발생하는 불량을 줄이면서도 제조 비용을 감소시킬 수 있는 현상액 도포장치를 개시한다. 본 발명의 현상액 도포장치는, 작업대, 작업대에서 기판을 이송하는 이송부, 작업대에 결합되어 현상액을 상기 기판에 도포하는 현상액 도포 유닛을 포함하며, 현상액 도포 유닛은 작업대에 결합되며 일정한 간격으로 배치되는 현상액 토출구들이 제공되는 노즐, 노즐의 내부에 현상액 토출구들이 배치된 위치보다 낮은 위치에 배치된 현상액 배출구들을 구비한 현상액 수용부를 포함한다.
현상액, 현상, 도포, 기판, 노즐

Description

현상액 도포장치{Apparatus for coating developing solution}
본 발명은 현상액을 기판(substrate)에 도포하는 현상액 도포장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판표시소자용 기판을 제조하는 공정 중에서 기판에 현상액을 도포할 때 발생하는 불량을 줄이면서도 제조 비용을 감소시킬 수 있는 현상액 도포장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 제조 공정 중에서 기판에 회로 패턴 등을 형성하는 과정은, 기판을 세정하고, 세정된 기판의 표면에 감광성 수지를 도포하여 감광막을 형성하고, 감광막을 일정한 회로 패턴을 통하여 노광(Expose)하고 이를 현상(develop) 처리하는 공정을 포함한다. 현상공정은 감광막이 노광된 기판에 현상액을 도포하여 광이 조사된 부분 또는 광이 조사되지 않은 부분의 감광막을 선택적으로 제거하여 패터닝을 형성한다. 이러한 현상 공정에 사용되는 현상액 도포 장치는 가늘고 긴 홈을 구비한 슬릿식(Slit type) 노즐이 사용될 수 있다. 현상액 도포장치는 슬릿을 통하여 현상액을 균일하게 도포하여 일정시간 동안 퍼들(puddle)을 형성하여 현상한다. 즉, 기존의 현상액 도포장치는 노즐 내부에서 슬릿이 이루는 갭(Gap)을 통하여 현상액이 흘러내리게 된다. 이때 노즐을 타고 흘러내리는 현 상액은 슬릿이 이루는 갭을 통과하면서 마이크로 버블(Micro bubble)이 생성되기도 하고 노즐 쳄버의 내부에 잔존하는 버블(Bubble)과 함께 현상액이 흘러내리면서 기판 표면에 도포된다. 따라서 종래의 현상액 도포장치는 현상 공정 불량이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 현상액이 버블과 함께 도포되는 것을 억제하여 현상 공정의 불량을 줄이는 현상액 도포장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 작업대, 상기 작업대에서 기판을 이송하는 이송부, 상기 작업대에 결합되어 현상액을 상기 기판에 도포하는 현상액 도포 유닛을 포함하며,
상기 현상액 도포 유닛은 상기 작업대에 고정되며 일정한 간격으로 배치되는 현상액 토출구들이 제공되는 노즐과, 상기 노즐의 내부에 배치되어 외부로부터 현상액을 공급받아 상기 노즐 내부로 현상액을 공급하는 현상액 수용부를 포함하는 현상액 도포장치를 제공한다.
상기 노즐은 상기 기판과 인접하는 부분이 기판의 수평면에 대하여 일정한 각으로 경사지는 것이 바람직하다.
상기 노즐은 내부에 공간을 가진 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 현상액 수용부는 현상액을 배출하기 위한 복수개의 현상액 배출구가 형성된 몸체와, 상기 몸체 일측에 형성되어 현상액이 유입되는 유입구 그리고, 상기 유입구의 반대측에 형성되어 기포가 포함된 현상액을 배출하는 기포 배출구를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 현상액 배출구는 상기 현상액 수용부의 하부측에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기포 배출구는 현상액 저장 탱크와 관로를 통하여 연결되고, 상기 현상액 저장 탱크는 펌프와 연결되며, 상기 폄프는 상기 유입구와 연결되는 것이 바람직하다.
상기 관로에는 컨트롤러에 의하여 제어되는 유량제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 현상액 도포 유닛은 상, 하 이송 수단에 의하여 높이가 조절되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 현상액 수용부에서 현상액이 모임에 따라 버블은 위쪽으로 이동하여 현상액 만이 배출되고 위쪽에 모여진 버블은 일부가 열려진 유량제어 밸브를 통하여 배출(드레인)된다. 따라서 현상액 수용부의 현상액은 버블이 포함되지 않는 상태에서 노즐 내부로 배출되고 현상액 토출구를 통하여 현상액이 배출된다. 따라서 본 발명의 실시 예는 현상 공정의 불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예인 현상액 도포 유닛이 적용된 상태를 도시한 측면 도이다. 그리고 도 2는 도 1의 주요 부분을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예를 설명하기 위한 구성도로, 현상액 도포 유닛을 도시하고 있다. 작업대(1)에는 이송부(3)가 설치되어 기판(G)을 이동시킬 수 있다. 이송부(3)는 회전하는 롤러(R)들에 기판(G)이 올려진 상태로 기판(G)의 이송이 이루어지는 롤러 컨베이어와 같은 이송 구조로 이루어질 수 있다. 이송부(3)는 이러한 구조 이외에도 에어 압력으로 기판(G)을 부상(浮上)시킨 상태로 이송할 수 있는 에어 부상 방식의 이송 스테이지(도시생략)를 포함할 수 있다. 즉, 이송 스테이지는 기판(G)을 척(Chuck)으로 고정한 상태에서 기판(G)의 저면을 에어 압력으로 지지하여 작업대(1) 위에서 기판(G)을 이송할 수 있는 에어부상 방식의 이송 구조를 가질 수 있다.
그리고 작업대(1)에는 현상액 도포 유닛(7)이 고정된다. 현상액 도포 유닛(7)은 롤러(R)에 의하여 이송되는 기판(G)의 박막 위에 현상액을 도포한다. 이러한 현상액 도포 유닛(7)은 브라켓(9)들에 의하여 작업대(1)에 견고하게 고정되는 것이 바람직하다. 현상액 도포 유닛(7)은 본 발명의 실시 예에서는 작업대(1)에 고정된 예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실린더 및 피스톤 등의 구동원으로 이루어지는 상, 하 이송 수단(10)에 의하여 상, 하 방향으로 이동이 가능한 구조로 설계를 변경하여 구성하는 것도 가능하다. 이러한 상, 하 이송수단(10)은 현상액의 두께를 조절을 위하여 일정한 높이로 현상액 도포 유닛(7)이 이동될 수도 있다.
현상액 도포 유닛(7)은 내부에 공간을 가지는 원통형의 케이스인 노즐(11), 이 노즐(11)의 내부 공간에 배치되는 현상액 수용부(13)를 포함한다. 그리고 노즐(11)에는 현상액(f)을 기판(G) 측으로 토출하는 현상액 토출구(15)들이 제공된다.
노즐(11)은, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 전체적으로는 내부에 공간을 구비한 파이프 모양으로 이루어지고, 현상액 토출구(15)들의 아래쪽 부분이 라운드 형태로 이루어지는 라운드부(11a)를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 노즐(11)은 이동되는 기판(G)의 상면에 인접한 부분이 일정한 각도 a를 가지며 경사를 이루는 경사부(11b)를 포함한다. 이러한 구성은 현상액 토출구(15)들을 통하여 나오는 현상액이 라운드부(11a)를 따라 잘 흘러 내려 기판(G)에 골고루 도포될 수 있도록 하기 위한 것이다. 특히, 경사부(11b)에서는 라운드부(11a)를 따라 흘러내린 현상액이 골고루 퍼져 기판(G)에 비교적 일정한 두께로 도포될 수 있도록 하는 역할을 한다.
현상액 수용부(13)는 긴 파이프 형태의 몸체로 이루어지며, 양측에는 현상액이 유입되는 유입구 및 유입된 현상액에 포함된 기포가 드레인되는 기포 배출구를 구비한다. 기포 배출구는 관로(p)를 통하여 현상액 저장 탱크(T)와 연결된다. 현상액 저장 탱크(T)는 현상액이 수용될 수 있다. 그리고 현상액 저장 탱크(T)에 수용된 현상액은 펌프(PU)에 의하여 현상액 수용부(13)로 이송될 수 있다. 현상액 수용부(13)와 현상액 저장 탱크(T)를 연결하는 관로(p)에는 유량 제어 밸브(V)가 배치된다. 유량 제어 밸브(V)는 현상액 수용부(13)에 수용되는 현상액의 유량을 조절하는데 이용되며 컨트롤러(C)에 의하여 제어될 수 있도록 연결된다. 물론 펌프(PU)도 상술한 컨트롤러(C)에 의하여 제어되는 것이 바람직하다. 현상액 수용부(13)는 기판을 향하는 아래면에 일정한 간격으로 현상액을 배출할 수 있는 현상액 배출구(14)들이 제공된다. 즉, 현상액 배출구(14)들을 통하여 배출되는 현상액은 노즐(11)의 내부 공간에 일시적으로 모여진 후 노즐(11)에 제공된 현상액 토출구(15)로 배출될 수 있다.
그리고 노즐(11)에는 현상액 수용부(13)에서 일정한 거리만큼 위쪽으로 거리 h가 떨어진 위치에 현상액 토출구(15)들이 제공된다. 이러한 구조는 현상액 수용부(13)에 현상액이 충분히 채워지면 현상액이 노즐(11)의 내부로 배출되고 노즐(11)의 내부에 있던 현상액은 현상액 토출구(15)로 토출될 수 있는 것이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예에 의한 현상액 도포장치의 작동 과정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 기판(G)이 이송하는 것을 센서(미도시)에 의하여 감지하고 그 신호를 컨트롤러(C)에서 전송받는다. 그리고 컨트롤러(C)는 유량 제어 밸브(V)를 닫힘 상태로 제어하고, 펌프(PU)를 구동시킨다. 이때 유량 제어 밸브(V)를 완전히 닫지 않고 일부의 현상액이 드레인 될 수 있는 정도를 오픈한 상태로 유지되도록 유량 제어 밸브(V)를 제어한다. 그리고 현상액 저장 탱크(T)에 수용된 현상액이 관로(p)를 따라 화살표 방향(도 3에 도시하고 있음)으로 이동하여 현상액 수용부(13)에 채워진다. 현상액 수용부(13)에 점차로 현상액이 채워짐에 따라 그 내부에 있던 버블들은 현상액 수용부(13)의 위쪽으로 모이게 된다. 그리고 현상액 수용부(13)의 현상액은 기판측에 있는 현상액 배출구(14) 측으로 배출되어 노즐(11)의 내부에 일시적 으로 저장되는 상태에 있다가 현상액 토출구(15)를 통하여 외부로 배출된다. 그리고 현상액 수용부(13) 내에 존재하던 버블들은 유량 제어 밸브(V)가 일부 열려 있으므로 이를 통하여 드레인된다. 따라서 현상액 수용부(13)의 현상액은 버블이 포함되는 일이 없이 노즐(11) 내부로 배출되고 계속해서 현상액 토출구(15)를 통하여 현상액이 토출된다. 그러면 현상액은 노즐(11)의 라운드면(11a)을 따라 도 2에 도시한 바와 같은 모양으로 흘러내린다. 그리고 현상액은 노즐(11)의 경사부(11b)를 지나면서 넓은 영역으로 퍼지면서 기판(G)의 상부에 도포되는 것이다. 이러한 현상액이 도포될 때 기판(G)은 이동 중이므로 기판(G)의 전 영역에 현상액이 도포될 수 있는 것이다. 특히 본 발명의 실시 예는 현상액 수용부(13) 내에 있던 버블은 드레인 시키고 자연적으로 현상액이 흘러내리면서 기판에 현상액의 도포가 이루어지므로 현상액에 기포가 포함되지 않아 현상공정의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 현상액 도포 유닛(7)은 정밀하게 제작할 필요가 없으므로 구조가 간단하고 제조 비용을 줄일 수 있어 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예는 현상액을 제어할 때 버블이 포함되지 않으므로 외부와 반응 시간을 최대한 줄일 수 있도록 온, 오프 제어가 가능하여 현상액의 농도를 조절할 수 있으며, 버블에 의하여 재 가동시에 농도를 맞추기 위하여 일정한 시간 동안 흘려버리던 과정을 생략할 수 있어 현상액을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예인 현상액 도포장치가 적용되는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ부를 잘라서 본 단면도이다.
<도면의 주요 부분의 부호의 설명>
1 : 작업대, 3 : 이송부,
7 : 현상액도포유닛, 9 : 브라켓, 11 : 노즐
13 : 현상액 수용부, 14 : 현상액 배출구, 15 : 현상액 토출구

Claims (8)

  1. 작업대;
    상기 작업대에서 기판을 이송하는 이송부;
    상기 작업대에 결합되어 현상액을 상기 기판에 도포하는 현상액 도포 유닛;
    을 포함하며,
    상기 현상액 도포 유닛은
    상기 작업대에 고정되며 일정한 간격으로 배치되는 현상액 토출구들이 제공되는 노즐,
    상기 노즐의 내부에 배치되어 외부로부터 현상액을 공급받아 상기 노즐 내부로 현상액을 공급하는 현상액 수용부를 포함하는 현상액 도포장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은 상기 기판과 인접하는 부분이 기판의 수평면에 대하여 일정한 각으로 경사지게 형성된 현상액 도포장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은 내부에 공간을 가진 원통형으로 이루어지는 현상액 도포장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현상액 수용부는
    현상액을 배출하기 위한 복수개의 현상액 배출구가 형성된 몸체와,
    상기 몸체 일측에 형성되어 현상액이 유입되는 유입구,
    상기 유입구의 반대측에 형성되어 기포가 포함된 현상액을 배출하는 기포 배출구를 포함하는 현상액 도포장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 현상액 배출구는
    상기 현상액 수용부의 하부측에 형성되는 현상액 도포장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 기포 배출구는 현상액 저장 탱크와 관로를 통하여 연결되고,
    상기 현상액 저장 탱크는 펌프와 연결되며,
    상기 폄프는 상기 유입구와 연결되는 현상액 도포장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 관로에는 컨트롤러에 의하여 제어되는 유량제어 밸브가 설치되는 현상액 도포장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 현상액 도포 유닛은 상, 하 이송 수단에 의하여 높이가 조절되는 현상액 도포 장치.
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