KR101119803B1 - Ｐｒ 진공건조장치 - Google Patents

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KR101119803B1 KR1020040116924A KR20040116924A KR101119803B1 KR 101119803 B1 KR101119803 B1 KR 101119803B1 KR 1020040116924 A KR1020040116924 A KR 1020040116924A KR 20040116924 A KR20040116924 A KR 20040116924A KR 101119803 B1 KR101119803 B1 KR 101119803B1
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Abstract

본 발명은 PR에 함유된 솔벤트를 기판의 위치에 상관없이 균일하게 제거할 수 있도록 한 PR 진공건조장치에 관한 것으로, 진공챔버와, 상기 진공챔버의 하부면에 기판을 로딩하기 위해 설치된 로딩플레이트와, 상기 진공챔버의 상부면에 설치된 배기부와, 상기 로딩플레이트와 상부에 마련되어, 진공챔버 내부에서 배기되는 기류의 흐름을 조절하는 기류조절판와, 상기 배기부와 기류조절판과 사이에 개재된 이물질 낙하방지판을 포함하는 PR 진공건조장치를 제공한다.

Description

ＰＲ 진공건조장치{VACCUM DRY APPARATUS FOR PHOTORESIST}
도 1은 종래 PR 진공건조장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PR 진공건조장치를 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 PR 진공건조장치의 기류조절판을 나타낸 것으로 도 3은 위치에 따라 다른 밀도를 갖는 관통홀이 형성된 기류조절판을 나타낸 평면도이고, 도 4는 위치에 따라 관통홀의 크기가 다르게 형성된 기류조절판을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 PR 진공건조장치를 나타낸 도면.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
21,31: 진공챔버 23,33: 로딩플레이트
25,35: 기판 26,36: PR
27,37: 배기부 29,39: 기류조절판
40: 이물질 낙하방지판
본 발명은 PR 진공건조장치에 관한 것으로, 특히, PR 건조가 균일하게 이루 어질 수 있도록 한 PR 진공건조장치에 관한 것이다.
고화질, 저전력의 평판표시소자(flat panel display device)로서 주로 액정표시소자가 사용되고 있다. 액정표시소자는 박막트랜지스터 어레이기판과 칼라필터 기판이 대향하여 균일한 간격을 갖도록 합착되며, 그 박막트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정층이 형성된다.
박막트랜지스터 어레이기판은 화소들이 매트릭스 형태로 배열되며, 그 단위화소에는 박막트랜지스터, 화소전극 및 커패시터가 형성되고, 상기 칼라필터기판은 상기 화소전극과 함께 액정층에 전계를 인가하는 공통전극과 실제 칼라를 구현하는 RGB 칼라필터 및 블랙매트릭스가 형성되어 있다.
한편, 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 칼라필터기판의 대향면에는 배향막이 형성되고, 러빙이 실시되어 상기 액정층이 일정한 방향으로 배열되도록 한다. 이때, 액정은 박막트랜지스터 어레이 기판의 단위 화소별로 형성된 화소전극과 칼라필터 기판의 전면에 형성된 공통전극 사이에 전계가 인가될 경우에 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 단위화소별로 빛을 통과사키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.
이와 같이 구성된 액정표시소자는 포토리소그래피공정(photolithography process)에 의해서 제작되며, 상기 포토리소그래피공정은 감광막(Photo Resist layer) 도포공정, 정렬과 노광 및 현상으로 이루어지는 사진공정과, 식각공정 그리고, 세정공정등과 같은 연속공정으로 이루어진다. 실질적으로, 포토리소그래피공정은 액정표시소자 뿐만 아니라, 반도체소자를 제작하는 공정에서 사용되고 있다.
특히, 액정표시소자 및 반도체소자를 제조하기 위한 감광막 도포공정은 스핀코팅방법을 사용하는 것이 일반적이다. 스핀코팅방법은 기판 전체에 PR액이 퍼지게 하기 위하여 상기 기판을 수평으로 고속 회전시켜 회전중심 근방에 PR액을 적하하고 회전하는 기판의 원심력에 의해 PR액이 기판 전체에 걸쳐 도포되도록 한다. 이때, 불필요한 PR액은 원심력에 의해 떨어트려 제거함과 동시에 PR액은 기판에 박막(thin film)화된다.
기판 상에 도포된 PR은, 정렬 및 노광공정을 거치기 전에, PR 내에 함유된 솔벤트를 휘발시키기 위한 진공건조공정이 이루어진다.
진공건조는 진공챔버 내부에 감광막이 도포된 기판을 로딩한 다음, 진공펌프를 통해 챔버내부의 공기를 계속해서 배출시킴으로써, 이루어진다.
도 1은 PR 진공건조장치를 간략하게 나타낸 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공건조장치(10)는 진공챔버(11)와, 상기 진공챔버(11) 내부에 기판(15)을 로딩하는 로딩플레이트(loading plate;13)와, 상기 진공챔버(11) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기부(17)로 구성된다. 상기 기판(15) 전면에는 PR(16)이 도포되어 있다. 그리고, 상기 배기부(17)는 진공챔버(11)의 하부에 마련되어 있으며, 진공펌프(미도시)와 연결되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 진공건조장치는 기판(15)이 상기 로딩플레이트(15)에 로딩되면, 진공펌프의 구동에 의해 진공챔버(11) 내의 공기를 배기부(17)를 통해 배출시키게 된다. 계속해서, 진공챔버(11) 내부의 펌핑이 진행되는 동안, 상기 PR(16) 내에 존재하는 솔벤트도 배기부(17)를 통해 배출된다. 도면에서 솔벤트가 배기되는 경로는 화살표로 표기하였다.
그러나, 기판이 대형화됨에 따라, 상대적으로 배기부(17)와 인접하는 기판의 에지영역(edge region;E)과 배기부(17)와 멀리 떨어진 기판의 센터영역(center region;C)에서, 솔벤트가 휘발되는 정도의 차이가 발생하게 된다. 즉, 상기 배기부(17)와 인접하는 에지영역(E)이 센터영역(C)보다 배기되는 경로가 짧기 때문에, 솔벤트가 더 빨리 휘발되어, PR의 위치마다 솔벤트의 양이 달라지게 된다.
이와 같이, PR 내에 잔존하는 솔벤트의 양이 기판의 위치에 따라 달라지게되면, PR막의 두께가 불균일해지는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 배기부를 진공챔버의 상부에 설치하고, 진공챔버 내부의 기류흐름을 조절하는 기류조절판을 추가함으로써, 기판의 위치에 상관없이 PR의 균일한 건조가 이루어질 수 있도록 한 PR 진공건조장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 배기부와 기류조절판 사이에 이물질 낙하방지판을 더 추가함으로써, 기판 상에 이물질이 낙하되는 것을 방지할 수 있도록 한 PR 진공건조장치를 제공하는 데 있다.
이하, 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PR 진공건조장치는 진공 챔버와, 상기 진공챔버의 하부면에 기판을 로딩하기 위해 설치된 로딩플레이트와, 상기 진공챔버의 상부면에 설치된 배기부와, 상기 로딩플레이트의 상부에 마련되어, 진공챔버 내부에서 배기되는 기류의 흐름을 조절하는 기류조절판과, 상기 배기부와 기류조절판과 사이에 개재된 이물질 낙하방지판을 포함하여 구성된다.
상기 기류조절판에 복수의 관통홀이 형성되어 있으며, 이때, 상기 기류조절판의 센터영역과 에지영역에 형성된 관통홀의 밀도가 서로 다르게 형성되어 있으며, 특히, 센터영역에 형성된 관통홀의 밀도가 에지영역에 형성된 관통홀의 밀도보다 높다.
또한, 상기 기류조절판의 센터영역과 에지영역에 형성된 관통홀의 크기가 서로 다르게 형성되어 있을 수도 있으며, 특히, 센터영역에 형성된 관통홀이 에지영역에 형성된 관통홀의 크기보다 크다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 로딩플레이트 상에 설치된 기류조절판에 의해 배기부로 배출되는 기류의 흐름이 제어되기 때문에, PR이 도포된 위치에 상관없이 전체적으로 균일하게 건조시킬 수 있게 된다. 즉, 종래에는 기판의 에지영역과 센터영역에 배기부까지의 거리가 서로 다르기 때문에, 상대적으로 배기거리가 가까운 에지영역에서 PR의 건조속도가 센터영역 보다 빠르게 나타나는 문제점이 있었다.
반면에, 본 발명에서는 배기부가 챔버의 상부에 설치되고, 상기 배기부와 기판 사이에 설치되는 기류조절판이 배기부와 기판의 에지영역 및 센터영역의 배기경로의 차이를 줄일 수 있도록 기류의 흐름을 제어함으로써, 기판 전면에 대하여 PR 의 건조가 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이, 기판에 도포된 PR의 건조가 완료된 후에는, 진공펌프의 구동을 정지시키고, 상기 배기부를 통해 N₂ 가스를 주입하여 진공챔버 내부를 퍼지(purge)시키게된다. 그러나, N₂ 가스가 주입되는 동안, N₂ 가스에 함유된 이물질들이 기판 상에 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 N₂ 가스가 유입되는 배기부와 기류조절판 사이에 이물질 낙하방지판을 설치하여, 기판 상에 이물질이 떨어지는 것을 방지한다.
이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 대하여 좀더 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일예에 따른 PR 진공건조장치의 구성을 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 PR 진공건조장치(20)는 진공챔버(21)와, 상기 진공챔버(21)의 상부면에 설치된 배기부(27)와, 상기 진공챔버(21) 내부에 설치되어 기판(25)이 로딩되는 로딩플레이트(23)와, 상기 로딩플레이트(23) 상에 설치된 기류조절판(29)을 포함한다.
상기 배기부(27)는 복수의 배기라인으로 이루어져 있으며, 상기 배기라인은 진공펌프(미도시)와 연결되어 있다. 그리고, 진공펌프의 구동에 의해서 진공챔버(21) 내부의 공기가 배기부(27)를 통해 배출된다.
상기 로딩플레이트(23)는 그 표면에 복수의 핀(pin;미도시)이 설치되어 있으며, 기판(25)은 상기 핀 위에 로딩된다. 그리고, 기판(25) 상에는 PR(26)이 도포되 어 있다.
상기 기류조절판(29)은 기판(25) 상부에 배치되어 진공챔버(21) 내부의 공기가 배기부(27)를 통해 배출되는 기류의 흐름을 제어한다. 즉, 상기 기류조절판(29)은 기판(25)의 센터영역(C)에서의 배기부(27)로 배출되는 배기경로를 감소시켜, 에지영역(E)에서 배기부(27)로 배출되는 배기경로와 유사해지도록 할 수 있다.
이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 기류조절판(29)에는 복수의 관통홀이 형성되는데, 상기 관통홀은 위치에 따라 그 밀도가 다르게 형성되어 있다. 즉, 기판의 센터영역에 대응하는 관통홀의 밀도가 에지영역에 대응하는 관통홀의 밀도보다 높게 형성되어 있으며, 이에 따라, 센터영역의 관통홀을 통과하는 기류의 양이 에지영역(E)의 관통홀을 통과하는 기류의 양보다 많아지게 된다. 이것은, 기판의 에지영역의 기류가 상부에 설치된 기판조절판(29)을 우회하여 배기부(27)로 배출되는 기류의 양이 센터영역(C)의 기류가 기판조절판(29)을 우회하여 진공챔버(21)의 측면을 통해 배기부(27)로 배출되는 기류의 양보다 많다는 것을 의미한다.
살펴본 바와 같이, 기판의 에지영역(E)에서 배기부(27)로 배출되는 기류는 기류조절판(29)의 관통홀(에지영역)을 투과한 기류와 기류조절판(29)을 우회하는 기류이고, 기판의 센터영역(C)에서 배기부(27)로 배출되는 기류는 기류조절판(29)의 관통홀(센터영역)을 투과한 기류이다. 즉, 센터영역(C)에서 기류조절판(29)을 우회하는 기류는 거의 무시할 수 있는 정도이기 때문에, 기판의 센터영역(C)에서 배기부(27)까지의 배기경로가 종래에 비해 줄어들게 된다. 이것은 기판의 에지영역에서 배기경로와 센터영역(C)의 배기경로가 거의 동일해진다는 것을 설명한다.
PR(26) 내에 존재하는 솔벤트들이 배기부(27)를 통해 배출되는 기류에 의해 제거되기 때문에, 기판의 에지영역(E)과 센터영역(C)에서 배기부로 배출되는 기류의 배출경로가 거의 동일해지면, 솔벤트가 제거되는 속도도 에지영역과 센터영역에서 동일해진다. 따라서, 기판의 위치에 상관없이 PR을 균일하게 건조시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 기판 상부에 기류조절판을 설치하고, 상기 기류조절판에 형성되는 관통홀의 밀도를 에지영역과 센터영역에 대하여 서로 다르게 형성함으로써, PR의 균일한 건조가 이루어지도록 한다.
한편, 관통홀의 밀도를 다르게 형성하는 대신 에지영역과 센터영역의 관통홀의 크기를 서로 다르게 형성하여 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
도 3 및 도 4는 기류조절판을 나타낸 것으로 도 4는 위치에 따라 밀도가 서로 다른 관통홀이 형성된 기류조절판을 나타낸 것이고, 도 4는 위치에 따라 관통홀의 크기가 다르게 형성된 기류조절판을 나타낸 것이다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 기류조절판(29)에 형성된 관통홀(29a)은 일정한 지름을 가지고 있으며, 센터영역에서 에지영역으로 갈수록 그 밀도가 점차적으로 줄어든다. 즉, 관통홀(29a)의 총면적이 에지영역으로 갈수록 감소하고 있다. 이때, 상기 관통홀 약 1㎜ 이내의 지름을 갖는다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 기류조절판(29)에 형성된 관통홀(29b)이 센터에서 에지으로 갈수록 그 홀의 지름이 점차적으로 감소하도록 설계할 수도 있다. 이때에도, 관통홀(29b)의 총면적이 에지영역으로 갈수록 감소하게 된다.
본 발명의 기본 개념은 기판의 에지영역과 센터영역에서 배기부까지의 배기경로를 동일하게 하여 기판의 위치에 상관없이 PR에 존재하는 솔벤트를 균일하게 제거하는 것으로, 상기 기류조절판의 관통홀의 총 면적이 센터영역에서 에지영역으로 갈수록 감소하기만 하면된다. 이때, 관통홀의 모양은 어떠한 형상이라도 변경할 수 있다.
그런데, 상기한 바와 같이 구성된 PR 진공건조장치는 PR에 존재하는 솔벤트를 기판의 위치에 상관없이 균일하게 제거할 수 있는 잇점이 있지만, 상기 배기부가 챔버의 상부면에 설치되어 있기 때문에, 퍼지단계에서 상기 배기부를 통해 진공챔버 내에 들어온 이물질이 기판에 떨어지게 되는 문제가 발생하게 된다. 다시말해, PR에 존재하는 솔벤트가 모두 제거되면, 진공펌프의 구동을 중단시키고, N₂ 가스를 주입하여 진공챔버 내부를 퍼지시키게 된다.
상기 N₂ 가스는 배기부를 통해 진공챔버 내부로 들어오는데, 이때, 배기라인에 붙어있던 이물질 즉, PR 잔류물 및 솔벤트등의 이물들이 N₂ 가스와 함께 챔버내부로 역류하여 기판 상에 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 특히 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 상기 배기부에 이물질 낙하방지판을 설치하여, 기판에 떨어질 우려가 있는 이물질을 미리 낙하방지판에 낙하시킴으로써, 기판이 이물질에 오염되는 것을 방지한다.
도 5는 이물질 낙하방지판이 설치된 본 발명의 PR 진공건조장치를 나타낸 것이다. 본 실시예의 구성 중, 이물질 낙하방지판을 제외한 모든 구성이 이전실시예(도 2참조)과 동일하며, 동일한 구성에 대한 설명은 간략하게 하도록 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 PR 진공건조장치(30)는 진공챔버(31)와, 상기 진공챔버(31)의 상부면에 설치된 배기부(37)와, 상기 진공챔버(31) 내부에 설치되어 기판(35)이 로딩되는 로딩플레이트(33)와, 상기 로딩플레이트(33) 상에 설치된 기류조절판(39)을 포함한다.
그리고, 상기 기류조절판(39)과 배기부(37) 사이에 이물질 낙하방지판(40)을 더 포함하여 구성되며, 상기 이물질 낙하방지판(40)은 퍼지단계에서 상기 배기부(37)로부터 N₂ 가스와 함께 진공챔버(31) 내부로 유입되는 이물질이 기판에 도포된 PR(36) 상에 떨어지는 것을 방지해준다. 다시말해, 상기 배기부(37)를 통해 진공챔버(31) 내부 들어온 이물질이 낙하방지판(40) 표면에 미리 떨어지기 때문에, 기류조절판(39)에 형성된 관통홀을 통해 기판 위로 떨어지는 것을 방지할 수가 있게된다. 이때, 상기 낙하방지판(40)의 형상은 어떠한 모양이든 설계할 수 있으며, 상기 낙하방지판(40)의 면적이 너무 커지는 경우, 챔버내부의 펌핑이 원활하게 이루어지지 못하기 때문에, 낙하방지판(40)은 상기 배기부(37)를 커버할 수 있을 정도의 면적만 갖도록 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 챔버의 상부면에 배기부를 설치하고, 기판 상부에 기류조절판을 설치하여, 기판의 에지영역으로부터 배기부로 배출되는 기류의 배기경로와 기판의 센터영역에서 배기부로 배출되는 기류의 배기경로를 동일하게 만들어줌으로써, 기판에 도포된 PR의 위치에 상관없이 균일한 건조가 이루어지도록 한다.
특히, 본 발명에서는 배기부와 대응하는 기류조절판 상부에 이물질 낙하방지 판을 추가로 설치함으로써, 퍼지단계에서 상기 배기부를 통해 진공챔버 내부에 유입된 이물질이 기판 상에 떨어지지 못하도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 기류조절판을 통해 기판 전면에 걸쳐서 PR이 균일하게 건조시킬 수 있도록 하고, 이물질 낙하방지판을 통해 PR이 이물질에 의해 오염되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기류조절판을 통한 PR의 균일한 건조를 통해, 균일한 두께의 PR을 얻을 수가 있다. 이와 같이, PR의 두께가 균일하면, 미세패턴을 정확하게 형성할 수 있어 소자의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 발명은 이물질 낙하방지판을 통해 PR이 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있으며, PR의 오염방지를 통해 소자의 불량을 줄임으로써, 생산성을 더욱 향상시킬 수가 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 진공챔버;
    상기 진공챔버의 하부면에 기판을 로딩하기 위해 설치된 로딩플레이트;
    상기 진공챔버의 상부면에 설치된 복수의 배기라인으로 이루어진 배기부;
    상기 로딩플레이트의 상부에 마련되어, 진공챔버 내부에서 배기되는 기류의 흐름을 조절하는 기류조절판; 및
    상기 배기부와 기류조절판 사이에 개재된 이물질 낙하방지판을 포함하고,
    상기 기류조절판은,
    복수의 관통홀이 형성되며, 센터영역에 형성된 관통홀의 밀도가 상기 복수의 배기라인에 대응하는 에지영역에 형성된 관통홀의 밀도보다 높고,
    상기 에지영역을 투과 및 우회하는 기류의 양과, 상기 센터영역을 투과하는 기류의 양을 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 PR 진공건조장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 관통홀의 지름이 1㎜ 이내인 것을 특징으로 하는 PR 진공건조장치.
  6. 삭제
  7. 진공챔버;
    상기 진공챔버의 하부면에 기판을 로딩하기 위해 설치된 로딩플레이트;
    상기 진공챔버의 상부면에 설치된 복수의 배기라인으로 이루어진 배기부;
    상기 로딩플레이트의 상부에 마련되어, 진공챔버 내부에서 배기되는 기류의 흐름을 조절하는 기류조절판; 및
    상기 배기부와 기류조절판 사이에 개재된 이물질 낙하방지판을 포함하고,
    상기 기류조절판은,
    복수의 관통홀이 형성되며, 센터영역에 형성된 관통홀의 크기가 상기 복수의 배기라인에 대응하는 에지영역에 형성된 관통홀의 크기보다 크고,
    상기 에지영역을 투과 및 우회하는 기류의 양과, 상기 센터영역을 투과하는 기류의 양을 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 PR 진공건조장치.
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