KR101389181B1 - 슬릿 코팅 장치 및 방법 - Google Patents

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    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Abstract

평판 표시장치의 제조에 사용되는 슬릿 코팅 장치 및 방법이 개시된다. 슬릿 코팅 장치는 기판을 안착시키는 스테이지, 기판의 전면에 도포액을 도포하는 슬릿 노즐부, 및 전원 공급부로부터 제공되는 출력 전압을 사용하여 전계를 형성하며, 그 전계를 이용하여 도포액에 존재하는 이온성 이물을 포집하는 제1 및 제2 전극부를 포함한다.
슬릿 코팅, 도포액, 이온성 이물, 전극부, 전계

Description

슬릿 코팅 장치 및 방법 {SLIT COATING APPARATUS AND SLIT COATING METHOD}
도 1은 종래의 슬릿 코팅 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 슬릿 노즐부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 전극부에 의해 도포액 내의 이온성 이물이 포집되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 슬릿 코팅 장치를 사용한 슬릿 코팅 방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100: 슬릿 코팅 장치 102: 기판
110: 스테이지 120: 슬릿 노즐부
122: 노즐 몸체부 124: 제1 노즐 몸체부
126: 제2 노즐 몸체부 140: 구동부
150: 이동 레일 160: 제1 전극부
162: 제2 전극부 170: 전원 공급부
180: 감광액 182: 이온성 이물
본 발명은 평판 표시장치의 제조에 사용되는 슬릿 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)는 피처리체인 기판 상에 박막을 형성한 후, 그 박막의 일부를 제거하는 일련의 반복적인 공정을 통해 제조될 수 있다. 여기서, 상기 박막은, 예를 들어, 회로 패턴들을 형성하는 금속막, 절연막의 일종인 유기막 및 컬러 안료를 통해 형성된 컬러 필터일 수 있다. 이하에서는 설명의 편리성을 위해 상기 박막이 유기막인 경우에 대해 설명한다.
유기막은 금속막으로 형성된 회로 패턴들 간의 절연을 위해 기판 상에 형성될 수 있다. 이러한 유기막은 기판의 전면에 걸쳐 원하는 두께로 균일하게 형성되어야 후속되는 공정에서 유기막의 불균일한 두께에 기인한 불량이 발생하지 않는다.
기판 상에 균일한 두께의 유기막을 형성하려면, 우선, 기판 상에 유기 물질로 이루어진 감광액이 균일한 두께로 도포될 필요가 있다. 여기서, 상기 감광액의 경화로 인해 유기막이 형성될 수 있다.
이를 위해, 종래에는 기판의 중앙부에 정량의 감광액을 붓고, 상기 기판을 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 이용하는 스핀 코팅(spin coating) 방법이 주로 사용되었다.
그러나, 상기 스핀 코팅 방법은 감광액의 소모량이 매우 많을 뿐만 아니라, 대면적의 기판에 적용하기가 어렵다라는 문제점이 있다.
이에 최근에는 슬릿 코팅 장치를 이용하여 스테이지 상에 기판을 고정한 상태에서 상기 기판 상에 감광액을 균일하게 도포하는 슬릿 코팅(slit coating) 방법이 주로 사용되고 있다.
도 1은 종래의 슬릿 코팅 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 슬릿 코팅 장치(1)는 스테이지(10) 및 슬릿 노즐부(20)를 포함할 수 있다.
스테이지(10) 상에는 피처리체인 기판(2)이 안착될 수 있다.
슬릿 노즐부(20)는 스테이지(10) 상에 안착된 기판(2)의 일방향을 따라 주행하며, 자신의 내부에 임시 저장된 감광액(30)을 기판(2) 상에 토출할 수 있다.
한편, 유기 물질로 이루어진 감광액(30) 제조 시, 상기 감광액(30)에 무기 불순물인 이온성 이물(32)이 소량 포함될 수 있다. 이러한 이온성 이물(32)은 슬릿 코팅 시 기판(2) 상에 도포되는 감광액(30)에 존재할 수 있다. 이처럼 기판(2) 상에 도포된 감광액(30)에 이온성 이물(32)이 존재하게 되면, 상기 감광액(30)의 경화 공정을 통해 형성된 유기막에 상기 이온성 이물(32)이 그대로 존재하게 된다.
이러한 이온성 이물(32)을 내포한 유기막을 구비하는 평판 표시장치에서는 잔상 및/또는 얼룩과 같은 화질 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 슬릿 코팅 방법을 통해 기판 상에 도포액을 도포하는 경우, 도포액에 포함된 이온성 이물을 제거할 수 있는 슬릿 코팅 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬릿 코팅 장치는 기판을 안착시키는 스테이지; 상기 기판의 전면에 도포액을 도포하는 슬릿 노즐부; 및 전원 공급부로부터 제공되는 출력 전압을 사용하여 전계를 형성하며, 상기 전계를 이용하여 상기 도포액에 존재하는 이온성 이물을 포집하는 제1 및 제2 전극부를 포함한다.
여기서, 상기 슬릿 노즐부는, 상기 슬릿 노즐부의 하단부에서 상기 도포액이 토출되는 토출구가 형성되도록 상기 슬릿 노즐부의 하단부에서 이격되도록 설치된 제1 및 제2 노즐 몸체부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 전극부 각각은, 상기 제1 및 제2 노즐 몸체부 각각의 제1 및 제2 측벽 각각에 수용될 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 전극부 각각은, 판 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 도포액은 유기 물질로 이루어진 감광액일 수 있다.
여기서, 상기 전원 공급부로부터 제공되는 출력 전압은 200V 내지 20000V일 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬릿 코팅 방법은 스테이지 상에 기판을 안착시키는 단계; 슬릿 노즐부의 유입구로 유입된 도포액에 존재하는 이온성 이물이 포집되도록 제1 및 제2 전극부 사이에 전계를 형성하는 단계; 및 슬릿 노즐부의 토출구를 통해 토출된 상기 도포액을 상기 기판의 전면에 도포하는 단계를 포함한다.
스테이지 상에 기판을 안착시키는 단계; 상기 기판 상에 도포되는 도포액에 존재하는 이온성 이물이 포집되도록 제1 및 제2 전극부 사이에 전계를 형성하는 단계; 및 슬릿 노즐부를 사용하여 상기 기판의 전면에 상기 도포액을 도포하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 도포액은 유기 물질로 이루어진 감광액일 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 전극부는 전원 공급부로부터 제공된 출력 전압을 사용하여 상기 전계를 형성하며, 상기 전원 공급부로부터 제공된 출력 전압은 200V 내지 20000V일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치(100)는 액정 표시장치 및 유기전계 발광소자 등과 같은 평판 표시장치를 제조하기 위해 사용되는 피처리체인 기판(102) 상에 도포액을 도포하는 공정에 사용될 수 있다. 여기서, 상기 도포액은 유기막을 형성하기 위한 감광액일 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 컬러 필터를 형성하기 위해 컬러 안료를 포함하는 감광액일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편리성을 위해 상기 도포액이 유기막을 형성하기 위한 감광액인 경우를 예로 들어 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치(100)는 스테이지(110) 및 슬릿 노즐부(120)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치(100)는 구동부(140) 및 이동 레일(150)을 더 포함할 수 있다.
스테이지(110) 상에는 피처리체인 기판(102)이 안착될 수 있다. 상기 스테이지(110)의 상면에는 다수의 진공 흡착구가 형성되어 있으며, 이 진공 흡착구에 의해 기판(102)은 슬릿 코팅 시 스테이지(110) 상에 진공 흡착될 수 있다.
슬릿 노즐부(120)는 스테이지(110) 상부에 설치될 수 있다. 슬릿 노즐부(120)는 기판(102)의 폭에 대응하는 길이를 가진 노즐 몸체부(122)로 구성될 수 있다. 상기의 구성을 가지는 슬릿 노즐부(120)에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
구동부(140)는 슬릿 노즐부(120)의 양단에 고정되도록 설치될 수 있다. 구동부(140)는 슬릿 노즐부(120)를 전후 방향인 X축 방향을 따라 일정한 속도로 주행시킬 수 있다. 이때, 주행하는 슬릿 노즐부(120)를 통해 기판(102) 상에 감광액이 균일하게 도포될 수 있다.
이동 레일(150)은 스테이지(110)의 상부의 양단에 고정되도록 설치될 수 있다. 상기 이동 레일(150)은 슬릿 노즐부(120)의 주행을 안내할 수 있다. 즉, 이동 레일(150)은 구동부(140)에 의해 슬릿 노즐이 X축 방향을 따라 주행하도록 하는 가이드 역할을 할 수 있다.
한편, 도 3은 도 2에 도시된 슬릿 노즐부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 슬릿 노즐부(120)는, 상술한 바와 같이, 기판(102)의 폭에 대응하는 길이를 가진 노즐 몸체부(122)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 슬릿 노즐부(120)는 슬릿 노즐부(120)의 하단부에서 감광액이 토출되는 슬릿 형상의 토출구(128)가 형성되도록 이격 부재(130)를 사이에 두고 슬릿 노즐부(120)의 하단부에서 서로 소정 간격 이격되도록 설치된 제1 및 제2 노즐 몸체부(124, 126)로 구성될 수 있다.
제1 노즐 몸체부(124)에는 상기 슬릿 노즐부(120)로 감광액(180)이 유입될 수 있는 유입구(132)가 형성되어 있으며, 상기 유입구(132) 및 토출구(128) 사이에 상기 감광액이 임시 저장될 수 있는 저장 공간(134)이 마련될 수 있다. 여기서, 상기 감광액은 저장 탱크에 기 저장되어 있을 수 있으며, 상기 저장 탱크에 기 저장된 감광액은 펌핑 수단에 의해 슬릿 노즐부(120)의 유입구(132)로 공급될 수 있다.
상기 슬릿 노즐부(120)의 제1 및 제2 노즐 몸체부(124, 126) 각각의 내부에는 제1 및 제2 전극부(160, 162)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 전극부(160, 162) 각각은 상기 제1 및 제2 노즐 몸체부(124, 126) 각각의 하단부의 제1 및 제2 측벽(124a, 126a) 각각에 수용될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 노즐 몸체부(124, 126)가 기판(102)의 폭에 대응하는 길이를 가지도록 설치되기 때문에, 상기 제1 및 제2 전극부(160, 162) 각각은 상기 제1 및 제2 노즐 몸체부(124, 126) 각각의 하단부의 제1 및 제2 측벽(124a, 126a) 각각을 따라 판 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극부(160, 162)는 전원 공급부(170)로부터 제공되는 출력 전압을 사용하여 전계를 형성할 수 있으며, 상기 전계를 이용하여 상기 감광액 내에 존재하는 이온성 이물을 포집할 수 있다.
상기 전원 공급부(170)는 소정 크기, 예를 들어, 200V 내지 240V의 입력 전압을 사용하여 소정 크기, 예를 들어, 200V 내지 20000V의 출력 전압을 생성할 수 있으며, 이 출력 전압을 제1 및 제2 전극부(160, 162)에 공급할 수 있다. 이때, 상기 출력 전압이 200V 미만이면, 감광액 내에 존재하는 이온성 이물이 포집되지 않을 수 있으므로, 상기 출력 전압이 200V 이상이 되도록 함으로써 감광액 내에 존재하는 이온성 이물을 포집할 수 있다. 또한, 상기 출력 전압이 20000V 이하가 되도 록 함으로써 감광액을 이루는 유기 물질이 손상되지 않는 범위 내에서 감광액 내에 존재하는 이온성 이물을 최대한 포집할 수 있다.
한편, 도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 전극부에 의해 도포액 내의 이온성 이물이 포집되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 예를 들어, 제1 전극부(160)에 전원 공급부(170)로부터 (+) 전압이 제공되고, 제2 전극부(162)에 전원 공급부(170)로부터 (-) 전압이 제공되면, 감광액(180) 내에 존재하는 이온성 이물(182) 중에서 음극을 띠는 이온성 이물(182)은 제1 전극부(160)에 포집될 수 있고, 감광액(180) 내에 존재하는 이온성 이물(182) 중에서 양극을 띠는 이온성 이물(182)은 제2 전극부(162)에 포집될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 전극부(160, 162)에 포집된 이온성 이물(182)은 감광액(180)의 도포 공정이 끝난 후, 제1 및 제2 전극부(160, 162) 사이의 전계를 제거함과 아울러 솔벤트 등을 유입구(132)에 유입시켜 상기 솔벤트에 상기 이온성 이물(182)을 용해시킴으로써 제거할 수 있다.
이로 인해, 기판(102) 상에 도포된 감광액(180)에는 이온성 이물(182)이 존재하지 않을 수 있다.
이 때문에, 상기 감광액(180)의 경화를 통해 이루어진 유기막에는 이온성 이물(182)이 존재하지 않게 되므로, 평판 표시장치에서는 잔상 및/또는 얼룩과 같은 화질 불량을 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 도 2에 도시된 슬릿 코팅 장치를 사용한 슬릿 코팅 방법을 개 략적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿 코팅 장치(100)를 사용하여 기판(102) 상에 감광액(180)을 도포하기 위해, 먼저, 스테이지(110) 상에 기판(102)을 안착시킨다(S10).
이어, 슬릿 노즐부(120)의 유입구(132)로 유입된 감광액(180)에 존재하는 이온성 이물(182)이 포집되도록 제1 및 제2 전극부(160, 162) 사이에 전계를 형성한다(S20). 이때, 제1 및 제2 전극부(160, 162)는 전원 공급부(170)로부터 제공된 소정 크기의 출력 전압, 예를 들어, 200V 내지 20000V의 출력 전압을 사용하여 전계를 형성할 수 있다.
이어, 슬릿 노즐부(120)의 토출구(128)를 통해 토출된 상기 감광액(180)을 상기 기판(102)의 전면에 도포한다(S30).
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따르면, 슬릿 코팅 방법을 통해 기판 상에 도포액을 도포하는 경우, 전계를 이용하여 도포액에 포함된 이온성 이물을 제거할 수 있다. 이를 통해, 평판 표시장치의 화질을 개선할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판을 안착시키는 스테이지;
    서로 소정 간격 이격된 제1 노즐 몸체부와 제2 노즐 몸체부에 의해 형성되는 슬릿 형상의 토출구를 가지며, 상기 슬릿 형상의 토출구를 통해 상기 기판의 전면에 도포액을 도포하는 슬릿 노즐부; 및
    전원 공급부로부터 제공되는 전압에 따라 전계를 형성하고, 상기 전계를 이용하여 상기 도포액에 존재하는 이온성 이물을 포집하는 제1 및 제2 전극부를 포함하고;
    상기 제1 및 제2 전극부는 상기 토출구를 사이에 두고 마주보도록 상기 제1 노즐 몸체부의 제1 측벽과 상기 제2 노즐 몸체부의 제2 측벽에 각각 수용되고;
    상기 이온성 물질 중에서 (-) 극성을 띠는 이온성 물질은 상기 전원 공급부로부터 (+) 전압이 제공되는 상기 제1 전극부에 포집되고, 상기 이온성 물질 중에서 (+) 극성을 띠는 이온성 물질은 상기 전원 공급부로부터 (-) 전압이 제공되는 상기 제2 전극부에 포집되는 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부 각각은, 판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도포액은 유기 물질로 이루어진 감광액인 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 제공되는 출력 전압은 200V 내지 20000V인 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 장치.
  7. 스테이지 상에 기판을 안착시키는 단계;
    서로 소정 간격 이격된 제1 노즐 몸체부와 제2 노즐 몸체부에 의해 형성되는 슬릿 형상의 토출구를 갖는 슬릿 노즐부에서, 유입된 도포액에 존재하는 이온성 이물이 포집되도록 상기 슬릿 노즐부에 형성된 제1 및 제2 전극부 사이에 전계를 형성하는 단계; 및
    상기 슬릿 노즐부의 토출구를 통해 상기 도포액을 상기 기판의 전면에 도포하는 단계를 포함하고;
    상기 제1 및 제2 전극부는 상기 토출구를 사이에 두고 마주보도록 상기 제1 노즐 몸체부의 제1 측벽과 상기 제2 노즐 몸체부의 제2 측벽에 각각 수용되고;
    상기 이온성 물질 중에서 (-) 극성을 띠는 이온성 물질은 전원 공급부로부터 (+) 전압이 제공되는 상기 제1 전극부에 포집되고, 상기 이온성 물질 중에서 (+) 극성을 띠는 이온성 물질은 전원 공급부로부터 (-) 전압이 제공되는 상기 제2 전극부에 포집되는 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도포액은 유기 물질로 이루어진 감광액인 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부는 전원 공급부로부터 제공된 출력 전압을 사용하여 상기 전계를 형성하며, 상기 전원 공급부로부터 제공된 출력 전압은 200V 내지 20000V인 것을 특징으로 하는 슬릿 코팅 방법.
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