KR101416155B1 - Apparatus for drying substrate - Google Patents
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Abstract
본 특허에 따른 기판건조장치는 도포액이 코팅된 기판을 수용하면서, 도포액의 건조 공정이 진행되는 공간을 제공하는 챔버와, 전술한 챔버 내의 공기를 진공 흡입하여 도포액 내에 포함된 유기용제를 휘발시키도록 된 진공부를 포함하는 기판건조장치에 있어서, 상기 진공부는 일 끝단이 챔버의 외측에 관 연결되는 배기관; 상기 배기관에 타단이 연결되어 챔버 내부공간을 흡,배기시키도록 된 진공펌프; 및 상기 배기관의 관로 상에 설치되고, 관로의 설치영역을 급속 냉각시키도록 하는 관 냉각장치를 포함한다.The substrate drying apparatus according to the present patent application includes a chamber for accommodating a substrate coated with a coating liquid and providing a space in which a drying process of the coating liquid is performed, and an organic solvent contained in the coating liquid by vacuum sucking air in the chamber Wherein the vacuum section comprises: an exhaust pipe having one end connected to the outside of the chamber; A vacuum pump connected to the exhaust pipe so as to suck and exhaust the space inside the chamber; And a pipe cooling device installed on the pipe of the exhaust pipe for rapidly cooling the installation area of the pipe.
상기한 바와 같은 본 특허는 냉각장치를 배기관의 관로 상에 설치되도록 함으로써, 배기관로 내의 압력강하를 유도시켜 배기성능을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 작은 용량의 진공펌프를 이용해 최대의 효율을 낼 수 있게 되어 설비비용이 절감되는 효과가 있다.In the above-described patent, the cooling device is installed on the duct of the exhaust pipe, the exhaust performance can be improved by inducing a pressure drop in the exhaust pipe, thereby achieving the maximum efficiency by using a small capacity vacuum pump So that the equipment cost is reduced.
챔버, 기판, 진공, 냉각장치 Chamber, substrate, vacuum, cooling system
Description
본 특허는 액정표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도포액이 코팅된 기판을 건조시키기 위한 기판건조장치 및 이를 이용한 기판건조방법에 관한 것이다.This patent relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a substrate drying apparatus for drying a substrate coated with a coating liquid and a substrate drying method using the same.
근래 고품위 TV(high definition TV) 등의 새로운 첨단 영상기기가 개발됨에 따라 브라운관(CRT) 대신에 액정표시소자(LCD :Liquid Crystal Display), ELD(electro luminescence display), VFD(vacuum fluorescence display), PDP(plasma display panel)등과 같은 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.(CRT), a liquid crystal display (LCD), an electro luminescence display (ELD), a vacuum fluorescence display (VFD), a plasma display panel (PDP), and the like have been developed in recent years, (plasma display panel) have been actively studied.
그 중에서도 액정표시소자는 평판 표시기의 대표적인 기술로써 박형, 저가, 저소비 전력 구동 등의 특징을 가져 랩톱 컴퓨터(lap top computer)나 포켓 컴퓨터(pocket computer) 외에 차량 적재용, 칼라 TV의 화상용으로도 그 용도가 급속하게 확대되고 있다.Among them, liquid crystal display device is a typical technology of flat panel display, and it has features such as thin type, low cost and low power consumption driving, and is used for lap top computer and pocket computer, The use thereof is rapidly expanding.
이러한 특성을 갖는 액정표시소자는 상부기판인 컬러필터(color filter) 기판과 하부기판인 TFT(Thin Film Transistor)어레이 기판이 서로 대향되도록 배치되고, 그 사이에 유전 이방성을 갖는 액정이 형성되는 구조를 가지는 것으로, 화소 선택용 어드레스(address) 배선을 통해 수십 만개의 화소에 부가된 박막트랜지스터(TFT)를 스위칭 동작시켜 해당 화소에 전압을 인가해 주는 방식으로 구동되게 된다.A liquid crystal display having such characteristics has a structure in which a color filter substrate, which is an upper substrate, and a TFT (Thin Film Transistor) array substrate, which is a lower substrate, are arranged to face each other and a liquid crystal having dielectric anisotropy is formed therebetween (TFT) added to hundreds of thousands of pixels through a pixel selection address wiring, and is driven by a method of applying a voltage to the pixel.
상기 액정표시소자는, 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 주입된 액정 층으로 구성된다.The liquid crystal display element is composed of a first substrate and a second substrate bonded together with a certain space, and a liquid crystal layer injected between the first substrate and the second substrate.
이때, 상기 제 1 기판에는 일정한 간격을 갖고, 일방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 라인에 의해 화소영역(P)이 정의되며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소전극과, 박막트랜지스터가 형성된다.At this time, a pixel region P is defined by a plurality of gate lines arranged at one side of the first substrate at regular intervals and a plurality of data lines arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the gate lines , A pixel electrode and a thin film transistor are formed in each pixel region (P).
상기 박막트랜지스터는 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에 형성되어, 상기 게이트 라인의 구동신호에 따라 온/오프되어 상기 데이터 라인의 영상신호를 각 화소전극에 인가/무인가하는 역할을 한다.The thin film transistor is formed at a portion where each gate line and a data line cross each other and is turned on / off according to a driving signal of the gate line to apply / not apply a video signal of the data line to / from each pixel electrode.
그리고, 상기 제 2 기판에는 상기 화소영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위해 화소 영역 가장자리에 형성된 블랙매트릭스층과, 상기 각 화소영역에 대응되어 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층과, 상기 화소전극과 더불어 전계를 형성하여 액정층 배열을 제어하는 공통전극이 형성되어 있다.The second substrate includes a black matrix layer formed on the edge of the pixel region in order to shield the light except the pixel region, and an R, G, and B color filter layers corresponding to the pixel regions, , And a common electrode for forming an electric field together with the pixel electrode to control the liquid crystal layer arrangement is formed.
상기와 같이 구성된 제 1, 제 2 기판의 서로 마주보는 면에 각각 배향막(도 면에 도시되지 않음)이 형성되고 액정층을 배향시키기 위해 러빙처리 된다.An alignment film (not shown) is formed on each of the first and second substrates facing each other and rubbed to align the liquid crystal layer.
상기 제 1, 제 2 기판 상의 각종 패턴(Pattern)들을 형성하기 위해서는 통상, 포토리소그래피(photolithography) 기술을 적용한다.In order to form various patterns on the first and second substrates, a photolithography technique is generally applied.
포토리소그래피 기술은 기판에 형성된 막질에 감광 물질인 포토레지스트를 코팅하고, 상기 포토레지스트의 용제를 휘발시키기 위해 포토레지스트를 건조하고, 비교적 저온의 온도에서 상기 포토레지스트를 소프트-베이킹(soft-baking)시키고, 상기 포토레지스트에 포토 마스크를 씌운 후 포토 마스크에 형성된 패턴대로 포토레지스트막을 노광시키고, 노광된 포토레지스트막을 현상한 후, 비교적 고온의 온도에서 상기 현상된 포토레지스트를 하드-베이킹(hard-baking)하며, 상기 포토레지스트막 사이로 노출된 막질을 패터닝하는 각각의 공정이 각각의 장치를 통해 진행된다.The photolithography technique involves coating a photoresist, which is a photosensitive material, on a film formed on a substrate, drying the photoresist to volatilize the solvent of the photoresist, soft-baking the photoresist at a relatively low temperature, After the photoresist is coated with a photomask, the photoresist film is exposed according to a pattern formed on the photomask, the exposed photoresist film is developed, and the developed photoresist is hard-baked at a relatively high temperature ), And each process of patterning the film quality exposed between the photoresist films proceeds through each device.
이때, 일반적인 포토레지스트 코팅장치는, 고분자 물질인 포토레지스트를 기판 상에 코팅하는 코팅부와, 포토레지스트가 코팅된 기판을 건조부로 반송하기 위한 로봇암이 구비된 반송부와, 열과 진공을 이용하여 포토레지스트의 용제를 휘발시키는 건조부로 구성된다.In this case, a general photoresist coating apparatus includes a coating section for coating a photoresist, which is a polymer material, on a substrate, a transport section provided with a robot arm for transporting the substrate coated with the photoresist to a drying section, And a drying section for volatilizing the solvent of the photoresist.
상기 코팅부에서는 포토레지스트를 투명기판의 전(全) 면적으로 고르게 코팅되도록 하는데, 회전중심의 근방에 포토레지스트를 적하하고, 기판을 고속 회전시켜 원심력에 의해 포토레지스트가 기판전체에 도포되게 하는 스핀 코팅 방식 및 슬릿 코터를 이용해 기판상에 처음부터 원하는 두께의 포토레지스트를 코팅할 수 있도록 하는 스핀리스코팅방식이 사용될 수 있다.In the coating portion, a photoresist is coated uniformly over the entire area of the transparent substrate. A photoresist is dropped in the vicinity of the center of rotation, and the substrate is rotated at a high speed so that the photoresist is coated on the entire substrate by centrifugal force. A spinless coating method may be used which can coat the photoresist with a desired thickness from the beginning on the substrate using a coating method and a slit coater.
한편, 상기와 같이 포토레지스트가 코팅된 기판은 반송부를 거쳐 건조부로 이송되는데, 상기 건조부에서는 통상, 열과 진공을 이용한다.On the other hand, the substrate coated with the photoresist as described above is conveyed to the drying unit through the conveying unit. In the drying unit, heat and vacuum are generally used.
진공펌프를 작동시켜 챔버 내부를 진공상태로 만들어 용매의 일부를 건조시킨 후 핫플레이트 내부에 삽입된 열선을 통해 열을 가열하는 공정을 거친다.A vacuum pump is operated to vacuum the inside of the chamber to dry a part of the solvent, and then the heat is heated through the hot wire inserted into the hot plate.
이러한 상태에서 프로세스 챔버 내에 수용된 기판의 포토레지스트의 용제는 열과 진공에 의해 휘발되어 점차 건조된다.In this state, the solvent of the photoresist of the substrate accommodated in the process chamber is volatilized by heat and vacuum and gradually dried.
도 1은 종래의 기판건조장치 구조를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic view for explaining a structure of a conventional substrate drying apparatus.
동 도면에서 보는 바와 같은 종래의 기판건조장치는 도포액이 코팅된 기판(11)을 수용하면서, 도포액의 건조 공정이 진행되는 공간을 제공하는 챔버(10)와, 전술한 챔버(10) 내의 공기를 진공 흡입하여 도포액 내에 포함된 유기용제를 휘발시키도록 된 진공부(20)로 구성된다.The conventional substrate drying apparatus as shown in the figure includes a
이러한 진공부(20)는 일 끝단이 챔버(10)의 외측에 관 연결되는 배기관(21)과, 상기 배기관(21)에 타단이 연결되어 챔버(10) 내부공간을 흡,배기시키도록 된 진공펌프(23)로 구성된다.The vacuum chamber 20 has an
또한, 상기 배기관(21)은 챔버(10)와 진공펌프(23) 사이에 직접연결되는 주된배기작용을 하는 메인배기관(21a)과, 상기 메인배기관(21a)의 중간에서 분기되어 우회로를 형성하는 슬로우배기관(21b)으로 구성될 수 있는데, 상기 슬로우배기관(21b)은 메인배기관(21)의 배기 전에 챔버(10)를 저속으로 사전 감압시키는 역할을 수행한다.The
이와 같은 슬로우배기관(21b)을 이용한 저속 감압단계 없이 곧바로 메인배기 관(21)에 의한 진공배기를 수행할 경우 챔버(10) 내의 급격한 압력강하 현상이 발생되고, 이러한 급격한 압력강하는 챔버(10) 내의 급격한 온도 차를 발생시켜 수증기를 발생시키게 된다.When the vacuum exhaust by the
또한, 상기 기판(11)은 챔버(10) 내의 급격한 압력강하는 기판(11)을 하부방향으로 급속히 흡착시킴으로써, 흡착충격을 유발하게 되고, 이로 인해 기판(11)을 손상시키게 된다.In addition, the abrupt pressure drop in the
이때, 상기 슬로우배기관(21b)의 관 직경을 메인배기관(21a)의 관 직경에 비해 상대적으로 작게 형성함으로써, 챔버(10)의 배기유량을 조절하게 되는데, 상기 슬로우배기시 진공펌프(23)의 부하가 최대가 된다.At this time, the diameter of the tube of the
따라서, 기판건조장치의 진공펌프(23)는 슬로우배기시의 진공효율에 따라 선정하게 된다.Therefore, the vacuum pump 23 of the substrate drying apparatus is selected according to the vacuum efficiency at the time of slow exhaust.
그러나, 상기한 종래기술은 배기성능을 향상시키기 위해 진공펌프의 용량을 크게 하거나, 진공펌프를 추가로 설치해야 하는 문제가 있었고, 이로 인해 설비비용이 증가하는 문제가 있었다.However, in the above-mentioned prior art, there is a problem that the capacity of the vacuum pump is increased or the vacuum pump is additionally installed in order to improve the exhaust performance, thereby increasing the facility cost.
또한, 배기효율이 떨어져 기판건조에 많은 시간이 소요되고, 이로 인해 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, there is a problem in that the exhaust efficiency is lowered and it takes much time to dry the substrate, thereby deteriorating the productivity.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 특허의 목적은 진공펌프의 배기성능을 향상시켜 챔버 내부의 진공배기가 원활히 이루어지도록 하는 기판건조장 치 및 이를 이용한 기판건조방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a substrate drying device for improving exhaust performance of a vacuum pump, thereby enabling a vacuum exhaust in a chamber to be smoothly performed, and a substrate drying method using the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 특허에 따른 기판건조장치는 도포액이 코팅된 기판을 수용하면서, 도포액의 건조 공정이 진행되는 공간을 제공하는 챔버와, 전술한 챔버 내의 공기를 진공 흡입하여 도포액 내에 포함된 유기용제를 휘발시키도록 된 진공부를 포함하는 기판건조장치에 있어서,In order to accomplish the above object, the substrate drying apparatus according to the present patent includes a chamber for accommodating a substrate coated with a coating liquid and providing a space in which a drying process of a coating liquid is performed, A substrate drying apparatus comprising a vacuum to volatilize an organic solvent contained in a liquid,
상기 진공부는 일 끝단이 챔버의 외측에 관 연결되는 배기관; 상기 배기관에 타단이 연결되어 챔버 내부공간을 흡,배기시키도록 된 진공펌프; 및 상기 배기관의 관로 상에 설치되고, 관로의 설치영역을 급속 냉각시키도록 하는 관 냉각장치를 포함한다.An exhaust pipe having one end connected to the outside of the chamber; A vacuum pump connected to the exhaust pipe so as to suck and exhaust the space inside the chamber; And a pipe cooling device installed on the pipe of the exhaust pipe for rapidly cooling the installation area of the pipe.
여기서, 상기 배기관은 챔버와 진공펌프를 연결하는 메인배기관; 및 상기 메인배기관의 일정구간을 우회하도록 분기된 슬로우배기관을 포함할 수 있다.Here, the exhaust pipe may include a main exhaust pipe connecting the chamber and the vacuum pump; And a slow exhaust pipe branched to bypass a predetermined section of the main exhaust pipe.
또한, 상기 분기된 메인배기관 측에 메인배기관의 관로를 차단시켜 유체의 흐름이 슬로우배기관으로 우회되도록 하는 제1차단밸브를 설치하고, 상기 슬로우배기관의 우회로 상에 유체의 공급을 차단하는 제2차단밸브를 설치할 수 있다.A first shutoff valve is provided on the branched main exhaust pipe side to shut off the main exhaust pipe so that the flow of the fluid is bypassed to the slow exhaust pipe. A second shutoff valve, which blocks the supply of the fluid on the bypass of the slow exhaust pipe, Valves can be installed.
이때, 상기 메인배기관과 슬로우배기관의 분기지점에 유체의 흐름을 메인배기관 또는 슬로우배기관 측으로 가변시키기 위한 가변밸브가 설치되도록 할 수 있다.At this time, a variable valve may be provided at a branch point between the main exhaust pipe and the slow exhaust pipe to change the flow of the fluid to the main exhaust pipe or the slow exhaust pipe.
그리고, 상기 냉각장치는 냉매가스를 이용한 소형 냉동기인 것을 특징으로 한다.The cooling device is a small refrigerator using refrigerant gas.
특히, 상기 슬로우배기관의 관로상에 냉각장치가 설치되도록 할 수 있다.In particular, a cooling device may be installed on the duct of the slow exhaust pipe.
그리고, 본 발명에 따른 기판건조방법은 도포액이 코팅된 기판이 반입된 챔버 내부를 밀폐시키는 단계; 상기 밀폐된 챔버 내부를 배기관에 연결된 진공펌프를 이용해 진공배기시키는 단계; 및 상기 배기관의 관로에 설치된 냉각장치를 가동시켜 배기관의 관로를 급속 냉각시켜 관로 내부의 압력강하를 유도하는 냉각단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of drying a substrate, comprising: sealing a chamber in which a substrate coated with a coating liquid is introduced; Evacuating the inside of the closed chamber using a vacuum pump connected to an exhaust pipe; And a cooling step of operating the cooling device installed in the duct of the exhaust pipe to rapidly cool the duct of the exhaust pipe to induce a pressure drop inside the duct.
이때, 상기 진공배기단계 이전에 냉각단계가 먼저 실시되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the cooling step is performed before the vacuum evacuation step.
여기서, 상기 진공배기단계는 챔버 내부를 저속 저진공 배기시키는 슬로우배기단계; 및 상기 슬로우배기단계 후 챔버 내부를 고속 고진공 배기시키는 메인배기단계를 포함한다.Here, the vacuum evacuation step may include a slow evacuation step of evacuating the interior of the chamber at a low velocity and a low vacuum; And a main evacuation step of evacuating the interior of the chamber at a high speed and high vacuum after the slow evacuation step.
또한, 상기 슬로우배기단계 이전에 슬로우배기관의 관로를 급속 냉각시키는 냉각단계를 먼저 수행하는 것이 바람직하다.Also, it is preferable to perform a cooling step of rapidly cooling the duct of the slow exhaust pipe before the slow exhaust step.
상기한 바와 같은 본 특허는 냉각장치를 배기관의 관로 상에 설치되도록 함으로써, 배기관로 내의 압력강하를 유도시켜 배기성능을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 작은 용량의 진공펌프를 이용해 최대의 효율을 낼 수 있게 되어 설비비용이 절감되는 효과가 있다.In the above-described patent, the cooling device is installed on the duct of the exhaust pipe, the exhaust performance can be improved by inducing a pressure drop in the exhaust pipe, thereby achieving the maximum efficiency by using a small capacity vacuum pump So that the equipment cost is reduced.
또한, 본 특허는 배기효율 향상으로 인해 건조시간이 단축되는 효과가 있다.This patent also has the effect of shortening the drying time due to the improvement of the exhaust efficiency.
도 2는 본 특허에 따른 기판 건조장치 구조를 도시한 개략도이다.2 is a schematic view showing the structure of a substrate drying apparatus according to the present patent.
동 도면에서 보는 바와 같은 기판건조장치는 크게 챔버(100) 및 진공부(200)를 포함한다.The substrate drying apparatus as shown in the drawing mainly includes a
상기 챔버(100)는 도포액이 코팅된 기판(110)을 수용하면서, 도포액의 건조 공정이 진행되는 공간을 제공하게 되는데, 일측에 개폐 가능한 출입구가 형성되고, 이러한 출입구를 통해 기판(110)의 출입이 이루어지게 된다.The
또한, 상기 기판(110)의 이송은 별도의 반송로봇(미도시)을 이용해 이루어진다.In addition, the
상기 진공부(200)는 챔버(100) 내의 공기를 진공 흡입하여 도포액 내에 포함된 유기용제(예: 솔벤트)를 휘발시키도록 하는데, 일 끝단이 챔버(100)의 외측에 관 연결되는 배기관(210)과, 상기 배기관(210)에 타단이 연결되어 챔버(100) 내부공간을 흡/배기시키도록 된 진공펌프(230) 및 상기 배기관(210)의 관로 상에 설치되고, 관로의 설치영역을 급속 냉각시키도록 하는 관 냉각장치(250)로 구성된다.The
여기서, 상기 배기관(210)은 메인배기관(211)과 슬로우배기관(213)으로 이루어질 수 있는데, 상기 메인배기관(211)은 챔버(100)와 진공펌프(230)를 직접적으로 연결시켜 주 배기가 이루어지도록 한다.Here, the
또한, 상기 슬로우배기관(213)은 메인배기관(211)의 일정구간을 분기시켜 유 체의 우회로를 형성한다.Also, the
상기 슬로우배기관(213)은 메인배기관(211)의 직경에 비해 상대적으로 작은 직경으로 형성되는데, 이처럼 상대적으로 직경이 작은 슬로우배기관(213)을 형성하게 되는 이유는, 기존처럼 챔버(100) 내부를 단일 배기관을 이용해 진공 배기시키는 경우, 진공 초기 챔버(100) 내부에 급속한 압력강하 및 온도강하 현상이 발생되어 챔버 내에 수분이 발생되거나, 기판(110)에 흡착충격이 가해지는 문제가 있기 때문에, 메인배기 이전에 일정시간 동안 슬로우배기를 실시함으로써, 챔버(100) 내의 진공배기 분위기가 안정화되도록 하기 위함이다.The
즉, 큰 직경의 배기관과 작은 직경의 배기관을 각각 동일한 용량의 진공펌프를 이용해 진공 배기를 수행하는 경우, 관직경의 크기에 비례하여 배기유량이 증가하거나 감소됨을 알 수 있다. 이는, 배기유량을 감소시킴으로써, 챔버(100) 내부의 급격한 압력강하를 감소시킬 수 있게 됨을 의미하는 것이다.That is, when vacuum exhaust is performed by using a vacuum pump of the same capacity as a large-diameter exhaust pipe and a small-diameter exhaust pipe, the exhaust flow rate is increased or decreased in proportion to the size of the opening diameter. This means that by reducing the exhaust flow rate, the abrupt pressure drop inside the
이러한, 메인배기관(211) 및 슬로우배기관(213)을 이용한 진공배기는 제1차단밸브(215)와 제2차단밸브(217)를 통해 제어된다.The vacuum exhaust using the
상기 제1차단밸브(215)는 분기지점의 메인배기관(211) 측에 설치되어 메인배기관(211)의 관로를 차단시켜 유체의 흐름이 슬로우배기관(213)으로 우회되도록 한다.The
또한, 상기 제2차단밸브(217)는 슬로우배기관(213)의 우회로 상에 설치되어 슬로우배기관(213)의 관로를 차단시켜 유체의 흐름을 메인배기관(211) 측으로 유도하게 된다.The
상기한 바와 같은 제1차단밸브(215) 및 제2차단밸브(217)의 유로가변 작용은 분기지점에 유로 가변형 밸브를 설치함으로써 동일한 작용이 가능하다.The above-described flow path changing action of the first shut-off
그리고, 상기 관 냉각장치(250)는 냉매가스를 이용한 소형 냉동기를 설치할 수 있는데, 이러한 냉동기는 배기관(210)의 관 외경을 감싸는 형태로 설치되어 배기관(210)의 일정한 설치영역을 급속 냉각시킴으로써, 배관 내의 온도강하가 이루어지도록 한다.The
상기와 같은 배관 내의 온도 강하는 압력강하를 유도하게 되어 진공펌프의 배기성능을 향상시키게 된다.The temperature drop in the pipe leads to a pressure drop, which improves the exhaust performance of the vacuum pump.
상기와 같은 압력강하의 원리를 다음과 같은 기체분자운동과 온도의 관계식을 통해 설명할 수 있다.The principle of pressure drop can be explained by the relation of gas molecule motion and temperature as follows.
우선, 기체분자운동과 온도의 관계식은 E_k=3/2RT로 정의된다. 여기서, E_K는 운동에너지, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.First, the relationship between gas molecule motion and temperature is defined as E_k = 3 / 2RT. Where E_K is the kinetic energy, R is the gas constant, and T is the absolute temperature.
기체분자운동론과 샤를의 법칙의 관계를 살펴보면, 기체분자운동에너지(E_k)는 절대온도(T)에 비례하게 되고, 온도가 강하한 만큼 운동에너지가 감소하게 되며, 기체분자가 용기에 부딪히는 힘이 작아져 압력강하가 이루어지게 된다.When we look at the relationship between gas molecular motion and Charles's law, the gas molecule kinetic energy (E_k) becomes proportional to the absolute temperature (T), the kinetic energy decreases as the temperature decreases, and the force The pressure drop is reduced.
상기 배기관(210) 내의 압력강하로 인해 진공펌프(230)는 운동량이 감소된 기체분자를 적은 에너지로도 손쉽게 배기시킬 수 있게 된다. 즉, 동일한 용량의 진공펌프를 가지고 더 높은 배기효율을 나타낼 수 있게 되는 것이다.Due to the pressure drop in the
이와 같은 본 발명에 사용되는 진공펌프는 용량이 커질수록 가격이 고가이기 때문에 저용량의 진공펌프를 이용해 높은 배기효율을 얻을 수 있게 되는 경우, 설비비용을 대폭 절감할 수 있는 이점이 있다.Since the cost of the vacuum pump used in the present invention increases as the capacity increases, it is advantageous in that the facility cost can be greatly reduced when a high exhaust efficiency can be obtained by using a low-capacity vacuum pump.
또한, 상기 관 냉각장치(250)는 슬로우배기와 메인배기를 단계적으로 실시하는 경우, 슬로우배기관(213)에 설치하는 경우에 더 높은 배기효율을 얻게 되는데, 이는 최초 슬로우배기 과정에서 대기압(760Torr)에서 225 ~ 375Torr까지 압력강하가 이루어지게 되고, 메인배기 과정에서 0.5Torr까지의 압력강하가 이루어지기 때문이다.When the slow exhaust and the main exhaust are performed stepwise, the
즉, 슬로우배기 때, 진공펌프(230)에 가장 많은 부하가 걸리게 되고, 이러한 슬로우배기시의 배기효율을 향상시키게 되면, 전체 공정에 필요한 모터의 용량을 낮게 설계하는 것이 가능하게 된다.That is, when the engine is slowly exhausted, the most load is applied to the
이하, 본 발명에 따른 기판건조방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method for drying a substrate according to the present invention will be described.
우선, 도포액이 코팅된 기판(110)이 반입된 챔버(100) 내부를 밀폐시키는 단계를 수행한다. 이때, 챔버(100) 내부의 압력은 대기압과 동일한 압력을 갖는다.First, a step of sealing the inside of the
이후, 상기 밀폐된 챔버 내부를 배기관(210)에 연결된 진공펌프(230)를 이용해 진공배기시키는 단계를 수행하게 되는데, 배기효율을 향시키기 위해 배기관(210)의 관로에 설치된 관 냉각장치(250)를 가동시켜 배기관(210)의 관로 내부의 압력강하를 유도하도록 한다.The inside of the closed chamber is evacuated using a
여기서, 상기 관 냉각장치(250)를 이용한 냉각단계는 진공배기단계 이전에 실시하여 배기관이 충분히 냉각된 상태에서 진공배기가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the cooling step using the
또한, 상기 진공배기단계는 챔버(100) 내부를 저속 저진공 배기시키는 슬로우배기단계; 및 상기 슬로우배기단계 후 챔버(100) 내부를 고속 고진공 배기시키는 메인배기단계로 나눌 수 있는데, 특히 상기 슬로우배기단계 이전에 슬로우배기관의 관로를 급속 냉각시키는 냉각단계를 먼저 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the vacuum evacuation step may include a slow evacuation step of evacuating the interior of the
또한, 상기 슬로우배기단계는 3~5초를 수행하고, 메인배기단계는 기판의 크기에 따라 달라지나, 20~30초 정도를 수행하는 것이 바람직하다.The slow evacuation step may be performed for 3 to 5 seconds, and the main evacuation step may be performed for 20 to 30 seconds depending on the size of the substrate.
도 1은 종래의 기판건조장치 구조를 설명하기 위한 개략도.1 is a schematic view for explaining a structure of a conventional substrate drying apparatus;
도 2는 본 특허에 따른 기판 건조장치 구조를 도시한 개략도.2 is a schematic view showing the structure of a substrate drying apparatus according to the present patent.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
100: 챔버 110: 기판100: chamber 110: substrate
200: 진공부 210: 배기관200: Generator 210: Exhaust pipe
211: 메인배기관 213: 슬로우배기관211: main exhaust pipe 213: slow exhaust pipe
215: 제1차단밸브 217: 제2차단밸브215: first shutoff valve 217: second shutoff valve
230: 진공펌프 250: 관 냉각장치230: Vacuum pump 250: tube cooling device
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JPH05280465A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Japan Atom Energy Res Inst | Exhausting method for vacuum pump |
JP2003184746A (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Toshiba Mach Co Ltd | Evacuation device and evacuating method |
KR20050111871A (en) * | 2004-05-24 | 2005-11-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Vacuum drying apparatus |
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- 2007-10-18 KR KR1020070104988A patent/KR101416155B1/en active IP Right Grant
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