KR101603217B1 - 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판 표시장치의 제조 장비들을 단순화시켜 그 제조 공정효율을 향상시킴과 아울러 제조 비용 또한 감축시킬 수 있도록 한 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법에 관한 것으로, 외부로부터의 기판을 세정하는 세정부; 상기 세정된 기판상에 포토 레지스트를 형성하는 PR 형성부; 진공 가압상태에서의 복사열(Radiant Heat)을 이용해 상기 기판상에 형성된 포토 레지스트를 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 제거하는 솔벤트 제거부; 상기 포토 레지스트 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 노광부; 및 노광된 기판을 제공받아 현상 공정을 수행하는 현상부를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020090045563
솔벤트 제거 공정, 복사열 인가 플레이트, 기판 플레이트, 안착 핀

Description

평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법{APPARATUS MANUFACTURING FOR FLAT PANEL DISPLAY DEVICE AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 평판 표시장치의 제조 장비에 관한 것으로, 특히 평판 표시장치의 제조 장비들을 단순화시켜 그 제조 공정효율을 향상시킴과 아울러 제조 비용 또한 감축시킬 수 있도록 한 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 단말기, 및 각종 정보기기의 모니터 등에 사용되는 영상 표시장치로 경량 박형의 평판 표시장치(Flat Panel Display)가 주로 이용되고 있다. 이러한, 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 발광 표시장치(Light Emitting Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(Field Emission Display) 등이 대두되고 있다.
이 중, 발광 표시장치로는 유기 전계 발광소자가 주로 이용되는데, 유기 전계 발광소자는 유기 박막층과, 유기 박막층을 사이에 두고 형성되는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나는 애노드 전극이 될 수 있으며 또 다른 하나는 캐소드 전극이 될 수 있다.
한편, 액정 표시장치의 경우에는 일정 공간을 갖고 합착된 한 쌍의 기판과, 상기 각 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다. 이때, 상기 한 쌍의 기판은 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Trangistor) 어레이 기판 및 칼라필터 기판이 포함된다. 여기서, 상기 TFT 어레이 기판에는 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태(Matrix Type)로 형성되는 복수개의 화소 전극과, 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.
상술한 바와 같은 평판 표시장치들을 제조하기 위해서는 한쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판에 각종 패턴(Pattern)이나 컬러필터 등을 형성해야 하는데, 이러한 각종 패턴이나 컬러필터 등은 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통해 형성된다.
포토리소그래피 공정은 기판을 세정하는 공정, 세정이 이루어진 기판상에 포토 래지스트(PR; PhotoResist)를 형성하는 공정, 형성된 포토 레지스트를 진공 상태로 가압 경화시켜 포토 래지스트에 포함된 솔벤트(Solvent)를 제거하는 공정, 경화된 포토 레지스트를 소프트 베이킹(Soft-Baking) 과정으로 건조시키는 공정, 포토 마스크를 이용하여 경화된 포토 래지스트를 노광시키는 공정 및 상기 노광된 포토 래지스트를 현상하는 공정 등을 포함한다.
이와 같은 종래의 포토리소그래피 공정에서는 포토 래지스트에 포함된 솔벤트를 제거하기 위해 1차적으로 경화 장치(VCD; Vacuum Dry)를 이용하여 기판을 저진공 상태로 가압시켜 포토 래지스트를 경화시킨다. 그리고, 2차적으로 SHP(Softbake Hot Plate)를 가지는 오븐(Oven)을 이용하여 상기 기판을 가열시킴으 로써 포토 래지스트를 건조시킨다.
하지만, 상기와 같은 종래의 포토리소그래피 공정은 VCD를 이용하여 1차적으로 포토 래지스트의 솔벤트 제거한 다음, 다시 SHP를 가지는 오븐으로 이동시켜 2차적으로 포토 래지스트의 솔벤트를 제거하게 되므로 경화 및 건조 공정에 소요되는 택 타임(Tact Time)이 길어지는 문제점이 있다. 다시 말해, 포토 레지스트를 경화시킨 후, 기판을 이동시켜 다시 건조시키는 종래의 경우에는 전체 공정에 소요되는 작업시간이 길어질 수밖에 없으며, VCD와 SHP를 가지는 오븐 등의 장치들이 모두 필요하기 때문에 평판 표시장치들의 제조 비용 또한 증가하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평판 표시장치의 제조 장비들을 단순화시켜 그 제조 공정효율을 향상시킴과 아울러 제조 비용 또한 감축시킬 수 있도록 한 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 장비는 외부로부터의 기판을 세정하는 세정부; 상기 세정된 기판상에 포토 레지스트를 형성하는 PR 형성부; 진공 가압상태에서의 복사열(Radiant Heat)을 이용해 상기 기판상에 형성된 포토 레지스트를 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 제거하는 솔벤트 제거부; 상기 포토 레지스트 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 노광부; 및 노광된 기판을 제공받아 현상 공정을 수행하는 현상부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 포토 레지스트 형성 기판의 온도를 저감시키는 온도조절 CP, 상기 노광 공정이 수행되기 전의 포토 레지스트 형성 기판을 임시 저장하는 버퍼부, 상기 현상 공정을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 경화시켜 그 접착력과 내구성을 향상시키는 하드 베이크부 및 상기의 세정부, PR 형성부, 솔벤트 제거부, 온도조절 CP, 노광부, 버퍼부, 현상부 및 하드 베이크부간에 이동 가능하게 구비되어 상기 기판을 상기 각각의 구성장치들로 이송시키는 적어도 하나의 이송 로더부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 솔벤트 제거부는 진공 가능한 챔버, 상기 포토 레지스트 형성 기판이 안착되는 복수의 안착 핀, 상기 복수의 안착 핀들이 관통되도록 상기 챔버 내의 하부에 구비되어 상기 안착 핀들의 수직방향 이동에 따라 상기 기판이 로딩 또는 언로딩 되는 기판 플레이트, 상기 챔버 내의 상부에 상기 기판 플레이트와 마주보도록 구비되어 상기 포토 레지스트가 형성된 기판상에 복사열을 인가하는 복사열 인가 플레이트, 상기 챔버와 연결된 적어도 하나의 진공관을 통해 상기 챔버의 내부가 진공 상태를 이루도록 하는 진공 펌프, 상기 챔버 내부의 압력을 조절하는 가압 조절부 및 상기 포토 레지스트로부터 추출되는 솔벤트를 상기 챔버의 외부로 배출하는 배기 배관을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 복사열 인가 플레이트는 2토르 내지 3토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 상기의 포토 레지스트에 80℃ 내지 120℃중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 1차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거한 다음, 다시 0.2토르 내지 1.5토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 150℃ 내지 150℃ 중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 2차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 방법은 외부로부터의 기판을 세정하는 단계; 상기 세정된 기판상에 포토 레지스트를 형성하는 단계; 진공 가압상태에서의 복사열을 이용해 상기 기판상에 형성된 포토 레지스트를 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 포토 레 지스트의 솔벤트를 제거하는 단계; 상기 포토 레지스트 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 단계; 및 상기 노광된 기판을 제공받아 현상 공정을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 포토 레지스트 형성 기판의 온도를 저감시키는 단계, 상기 노광 공정이 수행되기 전의 포토 레지스트 형성 기판을 임시 저장하는 단계 및 상기 현상 공정을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 경화시켜 그 접착력과 내구성을 향상시키는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 솔벤트를 제거하는 단계는 진공 가능한 챔버의 내부에 상기 포토 레지스트 형성 기판이 안착되는 복수의 안착 핀, 상기 복수의 안착 핀들이 관통되도록 상기 챔버 내의 하부에 구비되어 상기 안착 핀들의 수직방향 이동에 따라 상기 기판이 로딩 또는 언로딩 되는 기판 플레이트, 상기 챔버 내의 상부에 상기 기판 플레이트와 마주보도록 구비되어 상기 포토 레지스트가 형성된 기판상에 복사열을 인가하는 복사열 인가 플레이트가 구비되고, 상기 챔버와 연결된 적어도 하나의 진공관을 통해 상기 챔버의 내부가 진공 상태를 이루도록 하는 진공 펌프, 상기 챔버 내부의 압력을 조절하는 가압 조절부 및 상기 포토 레지스트로부터 추출되는 솔벤트를 상기 챔버의 외부로 배출하는 배기 배관을 구비한 솔벤트 제거부를 이용하여 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 단일 공정으로 경화 및 건조시키는 것을 특징으로 한다.
상기 솔벤트 제거 단계는 상기의 복사열 인가 플레이트를 이용하여 2토르 내지 3토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 상기의 포토 레지스트에 80℃ 내지 120℃중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 1차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거한 다음, 다시 0.2토르 내지 1.5토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 150℃ 내지 150℃ 중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 2차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법은 평판 표시장치의 제조 장비들을 단순화시켜 제조 공정에 필요한 시간을 단축시켜 그 공정효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 제조 장비들을 단순화시킴으로써 평판 표시장치의 제조 비용을 감축시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 공정을 위한 레이아웃 구조를 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 평판 표시장치의 제조 장비는 외부로부터의 기판을 세정하는 세정부(T1); 세정된 기판상에 포토 레지스트(PR; PhotoResist)를 형성하는 PR 형성부(T2); 진공 가압상태에서의 복사열(Radiant Heat)을 이용해 상기 기판상에 형성된 PR을 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 PR의 솔벤트(Solvent)를 제거하는 솔벤트 제거부(T3); PR 형성 기판의 온도를 저감시키는 온도조절 CP(T4); PR 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 노광부(T6); 노광 공정이 수행되기 전의 PR 형성 기판을 임시 저장하는 버퍼부(T5); 노광된 기판을 제공받아 현상(Devolop) 공정을 수행하는 현상부(T7); 현상 공정을 통해 패터닝된 PR을 경화시켜 그 접착력과 내구성을 향상시키는 하드 베이크부(T8); 및 상기 세정부(T1), PR 형성부(T2), 솔벤트 제거부(T3), 온도조절 CP(T4), 노광부(T6), 버퍼부(T5), 현상부(T7) 및 하드 베이크부(T8)간에 이동 가능하게 구비되어 상기 기판을 상기 각각의 구성장치들로 이송시키는 적어도 하나의 이송 로더부(R1,R2)를 구비한다.
세정부(T1)는 상기 각 이송 로더부(R1,R2)를 통해 공급된 기판들을 세척하고, 세척된 기판이 다시 이송 로더부(R1,R2)를 통해 PR 형성부(T2)로 이송되도록 한다. 여기서, 상기의 기판은 액정 표시장치를 제조하는 경우 TFT나 게이트 및 데이터 라인들이 형성되는 하부 기판이 될 수도 있으며, 컬러 필터가 형성되는 상부 기판이 될 수도 있다. 그리고, 발광 표시장치를 제조하는 경우에는 유기 박막층이나 애노드 및 캐소드 전극들이 형성되는 기판이 될 수도 있다.
PR 형성부(T2)는 세정부(T1)로부터 세척된 기판들을 제공받아 미리 설정된 소정의 두께로 PR을 형성한다. 여기서, PR 형성부(T2)는 PR을 기판의 전 면적으로 고르게 코팅하기 위해 스핀 코터(Spin Coater)를 사용하는 스핀 코팅방식을 사용하기도 한다. 스핀 코팅방식은 기판의 회전 중심부에 PR을 적하함과 동시에 기판을 고속 회전시켜 원심력에 의해 PR이 기판 전체에 고르게 도포 되도록 하는 방식이다. 이러한 스핀 코팅방식에서는 PR의 두께가 적하 되는 PR의 점도와 기판의 회전속도에 의해 결정되며, 비교적 단순한 구조의 PR 코터를 가지고 도포가 가능하다는 이점이 있다. 물론, 기판을 회전시키지 않고, 기판상에 처음부터 원하는 두께의 PR을 프린팅할 수 있는 프린팅 방식의 PR 코터를 사용할 수도 있다.
솔벤트 제거부(T3)는 복사열 인가 플레이트(Radiant Heat Plate)를 가지는 오븐(Oven)이 될 수 있는데, 이러한 솔벤트 제거부(T3)는 적어도 하나의 로더부(R1,R2)로부터 PR이 형성된 기판을 제공받아 3토르(Torr) 내지 0.2토르의 진공 가압상태에서 PR이 형성된 기판상에 복사열을 인가한다. 이와 같이, 솔벤트 제거부(T3)는 PR이 형성된 기판의 상부 면에 전체적으로 복사열을 인가함으로써 기판 상에 형성된 PR을 동시에 경화 및 건조시켜 PR의 솔벤트를 제거한다. 이와 아울러, 솔벤트 제거부(T3)는 소프트 베이크 플레이트(Softbake Plate)를 더 구비하여 솔벤트의 제거 공정을 더욱 용이하게 할 수도 있다.
솔벤트 제거부(T3)의 진공 가압상태는 택 타임(Tact Time; 하나의 기판에 대한 경화 공정을 위한 시간)을 최대한 단축시킬 수 있도록 하되, 해당 택 타임 동안 완전한 경화 및 건조가 동시에 이루어질 수 있을 정도의 진공 상태로 진행되도록 설정됨이 가장 바람직하다. 이러한, 솔벤트 제거부(T3)의 구성과 솔벤트 제거 공정 과정에 대해서는 이 후에 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
온도조절 CP(T4)는 솔벤트 제거부(T3)로부터 반출된 기판의 온도를 저감하는 CP(Cool Plate)이다. 즉, 온도조절 CP(T4)는 솔벤트 제거가 완료된 기판을 제공받아 노광 작업이 수행되기 전에 각 기판별로 온도 조절을 수행하도록 구성되며, 이로 인해 정밀한 노광 작업이 가능하게 됨과 더불어 노광 작업 후 기판이 변형되어 노광 위치가 정확하지 못하던 불량이 해소될 수 있다.
버퍼부(T5)는 온도조절 CP(T4)를 통해 온도가 저감된 기판을 노광 공정이 수행되기 전에 임시 저장한다. 이러한 버퍼부(T5)는 노광부(T6)의 택 타임에 따라 구비되는 것으로, 필요에 따라 사용될 수 있으며 구비되지 않아도 무방하다.
노광부(T6)는 PR이 형성된 기판 상에 원하는 패턴에 대응하는 포토 마스크를 배치하고, 포토 마스크를 포함한 기판의 전면에 자외선을 조사함으로써 노광 공정을 수행한다.
현상부(T7)는 노광부(T6)에서 노광 공정이 수행된 기판을 제공받아 원하는 부위의 PR을 현상(Devolop)하게 된다.
하드 베이크부(T8)는 현상부(T7)의 후공정 위치에 구비되어, 패터닝이 완료된 PR의 경화 및 접착성과 내구성을 향상시키도록 하드 베이크 공정을 수행한다. 여기서, 하드 베이크 공정은 하드 베이크 플레이트(Hardbake Hot Plate)를 이용하여 100℃ 내지 150℃ 정도의 온도로 상기 기판을 경화시키는 공정이다.
이송 로더부(R1,R2)는 세정부(T1), PR 형성부(T2), 솔벤트 제거부(T3), 온도조절 CP(T4), 노광부(T6), 버퍼부(T5), 현상부(T7) 및 하드 베이크부(T8) 간에 이동 가능하게 구비되어, 상기 각 기판들을 상기 각각의 공정 장치들로 이송 및 반입/반출시킨다. 이때, 상기 이송 로더부(R1,R2)는 로봇암이나 컨베이어 등이 포함될 수 있으며, 특히 적어도 하나 이상의 핑거를 가지는 로봇암으로 이루어짐이 바람직하다.
도 2는 도 1에 도시된 솔벤트 제거부를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3 은 도 2에 도시된 솔벤트 제거부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 솔벤트 제거부(T3)는 PR 형성부(T2)와 노광부(T6)의 사이에 구비될 수 있으며, PR이 형성된 기판(1)에 진공 가압상태에서 복사열을 인가하여 단일 공정 과정만으로 PR을 건조시킴과 동시에 경화까지 이루어지도록 함으로써 PR에 포함된 솔벤트가 한 공정 과정에서 완전히 휘발될 수 있도록 한 것이다.
이러한, 솔벤트 제거부(T3)는 진공 가능한 챔버(2), PR 형성 기판(1)이 안착되는 복수의 안착 핀(6), 상기 복수의 안착 핀(6)들이 관통되도록 상기 챔버(2) 내의 하부에 구비되어 안착 핀(6)들의 수직방향 이동에 따라 상기 기판(1) 로딩 또는 언로딩 되는 기판 플레이트(4), 상기 챔버(2) 내의 상부에 상기 기판 플레이트(4)와 마주보도록 구비되어 상기 PR이 형성된 기판 상에 복사열을 인가하는 복사열 인가 플레이트(14), 적어도 하나의 진공관(8)을 통해 상기 챔버(2)의 내부가 진공 상태를 이루도록 하는 진공 펌프(10), 상기 챔버(2) 내부의 압력을 조절하는 가압 조절부(18) 및 상기 PR로부터 추출되는 솔벤트를 상기 챔버(2)의 외부로 배출하는 배기 배관(12)을 구비한다.
챔버(2)는 솔벤트 제거부(T3)의 외관을 형성함과 동시에 기판(1)의 유입 및 유출이 가능하도록 그 전면 또는 측면이 개구될 수 있게 형성된다. 이러한, 챔버(2)는 상면이 폐쇄된 사각형의 박스 형상으로 이루어질 수 있으며, 개구된 면이 닫혔을 경우 그 내부는 진공 상태가 가능하도록 형성된다.
기판 플레이트(4)에는 기판 플레이트(4)를 관통하도록 복수의 안착 핀(6)이 구성된다. 여기서, 기판 플레이트(4)는 챔버(2)의 내부면 하부측에 고정되며, 상기 복수의 안착핀(6)은 도시되지 않은 핀 구동부에 의해 상하 방향으로 이동된다. 이러한, 기판 플레이트(4)의 내부에는 소정의 열선이 구비되어 안착된 기판(1)에 소정의 열을 인가할 수 있기 때문에 기판(1)의 온도를 조절할 수도 있다. 즉, 기판 플레이트(4)는 소프트 베이크 플레이트(Softbake Hot Plate) 공정을 수행할 수 있도록 구성되어 솔벤트의 제거 공정을 더욱 용이하게 할 수도 있다. 이를 위해, 기판 플레이트(4)에 구비되는 열선에는 도시되지 않은 온도 조절부가 연결되기도 한다.
한편, 복수의 안착 핀(6)은 수직 방향 즉, 챔버(2)의 상하 방향으로 이동 가능하며, 안착 핀(6)들의 상하 방향 이동상태에 따라 기판 플레이트(4) 상에는 외부로부터의 기판(1)이 안착되기도 한다. 즉, 복수의 안착 핀(6)들이 챔버(2)의 하부 방향으로 최대한 이동한 경우 안착 핀(6) 상에 안착 되어 있던 기판(1)은 기판 플레이트(4)의 상편에 안착 될 수 있다. 이러한, 복수의 안착핀(6)은 기판(1)의 안착은 가능하되 기판(1)과의 접촉 면적은 최소화될 수 있도록 두께가 가는 핀이 될 수 있다. 상술한 안착 핀(6)들의 구성은 기판(1)과의 접촉으로 인해 발생될 수 있는 얼룩을 최소화하기 위함이다. 물론, 각 안착핀(6)의 위치는 기판(1)의 각 부위 중 더미 부위(미도시)를 받칠 수 있도록 배치함이 바람직하다. 특히, 상기 각 안착핀(6)은 적절한 돌출 높이를 가지도록 형성됨과 더불어 서로 간은 적절한 간격을 가지도록 배치됨이 바람직하다. 이때, 상기 각 안착핀(6)의 돌출 높이는 기판(1)이 상기 각 안착핀(6)의 상면에 얹혔을 경우 기판(1)의 저면과 기판 플레이트(4)의 사이에 공기 유동이 가능할 정도의 높이 이상임과 동시에 기판(1)이 안착 되었을 경우 그 휨이 발생되지 않을 정도의 높이와 간격으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 기판(1)의 저부로 공기가 원활히 유동되도록 함으로써 PR 내의 솔벤트 휘발이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 한 구성이다. 물론, 각 안착핀(6)의 돌출 높이는 이송 로더부(R1,R2)를 이루는 로봇암의 각 핑거 두께에 비해서는 높게 형성된다. 이와 함께, 각 안착핀(6) 간의 간격은 이송 로더부(R1,R2)인 로봇암의 각 핑거가 형성하는 폭에 비해 넓게 위치되도록 구성함으로써 로봇암이 챔버(2) 내로 반입 및/혹은, 반출될 때 상기 각 안착핀(6)으로부터 간섭받지 않도록 함이 바람직하다.
복사열 인가 플레이트(14)는 상기 챔버(2) 내의 상부 또는 어느 한 측면에 구비될 수 있는데, 특히 도 3으로 도시한 바와 같이 상기 기판 플레이트(4) 및 복수의 안창 핀(6)과 대응하여 서로 마주보도록 구비됨이 바람직 하다. 이와 같이 구성된 본 발명의 복사열 인가 플레이트(14)는 도 3의 화살표들로 도시한 바와 같이 상기 PR이 형성된 기판(1) 상에 복사열을 인가하여 상기 PR을 경화시킴과 동시에 건조시키게 된다. 이러한, 복사열 인가 플레이트(14)는 플레이트 구동부(16)를 통해 그 위치와 복사열 인가 정도가 조절될 수 있다. 구체적으로, 복사열 인가 플레이트(14)는 약 3토르의 저진공 저압 상태에서 상기의 PR에 약 80℃ 내지 120℃의 복사열을 인가하여 1차적으로 PR의 솔벤트들을 제거한 다음, 약 0.2토르의 고진공의 고압 상태에서 150℃ 가량의 복사열을 다시 인가하여 2차적으로 PR의 솔벤트들을 제거할 수도 있다. 여기서, 2차적인 솔벤트 제거 과정은 1차적인 기판 경화시 미처 휘발 되지 못한 솔벤트가 완전히 휘발될 수 있도록 함과 아울러, 상기 경화된 PR을 더욱 확실하게 건조 시키기 위함이다.
진공 펌프(10)는 상기 챔버(2)의 내부로 연결된 적어도 하나의 진공관(8)을 통해 상기 챔버(2)의 내부가 저진공 또는 고진공 상태가 되도록 한다. 그리고, 가압 조절부(18)는 상기 챔버(2) 내부면 일측에 구비되어 상기 챔버(2) 내부의 압력을 조절하게 된다.
이와 같은 진공 펌프(10)와 가압 조절부(18)는 챔버(2)의 내부를 고진공 또는 저진공 상태로 만들고 압력을 떨어뜨려 저온으로 만들 수도 있으며, 이러한 상태에서 챔버(2) 내에 수용된 기판(1)의 PR에 포함되었던 솔벤트들이 열과 진공에 의해 휘발 되도록 한다. 그리고, 소정 시간이 지난 후 PR의 솔벤트가 어느 정도 휘발되면, 도시되지 않은 가스 공급 밸브를 통하여 질소 등과 같은 불활성 가스를 유입시켜 진공압을 해소시키게 된다. 이때, 도시되지 않은 챔버(2)의 순환 팬은 가스 밸브를 통하여 유입되는 불활성 가스를 빠르게 순환시켜 챔버(2)의 도어가 개방되기 쉽도록 챔버(2) 내부를 대기압 상태로 만들어준다.
배기 배관(12)은 챔버(2)의 둘레면 중 적어도 어느 한 면에 연결되도록 하여 상기 챔버(2) 내부 공간과 연통될 수 있도록 함이 바람직하지만, 도시된 바와 같이 상기 챔버(2)의 둘레면 중 양측면에 적어도 하나 이상 다수로 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한, 배기 배관(12)은 챔버(2) 내부에 비해 저압 상태의 공간과 연결하여 상기 챔버(2) 내부의 공기가 최대한 자연스럽게 배기될 수 있도록 한다. 물론, 배기 배관(12)에 별도의 순환 팬을 설치하여 챔버(2) 내부의 공기가 강제 배기 되도록 구성할 수도 있다.
이상 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 솔벤트 제거부(T3)는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 장비 레이아웃에 적용할 경우 적어도 하나 이상 구비되도록 함이 바람직하다. 이때, 상기 각 솔벤트 제거부(T3)는 PR에 함유된 솔벤트의 휘발이 대략 완료될 정도의 시간 동안 여타의 각 구성 요소들 중 가장 긴 작업 시간을 가지는 공정의 택 타임을 초과하지 않는 택 타임을 가지도록 그 대수가 설정됨이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
우선, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 방법은 크게 기판의 세정 단계(ST1); PR의 형성 단계(ST2); 솔벤트 제거 단계(ST3); PR 형성 기판의 노광 단계(ST4); 노광된 PR의 현상 단계(ST5) 및 하드 베이크 공정 및 후처리 단계(ST6)를 포함한다.
기판의 세정 단계(ST1)는 외부로부터 각각의 이송 로더부(R1,R2)를 통해 공급된 기판들을 세척하고, 세척된 기판이 다시 이송 로더부(R1,R2)를 통해 PR 형성부(T2)로 이송되도록 하는 공전 단계이다.
PR의 형성 단계(ST2)는 세정부(T1)로부터 세척된 기판들을 제공받아 미리 설정된 소정의 두께로 PR을 형성하는 단계인데, 이러한 솔벤트 제거 단계(ST3)에서는 스핀 코터를 사용하는 스핀 코팅방식을 사용하여 PR이 기판 전체에 고르게 도포되도록 한다. 반면, PR의 형성 단계(ST2)에서는 기판(1) 상에 처음부터 원하는 두께의 PR을 프린팅할 수 있는 프린팅 방식의 PR 코터를 사용하기도 한다.
솔벤트 제거 단계(ST3)는 적어도 하나의 로더부(R1,R2)로부터 PR이 형성된 기판을 제공받아, 3토르(Torr) 내지 0.2토르의 진공 가압상태에서 PR이 형성된 기판 상에 복사열을 인가한다. 이와 같이, 솔벤트 제거 단계(ST3)에서는 PR이 형성된 기판의 상부면에 전체적으로 복사열을 인가함으로써 기판 상에 형성된 PR을 동시에 경화 및 건조시켜 PR의 솔벤트를 제거한다. 이와 아울러, 솔벤트 제거 단계(ST3)에서는 소프트 베이크 플레이트(Softbake Plate)를 이용하여 솔벤트를 더욱 용이하게 제거하기도 한다. 기판(1)의 PR에 함유된 솔벤트가 대부분 휘발 되도록 하는 시간은 대략 300초 내지 400초를 전후하는 시간이며, 솔벤트 대부분의 휘발양은 PR에 함유된 솔벤트의 전체 양 중 85% 정도를 의미한다. 예를 들어, 10㎛의 두께를 가지는 PR을 약 300초 동안 건조를 실시한 후, 그 두께가 1.5㎛로 줄어들어 솔벤트의 휘발이 85%정도 휘발 되었음을 알 수 있다. 한편, 솔벤트 제거 단계(ST3)에서는 해당 공정의 택 타임을 최대한 줄이기 위해 고진공 상태로 단시간 동안 고온의 복사열을 인가하여 단시간 내에 PR을 경화 및 건조시킬 수도 있다.
계속해서, PR 형성 기판의 노광 단계(ST4)와 노광된 PR의 현상 단계(ST5)에서는 노광부(T6)와 현상부(T7)에 솔벤트가 제거된 PR 형성 기판(1)이 순차적으로 이송되어 원하는 패턴으로 노광하고 현상하는 포토 리소그래피(Photolithography) 공정이 진행된다.
이 후, 하드 베이크 공정 및 후처리 단계(ST6)에서는 현상 공정이 끝난 기판에 하드 베이크 공정을 수행함과 아울러 세정 공정 등의 후처리 공정을 수행하여 패터닝된 PR의 접착력과 내구성을 보다 향상시키게 된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법은 PR의 솔벤트들을 제거하는 PR 경화 및 건조 공정을 한 공정 프로세스에서 동시에 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명은 평판 표시장치의 제조 장비들을 단순화시켜 제조 공정에 필요한 시간을 단축시켜 그 공정효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 제조 장비들을 단순화시킴으로써 평판 표시장치의 제조 비용을 감축시킬 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 공정을 위한 레이아웃 구조를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 솔벤트 제거부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 솔벤트 제거부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
2 : 챔버 4: 기판 플레이트
6: 안착 핀 8: 진공관
10: 진공 펌프 12: 배기 배관
14: 복사열 인가 플레이트 16: 플레이트 구동부
T1: 세정부 T2: PR 형성부
T3: 솔벤트 제거부 T4: 온도 저감 CP
T5: 버퍼부 T6: 노광부
T7: 현상부 T8: 하드 베이크부

Claims (8)

  1. 외부로부터의 기판을 세정하는 세정부;
    상기 세정된 기판 상에 포토 레지스트를 형성하는 PR 형성부;
    진공 가압상태에서의 복사열(Radiant Heat)을 이용해 상기 기판 상에 형성된 포토 레지스트를 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 제거하는 솔벤트 제거부;
    상기 솔벤트 제거가 완료된 포토 레지스트 형성 기판의 온도를 저감시키는 온도조절 CP;
    상기 온도조절 CP를 통해 온도가 저감된 상기 포토 레지스트 형성 기판을 임시 저장하는 버퍼부;
    상기 포토 레지스트 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 노광부;
    노광된 기판을 제공받아 현상 공정을 수행하는 현상부;,
    상기 현상 공정을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 경화시켜 그 접착력과 내구성을 향상시키는 하드 베이크부; 및,
    상기의 세정부, PR 형성부, 솔벤트 제거부, 온도조절 CP, 노광부, 버퍼부, 현상부 및 하드 베이크부간에 이동 가능하게 구비되어 상기 기판을 상기 각각의 구성장치들로 이송시키는 적어도 하나의 이송 로더부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조 장비.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔벤트 제거부는
    진공 가능한 챔버,
    상기 포토 레지스트 형성 기판이 안착되는 복수의 안착 핀,
    상기 복수의 안착 핀들이 관통되도록 상기 챔버 내의 하부에 구비되어 상기 안착 핀들의 수직방향 이동에 따라 상기 기판이 로딩 또는 언로딩 되는 기판 플레이트,
    상기 챔버 내의 상부에 상기 기판 플레이트와 마주보도록 구비되어 상기 포토 레지스트가 형성된 기판 상에 복사열을 인가하는 복사열 인가 플레이트,
    상기 챔버와 연결된 적어도 하나의 진공관을 통해 상기 챔버의 내부가 진공 상태를 이루도록 하는 진공 펌프,
    상기 챔버 내부의 압력을 조절하는 가압 조절부, 및
    상기 포토 레지스트로부터 추출되는 솔벤트를 상기 챔버의 외부로 배출하는 배기 배관을 구비한 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조 장비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복사열 인가 플레이트는
    2토르 내지 3토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 상기의 포토 레지스트 에 80℃ 내지 120℃중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 1차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거한 다음,
    다시 0.2토르 내지 1.5토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 150℃ 내지 150℃ 중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 2차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조 장비.
  5. 외부로부터의 기판을 세정하는 단계;
    상기 세정된 기판 상에 포토 레지스트를 형성하는 단계;
    진공 가압상태에서의 복사열을 이용해 상기 기판 상에 형성된 포토 레지스트를 단일 공정으로 경화 및 건조시킴으로써 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 제거하는 단계;
    상기 솔벤트 제거가 완료된 포토 레지스트 형성 기판의 온도를 저감시키는 단계;
    상기 온도가 저감된 포토 레지스트 형성 기판을 임시 저장하는 단계;
    상기 포토 레지스트 형성 기판에 노광 공정을 수행하는 단계;
    상기 노광된 기판을 제공받아 현상 공정을 수행하는 단계; 및,
    상기 현상 공정을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 경화시켜 그 접착력과 내구성을 향상시키는 단계를 포함하는 평판 표시장치의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 솔벤트를 제거하는 단계는
    진공 가능한 챔버의 내부에 상기 포토 레지스트 형성 기판이 안착되는 복수의 안착 핀, 상기 복수의 안착 핀들이 관통되도록 상기 챔버 내의 하부에 구비되어 상기 안착 핀들의 수직방향 이동에 따라 상기 기판이 로딩 또는 언로딩 되는 기판 플레이트, 상기 챔버 내의 상부에 상기 기판 플레이트와 마주보도록 구비되어 상기 포토 레지스트가 형성된 기판 상에 복사열을 인가하는 복사열 인가 플레이트가 구비되고, 상기 챔버와 연결된 적어도 하나의 진공관을 통해 상기 챔버의 내부가 진공 상태를 이루도록 하는 진공 펌프, 상기 챔버 내부의 압력을 조절하는 가압 조절부 및 상기 포토 레지스트로부터 추출되는 솔벤트를 상기 챔버의 외부로 배출하는 배기 배관을 구비한 솔벤트 제거부를 이용하여 상기 포토 레지스트의 솔벤트를 단일 공정으로 경화 및 건조시키는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 솔벤트 제거 단계는
    상기의 복사열 인가 플레이트를 이용하여
    2토르 내지 3토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 상기의 포토 레지스트 에 80℃ 내지 120℃중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 1차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거한 다음,
    다시 0.2토르 내지 1.5토르 중 어느 한 토르의 진공 상태에서 150℃ 내지 150℃ 중 어느 한 온도의 복사열을 인가하여 2차적으로 상기 포토 레지스트의 솔벤트들을 제거하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조 방법.
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