KR20050018688A - 감광액 도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기판에 감광액을 도포하는 감광액도포유니트를 포함하는 감광액 도포장치에 관한 것으로, 상기 감광액도포유니트는, 감광액을 수용하는 감광액수용부가 형성된 본체와; 상기 본체의 기판에 대향되는 일면에 상기 감광액수용부와 연통되어 감광액이 토출되는 복수의 노즐공이 형성된 노즐부를 포함하고, 상기 노즐공은 직경이 1.5 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 감광액의 도포가 균일하게 기판에 도포되고 도포된 감광액의 두께가 용이하게 조절되는 도포장치가 제공된다.

Description

감광액 도포장치 {Photo Resist Coating Apparatus}

본 발명은 감광액 도포장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감광액의 도포가 균일하게 기판에 도포되고, 도포된 감광액의 두께가 용이하게 조절되는 도포장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치의 TFT 기판의 제조과정을 살펴보면, 박막증착, 포토, 식각 등의 공정으로 이루어져 있으며, 개개의 공정전후에 결과 및 이상 여부를 확인하기 위한 검사 와 청정도를 유지하기 위한 세정공정을 포함한다. 상기의 단위공정들은 각각의 층을 형성하기 위하여 일련의 반복된 공정으로 진행된다.

여기서, 포토공정은 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 글라스 기판 위에 전사시켜 형성하는 일련의 공정이다. 포토공정은 감광액 도포공정, 정렬 및 노광, 현상이 주요 공정이다.

포토공정에 있어서, 감광액도포공정은 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광액을 박막이 증착된 글래스 위에 균일한 두께로 형성하는 공정으로 감광액을 도포할 글래스 표면에 습기를 제거하여 감광액과 글래스의 밀착성을 좋게 하는 단계, 글래스 위에 일정한 두께로 감광액을 도포하는 단계, 글래스위에 입혀진 감광액에 솔벤트를 증발시겨 감광액을 경화시키는 단계가 있다.

여기서, 액정표시장치의 대형화에 따라, 감광액을 슬릿 노즐을 이용하여 도포하는 방법이 개발되었다.

도 1은 종래기술에 의한 감광액도포장치의 도포액공급유니트의 구조와 기판에 감광액이 도포되는 과정을 간략하게 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 감광액도포유니트는 감광액(400)을 수용하는 수용부(130)가 형성된 본체(100)와, 기판(300)에 감광액(400)을 도포하는 슬릿 노즐(200)을 포함한다. 수용부(130)에는 감광액도포유니트의 외부에 마련된 펌프(미도시)에 의해 도포액(400)이 공급되어 수용되고, 슬릿노즐(200)은 수용부(130)와 연통되고, 감광액(400)이 도포되는 기판(300)에 대향하여 설치된다.

여기서 감광액(400)이 도포되는 작동을 살펴보면 감광액도포유니트가 기판(300)에 평행하게 이동하여 감광액(400)을 도포하는 스캐닝 방식과, 감광액도포유니트는 고정되어 있고, 기판(300)이 이송수단(미도시)에 의해 평행하게 이송되고 감광액도포유니트로부터 토출되는 감광액(400)이 기판(300)에 도포되는 방식으로 나누어 질수 있다.

본 발명과 관련하여 상술한 두 가지 방식에 모두 적용될 수 있지만, 본 설명에서는 기판이 이송수단에 의해 이송되는 경우만을 들어 설명한다. 기판이 기판의 이송수단에 의해 감광액도포유니트의 슬릿노즐과 평행하게 이송됨과 동시에 감광액이 감광액도포유니트에 의해 토출되어 기판 상에 감광액이 도포된다.

하지만 종래의 도포장치에 있어서, 감광액도포유니트의 슬릿노즐의 슬릿이 실제로 기판에 도포되는 감광액의 두께보다 월등히 넓게 되어 기판에 감광액을 도포함에 있어서, 감광액의 토출이 많아져 두께 조절이 힘들고, 도포되는 감광액의 균일도의 확보가 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감광액의 도포가 균일하게 기판에 도포되고 도포된 감광액의 두께가 용이하게 조절되는 도포장치를 제공함에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 기판에 감광액을 도포하는 감광액도포유니트를 포함하는 감광액 도포장치에 있어서, 상기 감광액도포유니트는, 감광액을 수용하는 감광액수용부가 형성된 본체와; 상기 본체의 기판에 대향되는 일면에 상기 감광액수용부와 연통되어 감광액이 토출되는 복수의 노즐공이 형성된 노즐부를 포함하고, 상기 노즐공은 직경이 1.5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 노즐부는 다공성 알루미나막에 의해 형성될 수 있다. 또한, 노광 및 식각공정을 거치면 노즐공이 형성되는 감광성 글래스에 의해 형성될 수도 있으며, 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 식각하면 노즐공이 형성되는 실리콘 웨이퍼에 의해 형성될 수도 있다.

한편, 상기 본체는 상기 감광액수용부내에 설치되어 감광액의 토출방향으로 감광액을 가압하는 가압부를 더 포함하는 것이 감광액의 토출에 있어서 바람직하며, 상기 가압부는 상기 감광액수용부내에 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤을 슬라이딩 이동하게 하는 구동부를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 가압부는 상기 수용부내에서 회전가능하게 설치되고, 상기 도포액을 토출방향으로 가압하는 가압날개가 회전축에 나란하게 마련된 롤러와; 상기 롤러를 회전시키는 구동부를 포함할 수도 있다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 하다.

도 2는 본 발명에 따른 감광액도포장치의 단면을 도시한 단면도이고, 도 3은 감광액도포장치의 감광액도포유니트의 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이 감광액도포장치는 기판(30)을 공정방향으로 이송시키는 이송부(40)와, 기판(30)에 대향되어 감광액(90)을 도포하는 감광액도포유니트(1)와, 감광액도포유니트(1)와 별도로 마련되어 감광액(90)을 감광액도포유니트(1)에 공급하는 감광액(90) 공급펌프(20)를 포함한다.

감광액도포유니트(1)는 감광액(90)을 수용하는 수용부(13)가 형성된 본체(10)와, 본체(10)의 기판(30)에 대향되는 일면에 상기 수용부(13)와 연통되어 감광액(90)이 토출되는 복수의 노즐공(51)이 형성된 노즐부(50)를 포함한다. 여기서 노즐부(50)의 노즐공(51)의 직경은 1.5 내지 50μm인 것이 기판(30)에 도포되는 감광액(90)의 균일도 유지 및 두께조절이 용이해 바람직하다. 즉, 수용부(13)에는 감광액(90)이 토출되도록 기판(30)에 대향하는 측에 길이방향으로 긴 슬릿(11)이 형성되고, 슬릿(11)에 노즐부(50)가 부착되는 것이다.

여기서, 상술한 노즐부(50)에 형성된 노즐공(51)은 알루미늄을 양극산화시킨 다공성 알루미늄막에 의해 형성될 수 있다. 다공성 알루미늄막은 알루미늄을 산성전해액 중에서 양극산화하는 것에 의해 알루미늄 표면에 구멍이 형성되는 것이다. 이는 알루미나막 면에 수직한 구멍이 자기정렬로 형성된 것으로, 구멍 크기의 균일성이 비교적 양호한 특징을 가지고 있다. 따라서 얇은 알루미늄바를 황산용액에 담근 후 전압을 인가하면 알루미늄막에 상술한 크기의 구멍이 형성된다.

또한, 노즐부(50)는 다른 방법에 의해서 형성될 수 있는데, 감광성 글래스를 이용하여 노즐부(50)를 형성할 수 있다. 감광성 글래스는 자외선등의 빛을 쪼인 후 식각을 하면 다공을 형성 할 수 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼를 이용할 수도 있는데, 이는 실리콘 웨이퍼에 감광액(90)을 도포하고, 노광 및 식각공정을 거치면 원하는 크기의 노즐공(51)을 형성 할 수 있게 된다.

일반적으로 감광액(90)을 도포하기 위하여는 0.3MPa정도의 압력으로 감광액(90)을 토출하는데, 상술한 재질의 노즐부(50)는 약 10MPa의 벌크파괴강도를 가지므로 도포액(90)의 가압력을 충분히 견딜 수 있게 된다. 또한, 상술한 노즐부(50)는 수용부(13)에 형성된 슬릿(11)에 웰딩이나 몰딩 또는 본딩등의 결합방법으로 본체에 설치된다.

한편, 상술한 구성의 감광액도포장치에 있어서, 노즐부(50)의 노즐공(51)의 직경이 매우 작기 때문에, 본체의 수용부(13)내에서 감광액(90)을 노즐부(50)를 향해 가압하는 가압부(60, 70)를 더 포함할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예로서 가압부로 피스톤(60)을 이용한 경우의 본체(10)를 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 감광액도포유니트(1)는 본체(10)에 형성된 수용부(13)의 단면에 밀착하여 감광액(90)을 가압하는 피스톤(60)과, 피스톤(60)을 수용부(13)내에서 슬라이딩 이동시키는 구동부(61)를 포함한다. 구동부(61)로서는 유압실린더, 공압실린더 등의 솔레노이드 또는 피스톤과 기어결합 되는 구동모터 등이 이용될 수 있다.

이 경우, 감광액(90)의 주입구(62)는 종래의 경우와는 달리 감광액도포유니트(1)의 본체(10)의 측면에 설치된다. 좀 더 상세히 설명하면, 피스톤(60)이 수용부(13) 내에서 가압을 한 후 다시 감광액도포유니트(1)의 상부로 슬라이딩 이동을 하게 되면 수용부(13) 내의 압력차에 의하여 감광액(90)의 주입구로부터 감광액(90) 수용부(13)내로 감광액(90)이 주입되는 것이다.

도 5은 가압부로서 롤러(70)를 이용한 본 발명의 제 3실시예에 따른 감광액도포장치의 본체(10)를 도시한 단면도이다. 이 경우, 감광액도포유니트(1)는 수용부(13)내에서 감광액(90)을 노즐부(50)로 가압하기 위하여 외주면에 마련된 가압날개(71)를 포함하는 롤러(70)와, 롤러(70)를 구동시키는 구동부(미도시)를 포함한다. 가압날개(71)는 수용부(13)의 상측에 있는 감광액(90)을 노즐부(50)로 이동을 시키고 노즐부(50)의 가까이에서는 감광액(90)을 토출시키기 위한 가압수단으로서 작동한다. 이때, 도포액(90)을 공급하는 펌프(20)는 피스톤(60)을 사용했을 경우와는 달리 감광액도포유니트(1)의 상부에 도포액 주입구(미도시)가 설치 될 수도 있다. 또한, 롤러(70)를 회전시키는 구동부는 감광액도포유니트(1)의 측면에 부착된다. 롤러(70)를 구동시키는 구동부로서는 구동모터등이 이용될 수 있다.

이상의 설명에서 감광액도포유니트(1)의 노즐부(50)는 다공성 알루미나막, 감광성 글래스 또는 실리콘 웨이퍼를 이용할 수 있으며 이와 같은 노즐부(50)와 상술한 가압부의 조합에 의하여 많은 실시예가 만들어 질 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 감광액의 도포가 균일하게 기판에 도포되고 도포된 감광액의 두께가 용이하게 조절되는 도포장치를 제공된다.

도 1은 종래기술에 의한 감광액도포장치의 작동을 도시한 작동도,

도 2는 본 발명에 따른 감광액도포장치의 단면을 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 감광액도포장치의 감광액도포유니트를 도시한사시도,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 감광액도포유니트의 단면을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 감광액도포유니트의 단면을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 본체 11: 슬릿

12: 감광액 수용부 13: 수용부

20: 감광액 공급펌프 30: 기판

50: 노즐부 51: 노즐공

60: 피스톤 61: 구동부

62: 감광액 주입부 70: 롤러

71: 가압날개

Claims (7)

1. 기판에 감광액을 도포하는 감광액도포유니트를 포함하는 감광액 도포장치에 있어서,

   상기 감광액도포유니트는,

   감광액을 수용하는 감광액수용부가 형성된 본체와;

   상기 본체의 기판에 대향되는 일면에 상기 감광액수용부와 연통되어 감광액이 토출되는 복수의 노즐공이 형성된 노즐부를 포함하고,

   상기 노즐공은 직경이 1.5 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐부는 다공성 알루미나막인 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐부는 감광성 글래스에 의해 형성되고, 상기 노즐공은 상기 감광성 글래스를 노광 및 식각하여 형성된 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐부는 실리콘웨이퍼에 의해 형성되고, 상기 노즐공은 상기 실리콘 웨이퍼에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 식각하여 형성된 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체는 상기 감광액수용부내에 설치되어 감광액의 토출방향으로 감광액을 가압하는 가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 가압부는 상기 감광액수용부내에 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤을 슬라이딩 이동하게 하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 가압부는 상기 수용부내에서 회전가능하게 설치되고, 상기 도포액을 토출방향으로 가압하는 가압날개가 회전축에 나란하게 마련된 롤러와; 상기 롤러를 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.