KR20050070974A - 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD-TFT 제조에 사용되는 비회전식 PR 코팅장치의 노즐 세정유닛에 관한 것으로, 본 발명에 따른 노즐 세정유닛(40)은, 주행세정기의 작동을 통해 노즐(12)을 세정하는 세정부(42)와, PR 분사(dispense)시 노즐(12) 선단의 PR을 제거하는 프라이밍 롤러(44)와, 아이들링 모드에서 노즐(12)이 대기하는 대기부(46)를 포함하며, 상기 대기부(46)에는 노즐(12)에 점착된 PR의 마름을 방지하기 위한 세정액(D)이 충진되고, 상기 노즐과 일정간격 이격되는 시임이 구비되는 것을 특징으로 하여 이루어진다
그리고, 상기 시임(47)은 탈착 가능한 구조로 대기부에 장착된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 세정유닛에 의하면 아이들링 모드의 대기과정에서 노즐이 세정액에 근접하여 이격(proximity)되기 때문에, 디핑된 노즐의 외부에 PR이 말라붙어서 노즐 세정작업이 제대로 이루어지지 않거나, 대기부에 충진된 PR이 굳어서 노즐과 트러블을 일으키는 등의 문제가 발생하지 않게 된다.
또한, 세정부와 대기부가 분리 구성되기 때문에 세정부가 쉽게 더러워지고, 노즐에 이물질이 점착되는 현상이 발생하지 않게 된다.
그러므로, 본 발명에 의하면 PR 코팅과정에서의 작업효율 및 정밀도를 높여 LCD-TFT의 생산성 및 상품성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

Description

포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛{nozzle cleaning unit of a photoresist coating apparatus}
본 발명은 LCD-TFT 제작공정 중 PR 코팅과정에 사용되는 코팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐의 대기 시 세정작용 또한 가능토록 하는 비회전식 PR코팅장치의 노즐 세정유닛에 관한 것이다.
일반적으로 박막트랜지스터를 채택하는 액정모듈의 제조공정은 박막트랜지스터(TFT) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈(Module) 공정으로 나뉘어 진다.
TFT 공정은 반복하여 유리 기판 위에 박막트랜지스터를 배열하여 제작하는 공정으로서, 진공실 내부에 증착에 필요한 가스를 주입하여 압력과 기판 온도가 설정되면 RF(Radio Frequency)전력을 이용하여 주입된 가스를 플라즈마 상태로 분해하여 기판위에 증착하는 화학기상증착법(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 과정, RF 전력이나 DC 전력에 의해 형성된 플라즈마 내에서 높은 에너지를 갖고 있는 기체이온이 타겟표면과 충돌하여 증착하고자 하는 타겟입자들이 튀어나와 기판에 증착되는 스퍼터링(Sputtering) 과정, 감광성 화학약품(PR: Photo resist)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자 하는 패턴의 마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 현상(Photolithography) 과정, 기체 플라즈마로부터 만들어진 원자나 자유기(radical)와 같은 반응성 물질과 기판에 증착된 물질이 반응하여 휘발성 물질로 변하는 현상을 이용한 식각(Etch)과정으로 이루어진다.
그리고, 셀(Cell) 공정은 TFT 하판과 컬러필터가 형성된 상판에 배향막을 형성하는 배향막 도포과정, 배향막에 액정이 잘 정렬할 수 있도록 하는 러빙(rubbing) 과정, 스페이서(spacer)를 산포하는 스페이서 과정, 상판과 하판을 합착한 후에 모세관 현상을 이용하여 액정을 내부에 주입한 후, 주입구를 봉지하는 액정주입과정으로 이루어진다.
모듈(Module) 공정은 최종적으로 사용자에게 전해지는 제품 품질을 결정하는 단계로서, 완성된 패널에 편광판을 부착하고 드라이버IC를 실장한 후 PCB(Printed Circuit Board)를 조립하여 최종적으로 백라이트 유닛(Backlight unit)과 기구물을 조립하게 된다.
이와 같은 LCD-TFT 제작공정 중 TFT 공정에서의 사진식각공정은 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 PR(Photo Resist)을 이용하여, 얻고자 하는 패턴의 마스크을 통해 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.
이러한 사진식각공정은 증착된 박막, 즉 글라스 표면에 PR을 코팅하는 PR 코팅단계, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광단계, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 PR을 제거하여 패턴을 형성시키는 현상단계 순으로 진행된다.
상기 PR 코팅단계에서 PR을 코팅하기 위해 사용되는 PR 코팅장치 중 이른바 비회전식 코팅장치(spinless coater)는 도 1에 나타난 것과 같이 글라스(G)를 고정하는 코터척(coater chuck)(10)과, 코터척(10)에 의해 고정된 글라스(G)의 상면을 ??고 지나가면서 PR액을 분사하는 노즐(12)과, 노즐(12)의 세정을 위한 세정유닛(20)을 포함하여 이루어져 있다.
여기서, 상기 세정유닛(20)은 도 2에 나타난 것과 같이 세정부(22)와 프라이밍 롤러(priming roller)(24) 및 대기부(26)가 조합되어 하나의 모듈을 구성하는 형태로 이루어져 있으며, 코터척(10)의 일측에 배치되어 있다.
이러한 PR 코팅장치의 작동은 노즐(12)을 통한 PR의 분사가 반복적으로 계속되는 노말모드(normal mode)와 노즐(12)의 PR분사가 일시적으로 중단되는 아이들링 모드(idling mode)로 구분되는데, 각 모드별로 노즐(12)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 노말모드는 노즐(12)에서 PR액이 글라스(G)의 표면으로 분사되어 PR 코팅이 이루어지는 코팅과정, 하나의 글라스(G)에 대한 코팅작업이 완료된 후 노즐(12)이 세정유닛(20)으로 리턴하여 세정부(22)에서 세정되는 세정과정, 프라이밍 롤러(24)에 의해 노즐(12)의 PR을 분사(dispense)하여 분사준비상태를 이루는 준비과정 순으로 진행되며, 준비과정 후에는 다시 코팅과정이 반복됨으로써 다수개의 글라스에 대한 코팅작업을 연속적으로 진행하게 된다.
여기서, 상기 분사준비상태를 이루는 준비과정에서는, 하나의 글라스(G)를 코팅한 후 다음 글라스가 오기까지 노즐(12) 선단의 PR이 마를 수 있기 때문에 노즐(12)에서 PR을 조금씩 분사(dispense)시킨다. 이러한 PR분사는 주행세정기(23)에서 세정이 진행되는 동안 노즐(12) 내로 유입될 수 있는 세정액을 제거하는 역할도 한다.
또한, 상기 세정과정에서는 세정부(22)에 장착된 주행세정기(23)가 움직이면서 노즐(12)을 세정하게 된다.
아이들링 모드에서는 코팅과정을 마친 노즐(12)이 세정과정, 준비과정을 거친 다음, 대기부(26)로 유입되어 상기 대기부(26)에 충진된 PR액(P)에 디핑(dipping)되는 대기과정을 거치게 되며, 일정시간이 경과한 다음에는 재차 세정과정으로 진행하게 된다.
즉, 이와 같은 아이들링 모드에 의하면 대기과정에서 노즐(12)이 PR액(P)에 디핑되도록 하여 노즐(12)내부에 남아있는 PR액이 완전히 건조되는 것을 방지함으로써 재시작되는 코팅작업이 비교적 원활하게 진행되도록 하기 위한 것이다.
디핑과정에서는 노즐(12)이 상하 이동되는 방식으로 이루어지며, 이는 PR의 분사작업이 정밀하게 이루어져야 하는 비회전식 코팅의 특성상 노즐(12)이 상하 이동 가능한 작동 구조를 갖기 때문에 가능한 것이다.
그러나, 이러한 종래 비회전식 코팅장치의 세정유닛(20)에 의하면 아이들링 모드 시 디핑된 노즐(12)의 외부에 PR이 말라붙어서 노즐 세정작업이 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 대기부(26)에 충진된 PR액(P)이 굳어서 트러블을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라, 대기부(26)의 PR 충진량을 적절히 유지하기 어렵다는 문제점이 유발된다.
한편, 회전식 PR 코팅장치(spin coater)는 세정부와 대기부가 일체로 구성된 형태의 세정유닛을 포함하여 이루어지는데, 도 3에 나타난 것과 같이 상기 세정유닛(30)은 세정부(32) 내에 세정액(D)이 충진됨과 더불어 시임(shim)(33)이 구비된 구조로 이루어져 있다.
회전식 PR 코팅장치(spin coater)에 사용되는 시임은 두 가지가 있는데, 노즐의 조립과정에서 노즐자체의 간격을 유지하기 위하여 삽입하는 시임이 그 첫째이고, 다른 하나는 도 3에 도시한 시임(33)으로, 노즐에 맺힌 PR을 제거한다. (spin type)
세정부(32)의 세정액(D)은 시임(33)을 중심으로 증발하므로 노즐 선단은 항상 습한 분위기를 유지할 수 있으며 이에 따라 노즐 내부의 PR이 건조되는 것이 방지된다. (spin type, spinless type)
이와 같은 종래 회전식 PR 코팅장치의 작동 역시 노말모드와 아이들링 모드로 구분되는데, 노말모드는 PR을 글라스에 분사하는 코팅과정, 코팅작업을 마친 노즐(13)이 세정유닛(30)의 세정부(32)에서 주행세정기(미도시)에 의해 세정되는 세정과정, 노즐(13)내에 고인 PR을 제거하는 디스펜스과정 순으로 반복 진행된다.
상기 디스펜스 과정에서는, 노즐(13)이 시임(33)과 일정간격을 유지한 채로 PR을 분사(dispense)하고 노즐(13) 선단이 시임(33)에 근접함으로써 노즐(13)에 맺힌 PR이 제거되도록 하여 다음 코팅작업 시 노즐(13)이 막히는 것을 방지하게 되는데, 이 같은 노즐(13)의 디스펜싱 작동은 세정유닛(30)의 상하 왕복작동 구조에 의해 이루어진다.
아이들링 모드에서는 세정과정과 디스펜스 과정 및 대기과정이 반복 진행되며, 대기과정에서는 세정부(32)에 삽입된 시임(33)의 선단이 노즐(13)에 근접하게 위치하여 세정액(D)의 증발에 의하여 노즐(13) 선단이 항상 습한 분위기를 유지하도록 한다.
또한 대기과정에서는, 노즐은 작업자가 입력한 레서피(recipe)에 의한 시간간격(interval)을 두고 PR을 배출하므로, 노즐(13)에 잔류하는 PR이 건조되는 것이 더욱 방지된다.
그러나, 이러한 비회전식 코팅장치의 세정유닛에 의하면 세정과정, 디스펜스과정, 대기과정이 하나의 세정부(32)내에서 진행되기 때문에 세정부(32)가 쉽게 더러워지고, 노즐(13)에 이물질이 점착됨으로써 오히려 더러워질 수도 있다는 문제가 유발된다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 아이들링 모드의 대기과정에서, 노즐에 PR이 말라 붙거나, 대기부가 오염되는 것을 방지할 수 있는 비회전식 PR 코팅장치의 노즐 세정유닛 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 비회전식 PR 코팅장치의 노즐 세정유닛은, 주행세정기의 작동을 통해 노즐을 세정하는 세정부와, 상기 노즐 선단의 PR을 제거하는 프라이밍 롤러와, 아이들링 모드에서 노즐이 대기하는 대기부를 포함하며; 상기 대기부에 노즐 선단의 PR 마름을 방지하기 위한 세정액이 충진되며, 상기 노즐과 일정간격 이격되는 시임이 구비되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
상기 시임은 탈착 가능한 구조로 대기부에 장착되며, 상기 세정부를 작업자에게 가장 가까운 곳에 배치하거나, 상기 대기부를 작업자에게 가장 가까운 곳에 배치할 수 있다.
상기 프라이밍 롤러는 PR을 분사(dispense)하며, 상기 프라이밍 롤러가 상기 PR을 분사(dispense)하는 동안 상기 노즐과 근접하여 이격(proximity)된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 4부터 도 5b까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 비회전식 PR 코팅장치의 세정유닛(40)은, 주행세정기(미도시)의 작동을 통해 노즐(12)(도 5a,5b 참조)을 세정하는 세정부(42)와, PR 분사(dispense)시 노즐(12) 선단의 PR을 제거하는 프라이밍 롤러(44)와, 아이들링 모드에서 노즐(12)이 대기하는 대기부(46)를 포함하여 이루어지는데, 상기 대기부(46)에는 노즐(12) 선단의 PR 마름을 방지하기 위한 세정액(D)이 충진되고, 상기 대기부(46)의 세정액(D)에 침잠하여 대기상태의 노즐(12)과 일정간격 이격되는 시임(47)이 구비된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 아이들링 모드에서 코팅과정을 마친 노즐(12)이 세정과정, 준비과정을 마친 다음, 세정액(D)이 충진된 대기부(46)로 유입되어 세정액(D)과 일정간격을 유지한 상태에서 대기과정을 거치게 된다.
대기과정에서는 도 5a에 나타난 것과 같이 노즐(12)의 선단과 세정액(D)에 침잠되어 있는 시임(47)은 일정간격을 유지하게 되는데, 이때 세정액(D)은 시임(47)을 중심으로 증발하게 되고, 상기 시임(47) 상부에 일정간격 이격된 노즐(12) 선단의 PR이 건조해지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 세정과정 후 프라이밍 롤러(44)에서 PR을 분사(dispense)하게 되는데, 이때 프라이밍 롤러(44)와 노즐(12)은 일정 간격을 유지하므로 노즐(12) 선단에서의 PR 맺힘이 방지된다.
그리고, 본 실시예에 따르면 상기 시임(47)이 탈착 가능한 구조로 대기부(46)에 장착되는데, 이러한 시임(47)의 탈착 가능구조에 의하면 도 5b에 나타난 것과 같이 사이즈 등이 다른 노즐(14)을 적용하여 시임(47)의 사용이 불필요하게 되는 경우, 시임(47)을 분리함으로써 대기부(46)에서 세정액(D)을 이용한 노즐(13)의 디핑 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 실시예에서는, 작업자에게 가까운 곳으로부터 대기부(46), 세정부(42), 프라이밍 롤러(44) 순으로 비회전식 PR 코팅장치의 세정유닛(40)을 구성할 수도 있다. 이러한 구성에서는 대기부(46)를 작업자에 가까운 위치에 구성함으로써, 작업자가 대기부에서의 공정 이상 유무를 확인하기 용이하고, 공정 조건을 변경하기도 쉬운 장점이 있다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, PR 코팅과정에서 노즐의 대기 시 노즐외부에 PR이 말라붙거나, 노즐내에 고인 PR이 굳어서 재차 이루어지는 PR 분사작동에 문제가 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 변화와 변형은 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해 알 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 PR 코팅장치에 의하면 아이들링 모드의 대기과정에서 노즐이 세정액에 디핑되기 때문에 종래 비회전식 PR 코팅장치의 노즐 세정유닛에서와 같이, 디핑된 노즐의 외부에 PR이 말라붙어서 노즐 세정작업이 제대로 이루어지지 않거나, 대기부에 충진된 PR이 굳어서 노즐과 트러블을 일으키는 등의 문제가 발생하지 않게 된다.
또한, 세정부와 대기부가 분리구성되기 때문에 종래 비회전식 코팅장치의 세정유닛에서처럼, 세정과정, 디스펜스과정, 대기과정이 하나의 세정부내에서 진행되어 세정부가 쉽게 더러워지고, 노즐에 이물질이 점착되는 현상이 발생하지 않게 된다.
그러므로, 본 발명에 의하면 PR 코팅과정에서의 작업효율 및 정밀도를 높여 액정모듈의 생산성 및 상품성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 비회전식 PR 코팅장치의 노즐 세정유닛 및 노즐에 의한 코팅과정을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래 비회전식 PR 코팅장치에 적용되는 노즐 세정유닛의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3은 종래 회전식 PR 코팅장치에 적용되는 노즐 세정유닛의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비회전식 PR 코팅장치에 적용되는 노즐 세정유닛의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 5a, 5b는 본 발명의 실시예에 따른 노즐 세정유닛에 의한 노즐의 대기과정을 나타낸 상태도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비회전식 PR 코팅장치에 적용되는 노즐 세정유닛과 노즐을 나타낸 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
40: 세정유닛 42: 세정부
44: 프라이밍 롤러 46: 대기부
47: 시임 D: 세정액

Claims (6)

  1. 주행세정기의 작동을 통해 노즐을 세정하는 세정부와,
    상기 노즐 선단의 포토레지스트를 제거하는 프라이밍 롤러와,
    아이들링 모드에서 상기 노즐이 대기하고, 상기 노즐 선단의 포토레지스트 마름을 방지하기 위한 세정액이 충진되고, 상기 노즐과 일정간격 이격되는 시임이 구비된 대기부
    를 포함하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시임은 탈착 가능한 구조로 대기부에 장착되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세정부는 작업자에게 가장 가까운 곳에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대기부는 작업자에게 가장 가까운 곳에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프라이밍 롤러는 PR을 분사(dispense)하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프라이밍 롤러가 상기 PR을 분사(dispense)하는 동안 상기 노즐과 근접하여 이격(proximity)되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치의 노즐 세정유닛.
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