KR20060006540A

KR20060006540A - 포토레지스트 코팅 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060006540A
Application number: KR1020040055620A
Authority: KR
Inventors: 정상기; 아마리히로시; 오세준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-01-19

Abstract

포토레지스트 코팅 장치 및 방법이 제공된다. 포토레지스트 코팅 방법은, 먼저, 코팅 다이의 일측이 기판으로부터 비드 갭을 유지하고, 코팅 다이의 타측이 비드 갭보다 상승된 갭을 유지하도록 코팅 다이 구동부를 조절한다. 다음, 코팅 다이의 다이립으로부터 포토레지스트를 토출시키면서 코팅 다이의 타측을 비드 갭만큼 하강시켜 기판 상에 비드를 형성한다. 이어, 코팅 다이를 수평 방향으로 이동시켜 기판 전면에 포토레지스트를 코팅한다.

포토레지스트, 코팅 다이, 다이립

Description

포토레지스트 코팅 장치 및 방법{Apparatus for coating photoresist and coating method for the same}

도 1은 긴 슬릿 형태의 다이립을 갖는 코팅 다이를 사용하여 감광액을 글래스 상에 도포하는 동작을 설명하는 상태도이다.

도 2는 도 1의 코팅 다이로부터 비드(Bead)가 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 장치의 구조 및 동작을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 방법에 따라 비드를 형성하기 위한 코팅 다이의 움직임을 설명하기 위한 포토레지스트 코팅 장치의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 방법에 따라 비드가 형성된 상태를 나타낸 포토레지스트 코팅 장치의 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 글래스 200: 코팅 다이

210: 다이립 310: 제1 모터

320: 제2 모터

본 발명은 포토레지스트 코팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치용 컬러 필터 기판 등을 제조하기 위한 포토레지스트 코팅시에 사용되는 포토레지스트 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 어레이(TFT array)가 형성된 박막 트랜지스터 기판과 빛의 삼원색인 적, 녹, 청의 색화소 필터층이 형성된 컬러 필터 기판을 포함하여 구성된다.

상기 컬러 필터 기판 형성시에, 상기 색화소 필터층을 형성하기 위한 포토레지스트 박막을 도포하는 방법에는 여러가지가 있다. 상기 포토레지스트 박막을 도포하는 방법중에, 스핀 코터(Spin coater)를 이용한 스핀 코팅 방식과 긴 슬릿 형태의 다이립(die lip)을 갖는 코팅 다이(coating die)를 이용한 코팅 방법 등이 많이 사용되고 있다.

상기 스핀 코팅 방식은, 상기 컬러 필터 기판이 형성될 글래스를 빠르게 회전시키고, 상기 회전되는 글래스 상부 중앙에 위치하는 노즐로부터 포토레지스트 액을 토출시켜, 상기 토출된 포토레지스트 액이 글래스의 표면 장력에 의해 글래스 전면에 코팅되도록 하는 방식이다.

다음은, 상기 긴 슬릿 형태의 다이립을 갖는 코팅 다이를 이용한 종래 기술에 따른 코팅 방법을 설명한다.

도 1은 긴 슬릿 형태의 다이립을 갖는 코팅 다이를 사용하여 감광액을 글래스 상에 도포하는 동작을 설명하는 상태도이고, 도 2는 도 1의 코팅 다이로부터 비드(Bead)가 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.

여기서, 상기 비드(Bead)는 글래스 상에 포토레지스트를 코팅하기 위하여 상기 코팅 다이가 처음 위치하는 글래스의 한쪽 끝부분에 최초로 포토레지스트가 토출되어 형성된 포토레지스트 스트립을 의미한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 코팅 다이(20)를 글래스(10) 상에 일정한 갭(a)을 두고 위치하도록 한 다음, 상기 코팅 다이(20)에 형성된 상기 긴 슬릿 형태의 다이립(21)을 통해 포토레지스트 액(30)이 토출되도록 한다. 상기 다이립(21)을 통해 포토레지스트 액(30)이 토출되어 상기 글래스(10) 상에 비드(bead)를 형성하고, 이어, 상기 코팅 다이(20)를 수평 방향으로 이동시켜, 글래스(10) 상에 상기 일정한 갭(a) 만큼의 두께로 포토레지스트 박막이 코팅되도록 한다.

한편, 상기 코팅 다이(20)와 상기 글래스(10) 사이의 갭(a)은 상기 코팅 다이(20)에서 처음 토출되어 형성된 비드(bead)의 두께를 결정하게 되어 비드 갭(bead gap) 이라고도 한다.

글래스(10) 전면에 포토레지스트를 코팅하기 위한 처음 비드 형성시에 상기 비드의 균일성 정도가 후의 글래스 전면에 코팅된 감광막의 균일도에 큰 영향을 미친다.

상기 비드의 불균일은 글래스 전면에 감광액이 도포되었을 때, 전체적인 줄 얼룩이 나타나는 문제점이 있었다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 처음 비드 형성시에, 포토레지스트 액(30)이 많이 토출된 부분과 적개 토출되는 부분이 발생될 수 있었다. 이에 따라 불균일한 비드가 형성되고, 글래스 전면에 나타나는 포토레지스트 코팅 상태는 도 1에서와 같은 줄얼룩을 유발하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 처음 비드 형성시, 균일한 비드를 형성하도록 하는 포토레지스트 코팅 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 처음 비드 형성시에 균일한 비드가 형성되도록 하여 기판 상에 코팅되는 포토레지스트 박막이 균일하게 형성되도록 하는 포토레지스트 코팅 방법을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 장치는, 외부로부터 유입된 포토레지스트를 저장하는 코팅 다이와, 상기 포토레지스트를 토출하도록 상기 코팅 다이의 일변 방향으로 형성되어 긴 슬릿 형상을 가지는 다이립과, 상기 코팅 다이의 상기 일변 방향 양쪽에 각각 위치하는 제1 및 제2 구동 수단을 포함하며, 상기 제1 구동 수단은 상기 코팅 다이의 일측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하고, 상기 제2 구동 수단은 상기 코팅 다이의 타측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하도록 구성된 코팅 다이 구동부를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제1 및 제2 구동 수단은 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 펄스 모터인 것이 바람직하다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 방법은, 먼저, 코팅 다이의 일측이 기판으로부터 소정의 비드 갭을 유지하고, 상기 코팅 다이의 타측이 상기 비드 갭보다 상승된 갭을 유지하도록 상기 코팅 다이 구동부를 조절한다. 다음, 상기 코팅 다이의 다이립으로부터 포토레지스트를 토출시키면서 상기 코팅 다이의 타측을 상기 비드 갭만큼 하강시켜 기판 상에 비드를 형성한다. 이어, 상기 코팅 다이를 수평 방향으로 이동시켜 기판 전면에 포토레지스트를 코팅한다.

이때, 상기 코팅 다이 구동부는 상기 코팅 다이의 일측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하는 제1 구동 수단과, 상기 코팅 다이의 타측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하는 제2 구동 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 비드 갭은 40mm 내지 100mm 인 것이 바람직하다.

이때, 상기 코팅 다이의 타측을 상기 기판으로부터 50mm 내지 200mm 높이 만큼 높게 유지하도록 상기 코팅 다이 구동부를 조절할 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. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 장치의 구조 및 동작을 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 장치는, 코팅 다이(200), 다이립(210), 코팅 다이 구동부(310, 320)를 포함한다.

상기 코팅 다이(200)는 외부로부터 유입된 포토레지스트(PR: Photoresist)를 저장하며, 상기 저장된 포토레지스트를 상기 다이립(210)을 통하여 토출시킴으로서 코팅하고자하는 글래스(100) 전면에 균일하게 포토레지스트가 토출되어 코팅되도록 한다.

상기 다이립(210)은 상기 코팅 다이(200) 하부에 형성된 슬릿 형상의 개구부로서, 상기 코팅 다이(200)의 일변 방향, 예컨대 장변 방향으로 길게 슬릿 모양으로 형성되어 있다.

상기 코팅 다이 구동부(310, 320)는 상기 코팅 다이(200)의 상기 장변 방향 위치의 양쪽에 각각 위치하는 제1 및 제2 모터(310, 320)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 모터(310)는 상기 코팅 다이(200)의 좌측부에 위치하여 상 기 코팅 다이(200)의 좌측 끝부분이 수직 방향인 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공한다. 또한, 상기 제2 모터(320)는 상기 코팅 다이(200)의 우측부에 위치하여 상기 코팅 다이(200)의 우측 끝부분이 수직 방향인 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 모터는 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸어주는 펄스 모터(Pulse motor)로서 상기 코팅 다이(200)를 수직 방향으로 움직이도록 동력을 제공하는 역할을 수행한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 코팅 다이(200)를 수직 방향으로 움직이는 수단으로서 펄스 모터를 예로 들어 설명하였으나, 모터가 아닌 다른 구동 수단에 의해 상기 코팅 다이(200)가 움직이도록 할 수 있음은 물론이다.

다음은, 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 장치를 이용한 포토레지트 코팅 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 방법에 따라 비드를 형성하기 위한 코팅 다이의 움직임을 설명하기 위한 포토레지스트 코팅 장치의 개략도이고. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 방법에 따라 비드가 형성된 상태를 나타낸 포토레지스트 코팅 장치의 개략도이다.

상기 포토레지스트 코팅 장치를 사용하여 글래스(100) 전면에 포토레지스트 코팅을 수행하고자 할 경우, 먼저 비드(Bead)를 형성한 후 상기 비드를 시작으로 수평방향으로 상기 코팅 다이(200)를 움직여, 글래스(100) 전면에 포토레지스트의 도포가 이루어지도록 한다. 이때, 상기 비드는 상기 다이립(210)으로부터 처음 토 출된 포토레지스트 스트립으로서, 상기 비드가 얼마나 균일하게 형성되었는지의 여부에 따라 이후에 형성될 포토레지스트 박막의 균일도에 영향을 미치게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 코팅 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 코팅 다이(200)의 좌측부가 비드 갭(Bead gap)을 유지하고, 상기 코팅 다이(200)의 우측부가 비드 갭보다는 상승된 갭을 유지하도록 상기 코팅 다이 구동부(310, 320)를 조절한다. 여기서, 비드 갭은 상기 비드(Bead)의 두께를 결정하는 것으로, 상기 글래스(100)와 상기 코팅 다이(200) 사이의 갭으로 정의된다. 상기 비드 갭은 상기 비드의 두께가 되며 또한, 이후에 형성될 포토레지스트 박막의 두께가된다.

구체적으로, 상기 제1 모터(310)를 동작시켜 상기 코팅 다이(200)의 좌측부가 비드 갭으로 40mm를 유지하도록 한다. 이어, 상기 제2 모터(320)를 동작시켜 상기 코팅 다이(200)의 우측부가 상기 비드 갭보다는 상승된 갭으로 50mm ~ 100mm 정도 유지하도록 조절한다. 한편, 상기 비드 갭은 40mm ~ 100mm의 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 코팅 다이(200)의 우측부의 갭도 상기 비드 갭보다 상승된 갭으로 유지시키는 것이 바람직하다.

다음, 상기 코팅 다이(200)의 다이립(210)으로부터 포토레지스트를 토출시키면서 이와 동시에 상기 코팅 다이(200)의 우측부를 상기 비드 갭인 40mm 만큼 하강시켜 글래스(100) 상에 비드를 형성하도록 한다.

이어, 상기 코팅 다이(200)를 수평 방향으로 이동시켜 상기 글래스(100) 전면에 포토레지스트 코팅이 이루어지도록 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 코팅 다이(200)의 좌측부를 비드 갭으로 유지시키고 상기 우측부를 상기 비드 갭보다 상승된 갭으로 유지시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 우측부를 비드 갭으로 유지시키고 상기 좌측부를 비드 갭보다 상승된 갭으로 유지시키는 방법으로도 적용시킬 수 있다.

그러므로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 비드 형성시에 상기 코팅 다이(200)의 일측을 비드갭으로 유지하고 타측은 비드갭보다 높은 갭을 유지하도록 한 다음에, 포토레지스트가 토출됨과 동시에 상기 타측의 갭을 비드갭으로 하강시키도록 하였다.

이에 따라, 형성되는 비드의 두께를 균일하게 할 수 있고, 비드형성시 유발될 수 있었던 기포 발생을 방지하여, 이후에 형성될 포토레지스트 박막이 균일하게 형성되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 글래스 상에 포토레지스트를 코팅하는 방법을 예로 들어 설명하였으나, 상기 글래스 뿐만 아니라, 다양한 물질로 이루어진 절연 기판 또는 도전 기판 등에도 상기 포토레지스트 코팅 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 처음 비드 형성시에 균일한 비드가 형 성되도록 하여 기판 상에 코팅되는 포토레지스트 박막이 균일하게 형성되도록 할 수 있다.

Claims

외부로부터 유입된 포토레지스트를 저장하는 코팅 다이;

상기 포토레지스트를 토출하도록 상기 코팅 다이의 일변 방향으로 형성되어 긴 슬릿 형상을 가지는 다이립; 및

상기 코팅 다이의 상기 일변 방향 양쪽에 각각 위치하는 제1 및 제2 구동 수단을 포함하며, 상기 제1 구동 수단은 상기 코팅 다이의 일측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하고, 상기 제2 구동 수단은 상기 코팅 다이의 타측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하도록 구성된 코팅 다이 구동부를 포함하는 포토레지스트 코팅 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 구동 수단은 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 펄스 모터로 구성된 포토레지스트 코팅 장치.
코팅 다이의 일측이 기판으로부터 소정의 비드 갭을 유지하고, 상기 코팅 다이의 타측이 상기 비드 갭보다 상승된 갭을 유지하도록 상기 코팅 다이 구동부를 조절하는 제1 단계;

상기 코팅 다이의 다이립으로부터 포토레지스트를 토출시키면서 상기 코팅 다이의 타측을 상기 비드 갭만큼 하강시켜 기판 상에 비드를 형성하는 제2 단계; 및

상기 코팅 다이를 수평 방향으로 이동시켜 기판 전면에 포토레지스트를 코팅하는 제3 단계를 포함하는 포토레지스트 코팅 방법.
제3항에서,

상기 코팅 다이 구동부는 상기 코팅 다이의 일측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하는 제1 구동 수단과, 상기 코팅 다이의 타측이 상하 방향으로 움직이도록 동력을 제공하는 제2 구동 수단을 포함하는 포토레지스트 코팅 방법.
제4항에서,

상기 비드 갭은 40mm 내지 100mm 인 포토레지스트 코팅 방법.
제5항에서,

상기 제1 단계에서,

상기 코팅 다이의 타측을 상기 기판으로부터 50mm 내지 200mm 높이 만큼 높게 유지하도록 상기 코팅 다이 구동부를 조절하는 포토레지스트 코팅 방법.