KR20090015413A - 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치 - Google Patents

평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치 Download PDF

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KR20090015413A
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slit nozzle
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gas
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chemical liquid
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박종모
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세메스 주식회사
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Abstract

평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치는, 기판의 표면으로 약액을 토출하는 토출구를 가지는 슬릿 노즐의 내부와 토출구를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 슬릿 노즐 내부와 토출구에 잔존하는 약액을 제거하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급부 및 슬릿 노즐에 연결되며 세정액과 가스를 슬릿 노즐의 내부로 공급하는 복수의 세정액 공급 라인을 포함한다.
기판, 슬릿 노즐, 약액, 토출

Description

평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치 {Apparatus for cleaning slit nozzle used in manufacturing flat panal display devices}
본 발명은 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정액 공급부 이외에도 가스 공급부를 구비하여 세정 공정의 효율성을 높일 수 있는 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치에 관한 것이다.
최근 영상을 표현하는 표시장치로서 액정 디스플레이(LCD) 소자와 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 소자 등이 종래의 브라운관(CRT)을 빠른 속도로 대체하여 오고 있다. 이러한 것들은 흔히 평판표시장치(FPD, Flat Panel Display)라고 불리우는 기판을 사용하고 있다.
평판표시장치를 제작하기 위해서는 기판 제작 공정, 셀 제작 공정, 모듈 제작 공정 등의 많은 공정을 수행하여야 한다. 특히, 기판 제작 공정에 있어서, 기판 상의 각종 패턴(Pattern)들을 형성하기 위해서는 세정 공정을 시작으로 통상 포토리소그래피(Photolithography) 기술을 적용한다.
포토리소그래피 기술은 기판에 형성된 막질에 감광액인 포토레지스트를 도포(Photoresist coating)하는 단계와, 상기 포토레지스트의 용제를 휘발시키기 위 해 포토레지스트를 건조(Photoresist solvent drying)하는 단계와, 비교적 저온의 온도에서 상기 포토레지스트를 소프트 베이킹(Soft baking)시키는 단계와, 상기 포토레지스트에 포토 마스크를 씌운 후 포토 마스크에 형성된 패턴대로 포토레지스트막을 노광(Exposure)시키는 단계와, 노광된 포토레지스트막을 현상(Develop)하는 단계와, 비교적 고온의 온도에서 상기 현상된 포토레지스트를 하드 베이킹(Hard baking)하는 단계와, 상기 포토레지스트막 사이로 노출된 막질을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어진다.
도 1은 일반적인 평판표시장치 제조용 약액 도포 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
평판표시장치 제조용 약액 도포 장치는 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼와 같은 평판 기판에 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광액을 슬릿 노즐을 이용하여 도포하는 기판 처리 장치이다. 슬릿 코터(Slit Coater) 장비는 이러한 약액 도포 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 평판표시장치 제조용 약액 도포 장치(1)는 슬릿 노즐(Slit nozzle, 30) 및 약액 공급부(40)를 포함한다.
슬릿 코터를 이용하여 기판에 약액을 도포하는 경우, 도포 공정 사이의 대기 시간 동안 슬릿 노즐과 공기와의 접촉에 의해 슬릿 노즐에 잔존하는 약액이 굳는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 슬릿 노즐을 장시간 사용하지 않을 때에도 마찬가지로 발생한다. 이러한 상태로 도포 공정을 진행하면 굳어진 약액에 의해 균일한 도포가 이루어지지 않아 도포 공정에 불량이 발생하게 된다. 따라서, 슬릿 노즐을 보관하는 경우 슬릿 노즐의 내부 및 토출구를 세정할 수 있는 장치가 필요하다.
도 2는 종래의 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
종래의 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치(2)는 슬릿 노즐(20)에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(40)와 슬릿 노즐(20)을 세정액(45)에 침수시킬 수 있는 세정 용기(50)로 구성되어 있었다. 도포 공정 사이의 대기 시간이나 슬릿 노즐(20)을 장시간 사용하지 않을 때에는 세정액 공급부(40)로부터 세정액을 슬릿 노즐(20)에 공급하여 토출구(21)를 통해 토출함으로써 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)를 세정할 수 있었다. 또한, 슬릿 노즐(20)의 토출구(21) 및 측면부(22)를 세정하기 위해 슬릿 노즐(20)을 세정액(45)이 담긴 세정 용기(50)에 침수시켜 보관하였다.
그러나, 종래의 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 슬릿 노즐의 세정 장치(2)의 경우, 슬릿 노즐(20) 내부의 약액이 굳어 토출구(21)가 막히는 현상을 방지하기 위해 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)를 세정할 때에 슬릿 내부(20)의 내부 및 토출구(21)에 잔존하는 약액을 제거하기 위해서는 많은 시간과 대량의 세정액이 필요하였다.
또한, 약액이 완전히 제거되지 않은 경우도 발생하여 슬릿 노즐(20)을 분해하여 세정을 따로 해줘야 하는 불편함이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세정액을 공급하는 세정액 공급부 이외에도 가스를 함께 공급하는 가스 공급부를 추가 설치하여 세정 작업을 함으로써 세정액의 소모량을 줄이고 세정 공정 시간을 단축하여 세정 공정의 효율성을 증가시키는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치는, 기판의 표면으로 약액을 토출하는 토출구를 가지는 슬릿 노즐의 내부와 상기 토출구를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 상기 슬릿 노즐 내부와 상기 토출구에 잔존하는 상기 약액을 제거하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 슬릿 노즐에 연결되며 상기 세정액과 상기 가스를 상기 슬릿 노즐의 내부로 공급하는 복수의 세정액 공급 라인을 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 세정액을 공급하는 세정액 공급부 이외에도 가스를 함께 공급하는 가 스 공급부를 추가 설치하여 세정 작업을 함으로써 세정액의 소모량을 줄이고 세정 공정 시간을 단축하는 것이다.
둘째, 슬릿 노즐의 내부와 토출부에 잔존하는 약액 또는 이물질을 효율적으로 제거함으로써 기판 상에 균일한 도포를 할 수 있으므로, 불량 발생을 최소화하고 도포 공정의 안정성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 1을 참조하여, 일반적인 평판표시장치 제조용 약액 도포 장치에 대하여 간략히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 평판표시장치 제조용 약액 도포 장치(1)는 기판(10) 상에 약액을 도포하는 슬릿 노즐(20)(Slit nozzle, 20) 및 슬릿 노즐(20)에 약액을 공급하는 약액 공급부(30)를 포함한다.
약액 공급부(30)는 약액을 보관하고 공급하는 약액 공급원(31)과, 약액 공급원(31)에 연결되어 약액을 전달하는 배관(32)과, 약액의 공급량을 조절하는 밸브(33) 및 슬릿 노즐(20)와 배관(32) 사이에 연결되어 약액을 슬릿 노즐(20)에 공급하는 약액 공급 라인(34)을 포함한다.
약액 공급원(31)은 기판(10)의 표면에 도포될 약액, 즉 감광액(Photoresist)을 보관하고 있다.
배관(32)은 약액을 전달하는 경로로서, 약액 공급량 조절용의 밸브(33)를 구비할 수 있다. 그리고 배관(32)은 약액 공급원(31)으로부터 다수의 약액 공급 라인(34)을 통해 슬릿 노즐(20)과 연결되며, 약액 공급 라인(34)을 통해 슬릿 노즐(20) 전체로 약액을 균일하게 공급한다. 약액 공급 라인(34)은 예를 들어, PFA(Perfluoroalkoxy) 튜브 등으로 형성될 수 있으며, 배관(32)으로부터 공급되는 약액을 슬릿 노즐(20)로 빠르고 균일하게 공급하기 위하여 다수개가 구비될 수 있다.
슬릿 노즐(20)은 반도체 제조 공정 또는 평판표시장치 제조 공정에 있어서 기판(10)의 폭 방향에 대응하여 길게 형성된 노즐을 통해 약액을 기판(10) 표면에 균일하게 도포하는 슬릿(Slit) 방식의 도포 장치에 사용된다. 약액 도포 장치(1)는 기판(10) 표면에 약액을 균일하게 도포하기 위하여 약액의 유량 또는 유속의 차이를 두고 있는 하나 이상의 슬릿 노즐(20)을 구비할 수 있다.
슬릿 노즐(20)의 일측에는 구동부(도시되지 않음)가 연결되며, 구동부에 의하여 슬릿 노즐(20)은 일방향으로 이동하면서 기판(10) 상에 약액을 균일하게 분사하게 된다.
도시되지는 않았으나, 일반적으로 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐(20)은 제1 몸체부와, 제2 몸체부와, 토출구(21) 및 벤트부로 구성되어 있다.
제1 몸체부와 제2 몸체부는 기판(10)의 폭 방향으로 길게 형성되며, 제1 몸체부와 제2 몸체부의 결합에 의해 약액이 토출되는 토출구(21)를 형성하게 된다. 제1 몸체부 또는 제2 몸체부의 일측에는 약액이 공급되는 복수의 공급구가 일정 간격으로 형성되어 있다. 일반적으로 토출구(21)의 폭은 약 1~3 mm로 형성된다. 벤트부는 슬릿 노즐(20)로 공급되는 약액 내부의 기포를 제거하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치(100)는, 세정액 공급부(110) 및 가스 공급부(120)를 포함한다.
세정액 공급부(110)는 기판의 표면으로 약액을 토출하는 토출구(21)를 가지는 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)를 세정하는 세정액을 공급한다.
세정액 공급부(110)는 세정액을 보관하고 공급하는 세정액 저장부(111)와, 세정액 저장부(111)에 연결되어 세정액을 전달하는 세정액 공급관(112)과, 세정액 의 공급량을 조절하는 세정액 제어 밸브(113)를 포함한다.
가스 공급부(120)는 슬릿 노즐(20) 내부 및 토출구(21)의 약액을 제거하는 가스를 공급한다. 즉, 가스 공급부(120)는 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액과 함께 슬릿 노즐(20) 내부와 토출구(21)에 잔존하는 약액 및 오염 물질 등을 제거하는 역할을 한다.
가스 공급부(120)는 가스를 보관하고 공급하는 가스 저장부(121)와, 가스 저장부(121)에 연결되어 가스를 전달하는 가스 공급관(122)과, 가스의 공급량을 조절하는 가스 제어 밸브(123)를 포함한다. 바람직하게는, 가스로 공기(Air)가 사용될 수 있다.
세정액 공급부(110)로부터 세정액과 가스 공급부(120)로부터 가스는 동시에 또는 순차적으로 공급할 수 있다. 바람직하게는, 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액을 이용하여 슬릿 노즐(20)의 내부와 토출구(21)의 약액을 제거한 후, 가스 공급부(120)로부터 가스를 공급하여 남은 약액이나 오염 물질을 제거할 수 있다. 또는, 세정액과 가스를 동시에 공급하여 슬릿 노즐(20)의 내부와 토출구(21)의 약액을 제거할 수도 있다. 즉, 세정액 제어 밸브(113)와 가스 제어 밸브(123)를 이용하여 세정액과 가스의 공급량이나 공급 순서를 제어함으로써 세정 효과를 높일 수 있다. 세정액과 가스의 공급량, 공급 순서 등은 당업자에 의해 변경이 가능하다.
종래에는 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)를 세정할 때에 슬릿 내부(20)의 내부 및 토출구(21)에 잔존하는 약액을 제거하기 위해서는 많은 시간과 대량의 세정액이 필요하였다. 또한, 약액이 완전히 제거되지 않은 경우도 발생하여 슬릿 노즐(20)을 분해하여 세정을 따로 해줘야 하는 불편함이 있었다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 노즐의 세정 장치에 따르면, 세정액을 공급하는 세정액 공급부(110) 이외에도 가스를 함께 공급하는 가스 공급부(120)를 추가 설치하여 세정 작업을 함으로써 세정액의 소모량을 줄이고 세정 공정 시간을 단축할 수 있으므로, 세정 공정의 효율성을 높일 수 있다.
복수의 세정액 공급 라인(130)은 슬릿 노즐(20)에 연결되며 세정액과 가스를 슬릿 노즐(20) 내부로 공급한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 노즐의 세정 장치의 세정액 공급 라인(130)은 세정액 공급부(110)의 세정액 공급 라인(130)과 가스 공급부(120)의 가스 공급 라인(122)에 연결되어 있다. 종래의 슬릿 노즐의 세정 장치의 경우, 하나의 세정액 공급 라인(130)이 슬릿 노즐(20)의 중앙부에 연결되어 있어서, 슬릿 노즐(20)의 양 끝단부에까지 세정액이 미치지 못하는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 노즐의 세정 장치의 경우, 복수의 세정액 공급 라인(130)을 구비하여 슬릿 노즐(20) 내부의 전 영역에 대해 세정 작업이 이루어질 수 있다.
복수의 세정액 공급 라인(130)은 슬릿 노즐(20)의 길이 방향으로 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다. 세정액 공급 라인(130)의 개수는 슬릿 노즐(20)의 길이, 세정액 또는 가스의 유량 등의 조건에 따라 결정될 수 있다.
세정 용기(140)는 슬릿 노즐(20)의 토출구(21) 및 측면부(22)를 세정하기 위해 슬릿 노즐(20)을 침수시킬 수 있는 세정액(141)을 담고 있다. 세정액 공급 부(110)로부터 슬릿 노즐(20)로 공급되는 세정액과 가스 공급부(120)로부터 슬릿 노즐(20)로 공급되는 가스를 통해 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)에 잔존하는 약액을 세정하고 난 후, 슬릿 노즐(20)을 세정 용기(140)에 침수시켜 슬릿 노즐(20)의 토출구(21)에 잔존하는 약액을 제거함과 동시에 슬릿 노즐(20)의 측면부(22)에 잔존하는 약액을 제거하게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치는 세정액 공급부(110)와, 가스 공급부(120) 및 혼합 공급부(150)를 포함한다.
혼합 공급부(150)는 세정액 공급부(110)와 가스 공급부(120)를 연결하는 혼합부(153)를 가지며 세정액과 가스를 혼합하여 복수의 세정액 공급 라인(130)에 공급하는 역할을 하게 된다. 즉, 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액과 가스 공급부(120)로부터 공급되는 가스를 혼합부(153)에서 먼저 혼합하여 복수의 세정액 공급 라인(130)으로 공급하게 된다. 혼합부(153)로는 밸브가 사용될 수 있다.
혼합 공급부(150)는 혼합부(153) 이외에도 혼합부(153)에 연결되어 세정액과 가스를 전달하는 공급 라인(151)과 세정액과 가스의 공급량을 조절하는 제어 밸브(152)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
기판에 대한 도포 공정을 마친 슬릿 노즐(20)은 구동부(도시되지 않음)에 의해 세정 장치가 있는 위치로 이송된다.
먼저, 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액과 가스 공급부(120)로부터 공급되는 가스를 복수의 세정액 공급 라인(130)을 통해 슬릿 노즐(20)의 내부로 공급하게 된다. 따라서, 세정액과 가스를 이용하여 먼저 슬릿 노즐(20)의 내부 및 토출구(21)에 잔존하는 약액을 세정하게 된다.
바람직하게는, 세정액 공급부(110)로부터 공급되는 세정액을 이용하여 슬릿 노즐(20)의 내부와 토출구(21)의 약액을 제거한 후, 가스 공급부(120)로부터 가스를 공급하여 남은 약액이나 오염 물질을 제거할 수 있다. 그러나, 세정액과 가스를 동시에 공급하여 슬릿 노즐(20)의 내부와 토출구(21)의 약액을 제거할 수도 있다. 세정액과 가스의 공급 순서는 제어 밸브들(113, 123)을 통해 변경이 가능하다.
다음으로, 슬릿 노즐(20)의 내부와 토출구(21)의 세정을 마친 슬릿 노즐(20)을 세정액을 담고 있는 세정 용기(140)에 침수시킨다. 이를 통해 슬릿 노즐(20)의 토출구(21)에 잔존하는 약액을 제거함과 동시에 슬릿 노즐(20)의 측면부(22)에 잔존하는 약액을 제거하게 된다. 세정 용기(140)를 이용한 세정 공정은 경우에 따라서는 생략이 가능하다.
상기와 같은 세정 공정을 마친 슬릿 노즐(20)은 다음 기판에 대하여 도포 공정을 진행할 수 있다.
본 실시예에서 기판(10)은 평판표시장치(FPD, Flat Panel Display)를 제조하기 위한 것으로 직사각형의 평판이며, 평판표시장치는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), 또는 ELD(Electro Luminescence Display) 일 수 있다. 또는, 기판(10)은 반도체 칩 제조에 사용되는 웨이퍼(wafer)일 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 평판표시장치 제조용 약액 도포 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 기판 20: 슬릿 노즐
100: 슬릿 노즐의 세정 장치
110: 세정액 공급부 120: 가스 공급부
130: 세정액 공급 라인 140: 세정 용기
150: 혼합 공급부

Claims (5)

  1. 기판의 표면으로 약액을 토출하는 토출구를 가지는 슬릿 노즐의 내부와 상기 토출구를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정액 공급부;
    상기 슬릿 노즐 내부와 상기 토출구에 잔존하는 상기 약액을 제거하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 슬릿 노즐에 연결되며 상기 세정액과 상기 가스를 상기 슬릿 노즐의 내부로 공급하는 복수의 세정액 공급 라인을 포함하는 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬릿 노즐의 토출구와 측면부를 세정하기 위해 상기 슬릿 노즐을 침수시킬 수 있는 세정액을 담고 있는 세정 용기를 더 포함하는 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세정액과 상기 가스는 동시에 또는 순차적으로 공급되는 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세정액 공급부와 상기 가스 공급부를 연결하는 혼합부를 구비하고 상기 세정액과 상기 가스를 혼합하여 상기 복수의 세정액 공급 라인에 공급하는 혼합 공급부를 더 포함하는 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가스는 공기인 평판표시장치 제조용 슬릿 노즐의 세정 장치.
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