KR20130058835A - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패터닝을 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing patterning.
액정표시장치(LCD: liquid crystal display)는 가장 널리 사용되고 있는 평판디스플레이(FPD: flat panel display)로서, 전극이 형성되어 있는 두 개의 기판 사이에 액정층을 기재된 액정층으로 구성되며, 전극에 전압을 인가하여 액정물질들의 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다. 일반적으로 액정물질을 단순히 기판 사이에 기재하는 것만으로는 이를 정렬시키는 것이 어렵기 때문에 기판의 내벽에는 액정분자를 정렬시키기 위한 배향막이 필수적으로 처리된다.Liquid crystal display (LCD) is the most widely used flat panel display (FPD), and is composed of a liquid crystal layer in which a liquid crystal layer is described between two substrates on which electrodes are formed. It is applied to rearrange the liquid crystal materials to adjust the amount of light transmitted to display an image. In general, it is difficult to align the liquid crystal material simply by describing it between the substrates, so that an alignment film for aligning the liquid crystal molecules is essentially processed on the inner wall of the substrate.
일반적으로 이러한 배향막은 기판에 산화규소(SiOx)와 같이 배향기구를 가지는 무기물이나 폴리이미드(PI: polyimide) 계열의 유기물로 기판에 박막을 형성하고, 이를 경화시킨 뒤 러빙(rubbing)법으로 액정분자의 장축이 가지런히 배향되도록 패턴을 형성하여 제조된다. In general, such an alignment layer is formed of a thin film on the substrate by inorganic or polyimide (PI) -based organic material having an alignment mechanism such as silicon oxide (SiOx) on the substrate, and cured the liquid crystal molecules by rubbing method It is manufactured by forming a pattern so that the major axis of is aligned.
그러나, 이러한 배향막 제조방식은, 러빙처리 시 먼지가 발생하여 표시불량을 유발할 뿐 아니라 정전기가 발생해 박막트랜지스터(TFT: thin film transistor) 회로를 파괴할 수 있어 수율이 저하되는 원인이 되고 있다. 이에 따라 최근에는 종래의 러빙공정을 대체할 수 있는 배향막 제조공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. However, such an alignment film manufacturing method causes dust to occur during the rubbing process, and causes display defects, as well as static electricity, which can destroy a thin film transistor (TFT) circuit, thereby causing a decrease in yield. Accordingly, recently, research on an alignment film manufacturing process that can replace the conventional rubbing process has been actively conducted.
본 발명의 일 과제는 박막에 코팅액을 도포하고, 기판의 손상없이 코팅액에 패턴을 형성하는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a substrate treating apparatus and a substrate treating method for applying a coating liquid to a thin film and forming a pattern in the coating liquid without damaging the substrate.
본 발명의 다른 과제는 기판에 코팅 및 패터닝을 동시에 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a substrate treating apparatus and a substrate treating method for simultaneously coating and patterning a substrate.
본 발명의 또 다른 과제는 전기수력학적으로 기판을 균일하게 도포하고, 패터닝하는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a substrate treating apparatus and a substrate treating method for uniformly applying and patterning a substrate electrodynamically.
행하는 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Tasks to be solved by the present invention are not limited to the above-described problems, and problems that are not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings. There will be.
본 발명은 기판처리장치를 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus.
본 발명의 일 양상에 따른 기판처리장치는, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지의 상부에 배치되고, 코팅액을 토출하는 토출유닛; 상기 스테이지의 상부에 설치되는 몸체 및 상기 몸체의 상기 스테이지에 대향하는 면에 형성되고, 상기 토출된 코팅액에 패턴을 유도하는 침봉을 포함하는 패턴유도유닛; 상기 스테이지를 수평방향으로 이동시키거나 또는 상기 토출유닛 및 상기 패턴유도유닛을 수평방향으로 이동시키는 이송장치; 및 상기 패턴유도유닛에 고전압을 인가하는 전원;을 포함한다.Substrate processing apparatus according to an aspect of the present invention, the substrate is mounted on the stage; A discharging unit disposed above the stage and discharging a coating liquid; A pattern induction unit formed on a body installed on the top of the stage and on a surface of the body opposite to the stage, and including a needle rod for inducing a pattern to the discharged coating liquid; A transfer device for moving the stage in a horizontal direction or for moving the discharge unit and the pattern guide unit in a horizontal direction; And a power source for applying a high voltage to the pattern induction unit.
상기 침봉은, 상기 이동방향과 수직한 방향으로 상기 몸체에 복수 개가 연설될 수 있다. A plurality of needle rods may be spoken to the body in a direction perpendicular to the moving direction.
상기 토출유닛은, 상기 코팅액을 토출하는 복수의 노즐을 포함하고, 상기 복수의 노즐과 상기 복수의 침봉은 상기 이동방향에 따라 나란하게 배치될 수 있다. The discharge unit may include a plurality of nozzles for discharging the coating liquid, and the plurality of nozzles and the plurality of needle rods may be arranged side by side along the moving direction.
상기 기판처리장치는, 상기 몸체 또는 상기 침봉을 상하방향으로 이동시키는 승강장치;를 더 포함할 수 있다. The substrate processing apparatus may further include a lifting device for moving the body or the needle bar in a vertical direction.
상기 고전압이 인가된 침봉이, 상기 침봉의 하부에 위치하는 코팅액에 전기장을 가하여 상승시킬 수 있다. The needles to which the high voltage is applied may be raised by applying an electric field to the coating liquid located below the needles.
상기 고전압이 인가된 침봉이, 상기 침봉의 하부에 하강기류를 형성시켜 상기 침봉의 하부에 위치하는 코팅액을 하강시킬 수 있다. The needles to which the high voltage is applied may form a downward airflow under the needle bar to lower the coating liquid located at the bottom of the needle bar.
상기 코팅액은, 폴리이미드(PI: polyimide)일 수 있다. The coating solution may be polyimide (PI).
본 발명은 기판처리방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing method.
본 발명의 일 양상에 따른 기판처리방법은 기판이 안착되는 스테이지의 상부에 배치된 토출유닛이 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동하며, 코팅액을 토출하는 단계; 패턴유도유닛에 고전압을 인가하는 단계; 및 상기 스테이지의 상부에 배치되는 패턴유도유닛이 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동하며, 상기 고전압이 인가된 상기 패턴유도유닛의 침봉이 코팅액을 승강시키는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: discharging a coating unit disposed on an upper stage of a stage on which a substrate is seated to discharge the coating liquid; Applying a high voltage to the pattern induction unit; And moving the pattern guide unit disposed above the stage relative to the substrate, and the needle bar of the pattern guide unit applied with the high voltage lifts the coating liquid.
상기 승강하는 단계는, 상기 고전압이 제1전압인 경우에는, 상기 코팅액을 상승시키고, 상기 고전압이 상기 제1전압보다 높은 제2전압인 경우에는, 상기 코팅액을 하강시킬 수 있다. In the step of elevating, when the high voltage is the first voltage, the coating liquid may be raised, and when the high voltage is the second voltage higher than the first voltage, the coating liquid may be lowered.
상기 승강시키는 단계는, 상기 고전압이 인가된 침봉이 상기 침봉의 하부에 위치하는 코팅액에 전기수력학적 에너지를 발생시켜 상기 침봉의 하부에 위치하는 코팅액이 상승시킬 수 있다.In the step of elevating, the needles to which the high voltage is applied may generate electrohydraulic energy to the coating liquid located below the needle bar, thereby increasing the coating liquid located below the needle bar.
상기 기판처리방법은, 상기 기판과 상기 침봉이 이격된 거리를 조절하는 단계;를 더 포함하고, 상기 이격거리가 작아질수록 상기 코팅액이 높게 상승할 수 있다. The substrate treating method may further include adjusting a distance between the substrate and the needle bar, and the coating liquid may rise higher as the separation distance decreases.
상기 승강하는 단계는, 상기 고전압이 인가된 침봉이 그 주위의 가스를 이온화시키고, 상기 패턴유도유닛에 인가된 고전압에 의해 형성된 전기장에 의해 상기 이온화된 가스가 하강하여 상기 침봉의 하부에 위치하는 코팅액을 하강시킬 수 있다. In the step of elevating, the needles to which the high voltage is applied ionize the gas around them, and the ionized gas is lowered by the electric field formed by the high voltage applied to the pattern induction unit, and thus the coating liquid is located below the needles. Can be lowered.
상기 기판처리방법은, 상기 코팅액을 고형화시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The substrate treating method may further include solidifying the coating solution.
상기 고형화시키는 단계는, 고전압이 인가된 패턴유도유닛이 상기 코팅액을 대전시켜 상기 코팅액의 용제의 증발을 유도할 수 있다. In the solidifying step, the pattern induction unit to which a high voltage is applied may charge the coating solution to induce evaporation of the solvent of the coating solution.
상기 침봉은, 상기 패턴유도유닛의 몸체 하면에 상기 이동방향에 수직한 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되어 복수개가 연설되고, 상기 코팅액은, 상기 미리 정해진 간격에 따라 승강을 반복하여 패턴이 형성될 수 있다. The needle bar is spaced apart by a predetermined interval in the direction perpendicular to the moving direction on the lower surface of the body of the pattern induction unit is a plurality of speech, the coating liquid, the pattern can be formed by repeating the lifting in accordance with the predetermined interval have.
본 발명에 의하면, 러빙법 대신 전기수력학적인 방법을 이용하여 기판에 도포 및 패터닝을 수행하여 기판 손상없이 기판 상에 패턴을 가지는 박막을 코팅할 수 있다. According to the present invention, it is possible to coat a thin film having a pattern on the substrate without damaging the substrate by applying and patterning the substrate using an electro-hydraulic method instead of a rubbing method.
본 발명에 의하면, 도포, 패터닝, 고형화가 단일한 공정으로 수행되어 기판의 처리율이 향상될 수 있다. According to the present invention, coating, patterning, and solidification can be performed in a single process to improve the throughput of the substrate.
본 발명에 의하면, 전기수력학적으로 코팅액을 승강시켜 패턴을 형성하므로, 미세한 패턴을 정밀하고, 균일하게 성형할 수 있다. According to the present invention, since the coating liquid is elevated and lifted to form a pattern, the fine pattern can be precisely and uniformly formed.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 기판처리장치의 일 실시예의 구성도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 패턴유도유닛의 단면도이다.
도 4는 도 3의 패턴유도유닛에 의해 코팅액이 전기수력학적으로 상승하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 침봉의 길이에 따라 코팅액이 상승하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 패턴유도유닛에 의해 이온화된 가스의 하강기류에 의해 코팅액이 하강하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a substrate processing apparatus.
2 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of the pattern guide unit of FIG. 2.
4 is a view showing that the coating liquid is electro-hydrodynamically increased by the pattern guide unit of FIG. 3.
5 is a view showing that the coating liquid rises along the length of the needle bar in FIG.
6 is a view showing that the coating liquid is lowered by the downdraft of the gas ionized by the pattern guide unit of FIG. 3.
7 is a flowchart of an embodiment of a substrate processing method.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of illustrating the present invention easily, and the present invention is not limited by the terms and drawings.
본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다.The detailed description of known techniques which are not closely related to the idea of the present invention among the techniques used in the present invention will be omitted.
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)에 관하여 설명한다.Hereinafter, the
기판처리장치(100)는 기판(S)에 패턴을 가지는 막을 형성한다. 기판처리장치(100)는 기판(S) 상에 코팅액(C)을 도포하여 막을 코팅하고, 도포된 코팅액(C)에 패턴을 성형할 수 있다. 이러한 공정의 대표적인 예로는, 평판디스플레이의 제조에 사용되는 투명기판(S) 상에 폴리이미드를 코팅하고, 코팅된 폴리이미드에 배향패턴을 형성하여 배향막을 만드는 폴리이미드코팅공정이 있을 수 있다. 이하에서는 기판처리장치(100) 및 기판처리방법에 대하여 이러한 배향막의 제조공정을 중심으로 설명한다. The
다만, 이는 본 발명에 대한 이해 및 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 본 발명이 배향막 제조공정에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명에 따른 기판처리장치(100)와 기판처리방법은 평판디스플레이는 물론 반도체소자의 제조나 그 밖에 패턴을 가지는 박막의 형성에 이용되는 다양한 공정에 모두 이용될 수 있다. However, this is only for convenience of understanding and explanation of the present invention, and thus the present invention is not limited to the alignment film manufacturing process. Therefore, the
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 일 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the
도 1은 기판처리장치(100)의 일 실시예의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a
도 1을 참조하면, 기판처리장치(100)는 스테이지(110), 토출유닛(120), 패턴유도유닛(130), 전원, 이송장치(140), 승강장치(150) 및 제어기(160)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
스테이지(110)는 기판(S)을 지지한다. 기판(S)은 외부로부터 반송되어 스테이지(110)에 안착될 수 있다. 여기서, 기판(S)은 유리기판(S)을 비롯한 투명기판(S)이 사용될 수 있다. 만약 본 발명이 반도체소자의 제조공정이 이용되는 경우에는 실리콘웨이퍼를 비롯한 웨이퍼가 기판(S)으로 사용될 수도 있을 것이다. 스테이지(110)는 그 상면이 기판(S)과 동일 또는 유사한 형상으로 제공되며, 그 상면의 면적이 기판(S)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. The
토출유닛(120)은 코팅액(C)을 분사한다. 토출유닛(120)은 스테이지(110)의 상부에 배치되어 스테이지(110)에 탑재된 기판(S)의 상부로 코팅액(C)을 분사할 수 있다. 여기서, 코팅액(C)으로는 유기배향막을 형성하기 위한 폴리이미드 계열의 유기물질이나, 무기배향막을 형성하기 위한 규소산화물 등의 무기물이 사용될 수 있다. 다만, 코팅액(C)의 종류가 상술한 예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코팅액(C)으로는 배향기구를 가지는 다른 유체가 사용될 수 있으며, 만약 본 발명이 반도체소자의 제조에 이용되는 경우에는 전도성 잉크가 사용될 수도 있다. The
도 2는 도 1의 기판처리장치(100)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the
도 2를 참조하면, 토출유닛(120)은 몸체(131), 유입포트(123) 및 노즐(122)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the
몸체(121)는 스테이지(110)의 상부에 배치된다. 몸체(121)는 후술할 이송장치(140)에 의한 이동방향에 수직한 폭이 대향하는 스테이지(110)의 폭과 동일 또는 유사하게 제공될 수 있다. The
유입포트(123)는 토출유닛(120)으로 코팅액(C)을 유입한다. 유입포트(123)는 외부의 코팅액(C)공급원으로부터 토출유닛(120)으로 코팅액(C)을 공급하는 공급라인에 연결되어 코팅액(C)을 공급받을 수 있다. 공급라인 상에는 공급되는 코팅액(C)의 유입유량을 조절하는 펌프가 연결될 수 있다. 이러한 유입포트(123)는 몸체(121)의 상부 또는 측부에 설치될 수 있다. 몸체(121)는 그 내부에 공간을 가지는 탱크(tank) 형태로 제공되어 유입포트(123)를 통해 유입되는 코팅액(C)을 임시적으로 저장할 수 있다.The
노즐(122)은 코팅액(C)을 토출한다. 노즐(122)은 몸체(121)의 하부에 배치되어 코팅액(C)을 스테이지(110)에 안착된 기판(S)으로 토출할 수 있다. 몸체(121)에는 노즐(122)이 복수 개 설치될 수 있다. 복수의 노즐(122)은 몸체(121)의 폭 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 연설될 수 있다. 이러한 구조에 의해 이송유닛에 의해 몸체(121)가 기판(S) 상에서 주행하면, 기판(S)의 전 영역에 코팅액(C)이 도포될 수 있다.The
이러한 노즐(122)로는 다양한 형태가 사용될 수 있다. 예를 들어, 노즐(122)은 연속젯팅(CJ: continuous jetting)방식의 노즐이나, 피에조잉크젯(Piezo inkjet), 서멀잉크젯(thermal inkjet) 등의 디롭온디멘드(DOD:drop on demand)방식의 잉크젯노즐, 또는 전기수력학(electrohydrodynamic) 방식의 노즐이 사용될 수 있다. 물론, 노즐(122)의 종류가 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 형태의 노즐이 사용될 수 있을 것이다.Various shapes may be used as the
이 중 전기수력학적 방식의 노즐(122)은 미세한 내경을 가지는 미세한 튜브구조의 중공니들 형태로 제공될 수 있다. 중공니들 형태의 노즐(122)은 후술할 전원의 고전압에 의해 코팅액(C)이 하전되면, 코팅액(C)을 전기분사(electro spray)할 수 있다. The electro-
고전압에 의해 대전된 코팅액(C)이 미세경 구조를 가지는 노즐(122)을 통해 분사되면, 코팅액(C)은 전하 간의 반발력에 의해 대기 중에서 나노단위 내지 마이크로미터단위의 크기의 입자로 분할되거나 가늘어져 초미립자의 형태로 분사될 수 있다. 이에 따라 노즐(122)이 전기분사를 수행할 수 있다. 코팅액(C)을 하전시키는 방식은 다양할 수 있는데, 예를 들어, 토출유닛(120)의 몸체(131)에 고전압을 인가하여, 그 내부의 코팅액(C)을 하전시킬 수 있다. 이때에는 토출유닛(120)은 통전성이 좋은 금속재질로 제공될 수 있을 것이다. 다른 예를 들어, 공급라인 상에서 코팅액(C)을 미리 하전시켜 토출유닛(120)으로 하전된 코팅액(C)을 공급할 수도 있을 것이다. 또 다른 예를 들어, 코팅액(C)이 전기장을 직접 인가받는 대신, 전원이 기판(S)의 상부로 전기장을 형성하면, 그 전기장에 의해 코팅액(C)이 하전될 수도 있을 것이다.When the coating liquid C charged by the high voltage is injected through the
패턴유도유닛(130)은 기판(S)에 도포된 코팅액(C)에 패턴을 유도한다. The
도 3은 도 2의 패턴유도유닛(130)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the
도 3을 참조하면, 패턴유도유닛(130)은, 몸체(131) 및 침봉(132)을 포함한다. Referring to FIG. 3, the
몸체(131)는 스테이지(110)의 상부에 형성된다. 몸체(131)는 후술할 이송장치(140)에 의한 이동방향에 수직한 폭이 대향하는 스테이지(110)의 폭과 동일 또는 유사하게 제공될 수 있다. The
침봉(132)은 몸체(131)의 하부의 기판(S)에 대향하는 면에 형성된다. 이러한 침봉(132)은 몸체(131)에 복수로 설치될 수 있다. 복수의 침봉(132)은 몸체(131)의 폭 방향으로 일정한 간격으로 이격되어 연설될 수 있다. 여기서, 복수의 침봉(132)은 복수의 노즐(122)에 대응하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 노즐(122)과 복수의 침봉(132)은 이동방향에 따라 나란하게 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 노즐(122)과 복수의 침봉(132)의 이동경로는 서로 중첩될 수 있다. 또는 복수의 침봉(132)은 복수의 노즐(122)과 엇갈려 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 노즐(122)은 이동방향에 따라 복수의 침봉(132)이 이격된 공간 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 노즐(122)의 이동경로는 침봉(132)의 이동경로의 사이가 되고, 반대로 복수의 침봉(132)의 이동경로는 복수의 노즐(122)의 이동경로의 사이가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 침봉(132)과 복수의 노즐(122)은, 복수의 노즐(122)의 이동경로가 복수의 침봉(132)의 이동경로의 정 가운데 위치하도록 배치될 수 있다. The
이러한 침봉(132)은 가는 니들형태로 제공될 수 있다. 침봉(132)은 그 첨단이 기판(S)으로부터 미리 설정된 간격만큼 이격되도록 몸체(131)에 고정되어 설치되거나 또는 그 첨단이 수직방향으로 이동하도록 상하로 승강되는 구조로 제공될 수 있다.The
패턴유도유닛(130)의 몸체(131)와 침봉(132)은 통전성이 있는 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 몸체(131)와 침봉(132)은 금속재질로 제공될 수 있다. 한편, 몸체(131)와 침봉(132)은 일체로 구성되거나 침봉(132)이 몸체(131)에 삽입되는 방식으로 제공될 수 있다. 또 몸체(131)와 침봉(132)은 단일한 재질로 이루어지거나 또는 서로 상이한 재질로 제공될 수 있다.The
전원은 고전압을 발생시킨다. 전원은 패턴유도유닛(130)에 연결되어 패턴유도유닛(130)에 고전압을 인가할 수 있다. 구체적으로, 전원은 패턴유도유닛(130)의 몸체(131)에 고전압을 인가하고, 침봉(132)에는 몸체(131)를 통해 고전압이 인가될 수 있다. 또한, 전원은 패턴유도유닛(130)과 스테이지(110)에 연결되어 고전압을 인가하여 패턴유도유닛(130)과 스테이지(110) 사이에 전기장을 형성할 수 있다. 스테이지(110)에 전원이 연결되는 경우에 스테이지(110)는 통전성이 좋은 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 스테이지(110)는 금속재질로 제공될 수 있다.The power supply generates a high voltage. The power source may be connected to the
전원에 의해 패턴유도유닛(130)에 고전압이 인가되면, 고전압이 인가된 침봉(132)이 기판(S)에 도포된 코팅액(C)에 패턴을 형성할 수 있다. 침봉(132) 각각은 고전압이 인가되면 그 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)을 상승시키거나 하강시킬 수 있는데, 이에 따라 복수의 침봉(132)에 의해 코팅액(C)에 패턴이 형성될 수 있다. When a high voltage is applied to the
도 4는 도 3의 패턴유도유닛(130)에 의해 코팅액(C)이 전기수력학적으로 상승하는 것을 도시한 도면이다.4 is a view illustrating that the coating liquid C is electrohydrodynamically increased by the
침봉(132)은 전기수력학적으로 패턴을 유도할 수 있다. 침봉(132)에 고전압이 인가되고, 패턴유도유닛(130)과 스테이지(110) 사이에 전기장이 형성되면, 코팅액(C)이 하전된다. 하전된 코팅액(C)에는 전기수력학적 기류가 형성되어 전기장을 따라 침봉(132)의 방향으로 상승하게 된다. 이에 따라, 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)은 상승하고, 침봉(132)의 사이 공간의 하부에 위치하는 코팅액(C)이 하강하여 코팅액(C)에 패턴이 유도될 수 있다.The
여기서, 코팅액(C)이 상승하는 정도는 침봉(132)에 인가되는 고전압의 전압의 크기, 침봉(132)과 기판(S) 또는 코팅액(C)과의 이격거리 등에 비례할 수 있다.Here, the degree to which the coating liquid C rises may be proportional to the magnitude of the high voltage applied to the
예를 들어, 침봉(132)에 더 큰 전압이 인가되면, 패턴유도유닛(130)과 스테이지(110) 사이에 형성되는 전기장의 세기가 강해지고, 이에 따라 코팅액(C)에 더 큰 전기수력학적 힘이 작용하여 코팅액(C)을 더 높게 상승시킬 수 있다. For example, when a larger voltage is applied to the
다른 예를 들어, 침봉(132)의 길이가 길면 침봉(132)과 기판(S) 사이의 이격거리가 짧아져 동일한 전압에서 더 강한 전기장이 형성된다. 이에 따라 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)에는 더 강한 전기수력학적 힘이 작용하여 코팅액(C)이 더 높이 상승하게 될 수 있다.In another example, the longer the length of the
도 5는 도 4에서 침봉(132)의 길이에 따라 코팅액(C)이 상승하는 것을 도시한 도면이다.5 is a view showing that the coating liquid (C) rises along the length of the
도 5를 참조하면, 길이가 긴 침봉(132b)과 길이가 짧은 침봉(132a)을 비교하면, 길이가 긴 침봉(132b)의 하부에 위치하는 코팅액(C)이 더 많이 상승하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, when the
여기서, 승강부재는 침봉(132)과 기판(S) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다. 승강부재는 몸체(131)에 설치되어 몸체(131)와 일체로 침봉(132)을 승강시켜 침봉(132)과 기판(S)의 이격거리를 조정할 수 있다. 또는 승강부재는 침봉(132)을 직접 상하방향으로 승강시켜 침봉(132)과 기판(S) 사이의 이격거리를 조절할 수도 있을 것이다. 또는 승강부재는 기판(S) 또는 기판(S)이 안착된 스테이지(110)를 승강시켜 기판(S)과 침봉(132) 사이의 거리를 조절할 수도 있을 것이다.Here, the elevating member may adjust the separation distance between the
한편, 상술한 것과 달리 침봉(132)에 고전압을 인가되면, 침봉(132)은 코팅액(C)을 하강시킬 수도 있다. On the other hand, unlike the above, when a high voltage is applied to the
도 6은 도 3의 패턴유도유닛(130)에 의해 이온화된 가스의 하강기류에 의해 코팅액(C)이 하강하는 것을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view showing that the coating liquid C is lowered by the descending airflow of the gas ionized by the
도 6을 참조하면, 침봉(132)에 고전압이 인가되면, 침봉(132)의 주위에 존재하는 가스가 고전압에 의해 이온화될 수 있다. 패턴유도유닛(130)과 스테이지(110) 사이에는 전기장이 형성되어 있으므로, 이온화된 가스는 전기장을 따라 기판(S)의 방향으로 하강기류를 형성할 수 있다. 이러한 하강기류는 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)에 압력을 가하여 코팅액(C)을 하강시킬 수 있다. 이에 따라 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)은 하강하고, 침봉(132)의 사이 공간의 하부에 위치하는 코팅액(C)이 상승하여 코팅액(C)에 패턴이 유도될 수 있다.Referring to FIG. 6, when a high voltage is applied to the
이 경우에는 침봉(132)에 더 강한 전압이 인가될수록 침봉(132) 주위의 가스가 더 많이 이온화되고, 그에 따라 다 강한 하강기류가 형성되어 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)이 더 많이 하강하게 될 수 있을 것이다.In this case, the stronger the voltage is applied to the
이와 같이, 전원으로부터 고전압이 인가되면, 침봉(132)은 코팅액(C)을 승강시켜 코팅액(C)에 패턴을 유도할 수 있다. 여기서, 침봉(132)을 전기수력학적으로 상승시키는 경우보다 가스를 이온화시켜 그 기류로 코팅액(C)을 하강시키는 경우에 보다 더 높은 전압이 필요하다. 따라서, 전원으로부터 침봉(132)에 인가되는 전압의 크기를 조절하면, 침봉(132)이 형성하는 패턴의 요철과 그 단차를 조절할 수 있다. As such, when a high voltage is applied from the power source, the
또한, 전기수력학적으로 패턴을 형성하거나 이온화된 가스기류를 이용하여 패턴을 형성하는 방법은, 기존의 러빙법과 달리 기계적인 충격을 가하지 않고 정전기를 유발하지 아니하므로, 기판(S)을 손상시키지 않을 수 있다. 또한, 침봉(132)은 미세한 니들형태로 제공될 수 있으므로, 코팅액(C)에 보다 정밀한 패턴 형성이 가능할 수 있다. In addition, unlike the conventional rubbing method, the method of forming a pattern by using an electrohydraulic pattern or ionized gas stream does not induce mechanical static electricity and does not cause static electricity, and thus does not damage the substrate S. Can be. In addition, the
한편, 패턴유도유닛(130)은 기판(S)에 도포된 코팅액(C)을 고형화시킬 수 있다. 전원에 의해 고전압이 유도된 패턴유도유닛(130)은 기판(S)에 도포된 코팅액(C)을 대전시킬 수 있다. 대전된 코팅액(C)을 대전되지 않은 상태에 비하여 그 용매의 증발이 신속하게 수행될 수 있다. 이에 따라 고전압이 인가된 패턴유도유닛(130)의 하부에 위치하는 코팅액(C)은 그 용매가 신속하게 증발하여 코팅액(C)이 고형화될 수 있다. On the other hand, the
따라서, 패턴유도유닛(130)은 그 하부의 코팅액(C)에 패턴을 형성하는 과정과 이를 고형화시켜 패턴을 경화시키는 과정을 동시에 수행하여 공정을 단순화하고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 방식에 의하면 코팅액(C)이 균일하게 경화되므로 패턴이 균일하게 형성되는 결과를 얻을 수 있다.Therefore, the
이송장치(140)는 기판(S)에 대하여 토출유닛(120)과 패턴유도유닛(130)을 수평방향으로 이동시킨다. 이송장치(140)는 기판(S)이 안착된 스테이지(110)를 수평방향으로 이동시키거나 또는 기판(S) 자체를 수평방향으로 이송할 수 있다. The
또는 이송장치(140)는 토출유닛(120)과 패턴유도유닛(130)을 수평방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 이송장치(140)는 레일과 이송부재를 포함할 수 있다. 레일은 수평방향으로 설치되고, 이송부재는 외부의 모터나 내부에 설치되는 모터의 구동력에 의해 레일을 따라 이동한다. Alternatively, the
이송부재에는 토출유닛(120)과 패턴유도유닛(130)이 결합된다. 이때, 토출유닛(120)과 패턴유도유닛(130)은 이동방향에 따라 순차적으로 이송부재에 결합될 수 있다. 이에 따라 이송부재가 이동함에 따라 토출유닛(120)이 기판(S) 상에 코팅액(C)을 도포하면서 선행하고, 패턴유도유닛(130)이 코팅액(C)이 도포된 기판(S) 상을 후행하면서 코팅액(C)에 패턴을 유도할 수 있다. The
제어기(160)는 기판처리장치(100)의 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 승강장치(150)를 제어하여 기판(S)과 침봉(132)의 첨단 사이의 이격간격을 제어할 수 있다. The controller 160 may control the components of the
이러한 제어기(160)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. Such controller 160 may be implemented in a computer or similar device using hardware, software, or a combination thereof.
하드웨어적으로 제어기(160)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.In hardware, the controller 160 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and processors (processors). It can be implemented as micro-controllers, microprocessors, or electrical devices that perform similar control functions.
또 소프트웨어적으로 제어기(160)는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다. In addition, in software, the controller 160 may be implemented by software code or software application written in one or more programming languages. The software is executed by a hardware-implemented control unit. The software may be installed by being transmitted from an external device such as a server in the hardware configuration described above.
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 상술한 기판처리장치(100)를 이용하여 설명한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판처리방법은 상술한 기판처리장치(100) 이외에도 이와 동일 또는 유사한 다른 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은 이를 수행하는 코드 또는 프로그램의 형태로 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.Hereinafter, the substrate processing method according to the present invention will be described using the
이하에서는 기판처리방법의 일 실시예에 관하여 설명한다. Hereinafter, one embodiment of the substrate processing method will be described.
도 7은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.7 is a flowchart of an embodiment of a substrate processing method.
기판처리방법의 일 실시예는, 스테이지(110)에 기판(S)이 안착되는 단계(S110), 코팅액(C)을 토출하는 단계(S120), 패턴유도유닛(130)에 고전압을 인가하는 단계(S130), 침봉(132)이 도포된 코팅액(C)에 패턴을 유도하는 단계(S140) 및 패턴유도유닛(130)이 코팅액(C)을 고형화하는 단계(S150)를 포함한다. 한편, 상술한 단계는 반드시 설명된 순서로 실행되어야만 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행될 수도 있다. 이하에서는 각 단계에 관하여 설명한다.In one embodiment of the substrate processing method, the step of mounting the substrate (S) on the stage 110 (S110), the step of discharging the coating liquid (S120), the step of applying a high voltage to the pattern guide unit 130 (S130), the step of inducing a pattern in the coating liquid (C) to which the
기판(S)은 외부로부터 이송되어 스테이지(110) 상에 안착된다(S110). 이러한 기판(S)은 로봇, 롤러, 그 밖의 다양한 기판 이송수단에 의해 이송될 수 있다. The substrate S is transferred from the outside and seated on the stage 110 (S110). The substrate S may be transferred by a robot, a roller, and various other substrate transfer means.
기판(S)이 스테이지(110) 상에 안착되면, 토출유닛(120)이 기판(S) 상에 코팅액(C)을 토출한다(S120). 토출유닛(120)은 이송장치(140)에 따라 수평방향으로 이동하며 기판(S) 상에 코팅액(C)을 토출할 수 있다. 토출유닛(120)의 몸체(121)에는 복수의 노즐(122)이 이송방향과 수직한 방향으로 배열되어 코팅액(C)을 기판(S)의 전체영역에 도포할 수 있다. 여기서, 코팅액(C)은 상술한 전기분사방식으로 토출될 수 있다.When the substrate S is seated on the
토출유닛(120)과 패턴유도유닛(130)은 이동방향에 따라 일정한 간격으로 이격되어 배치되어 토출유닛(120)이 코팅액(C)을 도포한 기판(S)의 상부에 토출유닛(120)의 뒤를 따라 패턴유도유닛(130)이 후행할 수 있다. The
전원은 토출유닛(120)을 뒤를 따라 주행하는 패턴유도유닛(130)에 고전압을 인가한다(S130). 구체적으로, 전원은 몸체(131)에 전원을 인가할 수 있다. 또 전원은 스테이지(110)와 패턴유도유닛(130)에 연결되어 그 사이에 고전압을 인가할 수 있다. 고전압이 인가되면, 스테이지(110)와 패턴유도유닛(130) 사이에 전기장이 형성될 수 있다. The power source applies a high voltage to the
패턴유도유닛(130)에 고전압이 인가되면, 고전압이 인가된 침봉(132)이 도포된 코팅액(C)에 패턴을 유도한다(S140). 침봉(132)은 그 하부에 위치하는 코팅액(C)을 복수의 침봉(132) 사이에 위치하는 코팅액(C)에 대하여 상승시키거나 또는 하강시켜 코팅액(C)에 패턴을 성형할 수 있다. 패턴유도유닛(130)은 이송장치(140)에 의해 이동하므로, 코팅액(C)에는 이송방향과 수직한 방향으로 침봉(132)의 배열에 대응되는 요철을 가지는 패턴이 형성될 수 있다. When a high voltage is applied to the
여기서, 전원으로부터 인가되는 전원의 크기를 조절하여 패턴의 단차를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 침봉(132)에 제1전압이 인가되면, 침봉(132)에 의해 형성된 전기장에 의해 코팅액(C)에 전기수력학적 기류가 발생하고, 이에 따라 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)이 상승하여 패턴이 형성될 수 있다. 이처럼 전기수력학적으로 기류를 발생시키는 경우에는 승강장치(150)가 침봉(132)의 첨단과 기판(S) 사이의 이격거리를 조절하여 패턴의 단차를 제어할 수 있을 것이다.Here, the step difference of the pattern may be adjusted by adjusting the size of the power applied from the power source. For example, as described above, when the first voltage is applied to the
여기서, 노즐(122)과 침봉(132)이 그 이동경로가 중첩되도록 배치될 수 있다. 노즐(122)이 기판(S)의 전 영역에 균일하게 코팅액(C)을 도포하더라도 비교적 노즐(122)의 직하방의 기판(S) 영역에 코팅액(C)이 많이 도포될 수 있다. 노즐(122)과 침봉(132)이 이동경로가 중첩되도록 배치된 경우에는, 침봉(132)이 비교적 코팅액(C)에 두껍게 도포된 영역을 지나면서 그 영역을 상승시키므로 패턴을 보다 효율적으로 만들 수 있다. Here, the
이와 반대로, 침봉(132)에 제1전압보다 높은 제2전압이 인가되면, 침봉(132)의 주위에 존재하는 가스가 이온화되고, 스테이지(110)와 패턴유도유닛(130) 사이에 형성되는 전기장에 의해 이온화된 가스에 형성되는 하강기류가 침봉(132)의 하부에 위치하는 코팅액(C)에 압력을 가해 코팅액(C)을 하강시켜 패턴이 형성될 수 있다.On the contrary, when a second voltage higher than the first voltage is applied to the
여기서는, 노즐(122)과 침봉(132)이 그 이동경로가 서로 교차하지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 침봉(132)은 그 이동경로가 노즐(122)의 이동경로 사이에 오도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 노즐(122)의 직하방에 코팅액(C)이 두껍게 도포되며, 반대로 노즐(122)과 노즐(122) 사이의 공간의 직하방에 코팅액(C)이 비교적 얇게 도포되는데, 이처럼, 침봉(132)이 노즐(122)의 이동경로 사이를 이동하면서 비교적 얇게 도포된 코팅액(C)을 하강시켜 패턴에 더 큰 단차를 효과적으로 형성할 수 있다. Here, the
물론, 패턴에 단차를 줄이고자 하거나 또는 코팅액(C)의 패턴 중 낮은 부분이 지나치게 얇게 도포되는 것을 방지하기 해서 상술한 예와 반대로 노즐(122)과 침봉(132)을 배치할 수도 있을 것이다.Of course, the
패턴유도유닛(130)은 코팅액(C)에 패턴을 형성하는 것과 함께 코팅액(C)을 고형화시킬 수 있다(S150). 패턴유도유닛(130)에 고전압이 인가되면, 스테이지(110)와 패턴유도유닛(130) 사이에 전기장이 형성되고, 토출되거나 도포된 코팅액(C)은 이에 따라 대전될 수 있다. 대전된 코팅액(C)은 그 용매가 신속하게 증발되므로, 패턴유도유닛(130)은 이에 따라 코팅액(C)을 고형화시킬 수 있다. 이처럼, 도포된 코팅액(C)의 위를 패턴유도유닛(130)이 주행하면, 패턴유도유닛(130)의 침봉(132)에 대응되는 요철이 코팅액(C)에 형성되고, 코팅액(C)이 그 상태로 경화되므로 기판(S)에 대하여 코팅 및 패터닝이 동시에 수행되어 공정효율이 증가할 수 있다. The
이용되는 코팅액(C)이나 인가되는 전압, 이송장치(140)의 이동속도 등의 다양한 원인에 의해서 코팅액(C)이 완전히 경화되지 않는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우에 기판처리장치(100)에는 별도의 고형화장비가 추가로 포함될 수 있다. 이러한 고형화장비로는 레이저경화장비나 자외선경화장비 등이 이용될 수 있을 것이다.The coating liquid C may not be completely cured due to various causes such as the coating liquid C used, the applied voltage, and the moving speed of the
이상에서 언급된 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 기재된 것이므로, 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. The above-described embodiments of the present invention are described in order to facilitate understanding of the present invention to those skilled in the art, so the present invention is not limited to the above embodiments.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예 및 그 구성요소를 선택적으로 조합하거나 공지의 기술을 더해 구현될 수 있으며, 나아가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 치환 및 변경이 가해진 수정예, 변형예를 모두 포함한다.Therefore, it is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. For example, the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. All of the modifications are included.
또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 발명은 모두 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all inventions within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 기판처리장치
110: 스테이지
120: 토출유닛
130: 패턴유도유닛
131: 몸체
132: 침봉
140: 이송장치
150: 승강장치
160: 제어기
S: 기판
C: 코팅액100: substrate processing apparatus
110: stage
120: discharge unit
130: pattern induction unit
131: Body
132: needle
140: feeder
150: lifting device
160:
S: substrate
C: coating liquid
Claims (2)
상기 스테이지의 상부에 배치되고, 코팅액을 토출하는 토출유닛;
상기 스테이지의 상부에 설치되는 몸체 및 상기 몸체의 상기 스테이지에 대향하는 면에 형성되고, 상기 토출된 코팅액에 패턴을 유도하는 침봉을 포함하는 패턴유도유닛;
상기 스테이지를 수평방향으로 이동시키거나 또는 상기 토출유닛 및 상기 패턴유도유닛을 수평방향으로 이동시키는 이송장치; 및
상기 패턴유도유닛에 고전압을 인가하는 전원;을 포함하는
기판처리장치.A stage on which the substrate is seated;
A discharging unit disposed above the stage and discharging a coating liquid;
A pattern induction unit formed on a body installed on the top of the stage and on a surface of the body opposite to the stage, and including a needle rod for inducing a pattern to the discharged coating liquid;
A transfer device for moving the stage in a horizontal direction or for moving the discharge unit and the pattern guide unit in a horizontal direction; And
It includes; a power supply for applying a high voltage to the pattern induction unit
Substrate processing apparatus.
상기 침봉은, 상기 이동방향과 수직한 방향으로 상기 몸체에 복수 개가 연설되는
기판처리장치.The method of claim 1,
The needle bar is a plurality of speech to the body in a direction perpendicular to the moving direction
Substrate processing apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110124798A KR101937333B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Apparatus and method for treating substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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