KR20180073317A - 포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치는 갭 조정볼트의 조임 및 풀림 조정에 의해 실제 변동되는 갭의 변위량을 측정 및 수치화하는 변위센서를 구비한다. 따라서, 본 발명은 변위센서를 통해 갭 조정볼트의 조임 및 풀림 조정에 의해 실제 변동되는 갭의 변위량을 측정 및 수치화하여 작업자가 실시간으로 확인가능하도록 함으로써 작업자들 간의 갭 조정에 대한 유의차를 최소화하고 갭 조절 작업의 정확성과 작업 효율성을 극대화할 수 있는 것이다.

Description

포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법{PHOTORESIST COATING DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 포토레지스트 도포장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트(photoresist) 토출구의 갭(gap)을 미세하게 조절하여 포토레지스트 공급량을 균일하게 유지할 수 있는 포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 EL 등과 같은 평판 디스플레이 패널(이하, 기판)의 제조공정은 실리콘 반도체 제조공정과 유사하여 기판상에 증착된 박막을 패터닝하기 위해 포토 리소그라피에 따른 일련의 공정, 포토레지스트(PR; Photo resistor) 도포, 노광, 현상, 식각(etching), 세정(cleaning)과 같은 단위 공정이 필연적으로 이루어진다.
이와 같이 기판을 제조하기 위해 수행되는 단위 공정들 중 도포 또는 현상 공정은 기판 상부에 위치한 슬릿 노즐(Slit Nozzle)이 기판의 일단에서 타단까지 일정 속도로 이동되면서 기판상에 포토레지스트 또는 처리액을 토출하면서 이루어진다.
이때, 포토레지스트가 기판상에 설정된 두께로 균일하게 도포 혹은 스프레이 되기 위해서는 슬릿 노즐이 기판 표면으로부터 설정된 거리만큼 정확하게 이격되도록 배치되는 것과, 포토레지스트가 토출되는 토출구의 갭(gap)이 일정하게 하는 것이 매우 중요하다.
도 1은 일반적인 슬릿 노즐에 적용된 갭 조정장치를 보여 주는 슬릿 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 슬릿 노즐(10)은 제1 바디부(12)와 제2 바디부(13)를 포함하며, 제1 바디부(12)의 일 측면에 포토레지스트가 분사되는 토출구(18)의 갭(gap)을 간접적으로 조정하기 위한 갭 조정 볼트(16)가 설치되어 있다. 이때, 상기 갭 조정 볼트(16)는 회전 방향 및 회전량에 따라 토출구(18)의 갭을 확대시키거나 또는 축소하게 된다.
특히, 포토 공정의 PR 도포 기능을 하는 PR 도포장치에 구비되는 다수 개의 슬릿 노즐(10)은 일정 간격을 두고 기판 상측에 이 기판과 대응하여 위치하도록 배치되며, 슬릿 노즐(10) 각각은 미세 슬릿 갭, 예를 들어 80~300μm 범위로 구성된다.
따라서, 각 위치별로 배치된 슬릿 노즐(10)에 구비된 갭 조정 볼트(16)를 선택적으로 조정하여 각 슬릿 노즐(10)에 구비된 토출구(18)의 갭을 조정해 줌으로써 토출구(18)의 갭 정도에 따라 토출구(18)를 통해 토출되는 PR 량을 조절할 수 있게 된다.
그러나, 기존의 갭 조정 볼트(16)의 경우, 갭 확대 또는 축소시 갭 조정 볼트를 회전시켜 조정해야 하므로 갭 조정 작업의 불편함이 있을 뿐만 아니라, 특히 갭 축소 또는 확대 조정 간격은 볼트에 형성된 피치에 종속되므로 미세 조정에 어려움이 있다.
그리고, 기존의 슬릿 노즐은 토출구의 갭의 크기를 측정할 수단이 없어서 갭을 조정하는 볼트의 회전량을 작업자의 감(feeling)에 의하여 조절한다.
또한, 볼트의 위치 또는 주변 볼트의 체결 상태에 따라 볼트의 조정량이 실제 갭과 상관 관계가 부족할 수 있다.
그리고, 종래의 액정표시장치(LCD)의 포토(Photo) 공정에 노즐(Nozzle) 하부에 위치하는 지역에 도포되는 PR 두께 균일도는 2% 스펙(Spec) 이었으나 현재 제품 또는 공정 스펙(Spec)은 1.2% 이하까지 요구하고 있어 기존 기술에 한계가 있다.
더욱이, 갭의 실제 변동량을 확인할 수 없어 볼트 조정 후 실제 코팅 및 두께 측정을 매 차례 반복하면서 변경해야 하며, 이 작업에 따른 비용 및 시간적 손실이 발생하게 된다.
그리고, 갭을 실제 측정하기 위한 수단으로 카메라(CCD)를 활용한 화상 측정 방법이 있으나, 측정 정확도가 낮으며 공정 중에 토출구의 약액 오염으로 인한 측정 제약이 있다.
본 발명의 목적은 갭 조정볼트의 조임 및 풀림 조정에 의해 실제 변동되는 갭의 변위량을 변위센서를 통해 측정 및 수치화하여 작업자가 실시간으로 확인가능하도록 함으로써 작업자들 간의 갭 조정에 대한 유의차를 최소화하고 갭 조절 작업의 정확성과 작업 효율성을 극대화할 수 있는 포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치는 제1 바디부와, 상기 제1 바디부와의 사이에 제1 방향을 따라 토출구가 형성되도록 상기 제1 바디부와 결합되는 제2 바디부와, 상기 제1 바디부의 외 측벽에 구비되며 상기 제1 바디부의 내측으로 틈을 형성하는 바디 고정부 및 바디 이동부와, 상기 틈을 사이에 두고 상기 바디 고정부와 상기 바디 이동부에 삽입되는 갭 조정볼트 및, 상기 제1 바디부의 외 측벽에 구비되며 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 변위센서를 포함할 수 있다.
상기 변위센서의 하부에 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 감지부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 감지부는 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 압력에 따라 상기 변위센서 내부에 삽입 또는 돌출될 수 있다.
상기 변위센서는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량을 측정할 수 있다.
상기 변위센서가 측정하는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량은 상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 변위량과 동일할 수 있다.
상기 토출구의 갭의 변위량은 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 변위량에 비례할 수 있다.
상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 폭이 좁아질수록 상기 토출구의 갭은 넓어질 수 있다.
그리고, 상기 포토레지스트 도포장치는 상기 변위센서를 통해 측정된 변위량을 수신하여 수치화하는 모니터링 시스템을 포함할 수 있다.
상기 바디 이동부의 상면 일부는 상기 변위센서의 감지부가 접촉될 수 있도록 상기 바디 고정부에 대해 외부로 돌출된 형태일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 다른 측면에서, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치 제어방법은, 포토레지스트 도포장치를 통해 기판상에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 제1 단계와, 상기 포토레지스트막 두께를 측정하는 제2 단계와, 상기 포토레지스트막의 전체 두께와 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는지를 조사하는 제3 단계와, 상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분 상측에 대향하여 위치하는 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트를 제어하여 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈을 조정하는 제4 단계와, 상기 갭 조정볼트에 의해 조정된 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 변위량을 변위센서를 통해 측정하는 제5 단계와, 상기 변위센서를 통해 측정된 틈의 변위량을 모니터링 시스템으로 전송하여 수치화하도록 하는 제6 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치 제어방법은, 상기 제6 단계 이후에 상기 수치화된 틈의 변위량에 따라 토출구의 갭을 조정한 포토레지스트 도포장치를 통해 포토레지스트를 기판상에 다시 도포하여 제2 포토레지스트막을 형성하는 제7 단계와, 상기 포토레지스트막 두께를 다시 측정하는 제8 단계와, 상기 포토레지스트막의 전체 두께와 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는지를 재조사하는 제9 단계와, 만일 상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는 경우에 다시 제4 단계의 과정을 재수행하거나, 만일 상기 포토레지스트막이 동일한 두께로 판별된 경우에 상기 포토레지스트 도포장치가 정상적으로 세팅되었다고 판단하는 제10 단계와, 정상적으로 세팅된 상기 포토레지스트 도포장치를 통해 후속 공정을 수행하는 제11 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분 상측에 대향하여 위치하는 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트를 제어하여 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈을 조정하는 제4 단계는 포토레지스트막의 설정된 두께보다 얇은 두께 또는 두꺼운 두께로 측정된 부분이 있는 경우에 갭 조정볼트를 일정 피치만큼 순 방향 또는 역 방향으로 회전시켜 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 폭을 축소 또는 확대시켜 토출구의 갭을 확대 또는 축소시키는 공정을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 갭 조정볼트에 의해 조정된 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 변위량을 변위센서를 통해 측정하는 제5 단계는 상기 갭 조정볼트의 조정에 위한 틈의 변위량에 비례하는 상기 변위센서의 감지부의 변위량을 측정하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 변위센서가 측정하는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량은 상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 변위량과 동일할 수 있다.
상기 토출구의 갭의 변위량은 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 변위량에 비례할 수 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법은 갭 조정볼트의 조임 및 풀림 조정에 의해 실제 변동되는 갭의 변위량을 변위센서를 통해 수치화하여 작업자가 실시간으로 확인가능하도록 함으로써 작업자 간의 갭 조정에 대한 유의 차를 최소화하고, 갭 조절 작업의 정확성과 작업 효율을 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 작업자 간의 갭 조정에 대한 유의차를 최소화하여 숙련된 작업자가 아니더라도 동일한 결과물을 만들어 낼 수 있다.
더욱이, 본 발명은 갭 조절 작업시에 실시간으로 확인이 가능하여 작업의 정확성과 성공률을 높혀 작업 효율을 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 처리액, 예를 들어 포토레지스트를 도포한 후 두께 측정에 소요되는 재료비와 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 제품 양산을 위한 제조공정 적용시에 변동되는 토출구의 갭을 실시간으로 감시할 수 있어 장비 및 공정 관리가 용이하다.
도 1은 일반적인 슬릿 노즐에 적용된 갭 조정장치를 보여 주는 슬릿 노즐의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 구비한 기판 처리장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트의 조임 및 토출구의 갭 확대 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트의 풀림 및 토출구의 갭 축소 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 제어방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 구비한 기판 처리장치의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리장치(100)에는 기판(120)이 놓여지는 베이스 (130)가 구비되며, 상기 베이스(130) 상부에는 기판(120)이 놓여지는 테이블(미도시)이 배치된다.
그리고, 상기 기판(120)의 상부에는 포토레지스트 도포장치(140)가 일정 높이만큼 이격된 상태로 위치되며, 상기 포토레지스트 도포장치(140)의 양단은 가이드 레일(132)에 슬라이드 이동이 가능하도록 결합된 브라켓(134)에 고정된다. 이때, 상기 포토레지스트 도포장치(140)는 슬릿 노즐(Slit Nozzle)을 의미한다.
또한, 상기 포토레지스트 도포장치(140)는 수평 구동부(미도시)에 의해 가이드 레일(132)을 따라 기판(120)의 일단에서 타단까지 수평 이동하게 되면서 기판 (120) 표면으로 소정의 처리액, 예를 들어 포토레지스트(PR; photoresist)를 도포한다. 이때, 본 발명에서는, 상기 처리액으로 포토레지스트(photoresist)를 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포토레지스트 이외의 다른 액(liquid)을 적용할 수도 있다.
그리고, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 도포장치(140)의 일 측면에는 갭 조정볼트(150)와 변위센서(160)가 구비된다.
상기 갭 조정볼트(150)는 조임 및 풀림 동작을 통해 포토레지스트 도포장치 (140)를 통해 공급되는 처리액, 즉 포토레지스트가 토출되는 토출구(미도시, 도 3의 148 참조)의 갭(gap)을 간접적으로 확대 또는 축소하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 갭 조정볼트(150)는 갭 조정부재의 한 예로 볼 수 있으며, 다른 체결수단을 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 변위센서(160)는 접촉식 센서로서, 그 하부에 감지부(162)가 구비되어 있으며, 상기 감지부(162)는 접촉 압력에 따라 상기 변위센서(160) 내부로 후진 또는 전진하도록 구성된다. 즉, 상기 변위센서(160)는 상기 감지부(162)가 접촉 압력에 따라 변위센서(160) 내부로 전진 또는 후진되는 길이 정도를 통해 변위량의 변화 정도를 판단하여 변위량을 측정하게 되고, 이렇게 측정된 변위량 값을 모니터링 시스템(170)으로 전송하게 된다.
따라서, 상기 변위센서(160)는 상기 갭 조정볼트(150)의 조임 및 풀림 조작에 의해 확대 또는 축소하는 틈(146)의 변화 정도를 측정하고, 측정된 값을 모니터링 시스템(미도시, 도 4의 170 참조)에 전송하여 수치화되도록 함으로써, 작업자가 모니터링 시스템(170)을 통해 실시간으로 수치화된 값들을 확인할 수 있게 된다.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치 (140)는 기판(120)의 폭에 알맞도록 넓은 폭을 갖는 몸체(142)를 포함한다.
상기 몸체(142)는 처리액 공급원(미도시)과 연결된 배관(미도시)을 통해 처리액을 제공받기 위한 공급구(미도시)들을 갖추고 있다. 그리고, 공급구는 몸체 (142)의 폭 방향을 따라 다수 개가 형성되어 있으며, 도시하지 않은 공급원과 연결되어 처리액을 도입하도록 구성된다.
그리고, 상기 몸체(142)의 내부에는 공급구(미도시)를 통해 공급된 처리액이 몸체(142)의 폭 방향을 따라 확산 및 체류하는 버퍼부(143)가 형성된다. 상기 버퍼부(143)는 반원 형의 단면을 가지며, 몸체(142)의 폭 방향을 따라 양 옆으로 길게 형성될 수 있다.
상기 몸체(142)에는 상기 버퍼부(143)로부터 하부로 뻗어 있는 토출구(148)를 구비한다. 상기 토출구(148)는 몸체(142)의 폭 방향을 따라 양 옆으로 슬릿 형태로 길게 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 토출구(148)는 좁은 단면을 가지며, 상기 버퍼부(143)로 공급된 처리액을 포토레지스트 도포장치(140) 아래의 기판(120)의 표면상으로 직접적으로 분사하는 역할을 한다.
그리고, 상기 몸체(142)는 제1 바디부(142a), 제2 바디부(142b)를 포함한다. 상기 제1 바디부(142a)의 일 측벽 하부에는 상기 갭 조정볼트(150)가 삽입되는 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145)가 구비된다.
또한, 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부(145)에는 상기 갭 조정볼트 (150)가 삽입되도록 볼트 삽입구(144a, 145a)가 형성되어 있으며, 상기 볼트 삽입구(144a, 145a)의 표면에는 상기 갭 조정볼트(150)가 조임 및 풀림이 가능하도록 나사산들(미도시)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부(145) 사이에는 가변되는 폭을 가진 틈(146)이 형성된다. 이때, 상기 틈(146)은 상기 갭 조정볼트(150)의 조정에 의한 상기 바디 이동부(145)의 유동에 따라 그 폭이 가변될 수 있다. 또한, 상기 바디 고정부(144)와 대응하여 위치하는 바디 이동부(145) 사이에 있는 틈(146)은 상기 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145) 간 대응 부분에서 동일한 폭을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 바디 고정부(144)에는 상기 제1 바디부(142a)의 일 측벽으로부터 내측 방향으로 움푹 파인 볼트 가이드 홈(144b)이 형성된다. 상기 볼트 가이드 홈 (144b)에는 갭 조정볼트(150)가 구비되어 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부 (145)에 구비된 볼트 삽입구(144a, 145a)에 끼워지게 된다.
그리고, 상기 바디 이동부(145)는 상기 갭 조정볼트(150)의 조임 또는 풀림의 동작에 의해 당겨지거나 또는 상기 토출구(148)의 방향으로 밀리면서 상기 바디 고정부 (144) 및 바디 이동부(145) 간의 틈(146)을 변화시키게 된다. 이때, 상기 바디 이동부 (145)의 전, 후 이동에 따라 토출구(148)의 갭(gap)도 함께 변경되게 됨으로써 토출구(148)의 갭이 미세하게 조정된다.
또한, 상기 바디 이동부(145)의 상면 일측은 외부로 노출되어 변위센서(160)의 감지부(162)가 접촉할 수 있도록 센서 접촉부(145a)가 구비되어 있다. 이때, 상기 바디 이동부(145)의 센서 접촉부(145a)는 상기 변위센서(160)의 감지부(162)가 접촉되어야 하기 때문에 상기 틈(146)을 형성하는 상기 바디 고정부(144)와 오버랩되지 않고 외부로 노출된 형태로 형성된다. 그리고, 상기 센서 접촉부(145a)는 그 표면이 고르게 편평한 면을 가지도록 형성된다. 이는 상기 변위센서(160)의 감지부 (162)가 상기 센서 접촉부(145a)에 접촉된 상태에서 상기 틈(146)의 변화되는 변위량을 변위센서(160)가 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 상기 갭 조정볼트(150)는 토출구(148)의 간격을 간접적으로 조절하는 기능을 수행한다. 특히, 상기 갭 조정볼트(150)는 몸체(142)의 제1 바디부(142a)의 일 측면에 제1 방향(D1)을 따라 일정 간격을 두고 복수 개가 제공된다.
그리고, 상기 갭 조정볼트(150)는 몸체(142)의 제1 바디부(142a)의 외 측벽에서 틈(146)을 향해 볼트 가이드 홈(144a)으로부터 볼트 삽입구(144a, 145a)에 삽입된다. 이때, 상기 갭 조정볼트(150)는 상기 볼트 삽입구(144a, 145a) 내에서 조임 또는 풀림 동작을 수행함으로 인해, 상기 바디 이동부(145)가 상기 갭 조정볼트 (150) 의 방향으로 당겨지거나 또는 토출구(148) 방향으로 밀리게 됨으로써 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부(145) 사이의 틈(146)의 폭이 변화된다. 따라서, 이렇게 상기 바디 이동부(145)가 상기 갭 조정볼트(150)의 방향으로 당겨지거나 또는 토출구(148) 방향으로 밀리게 되므로 인하여, 토출구(148)의 갭도 변화되게 된다.
한편, 상기 몸체(142)의 외 측벽에는 일정 간격을 두고 다수 개의 변위센서 (160)가 설치되어 있으며, 상기 변위센서들(160)은 모니터링 시스템(170)에 연결된다. 이때, 상기 변위센서들(160) 각각은 상기 갭 조정볼트(150)와 대응하도록 배치되거나, 또는 갭 조정볼트들(150) 사이에 위치하도록 배치될 수도 있다.
된다. 또한, 상기 변위센서들(160)은 상기 바디 고정부(144)와 바디 이동부 (145) 간 틈(146)으로부터 연장된 상기 바디 이동부(145)의 센서 접촉부(145a)와 동일 수직 선상에 위치한다.
그리고, 상기 변위센서들(160) 각각의 하면에 구비된 감지부(162)는 상기 바디 이동부(145)의 센서 접촉부(145a)에 접촉된 상태에서 바디 이동부(145)의 이동에 따라 변위센서(160) 내부로 삽입되거나 돌출되면서 상기 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145) 간 틈(146)의 변위량을 감지하는 기능을 수행한다.
따라서, 상기 변위센서(160)는 그 내부로의 상기 감지부(162)의 삽입 또는 돌출 동작을 통해 상기 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145) 간 틈(146)으로부터 연장된 상기 바디 이동부(145)의 센서 접촉부(145a)와의 접촉된 상태에서 상기 틈(146)의 폭 변화, 즉 변위량을 측정하고, 이렇게 측정된 변위량 값을 상기 모니터링 시스템(170)으로 전송하게 된다.
또한, 상기 모니터링 시스템(170)은 상기 변위센서(160)에 의해 측정된 틈 (146)의 변화된 값을 수치화하여 저장하게 된다.
그리고, 상기 바디 이동부(145)는 상기 갭 조정볼트(150)의 조임 및 풀림의 동작에 의해 갭 조정볼트(150) 방향으로 당겨지거나 또는 토출구(148) 방향으로 밀리면서 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부(145) 간의 틈(146)의 폭을 변화시킨다. 이때, 상기 바디 이동부(145)의 이동에 따라 토출구(148)의 갭(gap)도 함께 변화하게 됨으로써 결국 토출구(148)의 갭이 간접적으로 미세하게 조정할 수 있게 된다.
이와 같이, 갭 조정볼트(150)의 조임 및 풀림 동작을 통해 나타나는 상기 바디 고정부(144) 및 바디 이동부(145) 간의 틈(146)의 확대 또는 축소된 변화 정도를 변위센서(160)가 측정하여 모니터링 시스템(170)으로 보내져 수치화할 수 있게 된다.
따라서, 갭 조정볼트(150)의 조임 및 풀림 조작을 통해 상기 바디 고정부 (144) 및 바디 이동부(145) 간의 틈(146)의 확대 또는 축소된 변위량은 변위센서 (160)를 통해 측정하여 이 측정된 변위량 값을 모니터링 시스템(170)에 계속해서 수치화됨으로써 포토레지스트 도포장치를 사용하는 작업자들이 바뀌더라도 변위센서(160)에 의해 모니터링 시스템(170)에 저장된 수치화된 변위량 정보들을 이용하여 토출구(148)의 갭 조정 및 그에 따른 포토레지스트(PR)의 도포 두께를 정확하게 조정할 수 있게 된다.
도 5a는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트의 조임 및 토출구의 갭 확대 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트의 풀림 및 토출구의 갭 축소 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 갭 조정볼트(150)가 볼트 삽입구(144a, 145a) 내에서 조임 동작을 진행하게 되면, 상기 바디 이동부(145)가 상기 바디 고정부(144)의 방향으로 전진 이동, 즉 당겨지게 됨으로 인하여 이들 바디 고정부(144)과 바디 이동부 (145) 간의 틈(146)의 폭이 줄어들게 됨과 동시에, 토출구(148)의 갭(g1)은 반대로 확대됨으로써 결국 토출구(148)의 갭이 확대하는 방향으로 조정되게 된다.
그리고, 상기 변위센서(160)는 그 하부에 있는 감지부(162)가 상기 변위센서 (160) 내부로 전진하여 일정 거리만큼 삽입된다. 특히, 상기 변위센서(160)는 상기 감지부(162)가 변위센서(160) 내부로 삽입된 길이 정도를 통해 변위량의 변화 정도를 판단하여 변위량을 측정하게 되고, 이렇게 측정된 변위량 값을 모니터링 시스템 (170)으로 전송하게 된다.
반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 갭 조정볼트(150)가 볼트 삽입구 (144a, 145a) 내에서 풀림 동작을 진행하게 되면, 상기 바디 이동부(145)가 상기 바디 고정부(144)로부터 후진 방향, 즉 밀려지게 됨으로 인하여 이들 바디 고정부 (144)과 바디 이동부(145) 간의 틈(146)의 폭이 증가하게 되지만, 토출구(148)의 갭(g2)은 반대로 축소됨으로써 토출구(148)의 갭(g2)은 축소하는 방향으로 조정되게 된다.
한편, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치를 제어하는 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치의 제어방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 단계(S110)로서, 먼저 포토레지스트 도포장치 (미도시, 도 2의 140 참조)를 통해 포토레지스트(PR)를 기판(미도시, 도 2의 120 참조) 상에 설정된 두께만큼 도포하여 제1 포토레지스트막(미도시)을 형성한다.
그런 다음, 제2 단계(S120)로서, 기판(120) 상에 도포된 제1 포토레지스트막 (미도시)을 측정하여 제1 포토레지스트막(미도시)이 설정된 두께, 즉 기준 두께만큼 균일한 두께로 도포되어 있는지를 판별하여 설정된 두께 (기준 두께)와 다른 두께를 갖는 지점, 즉 두꺼운 두께 또는 얇은 두께로 도포된 지점을 조사한다. 이때, 상기 다른 두께는 설정된 두께보다 얇은 두께로 도포된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
이어, 제3 단계(S130)로서, 설정된 두께보다 얇은 두께로 도포된 지점 상측에 대향하여 위치하는 포토레지스트 도포장치(140)의 토출구(148)를 통해 도포되는 포토레지스트 량이 다른 지점보다 적다고 판단하게 된다.
이후, 포토레지스트 도포장치(140)의 토출구(148)의 갭을 확대하기 위해 갭 조정볼트(150)를 제어하게 된다.
이때, 상기 갭 조정볼트(150)를 볼트 삽입구(144a, 145a) 내에서 일정 피치 (pitch)만큼 조이게 되면, 도 5a에서와 같이, 바디 이동부(145)가 바디 고정부 (144)의 방향으로 전진 이동하게 됨으로 인하여 이들 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145) 간의 틈(146)의 폭이 줄어들게 됨과 동시에, 토출구(148)의 갭(g1)은 반대로 확대됨으로써 결국 토출구(148)의 갭이 확대하는 방향으로 조정되게 된다.
그런 다음, 제4 단계(S140)로서, 갭 조정볼트(150)의 조임에 의해 바디 이동부(145)의 전진 이동으로 인해 상기 바디 고정부(144)와 바디 이동부(145) 사이의 틈(146)의 폭이 줄어들 때, 변위센서(160)의 하부에 있는 감지부(162)는 바디 이동부(145)의 접촉부(145b)에 접촉된 상태에서 변위센서(160)의 내부로 상기 틈(146)의 줄어든 폭만큼 삽입된다.
이때, 상기 변위센서(160)는 감지부(162)의 삽입된 길이를 상기 틈(146)의 줄어든 폭으로 인식하여 틈(146)의 변위량을 측정하게 된다.
이어, 제5 단계(S150)로서, 상기 변위센서(160)는 측정된 틈(146)의 변위량 값을 모니터링 시스템(170)에 전송하고, 상기 모니터링 시스템(170)은 상기 틈 (146)의 변위량 값을 수치화하여 저장한다.
따라서, 포토레지스트가 설정된 두께보다 얇은 두께로 도포된 지점 상측에 위치하는 포토레지스트 도포장치(140)의 토출구(148)의 갭이 모니터링 시스템(170)에 수치화된 변위량 값에 비례하여 조정된다.
그런 다음, 제6 단계(S160)로서, 작업자는 변위센서(160)에 의해 상기 모니터링 시스템(170)에 저장된 수치화된 변위량 값에 비례하여 토출구(148)의 갭이 조정된 포토레지스트 도포장치(140)를 이용하여 포토레지스트를 기판(120) 상에 다시 도포하여 제2 포토레지스트막(미도시)을 형성한다.
이어, 제7 단계(S170)로서, 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 (미도시)의 막 두께를 측정한다.
그런 다음, 제8 단계(S180)로서, 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 (미도시) 중 갭이 확대 조정된 토출구(148)와 대응하는 위치의 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 부분의 두께를 나머지 제2 포토레지스트막 부분의 막 두께와 동일한지 여부를 판단한다.
즉, 나머지 제2 포토레지스트 막의 두께와, 갭이 조정된 토출구(148)와 대응하는 위치의 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 부분의 두께가 다른지 아니면 동일한지를 판단하게 된다.
만일, 나머지 제2 포토레지스트 막의 두께와, 갭이 조정된 토출구(148)와 대응하는 위치의 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 부분의 두께가 다른 경우에는 "아니오"로 판단하여 이전 제3 단계(S130)로 가서 포토레지스트 도포장치 (140)의 토출구(148)의 갭을 조정하기 위해 갭 조정볼트(150)를 다시 제어하는 과정을 수행한 다음 상기 제4 내지 8 단계의 과정을 반복하여 수행하게 된다.
반면에, 나머지 제2 포토레지스트 막의 두께와, 갭이 조정된 토출구(148)와 대응하는 위치의 기판(120) 상에 도포된 제2 포토레지스트막 부분의 두께가 동일한 경우에는 "예"로 판단하여 다음 단계인 제9 단계로 진행한다.
이후, 제9 단계(S190)로서, 포토레지스트가 불균일한 두께로 도포되는 지점에 위치하는 포토레지스트 도포장치(140)의 토출구(148)의 갭을 조정하게 됨으로써 정상적인 포토레지스트 도포용 포토레지스트 도포장치(140)의 세팅이 완료하게 된다.
그런 다음, 제10 단계(S200)로서, 포토레지스트 도포용 포토레지스트 도포장치(140)의 세팅이 정상적으로 이루어짐으로 인하여, 표시장치를 제조하는 공정들을 진행하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치 및 그 제어방법은 갭 조정볼트의 조임 및 풀림 조정에 의해 실제 변동되는 갭의 변위량을 변위센서를 통해 수치화하여 작업자가 실시간으로 확인가능하도록 함으로써 작업자 간의 갭 조정에 대한 유의 차를 최소화하고, 갭 조절 작업의 정확성과 작업 효율을 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 작업자 간의 갭 조정에 대한 유의차를 최소화하여 숙련된 작업자가 아니더라도 동일한 결과물을 만들어 낼 수 있다.
더욱이, 본 발명은 갭 조절 작업시에 실시간으로 확인이 가능하여 작업의 정확성과 성공률을 높혀 작업 효율을 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 처리액, 예를 들어 포토레지스트를 도포한 후 두께 측정에 소요되는 재료비와 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 제품 양산을 위해 제조공정 적용시에 변동되는 토출구의 갭을 실시간으로 감시할 수 있어 장비 및 공정 관리가 용이하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상을 본 발명의 관리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판 처리장치 120: 기판
140: 포토레지스트 도포장치 144: 바디 고정부
144a, 145a: 볼트 삽입구 145: 바디 이동부
145b: 센서 접촉부 146: 틈
148: 토출구 150: 갭 조정볼트
160: 변위센서 162: 감지부
170: 모니터링 시스템

Claims (15)

  1. 제1 바디부;
    상기 제1 바디부와의 사이에 제1 방향을 따라 토출구가 형성되도록 상기 제1 바디부와 결합되는 제2 바디부;
    상기 제1 바디부의 외 측벽에 구비되며 상기 제1 바디부의 내측으로 틈을 형성하는 바디 고정부 및 바디 이동부;
    상기 틈을 사이에 두고 상기 바디 고정부와 상기 바디 이동부에 삽입되는 갭 조정볼트; 및
    상기 제1 바디부의 외 측벽에 구비되며 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 변위센서를 포함하는 포토레지스트 도포장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변위센서의 하부에 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 감지부가 구비된 포토레지스트 도포장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감지부는 상기 바디 이동부의 센서 접촉부에 접촉되는 압력에 따라 상기 변위센서 내부에 삽입 또는 돌출되는 포토레지스트 도포장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변위센서는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량을 측정하는 포토레지스트 도포장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량은 상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 변위량과 동일한 포토레지스트 도포장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 토출구의 갭의 변위량은 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 변위량에 비례하는 포토레지스트 도포장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 폭이 좁아질수록 상기 토출구의 갭은 넓어지는 포토레지스트 도포장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 도포장치는 상기 변위센서를 통해 측정된 변위량을 수신하여 수치화하는 모니터링 시스템을 더 포함하는 포토레지스트 도포장치.
  9. 제1항에 있어서,상기 바디 이동부의 상면 일부는 상기 변위센서의 감지부가 접촉될 수 있도록 상기 바디 고정부에 대해 외부로 돌출된 형태인 포토레지스트 도포장치.
  10. 포토레지스트 도포장치를 통해 기판상에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 제1 단계;
    상기 포토레지스트막 두께를 측정하는 제2 단계;
    상기 포토레지스트막의 전체 두께와 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는지를 조사하는 제3 단계;
    상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분 상측에 대향하여 위치하는 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트를 제어하여 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈을 조정하는 제4 단계;
    상기 갭 조정볼트에 의해 조정된 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 변위량을 변위센서를 통해 측정하는 제5 단계; 및
    상기 변위센서를 통해 측정된 틈의 변위량을 모니터링 시스템으로 전송하여 수치화하도록 하는 제6 단계를 포함하는 포토레지스트 도포장치 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제6 단계 이후에,
    상기 수치화된 틈의 변위량에 따라 토출구의 갭을 조정한 포토레지스트 도포장치를 통해 포토레지스트를 기판상에 다시 도포하여 제2 포토레지스트막을 형성하는 제7 단계와,
    상기 포토레지스트막 두께를 다시 측정하는 제8 단계와,
    상기 포토레지스트막의 전체 두께와 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는지를 재조사하는 제9 단계와,
    만일 상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분이 있는 경우에 다시 제4 단계의 과정을 재수행하거나, 만일 상기 포토레지스트막이 동일한 두께로 판별된 경우에 상기 포토레지스트 도포장치가 정상적으로 세팅되었다고 판단하는 제10 단계와,
    정상적으로 세팅된 상기 포토레지스트 도포장치를 통해 후속 공정을 수행하는 제11 단계를 포함하는 포토레지스트 도포장치 제어방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 다른 두께를 가지는 포토레지스트막 부분 상측에 대향하여 위치하는 포토레지스트 도포장치의 갭 조정볼트를 제어하여 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈을 조정하는 제4 단계는,
    포토레지스트막의 설정된 두께보다 얇은 두께 또는 두꺼운 두께로 측정된 부분이 있는 경우에 갭 조정볼트를 일정 피치만큼 순 방향 또는 역 방향으로 회전시켜 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 폭을 축소 또는 확대시켜 토출구의 갭을 확대 또는 축소시키는 공정을 포함하는 포토레지스트 도포장치 제어방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 갭 조정볼트에 의해 조정된 상기 포토레지스트 도포장치 내의 틈의 변위량을 변위센서를 통해 측정하는 제5 단계는,
    상기 갭 조정볼트의 조정에 위한 틈의 변위량에 비례하는 상기 변위센서의 감지부의 변위량을 측정하는 공정을 포함하는 포토레지스트 도포장치 제어방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 삽입 길이 또는 돌출 길이의 변위량은 상기 바디 고정부와 바디 이동부 사이의 틈의 변위량과 동일한 포토레지스트 도포장치 제어방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 토출구의 갭의 변위량은 상기 변위센서가 측정하는 감지부의 변위량에 비례하는 포토레지스트 도포장치 제어방법.
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KR20210033570A (ko) * 2019-09-18 2021-03-29 세메스 주식회사 슬릿 노즐 및 이를 포함하는 도포 장치

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