KR20200115884A - 감압 건조 장치 - Google Patents

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KR20200115884A
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이정욱
권연주
김도현
김정수
박가희
송하준
이도윤
임훈현
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

감압 건조 장치는 챔버를 포함한다. 챔버는 내부에 공간을 제공한다. 지지핀들은 챔버의 내부 저면 상에 형성된다. 전원 공급부는 지지핀들에 전원을 인가한다. 펌프는 챔버의 공간과 연결된다.

Description

감압 건조 장치{VACUUM DRYER}
본 발명의 실시예는 감압 건조 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 기판 상에 형성된 배선들, 배선들에 연결되는 트랜지스터들 및 트랜지스터들을 통해 제공되는 전류에 대응하여 발광하는 발광 소자를 포함한다.
배선들, 트랜지스터들 및 발광 소자를 구성하는 각종 패턴들(및/또는 절연막들)은 일반적인 포토리소그래피(photolithography) 기술을 통해 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 상에 포토레지스트가 도포되고, 건조 장치를 통해 포토레지스트가 도포된 기판이 건조되며, 이후, 패턴 노광, 현상 처리, 가열 처리 등을 통해 기판 상에 패턴들이 형성될 수 있다.
포토레지스트가 도포된 직후의 포토레지스트의 막은 유동성이 있어, 다음 공정을 위한 이송 과정에서 막의 두께가 변화될 수 있으므로, 막의 두께 변화를 방지하기 위해 기판에 대한 건조 공정이 수행된다.
건조 장치는 챔버 및 챔버 내 하부면 상에 형성된 지지핀들을 포함하고, 기판은 지지핀에 의해 지지될 수 있다. 건조 장치는 챔버 내부를 감압함으로써 기판을 건조시킨다.
지지핀(또는, 지지핀의 위치)에 대응하는 기판의 일 영역에서의 포토레지스트의 두께는 다른 영역에서의 포토레지스트의 두께와 다르게 나타나며, 두께 차이에 기인하여 포토레지스트의 건조 얼룩이 시인되며, 또한, 표시 장치의 표시 영상에서 표시 얼룩을 발생시킬 수 있다.
지지핀에 의한 얼룩을 회피하기 위해, 영상이 표시되지 않는 기판의 비표시 영역에 지지핀을 위치시킬 수 있으나, 표시 장치의 크기 등이 다양해짐에 따라 지지핀의 위치 이동 작업/시간, 지지핀 이동에 기인한 추가 불량(예를 들어, 지지핀의 탈부착에 기인한 파티클)이 발생한다.
본 발명의 일 목적은 균일한 두께의 포토레지스트의 형성이 가능한 감압 건조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치는, 내부에 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내부 저면 상에 형성되는 지지핀들; 상기 지지핀들에 전원을 인가하는 전원 공급부; 및 상기 챔버의 상기 공간과 연결되는 펌프를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀들은 건조 대상인 기판을 직접적으로 지지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판 상에는 포토레지스트가 도포되되, 상기 포토레지스트는 극성을 가지는 용액(solvent)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원의 전압 레벨은 상기 용액의 극성의 크기에 기초하여 설정되며, 상기 용액의 극성이 클수록 상기 전원의 전압 레벨은 낮아질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀들과 접하는 상기 기판의 접촉부의 온도는 상기 지지핀들로부터 이격된 비접촉부의 온도보다 높을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은, 원통 형상, 반구 형상, 원뿔 형상, 및 바늘 형상 중 하나의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 상기 코어는 도전 물질을 포함하며, 상기 쉘은 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀의 열전도율은 0.3 [W/mK] 이하일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원의 전압 레벨은 상기 열전도율에 기초하여 설정되며, 상기 열전도율이 높을수록 상기 전원의 전압 레벨이 높아질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 공급부는, 상기 전원을 생성하는 전원 생성부, 및 제1 제어 신호에 응답하여 상기 전원 생성부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결하는 스위칭 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 회로는 제2 제어 신호에 응답하여 상기 전원 공급부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 회로는 상기 공간이 감압되기 이전 시점에서 상기 지지핀들을 접지에 연결할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 회로는 상기 공간이 감압되는 시점에서 상기 전원 공급부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀은 상기 전원에 의해 대전되고, 기판의 제1 영역 상의 포토레지스트의 두께는 상기 기판의 제2 영역 상의 포토레지스트의 두께보다 두꺼워지며, 상기 기판은 건조 대상으로 상기 지지핀에 의해 지지되고, 상기 기판의 상기 제1 영역은 상기 지지핀과 중첩하며, 상기 기판의 상기 제2 영역은 상기 지지핀으로부터 이격될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 공간이 감압되는 동안, 상기 제1 영역에서의 포토레지스트의 두께는 얇아지면서 상기 제2 영역에서의 포토레지스트의 두께와 동일하게 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 챔버는 하판과 덮개를 포함하고, 상기 덮개가 상기 하판에 밀착되는 경우, 상기 전원 공급부는 상기 지지핀들에 제1 전압 레벨을 가지는 상기 전원을 인가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 덮개가 상기 하판으로부터 이격된 경우, 상기 전원 공급부는 상기 전원의 전압 레벨을 접지 전압 레벨로 조절할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 감압 건조 장치는, 상기 하판 상에 배치되는 지지판; 및 상기 지지판을 탑재하며 상기 지지판의 상기 공간 내 높이를 조절하는 승강부를 더 포함하고, 상기 지지핀들은 상기 지지판에 분산 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀들은 상기 지지판 내 전원선을 통해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 지지핀들은 상호 독립적으로 상기 전원 공급부에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치는, 건조 대상인 기판을 지지하는 지지핀에 전원을 인가하여 대전시킴으로써, 정전기력을 이용하여 포토레지스트의 용액(solvent)(즉, 극성 분자를 포함하는 용액)을 기판의 비접촉부로부터 접촉부로 이동(또는, 집중)시킬 수 있다. 따라서, 접촉부에서 용액이 상대적으로 빠르게 증발하더라도, 접촉부에서의 포토레지스트의 두께는 비접촉부에서의 포토레지스트의 두께와 같아질 수 있다. 즉, 균일한 두께의 포토레지스트가 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치의 일 예를 나타내는 단면도들이다.
도 2는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀 및 지지판의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 감압 건조 장치에 의해 포토레지스트가 형성되는 비교예를 나타내는 도면들이다.
도 3c는 도 3b의 제1 영역에서의 온도를 나타내는 그래프이다.
도 3d는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀 및 전원 공급부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 지지핀 및 전원 공급부의 동작을 설명하는 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지는 않으며, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다.
한편, 도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성 요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성 요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다. 도면 전반에서 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치의 일 예를 나타내는 단면도들이다. 도 1a에는 밀폐된 상태(또는, 닫힌 상태)의 감압 건조 장치가 도시되어 있고, 도 1b에는 개방된 상태(또는, 열린 상태)의 감압 건조 장치가 도시되어 있다. 도 2는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀 및 지지판의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1a, 도 1b, 및 도 2를 참조하면, 감압 건조 장치(10)는 내부를 감압하여(또는, 내부를 진공 조건으로 만들어), 기판(20) 상에 도포된 포토레지스터(또는, 포토레지스트 용액) 내 용액(solvent)을 제거할 수 있다.
감압 건조 장치(10)는 챔버(100), 지지핀(220), 제1 밸브(410), 제2 밸브(420), 및 펌프(430)를 포함할 수 있다. 또한, 감압 건조 장치(10)는 지지판(210) 및 승강부(230)를 더 포함할 수 있다.
챔버(100)는 하판(base plate)(110) 및 덮개(120)를 포함할 수 있다. 하판(110)은 판상 구조를 가지며, 덮개(120)는 하면이 제3 방향(DR3)으로(또는, 상측으로) 함입된(recessed), 구조를 가질 수 있다. 도 2에서 하판(110)은 사각형의 평면 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 하판(110)의 평면 형상 및 이에 대응하는 덮개(120)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
하판(110)은 고정되고, 덮개(120)가 상하로 이동할 수 있다. 덮개(120)가 하측으로 이동하여 하판(110) 및 덮개(120)가 밀착되는 경우, 하판(110) 및 덮개(120) 사이에, 즉, 챔버(100) 내부에 공간(또는, 밀폐 공간)이 제공될 수 있다.
챔버(100)는 밀봉 부재(130)를 더 포함하고, 밀봉 부재(130)는 하판(110) 및 덮개(120) 사이에 구비되되, 덮개(120)의 하면 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(130)는 탄성을 가지는 패킹일 수 있고, 하판(110) 및 덮개(120)가 밀착되는 경우, 하판(110) 및 덮개(120) 사이에서 챔버(100)의 공간를 밀폐(seal)시킬 수 있다.
하판(110)에는 외부와 연통하는 홀(HOLE)(또는, 배기구)이 형성될 수 있다. 홀(HOLE)은 관을 통해 펌프(430)와 연결될 수 있다. 펌프(430)의 동작에 따라, 챔버(100) 내부가 감압되거나, 진공 상태로 될 수 있다.
지지판(210)은 하판(110) 상에 배치될 수 있다. 지지판(210)은 판상 구조를 가질 수 있다. 실시예에 따라, 지지판(210)은 하나의 평면(예를 들어, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 형성되는 평면)에 위치하는 복수의 플레이트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지판(210)은 하판(110)의 중앙 부분에 대응하는 제1 플레이트와, 하판(110)의 가장자리 부분에 대응하는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.
지지판(210)은 승강부(230)에 탑재되고, 승강부(230)의 승/하강 동작에 따라 그 높이가 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트는 승강부(230)에 탑재되고, 승강부(230)에 의해 제1 플레이트의 높이가 조절될 수 있다.
지지핀(220)은 지지판(210)의 상부면 상에 제3 방향(DR3)으로(또는, 두께 방향으로) 돌출 형성되되, 지지판(210)의 상부면에 특정 간격을 가지고 분산 배치될 수 있다. 지지핀(220)은 원통형 형상 또는 핀 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
지지핀(220)은 기판(20)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지핀(220)은 포토레지스트(또는, 포토레지스트 용액)가 도포된 기판(20)의 상면에 대향하는 하면에 접촉하여, 기판(20)을 직접적으로 지지할 수 있다.
도 1a 내지 도 2에서 지지핀(220)은 지지판(210) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라, 지지핀(220)은 하판(110) 상에 형성될 수도 있다.
지지핀(220)의 보다 구체적인 구성(즉, 형상 및 구조)에 대해서는 도 3d 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
승강부(230)는 지지판(210)의 하부에 배치되어 지지판(210)을 지지하고, 지지판(210)을 승강 또는 하강 시킬 수 있다. 기판(20)을 감압 건조 장치(10)로 이송하는 반송 장치(예를 들어, 반송 암)와의 사이에서, 승강부(230)는 기판(20)의 높이(즉, 제3 방향(DR3)으로의 위치)를 조절할 수 있다. 예를 들어, 덮개(120)가 상승되어 챔버(100)가 개방된 이후, 기판(20)을 탑재한 반송 장치가 챔버(100) 내로 진입할 수 있다. 이후, 승강부(230)의 동작에 따라 지지핀(220)(및 지지판(210))이 특정 위치까지 상승하며, 지지핀(220)이 기판(20)을 지지할 수 있다. 이후, 반송 장치는 챔버(100)의 외부로 나가며, 승강부(230)의 동작에 따라 지지핀(220) 및 기판(20)이 하강할 수 있다.
전원 공급부(300)(또는, 전원 공급 장치)는 지지핀(220)에 전원(또는, 전압)을 인가할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(300)는 전원선(PL)을 통해 지지핀(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1a에서 전원선(PL)은 승강부(230) 및 지지판(210)을 경유하여 지지핀(220)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며, 전원선(PL)은 전원 공급부(300) 및 지지핀(220)을 전기적으로 연결할 수 있다면, 전원선(PL)의 형상 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 도 1a에서 전원선(PL)을 통해 지지핀(220)은 다른 지지핀에 전기적으로 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 지지핀(220)은 다른 지지핀에 독립하여 전원 공급부(300)에 연결될 수 있고, 또한, 지지핀(220)에 인가되는 전원이 독립적으로 조절될 수도 있다.
전원 공급부(300)가 지지핀(220)에 전원을 인가하는 경우, 지지핀(220)은 대전되거나 대전체가 될 수 있다. 이 경우, 지지핀(220)에 접하는 기판(20)의 접촉부(또는, 접촉 영역)에서, 대전된 지지핀(220)에 의해 포토레지스트(예를 들어, 포토레지스트에 포함된 용액)의 유동이 발생하고, 포토레지스트의 유동에 의해 포토레지스트의 두께가 전체적으로 균일해 질 수 있다. 전원 공급부(300)의 동작에 대해서는, 건조 공정과 함께, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 후술하기로 한다.
제1 밸브(410) 및 제2 밸브(420)는 챔버(100) 및 펌프(430) 사이에 배치될 수 있다. 제1 밸브(410)는 홀(HOLE)과 직접적으로 연결되며, 제2 밸브(420)는 펌프(430)와 직접적으로 연결될 수 있다. 제1 밸브(410) 및 제2 밸브(420)는 챔버(100) 및 펌프(430) 간의 유량을 제어할 수 있다. 챔버(100)가 밀폐된 경우, 제1 밸브(410) 및 제2 밸브(420)는 개방되고, 펌프(430)에 의해 챔버(100) 내부의 공기가 외부로 이동할 수 있다.
도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 감압 건조 장치(10)는 지지핀(220)과 연결된 전원 공급부(300)를 포함하고, 전원 공급부(300)를 통해 지지핀(220)을 대전시킴으로써, 기판(20) 및 지지핀(220)간의 접촉에 기인한 포토레지스트의 두께 변화(또는, 두께 편차)가 보상되거나 완화될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 감압 건조 장치에 의해 포토레지스트가 형성되는 비교예를 나타내는 도면들이다. 도 3a에는 건조되기 이전의 기판(20)이 도시되어 있고, 도 3b에는 건조가 완료된 기판(20)이 도시되어 있다. 도 3c는 도 3b의 제1 영역에서의 온도를 나타내는 그래프이다.
먼저 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(20)은 베이스층(21), 하부막(22), 포토레지스트층(23)을 포함할 수 있다.
베이스층(21)은 표시 장치, 표시 패널 등의 베이스 부재를 구성할 수 있다. 베이스층(21)은 경성 또는 가요성 일 수 있으며, 그 재료나 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 베이스층(21)은 글래스일 수 있다.
하부막(22)은 베이스층(21) 상에 형성되고, 포토레지스트가 도포되기 이전에 형성된 적어도 하나의 층, 패턴 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 하부막(22)은 생략될 수도 있다.
포토레지스트층(23)은 하부막(22) 상에 형성되고, 유동성을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 포토레지스트층(23)은 포토레지스트 물질(또는, Photoactive compound, 이하, "PAC"), 수지(resin), 및 용액(solvent)을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 용액(solvent)은 극성 분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 용액(solvent)은 nBA, MMP, PGME, PGMEA, EEP, EL, PGMEP, MMP 등을 포함할 수 있다. 포토레지스트층의 용액이 극성 분자를 포함하는 경우, 전계가 형성된 공간 내에서 용액에는 정전기적 인력이 작용될 수 있다.
도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(20)은 지지핀(220)에 의해 지지될 수 있다.
기판(20)의 감압 건조 시, 포토레지스트층(23) 내 용액이 기화되면서 기판(20)의 온도가 저하될 수 있다.
지지핀(220)이 기판(20)(또는, 베이스층(21))에 직접적으로 접하므로, 지지핀(220)을 통해 용액(즉, 포토레지스트층(23) 내 용액)의 기화에 필요한 열이 기판(20)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 지지핀(220)과 접하거나 중첩하는 접촉부(P1)(또는, 제1 영역(A1))에서의 온도는 비접촉부(P2)(즉, 지지핀(220)과 접하지 않거나, 중첩하지 않은 영역, 지지핀(220)으로부터 이격된 영역)의 온도보다 높게 나타날 수 있다. 즉, 기판(20)의 전체 온도는 균일하지 못할 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 건조 시간(TIME)이 경과할수록, 접촉부(P1)에서의 온도(TEMP@P1) 및 비접촉부(P2)에서의 온도(TEMP@P2) 간의 온도 차이(즉, TEMP@P1 - TEMP@P2)는 커질 수 있다. 열전도율이 낮은 물질(예를 들어, 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone; PEEK))로 지지핀(220)을 구성하더라도, 온도 차이가 상대적으로 작아질 뿐, 온도 차이가 발생할 수 있다.
온도 차이가 발생한 경우, 접촉부(P1)(또는, 제1 영역(A1))에서 용액의 증발 속도가 상대적으로 빨라지고, 포토레지스트층(23) 내 PAC 및 수지는 용액이 상대적으로 많은 비접촉부(P2)로 이동할 수 있다. 즉, 포토레지스트층(23)의 농도 변화에 따라 용질(즉, PAC 및 수지)이 이동할 수 있다.
따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 건조가 완료된 기판(20)에서, 접촉부(P1)에서의 포토레지스트층(23)(또는, 포토레지스트)의 두께는 비접촉부(P2)에서의 포토레지스트층(23)의 두께보다 얇아질 수 있다. 포토레지스트층(23)의 두께 차이는, 노광 공정 후 임계 치수(critical dimension)(예를 들어, 패턴의 폭)의 차이를 유발하며, 포토레지스트층(23)의 두께 차이는 얼룩으로 시인될 수 있다.
도 3d는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3d에는 지지핀(220)의 형상에 따른 포토레지스트(즉, 건조 공정을 통해 기판(20)에 형성된 포토레지스트)의 두께 차이가 도시되어 있다.
도 3d를 참조하면, 지지핀(220)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 지지핀(220)은 원통 형상(TYPE1), 반구 형상(TYPE2), 삼각뿔 형상(TYPE3), 바늘 형상(TYPE4)을 가질 수 있다.
반구 형상(TYPE2)의 경우, 지지핀(220)과 접하거나 중첩하는 면적이 상대적으로 큼에 따라, 접촉부(P1)에서의 두께(TICKNESS)의 변화는 가장 크게 나타날 수 있다. 바늘 형상(TYPE4)의 경우, 지지핀(220)과 접하거나 중첩하는 면적이 상대적으로 작음에 따라, 접촉부(P1)에서의 두께(TICKNESS)의 변화는 가장 작게 나타날 수 있다.
지지핀(220)과 접하는 기판(20)의 면적을 최소화하기 위해, 즉, 지지핀(220)으로부터 기판(20)으로의 열전도를 최소화하기 위해, 지지핀(220)이 바늘 형상(TYPE4)을 가지질 수 있다. 그러나, 이 경우에도, 도 3d에 도시된 바와 같이, 두께 차이의 발생이 방지될 수 없다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치(10)는 전원 공급부(300)를 통해 지지핀(220)에 전원을 공급하여 지지핀(220)을 대전시킬 수 있다. 이에 따라, 포토레지스트의 두께 차이가 보다 현저하게 감소되거나 제거할 수 있다. 또한, 감압 건조 장치(10)는 열전도를 최소화하는 방식과 다르므로, 본 발명의 실시예들에 따른 감압 건조 장치(10)에 구비된 지지핀(220)은 도 3d에 도시된 다양한 형상들을 가질 수도 있다. 즉, 지지핀(220)이 다양한 형상(특히, 반구형 형상(TYPE2))을 가지더라도, 감압 건조 장치(10)에 의해 포토레지스트의 두께 차이는 최소화소되거나 제거될 수 있다.
도 4는 도 1a의 감압 건조 장치에 포함된 지지핀 및 전원 공급부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 지지핀(220)은 코어(221)(또는, 중심부, 전극) 및 쉘(222)(또는, 주변부, 외곽부)을 포함할 수 있다.
코어(221)는 사각형의 단면 형상(또는, 도 3d를 참조하여 설명한 원통 형상(TYPE1), 바늘 형상(TYPE4))을 가질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로, 코어(221)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 지지핀(220)이 반구형 형상을 가지는 경우, 코어(221)는 반구형 형상을 가질 수도 있다.
코어(221)는 도전 물질, 예를 들어, 금속을 포함할 수 있다. 코어(221)는 전원 공급부(300)로부터 전원이 인가되는 경우 대전체(electrified body)가 될 수 있다. 예를 들어, 양의 전압 또는 음의 전압이 인가되는 경우, 코어(221)는 양(+) 또는 음(-)으로 대전될 수 있다.
쉘(222)은 코어(221)를 감쌀 수 있다. 쉘(222)은 절연 물질을 포함하며, 예를 들어, PEEK, 카본 PEEK, PVDF(Polyvinylidene fluoride) 등을 포함할 수 있다. 코어(221)가 대전되는 경우, 쉘(222)은 분극(또는, 유전 분극)될 수 있다.
실시예들에서, 쉘(222)은 열전도율이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쉘(222)의 열전도율은 0.3 [W/mK] 이하일 수 있고, 약 0.29의 열전도율을 가지는 폴리페닐렌설파이드(PPS), 약 0.26의 열전도율을 가지는 PEEK, 약 0.5의 폴리테트라플루오르에틸렌 등을 포함할 수 있다. 전원 공급부(300)는 쉘(222)(또는, 지지핀(220))의 열전도율에 기초하여 전원의 전압 레벨을 결정할 수 있다. 쉘(222)의 열전도율이 높은 경우, 즉, 지지핀(220)으로부터 기판(20)에 전달되는 열이 클수록, 전원 공급부(300)는 전원의 전압 레벨을 높일 수 있다. 이 경우, 높은 전압 레벨의 전원에 기인한 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 쉘(222)(및 지지핀(220))은 열전도율이 낮은 물질로 구성될 수 있다.
전원 공급부(300)는 전원 생성 회로(310) 및 스위칭 회로(320)를 포함할 수 있다.
전원 생성 회로(310)는 고정된 전압 레벨을 가지는 전원(또는, 전압)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전원 생성 회로(310)는 DC 컨버터로 구현될 수 있다.
실시예들에 따라, 전원 생성 회로(310)는 포토레지스트층(도 3a 참조)에 포함된 용액에 기초하여 전압 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 용액의 극성이 상대적으로 큰 경우, 전원 생성 회로(310)는 전원의 전압 레벨(또는, 크기)을 상대적으로 낮출 수 있다. 예를 들어, 용액의 극성이 상대적으로 작은 경우, 전원 생성 회로(310)는 전원의 전압 레벨을 상대적으로 높일 수 있다.
실시예들에 따라, 전원 생성 회로(310)는 지지핀(220)의 열전도율에 기초하여 전압 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 지지핀(220)의 열전도율이 상대적으로 큰 경우, 전원 생성 회로(310)는 전원의 전압 레벨(또는, 크기)을 상대적으로 높일 수 있다. 예를 들어, 지지핀(220)의 열전도율이 상대적으로 작은 경우, 전원 생성 회로(310)는 전원의 전압 레벨을 상대적으로 낮출 수 있다.
스위칭 회로(320)는 외부로부터 제공되는 제어 신호(CS)에 응답하여 전원선(PL)을 전원 생성 회로(310)에 연결할 수 있다. 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 후술하겠지만, 건조 공정이 시작되거나 시작된 이후에(즉, 건조 공정이 시작되거나 시작되었음을 나타내는 제어 신호(CS)가 제공되는 경우), 스위칭 회로(320)는 전원선(PL)을 전원 생성 회로(310)의 출력단에 연결할 수 있다.
실시예들에서, 스위칭 회로(320)는 제어 신호(CS)에 응답하여 전원선(PL)을 기준 전원(예를 들어, 접지(ground))에 연결할 수도 있다. 건조 공정이 수행되지 않는 동안 전원선(PL)이 플로팅 상태인 경우, 전원선(PL)을 통해 정전기가 유입되거나 발생될 수 있다. 따라서, 건조 공정이 수행되지 않는 동안에는, 스위칭 회로(320)는 전원선(PL)을 기준 전원에 연결할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 지지핀(220)은 내부에 금속을 포함하고, 전원 공급부(300)로부터 제공되는 전원에 의해 대전될 수 있다. 전원 공급부(300)는 스위칭 회로(320)를 통해 전원을 지지핀(220)에 인가하거나, 지지핀(220)을 접지에 연결할 수 있다.
도 4에서 전원 공급부(300)는 스위칭 회로(320)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전원 공급부(300)(또는, 전원 생성 회로(320))는, 제어 신호(CS)에 응답하여, 전원이 제1 전압 레벨(즉, 지지핀(220)을 대전시키기 위한 전압 레벨) 또는 접지 전압 레벨(즉, 지지핀(220)을 접지시키는 전압 레벨)을 가지도록, 전원의 전압 레벨을 조절할 수도 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 지지핀 및 전원 공급부의 동작을 설명하는 도면들이다. 도 5a 내지 도 5c에는 건조 공정 중 기판(20)이 투입되는 제1 단계, 감압 전의(또는, 감압이 시작된 직후의) 제2 단계, 및 감압 중인 제3 단계에서의, 전원 공급부의 동작이 각각 도시되어 있다.
제1 단계에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 지지핀(220)은 접지와 연결될 수 있다. 예를 들어, 감압 건조 장치(10)의 감압이 시작되기 이전까지 전원 공급부(300)에는 제1 제어 신호(CS1)가 제공되고, 제1 제어 신호(CS1)에 응답하여 스위칭 회로(320)는 지지핀(220)을 접지에 연결할 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)가 개방되거나, 덮개(120)가 하판(110)으로부터 이격된 경우, 전원 공급부(300)에는 제1 제어 신호(CS1)가 제공되고, 제1 제어 신호(CS1)에 응답하여 스위칭 회로(320)는 지지핀(220)을 접지에 연결할 수 있다.
이후, 제2 단계에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 지지핀(220)에는 전원이 인가되고, 지지핀(220)은 대전될 수 있다. 예를 들어, 감압 건조 장치(10)의 감압되기 직전 또는 직후에, 전원 공급부(300)에는 제2 제어 신호(CS2)가 제공되고, 제2 제어 신호(CS2)에 응답하여 스위칭 회로(320)는 지지핀(220)을 전원 생성 회로(310)에 연결하며, 전원 생성 회로(310)에서 생성된 전원이 지지핀(220)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)가 밀폐되거나, 덮개(120)가 하판(110)에 밀착되는 경우, 전원 공급부(300)에는 제2 제어 신호(CS2)가 제공되고, 제2 제어 신호(CS2)에 응답하여 스위칭 회로(320)는 지지핀(220)을 전원 생성 회로(310)에 연결하며, 전원 생성 회로(310)에서 생성된 전원이 지지핀(220)에 제공될 수 있다.
예를 들어, 지지핀(220)의 코어(221)는 음(-)의 전기로 대전되며, 쉘(222)의 내측부(즉, 코어(221)에 인접한 부분)은 양(+)의 극성으로, 쉘(222)의 외측부(즉, 기판(20)에 인접한 부분)은 음(-)의 극성으로 분극될 수 있다. 즉, 지지핀(220)은 음(-)의 전기로 대전될 수 있다.
한편, 도 5b에서 지지핀(220)은 음(-)의 전기로 대전되는 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로, 지지핀(220)은 양(+)의 전기로 대전될 수도 있다.
이 경우, 대전된 지지핀(220)은 정전기적 인력을 이용하여 포토레지스트층(23)의 용액(SOL)을 당기며, 포토레지스트층(23)의 용액(SOL)은 제1 영역(A1)(즉, 지지핀(220)과 접하거나 중첩하는 부분)으로 이동할 수 있다. 즉, 극성을 가지는 용액(SOL)은 지지핀(220)의 정전기적 인력에 의해 제1 영역(A1)으로 당겨질 수 있다. 이에 따라, 포토레지스트층(23)의 제1 영역(A1)에서의 두께가 상대적으로 두꺼워질 수 있다.
이후, 제3 단계에서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(23)의 용액이 기화될 수 있다. 지지핀(220)이 기판(20)에 직접적으로 접하므로, 지지핀(220)을 통해 열이 기판(20)에 전달되고, 기판(20)의 제1 영역(A1)에서 용액(SOL)의 증발 속도는 상대적으로 빠를 수 있다. 지지핀(220)의 정전기적 인력에 의한 용액(SOL)의 이동 속도가 증발 속도의 차이(즉, 접촉부에서의 증발 속도와 비접촉부에서의 증발 속도의 차이)와 동일하거나 유사하게 설정되는 경우, 제1 영역(A1)에서의 포토레지스트층(23)(또는, 포토레지스트)의 두께는 다른 영역에서의 포토레지스트층(23)의 두께와 동일하게 유지될 수 있다. 즉, 포토레지스트층(23)의 두께는 전체적으로 균일해 질 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 바와 같이, 지지핀(220)의 정전기적 인력에 의해 포토레지스트층(23)의 용액(SOL)이 제1 영역(A1)으로 이동함으로써, 제1 영역(A1)에서 용액(SOL)이 상대적으로 빠르게 증발하더라도, 제1 영역(A1)에서의 포토레지스트층(23)의 두께 차이가 발생하지 않을 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 전술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다. 또한, 특허 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 감압 건조 장치 20: 기판
100: 챔버 110: 하판
120: 덮개 130: 밀봉 부재
210: 지지판 220: 지지핀
221: 코어 222: 쉘
230: 승강부 300: 전원 공급부
310: 전원 생성 회로 320: 스위칭 회로
410: 제1 밸브 420: 제2 밸브
430: 펌프

Claims (20)

  1. 내부에 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내부 저면 상에 형성되는 지지핀들;
    상기 지지핀들에 전원을 인가하는 전원 공급부; 및
    상기 챔버의 상기 공간과 연결되는 펌프를 포함하는,
    감압 건조 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 지지핀들은 건조 대상인 기판을 직접적으로 지지하는,
    감압 건조 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 기판 상에는 포토레지스트가 도포되되,
    상기 포토레지스트는 극성을 가지는 용액(solvent)을 포함하는,
    감압 건조 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 전원의 전압 레벨은 상기 용액의 극성의 크기에 기초하여 설정되며, 상기 용액의 극성이 클수록 상기 전원의 전압 레벨은 낮아지는,
    감압 건조 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 지지핀들과 접하는 상기 기판의 접촉부의 온도는 상기 지지핀들로부터 이격된 비접촉부의 온도보다 높은,
    감압 건조 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 지지핀은, 원통 형상, 반구 형상, 원뿔 형상, 및 바늘 형상 중 하나의 형상을 가지는,
    감압 건조 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 지지핀은 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 상기 코어는 도전 물질을 포함하며, 상기 쉘은 절연 물질을 포함하는,
    감압 건조 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 지지핀의 열전도율은 0.3 [W/mK] 이하인,
    감압 건조 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 전원의 전압 레벨은 상기 열전도율에 기초하여 설정되며, 상기 열전도율이 높을수록 상기 전원의 전압 레벨이 높아지는,
    감압 건조 장치.
  10. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 전원을 생성하는 전원 생성부, 및
    제1 제어 신호에 응답하여 상기 전원 생성부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결하는 스위칭 회로를 포함하는,
    감압 건조 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 제2 제어 신호에 응답하여 상기 전원 공급부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결하는,
    감압 건조 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 공간이 감압되기 이전 시점에서 상기 지지핀들을 접지에 연결하는,
    감압 건조 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 공간이 감압되는 시점에서 상기 전원 공급부의 출력단을 상기 지지핀들에 연결하는,
    감압 건조 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 지지핀은 상기 전원에 의해 대전되고,
    기판의 제1 영역 상의 포토레지스트의 두께는 상기 기판의 제2 영역 상의 포토레지스트의 두께보다 두꺼워지며,
    상기 기판은 건조 대상으로 상기 지지핀에 의해 지지되고, 상기 기판의 상기 제1 영역은 상기 지지핀과 중첩하며, 상기 기판의 상기 제2 영역은 상기 지지핀으로부터 이격된,
    감압 건조 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 공간이 감압되는 동안, 상기 제1 영역에서의 포토레지스트의 두께는 얇아지면서 상기 제2 영역에서의 포토레지스트의 두께와 동일하게 되는,
    감압 건조 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 챔버는 하판과 덮개를 포함하고,
    상기 덮개가 상기 하판에 밀착되는 경우, 상기 전원 공급부는 상기 지지핀들에 제1 전압 레벨을 가지는 상기 전원을 인가하는,
    감압 건조 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 덮개가 상기 하판으로부터 이격된 경우, 상기 전원 공급부는 상기 전원의 전압 레벨을 접지 전압 레벨로 조절하는,
    감압 건조 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 하판 상에 배치되는 지지판; 및
    상기 지지판을 탑재하며 상기 지지판의 상기 공간 내 높이를 조절하는 승강부를 더 포함하고,
    상기 지지핀들은 상기 지지판에 분산 배치된,
    감압 건조 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 지지핀들은 상기 지지판 내 전원선을 통해 상호 전기적으로 연결되는,
    감압 건조 장치.
  20. 제18 항에 있어서, 상기 지지핀들은 상호 독립적으로 상기 전원 공급부에 연결되는,
    감압 건조 장치.
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