KR101234216B1 - 슬릿코터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토레지스트 도포장치의 세정기에 있어서, 세정부와 건조부를 분리하여 형성함으로써 슬릿노즐에 세정되지 않는 이물질 또는 불순물을 남기지 않게 하여 포토레지스트의 도포할 때 기판에 형성되는 결함을 감소시키는 것에 관한 것이다.

슬릿코터, 슬릿노즐, 세정, 분사구

Description

슬릿코터{SLIT COATER}

도 1은 일반적인 포토레지스트 도포장치의 구성을 나타내는 사시도.

도 2는 종래의 세정기를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도.

도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 포토레지스트 도포장치에서의 세정기를 도시한 사시도.

도 4b는 도4a의 II-II'에 따른 단면도.

도 4c는 도 4a의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

210 : 공기 분사구 211 : 세정액 분사구

220 : 건조부 221 : 세정부

230 : 세정부재

본 발명의 유리기판이나 웨이퍼 등의 표면에 포토레지스트를 도포하는 장치에 관한 것으로 특히, 노즐분사방식을 사용하는 슬릿(slit) 코터(coater)에 관한 것이다.

액정표시소자 또는 반도체 소자 제조공정에는 다수의 포토리소그래피 공정이 적용되고, 포토리소그래피공정을 위하여 노광공정이 진행되는데, 상기 노광공정을 위해 감광물질인 포토레지스트가 사용된다.

노광공정은 기판 또는 웨이퍼에 감광성의 포토레지스트를 도포하고 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 노광하는 순서로 진행된다.

이러한 포토레지스트를 도포하기 위해서는 포토레지스트를 코팅하는 장치가 필요하며 통상 소정의 점도를 가지는 포토레지스트는 스핀 코터(spin coater) 또는 스피너(spinner)라 불리는 도포 장치를 이용하여 도포된다.

그러나 상기 스핀 코팅 방법은 코팅에 사용되는 포토레지스트의 양에 비해 버려지는 양이 너무 많아 포토레지스트의 낭비가 심하고, 액정표시패널이 형성되는 대형의 기판에 포토레지스트 코팅방법으로 사용되기에는 기판의 크기가 너무 커 스핀공정이 어렵다.

스핀코팅 방법은 스핀시 발생하는 원심력을 이용한 코팅방법인데, 그 과정을 살펴보면, 소정의 점도를 가지는 포토레지스트를 스피너(spinner) 상에 안착된 기판에 적하하는 단계와, 상기 스피너(spinner)를 고속으로 회전시켜 포토레지스트를 균일하게 코팅하는 단계로 구분될 수 있다.

그러므로 회전하는 스피너 상에서 도포된 포토레지스트는 기판에 도포될 뿐 아니라 스피너(spinner) 밖으로 비산되는 양도 상당량에 이른다. 실제, 감광을 위해 사용되는 포토레지스트의 량보다 낭비되는 포토레지스트의 량이 훨씬 많다. 뿐 만 아니라, 상기 스피너(spinner)의 회전시 비산되는 포토레지스트 파편은 이후 박막 형성공정에서 이물로 작용되기가 쉽고, 환경 오염원이 되기도 한다.

상기 문제를 해결하고자, 스피너(spinner)를 사용하지 않고 소정의 포토레지스트를 슬릿노즐을 사용하여 분사하는 노즐 방식의 코팅장치가 제안되었다. 상기 코팅장치는 슬릿노즐을 포함하는 슬릿코터와 상기 슬릿노즐을 세정하는 세정기로 이루어져 있다.

이때 상기 노즐방식을 스피너(spinner)를 이용하지 않기 때문에 스핀리스 코터(spinless coater) 또는 슬릿을 통해 포토레지스트가 분사되므로 슬릿코터(slit coater)라 부른다. 상기 슬릿코터는 특히, 대형의 액정표시패널 상에 포토레지스트를 도포하는데 적합하다. 상기 슬릿코터는 소정량의 포토레지스트를 바(bar)형의 긴 슬릿노즐을 통해 유리기판 등에 도포하는 포토레지스트 도포장치로, 미세한 슬릿을 통해 일정량의 포토레지스트를 일정한 속도로 이동하면서 도포한다.

도 1을 통하여 통상의 코팅장치의 개략적인 구조를 살펴본다. 도 1은 일반적인 슬릿코터의 사시도로서, 포토레지스트를 기판(102)상에 도포하는 슬릿형의 노즐(101)과 상기 슬릿노즐에 공급되는 포토레지스트가 저장되는 저장탱크(105)와, 상기 저장탱크(105)로부터 상기 슬릿노즐(101)로 포토레지스트가 이동하는 포토레지스트 공급라인(106)과, 상기 저장탱크(105)와 슬릿노즐(101)사이에 형성되며 일정한 압력으로 포토레지스트를 공급하는 펌핑수단(107)을 구비한다. 상기 슬릿노즐은 노즐의 양단에 구비된 이동레일을 따라 일정 속도로 이동하면서 포토레지스트를 도포하게 된다.

상기 슬릿노즐(101)은 긴 바(bar)형으로, 슬릿노즐의 팁에는 미세한 슬릿형상의 분사구가 형성되어 있으며 상기 분사구를 통해 포토레지스트가 일정량 기판에 분사된다.

상기 저장탱크(105)는 슬릿노즐(101)에 공급되는 포토레지스트가 저장되며 노즐구동부에 부착되어 있을 수 있다. 또한 상기 펌핑수단(107)은 일정한 압력을 슬릿노즐(101)에 가하고 그 압력에 의해 슬릿노즐에 저장된 포토레지스트가 분사되게 한다.

상기 슬릿코터의 슬릿노즐(101)은 포토레지스트가 공급되는 곳으로, 슬릿코터를 장시간 사용하지 않거나 일정 시간 사용하고 난 후에는 슬릿노즐(101) 내부의 기포를 제거하기 위해 포토레지스트를 제거하는 과정을 진행한다. 이때 상기 슬릿노즐(101)의 포토레지스트를 제거하고 나서 이후 다시 포토레지스트를 코팅하기 전에 슬릿노즐을 세정한다. 이는 이후 공정에서 불순물이나 얼룩이 지는 등의 불량을 방지하기 위해서인데 포토레지스트가 세정이 되지 않은 상태에서 남아있게 되면 도포 중에 상기 포토레지스트 불순물이 기판에 함께 코팅되어 얼룩이나 돌기 등으로 작용할 수 있기 때문이다. 따라서, 도면에 도시하지는 않았지만 슬릿코터의 일측에는 슬릿노즐(101)을 세정하는 세정기가 추가로 구비되며, 슬릿노즐은 세정기에 의해 세정된다.

도 2는 종래의 세정기를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 I-I'에 따른 단면도로 슬릿노즐(101)을 세정할 때의 모습을 나타낸 것이다.

상기 세정기(109)는 상기 슬릿노즐(101)이 안착할 수 있는 가이드부가 형성 되어 있으며 상기 가이드의 내부 경사면에는 슬릿노즐 부분을 세정할 수 있도록 세정액이 분사되는 분사구(111)와 세정 후 건조를 위한 공기가 분사되는 분사구(110) 및 슬릿노즐과 접촉하여 슬릿노즐에 부착된 이물질을 물리적으로 제거하는 세정부재(130)이 함께 구비되어 있다.

그러나 종래의 세정기의 경우 세정액 분사구(111)와 공기 분사구(110)이 같은 경사면에 구비되어 있어 슬릿노즐의 포토레지스트가 완전히 제거되지 않은 상태에서 건조가 되는 문제점이 있었다. 즉, 세정액으로 포토레지스트를 세정할 때 남아있는 포토레지스트와 세정액 완전히 제거되지 않은 채 슬릿노즐 부분에 부착된 상태에서 공기가 분사되어 건조가 되는 경우가 있을 수 있었다. 이러한 경우 슬릿노즐에 부착된 포토레지스트와 세정액은 건조되게 되고, 이후 슬릿노즐이 다시 포토레지스트를 도포하게 되면 이전 단계에서 세정되지 않은 상기 포토레지스트가 기판에 떨어져 불량으로 작용하게 되는 문제가 있었다. 상기 세정되지 않은 포토레지스트는 슬릿노즐의 이동방향(또는 기판의 이동방향)에 따라 선을 길게 만들거나 돌기를 형성하는 등 여러 가지 문제를 야기시킨다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로 포토레지스트 도포장치의 세정기에 있어서, 세정부와 건조부를 분리하여 형성함으로써 슬릿노즐에 세정되지 않는 이물질 또는 불순물을 남기지 않게 하여 포토레지스트의 도포할 때 기판에 형성되는 결함을 줄일 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기한 바와 같이 이물질 또는 불순물을 제거하여 포토레지 스트를 도포할 때 균일하게 도포할 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 포토레지스트 도포장치는 기판을 지지하기 위한 지지부재와 포토레지스트가 유출되는 유출구가 형성된 슬릿노즐을 구비하며 상기 기판 상에 포토레지스트를 코팅하기 위한 슬릿코터 및 상기 슬릿노즐을 세정하기 위한 세정기를 포함하여 구성된다. 상기 세정기는 상기 슬릿노즐이 안착되는 가이드부와, 상기 가이드부의 양측에 구비되며, 세정액을 분사하는 한 개 이상의 분사구가 구비된 세정부, 및 상기 가이드부의 양측에 구비되며, 공기를 분사하는 한 개 이상의 분사구가 구비된 건조부를 포함하여 구성된다.

도 3에서 도시한 바와 같이 종래의 발명에 의한 포토레지스트 도포장치에 있어서 세정기의 분사구는 세정용 분사구와 건조용 분사구가 같은 영역에 형성되어 있었다. 따라서 세정액이 분사되어 슬릿노즐 부분의 포토레지스트를 세정할 때 남아있는 포토레지스트가 건조되어 불량을 야기시킴은 이미 살펴 보았다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 슬릿노즐을 세정액으로 세정하는 세정부와 슬릿노즐을 공기로 건조하는 건조부를 분리하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 포토레지스트 도포장치를 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 포토레지스트 도포장치에서의 세정기를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도4a의 II-II'에 따른 단면을 나타낸 것이다. 도 4c는 도 4a의 측면도로, 설명의 편의를 위해 분사구의 위치를 나타낸 것이다.

세정기는 상기 슬릿노즐이 안착되는 가이드부(212)와, 상기 가이드부(212)의 양측에 구비되며, 세정액을 분사하는 한 개 이상의 분사구(211)가 구비된 세정부(221), 및 상기 가이드부(212)의 양측에 구비되며, 공기를 분사하는 한 개 이상의 분사구(210)가 구비된 건조부(220)를 포함하여 구성된다.

상기 슬릿노즐을 세정하기 위한 장치이므로 상기 슬릿노즐이 세정될 수 있도록 안착될 수 있어야 한다. 따라서 상기 가이드부(212)는 슬릿노즐이 안착될 수 있도록 슬릿노즐의 형태와 유사하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 슬릿노즐의 측면이 경사지게 형성되는 것이 보통이므로 상기 가이드부는 경사진 면을 가지는 것이 바람직하다. 상기 가이드부의 양측에는 슬릿노즐의 양면을 세정하기 위한 세정부(221)와 건조부(220)가 구비된다.

슬릿노즐의 슬릿에서는 포토레지스트가 분사되어 기판 상에 도포하게 되는데, 세정하기 전에는 슬릿노즐 부분에 도포 과정에서 남은 포토레지스트가 존재하게 된다. 상기 도포과정에서 남은 포토레지스트는 세정액으로 세정하게 된다. 상기 세정액은 슬릿노즐의 유출구 주변에 굳어져 있는 포토레지스트와 같은 이물질을 적셔 용해시키는 등의 방법으로 남아있는 포토레지스트를 제거하게 된다.

상기한 바와 같이 포토레지스트를 세정하기 위해 세정기에는 세정액을 분사할 수 있는 적어도 한 개의 분사구가 구비된 세정부를 포함하게 된다. 상기 세정액은 시너를 포함하여 포토레지스트를 용해시켜 제거할 수 있는 물질을 포함한다.

상기 세정부(221)에서 세정액에 의해 포토레지스트가 씻겨지면 세정부(221)에서 세정액이 남아있는 슬릿노즐을 건조하는 과정을 거치게 되는데, 이때 공기를 분사하여 슬릿노즐을 건조시킨다. 따라서 본 발명에 의한 세정기는 공기를 분사할 수 있는 적어도 한 개 이상의 분사구(210)를 가진 건조부(220)를 포함한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 도포장치에 있어서 세정기는 상기 세정부(221)와 건조부(220)는 분리되어 형성되는 것이 특징이다. 기존의 발명에 의한 세정기는 세정액이 분사되는 분사구와 공기가 분사되는 분사구가 같은 영역에 위치함으로써 포토레지스트의 세정이 완벽하게 되지 않을 경우 이물질로 남아 불량을 일으키는 원인이 되었다. 본 발명에서는 먼저 슬릿노즐을 세정액으로 세정하고 나서 공기로 건조하는 과정을 거칠 수 있도록 하는 세정부와 건조부를 따로 구성함으로써 이러한 문제점을 해결하려고 한다.

상기 세정기는 슬릿노즐의 유출구가 형성된 길이 방향(이하, 노즐방향)으로 세정부(221)와 건조부(220)가 분리되어 구비된다. 세정기로 슬릿노즐을 세정할 때에는 슬릿노즐을 고정한 상태에서 세정기가 한 방향으로 움직이며 스캔하듯이 슬릿노즐 부분을 훑어가며 세정하게 된다. 따라서 먼저 세정액으로 포토레지스트를 세정할 수 있도록 세정부를 슬릿노즐의 양측에 구비시킨 후 그 다음 영역에 건조부를 위치시켜 슬릿노즐을 건조시키도록 한다.

세정기를 세정할 때는 세정기를 한 방향(D1)으로 움직이게 하여 슬릿노즐을 세정액에 의해 세정한다. 그 다음 다시 원위치로 되돌리는 과정(D2)에서 건조시키게 된다.

상기한 바와 같이 세정기에 세정부와 건조부를 분리하여 구비되는 경우 세정부에서 남은 포토레지스트 이물질이 곧바로 건조되는 일이 줄어드는 효과가 있다. 기존의 발명에서는 세정액의 분사구와 공기 분사구가 같은 영역에 위치함으로써 세정액을 분사한 후 바로 상태에서 공기로 건조시키기 때문에 상기한 바와 같이 포토레지스트가 세정되지 않고 남아 건조되는 경우가 있을 수 있었다. 이러한 남은 포토레지스트 이물질은 슬릿노즐에 남아 이후 도포과정에서 기판에 떨어짐으로써 도포불량을 일으킬 수 있었으나, 상기한 바와 같이 세정액 분사구와 공기 분사구를 따로 배치하여 세정액으로 슬릿노즐을 세정한 다음 위치를 움직여 공기에 의해 건조되도록 하였으므로 상기한 포토레지스트 이물질을 줄일 수 있게 된다.

이때 세정용액은 슬릿노즐이 움직이는 동안 복수 개의 분사구에서 연속적으로 분사할 수 있게 되므로 포토레지스트가 세정되지 않고 남아있는 경우도 줄어들게 된다. 결과적으로, 상기 포토레지스트의 이물질이 줄어들게 되면 이후 도포하는 과정에서의 불량이 줄어들게 되므로 이후 액정표시소자의 불량을 줄일 수 있게 된다.

본 발명에 의한 포토레지스트 도포장치의 세정부(221)와 건조부(220)는 적어도 한 개 이상의 분사구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 도시한 도면에서는 복수 개의 세정부와 건조부를 나타내었으나 필요에 따라 개수를 조절할 수 있다. 또한 세정액을 분사하는 분사구 또는 공기를 분사하는 분사구는 슬릿노즐의 모양이나 크기를 다르게 형성할 수 있다. 즉, 분사구의 형태는 구형뿐만 아니라 슬릿의 형태나 다각형의 형태 등 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다.

상기 분사구가 복수 개일 때, 도시한 바와 같이 슬릿노즐의 양측면을 효율적으로 세정하기 위해서 각 분사구의 높이를 같거나 다르게 형성할 수 있다. 특히, 각 분사구의 높이를 경사지게 형성하는 경우 슬릿노즐의 양측면의 넓은 부위를 세정할 수 있는 장점이 있으므로 각 분사구의 높이를 변화시켜 차례로 높아지거나 낮아지는 형태로, 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 세정부(221)와 건조부(220) 사이에는 슬릿노즐과 접촉하여 슬릿노즐에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세정부재(230)를 추가로 포함하는 것 특징으로 한다. 상기 세정기의 세정부(221)와 건조부(220)는 슬릿노즐과 접촉하여 세정하는 것이 아니라 슬릿노즐과 소정의 거리에서 이격되어 슬릿노즐에 세정액과 공기를 분사하여 세정한다. 따라서 슬릿노즐의 유출구 근처에 부착된 이물질을 상기한 세정방식으로 제거하지 못하는 경우가 생길 수 있다. 따라서 포토레지스트가 분사되는 슬릿노즐 부분에 부착된 이물질을 접촉하여 제거하기 위한 세정부재(230)를 추가로 따로 형성하여 구비할 수 있다. 이때, 상기 세정부재(230)는 고무 또는 테플론으로 형성할 수 있으며, 슬릿노즐이 직접적으로 접촉할 수 있도록 가이드부의 하단, 즉 슬릿노즐이 세정기에 안착할 때 유출구가 위치하는 영역에 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 세정기를 이용하여 슬릿노즐을 세정하기 위해서는 먼저 세정하고자 하는 슬릿노즐을 가이드부에 위치시킨다. 그 다음 세정기를 어느 한 방향(D1)으로 움직이면서 세정액을 분사하여 슬릿노즐에 부착된 이물질을 세정액으로 적셔 떨어지게 한다. 슬릿노즐의 끝까지 세정기가 움직이면서 세정액의 분 사가 끝나면 원 위치로 돌아가기 위한 방향(D2)으로 세정기를 다시 이동시키게 되며 이와 동시에 공기를 분사하여 슬릿노즐에 남은 세정액을 건조시키게 된다.

이때 슬릿노즐의 끝단은 세정부재에 직접적으로 접촉하게 하여 포토레지스트 유출구에 부착된 이물질을 직접적으로 떼어낼 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당연하다. 예를 들어 슬릿노즐을 세정하고자 할 때 상기 실시예에서는 슬릿노즐은 고정된 상태로 세정기를 이동시켜 슬릿노즐을 세정하였으나 슬릿노즐이 고정된 상태에서 슬릿노즐을 이동시키는 것도 가능할 것이다. 또한 상기 실시예에서는 분사구의 형태를 구형 구멍으로 표현하였으나 분사구의 모양은 타원의 형태나 다각형의 형태 또는 슬릿의 형태로 형성하는 등 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다. 또한 상기 실시예에서는 분사를 세정액과 공기의 경우를 예로 들었으나 필요한 경우 세정에 필요한 다른 액체나 기체 분사구를 추가로 구비할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예는 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 상세한 설명에 기재된 내용이 아니라 청구 범위에 기재된 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 포토레지스트 도포장치의 세정기에 있어서, 세정부와 건조부를 분리하여 형성함으로써 슬릿노즐에 세정되지 않는 이물질 또는 불순물을 남기지 않게 하여 포토레지스트의 도포할 때 기판에 형성되는 결함을 줄일 수 있다. 따라서, 이물질 또는 불순물을 제거하여 포토레지스트를 도포할 때 균일하게 도포할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 기판을 지지하기 위한 지지부재;

   포토레지스트가 유출되는 유출구가 형성된 슬릿노즐을 구비하며 상기 기판 상에 포토레지스트를 코팅하기 위한 슬릿코터; 및

   상기 슬릿노즐을 세정하기 위한 세정기를 포함하며,

   상기 세정기는,

   상기 슬릿노즐이 안착되는 가이드부와,

   상기 가이드부의 양측에 구비되며, 세정액을 분사하는 한 개 이상의 분사구가 구비된 세정부, 및

   상기 가이드부의 양측에 구비되며, 공기를 분사하는 한 개 이상의 분사구가 구비된 건조부를 포함하여 구성되며,

   상기 세정부와 건조부는 분리되어 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 세정부와 건조부 사이에 위치하며, 슬릿노즐과 접촉하여 슬릿노즐에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세정부재를 추가로 포함하는 것 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 세정부재는 고무 또는 테플론으로 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 세정액은 시너인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 세정기에 있어서, 복수 개의 분사구를 가질 때, 각 분사구의 높이가 다른 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 분사구의 높이는 차례로 높아지거나 낮아지는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅장치.
8. 슬릿노즐을 세정기의 가이드 부에 안착시키는 단계;

   상기 세정기를 한 방향으로 이동시키는 동시에 세정부의 분사구에서 세정액을 분사하는 단계; 및

   상기 세정기를 원래의 위치로 이동시키는 동시에 건조부의 분사구에서 공기를 분사하는 단계로 이루어지는 슬릿코터의 슬릿노즐 세정방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 세정기를 이동시키는 단계는 슬릿노즐을 세정부재에 접촉시키면서 이동시키는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 슬릿노즐 세정방법.

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