KR20050111871A - Vacuum drying apparatus - Google Patents
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Abstract
기판 상에 도포된 도포액을 보다 효율적으로 건조시키기 위하여, 본 발명은 건조대상 기판의 출입을 선택적으로 개폐가능하게 구비되는 진공챔버; 상기 진공챔버 내의 압력을 감소시켜 상기 기판에 도포된 도포액을 증발시키기 위하여, 상기 진공챔버와 연결되어 진공압을 제공하는 진공펌프; 그리고 상기 진공챔버의 내부에 구비되어 상기 기판을 가열하는 가열수단을 포함하여 이루어지는 진공 건조장치를 제공한다.In order to more efficiently dry the coating liquid applied on the substrate, the present invention comprises a vacuum chamber which is provided to selectively open and close the entry and exit of the substrate to be dried; A vacuum pump connected with the vacuum chamber to provide a vacuum pressure in order to reduce the pressure in the vacuum chamber to evaporate the coating liquid applied to the substrate; And it is provided in the vacuum chamber provides a vacuum drying apparatus comprising a heating means for heating the substrate.
Description
본 발명은 진공건조 장치 및 건조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건조에 소요되는 시간을 단축시키고 보다 양호한 건조면을 이루는 진공 건조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a vacuum drying apparatus and a drying method, and more particularly, to a vacuum drying apparatus which shortens the time required for drying and achieves a better drying surface.
일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널 내에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오 데이터 신호로 조절함으로써 데이터 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시한다. In general, the liquid crystal display device displays an image corresponding to the data signal on the panel by adjusting the light transmittance of the liquid crystal cells arranged in a matrix form in the liquid crystal display panel with a video data signal supplied thereto.
여기서, 상기 액정표시패널은 상부기판과 하부기판이 합착된 상태로 제공된다. 상기 하부기판에는 상기 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환하기 위한 박막트랜지스터, 외부에서 공급되는 데이터를 액정셀들에 공급하는 신호배선, 그리고 박막트랜지스터의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등이 형성된다. 또한, 상기 상부기판에는 칼라필터 등이 형성된다. The liquid crystal display panel is provided in a state where the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other. The lower substrate includes electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer, a thin film transistor for switching data supply for each liquid crystal cell, a signal line for supplying externally supplied data to the liquid crystal cells, and a control signal of the thin film transistor. Signal wiring and the like for supplying are formed. In addition, a color filter or the like is formed on the upper substrate.
한편, 상기 각종 전극들 또는 상기 컬러필터층은 포토 리소그래피(Photo-lithography) 공정에 의하여 형성된다. 상기 포토 리소그래피 공정은 포토 레지스터를 사용하여 증착층에 식각면을 표시하고 원하는 패턴을 형성하는 공정이다. Meanwhile, the various electrodes or the color filter layer are formed by a photo-lithography process. The photolithography process is a process of forming an etching pattern on the deposition layer using a photoresist and forming a desired pattern.
예를 들어, 상기 컬러필터에서는 유리 기판에 솔벤트(solvent) 등이 다량으로 함유된 포토 레지스터 도포액을 도포한 후 건조된다. 이후, 상기 포토 리소그래피 공정에 의하여 원하는 패턴이 형성된다. For example, in the color filter, a photoresist coating liquid containing a large amount of solvent or the like is applied to a glass substrate and then dried. Thereafter, a desired pattern is formed by the photolithography process.
여기서, 상기 패턴의 형성 전에 상기 포토 레지스터 도포액을 건조시켜야 한다. 도 1은 종래기술에 따른 건조장치의 단면을 도시한 도면이다. Here, the photoresist coating liquid should be dried before formation of the pattern. 1 is a view showing a cross section of a drying apparatus according to the prior art.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래기술에 따른 건조장치는 진공챔버(14) 및 진공펌프(13)를 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 1, the drying apparatus according to the prior art comprises a vacuum chamber 14 and a vacuum pump (13).
상기 진공챔버(14)의 내부에는 포토레지스터 도포액이 도포된 기판(10)이 로딩되고, 상기 챔버(14)는 배관(15)에 의하여 상기 진공펌프(13)와 연결된다. 상기 진공챔버(14)가 밀폐된 후 상기 진공펌프(13)가 작동되면, 진공챔버(14) 내부의 압력이 하강되면서 상기 도포액이 증발된다. 상기 도포액이 증발된 후에는 상기 기판(10) 상에 포토 레지스터가 잔존하게 되고, 이후 포토 리소그래피 공정에 의하여 상기 기판(10) 상에 패턴이 형성된다. The substrate 10 to which the photoresist coating liquid is applied is loaded in the vacuum chamber 14, and the chamber 14 is connected to the vacuum pump 13 by a pipe 15. When the vacuum pump 13 is operated after the vacuum chamber 14 is closed, the coating liquid is evaporated while the pressure inside the vacuum chamber 14 is lowered. After the coating liquid is evaporated, a photoresist remains on the substrate 10, and then a pattern is formed on the substrate 10 by a photolithography process.
그러나, 종래기술에 따른 건조장치는 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the drying apparatus according to the prior art had the following problems.
첫째, 상기 건조장치에 의하여 기판 상의 도포액을 증발시키는 공정이 완료된 후에도 상기 기판 상에 도포액이 일부 잔존된다. 따라서, 상기 포토 레지스터와 기판과의 접착력이 약하여 정밀한 패턴 형성을 저해하는 문제점이 있었다. First, some of the coating liquid remains on the substrate even after the process of evaporating the coating liquid on the substrate by the drying apparatus is completed. Therefore, there is a problem in that the adhesion between the photoresist and the substrate is weak, thereby preventing the formation of a precise pattern.
둘째, 상기 건조장치에 의하여 진공 건조과정이 완료된 후 상기 기판을 가열하여 잔존하는 도포액을 증발시킬 수도 있으나, 상기 기판의 가열을 위하여 별도의 가열장치 및 공정이 소요되는 문제점이 있었다. Second, after the vacuum drying process is completed by the drying apparatus, the substrate may be heated to evaporate the remaining coating liquid, but there is a problem in that a separate heating apparatus and process are required for heating the substrate.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 신속하고 안정적으로 도포액을 증발시키는 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a drying apparatus for evaporating a coating liquid more quickly and stably.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건조대상 기판의 출입을 선택적으로 개폐가능하게 구비되는 진공챔버; 상기 진공챔버 내의 압력을 감소시켜 상기 기판에 도포된 도포액을 증발시키기 위하여, 상기 진공챔버와 연결되어 진공압을 제공하는 진공펌프; 그리고 상기 진공챔버의 내부에 구비되어 상기 기판을 가열하는 가열수단을 포함하여 이루어지는 진공 건조장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a vacuum chamber which is provided to selectively open and close the entry and exit of the drying target substrate; A vacuum pump connected with the vacuum chamber to provide a vacuum pressure in order to reduce the pressure in the vacuum chamber to evaporate the coating liquid applied to the substrate; And it is provided in the vacuum chamber provides a vacuum drying apparatus comprising a heating means for heating the substrate.
여기서, 상기 가열수단은 상기 기판이 로딩되는 가열 플레이트와, 상기 가열 플레이트의 내부에 구비되어 공급된 전력에 의하여 가열되는 열선을 포함하여 이루어진다. 상기 가열 플레이트의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도를 설정된 온도를 유지하도록 전원의 공급을 조절하는 온도조절부를 포함하여 이루어진다. Here, the heating means includes a heating plate on which the substrate is loaded, and a heating wire heated by electric power provided in the heating plate. It comprises a temperature control unit for measuring the temperature of the heating plate, adjusting the supply of power to maintain the measured temperature set temperature.
상기 진공챔버는 베이스 프레임에 고정된 하부 챔버, 상기 하부 챔버의 상측에 상하로 이동가능하게 구비된 상부 챔버, 그리고 상기 각 챔버들 사이를 밀폐하기 위하여 상기 하부 챔버의 테두리 상면을 따라서 구비된 오-링을 포함하여 이루어진다. The vacuum chamber is provided with a lower chamber fixed to a base frame, an upper chamber provided to be movable up and down on the lower chamber, and an upper surface of the lower chamber to seal between the chambers. It consists of a ring.
상기 진공 건조장치의 사용방법은 포토 리소그래피 공정을 실시하기 위하여, 기판 상에 도포된 포토 레지스터 도포액을 건조시킴에 있어서, 진공챔버 내부로 건조대상 기판을 반입하고 상기 진공챔버를 밀폐시키는 단계; 상기 기판을 가열함과 동시에 상기 진공챔버 내부를 감압하여 상기 도포액을 건조시키는 단계; 그리고 상기 진공챔버를 개방하고 상기 기판을 반출시키는 단계를 포함한다. The method of using the vacuum drying apparatus may include: drying a photoresist coating liquid applied on a substrate in order to perform a photolithography process, bringing a substrate to be dried into a vacuum chamber and sealing the vacuum chamber; Drying the coating liquid by heating the substrate and reducing the pressure inside the vacuum chamber; And opening the vacuum chamber and removing the substrate.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진공 건조장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a vacuum drying apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 진공 건조장치를 도시한 단면도이다. 2 is a sectional view showing a vacuum drying apparatus according to the present invention.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 건조장치는 진공챔버(20), 진공펌프(22), 그리고 가열수단(24)을 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 2, the vacuum drying apparatus according to the present invention comprises a vacuum chamber 20, a vacuum pump 22, and a heating means 24.
여기서, 상기 진공챔버(20)는 건조대상 기판(10)이 출입되도록 개폐가능하게 구비된다. 상기 기판(10)에는 포토 레지스터 도포액이 도포되고, 상기 도포액은 솔밴트를 다량으로 함유하고 있다. 상기 솔벤트 성분은 낮은 압력에서 증발된다. 따라서, 상기 진공펌프(22)는 상기 진공챔버(20) 내의 압력을 감소시켜 상기 도포액을 증발시킨다. Here, the vacuum chamber 20 is provided to open and close so that the substrate to be dried 10 enters and exits. A photoresist coating liquid is applied to the substrate 10, and the coating liquid contains a large amount of solvent. The solvent component is evaporated at low pressure. Therefore, the vacuum pump 22 reduces the pressure in the vacuum chamber 20 to evaporate the coating liquid.
이를 위하여, 상기 진공챔버(20)는 배관(23)을 통하여 상기 진공펌프(22)와 연결된다. 따라서, 상기 진공펌프(22)가 작동되면 상기 진공챔버(20) 내부의 공기 및 증발된 도포액은 상기 배관(23)을 통하여 외부로 배출된다. To this end, the vacuum chamber 20 is connected to the vacuum pump 22 through a pipe (23). Therefore, when the vacuum pump 22 is operated, the air in the vacuum chamber 20 and the evaporated coating liquid are discharged to the outside through the pipe 23.
상기 진공챔버(20) 내부의 압력이 감소되면 상기 도포액은 신속히 증발되고, 상기 기판(10)의 상면에는 포토 레지스터가 잔존되어 부착된다. 상기 도포액이 잘 건조될수록 상기 포토 레지스터와 기판(10) 간의 접착상태가 양호하게 된다. When the pressure inside the vacuum chamber 20 decreases, the coating liquid is rapidly evaporated, and a photoresist remains on and adheres to the upper surface of the substrate 10. The better the coating liquid is dried, the better the adhesion between the photoresist and the substrate 10.
한편, 본 발명에 따른 진공 건조장치의 진공챔버(20) 내부에는 가열수단(24)이 구비된다. 상기 가열수단(24)은 상기 기판(10)을 가열함으로써 상기 도포액을 완전히 증발시킨다. 즉, 상기 도포액은 챔버(20) 내부를 감압시킴과 동시에 기판(10)을 가열시킴으로써 더욱 신속히 증발된다. 따라서, 상기 기판(10)과 포토 레지스터 간의 접착력이 우수해진다. 상기 접착력이 향상될수록 포토 리소그래피 공정시 상기 기판(10) 상에 보다 정밀한 패턴이 형성될 수 있다. On the other hand, the heating means 24 is provided in the vacuum chamber 20 of the vacuum drying apparatus according to the present invention. The heating means 24 completely evaporates the coating liquid by heating the substrate 10. That is, the coating liquid is more rapidly evaporated by reducing the pressure inside the chamber 20 and simultaneously heating the substrate 10. Therefore, the adhesion between the substrate 10 and the photoresist is excellent. As the adhesion is improved, a more precise pattern may be formed on the substrate 10 during the photolithography process.
즉, 상기 기판(10)이 로딩되는 부분에 상기 가열수단(24)을 위치시킴으로써, 하나의 장비 내에서 진공건조 및 가열건조가 동시에 이루어진다. 이때, 상기 진공상태에서는 대기압에서보다 소량의 가열만으로도 도포액이 매우 신속하고도 깨끗이 증발된다. 따라서, 별개의 가열장치로 상기 도포액을 건조시키는 것보다 훨씬 우수한 증발작업이 이루어진다. That is, by placing the heating means 24 in the portion where the substrate 10 is loaded, vacuum drying and heat drying are simultaneously performed in one equipment. At this time, in the vacuum state, the coating liquid evaporates very quickly and cleanly even with a small amount of heating than at atmospheric pressure. Thus, much better evaporation is achieved than drying the coating liquid with a separate heating device.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기 가열수단은 가열 플레이트(24a)와 열선(24b)을 포함하여 이루어진다. As shown in Fig. 2, the heating means comprises a heating plate 24a and a heating wire 24b.
여기서, 상기 가열 플레이트(24a)의 상면에는 기판(10)이 로딩되고, 상기 가열 플레이트(24a)의 내부에는 공급된 전력에 의하여 가열되는 열선(24b)이 구비된다. 상기 열선(24b)은 저항으로 기능하여 전원이 공급되었을 때 발열된다. 상기 열선(24b)에서 발생된 열은 상기 가열 플레이트(24a)의 상면에 로딩된 기판(10)으로 전달된다. Here, the substrate 10 is loaded on the upper surface of the heating plate 24a, and the heating wire 24b is provided inside the heating plate 24a to be heated by the supplied electric power. The heating wire 24b functions as a resistor and generates heat when power is supplied. Heat generated in the heating wire 24b is transferred to the substrate 10 loaded on the upper surface of the heating plate 24a.
한편, 상기 열선(24b)에 전원을 공급하는 전선(26)은 상기 가열 플레이트(24a)의 하측으로 연장되어 파워 서플라이에 연결된다. 여기서, 상기 열선(24b)이 과도하게 가열되는 것을 방지하고 일정 수준의 가열온도를 유지하도록 하여야 한다. On the other hand, the electric wire 26 for supplying power to the heating wire 24b is extended to the lower side of the heating plate 24a is connected to the power supply. Here, the heating wire 24b should be prevented from being excessively heated and maintained at a certain level of heating temperature.
이를 위하여, 상기 전선(26)의 일측은 온도조절부(25)와 연결된다. 상기 온도조절부(25)는 온도 센서와 공급전력 조절부를 포함하여 이루어진다. 상기 온도센서는 상기 가열 플레이트(24b)의 온도를 측정하여 공급전력 조절부에 전달한다. 여기서, 상기 온도 센서는 온도에 따라 전압이 가변되는 열전대(thermo-couple)를 사용함이 바람직하다. To this end, one side of the wire 26 is connected to the temperature control unit 25. The temperature controller 25 includes a temperature sensor and a power supply controller. The temperature sensor measures the temperature of the heating plate 24b and delivers it to the supply power control unit. Here, it is preferable that the temperature sensor uses a thermocouple whose voltage varies with temperature.
상기 측정된 온도에 따라서 상기 공급전력 조절부는 공급되는 전력을 변화시키거나, on/off한다. 따라서, 상기 가열 플레이트(24a)의 온도는 일정수준으로 유지된다. The supply power controller changes or turns on / off the power supplied according to the measured temperature. Therefore, the temperature of the heating plate 24a is maintained at a constant level.
한편, 상기 진공챔버(20)는 상부 챔버(20a)와 하부챔버(20b)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 하부 챔버(20b)는 베이스 프레임(30)의 상측에 고정된다. 상기 상부 챔버(20a)는 상기 하부 챔버(20b)의 상측에 상하로 이동가능하게 구비된다. 상기 각 챔버들(20a,20b) 사이를 밀폐하기 위하여 상기 하부 챔버(20b)의 테두리 상면을 따라서 오-링(27)이 구비된다. 상기 상부챔버(20a)가 하강되면 상기 오-링(27)이 가압되면서 상기 챔버(20) 내부 공간을 밀폐시킨다. Meanwhile, the vacuum chamber 20 includes an upper chamber 20a and a lower chamber 20b. Here, the lower chamber 20b is fixed to the upper side of the base frame 30. The upper chamber 20a is provided to be movable upward and downward on the upper side of the lower chamber 20b. An o-ring 27 is provided along an upper surface of the lower chamber 20b to seal between the chambers 20a and 20b. When the upper chamber 20a is lowered, the O-ring 27 is pressurized to seal the inner space of the chamber 20.
상기 상부 챔버(20a)를 상하로 이동시키는 구조를 설명하면 다음과 같다. Referring to the structure for moving the upper chamber 20a up and down as follows.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기 진공챔버(20)의 일측에는 지지 프레임(30)이 상측으로 연장된다. 상기 지지 프레임(30)과 진공챔버(20)의 사이에는 외주면에 나선형의 스크류가 형성된 가이드바(33)가 구비되고, 상기 가이드바(33)를 따라서 상하로 이동되는 이동부재(31)가 결합된다. As shown in FIG. 2, the support frame 30 extends upward on one side of the vacuum chamber 20. Between the support frame 30 and the vacuum chamber 20 is provided with a guide bar 33 having a spiral screw formed on the outer circumferential surface, the moving member 31 is moved up and down along the guide bar 33 is coupled do.
여기서, 상기 가이드바(33)가 회전되면 상기 이동부재(31)는 상기 가이드바(33)를 따라서 상하로 이동된다. 상기 이동부재(31)의 일측에는 상기 상부 챔버(20a)가 클램핑 등의 방식으로 고정된다. 상기 이동부재(31)는 상하로 이동되는 동안 상기 지지 프레임(32)에 의하여 안내됨으로써 상기 가이드바(33)와 함께 회전되는 것이 방지된다. Here, when the guide bar 33 is rotated, the moving member 31 is moved up and down along the guide bar 33. The upper chamber 20a is fixed to one side of the movable member 31 by clamping or the like. The moving member 31 is guided by the support frame 32 while being moved up and down to prevent rotation with the guide bar 33.
따라서, 상기 상부 챔버(20a)가 상측으로 이동되어 챔버(20) 내부 공간이 개방되면 로봇암 등에 의하여 건조대상 기판(10)이 하부 챔버(20b) 내로 로딩된다. 이후, 상기 상부 커버(20a)가 하측으로 이동되어 챔버(20) 내부 공간을 밀폐시킨 후 도포액의 건조과정이 진행된다. Therefore, when the upper chamber 20a is moved upward and the internal space of the chamber 20 is opened, the drying target substrate 10 is loaded into the lower chamber 20b by a robot arm or the like. Thereafter, the upper cover 20a is moved downward to seal the interior space of the chamber 20, and the drying process of the coating liquid is performed.
한편, 포토 리소그래피 공정을 실시하기 전에 기판(10) 상에 도포된 포토 레지스터 도포액을 건조시키기 위하여 본 발명에 따른 진공 건조장치의 사용방법은 다음과 같다. Meanwhile, a method of using the vacuum drying apparatus according to the present invention to dry the photoresist coating liquid applied on the substrate 10 before performing the photolithography process is as follows.
먼저, 상기 상부 챔버(20a)를 상측으로 이동시키고 진공챔버(20) 내부로 건조대상 기판(10)을 반입한 후, 상기 상부 챔버(20a)를 하측으로 이동시킴으로서 상기 진공챔버(20)를 밀폐시킨다. First, the upper chamber 20a is moved upward and the drying target substrate 10 is loaded into the vacuum chamber 20, and then the upper chamber 20a is moved downward to seal the vacuum chamber 20. Let's do it.
이후, 상기 기판(10)을 가열함과 동시에 상기 진공챔버(20) 내부를 감압하여 상기 도포액을 건조시키는 단계를 진행한다. 이를 위하여, 상기 진공 펌프(22)를 작동하여 상기 챔버(20) 내부의 압력을 하강시키고, 이때 상기 기판(10)은 가열수단(24)에 의하여 가열된다. 따라서, 상기 도포액은 보다 신속하게 증발됨으로써 건조시간이 단축된다. Thereafter, the substrate 10 is heated and at the same time the pressure inside the vacuum chamber 20 is reduced to dry the coating liquid. To this end, the vacuum pump 22 is operated to lower the pressure in the chamber 20, where the substrate 10 is heated by the heating means 24. Therefore, the coating liquid is evaporated more quickly, so that the drying time is shortened.
다음으로, 상기 진공챔버(20)를 개방하고 상기 기판(10)을 반출한 후, 상기 기판(10)의 상면에 포토 리소그래피 공정에 의하여 정밀한 패턴이 형성된다.Next, after the vacuum chamber 20 is opened and the substrate 10 is taken out, a precise pattern is formed on the upper surface of the substrate 10 by a photolithography process.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 건조장치는 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, the vacuum drying apparatus according to the present invention has the following effects.
첫째, 상기 진공챔버 내부의 감압 및 가열에 의하여 기판 상의 도포액을 완전히 증발시킨다. 따라서, 상기 포토 레지스터와 기판과의 접착력이 향상되고 보다 정밀한 패턴의 형성이 이루어질 수 있다. First, the coating liquid on the substrate is completely evaporated by depressurization and heating in the vacuum chamber. Therefore, the adhesion between the photoresist and the substrate can be improved and a more precise pattern can be formed.
둘째, 상기 감압 및 가열 공정이 하나의 장치에서 동시에 이루어지므로 상기 도포액의 건조시간을 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있다. Second, since the depressurization and heating processes are performed simultaneously in one apparatus, the drying time of the coating liquid can be shortened and productivity can be improved.
도 1은 종래기술에 따른 진공 건조장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a vacuum drying apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 진공 건조장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a vacuum drying apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
10 : 기판 22 : 진공펌프10 substrate 22 vacuum pump
20 : 상부 챔버 21 : 하부 챔버20: upper chamber 21: lower chamber
24 : 가열 플레이트 24a : 열선24: heating plate 24a: heating wire
25 : 온도 조절부25: temperature controller
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| KR101402065B1 (en) * | 2008-02-12 | 2014-06-03 | 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 | Reduced pressure drying apparatus |
| KR101416155B1 (en) * | 2007-10-18 | 2014-08-06 | 주식회사 케이씨텍 | Apparatus for drying substrate |
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2004
- 2004-05-24 KR KR1020040036794A patent/KR20050111871A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416155B1 (en) * | 2007-10-18 | 2014-08-06 | 주식회사 케이씨텍 | Apparatus for drying substrate |
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