KR100700181B1 - 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법 - Google Patents

노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 노즐대기부를 구비한 슬릿코터(slit coater) 및 이를 이용한 코팅방법은 일정기간 도포작업을 수행하지 않고 대기시 슬릿노즐을 밀폐된 솔벤트 분위기의 노즐대기부에 보관함으로써 솔벤트 증기에 의한 환경오염을 방지하는 동시에 상기 슬릿노즐을 최상의 상태로 유지하기 위한 것으로, 피처리물이 안착되는 테이블; 상기 피처리물 표면에 도포액을 도포하는 슬릿노즐; 및 상기 도포액의 도포공정을 진행하지 않은 경우에 상기 슬릿노즐이 로딩되어 대기하며, 입구에 개폐 셔터가 구비되어 내부공간을 밀폐된 솔벤트 분위기로 유지하는 노즐대기부를 포함하며, 상기 노즐대기부는 상기 슬릿노즐이 도포공정을 진행하는 경우에는 상기 개폐 셔터에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되고, 상기 슬릿노즐이 상기 노즐대기부에 대기하는 경우에는 상기 슬릿노즐에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되는 것을 특징으로 한다.

Description

노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법{SLIT COATER HAVING STANDBY UNIT OF NOZZLE AND METHOD OF COATING USING THEREOF}
도 1은 일반적인 스핀코터의 구조를 나타내는 단면도.
도 2a 및 도 2b는 슬릿코터의 기본적인 개념 및 상기 슬릿코터에 의해 감광액이 도포되는 것을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 노즐대기부를 구비한 슬릿코터를 개략적으로 나타내는 정면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 슬릿노즐의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
122,222,322 : 슬릿노즐 160,260,360 : 노즐대기부
165,265,365 : 세척조 167,267,367 : 센서
170,270,370 : 개폐 셔터 180A,280A,380A : 세정액 공급구
180B,280B,380B : 세정액 배출구 185,285,385 : N2 공급구
362A,362B : 세정액 분사노즐 363A,363B : 증기 분사노즐
본 발명은 슬릿코터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)용 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 피처리물 표면에 감광액이나 현상액, 컬러필터 등의 도포액을 균일하게 도포하는 슬릿코터에 있어서, 슬릿노즐이 일정기간 도포작업을 수행하지 않고 대기시 슬릿노즐을 최상의 상태로 유지하는 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것에 관한 것이다.
평판표시장치 또는 반도체 소자의 제조공정에는 박막 증착공정과 상기 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피공정 및 상기 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각공정이 다수회 포함되어 있으며, 특히 상기 포토리소그래피공정은 기판 또는 웨이퍼 상에 포토레지스트와 같은 감광성 물질의 감광막을 형성하는 코팅공정과 소정의 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 이를 패터닝하는 노광 및 현상공정으로 이루어져 있다.
일반적으로 기판 또는 웨이퍼 상에 감광막을 형성하는 상기 코팅공정에는 스 프레이(spray) 코팅방법, 롤 코팅방법 또는 스핀(spin) 코팅방법 등이 사용된다.
상기 스프레이 코팅방법과 롤 코팅방법의 경우는 코팅막의 균일성과 막 두께 조정에서 고정밀도용으로는 적합하지 않아 고정밀 패턴 형성용으로는 스핀 코팅방법이 사용된다.
이하, 상기의 스핀 코팅방법에 사용되는 스핀코터(spin coater)를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 스핀코터의 구조를 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 스핀코터는 회전축(6)에 연결되어 있는 스핀척(spin chuck)(5)과 상기 스핀척(5)을 외부에서 감싸고 있을 뿐만 아니라 개폐(開閉)가 가능한 커버(7) 및 상기 스핀척(5)의 상부에 위치하여 커버(70) 개방(開放)시 상기 커버(7)의 내부로 이동하는 노즐(4)로 구성된다.
상기 스핀척(5)에는 감광막이 코팅되는 피처리물(10)이 안착되고, 상기 커버(7)의 하부에는 하부로 낙하되는 포토레지스트와 같은 감광액을 외부로 배출시키는 드레인 밸브(미도시)가 설치된다.
이와 같이 구성되는 스핀코터는 소정 피처리물(10)에 코팅막을 형성하기 위해, 먼저 노즐(4)이 하강하여 스핀척(5)에 안착되어 있는 피처리물(10) 표면에 감광액을 분사하게 된다.
피처리물(10)에 감광액이 분사되면, 커버(7)가 밀폐됨과 아울러 모터(M)가 회전하게 되고 이와 연결되어 있는 회전축(6)이 회전하여 피처리물(10)이 안착되어 있는 스핀척(5)을 소정 회전수로 회전시키게 된다.
스핀척(5)이 회전하면 피처리물(10)의 상면에 분사되어 있는 감광액이 원심력에 의해 외측으로 퍼지게 됨으로써 피처리물(10) 전면에 감광액이 도포되게 된다.
이와 같이 피처리물(10) 전면에 감광액이 도포되면 이를 응고시킨 후 포토 마스크 등을 사용하여 노광, 현상함으로써 피처리물(10) 표면에 소정의 패턴을 형성하게 된다.
그러나, 상기 스핀코터를 이용한 스핀 코팅방법은 웨이퍼와 같이 크기가 작은 피처리물에 감광막을 코팅하는데 적합하며, 피처리물의 크기가 크고 중량이 무거운 평판표시장치용 기판(예를 들면, 액정표시패널용 유리기판)에 감광막을 코팅하는 데는 적합하지 않다.
이는 감광막이 코팅될 기판이 크고 중량이 무거울수록 기판을 고속으로 회전시키기 매우 어려우며, 고속 회전시 기판의 파손 및 에너지 소모가 매우 큰 문제점을 갖기 때문이다.
또한, 상기 스핀 코팅방법은 코팅에 사용되는 감광액의 양에 비해 버려지는 양이 너무 많아 감광액의 낭비가 심하다는 문제점이 있다. 즉, 기판 표면에 도포된 감광액은 고속 회전시 상당량이 스핀척 밖으로 비산(飛散)되어 버려지게 된다. 실질적으로 사용되는 감광액보다 낭비되는 감광액의 양이 훨씬 많을 뿐만 아니라, 상기 비산되는 감광액은 이후 박막 형성공정에서 이물로 작용되기가 쉽고, 환경 오염원이 되기도 한다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대면적의 기판에 감광액이 나 현상액, 컬러필터 등의 도포액을 균일하게 도포할 수 있는 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 슬릿노즐에서의 도포액 경화를 방지하여 슬릿노즐을 최상의 상태로 유지할 수 있는 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 노즐대기부를 밀폐된 상태로 유지함으로써 솔벤트 증기로부터 작업자를 보호하는 동시에 환경오염을 방지할 수 있는 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 노즐대기부를 구비한 슬릿코터는 를 피처리물이 안착되는 테이블; 상기 피처리물 표면에 도포액을 도포하는 슬릿노즐; 및 상기 도포액의 도포공정을 진행하지 않은 경우에 상기 슬릿노즐이 로딩되어 대기하며, 입구에 개폐 셔터가 구비되어 내부공간을 밀폐된 솔벤트 분위기로 유지하는 노즐대기부를 포함하며, 상기 노즐대기부는 상기 슬릿노즐이 도포공정을 진행하는 경우에는 상기 개폐 셔터에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되고, 상기 슬릿노즐이 상기 노즐대기부에 대기하는 경우에는 상기 슬릿노즐에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 도포액의 코팅방법은 슬릿코터의 슬릿노즐을 이용하여 피처리물에 도포막을 코팅하는 단계; 상기 슬릿노즐이 도포공정을 진행하지 않는 경우에는 입구에 개폐 셔터가 구비된 노즐대기부에 상기 슬릿노즐을 로딩하여, 상기 슬릿노즐에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐된 솔벤트 분위기를 유지하는 상태에서 상기 슬릿노즐을 대기시키는 단계; 및 상기 슬릿노즐이 도포공정을 다시 진행하려는 경우에는 상기 슬릿노즐을 노즐대기부로부터 이탈시켜 다음 피처리물에 도포막을 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 노즐대기부로부터 상기 슬릿노즐이 이탈하는 경우에는 상기 개폐 셔터에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
일반적으로 반도체 제조분야, 평판표시장치 제조분야에서는 특정 기능을 수행하는 박막, 예를 들면 산화 박막, 금속 박막, 반도체 박막 등을 원하는 형상으로 패터닝하기 위해서는 전술한 바와 같이 포토리소그래피공정이 필요하며, 상기 포토리소그래피공정에는 광과 화학 반응하는 포토레지스트와 같은 감광액이 사용된다.
이때, 감광막은 박막이 형성된 기판에 매우 균일한 두께로 형성되어야 공정 중에 불량이 발생하지 않게 된다. 예를 들어, 감광막이 지정된 두께보다 두껍게 형성될 경우 박막 중 원하는 부분이 식각되지 않게 되며, 상기 감광막이 지정된 두께보다 얇게 형성될 경우 박막이 원하는 식각량보다 더 많이 식각되는 문제점이 발생하게 된다.
특히, 이와 같은 균일한 감광액의 도포는 평판표시장치의 기판, 그 중에서도 액정표시패널이 대면적화 되어감에 따라 기판의 사이즈가 증가하는 현 추세에 있어서 매우 중요한 요인의 하나이다.
상기 문제를 해결하고자 기존의 스핀척과 같은 스피너(spinner)를 사용하지 않고 소정의 감광액을 슬릿노즐을 사용하여 분사하는 노즐방식이 제안되었다. 상기 노즐방식은 스피너를 이용하지 않기 때문에 스핀리스 코터(spinless coater) 또는 슬릿을 통해 감광액이 분사되므로 슬릿코터(slit coater)라 부른다. 상기 슬릿코터는 폭보다 길이가 긴 슬릿 형상의 노즐을 통하여 감광액을 공급하여 기판 표면에 면 형태로 감광액을 도포함으로써, 대형의 액정표시패널에 감광액을 도포하는데 적합하다.
도 2a 및 도 2b는 슬릿코터의 기본적인 개념 및 상기 슬릿코터에 의해 감광액이 도포되는 것을 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬릿코터는 폭이 좁고 길이가 긴 슬릿 형태의 노즐(22)을 구비하여, 상기 슬릿노즐(22)을 통해 감광액(30)을 공급함으로써 기판(100) 표면에 면 형태로 감광액(30)을 도포하게 된다.
즉, 상기 슬릿코터는 소정량의 감광액(30)을 바(bar)형의 긴 슬릿노즐(22)을 통해 기판(100) 등에 도포하는 장치로, 기판(100)의 일측에서 다른 일측으로 일정한 속도로 이동하면서 미세한 슬릿노즐(22)을 통해 일정량의 감광액(30)을 도포함으로써 상기 기판(100) 표면에 균일한 감광막을 형성할 수 있게 된다.
또한, 상기 슬릿코터는 원하는 기판(100) 표면에만 감광액(30)을 도포할 수 있어 전술한 스핀코터에 비해 도포액을 보다 낭비 없이 사용할 수 있는 장점이 있으며, 폭이 긴 면 형태로 도포액의 도포가 가능하여 대형의 기판이나 사각형의 기판에 적합하다.
참고로, 도면부호 40은 기판(100)이 안착되는 테이블을 나타내며, 화살표는 슬릿노즐(22)이 이동하는 방향으로 상기 화살표 방향으로 감광액(30)이 분사, 도포되게 된다.
한편, 본 발명의 슬릿코터는 장기간 코팅공정을 진행하지 않고 공정 대기시 슬릿노즐을 솔벤트 분위기가 형성되어 있는 노즐대기부에 보관함으로써 상기 슬릿 노즐을 최상의 상태로 유지할 수 있게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐대기부를 구비한 슬릿코터를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 슬릿코터는 기판(100)이 안착되는 테이블(140), 상기 기판(100)에 도포액, 예를 들면 포토레지스트와 같은 감광액을 도포하는 슬릿노즐부(120) 및 상기 슬릿노즐부(120)의 양단에 설치되어 상기 슬릿노즐부(120)를 일정한 속도로 이동시키는 구동부(150)를 구비한다.
상기 구동부(150)는 슬릿노즐부(120)의 양단에 설치되어 상기 슬릿노즐부(120)를 수직방향으로 이동시키는 한 쌍의 Z축 구동장치(151)와 상기 슬릿노즐부(120)를 전, 후 방향으로 일정한 속도로 이동시켜 기판(100) 표면에 감광액을 균일하게 분사하도록 하는 한 쌍의 Y축 구동장치(152)를 포함한다.
이때, 상기 Y축 구동장치(152)는 모터(미도시)와 이동레일, 가이드 레일과 같은 이동수단(미도시)으로 구성될 수 있으며, 상기 모터로 비접촉 타입의 리니어(linear) 모터를 사용할 수 있다.
상기 테이블(140) 상부에는 유리기판과 같은 피처리물(100)이 안착되며, 상기 기판(100)을 테이블(140)로부터 들어올리기 위한 다수개의 핀(141)들이 테이블(140) 내부에 설치되어 있다. 상기 핀(141)들은 테이블(140) 하부에 위치하는 판(142)에 의해 지지되어 있어, 모터와 같은 구동수단(미도시)에 의해 수직방향으로 이동하는 판(142)의 이동에 따라 상기 기판(100)을 테이블(140)에 안착시키거나 들 어올리게 하는 역할을 한다.
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 테이블(140)의 일측에는 코팅공정을 처음 시작하거나, 코팅공정이 완료된 후 다음 기판(100)의 코팅을 준비하는 경우의 예비 토출(吐出)을 위한 예비 토출부가 설치될 수 있다.
상기 슬릿노즐부(120)는 기판(100) 상부에서 이를 가로지르며 상기 기판(100)의 폭에 대응되는 길이를 가지는 슬릿 형태의 노즐(122)과 상기 슬릿노즐(122)이 장착되는 헤드(121)로 구성된다.
이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 슬릿노즐(122)은 노즐몸체, 유입구 및 토출구로 구성되며, 상기 노즐몸체 내부에 감광물질을 저장하기 위한 수납 공간을 갖고, 유입구는 노즐몸체에 형성되며 토출구는 노즐몸체 중 기판(100)과 마주보는 면에 형성된다. 이때, 상기 토출구는 폭보다 길이가 긴 슬릿 형상을 갖는다.
또한, 상기 슬릿노즐(122)은 상기 Y축 구동장치(152)를 통해 상기 기판(100) 일측으로부터 타측 방향으로 이동하면서 감광액을 분사하여 기판(100) 표면에 균일한 감광액이 도포되도록 한다. 이와 달리 슬릿노즐(122)을 고정시킨 상태에서 기판(100)을 슬라이딩시켜 동일한 감광액 도포공정을 진행할 수도 있다.
이때, 상기 슬릿노즐부(120)의 헤드(121) 상단에는 상기 슬릿노즐(122) 내부의 기포(氣泡)를 제거하기 위한 기포 배출구(미도시)가 형성되어있다.
삭제
이와 같이 구성되는 슬릿코터에 있어서, 일정기간 도포작업을 수행하지 않고 대기시 상기 슬릿노즐(122)의 토출구(미도시) 부근의 도포액은 공기와의 접촉에 의해 농도가 상승하게 되며, 심한 경우에는 상기 슬릿노즐(122)의 토출구(미도시)에 도포액이 경화된 상태로 남아있게 되어 다음 도포작업을 수행할 때, 도포불량이 발생하게 되는 원인이 되고 있다.
이에 따라, 본 발명의 슬릿코터는 솔벤트 분위기를 만들어주는 노즐대기부(160)를 추가로 구비하여 슬릿노즐(122)의 장기대기시 슬릿노즐(122)을 상기 노즐대기부(160)에 보관함으로써 상기 슬릿노즐(122)과 공기와의 접촉을 방지하여 전술한 도포액 경화문제를 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 노즐대기부(160)는 상기 슬릿노즐(122)을 밀폐된 상태에서 보관하며 상기 슬릿노즐(122)의 도포공정시에는 그 내부를 개폐 셔터로 닫아 밀폐시킴으로써 유해한 솔벤트 증기로부터 작업자를 보호하는 동시에 환경오염을 방지할 수 있게 되는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 도면에는 상기 노즐대기부(160)가 테이블(140)의 앞부분에 설치된 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 노즐대기부(160)는 상기 테이블(140)의 뒷부분에 설치될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 도 3에 도시된 노즐대기부를 측면에서 바라본 단면도이다.
이때, 상기 도 4a는 슬릿노즐이 도포공정을 진행하는 경우 상기 노즐대기부 의 입구를 개폐 셔터로 닫아 그 내부를 밀폐시킨 상태를 나타내며, 상기 도 4b는 상기 슬릿노즐이 솔벤트 분위기의 노즐대기부에 보관되어 대기하는 상태를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 노즐대기부(160)는 세정액으로 채워져 상기 노즐대기부(160) 내부를 솔벤트 분위기로 만드는 세척조(165)와 슬릿노즐(122)의 토출구(126)가 삽입되며, 상기 슬릿노즐(122)의 도포공정의 진행여부에 따라 상기 노즐대기부(160)의 상부 입구(161)를 열거나 닫는 개폐 셔터(170)로 이루어져 있다.
이때, 슬릿노즐(122)이 도포공정을 진행하는 경우에는, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 슬릿노즐(122)의 토출구(126)가 삽입되는 상기 노즐대기부(160)의 입구(161)가 상기 개폐 셔터(170)에 의해 닫혀지게 되어 상기 노즐대기부(160)를 밀폐된 상태로 유지하게 되며, 상기 슬릿노즐(122)이 도포공정을 끝내고 일정기간 대기하는 경우에는, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 개폐 셔터(170)가 열려 상기 슬릿노즐(122)의 토출구(126)가 솔벤트 분위기의 노즐대기부(160) 내부로 삽입되어 보관되게 된다.
이때, 상기 개폐 셔터(170)의 일측에는 상기 개폐 셔터(170)를 여닫기 위한 셔터 개폐용 핀(171)이 설치되어 있는데, 상기 슬릿노즐(122)이 노즐대기부(160)의 상부에 안착됨에 따라 상기 핀(171)을 아래방향으로 밀게 되며, 상기 핀(171)의 이동에 따라 개폐 셔터(170)가 열려 상기 슬릿노즐(122)의 토출구(126)가 노즐대기부(160) 내부로 삽입되게 된다.
상기 노즐대기부(160)의 일 측벽에는 상기 세척조(165)에 세정액을 공급하는 세정액 공급구(180A)가 설치되어 있으며, 상기 세척조(165) 하부에는 여분의 세정액이나 사용된 세정액을 배출하기 위한 세정액 배출구(180B)가 설치되어 있다.
이때, 상기 노즐대기부(160)의 측벽에는 레벨 센서(167)가 설치되어 상기 세척조(165)내의 세정액의 잔량(殘量)을 측정하게 된다. 그리고, 측정된 세정액의 잔량이 미리 설정된 기준값에 미치지 못하는 경우에는 상기 세정액 공급구(180A)를 통해 세정액을 공급받도록 하며, 상기 측정된 잔량이 기준값을 초과하는 경우에는 상기 여분의 세정액을 세정액 배출구(180B)를 통해 배출하도록 한다.
이때, 상기 세정액 배출구(180B) 대신에 세정액의 회수, 재이용을 위한 회수배관을 설치할 수도 있으며, 상기 회수배관은 상기 세척조(165)내의 세정액을 회수탱크로 회수하게 된다.
그리고, 상기 회수탱크에 회수되는 세정액은 공급배관을 통하여 다시 세정액 공급구(180A)로 공급되어 재이용되게 된다.
이와 같이 상기 세정액 배출구(180B) 대신에 회수배관과 회수탱크를 설치하여 미리 설정한 기준에 따라 세정액을 회수, 재이용함으로써 세정액의 낭비를 막을 수도 있다.
또한, 상기 세척조(165) 하부의 소정영역에는 N2 공급구(185)가 설치되어 있어 상기 세척조(165) 내부로 N2 가스를 공급함으로써 N2 버블링(bubbling)을 일으키게 한다.
즉, 이와 같이 일정간격을 두고 세척조(165)내에 N2 버블링을 실시함으로써 세척조(165) 내부는 많은 N2 거품이 형성되게 되며, 그 결과 슬릿노즐(122)이 보관되는 노즐대기부(160) 내부를 농후한 솔벤트 분위기로 만들 수 있게 된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 노즐대기부(160)의 측벽에 솔벤트 증기를 분사하는 증기 분사노즐을 설치하여 그 내부를 농후한 솔벤트 분위기로 만들 수도 있다.
상기 노즐대기부(160)의 상부면은 상기 슬릿노즐(122)이 삽입되는 입구(161)를 제외하고는 밀폐된 상태로 되어 있으며, 또한 상기 입구(161)는 슬릿노즐(122)의 대기시에는 상기 슬릿노즐(122)에 의해 밀폐되고 상기 슬릿노즐(122)의 도포공정시에는 상기 개폐 셔터(170)에 의해 닫혀진 상태가 되어, 세정액의 증발을 가능한 한 막아 상기 노즐대기부(160) 내부를 농후한 솔벤트 분위기로 유지하도록 하는 동시에 유해한 솔벤트 증기의 외부 유출을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 슬릿노즐(122)과 상기 노즐대기부(160)의 상부면 사이에는 기밀성(氣密性)을 유지하기 위해 오링(O-Ring)과 같은 패킹(packing)을 삽입할 수도 있다.
한편, 상기 노즐대기부(160)에 보관되는 슬릿노즐(122)은 도 5를 참조하면, 크게 제 1 노즐몸체(123A), 제 2 노즐몸체(123B)와 유입구(125) 및 토출구(126)로 이루어져 있다.
이와 같이 슬릿노즐(122)은 두 부분의 노즐몸체(123A, 123B)가 결합된 구조를 가지며, 상기 제 1 노즐몸체(123A)와 제 2 노즐몸체(123B) 사이에는 펌핑수단에 의해 가압(加壓)되는 감광액을 균일하게 분사시키기 위해 소정량이 일시 저장되는 수납공간(124)이 형성되어 있다.
이때, 상기 유입구(125)는 상기 제 2 노즐몸체(123B)의 상부에 형성되어 상기 수납공간(124)에 감광액을 공급하게 되며, 상기 토출구(126)는 폭보다 길이가 긴 슬릿 형상으로 기판(100)과 마주보는 면에 형성되어 상기 기판(100) 표면에 면 형태의 감광액을 도포하게 된다.
그리고, 상기 제 1 노즐몸체(123A)와 제 2 노즐몸체(123B)사이의 갭은 스테인리스 스틸재질의 매우 얇은 쐐기(shim)(127)에 의해 결정되고 유지되게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 노즐대기부는 그 내부를 밀폐시키는 역할을 하며 슬릿노즐이 삽입되는 상기 노즐대기부의 입구를 열거나 닫는 개폐 셔터를 그 구성으로 하기만 하면 상기 개폐 셔터의 형태 및 구동방식에 관계없이 적용될 수 있으며, 이하 상기 개폐 셔터를 슬라이딩 방식으로 구동하는 제 2 실시예의 노즐대기부를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 제 1 실시예의 노즐대기부와는 개폐 셔터의 형태 및 그 구동방식을 제외하고는 동일한 구성으로 이루어져 있다.
이때, 상기 도 6a는 슬릿노즐이 도포공정을 진행하는 경우에 상기 노즐대기부의 입구를 개폐 셔터로 닫아 그 내부를 밀폐시킨 상태를 나타내며, 상기 도 6b는 슬릿노즐이 장기간 대기상태에 있음에 따라 상기 슬릿노즐이 솔벤트 분위기의 노즐대기부에 보관된 상태를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 노즐대기부(260)는 세정액으로 채워진 세척조(265)와 상기 노즐대기부(260)의 상부 입구(261)를 열거나 닫는 개폐 셔터(270)로 이루어져 있다.
이때, 상기 개폐 셔터(270)는 상기 노즐대기부(260)의 입구(261) 중앙을 중심으로 두 부분으로 나누어지며, 그 형태는 앞뒤방향의 길이가 좌우방향의 폭보다 긴 직사각형 형태를 가진다. 또한, 상기 개폐 셔터(270)는 제어장치(미도시)에 의해 좌우방향으로 슬라이딩 이동함으로써 상기 노즐대기부(260)의 입구(261)를 열거나 닫게 할 수 있다.
또한, 상기 개폐 셔터(270)는 상기 슬릿노즐(222)의 구동을 감지하는 센서에 의해 좌우방향으로 슬라이딩 이동함으로써, 상기 노즐대기부(260)의 입구(261)를 열거나 닫게 할 수 있다.
이때, 슬릿노즐(222)이 도포공정을 진행하는 경우에는, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 노즐대기부(260)의 입구(261)가 상기 개폐 셔터(270)에 의해 닫혀지게 되어 상기 노즐대기부(260)를 밀폐된 상태로 유지하게 되며, 상기 슬릿노즐(222)이 도포공정을 끝내고 일정기간 대기하는 경우에는, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 개폐 셔터(270)가 열려 상기 슬릿노즐(222)의 토출구(226)가 솔벤트 분위기의 노즐대기부(260) 내부로 삽입되어 보관되게 된다.
이때, 상기 노즐대기부(260)의 일 측벽에는 상기 세척조(265)에 세정액을 공급하는 세정액 공급구(280A)가 설치되어 있으며, 상기 세척조(265) 하부에는 여분의 세정액이나 사용된 세정액을 배출하기 위한 세정액 배출구(280B)가 설치되어 있 다.
또한, 상기 노즐대기부(260)의 측벽에는 레벨 센서(267)가 설치되어 상기 세척조(265)내의 세정액의 잔량을 측정하게 된다.
또한, 상기 세척조(265) 하부의 소정영역에는 N2 버블링을 일으키기 위한 N2 공급구(285)가 설치되어 있다.
이와 같이 상기 제 1, 제 2 실시예의 노즐대기부는 일차적으로 상기 밀폐된 노즐대기부 내부의 솔벤트 분위기에 의해 상기 슬릿노즐의 감광액 경화를 방지하게 된다.
즉, 노즐대기부 내부를 세정액 증기에 의한 솔벤트 분위기로 만들어 주고, 상기 솔벤트 분위기의 노즐대기부에 슬릿노즐을 밀폐, 보관함으로써 상기 슬릿노즐내의 감광액은 솔벤트 분위기에 의해 증발되지 않게 되어 상기 슬릿노즐을 최상의 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 노즐대기부의 상부면은 상기 슬릿노즐이 삽입되는 입구를 제외하고는 밀폐된 상태로 되어 있으며, 또한 상기 입구는 슬릿노즐의 대기시에는 상기 슬릿노즐에 의해 밀폐되고 상기 슬릿노즐의 도포공정시에는 상기 개폐 셔터에 의해 닫혀진 상태가 되어, 세정액의 증발을 가능한 한 막아 상기 노즐대기부 내부를 농후한 솔벤트 분위기로 유지하도록 하는 동시에 유해한 솔벤트 증기의 외부 유출을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 이와 같이 노즐대기부 내부가 솔벤트 분위기가 되어도 슬릿노즐의 토출구에서 감광액 경화가 진행될 수 있으며, 일정 시간 이상 대기 상태로 놓아두면 경화가 진행되어 실제 코팅공정시 토출이 잘 되지 않는 현상이 발생하기도 한다.
이에 따라 이차적으로 슬릿노즐이 주기적으로 더미 감광액을 토출하도록 함으로써 전술한 감광액 경화문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 사용 도포액의 성질이 농후한 솔벤트 증기 분위기에서도 쉽게 경화되는 물질인 경우에는 일정시간의 간격을 두고 슬릿노즐에서 더미 토출을 실시하도록 할 수 있으며, 이를 다음의 제 3 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 노즐대기부를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 상기 제 2 실시예의 노즐대기부와는 세정액 분사노즐 및 증기 분사노즐을 제외하고는 동일한 구성으로 이루어져 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 3실시예의 노즐대기부(360)는 세정액으로 채워진 세척조(365)와 상기 노즐대기부(360)의 상부 입구(361)의 개폐를 위한 개폐 셔터(270) 및 상기 노즐대기부(360)의 측벽에 설치되어 세정액을 분사하는 제 1, 제 2 세정액 분사노즐(362A, 362B)로 이루어져 있다.
상기 개폐 셔터(370)는 전술한 제 2 실시예와 같이 제어장치(미도시)에 의해 좌우방향으로 슬라이딩 이동함으로써 상기 노즐대기부(360)의 입구(361)를 열거나 닫게 할 수 있다.
이때, 상기 노즐대기부(360)의 일 측벽에는 상기 세척조(365)에 세정액을 공급하는 세정액 공급구(380A)가 설치되어 있으며, 상기 세척조(365) 하부에는 여부 의 세정액이나 사용된 세정액을 배출하기 위한 세정액 배출구(380B)가 설치되어 있다.
또한, 상기 노즐대기부(360)의 측벽에는 레벨 센서(367)가 설치되어 상기 세척조(365)내의 세정액의 잔량을 측정하게 된다.
또한, 상기 세척조(365) 하부의 소정영역에는 N2 버블링을 일으키기 위한 N2 공급구(385)가 설치되어 있다.
또한, 상기 노즐대기부(360)의 측벽에는 솔벤트 증기를 분사하는 증기 분사노즐(363A, 363B)이 설치되어 그 내부를 농후한 솔벤트 분위기로 만들 수 있게 된다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 측벽에는 솔벤트 증기의 농도를 측정하는 센서를 장착하여 설정치 이하가 되면 자동으로 증기 분사노즐(363A, 363B)을 동작하도록 하거나, 설정된 시간마다 주기적으로 상기 분사노즐(363A, 363B)을 동작하도록 할 수 있다.
한편, 상기 세정액 배출구(380B) 대신에 세정액의 회수, 재이용을 위한 회수배관을 설치할 수도 있으며, 상기 회수배관은 상기 세척조(365)내의 세정액을 회수탱크로 회수하게 된다.
그리고, 상기 회수탱크에 회수되는 세정액은 공급배관을 통하여 다시 한번 세정액 공급구(380A)로 공급되거나 상기 세정액 분사노즐(362A, 362B) 또는 증기 분사노즐(363A, 363B)로 공급되어 재이용되게 된다.
이와 같이 구성된 노즐대기부(360)는 그 내부를 솔벤트 분위기를 만들어 슬 릿노즐(322)을 보관하게 되며, 전술한 바와 같이 사용 도포액이 농후한 솔벤트 분위기에서도 쉽게 경화되는 물질인 경우에는 일정시간의 간격을 두고 상기 슬릿노즐(322)에서 더미 도포액(330')을 토출하도록 함으로써 슬릿노즐(322)의 도포액 경화를 방지할 수 있게 된다.
이때, 슬릿노즐(322)의 더미 도포액(330') 토출시 상기 슬릿노즐(322)의 토출구(326) 측면이 상기 더미 도포액(330')에 오염될 수 있다. 즉, 슬릿노즐(322)의 더미 도포액(330') 토출시 표면장력에 의해 토출구(326) 측면에 더미 도포액(330')이 묻을 수 있는데, 토출 후 즉시 상기 세정액 분사노즐(362A, 362B)을 이용하여 슬릿노즐(322)의 토출구(326)를 세정하게 함으로써 이를 해결할 수 있게 된다.
상기 세정액 분사노즐(362A, 362B)은 상기 슬릿노즐(322)방향으로 이동하면서 세정액을 분사하여 세정할 수 있고, 노즐대기부(360) 측면에 고정, 설치되어 슬릿노즐(322)을 세정할 수도 있다. 이때, 상기 제 1 세정액 분사노즐(362A)과 제 2 세정액 분사노즐(362B)은 상기 노즐대기부(360)의 측벽에 나사부재(미도시)를 매개로 하여 설치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 노즐대기부(360)는 밀폐된 노즐대기부(360) 내부의 솔벤트 분위기에 슬릿노즐(322)을 보관하고, 주기적으로 상기 슬릿노즐(322)을 통해 더미 도포액(330')을 토출하도록 함으로써 슬릿노즐(322)의 도포액 경화를 방지하여 슬릿노즐(322)을 최상의 상태로 유지할 수 있게 된다. 이때, 더미 도포액(330')을 토출하는 경우에는 토출 후 즉시 슬릿노즐(322)의 토출구(326) 측면을 세정액 분사노즐(362A, 362B)을 이용하여 세정할 수 있다.
이렇게 하면 장기간 코팅을 하지 않고 대기상태가 되어도 슬릿노즐(322)을 최상의 상태로 유지할 수 있으며 기판 코팅 조건을 항시 일정하게 할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법은 노즐대기부를 밀폐된 솔벤트 분위기로 만들어 주고 슬릿노즐에서 더미 도포액을 주기적으로 토출하도록 함으로써 슬릿노즐을 최상의 상태로 유지하며 슬릿노즐 코팅조건을 항상 동일하게 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 상기 더미 도포액 토출 후 즉시 세정액 분사노즐로 슬릿노즐의 토출구를 세정함으로써 슬릿노즐 토출구 측면이 감광액에 오염되지 않게 된다.
또한, 본 발명의 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법은 노즐대기부를 밀폐된 상태로 유지함으로써 유해한 솔벤트 증기로부터 작업자를 보호하는 동시에 상기 솔벤트 증기에 의한 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (27)

  1. 피처리물이 안착되는 테이블;
    상기 피처리물 표면에 도포액을 도포하는 슬릿노즐; 및
    상기 도포액의 도포공정을 진행하지 않은 경우에 상기 슬릿노즐이 로딩되어 대기하며, 입구에 개폐 셔터가 구비되어 내부공간을 밀폐된 솔벤트 분위기로 유지하는 노즐대기부를 포함하며, 상기 노즐대기부는 상기 슬릿노즐이 도포공정을 진행하는 경우에는 상기 개폐 셔터에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되고, 상기 슬릿노즐이 상기 노즐대기부에 대기하는 경우에는 상기 슬릿노즐에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피처리물은 유리기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 도포액은 포토레지스트와 같은 감광액, 현상액 또는 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿노즐은 폭이 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿노즐을 소정 방향으로 이동하기 위한 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐대기부는 상기 테이블의 앞부분 및 뒷부분 중에 선택된 장소에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿노즐의 구동에 연동되어 상기 노즐대기부의 개폐 셔터를 구동시키는 개폐용 핀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐 셔터는 상기 슬릿노즐의 구동을 감지하는 센서나 제어장치에 의해 슬라이딩 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 세척조에 세정액을 공급하는 세정액 공급구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 세척조내의 사용한 세정액을 배출시키는 세정액 배출구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 세척조에 N2 가스를 주입하여 N2 버블링을 일으키는 N2 공급구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐대기부의 측벽에 설치되어 노즐대기부 내부에 솔벤트 증기를 분사하는 적어도 하나의 증기 분사노즐을 추가로 포함하는 것을 특 징으로 하는 슬릿코터.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 세척조내의 세정액의 잔량을 측정하는 레벨 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿노즐의 토출구를 향해 세정액을 분사하여 상기 슬릿노즐의 토출구를 세정하는 적어도 하나의 세정액 분사노즐을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 세정액은 고휘발성의 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 세척조 하부에 설치되어 세정액을 회수하는 회수배관과 상기 회수배관으로부터 회수된 세정액을 보관하는 회수탱크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 회수된 세정액을 재이용하기 위해 상기 회수탱크로부터 회수된 세정액을 상기 세정액 공급구로 공급하는 공급배관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터.
  18. 슬릿코터의 슬릿노즐을 이용하여 피처리물에 도포막을 코팅하는 단계;
    상기 슬릿노즐이 도포공정을 진행하지 않는 경우에는 입구에 개폐 셔터가 구비된 노즐대기부에 상기 슬릿노즐을 로딩하여, 상기 슬릿노즐에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐된 솔벤트 분위기를 유지하는 상태에서 상기 슬릿노즐을 대기시키는 단계; 및
    상기 슬릿노즐이 도포공정을 다시 진행하려는 경우에는 상기 슬릿노즐을 노즐대기부로부터 이탈시켜 다음 피처리물에 도포막을 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 노즐대기부로부터 상기 슬릿노즐이 이탈하는 경우에는 상기 개폐 셔터에 의해 상기 입구가 닫혀져 상기 노즐대기부의 내부공간이 밀폐되는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 노즐대기부의 측벽에 레벨 센서를 구비하여 세척조내의 세정액의 잔량을 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 세정액의 잔량이 기준값에 미치지 못하는 경우에는 세정액을 세정액 공급부로부터 공급받는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 세정액의 잔량이 기준값을 초과하는 경우에는 여분의 세정액을 세정액 배출구로 배출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 노즐대기부에 로딩되어 대기하는 상기 슬릿노즐로부터 더미 도포액을 주기적으로 토출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 슬릿노즐의 더미 도포액 토출 후 상기 슬릿노즐의 토출구를 세정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  24. 제 18 항에 있어서, 상기 개폐 셔터는 상기 슬릿노즐의 구동에 연동되어 상기 노즐대기부의 입구를 개방 및 차폐하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  25. 제 18 항에 있어서, 상기 개폐 셔터는 상기 슬릿노즐의 구동을 감지하는 센서나 제어수단에 의해 슬라이딩 방식으로 구동되어 상기 노즐대기부의 입구를 개방 및 차폐하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  26. 제 18 항에 있어서, 상기 세척조에 N2 가스를 주입하여 상기 노즐대기부 내부를 솔벤트 분위기로 만드는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
  27. 제 18 항에 있어서, 상기 노즐대기부의 측벽에서 솔벤트 증기를 분사하여 상기 노즐대기부 내부를 솔벤트 분위기로 만드는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액의 코팅방법.
KR1020040118444A 2004-12-31 2004-12-31 노즐대기부를 구비한 슬릿코터 및 이를 이용한 코팅방법 KR100700181B1 (ko)

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