상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
기판의 이송 중에 도포 작업이 가능한 길이를 가지는 작업면을 제공하는 작업대와,
기체의 분사 압력으로 상기 작업면에서 기판이 수평하게 부상될 수 있도록 하는 부상스테이지와,
부상된 기판을 흡착하여 고정하고 구동원으로부터 동력을 전달받아서 상기 작업면을 따라 기판을 이송시키기 위한 이송수단과,
가늘고 길게 절개된 토출구를 가지며 상기 작업면을 따라 이동하는 기판에 상기 토출구를 통하여 포토레지스트를 도포하기 위한 슬릿 코터 그리고, 상기 토출구의 단부와 분리 가능하게 접촉되기 위한 평탄면을 가지며 상기 토출구의 단부에 묻어있는 포토레지스트가 상기 평탄면과 면접촉 상태로 눌려지면서 상기 토출구의 절개 방향을 따라 균일하게 분포된 토출 상태가 되도록 하는 토출조절수단을 포함하는 인라인 타입 코팅장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위내에서 설명된다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인라인 타입 코팅장치의 전체 구조를 설명하기 위한 정면도로서, 도면 부호 2는 작업대를 지칭한다.
상기 작업대(2)는 포토레지스트(W)의 도포 작업이 인라인 방식에 의해 기판(G) 이송 중에 진행될 수 있는 크기의 작업면(4)을 갖는다.
이 작업대(2)는 금속 형강을 용접하거나 볼트 등으로 체결하여 만들어진 금속류의 프레임이나 이와 유사한 금속 구조물이 사용될 수 있다.
상기 작업면(4)에는 기체의 분사 압력으로 기판(G)을 부상시키기 위한 부상용 스테이지(6)가 위치된다.
이 부상용 스테이지(6)는 상기 작업면(4)에서 기판(G) 이송 구간을 따라 배 치되며, 도면에는 나타나지 않았지만 다수개의 홀들을 통하여 분사되는 기체의 분사 압력에 의해 기판(G)의 저면이 균일하게 지지되면서 수평한 자세로 부상될 수 있는 통상의 부상 스테이지 구조로 이루어진다.
이와 같이 기체의 분사 압력을 이용하여 작업면(4)에서 기판(G)을 비접촉 상태로 지지하는 방식은 예를들어, 반송용 로울러들로 기판(G)을 지지하는 접촉 지지 방식에 비하여 각종 충격이나 접촉력 등에 의한 기판(G)이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 기체의 균일한 분사 압력에 의해 기판(G) 전체면을 수평한 자세로 지지가 가능하다.
상기 작업대(2)에는 상기 작업면(4)을 따라 기판(G)을 이송하기 위한 이송수단(8)이 설치된다.
상기 이송수단(8)은 기판(G)의 적어도 1군데 이상을 진공압으로 흡착하여 상기 작업면(4)을 따라 인라인 방식으로 이송할 수 있도록 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 상기 작업면(4)에 1개 이상의 진공척(C)이 배치되고 이 척(C)들이 구동원(M1)으로부터 동력을 전달받아서 상기 작업면(4)을 따라 이동될 때 기판(G)이 얹혀진 상태로 흡착 고정되어 이동되도록 하고 있다.
상기 진공척(C)은 도 1 및 도 2에서와 같이 기판(G)을 사이에 두고 배치된 이동체(10)에 1개 이상이 각각 고정된다.
그리고, 상기 구동원(M1)은 통상의 리니어 모터가 사용되어 상기 작업면(4)을 따라 상기 2개의 이동체(10)를 직전 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 각 진공척(C)은 기판(G)의 마주하는 테두리변측이 대략 수평하게 얹혀진 상태로 고정될 수 있도록 도면에는 나타내지 않았지만 진공압이 작용하는 홀들이 형성되어 있으며, 이 홀들은 진공압을 발생하는 통상의 진공발생장치와 연결된다.
상기 각 진공척(C)들은 상기 이동체(10)에서 도 2에서와 같이 공압용 이송실린더(L1)를 따라 이동하면서 위치 변화가 가능하게 고정된다.
이러한 구조는 기판(G)을 사이에 두고 상기 척(C)들의 간격이 서로 좁혀지거나 그 반대로 이동이 가능하므로 흡착 위치를 변화시킬 수 있다.
상기 작업면(4) 일측에는 기판(G)이 외부로부터 진입하면 포토레지스트(W)를 도포하기 전에 물리적인 접촉력으로 자세를 정렬하기 위한 위치정렬수단(12)이 더 설치될 수 있다.
상기 위치정렬수단(12)은 도 3에서와 같이 상기 작업면(4) 일측에 위치된 2개의 가이드핀(P1)과 푸시플레이트(P2)를 포함하여 이루어진다.
상기 가이드핀(P1)은 기판(G)의 4개의 테두리변 중에서 서로 인접한 2개의 테두리변이 각각 걸려질 수 있는 지점에 위치된다.
그리고, 상기 푸시플레이트(P2)는 기판(G)을 사이에 두고 상기 2개의 가이드핀(P1)과 접촉된 2개의 테두리변들의 대각 방향에 위치된 테두리변 일측을 밀 수 있는 지점에 위치된다.
상기 가이드핀(P1)과 푸시플레이트(P2)는 도 4에서와 같이 실린더(M2)의 피스톤로드와 각각 연결되어 상기 가이드핀(P1)은 상기 기판(G)의 테두리변이 걸려질 수 있도록 위아래 방향으로 이동하고, 상기 푸시플레이트(P2)는 수평 방향으로 이동하면서 푸싱 동작된다.
상기한 위치정렬수단(12)은, 상기 작업면(4) 일측에 기판(P)이 진입하여 부상된 상태에서 작동된다.
즉, 상기 진공척(C)들로 흡착하기 전에 상기 가이드핀(P1)과 푸시플레이트(P2)가 도 4에서와 같이 작동하여 상기 2개의 가이드핀(P1)에 의해 기판(G)의 테두리변이 각각 걸려진 상태에서 상기 푸시플레이트(P2)가 도면에서와 같은 방향으로 밀면서 기판(G)의 위치를 정렬한다.
한편, 상기 작업면(4)에는 기판(G)의 이송 중에 포토레지스트(W)를 도포하기 위한 코터(14)가 위치된다.
도 5를 참조하면, 상기 코터(14)는 장방형의 박스 형태로 이루어진다. 그리고, 이 코터(14)의 아래쪽에는 포토레지스트(W)가 도포될 수 있도록 가늘고 긴 슬릿 형태로 뚫려진 토출구(N)가 형성되어 있다.
상기 코터(14)는 상기 작업면(4) 내에 위치된 겐트리(16)에 고정되어 기판(G)이 진행방향을 가로지르는 자세로 위치되며, 상기 겐트리(16)에서 공압용 이송실린더(L2)를 따라 위아래 방향으로 위치 변화가 가능하게 고정된다.
상기 코터(14)는 포토레지스트(W)가 담겨진 저장탱크(T)로부터 포토레지스트(W)를 공급받도록 연결되며, 이 포토레지스트(W)는 통상의 포토리소그라피 작업이 가능하도록 고형 분말의 감광물질과 휘발성 솔벤트가 혼합된 감광성 혼합물이 사용된다.
상기한 코터(14)는 상기 진공척(C)들에 고정된 상태로 수평하게 이동하는 기판(G)이 상기 토출구(N) 지점을 통과할 때 기판(G) 표면과 근접한 상태가 되도록 아래쪽으로 이동된다.
그리고, 도 6에서와 같이 상기 토출구(N)로 포토레지스트(W)를 토출하여 기판(G)의 이송 중에 일정한 두께로 포토레지스트(W)의 도포층이 형성되도록 한다.
이와 같이 기판(G)의 이송 중에 포토레지스트(W)를 도포하는 작업을 진행할 때, 상기 각 진공척(C)들은 상기 코터(14)의 도포 지점에서 진공압이 해제되어 기판(G)이 상기 부상용 스테이지(6)에 의해 부상된 상태로 지지되면서 도포작업이 진행될 수 있도록 작동된다.
예를들어, 도 7에서와 같이 기판(G)을 사이에 두고 위치된 진공척(C)들 중에서 상기 토출구(N)의 도포 지점을 통과하는 진공척(C)은 진공압이 일시 해제될 수 있도록 작동된다.
따라서, 상기 기판(G)의 전체 면적 중에서 상기 토출구(N) 아래쪽을 통과하는 부분은 상기 부상용 스테이지(6)의 기체 압력에 의해 비접촉 상태로 지지가 가능한 상태가 된다.
이와 같은 구조는 도포 작업시 상기 기판(G)의 전체 면적 중에서 상기 토출구(N)와 인접한 부분이 기체의 분사 압력에 의해 비접촉 상태로 지지되므로 기판(G)의 이동 중에 수평도가 균일하게 유지되는 상태로 작업을 진행할 수 있다.
만일, 도포 지점을 통과하는 기판(G)의 일부 면적이 상기 진공척(C)에 의해 직접 고정된 상태로 이동하면, 상기 진공척(C)들의 작동 중에 발생하는 자세나 위 치 편차 등에 기판(G)의 자세가 불균일하게 고정되어 도포 품질이 저하될 수 있다.
상기 작업면(2)에는 도 1에서와 같이 상기 코터(14)와 인접하여 토출조절수단(18)이 위치된다.
상기 토출조절수단(18)은 상기 코터(14)로 도포 작업을 진행하기 전에 상기 토출구(N)의 단부에 묻어있는 포토레지스트(W)가 균일하게 분포될 수 있도록 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 8에서와 같이 평탄한 접촉면(F)을 가지는 이동블럭(20)이 상기 작업면(4)을 따라 이동하면서 상기 접촉면(F)이 상기 코터(14)의 토출구(N) 단부측에 묻어있는 포토레지스트(W)를 면접촉력으로 눌러서 도 9에서와 같이 상기 토출구(N) 단부에서 절개 방향을 따라 포토레지스트(W)가 균일하게 분포된 토출 상태가 되도록 하고 있다.
상기 이동블럭(20)은 길이가 긴 장방형상으로 이루어지며, 상기 작업면(4)을 따라 이동하는 기판(G) 및 진공척(C)들과 접촉하지 않도록 도 8에서와 같이 저면이 파여진 지지브라켓트(22)에 고정된다.
상기 지지브라켓트(22)는 공압용 이송실린더(L3)에 의해 상기 작업면(4)을 따라 이동하면서 상기 이동블럭(20)이 상기 토출구(N) 아래쪽으로 통과할 수 있도록 왕복 이동이 가능하게 설치된다.
상기 이동블럭(20)은 상기 코터(14) 아래쪽으로 통과할 때 상기 토출구 단부와 상기 접촉면(F) 사이의 간격(Q)이 대략 50마이크로미터 내지 100마이크로미터의 범위를 가지도록 셋팅된다.
만일 상기한 간격(Q)보다 좁으면 상기 토출구(N) 단부에 묻어있는 포토레지 스트(W)가 평탄면(F)과 접촉하여 균일하게 분포될 수 있는 공간을 확보하기 어렵다.
그리고, 이와 반대로 상기한 간격(Q)보다 넓으면 만족할 만한 면접촉력을 얻기가 어렵다.
상기 접촉면(F)은 표면 연마 작업과 같이 이미 잘 알려진 표면 처리 과정을 거치면서 상기 토출구(N)의 절개 방향을 따라 균일한 간격(Q)이 유지될 수 있는 평면도를 가지도록 가공된다.
이와 같이 도포 작업 전에 상기 접촉면(F)의 면접촉력에 의해 상기 토출구(N) 단부에 묻어있는 포토레지스트(W)가 균일하게 분포된 토출 상태가 되도록 하면 기판(G) 전체 면적에 포토레지스트(W)를 균일하게 도포할 수 있다.
예를들어, 상기 토출구(N) 단부에 포토레지스트(W)가 불균일하게 묻어 있는 상태로 도포 작업을 진행하면, 도 10에서와 같이 상기 기판(G) 표면 중에서 초기 도포 작업이 진행되는 전방 부분에 포토레지스트(W)가 불균일하게 도포되면서 오형성될 수 있다.
또한, 상기와 같이 이동블럭(20)에 의한 면접촉 방식은 예를들어, 회전 로울러를 이용하여 이 로울러의 회전시 외주면의 선접촉력으로 누루는 방식에 비하여 상기 코터(14)의 토출구(N)에 묻어있는 포토레지스트(W)를 용이하게 눌러서 토출구(N)의 절개 방향을 따라 균일한 분포 상태로 조절할 수 있다.
그리고, 상기 작업면(4)에는 상기 코터(14) 또는, 이동블럭(20)을 세정하기 위한 세정수단(24)이 더 설치될 수 있다.
상기 세정수단(24)은 물리적인 접촉력으로 상기 코터(14)의 토출구(N) 단부 또는 이동블럭(20)의 접촉면(F)에 달라붙은 이물질이나 잔여 포토레지스트(W)를 세정할 수 있도록 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 상기 작업면(4) 내에 세정용 로울러(R)가 위치하고, 이 로울러(R)가 구동원(M3)으로부터 동력을 전달받아서 장방형의 코터(14) 또는 이동블럭(20)의 어느 한쪽에서 반대편쪽으로 이동하면서 상기 로울러(R) 외주면의 접촉력에 의해 이물질이나 잔여 포토레지스트(W)가 제거되도록 하고 있다.
상기 세정용 로울러(R)는 상기 작업면(4)에서 상기 코터(14)의 토출구(N) 단부나 상기 이동블럭(20)의 접촉면(F)과 접촉할 수 있는 자세를 가지며 도 11에서와 같은 고정블럭(26) 위에 위치된다.
상기 고정블럭(26)은 상기 작업대(2)에 설치된 공압용 이송실린더(L4)를 따라 이동하여 상기 로울러(R)가 상기 코터(14)나 이동블럭(20)의 세정이 가능한 지점에 위치되도록 한다.
그리고, 상기 세정용 로울러(R)는 상기 고정블럭(26)에서 모터(M3) 축과 연결되어 상기 고정블럭(26)에서 상기 모터(M3)의 구동에 의해 중심을 기준으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 세정용 로울러(R)는 상기 고정블럭(26)을 따라 이동될 때 도 12 및 도 13에서와 같이 상기 세정용 로울러(R)의 외주면이 상기 코터(14)의 토출구(N) 단부 또는 이동블럭(20)의 접촉면(F)과 접촉된 상태로 회전하는 방식으로 세정을 진행할 수 있다.
이와 같은 구조는 상기 세정용 로울러(R)로 세정 작업을 진행할 때 회전력에 의해 피세정면을 닦아내는 상태로 이동이 가능하므로 세정력이 증대된다.
상기에서는 세정용 로울러(R)를 이용하여 상기 코터(14) 또는 이동블럭(20)을 세정하는 구조는 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 도 14 및 도 15에서와 같이 상기 코터(14)의 토출구(N)나 상기 이동블럭(20)의 접촉면(F)을 수용할 수 있는 크기의 세정면(28)을 가지며 이 세정면(28)에 복수개의 노즐홀(30)들이 형성된 세정용 헤드(H)가 사용될 수 있다.
상기 복수개의 홀(30)들은 상기 토출구(N) 또는 접촉면(F)을 향하여 세정용 유체 예를들면, 세정액이나 드라이 에어로 세정 작업을 진행할 수 있도록 하는 통상의 장치들과 연결된다.
상기와 같이 세정용 로울러(R) 또는 세정헤드(H)로 이루어지는 세정수단(24)이 작업면(4) 내에 구비되면, 인라인 방식으로 기판(G)을 이동시키면서 포토레지스트(W)를 도포하는 작업을 진행할 때 이 도포 작업과 연계하여 상기 코터(14)나 이동블럭(20)의 세정 작업을 간단하게 진행할 수 있다.