KR100756563B1 - 슬릿형 코팅장치 - Google Patents

Abstract

평판표시소자용 기판 제조시 포토리소그라피용 포토레지스트와 같은 감광액을 슬릿 코팅 방식으로 도포하는 작업에 사용되며, 특히 노즐 간극의 조절 성능이 대폭 개선된 슬릿형 코팅장치를 개시한다.

그러한 슬릿형 코팅장치는, 기판에 감광액을 도포하기 위한 작업이 진행되는 작업면을 제공하는 작업대와, 상기 작업면 일측에 고정되며 슬릿형의 토출구가 구비된 노즐 본체와, 상기 노즐 본체에서 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한쪽 편에 형성된 가이드홈 내측에 끼워지는 가압블럭과, 상기 가압블럭 일측면에 형성되어 상기 가이드홈 내부면 일측과 경사지게 면 접촉된 상태로 이동되면서 상기 가이드홈을 사이에 두고 위아래 방향으로 접촉 압력을 발생하기 위한 면접촉부 그리고, 상기 가압블럭이 상기 면접촉부의 경사진 방향을 따라 전진 또는 후진이 가능하도록 나사 결합되며 상기 면접촉부에서 발생된 압력에 의해 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한편을 휨 변형시키면서 다른 한편을 향하여 근접하거나 그 반대로 이동되도록 조절하기 위한 조절구를 포함한다.

평판표시소자용 기판, 감광액, 포토레지스트, 포토리소그라피 공정, 슬릿형의 토출구, 토출 간극 조절, 조작성 및 도포 품질 개선

Description

슬릿형 코팅장치{slit coating apparatus}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿형 코팅장치의 전체 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1의 노즐 본체 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 2의 가압블럭 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 3의 결합 상태를 나타내는 도면이다.

도 5는 도 2의 면접촉부 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿형 코팅장치의 토출 간극 조절을 위한 작용을 설명하기 위한 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

2: 노즐 본체 4: 가압블럭 6: 가이드홈

8: 경사면 10: 조절구 12: 브라켓트

G: 기판 W: 감광액 N: 토출구

본 발명은 슬릿형 코팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판표시소자용 기판 제조시 포토리소그라피용 포토레지스트와 같은 감광액을 슬릿 코팅 방식으로 도포하는 작업에 사용되며, 특히 노즐 간극의 조절이 용이하여 한층 향상된 도포 품질을 얻을 수 있는 슬릿형 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판표시소자용 기판 제조 공정 중에서 기판 표면에 소정의 패턴을 만들기 위한 작업은 주로 포토리소그라피(photolithography) 방식으로 진행된다.

이 방식은 기판 표면에 포토레지스트와 같은 감광물질(sensitive material)을 일정한 두께로 도포한 다음 도포면을 통상의 방법으로 노광 및 현상하고 에칭하는 일련의 작업들을 포함하여 이루어진다.

특히 상기 도포 작업에는 슬릿형의 토출구가 구비된 코터가 널리 이용되며, 이 코터는 노즐의 토출구 간극을 조절할 수 있는 간극 조절수단이 구비되어 있다.

이 간극 조절수단은 볼트의 조임력으로 토출 간극을 조절하는 볼트 조절방식과 유체 압력을 이용하여 토출 간극을 조절하는 유압 조절방식 등이 알려져 있다.

그러나, 상기 유압 조절방식은 토출 간극의 조절은 용이하지만 가격이 고가일 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 유체 압력이 쉽게 변화되어 유체 압력의 셋팅을 수시로 해야되므로 만족할 만한 작동 안정성을 얻기가 어렵다.

그리고, 상기 볼트 조절방식은 노즐의 측면에서 토출구의 절개 방향을 따라 적어도 1군데 이상의 지점에서 토출 간극을 관통하는 자세로 설치된 볼트를 회전시켜서 나사부 피치에 의해 간극을 조절하는 것이므로 이와 같은 구조는 대략 수십 마이크론(㎛) 이하의 간격을 유지하는 토출 간극을 미세하게 조절하기에는 한계가 있다.

더욱이, 간극의 셋팅 후 코터의 작동 중에 진동이나 압력 등에 의해 볼트의 조임 상태가 쉽게 변화되면서 간극의 셋팅 오차가 발생될 수 있으므로 이와 같이 볼트의 나사부 피치를 이용한 직접 조절 방식으로는 만족할 만한 조작성 및 작동 안정성을 확보하기 어렵다.

특히, 상기한 두 가지의 조절 방식들이 갖는 문제점들은 도포 작업시 과다한 불량 품질을 유발하여 작업 능률과 생산성 등을 저하시키는 직접적인 요인이 될 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 면(面) 접촉력에 의한 동력전달 방식으로 토출구 간극을 조절하여 한층 향상된 조작성 및 작동 안정성을 확보할 수 있는 슬릿형 코팅장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

기판에 감광액을 도포하기 위한 작업이 진행되는 작업면을 제공하는 작업대와,

상기 작업면 일측에 고정되며 슬릿형의 토출구가 구비된 노즐 본체와,

상기 노즐 본체에서 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한쪽 편에 형성된 가이드홈 내측에 끼워지는 가압블럭과,

상기 가압블럭 일측면에 형성되어 상기 가이드홈 내부면 일측과 경사지게 면 접촉된 상태로 이동되면서 상기 가이드홈을 사이에 두고 위아래 방향으로 접촉 압력을 발생하기 위한 면접촉부와,

상기 가압블럭이 상기 면접촉부의 경사진 방향을 따라 전진 또는 후진이 가능하도록 나사 결합되며 상기 면접촉부에서 발생된 압력에 의해 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한편을 휨 변형시키면서 다른 한편을 향하여 근접하거나 그 반대로 이동되도록 조절하기 위한 조절구

를 포함하는 슬릿형 코팅장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿형 코팅장치의 전체 구조를 나타내는 도면으로서, 도면 부호 2는 노즐 본체를 지칭한다.

이 노즐 본체(2)는 통상의 슬릿 코팅 작업에 적합하도록 장방형 형태로 이루어지고, 평판표시소자용 기판(G, 이하 "기판"이라고 함.)의 이동 중에 포토레지스트와 같은 감광액(W) 도포 작업이 진행되도록 하는 이송장치(M) 일측에서 지지대(M1)에 고정되어 도 1에서와 같이 위치될 수 있다.

상기 노즐 본체(2)는 내구성 및 내부식성 등이 우수한 금속류의 재질 중에서 사용되고, 감광액(W)을 토출하기 위하여 가늘고 길게 절개된 슬릿형(slit type)의 토출구(N)가 마련된다.

상기 토출구(N)는 상기 노즐 본체(2)의 일측에 연결된 공급관(L)으로부터 감광액(W)이 유입될 수 있다. 그리고, 이 공급관(L)은 감광액(W)이 저장된 저장탱크(T)로부터 감광액(W)을 공급받도록 연결된다.

상기 토출구(N)의 끝단부는 감광액(W)이 일정하게 토출될 수 있도록 도 2에서와 같이 토출 간극(N1)을 형성되며, 이 토출 간극(N1)은 상기 슬릿형의 토출구(N) 전체에 일정하게 형성된다.

상기 노즐 본체(2)는 상기 토출 간극(N1)의 간격이 좁혀지거나 벌어지도록 조절하여 감광액(W)의 토출량을 조절할 수 있다.

상기 토출 간극(N1)은 표면 가공 작업 중에서 미세하고 정밀한 가공이 가능한 것으로 알려진 통상의 에칭 가공이나 레이져 가공 작업 등을 거치면서 형성될 수 있다.

한편, 상기 노즐 본체(2)에는 상기 토출 간극(N1)을 조절하기 위한 가압블럭(4)이 위치되며, 이 가압블럭(4)은 상기 노즐 본체(2) 일측에 형성된 가이드홈(6) 내부에 끼워져서 위치된다.

상기 가압블럭(4)은 내구성 및 내마모성이 우수한 금속류 중에서 사용되며 도 3에서와 같이 블록 형상을 가지며 상기 가이드홈(6)에 끼워지면서 적어도 1개 이상이 상기 토출 간극(N1)의 절개 방향을 따라 복수개의 지점에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 각 가이드홈(6)들은 상기 토출 간극(N1)을 사이에 두고 도 2에서와 같이 어느 한쪽 편에서 상기 가압블럭(4)이 끼워질 수 있는 홈 크기를 가지며 일측이 외부로부터 개구되어 상기 토출구(N)의 절개 방향을 따라 1개 또는 2개 이상이 분할 형성될 수 있다.

한편, 상기 가압블럭(4) 일측에는 경사진 면적을 갖는 면접촉부가 형성되어 면(面) 접촉 압력에 의해 상기 토출 간극(N1)을 변화시킬 수 있도록 이루어진다.

이를 위하여 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 상기 가압블럭(4) 윗면에 경사면(8)이 형성되고, 이 경사면(8)이 상기 가이드홈(6) 윗면(F)과 경사지게 면(面) 접촉되어 상기 가압블럭(4)의 이동시 상기 경사면(8)으로부터 접촉력이 전달되면서 상기 토출 간극(N1)이 조절되도록 하고 있다.

상기 경사면(8)은 상기 가이드홈(6)의 윗면(F)과 맞대어진 상태에서 도 4를 기준으로 상기 가압블럭(4)이 상기 가이드홈(6)의 개구부측으로 이동될 때 면 접촉력이 발생되고 그 반대로 이동될 때는 접촉력이 발생되지 않도록 도면에서와 같이 경사지게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 경사면(8)의 면 접촉력에 의해 발생된 조절압력(Q)은 도 5에서와 같이 상기 가이드홈(6)을 사이에 두고 위아래 방향으로 전달된다.

즉, 이와 같이 발생된 조절압력(Q)은 상기 노즐 본체(2) 일측의 휨 변형을 유발하여 상기 토출 간극(N1)을 사이에 두고 어느 한쪽편이 다른 한쪽편으로 근접하거나 그 반대로 이동될 수 있도록 작용된다.

상기 노즐 본체(2)에는 상기 가이드홈(6) 내부에서 상기 가압블럭(4)의 면 접촉 위치를 조절하기 위한 조절구(10)가 위치되며, 이 조절구(10)는 나사 체결력으로 상기 가압블럭(4)의 위치가 변화되도록 이루어진다.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 조절구(10)가 도 2에서와 같이 나사부(B1)와 헤드부(B2)가 구비된 통상의 볼트 형태로 이루어져서 상기 나사부(B1)가 상기 가압블럭(4)과 도면에서와 같은 방향으로 나사 결합되어 상기 헤드부(B2)의 정,역 회전시 상기 가압블럭(4)이 상기 나사부(B1) 축선을 따라 이동되면서 위치가 변화되도록 하고 있다.

상기 조절구(10)는 내마모성이 우수한 금속 볼트가 사용될 수 있고, 상기 나사부(B1) 외주면에는 통상의 오른나사 또는 왼나사의 나사산이 형성된다.

그리고, 상기 조절구(10)의 헤드부(B2)는 렌치나 드라이버와 같은 각종 도구를 이용하여 회전시킬 수 있도록 예를들어, 육각 또는 사각 볼트 형태로 이루어지거나 내측에 다각형의 홈부가 형성된 통상의 구조로 이루어진다.

상기 조절구(10)는 상기 노즐 본체(2)에서 도 2에서와 같이 브라켓트(12)에 끼워져서 고정될 수 있다. 이 브라켓트(12)는 도면에서와 같이 수평부(V1)와 수직부(V2)를 가지며 상기 수평부(V2)는 상기 가이드홈(6) 바닥면에서 상기 가압블럭(4) 저면을 지지할 수 있는 상태로 끼워져서 볼트로 고정될 수 있다.

그리고, 상기 수직부(V2)는 상기 가이드홈(6)의 개구부를 외부로부터 가릴 수 있도록 상기 노즐 본체(2) 일측면과 접촉된 상태로 위치되어 상기 조절구(10)의 나사부(B1)가 관통된 후 상기 헤드부(B2)가 도면에서와 같이 걸려지도록 형성될 수 있다.

상기 브라켓트(12)는 내구성 및 내마모성 등이 우수한 금속류의 재질로 이루어지고, 상기 노즐 본체(2)에서 상기 조절구(10)가 안정적인 고정 상태로 조작될 수 있도록 한다.

상기한 조절구(10)는 상기 헤드부(B2)를 어느 한 방향 또는 그 반대 방향으로 회전시키면서 상기 가이드홈(6) 내부에서 상기 가압블럭(4)의 위치를 변화시킬 수 있으므로 상기 경사면(8)으로부터 발생되는 조절 압력(Q)을 적절하게 조절할 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예에 따른 슬릿형 코팅장치는 상기 조절구(10)의 조작에 의해 상기 가압블럭(4)의 위치를 변화시키면서 도 6에서와 같이 상기 토출구(N)의 어느 한편을 휨 변형시키는 간접 조절 방식으로 상기 노즐 간극(N1)을 간편하게 조절할 수 있다.

이와 같이 상기 가압블럭(4)을 이용한 간접 조절 방식은 예를들어, 볼트의 나사부 피치를 이용한 조임력으로 토출 간극 사이를 직접 좁히거나 벌어지도록 하는 종래의 직접 조절 방식에 비하여 간극 조절을 위한 가압력을 용이하게 확보할 수 있으며, 간극의 미세 조절이 가능하여 한층 향상된 조작성 및 작동 안정성을 확보할 수 있다.

그리고, 상기 가압블럭(4)은 토출 간극(N1)이 조절된 상태에서 윗면과 아래면이 눌려지면서 상기 경사면(8)을 따라 접촉력이 해제될 수 있는 방향으로 이동하려는 힘이 작용하여 상기 조절구(10)를 당기는 상태가 된다.

즉, 이와 같은 조절 구조는, 토출 간극(N1)의 조절 후 진동이나 충격 등에 의해 상기 조절구(10)가 어느 한 방향으로 회전되어 토출 간극(N1)의 셋팅 상태가 변화되는 것을 최대한 억제할 수 있다.

따라서, 도 7에서와 같이 감광액(W)을 기판(G)에 도포하는 작업을 진행할 때, 기판(G)에 요구되는 도포 사양에 따라 상기 조절구(10)를 이용하여 토출 간극(N1)을 적절하게 변화시킨 상태로 도포 작업을 진행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 평판표시소자용 기판 제조를 위한 포토리소그라피(photolithography) 공정 등을 진행할 때 노즐의 토출 간극을 간편하게 조절할 수 있다.

특히, 토출 간극의 조절시 볼트와 같은 조절구에 의해 가압블럭이 이동되면서 이 블록의 면 접촉력에 의해 조절 압력이 발생 및 전달되는 간접 동력전달 방식으로 조절할 수 있으므로 조작이 용이할 뿐만 아니라, 간극의 미세 조절이 가능하고 간극의 조절 상태가 진동이나 충격 등에 의해 변화되는 현상을 방지하여 한층 향상된 조작성과 작동 안정성 등을 확보할 수 있다.

Claims (5)

1. 기판에 감광액을 도포하기 위한 작업이 진행되는 작업면을 제공하는 작업대;

   상기 작업면 일측에 고정되며 슬릿형의 토출구가 구비된 노즐 본체;

   상기 노즐 본체에서 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한쪽 편에 형성된 가이드홈 내측에 끼워지는 가압블럭;

   상기 가압블럭 일측면에 형성되어 상기 가이드홈 내부면 일측과 경사지게 면 접촉된 상태로 이동되면서 상기 가이드홈을 사이에 두고 위아래 방향으로 접촉 압력을 발생하기 위한 면접촉부;

   상기 가압블럭이 상기 면접촉부의 경사진 방향을 따라 전진 또는 후진이 가능하도록 나사 결합되며 상기 면접촉부에서 발생된 압력에 의해 상기 토출구 간극을 사이에 두고 어느 한편을 휨 변형시키면서 다른 한편을 향하여 근접하거나 그 반대로 이동되도록 조절하기 위한 조절구;

   를 포함하는 슬릿형 코팅장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 면접촉부는 상기 가압블럭의 윗면 또는 저면 중에서 어느 한면 또는 양측면에 경사지게 형성되는 슬릿형 코팅장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 가압블럭은 상기 토출구의 절개 방향을 따라 적어도 1개 이상이 복수개의 지점에 이격 설치되는 슬릿형 코팅장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬릿형 코팅장치는 조절구용 브라켓트를 더 포함하고,

   이 브라켓트는 상기 가압블럭이 전진 또는 후진될 때 상기 조절구가 상기 노즐 본체에서 어느 한 방향으로 걸림 상태가 유지되도록 고정하는 것을 특징으로 하는 슬릿형 코팅장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드홈은 상기 토출구의 절개 방향을 따라 1군데 이상의 지점에 형성되는 슬릿형 코팅장치.

Images