KR100830050B1 - 슬릿코터의 도포액 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 슬릿코터의 도포액 공급장치는 피스톤; 및 상기 피스톤이 삽입되어 수평방향으로 왕복 운동되는 피스톤 주행부를 형성하고, 상기 피스톤 주행부의 끝단에서 상하 방향으로 공간 확장되는 확관부를 형성하는 실린더를 포함한다.

본 발명은 슬릿노즐 상부에 도포액 공급을 위한 펌프를 수평방향으로 설치함으로써, 도포액 공급경로를 단축시켜 토출지연으로 인한 문제를 해결하게 되는 동시에 펌프의 용량을 대형화하는 것이 가능하기 때문에 슬릿코터의 성능을 향상시키는 효과를 갖는다.

슬릿코터, 도포액 공급장치, 펌프, 실린더, 피스톤

Description

슬릿코터의 도포액 공급장치{Apparatus for Providing Photoresist of Slit Coater}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 기판 코팅 장치를 나타낸 측면도 및 사시도.

도 3은 본 발명의 도포액 공급장치가 적용된 슬릿코터의 개략도.

도 4는 본 발명의 도포액 공급장치의 내부 구조를 도시한 단면도.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 베이스 2: 이송유닛

3: 도포액 공급장치 4: 슬릿노즐

5: 저장탱크 10: 실린더

11: 피스톤 주행부 12: 공급유로

13: 확관부 13a: 라운드

20: 피스톤 30: 실린더

31: 패킹 V1: 공급밸브

V2: 토출밸브 V3: 기포배기밸브

본 발명은 슬릿코터의 도포액 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저장탱크에 충진된 도포액을 펌핑시켜 슬릿코터에 공급하는 슬릿코터의 도포액 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 포토 공정에서 포토레지스트(PR; 이하 도포액이라 칭함)를 균일하게 도포하는 방법으로는 도포액을 둥근 롤의 외부에 적재한 후 상기 롤을 기판 상에서 일정 방향으로 구름 이동시켜 도포액을 도포하는 롤 코팅 방법과, 원판의 지지체 위에 기판을 올려놓고 상기 기판의 중앙에 도포액을 떨어뜨린 후 회전시켜 원심력에 의해 도포액을 기판에 도포하는 스핀 코팅 방법과, 슬릿 형태의 노즐을 통해 도포액을 기판에 토출하면서 일정 방향으로 스캔하여 도포해가는 슬릿 코팅 방법이 있다.

그러나, 기판이 크고 무거울수록 기판을 고속으로 회전시키기 어려우며, 고속 회전 시 기판의 파손이나 에너지 소모가 큰 문제점의 이유로 액정 표시 패널용 유리 기판과 같은 평판 표시 장치용 기판에서는 슬릿 코팅 방법이 주로 사용되고 있다.

상기 슬릿 코팅을 하기 위한 슬릿 코팅 장치는 기판이 안착되는 기판척과, 상기 기판척 일측에 설치된 예비 토출부와, 상기 기판척 및 예비 토출부 상부에 위치하여 수평 이동하며 기판에 도포액을 토출시키는 슬릿 노즐로 구성되어 있다. 즉, 슬릿 노즐은 예비 토출부의 상부에서 예비 토출을 행한 후, 기판이 안착된 기판척으로 수평 이동하여 도포액이 기판에 균일하게 분포되도록 정속 이동하여 기판에 도포액을 토출한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 구비한 기판 코팅 장치를 나타낸 측면도 및 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 기판 코팅 장치는 도포부(200)와, 노즐부(100)와, 초음파 세정 유닛을 구비한 예비 토출부(300)를 포함한다.

도포부(200)는 베이스(400)의 상부면에 높이 조정기구를 구비한 다리를 매개로 하여 중심부에 설치되고, 다수개의 관통 구멍이 상하 관통 형성된 테이블(210)과, 상기 베이스(400)와 테이블(210) 사이에서 승강 가능하게 설치되고 상부면에 다수개의 리프트 핀(220)이 설치된 수평 플레이트(230)를 포함한다.

상기 다수개의 리프트 핀(220)은 상기 테이블(210)의 관통 구멍 내에 삽입되며, 상기 수평 플레이트(230)의 승강에 따라 상기 테이블(210)의 상부로 돌출되거나 상기 테이블(210)의 내부로 후퇴한다. 이러한 상기 다수개의 리프트 핀(220)은 기판을 테이블(210)로부터 들어올리고 내리는 역할을 한다.

한편, 베이스(400)의 상부면 좌우 양측, 즉 상기 테이블(210)의 좌우 외측으로 한 쌍의 가이드 레일(240)이 종방향으로 길게 연장되어 구비된다. 상기 한 쌍의 가이드 레일(240)에는 이송 유닛(250)이 각각 장착되어 종방향으로 이동하게 된다.

상기 한 쌍의 이송 유닛(250) 사이에는 도포액과 같은 코팅제를 유리 등의 기판(500)에 토출하여 도포하는 노즐부(100)가 상기 테이블(210)을 가로질러 위치하도록 지지한다. 상기 노즐부(100)의 슬릿 노즐(110)은 좌우 횡방향으로 길게 연장 형성된 바(bar) 형상이며, 통상 기판의 좌우 폭보다 크게 구성된다.

상기 슬릿 노즐(110)의 하부면에는 도포액이 토출되는 미세한 토출구(120)가 상기 횡방향으로 연장 형성되어 있다. 상기 선형의 토출구(120)를 통하여 도포액은 기판(500)에 일정한 양이 토출된다.

또한, 상기 이송 유닛(250)은 상기 노즐부(100)의 양측을 지지한 상태에서 일정 속도를 갖고 종방향으로 이동함으로써, 노즐부(100)를 테이블(210) 상에서 이동시킨다. 한편, 상기 이송 유닛(250)은 노즐부(100)의 높이를 수직방향으로 조절할 수 있도록 구성되어, 도포되는 도포액의 양과 점도를 고려하여 상기 슬릿 노즐(110)의 토출구(120)와 기판(500) 사이의 간격을 미세하게 제어할 수 있다.

한편, 상기 노즐부(100)에 도포액을 공급하는 수단으로서, 상기 이송 유닛(250)의 일측에 구비된 도포액 공급부(130)와, 상기 도포액 공급부(130)와 슬릿 노즐(110) 사이를 연통시키는 제1 공급 라인(140)과, (도시되지 않은) 외부 공급원으로부터 상기 도포액 공급부(130)에 도포액을 공급하는 제2 공급 라인(150)을 포함한다.

상기 외부 공급원으로부터 제2 공급 라인(150)을 통하여 도포액 공급부(130)에 도포액이 공급된다. 도포액 공급부(130)는 내부에 구비된 펌프로 도포액에 소정의 압력을 가함으로써, 도포액이 제1 공급 라인(140)을 거쳐 슬릿 노즐(110)에 공급된 후 슬릿 노즐(110)의 토출구(120)를 통하여 소정 압력으로 토출되도록 한다.

상기 도포부(200)의 일측에는 예비 토출부(300)가 마련되어 있다. 즉, 상기 예비 토출부(300)는 노즐부(100)의 이동 방향에 따라 설치되어 있으며, 상기 노즐부(100)의 하부에 설치된다.

상기 예비 토출부(300)는 하우징(310)과, 상기 하우징(310) 내부에 위치한 프라이밍 롤러(320)로 구성된다.

그러나, 상기한 종래기술에서와 같은 슬릿코터의 도포액 공급부(130)는 실린더 및 피스톤 구조의 가압펌프(미도시)로 이루어지고, 이와 같은 가압펌프를 베이스(400) 상부에 수직하게 설치함으로써, 실내의 경우 천정높이의 한계로 인한 공간적 제약을 받게 되는 문제가 있었다.

즉, 피스톤의 전, 후진 행정이 공간적인 문제로 제한됨에 따라 가압펌프의 용량을 증대시키기 어려운 문제가 있었다.

또한, 상기 종래기술의 가압펌프를 수평방향으로 무리하게 설치하여 사용할 경우, 실린더 내의 기포가 빠져나가지 못하고, 내부에 갇혀져 도포액을 경화시키는 등의 문제로 인해 결국 가압펌프 전체를 사용할 수 없게 되는 심각한 문제를 야기하게 된다.

또한, 도포액 공급부(130)로부터 슬릿노즐(110)까지를 제1 공급라인(140)을 이용해 연결되도록 하고 있으나, 도포액 공급부(130)가 고정 설치되는데 비해, 슬릿노즐(110)이 왕복이송되는 구조여서, 상기 제1 공급라인(140)을 고정 설치하는데 많은 불편함이 있고, 도포액이송거리가 필요 이상으로 길어지기 때문에 도포액 토출 시점이 지연되는 문제가 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도포액 공급을 위한 가압펌프를 슬릿노즐 상부에 수평방향으로 설치함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬릿코터의 도포액 공급장치는 피스톤; 및 상기 피스톤이 삽입되어 수평방향으로 왕복 운동되는 피스톤 주행부를 형성하고, 상기 피스톤 주행부의 끝단에서 상하 방향으로 공간 확장되는 확관부를 형성하는 실린더를 포함한다.

여기서, 상기 피스톤 주행부 상에 도포액 공급을 제어하는 공급밸브가 연결되고, 상기 확관부의 하단부에 도포액 토출을 제어하는 토출밸브가 연결되며, 상기 확관부 상단부 중앙에 실린더 내부의 기포를 방출하는 기포배기 밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 피스톤 주행부의 내경을 피스톤의 외경보다 크게 형성하여 피스톤 주행부와 피스톤 사이에 갭을 형성하고, 상기 갭을 통해 도포액이 공급되도록 도포액 공급용 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤 주행부 내경에 피스톤의 외경을 감싸도록 원형링 형상의 씰링블록이 설치되어 피스톤의 왕복운동을 가이드하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 씰링블록의 피스톤과 접하는 내면에 기밀 유지를 위한 패킹이 설치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 패킹은 2개 이상 복수가 소정간격 떨어져 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 씰링블록 전방의 피스톤 주행부 상에 도포액을 공급받기 위한 공급밸브가 연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공급밸브는 피스톤의 전진행정시, 밸브가 폐쇄되고, 후퇴행정일 때 밸브가 개방되며, 상기 토출밸브는 피스톤의 전진행정시, 밸브가 개방되고, 피스톤의 후퇴행정시, 밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 공급밸브를 개방함과 아울러 저장탱크 측의 도포액을 가압시켜 충진을 돕도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기포배기 밸브는 피스톤의 전진행정일 때 열려져 실린더 내의 기포가 외부로 방출되도록 하되, 기포배기가 진행 중일 때는 토출밸브가 닫혀진 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 실린더의 확관부의 모서리부를 모두 라운드 처리하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 도포액 공급장치가 적용된 슬릿코터의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 도포액 공급장치의 내부 구조를 도시한 단면도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 슬릿코터의 도포액 공급장치(3)는 슬릿노즐(4)의 상측에 수평방향으로 설치된다. 상기 도포액 공급장치(3)는 별도의 저장탱크(5)를 통해 도포액을 공급받게 되는데, 공급관로 상에는 도포액 공급을 제어할 수 있도록 공급밸브(V1)가 설치된다.

또한, 상기 슬릿노즐(4)는 베이스(1) 상부에 설치되어 이송유닛에 의해 좌우 왕복 이동하면서, 기판(미도시) 표면에 도포액을 분사시켜 코팅층을 형성하게 된다.

도 4를 참조하여 본 발명의 도포액 공급장치(3)를 보다 자세히 설명하면, 본 발명의 도포액 공급장치(3)는 크게 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부에 삽입되어 왕복 운동되는 피스톤(20)으로 구성된다.

상기 실린더(10)는 피스톤(20)이 삽입되어 수평방향으로 왕복 운동되는 피스톤 주행부(11)를 형성하고, 상기 피스톤 주행부(11)의 끝단에서 상하 방향으로 공 간 확장되는 확관부(13)를 형성한다.

이때, 상기 피스톤 주행부(11)의 내경을 피스톤(20)의 외경보다 크게 형성하는데, 이로서 피스톤 주행부(11)와 피스톤(20) 사이에 갭(GAP)을 형성하게 되고, 상기 갭을 통해 도포액이 공급되도록 하는 도포액 공급용 유로(12)를 형성하게 된다.

또한, 상기 피스톤 주행부(11) 내부에는 원형링 형상의 씰링블록(30)이 설치되어 피스톤(20)의 왕복운동을 안정적으로 지지하게 된다.

이때, 상기 씰링블록(30)의 피스톤(20)과 접하는 내면에 복수의 패킹(31)이 설치되도록 함으로써, 기밀 유지력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 복수의 패킹(31)은 소정간격 떨어져 설치되도록 할 수도 있다.

여기서, 상기 씰링블록(30)이 설치된 전방측 피스톤 주행부(11) 상에 외부의 저장탱크(5)로부터 도포액을 공급받기 위한 공급관로가 연통되고, 상기 공급관로에는 공급밸브(V1)가 설치된다.

상기 공급밸브(V1)는 피스톤(20)의 전진행정시, 밸브가 폐쇄되고, 후퇴행정일 때 밸브가 개방되게 된다.

즉, 전진행정일 때는 공급밸브(V1)가 닫혀져 실린더(10) 내부에 충진된 도포액이 피스톤(20) 압력에 의해 저장탱크(5) 측으로 역류되는 것이 방지되도록 하고, 후퇴행정일 때는 공급밸브(V1)가 열려져 실린더(10) 내부에 도포액이 공급되어 충진되도록 한다.

이때, 공급밸브(V1)를 개방함과 아울러 저장탱크(5) 측의 도포액을 가압시켜 공급함으로써, 충진과정을 돕도록 할 수 있다. 이를 위해 저장탱크(5) 측에 별도의 가압펌프를 설치할 수도 있다.

상기 피스톤(20)의 전진행정 시, 피스톤 주행부(11) 내에 충진된 도포액이 확관부(13) 측으로 보내지게 된다.

상기 확관부(13)는 대략 사각단면 형상의 내부공간을 형성하게 되는데, 하단부 중앙에 슬릿노즐(4)에 직결되는 토출밸브(V2)를 형성한다.

상기 토출밸브(V2)는 피스톤(20)의 전진행정시, 밸브가 개방되고, 피스톤(20)의 후퇴행정시, 밸브가 폐쇄되게 된다.

즉, 피스톤(20)의 전진행정일 때는 토출밸브(V2)가 열려짐으로써, 확관부(13) 내에 충진된 도포액이 슬릿노즐(4) 측으로 공급되도록 하고, 피스톤(20)의 후퇴행정일 때는 토출밸브(V2)가 닫혀지도록 함으로써, 피스톤(20) 후퇴시의 진공압에 의해 슬릿노즐(4) 내의 도포액이 실린더(10) 측으로 빨려드는 것이 차단되도록 한다.

또한, 상기 확관부(13)의 상단부 중앙에는 기포배기 밸브(V3)를 형성하는데, 상기 기포배기 밸브(V3)는 확관부(13)와 별도의 관으로 연결되고 있다.

이와 같은 기포배기 밸브(V3)는 피스톤(20)의 전진행정일 때 열려져 실린더(10) 내의 기포가 외부로 방출되도록 한다.

이때, 별도의 가압펌프를 이용해 실린더(10) 내의 도포액 충진을 돕도록 하는 경우, 실린더(10) 내부에는 가압펌프에 의한 양압이 형성되는데, 이때의 양압을 해소하기 위해 기포배기 밸브(V3)를 개방하게 되면 실린더(10) 내의 기포가 함께 외부로 방출된다.

상기 기포배기 밸브(V3)가 열려진 상태에서 기포배기가 진행 중일 때는 상기 토출밸브(V2)가 닫혀진 상태를 유지하게 된다. 이어 상기 기포배기가 완료된 후에는 기포배기 밸브(V3)를 닫고 토출밸브(V2)를 개방시켜 도포액 토출이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 기포배기 밸브(V3)는 반드시 확관부(13)의 상단부에 형성되도록 하는데, 이는 실린더(10) 내의 기포가 부력에 의해 상측으로 떠오르기 때문이다.

또한, 상측으로 떠오른 기포가 확관부(13)의 모서리부에 갇혀지는 것을 방지하기 위해 모서리부를 모두 라운드(13a) 처리하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 슬릿코터의 도포액 공급장치는 슬릿노즐(4) 상부에 평행하게 설치되는 것이 바람직하지만, 소정각도를 이루어 설치되는 것도 무방하다.

이때, 도포액 공급장치를 경사 설치하는 경우, 도포액의 이송거리를 최소화 시키기 위해 확관부(13) 측이 슬릿노즐(4) 상면에 근접하도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 발명은 앞서 설명한 다양한 실시 예를 이용한 당업자의 다양한 수정 및 변경이 가능한 만큼, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 슬릿노즐 상부에 도포액 공급을 위한 펌프를 수평방향으로 설치함으로써, 도포액 공급경로를 단축시켜 토출지연으로 인한 문제를 해결하게 되는 동시에 펌프의 용량을 대형화하는 것이 가능하기 때문에 슬릿코터의 성능을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims (11)

1. 피스톤; 및

   상기 피스톤이 삽입되어 수평방향으로 왕복 운동되는 피스톤 주행부를 형성하고, 상기 피스톤 주행부의 끝단에서 상하 방향으로 공간 확장되는 확관부를 형성하는 실린더;

   를 포함하여 구성되는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 주행부 상에 도포액 공급을 제어하는 공급밸브가 연결되고, 상기 확관부의 하단부에 도포액 토출을 제어하는 토출밸브가 연결되며, 상기 확관부 상단부 중앙에 실린더 내부의 기포를 방출하는 기포배기 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 주행부의 내경을 피스톤의 외경보다 크게 형성하여 피스톤 주행부와 피스톤 사이에 갭을 형성하고, 상기 갭을 통해 도포액이 공급되도록 도포액 공급용 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 주행부 내경에 피스톤의 외경을 감싸도록 원형링 형상의 씰링블록이 설치되어 피스톤의 왕복운동을 가이드하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 씰링블록의 피스톤과 접하는 내면에 기밀유지를 위한 복수의 패킹이 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 복수의 패킹은 소정의 간격으로 떨어져 설치되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 씰링블록 전방의 피스톤 주행부 상에 도포액을 공급받기 위한 공급밸브 가 연결되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 공급밸브는 피스톤의 전진행정시, 밸브가 폐쇄되고, 후퇴행정일 때 밸브가 개방되며, 상기 토출밸브는 피스톤의 전진행정시, 밸브가 개방되고, 피스톤의 후퇴행정시, 밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 공급밸브를 개방함과 아울러 저장탱크 측의 도포액을 가압시켜 충진을 돕도록 하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
10. 제 2항에 있어서,

    상기 기포배기 밸브는 피스톤의 전진행정일 때 열려져 실린더 내의 기포가 외부로 방출되도록 하되, 기포배기가 진행 중일 때는 토출밸브가 닫혀진 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.
11. 제 1항에 있어서,

    실린더의 확관부의 모서리부를 모두 라운드 처리하는 것을 특징으로 하는 슬릿코터의 도포액 공급장치.

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