KR100951355B1

KR100951355B1 - 도포 장치

Info

Publication number: KR100951355B1
Application number: KR1020030044582A
Authority: KR
Inventors: 남효락; 이덕중; 김성봉; 오상우; 이정호; 강성철; 강호민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2010-04-08
Also published as: KR20050004414A

Abstract

기판이 장착되는 받침대, 받침대 위의 기판에 감광액을 도포하는 노즐, 노즐에 감광액을 공급하는 감광액 공급 장치, 기판을 따라 이동하며 감광액을 도포하는 방향을 스캔 방향이라 할 때, 노즐을 스캔 방향을 따라 이동시키는 노즐 이동 장치, 스캔 방향과 반대 방향으로 받침대를 이동시키는 받침대 이동 장치를 포함하는 도포 장치.

도포장치, 노즐, 받침대, 동시구동

Description

도포 장치{SPREADING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 도포 장치의 감광액 도포 공정을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2는 도 1에 도시된 노즐의 단면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 노즐의 일부 절개 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판 20 : 감광액

100 : 받침대 200 : 노즐

500 : 노즐 이동 장치 510 : 노즐 아암

520 : 노즐 가이드 레일 600 : 받침대 이동 장치

610 : 받침대 아암 620 : 받침대 가이드 레일

본 발명은 도포 장치에 관한 것으로서, 반도체 디바이스나 액정 표시 장치의 감광액을 도포하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스나 액정 표시 장치의 제조 프로세스에서 행하여 지는 포토리소그래피라고 불리우는 기술은, 기판에 감광액을 도포하여 당해 기판의 표면에 감광막을 형성하고, 포토마스크를 사용하여 당해 감광막을 노광한 후에 현상처리를 함으로써 감광막 패턴을 얻는 것이다.

상기한 공정에 있어서의 감광액의 도포 공정은 기판 중앙부의 상방에 설치되는 노즐로부터 감광액을 기판에 공급하는 동시에 기판을 회전시켜 원심력에 의하여 감광액이 확산하여 기판 전체에 감광막이 형성되도록 하는 스핀 코팅법이나, 기판을 따라 노즐을 이동시키며 노즐 토출구를 통해 감광액을 기판에 형성하는 슬릿 노즐법 등에 의하여 이루어지고 있다.

그러나, 대형 기판의 경우에는 기판을 회전시키기 어려우므로 스핀 코팅법은 부적당하여 슬릿 노즐법이 많이 사용되고 있다.

그러나, 슬릿 노즐법의 경우에도 노즐의 크기가 대형화되기 때문에 노즐 구동에 어려움이 따른다. 또한, 이에 따라 생산성의 저하가 초래된다는 문제점이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 생산성이 향상된 도포 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도포 장치는 기판이 장착되는 받침대, 상기 받침대 위의 기판에 감광액을 도포하는 노즐, 상기 노즐에 감광액을 공급하는 감광액 공급 장치, 상기 기판을 따라 이동하며 감광액을 도포하는 방향을 스캔 방향이라 할 때, 상기 노즐을 상기 스캔 방향을 따라 이동시키는 노즐 이동 장치, 상 기 스캔 방향과 반대 방향으로 받침대를 이동시키는 받침대 이동 장치를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐과 상기 받침대는 동시에 서로 반대 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐 이동 장치는 상기 노즐이 부착된 노즐 아암 및 상기 노즐 아암의 일단부에 형성되어 있으며 상기 노즐이 상기 기판을 따라 이동되도록 상기 노즐 아암과 연결되어 있는 노즐 가이드 레일을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 받침대 이동 장치는 상기 받침대에 부착된 받침대 아암 및 상기 받침대 아암의 일단부에 형성되어 있으며 상기 기판이 스캔 방향과 반대 방향으로 이동되도록 상기 받침대 아암과 연결되어 있는 받침대 가이드 레일을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 선형 모터를 이용하여 구동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 에어 구동 방식을 이용하여 구동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 자기 부상 방식을 이용하여 구동하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 한 실시예에 따른 도포 장치의 감광액 도포 공정을 개략 적으로 도시하였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 도포 장치는 기판(10)이 장착되는 받침대(100), 받침대(100) 위의 기판(10)에 감광액을 도포하는 노즐(200), 노즐(200)에 감광액을 공급하는 감광액 공급 장치(300), 노즐(200)을 이동시키는 노즐 이동 장치(500) 및 받침대를 이동시키는 받침대 이동 장치(600)를 포함한다.

감광액 공급 장치(300)는 가스 압송 방식을 이용하여 감광액(20)을 1 내지 2kgf/cm²의 압력으로 노즐(200)로 공급한다. 감광액 공급 장치(300)에서 감광액(20)의 농도 및 온도가 고정밀도로 조정된다. 또한, 감광액 공급 장치(300)의 감광액(20)에는 미량의 용재, 예컨대 신너(Thinner)가 포함되어 있어서 감광액(20)이 기판에 도포되기 쉬운 상태로 존재한다.

도 2에는 노즐의 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 노즐의 일부 절개 사시도가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 노즐에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 노즐(200)의 본체(210)는 직선 형태의 박스 형상을 이루고 있으며, 그 내부에 감광액이 토출되는 감광액 토출부(220)가 형성되어 있다. 노즐의 본체(210)의 상부에는 덮개(211)가 씌워져 있다. 덮개(211)의 적절한 부위에는 감광액 공급관(221)이 연결되어 있다. 감광액 공급관(221)은 감광액 공급 장치(300)에 연결되어 있다. 이러한 감광액 공급관(221)을 통해 노즐의 내부로 감광액(20)이 공급된다.

감광액 토출부(220)는 감광액 공급관(221), 감광액 저장부(222), 감광액 유 로(224) 및 감광액 슬릿부(225)를 포함한다.

위에서부터 차례로 감광액 공급관(221), 감광액 저장부(222), 감광액 유로(224) 및 감광액 슬릿부(225)는 연이어 통하고 있다.

감광액 공급관(221)은 노즐의 본체(210)에서 상부로 연장되며 감광액 공급 장치(300)에 연결되어 있다. 감광액 공급관(221)의 개구(221a)는 감광액 저장부(222)로 연이어 통하기 때문에, 감광액 공급 장치(300)로부터 감광액 공급관(221)을 통해 감광액 저장부(222)로 감광액(20)이 도입되도록 되어 있다. 또한, 하나 이상의 감광액 공급관(221)을 덮개(211)에 설치하는 것이 바람직하다.

감광액 저장부(222)는 감광액 공급관(221)을 통해 공급된 감광액(20)을 일시적으로 저장한다.

감광액 저장부(222)의 하부 중앙에는 오목한 감광액 유출구(223)가 형성되어 있다. 감광액 유출구(223)의 바닥부에는 복수개의 미세한 구멍으로 이루어진 감광액 유로(224)가 형성되어 있다. 이러한 감광액 유로(224)는 본체(210)의 긴 방향을 따라 동일한 피치 간격으로 직렬로 배치되어 있다.

이러한 감광액 저장부(222)는 감광액 유로(224)를 통해 감광액 슬릿부(225)와 연이어 통하고 있다. 감광액 유로(224)는 유체의 저항으로서 작용하여, 감광액 저장부(222)로부터의 감광액(20)의 압력을 손실시켜, 저압의 감광액(20)을 감광액 슬릿부(225)로 보내는 기능을 한다.

이러한 감광액 슬릿부(225)는 감광액 유로(224)의 별개의 미세한 구멍들을 통해 토출된 감광액(20)들이 다시 모여 기판(10) 위에 도포되도록 감광액 유로(224)의 지름보다 확장되어 있으며 본체의 긴 방향을 따라 직선 형태로 연결되어 있다. 그리고, 감광액 슬릿부(225)는 노즐의 본체(210)의 최하부에 형성되어 있으며, 감광액 슬릿부(225)를 통해 감광액(20)이 기판(10) 위로 토출 공급된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 노즐을 이동시키는 노즐 이동 장치(500)는 노즐 아암(510)과 노즐 가이드 레일(520)을 포함한다. 이러한 노즐 이동 장치(500)는 노즐(200)을 기판(10)을 따라 이동시킨다.

즉, 노즐 아암(510)에는 노즐(200)이 부착되어 있으며, 노즐 아암(510)의 일단부에는 노즐 아암(510)과 연결되어 노즐 가이드 레일(520)이 형성되어 있다. 따라서, 기판(10)을 따라 이동하며 감광액을 도포하는 방향을 스캔 방향(A)이라 할 때, 노즐 가이드 레일(520)을 따라 노즐 아암(510)을 이동시키면, 노즐 아암(510)에 연결된 노즐(200)이 스캔 방향으로 이동하며 감광액을 도포한다.

여기서, 노즐 이동 장치(500)는 선형 모터를 이용하여 구동함으로써 노즐 아암(510)이 노즐 가이드 레일(520)을 따라 직선으로 움직일 수 있도록 한다. 선형 모터는 회전형 모터의 회전자와 고정자를 직선상에 위치케 하여 전기에너지를 직접 직선적인 운동에너지로 변환하는 추력 발생 장치의 총칭이다. 선형 모터는 일반 모터에 비해서 회전기구가 없기 때문에 원심력에 의한 회전의 파괴나 흔들리는 진동을 고려하지 않아도 되는 특징이 있다.

따라서, 선형 모터를 이용하여 노즐 이동 장치(500)를 구동함으로써 노즐(200)의 이동의 정밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 노즐 이동 장치(500)는 자기 부상 방식을 이용하여 구동할 수도 있다. 즉, 자기 부상 방식에 사용되는 자석들은 일정한 크기의 것들이 규칙적인 간격을 두고 N 극 및 S 극이 교대로 표면에 노출되도록 설치된다. 노즐 아암(510)과 노즐 가이드 레일(520)은 우선 노즐 아암(510)과 노즐 가이드 레일(520)에 설치된 마주보는 자석들끼리 서로 같은 극이 되도록 한다. 그러면 노즐 아암(510)은 떠오르게 된다. 그런데 자석은 다른 극끼리 서로 당기는 힘이 있기 때문에 노즐 아암(510)에 조그마한 추진을 가하게 되면 노즐 아암(510)에 설치된 자석과 노즐 가이드 레일(520)의 마주보는 자석 바로 앞에 있는 다른 극성을 띈 자석 사이에는 흡인력이 작용하여 노즐 아암(510)은 앞으로 가게 됩니다. 그런 다음 흡인력이 작용한 자석끼리 서로 붙기 전에 노즐 아암(510)에 설치된 자석의 극성을 전자석에 흐르는 전류의 방향을 변화함으로써 바꾸어 버린다. 그러면 노즐 아암(510)의 자석은 원래 흡인력이 작용했던 자석과 반발력이 작용하게 되므로 서로 붙지 못하고 달려오던 관성에 의해 지나쳐 그 앞에 있는 다른 극의 자석과 다시 흡인력이 작용하면서 진행하게 된다. 이러한 작용을 반복하면서 자기 부상 방식의 노즐 이동 장치(500)는 추진력을 얻게 된다. 자기 부상 방식의 노즐 이동 장치(500)는 공중에 떠서 이동함으로 마찰이 거의 없고 에너지 효율이 높으며 소음이 거의 없는 장점을 가지고 있다.

또한, 노즐 이동 장치(500)는 에어 구동 방식을 이용하여 구동할 수도 있다.

이러한 노즐이 스캔 방향(A)으로 이동할 때, 받침대는 동시에 스캔 방향과 반대 방향(B)으로 이동한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 받침대를 이동시키는 받침대 이동 장치(600) 는 받침대 아암(610)과 받침대 가이드 레일(620)을 포함한다. 이러한 받침대 이동 장치(600)는 받침대(100)를 스캔 방향과 반대 방향(B)으로 이동시킨다.

즉, 받침대 아암(610)은 받침대(100)의 저면에 부착되어 있으며, 받침대 아암(610)의 일단부에는 받침대 아암(610)과 연결되어 받침대 가이드 레일(620)이 형성되어 있다. 따라서, 받침대 가이드 레일(620)을 따라 받침대 아암(610)을 이동시키면, 받침대 아암(610)에 연결된 받침대(100)가 스캔 방향과 반대 방향으로 이동하며 노즐의 이동 방향(A)과 반대로 움직이며 감광액(20)을 기판(10) 위에 신속하게 도포한다.

따라서, 대형 기판 위에 감광액을 도포하는 경우에 발생할 수 있는 생산성의 저하 또는 도포되는 박막의 균일도의 저하의 문제가 해결된다.

여기서, 받침대 이동 장치(600)는 선형 모터를 이용하여 구동함으로써 받침대 아암(610)이 받침대 가이드 레일(620)을 따라 직선으로 움직일 수 있도록 한다.

선형 모터를 이용하여 받침대 이동 장치(610)를 구동함으로써 받침대(100)의 이동의 정밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 받침대 이동 장치(600)는 자기 부상 방식을 이용하여 구동할 수도 있다.

즉, 자기 부상 방식에 사용되는 자석들은 일정한 크기의 것들이 규칙적인 간격을 두고 N 극 및 S 극이 교대로 표면에 노출되도록 설치된다. 받침대 아암(610)과 받침대 가이드 레일(620)은 우선 받침대 아암(610)과 받침대 가이드 레일(620)에 설치된 마주보는 자석들끼리 서로 같은 극이 되도록 한다. 그러면 받침대 아암(610)은 떠오르게 된다. 그런데 자석은 다른 극끼리 서로 당기는 힘이 있기 때문에 받침대 아암(610)에 조그마한 추진을 가하게 되면 받침대 아암(610)에 설치된 자석과 받침대 가이드 레일(620)의 마주보는 자석 바로 앞에 있는 다른 극성을 띈 자석 사이에는 흡인력이 작용하여 받침대 아암(610)은 앞으로 가게 됩니다. 그런 다음 흡인력이 작용한 자석끼리 서로 붙기 전에 받침대 아암(610)에 설치된 자석의 극성을 전자석에 흐르는 전류의 방향을 변화함으로써 바꾸어 버린다. 그러면 받침대 아암(610)의 자석은 원래 흡인력이 작용했던 자석과 반발력이 작용하게 되므로 서로 붙지 못하고 달려오던 관성에 의해 지나쳐 그 앞에 있는 다른 극의 자석과 다시 흡인력이 작용하면서 진행하게 된다. 이러한 작용을 반복하면서 자기 부상 방식의 받침대 이동 장치(600)는 추진력을 얻게 된다. 자기 부상 방식의 받침대 이동 장치(600)는 공중에 떠서 이동함으로 마찰이 거의 없고 에너지 효율이 높으며 소음이 거의 없는 장점을 가지고 있다.

또한, 받침대 이동 장치(600)는 에어 구동 방식을 이용하여 구동할 수도 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 도포 장치는 노즐과 받침대를 서로 반대 방향으로 동시에 이동시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims

기판이 장착되는 받침대,

상기 받침대 위의 기판에 감광액을 도포하는 노즐,

상기 노즐에 감광액을 공급하는 감광액 공급 장치,

상기 기판을 따라 이동하며 감광액을 도포하는 방향을 스캔 방향이라 할 때, 상기 노즐을 상기 스캔 방향을 따라 이동시키는 노즐 이동 장치,

상기 스캔 방향과 반대 방향으로 받침대를 이동시키는 받침대 이동 장치

를 포함하고,

상기 받침대 이동 장치는 상기 받침대에 부착된 받침대 아암 및 상기 받침대 아암의 일단부에 형성되어 있으며 상기 기판이 스캔 방향과 반대 방향으로 이동되도록 상기 받침대 아암과 연결되어 있는 받침대 가이드 레일을 포함하는 도포 장치.
제1항에서,

상기 노즐과 상기 받침대는 동시에 서로 반대 방향으로 이동하는 도포 장치.
제2항에서,

상기 노즐 이동 장치는 상기 노즐이 부착된 노즐 아암 및 상기 노즐 아암의 일단부에 형성되어 있으며 상기 노즐이 상기 기판을 따라 이동되도록 상기 노즐 아암과 연결되어 있는 노즐 가이드 레일을 포함하는 도포 장치.
삭제
제3항에서,

상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 선형 모터를 이용하여 구동하는 도포 장치.
제3항에서,

상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 에어 구동 방식을 이용하여 구동하는 도포 장치.
제3항에서,

상기 노즐 이동 장치 및 받침대 이동 장치는 자기 부상 방식을 이용하여 구동하는 도포 장치.