KR101163440B1 - 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법에 관한 것으로, 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구로서, 상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이로 형성된 박판과; 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치와, 상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 박판을 에어 부상 방식으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하여 구성되어, 노즐의 예비 토출 공정을 피처리 기판에 근접한 상태에서 할 수 있도록 하여 노즐의 이동 거리를 최소화할 수 있게 되어 공정 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 박판의 자중에 의하여 박판에 국부적인 응력이 작용하여 박판의 수명에 악영향을 미치는 것을 방지하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법을 제공한다.

Description

기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법 {PREPARATORY PHOTORESIST DISCHARGING DEVICE FOR SUBSTRATE COATER APPARATUS AND SUBSTRATE COATING METHOD USING SAME}

본 발명은 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피처리 기판의 코팅 공정을 보다 신속하게 행할 수 있도록 하며, 동시에 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 우수한 품질의 코팅을 구현하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법에 관한 것이다.

LCD 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정에서는 유리 등으로 제작된 피처리 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅 공정이 수반된다. LCD의 크기가 작았던 종래에는 피처리 기판의 중앙부에 약액을 도포하면서 피처리 기판을 회전시키는 것에 의하여 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 스핀 코팅 방법이 사용되었다.

그러나, LCD 화면의 크기가 대형화됨에 따라 스핀 코팅 방식은 거의 사용되지 않으며, 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이를 갖는 슬릿 형태의 슬릿 노즐과 피처리 기판을 상대 이동시키면서 슬릿 노즐로부터 약액을 피처리 기판의 표면에 도포하는 방식의 코팅 방법이 사용되고 있다.

도1은 종래의 기판 코터 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 기판 코터 장치는 피처리 기판(G)을 기판척(10)상에 거치시킨 상태에서, 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 토출구를 구비한 노즐(30)을 30d로 표시된 방향으로 이동시키면서 약액을 피처리 기판(G)의 표면에 도포한다.

여기서, 기판척(10)은 유리 기판(G)을 안착시키기 위해 통상 유리 기판보다 큰 직사각형 형상으로 형성되고, 상부에는 진공 흡착을 위하여 진공 펌프와 연통된 다수개의 진공홀(미도시)이 형성되어 있다. 도2c에 도시된 바와 같이 예비 토출부(20)는 기판척(10) 일측에는 마련되는 데, 세정조(24)와 상기 세정조(24) 내에 회전 가능하게 설치된 원통형의 프라이밍 롤러(22)로 구성된다. 도2c에 도시된 바와 같이 세정조(24)에는 세정액(w)이 채워져 프라이밍 롤러(22)의 하부가 침지되고, 상기 세정조(24)의 상부의 개구를 통하여 프라이밍 롤러(22)의 상부가 외부로 노출된다.

또한, 기판척(10) 상측에는 기판척(10)의 길이 방향(30d)으로 이동 가능한 노즐(30)이 예비 토출부(20) 및 기판척(10)의 상부를 수평 이동하면서 피처리 기판(G)에 포토레지스트 등의 약액을 도포한다. 즉, 상기와 같이 구성된 기판 코터 장치는 도2a에 도시된 바와 같이 노즐(30)을 수평 이동을 하여 예비 토출부(20)의 상부로 이동하여 정지된 상태에서, 노즐(30)의 토출구가 프라이밍 롤러(22)에 근접하도록 하방(30y)이동시켜 회전하는 프라이밍 롤러(22) 상에 약액(55)을 약간 토출하는 것에 의하여 예비 토출 공정을 행한다.

프라이밍 폴러(22)의 외주면에 묻은 약액(55)은 도2c에 도시된 바와 같이 롤러(22)의 회전에 의해 세정조(24) 내의 세정액(w)에 침지된다. 그리고, 세정조(24)에 침지된 프라이밍 롤러(22)는 그 표면에 묻은 약액(55)을 세정액(w)으로 세정시킨 후, 건조기(26)의 건조 공기(26a)에 의해 건조되어 그 다음 예비 토출 공정을 행할 수 있는 준비가 완료된다. 일반적으로 세정조(24) 내에는 세정액(w) 이외에, 세정액 적하 유닛, 블레이드, 세정액 분사기, CDA(Clean Dry Air) 건조기(26) 등 여러 세정 유닛이 설치되어 있지만, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 예비 토출 공정을 행하는 이유는 하나의 피처리 기판(G)의 코팅 공정 이후에 그 다음 피처리 기판(G)의 코팅 공정까지의 대기 시간 중에 노즐(30)의 토출구이 공기와의 접촉에 의해 노즐 내의 포토레지스트 농도가 상승되어, 상승된 농도의 포토레지스트를 기판(G)에 토출하는 것을 방지하기 위해 행해진다. 즉, 농도가 상승된 포토레지스트가 기판(G)에 도포될 경우 도포된 포토레지스트를 경화하면 코팅막에 세로로 금이 가거나 코팅막이 절단되는 현상이 발생되므로, 이 현상을 방지하기 위하여 선행되는 작업이다.

상기와 같은 예비 토출을 마친 후, 도2b에 도시된 바와 같이, 노즐(30)은 약액의 토출을 잠시 중단하고 상방(30y')으로 이동한 상태로 피처리 기판(G)으로 이동하여, 피처리 기판(G)의 끝단으로부터 소정거리(s)만큼 이격된 위치에서 다시 노즐(30)을 하방(30y)으로 이동시킨 상태로 약액(55)을 토출하여 피처리 기판(G)에 대하여 슬릿노즐(30)이 이동하면서 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포한다. 이는 기판(G)의 선단 및 말단의 일정 부분이 코팅되지 않아야 하는 공정 상의 조건에 따라 노즐(30)은 기판(G)의 선단에서 일정 거리(s)만큼 더 진행한 뒤 포토레지스트의 코팅을 시작하게 된다. 이에 따라 약액의 분사가 예비 토출부(20)와 기판(G) 사이에서 중단되므로 공정 효율이 떨어지는 문제점도 야기된다.

상기와 같이 예비 토출을 마치고, 기판(G)의 선단에 멈춰진 상태에서 초기 코팅 불량 및 두께 균일도 등을 맞추기 위해서는 여러 가지 공정 인자들을 조절해야 한다. 즉, 비드 형성 조건, 감광액 토출량의 가속, 주행 방향의 가속 등의 인자들을 제어하여야 한다. 그러나, 노즐(30)의 토출구로부터 토출되기 시작하는 약액(55)의 양이 진행 중의 약액의 양과 정확히 일치시키는 것은 매우 어려우므로, 제어 인자들을 정교하게 제어한다고 하더라도 최초에 토출되는 지점의 약액(도2c의 55x)은 다른 영역에 비하여 도포양이 적거나 많게 되어 불균일해지는 문제점을 피하기 어려운 문제가 야기된다.

그리고, 상기와 같은 종래 기술에 따른 예비 토출부(20)를 갖는 기판 코팅 장치는 공정 반복 시 슬릿 노즐이 항상 기판 선단에 복귀하여 예비 토출을 수행해야하기 때문에 공정 시간이 오래 걸려 단위 코팅 공정이 지연되는 문제점이 있다.

본 발명은 예비 토출 공정을 거침에 따라 피처리 기판의 코팅 공정이 지연되었던 종래의 문제점을 해결하고 피처리 기판의 코팅 공정을 보다 신속하게 행할 수 있으면서 박판의 자중에 의하여 박판에 국부적인 응력이 작용하여 박판의 수명에 악영향을 미치는 것을 방지하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 항상 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 우수한 품질의 코팅을 구현하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구로서, 상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이로 형성된 박판과; 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치와, 상기 제1위치로부터 벗어난 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 박판을 에어 부상 방식으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구를 제공한다.

즉, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 데 있어서 박판이 피처리 기판에 근접한 제1위치나 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치로 이동하도록 기판 코터 장치의 예비 토출 기구가 구성됨에 따라, 노즐의 예비 토출 공정을 피처리 기판에 근접한 상태에서 할 수 있도록 하여 노즐의 이동 거리를 최소화할 수 있게 되어 공정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 노즐의 예비 토출 공정을 행한 이후에 노즐로부터 토출된 약액을 세정하는 공정을 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치로 이동하여 행할 수 있게 됨에 따라, 노즐의 이동 거리를 최소화함과 동시에 약액의 예비 토출 공정에 사용된 박판의 세정을 피처리 기판의 약액 코팅 공정 중에 행함으로써 공정의 효율을 또한 향상시킬 수 있다.

무엇보다도, 상기 박판이 피처리 기판에 근접한 제1위치와 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치로 이동하는 데 있어서, 상기 박판에 에어 부상력이 작동된 상태로 상기 박판을 이동함에 따라, 피처리 기판의 대형화에 따라 피처리 기판의 폭에 대응하는 긴 길이로 형성되고 대략 두께가 1㎛ 내지 1000㎛로 얇은 박판이 그 자중에 의하여 중앙부에 처짐이 발생되고, 자중에 의한 처짐이 반복됨에 따라 가장 큰 처짐량이 발생되는 박판의 중앙부에 반복 응력이 작용함에 따라, 박판의 일부에 응력이 집중적으로 작용하는 것을 근본적으로 방지한다. 이를 통해, 예비 토출 공정을 위한 박판을 보다 장기간에 걸쳐 사용하는 것이 가능해진다.

이 때, 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하는 제1위치는 상기 박판이 상기 피처리 기판의 일부와 중복되지 않고 나란히 배열되는 위치로 설정될 수도 있지만, 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하는 위치는 상기 박판이 상기 피처리 기판의 일부와 중복되는 위치로 설정될 수 있다. 이를 통해, 노즐이 박판 상에 약액을 예비 토출한 후, 노즐이 박판 상측에서 피처리 기판의 상측으로 이동하면서 약액의 토출을 중단하지 않고 연속적으로 약액을 도포하는 것이 가능해진다. 따라서, 기판의 끝단으로부터 소정 거리만큼 약액 코팅을 하지 않는 영역에도 코팅되지 않도록 할 수 있으면서, 보다 짧은 시간 동안에 기판의 약액 코팅 공정을 마칠 수 있으며, 노즐의 토출압이나 노즐의 이동 속도를 별도로 정밀 제어하지 않더라도 코팅이 시작되는 피처리 기판의 위치에서 약액의 두께가 불균일해지는 문제점을 일거에 해소할 수 있는 유리한 효과가 얻어진다.

한편, 박판이 상기 피처리 기판의 일부와 중복되는 위치로부터 상기 피처리 기판으로부터 멀어지도록 박판을 이동시키는 데 있어서, 박판은 피처리 기판의 판면에 대하여 사선 방향으로 멀어지도록 이동된다. 즉, 피처리 기판의 표면에 균일한 두께로 약액이 코팅되더라도, 박판이 수직이나 수평으로 이동하는 경우에는 박판의 수직 이동에 따라 박판과 접하고 있던 피처리 기판 상의 약액 두께가 미세하게 변동될 수 있다. 따라서, 박판은 피처리 기판의 판면에 대하여 대략 30도 내지 85도의 각을 이루면서 피처리 기판으로부터 사선 방향으로 멀어지도록 이동 제어하는 것이 좋다. 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '사선 방향'이란 반드시 직선 형태의 경로 방향에 한정되지 않으며 피처리 기판의 판면에 대하여 경사를 갖는 직선 형태의 경로 방향과 곡선 형태의 경로 방향을 모두 포함하는 의미로 정의된다.

한편, 상기 박판은 다양한 재질로 형성될 수 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 노즐로부터 토출되는 약액에 의하여 내부식성이 있는 스텐레스 계열의 금속재질로 형성되는 것이 좋다.

그리고, 상기 이동 유닛은 상기 박판을 고정한 상태로 상기 피처리 기판을 향하여 가이드 레일을 따라 왕복 이동하는 파지 유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 박판에 에어 부상력을 인가하여 피처리 기판의 저면에 일정한 힘으로 지지되도록 할 수 있지만, 피처리 기판을 향하여 또는 피처리 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 데 있어서 박판을 고정한 상태로 이송시키는 파지수단을 구비함으로써 피처리 기판의 이송 공정을 보다 용이하게 제어할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은, 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치로서, 상기 피처리 기판을 흡착 고정하여 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 기판 스테이지 상에 고정된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 노즐과; 전술한 예비 토출 기구를 포함하는 기판 코터 장치를 제공한다.

이 때, 상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 위치에 있는 상태에서 상기 박판을 세정하는 세정 유닛을 더 포함할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 전술한 예비 토출 기구를 이용한 기판 코팅 방법으로서, 피처리 기판을 기판 스테이지 상에 고정 거치시키는 기판거치단계와; 상기 피처리 기판의 일부가 상기 박판에 중복되도록 상기 박판에 에어 부상력을 작동시켜 부상된 상태로 상기 박판을 상기 피처리 기판에 근접 이동시키는 제1박판이동단계와; 상기 노즐을 상기 박판의 상측으로 이동시키는 노즐이동단계와; 상기 노즐로부터 상기 박판 상에 약액을 토출시켜 상기 피처리 기판의 표면에 이르기까지 연속하여 약액을 도포하는 약액도포단계와; 상기 노즐이 상기 박판의 상측을 통과한 이후에 상기 박판을 상기 피처리 기판으로부터 멀어지도록 상기 박판에 에어 부상력을 작동시킨 상태로 이동시키는 제2박판이동단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법을 제공한다.

이 때, 상기 제2박판이동단계 이후에 상기 박판을 세정하는 박판세정단계를 추가적으로 포함하되, 상기 박판세정단계는 상기 약액도포단계 중에 행해지는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구로서, 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이로 형성되어 노즐의 예비 토출 공정이 이루어지는 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치와 상기 박판이 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 박판을 에어 부상 방식으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하여 구성되어, 노즐의 예비 토출 공정을 피처리 기판에 근접한 상태에서 할 수 있도록 하여 노즐의 이동 거리를 최소화할 수 있게 되어 공정 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 박판의 자중에 의하여 박판에 국부적인 응력이 작용하여 박판의 수명에 악영향을 미치는 것을 방지하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 노즐의 예비 토출 공정을 행한 이후에 노즐로부터 토출된 약액을 세정하는 공정을 피처리 기판으로부터 벗어난 위치로 이동하여 행할 수 있게 됨에 따라, 노즐의 이동 거리를 최소화함과 동시에 약액의 예비 토출 공정에 사용된 박판의 세정을 피처리 기판의 약액 코팅 공정 중에 행함으로써 공정의 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 보다 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 우수한 품질의 코팅을 구현할 수 있다.

도1은 종래의 일반적인 기판 코터 장치의 구성을 도시한 개략 사시도
도2a 내지 도2c는 도1의 기판 코터 장치를 이용한 예비 토출 공정 및 기판 코팅 공정을 설명하기 위한 개략도
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치를 도시한 사시도
도4a 내지 도4d는 도3의 기판 코터 장치를 이용한 피처리 기판의 약액 도포 공정을 도시한 도면
도5는 도4b의 'A'부분의 확대도
도6은 부상 스테이지의 흡기공과 기체 배출공의 제어 구성을 도시한 개략도
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 코팅 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도8은 도4d의 세정 유닛이 박판을 세정하는 구성을 도시한 도면
도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 코터 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 예비 토출 기구(100)를 구비한 기판 코터 장치를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치를 도시한 사시도, 도4a 내지 도4c는 도3의 기판 코터 장치를 이용한 피처리 기판의 약액 도포 공정을 도시한 도면, 도5는 도4b의 'A'부분의 확대도, 도6은 부상 스테이지의 흡기공과 기체 배출공의 제어 구성을 도시한 개략도, 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 코팅 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치는, 피처리 기판(G)을 다수의 흡입공으로 흡착하여 견고하게 요동없이 고정시키는 기판 스테이지(10)와, 기판 스테이지(10)에 고정된 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포하는 슬릿 노즐(30)과, 슬릿 노즐(30)을 기판 스테이지(10)의 길이 방향(30d)을 따라 이동시키는 갠츄리(gantry, 미도시)와, 슬릿 노즐(30)에 의하여 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 토출하기 이전에 예비적으로 소량의 약액(55)을 토출하는 예비 토출 기구(100)와, 박판(110)이 세정 영역으로 후퇴하면 예비 토출 기구(100)에 묻은 약액을 세정하는 세정 유닛(150)으로 구성된다.

상기 기판 스테이지(10)는 표면에 약액을 도포하고자 하는 피처리 기판(G)을 흡착 고정하도록 다수의 흡입공(미도시)을 구비한 기판 척으로 형성된다. 이를 통해, 피처리 기판(G)이 기판 스테이지(10)의 상면에 밀착 고정된다. 이 때, 흡입공(11)은 피처리 기판(G)이 거치되는 영역 이외에 예비 토출용 박판(110)을 흡입하도록 피처리 기판(G)의 일측 주변에도 다수 배열된다.

이 때, 도5에 도시된 바와 같이, 박판(110)이 피처리 기판(G)에 근접한 제1위치는 피처리 기판(G)의 끝단부의 일정 거리(s)만큼 중복되도록 위치일 수 있다. 이와 달리, 상기 제1위치는 박판(110)이 피처리 기판(G)의 표면으로부터 약간 높게 이격된 상태로 위치하여, 박판(110)과 피처리 기판(G)이 중복되지만 비접촉 상태의 위치일 수도 있다. 이와 같이 박판(110)이 피처리 기판(G)의 끝단부의 일정 거리(s)만큼과 중복되도록 위치한 경우에는, 슬릿 노즐(30)이 박판(110)의 상측에서 예비 토출을 행하면서 기판 코팅 방향(30d)으로 이동하고, 토출의 중단없이 곧바로 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 코팅하는 공정을 연속하여 진행할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.

이 때, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 끝단부와 일정 거리(s)만큼 중복되게 위치함으로써, 약액이 코팅되지 않아야 하는 1mm 내지 2mm의 피처리 기판(G)의 끝단부의 길이를 간단히 조절할 수 있다.

상기 예비 토출 기구(100)는, 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 길이로 형성되어 슬릿 노즐(30)의 토출구와 근접한 상태로 예비 토출을 행하도록 형성된 금속 재질의 박판(110)과, 박판(110)의 양단부를 파지한 상태에서 피처리 기판(G)에 근접하는 위치와 피처리 기판(G)으로부터 벗어나는 위치로 왕복 이동시키는 파지 유닛(120)과, 박판(110)이 파지 유닛(120)에 의하여 이동하는 동안에 박판(110)의 저면에 부상력을 작용시켜 박판(110)이 수평 상태로 유지되도록 하는 부상 스테이지(140)로 구성된다.

여기서, 박판(110)은 약액에 대한 내부식성과 내약품성이 우수하면서 긴장력에 의해 파손되지 않도록 연성이 확보되는 스텐레스 계열의 금속재질로 선택될 수 있으며 대략 1㎛ 내지 1000㎛의 얇은 두께로 형성된다. 또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 박판(110)은 연성이 확보되는 재질의 표면에 세라믹, 퀄츠로 코팅되거나 경질크롬도금되어 사용될 수도 있다.

도3에 도시된 바와 같이 파지 유닛(120)은 박판(110)의 양단부를 고정시킨 그립퍼(121)와, 상기 그립퍼(121)를 고정하여 슬라이딩 이동하는 슬라이더(122)와, 슬라이더(122)의 이동을 안내하도록 슬라이더(122)의 요입부에 맞물리는 돌출부(123a)가 형성된 가이드 레일(123)로 구성된다. 슬라이더(122)는 리니어 모터의 원리로 가이드 레일(123)에 대하여 비접촉 상태로 정숙하고 정교한 슬라이딩 이동된다. 이를 위하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 슬라이더(122)의 요입부와 가이드 레일(123)의 돌출부(123a) 주변에는 영구자석과 코일 중 어느 하나씩 배치되어, 코일에 인가하는 전류를 제어하여 슬라이더(122)를 가이드 레일(123)을 따라 왕복이동시킨다.

이 때, 가이드 레일(123)은 기판 스테이지(10)의 일단부와 중복되는 위치까지 연장되어, 박판(110)을 피처리 기판(G)과 나란하거나 이격된 위치의 기판 스테이지(10)상으로 이동시킬 수도 있으며, 박판(110)을 피처리 기판(G)과 일부 중복되는 위치로 이동시킬 수도 있다.

부상 스테이지(140)는 박판(110)이 이동하는 동안이나 정지하고 있는 동안에 박판(110)의 저면에 부상력을 도입하여 박판(110)이 항상 수평 상태로 유지되면서, 자중에 의한 응력이 박판(110)에 작용하지 않도록 한다.

보다 구체적으로는, 도6에 도시된 바와 같이, 부상 스테이지(140)는 기체가 소정의 압력으로 분사되는 분출공(140b)과 주변의 기체를 빨아들이는 흡입공(140a)이 표면에 함께 형성된다. 압축기(146)에서 압축된 압축 기체는 레귤레이터(142)를 거쳐 유량계(143)로 원하는 유량이 공급되도록 밸브(144a-144c)를 조절하여 분출공(140b)에 공급되고, 압축기(145)에서 압축시키기 위하여 밸브(144c)를 개방하여 흡입공(140a)으로부터 기체를 빨아들인다. 이 때, 분출공(140b)을 통해 분사되는 기체의 양과 흡인공(140a)을 통해 흡인되는 기체의 양이 대체로 유사하게 유지된다. 이 때, 기판 스테이지(10)에 접근하는 정도에 따라 부상 스테이지(140)의 분출공(110b)과 흡입공(110a)을 통해 분출되거나 흡입되는 기체의 양은 서로 다르게 조절될 수도 있지만, 도5의 도면부호 140d로 표시된 방향으로 피처리 기판(G)을 들어올리는 부상력이 항상 작용하여, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 상면으로부터 대략 10㎛ 내지 400㎛정도의 부상 높이(h)로 부상된다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 흡기공(140a)과 기체 분출공(140b)이 함께 배열되는 것을 예로 들었지만, 흡기공(140a)이 형성되지 않고 기체 분출공(140b)에 의해서만 부상 스테이지(140)의 부상력이 제어될 수도 있다.

세정 유닛(150)은 도8에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(30)이 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포하는 동안에 슬릿 노즐(30)이 예비 토출 공정 중에 박판(110)에 묻힌 약액(55)을 세정한다. 이를 위하여, 박판(110)이 피처리 기판(G)에 근접한 제1위치에 위치한 상태에서는, 세정 유닛(150)이 박판(110)의 길이 방향 경로를 따라 후퇴(150d')한 상태로 있다가, 박판(110)이 제1위치에서 예비 토출 공정을 완료하여 부상 스테이지(140)에 의해 부상된 상태로 피처리 기판(G) 및 기판 스테이지(10)와 멀리 떨어진 제2위치로 후퇴하면, 세정 유닛이 박판(110)의 길이 방향 경로를 따라 접근(150d)하여, 도8에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형상의 세정 유닛(150)의 세정 공간(150a)에 박판(110)을 삽입시킨 상태에서, 세정 유닛(150)이 박판(150)의 길이 방향을 따라 이동하면서 세정액 노즐(151)로 세정액을 분사하여 박판(110)의 양면을 한꺼번에 세정한 후, 다시 반대 방향으로 이동하면서 건조 공기 노즐(152)로 압축 건조 공기를 분사하여 박판(110)의 양면을 한꺼번에 건조시키는 것에 의하여, 짧은 시간 내에 박판(110)을 그 다음 피처리 기판(G)의 코팅 공정에 사용할 수 있도록 준비한다.

도면 중 미설명 부호인 151a는 세정액 노즐(151)을 통해 분사되는 세정액을 공급하는 공급관이고, 도면 중 미설명 부호인 152a는 건조공기 노즐(151)을 통해 분사되는 건조압축공기를 공급하는 공급관이다.

한편, 도9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 코터 장치는 기판 스테이지와 부상 스테이지가 일체화된 형태(210)로 구성될 수도 있다. 이 때, 부상 스테이지의 상면은 피처리 기판(G)의 상면과 동일한 높이이거나 이보다 약간 낮은 높이로 유지된다. 이를 통해, 부상 스테이지와 기판 스테이지를 설치할 때에 정확히 정렬시켜야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 기판 코터 장치의 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코팅 방법을 설명한다.

단계 1: 도4a에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G)을 기판 스테이지(10)의 표면에 거치시키고, 기판 스테이지(10)가 덮고 있는 다수의 흡입공(미도시)에 부압을 작용시켜 피처리 기판(G)을 기판 스테이지(10)의 상면에 견고하게 고정시킨다. 이 때, 세정 유닛(150)은 지면에 수직한 방향(150d')으로 후퇴한다.

단계 2: 그리고, 부상 스테이지(140)에 부상력을 상방(140d)으로 작용시켜 박판(110)이 부상력에 의해 지지되도록 한 상태로, 파지 유닛(120)에 의해 파지된 박판(110)을 슬라이딩 이동시켜 피처리 기판(G)의 일부와 중복되는 제1위치로 이동시킨다(S110). 이 때, 박판(110)은 피처리 기판(G)의 상면으로부터 대략 10㎛ 내지 400㎛로 이격되는 위치로 부상된다.

단계 3: 그 다음, 도4b에 도시된 바와 같이, 슬릿 노즐(30)을 박판(110)의 상측으로 후퇴(30d')시킨 후, 하방(30y)으로 이동시켜 슬릿 노즐(30)의 토출구와 박판(110)을 근접시킨다. 이때, 박판(110)의 하방에서 도입되는 부상력의 크기를 조절하여 박판(110)이 피처리 기판(G)의 표면에 접촉하도록 위치시킬 수도 있다. 그리고, 슬릿 노즐(30)을 제어하는 펌프(미도시)를 제어하여 약액(55)을 박판(110)의 표면에 도포하여, 슬릿 노즐(30)의 토출구 주변에 경화된 약액(55)을 토출함으로써 예비 토출 공정을 행한다.

단계 4: 그 다음, 곧바로 도4c에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(30)은 약액(55)의 토출을 중단하지 않고 도면부호 30d로 표시된 방향으로 전진시킨다. 이에 따라, 슬릿 노즐(30)은 박판(110)의 표면에 이어 연속적으로 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포하게 된다(S120).

따라서, 슬릿 노즐(30)은 종래에 예비 토출을 위하여 피처리 기판(G)으로부터 이격되게 멀리 배치된 예비 토출부에까지 이동하지 않더라도 예비 토출 공정을 보다 짧은 시간 내에 행할 수 있게 된다. 그리고, 슬릿 노즐(30)의 약액 토출을 중단하지 않고 연속적으로 피처리 기판(G)의 표면에 미리 정해진 길이(s)만큼 이격된 위치로부터 약액(55)을 코팅할 수 있게 된다. 또한, 슬릿 노즐(30)의 초기 토출시에 약액의 두께가 일정하지 않은 부분(55x)이 박판(110)상에 존재하므로, 슬릿 노즐(30)의 약액 토출압을 정교하게 변동시키면서 제어하지 않더라도, 피처리 기판(G)에 도포되는 약액(55)의 두께는 일정한 두께로 도포된다.

단계 5: 단계 4를 진행하는 과정에서 슬릿 노즐(30)이 박판(110)의 표면을 지나가면, 부상 스테이지(140)에 보다 큰 부상력을 상방으로 도입하면서, 박판(110)을 파지하고 있는 파지 유닛(120)을 피처리 기판(G)으로부터 멀리 후퇴시킨다(S130).

이 때, 부상 스테이지(140)에 부상력을 도입하는 크기 및 작용 시점과 파지 유닛(120)이 후퇴하기 시작하는 시점을 조절하여, 박판(110)은 피처리 기판(G)에 대하여 대략 40도 내지 85도의 예각(θ)을 이루며 도면부호 110d'로 표시된 사선 방향으로 후퇴하도록 한다. 기판 스테이지(10)로부터 벗어나도록 후퇴하는 박판(110)은 세정 유닛(150)에 의해 세정할 수 있는 세정 위치로 이동된다.

단계 6: 파지 유닛(120)에 의하여 박판(110)이 세정 유닛(150)에 의해 세정할 수 있는 세정 위치로 이동하면, 세정 유닛(150)은 박판(110)이 후퇴한 제2위치로 이동하여 박판(110)의 길이 방향을 따라 이동하면서 박판(110)의 양면을 헹굼 세정 및 건조시킨다. 이에 의하여, 세정 유닛(150)에 의하여 박판(110)의 표면에 묻어있던 약액(55)은 깨끗하게 세정되어 건조된다(S150).

단계 6은 슬릿 노즐(30)이 피처리 기판(G)의 표면을 이동하면서 약액(55)을 도포하는 단계 4의 공정 중에 모두 행해진다. 따라서, 박판(110)의 세정에 소요되는 시간은 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정을 지연시키지 않는다.

단계 4의 공정이 완료되면, 단계 1 내지 단계 6이 반복되면서 그 다음 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정을 행한다. 이와 같이, 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정을 행함에 따라, 피처리 기판(G)의 약액 코팅에 소요되는 시간을 단축하여 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 피처리 기판(G)에 약액이 도포되는 시작 지점에서부터 끝 지점에 이르기까지 도포되는 약액의 두께가 균일하므로 높은 품질로 약액이 코팅되는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 기판 스테이지 30: 슬릿 노즐 55: 약액 100: 예비 토출 기구
110: 박판 120: 파지 유닛
140: 부상 스테이지 150: 세정 유닛

Claims (14)

1. 기판 스테이지에 거치된 피처리 기판의 일부에 중복되고 상방으로 이격 위치하는 제1위치에 위치한 상태에서, 상기 피처리 기판의 표면에 슬릿 노즐이 약액을 도포하기 이전에 약액을 도포하는 박판과;
   상기 기판 스테이지의 상면보다 낮은 높이로 상면이 위치하고, 기체가 분사되는 다수의 분출공과 주변의 기체를 빨아들이는 다수의 흡입공이 함께 형성되어 상기 박판을 부상시키는 에어 부상력이 작용하는 부상 스테이지와;
   상기 박판을 양측에서 파지하여, 상기 부상 스테이지의 양측에 배열된 가이드 레일을 따라 이동하는 것에 의해 상기 박판이 상기 에어 부상력에 의해 부상된 상태로 상기 제1위치와 상기 피처리 기판과 중복되지 아니한 제2위치를 왕복 이동시키는 파지 유닛을;
   포함하되, 상기 슬릿 노즐이 상기 박판의 상측을 통과한 이후에, 상기 박판이 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 이동할 때에는 상기 부상 스테이지로부터 작용하는 상기 에어 부상력을 보다 크게 상방으로 도입시켜 상기 피처리 기판의 판면에 대하여 30도 내지 85도의 예각을 이루면서 상기 피처리 기판으로부터 사선 방향으로 멀어지도록 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 박판은 스텐레스 계열의 금속재질로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 박판은 상기 피처리 기판의 표면의 높이로부터 10㎛ 내지 400㎛만큼 이격된 높이로 부상되어 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
4. 슬릿 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치로서,
   상기 피처리 기판을 흡착 고정하여 거치시키는 기판 스테이지와;
   상기 기판 스테이지 상에 고정된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과;
   제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 예비 토출 기구를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 위치에 있는 상태에서 상기 박판을 세정하는 세정 유닛를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 예비 토출 기구를 이용한 기판 코팅 방법으로서,
   피처리 기판을 기판 스테이지 상에 고정 거치시키는 기판거치단계와;
   상기 피처리 기판의 일부에 중복되고 상방으로 이격 위치하는 제1위치로 상기 박판에 에어 부상력을 작용시켜 부상된 상태로 상기 박판을 상기 피처리 기판에 근접 이동시키는 제1박판이동단계와;
   상기 슬릿 노즐을 상기 박판의 상측으로 이동시키는 노즐이동단계와;
   상기 슬릿 노즐로부터 상기 박판 상에 약액을 토출시켜 상기 피처리 기판의 표면에 이르기까지 연속하여 약액을 도포하는 약액도포단계와;
   상기 노즐이 상기 박판의 상측을 통과한 이후에, 상기 박판을 상기 피처리 기판으로부터 멀어지도록 상기 박판에 보다 큰 에어 부상력을 상방으로 도입시켜 상기 피처리 기판의 판면에 대하여 30도 내지 85도의 예각을 이루면서 상기 피처리 기판으로부터 사선 방향으로 상기 박판이 멀어지도록 이동시키는 제2박판이동단계를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제2박판이동단계 이후에 상기 박판을 세정하는 박판세정단계를;
   추가적으로 포함하되, 상기 박판세정단계는 상기 약액도포단계 중에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
   
   
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