KR101219739B1 - 기판 코팅 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기판 코팅 장치는 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 상부에 위치하여 상기 기판에 약액을 분사하는 노즐부와, 상기 노즐부에 약액을 공급하는 복수개의 약액 공급부를 포함하되, 상기 약액 공급부는 상기 노즐부에 약액을 선택적으로 공급되도록 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 발명은 다음 공정에 지체되는 시간을 단축할 수 있고, 공정과 공정 사이의 시간을 단축시켜 제품의 생산성 및 공정 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
약액 공급부, 노즐, 스테이지, 기판, 코팅

Description

기판 코팅 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR COATING A SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 공급부의 배관을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 배출구에 연결된 약액 공급부의 나우팩의 교체 과정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 스테이지 210: 노즐
220: 노즐 헤드 310: 제 1 약액 공급부
311: 약액 공급 용기 312: 저장 탱크
313: 버퍼 탱크 314: 밸브
315: 배관 316: 여과기
317: 펌프 318: 밸브
320: 제 2 약액 공급부 400: 약액 배출구
본 발명은 기판 코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판 표시 장치(Flat Panel Display; FPD)의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 피처리물의 코팅 공정에서 다른 종류의 코팅 약액을 교체하는데 걸리는 시간을 줄이기 위한 기판 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치 또는 반도체 소자의 제조 공정에서는 박막 증착 공정과 상기 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피 공정 및 상기 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각 공정이 다수회 포함되어 있으며, 특히 상기 포토리스그래피 공정은 기판 또는 웨이퍼 상에 포토레지스터와 같은 감광성 물질의 감광막을 형성하는 코팅 공정과 소정의 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 이를 패터닝하는 노광 및 현상 공정으로 이루어져 있다.
일반적으로 기판 또는 웨이퍼 상에 감광막을 형성하는 상기 코팅 공정에는 스프레이(spray) 코팅 방법과, 롤 코팅 방법 또는 스핀(spin) 코팅 방법 등이 사용된다.
상기와 같은 코팅 방법들 중에서 감광막의 균일성 및 막 두께 조정을 정밀하게 수행하기 위해 고정밀 패턴 형성용으로 스핀 코팅 방법이 주로 사용된다. 그러 나, 상기 스핀 코팅 방법은 웨이퍼와 같이 크기가 작은 기판에 감광 물질을 코팅하는 데 적합하나, 피처리물의 크기가 크고 중량이 무거운 평판 표시 패널용 기판에는 적합하지 않다. 따라서, 최근에는 대형 유리 기판 상에 감광막을 코팅하는 슬릿 코팅 방법이 주로 이용되고 있다.
일반적으로 기판 코팅 장치는 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 상부에 위치하여 상기 기판에 코팅 약액을 분사하는 노즐과, 상기 노즐에 약액을 공급하는 약액 공급 수단을 포함한다.
기판이 상기 스테이지에 안착되면, 약액 공급 수단에 연결된 배관에 의해 약액이 상기 노즐에 공급되고, 상기 노즐의 수평 이동을 통해 기판의 상부면에 약액이 균일하게 분사되어 기판의 코팅을 마친다.
이때, 다른 종류의 약액을 새로운 기판에 코팅하기 위해 상기 노즐은 기판 코팅 장치로부터 분리되어 세정을 수행하거나, 오염되지 않은 새로운 노즐로 교체한다. 또한, 이전 공정을 마친 오염된 배관을 세정하기 위해 약액 공급 수단에 세정액을 공급하여 배관 세정 작업을 수행한 후, 기판에 코팅될 일정량의 다른 종류의 약액을 상기 배관에 공급하여 코팅 준비를 마친다.
하지만, 상기와 같은 배관의 세정 작업을 수행하기 위해서는 많은 시간이 소요되고, 이에 의해 제품의 생산성 및 공정 수율이 저하되는 문제점이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판 코팅 작업이 진행되는 동안에 배관의 세정 작업을 실시할 수 있도록 하여 배관의 세정에 소요되는 시간을 줄이고, 이에 의해 생산성 및 수율을 높이는 기판 코팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기판 코팅 장치는 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 상부에 위치하여 상기 기판에 약액을 분사하는 노즐부와, 상기 노즐부에 약액을 공급하는 복수개의 약액 공급부를 포함하되, 상기 약액 공급부는 상기 노즐부에 약액을 선택적으로 공급되도록 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 코팅 장치는 약액이 배출되는 약액 배출구를 더 포함하고, 상기 약액 배출구에는 노즐부와 연결되지 않은 약액 공급부가 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 약액 공급부는 각각 노즐부에 연결되고, 상기 약액 공급부와 노즐부 사이에 분기되어 약액이 배출되는 약액 배출구가 더 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 약액 공급부는 하나의 배관을 통해 노즐부와 연결되고, 상기 약액 공급부와 배관 사이에 분기되어 약액이 배출되는 약액 배출구가 더 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 노즐부 또는 약액 배출구를 선택적으로 연결시키기 위해 밸브가 더 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 코팅 방법은 기판을 로딩하는 단계와, 약액을 노즐부에 공급 하는 단계와, 상기 기판에 약액을 코팅하는 단계와, 코팅된 기판을 언로딩하는 단계를 포함하되, 상기 약액을 노즐부에 공급하는 단계는 상기 노즐부에 약액을 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 약액을 노즐부에 공급하는 단계는 복수의 약액 공급부로부터 선택적으로 공급하고, 나머지 약액 공급부는 세정 및 약액을 충전하는 것을 특징으로 한다.
상기 약액을 노즐부에 공급하는 단계는 노즐을 준비하는 단계와, 약액 공급부를 세정하는 단계와, 상기 약액 공급부에 약액을 충전하는 단계와, 상기 준비된 노즐을 장착하는 단계와, 상기 세정 및 약액 충전을 마친 약액 공급부를 노즐에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐은 세정, 처짐 보정 및 갭 조정이 완료된 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기판 코팅 장치의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 공급부의 배관을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 약액 배출구에 연결된 약액 공급부의 나우팩의 교체 과정을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 기판 코팅 장치는 기판(G)이 안착되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100)의 상부에 위치하여 상기 기판(G)에 약액을 분사하는 노즐부(200)와, 상기 노즐부(200)에 연결되어 상기 약액을 선택적으로 공급하는 복수개의 약액 공급부(300)를 포함한다.
상기 스테이지(100)의 상부에는 유리 기판과 같은 피처리물이 안착되며, 통상 기판(G)의 크기에 대응되는 형상을 가진다. 상기 스테이지(100) 내부에는 상기 기판(G)을 스테이지(100)로부터 들어올리기 위한 다수개의 리프트 핀(미도시)이 설치되고, 상기 리프트 핀은 기판의 로딩 및 언로딩 시 기판(G)을 스테이지(100)에 안착시키거나 들어올리는 역할을 한다.
또한, 상기 스테이지(100)의 내부에는 상기 리프트 핀과 간섭되지 않도록 진공홀(미도시)이 형성된다. 상기 진공홀은 기판(G)이 상기 스테이지(100)에 안착되면, 기판 코팅 공정시 기판(G)이 스테이지(100)로부터 이탈되지 않도록 상기 스테이지(100)에 흡착 고정하는 역할을 한다.
기판(G)이 안착된 스테이지(100)의 상부에는 상기 기판(G)에 약액을 도포하기 위한 노즐부(200)가 마련된다. 상기 노즐부(200)는 슬릿 형태의 노즐(210)과, 상기 노즐(210)이 장착되는 노즐 헤드(220)와, 상기 노즐 헤드(220)를 이동시키는 구동부(230)를 포함한다.
도면에 자세히 도시하지 않았지만, 상기 노즐(210)은 노즐 몸체와, 유입구 및 토출구로 구성되며, 상기 노즐 몸체 내부에 약액을 저장하기 위한 수납 공간을 갖고, 유입구는 노즐 몸체에 형성되며 토출구는 노즐 몸체 중 기판(G)과 마주보는 면에 형성된다. 이때, 상기 토출구는 폭보다 길이가 긴 슬릿 형상을 갖는다. 따라서, 상기 선형의 토출구를 통해 일정한 양의 약액이 기판(G) 상부에 토출된다.
상기 노즐 헤드(220)는 상기 노즐(210)을 지지하는 역할을 하도록 상기 노즐(210)의 상부에 마련된다. 상기 노즐 헤드(220)는 노즐(210)과 다수개의 볼트로 고정될 수 있으며, 상기 볼트를 조절하여 노즐(210) 양단의 수직 방향으로 높낮이 편차를 조정하게 된다.
상기 구동부(230)는 노즐 헤드(220)의 양단에 설치되어 상기 노즐 헤드(220)를 수직 즉 상하 방향으로 이동시키는 한 쌍의 Z축 구동 유닛(232)과, 상기 노즐 헤드(220)를 수평 즉 전후 방향으로 일정한 속도로 이동시켜 기판(G)에 약액을 균일하게 분사하도록 하는 한 쌍의 Y축 구동 유닛(231)을 포함한다. 상기 Y축 구동 유닛(231)은 모터와 이동 레일, 가이드 레일과 같은 이동 수단으로 구성될 수 있으며, 상기 모터로 비접촉 타입의 리니어(linear) 모터를 사용할 수 있다. 따라서, 상기 노즐부(200)는 Y축 구동 유닛(232)을 통해 상기 기판(G) 일측으로부터 타측방향으로 이동하면서 상기 노즐(210)을 통해 약액을 분사하여 상기 기판(G) 표면에 균일한 약액이 도포되도록 한다. 또한, 이와 달리, 노즐부(200)를 고정시킨 상태에서 상기 기판(G)을 슬라이딩시켜 동일한 코팅 공정을 진행할 수도 있음은 물론이다.
상기 노즐(210)에 약액을 공급하는 복수개의 약액 공급부(300)가 상기 스테이지(100)의 일측에 구비된다. 제 1 약액 공급부(310)는 상기 노즐 헤드(220)의 상부에 연결되고, 제 2 약액 공급부(320)는 상기 약액을 외부로 배출시키도록 약액 배출구(400)에 연결된다.
즉, 노즐 헤드(220)의 상부에 연결된 제 1 약액 공급부(310)는 노즐 헤드(220)를 통해 상기 노즐(210)에 약액을 공급하여 코팅 공정을 진행하고, 약액 배출구(400)에 연결된 제 2 약액 공급부(320)는 공정이 진행되는 동안 세정 및 다음 코팅 작업에 쓰일 약액의 일정량을 충전시켜 다음 코팅 작업을 준비한다.
또한, 도면에서 도시하지는 않았지만, 상기 스테이지(100)의 일측에는 예비 토출 장치(미도시)가 설치될 수 있다. 즉, 코팅 공정을 처음 시작하는 경우, 약액을 상기 예비 토출 장치에 예비 토출하여, 기판(G)에 균일한 약액이 도포되도록 준비하는 역할을 한다.
한편, 상기 약액 공급부에서 약액이 공급되는 과정이 도 2에 도시되어 있다. 상기에서는 제 1 약액 공급부와 제 2 약액 공급부의 동작은 같으므로, 제 1 약액 공급부에 연결된 배관을 중심으로 설명한다.
상기 노즐 헤드(220)에 연결된 약액 공급부(310)는 약액 공급 용기(311)와, 상기 약액 공급 용기(311)로부터 공급된 약액을 저장하는 저장 탱크(312)와, 상기 저장 탱크(312)로부터 공급된 약액을 저장하는 버퍼 탱크(313)와, 상기 약액 공급 용기(311), 저장 탱크(312), 버퍼 탱크(313) 사이에 연결된 배관(315a~315h), 밸브(314a~314g), 여과기(316) 및 펌프(317)를 포함한다.
상기 약액 공급 용기(311)는 테프론으로 된 특수한 팩 일명 "나우팩(NOWPACK)" 이라 불리우는 공급 용기로써 약액은 나우팩 내부에 충전되어 있다. 이때, 상기 약액 공급 용기(311)는 복수개로 구비될 수 있으며, 복수개의 약액 공 급 용기(311)에 충전된 약액은 제 3 및 제 4 배관(315c, 315d)에 의해 저장 탱크(312)에 공급된다.
이때, 상기 복수개의 약액 공급 용기(311)의 약액을 저장 탱크로 공급할 수 있도록 제 1 CDA(314a) 및 제 2 CDA(Clean Dry Air, 314b)가 제 1 및 제 2 배관(315a, 315b)을 통해 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 CDA(314a, 314b)와 제 1 및 제 2 배관(315a, 315b) 사이에는 제 1 및 제 2 밸브(318a, 318b)가 마련된다. 즉, 제 1 및 제 2 밸브(318a, 318b)를 개방하여, 제 1 및 제 2 CDA(314a, 314b)에서 형성된 청정건조공기로 약액 공급 용기(311)에 압력을 가압하면 상기 약액 공급 용기(311)가 압축되면서 내부에 저장된 약액이 제 3 및 제 4 배관(315c, 315d)을 통해 배출되고, 제 3 및 제 4 배관(315c, 315d)이 합쳐지는 제 5 배관(315e)에 의해 저장 탱크(312)에 공급된다.
이때, 제 3 및 제 4 배관(315c, 315d)에는 각각 제 3 및 제 4 밸브(318c, 318d)가 설치되어 있어, 상기 약액을 공급하거나 또는 차단시킬 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 배관(315a, 315b)에는 제 1 및 제 2 배관(315a, 315b)에서 분기된 제 1 및 제 2 대기 개방구(319a, 319b)가 마련된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 개방구(319a, 319b)는 제 1 및 제 2 CDA(314a, 314b)에서 형성된 일정량의 청정건조공기의 일부를 배출시켜 압력을 제어하는 역할을 한다. 물론 제 1 및 제 2 CDA(314a, 314b)에서 정확한 압력을 가할 수 있다면 생략하여도 무방하다.
상기에서는 제 1 및 제 2 CDA(314a, 314b)를 통해 청정건조공기를 사용하여 압력을 가하였지만, 상기 약액 공급 용기(311)에 질소를 사용하여 압력을 가할 수 있음은 물론이다.
상기 저장 용기(312)는 상기 약액 공급 용기(311)에서 공급된 약액을 혼합 및 저장하는 역할을 하고, 상기 저장 용기(312)에는 제 3 CDA(314c) 및 제 5 밸브(318e)가 구비된 제 6 배관(315f)이 연결되어 상기 제 3 DCA(314c)에 의해 저장된 약액에 압력을 가한다. 또한, 저장된 약액을 배출하기 위해 제 7 배관(315g)이 상기 저장 용기(312)에 연결된다. 이때, 상기 저장 용기(312)에는 밸브 및 제 3 대기 개방구(319c)가 연결되어, 청정건조공기의 압력을 제어하는 역할을 한다.
즉, 제 5 배관(315e)을 통해 상기 저장 용기(312)에 저장된 약액은 제 3 CDA(314c)에서 형성된 청정건조공기의 압력에 의해 제 7 배관(315g)으로 상기 약액을 배출하고, 이때, 제 3 대기 개방구(319c)에 의해 상기 청정건조공기의 압력을 제어한다.
상기 제 7 배관(315g)을 통해 배출된 약액은 버퍼 탱크(313)와 연결되고, 상기 제 7 배관(315g)에는 여과기(316)가 마련된다. 또한, 상기 여과기(316)에는 밸브 및 제 4 대기 개방구(319d)가 연결된다.
상기 여과기(316)는 불순물을 걸러내는 역할을 하고, 이에 의해 약액에 포함될 수 있는 불순물 등에 의한 약액의 오염을 효과적으로 방지하는 역할을 한다. 이때, 상기 여과기(316)에 연결된 제 4 대기 개방구(319d)에 의해 여과기(316)에 발생될 수 있는 압력을 제어한다. 상기 여과기(316)를 거쳐 불순물 등이 제거된 약액은 제 7 배관(315g)에 의해 버퍼 탱크(313)로 공급된다.
상기 버퍼 탱크(313)는 약액의 양을 체크하고, 상기 약액에 첨가될 수 있는 기포를 제거하는 역할을 한다. 상기 버퍼 탱크(313)에는 약액의 잔량을 측정하기 위해 레벨 센서(331)가 부착되고, 상기 레벨 센서(331)가 버퍼 탱크(313) 내에 약액의 부족을 감지하면 이에 의해 제어 장치(미도시)로 신호를 보내는 역할을 한다. 즉, 상기 레벨 센서(331)가 제어 장치로 신호를 보내면 불순물 등이 제거된 약액이 상기 버퍼 탱크(313)로 유입된다. 이때, 상기 버퍼 탱크(331)에는 밸브 및 제 5 대기 개방구(319e)가 연결되어 압력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 탱크(331)에는 상기 노즐 헤드(220)에 약액을 공급하기 위해 제 8 배관(315h)이 연결되고, 상기 제 8 배관(315h)에는 펌프(317) 및 제 6 및 제 7 밸브(318f, 318g)가 마련된다. 이때, 제 6 및 제 7 밸브(318f, 318g)는 상기 펌프(317)의 전,후에 설치되어, 상기 약액을 공급 및 차단시킬 수 있다.
또한, 상기 노즐 헤드(220)에는 기포를 배출할 용도로 밸브 및 약액 배출구(400) 마련되고, 상기 밸브는 상기 노즐 헤드(220) 내에 발생될 수 있는 기포를 제거하는 역할을 한다.
이와 달리, 약액 배출구(400)에 연결된 제 2 약액 공급 장치(320)는 상기와 같은 방법으로 약액을 세정액으로 교체하여 상기 세정액을 통해 이전 공정에서 제 2 약액 공급 장치(320) 및 배관에 남아 있는 잔류된 약액을 세정한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 약액 배출구(400)에 연결된 제 2 약액 공급 장치(320)의 이전 공정에 사용된 약액이 저장된 약액 공급 용기(311)를 약액 공급 장치(320)로부터 분리하고, 세정액이 담긴 약액 공급 용기(340)를 약액 공급 장치(320)에 장착하여, 도 2에 도시된 약액 순환에 의해 배관들을 세정한다. 이어, 상기 배관들의 세정을 마치면, 상기 세정액이 담긴 약액 공급 용기(340)를 분리하고, 새로 사용될 약액이 저장된 약액 공급 용기(350)를 제 2 약액 공급 장치(320)에 장착하여, 상기 배관들에 남아 있는 세정액을 약액 배출구로 배출하면서, 소량의 새로운 약액을 공급하여 다음 공정을 준비한다. 이후, 제 2 약액 공급부(320) 및 배관은 노즐부(200)와 연결되어 새로운 코팅 약액을 기판에 코팅할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이다.
도면을 참조하면, 기판 코팅 장치는 기판(G)이 안착되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100)의 상부에 위치하여 상기 기판(G)에 약액을 분사하는 노즐 헤드(220)와, 노즐 헤드(220)의 하부에 형성된 노즐(210)을 포함하는 노즐부(200)와, 상기 노즐 헤드(220)에 연결되어 상기 약액을 공급하는 약액 공급부(300)를 포함한다. 이때, 상기 기판 코팅 장치의 스테이지(100) 및 노즐부(200)는 구성은 제 1 실시예와 동일하게 작동하므로 생략하기로 한다. 또한, 상기에서는 편의상 2개의 약액 공급부(300)가 마련된 것을 설명한다. 하지만, 상기 약액 공급부(300)는 개수는 이에 한정되지 않고, 복수개가 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 약액 공급부(300)는 제 1 약액 공급부(310) 및 제 2 약액 공급부(320)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)는 상기 노즐 헤드(220)에 연결된다. 또한, 상기 노즐 헤드(220)에 최종적으로 약액을 공급하는 제 9 및 제 10 배관(315i, 315j)은 분기되어 제 1 및 제 2 약액 배출구(410, 420)와 연결된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)와 노즐 헤드(220) 사이의 배관에는 제 1 분기 밸브 및 제 3 분기 밸브(510, 530)가 더 설치되고, 제 1 및 제 2 약액 배출구(410, 420)로 분기된 배관에도 제 2 분기 밸브 및 제 4 분기 밸브(520, 540)가 더 설치된다.
기판 코팅 공정이 시작되면, 상기 제 1 약액 공급부(310)는 공정에 필요한 약액을 공급하고, 상기 제 2 약액 공급부(320)는 다음 공정을 위해 세정 및 약액을 충전하는 역할을 한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)의 역할이 바뀌어도 무방하다.
즉, 제 1 분기 밸브(510)와 제 4 분기 밸브(540)를 개방되고 제 2 분기 밸브(520)와 제 3 분기 밸브(530)를 차단되어 제 1 약액 공급부(310)에서 노즐 헤드(220)로 약액이 공급되면서 기판 코팅이 진행되는 동안, 상기 기판 코팅 장치의 외부에서 다음 공정에 사용될 세정, 처짐 보정 및 갭 조정이 완료된 노즐이 준비되고, 제 2 약액 공급부(320)에 세정액을 공급하여 제 2 약액 공급부(320) 및 배관을 세정한다.
상기와 같은 배관의 세정을 마치면, 다음 공정에 쓰일 약액을 제 2 약액 공급부(320)에 공급하여 제 2 약액 공급부(320) 및 배관에 잔류되어 있는 세정액을 제 2 약액 배출구(420)로 배출시켜 다음 공정 준비를 한다.
이후, 기판 코팅 공정을 마치면, 노즐(210)이 장착된 노즐 헤드(220)를 준비된 노즐 헤드로 교체하고, 제 1 및 제 4 밸브(510, 540)는 차단하고 제 2 및 제 3 밸브(520, 530)를 개방하여 제 2 약액 공급부(320)의 충전된 약액을 교체된 노즐 헤드에 공급하여 기판 코팅 공정을 시작한다.
상기와 같은 방법으로 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)에 번갈아가며 약액을 상기 노즐 헤드(220)에 공급하여 기판 코팅 공정을 반복함으로써, 다음 공정 시 지체되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 약액 공급부가 구비된 기판 코팅 장치를 나타낸 사시도이다.
도면을 참조하면, 기판 코팅 장치는 기판(G)이 안착되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100)의 상부에 위치하여 상기 기판(G)에 약액을 분사하는 노즐 헤드(220)와, 노즐 헤드(220)의 하부에 형성된 노즐(210)을 포함하는 노즐부(200)와, 상기 노즐 헤드(220)에 연결되어 상기 약액을 공급하는 약액 공급부(300)를 포함한다. 이때, 상기 기판 코팅 장치의 스테이지(100) 및 노즐부(200)는 제 1 실시예와 구성이 동일하므로 생략하기로 한다. 또한, 상기에서는 편의상 2개의 약액 공급부(300)가 마련된 것을 설명한다. 하지만, 상기 약액 공급부(300)의 개수는 이에 한정되지 않고, 복수개가 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 약액 공급부(300)는 제 1 약액 공급부(310) 및 제 2 약액 공급부(320)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)는 상기 노즐 헤드(220)에 연결된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)에는 제 9 및 제 10 배관(315i, 315j)이 연결되고, 상기 제 9 및 제 10 배관(315i, 315j)이 합쳐지는 제 11 배관(315k)이 마련된다. 또한, 상기 제 9 및 제 10 배관(315i, 315j)에서 분기된 분기 배관은 각각 상기 제 1 및 제 2 약액 배출구(410, 420)로 연결된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)와 제 11 배관(315k) 사이에는 제 1 및 제 3 분기 밸브(510, 530)가 더 설치되고, 제 1 및 제 2 약액 배출구(410, 420)로 분기된 배관에도 제 2 및 제 4 분기 밸브(520, 540)가 더 설치된다.
기판 코팅 공정이 시작되면, 상기 제 1 약액 공급부(310)는 공정에 필요한 약액을 상기 노즐 헤드(220)에 공급하고, 상기 제 2 약액 공급부(320)는 다음 공정을 위해 배관을 세정 및 약액을 충전하는 역할을 한다.
즉, 제 1 약액 공급부(310)에 연결된 제 2 분기 밸브(520)를 차단하고, 제 1 분기 밸브(510)를 열어 상기 제 1 약액 공급부(310)의 약액이 제 10 배관(315k)을 통해 상기 노즐 헤드(220)에 공급된다. 또한, 제 2 약액 공급부(320)에 연결된 제 3 분기 밸브(530)는 차단하고, 제 4 분기 밸브(540)를 개방하여 제 2 약액 배출구(320)로 연결시켜 제 1 실시예와 같은 방식으로 배관 세정 및 약액을 충전한다.
이후, 기판 코팅 공정을 마치면, 제 1 분기 밸브(510)를 차단하고 제 2 분기 밸브(520)를 개방하여 세정액을 제 1 약액 배출구(410)로 연결시켜 상기 제 1 약액 공급부(310)를 세정하고, 이때, 기판 코팅 장치에 장착된 오염된 노즐(210)은 외부에서 세정된 노즐과 교체한다. 이후, 제 2 약액 공급부(320)의 제 3 밸브(530)를 개방하고, 제 4 밸브(540)를 차단하여 제 2 약액 공급부(320)의 약액을 제 10 배관(315k)을 통해 상기 노즐 헤드(220)에 공급하여 기판 코팅 공정을 시작한다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 약액 공급부(310, 320)는 서로 번갈아가며 약액을 상기 노즐 헤드(220)에 공급하고, 이에 의해 다음 공정 시 지체되는 시간을 줄일 수 있다. 또한, 상기와 같은 구성은 제 2 실시예와 달리 노즐 헤드(220)에 하나의 배관만을 설치할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 기판 코팅 장치의 동작을 설명한다.
기판(G)이 스테이지(100) 상에 안착되면, 상기 스테이지(100) 상에 형성된 리프트 핀(미도시)은 기판(G)을 지지하기 위해 스테이지(100) 상부로 이동 돌출되고, 상기 기판(G)은 스테이지(100) 상부로 돌출된 리프트 핀에 의해 상기 스테이지(100)에 안착된다. 이때, 상기 안착된 기판(G)은 스테이지(100) 상에 얼라이너(미도시)에 의해 정렬되고, 진공력에 의해 상기 기판(G)은 스테이지(100) 상에 흡착 고정된다.
이때, 노즐 헤드(220)에 연결된 제 1 약액 공급부(310)로부터 상기 약액이 노즐 헤드(220)를 거쳐, 상기 노즐 헤드(220)의 하부에 형성된 노즐(210)에 공급되고, 도 3에 도시된 바와 같은 방법으로 제 2 약액 공급부(320)는 세정 작업을 수행하여 제 2 약액 공급부(320)의 배관을 세정하고 약액을 충전한다. 이때, 외부에서도 별도로 처짐 보정 및 갭 조정된 새로운 노즐을 준비하여 다음 공정을 준비한다.
이와 같이, 상기 노즐(210)에 약액이 공급되면, 노즐부(200)는 상기 스테이지(100)의 일측에 구비된 예비 토출부(미도시)에 초기 고농도의 약액을 토출하여 예비 토출을 수행하고, 균일한 속도로 정속 이동하면서 상기 기판(G)의 선단 및 끝단까지 적절한 농도의 약액을 토출하여 기판 코팅을 마친다.
상기와 같이 기판 코팅을 마치면, 상기 기판(G)의 흡착력이 비활성화되어 상기 기판(G)을 기판 코팅 장치의 외부로 언로딩하고, 상기와 같은 과정을 반복하여 복수의 기판(G)을 코팅한다.
이때, 새로운 코팅 물질로 기판(G)을 코팅하고자 하는 경우 다음 코팅을 수행하기 위해 준비된 노즐을 교체하고, 약액 배출구(400)에 연결되어 세정 작업을 마친 제 2 약액 공급부(320)를 노즐 헤드(220)로 연결하여 다음 공정을 준비한다.
따라서, 새로운 기판(G)이 스테이지(100)에 로딩되면, 시간의 지체 없이 새로운 약액으로 기판 코팅 작업을 수행할 수 있다.
상기에서는 기판 코팅 장치에 본 발명에 따른 약액 공급부를 통해 공정이 수행되는 것을 설명하였지만, 기판 코팅 장치 외에의 다른 기판 처리 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기판 코팅 장치에 복수개의 약액 공급부를 구비하여 선택적으로 약액 공급 및 세정을 할 수 있도록 하는 기판 코팅 장치 및 방법을 제안하였다. 그러므로, 다음 공정에 지체되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 공정과 공정 사이의 시간을 단축시켜 제품의 생산성 및 공정 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지의 상부에 위치하여 상기 기판에 약액을 분사하는 노즐부와, 상기 노즐부에 약액을 공급하는 복수개의 약액 공급부를 포함하되,
    상기 복수개의 약액 공급부는 각각 노즐부에 연결되어, 상기 노즐부에 약액을 선택적으로 공급하고, 상기 약액 공급부와 노즐부 사이에 분기되어 약액이 배출되는 약액 배출구가 더 마련된 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐부 또는 약액 배출구를 선택적으로 연결시키기 위해 밸브가 더 마련된 것을 특징으로 하는 기판 코팅 장치.
  3. 기판을 로딩하는 단계와, 약액을 노즐부에 공급하는 단계와, 상기 기판에 약액을 코팅하는 단계와, 코팅된 기판을 언로딩하는 단계를 포함하되,
    상기 약액을 노즐부에 공급하는 단계는 복수의 약액 공급부로부터 선택적으로 상기 노즐부에 약액을 선택적으로 공급하고, 나머지 약액 공급부는 세정 및 약액을 충전하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 약액을 노즐부에 공급하는 단계는
    노즐을 준비하는 단계와,
    약액 공급부를 세정하는 단계와,
    상기 약액 공급부에 약액을 충전하는 단계와,
    상기 준비된 노즐을 장착하는 단계와,
    상기 세정 및 약액 충전을 마친 약액 공급부를 노즐에 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
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