KR101261290B1 - 기판 코터 장치 및 이를 이용한 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 코터 장치 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것으로, 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과; 상기 슬릿 노즐을 상기 기판 스테이지를 따라 이동시키는 노즐 이송 기구와; 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변을 왕복이동하면서 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변의 양측면을 세정하고 상기 슬릿 노즐과 함께 이동하는 노즐 세정기를; 포함하여 구성되어, 슬릿 노즐의 토출구 주변을 세정하기 위해 별도의 위치에 정지하지 않고 어느 위치에서든지 노즐 측면을 세정할 수 있게 되어, 전방 및 후방의 양방향으로 슬릿 노즐이 이동하면서 피처리 기판에 약액을 도포할 수 있고, 1개의 피처리 기판을 코팅하는 데 필요한 슬릿 노즐의 이동 거리를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 단위 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 데 있어서 슬릿 노즐이 정지해야 하는 위치의 수를 줄일 수 있으므로, 기판 코팅 공정의 효율을 향상시킨 기판 코터 장치 및 그 코팅 방법을 제공한다.

Description

기판 코터 장치 및 이를 이용한 코팅 방법 {SUBSTRATE COATING APPARATUS AND COATING METHOD USING SAME}

본 발명은 기판 코터 장치 및 이를 이용한 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬릿 노즐의 이동 거리를 단축하여 피처리 기판의 표면에 약액을 도포함으로써 짧은 시간에 보다 많은 피처리 기판에 대해 행할 수 있는 공정 효율이 향상된 기판 코터 장치 및 이를 이용한 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 기판 스테이지(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.

그리고, 미리 정해진 수의 피처리 기판의 약액 도포 공정을 마치면, 기판 지지대(10)로부터 멀리 떨어진 노즐 세정 기구(40)로 이동하면, 슬릿 노즐(30)의 토출구(30a) 주변의 노즐 표면(30s)과 마주보는 대략 'V'자 형상의 대향면이 구비된 세정 몸체(41)가 도면부호 40d로 표시된 방향으로 이동하면서 토출구 주변에 묻은 이물질과 약액을 제거한다. 슬릿 노즐(30)의 토출구(30a)로부터 제거되는 이물질과 약액은 트래이(42)에 의해 수거된다.

그 다음, 기판 스테이지(10)의 일측에 위치한 예비 토출부(20)로 이동하여 슬릿 노즐(30)의 토출구(30a)를 예비 토출부(20)의 프라이밍 롤러에 근접시킨 상태에서 약액을 약간 토출하여, 토출구(30a) 전체에 걸쳐 균일한 농도의 약액이 균일한 양만큼 토출할 수 있는 준비가 되도록 한다.

그 다음, 슬릿 노즐(30)은 피처리 기판(G)의 표면을 이동하면서 약액을 토출하여 기판(G)의 표면에 약액을 코팅한다.

상기와 같은 공정에 의해 행해지는 도1의 기판 코터 장치는 하나의 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하기 위해서는, 슬릿 노즐(30)이 노즐 세정 기구(40)로 이동하여 정지한 상태로 하방 이동하여 세정 몸체(41)와 슬릿 노즐(30)의 토출구(30a)를 정렬시킨 후 토출구(30a) 주변의 측면(30s)을 세정하고, 다시 슬릿 노즐(30)이 예비 토출부(20)로 이동하여 정지한 상태로 하방 이동하여 예비 토출 공정을 행한 후, 피처리 기판(G)으로 이동하여 그 표면에 약액을 도포한다. 그리고, 하나의 피처리 기판(G)의 표면에 약액의 도포가 완료되면, 슬릿 노즐(30)은 다시 노즐 세정 기구(40)로 복귀하여 상기 과정을 반복한다.

그러나, 상기와 같은 공정은 슬릿 노즐의 이동 거리가 많을 뿐만 아니라, 노즐 세정 기구(40)나 예비 토출부(30)로 이동한 후에 정교하게 높이를 맞추기 위한 하강 공정에 오랜 시간이 소요되므로, 단위 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정에 오랜 시간이 소요되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 슬릿 노즐의 이동 거리를 단축하여 피처리 기판의 표면에 약액을 도포함으로써 짧은 시간에 보다 많은 피처리 기판에 대해 행할 수 있는 공정 효율이 향상된 기판 코터 장치 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 슬릿 노즐이 정지하는 위치의 수를 최소화함으로써 피처리 기판의 약액 도포 공정에 소요되는 시간을 최소화하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과; 상기 슬릿 노즐을 상기 기판 스테이지를 따라 이동시키는 노즐 이송 기구와; 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변을 왕복이동하면서 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변의 양측면을 세정하고 상기 슬릿 노즐과 함께 이동하는 노즐 세정기를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치를 제공한다.

이와 같이, 슬릿 노즐의 토출구 주변이 약액 등의 이물질이 묻어 오염되는 것을 세정하는 노즐 세정기를 슬릿 노즐과 함께 이동하도록 설치됨에 따라, 슬릿 노즐의 토출구 주변을 세정하기 위해 별도의 위치에 정지하지 않고 어느 위치에서든지 노즐 측면을 세정할 수 있게 되어, 슬릿 노즐의 이동 거리를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 단위 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 데 있어서 슬릿 노즐이 정지해야 하는 위치의 수를 줄일 수 있으므로, 기판 코팅 공정의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

무엇보다도, 슬릿 노즐의 양 측면을 세정하는 위치의 제약을 받지 않으므로, 어느 위치에서든지 슬릿 노즐의 측면 세정을 행할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지를 기준으로 양측 바깥에서 노즐 측면을 세정하면 되므로, 피처리 기판의 코팅 공정을 양방향으로 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 피처리 기판의 약액 도포 공정을 행하기 위하여 슬릿 노즐이 약액 도포 위치로 복귀하는 이동 거리만큼, 1개의 피처리 기판의 약액 도포에 필요한 이동 거리를 단축하여 공정의 효율이 그만큼 개선된다.

이 때, 상기 노즐 세정기는 상기 노즐 이송 기구에 고정 설치되어, 슬릿 노즐과 함께 이동하는 것이 설치 측면에서 용이하므로 바람직하다.

상기 노즐 이송 기구는 상기 기판 스테이지의 바깥의 대기 위치까지 연장된 위치까지 상기 슬릿 노즐을 이동시키며, 상기 대기 위치는 상기 기판 스테이지의 전방과 후방에 각각 위치한다. 그리고, 상기 노즐 세정기는 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 바깥의 대기 위치에서 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변의 측면을 세정함으로써, 약액 도포가 완료된 피처리 기판의 표면에 세정액 등이 튀는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 스테이지의 양측의 대기 위치에서 각각 노즐 세정기에 의해 슬릿 노즐의 토출구 주변을 세정함에 따라, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 공정을 양방향으로 행할 수 있게 된다.

한편, 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 대기 위치에는 상기 슬릿 노즐의 예비 토출 공정을 행하는 예비 토출부가 설치되어, 상기 슬릿 노즐은 상기 대기 위치에서 상기 예비 토출부에 접근하여 예비 토출 공정을 행할 수 있다. 이를 통해, 슬릿 노즐은 예비 토출부의 상측 대기위치에서 정지하여, 노즐 측면을 노즐 세정기로 세정하고, 예비 토출부에서 예비 토출 공정을 행할 수 있으므로, 피처리 기판의 약액 도포 공정을 위해 정지해야 하는 지점을 1군데로 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 노즐 세정기는, 상기 토출구 양측의 노즐 측면과 대향하는 대향면이 구비되고, 상기 슬릿 노즐로부터 이격되어 상기 토출구를 따라 이동하는 세정 몸체와; 상기 슬릿 측면을 향하여 세정액을 분사하고, 상기 대향면에 형성된 세정액 분사구와; 상기 노즐 측면을 세정한 오염된 세정액을 수집하도록 상기 대향면에 부압이 작용하고, 상기 대향면에 형성된 세정액 흡입구를; 포함하여 구성될 수 있다.

이를 통해, 슬릿 노즐의 측면에 세정액을 분사하여 노즐 측면에 묻어 있는 약액을 제거하는 과정에서, 분사된 세정액이 노즐 표면의 약액 등의 이물질을 함유한 오염된 세정액을 곧바로 세정액 흡입구로 흡입하여 외부로 배출함으로써, 슬릿 노즐의 측면을 세정액이 세정하는 과정에서 외부로 누출되지 않고 곧바로 회수되어 오염된 세정액이 외부로 비산되어 슬릿 노즐의 측면 및 주변을 2차 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 슬릿 노즐의 측면에 오염된 세정액이 튀어 2차 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 본 발명은 노즐 몸체를 1회만 노즐의 토출구를 따라 이동시키면서 세정하는 것에 의하여, 노즐 측면을 깨끗하게 세정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 세정액은 시너 등 인체에 유해한 물질로 이루어지므로 종래에는 주변으로 비산하는 세정액에 의하여 작업자의 건강에 악영향을 미치는 문제가 있었지만, 노즐 측면을 세정한 오염된 세정액을 곧바로 세정액 흡입구를 통해 회수함에 따라, 작업자 및 주변 환경에 인체에 유해한 물질이 비산하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 종래에 비하여 보다 친환경적인 작업 환경을 구현할 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은 상기 세정액 분사구와 상기 세정액 흡입구를 감싸는 형태로 고압의 압축 기체를 분사하여 상기 대향면과 상기 노즐 측면의 사이에 에어 커튼을 형성하는 압축기체 분사구를 추가적으로 포함한다. 이에 의하여, 노즐 표면에 분사된 세정액이 주변으로 비산하는 것을 완전히 차단함으로써, 2차 오염을 근본적으로 방지할 수 있으며 보다 친환경적인 작업 환경을 갖출 수 있게 된다.

이 뿐만 아니라, 에어 커튼에 의해 노즐 측면이 세정되는 동안에 외기와 완전히 차단되므로 세정액이 주변으로 튀는 것을 완전히 방지할 수 있다. 따라서, 약액이 도포된 피처리 기판의 상측에서 노즐 세정기에 의한 세정을 행하더라도, 피처리 기판의 표면에 세정액 또는 이물질이 함유된 오염 세정액이 낙하하지 않으므로, 피처리 기판의 상측을 포함하는 어느 위치에서도 세정이 가능해진다. 따라서, 피처리 기판의 약액 도포가 완료된 직후부터 슬릿 노즐이 이동하면서 노즐의 측면을 세정할 수 있다. 이를 통해, 단위 피처리 기판의 약액 도포에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

이 때, 상기 세정액 흡입구는 상기 세정액 분사구의 중앙부에 위치하고, 상기 세정액 분사구는 상기 세정액 흡입구를 향하여 경사지게 상기 노즐 측면에 세정액을 분사하는 것이 좋다. 이를 통해, 세정액 분사구로부터 분사된 세정액이 노즐 표면의 특정 위치에 보다 집중하여 도달함에 따라, 노즐 측면에 묻은 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 그 중앙부에 위치한 세정액 흡입구에서 오염된 세정액을 남김없이 보다 효과적으로 흡입하여 제거할 수 있다.

그리고, 상기 세정액 분사구의 끝단은 상기 세정액 흡입구의 끝단보다 더 외향 위치하여, 분사된 세정액이 먼저 노즐 측면을 높은 분사압으로 가격하여 이물질을 노즐 표면으로부터 분리시키고, 그 중앙부에 작용하는 세정액 흡입구의 부압에 의해 오염된 세정액을 외부로 배출시키는 것에 의해 노즐 측면을 깨끗하게 세정할 수 있다.

이 때, 세정액 분사구는 세정액만을 노즐 측면을 향하여 분사할 수도 있지만, 상기 세정액 분사구는 압축 기체와 함께 고압으로 세정액을 분사할 수도 있다. 이를 통해, 세정액의 사용량을 줄이면서도 노즐 측면에 묻은 이물질을 보다 효과적으로 분리할 수 있다.

그리고, 상기 세정 몸체의 하측에는 상기 슬릿 노즐의 측면 세정에 사용된 세정액과 이물질을 수용하는 이동 트래이가 구비될 수 있다. 이에 의하여, 세정액 흡입구를 통해 배기되지 못한 세정액은 이동 트래이에 수거되어, 세정 중 또는 세정을 마친 후에 이동 트래이에 수거된 오염된 세정액을 제거할 수도 있다. 이에 의해, 오염된 세정액이 주변으로 비산하는 것을 보다 줄일 수 있다. 이 때, 이동 트래이에 모인 이물질과 사용된 세정액을 외부로 배출하는 배수 통로가 상기 이동 트래이로부터 연장될 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 상기 기판 스테이지에 약액을 도포할 피처리 기판을 거치시키는 단계와; 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 제1약액도포단계와; 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 타측 바깥에 위치한 제1대기위치에서 상기 노즐 세정기로 상기 슬릿 노즐의 측면을 세정하는 제1노즐측면 세정단계와; 상기 기판 스테이지에 새로운 피처리 기판으로 교체하는 기판교체단계와; 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 타측에서 일측으로 이동하면서 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 제2약액도포단계와; 상기 슬릿 노즐이 상기 기판 스테이지의 일측 바깥에 위치한 제2대기위치에서 상기 노즐 세정기로 상기 슬릿 노즐의 측면을 세정하는 제2노즐측면 세정단계를; 포함하는 기판 코팅 방법을 제공한다.

본 특허청구범위 및 명세서에 기재된 '동심'이라는 용어는 그 중심이 일치한다는 의미로 정의한다. 따라서, '동심'이 되기 위한 요건으로서 반드시 원형 형상으로 형성될 필요가 없으며(원형 형상의 동심은 '동심원' 형태임), 동심을 이루는 형상이 모두 동일한 형태(예컨대, 원형, 사각형 등)로 형성될 필요가 없다. 예를 들어, 세정 기구의 세정액 분사구는 원형으로 형성되고 세정액 유입구는 사각형으로 형성되더라도 이들의 중심이 일치한다면, 이들은 '동심'인 상태가 된다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 "오염된 세정액"은 세정액 분사구에서 분사된 깨끗한 세정액이 노즐 측면의 이물질을 제거하면서 그 이물질을 함유한 상태로 정의하기로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 슬릿 노즐의 토출구 주변이 약액 등의 이물질이 묻어 오염되는 것을 세정하는 노즐 세정기를 슬릿 노즐과 함께 이동하도록 설치됨에 따라, 슬릿 노즐의 토출구 주변을 세정하기 위해 별도의 위치에 정지하지 않고 어느 위치에서든지 노즐 측면을 세정할 수 있게 되어, 슬릿 노즐의 이동 거리를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 단위 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 데 있어서 슬릿 노즐이 정지해야 하는 위치의 수를 줄일 수 있으므로, 기판 코팅 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은 슬릿 노즐의 양 측면을 세정하는 위치의 제약을 받지 않으므로, 어느 위치에서든지 슬릿 노즐의 측면 세정을 행할 수 있게 되어, 피처리 기판의 코팅 공정을 양방향으로 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 세정 몸체의 세정액 분사구와 세정액 흡입구를 감싸는 형태로 고압의 압축 기체를 분사하여 상기 노즐 측면과의 사이에 외기와 차단시키는 에어 커튼을 형성함에 따라, 슬릿 노즐이 이동하는 동안에도 노즐 세정기에 의해 노즐 측면의 세정을 하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 발명은 하나의 피처리 기판에 약액을 도포하는 공정을 보다 짧은 시간에 행할 수 있도록 하여 공정 효율을 향상시키는 잇점이 있다.

도1은 종래의 일반적인 기판 코터 장치의 구성을 도시한 개략 사시도
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 구성을 도시한 개략 사시도
도3은 도2의 'A'부분의 노즐 세정기의 확대도
도4는 도3의 절단선 B-B에 따른 단면도
도5는 도3의 절단선 C-C에 따른 단면도
도6은 도2의 노즐 세정기의 세정 몸체의 이동 원리를 도시한 개략도
도7a 내지 도7f는 도2의 기판 코터 장치의 작동 순서에 따른 구성을 도시한 도면

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

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 구성을 도시한 개략 사시도, 도3은 도2의 'A'부분의 노즐 세정기의 확대도, 도4는 도3의 절단선 B-B에 따른 단면도, 도5는 도3의 절단선 C-C에 따른 단면도, 도6은 도2의 노즐 세정기의 세정 몸체의 이동 원리를 도시한 개략도, 도7a 내지 도7f는 도2의 기판 코터 장치의 작동 순서에 따른 구성을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치(100)는, 약액을 도포하고자 하는 피처리 기판(G)이 거치되는 기판 스테이지(110)와, 기판 스테이지(110)의 표면에 약액을 토출하는 슬릿 노즐(120)과, 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a) 주변의 측면(120s)을 세정하는 노즐 세정기(130)와, 기판 스테이지(110) 전방의 제1대기 위치(140P)에 위치한 제1예비토출부(140)와, 기판 스테이지(110) 후방의 제2대기 위치(150P)에 위치한 제2예비토출부(150)로 구성된다.

상기 기판 스테이지(110)는 다수의 흡입공이 형성되어 피처리 기판(G)을 상면에 밀착 고정한다.

상기 슬릿 노즐(120)은 기판 스테이지(110)에 거치되는 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 폭으로 형성되어 피처리 기판(G)의 표면에 일정한 두께로 약액을 도포한다. 이를 위하여, 슬릿 노즐(120)은 노즐 이송 기구(125)에 고정되고, 노즐 이송 기구(125)는 기판 스테이지(110)의 양측에 배열된 가이드 레일(123)을 따라 120d로 표시된 길이 방향으로 이동한다.

가이드 레일(123)은 슬릿 노즐(120)이 기판 스테이지(110)의 바깥에 위치한 예비 토출부(140, 150)에 도달할 수 있도록 전후 방향으로 충분히 길게 연장된다. 그리고, 슬릿 노즐(120)이 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하는 동안에 노즐 세정기(130)가 슬릿 노즐(120)과 간섭되지 않도록, 노즐 이송 기구(125)는 슬릿 노즐(120)의 위치를 고정하면서도 그 일측에 대기 공간(130P)이 마련되도록 충분히 긴 폭으로 형성된다.

이에 따라, 슬릿 노즐(120)이 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하는 동안에는 노즐 세정기(130)가 노즐 이송 기구(125)의 대기 공간(130P)에 위치하고, 슬릿 노즐(120)이 약액 도포 공정을 완료한 이후에 노즐 측면(120s)을 세정할 때에만 노즐 세정기(130)가 이송 레일(139)을 타고 토출구(120a)를 따라 이동하면서 노즐 측면(120s)을 세정할 수 있게 된다. 도면에는 편의상 이송 레일(139)이 슬릿 노즐(120)의 하측에 위치한 것으로 도시되었지만, 이송 레일(139)은 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a)보다 상측에 위치하고 세정 몸체(131)가 상하 방향으로 길게 연장되어, 슬릿 노즐(120)의 예비 토출 공정에도 이송 레일(139)에 의해 간섭이 발생되지 않는다.

이를 위하여, 노즐 이송 기구(125)에는 노즐 세정기(130)가 이동하는 안내 역할을 하는 이송 레일(139)이 고정된다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 슬릿 노즐(120)에 이송 레일(139)이 설치될 수도 있다. 즉, 노즐 세정기(130)가 토출구(120a)를 따라 이동할 수 있도록 안내하는 이송 레일(139)은 슬릿 노즐(120)과 함께 이동할 수 있으면 충분하다.

상기 노즐 세정기(130)는 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a)를 따라 그 전후 방향으로의 양측에 배열된 한 쌍의 이송 레일(139)을 따라 이동하는 세정 몸체(131)와, 세정액을 노즐 측면(120s)을 향해 고압으로 분사하는 세정액 분사구(133)와, 노즐 측면(120s)에 묻은 약액과 이물질을 함유한 오염된 세정액을 흡입하는 세정액 흡입구(134)와, 세정액 분사구(133)와 세정액 흡입구(134)를 감싸는 폐곡선 형태로 형성되어 압축 기체(135a)를 분사하여 세정하고자 하는 영역과 외기를 차단시키는 에어 커튼을 형성하는 압축기체 분사구(135)가 구비된다.

상기 세정 몸체(131)는 도3에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)의 노즐 표면(120s)과 마주보는 대향면(131s)이 구비되어 대략 'V'자 형상의 단면으로 형성된다. 이때, 대향면(131s)은 노즐 측면(120s)과 대략 1mm 내지 3mm의 협소한 간격(d)을 두고 위치한다. 슬릿 노즐(120)의 양 측면(120s)을 향하는 세정 몸체(131)의 대향면에는 세정액 분사구(133)와, 세정액 흡입구(134)와, 압축가스 분사구(135)가 설치된다.

세정 몸체(131)는 도6에 도시된 바와 같이 한 쌍의 이송 레일(139)에 형성된 랙과 맞물리는 피니언(138)을 구비하여, 피니언(138)을 회전 구동하여 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a)를 따라 이동한다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 세정 몸체(131)는 리드 스크류에 의해 모터를 노즐 이송 기구(125)에 장착한 상태로 회전 구동될 수도 있으며, 리니어 모터를 이용하여 세정 몸체(131)를 이동 구동시킬 수도 있다.

세정 몸체(131)에는 슬릿 노즐(30)의 토출구(30a) 주변의 양측면(30s)을 세정하면, 노즐 측면(120s)으로부터 떼어낸 약액 등의 이물질이 함유된 오염된 세정액은 세정액 흡입구(134)에 작용하는 부압에 의해 흡입되어 외부로 전부 배출된다. 다만, 압축가스 분사구(135)에 의해 에어 커튼(135a)이 형성되는 것에 오작동이 있는 경우에는 모든 오염된 세정액이 세정액 흡입구(134)를 통해 흡입되어 배출되지 않을 수 있으므로, 오염된 세정액을 수집하는 이동 트래이(1311)가 대향면(131s)의 사이에 요입 형성되어 구비된다. 이에 의해, 세정 몸체(131)가 이동하면서 슬릿 노즐(30)의 측면(30s)을 세정하면서 흡입되어 배출되지 못한 오염된 세정액은 이동 트래이(1311)에 수집된다.

슬릿 노즐(120)의 측면(120s)의 세정이 완료되면 이동 트래이(1311)와 연통 설치된 배수 통로(1311p)를 통해 이동 트래이(1311)에 수집된 오염된 세정액 및 이물질은 외부로 배출된다. 이를 위하여, 도면에 도시되지 않았지만, 배수 통로(1311p)에는 펌프가 설치된다. 이동 트래이(1311)의 양단에는 이동 트래이(1311)의 경계벽 높이를 더 높게 하는 보조 브라켓(미도시)이 부착될 수 있다.

상기 세정액 분사구(133)는 세정 몸체(131)가 슬릿 노즐(120)을 세정할 때 세정액 공급부(1332)로부터 깨끗한 세정액을 세정액 공급관(133p)을 통해 공급받아 고압의 세정액을 분사한다. 세정액은 통상적으로 알려진 시너 등을 사용할 수 있다. 적은 세정액으로 보다 높은 이물질 제거 효율을 얻기 위하여 혼합 챔버(133c)에서 질소 등의 압축 가스와 혼합되어 분사될 수도 있다. 세정액(133w)은 슬릿 노즐(120)의 측면(120s)에 수직 방향으로 분사되어, 가장 큰 타격력을 갖고 슬릿 노즐(120)의 양 측면(120s)에 묻은 약액 등의 이물질을 측면(120s)으로부터 효과적으로 분리시킨다.

세정액 흡입구(134)는 세정액 분사구(133)의 중앙에 위치하여 세정액 흡입부(1342)에 의해 진공 또는 부압으로 흡입관(134p)을 통해 노즐 측면(120s)의 세정을 마친 오염된 세정액을 134d로 표시된 방향으로 흡입하여 외기로 배출시킨다. 이와 같이, 세정액 흡입구는 노즐 측면(120s)의 세정을 마친 오염된 세정액을 곧바로 외기로 배출시킴에 따라, 오염된 세정액이 주변으로 비산되어 2차 오염을 야기하고, 또한 노즐 측면(120s)에 남아있는 오염된 세정액을 고압의 압축 건조 공기로 불어내는 과정에서 3차 오염을 야기하였던 문제를 일거에 해결할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도4에 도시된 바와 같이 세정액 분사구(133)은 끝단이 그 중앙에 위치한 세정액 흡입구(134)를 향하여 모아진 형태로 경사지게 형성됨에 따라, 세정하고자 하는 노즐 측면(120s)에 세정액을 133d로 표시된 방향으로 집중하여 분사하게 되므로, 고착된 이물질도 손쉽게 제거할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다. 그리고, 세정액 흡입구(134)를 중심으로 세정액이 모아진 형태로 분사되므로, 진공 내지 부압이 작용하는 세정액 흡입구(134)를 통해 오염된 세정액을 손쉽게 흡입하여 배출시킬 수 있는 장점이 얻어진다.

도면에는 세정액 분사구(133)와 세정액 흡입구(134)는 동심원 형태인 것을 예로 들었지만, 이들 중 어느 하나 이상의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형이나 타원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 동심이 아닌 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 세정액 분사구와 세정액 흡입구는 서로 다른 형상으로 그 단면이 형성될 수도 있다. 그리고, 세정액 분사구(133)가 세정액 흡입구(134)를 감싸는 형태를 도면에 예시하였지만, 노즐의 측면을 보다 집중하여 좁은 영역에 대해 확실히 세정하기 위하여, 세정액 흡입구(134)가 세정액 분사구(133)의 둘레에 감싸도록 또는 이격되어 배치되어 보다 좁은 영역에 대해 세정액을 고압 분사하도록 구성될 수도 있다.

압축 기체 분사구(135)는 도3에 도시된 바와 같이 원형 폐곡선 형태로 세정액 분사구(133)와 세정액 흡입구(134)를 감싸도록 형성될 수도 있지만, 세정액 분사구(140) 및 세정액 흡입구(134)를 감싸는 형태라면 다양한 폐곡선 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 도면에 도시되지 않았지만, 압축 기체 분사구(135)내에 2쌍 이상의 세정액 분사구(133)와 세정액 흡입구(134)가 형성되어, 노즐 측면(120s)의 보다 넓은 영역에 걸쳐 세정 공정을 행하도록 할 수도 있으며, 노즐 측면(120s)의 위치별로 세정을 각각 행하기 위하여 각 대향면(131s)에는 서로 다른 높이로 세정액 분사구(133)와 세정액 흡입구(134) 및 압축가스 분사구(135)가 배열될 수도 있다.

압축기체 분사구(135)는 세정액 분사구(140)의 둘레를 감싸는 폐곡선 형태로 형성되어, 압축기체 공급부(1352)에 의해 대기압보다 높은 1.5bar 내지 5bar의 압축 기체를 압축기체 공급관(135p)을 통해 공급받아 노즐 측면(120s)을 향하여 분사한다. 이 때, 압축 기체 분사구(135)는 세정액 분사구(133) 및 세정액 흡입구(134)와 동심으로 형성된다. 이에 의해, 압축기체 분사구(135)로부터 노즐 측면(120s)의 사이에는 외기와 차단시키는 에어 커튼(135a)이 형성되어, 세정액 분사구(133)로부터 분사되어 노즐 측면(120s)을 세정하는 세정액(133w)이 에어 커튼(135a)의 바깥으로 노출되는 것이 원천적으로 차단된다.

이 때, 도5a에 도시된 바와 같이 에어 커튼(135a)은 세정액 흡입구를 향하여 모아진 형태로 경사지게 압축 가스를 분사함으로써, 직경(150L)으로 둘러싸는 에어 커튼(135a)이 중앙부를 향하는 방향 성분을 가짐에 따라, 세정액(133w)이 에어 커튼(135a)의 바깥으로 누수되는 것이 보다 확실하게 방지될 뿐만 아니라, 압축 가스가 중앙을 향하여 유동함에 따라 세정액(133w)과 혼합되면서 노즐 표면(30s)의 이물질을 보다 효과적으로 분리시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 전방 예비 토출부(140)는 기판 스테이지(110)의 전방의 제1대기위치(140p)에 위치하여, 피처리 기판(G)에 약액을 토출할 때마다 토출구(120a)에 비드 형성하는 작용을 보조한다. 그리고, 상기 후방 예비 토출부(150)는 기판 스테이지(110)의 후방의 제2대기위치(150p)에 위치하여, 피처리 기판(G)에 약액을 토출할 때마다 토출구(120a)에 비드 형성하는 작용을 보조한다. 예비 토출부(150)는 이미 공지된 형태로 다양하게 적용될 수 있으며, 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하는 동안에 예비 토출부(140, 150)의 롤러는 세정된다.

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

단계 1: 도7a에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(110)에 약액을 도포할 피처리 기판(G)을 거치시키고, 슬릿 노즐(120)은 전방 예비 토출부(140)가 위치한 제1대기위치(140P)로 후방(120y')이동한다.

그리고, 슬릿 노즐(120)이 제1대기위치(140P)에 도달하면, 노즐 세정기(130)의 세정 몸체(131)가 이송 레일(130)을 따라 이동하면서, 슬릿 노즐(120)의 측면(120s)을 깨끗하게 세정한다. 이 때, 노즐 세정기(130)에 에어 커튼을 형성하는 압축기체 분사구(135)가 형성된 경우에는 슬릿 노즐(120)이 후방(120y')이동하는 동안에도 노즐 측면(120s)을 세정하기 시작하여 제1대기위치(140P)에서 세정을 종료할 수 있으므로, 단위 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하는 시간을 보다 짧게 단축할 수 있다.

노즐 측면(120s)을 세정하는 공정을 보다 구체적으로 설명하면, 압축가스 분사구(135)로부터 압축 가스가 노즐 측면(120s)에 분사되어, 노즐 몸체(131)와 노즐 측면(120s)의 사이에는 외기와 밀폐시키는 에어 커튼(135a)이 먼저 형성한 이후에, 세정 몸체(131)를 이동시키면서 세정액 분사구(133)로부터 노즐 측면(120s)을 향하여 세정액(133w)을 분사하고, 이와 동시에 세정액 흡입구(134)에는 진공 또는 부압이 작용하여 노즐 측면(120s)을 세정한 오염된 세정액을 흡입하여 외부로 배출시켜 버린다. 세정액 흡입구(134)에서 곧바로 오염된 세정액을 흡입하지 못하더라도, 에어 커튼(135a)에 의해 오염된 세정액은 외부로 비산하지 않고 밀폐된 에어 커튼(135a)의 내측에 위치하게 된다. 따라서, 세정액 흡입구(134)에 작용하는 부압에 의해 빨려들어가 외부로 배출된다.

이를 통해, 노즐 표면(120s)에 묻은 약액 등의 이물질을 표면으로부터 분리시켜 세정액이 이물질을 함유하게 된 상태에서, 오염된 세정액을 곧바로 세정액 흡입구로 흡입하여 외부로 배출시키므로, 슬릿 노즐의 측면을 세정한 오염된 세정액이 외부로 비산되어 누출되지 않고 곧바로 회수된다. 따라서, 세정 몸체(131)를 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a)를 따라 1회만 이동하면서 양측면(120s)을 세정하는 것에 의하더라도, 토출구(120a) 주변의 양측면(120s)을 종래의 노즐 세정기에 비해 보다 깨끗하게 세정할 수 있게 된다.

단계 2: 세정 몸체(131)가 이송 레일(139)을 따라 이동하면서 노즐 측면(120s)의 세정을 완료하면, 세정 몸체(131)는 대기 공간(130P)으로 이동한다. 그리고, 도7b에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)은 전후 방향으로 이동하지 않고 제1대기 위치(140P)에서 하방(120z')으로 이동하여 전방 예비토출부(140)에서 예비 토출 공정을 행한다.

단계 3: 그리고 나서, 도7c에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)은 전방(120y)으로 이동하면서 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포한다. 이와 동시에, 전방 예비토출부(140)의 롤러는 세정조(140c)에 담긴 세정액(w)으로 세정되며 건조 공기 노즐(141)로부터 분사되는 건조 공기(141a)로 세정부분을 건조시켜 그 다음 예비 토출을 준비한다.

단계 4: 기판 스테이지(110)에 거치된 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)의 도포 공정이 완료되면, 슬릿 노즐(120)은 전방 예비토출부(140)의 위치(140P)로 복귀하지 않고, 기판 스테이지(110)의 후방에 위치한 후방 예비토출부(150)가 위치한 제2대기위치(150P)로 이동한다.

그리고, 도7d에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)이 제2대기위치(150P)에 도달하면, 노즐 세정기(130)의 세정 몸체(131)가 이송 레일(130)을 따라 이동하면서, 슬릿 노즐(120)의 측면(120s)을 깨끗하게 세정한다. 이 때, 노즐 세정기(130)에 에어 커튼을 형성하는 압축기체 분사구(135)가 형성된 경우에는, 슬릿 노즐(120)의 약액 토출 공정이 완료되자마자, 슬릿 노즐(120)이 전방(120y')으로 이동하는 동안에도 노즐 측면(120s)의 세정이 이루어진다. 이와 동시에, 약액의 도포가 완료된 피처리 기판(G)은 약액이 도포될 새로운 피처리 기판(G')으로 교체된다.

단계 5: 세정 몸체(131)가 이송 레일(139)을 따라 이동하면서 노즐 측면(120s)의 세정을 완료하면, 세정 몸체(131)는 대기 공간(130P)으로 이동한다. 그리고, 도7e에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)은 전후 방향으로 이동하지 않고 제2대기 위치(150P)에서 하방(120z')으로 이동하여 후방 예비토출부(150)에서 예비 토출 공정을 행한다.

단계 6: 그리고 나서, 도7f에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(120)은 후방(120y')으로 이동하면서 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포한다. 이와 동시에, 후방 예비토출부(150)의 롤러는 세정조(150c)에 담긴 세정액(w)으로 세정되며 건조 공기 노즐(151)로부터 분사되는 건조 공기(151a)로 세정부분을 건조시켜 그 다음 예비 토출을 준비한다.

상기와 같은 단계 1 내지 단계 6을 반복하면서, 슬릿 노즐(120)이 전방과 후방의 양방향으로 이동하면서 각각 피처리 기판(G, G',..)의 표면에 약액을 도포함으로써, 약액 도포를 개시하는 하나의 위치로 복귀하는 시간과 공정을 없앨 수 있으므로, 보다 짧은 시간에 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하는 공정을 행할 수 있다.

또한, 종래에는 세정 몸체(131)가 왕복 이동하면서 노즐 측면(120s)을 세정하였지만, 2차 오염을 방지하는 본 발명에 따른 노즐 세정기(130)는 세정 몸체(131)가 토출구(30a)를 따라 1회 진행하는 것에 의해 슬릿 노즐을 깨끗하게 세정할 수 있으므로, 상기와 같이 구성된 기판 코터 장치는 슬릿 노즐(120)의 토출구(120a) 주변의 측면(120s) 세정에 소요되는 시간을 단축하여 피처리 기판(G)의 약액 도포의 공정 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 기판 코팅 방법은, 하나의 피처리 기판(G)에 약액 도포 공정을 완료하기 위해서는 슬릿 노즐(120)이 예비 토출부와 노즐 세정기가 위치한 곳에 각각 정지하여 하방 이동하는 정밀 위치 제어공정이 2군데에서 요구되었던 종래의 방법과 달리, 예비 토출부(140, 150)가 위치한 1군데에서만 정지하면 되므로 슬릿 노즐(120)의 이동 제어가 단순해지고 슬릿 노즐(120)의 이동에 소요되는 시간을 단축하여 단위 피처리 기판(G)의 약액 도포 공정 시간을 단축할 수 있는 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.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 기판 지지대 30: 슬릿 노즐
100: 노즐 세정 기구 110: 세정 몸체
1311: 이동 트래이 120: 고정 트래이
130: 세정액 분사구 140: 세정액 흡입구
150: 압축기체 분사구

Claims (5)

1. 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와;
   상기 기판 스테이지에 거치된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 슬릿 노즐과;
   상기 슬릿 노즐을 상기 기판 스테이지를 따라 이동시키는 노즐 이송 기구와;
   상기 슬릿 노즐의 토출구 주변을 왕복이동하면서 상기 슬릿 노즐의 토출구 주변의 양측면을 세정하고 상기 슬릿 노즐과 함께 이동하는 노즐 세정기를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 노즐 세정기는 상기 노즐 이송 기구에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 노즐 세정기는 상기 토출구 양측에 비접촉 형태로 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 슬릿 노즐이 이동하는 동안에도 상기 노즐 세정기에 의해 상기 슬릿 노즐의 측면 세정이 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐 이송 기구는 상기 기판 스테이지의 바깥의 대기 위치까지 연장된 위치까지 상기 슬릿 노즐을 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   

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