KR101303395B1 - 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 장치에 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 위치와, 상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 박판을 상기 기판 코터 장치의 기판 스테이지에 대하여 회전하도록 상기 박판과 연결된 아암을; 포함하여 구성되어, 아암을 회전시켜 박판을 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 위치로 이동시킨 후 노즐의 예비 토출 공정을 행함에 따라, 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 경로로 접근 및 후퇴함에 따라 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 보다 우수한 품질의 코팅을 구현할 수 있는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 구비한 기판 코터 장치를 제공한다.

Description

기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법 {PREPARATORY PHOTORESIST DISCHARGING DEVICE FOR SUBSTRATE COATER APPARATUS AND METHOD OF COATING PHOTORESIST ON SUBSTRATE 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 박판이 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 경로로 후퇴함에 따라 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 우수한 품질의 코팅을 구현하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구에 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. 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. 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 중복 거리(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 중복 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(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 세정 공정을 보다 간편하게 행할 수 있는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구 및 이를 이용한 기판 코팅 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 박판이 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 경로로 후퇴함에 따라 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 우수한 품질의 코팅을 구현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 기판 스테이지 상에 위치한 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구로서, 상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이로 형성된 박판과; 상기 박판을 고정한 이동 몸체와; 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치와, 상기 박판이 상기 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 이동 몸체에 연결되어, 상기 기판 스테이지에 대하여 회전 구동하는 아암을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구를 제공한다.

이와 같이, 박판을 아암으로 연결하고 아암을 회전시켜 박판을 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치로 이동시킨 후, 노즐의 예비 토출 공정을 행함에 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.

이 때, 상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치는 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.

무엇보다도, 박판이 아암의 회전에 의하여 피처리 기판에 근접하고 멀어지므로 원호 형상의 경로를 따라 이동한다. 따라서, 박판은 아암의 회전 중심의 위치와 아암의 길이를 조절하여 피처리 기판의 판면에 대하여 사선 방향으로 피처리 기판으로부터 멀어진다. 이는, 박판의 표면과 피처리 기판의 표면을 연속하여 약액이 도포됨에 따라, 약액이 도포되기 시작하는 피처리 기판의 위치로부터 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 있지만, 상기와 같이 박판이 피처리 기판의 판면에 대하여 사선 방향으로 피처리 기판으로부터 멀어짐에 따라, 박판이 분리되는 상태에서도 피처리 기판의 표면의 약액의 도포 두께가 그대로 일정하게 유지된다.

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 사선 방향으로 피처리 기판으로부터 멀어지도록 이동 제어하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는, 박판은 피처리 기판의 판면에 대하여 사선 방향으로 피처리 기판으로부터 멀어지도록 이동하는 경우에는, 피처리 기판에 도포되었던 약액의 두께 변동을 최소화할 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '사선 방향'은 반드시 직선 형태의 경로 방향으로 국한되지 않으며 곡선 형태의 경로 방향을 포함하는 것으로 정의하기로 한다.

이와 같이, 박판이 피처리 기판의 판면에 대하여 사선 방향으로 이동하도록 하기 위하여, 박판이 피처리 기판과 중복되는 위치에 있는 때에, 아암의 회전 중심의 위치는 이동 몸체와 연결되는 아암의 끝단 보다 피처리 기판으로부터 멀리 떨어져 위치한다. 이와 같이 아암과 박판을 배치함에 따라, 박판이 피처리 기판과 중복되는 위치로 이동하거나 피처리 기판으로부터 멀어지는 위치로 이동할 때에 항상 박판은 피처리 기판으로부터 사선 방향으로 분리된다.

박판을 고정하기 위하여 이동 몸체가 사용된다. 이동 몸체는 아암의 회전 중심의 반대쪽 끝단에 일체로 고정되어, 아암에 대하여 회전 변위가 허용되지 않는다. 이에 따라, 아암의 회전각에 따라 이동 몸체의 자세 및 위치는 하나로 특정된다. 박판은 이동 몸체의 상면에 고정될 수도 있고, 이동 몸체에 끼워질 수도 있으며, 2개 이상의 이동 몸체로 구성되어 다양한 형태로 박판을 고정할 수 있다.

이동 몸체의 저면은 상기 기판 스테이지의 상면에 면접촉하도록 그 형상이 결정된다. 이 때, 이동 몸체에 고정되어 있는 박판은 피처리 기판의 표면과 약간의 틈새를 두고 이격 배치될 수도 있고, 피처리 기판의 표면에 밀착한 상태로 될 수도 있다. 한편, 이동 몸체를 회전시키는 아암은 회전 각에 따라 제어가 되고, 박판이 대략 10㎛ 내지 1000㎛로 설정되고, 바람직하게는 20㎛ 내지 200㎛ 정도의 얇은 두께로 형성되어 이동 몸체에 고정되므로, 박판이 피처리 기판의 표면에 밀착된 상태로 설치되기 위하여 박판과 피처리 기판이 서로 접촉하는 과정에서 살짝 부딪히더라도, 가벼운 박판에 의하여 피처리 기판은 전혀 손상되지 않는다.

그리고, 아암이 회전하여 박판을 피처리 기판에 근접하는 때에 미리 설정된 이동 몸체의 두께에 의하여 박판과 피처리 기판의 충격은 사실상 무시할 수 있을 정도로 작게 유지된다.

한편, 상기 박판은 다양한 재질로 형성될 수 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 노즐로부터 토출되는 약액에 의하여 내부식성과 내약품성이 있는 스텐레스 계열의 금속재질로 형성되는 것이 좋다. 선택적으로, 박판은 스텐레스 계열의 금속재질로 형성되지 않더라도 내부식성과 내약품성을 보완하는 세라믹 코팅, 퀄츠 코팅, 경질크롬도금될 수도 있다.

한편, 본 발명은, 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치로서, 상기 피처리 기판을 거치시키는 기판 스테이지와; 상기 기판 스테이지 상에 고정된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 노즐과; 상기와 같이 구성된 예비 토출 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치를 제공한다.

여기서, 상기 기판 코터 장치는 상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 위치에 있는 상태에서 상기 박판을 세정하는 세정 기구를 더 포함하여 구성됨에 따라, 상기 박판의 상측으로부터 피처리 기판의 상측으로 노즐이 이동하면서 약액을 도포하는 동안에, 박판을 후방으로 이동시켜 세정 기구로 그 다음 피처리 기판의 약액 코팅 공정에 사용할 수 있도록 박판을 세정할 수 있도록 함으로써, 단위 기판의 코팅 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다.

상기 노즐은 상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 슬릿(slit) 형태의 토출구를 구비한 슬릿 노즐로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 기판 스테이지는 피처리 기판을 이동시키면서 약액을 도포하도록 구성될 수도 있지만, 상기 피처리 기판을 고정시킨 상태로 거치하는 기판 척으로 형성될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 전술한 예비 토출 기구를 이용한 기판 코팅 방법으로서, 피처리 기판을 기판 스테이지에 고정하는 기판고정단계와; 상기 피처리 기판의 일부가 상기 박판에 중복되도록 상기 박판을 아암으로 회전시켜 상기 피처리 기판에 근접 이동시키는 박판의 제1이동단계와; 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 아암으로 회전 이동시키는 박판의 제2이동단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법을 제공한다.

이 때, 상기 박판의 제2이동단계 이후에 상기 박판을 세정하는 세정단계를 추가적으로 포함하되, 상기 세정단계는 상기 약액도포단계 중에 행해져 약액도포단계 중에 종료되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 박판은 상기 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 원호를 그리는 경로로 접근하거나 멀어지도록 상기 아암에 의해 이동 제어됨으로써, 피처리 기판의 약액이 도포되기 시작하는 위치에서부터 피처리 기판의 표면 전체에 걸쳐 균일하게 약액을 코팅할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 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 위치와, 상기 박판이 상기 피처리 기판으로부터 벗어난 위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 박판을 상기 기판 코터 장치의 기판 스테이지에 대하여 회전하도록 상기 박판과 연결된 아암을; 포함하여 구성되어, 아암을 회전시켜 박판을 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 위치로 이동시킨 후 노즐의 예비 토출 공정을 행함에 따라, 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 경로로 접근 및 후퇴함에 따라 피처리 기판의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포되어 피처리 기판의 전체에 걸쳐 보다 우수한 품질의 코팅을 구현할 수 있는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구를 제공한다.

또한, 본 발명은 노즐의 예비 토출을 상기 박판의 표면에 행하도록 함으로써, 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.

그리고, 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.

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 예비 토출 기구를 구비한 기판 코터 장치를 도시한 사시도
도4a는 도3의 'A'부분의 확대 측면도
도4b는 도3의 'A'부분의 또 다른 구성의 확대 측면도
도5는 도3의 측면도
도6a 내지 도6e는 도3의 기판 코터 장치를 이용한 피처리 기판의 약액 도포 공정을 도시한 도면
도7a 및 도7b는 박판의 후퇴 방향에 따른 피처리 기판 상의 약액에 미치는 영향을 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 예비 토출 기구를 구비한 기판 코터 장치를 도시한 사시도, 도4a는 도3의 'A'부분의 확대 측면도, 도4b는 도3의 'A'부분의 또 다른 구성의 확대 측면도, 도5는 도3의 측면도, 도6a 내지 도6e는 도3의 기판 코터 장치를 이용한 피처리 기판의 약액 도포 공정을 도시한 도면, 도7a 및 도7b는 박판의 후퇴 방향에 따른 피처리 기판 상의 약액에 미치는 영향을 도시한 도면이다.

도면에 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)로 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 위치한 곳에 형성된 다수의 흡입공에 흡입압이 작용하여 피처리 기판(G)을 기판 스테이지(10)의 상면에 밀착 고정시킬 수 있다.

상기 예비 토출 기구(100)는 도3에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G)의 폭에 대응하는 길이로 형성된 박판(110)과, 박판(100)을 상면에 고정하고 있는 이동 몸체(125)와, 박판(110)이 피처리 기판(G)에 근접하거나 접촉하는 제1위치와 박판(110)이 피처리 기판(G)으로부터 벗어나 세정되는 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 이동 몸체(125)에 연결되어 박판(110)을 기판 코터 장치의 기판 스테이지(10)에 대하여 회전 구동시키는 아암(120)과, 박판(110)에 묻은 약액을 세정하는 세정 유닛(130)으로 구성된다.

박판(110)은 도3에 도시된 바와 같이 이동 몸체(125)의 상면에 고정된다. 여기서, 도4b에 도시된 바와 같이 이동 몸체(125)는 박판(110)이 피처리 기판(G)의 표면에 접촉하거나 미리 정해진 거리(46)만큼 이격하도록 그 두께(125t)가 정해진다. 박판(110)은 대략 1㎛ 내지 1000㎛의 얇은 두께(110t)로 형성되므로, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 표면으로부터 미리 정해진 거리(도4b의 46)만큼 이격되더라도, 박판(110)과 피처리 기판(G)이 중복 거리(s)만큼 중복되도록 배치되면, 박판(110)의 표면과 피처리 기판(G)의 표면을 연속하여 약액 도포하는 것이 가능해진다.

즉, 박판(110)은 슬릿 노즐(30)의 예비 토출을 행하는 공정에서는 피처리 기판(G)에 근접하거나 피처리 기판(G)의 일부와 중복되는 제1위치로 향하는 방향(110d)으로 이동하여, 슬릿 노즐(30)이 고정된 위치에 있는 박판(110)에 도달하는 이동거리보다 훨씬 짧은 이동거리로 예비 토출을 행할 수 있게 된다. 특히, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 끝단부의 중복 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 있게 된다. 박판(110)에 의하여 피처리 기판(G)의 끝단부의 중복 거리(s)만큼 중복되게 위치함으로써, 약액이 코팅되지 않도록 하는 피처리 기판(G)의 끝단부의 길이를 간단히 조절할 수 있다. 이 때, 박판(110)과 피처리 기판(G)의 중복 길이(s)는 1mm 내지 2mm로 정해진다.

이 때, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 끝단부의 중복 거리(s)만큼 중복되도록 위치하는 것은 박판(110)이 피처리 기판(G)과 접촉하여 덮는 상태로 위치할 수도 있지만, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 표면으로부터 미리 정해진 거리(46)를 두고 이격된 상태로 중복되게 위치할 수도 있다.

이를 통해, 슬릿 노즐(30)의 예비 토출 공정을 거침에 따라 피처리 기판의 코팅 공정이 지연되었던 종래의 문제점이 발생되지 않으며 단위 피처리 기판(G)의 코팅 공정에 소요되는 공정을 단축할 수 있으며, 동시에 슬릿 노즐(30)의 약액 토출이 중단되지 않고 박판(110)의 표면으로부터 피처리 기판(G)의 표면에 연속하여 도포함에 따라 피처리 기판(G)의 약액의 코팅 개시 시점에서부터 일정한 두께로 약액이 도포된다. 따라서, 피처리 기판의 전체에 걸쳐 균일한 두께로 약액이 도포되어 우수한 품질의 코팅을 구현할 수 있게 된다.

그리고, 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 이동 몸체(125)의 저면(125s)이 기판 스테이지(10)의 상면에 접촉한 상태에서는, 아암(120)의 회전 중심(120a)의 위치는 이동 몸체(125)와 연결되는 아암(120)의 끝단(120b)의 위치에 비하여 피처리 기판(G)으로부터 보다 멀리 떨어진 위치에 배치된다. 즉, 도6a에 도시된 바와 같이, 박판(110)의 이동 몸체의 저면(125s)이 기판 스테이지(10)의 상면에 접촉한 상태에서, 아암(120)의 연장선(120x)은 연직선에 대하여 피처리 기판(G)이 위치한 측으로의 미리 정해진 각(θ)을 이루게 된다. 이를 통해, 박판(110)을 피처리 기판(G)으로부터 이격시킬 때에는 피처리 기판(G)으로부터 원호를 그리면서 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 대략 20도 내지 85도의 예각을 이루는 사선 방향으로 피처리 기판(G)으로부터 멀리 떨어지는 방향(110d')으로 후퇴한다.

이와 달리, 도7a에 도시된 바와 같이, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 수직 방향(88d)으로 후퇴하는 경우에는, 박판(110)의 움직임에 의하여 피처리 기판(G)과 접하는 위치의 약액이 상방으로 삐죽 돌출(55z)됨에 따라, 피처리 기판(G)의 약액 도포 두께가 불균일해지는 문제가 생긴다. 또한, 도7b에 도시된 바와 같이, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 수평 방향(89d)으로 후퇴하는 경우에는, 박판(110)의 움직임에 의하여 피처리 기판(G)과 접하는 위치의 약액이 수평 방향으로 늘어지는 영역(55k)이 발생되어, 피처리 기판(G)의 약액 도포 두께가 불균일해지는 문제가 생긴다.

그러나, 본 발명에 따른 박판(110)은 피처리 기판(G)과 근접하거나 접촉한 위치로부터 멀리 떨어지는 방향(110d')으로 이동할 때에, 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 예각을 이루면서 원호를 그리는 경로로 후퇴하므로, 약액이 토출되기 시작하는 피처리 기판(G)의 위치에서의 약액은 박판(110)로부터 분리된 상태에서도 그대로 일정한 두께(55y)로 남게 된다. 따라서, 피처리 기판(G)의 약액 코팅의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

여기서, 박판(110)은 약액에 대한 내부식성과 내약품성이 우수하면서 충격이나 외력에 대한 강도가 높은 스텐레스 계열의 금속재질로 선택될 수 있으며 대략 1㎛ 내지 1000㎛의 얇은 두께로 형성된다. 또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 박판(110)은 표면에 내약품성과 내식성을 보강하기 위하여 세라믹 코팅, 퀄츠 코팅, 크롬 경질 도금되어 제작될 수도 있다.

이동 몸체(125)는 아암(120)이 회전하여 그 저면이 기판 스테이지(10)의 상면에 면접촉하도록 그 형상과 위치가 결정된다. 이동 몸체(125)에 고정되어 있는 박판(110)은 피처리 기판(G)의 표면과 미리 정해진 거리(46)를 두고 이격 배치될 수도 있고, 피처리 기판(G)의 표면에 밀착한 상태로 될 수도 있다.

이동 몸체(125)를 회전시키는 아암(120)은 회전 각에 따라 속도 제어가 이루어지므로, 박판(110)이 대략 20㎛ 내지 200㎛ 정도의 얇은 두께로 형성되어 이동 몸체(125)에 고정되므로, 아암(120)의 회전에 의하여 박판(110)의 저면(110s)이 피처리 기판(G)의 표면에 살짝 부딪히더라도, 박판(110)에 의하여 피처리 기판(G)이손상되지 않는다. 또한, 아암(120)이 회전하여 박판(110)을 피처리 기판에 근접시키는 방향(110d)으로 이동하는 때에는, 미리 설정된 이동 몸체(125)의 두께로 박판(110)과 피처리 기판(110)의 상대 위치가 정해지므로, 박판(110)과 피처리 기판(110)의 충격은 있다고 하더라도 무시할 수 있을 정도로 작게 유지된다.

상기 아암(120)은 기판 스테이지(10)의 양측면의 회전 중심(120a)에 회전 가능하게 설치된다. 도면에 도시되지 않았지만, 아암(120)의 양측의 회전 중심(120a)은 모터에 의하여 일괄적으로 회전 운동을 하도록 제어되며, 이동 몸체(125)의 저면(125s)이 기판 스테이지(10)의 표면에 접촉할 때에는 감속 제어되어, 이동 몸체(125)가 충격없이 기판 스테이지(10)의 표면에 면접촉된다. 그리고, 박판(110)과 힌지 결합될 수도 있지만, 박판의 후퇴 각도를 항상 일정하게 제어할 수 있도록 이동 몸체(125)와 연결되는 아암(120)의 끝단(120b)이 이동 몸체(125)에 대하여 회전 변위를 허용하지 않도록 결합된다.

상기 세정 유닛(130)은, 슬릿 노즐(30)의 예비 토출 공정에 의하여 박판(110)의 표면에 약액이 묻게 되면, 박판(110)이 피처리 기판(G)으로부터 멀리 떨어지는 방향(110d')으로 이동시키도록 아암(120)을 120d'로 표시된 방향으로 회전하면, 도6d에 도시된 바와 같이, 세정조(131)에 담긴 세정액(130w)에 잠기게 되어, 박판(110)의 양면이 동시에 헹굼 세정된다. 그리고 나서, 박판(110)이 세정액(130w)으로부터 빠져나오면서 건조공기 분사노즐(132)로부터 분사되는 압축건조공기에 의하여 건조된다. 이를 통해, 짧은 시간 내에 박판(110)을 깨끗하게 세정 건조하여, 그 다음 피처리 기판의 약액 도포 공정에 곧바로 사용할 수 있다.

한편, 세정 유닛(230)은 도6e에 도시된 바와 같이 내부에 세정 공간(230a)이 구비된 'ㄷ'자 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 박판(110)이 대체로 수직한 상태로 배열되도록 아암(120)이 회전하면, 박판(110)의 양면을 감싸는 세정 유닛(230)이 230d로 표시된 방향으로 접근하여 세정 유닛(230)에 형성된 다수의 세정액 분사노즐(231)로 분사하여 박판(110)의 양면에 묻어있는 약액을 세정하고, 그 다음 박판(110)의 양면에 건조압축공기 분사노즐(232)로 분사하여 박판(110)에 묻어있는 세정액을 건조시키도록 구성될 수 있다. 이 때, 세정 유닛(230)은 박판(110)의 길이보다 짧게 형성되어, 박판(110)의 길이 방향을 따라 이동하면서 세정 건조시킨다.

이와 같이, 세정 유닛(130, 230)은 박판(110)의 양면을 동시에 세정하도록 구성됨으로써, 피처리 기판(G)의 표면에 슬릿 노즐(30)이 이동하면서 약액을 도포하는 짧은 시간 동안에 깨끗한 표면 상태로 재생하는 것이 가능해진다.

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

단계 1: 도6a에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G)을 기판 스테이지(10)의 표면에 거치시키고, 기판 스테이지(10)가 덮고 있는 다수의 흡입공(11z)에 부압을 작용시켜 피처리 기판(G)을 기판 스테이지(10)의 상면에 견고하게 고정시킨다.

그리고, 박판(110)과 연결된 아암(120)을 120d로 표시된 방향으로 회전시켜, 이동 몸체(125)의 저면(125s)이 기판 스테이지(10)의 표면과 면접촉한 상태가 되도록 하고, 박판(110)은 피처리 기판(G)의 표면과 중복 거리(s)만큼 접촉한 제1위치에 도달하게 된다. 이 때, 아암(120)의 가상선(120x)은 아암(120)의 회전 중심(120a)보다 피처리 기판(G)측에 위치한다.

단계 2: 그리고 나서, 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. 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 3: 그 다음, 곧바로 도6c에 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.

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 중복 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 4: 단계 3를 진행하는 과정에서 슬릿 노즐(30)이 박판(110)의 표면을 지나가면, 도6d에 도시된 바와 같이, 아암(120)을 도면부호 120d'로 표시된 방향으로 회전시켜, 박판(110)을 피처리 기판(G)으로부터 분리시켜 세정 공정이 이루어지는 제2위치로 이동시킨다.

이 때, 박판(110)의 이동 몸체의 저면(125s)이 기판 스테이지(10)의 상면에 접촉한 상태에서는, 아암(120)의 회전 중심(120a)의 위치가 이동 몸체(125)와 연결되는 아암(120)의 끝단(120b)의 위치에 비하여 피처리 기판(G)으로부터 멀리 떨어져 위치함에 따라, 도6c에 도시된 바와 같이 박판(110)을 피처리 기판(G)으로부터 이격시킬 때에는 피처리 기판(G)으로부터 원호를 그리면서 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 사선 방향으로 멀리 떨어지는 방향(110d')으로 후퇴한다.

따라서, 박판(110)이 피처리 기판(G)의 판면에 대하여 예각을 이루면서 원호를 그리는 경로로 후퇴하므로, 약액이 토출되기 시작하는 피처리 기판(G)의 위치에서의 약액은 박판(110)로부터 분리된 상태에서도 그대로 일정한 두께(55y)로 남게 된다. 따라서, 피처리 기판(G)의 약액 코팅의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

단계 5: 그리고 나서, 도6d에 도시된 바와 같이, 박판(110)이 120d'로 표시된 방향으로 회전하여 세정 유닛(130)의 수용조(131)에 도달하면, 수용조(131) 내의 세정액(130w)에 의하여 박판(110)의 양면을 깨끗하게 세정하고, 건조공기 분사노즐(132)로부터 압축건조공기를 분사하여 박판(110)의 표면을 건조시켜, 그 다음 피처리 기판(G)의 코팅 공정에서 예비 토출로 사용될 수 있게 된다. 한편, 도6e에 도시된 바와 같이, 아암(120)이 120d'로 표시된 방향으로 회전하여 박판(110)이 대략 수직한 자세로 위치하면, 'ㄷ'자 형태의 세정 유닛(230)이 박판(110)에 접근하여 세정 공정을 행할 수도 있다.

단계 5는 슬릿 노즐(30)이 피처리 기판(G)의 표면을 이동하면서 약액(55)을 도포하는 단계 3의 공정 중에 모두 행해진다. 따라서, 박판(110)의 세정에 소요되는 시간은 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정을 지연시키지 않는다.

단계 3의 공정이 완료되면, 단계 1 내지 단계 5이 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 125s: 이동 몸체의 저면
110s: 박판의 저면 120: 아암
120a: 아암 회전 중심

Claims (16)

1. 노즐의 토출구로부터 약액이 토출되어 기판 스테이지 상에 위치한 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구로서,
   상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이로 형성된 박판과;
   상기 박판을 고정한 이동 몸체와;
   상기 박판이 상기 피처리 기판에 근접하거나 접촉하는 제1위치와, 상기 박판이 상기 기판 스테이지로부터 벗어난 제2위치에 각각 위치할 수 있도록 상기 이동 몸체에 연결되어, 상기 기판 스테이지에 대하여 회전 구동하는 아암을;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1위치는 상기 박판이 상기 피처리 기판의 일부와 중복되는 위치인 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1위치에서 상기 이동 몸체의 저면은 상기 기판 스테이지의 상면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 박판의 저면은 상기 피처리 기판의 일부와 접촉되는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 아암은 상기 기판 스테이지에 회전 가능하게 회전 중심이 결합되어, 상기 기판 스테이지에 대하여 회전 구동되고;
   상기 박판이 상기 제1위치에 도달한 상태에서, 상기 스테이지에 위치한 상기 아암의 회전 중심은 상기 이동 몸체와 연결되는 상기 아암의 끝단에 비하여 상기 노즐이 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하기 위하여 이동하는 이동 방향(30d)의 후방에 위치한 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
6. 제 3항에 있어서,
   상기 박판의 두께는 10㎛ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
7. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   약액이 묻은 상기 박판의 표면이 하방을 향하는 자세에서 상기 박판을 세정액에 담그는 세정조를 구비한 세정 유닛을 추가적으로 포함하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
8. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2위치에서 상기 박판의 양면을 세정하는 세정 유닛을 추가적으로 포함하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 세정 유닛은 상기 박판이 상하로 배열된 상태에서 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 세정 유닛은 'ㄷ'자 형태로 형성되어 상기 박판을 'ㄷ'자 단면의 세정 공간 내에 넣은 상태에서 상기 박판의 양면에 세정액을 공급하는 것에 의하여 상기 박판을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 예비 토출 기구.
    
11. 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;
    제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 예비 토출 기구를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 피처리 기판의 폭에 대응하는 슬릿(slit) 형태의 토출구를 구비한 슬릿 노즐인 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
    
13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 예비 토출 기구를 이용한 기판 코팅 방법으로서,
    피처리 기판을 기판 스테이지에 고정하는 기판고정단계와;
    상기 피처리 기판의 일부가 상기 박판에 중복되도록 상기 박판을 아암으로 회전시켜 상기 피처리 기판에 근접 이동시키는 박판의 제1이동단계와;
    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 아암으로 회전 이동시키는 박판의 제2이동단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 박판의 제2이동단계 이후에 상기 박판을 세정하는 세정단계를;
    추가적으로 포함하되, 상기 세정단계는 상기 약액도포단계 중에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 세정 단계는 상기 약액도포단계 중에 종료되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 박판은 상기 피처리 기판의 판면에 대하여 예각을 이루는 원호를 그리는 경로로 접근하거나 멀어지도록 상기 아암에 의해 이동 제어되는 것을 특징으로 하는 기판 코팅 방법.
    
    

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