KR101337368B1 - 코팅장치 및 이를 이용한 코팅막 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 코팅액을 분사하는 노즐 선단과 상기 코팅액을 저장하는 헤드로 이루어진 노즐부와; 상기 노즐부를 직선 왕복시키는 이동축과; 상기 이동축과 노즐부를 연결하며, 상기 노즐부가 회전 가능하도록 하는 회전 연결부재와; 상기 이동축 하부에 위치한 스테이지와; 상기 이동축 끝단에 배치되며, 상기 노즐 선단의 음형 형태의 노즐 선단 삽입부와 상기 삽입부를 고정하는 베이스를 구비한 세정수단을 포함하며, 상기 노즐부는 상기 이동축에 의해 상기 스테이지 표면의 법선 방향으로는 고정되며 상기 이동축의 연장 방향으로 직선 왕복 운동하며, 상기 이동축을 기준으로 회전운동이 가능한 것이 특징인 코팅장치 및 이를 이용한 코팅막 형성 방법을 제공한다.

Description

코팅장치 및 이를 이용한 코팅막 형성방법{Coating apparatus and method of forming coating layer using the same}
본 발명은 액정표시장치 제작공정 중 포토레지스트 또는 유기물의 코팅 과정에 사용되는 코팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프라이밍(priming) 없이 노즐의 선단 관리가 가능한 코팅장치 및 이를 이용한 코팅막 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 박막트랜지스터를 채택하는 액정 모듈의 제조공정은 박막트랜지스터(TFT) 공정, 셀(Cell) 공정, 모듈(Module) 공정으로 나뉘어 진다.
박막트랜지스터 공정은 반복하여 유리 기판 위에 박막트랜지스터를 배열하여 제작하는 공정으로서, 진공실 내부에 증착에 필요한 가스를 주입하여 압력과 기판 온도가 설정되면 RF(Radio Frequency)전력을 이용하여 주입된 가스를 플라즈마 상태로 분해하여 기판 위에 증착하는 화학기상증착법(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 과정, RF 전력이나 DC 전력에 의해 형성된 플라즈마 내에서 높은 에너지를 갖고 있는 기체이온이 타겟표면과 충돌하여 증착하고자 하는 타겟 입자들이 튀어나와 기판에 증착되는 스퍼터링(Sputtering) 과정, 감광성 화학약품(PR: Photo resist)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자 하는 패턴의 마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 포토레지스트에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 현상(Photolithography) 과정, 기체 플라즈마로부터 만들어진 원자나 자유기(radical)와 같은 반응성 물질과 기판에 증착된 물질이 반응하여 휘발성 물질로 변하는 현상을 이용한 식각(Etch)과정으로 이루어진다.
그리고, 셀(Cell) 공정은 박막트랜지스터가 형성된 하판과 컬러필터가 형성된 상판에 배향막을 형성하는 배향막 도포과정, 배향막에 액정이 잘 정렬할 수 있도록 하는 러빙(rubbing) 과정, 스페이서(spacer)를 산포하는 스페이서 과정, 상판과 하판을 합착한 후에 액정을 내부에 주입한 후, 주입구를 봉지하는 액정주입과정으로 이루어진다.
모듈(Module) 공정은 최종적으로 사용자에게 전해지는 제품 품질을 결정하는 단계로서, 완성된 패널에 편광판을 부착하고 드라이버IC를 실장한 후 PCB(Printed Circuit Board)를 조립하여 최종적으로 백라이트 유닛(Backlight unit)과 기구물을 조립하게 된다.
이와 같은 액정표시장치 제작공정 중 박막트랜지스터 형성 공정에서의 사진식각공정은 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 포토레지스트 (Photo Resist)를 이용하여, 얻고자 하는 패턴의 마스크를 통해 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.
이러한 사진식각공정은 증착된 박막, 즉 글라스 표면에 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코팅단계, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광단계, 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 포토레지스트를 제거하여 패턴을 형성시키는 현상단계 순으로 진행된다.
상기 포토레지스트 코팅단계에서 포토레지스트를 코팅하기 위해 사용되는 코팅장치 중 이른바 비회전식 코팅장치(spinless coater)는 도 1에 나타난 것과 같이 글라스(G)를 고정하는 코터척(coater chuck)(10)과, 코터척(10)에 의해 고정된 글라스(G)의 상면을 지나가면서 포토레지스트액을 분사하는 노즐(12)과, 노즐(12)의 세정을 위한 세정유닛(20)을 포함하여 이루어져 있다.
여기서, 상기 세정유닛(20)은 도 2에 나타난 것과 같이 세정부(22)와 프라이밍 롤러(priming roller)(24) 및 대기부(26)가 조합되어 하나의 모듈을 구성하는 형태로 이루어져 있으며, 코터척(10)의 일측에 배치되어 있다.
이러한 코팅장치의 작동은 노즐(12)을 통한 포토레지스트의 분사가 반복적으로 계속되는 노말모드(normal mode)와 노즐(12)의 포토레지스트 분사가 일시적으로 중단되는 아이들링 모드(idling mode)로 구분되는데, 각 모드별로 노즐(12)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 노말모드는 노즐(12)에서 포토레지스트 액이 글라스(G)의 표면으로 분사되어 포토레지스트 코팅이 이루어지는 코팅과정, 하나의 글라스(G)에 대한 코팅작업이 완료된 후 노즐(12)이 세정유닛(20)으로 리턴하여 세정부(22)에서 세정되는 세정과정, 프라이밍 롤러(24)에 의해 노즐(12)의 포로레지스트를 분사(dispense)하여 분사 준비상태를 이루는 준비과정 순으로 진행되며, 준비과정 후에는 다시 코팅과정이 반복됨으로써 다수개의 글라스에 대한 코팅작업을 연속적으로 진행하게 된다.
여기서, 상기 분사 준비상태를 이루는 준비과정에서는, 하나의 글라스(G)를 코팅한 후 다음 글라스가 오기까지 노즐(12) 선단의 포토레지스트가 건조될 수 있기 때문에 노즐(12)에서 포토레지스트 액을 조금씩 분사(dispense)시킨다. 이러한 포로레지스트 분사는 주행세정기(23)에서 세정이 진행되는 동안 노즐(12) 내로 유입될 수 있는 세정액을 제거하는 역할도 한다.
또한, 상기 세정과정에서는 세정부(22)에 장착된 주행세정기(23)가 움직이면서 노즐(12)을 세정하게 된다.
아이들링 모드에서는 코팅과정을 마친 노즐(12)이 세정과정, 준비과정을 거친 다음, 대기부(26)로 유입되어 상기 대기부(26)에 충진된 포토레지스트액(P)에 디핑(dipping)되는 대기과정을 거치게 되며, 일정시간이 경과한 다음에는 재차 세정과정으로 진행하게 된다.
즉, 이와 같은 아이들링 모드에 의하면 대기과정에서 노즐(12)이 포토레지스트액(P)에 디핑되도록 하여 노즐(12)내부에 남아있는 포토레지스트액이 완전히 건조되는 것을 방지함으로써 재시작되는 코팅작업이 비교적 원활하게 진행되도록 하기 위한 것이다.
디핑과정에서는 노즐(12)이 상하 이동되는 방식으로 이루어지며, 이는 포토레지스트의 분사작업이 정밀하게 이루어져야 하는 비회전식 코팅의 특성상 노즐(12)이 상하 이동 가능한 작동 구조를 갖기 때문에 가능한 것이다.
그러나, 이러한 세정 유닛을 포함하는 종래 비회전식 코팅장치에 의하면 아이들링 모드 시 디핑된 노즐(12)의 외부에 포토레지스트가 말라붙어서 노즐 세정작업이 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 대기부(26)에 충진된 포토레지스트액(P)이 굳어서 트러블을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라, 대기부(26)의 포토레지스트 충진량을 적절히 유지하기 어렵다는 문제점이 유발되고 있다.
또한, 근래 들어 기판이 대형화됨으로써 조그만 충격에도 파손 등이 발생하는 바, 이를 방지하기 공기 부양 방식으로 기판을 띄운 상태에서 운송되고 있으며, 각 단위 공정에서 스테이지 표면과 접촉하지 않도록 스테이지 상에서 띄운 상태에서 단위 공정을 진행하는 것이 모색되고 있으며, 코팅장치에 있어서도 공기 부양 방식의 스테이지를 필요로 하고 있으며, 공기 부양된 상태에서 코팅막을 형성하는 것이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 프라이밍을 삭제하면서도 노즐이 오염되는 것을 방지하고, 기판이 스테이지 상에서 부양된 상태에서 Z축 방향의 정밀도가 잘 유지됨으로써 포토레지스트 등의 코팅성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 비회전식 코팅장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명의 실시예에 따른 코팅장치는, 코팅액을 분사하는 노즐 선단과 상기 코팅액을 저장하는 헤드로 이루어진 노즐부와; 상기 노즐부를 직선 왕복시키는 이동축과; 상기 이동축과 노즐부를 연결하며, 상기 노즐부가 회전가능하도록 하는 회전 연결부재와; 상기 이동축 하부에 위치한 스테이지와; 상기 이동축 끝단에 배치되며, 상기 노즐 선단의 음형 형태의 노즐 선단 삽입부와 상기 삽입부를 고정하는 베이스를 구비한 세정수단을 포함하며, 상기 노즐부는 상기 이동축에 의해 상기 스테이지 표면의 법선 방향으로는 고정되며 상기 이동축의 연장 방향으로 직선 왕복 운동하며, 상기 이동축을 기준으로 회전운동이 가능한 것이 특징이다.
이때, 상기 노즐 선단 삽입부는 상기 이동축과 나란한 방향으로 그 장축을 갖도록 배치되며, 상기 세정수단은 상기 노즐 선단 삽입부를 상하방향으로 이동시키는 상하 구동 수단이 구비된 것이 특징이다.
또한, 상기 노즐 선단 삽입부는 러버 또는 고탄력의 스펀지로 이루어진 것이 특징이다.
본 발명에 따른 코팅막 형성방법은, 코팅액을 분사하는 노즐 선단과 상기 코팅액을 저장하는 헤드로 이루어진 노즐부와; 상기 노즐부를 직선 왕복시키는 이동축과; 상기 이동축과 노즐부를 연결하며, 상기 노즐부가 회전가능하도록 하는 회전 연결부재와; 상기 이동축 하부에 위치한 스테이지와; 상기 이동축 끝단에 배치되며, 상기 노즐 선단의 음형 형태의 노즐 선단 삽입부와 상기 삽입부를 고정하는 베이스를 구비한 세정수단을 포함하며, 상기 노즐부는 상기 이동축에 의해 상기 스테이지 표면의 법선 방향으로는 고정되며 상기 이동축의 연장 방향으로 직선 왕복 운동하며, 상기 이동축을 기준으로 회전운동이 가능한 것이 특징인 코팅장치를 이용한 코팅 방법에 있어서, 상기 노즐 선단을 상기 이동축 일끝단으로 이동시켜 상기 세정수단의 노즐 선단 삽입부와 마주하도록 위치시키는 단계와; 상기 노즐 선단 삽입부를 상부로 이동시켜 상기 노즐 선단 삽입부와 상기 노즐 선단을 밀착시키는 단계와; 상기 노즐 선단을 이동축을 따라 이동시킴으로써 노즐 선단을 세정하는 단계와; 상기 스테이지 상에 기판을 공기 부양시켜 일정간격 이격하도록 안착시키는 단계와; 세정이 완료된 상기 노즐 선단을 회전시켜 상기 스테이지 상에 안착된 상기 기판 일 끝단에 일치시키는 단계와; 상기 노즐 선단에서 코팅액을 프레디스펜싱하여 상기 노즐 선단과 상기 기판 사이의 이격간격을 코팅액으로 채우는 드웰링(dwelling) 단계와; 상기 노즐 선단을 상기 이동축을 따라 일정속도로 이동시키며 상기 코팅액을 분사함으로써 상기 기판 상에 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 기판을 상기 스테이지 상에 안착시키는 단계는 기판이 공기 부양된 기판 이동로와 상기 스테이지 끝단이 일치하도록 하여 상기 기판이 상기 스테이지 상부로 공기 부양된 상태에서 이동한 것이 특징이다.
또한, 상기 노즐 선단을 코팅액을 분사하며 상기 이동축을 따라 이동시킴으로써 기판상에 코팅막을 형성하는 단계는 상기 기판이 상기 스테이지 상에서 공기 부양된 상태에서 진행되는 것이 특징이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 비회전식 코팅장치는 상하방향 즉, Z축방향으로 이동 가능한 특정 재질로 이루어진 세정 수단이 구비되어, 기판 상에 포토레지스트 등을 코팅하기 전에 항상 세정 수단을 상기 노즐이 통과하여 노즐 표면에 포토레지스트의 잔존물이 깨끗이 제거된 상태에서 코팅할 물질의 코팅이 진행됨으로써 노즐이 오염되는 것을 억제하며, 잔존물이 남아 있음으로 발생하는 돌기 뭉치 및 가로서 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 노즐은 Z축 방향으로는 고정된 채 일 방향으로만 왕복 운동하는 구성을 가짐으로써 노즐이 Z축 방향으로 반복적으로 이동함으로써 발생하는 정밀도 저하에 따른 코팅성 저하를 억제함으로써 포토레지스트 등의 두께차에 기인한 코팅 불량을 방지하는 효과가 있다.
또한, 프라이밍을 삭제하여 단위시간당 코팅 시간을 단축시키는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 비회전식 코팅장치의 노즐 세정유닛 및 노즐에 의한 코팅과정을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 2는 종래 비회전식 코팅장치에 적용되는 노즐 세정유닛의 구조를 나타낸 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비회전식 코팅장치에 대한 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 코팅장치를 이용하여 기판상에 코팅막을 형성하는 것을 나타낸 제조 단계별 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 코팅장치를 이용하여 코팅막을 형성하는 단계 중 드웰링 공정 단계를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비회전식 코팅장치에 대한 사시도이다.
도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 비회전식 코팅장치(100)는 크게 코팅액을 분사하는 노즐부(125)와, 노즐부(125)를 직선 운동시키고 Z축 방향으로 고정시키는 역할을 하는 이동축(110)과, 노즐부(125)와 이동축(110)을 연결시키며 상기 노즐부(125)를 회전시키는 회전 연결부재(112)와, 기판(190)이 안착 부양되는 스테이지(140)와, 노즐 선단(122) 세정을 위한 세정수단(162)을 포함하여 구성된다.
우선, 코팅액을 기판(190) 상에 분사시키는 노즐부(125)는 금속재질로 이루어지고 있으며, 코팅액이 분사되는 노즐 선단(122)과 코팅액을 상기 노즐 선단(122)에 공급하는 노즐 헤드(120)로 구성되고 있다. 상기 노즐 선단(122)은 기판 폭에 대응하는 정도의 긴 바(bar)가 일정한 이격간격을 유지하며 고정되며, 그 단면 형태가 끝이 뾰족한 5각형 형태를 이루도록 구성되어 있다.
한편, 상기 노즐 헤드(120)는 외부로부터 코팅액을 공급받아 상기 코팅액을 저장하는 역할을 하며, 저장된 코팅액을 상기 노즐 선단(122)으로 적정량 공급하고 있다.
또한, 상기 노즐 헤드(120)는 일방향으로 길게 연장하는 이동축(110)에 회전 연결부재(112)를 매개로하여 고정되고 있으며, 이러한 구성에 의해 상기 노즐 선단(122)은 Z축 방향 즉, 스테이지(140)의 법선 방향으로는 안정적으로 고정된 상태를 유지하는 것이 특징이다. 이때, 상기 노즐 헤드(120)는 상기 이동축(110)에 고정된 상태에서 상기 회전 연결부재(112)에 의해 90도 내지 360도 회전 가능한 구성을 갖는 것이 특징이다.
한편, 이렇게 노즐부(125)를 Z축 방향으로는 유동하지 않도록 이동축(110)에 고정시킨 것은 공정 안전성을 위한 것이다. 스테이지(140) 상에 공기 부양된 기판(190)은 공기 부양에 의해 실질적으로 스테이지(140) 표면에 대해 높이적으로 미세한 오차가 발생하고 있으며, 이러한 상태에서 노즐부(125) 또한 Z 방향으로 유동이 이루어진다면 높이적으로 오차 범위가 커지게 되므로 코팅 안정성이 떨어지게 된다.
한편, 노즐부(125)가 Z 방향으로 움직이는 구성을 갖게 되면, 지속적으로 상하 운동을 실행하게 되는데, 이러한 상하 운동의 반복 구동에 의해 Z축으로의 높이 재현성이 저하될 수 있으며, 이 경우 노즐 선단(122) 관리 기능이 현저히 저하되며, 이로 인해 코팅 공정 불량이 증가될 수 있으므로, 이러한 문제를 방지하고자 본 발명에 따른 코팅장치(100)에서는 노즐부(125)는 Z축 방향으로의 유동은 하지 않도록 고정시킨 것이다.
한편, 상기 스테이지(140)는 기판(190) 이동 경로가 되는 기판 이동로(미도시)와 연결되는 구성을 가짐으로써 공기 부양 방식으로 기판(140)이 이동되어 공기 부양 된 상태에서 상기 스테이지(140) 상에 소정간격 이격하여 안착되거나 또는 로더(미도시) 및 언로더(미도시)를 구비하여 로봇암(미도시) 등에 의해 기판(190)이 상기 스테이지(140) 상에 안착되는 구성을 갖는다.
최근에는 기판(140)이 대형화됨으로써 기판(100) 이동시 타 구성물과 접촉에 의한 손상 및 파손을 최소화하기 위해 공기 부양 방식의 기판 이동로(미도시)를 구성하고 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 코팅장치(100) 또한 이러한 공기 부양 이동 방식에 대응할 수 있도록 스테이지(140) 표면에 기판(100)을 소정 높이 스테이지(140) 표면으로부터 수평 상태를 유지하며 띄울 수 있도록 적정 압력을 갖는 공기를 배출하기 위한 다수의 기공(미도시)이 구비되고 있다.
따라서, 이러한 구성에 의해 대면적 기판(100)이 기판 이동로(미도시)를 통해 공기 부양된 상태로 스테이지(140) 상부까지 연속적으로 이동될 수 있는 것이 특징이다.
한편, 본 발명에 따른 코팅장치(100)에 있어 가장 특징적인 것으로서 상기 노즐 헤드(120)가 공정된 축의 일끝단에는 세정수단(162)이 구비되고 있다. 상기 세정수단(162)은 상기 노즐 선단(122)이 삽입될 수 있도록 상기 노즐 선단(122)의 음형의 형태의 홈부(hm)를 갖는 노즐 선단 삽입부(160)가 구비되고 있으며, 상기 노즐 선단 삽입부(160)가 노즐 선단(122)과의 마찰시에도 고정된 상태를 유지하도록 하는 베이스(150)와, 상기 베이스(150) 상에서 상기 노즐 선단 삽입부(160)가 상하 즉, Z축 방향으로 유동시키기 위한 상하 구동수단(153)이 구비되고 있다.
상기 노즐 선단 삽입부(160)는 탄성이 우수하며 노즐 선단(122) 표면에 붙은 코팅액 제거에 우수한 특성을 갖는 물질 예를들면 러버 또는 고탄력 스펀지로 이루어지는 것이 특징이다.
한편, 상기 세정수단(162)에 상기 노즐 선단 삽입부(160)가 상하 방향으로 유동 될 수 있도록 상하 구동수단(153)을 구비한 것은 본 발명에 따른 코팅장치(100) 특성 상 노즐 선단(122) 및 노즐 헤드(120)가 상하 방향 즉, Z축 방향으로는 고정된 구성을 가지며, 본 발명에 따른 세정수단(162) 특성 상 노즐 선단(122)과의 밀착이 이루어져야 하기 때문이다.
이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 코팅장치를 이용하여 기판 상에 코팅막을 형성하는 방법에 대해 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 코팅장치(100)를 이용하여 기판상에 코팅막을 형성하는 것을 나타낸 제조 단계별 공정도이다.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 노즐 헤드(120) 및 노즐 선단(122)을 세정수단(162)이 위치하는 이동축(110)의 일끝단으로 이동시킨다. 이때, 상기 세정수단(162)의 노즐 선단 삽입부(160)는 그 길이 방향이 상기 이동축(110)과 동일한 방향으로 배치되고 있으므로, 상기 노즐 선단(122)은 그 장축이 상기 이동축(110)과 나란한 방향으로 배치되도록 한다.
이후, 상기 노즐 선단(122)과 상기 세정수단(162)의 노즐 선단 삽입부(160)가 마주하도록 상기 노즐 선단(122)이 위치하게 되면 상기 노즐 선단 삽입부(160)가 상기 상하 구동수단(153)에 의해 상방향으로 이동함으로써 상기 노즐 선단 삽입부(160)가 상기 노즐 선단(122)과 완전 밀착되도록 한다.
다음, 상기 노즐 선단 삽입부(160)와 노즐 선단(122)이 밀착된 상태에서 상기 노즐 선단(122)과 헤드(120)를 서서히 상기 이동축(110) 상에서 이동시킴으로써 상기 노즐 선단(122)에 묻은 코팅액을 제거한다. 이때, 상기 노즐 선단 삽입부(160)는 러버 또는 고탄력 스펀지 등으로 이루어짐으로써 상기 노즐 선단(122)이 상기 노즐 선단 삽입부(160)에서 서서히 이동하게 되면 코팅액이 금속 재질의 노즐 선단(122)과의 접착력보다는 상기 노즐 선단 삽입부(160)와의 접착력이 더 강하며, 마찰력 등이 발현되므로 상기 노즐 선단(122)에 묻은 코팅액은 상기 노즐 선단 삽입부(160)로 전사가 이루어지게 된다.
따라서, 상기 노즐 선단(122) 표면에 묻은 코팅액은 깨끗이 제거된다.
이러한 노즐 선단(122) 세정은 종래의 프라이밍과 코팅액에 노즐 선단을 담구는 등의 세정방법 대비 빠른 시간 내에 진행되고 세정액 등을 필요로 하지 않는다. 따라서, 노즐 선단(122)에 머금고 있는 코팅액의 오염 등이 발생할 우려가 없으며, 노즐 선단(122) 표면에 코팅액이 남아있지 않으므로 코팅 시 가로선 불량 등을 발생시킬 여지가 없는 것이 특징이다.
다음, 이렇게 노즐 선단(122)의 세정이 완료되면, 상기 세정수단(162)의 노즐 선단 삽입부(160)는 하방향으로 움직여 베이스(150)에 고정되며, 이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 노즐 선단 삽입부(160)에는 세정액등이 분사되어 노즐 선단(122) 표면으로부터 전사된 코팅액 잔존물이 제거됨으로써 다시 깨끗한 상태를 이루게 된다.
한편, 도 4b에 도시한 바와 같이, 세정이 완료된 노즐 선단(122)은 스테이지(140) 일끝단이 위치한 부분으로 이동축(110) 상에서 이동하며, 상기 스테이지(140) 끝단의 폭과 상기 노즐 선단(122)의 장축이 일치하도록 90도 회전한다.
이때, 이러한 노즐 선단(122)의 세정과 이동이 이루어짐과 동시에 기판 이동로(미도시)를 통해 공기 부양된 상태로 기판(190)이 이동하여 상기 스테이지(140) 상부에 위치하게 된다. 이때, 스테이지(140) 또한 상기 기판(190)이 상기 스테이지(140) 표면에 접촉하지 않도록 다수의 기공을 통해 적정 압력으로 공기를 배출시킴으로써 상기 기판(190)과 스테이지(140) 표면이 소정간격을 갖고 공기 부양된 상태를 이루는 것이 특징이다.
이렇게 기판(190)이 스테이지(140) 상에 상기 스테이지(140) 표면과 접촉하지 않고 공기 부양된 상태를 유지함으로써 스테이지(140) 표면과 접촉함으로써 발생하는 스크래치 및 파손을 방지할 수 있으며, 스테이지(140) 상에 묻어있는 미세 먼지 등 오염원과의 접촉을 방지함으로써 기판(190)이 오염되는 것을 방지하고 이물 등의 개입되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 노즐 선단(122)이 스테이지(140) 상부에 공기 부양된 기판(190)의 일끝단에 위치한 상태에서 상기 노즐 선단(122)으로부터 소정량의 코팅액(180)을 분사하는 프레디스펜스(pre-dispense) 공정을 진행하고, 지속적으로 상기 코팅액(180)을 소정량 점진적으로 분사하는 드웰(dwelling) 공정을 진행하여, 도 5(본 발명에 따른 코팅장치를 이용하여 코팅막을 형성하는 단계 중 드웰링 공정 단계를 도시한 도면)에 도시한 바와같이, 상기 노즐 선단(122)과 기판(190) 사이에 코팅액(180)이 적정량 채워지도록 한다.
이후, 상기 노즐 선단(122)과 헤드(120)를 상기 이동축(110)을 따라 일정속도로 이동시키며 상기 노즐 선단(122)을 통해 코팅액(180)을 적정량 지속적으로 분사함으로써 상기 기판(190)상에 코팅막(195)을 형성한다. 이때 상기 코팅액(180)은 포토레지스트 등의 감광성 물질이 될 수도 있고, 폴리이미드 등의 배향액이 될 수도 있으며, 나아가 벤조사이클로부텐 또는 포토아크릴 등의 유기절연물질이 될 수도 있다.
다음, 상기 노즐 선단(122)이 기판(190)의 끝단이 이르게 되면 코팅액(180)의 분사를 멈추고, 스테이지(140)로부터 공기 부양된 기판(180)의 상기 스테이지(140)와의 이격간격을 줄인 상태에서 기판 이동로(미도시)로 상기 코팅막(195)이 형성된 기판(190)을 이동 시킨다. 이때, 상기 노즐 선단(122)은 다시 90도 회전하여 상기 이동축(110)과 나란한 상태를 이루며, 이 상태에서 다시 이동축(110)의 일끝단으로 이동시켜 상기 세정수단(162) 상부에 위치하도록 한다.
이후 전술한 바와같은 동작을 지속적으로 반복함으로써 연속적으로 새로운 기판 상에 코팅막을 형성한다.
한편, 전술한 바와같이 본 발명에 따른 비회전식 코팅장치(100)를 이용하여 기판(190)상에 코팅막(195)을 형성하는 공정을 진행하면, 프라이밍(priming)을 진행할 필요가 없으며, 러버 또는 고탄력 스펀지 등으로 이루어진 노즐 선단 삽입부(160)를 갖는 세정수단(162)을 이용하여 간단히 세정이 이루어짐으로써 단위시간당 코팅막 형성시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 스테이지(140) 상에서 공기 부양 방식으로 기판(190)이 안착되더라도 상기 노즐 선단(122)과 헤드(120)는 이동축(110)에 고정되어 일방향으로만 직선 왕복 운동하도록 구성됨으로써 상기 노즐 선단(122)은 스테이지 표면의 법선 방향인 Z방향으로는 고정된 상태를 이룸으로써 코팅공정이 반복 진행되더라도 Z축 방향으로의 오차는 발생되지 않는다. 따라서, 종래와 같이 노즐 선단(122)이 Z축 방향으로 유동함으로써 발생되는 Z축 방향 오차 발생에 의한 코팅 불량을 억제함으로써 코팅 안정성을 갖는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 변화와 변형은 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해 알 수 있을 것이다.
100 : 코팅장치 110 : 이동축
112 : 회전 연결부재 120 : 노즐 헤드
122 : 노즐 선단 125 : 노즐부
140 : 스테이지 150 : 베이스
153 : 상하 구동수단 160 : 노즐 선단 삽입부
162 : 세정수단 190 : 기판
hm : 홈부

Claims (8)

  1. 기판이 안착되는 스테이지와;
    바 형태를 가지며 상기 스테이지의 상부로 상기 스테이지와 평행한 제1방향을 따라 배치되는 이동축과;
    상기 기판으로 코팅액을 분사하는 노즐 선단과 상기 코팅액을 저장하는 헤드를 구비하고, 상기 이동축과 연결되어 상기 스테이지 표면의 법선 방향으로는 고정된 상태로 상기 제1방향을 따라 왕복 운동하는 노즐부와;
    상기 이동축과 상기 노즐부 사이에 위치하며, 상기 노즐부가 상기 스테이지 표면과 평행한 상태를 유지하며 회전하도록 하는 회전 연결부재와;
    상기 이동축 끝단에 배치되며, 상기 노즐 선단이 삽입되기 위한 음형 형태의 홈부를 가지는 노즐 선단 삽입부와, 상기 노즐 선단 삽입부를 고정하는 베이스 및 상기 노즐 선단 삽입부를 상하방향으로 이동시키는 상하 구동 수단을 구비한 세정수단을 포함하며,
    상기 노즐부는 상기 이동축을 따라 이동하며 상기 기판으로 코팅액을 분사하고,
    상기 세정수단은 상기 상하 구동 수단을 통해 상기 노즐 선단 삽입부를 상기 스테이지 표면의 법선 방향과 평행한 상방향으로 이동시킴으로써 상기 노즐 선단 삽입부에 상기 노즐 선단이 삽입되어 세정되도록 하는 것이 특징인 코팅장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 선단 삽입부는 상기 이동축과 나란한 방향으로 그 장축을 갖도록 배치된 것이 특징인 코팅장치.



  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 선단 삽입부는 러버 또는 고탄력의 스펀지로 이루어진 것이 특징인 코팅장치.
  5. 기판이 안착되는 스테이지와, 바 형태를 가지며 상기 스테이지의 상부로 상기 스테이지와 평행한 제1방향을 따라 배치되는 이동축과, 상기 기판으로 코팅액을 분사하는 노즐 선단과 상기 코팅액을 저장하는 헤드를 구비하고, 상기 이동축과 연결되어 상기 스테이지 표면의 법선 방향으로는 고정된 상태로 상기 제1방향을 따라 왕복 운동하는 노즐부와, 상기 이동축과 상기 노즐부 사이에 위치하며, 상기 노즐부가 상기 스테이지 표면과 평행한 상태를 유지하며 회전하도록 하는 회전 연결부재 및 상기 이동축 끝단에 배치되며, 상기 노즐 선단이 삽입되기 위한 음형 형태의 홈부를 가지는 노즐 선단 삽입부와, 상기 노즐 선단 삽입부를 고정하는 베이스 및 상기 노즐 선단 삽입부를 상하방향으로 이동시키는 상하 구동 수단을 구비한 세정수단을 포함하는 코팅장치를 이용한 코팅 방법에 있어서,
    상기 노즐 선단을 상기 이동축 일끝단으로 이동시켜 상기 세정수단의 노즐 선단 삽입부와 마주하도록 위치시키는 단계와;
    상기 노즐 선단 삽입부를 상기 스테이지 표면의 법선 방향과 평행한 상방향으로 이동시켜 상기 노즐 선단 삽입부와 상기 노즐 선단을 밀착시키는 단계와;
    상기 노즐 선단을 상기 이동축을 따라 이동시킴으로써 노즐 선단을 세정하는 단계와;
    상기 스테이지 상에 기판을 공기 부양시켜 일정간격 이격하도록 안착시키는 단계와;
    세정이 완료된 상기 노즐 선단을 회전시켜 상기 스테이지 상에 안착된 상기 기판 일 끝단에 일치시키는 단계와;
    상기 노즐 선단에서 코팅액을 프레디스펜싱하여 상기 노즐 선단과 상기 기판 사이의 이격간격을 코팅액으로 채우는 드웰링(dwelling) 단계와;
    상기 노즐 선단을 상기 이동축을 따라 일정속도로 이동시키며 상기 코팅액을 분사함으로써 상기 기판 상에 코팅막을 형성하는 단계
    를 포함하는 코팅막 형성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 스테이지 상에 안착시키는 단계는 기판이 공기 부양된 기판 이동로와 상기 스테이지 끝단이 일치하도록 하여 상기 기판이 상기 스테이지 상부로 공기 부양된 상태에서 이동한 것이 특징인 코팅막 형성 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐 선단을 코팅액을 분사하며 상기 이동축을 따라 이동시킴으로써 기판상에 코팅막을 형성하는 단계는 상기 기판이 상기 스테이지 상에서 공기 부양된 상태에서 진행되는 것이 특징인 코팅막 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 다수의 기공을 포함하며,
    상기 기판은 상기 다수의 기공을 통해 일정 압력으로 배출되는 공기에 의해 상기 스테이지로부터 일정거리를 두고 떠 있는 상태인 것이 특징인 코팅장치.
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