KR101401428B1 - Method of Slit Coating - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬릿코팅방법에 관한 것으로서, 슬릿노즐을 이용해 포토레지스트와 같은 유액을 기판에 코팅하는 슬릿코팅방법에 있어서, 슬릿노즐이 코팅 영역의 최선단에 비드를 접촉시킨 후 코팅높이까지 점차 상승하는 동안 가속주행이 이루어지는 단계; 슬릿노즐이 코팅높이까지 상승한 후 코팅영역 종단부까지 정속주행이 이루어지는 단계; 상기 코팅영역 종단부 전방에서 공급펌프의 작동이 미리 정지되는 동시에 슬릿노즐이 일정높이 상승하여 코팅이 마무리되는 단계; 및 상기 일정높이 상승한 슬릿노즐이 코팅대기상태로 복귀하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a slit coating method, and more particularly, to a slit coating method for coating a substrate such as a photoresist with a slit nozzle using a slit nozzle, wherein the slit nozzle is moved up to a coating height An accelerating operation is performed for a predetermined period of time; A step of moving the slit nozzle up to the coating height to a constant velocity running to a coating area end; The operation of the supply pump is stopped in advance of the end of the coating area and the slit nozzle is elevated to a predetermined height to complete the coating; And returning the slit nozzle having the predetermined height to the coating standby state.
상기와 같은 본 발명은 슬릿 코팅 방법에 있어서, 코팅 영역의 종단 부분에서의 겐트리의 감속이 없기 때문에 택 타임(Tact Time) 관리에 유리할 뿐만 아니라, 기판의 종단부의 코팅 두께의 관리가 용이하다는 효과를 가진다.In the slit coating method as described above, since the gantry does not decelerate at the end portion of the coating region, it is advantageous for tact time management and the coating thickness of the end portion of the substrate is easily managed .
슬릿코터, 슬릿노즐, 기판, 주행속도 Slit coater, slit nozzle, substrate, running speed
Description
본 발명은 포토레지스트와 같은 유액을 기판에 코팅하는 슬릿코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slit coating method for coating a substrate with an emulsion such as a photoresist.
일반적으로 액정표시소자 또는 반도체 소자 제조공정에는 다수의 포토리소그래피공정이 적용되고, 포토리소그래피공정을 위하여 노광공정이 진행되는데, 상기 노광공정을 위해 감광물질인 포토레지스트와 같은 코팅액이 사용된다. In general, a plurality of photolithography processes are applied to a liquid crystal display device or a semiconductor device manufacturing process, and an exposure process is performed for a photolithography process. A coating liquid such as a photoresist, which is a photosensitive material, is used for the exposure process.
상기 노광공정은 기판 또는 웨이퍼에 코팅액을 도포하고 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 노광하는 순서로 진행된다. 그러므로, 상기 노광공정에서 코팅액을 기판에 도포하는 장치가 필요하다.The exposure process is performed in the order of applying a coating liquid to a substrate or a wafer and exposing the wafer or mask using a mask having a predetermined pattern formed thereon. Therefore, a device for applying a coating liquid to the substrate in the above exposure step is needed.
포토레지스트와 같은 코팅액을 기판에 도포하는 장치로는, 원심력을 이용한 스핀 코터와 분사노즐을 이용한 슬릿 코터가 있다. As a device for applying a coating liquid such as a photoresist to a substrate, there is a slit coater using a spin coater using centrifugal force and a spray nozzle.
스핀코터는 고속회전하는 기판 또는 웨이퍼 상에 코팅액을 떨어뜨려 도포하는 방식으로 버려지는 코팅액의 양이 많고 대면적 기판의 도포에는 부적합하다. The spin coater has a large amount of coating liquid which is discharged in a manner that the coating liquid is dropped on the substrate or wafer rotating at a high speed, and is not suitable for application of a large area substrate.
반면, 슬릿 코터는 코팅액을 기판 상에 직접 분사하는 방식으로 소정 량의 코팅액을 슬릿 노즐을 통해 분사시킴으로써, 대화면 액정표시장치용 기판과 같은 대형 기판의 도포에 적합하다.On the other hand, the slit coater is suitable for application of a large substrate such as a substrate for a large-screen liquid crystal display device, by spraying a predetermined amount of a coating liquid through a slit nozzle in such a manner that the coating liquid is sprayed directly onto the substrate.
따라서, 대형 기판의 경우 슬릿 코터를 이용한 코팅액 도포가 일반적으로 행해지고 있다. Therefore, in the case of a large substrate, application of a coating liquid using a slit coater is generally performed.
상기 슬릿 코터는 일반적으로 피처리 대상인 기판이 로딩되는 스테이지와, 스테이지 상에 로딩된 기판에 코팅액을 도포하는 슬릿노즐을 포함한다.The slit coater generally includes a stage on which a substrate to be processed is loaded, and a slit nozzle for applying a coating liquid to the substrate loaded on the stage.
이중에서 슬릿노즐은 기판의 너비와 대응하는 길이의 슬릿을 그 저단부에 갖는다. 이와 같은 슬릿 노즐은 스테이지 일측에서 대기하다가 코팅액 도포시 기판측으로 이동하면서 상기 슬릿을 통해 코팅액을 분사하여 기판 표면에 코팅액을 도포하고, 코팅액 도포작업이 완료되면 원위치로 복귀하여 대기모드를 취한다.Wherein the slit nozzle has a slit at a lower end thereof with a length corresponding to the width of the substrate. Such a slit nozzle stays on one side of the stage, moves to the substrate side when the coating liquid is applied, applies the coating liquid to the substrate surface by spraying the coating liquid through the slit, and returns to the original position when the coating liquid application operation is completed.
도 1의 (a)내지 (c)는 종래기술의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 개략도 및 그래프이고, 도 2는 종래기술의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 블록도이다.1 (a) to 1 (c) are schematic diagrams and graphs for explaining a slit coating process of the prior art, and FIG. 2 is a block diagram for explaining a slit coating process of the related art.
동 도면에서 보는 바와 같은 종래의 슬릿 코팅 방법에 의하면, 코팅 영역을 기준으로 할 때, 슬릿노즐(10)의 이동속도는 1회의 코팅 과정에서 가속, 정속, 감속의 과정을 거쳐 제어된다.According to the conventional slit coating method as shown in the drawing, the moving speed of the
또한, 상기 슬릿노즐(10)의 Z축(높이) 방향의 위치는 비드(bead) 갭(약 50㎛) 정도의 높이에서 상승을 시작하여 일정한 코팅 두께를 유지한 후 기판의 종단 부분에서 하강을 시작하여 1회의 코팅 공정을 종료하게 된다.In addition, the position of the
이때, 종단 영역의 코팅 두께를 관리하기 위하여, 코팅 영역의 종단 부분에 다다르게 되면 슬릿노즐(10)의 이동속도를 감속하는 동시에 이에 대응하여 코팅 액(30)의 토출량을 감소시키게 되고, 이에 의하여 기판(20)의 종단부의 코팅 두께를 일정하게 유지시키게 된다.At this time, in order to control the coating thickness of the end area, the moving speed of the
그러나, 상기한 종래기술의 슬릿코팅방법은 슬릿노즐(10)의 이동속도와 코팅액(30)의 토출량을 동시에 제어하는데 많은 어려움이 있고, 슬릿노즐(110)의 이동속도를 감속함과 아울러 하강 후, 상승하여 코팅대기상태로 복귀함에 따라 택 타임(Tact Time)이 늘어남으로써, 생산효율이 저하되는 문제가 있었다.However, the above-described slit coating method has a great difficulty in simultaneously controlling the moving speed of the
본 발명의 목적은 기판상에 포토레지스트와 같은 유액을 기판에 코팅할 때, 코팅 영역의 종단 부분에서의 슬릿노즐의 감속없이 1회의 코팅 작업을 완료하는 슬릿코팅방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a slit coating method for completing a single coating operation without deceleration of a slit nozzle at an end portion of a coating area when coating a substrate with an emulsion such as a photoresist on a substrate.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 슬릿노즐을 이용해 포토레지스트와 같은 유액을 기판에 코팅하는 슬릿코팅방법에 있어서, 슬릿노즐이 코팅영역 종단부까지 감속과정없이 정속주행되어 코팅작업을 수행하고, 대기상태로 복귀하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a slit coating method for coating a liquid such as a photoresist on a substrate using a slit nozzle, wherein the slit nozzle travels at a constant speed without decelerating to a coating area end, , And returns to the standby state.
그리고, 본 발명은, 슬릿노즐을 이용해 포토레지스트와 같은 유액을 기판에 코팅하는 슬릿코팅방법에 있어서, 슬릿노즐이 코팅 영역의 최선단에 비드를 접촉시킨 후 코팅높이까지 점차 상승하는 동안 가속주행이 이루어지는 단계; 슬릿노즐이 코팅높이까지 상승한 후 코팅영역 종단부까지 정속주행이 이루어지는 단계; 상기 코팅영역 종단부 전방에서 공급펌프의 작동이 미리 정지되는 동시에 슬릿노즐이 일정높이 상승하여 코팅이 마무리되는 단계; 및 상기 일정높이 상승한 슬릿노즐이 코팅대기상태로 복귀하는 단계를 포함한다.The present invention is a slit coating method for coating a substrate such as a photoresist with a slit nozzle by using a slit nozzle, wherein the slit nozzle contacts the bead at the best end of the coating area, ; A step of moving the slit nozzle up to the coating height to a constant velocity running to a coating area end; The operation of the supply pump is stopped in advance of the end of the coating area and the slit nozzle is elevated to a predetermined height to complete the coating; And returning the slit nozzle having the predetermined height to the coating standby state.
또한, 상기 코팅영역 종단부 150㎜ 전방에서 공급펌프의 작동을 정지시키는 동시에 슬릿노즐이 일정높이 상승되어 코팅영역 종단부에서 코팅액 토출이 완전히 멈추도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operation of the supply pump is stopped 150 mm ahead of the end of the coating area, and at the same time, the slit nozzle is elevated to a certain height so that the discharge of the coating liquid is completely stopped at the end of the coating area.
여기서, 상기 기판의 측면 스테이지 상에 슬릿노즐의 승강지점을 감지하기 위한 감지스위치를 설치하는 것을 특징으로 한다.Here, a sensing switch for detecting a rising / falling point of the slit nozzle is provided on the side stage of the substrate.
상기와 같은 본 발명은 슬릿 코팅 방법에 있어서, 코팅 영역의 종단 부분에서의 겐트리의 감속이 없기 때문에 택 타임(Tact Time) 관리에 유리할 뿐만 아니라, 기판의 종단부의 코팅 두께의 관리가 용이하다는 효과를 가진다.In the slit coating method as described above, since the gantry does not decelerate at the end portion of the coating region, it is advantageous for tact time management and the coating thickness of the end portion of the substrate is easily managed .
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3의 (a)내지 (c)는 본 발명의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 개략도 및 그래프이다.3 (a) to 3 (c) are schematic views and graphs for explaining the slit coating process of the present invention.
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 슬릿코팅을 위한 슬릿코터는 슬릿노즐(110)을 통해 코팅액을 기판(120) 상에 직접 분사시킴으로써 대화면 액정표시장치용 기판을 형성한다.As shown in the drawing, the slit coater for slit coating according to the present invention forms a substrate for a large-screen liquid crystal display by directly spraying a coating solution onto a
상기한 슬릿코터는 도 3에서와 같이 일반적으로 피처리 대상인 기판(120)이 로딩되는 스테이지(미도시)와, 스테이지 상에 로딩된 기판(120)에 코팅액(130)을 도포하는 슬릿노즐(110)을 포함한다.3, the slit coater includes a stage (not shown) in which a
이중에서 슬릿노즐(110)은 기판(120)의 너비와 대응하는 길이의 슬릿을 그 저단부에 형성하고, 스테이지 상부를 주행하도록 된 갠트리(미도시)에 상하 높낮이 조절이 가능한 상태로 탑재된다.The
이와 같은 슬릿노즐(110)은 스테이지(미도시) 일측에서 대기하다가 코팅액 도포시 기판(120)측으로 이동하면서 슬릿을 통해 코팅액(130)을 분사하여 기판(120) 표면에 코팅액을 도포시켜 균일한 두께의 코팅막을 형성하고, 코팅액 도포작업이 완료되면 원위치로 복귀하여 대기모드를 취하게 된다.The
상기와 같은 1회의 코팅공정을 수행하기 위한 본 발명은 코팅영역 내에서의 슬릿노즐(110)의 이송속도를 가속주행단계 및 정속주행단계로 제어한다.The present invention for performing the coating process as described above controls the conveying speed of the
또한, 코팅영역 내에서의 슬릿노즐(110)의 Z축(높이) 방향의 위치를 비드 갭(약 50㎛) 정도의 높이에서 상승을 시작하여 일정한 코팅 두께를 유지한 후 기판(120)의 종단부 전방에서 코팅액(130)의 토출펌프(미도시)를 정지시킴과 동시에 일정높이 상승되어 코팅공정을 마무리하도록 한다.Further, the position of the
이때, 토출펌프(미도시)를 정지시키는 위치는, 코팅영역의 종단부 전방 200~50㎜ 위치가 바람직하다.At this time, the position for stopping the discharge pump (not shown) is preferably 200 to 50 mm in front of the end of the coating area.
이와 같은 위치 선정은, 토출펌프를 정지한 후 코팅액(130)이 토출지연되는 시간과 슬릿노즐(110)의 주행속도를 고려해서 결정한다.The position of the
도 4는 본 발명의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 블록도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명은 우선, 슬릿노즐(110)이 코팅 영역의 최선단에 비드(bead)를 접촉시킨 후 코팅높이까지 점차 상승하는 동안 가속주행이 이루어지도록 한다.FIG. 4 is a block diagram for explaining the slit coating process of the present invention. As shown in FIG. 4, the
여기서, 비드(bead)라 함은 슬릿노즐(110)의 슬릿(토출구)을 따라 일정량의 코팅액이 방울형태로 맺혀진 상태를 일컫는다. 이러한, 비드는 본 코팅작업 전에 기판(120)과 코팅액(130) 사이를 사전 접촉시킴으로써, 본 코팅작업시 균일한 코팅면을 얻을 수 있도록 한다.Here, the bead refers to a state in which a certain amount of coating liquid is formed in a droplet shape along the slit (discharge port) of the
또한, 상기 비드 접촉 후, 가속주행거리는 최대한 짧게 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이와 같은 가속주행거리의 코팅영역은 두께가 불균일한 문제로 인해 사용되지 못하고 버려지게 된다.In addition, it is preferable that the accelerated travel distance after the bead contact is as short as possible. However, the coating area of the accelerated travel distance is discarded because it is uneven in thickness.
상기 슬릿노즐(110)이 코팅높이까지 상승한 후부터는 코팅영역 종단부까지 정속주행이 이루어지도록 한다.After the
이때, 정속주행속도는 코팅두께에 영향을 미치게 되는데, 주행속도가 빠를수록 코팅 두께가 얇아지고, 주행속도가 느릴수록 코팅두께가 두꺼워진다.At this time, the cruising speed affects the coating thickness. The faster the running speed, the thinner the coating thickness, and the slower the running speed, the thicker the coating becomes.
다음, 상기 정속주행하는 슬릿코터가 코팅영역의 종단부 전방 50~200mm에 이르게 되면 공급펌프의 작동이 미리 정지되도록 하는 동시에 슬릿노즐(110)이 일정높이 상승되도록 하여 코팅작업을 마무리한다.Next, when the slit coater running at constant speed reaches 50 to 200 mm in front of the end portion of the coating area, the operation of the supply pump is stopped beforehand, and the
이때, 상기 공급펌프의 작동이 정지되더라도 일정시간 동안 코팅액이 지연토출되며, 슬릿노즐(110) 상승시 코팅액(130)의 끝단이 슬릿노즐(110)에 딸려서 상측으로 치켜져 올라간 상태로 토출이 완전 차단되는데, 치켜진 끝단은 이내 자중에 의해 가라앉아 자연스러운 마무리가 이루어진다.At this time, even if the operation of the supply pump is stopped, the coating liquid is delayed and discharged for a predetermined time. When the
여기서, 상기 기판(120)의 측면 스테이지 상에는 슬릿노즐(110)의 승강지점을 감지하기 위한 감지스위치가 설치될 수 있다.Here, a sensing switch may be provided on the side stage of the
상기 일정높이 상승한 상태로 코팅공정을 끝낸 슬릿노즐(110)은 코팅대기 상 태로 복귀시키도록 한다.The
상기 코팅대기 상태로 복귀한 슬릿노즐(110)은 노즐선단이 청소되도록 함과 동시에 비드를 형성하는데, 이를 위해 노즐단면과 동일한 형상으로 제작된 V홈블록(미도시)을 노즐의 저면에 접촉시켜 슬릿방향을 따라 왕복 주행시키게 된다.The
상기와 같이 슬릿노즐(110)의 다음 코팅공정을 준비하는 동안 코팅된 기판(120)은 다음 단계의 건조공정으로 이송되고, 새로운 기판(120)이 스테이지 상에 공급되도록 한다.As described above, the coated
도 1의 (a)내지 (c)는 종래기술의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 개략도 및 그래프.1 (a) to 1 (c) are a schematic view and a graph for explaining a slit coating process of the prior art.
도 2는 종래기술의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 블록도.2 is a block diagram illustrating a slit coating process of the prior art;
도 3의 (a)내지 (c)는 본 발명의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 개략도 및 그래프.3 (a) to 3 (c) are schematic diagrams and graphs for explaining the slit coating process of the present invention.
도 4는 본 발명의 슬릿코팅공정을 설명하기 위한 블록도.4 is a block diagram for explaining the slit coating process of the present invention.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
110: 슬릿노즐110: Slit nozzle
120: 기판120: substrate
130: 도포액130: coating liquid
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