KR102190687B1

KR102190687B1 - 슬릿코터 시스템

Info

Publication number: KR102190687B1
Application number: KR1020140174707A
Authority: KR
Inventors: 공선배; 양준영; 조강일
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사; 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2020-12-15
Also published as: KR20160069543A

Abstract

본 발명은 슬릿코터 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파를 이용하여 기판을 부상시키는 슬릿코터 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 코팅영역의 스테이지 배면으로 초음파를 발생시키는 진동자를 다수개 구비하고, 진동자에 의해 기판이 스테이지로부터 부상되도록 한 후, 기판 상으로 약액이 코팅되도록 하는 것이다.
이를 통해, 기판 상으로 보다 균일하게 약액을 코팅시킬 수 있다.
또한, 기판을 스테이지로부터 부상시키는 부상 원리가 매우 간단하여, 공정설비 비용을 절감할 수 있으며, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있다.
또한, 스테이지의 하부에 위치하는 레벨러를 스테이지의 상부에서 레벨링 할 수 있어, 매우 손쉽게 스테이지의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있다.
따라서, 스테이지 하부에서 레벨러의 레벨링을 진행하던 기존에 비해 공정의 효율성이 매우 향상되며, 레벨러에 의한 장비유지관리가 매우 손쉬워 장비유지관리에 따른 공정비용을 절감할 수 있다.

Description

슬릿코터 시스템{slit coaster system}

본 발명은 슬릿코터 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파를 이용하여 기판을 부상시키는 슬릿코터 시스템에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다.

이 같은 평판형 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판형 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이러한 평판형 표시장치는 고화질, 초박형, 경량화 및 대면적화에 유리한 장점을 가지며, 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.

한편, 일반적인 평판표시장치는 박막증착(thin film deposition), 포토리소그라피(photo-lithography), 식각(etching) 등의 과정을 수 차례 반복해서 각 기판에 어레이층 등을 구현하게 된다.

이러한 평판표시장치의 제조공정 중 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅 공정이 수반되는데, 일예로, 포토리소그라피 공정을 진행하는 과정에서 기판(101) 상에 포토레지스트(=약액)를 도포하거나, 박막증착 공정을 진행하는 과정에서 유기막(=보호막, 절연막 등)을 형성하는 과정에서 기판 상에 유기물질(=약액)을 도포하게 된다.

이러한 코팅 공정은 기판 상에 약액을 떨어뜨린 후 기판을 회전시켜 약액이 코팅되도록 하는 스핀코팅(spin coating)방법과 슬릿형태의 노즐을 통해 약액을 기판에 토출하면서 일방향으로 스캔하여 도포하는 슬릿코팅(slit coating)방법이 있다.

스핀코팅방법은 약액을 기판 상에 균일한 두께로 코팅할 수 있는 장점이 있으나, 최근 대면적화 평판표시장치에 의해 기판이 크고 무거워짐에 따라 회전시키기가 어려워 최근에는 슬릿코팅방법이 더욱 사용되고 있는 추세이다.

슬릿코팅은 기판의 폭에 대응하는 길이를 갖는 슬릿 형태의 슬릿노즐을 구비한 슬릿코터 시스템이 널리 사용되는데, 슬릿코터 시스템은 스테이지 상에 놓여진 기판 상부로 슬릿코터가 슬라이딩 이동하면서 기판 상으로 약액을 슬릿코팅 방식으로 도포하는 것이다.

이때, 스테이지 상에 놓여진 기판은 통상적으로 롤러타입의 기판 이송방법을 통해 이동하게 되는데, 롤러타입 기판 이송방법은 기판이 롤러에 직접 접촉된 상태에서 이루어지므로 기판에 스크래치가 발생하는 등 기판이 손상될 수 있고 접촉시 발생하는 파티클로 인하여 클린환경을 이루기 힘들게 된다.

특히, 최근 평판표시장치가 대형화되어 기판도 대형화되는 추세에 있는데, 롤러타입 기판 이송방법은 대형화된 기판의 처짐을 야기하게 되고, 이를 통해 기판 상에 약액이 고르게 도포되지 않는 문제점을 야기하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스크래치 등의 기판 손상이 발생되지 않으며, 기판의 처짐이 발생되지 않는 기판 이송장치를 포함하는 슬릿코터 시스템을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 기판의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있는 슬릿코터 시스템을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 로딩영역, 코팅영역, 언로딩영역이 순차적으로 정의되며, 기판이 위치하는 스테이지와 상기 코팅영역의 상기 스테이지의 배면으로 구비되며, 초음파를 발생시키는 다수개의 진동자와 상기 스테이지의 상부에 배치되어, 상기 기판 상에 약액을 도포하는 슬릿노즐(slit nozzle)과 상기 스테이지의 배면에 위치하며, 상기 스테이지의 평탄도를 조절하기 위한 다수개의 레벨러와 상기 다수개의 레벨러 각각에 장착되는 진동감쇠기를 포함하며, 상기 코팅영역에서 상기 기판은 상기 진동자에 의해 상기 스테이지로부터 부상(浮上)하는 슬릿코터 시스템을 제공한다.

이때, 상기 스테이지 상에는 상기 레벨러의 레벨링을 위한 스테이지홀이 구비되며, 상기 다수개의 레벨러는 각각 베이스부와, 레벨링프레임을 포함하며, 베이스부와 레벨링프레임부 사이에는 스프링이 위치하여, 상기 레벨링프레임의 상하 수직운동에 따라 상기 레벨러는 레벨링되며, 상기 베이스부는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 수직하게 돌출 구비되며, 나사홈이 구비된 베이스하우징을 포함하며, 상기 레벨링프레임은 내부에 상기 나사홈으로 나사결합되는 차동나사가 구비되며, 외면으로는 제 1 걸림턱이 돌출구비되는 하부조절프레임과, 내부에 상기 차동나사의 헤드를 노출하는 공구삽입홈이 구비되며, 상기 스테이지홀로 끼움 삽입되어 상기 공구삽입홈을 상기 스테이지의 상부로 노출하는 끼움부를 포함하는 상부조절프레임을 포함하며, 상기 차동나사의 회전에 의해 상기 레벨링프레임이 상하 수직운동한다.

그리고, 상기 스프링은 상기 베이스플레이트와 상기 제 1 걸림턱 사이의 상기 베이스하우징의 외면을 감싸며 구비되며, 상기 차동나사는 상기 스테이지의 상부로부터 상기 공구삽입홈으로 삽입되는 공구를 통해 회전한다.

이때, 상기 끼움부에는 상기 스테이지의 배면 일부를 지지하는 제 2 걸림턱이 구비되며, 상기 코팅영역의 상기 스테이지 상에는 음압홀이 구비되며, 상기 스테이지의 배면으로는 흡입장치, 배기장치, 팬(fan), 링블로우(ring blow) 중 선택된 하나가 구비된다.

또한, 상기 스테이지의 양측으로는 상기 기판의 양측 가장자리를 지지하는 제 1 및 제 2 플레이트를 포함하는 제 1 및 제 2 슬라이더가 구비되며, 상기 기판은 상기 제 1 및 제 2 슬라이더를 통해 상기 로딩영역으로부터 상기 언로딩영역까지 스캔 이동하며, 상기 제 1 및 제 2 플레이트 상에는 진공 흡착패드가 구비된다.

또한, 상기 로딩영역 및 상기 언로딩영역의 상기 스테이지 상에는 리프트핀홀이 구비되며, 상기 로딩영역 및 상기 언로딩영역의 상기 스테이지의 하부로는 상기 리프트핀홀에 관통 삽입된 리프트핀이 구비되며, 상기 슬릿노즐로 약액을 공급하는 시린지펌프와, 상기 시린지펌프에 저장된 상기 약액을 상기 슬릿노즐로 전달하는 약액공급로를 포함한다.

이때, 상기 스테이지로부터 부상하는 상기 기판의 부상높이를 측정하는 센서와, 상기 슬릿노즐과 상기 기판 사이의 간격을 측정하는 센서 그리고 상기 슬릿노즐과 상기 스테이지 사이의 간격을 측정하는 센서를 포함한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 슬릿코터 시스템의 코팅영역의 스테이지 배면으로 초음파를 발생시키는 진동자를 다수개 구비하고, 진동자에 의해 기판이 스테이지로부터 부상되도록 한 후, 기판 상으로 약액이 코팅되도록 함으로써, 이를 통해, 기판 상으로 보다 균일하게 약액을 코팅시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 기판을 스테이지로부터 부상시키는 부상 원리가 매우 간단하여, 공정설비 비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스테이지의 하부에 위치하는 레벨러를 스테이지의 상부에서 레벨링 할 수 있어, 매우 손쉽게 스테이지의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 스테이지 하부에서 레벨러의 레벨링을 진행하던 기존에 비해 공정의 효율성이 매우 향상되는 효과가 있며, 레벨러에 의한 장비유지관리가 매우 손쉬워 장비유지관리에 따른 공정비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템을 도시한 사시도.
도 1b는 도 1a의 스테이지를 도시한 사시도.
도 2는 코팅영역에서 기판이 스테이지로부터 부상되는 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템의 레벨러를 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템을 도시한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 스테이지를 도시한 사시도이다.

그리고 도 2는 코팅영역에서 기판이 스테이지로부터 부상되는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 슬릿코터 시스템(100)은 크게 베이스프레임(110)과, 스테이지(120) 그리고 기판(101) 상에 약액(미도시)을 토출하는 슬릿유닛(130)을 포함한다.

이러한 슬릿코터 시스템(100)의 주요 구성부분을 좀더 자세히 살펴보면, 먼저 베이스프레임(110)은 슬릿코터 시스템(100)의 모든 장비를 지지하는 구성으로, 슬릿코터 시스템(100)의 바닥과 측면을 이루게 된다.

베이스프레임(110)은 내부에 슬릿코터 시스템(100)에 구비된 각종 기계장치를 수납하고 있다.

그리고, 베이스프레임(110) 상에는 스테이지(120)가 위치하는데, 스테이지(120)는 기판(101)이 놓이는 곳으로 크게 3영역으로 나뉘어 정의될 수 있다.

기판(101)이 카세트(미도시)와 같은 수납공간에 의해 수납된 상태로 기판이송로봇(미도시)에 의해 제공되는 로딩영역(121)과, 기판(101) 상에 약액(미도시)을 코팅하는 코팅영역(123) 그리고 공정이 완료된 기판(101)을 카세트(미도시)와 같은 수납공간으로 기판이송로봇(미도시)에 의해 제공하는 언로딩영역(125)으로 나뉘어 정의된다.

여기서, 로딩영역(121)과 언로딩영역(125)의 스테이지(120) 상에는 다수의 리프트핀홀(127)이 규칙적으로 투공되어 있으며, 리프트핀홀(127)에는 리프트핀(미도시)이 각각 관통 삽입되어 있다.

복수의 리프트핀(미도시)은 기판(101)을 로딩영역(121)의 스테이지(120) 상에 안착시킬 시, 최대 상승위치에서 외부의 기판이송로봇(미도시)으로부터 기판(101)을 전달받은 후 하강하여 로딩영역(121)의 스테이지(120) 상에 기판(101)을 내려놓는 동작을 반복하게 된다.

그리고, 언로딩영역(125)의 스테이지(120) 상에서 기판(101)을 인출할 시에는, 복수의 리프트핀(미도시)이 최대 하강위치에서 상승하여 기판(101)을 언로딩영역(125)의 스테이지(120) 상에서 들어올림으로써 외부의 기판이송로봇(미도시)이 이를 추출할 수 있도록 한다.

코팅영역(123)의 스테이지(120)의 배면으로는 다수개의 진동자(210)가 일정간격 이격되어 구비되어 있다.

그리고, 이러한 스테이지(120)의 배면으로는 스테이지(120)의 평탄도를 조절하기 위한 다수개의 레벨러(leveller : 220)가 장착되어 있으며, 각 레벨러(220)에는 진동감쇠기(damper : 230)가 장착되어 구비된다.

이를 통해, 기판(101)은 코팅영역(123)의 스테이지(120) 상에서 부상(浮上)하게 된다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

베이스프레임(110)의 길이방향의 서로 마주보는 양측 즉, 스테이지(120)를 사이에 두고 리니어유닛이 구비되는데, 리니어유닛은 베이스프레임(110)의 길이방향을 따라 양측으로 각각 구비되는 제 1 및 제 2 리니어(112a, 112b)와, 제 1 및 제 2 리니어(112a, 112b) 상에 지지되는 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)를 포함한다.

제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)는 제 1 및 제 2 리니어(112a, 112b)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하게 되는데, 이때 스테이지(120) 상에 위치하는 기판(101)은 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b) 상에 기판(101)의 양 가장자리가 지지된 체로, 일정한 속도로 로딩영역(121)으로부터 코팅영역(123)을 거쳐 언로딩영역(123)으로 스캔(scan) 이동하게 된다.

여기서, 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)에는 각각 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b)가 구비되는데, 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b)에는 각각 스테이지(120) 상에 위치하는 기판(101)이 이탈하여 추락하지 않도록 고정하기 위한 다수의 진공 흡착패드(미도시)가 구비되어 있다.

제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b) 상에 구비되어 있는 다수의 진공 흡착패드(미도시)는 스테이지(120) 상에 안착되는 기판(101)의 양측 가장자리를 진공 흡착하여 고정하게 된다.

따라서, 기판이송로봇(미도시)에 의하여 기판(101)이 스테이지(120) 상에 안착되면, 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b) 상에 구비된 진공 흡착패드(미도시)의 흡착력에 의하여 기판(101)의 양측 가장자리가 스테이지(120) 상에서 유동없이 고정되어, 기판(101)이 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)를 통해 슬라이딩 이동되는 과정에서 이탈되지 않게 된다.

이러한 스테이지(120)의 상부로는 코팅영역(123)에 대응하여 스테이지(120)와 일정간격 이격하여 슬릿유닛(130)이 위치하는데, 슬릿유닛(130)은 약액(미도시)을 저장하는 시린지펌프(131)와 시린지펌프(131)에 저장된 약액(미도시)을 제공받아 기판(101) 상에 도포하는 슬릿노즐(133)을 포함한다.

여기서, 슬릿유닛(130)에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 슬릿유닛(130)은 약액(미도시)을 저장 및 공급하는 시린지펌프(syringe pump : 131)와, 시린지펌프(131)에 저장된 약액(미도시)의 이동경로를 제공하는 약액공급로(미도시), 그리고 스테이지(120) 상에 놓여진 기판(101) 상부에서 기판(101)으로 약액(미도시)을 토출하는 슬릿노즐(133)로 구성된다.

여기서, 약액(미도시)은 기판(101)에 도포된 약액(미도시)에 대한 후속공정을 고려하여 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 예를 들면 약액(미도시)은 기판(101) 상에 미세 전자회로의 패터닝에 이용되는 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트이거나, 보호막과 절연막 등을 형성하기 위한 유기물질일 수 있다.

시린지펌프(131)는 약액(미도시)을 저장하는 시린지(미도시) 및 시린지(미도시)의 피스톤의 왕복운동을 제어하는 시린지구동부(미도시)를 포함하는데, 이러한 시린지펌프(131)는 시린지구동부(미도시)를 통한 피스톤의 왕복운동에 의한 시린지(미도시) 내부의 체적변화에 따라 약액(미도시)을 소정의 토출압으로 배출하여 슬릿노즐(133)을 통해 정량 공급하는 기능을 가진다.

그리고, 약액공급로(미도시)는 슬릿노즐(133)과 시린지(미도시)에 연결되어, 시린지(미도시) 내부에 저장된 약액(미도시)을 슬릿노즐(133)로 공급하는 역할을 하게 된다. 이러한 약액공급로(미도시)는 약액(미도시)의 흐름을 조절할 수 있는 연결관으로, 밸브시스템을 구비하는 튜브구조물을 포함한다.

슬릿노즐(133)은 길이방향의 양단으로 베이스프레임(110)에 장착된 프레임(135)에 의해 지지되어 스테이지(120)와 일정간격 이격하여 위치하게 되는데, 슬릿노즐(133)은 기판(101)에 대응되는 길이를 가지고 기판(101) 상부를 가로지르는 바(bar) 형상의 슬릿노즐(slit nozzle)로, 기판(101)과 대면하는 슬릿노즐(133)의 하단에는 미세한 슬릿형상의 토출구(미도시)가 구비되며, 토출구(미도시)를 통해 일정량의 약액(미도시)이 기판(101) 상에 토출되도록 한다.

이러한 슬릿노즐(133)은 프레임(135)을 통해 기판(101)의 일측에서 다른 일측으로 일정한 속도로 스캔(scan)이동하면서 기판(101)의 전면적에 걸쳐 약액(미도시)을 토출함으로써, 기판(101) 상에 약액(미도시)이 코팅된다.

즉, 슬릿노즐(133)은 도면상으로 정의한 스테이지의 X축 방향으로 이동가능하며, 또한 슬릿노즐(133)은 프레임(135)의 길이방향을 따라 도면상으로 정의한 Z축으로 승강 가능하여, 스테이지(120) 상에 위치하는 기판(101)과 슬릿노즐(133) 사이의 간격을 조절하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)을 이용한 슬릿코팅방법에 대해 살펴보면, 카세트(미도시)와 같은 수납공간에 의해 수납된 기판(101)은 기판이송로봇(미도시)에 의해 스테이지(120)의 로딩영역(121) 상으로 이송된다.

기판(101)이 로딩영역(121) 상으로 이송되면, 로딩영역(121)의 스테이지(120)의 하부에 제공되는 리프트핀(미도시)이 상승하여 기판(101)을 지지한 후, 리프트핀(미도시)이 하강하면 기판(101)은 리니어유닛의 제 1 및 제 2 리니어(112a, 112b)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능한 한쌍의 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)에 제공되는 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b) 상에 양측 가장자리가 지지된다.

이때, 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b) 상에 구비된 진공 흡착패드(미도시)를 통해 기판(101)의 양측 가장자리는 진공 흡착되어 기판(101)은 스테이지(120) 상에서 유동없이 고정된다.

진공 흡착패드(미도시)를 통해 양측 가장자리가 진공 흡착된 기판(101)은 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)의 슬라이딩 이동을 통해 코팅영역(123)으로 이동되는데, 코팅영역(123)으로 이동된 기판(101)은 코팅영역(123)의 스테이지(120)의 배면에 구비된 진동자(210)에 의해 발생되는 초음파에 의해 스테이지(120) 상부로 부상하게 된다.

기판(101)이 스테이지(120) 상부로 부상하게 되면, 슬릿유닛(130)의 슬릿노즐(133)이 프레임(135)을 통해 기판(101)의 일측에서 다른 일측으로 일정한 속도로 스캔(scan)이동하면서 기판(101)의 전면적에 걸쳐 약액(미도시)을 토출함으로써, 기판(101) 상에 약액(미도시)을 코팅하게 된다.

약액(미도시)이 코팅된 기판(101)은 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)의 슬라이딩 이동을 통해 언로딩영역(125)으로 이동되고, 언로딩영역(125)으로 이동된 기판(101)은 제 1 및 제 2 슬라이더(113a, 113b)의 제 1 및 제 2 플레이트(115a, 115b) 상에 구비된 진공 흡착패드(미도시)로부터 제공되는 진공 흡착이 해제된다.

이후, 언로딩영역(125)의 스테이지(120) 하부에 제공되는 리프트핀(미도시)이 상승하여 기판(101)을 지지한 후, 기판이송로봇(미도시)에 의해 카세트(미도시)와 같은 수납공간에 의해 수납되어 다음 공정 위치로 이송된다.

이로써, 본 발명의 슬릿코터 시스템(100)을 통한 슬릿코팅방법이 완료된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)은 코팅영역(123)에서 진동자(210)에 의해 기판(101)을 스테이지(120)로부터 부상시킴으로써, 롤러타입 기판 이송방법에 비해 기판(101)의 처짐을 방지하여 기판(101) 상으로 보다 균일하게 약액(미도시)을 코팅시킬 수 있다.

또한, 기판(101) 상에 롤러에 의한 스크래치가 발생하는 등의 기판(101)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기판(101)과 롤러의 접촉시 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 클린환경을 이룰 수 있다.

또한, 에어부상 기판 이송방법에 비해 공정설비 비용을 절감할 수 있으며, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 에어부상 기판 이송방법은 코팅영역(123)의 스테이지(120) 상에 에어흡입구와 에어분출구가 구비되어, 기판(101)의 배면으로 에어를 분출함과 동시에 에어를 흡입하도록 함으로써 에어분출량과 흡입량을 적절하게 제어하여 기판(101)을 스테이지(120)로부터 부상시키게 된다.

이러한 에어부상 기판 이송방법은 에어의 유량과 온도를 제어하기 위해 항온과 항습을 위한 공조기를 필요로 하며, 스테이지(120) 상부로부터 부상된 기판(101)의 배면으로 에어에 의한 와류를 형성하기 위한 매니폴드(manifold)가 필수적으로 구비되어야 한다.

또한, 에어의 흡착 및 분출로 인한 기판(101) 부상은 코팅영역(123)과 로딩영역(121) 및 언로딩영역(125)과의 기판(101)의 높이차를 야기하게 되어, 로딩영역(121)과 코팅영역(123) 사이와 코팅영역(123)과 언로딩영역(125) 사이로 별도의 버퍼영역을 더욱 형성해야 하는 번거로움이 있다.

따라서, 기존의 에어부상 기판 이송방법은 공정설비 비용이 높으며, 또한 공조기 또는 매니폴드 그리고 버퍼영역 등의 관리로 인한 장비 유지비용 또한 높은 현실이다.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)에 의한 슬릿코팅방법은 코팅영역(123)에서 스테이지(120)의 배면으로 구비된 진동자(210)를 통해 매우 간단하게 기판(101)을 부상시킴으로써, 별도의 에어의 유량과 온도를 제어하지 않아도 됨으로써, 공조기나 매니폴드 그리고 버퍼영역 등을 필요로 하지 않아 에어부상 기판 이송방법에 비해 공정설비 비용을 절감할 수 있다.

또한, 공조기 또는 매니폴드 그리고 버퍼영역 등의 관리로 인한 장비 유지비용 또한 필요로 하지 않아, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)에 의한 슬릿코팅방법에 있어서, 코팅영역(123)에서 기판(101)을 스테이지(120)의 배면에 구비된 진동자(210)를 통해 부상시키는 부상원리에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 스테이지(120)의 배면으로 구비된 다수개의 진동자(210)는 초음파를 발생시키는데, 진동자(210)에 의한 초음파에 의해 스테이지(120)는 진동하게 되고, 스테이지(120)가 진동함에 따라 스테이지(120) 상부로 위치하는 공기 또는 가스 등의 매질이 압축되면서 에어필름(240)을 형성하게 된다.

이렇듯, 공기나 가스가 압축된 에어필름(240) 상에 기판(101)이 안착되어 스테이지(120)로부터 기판(101)이 부상하게 되는 것이다.

이러한 에어필름(240)은 스테이지(120)의 전면에 걸쳐 균일하게 형성됨에 따라, 스테이지(120) 상으로 부상된 기판(101)은 처짐이 발생되지 않고 균일한 부상높이를 가지며 부상하게 된다.

이때, 코팅영역(123)의 스테이지(120) 상에는 다수의 음압홀(sound pressure hole : 129a)을 투공하고, 스테이지(120)의 배면으로 흡입장치(미도시) 또는 배기장치(미도시), 팬(fan : 미도시), 링블로우(ring blow : 미도시) 등을 구비하여, 음압홀(129a)을 통해 에어 또는 가스를 스테이지(120) 상부로 배기하거나 또는 스테이지(120) 하부로 흡입하여, 스테이지(120) 상부로 보다 정밀한 에어필름(240)을 형성할 수 있다.

따라서, 기판(101)의 부상 평탄도를 보다 정밀하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)은 스테이지(120)의 하부로 다수개의 레벨러(220)를 구비하는데, 다수개의 레벨러(220)는 스테이지(120)를 지지하면서 스테이지(120)의 평탄도를 조절하는 역할을 하게 된다.

스테이지(120)의 평탄도가 균일할수록 보다 정밀하게 기판(101)을 스테이지(120)로부터 부상되도록 할 수 있다.

또한, 슬릿코터 시스템(100)의 일측에는 스테이지(120)로부터 부상되는 기판(101)의 부상높이를 측정할 수 있는 센서(미도시)가 장착되어 있는데, 스테이지(120)로부터 부상되는 기판(101)의 부상높이가 낮거나 높을 경우 레벨러(220)를 조절하여 스테이지(120)로부터 부상되는 기판(101)의 부상높이를 조절할 수 있다.

특히, 각각의 레벨러(220)에는 진동감쇠기(230)가 장착되는데, 스테이지(120)의 배면에 구비된 진동자(210)가 진동하여 초음파를 발생시키는 과정에서, 스테이지(120)의 진동이 베이스프레임(110)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

이는, 스테이지(120)가 진동함에 따라 베이스프레임(110)까지 진동이 전달될 경우, 베이스프레임(110)에 장착된 프레임(135)에 지지되는 슬릿노즐(133)까지 진동이 전달될 수 있는데, 스테이지(120)의 진동이 슬릿노즐(133)까지 전달될 경우, 슬릿유닛(130)을 통해 기판(101) 상에 약액(미도시)을 코팅하는 과정에서 슬릿노즐(133)의 진동에 의해 기판(101) 상으로 약액(미도시)이 균일하게 토출되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 스테이지(120)의 배면을 지지하는 레벨러(220) 각각에 진동감쇠기(230)를 구비함으로써, 스테이지(120)의 진동이 베이스프레임(110)으로 전달되는 것을 방지하여, 스테이지(120)의 진동이 약액(미도시) 코팅에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)은 코팅영역(123)의 스테이지(120)의 배면으로 초음파를 발생시키는 진동자(210)를 다수개 구비하고, 진동자(210)에 의해 코팅영역(123)에서 기판(101)이 스테이지(120)로부터 부상되도록 한 후, 기판(101) 상으로 약액(미도시)이 코팅되도록 함으로써, 기판(101) 상으로 보다 균일하게 약액을 코팅시킬 수 있다.

또한, 기판(101)을 스테이지(120)로부터 부상시키는 부상 원리가 매우 간단하여, 공정설비 비용을 절감할 수 있으며, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)은 코팅영역(123)에서 진동자(210)에 의해 기판(101)을 스테이지(120)로부터 부상시킴으로써, 롤러타입 기판 이송방법에 비해 기판(101)의 처짐을 방지하여 기판(101) 상으로 보다 균일하게 약액(미도시)을 코팅시킬 수 있다.

또한, 기판(101) 상에 스크래치가 발생하는 등의 기판(101)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 클린환경을 이룰 수 있다.

한편, 도면상에 도시하지는 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)에는 슬릿노즐(133)과 기판(101) 사이의 간격을 측정할 수 있는 센서(미도시)가 장착되어 있으며, 슬릿노즐(133)과 스테이지(120) 사이의 간격을 측정할 수 있는 센서(미도시) 또한 장착되어 있다.

또한, 스테이지(120)의 후방 일단의 슬릿유닛(130)의 이동경로 하부에는 노즐트레이(nozzle tray : 미도시)와 프라이밍롤러(priming roller : 미도시)가 구비될 수 있는데, 노즐트레이(미도시)는 기판(101) 상에 슬릿노즐(133)로 약액(미도시)을 토출하기 전에 약액(미도시)의 예비토출 작업을 진행할 수 있도록 한다.

이는 기판(101)의 표면에 액약(미도시)을 도포하는 공정이 일정시간 이상 중단 될 경우 슬릿노즐(133)의 토출구(미도시) 측에 위치한 약액(미도시)이 굳는 현상이 발생하게 되는데, 이렇게 굳은 약액(미도시)이 기판(101) 상에 도포되는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, 프라이밍롤러(미도시)에는 슬릿노즐(133)의 토출구(미도시)가 근접하거나 접촉하도록 함으로써, 슬릿노즐(133)이 약액(미도시)을 약간 토출하여 슬릿노즐(133)의 토출구(미도시)에 비드를 형성하도록 한다. 이를 통해, 슬릿노즐(133)을 통해 기판(101) 상에 도포되는 약액(미도시)을 균일하게 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(100)은 스테이지(120)의 하부로 구비되는 레벨러(220)를 스테이지(120)의 상부에서 레벨링(leveling)을 진행할 수 있는데, 이를 통해 매우 손쉽게 기판(101)의 부상 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있다.

또한, 레벨러(220)에 의한 장비유지관리가 매우 손쉬워 장비유지관리에 따른 공정비용을 절감할 수 있다.

이에 대해 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템의 레벨러를 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 스테이지(120)의 하부에는 레벨러(220)가 구비되는데, 스테이지(120)에는 하부에 구비된 레벨러(220)가 끼움 삽입되는 스테이지홀(129b)이 구비되어 있다.

레벨러(220)는 크게 레벨러(220)를 지지하는 베이스부(221), 베이스부(221)와 연결되어 레벨러(220)의 높이를 조절하는 레벨링프레임(223)을 포함한다.

여기서, 베이스부(221)는 레벨러(220)를 바닥면으로부터 지지하는 역할을 하게 되는데, 베이스부(221)는 바닥면과 밀착되는 베이스플레이트(221a)와 베이스플레이트(221a)로부터 수직하게 돌출 형성되어 나사홈(221c)이 형성된 베이스하우징(221b)을 포함한다.

베이스하우징(221b) 상부로 레벨링프레임(223)이 위치하는데, 레벨링프레임(223)은 상부조절프레임(225)과 하부조절프레임(227)으로 나뉘어 정의될 수 있는데, 하부조절프레임(227)은 베이스하우징(221b)의 외면을 일부 감싸도록 형성되며, 베이스하우징(221b)의 내부에는 나사홈(221c)으로 나사결합되는 차동나사(differential screw : 227a)가 고정되어 있다.

그리고, 하부조절프레임(227)의 외면으로는 제 1 걸림턱(227b)이 돌출 형성되어 있으며, 이러한 하부조절프레임(227)의 제 1 걸림턱(227b)과 베이스부(221)의 베이스플레이트(221a) 사이로는 베이스하우징(221b)의 외면을 감싸는 스프링(229)이 구비된다.

상부조절프레임(225)은 하부조절프레임(227)의 외면 일부를 감싸도록 하부조절프레임(227)과 끼움 삽입되며, 내부에 차동나사(227a)의 헤드를 노출하는 공구삽입홈(225a)이 투공되어 형성되어 있다.

이러한 상부조절프레임(225)의 상단에는 스테이지(120)의 스테이지홀(129b)로 끼움 삽입되는 끼움부(225b)가 구비되는데, 내부에 구비된 공구삽입홈(225a)은 상기 끼움부(225b)까지 연장되어 상기 공급삽입홈(225a)을 상기 스테이지(120)의 상부로 노출되도록 한다. 그리고 상부조절프레임(225)의 외면으로 진동감쇠기(230)가 구비되어 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(도 1a의 100)의 레벨러(220)는 스테이지(120)에 구비된 스테이지홀(129b)을 통해 스테이지(120)의 하부에 위치하는 레벨러(220)를 레벨링 할 수 있어, 매우 손쉽게 스테이지(120)의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있다.

스테이지(120)의 평탄도를 정밀하게 관리함에 따라, 기판(도 2의 101)의 부상 평탄도 또한 정밀하게 관리할 수 있어, 기판(도 2의 101) 상에 보다 균일하게 약액(미도시)을 코팅할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 레벨러(미도시)의 레벨링하는 모습에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 스테이지(120)의 스테이지홀(129b)을 통해 노출된 레벨러(220)의 공구삽입홈(225a)으로 긴 봉 형상의 공구(미도시)를 이용하여 하부조절프레임(227)의 차동나사(227a)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 된다.

이때, 공구(미도시)는 차동나사(227a)의 헤드를 회전시킬 수 있도록, 차동나사(227a)의 헤드에 대응하는 것이 바람직한데, 일예로 차동나사(227a)의 헤드에 십자형상 또는 일자형상의 홈이 형성되어 있을 경우 공구(미도시)는 십자형상 또는 일자형상에 끼움 삽입될 수 있는 산이 형성된 십자 또는 일자드라이버일 수 있다.

또한, 차동나사(227a)의 헤드가 육각볼트로 이루어질 경우 공구(미도시)는 육각볼트를 회전시킬 수 있는 육각렌치로 이루어질 수 있다.

하부조절프레임(227)의 차동나사(227a)를 회전시킴에 따라, 하부조절프레임(227)과 상부조절프레임(225)의 레벨링프레임(223)이 상하로 수직운동하게 되는데, 이때 레벨링프레임(223)이 상하로 수직운동하는 과정에서 하부조절프레임(227)의 제 1 걸림턱(227b)이 베이스하우징(221b)의 외면을 감싸는 스프링(229)에 탄성력을 부여하거나 탄성력을 제거하게 된다.

즉, 레벨링프레임(223)이 베이스부(221)를 향해 하부로 수직운동하게 되면, 제 1 걸림턱(227b)에 의해 스프링(229)으로는 탄성력이 가해지면서 전체적인 레벨러(220)의 높이가 줄어들게 된다.

그리고 레벨링프레임(223)이 스테이지(120)를 향해 상부로 수직운동하게 되면, 제 1 걸림턱(227b)에 의해 탄성력이 부여되었던 스프링(229)의 탄성력이 제거되면서 전체적인 레벨러(220)의 높이가 늘어나게 된다.

이러한 조절을 통해 스테이지(120)의 하부에 위치하는 레벨러(220)를 레벨링 할 수 있어, 매우 손쉽게 스테이지(120)의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(도 1a의 100)의 레벨러(220)는 스테이지(120)의 상부에서 스테이지홀(129b)을 통해 레벨링 할 수 있어, 스테이지(120) 하부에서 레벨러(220)의 레벨링을 진행하던 기존에 비해 공정의 효율성이 매우 향상된다.

한편, 스테이지(120)의 스테이지홀(129b)로 끼움 삽입된 끼움부(225b)의 외면으로 스테이지(120)의 배면 일부를 지지하는 제 2 걸림턱(225c)을 구비함으로써, 레벨러(220)의 레벨링 조절 시 레벨러(220)가 스테이지(120)의 상부로 돌출되어, 스테이지(120) 상부로 위치하는 기판(도 2의 101)으로 영향을 미치치 않도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(도 1a의 100)은 코팅영역(도 1b의 123)의 스테이지(120)의 배면으로 초음파를 발생시키는 진동자(도 2의 210)를 다수개 구비하고, 진동자(도 2의 210)에 의해 코팅영역(도 1b의 123)에서 기판(도 2의 101)이 스테이지(120)로부터 부상되도록 한 후, 기판(도 2의 101) 상으로 약액(미도시)이 코팅되도록 함으로써, 기판(도 2의 101) 상으로 보다 균일하게 약액(미도시)을 코팅시킬 수 있다.

또한, 기판(도 2의 101)을 스테이지(120)로부터 부상시키는 부상 원리가 매우 간단하여, 공정설비 비용을 절감할 수 있으며, 장비 유지비용 또한 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 슬릿코터 시스템(도 1a의 100)은 코팅영역(도 1b의 123)에서 진동자(도 2의 210)에 의해 기판(도 2의 101)을 스테이지(120)로부터 부상시킴으로써, 롤러타입 기판 이송방법에 비해 기판(도 2의 101)의 처짐을 방지하여 기판(도 2의 101) 상으로 보다 균일하게 약액(미도시)을 코팅시킬 수 있다.

또한, 기판(도 2의 101) 상에 스크래치가 발생하는 등의 기판(도 2의 101)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 클린환경을 이룰 수 있다.

또한, 스테이지(120)의 하부에 위치하는 레벨러(220)를 스테이지(120)의 상부에서 레벨링 할 수 있어, 매우 손쉽게 스테이지(120)의 평탄도를 정밀하게 관리할 수 있다.

따라서, 스테이지(120) 하부에서 레벨러(220)의 레벨링을 진행하던 기존에 비해 공정의 효율성이 매우 향상되며, 또한, 레벨러(220)에 의한 장비유지관리가 매우 손쉬워 장비유지관리에 따른 공정비용을 절감할 수 있다.

또한, 스테이지(120)의 평탄도를 정밀하게 관리함에 따라, 기판(도 2의 101)의 부상 평탄도 또한 정밀하게 관리할 수 있어, 기판(도 2의 101) 상에 보다 균일하게 약액을 코팅할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

120 : 스테이지, 121 : 로딩영역, 123 : 코팅영역, 125 : 언로딩영역
127 : 리프트핀홀, 129a : 음압홀, 129b : 스테이지홀
220 : 레벨러, 230 : 진동감쇠기

Claims

로딩영역, 코팅영역, 언로딩영역이 순차적으로 정의되며, 기판이 위치하는 스테이지와;
상기 코팅영역의 상기 스테이지의 배면에 구비되며, 초음파를 발생시키는 다수개의 진동자와;
상기 스테이지의 상부에 배치되어, 상기 기판 상에 약액을 도포하는 슬릿노즐(slit nozzle)과;
상기 스테이지의 배면에 위치하며, 상기 스테이지의 평탄도를 조절하기 위한 다수개의 레벨러와;
상기 다수개의 레벨러 각각에 장착되는 진동감쇠기
를 포함하며, 상기 코팅영역에서 상기 기판은 상기 진동자에 의해 상기 스테이지로부터 부상(浮上)하는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지 상에는 상기 레벨러의 레벨링을 위한 스테이지홀이 구비되며,
상기 다수개의 레벨러는 각각 베이스부와, 레벨링프레임을 포함하며, 베이스부와 레벨링프레임부 사이에는 스프링이 위치하여, 상기 레벨링프레임의 상하 수직운동에 따라 상기 레벨러는 레벨링되는 슬릿코터 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 베이스부는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트로부터 수직하게 돌출 구비되며, 나사홈이 구비된 베이스하우징을 포함하며,
상기 레벨링프레임은 내부에 상기 나사홈으로 나사결합되는 차동나사가 구비되며, 외면으로는 제 1 걸림턱이 돌출구비되는 하부조절프레임과, 내부에 상기 차동나사의 헤드를 노출하는 공구삽입홈이 구비되며, 상기 스테이지홀로 끼움 삽입되어 상기 공구삽입홈을 상기 스테이지의 상부로 노출하는 끼움부를 포함하는 상부조절프레임을 포함하며,
상기 차동나사의 회전에 의해 상기 레벨링프레임이 상하 수직운동하는 슬릿코터 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 스프링은 상기 베이스플레이트와 상기 제 1 걸림턱 사이의 상기 베이스하우징의 외면을 감싸며 구비되는 슬릿코터 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 차동나사는 상기 스테이지의 상부로부터 상기 공구삽입홈으로 삽입되는 공구를 통해 회전하는 슬릿코터 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 끼움부에는 상기 스테이지의 배면 일부를 지지하는 제 2 걸림턱이 구비되는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 코팅영역의 상기 스테이지 상에는 음압홀이 구비되며, 상기 스테이지의 배면으로는 흡입장치, 배기장치, 팬(fan), 링블로우(ring blow) 중 선택된 하나가 구비되는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지의 양측으로는 상기 기판의 양측 가장자리를 지지하는 제 1 및 제 2 플레이트를 포함하는 제 1 및 제 2 슬라이더가 구비되며, 상기 기판은 상기 제 1 및 제 2 슬라이더를 통해 상기 로딩영역으로부터 상기 언로딩영역까지 스캔 이동하는 슬릿코터 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 플레이트 상에는 진공 흡착패드가 구비되는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 로딩영역 및 상기 언로딩영역의 상기 스테이지 상에는 리프트핀홀이 구비되며, 상기 로딩영역 및 상기 언로딩영역의 상기 스테이지의 하부로는 상기 리프트핀홀에 관통 삽입된 리프트핀이 구비되는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 슬릿노즐로 약액을 공급하는 시린지펌프와, 상기 시린지펌프에 저장된 상기 약액을 상기 슬릿노즐로 전달하는 약액공급로를 포함하는 슬릿코터 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지로부터 부상하는 상기 기판의 부상높이를 측정하는 센서와, 상기 슬릿노즐과 상기 기판 사이의 간격을 측정하는 센서 그리고 상기 슬릿노즐과 상기 스테이지 사이의 간격을 측정하는 센서를 포함하는 슬릿코터 시스템.