KR102544865B1 - 기판 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 가열 장치 및 이를 구비한 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 피처리 기판에 도포된 약액을 가열 건조시키는 기판 가열 장치는, 약액이 도포된 기판을 제1온도범위로 가열하여 기판에 도포된 약액을 건조시키는 제1가열부와, 제1가열부를 통과한 기판을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부와, 제1가열부와 제2가열부 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부를 포함하는 것에 의하여, 기판에 도포된 약액을 균일하게 열건조시켜 얼룩의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 가열 장치{SUBSTRATE HEATING APPARATUS}

본 발명은 기판 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 피처리 기판에 도포된 약액을 균일하게 열건조시켜 얼룩의 발생을 억제할 수 있는 기판 가열 장치에 관한 것이다.

LCD 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정은 TFT기판 등을 제조하기 위하여, 피처리 기판을 세정하고, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하고, 도포된 약액을 건조시키고, 약액을 건조시킨 후에 필요한 패턴으로 노광하는 등의 공정을 순차적으로 거치면서 이루어진다.

이와 같이 피처리 기판의 처리 공정은 도 1에 도시된 기판 처리 장치(1)에 의해 행해진다. 즉, 세정 유닛(U09)에서 처리 공정을 행할 피처리 기판(G)을 세정기(10)로 세정하면, 로봇 핸들러(R1)는 세정 유닛(U09)으로부터 피처리 기판(G)을 약액 도포 유닛(U01)의 거치대로 이동시킨다.

거치대에는 기판(G)을 임시적으로 거치시키는 다수의 거치 핀이 구비된다. 거치 핀에 거치된 피처리 기판(G)은 정렬 유닛(미도시)에 의해 정렬되어, 기판(G)이 기판 스테이지(21)에 위치 고정된 상태에서 이동하는 약액 노즐(25)에 의하여 표면에 약액이 도포되거나, 대한민국 등록특허공보 제10-1081886호에 개시된 바와 같이 기판(G)이 부상된 상태로 이동하면서 위치 고정된 약액 노즐에 의하여 표면에 약액(PR)이 도포된다.

그 다음, 로봇 핸들러(R2)는 그 다음 공정을 행하는 진공 감압 건조 유닛(U02)으로 피처리 기판(G)을 집어 이동시킨다. 본 출원인의 대한민국 등록특허공보 제10-1077834호에 개시된 '진공 감압 건조 방법 및 이에 사용되는 장치'에 개시된 바와 같이, 진공감압 건조장치는, 거치 핀(31)에 거치된 피처리 기판(G)을 정렬시킨 상태에서 외기와 차단시키는 밀폐 챔버(30) 내에서 감압하면서, 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 약액을 건조시킨다.

그 다음, 로봇 핸들러(R3)는 그 다음 공정을 행하는 핫 플레이트 건조기 또는 콜드 플레이트 건조기(40)가 설치된 건조 유닛(U03)으로 피처리 기판(G)을 집어 이동시킨다. 이에 따라, 플레이트 건조기(40)는 피처리 기판(G)에 대하여 이동(44)하면서, 복사열에 의하여 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 약액(PR)을 건조시킨다.

그 다음, 도면에 도시되지 않았지만, 또 다른 로봇 핸들러에 의하여 노광 유닛, 현상 유닛, 검사 유닛, 오븐 등을 거치면서 처리 공정이 순차적으로 진행된다.

그러나, 도 1에 도시된 종래의 기판 처리 장치(1)는 각각의 처리 유닛(U09, U01, U02)에서 처리 공정을 행하기 위하여 피처리 기판(G)을 이송하는 구성이 로봇 핸들러(R1, R2, R3)에 의해 이루어짐에 따라, 로봇 핸들러가 피처리 기판(G)을 파지하기 위하여 접근하여 부드럽게 파지하는 시간이 오래 소요되는 문제가 있다. 이 뿐만 아니라, 로봇 핸들러가 처리 유닛(U01, U02,...)별로 피처리 기판을 거치 핀 상에 이송한 다음에도 피처리 기판(G)의 자세나 위치를 정렬하는 데 오랜 시간이 소요되어, 각 처리 유닛(U09, U01, U02,..)에 피처리 기판(G)을 이송하고 각 처리 유닛에서 처리 공정을 시작하는 데에 오랜 시간이 소요되어 공정 효율이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(2)의 처리 유닛(U09, U01, U02,..)에 피처리 기판(G)을 이송하는 공정을 로봇 핸들러(R1, R2, R3)에 의하지 않고, 롤러(Cv)나 컨베이어를 이용하여 이송할 수도 있다. 그러나, 이 방법은 로봇 핸들러에 비하여 피처리 기판(G)을 파지하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있지만, 각 처리 유닛(U09, U01, U02,..)으로 피처리 기판(G)을 이송하는 정확도가 낮아져, 거치 핀 상에서 피처리 기판(G)을 정렬시키는 공정을 필수적으로 수반되므로, 피처리 기판(G)이 각 처리 유닛에서 처리 공정을 시작하는 데에 오랜 시간이 소요되어 공정 효율이 저하되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원일 이전에 공지되지는 않았지만 본 출원인에 의하여 특허출원된 특허출원 제10-2014-192299호에 따르면, 기판(G)을 부상 스테이지에 의하여 부상시킨 상태로 연속 이송하고 진공 감압 건조 유닛(U02)을 부상 스테이지 상에서 형성하는 구성이 제안되었다. 그러나, 이 구성은 부상 스테이지와 밀폐 챔버의 사이 틈새에 의하여 대기압보다 낮은 압력으로 유지시키는 데 한계가 있으므로, 진공 감압 건조 공정 중에 주변 공기의 유동이 발생되면서 피처리 기판의 표면에 도포된 약액의 건조가 불균일해져 얼룩이 발생되는 문제가 야기되었다. 이에 따라, 도 3에 도시된 형태로 진공 감압 건조 유닛(U02)에 피처리 기판을 이송하기나 진공 감압 건조 유닛(U02)으로부터 피처리 기판(G)을 이송하기 위해서는 로봇 아암과 리프트 핀이 필수적으로 수반되는 문제가 야기되었다.

따라서, 피처리 기판을 연속적으로 이송하여 공정 효율을 높이기 위해서는, 기판 처리 공정 중에 진공 감압 건조 유닛(U2)을 제외시키는 필요성이 절실히 요구되고 있다. 즉, 피처리 기판(G)을 처리하는 공정 효율을 보다 향상시키면서, 각 처리 유닛에서의 위치 정확성을 높여, 해당 처리 공정을 보다 정확하고 신뢰성있게 행할 수 있는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 피처리 기판이 여러 처리 유닛을 거치면서 행해지는 처리 공정의 효율을 보다 향상시키면서, 해당 처리 공정을 보다 정확하고 신뢰성 있게 진행할 수 있는 기판 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 피처리 기판에 도포된 약액을 가열 건조시키는 과정에서, 열전달 편차를 억제하고 기판에 도포된 약액을 균일하게 열건조시켜 얼룩의 발생을 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 도포된 약액을 단계적(다른 온도 조건)으로 건조시키는 것에 의하여, 약액 내의 솔벤트 성분에 의한 얼룩이 남는 것을 억제함으로써, 대기압 보다 낮은 감압 상태에서 건조하는 공정을 배제시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판의 처리 시간을 단축하고 수율을 향상 시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 피처리 기판에 도포된 약액을 가열 건조시키는 기판 가열 장치는, 약액이 도포된 기판을 제1온도범위로 가열하여 기판에 도포된 약액을 건조시키는 제1가열부와, 제1가열부를 통과한 기판을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부와, 제1가열부와 제2가열부 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부를 포함한다.

이는, 피처리 기판의 표면에 도포된 약액을 다단계의 온도로 가열하여 약액을 건조시키는 것에 의하여, 약액 내의 솔벤트를 단계적으로 제거할 수 있게 되므로, 종래의 진공 감압 건조 공정을 거치지 않더라도 약액 내의 솔벤트나 기포에 의한 얼룩을 방지할 수 있게 되어, 진공 감압 건조 유닛을 구비하지 않고서도 피처리 기판에 도포된 약액을 얼룩없이 건조할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이, 약액 도포 유닛에서 피처리 기판의 표면에 약액이 도포된 상태에서 진공 감압 건조 유닛을 거치지 않고 곧바로 가열 건조 유닛으로 이송됨에 따라, 밀폐 챔버에 피처리 기판을 위치시키기 위한 로봇 아암과 리프트 핀을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 부상된 상태로 피처리 기판의 표면에 약액이 도포된 이후에 곧바로 부상된 상태로 가열 건조 유닛으로 이송되므로, 피처리 기판의 이송 효율이 높아지고 전체 공정에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 약액 도포 유닛과 가열 건조 유닛의 사이에는 피처리 기판을 대기압 보다 낮은 압력 상태에서 건조하는 진공 건조 유닛이 배치되지 않게 된다.

무엇보다도, 본 발명은 단계적으로 기판의 약액을 가열 건조시키는 제1가열부와 제2가열부의 사이에 차단부를 형성하는 것에 의하여, 제1가열부와 제2가열부의 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

즉, 제1가열부와 제2가열부에서 조절되는 가열 온도는 일정하게 유지되어야 약액이 전체적으로 균일하게 가열될 수 있다. 그런데, 제1가열부와 제2가열부의 경계에서 상호 열전달이 발생되면, 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생하게 된다. 이에 본 발명은, 제1가열부와 제2가열부의 각 경계에 차단부를 마련하는 것에 의하여, 서로 다른 온도 범위를 갖는 제1가열부와 제2가열부의 경계 영역에서 열전달에 의한 가열 편차를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게 차단부를 제1가열부와 제2가열부의 경계를 따라 전체적으로 형성하는 것에 의하여, 차단부에 의한 열전달 차단 효과를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 차단부는, 제2가열부의 단부를 마주하는 제1가열부의 단부에 배치되는 제1차단부재와, 제1가열부의 단부를 마주하는 제2가열부의 단부에 배치되는 제2차단부재 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

또한, 가열 건조 유닛은 제2가열부를 통과한 기판을 제2온도범위와 다른 제3온도범위로 가열하는 제3가열부를 포함할 수 있으며, 제3가열부는 제2가열부보다 높거나 낮은 온도로 기판을 가열하도록 구성될 수 있다. 바람직하게 제3가열부는 제2가열부보다 높은 온도로 기판을 가열한다.

또한, 차단부는 제1가열부와 제2가열부의 경계에 형성되는 공기 간극부를 포함하는 것에 의하여, 제1가열부와 제2가열부의 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

더욱 바람직하게, 기판을 제1이송속도로 이송하는 기판이송부와, 기판이 공기 간극부를 통과하는 동안 제1이송속도보다 높은 제2이송속도로 통과하도록 기판이송부의 이송 속도를 증가시키는 제어부를 포함한다. 이와 같이, 제어부가 기판이 공기 간극부를 통과하는 동안 기판이송부의 이송 속도를 증가시켜, 기판이 공기 간극부를 보다 빠르게 통과될 수 있도록 하는 것에 의하여, 기판이 공기 간극부(가열부보다 낮은 온도의 공기 간극부)를 통과하는 동안 기판의 온도 편차를 최소화함으로써, 온도 편차에 의한 얼룩 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 기판 가열 장치는 스테이지를 따라 이동하는 기판을 부상(air floating)시키는 부상 유닛을 포함한다.

바람직하게, 부상 유닛은 기판의 하부에 배치되는 초음파 발생부(예를 들어, 초음파에 의해 가진되는 진동플레이트)를 포함하고, 기판은 초음파 발생부에 의한 진동 에너지에 의해 부상된다.

이와 같이, 초음파 발생부에 의한 진동 에너지에 의해 기판이 부상되도록 하는 것에 의하여, 기판의 부상력을 정밀하게 제어할 수 있고, 기판이 반송되는 동안 외부 접촉에 의한 손상 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 초음파 발생부를 이용한 부상 방식에서는, 기판의 전 걸쳐 균일한 부상력을 형성할 수 있기 때문에, 노즐유닛으로부터 약액이 도포되는 도포 영역에서 노즐유닛에 대한 기판의 배치 높이를 보다 정교하게 제어 및 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 부상 유닛으로서 기체를 분사하여 기판을 부상시키는 기체분사부가 사용되는 것도 가능하다.

더욱 바람직하게, 부상유닛은 기판의 이송 경로를 따라 이격되게 배치되는 복수개의 진동플레이트를 포함한다.

특히, 기판이 이송되는 방향에 수직한 진동플레이트의 제1폭(수직 방향 폭)은 기판이 이송되는 방향에 수직한 기판의 제2폭(수직 방향 폭)보다 크게 형성되며, 기판의 제2폭은 진동플레이트의 제1폭의 영역 내에 위치한다.

이와 같이, 진동플레이트의 제1폭을 기판의 제2폭보다 크게 형성하는 것에 의하여, 진동플레이트에 의해 기판에 작용하는 진동 에너지를 보다 균일하게 조절하고, 기판의 부상력을 보다 정교하게 조절하는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 진동플레이트가 일정 이상 큰 크기(예를 들어, 기판보다 큰 면적)로 형성되면, 진동플레이트의 전면에 걸쳐 진동 에너지를 균일하게 유지하기 어렵기 때문에 기판의 부상력을 정교하게 조절하기 어렵다. 반면, 진동플레이트가 작은 크기로 형성되면, 진동플레이트의 전면에 걸쳐 진동 에너지를 균일하게 유지시키는데 유리하지만, 각 진동플레이트의 진동 조건을 서로 완벽하게 일치시키기 어렵기 때문에, 기판이 각 진동플레이트의 사이 간극을 통과하는 동안 각 진동플레이트의 진동 편차에 의해 미세한 떨림(terminal effect)이 발생하는 문제가 있다.

이에 본 발명은, 기판이 이송되는 방향에 수직한 진동플레이트의 제1폭(수직 방향 폭)을 기판이 이송되는 방향에 수직한 기판의 제2폭(수직 방향 폭)보다 크게 형성하고, 진동플레이트를 기판이 이송되는 방향을 따라 횡대로 이격되게 배치하는 것에 의하여, 기판이 이송되는 동안 기판의 제2폭 방향을 따라서 기판에는 단 하나의 진동플레이트에 의한 진동에너지만이 작용되게 함으로써, 기판에 작용하는 진동 에너지를 균일하게 조절할 수 있고, 기판의 부상 높이를 정교하게 제어하는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 제1가열부와 제2가열부는 기판의 상부에 배치된다. 경우에 따라서는 가열 건조 유닛의 각 가열부를 기판의 하부에 배치하는 것도 가능하다.

또한, 피처리 기판은 제1가열부와 제2가열부에서 조절되는 가열 온도 범위에 따라 정지된 상태로 일정한 가열 온도로 정해진 시간 동안 가열되는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 기판이 가열 건조 유닛의 각 가열부를 통과하는 동안 정지하지 않고 천천히 이동하면서 가열되는 것도 가능하다.

또한, 제1가열부와 제2가열부 중 적어도 어느 하나와 기판의 사이에 배치되는 매개 플레이트를 포함하며, 기판은 매개 플레이트를 매개로 가열되게 하는 것에 의하여, 기판의 약액을 보다 균일하게 열건조하는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 제1가열부의 제1가열플레이트와, 제2가열부의 제2가열플레이트로부터 피처리 기판에 복사 열전달에 의하여 가열하는 경우에는, 주로 각 가열플레이트(제1가열플레이트와 제2가열플레이트)에 열선이 배치된 구성에 의해 이루어진다. 그러나, 각 가열플레이트에 배치된 열선은 플레이트 전체 표면에 균일하게 배치되지 아니하므로, 열선이 배치된 영역으로부터 복사 열전달양과 열선이 배치되지 아니한 영역으로부터의 복사 열전달양의 편차가 생기게 된다.

이에 본 발명은 각 가열플레이트의 열선이 배치된 영역과 열선이 배치되지 않은 영역에서 복사 열전달된 열이 전도율이 우수한 재질의 매개 플레이트를 매개로 골고루 확산되면서 기판으로 전달되도록 하는 것에 의하여, 피처리 기판으로의 열전달 양을 균일하게 하고, 약액을 전체적으로 균일하게 열건조하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 분야에 따르면, 피처리 기판에 대한 약액 도포 공정을 처리하는 기판 처리 시스템은, 기판의 표면에 약액을 도포하는 약액 도포 유닛과; 약액이 도포된 기판을 제1온도범위로 가열하는 제1가열부와, 제1가열부를 통과한 기판을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부와, 제1가열부와 제2가열부 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부를 포함하며, 약액 도포 유닛으로부터 약액이 도포된 상태로 배출된 기판을 다단계의 온도로 가열하여 약액을 건조시키는 가열 건조 유닛을; 포함한다.

이와 같이, 피처리 기판의 표면에 도포된 약액을 다단계의 온도로 가열하여 약액을 건조시키는 것에 의하여, 약액 내의 솔벤트를 단계적으로 제거할 수 있게 되므로, 종래의 진공 감압 건조 공정을 거치지 않더라도 약액 내의 솔벤트나 기포에 의한 얼룩을 방지할 수 있게 되어, 진공 감압 건조 유닛을 구비하지 않고서도 피처리 기판에 도포된 약액을 얼룩없이 건조하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도, 본 발명은 단계적으로 기판의 약액을 가열 건조시키는 제1가열부와 제2가열부의 사이에 차단부를 형성하는 것에 의하여, 서로 다른 온도 범위를 갖는 제1가열부와 제2가열부의 경계 영역에서 열전달에 의한 가열 편차를 방지하고, 가열 편차에 의한 얼룩의 발생을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게 차단부를 제1가열부와 제2가열부의 경계를 따라 전체적으로 형성하는 것에 의하여, 차단부에 의한 열전달 차ㅇ단 효과를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 차단부는, 제2가열부의 단부를 마주하는 제1가열부의 단부에 배치되는 제1차단부재와, 제1가열부의 단부를 마주하는 제2가열부의 단부에 배치되는 제2차단부재 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

또한, 가열 건조 유닛은 제2가열부를 통과한 기판을 제2온도범위와 다른 제3온도범위로 가열하는 제3가열부를 포함할 수 있으며, 제3가열부는 제2가열부보다 높거나 낮은 온도로 기판을 가열하도록 구성될 수 있다. 바람직하게 제3가열부는 제2가열부보다 높은 온도로 기판을 가열한다.

또한, 차단부는 제1가열부와 제2가열부의 경계에 형성되는 공기 간극부를 포함하는 것에 의하여, 제1가열부와 제2가열부의 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

더욱 바람직하게, 기판을 제1이송속도로 이송하는 기판이송부와, 기판이 공기 간극부를 통과하는 동안 제1이송속도보다 높은 제2이송속도로 통과하도록 기판이송부의 이송 속도를 증가시키는 제어부를 포함한다. 이와 같이, 제어부가 기판이 공기 간극부를 통과하는 동안 기판이송부의 이송 속도를 증가시켜, 기판이 공기 간극부를 보다 빠르게 통과될 수 있도록 하는 것에 의하여, 기판이 공기 간극부(가열부보다 낮은 온도의 공기 간극부)를 통과하는 동안 기판의 온도 편차를 최소화함으로써, 온도 편차에 의한 얼룩 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 기판 가열 장치는 스테이지를 따라 이동하는 기판을 부상(air floating)시키는 부상 유닛을 포함한다.

바람직하게, 부상 유닛은 초음파 발생부에 의한 진동 에너지에 의해 기판이 부상되도록 하는 것에 의하여, 기판의 부상력을 정밀하게 제어할 수 있고, 기판이 반송되는 동안 외부 접촉에 의한 손상 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 부상유닛은 기판의 이송 경로를 따라 이격되게 배치되는 복수개의 진동플레이트를 포함한다.

특히, 기판이 이송되는 방향에 수직한 진동플레이트의 제1폭(수직 방향 폭)은 기판이 이송되는 방향에 수직한 기판의 제2폭(수직 방향 폭)보다 크게 형성되며, 기판의 제2폭은 진동플레이트의 제1폭의 영역 내에 위치한다.

이와 같이, 진동플레이트의 제1폭을 기판의 제2폭보다 크게 형성하는 것에 의하여, 진동플레이트에 의해 기판에 작용하는 진동 에너지를 보다 균일하게 조절하고, 기판의 부상력을 보다 정교하게 조절하는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 제1가열부와 제2가열부는 기판의 상부에 배치된다. 경우에 따라서는 가열 건조 유닛의 각 가열부를 기판의 하부에 배치하는 것도 가능하다.

또한, 피처리 기판은 제1가열부와 제2가열부에서 조절되는 가열 온도 범위에 따라 정지된 상태로 일정한 가열 온도로 정해진 시간 동안 가열되는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 기판이 가열 건조 유닛의 각 가열부를 통과하는 동안 정지하지 않고 천천히 이동하면서 가열되는 것도 가능하다.

또한, 제1가열부와 제2가열부 중 적어도 어느 하나와 기판의 사이에 배치되는 매개 플레이트를 포함하며, 기판은 매개 플레이트를 매개로 가열되게 하는 것에 의하여, 기판의 약액을 보다 균일하게 열건조하는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 피처리 기판의 표면에 도포된 약액을 다단계의 온도로 점진적으로 가열하여 약액을 건조시키는 것에 의하여, 약액 내의 솔벤트를 단계적으로 제거하면서 건조할 수 있게 되므로, 대기압보다 낮은 압력 상태에서 약액의 일부를 건조시키는 진공 감압 건조 유닛을 배제하고서도, 피처리 기판에 도포된 약액을 건조시키는 과정에서 솔벤트나 기포에 의한 얼룩을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 밀폐 챔버로 피처리 기판을 이송하고 밀폐 챔버로부터 피처리 기판을 이송하기 위하여 필수적으로 수반되는 로봇 아암과 리프트 핀을 제거할 수 있게 되므로, 피처리 기판에 약액을 도포하고 건조시키는 공정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 단계적으로 기판의 약액을 가열 건조시키는 제1가열부와 제2가열부의 사이에 차단부를 형성하는 것에 의하여, 서로 다른 온도 범위를 갖는 제1가열부와 제2가열부의 경계 영역에서 열전달에 의한 가열 편차를 방지하고, 가열 편차에 의한 얼룩의 발생을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판이 제1가열부와 제2가열부의 사이에 형성된 공기 간극부를 빠르게 통과하도록 하는 것에 의하여, 기판이 공기 간극부(가열부보다 낮은 온도의 공기 간극부)를 통과하는 동안 기판의 온도 편차를 최소화함으로써, 온도 편차에 의한 얼룩 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 진동 에너지에 의해 기판이 부상되도록 하는 것에 의하여, 기판의 부상력을 정밀하게 제어하되, 부상유닛을 구성하는 진동플레이트를 기판이 이송되는 방향을 따라 횡대로 이격되게 배치하는 것에 의하여, 기판에 작용하는 진동 에너지를 균일하게 조절할 수 있고, 기판의 부상 높이를 정교하게 제어하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 가열부(가열플레이트)로부터 복사 열전달을 통해 피처리 기판의 약액을 건조시키는 과정에서, 가열부와 기판의 사이에 열전도 특성이 우수한 매개 플레이트를 개재시키는 것에 의하여, 가열플레이트에서 열선이 배치된 영역과 열선이 배치되지 아니한 영역의 온도 차이에 따른 열전달 편차에도 불구하고, 매개 플레이트에 의하여 열분포가 균일하게 유도된 상태로 피처리 기판에 열이 전달됨으로써, 피처리 기판에 도포된 약액을 균일하게 열건조시켜 얼룩의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판의 처리 시간을 단축하고 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 종래의 기판 처리 장치를 개선한 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 7은 도 4의 기판 처리 시스템의 가열 건조 유닛을 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 도 4의 기판 처리 시스템의 부상 유닛을 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 가열 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 도 4의 기판 처리 시스템의 가열 건조 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 8 및 도 9는 도 4의 기판 처리 시스템의 부상 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 피처리 기판(10)에 대한 약액 도포 공정을 처리하는 기판 처리 시스템(1)은, 기판(10)의 표면에 약액을 도포하는 약액 도포 유닛(300)과; 약액이 도포된 기판(10)을 제1온도범위로 가열하는 제1가열부(410)와, 제1가열부(410)를 통과한 기판(10)을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부(420)와, 제1가열부(410)와 제2가열부(420) 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부(440)를 포함하며, 약액 도포 유닛(300)으로부터 약액이 도포된 상태로 배출된 기판(10)을 다단계의 온도로 가열하여 약액을 건조시키는 가열 건조 유닛(400)을; 포함한다.

도 4를 참조하면, 약액 도포 유닛(300)은 세정 처리 유닛(200)에서 세정 공정이 완료된 기판(10)의 표면에 약액(PR)을 도포하도록 구비된다.

여기서, 약액 도포 유닛(300)에 의해 약액이 도포되는 영역은 피처리 기판(10)의 전체 표면일 수도 있고, 다수의 셀 영역으로 분할된 부분일 수도 있다.

일 예로, 약액 도포 유닛(300)은 기판(10)의 이송 경로 양측에 설치되는 겐트리에 결합되어 기판(10)의 표면에 약액을 도포하도록 구비된다. 아울러, 약액 도포 유닛(300)의 저단부에는 기판(10)의 너비와 대응하는 길이의 슬릿 노즐이 형성되며, 슬릿 노즐을 통해 약액이 분사되어 기판(10)의 표면에 도포될 수 있다.

아울러, 약액 도포 유닛(300)에는 예비토출장치(미도시)가 구비되며, 예비토출장치는 슬릿 노즐을 통해 기판(10)상에 약액을 도포하기 직전에 슬릿 노즐 토출구 측에 잔류되어 있는 도포액을 탈락시킴과 아울러 차후 양호한 도포를 위해 토출구를 따라 약액 비드층을 미리 형성할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 세정 처리 유닛(200)은 기판(10)에 대해 약액을 도포하기 전에 기판(10)의 표면을 세정하도록 마련된다.

세정 처리 유닛(200)은 기판(10)에 대한 세정 공정을 수행할 수 있는 다양한 구조로 구비될 수 있으며, 세정 처리 유닛(200)의 구조 및 세정 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치를 제조하기 위한 피처리 기판(10)이 공급되면, 세정액 노즐(210)로부터 세정액이 고압 분사되면서, 처리 공정이 행해지는 피처리 기판(10)의 표면이 세정된다. 세정 공정이 행해진 피처리 기판(10)은 이송 롤러(220)의 회전에 의하여 부상 유닛(100)의 상측으로 이송된다.

아울러, 세정 처리 유닛(200)에서 세정된 기판(10)은 부상 유닛(100)으로 이송되기 전에, 대략 "L"자 형태의 정렬부재(230)에 의해 자세 및 위치가 정해진 자세와 위치로 정렬될 수 있다. 그리고 나서, 기판(10)은 제1파지부재(520)에 파지된 상태로 이송된다

또한, 기판 처리 시스템(1)은, 스테이지(202)를 따라 이동하는 기판(10)을 부상(air floating)시키는 부상 유닛(100)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(10)이 부상된다 함은, 기판(10)이 소정 간격을 두고 공중에 띄워진 상태를 의미한다.

바람직하게, 도 8을 참조하면, 부상 유닛(100)은 기판(10)의 하부에 배치되는 초음파 발생부(예를 들어, 초음파에 의해 가진되는 진동플레이트)를 포함하고, 기판(10)은 초음파 발생부에 의한 진동 에너지에 의해 부상된다. 이때, 부상 유닛(100)에 의해 부상된 기판(10)은 일측이 파지부재(520)에 의해 파지된 상태로 파지부재(520)가 이동함에 따라 이송될 수 있다.

이와 같이, 초음파 발생부에 의한 진동 에너지에 의해 기판(10)이 부상되도록 하는 것에 의하여, 기판(10)의 부상력을 정밀하게 제어할 수 있고, 기판(10)이 반송되는 동안 외부 접촉에 의한 손상 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 초음파 발생부를 이용한 부상 방식에서는, 기판(10)의 전 걸쳐 균일한 부상력을 형성할 수 있기 때문에, 약액 도포 유닛(300)으로부터 약액이 도포되는 도포 영역에서 약액 도포 유닛(300)에 대한 기판(10)의 배치 높이를 보다 정교하게 제어 및 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 부상유닛은 기판(10)의 이송 경로를 따라 소정 간격(T1)을 두고 이격되게 배치되는 복수개의 진동플레이트(110)를 포함하여 구성된다.

특히, 기판(10)이 이송되는 방향에 수직한 진동플레이트(110)의 제1폭(수직 방향 폭)(W1)은 기판(10)이 이송되는 방향에 수직한 기판(10)의 제2폭(수직 방향 폭)(W2)보다 크게 형성되며, 기판(10)의 제2폭은 진동플레이트(110)의 제1폭의 영역 내에 위치한다.

이와 같이, 진동플레이트(110)의 제1폭(W1)을 기판(10)의 제2폭(W2)보다 크게 형성하는 것에 의하여, 진동플레이트(110)에 의해 기판(10)에 작용하는 진동 에너지를 보다 균일하게 조절하고, 기판(10)의 부상력을 보다 정교하게 조절하는 효과를 얻을 수 있다.

다시 설명하면, 진동플레이트가 일정 이상 큰 크기(예를 들어, 기판보다 큰 면적)로 형성되면, 진동플레이트의 전면에 걸쳐 진동 에너지를 균일하게 유지하기 어렵기 때문에 기판의 부상력을 정교하게 조절하기 어렵다. 반면, 진동플레이트가 작은 크기로 형성되면, 진동플레이트의 전면에 걸쳐 진동 에너지를 균일하게 유지시키는데 유리하지만, 각 진동플레이트의 진동 조건을 서로 완벽하게 일치시키기 어렵기 때문에, 기판이 각 진동플레이트의 사이 간극을 통과하는 동안 각 진동플레이트의 진동 편차에 의해 미세한 떨림(terminal effect)이 발생하는 문제가 있다.

이에 본 발명은, 기판(10)이 이송되는 방향에 수직한 진동플레이트(110)의 제1폭(수직 방향 폭)(W1)을 기판(10)이 이송되는 방향에 수직한 기판(10)의 제2폭(수직 방향 폭)(W2)보다 크게 형성하고, 진동플레이트(110)를 기판(10)이 이송되는 방향을 따라 횡대로 이격되게 배치하는 것에 의하여, 기판(10)이 이송되는 동안 기판(10)의 제2폭(W2) 방향을 따라서 기판(10)에는 단 하나의 진동플레이트(110)에 의한 진동에너지만이 작용되게 함으로써, 기판(10)에 작용하는 진동 에너지를 균일하게 조절할 수 있고, 기판(10)의 부상 높이를 정교하게 제어하는 효과를 얻을 수 있다.

물론, 진동플레이트의 제1폭(수직 방향 폭)을 기판의 제2폭(수직 방향 폭)보다 작게 형성하고 복수개의 진동플레이트를 기판이 이송되는 방향에 수직한 종대로 이격되게 배치하는 것도 가능하지만, 이 경우에는 기판의 제2폭(수직 방향 폭)(W2) 방향을 따른 진동 편차에 의한 떨림(terminal effect)과, 기판의 제1폭(수평 방향 폭)(W2') 방향을 따른 진동 편차에 의한 떨림이 모두 기판에 작용하기 때문에, 기판에 가해하는 진동 에너지를 균일하게 조절하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 기판(10)의 제2폭 방향(W2)을 따라서 기판(10)에는 단 하나의 진동플레이트(110)에 의한 진동에너지만이 작용되도록 하는 것에 의하여, 기판(10)의 제2폭(수직 방향 폭) 방향을 따른 진동 편차에 의한 떨림을 방지하고, 기판(10)에 가해하는 진동 에너지를 균일하게 조절하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 부상 유닛(100)로 초음파 발생부(진동플레이트)를 이용한 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 부상 유닛으로서 기체를 분사하여 기판을 부상시키는 기체분사부가 사용되는 것도 가능하다.

가열 건조 유닛(400)은 약액 도포 유닛(300)으로부터 약액이 도포된 상태로 배출된 기판(10)을 가열하여 약액을 건조시키기 위해 마련된다.

보다 구체적으로, 가열 건조 유닛(400)은, 약액이 도포된 기판(10)을 제1온도범위로 가열하는 제1가열부(410)와, 제1가열부(410)를 통과한 기판(10)을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부(420)와, 제1가열부(410)와 제2가열부(420) 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부(440)를 포함한다.

제1가열부(410)는 기판(10)이 이송되는 이송 경로를 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 제1가열플레이트(412)를 포함하여 구성되고, 제2가열부(420)는 기판(10)이 이송되는 이송 경로를 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 제2가열플레이트(422)를 포함하여 구성된다.

또한, 가열 건조 유닛(400)은 제2가열부(420)를 통과한 기판(10)을 제2온도범위와 다른 제3온도범위로 가열하는 제3가열부(430)를 포함할 수 있으며, 제3가열부(430)는 제2가열부(420)보다 높거나 낮은 온도로 기판(10)을 가열하도록 구성될 수 있다.

이하에서는 제1가열부(410)가 단 하나의 제1가열플레이트(412)로 구성되고, 제2가열부(420)가 단 하나의 제2가열플레이트(422)로 구성되고, 제3가열부(430)가 단 하나의 제3가열플레이트(432)로 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 각 가열부가 각각 복수개의 가열플레이트를 연속적으로 배치하여 구성하는 것도 가능하다. 다르게는 4개 이상의 가열부(예를 들어, 제1가열부 내지 제4가열부)를 이용하여 가열 건조 유닛을 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 기판(10)의 표면에 도포된 약액을 가열 건조 유닛(400)에서 단계적(다른 온도 조건)으로 건조시키는 것에 의하여, 약액 내의 솔벤트 성분에 의한 얼룩이 남는 것을 억제함으로써, 대기압 보다 낮은 감압 상태에서 건조하는 공정을 배제시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

다시 말해서, 가열 건조 유닛(400)은 피처리 기판(10)의 진행 경로를 따라 가열 온도를 점진적으로 상승시키는 방식으로 구성됨으로써, 피처리 기판(10)에 도포된 약액에 함유된 솔벤트 성분을 점진적으로 약액으로부터 증발시키면서 건조시킬 수 있으므로, 약액 내에 함유된 솔벤트 성분이 급작스럽게 건조되면서 약액의 유동에 의한 얼룩이 생기는 문제를 해결할 수 있다.

따라서, 가열 건조 유닛(400)이 가열 온도를 단계적으로 높여가면서 피처리 기판(10)의 약액을 가열 건조시키는 것에 의하여, 종래에 약액 내의 솔벤트를 일부 제거하기 위하여 진공 상태에서 건조시키는 진공 감압 건조 공정을 대체할 수 있게 된다. 이를 통해, 밀폐된 챔버 내에서 대기압보다 낮은 상태로 건조하여 약액 내의 솔벤트의 일부를 제거하는 공정을 배제할 수 있게 되므로, 밀폐 챔버에 피처리 기판(10)을 위치시키기 위한 로봇 아암과 리프트 핀을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 부상된 상태로 피처리 기판(10)의 표면에 약액이 도포된 이후에 곧바로 부상된 상태로 가열 건조 유닛(400)으로 이송되므로, 피처리 기판(10)의 이송 효율이 높아지고 전체 공정에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게, 피처리 기판(10)은 서로 다른 가열부(제1가열부 내지 제3가열부)에서 조절되는 가열 온도 범위에 따라 정지된 상태로 일정한 가열 온도로 정해진 시간 동안 가열된다. 경우에 따라서는 기판이 가열 건조 유닛의 각 가열부를 통과하는 동안 정지하지 않고 천천히 이동하면서 가열되는 것도 가능하다.

참고로, 피처리 기판(10)이 가장 먼저 가열 건조되는 제1가열부(410)의 제1가열플레이트(412)의 온도에 비하여, 그 다음에 가열 건조되는 제2가열부(420)의 제2가열플레이트(422)의 온도가 더 높게 정해지며, 그 다음에 가열 건조되는 제3가열부(430)의 제3가열플레이트(432)의 온도가 더 높게 정해진다. 예를 들어, 약액 도포 유닛(300)에서 약액 도포 공정이 행해진 다음에 처음 가열되는 제1가열부(410)에서는 약액 내의 솔벤트를 5% 내지 30% 제거하는 온도와 시간으로 정해진다. 예를 들어, 제1가열부(410)의 가열 온도는 40℃ 내지 70℃로 정해지며, 가열 시간은 20초 내지 70초로 정해질 수 있다. 그리고, 제1가열부(410) 이후에 가열 건조되는 제2가열부(420)와 제3가열부(430)의 가열 온도는 각각 60℃~85℃, 70℃~105℃ 등으로 정해지며, 가열 시간은 제1가열부(410)에서의 가열 시간과 10초 내외의 적은 시간 차이 또는 동일한 가열 시간으로 정해질 수 있다.

아울러, 가열 건조 유닛(400)의 각 가열부(제1가열부 내지 제3가열부)는 기판(10)의 상부에 배치될 수 있으나, 경우에 따라서는 가열 건조 유닛의 각 가열부를 기판의 하부에 배치하는 것도 가능하다.

차단부(440)는 제1가열부(410) 내지 제3가열부(430)의 각 경계에서의 상호 열전달을 차단하도록 마련된다.

즉, 각 가열부(제1가열부 내지 제3가열부)에서 조절되는 가열 온도는 일정하게 유지되어야 약액이 전체적으로 균일하게 가열될 수 있다. 그런데, 제1가열부(410) 내지 제3가열부(430)의 각 경계에서 상호 열전달이 발생되면, 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생하게 된다. 이에 본 발명은, 제1가열부(410) 내지 제3가열부(430)의 각 경계에 차단부(440)를 마련하는 것에 의하여, 서로 다른 온도 범위를 갖는 각 가열부의 경계 영역에서 열전달에 의한 가열 편차를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게 차단부(440)를 제1가열부(410)와 제2가열부(420)의 경계(또는 제2가열부(420)와 제3가열부(430)의 경계)를 따라 전체적으로 형성하는 것에 의하여, 차단부(440)에 의한 열전달 차단 효과를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 차단부(440)는, 제2가열부(420)의 단부를 마주하는 제1가열부(410)의 단부에 배치되는 제1차단부재(441)와, 제1가열부(410)의 단부를 마주하는 제2가열부(420)의 단부에 배치되는 제2차단부재(442) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이하에서는 제1차단부재(441)와 제2차단부재(442)가 모두 마련된 예를 들어 설명하기로 한다. 또한, 제2가열부(420)의 단부를 마주하는 제3가열부(430)의 단부에는 제3차단부재(443)가 마련될 수 있다.

차단부(440)는 열 차단 성능이 우수한 통상의 단열 소재(예를 들어, 실리콘, 고무 등)로 형성될 수 있으며, 차단부(440)의 재질 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 차단부(440)는 단일 재질의 단일층 구조로 형성되거나, 이종 재질의 다층 구조로 형성되는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 단계적으로 기판(10)의 약액을 가열 건조시키는 각각의 가열부의 사이에 차단부(440)를 형성함으로써, 각 가열부의 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

바람직하게, 차단부(440)는 제1가열부(410) 내지 제3가열부(430)의 각 경계에 형성되는 공기 간극부(445)를 포함할 수 있다.

여기서, 공기 간극부(445)라 함은, 각 가열부의 경계 사이에 형성된 공기 공간으로 정의된다.

이와 같이, 제1가열부(410) 내지 제3가열부(430)의 각 경계에 공기 간극부(445)를 형성하는 것에 의하여, 각 가열부의 경계 부분에서 가열 편차가 생겨 약액이 불균일하게 건조되면서 얼룩이 발생되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

더욱 바람직하게, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 기판(10)을 제1이송속도로 이송하는 기판이송부(500)와, 기판(10)이 공기 간극부(445)를 통과하는 동안 제1이송속도(V1)보다 높은 제2이송속도(V2)로 통과하도록 기판이송부(500)의 이송 속도를 증가시키는 제어부(600)를 포함한다.

가령, 기판(10)에 대한 세정 공정과, 약액 도포 공정은 기판이송부(500)에 의해 기판(10)이 제1이송속도(V1)로 이송되면서 진행될 수 있고, 기판(10)이 공기 간극부(445)를 통과하는 동안에는 기판이송부(500)에 의해 기판(10)이 제2이송속도(V2)로 이송될 수 있다.

기판이송부(500)로서는 기판(10)을 이송 가능한 통상의 이송수단이 사용될 수 있다. 일 예로, 기판이송부(500)는 이송 레일(510)과, 기판(10)을 흡입 파지한 상태로 이송 레일(510)을 따라 이동하는 파지부재(520)를 포함할 수 있다. 이송 레일(510)은 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열되고, 파지 부재의 코일에 인가되는 전류 제어에 의하여 정교한 위치 제어가 가능한 리니어 모터의 원리로 구동될 수 있다.

제어부(600)가 기판(10)이 공기 간극부(445)를 통과하는 동안 기판이송부(500)의 이송 속도를 증가시켜, 기판(10)이 공기 간극부(445)를 보다 빠르게 통과될 수 있도록 하는 것에 의하여, 기판(10)이 공기 간극부(445)(가열부보다 낮은 온도의 공기 간극부)를 통과하는 동안 기판(10)의 온도 편차를 최소화함으로써, 온도 편차에 의한 얼룩 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 10 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 가열 장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 가열 장치는, 약액이 도포된 기판(10)을 제1온도범위로 가열하는 제1가열부(410)와, 제1가열부(410)를 통과한 기판(10)을 제1온도범위와 다른 제2온도범위로 가열하는 제2가열부(420)와, 제1가열부(410)와 제2가열부(420) 간의 상호 열전달을 차단하는 차단부(440)와, 제1가열부(410)와 제2가열부(420) 중 적어도 어느 하나와 기판(10)의 사이에 배치되는 매개 플레이트(460)를 포함하며, 기판(10)은 매개 플레이트(460)를 매개로 가열된다.

제1가열부(410)의 제1가열플레이트(412)와, 제2가열부(420)의 제2가열플레이트(422)로부터 피처리 기판(10)에 복사 열전달에 의하여 가열하는 경우에는, 주로 각 가열플레이트(제1가열플레이트와 제2가열플레이트)에 열선이 배치된 구성에 의해 이루어진다. 그러나, 각 가열플레이트에 배치된 열선은 플레이트 전체 표면에 균일하게 배치되지 아니하므로, 열선이 배치된 영역으로부터 복사 열전달양과 열선이 배치되지 아니한 영역으로부터의 복사 열전달양의 편차가 생기게 된다.

따라서, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 열선이 표면에 배치되어 있는 각 가열플레이트와 피처리 기판(10)의 사이에 열전도율이 우수한 매개 플레이트(460)가 개재될 수 있다. 예를 들어, 매개 플레이트(460)는 구리판이나 알루미늄 판으로 형성될 수 있다. 그리고, 매개 플레이트(460)와 각 가열플레이트의 이격거리는 1mm 내지 100mm로 다양하게 정해질 수 있다. 바람직하게는, 각 가열플레이트의 열선의 분포가 균일한 경우에는 이격 거리는 1mm 내지 10mm로 작게 정해질 수 있으며, 각 가열플레이트의 열선 분포가 치우친 경우에는 이격 거리는 10mm 내지 100mm로 크게 정해진다. 경우에 따라서는, 각 가열플레이트와 매개 플레이트는 접촉된 상태로 배치될 수도 있지만, 이 경우는 열선의 분포가 매우 조밀하고 균일하게 분포된 경우에 적용될 수 있다.

이에 따라, 각 가열플레이트의 열선이 배치된 영역과 열선이 배치되지 않은 영역에서 복사 열전달된 열은 전도율이 우수한 재질의 매개 플레이트(460)에서 열이 골고루 확산되면서, 피처리 기판(10)에는 열전달양이 균일해지므로, 피처리 기판(10)의 약액은 전체적으로 균일하게 열건조되는 효과를 얻을 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2가열부(420)의 단부를 마주하는 제1가열부(410)의 단부에 배치되는 제1차단부재(441)와, 제1가열부(410)의 단부를 마주하는 제2가열부(420)의 단부에 배치되는 제2차단부재(442)는 서로 다른 두께(T1≠T2)로 형성될 수 있다.

일 예로, 제1가열부(410)보다 온도가 높은 제2가열부(420)의 단부에 배치되는 제2차단부재(442)는 제1가열부(410)의 단부에 배치되는 제1차단부재(441)보다 상대적으로 두꺼운 두께(T1〈 T2)로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1차단부재를 제2차단부재보다 두껍게 형성하고 제2차단부재를 얇게 형성하는 것도 가능하다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1가열부(410)와 제2가열부(420)는 기판(10)의 하측에 위치할 수도 있다. 이를 통해, 피처리 기판(10)에 도포된 약액의 하측부터 가열할 수 있으므로, 약액의 바닥에 위치한 솔벤트를 먼저 가열하여 배출시킬 수 있게 된다.

제1가열부(410)와 제2가열부(420)가 기판(10)의 하측에 위치하는 경우에는 초음파 가진부가 열에 의하여 예정된 성능이 발휘되지 않을 수 있으므로, 제1가열부(410)와 제2가열부(420)의 각 가열플레이트는 초음파 진동판의 상면에 부착되거나 초음파 진동판과 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 초음파 진동판에 대한 피처리 기판(10)의 부상높이는 매우 작으므로, 매개 플레이트(460)를 각 가열플레이트와 일체로 설치할 수도 있다.

이를 통해, 각 가열플레이트의 열선 위치에 따른 온도 구배가 줄어든 상태로 피처리 기판(10)을 가열할 수 있으므로, 가열 플레이트에 배치된 열선 배치에 따른 열전달양의 편차를 없애 얼룩의 발생을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 기판 처리 시스템 100 : 부상 유닛
200 : 세정 처리 유닛 300 : 약액 도포 유닛
400 : 가열 건조 유닛 410 : 제1가열부
412 : 제1가열플레이트 420 : 제2가열부
422 : 제2가열플레이트 430 : 제3가열부
432 : 제3가열플레이트 440 : 차단부
441 : 제1차단부재 442 : 제2차단부재
443 : 제3차단부재 445 : 공기 간극부
460 : 매개 플레이트 500 : 기판이송부
600 : 제어부

Claims (27)

1. 피처리 기판에 도포된 약액을 가열 건조시키는 기판 가열 장치에 있어서,
   약액이 도포된 기판을 상기 기판의 상측에 배치된 제1가열플레이트에 의하여 제1온도범위로 가열하여 상기 기판에 도포된 약액을 건조시키는 제1가열부와;
   상기 제1가열부를 통과한 상기 기판을 상기 기판의 상측에 배치된 제2가열 플레이트에 의하여 제1온도범위에 비하여 보다 높은 제2온도범위로 가열하는 제2가열부와;
   상기 제1가열부와 상기 제2가열부의 경계에서 공기 간극부로 형성되어 상호 열전달을 차단하는 차단부와;
   상기 제1가열부와 상기 제2가열부에서 상기 기판이 이송하되는 제1이송속도에 비하여 보다 높은 제2이송속도로 상기 기판이 상기 공기 간극부를 통과하도록 상기 기판을 이송하는 제어부를;
   포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
   
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10. 제1항에 있어서,
    상기 제1가열부와 상기 제2가열부 중 적어도 어느 하나와 상기 기판의 사이에 배치되는 매개 플레이트를 더 포함하고,
    상기 기판은 상기 매개 플레이트를 매개로 가열되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
    
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