KR20060015802A - 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 코팅 대상물에 스핀코팅을 수행하는 다수의 스핀 코팅기와 코팅액을 건조시키는 다수의 건조기를 효율적으로 배치하여 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄임으로써 좁은 공간에 설치가 가능하도록 하는 등 공간적 제약을 해소하고, 각 코팅 대상물을 로봇을 이용하여 각 스핀 코팅기와 각 건조기 사이로 효율적으로 이송시킬 수 있는 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법은, 복수의 스핀 코팅기와 건조기를 교대로 배치하여 글래스와 같은 코팅 대상물에 대하여 스핀코팅과 건조를 반복적으로 수행함으로써 두꺼운 코팅막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 스핀 코팅기와 건조기의 공간 배치를 효율적으로 함으로써 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있는 현저한 효과가 있다.

스핀코팅; 로봇; 디스플레이

Description

다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법{MULTI-LAYER AUTO SPIN COATING SYSTEM AND TRANSFERING METHOD FOR COATING OBJECT}

도 1 은 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템의 구성도.

도 2 는 다단계 자동 스핀코팅에서 코팅 대상물을 이송하는 로봇을 설명하기 위한 도.

도 3 은 본 발명에 따른 두개의 다단계 자동 스핀코팅 시스템을 연결하여 구성한 실시 예시도.

도 4 는 다단계 자동 스핀코팅에서 코팅 대상물을 이송하는 과정을 설명하기 위한 도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***

10 : 코팅 대상물 20a 내지 20c : 스핀 코팅기

30a 내지 30c : 건조기 40a 내지 40e : 로봇

50 : 레일 100 : 다단계 자동 스핀코팅 시스템

본 발명은 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법에 관한 것으로서, 구체적으로 코팅 대상물에 스핀코팅을 수행하는 다수의 스핀 코팅기와 코팅액을 건조시키는 다수의 건조기를 효율적으로 배치하여 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄임으로써 좁은 공간에 설치가 가능하도록 하는 등 공간적 제약을 해소하고, 각 코팅 대상물을 로봇을 이용하여 각 스핀 코팅기와 각 건조기 사이로 효율적으로 이송시킬 수 있는 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법에 관한 것이다.

스핀코팅은 반도체 실리콘 코팅 또는 평판 디스플레이의 제조시 감광막을 코팅하는데 사용되며, 글래스와 같은 코팅 대상물에 코팅액을 주입하면서 코팅 대상물을 회전시킴으로써 주입된 코팅액이 코팅 대상물에 얇고 넓게 퍼져 코팅되도록 하는 기술이다.

한편, 종래의 평판 디스플레이는 양측에 대향하며 배치되는 두개의 광원(백라이트)을 사용하였는데, 이 경우 광원이 배치되어 있는 디스플레이의 양측 부분은 밝은 반면 디스플레이의 중앙 부분은 광원으로부터 멀리 떨어져 있으므로 상대적으로 어두운 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 평판 디스플레이의 전면에 걸쳐 빛을 발산하는 면광원이 제시되어 사용되고 있다.

한편, 이러한 면광원을 사용하기 위하여는 디스플레이의 코팅막의 두께가 100 내지 200㎛가 되어야 한다. 그러나, 상기의 스핀코팅 방법으로는 상기와 같은 두꺼운 코팅막을 형성할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제시된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스핀코팅을 수행하는 다수의 스핀 코팅기와 코팅액을 건조시키는 다수의 건조기를 교대로 배치하고 코팅 대상물을 각 장비 사이로 이송시키면서 다단계의 스핀코팅을 수행함으로써 두꺼운 코팅막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스핀 코팅기와 건조기를 효율적으로 배열하여 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있는 다단계 자동 스핀코팅 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 교대로 배치된 다수의 스핀 코팅기와 건조기 사이로 다수의 코팅 대상물을 효율적으로 이송시킬 수 있는 다단계 자동 스핀코팅에 있어서 코팅 대상물의 이송방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템은, 글래스를 포함하는 코팅 대상물의 일면에 코팅액을 주입하면서 코팅 대상물을 회전시켜 코팅하는 하나 이상의 스핀 코팅기와 코팅 대상물에 코팅된 코팅액을 건조시키는 하나 이상의 건조기를 이용하여, 코팅 대상물의 일면에 코팅액을 이용한 코팅 및 건조를 반복 수행하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템으로서, 각 스핀 코팅기와 각 건조기가 일축 방향으로 교대로 배치되는 제 1 코팅라인, 제 1 코팅라인과 소정 거리 이격하여 평행하게 배치되고, 각 스핀 코팅기와 각 건조기가 제 1 코팅라인과 반대의 배열로 교대로 배치되는 제 2 코팅라인, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인의 사이에, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인과 평행하게 배치되는 제 1 레일, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인의 제 1 단부로부터 소정 거리 이격되어, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인과 수직하게 배치되는 제 2 레일, 제 1 레일에 설치되어 제 1 레일을 따라 이동하면서 코팅 대상물을 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인의 각 스핀 코팅기와 각 건조기 간에 이송시키는 하나 이상의 제 1 로봇 및 제 2 레일에 설치되어 제 2 레일을 따라 이동하면서 코팅 대상물을 제 1 코팅라인에서 제 2 코팅라인으로 이송시키는 제 2 로봇을 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 제 1 코팅라인과 제 2 코팅라인에 각기 구비되는 스핀 코팅기와 건조기의 합이 N개이고, 제 1 로봇이 N-1개가 되도록 한다. 또한, 제 1 코팅라인의 제 2 단부에, 코팅을 수행할 코팅 대상물을 제 1 코팅라인에 공급하는 제 3 로봇을 더 구비하고, 제 2 코팅라인의 제 2 단부에는, 코팅이 완료된 코팅 대상물을 제 2 코팅라인으로부터 배출하는 제 4 로봇을 더 구비하도록 한다.

아울러, 스핀 코팅기가, 코팅 대상물이 안착되는 회전판, 회전판의 상부로 소정 거리 이격하여 배치되고, 코팅 대상물에 코팅액을 주입하는 노즐 및 회전판을 회전시키는 구동모터를 구비하도록 하며, 이때 로봇의 단부에 코팅 대상물의 저면을 받치기 위한 받침수단을 구비하고, 회전판이, 코팅 대상물의 저면을 진공 처킹하는 고정수단 및 로봇의 받침수단이 인입될 수 있도록 코팅 대상물을 들어올리는 리프트 수단을 구비하도록 한다. 또한, 건조기가, 코팅 대상물이 안착되는 플레이트, 플레이트의 상부로 소정 거리 이격하여 배치되고, 코팅 대상물에 열을 가하 는 하나 이상의 램프 및 플레이트를 횡방향으로 왕복운동시키는 이송수단을 구비하도록 하며, 이때 로봇의 단부에 코팅 대상물의 저면을 받치기 위한 받침수단을 구비하고, 플레이트가, 로봇의 받침수단이 인입될 수 있도록 코팅 대상물을 들어올리는 리프트 수단을 구비하도록 한다.

더욱 바람직하게는, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인이 각기 3개의 스핀 코팅기와 건조기를 구비하고, 제 1 로봇이 2개 구비되도록 한다.

또한, 상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 코팅 대상물의 이송방법은, 스핀 코팅기와 건조기를 포함하는 N개의 장비가 각기 구획을 형성하며 직렬로 배치되는 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인, 제 1 코팅라인과 제 2 코팅라인의 사이에 평행하게 배치되는 제 1 레일, 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인의 제 1 단부로부터 소정 거리 이격되어 수직하게 배치되는 제 2 레일, 제 1 레일을 따라 이동하면서 각 코팅 대상물을 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인의 각 장비 간에 이송시키는 N-1개의 제 1 로봇 및 제 2 레일을 따라 이동하면서 코팅 대상물을 제 1 코팅라인에서 제 2 코팅라인으로 이송시키는 제 2 로봇을 구비하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템에서, 코팅 대상물을 이송시키는 방법으로서, 각 제 1 로봇이 인접한 제 1 코팅라인의 각 장비에 안착된 각 코팅 대상물을 꺼내는 제 1 단계, 각 제 1 로봇이 제 1 레일을 따라 제 1 코팅라인의 제 1 단부 방향으로 한구획 이동하는 제 2 단계, 제 2 로봇이 인접한 제 1 코팅라인의 장비로부터 코팅 대상물을 꺼내는 제 3 단계, 제 2 로봇이 제 2 레일을 따라 제 2 코팅라인으로 이동하는 제 4 단계, 각 제 1 로봇이 각 코팅 대상물을 인접한 제 1 코팅라인의 각 장비에 투입하는 제 5 단계, 각 제 1 로봇이 인접한 제 2 코팅라인의 각 장비에 안착된 각 코팅 대상물을 꺼내는 제 6 단계, 각 제 1 로봇이 제 1 레일을 따라 제 2 코팅라인의 나머지 제 2 단부 방향으로 한구획 이동하는 제 7 단계, 각 제 1 로봇이 각 코팅 대상물을 인접한 제 2 코팅라인의 각 장비에 투입하는 제 8 단계 및 제 2 로봇이 코팅 대상물을 인접한 제 2 코팅라인의 장비에 투입하는 제 9 단계를 포함하고, 제 1 단계 및 제 2 단계와 제 3 단계 및 제 4단계가 순서에 무관하게 수행되고, 제 7 단계 및 제 8 단계와 제 9 단계가 순서에 무관하게 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 제 1 단계 이후에, 제 1 코팅라인의 제 2 단부에 인접하여 배치되는 제 3 로봇이, 인접한 제 1 코팅라인의 장비로 코팅되어야할 코팅 대상물을 투입하는 제 1-1 단계를 더 포함하도록 한다. 또한, 제 8 단계 이전에, 제 2 코팅라인의 제 2 단부에 인접하여 배치되는 제 4 로봇이, 인접한 제 2 코팅라인의 장비로부터 코팅이 완료된 코팅 대상물을 꺼내어 배출하는 제 8-1 단계를 더 포함하고, 제 8-1 단계가,제 9 단계와 순서에 무관하게 수행되도록 한다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템의 구성도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템(100)의 구성 은, 글래스와 같은 코팅 대상물(10)에 스핀코팅을 수행하는 복수의 스핀 코팅기(20a 내지 20c), 스핀 코팅기를 통해 코팅된 코팅액을 건조시키는 복수의 건조기(30a 내지 30c), 코팅 대상물을 스핀 코팅기와 건조기 간에 이송시키는 복수의 로봇(40a 내지 40e) 및 로봇을 상하 또는 좌우로 움직이는 레일(50)을 포함한다. 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템(100)은 각 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c)를 교대로 배치함으로써, 코팅 대상물(10)에 코팅과 건조를 반복하는 다단계 스핀코팅을 수행하여 두꺼운 코팅막을 형성하도록 하며, 바람직하게는 100 내지 200㎛의 코팅막을 형성하도록 한다. 도 1 에서는 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c)를 각기 3개씩 구비하고, 코팅 대상물을 이송시키는 로봇(40a 내지 40e)을 5개 구비하는 실시례를 도시하였다. 그러나, 이와 다른 형태로 실시할 수도 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 스핀 코팅기(20a 내지 20c)는 코팅 대상물에 코팅액을 주입하고 코팅 대상물(10)을 회전시킴으로써 주입된 코팅액이 코팅 대상물에 균일하게 퍼져 코팅되도록 하는 구성부이다. 스핀 코팅기(20a 내지 20c)는 코팅 대상물(10)이 안착되는 회전판(22)과 코팅액을 주입하는 노즐(미도시)을 구비하며, 노즐은 회전판의 상부로 소정 거리 이격된 위치에 배치된다.

회전판(22)은 판형으로 이루어져 상면에 코팅 대상물(10)이 안착되는 구성부로서, 코팅 대상물의 저면을 진공 처킹(chucking)하는 고정수단(미도시)과 코팅 완료 후 코팅 대상물을 들어올리는 리프트(lift) 수단(미도시)을 구비하고, 하부로는 회전판를 회전시키기 위한 구동모터(미도시)가 구비된다. 고정수단은 코팅 대상물(10)의 저면을 진공 처킹(chucking)하여 고정시킴으로써, 회전판(22)을 회전하여 코팅 대상물을 회전시킬 때 코팅 대상물이 원심력에 의해 회전판으로부터 이탈하거나 일측으로 기울어지는 것을 방지하게 된다. 따라서, 코팅 대상물(10)은 회전판(22)에 안정적으로 고정되고 수평을 유지한 상태로 스핀코팅을 수행할 수 있게 된다. 또한, 리프트(lift) 수단은 스핀코팅이 완료된 후에 코팅 대상물(10)을 위로 일정 높이 들어 올림으로써 로봇(40a 내지 40e)이 코팅 대상물을 스핀 코팅기(20a 내지 20c)로부터 용이하게 꺼낼 수 있도록 한다. 즉, 리프트 수단이 코팅이 완료된 코팅 대상물을 들어올리게 되면, 로봇팔의 단부에 설치된 받침수단이 리프트 수단 사이로 인입되어 코팅 대상물의 저면을 받쳐 들어올린 후 스핀 코팅기로부터 꺼내게 된다. 한편, 스핀 코팅기(20a 내지 20c)에 코팅 대상물(10)을 안착시킬 때에도, 스핀 코팅기의 리프트 수단이 들어올려진 상태에서 로봇팔이 코팅 대상물을 리프트 수단 위에 얹어놓게 되면 리프트 수단이 아래로 내려가 코팅 대상물을 회전판에 안착시킨 후 고정수단이 코팅 대상물의 저면을 고정하도록 한다. 고정수단, 리프트 수단 및 구동모터 등에 대하여는 이미 공지된 기술이므로 도면에의 별도의 도시는 생략하였다.

본 발명에 따른 건조기(30a 내지 30c)는 코팅 대상물(10)에 코팅된 코팅액을 열 건조시키는 장치로서, 코팅 대상물이 안착되는 플레이트(32)와 코팅액을 건조시키는 램프(미도시)를 구비한다. 램프로는 IR 램프를 사용하도록 하며 효과적인 건조를 위하여 복수개 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 램프는 플레이트(32)의 상부로 소정 거리 이격된 위치에 배치하도록 한다. 건조기(30a 내지 30c) 역시 코팅 대상물을 안착시키고 로봇에 의해 꺼낼 수 있도록 하기 위해 리프트 수단을 구비하도록 한다. 또한, 건조기는 코팅액을 효율적이고 빠르게 건조시킬 수 있도록 하기 위하여, 플레이트에 안착된 코팅 대상물을 좌우로 움직이면서 건조시키도록 한다. 이를 위하여, 건조기는 플레이트를 좌우로 이송시키기 위한 이송수단(34)을 더 구비하도록 한다. 한편, 이와는 달리 플레이트는 고정시키고 램프를 좌우로 이송시키도록 구성할 수도 있음은 물론이다. 한편, 건조기(30a 내지 30c)의 경우 플레이트(32)가 빠른 속도로 움직이지 않으므로 코팅 대상물(20a 내지 20c)에 코팅된 코팅액이 흔들리거나 유동이 생기지 않게 된다.

본 발명에 따른 로봇(40a 내지 40e)은 레일(50)에 의해 상하 또는 좌우로 움직이면서 코팅 대상물(10)을 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c) 간에 이송시키는 구성부이다. 로봇의 상세한 구성은 도 2 에 도시되어 있는데, 도 2(a)는 로봇의 평면도이고, 도 2(b)는 로봇의 측면도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 로봇(40a 내지 40e)은 몸체부(42)가 레일(50)에 고정된 상태로 레일을 따라 움직이며, 로봇팔(44)의 단부에 구비되는 받침수단(46)을 이용해 코팅 대상물(10)의 저면을 들어올려 코팅 대상물을 이송시키게 된다. 로봇팔(44)은 복수의 프레임(45a)과 각 프레임을 상호 연결하는 회전축(45b)으로 이루어져 횡방향으로의 자유로운 움직임이 가능하도록 하며, 몸체부(42)와 로봇팔(44)의 연결부(43a)를 상 하로 움직임으로써 종방향으로의 자유로운 움직임이 가능하도록 한다. 또한, 로봇팔 단부의 받침수단(46)은 코팅 대상물의 저면을 안정적으로 들어올릴 수 있도록 'ㄷ'자 형상으로 형성하도록 한다.

본 발명에 따른 레일(50)은 로봇(40a 내지 40e)을 이송시키기 위한 구성부로서, 로봇을 각 장비간에 이송시켜 코팅 대상물의 이송이 가능하도록 한다. 즉, 로봇(40a 내지 40e)은 레일(50) 위에 설치가 되므로, 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c) 간에 코팅 대상물(10)을 이송시키기 위하여 로봇이 코팅 대상물을 집어 낸 후에, 레일을 따라 다음 단계의 장비 위치로 이동하게 된다.

본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템(100)을 이용한 코팅 대상물의 코팅은 도 1 의 화살표 방향으로 진행되는데, 이에 대하여 상세히 설명하면 이하와 같다.

먼저, 코팅 대상물(10)이 제 1 로봇(40a)에 의해 제 1 스핀 코팅기(20a)로 이송된다. 제 1 스핀 코팅기(20a)는 고정수단을 이용해 코팅 대상물(10)을 고정한 후 코팅액을 주입하고 코팅 대상물을 회전시켜 1 차 코팅을 수행한다. 다음으로, 제 1 스핀 코팅기(20a)의 리프트 수단이 코팅 대상물을 위로 들어올리면 제 2 로봇(40b)이 제 1 스핀 코팅기로부터 코팅 대상물을 꺼낸다. 구체적으로, 제 1 스핀 코팅기의 리프트 수단이 코팅 대상물(10)을 들어올리면 제 2 로봇의 로봇팔(44)의 각 프레임이 펴지면서 로봇팔 단부의 받침수단(46)이 리프트 수단 사이로 인입하여 코팅 대상물(10)의 저면을 받치게 된다. 다음으로, 제 2 로봇(40b)의 로봇팔(44)이 위로 움직여 코팅 대상물(10)을 들어올리고, 제 2 로봇의 로봇팔의 각 프레임이 서로 접히면서 코팅 대상물을 제 1 스핀 코팅기(20a)로부터 꺼내게 된다.

제 2 로봇(40b)은 레일(50)을 따라 위로 이동하여 코팅 대상물(10)을 제 1 건조기(30a)로 이송시키고, 제 1 건조기는 램프(34)를 통해 코팅 대상물의 코팅액을 건조시킨다. 구체적으로, 위로 들어올려진 제 2 로봇(40b)의 로봇팔(44)이 아래로 내려진 후에 레일(50)에 의해 제 1 건조기(30a)의 위치까지 움직인 후, 제 2 로봇의 로봇팔의 접혀진 각 프레임이 펴지면서 코팅 대상물을 제 1 건조기 위에 올려놓는다. 이때, 제 1 건조기(30a)의 리프트 수단이 올려진 상태이므로 제 2 로봇의 받침수단(46)이 리프트 수단 사이로 인입하여 코팅 대상물(10)을 투입하게 된다. 제 2 로봇(40b)의 받침수단(46)이 제 1 건조기(30a)의 리프트 수단으로부터 빠져 나오면 리프트 수단이 아래로 내려가면서 코팅 대상물(10)을 제 1 건조기에 안착시키게 된다.

각 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c)에 코팅 대상물(10)을 투입하고 꺼내는 과정은 상기와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

코팅액의 건조가 완료되면, 제 1 건조기(30a)의 리프트 수단이 코팅 대상물(10)을 들어올리고, 제 3 로봇(40c)은 제 1 건조기로부터 코팅 대상물을 꺼낸 후 제 2 스핀 코팅기(20b)로 이송시킨다.

제 2 스핀 코팅기(20b)의 2 차 코팅이 완료되면 제 4 로봇(40d)은 코팅 대상물(10)을 제 2 건조기(30b)로 이송시켜 코팅액을 건조한다. 다음으로, 제 3 로봇(40c)은 코팅 대상물(10)을 제 3 스핀 코팅기(20c)로 이송시켜 3 차 코팅을 수행하고, 제 2 로봇(40b)이 코팅 대상물을 제 3 스핀 코팅기로부터 제 3 건조기(30c)로 이송시켜 코팅액을 건조한다.

3차 코팅 및 건조가 완료된 이후에, 제 5 로봇(40e)은 코팅이 완료된 코팅 대상물(10)을 제 3 건조기(30c)로부터 꺼내어 배출한다.

상기에서 코팅 대상물(10)의 종 방향의 움직임을 위하여 2개의 로봇(제 2 로봇, 제 3 로봇)이 사용되는 것은, 연속적으로 코팅 대상물이 투입 및 이송되는 경우를 위한 것이다. 즉, 상기에서는 하나의 코팅 대상물(10)을 코팅하는 예를 들었으나, 연속적으로 코팅 대상물을 코팅하는 경우 각 스핀 코팅기(20a 내지 20c)와 건조기(30a 내지 30c) 간의 종 방향의 이송은 복수의 코팅 대상물(10)이 동시에 이송이 이루어지도록 한다. 이때, 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 동시에 움직이도록 한다. 연속적인 코팅 대상물(10)의 코팅 및 이송 과정에 대하여는 도 4 를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3 은 본 발명에 따른 두개의 다단계 자동 스핀코팅 시스템을 연결하여 구성한 실시 예시도이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 코팅 대상물(10)에 보다 두꺼운 코팅층을 형성하기 위하여는 다단계 자동 스핀코팅 시스템을 복수개 연결하여 구성할 수 있다. 이 경우, 각 코팅 대상물(10)은 화살표로 나타낸 바와 같이 제 1 스핀코팅 시스템(100a)에서 코팅된 후에 제 2 스핀코팅 시스템(100b)에서 연속해서 재차 코팅이 이루어지므로, 단일의 스핀코팅 시스템에 의해 코팅되는 것에 비하여 두배의 코팅막 두께를 형성할 수 있게 된다. 한편, 더 두꺼운 코팅층을 형성하여야 할 경우 도 3 과 달리 더 많은 스핀코팅 시스템을 연결하여 구성할 수도 있음은 물론이다.

도 4 는 다단계 자동 스핀코팅에서 코팅 대상물을 이송하는 과정을 설명하기 위한 도로서, 스핀코팅 시스템(100)에 투입된 첫번째 코팅 대상물(10a)에 대한 코팅이 완료되기까지의 과정을 나타내었다. 한편, 도 3 과 같이 두개의 스핀코팅 시스템을 연결하여 구성하는 경우에도, 제 1 스핀코팅 시스템에서 코팅되어 배출된 각 코팅 대상물이 제 2 스핀코팅 시스템에서도 제 1 스핀코팅 시스템과 동일한 과정으로 코팅이 수행되므로 도 4 와 동일한 과정으로 진행되게 된다. 따라서, 두개의 스핀코팅 시스템을 연결한 경우의 실시례에 대하여 별도의 도시와 설명은 생략하도록 한다. 도 4 를 참조하여 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅에서 각 코팅 대상물의 이송 과정을 설명하면 이하와 같다.

제 1 코팅 대상물(10a)이 제 1 로봇(40a)에 의해 제 1 스핀 코팅기(20a)로 투입되어 1 차 코팅이 수행된다(도 4a, 도 4b). 다음으로, 제 1 코팅 대상물(10b)이 제 2 로봇(40b)에 의해 제 1 스핀 코팅기(20a)로부터 배출된다(도 4c). 제 2 로봇은 레일(50)을 따라 제 1 건조기(30a)의 위치로 이동하는데, 이때 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)이 함께 이동하게 된다.

제 2 로봇(40b)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 1 건조기(30a)에 투입하고, 이때 제 1 로봇(40a)은 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4d). 또한, 제 1 코팅 대상물(10a)이 제 1 건조기(30a)에서 1 차 건조되고 제 2 코팅 대상물(10b)이 제 1 스핀 코팅기(20a)에서 1 차 코팅되는 사이 제 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동한다.

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 2 코팅 대상물(10b)과 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 1 스핀 코팅기(20a)와 제 1 건조기(30a)로부터 꺼낸 후(도 4e), 레일(50)을 따라 위로 이동한다. 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 2 코팅 대상물(10b)과 제 1 코팅 대상물(10a)를 제 1 건조기(30a)와 제 2 스핀 코팅기(20b)에 투입하고, 제 1 로봇(40a)은 제 3 코팅 대상물(10c)을 비어 있는 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4f). 구체적으로, 제 2 로봇(40b)이 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 1 스핀 코팅기(20a)로부터 제 1 건조기(30a)로 이송시키고, 제 3 로봇(40c)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 1 건조기(30a)로부터 제 2 스핀 코팅기(20b)로 이송시킨다. 제 1 코팅 대상물(10a), 제 2 코팅 대상물(10b) 및 제 3 코팅 대상물(10c)은 각기 2 차 코팅, 1 차 건조 및 1 차 코팅이 동시에 수행된다. 이 사이에 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동하게 된다.

제 4 로봇(40d)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 2 스핀 코팅기(20c)로부터 꺼내고, 이때 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 3 코팅 대상물(10c)과 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 1 스핀 코팅기(20a)와 제 1 건조기(30a)로부터 꺼낸다(도 4g). 제 4 로봇(40d)은 레일(50)을 따라 우측으로 이동하고, 이때 제 2 로봇 (40b)과 제 3 로봇(40c) 역시 레일(50)을 따라 위로 이동하게 된다.

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 3 코팅 대상물(10c)과 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 1 건조기(30a)와 제 2 스핀 코팅기(20b)에 투입하고, 이때 제 1 로봇(40a)은 제 4 코팅 대상물(10d)을 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4h). 제 2 코팅 대상물(10b), 제 3 코팅 대상물(10c) 및 제 4 코팅 대상물(10d)이 2 차 코팅, 1 차 건조 및 1 차 코팅이 수행되는 사이 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동한다. 또한, 제 4 로봇(40d)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 2 건조기(30b)에 투입한 후(도 4i), 제 1 코팅 대상물이 2 차 건조가 수행되는 사이에 제 4 로봇(40d)은 레일(50)을 따라 좌측으로 이동한다.

제 4 로봇(40d)은 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 2 스핀 코팅기(20b)로부터 꺼내고, 이때 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 4 코팅 대상물(10d)과 제 3.코팅 대상물(10c)을 제 1 스핀 코팅기(20a)와 제 2 스핀 코팅기(20b)로부터 꺼내게 된다(도 4j).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 위로 이동하여 제 4 코팅 대상물(10d)과 제 3 코팅 대상물(10c)을 각기 제 2 스핀 코팅기(20b)와 제 1 건조기(30a)에 투입하고, 이때 제 1 로봇(40a)은 제 5 코팅 대상물(10e)을 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4k). 한편, 제 4 로봇(40d)은 제 2 코팅 대상물(10b)을 실은 상태로 레일(50)을 따라 우측으로 이동하여 대기한다.

제 3 로봇(40c)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 2 건조기(20b)로부터 꺼낸다(도 4l). 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동한 후 제 3 로봇을 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 3 스핀 코팅기(20c)로 투입고, 제 4 로봇(40d) 역시 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 2 건조기(30b)에 투입하게 된다(도 4m).

제 4 로봇(40d)은 레일(50)을 따라 좌측으로 이동하고, 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 5 코팅 대상물(10e)과 제 4 코팅 대상물(10d)을 각기 제 1 스핀 코팅기(20a)와 제 1 건조기(30a)로부터 꺼내게 되고, 제 4 로봇(40d)은 제 3 코팅 대상물(10c)을 제 2 스핀 코팅기(20b)로부터 꺼낸다(도 4n).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 위로 이동하고 제 4 로봇(40d)은 레일을 따라 우측으로 이동한다. 다음으로, 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 5 코팅 대상물(10e)과 제 4 코팅 대상물(10d)을 제 1 건조기(30a)와 제 2 스핀 코팅기(20b)에 투입하고, 제 1 로봇(40a)은 제 6 코팅 대상물(10f)을 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4o).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 각기 제 1 코팅 대상물(10a)과 제 2 코팅 대상물(10b)을 제 3 스핀 코팅기(20c)와 제 2 건조기(30b)로부터 꺼낸다(도 4p). 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동하여 제 1 코팅 대상물(10a)과 제 2 코팅 대상물(10b)을 각기 제 3 건조기(30c)와 제 3 스핀 코팅기(20c)에 투입하고, 제 4 로봇(40d)은 제 3 코팅 대상물(10c)을 제 2 건조기(30b)에 투입한다(도 4q).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 6 코팅 대상물(10f)과 제 5 코팅 대상물(10e)을 제 1 스핀 코팅기(20a)와 제 1 건조기(30a)로부터 꺼내고, 제 4 로봇(40d)은 레일(50)을 따라 좌측으로 이동하여 제 4 코팅 대상물(10d)을 제 2 스핀 코팅기(20b)로부터 꺼낸다(도 4r).

다음으로, 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 위로 이동하고 제 4 로봇(40d)은 레일을 따라 우측으로 이동하여, 제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 6 코팅 대상물(10f)과 제 5 코팅 대상물(10e)을 제 1 건조기(30a)와 제 2 스핀 코팅기(20b)에 투입하고, 제 1 로봇은 제 7 코팅 대상물(10g)을 제 1 스핀 코팅기(20a)에 투입한다(도 4s).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 제 2 코팅 대상물(10b)과 제 3 코팅 대상물(10c)을 제 3 스핀 코팅기(20c)와 제 2 건조기(30b)로부터 꺼내고, 제 5 로봇(40e)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 제 3 건조기(30c)로부터 꺼내게 된다(도 4t).

제 2 로봇(40b)과 제 3 로봇(40c)은 레일(50)을 따라 아래로 이동하여 제 2 코팅 대상물(10b)과 제 3 코팅 대상물(10c)을 제 3 건조기(30c)와 제 3 스핀 코팅기(20c)에 투입하고, 제 4 로봇(40d)은 제 4 코팅 대상물(10d)을 제 2 건조기(30b)에 투입한다(도 4u). 이때, 제 5 로봇(40e)은 코팅이 완료된 제 1 코팅 대상물(10a)을 스핀코팅 시스템(100)으로부터 배출하게 된다.

나머지 코팅 대상물 역시 제 1 코팅 대상물(10a)과 동일한 과정으로 코팅이 진행되며, 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 두개의 스핀코팅 시스템을 연결하여 구성하는 경우, 상기에서 제 5 로봇(40e)은 제 1 코팅 대상물(10a)을 다음 스핀코팅 시스템(제 2 스핀코팅 시스템)의 제 1 스핀 코팅기에 투입하게 될 것이다.

이상 설명한 바대로, 본 발명에 따른 다단계 자동 스핀코팅 시스템 및 코팅 대상물의 이송방법은, 복수의 스핀 코팅기와 건조기를 교대로 배치하여 글래스와 같은 코팅 대상물에 대하여 스핀코팅과 건조를 반복적으로 수행함으로써 두꺼운 코팅막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 스핀 코팅기와 건조기의 공간 배치를 효율적으로 함으로써 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄일 수 있는 현저한 효과가 있다.

아울러, 스핀 코팅기와 건조기의 효율적 배치를 통해 적은 수의 로봇을 이용하여 코팅 대상물을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 스핀 코팅기와 건조기에 투입된 코팅 대상물이 코팅 또는 건조되는 사이에 로봇을 필요한 위치로 이송시키므로 작업에 필요한 시간을 줄여 시스템의 성능을 개선할 수 있다.

또한, 단일의 시스템 뿐만 아니라, 필요로 하는 코팅막의 두께에 따라 복수의 시스템을 연결하여 구성 가능하므로 확장성이 좋은 장점이 있다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.

Claims (12)

1. 글래스를 포함하는 코팅 대상물의 일면에 코팅액을 주입하면서 상기 코팅 대상물을 회전시켜 코팅하는 하나 이상의 스핀 코팅기와 상기 코팅 대상물에 코팅된 상기 코팅액을 건조시키는 하나 이상의 건조기를 이용하여, 상기 코팅 대상물의 일면에 코팅액을 이용한 코팅 및 건조를 반복 수행하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템으로서,

   상기 각 스핀 코팅기와 상기 각 건조기가 일축 방향으로 교대로 배치되는 제 1 코팅라인;

   상기 제 1 코팅라인과 소정 거리 이격하여 평행하게 배치되고, 상기 각 스핀 코팅기와 상기 각 건조기가 상기 제 1 코팅라인과 반대의 배열로 교대로 배치되는 제 2 코팅라인;

   상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인의 사이에, 상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인과 평행하게 배치되는 제 1 레일;

   상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인의 제 1 단부로부터 소정 거리 이격되어, 상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인과 수직하게 배치되는 제 2 레일;

   상기 제 1 레일에 설치되어 상기 제 1 레일을 따라 이동하면서 상기 코팅 대상물을 상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인의 상기 각 스핀 코팅기와 상기 각 건조기 간에 이송시키는 하나 이상의 제 1 로봇; 및

   상기 제 2 레일에 설치되어 상기 제 2 레일을 따라 이동하면서 상기 코팅 대상물을 상기 제 1 코팅라인에서 상기 제 2 코팅라인으로 이송시키는 제 2 로봇을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 코팅라인과 상기 제 2 코팅라인에 각기 구비되는 상기 스핀 코팅기와 상기 건조기의 합이 N개이고,

   상기 제 1 로봇이 N-1개인 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 코팅라인의 제 2 단부에,

   코팅을 수행할 코팅 대상물을 상기 제 1 코팅라인에 공급하는 제 3 로봇이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 코팅라인의 제 2 단부에,

   코팅이 완료된 코팅 대상물을 상기 제 2 코팅라인으로부터 배출하는 제 4 로봇이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 스핀 코팅기가,

   상기 코팅 대상물이 안착되는 회전판;

   상기 회전판의 상부로 소정 거리 이격하여 배치되고, 상기 코팅 대상물에 상기 코팅액을 주입하는 노즐; 및

   상기 회전판을 회전시키는 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 로봇의 단부에 상기 코팅 대상물의 저면을 받치기 위한 받침수단을 구비하고,

   상기 회전판이,

   상기 코팅 대상물의 저면을 진공 처킹하는 고정수단; 및

   상기 로봇의 받침수단을 인입될 수 있도록 상기 코팅 대상물을 들어올리는 리프트 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 건조기가,

   상기 코팅 대상물이 안착되는 플레이트;

   상기 플레이트의 상부로 소정 거리 이격하여 배치되고, 상기 코팅 대상물에 열을 가하는 하나 이상의 램프; 및

   상기 플레이트를 횡방향으로 왕복운동시키는 이송수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 로봇의 단부에 상기 코팅 대상물의 저면을 받치기 위한 받침수단이 구비하고,

   상기 플레이트가,

   상기 로봇의 받침수단이 인입될 수 있도록 상기 코팅 대상물을 들어올리는 리프트 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인이 각기 3개의 스핀 코팅기와 건조기를 구비하고,

   상기 제 1 로봇이 2개 구비되는 것을 특징으로 하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템.
10. 스핀 코팅기와 건조기를 포함하는 N개의 장비가 각기 구획을 형성하며 직렬로 배치되는 제 1 코팅라인 및 제 2 코팅라인, 상기 제 1 코팅라인과 상기 제 2 코팅라인의 사이에 평행하게 배치되는 제 1 레일, 상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인의 제 1 단부로부터 소정 거리 이격되어 수직하게 배치되는 제 2 레일, 상기 제 1 레일을 따라 이동하면서 각 코팅 대상물을 상기 제 1 코팅라인 및 상기 제 2 코팅라인의 상기 각 장비 간에 이송시키는 N-1개의 제 1 로봇 및 상기 제 2 레일을 따라 이동하면서 상기 코팅 대상물을 상기 제 1 코팅라인에서 상기 제 2 코팅라인으로 이송시키는 제 2 로봇을 구비하는 다단계 자동 스핀코팅 시스템에서, 상기 코팅 대상물을 이송시키는 방법으로서,

    상기 각 제 1 로봇이 인접한 상기 제 1 코팅라인의 각 장비에 안착된 각 코팅 대상물을 꺼내는 제 1 단계;

    상기 각 제 1 로봇이 상기 제 1 레일을 따라 상기 제 1 코팅라인의 제 1 단부 방향으로 한구획 이동하는 제 2 단계;

    상기 제 2 로봇이 인접한 상기 제 1 코팅라인의 장비로부터 코팅 대상물을 꺼내는 제 3 단계;

    상기 제 2 로봇이 상기 제 2 레일을 따라 상기 제 2 코팅라인으로 이동하는 제 4 단계;

    상기 각 제 1 로봇이 각 코팅 대상물을 인접한 상기 제 1 코팅라인의 각 장비에 투입하는 제 5 단계;

    상기 각 제 1 로봇이 인접한 상기 제 2 코팅라인의 각 장비에 안착된 각 코팅 대상물을 꺼내는 제 6 단계;

    상기 각 제 1 로봇이 상기 제 1 레일을 따라 상기 제 2 코팅라인의 나머지 제 2 단부 방향으로 한구획 이동하는 제 7 단계;

    상기 각 제 1 로봇이 각 코팅 대상물을 인접한 상기 제 2 코팅라인의 각 장비에 투입하는 제 8 단계; 및

    상기 제 2 로봇이 코팅 대상물을 인접한 상기 제 2 코팅라인의 장비에 투입하는 제 9 단계를 포함하고,

    상기 제 1 단계 및 제 2 단계와 상기 제 3 단계 및 제 4단계가 순서에 무관하게 수행되고, 상기 제 7 단계 및 제 8 단계와 상기 제 9 단계가 순서에 무관하게 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅 대상물의 이송방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 단계 이후에,

    상기 제 1 코팅라인의 제 2 단부에 인접하여 배치되는 제 3 로봇이, 인접한 상기 제 1 코팅라인의 장비로 코팅되어야할 코팅 대상물을 투입하는 제 1-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 대상물의 이송방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 8 단계 이전에,

    상기 제 2 코팅라인의 제 2 단부에 인접하여 배치되는 제 4 로봇이, 인접한 상기 제 2 코팅라인의 장비로부터 코팅이 완료된 코팅 대상물을 꺼내어 배출하는 제 8-1 단계를 더 포함하고,

    상기 제 8-1 단계가,상기 제 9 단계와 순서에 무관하게 수행되는 것을 특징 으로 하는 코팅 대상물의 이송방법.

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