KR20070107231A - 슬릿노즐 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬릿노즐 이송장치에 관한 것으로, 기판이 지지되는 정반 양측에서 슬릿노즐의 주행방향을 따라 설치되는 레일과, 상기 슬릿노즐의 길이방향 양측부를 지지하여 상기 레일을 따라 주행하는 지지기재와, 상기 지지기재가 상기 레일을 따라 주행하도록 상기 지지기재에 직선 구동력을 제공하는 리니어모터와, 상기 레일과 상기 지지기재에 상호 분리설치되어 상기 지지기재를 비접촉 감속시키는 감속부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 비접촉식으로 노즐의 주행을 감속 및 정지시키므로 이물질이 발생되지 않아 크린룸의 청정도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비소모성부품이므로 유지보수에 따른 작업공정을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은, 종래 접촉식 에어실린더에 비해 전원인가시 응답속도가 현저히 개선되므로 노즐 위치결정의 정확성 및 노즐의 이상주행 발생시에도 신속하게 감속 및 정지제어할 수 있어 노즐의 약액처리성능을 월등히 향상시킬 뿐만 아니라 감속시 발생되는 충격도 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
슬릿노즐, 리니어모터, 전자석, 자기장, 레일

Description

슬릿노즐 이송장치{Transfer device of slit nozzle}
도 1은 스핀리스코팅법에 의한 종래 감광액 도포장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 종래 슬릿노즐 이송장치의 정면상태도이다.
도 3은 본 발명 슬릿노즐 이송장치의 일실시 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 슬릿노즐 이송장치의 정면상태도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 레일 200 : 지지기재
300 : 리니어모터 310 : 이동자
320 : 고정자 400 : 감속부
410 : 자성구간 420 : 전자석
500 : 차폐기재 600 : 슬릿노즐
700 : 정반
본 발명은 슬릿노즐 이송장치에 관한 것으로, 특히 기판 표면에 약액처리하 는 슬릿노즐을 기판상에서 일방향으로 주행시키는 슬릿노즐 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스 또는 평판 디스플레이(FPD; flat panel display)의 제조공정에서는 피처리기판(실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)상의 특정 기능을 수행하는 박막, 예를 들면, 산화 박막, 금속 박막, 반도체 박막 등이 원하는 형상으로 패터닝(patterning)되도록 광원과 반응하는 감광액(sensitive material)을 상기 박막상에 도포하는 공정이 수행된다.
이처럼 피처리기판의 박막에 소정의 회로패턴이 구현되도록 감광액을 도포하여 감광막 코팅하고, 회로패턴에 대응하여 상기 감광막을 노광하며, 노광된 부위 또는 노광되지 않은 부위를 현상처리하여 제거하는 일련의 과정을 사진공정 또는 포토리소그래피(Photolithography)공정이라 한다.
일반적으로 유리 기판의 경우에는 기판을 정반(surface plate)에 지지한 상태에서 기판을 가로지르는 방향으로 감광액을 배출하는 슬릿(slit)이 형성된 슬릿노즐을 상기 슬릿이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 기판상에서 주행시키는 동시에 상기 슬릿을 통하여 기판 표면에 감광액을 도포하는 스핀리스코팅(spinless coating)법 또는 슬릿코팅(slit coating)법이 주로 사용된다.
도 1은 스핀리스코팅법에 의한 종래 감광액 도포장치의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 감광액 도포장치는 감광액 처리될 기판(S)이 로딩되어 지지되는 정반(10)과, 상기 정반(10)상에 로딩된 기판(S)에 감광액을 도포하는 슬릿노즐(20)과, 정반(10)의 일측에는 상기 슬릿노즐(20)이 대기하는 대기부(11)를 포함한다.
상기 슬릿노즐(20)은 그 저단부에 기판(S)의 너비(W)에 대응하는 길이의 슬릿(미도시)이 형성되고, 기판(S)에 감광액 도포할 시 대기부(11)에서 기판(S)측으로 전진이동하며 상기 슬릿을 통하여 기판(S) 표면에 감광액 도포하고, 감광액 도포작업이 완료되면 대기부(11)측으로 후진이동하여 대기한다.
이처럼 슬릿노즐(20)은 기판(S)상에서 일방향으로 주행하며 기판(S) 표면에 약액을 처리하도록 이송장치와 결합한다.
도 2는 종래 슬릿노즐 이송장치의 정면상태도이다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 2를 참조하면, 이러한 종래 슬릿노즐 이송장치는, 정반(10) 양측에서 슬릿노즐(20)의 주행방향을 따라 설치되는 레일(30)과, 상기 슬릿노즐(20)의 양측부를 수직지지하는 동시에 상기 레일(30)을 따라 주행하는 지지암(40), 상기 지지암(40)이 상기 레일(30)을 따라 주행하도록 직선 구동력을 제공하는 리니어모터(50)와, 상기 지지암(40)에 설치되고 상기 레일(30)측으로 가압접촉하여 상기 지지암(40)을 감속 및 정지시키는 에어실린더(70)를 포함한다.
상기 리니어모터(50)는 이동자(51)가 지지암(40)의 일측에 고정설치되고, 고정자(52)가 레일(30)에 슬릿노즐(20)의 주행방향을 따라 설치된다.
이에 리니어모터(50)의 이동자(51)가 고정자(52)를 따라 주행하면, 슬릿노즐(20)은 이동자(51)가 고정설치되는 지지암(40)에 고정지지되어 있으므로 함께 주 행하는 동시에 기판(S) 표면에 약액을 처리하게 된다.
한편, 전자소재 제조기술의 발달에 따라 기판 크기도 갈수록 대형화되는 추세이고, 이에 대응하여 기판을 처리하는 각종 처리장치도 대형화되는 추세이다.
특히, 슬릿노즐은 대형화에 따라 고하중화하는 것은 물론 기판에 대한 약액처리시간의 단축요구에 따라 고속주행하며 운용된다.
따라서, 슬릿노즐 이송장치는 슬릿노즐의 고하중화 및 고속주행으로 인해 주행시 질량관성의 증가로 인해 리니어모터 단독으로 슬릿노즐의 주행제어가 어려워져 주행제어의 보조수단으로 감속수단이 부가된다.
이에 종래 슬릿노즐 이송장치는 감속수단으로서 도 2에 도시된 바와같이 에어 실린더(70)가 사용된다.
그러나, 종래 슬릿노즐 구동장치의 보조 감속수단인 에어 실린더(70)는 물리적 마찰방식에 의한 감속 및 정지를 구현하므로, 마찰부위에서 이물질이 발생되어 크린룸(clean room) 내의 청정도를 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 소모성 부품인 에어 실린더(70)는 주기적으로 유지보수를 수행하여야 하는 불편함이 있었다.
또한, 에어 실린더(70)는 그 특성상 응답속도가 떨어져 슬릿노즐의 신속하고 정밀한 위치제어에 불리하고, 이로 인해 약액처리과정에 불량을 발생시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 슬릿노즐의 감속 및 정지시에 이물 질 발생이 방지되는 슬릿노즐 이송장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 슬릿노즐의 주행제어를 신속하면서도 정밀하게 구현할 수 있는 슬릿노즐 이송장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판이 지지되는 정반 양측에서 슬릿노즐의 주행방향을 따라 설치되는 레일과, 상기 슬릿노즐의 길이방향 양측부를 지지하여 상기 레일을 따라 주행하는 지지기재와, 상기 지지기재가 상기 레일을 따라 주행하도록 상기 지지기재에 직선 구동력을 제공하는 리니어모터와, 상기 레일과 상기 지지기재에 상호 분리설치되어 상기 지지기재를 비접촉 감속시키는 감속부를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명 슬릿노즐 이송장치의 일실시 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 슬릿노즐 이송장치의 정면상태도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 슬릿노즐 이송장치의 일실시예는 기판(S)이 지지되는 정반(700) 양측에서 슬릿노즐(600)의 주행방향을 따라 설치되는 레일(100)과, 상기 슬릿노즐(600)의 길이방향 양측부를 지지하여 상기 정반(700)상에 지지된 기판(S)의 표면과 상기 슬릿노즐(600)의 단부의 간격을 유지시키는 한편 상기 레일(100)을 따라 주행하는 지지기재(200)와, 상기 지지기재(200) 가 상기 레일(100)을 따라 주행하도록 상기 지지기재(200)에 직선 구동력을 제공하는 리니어모터(300)와, 상기 레일(100)과 상기 지지기재(200)에 상호 분리설치되어 상기 지지기재(200)를 비접촉 감속시키는 감속부(400)를 포함한다.
상기 레일(100)은 슬릿노즐(600)에 의해 약액 처리될 기판(S)의 저면을 지지하는 정반(700) 양측에 슬릿노즐(600)의 주행방향을 따라 설치된다.
이러한 레일(100)은 슬릿노즐(600)이 기판(S)상을 주행하며 기판(S) 표면에 약액을 처리하도록 슬릿노즐(600)을 지지하는 지지기재(200)를 주행가이드한다.
상기 지지기재(200)는 상기 레일(100)의 외측면을 감싸는 구조로 절곡형성되는 한편 레일(100)과 마주보는 내측면에 에어베어링(210)이 설치되어 주행시 레일(100) 외측면에서 부상한 상태를 유지한다.
이러한 지지기재(200)는 에어베어링(210)에 의해 레일(100) 외측면에서 부상한 상태로 리니어모터(300)에 의해 레일(100)을 따라 직선주행한다.
상기 리니어모터(300)는 지지기재(200)의 일측에 고정설치되는 이동자(310)와, 상기 레일(100)에 슬릿노즐(600)의 주행방향을 따라 설치되어 상기 이동자(310)를 감싸는 구조의 고정자(320)를 포함한다.
이러한 리니어모터(300)는 전원이 인가되면 이동자(310)가 고정자(320)를 따라 주행하고, 슬릿노즐(600)은 이동자(310)가 고정설치되는 지지기재(200)에 지지되어 있으므로 지지기재(200)와 함께 주행하는 동시에 기판(S)에 약액을 처리하게 된다.
즉, 리니어모터(300)는 슬릿노즐(600)을 지지하는 지지기재(200)가 레 일(100)을 따라 주행하도록 지지기재(200)에 직선 구동력을 제공하고, 슬릿노즐(600)은 지지기재(200)의 주행에 의해 기판(S)상을 주행하며 기판(S) 표면에 약액처리한다.
그리고, 슬릿노즐(600)은 리니어모터(300)에 의한 주행제어에 부가하여 감속부(400)에 의해 감속 및 정지될 수 있다.
특히, 감속부(400)는 종래 슬릿노즐 이송장치가 접촉식으로 구성된 것에 반하여 비접촉식으로 슬릿노즐(600)의 감속 및 정지를 구현하므로 크린룸 내의 이물발생을 완전방지하는 장점이 있다.
구체적으로, 감속부(400)는 상기 레일(100)에 상기 슬릿노즐(600)의 주행방향을 따라 설치되는 자성구간(410)과, 상기 지지기재(200)에 고정설치되는 한편 상기 자성구간(410)과 마주보며 일정간격 이격되어 전원인가여부에 따라 자력발생되는 전자석(420)을 포함한다.
상기 자성구간(410)은 레일(100) 외측으로 노출되게 설치되는 강자성을 띄는 자성금속이 될 수 있고, 상기 전자석(420)의 자력발생시 인력 또는 척력이 작용된다.
상기 전자석(420)은 전류의 흐름을 전환하는 것에 의하여 상기 자성구간(410)에 인력 또는 척력을 발생시켜 지지기재(200) 및 슬릿노즐(600)을 감속 및 정지제어할 수 있다.
즉, 감속부(400)는 리니어모터(300)에 의한 슬릿노즐(600) 및 지지기재(200)의 주행에 대한 저항력(인력 또는 척력)을 발생시켜 슬릿노즐(600) 및 지지기 재(200)를 감속 및 정지제어한다.
이와 같은 감속부(400)는 비접촉성 비소모성부품이므로 구성부품의 교체 등이 필요치 않다는 장점이 있다.
또한, 감속부(400)는 전자석(420)에 공급되는 전류량 변화를 통하여 자력의 세기를 조절할 수 있으므로 슬릿노즐(600)이 주행완료구간으로 진입할시 전류량을 점진적으로 증대시키며 슬릿노즐(600)을 감속제어하면 슬릿노즐(600)의 감속시 발생되는 감속충격을 최소화할 수 있다. 이에 슬릿노즐(600)은 기판(S)에 대하여 주행시작구간부터 주행완료구간 전체에 걸쳐 안정적으로 주행하며 약액처리하므로 약액처리성능이 월등히 향상되는 장점이 있다.
이와같이 본 발명에 따른 슬릿노즐 이송장치의 일실시예는 슬릿노즐(600)의 고하중화 및 고속주행에 따른 주행시 질량관성 증가에 충분히 대응한다.
상기의 구성에 부가하여, 감속부(400)의 자성구간(410)은 레일(100) 측면의 전체길이에 설치될 수도 있으나, 경제성을 고려하여 특히 슬릿노즐(600)의 감속 또는 정지제어가 요구되는 주행완료구간에만 설치되는 것이 바람직하다.
상기에서 감속부(400)와 리니어모터(300)는 모두 자기장을 이용한 구동방식이므로 상호 자기장 간섭되는 현상이 최소화되도록 각각 개별 전원에서 전원공급되는 것이 바람직하다.
일례로, 슬릿노즐(600)은 주행시 정전상황이 발생되면 주행관성에 의해 주행이 계속되어 파손될 수 있다.
따라서, 리니어모터(300)측은 상용 전원에서 전원공급받도록 구성하고 감속 부(400)는 별도의 백업 전원에서 전원공급받도록 구성하면, 리니어모터(300)측에 정전상황 발생시에도 감속부(400)에 의해 슬릿노즐(600)을 정지제어할 수 있어 슬릿노즐(600)의 파손을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
더욱이, 감속부(400)와 리니어모터(300)는 상기한 자기장 간섭현상에 의해 전기적 오류가 발생되어 슬릿노즐(600)의 주행제어에 오작동을 일으킬 수도 있으므로, 이러한 자기장 간섭현상이 방지되도록 레일(100)의 서로 다른 외측면에 설치되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와같이 리니어모터(300)는 고정자(320)가 레일(100)의 상면으로 설치되므로 지지기재(200)에 고정된 이동자(310)도 레일(100) 상측으로 위치되고, 감속부(400)는 자성구간(410)이 레일(100)의 측면으로 설치되므로 지지기재(200)에 고정설치된 전자석(420)도 레일(100) 측면으로 위치된다.
이와 같이 본 일실시예에서는 리니어모터(300)와 감속부(400)가 자기장 간섭현상 방지를 위하여 상호 레일(100)의 서로 부위에 설치되는 구조적 특징에 부가하여 감속부(400)와 리니어모터(300) 간의 자기장 간섭이 더욱 완전하게 방지되도록 차폐기재(500)를 더 포함한다.
상기 차폐기재(500)는 상기 레일(100) 또는 상기 지지기재(200)에 고정설치될 수 있으나, 본 일실시예에서는 레일(100) 측면에 설치되어 고정되는 한편 자성구간(410)의 상측으로 설치되는 것을 예시한다.
이러한 차폐기재(500)는 자기장 차폐에 유용한 것으로 알려진 특수 열처리나 도료 등이 피복되어 합금판형태로 가공된 것일 수 있고, 도시된 바와같이 일측이 레일(100) 측면에 고정설치되고, 타측이 지지기재(200)측으로 돌출하되 지지기재(200)의 주행에 간섭되지 않을 만큼 인접설치되어 리니어모터(300)와 감속부(400) 간의 격벽역활을 하여 자기장 간섭을 최대한 방지한다.
한편, 상기한 본 발명의 일실시예는 슬릿노즐에 적용되는 것을 예시하였으나, 본 발명은 에어베어링을 이용하는 모든 캐리지(carriage)장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명은 비접촉식으로 노즐의 주행을 감속 및 정지시키므로 이물질이 발생되지 않아 크린룸의 청정도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비소모성부품이므로 유지보수에 따른 작업공정을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 종래 접촉식 에어실린더에 비해 전원인가시 응답속도가 현저히 개선되므로 노즐 위치결정의 정확성 및 노즐의 이상주행 발생시에도 신속하게 감속 및 정지제어할 수 있어 노즐의 약액처리성능을 월등히 향상시킬 뿐만 아니라 감속시 발생되는 충격도 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 리니어모터와 감속부 간의 자기장 간섭현상이 방지되므로 자기장 간섭에 의한 기기 오작동 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 리니어모터측에 정전 발생시 감속부에 의해 슬릿노즐을 정지제어할 수 있어 슬릿노즐의 파손을 방지한다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 기판이 지지되는 정반 양측에서 슬릿노즐의 주행방향을 따라 설치되는 레일;
    상기 슬릿노즐의 길이방향 양측부를 지지하여 상기 레일을 따라 주행하는 지지기재;
    상기 지지기재가 상기 레일을 따라 주행하도록 상기 지지기재에 직선 구동력을 제공하는 리니어모터; 및
    상기 레일과 상기 지지기재에 상호 분리설치되어 상기 지지기재를 비접촉 감속시키는 감속부를 포함하는 슬릿노즐 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는,
    상기 레일에 상기 슬릿노즐의 주행방향을 따라 설치되는 자성구간; 및
    상기 지지기재에 고정설치되는 한편 상기 자성구간과 마주보며 일정간격 이격되어, 전원인가여부에 따라 자력발생되는 전자석을 포함하는 슬릿노즐 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자성구간은 상기 레일의 일부구간에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬릿노즐 이송장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 레일 또는 상기 지지기재에는, 상기 리니어모터와 상기 전자석간의 자기장 간섭을 방지하는 차폐기재를 더 포함하는 슬릿노즐 이송장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 리니어모터와 상기 감속부는, 상기 레일의 서로 다른 일면에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬릿노즐 이송장치.
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