KR20100033139A - 감광액 도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬릿 노즐이 결합된 노즐지지부재의 수평을 세팅하는데 이용되며 기계 장치에 무리를 주지 않으면서 용이하게 정밀한 세팅을 할 수 있는 감광액 도포장치를 개시한다.

본 발명의 감광액 도포장치는, 작업대, 작업대에 결합되어 일정한 거리가 띄워져 배치되는 기둥부들, 기둥부들에 각각 결합되는 수직 구동부들, 수직 구동부들의 구동에 의하여 상, 하 방향으로 이동되는 노즐지지부재, 노즐지지부재에 결합되어 기판에 약액을 토출하는 슬릿 노즐, 수직 구동부들에 결합되며 노즐지지부재의 좌, 우의 높이 차이로 인하여 발생되는 변위를 흡수하는 변위차 조절부를 포함한다.

코터, 노즐, 슬릿, 수평, 변위, 회전, 보상

Description

감광액 도포장치{Coater}

본 발명은 감광액 도포장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬릿 노즐이 결합된 노즐지지부재의 수평을 세팅하는데 이용되며 기계 장치에 무리를 주지 않으면서 용이하게 정밀한 세팅을 할 수 있는 감광액 도포장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판표시소자용 기판에는 포토리소그라피(Photolithography) 작업을 거치면서 회로 패턴이 형성된다. 포토리소그라피 작업은 기판 위에 일정한 두께로 감광액(포토레지스트)을 도포한 다음 감광층을 노광, 현상하고 에칭하는 공정들을 진행하면서 기판에 회로 패턴이 형성되도록 하는 것이다.

이러한 포토리소그라피 작업은 특히 감광액을 도포하는 공정에서 기판의 박막 위에 일정한 두께로 균일하게 감광층을 형성하는 것이 중요하다. 감광층은 기준치보다 두께가 두껍거나 얇게 이루어지면 식각이 불균일하게 형성될 수 있다.

이와 같이 기판에 감광액을 도포하는 작업은 스핀 코터(spin coater)를 이용한 스핀코팅방식과 슬릿 코터(Slit coater)를 이용한 스핀레스 코팅방식이 알려져 있다.

이러한 두가지의 코팅 방식 중에서 스핀코팅방식은 작업 여건(기판의 회전속 도와 용제 증발)에 따라 표면이 불규칙하게 형성되므로 슬릿형 감광액 도포장치를 이용한 스핀레스 코팅방식이 주로 이용된다. 스핀레스 코팅방식은 감광액 도포장치의 슬릿 노즐로 감광액을 도포하면서 기판의 박막 위에 일정 두께로 포토리소그라피용 감광층(포토레지스트층)을 형성하는 것이다.

스핀레스 코팅방식에 사용되는 감광액 도포장치는, 작업대, 이 작업대의 상부 양측에서 설치되는 선형 구동부들, 이 선형 구동부들에 결합되어 수직 방향으로 연장되는 기둥부재들, 이 기둥부재들에 결합되는 수직 구동부들, 수직 구동부들에 수평으로 결합되며 슬릿 노즐이 결합되는 겐트리(Gantry)인 노즐지지부재를 포함한다.

이러한 감광액 도포장치는 수직 구동부들이 구동됨에 따라 노즐지지부재가 상, 하로 이동되어 슬릿 노즐이 기판에 근접되는 상태로 배치되고, 선형 구동부들이 구동됨에 따라 슬릿 노즐이 수평으로 이동하면서 기판에 약액을 코팅할 수 있다.

이러한 감광액 도포장치는 노즐지지부재를 수평으로 정밀하게 세팅함에 따라 슬릿 노즐도 수평으로 세팅되는 것이다.

그러나 약액을 코팅하기 위한 기판의 면적이 증대됨에 따라 감광액 도포장치의 크기도 커지게 되고 슬릿 노즐이 결합된 노즐지지부재의 크기도 커지고 중량도 증가하게 된다. 이와 같이 대형화되는 노즐지지부재는 작업자가 수평으로 정밀하게 세팅하는 것이 용이하지 않은 단점이 있다. 특히, 이러한 노즐지지부재의 수평 세팅 작업은 작업자가 1차적으로 수평으로 배치하여 노즐지지부재의 좌, 우측 부분을 수직 구동부들과 결합시킨다.

그리고 계속해서 작업자가 노즐지지부재의 수평을 측정하는 도구로 수평을 측정하면서 노즐지지부재의 좌, 우측 결합 위치를 조절하여 2차적으로 수평을 조절하게 된다. 이 과정에서 노즐지지부재가 1차 세팅 후 정확하게 수평이 맞지 않고 대체로 경사지게 배치되는데, 이때 노즐지지부재와 연결되는 부분에 필요 이상의 하중(부하)이 발생되어 감광액 도포장치의 정밀도가 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 슬릿 노즐이 결합된 노즐지지부재의 수평 세팅 작업을 용이하게 함은 물론 기계 장치에 무리를 주지 않으면서 정밀하게 세팅하여 정밀도를 증대시킬 수 있는 감광액 도포장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 작업대, 상기 작업대에 결합되어 일정한 거리가 띄워져 배치되는 기둥부들, 상기 기둥부들에 각각 결합되는 수직 구동부들, 상기 수직 구동부들의 구동에 의하여 상, 하 방향으로 이동되는 노즐지지부재, 상기 노즐지지부재에 결합되어 기판에 약액을 토출하는 슬릿 노즐, 상기 수직 구동부들에 결합되며 상기 노즐지지부재의 좌, 우의 높이 차이로 인하여 발생되는 변위를 흡수하는 변위차 조절부를 포함하는 감광액 도포장치를 제공한다.

상기 작업대에는 상기 기둥부들을 수평방향으로 선형 이동시키는 선형 구동부들이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 변위차 조절부는 상기 수직 구동부 중의 하나에 결합되어 상기 노즐지지부재를 수평 방향으로 이동시키는 변위 보상 이동부, 상기 변위 보상 이동부에 결합되어 상기 노즐지지부재와 회전 가능하게 결합되는 제1 변위 보상 회전부, 그리고 상기 수직 구동부들 중의 나머지 다른 하나에 결합되며 상기 노즐지지부재와 회전 가능하게 결합되는 제2 변위 보상 회전부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1 변위 보상 회전부와 제2 변위 보상 회전부는 상기 수직 구동부들에 회전 가능하게 결합되며, 상기 노즐지지부재가 결합되는 회전축으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 변위 보상 이동부는 상기 수직 구동부에 수평으로 결합되는 복수의 가이드 레일, 상기 가이드 레일들을 따라 이동하는 마운트들, 상기 마운트들에 결합되는 이동부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 회전축은 그 외주면에 베어링이 결합되는 것이 바람직하다.

상기 수직 구동부는 상기 기둥부들에 설치되며 모터에 의하여 구동되는 메인 구동부들, 상기 기둥부들에 설치되며 상기 메인 구동부와 병렬로 배치되어 공압 액추에이터에 의하여 구동하는 보조 구동부들로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 메인 구동부는 상기 모터, 상기 모터에 의하여 회전하는 회전 스크류, 상기 회전 스크류의 외주에 결합되어 이동되는 이송부재, 상기 이송부재에 결합되어 상하로 이동되는 상, 하 이동부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상, 하 이동부재는 엘엠 가이드 어셈블리에 결합되어 상, 하 방향으로 안내되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 노즐지지부재를 수평으로 세팅하는 과정에서 노즐지지부재가 기울어진 상태로 배치되어 노즐지지부재의 양측의 변위 차이가 발생하여도 변위차 조절부에 의하여 노즐지지부재가 회전과 수평으로 이동이 될 수 있어 기계 에 무리한 하중이 가해지지 않아 정밀도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 작업자가 용이하게 노즐지지부재의 수평을 세팅할 수 있어 작업성이 편리하고 정밀한 세팅을 수행할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 감광액 도포장치를 도시하고 있다.

감광액 도포장치는 작업대(1), 작업대(1)의 양측에 설치되는 한 쌍의 선형 구동부(3, 5), 선형 구동부(3, 5)에 결합되는 기둥부(7, 9)들, 기둥부(7, 9)들에 결합되는 수직 구동부(11, 13)들, 수직 구동부(11, 13)들에 결합되는 변위차 조절부(15, 17), 변위차 조절부(15, 17)에 결합되는 노즐지지부재(19), 그리고 노즐지지부재(19)에 결합되는 슬릿 노즐(21)을 포함한다.

작업대(1)에는 윗면에 정반(31, 定盤)이 배치된다. 그리고 정반(31)에는 기판(G)이 배치될 수 있다. 즉, 작업대(1)는 기판(G)에 포토레지스트 등의 약액을 도포하기 위한 작업면이 제공되는 것이다.

한 쌍의 선형 구동부(3, 5)는 작업대(1)의 위 부분 사이드 측에 쌍을 이루어 서로 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예의 한 쌍의 선형 구동부(3, 5)는 동일한 구조를 가지므로 하나의 선형 구동부(3)의 구조만을 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예의 선형 구동부(3)는 리니어 모터(Linear motor)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 선형 구동부(3)는 기둥부(7, 9)들을 수평 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 선형 구동부(3)는 기둥부(7, 9)들을 이동시킬 때 진동을 최소화시키면서 균일한 속도로 이동시킬 수 있는 구조로 이루어지는 것이면 어느 것이나 적용할 수 있다.

기둥부(7, 9)들은 선형 구동부(3, 5)의 상부에 결합되어 위쪽으로 연장되어 쌍을 이루어 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 기둥부(7, 9)들에는 각각 수직 구동부(11, 13)들이 결합된다.

기둥부(7)에 결합되는 수직 구동부(11)는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 메인 구동부(41)와 보조 구동부(43)로 이루어질 수 있다.

메인 구동부(41)는 컨트롤러(도시생략)에 의하여 구동하는 모터(45), 이 모터(45)의 구동에 의하여 회전하는 회전 스크류(47), 회전 스크류(47)의 외주에 결합되어 이송되는 이송부재(49)를 포함한다. 그리고 이송부재(49)는 상, 하 이동부재(51)에 결합된다.

상기 모터(45)는 기둥부(7)의 상부에 결합된다. 그리고 회전 스크류(47)는 모터(45)의 회전축에 연결되어 아래쪽으로 배치된다. 회전 스크류(47)는 회전에 따라 이송부재(49)를 상, 하 방향으로 이동시키게 된다. 그리고 이송부재(49)가 이송됨에 따라 상, 하 이동부재(51)가 함께 이동한다.

한편, 상, 하 이동부재(51)는 상, 하 방향으로 배치되는 가이드 레일(53, 도 2에 도시하고 있음), 이 가이드 레일(53)에 결합되어 가이드 레일(53)를 따라 이동 하는 마운트(도시생략)로 이루어진 엘엠 가이드 어셈블리에 결합된다. 이러한 엘엠 가이드 어셈블리는 일정한 간격을 두고 쌍으로 이루어질 수 있으며 통상의 것이 사용될 수 있다. 즉, 상, 하 이동부재(51)는 이송부재(49)에 의하여 상하 방향으로 이동하지만 엘엠 가이드 어셈블리에 안내되어 틀어지지 않고 수직 방향으로 원활하게 이동될 수 있다.

보조 구동부(43)는 메인 구동부(41)와 나란하게 배치되는 공압 액추에이터(61, 도 3에 도시하고 있음)를 포함한다. 공압 액추에이터(61)의 피스톤 로드(61a)는 변위차 조절부(15)에 결합된다.

변위차 조절부(15, 17)는, 도 1을 기준으로 왼쪽에 배치된 부분(변위차 조절부 15)을 도 2와 도 3을 통하여 설명하고, 도 1을 기준으로 오른쪽에 배치된 부분(변위차 조절부 17)을 도 4를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

변위차 조절부(15)는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 변위 보상 이동부(71)와 제1 변위 보상 회전부(73)를 포함한다.

변위 보상 이동부(71)는, 상, 하 이동부재(51)에 수평으로 결합되는 또 다른 가이드 레일(75)들, 이 가이드 레일(75)들을 따라 이동하는 마운트(77)들, 이 마운트(77)들에 결합되는 이동부재(79)를 포함한다.

그리고 제1 변위 보상 회전부(73)는 상술한 변위 보상 이동부(71)의 이동부재(79)에 회전 가능하게 결합되는 회전축(81)을 포함한다. 이 회전축(81)의 외주면에는 상술한 변위 보상 이동부(71)의 이동부재(79)와 원활한 회전을 할 수 있도록 베어링(82)이 결합되는 것이 바람직하다.

기둥부(9)에 결합되는 수직 구동부(13)는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 메인 구동부(141)와 보조 구동부(143)로 이루어질 수 있다.

메인 구동부(141)는 컨트롤러(도시생략)에 의하여 구동하는 모터(145), 이 모터(145)의 구동에 의하여 회전하는 회전 스크류(147), 회전 스크류(147)의 외주에 결합되어 이송되는 이송부재(149)를 포함한다. 그리고 이송부재(149)는 상, 하 이동부재(151)에 결합된다.

한편, 상, 하 이동부재(151)는 상, 하 방향으로 배치되는 가이드 레일(도시생략), 이 가이드 레일에 결합되어 가이드 레일을 따라 이동하는 마운트(도시생략)로 이루어진 엘엠 가이드 어셈블리에 결합된다. 이러한 엘엠 가이드 어셈블리는 일정한 간격을 두고 쌍으로 이루어질 수 있으며 통상의 것이 사용될 수 있다. 즉, 상, 하 이동부재(151)는 이송부재(149)에 의하여 상하 방향으로 이동하지만 엘엠 가이드 어셈블리에 안내되어 틀어지지 않고 수직 방향으로 원활하게 이동될 수 있다.

보조 구동부(143)는 메인 구동부(141)와 나란하게 배치되는 공압 액추에이터(161, 도 4에 도시하고 있음)를 포함한다. 공압 액추에이터(161)의 피스톤 로드(161a)는 변위차 조절부(17)에 결합된다.

변위차 조절부(17)는, 수직 구동부(11, 13)들 중의 나머지 하나인 수직 구동부(13)에 결합되는 제2 변위 보상 회전부(85, 도 4에 도시하고 있음)로 이루어진다.

제2 변위 보상 회전부(85)는 수직 구동부(13)에 제공된 상, 하 이동부 재(151, 상술한 설명에서 수직 구동부(11)의 상, 하 이동부재(51)와 동일한 구조임)에 결합되는 연결부재(84), 이 연결부재(84)에 회전 가능하게 결합된 또 다른 회전축(83)을 포함하는 것이 바람직하다. 이 회전축(83)은 상술한 수직 구동부(13)에 결합된 연결부재(84)와 원활하게 회전할 수 있도록 외주면에 또 다른 베어링(87)이 결합되는 것이 바람직하다.

수직 구동부(13)에 결합되는 변위차 조절부(17)는, 위에서 설명한 바와 같이 다른 수직 구동부(11)에 결합되는 변위차 조절부(15)와 비교하여 볼 때 수평으로 이동하는 변위 보상 이동부가 생략된 구조로 이루어진다.

노즐지지부재(19)는 상술한 변위차 조절부(15, 17)에 제공된 회전축(81, 83)에 볼트 등의 체결부재에 의하여 결합된다. 즉, 노즐지지부재(19)는 회전축(81, 83)에 결합되어 회전축(83)이 회전함에 따라 회전 이동할 수 있다. 그리고 노즐지지부재(19)가 회전 이동되는 경우 변위 보상 이동부(71)에서 거리가 이동되므로 노즐지지부재(19)가 원활하게 이동될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예를 통하여 노즐지지부재(19)를 수평으로 세팅하는 예에 대하여 도 5와 도 6을 통하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

작업자는 볼트 등의 체결부재를 이용하여 노즐지지부재(19)를 상술한 회전축(81, 83)에 결합한다. 이때 노즐지지부재(19)는 정확하게 수평으로 배치되기 어려우며 어느 정도 기울기(a, 도 5에 도시하고 있음)를 가지며 기울어진 상태로 고정된다.

예를 들면, 도 5에서 노즐지지부재(19)의 왼쪽 부분이 오른쪽에 비하여 아래 로 처져있는 경우에 노즐지지부재(19)의 수평을 맞추기 위하여 z축 방향의 이동 거리 b 만큼 노즐지지부재(19)를 z 방향으로 이동시킬 필요가 있다. 이러한 경우에 필연적으로 x축 방향 이동 거리 c 만큼 노즐지지부재(19)가 수평 이동된다.

작업자는 별도의 세팅도구를 이용하여 처져있는 노즐지지부재(19)의 일측 z 방향으로 이동되도록 조절한다. 그러면 노즐지지부재(19)는 각각 회전축(81, 83)에 결합되어 있으므로 회전축(83)의 회전 중심(O)을 기준으로 하여 z 방향으로 이동된다.

그리고 노즐지지부재(19)가 z 방향으로 거리 b 만큼 이동되면서 동시에 x 방향으로 거리 c 만큼 변위 보상 이동부(71)에 의하여 회전축(81)이 이동하게 된다(도 5와 도 6에서 가상선으로 표시하고 있음).

즉, 변위 보상 이동부(71)에서 가이드 레일(75)을 따라 마운트(77)가 이동하고 따라서 이 마운트(77)에 고정된 이동부재(79)가 x 방향으로 이동하게 된다. 따라서 이동부재(79)에 결합되어 있는 노즐지지부재(19)가 z 방향과 x 방향으로 동시에 이동되면서 수평 조절이 이루어지는 것이다.

그러므로 노즐지지부재(19)의 수평을 세팅할 때 노즐지지부재(19)가 이동되면서 기계 장치에 무리를 주지 않으므로 기계장치의 정밀성을 유지할 수 있다.

특히, 작업자가 무리한 힘을 가하지 않으면서 노즐지지부재의 수평을 세팅할 수 있어 노즐지지부재(19)를 수평으로 세팅하는 작업이 매우 편리하다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성도이다.

도 2는 도 1의 주요부를 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ부를 잘라서 본 단면도이다.

도 4는 도 3에 대응되는 반대측 부분을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 작동 설명을 하기 위한 도면이다

도 6은 본 발명의 작동 설명을 하기 위한 도면이다.

Claims (9)

1. 작업대;

   상기 작업대에 결합되어 일정한 거리가 띄워져 배치되는 기둥부들;

   상기 기둥부들에 각각 결합되는 수직 구동부들;

   상기 수직 구동부들의 구동에 의하여 상, 하 방향으로 이동되는 노즐지지부재;

   상기 노즐지지부재에 결합되어 기판에 약액을 토출하는 슬릿 노즐;

   상기 수직 구동부들에 결합되며 상기 노즐지지부재의 좌, 우의 높이 차이로 인하여 발생되는 변위가 조절되는 변위차 조절부;

   를 포함하는 감광액 도포장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 작업대에는

   상기 기둥부들을 수평방향으로 선형 이동시키는 선형 구동부들이 제공된 감광액 도포장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 수직 구동부는

   상기 기둥부들에 설치되며 모터에 의하여 구동되는 메인 구동부들,

   상기 기둥부들에 설치되며 상기 메인 구동부와 병렬로 배치되어 공압 액추에이터에 의하여 구동하는 보조 구동부들로 이루어지는 감광액 도포장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 변위차 조절부는

   상기 수직 구동부에 결합되어 상기 노즐지지부재를 수평 방향으로 이동시키는 변위 보상 이동부,

   상기 변위 보상 이동부에 결합되어 상기 노즐지지부재와 회전 가능하게 결합되는 제1 변위 보상 회전부,

   상기 수직 구동부들 중 나머지 다른 하나에 결합되며 상기 노즐지지부재와 회전 가능하게 결합되는 제2 변위 보상 회전부

   를 포함하는 감광액 도포장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 변위 보상 이동부는

   상기 수직 구동부들 중의 어느 하나에 결합되어 있는 감광액 도포장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 제1 변위 보상 회전부는

   상기 변위 보상 이동부에 제공된 이동부재의 가운데 부분에 결합되는 베어 링,

   상기 베어링의 내주면에 결합되며 상기 노즐지지부재가 결합되는 회전축

   을 포함하는 감광액 도포장치.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 제2 변위 보상 회전부는

   상기 수직 구동부에 연결된 연결부재의 가운데 부분에 결합되는 베어링,

   상기 베어링의 내주면에 결합되며 상기 노즐지지부재가 결합되는 회전축

   을 포함하는 감광액 도포장치.
8. 청구항 4에 있어서,

   상기 변위 보상 이동부는

   상기 수직 구동부에 수평으로 결합되는 복수의 가이드 레일,

   상기 가이드 레일들을 따라 이동하는 마운트들,

   상기 마운트들에 결합되는 이동부재

   를 포함하는 감광액 도포장치.
9. 청구항 3에 있어서,

   상기 메인 구동부는

   상기 모터,

   상기 모터에 의하여 회전하는 회전 스크류,

   상기 회전 스크류의 외주에 결합되어 이동되는 이송부재,

   상기 이송부재에 결합되며 엘엠 가이드 어셈블리에 의하여 상하로 안내되어 이동되는 상, 하 이동부재,

   를 포함하는 감광액 도포장치.

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