KR20120091461A - 기판용 도포 장치 및 기판 도포 방법 - Google Patents

기판용 도포 장치 및 기판 도포 방법 Download PDF

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Abstract

기판용 도포 장치(10)는, 정밀 스테이지(7), 노즐(8), 컨베이어(3~6, 21)를 구비하고 있다. 정밀 스테이지(7)는, 기판 W를 올려놓는 재치면을 수평으로 하여 구비하고, 반송 방향을 따라 상류단과 하류단 사이에서 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 컨베이어(3~6, 21)는, 기판 W를 표면이 수평면 내에 위치하도록 소정의 반송 방향을 따라 정밀 스테이지(7)의 재치면을 경유하여 반송한다. 중간 컨베이어(21)는, 반송면이 스테이지의 재치면과 일치하는 반송 위치와 반송면이 스테이지의 재치면보다 하방인 비반송 위치 사이에서 승강 가능하게 되어 있다.

Description

기판용 도포 장치 및 기판 도포 방법{COATING DEVICE FOR SUBSTRATE AND SUBSTRATE-COATING METHOD}
이 발명은, 유리 기판 등의 판 형상의 기판에 대해 노즐을 상대적으로 한 방향으로 주사시켜, 노즐로부터 레지스트액 등의 도포액을 토출하여 기판의 도포면에 도포액을 도포하는 기판용 도포 장치에 관한 것이다.
유리 기판 등의 판 형상의 기판의 표면에 도포액을 도포하는 경우, 슬릿 형상의 노즐을 기판의 표면과의 사이에 간극을 설치한 상태로, 슬릿에 직교하는 소정의 주사 방향을 따라, 기판의 표면에 대해 상대적으로 주사시키는 기판용 도포 장치가 이용된다.
대형 기판의 생산성의 향상을 위해, 컨베이어를 통하여 복수 장의 기판을 순서대로 노즐이 배치된 도포 처리 위치로 반송하고, 도포 처리 후의 기판을 다음의 처리 위치에 반송하는 것을 생각할 수 있다.
기판의 표면에 원하는 두께로 도포액을 균일하게 도포하기 위해서는, 노즐의 선단과 기판의 표면의 간격을 일정하게 유지할 필요가 있다. 이 때문에, 도포 처리 위치에는, 상면이 평활한 정밀 스테이지가 배치된다. 정밀 스테이지 상에 올려놓은 기판에 대해, 노즐로부터 도포액이 도포된다.
종래의 기판용 도포 장치로서, 슬릿 형상의 노즐을 이동시키는 레일을, 재치대(載置臺)로 불리는 정밀 스테이지를 배치한 도포 처리 위치에, 기판과 간섭하지 않는 상태로, 기판 반송 방향에 직교하는 방향으로 배치한 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조.).
특허 문헌 1에 기재된 구성에서는, 슬릿 형상의 노즐이 길이 방향이 기판 반송 방향을 따라 배치되어, 정밀 스테이지 상에 반송된 기판에 대해, 슬릿 형상의 노즐이 레일을 따라 기판 반송 방향에 직교하는 방향으로 이동한다.
일본국 특허 공개 2004-298775호 공보
그러나 특허 문헌 1에 기재된 기판용 도포 장치는, 도포 처리 위치에서 반송 방향으로의 이동을 정지한 기판에 대해 노즐을 기판 반송 방향에 직교하는 방향으로 이동시키기 때문에, 도포 처리 중에 기판을 반송 방향으로 이동시킬 수 없어, 도포 처리 작업의 택트 타임이 장시간화된다.
한편, 정밀 스테이지가 배치된 도포 처리 위치에, 반송용 로봇이나 유닛 간 반송 기구를 이용한 경우에도, 도포 처리 작업 중에는 기판의 이동을 정지시킬 필요가 있어, 도포 처리 작업의 택트 타임이 장시간화된다.
이 발명의 목적은, 반송 경로를 따라 기판을 이동시키면서 기판의 표면에 도포액을 도포할 수 있도록 하여, 도포 처리 작업의 택트 타임을 단축할 수 있는 기판용 도포 장치를 제공하는 것에 있다.
이 발명에 관련된 기판용 도포 장치는, 스테이지, 노즐, 컨베이어, 스테이지 이동 수단, 노즐 승강 수단, 컨베이어 승강 수단, 제어 수단을 구비하고 있다. 스테이지는, 기판을 올려놓는 재치면을 수평으로 하여 구비하고, 반송 방향을 따라 상류단과 하류단 사이에서 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 컨베이어는, 기판을 그 표면이 수평면 내에 위치하도록 소정의 반송 방향을 따라 스테이지의 재치면을 경유하여 반송하고, 적어도 소정 범위의 길이의 중간부가 승강 가능하게 되어 있다. 스테이지 이동 수단은, 스테이지를 소정 범위 내의 상류단과 하류단 사이로 왕복 이동시킨다. 컨베이어 승강 수단은, 컨베이어의 중간부를, 반송면이 스테이지의 재치면과 일치하는 반송 위치와 반송면이 스테이지의 재치면보다 하방인 비반송 위치 사이에서 승강시킨다. 제어 수단은, 컨베이어에 의해 반송된 기판을 재치면에 올려놓은 스테이지가 상류단으로부터 하류단으로 이동하는 동안에, 기판의 표면에 대해 노즐로부터 도포액이 토출되도록, 스테이지 이동 수단 및 컨베이어 승강 수단의 동작을 제어하도록 구성되어 있다.
이 발명에 의하면, 기판의 반송 방향의 이동을 정지하는 일 없이 기판의 표면에 대한 도포 처리를 행할 수 있어, 도포 처리 작업의 택트 타임을 단축할 수 있다.
도 1은 이 발명의 실시 형태에 관련된 기판용 도포 장치의 평면도이다.
도 2는 이 기판용 도포 장치의 정면도이다.
도 3은 이 기판용 도포 장치의 컨트롤 부의 블럭도이다.
도 4는 이 제어부의 처리 순서를 나타낸 플로차트이다.
도 5는 (A)~(E)는, 이 발명의 기판 도포 방법을 설명한 도이다.
이하에, 이 발명의 실시 형태에 관련된 기판용 도포 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 발명의 실시 형태에 관련된 기판용 도포 장치(10)는, 메인 프레임(1), 서브 프레임(2), 제1 상류측 컨베이어(3), 제2 상류측 컨베이어(4), 제1 하류측 컨베이어(5), 제2 하류측 컨베이어(6), 정밀 스테이지(7), 노즐(8), 프라이밍 롤러(9), 컨트롤부(100)를 구비하고 있다.
메인 프레임(1)은, 상면에 서브 프레임(2), 제1 상류측 컨베이어(3), 제2 상류측 컨베이어(4), 제1 하류측 컨베이어(5), 제2 하류측 컨베이어(6)를 유지하고 있다. 또, 메인 프레임(1)은, 지지 부재(11, 12)를 통하여 노즐(8), 프라이밍 롤러(9)를 유지하고 있다. 메인 프레임(1)의 상면에는, 레일(13)이 배치되어 있다.
서브 프레임(2)은, 메인 프레임(1)에 승강 가능하게 유지되어, 중간 컨베이어(21)를 지지하고 있다. 중간 컨베이어(21)는, 이 발명의 컨베이어의 중간부이며, 복수의 롤러(211)로 구성되어 있다.
제1 상류측 컨베이어(3), 제2 상류측 컨베이어(4), 제1 하류측 컨베이어(5), 제2 하류측 컨베이어(6)는, 중간 컨베이어(21)와 함께, 이 발명의 컨베이어를 구성하고 있다. 각 컨베이어(3~6)는, 각각 복수의 롤러(31, 41, 51, 61)에 의해 구성되어 있다. 컨베이어(3~6) 및 중간 컨베이어(21)는, 기판을 상류측으로부터 하류측을 향해 직선 상으로 반송한다. 롤러(31, 41, 51, 61, 211)는, 기판의 저면에서의 반송 방향에 평행한 양단부에 맞닿는다. 기판의 반송 방향은, 레일(13)의 길이 방향과 일치하고 있다.
또한, 각 컨베이어(3~6, 21)는, 복수의 롤러(31, 41, 51, 61, 211)로 구성된 롤러 허스에 한정되는 것은 아니며, 벨트 또는 체인 등, 기판의 반송에 적합한 기구를 이용할 수 있다.
정밀 스테이지(7)는, 이 발명의 스테이지이며, 레일(13)의 길이 방향을 따라 상류단과 하류단 사이의 소정 범위 내에서 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 정밀 스테이지(7)의 상면은, 평활한 수평면으로 되어 있으며, 기판이 올려놓아진다. 정밀 스테이지(7)가 왕복 이동하는 소정 범위는, 기판 반송 방향에서 서브 프레임 내로 설정되어 있다. 또한, 정밀 스테이지(7)는, 상면에 기판을 흡착시키는 것이어도 된다.
노즐(8)은, 하면에 개방된 슬릿으로부터 도포액을 토출한다. 노즐(8)은, 지지 부재(11)에 의해 정밀 스테이지(7)의 상방에서 토출 위치와 퇴피 위치 사이로 승강 가능하게 지지되어 있다. 노즐(8)은, 슬릿의 길이 방향을 수평면 내에서 기판 반송 방향에 직교시켜 배치되어 있다.
프라이밍 롤러(9)는, 이 발명의 청소 부재이며, 노즐(8)의 슬릿에 둘레면을 맞닿게 하여 회전한다. 프라이밍 롤러(9)는, 프라이밍 롤러용 모터와 함께 프라이밍 유닛(12)에 의해 정밀 스테이지(7)의 상방에서 기판 반송 방향을 따라 청소 위치와 대기 위치 사이에서 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 청소 부재로서의 프라이밍 롤러(9)는, 노즐(8)에 의한 도포액의 토출 상태를 안정화시키기 위해 설치되어 있는 것이며, 노즐(8)로부터 기판 표면의 전체면에 도포액을 안정되게 토출할 수 있는 것을 조건으로 생략할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 컨트롤 부(100)는, ROM(102) 및 RAM(103)를 구비한 CPU(101)에, 모터 드라이버(104~111), 밸브 드라이버(112)를 접속하여 구성되어 있다. 컨트롤 부(100)는, 이 발명의 제어부에 상당하고, 메인 프레임(1)으로부터 이격한 위치에 설치된 박스 내에 수납되어 있다. CPU(101)는, ROM(102)이 기억하고 있는 프로그램에 따라 모터 드라이버(104~111) 및 밸브 드라이버(112)에 구동 데이터를 출력한다. 이 동안에 입출력되는 데이터가 RAM(103)에 일시 기억된다.
모터 드라이버(104~111)는, 각각 컨베이어 모터(301~303), 노즐용 모터(304), 프라이밍 롤러용 모터(305), 프라이밍 유닛용 모터(310), 스테이지용 모터(306), 서브 프레임 승강용 모터(307), 도포액용 밸브(308)에 접속되어 있다.
노즐용 모터(304), 스테이지용 모터(306), 서브 프레임 승강용 모터(307)는, 각각 이 발명의 노즐 승강 수단, 스테이지 이동 수단, 컨베이어 승강 수단에 상당한다. 노즐 승강 수단, 스테이지 이동 수단, 컨베이어 승강 수단은, 모터에 한정되는 것은 아니며, 에어 실린더나 리니어 모터 등의 임의의 구동원을 이용할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, CPU(101)는, 기판 도포 작업 시에 모터 드라이버(104~106)에 구동 신호를 출력하고, 컨베이어 모터(301~303)를 소정의 기판 반송 속도로 회전시킨다(S1). 이것에 의해, 롤러(31, 41, 51, 61, 211)가 회전을 개시하여, 도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 기판 W가 화살표 X로 나타낸 기판 반송 방향으로 반송된다.
도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 서브 프레임(2)은, 기판 도포 작업의 개시 시에, 상하 방향에 있어서 중간 컨베이어(21)의 반송면이 컨베이어(3~6)의 반송면과 일치하는 반송 위치에 위치하고 있다. 또, 정밀 스테이지(7)는 화살표 X방향의 상류단에 위치하고 있으며, 노즐(8)은 기판 W로부터 이격한 퇴피 위치에 위치하고 있고, 프라이밍 롤러(9)는 노즐(8)의 슬릿에 맞닿는 청소 위치에 위치하고 있다. 또, 화살표 X방향에서의 노즐(8)의 위치는, 상류단에 위치하는 정밀 스테이지(7)의 하류단과 대략 일치하고 있다.
CPU(101)는, 기판 W의 하류단이 정밀 스테이지(7)의 하류단의 위치에 도달하면(S2), 모터 드라이버(107, 109, 111)에 구동 신호를 출력하고, 노즐용 모터(304), 프라이밍 유닛용 모터(310), 서브 프레임 승강용 모터(307)를 각각 소정량 정회전시킨다(S3~S5). 이것에 의해, 도 5(B)에 나타낸 바와 같이, 프라이밍 롤러(9)를 탑재한 프라이밍 유닛(12)이 퇴피 위치로 이동하고, 노즐(8)이 도포 위치로 하강하여, 서브 프레임(2)이 비반송 위치로 하강한다.
CPU(101)는, 또한, 모터 드라이버(110) 및 밸브 드라이버(112)에 구동 신호를 출력하고, 스테이지용 모터(306)를 정회전시킴과 함께(S6), 도포액용 밸브(308)를 연다(S7). 이것에 의해, 정밀 스테이지(7)가 상류단으로부터 하류단을 향해 화살표 X방향으로 이동을 개시함과 함께, 노즐(8)로부터 도포액이 도포된다. 노즐(8)이 도포 위치에 위치하고 있는 상태로, 노즐(8)의 슬릿과 기판 W의 상면 사이에는, 도포액의 도포에 최적인 간격이 형성된다. 기판 W는, 평활하게 형성된 정밀 스테이지(7)의 상면에 올려놓아진 상태로, 노즐(8)로부터 토출되는 도포액이, 표면의 전체면에 균일하게 도포된다.
CPU(101)는, 도 5(C)에 나타낸 바와 같이, 정밀 스테이지(7)가 하류단에 도달하고, 기판 W의 상류단이 노즐(8)의 슬릿 위치에 도달하면(S8), 밸브 드라이버(112)에 구동 신호를 출력하여 도포액용 밸브를 닫는다(S9). 또한, CPU(101)는, 모터 드라이버(107, 108, 111)에 구동 신호를 출력하고, 노즐용 모터(304), 스테이지용 모터(306), 서브 프레임 승강용 모터(307)를 각각 소정량만큼 역전시킨다(S10~S12). 이것에 의해, 도 5(D)에 나타낸 바와 같이, 노즐(8)이 퇴피 위치로 상승하여, 정밀 스테이지(7)가 상류단을 향해 이동하고, 서브 프레임(2)이 반송 위치로 상승한다. 또한, CPU(101)는, 노즐(8)이 퇴피 위치에 도달한 후(S13), 모터 드라이버(109)에 구동 신호를 출력하고, 프라이밍 유닛용 모터(310)를 소정량만큼 역전시킨다(S14). 이것에 의해, 도 5(E)에 나타낸 바와 같이, 프라이밍 롤러(9)를 탑재한 프라이밍 유닛(12)이 청소 위치로 이동한다. CPU(201)는, 모터 드라이버(108)를 통하여 프라이밍 롤러용 모터(305)를 구동하고, 프라이밍 롤러(9)를 회전시켜 노즐(8)을 청소한다.
CPU(101)는, 다음의 기판 W가 없어질 때까지 스텝 S2~S14의 처리를 반복 실행하여(S15), 복수 장의 기판 W에 대한 도포액의 도포 작업을 순차적으로 실행한다.
1장의 기판 W에 대한 도포 작업이 완료된 후, 정밀 스테이지(7)가 하류단으로부터 상류단으로 이동하는 동안까지, 다음의 기판 W의 하류단이 화살표 X방향에서의 노즐(8)의 배치 위치에 도달하지 않도록, 각 기판 W 사이에 공간을 설치한다. 이것에 의해, 각 기판 W의 반송을 정지하는 일 없이, 복수 장의 기판에 대한 도포액의 도포를 순차적으로 행할 수 있어, 기판 도포 작업의 택트 타임을 단축할 수 있다.
상기 서술한 실시 형태의 설명은, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라고 간주되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 서술한 실시 형태가 아닌, 특허청구범위에 의해 나타낸다. 또한, 본 발명의 범위에는, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 메인 프레임 2: 서브 프레임
3: 제1 상류측 컨베이어 4: 제2 상류측 컨베이어
5: 제1 하류측 컨베이어 6: 제2 하류측 컨베이어
7: 정밀 스테이지 8: 노즐
9: 프라이밍 롤러 10: 기판용 도포 장치
100: 제어부 W: 기판

Claims (6)

  1. 기판을 올려놓는 재치면(載置面)을 수평으로 하여 구비하고, 반송 방향을 따라 소정 범위 내에서 왕복 이동 가능하게 된 스테이지와,
    도포액을 하방으로 토출하는 슬릿으로서 상기 반송 방향에 직교하는 슬릿을 구비한 노즐과,
    기판을 표면이 수평면 내에 위치하도록 상기 반송 방향을 따라 상기 재치면을 경유하여 반송하고, 적어도 상기 소정 범위의 길이의 중간부가 승강 가능하게 된 컨베이어와,
    상기 스테이지를 상기 소정 범위 내의 상류단과 하류단 사이에서 왕복 이동시키는 스테이지 이동 수단과,
    상기 컨베이어의 중간부를, 반송면이 상기 재치면과 일치하는 반송 위치와 반송면이 상기 재치면보다 하방인 비반송 위치 사이에서 승강시키는 컨베이어 승강 수단과,
    상기 컨베이어에 의해 반송된 기판을 상기 재치면에 올려놓은 상기 스테이지가 상기 상류단으로부터 상기 하류단으로 이동하는 동안에, 기판의 표면에 대해 상기 노즐로부터 도포액이 토출되도록, 상기 스테이지 이동 수단 및 상기 컨베이어 승강 수단의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 구비한, 기판용 도포 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 스테이지를, 상기 재치면에 기판을 올려놓고 상기 상류단으로부터 상기 하류단을 향해 왕동(往動)시키고, 상기 재치면에 기판을 올려놓지 않고 상기 하류단으로부터 상기 상류단으로 복동(復動)시키도록, 상기 스테이지 이동 수단의 동작을 제어하며,
    상기 컨베이어의 중간부를, 상기 상류단에 위치하고 있는 상기 스테이지의 상방에 기판이 도달했을 때에 상기 비반송 위치로 하강시키고, 상기 재치면에 기판을 올려놓은 상기 스테이지가 상기 하류단에 도달했을 때에 상기 반송 위치로 상승시키도록, 상기 컨베이어 승강 수단의 동작을 제어하는, 기판용 도포 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐은 상기 스테이지의 상방에서 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 되며,
    상기 노즐을, 상기 재치면에 올려놓아진 기판의 표면에 대한 도포액의 토출에 최적인 토출 위치와 보다 상방인 퇴피 위치 사이에서 승강시키는 노즐 승강 수단을 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 노즐을, 상기 컨베이어의 중간부가 상기 비반송 위치로 하강한 후에 상기 토출 위치로 하강시키고, 상기 재치면에 기판을 올려놓은 상기 스테이지가 상기 하류단에 도달했을 때에 상기 퇴피 위치로 상승시키도록, 상기 노즐 승강 수단의 동작을 제어하는, 기판용 도포 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    기판을 상기 노즐의 슬릿을 청소하는 청소 수단으로서 상기 반송 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 된 청소 부재와, 상기 청소 부재를 상기 노즐에 맞닿는 청소 위치와 맞닿지 않는 대기 위치 사이에서 이동시키는 청소 부재 이동 수단을 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 청소 부재를, 상기 노즐이 상기 도포 위치로부터 상기 퇴피 위치까지 상승했을 때에 상기 청소 위치로 이동시키고, 상기 노즐이 상기 퇴피 위치로부터 상기 도포 위치로 이동하기 전에 상기 대기 위치에 위치하도록, 상기 청소 부재 이동 수단을 동작시키는, 기판용 도포 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨베이어는, 기판에서의 반송 방향에 평행한 2측면의 근방에 접촉하는, 기판용 도포 장치.
  6. 컨베이어를 통하여 기판을 소정의 반송 방향을 따라 수평으로 반송하고, 노즐로부터 토출한 도포액을 기판의 표면에 도포하는 기판 도포 방법으로서,
    올려놓는 재치면을 수평으로 하여 구비하고, 반송 방향을 따라 상류단과 하류단 사이에서 왕복 이동 가능하게 된 스테이지와, 기판을 표면이 수평면 내에 위치하도록 상기 반송 방향을 따라 상기 재치면을 경유하여 반송하고, 적어도 상기 소정 범위의 길이의 중간부가 반송면의 높이를 상기 재치면과 일치하는 반송 위치와 보다 하방인 비반송 위치 사이에서 승강 가능하게 된 컨베이어를 준비하고,
    상기 컨베이어에 의해 반송된 제1 기판이 상기 상류단에 위치하는 상기 스테이지의 재치면 상에 도달했을 때에, 상기 컨베이어의 중간부를 상기 반송 위치로부터 상기 비반송 위치로 하강시키는 공정과,
    상기 제1 기판을 탑재한 상기 스테이지를 상기 상류단으로부터 상기 하류단으로 이동시키면서, 상기 제1 기판의 표면에 대해 상기 노즐로부터 도포액을 토출하는 공정과,
    상기 스테이지가 상기 하류단에 도달한 후에, 상기 컨베이어의 중간부를 상기 비반송 위치로부터 상기 반송 위치로 상승시키는 공정과,
    상기 컨베이어에 의해 반송된 제2 기판이 상기 상류단에 도달하기 전에, 상기 스테이지를 상기 하류단으로부터 상기 상류단으로 복동시키는 공정을 포함하는, 기판 도포 방법.
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