KR20120108091A - 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법 - Google Patents

인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 피처리 기판의 코팅 공정 중에 정지된 상태로 위치되어, 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 공급하는 약액공급노즐과; 상기 슬릿 노즐의 토출구의 하측의 도포 영역에 상기 피처리 기판을 부상시키는 부상 스테이지와; 상기 부상 스테이지에서 부상되는 상기 피처리 기판의 높이로, 상기 도포 영역의 전방부의 기판공급영역에서 상기 약액공급노즐을 향하여 이송시키는 전방이송수단과; 상기 부상 스테이지에서 부상되는 상기 피처리 기판의 높이로, 상기 도포 영역의 후방부의 피처리 기판배출영역에서 상기 약액공급노즐로부터 멀어지도록 이송시키는 후방이송수단을 포함하여 구성되어, 피처리 기판이 항상 일정한 높이로 유지되면서 그 표면에 약액이 코팅되도록 구성됨으로써, 도포 영역에서 균일한 두께로 피처리 기판의 표면에 도포된 약액의 코팅 상태가 기판 코터 장치로부터 배출될 때까지 얼룩없이 유지되어, 피처리 기판의 약액의 코팅 상태를 종래보다 훨씬 우수하게 향상시킬 수 있는 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 코팅 방법을 제공한다.

Description

인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법 {INLINE TYPE SUBSTRATE COATER APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피처리 기판 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하여 코팅하는 과정에서 피처리 기판의 이송을 보다 짧은 시간에 행하면서도 약액의 흘러내림에 의한 얼룩이 발생하는 것을 방지하는 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
LCD 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정에서는 유리 등으로 제작된 피처리 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅 공정이 수반된다. LCD의 크기가 작았던 종래에는 피처리 기판의 중앙부에 약액을 도포하면서 피처리 기판을 회전시키는 것에 의하여 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 스핀 코팅 방법이 사용되었다.
그러나, LCD 화면의 크기가 대형화됨에 따라 스핀 코팅 방식은 거의 사용되지 않으며, 피처리 기판의 폭에 대응하는 길이를 갖는 슬릿 형태의 슬릿 노즐과 피처리 기판을 상대 이동시키면서 슬릿 노즐로부터 약액을 피처리 기판의 표면에 도포하는 방식의 코팅 방법이 사용되고 있다.
최근에는 정해진 시간에 보다 많은 수의 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하는 방법의 일환으로서, 기판 코터 장치에 피처리 기판을 연속적으로 공급하면서 약액을 그 표면에 코팅할 수 있는 인라인 타입의 기판 코터 장치가 일본 공개특허공보 제2005-243670호에 개시되어 있다. 즉, 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 약액을 공급하는 노즐(20)이 정지된 상태로 고정되고, 부상 스테이지(10)로부터 부상된 피처리 기판(G)이 도면부호 66d로 표시된 방향으로 이동하면서 노즐(20)로부터 토출되는 약액이 코팅됨에 따라, 연속적으로 공급되는 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하여 코팅하도록 구성된다.
그러나, 도2에 도시된 바와 같이 종래의 부상식 기판 코터 장치는, 도면부호 77a로 반입되는 피처리 기판이 부상 스테이지(10)의 부상력(10d)에 의해 부상되어 이송되면서 노즐(20)에 의해 약액이 코팅되는 과정에서, 피처리 기판(G)의 코팅 중에 피처리 기판(G)이 요동함으로써 약액의 도포가 불균일해지는 것을 방지하기 위하여, 피처리 기판(G)의 표면에 약액(33)이 도포되는 도포 영역(CC)에서는 부상 높이(H2)를 정교하게 낮게 유지시키고, 피처리 기판(G)을 도포 영역(CC)을 향하여 공급하는 기판공급영역(AA) 및 도포된 피처리 기판(G)을 배출시키는 기판배출영역(EE)에서는 부상 높이(H1)를 덜 정교하게 높게유지시킨다. 이에 따라, 이들 영역(AA,CC; EE,CC)의 사이에 위치하는 제1천이영역(BB) 및 제2천이영역(DD)에서는 부상 높이의 차이(H1-H2)만큼 조절한다.
상기와 같이 부상 스테이지(10)의 부상력(10d)을 조절하여 피처리 기판(G)의 부상 높이(H1, H2)를 변경시키면, 도포 영역(CC)에서 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 요동없이 일정하게 도포할 수 있는 장점을 얻을 수 있지만, 표면에 약액이 코팅된 피처리 기판(G)이 제2천이영역(DD)를 통과하면서 부상 높이의 차이(H1-H2)를 보정하기 위하여 굽어지는 현상이 발생될 수 밖에 없다. 기판 코터 장치에서 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 약액(33)은 도포 즉시 건조되지 않고, 그 다음의 후속 공정인 진공감압 건조장치(VCD)에서 건조되므로 액체 상태로 있게 된다. 따라서, 표면에 약액(33)이 도포된 피처리피처리 기판(G)이 제2천이 영역(DD)을 통과하는 동안에, 굽어진 위치(10x)에서 균일하게 도포되었던 약액(33)은 주변으로 흘러내리는 현상이 발생된다. 따라서, 도포 영역(CC)에서 균일하게 약액(33)을 도포하였더라도 기판 코터 장치로부터 배출되는 당시에는 제2천이 영역(DD)을 통과하면서 약액의 불균일하게 흘러내려 코팅층에 얼룩이 발생되는 문제가 야기되었다.
그리고, 피처리 기판(G)이 부상 스테이지(10)의 부상력(10d)에 의해 부상되고, 피처리 기판(G)을 파지한 상태로 이송됨에 따라 피처리 기판(G)의 이송 속도가 저하되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 정교하게 피처리 기판을 이송하지 않아도 되는 영역에서 피처리 기판의 이송 속도를 증가시키는 것에 의하여 단위 시간당 피처리 기판의 약액 도포 공정을 보다 많이 할 수 있는 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하여 코팅하는 과정에서 피처리 기판의 부상 높이가 영역별로 차이가 발생됨에 따라 약액의 흘러내림에 의한 얼룩이 발생하는 것을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 피처리 기판의 공급과 배출 영역을 에어 부상 형태로 피처리 기판을 이송하지 않고 별도의 접촉 방식으로 이송시킴으로써, 피처리 기판의 이송중의 처짐에 의한 변형을 저렴한 장비로도 방지하는 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 피처리 기판을 이송시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅시키는 인라인 타입의 기판 코터 장치로서, 상기 피처리 기판의 코팅 공정 중에 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 공급하는 약액공급노즐과; 상기 슬릿 노즐의 토출구의 하측의 도포 영역에 상기 피처리 기판을 부상시키는 부상 스테이지와; 다수의 전방이송롤러를 포함하여 구성되어 상기 도포 영역의 전방부의 기판공급영역에서 상기 약액공급노즐을 향하여 상기 피처리 기판을 이송시키는 전방이송수단과; 다수의 후방이송롤러로 구성되어 상기 도포 영역의 후방부의 피처리 기판배출영역에서 상기 약액공급노즐로부터 멀어지도록 상기 피처리 기판을 이송시키는 후방이송수단과 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치를 제공한다..
이를 통해, 피처리 기판의 공급과 배출 영역을 에어 부상 형태로 피처리 기판을 이송하지 않고 별도의 접촉 방식으로 이송시킴으로써, 피처리 기판의 이송 중의 처짐에 의한 변형을 방지할 수 있으며 피처리 기판 스테이지에 비하여 저렴하게 구성할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
기판공급영역으로부터 도포 영역으로 진입하는 순간에 피처리 기판의 지지 조건이 변동되어 피처리 기판에 미세한 파동이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 도포 영역에 설치된 상기 부상 스테이지는 상기 피처리 기판의 길이에 비하여 충분히 길게 형성되어, 피처리 기판이 부상 스테이지 상에 부상하여 미세한 파동이 머금은 이후에 슬릿 노즐의 하측으로 피처리 기판이 위치하도록 조절되어, 피처리 기판에 파동이 제거된 상태에서 슬릿 노즐로부터 약액이 피처리 기판의 표면에 도포되도록 한다.
여기서, 부상 스테이지(110)의 길이가 피처리 기판의 길이에 비하여 5%보다 더 작으면, 기판공급영역으로부터 도포 영역으로 진입하는 순간에 피처리 기판의 지지 조건이 변동됨에 따라 파동이 잔류한 상태에서 약액이 도포되는 문제가 있으며, 부상 스테이지의 길이가 피처리 기판의 길이에 비하여 70%보다 더 크면, 고가의 피처리 기판 스테이지가 과도하게 길어져 장비의 제작에 많은 비용이 소요되고 피처리 기판의 코팅 공정의 효율도 저하되는 문제가 야기된다.
그리고, 상기 슬릿 노즐은 도포 영역을 차지하는 부상 스테이지의 길이(L2)의 절반보다 뒷편에 위치한다. 그리고, 상기 피처리 기판이 상기 부상 스테이지에 진입하는 순간에, 상기 부상 스테이지의 전방에의 부상력은 상기 부상 스테이지의 중앙부에서의 부상력보다 크게 조절함으로써, 피처리 기판의 지지 조건이 변동됨에 따라 발생되는 파동의 크기를 최소화할 수 있다.
상기 전방이송수단과 상기 후방이송수단은 상기 부상 스테이지에서 부상되는 상기 피처리 기판의 높이로 상기 피처리 기판을 이송하면, 피처리 기판의 지지 조건이 변동되더라도 발생되는 파동이 최소화되므로, 피처리 기판의 표면에 도포되는 약액의 도포 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 일측면에 따르면, 피처리 기판이 항상 일정한 높이로 유지되면서 그 표면에 약액이 코팅되도록 구성됨으로써, 도포 영역에서 균일한 두께로 피처리 기판의 표면에 도포된 약액의 코팅 상태가 기판 코터 장치로부터 배출될 때까지 유지되어, 피처리 기판의 약액의 코팅 상태를 종래보다 훨씬 우수하게 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하고 배출되어 그 다음 후속 공정인 건조 장치에 이를 때까지 피처리 기판이 변형되지 않도록 함으로써, 특히 약액의 도포후에 약액의 흐름에 의하여 얼룩의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 '도포 영역'이라는 용어는 노즐에 의하여 피처리 기판의 표면에 약액이 도포되는 '하나의 위치'에 국한하지 않으며, 노즐에 의하여 피처리 기판의 표면에 약액이 도포되는 하나의 위치의 전후의 미리 정해진 영역을 모두 포함하는 '영역'의 의미로 사용된 것이다. 즉, 본 발명에서는 상기 도포 영역은 상기 전방이송수단의 끝단 및 상기 후방이송수단의 시작단과 중복되거나 이격된 영역으로 설정될 수 있다.
여기서, 상기 전방이송수단, 상기 후방이송수단 중 어느 하나 이상은 다수의 롤러로 이루어질 수 있다. 다수의 롤러에 의해 피처리 기판을 지지함으로써 피처리 기판이 이송되는 동안에, 큰 크기의 피처리 기판이 자중에 의하여 처지는 현상을 물리적으로 지지하여 억제할 수 있다.
또한, 상기 전방이송수단, 상기 후방이송수단 중 어느 하나 이상은 컨베이어로 이루어질 수도 있다. 이를 통해, 피처리 기판은 롤러에 의해 지지되는 것에 비하여 보다 처짐을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 전방이송수단, 상기 후방이송수단 중 어느 하나 이상은 에어 부상 스테이지로 이루어져 피처리 기판을 부상시킨 상태로 이송할 수도 있다. 이는 높은 비용이 소요되지만 롤러 또는 컨베이어에 의해 피처리 기판을 이송하는 것에 비하여 미세한 진동을 줄일 수 있는 잇점이 있다.
여기서, 상기 도포 영역은 상기 피처리 기판의 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다. 이를 통해, 피처리 기판이 롤러 및/또는 컨베이어에 일측 이상이 항상 하방 지지되면서 이송됨에 따라 피처리 기판의 처짐을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 피처리 기판이 에어의 부상력에 의해서만 지지되는 영역을 제거함에 따라, 비접촉 지지되는 도포 영역에 피처리 기판의 전체가 유입될 때 발생할 수 있는 요동을 근본적으로 방지할 수 있다.
상기 약액공급노즐은 상기 피처리피처리 기판의 폭에 대응하는 슬릿을 구비한 슬릿 노즐인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 부상 스테이지는 상면으로부터 기체를 분사 또는 분사 및 흡인하는 것에 의하여 상기 피처리 기판이 부상된 상태로 유지한다.
상기 피처리피처리 기판의 이송 경로를 따라 형성된 경로를 따라 상기 피처리 기판을 파지한 상태로 이동하는 파지 기구를 추가적으로 포함할 수 있다.
무엇보다도, 상기 후방이송수단은 상기 피처리 기판의 코팅 공정의 후속 공정인 진공감압 건조장치까지 연장 형성된다. 이를 통해, 피처리 기판이 인라인 타입의 기판 코터 장치로부터 진공감압 건조장치의 챔버 내에 도달할 때까지 수평 상태로 유지되므로, 피처리 기판의 표면에 코팅된 약액이 건조될 때까지 흘러내리지 않아 우수한 품질의 코팅 상태를 완제품에 그대로 구현할 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 피처리 기판을 이송시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 슬릿 노즐로 약액을 코팅시키는 인라인 타입의 기판 코팅 방법으로서, 공급받은 상기 피처리 기판을 상측에 위치시킨 상태로 다수의 전방이송롤러를 포함하는 전방이송수단에 의해 슬릿 노즐을 향하여 일정한 높이로 이송시키는 전방이송단계와; 상기 피처리 기판을 상기 전방이송수단으로 이송하던 이송 높이로 상기 피처리 기판을 부상시켜 상기 피처리 기판의 길이의 5% 내지 70%의 길이를 갖는 부상 스테이지로 이루어진 도포 영역을 이송시키면서, 상기 도포 영역에 위치한 상기 슬릿 노즐의 토출구로부터 토출되는 약액으로 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하는 피처리 기판코팅 단계와; 표면에 약약이 코팅된 상기 피처리 기판을 상측에 위치시킨 상태로 전방이송수단으로 이송하던 이송 높이로 상기 피처리 기판을 다수의 후방이송롤러를 포함하는 후방이송수단에 의하여 이송하는 후방이송단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코팅 방법을 제공한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 피처리 기판의 공급과 배출 영역을 에어 부상 형태로 피처리 기판을 이송하지 않고 롤러를 이용한 접촉 방식으로 이송시킴으로써, 피처리 기판의 이송 중의 처짐에 의한 변형을 방지할 수 있으며 피처리 기판 스테이지에 비하여 인라인 타입의 기판 코팅 장치를 저렴하게 구성할 수 있는 인라인 타입의 기판 코터 장치 및 그 코팅 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 피처리 기판이 부상 스테이지 상에 부상하여 미세한 파동이 머금은 이후에 슬릿 노즐의 하측으로 피처리 기판이 위치하도록 도포 영역의 크기와 슬릿 노즐의 위치가 설정되어, 피처리 기판에 파동이 제거된 상태에서 슬릿 노즐로부터 약액이 피처리 기판의 표면에 도포함으로써, 피처리 기판의 표면에 도포되는 약액이 균일한 두께로 도포할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 피처리 기판이 상기 부상 스테이지에 진입하는 순간에, 상기 부상 스테이지의 전방에의 부상력은 상기 부상 스테이지의 중앙부에서의 부상력보다 크게 조절함으로써, 피처리 기판의 지지 조건이 변동됨에 따라 발생되는 파동의 크기를 최소화하여 기판의 약액 도포 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 피처리 기판이 항상 일정한 높이로 유지되면서 그 표면에 약액이 코팅되도록 구성됨으로써, 도포 영역에서 균일한 두께로 피처리 기판의 표면에 도포된 약액의 코팅 상태가 기판 코터 장치로부터 배출될 때까지 얼룩없이 유지되어, 피처리 기판의 약액의 코팅 상태를 종래보다 훨씬 우수하게 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 뿐만 아니라, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하고 배출되어 그 다음 후속 공정을 행하는 진공감압 건조장치에 이를 때까지 상기 후방이송수단이 연장 형성됨에 따라, 피처리 기판이 진공감압 건조장치의 챔버 내에 안착될 때까지 굽힘 변형이 없도록 이송 제어되어, 약액의 도포후에 약액의 흘러내림에 의하여 코팅면에 얼룩이 발생되는 것을 완제품에 이르기까지 것을 근본적으로 방지할 수 있다.
도1a 및 도1b는 종래의 일반적인 인라인 타입의 부상식 기판 코터 장치의 작동 원리를 개략적으로 도시한 도면
도2는 이송 영역별로 구분된 피처리 기판의 이송 높이를 도시한 개략도
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 기판 코터 장치의 구성을 도시한 사시도
도4a는 도3의 절단선 4A-4A에 따른 단면도
도4b는 도3의 절단선 4B-4B에 따른 단면도
도5는 도3의 슬릿 노즐을 제외한 구성을 도시한 사시도
도6a는 도3의 작동 원리를 도시한 측면 개략도
도6b는 도6a의 기판 코터 장치의 평면도
도7은 도3의 부상 스테이지의 부상력을 제어하는 구성을 도시한 개략도
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인라인 타입의 기판 코터 장치의 작동 원리를 도시한 측면 개략도
도9는 도3의 기판 코터 장치의 코팅 공정을 도시한 순서도
도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인라인 타입의 기판 코터 장치의 작동 원리를 도시한 측면 개략도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부상식 기판 코터 장치(100)를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 타입의 기판 코터 장치의 구성을 도시한 사시도, 도4a는 도3의 절단선 4A-4A에 따른 단면도, 도4b는 도3의 절단선 4B-4B에 따른 단면도, 도5는 도3의 슬릿 노즐을 제외한 구성을 도시한 사시도, 도6a은 도3의 작동 원리를 도시한 측면 개략도, 도7은 도3의 부상 스테이지의 부상력을 제어하는 구성을 도시한 개략도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부상식 기판 코터 장치(100)는 피처리 기판(G)이 이송되는 경로 중 약액(33)이 도포되는 도포 영역(CC)에 설치되어 상면으로부터 기체를 분사하거나 분사 및 흡인하여 피처리 기판(G)을 부상시키도록 프레임(10)에 고정된 부상 스테이지(110)와, 부상 스테이지(110)의 상측에 배치되어 피처리 기판(G)이 이동하는 동안에 정지된 상태로 피처리 기판(G)의 표면에 약액(33)을 분사하는 약액공급수단인 슬릿 형태의 슬릿 노즐(120)과, 필요에 따라 슬릿 노즐(120)의 예비 토출 또는 세정을 위하여 갠츄리 이송레일(131)을 따라 길이 방향(130d)으로 이동할 수 있도록 하고 동시에 상하로도 이동 가능하게 슬릿 노즐(120)을 고정하는 갠츄리(gantry, 130)와, 피처리 기판(G)이 부상 스테이지(110)에서 부상되는 부상 높이로 도포 영역(CC)의 전방부에 위치하는 기판공급영역(AA)에서 슬릿 노즐(120)을 이송시키는 전방이송수단으로서 피처리 기판(G)을 상측에 위치시킨 상태로 회전 구동되는 다수의 전방 이송 롤러(140)와, 피처리 기판(G)이 부상 스테이지(110)에서 부상되는 부상 높이로 도포 영역(CC)의 후방부에 위치하는 피처리 기판배출영역(EE)에서 슬릿 노즐(120)을 이송시키는 후방이송수단으로서 피처리 기판(G)을 상측에 위치시킨 상태로 회전 구동되는 다수의 후방 이송 롤러(150)와, 유리 재질로 제작된 피처리 기판(G)을 파지한 상태로 이송 보조 레일(161)을 따라 피처리 기판(G)을 이송시켜 피처리 기판(G)이 슬릿 노즐(120)의 하부를 통과시키도록 이동시키는 파지 부재(160)로 구성된다.
상기와 같이, 피처리 기판(G)의 표면에 약액(33)이 도포되는 도포 영역(CC)에서의 높이로 기판공급영역(AA)과 피처리 기판배출영역(EE)에서 이송되므로, 피처리 기판(G)은 약액(33)이 도포되어 이송하는 동안에 항상 굽어지지 않은 수평 상태를 정교하게 유지할 수 있게 된다. 따라서, 도2에 도시된 종래의 인라인 타입의 부상식 기판 코터 장치와 달리, 피처리 기판(G)의 부상 높이(H1, H2)의 차이를 천이시키는 제1천이영역(BB) 및 제2천이영역(DD)은 본 발명에 따른 인라인 타입의 기판 코터 장치(100)에서는 존재하지 않는다.
상기 부상 스테이지(110)는 피처리 기판(G)의 도포 영역(CC)에서 정교한 높이로 유지하면서 부상력이 피처리 기판(G)에 작용하도록 한다. 이 때, 피처리 기판(G)의 길이(L1)는 상기 도포 영역(CC)의 길이(L2)보다 더 길게 형성되어, 피처리 기판(G)은 부상 스테이지(110)에 의해서만 지지되기 보다는 적어도 일측이 전방이송롤러(140) 또는 후방이송롤러(150)에 의해 지지되도록 한다.
보다 구체적으로는, 도6b에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G)이 전방 이송 롤러(140)에 의해 지지되면서 이송되다가 도포 영역(CC)의 부상 스테이지에 도달하면 기체의 부상력(110d)에 의해 지지되도록 지지 조건이 변동되는데, 이에 따라 피처리 기판(G)에 발생되는 파동을 최소화하기 위하여, 도포 영역(CC)을 차지하는 기판 스테이지(110)는 피처리 기판(G)의 길이(L1)의 5% 내지 70%의 길이(L2)를 갖는다.
여기서, 부상 스테이지(110)의 길이(L2)가 피처리 기판의 길이(L1)에 비하여 5%보다 더 작으면, 기판공급영역으로부터 도포 영역으로 진입하는 순간에 피처리 기판의 지지 조건이 변동됨에 따라 파동이 잔류한 상태에서 약액이 도포되는 문제가 있으며, 부상 스테이지의 길이(L2)가 피처리 기판의 길이(L1)에 비하여 70%보다 더 크면, 고가의 피처리 기판 스테이지가 과도하게 길어져 장비의 제작에 많은 비용이 소요되는 문제점이 야기된다.
슬릿 노즐(120)은 도포 영역(CC)을 차지하는 부상 스테이지(110)의 중간 위치보다 후방측에 위치한다. 즉, 도6a를 기준으로 L3는 L2의 1/2보다 작게 설정된다. 이에 의하여, 피처리 기판(G)의 지지 조건의 변동에 따라 파동이 발생되더라도 슬릿 노즐(120)이 위치한 곳까지 피처리 기판(G)이 이송되면서 그 파동이 소멸되어, 약액의 도포 품질이 보다 향상된다.
이 때, 상기 전방이송롤러(140) 및 후방이송롤러(150)는 하나의 회전축 상에 다수의 롤러가 서로 이격배치되어 회전 구동하고 동시에 상기 회전축은 피처리 기판의 이송 방향을 따라 다수의 열로 배열됨에 따라, 롤러(140, 150)의 자중에 의한 처짐량을 최소화하면서, 피처리 기판(G)의 이송을 효과적으로 지지할 수 있다. 이 때, 도6b에 도시된 바와 같이, 피처리 기판(G)의 이송 방향을 따라 배열된 다수의 회전축에 설치된 다수의 롤러(140, 150)들은 피처리 기판(G)의 진행 방향으로 인접한 회전축에 설치된 롤러들과 서로 다른 위치에 배치된다. 이에 따라, 피처리 기판(G)이 진행 방향을 따라 전진할 때에 롤러들의 사이에서 발생되는 처짐 위치가 지속적으로 변동함으로써, 결과적으로 피처리 기판(G)의 처짐량을 최소화하는 데 기여할 수 있다.
피처리 기판(G)이 도포 영역(CC)에서 요동없이 일정한 부상 높이로 유지되면서 이송되는 것은 중요하며, 이를 위하여 도3에 도시된 바와 같이 부상 스테이지(110)에는 많은 수의 흡기공(110a)과 기체 분출공(110b)이 형성되어, 제어된 부상력(110d)으로 피처리 기판의 부상 높이를 정밀하게 조절한다. 이를 위하여, 그리고, 피처리 기판(G)이 상기 부상 스테이지에 진입하는 순간에, 상기 부상 스테이지(110)의 전방(a1)에 위치한 분출공(110b1)d에서의 부상력(110d)은 상기 부상 스테이지(110)의 중앙부(a2) 또는 후방(a3)에 위치한 분출공(110b2)에서의 부상력(110d)보다 크게 조절된다. 이에 의해 피처리 기판(G)의 지지 조건이 변동되는 시점에서 발생되는 파동의 크기를 최소화할 수 있다.
부상 스테이지(110)는 기체가 소정의 압력으로 분사되는 분출공(110b)과 주변의 기체를 빨아들이는 흡입공(110a)이 표면에 형성되어, 압축기에서 압축된 압축 기체는 레귤레이터(112)를 거쳐 유량계(113)로 원하는 기체의 유량이 제어된 압력으로 공급되도록 밸브(114a)를 조절하여 분출공(110b)에 공급되고, 또 다른 압축기(115)에서 압축시키기 위하여 밸브(114c)를 개방하여 흡입공(110a)으로부터 기체를 빨아들인다. 이 때, 분출공(110b)을 통해 분사되는 기체의 양과 흡인공(110a)을 통해 흡인되는 기체의 양이 대체로 유사하게 유지된다. 그리고, 피처리 기판(G)을 도면부호 110d로 표시된 방향으로 부상력이 항상 작용한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 흡기공(110a)과 기체 분출공(110b)이 함께 배열되는 것을 예로 들었지만, 흡기공(110a)이 형성되지 않고 기체 분출공(110b)에 의해서만 부상 스테이지(110)의 부상력이 제어될 수도 있다.
상기 슬릿 노즐(120)은 펌프(121)를 통해 약액(33)을 공급받아 피처리 기판(G)의 표면에 토출구(120a)를 통해 약액(33)을 일정한 두께로 도포한다. 이 때, 슬릿 노즐(120)은 피처리 기판(G)의 이송에 따라 이동하면서 그 표면에 약액(33)을 도포할 수 도 있지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 슬릿 노즐(120)은 도포 영역(CC)의 중앙위치(CC/2)보다 후방의 한 위치에 정지된 상태로 고정된다. 이에 따라, 피처리 기판(G)의 이송 중에 피처리 기판(G)의 이송 방향과 반대 방향으로 이동하면서 약액을 코팅하는 종래 기술과 달리, 본 발명은 도포 영역의 중앙부에 슬릿 노즐(120)이 고정된 상태로 움직이지 않음에 따라, 약액 코팅 공정 중에 슬릿 노즐(120)의 이동에 대한 제어 파라미터를 줄여 제어를 용이하게 할 수 있으며, 장비의 안정성을 높일 수 있으며, 피처리 기판(G)의 표면에 보다 약액의 도포 두께의 편차가 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 갠츄리(130)는 슬릿 노즐(120)을 고정한 상태로 부상 스테이지(110)의 길이 방향을 따라 설치된 갠츄리 이송레일(131)의 돌기(131a)와 맞물려 이송 레일(131)을 따라 피처리 기판(G)의 이송 방향(즉, 전후 방향)으로 이동 가능하게 설치되고, 동시에, 갠츄리(130)는 슬릿 노즐(120)을 상하로 이동시킬 수 있게 구성되어, 슬릿 노즐(120)의 토출구를 세정하거나 예비토출하기 위하여 이동시키는 데 사용된다.
상기 전방이송롤러(140)는 공급되는 유리 재질의 피처리 기판(G)을 상측에 위치시키고 정숙하게 회전 구동됨으로써, 피처리 기판(G)을 슬릿 노즐(120)이 위치한 도포 영역(CC)을 향해 이송시킨다. 이 때, 다수의 전방이송롤러(140)는 외주면의 일부 이상에 고무 재질로 덮혀 있어서, 전방이송롤러(140)와 피처리 기판(G)의 사이에 미끄러짐(slip)이 발생되지 않고 신뢰성있게 피처리 기판(G)을 이송할 수 있다. 한편, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 '고무 재질'이라는 용어는 천연 고무, 합성 고무에 한정되는 것은 아니며 점착성이 있으면서 일정한 탄성 변형도 가능한 고무 성질을 갖는 폴리우레탄, 폴리에틸렌 계열의 재질을 모두 통칭하는 것으로 정의된다.
그리고, 도4b에 도시된 바와 같이 전방이송롤러(140)는 정숙한 회전 구동을 위하여 양단부의 축(140a)이 베어링(140b)에 의해 양단지지된 상태로 벨트(141)로 회전 구동력이 전달되어 회전한다. 이에 따라, 전방이송롤러(140)의 상측에서 이송하는 피처리 기판(G)에 진동이나 요동이 발생되지 않는다.
전방이송롤러(140)와 마찬가지로, 상기 후방이송롤러(140)는 공급되는 유리 재질의 피처리 기판(G)을 상측에 위치시키고 정숙하게 회전 구동됨으로써, 슬릿 노즐(120)이 위치한 도포 영역(CC)으로부터 배출되는 방향으로 피처리 기판(G)을 이송시킨다. 다수의 후방이송롤러(150)에도 외주면의 일부 이상에 고무 재질이 덮혀 있어서, 후방이송롤러(150)와 피처리 기판(G)의 사이에 미끄러짐(slip)이 발생되지 않고 신뢰성있게 피처리 기판(G)을 이송할 수 있다. 또한, 후방이송롤러(140)는 정숙한 회전 구동을 위하여 벨트(141)로 회전 구동력이 전달되어 회전하므로, 후방이송롤러(150)의 상측에서 이송하는 피처리 기판(G)에 진동이나 요동이 발생되지 않는다.
여기서, 후방이송롤러(150)는 도7에 도시된 바와 같이 피처리 기판(G)의 약액 코팅 공정의 그 다음 공정인 피처리 기판(G)에 도포된 약액을 전두께에 걸쳐 골고루 건조시키는 공정을 실시하는 진공감압 건조장치(90)의 거치대(91)에 이르기까지 연장 형성된다. 즉, 후방이송롤러(150)는 기판 코터 장치(100)의 코팅 구역(I)을 넘어 진공감압 건조장치(90)의 건조 영역(II)까지 연장된다. 이를 통해, 피처리 기판(G)의 표면에 약액이 도포되기 전후로부터 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 약액(33)이 건조될때까지 피처리 기판(G)은 휨 변형 없는 수평 상태를 유지하므로, 도포된 약액(33)이 흘러내려 얼룩이 생김에 따라 피처리 기판(G)의 약액 코팅면의 품질이 저하되는 것을 완제품에 이르기까지 보장할 수 있게 된다.
그리고, 전,후방 이송롤러(140, 150)에 의해 피처리 기판(G)이 하방 지지된 상태로 이송됨으로써, 피처리 기판(G)은 이송되는 동안에도 자중에 의하여 중앙부가 처지는 현상을 방지하는 효과도 얻어진다.
한편, 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피처리 기판(G)을 도포 영역(CC)으로 이송시키고 도포 영역(CC)으로부터 배출시키는 데 있어서, 다수의 롤러(140, 150)를 사용하는 대신에 컨베이어(240)를 이용하여 피처리 기판(G)을 이송할 수도 있다. 이 때, 컨베이어(240)는 양끝단 중 어느 하나 이상의 위치에 구동 롤러(241a)가 위치하고, 그 사이에는 아이들러 롤러(241b)가 위치하여, 이들을 감싸는 컨베이어 벨트(242)로 구성된다. 그리고, 구동 롤러(241a)를 회전 구동시켜 컨베이어 벨트(242)의 표면이 피처리 기판(G)의 이송 방향으로 이동하도록 함으로써, 피처리 기판(G)을 컨베이어(240)의 벨트(242)의 표면을 통해 이송할 수도 있다.
이 때, 컨베이어 벨트(242)에 얹혀져 이송하는 피처리 기판(G)의 미끄러짐을 방지하기 위하여, 컨베이어 벨트(242)의 표면은 고무 재질로 형성된 것이 좋다.
한편, 도10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도6a 및 도8에 도시된 기판공급영역(AA)의 전방부와 피처리 기판배출영역(EE)의 후방부에 피처리 기판(G)을 거치시킨 상태로 상하 방향(88d, 89d)으로 승강시키거나 하강시키는 리프트 핀(88, 99)이 구비될 수 있다. 이와 같이, 기판공급영역(AA)의 전방부에 리프트 핀(88)이 구비됨에 따라, 피처리 기판(G)의 약액 도포 공정이 행해지는 과정에서 그 다음에 행할 피처리 기판(G)의 대기 공간을 마련할 수 있고, 약액이 도포될 피처리 기판(G)을 공급하는 로봇(미도시)의 반송 경로가 피처리 기판(G)의 이송 높이와 불일치하더라도 무리없이 피처리 기판(G)을 인라인 타입의 기판 코터 장치(100)에 공급할 수 있다. 마찬가지로, 피처리 기판배출영역(EE)의 후방부에 리프트 핀(89)이 구비됨에 따라, 그 다음 후속 공정을 행하는 진공감압 건조장치(90)의 챔버 거치대(91)의 높이가 피처리 기판(G)의 이송 높이와 불일치하더라도 무리없이 피처리 기판(G)을 그 다음 공정을 행하는 진공감압 건조장치(90)의 챔버 내 거치대(91)상으로 이동시키는 것이 용이해진다.
상기 파지 부재(160)는 피처리 기판(G)의 이송 방향을 따라 피처리 기판(G)을 파지한 상태로 이동함으로써, 피처리 기판(G)의 이송을 보조한다. 이 때, 파지 부재(160)는 피처리 기판(G)의 이송 경로의 전체에 걸쳐 피처리 기판(G)의 양측 또는 일측을 파지하여 이송할 수도 있지만, 이송 방향으로 이동시키는 힘이 존재하지 않는 도포 영역(CC)의 부상 스테이지(110) 상에만 형성될 수도 있다.
파지 부재(160)는 피처리 기판(G)의 이송 방향을 따라 양측에 배열된 이송 보조 레일(161)로부터 에어 베어링(162) 형태로 부상하여 피처리 기판(G)을 흡입 파지하여 피처리 기판(G)을 이송시킨다. 상기 이송 보조 레일(161)은 피처리 기판(G)의 이송 경로의 일측 또는 양측에 서로 평행하게 배열되어, 파지 부재(160)에 의해 파지된 피처리 기판(G)을 이송시키는 안내 역할을 한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 부상식 기판 코터 장치(100)의 코팅 방법을 도9를 참조하여 설명한다.
단계 1: 피처리 기판(G)의 표면에 약액을 도포하기 위하여 공급된 피처리 기판(G)의 하부에 전방 이송 롤러(140)가 위치하도록 피처리 기판(G)을 부상식 기판 코터 장치(100)에 공급한다(S110).
단계 2: 전방 이송 롤러(140)를 회전 구동하여, 전방 이송 롤러(140)의 외주면과 피처리 기판(G)의 저면 사이의 마찰력에 의하여 피처리 기판(G)을 도포 영역(CC)을 향하여 밀어 이송시킨다(S120). 그리고, 피처리 기판(G)이 예정된 이송 경로를 따라 밀려 이동하지 못하고 측방향으로 이탈되는 것을 방지하도록, 피처리 기판(G)의 이송 경로의 양측에는 피처리 기판(G)의 횡방향으로의 허용 변위를 제한하는 가이드벽(미도시)이 세워져 피처리 기판(G)이 무사히 정렬위치에 도달하도록 안내한다.
단계 3: 피처리 기판(G)이 기판공급영역(AA)을 지나면서 미리 정해진 정렬 위치에 도달하면, 피처리 기판(G)을 세워 양측 변이나 마주보는 대각 위치에 자세 정렬 기구(미도시)로 툭툭 쳐 도포 영역(CC)에 이송되기 적합한 자세와 위치로 피처리 기판(G)을 정렬시킨다. 그리고나서, 파지 부재(160)에 의해 피처리 기판(G)이 파지되어 피처리 기판(G)의 이송 경로를 따라 이송된다. 피처리 기판(G)이 도포 영역(CC)에 진입하면, 부상 스테이지(110)의 전방부(a1)에 위치한 분출공(110b1)에서는 중앙부(a2)나 후방부(a3)에 위치한 분출공(110b2)에 비하여 높은 부상력(110d)을 작용시켜, 피처리 기판(G)의 지지 조건의 변동에 따른 파동이 발생되는 것을 근본적으로 차단한다.
피처리 기판(G)의 이송이 진행될수록 피처리 기판(G)은 부상스테이지(110)의 부상력(110d)에 의하여 조금씩 지지되는 면적이 커지지만, 부상 스테이지(110)에서 분출되는 부상력(110d)의 조절에 의해 피처리 기판(G)의 표면은 전방 이송 롤러(140)에 의해 지지되고 있던 높이로 수평 상태로 유지되며 요동없이 이송된다. 도포 영역(CC)의 1/2을 통과하면, 피처리 기판(G)의 지지 변동에 의해 발생되었던 미세한 요동은 제거되며, 이 때 슬릿 노즐(120)에 의하여 약액(33)이 토출되면서 피처리 기판(G)의 표면에 일정한 두께로 약액이 도포된다(S130).
단계 4: 그리고 나서, 피처리 기판(G)의 선단부가 도포 영역(CC)을 통과하여 후방이송롤러(150)의 상측에 도달하면, 회전 구동되는 후방이송롤러(150)에 의하여 피처리 기판(G)은 굽어지지 않은 수평상태로 피처리 기판배출영역(EE)을 통과하도록 이송된다(S140). 이때, 후방이송롤러(150)는 그 다음 후속공정을 행할 진공감압 건조장치(90)에까지 연장되어, 표면에 약액이 도포된 피처리 기판(G)은 약액이 흘러내리지 않는 수평 상태로 유지되면서 진공감압 건조장치(90)로 이송된다.
단계 5: 그리고 나서, 진공감압 건조장치(90)의 지지대(91) 상에 거치된 피처리 기판(G)은 진공으로 감압된 상태로 건조 공정을 거침으로써, 피처리 기판(G)의 표면에 도포된 약액 코팅층이 흘러내림에 의한 얼룩 없이 균일한 두께로 건조되어 피처리 기판(G)에 일체로 적층된다. 따라서, 약액의 도포 후 피처리 기판(G) 상에서 약액이 흘러내리는 것에 의한 얼룩을 근본적으로 방지하여, 엘씨디 완제품에 이르기까지 균일한 두께를 가지면서 높은 품질을 갖는 약액 코팅층을 형성하는 것이 가능해지는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 인라인 타입의 기판 코터 장치 110: 부상 스테이지
120: 슬릿 노즐 130: 갠츄리
140: 전방 이송 롤러 150: 후방 이송 롤러
160: 파지 기구 240: 컨베이어
241a: 구동 롤러 241b: 아이들러 롤러
242: 컨베이어 벨트

Claims (17)

  1. 피처리 기판을 이송시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅시키는 인라인 타입의 기판 코터 장치로서,
    상기 피처리 기판의 코팅 공정 중에 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 공급하는 약액공급노즐과;
    상기 약액공급노즐의 토출구의 하측의 도포 영역에 상기 피처리 기판을 부상시키는 부상 스테이지와;
    다수의 전방이송롤러를 포함하여 구성되어 상기 도포 영역의 전방부의 기판공급영역에서 상기 약액공급노즐을 향하여 상기 피처리 기판을 이송시키는 전방이송수단과;
    다수의 후방이송롤러로 구성되어 상기 도포 영역의 후방부의 피처리 기판배출영역에서 상기 약액공급노즐로부터 멀어지도록 상기 피처리 기판을 이송시키는 후방이송수단과;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부상 스테이지는 상기 피처리 기판의 길이의 5% 내지 70%의 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전방이송수단과 상기 후방이송수단은 상기 부상 스테이지에서 부상되는 상기 피처리 기판의 높이로 상기 피처리 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 피처리 기판코터장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러는 외주면의 일부 이상에 고무 재질로 덮혀 있는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 롤러는 하나의 회전축 상에 다수의 롤러가 서로 이격배치되고 상기 롤러가 회전하는 상기 회전축은 다수의 열로 배열되는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 피처리 기판의 이송 방향을 따라 배열된 다수의 회전축에 설치된 다수의 롤러는 인접한 회전축에 설치된 롤러들과 서로 다른 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전방이송수단, 상기 후방이송수단 중 어느 하나 이상은 컨베이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 약액공급노즐은 상기 피처리피처리 기판의 폭에 대응하는 슬릿을 구비한 슬릿 노즐인 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 약액공급노즐은 상기 피처리 기판의 이송 중에 정지된 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 부상 스테이지는 상기 피처리 기판이 부상된 상태로 유지되도록 상면으로부터 기체를 분사 또는 분사 및 흡인하는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 피처리피처리 기판의 이송 경로를 따라 형성된 경로를 따라 상기 피처리 기판을 파지한 상태로 이동하는 파지 기구를;
    추가적으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 약액공급노즐은 상기 부상 스테이지의 길이(L2)의 절반보다 뒷편에 위치한 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 피처리 기판이 상기 부상 스테이지에 진입하는 순간에, 상기 부상 스테이지의 전방에의 부상력은 상기 부상 스테이지의 중앙부에서의 부상력보다 크게 조절되는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  14. 제 1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방이송수단은 상기 피처리 기판의 코팅 공정의 후속 공정인 진공감압 건조장치까지 연장된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  15. 제 1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판공급영역의 전방부와 상기 피처리 기판배출영역의 후방부 중 어느 하나 이상에는 상기 피처리 기판을 거치시킨 상태로 상하로 이동가능한 리프트 핀이 추가적으로 설치된 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코터 장치.
  16. 피처리 기판을 이송시키면서 상기 피처리 기판의 표면에 슬릿 노즐로 약액을 코팅시키는 인라인 타입의 기판 코팅 방법으로서,
    공급받은 상기 피처리 기판을 상측에 위치시킨 상태로 다수의 전방이송롤러를 포함하는 전방이송수단에 의해 슬릿 노즐을 향하여 일정한 높이로 이송시키는 전방이송단계와;
    상기 피처리 기판을 상기 전방이송수단으로 이송하던 이송 높이로 상기 피처리 기판을 부상시켜 상기 피처리 기판의 길이의 5% 내지 70%의 길이를 갖는 부상 스테이지로 이루어진 도포 영역을 이송시키면서, 상기 도포 영역에 위치한 상기 슬릿 노즐의 토출구로부터 토출되는 약액으로 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 코팅하는 피처리 기판코팅 단계와;
    표면에 약약이 코팅된 상기 피처리 기판을 상측에 위치시킨 상태로 전방이송수단으로 이송하던 이송 높이로 상기 피처리 기판을 다수의 후방이송롤러를 포함하는 후방이송수단에 의하여 이송하는 후방이송단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코팅 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 전방이송수단, 상기 후방이송수단 중 어느 하나 이상은 다수의 롤러의 원주면으로 상기 피처리 기판을 지지하면서 상기 피처리 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 인라인 타입의 기판 코팅 방법.
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