KR20090048330A

KR20090048330A - 도포장치 및 도포방법

Info

Publication number: KR20090048330A
Application number: KR1020080109439A
Authority: KR
Inventors: 도시히로 모리; 마나부 가마타니
Original assignee: 도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2009-05-13
Also published as: CN101428264A; TW200922695A; JP2009112985A; TWI458565B; JP5148248B2; CN101428264B; KR101513016B1

Abstract

스테이지에 대한 기판의 고정에 시간을 필요로 할 경우이더라도 도포장치 전체의 사이클 타임이 장기화되는 것을 억제할 수 있는 도포장치 및 도포방법을 제공한다.

스테이지의 표면에 기판을 재치하는 기판 재치공정과, 스테이지의 표면에 재치된 기판 상에 초기막을 형성하는 초기막 형성공정과, 도포 유니트로부터 도포액을 토출시키면서, 기판 상에 도포막을 형성하는 도포막 형성공정을 구비하는 도포장치의 도포방법에 있어서, 기판 재치공정은, 기판을 스테이지의 표면에 흡착하는 흡착공정을 구비하고 있고, 이 흡착공정은, 도포 시작위치를 포함하는 기판의 초기막 형성영역을 흡착하는 초기 흡착공정과, 초기막 형성영역을 제외한 기판의 도포막 형성영역을 흡착하는 본 흡착공정을 포함하고, 초기 흡착공정이 완료된 후, 본 흡착공정이 완료되기 전에, 초기막 형성공정이 시작되는 구성으로 한다.

Description

도포장치 및 도포방법{COATING MACHINE AND COATING METHOD}

본 발명은, 기판 상에 도포액(塗布液)을 도포하는 도포장치 및 도포방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이(液晶 display)나 플라즈마 디스플레이(plasma display) 등의 플랫 패널 디스플레이(flat pannel display)에는, 글래스 기판 상에 레지스트 액(resist 液)이 도포된 것(도포 기판이라고 부른다)이 사용되고 있다. 이 도포 기판은, 레지스트 액을 균일하게 도포하는 도포장치에 의하여 형성되고 있다.

이 도포장치는, 기판이 재치(載置)되는 스테이지와, 레지스트 액이 토출(吐出)되는 도포 유니트(塗布 unit)를 구비하고 있고, 도포 유니트로부터 레지스트 액을 토출시키면서 도포 유니트를 이동시킴으로써, 기판 상에 균일한 두께의 레지스트 액막(resist 液膜)이 형성되게 되어 있다.

구체적으로는, 하기의 특허문헌1에 기재되어 있는 것 같이, 스테이지 상에 기판이 공급되면, 스테이지 상의 흡착 구멍에 마이너스 압을 발생시킴으로써 기판이 스테이지 상에 흡착되어 지지된다. 이 때, 공기층이 기판과 스테이지 사이에 기포로서 발생하는 것을 회피하기 위하여, 기판을 재치하는 때에는, 기판의 중앙부분을 휜 상태에서 그 기판중앙부분으로부터 스테이지에 재치한다. 그리고 스테이지 상에 기판이 재치되어 흡착된 후, 도포 유니트가 이동함으로써 레지스트 액이 토출되어 기판 상에 도포막이 형성된다.

특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2006-281091호 공보

그러나 상기 특허문헌1에 기재된 도포장치에서는, 기판 전체가 스테이지 상에 흡착되어 고정된 후에 도포 유니트가 이동하기 때문에, 도포장치의 사이클 타임이 길어진다는 문제가 있다. 즉 기판이 대형화되는 것 등에 의하여, 기판을 위치결정 하는 미세조정이 곤란해지기 때문에, 대형의 기판 전체를 스테이지 상에 정밀도 좋게 재치하여 고정하기 위해서는 시간이 걸려, 도포장치 전체로서의 사이클 타임이 장기화되는 경향이 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 도포장치에 있어서의 스테이지에 대한 기판의 고정에 시간을 필요로 할 경우이더라도 도포장치 전체의 사이클 타임이 장기화되는 것을 억제할 수 있는 도포장치 및 도포방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 도포장치는, 기판을 재치하는 스테이지와, 상기 스테이지의 표면에 재치된 기판에 대하여 상대적으로 이동하면서 도포액을 토출함으로써 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 유니트를 구비하는 도포장치에 있어서, 상기 스테이지에는, 기판을 흡착하여 지지하는 기판흡착수단이 설치되어 있고, 상기 기판흡착수단은, 도포 시작 시에 있어서의 초기막이 형성되는 기판의 초기막 형성영역을 흡착하는 초기 흡착부와, 이 초기막 형성영역을 제외한 도포막 형성영역을 흡착하는 본 흡착부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 도포장치에 의하면, 기판을 흡착하는 상기 기판흡착수단은, 초기 흡착부와 본 흡착부를 구비하고 있기 때문에, 초기 흡착부에서 기판의 일부가 흡착된 후, 도포 유니트를 이동시켜 초기 흡착부에 대응하는 기판부분에 대하여 도포를 시작할 수 있다. 즉 기판의 흡착이 시작된 후, 즉시 상기 초기 흡착부에 대응하는 기판부분으로 도포 유니트를 이동시킬 수 있기 때문에 종래와 같이 기판 전체를 흡착 고정한 후에 도포동작을 시작할 경우와 비교하여 도포장치 전체로서의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.

또한 상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 각각 스테이지의 표면에 개구하여 형성되는 흡인 구멍이 형성되어 있고, 상기 기판흡착수단은, 상기 흡인 구멍에 흡인력을 발생시키는 흡인수단과, 이 흡인수단으로부터의 흡인력을 상기 초기 흡착부 및 본 흡착부에 대하여 선택적으로 발생시키는 전환수단을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다.

이 구성에 의하면, 전환수단을 조작함으로써 상기 초기 흡착부에만 흡인력을 발생시켜 초기 흡착부에 기판의 일부를 흡착시킨 후, 본 흡착부에도 흡인력을 발생시켜 기판 전체를 흡착하여 고정할 수 있다. 따라서 초기 흡착부와 본 흡착부의 쌍방에 각각 흡인수단을 설치할 필요가 없다.

또한 상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 각각 스테이지의 표면에 개구하여 형성되는 흡인 구멍이 형성되어 있고, 상기 기판흡착수단에는, 상기 초기 흡착부의 흡인구에 흡인력을 발생시키는 흡인수단과, 상기 본 흡착부의 흡인구에 흡인력을 발생시키는 흡인수단이 초기 흡착부 및 본 흡착부에 대하여 각각 독립하여 설치되어 있는 구성으로 할 수도 있다.

이 구성에 의하면, 상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에 대하여, 적절한 타이밍에서 각각에 대하여 독립하여 흡인력을 발생시킬 수 있다.

또한 상기 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 기판을 상기 스테이지의 표면에 흡착시키는 흡착 홈이 형성되어 있고, 이 흡착 홈은, 상기 흡인 구멍에 연결됨과 아울러 스테이지의 표면에 개구하여 형성되어 있고, 이 초기 흡착부의 흡착 홈과 본 흡착부의 흡착 홈은, 서로 연결되는 것을 방지하는 경계부에 의하여 각각 독립하여 형성되어 있는 구성으로 하더라도 좋다.

이 구성에 의하면, 흡인 구멍에 흡인력을 발생시키면, 이 흡인 구멍에 연결되는 흡착 홈에도 흡인력이 발생하기 때문에, 흡착 홈과 대면하는 기판부분 전체가 흡착 홈 측으로 흡인된다. 그리고 기판과 스테이지 사이에 기포가 발생하는 경우라도 흡착 홈에 의하여 기포가 흡인됨으로써, 기판과 스테이지 사이에 기포가 잔류하는 문제를 회피할 수 있다. 또한 초 기 흡착부의 흡착 홈과 본 흡착부의 흡착 홈이, 각각 독립하여 형성되게 함으로써 초기 흡착부에 흡인력을 발생시킨 경우에, 본 흡착부에 흡착되어야 할 기판부분에 대하여 흡인력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 기판을 지지하는 핀 부재가 구비되어 있고, 이 핀 부재는, 각각 스테이지 내에 수용됨과 아울러 스테이지의 표면으로부터 돌출 가능하게 설치되고, 상기 초기 흡착부의 핀 부재는, 상기 본 흡착부의 핀 부재보다 먼저 스테이지 내에 수용되는 구성으로 하더라도 좋다.

이 구성에 의하면, 기판을 스테이지에 재치할 때에, 최초에 기판의 일부를 초기 흡착부에 재치할 수 있다. 이에 따라 본 흡착부에 있어서의 기판의 흡착보다 초기 흡착부에 있어서의 기판의 흡착을 먼저 시작하게 할 수 있다. 또한 기판이 초기 흡착부로부터 재치되고 뒤이어서 본 흡착부가 재치됨으로써, 기판과 초기 흡착부 사이에 존재하는 공기층이 본 흡착부 측으로 빠진다. 이에 따라 공기층이 기판과 스테이지(초기 흡착부) 사이에 기포로서 존재하는 것을 억제할 수 있다.

또한 상기 본 흡착부의 핀 부재는, 상기 초기 흡착부 측으로부터 순차적으로 스테이지 내에 수용되는 구성으로 할 수도 있다.

이 구성에 의하면, 본 흡착부에 재치되는 기판부분이 초기 흡착부 측으로부터 본 흡착부 측을 향하여 일방향으로 순차적으로 재치되기 때문에 기판과 스테이지 사이에 존재하는 공기층이 재치되지 않은 측으로 순차적 으로 빠진다. 이에 따라 공기층이 기판과 스테이지 사이에 기포로서 존재하는 것을 억제할 수 있다.

또한 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 도포방법은, 스테이지의 표면에 기판을 재치하는 기판 재치공정과, 상기 스테이지에 재치된 기판 상에, 도포액을 토출하는 도포 유니트를 정지시킨 상태에서 초기막을 형성하는 초기막 형성공정과, 상기 초기막을 형성한 후, 도포 유니트로부터 도포액을 토출시키면서 이 도포 유니트를 기판에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 상에 도포막을 형성하는 도포막 형성공정을 구비하는 도포장치의 도포방법에 있어서, 상기 기판 재치공정은, 기판을 스테이지의 표면에 흡착하는 흡착공정을 구비하고 있고, 이 흡착공정은, 상기 초기막이 형성되는 기판의 초기막 형성영역을 흡착하는 초기 흡착공정과, 이 초기막 형성영역을 제외한 기판의 도포막 형성영역을 흡착하는 본 흡착공정을 포함하고, 상기 초기 흡착공정이 완료된 후, 상기 본 흡착공정이 완료되기 전에, 상기 초기막 형성공정이 시작되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 상기 초기 흡착공정이 완료된 후, 상기 본 흡착공정이 완료되기 전에, 도포 유니트에 의한 도포막 형성공정이 시작되기 때문에 종래와 같이 상기 기판 재치공정이 완료된 후에 도포막 형성공정이 시작되는 도포방법에 비하여 도포장치 전체에 있어서의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.

본 발명의 도포장치 및 도포방법에 의하면, 도포장치에 있어서의 스테이지에 대한 기판의 고정에 시간을 필요로 할 경우이더라도 도포장치 전체의 사이클 타임이 장기화되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 관한 실시예를 도면을 사용하여 설명한다.

도1은, 본 발명의 하나의 실시예에 있어서의 도포장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도2는, 그 측면도이고, 도3은, 도포장치에 기판의 일부가 재치되는 상태를 나타내는 도면이다.

도1∼도3에 나타나 있는 바와 같이 도포장치는, 기판(10) 상에 약액(藥液)이나 레지스트 액(resist 液) 등의 액상물(液狀物)(이하 도포액(塗布液)이라고 부른다)의 도포막을 형성하는 것으로서, 기대(基臺)(2)와, 기판(10)을 재치(載置)하기 위한 스테이지(21)와, 이 스테이지(21)에 대하여 특정방향(도1에 있어서 좌우방향)으로 이동 가능하도록 구성되는 도포 유니트(塗布 unit)(30)를 구비하고 있다.

또, 이하의 설명에서는, 도포 유니트(30)가 이동하는 방향을 X축 방향, 이와 수평면 상에서 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 및 Y축 방향의 쌍방과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 하여 설명을 진행하는 것으로 한다.

상기 기대(2)에는, 그 중앙부분에 스테이지(21)가 배치되어 있다. 이 스테이지(21)는, 반입된 기판(10)을 그 표면에 재치하여 지지하는 것이다. 그리고 이 스테이지(21)에는, 기판흡착수단(40)이 설치되어 있고, 이 기판흡착수단(40)에 의하여 기판(10)을 스테이지(21)의 표면에 흡착하여 지지할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 이 스테이지(21)에는, 그 표면에 개구하는 복수의 흡인 구멍(41a, 42a)(도4참조)이 형성되어 있고, 이러한 흡인 구멍(41a, 42a)과 진공 펌프(81)(진공 펌프(81a, 81b))가 배관(84)을 통하여 접속되어 있다. 그리고 스테이지(21)의 표면에 기판(10)이 재치된 상태에서 진공 펌프(81)를 작동시킴으로써, 흡인 구멍(41a, 42a)에 흡인력이 발생하여 기판(10)이 스테이지(21)의 표면측에 흡인되어 흡착 지지되도록 되어 있다. 본 실시예에서는 도3에 나타나 있는 바와 같이, 후술하는 초기 흡착부(初期吸着部)(41)는 진공 펌프(81a)와 연결되어 있고, 후술하는 본 흡착부(本吸着部)(42)는 진공 펌프(81b)와 연결되어 있어, 초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42)에 대하여 각각 독립하여 진공 펌프(81)(진공 펌프(81a, 81b))가 설치되어 있다.

또한 상기 기판흡착수단(40)은, 도4에 나타나 있는 바와 같이 초기 흡착부(41)와 본 흡착부(42)로 구성되어 있다. 여기에서 도4는 스테이지(21)를 나타내는 도면으로서, 도4(a)는 스테이지(21)의 전체사시도이고, 도4(b)는 그 표면부분의 확대도이다. 이 초기 흡착부(41)는, 도포 유니트(30)에 의한 도포 시작시에 기판(10) 상에 초기막이 형성되게 되는데, 그 초기막이 형성되는 기판(10)의 표면부분(도3에 나타내는 초기막 형성영역(11))을 스 테이지(21) 상에 흡착하는 것이다. 또, 도포 유니트(30)에 의하여 형성되는 초기막은 선 모양이기 때문에 초기막 형성영역(11)은, 초기막이 형성되는 선 모양이어도 좋지만, 당해 선 모양을 포함하는 소정의 영역이더라도 좋다. 즉 도포 얼룩을 발생시키지 않고 초기막을 안정하게 형성할 수 있는 정도의 영역을 가지는 것 이더라도 좋아, 본 실시예에서는 당해 선 모양을 포함하는 일정한 영역인 경우를 나타내고 있다.

이 초기 흡착부(41)에는, 도4(b)에 나타나 있는 바와 같이 흡인 구멍(41a)과 흡착 홈(41b)이 형성되어 있고, 진공 펌프(81a)를 작동시킴으로써, 흡인 구멍(41a) 및 흡착 홈(41b)에 흡인력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 흡착 홈(41b)은 흡인 구멍(41a)을 연결하도록 스테이지(21)의 표면에 격자 모양으로 형성되어 있다. 그리고 초기 흡착부(41)에 기판(10)(초기막 형성영역(11))이 재치되면, 이 기판(10)에 의하여 흡인 구멍(41a)과 흡착 홈(41b)이 덮인 상태가 된다. 이 상태에서 진공 펌프(81a)를 작동시킴으로써, 흡인 구멍(41a) 및 흡착 홈(41b)에 흡인력이 작용하여, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 초기 흡착부(41)에 흡착되도록 되어 있다. 그리고 기판(10)의 초기막 형성영역(11)과 스테이지(21)의 초기 흡착부(41) 사이에 기포(氣泡)가 존재하는 경우이더라도 초기 흡착부(41)의 전체 면에 걸쳐서 형성된 흡착 홈(41b)에 기포가 흡인됨으로써, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)과 스테이지(21)의 초기 흡착부(41) 사이에 기포가 잔류하는 것을 회피할 수 있다. 이에 따라 기포의 발생을 회피하기 위하여 기판(10)의 중앙부분으로부터 재치할 필요가 없고, 기판(10)의 단부인 초기막 형성영역(11)으로부터 재치할 수 있도록 되어 있다.

또한 상기 본 흡착부(42)는, 초기막이 형성되는 부분을 제외한 기판(10)의 표면(도3에 나타내는 도포막 형성영역(12))을 스테이지(21) 상에 흡착하는 것이다. 이 본 흡착부(42)는, 상기의 초기 흡착부(41)와 동일한 구성을 가지고 있어, 흡인 구멍(42a)과 이 흡인 구멍(42a)을 연결하도록 격자 모양으로 형성된 흡착 홈(42b)이 형성되어 있다. 그리고 진공 펌프(81b)를 작동시킴으로써, 기판(10)의 도포막 형성영역(12)이 본 흡착부(42)에 흡착되도록 되어 있다. 또한 기판(10)의 도포막 형성영역(12)과 스테이지(21)의 본 흡착부(42) 사이에 기포가 존재하는 경우이더라도 기포가 흡착 홈(42b)에 흡인됨으로써, 기판(10)의 도포막 형성영역(12)과 스테이지(21)의 본 흡착부(42) 사이에 기포가 잔류하는 것을 회피할 수 있도록 되어 있다.

또한 도4(b)에 나타나 있는 바와 같이 이 초기 흡착부(41)의 흡착 홈(41b)과 본 흡착부(42)의 흡착 홈(42b) 사이에는 경계부(43)가 형성되어 있어, 흡착 홈(41b)과 흡착 홈(42b)은, 서로 연결되어 접속되어 있지 않고, 각각 독립적으로 형성되어 있다. 이에 따라 초기 흡착부(41) 측(또는 본 흡착부(42) 측)의 진공 펌프(81a)(진공 펌프(81b))를 작동시켰을 경우이더라도 본 흡착부(42)(또는 초기 흡착부(41) 측)의 흡착 홈(41b, 42b)에 흡인력이 발생하지 않게 되어 있다.

또한 스테이지(21)에는, 기판(10)을 승강동작 시키는 기판 승강기구가 설치되어 있다. 구체적으로는, 스테이지(21)의 표면, 즉 초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42)에는 복수의 핀 구멍이 형성되어 있고, 이 핀 구멍에는 Z축 방향으로 승강동작이 가능한 리프트 핀(51)(본 발명의 핀 부재)이 매설(埋設)되어 있다. 즉 스테이지(21)의 표면으로부터 리프트 핀(51)을 돌출시킨 상태에서 기판(10)이 반입되면 리프트 핀(51)의 선단부분이 기판(10)과 접촉하여 기판(10)을 지지할 수 있고, 리프트 핀(51)을 하강시켜 핀 구멍에 수용시킴으로써 기판(10)을 스테이지(21)의 표면(초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42))에 재치할 수 있다(도3참조).

또한 스테이지(21)의 표면에 기판(10)을 재치한 상태에서 리프트 핀(51)을 상승시킴으로써 리프트 핀(51)의 선단부분이 기판(10)과 접촉하여, 복수의 리프트 핀(51)의 선단부분으로 기판(10)을 소정의 높이위치에 지지할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 기판(10)과의 접촉부분을 최대한 억제하여 지지할 수 있고, 기판(10)을 손상시키지 않고 원활하게 교환할 수 있도록 되어 있다.

여기에서 기판(10)을 재치하는 경우에는, 초기 흡착부(41)에 있어서의 리프트 핀(51)은, 본 흡착부(42)에 있어서의 리프트 핀(51)보다 빠른 타이밍으로 핀 구멍에 수용되게 되어 있어, 리프트 핀(51)에 지지된 기판(10)은, 초기 흡착부(41)로부터 먼저 재치되고 뒤이어서 본 흡착부(42)에 재치되도록 되어 있다. 이에 따라 기판(10)과 초기 흡착부(41) 사이에 존재하는 공기층이 본 흡착부(42) 측으로 빠짐으로써 공기층이 기판(10)과 초기 흡착 부(41) 사이에 기포로서 발생하는 것을 억제할 수 있게 되어 있다.

또한 본 흡착부(42)에 있어서의 리프트 핀(51)에 관해서도, 초기 흡착부(41) 측으로부터 초기 흡착부(41)와 멀어지는 측을 향하여 순차적으로 핀 구멍에 수용되도록 되어 있다(도3참조). 이에 따라 기판(10)의 도포막 형성영역(12)은, 초기 흡착부(41) 측으로부터 재치되지 않은 측(도3에 있어서 우측)을 향하여 일방향으로 순차적으로 재치된다. 그 때문에 기판(10)과 스테이지(21) 사이에 존재하는 공기층이 순차적으로 재치되지 않은 측으로 빠짐으로써 공기층이 기판(10)과 스테이지(21) 사이에 기포로서 존재하는 것을 억제할 수 있다.

그리고 스테이지(21)에는, 기판(10)의 위치결정 기구(도면에 나타내지 않는다)가 설치되어 있어, 초기 흡착부(41)에 재치된 기판(10)을 위치결정 할 수 있도록 구성되어 있다. 즉 리프트 핀(51)에 지지된 기판(10)은, 그 기판(10)의 일부(초기막 형성영역(11))가 초기 흡착부(41)에 재치되면, 그 일부가 위치결정 기구에 의하여 위치결정 된다. 그리고 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 초기 흡착부(41)에 위치결정 된 상태에서, 진공 펌프(81a)를 작동시켜 당해 초기막 형성영역(11)을 초기 흡착부(41)에 흡착하여 지지한다. 그 후에 진공 펌프(81b)를 작동시킴으로써, 본 흡착부(42)에 기판(10)을 흡착하여 지지한다. 이에 따라 기판(10) 전체가 스테이지(21)에 정밀도 좋게 흡착되어 지지되도록 되어 있다.

또한 도포 유니트(30)는, 기판(10) 상에 도포액을 도포하는 것이다. 이 도포 유니트(30)는, 도5에 나타나 있는 바와 같이 기대(2)와 연결되는 다리부(31)와 Y축 방향으로 연장되는 도포부(34)를 구비하고 있어, 기대(2) 위를 Y축 방향으로 걸친 상태에서 X축 방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 구체적으로는 기대(2)의 Y축 방향 양단부분에는 각각 X축 방향으로 연장되는 레일(22)이 설치되어 있고, 다리부(31)가 이 레일(22)과 슬라이드 하도록 부착되어 있다. 그리고 다리부(31)에는 리니어 모터(33)가 부착되어 있어, 이 리니어 모터(33)를 구동제어 함으로써 도포 유니트(30)가 X축 방향으로 이동하고, 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다.

구체적으로는, 이 도포 유니트(30)는, 초기 상태에 있어서는, 스테이지(21)로부터 벗어난 위치, 즉 대피위치(도9의 위치A)에 정지하고 있다. 그리고 도포동작이 시작되는 경우에는, 초기막이 형성되는 초기막 형성위치(도9의 위치C)까지 이동하고, 그 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다.

도포 유니트(30)의 다리부(31)에는, 도포액을 도포하는 도포부(34)가 부착되어 있다. 구체적으로는, 이 다리부(31)에는 Z축 방향으로 연장되는 레일(37)과, 이 레일(37)을 따라 슬라이드 하는 슬라이더(35)가 설치되어 있고, 이러한 슬라이더(35)와 도포부(34)가 연결되어 있다. 그리고 슬라이더(35)에는 서보 모터(36)(도6참조)에 의하여 구동되는 볼 나사 기구가 부착되어 있어, 이 서보 모터(36)를 구동제어 함으로써 슬라이더(35)가 Z축 방향으로 이동함과 아울러 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다. 즉 도포부(34)가, 스테이지(21)에 지지된 기판(10)에 대하여 접근하거나 멀 어질 수 있도록 지지되어 있다.

도포부(34)는, 도포액을 도포하여 기판(10) 상에 도포막을 형성하는 것이다. 이 도포부(34)는, 일방향으로 연장되는 형상을 가지는 기둥 모양의 부재로서, 도포 유니트(30)의 주행방향과 대략 직교하도록 설치되어 있다. 이 도포부(34)에는, 길이방향으로 연장되는 슬릿 노즐(34a)이 형성되어 있고, 도포부(34)에 공급된 도포액이 슬릿 노즐(34a)로부터 길이방향에 걸쳐서 일정하게 토출(吐出)되도록 되어 있다. 따라서 이 슬릿 노즐(34a)로부터 도포액을 토출시키는 상태에서 도포 유니트(30)를 X축 방향으로 주행시킴으로써, 슬릿 노즐(34a)의 길이방향에 걸쳐서 기판(10) 상에 일정한 두께의 도포막이 형성되게 되어 있다.

또한 다리부(31)에는, 높이위치 검출 센서(32)(도2참조)가 부착되어 있다. 이 높이위치 검출 센서(32)는, Z축 방향에 있어서의 기판(10)의 높이위치를 측정하는 것이다. 구체적으로는, Z방향의 하방을 향하여 레이저 광을 출력하고, 기판(10)에 의하여 반사된 레이저 광을 수광함으로써 기판(10)까지의 Z방향 거리를 측정할 수 있도록 되어 있다. 그리고 이 기판(10)까지의 측정거리와, 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)의 높이위치의 관계로부터, 기판(10)의 높이위치를 산출할 수 있다. 이에 따라 기판(10)과 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)과의 거리를 일정하게 하여 도포동작을 할 수 있게 되어 있다.

또한 다리부(31)에는, 기판(10)이 지지되는 높이위치에 이물질 감지 센 서(39)가 부착되어 있다. 이 이물질 감지 센서(39)는, 기판(10) 상에 이물질이 존재하는지 아닌지를 검출하기 위한 것이다. 구체적으로는, 이물질 센서는, Y축 방향 일방측의 다리부(31)에 레이저 광을 발광하는 발광부와, 그 Y축 방향 타방측의 다리부(31)에 상기 발광부에서의 레이저 광을 수광하는 수광부로 구성되어 있고, 기판(10)의 표면보다 약간 높은 위치에 부착되어 있다. 그리고 기판(10) 상에 이물질이 존재하면 수광부에서 수광하는 레이저 광이 차광됨으로써 이물질을 검출할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 슬릿 노즐(34a)과 기판(10)의 사이에 이물질이 들어감으로써 슬릿 노즐(34a) 또는 기판(10)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

다음에 상기 도포장치의 제어계(制御系)의 구성에 대하여 도6에 나타내는 블럭도를 사용하여 설명한다.

도6은, 이 실장장치(實裝裝置)에 설치된 제어장치(90)의 제어계를 나타내는 블록도이다. 도6에 나타나 있는 바와 같이 이 도포장치에는, 상기한 각종 유니트의 구동을 제어하는 제어장치(90)가 설치되어 있다. 이 제어장치(90)는, 제어 본체부(91), 구동 제어부(92), 입출력장치 제어부(93), 외부장치 제어부(94)를 구비하고 있다.

제어 본체부(91)는, 논리연산을 실행하는 주지의 CPU, 그 CPU를 제어하는 다양한 프로그램 등을 미리 기억하는 ROM, 장치의 동작 중에 여러 가지 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM, 다양한 프로그램이나 OS, 또한 생산 프로그램 등의 각종 데이터를 기억하는 HDD 등을 구비하고 있다. 그 리고 제어 본체부(91)는, 주 제어부(91a), 연산 판정부(91b), 기억부(91c)를 구비하고 있다.

주 제어부(91a)는, 미리 기억된 프로그램을 따라 일련의 도포동작을 실행하기 위하여, 구동 제어부(92)를 통하여 각 유니트의 서보 모터(36), 리니어 모터(33) 등의 구동장치를 구동제어 하는 것이다.

연산 판정부(91b)는, 각 센서 등의 계측결과로부터 연산 및 판정을 하는 것이다. 본 실시예에서는 높이위치 검출 센서(32)에 의하여 측정된 높이위치 데이터에 의거하여 기판(10) 표면으로부터 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)까지의 높이위치를 연산한다. 그리고 이 연산결과와 후술하는 기억부(91c)에 기억된 높이위치 데이터를 비교하여, 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)의 높이위치가 소정의 높이위치가 되도록 주 제어부(91a)를 통하여 제어한다.

또한 이물질 감지 센서(39)로부터의 계측결과로부터 기판(10) 상에 이물질이 존재하는 것인지 아닌지를 판정한다. 즉 도포 유니트(30)를 이동시키면서 이물질 감지 센서(39)로부터의 출력신호에 의하여 이물질이 존재하는 것인지 아닌지를 판단한다. 구체적으로는, 발광부에서의 빛이 이물질에 닿으면 수광부에서의 신호에 변화가 발생함으로써 기판(10) 상에 이물질이 존재하고 있다고 판단한다. 그리고 이 경우에는, 도포 유니트(30)의 이동을 시작하지 않고, 도포동작을 중지시키고, 이와 동시에 이상이 발생한 것을 터치 패널(82) 상에 표시함으로써 오퍼레이터에게 경고한다.

기억부(91c)는, 각종 데이터가 저장되어 있음과 아울러 연산결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 것이다. 구체적으로는, 도포동작을 할 때에 있어서의 기판(10) 표면으로부터 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)까지의 높이위치 데이터가 기억되어 있다.

구동 제어부(92)는, 주 제어부(91a)로부터의 제어신호에 의거하여 리니어 모터(33), 서보 모터(36) 등을 구동제어 하는 것이다. 구체적으로는, 리니어 모터(33) 및 서보 모터(36)를 제어함으로써 도포 유니트(30)의 이동 및 도포부(34)의 승강동작 등이 구동제어 되도록 되어 있다.

입출력장치 제어부(93)는, 이물질 감지 센서(39), 키보드(83), 터치 패널(82) 등의 각 입출력 장치를 제어하는 것이다. 구체적으로는, 기판(10) 상에 이물질이 존재함으로써 수광부에서의 신호에 변화가 발생하면, 입출력장치 제어부(93)는, 이물질 감지 센서(39)로부터의 신호 에 따른 신호를 제어 본체부(91)로 출력한다. 그리고 제어 본체부(91)에서 이물질이 존재한다고 판단한 경우에는, 입출력장치 제어부(93)를 통하여 오퍼레이터에 경고를 촉구하는 경고표시가 터치 패널(82) 상에 표시되도록 되어 있다. 또한 키보드(83) 및 터치 패널(82)로부터 도포동작의 조건설정 등을 할 수 있게 되어 있다.

외부장치 제어부(94)는, 주 제어부(91a)로부터의 제어신호에 의거하여 외부장치의 구동제어를 하는 것이다. 본 실시예에서는 진공 펌프(81)(81a, 81b)와 접속되어 있고, 이 진공 펌프(81)를 구동시킴으로써, 초기 흡착 부(41) 및 본 흡착부(42)에 있어서 기판(10)을 흡착하여 지지하는 것 등을 할 수 있게 되어 있다.

다음에 이 도포장치에 있어서의 동작에 대하여, 도7, 8에 나타내는 플로우 차트 및 도9에 나타내는 도포 유니트(30)의 위치관계를 나타내는 개략도를 참조하면서 설명한다. 또, 도9에서는, 대피위치(위치A)에 위치하는 도포 유니트(30)를 실선으로 나타내고 있고, 높이위치 측정 시작위치(위치B) 및 초기막 형성위치(위치C)에 위치하는 도포 유니트(30)를 2점 쇄선으로 나타내고 있다.

우선, 스텝S1에 있어서, 기판(10)의 반입이 이루어진다. 구체적으로는, 스테이지(21)의 표면으로부터 복수의 리프트 핀(51)이 돌출된 상태로 대기하고 있고, 도면에 나타나 있지 않은 로봇 핸드(robot hand)에 의하여 리프트 핀(51)의 선단부분에 기판(10)이 재치된다.

다음에 스텝S2∼S3에 있어서, 스테이지(21) 상에 기판(10)이 재치된다(기판재치 공정). 구체적으로는, 스텝S2에 있어서, 기판(10)이 리프트 핀(51)에 지지된 상태에서, 초기 흡착부(41)의 리프트 핀(51)이 본 흡착부(42)의 리프트 핀(51)보다 약간 빠른 타이밍으로(재치된 기판(10)이 낙하하지 않는 정도로) 수용됨으로써, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 스테이지(21)의 초기 흡착부(41)에 재치된다(도3참조). 이에 따라 기판(10)과 초기 흡착부(41) 사이에 존재하는 공기층이 본 흡착부(42) 측으로 빠지기 때문에, 공기층이 기판(10)과 초기 흡착부(41) 사이에 기포로서 발생되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그리고 초기막 형성영역(11)이 초기 흡착부(41)에 재치되면, 위치결정 기구가 작동함으로써 초기막 형성영역(11)이 정밀도 좋게 위치결정 된다. 그 후에 진공 펌프(81a)를 작동시킴으로써 초기 흡착부(41)에 있어서의 흡인 구멍(41a) 및 흡착 홈(41b)에 흡인력이 발생함으로써, 기판(10)과 초기 흡착부(41) 사이에 생성되는 기포가 흡인 구멍(41a) 및 흡착 홈(41b)에 흡인됨과 아울러, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 초기 흡착부(41)에 흡착되어 지지된다(초기흡착 공정). 이 기판(10)의 단부인 초기막 형성영역(11)이 정밀도 좋게 위치결정 된 상태에서 고정됨으로써, 기판(10) 전체에 있어서의 위치결정이 정밀도 좋게 이루어진다.

다음에 스텝S3에 있어서, 기판(10) 전체 면의 흡착이 이루어짐(본 흡착공정)과 아울러 이와 병행하도록 S4에 있어서, 도포동작이 이루어진다. 즉 스텝S2에 있어서, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 스테이지(21)의 초기 흡착부(41)에 흡착되기 때문에, 아직 흡착되지 않은 본 흡착부(42)에 대응하는 기판(10)의 표면(도포막 형성영역(12))을 스테이지(21)의 본 흡착부(42)에 흡착한다. 구체적으로는, 본 흡착부(42)의 리프트 핀(51) 중 초기 흡착부(41) 측에 위치하는 것으로부터 순차적으로 스테이지(21) 내에 수용함으로써, 기판(10)의 도포막 형성영역(12)이 초기 흡착부(41) 측으로부터 순차적으로 본 흡착부(42)에 재치된다. 이에 따라 기판(10)과 스테이지(21) 사이에 존재하는 공기층이 순차적으로 재치되지 않은 측으로 빠지기 때문에, 공기층이 기판(10)과 스테이지(21) 사이에 기포로서 존재하는 것을 효 과적으로 억제할 수 있다. 그리고 상기한 바와 같이 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 정밀도 좋게 위치결정 되어 있기 때문에, 이 상태에서 진공 펌프(81b)를 작동시킴으로써 기판(10)의 도포막 형성영역(12)을 본 흡착부(42)에 흡착시켜서 기판(10) 전체를 스테이지(21)에 흡착 고정한다. 이 때, 기판(10)과 본 흡착부(42) 사이에 발생하는 기포는 흡인 구멍(42a) 및 흡착 홈(42b)으로 흡인된다.

그리고 이와 병행하여 도8의 플로우 차트에 의거하여, 기판(10)의 초기막 형성영역(11)의 흡착이 완료됨과 대략 동시에 도포동작이 시작된다.

우선, 스텝S41에 있어서 도포 유니트(30)의 이동이 이루어진다. 즉 초기 흡착부(41)에 대응하는 기판(10)의 표면의 흡착이 완료됨과 대략 동시에, 도포 유니트(30)의 이동이 시작된다. 구체적으로는, 도포 유니트(30)를 대피위치(위치A)로부터 기판(10) 상에 초기막을 형성하는 위치(초기막 형성위치, 도9에 있어서의 위치C)로 이동시킨다.

그 이동의 도중에, 스텝S42에 있어서, 기판(10)의 높이위치의 측정이 시작된다. 구체적으로는, 도9에 나타나 있는 바와 같이 도포 유니트(30)가 높이위치 측정 시작위치(위치B)에 도달하면 기판(10)의 높이위치의 측정이 시작된다. 즉 높이위치 검출 센서(32)의 바로 아래에 기판(10)의 초기막 형성영역(11)이 위치하였을 때에, 기판(10)의 높이위치의 측정이 시작된다. 그리고 도포 유니트(30)의 이동에 따라 기판(10)의 높이를 연속적으로 측정하고, 이 측정치를 따라 도포부(34)의 슬릿 노즐(34a)과 기판(10)의 표면의 거리가 일정하게 되도록 도포부(34)의 높이위치가 조절된다.

또한 이것과 병행하여, 스텝S43에 있어서, 이물질 감지 센서(39)에 의하여 이물질의 감지가 시작된다. 즉 높이위치 측정이 시작된 후, 기판(10) 상에 이물질이 존재하지 않는지 아닌지가 감지된다. 그리고 기판(10) 상에 이물질이 감지되는 경우에는 도포 유니트(30)의 이동이 정지되고, 이물질이 감지되지 않는 경우에는, 초기막 형성위치까지 이동시킨다. 이렇게 하여 도포 유니트(30)는, 초기 흡착부(41) 상을 높이위치 검출 및 이물질 감지를 하면서 주행한다.

다음에 스텝S44에 있어서, 초기막이 형성된다. 구체적으로는, 도포 유니트(30)가 초기막 형성위치(위치C)에 도달하면, 그 위치에서 도포 유니트(30)가 정지한다. 그리고 도포 유니트(30)를 초기막 형성위치에 정지시킨 상태에서 소정의 미소량의 도포액을 토출시킴으로써, 슬릿 노즐(34a)로부터 토출된 도포액에 의하여 슬릿 노즐(34a)과 기판(10)이 연결된 상태가 된다. 즉 슬릿 노즐(34a)과 기판(10) 사이에 도포액에 의한 초기막이 형성된다. 이렇게 하여 슬릿 노즐(34a)의 길이방향에 걸쳐서 초기막이 형성됨으로써 초기막 형성공정이 종료된다.

다음에 스텝S45에 있어서, 본 도포가 시작된다(도포막 형성공정). 즉 초기막 형성위치로부터 도포 유니트(30)를 더 주행시키면서, 도포액을 토출함으로써 본 흡착부(42)에 대응하는 기판(10)의 표면에 도포막을 형성한다. 또, 이 본 도포동작이 시작될 때에는, 스텝S3에 있어서의 기판(10)의 전체 면의 흡착은 완료되어 있다.

다음에 스텝S5에 있어서, 기판(10)의 꺼내기가 이루어진다. 즉 S45에 있어서의 본 도포에 의하여 기판(10) 표면에 도포막의 형성이 완료된 후, 초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42)의 리프트 핀(51)을 상승시킴으로써 리프트 핀(51)의 선단부분으로 기판(10)을 지지한다. 그리고 도면에 나타나 있지 않은 로봇 핸드로 기판(10)의 반송이 이루어져 스테이지(21)의 표면으로부터 기판(10)이 배출된다.

이러한 도포장치 및 도포방법에 의하면, 기판을 흡착하는 상기 기판흡착수단(40)은, 초기 흡착부(41)와 본 흡착부(42)를 구비하고 있기 때문에, 초기 흡착부(41)에서 기판(10)의 일부가 흡착된 후, 도포 유니트(30)를 이동하여 초기 흡착부(41)에 대응하는 기판(10)의 표면에 대하여 도포를 시작할 수 있다. 즉 기판의 흡착이 시작된 후, 즉시 상기 초기 흡착부(41)에 대응하는 기판(10)의 표면으로 도포 유니트(30)를 이동시킬 수 있기 때문에, 종래와 같이 기판(10) 전체를 흡착하여 고정한 후에 도포동작을 시작하는 경우에 비하여 도포장치 전체로서의 사이클 타임을 단축시킬 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 초기 흡착부(41)의 흡인 구멍(41a)에 흡인력을 발생시키는 진공 펌프(81a)와, 본 흡착부(42)의 흡인 구멍(42a)에 흡인력을 발생시키는 진공 펌프(81b)를 각각 설치하는 예에 대하여 설명하였지만, 도10에 나타나 있는 바와 같이 초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42)의 흡인 구멍(41a, 42a)을 하나의 진공 펌프(81)로 흡인력을 발생시키는 것이더라도 좋 다. 구체적으로는, 진공 펌프(81)와 초기 흡착부(41) 및 본 흡착부(42)의 흡인 구멍(41a, 42a)을 연결하는 배관(84)에 전환 밸브(44)를 부착하여 두고, 이 전환 밸브(44)를 제어장치에 의하여 자동으로 전환 가능하게 함으로써, 초기 흡착부(41)의 흡인 구멍(41a)과 본 흡착부(42)의 흡인 구멍(42a)에 흡인력을 선택적으로 발생시키는 구성으로 하더라도 좋다. 이렇게 진공 펌프(81)를 공통적으로 함으로써 보다 저렴한 도포장치로 할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 초기 흡착부(41)의 리프트 핀(51)이 본 흡착부(42)의 리프트 핀(51)보다 약간 빠른 타이밍으로 수용되는 예에 대하여 설명하였지만, 모든 리프트 핀(51)이 같은 타이밍으로 수용되는 것이더라도 좋다. 이에 따라 리프트 핀(51)의 선단부분에 지지된 기판(10)이, 빠른 타이밍으로 수용되는 초기 흡착부(41)의 리프트 핀(51) 측으로부터 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

도1은, 본 발명의 실시예에 관한 도포장치를 나타내는 평면도이다.

도2는, 상기 도포장치의 측면도이다.

도3은, 상기 도포장치에 기판의 일부가 재치되는 상태를 나타내는 도면이다.

도4는, 상기 도포장치의 스테이지를 나타내는 도면으로서, (a)는 스테이지 전체를 나타내는 도면이고, (b)는 그 표면부분의 확대도이다.

도5는, 상기 도포장치에 있어서의 도포 유니트의 다리부를 상세하게 나타내는 도면이다.

도6은, 상기 도포장치의 제어계를 나타내는 블럭도이다.

도7은, 상기 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

도8은, 상기 도포장치의 도포동작을 나타내는 플로우 차트이다.

도9는, 상기 도포장치의 동작에 있어서의 도포 유니트의 위치관계를 나타내는 도면이다.

도10은, 다른 실시예에 관한 도포장치의 진공펌프와 배관계통을 나타내는 개략도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 기판

11 초기막 형성영역

12 도포막 형성영역

21 스테이지

30 도포 유니트

34 도포부

40 기판흡착수단

41 초기 흡착부

42 본 흡착부

90 제어장치

Claims

기판을 재치(載置)하는 스테이지와,

상기 스테이지의 표면에 재치된 기판에 대하여 상대적으로 이동하면서 도포액(塗布液)을 토출(吐出)함으로써 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 유니트(塗布 unit)를

구비하는 도포장치에 있어서,

상기 스테이지에는, 기판을 흡착하여 지지하는 기판흡착수단이 설치되어 있고,

상기 기판흡착수단은, 도포 시작시에 있어서의 초기막이 형성되는 기판의 초기막 형성영역을 흡착하는 초기 흡착부(初期吸着部)와, 이 초기막 형성영역을 제외한 도포막 형성영역을 흡착하는 본 흡착부(本吸着部)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도포장치(塗布裝置).
제1항에 있어서,

상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 각각 스테이지의 표면에 개구하여 형성되는 흡인 구멍이 형성되어 있고, 상기 기판흡착수단은, 상기 흡인 구멍에 흡인력을 발생시키는 흡인수단과, 이 흡인수단으로부터의 흡인력을 상기 초기 흡착부 및 본 흡착부에 대하여 선택적으로 발생 시키는 전환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제1항에 있어서,

상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 각각 스테이지의 표면에 개구하여 형성되는 흡인 구멍이 형성되어 있고, 상기 기판흡착수단에는, 상기 초기 흡착부의 흡인구에 흡인력을 발생시키는 흡인수단과, 상기 본 흡착부의 흡인구에 흡인력을 발생시키는 흡인수단이 초기 흡착부 및 본 흡착부에 대하여 각각 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 기판을 상기 스테이지의 표면에 흡착시키는 흡착 홈이 형성되어 있고, 이 흡착 홈은, 상기 흡인 구멍에 연결됨과 아울러 스테이지의 표면에 개구하여 형성되어 있고, 이 초기 흡착부의 흡착 홈과 본 흡착부의 흡착 홈은, 서로 연결되는 것을 방지하는 경계부에 의하여 각각 독립하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 기판흡착수단의 초기 흡착부 및 본 흡착부에는, 기판을 지지하는 핀 부재(pin 部材)가 구비되어 있고, 이 핀 부재는, 각각 스테이지 내에 수용됨과 아울러 스테이지의 표면으로부터 돌출(突出) 가능하게 설치되고, 상기 초기 흡착부의 핀 부재는, 상기 본 흡착부의 핀 부재보다 먼저 스테이지 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
제5항에 있어서,

상기 본 흡착부의 핀 부재는, 상기 초기 흡착부 측으로부터 순차적으로 스테이지 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
스테이지의 표면에 기판을 재치하는 기판 재치공정과,

상기 스테이지에 재치된 기판 상에, 도포액을 토출하는 도포 유니트를 정지시킨 상태에서 초기막을 형성하는 초기막 형성공정과,

상기 초기막을 형성한 후, 도포 유니트로부터 도포액을 토출시키면서 이 도포 유니트를 기판에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 상에 도포막을 형성하는 도포막 형성공정을

구비하는 도포장치의 도포방법에 있어서,

상기 기판 재치공정은, 기판을 스테이지의 표면에 흡착하는 흡착공정 을 구비하고 있고, 이 흡착공정은, 상기 초기막이 형성되는 기판의 초기막 형성영역을 흡착하는 초기 흡착공정과, 이 초기막 형성영역을 제외한 기판의 도포막 형성영역을 흡착하는 본 흡착공정을 포함하고,

상기 초기 흡착공정이 완료된 후, 상기 본 흡착공정이 완료되기 전에, 상기 초기막 형성공정이 시작되는 것을 특징으로 하는 도포방법.