KR101219737B1 - 향상된 도포 품질을 갖는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향상된 도포 품질을 갖는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐에 관한 것으로, 하측에 제1선단이 형성된 제1노즐 몸체와; 약액이 도포되기 이전에 약액을 수용하는 약액 수용 챔버가 상기 제1노즐 몸체의 전면(前面)과 함께 형성하도록 요입 형성되고, 상기 약액 수용 챔버로 약액을 공급하는 약액 공급 통로를 구비하고, 상기 제1선단부보다 더 높은 위치에 제2선단의 상측에 구비되어 토출구를 형성하며, 상기 제1노즐 몸체와 함께 슬릿 노즐의 몸체를 형성하고, 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하기 위해 이동하는 방향을 기준으로 전방에 위치하는 제2노즐 몸체와; 상기 약액 공급 통로와 연통되어 약액을 공급하는 약액 공급부와; 상기 약액 수용 챔버로부터 부압을 작용시켜 약액 수용 챔버 내의 기포를 외부로 배출시키는 기포 제거부를 포함하여 구성되어, 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도 약액이 제2선단의 벽면을 타고 유동하면서 토출됨에 따라, 끊기지 않으면서 균일한 양이 연속적으로 토출되어 보다 향상된 품질의 코팅 공정을 구현할 수 있는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐을 제공한다.

Description

향상된 도포 품질을 갖는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐 {SLIT NOZZLE OF SUBSTRATE COATER APPARATUS WITH IMPROVED COATING QUALITY}

본 발명은 기판 코터 장치의 슬릿 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도 우수한 품질로 약액을 도포할 수 있으며 내구성이 보강된 기판 코터 장치의 슬릿 노즐에 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.

도1 및 도2는 일반적인 기판 코터 장치(1)의 구성 및 작용을 도시한 것이다. 도1에 도시된 바와 같이, 기판 지지대(10)에 피처리 기판(G)을 고정시킨 상태로, 슬릿 노즐(20)이 도1의 화살표로 표시된 방향으로 이동하면서 피처리 기판(G)의 표면에 약액(55)을 도포한다. 슬릿 노즐(20)로부터 토출되는 약액(55)은 외부로부터 공급관(31)을 통해 펌프(30)에 모여졌다가 도면부호 20d로 표시된 방향으로 슬릿 노즐(20)이 이동하면서 기판(G)에 도포된다.

슬릿 노즐(20)을 이용한 코팅 방법은 한꺼번에 피처리 기판의 전체 폭에 걸쳐 약액을 도포할 수 있으며, 전체적으로 균일한 두께로 약액을 도포할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 슬릿 노즐(20)의 토출구(21)가 피처리 기판(G)의 표면 상을 이동하면서 약액(55)을 도포하는 과정에서, 작동 오류로 슬릿 노즐(20)이 이동 유닛(60)으로부터 낙하하여 기판 지지대(10)상에 떨어지거나, 슬릿 노즐(20)을 충분히 높게 이동시키지 않은 상태에서 이동 유닛(60)이 이동하여 슬릿 노즐(20)의 토출구(20a)가 기판 지지대(10)의 모서리 등 주변 구성과 충돌이 발생되면, 일정하게 약액(55)이 도포해야 하는 슬릿 노즐(20)의 사용이 더이상 불가능해져 폐기해야 하는 문제가 야기되었다.

더욱이, 슬릿 노즐(20)은 매우 정교하게 제작되어 일정한 두께로 약액(55)을 피처리 기판(G)의 표면에 토출하도록 구성되므로, 조금이라도 토출구(20a)에 변형이 생기면 이를 수리하여 재사용하는 것이 곤란해진다. 따라서, 고가의 슬릿 노즐(20)의 토출구에 변형이 생기는 것을 방지할 필요성이 높게 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도 우수한 품질로 약액을 도포할 수 있는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 슬릿 노즐의 오작동에 의해 슬릿 노즐이 잘못 낙하하거나 기판 지지대와 충돌이 발생되더라도 슬릿 노즐을 계속하여 사용할 수 있도록 하는 내구성을 개선하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐으로서, 하측에 제1선단이 형성된 제1노즐 몸체와; 하측에 제2선단이 형성되어, 상기 제1선단과 제2선단의 사이 통로로 토출구를 형성하는 제2노즐 몸체와; 하단이 상기 제1선단보다 더 낮게 위치하도록 상기 제2노즐몸체의 제2선단에 소결되어 장착된 초경 합금 블록을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐을 제공한다.

이와 같이, 제1선단보다 낮게 하단이 위치하도록 초경 합금 블록을 슬릿 노즐에 고정 설치함으로써, 슬릿 노즐이 잘못 낙하하거나 기판 지지대와 충돌이 발생되더라도 슬릿 노즐을 계속하여 사용할 수 있도록 내구성을 개선할 수 있다.

이 뿐만 아니라, 보다 하방으로 연장된 제2선단의 후면, 즉 상기 제1노즐몸체와 마주보는 면 중 상기 제1선단보다 낮은 위치까지 초경 합금 블록이 소결되어 형성됨으로써, 슬릿 노즐이 반대 방향으로 이동하는 과정에서 충돌이 발생되더라도, 초경 합금 블록이 충돌에 의한 충격에도 변형되지 않으므로, 크고 작은 충격에도 불구하고 슬릿 노즐을 폐기 하지 않고 장시간 동안 사용할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 제2노즐몸체에 고정되는 초경 합금 블록의 하단이 제1노즐몸체의 제1선단에 비하여 더 하측으로 연장되어 토출구의 일부를 형성함으로써, 제1노즐몸체와 제2노즐몸체가 결합되어 이루어지는 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도, 약액이 하방으로 돌출된 초경 합금 블록의 벽면을 타고 유동하면서 토출됨에 따라 끊기지 않으면서 연속적으로 균일하게 토출될 수 있게 된다. 이를 통해, 피처리 기판의 표면에 도포되는 약액이 균일한 두께로 도포되므로 보다 향상된 품질의 코팅 공정을 구현할 수 있다.

상기 초경 합금 블록은 제2선단의 표면에만 입혀지도록 형성될 수도 있지만, 충분히 두꺼운 사각형 단면의 블록 형태로 제2선단에 결합되는 것이 다른 구성과 충돌하더라도 슬릿 노즐의 사용을 지속할 수 있을 정도로 내구성을 확보할 수 있으며, 단단한 초경 합금 블록을 제작하는 측면에서도 바람직하다.

이 때, 상기 제1선단과 상기 초경 합금 블록의 하단의 높이차이(H)는 1㎛ 내지 1000㎛로 설정되는 것이, 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도 약액 도포 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하방으로 보다 연장된 제2선단이 충돌하더라도 초경 합금 블록에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명은 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치로서, 상기 피처리 기판을 거치시키는 기판 지지대와; 상기 기판 지지대 상에 거치된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하도록 전술한 슬릿 노즐을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치를 제공한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐으로서, 하측에 제1선단이 형성된 제1노즐 몸체와; 하측에 제2선단이 형성되어, 상기 제1선단과 제2선단의 사이 통로로 토출구를 형성하는 제2노즐 몸체와; 하단이 상기 제1선단보다 더 낮게 위치하도록 상기 제2노즐몸체의 제2선단에 소결되어 장착된 초경 합금 블록을; 포함하여 구성되어, 제1선단보다 낮게 하단이 위치하도록 초경 합금 블록을 슬릿 노즐에 고정 설치함으로써, 슬릿 노즐이 잘못 낙하하거나 기판 지지대와 충돌이 발생되더라도 슬릿 노즐을 계속하여 사용할 수 있도록 내구성을 개선할 수 있는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐을 제공한다.

그리고, 본 발명은 제2노즐몸체에 고정되는 초경 합금 블록의 하단이 제1노즐몸체의 제1선단에 비하여 더 하측으로 연장되어 토출구의 일부를 형성함으로써, 제1노즐몸체와 제2노즐몸체가 결합되어 이루어지는 슬릿 노즐이 고속으로 이동하더라도, 약액이 하방으로 돌출된 초경 합금 블록의 벽면을 타고 유동하면서 토출됨에 따라 끊기지 않으면서 연속적으로 균일하게 토출할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1노즐 몸체의 상기 제1선단과 상기 제2노즐 몸체의 상기 제2선단 중 어느 하나 이상에는 초경 합금이 용사되어 코팅될 수도 있을 뿐만 아니라, 초경 합금 블록이 블록 형태로 결합되어 형성됨으로써, 기판 지지대 등의 구성과 충돌하더라도 슬릿 노즐의 사용을 지속할 수 있을 정도로 내구성을 확보할 수 있는 유리한 효과가 얻어진다.

도1은 일반적인 기판 코터 장치의 개략적인 구성을 도시한 사시도
도2는 도1의 기판 코터 장치의 작동을 도시한 개략도
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 슬릿 노즐의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 슬릿 노즐(100)를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 코터 장치의 슬릿 노즐(100)은, 하측에 제1선단(120a)이 형성된 제1노즐 몸체(120)와, 제1노즐 몸체(120)와 마주보도록 위치하고 그 사이에 토출구(100a)를 형성하는 제2노즐몸체(110)와, 제2노즐몸체(110)의 하측에 결합한 소결된 초경 합금 블록(125)을 포함하여 구성된다.

상기 제2노즐몸체(110)의 하측에 위치한 제2선단에는 사각형 단면의 블록 형태의 초경 합금 블록(125)이 블레이징(126)에 의해 장착되어, 그 하단(110a)이 제1노즐 몸체(120)의 제1선단(120a)보다 더 낮게 위치한다. 이와 같이, 초경 합금 블록(125)의 하단(110a)이 제1선단(120a)에 비하여 단턱(H)의 높이만큼 낮게 위치함에 따라, 슬릿 노즐(110, 120)로부터 약액이 토출구(100a)를 통해 토출되면, 슬릿 노즐(110, 120)이 고속으로 이동하더라도, 토출구(100a)를 통해 배출되는 약액이 하방으로 돌출된 초경 합금 블록(125)의 하단(120a)의 후면(前面)을 타고 유동하면서 토출됨에 따라, 약액이 끊기지 않으면서 연속적이고 균일하게 토출된다. 따라서, 피처리 기판(G)의 표면에 도포되는 약액이 균일한 두께로 도포되므로 보다 향상된 품질의 코팅 공정을 구현할 수 있다.

무엇보다도, 제2노즐몸체(110)의 제2선단에 장착된 블록 형태의 초경 합금 블록(125)에 의하여, 단턱(H)만큼 노출되는 슬릿 노즐(110, 120)의 하단은 초경 합금 블록(125)이 노출된다. 따라서, 제1선단(120a)보다 낮게 하단이 위치하도록 초경 합금 블록(125)을 슬릿 노즐에 고정 설치함으로써, 슬릿 노즐이 잘못 낙하하거나 기판 지지대와 충돌이 발생되더라도 슬릿 노즐을 계속하여 사용할 수 있으므로 종래에 비하여 내구성을 개선할 수 있다

초경 합금 블록(125)은 제2노즐 몸체(110)의 제2선단에 용사로 코팅층으로 형성될 수도 있지만, 블록 형태로 미리 제작한 후 제2노즐 몸체(110)의 제2선단에 결합시키는 것이 보다 높은 내구 강도를 구현할 수 있다. 이를 위하여, 초경 합금 블록(125)이 장착되는 위치의 제2노즐몸체(110)의 홈을 연삭 가공한 후, BAg-8, BAg-19 등의 은합금계나 BVAa-8 등의 니켈합금 계의 브레이싱 소재 사이에 열응력 완화층이 샌드위치 형태로 형성된 브레이싱 접합소재(126)를 제2노즐몸체(110)의 홈에 접합한다.

이 때, 브레이싱 접합소재(126)를 제2노즐몸체(110)에 접합하는 공정은 대략 600℃ 내지 1000℃의 온도로 가열시킨 후 행해진다. 그리고, 브레이싱 소재의 사이에는 니켈, 구리 중 어느 하나의 층으로 형성된 열응력 완화층이 형성되어, 초경 블록(125)과 금속 소재의 제2노즐몸체(110)의 접합부에서 발생되는 열응력을 완화하여 접합부에서의 균열이 발생하는 것을 방지한다. 이어서, 브레이싱 접합소재(126)의 반대면에 초경 합금 블록으로 이루어진 블록(125)을 접합한다. 그리고 나서, 브레이싱 접합된 초경 합금 블록(125)과 제2노즐몸체(110)를 냉각시키는 것에 의해 초경 합금 블록(125)의 결합 공정이 완료된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제2노즐몸체(110)에는 하방으로 연장된 초경 합금 블록(125)이 장착되므로, 슬릿 노즐(110, 120)을 상하 방향(110v)으로 잘못 이동시켜 기판 지지대(10), 피처리 기판(G) 또는 피처리 기판(G)의 표면의 이물질(88)과 충돌하더라도, 토출구(100a) 주변이 휘거나 변형되는 것을 방지한다. 따라서, 오작동에 의한 충돌이 발생되더라도 슬릿 노즐(110, 120)의 토출구에 변형이 생기는 것이 억제되어 우수한 품질로 약액을 도포하는 수명을 보다 길게 연장시킬 수 있다.

대체로 슬릿 노즐(110, 120)이 일방(110u)으로 이동하는 과정에서 충돌이 발생되므로, 제2노즐몸체(110)의 제2선단(110a)에 접합되는 초경 합금 블록(125)은 제2선단의 폭보다 더 짧은 폭으로 형성하여도 무방하다.

슬릿 노즐(110, 120)을 통해 토출되는 되는 약액은 약액 공급관(132)을 통해 약액이 공급되어 토출구(100a)로 토출된다.

상기와 같이 구성된 기판 코터 장치의 슬릿 노즐(100)은 제2슬릿몸체(110)의 제2선단에 초경 합금 블록(125)이 제1슬릿몸체(120)의 제1선단(120a)보다 더 하측으로 연장되게 형성되고, 동시에 초경 합금 블록(125)의 일면이 토출구(100a)의 일부를 형성함에 따라, 슬릿 노즐(110, 120)이 고속으로 이동하더라도, 약액이 제2선단(110a)의 벽면을 타고 유동하면서 토출됨에 따라 끊기지 않으면서 연속적으로 균일하게 토출될 수 있으며, 강도가 약한 노즐 몸체(110, 120)가 충돌하는 대신 강도가 높은 초경 합금 블록(125)이 대신 충돌하도록 구성됨에 따라 기판 지지대 등의 구성과 충돌하더라도 슬릿 노즐의 사용을 지속할 수 있을 정도로 내구성을 확보할 수 있는 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.

100: 슬릿 노즐 100a: 토출구
110: 제2노즐몸체 110a: 하단
111: 약액 수용 챔버 120: 제1노즐몸체
120a: 제1선단

Claims (6)

1. 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐으로서,
   하측에 제1선단이 형성된 제1노즐 몸체와;
   상기 제1선단보다 더 낮게 하단이 위치하도록 초경 합금 블록이 블록 형태로 결합되어, 상기 초경 합금 블록의 하단이 상기 제1선단보다 낮은 제2선단을 형성하고, 상기 제1선단과 상기 제2선단의 사이 통로로 토출구를 형성하되, 상기 초경 합금 블록의 일면이 상기 토출구의 일면을 형성하여, 상기 슬릿 노즐이 이동하면서 약액이 상기 초경 합금 블록의 벽면을 타고 토출되도록 하는 제2노즐 몸체를;
   포함하여 구성되고, 상기 초경 합금 블록이 결합되는 상기 제1노즐몸체의 면은 연삭 가공된 후, 미리 제작된 상기 초경 합금 블록을 열응력 완화층이 구비된 브레이싱 접합소재를 개재시킨 샌드위치 형태의 브레이싱 접합 방식으로 부착한 후 냉각하는 공정에 의하여 결합된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1선단과 상기 초경 합금 블록의 하단의 높이차이(H)는 1㎛ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 브레이싱 접합소재는,
   구리, 니켈을 함유한 층으로 형성된 상기 열응력 완화층과, 은합금계, 니켈합금계 중 어느 하나로 이루어지고 상기 열응력 완화층의 상,하층에 적층된 브레이싱 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치의 슬릿 노즐.
   
4. 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하는 기판 코터 장치로서,
   상기 피처리 기판을 거치시키는 기판 지지대와;
   상기 기판 지지대 상에 거치된 상기 피처리 기판의 표면에 약액을 도포하도록 상기 제1항 또는 제2항에 따른 슬릿 노즐을;
   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 코터 장치.
   
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