JP2014008504A - コーティングモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】低生産コストで再利用性の高いコーティングモジュールを提供する。
【解決手段】コーティングモジュールは、基板上に液体をコーティングするのに適しており、２つのプレートと、導流構造とを含む。これらのプレート間にはスロットがあり、スロットの一端は、スロット入口を有し、スロットの他端は、スロット出口を有するとともに、プレートのうちの１つは注入ポートを有する。導流構造は、注入ポートをスロット入口に連通させる。液体は、注入ポートを介して導流構造に流入した後、導流構造を介してスロット入口へと流れ、その後、スロット入口を介してスロットに流入して、スロット出口を介してスロットから流出し、基板上にコーティングされるよう構成される。
【選択図】図３ａ

Description

本発明は、コーティングモジュール（coating module）に関するものであり、特に、プレートを交換することのできるコーティングモジュールに関するものである。

近年、工業プロセスにおいて、フィルムコーティングプロセス（例えば、セラミックコンデンサに未加工のストリップを形成する、あるいは、基板に光学保護フィルムをコーティングする）を行うために、コーティング装置が使用されている。スロット型コーティング装置を例に挙げると、スロット型コーティング装置は、大面積のフィルムコーティングプロセスに適している。コーティング装置は、絞り弁（restrictor）を有し、液体は、計量ポンプでコーティング装置に運ばれた後、コーティング装置のスロット出口から流出する。この計量ポンプは、液体の安定供給を提供することができる。そのため、コーティング装置のコーティング液に対する均等度は、絞り弁の表面の平滑度によって決まる。

コーティング装置は、一般的に、２つのステンレス鋼モジュールを用いてシム（shim）を保持することによって形成される。シムは、絞り弁と、絞り弁を接続する導流構造（diversion structure）とを有する。導流構造は、例えば、絞り弁に液体を導くための流路またはマニホールド（manifold）である。導流構造は、主に、Ｔダイ（T-die）型構造、フィッシュテイル型構造、コートハンガー型構造の３つのタイプを含む。Ｔダイ型構造の加工および製造は比較的簡単で、液体の流量を均等に分配させることができるが、液体がマニホールドの端部に残留物を形成しやすい。フィッシュテイル型構造は、液体を流路内に均等に散布させることができるが、液体が導流構造内に再循環領域を形成しやすく、流量に影響を及ぼす。コートハンガー型構造は、Ｔダイ型構造およびフィッシュテイル型構造がそれぞれ残留物領域および再循環領域を生成するという問題を軽減することができるが、設計が複雑で、生産コストが高いという欠点を有する。そのため、フィルムコーティングプロセスは、通常、コーティング液特性とコーティング方法に基づいて異なる導流構造を有するコーティング装置を使用するため、コーティング装置が異なるフィルムコーティングプロセスを共用するのは非常に困難である。

一方、コーティング装置で液体をコーティングするためには、導流構造および絞り弁を形成するために使用されるシムの表面、特に、絞り弁の表面は、平滑度が高くなければならない。そのため、シムは、表面平滑度を上げるために、ラップ仕上げ（lapping）や研磨（polishing）を行うことが要求される。そして、シムが比較的複雑な設計の導流構造を有する場合、シムは、ラップ仕上げや研磨の後に、各加工表面をさらに切削加工（machining）して、液体がシム上を均等に流動できるようにする必要がある。これらのプロセスは、コーティング装置の製造コストを上げる。さらに、このようなコーティング装置の絞り弁が摩耗した時、シムを交換してコーティング液の均一性を確保する必要がある。したがって、コーティング装置は、製造コストが比較的高く、それによって、これらのコーティング装置をフィルムコーティングプロセスに使用する製品の製造コストも、間接的に増加するのである。

したがって、本発明は、低生産コストで再利用性の高いコーティングモジュールを提供する。

本発明は、基板上に液体をコーティングするのに適したコーティングモジュールを提供し、２つのプレートと、導流構造を含む。これらのプレート間にはスロットがあり、スロットの一端は、スロット入口を有し、スロットの他端は、スロット出口を有するとともに、プレートのうちの１つは注入ポート（injecting port）を有する。導流構造は、注入ポートをスロット入口に連通させる。液体は、注入ポートを介して導流構造に流入した後、導流構造を介してスロット入口へと流れ、その後、スロット入口を介してスロットに流入して、スロット出口を介してスロットから流出し、基板上にコーティングされるよう構成される。

本発明の１つの実施形態中、プレートの材料は、シリコンウエハまたはガラスを含む。

本発明の１つの実施形態中、導流構造は、導流入口（diversion inlet）と、導流路（diversion channel）と、マニホールドとを含む。導流入口は、注入ポートに連通し、導流路は、導流入口に連通し、マニホールドは、導流路をスロット入口に連通させ、液体は、マニホールドを介してスロット入口へと均等に流れるよう構成される。

本発明の１つの実施形態中、導流構造は、導流パターンを有し、導流パターンは、導流路に流れる液体を導くための導流路に設置される。

本発明の１つの実施形態中、導流パターンは、分流島（shunting island）を含み、分流島は、スロット出口に設置される。

本発明の１つの実施形態中、コーティングモジュールは、さらに、２つの取付け具（fixture）を含み、取付け具の間にプレートを固定する。ここで、注入ポートは、取付け具のうちの１つに設置され、導流構造は、取付け具のうちの１つの一部によって形成されて、注入ポートをスロット入口に連通させる。

本発明の１つの実施形態中、各取付け具は、位置決め溝を有し、位置決め溝内にプレートが着脱可能に配置され、スロットを形成する。

本発明の１つの実施形態中、各取付け具は、複数の開口と、真空チャンバと、真空路とを有し、開口は、位置決め溝に設置されて、真空チャンバに連通し、真空チャンバは、真空路に連通し、真空路は、真空装置に接続され、真空装置を介して位置決め溝にプレートをそれぞれ吸着して、スロットを形成するよう構成される。

本発明の１つの実施形態中、各取付け具は、弾性部材を有し、各弾性部材は、対応するプレートと対応する位置決め溝の間に配置されて、スロットの幅を調整する。

本発明の１つの実施形態中、導流構造は、プレートのうちの１つの一部によって形成されるか、あるいは、２つのプレートの一部によって同時に形成され、導流構造は、注入ポートをスロット入口に連通させる。

本発明の１つの実施形態中、導流構造を有するプレートは、微細加工プレート（micromachining plate）である。

本発明の１つの実施形態中、コーティングモジュールは、さらに、２つの取付け具を含み、これらの取付け具の間にプレートを固定する。取付け具のうちの１つは、固定溝を有し、固定溝内にプレートが着脱可能に固定される。

本発明の１つの実施形態中、コーティングモジュールは、さらに、プレートのうちの１つと対応する取付け具の間に設置されたシーリングクッションを含む。

本発明の１つの実施形態中、プレートのうちの１つおよび対応する取付け具の材料は、導流構造内の液体の流れを観察する透明材料である。

本発明の１つの実施形態中、コーティングモジュールは、さらに、取付け具のうちの１つに設置され、固定溝に連通した真空チャンバを含む。真空チャンバは、真空装置に接続され、スロット出口で真空状態を形成するよう構成される。

本発明の１つの実施形態中、２対のプレートが固定溝内に着脱可能に固定されるため、液体は、スロット出口を介してスロットから流出し、基板上にコーティングされるのに適している。

以上のように、本発明が提供するコーティングモジュールは、２つのプレート間にスロットを有し、スロットは、スロット入口とスロット出口を有する。２つの取付け具は、プレートを固定し、注入ポートを有する。導流構造は、注入ポートをスロット入口に連通させる。液体は、注入ポート、導流構造およびスロット入口を介してスロットに流入した後、スロット出口を介してコーティングモジュールから流出する。このようにして、コーティングモジュールは、基板上に液体をコーティングすることができる。コーティングモジュールのプレートが摩耗した時、取付け具から古いプレートを取り外して、新しいプレートに交換することができるため、コーティングモジュールは、低生産コストで再利用性が高い。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

本発明の１つの実施形態に係るコーティングシステムに使用されるコーティングモジュールの概略図である。 本発明の１つの実施形態に係る別のコーティングシステムに使用されるコーティングモジュールの概略図である。 本発明の１つの実施形態に係るコーティングモジュールの分解図である。 組み立てた後の図３ａのコーティングモジュールの断面図である。 本発明の別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図である。 組み立てた後の図４ａのコーティングモジュールの断面図である。 図４ａのコーティングモジュールの正面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの概略図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図である。 組み立てた後の図７のコーティングモジュールの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図である。 組み立てた後の図９のコーティングモジュールの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。

図１は、本発明の１つの実施形態に係るコーティングシステムに使用されるコーティングモジュールの概略図である。図１を参照すると、コーティングモジュール１００は、コーティングシステム５０に接続して、基板９０上に液体（図示せず）をコーティングするよう構成される。さらに詳しく説明すると、コーティングモジュール１００は、液体供給装置５１に接続され、液体を液体供給装置５１からコーティングモジュール１００に流入させる。基板９０は、真空装置５２によって吸着ステージ５３上に固定され、吸着ステージ５３は、制御システム５４に接続される。制御システム５４は、３つの直交軸に沿ってそれぞれ移動し、基板９０をコーティングモジュール１００に相対して移動させることのできる３つの滑動ステージ５４ａ、５４ｂ、５４ｃを提供する。

コーティングモジュール１００のコーティング率およびコーティング位置は、吸着ステージ５３の移動方向と速度によって決まるため、吸着ステージ５３は、吸着ステージ５３の移動量および移動速度を制御するためのステージコントローラ５５に接続される。また、コーティングシステム５０は、さらに、画像撮像システム５６を有し、画像撮像システム５６は、コーティングモジュール１００と基板９０の間の間隔を即座に観察して調節するコンピュータ５７に接続される。

図２は、本発明の１つの実施形態に係る別のコーティングシステムに使用されるコーティングモジュールの概略図である。図２を参照すると、コーティングモジュール１００は、コーティングシステム６０に接続して、基板９０上に液体をコーティングするよう構成される。さらに詳しく説明すると、コーティングモジュール１００は、液体供給装置６１に接続され、液体を液体供給装置６１からコーティングモジュール１００に流入させる。基板９０は、ローラーシステム６２を介してコーティングモジュール１００に相対して移動することができる。

コーティングモジュール１００のコーティング率およびコーティング位置は、ローラーシステム６２の移動方向と速度によって決まる。そのため、ローラーシステム６２は、ローラーシステム６２の移動量および移動速度を制御するローラーコントローラ６３に接続される。また、コーティングシステム６０は、さらに、画像撮像システム６４を有し、画像撮像システム６４は、コーティングモジュール１００と基板９０の間の間隔を即座に観察して調節するコンピュータ６５に接続される。

図３ａは、本発明の１つの実施形態に係るコーティングモジュールの分解図であり、図３ｂは、組み立てた後の図３ａのコーティングモジュールの断面図である。図３ａおよび図３ｂを参照すると、本実施形態において、コーティングモジュール１００は、２つのプレート１１０ａおよび１１０ｂと、導流構造１３０とを含む。さらに詳しく説明すると、プレート１１０ａおよび１１０ｂは、互いに向かい合って配置され、プレート１１０ａとプレート１１０ｂの間にスロット１１２を有する（図３ｂに示す）。スロット１１２の一端は、スロット入口１１２ａを有し、スロット１１２の他端は、スロット出口１１２ｂを有する。

図３ａおよび図３ｂを再度参照すると、本実施形態において、プレート１１０ａは、注入ポート１１４を有し、注入ポート１１４は、プレート１１０ａを通過してコーティングモジュール１００の内部と外部を互いに連通させる。したがって、液体は、注入ポート１１４を介してコーティングモジュール１００に注入した後、スロット１１２を介してスロット１１２ｂからコーティングモジュール１００の外に流出することができる。

一方、導流構造１３０は、注入ポート１１４とスロット１１２の間に設置される。本実施形態において、導流構造１３０は、プレート１１０ａの一部およびプレート１１０ｂの一部により同時に形成され、注入ポート１１４をスロット入口１１２ａに連通させる。つまり、導流構造１３０は、プレート１１０ａおよびプレート１１０ｂの上に設置され、スロット１１２は、プレート１１０ａおよび１１０ｂの末端に設置されて、導流構造１３０に連通する。そのため、液体が注入ポート１１４から導流構造１３０に流入した後、液体は、プレート１１０ａおよび１１０ｂ上の導流構造１３０を介してスロット入口１１２ａへと流れてから、スロット入口１１２ａを介してスロット１１２に流入し、その後、スロット出口１１２ｂを介してコーティングモジュール１００から流出する。

さらに詳しく説明すると、導流構造１３０は、導流入口１３２と、導流路１３４と、マニホールド１３６とを含む。導流入口１３２は、注入ポート１１４に連通する。導流路１３４は、導流入口１３２に連通し、マニホールド１３６は、導流路１３４をスロット入口１１２ａに連通させる。本実施形態において、導流構造１３０の大部分は、プレート１１０ｂの上に設置される。導流構造１３０は、プレート１１０ｂ上の溝構造（groove structure）として見ることができる。その結果、２つのプレート１１０ａおよび１１０ｂが、例えば、陽極ボンディング等によって互いに固定された時、プレート１１０ａは、プレート１１０ｂにもたれかかる。この時、導流構造１３０の溝構造は、図３ｂに示すように、２つのプレート１１０ａと１１０ｂの間に互いに密接して空間を形成し、液体を導流構造１３０内に流入させる。

同じようにして、プレート１１０ａおよび１１０ｂの末端に設置され、導流構造１３０に連通するスロット１１２もプレート１１０ｂ上の溝構造として見ることができ、プレート１１０ｂ上の導流構造１３０の一部に連通する。その結果、２つのプレート１１０ａおよび１１０ｂが互いにもたれかかった時、プレート１１０ａと１１０ｂの間の末端が溝構造を介してスロット１１２を形成する。プレート１１０ｂ上の溝の深さを調整することにより、コーティングモジュール１００は、スロット１１２のスロット幅ｗｌを制御することができる。

図４ａは、本発明の別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図であり、図４ｂは、組み立てた後の図４ａのコーティングモジュールの断面図である。図４ａおよび図４ｂを参照すると、本実施形態において、コーティングモジュール１００ａとコーティングモジュール１００の主な相違点は、コーティングモジュール１００ａが２つの取付け具１２０ａおよび１２０ｂを含むことであり、取付け具１２０ａおよび１２０ｂは、互いに向かい合って配置され、取付け具１２０ａと１２０ｂの間にプレート１１０ａおよび１１０ｂを固定するため、これらは、複数の締め具（例えば、ネジ）を介して互いに固定される。このようにして、プレート１１０ａと１１０ｂの間の接合をより安定させることができる。

図４ａおよび図４ｂを再度参照すると、本実施形態において、取付け具１２０ｂは、固定溝１２２を有し、固定溝１２２内にプレート１１０ａおよび１１０ｂを着脱可能に固定することができる。したがって、固定溝１２２は、取付け具１２０ａおよび１２０ｂによりプレート１１０ａおよび１１０ｂを固定することと関連して、プレート１１０ａおよび１１０ｂに対する位置決め機能を提供することができる。取付け具１２０ａは、注入ポート１２４を有し、注入ポート１２４は、取付け具１２０ａを通過して注入ポート１１４に対応することにより、コーティングモジュール１００ａの内部と外部を互いに連通させる。その結果、液体は、注入ポート１１４を介してコーティングモジュール１００ａに注入された後、スロット１１２を介してスロット出口１１２ｂからコーティングモジュール１００ａの外に流出することができる。

図５は、図４ａのコーティングモジュールの正面図である。注意すべきこととして、プレート１１０ａおよび１１０ｂと導流構造１３０に関する以下の説明は、例えば、コーティングモジュール１００ａに基づいたものである。コーティングモジュール１００ａとコーティングモジュール１００の間の主な相違点は、取付け具１２０ａおよび１２０ｂを使用するかどうかにあるため、プレート１１０ａおよび１１０ｂと導流構造１３０に関する以下の説明は、コーティングモジュール１００にも適している。

図４ａおよび図５を参照すると、本実施形態において、導流入口１３２および注入ポート１１４は、取付け具１２０ａに設置された注入ポート１２４に対応し、スロット１１２は、平板型のプレート１１０ａおよび１１０ｂによって形成された細いスロットである。したがって、導流入口１３２とスロット１１２の間の導流路１３４およびマニホールド１３６は、導流構造１３０に流入する液体を穴パスから細流に均等に分散させ、導流構造１３０に流入する液体がスロット１１２に均等に流入できるようにする必要がある。

本実施形態において、導流入口１３２は、およそフィッシュテイル状に導流路１３４に接続され、導流構造１３０に流入する液体を分散して流す。マニホールド１３６は、スロット入口１１２ａの形状に対応する長棒状の溝であり、プレート１１０ｂの上に設置される。導流路１３４から液体が流出した後、マニホールド１３６は、液流を膨張させて液体を分散して流すため、分散した液流は、マニホールド１３６を介して細いスロット入口１１２ａへと均等に流れることができる。

導流入口１３２および導流路１３４と比較して、マニホールド１３６の深さは、導流入口１３２および導流路１３４の深さよりも深い。本実施形態において、マニホールド１３６は、また、プレート１１０ｂのマニホールド１３６に対応するプレート１１０ａ上の位置に配置される。つまり、マニホールド１３６は、プレート１１０ａおよび１１０ｂ上の２つの長棒状の溝によって形成され、マニホールド１３６の深さを増加させる。その結果、プレート１１０ａおよび１１０ｂ上に深さのあるマニホールド１３６を設置することによって、導流路１３４からマニホールド１３６に流入する液体が分散する。

しかしながら、本発明の別の実施形態において、マニホールド１３６は、プレート１１０ａおよび１１０ｂのうちの１つに配置されてもよい。本発明の図示していない別の実施形態において、導流構造１３０全体は、プレート１１０ａおよび１１０ｂのうちの１つ、例えば、プレート１１０ａ上のみに設置されてもよく、導流入口１３２は、プレート１１０ａを通過して、注入ポート１２４に直接連通する。この時、プレート１１０ｂには溝がなく、ただのむきだしのプレートである。本発明の別の実施形態において、コーティングモジュール内の導流構造の位置は、必要に応じて選択可能であるため、本発明はこれに限定されない。

また、本実施形態において、導流構造１３０は、導流路１３４に設置された導流パターン１３８を有し、導流パターン１３８は、導流路１３４に設置され、導流路１３４から突出して導流路１３４を流れる液体を導く棒状の柱（pillar）である。本発明は、導流パターンの形状および配置するかどうかを限定しない。コーティングモジュールにおいて、導流パターンの形状は調整可能であるため、必要に応じて、導流路１３４の液体の流れを変更することができ、導流パターンを全く使用しなくてもよい。

本実施形態において、プレート１１０ａおよび対応する取付け具１２０ａは、透明材料で作られる。したがって、プレート１１０ａおよび１１０ｂが取付け具１２０ａと１２０ｂの間に固定され、液体が導流構造１３０に流入した時、導流構造１３０内の液体の流動状況は、コーティングモジュール１００ａの外部から観察することができるが、本発明はこれに限定されない。

図４ａを参照すると、本実施形態において、コーティングモジュール１００ａは、プレート１１０ａと取付け具１２０ａの間、およびプレート１１０ｂと取付け具１２０ｂの間にそれぞれ設置された２つのシーリングクッション１４０を有し、プレート１１０ａと取付け具１２０ａ間の空間、およびプレート１１０ｂと取付け具１２０ｂ間の空間から液体が漏出するのを防ぐ。本発明の別の実施形態において、コーティングモジュール１００ａ内にシーリングクッション１４０がなくても、あるいは、１つのシーリングクッション１４０のみを使用して、プレート１１０ａと取付け具１２０ａの間、またはプレート１１０ｂと取付け具１２０ｂの間に配置してもよく、本発明はこれらに限定されない。

本実施形態において、プレート１１０ａおよび１１０ｂの材料は、シリコンウエハであるが、本発明の別の実施形態において、プレートの材料は、ガラスまたはナノグレードの表面粗さを有する他の材料であり、本発明はこれらに限定されない。プレート１１０ａおよび１１０ｂの材料が高い表面平滑度を有することにより、スロットの１１２の荒い表面に邪魔されることなく、液体をスロット１１２に均等に流入させることができる。その結果、液体がマニホールド１３６を流れてスロット入口１１２ａ周辺からスロット１１２に均等に流入した後、液体は、スロット１１２に均等に流入し、その後、スロット出口１１２ｂの周辺を通って均等に流出する。

また、本実施形態の導流構造１３０は、プレート１１０ａおよび１１０ｂの上に設置されるため、微細加工プロセス（例えば、リソグラフィおよびエッチングプロセス）を使用することによって、シリコンウエハで作られたプレート１１０ａおよび１１０ｂの上にプレート１１０ａおよび１１０ｂを形成することができる。さらに詳しく説明すると、プレート１１０ｂを例に挙げると、まず、プレート１１０ｂの上にフォトレジスト膜を形成する。次に、マスクの上に導流構造１３０の必要なパターンを配置してから、マスクを使ってプレート１１０ｂ上のフォトレジスト膜に露光を行い、最後に、露光した後にフォトレジスト膜の上に現像を行って、フォトレジスト膜をパターニングする。

一方、パターニングされたフォトレジスト膜をエッチングマスクとして使用してプレート１１０ｂをエッチングし、プレート１１０ｂの上に導流構造１３０の一部を形成する。最後に、パターニングされたフォトレジスト膜を除去する。同じようにして、同じ微細プロセス（例えば、リソグラフィおよびエッチングプロセス）を使って導流構造１３０の残りの部分をプレート１１０ｂの上に形成するが、本発明はこれに限定されない。

以上の説明に基づき、コーティングモジュール１００およびコーティングモジュール１１０ａは、必要に応じて、プレート１１０ａおよび１１０ｂの上に異なる導流構造１３０、例えば、Ｔダイ型またはコートハンガー型の導流構造１３０を有することができ、あるいは、導流パターン１３８のパターンおよび配置を変更してもよい。コーティングモジュール１００およびコーティングモジュール１００ａによって異なる液体をコーティングするために、または、異なるコーティング効果を得るために、コーティングモジュール１００およびコーティングモジュール１００ａは、異なる導流構造１３０を有するプレート１１０ａおよび１１０ｂのみを交換することが要求される。つまり、コーティングモジュール１００およびコーティングモジュール１００ａは、適応性が高い。

図６は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの概略図である。図６において、コーティングモジュール１００ｂの取付け具１２０ｂおよびプレート１１０ｂのみを図示して、図面をより明確にする。図６を参照すると、本実施形態のコーティングモジュール１００ｂとコーティングモジュール１００ａの主な相違点は、コーティングモジュール１００ｂの導流パターン１３８が２つの分流島１３８ａ（shunting island）を有することである。分流島１３８ａは、スロット出口１１２ｂに設置される。液体がスロット出口１１２ｂを介してコーティングモジュール１００ｂから流出し、基板９０上をコーティングした時、分流島１３８ａは、液体がストライプ状フィルム、すなわち、複数のコーティングストリップを形成できるようにする。そのため、スロット出口１１２ｂで異なる数の分流島１３８ａを配置することによって、あるいは、分流島１３８ａの位置を調整することによって、コーティングモジュール１００ｂは、異なるストライプ数および異なるストライプ間隔を有するストライプ状フィルムをコーティングすることができる。

基板９０が、異なる特性を有する液体でコーティングされる必要がある時、あるいは、異なるコーティング効果を得る（例えば、ストライプ状フィルムを形成する）必要がある時、コーティングモジュール１００は、異なる導流構造１３０のみを有するプレート１１０ａおよび１１０ｂを変更することが要求される。また、表面平滑度の高いプレート１１０ａおよび１１０ｂが液体分子の流れにより損傷した時、プレート１１０ａおよび１１０ｂを固定溝１２２から取り外し、新しいプレート１１０ａおよび１１０ｂに交換することができる。この時、コーティングモジュール１００内のスロット１１２の表面摩耗の問題を処理するために、コーティングモジュール１００全体を交換せずに、プレート１１０ａおよび１１０ｂのみを交換して、コーティングモジュール１００の生産コストを下げ、再利用性を上げる必要がある。

図７は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図であり、図８は、組み立てた後の図７のコーティングモジュールの断面図である。図７および図８を参照すると、本実施形態において、コーティングモジュール２００は、２つのプレート２１０ａおよび２１０ｂと、２つの取付け具２２０ａおよび２２０ｂと、導流構造２３０とを含む。プレート２１０ａおよび２１０ｂは、互いに向かい合って配置され、プレート２１０ａとプレート２１０ｂの間にスロット２１２を有する（図８に示す）。スロット２１２の一端は、スロット入口２１２ａを有し、スロット２１２の他端は、スロット出口２１２ｂを有する。

取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、互いに向かい合って配置され、取付け具２２０ａと２２０ｂの間にプレート２１０ａおよび２１０ｂを固定する。取付け具２２０ａおよび２２０ｂの上には複数の留め穴（fastening hole）（例えば、ネジ穴）があるため、複数の留め具（fastener）（例えば、ネジ）により取付け具２２０ａおよび２２０ｂを互いに留めることができる。

本実施形態において、取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、それぞれ位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂを有し、それに対応して、位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂ内にそれぞれプレート２１０ａおよび２１０ｂが着脱可能に配置される。さらに詳しく説明すると、プレート２１０ａは、位置決め溝２２２ａ内に着脱可能に配置され、プレート２１０ｂは、位置決め溝２２２ｂ内に着脱可能に配置され、プレート２１０ａおよび２１０ｂは、互いに向かい合う位置に維持される。そのため、取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、プレート２１０ａおよび２１０ｂを固定し、位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂは、プレート２１０ａおよび２１０ｂの位置決めを行うことができる。

図８を参照すると、本実施形態において、位置決め溝２２２ａは、溝深さｄを有し、プレート２１０ａは、プレート厚さｔを有し、位置決め溝２２２ａの溝深さｄは、プレート２１０ａのプレート厚さｔよりも大きい。また、本実施形態において、プレート２１０ｂの表面は、位置決め溝２２２ｂの外側の取付け具２２０ｂの表面と同一平面上にあるが、本発明はこれに限定されない。そのため、プレート２１０ａおよび２１０ｂがそれぞれ対応する位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂに配置された時、プレート２１０ａ全体が位置決め溝２２２ａ内に設置され、プレート２１０ｂ全体が位置決め溝２２２ｂ内に設置される。２つの取付け具２２０ａおよび２２０ｂが互いに固定された時、取付け具２２０ａは、取付け具２２０ｂにもたれかかるが、プレート２１０ａは、プレート２１０ｂにもたれかからない。このようにして、スロット２１２は、溝深さｄとプレート厚さｔの間の大きさの差によって、プレート２１０ａとプレート２１０ｂの間に形成される。

一方、スロット２１２は、スロット幅ｗ２を有する。プレート２１０ａおよび２１０ｂがそれぞれ対応する位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂ内に配置されて、プレート２１０ａとプレート２１０ｂの間にスロット２１２を形成した時、スロット幅ｗ２は、溝深さｄとプレート厚さｔの間の大きさの差によって決まる。このように、溝深さｄとプレート厚さｔの間の大きさの差を調整することによって、コーティングモジュール２００のスロット２１２のスロット幅ｗ２を制御することができる。

図７および図８を参照すると、本実施形態において、取付け具２２０ａは、注入ポート２２４を有し、注入ポート２２４は、取付け具２２０ａを通過して、コーティングモジュール２００の内部と外部に連通する。したがって、液体は、注入ポート２２４を介してコーティングモジュール２００に注入された後、スロット２１２を介してスロット出口２１２ｂからコーティングモジュール２００の外に流出することができる。

一方、導流構造２３０は、注入ポート２２４とスロット２１２の間に設置される。本実施形態において、導流構造２３０は、取付け具２２０ａの一部によって形成され、注入ポート２２４をスロット入口２１２ａに連通させる。液体が注入ポート２２４から導流構造２３０に流入した後、液体は、取付け具２２０ａ上の導流構造２３０を介してスロット入口２１２ａへと流れて、スロット入口２１２ａを介してスロット２１２に流入し、その後、スロット出口２１２ｂを介してコーティングモジュール２００から流出する。

さらに詳しく説明すると、導流構造２３０は、導流入口２３２と、導流路２３４と、マニホールド２３６とを含む。導流入口２３２は、注入ポート２２４に連通する。導流路２３４は、導流入口２３２に連通する。マニホールド２３６は、導流路２３４をスロット入口２１２ａに連通させる。本実施形態において、導流構造２３０は、取付け具２２０ａの上に設置され、同じ取付け具２２０ａに設置された位置決め溝２２２ａに連通されることによって、注入ポート２２４をスロット入口２１２ａに連通させる。つまり、導流構造２３０は、取付け具２２０ａの平面上に設置された溝構造である。取付け具２２０ａが取付け具２２０ｂにもたれかかった時、導流構造２３０の溝構造は、取付け具２２０ａと取付け具２２０ｂの間に互いに密接して空間を形成するため、液体は、導流構造２３０に流入することができる。

図７を再度参照すると、本実施形態において、導流入口２３２は、取付け具２２０ａ上に設置され、注入ポート２２４に対応する貫通孔（open hole）であり、スロット２１２は、平板型プレート２１０ａおよび２１０ｂによって形成された細いスリットである。その結果、導流入口２３２とスロット２１２の間に設置された導流路２３４およびマニホールド２３６は、導流構造２３０に流入する液体を穴パスから細流に均等に分散させ、スロット２１２に流入する液体がスロット２１２に均等に流入できるようにする必要がある。

さらに詳しく説明すると、本実施形態において、導流入口２３２は、およそフィッシュテイル状に導流路２３４に接続されるため、導流入口２３２に流入する液体を分散して流すことができる。マニホールド２３６は、スロット入口２１２ａの形状に対応する長棒状の溝であり、位置決め溝２２２ａ内に設置される。そのため、プレート２１０ａの長さは、プレート２１０ｂの長さよりも短い。プレート２１０ａは、マニホールド２３６の底面を結合し（図７に示す）、マニホールド２３６をスロット入口２１２ａに連通させる。液体が導流路２３４から流出した後、マニホールド２３６は、液体を膨張させて分散させるため、分散して流れる液流は、マニホールド２３６を介して細いスロット入口２１２ａへと均等に流れる。

導流入口２３２および導流路２３４と比較して、マニホールド２３６の深さは、導流入口２３２および導流路２３４の深さよりも深い。つまり、取付け具２２０ａ上に深いマニホールド２３６を配置することによって、導流路２３４からマニホールド２３６に流れる液体が分散する。

本実施形態において、プレート２１０ａおよび２１０ｂの材料は、シリコンウエハであるが、本発明の別の実施形態において、プレートの材料は、ガラスまたはナノグレードの表面粗さを有する他の材料であり、本発明はこれらに限定されない。プレート２１０ａおよび２１０ｂの材料が高い表面平滑度を有することにより、スロットの２１２の粗い表面に邪魔されることなく、液体をスロット２１２に均等に流入させることができる。その結果、液体がマニホールド２３６を流れてスロット入口２１２ａ周辺からスロット２１２に均等に流入した後、液体は、スロット２１２に均等に流入し、その後、スロット出口２１２ｂの周辺を通って均等に流出する。

本実施形態において、プレート２１０ａおよび２１０ｂは、接着剤または他の接着方法により、対応する位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂに接着される。したがって、プレート２１０ａおよび２１０ｂは、接着によって位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂに固定される。位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂからプレート２１０ａおよび２１０ｂを取り外すために、適切な溶剤を使用する。注意すべきこととして、プレート２１０ａおよび２１０ｂを接着するための接着剤は、液体がコーティングモジュール２００に流入した後に接着剤がプレート２１０ａおよび２１０ｂを分離させないよう、コーティングモジュール２００内を流れる液体と反応してはならない。

図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの分解図であり、図１０は、組み立てた後の図９のコーティングモジュールの断面図である。本発明のさらに別の実施形態では、コーティングモジュール２００ａのプレート２１０ａおよび２１０ｂを真空装置９２によって位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂに吸着する（adsorb）ことにより、プレート２１０ａおよび２１０ｂを対応する位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂ内に固定し、配置する。

さらに詳しく説明すると、コーティングモジュール２００ａの取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、それぞれ複数の開口２２６と、真空チャンバ２２８と、真空路２２９とを有する。取付け具２２０ａを例に挙げると、開口２２６が位置決め溝２２２ａの上に設置され、真空チャンバ２２８に連通する。真空チャンバ２２８は、真空路２２９に連通する。真空路２２９は、取付け具２２０ａの外部に連通し、真空装置９２に接続される。同じようにして、取付け具２２０ｂは、取付け具２２０ｂの外部に連通し、開口２２６、真空チャンバ２２８および真空路２２９を介して、真空装置９２に接続される。

開口２２６、真空チャンバ２２８および真空路２２９の製造を簡潔に説明するため、本実施形態において、取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、それぞれ別々の製造で２つの部分に分割することができる。取付け具２２０ａを例に挙げると、取付け具２２０ａは、２つの固定モジュールに分割される。位置決め溝２２２ａは、プレート２１０ａに近接した固定モジュール、および固定モジュールのプレート２１０ａに向かい合う側に設置され、開口２２６は、位置決め溝２２２ａから固定モジュールの別の側まで固定モジュールを通過する。真空チャンバ２２８および真空路２２９は、プレート２１０ａから離れた別の固定モジュールに設置され、真空チャンバ２２８および真空路２２９は、ともに固定モジュールの対向する２つの側を互いに連通させる（図１０に示す）。したがって、２つの固定モジュールが接合されて取付け具２２０ａを形成した時、開口２２６、真空チャンバ２２８および真空路２２９は互いに連通し、真空装置９２によってプレート２１０ａを位置決め溝２２２ａ内に吸着させることができる。

同じようにして、真空装置９２によりプレート２１０ｂを位置決め溝２２２ｂ内に吸着させることができる。本発明は、上述した取付け具２２０ａの製造方法、つまり、取付け具を２つの固定モジュールに分割する方法のみに限定されず、開口２２６、真空チャンバ２２８および真空路２２９を２つの異なる固定モジュールに配置してから、２つの固定モジュールを接合して取付け具２２０ａを形成してもよい。また、真空装置９２をオフにした時、プレート２１０ａおよび２１０ｂを位置決め溝２２２ａおよび位置決め溝２２２ｂから取り外すことができるが、本発明はこれに限定されない。本発明の別の実施形態において、プレートを別の方法で位置決め溝内に着脱可能に配置してもよい。

図１１は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。本発明のさらに別の実施形態において、コーティングモジュール２００ｂの取付け具２２０ａおよび２２０ｂは、対応するプレート２１０ａと位置決め溝２２２ａの間、および対応するプレート２１０ｂと位置決め溝２２２ｂの間にそれぞれ配置された２つの弾性部材２４０ａを有してもよく、あるいは、弾性部材は、側辺のうちの１つに配置される。図１１において、プレート２１０ａと位置決め溝２２２ａの間に１つの弾性部材２４０ａのみを配置するが、本発明はこれに限定されない。この時、弾性部材２４０ａは、プレート２１０ａと位置決め溝２２２ａの間に配置される。

真空装置９２がプレート２１０ａおよび２１０ｂを対応する位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂにそれぞれ吸着した時、弾性部材２４０ａの弾力によって、プレート２１０ａが位置決め溝２２２ａに密接しないようにする。したがって、弾性部材２４０ａの弾性係数が適切になり次第、スロット２１２のスロット幅ｗ２を調整することができる。また、本発明は弾性部材の数を限定しないため、コーティングモジュール２００ｂの弾性部材の数および配置位置は、必要に応じて選択してもよい。

コーティングモジュール２００、２００ａおよび２００ｂは、プレート２１０ａおよび２１０ｂを位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂ内に固定し、且つ位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂから取り外すことができる。表面平滑度の高いプレート２１０ａおよび２１０ｂが液体分子の流動によって摩耗した時、プレート２１０ａおよび２１０ｂを位置決め溝２２２ａおよび２２２ｂから取り外し、新しいプレート２１０ａおよび２１０ｂと交換することができる。この時、コーティングモジュール２００、２００ａおよび２００ｂ内のスロット２１２の表面摩耗の問題を処理するために、コーティングモジュール２００、２００ａおよび２００ｂ全体を交換せずに、プレート２１０ａおよび２１０ｂのみを交換して、コーティングモジュール２００、２００ａおよび２００ｂの生産コストを下げ、再利用性を上げる必要がある。

図１２は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。図１２を参照すると、本実施形態のコーティングモジュール１００ｃとコーティングモジュール１００ａの主な相違点は、コーティングモジュール１００ｃが、さらに、取付け具１２０ｂに設置され、固定溝１２２に連通した真空チャンバ１２６を含むことである。コーティングモジュール１００ｃのプレート１１０ａおよび１１０ｂと取付け具１２０ａおよび１２０ｂの構造と機能の説明は、図４ａ、図４ｂおよび図５のコーティングモジュール１００ａに関する説明を参照することができる。

さらに詳しく説明すると、真空チャンバ１２６は、固定溝１２２に連通し、スロット出口１１２ｂ付近に対応して設置される。真空チャンバ１２６は、真空装置９２に接続されるよう構成される。真空装置９２を操作する時、スロット１１２のスロット出口１１２ｂ付近の領域が真空状態を形成することにより、スロット出口１１２ｂを介してスロット１１２から流出する液体を薄くして、基板の上にコーティングするが、真空装置９２の操作を行うかどうかは限定されないため、ユーザーは、必要に応じて、真空装置９２の操作を行うことができる。

図１３は、本発明のさらに別の実施形態に係るコーティングモジュールの断面図である。図１３を参照すると、本実施形態のコーティングモジュール１００ｄとコーティングモジュール１００ａの主な相違点は、コーティングモジュール１００ｄが２対のプレート１１０ａおよび１１０ｂを含むことである。コーティングモジュール１００ｄのプレート１１０ａおよび１１０ｂと取付け具１２０ａおよび１２０ｂの構造および機能の説明も図４ａ、図４ｂおよび図５のコーティングモジュール１００ａに関する説明を参照することができる。

さらに詳しく説明すると、２対のプレート１１０ａおよび１１０ｂは、固定溝１２２内に着脱可能に固定され、取付け具１２０ｂも注入ポート１２４を有する。各注入ポート１２４は、取付け具１２０ａおよび１２０ｂを通過して、各対のプレート１１０ａおよび１１０ｂの注入ポート１１４にそれぞれ対応するため、液体は、２つのスロット１１２から流出して基板上にコーティングされるのに適している。さらに詳しく説明すると、液体は、２つの注入ポート１１４を介してコーティングモジュール１００ｄに注入され、その後、２対のプレート１１０ａおよび１１０ｂのスロット１１２によりスロット出口１１２ｂからコーティングモジュール１００ｄの外へ流出することができる。その結果、コーティングモジュール１００ｄは、基板上に２層の液体をコーティングすることができる。２層の液体は、異なる材料であってもよい。同様に、別の実施形態のコーティングモジュールは、固定溝１２２内に着脱可能に固定された複数対のプレート１１０ａおよび１１０ｂを含むことにより、基板上に異なる液体の複数の層をコーティングしてもよく、本発明はこれに限定されない。

そのため、表面平滑度の高いコーティングモジュール１００ｃおよび１００ｄのプレート１１０ａおよび１１０ｂが液体分子の流動により損傷した時、プレート１１０ａおよび１１０ｂを固定溝１２２から取り外し、新しいプレート１１０ａおよび１１０ｂと交換することができる。この時、コーティングモジュール１００ｃおよび１００ｄ内のスロット１１２の表面摩耗の問題を処理するために、コーティングモジュール１００ｃおよび１００ｄ全体を交換せずに、プレート１１０ａおよび１１０ｂのみを交換して、コーティングモジュール１００ｃおよび１００ｄの生産コストを下げ、再利用性を上げる必要がある。

以上のように、本実施形態のコーティングモジュールは、２つのプレートの間にスロットを有し、スロットは、スロット入口とスロット出口を有する。２つの取付け具は、プレートを固定し、注入ポートを有する。導流構造は、注入ポートをスロット入口に連通させる。液体は、注入ポートを介してコーティングモジュールに流入してから、導流構造およびスロット入口を介してスロットに流入し、その後、スロット出口から流出して、基板上に液体をコーティングする。また、プレートは、取付け具の溝に着脱可能に配置される。スロットの表面が摩耗した時、コーティングモジュール全体を交換しなくても、取付け具から摩耗したプレートを取り外して、新しいプレートに交換することができる。また、コーティングモジュールは、必要に応じて、異なる導流構造を有することができる。コーティングモジュールによって異なる液体をコーティングするために、または、異なるコーティング効果を得るために、コーティングモジュールは、異なる導流構造を有するプレートのみを交換することが要求される。そのため、コーティングモジュールは、適応性が高く、低生産コストで、再利用性が高い。

以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、適応性が高く、低生産コストで、再利用性が高いこの発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

本発明のコーティングモジュールは基板上に液体をコーティングすることができる。コーティングモジュールのプレートは、コーティングモジュール全体を交換しなくても、古いプレートを取り外して、新しいプレートまたは異なる導流構造を有する別のプレートに交換することができるため、コーティングモジュールは、適応性が高く、低生産コストで、再利用性が高い。

５０、６０ コーティングシステム
５１、６１ 液体供給装置
５２、９２ 真空装置
５３ 吸着ステージ
５４ 制御システム
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 滑動ステージ
５５ ステージコントローラ
５７、６５ コンピュータ
６２ ローラーシステム
６３ ローラーコントローラ
９０ 基板
９０ａ ストライプ状フィルム
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、２００、２００ａ、２００ｂ コーティングモジュール
１１０ａ、１１０ｂ、２１０ａ、２１０ｂ プレート
１１２、２１２ スロット
１１２ａ、１１２ｂ スロット入口
１１２ｂ、２１２ｂ スロット出口
１１４、１２４、２２４ 注入ポート
１２０ａ、１２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ 取付け具
１２２ 固定溝
１３０、２３０ 導流構造
１３２、２３２ 導流入口
１３４、２３４ 導流路
１３６、２３６ マニホールド
１３８ 導流パターン
１３８ａ 分流島
１４０ シーリングクッション
２２２ａ、２２２ｂ 位置決め溝
２２６ 開口
１２６、２２８ 真空チャンバ
２２９ 真空チャネル
２４０ａ 弾性部材
ｄ 溝深さ
ｔ プレート厚さ
ｗ１、ｗ２ スロット幅

Claims (16)

1. 基板上に液体をコーティングするのに適したコーティングモジュールであって、
   ２つのプレートと、
   導流構造と
   を含み、
   前記プレート間にスロットがあり、前記スロットの一端が、スロット入口を有し、前記スロットの他端が、スロット出口を有し、前記プレートのうちの１つが、注入ポートを有するとともに、
   前記導流構造が、前記注入ポートを前記スロット入口に連通させ、前記液体が、前記注入ポートを介して前記導流構造に流入した後、前記導流構造を介して前記スロット入口に流入し、その後、前記スロット入口を介して前記スロットに流入して、前記スロット出口を介して前記スロットから流出し、前記基板上にコーティングされるよう構成されたコーティングモジュール。
2. 前記プレートの材料が、シリコンウエハまたはガラスを含む請求項１に記載のコーティングモジュール。
3. 前記導流構造が、前記注入ポートに連通した導流入口と、
   前記導流入口に連通した導流路と、
   前記導流路を前記スロット入口に連通させるマニホールドと
   を含み、
   前記液体が、前記マニホールドを介して前記スロット入口へと均等に流れるよう構成された請求項１または２に記載のコーティングモジュール。
4. 前記導流構造が、導流パターンを有し、前記導流パターンが、前記導流路に流れる前記液体を導くための前記導流路に設置された請求項１から３のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
5. 前記導流パターンが、分流島を含み、前記分流島が、前記スロット出口に設置された請求項１から４のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
6. ２つの取付け具をさらに含み、前記取付け具の間に前記プレートを固定し、前記注入ポートが、前記取付け具のうちの１つに設置され、前記導流構造が、前記取付け具のうちの１つの一部によって形成されて、前記注入ポートを前記スロット入口に連通させる請求項１から５のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
7. 前記各取付け具が、位置決め溝を有し、前記プレートが、前記位置決め溝内に着脱可能に配置され、前記スロットを形成する請求項１から６のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
8. 前記各取付け具が、複数の開口と、真空チャンバと、真空路とを有し、
   前記開口が、前記位置決め溝に設置されて、前記真空チャンバに連通し、
   前記真空チャンバが、前記真空路に連通し、
   前記真空路が、前記真空装置に接続され、前記真空装置を介して前記位置決め溝にそれぞれ前記プレートを吸着して、前記スロットを形成するよう構成される請求項１から７のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
9. 前記各取付け具が、弾性部材を有し、
   前記各弾性部材が、前記対応するプレートと前記対応する位置決め溝の間に配置されて、前記スロットの幅を調整する請求項１から８のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
10. 前記導流構造が、前記プレートのうちの１つの一部によって形成されるか、あるいは、前記２つのプレートの一部によって同時に形成され、前記導流構造が、前記注入ポートを前記スロット入口に連通させる請求項１から９のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
11. 前記導流構造を有する前記プレートが、微細加工プレートである請求項１から１０のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
12. ２つの取付け具をさらに含み、前記取付け具の間に前記プレートを固定し、前記取付け具のうちの１つが、固定溝を有し、前記プレートが、前記固定溝内に着脱可能に固定された請求項１から１１のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
13. 前記プレートのうちの１つと前記対応する取付け具の間に設置されたシーリングクッションをさらに含む請求項１から１２のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
14. 前記プレートおよび前記対応する取付け具のうちの１つの材料が、前記導流構造内の前記液体の前記流れを観察する透明材料である請求項１から１３のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
15. 前記取付け具のうちの１つに設置され、前記固定溝に連通した真空チャンバをさらに含み、前記真空チャンバが、前記真空装置に接続され、前記スロット出口で真空状態を形成するよう構成された請求項１から１４のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。
16. ２対の前記プレートが、前記固定溝内に着脱可能に固定されることにより、前記液体が、前記スロット出口を介して前記スロットから流出し、前記基板上にコーティングされるのに適した請求項１から１５のいずれか１項に記載のコーティングモジュール。

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