KR100377400B1 - 스핀 코팅장치 - Google Patents

Abstract

스핀코팅장치를 도시한다. 본 발명은 케이스와, 상기 케이스와 분리가능하게 결합되어 코팅가능한 내부 공간을 제공하는 커버부와, 상기 내부공간에 설치되며 코팅하고자 하는 기판이 장착되는 척과, 상기 척과 결합되어 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 하는 구동부 및 상기 기판에 인접하게 설치되어 기판상의 액상물질이 이동되는 통로를 제공하는 것으로, 상기 기판이 수용되는 공간을 가지고 소정의 경사진 벽면을 가지는 트레이 커버와, 상기 트레이 커버와 상호 대응되게 결합되는 트레이를 가지는 트레이 수단을 포함한다.

Description

스핀 코팅 장치{apparatus for spin coating}

본 발명은 스핀코팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판상에 적하되는 코팅액이 회수되는 트레이 수단의 구조가 개선된 스핀코팅장치에 관한 것이다.

통상적으로 스핀코팅장치는 기판상에 포토 레지스터와 같은 코팅액을 적하하고, 기판을 흡착하고 있는 척을 고속으로 회전시켜서 균일한 두께의 코팅층을 형성시키는 장치를 말한다. 이러한 코팅 방법은 기판상에 코팅액을 디핑(deeping)하는 방법이나, 스프레이하는 방법이나, 굴리는 방법에 비하여 엄격한 두께 조절에 매우 유리하다고 할 수 있다.

이러한, 소망하는 두께의 코팅층을 얻기 위해서는 몇가지 변수의 조절이 필요한데, 이중에서도 가장 중요한 것은 코팅액의 점도와 최종 스핀속도를 들 수 있다. 보통 포토 레지스터의 경우에는 0.6 마이크로미터에서 수 마이크로미터의 두께를 가지는데, 포토 레지스터의 점도는 100 내지 1500 rpm의 스핀 속도에서 얻을 수 있다. 그리고, 스핀 속도에서 주의해야 할 점은 장치의 수명이다. 1000 rpm 이상에서는 스피너 모우터의 손상을 입기가 쉽다. 스핀 속도는 잘 관리해야 할 중요한 공정 변수중의 하나이다.

도 1은 이러한 종래의 스핀코팅장치(10)의 일 예를 도시한 측단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 장치(10)는 커버(11)와, 상기 커버(11)와 결합되는 케이스(12)를 포함한다. 상기 케이스(12) 내에는 기판(100)이 흡착되는 진공 척(13)과, 상기 진공 척(13)과 결합되는 회전축(14)과, 상기 회전축(14)을 회전시키는 회전 모우터(15)가 설치된다.

상기 기판(100)의 상방에는 내부 커버(16)와, 정류판(17)이 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 커버(11)의 소정부에는 외부로부터 공기가 유입되도록 통공이 형성되어 있고, 상기 통공에는 공기량을 조절할 수 있게 나사식으로 결합된 공기조절부(110)가 설치되어 있다. 또한, 상기 케이스(12)의 하부에는 유입된 공기를 배출시키는 배기로(19)가 복수개 형성되어 있다.

한편, 상기 기판(100)에 인접하게는 트레이 수단이 설치되는데, 상기 트레이수단은 트레이(120)와, 상기 트레이(120) 상에 결합되는 트레이 커버(130)를 포함한다.

도 2는 도 1의 트레이 수단을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 트레이 수단에는 사각 형태로서, 각 모서리부로부터 폐액 회수부(121)가 일체로 형성된 트레이(120)를 구비한다. 복수개의 상기 폐액 회수부(121)에는 기판(100) 상에 적하되는 포토 레지스터와 같은 액상의 물질이 회수가능하도록 회수공(122)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 트레이(120)의 중앙부에는 기판(도 1,100)을 흡착하는 진공 척(13)이 설치가능하도록 관통공(120a)이 형성되어 있다.

한편, 상기 트레이(120) 상에는 이와 결합하여 액상의 물질의 튐 현상을 방지하는 트레이 커버(130)가 설치되고, 상기 트레이 커버(130)의 중앙부에는 소정 크기의 관통공(130a)이 형성된다.

이와 같은 구조를 가지는 종래의 스핀코팅장치(10)를 이용하여 기판(100) 상에 코팅액을 코팅시키는 방법은 다음과 같다.

우선 디스펜서(미도시)에 의하여 상기 기판(100) 상에 포토 레지스터와 같은 코팅액을 적하한다. 이때, 상기 회전 모우터(15)에 동력을 공급하여 상기 회전축(14)을 회전시키게 되면, 이와 결합된 진공 척(13)도 공히 회전가능하다.

이처럼 진공 척(13)의 회전으로 인하여 기판(100)이 회전하게 되면, 원심력에 의하여 액상의 물질이 분산되면서 상기 기판(100)의 전면에 코팅이 된다. 이렇게 코팅이 되면서 케이스(12) 내에 잔류하는 폐액은 상기 트레이(120)에 형성된 폐액 회수부(121)의 회수공(122)을 통하여 배출하게 된다. 이어서, 상기 배기로(19)를 통한 강제 배기로 회전시에 발생되는 불순물이 외부로 빠져나가게 된다.

그런데, 종래의 스핀 코팅 장치(10)는 진공 척(13)이 회전시 기판(100) 상으로부터 제거되는 액상의 물질이 상기 복수개의 회수공(122)을 통해서만 배출이 되므로 신속한 배출이 불가능하고, 또한, 상기 정류판(17)의 일부가 폐액으로 오염되는 문제점이 있었다. 또한, 폐액의 일부가 상기 트레이(120)의 벽면을 타고 흐르거나, 벽에 부딪히어 다시 상기 기판(100)으로 튀는 현상이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 기판의 상부로부터 액상의 물질을 보다 용이하게 회수할 수 있도록 트레이와 트레이 커버의 구조가 개선된 스핀코팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스핀코팅장치를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1의 트레이 수단을 도시한 분리 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀코팅장치를 도시한 분리사시도,

도 4는 도 3의 트레이 수단을 도시한 분리 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11,31...커버 12...케이스

13,33...진공 척 15,35...회전 모우터

18,38...배기로 19...공기 조절부

32...본체부 36...내부 커버

37...정류판 100,200...기판

120,320...트레이 130,330...트레이 커버

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 스핀코팅장치는,

케이스;

상기 케이스와 분리가능하게 결합되어 코팅가능한 내부 공간을 제공하는 커버부;

상기 내부공간에 설치되며 코팅하고자 하는 기판이 장착되는 척;

상기 척과 결합되어 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 하는 구동부; 및

상기 기판에 인접하게 설치되어 기판상의 액상물질이 이동되는 통로를 제공하는 것으로,

상기 기판이 수용되는 공간을 가지고 소정의 경사진 벽면을 가지는 트레이 커버와, 상기 트레이 커버와 상호 대응되게 결합되는 트레이를 가지는 트레이 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트레이 커버는 중앙이 개방되어 상기 기판이 수용되는 공간부를 제공하는 원뿔형상인 것을 특징한다.

게다가, 상기 트레이 커버는 상기 트레이상에 설치되는 지지부재에 의하여 소정 간격 이격되게 결합되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 트레이의 가장자리에는 잔류하는 액상물질의 회수가 가능하도록 적어도 하나 이상의 폐액 회수공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 스핀코팅장치를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스핀코팅장치(30)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 장치(30)는 외부로부터 먼지의 유입을 차단하는 커버(31)와, 상기 커버(31)와 결합되어 내부의 공간을 밀폐시키는 본체부(32)를 포함한다. 상기 내부 공간에는 중앙에 기판(300)이 진공으로 흡착되는 진공 척(33)이 설치되고, 이 진공 척(33)은 회전축(34)에 결합된다. 상기 회전축(34)은 이를 정회전 및 역회전시키는 회전 모우터(35)에 그 단부가 결합되어 있다.

상기 본체부(32)의 내부에는 상기 기판(300)의 상방으로 소정 간격 이격되게 내부 커버(36)와, 정류판(37)이 각각 지지되어 있다. 그리고, 상기 본체부(32)의 하부에는 본체부(32)의 내부 공간에 머무르고 있는 먼지와 같은 이물질이나 공기를 배출하기 위한 통로를 제공하는 배기로(38)가 복수개 설치된다. 상기 배기로(38)는 상호 연통되어 있다.

여기서, 상기 기판(300)에 인접하게는 상기 기판(300) 상에 놓여지는 포토 레지스터와 같은 액상의 물질들이 상기 회전 모우터(35)의 회전력으로 인하여 사방으로 튕겨져 나가는 것을 방지하기 위하여 트레이 수단이 설치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판(300)이 수용되는 공간을 가지며, 상기 기판(300) 상에 적하되는 액상의 물질이 이동되는 통로를 제공하는 트레이 수단이 마련되는데, 상기 트레이 수단은 트레이(320)와 트레이 커버(330)가 결합되는 형태이다.

즉, 상기 트레이(320)의 중앙부에는 상기 기판(300)이 돌출될 수 있는 크기의 통공이 형성되어 있고, 소정부에 지지부재(321)가 각각 설치되어 있다. 상기 트레이(320)의 둘레에는 폐액이 회수가능하도록 폐액 회수공(322)이 형성되어 있다. 상기 폐액 회수공(322)은 도시된 바와 같이 다수개로 형성될 수도 있고, 하나의 홈부 형태로도 형성이 가능하다. 그리고, 상기 트레이(320)의 상부에는 지지부(321)를 통하여 소정 간격 이격되게 결합되는 트레이 커버(330)가 결합된다.

상기 트레이 커버(330)는 소정 각도 경사진 벽면을 가지는데, 본 발명의 실시예에서는 외주면이 원뿔형을 이루며 중앙에는 공간부(330a)를 형성하고 있다. 그리고, 상기 지지부재(321)와 결합되는 결합부(331)가 상응한 위치에 설치되어 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 일 예에 따른 스핀코팅장치(30)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 진공 척(33) 상부에 코팅하고자 하는 기판(300)을 장착한다. 상기 기판(300)은 진공으로 진공 척(33)에 흡착되어 있다. 그리고, 상기 진공 척(33)은 소정부에 회전축(34)이 결합되어 있고, 이 회전축(34)의 단부는 회전 모우터(35)에 연결되어 있어서, 상기 모우터(35)의 회전력으로 상기 진공 척(33)의 회전이 가능하다. 이에 따라, 상기 기판(300) 또한 회전하게 된다.

다음으로, 포토 레지스터와 같은 액상의 물질을 분사시킬 수 있는 수단인 디스펜스(미도시)등을 이용하여 액상의 물질을 상기 기판(300)의 중앙부에 소정량 적하한다. 이때, 상기 진공 척(33)이 정지되어 있을 수도 있고, 그렇지 않으면, 저속으로 회전할 수도 있다. 바람직하게는 상기 진공 척(33)이 저속으로 회전하는 것이 분산에 유리하다고 할 수 있을 것이다.

이렇게, 상기 진공 척(33)이 회전하게 되면, 기판(300) 상에 적하된 액상의 물질은 원심력에 의하여 상기 기판(300)의 중앙부로부터 바깥쪽으로 분산하게 되고, 결과적으로 상기 기판(300)의 표면에 피막을 형성하는 것이 가능하게 된다.

상기 커버(31)와 본체부(32)의 결합으로 생긴 내부 공간에는 회전시에 발생하는 액상 물질의 먼지등과 같은 미립자가 포함된 공기는 강제 배기를 통하여 상기배기로(38)를 통하여 배출된다.

이러한 일련의 과정에서, 상기 기판(300) 상의 액상의 물질은 기판(300) 상에 도포가 되면서 남은 액상 물질은 상기 트레이 커버(330)의 벽으로 분산된다. 이때, 상기 트레이 커버(330)는 상기 트레이(320)상에 결합되어 있다.

그러므로, 기판(300)의 원심력으로 튕겨져 나가는 잔류 액상의 물질은 상기 트레이 커버(330)의 벽면을 타고 흘러 내려서, 상기 트레이(320)의 원둘레측에 형성된 폐액 회수공(322)을 통하여 배출가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀코팅장치에 의하면, 원뽈형의 트레이 커버가 형성되고, 이 트레이 커버는 트레이와 결합되어 있어서, 기판의 회전으로 인한 잔류 액상 물질이 그 벽면을 타고 흘러내려 다시 기판으로 역류되는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 케이스;

   상기 케이스와 분리가능하게 결합되어 코팅가능한 내부공간을 제공하는 커버부;

   상기 내부공간에 설치되며, 코팅하고자 하는 기판이 장착되는 척;

   상기 척과 결합되어 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 하는 구동부; 및

   상기 기판에 인접하게 설치되어 기판상의 액상물질이 이동되는 통로를 제공하는 것으로,

   중앙이 개방되어 상기 기판이 수용되는 공간부를 제공하며, 소정의 경사진 벽면을 가지는 원뿔형상의 트레이 커버와, 그 상부에 설치되는 복수개의 지지부재에 의하여 상기 트레이 커버에 대하여 소정간격 이격되게 결합되며, 잔류하는 액상물질의 회수가 가능하도록 가장자리를 따라 적어도 하나 이상의 폐액 회수공이 형성된 트레이를 구비하는 트레이 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅장치.
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