KR100696855B1

KR100696855B1 - 스핀코팅용 장치 및 그로부터 제조된 코팅체

Info

Publication number: KR100696855B1
Application number: KR1020050117814A
Authority: KR
Inventors: 강태식; 이성근; 홍영준
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2007-03-20
Also published as: KR20060065498A; JP2008525996A; CN100515583C; CN101060936A; TW200630167A; EP1819448A1; TWI285565B; US20070006804A1; US7632352B2; WO2006062321A1

Abstract

본 발명은 스핀코팅법에 의한 코팅체의 제조와 관련하여, 코팅용 기재 실장시 상기 기재의 측면에 인접하여 0.03 mm 내지 0.8 mm의 이격 거리와 0.1 mm 이내의 높이 편차 범위로 환형 또는 다각형의 보조부재를 위치시킨 스핀코팅용 장치를 제공한다.

본 발명의 장치를 사용하여 코팅용 기재의 표면을 코팅제로 스핀코팅하는 경우, 스핀코팅시 생기는 코팅체 말단부의 스키점프 현상을 제거하거나 효과적으로 감소시킴으로써 코팅액을 기재에 균일하게 코팅할 수 있으며, 코팅제에 의한 코팅용 기재의 오염을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

Description

스핀코팅용 장치 및 그로부터 제조된 코팅체 {Spin-coating apparatus and coated substrates prepared using the same}

도 1은 코팅용 기재에 스핀코팅할 때 나타나는 기재 말단부의 스키점프 현상을 나타낸 모식도이다;

도 2는 종래기술의 광디스크 스핀코팅용 장치인 디스크 하우징을 나타낸 모식도이다;

도 3 은 반도체 기판의 단면 모식도이다;

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스핀코팅용 장치의 모식도이다;

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스핀코팅용 장치의 모식도이다;

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스핀코팅용 장치의 모식도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10: 기재 20: 자외선 경화 수지층

20a: 스키점프 30: 기재 하우징

31: 기판 32: 제 1 절연막

33: 제 1 배선층 34: 층간 절연막

35: 실리카 절연막 36: 제2 절연막

40, 50, 60: 턴테이블 41, 51, 61: 보조부재

42, 52: 상하 이동 나사 43, 53, 63: 고정용 나사

54: 이동 유도 홈 62: 슬라이딩 돌출부

본 발명은 스핀코팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스핀코팅 작업을 효과적으로 수행하면서 스핀코팅시 나타나는 말단부의 스키점프(범프, 볼록부, 부풀어 오름, 돌기, 비드 등으로도 부름) 현상을 제거 또는 감소시킬 수 있도록, 코팅용 기재로부터 소정의 이격 거리와 높이 편차 범위에서 환형 또는 다각형 보조부재를 위치시킨 스핀코팅용 장치 및 이에 의해 제조된 코팅체에 관한 것이다.

도 1에는 코팅용 기재에 종래의 방법에 의하여 코팅액을 스핀코팅한 예가 모식적으로 도시되어 있다. 종래의 스핀코팅 방법은 다음과 같다. 저속 회전하는 코팅용 기재의 중심부에 액상의 코팅액을 떨어뜨린 다음 기재를 고속으로 회전시킨다. 그러면, 코팅액은 원심력에 의하여 기재의 중심으로부터 외주부 쪽으로 퍼져나가 기재 전체에 도포된다.

그러나, 이와 같이 종래의 스핀코팅 방법으로 고점도의 코팅액을 기재에 도포할 경우 코팅액의 점탄성과 표면장력에 의해 기재의 말단부에 코팅액이 뭉쳐 있 는 부분(도 1의 20a 참조)이 생기게 되고, 그것이 그대로 경화되면 둔덕을 이루어 스키점프(Ski-Jump)가 형성된다. 이러한 스키점프로 인하여 기재 전체에 균일한 코팅을 할 수 없게 된다.

이러한 스키점프는 코팅액의 점도가 높을수록 그 현상이 더욱 두드러진다. 광디스크 제조, 반도체 기판의 제조, 음향 정합층 제조 등의 다양한 제조에 있어서, 점도가 높은 코팅액을 기재에 스핀코팅 하게 되는데 상기 스키점프로 인하여 균일한 코팅막을 얻을 수 없다. 다음은 종래의 몇 가지 코팅용 기재의 제조에 있어서 스키점프의 문제점을 기술하였으나, 본 발명의 적용이 이들에만 한정되지 않으며 스핀코팅을 적용하는 제조에 있어서 스키점프가 문제되는 어느 분야든 적용이 가능하다.

1. 광디스크

일반적으로 광디스크는 비접촉식으로 정보를 기록/재생하는 광픽업 장치의 정보 기록 매체로 널리 사용되고 있다. 광디스크는 600 ~ 800 MB의 기록 용량을 갖는 CD(compact disc)로부터 4 ~ 10 GB 기록 용량의 DVD(digital versatile disc)로 변천하면서 데이터의 집적도를 향상시키는 방향으로 개발되어 왔다. 최근에는 고품질의 음질과 화질을 제공하기 위하여 20 GB 이상의 저장 용량을 갖는 블루레이져를 사용하는 광디스크인BD(Blu-ray Disk)가 개발되고 있다. BD의 규격서(System Description Blu-ray Disc Rewritable Format)에 따르면, 기재에 관한 정보가 기록되는 리드아웃 영역이 58.5 mm 까지로 정의되어 있다. 따라서, 데이터 기록 영역 이 최소한 반경 58.5 mm, 즉 직경 117 mm 까지 확보되어야 한다. 예를 들어, 100 ㎛의 광투과층의 경우에 반경 58.5 mm 까지 100±2 ㎛로 균일해야 하며, 나머지 1.5 mm 외주부 영역에서는 스키점프가 10 ㎛ 이내이어야 한다. 그런데, 종래 스핀코팅 방법으로 광디스크에 자외선 경화 수지층을 코팅한 결과, 두께 100 ㎛ 의 수지층의 경우에 스키점프가 약 45 ㎛ 이상으로 매우 두껍게 나타나 상기 규격을 만족시키지 못한다.

한국 특허출원공개 제2003-4541호에는, 상기와 같은 스키점프의 문제점을 해결하기 위하여, 최종적으로 완성될 광디스크의 직경보다 큰 직경을 갖는 기판을 준비하고, 이 기판 위에 자외선 경화 수지를 떨어뜨려 소정 두께의 광투과층을 형성한 후, 광투과층의 외주부에 부풀어 오른 범프에 자외선을 조사하여 경화하고 범프를 절단하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 광디스크 생산 공정에서 범프 제거를 위한 절단 공정이 추가적으로 요구되어 제조 설비비가 증가하고 제조공정 시간이 그만큼 더 걸리므로 제조 효율을 떨어뜨리며, 범프 절단시 기재의 깨짐, 크랙, 휨 등에 영향을 줄 수 있는 문제점을 가지고 있다.

또한, 한국 특허출원공개 제2001-55044호에는, 도 2에서 보는 바와 같이, 디스크의 외경과 동일한 내경을 가지며 디스크가 실장되는 홈의 깊이가 디스크의 두께와 동일한 디스크 하우징(도 2의 30 참조)에 디스크를 실장하여, 자외선 경화 수지를 스핀코팅하는 방법이 기재되어 있다. 하지만, 이 경우에는 스핀코팅 후 디스크 하우징으로부터 디스크의 추출이 어려울 뿐만 아니라, 디스크와 디스크 하우징 사이로 수지가 흘러 들어 디스크의 옆면을 타고 디스크의 뒷면까지 오염시킬 경우 가 많고, 반복 코팅시 지그안에 코팅액이 고여서 빠지지 않으므로 광디스크에 심한 오염을 초래한다. 또한, 스키점프의 크기는 기존 스핀코팅 방법보다는 향상되었으나, 여전히 디스크 반경 58.5 mm 까지 균일한 수지층을 얻기 힘들며 스키점프는 20 ㎛ 이상으로 나타난다.

2. 집적회로

반도체 웨이퍼(semiconductor wafer) 상에 집적회로를 형성하는 데 있어서, 반도체 웨이퍼 위에 정해진 영역 내에만 불순물을 주입한다든지, 박막층을 형성한다든지 하여 임의의 요소를 얻기 위하여, 감광막(photoresist film)을 이용한 사진 공정이 활용되고 있다. 사진 공정은 반도체 웨이퍼 상에 감광막을 얇게 코팅하는 단계와, 코팅된 감광막을 마스크를 이용하여 노광시킨 다음 현상하는 단계로 진행된다. 그리고, 감광막 사이로 개방된 부분을 통해 불순물을 주입하거나, 박막층을 형성하는 공정을 진행한 이후에, 감광막을 벗겨내는 단계를 포함한다. 통상적으로 감광막은 반도체 웨이퍼 상부면의 중심 부분에 소정 양의 감광제를 도포한 이후에, 반도체 웨이퍼를 회전시켜 도포된 감광제를 반도체 웨이퍼 상부면의 전면에 일정한 두께로 형상할 수 있는 스핀코팅 방법(spin coating method)이 사용되고 있다. 이때, 불순물을 주입하거나, 박막층을 형성하는 공정에서 수십 ㎛ 두께로 두껍게 감광막을 형성하는 것은 용이하지 않다. 왜냐하면, 감광막을 형성하는 감광제(photoresist) 자체가 소정의 점도를 가지고 있어, 스핀코팅할 경우 반도체 웨이퍼 가장자리의 감광막이 두껍게 형성되기 때문이다. 실제로 반도체 웨이퍼에 60 ㎛의 감광막을 스핀코팅으로 입힐 경우, 반도체 웨이퍼의 가장자리에서 안쪽으로 약 7 mm 의 폭으로 120 ㎛ 두께의 스키점프가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국 특허출원공개 제2001-0017145호에는 형성될 감광막의 두께의 1/2 정도로 반도체 웨이퍼의 상부면에 일차적으로 제1감광막을 코팅 및 소프트 경화 공정을 통하여 형성하고, 다음으로 가장자리 부분에 형성된 제 1 감광막의 에지 비드(스키점프)를 신너를 사용하여 제거하고 마지막으로 형성하고자 하는 두께의 감광막을 형성할 수 있도록 제 2 감광막을 코팅 및 소프트 경화 공정을 통하여 형성시키는 방법을 공개하고 있다. 이 경우 한 층의 감광막을 코팅하기 위해 2회의 코팅 공정과 2회의 경화 공정을 거쳐야 하므로 공정이 매우 번거롭고 공정 시간이 많이 걸릴 뿐 아니라 제 1 감광막의 에지 비드를 제거하기 위해 사용된 신너로 인해 폐액이 발생하여 처리를 위한 추가적인 비용이 발생하게 된다.

3. 다층 배선회로

컴퓨터 등 각종 전자기기에는 다양한 종류의 집적회로가 사용되고 있다. 또한, 전자기기의 소형화 및 고성능화에 수반하여, 회로의 고정밀화, 고성능화가 요구되는 제조 신뢰성의 향상이 요구되고 있다. 이를 위하여, 종래 반도체 집적회로의 집적도를 높이는 방안으로 도 3에 나타난 다층 배선회로가 사용되고 있다. 이러한 반도체 기판의 제조공정에 관해 간단히 설명하면, 실리콘 등의 기판(31) 위에 제 1절연막(32)과 산화막이 형성된 후, 제 1 절연막 표면에 알루미늄막 등으로 된 제 1 배선층(33)이 형성된다. 이어서 그 위에 CVD 법 또는 플라즈마 CVD법에 의해, 실리카막, 질화규소막 등의 층간 절연막(34)이 피착된다. 이 층간 절연막(34) 위에 그 막을 평탄화하기 위해 실리카 절연막(평탄화막)(35)이 형성되고, 그 위에 필요에 따라 제 2 절연막(36)이 피착된 후, 제 2 절연층(도시되지 않음)이 형성되고 필요에 따라 제2 배선층, 층간 절연막, 평탄화막, 절연막이 형성된다. 이러한 다층 배선 구조는 고도 집적회로로서 사용되고 있다.

위와 같은 층간 절연막의 형성 방법으로는, 첫째, SiH₄ 등의 화합물 가스를 사용하는 화학 기상 성장(CVD)법에 의한 기판 표면 위에 SiO₂ 막을 형성하는 방법, 둘째, 테트라에톡시실란(TEOS)을 플라즈마 증착시켜 SiO₂ 막을 형성하는 방법, 셋째, 실록산계 절연막 형성용 코팅액인 실란계 절연막 형성용 코팅액을 기판 표면에 스핀코팅법으로 도포시켜 SiO₂ 막을 형성하는 방법 등이 있다. 이 중, 세 번째 방법인 층간 절연막 형성방법은 처리 능력이 크고 또한 평편한 막을 형성하는 방법으로서 바람직하다. 그러나 코팅액을 스핀코팅 할 경우 실리콘웨이퍼 주변부에 도 1과 같이 볼록부(스키점프)가 형성되는 문제점이 있다. 실리콘웨이퍼 주변부는 다른 구성 부위와 접촉되어 오염되고 또는 실리콘웨이퍼 반송 등의 경우에 그 절연막 주변 말단부의 볼록부와 다른 장치가 접촉되어 크랭크가 발생된다. 크랭크가 발생될 경우 다량의 이물질이 발생되어 생산에 현저한 저하를 나타낸다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일본출원공개 제1996-316186호에는 상기 실리콘웨이퍼 주변 볼록부를 제거하는 목적으로 스핀코팅 후에 볼록부를 향하여 아래 방향으로 용제를 토출시켜 이 부분을 세정 제거하는 방법을 개시하고 있다. 이 경우 절연막 형성 코팅액의 종류(절연성 성분의 종류, 농도, 용매 등)에 따라 사용하는 세정용 용제를 달리해야 하며, 세정 제거하는 과정에서 부수적인 범프(돌기)가 형성되기도 한다. 이와 같은 범프는 볼록부와 같이 이물질의 원인이 된다.

4. 초음파 트랜스듀서

초음파 내시경은 초음파 트랜스듀서로부터 발진되는 초음파 빔을 일정 경로에 따라 주사하고, 내장의 내벽, 병변부 등에 의하여 반사되는 초음파를 재차 초음파 트랜스듀서로 수신하고, 이러한 정보를 바탕으로 초음파 단층상을 얻는다. 초음파 트랜스듀서는 일반적으로 압전 세라믹스로 구성되어 있고, 압전 세라믹스와 생체의 음향 임피던스의 차이가 크기 때문에 양자의 계면에서 초음파의 반사와 손실이 생긴다. 이러한 차이를 흡수하고 음향적인 손실을 감소시키기 위해 압전 세라믹스의 음향 방사면 측에 수지재 등에 의한 음향 정합층을 설치하고 있다. 초음파 내시경용 초음파 트랜스듀서는 그 발진 주파수가 수 MHz ~ 수십 MHz이므로, 일반적으로 초음파 파장의 1/4 정도의 두께로 되는 음향 정합층은, 통상 수지 내의 음속이 2500 ~ 3000 m/s가 되도록, 수십 ㎛ 두께로 만들어진다. 스핀코팅 방법으로 음향 정합층을 성막할 경우 수지의 점도가 상당히 높아야 하므로, 음향 정합층 주변에 두께 불안정 부분(스키점프)이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 일본 특허출원공개 제1993-103396 호에는 기판에 자외선 경화 수지를 적하한 뒤, 회전에 의해 자외선 경화 수지를 확산시키고, 기판의 회전에 의한 원심력과 수지의 점성, 표면 장력 등의 물성이 평형을 이루는 정상 상태에서 자외선을 조사하고 상기 수지를 경화한 다음, 두께불안정 부분은 절단하여 제거하는 것을 특징으로 하는 음향 정합층 제조 방법을 제시하고 있다. 이 경우 스핀 코터 위에서 자외선을 조사하기 때문에 스핀 코터에 잔류하는 자외선 경화 수지가 동시에 경화 되어 제거하기가 힘들며, 두께불안정 부분을 절단하는 공정이 부가적으로 필요하여 생산성 저하를 가져올 수 있다.

따라서, 스핀코팅 기술이 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있지만 스키점프의 형성과 관련한 근본적인 문제점을 가지고 있으므로, 코팅용 기재의 제조 공정상에서 기재 오염이나 작업 효율을 저하시키지 않으면서 스키점프 문제를 해결할 수 있는 방법의 개발이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 환형 또는 다각형 보조부재를 포함하는 스핀코팅용 장치에서, 코팅용 기재 실장시 코팅용 기재의 측면에 인접하는 보조부재의 내측 상단과 상기 기재의 외주부의 이격 거리가 0.03 mm 내지 0.8 mm이고 둘 사이의 높이 편차가 0.1 mm 이내인 상태에서 스핀코팅을 하였을 경우, 기재 말단부에서의 스키점프의 생성을 방 지하거나 최소화하면서 스핀코팅을 효과적으로 행할 수 있음을 발견하였고, 이를 위한 특정한 구조의 스핀코팅 장치를 개발하였다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 완성되었다.

구체적으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 스핀코팅에 의한 코팅체의 제조시 스키점프를 감소시키면서 효과적으로 스핀코팅 작업을 수행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 상기 스핀코팅용 장치를 사용하여 제조된 코팅체를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀코팅용 장치는, 코팅용 기재의 실장시 코팅용 기재의 측면에 인접하여 환형 또는 다각형의 보조부재가 설치되어 있고, 상기 보조부재의 내측 상단과 상기 코팅용 기재의 외주부는 0.03 mm 내지 0.8 mm의 거리로 이격되어 있으며, 상기 보조부재와 코팅용 기재의 상단 높이는 상호 동일하거나 또는 0.1 mm 이내의 편차범위 내에서 위치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서의 용어 "코팅용 기재"란, 광디스크, 반도체 웨이퍼, 초음파 내시경용 압권 세라믹스판 등과 같이 소정의 코팅을 요하는 판상의 기재로서 코팅되지 않은 상태의 기재를 의미하며, 용어 "코팅체"란, 그러한 기재에 코팅이 행해진 상태의 기재를 의미한다.

상기 환형 또는 다각형의 보조부재는, 코팅용 기재가 장치에 실장되었을 때, 코팅용 기재의 외주면 형상에 대응하는 내면 형상을 가진 장치의 일부 부재로서, 그에 관한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원 제2004-0065148호에 개시되어 있으며, 이는 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.

본 발명은 상기 보조부재의 내측 상단과 상기 코팅용 기재의 외주부의 이격 거리 및 상단 높이를 특정한 설정 범위내에서 위치시킴으로써 스키점프 현상의 방지 및 제거를 더욱 효율적으로 수행할 수 있으므로, 코팅용 기재에 대한 보조부재의 이격 거리 및 높이의 조절이 매우 중요하다.

이러한 높이 조절과, 코팅용 기재의 실장, 스키점프의 제거, 코팅체의 회수 등을 더욱 효율적으로 수행할 수 있도록, 상기 스핀코팅용 장치는 바람직하게는 고정부와 이동부로 이루어져 있고, 상기 이동부는 고정부에 대해 상대적으로 상하로 움직일 수 있게 높이 조절이 가능한 구조로 구성되어 있다. 고정부와 이동부는 상대적인 개념으로서 코팅용 기재가 실장되는 턴테이블이 상하로 움직이는 경우 턴테이블이 이동부가 되며, 반대로 보조부재가 상하로 움직이는 경우 턴테이블이 고정부가 된다. 높이 조절이 가능한 고정부와 이동부의 구조는 다양한 방법으로 구현될 수 있는 바, 그러한 바람직한 예들은 하기와 같지만, 기타 다양한 구조도 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

첫 번째 예시적인 구조는, 이동부와 고정부의 결합부위에 나사선이 형성되어 있고, 상기 이동부를 돌려서 보조부재의 높이를 조절하는 구조이다.

두 번째 예시적인 구조는, 이동부와 고정부는 높이 조절용 나사에 의해 결합 되어 있고, 상기 나사를 돌려서 보조부재의 높이를 조절하는 구조이다. 이 경우, 나사의 회전에 의해 이동부 및/또는 고정부가 회전하는 것을 방지하기 위하여, 이동부 또는 고정부에 홈이 형성되어 있고 그에 대응하는 고정부 또는 이동부에 상기 홈에 삽입될 수 있는 슬라이딩 돌기가 형성되어 있을 수 있다.

세 번째 예시적인 구조는, 이동부와 고정부의 결합부위에 암수 체결부재가 포함되어 있고, 수 체결부재를 암 체결부재에 삽입 또는 이탈시킴으로써 환형 또는 다각형 보조부재의 높이를 조절하는 구조이다.

바람직하게는, 높이를 조절한 상태에서 상기 이동부와 고정부의 안정적인 체결을 위해 이동부와 고정부의 결합 부위에 고정 나사를 더 포함할 수도 있다.

본 발명은 또한 상기 스핀코팅용 장치를 사용하여 제조된 코팅체를 제공하는 바, 상기 코팅체는 그것의 중심으로부터 스키점프 영역 직전까지의 두께 편차가 ±2% 이내이고, 기재 말단부에서의 스키점프가 10% 이내인 것을 특징으로 한다.

하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 코팅체는 기판 및 광투과층을 포함하며, 중심으로부터 반경 58.5 mm까지의 데이터 기록영역에서의 두께 편차가 ±2% 이내이고, 그 외주부에서의 스키점프가 10% 이내인 광디스크일 수 있다.

본 발명에 따른 스핀코팅용 장치는 기록층을 구비하는 추기형(Write Once Read Many: WORM) 및 소거가능형(Erasable)은 물론 기록되어진 정보를 재생만 하는 재생 전용형(Read Only Memory; ROM) 광디스크의 제조에도 사용할 수 있으며, 스핀코팅에 의한 광투과층(cover layer) 및 중간층막(spacer layer)을 구비하는 광디스크에는 특별한 제한없이 모두 사용 가능하다. 또한, 고점도 용액을 스핀코팅 하는 반도체 제조공정 뿐만 아니라 초음파 트랜스듀서의 음향 정합층 제조에도 적용할 수 있다. 본 발명의 적용이 이들에만 한정되지 않으며 스핀코팅을 적용하는 제조에 있어서 스키점프가 문제되는 어느 분야든 적용이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 4에는 본 발명의 스핀코팅용 장치의 한 예가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 스핀코팅용 장치는 코팅용 기재(10)가 실장될 수 있는 턴테이블(40)과, 코팅용 기재(10)가 실장된 상태에서 코팅용 기재(10)의 외주면에 인접하여 위치한 환형 또는 다각형의 보조부재(41)를 포함하고 있다.

보조부재(41)의 내측 상단과 코팅용 기재(10)의 외주부는 0.03 mm 내지 0.8 mm, 더욱 바람직하게는 0.1 mm 내지 0.6 mm의 거리(X)로 이격되어 있다. 상기 이격 거리(X)가 0.03 mm보다 작을 경우에는 턴테이블(40)에 코팅용 기재(10)를 실장하거나 또는 그로부터 제거하기가 어려우며, 수지를 코팅한 후의 코팅체를 제거할 때 보조부재(41)에 코팅된 수지에 의해 스키점프가 영향을 받게 된다. 반면에, 이격 거리(X)가 0.8 mm 이상인 경우에는 보조부재(41)가 기재(10)와 너무 많이 이격되어 보조부재(41)가 없는 경우와 비교할 때 스키점프의 감소 효과가 거의 없게 된다.

앞서의 설명과 같이, 본 발명의 스핀코팅용 장치는 턴테이블을 두 부분으로 나누어 나사 방식(도 4의 42, 도 5의 52)이나 슬라이딩 방식(도 6의 62)으로 상기 보조부재를 상하로 이동시켜 코팅용 기재에 대한 보조부재의 높이를 조절할 수 있는 장치를 더 포함할 수 있다. 보조부재의 높이를 상하로 조절함으로써 코팅용 기재의 휨이나 두께 편차로 인해 발생하는 높이 편차를 앞서 설명한 바와 같은 범위로 용이하게 조절할 수 있다. 그러한 구조들의 예가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다.

우선 도 4를 참조하면, A 부분은 스핀 모터 축(도시하지 않음)과 연결되어 있고 B부분과는 나사선으로 연결되어 있어서, A 부분을 고정한 채로 B 부분을 돌려서 보조부재(41)의 높이를 조절할 수 있다. 코팅용 기재(10)와 보조부재(41)의 높이를 맞춘 후 고정용 나사(43)를 이용하여 A 부분과 B 부분을 고정시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, D부분이 스핀 모터 축(도시하지 않음)에 고정되어 있고, C부분은 그것의 슬리이딩 돌기(54)가 D 부분의 대응 홈에 끼워져 D부분과 연결되어 있다. 높이 조절용 나사(52)에 의해 C부분이 상하로 이동함에 따라 코팅용 기재(10)와 보조부재(51)와의 높이를 조절한 후 고정용 나사(53)로 C부분을 D부분에 고정시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 보조부재(61)에 삼각형의 슬라이딩 돌출부(62)가 부착되어 E부분의 홈에 끼워져 있어 F부분이 상하로 홈을 따라 미끄러져 움직이는 것에 의해 코팅용 기재와 보조부재(61)와의 높이를 조절할 수 있다. 또한, 높이를 조절한 후 고정용 나사(63)로 F 부분을 E 부분에 고정시킬 수 있다.

예를 들어, 코팅용 기재(10)와 보조부재(51)의 상단 높이는 바람직하게는 동일한 높이로 위치되거나, 적어도 이들의 높이 편차(Y)가 0.1 mm 이내에서 위치되어 야 한다. 보조기재(51)의 높이가 상기 편차범위 이상으로 코팅용 기재(10)보다 높은 경우에는 보조기재(51)의 내측 상단이 오히려 차단벽으로 작용하여 코팅 수지가 보조기재(51) 쪽으로 원활하게 이동하지 못하고 스키점프가 유발될 수 있으며, 반대로 상기 편차범위 이상으로 낮은 경우에는 코팅 수지가 코팅용 기재(10)의 측면 중 상당한 부위를 도포한 후 보조부재(51) 쪽으로 이동하므로 코팅용 기재 측면의 오염을 유발하고 일부 수지는 중력에 의해 하강하여 코팅용 기재(10)와 보조기재(51)의 공간을 채움으로써 스핀 코팅의 종료 후 코팅용 기재(10)의 제거를 어렵게 만든다.

상기 예시된 바와 같이 상하 조절이 가능한 턴테이블은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이는 앞서 설명한 바와 같이 참조로서 본 발명에 합체되는 본 출원인의 특허출원 제2004-0065148호를 참조할 수 있다.

상기의 스핀코팅용 장치는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 상기 구조를 바탕으로 제조할 수 있으며, 상기의 장치를 제조하기 위한 상세한 방법에는 본 출원인의 한국 특허출원 제2004-0065148호의 내용을 참조할 수 있으며, 이들은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.

이하에서는 일부 실험내용을 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되지 않음은 물론이다. 하기 실시예 1 내지 실시예 7과 비교예 1 내지 비교예 3은 본 발명의 스핀코팅용 장치를 광디스크 코팅에 적용한 결과이다.

[실시예 1]

알루미늄 소재를 사용하여 도 4에 도시된 바와 같은 턴테이블을 제조하였다. 이때 코팅용 기재의 외주부와 환형 보조부재의 내측 상단의 이격 거리가 0.5 mm가 되도록 조절하였다. 한편, 전체 두께가 1.1 mm이고, 외경이 120 mm이며, 내경(중심 구멍의 직경)이 15 mm인 폴리카보네이트(PC) 기재 기판을 사출 성형으로 준비한 다음, 스퍼터링 공정에 의해 Ag 합금/ZnS-SiO₂/SbGeTe/ZnS-SiO₂의 4층막 구조를 성막하여 기재를 제조하고, 상기 턴테이블에 실장한 후 환형 보조부재를 돌려 0.05 mm 편차범위 이내로 상단 높이를 조절한 후, 고정나사로 높이를 고정하였다. 다음으로, EB 8402(SK UCB 제조), Irgacure 184(Ciba SC 제조), Irgacure 651(Ciba SC 제조)과 메틸에틸케톤을 포함하는 자외선 경화 수지를 상기 스핀코팅용 장치를 이용하여 스핀코팅 함으로써 100 ㎛ 두께의 광투과층을 성막하였으며, UV광원을 조사하여 상기 자외선 경화 수지를 경화시켜 코팅체를 제조하였다.

[실시예 2]

코팅용 기재의 외주부와 보조부재의 내측 상단의 이격 거리가 0.1 mm 가 되도록 턴테이블을 제조하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실시예 3]

PC 기재 기판을 1.2 mm의 두께로 사출 성형하여 준비하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실시예 4]

PC 기재 기판을 0.6 mm의 두께로 사출 성형하여 준바하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실시예 5]

광투과층의 두께를 25 ㎛로 형성하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실시예 6]

도 5와 같이 턴테이블을 제조하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실시예 7]

도 6과 같이 턴테이블을 제조하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[비교예 1]

코팅용 기재의 외주부와 보조부재의 내측 상단의 이격 거리가 0.01 mm가 되도록 턴테이블을 제조하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[비교예 2]

코팅용 기재의 외주부와 보조부재의 내측 상단의 이격 거리가 1.0 mm가 되도록 턴테이블을 제조하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[비교예 3]

환형 보조부재의 상단을 턴테이블보다 0.12 mm 높게 조절하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[비교예 4]

환형 보조부재의 상단을 턴테이블보다 0.12 mm 낮게 조절하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[비교예 5]

반경방향 틸트가 0.3도 미만인 1.1 mm 두께의 기재를 실장했을 때 환형부재 상부의 높이가 최적화 되도록 하여 고정된 일체형 턴테이블인 점을 제외하고는 도 4와 같이 턴테이블을 제조하였으며, 코팅용 기재로서 PC 기재 기판을 0.6 mm로 사출 성형하고 반경방향 틸트가 0.7도인 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅체를 제조하였다.

[실험예 1]

실시예 1 내지 실시예 7에서 제조된 코팅체의 말단부 스키점프 영역을 제외한 영역의 평균 두께 및 표준 편차와 말단부 스키점프영역에서의 최고 두께를 측정하였다. 그 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다.

[실험예 2]

비교예 1 내지 비교예 5에서 제조된 코팅체의 말단부 스키점프 영역을 제외한 영역의 평균 두께 및 표준 편차와 말단부 스키점프영역에서의 최고 두께를 측정하였다. 그 결과가 하기 표 2에 개시되어 있다.

상기 표 1 및 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 7에서는 비교예 1 내지 3 및 5에 비해 스키점프가 작은 크기로 형성됨을 알 수 있다. 비교예 4에서도 작은 크기의 스키점프가 형성되지만, 코팅용 기재로서의 폴리카보네이트 기판을 환형 보조부재로부터 제거하는 과정에서 기판의 외주면 일부 상의 경화 수지가 탈리되는 현상이 확인되었다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 스핀코팅용 장치는 코팅용 기재의 두께나 틸트 변화에 상관 없이, 스핀코팅시 생기는 코팅체 말단부의 스키점프 현상을 제거하거나 효과적으로 감소시킴으로써, 코팅액을 기재에 균일하게 코팅할 수 있으며, 코팅제에 의한 코팅용 기재의 오염을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 변형 등을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

코팅용 기재의 탑재시 코팅용 기재의 측면에 인접하여 환형 또는 다각형의 보조부재가 설치되어 있고, 상기 보조부재의 내측 상단과 상기 코팅용 기재의 외주부는 0.03 mm 내지 0.8 mm의 거리로 이격되어 있으며, 상기 보조부재와 코팅용 기재의 상단 높이는 상호 동일하거나 또는 0.1 mm 이내의 편차범위 내에서 위치하고 있고, 상기 보조부재의 내측 상단과 코팅용 기재의 외주부의 이격 거리 및 상단 높이를 설정 범위내에서 위치시킬 수 있도록 고정부와 이동부로 이루어져 있고, 상기 이동부는 고정부에 대해 상대적으로 상하로 움직일 수 있게 높이 조절이 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 이격 거리는 0.1 mm 내지 0.6 mm인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 구조는 이동부와 고정부의 결합부위에 나사선이 형성되어 있고 상기 이동부를 돌려서 환형 또는 다각형 보조부재의 높이를 조절하는 구조인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구조는 이동부와 고정부는 높이 조절용 나사에 의해 결합되어 있고 상기 나사를 돌려서 환형 또는 다각형 보조부재의 높이를 조절하는 구조인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구조는 이동부와 고정부의 결합부위에 암수 체결부재가 포함되어 있고 수 체결부재를 암 체결부재에 삽입 또는 이탈시킴으로써 환형 또는 다각형 보조부재의 높이를 조절하는 구조인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
제 1 항에 있어서, 높이를 조절한 상태에서 상기 이동부와 고정부의 안정적인 체결을 위해 이동부와 고정부의 결합 부위에 고정 나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 장치.
제 1 항에 따른 스핀코팅용 장치를 사용하여 제조되며, 스키점프 영역을 제외한 데이터 기록 영역에서의 두께 편차가 ±2% 이내이고, 그 외주부에서의 스키점프가 10% 이내인 것을 특징으로 하는 코팅체.
제 8 항에 있어서, 상기 코팅체는 기판 및 광투과층을 포함하는 광디스크인 것을 특징으로 하는 코팅체.
제 8 항에 있어서, 상기 코팅체는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 코팅 체.
제 8 항에 있어서, 상기 코팅체는 초음파 내시경용 압전 세라믹스 판인 것을 특징으로 하는 코팅체.