KR102333626B1 - 스핀 코팅 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
스핀 코팅 디바이스 및 방법. 스핀 코팅 디바이스는 자체 회전 가능한 회전 샤프트(3), 및 회전 샤프트(3)의 단부에 고정된 빨판(2)을 포함하며, 전자석 유도 디바이스는 빨판(2) 아래에 제공된다. 전자기 유도 디바이스는 빨판(2) 아래에 배치된 환형 자석(4), 제1 코일(5) 및 제2 코일(6)에 의해 형성된 코일 그룹, 회전가능한 샤프트(3)에 고정된 스트립 모양의 자석(7)을 포함한다. 빨판(2)의 베이스(1)에는 노치가 있으므로 빨판(2)의 회전 중 불균형 원심력으로 인해 빨판(2)의 진동이 발생하고, 전자기 유도 디바이스는 빨판(2)의 회전 동안 발생된 원심력이 전자기 유도 디바이스에 의해 생성된 자기력과 균형을 이루도록 하여 빨판(2) 표면의 레벨을 조정한다. 본 장치는 수동 조작이 필요하지 않으며, 빨판을 보다 안정되게 하고, 진동으로 인한 장비 손상을 감소시키고, 시간 및 노동을 절약하면서 포토 레지스트 스핀 코팅의 효과를 향상시키는 이점을 갖는다.
Description
본 출원은 반도체 제조 장치의 분야, 특히 스핀 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 LED 및 기타 IC 칩 제조 산업에서 고속 스핀 코팅은 공작물 표면에 포토 레지스트 필름을 증착하는 데 널리 사용된다. 그 후, 포토 리소그래피 및 현상 공정에 의해 포토 레지스트 필름에 마이크로 패턴이 형성되고, 필름은 후속 공정에서 보호 층으로서 제공 될 수 있다.
일반적으로 LED 칩 또는 기타 IC 칩을 제조하는 데 사용되는 직경이 200 mm 미만인 공작물은 정렬을 위해 소위 "평면" 형태를 갖는다. "평면(flat)" 형태는 비-직경 코드를 따라 원형 공작물을 절단함으로써 형성된 평평한 에지를 갖는 노치를 말한다. 평면이 존재하기 때문에 공작물의 기하 중심(GC)이 무게 중심(CG)과 일치하지 않는다.
결과적으로, 이 가공물이 포토 레지스트 코팅 및 현상 공정에서 고속으로 기하학적 중심을 중심으로 회전될 때, 기하 중심과 중력 중심 사이의 편차는 다른 방향으로 다른 원심력으로 이어지고 결과적으로 불균형 원심력은 일반적으로 회전을 구동하는 전기 모터의 샤프트로 시스템에 전달된다. 특정 예로서, 기하 중심과 중력 중심 사이에 큰 편차를 갖는 6 인치 사파이어 기판이 스핀 코팅 공정에서 회전될 때, 치명적인 흔들림으로 인해 공작물이 파손되거나 회전 시스템이 손상될 수 있다.
본문 내에 포함되어 있음.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 출원은 스핀 코팅 장치 및 방법을 제공하고, 기울어진 척이 척의 균형을 유지하도록 가변 전자기력을 생성하기 위해 장치 내에 배치되는 전자기 유도 디바이스를 포함한다.
이를 위해, 본 출원은 회전 가능한 샤프트 및 샤프트의 단부에 고정된 척을 포함하는 스핀 코팅 장치를 제공한다. 샤프트는 회전 할 때 척을 회전시켜 구동하도록 구성된다. 척 아래에 전자기 유도 디바이스가 배치되어, 척의 회전에 의해 발생된 원심력이 전자기 유도 디바이스에 의해 발생된 자기력과 균형을 이루어 척의 표면 레벨을 조정한다.
바람직하게는, 전자기 유도 디바이스는 척의 하부 표면에 고정된 환형 자석을 포함할 수 있고, 하나 이상의 자기 바는 샤프트에 고정되고 하나 이상의 코일 그룹은 환형 자석 및 하나 이상의 자기 바 사이에 배치된다.
바람직하게는, 적어도 2개의 코일 그룹이 제공되며, 이들은 샤프트 주위에 균일하게 분포된다.
바람직하게는, 각각의 코일 그룹은 전기적으로 분말화될 때, 환형 자석과 상호작용하는 자기력을 생성할 수 있는 제1 코일; 및 하나 이상의 자기 바와 전자기 유도를 생성하도록 구성된 제2 코일을 포함하고, 각각의 코일 그룹의 제1 코일 및 제2 코일은 전기적으로 결합된다.
바람직하게는, 코일 그룹 중 적어도 하나는 척 상에 지지된 기판의 노치와 위치에 대응하여 배치되고, 노치와 위치 적으로 대응하여 배치된 코일 그룹의 제 1 코일은 환형 자석의 일부와 반대 극성을 갖고, 노치와 위치 적으로 대응하여 배치되는 코일 그룹의 제 2 코일은 대응하는 자기 바 중 하나와 반대 극성을 갖는다.
바람직하게는, 하나 이상의 코일 그룹은 홀더에 고정될 수 있다.
바람직하게는, 개의 코일 그룹이 제공될 수 있고, 8 개의 코일 그룹이 샤프트 주위에 균일하게 분포된다.
본 출원은 또한 상기 정의 된 스핀 코팅 장치를 사용하는 스핀 코팅 방법을 제공하고, 척 상에 코팅될 기판을 제공하는 단계; 및 샤프트에 의해 구동되는 척의 회전 및 척의 상이한 부분이 상이한 높이를 야기하는 대응하는 원심력에 의해, 전자기 유도 디바이스에 의해 척의 표면 레벨을 조정하기 위해 더 작은 높이를 갖는 척의 일부에 반발력을 가하고 큰 높이를 갖는 척의 다른 부분에 인력을 가하는 단계;를 포함한다.
종래 기술과 비교하여, 본 출원은 다음과 같은 장점을 제공한다 : 스핀 코팅 장치 및 방법을 제공하며, 상기 장치는 회전 가능한 샤프트 및 샤프트의 단부에 고정된 척을 포함하고, 전자기 유도 디바이스는 척 아래에 배치된다. 회전 동안, 균일하지 않은 원심력 분포로 인해 척의 표면이 수평면에 대해 기울어진 경우, 척과 그 아래에 배치된 전자기 유도 디바이스 사이의 위치 관계에서 변화가 발생하여 전자기 유도 디바이스로부터의 전자기력이 변화될 것이다. 이에 따라 척의 다른 부분에 가해지는 반발력과 매력적인 전자기력이 그에 따라 변화하고, 이에 따라 불균형 원심력을 보상하고 척의 균형을 유지한다. 본 출원에서 제공되는 스핀 코팅 장치 및 방법은 인간 제어의 요구없이 전자기 유도 디바이스를 구성하기만하면 되고, 반발력 및 인력을 자동 조절할 수 있다. 따라서, 척은 감소된 워블링 및 개선된 포토 레지스트 코팅 품질로보다 안정적으로 회전할 수 있을 뿐만 아니라 시간 및 노력을 절약할 수 있다.
본문 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 스핀 코팅 장치의 구조적 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 스핀 코팅 장치의 균형 유지 보수의 공정 개략도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 코일 그룹의 구조적 개략도이다.
이 도면들의 부호는, 1-기판; 2-척; 3-샤프트; 4-환형 자석; 5-제1 코일; 6-제2 코일; 및 7-자기 바;이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 스핀 코팅 장치의 균형 유지 보수의 공정 개략도이다.
도 3은 도 1의 평면도이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 코일 그룹의 구조적 개략도이다.
이 도면들의 부호는, 1-기판; 2-척; 3-샤프트; 4-환형 자석; 5-제1 코일; 6-제2 코일; 및 7-자기 바;이다.
본 발명의 목적, 장점 및 특징을 보다 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시 예는 첨부 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1을 참조하여, 본 출원은 회전 가능한 샤프트(3) 및 샤프트(3)의 단부에 고정된 척(2)을 포함하는 스핀 코팅 장치를 제공한다. 샤프트(3)는 일반적으로 자체 모터를 중심으로 회전하도록 샤프트(3)를 구동하는 전기 모터와 같은 구동 수단에 연결된다. 결과적으로, 척(2)은 샤프트(3)의 회전과 함께 회전한다.
도 2를 참조하면, 척(2)상에는 기판(1)이 배치된다. 일반적으로, 척(2)과 기판(1)은 모두 원형이다. 평평한 노치를 갖는 LED 칩을 제조하기 위한 사파이어 기판과 같은 기하학적 중심(GC)과 일치하지 않는 무게 중심을 갖는 기판(1)이 척(2) 상에 배치되면, 기판(1)의 기하학적 중심은 척(2)의 기하학적 중심과 일치해야 한다. 이 경우, 기판(1)이 척(2)과 함께 회전할 때, 척(2)과 기판(1)의 공통 무게 중심이 샤프트(3)의 축 중심으로부터 오프셋되어, 불균형한 원심력(F1)이 발생한다. 구체적으로, 기판(1)의 더 무거운 부분을 지지하는 척(2)의 부분은 더 큰 원심력을 경험할 것이고, 기판(1)의 더 가벼운 부분을 지지하는 척(2)의 부분은 더 작은 원심력을 경험할 것이다. 이러한 이유로, 척(2)은 기판의 무거운 부분을 지지하는 부분이 아래로 내려 가고 기판의 더 가벼운 부분을 지지하는 부분이 올라가면서 흔들린다.
본 출원에 제공된 스핀 장치는 다음을 포함하는 전자기 유도 디바이스와 함께 배치된다 : 자석과 코일 사이의 상대 운동으로부터 기전력을 발생시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 자전기 요소; 및 전류가 흐를 때 자기장을 발생 시키도록 각각 구성된 하나 이상의 전자기 요소.
전자기 유도 디바이스는 아래에서 위로 배열될 수 있다 :
척(2) 아래에 고정된 환형 자석(4). 환형 자석(4)은 척(2)의 원주를 따라 연속적으로 또는 비 연속적으로 배열될 수 있으며, 즉, 환형 자석(4)은 척(2)의 원주를 따라 균일하게 분포되는 것이 바람직한 몇 개의 링 세그먼트를 포함할 수 있다.
제 1 코일(5) 및 상기 제 1 코일(5)에 전기적으로 연결된 제 2 코일(6)을 포함하는 코일 그룹;
마그네틱 바(7)는 샤프트(3)의 원주면에 고정되거나 샤프트(3)를 통해 횡 방향으로 연장될 수 있다. 자기 바(7)가 샤프트(3)의 원주면에 고정되는 경우, 자기 바(7)의 두 단부 부분은 샤프트(3)를 둘러싸는 고리를 형성하는 자기 바에 결합될 수 있다. 자기 바(7)가 샤프트(3)(2 개의 단부가 샤프트(3)의 원주면으로부터 돌출되어 있음)를 통해 횡 방향으로 연장되는 경우, 샤프트(3)를 가로 질러 연장되는 복수의 자기 바(7)는 샤프트(3)와 동일한 높이의 자기 바에 배치되어 복수의 자기 바(7)의 단부는 샤프트(3)의 원주면을 따라 동일한 높이로 균일하게 분포되도록 한다.
자기 바(7) 및 제 2 코일(6)은 자기 전기 소자를 형성할 수 있고, 반면 제 1 코일(5)은 전자기 요소를 형성 할 수 있다. 또한, 제 1 코일(5)은 환형 자석(4)을 향하여(부분 표면) 향할 수 있고, 반면 제 2 코일(6)은 자기 바(7)를 향하는(부분 표면)을 향할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 전자기 유도 디바이스에서, 복수의 코일 그룹이 샤프트(3) 주위에 균일하게 제공될 수 있다. 제 1 코일(5)은 전력이 공급될 때 자기장을 생성할 수 있다. 전력 공급된 제 1 코일(5)의 단부 표면에서 생성된 자기장의 극성은 제 1 코일(5)의 권취 방향에 의해 결정될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 척(2)의 기판(1)의 라이터 부분을 지지하는 부분, 즉 기판(1)의 노치에 대응하는 부분에서, 척 자석(4)의 일부와 척(2)의 상기 하부 아래에 배치된 제 1 코일(5)의 두 대향 표면은 대향하는 극성을 나타내고, 제 1 코일(5)에 대응하는 제 2 코일(6)의 2 개의 대향 표면 및 대응하는 자기 바(7)의 단부는 반대 극성을 나타낸다. 이 배열로, 기판(1)의 노치에 대응하는 척(2)의 부분에 위치된 환형 자석(4)의 위치와 척(2)의 상기 부분 아래에 배치된 제 1 코일(5) 사이에 인력(F3)이 발생되어, 척(2)이 레벨에 접근하도록 척(2)의 상방 부분을 하강하도록 한다.
척(2)의 기판(1)의 무거운 부분을 지지하는 부분에서, 척 자석(4)의 일부와 척(2)의 상기 하부 아래에 배치된 제 1 코일(5)의 두 대향 표면은 동일한 극성을 나타내고, 제 1 코일(5)에 대응하는 제 2 코일(6)의 2 개의 대향 표면과 대응하는 자기 바(7)의 단부는 동일한 극성을 나타낸다. 이 구성에 의해, 척(2)의 척 아래에서 기판(1)의 무거운 부분을지지하는 척(2)의 부분에 위치한 환형 자석(4)의 부분과 제 1 코일(5) 사이에 척력(F2)이 발생되고, 척(2)이 레벨에 접근하도록 척(2)의 하향 부분을 상승시키도록 한다.
상기 코일 그룹에서의 코일의 극성은 코일의 권취 방향에 의해 결정될 수 있다. 코일 그룹은 샤프트(3) 및 척(2)과 물리적으로 접촉하지 않도록 원주 홀더에 고정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코일 그룹이 샤프트(3)를 둘러싸는 환형 홀더에 고정될 수 있다. 또한, 환형 홀더는 샤프트(3)와 동축으로 배치될 수 있다.
도 1 및 도2를 참조하면, 본 출원은 또한 구체적으로 다음을 포함하는 상기 정의된 스핀 코팅 장치를 사용하는 스핀 코팅 방법을 제공한다 :
코팅 될 기판(1)은 척(2) 상에 배치되고, 기판(1)은 노치(미도시)를 가진다; 척(2)이 샤프트(3)의 구동 하에서 회전할 때, 기판(1)의 더 무거운 부분을 지지하는 척(2)의 부분은 상기 부분으로부터 대응하는 제 1 코일(5)까지의 거리를 감소시키기 위해 아래쪽으로 이동한다(거리는 d11에서 d21로 감소하는 것으로 도시됨). 결과적으로, 샤프트(3)는 척(2)의 상기 변형으로 필연적으로 변형되어 기판(1)의 더 무거운 부분을 지지하는 척(2)의 부분을 향해 경사지고, 이에 의해, 자기 바(7)로부터 제 2 코일(6)까지의 거리를 감소시킨다(도시된 바와 같이 d13 내지 d23). 이 경우, 제 2 코일(6)의 기전력이 증가하여 그에 흐르는 전류가 증가한다. 제 2 코일(6)은 제 1 코일(5)에 전기적으로 결합되기 때문에, 제 1 코일(5)은 또한 전류 증가를 겪으며, 이는 이 부분에서 제 1 코일(5)과 환형 자석(4) 사이의 자기장을 강화시키고 이 부분에서 제 1 코일(5)과 환형 자석(4) 사이의 자기력을 증대시킨다. 이 부분에서 제 1 코일(5)과 환형 자석(4)의 대향 표면은 동일한 극성을 갖기 때문에, 제 1 코일(5)은 환형 자석(4)에 더 강한 반발력을 가하여 척(2)의 상기 부분을 위로 밀어 낸다.
동시에, 기판(1)의 더 가벼운 부분을 지지하는 척(2)의 부분은 상기 부분으로부터 대응하는 제 1 코일(5)까지의 거리를 증가시키기 위해 위쪽으로 간다(도시된 바와 같이, 거리는 d12에서 d22로 증가함). 이 부분에서 제 1 코일(5)과 환형 자석(4)의 대향 표면은 반대 극성을 갖기 때문에, 제 1 코일(5)은 자기력에 인력을 가한다. 따라서, 척(2)의이 부분이 위쪽이지만, 인력은 척(2)의 균형을 결국 유지하기 위해 척(2)의 이 부분을 아래쪽으로 끌어당길 것이다.
요약하면, 본 출원에 제공된 전자기 유도 디바이스는 기판(1)의 더 무거운 부분을 지지하는 척(2)의 일부를 위로 밀어 올리기 위한 반발력 및 기판(1)의 라이터를 지지하는 척(2)의 일부를 아래쪽으로 당기는 인력을 발생시킬 수 있어, 척(2)이 회전하는 동안 척(2)의 기계적 균형을 유지할 수 있도록 한다. 결과적으로, 척(2)은 흔들릴 가능성이 적고, 장비의 손상을 일으킬 위험이 감소될 수 있다.
도 4를 참조하면, 코일의 유도 임피던스는 히스테리시스(hysteresis)라고도 하는 해당 자기장의 응답에서 시간 지연을 초래할 수 있다. 이는 제 2 코일(6)과 제 1 코일(5) 사이의 거리 또는 제 2 코일(6)과 자기 바(7) 사이의 거리를 감소시킴으로써 제거될 수 있다.
본 출원은 회전 코팅 샤프트(3) 및 샤프트(3)의 단부에 고정 된 척(2)을 포함하고 스핀(2) 아래에 전자기 유도 디바이스가 배치 된 스핀 코팅 장치 및 방법을 제공한다. 회전하는 동안, 척 표면이 균일하지 않은 원심력 분포로 인해 수평면에 대해 기울어지거나(즉, 평행하지 않음), 척(2)과 그 아래에 배치 된 전자기 유도 디바이스 사이의 위치 관계에서 변화가 발생하여 전자기 유도 디바이스로부터의 전자기력의 변화를 초래한다. 이에 응답하여, 척의 다른 부분들에 가해지는 반발력 및 매력적인 전자기력은 그에 따라 변화하여, 불균형 원심력을 보상하고 척의 균형을 유지한다. 본 출원에서 제공되는 스핀 코팅 장치 및 방법은 인간 제어의 요구없이 전자기 유도 디바이스를 구성하기만 하면 되고, 반발력 및 인력을 자동적으로 조정할 수 있다. 따라서, 척(2)은 감소된 워블링 및 개선된 포토 레지스트 코팅 품질로 보다 안정적으로 회전할 수 있을 뿐만 아니라 시간 및 노력을 절약할 수 있다.
본 출원은 전술한 실시 예들을 참조하여 위에서 설명되었지만, 이러한 개시된 실시 예들로 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 출원에 대한 다양한 수정 및 변형을 수행할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 이러한 모든 수정 및 변형이 첨부된 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 경우에 포함되도록 의도된다.
Claims (10)
- 회전가능한 샤프트 및 상기 샤프트의 단부에 고정된 척을 포함하고, 상기 샤프트는, 회전할 때, 상기 척을 구동하여 회전하도록 구성되고, 전자기 유도 디바이스는 척 아래에 배치되어, 척의 회전에 의해 생성된 원심력은 척의 표면 레벨을 조정하기 위해 전자기 유도 디바이스에 의해 생성된 자기력과 균형을 이룰 수 있도록 하고, 상기 전자기 유도 디바이스는 상기 척의 하부 표면에 고정된 환형 자석을 포함하고, 하나 이상의 자기 바가 상기 샤프트에 고정되고 하나 이상의 코일 그룹이 상기 환형 자석 및 상기 하나 이상의 자기 바 사이에 배치되는,
스핀 코팅 장치. - 제1항에 있어서,
전자기 유도 디바이스는 하나 이상의 전자기 요소 및 하나 이상의 전자기 요소에 연결된 하나 이상의 자전기 요소를 포함하는,
스핀 코팅 장치. - 제2항에 있어서,
상기 전자기 요소는 척의 하부 표면에 고정된 환형 자석에 대응하여 배치된 하나 이상의 제1 코일을 포함하고, 상기 자전기 요소는 샤프트에 고정된 하나 이상의 자기 바 및 하나 이상에 자기 바에 대응하여 제공된 하나 이상의 제2 코일을 포함하는,
스핀 코팅 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
적어도 2개의 코일 그룹이 제공되며, 이들은 샤프트 주위에 균일하게 분포되는,
스핀 코팅 장치. - 제1항에 있어서,
각각의 코일 그룹은
전기적으로 분말화될 때, 환형 자석과 상호작용하는 자기력을 생성할 수 있는 제1 코일; 및
하나 이상의 자기 바와 전자기 유도를 생성하도록 구성된 제2 코일
을 포함하고,
각각의 코일 그룹의 제1 코일 및 제2 코일은 전기적으로 결합되는,
스핀 코팅 장치. - 제6항에 있어서,
코일 그룹 중 적어도 하나는 척 상에 지지된 기판의 노치와 위치에 대응하여 배치되고, 노치와 위치 적으로 대응하여 배치된 코일 그룹의 제 1 코일은 환형 자석의 일부와 반대 극성을 갖고, 노치와 위치 적으로 대응하여 배치되는 코일 그룹의 제 2 코일은 대응하는 자기 바 중 하나와 반대 극성을 갖는,
스핀 코팅 장치. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 코일 그룹은 홀더에 고정되는,
스핀 코팅 장치. - 제1항에 있어서,
8 개의 코일 그룹이 제공되고, 8 개의 코일 그룹이 샤프트 주위에 균일하게 분포되는,
스핀 코팅 장치. - 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 정의된 장치를 사용하는 스핀 코팅 방법으로서,
척 상에 코팅될 기판을 제공하는 단계; 및
샤프트에 의해 구동되는 척의 회전 및 척의 상이한 부분이 상이한 높이를 야기하는 대응하는 원심력에 의해, 전자기 유도 디바이스에 의해 척의 표면 레벨을 조정하기 위해 더 작은 높이를 갖는 척의 일부에 반발력을 가하고 큰 높이를 갖는 척의 다른 부분에 인력을 가하는 단계;
를 포함하는,
스핀 코팅 방법.
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