KR20010063316A - 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치 - Google Patents

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Abstract

정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치를 개시한다. 본 발명은 커버부와, 상기 커버부와 분리가능하게 결합되며 내부 커버와 정류판이 순차적으로 설치되는 본체부와, 상기 정류판 하부에 설치되어 포토 레지스터가 적하된 기판을 장착하는 척과, 상기 척과 회전축으로 결합되어 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 동력을 공급하는 회전 모우터와, 본체부의 소정부에 설치되어 본체부 내부에 유입된 이물질을 제거하는 정전기 발생장치를 포함한다.

Description

정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치{spin coating apparatus applying static discharger}
본 발명은 스핀코팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장치내에 부유하는 입자를 제거하도록 구조가 개선된 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치에 관한 것이다.
통상적으로 스핀코팅장치는 기판상에 포토 레지스터와 같은 코팅액을 인가하고, 기판을 흡착하고 있는 척을 고속으로 회전시켜서 균일한 두께의 코팅층을 형성시키는 장치이다. 이러한 코팅 방법은 기판상에 코팅액을 담궈는 디핑법(deeping method)이나, 기판상에 코팅액을 도포하는 스프레이법에 비하여 엄격한 두께 조절에 매우 유리하다고 할 수 있다.
소망하는 두께의 코팅층을 형성시키기 위해서는 몇가지 변수의 조절이 필요하다. 이중에서도 가장 중요한 것은 코팅액의 점도와 최종스핀속도를 들 수 있다. 보통 포토레지스터의 점도는 3000 내지 9000 rpm의 스핀 속도에서 얻을 수 있다. 그리고, 스핀 속도에서 주의해야 할 점은 장치의 수명이다. 7000 rpm 이상에서는 스피너 모우터의 손상을 입기가 쉽다. 스핀 속도는 잘 관리해야 할 중요한 공정 변수중의 하나이다.
도 1을 참조하면, 종래의 스핀 코팅 장치(10)는 커버(11)와, 상기 커버(11)와 결합되는 본체(12)와, 상기 본체(12) 내부에 설치되어 기판(100)을 흡착하는 진공 척(13)과, 상기 진공 척(13)과 결합되는 회전축(14)에 설치되어 상기 진공 척(13)을 회전시키는 회전 모우터(15)를 포함한다.
상기 커버(11) 상에는 외부로부터 공기가 유입 및 유출되도록 차폐가능한 공기조절부(16)가 설치되어 있다. 상기 커버(11)의 하부측으로는 내부 커버(17)와, 상기 내부 커버(17)의 하부에 설치되는 정류판(18)이 설치되어 있다.
한편, 상기 본체(12)의 하부에는 유입된 공기를 배출시키는 배기로(19)가 복수개 형성되어 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 종래의 스핀 코팅 장치(10)의 작용을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
우선, 상기 기판(100)을 진공 척(13)에 흡착시키고, 상기 기판(100) 상에 포토 레지스터를 소정량 적하시킨다. 다음으로, 상기 회전 모우터(15)를 구동시켜 회전축(14)이 회전하게 되면, 상기 회전축(14)에 결합된 진공 척(13)이 회전가능하다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 적하된 포토 레지스터가 원심력에 의하여 분사되면서 기판(100)의 전면에 균일하게 도포된다. 상기와 같은 고속 회전에 의하여 본체(12) 내부에 있는 공기는 배기로(19)를 통하여 배출된다.
여기서, 상기 본체(12)의 내부에는 상기 진공 척(12)이 회전시 포토 레지스터가 상기 기판(100) 상에 코팅되면서, 기판(100)의 가장자리로부터 튕겨져 나가는 잉여 포토 레지스터가 별도의 회수 경로(미도시)를 통하여 회수하게 된다. 이때, 포토 레지스터에 포함된 불순 입자들이 기판(100)의 회전 반발력으로 인하여 다시 기판(100) 상에 역류되어 오염시킬 수 있다.
그리고, 스핀 코팅시에는 본체(12) 내의 밀폐된 공간에서 강제 배기를 시키게 되어 고속 회전에 의하여 내부의 공기가 배기로(19)를 통하여 배출하게 됨에 따라, 내부 공기의 절대량이 줄어들게 된다. 이러한 상태에서, 코팅이 완료되어 상기 공기 조절부(16)가 개방되어 공기가 유입되면, 외부로부터 유입되는 공기들에 포함된 불순물등이 포토 레지스터가 도포된 기판(100)을 오염시키게 된다.
이렇게 기판(100)상에 불순 입자들이 내재된 경우에는 후속되는 정밀 공정, 이를테면, 노광 공정등에서 관련 제품의 품질에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 스핀 코팅시 유입되는 불순물이 기판상에 잔류하지 않도록 별도의 장치를 본체에 설치하여 불순물을 제거하도록 구조가 개선된 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 스핀 코팅 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 코팅 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 도 2에 채용된 정전기 발생장치의 일 예를 도시한 개략도,
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10,20...스핀 코팅 장치 11,21...커버
12,22...본체 13,23...진공 척
15,25...회전 모우터 16,26...공기 조절부
17,27...내부 커버 18,28...정류판
19,29...배기로 31...전압인가장치
32...방전 전극 33...집전 전극
34...흡수 통로 35...분진 저장 장치
36...탈진 장치 100...기판
200...정전기 발생장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치는,
커버부;
상기 커버부와 분리가능하게 결합되어 코팅가능한 내부 공간을 제공하며, 내부커버와 정류판이 순차적으로 설치되는 본체부;
상기 정류판 하부에 설치되어 포토 레지스터가 적하된 기판을 장착하는 척;
상기 척과 회전축으로 결합되어 상기 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 동력을 공급하는 회전 모우터;
상기 본체부의 소정부에 설치되어 본체부 내부에 유입된 이물질을 제거하는정전기 발생장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 정전기 발생장치는 전압인가장치와, 상기 전압인가장치로부터 발생된 전압이 인가되는 방전 전극과, 상기 방전 전극과 대향되게 설치되어 정전기력으로 흡입 통로로 유입된 분진을 포집하는 집진 전극과, 상기 집진 전극에 포집된 분진을 탈진시키도록 상기 전극상에 설치되는 탈진 장치와, 상기 탈진 장치로부터 탈진된 분진을 저장하는 분진 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스핀 코팅 장치(20)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 장치(20)에는 외부로부터 먼지의 유입을 차단하는 커버(21)와, 상기 커버(21)와 결합되어 내부의 공간을 밀폐시키는 본체(22)를 포함한다. 상기 내부 공간에는 중앙부에 진공 척(23)이 설치되고, 상기 진공 척(23)은 회전축(24)에 회전가능하게 결합된다. 상기 회전축(24)은 이를 정회전 및 역회전시키는 회전 모우터(25)에 그 단부가 결합되어 있다. 상기 진공 척(23) 상에는 포토 레지스터가 도포될 기판(100)이 장착된다.
상기 본체(22)의 내부에는 상기 기판(100)의 상방으로 소정 간격 이격되게, 내부 커버(27)와, 정류판(28)이 각각 설치되고, 본체(22)의 하부에는 상기 본체(22)의 내부 공간에 잔류하는 이물질이나 공기를 배출하기 위한 통로를 제공하는 배기로(29)가 복수개가 설치된다. 상기 배기로(29)는 상호 연통되어 있다.
여기서, 상기 정류판(28)의 하부측에는 복수개의 정전기 발생장치(200)가 설치된다. 상기 정전기 발생장치(200)는 여러 가지 형태가 있을 수 있는데, 여기서는 고전압을 인가하여 코로나 방전에 의하여 대전시키는 발생장치를 설치한 것이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정전기 발생장치(200)는 상기 정류판(28)의 하부의 가장자리에 부착되는데, 고전압을 인가하는 전압인가장치(31)와, 상기 전압인가장치(31)로부터 발생된 고전압이 인가되는 방전 전극(32)을 포함한다. 그리고, 상기 방전 전극(32)과 대향되게 집진 전극(33)이 설치된다.
그리고, 그 하부에는 흡입 통로(34)를 통하여 흡입된 분진을 저장하는 분진 저장 장치(35)가 설치되고, 상기 전극(32)(33) 상에는 포집된 분진을 주기적으로 탈진시켜 상기 분진 저장 장치(35)로 떨어뜨리는 탈진 장치(36)가 설치된다. 이때, 상기 정전기 발생장치(200)는 본체(22) 내의 다른 부위에도 장착하는 것이 가능하다.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 스핀 코팅 장치(20)의 동작 원리는 다음과 같다.
상기 진공 척(23) 상에 기판(100)을 장착한다음, 상기 기판(100)에 소정량의 포토 레지스터를 적하하게 된다. 다음으로, 회전 모우터(25)의 동력을 제공받아 회전축(24)이 고속으로 회전하게 되고, 이와 결합된 진공 척(23)에 장착된 기판(100)도 고속 회전이 가능하게 된다.
이에 따라, 기판(100) 상에 적하된 포토 레지스터가 원심력에 의하여 분사되면서 상기 기판(100)의 전면에 균일하게 도포가 된다. 상기와 같은 고속 회전에 의하여 본체(22) 내부에 있는 공기는 배기로(29)를 통하여 배출된다.
이때, 상기 기판(100)으로부터 튕겨져 나가는 잉여 포토 레지스터는 별도로 마련된 회수 수단(미도시)을 통하여 회수가 되는데, 일부 포토 레지스터에 포함된 미세한 이물질은 상기 기판(100)의 회전력에 대한 반발력으로 다시 기판(100) 상으로 역류하게 된다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 기판(100)과 인접한 위치에는 정전기 발생장치(200)가 설치되어 있다. 상기 정전기 발생장치(200)에 마련된 흡입 통로(34)를 통하여 상기 이물질은 흡입되고, 코로나 방전에 의하여 상기 방전 전극(32)으로부터 발생한 전자에 의하여 분진 입자를 대전시키게 된다.
이어서, 대전된 분진 입자는 상기 방전 및 집진 전극(32)(33) 사이에 형성된 정전기력에 의하여 집진 전극(33) 측으로 포집하게 되고, 포집된 분진은 상기 탈진 장치(36)로부터 상기 분진 저장 장치(34)로 탈진시키게 된다. 이에 따라, 포토 레지스터에 함유된 이물질이 역류되어 상기 기판(100)을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 코팅이 완료된 이후에는, 상기 공기 조절부(26)가 개방하게 되면 외부로부터 이물질의 유입이 우려되는데, 이 역시도 상기 정전기 발생장치(200)에 의하여 포집되어 제거될 수가 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치는 정전기 발생장치를 설치하여 본체 내부에 발생하는 이물질이 포토 레지스터가 도포된 기판상에 부착되는 현상을 방지할 수 있어 불량율을 대폭적으로 줄일 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 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 커버부;
    상기 커버부와 분리가능하게 결합되어 코팅가능한 내부 공간을 제공하며, 내부커버와 정류판이 순차적으로 설치되는 본체부;
    상기 정류판 하부에 설치되어 포토 레지스터가 적하된 기판을 장착하는 척;
    상기 척과 회전축으로 결합되어 상기 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 동력을 공급하는 회전 모우터;
    상기 본체부의 소정부에 설치되어 본체부 내부에 유입된 이물질을 제거하는 정전기 발생장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 발생장치는 전압인가장치와, 상기 전압인가장치로부터 발생된전압이 인가되는 방전 전극과, 상기 방전 전극과 대향되게 설치되어 정전기력으로 흡입 통로로 유입된 분진을 포집하는 집진 전극과, 상기 집진 전극에 포집된 분진을 탈진시키도록 상기 전극상에 설치되는 탈진 장치와, 상기 탈진 장치로부터 탈진된 분진을 저장하는 분진 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 발생장치를 채용한 스핀코팅장치.
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