KR20020015157A - Apparatus for spin coating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스핀 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판상에 소정의 코팅액을 적하하여 코팅시키는 장치의 구조가 개선된 스핀 코팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spin coating apparatus, and more particularly, to a spin coating apparatus having an improved structure of a device for dropping and coating a predetermined coating liquid on a substrate.
통상적으로 스핀 코팅 장치는 기판상에 포토 레지스터와 같은 코팅액을 적하하고, 기판을 흡착하고 있는 척을 고속으로 회전시켜서 균일한 두께의 코팅층을 형성시키는 장치를 말한다. 이것은 기판상에 코팅액을 디핑(deeping)하는 방법이나, 스프레이하는 방법이나, 굴리는 방법으로 코팅하는 것보다는 엄격한 두께 조절에 대해서 매우 유리하다고 할 수 있다.In general, a spin coating apparatus is a device in which a coating liquid such as a photoresist is dropped on a substrate, and a chuck that adsorbs the substrate is rotated at high speed to form a coating layer having a uniform thickness. This can be said to be very advantageous for strict thickness control rather than coating by dipping, spraying or rolling the coating liquid onto the substrate.
이러한, 소망하는 두께의 코팅층을 얻기 위해서는 몇가지 변수의 조절이 필요한데, 이중에서도 가장 중요한 것은 코팅액의 점도와 최종 스핀 속도를 들 수 있다. 보통 포토 레지스터의 경우에는 0.6 마이크로미터에서 수 마이크로미터의 두께를 가지는데, 이 두께는 포토 레지스터의 점도로 인하여 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.In order to obtain a coating layer having a desired thickness, several parameters need to be adjusted. Among them, the most important one is the viscosity of the coating liquid and the final spin speed. Usually photoresists have a thickness from 0.6 micrometers to several micrometers, which can be obtained at spin speeds of 100 to 1500 rpm due to the viscosity of the photoresist. And the thing to note about the spin speed is the lifetime of the device. Above 1000 rpm, the spinner motor is easily damaged. Spin speed is one of the important process variables that needs to be managed.
도 1은 이러한 종래의 스핀 코팅 장치의 일 예를 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing an example of such a conventional spin coating apparatus.
도면을 참조하면, 상기 장치는 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.Referring to the drawings, the apparatus includes a cover 11 and a case 12 coupled with the cover 11. In the case 12, a vacuum chuck 13 on which the substrate 100 is adsorbed, a rotation shaft 14 coupled to the vacuum chuck 13, and a rotation motor 15 for rotating the rotation shaft 14. Is installed.
상기 기판(100)의 상방에는 정류판(16)과, 내부 커버(17)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 커버(11)의 소정부에는 외부로부터 공기가 유입되도록 통공이 형성되어 있고, 상기 통공에는 공기량을 조절할 수 있게 나사식으로 결합된 공기 조절부(19)가 설치되어 있다. 또한, 상기 케이스(12)의 하부에는 유입된 공기를 배출시키는 배기로(18)가 복수개 형성되어 있다.The rectifying plate 16 and the inner cover 17 are provided above the substrate 100. And, a predetermined portion of the cover 11 is formed with a through-hole so that air is introduced from the outside, the through-hole is provided with an air control unit 19 is screwed to adjust the amount of air. In addition, a plurality of exhaust paths 18 for discharging the introduced air are formed under the case 12.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 스핀 코팅 장치를 이용하여 기판(100) 상에 코팅액을 코팅시키는 방법은 다음과 같다.The method of coating the coating liquid on the substrate 100 by using a conventional spin coating apparatus having such a structure is as follows.
우선 디스펜서에 의하여 상기 기판(100) 상에 포토 레지스터와 같은 코팅액을 적하한다. 이때, 상기 회전 모우터(15)에 동력을 공급하여 상기 회전축(14)을 회전시키게 되면, 상기 회전축(14)과 결합되며 상기 기판(100)을 진공으로 흡착하고 있는 진공 척(13)도 동시에 회전이 가능하다.First, a coating liquid such as a photoresist is dropped on the substrate 100 by a dispenser. At this time, when the rotary shaft 14 is rotated by supplying power to the rotary motor 15, the vacuum chuck 13 coupled with the rotary shaft 14 and adsorbing the substrate 100 by vacuum is also simultaneously. Rotation is possible.
이처럼 진공 척(13)의 회전에 의하여 기판(100)을 회전시키면, 원심력에 의하여 코팅액이 분산되면서 상기 기판(100)의 전면에 코팅이 된다. 여기서, 상기 케이스(12)의 내부에 머물러 있던 공기나 이물질등이 상기와 같은 고속 회전에 의하여 상기 배기로(15)를 통하여 배출되고, 상기 커버(11)의 소정부에 설치된 공기 공기 조절부(19)으로부터 공기가 유입된다.As such, when the substrate 100 is rotated by the rotation of the vacuum chuck 13, the coating liquid is dispersed by centrifugal force and coated on the entire surface of the substrate 100. Herein, the air or the foreign matter remaining in the case 12 is discharged through the exhaust passage 15 by the high-speed rotation as described above, and the air air adjusting unit provided in the predetermined portion of the cover 11 ( Air is introduced from 19).
이와 같은 배기로(15)를 통한 강제 배기로 회전시에 발생하는 코팅액의 응집등과 같은 불순물이 포함된 공기는 외부로 빠져나가게 된다.The air containing impurities such as agglomeration of the coating liquid generated at the time of rotation by the forced exhaust through the exhaust passage 15 is discharged to the outside.
그런데, 종래의 스핀 코팅 장치는 복수개 설치된 상기 공기 조절부(19)를 통하여 유입되는 공기량을 조절하기 위해서 작동자가 수동으로 일일이 조정해야 하는 불편함이 있다. 이로 인하여 유입되는 공기량을 항상 일정하게 유지하지 못하여 제품 품질에 악영향을 끼칠 수 있다는 점과, 작동자의 작동이 미숙할 경우에는 장치의 부분적인 파손의 우려가 내재된다고 할 수 있다.However, the conventional spin coating apparatus is inconvenient that the operator must manually adjust in order to adjust the amount of air introduced through the plurality of air adjusting units 19 installed. As a result, the amount of inflow air may not be kept constant at all times, which may adversely affect product quality, and in the case of inexperienced operation of the operator, there is a fear of partial damage of the device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 커버에 설치되는 공기의 유입을 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 구조가 개선된 스핀 코팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object thereof is to provide a spin coating apparatus having an improved structure to more effectively control the inflow of air installed in a cover.
도 1은 종래의 스핀 코팅 장치를 도시한 측단면도,1 is a side cross-sectional view showing a conventional spin coating apparatus,
도 2는 본 발명에 따른 스핀 코팅 장치를 도시한 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view showing a spin coating apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11,21...커버 12,22...케이스11,21 ... cover 12,22 ... case
13,23...진공 척 15,25...회전 모우터13,23 ... vacuum chuck 15,25 ... rotary motor
18,28...배기로 19,29...공기 조절부18,28 ... Exhaust 19,29 ... Air conditioner
210...밸브부 211...버터플라이 밸브210 ... Valve section 211 ... Butterfly valve
212...원판 213...공기 통로부212 Disc 213 Air passage section
100,200...코팅액 210...실린더100,200 ... Coating fluid 210 ... Cylinder
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 스핀 코팅 장치는,Spin coating apparatus according to an aspect of the present invention to achieve the above object,
케이스;case;
상기 케이스와 분리가능하게 결합되어, 코팅가능한 내부 공간을 제공하는 커버부;A cover part detachably coupled to the case to provide a coatable inner space;
상기 내부 공간에 설치되며, 코팅하고자 하는 기판이 장착되는 척;A chuck installed in the inner space and mounted with a substrate to be coated;
상기 척과 결합되어 기판을 소망하는 속도로 회전가능하게 하는 구동부;A drive unit coupled to the chuck to rotate the substrate at a desired speed;
상기 케이스의 소정부에 설치되어 내부 공간에 잔류하는 기체를 배출시키는 통로를 제공하는 배기로; 및An exhaust passage provided in a predetermined portion of the case and providing a passage for discharging gas remaining in the internal space; And
상기 커버에 설치되어 외부로부터 유입되는 기체를 자동으로 조절하는 것으로,Is installed on the cover to automatically adjust the gas flowing from the outside,
상기 커버에 형성된 통공에 연통가능하게 나사결합된 공기 조절부와, 상기 공기 조절부와 연결되어 이를 통하여 외부의 공기를 유입하는 밸브부와, 상기 밸브부를 선택적으로 개폐시키는 실린더로 된 공기 조절 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.An air control unit screwed to communicate with a through hole formed in the cover, a valve unit connected to the air control unit to introduce external air through the air control unit, and an air control unit including a cylinder for selectively opening and closing the valve unit; Characterized in that it comprises a.
또한, 상기 밸브부는 버터플라이 밸브인 것을 특징으로 한다.In addition, the valve portion is characterized in that the butterfly valve.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 스핀 코팅 장치를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the spin coating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 스핀 코팅 장치를 도시한 측단면도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view showing a spin coating apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 상기 장치는 외부로부터 먼지의 유입을 차단하는 커버(21)와, 상기 커버(21)와 결합되어 내부의 공간을 밀폐시키는 케이스(22)를 포함한다. 상기 내부 공간에는 중앙에 기판(200)이 진공으로 흡착되는 진공 척(23)이 설치되고, 상기 진공 척(23)은 회전축(24)에 결합된다. 상기 회전축(24)은 이를 정회전 및 역회전시키는 회전 모우터(25)에 그 단부가 장착되어 있다.Referring to the drawings, the apparatus includes a cover 21 to block the inflow of dust from the outside, and a case 22 coupled to the cover 21 to seal the interior space. The inner space is provided with a vacuum chuck 23 in which the substrate 200 is sucked by a vacuum in the center, the vacuum chuck 23 is coupled to the rotary shaft 24. The end of the rotary shaft 24 is mounted on the rotary motor 25 for forward and reverse rotation thereof.
상기 케이스(22)의 내부에는 상기 기판(200)의 상방으로 소정 간격 이격되게 정류판(26)과, 내부 커버(27)가 각각 지지되어 있다. 상기 케이스(22)의 하부에는 케이스(22)의 내부 공간에 머무르고 있는 공기나 먼지와 같은 이물질을 배출하기 위한 통로를 제공하는 배기로(28)가 복수개 설치된다. 상기 배기로(28)는 상호 연통되어 있다.The rectifying plate 26 and the inner cover 27 are respectively supported in the case 22 to be spaced apart from the substrate 200 by a predetermined interval. The lower part of the case 22 is provided with a plurality of exhaust passages 28 for providing a passage for discharging foreign matter such as air or dust remaining in the inner space of the case 22. The exhaust passages 28 are in communication with each other.
여기서, 상기 커버(21)에는 외부로부터 공기나, 질소등을 유입시키기 위하여 별도의 공기 조절 수단이 설치된다.Here, the cover 21 is provided with a separate air control means for introducing air, nitrogen or the like from the outside.
즉, 상기 커버(21)에는 기체가 유입될 수 있는 통공이 형성되어 있고, 상기 통공에는 공기량을 조절할 수 있게 나사식으로 결합된 공기 조절부(29)가 복수개 설치된다. 상기 공기 조절부(29)에는 이를 통하여 외부로부터 유입되는 공기를 제어할 수 있는 밸브부(210)가 설치된다.That is, the cover 21 is formed with a through hole through which gas can be introduced, and the through hole is provided with a plurality of air adjusting units 29 screwed to adjust the amount of air. The air control unit 29 is provided with a valve unit 210 that can control the air flowing from the outside through this.
상기 밸브부(210)로는 다양한 실시예가 가능한데, 여기에서는 도시되지 않은실린더의 작용으로 개폐가 가능한 버터플라이 밸브(211)가 바람직하다. 상기 버터플라이 밸브(211)는 중앙에 원판(212)이 설치되어 있어서 이를 회전시켜서 공기 통로를 개폐하게 된다. 이에 따라, 공기는 상기 밸브부(210)와 연결된 공기 통로부(213)를 통하여 공기 조절부(29)로 유입이 가능하다.Various embodiments of the valve unit 210 are possible, and a butterfly valve 211 that can be opened and closed by the action of a cylinder (not shown) is preferable. The butterfly valve 211 is provided with a disc 212 in the center to rotate it to open and close the air passage. Accordingly, the air may be introduced into the air conditioner 29 through the air passage 213 connected to the valve 210.
상기 공기 조절부(29)는 커버(21)와 케이스(22)의 결합으로 형성되는 내부의 공간을 외부로부터 선택적으로 차단하도록 밀폐하고 있다. 그리고, 외부의 공기를 유입시에는 상기 밸브부(210)가 이를 적정량 유입시킬 수 있도록 개폐하는데, 상기 복수개의 공기 조절부(29)에 각각 설치된 밸브부(210)는 동시에 개폐가능하게 별도로 마련된 실린더에 의하여 동시에 개폐시키는 것이 바람직하다.The air conditioner 29 is sealed to selectively block the interior space formed by the combination of the cover 21 and the case 22 from the outside. In addition, when the outside air is introduced, the valve unit 210 opens and closes to allow a proper amount to flow therein. The valve units 210 respectively installed on the plurality of air control units 29 are separately provided to open and close at the same time. It is preferable to open and close simultaneously.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 일 예에 따른 스핀 코팅 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the spin coating apparatus according to an embodiment of the present invention having the above structure as follows.
우선, 상기 진공 척(23) 상부에 코팅하고자 하는 기판(200)을 장착한다. 상기 기판(200)은 진공으로 진공 척(23)에 흡착되어 있다. 그리고, 상기 진공 척(23)은 소정부에 회전축(24)이 결합되어 있고, 이 회전축(24)의 단부는 회전 모우터(25)에 연결되어 있어서, 상기 회전 모우터(25)의 회전력으로 상기 진공 척(23)의 회전은 가능하다. 이에 따라, 진공 척(23) 또한 회전하게 된다.First, the substrate 200 to be coated is mounted on the vacuum chuck 23. The substrate 200 is adsorbed to the vacuum chuck 23 by vacuum. In addition, the vacuum chuck 23 has a rotation shaft 24 coupled to a predetermined portion, and an end portion of the rotation shaft 24 is connected to the rotation motor 25, so that the rotation force of the rotation motor 25 is reduced. Rotation of the vacuum chuck 23 is possible. Accordingly, the vacuum chuck 23 also rotates.
다음으로 포토 레지스터와 같은 코팅액을 분사시킬 수 있는 수단, 예를 들어 도시되어 있지 않지만 디스펜스등을 이용하여 코팅액을 상기 기판(200)의 중앙부에 소정량 적하하게 된다. 이때, 상기 진공 척(23)이 정지되어 있을 수도 있고, 그렇지 않으면 낮은 속도로 회전할 수도 있다. 바람직하게는 상기 진공 척(23)이 저속으로 회전하는 것이 분산에 유리하다고 할 수 있을 것이다.Next, the coating liquid, such as a photoresist, may be sprayed by a predetermined amount, for example, although not shown, by using a dispenser, etc., in a central portion of the substrate 200. At this time, the vacuum chuck 23 may be stopped, or may rotate at a low speed. Preferably it can be said that the rotation of the vacuum chuck 23 at a low speed is advantageous for dispersion.
이렇게, 상기 진공 척(23)이 회전하게 되면, 기판(200) 상에 적하된 코팅액은 원심력에 의하여 기판(200)의 중앙부로부터 바깥쪽으로 분산되어, 최종적으로는 상기 기판(200) 표면에 피막 형성이 가능하다.Thus, when the vacuum chuck 23 is rotated, the coating liquid dropped on the substrate 200 is dispersed outward from the center of the substrate 200 by centrifugal force, finally forming a film on the surface of the substrate 200 This is possible.
여기서, 상기 커버(21)와 케이스(22)의 결합으로 생긴 내부 공간에 있는 회전시에 발생하는 코팅액의 응집등과 같은 미립자가 포함된 공기는 강제 배기를 통하여 상기 배기로(28)를 통하여 배출시킨다.Here, air containing fine particles, such as agglomeration of the coating liquid, generated during rotation in the internal space formed by the coupling of the cover 21 and the case 22 is discharged through the exhaust passage 28 through forced exhaust. Let's do it.
이러한 스핀 코팅과정에서, 상기 커버(21)에 형성된 통공을 통하여 외부의 공기나 질소등이 유입이 되는데, 본 발명의 특징에 따르면, 상기 통공에 결합된 공기 조절 수단에 의하여 효과적으로 공기량을 조절하는 것이 가능하다.In this spin coating process, outside air or nitrogen is introduced through the through hole formed in the cover 21. According to the feature of the present invention, it is possible to effectively control the air amount by the air adjusting means coupled to the through hole. It is possible.
즉, 외부의 공기나 질소등의 불어내기 공정에서 상기 밸브부(210)를 동작시키면, 공기 조절부(29)에 결합되어 내부 공간을 대기와 차단시키는 버터 플라이 밸브(211)의 원판(212)을 점선으로 표시한바와 같이 개방시키게 된다.That is, when the valve unit 210 is operated in a blowing process such as outside air or nitrogen, the disc 212 of the butterfly valve 211 is coupled to the air control unit 29 to block the internal space from the atmosphere. Will be opened as indicated by the dotted line.
이에 따라, 외부의 기체는 적정량 상기 커버(21)와 케이스(22)의 결합으로 생긴 내부 공간으로 유입되어 도면에 표시된 것처럼 화살표 방향으로 유동하여 상기 배기로(28)를 통하여 빠져 나가게 된다. 이처럼, 상기 밸브부(210)가 실린더의 작용으로 선택적으로 개폐되어 공기의 유입을 적절하게 조정하게 되는 것이다.Accordingly, the external gas flows into the inner space formed by the combination of the cover 21 and the case 22 and flows in the direction of the arrow as shown in the figure to exit through the exhaust passage 28. In this way, the valve unit 210 is selectively opened and closed by the action of the cylinder to properly adjust the inflow of air.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 코팅 장치에 의하면, 통공이 형성된 커버에 상응하게 결합되어 외부의 공기를 유입시키는 공기 조절 수단을자동으로 개폐가능하게 됨으로써, 유입되는 공기량을 항상 일정하게 유지할 수 있고, 작동자의 작동 미숙으로 오는 장치의 부분적인 파손을 미연에 방지할 수 있을 것이다.As described above, according to the spin coating apparatus according to the present invention, by being able to automatically open and close the air regulating means that is coupled to the cover formed through the opening to let the outside air in, thereby maintaining a constant amount of incoming air at all times It is possible to prevent the partial breakdown of the device that comes to the operator's immaturity of operation.
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.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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Cited By (2)
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| KR101104997B1 (en) * | 2009-04-24 | 2012-01-16 | 이중근 | A soundproof plate assembly |
| KR20140082427A (en) * | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for treating substrate and method for treating the same |
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2000
- 2000-08-21 KR KR1020000048321A patent/KR20020015157A/en not_active Application Discontinuation
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| KR101104997B1 (en) * | 2009-04-24 | 2012-01-16 | 이중근 | A soundproof plate assembly |
| KR20140082427A (en) * | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for treating substrate and method for treating the same |
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| Date | Code | Title | Description |
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| WITN | Withdrawal due to no request for examination |