KR200372351Y1 - 스핀코팅장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스핀 코팅 장치를 개시한다. 개시된 본 고안은, 웨이퍼(W) 가장자리 하부에 배치된 림(20)에 1차 및 2차 코일(21,22)이 권선되고, 각 코일(21,22)에는 서로 반대극의 전류가 흐른다. 림(20)에 등간격으로 배치되는 수 개의 영구 자석(30)이 회전 가능하게 끼워진다. 각 영구 자석(30)은 림(20)의 중앙에 배치된 회전판(10)에 연결되어서, 회전하는 영구 자석(30)과 자기장이 발생되는 각 코일(21, 22)이 만나는 영역에서 N극 또는 S극 중 어느 하나의 극이 형성되면, 각 코일에서 플레밍의 왼손 법칙에 따라 상방으로 자기력(F)이 발생되고, 아울러 회전하는 영구자석과 자기장이 발생되는 코일이 만나지 않는 영역에서는 회전하는 영구 자석과 자기장이 발생되는 코일이 만나는 영역에서 발생되는 극과 반대의 극이 형성됨으로써 인력에 의해 영구 자석이 반대의 극 방향으로 회전하게 된다. 즉, 영구 자석이 어느 한 방향으로 회전하게 되어 부상된 웨이퍼(W)도 영구 자석과 같은 방향으로 저속으로 회전하게 된다. 한편, 회전되는 웨이퍼(W)상으로 포토레지스트(P)를 분사하는 노즐(50)은 회전판(10)의 중심 연직 상부에 배치된다.

Description

스핀 코팅 장치

본 고안은 스핀 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨이퍼 표면에 패턴을 형성시키기 위해서, 웨이퍼를 회전시키면서 포토레지스트를 코팅하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 포토레지스트는 웨이퍼 상에 소정의 패턴을 형성하기 위해서 사용되는데, 여기서 포토레지스트의 코팅 두께는 항상 일정해야, 즉 중심과 가장자리의 코팅 두께의 차이가 없어야 웨이퍼의 신뢰성이 향상되므로, 웨이퍼를 회전시키면서 포토레지스트를 코팅하게 된다.

이러한 포토레지스트 스핀 코팅에 영향을 주는 요인들은 점성 계수, 다중체 함량, 최종 스핀 속도, 스핀 시간, 및 가속도 등이 있다. 이 중에서 점성 계수와 다중체의 함량은 포토레지스트 제조 공정시 미리 결정되는 요인들이므로, 스핀 코팅시 막 두께를 결정짓는 요인은 스핀 속도와 가속도이다.

먼저, 스핀 속도는 LCD가 회전함에 따라 포토레지스트가 계속 퍼져 나가서 균일하게 되는데, 포토레지스트 내에 함유된 용재(solvent)가 계속 회전하여 막 표면에서 증발하게 되어 막을 더욱 얇게 만든다. 여분의 포토레지스트는 원심력에 의해 웨이퍼의 가장자리로 밀리고, 표면 장력으로 인해 가장자리에 쌓이게 된다. 따라서, 높은 가속도일수록 균일한 막을 얻을수 있고, 또한 가장자리 쌓임도 줄일 수 있다.

종래의 스핀 코팅 장치가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)는 진공압에 의해 척(1)상에 흡착된다. 척(1) 상부, 보다 구체적으로는 웨이퍼(W)의 중심 상부에 포토레지스트(P)가 분사되는 노즐(2)이 배치되어 있다.

상기와 같이 구성되어서, 척(1)이 회전하게 됨으로써 웨이퍼(W)도 같이 회전되고, 이러한 상태에서 노즐(2)로부터 포토레지스트(P)가 웨이퍼(W) 표면으로 분사된다. 포토레지스트(P)는 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해서 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 가장자리로 퍼지면서 코팅된다.

그런데, 웨이퍼가 점차 대구경으로 발전되고 있는 상태에서, 대구경의 웨이퍼를 회전시키게 되면, 도 2와 같이 가장자리 부분이 심하게 상하로 떨리는 디쉬(dish) 현상이 발생된다. 디쉬 현상이 일어나고 있는 상태에서, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 코팅하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 포토레지스트가 균일하게 코팅되지 못하게 되고, 후속 공정인 노광 및 현상 공정에 차질을 빚게 된다.

따라서, 본 고안은 종래의 스핀 코팅 장치가 안고 있는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 자기 부상력(磁氣浮上力)을 이용해서 웨이퍼를 회전시키면서 포토레지스트를 코팅하여, 디쉬 현상이 발생되지 않도록 함으로써 균일한 코팅 두께를 실현할 수 있는 스핀 코팅 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안은에 따른 스핀 코팅 장치는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.

웨이퍼 가장자리 하부에 배치된 림에 1차 및 2차 코일이 권선되고, 각 코일에는 서로 반대극의 전류가 흐른다. 림에 등간격으로 배치되는 수 개의 영구 자석이 회전 가능하게 끼워진다. 각 영구 자석은 림의 중앙에 배치된 회전판에 연결되어서, 회전하는 영구 자석과 자기장이 발생되는 각 코일이 만나는 영역에서 N극 또는 S극 중 어느 하나의 극이 형성되면, 각 코일에서 플레밍의 왼손 법칙에 따라 상방으로 자기력(F)이 발생되고, 아울러 회전하는 영구 자석과 자기장이 발생되는 코일이 만나지 않는 영역에서는 회전하는 영구 자석과 자기장이 발생되는 코일이 만나는 영역에서 발생되는 극과 반대의 극이 형성됨으로써 인력에 의해 영구 자석이 반대의 극 방향으로 회전하게 된다. 즉, 영구 자석이 어느 한 방향으로 회전하게 되어 부상된 웨이퍼도 영구 자석과 같은 방향으로 저속으로 회전하게 된다. 한편, 회전되는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 분사하는 노즐은 회전판의 중심 연직 상부에 배치된다.

상기된 본 고안의 구성에 의하면, 웨이퍼의 가장자리 하부에서 제공되는 자기력에 의해서 웨이퍼를 부상시킴과 아울러 회전시킴으로써, 웨이퍼의 가장자리가 심하게 떨리는 디쉬 현상이 방지된다. 따라서, 포토레지스트를 균일하게 코팅할 수가 있게 된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 스핀 코팅 장치를 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 6은 본 고안의 주요부인 림에 코일이 권선된 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 고안의 주요부를 확대해서 나타낸 상세도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 환상 구조의 림(20)은 웨이퍼(W) 가장자리의 하부에 소정 간격을 두고 배치된다. 림(20)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 1차 및 2차 코일(21,22)이 권선되고, 각 코일(21,22)에는 서로 다른 극의 전류가 흐르게 된다.

다시, 도 4 및 도 5에서, 회전판(10)이 림(20)의 중앙에 배치되고, 120。등간격으로 배치된 3개의 브릿지(11)가 회전판(10)에 형성된다. 각 브릿지(11)의 선단에 영구 자석(30)이 연결되고, 각 영구 자석(30)은 림(20)에 회전 가능하게 끼워진다. 각 영구 자석(30)상에 웨이퍼(W)의 가장자리가 안치되는데, 웨이퍼(W)를 진공압으로 흡착하기 위해서, 회전판(10)에는 진공 호스(32)가 연결되고, 영구 자석(30) 표면에는 진공홈(31)이 형성되며, 도시되지는 않았지만, 진공 호스(32)와 진공홈(31)은 브릿지(11)내에 형성된 진공 통로에 의해 연결된다.

한편, 웨이퍼(W)상으로 포토레지스트(P)를 분사하는 노즐(50)이 회전판(10)의 중심 연직 상부에 배치되고, 코팅 완료 후 웨이퍼(W)를 소정 높이로 들어올리는 3개의 리프트 핀(40)이 각 브릿지(11) 사이에 배치된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

리프트 핀(40)이 상승되어, 웨이퍼(W)가 각 리프트 핀(40)상에 안치된다. 이어서, 리프트 핀(40)이 하강되어, 웨이퍼(W)는 각 영구 자석(30)상에 회전판(10)의 중심과 일치된 상태로 안치된다. 진공홈(31)을 통해 제공된 진공압에 의해 웨이퍼(W)가 영구 자석(30)상에 흡착된다.

이와 같이 웨이퍼(W)가 정렬되면, 진공압 공급을 중단하고, 각 코일(21,22)에 서로 다른 극의 전류를 약하게 흘려준다. 그러면, 회전되는 영구 자석(30)과 자기장이 발생되는 각 코일(21,22) 영역이 만나는 지점에서, 예를 들어 N극이 형성되면, 각 코일(21,22)에서 플레밍의 왼손 법칙에 따라 "A" 영역에서 상방으로 자기력(F)이 발생되고, "B" 영역에서 마그네틱을 끌어당겨 주는 작용이 연속적으로 이루어지게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)는 영구 자석(30)으로부터 소정 높이만큼 부상된다. 아울러, 회전하는 영구 자석(30)과 자기장이 발생되는 각 코일(21, 22)이 만나지 않는 영역에서는 영구 자석과 각 코일이 만나는 영역에서 발생하는 N극과 반대인 S극이 형성됨으로써, 인력에 의해서 영구 자석(30)이 S극 방향으로 회전하게 된다. 즉, 회전판(10)과 영구 자석(30) 및 브릿지(11) 전체가 어느 한 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 부상된 웨이퍼(W)도 영구 자석(30)과 같은 방향으로 저속으로 회전된다.

이러한 동작 중에 노즐(50)로부터 포토레지스트(P)를 분사하여, 초기에 웨이퍼(W) 표면에 포토레지스트(P)가 균일하게 분포되도록 한다. 그런 다음, 전류를 강하게 흘려주어서, 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시키면서, 포토레지스트(P)를 계속 코팅한다.

한편, 웨이퍼(W)의 회전 속도는 전류의 세기를 가감하므로써 정확하게 제어할 수가 있고, 코팅 두께는 회전 시간에 따라 조정하면 된다.

상기된 바와 같이 본 고안에 의하면, 웨이퍼의 가장자리 하부로부터 제공되는 자기력에 의해서 웨이퍼가 부상됨과 아울러 회전됨으로써, 웨이퍼의 가장자리가 심하게 떨리는 디쉬 현상이 방지된다. 따라서, 포토레지스트를 균일하게 도포할 수가 있게 된다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1은 종래의 스핀 코팅 장치를 나타낸 도면

도 2는 종래의 스핀 코팅 장치에서 나타나는 디쉬 현상이 도시한 도면

도 3은 디쉬 현상에 의해 포토레지스트가 불균일하게 코팅된 상태를 나타낸 도면

도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 스핀 코팅 장치를 나타낸 정면도 및 평면도

도 6은 본 고안의 주요부인 림에 코일이 권선된 상태를 나타낸 도면

도 7은 본 고안의 주요부를 확대해서 나타낸 상세도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 ; 회전판 11 ; 브릿지

20 ; 림 21 ; 1차 코일

22 ; 2차 코일 30 ; 영구 자석

40 ; 리프트 핀 50 ; 노즐

Claims (2)

1. 웨이퍼 중심의 연직 상부에 배치되어, 상기 웨이퍼 표면으로 포토레지스트를 분사하는 노즐;

   상기 웨이퍼의 가장자리 하부를 따라 소정 간격으로 배치된 환상의 림;

   상기 림에 권선되어서, 서로 다른 극의 전류가 공급되는 1차 및 2차 코일; 및

   상기 림에 회전이동이 가능하게 끼워지고, 상기 웨이퍼가 안치되는 영구 자석을 포함하고,

   상기 영구 자석과 1차 및 2차 코일은 공급되는 전류에 의해서 자기 부상력과 회전력을 발생시켜, 상기 웨이퍼를 소정 높이로 부상시킴과 아울러 회전시키는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각 영구 자석상에, 상기 림과 웨이퍼의 중심이 일치시킨 상태에서 웨이퍼를 진공압으로 고정하기 위한 진공홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 장치.