KR20060026665A

KR20060026665A - 스핀코팅용 턴테이블장치

Info

Publication number: KR20060026665A
Application number: KR1020040075490A
Authority: KR
Inventors: 강태식; 이성근; 홍영준
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-03-24
Also published as: TWI290490B; TW200610583A; JP2007519160A; US20060060134A1; WO2006033528A1; EP1792311A1; CN1914676A; EP1792311A4

Abstract

본 발명은 스핀코팅용 턴테이블장치에 관한 것이다. 이는 회전 중심축부에 일정직경의 중심구멍을 갖는 기판을 흡착 고정한 상태로 회전하여 외부로부터 기판상에 공급된 코팅재가 원심력에 의해 퍼지며 기판의 표면에 코팅되도록 하는 스핀코팅용 턴테이블장치에 있어서, 상기 턴테이블장치는, 기판을 수평 지지하는 평평한 지지면을 가지고, 상기 지지면에는 기판에 진공 흡착력을 가하는 하나 이상의 진공구멍이 마련되어 있는 흡착지지부와; 상기 흡착지지부의 중앙에 위치하며 지지면상에 흡착 고정된 기판의 중심구멍에 끼워지는 것으로서, 외력에 의해 탄성 변형되어 상기 중심구멍을 막는 탄성체와, 상기 탄성체의 상부에 위치하며 탄성체를 가압하여 탄성체가 탄성 변형하게 하는 가압판을 포함하는 구성을 갖는다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 스핀코팅시 기판의 중심구멍을 막기 위한 별도의 부품을 사용하지 않으므로 장치가 간단하고 제조공정이 단순하며 특히 작업 후 기판 중앙부의 오염이 발생할 염려가 없다.

Description

스핀코팅용 턴테이블장치{Turn table device for spin-coating}

도 1은 통상적인 스핀 코팅시, 기판상에 광경화성 수지를 토출하는 위치의 기판 중심으로부터의 거리에 대한 코팅층 두께의 분포를 나타내 보인 그래프 도면이다.

도 2는 종래의 광디스크 스핀코팅용 텐테이블장치를 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀코팅용 턴테이블장치의 구성 및 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀코팅용 턴테이블장치의 다른 예를 부분적으로 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀코팅용 턴테이블장치의 구성 및 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 스핀코팅용 턴테이블장치의 구성 및 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11,51:턴테이블장치 13,53:턴테이블

15:캡 17,19:진공구멍

21:디스크지지돌기 23:캡수용공간

55,57:진공구멍 59:수지배출구멍

61:끼움부 63:가압판

65:탄성체 67:승강로드

69:걸림턱 71:흡착지지부

73:요철부 81:연결로드

83:종동판 85:전자석

87,99:콘트롤러 91:죠오

93:홈 95:액츄에이터

95a:홀더 95b:실린더

95c:제 1공급구 95d:제 2공급구

95e:작동로드 97:펌프

본 발명은 광디스크를 포함하는 각종 기판의 스핀코팅용 턴테이블장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크는 비접촉식으로 정보를 기록/재생하는 광픽업장치의 정보 기록매체로 널리 사용된다. 상기 광디스크는 600MB 내지 800MB의 기록 용량을 갖는 CD(Compact disc)로부터 4GB 내지 10GB의 기록 용량을 갖는 DVD(Digital Versatile Disc)로 변천하면서 데이터의 집적도를 향상시키는 방향으로 개발되어 왔다.

최근에는 보다 향상된 음질과 화질을 제공하기 위한 것으로 405nm의 블루레이저를 사용하여 20GB 이상의 저장용량을 가지는 광디스크(Blue-ray Disc, BD 또는 HD-DVD)가 개발되고 있다.

상기한 기록밀도의 향상은 여러 가지 방법에 의해 실현될 수 있는데 그 중에서 조사광의 스폿(spot)의 미소화가 큰 비중을 차지하고 있다. 데이터의 집적 용량을 증가시키기 위한 스폿의 미소화는 레이저의 파장과 렌즈의 개구수에 의하여 결정되며, 이들의 관계는 다음의 수학식 1 내지 수학식 3으로 나타낼 수 있다.

<수학식 1>

D ∝ 1.22λ/NA

<수학식 2>

F ∝ λ/NA2

<수학식 3>

f ∝ A/2NA

상기 수학식에서 D는 스폿의 직경이며, λ는 레이저의 파장, NA는 렌즈의 개구수, F는 초점의 깊이, f는 초점거리, A는 렌즈 직경이다.

상기 수학식 1에 나타난 바와 같이, 레이저의 파장이 짧아지고 렌즈의 개구수가 커지면, 스폿의 크기가 작아지며 디스크의 피트 및 대응되는 트랙의 크기가 축소되고, 기록밀도는 스폿의 2승값에 반비례하게 증가하여 기록밀도가 높아지게 된다.

반면에, 상기 수학식 2에 나타난 바와같이, 파장이 짧아지고 개구수가 커지면, 초점의 깊이는 짧아지게 되며 수학식 3에 나타낸 바와같이 초점 거리도 짧아지게 된다.

즉, CD에서 DVD를 거쳐 BD로 갈수록, 광스폿의 직경이 작아지고 초점깊이 및 초점거리가 짧아지게 되는 것이다. 이처럼 초점깊이 및 초점거리가 짧아질수록 재생특성은 광디스크의 광입사면의 상태에 민감해지기 때문에 입사면에는 스크래치가 없어야 하며 두께편차도 매우 작아야 한다는 조건이 만족되어야 한다.

한편, 광디스크의 제조에 있어서, 광투과층, 보호층 또는 락커층 등의 코팅은 스핀코팅 방법에 의해 이루어진다. 상기 스핀코팅방식은 코팅 후 남는 잉여 수지를 장치내에서 재순환 할 수 있으며, 코팅시간과 수지의 점도를 제어하는 것에 의해 광투과층의 두께를 임의로 조절할 수 있다.

도 1은 상기 스핀코팅시 기판상에 광경화성 수지를 토출하는 위치의 기판 중심으로부터의 거리와 광투과층 두께의 분포를 나타낸 그래프 도면이다.

그래프에 표시된 A곡선은 기판의 회전축 중심으로부터 반경 5mm 지점에 수지를 토출한 경우이고, B곡선은 반경 10mm 지점에 수지를 토출한 경우이며, C곡선은 반경 15mm 지점, D곡선은 반경 20mm 지점, E곡선은 반경 25mm에 수지를 토출한 경우의 광투과층의 두께 분포를 나타낸다.

상기 각 곡선을 통해서 알 수 있듯이 광경화성 수지를 토출하는 위치가 기판의 중심으로 갈수록 광투과층의 두께 편차가 작아진다. 이는 광경화성 수지를 기판의 회전중심축에 토출할 경우 이론상 두께 편차가 전혀 없는 광투과층을 얻을 수 있음을 의미한다.

CD의 경우에 있어서는 레이저의 초점거리가 매우 길기 때문에 1.2mm 두께로 성형 가공된 폴리카보네티트 기판에, 스퍼터링에 의해 기록층과 반사층을 형성하고 그 위에 얇은 락커층을 스핀코팅하여 기록층과 반사층을 보호하도록 하고 있다.

이러한 락커층은 그 두께가 3㎛ 내지 5㎛로서 매우 얇기 때문에 두께 편차가 발생한다고 하더라도 그 차이는 매우 미세하며, CD에서 기록 또는 재생광은 폴리카보네티트기판 하부로부터 입사되기 때문에 최상부의 락커층에 두께 편차가 있더라도 재생시 에러가 발생할 가능성은 거의 없다. 따라서 상기 락커층의 스핀 코팅시 광경화성 수지의 토출을 광디스크의 중심부분에서 할 필요성은 그리 크지 않다.

그러나 집적용량이 증가된 블루레이저를 이용하는 광디스크(BD)의 경우에는 데이터의 집적도가 높아지는 반면 초점거리가 매우 짧아지기 때문에 1.1mm 두께의 폴리카보네이트 위에 반사층 및 기록층 등을 성막한 후, 그 위에 0.1mm의 광투광층을 형성시키고 이러한 광투과층으로 재생광이 입사하는 구조로 이루어져 있다. 따라서 BD의 경우 재생특성이 상기 광투과층 표면의 상태 및 두께편차에 매우 민감하다.

상기 광투과층을 형성시키는 방법으로 폴리카보네이트로 이루어진 0.1mm 두께의 얇은 광투과시트를 감압 접착제나 자외선 경화형 접착제를 이용하여 접착시키는 방법이 있기는 하지만, 광투과시트에 디스크를 접착시킨 상태로 디스크의 테두리를 잘라내는 방법에 의하기 때문에, 시트의 손실량이 과도하고 그에 따라 제조비용이 증가하며 환경부하가 커진다는 문제점이 있다. 따라서 상기한 스핀코팅법에 의해 광투과층을 형성시키는 것이 일반적이다.

한편, 상기 도 1을 통해 설명한 바와같이, 자외선 경화수지를 광디스크 중심에서 벗어난 위치에 투입하여 스핀 코팅할 경우, 수지층은 광디스크 중심에서 외측으로 갈수록 두꺼워지게 되는데, BD의 경우에는 이러한 두께편차에 의한 에러가 발생할 가능성이 커진다. 이에 따라 스핀코팅시 광경화수지를 회전중심에 가해야 하는데, 광디스크의 중앙부에는 구멍이 형성되어 있으므로, 광경화성 수지가 상기 구멍으로 침투하는 것을 차단하는 기술이 필요하다.

도 2는 광경화성 수지가 광디스크의 중심구멍으로 흘러들지 않게 하는 기술이 적용된 종래의 광디스크 스핀코팅용 텐테이블장치를 도시한 단면도이다.

도시한 바와같이, 광디스크(A)를 스핀코팅하기 위한 종래의 턴테이블장치(11)는, 광디스크(A)가 그 상면에 흡착 고정되며 외부 동력에 의해 축회전하는 턴테이블(13)과, 상기 턴테이블(13)의 중앙 상부에 끼워져 광디스크(A)의 중심구멍(B)을 막는 캡(15)을 포함하여 구성된다.

상기 턴테이블(13)의 상면 중앙부에는 그 외주면으로 광디스크(A)의 내주면을 지지하는 링 형태의 디스크지지돌기(21)가 마련되어 있고, 상기 디스크지지돌기(21)의 내측영역에는 캡수용공간(23)이 마련된다. 상기 캡수용공간(23)은 캡(15)의 저면 일부를 수용하여 턴테이블(13)의 회전시 캡(15)이 안정적으로 위치하도록 한다.

상기 캡수용공간(23)의 하부에는 진공구멍(19)이 마련되어 있다. 상기 진공구멍(19)은 외부의 진공펌프(미도시)에 연결되며 캡(15)을 하부로 당기는 진공압력 을 제공한다. 도면부호 17은 상기 광디스크(A)를 턴테이블(13)의 상면에 흡착시키는 진공력을 가하는 진공구멍(17)이다.

그런데 상기한 종래의 턴테이블장치(11)는 광경화수지가 상기 캡(15)과 광디스크(A)의 사이 틈새로 스며든다는 문제가 있다. 상기 캡(15)의 테두리부 하부로 스며든 광경화성 수지는 광디스크(A)의 중심부를 오염시켜 얼룩을 발생하고, 특히 광디스크를 드라이버에 장착시 드라이버의 구동축이 광디스크(A)의 중심구멍(B)에 맞지 않아 에러가 발생할 가능성이 높다

또한 종래의 턴테이블장치는 광경화 수지 도포 전후에 캡(15)을 장착 및 분리하여야 하는 공정이 부가되기 때문에 그만큼 작업공정이 길어지고 작업효율이 떨어지며 제조비용도 많이 소요된다. 아울러 캡(15)을 사용하기 때문에 캡(15)을 분리한 후 캡에 의해 가려졌던 부분과 다른 부분간에 두께의 차이가 존재하여 기록 및 재생시 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 스핀코팅시 기판의 중심구멍을 막기 위한 별도의 부품을 사용하지 않으므로 장치가 간단하고 제조공정이 단순하며 특히 작업 후 기판 중앙부의 오염이 발생할 염려가 없는 스핀코팅용 턴테이블장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 회전 중심축부에 일정직경의 중심구멍을 갖는 기판을 흡착 고정한 상태로 회전하여 외부로부터 기판상에 공급된 코 팅재가 원심력에 의해 퍼지며 기판의 표면에 코팅되도록 하는 스핀코팅용 턴테이블장치에 있어서, 상기 턴테이블장치는, 기판을 수평 지지하는 평평한 지지면을 가지고, 상기 지지면에는 기판에 진공 흡착력을 가하는 하나 이상의 진공구멍이 마련되어 있는 흡착지지부와; 상기 흡착지지부의 중앙에 위치하며 지지면상에 흡착 고정된 기판의 중심구멍에 끼워지는 것으로서, 외력에 의해 탄성 변형되어 상기 중심구멍을 막는 탄성체와, 상기 탄성체의 상부에 위치하며 탄성체를 가압하여 탄성체가 탄성 변형하게 하는 가압판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성체는 소정 두께를 가지며 그 외주면이 기판 중심구멍의 내주면에 대향하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압판의 하부에는 흡착지지부를 수직으로 관통하는 진공구멍이 형성되고, 상기 가압판의 저면에는 상기 탄성체를 관통하여 상기 진공구멍 내부로 연장되며 진공구멍의 내부에서 승강 가능하고 진공구멍에 제공된 진공력에 의해 하향 이동하는 승강로드가 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 진공구멍은 승강로드의 승강운동을 가이드하며 그 내주면에는 승강로드의 하강 이동을 제한하는 걸림턱이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성체의 외주면에는 다수의 요철이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성체는; 천연고무, 이소프렌고무, 부타디엔고무, 클로로프렌고무, SBS고무, NBR고무, SBR고무, 실리콘고무, 우레탄고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성체의 주변에는 코팅재를 하부로 배출할 수 있는 배출구멍이 마련된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가압판의 하부에는 탄성체 및 흡착지지부를 관통하여 흡착지지부 하부로 연장된 연결로드가 고정되고, 상기 흡착지지부의 하부에는 연결로드를 하향 이동시켜 가압판으로 하여금 탄성체를 탄성 변형하게 함으로써 상기 중심구멍을 막는 구동부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결로드는 자성체이며, 상기 구동부는, 외부로부터 전달받은 전기신호에 의해 자기력을 발생하여 연결로드를 동작시키는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는, 상기 연결로드의 하부에 연결되며 연결로드를 승강시키는 유압 또는 공압 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

특히 후술되는 상세한 설명은 여러 종류의 기판 중 광디스크를 스핀 코팅하는 예를 들었다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 턴테이블장치(51)는, 평평한 수평면을 가지며 광디스크(A)를 그 위에 흡착 고정하는 턴테이블(53)과, 상기 턴테이블(53)의 중앙부 상면에 설치되며 외력을 받아 탄성 변형함으로써 고정된 상태의 광디스크(A)의 중심구멍(B)을 막는 탄성체(65)를 포함한다.

보다 구체적으로 설명하자면, 상기 턴테이블(53)은 코팅할 광디스크(A)의 저면에 밀착하며 진공구멍(55)에 가해진 진공압력으로 광디스크(A)를 흡착 고정시키는 흡착지지부(71)와, 상기 흡착지지부(71)의 회전 중심축부에 위치하며 그 상단부에 탄성체(65) 및 가압판(63)을 갖는 끼움부(61)로 이루어진다. 상기 탄성체(65) 및 가압판(63)은 일정직경의 디스크의 형태를 취하며 광디스크(A)의 중심구멍(B)내에 위치한다.

상기 흡착지지부(71)와 끼움부(61)는 일체를 이루어 동시에 회전하고 그 사이에는 수지배출구멍(59)을 갖는다. 상기 수지배출구멍(59)은 상부에서 공급된 광경화성 수지를 하부로 배출하는 통로이다.

상기 흡착지지부(71)에는 다수의 진공구멍(55)이 마련되어 있다. 상기 진공구멍(55)은 외부의 진공펌프에 연결되며 흡착지지부(71)의 상면에 안착된 광디스크(A)를 턴테이블(53)에 흡착 고정시킨다.

한편, 상기 끼움부(61)의 상단부에 구비되어 있는 탄성체(65)는 일정두께를 갖는다. 상기 탄성체(65)는 외력에 의해 탄성 변형 가능한 부재로서, 예컨대 천연고무, 이소프렌고무, 부타디엔고무, 클로로프렌고무, SBS고무, NBR고무, SBR고무, 실리콘고무, 우레탄고무를 사용할 수 있다. 그러나 상기 탄성체(65)의 재질은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

상기 탄성체(65)의 외주면은 스핀 코팅할 광디스크(A)의 중심구멍(B) 내주면에 대향한다. 상기 탄성체(65)의 직경은 중심구멍(B)의 내경과 같거나 작게 설계한다.

또한 상기 탄성체(65)의 상부에 구비되는 가압판(63)은 하부의 탄성체(65)를 하향 가압하여 탄성체(65)가 반지름 방향으로 팽창하게 한다. 상기 탄성체(65)가 반지름 방향으로 팽창하면 탄성체(65)의 외주면이 중심구멍(B)의 내주면을 화살표 f방향으로 가압하며 중심구멍(B)과 탄성체(65) 간의 틈새를 완전히 밀폐한다.

이와같이 본 실시예에 따른 턴테이블장치(51)는, 탄성 변형 가능한 탄성체(65)를 압착하여 탄성체(65)로 하여금 광디스크(A)의 중심구멍(B)을 차단하게 함으로써 광경화 수지가 광디스크(A)의 저면으로 흘러들지 않도록 하는 것이다.

상기 탄성체(65)의 중심부 아래에는 또 다른 진공구멍(57)이 형성되어 있다. 상기 진공구멍(57)은 외부의 진공펌프(미도시)에 연결되며 상기 가압판(63)을 하부로 이동시키기 위한 진공압력을 제공한다.

또한 상기 진공구멍(57)의 내주면에는 후술할 승강로드(67)의 하강 이동을 제한하기 위한 걸림턱(69)이 마련되어 있다.

상기 가압판(63)의 중심부 저면에는 승강로드(67)가 고정되어 있다. 상기 승강로드(67)는 탄성체(65)를 하향 관통하여 상기 진공구멍(57) 내부로 연장된 일정 단면형상의 봉이다.

상기 승강로드(67)의 하단부는 상기 걸림턱(69)의 상부에 위치하며 가압판(63)의 하강시 걸림턱(69)에 걸림으로써 가압판(63)의 하강 거리를 제한한다. 상기 승강로드(67)의 수직 길이는 상기 탄성체(65)가 중심구멍(B)을 막은 상태에서, 상기 가압판(63)과 광디스크(A)의 상면의 높이가 같게 되도록 설계한다.

또한, 상기 가압판(63)은 일정두께를 가지되 그 테두리부는 반지름 방향으로 하향 경사져 있다. 상기 경사면의 경사각은 경우에 따라 다양하게 변경할 수 있으나 경사면의 하단부가 상기 탄성체(65)의 상단 에지부에 최대한 근접하도록 함이 좋다.

이와같이 가압판(63)의 테두리에 경사면을 형성한 것은 광디스크의 안착을 보다 용이하게 유도하기 위한 것이다. 즉 상기 광디스크(A)를 턴테이블(53) 상에 안착하는 과정에서 중심구멍(B)의 내주부가 가압판(63)의 테두리에 걸칠 경우 상기 내주부를 하부로 자연스럽게 미끄러뜨림으로써 광디스크의 안착을 가이드 하는 것이다.

외력이 가해지지 않은 상태에서 상기 가압판(63)의 테두리부 에지라인의 높이는, 장착된 광디스크(A) 상면의 높이보다 높은 것이 바람직하다. 만일 상기 에지라인의 높이가 광디스크(A) 상면의 높이보다 낮거나 같으면 가압판(63)이 하향 이동하였을 경우, 에지라인의 최종 높이가 광디스크(A) 상면의 높이보다 낮게 되어 스핀코팅 공정시 광경화성 수지에 기포가 발생할 수 있음은 물론 광디스크(A)의 중심부가 더럽혀진다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도면을 참조하면, 탄성체(65)의 외주면에 요철부(73)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 요철부(73)의 철(凸)부는 광디스크(A)의 내주면에 밀착하여 공급된 광경화성 수지가 중심구멍(B)내부로 흘러들지 못하게 차단한다.

한편, 본 실시예에 따른 광디스크 스핀코팅용 턴테이블장치는, 기록층을 구비하는 추기형(Write Once Read Many: WORM) 및 소거가능형(Erasable)은 물론 기록되어진 정보를 재생만 하는 재생전용형(Read Only Memory: ROM) 광디스크의 제조에도 사용할 수 있으며, 스핀코팅에 의한 광투과층을 구비하는 광디스크에는 특별한 제한 없이 모두 사용이 가능하다. 또한 상기 광투과층 이외에도 기계적 특성 향상을 위한 보호막, 중간층막 또는 락커층 등을 스핀코팅하는 경우에도 사용할 수 있다.

상기한 실시예에 따른 턴테이블장치를 이용하여 광경화성 수지를 스핀코팅하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 턴테이블(53)의 상부에 광디스크(A)를 흡착 고정시킨 상태로 상기 진공구멍(57)에 진공압력을 가하여 상기 탄성체(65)가 광디스크(A) 중심구멍(B)의 내주면에 밀착하도록 한다.

이후 상기 가압판(63)의 회전 중심축 상에 노즐을 통해 광경화성 수지를 공급함과 동시에 턴테이블(53)을 회전시켜 스핀 코팅을 수행한다. 상기 광경화성 수지를 공급하는 단계에서 상기 턴테이블(53)의 회전속도는 약 20rpm 내지 100rpm 정도로 조절하고, 수지의 공급이 종료된 직후에는 회전속도를 증가시켜 균일한 광투과층이 형성되도록 한다.

스핀코팅시 턴테이블(53)의 회전속도는 성막하고자 하는 광투과층의 두께와 밀접한 관계가 있는데, 회전속도가 빠를수록 생성된 광투과층의 두께는 얇아진다. 상기 광경화성 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며 예를 들어 아크릴레이트계 수지를 사용할 수 있다.

상기 광경화성 수지를 스핀코팅 한 후 광디스크(A)를 턴테이블(53)로부터 분리하여야 하는데, 이는 광경화성수지가 경화하고 난 다음이든, 경화하기 전이든 모두 가능하다. 하지만 광경화성 수지가 경화하고 한 후에 분리시키는 경우에는 광투과층의 경계면이 미세하게 파괴되어 버(burr)가 생길 수 있으므로, 광경화성 수지가 경화하기 전에 분리하고 추후 광을 조사하여 경화시키는 것이 더 바람직하다.

상기 턴테이블(53)로부터 광디스크(A)를 분리하기 위해서는 상기 진공구멍(55,57)에 가하던 진공압력을 해제해야 함은 물론이다. 특히 중앙의 진공구멍(57)에 가해지던 진공압력이 해제되면 상기 탄성체(65)가 처음의 상태로 복원되며 중심구멍(B)으로부터 벌어져 광디스크(A)를 들어올릴 수 있게 한다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재이며 그에 관한 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 가압판(63)의 하부에 연결로드(81)가 수직 하부로 연장되어 있음을 알 수 있다. 상기 연결로드(81)는 상기 흡착지지부(71)를 하향 관통하여 그 하단부가 흡착지지부(71) 하부에 위치한다. 또한 상기 연결로드(81)의 하단부는 종동판(83)이 구비된다.

상기 종동판(83)은 연결로드(81)와 동일한 회전 중심축을 갖는 디스크로서 자기력에 의해 후술할 전자석(85)에 붙는 부위이다. 이를 위해 일체를 이루고 있는 가압판(63)과 연결로드(81) 및 종동판(83)을 자성체로 제작한다. 그러나 경우에 따라 상기 종동판(83)만을 자성체로 제작하여 연결로드(81) 하단에 고정시키는 구성을 가질 수 도 있다.

여하튼 상기 종동판(83)의 하부에는 전자석(85)이 구비된다. 상기 전자석(85)은 외부의 콘트롤러(87)에 의해 전기신호를 받아 자기력을 발생하여 상기 종동판(83)을 하부로 끌어당긴다. 상기 종동판(83)이 하향 이동함에 따라 가압판(63)도 하부로 이동하며 상기 탄성체(65)로 하여금 중심구멍(B)을 막는다.

도시한 바와같이, 연결로드(81)의 하단부에 액츄에이터(95)가 설치되어 있다. 상기 액츄에이터(95)는 별도의 프레임(미도시)에 고정 설치되며 상기 연결로드(81)를 상하로 승강시킨다.

상기 액츄에이터(95)는 공지의 액츄에이터로서 제 1,2공급구(95c,95d)를 갖는 실린더(95b)와, 상기 실린더(95b)의 내부에 설치되며 실린더의 길이방향으로 왕복 이동 가능한 작동로드(95e)를 갖는다.

도면부호 97은 펌프이다. 상기 펌프(97)는 작동유체를 상기 실린더(95b)의 내부에 압송하여 상기 작동로드(95e)가 위로 또는 아래로 이동하도록 한다. 아울러 통상적인 펌프와 마찬가지로 상기 펌프(97)는 콘트롤러(99)에 의해 그 동작이 제어된다.

한편, 상기 작동로드(95e)의 상단부에는 홀더(95a)가 구비된다. 상기 홀더(95a)는 작동로드(95e)에 일체로 구성할 수 도 있고 별도로 고정시킬 수 도 있다. 여하튼 상기 홀더(95a)는 작동로드(95e)를 상기 연결로드(81)에 연결하는 역할을 한다.

이를 위해 상기 홀더(95e)는 컵의 형태를 취하며 그 상단부 내주면에 죠오(91)를 갖는다. 또한 상기 연결로드(81)의 하단부에는 홈(93)이 형성되어 있다. 상기 죠오(91)는 홈(93)의 내부에 끼워지며 작동로드(95e)의 직선운동에 따라 연결로드(81)를 승강시킨다. 특히 상기 연결로드(81)는 홀더(95a)와 결합하는 것이 아니라 홀더(95a)에 끼워진 상태로 축회전 가능하다. 이를 위해 상기 연결로드(81)와 홀더(95a)의 사이에 베어링(미도시)을 설치함이 좋다.

결국 상기 액츄에이터(95)를 제어하여 상기 연결로드(81)를 직선운동 시킴으로써 상기 중심구멍(B)을 열거나 막을 수 있게 된다. 즉 스핀코팅시 상기 연결로드(81)를 하강시켜 상기 탄성체(65)가 중심구멍(B)을 막게 한다.

이하, 상기한 여러 실시예에 따른 턴테이블장치를 이용하여 광디스크를 실제로 스핀코팅한 여러 예를 설명한다.

<스핀코팅 예 1>

전체두께가 1.1mm이고 외경이 120mm 이며 중심구멍의 내경이 15mm인 폴리카보네이트(PC) 광디스크 기판을 사출 성형한 다음, 스퍼터링 공정에 의해 Ag합금/ZnS-SiO/SbGeTe/ZnS-SiO2 의 4층막 구조를 성막하여 광디스크를 제조하였다.

그 다음으로, 상기 광디스크를 도 3에 도시되어 있는 턴테이블(53)의 상부에 흡착 고정한 후, 상기 가압판(63)을 하향 이동시켜 탄성체(65)로 하여금 상기 중심구멍(B)을 완전히 밀폐시켰다. 상기 탄성체(65)는 SBR고무(금호석유화학 제조)를 사용하였으며 그 직경은 14.6mm로 제작하였다.

이어서 상기 광디스크의 중심부 상부에 자외선경화 수지(EB 8402(SK UCB제조), Irgacure 184(Ciba SC제조), Irgacure 651(Ciba SC제조), Methylethylketone 포함)를 가하여 상기한 스핀코팅을 한 다음, 광디스크를 턴테이블(53)로부터 들어내고 경화시켜 광디스크의 제작을 완료하였다. 그 결과 상기한 도 2와 같이 별도의 캡(15)을 사용하는 것보다 코팅시간을 단축할 수 있었으며 광디스크 중앙부가 오염됨 없이 깨끗하고 균일한 코팅막을 얻을 수 있었다.

<스핀코팅 예 2>

탄성체(65)를 도 5에 도시한 형태로 적용한 것을 제외하고 상기 <스핀코팅 예 1>과 같은 방법으로 제조하였다. 그 결과 상기 도 2에 도시한 캡(15)을 사용하는 것보다 코팅시간을 단축할 수 있었으며 광디스크의 중심부가 오염됨 없이 깨끗하고 균일한 코팅막을 얻을 수 있었다.

<스핀코팅 예 3>

가압판(63)의 승강운동을 도 6에 설명한 전자석(85)으로 제어한 점을 제외하고 상기 <스핀코팅 예 1>과 같은 방법으로 제조하였다. 그 결과 상기 도 2에 도시한 캡(15)을 사용하는 것보다 코팅시간을 단축할 수 있었으며 광디스크의 중심부가 오염됨 없이 깨끗하고 균일한 코팅막을 얻을 수 있었다.

<비교예 1>

상기 도 2에 도시한 종래의 턴테이블 장치(11)를 이용하여 스핀코팅을 해 보았다.

상기 캡(15)을 정위치시키고 광디스크(A)를 턴테이블(13)에 흡착 고정시킨 후 캡(15)의 상부 중앙에 자외선경화수지(EB 8402(SK UCB 제조), Irgacure 184(Ciba SC 제조), Irgacure 651(Ciba SC 제조), Methylethylketone 포함)를 가하여 스핀 코팅을 수행하였다.

이어서 턴테이블(13)로부터 캡(15)을 탈거하고 광디스크(A)를 자외선 경화기로 옮겨 경화시켜 광디스크를 완성하였다.

그런데 스핀코팅 후 캡(15)을 제거하는 과정에서, 캡(15)과 광디스크(A) 사이로 스며든 수지에 의해 광디스크가 함께 제거되는 현상이 발생하였으며 광디스크의 중심부가 오염되었다. 또한 한 장의 광디스크를 코팅하는 시간이 본 실시예의 턴테이블장치를 사용할 때보다 2배 이상 소요되었다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 스핀코팅용 턴테이블장치는, 스핀코팅시 기판의 중심구멍을 막기 위한 별도의 부품을 사용하지 않으므로 장치가 간단하고 제조공정이 단순하며 특히 작업 후 기판 중앙부의 오염이 발생할 염려가 없다.

Claims

회전 중심축부에 중심구멍을 갖는 기판을 흡착 고정한 상태로 회전하여 외부로부터 기판상에 공급된 코팅재가 원심력에 의해 퍼지며 기판의 표면에 코팅되도록 하는 스핀코팅용 턴테이블장치에 있어서,

상기 턴테이블장치는,

기판을 수평 지지하는 평평한 지지면을 가지고, 상기 지지면에는 기판에 진공 흡착력을 가하는 하나 이상의 진공구멍이 마련되어 있는 흡착지지부와;

상기 흡착지지부의 중앙에 위치하며 지지면상에 흡착 고정된 기판의 중심구멍에 끼워지는 것으로서, 외력에 의해 탄성 변형되어 상기 중심구멍을 막는 탄성체와, 상기 탄성체의 상부에 위치하며 탄성체를 가압하여 탄성체가 탄성 변형하게 하는 가압판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 1항에 있어서,

상기 탄성체는 소정 두께를 가지며 그 외주면이 기판 중심구멍의 내주면에 대향하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 가압판의 하부에는 흡착지지부를 수직으로 관통하는 진공구멍이 형성되고, 상기 가압판의 저면에는 상기 탄성체를 관통하여 상기 진공구멍 내부로 연장되며 진공구멍의 내부에서 승강 가능하고 진공구멍에 제공된 진공력에 의해 하향 이 동하는 승강로드가 구비된 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 3항에 있어서,

상기 진공구멍은 승강로드의 승강운동을 가이드하며 그 내주면에는 승강로드의 하강 이동을 제한하는 걸림턱이 마련된 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 2항에 있어서,

상기 탄성체의 외주면에는 다수의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 1항에 있어서,

상기 탄성체는;

천연고무, 이소프렌고무, 부타디엔고무, 클로로프렌고무, SBS고무, NBR고무, SBR고무, 실리콘고무, 우레탄고무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 1항에 있어서,

상기 탄성체의 주변에는 코팅재를 하부로 배출할 수 있는 배출구멍이 마련된 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 1항에 있어서,

상기 가압판의 하부에는 탄성체 및 흡착지지부를 관통하여 흡착지지부 하부로 연장된 연결로드가 고정되고, 상기 흡착지지부의 하부에는 연결로드를 하향 이동시켜 가압판으로 하여금 탄성체를 탄성 변형하게 함으로써 상기 중심구멍을 막는 구동부가 구비된 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 8항에 있어서,

상기 연결로드는 자성체이며,

상기 구동부는, 외부로부터 전달받은 전기신호에 의해 자기력을 발생하여 연결로드를 동작시키는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.
제 8항에 있어서,

상기 구동부는, 상기 연결로드의 하부에 연결되며 연결로드를 승강시키는 유압 또는 공압 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 스핀코팅용 턴테이블장치.