KR20090051422A - 원통형 기판용 스핀 코터 및 이를 이용한 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형 기판을 회전시키면서 발생하는 원심력으로 얇고 균일한 두께의 코팅막을 표면에 형성하는 원통형 기판용 스핀 코터 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

제어부에 의해 회전속도가 조절되는 모터의 모터축과 연결되는 회전판; 상기 회전판의 길이방향 가장자리에 마련되는 복수의 고정대와 이 고정대로부터 일정 간격 이격된 회전판의 내측에 구성되는 복수의 수평이동대; 상기 고정대와 수평이동대에 설치되어 원통형 기판의 중심축에 연결되는 지지축;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터를 제공한다.

그리고, 상기 고정대는 높이조절을 위한 높이조절장치가 더 포함되어 설치된다.

원통, 기판, 모터, 회전, 원심력, 중력, 기어, 감광제

Description

원통형 기판용 스핀 코터 및 이를 이용한 코팅방법{Spin coater for cylindrical substrate and coating method using thereof}

본 발명은 원통형 기판용 스핀 코터 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원통형 기판을 회전시키면서 발생하는 원심력으로 얇고 균일한 두께의 코팅막을 표면에 형성하는 원통형 기판용 스핀 코터 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 공정 중 가장 기본이 되는 공정은 리소그라피공정(Lithography)으로서, 이는 수㎛ 두께의 감광제(Photoresist)를 웨이퍼에 균일하게 도포하는 공정을 말한다. 감광제를 웨이퍼에 도포하는 방식으로는 통상 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅 등이 일반적으로 사용된다.

스프레이 코팅과 롤 코팅의 경우, 대면적 기판의 코팅에 널리 사용되고 있으나, 코팅의 균일성과 막 두께 조정에서 고정밀도용으로는 적합하지 않아 고정밀 패턴을 형성하기 위해서는 일반적으로 스핀 코팅이 사용된다.

이러한 스핀 코팅의 원리는 디스크 형상으로 제작된 웨이퍼를 진공척으로 잡은 뒤 일정한 속도로 회전시켜, 웨이퍼 위의 감광제에 일정한 원심력을 인가시키고 따라서 균일한 두께를 갖는 코팅막을 형성하는 점에 있다.

스핀 코터의 경우, 반도체 산업에 널리 사용되는 만큼 장치 개선에 대한 연구도 많이 이루어졌다. 그 예로서, 스핀 코터에 두께 측정용 센서를 추가하여 자동으로 감광제의 두께편차 조절기능을 갖는 스핀 코터, 웨이퍼에 감광제를 코팅한 후 가장자리에 노광광을 조사하여 두께가 불균일한 가장자리의 감광제(edge bead)를 제거하는 방법 및 장치, 진공 상태에서 코팅을 하여 감광제가 원심력에 의해 웨이퍼 가장자리로 밀려나갈 때 발생하는 공기의 유동을 없애서 코팅된 감광제의 두께를 균일하게 조정하는 장치 등이 있다.

그러나, 이러한 장치들은 기본적으로 평판소재의 코팅을 위한 기존의 스핀 코터를 개량한 발명이며, 아직까지 국내에 있어서는 입체인 원통형 소재에 코팅을 하는 스핀 코터는 그 개발 실정이 전무하다.

유사한 발명으로는 곡면을 갖는 코팅 기판 및 그 코팅 기판의 제조 방법과, 그 코팅 기판을 구비하는 스포트라이트와, 기판을 코팅하는 방법 및 장치에 관한 특허가 있으나 이는 곡면의 일부분에 대한 감광제 코팅 및 사진공정 내용을 포함하고 있다.

그 내용으로는 컴퓨터로 제어되는 잉크젯 노즐을 통하여 곡면과 노즐이 일정한 거리를 유지한 채 감광제를 분사하는 방법을 기술하고 있다.

이는 전술한 스프레이 코터와 같이 코팅막의 균일성과 막 두께 조정에 있어 서 고정밀도용으로 적합하지 않으며, 곡면으로 이루어진 원통형 기판의 전 면적을 코팅하는데 있어서는 부적절하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 원통형 기판을 일정한 속도로 회전시키면서 발생하는 원심력으로 인해, 상기 원통형 기판의 표면에 도포된 코팅제(감광제)에 일정한 원심력이 인가되어 얇고 균일한 두께를 갖는 고정밀도를 갖는 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

제어부에 의해 회전속도가 조절되는 모터의 모터축과 연결되는 회전판; 상기 회전판의 길이방향 가장자리에 마련되는 복수의 고정대와 이 고정대로부터 일정 간격 이격된 회전판의 내측에 구성되는 복수의 수평이동대; 상기 고정대와 수평이동대에 설치되어 원통형 기판의 중심축에 연결되는 지지축;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터를 제공한다.

그리고, 상기 고정대는 높이조절을 위한 높이조절장치가 더 포함되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평이동대는 수평방향으로 이동하기 위하여 수평이동수단이 더 포함되어 장착되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 회전판은 배출구가 형성된 챔버 내부에 장착되고, 이 챔버와 탈착 가능한 덮개가 배기구를 형성하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 스핀 코터를 이용한 코팅방법에 있어서,

코팅액 도포장치의 코팅액 베스에 코팅액을 채우고, 원통형 기판을 핸들에 의해 회전 가능하도록 상기 코팅액 베스에 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 핸들을 돌리면서 상기 원통형 기판에 코팅액을 도포하는 도포단계;

전면에 코팅액이 도포된 원통형 기판을 스핀 코터의 회전판에 구성되는 수평이동대와 고정대에 설치된 지지축에 연결하여 장착하고, 상기 고정대의 높이조절장치를 조절하여 상기 원통형 기판의 중심축의 기울기를 조절한 다음, 상기 회전판과 연결된 모터를 구동시켜, 상기 회전판에 회전력을 전달하여, 상기 원통형 기판을 상기 회전판과 일정각도를 이루게 한 상태에서 회전시켜, 원심력에 의해 얇고 균일한 코팅막을 형성하도록 하는 코팅막 성형단계;

코팅막을 형성한 원통형 기판을 베이킹 챔버의 지지축에 연결장착하고, 상기 지지축에 연결된 모터를 통해 상기 원통형 기판을 회전시키면서, 상기 베이킹 챔버 내부에 장착된 히터의 온도를 조절하여 코팅막을 밀착건조시키는 베이킹 단계;

를 포함하여, 상기 원통형 기판에 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성하는 코팅방법도 제공한다.

본 발명에 따른 원통형 기판용 스핀 코터는 원통형 기판의 전 표면에 얇고 균일하며 고정밀도를 가진 코팅막을 형성할 수 있다.

특히 반도체공정에 널리 사용되고 있는 감광제(포토레지스트)의 도포에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 바람직한 몇 가지 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 더욱 잘 이해할 수 있게 되며, 이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1과 도 1a는 본 발명에 따라 바람직하게 구현된 스핀 코터의 제1실시 예를 개략적으로 도시한 구성도와 평면도, 도 2와 도 2a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 구성도와 측면도이고, 도 2b는 제2실시 예의 지지대가 가이드 라인을 따라 회전한 상태를 도시한 동작도이다.

그리고, 도 3과 도 3a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제3실시 예를 개략적으로 도시한 구성도와 평면도, 도 4와 도 4a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제4실시 예를 개략적으로 도시한 구성도와 평면도이다.

본 발명에 따라 바람직하게 구현되는 원통형 기판용 스핀 코터는 원통형 기 판을 회전시킴에 따라 원통형 기판에 작용하는 원심력의 방향과 크기를 조절함으로써 상기 원통형 기판의 전 표면에 얇고 균일한 두께로 형성되는 고정밀도의 코팅막을 형성한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 원통형 기판용 스핀 코터의 제1실시 예는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 기판(1)의 코팅막 형성이 이루어지는 본체로 챔버(10)와 덮개(11)가 구성되고, 이 챔버(10)의 일측에 폐코팅제가 흘러나갈 수 있도록 배출구(13)가 마련되며, 덮개(11)의 일측에는 원통형 기판(1)의 표면에 코팅막을 형성하는 과정에서 증발하는 솔벤트가 배기될 수 있도록 배기구(12)가 마련된다.

상기 챔버(10)와 덮개(11)는 탈착 가능한 구조로 이루어지고, 상기 챔버(10) 내부 바닥면에 원통형 기판(1)이 장착되어 회전되는 회전판(6)이 설치된다.

상기 원통형 기판(1)이 상기 회전판(6)에 접하지 않고 공중에 위치할 수 있도록 하기 위하여, 상기 회전판(6)의 길이방향 가장자리에 수직방향으로 고정대(4)가 마련되고, 상기 고정대에서 일정 간격 떨어진 회전판의 내측에 수평이동대(3)가 배치 장착되어, 상기 고정대(4)와 수평이동대(3)에 상기 원통형 기판(1)의 중심축에 연결되는 지지축(2)이 설치된다.

그리고, 상기 수평이동대(3)의 하단부에 수평이동수단(3a)을 장착함으로써, 수평이동대(3)가 회전판(6) 위에서 수평방향으로 이동할 수 있게 되어 상기 원통형 기판(1)이 탈착 가능하게 된다.

상기 고정대(4)는 높이조절장치(5)가 장착되어 고정대(4)의 높이를 조정하면 서 상기 원통형 기판(1)의 중심축을 기울일 수 있다.

한편, 상기 회전판(6)에 회전력을 공급하는 모터(14)가 챔버(10) 하부에 장착되고, 이 모터(14)의 모터축(9)이 간섭되지 않고 원활하게 회전할 수 있도록 상기 챔버(10)에 설치된 베어링(8)을 관통하여 회전판(6)의 하단부에 연결된다.

이때, 상기 모터(14)의 회전력이 상기 회전판(6)으로 잘 전달될 수 있도록 상기 모터(14)의 모터축(9)과 회전판(6)이 기어결합으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 회전판(6)도 원활하고 안정적으로 회전할 수 있도록 판 베어링(7)을 개재하여 챔버(10)에 장착되고, 상기 모터(14)는 제어부(15)에 의해서 회전 속도가 조절된다.

본 실시 예에서 상기 고정대(4) 및 수평이동대(3)와 같은 구성은 회전축(모터축)에 대칭적으로 두 개씩 설치되어 원통형 기판(1)도 두 개 장착하였지만, 상기 회전판(6)과 같은 구성을 복수로 설치하여 복수의 원통형 기판(1)을 동시에 장착하는 것도 가능하다.

도 2에 도시된 스핀 코터는 본 발명의 제2실시 예로서, 원통형 기판(1)의 중심축과 스핀 코터의 회전축(모터축)이 일치하는 형태로, 원심력과 중력의 영향을 동시에 받게 되는 구조로 이루어진다.

상기 원통형 기판(1)은 그 중심축이 지지대(33)에 설치된 지지축(2)에 연결되어 지지대(33)에 부양된 상태로 장착되고, 상기 지지축(2)의 일측에 연결된 모터(31)에 의해 회전이 가능하다.

상기 모터(31)의 회전에 의한 지지축(2)의 회전이 간섭없이 원활하게 이루어지도록 상기 지지축(2)은 베어링(30)을 개재하여 삽입 장착된다.

그리고, 상기 지지대(33)에 장착된 힌지축(34)이 본체의 힌지부(35a)에 힌지 결합되어 장착된다.

지면과 수직 상태로 위치하는 몸체(35)의 가이드부(35b)는 부채꼴 모양으로 마련되고, 그 테두리를 따라 상기 가이드부(35b)의 전부에 가이드 라인(37)이 형성된다.

상기 지지대(33)가 가이드 라인(37)을 따라 0~90°사이로 회전이 가능함에 따라, 상기 원통형 기판(1)은 지면과 0~90°사이의 임의의 각도로 세워진 상태에서 코팅이 이루어지게 된다.

이때, 상기 원통형 기판(1)이 임의의 각도에 고정될 수 있도록 상기 가이드부(35b)의 후부에 지지대(33)를 고정하는 고정장치(36)가 설치된다.

그럼, 상기 원통형 기판(1)은 모터(31)의 회전에 의한 원심력과 함께 중력의 영향을 받게 되어 얇고 균일한 코팅막을 형성하게 된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 지지대(33)가 가이드 라인(37)을 따라 이동된 예시를 살펴볼 수 있다.

한편, 제3실시 예는 도 3에 도시된 바와 같이, 헬리컬 기어(45)를 이용하여 서로 수직을 이루는 회전축(모터축)과 원통형 기판(1)의 중심축을 동시에 회전시킬 수 있으며, 상기 원통형 기판(1)의 전단부에 변속 조절가능한 기어박스(41)를 구비하여 상기 모터축과 중심축의 회전속도 비를 조절 가능하게 구성된다.

더욱 상세히 살펴보면, 원통형 기판(1)의 코팅막 형성이 이루어지는 본체로 챔버(46)와 덮개(47)가 구성되고, 이 챔버(46)의 일측에 폐코팅제가 흘러나갈 수 있도록 배출구(49)가 마련되며, 덮개(47)의 일측에는 원통형 기판(1)에 코팅막을 형성하는 과정에서 증발하는 솔벤트가 배기될 수 있도록 배기구(48)가 마련된다.

그리고, 상기 챔버(46) 내부 바닥면에 원통형 기판(1)이 장착되어 회전되는 회전판(43)이 설치된다.

상기 원통형 기판(1)이 상기 회전판(43)에 접하지 않고 공중에 부양될 수 있도록 하기 위하여, 먼저 상기 회전판(43)의 가장자리에 수직방향으로 수평이동대(52)가 마련되고, 이 수평이동대(52)에 원통형 기판(1)의 중심축에 연결되는 지지축(2)이 설치된다.

다음, 상기 수평이동대(52)에서 일정 간격 이격된 위치에 기어박스(41)와 기어결합된 고정용 척(39)이 장착되어, 상기 원통형 기판(1)의 일측과 결합 고정된다.

그리고, 상기 수평이동대(52)의 하단부에 수평이동수단(52a)을 장착함으로써, 수평이동대(52)가 회전판(43) 위에서 수평방향으로 이동할 수 있게 되어 상기 원통형 기판(1)이 탈착 가능하게 구성된다.

상기 기어박스(41)는 헬리컬 기어박스(42)에 구성되는 헬리컬 기어(45)와 연결되고, 상기 헬리컬 기어(45)는 회전력을 공급하는 모터(50)와 연결됨으로써, 상기 원통형 기판(1)은 기어박스(41)에서 조절되는 속도비에 따라 회전하게 된다.

그리고, 상기 모터(50)의 모터축이 스플라인(53)으로 형성되어, 상기 회전 판(43)은 이 모터축과 연결되어 회전하게 된다.

상기 모터(50)의 모터축은 상기 챔버(46)에 간섭되지 않고 원활하게 회전할 수 있도록 베어링(38)을 개재하여 헬리컬 기어(45)에 연결된다.

상기 회전판(43)도 원활하고 안정적으로 회전할 수 있도록 판 베어링(44)을 개재하여 챔버(46)에 장착되고, 상기 모터(50)는 제어부(51)에 의해서 회전 속도가 조절된다

본 제3실시 예는 복수의 원통형 기판(1)을 모터축(회전축)에 대칭되도록 동시에 장착하여 구성하는 것도 가능하다.

다음, 제4실시 예는 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(60)에 장착된 전자석(54)과 회전판(63) 측에 설치된 영구자석(64)을 이용하여 회전판(63)을 회전시키고, 상기 몸체(60) 하부에 설치되는 모터(58)와 헬리컬 기어(55a)를 이용하여 원통형 기판(1)을 그 중심축을 중심으로 회전시킨다.

이를 상세하게 설명하면, 원형으로 마련되는 몸체(60)의 테두리가 수직 상승된 형태로 형성되고, 이 테두리에 다수의 전자석(54)이 장착된다.

상기 몸체(60)에는 원통형 기판(1)이 장착되는 회전판(63)이 판 베어링(61)을 개재하여 설치되고, 폐코팅제(폐감광제)가 배출될 수 있도록 배출구(67)가 일측에 구성되는 것이 바람직하다.

상기 원통형 기판(1)이 상기 회전판(63)에 접하지 않고 공중에 위치할 수 있도록 하기 위하여, 상기 회전판(63)의 내측에 수직방향으로 고정대(62)가 마련되고, 상기 고정대(62)에서 일정 간격 떨어진 회전판(63)의 가장자리에 수평이동 대(66)가 장착되어, 상기 고정대(62)와 수평이동대(66)에 상기 원통형 기판(1)의 중심축에 연결되는 지지축(2)이 설치된다.

이때, 상기 지지축(2)은 베어링(65)을 개재하여 설치됨으로써 회전이 원활하게 이루어진다.

또한, 상기 수평이동대(66)의 하단부에 수평이동수단(66a)을 장착함으로써, 수평이동대(66)가 회전판(63) 위에서 수평방향으로 이동할 수 있게 되어 상기 원통형 기판(1)이 탈착 가능하게 된다.

그리고, 상기 수평이동대(66)가 전자석(54)과 마주하게 되는 외측면에 영구자석(64)을 장착하여, 상기 전자석(54)과 영구자석(64)의 자기력에 의해 모터축(회전축)(57)을 축으로 하여 회전 가능하게 한다.

상기와 같은 구성은 상기 회전판(63) 중앙에 장착되는 헬리컬 기어박스(55)에 대칭적으로 구성되고, 상기 헬리컬 기어박스(55)에 구성되는 헬리컬 기어(55a)는 양측에 위치하는 고정대(62)에 설치된 지지축(2)에 연결된다.

상기 헬리컬 기어(55a)와 연결되는 모터(58)는 몸체(60) 하부에 장착되고, 이 모터(58)의 모터축(57)이 간섭되지 않고 원활하게 회전할 수 있도록 상기 몸체(60)에 베어링(56)을 개재하여 설치된다.

상기 모터(58)는 제어부(59)에 의해서 회전 속도가 조절되어 원통형 기판(1)을 중심축 방향으로 회전시키고, 상기 전자석(54)과 영구자석(64)으로 인한 회전판(63)의 회전운동과 별개로 구동된다.

그리고, 상기 모터(58)의 회전력이 상기 회전판(63)으로 잘 전달될 수 있도 록, 상기 모터(58)의 모터축과 회전판(63)이 기어결합으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 제4실시 예와 같이 구현되는 스핀 코터는 상기 회전판(63)의 회전축(모터축)과 원통형 기판(1)의 중심축의 회전속도를 자유롭게 조절 가능하며, 상기 원통형 기판(1)에 서로 다른 방향의 회전운동에 의한 원심력이 중첩되게 작용하여 코팅막이 표면에 얇고 균일하게 형성되게 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시 예의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 스핀 코터에 원통형 기판을 장착하기 전에, 원통형 기판의 표면에 코팅액을 도포하는 코팅액 도포장치를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 스핀 코터에서 원통형 기판의 표면에 형성된 코팅막을 밀착건조하는 베이킹 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

본 발명의 스핀 코터에 원통형 기판(1)을 장착하기 전에 먼저 충분한 양의 코팅액(감광액)을 원통형 기판(1)에 도포한다.

이를 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 하단부에 폐감광제를 처리할 수 있는 배출밸브(20)가 구비된 코팅액 베스(16)와, 회전 가능하도록 베어링(18)을 통해 상기 코팅액 베스(16)에 연결되는 지지축(2)과, 상기 지지축(2)을 회전시키기 위한 핸들(17)을 포함하여 구성되는 코팅액 도포장치를 이용한다.

상기 코팅액 도포장치를 이용하기 위하여, 상기 코팅액 베스(16)에 일정 높이로 코팅액(21)을 채우고, 상기 지지축(2)에 원통형 기판(1)을 연결하여 장착한 다음, 상기 핸들(17)을 돌리면서 상기 원통형 기판(1)의 표면에 코팅액(21)을 충분히 도포한다.

그 다음, 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터에 원통형 기판(1)을 장착하여 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성한다.

먼저, 상기 제1실시 예는 높이조절장치(5)로 고정대(4)의 높이를 조정하여 원통형 기판(1)의 중심축이 임의의 각도로 기울어지면 모터(14)의 회전속도를 조절하면서 회전판(6)을 회전시킨다.

제2실시 예의 경우, 가이드 라인(37)을 따라 지지대(33)를 지면과 0~90°사이의 임의의 각도로 위치시킨 후, 고정장치(36)를 이용하여 고정시키고, 모터(31)를 구동하여 원통형 기판(1)을 중심축 방향으로 회전시키면, 원심력과 함께 중력의 영향을 받으면서 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성한다.

제3실시 예의 경우, 모터(50)를 구동시키면 모터축에 기어결합된 회전판(43)이 회전축 방향으로 회전하고, 헬리컬 기어(45)가 동작하면서 기어박스(41)에서 설정된 속도비에 따라 원통형 기판(1)이 중심축 방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 원통형 기판(1)은 중심축 방향으로 회전하면서 동시에 회전축 방향으로 회전되어 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성한다.

제4실시 예의 경우, 모터(58)의 구동에 의해 헬리컬 기어(55a)가 동작하면서 원통형 기판(1)이 중심축 방향으로 회전하고, 영구자석(64)과 전자석(54) 간에 자기력에 의해 회전판(63) 전체가 회전된다.

상기 원통형 기판(1)은 모터(58)에 의한 자체 회전에 따른 원심력과 회전 판(63)의 회전에 의한 원심력이 중첩 작용하여 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성한다.

이와 같이 얇고 균일한 코팅막이 형성된 원통형 기판(1)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 코팅막이 표면에 밀착되도록 굳히기 위해 베이킹 장치를 이용한다.

상기 베이킹 장치는, 회전가능하도록 베어링(22)을 통해 베이킹 챔버(24)에 설치되는 지지축(2)과, 상기 베이킹 챔버(24)의 하단부에 위치하는 히터(28)와, 상기 히터(28)의 온도를 제어하기 위한 히터 제어부(29)와, 작업시 발생하게 되는 솔벤트를 배출하기 위해 상기 베이킹 챔버(24)의 상단부에 형성되는 배기구(25)와, 상기 지지축(2)을 회전시키기 위한 모터(26)와 이 모터(26)를 제어하기 위한 모터 제어부(27)로 구성된다.

상기 베이킹 장치를 이용하기 위하여, 원통형 기판(1)을 베이킹 챔버(24)의 지지축(2)에 연결하고, 히터(28)를 작동시켜 온도를 조절한다.

그리고, 상기 원통형 기판(1)을 회전시켜 표면에 형성된 코팅막이 골고루 열을 받아 밀착 건조될 수 있도록 한다.

그럼, 상기 원통형 기판(1)의 표면에 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막 형성이 완성된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포 함한다.

도 1은 본 발명에 따라 바람직하게 구현된 스핀 코터의 제1실시 예를 개략적으로 도시한 구성도,

도 1a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제1실시 예를 개략적으로 도시한 평면도,

도 2는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 구성도,

도 2a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 측면도,

도 2b는 제2실시 예의 지지대가 가이드 라인을 따라 회전한 상태를 도시한 동작 사시도,

도 3은 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제3실시 예를 개략적으로 도시한 구성도,

도 3a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제3실시 예를 개략적으로 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제4실시 예를 개략적으로 도시한 구성도,

도 4a는 본 발명에 따라 구현된 스핀 코터의 제4실시 예를 개략적으로 도시한 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 스핀 코터에 원통형 기판을 장착하기 전에, 원통형 기판의 표면에 코팅액을 도포하는 코팅액 도포장치를 도시한 개략적인 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 스핀 코터에서 원통형 기판의 표면에 형성된 코팅막을 밀착건조하는 베이킹 장치를 도시한 개략적인 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 원통형 기판 2 : 지지축

3,52,66 : 수평이동대 3a,52a,66a : 수평이동수단

4,62 : 고정대 5 : 높이조절장치

6,43,63 : 회전판 7,44,61 : 판 베어링

8,18,22,30,40,56,65 : 베어링

9,57 : 모터축 10,46 : 챔버

11,47 : 덮개 12,48 : 배기구

13,49,67 : 배출구 14,26,31,50,58 : 모터

15,27,51,59 : 제어부 16 : 코팅액 베스

17 : 핸들 20 : 배출밸브

21 : 코팅액 24 : 베이킹 챔버

25 : 배기구 28 : 히터

29 : 히터 제어부 33 : 지지대

34 : 힌지축 35,60 : 몸체

35a : 힌지부 35b : 가이드부

36 : 고정장치 37 : 가이드 라인

39 : 고정용 척 41 : 기어박스

42,55 : 헬리컬 기어박스 45,55a : 헬리컬 기어

54 : 전자석 64 : 영구자석

Claims (16)

1. 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

   제어부에 의해 회전속도가 조절되는 모터의 모터축과 연결되는 회전판;

   상기 회전판의 길이방향 가장자리에 마련되는 복수의 고정대와 이 고정대로부터 일정 간격 이격된 회전판의 내측에 구성되는 복수의 수평이동대;

   상기 고정대와 수평이동대에 설치되어 원통형 기판의 중심축에 연결되는 지지축;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정대는 높이조절을 위한 높이조절장치가 더 포함되어 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
3. 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

   원통형 기판의 중심축에 연결되는 지지축이 설치되는 지지대;

   모터축을 통해 상기 지지축과 연결되고, 상기 지지대에 위치되는 모터;

   상기 지지대에 구성되는 힌지축과 힌지결합되는 힌지부와, 부채꼴로 마련되는 가이드부를 구비하는 몸체;

   가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 가이드부는 상기 지지대의 회전을 가이드하는 가이드 라인 및 상기 지지대를 일측에 고정시키는 고정장치가 더 포함 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 지지축은 베어링을 개재하여 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
6. 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

   원통형 기판의 중심축에 연결되는 지지축이 설치되는 수평이동대;

   상기 원통형 기판의 일측을 고정하는 고정용 척;

   상기 고정용 척과 기어결합되어 변속비를 조절할 수 있는 기어박스;

   상기 기어박스와 연결되는 헬리컬 기어가 구비되는 헬리컬 기어박스;

   제어부에 의해 회전속도가 조절되고, 상기 회전판을 관통하는 헬리컬 기어와 모터축이 연결되는 모터;

   상기 수평이동대를 길이방향의 가장자리에 복수로 장착하고, 스플라인으로 형성되는 상기 모터축과 연결되는 회전판;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
7. 기판에 균일한 코팅막을 형성하는 스핀 코터에 있어서,

   원통형 기판의 중심축이 연결되는 지지축이 설치되는 고정대와 수평이동대;

   상기 수평이동대가 길이방향의 가장자리에 복수로 구성되는 회전판;

   상기 수평이동대에서 일정 간격 이격된 위치의 회전판에 복수로 구성되는 고정대;

   상기 고정대 사이에 장착되어 상기 원통형 기판의 중심축에 연결되는 헬리컬 기어가 구비되는 헬리컬 기어박스;

   상기 회전판을 관통하는 헬리컬 기어와 연결되는 모터축이 구비되고, 제어부에 의해 회전속도가 조절되는 모터;

   원주를 따라 다수의 전자석이 설치되고, 상기 회전판이 내부에 장착되며, 일측에 배출구가 형성되는 몸체;

   상기 수평이동대의 외측면에 장착되는 영구자석;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
8. 청구항 1, 청구항 6 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수평이동대는 수평방향으로 이동하기 위하여 수평이동수단이 더 포함되어 장착되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
9. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서, 상기 회전판은 배출구가 형성된 챔버 내부에 장착되고, 이 챔버와 탈착 가능한 덮개가 배기구를 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 모터축은 베어링을 개재하여 구성되고, 상기 회전판은 판 베어링을 개재하여 챔버에 장착되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
11. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 지지축은 베어링을 개재하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
12. 청구항 7에 있어서,

    상기 모터축은 베어링을 개재하고, 상기 회전판은 판 베어링을 개재하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 기판용 스핀 코터.
13. 스핀 코터를 이용한 코팅방법에 있어서,

    코팅액 도포장치의 코팅액 베스에 코팅액을 채우고, 원통형 기판을 핸들에 의해 회전 가능하도록 상기 코팅액 베스에 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 핸들을 돌리면서 상기 원통형 기판에 코팅액을 도포하는 도포단계;

    전면에 코팅액이 도포된 원통형 기판을 스핀 코터의 회전판에 구성되는 수평이동대와 고정대에 설치된 지지축에 연결하여 장착하고, 상기 고정대의 높이조절장치를 조절하여 상기 원통형 기판의 중심축의 기울기를 조절한 다음, 상기 회전판과 연결된 모터를 구동시켜, 상기 회전판에 회전력을 전달하여, 상기 원통형 기판을 상기 회전판과 일정각도를 이루게 한 상태에서 회전시켜, 원심력에 의해 얇고 균일한 코팅막을 형성하도록 하는 코팅막 성형단계;

    코팅막을 형성한 원통형 기판을 베이킹 챔버의 지지축에 연결장착하고, 상기 지지축에 연결된 모터를 통해 상기 원통형 기판을 회전시키면서, 상기 베이킹 챔버 내부에 장착된 히터의 온도를 조절하여 코팅막을 밀착건조시키는 베이킹 단계;

    를 포함하여, 상기 원통형 기판에 얇고 균일한 고정밀도의 코팅막을 형성하는 코팅방법.
14. 스핀 코터를 이용한 코팅방법에 있어서,

    코팅액 도포장치의 코팅액 베스에 코팅액을 채우고, 원통형 기판을 핸들에 의해 회전 가능하도록 상기 코팅액 베스에 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 핸들을 돌리면서 상기 원통형 기판에 코팅액을 도포하는 도포단계;

    전면에 코팅액이 도포된 원통형 기판을 스핀 코터의 지지대에 설치된 지지축에 연결하여 장착하고, 상기 지지대를 몸체의 가이드 라인을 따라 회전시켜 지면에 대해 0~90°사이의 일정각도로 고정한 다음, 상기 원통형 기판을 회전시켜 원심력과 중력에 의해 얇고 균일한 코팅막을 형성하는 코팅막 성형단계;

    코팅막을 형성한 원통형 기판을 베이킹 챔버의 지지축에 연결장착하고, 상기 지지축에 연결된 모터를 통해 상기 원통형 기판을 회전시키면서, 상기 베이킹 챔버 내부에 장착된 히터의 온도를 조절하여 코팅막을 밀착건조시키는 베이킹 단계;

    를 포함하여, 상기 원통형 기판에 얇고 균일한 코팅막을 형성하도록 하는 코팅방법.
15. 스핀 코터를 이용한 코팅방법에 있어서,

    코팅액 도포장치의 코팅액 베스에 코팅액을 채우고, 원통형 기판을 핸들에 의해 회전 가능하도록 상기 코팅액 베스에 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 핸들을 돌리면서 상기 원통형 기판에 코팅액을 도포하는 도포단계;

    전면에 코팅액이 도포된 원통형 기판의 일측을 고정용 척에 장착하고, 타측을 스핀 코터의 회전판의 수평이동대에 회전 가능하게 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 회전판을 회전시키는 동시에, 변속 가능한 기어박스를 통해 상기 고정용 척과 연결된 헬리컬 기어를 이용하여 상기 원통형 기판을 회전시켜, 서로 다른 방향의 회전 운동에 의한 원심력이 상기 원통형 기판에 작용하도록 하여, 얇고 균일한 코팅막을 형성하는 코팅막 성형단계;

    코팅막을 형성한 원통형 기판을 베이킹 챔버의 지지축에 연결장착하고, 상기 지지축에 연결된 모터를 통해 상기 원통형 기판을 회전시키면서, 상기 베이킹 챔버 내부에 장착된 히터의 온도를 조절하여 코팅막을 밀착건조시키는 베이킹 단계;

    를 포함하여, 상기 원통형 기판에 얇고 균일한 코팅막을 형성하도록 하는 코팅방법.
16. 스핀 코터를 이용한 코팅방법에 있어서,

    코팅액 도포장치의 코팅액 베스에 코팅액을 채우고, 원통형 기판을 핸들에 의해 회전 가능하도록 상기 코팅액 베스에 설치된 지지축에 연결한 다음, 상기 핸들을 돌리면서 상기 원통형 기판에 코팅액을 도포하는 도포단계;

    전면에 코팅액이 도포된 원통형 기판을 스핀 코터의 회전판에 구성되는 수평이동대와 고정대에 설치된 지지축에 연결장착하고, 모터와 연결된 헬리컬 기어를 이용하여 상기 원통형 기판을 회전시키며, 상기 수평이동대에 부착된 영구자석과 상기 회전판이 장착된 몸체의 원주를 따라 설치되어 순차적으로 작동하는 전자석에 의해 상기 회전판이 회전되어, 서로 다른 방향의 회전 운동에 의한 원심력이 상기 원통형 기판에 작용하도록 하여, 얇고 균일한 코팅막을 형성하는 코팅막 성형단계;

    코팅막을 형성한 원통형 기판을 베이킹 챔버의 지지축에 연결장착하고, 상기 지지축에 연결된 모터를 통해 상기 원통형 기판을 회전시키면서, 상기 베이킹 챔버 내부에 장착된 히터의 온도를 조절하여 코팅막을 밀착건조시키는 베이킹 단계;

    를 포함하여, 상기 원통형 기판에 얇고 균일한 코팅막을 형성하도록 하는 코팅방법.

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