KR20230054145A - 회전 코팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 회전 코팅 장치는 일 측으로 개방된 안착공간과, 상기 안착공간과 연통되는 관통홀이 형성된 척; 상기 척의 일 측에 결합되어 상기 안착공간을 폐쇄시키는 탑커버; 상기 관통홀을 통해 상기 안착공간으로 승강되어 웨어퍼를 상기 척에 안착시키는 포크핀; 및 상기 관통홀에 개폐시키는 차폐부;를 포함하고, 상기 차폐부는 상기 포크핀이 코팅부재를 안착시킨 후 상기 척의 외측으로 하강되면 상기 관통홀을 폐쇄하여 외기가 상기 안착공간으로 유입되는 것을 방지하여 제품의 품질을 크게 향상시킨다.

Description

회전 코팅 장치{Rotational coating device}
본 발명은 회전 코팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 코팅 시 밀페되는 밀폐형 회전 코팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 포토리소그래피 공정은 감광제 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정을 순차로 반복하여 진행하며, 그 원리는 빛에 민감한 감광제(photoresist)를 사용하여 코팅부재 상에 원하는 미세 회로 패턴을 형성하는 공정이다.
여기서 감광제 도포 공정은 감광제 도포 공정 또는 현상 공정을 진행하는 장비인 코팅부재 카세트에 수납된 코팅부재를 순차적으로 이송시켜 감광제 또는 현상액을 코팅부재에 도포한 후 척을 회전시켜 코팅부재에 균일하게 감광제가 코팅되도록 한다.
이때 코팅부재를 안착시키기 위하여 포크핀의 승하강하는 관통홀이 필연적으로 생성되어 회전 코팅 시 관통홀을 통해 외기가 유입되면서 밀폐력이 저하되는 동시에 코팅부재에 떨림 등이 발생된다.
이에 따라 코팅부재의 코팅층의 두께의 균일도 및 제품의 저하되었으며, 더 나아가서는 코팅부재가 깨지는 등의 손상까지 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회전 코팅 과정에서 외부로부터 공기가 유입되는 않도록 하여 제품의 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있는 회전 코팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시 예의 회전 코팅 장치는 일 측으로 개방된 안착공간과, 상기 안착공간과 연통되는 관통홀이 형성된 척; 상기 척의 일 측에 결합되어 상기 안착공간을 폐쇄시키는 탑커버; 상기 관통홀을 통해 상기 안착공간으로 승강되어 웨어퍼를 상기 척에 안착시키는 포크핀; 및 상기 관통홀에 개폐시키는 차폐부;를 포함하고, 상기 차폐부는 상기 포크핀이 코팅부재를 안착시킨 후 상기 척의 외측으로 하강되면 상기 관통홀을 폐쇄하여 외기가 상기 안착공간으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 차폐부는 회전 가능하도록 상기 척에 고정되는 회전부와, 상기 회전부에서 연장되어 상기 관통홀의 일 측에 밀착되는 연장부로 형성되어 상기 척의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 회전부를 중심으로 회전하여 상기 관통홀을 폐쇄할 수 있다.
제1 실시예의 상기 차폐부는 상기 회전부와 상기 연장부 사이에 방지돌기를 형성하여 회전 시 상기 척과의 걸림을 방지할 수 있다.
제2 실시예의 상기 차폐부는 상기 관통홀의 일 측으로 탈착시키는 개폐부;를 더 포함할 수 있으며, 상기 척은 상기 관통홀의 위치에 대응하여 일정 면적의 금속부가 더 형성될 수 있으며, 상기 차폐부는 회전 가능하도록 상기 척에 고정되는 회전부와, 상기 중심부의 일 측에서 연장되어 상기 관통홀의 일 측에 밀착되는 연장부와, 상기 연장부의 일 측에 형성되어 자성을 발생시키는 자성부와, 상기 회전부의 타 측에서 연장되어 상기 연장부를 상기 관통홀에서 분리시키는 연동부로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 개폐부에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 회전부를 중심으로 회전하여 자성에 의해 상기 금속부에 부착되어 상기 관통홀을 폐쇄할 수 있다.
상기 개폐부는 상기 연장부의 말단부로 공기를 분사시켜 상기 연장부를 상기 금속부의 일 측에 부착시키는 블로워와, 상기 연동부를 가압하여 상기 연장부를 상기 금속부로부터 분리시키는 가압부로 형성될 수 있다.
상기 자성부는 상기 블로워에서 분사되는 공기가 상기 연장부의 일 지점에 집중되도록 개방면적이 점진적으로 좁아지도록 형성되어 상기 연장부가 일 지점이 노출되도록 형성될 수 있다.
코팅부재가 상기 안착공간에 안착된 후 코팅제를 분사시키는 노즐부;를 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 회전 코팅 장치는 포크핀이 안착공간으로 승하강할 수 있도록 형성된 관통홀을 개폐하는 차폐부를 구비하여 회전 공정 중 관통홀을 폐쇄하여 외부의 공기가 유입되는 것을 방지하여 코팅부재에 발생할 수 있는 진동을 방지하여 코팅의 신뢰도 향상시키는 동시에 제품의 불량률을 현저히 저하시킨다.
이때 코팅액이 회수되는 회수홀로 코팅액과 안착공간에 잔존하는 공기가 배출된 후 외부 공기가 유입되는 것을 방지하여 내부를 저압상태로 안정적으로 유지하여 코팅부재 전체 면적에 코팅액이 균일하게 분산되도록 하여 제품 신뢰성 향상 효과를 증대시킨다.
여기서 제1 실시 예의 차폐부는 별도의 개폐 구조 없이도 척의 회전 정도에 따라 관통홀이 개폐될 수 있도록 하여 유지 관리 비용 및 스핀 코팅 장치의 비용을 절감시킨다.
여기서 제2 실시 예의 차폐부는 별도의 개폐부를 가져 차폐부의 개방과 폐쇄가 정확히하고, 척의 회전 시작부터 외부 공기를 폐쇄하여 코팅 공정의 안정성을 보다 향상시켜 제품의 신뢰성 및 생산성 향상 효과를 극대화한다.
또한 유로플레이트를 구비하여 안착공간에 잔존하는 공기가 코팅부재의 둘레를 따라 균일하고 안정적으로 배출되도록 하여 공기가 배출되는 과정에서도 코팅부재가 안정적으로 회전할 수 있도록 하여 제품 신뢰성을 극대화한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예의 회전 코팅 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 탑커버가 하강된 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 분해사시도.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 방향의 단면도.
도 5(a)는 도 4의 A 부분을 확대한 사시면, 도 5(b)는 도 5(a)의 포크핀이 승강한 상태를 도시한 도면.
도 6(a)는 도 5(b)의 승강된 상태의 포크핀에 코팅부재가 안착된 상태를 도시한 도면, 도 6(b)는 도 6(a)의 포크핀이 재하강하면서 코팅부재가 척에 안착된 상태를 도시한 도면.
도 7은 도 1의 척의 다른 방향 사시도.
도 8은 도 7의 제1 실시예의 차폐부 부분을 확대 도시한 도면.
도 9는 도 8의 차폐부의 개폐 과정을 도시한 단면도.
도 10은 도 7의 제2 실시예의 차폐부 및 개폐부 부분을 확대 도시한 도면.
도 11은 도 10의 차폐부의 개폐 과정을 도시한 단면도.
도 12는 도 1의 회전 코팅 장치의 코팅 방법의 순서도.
도 13은 도 12의 차폐부의 개폐 방법을 구체화한 순서도.
도 14(a) 내지 도 14(c)는 도 12의 회전 코팅 장치의 코팅 방법을 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 차폐부에 대한 중복 설명을 피하기 위하여 각 실시 예의 공동적인 부분은 제1 실시 예에서 설명하도록 하고, 다른 실시 예의 설명에서는 공동적인 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다. 설명의 편의를 위하여 공동적인 부분에 대해서는 제2 실시 예의 구성 중 제1 실시 예와 동일한 기능을 가지는 구성의 경우에는 제1 실시 예의 부호의 맨 앞에 '2'를 추가하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예의 회전 코팅 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 탑커버가 하강된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 방향의 단면도이며, 도 5(a)는 도 4의 A 부분을 확대한 사시도 이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 포크핀이 승강한 상태를 도시한 도면이며, 도 6(a)는 도 5(b)의 승강된 상태의 포크핀에 코팅부재가 안착된 상태를 도시한 도면이고, 도 6(b)는 도 6(a)의 포크핀이 재하강하면서 코팅부재가 척에 안착된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 척의 다른 방향 사시도이고, 도 8은 도 7의 제1 실시예의 차폐부 부분을 확대 도시한 도면이며, 도 9는 도 8의 차폐부의 개폐 과정을 도시한 단면도이고, 도 10은 도 7의 제2 실시예의 차폐부 및 개폐부 부분을 확대 도시한 도면이며, 도 11은 도 10의 차폐부의 개폐 과정을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 11를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 회전 코팅 장치(10)는 일 측으로 개방된 안착공간(111)과, 상기 안착공간(111)과 연통되는 관통홀(122)이 형성된 척(100), 상기 척(100)의 일 측에 결합되어 상기 안착공간(111)을 폐쇄시키는 탑커버(200), 상기 관통홀(122)을 통해 상기 안착공간(111)으로 승강되어 웨어퍼를 상기 척(100)에 안착시키는 포크핀(310) 및 상기 관통홀(122)에 개폐시키는 차폐부(400)를 포함하고, 상기 차폐부(400)는 상기 포크핀(310)이 코팅부재(1)를 안착시킨 후 상기 척(100)의 외측으로 하강되면 상기 관통홀(122)을 폐쇄하여 외기가 상기 안착공간(111)으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때 코팅부재(1)가 상기 안착공간(111)에 안착된 후 코팅액을 분사시키는 노즐부(600)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 회전 코팅 장치(10)는 코팅부재(1)의 상측에 코팅액을 분사한 후 탑커버(200)를 안착시켜 닫은 후 코팅부재(1)를 회전시켜 코팅층을 균일하게 형성시키는 장치로, 여기서 코팅부재(1)는 기판 또는 웨이퍼와 같이 정교한 코팅을 필요로 하는 부재를 의미한다.
척(100)은 코팅부재(1)가 안착되는 안착부(110)와, 안착부(110)의 저면에 형성되어 회전하는 회전플레이트(120)와, 안착부(110)에 외측 둘레에 형성되는 유로링(150)과, 유로링(150) 하측에 형성되는 집적링(160)과, 공기의 배출 시 유로를 형성하는 유로플레이트(170)와, 안착부(110)의 상측을 감싸도록 형성되는 바울(180)과, 회전플레이트(120)와 연결되어 회전 구동력을 제공하는 회전구동부(190)로 형성되어 코팅부재(1)가 안정적으로 회전하도록 하는 동시에 남은 코팅액과 안착공간(111)에 잔존하는 공기를 원활하고 안정적으로 배출시킨다.
안착부(110)는 코팅부재(1)가 수용될 수 있도록 코팅부재(1)의 외측을 감싸도록 형성되어 안착공간(111)을 형성하고, 둘레를 따라 회전 시 코팅부재(1)에서 방사되는 코팅액 및 안착공간(111)에 잔존하는 공기가 배출될 수 있는 회수홀(112)이 일정간격으로 형성된다.
따라서 코팅부재(1)는 회전 시 안착부(110)의 내측 안착공간(111)에 수용되어 안정적인 상태로 회전되어 방사되는 코팅액 또한 외부로 배출되어 회전이 멈춘 후 코팅부재(1)로 남은 코팅액이 떨어지는 것을 방지하여 코팅 공정의 신뢰도를 향상시킨다.
회전플레이트(120)는 안착부(110)의 저면에 형성되고, 코팅부재(1)가 안착되는 안착리브(121)와, 포크핀(310)이 안착공간(111)으로 승하강할 수 있는 관통홀(122)과, 커버(210)플레이트에 형성된 정렬핀(221)과 체결되는 체결홈(122)과, 차폐부(400)가 안착되는 수용홈(123)이 형성되어 코팅부재(1)가 안정적으로 회전할 수 있도록 한다.
안착리브(121)는 코팅부재(1)의 둘레를 사방으로 지지하여 회전 시 안정적으로 고정될 수 있도록 하며, 일 예의 안착리브(121)는 코팅부재(1)의 각 모서리를 양 측에서 지지할 수 있도록 서로 대향하는 한 쌍이 사방으로 배치된다. 이때 포크핀(310)의 하강에 따라 코팅부재(1)가 안착되면서 안착리브(121)의 간섭에 의해 손상이 발생되지 않도록 하측으로 갈수록 돌출되도록 경사져 형성되는 것이 바람직하다.
따라서 코팅부재(1)의 외주면의 사방 각 모서리의 양 외측면을 안착리브(121)가 지지할 수 있도록 하여 코팅부재(1)와 안착리브(121)가 최소한의 접촉면적을 갖는 동시에 사방을 지지하여 회전 시 및 정지 시에도 코팅부재(1)가 안정적으로 고정되도록 한다.
또한 회전플레이트(120)에서 일정 거리 이격되되 안착공간(111) 내 수용될 수 있도록 안착공간(111)으로 소정 길이 돌출되어 형성된다. 여기서 안착리브(121)의 수 및 배치 방법은 코팅부재(1)의 종류 및 형상에 따라 달라질 수 있으며, 이는 통상의 기술자의 수준에서 자명한 사항에 해당한다.
관통홀(122)은 포크핀(310)이 승하강하면서 코팅부재(1)가 안착공간(111)으로 안착되거나 안착공간(111)으로부터 외측으로 안전하게 이동될 수 있도록 포크핀(310)이 회전플레이트(120)를 관통하도록 형성된다. 따라서 관통홀(122)은 안착리브(121)의 근접하여 형성되는 것이 바람직하다.
체결홈(122)은 커버(210)플레이트에 형성된 정렬핀(221)이 체결되어 회전 시에도 척(100)과 탑커버(200)가 안정적으로 체결되어 안착공간(111)의 밀폐력을 보다 향상시키며, 이를 위해 체결홈(122)은 정렬핀(221)의 위치에 대응하여 형성되고, 적어도 2 개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
수용홈(123)은 회전플레이트(120)의 저면에 형성되고, 차폐부(400)가 관통홀(122)을 폐쇄하였을 때 연장부(420)가 안착될 수 있도록 하여, 차폐부(400)를 보호하며, 회전부(410)를 기준으로 차폐부(400)가 회동할 때 간섭이 발생되지 않도록 한다.
구체적으로 제1 실시 예의 차폐부(400)가 형성된 경우에는 관통홀(122)을 폐쇄한 상태에서 연장부(420)만이 수용되도록 하나의 수용홈(123)이 형성되나, 제2 실시 예의 차폐부(2400)가 형성된 경우에는 관통홀(122)을 폐쇄한 상태에서는 연장부(2420)가 수용되는 수용홈(2123)과 관통홀(122)이 개방된 상태에서는 연동부(2450)가 수용되는 수용홈(2123)이 각각 형성된다.
또한 제2 실시 예의 차폐부(2400)가 형성된 경우에는 추가로 금속부(2124)가 추가로 형성되어 자성부(2440)가 부착될 수 있도록 한다. 차폐부(2400) 작동 방법에 대해서는 추후 자세히 설명하기로 한다.
유로링(150)은 안착부(110)의 하측에 배치되고, 회수홀(112)을 통해 배출되는 코팅액을 모으는 동시에 배출되는 공기의 이동 경로를 가이드하는 경사부(151)와, 공기의 배출유로를 형성하는 제1유로리브(152)로 형성되어 방사되는 코팅액은 일 측으로 모일 수 있도록 하며 배출된 공기는 안정적으로 척(100)의 외부로 배출되도록 한다.
집적링(160)은 유로링(150)의 하측에 배치되고, 경사부(151)의 최외측 둘레를 따라 형성된 집적홈(161)과, 제1유로리브(152)의 내측으로 소정 거리 이격된 제2유로리브(162)로 형성되어 유로링(150)과의 상호 관계에서 코팅액을 안정적으로 집적하는 동시에 공기의 배출이 원활하도록한다.
구체적으로 유로링(150)과 집적링(160)은 상하방향으로 결합되고, 경사면을 따라 흘러내리는 코팅액은 집적홈(161)에 안정적으로 모이고, 제1유로리브(152)과 제2유로리브(162)를 통해 공기가 배출되는 공기 유로를 형성하여 회전 하는 동안에도 집적된 코팅액이 재유입되는 것으로 방지하고, 공기가 안정적으로 배출되도록 하여 안착공간(111)에 진공이 형성되는 동안 코팅부재(1)에 진동 등과 같은 현상이 발생되지 않도록 한다.
이를 위해 집적링(160)은 제2유로리브(162)의 내측으로 배출홀(1621)이 형성되어 제1,2유로리브(152,162)에 의해 형성된 유로를 통해 이동되는 공기가 원활하게 배출할 수 있도록 한다. 이때 제1,2 유로리브(152,162)에 의해 형성되는 유로와 배출홀(1621) 사이에는 공기가 전체면적으로 분산되어 안정적으로 배출될 수 있도록 유로플레이트(170)가 형성되는 것이 바람직하다.
유로플레이트(170)는 제1,2 유로리브(152,162)에 의해 형성되는 유로와 배출홀(1621) 사이에 배치되는 링으로 형성되고, 유로와 배출홀(1621)을 연통시키는 연통홀(171)이 형성되어 공기가 배출될 수 있도록 하며, 유로플레이트(170)는 2개의 층으로 형성될 수 있고, 서로 다른 유로플레이트(170)에 형성된 연통홀(171)은 서로 어긋나도록 형성되어 공기가 보다 안정적으로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 회전 코팅 장치(10)는 코팅에 필요한 양을 초과하는 코팅액이 척(100)의 외부로 배출되도록 하여 코팅부재(1)에 형성되는 코팅층이 균일하도록 하는 동시에 코팅 후 코팅액이 코팅부재(1)로 재유입되지 않도록 하여 코팅의 신뢰도를 현저히 향상시킨다.
또한 안착공간(111)에 잔존하는 공기를 전체 면적에서 균일하게 배출될 수 있도록 하여 안착공간(111)에 발생할 수 있는 공기의 불규칙한 흐름을 최소화하여 코팅층이 불균일하게 형성되는 것을 방지하는 동시에 코팅부재(1)의 흔들림을 방지하여 코팅 신뢰도 향상 효과를 증대시킨다.
바울(180)은 척(100)의 안착부(110)의 외측으로 감싸는 동시에 내주면 말단부가 절곡되어 안착공간(111)의 상측 일부를 덮도록 형성되어 안착공간(111)을 외부로부터 보호하는 동시에 탑커버(200)가 밀착될 수 있는 일정 면적을 제공하여 안착공간(111)의 밀폐력을 확보한다.
회전구동부(190)는 회전플레이트(120)에 연결되어 코팅부재(1)가 안착된 후 회전 구동력을 제공한다. 이때 회전구동부(190)와 회전플레이트(120)가 연결될 수 있도록 척(100)을 구성하는 다른 구성들은 링 형상을 가질 수 있다.
탑커버(200)는 바울(180)의 개방된 상측면을 덮는 커버(210)와 안착부(110)의 상측에 결합되어 안착공간(111)을 밀폐시키는 커버(210)플레이트와, 척(100)으로부터 탑커버(200)를 안착 및 분리시키는 커버(210)구동부로 형성되어 회전 코팅 공정 시 안착공간(111)이 외부와 구별되도록 하는 동시에 코팅부재(1)를 쉽게 안착 및 이탈시킬 수 있도록 한다.
이때 커버(210)의 외주면에는 바울(180)의 상측면에 밀착되는 씰링(211)을 더 구비하고 있으며, 커버(210)플레이트에는 회전 시에도 안착부(110)와 안정적으로 결합될 수 있도록 체결홈(122)에 삽입되어 고정되는 정렬핀(221)이 형성된다. 이때 안정적인 고정을 위하여 정렬핀(221)은 적어도 2개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 커버(210)구동부는 탑커버(200)의 상하방항의 이동의 가이드하는 커버(210)이동라인과, 커버(210)이동라인과 커버(210) 및 커퍼플레이트를 연결하는 커버(210)연결부로 형성되어 탑커버(200)를 승하강시킨다.
포크핀부(300)는 척(100)의 하측에 형성되고, 승하강되며 안착공간(111)의 내외부로 이동되는 포크핀(310)과, 포크핀(310)의 이동을 가이드하는 가이드플레이트(320)와, 포크핀(310)을 이동시키는 포크구동부(330)로 형성되어 코팅부재(1)와 최소 접촉면적을 가지면서 안착리브(121)에 안착시킨다.
포크핀(310)은 코팅부재(1)의 안정적인 승하강을 위해 각 모서리에서 내측으로 일정 거리 이격된 위치를 지지할 수 있도록 복수 개로 형성되며, 이에 따라 안착리브(121)의 근접하여 형성되는 바람직하다.
가이드플레이트(320)는 이동방향으로 길게 연장된 포크핀(310)이 안정적으로 이동될 수 있도록 포크핀부(300)가 이동 경로 상에 설치되어 복수 개의 포크핀(310)의 위치에 대응하여 가이드홀(321)이 형성된다. 이에 따라 포크핀(310)은 반복적인 승하강에도 미리 설계된 오차범위 내에서만 이동가능하여 코팅부재(1)은 안정적인 고정이 가능하도록 한다.
포크구동부(330)는 복수 개의 포크핀(310)이 고정된 포크플레이트(331)와, 포크플레이트(331) 일 측에 연결되어 포크플레이트(331)를 승하강시키는 포크플레이트(331)이동부로 형성되어 복수 개의 포크핀(310)이 일체로서 승하강하도록 하여 코팅부재(1)의 안정적인 이동이 가능하도록 한다.
이에 따라 코팅부재(1)는 복수의 안착리브(121) 사이에 안정적으로 안착될 수 있어 안착 시 안착위치 오류로 인해 스크레치 등의 손상을 최소화하고, 회전 시에도 안정적인 고정이 가능하여 코팅액이 코팅부재(1)의 전체적인 면적에 고루 분산될 수 있도록 하여 코팅의 신뢰성을 향상시킨다.
차폐부(400)는 회전플레이트(120)의 저면에 회전가능하도록 고정된 회전부(410)와, 회전부(410)의 일 측에서 연장되어 관통홀(122)을 개폐시키는 연장부(420)로 형성되어 포크핀(310)이 안착공간(111)의 내측으로 이동될 수 있도록 형성된 관통홀(122)을 개폐시킨다.
구체적으로 제1 실시 예의 차폐부(400)는 회전부(410)와, 회전부(410)의 일 측에서 반경방향으로 연장된 연장부(420)와, 회전부(410)의 타 측에서 연장된 방지돌기(430)로 형성되고, 회전플레이트(120)의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 회전부(410)를 기준으로 연장부(420)가 회전하면서 수용홈(123)에 밀착된다.
이에 따라 회전플레이트(120)가 회전하기 시작하여 회전 속도에 따라 점진적으로 연장부(420)가 상승하면서 미리 설계된 회전 속도에 도달하면 수용홈(123)에 안착되어 회전 코팅 공정동안 안착공간(111)을 밀폐하고, 회전이 중지되면 자동으로 수용홈(123)에서 연장부(420)가 분리되면서 안착공간(111)으로 외부 공기가 유입되어 탑커버(200)와 척(100)이 분리가 용이하도록 한다.
이때 방지돌기(430)는 연장부(420)와 다른 방향으로 연장되어 회전부(410)의 회전에 간섭되지 않는 동시에 원심력에 따라 차폐부(400)가 관통홀(122)에 밀착된 상태에서 회전축과 나란하게 형성되어 안정적인 밀착이 가능하도록 한다.
제2 실시 예의 차폐부(2400)는 회전부(2410)와, 회전부(2410)의 일 측에서 연장된 연장부(2420)와, 연장부(2420)의 일 측에 형성된 자성부(2440)와, 회전부(2410)에서 돌출되어 형성된 방지돌기(2430)와, 회전부(2410)의 타 측에서 연장된 연동부(2450)로 형성되어 개폐부(2500)를 통해 연장부(2420)를 수용홈(2123)에 밀착 및 이탈되도록 한다. 이때 제2 실시 예의 차폐부(2400)는 자력으로 회전플레이트(120)에 밀착되고, 가압력에 의해 회전플레이트(120)에서 분리되어 안착공간(111)의 안정적인 밀폐력을 제공한다.
구체적으로 제2 실시 예의 차폐부(2400)는 연장부(2420)의 말단으로 고압의 공기를 분사시켜 회전부(2410)를 기준으로 연장부(2420)를 회전시켜 금속부(2124)에 연장부(2420) 일 측에 형성된 자성부(2440)가 자력에 의해 부착되도록 하여 관통홀(122)을 폐쇄시키고, 코팅부재(1)의 코팅이 완료된 후에는 개폐부(2500)로 연동부(2450)를 가압하여 지렛대 원리를 통해 연장부(2420)가 회전부(2410)를 기준으로 반대로 회전하도록 하여 금속부(2124)로부터 분리시켜 관통홀(122)을 개방한다.
또한 가압부(2512)가 연동부(2450)를 가압하여 관통홀(122)이 개방된 상태에서 방지돌기(2430)가 가압부(2512)의 일 측에 닿아서 더 이상 회전하지 않도록 하여 블로워(2511)와 연장부(2420)가 일직선상에 위치할 수 있도록 하여 차후 회전 코팅 공정이 원활하도록 한다.
이에 따라 제2 실시 예의 차폐부(2400)가 형성된 회전 코팅 장치(10)는 회전을 시작 전부터 관통홀(122)을 폐쇄시켜 회전 초기부터 공기가 배출되도록 하여, 회전 공정 내내 안착공간(111)의 압력이 안정적으로 유지되어 코팅부재(1)에 발생될 수 있는 진동 등을 최소화한다.
정리 하면, 본 발명의 회전 코팅 장치(10)는 제1,2 실시 예의 차폐부(400,2400)는 서로 다른 장점을 가져 필요 및 설계에 맞춰 선택하여 설치할 수 있으며, 구체적으로는 제1 실시 예의 차폐부(400)는 간단한 구조를 가지고 회전에 의해 발생되는 원심력을 구동력으로 하여 별도의 장치 및 구조를 필요로 하지 않아 활용도가 높으며, 제2 실시 예의 차폐부(2400)는 회전 공정 시작부터 관통홀(122)을 폐쇄시켜 안착공간(111)의 안정성을 높이면서, 개폐를 보다 확실히하여 코팅 공정의 신뢰도 향상을 증대시킨다.
개폐부(2500)는 제2 실시 예의 차폐부(2400)를 개폐시키는 개폐유닛(2500)과, 복수 개의 개폐유닛(2500)이 설치되는 개폐플레이트(2520)와, 개폐플레이트(2520)를 이동시키는 개폐플레이트(2520)이동부로 구성되어 승하강하며 차폐부(2400)를 개폐한다.
개폐유닛(2500)은 하강된 위치에서 연장부(2420)의 말단에 공기를 분사시키는 블로워(2511)와, 승강된 위치에서 연동부(2450)를 가압하는 가압부(2512)로 형성되어 고압의 공기를 통해 개폐부(2500)를 관통홀(122)로 부착시켜 폐쇄하고, 가압력을 통해 연장부(2420)를 회동시켜 관통홀(122)로부터 개폐부(2500)를 이탈시켜 개방한다.
또한 개폐유닛(2500)은 복수의 관통홀(122)을 개폐할 수 있도록 복수 개로 형성되고, 복수의 관통홀(122)이 동시에 개폐될 수 있도록 개폐플레이트(2520)에 일정 간격을 두고 설치되고, 개폐플레이트(2520) 일 측에는 개폐플레이트(2520)이동부가 형성되어 개폐플레이트(2520)를 상하방향으로 승강시킨다.
따라서 개폐플레이트(2520)이동부에 의해 개폐유닛(2500)은 하강된 상태에는 블로워(2511)의 공기 분사 방향과 연장부(2420)의 말단에 형성된 개방면(2441)이 일직선 상에 놓이도록 하며, 승강된 상태에는 가압부(2512)가 수용홈(2123)의 내측에 위치될 수 있는 위치까지 상승하며 관통홀(122)을 안정적으로 개폐시킨다.
노즐부(600)는 코팅액을 분사시키는 분사노즐(610)과, 분사노즐(610)이 척(100)의 상측과 척(100)의 외측으로 이동되도록 회동시키는 노즐회동부(620)로 형성되어 코팅부재(1)의 일 측에 코팅액을 분사시킨다.
이에 따라 노즐부(600)는 코팅 공정 전에 회동하여 안착리브(121)에 안착된 코팅부재(1)의 상측에 코팅액을 분사하고, 분사가 완료된 후에는 탑커버(200)가 하강되도록 다시 회동하여 척(100)의 외측으로 배치된다.
따라서 본 발명의 회전 코팅 장치(10)는 회전 코팅 공정에서 탑커버(200)를 하강시켜 안착공간(111)을 폐쇄시키는 closed 방식이 코딩 장치이며, 안착공간(111) 폐쇄 시 포크핀(310)이 이동되는 관통홀(122)을 폐쇄시키는 차폐부(400,2400)를 구비하여 회수홀(112)로 안착공간(111)에 잔존하는 공기를 배출시켜 코팅부재(1)의 안정적인 회전이 가능하도록 한다.
또한 코팅부재(1)에 안착리브(121)가 접촉되는 면적을 최소화하여 회전 시 코팅부재(1)에 발생하는 손상을 최소화하고, 안착공간(111)의 내부 압력을 진공으로 유지할 수 있도록 하여 코팅부재(1)에 진동 및 휨이 발생되는 것을 방지하여 코팅층이 균일하게 형성되도록 하는 동시에 원심력과 표면 장력에 의해 코팅부재(1)의 에지에 리코일링 되어 발생되는 에지비드를 방지하여 코팅 고정의 신뢰도를 현저히 향상시킨다.
이에 따라 궁극적으로 코팅부재(1)의 코팅 신뢰도를 향상시켜 제품의 불량률을 현저히 낮아지고, 제품의 신뢰도가 향상되는 효과를 갖는다.
이하에서는 본 발명의 코팅 회전 장치의 코딩 방법에 대해 보다 구체적으로 알아보도록 한다.
도 12는 도 1의 회전 코팅 장치의 코팅 방법의 순서도이고, 도 13은 도 12의 차폐부의 개폐 방법을 구체화한 순서도이며, 도 14(a) 내지 도 14(c)는 도 12의 회전 코팅 장치의 코팅 방법을 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 회전 코팅 장치(10)의 코팅 방법은 초기 탑커버(200)가 상승된 상태에서 포크핀(310)을 승하강시키면서 코팅부재(1)를 안착공간(111)에 안착시키는 안착단계(S10)와, 코팅액을 분사시키고 안착공간(111)을 폐쇄시켜 회전 코팅을 준비하는 준비단계(S20)와, 척(100)을 회전시켜 코팅부재(1)의 일 측에 코팅층을 형성하는 코팅단계(S30)와, 안착공간(111)을 개방하고, 포크핀(310)을 상승시켜 코팅이 완료된 코팅부재(1)를 이동시키는 코팅부재(1)를 이동시키는 코팅 완료단계(S40)로 형성된다.
안착단계(S10)는 외부에서 코팅이 필요한 코팅부재(1)를 안착공간(111)에 안착시키는 단계로 탑커버(200)가 상승되어 안착공간(111)이 개방된 상태로 포크핀(310)을 상승시켜 안착공간(111)을 관통하여 상측으로 돌출되도록 하는 제1포크핀(310) 상승단계(S11)와, 코팅부재(1)가 안착된 로딩포크(2)를 이동시켜 포크핀(310)의 상측으로 코팅부재(1)를 안착시키는 제1 안착단계(S12)와, 포크핀(310)을 하강시켜 코팅부재(1)가 안착리브(121)에 접촉면적이 최소화되면서 안착 고정되는 제2 안착단계(S13)로 형성된다.
이와 같이 본 발명의 회전 코팅 장치(10)의 코팅 방법은 로딩포크(2)와 포크핀(310)과 안착리브(121)를 통해 코팅부재(1)가 회전 코팅을 위해 안착공간(111)에 안착되기까지 최소한의 접촉 면적을 갖도록 하여 과정 중 코팅부재(1)에 발생될 수 있는 벗겨짐 등을 최소화한다.
준비단계(S20)는 코팅부재(1)가 안착된 후 척(100)의 외측에 설치된 노즐부(600)의 분사노즐(610)이 안착공간(111)의 상측에 배치되도록 회전시키고, 일정 양의 코팅액을 분사하는 코팅액 분사단계(S21)와, 코팅액이 분사된 후 분사노즐(610)을 원위치로 복귀시키고, 탑커버(200)를 하강시켜 안착공간(111)을 폐쇄시키는 코팅 준비단계(S22)로 형성된다.
코팅단계(S30)는 안착공간(111)이 폐쇄된 상태로 척(100)을 회전시켜 코팅부재(1)에 분사된 코팅액을 원심력에 의해 분산시켜 코팅층을 균일하게 형성한다. 구체적으로 코팅단계(S30)는 코팅 준비단계 후 관통홀(122)을 폐쇄하고 척(100)을 회전시켜 코팅층을 형성하고, 다시 관통홀(122)을 개방하여 탑커버(200)의 상승을 준비한다.
이때 제1 실시 예의 차폐부(400)의 경우 척(100)의 회전에 발생되는 원심력에 의해 관통홀(122)을 폐쇄할 수 있어 별도의 개폐 구조를 필요로 하지 않으며, 관통홀(122)의 개폐 및 회전 코팅이 동시에 이루어진다. 이때 척(100)은 0 rpm에서 점진적으로 회전 속도가 증가하여 150 rpm까지 증가되고 150rpm에서 안착홈에 밀착되어 관통홀(122)을 폐쇄한다.
제2 실시 예의 차폐부(2400)의 경우에는 별도의 개폐부(2500)를 가져, 블로워(2511)를 통해 고압의 공기의 분사력에 의해 금속부(2124)에 연장부(2420)의 일 측면에 형성된 자성부(2440)를 부착시켜 관통홀(122)의 폐쇄시키는 관통홀(122) 폐쇄단계(S31)와, 척(100)을 회전시켜 코팅액을 분산시켜 코팅층을 형성하는 단계(S32)와, 회전 완료 후 개폐유닛(2500)을 상승시켜 가압부(2512)가 연동부(2450)를 가압하도록 하여 금속부(2124)로부터 연장부(2420)를 분리시키는 관통홀(122) 개방단계(S33)로 형성된다.
이와 같이 탑커버(200)의 개방 전 관통홀(122)을 먼저 개방함으로써 안착공간(111)으로 외부 공기가 일부 유입되도록 하여 압력차에 의해 발생되는 개방간섭을 감소시켜 코팅이 완료된 코팅부재(1)로 예상히지 못한 손상이 발생되지 않도록 한다.
코팅 완료단계(S40)는 탑커버(200)를 상승시켜 안착공간(111)을 개방시키는 탑커버(200) 상승단계와, 포크핀(310)을 상승시켜 코팅층이 형성된 코팅부재(1)를 안착리브(121)에서 이탈시키는 제2포크핀(310) 상승단계(S41)와, 로딩포크(2)를 사용하여 코팅층이 형성된 코팅부재(1)를 외부로 이동시키는 완료단계(S42)로 형성되어 이동시에도 최소한의 접촉 면적을 통해 외부로 이동시킬 수 있어 코팅부재(1)의 손상을 방지한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.
1 코팅부재 2 로딩포크
10 회전 코팅 장치
100 척 110 안착부
111 안착공간 112 회수홀
120 회전플레이트 121 안착리브
122 관통홀 122 체결홈
123,2123 수용홈
2124 금속부
150 유로링 151 경사부
152 제1유로리브
160 집적링 161 집적홈
162 제2유로리브 1621 배출홀
170 유로플레이트 171 연통홀
180 바울 190 회전구동부
200 탑커버 210 커버
211 씰링 220 커버플레이트
221 정렬핀 230 커버구동부
231 커버이동라인 232 커버연결부
300 포크핀부 310 포크핀
320 가이드플레이트 321 가이드홀
330 포크구동부 331 포크플레이트
332 포크플레이트이동부
400,2400 차폐부 410,2410 회전부
420,2420 연장부 430 방지돌기
2440 자성부 2441 개방면
2450 연동부
2500 개폐부 2510 개폐유닛
2511 블로워 2512 가압부
2520 개폐플레이트 2530 개폐플레이트이동부
600 노즐부 610 분사노즐
620 노즐회동부

Claims (7)

  1. 일 측으로 개방된 안착공간과, 상기 안착공간과 연통되는 관통홀이 형성된 척;
    상기 척의 일 측에 결합되어 상기 안착공간을 폐쇄시키는 탑커버;
    상기 관통홀을 통해 상기 안착공간으로 승강되어 웨어퍼를 상기 척에 안착시키는 포크핀; 및
    상기 관통홀에 개폐시키는 차폐부;를 포함하고,
    상기 차폐부는
    상기 포크핀이 코팅부재를 안착시킨 후 상기 척의 외측으로 하강되면 상기 관통홀을 폐쇄하여 외기가 상기 안착공간으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는
    회전 가능하도록 상기 척에 고정되는 회전부와, 상기 회전부에서 연장되어 상기 관통홀의 일 측에 밀착되는 연장부로 형성되어 상기 척의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 회전부를 중심으로 회전하여 상기 관통홀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차폐부는
    상기 회전부와 상기 연장부 사이에 방지돌기를 형성하여 회전 시 상기 척과의 걸림을 방지하는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부가 상기 관통홀의 일 측으로 탈착시키는 개폐부;를 더 포함하고,
    상기 척은
    상기 관통홀의 위치에 대응하여 일정 면적의 금속부가 더 형성되고,
    상기 차폐부는
    회전 가능하도록 상기 척에 고정되는 회전부와, 상기 중심부의 일 측에서 연장되어 상기 관통홀의 일 측에 밀착되는 연장부와, 상기 연장부의 일 측에 형성되어 자성을 발생시키는 자성부와, 상기 회전부의 타 측에서 연장되어 상기 연장부를 상기 관통홀에서 분리시키는 연동부로 형성되어 상기 개폐부에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 회전부를 중심으로 회전하여 자성에 의해 상기 금속부에 부착되어 상기 관통홀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐부는
    상기 연장부의 말단부로 공기를 분사시켜 상기 연장부를 상기 금속부의 일 측에 부착시키는 블로워와, 상기 연동부를 가압하여 상기 연장부를 상기 금속부로부터 분리시키는 가압부로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자성부는
    상기 블로워에서 분사되는 공기가 상기 연장부의 일 지점에 집중되도록 개방면적이 점진적으로 좁아지도록 형성되어 상기 연장부가 일 지점이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    코팅부재가 상기 안착공간에 안착된 후 코팅제를 분사시키는 노즐부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 코팅 장치.
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