KR100384472B1

KR100384472B1 - 대형기판의 처짐방지장치

Info

Publication number: KR100384472B1
Application number: KR10-2000-0087299A
Authority: KR
Inventors: 조영석
Original assignee: 아이티에스테크놀러지 주식회사
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2003-05-22
Also published as: KR20020059040A

Abstract

본 발명은 대형기판에 관한 각종 제조 및 가공공정에서 대형기판을 평편하게 지지하기 위한 대형기판의 처짐방지장치에 관한 것으로, 일 예를 들어 기판이 상단 베이스면에 올려지고 내부에 기밀실이 형성되며, 주벽 상단부에는 기판을 흡착하기 위한 진공 흡착로가 형성되는 기판 고정용 챔버와, 기판 고정용 챔버의 기밀실에 압력을 공급하기 위한 압력 공급수단과, 기판의 처짐량을 측정하기 위한 처짐량 측정장치를 포함하여 기판을 휨이 방지된 평편한 형태로 고정하고 노광시키도록 구성된다. 그리고, 상기 기판 고정용 챔버의 상측부에는 기판의 사방 변부를 흡착하여 펼치면서 기판 고정용 챔버의 상단 베이스면에 지지하기 위한 기판 당김수단이 구비될 수 있다. 이러한 본 발명은 기판을 전면적으로 균일하게 노광하여 각 패턴을 정확하게 형성할 수 있게 되는 이점이 있으며, 이에 따라 불량 화소 등의 원인이 되는 제품 불량을 방지하여 제품의 품질을 향상시키며, 생산 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

대형기판의 처짐방지장치{APPARATUS TO PREVENT BENDING OF LARGE SIZE SUBSTRATE BOARD}

본 발명은 대형기판에 관한 각종 제조 및 가공공정, 예를 들어 노광공정에서 기판을 평편하게 지지하기 위한 대형기판의 처짐방지장치에 관한 것으로, 특히 대형기판을 기판 고정용 챔버 위에 수평으로 평편하게 펼쳐 휨이 방지된 형태로 지지시키고 노광함으로써 기판을 전면적으로 균일하게 노광하여 각 패턴을 정확하게 형성할 수 있도록 한 대형기판의 처짐방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 LCD, PDP, PCB와 같은 대형기판을 노광할 때에는 다수의 동일한 패턴이 형성된 기판에서 기판의 한 부분을 노광하고, 다음 기판으로 이동한 후 다시 노광하는 작업, 일명 스텝/리피드방식(step and repeat type)의 작업이 행하여지고 있으며, 이러한 기판들은 비접촉식으로 노광작업을 행하는 것이 바람직하다. 그러나 비접촉식으로 노광을 하기 위해 도 9에 도시한 바와 같은 기판(1)의 주변 여유공간(1a)만을 지지하게 되면 통상 기판(1)의 두께가 LCD의 경우 0.5∼1.2mm(30인치까지 상용화됨)이고, PDP의 경우도 두꺼워야 5mm(60∼80인치까지 상용화 또는 개발중임)를 넘지 않기 때문에 기판(1)의 중앙부분에 휨이 발생하게 되며, 이 상태에서 그대로 노광을 하게 되면 휨에 의해 정확한 패턴 형성이 어려웁게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 접촉식으로 노광을 행하거나 한 부분을 노광할 때 마다 하부에서 지지장치를 이용하여 계산 또는 측정된 처짐량 만큼 보정을해서 노광작업을 행하게 되나, 이와 같이 접촉식으로 노광하거나 부분 접촉식으로 노광하는 것은 모두 접촉 부분에서 제품 불량이 발생할 확률이 높으며, 이러한 제품 불량은 예를 들어 LCD에서 불량 화소가 발생하는 등의 요인이 되었다.

도 7과 같이 기판(1)의 패턴과 패턴 사이의 여유공간(1b)이 있는 경우에는 이 공간을 이용하여 부분 접촉을 해서 처짐을 보정할 수 있으나, 이 경우에도 패턴 하나의 사이즈가 크므로 그 중앙부의 처짐이 문제가 되고, 기판(1)의 사이즈가 변할 때 마다 그 위치를 가변시켜야 하므로 장비가 복잡해지고 작업시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 고가가 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 대형기판에 관한 제조 및 가공공정에서 대형기판을 지지하면서 기판을 기판 고정용 챔버 위에 수평으로 평편하게 펼쳐 휨이 방지된 형태로 지지시키고 공정을 행하도록 함으로써 예를 들어 노광공정에서 기판을 전면적으로 균일하게 노광하여 각 패턴을 정확하게 형성할 수 있게 되는 대형기판의 처짐방지장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 기판을 기지하는 지지부를 기밀실을 가지는 기판 고정용 챔버로 구성하고, 기판 고정용 챔버 상부의 기판이 올려지는 베이스면에는 기판을 진공 흡착하기 위한 흡착공과 흡착로를 형성하며, 기밀실의 내부에는 기판의 처짐을 보상하기 위하여 기밀실의 압력을 유지하고 가변시킬 수 있는 압력 공급수단을 설치하여 구성된다.

또한, 기판이 예컨데 진공패드와 같은 이송수단에 의해 기판 고정용 챔버 상부의 베이스면에 놓여지면 기판의 처짐량 측정장치로 처짐량을 구하고 압력 가변장치로 기밀실 내의 압력을 조절하면서 기판 고정용 챔버의 상부에 형성된 상부 진공 흡착로의 흡착력을 조절하여 기판을 진공 흡착력에 의해 기판 고정용 챔버의 베이스면에 고정한 후 노광하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 기판이 얇고 사이즈가 큰 경우에는 기판에 손상을 주지 않는 범위에서 기판이 얹혀지는 베이스면의 외곽부에 기판을 잡고 수평방향으로 힘을 가하는 기판 당김수단을 구비하여 기밀실 내부의 압력을 조절함과 함께 이 기판 당김수단이 기판을 잡고 적절한 힘으로 수평 방향으로 수평력을 가하여 기판을 평편하게 유지한 후 노광하도록 구성된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치의 일 실시예를 보인 것으로,

도 1은 개략 평면도.

도 2는 개략 종단면도.

도 3은 처짐량 측정장치를 함께 보인 평면도.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치의 다른 실시예를 보인 것으로,

도 4는 개략 평면도.

도 5는 개략 종단면도.

도 6은 기판 당김수단을 발췌하여 보인 부분 절결 측면도.

도 7은 기판 당김수단의 사시도.

도 8은 기판 당김수단의 작용 설명도.

도 9는 기판의 구성을 보인 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기판 100 : 기판 고정용 챔버

101 : 기밀실 110 : 진공 흡착로

120 : 압력 공급수단 121 : 공급관

130 : 거리 검출센서 200 : 처짐량 측정장치

300 : 기판 당김수단 310 : 지지블럭

311 : 흡착로 312 : 흡착공

313 : 흡착패드 320 : 지지블럭 작동수단

321 : 실린더 322 : 플런저

323 : 연결봉 324 : 힌지부

325 : 연결부재 326 : 힌지부

331 : 안내홈 332 : 캠

333 : 캠핀

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치는 기판이 상단 베이스면에 올려지고 내부에 기밀실이 형성되며, 주벽 상단부에는 기판을 흡착하기 위한 진공 흡착로가 형성되는 기판 고정용 챔버와, 기판 고정용 챔버의 기밀실에 압력을 공급하기 위한 압력 공급수단과, 기판의 처짐량을 측정하기 위한 처짐량 측정장치를 포함하여 기판을 휨이 방지된 평편한 형태로 지지하도록 구성된다.

또한, 상기 압력 공급수단은 기판 고정용 챔버의 주벽 일측부에 공급관을 결합하고, 이 공급관은 기밀실의 내의 압력을 유지하고 가변시키도록 구비된 가압수단에 연결하여 구성된다.

그리고, 상기 기판 고정용 챔버의 상측부에는 기판의 사방 변부를 흡착하여 펼치면서 기판 고정용 챔버의 상단 베이스면에 지지하기 위한 기판 당김수단이 구비될 수 있다.

상기 기판 당김수단은 기판의 사방 변부를 흡착하기 위하여 다수개의 진공 흡착공과 흡착로가 연통되게 형성되고 하면에는 각 흡착공의 하단부에 위치하도록 흡착패드가 결합되며, 기판 고정용 챔버의 상단 베이스의 사방 변부에 올려지도록 설치되는 지지블럭과, 지지블럭을 초기위치에서 전진위치로 이동시켜 기판의 사방 변부에 올려 놓고 지지블럭이 기판의 사방 변부를 흡착한 후 후진위치로 당겨 펼쳐지도록 작동시키는 지지블럭 작동수단으로 구성된다.

이하, 이와 같은 본 발명 장치를 노광공정에 적용된 경우를 첨부 도면에 예시하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 대형기판의 처짐방지장치를 보인 것으로, 도 1에는 개략 평면도, 도 2에는 개략 종단면도가 각각 도시되어 있으며, 도 3에는 처짐량 측정장치를 함께 보인 평면도가 도시되어 있다.

도면에서 1은 노광을 위한 기판을 보인 것이고, 2는 기판(1) 위에 위치하고 포토 마스크(3)가 하면에 부착 프레임을 보인 것으로, 기밀실(101)이 형성된 기판 고정용 챔버(100)의 상부에 올려져 고정되고, 기판(1)의 처짐량을 측정하기 위한 처짐량 측정장치(200)가 구비되어 있다.

상기 기판 고정용 챔버(100)는 주벽 상단부에 기판(1)이 안정하게 놓이도록 안착홈(102)이 단차지게 형성되고, 주벽 상단부에 진공 흡착로(110)가 형성되어 그진공 흡착로(110)를 통하여 기밀실(101)의 공기를 배기함으로써 주벽의 상단부에 올려진 기판(1)이 진공압에 의해 안정하게 고정되도록 구성되어 있으며, 상기 기판고정용 챔버(100)에는 압력 공급수단(120)이 구비되어 기밀실(101)에 압력을 공급함으로써 상기 기판(1)이 기밀실(101)의 압력에 의해 평편하게 펼쳐진 형태로 고정되도록 구성되어 있다.

그리고, 압력 공급수단(120)은 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 일측부에 공급관(121)을 결합하여 기밀실(101)의 내의 압력을 유지하고 가변시키도록 구비된 가압수단(도시되지 않음)에 의해 가압된 압력 기체가 공급되도록 되어 있다.

상기 처짐량 측정장치(200)의 한 형태는 상기 기판 고정용 챔버(100)의 내부에는 기판(1)과의 거리를 감지하여 처짐량을 측정하기 위한 복수개의 거리 검출센서(130)가 결합되어 구성된다.

상기 처짐량 측정장치(200)의 다른 형태는 제1 구동모터(220)의 회전에 의해 폭방향 구동가이드(221)가 구동됨에 의해 측정계(210)가 폭방향(Y방향)으로 이동하고, 제2 구동모터(230)의 회전에 의해 길이방향 구동가이드(231)가 구동됨에 의해 상기 폭방향 구동가이드(221)와 측정계(210)가 길이방향(X방향)으로 이동되도록 구성되어 상기 측정계(210)가 일정한 측정영역 내에서 자유로이 X,Y방향으로 이동하도록 되어 있다.

상기 측정계(210)은 예를 들어 주지의 마이켈슨 스텔라 간섭계(Michelson Stellar Interferometry)를 이용하는데 이 간섭계의 구성에 필요한 광원, 하프 미러(half mirror), 반사경, 카메라 등이 내장되어 처짐을 측정하게 되며, 기판(1)의크기나 기판(1) 내부의 패턴 매수 등에 다라 처짐을 측정하여야 하는 위치를 결정하고 제1,제2 구동모터(220),(230)의 구동에 의해 X,Y측으로 이동하면서 측정하게 된다.

상기 폭방향 구동가이드(221)와 길이방향 구동가이드(231)에는 통상의 볼 스크류 등이 이용된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

기판(1)이 노광공정을 위하여 통상의 이송수단에 의해 기판 고정용 챔버(100)의 상부로 이동되어 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 상단부에 형성된 안착홈(102) 위에 놓여지면 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 상측부에 형성된 진공 흡착로(110)에 형성되는 진공에 의해 기판(1)의 주연부가 흡착되어 기판(1)이 고정된다. 이후 압력 공급수단(120)의 공급관(121)으로 기판 고정용 챔버(100)의 기밀실(101) 내부에 압력 기체를 주입하게 되면, 압력 기체의 팽창압에 의해 기판(1)의 휨이 방지되면서 아주 평편한 형태로 지지되며, 상기한 작업은 처짐량 측정장치(200)의 거리 검출센서(130)또는 측정계(210)로 기판(1)의 처짐량을 측정하고 이 측정량에 의해 기밀실(101) 내의 압력을 조절함과 아울러 진공 흡착로(110)의 흡착력을 조절하면서 행하게 된다.

그리고, 이와 같이 기판(1)이 휨이 방지되는 평편한 형태로 고정된 후, 노광을 행하게 되면 기판(1)을 전면적으로 고르게 노광하여 각 패턴을 정확하게 형성할 수 있게 된다.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치의 다른 실시예를 보인 것으로, 도 4에는 개략 평면도, 도 5에는 개략 종단면도가 각각 도시되어 있고, 도 6에는 기판 당김수단을 발췌하여 보인 부분 절결 측면도, 도 7에는 기판 당김수단의 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 8에는 기판 당김수단의 작용 설명도가 도시되어 있다.

이 도 4 내지 도 8에 보인 대형기판의 처짐방지장치의 다른 실시예에는 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상측부에 상기 기판(1)의 사방 변부를 흡착하여 펼치면서 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 상부에 지지하기 위한 기판 당김수단(300)이 구비되어 있다.

상기 기판 당김수단(300)은 기판(1)의 사방 변부를 흡착하기 위하여 다수개의 진공 흡착공(312)과 흡착로(311)가 연통되게 형성되고 하면에는 각 흡착공(312)의 하단부에 위치하도록 흡착패드(313)가 결합되며, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상단 베이스의 사방 변부에 올려지도록 설치되는 지지블럭(310)과, 이 지지블럭(310)을 초기위치에서 전진위치로 이동시켜 기판(1)의 사방 변부에 올려 놓고 지지블럭(310)이 기판(1)의 사방 변부를 흡착한 후 후진위치로 당겨 펼쳐지도록 작동시키는 지지블럭 작동수단(320)으로 구성되어 있다.

상기 지지블럭 작동수단(320)은 기판 고정용 챔버(100)의 상단 베이스면에 실린더(321)가 고정되고, 실린더(321)의 플런저(322)에는 연결봉(323)의 일단부가 힌지부(324)로 회동 가능하게 결합되며, 연결봉(323)의 타단부는 지지블럭(310)에 고정된 연결부재(325)에 힌지부(326)로 회동 가능하게 결합되어 있다.

또, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상부에 형성된 안내홈(331)에는 캠(332)이 삽입되고, 지지블럭(310)의 양단부에는 상기 캠(332)과 접촉 운동하는 캠핀(333)이 고정되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의한 대형기판의 처짐방지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

기판(1)이 노광공정을 위하여 통상의 이송수단에 의해 기판 고정용 챔버(100)의 상부로 이동되어 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 상단부에 형성된 안착홈(102) 위에 삽입되면 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 상측부에 형성된 진공 흡착로(110)에 형성되는 진공에 의해 기판(1)의 주연부가 흡착되어 기판(1)이 임시로 고정된다.

이어서, 기판(1)의 사방부에 위치하도록 설치된 기판 당김수단(300)의 실린더(321)가 작동하여 도 8(a)와 같이 초기위치에 있는 지지블럭(310)을 밀게 되면 지지블럭(310)의 양단부에 고정된 캠핀(333)이 캠(332)을 타고 이동하게 되며, 이에 따라 지지블럭(310)이 기판 고정용 챔버(100)의 상단부와 떨어져 간섭됨이 없이 전진하여 도 8(b)와 같이 기판(1) 위에 접촉된다.

이후, 지지블럭(310)의 흡착로(311)와 진공 흡착공(312)을 통하여 형성되는 진공에 의해 기판(1)의 사방 변부를 흡착하면서 기판 고정용 챔버(100)의 상부 진공 흡착로(110)의 배기를 중지하게 되면 기판(1)의 사방 변부가 기판 당김수단(300)의 각 지지블럭(310)에 의해서만 고정되며, 이와 같이 사방의 지지블럭(310)에 의해 기판(1)의 사방 변부가 흡착되어 고정된 후, 상기 각 실린더(321)를 역으로 작동시켜 지지블럭(310)을 도 8(c)와 같이 약간 후진시키게 되면 기판(1)의 사방 변부가 지지블럭(310)에 의해 당겨직 되므로 기판(1)이 평편하게 펴지게 된다.

이와 같이 각 지지블럭(310)에 의해 기판(1)을 평편하게 펼친 후, 기판 고정용 챔버(100)의 상측 진공 흡착로(110)로 다시 진공을 형성하여 기판(1)의 주연부를 흡착 고정시키고, 압력 공급수단(120)의 공급관(121)으로 기판 고정용 챔버(100)의 기밀실(101) 내부에 압력 기체를 주입하게 되면, 압력 기체의 팽창압에 의해 기판(1)의 휨이 방지되면서 아주 평편한 형태로 지지된다. 그리고, 상기한 작업은 처짐량 측정장치(200)와 거리 검출센서(130)로 기판(1)의 처짐량을 측정하고 이 측정량에 의해 기밀실(101) 내의 압력을 조절함과 아울러 진공 흡착로(110)의 흡착력을 조절하면서 행하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 대형 LCD, PDP, PCB와 같은 대형기판을 노광하면서 기판을 기판 고정용 챔버 위에 수평으로 평편하게 펼쳐 휨이 방지된 형태로 지지시킨 후, 노광을 함으로써 기판을 전면적으로 균일하게 노광하여 각 패턴을 정확하게 형성할 수 있게 되는 이점이 있으며, 이에 따라 불량 화소 등의 원인이 되는 제품 불량을 방지하여 제품의 품질을 향상시키며, 생산 수율을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 의한 대형기판의 처짐방지장치는 주로 노광공정에 적용한 경우를 실시예로 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 대형기판을 제조 및 가공하는 전체 공정에 사용이 가능한 것이며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 고안의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

Claims

기판(1)이 상단 베이스면에 올려지고 내부에 기밀실(101)이 형성되며, 주벽 상단부에는 상기 기판(1)을 흡착하기 위한 진공 흡착로(110)가 형성되는 기판 고정용 챔버(100)와, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 기밀실(101)에 압력을 공급하기 위한 압력 공급수단(120)과, 상기 기판(1)의 처짐량을 측정하기 위한 처짐량 측정장치(200)와, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상측부에 상기 기판(1)의 사방 변부를 흡착하여 펼치면서 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상단 베이스면에 지지하기 위한 기판 당김수단(300)을 포함하여 상기 기판(1)을 휨이 방지된 평편한 형태로 고정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 압력 공급수단(120)은 상기 기판 고정용 챔버(100)의 주벽 일측부에 공급관(121)을 결합하고, 이 공급관(121)은 상기 기밀실(101)의 내의 압력을 유지하고 가변시키도록 구비된 가압수단에 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 처짐량 측정장치(200)는 상기 기판 고정용 챔버(100)의 내부에 기판(1)과의 거리를 감지하여 처짐량을 측정하기 위한 복수개의 거리 검출센서(130)가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 처짐량 측정장치(200)는 측정계(210)를 폭방향(Y방향)으로 이동시키기 위한 폭방향 구동가이드(221)와, 상기 폭방향 구동가이드(221)를 작동시키기 위한 제1 구동모터(220)와, 상기 폭방향 구동가이드(221)를 길이방향(X방향)으로 이동시키기 위한 길이방향 구동가이드(231)와, 상기 길이방향 구동가이드(231)를 작동시키기 위한 제2 구동모터(230)를 포함하여, 상기 측정계(210)가 일정한 측정영역 내에서 자유로이 X,Y방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 기판 당김수단(300)은 상기 기판(1)의 사방 변부를 흡착하기 위하여 다수개의 진공 흡착공(312)과 흡착로(311)가 연통되게 형성되고 하면에는 각 흡착공(312)의 하단부에 위치하도록 흡착패드(313)가 결합되며, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상단 베이스의 사방 변부에 올려지도록 설치되는 지지블럭(310)과, 상기 지지블럭(310)을 초기위치에서 전진위치로 이동시켜 기판(1)의 사방 변부에 올려 놓고 상기 지지블럭(310)이 기판(1)의 사방 변부를 흡착한 후 후진위치로 당겨 펼쳐지도록 작동시키는 지지블럭 작동수단(320)으로 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지블럭 작동수단(320)은 기판 고정용 챔버(100)의 상단 베이스면에 실린더(321)가 고정되고, 실린더(321)의 플런저(322)에는 연결봉(323)의 일단부가 힌지부(324)로 회동 가능하게 결합되며, 상기 연결봉(323)의 타단부는 상기 지지블럭(310)에 고정된 연결부재(325)에 힌지부(326)로 회동 가능하게 결합됨과 아울러, 상기 기판 고정용 챔버(100)의 상부에 형성된 안내홈(331)에 캠(332)이 삽입되고, 상기 지지블럭(310)의 양단부에는 상기 캠(332)과 접촉 운동하는 캠핀(333)이 고정되어 구성된 것을 특징으로 하는 대형기판의 처짐방지장치.