KR100953101B1 - 기판척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 제조과정에 있어서, 칼라 필터 기판, TFT 기판 등의 유리제 기판이나 또는 합성수지제 기판을 점착 지지하는 기판척에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판척은, 일정 간격 이격되어 환상으로 배치되며, 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착부; 상기 점착부 내부에 환상으로 배치되며, 상기 점착부 표면 높이 상하로 변형하며 기판을 분리하는 분리부; 상기 분리부의 내측에 배치되며, 기체를 분사하거나 흡입하여 기판 부착과 분리를 돕는 기판 탈착 보조부;를 포함하여 구성된다.

합착, 기판척, 점착, 기판

Description

기판척{CHUCK}

본 발명은 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 제조과정에 있어서, 칼라 필터 기판, TFT 기판 등의 유리제 기판이나 또는 합성수지제 기판을 점착 지지하는 기판척에 관한 것이다.

종래 2매의 기판을 서로 겹쳐서 합착하는 기판 합착장치에서는 정전척으로 기판을 지지하고 있었다. 그런데, 최근 기판의 대형화에 따라 큰 사이즈의 정전척을 제작하는 것이 어려워지고, 또 설령 제작할 수 있다고 하더라도 생산 단가가 매우 높아지는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기판의 지지에 점착재를 사용하는 점착척 장치가 개발되고 있다.

예를 들어 한 쌍의 롤러에 걸쳐 권취가능하게 깔린 점착 시트에 대해, 상부 기판을 붙여 지지한 후, 상부 기판과 하부 기판의 접합을 행하고, 그 후, 복수의 모터 구동으로 스핀들을 회전시켜 점착 시트를 권취함과 동시에, 그 권취속도와 동기한 속도로 동일 방향으로 상기 스핀들 및 한쪽의 롤러를 수평이동시킴으로써, 상기 기판의 상면으로부터 점착 시트를 서서히 떼어내는 것이 있다.

다른 예로는 전술한 스핀들에 의한 점착 시트의 권취를 대신하여, 양 기판을 접합하여 셀이 생긴 후에, 복수의 액츄에이터의 구동으로 커터대 및 커터베이스를 복수의 액츄에이터에 의해 커터 날의 하단 위치까지 상승시키고 나서, 점착 시트의 폭 방향으로 커터를 이동시킴으로써, 상기 기판이 붙어 있는 점착 시트를 절단하고, 이 점착 시트가 붙은 채 셀을 취출하여, 적절한 시점에서 점착 시트를 떼어내도록 하는 것도 있다.

그러나 이러한 점착척들은 그 구조가 복잡하고, 작업 공정이 어려운 문제점이 있다. 또한 점착척이 부착 대상 기판과 완전하게 평행을 이루지 못하여 부착력이 충분히 발휘되지 못하는 문제점도 있다.

또한 기판척에 점착테이프를 일정 간격으로 배치하여 기판을 흡착하고 다이아프램으로 기판을 분리하는 점착척도 개시되어 있는데, 이러한 구조의 기판척은 기판의 흡착과 탈착에 있어서 동작이 정확하게 이루어지지 않거나 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판척에 기판을 흡착하고 흡착된 기판을 낙하시키는 과정에서 기체를 흡입하거나 분사하여 기판을 탈착을 더욱 확실하고 용이하게 하는 기판척을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판척은, 일정 간격 이격되어 환상으로 배치되며, 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착부; 상기 점착부 내부에 환상으로 배치되며, 상기 점착부 표면 높이 상하로 변형하며 기판을 분리하는 분리부; 상기 분리부의 내측에 배치되며, 기체를 분사하거나 흡입하여 기판 부착과 분리를 돕는 기판 탈착 보조부;를 포함하여 구성된다.

본 발명에서 상기 분리부는 기체의 인입 또는 인출에 따라 부피가 변화하는 다이아프램(Diaphragm)인 것이, 간단한 구조로 기판을 분리할 수 있어서 바람직하다.

그리고 상기 탈착 보조부는, 상기 분리부 내부에 상기 점착부와 동일한 높이로 형성되는 외주부; 상기 외주부의 중앙에 형성되어 기체가 통과하는 경로를 제공하는 기체 통과홀; 상기 기체 통과홀의 배면에 연결되어 기체를 분사하거나 흡입하는 기체 라인;을 포함하여 구성된다.

본 발명에서 상기 기체는 질소(N₂)인 것이 공정이나 공정 중인 기판에 영향 을 주지 않아서 바람직하다.

또한 상기 외주부의 표면에는 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착층이 더 구비되는 것이, 기판의 흡착을 도울 수 있어서 바람직하다.

본 발명에 따르면 기판을 기판척에 흡착하는 경우에는 상기 기판 탈착 보조부에 의하여 기체를 흡입하여 상기 기판을 기판척 및 상기 점착부에 강하게 밀착시켜 기판의 흡착을 신속하고 확실하게 이루어지게 한다. 또한 기판의 분리 과정에서는 상기 기판 탈착 보조부에서 기체를 강하게 분사하여 상기 점착부에 부착되어 있는 기판의 탈착이 신속하고 확실하게 이루어지게 된다.

따라서 본 발명에 따른 기판척은 점착척이면서도 기판의 흡착이나 탈착이 신속 정확하게 이루어지는 장점이 있는 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 기판척은 도 1에 도시된 바와 같이, 점착부(10), 분리부(20), 기판 탈착 보조부(30)를 포함하여 구성된다.

상기 점착부(10), 분리부(20), 기판 탈착 보조부(30)는 일정한 지그(40)에 장착된다. 그리고 이러한 다수개의 지그(40)는 베이스(도면에 미도시)에 장착된다. 베이스는 전체적인 기판척의 형상을 이루며, 지그(40)가 장착될 공간인 다수개의 오목부를 가진다. 여기에서 베이스는 전체적으로 일정한 두께를 가지는 판상의 구조를 가지며, 이 베이스의 상측에서 하측으로 음각되어 일정한 깊이의 오목부가 형성되는 것이다. 이 오목부의 중앙 부분은 통공이 형성되어 분리부 및 기판 탈착 보조부에 연결되는 기체 라인들이 통과할 수 있는 구조를 가진다. 본 실시예에서 이 베이스는 알루미늄과 같은 금속재로 이루어질 수 있다.

다음으로 지그(40)는 상기 오목부 내에 착탈 가능하게 설치되며, 베이스에 점착부(10), 분리부(20) 및 기판 탈착 보조부(30)를 용이하게 장착하기 위한 보조기구이다. 물론 점착부(10), 분리부(20) 또는 기판 탈착 보조부(30)를 베이스의 표면에 직접 장착할 수도 있지만, 장착의 편의성 및 부착층의 수평도를 용이하게 조절하기 위하여 지그(40)를 이용하는 것이다.

이 지그(40)는 금속재 등으로 이루어질 수 있으며, 그 이외의 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 다만, 이 지그(40)는 일정한 경도를 가지는 재료로 이루어져서 온도나 외력 등의 변화가 있어도 그 형상 변화가 없는 것이 바람직하다.

그리고 이 지그(40)는 볼트 등의 체결수단에 의하여 베이스에 장착될 수 있다. 물론 볼트 이외의 다양한 결합 방법에 의하여 베이스에 장착될 수 있다. 다만, 이 지그(40)는 용이하게 탈부착이 가능한 구조로 베이스와 결합되어야 한다. 점착부(10)의 사용 연한이 다 되거나 점착부(10)에 손상이 발생되는 경우에는 이 지그(40)를 베이스에서 분리한 후에 점착부(10)을 교환하는 것이 작업의 편의성 면에서 유리하기 때문이다. 물론 지그(40)를 베이스에 그대로 장착한 상태에서 점착 부(10)를 교환할 수도 있다.

다음으로 점착부(10)는 상기 지그(40)의 표면에 장착되며, 부착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 정전력이나 진공 흡착력이 아닌 물질 자체의 부착 특성을 이용하여 기판을 반복적으로 부착한다. 이때 상기 점착부(10)에 부착된 기판을 분리하였을 때, 상기 기판에 아무런 이물질이 남지 않아야 한다. 따라서 상기 점착부(10)는 물질 고유의 인력에 의하여 기판과 부착되되, 기판이 분리될 때에는 점착부(10)의 구성물질이 기판으로 떨어져 나가지 않아야 한다.

그리고 이러한 기판의 부착 및 분리 과정이 수만 내지 수십만 번 반복되더라도 그 특성을 잃지 않아야 한다. 본 실시예에서는 이 점착부(10)로 실리콘 접착제를 사용하며, 구체적으로 (주) 대현의 ST-9875 제품을 사용한다.

그리고 상기 점착부(10)는 그 표면이 평면 형상을 가질 수도 있지만, 그 표면이 앰보싱 형상을 가질 수도 있다. 이렇게 상기 점착부(10)의 표면이 앰보싱 형상을 가지는 경우에는 상기 앰보싱 형상에 의하여 기판과 상기 점착부(10)이 접촉되는 면적이 감소된다. 따라서 상기 기판에 얼룩이 발생할 가능성이 낮아지며, 상기 기판을 상기 점착부(10)로부터 이탈시키는 공정이 용이해지는 장점이 있다.

그리고 이 점착부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개가 일정 간격 이격되어 환상으로 배치될 수 있다. 한 점착부(10)의 면적이나, 점착부(10) 사이의 간격 등은 처리되는 기판의 흡착에 필요한 점착력을 고려하여 적절하게 조정될 수 있다.

다음으로 분리부(20)는 상기 지그(40) 내의 오목부에 설치되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 점착부(10) 내측에 환상으로 배치된다. 그리고 상기 점착부(10)에 부착된 기판을 밀어서 분리하는 구성요소이다. 상기 점착부(10)에 의하여 부착된 기판을, 일정한 공정이 완료된 후에, 기판척으로부터 분리시키는 것이다. 점착부(10)에 부착된 기판을 분리시키기 위해서는 잠착부(10)의 부착력 이상의 힘을 점착부(10)에 수직되는 방향으로 가하면 된다. 따라서 이 분리부(20)는 기판에 일정한 힘을 가할 수 있는 구조를 가진다. 그러면서도 이 분리부(20)는 기판에 힘을 가하는 과정에서 기판에 아무런 손상이나 흔적을 남기지 않아야 한다. 따라서 기판보다 경도가 약한 부드러운 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 급격하게 힘을 가하기 보다는 점진적으로 힘을 가하는 구조가 바람직하다.

본 실시예에서는 이 분리부(20)를 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 다이아 프램(Diaphragm)으로 구성할 수 있다. 여기에서 다이아 프램은 그 내부에 기체를 주입하여 형상을 변화시킬 수 있는 구조를 가지는 변형막을 가진다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 기체를 주입하지 않은 상태에서는 그 부피가 축소되어 표면의 높이가 상기 점착부(10) 표면보다 낮은 위치지만, 다이아 프램(20) 내부에 기체를 주입하면 다이아 프램이 부풀면서 상기 점착부(10) 표면보다 상측으로 솟아 오르게 되고 이 과정에서 점착부(10)에 부착되어 있는 기판을 밀어서 분리시키는 것이다. 이렇게 다이아 프램을 사용하게 되면, 별도의 액츄에이터나 모터 등을 사용하지 않고 기판을 점착부(10)으로부터 분리시킬 수 있는 장점이 있다. 이 점착부(20)의 배면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 기체를 인입하거나 인출할 수 있는 기체 라 인(22)가 연결된다.

다음으로 기판 탈착 보조부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분리부(20)의 내부에 배치되며, 기체를 분사하거나 흡입하여 기판 부착과 분리를 돕는 구성요소이다. 구체적으로는 기판을 흡착하는 과정에서는 기체를 흡입하여 발생하는 흡입력으로 기판척에 접근되어 있는 기판을 당긴다. 따라서 기판이 점착부(10)에 밀착 및 가압되어 신속하고 용이하게 부착되는 것이다. 한편 기판을 탈착하는 과정에서는 기체를 분사하여 발생하는 분사력으로 점착부(10)에 부착되어 있는 기판을 이격시키는 것이다. 물론 상기 분리부(20)에 의하여 기판이 탈착되지만, 이 기판 탈착 보조부(30)에 의하여 기판 탈착이 보다 신속하고 정확하게 이루어지는 것이다.

그리고 본 실시예에 따른 기판 탈착 보조부(30)는 기체를 분사하거나 흡입하여 발생하는 힘에 의하여 기판의 탈착을 보조하므로, 챔버 내부가 진공 상태인 경우에는 사용할 수 없다. 따라서 챔버 내부가 진공 상태에 이르지 않은 상태에서 기판을 점착부(10)에 부착하고, 공정 완료후에 챔버 내부 진공이 깨지는 상황에서 기체를 분사하여 기판의 분리를 돕는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에 따른 기판 탈착 보조부(30)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 외주부(32)와 기체 통과홀(34) 및 기체 라인(38)을 포함하여 구성된다. 먼저 외주부(32)는 상기 분리부(20) 내측에 상기 점착부(10)와 동일한 높이로 형성되며, 기판 탈착 보조부(30)의 전체적인 형상을 가진다. 그리고 기체 통과홀(34)은 상기 외주부(32)의 중앙에 형성되어 기체가 통과하는 경로를 제공한다. 이 기체 통과홀(34)의 직경은 적정한 기체 흡입력 및 분사력을 고려하게 결정되며, 하나의 외주부에 다수개의 기체 통과홀이 형성될 수도 있다. 그리고 기체 라인(38)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기체 통과홀(34)의 배면에 연결되어 기체를 분사하거나 흡입하는 구성요소이다. 이 기체 라인(38)은 챔버 외측에 마련되는 기체 공급부(도면에 미도시)와 연결된다.

본 실시예에서는 상기 기체 라인(38)에 의하여 공급되는 기체가 기판이나 공정에 영향을 미치지 않는 질소(N₂)인 것이 바람직하다.

한편 상기 외주부(32)의 표면에는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착층(36)이 더 구비될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판척의 구조를 도시하는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판척의 구조를 도시하는 단면도이다.

Claims (5)

1. 일정 간격 이격되어 환상으로 배치되며, 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착부;

   상기 점착부 내부에 환상으로 배치되며, 상기 점착부 표면 높이 상하로 변형하며 기판을 분리하는 분리부;

   상기 분리부의 내측에 배치되며, 기체를 분사하거나 흡입하여 기판 부착과 분리를 돕는 기판 탈착 보조부;를 포함하는 기판척.
2. 제1항에 있어서, 상기 분리부는,

   다이아프램(Diaphragm)인 것을 특징으로 하는 기판척.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판 탈착 보조부는,

   상기 분리부 내부에 상기 점착부와 동일한 높이로 형성되는 외주부;

   상기 외주부의 중앙에 형성되어 기체가 통과하는 경로를 제공하는 기체 통과홀;

   상기 기체 통과홀의 배면에 연결되어 기체를 분사하거나 흡입하는 기체 라인;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판척.
4. 제3항에 있어서, 상기 기체는,

   질소(N₂)인 것을 특징으로 하는 기판척.
5. 제3항에 있어서,

   상기 외주부의 표면에는 점착 특성으로 기판을 반복적으로 부착하는 점착층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판척.

Images