KR101260939B1

KR101260939B1 - 점착 모듈, 이를 포함하는 기판 합착 장치 및 점착 패드의 제조방법

Info

Publication number: KR101260939B1
Application number: KR1020110021132A
Authority: KR
Inventors: 황재석
Original assignee: 엘아이지에이디피 주식회사
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2013-05-06
Also published as: TWI480973B; TW201240010A; KR20120103094A; CN102683254B; CN102683254A

Abstract

본 발명은 점착 모듈, 기판합착장치 및 점착 패드의 제조 방법에 관한 것으로, 다수개의 체결부가 형성되는 프레임, 상기 프레임의 일면에 구비되고, 분자간의 인력을 이용하여 기판을 점착하는 점착패드를 포함하고, 상기 점착패드는 다수개의 점착 돌기가 군집 배치된 점착부가 다수개 구비되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈 및 이를 포함하는 기판 합착 장치 및 점착 패드를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 기판의 위치를 고정시킴에 있어 추가적인 외부 동력 및 전력의 사용을 최소화함으로써, 종래의 정전척에 비해 사용 효율 및 안전성을 개선할 수 있다. 또한, 정전척 사용시 잔류 정전기에 의한 기판 상의 얼룩이 발생하는 문제점을 해소할 수 있고, 정전척에 비해 저렴한 비용으로 제작이 가능하다.

Description

점착 모듈, 이를 포함하는 기판 합착 장치 및 점착 패드의 제조방법{ Attaching module, Apparatus for attaching substrate and method for manufacturing attaching pad}

본 발명은 점착 모듈, 기판합착장치 및 점착 패드의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분자간의 인력을 이용하여 기판 등을 점착할 수 있는 점착 모듈, 기판합착장치 및 점착 패드의 제조 방법에 관한 것이다.

산업 기술이 발전함에 따라 기판 등의 부재를 가공하는 다양한 기술이 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 기판의 일면의 소정 물질을 증착 또는 도포하거나, 설정된 패턴으로 기판을 패터닝 또는 식각하거나, 두 개의 기판을 합착하는 등 다양한 기판 가공 기술이 사용되고 있다.

특히, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등의 다양한 평판 표시 장치가 연구 개발되고 있고, 반도체 기판의 가공 방식이 더욱 발전함에 따라 이러한 기판을 가공하는 공정들을 더욱 다양하게 발전하고 있는 추세다.

이러한 기판을 가공하는 공정들은 일반적으로 하나의 기판 또는 다수개의 기판이 기판 처리장치 내측에서 고정된 상태에서 이루어진다. 따라서, 기판 처리장치 내측에는 기판을 고정하기 위한 척(chuck)이 구비되며, 최근에는 정전력을 이용하여 기판을 고정시키는 정전척(ESC; electrostatic chuck)이 가장 널리 사용되고 있다.

정전척은 주로 알루미나 소결체 또는 알루미나 용사(溶射)로 이루어지는 세라믹으로 제조된다. 내부에는 직류 전원에 접속하는 전극판이 개재되어 직류전원으로부터 인가된 고전압에 의해 발생하는 정전기력으로 기판을 흡착한다.

그런데 이러한 정전척의 사용에는 다수의 문제점이 있다. 우선, 기판 접착시 지속적으로 직류 전원이 정전척에 제공되어야 하므로 소비 전력이 크다. 그리고 정전기에 의해 기판이 흡착되면 정전척 전극 모양의 패턴에 의한 잔류 정전기로 인해 기판 상에 얼룩이 발생할 수 있다.

또한, 정전척은 정밀한 기계적 그리고 전기적 구조를 가지므로 그 제조 비용이 고가이다. 그리고, 폴리이미드 필름이 도포된 정전척은 공정 진행시 기판이 파손되었을 때 기판의 파티클에 의해 폴리이미드 필름이 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분자간 인력인 반데르발스 힘을 이용하여 기판을 부착할 수 있는 점착 모듈, 기판 합착장치 및 점착 패드의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 다수개의 체결부가 형성되는 프레임, 상기 프레임의 일면에 구비되고, 분자간의 인력을 이용하여 기판을 점착하는 점착패드를 포함하고, 상기 점착패드는 다수개의 점착 돌기가 군집 배치된 점착부가 다수개 구비되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈에 의해 달성된다.

여기서, 상기 점착부는 돌출 형성되는 다수개의 격벽에 의해 다수개의 파티션이 형성되고, 상기 다수개의 점착 돌기는 상기 각각의 파티션에 배치될 수 있다.

이때, 상기 격벽은 상기 다수개의 점착돌기와 동일한 재질로 이루어지고, 구체적으로 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 격벽은 상기 점착돌기와 동일한 높이로 돌출 형성되거나, 상기 점착돌기보다 낮은 높이로 돌출 형성되는 것이 가능하다.

한편, 상기한 본 발명의 목적은 챔버 및 상기 챔버 내부에 위치하며, 상기 챔버 외부로 반입되는 기판를 분자간 인력을 이용하여 점착하는 점착척을 포함하고, 상기 점착척은 설정된 패턴으로 다수개의 파티션을 형성하는 격벽 및 상기 각 파티션에 배치되어 분자간의 인력에 의해 기판이 점착되는 다수개의 점착돌기가 형성된 점착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치에 의해서도 달성될 수 있다.

나아가, 상기한 본 발명의 목적은 다수개의 점착 돌기를 구비하는 점착 패드의 제조 방법에 있어서, 식각 공정을 이용하여 템플레이트의 상면에 기 설정된 패턴의 요홈을 형성하는 단계, 액상의 몰딩 재료에 상기 요홈이 형성된 상기 템플레이트의 상면을 압착하여 상기 요홈의 패턴을 전사하는 단계, 상기 몰딩 재료를 경화시키는 단계 및 상기 템플레이트를 제거하는 단계를 포함하는 점착 패드의 제조 방법에 의해서 달성되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 요홈을 형성하는 단계는 상기 템플레이트의 상면을 다수개의 영역으로 구획하는 다수개의 선형홈으로 이루어진 제1 패턴의 요홈 및 상기 제1 패턴에 의해 구획되는 다수개의 영역에 각각 배치되는 제2 패턴의 요홈을 형성할 수 있다.

이때, 상기 제1 패턴의 요홈은 1회의 식각 공정에 의해 형성되고, 상기 제2 패턴의 요홈은 2회의 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 의할 경우, 기판의 위치를 고정시킴에 있어 추가적인 외부 동력 및 전력의 사용을 최소화함으로써, 종래의 정전척에 비해 사용 효율 및 안전성을 개선할 수 있다.

또한, 정전척 사용시 잔류 정전기에 의한 기판 상의 얼룩이 발생하는 문제점을 해소할 수 있고, 정전척에 비해 저렴한 비용으로 제작이 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 점착 모듈을 구비하는 기판 합착장치를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 기판 합착장치의 제2 점착척을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 점착 모듈의 사시도,
도 4는 도 3에서 A-A'의 단면을 도시한 단면도,
도 5은 도 4의 점착 돌기의 형상을 촬영한 전자 현미경 사진,
도 6은 도 3의 점착 모듈을 제조하는 방법을 도시한 순서도,
도 7 내지 도 11은 도 6에서 점착 모듈을 제조하는 방법의 주요 단계를 도시한 개략도,
도 12는 제2 실시예에 따른 점착 모듈을 도시한 사시도,
도 13은 도 12의 점착부를 전자 현미경으로 촬영한 사진,
도 14은 도 12의 점착 모듈을 제조하는 방법을 도시한 순서도,
도 15 내지 도 20은 도 14에서 점착 모듈을 제조하는 방법의 주요 단계를 도시한 개략도,
도 21는 제3 실시예에 따른 점착 모듈을 도시한 사시도이고,
도 22은 도 21의 점착부의 단면을 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 점착 모듈에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 본 실시예에서는 기판 합착 장치에 설치되는 점착 모듈을 일 예로서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 기판 식각 장치, 기판 증착 장치 등 다양한 기판 가공 장치에도 사용될 수 있음을 앞서 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 점착 모듈을 구비하는 기판 합착장치를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 기판 합착장치는 외관을 형성하는 베이스 프레임(10)을 구비한다. 베이스 프레임(10)의 내측으로는 하부 챔버(200)가 구비되고, 하부 챔버(200)의 상측에 상부 챔버(100)가 구비된다. 상부 챔버(100)와 하부 챔버(200) 사이에는 기판(P)이 합착되는 처리 공간이 형성된다. 기판(P)이 합착되는 공간은 별도의 진공 펌프(미도시)가 설치되어, 기판 합착시 처리 공간을 진공 상태로 조성할 수 있다.

상부 챔버(100)는 하부 챔버(200)에 설치된 리프트 스크류(210)와 리프트 모터(230)에 의해 지지되어 상하 승강 가능하게 설치된다. 따라서, 상부 챔버(100)가 승강함에 따라 처리 공간이 밀폐공간을 형성하기도 하고, 외부로 개방되어 기판(P)이 반입 또는 반출되는 공간을 형성하기도 한다. 다만, 본 실시예에서는 상부 챔버(100)만이 승강하는 구성을 설명하였으나, 이 이외에도 하부 챔버만이 승강하거나 상부 챔버와 하부 챔버가 모두 승강할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상부 챔버(100) 및 하부 챔버(200)의 내측에는 외부에서 반입되는 기판(P)이 부착되는 제1 점착척(120) 및 제2 점착척(220)을 각각 구비한다. 제1 점착척(120)은 상부 챔버(100)에 설치되어 제1 기판(P1)이 부착되는 공간을 형성하고, 제2 점착척(220)은 하부 챔버(200)에 설치되어 제2 기판(P2)이 부착되는 공간을 형성한다. 이러한 제1 점착척(120) 및 제2 점착척(220)의 구성은 아래에서 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

상부 챔버(100)의 상측에는 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2)의 정렬 상태를 파악하기 위한 다수개의 카메라(130)가 설치된다. 카메라(130)의 촬영을 위해 제1 점착척(120)을 상하로 관통하는 촬영홀(101)이 상부 챔버에 형성된다. 또한 상부 챔버(100)의 주변 테두리 부분에는 리니어 액추에이터(110)가 설치된다. 리니어 액추에이터(110)는 기판 합착시 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2) 사이의 간격을 조정하기 위해 상부 챔버(100)와 하부 챔버 사이의 간격을 미세하게 조절한다.

한편, 하부 챔버(200)의 하측에는 하부 챔버(200)와 제2 점착척(220)을 수직 방향으로 관통하는 다수개의 리프트 핀(241) 및 리프트 핀 구동부가 구비된다. 따라서, 리프트 핀(241)은 리프트 핀 구동부(240)에 의해 승강하면서, 기판의 반입시 기판(P)을 포크암(미도시)으로부터 수취하여 제1 점착척(120) 또는 제2 점착척(220)에 부착하거나, 기판 반출시 기판(P)을 포크암으로 인계한다.

또한, 하부 챔버(200)의 하측에는 별도의 조명 장치(250)가 구비된다. 조명 장치(250)는 카메라(130)가 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2)의 얼라인 마크 위치 촬영시 조명을 제공한다.

나아가, 하부 챔버(200)의 제2 점착척(220) 주변에는 상부 챔버(100)와 하부 챔버(200) 사이의 간격을 측정하기 위한 리니어 게이지(260)와 제2 기판(P2)의 수평 방향 위치를 조절할 수 있는 UVW 테이블(270)이 구비될 수 있다.

이상에서는 기판 합착 장치의 주요 구성을 구체적으로 설명하였으나, 이는 일예로서 일부 구성요소를 생략하여 실시하거나 위치를 변경하여 실시하는 것이 가능함을 밝혀둔다.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 제1, 제2 점착척에 대해 구체적으로 설명한다. 다만, 제1 점착척(120)과 제2 점착척(220)의 구성이 유사한 점을 고려하여, 설명의 중복을 피하기 위해 제2 점착척(220)을 중심으로 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 기판 합착장치의 제2 점착척을 도시한 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 점착척은 지지판과 점착 모듈을 구비한다.

지지판(221)은 하부 챔버(200)에 고정 설치된다. 그리고 지지판(221)의 상면은 평면으로 구성되어 제2 기판(P2) 안착시 제2 기판(P2)을 지지한다. 지지판(221)의 상면에는 다수개의 점착 모듈(300)이 삽입 설치될 수 있는 안착홈(미도시) 및 기판(P)을 흡착하기 위한 흡착홈(221a)이 형성될 수 있다.

여기서, 흡착홈(221a)은 제2 기판(P2)이 최초 안착되는 시점에서 제2 기판(P2)을 흡착하여 제2 기판(P2)이 제2 점착척(220)에 점착되는데 기여한다. 나아가 기판 합착시에는 흡착홈(221a)을 통하여 가압 가스를 분사하여 제1 기판(P) 및 제2 기판(P2)의 압착을 유도할 수도 있다.

한편, 점착 모듈(300)은 일면이 지지판(221) 상면으로 노출되도록 삽입 설치된다. 따라서, 제2 기판(P2) 안착시 제2 기판(P2)의 일면과 접촉하여 분자간의 인력을 이용하여 기판(P)을 점착한다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 점착 모듈(300)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 점착 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3에서 A-A'의 단면을 도시한 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 점착 모듈(300)은 외관을 형성하는 프레임(310)과 기판(P)을 점착시키는 점착 패드(320)를 포함하여 구성된다.

프레임(310)은 환형 구조로 이루어지며, 지지판(221)에 삽입 설치된다. 다만 이 이외에도 기판의 형상 및 사이즈에 따라 프레임의 형상은 다양하게 설계할 수 있다.

한편, 프레임(310)은 도 3을 기준으로 저면 및 측면이 지지판(221)에 삽입 설치되고, 상면이 지지판(221)의 상면으로 노출된다. 이때, 지지판(221) 상면으로 노출되는 프레임(310) 상면은 외주부(311)와 내주부(312)로 형성된다.

외주부(311)는 프레임(310)의 외측 원주를 따라 형성된다. 그리고, 외주부의 상면은 지지판(221)에 설치된 상태에서 지지판(221)의 상면과 동일한 높이를 형성할 수 있다. 외주부(311)에는 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 체결구(311a)가 배치된다.

점착 모듈(300)은 체결구(311a)가 형성된 위치에서 지지판(221)에 결합 설치된다. 체결구(311a)는 다양한 체결 구조로 구성되는 것이 가능하다. 일 예로서, 본 실시예에서는 볼트 부재가 삽입 설치되는 나사산이 형성된 관통공이 형성된다. 이 경우, 점착 모듈(300)을 교체하거나 수리하는 경우, 점착 모듈(300)을 개별적으로 용이하게 분리하고 설치할 수 있다.

내주부(312)는 프레임(310)의 내측 원주를 따라 형성된다. 내주부(312)는 도 5에 도시된 바와 같이 외주부(311)와 비교하여 상대적으로 낮은 높이의 단차면을 형성한다. 이때, 내주부의 상측으로 점착 패드(320)가 안착 설치된다.

점착 패드(320)는 베이스부(321)와 점착부(322)로 구성된다. 베이스부(321)는 점착 패드(320)의 저면을 구성하며 프레임(310)의 내주부(312)에 안착 설치된다. 점착부(322)는 베이스부(321) 상에 형성되며, 다수개의 점착 돌기(322a)가 군집된 구조를 이룬다.

도 5은 도 4의 점착 돌기의 형상을 촬영한 전자 현미경 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이 점착부(322)의 점착 돌기(322a)들은 원형 단면을 갖는 기둥 형상의 구조를 갖는다. 여기서 점착 돌기(322a)의 길이는 대략 0.5∼50㎛이고, 직경은 0.05∼20㎛을 갖을 수 있다. 그리고 각각의 점착 돌기(322a)는 인접한 점착 돌기와 50㎛ 이하의 간격으로 배치될 수 있다.

이러한 점착 돌기(322a)와 기판(P)이 접촉하면 반데르발스(Van der Waals) 원리에 의해 점착 돌기(322a)와 기판(P) 사이에 분자간 인력이 작용한다. 이때, 하나의 점착돌기(322a)에 최대 200uN 정도의 인력이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 점착 돌기(322a)를 밀집하여 배치함으로써 각 점착 돌기(322a)들의 합력에 의해 기판(P)을 점착시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 점착 돌기(322a)는 베이스부(321)의 소정 위치에 군집 형성되어 점착부(322)를 구성한다. 점착 패드(320)는 이러한 점착부(322)를 베이스부(321) 상에 다수개로 구비한다. 따라서, 점착 패드(320)가 내주부(312)에 안착된 상태에서, 각각의 점착부(322)는 환형의 내주부(312) 상에 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되어 배치된다. 본 실시예에서는 베이스부(321)의 일부 위치에 소정 간격으로 점착 돌기(322a)가 군집하는 점착부가 형성되는 구성이나, 베이스부 전체에 점착 돌기가 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.

이러한 점착 모듈(300)은 다수개의 점착 돌기(322a)와 기판 사이에 작용하는 분자간의 인력을 이용하여 기판(P)을 점착시킨다. 따라서, 종래의 정전척과 비교하여 저렴한 비용으로 제작이 가능할 뿐 아니라 사용 효율 및 안정성을 개선할 수 있다. 나아가, 컴팩트한 구성을 갖는 하나의 모듈로 구성되므로 수리 및 교환시 용이하게 교체하여 사용할 수 있다.

한편, 이러한 점착 모듈의 점착 패드는 점착 모듈에 대응되는 패턴이 형성된 템플레이트를 이용하여 액상의 몰딩액에 상기 패턴을 전사하는 방식으로 제조된다. 이하에서는 도 6 내지 도 11을 이용하여 본 실시예에 따른 점착 모듈을 제작하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 6은 도 3의 점착 모듈을 제조하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 7 내지 도 11은 도 6에서 점착 모듈을 제조하는 방법의 주요 단계를 도시한 개략도이다.

우선, 몰딩 성형 방식으로 점착 패드(320)를 성형하기 위해, 점착 패드의 점착 돌기와 패턴을 갖는 템플레이트(T)를 제작한다. 이때, 템플레이트(T)를 선택적으로 식각할 수 있도록 템플레이트(T) 상면에 보호막 패턴을 형성하며, 이러한 보호막 패턴은 포토 리소그래피 공정을 이용하여 형성한다.

구체적으로, 평탄면을 형성하는 템플레이트(T)의 상면에 보호막을 도포한다(S110). 이때, 보호막은 포토 레지스트(photoresist)(PR)를 이용한다.

그리고 포토 레지스트(PR) 상에 광을 조사한다. 이때, 광원으로부터 광이 조사되는 경로 상에 패턴의 마스크(M)를 배치하여, 소정 패턴을 갖는 광을 조사한다(도 7 참조). 포토 레지스트(PR)는 광에 노출되면 성질이 변하는 특성을 가지므로, 광의 패턴에 대응하여 포토 레지스트(PR)가 선택적으로 변성이 이루어진다. 그리고, 변성된 포토 레지스트(또는 변성되지 않은 포토 레지스트)만을 제거하여 포토 레지스트(PR) 패턴을 형성한다(S120, 도 8 참조).

이와 같이, 포토 레지스트(PR)의 패터닝이 완료되면, 템플레이트(T) 상측으로 식각 공정을 진행한다(S130). 이때, 식각 공정은 포토 레지스트(PR)의 종류 및 식각 재현성을 고려하여 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정을 택일적으로 진행할 수 있다. 식각 공정에 의해 포토 레지스트가 형성되지 않은 부분에서 식각이 진행되어 기 설정된 패턴의 요홈(Ta)이 형성되며, 잔류하는 포토 레지스트를 제거함으로써 템플레이트(T)의 제작이 완료된다(도 9 참조).

여기서, 템플레이트(T)의 상면에 형성되는 요홈(Ta)은 점착 패드(320)에 구비되는 점착 돌기(322a)에 대응되는 패턴으로 형성된다. 따라서, 요홈(Ta)의 직경은 0.05∼20㎛의 범위를 갖고, 인접한 요홈(Ta)과의 거리는 50㎛ 이하로 형성될 수 있다. 또한, 요홈(Ta)의 깊이는 점착 돌기(322a)의 길이에 대응되므로, 식각되는 깊이가 0.5∼50㎛의 범위에 해당하도록 식각 공정 시간 또는 식각 소스의 농도를 제어할 수 있다.

전술한 단계에 의해 템플레이트(T)의 제작이 완료되면, 템플레이트(T)를 이용하여 몰딩 성형을 진행한다(S140). 본 실시예에서는 액상의 실리콘 수지를 몰딩액(S)으로 사용한다. 이 이외에도 액상의 섬유체(fiber), 수지물 또는 액상으로 가공된 탄소계 물질 등을 몰딩액으로 이용할 수 있다. 몰딩 성형은 별도의 틀에 수용된 액상의 몰딩액(S) 표면에 템플레이트(T)의 일면을 압착하는 방식으로 진행된다(도 10참조). 따라서, 템플레이트(T)의 요홈 패턴이 액상의 몰딩액(S)에 전사된다.

이후, 액상의 몰딩액을 경화시킨다(S150). 이때, 액상의 몰딩액(S)을 경화시키기 위해 열이나 자외선을 제공할 수 있다. 그리고, 몰딩액(S)이 경화되면 템플레이트(T)를 제거하여 점착 패드(320)를 완성한다(S160, 도 11 참조). 이때, 점착 패드(320)는 템플레이트(T)의 요홈(Ta)에 대응되는 형상으로 다수개의 점착 돌기(322a)가 형성된다.

그리고 점착 패드(320)를 프레임(310)의 내주부(312)에 부착 설치함으로써 점착 모듈(300)을 제작할 수 있다(S170).

이때, 전술한 방식에 의해 제작된 템플레이트는 반복하여 사용함으로써 점착 모듈 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 나아가 하나의 템플레이트에 다수개의 점착 패드에 대응되는 요홈 패턴이 형성되도록 템플레이트를 대면적으로 제작하는 경우 한 번의 공정으로부터 다수개의 점착 패드를 제작할 수 있어 제조 수율 또한 개선할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 점착모듈에 대해 설명하도록 한다. 다만, 설명의 중복을 피하기 위해, 전술한 실시예와 동일한 구성요소 및 동일한 기술적 특징에 대해서는 설명을 생략한다.

도 12는 제2 실시예에 따른 점착 모듈을 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12의 점착부를 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.

전술한 실시예에서는 점착 모듈의 점착부가 다수개의 점착 돌기만으로 구성되는 것에 비해, 본 발명의 점착부는 다수개의 점착 돌기(322a)와 상기 점착 돌기 사이에 배치되는 다수개의 격벽(322b)을 더 포함한다.

여기서, 다수개의 격벽 구조(322b)는 베이스부(321) 상면에 선형으로 돌출 형성된다. 이때, 다수개의 격벽 구조(322b)는 장방형으로 배치되어 점착부(322)의 영역을 다수개의 파티션으로 구획할 수 있다. 그리고, 다수개의 점착돌기(322a)는 각각의 격벽(322b)에 의해 구획되는 파티션의 내측에 배치된다.

이러한 다수개의 격벽(322b)은 점착돌기(322a)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 형성된다. 그리고, 각각의 격벽(322b)은 다수개의 점착 돌기(322a)의 사이에 배치되어, 점착 돌기들 사이에 형성되는 공극을 감소시킨다.

진공 상태에서 다수개의 점착 돌기를 구비하여 기판을 점착하는 경우, 점착 돌기 사이의 공간에서 공기가 미처 배기되지 못하여 해당 위치의 기판이 미세하게 찌그러지는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 다수개의 점착 돌기(322a) 사이에 배치되는 격벽 구조(322b)가 점착부(322) 사이의 공극을 감소시킴으로써 점착부의 잔류 공기로 인해 발생하는 찌그러짐 현상을 최소화시킬 수 있다.

본 실시예에서는 점착부에서 다수개의 점착 돌기 사이의 공간을 충전하기 위해 다수개의 격벽 구조를 이용하여 설명하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며 격벽 구조 이외에도 다양한 형상의 돌출부를 점착 돌기 사이의 공간에 배치하여 점착부의 공극을 감소시킬 수 있다.

이하에서는, 도 14 내지 도 20을 참조하여 본 실시예에 따른 점착 모듈을 제작하는 방법을 구체적으로 설명한다.

도 14은 도 12의 점착 모듈을 제조하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 15 내지 도 20은 도 14에서 점착 모듈을 제조하는 방법의 주요 단계를 도시한 개략도이다.

우선, 제1 실시예와 마찬가지로 점착 패드를 몰딩 성형하기 위한 템플레이트(T)를 제작한다. 템플레이트(T)는 상면에 보호막 패턴을 형성하여 선택적으로 식각을 진행하며, 이때 포토 리소그래피 공정을 이용하여 보호막을 패터닝할 수 있다.

구체적으로, 평탄면을 형성하는 템플레이트(T) 상면에 포토 레지스트(PR)를 도포한다. 그리고, 기 설정된 패턴의 마스크(M)를 배치하여 소정의 패턴을 갖는 광을 조사한다.

이때, 제1 실시예의 노광 공정에서는 점착 돌기에 대응되는 패턴만이 형성된 마스크를 이용하나, 본 실시예에서는 점착 돌기(322a)와 더불어 격벽 구조(322b)에 대응되는 패턴이 형성된 마스크(M)를 이용한다(도 15 참조).

이와 같이 광이 조사되면 광의 패턴에 대응하여 포토 레지스트(PR)의 변성이 이루어지고, 변성된 포토 레지스트(PR)를 제거하여 패턴을 형성한다(S210, 도 16 참조). 그리고, 패터닝된 포토 레지스트(PR) 상측으로 식각 공정을 진행하여 템플레이트(T) 상에 점착 돌기(322a) 및 격벽 구조(322b)에 대응되는 요홈(Ta, Tb)을 형성한다(S220, 도 17 참조).

여기서, 격벽에 대응되는 요홈(Tb)의 깊이와 점착 돌기에 대응되는 요홈(Ta)의 깊이는 동일하다. 같은 환경에서 동일한 시간동안 식각 공정을 진행하였기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서는 점착 돌기(322a)가 격벽(322b)의 높이보다 높게 형성될 수 있도록 점착 돌기(322a)에 대응되는 요홈(Ta)만을 추가적으로 식각하는 공정을 진행한다.

따라서, 점착 돌기(322a)에 대응되는 요홈(Ta)을 제외한 나머지 위치에 포토 레지스트(PR)를 다시 도포한다(S230, 도 18 참조). 본 과정은 앞서 포토 레지스트(PR)를 패터닝한 것과 유사한 방식으로 진행될 수 있다. 즉, 템플레이트 전면에 포토 레지스트를 도포하고, 점착 돌기에 대응되는 패턴만이 형성된 마스크를 이용하여 광을 조사한다. 따라서, 점착 돌기에 대응되는 요홈 부분으로만 광이 조사되므로 해당 위치의 포토 레지스트를 제거한 후 식각 공정을 진행한다(S240, 도 19 참조). 이처럼, 템플레이트(T)에서 점착 돌기에 대응되는 요홈(Ta)만이 두 번에 걸쳐 식각이 이루어지므로, 격벽에 대응되는 요홈(Tb)에 비해 깊이 식각이 이루어진다.

상기 과정을 통해 템플레이트의 제작이 완료되면, 액상 몰딩액의 표면에 템플레이트를 압착하여 요홈의 패턴을 전사한다(S250). 그리고, 액상 몰딩액을 경화하고 템플레이트를 제거함으로써 점착돌기와 격벽이 형성되는 점착 패드를 완성한다(S260, 270, 도 20 참조).

그리고, 점착 패드를 프레임의 내주부에 부착 설치함으로써 점착 모듈을 제작할 수 있다(S280).

이하에서는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 점착모듈에 대해 설명하도록 한다. 다만, 설명의 중복을 피하기 위해, 전술한 실시예와 동일한 구성요소 및 동일한 기술적 특징에 대해서는 설명을 생략한다.

도 21는 제3 실시예에 따른 점착 모듈을 도시한 사시도이고, 도 22은 도 21의 점착부의 단면을 도시한 단면도이다.

도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 본 실시예의 점착 모듈은 전술한 제2 실시예와 마찬가지로 다수개의 점착 돌기(322a) 및 다수개의 격벽 구조(322b)를 포함하여 구성된다. 다만, 제2 실시예에서는 격벽의 높이가 점착 돌기의 높이 보다 낮게 형성되었던 것에 비해 본 실시예에서는 격벽(322b)과 점착 돌기(322a)의 높이가 동일하게 형성된다.

따라서, 본 실시예의 점착 모듈(300)은 기판(P) 부착시 점착 돌기(322a)와 격벽(322b)이 동시에 기판과 접촉한다. 그리고, 점착 돌기(322a) 뿐 아니라 격벽(322b) 또한 기판(P)과 분자간의 인력이 작용하면서 기판을 부착하므로, 전술한 실시예에 비해 점착 모듈(300)의 점착력이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 다수개의 점착 돌기(322a) 사이의 공간이 격벽(322b)에 의해 충전되는 바 점착부의 공극률이 감소하게 된다. 따라서, 진공 상태에서 기판을 점착하는 단계에서 점착부(322)의 잔류 공기로 인해 기판(P)이 찌그러지는 현상을 최소화시킬 수 있다.

또한, 일부 잔류 공기에 의해 압력 차이가 발생하더라도, 격벽 구조(322b)가 방사형으로 기판(P)을 지지/부착하고 있으므로, 압력 차에 의한 힘에 저항할 수 있어 기판의 찌그러짐 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에 따른 점착 모듈을 제조하는 방법은 제1, 제2 실시예의 점착 모듈 제조 방법으로부터 용이하게 파악할 수 있으므로, 반복을 피하기 위하여 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 세가지 실시예에 따른 점착 모듈, 이를 구비하는 기판 합착장치 및 점착 모듈의 제조 방법에 대하여 설명하였다. 다만, 전술한 실시예들 이외에도 당업자에 의해 구성요소의 일부 또는 방법의 일부를 변형하여 다르게 실시할 수 있음은 자명하다.

그리고 변형된 실시예의 형태로는 기판을 고정시킨 상태에서 기판을 가공하는 반도체 제조 장치, 기판 식각 장치, 기판 증착 장치 등의 다양한 기판 가공 장치에 적용될 수 있으며, 나아가 기판을 이송시키는 로봇암 등의 기판 이송장치에도 적용될 수 있다.

120 : 제1 점착척 220 : 제2 점착척
300 : 점착 모듈 310 : 프레임
320 : 점착 패드 322 : 점착부
322a : 점착 돌기 322b : 격벽
T : 템플레이트 M : 마스크
PR : 포토레지스트 S : 몰딩액

Claims

프레임; 및
상기 프레임의 일면에 구비되고, 분자간의 인력을 이용하여 기판을 점착하는 점착패드를 포함하고,
상기 점착패드는 다수개의 점착 돌기가 군집 배치된 점착부가 다수개 구비되고,
상기 점착부는 돌출 형성되는 다수개의 격벽에 의해 다수개의 파티션이 형성되고, 상기 다수개의 점착 돌기는 상기 각각의 파티션에 배치되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 다수개의 점착돌기와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
제3항에 있어서,
상기 격벽 및 상기 다수개의 점착돌기는 실리콘 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 점착돌기와 동일한 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 점착돌기보다 낮은 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽은 정방형(正方形) 패턴으로 형성되며, 상기 다수개의 점착돌기는 원형 단면을 갖는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 환형으로 이루어지며, 상기 프레임의 일면은 원주 방향을 따라 다수개의 체결부가 배치되는 외주부 및 상기 점착 패드가 설치되는 내주부로 구성되는 것을 특징으로 하는 점착 모듈.
챔버; 및
상기 챔버 내부에 위치하며, 상기 챔버 내부로 반입되는 기판을 분자간 인력을 이용하여 점착하는 점착척;을 포함하고,
상기 점착척은 설정된 패턴으로 다수개의 파티션을 형성하는 격벽 및 상기 각 파티션에 배치되어 상기 기판이 점착되는 다수개의 점착돌기가 형성된 점착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
제9항에 있어서,
상기 점착척은 일면에 착탈 가능하게 설치되는 다수개의 점착 모듈을 포함하고, 상기 점착 패드는 상기 다수개의 점착 모듈의 일면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제9항에 있어서,
상기 격벽의 높이는 상기 점착 돌기의 높이와 같거나 낮은 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제9항에 있어서,
상기 격벽은 정방형(正方形) 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
다수개의 점착 돌기를 구비하는 점착 패드의 제조 방법에 있어서,
식각 공정을 이용하여 템플레이트의 상면에 기 설정된 패턴의 요홈을 형성하는 단계;
액상의 몰딩 재료에 상기 요홈이 형성된 상기 템플레이트의 상면을 압착하여 상기 요홈의 패턴을 전사하는 단계;
상기 몰딩 재료를 경화시키는 단계; 및
상기 템플레이트를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 요홈을 형성하는 단계는 다수개의 선형으로 이루어져 상기 템플레이트 상면을 다수개의 영역으로 구획하는 제1 패턴의 요홈 및 상기 제1 패턴의 요홈에 의해 구획되는 다수개의 영역에 각각 배치되는 제2 패턴의 요홈을 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 점착 패드의 제조 방법.
삭제
삭제
제13항에 있어서,
상기 제2 패턴의 요홈의 깊이는 상기 제1 패턴의 요홈의 깊이와 같거나 더 깊은 것을 특징으로 하는 점착 패드의 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 패턴의 요홈은 1회의 식각 공정에 의해 형성되고, 상기 제2 패턴의 요홈은 2회의 식각 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 점착 패드의 제조 방법.