KR101286724B1 - 분할 엠보싱 구조 정전척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엠보싱을 다수개의 조각으로 분할하여 유리기판과의 접촉부위 면적은 감소시키면서도 종래와 동등하게 유리기판은 지지하도록 함과 아울러, 분할된 엠보싱 부위로 냉각가스의 공급이 이루어지게 하여 열불균형에 의한 얼룩 발생 및 이에 의한 품질저하, 불량 발생율을 저감하도록 한 분한 엠보싱 구조 정전척에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정전척은 기판을 지지 및 고정하는 정전척에 있어서, 베이스; 및 상기 베이스의 전면에 형성되고, 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 지지하며, 상기 베이스 전면에 일정한 간격으로 복수로 형성되는 엠보싱;을 포함하여 구성되고 상기 엠보싱은 분할되어 상호 이격된 복수의 조각이 하나의 엠보싱을 구성한다.

Description

분할 엠보싱 구조 정전척{Electrostatic Chuck include split embossing structure}

본 발명은 표면에 복수의 엠보싱이 형성된 정전척에 관한 것으로 특히, 엠보싱을 다수개의 조각으로 분할하여 유리기판과의 접촉부위 면적은 감소시키면서도 종래와 동등하게 유리기판은 지지하도록 함과 아울러, 분할된 엠보싱 부위로 냉각가스의 공급이 이루어지게 하여 열불균형에 의한 얼룩 발생 및 이에 의한 품질저하, 불량 발생율을 저감하도록 분할 엠보싱 구조 정전척에 관한 것이다.

반도체 또는 평판 디스플레이장치 제조 공정에서는 반도체 기판, 디스플레이 패널의 제조를 위한 다양한 종류의 척(chuck)들이 이용된다. 공정에 이용되는 척은 제조대상인 기판을 이송 및 거치하는 역할 외에도 챔버 내부에 기판과 함께 투입되어 기판에 대한 전극, 공정 진행을 위한 거치대의 역할을 하는 중요한 구성이다.

이러한 반도체 공정에 이용되는 다양한 척 중에서 디스플레이 패널의 위해 사용되는 척은 정전척을 주로 이용한다. 정전척은 디스플레이 패널 특히, LCD 패널의 생산시 패널을 구성하는 유리기판을 거치 및 이송하는 역할과 함께 유리기판 상에 전극, 필름 층 등응 형성하는 공정장비로 이용된다. 구체적으로 디스플레이 패널의 생산에 이용되는 정전척은 유리기판을 거치한 채로 증착 챔버 등에 투입되어 하부 전극의 역할을 하게 된다.

이러한 정전척은 하기의 선행기술문헌에 기재된 바와 같이 다양한 이유로 유리기판과의 접촉 면적을 줄이기 위해 유리기판이 거치되는 표면에 도드라진 엠보싱 구조를 가지는 형태가 보편적으로 사용된다.

하지만, 이러한 종래의 정전척은 공정에 투입시 엠보싱 구조와 유리기판이 접촉하는 부분이 고열에 노출되면서, 유리기판 상에 얼룩이 형성되도록 하여 제조된 패널의 불량을 야기하고, 화질을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 엠보싱에 의해 유리기판 상에 스크래치 등을 형성함으로써 이 역시 불량을 야기하고 화질을 저하시키는 문제점이 있다.

1. 한국공개특허 10-2007-0065567(출원일 2005년 12월 20일) 2. 한국공개특허 10-2008-0002234(출원일 2006년 06월 30일)

따라서 본 발명은 엠보싱을 다수개의 조각으로 분할하여 유리기판과의 접촉부위 면적은 감소시키면서도 종래와 동등하게 유리기판은 지지하도록 함과 아울러, 분할된 엠보싱 부위로 냉각가스의 공급이 이루어지게 하여 열불균형에 의한 얼룩 발생 및 이에 의한 품질저하, 불량 발생율을 저감하도록 한 분할 엠보싱 구조 정전척을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정전척은 기판을 지지 및 고정하는 정전척에 있어서, 베이스; 및 상기 베이스의 전면에 형성되고, 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 지지하며, 상기 베이스 전면에 일정한 간격으로 복수로 형성되는 엠보싱;을 포함하여 구성되고 상기 엠보싱은 분할되어 상호 이격된 복수의 조각이 하나의 엠보싱을 구성한다.

상기 엠보싱의 상기 복수의 조각은 부채꼴 형상으로 형성되고, 상기 복수 조각의 호를 연결한 가상선이 타원형을 이루도록 배치된다.

상기 베이스는 상기 베이스의 전면으로부터 상기 베이스의 후면방향으로 상기 베이스를 관통하여 형성되는 가스홀, 상기 베이스의 후면에 형성되고, 상기 가스홀과 연결되는 가스경로, 상기 베이스 내부에 형성되는 전극; 상기 베이스 면에 노출되도록 형성되고 상기 전극과 연결되는 전극단자를 포함하여 구성된다.

상기 베이스는 상기 베이스의 하면과 평행하기 상기 베이스의 측면에 신장되어 형성되고, 복수의 볼트홀이 형성되는 플랜지를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정전척은 엠보싱을 다수개의 조각으로 분할하여 유리기판과의 접촉부위 면적은 감소시키면서도 종래와 동등하게 유리기판은 지지하도록 함과 아울러, 분할된 엠보싱 부위로 냉각가스의 공급이 이루어지게 하여 열불균형에 의한 얼룩 발생 및 이에 의한 품질저하, 불량 발생율을 저감하도록 하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정정척의 사시도.
도 2는 배면사시도.
도 3은 단면 예시도.
도 4는 엠보싱을 좀더 자세히 도시한 상세도.
도 5는 엠보싱의 현미경 사진.
도 6은 본 발명의 분할 엠보싱에 의한 효과를 설명하기 위한 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정정척의 사시도이고, 도 2는 배면사시도이며, 도 3은 단면 예시도이다. 그리고, 도 4는 엠보싱을 좀더 자세히 도시한 상세도이며, 도 5는 엠보싱의 현미경 사진이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 분할 엠보싱 구조 정전척은 베이스(110), 엠보싱(120) 및 전극(171)을 포함하여 구성된다.

베이스(110)는 공정에 투입되는 유리기판 또는 반도체 기판(이하 '기판'이라 함)을 지지하는 지지구조체로서, 유리기판 또는 반도체 기판과 접촉하는 부분에 엠보싱이 형성된다. 이러한 베이스(110)는 내부에 정전척의 역할을 위한 유전체 및 내부전극이 구성된다. 이러한 베이스(110)는 알루미늄, 알루미늄 합금 및 이의 등가금속 상에 유전체층, 전극(171), 세라믹 층이 형성되어 구성된다. 베이스(110)의 표면에는 기판과 접촉하여 기판을 지지하기 위한 엠보싱(120)이 다수 형성된다. 또한 베이스(110)의 전면 가장자리에는 엠보싱(120)과 동일한 높이의 댐(125)이 형성된다. 한편, 베이스(110)의 전면(111)으로부터 후면(112)방향으로 베이스(110)를 관통하여 복수의 가스홀(130)이 형성된다. 이 가스홀(130)은 베이스(110)의 후면(112)에 형성되는 가스경로(160)와 연결되고, 가스경로(160)로부터 공급되는 냉각가스를 베이스(110) 전면(111)에 공급하고, 이용된 가스를 회수하는 경로로 이용된다. 한면, 베이스(110)의 측면(113) 하부에는 베이스(110)의 전면(111)과 평행한 방향으로 신장되어 플랜지(141)가 형성된다. 플랜지(141)는 베이스(110)를 다른 공정 기구에 고정하기 위한 복수의 볼트홀(140)이 형성된다. 한편, 베이스(110)의 후면(112)에는 가스홀(130) 및 외부 가스공급장치와 연결되어 냉각가스를 공급하는 가스경로(160)가 형성된다. 이러한 가스경로(160)는 파이프 형상으로 형성되거나, 홈의 형태로 형성되고, 가스홀(130)과 연결된다. 여기서, 도 2에는 가스 경로가 흡기 및 배기 구분 없이 구성된 예가 도시되어 있으나, 흡기와 배기를 구분하여 가스경로(160)를 구성할 수 있으며, 도시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 아울러, 베이스(110), 예를 들어 베이스(110)의 후면(112)에는 전극(171)과 외부 전원장치를 연결하기 위한 전극단자(170)가 설치된다.

엠보싱(120)은 기판을 베이스(110)와 일정거리 이격시켜 지지하는 역할을 한다. 이러한 엠보싱(120)은 정전척 상에 거치되는 기판을 베이스(110)와 일정거리 이격시켜 지지함으로써, 베이스(110)와 기판 사이에 냉각가스가 공급될 수 있는 공간을 형성한다. 특히, 본 발명의 엠보싱(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 엠보싱(120)의 복수로 분할되어 여러 조각으로 분할된 구조로 형성된다. 이를 통해 엠보싱(120)은 기판과 엠보싱(120)의 접촉면적을 감소시킴과 아울러, 엠보싱 조각(120a)의 사이에 형성된 틈(121)을 통해 냉각가스가 흐를 수 있게 한다. 엠보싱(120)과 기판의 접촉부위의 접촉면적이 감소되고, 엠보싱 조각(120a)의 틈으로 냉각가스가 공급될 수 있게 됨으로써, 기판과 엠보싱(120) 접촉부위와 비접촉 부위 간의 온도 차이를 낮출 수 있고, 높은 온도차이로 인해 발생하는 접촉부위의 얼룩 최소화하는 것이 가능해진다. 이러한 엠보싱(120)은 도시된 바와 같이 원통 기둥 형상으로 형성되고, 방사상으로 틈(121)을 형성하여 형성될 수 있다. 또는 반구형으로 형성하고, 중앙으로부터 방사상으로 틈(121)을 형성하는 형태를 가질 수도 있다. 아울러, 엠보싱(120)의 조각 형태 및 틈(121)의 형상은 기판으로 적절히 지지하면서도, 냉각가스의 공급이 가능하도록 하며, 접촉면적을 감소시킬 수 있는 형태면 어떠한 형태로 형성해도 무방하다. 이러한 엠보싱(120)은 1mm 이하의 작은 직경을 가지도록 형성되며, 베이스(110) 전면(111)에 일정한 간격으로 복수가 형성된다. 또한, 엠보싱(120)의 높이는 댐(125)과 같은 높이로 형성된다.

댐(125)은 베이스(110) 전면(111) 가장 자리를 따라 일정한 폭으로 끊어짐 없이 연속적으로 형성된다. 이 댐(125)은 기판이 베이스(110) 상에 거치되면, 기판의 가장자리와 정전력에 의해 밀착하여 기판과 베이스(110) 전면(111) 사이에 공급되는 냉각 가스가 외부로 배출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해 댐(125)은 엠보싱(120)과 거의 같은 높이로 형성되어, 기판과 베이스(110)가 효과적으로 밀착될 수 있게 한다.

전극(171)은 베이스(110)의 전면(111) 표층 하부의 세라믹층 사이에 형성된다. 이 전극(171)은 전극단자(170)와 연결되고, 전극단자(170)를 통해 외부 전원장치로부터 공급되는 전원을 공급받아 전계를 형성한다. 그리고, 전극(171)은 형성된 전계에 의해 전극단자(170)와 인접하게 배치되는 유전층에 의해 정전력에 의해 기판을 베이스(110)에 밀착시켜 고정시키게 된다.

도 6은 본 발명의 분할 엠보싱에 의한 효과를 설명하기 위한 개략도이다.

도 6을 참조하면, (a)는 기존의 엠보싱을 도시한 평면도이고, (b)는 본 발명의 엠보싱을 도시한 평면도이다. 도 6에는 엠보싱과 함께 냉각 가스의 흐름(g1, g2)이 일례로 도시되어 있다.

(a)에서와 같이 종래의 엠보싱(220)은 원기둥 형태로 형성되어, 상면이 원판 형상으로 형성된다. 이러한 종래의 엠보싱(220)을 사용하는 경우 기판과 엠보싱(220)의 접촉면적은 원판의 넓이(s)와 거의 같은 넓이를 갖는다. 또한, 냉각 가스의 흐름이 엠보싱(220)의 주변에 형성되어, 접촉면의 중앙(c1)과의 거리가 원판의 반지름(r1)과 거의 같은 값을 가지게 된다. 이로인해 접촉면의 중앙(c1) 부분은 상대적으로 냉각효율이 저하된다.

반면, (b)도시된 본 발명의 엠보싱(120)은 분할되어 형성됨으로써 접촉면적이 분할을 위해 식각한만큼 감소하여 종래의 접촉면 넓이(s)에 비해 작은 면적을 가지게 된다. 이러한 본 발명의 엠보싱(120)은 부채꼴 형상으로 형성되어, 각 엠보싱조각(120a)의 호를 연장한 가상의 선이 점선과 같이 타원형으로 이어지도록 배치된다. 여기서 (b)에 도시된 점선은 종래 엠보싱(220)의 상면의 경계면을 나타낸 것으로 비교의 용이함을 위해 도시된 것이다. 이러한 본 발명의 엠보싱(120)은 엠보싱(120)의 중앙(c2)까지의 거리는 종래의 엠보싱(220)과 같지만, 엠보싱(120)의 중앙(c2)이 접촉부위의 중앙을 의미하지는 않게 된다. 즉, 본 발명의 엠보싱(120)은 각 엠보싱조각(120a)의 대략 중앙부분이 냉각가스의 흐름과 가장 먼거리를 가지게 된다. 이러한 냉각가스 경로와 엠보싱조각(120a)의 거리(rr2)는 종래 엠보싱의 거리(r1)에 비해 매우 짧은 거리를 가지게 되어, 엠보싱(120)과 기판이 접촉한 면도 종래에 비해 냉각 효과가 향상되게 된다. 즉, 본 발명의 엠보싱(120)은 종래의 엠보싱(220)과 달리 엠보싱 조각(120a) 사이 사이로 냉각가스가 흐를 수 있게 되어, 냉각가스와 기판이 직접 접촉되지 않는 부분을 최소화 하면서도, 냉각가스의 흐름과 접촉부위의 가장 먼 거리 자체를 감소시킴으로 향상된 냉각 효과를 가지게 된다. 이를 통해, 공정에 투입된 기판의 엠보싱(120) 접촉부위와 비접촉부위 간의 온도차를 최소화함으로써 온도차이에 의한 얼룩의 발생을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

100 : 정전척 110 : 베이스
111 : 베이스 전면 112 : 베이스 후면
113 : 베이스 측면 120 : 엠보싱
125 : 댐 130 : 가스홀
140 : 볼트홀 141 : 플랜지
160 : 가스경로 170 : 전극단자
171 : 전극

Claims (4)

1. 기판을 지지 및 고정하는 정전척에 있어서,
   베이스; 및
   상기 베이스의 전면에 형성되고, 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 지지하며, 상기 베이스 전면에 일정한 간격으로 복수로 형성되는 엠보싱;을 포함하여 구성되고
   상기 엠보싱은
   분할되어 상호 이격된 복수의 조각이 하나의 엠보싱을 구성하고,
   상기 엠보싱의 상기 복수의 조각은 부채꼴 형상으로 형성되고,
   상기 복수 조각의 호를 연결한 가상선이 타원형을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 분할 엠보싱 구조 정전척.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스는
   상기 베이스의 전면으로부터 상기 베이스의 후면방향으로 상기 베이스를 관통하여 형성되는 가스홀,
   상기 베이스의 후면에 형성되고, 상기 가스홀과 연결되는 가스경로,
   상기 베이스 내부에 형성되는 전극;
   상기 베이스 면에 노출되도록 형성되고 상기 전극과 연결되는 전극단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분할 엠보싱 구조 정전척.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스는
   상기 베이스의 하면과 평행하기 상기 베이스의 측면에 신장되어 형성되고,
   복수의 볼트홀이 형성되는 플랜지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분할 엠보싱 구조 정전척.
   

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