KR101288989B1 - 기판 처리 장치 및 기판 이송 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 이송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기판 척킹 유닛은 평평한 바디, 바디의 일측면에 설치된 스티키 척를 구비하고, 상기 스티키 척의 일측면에 기판이 척킹하는 캐리어, 기판을 흡착한 상태로 승강 또는 하강하여, 상기 스티키 척의 일측면에 기판을 안착시키거나, 상기 스티키 척으로부터 기판을 분리하는 리프트 바를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면 점착력을 가지는 스티키 척에 기판이 척킹됨에 따라, 상기 기판이 평평한 상태로 척킹될 수 있다. 또한 실시예에 따른 캐리어는 두께가 얇은 박판형 기판이 평평한 상태를 유지하도록 척킹할 수 있다. 따라서, 두께가 얇은 박판형의 디스플레이 패널을 안정적으로 제조할 수 있다. 그리고 스티키 척을 구비하는 캐리어는 진공의 환경에서도 상기 기판을 용이하게 척킹할 수 있는 있는 장점이 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 이송 방법{Apparatus for processing substrate and method for operating the same}
본 발명은 기판의 척킹이 용이한 기판 처리 장치, 기판 이송 방법에 관한 것이다.
종래의 OLED(Organic Light Emitting Device) 패널 제조 공정에서는 비교적 두께가 두꺼운 글래스(glass)를 기판으로 사용하였다. 이러한 기판을 척킹하여 이송시키는 캐리어로 LCD 패널 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 글래스 기판용 캐리어를 동일하게 적용하여 사용하고 있다.
한편, 근래에 들어 두께가 얇은 박판형 기판 예를 들어, 필름 또는 시트 형태의 기판을 이용하는 플랙서블(flexible) OLED 패널의 제조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 박판형의 기판을 척킹하는 캐리어로 종래의 글래스 기판을 척킹하는 캐리어를 그대로 이용하고 있는 한계가 있었다. 글래스 기판을 척킹하는 종래의 캐리어에 그대로 박판형 기판을 척킹시키면, 박판형 기판이 평평함을 유지하지 못하는 문제가 있다. 그리고 박판형의 기판을 평평하게 유지하지 않은 상태에서 공정을 진행하면, 플랙서블한 OLED 패널을 안정적으로 제조할 수 없으며, OLED 패널의 품질이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 기술적 과제는 기판이 용이하게 척킹되는 기판 척킹 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 이송 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 일 기술적 과제는 플랙서블한 박판형 기판이 용이하게 척킹되는 기판 척킹 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 이송 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 일 기술적 과제는 캐리어 상에 기판을 안착시키거나, 상기 캐리어로부터 기판을 분리할 때, 기판이 미끄러지는 것을 방지하는 기판 척킹 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 이송 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 기술적 과제는 진공 환경에서도 기판이 용이하게 척킹되는 기판 척킹 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 이송 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 기판 척킹 유닛은 평평한 바디 및 상기 바디의 일측면에 설치된 스티키 척를 구비하고, 상기 스티키 척의 일측면에 기판이 척킹되도록 하는 캐리어, 상기 기판을 흡착한 상태로 승강 또는 하강하여, 상기 스티키 척의 일측면에 기판을 안착시키거나, 상기 스티키 척으로부터 기판을 분리하는 리프트 바를 포함한다.
상기 캐리어의 바디에 제 1 관통홀이 마련되고, 상기 스티키 척에 상기 제 1 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 마련된다.
상기 리프트 바는 내부 공간을 가지고, 일단은 상기 내부 공간과 연통되도록 개방되며, 진공 흡착력에 의해 상기 리프트 바의 일단에 상기 기판이 흡착되고, 상기 리프트 바는 상기 캐리어의 바디에 마련된 제 1 관통홀 및 스티키 척에 마련된 제 2 관통홀을 통과하도록 승하강한다.
진공 흡착력을 이용하여 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시키는 진공 흡착 부재, 상기 기판의 상부에서 회전함으로써, 회전 가압을 이용하여 상기 기판을 캐리어 상에 밀착시키는 회전 부재, 플레이트 형상으로 제작되어, 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하는 가압 부재 및 상기 기판 상부로 가스를 분사하는 가스 분사 부재 중 어느 하나를 구비하여, 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시켜 척킹하는 밀착 부재를 포함한다.
상기 밀착 부재로 진공 흡착 부재를 이용할 경우, 상기 캐리어의 바디에 제 1 홀이 마련되고, 상기 스티키 척에 상기 제 1 홀과 연통되는 제 2 홀이 마련되며, 상기 진공 흡착 부재가 상기 제 1 홀과 연결된다.
상기 캐리어의 바디 내측에 복수의 제 1 홀이 형성되고, 상기 복수의 제 1 홀을 상호 연통시키는 라인 형상의 연결홈이 형성되며, 상기 스티키 척의 제 2 홀은 연결홈과 연통된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 평평한 바디 및 상기 바디의 일측면에 설치된 스티키 척을 구비하는 캐리어 및 상기 기판을 흡착한 상태로 승강 또는 하강하여, 상기 스티키 척의 일측면에 기판을 안착시키거나, 상기 스티키 척으로부터 기판을 분리하는 리프트 바가 구비된 척킹 모듈, 상기 척킹 모듈과 연결되어 상기 기판을 처리하는 복수의 처리 챔버, 상기 기판이 척킹된 캐리어를 복수의 처리 챔버로 이동시키는 이동 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
상기 캐리어의 바디에 제 1 관통홀이 마련되고, 상기 스티키 척에 상기 제 1 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 마련되며, 상기 리프트 바는 상기 제 1 관통홀 및 제 2 관통홀을 통해 승하강한다.
진공 흡착력을 이용하여 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시키는 진공 흡착 부재, 상기 기판의 상부에서 회전함으로써, 회전 가압을 이용하여 상기 기판을 캐리어 상에 밀착시키는 회전 부재, 플레이트 형상으로 제작되어, 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하는 가압 부재 및 상기 기판 상부로 가스를 분사하는 가스 분사 부재 중 어느 하나를 구비하여, 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시켜 척킹하는 밀착 부재를 포함한다.
상기 기판의 처리면이 지면을 향하도록 상기 캐리어에 척킹되어 이동한다.
상기 기판이 척킹된 캐리어를 처리 챔버로 이동시키는 이동 모듈을 포함하고, 상기 기판의 처리면이 상기 이동 모듈이 배치된 방향을 향하도록 상기 캐리어에 척킹되어 이동한다.
본 발명에 따른 기판 이송 방법은 캐리어의 일측에 기판을 이격 배치시키는 단계, 상기 기판이 배치된 방향으로 리프트 바를 이동시켜, 상기 리프트 바의 일단에 기판을 지지시키는 단계, 상기 리프트 바 내부를 진공 처리하여, 상기 리프트 바에 기판을 흡착시키는 단계, 상기 기판이 흡착된 리프트 바를 상기 캐리어가 배치된 방향으로 이동시켜, 상기 캐리어의 일측면에 상기 기판을 안착시키는 단계, 상기 기판이 척킹된 캐리어를 공정 진행 방향으로 이송시키는 단계를 포함한다.
상기 기판을 상기 캐리어의 일측면에 밀착시켜 척킹하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 상기 캐리어의 일측면에 밀착시키는 단계에서, 상기 캐리어에 마련된 홀을 진공 처리하여 발생되는 진공 흡착력을 이용하거나, 상부 기판의 상부에서 회전 부재를 회전시키거나, 플레이트 형상의 가압 부재를 이용하여 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하거나, 상기 기판 상부로 가스를 분사하는 방법 중 어느 하나를 사용한다.
상기 캐리어의 일측에 점착력을 제공하는 스티키 척이 마련되어, 상기 기판을 캐리어의 일측면에 밀착시킴으로써, 점착력에 의해 기판이 상기 스티키 척에 척킹된다.
상기 기판으로 플랙서블(flexible)한 필름(film) 또는 시트(sheet)를 이용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시형태들에 따른 캐리어는 바디 및 바디의 일측면에 설치된 점착력을 가지는 스티키 척을 포함하고, 스티키 척의 일측면에 기판이 척킹된다. 이에, 기판이 평평한 상태로 척킹될 수 있고, 두께가 얇은 박판형 기판을 평평한 상태를 유지하도록 척킹될 수 있다. 따라서, 두께가 얇은 박판형의 디스플레이 패널을 안정적으로 제조할 수 있고, 진공의 환경에서도 기판을 용이하게 척킹할 수 있는 있는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따른 캐리어 및 척킹 모듈을 이용함으로써, 기판이 리프트 바에 흡착된 상태로 승하강됨에 따라, 상기 기판이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 밀착 부재로 진공 흡착 부재를 이용함으로써, 기판을 스티키 척에 밀착시키는 것이 용이해 진다.
밀착 부재의 다른 예로써, 기판의 상부에서 회전하는 회전 부재, 플레이트 형상으로 제작되어 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하는 가압 부재 및 기판 상부로 가스를 분사하는 가스 분사 부재 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 여기서 회전 부재, 가압 부재 및 가스 분사 부재는 대기 환경뿐 아니라 진공의 환경에서도 기판을 스티키 척 상에 밀착시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치을 블록화하여 도시한 도면
도 2는 실시예에 따른 실시예에 따른 캐리어 및 척킹(chucking) 모듈을 포함하는 기판 척킹 유닛을 도시한 도면
도 3은 도 2의 A-A'를 절단한 단면도
도 4는 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면
도 5는 실시예에 따른 캐리어의 바디를 도시한 도면
도 6은 실시예에 따른 캐리어의 스티키 척을 도시한 도면
도 7a 및 도7b는 실시예에 따른 척킹 모듈의 리프트 바를 설명하기 위한 단면도
도 8은 실시예에 따른 척킹 모듈의 밀착 부재를 도시한 단면도
도 9는 제 2 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도
도 10은 제 3 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척 상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도
도 11은 제 4 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척 상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도
도 12는 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면
도 13은 실시예에 따른 이동 모듈에 의해 기판이 척킹된 기판을 이동시키는 모습을 도시한 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치을 블록화하여 도시한 도면이다. 도 2는 실시예에 따른 실시예에 따른 캐리어 및 척킹(chucking) 모듈을 포함하는 기판 척킹 유닛을 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면이다. 도 5는 실시예에 따른 캐리어의 바디를 도시한 도면이다. 도 6은 실시예에 따른 캐리어의 스티키 척을 도시한 도면이다.
도 1 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판(S)을 이송시키기 위해 상기 기판(S)을 캐리어(200) 상에 지지 고정 즉, 척킹(chucking)하는 기판 척킹 유닛(1000), 기판(S) 처리 공정을 수행하는 처리 챔버(3000), 기판 척킹 유닛(1000)의 일측과 처리 챔버(3000)의 일측 사이에 배치된 제 1 버퍼 챔버(2000), 기판 척킹 유닛(1000)의 타측과 처리 챔버(3000)의 타측 사이에 배치된 제 2 버퍼 챔버(4000)를 포함한다. 또한, 기판 척킹 유닛(1000)과 제 1 버퍼 챔버(2000) 사이의 연통을 제어하는 제 1 게이트(G1), 제 1 버퍼 챔버(2000)와 처리 챔버(3000) 사이의 연통을 제어하는 제 2 게이트(G2), 처리 챔버(3000)와 제 2 버퍼 챔버(4000) 사이의 연통을 제어하는 제 3 게이트(G3), 제 2 버퍼 챔버(4000)와 기판 척킹 유닛(1000) 사이의 연통을 제어하는 제 4 게이트(G4)를 포함한다. 그리고 도시되지는 않았지만, 기판 척킹 유닛(1000), 제 1 버퍼 챔버(2000), 처리 챔버(3000) 및 제 2 버퍼 챔버(4000) 사이를 연결하도록 배치되어, 상기 기판(S)이 척킹된 캐리어(200)를 이동시키는 이동 모듈(미도시)을 포함한다.
실시예에서 기판(S)으로 박판형의 기판(S) 예를 들어, 필름 또는 시트(sheet)를 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고 유리(glass), 웨이퍼 등을 기판(S)으로 사용할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치의 처리 챔버(3000)는 한 쌍의 기판(S1, S2)을 합착하는 합착 장치로써, 처리 챔버(3000) 내부에는 한 쌍의 기판(S1, S2)을 합착하는 합착 모듈(미도시)이 설치될 수 있다.
기판 척킹 유닛(1000)은 기판(S)을 로딩 또는 언로딩하는 장치로써, 일측면에 기판(S)을 척킹한 상태로 이동하는 캐리어(200), 상기 캐리어(200)의 일측면에 기판(S)을 척킹시키거나, 상기 캐리어(200)로부터 기판(S)을 분리하는 척킹 모듈(400)을 포함한다. 실시예에서는 캐리어(200) 상에 기판(S)을 척킹하거나, 상기 캐리어(200)로부터 기판(S)을 분리하는 공정을 대기에서 진행한다.
도 3을 참조하면, 캐리어(200)는 평평한 플레이트 형상의 바디(210), 바디(210)의 일측면에 설치된 스티키 척(sticky chuck)를 포함한다. 실시예에 따른 바디(210)는 사각판 형상으로 제작되었으나, 이에 한정되지 않고 기판(S)과 대응하는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 바디(210)에는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 제 1 관통홀(211), 복수의 제 1 홀(212), 복수의 연결홈(213)이 마련된다. 여기서 복수의 제 1 관통홀(211)은 바디(210) 내에서 일정 거리 이격되도록 배치되며, 후술되는 리프트 바(410)가 상기 복수의 제 1 관통홀(211)을 통과하도록 승하강한다. 복수의 제 1 홀(212)은 후술되는 밀착 부재(420)와 연결되어, 그 내부가 진공으로 처리되거나 가스가 공급된다. 이때, 밀착 부재(420)에 의해 제 1 홀(212)이 진공 처리되면, 진공 흡착력에 의해 기판(S)이 스티키 척(220)에 밀착된다. 반대로 기판(S)이 스티키 척(220)에 밀착된 상태에서 밀착 부재(420)를 이용하여 제 1 홀(212)에 가스를 분사하면, 상기 가스의 분사압에 의해 기판(S)이 스티키 척(220)으로부터 탈착된다. 이러한 복수의 제 1 홀(212)은 바디(210) 내에서 일정 거리 이격되도록 배치되는데, 상기 복수의 제 1 홀(212)은 복수의 제 1 관통홀(211) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 또한 복수의 제 1 홀(212)을 연통시키도록 라인 형상의 연결홈(213)이 마련된다. 즉, 복수의 제 1 홀(212)의 상측은 연결홈(213)과 연통되고, 상기 복수의 제 1 홀(212)의 하측은 캐리어(200)의 외측에 배치된 밀착 부재(420)와 연결된다. 연결홈(213)은 바디(210) 내측 방향으로 오목하고 상측이 개방된 라인 형상으로 제작되며, 복수의 제 1 관통홀(211) 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
스티키 척(220)은 점착력을 이용하여 기판(S)을 척킹하는 것으로써, 바디(210) 상면에 설치된다. 실시예에서는 점착력을 가지는 재료 예를 들어, 실리콘계, 이크릴계 또는 불소계 등의 재료를 시트 형태로 제작하여 스티키 척(220)을 제작한다. 이러한 스티키 척(220)은 바디(210)에 비해 작고, 기판(S)에 비해 크거나 작은 크기로 제작되며, 상기 바디(210)의 중앙에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 바디(210)의 가장 자리 영역이 노출되도록 스티키 척(220)이 설치되고, 이러한 스티키 척(220) 상에 기판(S)이 척킹된다. 이는 이동 모듈(미도시)을 이용하여 기판(S)이 척킹된 캐리어(200)를 이동시킬 때, 상기 이동 모듈(미도시)과 기판(S)이 접촉되지 않도록 하여, 상기 기판(S)의 손상을 방지하기 위함이다. 즉, 실시예에 따른 이동 모듈(미도시)은 캐리어(200) 바디(210)의 가장 자리 영역을 지지한 상태로 상기 캐리어(200)를 이동시켜, 이동 모듈(미도시)에 의한 기판(S)의 손상을 방지한다.
스티키 척(220)에는 복수의 제 2 관통홀(221) 및 복수의 제 2 홀(222)이 마련된다. 복수의 제 2 관통홀(221) 각각은 바디(210)에 마련된 제 1 관통홀(211)의 상측에 대응 배치되어, 상기 제 1 관통홀(211)과 연통된다. 그리고 복수의 제 2 홀(222)은 바디(210)에 마련된 연결홈(213)의 상측에 대응 배치되어, 상기 연결홈(213)과 연통된다. 따라서, 리프트 바(410)는 승하강시에 바디(210)에 마련된 제 1 관통홀(211)과 스티키 척(220)에 마련된 제 2 관통홀(221)을 통과한다. 또한, 밀착 부재(420)를 이용하여 바디(210)에 마련된 제 1 홀(212)을 진공처리하면, 상기 제 1 홀(212)과 연통된 연결홈(213)에 의해 스티키 척(220)에 마련된 제 2 홀(222)이 진공처리된다. 반대로, 밀착 부재(420)를 이용하여 바디(210)의 제 1 홀(212)에 가스를 분사하면, 상기 제 1 홀(212)과 연통된 연결홈(213)에 의해 스티키 척(220)의 제 2 홀(222)에 가스가 분사된다.
이와 같이 실시예에 따른 캐리어(200)는 바디(210)의 일측면에 설치된 스티키 척(220)을 구비하고, 상기 스티키 척(220) 상에 플랙서블한 박판의 기판(S)이 척킹된다. 따라서, 캐리어(200)에 의한 기판(S)의 이동시에 상기 기판(S)이 평평한(flat)한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 이동 중에 기판(S)이 캐리어(200) 상에서 움직이거나, 처짐으로 인한 기판(S)의 변형을 방지할 수 있다. 그리고, 스티키 척(220)의 점착력에 의해 기판(S)이 척킹됨에 따라, 진공의 환경에서도 상기 기판(S)이 스티키 척(220)에 용이하게 고정되어 있다. 이에, 대기 환경에에 배치된 척킹 모듈(400)(400)을 이용하여 캐리어(200)의 스티키 척(220) 상에 기판(S)을 척킹한 후, 상기 기판(S)이 척킹된 캐리어(200)를 진공 처리된 다수의 처리 챔버(3000)로 이송시키더라도, 상기 기판(S)이 캐리어(200)에 용이하게 척킹되어 있는 상태를 유지한다.
도 7a 및 도7b는 실시예에 따른 척킹 모듈(400)의 리프트 바를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 실시예에 따른 척킹 모듈(400)의 밀착 부재를 도시한 단면도이다. 하기에서는 도 2, 도 3 및 도 7a 내지 도 8을 참조하여, 실시예에 따른 척킹 모듈(400)의 리프트 바 및 밀착 부재를 설명한다.
도 2 및 도 3과 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 실시예에 따른 척킹 모듈(400)은 기판(S)을 흡착한 상태로 승하강하여, 스티키 척(220)의 일측면에 기판(S)을 안착시키거나, 상기 스티키 척(220)으로부터 기판(S)을 분리하는 리프트 바(410) 및 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 밀착시키는 밀착 부재(420)를 포함한다. 또한, 척킹 모듈(400)은 리프트 바(410) 내부를 진공으로 처리하는 제 1 진공 처리부(411a), 상기 리프트 바(410) 내부에 가스를 공급하는 제 1 가스 공급부(411b), 리프트 바(410)를 승강 또는 하강시키는 구동부(412) 및 캐리어(200) 상에 기판(S)을 로딩하거나 상기 캐리어(200)로부터 기판(S)을 언로딩할 때 상기 캐리어(200)를 지지하는 지지 부재(460)를 포함한다.
리프트 바(410)는 승하강이 가능하도록 제작되어, 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 안착시키거나, 상기 기판(S)을 스티키 척(220)으로부터 분리하는 역할을 한다. 즉, 리프트 바(410)는 캐리어(200)의 바디(210)에 마련된 제 1 관통홀(211) 및 스티키 척(220)에 마련된 제 2 관통홀(221)을 통과하도록 상승하거나 하강함으로써, 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 안착시키거나, 상기 기판(S)을 스티키 척(220)으로부터 분리한다. 이러한 리프트 바(410)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 내부 공간을 가지는 형상 예컨데, 파이프 형상으로 제작되며, 상기 내부 공간과 연통되도록 일단이 개방된 형상으로 제작된다. 그리고 리프트 바(410)는 상기 리프트 바(410) 내부를 진공으로 처리하는 제 1 진공 처리부(411a) 및 가스를 공급하는 제 1 가스 공급부(411b)와 연결된다. 제 1 진공 처리부(411a)는 리프트 바(410) 내부와 연결된 제 1 진공 라인(411a-2) 및 상기 제 1 진공 라인(411a-2)을 펌핑하는 제 1 펌프(411a-1)를 포함하고, 제 1 가스 공급부(411b)는 리프트 바(410) 내부와 연결된 제 1 가스 공급 라인(411b-2) 및 상기 제 1 가스 공급 라인(411b-2)에 가스를 공급하는 제 1 가스 저장부(411b-1)를 포함한다.
따라서, 도 7a에 도시된 바와 같이 리프트 바(410)에 기판(S)이 지지되도록 한 상태에서 제 1 진공 처리부(411a)를 이용하여 리프트 바(410) 내부를 진공처리하면, 상기 리프트 바(410)의 일단에 기판(S)이 흡착된다. 그리고 리프트 바(410)에 기판(S)이 흡착된 상태에서 도 7b에 도시된 바와 같이, 리프트 바(410)를 하강시키면 상기 기판(S)이 스티키 척(220) 상에 안착된다. 이때, 전술한 바와 같이 기판(S)이 리프트 바(410)에 흡착됨에 따라, 상기 리프트 바(410)를 하강시켜 스티키 척(220) 상에 기판(S)을 안착시키는 공정 시에 상기 기판(S)이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 반대로 기판(S)을 리프트 바(410)에 흡착시킨 후, 상기 리프트 바(410)를 상승시키면, 기판(S)이 스티키 척(220)으로부터 분리된다. 이때 기판(S)이 리프트 바(410)에 흡착된 상태로 상승함에 따라, 상기 기판(S)이 스티키 척(220)으로부터 분리되는 공정 시에 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 제 1 가스 공급부(411b)를 이용하여 리프트 바(410) 내부로 가스를 공급하여 진공을 해제함으로써, 상기 리프트 바로(410)부터 기판(S)을 용이하게 분리할 수 있다.
밀착 부재(420)는 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 밀착시키거나, 상기 기판(S)을 스티키 척(220)으로부터 탈착하는 역할을 한다. 제 1 실시예서는 밀착 부재(420)로 진공 흡착력을 이용하여 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 밀착시키는 진공 흡착 부재를 이용한다. 하기에서는 제 1 실시예에 따른 밀착 부재(420)를 '진공 흡착 부재'로 명명하고 상기 밀착 부재와 동일한 도면 부호 '420a'로 칭한다. 진공 흡착 부재(420a)는 도 8에 도시된 바와 같이, 내부 공간을 가지는 파이프 형상으로 제작되며, 상기 내부 공간과 연통되도록 일단이 개방되도록 제작된다. 이러한 진공 흡착 부재(420a)는 캐리어(200)의 바디(210)에 마련된 제 1 홀(212)의 하측에 대응 배치되어, 상기 제 1 홀(212)과 연통된다. 진공 흡착 부재(420a)는 그 내부를 진공으로 처리하는 제 2 진공 처리부(421a) 및 상기 진공 흡착 부재(420a) 내부에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급부(421b)와 연결된다. 제 2 진공 처리부(421a)는 진공 흡착 부재(420a) 내부와 연결된 제 2 진공 라인(421a-2) 및 상기 제 2 진공 라인(421a-2)에 펌핑력을 제공하는 제 2 펌프(421a-2)를 포함하고, 제 2 가스 공급부(421b)는 리프트 바(410) 내부와 연결된 제 2 가스 공급 라인(421b-2) 및 상기 제 2 가스 공급 라인(421b-2)에 가스를 공급하는 제 2 가스 저장부(421b)를 포함한다.
따라서 도 8에 도시된 바와 같이 스티키 척(220) 상에 기판(S)이 안착된 상태에서, 제 2 진공 처리부(421a)를 이용하여 진공 흡착 부재(420a) 내부를 진공 처리하면, 상기 진공 흡착 부재(420a) 내부와 연통된 캐리어(200)의 제 1 홀(212)이 진공이된다. 여기서 제 1 홀(212)은 연결홈(213)에 의해 스티키 척(220)에 마련된 제 2 홀(222)과 연통되어 있으므로, 상기 제 2 홀(222) 역시 진공 처리된다. 따라서, 스티키 척(220)에 마련된 제 2 홀(222)의 진공 흡착력에 의해 기판(S)이 상기 스티키 척(220) 상에 밀착되고, 이때 스티키 척(220)의 점착력에 의해 기판(S)이 상기 스티키 척(220) 상에 척킹된다.
이와 같이 실시예에 따른 척킹 모듈(400)을 이용함으로써, 실시예에 따른 캐리어(200)의 스티키 척(220) 상에 박판의 기판(S)을 용이하게 척킹시킬 수 있다. 즉, 기판(S)의 형상이 평평한 상태를 유지하도록 처킹시킬 수 있다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척 상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다. 도 10은 제 3 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척 상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다. 도 11은 제 4 실시예에 따른 밀착 부재를 이용하여 스티키 척 상에 기판을 밀착시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.
하기에서는 도 9 내지 도 11을 이용하여, 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 밀착부재를 이용하여 스티키 척(220) 상에 기판(S)을 밀착시키는 방법을 설명한다. 여기서, 제 2 실시예에 따른 밀착 부재(420)는 회전 부재라 칭하고, 제 3 실시예에 따른 밀착 부재(420)는 가압 부재, 제 4 실시예에 따른 밀착 부재(420)는 가스 분사 부재라 칭하며, 상기 회전 부재는 '420b', 가압 부재 '420c' 가스 분사 부재는 '420d'이라 칭한다. 그리고 도 9 내지 도 11에서는 설명의 편의를 위하여 캐리어(200)의 제 1 홀(212), 연결홈(213), 제 2 홀(222)을 생략하여 도시하였다.
상기에서는 밀착 부재(420)로 진공 흡착 부재(420a)를 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 다양한 수단을 밀착 부재로 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 밀착 부재(420)로 회전 부재(420b)를 사용할 수 있으며, 상기 회전 부재(420b)를 기판(S) 상에서 회전시킴으로써, 상기 기판(S)을 스티키 척(220) 상에 밀착시킨다. 다른 예로 도 10에 도시된 바와 같이, 플레이트 형상의 가압 부재(420c)를 마련하고, 이를 기판(S)의 상부에서 하측 방향으로 가압한다. 이때, 가압 부재(420c)의 가압력에 의해 기판(S)이 스티키 척(220) 상에 밀착된다.
또 다른 예로 도 11에 도시된 바와 같이, 가스 분사 부재(420d)를 기판(S) 상측에 배치시키고, 상기 가스 분사 부재(420d)를 이용하여 기판(S) 상측으로 가스 예를 들어 Ar 가스 또는 공기(air)를 분사한다. 이때, 기판(S) 상측으로 분사되는 가스 또는 공기(air)의 분사압에 의해 기판(S)이 스티키 척(220) 상에 밀착된다.
이와 같이 상기에서 서술한 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 밀착 부재(420) 즉, 회전 부재(420b), 가압 부재(420c) 및 가스 분사 부재(420d)는 대기 환경 뿐 아니라 진공의 환경에서도 실시할 수 있는 장점이 있다.
물론 상기에서 설명한 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 밀착 부재(420)에 한정되지 않고, 다양한 수단을 밀착 부재(420)로 이용할 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 기판 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 실시예에 따른 이동 모듈에 의해 기판이 척킹된 기판(S)을 이동시키는 모습을 도시한 도면이다. 하기에서는 도 1 내지 도 13을 참조하여, 실시예에 따른 기판 처리 장치을 이용한 기판 처리 방법을 설명한다. 하기에서는 상기에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
실시예에 따른 기판 처리 장치는 플랙서블한 박판의 OLED 패널을 제조하기 위한 장치이다. 이를 위해 하부 기판(S2) 및 상부 기판(S1)으로 박판형 예를 들어, 필름 또는 시트를 이용한다. 또한, 하부 기판(S2) 상에는 예를 들어, 제 1 전극, 유기물층 및 제 2 전극이 적층되어 있으며, 상부 기판(S1)은 제 1 전극, 유기물층 및 제 2 전극을 커버하는 커버 기판이다. 하기에서는 실시예에 따른 척킹 모듈(400)을 이용하여 캐리어(200) 상에 상부 기판(S1)을 척킹하는 것을 예를 들어 설명한다.
먼저 도 12에 도시된 바와 같이, 기판 척킹 유닛(1000)의 지지 부재(460) 상에 캐리어(200)를 지지시키고, 상기 캐리어(200) 상측에 상부 기판(S1)을 이격 배치킨다. 이후, 도 7a에 도시된 바와 같이 리프트 바(410)를 상승시켜 상기 리프트 바(410)의 일단에 상부 기판(S1)이 지지되도록 한다. 그리고 제 1 진공 처리부(411a)를 이용하여 리프트 바(410) 내부를 진공처리하면, 상기 리프트 바(410)에 상부 기판(S1)이 흡착된다. 이어서 리프트 바(410)를 하강시키면, 도 7b 및 도 12에 도시된 바와 같이 상부 기판(S1)이 스티키 척(220) 상에 안착된다. 이때, 리프트 바(410)의 일단에 상부 기판(S1)이 흡착된 상태로 하강함에 따라, 상기 상부 기판(S1)이 스티키 척(220) 상에 안착되는 공정 중에 기판(S)이 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
캐리어(200)의 스티키 척(220) 상에 상부 기판(S1)이 안착되면, 밀착 부재(420)를 이용하여 상부 기판(S1)을 스티키 척(220) 상에 밀착시킨다. 여기서 제 1 실시예에 따른 밀착 부재(420) 즉, 진공 흡착 부재(420a)를 이용한다. 즉, 진공 흡착 부재(420a)를 제 1 홀(212)과 연통되도록 하고, 제 2 진공 처리부(421a)를 이용하여 진공 흡착 부재(420a) 내부를 진공으로 처리한다. 이에 진공 흡착 부재(420a)의 내부와 연통된 캐리어(200) 바디(210)의 제 1 홀(212) 및 연결홈(213)에 의해 스티키 척(220)에 마련된 제 2 홀(222)이 진공 상태가 된다. 이때 스티키 척(220)의 제 2 홀(222)에서 발생되는 진공 흡착력에 의해 상부 기판(S1)이 스티키 척(220) 상에 밀착되면서, 점착력에 의해 상부 기판(S1)이 스티키 척(220) 상에 척킹된다.
캐리어(200)의 스티키 척(220)에 상부 기판(S1)이 지지 고정되면, 상기 이동 모듈을 이용하여 상기 캐리어(200)를 공정 진행 방향 즉, 제 1 버퍼 챔버(2000)를 거쳐 처리 챔버(3000) 내로 이동시킨다. 이때, 상부 기판(S1)이 척킹된 캐리어(200)를 뒤집어서 이동시키는 것이 효과적이다. 즉, 상부 기판(S1)이 척킹된 캐리어(200)의 하측에 이동 모듈(500)이 배치되도록 하고, 상기 캐리어(200)와 이동 모듈(500) 사이에 상부 기판(S1)이 위치하도록 한 상태로 캐리어(200)를 이동시킨다. 이는, 후속 공정에서 상부 기판(S1)이 하부 기판(S2)의 상측에 위치하여 커버하는 커버로 사용되기 때문이다. 그리고 실시예에서는 이동 모듈(500)로 예를 들어 도 13에 도시된 바와 같은 컨베이어를 이용한다. 도 13을 참조하면, 이동 모듈(500)은 복수의 샤프트(510), 상기 복수의 샤프트(510) 각각의 양 끝단에 연결된 롤러(520)를 포함한다. 그리고 도시되지는 않았지만 롤러(520)에 회전 동력을 인가하는 회전 동력부(미도시)를 포함한다. 이러한 이동 모듈(500)을 이용하여 캐리어(200)를 이동시킬 때, 상기 이동 모듈(500)의 롤러(520)는 캐리어(200)의 가장 자리 영역을 지지한 상태로 회전한다. 즉, 롤러(520)는 스티키 척(220)이 위치하지 않는 캐리어(200) 바디(210)의 가장 자리 영역을 지지하면서 회전한다. 또한, 롤러(520)의 외경이 샤프트(510)의 외경에 비해 크도록 제작되는 것이 바람직하다. 이는, 이동 모듈(500)의 복수의 롤러(520)가 바디(210)의 가장 자리 영역을 지지할 때, 복수의 샤프트(510)와 상부 기판(S1)이 이격되도록 하기 위함이다. 이를 통해, 캐리어(200)에 척킹된 상부 기판(S1)이 이동 모듈에 의해 이동할 때, 상기 이동 모듈(500)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 이동 모듈(500)로 복수의 롤러(520) 및 샤프트(510)를 포함하는 컨베이어를 이용하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 기판(S)이 척킹된 캐리어(200)를 이송시킬 수 있는 어떠한 수단을 이용하여도 무방하다. 또한, 상기에서는 캐리어(200)와 이동 모듈(500) 사이에 기판(S)이 위치하도록 한 상태로 이동시키는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 이동 모듈(500) 상에 캐리어(200)가 안착되고, 상기 캐리어(200) 상에 기판(S)이 척킹되도록 한 상태에서 이동시킬 수 있다.
캐리어(200)가 이동 모듈(500)에 의해 제 1 버퍼 챔버(2000)를 거쳐 처리 챔버(3000)로 이송되면, 상기 처리 챔버(3000) 내에서 기판(S) 처리 공정을 실시한다. 여기서, 실시예에 따른 처리 챔버(3000) 내부에서는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 간을 상호 합착 및 접합시키는 공정을 실시한다. 이를 위해 처리 챔버(3000) 내부에는 박판의 하부 기판(S2)이 인입되는데, 하부 기판(S2)은 별도로 마련된 하부 기판(S2)용 이동 모듈(미도시)에 의해 처리 챔버(3000)로 인입된다. 실시예에서는 하부 기판(S2)을 이동시키는 하부 기판(S2) 용 이동 모듈(미도시)로 상부 기판(S1)을 이동시키는 것과 동일한 형태의 컨베이어를 이용할 수 있다. 이때 하부 기판(S2)은 그 접합면이 상측을 향하도록 하부 기판(S2) 용 이동 모듈(미도시)에 안착된 상태로 이동되는 것이 바람직하다. 그리고 하부 기판(S2) 상에는 도시되지는 않았지만, 제 1 전극, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL), 제 2 전극이 적층되어 있다. 또한, 하부 기판(S2)의 가장 자리 영역에는 접착제 즉, 실런트(Sealant)가 도포된다. 물론 이에 한정되지 않고 상부 기판(S1)의 가장 자리 또는 상부 기판(S1) 및 하부 기판(S2) 모두의 가장 자리에 실런트가 도포될 수도 있다. 그리고 처리 챔버(3000) 내부에는 도시되지는 않았지만, 상부 기판(S1)이 척킹된 캐리어(200)를 지지하는 상정반(미도시) 및 하부 기판(S2)을 지지하는 하정반(미도시) 및 실런트를 경화시키기 위한 경화 모듈(미도시)이 설치된다. 처리 챔버(3000) 내에 상부 기판(S1)이 척킹된 캐리어(200)가 인입되면, 상기 상부 기판(S1)을 상정반(미도시)에 지지시키고, 하부 기판(S2)을 하정반(미도시)에 지지시킨다. 이때 상부 기판(S1)은 캐리어(200)에 의해 척킹된 상태로 상정반(미도시)에 지지될 수 있다. 이후, 상정반(미도시)과 하정반(미도시) 중 적어도 하나를 승강 또는 하강시켜, 상기 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 밀착시킨다. 그리고 경화 모듈(미도시)을 이용하여 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 사이에 위치한 실런트를 경화시켜, 상기 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 접합시킨다.
처리 챔버(3000) 내에서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 상호 접합이 완료되면, 한 쌍의 기판(S1, S2)이 척킹된 캐리어(200)를 이동 모듈(500)에 안착시킨 후,상기 캐리어(200)를 제 2 버퍼 챔버(4000)를 거쳐 척킹 모듈(400)로 이동시킨다. 캐리어(200)가 척킹 모듈(400)로 이동되면, 상기 캐리어(200)로부터 한 쌍의 기판(S1, S2)을 분리한다. 이를 위해, 먼저 캐리어(200)를 척킹 모듈(400)의 지지 부재(460) 상에 안착시킨 후, 밀착 부재(420) 즉, 진공 흡착 부재(420a)를 바디(210)의 제 1 홀(212)과 연결시킨다. 진공 흡착 부재(420a)가 제 1 홀(212)이 연통되면, 제 2 가스 공급부(421b)를 이용하여 상기 내부로 가스를 공급한다. 이때 진공 흡착 부재(420a)에 의해 캐리어(200)의 제 1 홀(212), 연결홈(213) 및 제 2 홀(222)로 가스가 분사되고, 분사되는 가스의 분사압에 의해 스티키 척(220)과 상부 기판(S1) 사이의 접합력이 약해진다. 이로 인해, 스티키 척(220)으로부터 상부 기판(S1)이 탈착된다. 이후, 캐리어(200)의 제 1 및 제 2 관통홀(221)을 관통하도록 리프트 바(410)를 상승시켜, 상기 리프트 바(410)의 일단에 기판(S)이 지지되도록 한다. 이어서, 리프트 바(410) 내부를 진공 처리하여, 제 1 홀(212), 연결홈(213) 및 제 2 홀(222)의 진공 흡착력에 의해 리프트 바(410)에 상부 기판(S1)을 흡착시킨다. 이와 같이 리프트 바(410)에 상부 기판(S1)이 흡착되면 상기 리프트 바(410)를 스티키 척(220) 상측으로 상승시켜, 상기 상부 기판(S1)을 스티키 척(220)으로부터 분리한다. 이때 상부 기판(S1) 상에 하부 기판(S2)이 접합되어 있는 상태이므로, 상호 접합된 상기 상부 기판(S1) 및 하부 기판(S2) 모두가 캐리어(200)로부터 분리된다.
상기에서는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 합착시켜 접합시키는 기판 처리 장치을 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 실시예에 따른 캐리어(200) 및 척킹 모듈(400)은 기판(S)을 이송시키는 다양한 장치에 적용할 수 있다.
200: 캐리어 210: 바디
220: 스티키 척 400: 척킹 모듈
410: 리프트 바 420: 밀착 부재

Claims (15)

  1. 평평한 바디와, 상기 바디의 일측면에 마련되어 점착력에 의해 기판을 척킹하는 스티키 척을 구비한 캐리어와, 상기 캐리어의 스티키 척에 기판을 척킹시키거나 상기 스티키 척으로부터 기판을 분리하는 리프트 바를 포함하는 기판 척킹 유닛;
    상기 기판이 척킹된 캐리어를 외부의 챔버로 이송시키는 이동 모듈;
    상기 기판 척킹 유닛으로부터 이송되어 오는 캐리어에 척킹된 기판에 대하여 기판 처리를 수행하는 복수의 처리 챔버;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어의 바디에 제 1 관통홀이 마련되고, 상기 스티키 척에 상기 제 1 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 마련되는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 리프트 바는 내부 공간을 가지고, 일단은 상기 내부 공간과 연통되도록 개방되며, 진공 흡착력에 의해 상기 리프트 바의 일단에 상기 기판이 흡착되고,
    상기 리프트 바는 상기 캐리어의 바디에 마련된 제 1 관통홀 및 스티키 척에 마련된 제 2 관통홀을 통과하도록 승하강하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기판 척킹 유닛은,
    진공 흡착력을 이용하여 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시키는 진공 흡착 부재;
    상기 기판의 상부에서 회전함으로써, 회전 가압을 이용하여 상기 기판을 캐리어 상에 밀착시키는 회전 부재;
    플레이트 형상으로 제작되어, 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하는 가압 부재;
    상기 기판 상부로 가스를 분사하는 가스 분사 부재 중 어느 하나를 구비하여, 상기 기판을 스티키 척 상에 밀착시켜 척킹하는 밀착 부재;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 밀착 부재로 진공 흡착 부재를 이용할 경우,
    상기 캐리어의 바디에 제 1 홀이 마련되고, 상기 스티키 척에 상기 제 1 홀과 연통되는 제 2 홀이 마련되며, 상기 진공 흡착 부재가 상기 제 1 홀과 연결되는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1홀과 제2홀을 상호 연통시키는 라인 형상의 연결홈이 상기 바디에 형성된 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 이동 모듈은,
    기판이 척킹된 캐리어를 뒤집어서 기판이 하측을 향한 상태에서 상기 처리 챔버로 이동시키는 기판 처리 장치.
  8. 평평한 바디와, 점착력에 의해 기판을 척킹하는 스티키 척을 구비한 캐리어의 일측면에 기판을 이격 배치하는 단계;
    상기 기판이 배치된 방향으로 리프트 바를 이동시켜, 상기 리프트 바의 일단에 기판을 지지시키는 단계;
    상기 리프트 바 내부를 진공 처리하여, 상기 리프트 바에 기판을 흡착시키는 단계;
    상기 기판이 흡착된 리프트 바를 상기 스티키 척의 방향으로 이동시켜, 상기 캐리어의 스티키 척에 상기 기판을 척킹시키는 단계;
    상기 기판이 척킹된 캐리어를 처리 챔버로 이송시키는 단계;
    를 포함하는 기판 이송 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 기판을 상기 캐리어의 스티키 척에 상기 기판을 척킹시키는 단계는,
    상기 캐리어에 마련된 홀을 진공 처리하여 발생되는 진공 흡착력을 이용하거나, 상부 기판의 상부에서 회전 부재를 회전시키거나, 플레이트 형상의 가압 부재를 이용하여 상기 기판의 상측에서 하측 방향으로 가압하거나, 상기 기판 상부로 가스를 분사하는 방법 중 어느 하나를 사용하여 기판을 상기 캐리어의 스티키 척에 밀착시켜, 점착력에 의해 기판이 상기 스티키 척에 척킹되는 기판 이송 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 기판이 척킹된 캐리어를 처리 챔버로 이송시키는 단계는, 기판이 척킹된 캐리어를 뒤집어서 기판이 하측을 향한 상태에서 상기 처리 챔버로 이동시키는 기판 이송 방법.
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