KR101401473B1

KR101401473B1 - 기판 흡착용 정전 척 및 그를 이용한 기판 흡착 방법

Info

Publication number: KR101401473B1
Application number: KR1020120095762A
Authority: KR
Inventors: 정경호; 안호갑
Original assignee: 이지스코 주식회사; 수원대학교산학협력단
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-06-03
Also published as: KR20140029853A

Abstract

본 발명은 기판 흡착용 정전 척 및 그를 이용한 기판 흡착 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 흡착용 정전 척은 전기장을 형성하여 글라스 기판을 흡착하는 쌍극형 정전 기판; 및 상기 쌍극형 정전 기판의 일면에 부착되어, 상기 글라스 기판을 점착하는 복수개의 점착 고무;를 포함하여 구성된다.

Description

기판 흡착용 정전 척 및 그를 이용한 기판 흡착 방법{ELECTROSTATIC CHUCK FOR SUBSTRATE ADSORBING AND SUBSTRATE ADSORBING METHOD THEREOF}

본 발명은 기판 흡착용 정전 척 및 그를 이용한 기판 흡착 방법에 관한 것으로, 증착 공정의 안정화가 가능한 기판 흡착용 정전 척 및 그를 이용한 기판 흡착 방법에 관한 것이다.

디스플레이 산업에서는 RGB 색상을 구현하기 위해 글라스 기판 위에 유기물질을 증착하는 공정이 널리 사용되고 있다.

TFT-LCD 뿐만 아니라, 유기물질을 증착(Evaporation) 등을 통해 RGB를 형성하는 OLED 공정에서도 글라스 기판이 대면적이 됨에 따라 기판의 처짐을 방지해야 하는 문제가 대두되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 기판 흡착용 척을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 기판 흡착용 척(100)은 3.5G(460*730) 이하의 소형 글라스(110)인 경우, 글라스(110)의 면적이 작기 때문에 글라스가 상부에 안착 후 좌우측에 위치한 기계적 클립(120)을 서로 잡아 당겨 평행도를 맞추는 방식을 주로 채택하여 적용하였으며, 이와 같은 구성만으로도 글라스(110)의 처짐이 발생하지 않았다.

상기 글라스(110)에는 고진공 상태에서 색상을 만들기 위하여 유기물질(130)을 증착하는 공정이 이루어진다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 대형 글라스(210)의 경우에는 기계적인 클립(130)의 구성만으로는 글라스(210)의 처짐이 해결되지 않으며, 통상 5.5G(1320*1500)에서는 1 mm 이상의 처짐이 발생한다.

공정의 진행을 위해서는 글라스(210)의 평행도가 30 um 이내로 되어야 하지만, 상기와 같은 처짐이 발생하면 공정 시에 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 쌍극형 정전 기판의 정전기력을 이용해 대형 글라스 기판을 흡착하여 상기 쌍극형 정전 기판의 일면의 점착 고무에 상기 대형 글라스 기판이 점착되어 계면장력에 의해 견고하게 점착 고정되도록 하여, 전원 장치를 오프(off)하여 정전기력을 제거할 수 있어서 글라스 기판에 전기력선의 영향이 없도록 하고, 유기물질 증발원으로부터 증착 및 도포되는 유기물질이 대전되어 변색 및 수명의 저하 등의 문제가 발생하지 않고, RGB 색상의 변질을 방지하고 수명을 향상시켜 증착 공정의 안정화가 가능하도록 하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척은 전기장을 형성하여 글라스 기판을 흡착하는 쌍극형 정전 기판; 및 상기 쌍극형 정전 기판의 일면에 부착되어, 상기 글라스 기판을 점착하는 복수개의 점착 고무;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 쌍극형 정전 기판에 전원을 공급하는 전원 장치;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 글라스 기판을 상기 쌍극형 정전 기판으로 이송하는 이송 장치;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 글라스 기판을 지지하는 클립;을 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 쌍극형 정전 기판은 유전상수가 2이상이고, 500 V의 인가 전압에서의 체적 저항이 1*10e10 Ωcm 이상인 유전체로 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 쌍극형 정전 기판은 복수개의 양 및 음의 전극이 배치되며, 상기 전극의 폭이 상기 전극들 간의 간격보다 크거나 같게 형성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 점착 고무는 반유동체로 형성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 점착 고무는 실리콘 또는 유기고무로 구성되어, 쇼아 경도가 30도 이상이고, 상기 쌍극형 정전 기판으로부터 20 내지 100 um 돌출된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 글라스 기판은 가로 500 mm 및 세로 500 mm 이상의 크기로 구성된 사각형의 글라스 기판으로 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법은, 쌍극형 정전 기판의 일면에 복수개의 점착 고무가 부착되는 제1 단계; 상기 쌍극형 정전 기판이 전기장을 형성하여 글라스 기판을 흡착하는 제2 단계; 및 상기 점착 고무에 의해 상기 글라스 기판이 상기 쌍극형 정전 기판에 점착되는 제3 단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 단계는 상기 글라스 기판이 클립에 의해 고정되어, 상기 복수개의 점착 고무 중에서 상기 쌍극형 정전 기판의 외곽에 형성된 점착 고무에 상기 글라스 기판이 점착되는 단계;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계는 상기 복수개의 점착 고무 중에서 상기 외곽에 형성된 점착 고무를 제외한 나머지 점착 고무에 의해, 상기 글라스 기판이 상기 쌍극형 정전 기판에 점착된다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계 이후에 상기 쌍극형 정전 기판의 전기장이 해제되는 제4 단계;를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 쌍극형 정전 기판의 정전기력을 이용해 대형 글라스 기판을 흡착하여 상기 쌍극형 정전 기판의 일면의 점착 고무에 상기 대형 글라스 기판이 점착되도록 하여 계면장력에 의해 견고하게 점착 고정되므로, 전원 장치를 오프(off)하여 정전기력을 제거할 수 있어서 글라스 기판에 전기력선의 영향이 없으므로, 유기물질 증발원으로부터 증착 및 도포되는 유기물질이 대전되어 변색 및 수명의 저하 등의 문제가 발생하지 않으며, RGB 색상의 변질을 방지하고 수명을 향상시켜 증착 공정의 안정화가 가능하다.

그뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 탈착을 위한 별도의 조치를 하지 않는 이상 흡착력이 유지되므로 원하는 장소로 이송 및 다음 공정의 진행이 가능하다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 기판 흡착용 척을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척 및 이를 이용한 기판 흡착 방법을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법을 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법을 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 진공 청은 쌍극형 정전 기판(300), 클립(320), 점착 고무(330), 전원 장치(340) 및 이송 장치를 포함하여 구성된다.

쌍극형 정전 기판(300)은 전기장을 형성하여 글라스 기판(310)을 흡착한다. 상기 쌍극형 정전 기판(330)은 유전상수가 2이상이고, 500 V의 인가 전압에서의 체적 저항이 1*10e10 Ωcm 이상인 유전체로 구성된다.

점착 고무(330)는 상기 쌍극형 정전 기판(300)의 일면에 부착되며, 글라스 기판(310)을 점착한다.

점착 고무(330)는 반유동체로 형성되며, 그 재질은 실리콘 또는 유기고무로 구성된다. 또한, 점착 고무(330)는 쇼아 경도가 30도 이상으로 구성되며, 상기 쌍극형 정전 기판(300)으로부터 20 내지 100 um 돌출되어 형성된다.

글라스 기판(330)을 이송 장치에 의해 이송하여 쌍극형 정전 기판(300)에 근접하여 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 글라스 기판(330)이 클립(320)에 의해 고정되면, 복수개의 점착 고무(330) 중에서 상기 쌍극형 정전 기판(300)의 외곽에 형성된 점착 고무(330)에 상기 글라스 기판(310)이 점착되나, 작게는 수백 um에서 크게는 수십 mm까지 글라스 기판(310)의 처짐이 발생한다.

한편, 상기 이송 장치는 반송용 트레이 또는 반송용 로보트 핸들러로 구성된다.

상기와 같은 글라스 기판(310)의 처짐을 해결하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 직류 전원 장치(340)를 이용해 쌍극형 정전 기판(300)에 전원을 공급한다.

상기와 같이 직류 전원 장치(340)를 이용해 쌍극형 정전 기판(300)에 전원을 공급하면, 상기 쌍극형 정전 기판(300)에는 복수개의 양 및 음의 전극이 배치된다. 이때 상기 전극의 폭은 상기 전극들 간의 간격보다 크거나 같게 형성한다.

그에 따라 불균일한 전계에 의해 전기력선(305)이 발생하여 글라스 기판(310)이 쌍극형 정전 기판(300) 측으로 끌어당겨진다.

[수학식 1]

상기 수학식 1은 쌍극형 정전 기판(300)의 정전 흡착력(F)을 나타낸다.

이때, 상기 N은 전기력선, ε는 유전상수이며, r은 전극의 폭, 전극들 간의 간격 및 유전체 두께의 함수이고, V는 인가되는 전압이다.

상기 정전 흡착력을 향상시키기 위해서는 인가 전압을 높이고, 전극의 폭과 전극들 간의 간격을 작게 한다.

상기와 같이 전기력선(305)이 발생하여 글라스 기판(310)이 쌍극형 정전 기판(300) 측으로 끌어당겨지고, 글라스 기판(310)의 전면이 점착 고무(330)와 접촉하여 점착된다. 즉, 복수개의 점착 고무(330) 중에서 상기 외곽에 형성된 점착 고무를 제외한 나머지 점착 고무에 의해, 상기 글라스 기판(310)이 상기 쌍극형 정전 기판(300)에 점착된다.

글라스 기판(310)이 한번 점착 고무(330)와 접촉되면 계면장력이 발생하여 외부의 힘이 작용하지 않는 한 접착 고무(330)가 글라스 기판(310)을 흡착하는 힘이 유지된다.

이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 직류 전원 장치(340)를 오프(off)해도 글라스 기판(310)은 쌍극형 정전 기판(300)에 부착되어 유지된다.

직류 전원 장치(340)을 오프하면 글라스 기판(310)에 전기력선의 영향이 없으므로, 유기물질 증발원(350)으로부터 증착 및 도포되는 유기물질(355)이 대전되어 변색 및 수명의 저하 등의 문제가 발생하지 않으므로 RGB 색상의 변질을 방지하고 수명을 향상시킬 수 있다.

그뿐만 아니라, 탈착을 위한 별도의 조치를 하지 않는 이상 흡착력이 유지되므로 원하는 장소로 이송 및 다음 공정의 진행이 가능하다.

이후부터는 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척의 구성을 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척은 전기장을 형성하여 글라스 기판(310)을 흡착하는 쌍극형 정전 기판(300), 상기 쌍극형 정전 기판(300)의 일면에 부착되어 상기 글라스 기판(310)을 점착하는 복수개의 점착 고무(330) 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 흡착용 정전 척은 상기 글라스 기판(310)을 지지하는 클립(320), 상기 쌍극형 정전 기판(300)에 전원을 공급하는 전원 장치(340) 및 상기 글라스 기판(310)을 상기 쌍극형 정전 기판(300)으로 이송하는 이송 장치를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 쌍극형 정전 기판(300)은 유전상수가 2이상이고, 500 V의 인가 전압에서의 체적 저항이 1*10e10 Ωcm 이상인 유전체로 구성된다.

또한, 상기 쌍극형 정전 기판(300)은 복수개의 양 및 음의 전극이 배치되며, 상기 전극의 폭이 상기 전극들 간의 간격보다 크거나 같게 형성된다.

한편, 상기 글라스 기판(310)은 가로 500 mm 및 세로 500 mm이상의 크기로 구성된 사각형의 글라스 기판으로 구성된다.

따라서, 본 발명에 따르면 쌍극형 정전 기판의 정전기력을 이용해 대형 글라스 기판을 흡착하여 상기 쌍극형 정전 기판의 일면의 점착 고무에 상기 대형 글라스 기판이 점착되도록 하여 계면장력에 의해 견고하게 점착 고정되므로, 전원 장치를 오프(off)하여 정전기력을 제거할 수 있어서 글라스 기판에 전기력선의 영향이 없으므로, 유기물질 증발원으로부터 증착 및 도포되는 유기물질이 대전되어 변색 및 수명의 저하 등의 문제가 발생하지 않으며, RGB 색상의 변질을 방지하고 수명을 향상시켜 증착 공정의 안정화가 가능하다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

[기타사항]

[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]

[과제고유번호]C0009921

[부처명] 중소기업청

[연구사업명] 2012년 산학연 공동기술개발 전국사업

[연구과제명] 반유동체의 계면장력을 이용한 글라스 기판흡착 부품개발

[주관기관]수원대 산학협력단, 참여기관 : 이지스코㈜

[연구기간]2012. 6. 1.~ 2014. 5.31.

300: 쌍극형 정전 기판
305: 전기력선
310: 글라스 기판
320: 클립
330: 점착 고무
340: 전원 장치
350: 유기물질 증발원
355: 유기물질

Claims

전기장을 형성하여 글라스 기판을 흡착하는 쌍극형 정전 기판;
상기 쌍극형 정전 기판의 일면에 부착되어, 상기 글라스 기판을 점착하는 복수개의 점착 고무;
상기 쌍극형 정전 기판의 전기장이 해제되면, 상기 글라스 기판 상에 유기물질을 증착 및 도포하는 유기물질 증발원;
를 포함하는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 쌍극형 정전 기판에 전원을 공급하는 전원 장치;
를 더 포함하는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 글라스 기판을 상기 쌍극형 정전 기판으로 이송하는 이송 장치;
를 더 포함하는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 글라스 기판을 지지하는 클립;
을 더 포함하는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 쌍극형 정전 기판은,
유전상수가 2이상이고, 500 V의 인가 전압에서의 체적 저항이 1*10e10 Ωcm이상인 유전체로 구성되는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 쌍극형 정전 기판은,
복수개의 양 및 음의 전극이 배치되며,
상기 전극의 폭(W)이 상기 전극들 간의 간격(G)보다 크거나 같게 형성되는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 점착 고무는,
반유동체로 형성되는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 점착 고무는,
실리콘 또는 유기고무로 구성되어, 쇼아 경도가 30도 이상이고, 상기 쌍극형 정전 기판으로부터 20 내지 100 um 돌출되는 기판 흡착용 정전 척.
청구항 1에 있어서,
상기 글라스 기판은,
가로 500 mm 및 세로 500 mm 이상의 크기로 구성된 사각형의 글라스 기판인 기판 흡착용 정전 척.
쌍극형 정전 기판의 일면에 복수개의 점착 고무가 부착되는 제1 단계;
상기 쌍극형 정전 기판이 전기장을 형성하여 글라스 기판을 흡착하는 제2 단계; 및
상기 점착 고무에 의해 상기 글라스 기판이 상기 쌍극형 정전 기판에 점착되는 제3 단계;
상기 쌍극형 정전 기판의 전기장이 해제되는 제4 단계;
유기물질 증발원이 상기 글라스 기판 상에 유기물질을 증착 및 도포하는 제5 단계;
를 포함하는 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 단계는,
상기 글라스 기판이 클립에 의해 고정되어, 상기 복수개의 점착 고무 중에서 상기 쌍극형 정전 기판의 외곽에 형성된 점착 고무에 상기 글라스 기판이 점착되는 단계;
를 더 포함하는 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 복수개의 점착 고무 중에서 상기 외곽에 형성된 점착 고무를 제외한 나머지 점착 고무에 의해, 상기 글라스 기판이 상기 쌍극형 정전 기판에 점착되는 기판 흡착용 정전 척을 이용한 기판 흡착 방법.
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