KR101488933B1 - Stage for mounting substrate and method for attracting and separating substrate - Google Patents
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Abstract
유리 기판 등을 에어를 개재(介在)하지 않고 수평으로 고정할 수 있고, 또한 용이하게 박리할 수 있는 기판 설치 스테이지를 제공한다. A substrate mounting stage capable of horizontally fixing a glass substrate or the like without air interposed therebetween and easily peeling off the substrate can be provided.
기판 설치 스테이지(1)는 평면으로 보았을 때 복수의 동심상(同心狀) 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)으로 나누어지고, 최중심부 영역(1a)에 형성한 흡인 겸 분출 구멍(2)의 밀도를 외측 영역(1b~1e)의 밀도보다 높게 하고 있다. 상기 각 구멍(2)에는 흡인 겸 분출용 노즐(4)이 삽입되고, 이 노즐(4)은 기판 설치 스테이지(1)의 배면측에서 배관에 접속되어 있다. 각 배관은 도시하지 않은 전환 밸브를 통하여 진공 펌프 혹은 에어 라인에 선택적으로 연결되어 있다. 본 발명에서는 각 영역마다 배관을 배치하고, 각 영역마다 흡인 또는 분출을 제어할 수 있도록 하고 있다. The substrate mounting stage 1 is divided into a plurality of concentric regions 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e when viewed in plan and the suction and cumulative ejection holes 2 Is made higher than the density of the outer regions 1b to 1e. The suction and ejection nozzles 4 are inserted into the respective holes 2 and the nozzles 4 are connected to the piping on the back surface side of the substrate installation stage 1. [ Each pipe is selectively connected to a vacuum pump or an air line through a switching valve (not shown). In the present invention, piping is arranged for each region, and suction or ejection can be controlled for each region.
기판 설치 스테이지, 슬릿 노즐, 지지판, 리프트 핀, 배관 Substrate mounting stage, slit nozzle, support plate, lift pin, piping
Description
도 1은 본 발명에 관한 기판 설치 스테이지의 평면도.1 is a plan view of a substrate mounting stage according to the present invention;
도 2는 상기 기판 설치 스테이지의 요부 확대 단면도.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the substrate mounting stage. FIG.
도 3(a) ~ 도 3(e)은 상기 기판 설치 스테이지에 대하여 기판을 설치하고 나서 박리할 때까지의 상태를 나타내는 측면도.Figs. 3 (a) to 3 (e) are side views showing a state in which the substrate is placed on the substrate mounting stage until the substrate is peeled off. Fig.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
1 : 기판 설치 스테이지1: substrate mounting stage
1a, 1b, 1c, 1d, 1e : 동심상 영역1a, 1b, 1c, 1d, 1e:
2 : 흡입 구멍과 분출 구멍을 겸한 구멍2: A hole serving as both a suction hole and an ejection hole
3 : 리프트 핀 삽입 구멍3: Lift pin insertion hole
4 : 흡인 겸 분출용 노즐4: Suction and ejection nozzle
5, 6 : 배관5, 6: Piping
7 : 리프트 핀7: Lift pin
8 : 지지판8: Support plate
9 : 슬릿 노즐9: Slit nozzle
W : 기판 W: substrate
본 발명은, 예를 들면 유리 기판 등의 기판 표면에 도포액을 도포할 때, 상기 기판을 설치하기 위한 기판 설치 스테이지와 이 기판 설치 스테이지를 이용한 기판의 흡착 및 박리방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate mounting stage for mounting the substrate when a coating liquid is applied to the surface of a substrate such as a glass substrate, and a method for adsorbing and peeling a substrate using the substrate mounting stage.
유리 기판 표면에 레지스트액, SOG액 혹은 컬러 필터용 도포액 등을 도포하기 위해서는 종래부터 기판 설치 스테이지의 상면에 유리 기판을 흡인 고정한 상태에서, 유리 기판 표면에 슬릿 노즐, 롤 코터 등을 이용하여 도포액을 공급하도록 하고 있다. In order to apply a resist solution, an SOG solution, or a coating solution for a color filter to the surface of a glass substrate, a glass substrate is conventionally coated on a glass substrate surface with a slit nozzle, a roll coater or the like Liquid is supplied.
일본국 공개특허공고 평6-339656호 공보에 상기 기판 설치 스테이지의 구조가 개시되어 있다. 일본국 공개특허공고 평6-339656호 공보에 개시된 기판 설치 스테이지(테이블)는 도포 헤드에 대하여 상대적으로 왕복 운동 가능하게 되고, 또한, 그의 상면에는 다수의 흡인 구멍이 형성되어 있다. 또한, 일본국 공개특허공고 평11-300258호 공보에는 구멍의 지름이 0.5mm 이하로 개구율을 1~20%로 한 다공질체에 의해 스테이지를 형성하는 것이 개시되어 있다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-339656 discloses a structure of the substrate mounting stage. The substrate mounting stage (table) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-339656 is capable of reciprocating relative to the application head, and a large number of suction holes are formed on the upper surface thereof. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-300258 discloses that a stage is formed by a porous body having a hole diameter of 0.5 mm or less and an aperture ratio of 1 to 20%.
상술한 종래의 기판 설치 스테이지에서 유리 기판을 흡착하여 도포를 행한 후, 흡인 상태를 해제하여 유리 기판을 스테이지로부터 박리하도록 하면, 대전(정전 흡착)에 의해 유리 기판이 스테이지로부터 떨어지지 않고, 무리하게 박리시키도 록 하면 유리 기판이 갈라지는 일이 생긴다. When the glass substrate is stuck to the stage by releasing the suction state after the glass substrate is adsorbed by the above-described conventional substrate mounting stage and electrostatically attracted, the glass substrate does not fall off from the stage, The glass substrate may be cracked.
또한, 종래의 기판 설치 스테이지에 있어서는 유리 기판의 하면 전면(全面)을 동시에 흡착하고 있다. 이 때문에 유리 기판의 중앙부와 스테이지와의 사이에 공기가 개재된 상태로, 즉 유리 기판의 중앙부가 부풀어오른 상태로 흡착 고정하는 경우가 생기고, 이 경우에는 균일한 두께의 도막을 형성할 수 없다. Further, in the conventional substrate mounting stage, the entire lower surface of the glass substrate is simultaneously attracted. Therefore, there is a case where air is interposed between the central part of the glass substrate and the stage, that is, the glass substrate is attracted and fixed in a state where the central part of the glass substrate is swollen. In this case, a coating film having a uniform thickness can not be formed.
또한, 도포 등의 작업을 행하고 있는 동안, 모든 흡착 구멍에 의해 강하게 흡착하고 있으면, 유리 기판에 흡착 자취가 전사(轉寫)되며, 균일한 도막을 얻을 수 없고, 얼룩이 발생하는 일이 생길 수 있다. In addition, if it is strongly adsorbed by all of the adsorption holes while performing an operation such as application, adsorption traces are transferred to the glass substrate, a uniform coating film can not be obtained, and unevenness may occur .
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 기판 설치 스테이지는 상면에 다수의 진공원에 연결되는 흡인 구멍 및 압기원(壓氣源)에 연결되는 분출 구멍이 형성되고, 또한, 평면에서 보았을 때 복수의 동심상(同心狀) 영역으로 나누어지고, 이들 각 영역마다 상기 흡인 구멍을 통한 흡인 및 분출 구멍을 통한 분출이 독립하여 행해지는 구성으로 하였다. In order to solve the above problems, a substrate mounting stage according to the present invention is characterized in that a suction hole connected to a plurality of vacuum sources and an ejection hole connected to a pressure source are formed on an upper surface thereof, And concentric regions, and the suction through the suction holes and the ejection through the ejection holes are performed independently for each of these regions.
여기에서, 상기 복수의 동심상 영역은 물리적으로 분리되어 있는 것이 아니라, 스테이지의 상면을 복수의 동심상 영역에 가상적으로 나누어, 각 영역마다 흡인 구멍(분출 구멍)에 의한 흡인(분출)을 제어하는 것이다. Here, the plurality of concentric regions are not physically separated, but the upper surface of the stage is virtually divided into a plurality of concentric regions to control the suction (ejection) by the suction holes will be.
또한, 상기 흡인 구멍 및 분출 구멍은 동일한 구멍을 공용시킴으로써, 스테이지에 대한 구멍뚫기 작업도 반으로 끝나고, 강성(剛性)이 저하되는 일도 없다. 또한, 구멍을 공용한 경우에는 배관의 도중에 전환 밸브를 형성하여, 진공원과 압 기원에 선택적으로 접속하도록 한다. Further, by using the same hole in both the suction hole and the spray hole, the drilling operation for the stage is also halved, and the rigidity is not lowered. When holes are shared, a switching valve is formed in the middle of the pipe to selectively connect the vacuum source and the source of the pressure source.
또한, 흡인 구멍(분출 구멍)의 밀도는 상기 복수의 동심상 영역 중 최중심부의 영역에서의 밀도를 다른 영역의 밀도보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 최중심부 영역만을 이용하여 흡착하는 경우에 효과적이다. In addition, it is preferable that the density of the suction holes (ejection holes) is larger than the density of the other regions in the region of the center of the plurality of concentric regions. By doing so, it is effective in the case of adsorption using only the center region.
또한, 구멍에 한정되지 않고 척(chuck) 표면에 격자 형상으로 홈을 형성하고, 이 홈에, 진공원에 연결된 흡인 구멍과 압기원에 연결된 분출 구멍을 개구시켜도 좋다. 홈을 형성함으로써, 구멍보다 기판 뒷면에 접촉하는 면적(흡인 또는 박리에 관여하는 면적)이 넓어지므로, 홈을 통한 흡인 및 분출의 쪽이 흡인 및 분출에 걸리는 시간이 짧아진다. 여기에서, 홈의 치수(폭 × 깊이)는 너무 크게 하면 얼룩의 원인이 되므로, 1.0mm × 1.0mm 이하, 바람직하게는 0.2mm ×0.2mm 이하로 한다. 또한, 홈을 형성하는 경우에도, 중심부에서의 홈의 간격을 외측부에서의 홈의 간격보다 조밀하게 한다. It is also possible to form a groove in the form of a lattice on the surface of the chuck instead of the hole, and a suction hole connected to the vacuum source and a spray hole connected to the source of the pressure may be formed in the groove. By forming the grooves, the area of contact with the back surface of the substrate (the area involved in suction or exfoliation) is larger than the holes, so that the time taken for sucking and ejecting through the grooves is shortened. Here, if the dimension (width x depth) of the groove is too large, it may cause unevenness. Therefore, it should be 1.0 mm x 1.0 mm or smaller, preferably 0.2 mm x 0.2 mm or smaller. Further, even in the case of forming the groove, the interval of the groove at the central portion is made denser than the interval of the groove at the outer portion.
또한, 기판 설치 스테이지에 대한 기판의 설치 및 박리를 리프트 핀을 이용하여 행하는 경우에는, 스테이지의 중심부에 가까운 리프트 핀의 높이보다 외측의 리프트 핀의 높이를 높게 하여, 중앙부가 휜 상태로 기판을 지지함으로써, 기판의 갈라짐 등을 효과적으로 방지할 수 있다. When the substrate is mounted and peeled off from the substrate mounting stage by using the lift pins, the height of the lift pins outside the height of the lift pins closer to the center of the stage is increased, This makes it possible to effectively prevent cracking of the substrate and the like.
또한, 상기 기판 설치 스테이지를 이용한 기판의 흡착 방법은 먼저 기판 설치 스테이지의 복수의 동심상 영역 중 최중심부 영역의 흡인 구멍에 의해 기판을 흡착한 후, 순차적으로 외측 동심상 영역의 흡인 구멍에 의해 흡착한다. 이와 같이 최중심부를 먼저 흡착하고, 순차적으로 외측을 흡착함으로써, 중심부에 에어를 개재시킨 채 흡착하는 것을 방지한다. Further, in the method of adsorbing a substrate using the substrate setting stage, first, the substrate is adsorbed by the suction hole in the most central area among a plurality of concentric areas of the substrate setting stage, and sequentially adsorbed by the suction holes of the outside synchronous area do. As described above, the outermost layer is adsorbed in succession by adsorbing the outermost center portion, and air is prevented from being adsorbed to the central portion.
또한, 상기 기판 흡착 방법에 있어서는 일단 모든 부분의 동심상 영역에서 기판을 흡착했다면, 외측 영역의 흡착 상태를 해제하고, 최중심부의 영역에 의해서만 흡착 상태를 유지하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 흡착 자취(얼룩)가 없는 도막(塗膜)을 유리 기판의 표면에 형성할 수 있다. Further, in the substrate adsorption method, once the substrate is adsorbed in the concentric regions of all the portions, the adsorption state of the outer region may be released and the adsorption state may be maintained only by the region of the most central portion. By doing so, it is possible to form a coating film (coating film) free from the attracted trace (unevenness) on the surface of the glass substrate.
또한, 동심상 영역의 중심부와 외측 영역에서, 구멍 또는 홈의 밀도의 차이에 의한 흡착력의 차에 의해 얼룩이 발생하지 않도록 하기 위해, 중심부보다 외측 영역의 압력을 낮게 설정하여도 좋다. In order to prevent unevenness caused by the difference in the attraction force due to the difference in density of the holes or grooves in the central portion and the outer region of the radial image region, the pressure in the outer region may be set lower than that in the central portion.
또한, 상기 기판 설치 스테이지를 이용한 기판 박리 방법은 먼저 기판 설치 스테이지의 복수의 동심상 영역 중 최중심부 영역의 분출 구멍으로부터 기체를 분출한 후, 순차적으로 외측의 동심상 영역의 분출 구멍으로부터 기체를 분출하여 행한다. 이와 같이 내측으로부터 박리함으로써, 기판에 무리한 힘이 작용하지 않고, 기판의 갈라짐을 방지할 수 있다. The method of removing a substrate using the substrate mounting stage may include first ejecting a gas from an ejection hole in a center region of a plurality of concentric regions of a substrate mounting stage, . By peeling from the inner side in this way, an excessive force does not act on the substrate, and cracking of the substrate can be prevented.
본 발명에 있어서는 상기한 바와 같이 흡착 및 박리의 어느 것에 있어서도, 항상 기판의 중심에서 시작하여 외측으로 행한다. 즉, 흡착 시에는 중심부를 먼저 흡착하고 외측부로 향하여 순차적으로 흡착하여 가고, 박리 시에는 중심부에 먼저 에어를 넣어 중심부를 들어올리고 외측으로 향하여 간격을 넓혀 가도록 한다. In the present invention, as described above, the adsorption and peeling are always carried out from the center of the substrate to the outside. That is, during adsorption, the center portion is first adsorbed, and sequentially adsorbed toward the outer portion. At the time of peeling, air is first put into the center portion to raise the center portion and widen the gap toward the outer side.
본 발명에 따른 기판 설치 스테이지에 의하면, 유리 기판 등의 기판을 스테이지와의 사이에 에어를 개재하지 않고 수평하게 고정할 수 있다. 또한 박리하는 경우에도 가스(공기 또는 질소 가스)를 분출하기 때문에, 기판이 스테이지 표면에 대전에 의해 흡착되어 있는 경우에도 용이하게 박리할 수 있다. According to the substrate mounting stage of the present invention, a substrate such as a glass substrate can be horizontally fixed to the stage without interposing air therebetween. Further, since the gas (air or nitrogen gas) is ejected even in the case of peeling, even when the substrate is attracted to the surface of the stage by electrification, peeling can be easily performed.
또한, 구멍뿐만 아니라 홈을 형성하고, 이 홈 내에 구멍을 개구함으로써, 기판 뒷면에 대한 흡착 및 박리용의 홈에 대한 접촉 면적이 넓어지므로, 기판의 흡착 및 박리에 걸리는 시간을 짧게 할 수 있어, 택트 타임(tack time)이 빨라진다. Further, since not only the holes but also the grooves are formed and the holes are formed in the grooves, the contact area with respect to the adsorption and peeling grooves on the back surface of the substrate is widened, so that the time required for adsorption and peeling of the substrate can be shortened, The tack time is faster.
또한, 복수의 리프트 핀의 높이를 변경하여, 기판을 중앙부가 휜 상태로 유지하도록 하면 제일 먼저 기판의 중앙부가 스테이지 상면에 접촉하므로, 스테이지와의 사이에 에어가 들어가는 일이 없고, 또한 박리하는 경우에도 무리없이 스테이지 상면으로부터 기판을 박리할 수 있다. In addition, if the height of the plurality of lift pins is changed so that the central portion of the substrate is held in a warped state, the center portion of the substrate first comes into contact with the upper surface of the stage so that no air enters between the stage and the stage. The substrate can be peeled from the upper surface of the stage without difficulty.
아래에 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 기판 설치 스테이지의 평면도, 도 2는 상기 기판 설치 스테이지의 요부 확대 단면도이다. 기판 설치 스테이지(1)는 자연석, 스테인레스 등으로 이루어지며, 상면은 평탄면으로 완성되고, 다수의 흡인 구멍과 분출 구멍을 겸하는 구멍(2)과 리프트 핀 삽입 구멍(3)이 형성되어 있다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of a substrate mounting stage according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main portion of the substrate mounting stage. The
기판 설치 스테이지(1)는 평면으로 보았을 때 복수의 동심상 영역(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)으로 나누어지고, 최중심부 영역(1a)에 형성한 흡인 겸 분출 구멍(2)의 밀도를 외측 영역(1b ~ 1e)의 밀도보다 높게 하고 있다. 또한 최중심부 영역(1a) 전체에서 구멍(2)의 밀도를 높이지 않고, 일부의 밀도만 높이도록 하여도 좋다. The
도 2에 도시하는 바와 같이, 각 구멍(2)에는 흡인 겸 분출용 노즐(4)이 삽입되고, 이 노즐(4)은 기판 설치 스테이지(1)의 배면측에서 배관(5, 6)에 접속되어 있다. 이들 배관(5, 6)은 도시하지 않은 전환 밸브를 통하여 진공 펌프 혹은 에어 라인에 선택적으로 연결된다. As shown in Fig. 2, the suction and
또한, 배관(5)은 예를 들면, 최중심부 영역(1a)에서의 흡인 또는 분출을 행하기 위한 것이고, 배관(6)은 예를 들면, 영역(1b)에서의 흡인 또는 분출을 행하기 위한 것이다. 본 발명에서는 이와 같이 각 영역마다 배관을 배치하고, 각 영역마다 흡인 또는 분출을 제어할 수 있도록 하고 있다. The
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 설치 스테이지(1)는 기판(W)을 설치·박리하는 리프트 핀을 구비하고 있다. 리프트 핀(7)은 상기 삽입 구멍(3)을 관통함과 동시에, 하단부가 지지판(8)에 부착되어 일체적으로 승강 운동한다. As shown in Fig. 3, the
또한, 리프트 핀(7)은 스테이지(1)의 중앙부에 가까운 리프트 핀(7)의 높이를 외측의 리프트 핀(7)의 높이보다 낮게 설정하여, 기판(W)을 중앙부가 휜 상태에 따라 보유한다. 이 상태를 도 3(a)에 도시하고 있다. The height of the
이어서, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 리프트 핀(7)이 하강하면, 기판(W)의 중앙부 하면이 기판 설치 스테이지(1)의 최중심부 영역(1a)에 접촉한다. 그리고 이 상태에서 배관(5)을 통하여 최중심부 영역(1a)의 구멍(2)으로부터 흡인하여, 기판(W)의 중앙부를 흡인 고정한다. Subsequently, as shown in Fig. 3 (b), when the
상기 상태에서 리프트 핀(7)을 더욱 내린다. 그리고, 이것과 병행하여 흡인 영역을 최중심선 영역(1a)으로부터 순차적으로 외측 영역(1b ~ 1e)으로 확대하고, 최종적으로 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)을 플랫한 상태로 기판 설치 스테이지(1)의 상면에 흡인 고정한다. 이 흡인 고정이 완료되면, 최중심부의 영역 (1a)에서의 흡인만을 계속하고, 다른 영역의 흡인을 해제하여, 슬릿 노즐(9)을 상대적으로 수평 이동시키면서 기판 표면에 도포액을 도포한다. In this state, the
도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 상기 도포 작업이 완료되면, 배관의 밸브를 압기원 측으로 전환하여, 최중심부의 동심상 영역(1a)으로부터 먼저 질소 가스 등을 분출하고, 순차적으로 외측의 동심상 영역(1a ~ 1d)으로 분출 영역을 넓혀, 스테이지(1) 앞면으로부터 기판(W)을 박리하고, 또한 도 3(e)에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(7)을 상승시켜 기판(W)을 들어올려, 다음 공정의 로봇 등에 넘기게 된다. 3 (d), when the application operation is completed, the valve of the piping is switched to the pressure source side so that nitrogen gas or the like is first jetted from the radially
도시예에서는 구멍(2)이 흡인 구멍과 분출 구멍을 겸하도록 하여 배관의 간소화, 제작의 효율 향상을 도모하고 있지만, 흡인 구멍과 분출 구멍을 따로따로 형성하여도 좋다. In the illustrated example, the
또한, 도시하지는 않았지만, 척 표면에 격자 형상의 홈을 마련하고, 이 홈에 흡인 구멍과 분출 구멍을 겸하는 구멍(2)을 형성하여도 좋다. Although not shown, a lattice-like groove may be provided on the surface of the chuck, and a
본 발명에 따른 기판 설치 스테이지에 의하면, 유리 기판 등의 기판을 스테이지와의 사이에 에어를 개재하지 않고 수평하게 고정할 수 있다. 또한 박리하는 경우에도 가스(공기 또는 질소 가스)를 분출하기 때문에, 기판이 스테이지 표면에 대전에 의해 흡착되어 있는 경우에도 용이하게 박리할 수 있다. According to the substrate mounting stage of the present invention, a substrate such as a glass substrate can be horizontally fixed to the stage without interposing air therebetween. Further, since the gas (air or nitrogen gas) is ejected even in the case of peeling, even when the substrate is attracted to the surface of the stage by electrification, peeling can be easily performed.
또한, 구멍뿐만 아니라 홈을 형성하고, 이 홈 내에 구멍을 개구함으로써, 기판 뒷면에 대한 흡착 및 박리용의 홈에 대한 접촉 면적이 넓어지므로, 기판의 흡착 및 박리에 걸리는 시간을 짧게 할 수 있어, 택트 타임이 빨라진다. Further, since not only the holes but also the grooves are formed and the holes are formed in the grooves, the contact area with respect to the adsorption and peeling grooves on the back surface of the substrate is widened, so that the time required for adsorption and peeling of the substrate can be shortened, Tact time is faster.
또한, 복수의 리프트 핀의 높이를 변경하여, 기판을 중앙부가 휜 상태로 보유하도록 하면 제일 먼저 기판의 중앙부가 스테이지 상면에 접촉하므로, 스테이지와의 사이에 에어가 들어가는 일이 없고, 또한 박리하는 경우에도 무리없이 스테이지 상면으로부터 기판을 박리할 수 있다. If the height of the plurality of lift pins is changed to hold the substrate in a bent state, the center portion of the substrate first comes into contact with the upper surface of the stage, so that no air enters between the stage and the stage. The substrate can be peeled from the upper surface of the stage without difficulty.
본 발명의 기판 설치 스테이지는 유리 기판에 슬릿 노즐을 이용하여 레지스트액이나 컬러 필터용 도포액을 도포할 때, 유리 기판을 고정하기 위해 이용할 수 있다. The substrate mounting stage of the present invention can be used for fixing a glass substrate when applying a resist solution or a coating liquid for a color filter using a slit nozzle on a glass substrate.
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