KR101631144B1 - 정전척 플립장치 - Google Patents

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KR101631144B1
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최교원
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Abstract

정전척 플립장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전척 플립장치는, 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전척; 정전척에 결합되며, 정전척을 회전시키는 회전유닛; 및 정전척에 자기적으로 결합되어 정전척이 회전하는 동안 기판의 낙하를 방지하는 낙하방지유닛을 포함한다.

Description

정전척 플립장치{An Apparatus for Flipping Electrostatic Chuck }
본 발명은, 정전척 플립장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정전척이 회전하는 동안 정전척에 흡착되는 기판의 낙하 및 파손을 방지할 수 있는 정전척 플립장치에 관한 것이다.
정전척(ESC, Electrostatic Chuck)은 정전기력으로 기판 등과 같은 파지물을 흡착하여 고정하는 장치이다.
이때 기판(G)이란, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)와 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글라스(glass) 등을 가리킨다.
현재, 정전척은 LCD 패널 합착기 또는 진공처리장치의 기판고정장치로 일부 사용되고 있다.
LCD 패널 합착기에 사용되는 정전척의 경우, LCD 패널의 상하면을 합착시키는 작업 시 상부 기판을 하부 기판의 상부면에서 하부 기판을 마주보도록 상부 기판의 합착면 반대쪽을 정전기력으로 흡착하여 지지하고 있다.
이러한 상태에서 상부 기판과 하부 기판을 얼라인한 후, 상부 기판을 하부 기판의 200 ~ 400 마이크로미터 상부에 위치시킨 연후에 정전기력을 제거를 위하여 역 바이어스를 걸어주면 상부 기판이 하부 기판을 향해 자유 낙하하게 되며, 이로 인해 상부 및 하부 기판이 합착된다. 이처럼 정전척은 공정 진행면의 반대편을 흡착 고정하는 장치로 주로 사용되어 왔다.
한편 정전척은 진공상태가 유지되는 진공 챔버 내에서 기판을 처리하기 위한 각종 공정들이 이루어질 때 진공처리장치의 기판고정장치로 사용되기도 한다.
이러한 공정들 중에는 기판이 상방을 향한 상태에서 진행되는 공정뿐만 아니라 기판을 흡착한 상태에서 180도 회전하여 기판이 하방을 향한 상태에서 이루어지는 공정 및 90도 회전하여 기판이 측면을 향한 상태에서 이루어지는 공정도 있으며, 이때 정전척을 이용하여 기판을 흡착하고 필요한 각도만큼 회전시켜주는 장치를 일반적으로 정전척 플립장치라고 한다.
그런데, 이러한 종래의 정전척 플립장치에 있어서는, 정전척과 기판의 오염 또는 정전척의 오작동으로 인하여 기판을 흡착하는 힘이 약해지게 되면 기판이 낙하하여 파손되어 생산성이 감소하고 생산비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
특히 공정이 진공 챔버 내에서 이루어지는 경우에는, 기판이 낙하 및 파손되면 파티클(Particle)이 발생하므로 작업환경이 오염되어 생산하려는 제품의 품질에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이때 발생한 파티클을 제거하기 위하여 진공 챔버를 벤트(vent)하여 보수 및 재정비하여야 하는 문제가 발생할 수 있으며, 양산 라인에서 진공 챔버를 벤트해야 할 경우 작업일정이 늦춰져서 생산성이 감소하고 불필요한 비용이 증가하는 치명적인 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1154843호, 2012.06.04.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 정전척이 회전하는 동안 정전척에 흡착되는 기판의 낙하 및 파손을 방지하여 생산효율을 높일 수 있으며, 파티클의 발생을 최소화시켜 작업환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있고 불필요한 비용의 증가를 막을 수 있는 정전척 플립장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전척; 상기 정전척에 결합되며, 상기 정전척을 회전시키는 회전유닛; 및 상기 정전척에 자기적으로 결합되어 상기 정전척이 회전하는 동안 상기 기판의 낙하를 방지하는 낙하방지유닛을 포함하는 정전척 플립장치가 제공될 수 있다.
상기 낙하방지유닛은, 상기 정전척에 흡착된 상기 기판을 접촉 지지하는 기판 지지모듈; 및 상기 기판 지지모듈에 마련되어 상기 정전척에 자기적으로 결합되는 자기결합모듈을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지모듈은, 상기 정전척의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 상기 기판의 테두리에 배치되어 상기 기판을 지지하는 한 쌍의 지지프레임; 상기 한 쌍의 지지프레임을 상단부에서 연결하는 연결프레임; 및 상기 지지프레임의 일측에 마련되며, 상기 기판과 접촉되는 적어도 하나의 홀더를 포함할 수 있다.
상기 자기결합모듈은, 상기 지지프레임을 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치되는 복수 개의 단위 자기결합모듈을 포함할 수 있다.
상기 단위 자기결합모듈은, 결합모듈 본체; 및 상기 결합모듈 본체의 일측에 마련되어 상기 정전척에 자기적으로 결합되는 제1 자력 패드를 포함할 수 있다.
상기 제1 자력 패드는, 제1 마그넷; 상기 제1 마그넷의 외부를 감싸는 제1 충격방지커버; 및 상기 결합모듈 본체, 상기 제1 마그넷 및 상기 충격방지커버 사이에 마련되는 제1 실링부재를 포함할 수 있다.
상기 정전척은, 상기 낙하방지유닛의 상기 제1 자력 패드와 자기적으로 결합되는 제2 자력 패드를 포함할 수 있다.
상기 제2 자력 패드는, 제2 마그넷; 상기 제2 마그넷의 외부를 감싸는 제2 충격방지커버; 상기 정전척, 상기 제2 마그넷 및 상기 충격방지커버 사이에 마련되는 제2 실링부재; 및 상기 제1 자력 패드를 미리 정해진 결합 위치로 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 정전척의 일측에 배치되며, 승강 동작에 의해 상기 낙하방지유닛을 상기 정전척에 결합시키는 승강 결합유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 승강 결합유닛은, 상기 정전척의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 상기 낙하방지유닛에 접촉하여 상기 낙하방지유닛을 승강시키는 한 쌍의 낙하방지유닛 승강부; 및 상기 낙하방지유닛 승강부의 일측에 돌출되게 마련되며, 상기 기판을 승강시키는 기판 승강부; 및 상기 낙하방지유닛 승강부의 하부에 결합되어 상기 낙하방지유닛 승강부를 승강시키는 승강 구동부를 포함할 수 있다.
상기 기판 승강부는, 상기 낙하방지유닛 승강부를 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치되는 복수 개의 기판 승강아암을 포함할 수 있다.
상기 기판 승강아암은, 상기 기판 승강아암에 마련되어 상기 기판을 접촉 지지하는 적어도 하나의 지지 부재를 포함할 수 있다.
상기 정전척에는, 상기 기판 승강아암과 대응하는 위치에 상기 기판 승강아암이 상기 정전척을 통과하여 기판과 접촉할 수 있도록 통과홈이 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 회전유닛은, 상기 정전척의 회전운동을 위하여 상기 정전척에 결합되는 회전샤프트를 포함하는 회전모듈; 및 상기 회전샤프트에 결합되어 상기 회전샤프트를 회전시키는 구동모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은, 정전척에 자기적으로 결합되는 낙하방지유닛을 마련함으로써 정전척이 회전하는 동안 기판의 낙하 및 파손을 방지하여 생산효율을 높일 수 있으며, 파티클의 발생을 최소화시켜 작업환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있고 불필요한 비용의 증가를 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전척 플립장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정전척 플립장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 정전척 플립장치의 측면도로서, 정전척이 회전하는 모습을 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 낙하방지유닛을 도시한 사시도이다.
도 5는 제1 자력 패드와 제2 자력 패드가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 승강 결합유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도로서, 승강 결합유닛이 상승한 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 승강 결합유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도로서, 승강 결합유닛이 하강한 상태를 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전척 플립장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정전척 플립장치의 평면도이며, 도 3은 도 1의 정전척 플립장치의 측면도로서, 정전척이 회전하는 모습을 도시한 것이고, 도 4는 도 1의 낙하방지유닛을 도시한 사시도이며, 도 5는 제1 자력 패드와 제2 자력 패드가 결합된 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 승강 결합유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도로서, 승강 결합유닛이 상승한 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 승강 결합유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 측면도로서, 승강 결합유닛이 하강한 상태를 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전척 플립장치(1)는, 정전척(10)과, 회전유닛(20)과, 낙하방지유닛(30)과, 승강 결합유닛(50)을 포함한다.
먼저, 정전척(10)은, 앞에서 설명한 바와 같이, 정전기력에 의해 기판(G)을 흡착하는 역할을 하며, 흡착부(110)와, 테이블(120)과, 제2 자력 패드(130)를 포함한다.
흡착부(110)는 기판(G)이 직접 접촉되어 정전기력에 의해 흡착되는 곳이며, 테이블(120)은 흡착부(110)를 지지하는 역할을 하고 후술할 회전유닛(20)과 결합되어 흡착부(110)와 함께 회전하게 된다.
테이블(120)의 일측에는 제2 자력 패드(130)가 마련되는데, 이에 대한 설명은 추후에 자세히 하기로 한다.
다음으로, 회전유닛(20)은, 도 1 내지 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 정전척(10)에 결합되어 정전척(10)을 회전시키는 역할을 하며, 회전모듈(210)과 구동모듈(220)을 포함한다.
회전모듈(210)은 정전척(10)의 회전운동을 위하여 정전척(10)의 테이블(120)에 결합되는 회전샤프트(211)와 회전샤프트(211)를 지지하는 베어링(212)를 포함하며, 구동모듈(220)은 회전샤프트(211)에 결합되어 회전샤프트(211)를 회전시키는 역할을 한다.
이러한 구성을 가지는 회전 유닛(20)을 마련함으로써, 기판(G)을 흡착한 정전척(10)을 회전시켜 해당 공정에서 필요한 각도만큼 기판을 회전시키고 그 상태로 유지시킬 수 있게 된다.
한편 낙하방지유닛(30)은 정전척(10)에 자기적으로 결합되어 정전척(10)이 회전하는 동안 기판(G)의 낙하를 방지하는 역할을 하며, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 기판 지지모듈(300)과 자기결합모듈(400)을 포함한다.
이러한 구성을 가지는 낙하방지유닛(30)을 마련함으로써, 간단한 구조를 가지면서 쉽게 탈부착이 가능하며 효과적으로 기판의 낙하를 방지할 수 있게 된다.
기판 지지모듈(300)은 정전척(10)에 흡착된 기판(G)을 접촉 지지하는 역할을 하며, 한 쌍의 지지프레임(310)과, 연결프레임(320)과, 홀더(330)를 포함한다.
한 쌍의 지지프레임(310)은 정전척(10)의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 기판(G)의 테두리에 배치되어 기판(G)을 지지하는 역할을 한다.
연결프레임(320)은 한 쌍의 지지프레임(310)을 상단부에서 연결하여 지지프레임(310)을 고정시키는 역할을 하는데, 본 실시 예에서는 4개의 연결프레임이 마련되었고 속이 빈 절취부가 형성되어 있는 그릴 형태로 되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 연결프레임 숫자는 기판의 크기에 따라 늘어나거나 기판에 대한 공정의 진행에 방해되지 않을 정도로 줄어들 수 있고, 연결프레임의 형상은 공정의 진행 및 중량의 감소를 위해 다양하게 변형 가능할 것이다.
홀더(330)는 지지프레임(310)의 일측에 기판(G)과 접촉되도록 마련되며, 기판(G)을 지지할 때 기판(G)이 미끄러지지 않게 잡아주는 동시에 지지프레임(310)과 기판(G) 사이의 충격을 흡수하는 역할을 하게 된다.
본 실시 예에서는 지지프레임(310)에 홈이 형성되고, 그 홈에 홀더(330)가 압입되어 고정되는 형태로 제작되었으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 접착 방식이나 볼트 결합 등 다양한 방법으로 고정될 수 있을 것이다.
또한, 홀더(330)는 지지프레임(310)의 길이방향을 따라 지지프레임(310)과 동일한 길이를 가지는 하나의 홀더가 마련될 수도 있으며, 이와 달리 지지프레임(310)의 길이방향을 따라 일정한 간격을 유지하면서 짧은 길이의 복수 개의 홀더가 마련될 수도 있을 것이다.
자기결합모듈(400)은, 도 4 및 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 기판 지지모듈(300)에 마련되어 정전척(10)에 자기적으로 결합되며, 지지프레임(310)을 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치되는 복수개의 단위 자기결합모듈(400a)을 포함한다.
단위 자기결합모듈(400a)은, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 결합모듈 본체(410)와 제1 자력 패드(420)를 포함한다.
제1 자력 패드(420)는 결합모듈 본체(410)의 일측에 마련되어 정전척(10)에 자기적으로 결합되는 역할을 하는데, 이때 정전척(10)의 제2 자력 패드(130)와 자기적으로 탈부착 가능하게 결합된다.
이렇게 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 자기적으로 탈부착 가능하게 결합됨으로써, 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 접근 또는 이격시키는 간단한 동작만으로 탈부착시킬 수 있어 작업시간을 줄이고 생산효율을 증가시킬 수 있게 된다.
본 실시 예에서 제1 자력 패드(420)는 결합모듈 본체(410)에 형성된 홈에 삽입되어 마련되었으나, 이와 달리 접착 방식이나 볼트 결합 등 다양한 방법으로 고정될 수 있을 것이다.
제1 자력 패드(420)는 제1 마그넷(421)과, 제1 충격방지커버(422)와, 제1 실링부재(423)를 포함한다.
제1 마그넷(421)은 제2 자력 패드(130)의 제2 마그넷(131)과 자기적 인력이 작용하여 서로 끌어당기게 된다.
제1 충격방지커버(422)는 제1 마그넷(421)의 외부를 감싸도록 마련되며, 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 자기적으로 결합될 때의 충격을 최소화하여 파티클의 발생을 방지함으로써 진공 챔버의 작업환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있게 된다.
이러한 제1 충격방지커버(422)의 재질은 충격을 방지하기 위하여 우레탄 또는 고분자화합물 등이 사용될 수 있으며, 특히 내열성을 높이기 위해 폴리이미드 수지(polyimide resin) 및 PEEK(polyetherether ketone) 등이 사용될 수 있다.
제1 실링부재(423)는 결합모듈 본체(410), 제1 마그넷(421) 및 제1 충격방지커버(422) 사이에 마련되어 아웃개싱(outgassing) 현상, 즉 제1 마그넷(421)에서 이물질 가스가 발생하는 현상을 방지하는 역할을 한다.
진공 챔버에서 공정이 진행되는 중에 온도가 올라가게 되면 제1 마그넷(421)의 이물질들이 가스가 되어 배출되는데, 이러한 이물질 가스는 진공 챔버 내부의 작업환경을 오염시키게 되고 결국 생산하려는 제품의 품질에 나쁜 영향을 미치게 된다.
따라서 제1 실링부재(423)를 마련함으로써 이러한 아웃개싱 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이러한 구성을 가지는 제1 자력 패드(420)가 정전척(10)에 자기적으로 결합되기 위해서, 정전척(10)은 제1 자력 패드(420)와 자기적으로 결합되는 제2 자력 패드(130)를 포함한다.
도 1 및 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 정전척(10)의 테이블(120)의 가장자리에는 낙하방지유닛(30)의 제1 자력 패드(420)와 대응하는 위치에 제2 자력 패드(130)가 마련된다.
본 실시 예에서 제2 자력 패드(130)는 테이블(120)에 형성된 홈에 삽입되어 마련되었으나, 이와 달리 접착 방식이나 볼트 결합 등 다양한 방법으로 고정될 수 있을 것이다.
제2 자력 패드(130)는 제2 마그넷(131)과, 제2 충격방지커버(132)와, 제2 실링부재(133)와, 가이드부(134)를 포함한다.
제2 마그넷(131)은 제1 자력 패드(420)의 제1 마그넷(421)과 자기적 인력이 작용하여 서로 끌어당기게 된다.
제2 충격방지커버(132)는 제2 마그넷(131)의 외부를 감싸도록 마련되며, 앞에서 설명한 제1 충격방지커버(422)와 마찬가지로 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 자기적으로 결합될 때의 충격을 최소화하여 파티클의 발생을 방지함으로써 진공 챔버의 작업환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있게 된다.
또한, 앞에서 설명한 제1 충격방지커버(422)와 마찬가지로 제2 충격방지커버(132)의 재질은 충격을 방지하기 위하여 우레탄 또는 고분자화합물 등이 사용될 수 있으며, 특히 내열성을 높이기 위해 폴리이미드 수지(polyimide resin) 및 PEEK(polyetherether ketone) 등이 사용될 수 있다.
제2 실링부재(133)는 정전척(10), 제2 마그넷(131) 및 충격방지커버(132) 사이에 마련되며, 앞에서 설명한 제1 실링부재(423)의 경우와 마찬가지로 제2 마그넷(131)에서 발생하는 아웃개싱(outgassing) 현상을 방지하는 역할을 한다.
가이드부(134)는, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 제2 충격방지커버(132)의 일측에 제1 자력 패드(420)를 향하여 돌출되게 마련되되 단부를 향할수록 테이퍼진 형태를 가짐으로써 제1 자력 패드(420)를 미리 정해진 결합 위치로 가이드하는 역할을 한다.
이에 대해 자세히 설명하면, 제1 자력 패드(420)가 제2 자력 패드(130)로 접근할 때 미리 정해진 결합 위치로 접근하지 않는 경우에는, 제1 자력 패드(420)가 가이드부(134)의 테이퍼진 부분에 먼저 접촉되고, 계속 접근할수록 제1 자력 패드(420)가 옆으로 이동되면서 미리 정해진 결합 위치로 가이드 되어 결국 결합 위치에서 결합하게 된다.
마지막으로, 승강 결합유닛(50)은 정전척(10)의 일측에 배치되어 승강 동작에 의해 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 결합시키는 역할을 하는데, 승강 결합유닛(50)을 마련함으로써 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 접근 또는 이격시키는 간단한 동작만으로 탈부착시킬 수 있어 작업시간을 줄이고 생산효율을 증가시킬 수 있게 된다.
이러한 승강 결합유닛(50)은 한 쌍의 낙하방지유닛 승강부(510)와, 기판 승강부(520)와, 승강 구동부(530)을 포함한다.
한 쌍의 낙하방지유닛 승강부(510)는, 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 정전척(10)의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 낙하방지유닛(30)에 접촉하여 낙하방지유닛(30)을 승강시키는 역할을 한다.
기판 승강부(520)는 낙하방지유닛 승강부(510)의 일측에 돌출되게 마련되어 기판(G)을 승강시키는 역할을 하며, 복수 개의 기판 승강아암(521)이 낙하방지유닛 승강부(510)를 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치된다.
한편 정전척(10)에는 기판 승강아암(521)과 대응하는 위치에 기판 승강아암(521)이 정전척(10)을 통과하여 기판(G)과 접촉할 수 있도록 통과홈(140)이 마련된다.
이렇게 통과홈(120)을 마련함으로써, 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 낙하방지유닛 승강부(510)의 내측으로 돌출되게 마련된 기판 승강아암(521)이 상승하면서 정전척(10)에 마련된 통과홈(140)을 통해 정전척(10)과 간섭없이 상승하여 기판과 접촉할 수 있고 기판(G)을 정전척(10)에서 분리시킬 수 있다
기판 승강아암(521)에는 기판(G)을 접촉 지지하는 적어도 하나의 지지 부재(523)가 마련되는데, 지지 부재(523)는 기판(G)을 지지할 때 기판(G)이 미끄러지지 않게 잡아주는 역할을 하게 된다.
승강 구동부(530)는 낙하방지유닛 승강부(510)의 하부에 결합되어 낙하방지유닛 승강부(510)를 승강시키는 역할을 하며, 승강 실린더(531)와 승강 모터(미도시)를 포함한다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 승강 결합유닛(50)이 승강하여 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 결합시키고 분리시키는 동작을 설명한다.
도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 실린더(531)가 상승하여 낙하방지유닛 승강부(510)를 상승시키면, 먼저 낙하방지유닛 승강부(510)가 낙하방지유닛(30)의 결합모듈 본체(410)와 접촉하게 되고 낙하방지유닛(30)을 지지하면서 상승시키게 된다.
이때, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 결합모듈 본체(410)는 테이블(120)보다 돌출되어 있으므로 낙하방지유닛 승강부(510)는 이 부분에 접촉하게 된다.
낙하방지유닛 승강부(510)가 낙하방지유닛(30)을 상승시키면서 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 분리되고 낙하방지유닛(30)이 정전척(10)으로 부터 분리되며, 동시에 기판 승강아암(521)은 정전척(10)의 통과홈(140)을 통과하여 기판(G)의 위치까지 도달하게 되어 지지 부재(523)가 기판(G)을 지지하여 흡착부(110)로 부터 기판(G)을 분리시킨다.
낙하방지유닛(30)과 기판(G)이 정전척(10)으로 부터 분리되어 상승이 끝나면, 낙하방지유닛 승강부(510)와 기판 승강아암(521)의 높이 차에 의해 낙하방지유닛(30)과 기판(G)이 서로 떨어진 상태로 위치하게 되고, 외부장비에 의해 기판(G)만을 따로 이송하기 쉬운 상태가 된다.
도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 실린더(531)가 하강하여 낙하방지유닛 승강부(510)를 하강시키면, 먼저 기판 승강아암(521)이 하강하면서 기판(G)을 흡착부(110)에 내려놓고 통과홈(140)을 통해 하강하게 되며, 그 다음으로 낙하방지유닛 승강부(510)이 하강하면서 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 내려놓으면 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 자기력에 의해 결합되어 결과적으로 낙하방지유닛(30)이 정전척(10)에 결합된다.
이때 제1 자력 패드(420)가 제2 자력 패드(130)로 접근하면서 미리 정해진 결합 위치로 접근하지 않는 경우에는, 제1 자력 패드(420)가 가이드부(134)의 테이퍼진 부분에 먼저 접촉되고, 계속 접근할수록 제1 자력 패드(420)가 옆으로 이동되면서 미리 정해진 결합 위치로 가이드 되어 결국 미리 정해진 결합 위치에서 결합하게 된다.
제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 결합할 때에는 자기적 인력이 작용하기 때문에 순간적으로 결합속도가 빨라지게 되어 충격이 발생할 수 있고, 이때의 충격에 의해 파티클이 발생할 수 있는데, 제1 충격방지커버(422)와 제2 충격방지커버(132)가 충격을 흡수하여 파티클의 발생을 방지하게 된다.
낙하방지유닛(30)이 정전척(10)에 결합될 때, 지지프레임(310)에 마련된 홀더(330)가 기판(G)의 상부에 접촉되면서 지지프레임(310)과 기판(G) 사이에서 발생하는 충격을 흡수하고, 홀더(330)는 이후에 정전척(10)이 회전하는 동안 기판(G)이 미끄러지지 않게 잡아주는 역할을 하게 된다.
낙하방지유닛(30)과 정전척(10)의 결합이 끝나면 승강 결합유닛(50)은 정전척(10)의 회전에 간섭되지 않도록 정전척(10)의 회전반경 보다 아래까지 하강하게 된다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 정전척 플립장치(1)의 작용 및 효과를 설명한다.
우선, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 낙하방지유닛(30)이 정전척(10)에서 분리되어 있는 상태에서 기판(G)이 이송되어 기판 승강부(520)의 지지 부재(523) 상부에 배치된다.
다음으로, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 결합유닛(50)이 하강하면서 기판(G)을 정전척(10)에 안착시키고, 기판(G)의 상부로 낙하방지유닛(30)이 정전척(10)에 결합되어 기판(G)을 고정시키게 된다,
이후에 회전유닛(20)이 기판(G)을 흡착한 정전척(10)을 회전시켜 해당 공정에서 필요한 각도만큼 기판을 회전시키고 그 상태로 유지시킬 수 있게 된다.
이렇게 정전척(10)이 회전하는 동안 낙하방지유닛(30)이 정전척(10)에 자기적으로 결합되어 기판(G)을 지지함으로써 기판의 낙하를 방지할 수 있게 된다.
공정이 끝난 후에는 역순으로 진행되어 회전유닛(20)이 정전척(10)을 회전시켜 원위치시킨 후, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 결합유닛(50)이 상승하면서 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에서 분리시키고 기판(G)을 정전척(10)에서 분리시키게 된다.
이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 정전척(10)에 자기적으로 결합되는 낙하방지유닛(30)을 마련함으로써 정전척(10)이 회전하는 동안 기판의 낙하 및 파손을 방지하여 생산효율을 높일 수 있고, 승강 결합유닛(50)과 제1 자력 패드(420) 및 제2 자력 패드(130)를 마련함으로써 낙하방지유닛(30)을 정전척(10)에 접근 또는 이격시키는 간단한 동작만으로 탈부착시킬 수 있어 작업시간을 줄이고 생산효율을 증가시킬 수 있으며, 제1 자력 패드(420)와 제2 자력 패드(130)가 가지는 구조에 의해 파티클의 발생을 최소화시켜 작업환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 정전척 플립장치 G : 기판
10 : 정전척 20 : 회전유닛
30 : 낙하방지유닛 50 : 승강 결합유닛
110 : 흡착부 120 : 테이블
130 : 제2 자력 패드 131 : 제2 마그넷
132 : 제2 충격방지커버 133 : 제2 실링 부재
134 : 가이드부 140 : 통과홈
210 : 회전모듈 220 : 구동모듈
300 : 기판지지모듈 310 : 지지프레임
320 : 연결프레임 330 : 홀더
400 : 자기결합모듈 400a : 단위 자기결합모듈
410 : 결합모듈 본체 420 : 제1 자력 패드
421 : 제1 마그넷 422 : 제1 충격방지커버
423 : 제1 실링 부재 510 : 낙하방지유닛 승강부
520 : 기판 승강부 530 : 승강 구동부

Claims (14)

  1. 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전척;
    상기 정전척에 결합되며, 상기 정전척을 회전시키는 회전유닛; 및
    상기 정전척에 자기적으로 결합되어 상기 정전척이 회전하는 동안 상기 기판의 낙하를 방지하는 낙하방지유닛을 포함하고,
    상기 낙하방지유닛은,
    상기 정전척에 흡착된 상기 기판을 접촉 지지하는 기판 지지모듈; 및
    상기 기판 지지모듈에 마련되어 상기 정전척에 자기적으로 결합되는 자기결합모듈을 포함하며,
    상기 기판 지지모듈은,
    상기 정전척의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 상기 기판의 테두리에 배치되어 상기 기판을 지지하는 한 쌍의 지지프레임;
    상기 한 쌍의 지지프레임을 상단부에서 연결하는 연결프레임; 및
    상기 지지프레임의 일측에 마련되며, 상기 기판과 접촉되는 적어도 하나의 홀더를 포함하는 정전척 플립장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기결합모듈은,
    상기 지지프레임을 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치되는 복수 개의 단위 자기결합모듈을 포함하는 정전척 플립장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단위 자기결합모듈은,
    결합모듈 본체; 및
    상기 결합모듈 본체의 일측에 마련되어 상기 정전척에 자기적으로 결합되는 제1 자력 패드를 포함하는 정전척 플립장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 자력 패드는,
    제1 마그넷;
    상기 제1 마그넷의 외부를 감싸는 제1 충격방지커버; 및
    상기 결합모듈 본체, 상기 제1 마그넷 및 상기 제1 충격방지커버 사이에 마련되는 제1 실링부재를 포함하는 정전척 플립장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 정전척은,
    상기 낙하방지유닛의 상기 제1 자력 패드와 자기적으로 결합되는 제2 자력 패드를 포함하는 정전척 플립장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 자력 패드는,
    제2 마그넷;
    상기 제2 마그넷의 외부를 감싸는 제2 충격방지커버;
    상기 정전척, 상기 제2 마그넷 및 상기 제2 충격방지커버 사이에 마련되는 제2 실링부재; 및
    상기 제1 자력 패드를 미리 정해진 결합 위치로 가이드하는 가이드부를 포함하는 정전척 플립장치.
  9. 삭제
  10. 정전기력에 의해 기판을 흡착하는 정전척;
    상기 정전척에 결합되며, 상기 정전척을 회전시키는 회전유닛;
    상기 정전척에 자기적으로 결합되어 상기 정전척이 회전하는 동안 상기 기판의 낙하를 방지하는 낙하방지유닛; 및
    상기 정전척의 일측에 배치되며, 승강 동작에 의해 상기 낙하방지유닛을 상기 정전척에 결합시키는 승강 결합유닛을 포함하며,
    상기 승강 결합유닛은,
    상기 정전척의 양측에 상호 대향되게 이격 배치되며, 상기 낙하방지유닛에 접촉하여 상기 낙하방지유닛을 승강시키는 한 쌍의 낙하방지유닛 승강부;
    상기 낙하방지유닛 승강부의 일측에 돌출되게 마련되며, 상기 기판을 승강시키는 기판 승강부; 및
    상기 낙하방지유닛 승강부의 하부에 결합되어 상기 낙하방지유닛 승강부를 승강시키는 승강 구동부를 포함하는 정전척 플립장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 승강부는,
    상기 낙하방지유닛 승강부를 따라 미리 정해진 간격을 두고 일정하게 배치되는 복수 개의 기판 승강아암을 포함하는 정전척 플립장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 승강아암은,
    상기 기판 승강아암에 마련되어 상기 기판을 접촉 지지하는 적어도 하나의 지지 부재를 포함하는 정전척 플립장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 정전척에는,
    상기 기판 승강아암과 대응하는 위치에 상기 기판 승강아암이 상기 정전척을 통과하여 기판과 접촉할 수 있도록 통과홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 정전척 플립장치.
  14. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 회전유닛은,
    상기 정전척의 회전운동을 위하여 상기 정전척에 결합되는 회전샤프트를 포함하는 회전모듈; 및
    상기 회전샤프트에 결합되어 상기 회전샤프트를 회전시키는 구동모듈을 포함하는 정전척 플립장치.
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