KR101833482B1

KR101833482B1 - 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법

Info

Publication number: KR101833482B1
Application number: KR1020160115703A
Authority: KR
Inventors: 김광락; 박종관; 박희재
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2018-03-05

Abstract

본 발명은 OLED 등을 제조하는데 사용되는 기판이 흡착부 아래에 배치되는 상부 척킹 방식의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 관한 것이다. 본 발명의 기판 척킹장치는 기판지지부와, 메인흡착부와, 진공패드부와, 제1구동부와, 제2구동부와, 제어부를 포함하고, 본 발명의 기판 척킹 방법은 기판 배치단계와, 가 흡착단계와, 본 흡착단계를 포함하며, 본 발명은 진공패드부로 기판을 1차 흡착한 후, 메인흡착부로 2차 흡착함으로써, 기판이 반듯하게 펴진 상태로 척킹되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법{Substrate chucking device and method for chucking using it}

본 발명은 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OLED 등을 제조하는데 사용되는 기판이 흡착부 아래에 배치되는 상부 척킹 방식의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 관한 것이다.

일반적으로 다이오드, 트랜지스터, 사이리스터 등과 같은 반도체 소자 또는 OLED와 같은 디스플레이 패널을 제조하기 위해 기판 상에 사진(photo), 확산(diffusion), 증착(deposition), 식각(etching) 및 이온 주입(ion implant) 등의 다양한 공정이 수행된다. 따라서, 각 공정을 수행한 후, 기판들을 다음 공정이 진행되는 챔버로 이송하는 작업이 이루어진다. 이를 위해 기판을 이송하기 위한 이송유닛이 사용되며, 보통 기판을 이송유닛에 척킹한 상태에서 수행하게 된다.

또한, 액정 디스플레이 패널(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 다이오드 패널(OLED) 등과 같은 디스플레이 패널 제조 공정에서 기판으로서 사용되는 유리 기판에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다. 기판의 결함을 검출하기 위해 기판 척킹 장치에 기판을 척킹한 상태에서 기판에 대한 이미지를 획득하고 이를 분석하게 된다.

이러한 기판 척킹 장치의 예로서, 진공척, 정전척 등이 이용되고 있다.

기판을 척킹하는 방식으로는 척(chuck)이라고 불리우는 흡착부가 하부에 위치하여 흡착부 위에 기판을 놓고 처리하는 하부 척킹 방식과, 흡착부가 상부에 위치하고 흡착부 아래에 기판이 배치되는 상부 척킹 방식이 있다. 상부 척킹 방식에서는 기판의 피처리면이 아래를 향하게 되고, 하부에 배치된 소스로부터 증착 등의 공정이 이루어진다. 특히, OLED는 유기물을 증착하는 공정이 필수적이므로, OLED 증착공정에서는 상부 척킹 방식으로 증착 공정이 이루어진다.

기판 척킹 방식 중 상부 척킹 방식은 하부 척킹 방식과는 달리 기판을 척킹한 후, 별도의 기판 반전 수단으로 기판을 반전시켜 상부 척킹 상태로 변경할 필요가 없기 때문에 공정 및 검사 설비를 대폭 줄일 수 있고, 공정 및 검사 시간도 단축할 수 있는 장점이 있다.

반면, 상부 척킹 방식의 기판 척킹 장치는 기판의 자중에 의해 기판의 중심부가 아래로 쳐지는 현상이 수반되므로, 기판에 증착되는 박막의 품질(모양, 두께 등)이 저하되지 않도록 기판을 척킹하는 과정에서 기판이 울지 않고 반듯하게 펴진 상태로 척에 척킹되어야 할 필요가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0763169호(2007. 10. 08. 등록공고, 발명의 명칭 : 기판 흡착용 진공 척 구조)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상부 척킹 과정에서 반듯하게 펴진 상태로 기판을 척킹 할 수 있는 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기판 척킹장치는, 기판의 가장자리를 지지하는 기판지지부; 상기 기판과 이격되어 마주보게 배치되고, 상기 기판을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈을 구비하는 메인흡착부; 상기 메인흡착부를 관통하여 승강가능하게 배치되고, 상기 기판을 흡착할 수 있는 진공패드부; 상기 기판지지부를 상기 메인흡착부를 향해 승강시키는 제1구동부; 상기 진공패드부를 상기 기판을 향해 승강시키는 제2구동부; 및 상기 제1구동부의 구동에 의해 상기 기판이 상기 메인흡착부에 근접하게 되면, 상기 진공패드부에 진공압을 인가하여 상기 기판을 상기 진공패드부에 1차 흡착시킨 다음, 상기 진공홈에 진공압을 인가하여 상기 기판을 상기 메인흡착부에 2차 흡착시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2구동부를 구동시켜 상기 진공패드부를 상기 기판에 밀착시킨 후에 상기 기판을 1차 흡착시키고, 상기 기판이 상기 진공패드부에 1차 흡착된 후에는 상기 제2구동부를 구동시켜 상기 기판이 상기 메인흡착부에 밀착되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 진공패드부는, 상기 진공패드부의 타단부에 마련되어 상기 기판을 향해 슬라이딩 가능하게 상기 제2구동부에 결합되는 가이드바를 구비하고, 상기 가이드바에 삽입되어 상기 가이드바의 슬라이딩 운동에 따라 상기 기판을 향해 탄성운동하는 탄성부재;를 더 포함하고, 상기 기판과 상기 진공패드부가 서로 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 상기 탄성부재의 신축작용에 의해 완화될 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 진공패드부의 일단부에 결합되고, 상기 기판을 향해 신축되는 자바라 형태의 완충부재;를 더 포함하고, 상기 기판와 상기 진공패드부가 서로 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 상기 완충부재의 신축작용에 의해 완화될 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 후에, 상기 기판의 가장자리를 받칠 수 있도록 상기 메인흡착부의 외측부에 설치되는 클램프부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 클램프부재는, 상기 메인흡착부의 외측부를 따라 서로 이격되어 복수로 마련되고, 상기 메인흡착부의 외측부에 힌지결합되어 상기 기판의 가장자리를 향해 힌지회동하는 받침부재를 구비하고, 상기 제1구동부의 구동에 의해 상기 기판이 상기 메인흡착부에 근접하게 되면, 상기 받침부재가 상기 기판의 가장자리를 받치도록 상기 클램프부재를 정·역회전시키는 회전구동부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 받침부재는, 상기 기판의 가장자리를 받치는 상기 받침부재의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되고, 서로 이격되어 배열되는 다수의 받침돌부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹장치에 있어서, 상기 메인흡착부에 설치되어 상기 기판이 일정거리 내에 존재하면 상기 제어부로 존재신호를 출력하는 감지부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 감지부에서 출력된 존재신호가 상기 제어부로 입력되면, 상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 상태라고 판단하여 상기 클램프부재를 회전시키는 구동신호가 상기 회전구동부에 전달되지 않도록 차단할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기판 척킹 방법은, 기판을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈을 구비하는 메인흡착부의 일면에 상기 기판을 근접하게 배치시키는 기판 배치단계; 상기 메인흡착부를 관통하여 승강가능하게 배치된 진공패드부로 상기 기판을 1차 흡착하는 가 흡착단계; 및 상기 다수의 진공홈에 진공압을 인가하여 상기 기판을 2차 흡착하는 본 흡착단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 가 흡착단계 전에, 상기 진공패드부의 진공이 해제된 상태에서, 상기 진공패드부를 하강시켜 상기 기판에 밀착시키는 진공패드부 하강단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 가 흡착단계에 이어서, 상기 기판이 상기 진공패드부에 1차 흡착된 상태에서, 상기 기판이 상기 메인흡착부에 밀착되도록 상기 진공패드부를 상승시키는 진공패드부 상승단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 본 흡착단계에 이어서, 상기 진공패드부에 인가된 진공압을 해제하고, 상기 진공패드부를 상기 기판에서 이격시키는 진공패드부 이격단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 본 흡착단계에 이어서, 상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 후에 상기 메인흡착부의 외측부에 설치된 클램프부재가 구동되어 상기 기판의 가장자리를 받치는 클램프 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 클램프 단계는, 상기 메인흡착부의 외측부를 따라 서로 이격되어 복수로 마련되고, 상기 메인흡착부의 외측부에 힌지결합되어 상기 기판의 가장자리를 향해 힌지회동하는 클램프부재를 힌지회동시켜 상기 기판의 가장자리를 받치도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 척킹 방법에 있어서, 상기 본 흡착단계에 이어서, 상기 기판지지부를 상기 기판으로부터 이격시키는 기판지지부 이격단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 따르면, 기판을 반전시키지 않는 상부 척킹 방식의 기판 척킹 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 따르면, 기판이 반듯하게 펴진 상태로 메인흡착부에 흡착고정되므로 기판의 품질과 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 따르면, 진공패드부가 기판에 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력을 완화시켜 기판이 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 따르면, 기판과 받침부재 사이의 접촉 면적을 줄여 기판에 스크래치가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 척킹장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법에 따르면, 메인흡착부의 진공압이 떨어지거나 해제되더라도 클램프부재를 통해 기판이 아래로 떨어져 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 기판 척킹장치에 따른 메인흡착부에 근접하게 배치된 기판에 진공패드부가 밀착되는 것을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 기판 척킹장치에 따른 기판이 진공패드부에 흡착되는 것을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 기판 척킹장치에 따른 기판이 메인흡착부에 흡착되는 것을 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 기판 척킹장치에 따른 기판지지부 및 진공패드부가 기판에서 이격되는 것을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹장치에 탄성부재와 완충부재가 추가적으로 구성된 것을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹장치를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7의 기판 척킹장치에 구성된 클램프부재의 변형례를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 방법의 과정을 나타낸 블록도이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 방법의 과정을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 척킹 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 기판 척킹장치에 따른 메인흡착부에 근접하게 배치된 기판에 진공패드부가 밀착되는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 기판 척킹장치에 따른 기판이 진공패드부에 흡착되는 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 기판 척킹장치에 따른 기판이 메인흡착부에 흡착되는 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 기판 척킹장치에 따른 기판지지부 및 진공패드부가 기판에서 이격되는 것을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹장치에 탄성부재와 완충부재가 추가적으로 구성된 것을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 장치(1)는 OLED 등을 제조하는데 사용되는 기판(S)이 메인흡착부(200) 아래에 배치되는 상부 척킹 방식의 기판 척킹 장치로서, 기판지지부(100)와, 메인흡착부(200)와, 진공패드부(300)와, 제1구동부(400)와, 제2구동부(500)와, 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 기판지지부(100)는 기판(S)의 가장자리를 지지한다. 기판지지부(100)는 기판(S)의 스크래치 발생이 최소화되도록 기판(S)의 일부분만 지지하는 별도의 핑거부재(110)를 구비한다. 기판지지부(100)에 기판(S)이 안착되는 과정에서 발생되는 충격이 완화될 수 있도록 핑거부재(110)와 기판지지부(100)가 핑거스프링(120)을 매개로 결합될 수 있다.

상기 메인흡착부(200)는 천장부(H1)에 결합되고 기판(S)과 이격되어 마주보게 배치되며, 기판(S)을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈(210)을 구비한다. 메인흡착부(200)의 하부면에는 일정간격으로 다수의 진공홈(210)이 형성되고, 다수의 진공홈(210)이 진공관로(미도시)를 통해 서로 연결되어 진공 발생수단으로부터 음압을 제공받아 기판(S)을 흡착할 수 있다. 메인흡착부(200)의 구조는 본 실시예에 한정되지 않고 기판(S)을 흡착할 수 있는 구조이면 충분하다.

메인흡착부(200)는 기판(S)을 흡착지지할 수 있는 충분한 강성을 가지고, 증착물질과 같은 각종 물질에 내화학성을 갖는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

여기서 천장부(H1)는 고정단으로 도시되어 있으나, 도시되지 않은 반송유닛(로봇, 선형 액츄에어터 등)의 로딩암 또는 로딩플레이트, 즉 XYZθ방향으로 이동 또는 회전 가능한 부분일 수 있다.

상기 진공패드부(300)는 메인흡착부(200)를 관통하여 승강가능하게 배치되고, 기판(S)을 흡착할 수 있다. 진공패드부(300)는 진공 발생수단과 진공라인으로 연결되어 음압을 제공받는다.

진공패드부(300)는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 후술되는 제1구동부(500)의 구동에 의해 메인흡착부(200)의 관통홈(220)을 따라 승강되면서 기판(S)과 접촉하게 되는데, 접촉과정에서의 충격이 최소화되도록 탄성부재(600)가 더 포함되어 구성된다.

이때, 진공패드부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 진공패드부(300)의 타단부에 마련되어 기판(S)을 향해 슬라이딩 가능하게 제1구동부(500)에 결합되는 가이드바(310)를 구비한다. 가이드바(310)는 제1구동부(500)의 승강로드(510)에 형성된 가이드홈(511)에 삽입되어 진공패드부(300)가 승강되는 방향을 따라 왕복하게 된다.

상기 탄성부재(600)는 가이드바(310)에 삽입되어 제1구동부(500)에 밀착되고, 가이드바(310)의 슬라이딩 운동에 따라 기판(S)을 향해 탄성운동한다. 탄성부재(600)는 복수로 마련될 수 있다. 즉, 복수의 탄성부재(600) 중 하나(610)는 가이드홈(511) 밖에 설치하고, 다른 하나(620)는 가이드홈(511) 내에 설치할 수 있다. 도시된 바와 같이 복수의 탄성부재(600) 중 하나(610)는 가이드홈(511)의 내부에 삽입되어 가이드바(310)의 머리부(311)에 밀착되고, 다른 하나(620)는 가이드바(310)에 삽입되어 승강로드(510)의 단부면과 진공패드부(300) 사이에 설치된다.

따라서, 제1구동부(500)의 구동에 의해 하강되는 진공패드부(300)가 기판(S)에 접촉하는 과정에서, 복수의 탄성부재(600)가 압축되면서 기판(S)에 가해지는 충격력을 완화시키는 것이다.

이러한 충격 완화 효과를 배가시키기 위해 완충부재(700)가 더 포함될 수 있다.

상기 완충부재(700)는 진공패드부(300)의 일단부에 결합되고, 기판(S)을 향해 신축되는 자바라 형태로 구성된다. 완충부재(700)는 비용 및 제작 편의상 고무로 제작될 수 있다. 완충부재(700)는 기판(S)과 진공패드부(300)가 서로 접촉되는 과정에서 압축되면서 기판(S)에 가해지는 충격력을 완화시킨다.

이와 같이 탄성부재(600)와 완충부재(700)의 신축작용에 의해 진공패드부(300)가 기판에 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 완화됨으로써, 기판(S)이 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 탄성부재(600)와 완충부재(700)의 탄성복원력에 의해 완충부재(700)와 기판(S)이 상호 압착됨으로써, 진공패드부(300)의 내부가 확실히 밀폐될 수 있다. 즉, 진공패드부(300)를 기판(S)에 깊게 누를 수 있는 압착 여유를 제공할 수 있으므로, 보다 안정적으로 기판(S)을 흡착할 수 있게 된다.

상기 제1구동부(400)는 바닥부(H2)에 결합되어 기판지지부(100)를 메인흡착부(200)를 향해 승강시킨다. 제1구동부(400)는 구동모터의 구동력이 축연결에 의해 기판지지부(100)의 승강축(미도시)에 전달되어 승강축의 승강에 의해 기판지지부(100)가 승강되는 스크류잭(screw jack) 또는 랙 잭(rack jack)과 같은 승강수단이 적용될 수 있으며, 본 실시예에 한정되지 않고 공지의 다양한 승강수단이 적용될 수 있다.

제1구동부(500)는 천장부(H1)에 결합되어 진공패드부(300)를 기판을 향해 승강시킨다. 제1구동부(500)는 제1구동부(400)와 동일한 승강수단이 적용될 수도 있으나, 메인흡착부(200) 및 진공패드부(300)에 제공되는 진공라인을 통해 공압을 제공받을 수 있기 때문에 공압실린더를 이용하는 것이 장치의 제작 측면에서 유리하다.

상기 제어부(미도시)는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 제1구동부(400)의 구동에 의해 기판(S)이 메인흡착부(200)에 근접하게 되면, 진공패드부(300)에 진공압을 인가하여 기판(S)을 진공패드부(300)에 1차 흡착시킨 다음, 진공홈(210)에 진공압을 인가하여 기판(S)을 메인흡착부(200)에 2차 흡착시킨다.

이는 다음과 같은 문제점을 해결하기 위함이다. 종래에 많이 사용되었던 기판(S)의 사이즈는 대략 470mm*370mm 내외였고, 이 정도의 기판 사이즈에서는 기판(S)의 중심부(O) 처짐 발생이 미소하였다. 그러나 최근에는 반도체 또는 디스플레이 패널의 생산성을 향상시키기 위해 기판(S)의 사이즈가 지속적으로 증대되고 있다. 기판(S)의 면적이 넓어짐에 따라 기판(S)이 자중에 의해 중심부(O)가 아래로 쳐지는 현상이 수반되었다.

중심부(O)가 아래로 만곡되게 휘어진 기판(S)을 메인흡착부(200)로 일시에 흡착하게 되면, 메인흡착부(200)와 가까운 기판(S)의 양단부가 메인흡착부(200)에 먼저 흡착되어 가고정되고, 흡착되지 않은 기판(S)의 나머지 부분이 메인흡착부(200)에 반듯하게 흡착되지 못하고, 메인흡착부(200)의 흡착면을 따라 우굴쭈글해진 상태로 흡착된다.

왜냐하면, 기판(S)의 양단부가 가고정된 상태에서 기판(S)의 곡면이 가지는 면적이 메인흡착부(200)의 흡착면이 가지는 면적보다 크므로, 기판(S)의 나머지 부분이 메인흡착부(200)에 흡착될 수 있는 면적이 부족하기 때문이다.

만약, 기판(S)이 반듯이 펴지지 못하고, 우굴쭈글한 상태로 기판(S) 상에 사진(photo), 확산(diffusion), 증착(deposition), 식각(etching) 및 이온 주입(ion implant) 등의 공정을 진행하게 되면, 원하는 모양, 형상, 두께, 패턴대로 기판(S)이 제작되지 않기 때문에 기판(S)의 품질이 저하될 수밖에 없다.

기판 제조 공정 외에도 제조된 기판을 검사하는데 있어서도 메인흡착부(200)에 흡착된 기판(S)의 모양이 반듯하지 않으면, 검사 과정에서 획득된 이미지가 왜곡되어 검사의 신뢰도가 떨어지거나 심지어 검사가 불가능한 경우가 생긴다.

이에 반해 본 발명은 진공패드부(300)로 기판(S)을 1차 흡착한 후, 메인흡착부(200)로 2차 흡착함으로써, 기판(S)이 반듯하게 펴진 상태로 메인흡착부(200)에 흡착고정되므로 종래의 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명은 두께가 얇고 구부릴 수 있는 플렉시블한 특성으로 인해 아래로 쳐져 휘어지는 정도가 상대적으로 심한 OLED 패널을 척킹하는데 있어 현저한 효과를 얻을 수 있다.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 장치(2)에 대하여 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 장치(2)에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 장치(1)와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹장치를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 기판 척킹장치에 구성된 클램프부재의 변형례를 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 장치(2)는 클램프부재(800)와, 회전구동부(850)와, 감지부(900)를 더 포함한다. 도 7 또는 도 8을 참조하면,

상기 클램프부재(800)는 기판(S)이 메인흡착부(200)에 흡착된 후에, 기판(S)의 가장자리를 받칠 수 있도록 메인흡착부(200)의 외측부에 설치된다. 클램프부재(800)는 실린더와 같은 직선구동유닛에 의해 왕복이동하면서 바닥부(H2)와 마주보는 기판(S)의 피처리면을 받칠 수 있다.

또한, 클램프부재(800)는 본 실시예와 같이 메인흡착부(200)의 외측부를 따라 서로 이격되어 복수로 마련되고, 메인흡착부(200)의 외측부에 힌지결합되어 기판(S)의 가장자리를 향해 힌지회동하는 받침부재(820)를 구비할 수도 있다.

이때, 제1구동부(400)의 구동에 의해 기판(S)이 메인흡착부에 근접하게 되면, 받침부재(820)가 기판(S)의 가장자리를 받치도록 클램프부재(800)를 정·역회전시키는 회전구동부(850)가 더 포함되어 구성된다. 회전구동부(850)는 전동 모터, 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 랙-피니언 기구 등 다양한 수단들이 적용될 수 있다.

받침부재(820)는 기판(S)의 가장자리를 받치는 받침부재(820)의 일면에서 기판(S)을 향해 돌출되고, 서로 이격되어 배열되는 다수의 받침돌부(821)를 구비할 수 있다. 이는 기판(S)과 받침부재(820) 사이의 접촉 면적을 줄여 기판(S)에 스크래치가 발생하는 것을 최소화하기 위함이다.

상기 감지부(900)는 메인흡착부(200)에 설치되어 기판(S)이 일정거리 내에 존재하면 제어부(미도시)로 존재신호를 출력한다. 감지부(900)에서 출력된 존재신호가 제어부로 입력되면, 제어부는 기판(S)이 메인흡착부(200)에 흡착된 상태라고 판단하여 클램프부재(800)를 역회전시키는 구동신호가 회전구동부(850)에 전달되지 않도록 차단한다. 이는 비정상적인 진공압 저하, 정전, 작업자의 오조작 등에 의해 메인흡착부(200)의 진공압이 떨어지거나 해제되더라도 기판(S)이 아래로 떨어져 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

예를 들어, 클램프부재(800)가 회전구동부(850)에 의해 정회전되어 기판(S)을 받치고 있는 상태를 잠금 상태라고 하고, 클램프부재(800)가 회전구동부(850)에 의해 역회전되어 기판(S)을 받치고 않고 있는 상태를 해제 상태라고 하면, 작업자의 오조작 등에 의해 클램프부재(800)를 잠금상태에서 해제 상태로 변환하는 구동신호가 제어부로 입력되더라도, 감지부(900)에서 존재신호가 출력되고 있으면, 클램프부재(800)에 전달되는 구동신호를 차단하는 것이다. 이를 위해 제어부는 회전구동부(850)의 동작 조건을 판단하는 조건 판단회로 또는 조건 판단 알고리즘을 갖는 프로그램을 구비할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 기판 척킹 장치는 다음과 같은 과정을 거쳐 기판을 척킹한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 방법의 과정을 나타낸 블록도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 방법은 기판 배치단계(S1)와, 가 흡착단계(S2)와, 본 흡착단계(S3)를 포함한다.

(S1 : 기판 배치단계)

상기 기판 배치단계(S1)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(S)을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈(210)을 구비하는 메인흡착부(200)의 일면에 기판(S)을 근접하게 배치시키는 단계이다. 기판(S)이 놓여진 기판지지부(100)가 제1구동부(400)의 구동에 의해 메인흡착부(200)를 향해 상승하게 된다.

이때, 메인흡착부(200)에 설치된 감지부(900)에 기판(S)이 일정거리 내에 근접하면, 감지부(900)가 이를 감지하여 감지신호를 제어부로 출력하고, 제어부는 제1구동부(400)의 구동이 정지되도록 제어할 수 있다.

(S2 : 가 흡착단계)

상기 가 흡착단계(S2)는 도 3에 도시된 바와 같이 메인흡착부(200)를 관통하여 승강가능하게 배치된 진공패드부(300)로 기판(S)을 1차 흡착하는 단계이다.

이때, 기판(S)의 면적과 종류에 따라 기판 중심부(O)의 쳐진 정도가 클 경우, 진공패드부(300)와 기판(S) 사이의 거리가 멀어 진공패드부(300)의 흡착력이 기판(S)에 제대로 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 가 흡착단계(S2) 전에 진공패드부(300)의 진공이 해제된 상태에서 진공패드부(300)를 하강시켜 기판(S)에 밀착시키는 진공패드부 하강단계(S1a)가 더 포함될 수 있다.

또한, 진공패드부(300)로 상기 기판(S)을 1차 흡착한 후에는 기판(S)이 메인흡착부(200)에 밀착되도록 진공패드부(300)를 상승시키는 진공패드부 상승단계(S2a)가 더 포함될 수 있다.

(S3 : 본 흡착단계)

상기 본 흡착단계(S3)는 도 4에 도시된 바와 같이 메인흡착부(200)에 마련된 다수의 진공홈(210)에 진공압을 인가하여 기판(S)을 2차 흡착하는 단계이다.

본 흡착단계(S3) 이후에 기판(S)을 이송하거나, 기판(S)에 박막을 형성하거나, 박막의 일부를 식각하는 등의 다양한 공정이 수행된다. 이 과정에서 발생되는 충격과 진동에 의해 진공패드부(300)와 기판(S)이 서로 간섭이 생겨 기판(S)이 손상되거나 변형될 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 흡착단계(S3)에 이어서 도 5에 도시된 바와 같이 진공패드부(300)에 인가된 진공압을 해제하고, 진공패드부(300)를 기판(S)에서 이격시키는 진공패드부 이격단계(S3a)가 더 포함될 수 있다.

지금부터는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 방법에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 척킹 방법과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 방법의 과정을 나타낸 블록도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 척킹 방법은 본 흡착단계(S3)에 이어서 수행될 수 있는 클램프 단계(S4)와 기판지지부 이격단계(S5)를 포함한다.

(S4 : 클램프 단계)

상기 클램프 단계(S4)는 도 7에 도시된 바와 같이 기판(S)이 메인흡착부(200)에 흡착된 후에 메인흡착부(200)의 외측부에 설치된 클램프부재(800)가 구동되어 기판(S)의 가장자리를 받치는 단계이다.

클램프 단계(S4)는 구체적으로 메인흡착부(200)의 외측부를 따라 서로 이격되어 복수로 마련되고, 메인흡착부(200)의 외측부에 힌지결합되어 기판(S)의 가장자리를 향해 힌지회동하는 날개부재(810)와, 날개부재(810)와 교차하는 방향으로 연장되는 받침부재(820)를 구비하는 클램프부재(800)를 힌지회동시켜 기판(S)의 가장자리를 받치도록 할 수 있다.

이러한 클램프 단계(S4)는 상술한 바와 같이 비정상적인 진공압 저하, 정전, 작업자의 오조작에 의해 메인흡착부(200)의 진공압이 떨어지거나 해제되더라도 기판(S)이 아래로 떨어져 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

(S5 : 기판지지부 이격단계)

상기 기판지지부 이격단계(S5)는 도 7에 도시된 바와 같이 기판지지부(100)를 기판(S)으로부터 이격시키는 단계이다. 기판지지부 이격단계(S5)는 제1구동부(400)의 구동에 의해 기판지지부(100)를 최초 위치로 하강하는 단계로서, 기판 배치단계(S1)를 다시 수행하기 위해 본래의 위치로 돌아가는 준비단계이기도 하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법은, 기판을 반전시킬 필요없이 공정 설비 및 시간을 단축할 수 있는 상부 척킹 방식의 기판 척킹 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법은, 진공패드부로 기판을 1차 흡착한 후, 메인흡착부로 2차 흡착함으로써, 기판이 반듯하게 펴진 상태로 메인흡착부에 흡착고정되므로 기판의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법은, 탄성부재와 완충부재의 신축작용에 의해 진공패드부가 기판에 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 완화됨으로써, 기판이 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법은, 기판과 받침부재 사이의 접촉 면적을 줄여 기판에 스크래치가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기판 척킹 장치 및 이를 이용한 기판 척킹 방법은, 메인흡착부에 기판이 흡착됐는지 여부에 따라 클램프부재가 구동되는 것을 차단함으로써, 메인흡착부의 진공압이 떨어지거나 해제되더라도 기판이 아래로 떨어져 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100 : 기판지지부
200 : 메인흡착부
300 : 진공패드부
400 : 제1구동부
500 : 제2구동부
600 : 탄성부재
700 : 완충부재

Claims

기판의 피처리면이 아래를 향하는 상부 척킹 방식의 기판 척킹장치에 있어서,
상기 기판의 가장자리만을 지지하는 핑거부재를 이용하여 상기 기판의 중심부가 아래로 쳐진 상태로 상기 기판을 지지하는 기판지지부;
상기 기판과 이격되어 마주보게 배치되어 상기 기판을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈, 및 상기 다수의 진공홈 사이에 형성되는 관통홈을 구비하는 메인흡착부;
상기 메인흡착부의 관통홈을 관통하여 승강가능하게 배치되고, 상기 기판에 대해 승강되어 상기 기판을 흡착할 수 있는 진공패드부;
상기 기판지지부를 상기 메인흡착부에 대해 승강시키는 제1구동부;
상기 진공패드부를 상기 관통홈을 통하여 승강시키는 제2구동부; 및
상기 제1구동부 또는 제2구동부를 구동시켜 상기 기판지지부 또는 진공패드부를 승강시키고, 상기 진공패드부 또는 다수의 진공홈에 인가되는 진공압을 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제2구동부를 하강 구동시켜 상기 진공패드부를 상기 기판에 밀착시킨 후 진공압을 인가하여 상기 기판을 상기 진공패드부에 1차 흡착시키며,
상기 제2구동부를 상승 구동시켜 상기 진공패드부에 흡착된 아래로 쳐진 상기 기판의 중심부를 상승시켜 상기 기판을 반듯하게 펴고,
반듯하게 펴진 상태의 상기 기판을 메인흡착부에 밀착시킨 상태에서 진공압을 인가하여 상기 기판을 상기 메인흡착부에 2차 흡착시키며,
상기 진공패드부가 하강되어 상기 기판에 밀착되는 위치는 상기 핑거부재에 지지되는 기판의 가장자리보다 내측에 있는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 진공패드부는, 상기 진공패드부의 타단부에 마련되어 상기 기판을 향해 슬라이딩 가능하게 상기 제2구동부에 결합되는 가이드바를 구비하고,
상기 가이드바에 삽입되어 상기 가이드바의 슬라이딩 운동에 따라 상기 기판을 향해 탄성운동하는 탄성부재;를 더 포함하고,
상기 기판과 상기 진공패드부가 서로 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 상기 탄성부재의 신축작용에 의해 완화되는 것을 특징으로 하는 기판 척킹장치.
제1항에 있어서,
상기 진공패드부의 일단부에 결합되고, 상기 기판을 향해 신축되는 자바라 형태의 완충부재;를 더 포함하고,
상기 기판와 상기 진공패드부가 서로 접촉되는 과정에서 발생되는 충격력이 상기 완충부재의 신축작용에 의해 완화되는 것을 특징으로 하는 기판 척킹장치.
제1항에 있어서,
상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 후에, 상기 기판의 가장자리를 받칠 수 있도록 상기 메인흡착부의 외측부에 설치되는 클램프부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹장치.
제5항에 있어서,
상기 클램프부재는, 상기 메인흡착부의 외측부를 따라 서로 이격되어 복수로 마련되고, 상기 메인흡착부의 외측부에 힌지결합되어 상기 기판의 가장자리를 향해 힌지회동하는 받침부재를 구비하고,
상기 제1구동부의 구동에 의해 상기 기판이 상기 메인흡착부에 근접하게 되면, 상기 받침부재가 상기 기판의 가장자리를 받치도록 상기 클램프부재를 정·역회전시키는 회전구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹장치.
제6항에 있어서,
상기 받침부재는, 상기 기판의 가장자리를 받치는 상기 받침부재의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되고, 서로 이격되어 배열되는 다수의 받침돌부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹장치.
제6항에 있어서,
상기 메인흡착부에 설치되어 상기 기판이 일정거리 내에 존재하면 상기 제어부로 존재신호를 출력하는 감지부;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 감지부에서 출력된 존재신호가 상기 제어부로 입력되면, 상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 상태라고 판단하여 상기 클램프부재를 회전시키는 구동신호가 상기 회전구동부에 전달되지 않도록 차단하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 기판 척킹장치.
기판의 피처리면이 아래를 향하는 상부 척킹 방식으로 기판을 척킹하는 기판 척킹 방법에 있어서,
상기 기판의 가장자리만을 지지하는 핑거부재를 이용하여 상기 기판의 중심부가 아래로 쳐지도록 기판지지부에 상기 기판을 안착시키는 단계;
상기 기판의 중심부보다 위쪽에 위치하는 상기 기판의 가장자리가 상기 기판을 흡착할 수 있는 다수의 진공홈, 및 상기 다수의 진공홈 사이에 형성된 관통홈을 구비하는 메인흡착부의 하부면에 도달되도록 상기 기판지지부를 상승시키는 단계;
상기 관통홈을 관통하여 승강가능하게 배치된 진공패드부를 하강시켜 상기 진공패드부를 상기 기판에 밀착시키는 단계;
상기 진공패드부에 진공압을 인가하여 상기 기판을 1차 흡착하는 가 흡착단계;
상기 기판이 상기 진공패드부에 1차 흡착된 상태에서, 상기 진공패드부를 상승시켜 아래로 쳐진 상기 기판의 중심부를 상승시킨 뒤 상기 기판을 반듯하게 펴진 상태로 상기 메인흡착부에 밀착시키는 단계; 및
상기 다수의 진공홈에 진공압을 인가하여 상기 기판을 2차 흡착하는 본 흡착단계;를 포함하고,
상기 진공패드부가 하강되어 상기 기판에 밀착되는 위치는 상기 핑거부재에 지지되는 기판의 가장자리보다 내측에 있는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 방법.
삭제
삭제
제9항에 있어서,
상기 본 흡착단계에 이어서,
상기 진공패드부에 인가된 진공압을 해제하고, 상기 진공패드부를 상기 기판에서 이격시키는 진공패드부 이격단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 방법.
제9항에 있어서,
상기 본 흡착단계에 이어서,
상기 기판이 상기 메인흡착부에 흡착된 후에 상기 메인흡착부의 외측부에 설치된 클램프부재가 구동되어 상기 기판의 가장자리를 받치는 클램프 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 방법.
제13항에 있어서,
상기 메인흡착부에 설치된 감지부가 상기 기판을 감지하는 단계; 및
상기 기판이 감지되면, 상기 클램프부재를 역회전시키는 구동신호가 상기 클램프부재에 전달되지 않도록 차단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 방법.
제9항에 있어서,
상기 본 흡착단계에 이어서,
상기 기판지지부를 상기 기판으로부터 이격시키는 기판지지부 이격단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 척킹 방법;