KR102067983B1 - 기판 절단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 기판을 파지하는 클램프 모듈과, 기판을 지지하는 지지 스테이지를 구비하며, 기판을 스크라이빙 유닛으로 이송하는 이송 유닛; 클램프 모듈과 지지 스테이지의 간격을 측정하는 간격 측정 유닛; 및 간격 측정 유닛에 의해 측정된 클램프 모듈과 지지 스테이지의 간격을 기준으로 클램프 모듈을 지지 스테이지에 인접하거나 이격되는 방향으로 이동시키는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 절단 장치{APPARATUS FOR CUTTING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 절단하는 기판 절단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이에 사용되는 액정 디스플레이 패널, 유기 전계 발광 디스플레이 패널, 무기 전계 발광 디스플레이 패널, 투과형 프로젝터 기판, 반사형 프로젝터 기판 등은 유리와 같은 취성의 머더 글라스 패널(이하, '기판'이라 함)로부터 소정의 크기로 절단된 단위 글라스 패널(이하, '단위 기판'이라 함)을 사용한다.
기판을 단위 기판으로 절단하는 공정은, 클램프 모듈로 기판을 파지하여 기판을 이송한 후, 기판이 절단될 절단 예정선을 따라 다이아몬드와 같은 재질의 스크라이빙 휠을 가압하면서 이동시켜 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 공정을 포함한다.
기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 공정에서 중요하게 고려되는 사항 중 하나는 기판의 평탄도이다. 기판의 평탄도는 기판을 지지하는 지지 스테이지의 평탄도에 따라 결정될 수 있다. 지지 스테이지의 평탄도가 일정하지 않는 경우, 기판의 평탄도가 일정하지 않게 되며, 이에 따라, 클램프 모듈로 기판을 파지할 때, 클램프 모듈과 기판의 수직 높이 차이로 인해, 클램프 모듈이 기판을 적절히 파지할 수 없게 되며, 이에 따라, 기판의 파손을 초래하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2003-0069195호
본 발명은 상기한 요구 사항을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 기판을 지지하는 지지 스테이지의 평탄도에 따라 기판의 위치를 조절하면서 기판을 이송함으로써, 기판의 변형을 방지할 수 있고 기판에 일정한 절삭 깊이를 갖는 스크라이빙 라인을 형성할 수 있는 기판 절단 장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 기판을 파지하는 클램프 모듈과, 기판을 지지하는 지지 스테이지를 구비하며, 기판을 스크라이빙 유닛으로 이송하는 이송 유닛; 클램프 모듈과 지지 스테이지의 간격을 측정하는 간격 측정 유닛; 및 간격 측정 유닛에 의해 측정된 클램프 모듈과 지지 스테이지의 간격을 기준으로 클램프 모듈을 지지 스테이지에 인접하거나 이격되는 방향으로 이동시키는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
이송 유닛은 클램프 모듈이 복수로 구비되는 지지바를 포함할 수 있고, 복수의 클램프 모듈은 지지바에 지지바의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 복수의 클램프 모듈 사이의 간격이 조절 가능할 수 있다.
클램프 모듈은, 지지바에 연결되는 클램프 몸체와 클램프 몸체에 구비되며 기판을 파지하는 한 쌍의 클램프 부재를 포함할 수 있고, 간격 측정 유닛은 클램프 몸체에 구비될 수 있다.
클램프 모듈과 지지바 사이에는 클램프 모듈을 승강시키는 승강 모듈이 구비될 수 있다.
간격 측정 유닛은, 클램프 모듈과 함께 지지 스테이지의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 요철 검출 헤드; 요철 검출 헤드에 설치되며, 지지 스테이지의 표면과 접촉하여 지지 스테이지의 표면의 요철에 따라 지지 스테이지를 향하는 방향 또는 지지 스테이지로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능한 요철 검출 부재; 및 요철 검출 부재의 위치를 검출하는 위치 검출기를 포함할 수 있다.
요철 검출 부재에는 탄성 부재가 연결될 수 있다.
지지 스테이지의 표면과 접촉하는 요철 검출 부재의 부분에는 마찰 저감 부재가 구비될 수 있다.
위치 검출기는, 요철 검출 헤드 및 요철 검출 부재 중 어느 하나에 구비되는 기준 부재; 및 요철 검출 헤드 및 요철 검출 부재 중 다른 하나에 구비되어 기준 부재와의 상대 변위를 감지하는 감지 부재를 포함할 수 있다.
간격 측정 유닛은, 클램프 모듈과 함께 지지 스테이지의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 요철 검출 헤드; 요철 검출 헤드에 구비되어 지지 스테이지로부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 포함할 수 있고, 거리 검출기는 지지 스테이지를 향하여 광을 방출하는 발광부와, 발광부로부터 소정의 간격으로 이격되게 배치되어 지지 스테이지에 의해 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.
지지 스테이지는, 서로 이격되게 설치되어 기판을 지지하는 복수의 벨트로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 기판을 파지한 클램프 모듈이 지지 스테이지의 표면의 요철에 따라 상승하거나 하강할 수 있으므로, 기판의 위치가 지지 스테이지의 요철에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 지지 스테이지의 표면의 요철에 의한 기판의 휘어짐 및 처짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 간격 측정 유닛의 일 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 간격 측정 유닛의 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 제1 이송 유닛, 스크라이빙 유닛 및 제2 이송 유닛의 작동 과정이 순차적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 의해 절단되는 대상은 제1 기판 및 제2 기판이 합착된 합착 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 기판은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있고, 제2 기판은 컬러 필터를 구비할 수 있다. 이와 반대로, 제1 기판은 컬러 필터를 구비할 수 있고, 제2 기판은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있다.
이하, 합착 기판을 간단히 기판이라고 하며, 외부로 노출된 제1 기판의 표면을 제1 면이라고 하고, 외부로 노출된 제2 기판의 표면을 제2 면이라고 한다.
또한, 기판 절단 공정이 수행될 기판이 이송되는 방향을 Y축 방향이라 정의하고, 기판이 이송되는 방향(Y축 방향)에 수직하는 방향을 X축 방향이라 정의한다. 그리고, 기판이 놓이는 X-Y평면에 수직인 방향을 Z축 방향이라 정의한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 스크라이빙 유닛(30)과, 기판(S)을 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 제1 이송 유닛(10)과, 기판(S)을 스크라이빙 유닛(30)으로부터 후속 공정으로 이송하는 제2 이송 유닛(20)과, 기판 절단 장치의 구성 요소의 작동을 제어하는 제어 유닛(90)(도 3 및 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
스크라이빙 유닛(30)은 기판(S)의 제1 면 및 제2 면에 X축 방향으로 스크라이빙 라인을 각각 형성하도록 구성된다.
스크라이빙 유닛(30)은 X축 방향으로 연장되는 제1 프레임(31)과, 제1 프레임(31)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 스크라이빙 헤드(32)와, 제1 프레임(31)의 아래에서 제1 프레임(31)과 평행하게 X축 방향으로 연장되는 제2 프레임(33)과, 제2 프레임(33)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 스크라이빙 헤드(34)를 포함할 수 있다.
제1 프레임(31)에는 X축 방향으로 복수의 제1 스크라이빙 헤드(32)가 장착될 수 있으며, 제2 프레임(33)에는 X축 방향으로 복수의 제2 스크라이빙 헤드(34)가 장착될 수 있다. 제1 프레임(31) 및 제2 프레임(33) 사이에는 기판(S)이 통과하는 공간이 형성될 수 있다. 제1 프레임(31) 및 제2 프레임(33)은 개별적인 부재로서 제작되어 조립될 수 있거나, 일체로 제작될 수 있다.
제1 스크라이빙 헤드(32) 및 제2 스크라이빙 헤드(34)는 Z축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다. 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)에는 스크라이빙 휠(351)을 유지하는 휠 홀더(35)가 설치될 수 있다. 제1 스크라이빙 헤드(32)에 장착되는 스크라이빙 휠(351)과 제2 스크라이빙 헤드(34)에 장착되는 스크라이빙 휠(351)은 Z축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다.
한 쌍의 스크라이빙 휠(351)은 각각 기판(S)의 제1 및 제2 면에 가압될 수 있다. 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 가압된 상태에서 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 기판(S)에 대하여 상대적으로 X축 방향으로 이동되는 것에 의해, 기판(S)의 제1 및 제2 면에는 X축 방향으로 스크라이빙 라인이 형성될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)는 각각 제1 및 제2 프레임(31, 33)에 대하여 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34) 및 제1 및 제2 프레임(31, 33) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다.
제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)는 각각 제1 및 제2 프레임(31, 33)에 대하여 Z축 방향으로 이동함에 따라, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가압되거나 기판(S)으로부터 이격될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 Z축 방향으로 이동하는 정도를 조절하는 것에 의해, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가하는 가압력이 조절될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 Z축 방향으로 이동되는 것에 의해, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)의 기판(S)으로의 절삭 깊이가 조절될 수 있다.
제1 이송 유닛(10)은 기판(S)을 지지하는 지지 스테이지(11)와, 지지 스테이지(11) 상에 지지된 기판(S)의 후행단을 파지하는 클램프 모듈(12)과, 클렘프 모듈(12)과 연결되며 X축 방향으로 연장되는 지지바(13)와, 지지바(13)와 연결되며 Y축 방향으로 연장되는 제1 가이드 레일(14)과, 스크라이빙 유닛(30)에 인접하게 배치되어 기판(S)을 부양시키거나 흡착하여 지지하는 제1 플레이트(15)를 포함할 수 있다.
제1 플레이트(15)는 기판(S)을 부양시키거나 흡착할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 플레이트(15)의 표면에는 가스 공급원 및 진공원과 연결되는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다. 가스 공급원으로부터 제1 플레이트(15)의 복수의 슬롯으로 가스가 공급되는 경우, 기판(S)이 제1 플레이트(15)로부터 부양될 수 있다. 또한, 진공원에 의해 형성된 부압에 의해 제1 플레이트(15)의 복수의 슬롯을 통하여 가스가 흡입되는 경우, 기판(S)이 제1 플레이트(15)에 흡착될 수 있다.
기판(S)이 제1 플레이트(15)로부터 부양된 상태에서 기판(S)은 제1 플레이트(15)와 마찰 없이 이동될 수 있다. 그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 스크라이빙 라인이 형성되는 과정에서, 기판(S)은 제1 플레이트(15)에 흡착되어 고정될 수 있다.
예를 들면, 지지 스테이지(11)는 X축 방향으로 서로 이격된 복수의 벨트로 구성될 수 있다. 다른 예로서, 지지 스테이지(11)은 기판(S)의 전체 면적 이상의 면적을 갖는 하나의 벨트로 구성될 수 있다. 지지 스테이지(11)가 벨트로 이루어지는 경우, 지지 스테이지(11)는 복수의 풀리(111)에 의해 지지되며, 복수의 풀리(111) 중 적어도 하나는 지지 스테이지(11)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 풀리일 수 있다.
지지바(13)와 제1 가이드 레일(14) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 후행단을 파지한 상태에서 지지바(13)가 직선 이동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)이 Y축 방향으로 이송될 수 있다. 이때, 지지 스테이지(11)는 클램프 모듈(12)의 이동과 동기화되어 이동하면서 기판(S)을 안정적으로 지지할 수 있다.
클램프 모듈(12)은 기판(S)의 후행단을 가압하여 유지할 수 있다. 다른 예로서, 클램프 모듈(12)은 진공원과 연결된 진공홀을 구비하여 기판(S)을 흡착하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 클램프 모듈(12)은 지지바(13)와 연결되는 클램프 몸체(121)와, 클램프 몸체(121)에 구비되어 기판(S)을 파지하는 한 쌍의 클램프 부재(122)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 클램프 부재(122)가 기판(S)을 사이에 두고 서로 인접하게 이동되는 것에 의해 기판(S)의 더미 부분이 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지될 수 있다.
복수의 클램프 모듈(12)이 지지바(13)를 따라 X축 방향으로 배치될 수 있다. 클램프 모듈(12)은 지지바(13)를 따라 연장된 가이드(18)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해, 클램프 모듈(12)와 가이드(18) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 클램프 모듈(12)이 직선 이동 기구에 의해 X축 방향으로 이동됨에 따라 복수의 클램프 모듈(12) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 따라서, 복수의 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 폭에 적절하게 대응하게 배치되어 기판(S)을 안정적으로 파지할 수 있다.
클램프 모듈(12)과 지지바(13) 사이에는 클램프 모듈(12)을 Z축 방향으로 이동시키는 승강 모듈(19)이 구비될 수 있다. 승강 모듈(19)로는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다. 기판(S)이 지지 스테이지(11)로 반입되거나 지지 스테이지(11)로부터 반출될 때, 클램프 모듈(12)이 승강 모듈(19)에 의해 상승되며, 이에 따라, 클램프 모듈(12)과 기판(S) 사이의 간섭이 방지될 수 있다.
또한, 승강 모듈(19)은 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격에 따라 클램프 모듈(12)을 상승시키거나 하강시킬 수 있으며, 이에 따라, 지지 스테이지(11)의 평탄도에 따라 기판(S)이 승하강할 수 있다.
클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 측정하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는 간격 측정 유닛(40)을 포함할 수 있다. 그리고, 제어 유닛(90)은 간격 측정 유닛(40)에 의해 측정된 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 기준으로 승강 모듈(19)을 제어하여 클램프 모듈(12)이 상승되거나 하강되도록 한다.
간격 측정 유닛(40)은 클램프 모듈(12)에 구비될 수 있다. 구체적으로, 간격 측정 유닛(40)은 클램프 모듈(12)의 클램프 몸체(121)에 구비될 수 있다. 간격 측정 유닛(40)이 기판(S)을 파지하는 한 쌍의 클램프 부재(122)에 인접한 클램프 몸체(121)에 구비되므로, 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
다만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 측정할 수 있다면, 간격 측정 유닛(40)의 설치 위치는 한정되지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 간격 측정 유닛(40)은, 클램프 모듈(12)에 설치되어 클램프 모듈(12)와 함께 지지 스테이지(11)의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 요철 검출 헤드(41)와, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 지지 스테이지(11)를 향하는 방향 또는 지지 스테이지(11)로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 요철 검출 헤드(41)에 설치되는 요철 검출 부재(42)와, 요철 검출 부재(42)의 Z축 방향으로의 위치를 검출하는 위치 검출기(43)를 포함하여 구성될 수 있다.
클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 측정하기 위해, 요철 검출 부재(42)는 지지 스테이지(11) 표면에 접촉된 상태로 유지된다. 요철 검출 부재(42)는 요철 검출 헤드(61)가 이동될 때 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 요철 검출 부재(42)가 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있도록, 요철 검출 부재(42)는 요철 검출 헤드(41)에 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다.
요철 검출 부재(42)가 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있도록, 요철 검출 부재(42)에는 스프링과 같은 탄성 부재가 연결될 수 있다. 탄성 부재에 의해 요철 검출 부재(42)가 지지 스테이지(11)의 표면에 밀착될 수 있다.
지지 스테이지(11)의 표면과 접촉하는 요철 검출 부재(42)의 단부에는 볼 또는 롤러와 같은 마찰 저감 부재(421)가 구비되는 것이 바람직하다. 마찰 저감 부재(421)는 지지 스테이지(11)의 표면에 접촉된 상태에서 구름 운동을 할 수 있다. 다른 예로서, 마찰 저감 부재(421)는 연질의 플라스틱, 수지 등으로 이루어질 수 있다.
위치 검출기(43)는 제어 유닛(90)과 연결되어, 위치 측정기(43) 의해 측정된 요철 검출 부재(42)의 위치 및 변위에 관한 정보가 제어 유닛(90)으로 전달될 수 있다.
위치 검출기(43)는, 요철 검출 부재(42)에 부착되는 기준 부재(431)와, 요철 검출 헤드(41)에 구비되며 기준 부재(431)에 대면하게 배치되어 기준 부재(431)와의 상대 변위를 감지하는 감지 부재(432)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 기준 부재(431)가 요철 검출 헤드(41)에 구비될 수 있고, 감지 부재(432)가 요철 검출 부재(42)에 부착될 수 있다. 이러한 위치 검출기(43)는 기준 부재(431)와 감지 부재(432)의 상호 작용을 이용하여 요철 검출 부재(42)의 위치 및 변위를 측정한다.
일 예로서, 기준 부재(431)는 소정의 눈금을 가지는 스케일로 구성될 수 있고, 감지 부재(432)는 스케일을 촬상하는 카메라로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 감지 부재(432)에 의하여 촬상된 스케일의 이미지를 기준으로 기준 부재(431)와 감지 부재(432) 사이의 상대 위치를 검출하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 요철 검출 부재(42)의 위치를 검출할 수 있다.
다른 예로서, 기준 부재(431)는 위치에 따라 반사 각도가 달라지는 반사면으로 구성될 수 있고, 감지 부재(432)는 반사면을 향하여 광을 발광하는 발광 센서와 반사면에서 반사되는 광을 수광하는 수광 센서로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 반사면에서 반사되는 광의 반사 각도를 측정하는 것에 의해, 기준 부재(431)와 감지 부재(432) 사이의 상대 위치를 검출하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 요철 검출 부재(42)의 위치를 검출할 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 요철 검출 부재(42)의 단부가 지지 스테이지(11) 표면에 접촉된 상태에서, 요철 검출 헤드(41)가 지지 스테이지(11) 표면을 따라 이동하면, 요철 검출 부재(42)가 지지 스테이지(11) 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동된다.
요철 검출 부재(42)의 이동에 따라, 기준 부재(431)과 감지 부재(432) 사이의 상대 위치가 변하게 되며, 이러한 상대 위치의 변화를 기준으로 요철 검출 부재(42)의 변위가 측정될 수 있다.
이러한 요철 검출 부재(42)의 변위는 지지 스테이지(11)의 표면의 요철의 크기를 의미한다. 따라서, 제어 유닛(90)은 요철 검출 부재(42)의 변위를 기준으로 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출할 수 있다.
지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출하는 과정은 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 후행단을 파지하여 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 과정 이전에 수행될 수 있다. 다른 예로서, 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 후행단을 파지하여 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 과정 중에, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출한 다음 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 클램프 모듈(12)을 상승시키거나 하강시켜 기판(S)의 Z축 방향 위치를 조절하는 과정이 동시에 수행될 수 있다.
제어 유닛(90)은 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 승강 모듈(19)을 제어하여, 클램프 모듈(12)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 대응하여 승강되도록 한다. 이에 따라, 클램프 모듈(12)에 의해 파지된 기판(S)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 상승하거나 하강할 수 있다.
클램프 모듈(12)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 상승하거나 하강할 수 있으므로, 기판(S)의 위치가 지지 스테이지(11)의 요철에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 의한 기판(S)의 휘어짐 및 처짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 간격 측정 유닛(40)의 다른 예로서, 간격 측정 유닛(40)은, 클램프 모듈(12)에 설치되어 클램프 모듈(12)와 함께 지지 스테이지(11)의 표면을 따라 이동하는 요철 검출 헤드(44)와, 요철 검출 헤드(44)에 구비되어 지지 스테이지(11)로부터의 거리를 검출하는 거리 검출기(45)를 포함할 수 있다.
거리 검출기(45)는 요철 검출 헤드(44)가 이동될 때 지지 스테이지(11)로부터의 거리를 실시간으로 측정하고, 지지 스테이지(11)로부터의 거리의 변화로부터 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 측정할 수 있다.
거리 검출기(45)는 지지 스테이지(11)의 표면을 향하여 광을 방출하는 발광부(451)와, 발광부(451)로부터 소정의 간격으로 이격되게 배치되어 지지 스테이지(11)에 의해 반사된 광을 수광하는 수광부(452)로 구성된다. 이러한 거리 검출기(45)는 발광부(451)에서 발광된 후 지지 스테이지(11)에서 반사된 광의 결상 위치에 따른 전기 신호를 제어 유닛(90)으로 출력하여 지지 스테이지(11)로부터의 거리를 검출한다.
이와 같은 구성에 따르면, 요철 검출 헤드(44)가 지지 스테이지(11)의 표면을 따라 이동하면, 거리 검출기(45)가 지지 스테이지(11)로부터의 거리를 측정한다. 따라서, 제어 유닛(90)은 거리 검출기(45)에 의해 측정된 지지 스테이지(11)로부터의 거리를 기준으로 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출할 수 있다.
지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출하는 과정은 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 후행단을 파지하여 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 과정 이전에 수행될 수 있다. 다른 예로서, 클램프 모듈(12)이 기판(S)의 후행단을 파지하여 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 과정 중에, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출한 다음 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 클램프 모듈(12)을 상승시키거나 하강시켜 기판(S)의 Z축 방향 위치를 조절하는 과정이 동시에 수행될 수 있다.
제어 유닛(90)은 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 승강 모듈(19)을 제어하여, 클램프 모듈(12)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 대응하여 승강되도록 한다. 이에 따라, 클램프 모듈(12)에 의해 파지된 기판(S)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 상승하거나 하강할 수 있다.
클램프 모듈(12)이 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 따라 상승하거나 하강할 수 있으므로, 기판(S)의 위치가 지지 스테이지(11)의 요철에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 의한 기판(S)의 휘어짐 및 처짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.
한편, 제2 이송 유닛(20)은, 스크라이빙 유닛(30)에 인접하게 배치되어 흡착 기판(S)을 부양시키거나 흡착하여 지지하는 제2 플레이트(25)와, 제2 플레이트(25)에 인접하게 배치되는 이송 벨트(21)와, 제2 플레이트(25) 및 이송 벨트(21)를 Y축 방향으로 왕복으로 이동시키는 이동 장치(26)를 포함할 수 있다. 이동 장치(26)는 Y축 방향으로 연장되는 제2 가이드 레일(24)을 따라 제2 플레이트(25) 및 이송 벨트(21)를 Y축 방향으로 왕복으로 이동시키는 역할을 한다. 이동 장치(26)로는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다.
제2 플레이트(25)와 이송 벨트(21)는 함께 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 제2 플레이트(25)와 이송 벨트(21)는 기판(S)이 이송되는 방향과 평행한 방향(Y축 방향)으로 함께 이동 가능하게 구성될 수 있다.
스크라이빙 유닛(30)에 의해 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성될 때, 제2 플레이트(25)는 제1 플레이트(15)를 향하여 이동되며, 제1 플레이트(15)와 제2 플레이트(25) 사이에 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 위치될 수 있다. 스크라이빙 유닛(30)에 의해 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성될 때, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)를 향하여 이동되므로, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 안정적으로 지지될 수 있다.
이송 벨트(21)는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 이송 벨트(21)는 X축 방향으로 서로 이격될 수 있다. 각 이송 벨트(21)는 복수의 풀리(211)에 의해 지지되며, 복수의 풀리(211) 중 적어도 하나는 이송 벨트(21)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 풀리일 수 있다.
제2 플레이트(25)는 기판(S)을 부양시키거나 흡착할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 플레이트(25)의 표면에는 가스 공급원 및 진공원과 연결되는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다. 가스 공급원으로부터 제2 플레이트(25)의 복수의 슬롯으로 가스가 공급되는 경우, 기판(S)이 제2 플레이트(25)로부터 부양될 수 있다. 또한, 진공원에 의해 형성된 부압에 의해 제2 플레이트(25)의 복수의 슬롯을 통하여 가스가 흡입되는 경우, 기판(S)이 제2 플레이트(25)에 흡착될 수 있다.
기판(S)이 제2 플레이트(25)로 이송되는 과정에서, 제2 플레이트(25)의 슬롯으로 가스가 공급되며, 이에 따라, 기판(S)이 제2 플레이트(25)와 마찰 없이 이동될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 스크라이빙 라인이 형성되는 과정에서, 흡착 기판(S)은 제2 플레이트(25)에 흡착되어 고정될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성된 이후에, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)에 흡착된 상태에서, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)로부터 멀어지게 이동됨에 따라, 기판(S)이 스크라이빙 라인을 기준으로 분할될 수 있다.
한편, 기판(S)이 제2 플레이트(25)로부터 후속 공정으로 이동하는 과정에서, 제2 플레이트(25)의 슬롯으로 가스가 공급되며, 이에 따라, 기판(S)은 제2 플레이트(25)와 마찰 없이 이동될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 지지 스테이지(11)로 반입되기 이전에, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출하는 과정이 수행될 수 있다. 이를 위해, 지지바(13)의 Y축 방향으로의 이동에 의해 클램프 모듈(12)과 간격 측정 유닛(40)이 지지 스테이지(11)의 표면을 따라 이동될 수 있다. 이러한 과정에서, 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격이 측정될 수 있다. 그리고, 제어 유닛(90)은 클램프 모듈(12)과 지지 스테이지(11) 사이의 간격을 기준으로 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출할 수 있다.
한편, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출하기 위해, 클램프 모듈(12) 및 간격 측정 유닛(40)이 지지바(13)를 따라 X축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철을 검출하는 과정 이후, 클램프 모듈(12) 및 간격 측정 유닛(40)이 지지바(13)를 따라 X축 방향으로 이동하여, 기판(S)의 이송을 간섭하지 않는 위치로 이동될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 제1 이송 유닛(10)에 의해 스크라이빙 유닛(30)으로 이송된다. 이때, 기판(S)은 제1 플레이트(15)로부터 분사되는 가스에 의해 제1 플레이트(15)로부터 부양될 수 있다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(15)가 고정된 상태에서 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)를 향하여 Y축 방향으로 이동한다. 이에 따라, 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 사이의 간격이 줄어들게 되어, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 안정적으로 지지될 수 있다.
그리고, 기판(S)이 스크라이빙 유닛(30)을 향하여 이송된다. 이때, 기판(S)은 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)로 공급되는 가스에 의해 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)로부터 부양될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 상에 위치되면 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)에 흡착된다. 이때, 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 각각 접촉된 후, X축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)에 X축 절단 라인이 형성된다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(S)에 X축 절단 라인이 형성된 후, 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)으로 이격되게 이동된다. 그리고, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 흡착된 상태에서, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)로부터 멀어지게 이동되면, 기판(S)이 X축 절단 라인을 따라 분할된다.
그리고, X축 절단 라인을 따라 분할된 기판(S)은 이송 벨트(21)에 의해 후속 공정으로 전달될 수 있다.
한편, 기판(S)을 절단하는 공정에서, 기판(S)의 후행단을 파지한 클램프 모듈(12)은 미리 측정되거나 실시간으로 측정되는 지지 스테이지(11)의 요철에 따라 승강 모듈(19)에 의해 상승되거나 하강된다. 이에 따라, 클램프 모듈(12)에 파지된 기판(S)의 위치가 지지 스테이지(11)의 요철에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 지지 스테이지(11)의 표면의 요철에 의한 기판(S)의 휘어짐 및 처짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 제1 이송 유닛
20: 제2 이송 유닛
30: 스크라이빙 유닛
40: 간격 측정 유닛
90: 제어 유닛

Claims (10)

  1. 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛;
    상기 기판을 파지하는 클램프 모듈과, 상기 기판을 지지하는 지지 스테이지와, 상기 클램프 모듈을 상기 지지 스테이지에 인접하거나 이격되는 방향으로 이동시키는 승강 모듈을 구비하며, 상기 기판을 스크라이빙 유닛으로 이송하는 이송 유닛;
    상기 클램프 모듈과 상기 지지 스테이지의 간격을 측정하는 간격 측정 유닛; 및
    상기 간격 측정 유닛에 의해 측정된 상기 클램프 모듈과 상기 지지 스테이지 사이의 간격을 기준으로 상기 지지 스테이지의 요철을 검출하고, 상기 지지 스테이지의 요철에 따라 상기 승강 모듈을 제어하여 상기 클램프 모듈을 상기 지지 스테이지에 인접하거나 이격되는 방향으로 이동시키는 제어 유닛을 포함하는 기판 절단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 클램프 모듈이 복수로 구비되는 지지바를 포함하고,
    상기 복수의 클램프 모듈은 상기 지지바에 상기 지지바의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 복수의 클램프 모듈 사이의 간격이 조절 가능한 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 클램프 모듈은, 상기 지지바에 연결되는 클램프 몸체와 상기 클램프 몸체에 구비되며 상기 기판을 파지하는 한 쌍의 클램프 부재를 포함하고,
    상기 간격 측정 유닛은 상기 클램프 몸체에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 승강 모듈은 상기 클램프 모듈과 상기 지지바 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 간격 측정 유닛은,
    상기 클램프 모듈과 함께 상기 지지 스테이지의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 요철 검출 헤드;
    상기 요철 검출 헤드에 설치되며, 상기 지지 스테이지의 표면과 접촉하여 상기 지지 스테이지의 표면의 요철에 따라 상기 지지 스테이지를 향하는 방향 또는 상기 지지 스테이지로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능한 요철 검출 부재; 및
    상기 요철 검출 부재의 위치를 검출하는 위치 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 요철 검출 부재에는 탄성 부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지 스테이지의 표면과 접촉하는 상기 요철 검출 부재의 부분에는 마찰 저감 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 위치 검출기는,
    상기 요철 검출 헤드 및 상기 요철 검출 부재 중 어느 하나에 구비되는 기준 부재; 및
    상기 요철 검출 헤드 및 상기 요철 검출 부재 중 다른 하나에 구비되어 상기 기준 부재와의 상대 변위를 감지하는 감지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 간격 측정 유닛은,
    상기 클램프 모듈과 함께 상기 지지 스테이지의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 요철 검출 헤드;
    상기 요철 검출 헤드에 구비되어 상기 지지 스테이지로부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 포함하고,
    상기 거리 검출기는 상기 지지 스테이지를 향하여 광을 방출하는 발광부와, 상기 발광부로부터 소정의 간격으로 이격되게 배치되어 상기 지지 스테이지에 의해 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 스테이지는, 서로 이격되게 설치되어 상기 기판을 지지하는 복수의 벨트로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
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