KR102235765B1 - 정전척 조립체 및 정전척 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 기판을 감지하는 기판 감지부와 기판 감지부로 전원을 공급하기위해 전원장치와 연결된 신호라인이 정전척에 매립되게 형성된 정전척 조립체 및 정전척 제조방법을 개시한다. 이에 종래와 비교하여 캐리어 본체의 강성을 향상시킬 수 있으며, 변형을 방지하며 캐리어 본체의 전극과 간섭을 방지할 수 있는 정전척 상에 설치된 기판을 감지하는 기판 감지부와, 기판 감지부로 전원을 공급하는 신호라인을 정전척에 매립되게 제공할 수 있게 된다.

Description

정전척 조립체 및 정전척 제조방법{Electrostatic Chuck and manufacturing process for Electrostatic Chuck}
본 실시예는 정전척 조립체 및 정전척 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정전척이 설치되는 캐리어 바디의 배선을 단순화할 수 있는 정전척 조립체 및 정전척 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판이라 함은 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글라스(glass) 등을 가리킨다.
평판표시소자(FPD)로서의 기판과, 반도체용 웨이퍼로서의 기판은 상호간 재질적인 면이나, 용도 등에서 차이가 있지만, 기판들에 대한 일련의 처리 공정, 예를 들어 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 공정은 실질적으로 매우 흡사하며, 이 공정들이 순차적으로 진행됨으로써 기판이 제조된다.
평판표시소자(FPD) 중에서 근래에 들어 각광받고 있는 OLED는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목 받고 있다. 이러한 OLED는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있다. 여기서 유기막들은 최소한의 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
OLED는 유기막 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기발광소자와 저분자 유기발광소자로 나누어질 수 있다. 풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 대형 OLED를 제작하는 방식으로는 마스크를 이용한 직접 패터닝 방식과 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 있다.
한편, 마스크 방식을 적용하여 대형 OLED를 제작을 위하여 챔버 내에 기판과 패터닝(patterning)된 마스크를 수평으로 배치시킨 후에 증착하는 이른바 수평식 상향 증착 공법이 적용될 수 있다. 이러한 수평식 상향 증착 공법은 기판을 챔버에서 이동시키는 캐리어 바디 바닥면에 대해 수평으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인시킨 후 합착시키고 수평 상태에서 대형 기판에 유기물을 증착시키는 방법이다.
현재 OLED가 대형화됨에 따라 마스크가 점점 대형화 및 고중량화되고 있으며, 이 경우 중력 방향으로 기판이나 마스크의 처짐이 발생할 수 있고, 기판에 대해 마스크를 밀착시키는 위해 많은 고려가 필요할 수 있다.
한편, 캐리어 바디의 바닥면에 대해 수평 방향으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인시킨 후 합착시키고, 이어서 캐리어 바디를 회전시켜 수직 방향으로 세운 후 유기물을 증착하는 수직형 증착 시스템이 고려될 수 있다.
이와 같이, 기판을 챔버 내에 설치하기 위해 정전척을 사용한다. 정전척이란, 반도체 기판이나 유리 기판 등을 흡착시키는 금속 기반(Metal Base)의 상면에 적층해서 형성된 흡착 전극에 소정의 전압을 인가하여 표면에 전하나 전계가 형성되게 하는 구조이다. 이와 같이 정전척의 표면에 형성된 전기적인 힘은 기판을 정전척 상면에 흡착되게 한다.
기판을 정전척에 유지시킬 때 파티클 등의 이물이 개재되거나 애초에 기판이 완전히 평탄화되어 있지 않은 경우 기판 일부가 정상적으로 흡착되지 않은 경우도 있다. 또한, 정전척이 구비하는 흡착전극의 일부가 단선되거나 흡착전극을 덮는 절연층 또는 유전체층의 일부가 손상되어 기판의 흡착 불량을 발생시키기도 한다.
기판의 정상적인 흡착 여부를 확인하거나, 기판 이동 중 기판의 깨짐, 슬립 등의 문제 발생 시 이를 모니터링 하기 위해 기판 감지 센서를 마련한다. 기판 감지 센서는 정전척이 설치되는 캐리어 바디 하부에 마련될 수 있다. 또한 기판 감지 센서는 캐리어 바디에 설치되어 정전척으로 전원을 공급하는 전원장치로부터 전원을 공급받을 수 있다.
이를 위해 기판 감지 센서와 전원장치는 케이블로 연결되어 있다. 케이블은 캐리어 바디 표면을 깎아 설치되는 그루부(Groove) 공법으로 캐리어 바디에 설치될 수 있다.
기판 감지 센서와 전원장치를 케이블로 연결하는 경우 캐리어 바디에 설치된 주변 전극과 케이블과의 간섭을 방지하기 위해 많은 고려가 필요할 수 있다. 더욱이, 수직형 증착 시스템의 경우 캐리어 바디의 두께가 상대적으로 얇게 이루어질 수 있는데 캐리어 바디 표면을 깎을 경우 캐리어 바디의 강성이 낮아질 수 있다.
본 실시예의 목적은, 정전척에서 기판의 흡착여부를 확인하는 센서의 설치 구조가 단순화할 수 있는 정전척 조립체 및 정전척 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 실시예의 목적은, 정전척 제조의 작업 효율성 및 생산성이 향상되는 정적척 구조 및 정전척 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 정전기력을 발생하여 기판을 합착하는 정전척, 상기 정전척에 전원을 공급하는 전원장치, 상기 정전척 및 상기 전원장치가 설치되는 캐리어 본체, 상기 정전척에 대해 상기 기판의 흡착 여부를 감지하는 1개 이상의 기판감지부 및 상기 전원장치로부터 상기 기판 감지부로 전원을 공급하기 위해 상기 전원장치와 상기 기판 감지부를 연결하는 신호라인을 포함하고, 상기 신호라인은 상기 정전척에 매립되어 형성되어 달성된다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서 기판 감지부는 신호라인과 함께 정전척에 매립되어 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 일 단은 상기 기판 감지부와 연결되고, 타 단은 상기 연결단자와 결합되어 상기 기판 감지부와 상기 신호라인을 전기적으로 연결하는 플러그를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 정전척은, 상기 정전척 가장자리 면에 형성되고, 상기 정전척 내면을 향해 침강되게 형성된 플러그 결합부를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 연결단자는 상기 캐리어 본체에 상기 정전척 설치 시, 상기 캐리어 본체 내면과 접하는 정전척의 일 측면에 형성된다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 캐리어 본체 내면에 형성되며, 상기 캐리어 본체에 상기 정전척 설치 시, 상기 연결단자와 접하며 전기적으로 연결되는 접촉단자를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 전정척은, 금속 재질의 베이스 부재와, 상기 베이스 부재 상에 형성된 하부 유전체층과, 상기 하부 유전체층 상에 증착 형성된 전극층과, 상기 전극층과 동일 선상에 형성되는 상기 신호라인과, 상기 전극층 및 상기 신호라인을 포함하도록 상기 전극층 및 상기 신호라인 상에 형성된 상부 유전체층을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 정전척은, 금속 재질의 베이스 부재와, 상기 베이스 부재 상에 형성된 하부 유전체층과, 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상기 신호라인과, 상기 신호라인을 포함하도록 상기 신호라인 상에 형성된 제1 상부 유전체층과, 상기 제1 상부 유전체층 상에 증착 형성된 전극층과, 상기 전극층을 포함하도록 상기 전극층 상에 형성된 제2 상부 유전체층을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 조립체에서, 상기 전원장치는 상기 정전척 및 상기 기판 감지부에 전원을 공급하는 충전 배터리를 포함한다.
또한 상기 목적은, 합착된 기판을 감지하는 기판 감지부의 신호라인을 정전척에 매립하기 정전척을 제조하기 위한 정전척 제조방법으로서, 금속 재질의 베이스 부재 상에 하부 유전체층을 형성하는 단계, 상기 하부 유전체층 상에 전극층 및 상기 전극층과 동일 선상에 상기 정전척에 안착되는 기판의 흡착 여부를 감지하는 복수의 기판 감지부로 전원을 공급하는 전원장치와 상기 기판 감지부를 전기적으로 연결하는 신호라인을 증착하여 형성하는 단계 및 내부에 상기 전극층 및 상기 신호라인이 포함되도록 상기 전극층 및 상기 신호라인 상에 상부 유전체층을 형성하는 단계에 의해 달성된다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 제조방법에서, 상기 상부 유전체층을 형성하는 단계 이후에, 적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자를 형성하는 단계를 포함한다.
또한 상기 목적은, 합착된 기판을 감지하는 기판 감지부의 신호라인을 정전척에 매립하기 정전척을 제조하기 위한 정전척 제조방법으로서, 캐리어 본체 상에 설치되는 정전척을 제조하기 위한 정전척 제조방법으로서, 금속 재질의 베이스 부재 상에 하부 유전체층을 형성하는 단계, 상기 하부 유전체층 상에 상기 정전척에 안착되는 기판의 흡착 여부를 감지하는 복수의 기판 감지부로 전원을 공급하는 전원장치와 상기 기판 감지부를 전기적으로 연결하는 신호라인을 증착하여 형성하는 단계, 내부에 상기 신호라인이 포함되도록 상기 신호라인 상에 제1 상부 유전체층을 형성하는 단계, 상기 제1 상부 유전체층 상에 전극층을 증착하여 형성하는 단계 및 내부에 상기 전극층이 포함되도록 상기 전극층 상에 제2 상부 유전체층을 형성하는 단계에 의해 달성된다.
또한, 본 실시예에 따른 정전척 제조방법에서, 상기 제2 상부 유전체층을 형성하는 단계 이후에, 적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자를 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 의하면, 정전척 상에 밀착되는 기판의 밀착 여부와 정위치에 위치하였는지 여부를 감지할 수 있다.
또한, 기판을 감지하는 기판 감지부와, 기판 감지부로 전원을 공급하는 전원장치를 연결하는 신호라인을 정전척 내부에 형성할 수 있다. 이로 인해, 전원장치와 기판 감지부를 연결하는 케이블을 캐리어 본체에 형성하는 후 공정 없이 전원장치와 기판 감지부를 연결할 수 있게 된다.
특히, 신호라인을 캐리어 본체에 형성하지 않아도 되므로 캐리어 본체의 두께가 얇아져도 전원장치와 기판 감지부를 전기적으로 연결함과 동시에, 캐리어 본체의 강성에 영향을 주지 않게 될 수 있다.
또한, 신호라인이 캐리어 본체에 형성되지 않으므로, 캐리어 본체에 형성된 전극과 신호라인과의 간섭을 최소화할 수 있으며, 나아가 정전척 조립체를 단순화할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판의 흡착 여부를 센싱하는 기판 감지부의 신호라인이 매립된 정전척 및 정전척이 설치된 캐리어 본체를 도시한 평면도.
도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 정전척의 단면을 도시한 단면도.
도 3은 본 실시예의 다른 실시예에 따른 정전척의 단면을 도시한 단면도.
도 4는 도 1의 A 영역을 확대 도시하여 기판 감지부의 연결단자의 일 실시예 및 연결단자에 결합되는 플러그를 도시한 일부 평면도.
도 5는 도 1의 B 영역을 확대 도시하여 기판 감지부의 연결단자의 다른 실시예를 도시한 일부 평면도.
도 6은 기판 감지부의 기판 감지가 이루어지도록 기판을 향해 홀이 형성된 실시예를 도시한 정전척의 측면도.
도 7은 본 실시예의 일 실시예에 따른 정전척 제조방법을 도시한 순서도.
도 8은 본 실시예의 다른 실시예에 따른 정전척 제조방법을 도시한 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 기판의 흡착 여부를 센싱하는 기판 감지부의 신호라인이 매립된 정전척 및 정전척이 설치된 캐리어 본체를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 실시예의 일 실시예에 따른 정전척의 단면을 도시한 단면도이다.
우선 도 1을 참고하면, 본 실시예의 정전척 조립체는 정전기력을 발생하여 기판(S_도 4 참고)을 합착시키는 정전척(20), 상면에 정전척(20)에 전원을 공급하는 전원장치(12), 정전척(20) 및 전원장치(12)가 설치되는 캐리어 본체(10), 정전척(20)에 대해 기판의 흡착 여부를 감지하는 1개 이상의 기판 감지부(30), 전원장치(12)로부터 기판 감지부(30)로 전원을 공급하기 위해 전원장치(12)와 기판 감지부(30)를 연결하는 신호라인(35)을 포함한다.
이러한 정전척 조립체가 사용되는 기판처리장치는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치, 스퍼터링 장치, 이온주입 장치, 에칭 장치, 증발증착장치 등 기판에 대한 처리를 수행하는 장치이면 모두 가능하다.
바람직하게 본 실시예에 따른 정전척(20)은 대기압에 비하여 매우 낮은 압력에서 공정이 수행되는 장치에 사용된다. 또한, 본 실시예에 따른 정전척(20)은 펄스 신호가 +, - 교대로 나타나는 바이폴라(Bipolar)로 구성된 전극층을 포함하는 예를 들어 설명하기로 한다.
더불어, 본 실시예에 따른 정전척(20)은 OLED 기판과 같은 제조장치로서 증발원에서 증발되는 증착물질에 의하여 기판에 증착막을 형성하는 증발증착장치에 사용됨이 바람직하다.
더욱이, 본 실시예에 따른 정전척(20)은 기판을 흡착 고정하기 위한 정전기력을 발생시키는 구성요소로서 다양한 형상으로 구상이 가능하다. 이러한 정전척(20)은 캐리어 본체(10) 상에 형성되며, 내부에 DC 전원이 인가되는 전극층이 형성된 유전체층을 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면 본 실시예에 따른 정전척(20)에는 기판 감지부(30)와 전원장치(12)를 연결하는 신호라인(35)이 매립될 수 있다. 상세하게, 금속 재질의 베이스 부재(21)와, 베이스 부재(21) 상에 형성된 하부 유전체층(23)과, 하부 유전체층(23) 상에 증착 형성된 전극층(25)과, 전극층(25)과 동일 선상에 형성되는 신호라인(35)과, 전극층(25) 및 신호라인(35)을 포함하도록 전극층(25) 및 신호라인(35) 상에 형성된 상부 유전체층(27)을 포함할 수 있다.
전극층(25)은 상부 유전체층(27) 내부에 텅스텐 등의 재질로 형성되고, DC 전원과 전기적으로 연결되어 정전기력을 발생시키는 구성요소로 작용한다. 이러한 전극층(25)은 플라즈마 용사법, 실크스크린 등을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 전극층(25)은 기판의 흡착 방식에 따라 하나 이상 형성될 수 있다.
상부 및 하부 유전체층(23, 27)은 전극층(25)에 전원이 인가되어 생성된 정전기력을 발생시킬 수 있는 유전율을 가진 구성요소이다. 이러한 상부 및 하부 유전체층(23, 27)은 세라믹 재질로부터 플라즈마 용사 등의 다양한 방법 중 하나로 형성될 수 있다.
캐리어 본체(10)는 정전척(20)의 가장자리에 마련될 수 있다. 이러한, 캐리어 본체(10)는 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에서 기판을 흡착, 고정한 상태에서 기판을 이송시킬 수 있는 구성이다.
더욱이, 캐리어 본체(10)는 알루미늄, SUS 등의 금속 재질로 이루어져 기계적 강성을 확보할 수 있지만 사용 조건에 따라 재질 및 구조 등은 다양하게 변경되어 구성될 수 있다.
또한, 캐리어 본체(10)에는 정전척(20)으로 전원을 공급하는 전원장치(12)가 설치되어 있다. 전원장치(12)는 충전 배터리일 수 있다. 이때, 전원장치(12)와 정전척(20) 사이에는 정전척 측 전원장치 연결도선(22)이 설치될 수 있다. 본 실시예에서 전원장치(120)는 충전 배터리인 예를 들지만 전원장치(12)는 외부 전원과 같이 충전 배터리 이외의 캐리어 본체(10)로 전원을 공급하는 장치 중 어느 하나가 될 수 있다.
한편 기판처리공정 시, 기판이 정전척(20)에 밀착되지 않은 경우 기판 및 정전척(20)의 상면 사이로 파티클이 유입되어 기판의 이면을 오염시켜 기판 처리의 불량을 야기할 수 있다.
이에, 기판의 밀착, 기판 이동 중 기판의 깨짐, 슬립 등의 문제 발생을 모니터링하기 위한 1개 이상의 기판 감지부(30)를 포함한다.
예시적으로 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 기판 감지부(30)는 정전척(20)의 가장자리의 각 모서리에 설치되는 제1 기판 감지부(30A)와 제2 기판 감지부(30B)로 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 기판 감지부(30)가 설치되는 위치 등은 발명의 조건에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 기판 감지부(30)는, 정전척(20)에서 생성된 정전기력에 의해 발생한 열을 감지하는 열센서, 기판의 위치를 측정하는 위치 센서, 레이저 등 다양한 구성 중 어느 하나일 수 있으며, 기판 감지부(30)의 조건에 따라 변경될 수 있다.
특히, 기판 감지부(30)는 정전척(20)의 모서리와 인접한 정전척(20)의 하측에 설치될 수 있다. 즉, 기판이 정전척(20)에 밀착될 때, 기판 감지부(30)가 기판의 모서리 영역을 감지할 수 있게 한다.
이러한 기판 감지부(30)는 전원장치(12)로부터 전원을 공급받는다. 이를 위해 기판 감지부(30)와 전원장치(12)는 신호라인(35)을 통해 연결된다. 이때, 신호라인(35)은 정전척(20)에 매립되어 형성된다. 상세하게, 신호라인(35)은 정전척(20) 제작 과정인 정전척(20)의 전극층(25) 형성 공정에서 전극층(25)과 동일 선상에 위치하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 신호라인(35)을 정전척(20)에 매립되게 형성하므로, 전원장치(12)와 기판 감지부(30)를 연결하는 케이블을 캐리어 본체(10)에 형성하지 않아도 되어 캐리어 본체(10)의 강성을 감소시키지 않는 강점이 있다.
상세하게, 기판 증착 시스템에서 수직형 증착 시스템의 경우 캐리어 본체(10)의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 이로 인해, 캐리어 본체(10)에 기판 감지부(30)와 전원장치(12)를 연결하는 케이블을 형성하게 되면 캐리어 본체(10)의 강성이 감소되기도 한다. 그러나 본 실시예에 따르면, 기판 감지부(30)와 전원장치(12)를 연결하는 신호라인(35)이 정전척(20)에 매립되게 형성함으로써, 캐리어 본체(10)의 강성에 영향을 주지 않는 강점이 있다.
더욱이, 신호라인(35)이 캐리어 본체(10)에 형성되지 않으므로, 캐리어 본체(10)에 형성된 전극과 신호라인(35)과의 간섭을 최소화할 수 있으며, 나아가 정전척 조립체를 단순화할 수 있는 강점이 있다.
또한, 정전척(20) 제작 과정에서 신호라인(35)을 형성함에 따라 기판 감지부(30)와 전원장치(12)가 연결되는 정전척 조립체를 제작하는 제작 시간을 줄여 작업의 생산성이 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 기판 감지부(30)는 정전척(20)의 가장자리에 형성된 예를 들지만, 정전척(20) 내에 신호라인(35)과 함께 매립되어 형성될 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면 신호라인(35)은 전원장치(12)와 연결될 수 있다. 이를 위해 신호라인(35)과 전원장치(12)는 신호라인 측 전원장치 연결도선(32)이 설치될 수 있다.
한편, 도 3은 본 실시예의 다른 실시예에 따른 정전척의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3의 설명에 앞서, 도 3에서 설명되는 도면부호의 중 도 1 및 도 2의 도면 부호와 동일한 경우 동일 구성이라고 가정하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참고하면, 정전척(20)은 금속 재질의 베이스 부재(21), 베이스 부재(21) 상에 형성된 하부 유전체층(23), 하부 유전체층(23) 상에 형성된 신호라인(35), 신호라인(35)을 포함하도록 신호라인(35) 상에 형성된 제1 상부 유전체층(27a), 제1 상부 유전체층(27a) 상에 증착 형성된 전극층(25), 전극층(25)을 포함하도록 전극층(25) 상에 형성된 제2 상부 유전체층(27b)을 포함한다.
즉, 신호라인(35)이 정전척(20)에 매립되되, 제1 상부 유전체층(27a)과 제2 상부 유전체층(27b) 사이에 형성되게 함으로써, 제2 상부 유전체층(27b) 내에 형성된 전극층(25)과 신호라인(35) 사이에 간섭이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
이와 같이 신호라인(35)을 정전척(20) 내부에 형성하게 되므로 신호라인(35)과 기판 감지부(30)를 연결하기 위해서는 별도의 연결구조가 요구된다. 예시적으로 정전척(20)에는 적어도 일부가 외부로 정전척(20) 외부로 노출되고, 정전척(20)에 고정되어 신호라인(35)과 연결되는 연결단자(34)를 포함한다. 이에, 일 단은 기판 감지부(30)와 연결되고, 타 단은 연결단자(34)와 결합되어 기판 감지부(30)와 신호라인(35)을 전기적으로 연결하는 플러그가 마련될 수 있다.
본 실시예에서는 기판 감지부(30)와 신호라인(35)를 연결하는 플러그가 마련된 예를 들지만 다르게는 플러그 없이 기판 감지부(30)와 신호라인(35)이 직접 연결될 수도 있다.
이하 도 4를 참고하여 플러그에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.
도 4는 도 1의 A 영역을 확대 도시하여 기판 감지부의 연결단자의 일 실시예 및 연결단자에 결합되는 플러그를 도시한 일부 평면도이다.
도 4를 참고하면, 정전척(20)에는 연결단자(34)가 설치된다. 연결단자(34)는 일 단은 정전척(20)에 매립된 신호라인(35)과 접하며, 타 단은 정전척(20) 외부로 노출될 수 있다. 연결단자(34)의 일 단이 신호라인(35)과 접한 상태이므로 신호라인(35)으로 전원이 공급되면 연결단자(34)로 전원이 공급될 수 있다.
이러한 연결단자(34)에 결합되는 플러그(40)은 연결단자(34)가 장착되는 플러그 단자(44)를 포함한다. 플러그 단자(44)는 연결단자(34)에는 플러그(40)가 결합되면서 연결단자(34)로 공급되는 전원이 플러그 단자(44)를 통해 플러그(40)으로 공급될 수 있게 한다. 나아가 공급되는 전원은 플러그(40)과 연결된 기판 감지부(30)로 전달될 수 있다. 이러한 구성을 통해 신호라인(35)과 기판 감지부(30)가 연결될 수 있다.
한편, 정전척(20)은 플러그(40)가 결합되는 플러그 결합부(26)를 포함한다. 플러그 결합부(26)는 정전척(20)의 가장자리 면에 형성되고, 정전척(20) 내면을 향해 침강되게 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 플러그 결합부(26)는 정전척(20)의 가장자리에 홈 형상으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 홈 형상의 플러그 결합부(26)에 의해 플러그(40)와 연결단자(34)가 결합된 후에 플러그(40)가 정전척(20) 가장자리에서 돌출되는 것을 최소화하여 정전척(20)의 주변과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 정전척(20)과 플러그(40)가 결합되도록 플러그 결합부(26)가 형성된 예를 들지만 다르게는 플러그 결합부(26) 없이 정전척(20)과 플러그(40)가 연결될 수도 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에서 기판 감지부(30)는 정전척(20)의 가장자리의 각 모서리에 설치되는 제1 기판 감지부(30A)와 제2 기판 감지부(30B)로 구성될 수 있다. 이하 본 실시예의 플러그(40)는 제1 기판 감지부(30A)로 전원을 공급하는 신호라인(35)과 연결되는 예를 들기로 한다.
이와 다르게, 연결단자(34)는 정전척(20)의 일 면에 면단자 형상으로 형성될 수도 있다. 이하 도 5를 참고하여 연결단자의 다른 실시예를 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 B 영역을 확대 도시하여 기판 감지부의 연결단자의 다른 실시예를 도시한 일부 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연결단자(34)는 면단자 형상으로 형성될 수 있으며, 상세하게 캐리어 본체(10)에 정전척(20)이 설치될 때, 캐리어 본체(10) 내면과 접하는 정전척(20)의 일 측면에 형성될 수 있다.
이에 대응하여 캐리어 본체(10)는, 캐리어 본체(10) 내면에 형성되며, 캐리어 본체(10)에 정전척(20)이 설치될 때, 연결단자(34)와 접하며 전기적으로 연결되는 접촉단자(144)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의하여 캐리어 본체(10)에 정전척(20)이 설치될 때, 연결단자(34)와 접촉단자(144)가 접하게 되고, 전원장치(12)에서 공급되는 전원이 연결단자(34) 및 접촉단자(144)를 통해 공급되면서 기판 감지부(30)로 공급될 수 있게 된다.
한편, 설명되는 연결단자(34)와 플러그(40) 및 연결단자(34)와 접촉단자(144)의 구성 및 작용 효과는 조건에 따라 변경될 수 있음은 물론이고, 설명되는 구성에 의해 본 실시예가 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 6은 기판 감지부의 기판 감지가 이루어지도록 기판을 향해 홀이 형성된 실시예를 도시한 정전척의 측면도이다.
도 6의 설명에 앞서, 도 6에서 설명되는 도면부호와 도 1 내지 도 5에서 설명된 도면부호가 동일한 경우 동일 구성이라고 가정하고, 이에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6를 살펴보면, 정전척 조립체의 기판 감지부(30)는 기판(S)이 설치된 정전척(20)의 일 면에 대해 정전척(20)의 타 면인 정전척(20)의 하측에 위치할 수 있다. 상세하게, 캐리어 본체(10)는 정전척(20)의 가장자리 둘레를 감싸며 설치될 수 있다. 이때, 기판 감지부(30)는 정전척(20)의 하측을 지지하는 캐리어 본체(10)의 단부와 인접한 위치에 설치될 수 있다.
특히, 기판 감지부(30)는 기판(S) 모서리에 대향하는 정전척(20)의 하측에 위치할 수 있다. 이로 인하여 정전척(20) 상에 기판(S)이 위치하면 기판(S)의 모서리 영역을 감지하여 정전척(20)과 기판(S)의 밀착 여부 및 기판(S)의 밀착 위치 등을 감지할 수 있게 된다.
이때, 정전척(20)은 기판 감지부(30)의 기판 감지가 이루어지도록 기판(S)을 향해 수직으로 관통하는 관통홀(24)을 포함한다. 바람직하게 기판 감지부(30)는 관통홀(24)와 대향하게 설치될 수 있다. 관통홀(24)에 의하여 기판 감지부(30)가 기판(S)이 정 위치에 위치하는지, 정전척(20)에 밀착되었는지 등의 여부를 용이하게 감지할 수 있게 된다.
이하 도 7 및 도 8을 참고하여 본 구성을 포함하는 정전척 조립체를 제조하는 과정을 살펴보기로 한다.
도 7은 본 실시예의 일 실시예에에 따른 정전척 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 본 실시예의 다른 실시예에 따른 정전척 제조방법을 도시한 순서도이다.
우선 도 7을 살펴보면, 금속 재질의 베이스 부재(21) 상에 하부 유전체층(23)을 형성하고, 하부 유전체층(23) 상에 전극층(25)을 증착하여 형성한다(도 7 (a)).
이때, 전극층(25)은 펄스 신호가 +, - 교대로 나타나도록 형성되어 제조된 바이폴라(Bipolar) 정전척으로 구성될 수 있게 한다. 또한, 전극층(25)은 기판(S)의 흡착 방식에 따라 하나 이상 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 복수개 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
전극층(25)을 증착할 때, 정전척(20)에 안착되는 기판(S)을 감지하는 복수의 기판 감지부(30)와 연결되는 신호라인(35)을 형성한다(도 7 (b)). 즉, 신호라인(35)은 전극층(25)과 동일 선상에 형성될 수 있다. 이로 인하여 캐리어 본체(10)에 전원장치(12)와 기판 감지부(30)를 연결하는 케이블을 형성하는 후 공정 없이 기판 감지부(30)와 전원장치(12)를 연결할 수 있게 된다.
특히, 기판 감지부(30)와 전원장치(12)가 연결되는 정전척 조립체를 제작하는 제작 시간을 줄여 작업의 생산성 및 효율성이 향상될 수 있게 된다.
더욱이, 일반적으로 신호라인은 캐리어 본체(10) 표면을 깎아 형성된 홈 내부에 형성된다. 그런데, 본 실시예에서 신호라인(35)을 정전척(20) 내부에 형성하므로 캐리어 본체(10) 표면을 깎아 캐리어 본체(10)의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 캐리어 본체(10)에 형성된 전극과 신호라인(35)의 간섭을 방지할 뿐 아니라, 정전척 조립체의 단순화가 이루어질 수 있다.
한편, 기판 감지부(30)는, 정전척(20)에 설치되는 기판(S)의 밀착 여부, 기판(S)의 정위치 설치 여부 등을 감지하는 구성이다. 이러한 기판 감지부(30)는 정전척(20)에서 생성된 정전기력에 의해 발생한 열을 감지하는 열센서, 기판의 위치를 측정하는 위치 센서, 레이저 등 다양한 구성 중 어느 하나일 수 있으며, 기판 감지부(30)는 조건에 따라 변경될 수 있다.
이러한 기판 감지부(30)는 전원장치(12)로부터 전원을 공급받는다. 이때, 신호라인(35)은 기판 감지부(30)와 전원장치(12)를 연결하는 구성이 될 수 있다. 이러한 신호라인(35)이 정전척(20)의 전극층(25)을 형성할 때, 전극층(25) 형성 과정에서 함께 형성하여 정전척(20) 내부에 형성되게 된다. 이로 인해, 캐리어 본체(10)나, 정전척(20) 외부에 전원장치(12)와 기판 감지부(30)를 연결하는 케이블을 별도로 설치하는 공정이 요구되지 않는다.
전극층(25)과 신호라인(35)을 하부 유전체층(23) 상에 형성한 뒤, 전극층(25)과 신호라인(35) 상에 상부 유전체층(27)을 형성한다(도 7 (c)). 상부 유전체층(27)은 전극층(25)에 전원이 인가되어 생성된 정전기력을 발생시키는 유전율을 가진 구성요소이다. 이러한 상부 유전체층(27)은 세라믹 재질로부터 플라즈마 용사 등의 다양한 방법 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 상부 유전체층(27)을 형성한 이후, 적어도 일부가 정전척(20) 외부로 노출되고, 정전척(20)에 고정되어 신호라인(35)과 연결되는 연결단자(34)를 형성할 수 있다. 즉, 본 실시예는 신호라인(35)이 외부로 노출되지 않는다. 따라서, 정전척(20)을 캐리어 본체(10) 상에 설치한 후, 신호라인(35)과 기판 감지부(30)를 연결해야 기판 감지부(30)가 기판(S)을 감지할 수 있다. 이를 위해, 신호라인(35)과 연결되도록 정전척(20)에 연결단자(34)를 설치한다. 연결단자(34)의 일 단은 신호라인(35)과 접하고, 타 단은 정전척(20) 외부로 노출될 수 있다.
정전척(20)에 연결단자(34)를 설치하면, 연결단자(34)에 플러그(40)를 결합시킬 수 있다. 플러그(40)와 연결단자(34)가 결합되면서 신호라인(35)으로 공급되는 전원이 연결단자(34) 및 플러그(40)를 통해 기판 감지부(30)로 공급될 수 있다. 기판 감지부(30)로 공급된 전원에 의해 기판(S)의 밀착 상태, 기판의 깨짐, 슬립 등의 문제를 모니터링할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예의 연결단자(34)는 플러그(40)와 결합되는 예를 들어 설명하지만 도 5에 도시된 바와 같이 연결단자(34)는 점단자 형상으로 형성될 수도 있다.
이와 다르게, 신호라인(35)은 전극층(25)과 서로 다른 층에 형성될 수도 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 다른 실시예에 따른 정전척 제조방법에 따르면, 금속 재질의 베이스 부재(21) 상에 하부 유전체층(23)을 형성하고, 하부 유전체층(23) 상에 신호라인(35)을 형성한다(도 8a)
하부 유전체층(23) 상에 신호라인(35)이 형성되면, 신호라인(35)을 내부에 포함하도록 신호라인(35) 상에 제1 상부 유전체층(27a)을 형성한다(도 8b).
이후, 제1 상부 유전체층(27a) 상에 복수의 전극층(25)을 적층하여 형성한 뒤(도 8c), 내부에 전극층(25)이 포함되도록 전극층(25) 상에 제2 상부 유전체층(27b)을 형성할 수 있다(도 8d).
이와 같이, 전극층(25)과 신호라인(35)이 서로 다른 층에 형성되도록 정전척(20)을 제조하여 전극층(25)과 신호라인(35)이 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제2 상부 유전체층(27b) 형성 후에 정전척(20)에 연결단자(34)를 설치할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 연결단자(34)는 기판 감지부(30)와 연결된 플러그(40) 또는 캐리어 본체(10)에 형성된 접촉단자(144)와 접할 수 있으며, 기판 감지부(30)와 신호라인(35)을 전기적으로 연결하게 된다.
이상과 같이, 본 실시예는 정전척(20) 상에 밀착되는 기판(S)의 밀착 여부와 정위치에 위치하였는지 여부를 감지할 수 있는 기판 감지부(30)와, 기판 감지부(30)로 전원을 공급하는 전원장치(12)를 연결하는 신호라인(35)을 정전척(20) 내부에 형성할 수 있다. 이로 인해, 정전척(20)을 제조하기 위한 작업 시간을 줄여 작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S: 기판
10: 캐리어 본체
20: 정전척
30: 기판 감지부
35: 신호라인

Claims (14)

  1. 정전기력을 발생하여 기판을 합착하는 정전척;
    상기 정전척에 전원을 공급하는 전원장치;
    상기 정전척 및 상기 전원장치가 설치되는 캐리어 본체;
    상기 정전척에 대해 상기 기판의 흡착 여부를 감지하는 1개 이상의 기판감지부;
    상기 전원장치로부터 상기 기판 감지부로 전원을 공급하기 위해 상기 전원장치와 상기 기판 감지부를 연결하는 신호라인으로서, 신호라인은 상기 정전척에 매립되어 형성된 것인, 신호라인;
    적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자; 및
    일 단은 상기 기판 감지부와 연결되고, 타 단은 상기 연결단자와 결합되어 상기 기판 감지부와 상기 신호라인을 전기적으로 연결하는 플러그를 포함하는, 정전척 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 감지부는 상기 정전척의 외부에 설치되는, 정전척 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정전척은, 상기 정전척 가장자리 면에 형성되고, 상기 정전척 내면을 향해 침강되게 형성된 플러그 결합부를 포함하는, 정전척 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결단자는 상기 캐리어 본체에 상기 정전척 설치 시, 상기 캐리어 본체 내면과 접하는 정전척의 일 측면에 형성된, 정전척 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캐리어 본체 내면에 형성되며, 상기 캐리어 본체에 상기 정전척 설치 시, 상기 연결단자와 접하며 전기적으로 연결되는 접촉단자를 포함하는, 정전척 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정전척은,
    금속 재질의 베이스 부재와,
    상기 베이스 부재 상에 형성된 하부 유전체층과,
    상기 하부 유전체층 상에 증착 형성된 전극층과,
    상기 전극층과 동일 선상에 형성되는 상기 신호라인과,
    상기 전극층 및 상기 신호라인을 포함하도록 상기 전극층 및 상기 신호라인 상에 형성된 상부 유전체층을 포함하는, 정전척 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정전척은,
    금속 재질의 베이스 부재와,
    상기 베이스 부재 상에 형성된 하부 유전체층과,
    상기 하부 유전체층 상에 형성된 상기 신호라인과,
    상기 신호라인을 포함하도록 상기 신호라인 상에 형성된 제1 상부 유전체층과,
    상기 제1 상부 유전체층 상에 증착 형성된 전극층과,
    상기 전극층을 포함하도록 상기 전극층 상에 형성된 제2 상부 유전체층을 포함하는, 정전척 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전원장치는 상기 정전척 및 상기 기판 감지부에 전원을 공급하는 충전 배터리를 포함하는, 정전척 조립체.
  9. 캐리어 본체 상에 설치되는 정전척을 제조하기 위한 정전척 제조방법으로서,
    금속 재질의 베이스 부재 상에 하부 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 하부 유전체층 상에 전극층 및 상기 전극층과 동일 선상에 상기 정전척에 안착되는 기판의 흡착 여부를 감지하는 복수의 기판 감지부로 전원을 공급하는 전원장치와 상기 기판 감지부를 전기적으로 연결하는 신호라인을 증착하여 형성하는 단계; 및
    내부에 상기 전극층 및 상기 신호라인이 포함되도록 상기 전극층 및 상기 신호라인 상에 상부 유전체층을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 정전척 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 유전체층을 형성하는 단계 이후에,
    적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자를 형성하는 단계를 포함하는, 정전척 제조방법.
  11. 캐리어 본체 상에 설치되는 정전척을 제조하기 위한 정전척 제조방법으로서,
    금속 재질의 베이스 부재 상에 하부 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 하부 유전체층 상에 상기 정전척에 안착되는 기판의 흡착 여부를 감지하는 복수의 기판 감지부로 전원을 공급하는 전원장치와 상기 기판 감지부를 전기적으로 연결하는 신호라인을 증착하여 형성하는 단계;
    내부에 상기 신호라인이 포함되도록 상기 신호라인 상에 제1 상부 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 상부 유전체층 상에 전극층을 증착하여 형성하는 단계; 및
    내부에 상기 전극층이 포함되도록 상기 전극층 상에 제2 상부 유전체층을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 정전척 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 상부 유전체층을 형성하는 단계 이후에,
    적어도 일부가 상기 정전척 외부로 노출되고, 상기 정전척에 고정되어 상기 신호라인과 연결되는 연결단자를 형성하는 단계를 포함하는, 정전척 제조방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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