KR102350780B1 - 진공 척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 다공성 진공 척에 관한 것이다. 본 발명은 바닥 및 측벽을 구비하고, 진공홀을 포함하는 베이스, 상기 베이스 상측에 배치되고, 상기 베이스에서 진공압이 형성됨에 따라 진공압이 형성되도록 복수의 관통홀들을 구비하는 흡착판 및 상기 베이스에서 형성되는 진공압이 상기 흡착판으로 전달되도록 상기 흡착판과 상기 베이스 사이에 배치되고, 복수의 기공들을 포함하여 이루어지는 다공성 플레이트를 포함하고, 상기 관통홀들의 평균 크기는 상기 기공들의 평균 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 진공 척을 제공한다. 본 발명에 따른 진공 척은 마이크로 단위의 물체에 진공 척 내부에서 형성된 진공압을 전달할 수 있다. 이를 이용하면, 진공압을 이용하여 마이크로 단위의 물체를 들어올리거나, 고정시키거나, 이동 시키는 것이 가능하게 된다.

Description

진공 척{VACUUM CHUCK}
본 발명은 나노 다공성 진공 척에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다. 그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않을 뿐 아니라 플렉서블의 정도가 약하다는 취약점이 존재한다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다.
한편, 디스플레이에 포함되는 LED 소자의 수가 증가함에 따라, 공정속도를 증가시키기 위해 웨이퍼에 성장된 LED 소자를 개별적으로 전사시키는 것이 아닌, 복수의 LED를 한번에 전사시키는 방식을 필요로 하게 되었다.
한편, LED 소자의 크기가 점점 소형화되어, 현재에는 마이크로 단위의 LED 소자가 사용되고 있다. 이에, 마이크로 단위의 LED 소자들을 한 번에 전사시키는 방식을 필요로 하게 되었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하고자 마이크로 단위의 물체를 흡착시켜 이동 시킬 수 있는 진공 척을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 웨이퍼 상에 성장된 다수의 반도체 발광소자들을 다른 기판에 전사(Transfer)시킬 수 있는 진공 척을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 나노 크기의 관통홀을 통해 외부로 진공압이 전달되도록 한다.
구체적인 실시 예에 있어서, 본 발명은 바닥 및 측벽을 구비하고, 진공홀을 포함하는 베이스, 상기 베이스 상측에 배치되고, 상기 베이스에서 진공압이 형성됨에 따라 진공압이 형성되도록 복수의 관통홀들을 구비하는 흡착판 및 상기 베이스에서 형성되는 진공압이 상기 흡착판으로 전달되도록 상기 흡착판과 상기 베이스 사이에 배치되고, 복수의 기공들을 포함하여 이루어지는 다공성 플레이트를 포함하고, 상기 관통홀들의 평균 크기는 상기 기공들의 평균 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 진공 척을 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 베이스에서 진공압이 형성되는 경우, 상기 다공성 플레이트에서 진공압이 형성되고, 상기 다공성 플레이트에서 형성되는 진공압에 의하여, 상기 흡착판에서 진공압이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 흡착판에서 형성되는 진공압은 상기 다공성 플레이트에서 형성되는 진공압보다 클 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 관통홀들의 평균 크기는 30 내지 100nm일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 흡착판은 양극 산화 알루미늄(Anodic Aluminum Oxide)로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기공들의 평균 크기는 1 내지 10㎛일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 흡착판은 복수의 층으로 이루어지고, 상기 복수의 층 각각에 포함된 관통홀들의 평균 크기는 상기 다공성 플레이트와 인접할수록 증가할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 다공성 플레이트는 복수의 층으로 이루어지고, 상기 복수의 층 각각에 포함된 기공들의 평균 크기는 상기 흡착판과 인접할수록 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 진공 척은 마이크로 단위의 물체에 진공 척 내부에서 형성된 진공압을 전달할 수 있다. 이를 이용하면, 진공압을 이용하여 마이크로 단위의 물체를 들어올리거나, 고정시키거나, 이동 시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 진공 척은 복수의 마이크로 단위의 물체를 진공 척 표면에 흡착시킬 수 있다. 이를 이용하면, 복수의, 마이크로 단위의 물체를 한 번에 이동 시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 진공 척을 활용하면, 웨이퍼에 성장된, 복수의 마이크로 단위의 LED 소자를 한 번에 다른 기판으로 전사하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 종래 진공 척의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진공 척의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공 척의 사시도이다.
도 4는 도 3의 라인 A-A를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 4의 B를 확대한 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 척에 진공압이 형성되는 경우, 압력의 방향을 나타내는 개념도이다.
도 7 및 8은 본 발명에 따른 진공 척을 이용하여 웨이퍼에서 반도체 발광소자를 분리시키는 실시 예를 나타내는 개념도이다.
도 9 및 10은 웨이퍼에서 분리된 반도체 발광소자를 기판에 전사시키는 실시 예를 나타내는 개념도이다.
도 11은 복수의 흡착판을 포함하는 진공 척의 단면도이다.
도 12는 복수의 다공성 플레이트를 포함하는 진공 척의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 대하여 설명하기에 앞서, 마이크로 단위의 물체를 들어올려 이동 시키기 위한, 종래 방법에 대하여 설명한다. 종래에는 정전 척 전사 방식이 활용되어 왔다. 정전 척(Electrostatic Chuck)은 정전기의 힘을 사용해 물체를 들어올려 이동 시키는 장치이다. 정전 척에 '+', '-'를 인가하면 대상물에는 반대의 전위가 대전('-', '+')되고, 대전된 전위에 의하여 서로 끌어당기는 힘이 발생한다. 정전 척은 상기 인력을 이용하여 물체를 들어올린다.
정전 척을 이용한 전사 방식으로 마이크로 단위의 LED소자를 전사하는 경우, 정전기 발생부를 마이크로 단위의 크기로 구성해야 하며, 정전 척은 한 번에 전사하고자 하는 LED 소자의 수만큼 정전기 발생부를 구비하여야 한다. 따라서, 마이크로 단위의 LED소자를 전사하기 위한 정전 척은 그 제조가 어렵다.
한편, 종래 정전 척에 포함된 정전기 발생부들은 일정한 간격으로 배치되는데, 상기 정전기 발생부들 간의 간격은 웨이퍼에 성장된 LED 소자의 간격에 따라 결정된다. 이때, 웨이퍼에 성장된 LED 소자들 간의 간격이 변경되는 경우, 상기 정전 척을 LED 소자의 전사 공정에 활용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 정전 척이 가지는 문제를 해결하고자, 마이크로 단위의 물체를 들어올려 이동시킬 수 있는 진공 척을 제공한다.
본 발명에 따른 진공 척에 대하여 설명하기에 앞서 종래 진공 척에 대하여 설명한다.
도 1은 종래 진공 척의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 진공 척(100)은 베이스(110)와 다공성 플레이트(120)를 포함한다.
종래 진공 척(100)은 베이스(110)와 다공성 플레이트(120)로 덮인 공간에 진공을 형성하여, 다공성 플레이트(120) 표면에 진공압을 형성한다. 이를 통해, 다공성 플레이트(120) 표면에 외부 물체를 흡착시킬 수 있게 된다.
베이스(110)는 적어도 하나의 진공 홀(111)을 포함할 수 있다. 진공 홀(111)에는 진공 펌프가 연결되며, 진공 펌프에 의하여 진공 척(100) 내부에 진공이 형성될 수 있다.
다공성 플레이트(120)는 세라믹 소결 방식으로 제조될 수 있으며, 다공성 구조를 가진다. 여기서, 다공성 플레이트(120)에 포함된 기공들은 마이크로 단위의 크기를 가진다.
따라서, 종래 진공 척은 진공 척보다 큰 물체를 흡착시키기는 데에는 용이하지만, 마이크로 단위의 물체를 흡착시키는 것은 사실상 어렵다. 구체적으로, 종래 다공성 플레이트(120)에 포함된 기공들의 크기가 마이크로 단위이기 때문에, 마이크로 단위의 물체를 다공성 플레이트(120) 표면에 밀착시키기 어렵다.
또한, 세라믹 소결 방식으로 제조된 다공성 플레이트(120)에는 기공들이 불규칙하게 형성되기 때문에, 진공 척에서 형성된 진공압을 마이크로 단위의 물체에 집중시키기 어려우며, 일정한 간격으로 배열된 복수의 물체를 한 번에 흡착시키기에는 부적절하다.
상술한 문제로 인하여, 종래 진공 척은 마이크로 단위의 물체를 들어올려 이동 시키는데 활용되기 어렵다. 본 발명은 마이크로 단위의 물체가 진공 척 표면에 밀착될 수 있도록 하고, 진공 척 내에 형성된 진공압이 마이크로 단위의 물체에 집중될 수 있도록 한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 진공 척에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 진공 척의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 진공 척의 사시도이고, 도 4는 도 3의 라인 A-A를 따라 취한 단면도이다.
본 발명에 따른 진공 척(200)은 베이스(210), 다공성 플레이트(220) 및 흡착판(230)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이하에서는 상술한 진공 척(200)의 구성 요소들의 결합관계에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 베이스(210)는 바닥 및 측벽을 구비하고, 적어도 하나의 진공홀(211)을 포함할 수 있다. 여기서, 진공홀(211)은 진공 펌프와 연결되어 베이스(210) 내측에 진공이 형성될 수 있도록 한다.
다공성 플레이트(220)는 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이에 내부 공간이 형성되도록, 베이스(210)를 덮는다. 진공홀(211)에 진공 펌프를 연결하는 경우, 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이에 형성된 내부공간이 진공 상태가 된다.
다공성 플레이트(220)의 양면 중 베이스(210)를 향하는 면과 반대면에는 흡착판(230)이 배치될 수 있다. 흡착판(230)은 외부 물체를 흡착시키는 구성요소로, 진공 척(200) 내부에 형성된 진공으로 인하여 흡착판(230)에 진공압이 형성된다.
상술한 구성 요소들은 도 3과 같이 결합될 수 있다. 도 3을 참조하면, 진공 척(200) 내부에 형성된 진공압으로 인하여, 외부 물체가 흡착판(230)의 일면에 흡착된다.
도 4를 참조하면, 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이에 형성된 공간에 진공이 형성됨에 따라 흡착판(230)에 진공압이 형성되는 데, 다공성 플레이트(220)는 베이스(210)와 흡착판(230) 사이에 배치되어, 베이스(210)에서 형성되는 진공압이 흡착판(230)으로 전달되도록 한다.
이상에서는, 본 발명에 따른 진공 척(200)을 구성하는 구성 요소들 간의 결합관계에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 본 발명에 따른 진공 척(200)을 구성하는 다공성 플레이트(220) 및 흡착판(230) 각각에 대하여 설명한다.
도 5는 도 4의 B를 확대한 확대도이다.
다공성 플레이트(220)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 세라믹 소결 방식으로 제조될 수 있다. 따라서, 도 5과 같이, 다공성 플레이트(220)에는 기공(221)들이 불규칙하게 배열될 수 있다.
여기서, 기공(221)들의 평균 크기는 1 내지 10㎛일 수 있다. 기공(221)들의 평균 크기가 상기 범위를 벗어나는 경우, 진공 척(200) 내부에 진공이 흡착판(230)으로 전달될 때, 압력 손실이 커질 수 있다. 이에 대해서는 흡착판(230)에 포함된 관통홀(231)의 크기와 함께 설명한다.
다공성 플레이트(230)는 진공 척(200)에서 흡착판(230)이 안착될 위치를 제공하고, 베이스(210)에서 형성된 진공압으로 인하여 흡착판(230)이 파손되는 것을 방지한다. 이를 위해, 다공성 플레이트(230)의 두께는 흡착판(230)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 다공성 플레이트(230)는 5 내지 10mm로 형성될 수 있다.
흡착판(230)은 마이크로 단위의 물체를 흡착시킬 수 있도록 형성되어야 한다. 구체적으로, 흡착판(230)에서 형성되는 진공압은 그 위치에 상관없이 균일하게 형성되어야 한다. 이를 위해, 흡착판(230)에 포함된 관통홀(231)들은 규칙적으로 배열되어야 한다.
이를 위해, 흡착판(230)은 양극 산화 알루미늄(Anodic Aluminum Oxide)으로 이루어질 수 있다. 양극 산화 알루미늄은 알루미늄의 양극 산화(anodic oxidation, anodizing) 처리로 표면에 나노미터크기(30~100nm)의 홀이 규칙적으로 배열 형성된 알루미늄 기판이다. 여기서, 양극 산화 처리는 인공적으로 두껍고 강고한 산화피막을 형성하는 것이다. 양극 산화 알루미늄으로 이루어지는 흡착판(230)에는 관통홀(231)이 규칙적으로 배열되므로, 흡착판(230) 내부에는 진공압이 균일하게 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 흡착판(230) 전체에 균일하게 진공압을 형성할 수 있기 때문에, 복수의, 마이크로 단위의 물체를 안정적으로 흡착시킬 수 있게 된다.
흡착판(230)이 양극 산화 알루미늄으로 이루어지는 경우, 관통홀(231)들의 평균 크기는 30 내지 100nm일 수 있다. 상술한 관통홀(231)들의 크기는 마이크로 단위의 물체보다 작기 때문에, 흡착판(230)은 마이크로 단위의 물체를 표면에 밀착시킬 수 있으며, 진공 척 내에 형성된 진공압이 마이크로 단위의 물체에 집중시킬 수 있다.
다공성 플레이트(220)는 베이스(210)에 형성되는 진공압을 흡착판(230)으로 전달한다. 구체적으로, 베이스(210)에서 진공압이 형성됨에 따라, 다공성 플레이트(220)에 포함된 기공(221)들로 인하여, 다공성 플레이트(220) 내부에 진공압이 형성된다.
다공성 플레이트(220) 내부에 진공압이 형성됨에 따라, 흡착판(230)에 포함된 관통홀(231)들로 인하여, 흡착판(230) 내부에 진공압이 형성된다. 여기서, 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이에 형성된 공간, 기공(221)들 및 관통홀(231)들은 진공압을 전달하는 관로이다.
서로 다른 크기의 관로를 통해 진공압을 전달할 때, 관로의 크기가 급격하게 변하는 경우, 압력 손실이 발생될 수 있는데, 본 발명에 따른 진공 척(200)에서 다공성 플레이트(220)는 상술한 압력 손실을 감소시키는 역할을 한다. 구체적으로, 베이스(210)에서 형성된 진공압이 흡착판(230)에 곧바로 전달될 경우, 흡착판(230)에 포함된 관로, 즉, 관통홀(231)의 크기가 매우 작기 때문에 압력 손실이 커질 수 있다. 다공성 플레이트(220)에 포함된 기공(221)들은 관통홀(231)보다 크기 때문에, 결과적으로 관로의 크기를 단계적으로 감소시키는 역할을 한다.
관통홀(231)들의 평균 크기가 30 내지 100nm 일 때, 기공(221)들의 평균 크기가 1㎛ 미만인 경우, 베이스(210)에서 다공성 플레이트(220)에 진공압이 전달되는 과정에서 압력 손실이 커질 수 있다. 이와 달리, 기공(221)들의 평균 크기가 10㎛를 초과하는 경우, 다공성 플레이트(220)에서 흡착판(230)으로 진공압이 전달되는 과정에서 압력 손실이 커질 수 있다. 따라서, 관통홀(231)들의 평균 크기가 30 내지 100nm 일 때, 다공성 플레이트(220)에 포함된 기공(221)들의 평균 크기는 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
삭제
한편, 흡착판(230)이 양극 산화 알루미늄(Anodic Aluminum Oxide)으로 이루어지는 경우, 양극 산화 처리의 특성상 흡착판(230)의 두께는 80 내지 120㎛일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 베이스(210)에서 형성되는 진공압을 다공성 플레이트(220)를 거쳐 흡착판(230)으로 전달하기 때문에, 진공압 전달에 따른 압력 손실을 최소화 할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 나노 단위 관통홀을 가지는 흡착판(230)에서 진공압이 형성될 수 있도록 하므로, 마이크로 단위의 물체를 흡착시킬 수 있다.
이상에서는, 다공성 플레이트(220) 및 흡착판(230) 각각에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 본 발명에 따른 진공 척을 이용하여 웨이퍼에서 성장된 반도체 발광소자를 전사시키는 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 척에 진공압이 형성되는 경우, 압력의 방향을 나타내는 개념도이고, 도 7 및 8은 본 발명에 따른 진공 척을 이용하여 웨이퍼에서 반도체 발광소자를 분리시키는 실시 예를 나타내는 개념도이고, 도 9 및 10은 웨이퍼에서 분리된 반도체 발광소자를 기판에 전사시키는 실시 예를 나타내는 개념도이다.
도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 진공 척에 진공 펌프(240)가 연결되었을 때, 진공압이 형성되는 방향에 대하여 설명한다. 도 6에 도시된 화살표는 진공 척에 진공 펌프(240)가 연결되었을 때, 형성되는 압력의 방향을 의미한다.
진공 척에 진공 펌프(240)가 연결됨에 따라 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이에 형성된 내부 공간에서는 진공 펌프(240)를 향하는 방향으로 진공압이 형성된다.
한편, 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이의 내부 공간에 진공압이 형성되는 경우, 다공성 플레이트(220) 내부에서는 진공 척 내부로 향하는 진공압이 형성된다. 또한, 흡착판(230) 내부에서는 다공성 플레이트(220)로 향하는 진공압이 형성된다. 이에 따라, 흡착판(230) 표면에는 진공 척 내부로 향하는 진공압이 형성된다. 본 발명에 따른 진공 척은 흡착판(230) 표면에 형성되는, 진공 척 내부로 향하는 진공압에 의하여 외부 물체를 흡착시킬 수 있다.
본 발명에 따른 진공 척을 이용하면, 웨이퍼에서 성장된 반도체 발광소자를 전사시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼(310)에 성장된 반도체 발광소자(320)들을 흡착판(230) 표면에 밀착시킨 후, 진공 척 내부에 진공압을 형성하는 경우, 진공압이 반도체 발광소자(320)들에 전달된다. 이에 따라, 반도체 발광소자(320)들이 흡착판(230) 표면에 고정된다.
이후, 도 8을 참조하면, 반도체 발광소자(320)들이 흡착판(230) 표면에 고정된 상태로 웨이퍼(310)를 제거하면, 반도체 발광소자(320)들이 웨이퍼(310)로부터 분리된다.
이후, 도 9를 참조하면, 흡착판(230) 표면에 고정된 반도체 발광소자(320)들을 소정 기판(400)에 전사 시킬 수 있다. 여기서, 반도체 발광소자(320)들이 소정 기판(400)에 밀착 고정되기 전까지, 반도체 발광소자(320)들은 흡착판(230) 표면에 고정된 상태이어야 한다. 반도체 발광소자(320)들이 소정 기판(400)에 밀착 고정된 후, 베이스(210)와 다공성 플레이트(220) 사이의 내부 공간에 도 6에서 설명한 압력과 반대 방향으로 작용하는 압력을 형성하는 경우, 흡착판(230) 표면에는 진공 척 외부로 향하는 압력이 형성된다.
마지막으로 도 10을 참조하면, 흡착판(230) 표면에 진공 척 외부로 향하는 압력이 형성됨에 따라, 반도체 발광소자(320)들은 소정 기판(400)에 고정된 상태로 진공 척으로부터 분리될 수 있다.
도 7 내지 도 10에서 설명한 방식으로, 마이크로 단위의 반도체 발광소자를 전사할 수 있게 된다.
다만, 도시되지 않았지만, 도 9 및 10에서 설명한 흡착판(230) 표면에 형성되는, 진공 척 외부로 향하는 압력은 필수적으로 형성될 필요는 없다. 반도체 발광소자(320)들이 소정 기판(400)에 강하게 밀착 고정된 경우에는, 진공 펌프(240)의 진공압 형성을 중지하고, 소정 기판(400)에 고정된 상태의 반도체 발광소자(320)들을 분리시킬 수 있다.
이상에서는, 본 발명에 따른 진공 척을 이용하여 웨이퍼에 성장된 마이크로 단위의 반도체 발광소자들을 전사 시키는 방법에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 베이스(210)에서 형성되는 진공압이 흡착판(230)에 전달되는 과정에서 발생되는 압력 손실을 최소화하는 구조에 대하여 설명한다.
도 11은 복수의 흡착판을 포함하는 진공 척의 단면도이고, 도 12는 복수의 다공성 플레이트를 포함하는 진공 척의 단면도이다.
베이스(210)에 형성되는 진공압이 흡착판(230)으로 전달되는 과정에서 관로의 크기 변화가 단계적으로 일어나는 경우, 압력 손실을 줄일 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 진공 척은 복수의 흡착판(230)을 포함하거나, 복수의 다공성 플레이트(220)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 도 11을 참조하여, 복수의 흡착판(230)을 포함하는 진공 척에 대하여 설명한다. 흡착판은 복수의 층(230a 및 230b)으로 이루어지고, 상기 복수의 층 각각에 포함된 관통홀(231a 및 231b)들의 평균 크기는 다공성 플레이트(220)와 인접할수록 증가할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 진공 척은 다공성 플레이트(220), 다공성 플레이트(220) 상에 배치되는 제1흡착판(230a) 및 제1흡착판(230a) 상에 배치되는 제2흡착판(230b)을 포함하여 이루어질 수 있다.
기공(221)들의 평균 크기, 제1흡착판(230a)에 포함된 제1관통홀(231a)들의 평균 크기 및 제2흡착판(230b)에 포함된 제2관통홀(231b)들의 평균 크기 중 기공(221)들의 평균 크기가 가장 크고, 제2관통홀(231b)들의 평균 크기가 가장 작다. 도 11의 구조에 따르면, 관로의 크기가 진공 척 외부로 향할수록 단계적으로 줄어든다. 이를 통해, 본 발명은 베이스(210)에 형성되는 진공압이 흡착판(230)으로 전달되는 과정에서 발생될 수 있는 압력 손실을 감소시킬 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하여, 복수의 다공성 플레이트(220)를 포함하는 진공 척에 대하여 설명한다. 다공성 플레이트는 복수의 층(220a 및 220b)으로 이루어지고, 상기 복수의 층 각각에 포함된 기공(221a 및 221b)들의 평균 크기는 흡착판(230)과 인접할수록 감소할 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 진공 척은 제1다공성 플레이트(220a), 제1다공성 플레이트(220a) 상에 배치되는 제2다공성 플레이트(220b) 및 제2다공성 플레이트(220b) 상에 배치되는 흡착판(230)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1다공성 플레이트(220a)에 포함된 제1기공(221a)들의 평균 크기, 제2다공성 플레이트(220b)에 포함된 제2기공(221b)들의 평균 크기 및 관통홀(231)들의 평균 크기 중 제1기공(221a)들의 평균 크기가 가장 크고, 관통홀(231)들의 평균 크기가 가장 작다. 도 12의 구조에 따르면, 관로의 크기가 진공 척 외부로 향할수록 단계적으로 줄어든다. 이를 통해, 본 발명은 베이스(210)에 형성되는 진공압이 흡착판(230)으로 전달되는 과정에서 발생될 수 있는 압력 손실을 감소시킬 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 진공척은 복수의 흡착판 및 복수의 다공성 플레이트를 포함하여 이루어질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 진공 척은 압력 손실을 최소화 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 척은 마이크로 단위의 물체에 진공 척 내부에서 형성된 진공압을 전달할 수 있다. 이를 이용하면, 진공압을 이용하여 마이크로 단위의 물체를 들어올리거나, 고정시키거나, 이동 시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 진공 척은 복수의 마이크로 단위의 물체를 진공 척 표면에 흡착시킬 수 있다. 이를 이용하면, 복수의, 마이크로 단위의 물체를 한 번에 이동 시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 진공 척을 활용하면, 웨이퍼에 성장된, 복수의 마이크로 단위의 LED 소자를 한 번에 다른 기판으로 전사하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 진공압을 이용하여 반도체를 흡착시키기 위한 진공 척에 있어서,
    바닥 및 측벽을 구비하고, 진공홀을 포함하는 베이스;
    상기 베이스 상측에 배치되고, 상기 베이스에서 진공압이 형성됨에 따라 진공압이 형성되도록 복수의 관통홀들을 구비하는 흡착판; 및
    상기 베이스에서 형성되는 진공압이 상기 흡착판으로 전달되도록 상기 흡착판과 상기 베이스 사이에 배치되고, 복수의 기공들을 포함하여 이루어지는 다공성 플레이트를 포함하는 것으로,
    상기 흡착판은 복수의 층으로 이루어지고,
    상기 복수의 층 각각에 포함된 관통홀들의 평균 크기는 상기 다공성 플레이트와 인접할수록 증가하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에서 진공압이 형성되는 경우, 상기 다공성 플레이트에서 진공압이 형성되고,
    상기 다공성 플레이트에서 형성되는 진공압에 의하여, 상기 흡착판에서 진공압이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀들의 평균 크기는 30 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 진공 척.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡착판은 양극 산화 알루미늄(Anodic Aluminum Oxide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기공들의 평균 크기는 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 진공 척.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 플레이트는 복수의 층으로 이루어지고,
    상기 복수의 층 각각에 포함된 기공들의 평균 크기는 상기 흡착판과 인접할수록 감소하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
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