KR102619399B1 - 투명 플렉시블 정전척 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 소재로 이루어진 적어도 2개 이상의 유전층 사이에 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)]에 AgNW(Silver NanoWire)를 첨가한 투명하고, 유연한 전도성 고분자로 이루어지는 투명 전극 패턴을 형성함으로써 평판 형태의 피흡착물 뿐만 아니라 굴곡진 피흡착물 역시 정전기력을 이용하여 손쉽게 흡착할 수 있는 투명 플렉시블 정전척에 관한 것이다.

Description

투명 플렉시블 정전척 및 그 제조방법{TRANSPARENT AND FLEXIBLE ELECTRO STATIC CHUCK INCLUDING POLYMER ELECTRODE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 정전척(Electro Static Chuck, ESC)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명하고, 유연한 고분자 전극을 포함하는 투명 플렉시블 정전척 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정전척(Electro Static Chuck, ESC)은 반도체/디스플레이 양산 제조용 전공정 장비에 사용하는 핵심부품으로서, 디스플레이의 글라스의 플라즈마 에칭 및 증착공정에서 정전력을 이용하여 웨이퍼 및 글라스를 흡착 또는 이탈시키는 기능으로 대면적화, 고해상도 공정이 요구됨에 따라 그 중요성이 대두되고 있는 핵심 부품 중 하나이다.
정전척(ESC)은 기본적으로 축전지(Capacitor) 원리를 이용한 것이다. 두 개의 판 사이에 전극을 가하게 되면 쿨롱의 법칙에 의해서 전하에 의한 정전기적 힘이 생겨난다. 이를 정전력(Electrostatic force)이라 하며, 정전척은 이러한 현상을 이용한 것이다.
일반적으로, 정전척은 도체판(하부 전극, 절연층(전극 위에 입혀 진 것), 그리고 또 다른 도체판(웨이퍼)을 갖는 커패시터와 같이 생각할 수 있다.
기존에 이용되던 정전척은, 반도체 및 디스플레이 공정에서 증착 및/또는 식각장비 내에서 주로 이용되었다. 정전척은 기판으로 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼 또는 글라스 등의 부품을, 장비 내에서 정전기력을 통해 지지하고 잡아주는 역할을 수행하게 된다. 이때, 정전척은 냉각 또는 가열을 통해 기판의 온도를 일정하게 유지 또는 가열하여 공정 효율을 증대시키는 역할도 수행하였다.
이러한 정전척의 구성과 관련하여, 종래에는 세라믹으로 이루어진 본체부 사이에 전극층을 형성하고, 이러한 전극층에 DC포트를 통해 전압을 인가할 수 있도록 구성하였다. 상기 정전척은 알루미나(Al2O3)와 같은 낮은 비저항을 갖는 유전체를 코팅하여 왔으며, 전극에 직류전원을 인가하게 되면, 유전막 사이에 정전기력(인력)이 발생되어 기판을 잡아주는 방식으로 구동하고 있었다.
이러한 정전척은 전극 구조에 따라 모노폴라 타입과 바이폴라 타입으로 구분될 수 있다. 또한, 정전척은 소재나 제조방법에 따라 세라믹 정전척, 폴리이미드 정전척, 용사코팅 정전척 등으로 구분될 수 있다. 정전척은 또한 클램핑력의 흡착력의 유도 특성에 따라 쿨롱 타입과 존슨-라벡 타입으로 구분될 수도 있다.
바이폴라 정전척은 자체적으로 완성된 회로를 구성할 수 있기 때문에 플라즈마의 유무에 상관없이 기판을 클램핑할 수 있다. 정전척의 클램핑력은 전극의 면적에 비례하므로 전극은 넓은 면적을 커버하도록 다양한 형태의 패턴으로 형성된다.단일 전극을 갖는 모노폴라 정전척은 정전기력의 유도를 위해 기판에 전기적인 접촉을 시키거나 플라즈마가 그러한 접촉을 제공한다.
도 1은 전형적인 기존의 바이폴라 타입의 정전척의 일 예를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 바이폴라 정전척(10)은 절연성 또는 유전성을 갖는 척 플레이트(11)와 플레이트(11) 내에 전기적으로 분리 매설된 2개의 전극(12a,12b)을 구비한다. 전극들(12a,12b)이 반대 극성의 전압이 인가되면 전극들(12a,12b)과 마주하는 기판(1) 부위들에 각각 반대되는 극성의 전하가 대전되고 유전분극에 의해 기판(1)이 흡착된다. 인가되는 전원으로는 고전압의 직류 전원 또는 교류 전원이 사용될 수 있다. 척 플레이트(11)는 베이스(13)에 의해 지지된다. 베이스(13)는 척 플레이트(11)를 챔버 내 프로세싱 스테이지나 이송체 등에 안착시킬 수 있도록 구성되며, 베이스(13)에는 전극(12a,12b)에 전원을 연결하기 위한 급전선, 냉각 채널 등이 마련될 수 있다. 베이스(13)는 아노다이징 처리된 알루미늄과 같은 금속이나 세라믹으로 구성될 수 있다.
이러한 종래의 정전척은 이를 가로질러 빛을 투과할 정도로 전체적으로 투명하게 제작되지 않는다. 대부분의 정전척은 알루미나(Al2O3), 잘화알루미늄(AlN)과 같은 세라믹으로 제조되며 불투명하다. 폴리이미드 정전척은 전극 위 유전층이 고절연성의 폴리이미드 필름으로 구성되지만 전체적으로 투명하게 제작되지는 않는다.
종래에 전체적으로 투명한 정전척은 제안된 바 없었고 제안하게 될 동기도 발견되지 않는다.
그러나, 최근에는 정전척에 대한 피흡착체인 기판의 비전 얼라인을 용이하게 하거나 라미네이션 공정후 계측장비에서 불량 여부를 쉽게 검사하기 위하여 투명 정전척이 등장하였다. 즉, 조명에 의한 광이 피흡착체인 기판으로 조사될 수 있으며, 이 광은 정전척에 대한 기판의 얼라인 공정시 또는 라미네이션 후 계측에 이용될 수 있다. 특히, 정전척을 일정한 정도 이상의 투명도를 가질 수 있게 형성함으로써 반도체 및 디스플레이의 검사장비에서도 정밀 얼라인이 가능해지고 있다.
특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제 2020-0138982 호)은 기판의 일 면 상에 형성된 양각 전극부를 포함하고, ITO를 포함하는 본체부(body); 및 상기 본체부의 상기 양각 전극부를 덮도록 형성되고, 투명 세라믹스를 포함하는 상부 유전층;을 포함하는 ITO를 포함하는 투명 정전척을 개시한다.
또한, 특허문헌 2(대한민국 공개특허공보 제 2021-0032217 호)는 투명한 하부 플레이트, 하부 플레이트의 상부에 마련되는 투명한 상부 플레이트 및 상,하부 플레이트 사이에 마련된 투명 전극을 구비하는 투명 정전척을 개시한다. 상기 상부 플레이트는 빛을 투과시킬 수 있으며 절연성 혹은 유전성을 갖는 소재로서 쿼츠와 같은 투명 유리나 투명 폴리머로 형성될 수 있다. 상기 하부 플레이트는 빛의 투과가 가능하며 절연성을 갖는 소재로서 쿼츠(quartz)와 같은 투명 유리로 구성될 수 있다. 상기 투명 전극은 높은 빛 투과율을 보장할 수 있는 전도성 소재를 이용하여 마련될 수 있는데, 예를 들어, 금속산화물(ITO:인듐주석산화물), 은나노 와이어/입자, 탄소나뉴튜브, 그래핀, 전도성의 폴리머나 이온성 액체 등이 사용될 수 있다.
이와 같이, 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 2와 같은 종래의 투명 정전척들은 투명전극으로서 인듐 주석 산화물(ITO)을 주로 사용하였다. 인듐 주석 산화물(ITO)은 In2O3의 결정구조에 In을 Sn으로 치환된 형태이며, 비교적 높은 전기적 특성(>10000S/cm)과 투과도(>90%)를 가지고 있다. 그러나 ITO 박막은 고진공의 스퍼터(sputter) 공정이 필요하며 치환된 Sn을 활성화시키고 결정도를 유도하기 위해 300℃ 이상의 고온이 필요하기 때문에 플렉시블한 정전척에 적용되기에는 한계가 있다. 또한, 종래의 쿼츠나 유리로 이루어지는 하부 지지체(또는 하부 플레이트)와 달리 플렉시블한 지지체로 이용되는 유연한 고분자 필름들은 150℃ 이상의 고온에서는 공정이 어려우며, 세라믹 재료의 특성상 ITO는 물리적 구부림이나 변형에 전극의 특성 자체가 저하된다.
따라서, 투명할 뿐만 아니라 플렉시블한 정전척의 구현을 위해서는 투명전극을 포함한 모든 재료를 투명한 플렉서블 소재로 구현할 필요가 있다. 특히, ITO를 대체하는 투명전극 소재에 대한 연구가 필요하다.
KR 2020-0138982 A KR 2021-0032217 A
본 발명은 이러한 기술적 요구를 해결하기 위해 탄생된 것으로서, 광 투과성이 우수하고 플렉시블(flexible)한 정전척을 제공하는 것을 제 1 의 기술적 과제 한다.
또한, 본 발명은 복잡하고, 비싼 진공 공정이 불필요하고 저가 대면적 인쇄 공정이 가능한 투명전극 소재로서 전도성 고분자인 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)를 정전척을 위한 투명 전극재료로 사용하는 것을 제 2 의 기술적 과제로 한다.
전도성 고분자 중 하나인 PEDOT:PSS는 비정질 ITO에 버금가는 전기적 특성과 가시광 영역에서 우수한 투과도를 보이면서, 용액 공정이 가능하여 차세대 플렉시블 투명 정전척을 위한 전극으로서의 조건을 잘 만족시키고 있다.
또한, 본 발명은 투명전극 뿐만 아니라 투명전극을 매개로 결합되는 상,하부 유전체와 지지체 또한 플렉시블한 투명 소재로 구성하는 것을 제 3 의 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양태에 따른 평판 및 굴곡 형태의 피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 투명 플렉시블 정전척은, 빛의 투과율이 적어도 50% 이상인 소재로 이루어진 기재(substrate)로서의 투명 지지체; 상기 투명 지지체 상에 위치하고, 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어지는 하부 절연층; 상기 하부 절연층상에 인쇄되는 전극 패턴으로서 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)]에 AgNW(Silver NanoWire)를 첨가한 투명하고, 유연한 전도성 고분자로 이루어지는 투명 전극; 및 상기 투명 전극 상에 위치하고, 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어지는 상부 유전층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 2 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척에 있어서, 상기 AgNW는 상기 투명 전극내에 0.04~1.15중량% 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 3 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척에 있어서, 상기 투명 전극은 두께 500nm 이하, 면저항 100Ω/sq 미만, 광 투과율 50% 이상인 플렉시블한 전극 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 4 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척에 있어서, 상기 전극 패턴은 상기 하부 절연층 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 일정한 패턴으로 인쇄된 코팅층인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 5 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척에 있어서, 상기 상부 유전층과 상기 하부 절연층은 그 두께가 각각 15~200㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 6 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척에 있어서, 상기 투명 지지체는 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠(quartz), 글라스(glass)중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 제 7 양태는 평판 및 굴곡 형태의 피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 투명 플렉시블 정전척의 제조방법으로서, 두께가 15~200um인 플렉시블한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 절연 필름을 준비하는 단계와; 상기 절연 필름 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 PEDOT:PSS에 AgNW가 첨가된 전도성 고분자로 이루어진 투명하고, 유연한 전극 패턴층을 인쇄하는 단계; 및 상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 빛의 투과율이 50% 이상이고, 두께가 15~200um인 플렉시블한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 유전 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 제 8 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척의 제조방법에 있어서, 상기 유전 필름이 형성된 절연 필름 밑에 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠, 글라스중 어느 하나로 이루어지고, 빛의 투과율이 50% 이상인 투명 지지체를 OCA(Optically Clear Adhesive) 접합 방식을 이용하여 접합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 9 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척의 제조방법에 있어서, 상기 AgNW는 상기 투명 전극내에 0.04~1.15 중량% 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 10 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척의 제조방법에 있어서, 상기 유전 필름을 형성하는 단계는, 빛의 투과율이 50% 이상이고, 두께가 15~200um인 플렉시블한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 유전 필름을 준비하는 단계; 및 상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 상기 유전 필름을 투명 OCA 필름를 개재하여 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 11 양태에 따른 투명 플렉시블 정전척의 제조방법에 있어서, 상기 유전 필름은, 상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 PET, PEN, 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 수지 페이스트를 도포한 후 이를 건조 및 경화시키는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 플렉시블 정전척은 종래의 불투명 정전척에 비해 공정 진행시 불량 유,무를 쉽게 파악할 수 있기 때문에 품질 향상에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 투명 플렉시블 정전척은 조명에 의한 광이 정전척을 통해 기판으로 조사될 수 있기 때문에, 이 광을 이용해 정전척에 대한 기판의 얼라인을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 종래의 글라스 타입의 투명 정전척에서는 깨짐 문제로 합착 공정에서 사용하지 못하는 필름 타입의 유전체와 플렉시블한 전극을 적용할 수 있어서 계측장치로 사용되는 한계를 극복할 수 있다.
또한, 본 발명의 투명 플렉시블 정전척은 글라스 타입의 기존 투명 정전척에 비해 수리나 가격적인면에서 높은 경쟁력을 가진다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 바이폴라 정전척의 주요 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 투명 플렉시블 정전척의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 투명 플렉시블 정전척의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투명 플렉시블 정전척의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 비전 얼라인의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 피흡착체들 간의 라미네이션 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 투명 플렉시블 정전척의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 투명 플렉시블 정전척의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 플렉시블 정전척(20)은 투명한 하부 절연층(21), 하부 절연층(21)의 상부에 마련되며 투명한 상부 유전층(22) 및 상부 유전층과 하부 절연층(21,22) 사이에 마련된 투명 전극(23)을 포함하는 척 플레이트(21,22,23)와 이 척 플레이트(21,22,23)를 지지하는 투명 지지체(25)를 포함한다. 상기 척 플레이트(21,22,23)와 투명 지지체(25)는 투명 OCA(Optically Clear Adhesive : 광학용 투명 접착 필름)(24)를 통해 접합된다.
상기 투명 지지체(25)는 정전척의 기재 역할을 하는 것으로서, 투명 지지체(25)에는 전극(23)에 전원을 연결하기 위한 급전선, 냉각 채널 등이 마련될 수 있다. 본 발명의 투명 지지체(25)는 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠(quartz), 글라스(glass) 등 빛의 투과율이 50% 이상인 소재를 사용한다.
상기 상부 유전층(22)은 빛의 투과율이 50% 이상이고, 두께가 15~200㎛인 플렉시블한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 투명 폴리이미드(CPI) 등으로 형성될 수 있다.
상기 하부 절연층(21)은 상기 상부 유전층(22)과 상기 투명 지지체(25) 사이에 위치하고, 상기 투명 전극(23)과 접촉한다. 상기 하부 절연층(21)의 표면에는 투명 전극(23)이 패턴 형성된다. 하부 절연층(21)은 빛의 투과율이 50% 이상이며, 두께가 15~200㎛인 플렉시블한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 투명 폴리이미드(CPI) 등으로 형성될 수 있다.
상기 투명 전극(23)은 기존의 ITO가 아닌 전도성 고분자인 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)]에 AgNW(Silver NanoWire : 은나노 와이어)를 첨가한 재료를 사용한다. 이때, 상기 하부 절연층(21) 위에 코팅, 건조되어 형성되는 투명 전극 박막에서 AgNW(Silver NanoWire : 은나노 와이어)는 0.04~1.15 중량%의 비중을 가지는 것이 바람직하다.
만약, AgNW의 함량이 0.04중량% 이하인 경우에는 투명 전극의 면저항이 증가하고, AgNW의 함량이 1.15중량% 이상인 경우에는 투명 전극과 절연층과의 접착성이 나빠져서 약한 충격에도 전극이 손상될 수 있으며, 분산성이 나빠져서 투명 전극의 표면 조도가 악화된다.
상기 PEDOT:PSS는 고전도성 고분자 중 가장 대표적인 물질로서, 전기 전도도와 광투과도가 우수하고, 뛰어난 유연성을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 투명 전극(23)은 우수한 광투과성과 더불어 뛰어난 유연성을 가지게 된다.
상기 투명 전극(23)은 두께 500nm 이하, 면저항 100Ω/sq 미만, 광 투과율 50% 이상인 플렉시블한 전극으로서, 상기 하부 절연층(21) 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 도 3과 같은 회로 모양으로 인쇄된다.
이렇게 투명 전극(23)이 인쇄된 하부 절연층(21) 위에 상부 유전층(22)을 형성한 척 플레이트(21,22,23)를 상기 투명 지지체(25)에 투명 OCA(Optically Clear Adhesive : 광학용 투명 접착 필름)(24)를 개재하여 접합함으로써 본 발명에 따른 투명 플렉시블 정전척(20)이 완성된다.
이러한 구성의 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정전척은 다음과 같은 절차로 제조된다.
먼저, 두께가 15~200㎛인 플렉시블한 PET, PEN, 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 절연 필름(하부 절연층:21)을 준비한다.
이 절연 필름(하부 절연층:21) 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 PEDOT:PSS에 AgNW가 첨가된 유연한 투명 전도성 고분자로 이루어진 전극 패턴층(투명 전극:23)을 도 3과 같은 모양으로 코팅한다.
빛의 투과율이 50% 이상이고, 두께가 15~200㎛인 플렉시블한 PET, PEN, 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 유전 필름(상부 유전층:22)을 준비한다.
상기 전극 패턴층(투명 전극:23)이 형성된 절연 필름(하부 절연층:21)위에 상기 유전 필름(상부 유전층:22)을 투명 OCA 필름(24)를 개재하여 접합하는 것에 의해 척 플레이트(21,22,23)를 형성한다.
또는, 상기 절연 필름(하부 절연층:21)의 상면에 전극 패턴(투명 전극:23)을 형성한 후, 그 위에 PET, PEN, 투명 폴리이미드(CPI)중 어느 하나로 이루어진 수지 페이스트를 도포한 후 이를 건조 및 경화시키는 것에 의해 상부 유전층(22)을 마련함으로써 척 플레이트(21,22,23)를 형성할 수도 있다.
이렇게 형성된 척 플레이트(21,22,23)의 밑에 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠, 글라스 등 빛의 투과율이 50% 이상인 소재로 이루어진 투명 지지체(25)를 OCA Material Type(Silicon, Acrylic), OCA Curing Type(Heat, UV Curing, Pressure) 중 어느 하나의 접합 방식을 이용하여 접합하는 것에 의해 본 발명에 따른 투명 플렉시블 정전척을 완성한다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투명 플렉시블 정전척의 단면도이다
도 4의 정전척(20)은 피 흡착체가 3D 형태로 굴곡진 경우에 사용할 수 있는 본 발명의 다른 일 실시예를 나타낸다. 즉, 피 흡착체가 평탄하지 않고 3D 형태로 굴곡진 경우에는 이러한 굴곡을 반영하여 정전척(20)의 척 플레이트(21,22,23)가 도 4와 같이 플렉시블하게 굴곡지게 형성되어야 한다. 이때, 정전척의 투명 전극(23)에 기존의 ITO 전극이 사용되거나 상부 유전층(22)이나 하부 절연층(21)중 어느 하나의 재질이 유연하지 않은 쿼츠(quartz)나 글라스(glass)로 이루어지는 경우 굴곡진 피합착체의 라미네이션 공정은 원활하게 이루어지지 않을 것이다.
그러나, 본 발명과 같이 정전척(20)의 투명 전극(23)을 유연한 투명 전도성 고분자(PEDOT:PSS+AgNW)로 형성하고, 상부 유전층(22)이나 하부 절연층(21) 역시 플렉시블한 PET, PEN, 투명 폴리이미드(CPI) 등으로 형성하는 경우, 도 4와 같이 3D 형태로 굴곡진 피흡착체에 대해서 정전척 역시 대응되게 유연해짐으로써 피합착체의 라미네이션 공정을 좀더 원활하게 수행할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 비전 얼라인의 개념도이다.
도 5를 참조하면, 비전 얼라인을 위하여 피흡착체(30)인 기판을 흡착하는 정전척(20)을 사이에 두고 조명(40)과 카메라(50)를 서로 대향되게 배치한다. 정전 척(20)은 상부 유전층(22), 투명 전극(23), 하부 절연층(21) 및 투명 지지체(25)를 포함하는 상술한 구성의 본 발명에 따른 투명 플렉시블 정전척이다.
조명(40)은 투명 지지체(25)의 하측에 위치한다. 조명(40)은 투명 지지체(25)로 광을 조사하며, 투명 지지체(40)를 통과한 광은 하부 절연층(21), 투명 전극(23), 상부 유전층(22)을 거쳐 피흡착체(30)인 기판으로 조사된다.
카메라(50)는 상부 유전층(22)의 상측에 위치한다. 카메라(50)는 조명(40)으로부터 정전척(20)의 투명 지지체(25)와 투명 척 플레이트(21,22,23)를 거쳐 피흡착체(30)인 기판으로 조사된 광에 의해 시인되는 피흡착체(30)인 기판을 촬영한다. 이렇게 카메라(50)가 촬영한 이미지를 이용해 정전척(20)에 대한 피흡착체(30)인 기판의 비전 얼라인(vision align)을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 조명(40)으로부터 조사된 광이 투명 정전척(20)을 통해 피흡착체(30)인 기판으로 조사되고, 이 광을 카메라(50)로 촬영함으로써, 정전척(20)에 대한 피흡착체(30)인 기판의 비전 얼라인을 용이하게 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 이용한 피흡착체들 간의 라미네이션 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 우선 서로 다른 정전척(20',20'') 각각에는 피흡착체(30)로서 기판(33) 및 윈도우(31) 각각이 흡착되어 있다. 상기 정전척(20',20'')은 본 발명에 따른 상술한 구성의 투명 플렉시블 정전척이다. 이때, 기판(33) 및 윈도우(31) 각각은 서로 다른 정전척(20',20'') 각각에 비전 얼라인될 수 있다.
다음으로, 상기 기판(33) 및 윈도우(31) 사이에 수지층(32)을 위치시키고, 서로 다른 정전척(20',20'')을 서로 가압하여 기판(33)에 대한 윈도우(31)의 합착을 수행한다.
이렇게 서로 다른 정전척(20',20'')을 이용해 기판(33)과 윈도우(31) 간의 합착을 수행할 때, 서로 다른 정전척(20',20'')을 사이에 두고 조명(40)과 카메라(50)를 서로 대향되게 배치함으로써 공정 진행시 불량 유,무를 쉽게 검사(또는 계측)할 수 있다.
상기 서로 다른 정전척(20',20'')은 상부 유전층(22), 투명 전극(23), 하부 절연층(21) 및 투명 지지체(25)를 포함하는 상술한 구성의 본 발명에 따른 투명 플렉시블 정전척이다.
조명(40)은 정전척(20')의 투명 지지체(25)의 하측에 위치한다. 조명(40)은 정전척(20')의 투명 지지체(25)로 광을 조사하며, 투명 지지체(25)를 통과한 광은 하부 절연층(21), 투명 전극(23), 상부 유전층(22)을 거쳐 기판(33)과 윈도우(31)가 합착된 피흡착체(30)로 조사된다.
카메라(50)는 정전척(20'')의 투명 지지체(25)의 상측에 위치한다. 카메라(50)는 조명(40)으로부터 정전척(20')과 피합착체(30)를 거쳐 정전척(20'')의 상부 유전층(22), 투명 전극(23), 하부 절연층(21) 및 투명 지지체(25)를 통과하는 광을 촬영한다. 이렇게 카메라(50)가 촬영한 이미지를 이용해 기판(33)과 윈도우(31)의 라미네이션 공정에서의 불량 유,무를 체크하거나 라미네이션 후 계측에 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 조명(40)으로부터 조사된 광이 서로 다른 정전척(20',20'')을 통해 피합착체(30)로 조사되고, 이 광을 카메라(50)로 촬영함으로써, 피합착체(30)의 라미네이션 공정을 검사하거나 라미네이션 후 계측에 활용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
20 : 정전척, 21 : 하부 절연층, 22 : 상부 유전층, 23 : 투명 전극, 24 : OCA 필름, 25 : 투명 지지체, 30 : 피합착제, 31 : 윈도우, 32 : 수지층, 33 : 기판, 40 : 조명, 50 : 카메라

Claims (11)

  1. 평판 및 굴곡 형태의 피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 정전척으로서,
    빛의 투과율이 적어도 50% 이상인 소재로 이루어진 기재(substrate)로서의 투명 지지체;
    상기 투명 지지체 상에 위치하고, 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어지는 하부 절연층;
    상기 하부 절연층상에 인쇄되는 전극 패턴으로서 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)]에 AgNW(Silver NanoWire)를 첨가한 투명하고, 유연한 전도성 고분자로 이루어지는 투명 전극; 및
    상기 투명 전극 상에 위치하고, 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어지는 상부 유전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 AgNW는 상기 투명 전극내에 0.04~1.15 중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 두께 500nm 이하, 면저항 100Ω/sq 미만, 광 투과율 50% 이상인 플렉시블한 전극 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전극 패턴은 상기 하부 절연층 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 일정한 패턴으로 인쇄된 코팅층인 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 유전층과 상기 하부 절연층은 그 두께가 각각 15~200㎛인 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명 지지체는 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠(quartz), 글라스(glass)중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척.
  7. 평판 및 굴곡 형태의 피흡착물을 정전기력을 이용하여 흡착하기 위한 정전척의 제조방법으로서,
    빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어지는 두께가 15~200㎛인 절연 필름을 준비하는 단계와;
    상기 절연 필름 위에 압전 디스펜서(Piezo type Dispenser)를 이용하여 PEDOT:PSS에 AgNW가 첨가된 전도성 고분자로 이루어진 투명하고, 유연한 전극 패턴층을 인쇄하여 투명 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 빛의 투과율이 적어도 50% 이상이면서 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어진 유전 필름을 두께 15~200㎛로 형성하여 유전 필름을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유전 필름이 형성된 절연 필름 밑에 투명 아크릴, 투명 폴리카보네이트, 쿼츠, 글라스중 어느 하나로 이루어지고, 빛의 투과율이 50% 이상인 투명 지지체를 OCA(Optically Clear Adhesive) 접합 방식을 이용하여 접합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 AgNW는 상기 투명 전극내에 0.04~1.15 중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 유전 필름을 형성하는 단계는,
    빛의 투과율이 50% 이상이고, 두께가 15~200㎛인 유연한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(Polyethylene Naphthalate), 폴리이미드중 어느 하나로 이루어진 유전 필름을 준비하는 단계; 및
    상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 상기 유전 필름을 투명 OCA 필름를 개재하여 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전 필름은, 상기 전극 패턴층이 형성된 절연 필름 위에 빛의 투과율이 50% 이상이고, 유연한 PET, PEN, 폴리이미드중 어느 하나로 이루어진 수지 페이스트를 두께 15~200㎛로 도포한 후 이를 건조 및 경화시키는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 플렉시블 정전척의 제조방법.
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