KR20150070680A - 정전척 - Google Patents

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Abstract

하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판 및 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 상에 배치되는 전기 유변 유체 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 정전척을 제공한다.

Description

정전척{Electrostatic Chuck}
본 발명은 피처리 기판을 고정하기 위한 정전척에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피처리 기판 가공 시 발생할 수 있는 정전척의 손상을 방지할 수 있는 정전척에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 가공, 기계 가공 또는 방전 가공 등과 같은 기판 가공 시 피처리 기판(Workpiece)을 고정하기 위한 수단이 필요하다. 상기 피처리 기판을 고정하기 위한 수단으로는 자기력을 이용하는 자기척(Magnetic Chuck) 및 전기력을 이용하는 정전척(Electrostatic Chuck) 등이 있다.
상기 자기척은 전자석(Electromagnet) 또는 영구 자석(Permanent Magnet)을 이용한 척이다. 따라서 상기 자기척은 자성을 띠는 피처리 기판만을 고정시킬 수 있고, 상기 전자석 또는 영구 자석을 대면적으로 제작하기 어려운 단점이 있다. 이에 따라 일반적으로 다양한 재질의 물질을 당겨 잡을 수 있고, 제작이 용이한 정전척을 주로 사용된다.
상기 정전척에는 모노폴라(Monopolar) 정전척과 바이폴라(Bipolar) 정전척이 있으며, 일반적으로 모노폴라 정전척이 바이폴라 정전척에 비하여 부착력이 더 크기 때문에 큰 힘이 요구되는 대면적 피처리 기판의 고정에는 주로 모노폴라 정전척을 사용된다.
한편, 레이저 가공, 기계 가공 또는 방전 가공과 같은 피처리 기판 가공 시 상기 정전척이 손상되는 문제가 있다. 예를 들면, 레이저를 이용한 피처리 기판 가공 시 피처리 기판을 뚫고 나오는 레이저에 의해 피처리 기판 하부에 존재하는 정전척이 손상될 수 있다.
이에 본 발명에서는 피처리 기판 가공 시 발생할 수 있는 정전척의 손상을 방지하여 지속적으로 사용 가능한 정전척을 제안하고자 한다.
하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판 및 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 상에 배치되는 전기 유변 유체 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 정전척을 제공한다.
상기 정전척은 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 전기 유변 유체 상에 투명 절연층을 더 포함할 수 있다.
하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 배치되는 제 1 전극판, 상기 제 1 전극판 상에 배치되는 전기 유변 유체, 상기 전기 유변 유체 상에 배치되며, 피처리 기판이 놓여지는 투명 절연층, 상기 제 1 전극판과 상기 피처리 기판을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 정전척을 제공한다.
상기 정전척은 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함할 수 있다.
하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판 및 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 상에 배치되는 자기 유변 유체, 상기 하부 프레임과 상기 자기 유변 유체 사이에 배치되는 자석부 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 정전척을 제공한다.
상기 정전척은 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 자기 유변 유체 상에 배치되는 투명 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 자석부는 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 하부에 배치될 수 있다.
상기 자석부는 전자석 또는 영구 자석일 수 있다.
하부 프레임, 상기 하부 프레임 상에 배치되는 제 1 전극판, 상기 제 1 전극판 상에 배치되는 자기 유변 유체, 상기 하부 프레임과 상기 자기 유변 유체 사이에 배치되는 자석부, 상기 제 1 전극판과 피처리 기판을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 정전척을 제공한다.
상기 정전척은 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함할 수 있다.
상기 정전척은 상기 자기 유변 유체 상에 배치되는 투명 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 자석부는 상기 제 1 전극판 하부에 배치될 수 있다.
상기 자석부는 전자석 또는 영구 자석일 수 있다.
피처리 기판 하부에 전기 유변 유체층 또는 자기 유변 유체층을 형성하여 피처리 기판을 통과하여 내려오는 레이저로 인한 정전척의 손상을 방지할 수 있다.
정전척 손상이 발생하지 않게 됨에 따라 정전척의 지속적인 사용이 가능해지고 이에 따라 생산성이 증대된다.
도 1은 종래 기술에 따른 자기척의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 정전척의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 15은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
도 1은 종래 기술에 따른 자기척의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 자기척(10)은 일반적으로 하부 프레임(11), 상기 하부 프레임(11) 상에 배치되는 자석부(12) 및 상기 자석부(12)와 피처리 기판(S) 사이에 배치되는 절연층(13)을 포함할 수 있다. 상기 자석부(12)는 전자석 또는 영구 자석을 포함할 수 있다. 상기 피처리 기판(S)은 상기 전자석 또는 영구 자석의 자기력에 의해 고정되는 자성 물체일 수 있다.
상기 자기척(10)은 자성을 갖는 피처리 기판(S)만을 고정시킬 수 있고, 상기 전자석 또는 영구 자석을 대면적으로 제작하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 일반적인 자기척은 다수의 전자석 또는 다수의 영구 자석을 배열하여 제작되고 있다. 이 경우, 전자석 또는 영구 자석들 간의 연결 부위에서 자기력이 주변부와 다르게 되어 피처리 기판 상에 인가되는 자기력이 달라지게 되고, 이에 따라 연결 부위 상에 배치된 피처리 기판의 일부에 주름이 발생할 수 있다. 따라서, 일반적으로 다양한 재질의 물질을 당겨 잡을 수 있고, 제작이 용이한 정전척을 주로 사용한다.
일반적으로 정전척은 피처리 기판과 정전 전극판 사이의 정전기적인 힘(Electrostatic force)를 이용하여 피처리 기판을 고정하는 장치이다. 이러한 정전척에는 바이폴라(bipolar) 정전척 및 모노폴라(monopolar) 정전척이 있다.
상기 바이폴라(bipolar) 정전척은 두개의 정전 전극판을 포함하며, 상기 두개의 정전 전극판 사이에 전압이 인가될 때, 상기 두 정전 전극판 사이에 발생하는 존센-라벡(Johnsen-Rahbek) 효과를 이용하여 피처리 기판을 고정한다. 이와 같이, 바이폴라 정전척은 피처리 기판이 회로의 구성요소가 아니기 때문에 피처리 기판을 전기적 연결의 매개체로 사용하지 않아도 되는 이점이 있다.
한편, 상기 모노폴라(monopolar) 정전척은 하나의 정전 전극판 및 피처리 기판 사이에 전압을 인가하여 피처리 기판을 정전 전극판에 부착시키는 것으로 피처리 기판이 전기적 연결의 매개체가 된다. 이러한 모노폴라 정전척은 바이폴라 정전척에 비하여 부착력이 4배 정도 더 크기 때문에 피처리 기판의 고정에 큰 힘이 요구될 경우에 모노폴라 정전척을 주로 사용하게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 정전척의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 정전척(20)은 일반적으로 하부 프레임(21), 상기 하부 프레임(21) 상에 배치되는 제 1 전극판(22a), 상기 제 1 전극판(22a)과 피처리 기판(S) 사이에 배치되는 절연층(23), 상기 제 1 전극판(22a)과 상기 피처리 기판(S)을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판(22b) 및 상기 제 1 전극판(22a)과 상기 제 2 전극판(22b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(24)를 포함할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 자기척(10) 또는 정전척(20)을 사용하여 피처리 기판(S)을 고정한 상태에서, 상기 피처리 기판(S)에 레이저 가공과 같은 작업을 하는 경우, 작업 과정에서 피처리 기판(S) 하부의 절연층(13, 23)이 손상될 수 있다. 즉, 레이저 가공시 피처리 기판(S)을 뚫고 나오는 레이저로 인하여 상기 피처리 기판(S) 하부에 배치되는 절연층(13, 23)이 손상될 수 있다. 따라서, 상기 자기척(10) 또는 정전척(20) 내의 절연층(13, 23)을 지속적으로 교체해야 되는 문제가 있다.
만일 상기 절연층(13, 23)을 유리나 쿼츠(Quartz) 등의 투명 재질을 이용할 경우에는 피처리 기판(S)을 뚫고 나온 레이저가 절연층을 투과함에 따라 상기 자석부(12) 또는 제 1 전극판(22a)의 상부면이 손상되며 이에 따라 상기 자석부(12) 또는 제 1 전극판(22a)을 지속적으로 교체해줘야 하는 문제가 있다.
이에 본 발명은 레이저 가공시에도 손상없이 지속적으로 사용 가능할 수 있는 정전척을 제안하고자 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척(100)은 종래 모노폴라(Monopolar) 정전척의 구조에 전기 유변 유체(Electrorheological Fluid)를 적용한 구조이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척(100)은 하부 프레임(110), 상기 하부 프레임(110) 상에 배치되는 제 1 전극판(120a), 상기 제 1 전극판(120a) 상에 배치되는 전기 유변 유체층(130), 상기 전기 유변 유체층(130) 상에 배치되는 투명 절연층(140) 및 상기 제 1 전극판(120a)과 피처리 기판(S)을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판(120b) 및 상기 제 1 전극판(120a) 및 상기 제 2 전극판(120b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(150)을 포함할 수 있다. 상기 전기 유변 유체층(130)은 전기 유변 유체(Electrorheological fluid)(131) 및 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기(132)를 포함할 수 있다.
상기 전기 유변 유체(131)는 전기 절연성 유체에 미세한 입자가 분산되어 있는 현탁액(suspension)이다. 상기 전기 유변 유체(131)는 투명한 액체일 수 있는데, 종류에 따라서는 불투명할 수도 있다. 상기 전기 유변 유체(131)는 전기장이 인가되면 유체의 점도(viscosity)가 최대 100,000배 정도가 증가하는 물질이다. 이러한 전기 유변 유체(131)의 점도의 변화는 가역적이어서 전기장이 없어지면 원래의 상태로 복원될 수 있다.
전기 유변 유체(131)을 구성하는 전기 절연성 유체는 실리콘유, 케로신 광유, 올레핀(PCBs) 등이 사용될 수 있다. 하지만, 여기에만 한정되는 것은 아니며, 온도의 변화에 따른 점성의 변화가 적고, 높은 인화점, 낮은 어는점 등과 같은 특성을 갖는 유체라면 어떤 다른 유체라도 사용될 수 있다.
전기 유변 유체(131)을 구성하는 입자는 최대 직경 50㎛ 정도로서, 미세하고 투명한 입자이다. 상기 입자는 수 마이크론 정도 직경일 수 있다. 상기 입자로 알루미노규산염(aluminosilicate), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 풀러렌(fullerene) 등과 같은 고분자 물질이나 세라믹 등과 같은 절연성의 재료 등이 사용될 수 있다.
상기 전기 유변 유체(131)는 전기장이 인가되면 점성이 바뀌는 유체로서 상기 제 1 전극판(120a)과 제 2 전극판(120b) 사이에 전압이 인가되면 점성이 증대되어 고체에 가까운 상태로 변화되기 때문에, 레이저 가공 중에 상기 투명 절연층(140) 및 피처리 기판(S)를 지지하는 것이 가능하다.
또한, 레이저 가공 공정이 끝난 후, 상기 제 1 전극판(120a)과 제 2 전극판(120b) 사이에 전압을 인가하지 않게 되면, 상기 전기 유변 유체(131)의 점성이 감소하여 전기 유변 유체가 액체에 가까운 상태로 된다. 이에 따라, 고체에 가까운 상태의 전기 유변 유체(131)에 발생된 레이저에 의한 손상 부위는 전기장 인가가 중지되어 전기 유변 유체(131)가 액체 상태로 변화되면서 사라진다. 이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정전척(100)은 레이저 공정으로 인한 손상 부분 없이 지속적으로 사용될 수 있다.
상기 용기(132)는 상기 전기 유변 유체(131)를 담을 수 있다. 상기 용기(132)는 상기 전기 유변 유체(131)를 담을 수 있도록 하부 및 측부를 포함하는 용기 형태로 배치될 수 있다. 상기 용기(132)는 실리콘(silicone), 변성 실리콘, 다중황화물(polysulfide), 폴리우레탄(polyurethane) 등과 같이 전자기기(예컨대, 액정 디스플레이 패널)에서 유체의 밀봉을 위해 사용되는 통상적인 재질로 형성될 수 있다.
상기 투명 절연층(140)은 레이저 가공 중에 피처리 기판을 통과한 레이저에 의해 손상되지 않도록 유리 또는 쿼츠(Quartz) 등과 같은 투명한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 투명 절연층(140)은 상기 전기 유변 유체(131)에 전기장이 인가되지 않을 경우, 액체 상태의 전기 유변 유체(131)가 피처리 기판(S)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척(200)은 종래 모노폴라(Monopolar) 정전척의 구조에 자기 유변 유체(Magnetorheological Fluid)를 적용한 구조이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척(200)은 하부 프레임(210), 상기 하부 프레임(210) 상에 배치되는 제 1 전극판(220a), 상기 제 1 전극판(220a) 상에 배치되는 자석부(230), 상기 자석부(230) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(240), 상기 제 1 전극판(220a)과 피처리 기판(S)을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판(220b) 및 상기 제 1 전극판(220a)과 상기 제 2 전극판(220b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(250)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 자기 유변 유체층(240)과 피처리 기판(S) 사이에 투명 절연층이 더 포함될 수 있다.
상기 자기 유변 유체층(240)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(241) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(242)를 포함할 수 있다.
상기 자기 유변 유체(241)는 외부에서 자기장을 인가하면, 유체 중에 분산된 입자가 자화(magnetization) 현상을 일으켜 자기장과 평행한 방향으로 섬유상 구조의 고리 모양의 클러스터를 형성하는 유체를 통칭하는 것이다. 이 때, 상기 클러스터의 결합력은 인가되는 자기장의 세기에 따라 달라진다.
상기 자기 유변 유체(241)는 액체 속에 자성 분말을 콜로이드 모양으로 안정, 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체이다.
상기 자성 분말은 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 페라이트(CoFe2O4, MnFe2O4) 및 이들의 합금(FePt, CoPt) 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 계면활성제는 올레산(Oleic acid), 수산화 테트라 메틸 암모늄(tetramethylammonium hydroxide), 구연산(citric acid) 및 대두 레시틴(soy lecithin) 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 자석부(230)가 전자석인 경우, 상기 제 1 전극판(220a)과 상기 제 2 전극판(220b) 사이에 전압이 인가되면, 상기 전자석에 의해 발생한 자기장에 의해 상기 자기 유변 유체(241)의 점성이 증대되어 고체에 가까운 상태가 되기 때문에 레이저 가공 중에 피처리 기판(S)을 지지하는 것이 가능하게 된다.
그리고 레이저 가공 공정이 끝난 후에, 상기 제 1 전극판(220a)과 상기 제 2 전극판(220b) 사이에 전압을 인가하지 않으면, 상기 자기 유변 유체(241)의 점성이 감소하고 액체에 가까운 상태가 된다. 이에 따라, 고체에 가까운 상태의 자기 유변 유체(241)에 발생된 레이저에 의한 손상 부위는 자기장 인가되지 않으면 전기 유변 유체(241)가 액체 상태로 변화되면서 사라진다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척(200)은 레이저 공정으로 인한 손상 부분 없이 지속적으로 사용될 수 있다.
상기 자석부(230)가 영구 자석인 경우, 상기 제 1 전극판(220a)과 상기 제 2 전극판(220b) 사이에 전압이 인가되지 않더라도, 상기 영구 자석에 의해 발생한 자기장에 의해 상기 자기 유변 유체(241)의 점성이 높게 유지되어 상기 자기 유변 유체(241)가 고체에 가까운 상태로 유지된다. 따라서, 피처리 기판(S)과 상기 자기 유변 유체(241) 사이에 별도의 절연층이 존재하지 않더라도 상기 자기 유변 유체(241)가 상기 피처리 기판(S)에 부착되지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이하에서, 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 정전척(300)은 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척구조에서 상기 자기 유변 유체층과 피처리 기판(S) 사이에 투명 절연층을 더 포함하는 구조이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 정전척(300)은 하부 프레임(310), 상기 하부 프레임(310) 상에 배치되는 제 1 전극판(320a), 상기 제 1 전극판(320a) 상에 배치되는 자석부(330), 상기 자석부(330) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(340), 상기 자기 유변 유체층(340) 상에 배치되는 투명 절연층(350), 상기 제 1 전극판(320a)과 피처리 기판(S)을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판(320b) 및 상기 제 1 전극판(320a)과 상기 제 2 전극판(320b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(360)을 포함할 수 있다. 상기 자기 유변 유체층(340)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(341) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(342)를 포함할 수 있다. 상기 자석부(330)는 전자석 또는 영구 자석을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이하에서, 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전척(400)은 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 정전척 구조에서 상기 자석부(430)가 상기 제 1 전극판(420a) 하부에 배치되는 구조이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 정전척(400)은 하부 프레임(410), 상기 하부 프레임(410) 상에 배치되는 자석부(430), 상기 자석부 상에 배치되는 제 1 전극판(420a), 상기 제 1 전극판(420a) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(440), 상기 제 1 전극판(420a)과 피처리 기판(S)을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판(420b) 및 상기 제 1 전극판(420a)과 상기 제 2 전극판(420b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(450)을 포함할 수 있다. 상기 자기 유변 유체층(440)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(441) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(442)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 자기 유변 유체층(440)과 피처리 기판(S) 사이에는 투명 절연층이 더 포함될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척(500)은 종래 바이폴라(bipolar) 정전척의 구조에 전기 유변 유체(Electrorheological Fluid)를 적용한 구조이다. 이하에서, 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척(500)은 하부 프레임(510), 상기 하부 프레임(510) 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b), 상기 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b) 상에 배치되는 전기 유변 유체층(530) 및 상기 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(540)을 포함할 수 있다. 상기 전기 유변 유체층(530)은 전기 유변 유체(Electrorheological fluid)(531) 및 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기(532)를 포함할 수 있다.
상기 전기 유변 유체(531)의 점도(viscosity)는 상기 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b) 사이에 인가되는 전압에 따라 증가할 수 있다. 이러한 전기 유변 유체(531)의 점도의 변화는 가역적이어서 전기장이 없어지면 원래의 상태로 복원될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b) 사이에 일정한 전압을 인가하는 경우에 상기 전기 유변 유체(531)는 피처리 기판(S)을 지지할 수 있는 정도의 점도를 가질 수 있다. 따라서, 피처리 기판(S)과 상기 전기 유변 유체(541) 사이에 별도의 절연층이 존재하지 않더라도 상기 전기 유변 유체(541)가 상기 피처리 기판(S)에 부착되지 않게 된다. 이후, 상기 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b) 사이에 일정 전압 이상의 전압을 인가하여 피처리 기판(S)을 고정시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척(500)은 상기 하부 프레임(510) 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판(520a) 및 제 2 전극판(520b)을 포함하며, 상기 두개의 전극판 사이에 전압이 인가될 때, 상기 두 전극판 사이에 발생하는 존센-라벡(Johnsen-Rahbek) 효과를 이용하여 피처리 기판(S)을 고정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제 6 실시예에 따른 정전척(600)은 상기 본 발명의 제 5 실시예에 따른 정전척구조에서 상기 전기 유변 유체층과 피처리 기판(S) 사이에 투명 절연층을 더 포함하는 구조이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 정전척(600)은 하부 프레임(610), 상기 하부 프레임(610) 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판(620a) 및 제 2 전극판(620b), 상기 제 1 전극판(620a) 및 제 2 전극판(620b) 상에 배치되는 전기 유변 유체층(630), 상기 전기 유변 유체층(630) 상에 배치되는 투명 절연층(640) 및 상기 제 1 전극판(620a) 및 제 2 전극판(620b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(650)을 포함할 수 있다. 상기 전기 유변 유체층(630)은 전기 유변 유체(Electrorheological fluid)(631) 및 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기(632)를 포함할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다. 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척(700)은 종래 바이폴라(bipolar) 정전척의 구조에 자기 유변 유체(Magnetorheological Fluid)를 적용한 구조이다. 이하에서, 상기 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척(700)은 하부 프레임(710), 상기 하부 프레임(710) 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판(720a) 및 제 2 전극판(720b), 상기 제 1 전극판(720a) 및 제 2 전극판(720b) 상에 배치되는 자석부(730), 상기 자석부(730) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(740) 및 상기 제 1 전극판(720a) 및 제 2 전극판(720b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(750)을 포함할 수 있다. 상기 자기 유변 유체층(740)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(741) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(742)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 자기 유변 유체층(740)과 피처리 기판(S) 사이에는 투명 절연층이 더 포함될 수 있다. 상기 자석부(730)는 전자석 또는 영구자석을 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제 8 실시예에 따른 정전척(800)은 상기 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척구조에서 상기 자기 유변 유체층과 피처리 기판(S) 사이에 투명 절연층을 더 포함하는 구조이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 정전척(800)은 하부 프레임(810), 상기 하부 프레임(810) 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판(820a) 및 제 2 전극판(820b), 상기 제 1 전극판(820a) 및 제 2 전극판(820b) 상에 배치되는 자석부(830), 상기 자석부(830) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(840), 상기 자기 유변 유체층(840) 상에 배치되는 투명 절연층(850) 및 상기 제 1 전극판(820a) 및 제 2 전극판(820b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(860)을 포함할 수 있다. 상기 자기 유변 유체층(840)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(841) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(842)를 포함할 수 있다.
상기 자석부(830)는 전자석 또는 영구자석을 포함할 수 있다. 도 10에서 상기 자석부(830)는 상기 제 1 전극판(820a) 및 제 2 전극판(820b) 상에 배치된 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 자석부(830)는 상기 제 1 전극판(820a) 및 제 2 전극판(820b) 하부에 배치될 수도 있다
도 15은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 정전척을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 제 9 실시예에 따른 정전척(900)은 상기 본 발명의 제 7 실시예에 따른 정전척구조에서 상기 자석부가 상기 제 1 전극판하부에 배치되는 구조이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 정전척(900)은 하부 프레임(910), 상기 하부 프레임(910) 상에 배치되는 자석부(930), 상기 자석부(930) 상에 배치되는 제 1 전극판(920a) 및 제 2 전극판(920b), 상기 제 1 전극판(920a) 및 제 2 전극판(920b) 상에 배치되는 자기 유변 유체층(940) 및 상기 제 1 전극판(920a) 및 제 2 전극판(920b) 사이에 전압을 인가하는 전원부(950)을 포함할 수 있다. 상기 자기 유변 유체층(940)은 자기 유변 유체(Magnetorheological fluid)(941) 및 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기(942)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 자기 유변 유체층(940)과 피처리 기판(S) 사이에는 투명 절연층이 더 포함될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일례들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일례들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110 : 하부 프레임
120a : 제 1 전극판
120b : 제 2 전극판
130 : 전기 유변 유체층
131 : 전기 유변 유체
132 : 용기
140 : 투명 절연층
150 : 전원부

Claims (15)

  1. 하부 프레임;
    상기 하부 프레임 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판 및 제 2 전극판;
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 상에 배치되는 전기 유변 유체; 및
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부;를 포함하는 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함하는 정전척.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 유변 유체 상에 배치되는 투명 절연층을 더 포함하는 정전척.
  4. 하부 프레임;
    상기 하부 프레임 상에 배치되는 제 1 전극판;
    상기 제 1 전극판 상에 배치되는 전기 유변 유체;
    상기 전기 유변 유체 상에 배치되며, 피처리 기판이 놓여지는 투명 절연층;
    상기 제 1 전극판과 상기 피처리 기판을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판; 및
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부;를 포함하는 정전척.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함하는 정전척.
  6. 하부 프레임;
    상기 하부 프레임 상에 나란히 배치되는 제 1 전극판 및 제 2 전극판;
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 상에 배치되는 자기 유변 유체;
    상기 하부 프레임과 상기 자기 유변 유체 사이에 배치되는 자석부; 및
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부;를 포함하는 정전척.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함하는 정전척.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 자기 유변 유체 상에 배치되는 투명 절연층을 더 포함하는 정전척.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 자석부는 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 하부에 배치되는 정전척.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 자석부는 전자석 또는 영구 자석인 정전척.
  11. 하부 프레임;
    상기 하부 프레임 상에 배치되는 제 1 전극판;
    상기 제 1 전극판 상에 배치되는 자기 유변 유체;
    상기 하부 프레임과 상기 자기 유변 유체 사이에 배치되는 자석부;
    상기 제 1 전극판과 피처리 기판을 전기적으로 연결하는 제 2 전극판; 및
    상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 전압을 인가하는 전원부;를 포함하는 정전척.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 자기 유변 유체가 담겨 있는 용기를 더 포함하는 정전척.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 자기 유변 유체 상에 배치되는 투명 절연층을 더 포함하는 정전척.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 자석부는 상기 제 1 전극판 하부에 배치되는 정전척.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 자석부는 전자석 또는 영구 자석인 정전척.
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