KR101965648B1 - 진공 척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 척의 척동체(10)에 있어서 진공흡입포트(16)의 상측구부(18) 부위에서 일어날 수 있는 처리기판(S)의 함몰변형을 방지하는 기술을 개시한다. 본 발명에 의한 진공 척은 평면상의 상면(12)에 소정높이를 갖는 다수의 돌기(14)가 배치되고 돌기(14) 사이의 위치에서 상측구부(18)를 가지고 상하로 관통된 수개의 진공흡입포트(16)가 형성된 척동체(10)와, 상기 척동체(10)의 상기 진공흡입포트(16)에 삽입되는 지지핀(22)을 포함하고, 상기 지지핀(22)은 상기 척동체(10)의 상부로부터 상기 진공흡입포트(16)에 삽입되는 관상체(24)와 상기 관상체(24)의 상측에 일체로 형성된 지지헤드(26)를 포함한다. 이리하면, 상기 관상체(24)를 통해 외부로부터의 진공 흡입력이 확보되면서도 상기 지지헤드(26)가 상부에 놓이는 처리기판(S)의 해당 부위를 견고히 지지하므로, 진공 흡입력으로 인한 상기 처리기판(S)의 부분적 함몰 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

진공 척 {VACUUM CHUCK}

본 발명은 진공 흡입력을 이용하여 상부에 놓인 처리기판(S)을 고정하는 진공 척에 관한 것으로, 특히 진공 흡입력으로 인한 상기 처리기판(S)의 부분적인 함몰 변형을 효과적으로 방지하는 진공 척에 관한 것이다.

통상적으로 디스플레이용 박막트랜지스터의 제조공정 중에서 특히 포토 공정은 글라스 기재상에 증착한 박막에 포토레지스트를 도포하고 이를 노광 및 현상하는 공정으로 구성된다.

일반적으로, 노광기에서 처리기판은 진공 척에 지지되고 진공 흡입력에 의하여 고정지지된다. 진공 척은 척동체의 평면상 상면을 가지고 그 상면에 소정의 높이를 갖는 다수의 엠보싱 돌기가 형성되어 있으며 척동체에 수개의 진공흡입포트가 상하로 관통되게 형성되어 척동체의 하측으로부터 진공회로에 연결된다. 그리고, 진공흡입포트의 상측 구부는 척동체의 상면에서 돌기 사이에 위치한다. 처리기판(예컨대, 글라스 기재)이 이들 돌기 상에 배치될 때 이들 돌기에 의하여 척동체의 상면과 글라스 기재의 하면 사이에 진공통로가 형성되고 이러한 진공통로를 통하여 진공흡입포트로부터 가해지는 진공의 흡입력이 척동체 상면의 전체에 걸쳐서 처리기판의 하면에 작용함으로써 처리기판을 고정한다.

위와 같은 일반적인 진공 척에 의한 기판 고정방법에 대한 종래기술은 예컨대 공개특허공보 제10-2006-0000444호(2006. 1. 6 공개) "코팅장비의 코터 척"이나 등록특허공보 제10-0545670호(2006. 1. 24 공고) "반도체 제조설비의 진공 척" 등에 개시되어있다.

도 1은 일반적인 진공 척의 척동체의 개략 구조를 보이는 사시도이다.

도 1을 참조하여 더 상세히 설명하면, 이 척동체(10)의 상면(12)에는 소정 높이를 갖는 다수의 돌기(14)가 규칙적으로 배열되어 있으며, 수개의 진공흡입포트(16)가 척동체(10)의 상하로 관통되게 형성되어 있다. 그리고, 진공흡입포트(16)의 상측구부(18)는 돌기(14) 사이에 위치한다. 이와 같은 척동체(10)의 상면(12)측에 처리기판을 배치하고 진공흡입포트(16)를 통하여 진공 흡입력을 가함으로써 전술한 방식으로 처리기판이 척동체(10)에 고정된다.

그런데, 오늘날 디스플레이 패널의 경량화 추세에 따라 글라스 기재는 그 두께가 박형화되는 추세이다. 예컨대, 글라스 기재의 두께는 기존의 0.7㎜에서 0.5㎜로 감소된다.

따라서, 이렇게 박형화된 두께의 처리기판은 척동체(10)의 상면에 진공 흡입력으로 고정될 때, 진공 흡입력이 집중적으로 작용하는 진공흡입포트(16)의 상측구부(18)의 부분에서 처리기판이 강한 흡입력에 의하여 하측방향으로 함몰되는 변형이 일어날 수 있다.

이 점을 도 2 및 도 3을 참조하며 더 상세히 설명한다. 도 2 및 도 3은 종래기술의 문제점을 강조하기 위하여 비교적 과장되게 표현한 것으로, 도 2는 종래기술의 문제점을 설명하는 척동체와 처리기판의 부분단면도이고, 도 3은 도 2의 부분확대단면도이다.

도 2 및 도 3에서, 척동체(10)의 상면(12)에는 다수의 돌기(14)가 형성되어 있고, 처리기판(S)이 노광처리를 위하여 척동체(10)의 상기 상면(12) 상에 배치된다. 이때, 실질적으로 처리기판(S)은 척동체(10)의 상면(12)에 형성된 다수의 돌기(14)에 의하여 지지된다. 그리고, 돌기(14)가 형성되지 않은 부분에서 척동체(10)에 상하로 관통되게 형성된 진공흡입포트(16)가 외부의 진공원(도시되지 않음)에 연결되고 이로써 전달되는 진공 흡입력으로 처리기판(S)이 척동체(10)의 다수의 돌기(14)에 의하여 지지된 상태에서 고정된다.

그러나, 전술한 바와 같이 처리기판(S)의 박형화된 두께로 인하여 처리기판(4)은 이에 가해지는 힘에 의하여 쉽게 변형이 일어날 수 있다. 즉, 척동체(10) 상에 진공 흡입력으로 처리기판이 고정될 때, 진공흡입포트(16)의 상측구부(18)를 통하여 가하여지는 흡입력이 이러한 진공흡입포트(16)의 상측구부(18)의 바로 위에 위치하는 처리기판(S) 부분에 집중됨으로써 강한 흡입력으로 인해 이 부분(D)이 상측구부(18)측으로 함몰되어버린다. 이러한 함몰부분(D)은 예컨대 대략 30㎛ 깊이의 구간으로 발생하고 노광 진행시 DOF(Depth Of Focus)를 벗어나므로 균일한 노광 및 식각이 되지 않아 결국 패터닝의 불량을 야기한다.

본 발명은 진공 척에 고정되는 처리기판이 진공 흡입력에 의하여 부분적인 함몰 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있는 진공 척을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 진공 흡입력을 이용하여 상부에 놓인 처리기판을 고정하도록, 상면에 소정의 높이로 돌출하고 소정의 간격거리로 서로 이격 배치되어 상기 처리기판을 지지하는 복수의 돌기들과, 상기 돌기들 간의 위치에서 상기 돌기들 간의 간격거리보다 작은 크기의 직경으로 상하 관통되어 형성된 복수의 진공흡입포트를 포함하는 척동체로 이루어지는 진공 척에 있어서, 상기 진공 척은 상기 척동체의 상면으로부터 상기 진공흡입포트 내부에 삽입된 지지핀을 더 포함할 수 있고, 상기 지지핀은 상기 진공흡입포트의 직경 이하의 직경을 갖고 하방 길이연장되며 내부에 외부 진공원과 연통된 진공통로가 형성된 관상체와; 상기 관상체의 상측부상에 일체로 방사상 외측으로 연장되되 상기 관상체의 진공통로와 연통되고 상기 돌기들 간의 위치에서 상측부가 상기 돌기들의 상측부와 동일 평면을 유지하며, 상기 관상체의 진공통로를 거친 외부 진공원의 진공 흡입력을 상기 상면으로 전달하면서 상기 복수의 돌기들과 함께 상기 처리기판을 지지하도록 된 지지헤드를 포함할 수 있다.

이때 또한, 상기 지지헤드는 상기 관상체의 진공통로 및 상기 돌기들 간의 공간과 연통하도록 직경 방향으로 상기 지지헤드의 표면에 그루브 형태로 형성된 하나 이상의 방사상 통로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 관상체의 상측부는 상기 척동체의 상면과 동일 평면을 이룰 수 있다.

또한, 상기 지지헤드는 링 상일 수 있다.

또한, 상기 지지헤드의 두께는 상기 돌기들의 높이와 동일할 수 있고, 상기 지지헤드의 상기 관상체의 상측부의 외측으로 연장된 부분은 상기 척동체의 상면 상에 안착되어 지지될 수 있다.

또한, 상기 관상체의 하방 길이연장은 상기 척동체의 두께 이하의 범위 내로 될 수 있다.

또한, 상기 지지핀은 알루미늄 또는 동의 재질로 될 수 있다.

본 발명에 의하면, 진공 척의 척동체의 진공흡입포트 내로 관상체와 상기 관상체 상측에 일체로 형성된 지지헤드로 구성된 지지핀을 삽입함으로써 상기 관상체를 통해 외부로부터의 진공 흡입력이 확보되면서도 상기 지지헤드가 상부에 놓이는 처리기판의 해당 부위를 견고히 지지하므로, 진공 흡입력으로 인한 상기 처리기판의 부분적인 함몰 변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 이는 곧바로 균일한 노광 및 식각 처리를 가능케한다. 특히, 이는 진공 척의 척동체의 구조를 바꾸는 것이 아니라 단순히 기존의 진공흡입포트 내로 신규한 지지핀을 부가 삽입하기만하면 효과를 달성하는 것이어서 종래의 척동체를 그대로 사용할 수 있으므로, 상당히 경제적이다.

도 1은 일반적인 진공 척의 척동체의 개략 구조를 보이는 사시도이다.
도 2는 종래기술의 문제점을 설명하는 척동체와 처리기판의 부분단면도이다.
도 3은 도 2의 부분확대단면도이다.
도 4는 본 발명의 진공 척에 결합되는 지지핀의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 보인 지지핀의 단면도이다.
도 6과 도 7은 도 4 및 도 5에서 보인 지지핀에 의하여 처리기판의 변형이 방지되는 것을 설명하는 본 발명에 의한 진공 척의 부분단면도와 부분확대단면도이다.

본 발명은 앞서 기술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 진공 척의 척동체(10)에서 진공흡입포트(16)의 상측구부(18)에 처리기판(S)의 저면측으로 지지수단을 부가 배치함으로써 상측구부(18) 부위에서 일어날 수 있는 처리기판(S)의 함몰변형을 방지한다.

이하, 해당 도면들을 참조하며 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 도 1에서 보인 척동체(10)의 구조에 단지 도 4 및 도 5에서 보이는 지지핀(22)을 부가 결합한 것이다. 따라서, 본 발명을 역시 설명하는 도 6 및 도 7에서 지지핀(22)과 결합하는 척동체(10) 구성요소들의 도면부호들(즉, 10, 12, 14, 16)은 도 1의 것들과 동일하게 사용된다.

먼저, 도 4 및 도 5는 본 발명의 상기 지지수단으로서 진공흡입포트(16)에 결합되는 지지핀(22)을 보인다. 도 4는 본 발명의 진공 척에 결합되는 지지핀의 사시도이고, 도 5는 도 4에서 보인 지지핀의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 지지수단으로서 지지핀(22)은 척동체(10)의 상부로부터 진공흡입포트(16)에 삽입되는 관상체(24)와 이와 같은 관상체(24)의 상측에 일체로 형성된 지지헤드(26)로 구성된다. 본 발명에서 상기 지지핀(22)은 특히 강체의 재질로 될 경우 일반적으로 글라스로 되는 처리기판(S)의 표면을 손상시킬 염려가 있으므로 성형제작이 용이한 알루미늄 또는 동(銅) 재질로 됨이 바람직하다. 일 예로서, 상기 지지핀(22)은 표면상태, 형상 및 크기, 오차 등을 고려하여 일반적인 전기주조법(전주)(electro-forming)으로 제조될 수 있다.

관상체(24)는 진공흡입포트(16)에 삽입될 수 있도록 그 외경이 진공흡입포트(16)의 내경과 거의 같으며, 내부에 진공통로(28)가 형성되어있다. 지지헤드(26)는 링의 형태로 관상체(24)의 상측부에서 방사상 외측으로 연장된 형태이며, 직경방향으로 진공통로(28)에 연통하도록 상기 지지헤드(26)의 표면에 소정 깊이의 그루브 형상으로 형성된 방사상 통로(30)가 양측에 형성된다. 이와 같은 지지헤드(26)의 직경은 지지헤드(26)가 척동체(10)의 상면(12)에서 돌기들(14) 사이에 배치될 수 있는 크기이고 그 두께는 이들 돌기(14)의 소정 높이와 동일한 크기로 된다.

그리고, 도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5에서 보인 지지핀이 척동체에 삽입되어 처리기판의 변형이 방지되는 것을 설명하는 본 발명에 의한 진공 척의 부분단면도와 부분확대단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 있어서 척동체(10)의 각 진공흡입포트(16)에는 척동체(10)의 상측으로부터 지지핀(22)이 삽입된다. 이때, 지지핀(22)은 그 관상체(24)가 실질적으로 진공흡입포트(16) 내에 삽입되고, 척동체(10)에 다수가 형성된 소정높이의 돌기들(14) 사이에 관상체(24)의 상부측에 일체로 형성된 지지헤드(26)가 배치되며, 지지헤드(26)의 양측에 형성된 방사상 통로(30)는 진공 흡입력이 가해지는 통로인 진공통로(28)와 척동체(10)의 돌기(14) 간의 공간을 연통시켜준다. 또한, 지지헤드(26)의 일부 부위, 즉 관상체(24)로부터 방사상 외측으로 연장된 부위는 돌기들(14) 사이의 상면(12) 상에 안착되어 이로써 지지된다.

이와 같이 진공흡입포트(16) 내에 지지핀(22)이 삽입되어 있는 상태에서, 처리기판(S)이 척동체(10)의 상면(12)측에 배치되어 진공흡입포트(16)에 삽입된 지지핀(22)의 진공통로(28)를 통하여 진공 흡입력이 인가됨으로써 척동체(10)에 대해 처리기판(S)이 고정된다.

특히, 진공 흡입력이 집중적으로 작용하는 진공흡입포트(16)의 상측구부(18) 부위에서, 처리기판(S)의 해당 부분은 돌기들(14) 사이에 배치되는 지지핀(22)의 관상체(24) 상부에 일체로 형성된 지지헤드(26)에 의해 견고히 지지된다. 따라서, 강한 진공 흡입력이 가하여져도 처리기판(S)의 해당 부분에서는 함몰 변형의 발생이 방지된다.

위와 같이, 본 발명은 관상체(24)와 상기 관상체 상측에 일체로 형성된 지지헤드(26)로 구성된 지지핀(22)을 진공 척의 척동체(10)의 진공흡입포트(16) 내로 삽입함으로써 상기 관상체(24)를 통해 외부로부터의 진공 흡입력이 확보되면서도 상기 지지헤드(26)가 상부에 놓이는 처리기판(S)의 해당 부위를 견고히 지지하므로, 진공 흡입력으로 인한 상기 처리기판(S)의 부분적 함몰 변형을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 기술은 진공 척의 척동체(10)의 구조를 바꾸는 것이 아니라 단순히 기존의 진공흡입포트(16) 내로 신규한 지지핀(22)을 부가 삽입하기만하면 효과를 거두는 것이어서 종래의 척동체(10)를 그대로 사용할 수 있으므로, 상당히 경제적이다.

전술한 본 발명의 바람직한 구현예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

10: 척동체, 12: 상면, 14: 돌기, 16: 진공흡입포트, 18: 상측구부, S: 처리기판, 22: 지지핀, 24: 관상체, 26: 지지헤드, 28: 진공통로, 30: 방사상 통로.

Claims (8)

1. 상부에 놓인 처리기판(S)을 지지하도록 상면(12)에 소정의 높이로 돌출하고 소정의 간격거리로 서로 이격 배치되어 상기 처리기판(S)을 지지하는 복수의 돌기들(14)과, 각각이 상기 돌기들(14)에 의해 거리를 두어 에워싸이도록 배치되고 상기 돌기들(14) 간의 간격거리보다 작은 크기의 직경으로 상하 관통되어 외부 진공원과 연통되도록 형성되며 상기 외부 진공원으로부터의 진공 흡입력으로 상기 처리기판(S)을 고정하는 복수의 진공흡입포트(16)를 포함한 척동체(10)로 이루어지는 진공 척에 있어서,
   상기 척동체(10)의 상면(12)으로부터 상기 복수의 진공흡입포트(16) 내부로 각각 삽입된 복수의 지지핀(22)을 더 포함하고,
   상기 지지핀(22)은
   상기 진공흡입포트(16)의 직경 이하의 직경을 갖고 하방 길이연장되며 내부에 상기 외부 진공원과 연통된 진공통로가 형성되도록 된 중공형의 관상체(24)와;
   플랜지의 형태로서 상기 관상체(24)의 상측부의 폭이 방사상으로 상기 관상체(24)의 외측으로 길이 연장되되, 상기 상측부가 상기 돌기들(14)의 상측부와 동일 평면을 유지하면서 상기 폭이 상기 지지핀(22)을 에워싼 상기 돌기들(14)의 상측부까지 길이 연장되어 상기 척동체(10)의 상면(12) 상에 안착 및 지지되도록 형성된 지지헤드(26)를 포함하고,
   상기 지지헤드(26)는 상기 진공통로와 연통되고 상기 진공통로를 거친 외부 진공원의 진공 흡입력을 상기 상면(12)으로 전달하면서 상기 복수의 돌기들(14)과 함께 상기 처리기판(S)을 지지하도록 되고,
   상기 지지헤드(26)는 상기 관상체(24)의 진공통로와 상기 지지핀(22)을 에워싼 상기 돌기들(14) 간의 공간을 서로 연통하도록 직경 방향으로 상기 지지헤드(26)의 표면에 그루브 형태로 형성된 하나 이상의 방사상 통로(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지헤드(26)의 두께는 상기 돌기들(14)의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 진공 척.
7. 제1항에 있어서,
   상기 관상체(24)의 하방 길이연장은 상기 척동체(10)의 두께 이하의 범위 내로 된 것을 특징으로 하는 진공 척.
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지핀(22)은 알루미늄 또는 동의 재질임을 특징으로 하는 진공 척.

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