KR20120134368A - 기판 척킹 디척킹 장치 - Google Patents

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KR20120134368A
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chucking
chucking plate
dechucking
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김영학
김효주
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엘아이지에이디피 주식회사
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Abstract

본 발명은, 위에 기판이 놓이는 기판 척킹 플레이트를 하측에서 지지하는 스테이지, 이 스테이지에 지지된 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인 기구, 이 기판 얼라인 기구에 의한 기판의 위치 조정 시 기판에 부상력을 부여하는 기판 부상 수단으로 구성된 기판 척킹 디척킹 장치를 제공한다.

Description

기판 척킹 디척킹 장치{Substrate Chucking and De-chucking Apparatus}
본 발명은 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode)(이하, OLED) 등을 제조하기 위하여 기판을 척킹하거나 디척킹하는 장치에 관한 것이다.
OLED는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있다. 또, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 가지고 있어 일반 LCD(Liquid Crystal Display)와 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않으며 화면에 잔상이 남지 않는다. 그리고, 소형 화면에서는 LCD 이상의 화질과 단순한 제조공정으로 인하여 유리한 가격 경쟁력을 가지므로 차세대 디스플레이로 주목을 받고 있다.
이와 같은 OLED를 활용하여 텔레비전 등을 만들 때 필요한 것이 바로 박막증착장비인데, 이 박막증착장비는 기판에 유기물질을 증착하여 박막을 형성하는 것으로서 OLED의 제조를 위한 중요 장비 중 하나이다.
박막증착장비로는 주로 진공열증착(thermal evaporation)을 이용하는 타입이 사용된다. 이는 챔버(chamber)를 포함하는데, 이 챔버의 내부공간 상부에는 기판이 위치되고 하부에는 기판에 유기물질을 제공하는 도가니(crucible)가 배치된다.
박막 증착은 기판에 마스크(mask)를 밀착시킨 상태로 진행된다. 마스크의 밀착은 챔버의 내부에서 이루어질 수도 있고 외부에서 이루어질 수도 있다. 마스크를 어디에서 밀착시키든지, 기판은 지지수단에 의하여 지지된 상태로 챔버에 반입되는 것이 일반적이다.
기판 지지수단의 일례로는 점착 척(adhesive chuck)을 포함하는 척킹 플레이트(chucking plate)가 있는데, 이 척킹 플레이트에는 기판이 점착 척의 점착력으로 척킹된다. 척킹된 기판은 챔버에 척킹 플레이트와 함께 반입되고 반출 후에는 디척킹되어 이 척킹 플레이트와 분리된다. 이 때, 기판의 척킹과 디척킹은 척킹-디척킹 장치의 스테이지(stage) 상에서 이루어진다.
이와 같이 박막 증착에 척킹 플레이트를 이용하는 방식에서는 증착공정에 앞서서는 척킹 플레이트에 기판을 척킹하고 증착공정 완료 후에는 척킹 플레이트로부터 기판을 분리하는 디척킹 기술이 증착공정의 성능에 중요한 영향을 미친다.
따라서, 한층 향상된 척킹, 디척킹을 실현할 수 있는 척킹-디척킹 장치의 개발이 요구되고 있다.
이상의 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위하여 보유하고 있었거나 본 발명의 도출과정에서 습득한 기술을 설명한 것이므로 반드시 본 발명의 출원 전 일반 공중에 공개된 기술이라 할 수 없다.
본 발명의 목적은 기판을 보다 효과적으로 척킹, 디척킹할 수 있고, 또 나아가서는 구조적으로 단순한 기판 척킹 디척킹 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 위 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 위에 놓이는 기판을 척킹하는 기판 척킹 플레이트와; 상기 기판 척킹 플레이트를 하측에서 지지하는 스테이지와; 상기 스테이지에 상기 기판 척킹 플레이트를 고정시키는 척킹 플레이트 클램프(clamp)와; 상기 척킹 플레이트 클램프에 의하여 스테이지에 고정된 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인(align) 기구와; 상기 스테이지에 고정된 기판 척킹 플레이트 상의 기판이 부상되도록 기판에 부상력을 부여하는 기판 부상 수단과; 상기 고정된 기판 척킹 플레이트에 기판이 척킹되도록 기판 척킹 플레이트에 기판을 밀착시키는 기판 밀착 수단과; 상기 기판 척킹 플레이트와 척킹된 기판이 분리되도록 기판을 밀어내는 기판 분리 수단을 포함하는 기판 척킹 디척킹 장치가 제공된다.
상기 기판 부상 수단은 상기 기판 척킹 플레이트와 기판 사이에 기체를 공급하여 기판을 부상시키도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 기판 부상 수단은, 상기 기판 척킹 플레이트와 기판 사이에 기체를 공급하여 기판을 부상시키는 기체 공급 기구와; 상기 기체 공급 기구로부터의 기체 공급량을 제어하여 기판에 부여되는 부상력을 조절하는 부상력 제어 기구를 포함할 수 있다.
상기 기판 척킹 플레이트는 복수의 관통구멍을 가지며, 상기 기판 척킹 디척킹 장치는 상기 스테이지에 상하이동 가능하게 설치되고 상승 시 상기 복수의 관통구멍을 각각 통과하도록 배치되어 상기 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 올리고 내리는 복수의 리프트 핀(lift pin)을 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 유로가 마련되며, 상기 기판 부상 수단은 상기 각 유로에 기체를 공급하는 기체 공급원을 포함하여, 상기 각 리프트 핀의 개방된 상단은 토출구의 역할을 할 수 있다.
또는, 상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 유로가 마련되며, 상기 기판 밀착 수단은 상기 각 유로에 흡입력 제공이 가능하도록 연결된 흡입력 발생원을 포함하여, 상기 각 리프트 핀의 개방된 상단은 흡입력 발생원으로부터의 흡입력으로 기판을 흡인하는 흡입구의 역할을 할 수 있다.
또는, 상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 수용공간이 마련되며, 상기 기판 분리 수단은 상기 리프트 핀의 상단 측에 위치하도록 상기 수용공간에 각각 수용되고 기체 공급원으로부터 공급되는 기체에 의하여 팽창되며 이렇게 팽창 시 외부로 돌출되는 디척킹 벌룬(balloon)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 각 리프트 핀의 수용공간은 상기 리프트 핀의 승강방향을 따라 길게 형성되고, 상기 기판 분리 수단은 상기 수용공간에 각각 이 수용공간의 길이를 따라 이동 가능하도록 수용되어 상승 시 상기 리프트 핀의 개방된 상단을 통하여 돌출되며 이 돌출되는 상단에 출구가 마련되고 내부에 이 출구와 통하는 유로가 마련된 디척킹 로드(rod)를 더 포함하며, 상기 기체 공급원은 상기 각 유로에 기체를 공급하고, 상기 디척킹 벌룬은 상기 디척킹 로드의 출구에 각각 기체압으로 팽창하도록 장착될 수 있다. 또, 상기 디척킹 벌룬은 상기 디척킹 로드의 출구는 막는 막(diaphragm)의 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치의 리프트 핀 각각은 기판을 향하는 상단부가 윤활성 부재로 피복될 수 있다. 즉, 마찰계수가 낮아 윤활성을 가지는 윤활성 부재로 커버될 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 위에 놓이는 기판을 척킹하는 기판 척킹 플레이트와; 상기 기판 척킹 플레이트를 하측에서 지지하는 스테이지와; 상기 스테이지에 지지된 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인 기구와; 상기 기판 얼라인 기구에 의한 기판의 위치 조정 시 기판이 부상되도록 기판에 부상력을 부여하는 기판 부상 수단과; 상기 기판 척킹 플레이트에 상기 위치 조정을 한 기판이 척킹되도록 기판 척킹 플레이트에 기판을 밀착시키는 기판 밀착 수단을 포함하는 기판 척킹 장치가 제공된다.
위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.
본 발명은 기판의 얼라인 시 기판을 부상시킬 수 있어 기판에 손상을 가함이 없이 기판을 용이하게 얼라인할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판의 디척킹에 탄력을 가지는 벌룬을 이용함에 따라 기판의 디척킹 과정에서 기판이 손상되는 것을 적극 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치를 위에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치를 앞에서 본 상태가 도시된 구성도이다.
도 3은 도 1, 2에 도시된 기판 척킹 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 Y 부분이 도시된 부분단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치에 의한 기판 얼라인 과정을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치에 의한 기판 척킹 과정을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치에 의한 기판 디척킹 과정을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치의 주요부가 도시된 부분단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치가 도시된 구성도로, 이 도 1 및 도 2에서, 도면부호 S는 기판이고, 도면부호 10은 기판 척킹 플레이트(이하, 척킹 플레이트)이다.
도 3은 척킹 플레이트(10)가 도시된 사시도로, 이 도 3에 도시된 바와 같이, 척킹 플레이트(10)는 평편한 판상 구조를 가진다. 척킹 플레이트(10)는 양면 중 한쪽을 기판 척킹면(F1)으로 함으로써, 척킹 플레이트(10)의 양면 중 다른 쪽은 플레이트 이면(F2)이 된다.
이와 같은 척킹 플레이트(10)는 전반에 걸쳐 복수의 관통구멍(11)이 서로 이격되도록 일정한 간격을 두고 마련된 한편, 기판 척킹면(F1) 측에서 기판(S)(이하, 도면부호의 병기 생략)을 점착력에 의하여 척킹하는 복수의 점착 척(15)을 가진다. 점착 척(15)은 기판 척킹면(F1) 측에서 관통구멍(11)에 각각 끼워진 형태로 장착되고, 또 이렇게 장착된 때 관통구멍(11)과 일치하는 구멍을 가지도록 고리형으로 형성된다.
척킹 플레이트(10)의 각 관통구멍(11)은 기판 척킹면(F1)에 기판을 척킹, 디척킹하고 기판의 척킹 시 기판을 얼라인하는 데 사용되는 것으로, 이와 관련해서는 후술하기로 한다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 척킹 플레이트(10)는 스테이지(20) 위에 기판 척킹면(F1)이 상측을 향하도록 놓여 스테이지(20)에 지지된다.
스테이지(20)로는 척킹 플레이트(10)를 지지할 수 있다면 어떠한 타입이라도 적용 가능하다. 도 1, 도 2에는 스테이지(20)가 서로 이격된 두 받침대(20a,20b)로 구성되어 척킹 플레이트(10)를 양쪽에서 지지하는 타입을 예시하고 있다. 구체적인 도시는 없으나, 이 스테이지(20)는 두 받침대(20a,20b)가 하부에 설치된 베이스 구조물 따위에 의하여 서로 연결될 수 있다.
도 1의 도면부호 40은 스테이지(20)에 놓인 척킹 플레이트(10)를 얼라인하여 척킹 플레이트(10)의 위치를 조정하는 척킹 플레이트 얼라인 기구이다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 이 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)는 스테이지(20)에서 수평방향으로 이동하는 복수의 수평이동 모듈(module) 및 이 수평이동 모듈과 각각 연결된 얼라인 암(arm)을 포함한다. 이렇게 구성되는 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)에 있어서, 각 얼라인 암은 수평이동 모듈에 의하여 이동되어 척킹 플레이트(10)의 둘레와 접촉하면서 척킹 플레이트(10)를 이동시킴으로써 척킹 플레이트(10)의 위치를 조정한다.
스테이지(20)에는 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)에 의한 척킹 플레이트(10)의 위치 조정 시 이 척킹 플레이트(10)에 수평방향 이동성을 부여하기 위한 플로팅(floating) 기구(25)가 설치된다.
도 2를 참조하면, 플로팅 기구(25)는 척킹 플레이트(10)를 받치는 식으로 지지한 상태로 스테이지(20) 상에서 수평방향으로 이동 가능한 복수의 가동 받침(26)을 포함하는데, 이 가동 받침(26)은 수평이동이 로킹(locking) 모듈에 의하여 구속되고 이 구속이 해제된다. 구체적으로, 가동 받침(26)은, 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)에 의한 얼라인 시에는 수평방향으로의 이동이 가능하여 얼라인되는 척킹 플레이트(10)와 함께 이동되지만, 척킹 플레이트(10)의 위치 조정이 완료된 경우에는 로킹 모듈에 의하여 수평이동이 구속된다.
도 1을 참조하면, 스테이지(20) 상에서의 위치 조정이 완료된 척킹 플레이트(10)는 복수의 척킹 플레이트 클램프(30)에 의하여 스테이지(20)에 고정되는데, 이 척킹 플레이트 클램프(30)는 공압이나 유압으로 작동하는 클램핑 암이 척킹 플레이트(10)를 압박하는 식으로 스테이지(20)에 척킹 플레이트(10)를 고정하도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 1, 도 2에서 도면부호 50은 스테이지(20)에 고정된 척킹 플레이트(10) 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인 기구이다. 도 2의 도시와 같이, 기판 얼라인 기구(50)는 스테이지(20)에서 수평방향으로 이동하는 복수의 수평이동 모듈(51), 이 수평이동 모듈(51)과 각각 연결된 얼라인 암(52) 및 이 얼라인 암(52)과 수평이동 모듈(51) 사이에 각각 개재되어 얼라인 암(52)을 회전시키는 회전 모듈(53)을 포함한다. 이 때, 이 기판 얼라인 기구(50)의 얼라인 암(52)들은 기판의 둘레와 접촉하면서 기판을 이동시킴으로써 기판의 위치를 조정한다.
이와 같이, 기판 얼라인 기구(50)는 기본 구성이 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)와 유사한바, 이 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)의 구성에 회전 모듈(53)을 추가한 것이다. 이처럼 회전 모듈(53)을 추가시킨 이유는 면적이 기판에 비하여 넓은 척킹 플레이트(10)를 스테이지(20) 위에 놓을 때 척킹 플레이트(10)와 기판 얼라인 기구(50) 간의 간섭을 방지하기 위함이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)에는 척킹 플레이트(10) 상의 기판을 올리고 내리기 위한 복수의 리프트 핀(62)이 설치된다. 이 리프트 핀(62)은 상하이동 가능한 한편, 상승 시에는 척킹 플레이트(10)의 관통구멍(11)을 각각 통과할 수 있도록 배치된다. 복수의 리프트 핀(62)은 리프트 핀 구동수단에 의하여 동시에 승강되는데, 이 리프트 핀 구동수단은 복수의 리프트 핀(62)을 연결하는 구동 플레이트(64)를 포함한다. 이 때, 이 구동 플레이트(64)는 볼 스크루(ball screw) 방식의 구동 모듈이나 이 밖의 직선 구동 모듈에 의하여 승강될 수 있다.
도 4는 도 2의 Y 부분이 도시된 부분단면도로, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 리프트 핀(62)은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단(621)과 통하는 유로(622)가 마련된 구조를 가지도록 구성된다. 이 때, 이 유로(622)는 모두 리프트 핀(62)의 승강방향인 상하방향을 따라 길게 일직선으로 형성된다.
리프트 핀(62)들의 상단부는 척킹 플레이트(10) 상의 기판을 올리고 내릴 때에 기판과 접촉하는 부분이므로 기판의 손상을 유발할 수 있다. 때문에, 리프트 핀(62)들은 이렇게 기판과 접촉하는 부분이 테플론(Teflon) 등과 같이 마찰계수가 낮은 소재로 이루어진 윤활성 부재(623)로 커버된다.
각 리프트 핀(62)의 유로(622)는 기체를 공급하는 기체 공급원(65)과 연결되어, 기체 공급원(65)으로부터의 기체는 각 유로(622)에 공급된 후 리프트 핀(62)의 개방된 상단(621)을 통하여 토출된다. 이에 의하면, 각 리프트 핀(62)의 개방된 상단(621)은 토출구의 역할을 한다. 그리고, 리프트 핀(62)들과 그 구동수단 및 기체 공급원(65)은 기판 얼라인 기구(50)에 의한 기판의 위치 조정 시 기판과 척킹 플레이트(10) 사이에 기체를 공급하는 식으로 기판을 부상시키기 위한 기체 공급 기구를 구성한다.
기체 공급원(65)으로부터 공급되는 기체의 양은 이 기체 공급원(65)으로부터의 기체를 각 유로(622)에 이송하는 라인(관 또는 튜브) 상에 설치된 유량 조절 밸브(valve)(66)에 의하여 조절된다. 이 유량 조절 밸브(66)는 기체의 공급량을 제어함으로써 기판에 부여되는 부상력을 조절하는 부상력 제어 기구의 역할을 한다. 이에 따르면, 리프트 핀(62)들과 그 구동수단, 기체 공급원(65) 및 유량 조절 밸브(66)는 기판 부상 수단을 구성한다.
각 리프트 핀(62)의 유로(622)는 흡입력 발생원(67)과 연결되어, 각 리프트 핀(62)의 개방된 상단(621)은 이 흡입력 발생원(67)의 작동 시 흡입구의 역할을 한다. 그리고, 리프트 핀(62)들과 그 구동수단 및 흡입력 발생원(67)은 척킹 플레이트(10)에 기판 척킹 시 척킹 플레이트(10)의 관통구멍(11)을 통하여 척킹 플레이트(10)의 상측에 기판을 밀착시키기 위한 부압을 형성하는 기판 밀착 수단을 구성한다. 즉, 이 기판 밀착 수단은 척킹 플레이트(10)에 기판을 점착 척(15)에 의하여 척킹시키기 위한 압력(점착을 위한 압력)을 가하는 역할을 하는 것이다.
참고로, 이하에서는, 리프트 핀(62)의 개방된 상단(621)은 토출구 겸용 흡입구이므로 토출-흡입 개구라 칭하고, 유로(622)의 경우에도 토출-흡입 유로라 칭하기로 한다.
도 4와 같이, 각 리프트 핀(62)의 내부인 토출-흡입 유로(622)에는 척킹 플레이트(10)에 척킹된 기판을 분리시키는 데 사용하는 디척킹 모듈(70)이 각각 설치되어, 토출-흡입 유로(622)는 디척킹 모듈(70)을 수용하는 수용공간으로서의 역할도 한다.
디척킹 모듈(70)은 각 토출-흡입 유로(622)의 중앙부에 토출-흡입 유로(622)를 폐쇄함이 없도록 구비된 디척킹 로드(72) 및 이 디척킹 로드(72)의 상단에 각각 장착된 디척킹 벌룬(74)을 포함한다.
여기에서, 디척킹 로드(72)는 토출-흡입 개구(621)를 향하는 상단에 출구(721)가 마련되고 내부에 이 출구(721)와 통하는 유로(722)가 마련된다. 각 디척킹 로드(72)의 유로(722)는 기체 공급원(65)과 연결되어, 이 기체 공급원(65)으로부터의 기체는 각 디척킹 로드(72)의 유로(722)에 공급된다. 디척킹 벌룬(74)은 각 출구(721)에 이 출구(721)로 배출되는 기체에 의하여 팽창 가능하게 장착된다. 이 디척킹 벌룬(74)은 출구(721)를 폐쇄하는 막(diaphragm)의 구조를 가져 평상시 토출-흡입 유로(622)를 폐쇄함이 없다. 디척킹 로드(72)는 디척킹 벌룬(74)이 토출-흡입 개구(621) 측에 위치하여 디척킹 벌룬(74)이 팽창 시 토출-흡입 개구(621)를 통하여 외부로 돌출하도록 배치된다. 바람직하게는, 이 디척킹 벌룬(74)은 팽창 시 그 둘레방향 측으로도 확장됨으로써 토출-흡입 개구(621)를 폐쇄할 수 있는 구조를 가진다.
이에 따르면, 리프트 핀(62)들과 그 구동수단, 그리고 디척킹 모듈(70)은 기판 분리 수단을 구성할 수 있다.
설명한 바와 같은 구성을 갖춘 제1 실시예에 의하면, 기판은 다음과 같이 척킹되고 디척킹될 수 있다.
스테이지(20) 위에 척킹 플레이트(10)를 놓는다. 척킹 플레이트(10)가 놓이면, 척킹 플레이트(10)를 받치는 플로팅 기구(25)는 가동 받침(26)을 수평이동 가능한 상태로 유지하고, 척킹 플레이트 얼라인 기구(40)는 척킹 플레이트(10)의 위치를 조정한다. 이후, 척킹 플레이트(10)의 위치가 조정되면, 플로팅 기구(25)는 가동 받침(26)의 수평이동을 구속시키고, 척킹 플레이트 클램프(30)는 척킹 플레이트(10)를 고정한다.
다음, 척킹 플레이트(10) 위에 기판을 놓기 위하여 리프트 핀 구동수단을 작동시켜 하강 상태의 리프트 핀(62)을 상승시킨다. 이 때, 리프트 핀(62)은 그 상단이 관통구멍(11)을 통과하여 척킹 플레이트(10)로부터 일정한 높이 돌출된다.
이와 같은 상태에서, 리프트 핀(62) 위에 기판을 놓는다. 기판이 놓이면, 기체 공급원(65)은 각 토출-흡입 유로(622)에 기체를 공급하고, 기판 얼라인 기구(50)는 기판의 위치를 조정한다. 이 때, 기체 공급원(65)으로부터의 기체는 토출-흡입 개구(621)로 토출되고, 리프트 핀(62) 상의 기판은 이 토출되는 기체에 의하여 부상되므로, 기판의 얼라인은 용이하게 이루어진다.(도 5 참조) 이러한 얼라인 방식은 무게가 상대적으로 무거운 대면적 기판의 적용 시에 특히 유용하다.
그 다음, 기판의 위치 조정이 완료되면, 기체 공급원(65)의 작동을 정지시키고, 리프트 핀(62)을 하강시켜 척킹 플레이트(10) 위에 기판을 내려놓되, 바람직하게는, 리프트 핀(62)은 토출-흡입 개구(621)가 관통구멍(11)에 위치되게 한다. 이후, 흡입력 발생원(67)을 작동, 흡입력을 발생시켜 척킹 플레이트(10)에 기판을 밀착시킨다.(도 6 참조) 이 때, 기판은 척킹 플레이트(10)에 점착 척(15)들의 점착력으로 척킹된다.
참고로, 흡입력 발생원(67)에 의한 흡입력 발생은 기판의 위치 조정 후 리프트 핀(62)의 하강과 함께 시작될 수도 있다.
척킹 플레이트(10)에 대한 기판의 척킹이 완료되면, 흡입력 발생원(67)의 작동을 정지시킨다. 그리고, 척킹 플레이트 클램프(30)에 의한 기판의 고정을 해제한 다음, 반송 로봇 등을 이용하여 기판이 척킹된 척킹 플레이트(10)를 기판에 박막을 증착하기 위한 다음 단계의 장치(증착 챔버)로 이송한다.
다음, 기판의 디척킹 과정을 살펴보면, 바람직하게는, 리프트 핀(62)의 경우에는 토출-흡입 개구(621)가 관통구멍(11) 내에 위치되게 한다. 그리고, 이 상태에서, 기판이 척킹된 척킹 플레이트(10)를 스테이지(20) 위에 놓은 뒤, 앞서 설명한 기판의 척킹 과정과 마찬가지로 척킹 플레이트(10)를 얼라인하고 고정한다.
그 다음, 기체 공급원(65)을 작동시켜 각 디척킹 로드(72)의 유로(722)에 기체를 공급한다. 그러면, 이 각 디척킹 로드(72)의 유로(722)에 공급되는 기체는 디척킹 로드(72)의 출구(721)로 배출되고, 각 디척킹 벌룬(74)는 이 배출되는 기체에 의하여 팽창된다. 이 때, 팽창된 디척킹 벌룬(74)들은 토출-흡입 개구(621)를 통하여 외부로 돌출된다.(도 7 참조)
리프트 핀(62)의 높이에 따라서는 디척킹 벌룬(74)을 팽창시키는 것만으로도 기판을 디척킹시킬 수 있으나, 보다 확실한 디척킹을 위해서는 이 디척킹 벌룬(74)의 팽창 시 리프트 핀(62)이 관통구멍(11)을 통과하도록 리프트 핀(62)을 상승시키는 것이 바람직하다.
이와 같은 작동에 의하면, 기판의 디척킹은 팽창됨에 따라 탄력을 가지는 디척킹 벌룬(74)에 의하여 기판에 손상을 가함이 없이 안정적으로 이루어진다.
다음, 리프트 핀(62)을 상승시켜 척킹 플레이트(10)로부터 분리된 기판을 들어 올린다. 이렇게 분리된 기판은 반송 로봇 등에 의하여 반출될 수 있다.
한편, 척킹 플레이트(10)의 관통구멍(11)은 이상의 설명을 통하여 알 수 있듯이 기판을 들어 올리거나 내릴 때, 기판을 척킹하거나 디척킹할 때에 사용되는 것으로, 본 발명은 이렇게 관통구멍(11)을 통하여 모든 작동을 이루기 때문에 척킹 플레이트(10)의 구조가 단순하다는 이점도 있다. 즉, 용도별로 구멍을 구비하여야 할 필요가 없고, 이에 따라 구멍의 배치구조 등을 단순화할 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치의 주요부가 도시된 부분단면도로, 이 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예에 따른 기판 척킹 디척킹 장치는 제1 실시예와 비교하여 볼 때, 각 디척킹 로드(72)가 리프트 핀(62)의 토출-흡입 유로(622) 속에서 승강 가능하도록 설치한 점만이 상이한바, 이를 설명하면 다음과 같다.
리프트 핀(62)의 내부에 위치한 디척킹 로드(72)는 리프트 핀(62)을 동시에 승강시키기 위한 구동 플레이트(이하, 제1 구동 플레이트라 한다)(64)에 승강 가능하도록 관통되고, 이 상태로 별도의 구동 플레이트(이하, 제2 구동 플레이트라 한다)(76)에 의하여 연결되어 동시에 승강된다.
이에 따르면, 제2 구동 플레이트(76)는 제1 구동 플레이트(64)의 하측에 배치된다. 제2 구동 플레이트(76) 역시 제1 구동 플레이트(64)와 마찬가지로 볼 스크루 방식의 구동 모듈이나 이 밖의 직선 구동 모듈에 의하여 승강될 수 있다.
이와 같은 제2 실시예에 따르면, 기판을 들어 올리거나 내리는 동작, 기판의 척킹 및 디척킹 동작을 작업 여건, 주변의 다른 장치와의 간섭 여부 등에 보다 유연하게 대처하면서 구현할 수 있다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들면, 위에서는 기판 척킹 디척킹 장치에서 기판의 척킹과 디척킹을 모두 이룰 수 있는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 기판의 척킹과 디척킹을 각각 별도로 구현하도록 기판 척킹 장치와 기판 디척킹 장치로 분리, 구성할 수 있다. 일례로, 기판 척킹 장치는 척킹 플레이트(10), 스테이지(20), 기판 얼라인 기구(50), 기판 부상 수단 및 기판 밀착 수단을 포함할 수 있는 것이다.
10 : 기판 척킹 플레이트 11 : 관통구멍
15 : 점착 척 20 : 스테이지
30 : 척킹 플레이트 클램프 40 : 척킹 플레이트 얼라인 기구
50 : 기판 얼라인 기구 62 : 리프트 핀
621 : 토출-흡입 개구 622 : 토출-흡입 유로
623 : 윤활성 부재 65 : 기체 공급원
66 : 유량 조절 밸브 67 : 흡입력 발생원
70 : 디척킹 모듈 72 : 디척킹 로드
721 : 디척킹 로드의 출구 722 : 디척킹 로드의 유로
74 : 디척킹 벌룬 S : 기판

Claims (11)

  1. 위에 놓이는 기판을 척킹하는 기판 척킹 플레이트와;
    상기 기판 척킹 플레이트를 하측에서 지지하는 스테이지와;
    상기 스테이지에 상기 기판 척킹 플레이트를 고정시키는 척킹 플레이트 클램프와;
    상기 척킹 플레이트 클램프에 의하여 스테이지에 고정된 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인 기구와;
    상기 스테이지에 고정된 기판 척킹 플레이트 상의 기판이 부상되도록 기판에 부상력을 부여하는 기판 부상 수단과;
    상기 고정된 기판 척킹 플레이트에 기판이 척킹되도록 기판 척킹 플레이트에 기판을 밀착시키는 기판 밀착 수단과;
    상기 기판 척킹 플레이트와 척킹된 기판이 분리되도록 기판을 밀어내는 기판 분리 수단을 포함하는 기판 척킹 디척킹 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 부상 수단은 상기 기판 척킹 플레이트와 기판 사이에 기체를 공급하여 기판을 부상시키도록 구성된 기판 척킹 디척킹 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 기판 부상 수단은,
    상기 기판 척킹 플레이트와 기판 사이에 기체를 공급하여 기판을 부상시키는 기체 공급 기구와;
    상기 기체 공급 기구로부터의 기체 공급량을 제어하여 기판에 부여되는 부상력을 조절하는 부상력 제어 기구를 포함하는 기판 척킹 디척킹 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 척킹 플레이트는 복수의 관통구멍을 가지며,
    상기 기판 척킹 디척킹 장치는 상기 스테이지에 상하이동 가능하게 설치되고 상승 시 상기 복수의 관통구멍을 각각 통과하도록 배치되어 상기 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 올리고 내리는 복수의 리프트 핀을 더 포함하는 상기 기판 척킹 디척킹 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 유로가 마련되며,
    상기 기판 부상 수단은 상기 각 유로에 기체를 공급하는 기체 공급원을 포함하여, 상기 각 리프트 핀의 개방된 상단은 토출구의 역할을 하는 기판 척킹 디척킹 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 유로가 마련되며,
    상기 기판 밀착 수단은 상기 각 유로에 흡입력 제공이 가능하도록 연결된 흡입력 발생원을 포함하여, 상기 각 리프트 핀의 개방된 상단은 흡입력 발생원으로부터의 흡입력으로 기판을 흡인하는 흡입구의 역할을 하는 기판 척킹 디척킹 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단이 개방되고 내부에 이 개방된 상단과 통하는 수용공간이 마련되며,
    상기 기판 분리 수단은 상기 리프트 핀의 상단 측에 위치하도록 상기 수용공간에 각각 수용되고 기체 공급원으로부터 공급되는 기체에 의하여 팽창되며 이렇게 팽창 시 외부로 돌출되는 디척킹 벌룬을 포함하는 기판 척킹 디척킹 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 각 리프트 핀의 수용공간은 상기 리프트 핀의 승강방향을 따라 길게 형성되고,
    상기 기판 분리 수단은 상기 수용공간에 각각 이 수용공간의 길이를 따라 이동 가능하도록 수용되어 상승 시 상기 리프트 핀의 개방된 상단을 통하여 돌출되며 이 돌출되는 상단에 출구가 마련되고 내부에 이 출구와 통하는 유로가 마련된 디척킹 로드를 더 포함하며,
    상기 기체 공급원은 상기 각 유로에 기체를 공급하고,
    상기 디척킹 벌룬은 상기 디척킹 로드의 출구에 각각 기체압으로 팽창하도록 장착된 기판 척킹 디척킹 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디척킹 벌룬은 상기 디척킹 로드의 출구는 막는 막의 구조를 가지는 기판 척킹 디척킹 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 리프트 핀은 기판을 향하는 상단부가 윤활성 부재로 피복된 기판 척킹 디척킹 장치.
  11. 위에 놓이는 기판을 척킹하는 기판 척킹 플레이트와;
    상기 기판 척킹 플레이트를 하측에서 지지하는 스테이지와;
    상기 스테이지에 지지된 기판 척킹 플레이트 상의 기판을 얼라인하여 기판의 위치를 조정하는 기판 얼라인 기구와;
    상기 기판 얼라인 기구에 의한 기판의 위치 조정 시 기판이 부상되도록 기판에 부상력을 부여하는 기판 부상 수단과;
    상기 기판 척킹 플레이트에 상기 위치 조정을 한 기판이 척킹되도록 기판 척킹 플레이트에 기판을 밀착시키는 기판 밀착 수단을 포함하는 기판 척킹 장치.
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