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KR20190023533A - 진공 척 - Google Patents

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KR20190023533A
KR20190023533A KR1020170109436A KR20170109436A KR20190023533A KR 20190023533 A KR20190023533 A KR 20190023533A KR 1020170109436 A KR1020170109436 A KR 1020170109436A KR 20170109436 A KR20170109436 A KR 20170109436A KR 20190023533 A KR20190023533 A KR 20190023533A
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김정범
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세메스 주식회사
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Abstract

진공 척은, 기판을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들이 구비된 척, 상기 진공홀들과 연결되며 상기 진공홀들을 통하여 상기 기판에 진공력을 제공하기 위한 진공 제공부 및 상기 진공 제공부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 진공 제공부는, 압축 공기의 제공을 위한 유입 포트, 상기 압축 공기의 배출을 위한 배출 포트 및 상기 진공 제공을 위한 진공 포트를 포함하는 본체, 상기 본체 내에 배치되며 상기 압축 공기의 유로를 제공하며 상기 압축 공기의 흐름에 의해 진공압이 생성되도록 상기 압축 공기의 유로와 연결되는 진공 유로를 구비하는 공기 이젝터 및 상기 유입 포트와 상기 공기 이젝터 사이에 배치되며 상기 압축 공기의 유량을 단계적으로 조절하기 위한 유량 제어 밸브를 포함한다.

Description

진공 척{VACUUM CHUCK}
본 발명은 진공 척에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 진공력을 이용하여 흡착하는 진공 척에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로 반도체 소자 또는 표시 장치의 제조 공정은 박막의 형성 및 적층을 위해 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야 한다. 기판 상에 요구되는 소정의 회로 패턴이 형성될 때까지 이들 공정은 반복되여 기판 상에 상기 회로 패턴이 포함된 회로 소자들을 형성함으로써, 상기 반도체 소자 또는 표시 장치가 제조된다.
상기 단위 공정을 수행하기 위하여 상기 기판을 척 상에 위치시킨다. 이때, 상기 기판을 상기 기판을 지지하는 방식으로 정전기력을 이용하는 정전 척 및 진공력을 이용하는 진공 척이 있다.
상기 진공 척은 척 상에 위치한 기판을 진공력을 이용하여 진공 흡착 방식으로 고정할 수 있다.
상기 진공 척은 압축 공기를 이용하여 진공력을 발생하는 공기 이젝터 및 예를 들면, 상기 진공력의 크기를 조절하기 위한 전공 레귤레이터를 구비하는 진공 발생 유닛을 포함한다.
상기 전공 레귤레이터는 이젝터의 진공압을 조절하기 위하여 이젝터 내부로 유입되는 공기 유입구에 전공 레귤레이터를 장착하여 전공 레귤레이터의 압력을 조절하여 진공력을 조절할 수 있다.
하지만, 상기 전공 레귤레이터를 포함하는 진공 발생 유닛은 상대적으로 큰 부피를 갖고 그 구성이 복잡하다. 따라서, 상기 진공 유닛의 소형화가 곤란함에 따라 다양한 장치에 적용하는 데 어려움이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 소형화를 구현하는 동시에 다단식으로 진공력을 조절할 수 있는 진공 척을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 진공 척은, 기판을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들이 구비된 척, 상기 진공홀들과 연결되며 상기 진공홀들을 통하여 상기 기판에 진공력을 제공하기 위한 진공 제공부 및 상기 진공 제공부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
상기 진공 제공부는, 압축 공기의 제공을 위한 유입 포트, 상기 압축 공기의 배출을 위한 배출 포트 및 상기 진공 제공을 위한 진공 포트를 포함하는 본체, 상기 본체 내에 배치되며 상기 압축 공기의 유로를 제공하며 상기 압축 공기의 흐름에 의해 진공압이 생성되도록 상기 압축 공기의 유로와 연결되는 진공 유로를 구비하는 공기 이젝터 및 상기 유입 포트와 상기 공기 이젝터 사이에 배치되며 상기 압축 공기의 유량을 단계적으로 조절하기 위한 유량 제어 밸브를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는 다단식 구동형 플런저를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 상기 압축 공기가 상기 유입 포트로부터 상기 공기 이젝터 사이에 형성된 공급 유로 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 압전 액츄에이터 밸브를 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 정전 척은 본체에 형성된 유입 포트와 상기 공기 이젝터 사이에 배치되며 상기 압축 공기의 유량을 단계적으로 조절하기 위한 유량 제어 밸브를 포함한다.
상기 유량 제어 밸브는 솔레노이드 밸브 또는 압전 액츄에이터 밸브로 이루어진다. 따라서, 기판에 제공되는 진공력이 비례적 또는 단계적으로 조절될 수 있다.
특히, 유량 제어 밸브는 상기 공기 이젝터 내부의 유입 유로 상에 구비될 수 있다. 이로써, 상기 정전 척의 구성이 단순화됨으로써, 정정 척의 소형화가 가능하다.
나아가, 상기 유량 제어 밸브가 상기 진공 제공부의 몸체 내에 구비됨으로서, 상기 진공 제공부의 소형화가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 진공 제공부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
이하, 도면를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 진공 척에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척을 설명하기 위한 구성도이다. 도 2는 도 1의 진공 제공부를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 2에 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 척(100)은, 척(110), 진공 제공부(130) 및 제어부(160)를 포함한다. 상기 진공 척(100)은 유리 기판, 반도체 웨이퍼, SOI 기판, 플렉서블 기판 등과 같은 기판(10)을 진공력을 이용하여 흡착할 수 있다. 이로써, 상기 진공 척(100)은 반도체 소자, 표시 소자, 에너지 소자 등을 제조하기 위한 제조 공정에 이용될 수 있다.
상기 척(110)은 기판(10)을 지지한다. 상기 척(110)은 상기 기판(10)을 진공력을 이용하여 흡착한다.
상기 척(110)에는 상하 방향으로 진공력을 형성하기 위한 복수의 진공홀(115)들이 구비된다. 상기 진공홀들(115)은 진공 제공부(130)에 형성된 유로와 연통된다. 따라서, 상기 진공력이 상기 진공홀들(115)을 통하여 기판(10)에 제공됨으써, 상기 기판(10)을 흡착할 수 있다.
상기 진공 홀들(115)은 기판(10)의 중심을 기준으로 동심원을 형성하도록 배열될 수 있다. 이로써, 상기 진공 홀들(115)은 상기 기판(10)의 전체 영역에 걸쳐 균일한 진공력을 제공할 수 있다.
상기 진공 제공부(130)는 상기 진공홀(115)과 연결된다. 상기 진공 제공부(130)는 상기 진공홀(115)을 통하여 상기 기판(10)에 진공력을 제공할 수 있다. 상기 진공 제공부(130)는 압축 공기를 이용하는 베르누이 원리를 통하여 진공력을 발생할 수 있다. 이로써, 상기 진공력이 상기 진공홀들(115)을 통하여 상기 기판(10)에 전달된다.
상기 제어부(160)는 상기 진공 제공부(130)의 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(160)는 상기 진공 제공부(130)에 발생되는 진공력의 온/오프, 진공력의 크기 등을 제어할 수 있다. 상기 제어부(160)는 사용자의 명령 또는 프로그래밍에 의하여 구동되는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 진공 제공부(130)는 본체(131), 공기 이젝터(140) 및 유량 제어 밸브(150)를 포함한다.
상기 본체(131)는 공기 이젝터(140)를 수용할 수 있는 공간을 제공한다. 상기 본체(131)에는, 유입 포트(131a), 배출 포트(131b) 및 진공 포트(131c)가 형성된다.
상기 유입 포트(131a)는 압축 공기가 상기 본체(131) 내부로 유입되는 압축 공기의 유입구에 해당하는 반면에, 상기 배출 포트(131b)는 상기 본체(131)로 유입된 압축 공기를 배출하는 배출구에 해당한다. 또한, 진공 포트(131c)는 상기 유입 포트(131a)로부터 상기 배출 포트(131b)로 배출되는 압축 공기의 흐름에 따라 함께 유입되는 공기 유입구에 해당함으로써, 상기 진공 포트(131c)를 통하여 상기 진공력이 기판(10)에 전달될 수 있다.
즉, 상기 본체(131)는 공기 이젝터(140)를 수용하는 공간을 제공하며, 유입 포터(131a), 배출 포터(131b) 및 진공 포터(131c)를 포함할 수 있다.
상기 공기 이젝터(140)는 본체(131) 내에 수용된다. 상기 공기 이젝터(140)는 압축 공기의 유로를 제공한다. 상기 압축 공기의 유로는 압축 공기가 공기 이젝터(140) 내부로 유입되는 유입 유로(141), 상기 공기 이젝터(140) 내부로부터 상기 압축 공기가 배출되는 배출 유로(143)를 포함한다.
한편, 상기 압축 공기의 흐름에 의하여 진공압이 발생하기 위하여, 상기 압축 공기의 유로로부터 분기된 진공 유로(145)가 공기 이젝터(140) 내부에 구비된다. 즉, 베르누이 정리에 의하여 상기 압축 공기의 유로를 통하여 배출될 때, 진공 유로(145)를 통하여 진공압이 발생한다.
다시 말하면, 상기 압축 공기의 유로를 통하여 배출될 때, 상기 압축 공기의 배출 유로(143)가 상기 압축 공기의 유입 유로(141)로에 비하여 상대적으로 작은 단면적을 가짐에 따라 압축 공기가 상기 배출 유로(143)로 흐를 때 진공 유로(145)를 통하여 공기가 상기 압축 공기와 함께 상기 배출 유로(143)로 유입된다. 따라서, 상기 진공 유로(145)에 진공압이 발생함으로써, 상기 진공 포터(131c) 및 진공홀들(115)을 통하여 상기 기판(10)에 진공력이 제공될 수 있다.
상기 유량 제어 밸브(150)는, 상기 본체(131) 내에 유입 포터(131a) 및 공기 이젝터(140) 사이에 구비된다. 즉, 상기 유량 제어 밸브(150)는 상기 유입 유로(141) 상에 배치된다. 상기 유량 제어 밸브(150)는 상기 유입 유로(141) 상에 흐르는 압축 공기의 유량을 조절한다.
즉, 상기 유량 제어 밸브(150)는 상기 압축 공기의 유량을 단계적으로 조절할 수 있다. 이로써, 원하는 진공력의 크기에 대응하여 상기 유량 제어 밸브(150)는 상기 유입 유로(141) 상에 흐르는 상기 압축 공기의 유량을 제어할 수 있다. 이로써, 기판(10)에 제공된 진공력의 크기가 단계적으로 조절할 수 있다. 결과적으로 상기 진공력의 크기가 효율적으로 제어됨으로써, 상기 진공력이 제공되는 기판(10)을 흡착할 경우 상기 기판(10)을 보다 안정적으로 흡착할 수 있으며, 나아가 지나친 상기 진공력에 따른 상기 기판(10)의 손상이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 제어 밸브(150)는 솔레노이드 밸브를 포함한다. 상기 솔레노이드 밸브는 상기 유입 유로(141) 상에 형성된다. 상기 솔레노이드 밸브는 상기 유입 유로(141)의 개방량을 조절한다.
상기 유입 유로(141)가 완전히 개방될 경우, 상기 유입 유로(141)를 통한 압축 공기의 유량이 상대적으로 크다. 따라서, 상기 진공 유로(145)에 발생하는 진공압이 상대적으로 크기 때문에 높은 진공력을 이용하여 기판이 흡착될 수 있다.
반면에, 상기 유입 유로(141)의 개방량이 작아질수롤, 상기 유입 유로(141)를 통한 압축 공기의 유량이 작아진다. 따라서, 상기 진공 유로(145)에 발생하는 진공압이 작아 짐에 따라 상대적으로 낮은 진공력을 이용하여 기판(10)이 흡착될 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브는 상기 유입 유로 상에 구비된 밸브 본체(151) 및 상기 유입 유로(141) 내부를 승강하여 상기 유입 유로(141)를 개폐하는 다단식 구동형 플러저(156)를 포함할 수 있다. 이로써, 다단식 구동형 플러저(156)가 복수의 단계로 승강함에 따라, 상기 유입 유로(141)의 개방량이 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 제어 밸브(150)는 압전 액츄에이터 밸브를 포함한다. 상기 압전 액츄에이터 밸브는 전압에 의하여 변위를 발생하는 압전 액츄에이터를 포함한다. 상기 압전 액츄에이터의 변위에 따른 상기 유입 유로의 개폐량을 비례적으로 제어할 수 있다. 결과적으로 상기 유입 유로(141)의 개폐량이 비례적으로 제어됨에 따라, 상기 압축 공기의 유량 또한 비례적으로 제어됨으로써, 상기 기판(10)에 제공되는 진공력이 비례적으로 제어될 수 있다.
한편, 상기 압전 액츄에터 밸브의 에너지 사용량이 절감되어, 환경 문제의 해결 또한 가능하게 된다.
이상의 예에서와 같이, 본 발명은 상기 실시예들을 적절히 변형하여 동일한 원리를 이용하여 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라고 해석되어져야 할 것이다.
10 : 기판 110 : 척
115 : 진공홀들 130 : 진공 제공부
131 : 본체 131a : 유입 포트
131b : 배출 포트 131c : 진공 포터
140 : 공기 이젝터 150 : 유량 제어 밸브

Claims (5)

  1. 기판을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들이 구비된 척;
    상기 진공홀들과 연결되며 상기 진공홀들을 통하여 상기 기판에 진공력을 제공하기 위한 진공 제공부; 및
    상기 진공 제공부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
    상기 진공 제공부는,
    압축 공기의 제공을 위한 유입 포트, 상기 압축 공기의 배출을 위한 배출 포트 및 상기 진공 제공을 위한 진공 포트를 포함하는 본체;
    상기 본체 내에 배치되며 상기 압축 공기의 유로를 제공하며 상기 압축 공기의 흐름에 의해 진공압이 생성되도록 상기 압축 공기의 유로와 연결되는 진공 유로를 구비하는 공기 이젝터; 및
    상기 유입 포트와 상기 공기 이젝터 사이에 배치되며 상기 압축 공기의 유량을 단계적으로 조절할 수 있는 유량 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  3. 제2항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는 다단식 구동형 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 상기 압축 공기가 상기 유입 포트로부터 상기 공기 이젝터 사이에 형성된 공급 유로 상에 배치된 것을 특징으로 하는 진공 척.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어 밸브는 압전 액츄에이터 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220035585A (ko) * 2020-09-14 2022-03-22 주식회사 와이제이 더블유 승화 전사 장치

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Patent event date: 20170829

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201116

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20210222

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20201116

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20210222

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20210114

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0601 Decision of rejection after re-examination

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06014S01D

Patent event date: 20210422

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20210325

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06011S01I

Patent event date: 20210222

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20210114

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20201116

X601 Decision of rejection after re-examination