KR102352495B1

KR102352495B1 - 기판의 밀봉 방법

Info

Publication number: KR102352495B1
Application number: KR1020200101250A
Authority: KR
Inventors: 정라파엘; 차지수; 이형섭; 신승수
Original assignee: 정라파엘
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-01-18

Abstract

기판의 밀봉 방법에 있어서, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투를 준비하고, 상기 봉투 내부로 기판을, 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 위치된 상태로 인입시킨다. 이후, 상기 예비 점착부를 상기 기판 상면의 에지부 및 상기 봉투의 내면 사이에 부착시켜, 상기 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하고, 상기 접착부 및 상기 봉투가 이루는 봉지 공간을 진공화 한다. 이후, 상기 기판의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들을 상호 부착하여 진공 영역을 형성하고, 상기 진공 영역 밖의 상기 봉투의 에지부를 제거한다.

Description

기판의 밀봉 방법{METHOD OF SEALING A SUBSTRATE IN A VACUUM STATE}

본 발명의 실시예들은 기판의 밀봉 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 기판을 진공 상태로 밀봉하는 기판 밀봉 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정 또는 디스플레이 제조 공정에 있어서, 기판을 후속 공정으로 이송할 때 상기 기판이 진공 상태로 이송될 필요가 있다.

상기 기판을 진공 상태로 이송하기 위하여 다양한 FOUP, FOSB 등과 같은 진공 용기 등이 사용되고 있다. 또한, 상기 기판을 봉투에 인입시켜 상기 기판이 인입된 상태의 용기를 진공화하는 데 어려움이 있다.

따라서, 상기 기판을 진공 상태로 용이하게 이송하기 위한 기판의 밀봉 방법 및 장치가 요구되고 있다.

본 발명의 실시예들은 기판을 용이하게 진공 상태로 밀봉할 수 있는 기판의 밀봉 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예들에 따른 기판의 밀봉 방법은, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투를 준비하고, 상기 봉투 내부로 기판을, 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 위치된 상태로 인입시킨다. 이후, 상기 예비 점착부를 상기 기판 상면의 에지부 및 상기 봉투의 내면 사이에 부착시켜, 상기 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하고, 상기 접착부 및 상기 봉투가 이루는 봉지 공간을 진공화 한다. 이후, 상기 기판의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들을 상호 부착하여 진공 영역을 형성하고, 상기 진공 영역 밖의 상기 봉투의 에지부를 제거한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판을, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투 내에 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 형성된 상태로 인입시키는 단계는, 상기 상부 필름의 내면 상 및 상기 기판의 에지부에 대응되는 위치에 형성된 접착 시트를 이용할 수 있다.

여기서, 상기 예비 점착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시키기 위하여, 상기 접착 시트를 상기 기판의 에지부에 대하여 열가압하는 열압착 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판을, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투 내에 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 형성된 상태로 인입시키기 위하여, 상기 기판의 에지부 상에 경화제를 도포하고, 상기 경화제가 도포된 기판을 상기 봉투 내로 인입시킬 수 있다.

여기서, 상기 예비 점착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시키기 위하여, 상기 경화제에 대하여 열을 공급하거나 자외선을 조사할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 예비 점착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시켜 상기 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하기 위하여, 볼록 형상의 스프레더를 이용하여 상기 예비 접착부를 방사 방향으로 스프레딩 시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착부는 폐루프를 이루며, 상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름을 상기 기판으로부터 제거하여 상기 기판의 상면을 부분적으로 노출시킬 수 있다.

여기서, 상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름을 상기 기판으로부터 제거하기 위하여, 상기 폐루프와 동심원으로 하는 상기 폐곡선의 내부를 따라 상기 상부 필름을 절단하고, 상기 절단된 상부 필름을 상기 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 기판의 밀봉 방법에 따르면, 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하고, 상기 접착부 및 상기 봉투가 이루는 봉지 공간을 진공화 한 후, 상기 기판의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들을 상호 부착하여 진공 영역을 형성한다. 이로써, 상기 기판이 진공 상태에서 용이하게 밀봉될 수 있다.

나아가 접착부가 이루는 폐루프의 내부를 따라 상부 필름의 일부를 상기 기판으로부터 제거하여 상기 기판(의 상면을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 이때, 상기 진공 영역은 상부 및 하부 필름들 및 접착부에 의하여 정의되며, 상기 기판(의 상면은 외부에 노출된 상태로 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 밀봉 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 6은 도 1의 기판 밀봉 방법의 일 예를 설명하기 위한 복수의 평면도 및 단면도 쌍들이다.
도 7은 도 1의 기판을 봉투에 투입하는 단계의 다른 예를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 밀봉 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2 내지 도 6은 도 1의 기판 밀봉 방법의 일 예를 설명하기 위한 복수의 평면도 및 단면도 쌍들이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 밀봉 방법에 있어서, 하부 필름(21) 및 상부 필름(23)으로 이루어진 봉투(20)를 준비한다(S110). 상기 하부 필름(21) 및 상기 상부 필름(23)으로 이루어진 봉투(20)는 그 내부에 수용 공간이 형성된다.

상기 봉투(20)는 그 일방향으로 개구된 개구(25)가 형성된다. 상기 개구(25)를 통하여 진공 노즐이 연결되어 후속하는 진공화 공정이 수행될 수 있다.

한편, 상기 하부 필름(21) 및 상부 필름(23)으로 이루어진 봉투(20)는 상기 개구(25)가 형성된 일 측만 개방되고 나머지 측부는 모두 폐쇄된 상태일 수 있다.

이어서, 상기 봉투(20) 내부로 기판(10)을, 상기 기판(10)의 상부에 예비 접착부(31)가 위치된 상태로 인입시킨다(S120). 상기 기판(10)은, 웨이퍼 기판, 반도체 기판, 엘이디 소자가 형성된 유리 기판 등을 들 수 있다. 나아가, 상기 기판(10)은 복수의 기판들(11, 13)이 적층된 기판을 포함할 수 있다.

상기 예비 접착부(31)는 예를 들면, 상기 기판(10)의 에지부 상에 형성될 수 있다. 이와 다르게 상기 예비 접착부(31)는 상기 상부 필름(23; 도 7 참조)의 하면에 위치할 수 있다.

또한, 상기 예비 접착부(31)는 기판(10)의 에지부에 대응되도록 위치한다. 즉, 상기 기판(10)의 중심부에는 반도체 소자, 발광 소자 등과 같은 전자 소자들(미도시) 형성되며, 상기 기판(10)의 에지부는 정렬 마크 등이 형성되어 있다. 따라서, 상기 예비 접착(31)부는 상기 기판(10)의 에지부에 선택적으로 형성됨으로써, 상기 전자 소자들의 오염이 억제될 수 있다.

상기 예비 접착부(31)는 열 또는 자외선에 의하여 경화되는 경화제를 상기 기판(10) 상에 디스펜싱하여 형성할 수 있다. 상기 경화제는 불포화 폴리에스테르 수지계, 폴리에스테르 아크릴레이트 수지계, 폴리우레탄 아크릴레이트 수지계 등과 같은 광중합성 고분자 물질을 포함할 수 있다.

이때, 상기 예비 접착부(31)는 후속하는 가열 공정 또는 자외선 조사 공정에서 경화되어 상기 기판(10)의 에지부를 따라 상기 상부 필름(23)을 기판(10)의 상면에 부착시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 예비 점착부(31)를 상기 기판(10) 상면의 에지부 및 상기 봉투(20)의 내면 사이에 부착시켜, 상기 기판(10)의 에지부를 따라 접착부(30)를 형성한다(S150). 이때, 상기 접착부(30) 및 상부 필름(23)의 일부 및 하부 필름(21)은 봉지 공간(41)을 정의한다. 또한, 상기 접착부(30)는 상기 기판(10)의 상면에서 폐루프를 이룬다. 따라서, 상기 접착부(30)는 상기 봉지 공간(41)을 상기 폐루프의 내부로부터 격리시킬 수 있다.

상기 예비 접착부(31)로부터 상기 접착부(30)를 형성하기 위하여, 열압착 공정 또는 UV 경화 공정이 수행될 수 있다.

상기 열압착 공정에 따르면, 예를 들면 히팅 블록(미도시)이 상기 기판의 에지부에 대응되는 위치에서 상기 상부 필름(23)를 열압착 할 수 있다. 따라서, 상기 상부 필름(23)을 통하여 상기 예비 접착부(31)에 열이 인가되어 상기 예비 접착부(31)가 경화될 수 있다.

한편, 상기 UV 경화 공정에 따르면, 먼저 볼록 형상의 스프레이더(미도시)를 상기 상부 필름(23)의 상면에 컨택하면서 상기 예비 경화부(31)를 가압한다. 이로써, 상기 예비 경화부(31)가 상기 기판(10)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 펼쳐질 수 있다. 이로써, 상기 예비 경화부(31)가 상기 기판(10)의 중심부에 형성된 소자들을 오염시키는 것이 억제될 수 있다.

이어서, 상기 펼쳐진 예비 경화부(31)에 자외선을 조사하여 상기 예비 경화부(31)를 경화시킨다. 이로써, 상기 예비 경화부(31)가 상기 기판(10)의 에지부에 걸쳐 접착부(30)로 변환될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 접착부(30) 및 상기 봉투(20)가 이루는 봉지 공간(41)을 진공화한다(S170). 이때, 상기 봉투(20)에 형성된 개구(30)에 노즐(미도시)이 장착되어 상기 봉지 공간(41)을 진공화 할 수 있다.

상기 진공화 공정은 상기 노즐과 연결된 진공 펌프(미도시)를 이용하여 수행될 수 있다.

이후, 상기 기판(10)의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들(21, 23)을 상호 접착시켜 진공 영역(45)을 형성한다(S180). 이때, 봉지 공간(41)이 진공 영역(45)으로 변환될 수 있다. 이로써, 상기 진공 영역(45)이 외부로부터 격리되며, 상기 접착제는 상기 진공 영역(45)에 대한 실런트로서 기능한다. 결과적으로 상기 진공 영역(45)의 내부에서 진공 상태가 유지될 수 있다.

상기 상부 및 하부 필름들(21, 23)을 상호 접착시키기 위하여 열압착 공정이 수행될 수 있다. 상기 열압착 공정을 수행하기 위하여 히팅 블록(미도시)이 사용될 수 있다. 상기 히팅 블록은 상기 기판(10)의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들(21, 23)에 직접 컨택함으로써 상기 상부 및 하부 필름들(21, 23)을 상호 접착시킬 수 있다.

이어서, 상기 진공 영역(45) 밖의 상기 봉투(20)의 에지부를 제거한다(S190). 이때, 상기 봉투(20)의 에지부를 제거하기 위하여 커터를 이용한 커팅 공정이 수행될 수 있다. 이로써, 상기 기판(10)이 진공 영역(45) 내에서 진공 상태로 밀봉될 수 있다. 따라서, 상기 기판(10)이 진공 상태로 이송할 수 있는 상태에 해당하므로 상기 기판(120)이 공기에 노출됨으로써 발생할 수 있는 기판 오염이 억제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착부(30)는 폐루프를 이루며, 상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름(23)의 일부를 상기 기판(10)으로부터 제거하여 상기 기판(10)의 상면을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 이때, 상기 진공 영역(45)은 상부 및 하부 필름들(21, 23) 및 접착부(30)에 의하여 정의되며, 상기 기판(10)의 상면은 외부에 노출된 상태로 유지될 수 있다.

여기서, 상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름(23)을 상기 기판으로부터 제거하기 위하여, 먼저 상기 폐루프와 동심원으로 하는 상기 폐곡선의 내부를 따라 상기 상부 필름(23)을 절단하는 커팅 공정을 수행한다. 이어서, 상기 절단된 상부 필름(23)을 상기 기판(10)의 상면으로부터 제거한다. 상기 절단된 상부 필름 부위는 진공 흡착 방식으로 제거될 수 있다.

도 7은 도 1의 기판을 봉투에 투입하는 단계의 다른 예를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 예비 접착부(31)는 상부 필름의 하면에 부착된 접착 시트(36)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 봉투(20)는 하부 필름(21) 및 상부 필름(23)을 포함한다. 이때, 상기 예비 접착부에 해당하는 접착 시트(36)는 상기 상부 필름(23)의 하면에 부착되어 있다. 또한, 상기 접착 시트(36)는 상기 기판(10)의 에지부에 대응되도록 위치한다. 즉, 기판이 에지부가 디스크 형상을 가질 경우, 상기 접착 시트(36) 또는 디스크 형상으로 구비될 수 있다.

이후, 상기 접착 시트(36)를 접착부(30; 도4 참조)로 전환시키기 위하여, 상기 접착 시트(36)에 대하여 열을 인가한다. 이때, 상기 접착 시트(36)는 상기 기판(10)의 에지부를 따라 상기 상부 필름을 기판에 부착시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 기판 20: 봉투
21: 하부 필름 23: 상부 필름
30: 접착부 31: 예비 접착부
36: 접착 시트 41: 봉지 영역
45: 진공 영역

Claims

상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투를 준비하는 단계;
상기 봉투 내부로 기판을, 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 위치된 상태로 인입시키는 단계;
상기 예비 접착부를 상기 기판 상면의 에지부 및 상기 봉투의 내면 사이에 부착시켜, 상기 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하는 단계;
상기 접착부 및 상기 봉투가 이루는 봉지 공간을 진공화하는 단계;
상기 기판의 외곽부를 따라 상기 상부 및 하부 필름들을 상호 부착하여 진공 영역을 형성하는 단계; 및
상기 진공 영역 밖의 상기 봉투의 에지부를 제거하는 단계를 포함하는 기판 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판을, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투 내에 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 형성된 상태로 인입시키는 단계는, 상기 상부 필름의 내면 상 및 상기 기판의 에지부에 대응되는 위치에 형성된 접착 시트를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제2항에 있어서, 상기 예비 접착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시키는 단계는 상기 접착 시트를 상기 기판의 에지부에 대하여 열가압하는 열압착 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판을, 상부 필름 및 하부 필름으로 이루어진 봉투 내에 상기 기판의 상부에 예비 접착부가 형성된 상태로 인입시키는 단계는,
상기 기판의 에지부 상에 경화제를 도포하는 단계; 및
상기 경화제가 도포된 기판을 상기 봉투 내로 인입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제4항에 있어서, 상기 예비 접착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시키는 단계는 상기 경화제에 대하여 열을 공급하거나 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 예비 접착부를 상기 기판 상면의 에지부에 부착시켜 상기 기판의 에지부를 따라 접착부를 형성하는 단계는, 볼록 형상의 스프레더를 이용하여 상기 예비 접착부를 방사 방향으로 스프레딩 시키는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 접착부는 폐루프를 이루며,
상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름을 상기 기판으로부터 제거하여 상기 기판의 상면을 부분적으로 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.
제7항에 있어서, 상기 폐루프의 내부를 따라 상기 상부 필름을 상기 기판으로부터 제거하는 단계는,
상기 폐루프와 동심원으로 하는 폐곡선의 내부를 따라 상기 상부 필름을 절단하는 단계: 및
상기 절단된 상부 필름을 상기 기판의 상면으로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 밀봉 방법.