KR100694537B1

KR100694537B1 - 기판 합착기

Info

Publication number: KR100694537B1
Application number: KR1020040069162A
Authority: KR
Inventors: 이영종; 최준영; 이현우
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2007-03-13
Also published as: KR20060020340A

Abstract

본 발명은 기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 챔버를 구비한 기판 합착기에 있어서, 상기 챔버의 내부 상부 영역과 하부 영역에 설치되어 승강하되 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 유동하는 헬륨 가스의 순환 홈이 형성된 플레이트가 각각 마련된 상, 하부 스테이지; 상기 상, 하부 스테이지를 관통하여 챔버의 내부 상, 하면에 직립된 상태로 설치되며 로딩수단에 의해 유입된 기판이 가흡착되는 다수개의 리프트 핀; 상기 리프트 핀의 일부분이 노출되는 챔버내 상부 영역과 상부 스테이지의 상면과의 공간 또는 챔버 하부 영역과 하부 스테이지의 하면과의 공간 중 적어도 어느 한쪽 공간에 설치되어 노출된 리프트 핀의 외측 둘레 영역을 밀폐하는 벨로우즈;로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 합착기를 제공한다.

기판 합착기, 챔버, 리프트 핀, 헬륨 가스, 벨로우즈, 순환 홈

Description

기판 합착기{Substrates alignment apparatus}

도 1은 종래의 기판 합착기를 도시한 측단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 "A" 부분의 작동 상태를 도시한 확대도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 기판 합착기를 도시한 측단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 1의 "B" 부분의 작동 상태를 도시한 확대도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 기판 합착기를 도시한 측단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 챔버 112 : 상부 스테이지

114, 126 : 플레이트 116, 128 : 순환 홈

120, 130 : 리프트핀 122 : 기판

124 : 하부 스테이지 132 : 벨로우즈

134 : 오링(O-ring)

본 발명은 기판 합착기에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증 하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Device), PDP(Plasma Display Panal) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 활용되며, 상기의 표시 장치 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

통상적인 기판 합착기는 외관을 이루는 프레임과, 기판을 부착하는 스테이지부와, 기판의 합착을 수행하는 공간인 챔버부와, 상기 챔버부와 스테이지부를 구동하는 이동수단으로 구성된다.

여기서, 흡착 공정은 로딩수단에 의하여 챔버 내에 설치되어 있는 상부 스테이지에 칼라필터 기판을 진공척 등을 이용하여 부착시키고, 하부 스테이지에는 TFT 어레이 기판을 부착시킨다.

상기의 기판 합착기의 구조는 액정표시장치 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 구조에 해당하므로 전체적인 구조는 생략하고 챔버 내의 스테이지 구조에 대해서만 설명한다.

종래의 기판 합착기는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(10)내의 상, 하부에 구비된 상, 하부 스테이지부(12, 24)에 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : 22)을 각각 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어 있다.

즉, 상술한 기판 합착기를 보다 상세히 설명하면 상술한 챔버(10)내 상부 영 역과 하부 영역에 설치되어 승강하는 상, 하부 스테이지(12, 24)와, 이러한 상, 하부 스테이지(12, 24)의 수직으로 관통된 상태로 설치되되 외부의 로딩수단(미도시)에 의해 기판(22)을 고압의 에어로 가흡착하며 상, 하부 스테이지(12, 24)의 승강에 의해 기판(22)을 상, 하부 스테이지(12, 24)의 상, 하부 영역에 안착시키는 다수개의 리프트 핀(30)과, 상기 상, 하부 스테이지(12, 24) 상, 하면에 파형 형상의 순환 홈(16, 28)이 형성되고 이 순환 홈(16, 28)을 통해 유입된 헬륨 가스를 순환시켜 흡착된 기판(22)의 온도를 균일하게 유지시키는 플레이트(14, 26)가 개입되는 구성이었다. 또한, 상술한 리프트 핀(30)이 승강되는 순환 홈(28)에 각각 오링(32)이 고정된 상태로 배열된다.

여기서, 도 2a에 도시된 바와 같이 상술한 리프트 핀(30)이 승강하는 순환 홈(28)에 오링(32)을 고정 배치함으로써 하부 스테이지(24)와 이에 결합된 플레이트(26)가 상승하여 기판(22)에 흡착할 때 상술한 리프트 핀(30)의 둘레 영역이 오링(32)의 내주면과 접한 상태로 승강한다.

그러므로, 하부 스테이지(24)에 마련된 플레이트(26)와 기판(22)이 흡착하는 과정은 도 1의 "A" 부분을 확대한 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 리프트 핀(30)의 상부 영역에 가흡착된 기판(22)과 하부 스테이지(24)가 이격된 상태에서 상술한 하부 스테이지(24)가 상승하면 챔버(10) 바닥에 마련된 리프트 핀(30)의 둘레면을 따라 플레이트(26)가 마련된 하부 스테이지(24)가 상승한다. 이때, 상술한 리프트 핀(30)이 승강하는 하부 스테이지(24)의 기밀을 유지하기 위해 오링(32)이 마련된다.

그리고, 상술한 하부 스테이지(24)가 상승하여 기판(22)의 하부 영역에 플레이트(26)가 흡착되면 리프트 핀(30)이 승강하는 플레이트(26)의 순환 홈(28)에 외부에서 유입된 헬륨 가스를 플레이트(26)의 순환 홈(28)으로 순환시켜 상술한 플레이트(26)와 접한 기판(22)의 온도를 적정하게 유지시킨다.

그러나, 다수개의 리프트 핀(30) 둘레면을 따라 승강하는 하부 스테이지(24)의 구멍과 리프트 핀(30)의 외주면과의 이격된 공간을 오링(32)에 의해 헬륨 가스의 유출을 방지하는데 리프트 핀(30)이 오링(32)을 반복적으로 승강함에 있어 마찰에 의한 오링(32)이 마모되어 이 틈으로 가스가 유출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 대형 기판이 스테이지에 마련된 플레이트에 흡착된 상태에서 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 플레이트에 형성된 순환 홈으로 헬륨 가스를 순환시키는 과정에서 순환되는 헬륨 가스의 유출을 방지할 수 있게 한 기판 합착기를 제공함에 있다.

본 발명의 일실시예의 기판 합착기는, 기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 챔버를 구비한 기판 합착기에 있어서, 상기 챔버의 내부 상부 영역과 하부 영역에 설치되어 승강하되 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 유동하는 헬륨 가스의 순환 홈이 형성된 플레이트가 각각 마련된 상, 하부 스테이지; 상기 상, 하부 스테이지를 관통하여 챔버의 내부 상, 하면에 직립된 상태로 설치되며 로딩수단에 의해 유입된 기판이 가흡착되는 다수개의 리프트 핀; 상기 리프트 핀의 일부분이 노출되는 챔버내 상부 영역과 상부 스테이지의 상면과의 공간 그리고 챔버 하부 영역과 하부 스테이지의 하면과의 공간에 각각 설치되어 노출된 리프트 핀의 외측 둘레 영역을 밀폐하는 벨로우즈;로 이루어지며, 상기 순환 홈에는, 상기 리프트 핀과 접하여 헬륨 가스의 유출을 이중으로 방지하는 오링이 마련됨으로써, 상, 하부 스테이지상에 흡착된 기판의 온도를 헬륨 가스의 순환으로 균일하게 유지시키는 과정에서 리프트 핀이 승강할 수 있게 형성된 스테이지의 구멍으로 헬륨 가스가 유출되는 것을 방지할 수 있게 벨로우즈를 마련되며, 상기 리프트 핀이 승강하는 순환 홈에 오링이 더 마련됨으로써, 일차적으로 오링에 의해 헬륨 가스가 유출을 방지하며 이차적으로 벨로우즈에 의해 유출을 방지하여 오링과 벨로우즈 이중으로 방지하므로 바람직하다.

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이하, 본 발명의 기판 합착기를 첨부도면을 참조하여 실시예들을 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예의 기판 합착기는 도 3에 도시된 바와 같이 챔버 (110) 내의 상부 영역과 하부 영역에 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 : 122)이 상부 스테이지(112)와 하부 스테이지(124)에 수평으로 로딩 수단(미도시)에 의해 각각 흡착되는 상부 스테이지(112)와 하부 스테이지(124)가 설치된다.

즉, 상술한 기판 합착기는 상기 챔버(110)내 상부 영역과 하부 영역에 설치되어 소정 위치만큼 승강하는 상, 하부 스테이지(112, 124)와, 상기 상, 하부 스테이지(112, 124)에 수직으로 관통된 구멍에 설치되되 외부의 로딩수단(미도시)에 의해 기판(122)을 고압의 에어로 가흡착하며 상, 하부 스테이지(112, 124)의 승강에 의해 기판(122)을 상, 하부 스테이지(112, 124)의 상부 영역 또는 하부 영역에 안착시키는 다수개의 리프트 핀(120, 130)과, 상기 상, 하부 스테이지(112, 124)에 지그재그 형상의 순환 홈(116, 128)이 형성되고 이러한 순환 홈(116, 128)을 통해 외부에서 유입된 헬륨 가스를 순환시켜 흡착된 기판(122)의 온도를 균일하게 유지시키는 플레이트(114, 126)가 더 마련된다. 여기서, 리프트 핀(120, 130)의 일부분이 노출되는 챔버(110)의 상,하부 영역과 상, 하부 스테이지(112, 124)에 개입시켜 헬륨 가스의 유출을 방지하는 벨로우즈(132)가 마련된다.

상기 챔버(110)는 상, 하로 나누어져 내부에서 기판(122)의 합착이 수행된다.

상기 벨로우즈(132)는 신축성의 연성 재질로 형성되어 외부의 힘에 의해 수축, 이완된다.

한편, 헬륨 가스의 유출을 방지하기 위한 벨로우즈(132)는 챔버(110)의 상부 영역과 상부 스테이지(112)의 상면과의 공간 또는 챔버(110) 하부 영역과 하부 스 테이지(124)의 하면과의 공간 중 적어도 어느 한쪽 공간에 설치될 수 있다.

본 발명의 기판 합착기에서 하부 스테이지(124)에 마련된 플레이트(126)와 기판(122)이 흡착하는 과정은 도 3의 "B" 부분을 확대한 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 로딩수단(미도시)에 의해 로딩된 기판(122)이 리프트 핀(130)의 상부 영역에 가흡착되어, 상술한 기판(122)과 하부 스테이지(124)가 이격된 상태에서 상술한 하부 스테이지(124)가 구동장치(미도시)에 의해 상승되면 챔버(110) 바닥에 구비된 리프트 핀(130)의 둘레면을 따라 플레이트(126)가 마련된 하부 스테이지(124)가 상승하고, 리프트 핀(130)의 상부 영역에 가흡착된 기판(122)의 하부 영역에 플레이트(126)가 흡착되어 밀폐시킨다.

그후, 외부에서 유입되되 열전도율이 우수한 헬륨 가스가 기판(122)에 흡착된 플레이트(126)의 순환 홈(128)을 순환하여 기판(122)의 온도를 적정 온도로 유지시켜 상술한 헬륨 가스의 순환시 플레이트(126)가 결합된 하부 스테이지(124)의 도중에 리프트 핀(130)을 장착할 수 있는 구멍으로 헬륨 가스가 유출되어도 리프트 핀(130)이 노출되는 하부 스테이지(124)와 챔버(110) 바닥에 리프트 핀(130)을 감싼 상태로 고정된 벨로우즈(132)로 밀폐하므로 가스의 유출을 방지한다.

한편, 상술한 벨로우즈(132)는 챔버(110)내 저면과 승강하는 상, 하부 스테이지(112, 124)에 각각 고정, 설치되어 상, 하부 스테이지(112, 124)의 상승 또는 하강시 신축성으로 인해 이완과 수축된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예의 기판 합착기는 도 5에 도시된 바와 같이 상술한 각각의 리프트 핀(130)이 승강하는 각각의 순환 홈(128)에 오링(134)을 고정 한 상태로 배치함으로써 하부 스테이지(124)와 이에 결합된 플레이트(126)가 상승하여 기판(122)에 흡착할 때 상술한 리프트 핀(130)의 오링(134)에 접한 상태로 승강하여 상술한 리프트 핀(130)이 마련되는 챔버(110)와 하부 스테이지(124)에 마련되는 벨로우즈(132)와 오링(134)에 의해 이중으로 헬륨 가스가 유출되는 것을 차단한다.

이와 같은 본 발명의 기판 합착기는 기판의 합착 작업이 수행될 수 있도록 대형 기판이 상, 하부 스테이지에 마련된 플레이트에 흡착된 상태에서 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 기판과 접한 플레이트의 접촉면에 헬륨 가스가 순환 홈을 이동하면서 기판의 온도를 균일화시킬 수 있도록 순환하는 과정에서 챔버내 상, 하부 영역에 설치되어 상, 하부 스테이지에 돌출되는 리프트 핀의 도중이 노출되는 상, 하부 스테이지와 챔버내 상, 하부 영역에 벨로우즈를 개재하여 이 벨로우즈에 의해 밀폐시키므로 순환되는 헬륨 가스의 유출을 방지하는 효과가 있다.

또한, 리프트 핀이 승강하는 각각의 순환 홈에 오링을 고정한 상태로 배치하여 이중으로 헬륨 가스의 유출을 방지하는 효과가 있다.

Claims

기판을 스테이지에 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 챔버를 구비한 기판 합착기에 있어서,

상기 챔버의 내부 상부 영역과 하부 영역에 설치되어 승강하되 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있게 유동하는 헬륨 가스의 순환 홈이 형성된 플레이트가 각각 마련된 상, 하부 스테이지;

상기 상, 하부 스테이지를 관통하여 챔버의 내부 상, 하면에 직립된 상태로 설치되며 로딩수단에 의해 유입된 기판이 가흡착되는 다수개의 리프트 핀;

상기 리프트 핀의 일부분이 노출되는 챔버내 상부 영역과 상부 스테이지의 상면과의 공간 그리고 챔버 하부 영역과 하부 스테이지의 하면과의 공간에 각각 설치되어 노출된 리프트 핀의 외측 둘레 영역을 밀폐하는 벨로우즈;로 이루어지며,

상기 순환 홈에는,

상기 리프트 핀과 접하여 헬륨 가스의 유출을 이중으로 방지하는 오링이 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
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