KR100708263B1 - 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접합 기판의 수율을 향상시키고, 또한 구성을 간략화할 수 있는 접합 기판 제조 장치를 제공한다.
2장의 기판(W1, W2)의 비접합면을 각각 유지판(14, 20)으로 흡착하고 처리실 내에서 기판(W1, W2)을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서, 비접합면이 흡착된 상태로 처리실 밖에서부터 처리실 안으로 반송되는 기판(W1)을, 비접합면만을 흡착한 상태로 유지판(20)에 주고받을 수 있게 하는 기판 반입 장치(23, 28a)를 구비한다.

Description

접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED SUBSTRATE}
도 1은 제1 실시형태를 보여주는 개요도.
도 2는 제1 실시형태의 가압판 및 상측 기판 유지 장치를 보여주는 단면도.
도 3은 상측 기판 유지 장치 및 제1 로봇 핸드를 보여주는 측면도.
도 4는 상측 기판 유지 장치 및 제1 로봇 핸드를 보여주는 하면도.
도 5는 상측 기판 유지 장치 및 가압판을 보여주는 측면도.
도 6은 상측 기판 유지 장치 및 가압판을 보여주는 하면도.
도 7은 상측 기판 유지 장치에 흡착된 기판의 휨을 보여주는 해석도.
도 8의 (a), (b), (c)는 흡착 패드를 보여주는 단면도.
도 9는 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 10은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 11은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 12는 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 13은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 14는 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 15는 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 16은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 17은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 18은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 19는 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 20은 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 21은 제2 실시형태를 보여주는 개요도.
도 22는 종래의 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 23은 종래의 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
도 24는 종래의 접합 기판 제조 장치의 동작 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
15 : 유지판(테이블)
17 : 하측 기판 유지 장치
18 : 휨 방지 장치(휨 방지 부재)
20 : 유지판(가압판)
23 : 기판 반입 장치(상측 기판 유지 장치)
28a : 기판 반입 장치(제1 로봇 핸드)
30 : 상부 아암
본 발명은, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD) 등의 2장의 기판을 접합시킨 기판(패널)을 제조할 때에 사용하기에 적합한 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법에 관한 것이다.
최근, LCD 등의 평면 표시 패널은 대형화(박형화)가 진행되는 동시에, 저비용화의 요구가 높아지고 있다. 그래서, 2장의 기판을 서로 붙이는 접합 장치에 있어서도, 대형화 및 생산성의 향상이 요구되고 있다.
액정 표시 패널은, 예컨대 복수의 TFT(박막 트랜지스터)가 매트릭스형으로 형성된 어레이 기판(TFT 기판)과, 컬러 필터(적, 녹, 청)나 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판(CF 기판)이 매우 좁은 간격(수 ㎛ 정도)으로 대향하여 설치되고, 양 기판 사이에 액정이 봉입되어 제조된다. 차광막은 콘트라스트를 얻기 위해서, 혹은 TFT를 차광하여 광 누설 전류의 발생을 방지하기 위해서 이용된다. TFT 기판과 CF 기판은 열경화성 수지를 포함하는 시일재(접착제)로 접합되어 있다.
이러한 액정 패널의 제조 공정에 있어서, 대향하는 유리 기판 사이에 액정을 봉입하는 액정 봉입 공정에서는, 예컨대 TFT 기판의 주위에 프레임형으로 형성한 시일재의 테두리 내의 기판면 상에 규정량의 액정을 떨어트리고, 진공하에서 TFT 기판과 CF 기판을 서로 부착시켜 액정 봉입을 행하는 적하 주입 방법이 채용되고 있다.
이러한 기판의 접합은, 접합 장치로서 프레스 장치를 이용하여 기판 가압 공정에서 이루어진다. 이 프레스 장치는 처리실 내에 서로 대향하여 배치되는 상하 2개의 유지판을 구비하고, 양 유지판의 평행도를 정밀하게 유지하면서 기판 사이의 두께 방향의 간격을 균일하게 유지한 상태에서 양 기판을 접근시킴으로써 접합을 행한다.
상기와 같은 프레스 장치의 개요를 도 22∼도 24에 따라서 설명하면, 처리실 내에 배치되는 테이블(1)에 대하여 하측 기판 유지 부재(2)가 승강 가능하게 배치되고, 그 위쪽에는 가압판(3)이 승강 가능하게 배치된다.
로봇 핸드(4a, 4b)는 상측 기판(W1) 및 하측 기판(W2)을 처리실 안으로 반입하고, 접합이 끝난 기판(W3)을 처리실 밖으로 반출하는 것이다. 셔터(5)는 보통 처리실 밖에 위치하고, 상측 기판(W1)의 반입시에 처리실 안으로 들어가서 상측 기판(W1)을 가압판(3)에 흡착시키는 동작에 기여한다.
기판(W1, W2)의 반입 동작에 대하여 설명하면, 우선 상측 기판(W1)의 상면(비접합면)을 흡착 유지한 로봇 핸드(4a)가 처리실 안으로 들어가고, 이어서 도 23에 도시된 바와 같이 셔터(5)가 닫혀 처리실 안으로 들어간다.
그리고, 도 24에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드(4a)가 하강하여 기판(W1)의 외주부가 셔터(5)에 지지되는 동시에, 기판(W1)의 중앙부가 상측 기판 유지 부재(도시 생략)로 흡착되고, 로봇 핸드(4a)가 기판(W1)의 흡착을 해제하여 처리실 밖으로 이동한다. 이 때, 로봇 핸드(4a)는 이전 사이클에서 접합되어 하측 기판 유지 부재(2) 상에 지지되어 있는 기판(W3)을 처리실 밖으로 반송한다.
이어서, 상측 기판 유지 부재가 상승하여 기판(W1)이 가압판(3)에 흡착된다. 또한, 로봇 핸드(4b)에 지지된 기판(W2)이 처리실 안으로 반입되어, 테이블(1) 위에 흡착된다.
그리고, 로봇 핸드(4b)가 처리실 밖으로 이동한 후, 처리실이 밀봉되고, 가압판(3)이 하강하여 테이블(1)과의 사이에서 기판(W1, W2)을 눌러 접합시킨다.
상기와 같은 기판 접합 장치의 일례가 특허문헌 1에 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2002-229044호 공보(도 20)
통상, 기판(W1, W2)을 가압판(3) 및 테이블(1)에 유지하는 것은, 진공 척(흡인 흡착) 또는 정전 척(정전 흡착)을 이용하여 이루어진다.
처리실 내를 진공으로 하여 기판(W1, W2)을 서로 부착시킬 때, 진공 척에 의한 유지 동작은 기능하지 않게 되기 때문에, 기판(W1, W2)은 정전 척에 의해 유지된다. 정전 척에 의한 기판 유지는, 테이블(1) 및 가압판(3)에 형성한 전극과 유리 기판에 형성된 도전막과의 사이에 전압을 인가하여, 유리 기판과 전극 사이에 쿨롱력을 발생시킴으로써, 상기 유리 기판을 흡착하는 것이다.
그런데, 최근의 기판의 대형화 및 박형화에 따라, 로봇 핸드(4a)에 의한 기판(W1)의 반송시에, 기판(W1)의 자중(自重)에 의한 휨 또는 로봇 핸드(4a) 선단부의 자중에 의한 처짐에 따라 기판(W1)의 휨이 증대되는 경향에 있다.
이와 같이, 기판(W1)에 휨이 발생하고 있는 상태에서는, 가압판(3)으로 기판(W1)을 흡착할 때, 흡착 상태가 불안정하게 되는 동시에, 휨이 잔존하는 상태로 가압판(3)에 흡착되면, 처리실 내를 감압하는 과정에서 기판(W1)의 위치가 가압판(3)으로부터 어긋나거나 이탈될 수 있다.
또한, 기판(W1)에 휨이 잔존하는 상태에서, 정전 흡착에 의해 가압판(3)에 흡착되면, 처리실 내를 감압하는 과정에서 글로우 방전이 발생하게 되어, 기판 상의 회로나 TFT 소자가 파손된다고 하는 문제점이 있다.
한편, 기판(W1)을 가압판(3)에 흡착시키는 과정에서 셔터(5)를 처리실 안으로 넣어 기판(W1)의 외주부를 지지하는 구성으로 했기 때문에, 셔터(5)와 기판(W1)의 접합면과의 접촉에 의해 그 접합면에 파티클이 발생하기 쉽다. 또한, 셔터(5)의 이동에 의해 처리실 안으로 파티클이 운반될 가능성도 있다.
또한, 셔터(5) 및 그 구동 장치를 처리실 밖에 설치하고 있기 때문에, 기판 접합 장치가 복잡화 또는 대형화되는 동시에, 기판 접합 장치의 제조 비용 및 유지 보수 비용을 상승시킨다고 하는 문제점도 있다.
본 발명의 목적은, 접합 기판의 수율을 향상시키고, 또한 구성을 간략화할 수 있는 접합 기판 제조 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적은, 2장의 기판의 비접합면을 각각 유지판으로 흡착하여 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 장치에 있어서, 상기 비접합면이 흡착된 상태로 상기 처리실 밖으로부터 처리실 안으로 반송되는 기판을, 상기 비접합면만을 흡착한 상태로 상기 유지판에 주고받을 수 있게 하는 기판 반입 장치를 구비함으로써 달성된다.
또한, 상기 목적은, 2장의 기판의 비접합면을 각각 유지판으로 흡착하여 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 장치에 있어서, 상기 기판을 처리실 안으로 반송하는 로봇 핸드의 선단부의 자중에 의한 처짐을 교정하는 휨 방 지 장치를 구비함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면, 접합 기판의 수율을 향상시키고, 또한 구성을 간략화할 수 있는 접합 기판 제조 장치를 제공할 수 있다.
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태의 접합 기판 제조 장치(프레스 장치)의 개요를 보여준다. 접합 기판 제조 장치의 처리실은 상측 용기(11)와, 하측 용기(12)로 구성되며, 상측 용기(11)는 액츄에이터 등의 구동 장치(도시 생략)에 의해 하측 용기(12)에 대하여 상하 이동이 가능하게 되어 있다.
그리고, 상측 용기(11)의 측연부가 하측 용기(12)의 측연부에 접촉할 때까지 하강하면, 상측 용기(11)와 하측 용기(12)에 의해 밀봉되는 공간에서 처리실(진공 챔버)이 형성되도록 되어 있다.
상기 하측 용기(12)의 측연부는 상기 상측 용기(11)의 측연부와의 접촉면에 시일재(13)가 장착되어, 진공 챔버의 기밀성을 확보하도록 되어 있다.
상기 하측 용기(12) 위에는 하정반(14)을 포함하는 테이블(15)이 배치되며, 테이블(15)은 정전 척 기능을 갖고, 제어부(16)의 동작에 기초하여 기판(W2)의 정전 척 동작을 행한다.
또한, 하측 용기(12)에는 하측 기판 유지 장치(17)가 승강 가능하게 지지되며, 구동 장치(도시 생략)에 의해 승강된다. 한편, 하측 기판 유지 장치(17)는 복수의 지지 로드의 양단부를 연결 프레임으로 연결한 목책(木柵)형으로 형성되며, 테이블(15)에는 하측 기판 유지 장치(17)가 최하한까지 하강했을 때, 각 지지 로드 가 테이블(15)의 상면에 노출되지 않도록 수용하는 수용 홈이 형성되어 있다.
상기 하측 기판 유지 장치(17)를 구성하는 프레임의 한 쪽에는, 후술하는 제1 로봇 핸드(28a)의 선단을 지지하며 제1 로봇 핸드(28a)의 자중에 의한 처짐을 방지하는 휨 방지 부재(18)가 상측으로 돌출되어 있다.
상기 테이블(15)의 상측에는 상정반(19)이 지지되고, 그 상정반(19)의 하면에는 가압판(20)이 장착되어 있다. 상정반(19)은 상기 상측 용기(11)의 상측에 있어서, 모터를 포함하는 구동 장치(21)로부터 현수축(22)을 통하여 현수 지지되며, 구동 장치(21)의 동작에 의해 상측 용기(11)의 아래쪽에서 승강된다. 따라서, 상기 가압판(20)은 상정반(19)과 일체로 승강된다.
상기 가압판(20)은 기판(W1)을 흡착하는 진공 척 기능 및 정전 척 기능을 갖고, 이들 각 기능은 상기 제어부(16)에 의해 제어된다.
상기 가압판(20)의 아래쪽에는 상측 기판 유지 장치(23)가 배치된다. 이 상측 기판 유지 장치(23)는, 상기 하측 기판 유지 장치(17)와 마찬가지로 복수의 지지 로드의 양단부를 연결 프레임으로 연결한 목책형으로 형성되며, 각 지지 로드에는 하방이 개방된 복수의 흡착 패드(37)가 설치된다.
상기 상측 기판 유지 장치(23)의 양측부에는 상기 상측 용기(11)를 관통하여 상방 연장되는 지지축(25)이 장착되고, 그 지지축(25)의 상단부는 플렉시블 커플링(26)을 통해 승강축(27)에 현수 지지된다. 그리고, 승강축(27)은 상기 구동 장치(21)의 제어에 기초하여 승강된다.
따라서, 상측 기판 유지 장치(23)는 구동 장치(21)의 제어에 기초하여 승강 동작을 행한다. 또한, 상측 기판 유지 장치(23)는 플렉시블 커플링(26)에 의해 승강축(27)에 대해 수평 방향으로 이동할 수 있게 지지되어 있다. 플렉시블 커플링(26)은, 가압판(20)에 유지되는 기판(W1)의 수평 방향의 변이를 보정하기 위한 정렬 처리를 행할 때에, 가압판(20)과 상측 기판 유지 장치(23)와의 수평 방향의 상대 이동을 허용하는 것이다.
상기 하측 기판 유지 장치(17)와 상기 상측 기판 유지 장치(23)의 사이에는, 기판(W1)이 제1 로봇 핸드(28a)에 의해 반입되는 동시에, 기판(W2)이 제2 로봇 핸드(28b)에 의해 반입된다. 제1 로봇 핸드(28a)는 기단 측의 메인 프레임(29)으로부터 상부 아암(30)과 하부 아암(31)이 평행하게 연장 설치되고, 상부 아암(30)에는 기판(W1)을 흡착하기 위한 흡착 패드(32)가 형성되어 있다. 또한, 하부 아암(31)은 접합후의 기판(W3)을 지지할 수 있게 되어 있다.
상기 상부 아암(30)은 하부 아암(31)보다 길게 형성되어, 처리실 내로 전진했을 때, 그 선단이 상기 하측 기판 유지 장치(17)의 휨 방지 부재(18)의 이동 궤적 상에 위치한다.
도 3 및 도 4는 기판(W1)을 처리실 내로 반입한 제1 로봇 핸드(28a)의 상부 아암(30)과, 상측 기판 유지 장치(23)의 위치 관계를 보여준다. 6개의 상부 아암(30)이 메인 프레임(29)으로부터 서로 평행하게 연장 설치되고, 각 상부 아암(30)에는 각각 7개의 흡착 패드(32a∼32g)가 설치되어 있다.
각 상부 아암(30) 내에는 부압을 공급하기 위한 3개의 관로가 메인 프레임(29)으로부터 각각 연장 설치되고, 각 관로는 메인 프레임(29) 밖에 배치되는 3개 의 밸브(33a∼33c)를 통해 부압원(34)에 접속된다. 이 밸브(33a∼33c)는 상기 제어부(16)에 의해 제어되며, 제어부(16)와 함께 흡착 제어 장치를 구성한다.
그리고, 상기 흡착 패드(32a∼32g) 중, 중앙에 위치하는 3개의 흡착 패드(32c, 32d, 32e)는 밸브(33c)에 의해 개폐된다. 또한, 흡착 패드(32c, 32d, 32e)의 외측에 위치하는 2개의 흡착 패드(32b, 32f)는 밸브(33b)에 의해 개폐되고, 최외측에 위치하는 2개의 흡착 패드(32a, 32g)는 밸브(33a)에 의해 개폐된다. 이러한 제어는 6개의 상부 아암(30) 모두에 대해서 공통이다.
처리실 안으로 기판(W1)을 반입하기에 앞서 상부 아암(30)으로 기판(W1)을 흡착할 때에는, 우선 밸브(33c)가 개방되어 각 상부 아암(30)의 흡착 패드(32c, 32d, 32e)에 의해 기판(W1)의 길이 방향 중앙부가 흡착된다. 이어서, 밸브(33b)가 개방되어 각 상부 아암(30)의 흡착 패드(32b, 32f)에 의해 흡착되고, 끝으로 밸브(33a)가 개방되어 흡착 패드(32a, 32g)에 의해 흡착된다.
이러한 제어에 의해, 기판(W1)을 상부 아암(30)에 흡착하는 동작시에, 기판(W1)에서 휨이 발생하기 어렵다. 또한, 각 밸브(33a∼33c)의 개폐 순서는 흡착전 기판(W1)의 휨 상태에 따라서 적절히 변경 가능하다.
상기 상측 기판 유지 장치(23)는 5개의 지지 로드(35)의 양단이 연결 프레임(36)에 의해 연결되고, 각 지지 로드(35)에는 각각 9개의 흡착 패드(37a∼37i)가 설치되어 있다. 각 지지 로드(35) 내에는 부압을 공급하기 위한 3개의 관로가 연결 프레임(36)으로부터 각각 연장 설치되고, 각 관로는 연결 프레임(36) 밖에 배치되는 3개의 밸브(38a∼38c)를 통해 부압원(39)에 접속된다. 이 밸브(39a∼39c)는 상기 제어부(16)에 의해 제어되며, 제어부(16)와 함께 흡착 제어 장치를 구성한다.
그리고, 상기 흡착 패드(37a∼37i) 중 중앙에 위치하는 3개의 흡착 패드(37d, 37e, 37f는) 밸브(38c)에 의해 개폐된다. 또한, 흡착 패드(37d, 37e, 37f)의 외측에 위치하는 2개의 흡착 패드(37c, 37g)는 밸브(38b)에 의해 개폐되고, 흡착 패드(37c, 37g)보다 바깥쪽에 위치하는 4개의 흡착 패드(37a, 37b, 37h, 37i)는 밸브(38a)에 의해 개폐된다. 이러한 제어는 5개의 지지 로드(35) 모두에 대해서 공통이다.
상측 기판 유지 장치(23)로 기판(W1)을 흡착할 때에는, 우선 밸브(38c)가 개방되어 각 지지 로드(35)의 흡착 패드(37d, 37e, 37f)에 의해 기판(W1)의 길이 방향 중앙부가 흡착된다. 이어서, 밸브(38b)가 개방되어 각 지지 로드(35)의 흡착 패드(37c, 37g)에 의해 흡착되고, 끝으로 밸브(38a)가 개방되어 흡착 패드(37a, 37b, 37h, 37i)에 의해 흡착된다.
이러한 제어에 의해, 기판(W1)을 지지 로드(35)에 흡착하는 동작시에, 기판(W1)에 휨이 발생하기 어렵다. 한편, 각 밸브(38a∼38c)의 개폐 순서는 제1 로봇 핸드(28a)에 흡착되어 있는 기판(W1)의 휨 상태에 따라서 적절하게 변경 가능하다.
도 5 및 도 6은 상기 상측 기판 유지 장치(23)의 지지 로드(35)와 상기 가압판(20)에 형성되는 흡착 구멍(40)과의 위치 관계를 나타낸다. 상기 각 지지 로드(35) 사이에는, 상기 지지 로드(35)를 따라서 8개씩의 흡착 구멍(40)이 각각 3열로 형성되어 있다.
각 지지 로드(35) 사이의 3열의 흡착 구멍(40)은 각 열마다 공통의 관로에 접속되며, 각 관로는 밸브(41a∼41c)를 통해 부압원(42)에 접속된다. 이 밸브(41a∼41c)는 상기 제어부(16)에 의해 제어된다.
3열의 흡착 구멍(40) 중 한 쪽의 열(43a)은 밸브(41a)에 의해 개폐되고, 중간의 열(43b)은 밸브(41b)에 의해 개폐되며, 다른 쪽의 열(43c)은 밸브(41c)에 의해 개폐된다. 그리고, 밸브(41a, 41c)가 최초로 개방되고, 이어서 밸브(41b)가 개방된다. 이러한 제어는 각 지지 로드(35) 사이의 각 열에 대해서 공통이다.
도 7은 상측 기판 유지 장치(23)로 흡착 유지된 기판(W1)의 휨 상태를 해석한 일례를 보여준다. 도 7에 도시된 바와 같이, 흡착 패드에서의 흡착 부분(P)에서 멀어짐에 따라 휨(X)이 증대되는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기와 같은 순서로 밸브(41a∼41c)를 개방함으로써, 우선 휨이 적은 부분을 흡착 구멍(40)으로 흡착하여 휨을 교정하고, 또한 나머지 부분을 흡착 패드로 흡착할 수 있기 때문에, 흡착후의 기판(W1)에 휨이 발생하기 어렵다.
도 8은 상기 상측 기판 유지 장치(23)의 흡착 패드(37a)의 구체적 구성을 보여준다. 다른 흡착 패드(37b∼37i) 및 상기 제1 로봇 핸드(28a)의 흡착 패드(32)도 동일한 구성이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지지 로드(35) 내에는 접촉 부재(44)가 상하 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 그 접촉 부재(44)에는 부압이 공급되는 출력관(45)이 삽입 관통되고 있다. 지지 로드(35) 안에 있는 상기 출력관(45)에는 접촉 부재(44)에 접촉하는 플랜지(46)가 형성되고, 지지 로드(35) 밖에 있는 상기 출력관(45)의 선단에는 상기 흡착 패드(37a)가 장착된다. 흡착 패드(37a)는 주름상자 모양으로 형성되며, 신축 가능하다.
상기 흡착 패드(37a)와 지지 로드(35) 사이에는 코일 스프링(47)이 배치되며, 지지 로드(35)를 지지점으로 하는 코일 스프링(47)의 압박력에 의해, 흡착 패드(37)는 항상 지지 로드(35)에서 멀어지는 방향, 즉 하방으로 압박되고 있다.
또한, 지지 로드(35) 안에 있어서, 상기 접촉 부재(44)와 지지 로드(35)의 저변과의 사이에는 상기 출력관(45)의 주위에 복수의 코일 스프링(48)이 설치되어, 지지 로드(35)를 지지점으로 하는 코일 스프링(48)의 압박력에 의해, 접촉 부재(44)와 지지 로드(35)의 저변과의 간격이 소정치 이하로 되면, 접촉 부재(44)에 상방 압박력이 작용하도록 되어 있다.
이러한 구성에 의해, 제1 로봇 핸드(28a)로부터 기판(W1)을 받을 때, 흡착 패드(37a)에는 상방 압박력이 작용하기 때문에, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 코일 스프링(47)이 수축되어 흡착 패드(37a)가 상승한다. 또한, 기판(W1)을 가압판(20)에 주고받을 때, 흡착 패드(37a)에는 하방 인장력이 작용하기 때문에, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 코일 스프링(47)이 신장되는 동시에, 코일 스프링(48)이 수축되어 흡착 패드(37a)가 하강한다.
이러한 동작에 의해, 기판(W1)을 확실하게 주고받을 수 있는 동시에, 기판(W1)을 확실하게 흡착할 수 있다. 또한, 주름상자 모양의 흡착 패드(37a)에 의해, 기판(W1)이 휘거나 만곡되어 있더라도 안정적으로 흡착할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가압판(20)의 하면에는 상기 상측 기판 유지 장치(23)의 지지 로드(35)를 수용할 수 있는 수용 홈(49)이 형성되어 있다. 그리 고, 상측 기판 유지 장치(23)가 최상한까지 상승했을 때, 각 지지 로드(35)는 수용 홈(49) 내에 수용되어, 가압판(20)의 하면보다 아래쪽으로 노출되지 않게 되어 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 접합 기판 제조 장치의 동작을 도 9∼도 20에 따라서 설명한다.
기판(W1, W2)의 반입에 앞서, 도 9에 도시된 바와 같이 기판(W1)이 제1 로봇 핸드(28a)에 흡착되고, 기판(W2)이 제2 로봇 핸드(28b)에 지지된다. 또한, 하측 기판 유지 장치(17) 상에는 이전 사이클에서 접합된 기판(W3)이 지지되어 있다.
이 상태에서, 제1 로봇 핸드(28a)가 처리실 내로 전진하고(도 10) 하강한다(도 11). 이 상태에서는, 제1 로봇 핸드(28a)의 상부 아암(30)의 선단부가 휨 방지 부재(18)에 지지되어, 그 자중에 의한 처짐이 교정된다.
이어서, 상측 기판 유지 장치(23)가 하강하여 기판(W1)을 흡착한다(도 12). 그리고, 제1 로봇 핸드(28a)는 기판(W1)의 흡착을 해제하여 위쪽으로 이동하고(도 13) 하측 기판 유지 장치(17)가 하강한다(도 14). 그렇게 하면, 기판(W3)은 제1 로봇 핸드(28a)의 하부 아암(31)에 지지된 상태가 된다.
이어서, 제1 로봇 핸드(28a)가 처리실 밖으로 후퇴하고(도 15) 상측 기판 유지 장치(23)가 상승하여, 기판(W1)이 가압판(20)의 하면에 접촉한 상태에서 가압판(20)에 흡착된다(도 16).
이어서, 제2 로봇 핸드(28b)가 처리실 안으로 전진하고(도 17), 또한 하측 기판 유지 장치(17)가 상승하여, 기판(W2)이 하측 기판 유지 장치(17) 상에 지지된 다(도 18).
그리고, 제2 로봇 핸드(28b)가 처리실 밖으로 후퇴하고, 하측 기판 유지 장치(17)가 하강하여 기판(W2)이 테이블(15) 상에 지지되며, 또한 흡착 유지된다(도 19). 그리고, 상측 용기(11) 및 하측 용기(12)가 닫히고 처리실이 밀봉되어, 진공하에서 프레스 처리가 이루어진다(도 20). 이 때, 2장의 기판(W1, W2)의 수평 방향의 상대 위치를 일정한 범위 내로 교정하기 위한 정렬이 이루어진다. 이 정렬에 따른 가압판(20)과 상측 기판 유지 장치와의 수평 방향의 변이가 플렉시블 커플링(26)에 의해 흡수된다.
상기한 바와 같이 구성된 접합 기판 제조 장치에서는 다음과 같은 작용효과를 얻을 수 있다.
(1) 기판(W1)을 가압판(20)에 흡착할 때, 처리실 내에서 이동하는 상측 기판 유지 장치(23)가 제1 로봇 핸드(28a)로부터 기판(W1)을 받고, 그 후 가압판(20)이 상측 기판 유지 장치(23)에서 기판(W1)을 받도록 하였다. 따라서, 종래의 예에서 사용된 셔터를 사용하지 않기 때문에, 접합 기판 제조 장치를 소형화 및 간략화할 수 있다.
(2) 상측 기판 유지 장치(23)는 기판(W1)의 상면을 흡착하기 때문에, 접합면과 접촉하는 일은 없다. 따라서, 접합면에서의 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
(3) 외부에서 처리실 내로 침입하는 셔터를 사용하지 않기 때문에, 외부에서 처리실 안으로의 파티클의 운반을 방지할 수 있다.
(4) 가압판(20)의 하면에는 상측 기판 유지 장치(23)의 지지 로드(35)를 수 용하는 수용 홈(49)을 형성했기 때문에, 기판(W1)을 가압판(20)에 흡착할 때, 지지 로드(35)가 간섭하는 일이 없다.
(5) 상측 기판 유지 장치(23)는 플렉시블 커플링(26)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 기판(W1)의 수평 방향의 변이 보정 동작에 대응할 수 있다.
(6) 하측 기판 유지 장치(17)에 휨 방지 부재(18)를 설치했기 때문에, 제1 로봇 핸드(28a)로부터 상측 기판 유지 장치(23)로 기판(W1)을 주고받을 때, 제1 로봇 핸드(28a)의 상부 아암(30)이 그 자중에 의해 처지는 것을 방지하여, 기판(W1)의 휨을 방지할 수 있다.
(7) 제1 로봇 핸드(28a)로 기판(W1)을 흡착할 때, 우선 상부 아암(30)의 중앙부의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하고, 이어서 상부 아암(30)의 중앙부와 양 단부 사이의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하며, 끝으로 양 단부의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하도록 했다. 따라서, 기판(W1)의 휨을 교정하면서 상기 기판(W1)을 상부 아암(30)에 흡착시킬 수 있는 동시에, 흡착 동작시의 기판(W1)의 위치 어긋남을 방지하고, 또한 기판(W1)을 확실하게 유지할 수 있다.
(8) 상측 기판 유지 장치(23)로 기판(W1)을 흡착할 때, 기판(W1)의 휨이 작은 부분에서부터 순차적으로 흡착하도록 했다. 예컨대, 우선 지지 로드(35)의 중앙부의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하고, 이어서 지지 로드(35)의 중앙부와 양 단부 사이의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하며, 끝으로 양 단부의 흡착 패드로 기판(W1)을 흡착하도록 했다. 따라서, 기판(W1)의 휨을 교정하면서 기판(W1)을 지지 로드(35)에 흡착시킬 수 있는 동시에, 흡착 동작시의 기판(W1)의 위치 어긋남을 방지하고, 또한 기판(W1)을 확실하게 유지할 수 있다.
(9) 가압판(20)으로 기판(W1)을 흡착할 때, 기판(W1)의 휨이 작은 부분에서부터 순차적으로 흡착하도록 했다. 예컨대, 우선 상측 기판 유지 장치(23)의 지지 로드(35)로 흡착된 부분에 가까운 위치를 흡착하고, 계속해서 먼 위치를 흡착하도록 했다. 따라서, 기판(W1)의 휨을 교정하면서 기판(W1)을 가압판(20)에 흡착시킬 수 있는 동시에, 흡착 동작시의 기판(W1)의 위치 어긋남을 방지하고, 또한 기판(W1)을 확실하게 유지할 수 있다.
(10) 제1 로봇 핸드(28a)의 상부 아암(30) 및 상측 기판 유지 장치(23)의 지지 로드(35)에 설치한 흡착 패드를, 상부 아암(30) 혹은 지지 로드(35)에 대하여 신축 가능하게 했다. 따라서, 휘거나 만곡되어 있는 기판(W1)이라도 확실하게 흡착할 수 있다.
(11) 휨 방지 부재(18)를 하측 기판 유지 장치(17)에 설치했기 때문에, 하측 기판 유지 장치(17)와 공통의 구동원에 의해, 상부 아암(30)의 자중에 의한 처짐을 방지할 수 있다.
(제2 실시형태)
도 21은 제2 실시형태를 보여준다. 이 실시형태는 상기 제1 실시형태의 상측 기판 유지 장치(23)를 생략하고, 제1 로봇 핸드(28a)에 흡착 지지한 기판(W1)을 가압판(20)에 직접 주고받도록 한 것이다. 가압판(20)에는 제1 로봇 핸드(28a)의 상부 아암(30)을 수용하는 수용 홈(50)이 형성된다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태 와 마찬가지이다.
이와 같이 구성된 접합 기판 제조 장치에서는, 기판(W1)을 흡착한 제1 로봇 핸드(28a)가 처리실 내로 전진한 후, 하측 기판 유지 장치(17)가 상승하여 상부 아암(30)이 휨 방지 부재(18)에 지지된다. 그리고, 가압판(20)이 하강하여 기판(W1)의 흡착이 이루어지고, 그 후 제1 로봇 핸드(28a)가 처리실 밖으로 후퇴한다. 그 밖의 동작은 제1 실시형태와 마찬가지이다.
이와 같이 구성된 접합 기판 제조 장치에서는, 상측 기판 유지 장치(23)를 사용하지 않기 때문에, 상기 제1 실시형태에 비하여 소형화 및 구성의 간소화를 더 도모할 수 있다.
상기 실시형태는 다음과 같이 변경하더라도 좋다.
- 휨 방지 부재(18)는 하측 기판 유지 장치(17)과는 별도의 기구로 하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 접합 기판의 수율이 향상되고, 또한 구성이 간략화된 접합 기판 제조 장치와 제조 방법이 얻을 수 있다.

Claims (12)

  1. 2장의 기판의 비접합면을 각각 유지판으로 흡착하여 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서,
    상기 비접합면이 흡착된 상태로 상기 처리실 밖에서부터 처리실 안으로 반송되는 기판을, 상기 비접합면만을 흡착한 상태로 상기 유지판에 주고받을 수 있게 하는 기판 반입 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  2. 2장의 기판의 비접합면을 각각 유지판으로 흡착하여, 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서,
    상기 기판을 비접합면만을 흡착하여 처리실 내로 반송하는 로봇 핸드의 선단부의 자중에 의한 처짐을 교정하는 휨 방지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  3. 2장의 기판의 비접합면을 각각 유지판으로 흡착하여 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서,
    상기 비접합면이 흡착된 상태로 상기 처리실 밖에서부터 처리실 안으로 반송되는 기판을, 상기 비접합면만을 흡착한 상태로 상기 유지판에 주고받을 수 있게 하는 기판 반입 장치와,
    상기 기판을 처리실 내로 반송하는 로봇 핸드의 선단부의 자중에 의한 처짐을 교정하는 휨 방지 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유지판은 상기 2장의 기판 중의 상측 기판을 흡착하는 가압판과, 하측 기판을 흡착하는 테이블로 구성되고,
    상기 기판 반입 장치는, 상기 처리실 내에서 승강 가능하게 지지되는 동시에, 상기 상측 기판을 흡착할 수 있게 하는 복수의 지지 로드로 구성되며, 상기 가압판에는 상기 지지 로드를 수용하는 수용 홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 휨 방지 장치는, 상기 하측 기판을 로봇 핸드로부터 받아 상기 테이블에 주는 하측 기판 유지 장치에 마련된 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 지지 로드를 구비한 상측 기판 유지 장치는, 구동 장치에 의해 상기 가압판에 대하여 상하 방향으로 상대 이동이 가능하고, 수평 방향으로 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 지지 로드에는 복수의 흡착 패드가 마련되고, 상기 상측 기판의 흡착시에 상기 상측 기판의 휨이 적은 위치에서부터 상기 흡착 패드로 부압을 순차적으로 공급하는 흡착 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 가압판에는 복수의 흡착 구멍이 마련되고, 상기 상측 기판의 흡착시에 상기 상측 기판의 휨이 적은 위치에서부터 상기 흡착 구멍에 부압을 순차적으로 공급하는 흡착 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 흡착 패드는 상기 지지 로드 또는 가압판에 대하여 탄성적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  10. 2장의 기판을 로봇 핸드에 의해 비접합면만을 흡착하면서 처리실 내로 반입하여 상측 기판 유지 장치에 전달하고, 이들 기판을 상기 상측 기판 유지 장치로부터 유지판으로 전달하여, 처리실 내에서 상기 기판을 접합시키는 접합 기판 제조 방법으로서,
    상기 기판을 전달하는 동작을 행할 때에, 상기 상측 기판 유지 장치에 마련된 복수의 흡착 패드 또는 상기 유지판에 마련된 복수의 흡착 구멍에 대하여, 상기 상측 기판의 휨이 적은 위치에 대응하는 흡착 패드 또는 흡착 구멍으로부터 부압을 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 방법.
  11. 처리실 내에서 상측 기판의 제1 면과 하측 기판의 제1 면을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서,
    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 각각 유지하는 제1 유지판 및 제2 유지판과,
    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 처리실의 외부와 상기 처리실의 내부 사이로 반송하는 기판 반입 장치를 구비하며,
    상기 기판 반입 장치는 상기 상측 기판의 상기 제1 면의 뒤쪽의 제2 면에만 접촉하고 상기 제2 면을 흡착하며, 상기 상측 기판을 상기 기판 반입 장치와 상기제1 유지판 사이에서 직접 전달하는 상측 기판 유지 장치를 포함하며,
    상기 제1 유지판은 상기 제2 유지판의 위쪽에 배치되어 있고, 상기 제1 유지판은 상기 상측 기판 유지 장치의 적어도 일부를 수용하는 복수의 수용구를 갖는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
  12. 처리실 내에서 상측 기판의 제1 면과 하측 기판의 제1 면을 접합시키는 접합 기판 제조 장치로서,
    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 각각 유지하는 제1 유지판 및 제2 유지판과,
    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 처리실의 외부와 상기 처리실의 내부 사이로 반송하는 기판 반입 장치를 구비하며,
    상기 제1 유지판은 상기 제2 유지판의 상측에 배치되어 있고,
    상기 기판 반입 장치는, 상기 상측 기판의 상기 제1 면의 뒤쪽의 제2 면에만 접촉하고 상기 제2 면을 흡착하여, 상기 상측 기판을 상기 기판 반입 장치와 상기제1 유지판 사이에서 직접 전달하는, 복수개의 지지 로드를 갖는 울타리형의 상측 기판 유지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
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