KR100897846B1 - 기판 위치 정렬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 XYθ 스테이지를 이용하지 않고 정밀도 좋게 기판끼리를 위치 정렬하는 것이다.

상하 유지판(1, 2)의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대해 양 기판(A, B)끼리를 평행하게 유지한 채로 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하기 위한 수단으로서, 상하 유지판(1, 2)의 한 쪽에서 진공실(S)의 천장벽(3) 또는 저벽(4)으로 향해서 요동 링크 가이드 기구(6)를 설치하여, 이 요동 링크 가이드 기구(6)를 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 상하 유지판(1, 2)의 한 쪽이 다른 쪽에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동되어, 이들 상부 기판(A)과 하부 기판(B)이 XYθ 방향으로 서로 위치 정렬된다.

Description

기판 위치 정렬 장치{SUBSTRATE POSITIONING DEVICE}

본 발명은 예컨대 액정 디스플레이(LCD)나 플라즈마 디스플레이(PDP) 등의 플랫 패널 디스플레이의 제조 과정에 있어서, 이 제조 과정에 이용되는 2장의 기판을 상대적으로 XYθ 방향으로 위치 정렬(얼라이먼트)한 후에, 이들 기판끼리를 서로 겹쳐 밀봉하고, 그 후 상하 양 기판의 내외에 생기는 기압차로 양 기판 사이를 소정의 갭까지 가압하는 기판 접합기의 기판 위치 정렬 장치, 특히 대형 기판에 대응할 수 있는 기판 위치 정렬 장치에 관한 것이다.

자세히 말하면, 진공실 내에서, 서로 접합시키는 2장의 기판을, 상하의 유지판에 각각 착탈이 자유롭게 유지하여 대향시켜, 이들 양 기판을 진공 중에서 상대적으로 XYθ 방향으로 조정 이동하여, 기판끼리의 위치 정렬을 행하는 기판 위치 정렬 장치에 관한 것이다.

종래, 이런 유형의 기판 위치 정렬 장치로서는, 상하 기판의 출입구가 측면에 개설된 진공 챔버의 내부에 상부 유지판(상부 테이블)과 하부 유지판(하부 테이블)을 구비하고, 이 진공 챔버의 저벽에 개설된 관통 구멍(개공부)을, 하부 유지판의 대좌부가 관통하고, 이 대좌부를 통해 하부 유지판이 XYθ 스테이지로 지지되고 있고, 이 XYθ 스테이지는 구동 모터에 의해 XY 방향으로 이동 가능하게 지지하는 XY 스테이지와, 이 XY 스테이지의 내측에서 회전 베어링과 진공 시일을 통해 구동 모터에 의해 XY 스테이지에 대하여 회전 가능한 θ 스테이지로 구성되며, 이들 하부 유지판의 대좌부와 진공 챔버의 관통 구멍을 주름상자형의 탄성체 등의 탄성 시일 부재로 기밀하게 결합한 것이 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

또한, 상하부 기판을 출납하기 위해서 개폐가 자유로운 개구부가 측면에 개설된 진공 챔버의 내부에 상부 유지판(상부 테이블)과 하부 유지판(하부 테이블)을 구비하고, 이 진공 챔버의 저벽에 개설된 복수의 관통 구멍(제1 개구부)에 샤프트(제1 샤프트)를 각각 삽입 관통하여, 양자 사이를 주름상자형의 탄성체 등의 탄성 시일 부재로 기밀하게 유지하는 동시에, 이들 샤프트를 통해 하부 유지판과 XYθ 스테이지(이동 테이블)를 연결함으로써, 이 하부 유지판이 양 기판의 접합면과 평행하게 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지되어, 상기 진공 챔버 내부가 원하는 진공압에 도달하고 나서, 진공 챔버 밖에 배치된 Z 방향 이동 수단의 구동에 의해 상하부 유지판을 상대적으로 접근시키고, 이어서 상기 XYθ 스테이지의 구동에 의해 각 샤프트 및 하부 유지판을 통해 양 기판이 상대적으로 XYθ 방향으로 위치 정렬되고, 그 후 진공실 안을 다시 대기압으로 되게 하여, 양 기판 사이에 대기압이 작용하여 양 기판을 더욱 가압하는 것이 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2001-305563호 공보(제3∼4페이지, 도 3, 도 6, 도 7)

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2002-229042호 공보(제3∼6페이지, 도 1∼도 5)

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그러나, 이러한 종래의 기판 위치 정렬 장치에서는, 기판끼리를 위치 정렬하기 위한 XYθ 방향 이동 수단으로서 XYθ 스테이지를 이용하지만, 현존하는 XYθ 스테이지는 기본적으로 XYθ 방향으로 mm 단위 이상 이동시키기 위해서 설계된 것이 일반적이며, 특히 기판의 얼라이먼트와 같이 수백 μm 이하의 근소한 이동량이라면, 회전 베어링의 회전체가 1회전분까지 이르지 못하며, 각 기판의 얼라이먼트마다 수백 μm 이하의 근소한 이동을 반복한 경우에는, 오일이 없음으로 인하여 미끄럼 이동부가 마모되어 정밀한 제어성에 불가결한 재현성 높은 순조로운 응답을 단기간 내에 잃어버리게 되어, 도저히 실용적으로는 견딜 수 없음을 발견했다.

그런데, 최근에는 기판 사이즈가 대형화되는 경향에 의해 1변이 1000 mm를 넘는 것까지 제조되기 시작하고 있지만, 기판 사이즈가 대형화되더라도 소형의 기판과 마찬가지로 정밀한 위치 정렬이 요구되는 것은 변함이 없으며, 특히 1변이 1000 mm 이상인 대형 기판이라도 기판끼리를 위치 정렬할 때에 XYθ 방향으로 이동시키는 양은 수백 μm를 넘는 일은 없다.

이러한 환경 하에서, 1변이 1000 mm 이상인 대형 기판을 XYθ 방향으로 조정 이동하는 장치에서는, 기판 사이즈의 대형화에 따라 장치 전체도 커져, 완성 상태 그대로 트랙에 적재할 수 없는 경우가 있었다.

이러한 경우에는, 분해하지 않으면 트랙 수송할 수 없어, 수송 비용이 비싸지고, 더구나 출하시의 분해 작업이나 설치 현장에서의 조립 작업을 할 필요가 있기 때문에, 작동 정밀도가 저하될 우려가 있는 동시에 설치 완료까지 시간을 요하여, 이것이 장치 선정에 있어서 치명적인 결점이 된다.

그러나, 상기 XYθ 스테이지는 구조적으로 크기 때문에, 장치 전체가 대형화되는 동시에 무겁게 되어 제조 비용 및 수송 비용이 비싸지고, 더구나 최근의 기판의 대형화 경향에 따라 장치 전체의 대형화가 진행되어, 전술한 문제는 점점 더 커지고 있다.

또한, 진공 챔버의 저벽과 그것을 관통하는 가동 부품 사이에 주름상자형의 탄성체 등의 탄성 시일 부재를 개재하여 진공 챔버 내의 진공 상태가 유지되기 때문에, 진공 차단에 비용이 드는 동시에, 그 밀폐도를 높이기 위해서 진공 시일의 표면을 가동 부품에 강하게 밀접시키면, 저항 부하가 증대되어 조정 이동에 상당한 힘을 필요로 하기 때문에, 출력이 큰 위치 조정용의 구동원이 필요하게 되어, 그 구동 형태에 제약이 많다고 하는 문제가 있다.

더구나, 이러한 상태로 전술한 바와 같이 기판끼리의 위치 정렬을 위해 상기 가동 부품을 마이크론 단위 또는 서브마이크론 단위로 조정 이동시킨 경우에는, 그에 따라 탄성 시일 부재가 일시적으로 탄성 변형하지만, 조정 이동 후에 원래의 형상으로 되돌아가 버린다. 즉, 조정 단계에서 기판끼리를 정확하게 위치 정렬하더라도, 탄성 시일 부재가 갖는 변형전의 형상으로 복원하고자 하는 탄성력에 의해 기판끼리의 위치 정렬에 이상이 생겨, 정확한 위치 정렬을 할 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 진공 챔버 전체를 분할하여 개폐할 수 없기 때문에 진공 챔버 내외로 기판을 출납하기 어려울 뿐만 아니라, 진공 챔버 내부의 메인터넌스가 어렵다고 하는 문제가 있었다.

본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은, XYθ 스테이지를 이용하지 않고서 정밀도 좋게 위치 정렬하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 2에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 발명의 목적에 더하여, 가동시키는 상하부 유지판의 한 쪽을 간단한 구조로 XYθ 방향으로 조정할 수 있게 평면 지지하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 3에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 발명의 목적에 더하여, 가동시키는 상하부 유지판의 한 쪽을 간단한 구조로 XYθ 방향으로 원활하게 조정할 수 있게 평면 지지하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 4에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 발명의 목적에 더하여, 진공 관통 부품을 없애는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 5에 기재한 발명은, 청구항 1, 2 또는 3에 기재한 발명의 목적에 더하여, 진공실을 컴팩트하게 설계하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 6에 기재한 발명은, 청구항 1, 2, 3, 4 또는 5에 기재한 발명의 목적에 더하여, 진공 관통 부품을 늘리는 일없이 간단한 구조로 기판끼리를 위치 정렬에 최적의 간격으로 조정하는 것을 목적으로 한 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 진공실 내의 상하부 유지판 중, 얼라이먼트를 하기 위해서 가동시키는 쪽의 유지판을 「요동 링크 가이드 기구」에 의해 지지하는 것을 최대의 특징으로 한다.

이 「요동 링크 가이드 기구」란, 후술하는 예에서 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 스윙과 같이 요동하는 링크 기구이며, 본질적으로는 원호 운동을 하지만, 극히 미소한 범위에서는, 근사적으로 실용상 문제없는 정밀도로 이차원의 평면 가이드(베어링)를 실현하는 것으로, 종래의 XYθ의 각 독립 회전을 주체로 한 가이드에 비하여 매우 우수한 응답성과 제어성을 얻을 수 있다. 이 기구는 스윙을 거꾸로 하여 아래로부터 세워 올려진 형태로 구성하더라도 좋다.

또한 「요동 링크 가이드 기구」에는 이 밖에, 링크의 일부가 탄성 변형하여 이차원의 평면 가이드를 실현하는 것도 포함한다.

그리고, 이 유지판의 구동은 이러한 이차원 평면 가이드에 대응하여, 이차원의 3점 변위 구동 캠 방식으로 행하는 것이 가장 적당하다.

즉, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은, 상기 요동 링크 가이드 기구를 진공실의 상부 또는 하부에 설치하는 것을 특징으로 하며, 진공실의 상부에 설치하는 경우에는, 진공실의 천장벽으로부터 요동 링크 가이드 기구를 매달고, 진공실의 하부에 설치하는 경우에는, 진공실의 저벽으로부터 요동 링크 가이드 기구를 세워 올리는 것이다.

자세히 말하면, 상하부 유지판의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양 기판끼리를 평행하게 유지한 채로 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하기 위한 수단으로서, 상하부 유지판의 한 쪽에서 진공실의 천장벽 또는 저벽을 향해서 요동 링크 가이드 기구를 설치하여, 이 요동 링크 가이드 기구를 XYθ 방향 이동 수단에 의해 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 상하부 유지판의 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동한 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 요동 링크 가이드 기구를, 진공실의 외부에 복수 설치하여 상부 유지판 또는 하부 유지판을 지지하는 것을 특징으로 하며, 진공실의 상부에 설치하는 경우에는, 진공실의 천장벽에서부터 대략 평행한 링크 부재를 세워 올려 상부 유지판을 지지하고, 진공실의 하부에 설치하는 경우에는, 진공실의 저벽에서부터 대략 평행한 링크 부재를 매달아 하부 유지판을 지지하는 것이다.

자세히 말하면, 청구항 1에 기재한 발명의 구성에, 상기 요동 링크 가이드 기구가 진공실의 내부에서 진공실의 외부를 향해서 복수 설치되고, 각각이 진공실의 천장벽 또는 저벽에 연직 방향으로 설치한 대략 평행한 링크 부재와, 그 단부끼리를 연결하는 연결 부재로 이루어져, 이 연결 부재와 상하부 유지판의 한 쪽을 XYθ 방향으로 변형 불가능한 샤프트로 연결한 구성을 더한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 요동 링크 가이드 기구를, 진공실의 천장벽보다 상측이나 또는 저벽보다 하측에 설치하는 것을 특징으로 하며, 진공실의 상부에 설치하는 경우에는, 진공실의 천장벽보다 상측에 있는 베이스 프레임으로부터 지주(支柱)를 매달아 상부 유지판을 지지하고, 진공실의 하부에 설치하는 경우에는, 진공실의 저벽보다 하측에 있는 베이스 프레임에서 지주로부터 지주를 세워 올려 하부 유지판을 지지하는 것이다.

자세히 말하면, 청구항 1에 기재한 발명의 구성에, 상기 요동 링크 가이드 기구가, 상하부 유지판의 한 쪽으로부터 그것과 대향하는 진공실의 천장벽 또는 저벽을 관통하여 베이스 프레임을 향해 각각 연직 방향으로 설치한 대략 평행한 지주로 이루어지고, 이들 지주를 XYθ 방향으로 요동이 자유롭게 한 구성을 더한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재한 발명은, 청구항 1, 2 또는 3에 기재한 발명의 구성에, 상기 진공실의 내측이나 혹은 진공실의 내부와 동일한 분위기의 공간에 XYθ 방향 이동 수단을 배치하여, 상하부 유지판의 한 쪽이나 또는 요동 링크 가이드 기구와 직접적으로 연계시킨 구성을 더한 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재한 발명은, 청구항 1, 2 또는 3에 기재한 발명의 구성에, 상기 진공실의 외측에 XYθ 방향 이동 수단을 배치하여, 이 XYθ 방향 이동 수단과 상하부 유지판의 한 쪽을 요동 링크 가이드 기구를 통하여 간접적으로 연계시킨 구성을 더한 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재한 발명은, 청구항 1, 2, 3, 4 또는 5에 기재한 발명의 구성에, 상기 진공실 내 또는 진공실을 둘러싸는 주벽의 내부 혹은 지주에, 상부 유지판과 연계하는 기판 간격 조정 수단을 설치하여, 이 기판 간격 조정 수단에 의해 상부 유지판을 하부 유지판에 대하여 상대적으로 Z 방향으로 평행 이동시키는 구성을 더한 것을 특징으로 한다.

<발명의 효과>

이상 설명한 바와 같이, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은, 상하부 유지판의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양 기판끼리를 평행하게 유지한 채로 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하기 위한 수단으로서, 상하부 유지판의 한 쪽으로부터 진공실의 천장벽 또는 저벽을 향해서 요동 링크 가이드 기구를 설치하여, 이 요동 링크 가이드 기구를 XYθ 방향 이동 수단에 의해 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 상하부 유지판의 한 쪽이 다른 쪽에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동되어, 이들 상부 기판과 하부 기판이 XYθ 방향으로 서로 위치 정렬된다.

따라서, XYθ 스테이지를 이용하지 않고서 정밀도 좋게 기판끼리를 위치 정렬할 수 있다.

그 결과, 기판끼리를 위치 정렬하기 위한 XYθ 방향 이동 수단으로서 XYθ 스테이지를 이용하는 종래의 것에 비하여, XYθ 스테이지가 필요 없으므로, XYθ 방향 이동 수단의 구조를 소형화할 수 있고, 이에 따라 반복 얼라이먼트에 대하여 오일이 없어짐으로 인한 미끄럼 이동부의 마모가 없어져 내구성의 향상을 기대할 수 있는 동시에, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 메인터넌스가 용이하게 되고, 더구나 기판 사이즈가 대형화되더라도 장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있어, 설치 스페이스가 좁아지고, 수송 비용의 저감화뿐만 아니라 출하시의 분해 작업이나 설치 현장에서의 조립 작업도 생략할 수 있다.

더욱이, 기판 사이즈의 대형화에 따라 진공실로의 대기압 하중이 증가하더라도 위치 정렬의 제어성을 향상시킬 수 있는 동시에, 진공실의 천장벽 또는 저벽이 대기압에 의한 하중에 의해서 변형되더라도, 그것에 관계없이 정확하게 위치 정렬할 수 있다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명의 효과에 더하여, 요동 링크 가이드 기구가 진공실의 내부로부터 진공실의 외부를 향해서 복수 설치되고, 각각이 진공실의 천장벽 또는 저벽에 연직 방향으로 설치한 대략 평행한 링크 부재와, 그 단부끼리를 연결하는 연결 부재로 이루어져, 이 연결 부재와 상하부 유지판의 한 쪽을 XYθ 방향으로 변형 불가능한 샤프트로 연결함으로써, 요동이 자유로운 부재 및 연결 부재가 XYθ 방향으로 요동 이동하더라도 샤프트의 강성으로, 상하부 유지판의 한 쪽과 진공실의 천장벽 또는 저벽과의 간격이 대략 일정하게 유지되어 접촉하지 않으므로 미끄럼 이동 저항이 발생하지 않는다.

따라서, 가동시키는 상하부 유지판의 한 쪽을 간단한 구조로 XYθ 방향으로 조정할 수 있게 평면 지지할 수 있다.

그 결과 XYθ 방향으로의 조정 이동에 따라 마찰 접촉하는 부분이 없기 때문에, 이 마찰 접촉에 의해 진애가 발생하지 않고, 양 기판끼리의 위치 정렬에 있어서 진애 발생에 의한 양 기판에 대한 악영향을 방지할 수 있다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1의 발명의 효과에 더하여, 요동 링크 가이드 기구가, 상하부 유지판의 한 쪽으로부터 그것과 대향하는 진공실의 천장벽 또는 저벽을 관통하여 베이스 프레임을 향하여 각각 연직 방향으로 설치한 대략 평행한 지주로 이루어져, 이들 지주를 XYθ 방향으로 요동이 자유롭게 함으로써, 상하부 유지판의 한 쪽과 진공실의 천장벽 또는 저벽이 대기압의 영향을 전혀 받지 않고 무접촉으로 조정 이동하여 미끄럼 이동 저항이 발생하지 않는다.

따라서, 가동시키는 상하부 유지판의 한 쪽을 간단한 구조로 XYθ 방향으로 조정할 수 있게 평면 지지할 수 있다.

그 결과, XYθ 방향 이동 수단의 구동원을 소형화할 수 있는 동시에, XYθ 방향으로의 조정 이동에 따라 마찰 접촉하는 부분이 없기 때문에, 이 마찰 접촉에 의해 진애가 발생하지 않아, 양 기판끼리의 위치 정렬에 있어서 진애 발생에 의한 양 기판에 대한 악영향을 방지할 수 있다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1의 발명의 효과에 더하여, 진공실의 내측 혹은 진공실의 내부와 동일한 분위기의 공간에, XYθ 방향 이동 수단과 요동 링크 가이드 기구를 배치하여, 이 XYθ 방향 이동 수단과 상하부 유지판의 한 쪽이나 또는 요동 링크 가이드 기구를 직접적으로 연계시킴으로써, 내부 구동에 의해 기판끼리의 위치 정렬이 이루어진다.

따라서, 진공 관통 부품을 없앨 수 있다.

그 결과, 진공 챔버의 저벽과 그것을 관통하는 구동 부품 사이에 주름상자형의 탄성체 등의 탄성 시일 부재를 개재하여 진공 챔버 내의 진공 상태가 유지되는 구조의 종래의 것에 비하여, 진공 관통 부품을 밀폐하기 위한 탄성 시일 부재가 필요하지 않으므로, 진공 차단에 드는 비용을 저감할 수 있는 동시에, 조정 이동에 상당한 힘을 필요로 하지 않으므로, 구동 형태에 제약이 없다.

더구나, 기판끼리의 위치 정렬을 위해 마이크론 단위 또는 서브마이크론 단위로 조정 이동하더라도, 조정 이동후에 탄성 시일 부재가 탄성 변형에 의해 변형전의 형상으로 되돌아가 기판끼리의 위치 정렬에 이상이 생기는 일이 없어, 정확한 위치 정렬을 할 수 있다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1, 2 또는 3의 발명의 효과에 더하여, 진공실의 외측에 XYθ 방향 이동 수단을 배치하여, 이 XYθ 방향 이동 수단과 상하부 유지판의 한 쪽을 요동 링크 가이드 기구의 지주를 통해 간접적으로 연계시킴으로써, 외부 구동에 의해 기판끼리의 위치 정렬이 이루어진다.

따라서, 진공실을 컴팩트하게 설계할 수 있다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1, 2, 3, 4 또는 5의 발명의 효과에 더하여, 진공실 내 또는 진공실을 둘러싸는 주벽의 내부 혹은 지주에 상부 유지판과 연계하는 기판 간격 조정 수단을 설치하여, 이 기판 간격 조정 수단에 의해 상부 유지판을 하부 유지판에 대하여 상대적으로 Z 방향으로 평행 이동시킴으로써, XYθ 방향 이동에 따라 기판(A, B)의 간격이 약간 변화된 만큼을 보정하는 것이 가능해진다.

따라서, 진공 관통 부품을 늘리는 일없이 간단한 구조로 기판끼리를 위치 정렬에 최적의 간격으로 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 도시하는 기판 위치 정렬 장치의 종단 정면도이다.

도 2는 하부 유지판 및 XYθ 방향 이동 수단을 확대하여 도시하는 횡단 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예 2를 도시하는 기판 위치 정렬 장치의 종단 정면도이다.

도 4는 하부 유지판 및 XYθ 방향 이동 수단을 확대하여 도시하는 횡단 평면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예 3을 도시하는 기판 위치 정렬 장치의 종단 정면도이다.

도 6은 도 5의 (6)-(6)을 따르는 부분 확대 횡단 저면도이다.

본 발명의 기판 위치 정렬 장치(D)가 구비된 기판 접합기는 도 1∼도 6에 나타낸 바와 같이, 상부 유지판(1) 및 하부 유지판(2)의 배후에, 이들과 대략 평행하게 대향하는 천장벽(3)과 저벽(4)을 각각 Z 방향으로 이동이 자유롭게 가로 설치하여, 이들 천장벽(3)과 저벽(4)의 상대적인 접근 이동에 의해서, 양자 사이에 상하 방향으로 분할(개폐)이 자유로운 진공실(S)이 상하 유지판(1, 2)을 둘러싸도록 구획 형성되어, 이 진공실(S) 안이 소정의 진공도에 달했을 때에, 상기 기판 위치 정렬 장치(D)의 XYθ 방향 이동 수단(5)이 작동 시작하여, 2장의 유리제 기판(A, B)을 XYθ 방향으로 상대적으로 조정 이동시켜, 기판(A, B)끼리의 위치 정렬(얼라이먼트)로서 개략적 정렬 및 미세한 정렬이 순차적으로 이루어진다.

더욱 자세히 설명하면, 천장벽(3)의 하면 외주부와, 저벽(4)의 상면 외주부에 각각 환상의 주벽(3a, 4a)을 일체 형성하거나 또는 일체적으로 설치하여, 이 천장벽(3) 및 주벽(3a)으로 둘러싸인 진공실(S)의 내부 상측에 상부 유지판(1)을 배치하는 동시에, 저벽(4) 및 주벽(4a)으로 둘러싸인 진공실(S)의 내부 하측에 하부 유지판(2)을 배치하여, 이들 천장벽(3) 및 주벽(3a)과 저벽(4) 및 주벽(4a)을, 잭 등으로 이루어지는 승강 수단(11)의 신장 작동에 의해 Z 방향으로 떨어트린(개방 이동) 상태로 상하 유지판(1, 2)에 기판(A, B)이 셋트되고, 그 후 이 승강 수단 (11)의 단축 작동에 의해 천장벽(3)이 하측으로 이동하여 상기 환상 주벽(3a, 4a)을 밀접시킴으로써 진공실(S)이 구획 형성된다.

그리고, 이 진공실(S)로부터 흡기 수단(12)의 작동에 의해 공기를 뽑아 소정의 진공도에 달한 곳에서 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 상부 유지판(1) 및 하부 유지판(2)의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동하여, 이들 상부 유지판(1)의 유지면에 착탈이 자유롭게 유지된 상부 기판(A)과, 하부 유지판(2)의 유지면에 착탈이 자유롭게 유지된 하부 기판(B)의 개략적 정렬 맞춤 및 미세한 정렬이 순차적으로 이루어진다.

이들 위치 정렬이 완료된 후에는, 상부 유지판(1)의 유지면에서 질소 가스 등의 기체를 분출함으로써, 그 유지면에서 상부 기판(A)을 강제적으로 박리하여 하부 기판(B) 상의 환상 접착제(C)로 순간적으로 압착하여, 양자 사이를 밀봉하여 서로 겹치게 한다.

그 후에는, 흡기 수단(12)을 작동시키는 동시에 후술하는 흡인 흡착 수단(1b, 2b)의 관통 구멍을 이용하여 진공실(S) 내로 공기나 질소를 공급하거나, 또는 어느 한 쪽의 작동에 의해 상기 진공실(S) 내의 분위기를 다시 대기압으로 되게 함으로써, 양 기판(A, B)의 내외에 생기는 기압차에 의해 균등하게 가압되어, 액정이 봉입된 상태로 소정의 갭까지 강제로 눌러 제품이 완성된다.

이하, 본 발명의 각 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

<실시예 1>

이 실시예 1은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 진공실(S)의 저벽(4) 을 상자형의 가대(13a) 위에 적재 고정하여 이동 불가능하게 지지하고, 그것에 대하여 천장벽(3)을 상기 승강 수단(11)의 신축 작동에 의해 Z 방향으로 왕복 운동(개폐 이동)시켜, 이 진공실(S)의 내부에는 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 캠(5a)을 배치하는 동시에, 이 캠(5a)과 맞물리는 접촉부(2e)를 하부 유지판(2)의 저면에 오목하게 마련하여, 밀폐된 진공실(S)의 내부에 있어서, 하부 유지판(2)의 저면의 접촉부(2e)를 캠(5a)의 구동에 의해 XYθ(수평) 방향으로 조정 이동(압박 이동)함으로써, 기판(A, B)끼리가 평행하게 유지된 채로 개략적 정렬 및 미세한 정렬이 순차적으로 이루어지는 경우를 도시하는 것이다.

상기 상부 유지판(1) 및 하부 유지판(2)은 예컨대 금속이나 세라믹스 등의 강체로 왜곡(휨) 변형되지 않는 두께의 평판상으로 형성된 정반이며, 각각의 대향면에는 양 기판(A, B)을 이동 불가능하게 유지하는 기구로서 정전 흡착판(1a, 2a)이 각각 설치되는 동시에, 대기 중에 있어서의 흡착 유지를 보조하기 위한 흡인 흡착 수단(1b, 2b)이 추가 설치되고, 또한 기판 반송용 로봇(도시하지 않음)과의 교환을 하기 위해서, Z 방향으로 왕복 운동하여 흡착 유지하는 리프트 핀(1c, 2c)을 복수 배치하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 정전 흡착판(1a, 2a)은 정전척이며, 금속제의 대좌(1d, 2d)에 예컨대 서로 접근시켜 병렬형으로 배치되고, 이들 대좌(1d, 2d)와 상부 유지판(1) 및 하부 유지판(2)의 대향면 사이에는, 예컨대 접시 스프링 등의 높이 조정 지그(1e, 2e1)를 개재함으로써, 이들 대좌(1d, 2d)의 평행도를 미세 조정하도록 하여도 좋고, 높이 조정 지그(1e, 2e1)를 개재하지 않고서 대좌(1d, 2d)와 상부 유지판(1) 및 하부 유지판(2)의 대향면을 직접 접착하더라도 좋다.

또한, 상부 유지판(1)의 상면과 천장벽(3)의 하면과의 사이에, Z 방향으로만 탄성 변형 가능한 예컨대 스프링 등의 탄성 부재(1f)를 복수 개재하여 일체적으로 매달아 지지함으로써, 진공실(S) 내부와 대기압과의 압력차에 의해 천장벽(3)이 변형될 가능성이 있다고 해도, 진공실(S) 내의 상부 유지판(1)에 악영향을 주지 않도록 하고 있다.

그리고, 상기 하부 유지판(2)의 저면에 설치되는 오목하게 마련되는 접촉부(2e)와 맞물리는 XYθ 방향 이동 수단(5)은, 캠(5a)과, 이 캠(5a)을 회전하는 예컨대 모터 등의 위치 정렬용 구동원(5b)과, 이 캠(5a)을 상기 하부 유지판(2)의 접촉부(2e)에 항상 접촉시키기 위한 예컨대 스프링 등의 탄성체(5c)로 구성되어, 이들 하나의 유닛으로서, 하부 유지판(2)의 저면의 접촉부(2e)마다 1조씩 배치한다.

도시한 예의 경우에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 하부 유지판(2)의 네 구석 부근 등의 서로 떨어진 위치에, 그 접촉부(2e)와 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 캠(5a), 위치 정렬용 구동원(5b) 및 탄성체(5c)를 하나의 유닛으로서, X 방향 및 Y 방향으로 작동하도록 적어도 3조 이상 배치하는 동시에, 이 위치 정렬용 구동원(5b)을 진공실(S)의 내부에서 저벽(4)에 대하여 기밀형으로 매설하고, 이들 위치 정렬용 구동원(5b)의 작동에 의해, 각각의 회전 구동을 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)에 의해 각각 X 방향과 Y 방향의 왕복 운동으로 바꾸는 동시에 각 탄성체(5c)에 대항하여, 각 접촉부(2e)를 직접 XYθ 방향으로 조정 이동(압박 이동)하고 있다.

한편, 상술한 접촉부(2e)와 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a), 위치 정렬용 구동원(5b) 및 탄성체(5c)의 배치는 도시한 예 이외에, 상기 리프트 핀(2c) 등의 배치에 방해가 되지 않으면 다른 배치로 하는 것도 가능하다.

더욱이, 위치 정렬용 구동원(5b)의 배치 구조도 도시한 예 이외에, 이 위치 정렬용 구동원(5b)의 내부 공간을 지나 진공실(S)의 내부로 외기가 침입하거나, 그 위치 정렬용 구동원(5b)의 배치 장소에서 진공실(S)의 내부로 외기가 침입하지 않도록 부착 가능하다면, 다른 설치 구조로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 하부 유지판(2)을 상부 유지판(1)에 대하여 양 기판(A, B)끼리를 평행하게 유지한 채로 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하기 위한 지지 수단인 요동 링크 가이드 기구(6)가 설치된다.

이 지지 수단인 요동 링크 가이드 기구(6)는 하부 유지판(2)의 저면으로부터, 그 아래쪽에 가로 설치된 이동 불가능한 진공실(S)의 저벽(4)을 관통하여 진공실(S)의 외측으로 돌출되도록 구성되고, 이 요동 링크 가이드 기구(6)의 적어도 일부를, 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 작동에 의해 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 하부 유지판(2)을 상부 유지판(1)에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동하고 있다.

상기 요동 링크 가이드 기구(6)는, 하부 유지판(2)을 XYθ 방향으로 조정 이동시키기 위해서 XYθ 방향으로 스윙과 같이 요동하는 링크 기구로, 이것을 소정 각도까지 요동시키는 동시에, 그 요동 각도를 유지함으로써, 상부 유지판(1)에 대하여 하부 유지판(2)을 XYθ 방향으로 이동이 불가능하게 위치 결정하는 것으로, 이것을 하나의 유닛으로서 하부 유지판(2) 및 저벽(4)의 떨어진 위치에 복수 조 배치하고 있다.

본 실시예의 경우에는, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)가 각각, 진공실(S)의 저벽(4)으로부터 각각 연직 방향(Z 방향)으로 매달린 대략 평행한 링크 부재(6b)와, 그 단부끼리를 연결하는 연결 부재(6c)로 이루어져, 이 연결 부재(6c)와 하부 유지판(2)을 XYθ 방향으로 변형 불가능하며 연직 방향으로 큰 강성을 갖는 샤프트(6a)로 연결하여, 이들 링크 부재(6b)를 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)으로 XYθ 방향으로 요동시키는 동시에 그 요동 각도를 유지하고 있다.

도시한 예에서는, 상기 샤프트(6a)가 하부 유지판(2)의 저면으로부터 저벽(4)에 뚫린 통과 구멍(4b)을 XYθ 방향으로 이동 가능하게 관통하도록 매달리고, 상기 링크 부재(6b)가 저벽(4)의 통과 구멍(4b)의 주위 하면에서 상기 샤프트(6a)의 주위를 둘러싸도록 예컨대 4 라인으로 현수되어, 이들 링크 부재(6b)를 각각 축 방향으로 분할하여 서로를 예컨대 볼 조인트 등의 굴곡부(6d)로 연결하여 XYθ 방향으로 변형 이동 가능하게 하고 있다.

즉, 샤프트로 이루어지는 샤프트(6a)를 XYθ 방향으로 요동 가능한 링크 부재(6b)와 원판형의 연결 부재(6c)에 의해서, 스윙과 같이 요동이 자유롭게 지지하고 있다.

더욱이, 상기 저벽(4)에 뚫린 통과 구멍(4b)과, 샤프트(6a)와의 간극을, 예컨대 벨로우즈 등의 주름상자형으로 형성된 탄성 재료로 이루어지는 탄성 시일 부재(6e)로 덮음으로써, XYθ 방향으로 이동 가능하게 밀폐하여 기밀형으로 관통시키 거나, 혹은 상기 요동 링크 가이드 기구(6)의 주위를 칸막이벽(도시하지 않음)으로 각각 덮어 진공실(S)의 내부와 동일한 분위기의 공간으로 하면, 탄성 시일 부재(6e)로 밀폐할 필요도 없어진다.

한편, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)는 상술한 구조와는 반대로, 중심의 샤프트(6a)를 XYθ 방향으로 요동 가능하게 형성하는 동시에 주위의 링크 부재(6b)를 Z 방향으로 강성이 높고 XYθ 방향으로 변형하지 않도록 형성하거나 XYθ 방향으로 요동이 자유로운 구조로 하여 볼 조인트 등의 굴곡부(6d)를 이용하지 않고서, 탄성 변형 가능한 기둥이나 와이어 등으로 이루어지는 탄성 로드를 이용하거나, 혹은 샤프트(6a) 또는 링크(6b)의 일부 혹은 전체를 탄성 변형 가능한 재료로 형성하거나, 링크 부재(6b)의 전체를 탄성 변형 가능한 재료로 원통형으로 형성하는 등과 같이, 도시한 예 이외의 구조로 하는 것도 가능하다.

더욱이, 예컨대 상기 요동 링크 가이드 기구(6)를, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하부 유지판(2) 및 저벽(4)의 네 구석 부분에 1조씩 합계 4조 배치하고 있지만, 기판 사이즈의 대형화에 따라, 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)이나 리프트 핀(2c) 등의 배치에 방해가 되지 않는 위치에 5조 이상 배치하는 것도 가능하다.

한편, 상기 상하 유지판(1, 2)의 적어도 어느 한 쪽과 연계하여 진공실(S) 내부를 진공 상태로 유지하면서 상하 유지판(1, 2)을 상대적으로 Z 방향으로 평행 이동시키는 기판 간격 조정 수단(7)이 설치된다.

도시한 예에서는, 각 요동 링크 가이드 기구(6)의 샤프트로 이루어지는 중심부재(6a)의 상하 도중에, Z 방향으로 신축 이동하는 기판 간격 조정 수단(7)을 각 각 설치하여, 이들 기판 간격 조정 수단(7)에 의해 하부 유지판(2)을 저벽(4)에 대하여 Z 방향으로 평행 이동시키고 있다.

각 기판 간격 조정 수단(7)은 중심 부재(6a)의 중간 위치에 배치된 예컨대 선형 액츄에이터나 신축 실린더 등의 구동체이며, 양 기판(A, B)을 세팅하기 전의 시점에서, 기판(A, B)의 두께 밸런스 등의 변화 요인을 고려하여 각 구동체를 개별적으로 신장시킴으로써, 상하 유지판(1, 2)이 평행하게 되도록 설정한다.

기판(A, B)끼리의 개략적 정렬과 미세한 정렬을 함에 있어서는, 그것에 연동하여 기판(A, B)의 간격을 바꾸는 동시에, 요동 링크 가이드 기구(6)의 주위 부재(6b)가 XYθ 방향으로 변형 이동함으로써 하부 유지판(2)과 저벽(4)의 간격이 약간 줄어든 분만큼 신장하여, 하부 유지판(2)과 저벽(4) 사이를 소정의 간격으로 유지한다.

기판(A, B)의 간격에 대해서 자세히 설명하면, 진공실(S)로부터 공기를 뽑는 상태에서는, 상부 기판(A)이 하부 기판(B) 상의 환상 접착제(C)나 액정에 전혀 접촉하지 않는 약 1 mm∼2 mm 정도의 간극을 두고, 개략적 정렬을 하기 이전에는 그 최소치로서 상부 기판(A)이 환상 접착제(C)와 접촉하지 않는 약 0.5 mm 정도까지 접근시키는 것이 바람직하며, 미세한 정렬을 하기 이전에는 그 최소치로서, 상부 기판(A)이 환상 접착제(C)의 적어도 둘레 방향 일부에 부분적으로 접촉하더라도 하부 기판(B)과는 접촉하지 않는 약 0.1 mm∼0.2 mm 정도까지 더욱 접근시키는 것이 바람직하다.

이어서, 이러한 기판 위치 정렬 장치의 작동에 대해서 설명한다.

우선, 밀폐된 진공실(S) 안이 소정의 진공도에 달한 후에, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 간격 조정 수단(7)의 작동에 의해, 하부 유지판(2)을 상승시켜 상하부 기판(A, B)의 간격을, 개략적 정렬일 때에는 최소 약 0.5 mm 정도까지 접근시키는 동시에, 미세한 정렬일 때에는 최소 약 0.1 mm∼0.2 mm 정도까지 더욱 접근시켜, 이들 개략적 정렬 및 미세한 정렬의 단계에서, 양 기판(A, B)에 표시된 마크를 현미경과 카메라로 구성된 검출기(도시하지 않음)로부터 출력되는 데이터에 기초하여, 복수의 XYθ 방향 이동 수단(5)을 개별적으로 작동시킨다.

각 XYθ 방향 이동 수단(5)은 그 위치 정렬용 구동원(5b)의 회전에 의해 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)에 의해 하부 유지판(2)의 저면의 접촉부(2e)를 상부 유지판(1)에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동(압박 이동)하고, 이에 따라 양 기판(A, B)끼리의 개략적 정렬과 미세한 정렬이 순차적으로 이루어진다.

그 결과, 기판 위치 정렬 장치의 전체 XY 치수를 컴팩트화하면서 근소한 조정을 확실하고도 정밀도 좋게 행할 수 있다.

더욱이 본 실시예의 경우에는, 하부 유지판(2)의 접촉부(2e)와 캠(5a)을, 밀폐된 진공실(S) 내에 배치함으로써, 기판(A, B)끼리의 위치 정렬에 따른 XYθ 방향의 조정 이동이 진공실(S) 내에서 이루어지기 때문에 XYθ 방향 이동 수단(5)이 진공실(S)을 관통하지 않고 원활하게 조정 이동할 수 있다.

또한, 상기 개략적 정렬 및 미세한 정렬과 동시에, 상기 하부 유지판(2)을 저벽(4)에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동하면, 각 요동 링크 가이드 기구(6)의 주위 부재(6b)가 같은 방향으로 변형 이동하지만, 각 중심 부재(6a)가 갖는 연직 방향으로의 큰 강성에 의해, 하부 유지판(2)의 중량에 견디면서 하부 유지판(2)과 저벽(4)과의 간격이 유지되어 접촉하지 않기 때문에 XYθ 방향으로의 조정 이동에 의해서 미끄럼 이동 저항이 발생하지 않는다.

그 결과, XYθ 방향으로의 조정 이동이 원활하고 내구성이 매우 높은 요동 링크 가이드 기구(6)를 제공할 수 있다.

더욱이, 기판 간격 조정 수단(7)에 의해 하부 유지판(2)을 저벽(4)에 대하여 Z 방향으로 평행 이동시키므로, 기판(A, B)끼리의 위치 정렬에 따라 양자의 간격이 변경 가능하게 되는 동시에, 각 요동 링크 가이드 기구(6)의 주위 부재(6b)가 XYθ 방향으로 변형 이동함에 따라 상하 치수가 약간 줄어들어, 기판(A, B)끼리의 간격이 약간 넓어지는 동시에 하부 유지판(2)과 저벽(4)과의 간격이 좁아지더라도, 그 만큼을 보정하여 소정 간격으로 유지할 수 있다.

그 결과, 컴팩트한 구조로 기판(A, B)끼리를 정밀도 좋게 위치 정렬하는 동시에 이 위치 정렬에 따라 발생한 Z 방향의 근소한 오차를 보정할 수 있다.

<실시예 2>

이 실시예 2는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)과 각각 맞물리는 접촉부(2e')를 하부 유지판(2)의 저면으로부터 저벽(4)을 향해서 돌출 설치하고, 이들 하부 유지판(2)의 저면의 접촉부(2e')를 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)의 구동에 의해 XYθ(수평) 방향으로 조정 이동함으로써, 기판(A, B)끼리가 평행하게 유지된 채로 개략적 정렬과 미세한 정렬을 순차 행하는 구성이, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1과는 다르며, 그 이외의 구성은 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1과 같은 것이다.

도시한 예에서는, 상기 진공실(S)의 저벽(4)을 판형의 가대(13b) 위에 적재 고정하고, 이 판형의 가대(13b)를 복수 라인의 기둥형 가대(13c)로 지지하여 그 저벽(4)이 이동 불가능하게 지지되고, 그에 대하여 천장벽(3)을 상기 승강 수단(11)의 신축 작동에 의해 Z 방향으로 왕복 운동(개폐 운동)시키고 있다.

더욱이, 상기 접촉부(2e')가 막대 형상으로 형성되어, 저벽(4)에 뚫린 관통 구멍(4c)을 XYθ 방향으로 이동이 자유롭게 삽입 관통하여 진공실(S)의 외측으로 돌출시키고, 이들 막대 형상의 접촉부(2e')와 관통 구멍(4c)의 간극을 예컨대 벨로우즈 등의 주름상자형으로 형성된 탄성 재료로 이루어지는 탄성 시일 부재(2f)로 각각 밀폐하는 동시에, 각 접촉부(2e')와 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)에 걸쳐, 종동자(5d)를 각각 X 방향 또는 Y 방향으로 이동이 자유롭게 가설(架設)하고, 예컨대 스프링 등의 탄성체(5e)에 의해 각 접촉부(2e')를 매개로 하부 유지판(2)이 X 방향 및 Y 방향으로 잡아 당겨지는 동시에, 각 캠(5a)과 종동자(5d)를 항상 접촉시키고 있다.

그리고, 이들 XYθ 방향 이동 수단(5)의 위치 정렬용 구동원(5b)의 작동에 의해, 각각의 회전 구동을 각 캠(5a)에 의해 각각 X 방향과 Y 방향의 왕복 운동으로 바꾸는 동시에, 각 왕복 운동이 각 종동자(5d)에 전달되어, 각 탄성체(5e)에 대항하여 각 접촉부(2e') 및 하부 유지판(2)을 간접적으로 XYθ 방향으로 조정 이동하고 있다.

한편, 상술한 접촉부(2e'), XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a), 위치 정렬용 구동원(5b), 종동자(5d) 및 탄성체(5e)의 배치나 구조는 도시한 예의 구조 이외에, 예컨대 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1과 마찬가지로, 그 접촉부(2e')를 진공실(S)의 외측으로 돌출시키지 않고서 진공실(S)의 내측에서 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)과 결합시키거나, 전술한 리프트 핀(2c) 등의 배치에 방해가 되지 않으면, 종동자(5d) 없이 접촉부(2e')와 캠(5a)을 직접 결합시키는 등과 같이, 각 접촉부(2e')를 캠(5a)에 의해 XYθ 방향으로 조정 이동할 수 있으면 다른 배치나 구조로 하는 것도 가능하다.

따라서, 도 3 및 도 4에 도시하는 것은 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)과 상기 요동 링크 가이드 기구(6)가 접근하여 양자의 배치가 곤란한 경우에는, 예컨대 도시한 것과 같이, 저벽(4)의 환상 돌기(4a)에 복수 뚫린 가로 구멍(4d)에 대하여, 하부 유지판(2)의 외주에 돌출 설치된 복수의 지지 대들보(2g)를 각각 헐겁게 끼우는 형상으로 삽입 관통하여 XYθ 방향 및 Z 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하는 동시에, 이 지지 대들보(2f)의 하면에 요동 링크 가이드 기구(6)의 중심 부재(6a)의 상단부를 접합하더라도 좋다.

<실시예 3>

이 실시예 3은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 하부 유지판(2)의 지지 수단인 요동 링크 가이드 기구(6)가, 하부 유지판(2)의 저면에서부터 진공실(S)의 저벽(4)을 관통하여 베이스 프레임(13d)을 향하여 각각 연직 방향으로 설치한 대략 평행한 지주(6f)로 이루어지고, 이들 지주(6f) 및/또는 하부 유지판(2)을 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 작동에 의해 XYθ(수평) 방향으로 이동하여, 이 지주(6f)의 대략 전체 또는 일부를 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 기판(A, B)끼리가 평행하게 유지된 채로 개략적 정렬 및 미세한 정렬을 순차적으로 행하는 구성이, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1이나 도 3 및 도 4에 도시한 실시예 2와는 다르며, 그 이외의 구성은 실시예 1이나 실시예 2와 같은 것이다.

자세히 말하면, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)의 지주(6f)는, 하부 유지판(2)을 XYθ 방향으로 조정 이동시키기 위해서 XYθ 방향으로 요동이 자유롭게 형성된 요동 부재이며, 이로써 하부 유지판(2)이 상하 역방향의 스윙과 같이 요동이 자유롭게 지지되고, 이 지주(6f)를 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 XYθ 방향으로 요동시키는 동시에 그 요동 각도를 유지하고 있다.

도시한 예에서는, 상기 진공실(S)의 저벽(4)을 판형의 가대(13b) 위에 적재 고정하고, 이 판형의 가대(13b)를 복수 라인의 기둥형 가대(13c)로 지지하여 그 저벽(4)이 이동 불가능하게 지지하고, 그에 대해 천장벽(3)을 상기 승강 수단(11)의 신축 작동에 의해 Z 방향으로 왕복 운동(개폐 운동)시키는 동시에, 이들 기둥형 가대(13c)의 하단이 각각 고착되는 베이스 프레임(13d)의 상면에서 진공실(S)의 저벽(4)을 관통하여 하부 유지판(2)의 저면에 걸쳐, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)의 지주(6f)를 수평 방향으로 등간격마다 4 라인 또는 그 이상 세워 설치하고 있다.

각 지주(6f)는 그 축방향으로 분할하여 서로를 예컨대 볼 조인트 등의 굴곡부(6d)로 연결하거나, 또는 각 지주(6f)의 전체 또는 일부를 탄성 변형 가능한 재 질 등으로 구성함으로써, 적어도 상기 하부 유지판(2)의 저면과 연결되는 상측 부분을 XYθ 방향으로 요동 변형 가능하게 하고 있다.

더욱이, 이들 지주(6f)의 요동측인 상측 부분에는, 서로에 걸쳐 상기 연락 부재(6g)를 연결하여 각각 일체화되고, 이 연락 부재(6g)와 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)을 연계시키고 있다.

또한, 각 지주(6f)의 상단 부분은 상기 진공실(S)의 저벽(4) 및 상기 판형의 가대(13b)에 뚫린 관통 구멍(4e)을 XYθ 방향으로 이동이 자유롭게 관통하여 진공실(S)의 내외에 삽입 관통하고, 이 삽입 관통 부분과 관통 구멍(4e)의 간극을, 예컨대 벨로우즈 등의 주름상자형으로 형성된 탄성 재료로 이루어지는 탄성 시일 부재(6h)로 덮음으로써 XYθ 방향으로 이동 가능하게 밀폐하여 기밀형으로 관통시키거나, 혹은 각 지주(6f) 및 연락 부재(6g)와 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 주위를 칸막이벽(도시하지 않음)으로 덮어 진공실(S)의 내부와 동일한 분위기의 공간으로 하면, 탄성 시일 부재(6h)로 밀폐할 필요도 없어진다.

도시한 예에서는, 상기 지주(6f)의 상단에, XYθ 방향으로 변형되지 않는 샤프트(6i)를 각각 연결하는 등에 의해 일체화하여 하부 유지판(2)의 저면에 연결시켜, 이 샤프트(6i)와 상기 저벽(4)의 관통 구멍(4e)과의 간극에 탄성 시일 부재(6h)를 설치하는 동시에, 이들 샤프트(6i)의 사이에 걸쳐서 판형의 연락 부재(6g)를 연결하고 있다.

상기 연락 부재(6g)와 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a) 사이에는, 종동자(5f)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동이 자유롭게 각 각 가설하여, 예컨대 스프링 등의 탄성체(5g)에 의해 연락 부재(6g), 샤프트(6i) 및 지주(6f)를 통해 하부 유지판(2)이 X 방향 및 Y 방향으로 잡아당겨지는 동시에, 각 캠(5a)과 종동자(5f)를 항상 접촉시키고 있다.

즉, 이들 연락 부재(6g), 샤프트(6i) 및 지주(6f)는 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)과 각각 맞물리는 접촉부(2e")이다.

그리고, 각 XYθ 방향 이동 수단(5)의 위치 정렬용 구동원(5b)의 작동에 의해, 각각의 회전 구동을 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)에 의해 각각 X 방향과 Y 방향의 왕복 운동으로 바꾸는 동시에, 각 왕복 운동이 각 종동자(5f)에 전달되어, 각 탄성체(5g)에 대항하여 연락 부재(6g)를 이동시키는 동시에, 샤프트(6i) 및 지주(6f)를 통해 하부 유지판(2)을 간접적으로 XYθ 방향으로 조정 이동하고 있다.

한편, 상술한 XYθ 방향 이동 수단(5)의 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a), 위치 정렬용 구동원(5b), 종동자(5f), 탄성체(5g) 및 지주(6f), 연락 부재(6g) 및 샤프트(6i)의 배치나 구조는 도시한 예의 구조 이외에, 예컨대 샤프트(6i)를 통하지 않고서 지주(6f)의 상단부를 직접 하부 유지판(2)의 저면에 연결하거나, 또한 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1과 같이, 진공실(S)의 내측에서 지주(6f) 및 연락 부재(6g)와 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)을 결합시키는 등과 같이, 지주(6f)를 X 방향 캠(5a) 및 Y 방향 캠(5a)에 의해 XYθ 방향으로 조정 이동할 수 있으면 다른 배치나 구조로 하는 것도 가능하다.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 것은 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예 1이나 도 3 및 도 4에 도시한 실시예 2와 같은 작용 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니 라, 그것에 더하여 실시예 1이나 실시예 2에 도시한 하부 유지판(2)의 저면 및 진공실(S)의 저벽(4)으로부터 각각 연직 방향으로 매달린 대략 평행한 링크 부재(6b)와, 그 하단부끼리를 연결하는 연결 부재(6c)로 이루어지는 요동 링크 가이드 기구(6)에 비하여, 간단한 구조로 하부 유지판(2)을 XYθ 방향으로 조정 가능하게 평면 지지할 수 있고, 이로써 기판 사이즈의 대형화에 따라 진공실(S)로의 대기압 하중이 증가하더라도 위치 정렬 제어성을 향상시킬 수 있는 동시에, 진공실(S)의 저벽(4)이 대기압에 의한 하중에 의해서 변형되더라도, 그것에 관계없이 정확하게 위치 정렬할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 전술한 기판(A, B)끼리의 개략적 정렬 및 미세한 정렬을 하기 위해서 상하 유지판(1, 2)의 적어도 어느 한 쪽과 연계하여 진공실(S) 내부를 진공 상태로 유지하면서 상하부 유지판(1, 2)을 상대적으로 Z 방향으로 평행 이동시키는 기판 간격 조정 수단(7)을 진공실(S)을 둘러싸는 주벽(3a, 4a)의 내부에 배치하고 있지만, 도시한 예의 구조 이외에, 이 기판 간격 조정 수단(7)을 진공실(S)의 내측이나 또는 지주(6f)의 상하 도중에 설치하는 것도 가능하다.

이에 따라, 각 지주(6f)가 XYθ 방향으로 변형 이동함에 따라 상하 치수가 약간 줄어들어, 기판(A, B)끼리의 간격이 약간 넓어지는 동시에 하부 유지판(2)과 저벽(4)과의 간격이 약간 좁아지더라도, 이 Z 방향의 근소한 오차분을 보정하여 소정 간격으로 유지할 수 있다.

그 결과, 진공실(S)을 관통하는 부품을 늘리는 일없이 간단한 구조로 기판(A, B)끼리를 위치 정렬에 최적의 간격으로 조정할 수 있다.

한편, 상기 각 실시예에서는 진공실(S)의 저벽(4)을 가대(13a, 13b, 13c, 13d) 위에 적재 고정하여 이동 불가능하게 지지하고, 그것에 대하여 천장벽(3)을 승강 수단(11)의 신축 작동에 의해 Z 방향으로 개폐 이동시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 이것과 반대로 천장벽(3)을 이동 불가능하게 지지하고, 그것에 대하여 저벽(4)을 Z 방향으로 개폐 이동시킴으로써 진공실(S)이 상하 방향으로 분할(개폐)하도록 하더라도 좋다.

더욱이, 상기 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 하부 유지판(2)만을 XYθ 방향으로 조정 이동하여 하부 기판(B)과, XYθ 방향으로 이동 불가능한 상부 유지판(1)의 상부 기판(A)과의 위치 정렬을 했지만, 이것에 한정되지 않고, 이것과 반대로 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 상부 유지판(1)만을 XYθ 방향으로 조정 이동하여 상부 기판(A)과, XYθ 방향으로 이동 불가능한 하부 유지판(2)의 하부 기판(B)과의 위치 정렬을 행하더라도 좋다.

이 경우에는, 상부 유지판(1)으로부터 진공실(S)의 천장벽(3)을 향해서 그 상부 유지판(1)의 지지 수단인 요동 링크 가이드 기구(6)가 가설된다.

또한, 각 XYθ 방향 이동 수단(5)의 캠(5a)에 의해 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽을 XYθ 방향으로 조정 이동하는 경우를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 캠(5a) 대신에 예컨대 액츄에이터 등의 다른 구동원으로 XYθ 방향으로 조정 이동하더라도 좋다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A : 기판(상부 기판) B : 기판(하부 기판)

C : 환상 접착제 D : 기판 위치 정렬 장치

S : 진공실 1 : 상부 유지판

2 : 하부 유지판 2e, 2e', 2e" : 접촉부

3 : 천장벽 3a : 주벽

4 : 저벽 4a : 주벽

4b : 통과 구멍 4c : 관통 구멍

4d : 가로 구멍 4e : 관통 구멍

5 : XYθ 방향 이동 수단 5a : 캠

5b : 위치 정렬용 구동원 5c : 탄성체

5d : 종동자 5e : 탄성체

5f : 종동자 5g : 탄성체

6 : 요동 링크 가이드 기구 6a : 샤프트

6b : 링크 부재 6c : 연결 부재

6d : 굴곡부 6e : 주름상자형 탄성 시일부재

6f : 지주 6g : 연락 부재

6h : 주름상자형 탄성 시일 부재 6i : 샤프트

7 : 기판 간격 조정 수단 11 : 승강 수단

12 : 흡기 수단 13d : 베이스 프레임

Claims (6)

1. 진공실(S) 내에서, 서로 접합할 2장의 기판(A, B)을 상하의 유지판(1, 2)에 각각 착탈이 자유롭게 유지하여 대향시키고, 이들 양 기판(A, B)을 XYθ 방향으로 상대적으로 조정 이동하여, 기판(A, B)끼리의 위치 정렬을 행하는 기판 위치 정렬 장치에 있어서,

   상기 상하부 유지판(1, 2)의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양 기판(A, B)끼리를 평행하게 유지한 채로 XYθ 방향으로 조정 이동이 자유롭게 지지하기 위한 수단으로서, 상하부 유지판(1,2)의 한 쪽으로부터 진공실(S)의 천장벽(3) 또는 저벽(4)을 향해서 요동 링크 가이드 기구(6)를 설치하여, 이 요동 링크 가이드 기구(6)를 XYθ 방향 이동 수단(5)에 의해 XYθ 방향으로 요동시킴으로써, 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 XYθ 방향으로 조정 이동한 것을 특징으로 하는 기판 위치 정렬 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)가, 진공실(S)의 내부에서 진공실(S)의 외부를 향해서 복수 설치되고, 각각이 진공실(S)의 천장벽(3) 또는 저벽(4)에 연직 방향으로 설치한 평행한 링크 부재(6b)와, 그 단부끼리를 연결하는 연결 부재(6c)로 이루어져, 이 연결 부재(6c)와 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽을 XYθ 방향으로 변형 불가능한 샤프트(6a)로 연결한 것인 기판 위치 정렬 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 요동 링크 가이드 기구(6)가, 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽으로부터 이에 대향하는 진공실(S)의 천장벽(3) 또는 저벽(4)을 관통하여 베이스 프레임(13d)을 향하여 각각 연직 방향으로 설치한 평행한 지주(6f)로 이루어지고, 이들 지주(6f)를 XYθ 방향으로 요동이 자유롭게 한 것인 기판 위치 정렬 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 진공실(S)의 내측 혹은 상기 진공실(S)의 내부와 동일한 분위기의 공간에, XYθ 방향 이동 수단(5)과 요동 링크 가이드 기구(6)를 배치하여, 이 XYθ 방향 이동 수단(5)과 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽이나 또는 요동 링크 가이드 기구(6)를 직접적으로 연계시킨 것인 기판 위치 정렬 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 진공실(S)의 외측에 XYθ 방향 이동 수단(5)을 배치하여, 이 XYθ 방향 이동 수단(5)과 상하부 유지판(1, 2)의 한 쪽을 요동 링크 가이드 기구(6)를 통해 간접적으로 연계시킨 것인 기판 위치 정렬 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 진공실(S) 내 또는 진공실(S)을 둘러싸는 주벽(3a, 4a)의 내부 혹은 지주(6a, 6f)에, 상부 유지판(1)과 연계하는 기판 간격 조정 수단(7)을 설치하여, 이 기판 간격 조정 수단(7)에 의해 상부 유지판(1)을 하부 유지판(2)에 대하여 상대적으로 Z 방향으로 평행 이동시키는 것인 기판 위치 정렬 장치.

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