KR100915699B1

KR100915699B1 - 기판합착장치

Info

Publication number: KR100915699B1
Application number: KR1020070126996A
Authority: KR
Inventors: 김동건
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-09-04
Also published as: KR20090059905A

Abstract

본 발명은 기판합착장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치는 내부로 반입되는 제1 기판을 지지하는 정반을 구비하며, 고정위치를 갖는 제1 챔버;상기 제1 챔버와 함께 합착공간을 형성하며, 제2 기판을 지지하는 제2 챔버;상기 제2 챔버를 지지하며, 상기 제2 챔버를 상기 제1 챔버 측으로 승강시키는 승강부;및 상기 합착공간에서 상기 정반을 상기 제1 챔버로부터 이격 지지하며, 상기 정반을 승강 및 평면 이동시킴으로써, 상기 제2 기판에 대해 상기 제1 기판을 정렬하는 정렬부;를 구비함으로써, 합착공간의 진공배기에 따른 챔버의 변형에 영향을 받지 않고, 두 기판 간 정렬상태를 유지하여 합착공정을 진행할 수 있으므로, 두 기판 간 재정렬에 따라 소비되는 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기판합착장치{Apparatus for assembling substrates}

본 발명은 기판합착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 기판을 합착하는 기판합착장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되어 왔다. 이에 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 그 일부는 이미 실생활에 널리 사용되고 있다.

그 중 LCD의 경우에는 CRT(Cathode Ray Tube)에 비하여 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 많이 사용되고 있다.

이러한, LCD는 전극이 형성되어 있는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 형광체가 도포된 CF(Color filter) 기판 사이에 액정(Liquid Crystal)을 주입하여 형성된다. 두 기판의 외주면에는 액정 물질을 누출을 막기 위한 봉인재(Sealer)가 구비되며, 두 기판 사이에는 소정 간격으로 두 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 간격재(Spacer)가 배치된다.

일반적으로 기판합착공정은 내부를 진공 상태로 형성시킬 수 있는 제2 챔버와 제1 챔버로 구성되는 기판합착장치에 의하여 수행되며, 이러한 기판합착장치에 대한 선행한 기술은 (주)후지쯔에 의하여 출원된 국제공개번호 "WO 2004/097509", "접합기판제조장치", (주)신에츠 엔지니어링에 의하여 출원된 국제공개번호 "WO 2003/091970", "플랫 패널용 기판의 접합 장치"등에 개시되어 있다.

이러한 기판합착장치는 기판의 합착 시 진공 분위기로 조성하여 공정을 진행하는 경우가 대부분이며, 여러 주요 요소에 의한 영향을 받게 된다. 이들 중 하나의 주요 요소로 기판의 간격을 유지하고, 두 기판의 정렬이 유지된 상태를 유지하여 합착을 하는 것이 있다.

이러한 공정은 두 기판의 간격이 일정하게 유지되도록 여러 차례의 정렬을 실시하는 것이 선행되며, 이후 두 기판의 간격이 미세하게 정렬되도록 정반을 이동시켜 합착을 실시하게 된다.

종래의 합착장치는 정렬 후 합착을 위해 두 기판을 미세근접 시킬 경우, 정반에 유동이 발생함에 따라 어느 한 기판이 틀어져 정렬도가 저하되어 불량 패널이 제작되는 문제가 있다.

또한, 종래의 기판합착장치는 합착공간의 진공배기에 따른 챔버의 변형으로 인한 두 기판 간 정렬이 틀어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 최근 기판의 대면적화가 진행됨에 따라 더욱 더 심화되고 있다.

이에 따른 본 발명의 목적은, 합착공간의 진공배기 시, 두 기판의 정렬을 유지되도록 한 기판합착장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치는 내부로 반입되는 제1 기판을 지지하는 정반을 구비하며, 고정위치를 갖는 제1 챔버;상기 제1 챔버와 함께 합착공간을 형성하며, 제2 기판을 지지하는 제2 챔버;상기 제2 챔버를 지지하며, 상기 제2 챔버를 상기 제1 챔버 측으로 승강시키는 승강부;및 상기 합착공간에서 상기 정반을 상기 제1 챔버로부터 이격 지지하며, 상기 정반을 승강 및 평면 이동시킴으로써, 상기 제2 기판에 대해 상기 제1 기판을 정렬하는 정렬부;를 구비할 수 있다.

정렬부는, 상기 합착공간에서 상기 정반을 상기 제1 챔버로부터 이격 지지하며, 상기 정반을 평면 이동시키는 위치조절유닛;상기 합착공간의 외부에 배치되어, 상기 제1 챔버와 이격되며, 상기 위치조절유닛을 지지하는 지지판;및 상기 지지판을 상기 제1 챔버 측으로 승강시키는 간격조절유닛;을 구비할 수 있다.

상기 정렬부는 상기 제1 챔버와 상기 지지판의 사이에 배치되는 기밀부재를 더 구비할 수 있다.

상기 제2 챔버에는 관통홀이 형성되며, 상기 위치조절유닛은, 상기 관통홀을 관통하여, 상기 정반을 상기 제1 챔버로부터 이격 지지하는 지지핀;상기 지지핀이 나사결합되는 스크류;상기 스크류를 회전시켜, 상기 지지핀을 상기 스크류의 축방향으로 왕복시키는 회전모터;및 상기 스크류와 이격되어 상기 스크류와 나란한 축방향을 가지며, 상기 지지핀을 지지하고, 상기 지지핀의 왕복을 가이드하는 왕복레일;을 구비할 수 있다.

상기 관통홀의 직경은 상기 지지핀의 직경보다 클 수 있다.

상기 위치조절유닛은, 일측면에 상기 스크류, 상기 회전모터 및 상기 왕복레일이 설치되며, 타측면에 교차레일홈이 형성되는 베이스;및 상기 스크류의 축방향과 교차되는 축방향으로 배치되며, 상기 교차레일홈이 맞물려 상기 베이스가 상기 스크류의 축방향과 교차되는 축방향으로 왕복되도록 하는 교차레일;을 더 구비할 수 있다.

상기 위치조절유닛은 복수 개로 구비되며, 복수 개의 상기 위치조절유닛은, 상기 스크류의 축방향이 상기 제1 기판의 반입방향으로 배치되는 제1 위치조절유닛과, 상기 스크류의 축방향이 상기 제1 기판의 반입방향과 교차되는 방향으로 배치되는 제2 위치조절유닛으로 구분될 수 있다.

상기 간격조절유닛은 상기 제1 챔버와 상기 지지판의 사이에 구비되는 신축실린더;및 상기 신축실린더를 구동시키기 위해 마련되는 펌프;를 구비할 수 있다.

상기 신축실린더는 상기 지지판의 테두리부에 복수 개로 배치되며, 복수 개의 상기 신축실린더는 각각 개별 구동될 수 있다.

상기 제2 기판과 상기 제1 기판 간 평행도 및 정렬 위치를 감지하는 감지부를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 기판합착장치는 합착공간의 진공배기 시, 두 기판 간 정렬상태를 유지하여 합착공정을 진행할 수 있으므로, 두 기판 간 재정렬에 따라 소비되는 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판합착장치는 두 기판 간 정렬상태가 유지된 상태에서 합착공정이 진행되므로, 양질의 합착패널을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 정렬부를 나타낸 분해사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 챔버승강 동작을 나타낸 작동도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 두 기판 간 평행도조절 동작을 나타낸 작동도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 두 기판 간 위치정렬 동작을 나타낸 작동도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 기판합착장치 110 : 제1 챔버

120 : 제2 챔버 130 : 승강부

140 : 감지부 150 : 간격조절유닛

160 : 위치조절유닛 180 : 정렬부

이하, 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 도 1에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 기판합착장치(100)는 제1 챔버(110), 제2 챔버(120), 승강부(130), 감지부(140), 정렬부(180)를 구비한다.

제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)는 각각 제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 지지하도록 구비된다. 제1 챔버(110)는 외부에 구비될 수 있는 프레임(미도시)에 결합되어 고정위치를 가지며, 제2 챔버(120)와 함께 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 합착공간(101)을 제공한다.

제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)의 사이에는 합착공간(101)의 기밀을 유지하기 위한 오-링(O-ring)과 같은 제1 기밀부재(103)를 구비할 수 있다. 여기서, 제1 챔버(110)는 하부챔버이며, 제2 챔버(120)는 상부챔버 일 수 있다.

제2 챔버(120)는 승강부(130)에 의해 지지되며, 제1 챔버(110) 측 방향(이하, 'z축방향'이라 함.)으로 승강되도록 구비된다. 승강부(130)는 제2 챔버(120)를 지지하며 승강되는 승강축(131)과, 승강축(131)에 동력을 제공하는 승강모터(133)를 구비한다. 승강부(130)는 제2 챔버(120)의 테두리부를 지지하도록 복수 개로 구비될 수 있다.

제1 챔버(110)는 내측에 제1 기판(10)을 지지하는 제1 정반(111)을 구비하며, 제2 챔버(120)는 내측에 제2 기판(20)을 지지하는 제2 정반(121)을 구비할 수 있다.

제1 정반(111)은 이후에 설명되는 위치조절유닛(160)에 의해 제1 챔버(110)와 이격되도록 지지되며, z축방향으로 승강 가능하도록 설치된다. 제2 정반(121)은 제2 챔버(120)로부터 이격되어 고정위치를 갖도록 결합될 수 있으며, 다른 실시예로, 합착공간(101)의 진공배기시 합착공간(101)의 체적을 줄여, 진공효율을 높이기 위해 제2 챔버(120)와 일체형으로 구비될 수 있다.

여기서, 도시되지 않았지만, 제1 정반(111)과 제2 정반(121)은 제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 각각 부착시키기 위한 제1 척(미도시)과 제2 척(미도시)을 구비할 수 있다. 제1 척(미도시)과 제2 척(미도시)은 정전척(ESC;Electrostatic Chuck), 진공 흡착척, 점착척 중 어느 하나로 채택될 수 있다.

한편, 제1 기판(10)은 복수 개의 정렬마크(11)를 구비하고, 제2 기판(20)에는 제1 기판(10)의 정렬마크(11)에 대응되는 위치에 정렬홀(21)이 형성된다.

감지부(140)는 제1 기판(10)의 정렬마크(11)와 제2 기판(20)의 정렬홀(21)을 이용하여, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 정렬상태를 감지하도록 구비된다. 감지부(140)는 정렬마크(11)를 촬영하는 카메라(141)와, 카메라(141)가 정렬마크(11)를 촬영할 수 있도록 조명을 제공하는 조명장치(143)를 구비할 수 있다. 이러한 카메라(141)와 조명장치(143)는 정렬마크(11)와 정렬홈(21)에 대응되는 위치에 복수 개로 구비될 수 있다.

이에 따라, 제2 챔버(120)에는 제2 챔버(120) 및 제2 정반(121)를 관통하고, 제2 기판(20)의 정렬홀(21)과 연통되는 촬영홀(141a)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 챔버(110)에는 제1 챔버(110) 및 제1 정반(111)을 관통하며, 제1 정반(111)에 지지되는 제1 기판(10)의 정렬마크(11)로 조명을 제공하는 조명홀(143a)이 형성된다. 이러한 촬영홀(141a)과 조명홀(143a)은 카메라(141)와 조명장치(143)에 대응되는 위치에 복수 개로 구비될 수 있다.

이러한, 감지부(140)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 평행도, 제2 기판(20)과 제2 기판(20)의 위치정렬 여부를 측정한다. 즉, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 평행도는 각 카메라(141)로부터 촬영되는 정렬마크(11)의 선명도, 또는 정렬마크(11)를 촬영하는 각 카메라(141)의 초점거리를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 제2 기판(20)과 제2 기판(20)의 위치정렬 여부는 제1 정반(111)에 지지되는 제1 기판(10)의 정렬마크(11)가, 제2 정반(121)에 지지되는 제2 기판(20)의 정렬홀(21)의 내부에 위치하는지를 촬영하여 판단할 수 있다.

여기서, 상술된 설명에서는 각 카메라(141)로부터 촬영되는 정렬마크(11)의 선명도, 또는 카메라(141)의 초점거리를 이용하여, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 평행도를 측정할 수 있는 것으로 설명하고 있으나, 도시되지 않았지만, 다른 실시예로, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 간격을 감지할 수 있는 간격감지센서(미도시)를 별도로 구비하여, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 평행도를 측정할 수 있을 것이다. 이러한 간격감지센서(미도시)로는 비접촉센서인 광센서, 초음파센서, 자기센서 중 어느 하나로 채택될 수 있다.

한편, 정렬부(180)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 간 평행도를 조절하는 간격조절유닛(150)과, 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 간 위치를 정렬하는 위치조절유닛(160)과, 간격조절유닛(150)과 위치조절유닛(160)을 지지하는 지지판(170)을 구비한다.

간격조절유닛(150)은 감지부(140)에 의한 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 평행도 측정결과에 따라, 지지판(170)을 승강시킴으로써, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 간격을 조절하기 위해 구비된다.

간격조절유닛(150)은 지지판(170)을 제1 챔버(110)로부터 합착공간(101)의 외부로 이격 지지하며, 지지판(170)을 z축방향으로 승강시키도록 구비된다.

간격조절유닛(150)은 제1 챔버(110)와 지지판(170)의 사이에 배치되는 신축실린더(151)와, 지지판(170)에 결합되어 신축실린더(151)를 구동시키는 펌프(153)를 구비한다. 이때, 제1 챔버(110)가 고정위치를 가지므로, 간격조절유닛(150)은 신축실린더(151)의 피스톤 로드(미도시)가 왕복됨에 따라, 지지판(170)을 제1 챔버(110) 측으로 승강시킨다.

여기서, 신축실린더(151)는 공압실린더, 유압실린더 중 어느 하나로 채택될 수 있으며, 이에 따라, 펌프(153)는 공압펌프와, 유압펌프 중 어느 하나로 채택될 수 있다.

이러한, 신축실린더(151)는 지지판(170)의 테두리부를 지지하도록, 복수 개로 구비되며, 각 신축실린더(151)은 개별 구동되도록 구비된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 정렬부를 나타낸 분해사시도이다. 도 3을 참조하면, 위치조절유닛(160)은 제1 챔버(110)를 관통하며, 제1 정반(111)을 지지하는 지지핀(161)을 구비한다. 또한, 위치조절유닛(160)은 제1 기판(10)의 반입방향(이하, 'x축방향'이라 함.) 또는, 제1 기판(10)의 반입방향과 교차되는 방향(이하, 'y축방향'이라 함.)으로 마련되는 왕복레일(163a)과, 왕복레일(163a)과 이격되며 왕복레일(163a)과 나란한 축방향을 가지는 스크류(163b)와, 스크류(163b)를 회전시키는 구동모터(163c)를 구비한다. 이러한, 왕복레일(163a), 스크류(163b) 및 구동모터(163c)는 지지핀(161)을 x축방향 또는, y축방향으로 왕복시킨다.

왕복레일(163a)은 구동모터(163c) 및 스크류(163b)에 의해 x축방향 또는, y축방향으로 왕복되는 지지핀(161)의 왕복을 가이드 하며, 구동모터(163c) 및 스크류(163b)의 구동에 따라 발생될 수 있는 진동으로부터 지지핀(161)이 안정적으로 왕복될 수 있도록 한다. 또한, 왕복레일(163a)는 스크류(163b)와 함께, 제1 정반(111)의 하중으로부터 지지핀(161)을 지지한다.

지지핀(161)은 스크류(163b)가 회전됨에 따라, x축방향 또는 y축방향으로 왕복되도록 스크류(163b)에 나사 결합된다. 즉, 지지핀(161)은 일측부에 왕복레일(163a)이 결합되는 왕복레일홈(161a)과, 스크류(163b)에 나사 결합되도록 관통되는 체결공(161b)이 형성되어, 스크류(163b)의 회전에 따라 왕복된다.

여기서, 상술된 설명에서는 지지핀(161)을 x축방향 또는, y축방향으로 선형이동시키는 수단으로, 왕복레일(163a), 스크류(163b) 및 구동모터(163c)를 구비하는 엘엠가이드의 형태로 예를 들어 설명하고 있으나, 지지핀(161)을 x축방향 또는, y축방향으로 선형이동시키며, 지지핀(161)이 제1 정반(111)을 안정적으로 지지하며 왕복시킬 수 있는, 모든 선형이동수단 중 어느 하나로 채택될 수 있을 것이다.

한편, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 위치조절유닛(160)은 제1 정반(111)의 테두리부를 지지하도록, 복수 개로 구비되며, 복수 개의 위치조절유닛(160)은 제1 정반(111)을 왕복시키는 방향에 따라, 제1 위치조절유닛(160a)과, 제2 위치조절유닛(160b)으로 구분할 수 있다.

제1 위치조절유닛(160a)은 제1 정반(111)을 x축방향으로 왕복시키며, 제2 위치조절유닛(160b)은 제1 정반(111)을 y축방향으로 왕복시킬 수 있다. 즉, 제1 위치조절유닛(160a)은 지지핀(161)을 x축방향으로 왕복시키며, 제2 위치조절유닛(160b)은 지지핀(161)을 y축방향으로 왕복시킨다.

이때, 제1 위치조절유닛(160a)과 제2 위치조절유닛(160b) 중 어느 하나의 위치조절유닛(160)이 구동되어, 지지핀(161)이 x축방향 또는, y축방향으로 될 때, 구동되지 않는 나머지 하나의 위치조절유닛(160)은 구동되는 위치조절유닛(160)의 구동에 따라 연동되도록 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 각 위치조절유닛(160)은 지지핀(161)의 왕복되는 방향과 교차되는 방향의 교차레일(165a)과, 왕복레일(163a), 스크류(163b) 및 구동모터(163c)를 지지하는 베이스(165)을 더 구비할 수 있으며, 각 위치조절유닛(160)의 베이스(165)에는 교차레일홈(165b)이 형성 될 수 있다.

한편, 제1 챔버(110)에는 지지핀(161)이 관통되는 관통홀(110a)이 형성된다. 관통홀(110a)은 직경이 지지핀(161)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상술한 바와 같이, x축방향과 y축방향으로 왕복되는 지지핀(161)이 관통홀(110a)에 구속되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이에 따라, 정렬부(180)는 제2 챔버(120)와 지지판(170)의 사이에 배치되는 제2 기밀부재(181)를 더 구비할 수 있다. 제2 기밀부재(181)는 관통홀(110a)의 직경이 지지핀(161)의 직경보다 크도록 형성됨에 따라 형성되는, 지지핀(161)과 관통홀(110a) 사이의 틈새로부터 합착공간(101)의 기밀을 유지시킨다. 이러한 제2 기밀부재(181)로는 벨로우즈(bellows)로 채택될 수 있다.

여기서, 도시되지 않았지만, 기판합착장치(100)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 합착을 위해, 합착공간(101)을 진공분위기로 형성시키기 위한 펌프(미도시)와, 감지부(140)로부터 측정된 두 기판(10, 20)의 정렬상태에 따라 간격조절유닛(150)과, 위치조절유닛(160)을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 구비할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 작동에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 챔버승강 동작을 나타낸 작동도이다. 도 4를 참조하면, 승강축(131)이 상승된 대기상태에서, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)(이하, '두 기판'이라 함.)은 개방된 합착공간(101)으로 반입되며, 두 기판(10, 20)은 제1 정반(111)과 제2 정반(121)에 의해 각각 지지된다. 즉, 두 기판(10, 20)은 합착공간(101)에서 서로 대향되도록 지지된다.

이때, 제1 기판(10)은 제1 정반(111)에 의해 제1 챔버(110)로부터 이격 지지되고, 제2 기판(20)은 제2 정반(121)에 의해 제2 챔버(120)로부터 이격 지지된다.

합착공간(101)에서 두 기판(10, 20)이 서로 대향되도록 지지되면, 승강부(130)는 승강축(131)을 하강시킨다. 제2 챔버(120)가 하강됨에 따라, 제2 챔버(120)는 제1 기밀부재(103)에 접촉되며 합착공간(101)은 밀폐된다. 이때, 합착공간(101)은 대기압 상태를 유지한다.

합착공간(101)이 밀폐되면, 감지부(140)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 정렬상태 즉, 두 기판(10, 20)의 평행도와, 두 기판(10, 20)의 위치정렬 여부를 측정한다. 다시 말해, 조명장치(143)는 조명홀(143a)을 통해 정렬마크(11)로 조명을 제공하며, 카메라(141)는 촬영홀(141a)을 통해, 정렬마크(11)를 촬영한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 두 기판 간 평행도조절 동작을 나타낸 작동도이다. 도 5을 참조하면, 두 기판(10, 20)의 간격이 평행한 경우, 각 정렬마크(11)는 각 카메라(141)에 의해 선명하게 촬영된다.

반면, 두 기판(10, 20)의 간격이 평행하지 않을 경우, 두 기판(10, 20)의 각 모서리부에 각각 마련되는 복수 개의 카메라(141) 중, 어느 카메라(141)는 초점이 정확하게 맺히지 않아 해당 정렬마크(11)가 흐리게 촬영된다.

제어부(미도시)는 해당 정렬마크(11)가 위치하는 측에 구비되는 간격조절유닛(150)을 제어하며, 간격조절유닛(150)은 지지판(170)을 해당 정렬마크(11)가 선명하게 촬영되는 위치로 승강시킨다.

간격조절유닛(150)이 지지판(170)을 승강시킴에 따라, 지지판(170)에 의해 지지되는 위치조절유닛(160)이 승강되며, 위치조절유닛(160)에 의해 지지되는 제1 정반(111)도 함께 승강된다. 제1 정반(111)이 승강됨에 따라, 제1 정반(111)에 의해 지지되는 제1 기판(10)도 함께 승강되어, 제2 기판(20)에 대한 제1 기판(10)의 간격이 조절된다.

다른 실시예로, 제어부(미도시)는 해당 정렬마크(11)가 위치하는 카메라(141)의 초점거리를 조절하여, 해당 정렬마크(11)가 선명하게 촬영되는 초점거리를 얻을 수 있다. 즉, 해당 정렬마크(11)가 흐리게 촬영된 초점거리와, 해당 정렬마크(11)가 선명하게 촬영된 초점거리를 비교하여, 제1 정반(111)의 간격조절거리를 산출할 수 있다. 제어부(미도시)는 해당 간격조절유닛(150)을 제어하여, 지지판(170)을 간격조절거리만큼 승강시킨다.

이와 같이, 감지부(140)는 두 기판(10, 20)의 평행도를 측정하고, 각 간격조절유닛(150)은 지지판(170)을 승강시킴으로써, 제2 기판(20)에 대한 제1 기판(10)의 간격을 조절하여, 두 기판(10, 20) 간 평행도를 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 두 기판 간 위치정렬 동작을 나타낸 작동도이다. 도 6을 참조하면, 두 기판(10, 20)이 정렬위치에 정렬되어 있을 경우, 각 정렬마크(11)는 각 정렬홀(21)의 내부에 위치하여, 각 카메라(141)는 정렬마크(11)를 촬영할 수 있다.

반면, 두 기판(10, 20)이 정렬위치에 벗어나 있을 경우, 각 정렬마크(11)는 각 정렬홀(21)의 내부에서 벗어나, 각 카메라(141)는 정렬마크(11)의 일부만을 촬영하거나, 정렬마크(11)를 촬영하지 못할 수 있다.

제어부(미도시)는 위치조절유닛(160)을 제어하여, 정렬홀(21)의 내부에 정렬마크(11)가 위치하도록 제1 정반(111)을 이동시킨다. 다시 말해, 제어부(미도시)는 제1 위치조절유닛(160a)을 제어하여, 지지핀(161)을 x축방향으로 이동시키고, 제2 위치조절유닛(160b)을 제어하여, 지지핀(161)을 y축방향으로 이동시킨다.

지지핀(161)의 이동에 따라, 제1 정반(111)은 x축방향 또는, y축방향으로 이동되며, 제1 정반에 의해 지지되는 제1 기판(10)의 위치도 함께 이동된다.

이때, 제1 위치조절유닛(160a)에 의해 지지핀(161)이 x축방향으로 이동할 경우에는, 제2 위치조절유닛(160b)은 교차레일(165a)을 따라, x축방향으로 연동된다. 또한, 제2 위치조절유닛(160b)에 의해 지지핀(161)이 y축방향으로 이동할 경우에는, 제2 위치조절유닛(160b)은 교차레일(165a)을 따라, y축방향으로 연동된다.

이와 같이, 감지부(140)는 두 기판(10, 20)의 위치정렬 여부를 측정하고, 각 위치조절유닛(160)은 제1 정반(111)의 위치를 이동시킴으로써, 제2 기판(20)에 대한 제1 기판(10)의 위치를 조절하여, 두 기판(10, 20) 간 위치를 정렬시킬 수 있다.

여기서, 상술된 설명에서는 두 기판(10, 20) 간 평행도를 조절한 후, 두 기판(10, 20) 간 위치를 정렬하는 것으로 설명하고 있으나, 그 순서는 서로 바뀌어, 두 기판(10, 20) 간 위치를 정렬한 후, 두 기판(10, 20) 간 평행도를 조절하여도 무방하다.

두 기판(10, 20) 간 정렬을 마치면, 합착공간(101)의 진공배기를 수행하며, 진공배기가 수행됨에 따라 합착공간(101)은 진공상태로 전환된다. 이때, 제1 기판(10)은 제1 챔버(110)로부터 이격 지지되고, 제2 기판(20)은 제2 챔버(120)로부터 이격 지지되는 상태를 유지한다. 따라서, 두 기판(10, 20)은 진공배기에 따라 발생할 수 있는 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)의 변형으로부터 두 기판(10, 20) 간 정렬상태를 유지할 수 있다.

합착공간(101)이 진공분위기로 전환되면, 제2 기판(20)은 제1 기판(10)으로 자유낙하되어, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 합착된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 기판합착장치(100)는 진공배기에 영향을 받지 않고, 두 기판(10, 20) 간 정렬상태를 유지하여 합착공정을 진행할 수 있으므로, 두 기판(10, 20) 간 재정렬에 따라 소비되는 공정시간을 단축시킬 수 있다.

Claims

제1 챔버;

상기 제1 챔버 내부에 배치되며, 제1 기판을 지지하는 정반;

상기 제1 챔버와 함께 합착공간을 형성하며, 제2 기판을 지지하는 제2 챔버;

상기 제2 챔버를 지지하며, 상기 제2 챔버를 상기 제1 챔버 측으로 승강시키는 승강부;

상기 제1 챔버의 외부에 배치되고 상기 제1 챔버를 관통하여 상기 정반을 지지하며, 상기 정반을 평면 상에서 이동시켜 상기 제2 기판에 대한 상기 제1 정반의 위치를 정렬하는 위치조절유닛;

상기 제1 챔버의 외부에서 상기 위치조절유닛을 지지하는 지지판;및

상기 제1 챔버의 외부에서 상기 지지판을 지지하며, 상기 지지판을 승강시켜 상기 위치조절유닛이 승강되도록하여 상기 제2 기판에 대한 상기 제1 기판의 간격을 조절하는 간격조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
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제1 항에 있어서, 상기 위치조절유닛은,

상기 정반을 상기 제1 챔버로부터 이격 지지하는 지지핀;

상기 지지핀이 나사결합되는 스크류;

상기 스크류를 회전시켜 상기 지지핀을 상기 스크류의 축방향으로 왕복시키는 회전모터;및

상기 스크류와 이격되어 상기 스크류와 나란한 축방향을 가지고, 상기 지지핀을 지지하며, 상기 지지핀의 왕복을 가이드하는 왕복레일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
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제4 항에 있어서, 상기 위치조절유닛은,

일측면에 상기 스크류, 상기 회전모터 및 상기 왕복레일이 설치되며, 타측면에 교차레일홈이 형성되는 베이스;및

상기 스크류의 축방향과 교차되는 축방향으로 배치되며, 상기 교차레일홈이 맞물려 상기 베이스가 상기 스크류의 축방향과 교차되는 축방향으로 왕복되도록 하는 교차레일;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제6 항에 있어서,

상기 위치조절유닛은 복수 개로 구비되며,

복수 개의 상기 위치조절유닛은,

상기 스크류의 축방향이 상기 제1 기판의 반입방향으로 배치되는 제1 위치조절유닛과,

상기 스크류의 축방향이 상기 제1 기판의 반입방향과 교차되는 방향으로 배치되는 제2 위치조절유닛으로 구분되는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
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제1 항에 있어서,

상기 간격조절유닛은 상기 지지판의 테두리부에 복수 개로 배치되며,

복수 개의 상기 간격조절유닛은 각각 개별 구동되는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 기판과 상기 제1 기판 간 평행도 및 정렬 위치를 감지하는 감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.