KR100921997B1 - Apparatus for attaching substrates - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 기판합착장치는 상부챔버, 상기 상부챔버에 접하여 합착공간을 형성하는 하부챔버, 상기 상부챔버의 하방에 배치되며 제 1기판이 부착되는 상부척, 상기 하부챔버의 상면에 함입되어 상기 하부챔버와 일체로 형성되며 제 2기판이 부착되는 하부척 및 상기 상부챔버의 상방에 배치되며 상기 제 1기판의 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함한다.The substrate bonding apparatus according to the present invention includes an upper chamber, a lower chamber contacting the upper chamber to form a bonding space, an upper chuck disposed under the upper chamber and having a first substrate attached thereto, and embedded in an upper surface of the lower chamber. It is formed integrally with the lower chamber and includes a lower chuck to which the second substrate is attached and disposed above the upper chamber and position adjusting means for adjusting the position of the first substrate.
본 발명은 기판 간의 합착시 상부챔버와 하부챔버 내부의 공간을 최소화하여 진공배기 시간을 단축할 수 있다. 그리고 상부챔버와 하부챔버 내부의 공간을 최소화하므로 진공 배기를 위한 진공펌프의 수는 감소되고, 그리하여 소비되는 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다. The present invention can shorten the vacuum exhaust time by minimizing the space inside the upper chamber and the lower chamber when bonding between the substrates. In addition, since the space inside the upper chamber and the lower chamber is minimized, the number of vacuum pumps for evacuation is reduced, thereby reducing the power consumption.
상부챔버, 하부챔버, 상부척, 하부척, 위치조절수단 Upper chamber, lower chamber, upper chuck, lower chuck, position adjusting means
Description
본 발명은 기판합착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시패널의 제조공정에서 기판을 합착시키기 위하여 마련되는 평판표시패널용 기판합착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate bonding apparatus, and more particularly, to a substrate bonding apparatus for a flat panel display panel provided for bonding substrates in a manufacturing process of a flat panel display panel.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되어 왔다. 이에 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel), ELD(Electro Luminescent Display) 등 여러가지 평판표시장치가 연구되어 왔고 그 일부는 이미 실생활에 널리 사용되고 있다. As information society has developed, the demand for display devices has increased in various forms. Recently, various flat panel display devices such as liquid crystal display (LCD), plasma display pannel (PDP), and electro luminescent display (ELD) have been studied, and some of them are already widely used in real life.
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. LCD에 사용되는 액정표시패널의 대표적인 예로써 TFT-LCD 패널이 있다. TFT-LCD 패널은 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형으로 형성된 어레이 기판과, 컬러 필터나 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판이 수 ㎛ 정도의 간격을 가지고 서로 대향하여 합착되고, 합착 전, 합착 중 또는 합착 후에 액정이 주입되어 봉지됨으로써 패널의 제조가 이루어진다.Among them, LCDs are being used for mobile image display devices because of their excellent image quality compared to CRT (Cathode Ray Tube) and the advantages of light weight, thinness, and low power consumption. A representative example of the liquid crystal display panel used in the LCD is a TFT-LCD panel. In the TFT-LCD panel, an array substrate in which a plurality of thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix form and a color filter substrate in which a color filter or a light shielding film are formed are bonded to each other at intervals of a few μm, and before bonding, The liquid crystal is injected and encapsulated after the polymerization or bonding, thereby producing the panel.
따라서, LCD에 사용되는 액정표시패널을 제조함에 있어서는 어레이 기판 및 컬러 필터 기판을 각각 제조한 후에 양 기판을 합착하고 그 사이의 공간에 액정 물질을 주입하는 공정이 필수적으로 필요하며, 이 중에서 기판을 합착하는 공정은 LCD의 품질을 결정하는 중요한 공정 중에 하나이다.Therefore, in manufacturing a liquid crystal display panel used in LCD, it is essential to manufacture the array substrate and the color filter substrate, and then attach the two substrates and inject the liquid crystal material into the space therebetween. The bonding process is one of the important processes for determining the quality of the LCD.
일반적으로 기판합착공정은 내부를 진공상태로 형성시킬 수 있는 상부챔버와 하부챔버로 구성되는 기판합착장치에 의하여 수행된다. 한편, 기판합착장치는 하부챔버가 고정된 상태로 마련되고, 하부챔버의 상측으로 하부챔버에 대하여 승강되는 상부챔버가 마련되는 것이 일반적이다. In general, the substrate bonding process is performed by a substrate bonding apparatus composed of an upper chamber and a lower chamber capable of forming an interior in a vacuum state. On the other hand, the substrate bonding apparatus is generally provided with a lower chamber is fixed, the upper chamber is generally provided with an upper chamber which is raised and lowered relative to the lower chamber.
이때, 상부챔버에 부착된 기판이 이동하면서 상부챔버와 하부챔버에 각각 부착된 기판간의 간격은 조절된다. 또한, 하부챔버의 하방에 배치된 유브이더블유(UVW) 테이블에 의해 상부챔버에 부착된 기판에 대하여 하부챔버에 부착된 기판이 정렬되도록 조절된다.At this time, as the substrate attached to the upper chamber moves, the distance between the substrate attached to the upper chamber and the lower chamber, respectively, is adjusted. Further, the substrate attached to the lower chamber is adjusted to be aligned with respect to the substrate attached to the upper chamber by a UWU (UVW) table disposed below the lower chamber.
그리고, 각 챔버에는 각 챔버에서 발생되는 구조적 변형이 기판으로 전달되는 것을 방지함과 동시에 기판 간의 정렬과 간격조절을 위해서 각 챔버의 내부에는 정반, 척스테이지, 척 및 정렬 장치 등의 부품이 마련되며, 각 부품들은 각 챔버의 내측에 볼트 등의 결합체에 의해 결합된다.Each chamber is provided with components such as a surface plate, a chuck stage, a chuck, and an alignment device inside each chamber to prevent structural deformations generated in each chamber from being transferred to the substrate and to adjust the alignment and spacing between the substrates. Each part is joined by an assembly such as a bolt inside the chamber.
그러나, 하부챔버의 상면에 배치된 척, 척스테이지 및 정반은 하부챔버에 마련된 유브이더블유(UVW) 테이블에 의해 정렬되므로 척, 척스테이지 및 정반과, 하 부챔버 사이의 공간이 존재한다. 따라서, 상부챔버와 하부챔버가 합착공간을 형성할때, 상부챔버와 하부챔버 내부의 체적은 커진다. 그리하여, 합착공간의 진공압 형성을 위한 진공배기 시간이 길어진다는 문제가 발생한다. 또한, 상부챔버와 하부챔버 내부의 체적이 크므로 합착공간을 진공배기시키는 데 사용되는 진공펌프의 수가 많아지게 되고, 그리하여 소비되는 전력이 크게 된다.However, since the chuck, the chuck stage and the surface plate disposed on the upper surface of the lower chamber are aligned by the UW double oil (UVW) table provided in the lower chamber, there is a space between the chuck, the chuck stage and the surface plate and the lower chamber. Therefore, when the upper chamber and the lower chamber form a joining space, the volume inside the upper chamber and the lower chamber is increased. Thus, a problem arises that the vacuum exhaust time for forming the vacuum pressure in the bonding space becomes long. In addition, since the volume inside the upper chamber and the lower chamber is large, the number of vacuum pumps used to evacuate the bonding space is increased, thereby increasing the power consumed.
본 발명의 목적은 기판 간의 합착시에 상부챔버와 하부챔버 내부의 체적을 최소화하여 진공배기 시간을 단축하고, 진공배기를 위한 진공펌프의 수를 줄일 수 있는 기판합착장치를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a substrate bonding apparatus capable of shortening the vacuum exhaust time by minimizing the volume inside the upper chamber and the lower chamber during the bonding between the substrates, and reducing the number of vacuum pumps for the vacuum exhaust.
본 발명은 기판합착장치를 제공한다. 기판합착장치는 상부챔버, 상기 상부챔버에 접하여 합착공간을 형성하고 상하로 승강가능한 하부챔버, 상기 상부챔버의 하방에 배치되며, 제 1기판이 부착되는 상부척, 상기 하부챔버의 상면에 함입되어 상기 하부챔버와 일체로 형성되며, 제 2기판이 부착되는 하부척, 상기 상부챔버의 상방에 배치되며, 상기 제 1기판의 위치를 조절하는 위치조절수단 및 상기 하부챔버의 하방에 마련되어 상기 하부챔버가 상기 상부챔버에 밀착될 수 있도록 각각이 독립적으로 상하로 구동하는 복수의 구동부를 포함하며, 상기 하부척은 정전력에 의해 상기 제 2기판을 부착하는 정전척(ESC: Electrostatic Chuck)을 포함하고, 상기 위치조절수단은 상기 제 1기판을 수평이동시키는 유브이더블유(UVW) 테이블을 포함한다.The present invention provides a substrate bonding apparatus. Substrate bonding apparatus is formed in the upper chamber, the lower chamber which is formed in contact with the upper chamber and can be elevated up and down, disposed below the upper chamber, the upper chuck to which the first substrate is attached, and is embedded in the upper surface of the lower chamber It is formed integrally with the lower chamber, the lower chuck to which the second substrate is attached, disposed above the upper chamber, the position adjusting means for adjusting the position of the first substrate and provided below the lower chamber the lower chamber And a plurality of driving units each independently driving up and down so as to be in close contact with the upper chamber, and the lower chuck includes an electrostatic chuck (ESC) for attaching the second substrate by electrostatic power. The position adjusting means includes a UW double oil (UVW) table for horizontally moving the first substrate.
본 발명은 기판 간의 합착시 상부챔버와 하부챔버 내부의 공간을 최소화하여 진공배기 시간을 단축할 수 있다. 그리고 상부챔버와 하부챔버 내부의 공간을 최소화하므로 진공 배기를 위한 진공펌프의 수는 감소되고, 그리하여 소비되는 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 하부척을 하부챔버와 일체로 형성함으로써 장비의 제작 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.The present invention can shorten the vacuum exhaust time by minimizing the space inside the upper chamber and the lower chamber when bonding between the substrates. In addition, since the space inside the upper chamber and the lower chamber is minimized, the number of vacuum pumps for evacuation is reduced, thereby reducing the power consumption. In addition, by forming the lower chuck integrally with the lower chamber has the advantage of reducing the manufacturing cost of the equipment.
도 1은 본 발명에 따른 기판합착장치를 도시한 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate bonding apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 기판합착장치(100)는 프레임(200), 상부챔버(300), 하부챔버(400), 구동부(500) 및 위치조절수단(600)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
프레임(200)은 기판합착장치(100)의 외형을 형성하고 각 구성부를 지지, 고정하기 위한 것이다. 프레임(200)은 프레임(200)의 하부를 형성하고 베이스(220)의 외주면에 고정되는 복수의 기둥(210)과, 구동부(500)를 고정시키는 베이스(220)를 포함한다. 각 기둥(210) 사이에는 각 기둥(210)의 강도를 보강하기 위한 별도의 보(미도시)와 지주(미도시)들이 추가적으로 설치될 수 있다. The
각 기둥(210)의 상부에는 상부챔버(300)의 측부와 연결되어 고정되는 제 1지지바(310)가 설치된다. 따라서, 상부챔버(300)는 제 1지지바(310)에 의해 고정된다. 또한, 각 기둥(210)의 하부에는 하부챔버(400)를 지지하기 위한 제 2지지바(410)가 설치된다. 따라서, 하부챔버(400)는 제 2지지바(410)에 의해 지지된다.A
상부챔버(300)는 프레임(200)의 상부에 고정되며, 상부챔버(300)의 하면은 하부챔버(400)와 밀착하여 합착공간을 형성한다. 상정반(320)은 상부챔버(300)의 하방에 배치되며, 상정반(320)의 상면 모서리부는 후술할 위치조절수단(600)에 부착된다. 상부척(330)은 상정반(320)의 하면에 부착되며, 상부척(330)의 하면에는 제 1기판(P1)이 부착된다. 상부척(330)은 정전력에 의해 제 1기판(P1)을 부착하는 정전척(ESC: Electrostatic Chuck)으로 마련되는 것이 바람직하다. 상정반(320)은 상부척(330)과 일체로 형성될 수도 있다. 이때, 상정반(320)은 제 1기판(P1)을 부착한다.The
상부챔버(300)의 상면에는 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 상대적 위치를 조절하기 위한 카메라부(340)와, 상부척(330)에 제 1기판(P1)을 부착시키거나 분리시키기 위하여 제 1기판(P1)을 흡착 또는 가압하는 기판분리장치(350)가 배치된다.On the upper surface of the
카메라부(340)는 상부챔버(300) 및 상정반(320)에 형성된 관통공(341)을 통하여 상정반(320)의 상부척(330)에 부착된 제 1기판(P1) 및 후술할 제 2기판(P2)의 정렬상태를 판독한다.The
카메라부(340)는 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)에 마련되는 얼라인 마크(미도시)를 중첩하여 관측할 수 있도록 장착되며, 적어도 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 대각된 두 모서리 이상을 중첩 관측하도록 배치된다.The
기판분리장치(350)는 상부챔버(300)와 상정반(330)을 관통하여 배치되는 복수의 분리핀(351)과, 상부챔버(300)의 외부에 배치되어 분리핀(351)을 승강시키는 분리핀작동체(352)를 포함한다.The substrate separating
분리핀(351)은 중공관 형상으로 설치되고, 분리핀(351)은 분리핀(351) 내부 에 진공압을 형성하여 제 1기판(P1)을 흡착한 후, 상부척(330)의 부착력에 의해 부착시킨다. 또한, 제 1기판(P1)이 상부척(330)에 부착된 후, 분리핀(351)은 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 합착시에 제 1기판(P1)을 제 2기판(P2)으로 자유낙하시키기 위해 진공압을 차단한다. 따라서, 제 1기판(P1)은 상부척(330)으로부터 분리된다. The
하부챔버(400)는 상부챔버(300)의 하부에 배치되며, 상부챔버(300) 측으로 승강되면서 상부챔버(300)에 밀착되어 합착공간을 형성한다. 하부척(420)은 하부챔버(400)의 상면에 함입되어 하부챔버(400)와 일체로 형성된다. The
하부척(420)은 하부챔버(400)의 상면에 함입되어 하부챔버(400)와 일체로 형성될 뿐만 아니라, 후술할 기판승강장치(430)에 의해 승강된다. 하부척(420)은 제 2기판(P2)을 부착한다. 하부척(420)이 하부챔버(400)의 상면에 함입되어 하부챔버(400)와 일체로 형성됨으로써, 챔버(300, 400) 내부의 체적은 감소하므로 합착공간의 진공배기 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 이는 후술할 위치조절수단(600)을 하부챔버(400)가 아닌 상부챔버(300)의 상방에 설치함으로써, 하부척(420)이 하부챔버(400)의 상면에 함입되어 하부챔버(400)와 일체로 형성될 수 있게 한 것이다. 그리고, 챔버(300, 400) 내부의 체적이 감소하므로 합착공간의 진공배기를 위한 진공펌프의 수는 감소되고, 그리하여 소비되는 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 하부척(420)을 하부챔버(400)와 일체로 형성함으로써 장비의 제작 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.The
하부척(420)은 정전력에 의해 제 2기판(P2)을 부착하는 정전척(ESC: Electrostatic Chuck)으로 마련되는 것이 바람직하다. The
하부챔버(400)의 가장자리에는 상부챔버(300)의 하면에 접촉하여 합착공간의 기밀을 유지하기 위한 실링부재(440)가 마련된다.The edge of the
하부챔버(400)의 하면에는 제 2기판(P2)을 하부척(420)에 부착시키거나 하부척(420)에 부착된 제 2기판(P2)을 하부척(420)에서 분리하기 위한 기판승강장치(430)가 배치된다.The lower surface of the
기판승강장치(430)는 하부챔버(400)와 하부척(420)을 관통하여 배치되는 복수의 승강핀(431)과, 하부챔버(400)의 외부에 마련되어 복수의 승강핀(431)을 승강시키는 승강핀작동체(432)를 포함한다.The
승강핀(431)은 중공관 형상으로 설치된다. 제 2기판(P2)이 챔버(300, 400) 내부에 반입되는 경우에, 승강핀(431)은 상승하여 제 2기판(P2)을 지지한다. 뿐만 아니라, 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 합착 후에 승강핀(431)은 합착된 기판(P1+P2)을 승강시킴으로써 합착된 기판(P1+P2)을 하부챔버(400)로부터 분리시킨다.
배기부(450)는 하부챔버(400)의 하방에 설치된다. 배기부(450)는 상부챔버(300)와 하부챔버(400)에 의해 형성되는 합착공간에 진공압을 형성하기 위한 것이다. 배기부(450)는 외부에 별도록 설치되는 진공펌프(미도시)와, 상기 진공펌프와 합착공간을 연통시키는 배기관(451)을 포함한다.The
배기관(451)은 합착공간의 진공압 형성을 위한 진공펌프가 연결되어 진공압 을 형성함과 동시에 합착시 필요한 N2공정가스를 공급하거나, 합착공간의 압력을 대기압 상태의 압력으로 형성되도록 압력기체가 공급되도록 마련될 수도 있다. 진공펌프는 드라이 펌프(Dry Pump), 터보모레큘러 펌프(Turbomolecular Pump, TMP), 미케니컬 부스터 펌프(Mechanical Booster Pump) 등이 될 수 있다. The
구동부(500)는 프레임(200)의 하부에 배치되며, 하부챔버(400)와 상부챔버(300)가 합착공간을 형성하도록 하부챔버(400)를 상부챔버(300) 측으로 승강시킨다. 구동부(500)는 프레임(200)의 베이스(220)의 각 가장자리에 설치된다. 구동부(500)는 하부챔버(400)를 지지하는 승강기둥(510)과, 승강기둥(510)을 승강시키는 승강체(520)를 포함한다.The driving
이러한 승강체(520)는 직접 하부챔버(400)의 승강을 위한 동력을 발생시키는 유압실린더(미도시)로 마련되거나, 모터(미도시)와, 모터에서 발생되는 동력의 방향을 전환함과 동시에 감속시키는 감속기(미도시)와, 감속기의 회전운동을 직선운동으로 전환시키기 위한 스크류결합체(미도시)의 조합으로 마련될 수도 있다. 이러한 승강체(520)의 구조는 다양한 실시예에 의해 구현될 수 있으며, 상술한 구조에 한정되는 것은 아니다. The lifting
위치조절수단(600)은 상부챔버(300)의 상방에 배치되며, 제 1기판(P1)의 위치를 조절한다. 위치조절수단(600)은 제 1기판(P1)을 수평이동시키는 유브이더블유(UVW) 테이블(600)일 수 있다.Position adjusting means 600 is disposed above the
유브이더블유(UVW) 테이블(600)은 상부챔버(300)를 관통하고 제 1기판(P1)을 수평이동시키는 유브이더블유(UVW) 구동축(610)과, 유브이더블유(UVW) 구동축(610)의 상면에 부착되어 유브이더블유(UVW) 구동축(610)에 구동력을 전달하는 유브이더블유(UVW) 구동축작동체(620)를 포함한다.The UWU table 600 includes a
유브이더블유(UVW) 구동축(610)은 상부챔버(300)를 관통하여 상정반(320)의 상면 모서리부에 부착된다. 따라서, 유브이더블유(UVW) 구동축(610)은 상정반(320)의 상면 모서리부에 부착되어 상정반(320)을 제 1기판(P1)과 함께 수평이동시킨다.The
유브이더블유(UVW) 구동축작동체(620)의 상면은 후술할 승강판(630)에 부착되고, 하면은 유브이더블유(UVW) 구동축(610)에 부착된다. 유브이더블유(UVW) 구동축작동체(620)는 제 1기판(P1)을 수평이동시키기 위해 유브이더블유(UVW) 구동축(610)에 구동력을 전달한다. 따라서, 유브이더블유(UVW) 구동축(610)에 부착된 상정반(320)과 상정반(320)에 부착된 상부척(330)은 수평이동을 하게 되고, 그리하여 상부척(330)에 부착된 제 1기판(P1)은 제 2기판(P2)에 대하여 수평이동을 한다.An upper surface of the UVW
리니어 엑츄에이터(640)는 프레임(200)의 각 기둥(210)의 상부에 배치되고, 제 1지지바(310)의 상면에 부착된다. 리니어 엑츄에이터(640)의 상면은 후술할 승강판(630)에 접촉되어 승강판(630)을 지지한다. 리니어 엑츄에이터(640)는 승강판(630)을 승강시키고, 그 결과 승강판(630)에 부착된 유브이더블유(UVW) 테이블(600)은 승강된다. 따라서, 리니어 엑츄에이터(640)는 유브이더블유(UVW) 테이블(600)에 부착된 상정반(320)을 승강시킴으로써, 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2) 간의 간격을 조절한다.The
승강판(630)은 승강판(630)의 하면 모서리부에 리니어 엑츄에이터(640)가 부 착되어 상기 리니어 엑츄에이터(640)에 의해 지지된다. 그리고 승강판(630)의 하면에 유브이더블유(UVW) 테이블(600)이 부착되어 있고, 리니어 엑츄에이터(640)가 승강됨에 따라 유브이더블유(UVW) 테이블(600) 또한 승강된다. 따라서, 유브이더블유(UVW) 테이블(600)에 부착된 상정반(320)이 승강됨으로써 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2) 간의 간격이 조절된다. The elevating
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착방법을 나타낸 순서도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 작동 상태를 나타낸 작동도이다.2 is a flow chart showing a substrate bonding method according to an embodiment of the present invention, Figures 3a to 3d is an operation diagram showing an operating state of the substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 3d를 참조하면, 먼저 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)은 기판공급장치(미도시)에 의해 상부챔버(300)와 하부챔버(400) 사이로 공급된다.2 to 3D, first and second substrates P1 and P2 are first supplied between the
제 1기판(P1)이 먼저 공급될 경우에는 제 1기판(P1)이 상부챔버(300)와 하부챔버(400) 사이로 진입됨에 따라 상부챔버(300)에 배치된 상정반(320)의 상부척(330)에 의해 부착된다.When the first substrate P1 is supplied first, the upper chuck of the
제 2기판(P2)이 공급됨에 따라 하부챔버(400)에 배치된 승강핀(431)이 승강핀작동체(432)에 의해 하부챔버(400)의 상부로 상승하고, 상승하는 승강핀(431)에 의해 상부챔버(300)와 하부챔버(400) 사이에 위치한 제 2기판(P2)이 지지된다. 승강핀(431)이 승강핀작동체(432)에 의해 하강되면서 승강핀(431)에 지지된 제 2기판(P2)이 함께 하강하고, 제 2기판(P2)의 하부에 위치한 하부척(420)의 부착력에 의해 부착된다(S110)(도 3a참조). As the second substrate P2 is supplied, the elevating
제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 부착이 완료되면, 구동부(500)에 의해 하부 챔버(400)가 상부챔버(300) 측으로 상승하고, 하부챔버(400)의 상면이 상부챔버(300)의 하면에 밀착되면서 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 합착을 위한 합착공간이 형성된다(S120)(도 3b참조).When the attachment of the first substrate P1 and the second substrate P2 is completed, the
하부챔버(400)는 독립적으로 작동 가능한 복수의 구동부(500)에 의해 지지되어 있다. 각 구동부(500)에 배치된 승강체(520)는 독립적으로 작동하고, 각 승강체(520)에 의해 승강되는 승강기둥(510)에 의해 하부챔버(400)는 상승하여 상부챔버(300)와 밀착함으로써 하부챔버(400)와 상부챔버(300)는 합착공간을 형성한다. 이때, 상부챔버(300)와 하부챔버(400)는 하부챔버(400)의 상면 가장자리에 배치된 실링부재(440)에 의해 기밀이 유지된다. The
합착공간이 형성되면, 리니어 엑츄에이터(640)에 의해 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 간격이 조절되고, 또한 유브이더블유(UVW) 테이블(600)에 의해 제1기판(P1)의 위치는 제 2기판(P2)에 대해 조절(정렬)된다(S130).When the bonding space is formed, the distance between the first substrate P1 and the second substrate P2 is adjusted by the
리니어 엑츄에이터(640)의 상면은 승강판(630)에 접촉되어 승강판(630)을 지지한다. 리니어 엑츄에이터(640)는 승강판(630)을 승강시키고, 그 결과 승강판(630)에 부착된 유브이더블유(UVW) 테이블(600)은 승강된다. 따라서, 리니어 엑츄에이터(640)는 유브이더블유(UVW) 테이블(600)에 부착된 상정반(320)을 승강시킴으로써, 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2) 간의 간격을 조절한다.The upper surface of the
이때, 카메라부(340)는 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 얼라인 마크(미도시)를 촬영하여 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 얼라인 상태를 확인한다. 그리고, 유브이더블유(UVW) 테이블(600)은 상정반(320)의 위치를 조절함으로써, 제 2기판(P2) 에 대하여 제 1기판(P1)의 위치를 조절(정렬)한다. 즉, 유브이더블유(UVW) 테이블(600)은 상정반(320) 및 상부척(330)을 제 1기판(P1)과 함께 수평이동시킨다. At this time, the
간격 조절 및 위치 조절이 완료되면, 합착공간에 진공압을 형성하고, 상부척(330)에 부착된 제 1기판(P1)을 제 2기판(P2)의 상부로 자유낙하시켜 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)을 가접합한다. 그리고 나서, 가접합된 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 외부에 N2공정가스를 공급하여 압력을 가함으로써, 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)은 견고하게 부착되어 합착된다(S140)(도 3c참조). 즉, 합착공간의 압력을 상승시킴으로써 가접합된 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2) 내부와 외부의 압력차에 의하여 제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)은 합착된다.When the gap adjustment and position adjustment is completed, a vacuum pressure is formed in the bonding space, and the first substrate P1 is freely dropped onto the upper portion of the second substrate P2 by attaching the first substrate P1 attached to the upper chuck 330. ) And the second substrate P2 are temporarily bonded. Then, the N 2 process gas is supplied to the outside of the temporary bonded first substrate P1 and the second substrate P2 to apply pressure to thereby secure the first substrate P1 and the second substrate P2. Attached and bonded (S140) (see Fig. 3c). That is, the first substrate P1 and the second substrate P2 are bonded by the pressure difference between the first and second substrates P1 and P2 that are temporarily bonded by increasing the pressure in the bonding space.
제 1기판(P1)과 제 2기판(P2)의 합착이 완료되면, 합착공간의 압력을 대기압 상태로 복원하고, 합착된 기판을 기판합착장치(100)의 외부로 반출한다(S150)(도 3d참조). 이때, 대기압 상태로 복원하는 이유는 압력의 제어가 용이하며, 이후 이루어지는 기판 반출 작업이 대기압 상태에서 이루어지므로 더 이상의 공정이 불필요하기 때문이다.When the bonding of the first substrate P1 and the second substrate P2 is completed, the pressure of the bonding space is restored to the atmospheric pressure state, and the bonded substrate is taken out of the substrate bonding apparatus 100 (S150) (FIG. 3d). At this time, the reason for restoring to the atmospheric pressure state is that the pressure can be easily controlled, and since the substrate carrying out operation is performed at the atmospheric pressure state, no further process is necessary.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although described in detail with respect to preferred embodiments of the present invention as described above, those of ordinary skill in the art, without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims Various modifications may be made to the invention. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.
예를 들어, 본 발명에 다른 부가적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나, 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수적 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.For example, the present invention may be implemented by adding a component having another additional function or replacing the component with another component. However, all other modified embodiments include essential components of the present invention should be considered to be included in the technical scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 기판합착장치를 도시한 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate bonding apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flow chart showing a substrate bonding method according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 작동 상태를 나타낸 작동도이다.3a to 3d is an operation diagram showing an operating state of the substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
100: 기판합착장치100: substrate bonding device
200: 프레임200: frame
300: 상부챔버300: upper chamber
400: 하부챔버400: lower chamber
500: 구동부500: drive unit
600: 위치조절수단600: position adjusting means
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