KR100983606B1 - Sealing apparatus for vaccum chamber and substrate assembling apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 챔버용 기밀 유지 장치와 이를 갖는 기판 접합 장치에 관한 것으로, 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 정반과 하측 정반과, 상기 하측 정반을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 상기 상측 정반과 하측 정반에 각기 지지 고정된 기판들을 정렬시키는 정렬부 및 상기 정렬부와 상기 챔버부간의 기밀을 유지하는 기밀 유지 수단을 포함하고, 상기 정렬부는 상기 챔버부 바닥면을 관통하여 상기 하측 정반에 접속된 복수의 샤프트부를 구비하고, 상기 기밀 유지 수단은 상기 샤프트부와 상기 챔버부의 하측 바닥면에 각기 밀착된 제 1 기밀판과, 상기 샤프트부 및 상기 챔버부와 제 1 기밀판 사이에 각기 위치하는 적어도 하나의 오링부를 구비하는 진공 챔버용 기밀 유지 장치와 이를 갖는 기판 접합 장치를 제공한다. 이와 같이 오링을 통해 샤프트부와 챔버부의 기밀을 유지하여 설비 가동률을 증대시킬 수 있다. The present invention relates to an airtight holding device for a vacuum chamber and a substrate bonding device having the same, wherein the chamber portion, the upper surface plate and the lower surface plate respectively disposed in the chamber portion, and the lower surface plate are moved in the X, Y, and θ directions. And an alignment unit for aligning the substrates which are respectively supported and fixed on the upper plate and the lower plate, and airtight holding means for maintaining airtightness between the alignment unit and the chamber unit, wherein the alignment unit penetrates the bottom of the chamber unit. And a plurality of shaft portions connected to the lower surface plate, wherein the airtight holding means has a first hermetic plate which is in close contact with the bottom surface of the shaft portion and the chamber portion, respectively, and between the shaft portion and the chamber portion and the first hermetic plate. Provided are an airtight holding device for a vacuum chamber and at least one substrate bonding device having the at least one O-ring portion positioned at each. As such, by maintaining the airtightness of the shaft portion and the chamber portion through the O-ring, it is possible to increase the facility operation rate.
기판 접합, 액정 표시 패널, 샤프트, 챔버, 기밀, 오링 Board Bonding, Liquid Crystal Display Panel, Shaft, Chamber, Airtight, O-Ring
Description
본 발명은 진공 챔버용 기밀 유지 장치와 이를 갖는 기판 접합 장치에 관한 것으로, 한쌍의 기판을 진공 챔버 내에서 정렬하여 접합시키되 진공 챔버 내부의 기밀을 유지하는 기밀 유지 수단을 갖는 기판 접합 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an airtight holding device for a vacuum chamber and a substrate bonding device having the same, and to a substrate bonding device having an airtight holding means for arranging and bonding a pair of substrates in a vacuum chamber to maintain an airtight inside the vacuum chamber. .
종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 이는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있었다. 이에 최근에는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 EL(Organic Light Emitting Device; OLED)와 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 이는 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다. Conventionally, a CRT (Cathode Ray Tube) is used as a display device. This has the disadvantage of being bulky and heavy. Recently, the use of flat panel displays such as a liquid crystal display panel (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting device (OLED) has been increasing. It is characterized by light weight, thinness and low power consumption.
이와 같은 평판 표시 패널의 경우, 한쌍의 평판형 기판을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 먼저, 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판을 제작 한다. 이후에 하부 기판 상에 액정을 적하하고, 하부 기판의 가장자리 영역에 실란트를 도포한다. 이어서, 화소 전극이 형성된 하부 기판 면과 공통 전극이 형성된 상부 기판 면이 서로 대향하도록 위치시킨 다음 두 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다. In the case of such a flat panel display panel, a pair of flat panel type substrates are bonded together and manufactured. That is, taking the manufacture of a liquid crystal display panel as an example, first, a lower substrate on which a plurality of thin film transistors and pixel electrodes are formed, and an upper substrate on which a color filter and a common electrode are formed are manufactured. Thereafter, a liquid crystal is dropped on the lower substrate, and a sealant is applied to the edge region of the lower substrate. Subsequently, the lower substrate surface on which the pixel electrode is formed and the upper substrate surface on which the common electrode is formed are positioned to face each other, and then the two substrates are bonded and sealed to manufacture a liquid crystal display panel.
여기서, 액정이 적하되고, 실란트가 도포된 두 기판의 합착 밀봉을 위해 기판 접합 장치가 사용된다. 이러한, 기판 접합 장치는 두 기판(즉, 상부 기판과 하부 기판)간을 대향 배치시킨 다음 진공 상태에서 두 기판간을 합착 밀봉시킨다. 이를 통해 복수의 화소를 갖는 액정 표시 패널을 제작할 수 있게 된다. Here, the liquid crystal is dripped, and the board | substrate bonding apparatus is used for the bonding sealing of the two board | substrates with which the sealant was apply | coated. This substrate bonding apparatus opposes the two substrates (ie, the upper substrate and the lower substrate) and then seals the two substrates together in a vacuum. As a result, a liquid crystal display panel having a plurality of pixels can be manufactured.
이때, 앞서 설명한 바와 같이 두 기판 각각에는 화소를 형성하기 위한 미세한 패턴들이 형성되어 있다. 따라서, 두 기판의 합착 밀봉 전에 두 기판간의 화소 패턴들을 일치 정렬시키는 매우 중요하다. 즉, 두 기판이 정렬되지 않은 상태에서 합착 밀봉되는 경우, 화소를 형성하기 위한 미세 패턴들 간이 어긋나게 되고, 이로인해 표시 패널 자체가 동작하지 않는 문제가 발생한다. At this time, as described above, fine patterns for forming pixels are formed on each of the two substrates. Therefore, it is very important to align the pixel patterns between the two substrates before bonding sealing of the two substrates. That is, when the two substrates are bonded and sealed in an unaligned state, fine patterns for forming pixels are displaced, which causes a problem that the display panel itself does not operate.
이에, 패턴 정렬을 위해 두 기판을 합착 밀봉하는 기판 접합 장치는 두 기판간을 정렬시키는 정렬수단을 구비한다. 정렬수단은 기판 접합 장치의 챔버 외측에 마련되고, 챔버 내측으로 그 축 일부가 연장되어 챔버 내부에 놓인 기판을 정렬시킨다. 여기서, 상기 챔버는 기판의 합착 밀봉시 불순물의 침입을 방지하기 위해 기밀을 유지하여야 한다. 이에 챔버 내측으로 연장된 정렬수단의 축부 영역에 의해 챔버의 기밀이 파괴되지 않도록 벨로우즈로 축부를 감싸 챔버의 기밀을 유지하였다. 하지만, 벨로우즈를 사용하는 경우, 챔버 내부의 기판을 X, Y 및 θ 방향으로 시동시킬때 벨로우즈에 응력이 걸리게 되어 벨로우즈가 쉽게 파손되는 문제가 있다. 또한, 벨로우즈가 파손되는 경우 이의 교체 작업시 많은 시간이 소요되기 때문에 설비 가동률이 저하되는 문제가 발생한다. Accordingly, the substrate bonding apparatus for bonding and sealing two substrates for pattern alignment includes alignment means for aligning the two substrates. The alignment means is provided outside the chamber of the substrate bonding apparatus, and a portion of the axis thereof extends inside the chamber to align the substrate placed inside the chamber. Here, the chamber should be kept airtight in order to prevent ingress of impurities during the adhesive sealing of the substrate. Thus, the airtightness of the chamber was maintained by wrapping the shaft with a bellows so that the airtightness of the chamber was not destroyed by the shaft area of the alignment means extending into the chamber. However, when the bellows is used, there is a problem in that the bellows is stressed when the substrate inside the chamber is started in the X, Y and θ directions so that the bellows is easily broken. In addition, if the bellows is broken, it takes a lot of time to replace it, causing a problem that the operation rate of the facility is lowered.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 벨로우즈 대신 오링을 사용하여 챔버 내부의 기밀(즉, 진공)을 유지할 수 있고, 오링의 교체 작업을 단순화시켜 설비 가동률을 향상시킬 수 있는 진공 챔버용 기밀 유지 장치와 이를 갖는 기판 접합 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention is derived to solve the above problems, it is possible to maintain the airtight (ie vacuum) inside the chamber by using the O-ring instead of the bellows, it is possible to simplify the replacement operation of the O-ring to improve the equipment operation rate It is an object of the present invention to provide an airtight holding device for a vacuum chamber and a substrate bonding device having the same.
본 발명은 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 정반과 하측 정반과, 상기 하측 정반을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 상기 상측 정반과 하측 정반에 각기 지지 고정된 기판들을 정렬시키는 정렬부 및 상기 정렬부와 상기 챔버부간의 기밀을 유지하는 기밀 유지 수단을 포함하고, 상기 정렬부는 상기 챔버부 바닥면을 관통하여 상기 하측 정반에 접속된 복수의 샤프트부를 구비하고, 상기 기밀 유지 수단은 상기 샤프트부와 상기 챔버부의 하측 바닥면에 각기 밀착된 제 1 기밀판과, 상기 샤프트부 및 상기 챔버부와 제 1 기밀판 사이에 각기 위치하는 적어도 하나의 오링부를 구비하는 기판 접합 장치를 제공한다. The present invention is to align the chamber portion, the upper surface plate and the lower surface plate respectively disposed in the chamber portion, and the lower surface plate in the X, Y and θ direction to align the substrates respectively supported and fixed to the upper surface plate and the lower surface plate. And an airtight holding means for holding an airtight portion between the alignment portion and the chamber portion, wherein the alignment portion has a plurality of shaft portions penetrating the bottom of the chamber portion and connected to the lower surface plate. Is provided with a first hermetic plate which is in close contact with the bottom surface of the shaft portion and the chamber portion, respectively, and at least one O-ring portion which is located between the shaft portion and the chamber portion and the first hermetic plate. do.
상기 기밀 유지 수단은 상기 제 1 기밀판 하측에 위치하고 상기 샤프트부에 고정 장착된 제 2 기밀판과, 상기 제 1 및 제 2 기밀판 사이에 마련된 적어도 하나의 탄성부를 구비하는 것이 바람직하다. The hermetic holding means preferably includes a second hermetic plate positioned below the first hermetic plate and fixedly mounted to the shaft portion, and at least one elastic portion provided between the first and second hermetic plates.
상기 제 1 기밀판의 하측면과 상기 제 2 기밀판의 상측면 영역에 각기 상기 탄성부가 고정되는 탄성 고정홈이 마련되는 것이 효과적이다. It is effective to provide an elastic fixing groove in which the elastic portion is fixed to the lower side of the first hermetic plate and the upper side of the second hermetic plate, respectively.
상기 샤프트부의 하측 영역의 일부가 그 중심 영역을 기준으로 외측으로 돌출되고, 상기 제 2 기밀판은 상기 샤프트부의 중심 영역이 관통하는 관통홀을 갖는 원형 링 형상으로 제작되고 상기 제 2 기밀판의 바닥면이 상기 돌출된 하측 영역에 밀착되는 것이 바람직하다. A part of the lower region of the shaft portion protrudes outwardly based on the center region thereof, and the second hermetic plate is formed in a circular ring shape having a through hole through which the center region of the shaft portion penetrates, and a bottom of the second hermetic plate is formed. It is preferable that the surface is in close contact with the protruding lower region.
상기 오링부에 인접한 상기 제 1 기밀판 표면에 형성되고, 그 내측에 윤활부재가 충진된 윤활홈을 포함하는 것이 효과적이다. 상기 윤활부재로 윤활유 또는 구리스를 사용할 수 있다. It is effective to include a lubrication groove formed on the surface of the first hermetic plate adjacent to the O-ring and filled with a lubrication member therein. Lubricating oil or grease may be used as the lubricating member.
상기 오링부는 상기 제 1 기밀판과 상기 챔버부의 하측 바닥면 사이에 위치하는 적어도 하나의 제 1 오링부와, 상기 제 1 기밀판과 상기 샤프트부 사이에 위 치하는 적어도 하나의 제 2 오링부를 포함하는 것이 바람직하다. The O-ring portion includes at least one first O-ring portion positioned between the first hermetic plate and the lower bottom surface of the chamber portion, and at least one second O-ring portion positioned between the first hermetic plate and the shaft portion. It is desirable to.
상기 제 1 기밀판은 상기 샤프트부가 관통하는 관통홀을 갖는 원형 링 형상으로 제작되고, 상기 제 1 기밀판의 상측 표면에 상기 관통홀을 따라 상기 제 1 오링부의 적어도 일부가 인입되는 적어도 하나의 오링 고정홈이 형성되고, 상기 제 1 기밀판의 관통홀의 측면에는 상기 제 2 오링부의 적어도 일부가 인입되는 적어도 하나의 오링 고정홈이 형성되는 것이 효과적이다. The first hermetic plate is formed in a circular ring shape having a through hole through which the shaft portion passes, and at least one O-ring in which at least a portion of the first o-ring portion is introduced along the through hole in an upper surface of the first hermetic plate. The fixing groove is formed, it is effective to form at least one O-ring fixing groove in which at least a portion of the second O-ring portion is drawn in the side of the through hole of the first hermetic plate.
상기 정렬부는 복수의 샤프트부를 이동시켜 상기 하측 정반(300)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시키는 정렬 스테이지부를 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the alignment unit includes an alignment stage unit that moves the plurality of shaft units to move the
상기 샤프트부에 기밀판 고정홈이 형성되고, 상기 기밀판 고정홈 내측으로 상기 제 1 기밀판이 장착 고정되는 것이 바람직하다. An airtight plate fixing groove is formed in the shaft portion, and the first airtight plate is preferably fixed to the inside of the airtight plate fixing groove.
또한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 샤프트부가 관통하는 진공 챔버용 기밀 유지 장치에 있어서, 상기 샤프트부와 상기 진공 챔버의 외측면에 각기 밀착된 제 1 기밀판과, 상기 샤프트부 및 상기 진공 챔버와 상기 제 1 기밀판 사이에 각기 위치하는 적어도 하나의 오링부과, 상기 제 1 기밀판 하측에 위치하는 제 2 기밀판 및 상기 제 1 기밀판과 상기 제 2 기밀판 사이에 마련된 적어도 하나의 탄성부를 구비하는 진공 챔버용 기밀 유지 장치를 제공한다. In addition, the airtight holding device for a vacuum chamber through which at least one shaft portion according to the present invention is provided, the first hermetic plate which is in close contact with the shaft portion and the outer surface of the vacuum chamber, the shaft portion and the vacuum chamber and At least one O-ring portion respectively positioned between the first hermetic plate, a second hermetic plate positioned below the first hermetic plate, and at least one elastic portion provided between the first hermetic plate and the second hermetic plate. It provides an airtight holding device for a vacuum chamber.
상기 제 2 기밀판은 상기 샤프트부에 고정 장착되는 것이 효과적이다. It is effective that the second hermetic plate is fixedly mounted on the shaft portion.
상기 진공 챔버는 상기 샤프트부를 이동시키는 스테이지부를 구비하고, 상기 제 2 기밀판이 상기 스테이지부에 고정 장착될 수 있다. The vacuum chamber may include a stage portion for moving the shaft portion, and the second hermetic plate may be fixedly mounted to the stage portion.
상기 오링부에 인접한 상기 제 1 기밀판 표면에 형성되고, 그 내측에 윤활부 재가 충진된 윤활홈을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable to include a lubrication groove formed on the surface of the first hermetic plate adjacent to the O-ring portion, and filled with a lubricating portion material therein.
상기 오링부는 상기 제 1 기밀판과 상기 진공 챔버의 외측면 사이에 위치하는 적어도 하나의 제 1 오링부와, 상기 제 1 기밀판과 상기 샤프트부 사이에 위치하는 적어도 하나의 제 2 오링부를 포함하는 것이 효과적이다. The O-ring portion includes at least one first O-ring portion positioned between the first hermetic plate and the outer surface of the vacuum chamber, and at least one second O-ring portion positioned between the first hermetic plate and the shaft portion. Is effective.
상술한 바와 같이 본 발명은 오링을 구비하는 기밀판을 이용하여 샤프트부와 챔버부 간의 기밀을 유지하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있다. As described above, the present invention can maintain the airtightness between the shaft part and the chamber part by using an airtight plate having an O-ring, thereby improving facility operation rate.
또한, 본 발명은 오링 인접 영역의 기밀판 표면에 윤활부재가 저장된 홈을 구비하여 기밀판의 이동시 오링과 챔버간의 마찰을 줄일 수 있다. In addition, the present invention is provided with a groove in which the lubrication member is stored on the surface of the airtight plate in the area adjacent to the O-ring to reduce the friction between the O-ring and the chamber when the airtight plate moves.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면 개념도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 하부 테이블의 정렬을 위한 이동을 설명하기 위한 개념도이 다. 도 3은 일 실시예에 따른 기밀 유지 수단을 설명하기 위한 기판 접합 장치의 일부 영역의 사시도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 기밀 유지 수단의 평면도이다. 도 5는 일 실시예의 변형예에 따른 정전척부를 설명하기 위한 평면 개념도이다. 1 is a cross-sectional conceptual view of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a conceptual diagram illustrating a movement for alignment of a lower table according to an embodiment. 3 is a perspective view of a partial region of the substrate bonding apparatus for explaining the airtight holding means according to one embodiment. 4 is a plan view of the airtight holding means according to the embodiment; 5 is a plan view illustrating an electrostatic chuck according to a modification of the embodiment.
도 6 및 도 7은 일 실시예의 변형예에 따른 기밀 유지 수단을 설명하기 위한 기판 접합 장치의 일부 영역의 단면도들이다. 6 and 7 are cross-sectional views of some regions of the substrate bonding apparatus for explaining the airtight holding means according to the modification of the embodiment.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 내부 공간을 구비하는 챔버부(100)와, 챔버부(100) 내에 각기 대향 배치되된 상측 정반(200)과 하측 정반(300)과, 상기 하측 정반(300)을 이동시켜 상측 정반(200)과 하측 정반(300)에 각기 지지 고정된 기판들 간을 정렬시키는 정렬부(400)와, 상기 정렬부(400)와 상기 챔버부(100) 간의 기밀을 유지하는 기밀 유지 수단(500)과, 상측 정반(200)을 이동시키는 상측 스테이지부(600)를 구비한다. 여기서, 도시되지 않았지만, 본 실시예의 기판 접합 장치는 상기 챔버부(100)를 감싸고, 상기 정렬부(400)와 상부 스테이지부(600)가 배치된 별도의 프레임을 더 구비할 수도 있다. 1 to 5, the substrate bonding apparatus according to the present exemplary embodiment includes a
상술한 챔버부(100)는 기판 접합을 수행하는 공간을 형성하는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)를 구비한다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)는 착탈 가능하게 결합되는 것이 효과적이다. 또한, 챔버부(100)는 내부 공간의 불순물을 배기하는 별도의 배기 수단(130)을 더 구비할 수 있다. 그리고, 챔버부(100)는 도시되지 않았지만, 챔버부(100)의 내부 공간의 압력을 조절하는 별도의 압력 조절 수단을 더 구비할 수 있다. The above-described
도 1에서는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)가 결합된 형상을 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 챔버부(100)는 상측부, 측벽부 및 하측부로 구성될 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 상기 챔버부(100)의 일측에는 기판이 출입하는 출입구가 마련된다. 그리고, 출입구를 개폐하는 별도의 게이트 벨브를 더 구비할 수도 있다. 물론 상기 챔버부(100)의 상부 챔버(110) 또는 하부 챔버(120)가 승강하여 기판이 챔버부(100) 내외측으로 출입할 수도 있다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120) 각각을 승강시키는 별도의 승강 부재들이 더 구비될 수 있다. In FIG. 1, the
앞서 설명한 바와 같이 상술한 챔버부(100)의 내측에는 각기 제 1 및 제 2 기판(11, 12)을 지지 고정하는 상부 정반(200)과 하부 정반(300)이 배치된다. As described above, the
상부 정반(200)은 챔버부(100)의 상측 공간에 배치된다. 즉, 상부 챔버(110)의 내측면에 위치한다. 이때, 상부 정반(200)은 판 형상으로 제작되고, 그 하측 바닥면에 제 1 기판(11)을 지지한다. 본 실시예에서는 사각 판 형상으로 제작한다. 물론 상기 상부 정반(200)은 사각 판 형상 뿐만 아니라 상부 정반의 하측면에 위치하는 기판의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다.The
또한, 하부 정반(300)은 챔버부(100)의 하측 공간 즉, 하부 챔버(120)의 내측면에 배치된다. 즉, 하부 정반(300)은 상부 정반(200)에 대향 배치된다. 그리고, 하부 정반(300)도 판 형상으로 제작된다. 하부 정반(300)은 상부 정반(200)과 유사 또는 동일한 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 하부 정반(300)의 상측 바닥면에 제 2 기판(12)이 배치된다. 이를 통해 제 1 및 제 2 기판(11, 12)이 대향 배치된다. 즉, 제 1 기판(11)의 하측면과 제 2 기판(12)의 상측면이 대향되도록 배치된다. In addition, the
본 실시예의 상부 정반(200)은 판 형상의 상측 테이블(210)과 상측 테이블(210) 상에 배치되어 정전력을 이용하여 제 1 기판(11)을 지지 고정하는 상측 정전척부(220)와, 상측 테이블(210) 내에 위치하여 진공력을 통해 제 1 기판(11)을 지지하는 상측 진공 흡착부(230)를 구비한다. 즉, 상부 정반(200)은 제 1 기판(11)이 챔버부(100) 내부로 로딩되면 먼저 상측 진공 흡착부(230)를 이용하여 제 1 기판(11)을 지지고정한다. 이후에 상측 정전척부(220)를 이용하여 제 1 기판(11)을 지지 고정한다. 이를 통해 챔버부(100) 내부가 진공 상태가 되더라도 제 1 기판(11)이 상부 정반(200)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. The
여기서, 상측 정전척부(220)는 도시되지 않았지만, 정전력을 발생시키기 위한 양 전극 패턴과 음 전극 패턴 그리고, 상기 양 전극 패턴과 음 전극 패턴에 전원을 제공하는 전원 공급부를 구비한다. 이는 상측 테이블(210) 상에 양 전극 패턴이 하나의 라인으로 연결되고, 음 전극 패턴이 하나의 라인으로 전기적으로 연결됨을 지칭한다. 또한, 상측 테이블(210)과 상측 정전척부(220)가 일체로 제작될 수도 있다. Here, although not shown, the upper
하지만, 본 실시예의 상측 정전척부(220)는 이에 한정되지 않고, 도 5의 변형예에서와 같이 상측 테이블(210) 상에 각기 개별적으로 구동하는 복수의 상측 정전척(221)이 부착되어 제작될 수 있다. 이때, 복수의 상측 정전척(221) 각각은 양 및 음 전극(222)을 구비하여 개별 구동할 수 있다. 이때, 각각의 상측 정전척(221)은 도시되지 않았지만, 전극 하측에 완충층(즉, 쿠션층)이 마련될 수도 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 도시되지 않았지만, 상측 테이블(210) 상에 형성된 양 및 음 전극 패턴이 복수의 그룹으로 분리되어 각 그룹간이 전기적으로 연결되어 그룹별로 개별구동할 수도 있다. However, the upper
상측 진공 흡착부(230)는 상측 테이블(210) 내에 위치하고 그 일부가 상기 상측 정전척부(220)의 하측 표면으로 노출된 상측 진공 배관(231)과, 상측 진공 배관(231)에 연통된 상측 진공펌프(232)를 구비한다. 따라서, 상측 진공 펌프(232)에 의해 발생된 진공력이 상측 진공 배관(231)을 통해 제 1 기판(11)에 제공될 수 있다. The upper
또한, 본 실시예의 하측 정반(300)은 판 형상의 하측 테이블(310)과, 하측 테이블(310) 상에 배치되어 정전력을 이용하여 제 2 기판(12)을 지지 고정하는 하측 정전척부(320)와, 하측 테이블(310) 내에 위치하여 진공력을 통해 제 2 기판(12)을 지지하는 하측 진공 흡착부(330)를 구비한다. 이때, 하부 정반(200)은 챔버부(100) 내부로 로딩된 제 2 기판(12)을 먼저 하측 진공 흡착부(330)를 이용하여 지지 고정하고, 이어서 하측 정전척부(320)를 이용하여 지지 고정한다. In addition, the
이때, 하측 정전척부(320)는 앞서 설명한 상측 정전척부와 동일하게 제작되는 것이 바람직하다. 즉, 단일의 양 및 음 전극 패턴을 구비하거나, 각기 개별적으로 구동하는 복수의 정전척을 구비하거나, 그룹별로 구동하는 양 및 음 전극 패턴을 구비할 수 있다. At this time, the lower
하측 진공 흡착부(330)는 진공력으로 제 2 기판(12)을 지지고정하는 하측 진공 배관(331)과, 하측 진공 배관(331)에 진공력을 제공하는 하측 진공 펌프(332)를 구비한다. The lower
본 실시예에서는 하측 정반(300)을 도 2에 도시된 바와 같이 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 상측 정반(200)에 지지 고정된 제 1 기판(11)과 하측 정반(300)에 지지 고정된 제 2 기판(12) 간을 정렬하는 정렬부(400)를 구비한다. 즉, 상측 정반(200)이 기준이 되어 하측 정반(300)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 제 1 기판(11)과 제 2 기판(12) 간을 정렬한다. 여기서, 상측 정반(200)은 수직 방향 만으로 이동하여 두 기판간을 합착 밀봉한다. In the present exemplary embodiment, the
이와 같은 정렬부(400)는 챔버부(100)를 관통하여 하측 정반(300)에 접속된 복수의 샤프트부(410)와, 상기 복수의 샤프트부(410)를 이동시켜 상기 하측 정반(300)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동 시키는 정렬 스테이지부(420)를 구비한다. The
이때, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 챔버부(100)의 바닥면에는 상기 복수의 샤프트부(410) 각각이 관통하는 복수의 관통홀(121)이 마련된다. 본 실시예에서는 4개의 샤프트부(410)를 사용한다. 즉, 4개의 샤프트부(410) 각각이 하측 정반(300)의 4개의 모서리 영역에 위치하여 하측 정반(300)에 고정된다. 이때, 샤프트부(410)와 하측 정반(300)은 소정의 고정 수단에 의해 고정될 수 있다. 이를 통해 복수의 샤프트부(410)가 이동하는 경우 하측 정반(300)도 함께 이동할 수 있게 된다. 이때, 샤프트부(410)의 움직임은 관통홀(121)의 크기에 의해 결정된다. 즉, 샤프트부(410)와 관통홀(121) 사이의 이격 거리가 샤프트부(410)의 최대 이격 거리가 된다. 본 실시예에서는 이격 거리는 0.2 내지 100mm인 것이 효과적이다. 이는 상기 거리보다 작을 경우에는 정렬을 위한 움직임이 제한되고, 상기 범위보다 클 경우에는 기밀 유지가 잘되지 않을 수 있다. In this case, as illustrated in FIGS. 1 and 3, a plurality of through
본 실시예에서는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 하측 정반(300)의 하측 바닥면 영역에는 상기 샤프트부(410)의 일부가 장착 고정되는 오목홈(311)이 형성된다. 즉, 샤프트부(410)의 상측 끝단부가 상기 오목홈(311)에 삽입 장착되어 샤프트부(410)의 이동력이 오목홈(311)을 통해 하측 정반(300)에 제공될 수 있다. In the present exemplary embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, a
상기 샤프트부(410) 각각은 원형 기둥 형상으로 제작되고, 그 상측 끝단부는 하측 정반(300)에 장착 고정되고, 하측 끝단부는 정렬 스테이지부(420)에 접속된다. 정렬 스테이지부(420)는 상기 복수의 샤프트부(410)에 X, Y 및 θ 방향의 이동력을 인가한다.Each of the
또한, 본 실시예에서는 정렬부(400)와 챔버부(100) 간의 기밀을 유지하기 위한 기밀 유지 수단(500)을 구비한다. 이때, 기밀 유지 수단(500)은 정렬부(400)의 샤프트부(410)와 챔버부(100)의 관통홀(121) 사이의 공간에서의 기밀을 유지한다. In addition, the present embodiment is provided with an airtight holding means 500 for maintaining the airtight between the
기밀 유지 수단(500)은 도 3에 도시된 바와 같이 정렬부(400)의 샤프트부(410)와 챔버부(100)의 하측 바닥면에 각기 밀착된 제 1 기밀판(510)과, 상기 샤프트부(410) 및 챔버부(100)와 제 1 기밀판(510) 사이에 위치하는 오링부(520)와, 제 1 기밀판(510) 하측에 위치하고 상기 샤프트부(410)에 고정 장착된 제 2 기밀판(530)과, 제 1 및 제 2 기밀판(510, 530) 사이에 마련된 적어도 하나의 탄성부(540)를 구비한다. As shown in FIG. 3, the airtight holding means 500 includes a first
제 1 기밀판(510)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부 관통홀을 갖는 원형 링 형상으로 제작된다. 여기서, 상기 샤프트부(410)가 원기둥 형상일 경우, 원형 링의 내부 관통홀의 내경(즉, 내측 개구의 직경)은 이를 관통하는 상기 샤프트부(410)의 중심 영역의 직경과 동일한 것이 효과적이다. 물론 상기 내부 관통홀의 형상은 샤프트부(410)의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다. The first
상기 제 1 기밀판(510)의 상측 표면은 상기 챔버부(100)의 하측 바닥면에 밀착되고, 제 1 기밀판(510)의 내측벽면은 상기 샤프트부(410)에 밀착된다. 이를 통해 정렬부(400)가 관통하는 영역에서의 상기 챔버부(100)의 기밀을 유지할 수 있다. The upper surface of the first
오링부(520)는 제 1 기밀판(510)과 상기 챔버부(100)의 하측 바닥면 사이에 위치하는 적어도 하나의 제 1 오링부(520a)와, 제 1 기밀판(510)과 샤프트부(410) 사이에 위치하는 적어도 하나의 제 2 오링부(520b)를 구비한다. The O-
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 기밀판(510)의 상측 표면 영역에는 제 1 오링부(520a)가 인입 고정되는 오링 고정홈이 마련된다. 이때, 제 1 오링부(520a)는 오링 고정홈에 그 일부가 인입되고, 오링 고정홈 외측으로 나머지 일부가 돌출된다. 제 1 오링부(520a)는 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 기밀판(510)의 내부 관통홀 둘레를 따라 배치된다. 즉, 제 1 오링부(520a)는 원형 링 형상으로 제작된다. 또한, 제 1 기밀판(510)의 측벽면 영역에는 제 2 오링부(520b)가 인입 고정되는 오링 고정홈이 마련된다. 제 2 오링부(520b)도 오링 고정홈에 그 일부가 인입되고 나머지 일부는 돌출된다. 또한, 제 2 오링부(520b) 또한 제 1 오링부(520a) 처럼 원형 링 형상으로 제작된다. Here, as shown in FIG. 3, an upper ring region of the first
이와 같이 본 실시예에서는 제 1 기밀판(510)과 그 표면에 위치하는 오링부(520)를 이용하여 정렬부(400)의 샤프트부(410)가 관통하는 챔버부(100) 영역을 밀봉하여 챔버부(100)의 기밀을 유지할 수 있게 된다. As described above, in the present exemplary embodiment, the region of the
이때, 본 실시예의 샤프트부(410)는 정렬 스테이지부(420)에 의해 X, Y 및 θ 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 샤프트부(410)에 밀착된 제 1 기밀판(510) 또한 X, Y 및 θ 방향으로 이동하게된다. 즉, 제 1 기밀판(510)이 챔버부(100)의 하측 바닥면에서 X, Y 및 θ 방향의 이동한다. At this time, the
이러한 이동으로 인해 제 1 기밀판(510)과 챔버부(100)의 하측 바닥면 사이에 기밀이 파괴되는 문제가 발생할 수 있다. This movement may cause a problem in that airtight is destroyed between the first
이에 본 실시예에서는 샤프트부(410)에 고정 장착된 제 2 기밀판(530)을 제 1 기밀판(510) 하측에 위치하고 제 1 및 제 2 기밀판(510, 530) 사이에 적어도 하나의 탄성부(540)를 배치시켜, 탄성부에 의한 미는 힘으로 제 1 기밀판(510)을 챔버부(100)의 하측 바닥면으로 밀어 준다. 이를 통해 제 1 기밀판(510)의 이동시 챔버부(100)와 제 1 기밀판(510) 사이의 기밀이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, the second
이때, 제 2 기밀판(530)은 샤프트부(410)에 고정 장착된다. 본 실시예에서는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트부(410)는 그 중심 영역 보다 하측 영역의 직경이 더 큰 형상으로 제작된다. 즉, 하측 일부 영역이 중심 영역보다 돌출된 형상으로 제작된다. 이때, 상기 제 2 기밀판(530)은 상기 제 1 기밀판(510)과 대략 동일 형상으로 제작되고, 샤프트부(410)의 중심 영역이 제 2 기밀판(530)의 중심 영역을 관통하고, 그 하측면이 샤프트부(410)의 돌출 영역에 장착된다. 이를 통해 제 2 기밀판(530)이 샤프트부(410)에 장착 고정될 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 별도의 고정 수단을 통해 제 2 기밀판(530)이 샤프트부(410)에 장착될 수 있 다. 또한, 샤프트부(410)의 하측 영역에 소정의 오목홈이 형성되고, 상기 제 2 기밀판(530)이 상기 오목홈에 장착 고정될 수 있다. 이때, 제 2 기밀판(530)은 복수의 영역으로 분리 제작될 수 있다. At this time, the second
앞서 설명한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 기밀판(510, 530) 사이에는 적어도 하나의 탄성부(540)가 위치한다. 이때, 탄성부(540)로 압축 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1 기밀판(510)의 하측면과, 제 2 기밀판(530)의 상측면 영역에는 각기 탄성 고정홈이 마련된다. 여기서, 탄성부(540)가 상기 탄상 고정홈에 인입 고정되어 탄성부(540)의 이탈을 방지할 수 있다. 도 3에서는 제 1 및 제 2 기밀판(510, 530) 사이에 복수의 탄성부가 배치됨이 도시되었다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 하나의 탄성부(540)가 상기 제 1 및 제 2 기밀판(510, 530) 사이에 마련될 수도 있다. As described above, at least one
또한, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 기밀판(530)과 탄성부(540)의 내측 영역을 관통하여, 제 1 기밀판(510)에 고정된 가이드 핀(550)을 구비한다. 이와 같이 가이드 핀을 둠으로 인해 탄상부(540)의 힘이 제 1 기밀판(510)에 원활하게 전달되도록 할 수 있고, 탄성부(540)의 이탈을 방지할 수 있다. In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a
또한, 이에 한정되지 않고, 본 실시예에서는 상기 오링부(520)가 장착된 제 1 기밀판(510)이 챔버부(100)의 하측면과 밀착된 상태에서 X 또는 Y축 방향으로 이동하기 때문에 이들 사이에 마찰이 크게 발생할 수 있다. 이에 도 6의 변형예에서와 같이 상기 제 1 기밀판(510)의 상측 표면에 적어도 하나의 윤활홈(560)이 형성되고, 상기 윤활홈(560) 내측에 윤활부재가 충진될 수 있다. 이를 통해 오링 부(520)가 장착된 제 1 기밀판(510)이 챔버부(100)의 하측면과 밀착된 상태에서 X 또는 Y축 방향으로 이동하는 경우 윤활홈(560) 내의 윤활부재가 이들의 이동 거리에 발라짐으로 인해 마찰을 줄일 수 있다. 이를 통해 샤프트부(410)를 원활하게 이동시킬 수 있다. 여기서, 윤활부재로 윤활유 또는 구리스를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 진공 구리스를 사용한다. 여기서, 상기 제 1 기밀판(510)의 측벽면에도 윤활부재가 충진된 윤활홈이 형성될 수 있다. In addition, the present invention is not limited thereto, and in the present embodiment, since the first
또한, 도 7의 변형예에서와 같이 상기 샤프트부(410)에 적어도 하나의 기밀판 고정홈(411)을 형성하고, 상기 기밀판 고정홈(411) 내측으로 제 1 기밀판(510)과 제 2 기밀판(530)을 장착 고정시킬 수도 있다. 이때, 제 2 오링부(520b)는 상기 기밀판 고정홈(411)과 제 1 기밀판(510) 사이 영역에 배치되는 것이 효과적이다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 챔버부(100)의 하측 바닥면에 기밀판 이동홈(101)이 형성되고, 상기 제 1 기밀판(510)의 일부가 상측으로 돌출된 돌출부(511)가 상기 기밀판 이동홈(101)의 바닥면에 밀착될 수도 있다. 이때, 제 1 오링부(520a)는 제 1 기밀판(510)과 기밀판 이동홈(101)의 바닥면 사이 영역에 위치할 수도 있다. 그리고, 상기 제 1 기밀판(510)의 돌출부(511)와 상기 기밀판 이동홈(101)의 측면 사이에는 이동용 탄성부(570)가 위치할 수 있다. 이를 통해 챔버부(100)의 기밀능력을 향상시키고, 샤프트부(410)의 이동을 원활히 할 수 있다. 또한, 제 2 기밀판(530)과 정렬 스테이지부(420) 사이에도 지지용 탄성부(580)가 위치할 수 있다. In addition, at least one airtight
본 실시예에서는 상술한 바와 같은 기밀 유지 수단(500)을 통해 정렬부(400) 가 X, Y 및 θ 방향으로 이동하더라도 정렬부(400)와 챔버부(100) 간의 기밀을 유지할 수 있다. 이와 같이 정렬부(400)의 이동을 통해 하측 정반(300) 상의 제 2 기판(12)과 상측 정반(200) 하부의 제 1 기판(11)간을 정렬한다. In this embodiment, even when the
이때, 도시되지 않았지만, 광학계를 통해 제 1 및 제 2 기판(11, 12)간을 정렬 시킬 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 기판(11, 12)에는 각기 정렬 마크가 위치하고, 이를 광학계(즉, 카메라)를 이용하여 두 기판의 정렬 마크가 일치하는지를 관찰하여 정렬 유무를 확인한다. In this case, although not shown, the first and
이와 같이 두 기판(11, 12)이 정렬된 이후에는 상측 정반(200)을 구동하여 두 기판(11, 12)을 합착 밀봉한다. After the two
여기서, 상측 정반(200)에 구동력을 부여하기 위해 본 실시예에서는 상측 스테이지부(600)를 구비한다. Here, in order to give a driving force to the
상측 스테이지부(600)는 도 1에 도시된 바와 같이 상측 정반(200)에 접속된 적어도 하나의 상측 구동축(610)과, 상측 구동축(610)에 구동력을 인가하는 상측 구동부(620)를 구비한다. 여기서, 상측 스테이지부(600)는 상측 구동부(620)와 상측 구동축(610)을 통해 상기 상측 정반(200)을 하강시켜 제 1 및 제 2 기판(11, 12) 간을 합착시키기 위한 가압을 할 수 있다.The
이때, 본 실시예의 상기 상측 구동축(610)과 챔버부(100) 간의 기밀 유지를 위해 벨로우즈를 사용할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 앞서 설명한 바와 같은 본 실시예의 기밀 유지 수단을 사용하는 것이 가능하다. In this case, a bellows may be used to maintain airtightness between the
상술한 실시예에서는 두 기판간을 진공 챔버 내에서 합착 밀봉 시키는 기판 접합 장치에 관해 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 기밀판, 제 2 기밀판, 오링부 및 탄성부를 구비하는 기밀 유지 장치는 다양한 형태의 진공 챔버에 적용될 수 있다. 즉, 내부 공간을 외부와 밀폐한 이후 소정의 공정을 진행하는 챔버 내부로 관통된 복수의 축과 핀을 갖는 진공 챔버들에 적용될 수 있다. 즉, 예를 들어 박막 증착 챔버, 박막 식각 챔버, 유기막 증착 챔버 등의 진공 챔버를 들 수 있다. 이때, 상기와 같은 진공 챔버 내측으로 복수의 샤프트 또는 핀이 관통한다. 이때, 제 1 기밀판은 진공 챔버의 외측면(즉, 상측면, 하측면 또는 측벽면)과 상기의 샤프트 또는 핀에 밀착되고, 상기 진공 챔버의 외측면과 상기 샤프트 또는 핀 사이에는 적어도 하나의 오링부가 위치한다. 그리고, 제 2 기밀판이 제 1 기밀판 하측에 위치하고, 샤프트, 핀 또는 스테이지 등에 고정되고, 제 1 기밀판과 제 2 기밀판 사이에 탄성부가 마련되어 오링부에 의한 진공력(밀폐력)을 향상시킬 수 있다. In the above-described embodiment, a substrate bonding apparatus for bonding and sealing two substrates in a vacuum chamber has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the airtight holding device including the first airtight plate, the second airtight plate, the O-ring part, and the elastic part may be applied to various types of vacuum chambers. In other words, it may be applied to vacuum chambers having a plurality of shafts and pins penetrated into the chamber in which a predetermined process is performed after the inner space is sealed with the outside. That is, vacuum chambers, such as a thin film deposition chamber, a thin film etching chamber, and an organic film deposition chamber, are mentioned, for example. At this time, a plurality of shafts or pins penetrate into the vacuum chamber as described above. At this time, the first hermetic plate is in close contact with the outer surface (ie, the upper surface, the lower surface or the side wall surface) of the vacuum chamber and the shaft or pin, and at least one between the outer surface of the vacuum chamber and the shaft or pin. O-ring is located. Then, the second hermetic plate is located below the first hermetic plate, and is fixed to a shaft, a pin or a stage, and the like, and an elastic portion is provided between the first hermetic plate and the second hermetic plate to improve the vacuum force (sealing force) by the O-ring portion. have.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the invention is not limited thereto, but is defined by the claims that follow. Accordingly, one of ordinary skill in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit of the following claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면 개념도. 1 is a cross-sectional conceptual view of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 일 실시예에 따른 하부 테이블의 정렬을 위한 이동을 설명하기 위한 개념도. 2 is a conceptual diagram illustrating a movement for alignment of a lower table according to an embodiment.
도 3은 일 실시예에 따른 기밀 유지 수단을 설명하기 위한 기판 접합 장치의 일부 영역의 사시도. 3 is a perspective view of a part of the substrate bonding apparatus for explaining the airtight holding means according to one embodiment;
도 4는 일 실시예에 따른 기밀 유지 수단의 평면도. 4 is a plan view of the airtight holding means according to the embodiment;
도 5는 일 실시예의 변형예에 따른 정전척부를 설명하기 위한 평면 개념도. 5 is a plane conceptual view illustrating an electrostatic chuck according to a modification of the embodiment;
도 6 및 도 7은 일 실시예의 변형예에 따른 기밀 유지 수단을 설명하기 위한 기판 접합 장치의 일부 영역의 단면도.6 and 7 are cross-sectional views of a partial region of the substrate bonding apparatus for explaining the airtight holding means according to the modification of the embodiment;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 챔버부 200 : 상측 정반100: chamber 200: upper surface plate
300 : 하측 정반 400 : 정렬부300: lower surface plate 400: alignment unit
410 : 샤프트부 420 : 정렬 스테이지부410: shaft portion 420: alignment stage portion
500 : 기밀 유지 수단 510, 530 : 기밀판500: confidentiality means 510, 530: airtight plate
520 : 오링부 540 : 탄성부520: O-ring portion 540: elastic portion
600 : 상측 스테이지부600: upper stage part
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