KR101580206B1 - 기판 접합 장치 - Google Patents

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주식회사 엘트린
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Abstract

본 발명은 2개 또는 복수개의 기판에 압력을 가하여 서로 접합할 수 있게 하는 기판 접합 장치에 관한 것으로서, 프레임; 상기 프레임의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 척; 상기 제 1 기판에 접합될 수 있는 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 척; 상기 프레임의 타측에 설치되고, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 서로 접합될 있도록 상기 제 2 척을 상기 제 1 척 방향으로 전후진시키는 전후진 장치; 상기 제 2 척에 설치되고, 상기 제 2 기판의 중심 부분을 상기 제 1 기판 방향으로 가압할 수 있는 포인터 장치; 상기 제 1 척과 상기 제 2 척의 간격을 측정하는 거리 측정 센서; 및 상기 거리 측정 센서에서 측정된 거리 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 접합 장치{Apparatus for substrates bonding}
본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개 또는 복수개의 기판에 압력을 가하여 서로 접합할 수 있게 하는 기판 접합 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 실리콘 기판 위에 화합물 반도체 기판을 접합시키는 방법으로는 분자빔 에피택시(molecular beam epitaxy; MBE)법이 있다. 하지만, 분자빔 에피택시법은 고 진공을 필요로 하고, 에피층의 성장속도가 매우 느려 생산성이 낮으며, 공정 비용이 매우 비싼 단점이 있다. 또한, 분자빔 에피택시법은 에피층에 전위(dislocation)와 같은 결함이 많이 발생되는 문제가 있다. 이로 인해, 분자빔 에피택시법을 통해 성장된 에피층을 이용하여 전기 소자나 광 소자 등을 제조할 경우 각 소자들의 고유 특성이 저하되는 등의 치명적인 문제점이 발생하게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 이종 기판을 직접 접합하는 직접 접합법이 제안되었다. 이종 기판 간의 직접 접합은 두 기판 사이의 접합 압력과 주위 온도의 제어를 통하여 이루어지는데, 통상적으로, 가압부와 지지부로 이루어지는 직접 접합기를 사용하여 진행하게 된다. 예를 들어, 지지부에는 실리콘 기판 및 이의 접합대상인 GaN 기판이 안착된다. 그리고 이 상태에서 가압부는 지지부 방향으로 일정한 하중을 가해 두 기판이 서로 접촉을 형성하게 한 다음 접합이 이루어지도록 한다.
이러한 종래의 기판 접합 장치는, 기포나 에어의 원활한 배출을 위해서 기판의 가운데 부분을 먼저 접합하고, 테두리 부분을 나중에 접합되도록 기판들을 미세 간격으로 접근시킨 다음, 한 쪽 기판의 중심 부분을 다른 쪽 기판 방향으로 먼저 가압할 수 있는 포인터 장치가 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 포인터 장치는, 미세 간격이 미리 결정되어 있고, 포인터 장치의 가압력 역시 미리 결정되어 있어서, 기계적인 오차로 미세 간격이 적정치를 벗어나면 이를 알 수 있는 방법이 없었다.
또한, 종래의 기판 접합 장치는, 다양한 스팩의 기판에 적용할 수 없었고, 설사 스팩이 동일하더라도 포인터 장치에 인가되는 내하중이 갑자기 커지면서 결국에는 기판이 파손되거나 이탈되는 등 많은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 포함하여, 야기되어지는 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판들의 미세 거리를 감지하고, 기판들의 스팩, 포인터 장치의 내하중, 실제 변형량 등을 감지하여 실시간으로 전후진 장치나 포인터 장치를 제어함으로써 기판의 파손이나 이탈을 방지하고, 기판의 변형량을 최적화하여 접합면의 기포 발생과 에어 발생을 방지하며, 고품질의 제품을 생산할 수 있게 하는 기판 접합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것을 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 기판 접합 장치는, 프레임; 상기 프레임의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 척; 상기 제 1 기판에 접합될 수 있는 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 척; 상기 프레임의 타측에 설치되고, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 서로 접합될 있도록 상기 제 2 척을 상기 제 1 척 방향으로 전후진시키는 전후진 장치; 상기 제 2 척에 설치되고, 상기 제 2 기판의 중심 부분을 상기 제 1 기판 방향으로 가압할 수 있는 포인터 장치; 상기 제 1 척과 상기 제 2 척의 간격을 측정하는 거리 측정 센서; 및 상기 거리 측정 센서에서 측정된 거리 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 기판 접합 장치는, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 스팩을 측정하는 스팩 측정 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스팩 측정 센서에서 측정된 스팩 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 스팩 측정 센서는, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 직경 또는 두께를 측정하는 센서이고, 상기 제어부는, 상기 스팩 측정 센서에서 측정된 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 직경 또는 두께에 따라 미리 입력된 또는 산출된 전후진 위치 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 기판 접합 장치는, 상기 포인터 장치에 인가되는 내하중을 측정하는 내하중 측정 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 내하중 측정 센서에서 측정된 내하중 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 내하중 측정 센서는, 상기 포인터 장치의 가압축에 설치되어 상기 가압축에 인가되는 내하중을 감지하는 센서이고, 상기 제어부는, 상기 내하중 측정 센서에서 측정된 내하중 값이 상기 가압축의 변위량에 따라 증가하는 내하중 값 증가 속도를 감지하여 증가 속도가 기준치 이상인 경우, 전후진 위치 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 기판 접합 장치는, 상기 포인터 장치에 의해서 변형된 상기 제 2 기판의 변형량을 측정하는 변형량 측정 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 변형량 측정 센서에서 측정된 변형량 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 기판의 파손이나 이탈을 방지하고, 기판의 변형량을 최적화하여 접합면의 기포 발생과 에어 발생을 방지하며, 고품질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치를 나타내는 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 2 내지 도 12는 도 1의 기판 접합 장치의 작동 과정을 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 기판 접합 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)를 나타내는 개념적으로 나타내는 개념도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)는, 프레임(10)과, 제 1 척(21)과, 제 2 척(22)과, 전후진 장치(30)와, 포인터 장치(40)와, 거리 측정 센서(S1) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(10)은, 상기 제 1 척(21)과, 상기 제 2 척(22)과, 상기 전후진 장치(30)와, 상기 포인터 장치(40)와, 상기 거리 측정 센서(S1) 및 상기 제어부(50) 등 후술될 각종 장치들이나 부수적인 추가 장치들이 설치될 수 있는 적절한 강도와 내구성을 갖는 구조체로서, 예컨데, 내부에 접합 공간이 형성되는 챔버나 수직 부재나 수평 부재로 이루어지는 틀이나 박스 형태의 구조체일 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 상기 챔버는 서로 밀착될 수 있는 2개의 챔버로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 접합 공간은, 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2)을 수용할 수 있는 수용 공간을 포함하고, 접합 공정이 이루어질 수 있도록 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(2) 중 적어도 어느 하나의 기판이 움직일 수 있는 여유 공간을 포함할 수 있다.
또한, 이러한 상기 접합 공간은, 상압 환경은 물론, 진공 환경이나 기타 가공 환경이 조성될 수 있도록 외부와 밀폐될 수 있고, 이를 위하여, 2개의 챔버들 사이에는 오링이나 가스켓 등 각종 실링 부재가 설치될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 척(21)은, 상기 프레임(10)의 일측에 설치되고, 제 1 기판(1)이 안착될 수 있는 척의 일종일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 척(22)은, 상기 제 1 기판(1)에 접합될 수 있는 제 2 기판(2)이 안착될 수 있는 척의 일종일 수 있다.
예컨데, 상기 제 1 척(21) 및 상기 제 2 척(22)은, 각각 상기 제 1 기판(S1) 및 상기 제 2 기판(S2)을 안착시킬 수 있도록 각종 정전척이나, 리프트 핀이나, 홀더나, 로봇이나, 각종 고정 장치 등이 적용될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전후진 장치(30)는, 상기 프레임(10)의 타측에 설치되고, 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2)이 서로 접합될 있도록 상기 제 2 척(22)을 상기 제 1 척(21) 방향으로 전후진시키는 장치일 수 있다.
예컨데, 상기 전후진 장치(30)는 상기 제 2 척(22)를 이송시킬 수 있는 매우 다양한 형태의 전후진 액츄에이터(31)가 적용될 수 있다. 여기서, 이러한 상기 전후진 액츄에이터(31)는, 각종 유압 실린더, 공압 실린터, 리니어 모터, 내연 기관, 외연 기관, 솔레노이드 장치 등 각종 구동원 및 각종 기어 조합, 각종 링크 조합, 각종 체인 및 스프로킷휠 조합, 각종 와이어 및 풀리 조합, 각종 밸트 및 풀리 조합 등 매우 다양한 형태의 동력 전달 장치 등이 적용된, 각종 이송 장치나, 이송 로봇이나, 이송 스테이지나 기타 매우 다양한 형태의 이송 장치들이 모두 적용될 수 있는 것으로서 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 포인터 장치(40)는, 상기 제 2 척(22)에 설치되고, 상기 제 2 기판(2)의 중심 부분을 상기 제 1 기판(1) 방향으로 가압할 수 있는 장치일 수 있다.
예컨데, 상기 포인터 장치(40)는 상기 제 2 기판(2)의 중심 부분을 가압할 수 있는 매우 다양한 형태의 포인터 액츄에이터(41)가 적용될 수 있다. 여기서, 이러한 상기 포인터 액츄에이터(41)는, 각종 유압 실린더, 공압 실린터, 리니어 모터, 내연 기관, 외연 기관, 솔레노이드 장치 등 각종 구동원 및 각종 기어 조합, 각종 링크 조합, 각종 체인 및 스프로킷휠 조합, 각종 와이어 및 풀리 조합, 각종 밸트 및 풀리 조합 등 매우 다양한 형태의 동력 전달 장치 등이 적용된, 각종 이송 장치나, 이송 로봇이나, 이송 스테이지나 기타 매우 다양한 형태의 이송 장치들이 모두 적용될 수 있는 것으로서 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 상기 제 2 기판(2)이 상기 제 1 기판(2) 방향으로 하강하여 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2)이 서로 미세하게 이격된 상태인 경우, 상기 포인터 장치(40)의 가압축(42)이 상기 제 1 기판(1)을 상기 제 2 기판(2) 방향으로 가압하면, 상기 제 1 기판(2)의 중심 부분이 상기 제 2 기판(2)과 먼저 접합되고, 나머지 테두리 부분이 나중에 상기 제 2 기판(2)과 접촉되어 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2) 사이에 기포나 공극이 생기지 않도록 공기 배출을 원활하게 할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 거리 측정 센서(S1)는, 상기 제 1 척(21)와 상기 제 2 척(22)의 간격을 측정하는 센서일 수 있다.
예컨데, 상기 거리 측정 센서(S1)는 각종 비젼 장치, 광센서, 리미트 센서, 자력 센서, 접촉식 스위치, 초음파 센서, 전자기장 센서, 압전 소자, 압력 소자, 스프레인 게이지, 스프링 게이지 등 모든 형태의 센서들이 적용될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(50)는, 상기 거리 측정 센서(S1)에서 측정된 거리 신호에 따라 상기 전후진 장치(30) 또는 상기 포인터 장치(40)에 전후진 제어 신호를 인가할 수 있는 일종의 회로나, 전자 부품이나, 마이크로 프로세서나, 프로그램 등의 형태로 구현될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)는, 상기 제 1 기판(1) 또는 상기 제 2 기판(2)의 스팩을 측정하는 스팩 측정 센서(S2)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(50)는, 상기 스팩 측정 센서(S2)에서 측정된 스팩 신호에 따라 상기 전후진 장치(30) 또는 상기 포인터 장치(40)에 전후진 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
더욱 구제적으로 예를 들면, 상기 스팩 측정 센서(S2)는, 상기 제 1 기판(1) 또는 상기 제 2 기판(2)의 직경 또는 두께를 측정하는 센서일 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는, 상기 스팩 측정 센서(S2)에서 측정된 상기 제 1 기판(1) 또는 상기 제 2 기판(2)의 직경 또는 두께에 따라 미리 입력된 또는 산출된 전후진 위치 제어 신호를 인가할 수 있다.
예컨데, 상기 스팩 측정 센서(S2)는 각종 비젼 장치, 광센서, 리미트 센서, 자력 센서, 접촉식 스위치, 초음파 센서, 전자기장 센서, 압전 소자, 압력 소자, 스프레인 게이지, 스프링 게이지 등 모든 형태의 센서들이 적용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)는, 상기 포인터 장치(40)에 인가되는 내하중을 측정하는 내하중 측정 센서(S3)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(50)는, 상기 내하중 측정 센서(S3)에서 측정된 내하중 신호에 따라 상기 전후진 장치(30) 또는 상기 포인터 장치(40)에 전후진 제어 신호를 인가할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 내하중 측정 센서(S3)는, 상기 포인터 장치(40)의 가압축(42)에 설치되어 상기 가압축(42)에 인가되는 내하중을 감지하는 센서일 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는, 상기 내하중 측정 센서(S3)에서 측정된 내하중 값이 상기 가압축의 변위량에 따라 증가하는 내하중 값 증가 속도를 감지하여 증가 속도가 기준치 이상인 경우, 전후진 위치 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.
예컨데, 상기 내하중 측정 센서(S3)는 각종 비젼 장치, 광센서, 리미트 센서, 자력 센서, 접촉식 스위치, 초음파 센서, 전자기장 센서, 압전 소자, 압력 소자, 스프레인 게이지, 스프링 게이지 등 모든 형태의 센서들이 적용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)는, 상기 포인터 장치(40)에 의해서 변형된 상기 제 2 기판(2)의 변형량을 측정하는 변형량 측정 센서(S4)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(50)는, 상기 변형량 측정 센서(S4)에서 측정된 변형량 신호에 따라 상기 전후진 장치(30) 또는 상기 포인터 장치(40)에 전후진 제어 신호를 인가할 수 있다.
예컨데, 상기 변형량 측정 센서(S4)는 각종 비젼 장치, 광센서, 리미트 센서, 자력 센서, 접촉식 스위치, 초음파 센서, 전자기장 센서, 압전 소자, 압력 소자, 스프레인 게이지, 스프링 게이지 등 모든 형태의 센서들이 적용될 수 있다.
도 2 내지 도 12는 도 1의 기판 접합 장치(100)의 작동 과정을 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 척(21)과 상기 제 2 척(22)이 서로 멀어진 상태로 개방되어 대기할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 척(22)이 로딩된 상기 제 2 기판(2)을 진공 흡착하여 상방에 안착시킬 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 척(21)이 로딩된 상기 제 1 기판(1)을 진공 흡착하여 하방에 안착시킬 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 카메라 등 각종 비젼 장치(C)나 감지 장치를 이용하여 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(2)의 위치를 각각 감지한 다음, 도 13에서 후술될 얼라인 장치(60)를 이용하여 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(2)를 정위치에 정렬시킬 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2) 사이에 미세 간격이 형성되도록 상기 제 2 기판(2)을 상기 제 1 기판(1) 방향으로 가깝게 접근시킬 수 있다.
이 때, 상기 거리 측정 센서(S1)를 이용하여 상기 제 1 척(21)와 상기 제 2 척(22)의 간격을 측정하고, 예컨데, 상기 미세 간격이 적정 거리를 유지하도록 상기 제어부(50)가 상기 제 2 척(22)의 승하강 높이를 조절할 수 있다.
아울러, 상기 스팩 측정 센서(S2)를 이용하여 상기 제 1 기판(1) 또는 상기 제 2 기판(2)의 직경 또는 두께를 측정하고, 예컨데, 상기 제어부(50)는, 상기 스팩 측정 센서(S2)에서 측정된 상기 제 1 기판(1) 또는 상기 제 2 기판(2)의 직경 또는 두께에 따라 미리 입력된 또는 산출된 전후진 위치 제어 신호를 인가할 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 포인터 장치(40)의 상기 가압축(42)이 하강하면서, 상기 제 2 기판(2)의 중심 부분을 상기 제 1 기판(1) 방향으로 가압할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 척(21)과 상기 제 2 척(22)은 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2)을 각각 진공 흡착하는 것으로서, 상기 제 2 기판(2)의 테두리 부분은 상기 제 2 척(22)에 붙어 있고, 상기 제 2 기판(2)의 중심 부분만 아래로 볼록하게 변형되어 상기 제 1 기판(1)과 접촉될 수 있다.
이 때, 상기 내하중 측정 센서(S3)를 이용하여 상기 포인터 장치(40)의 가압축(42)에 설치되어 상기 가압축(42)에 인가되는 내하중을 감지하고, 상기 제어부(50)는, 상기 내하중 측정 센서(S3)에서 측정된 내하중 값이 상기 가압축의 변위량에 따라 증가하는 내하중 값 증가 속도를 감지하여 증가 속도가 기준치 이상인 경우, 전후진 위치 제어 신호를 인가할 수 있다.
아울러, 상기 변형량 측정 센서(S4)를 이용하여, 상기 포인터 장치(40)에 의해서 변형된 상기 제 2 기판(2)의 변형량을 측정하고, 상기 제어부(50)는, 상기 변형량 측정 센서(S4)에서 측정된 변형량 신호에 따라 상기 전후진 장치(30) 또는 상기 포인터 장치(40)에 전후진 제어 신호를 인가할 수 있다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 제 1 척(21)의 진공 압력이 해제되고, 이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 척(22)의 진공 압력이 해제되면, 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(2)이 상기 가압축(42)에 의해 가압되어 중심 부분에서부터 테두리 부분 방향으로 접합면의 기포나 에어가 쉽게 배출될 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가압축(42)이 상승한 다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 척(21) 및 상기 제 2 척(22)이 서로 밀착되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 접착면에 기포나 에어가 없이 본딩되어 일체를 이루는 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(2)을 제조할 수 있다.
그러므로, 상기 기판(1)(2)들의 미세 거리를 감지하고, 기판(1)(2)들의 스팩, 포인터 장치의 내하중, 실제 변형량 등을 감지하여 실시간으로 상기 전후진 장치(30)나 상기 포인터 장치(40)를 제어함으로써 기판(1)(2)의 파손이나 이탈을 방지하고, 기판(1)(2)의 변형량을 최적화하여 접합면의 기포 발생과 에어 발생을 방지하며, 고품질의 제품을 생산할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 기판 접합 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 기판 접합 장치(200)는, 상기 제 1 척(21)은 베이스 플레이트(B)에 고정된 제 1 플레이트(P1)에 고정되고, 상기 제 2 척(22)은 상기 제 1 플레이트(P1)를 기준으로 슬라이딩 이동될 수 있는 제 2 플레이트(P2)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 프레임(10)은 상기 제 2 플레이트(P2)에 설치되고, 상기 프레임(10)에 상기 전후진 장치(30)와, 상기 포인터 장치(40)가 설치될 수 있다.
아울러, 상기 거리 측정 센서(S1)은 상기 제 1 플레이트(P1)에 설치되어 상기 제 1 플레이트(P1)와 상기 제 2 플레이트(P2)의 미세 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 얼라인 장치(60)는 상기 제 1 플레이트(P1)의 하방에 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 상기 구성은 도면에 국한되지 않고, 매우 다양한 위치와 구조로 배치될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 제 1 기판
2: 제 2 기판
10: 프레임
21: 제 1 척
22: 제 2 척
30: 전후진 장치
31: 전후진 액츄에이터
40: 포인터 장치
41: 포인터 액츄에이터
42: 가압축
S1: 거리 측정 센서
S2: 스팩 측정 센서
S3: 내하중 측정 센서
S4: 변형량 측정 센서
50: 제어부
60: 얼라인 장치
C: 비젼 장치
B: 베이스 플레이트
P1: 제 1 플레이트
P2: 제 2 플레이트
100: 기판 접합 장치

Claims (6)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 척;
    상기 제 1 기판에 접합될 수 있는 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 척;
    상기 프레임의 타측에 설치되고, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 서로 접합될 있도록 상기 제 2 척을 상기 제 1 척 방향으로 전후진시키는 전후진 장치;
    상기 제 2 척에 설치되고, 상기 제 2 기판의 중심 부분을 상기 제 1 기판 방향으로 가압할 수 있는 포인터 장치;
    상기 제 1 척과 상기 제 2 척의 간격을 측정하는 거리 측정 센서;
    상기 거리 측정 센서에서 측정된 거리 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 제어부; 및
    상기 포인터 장치에 의해서 변형된 상기 제 2 기판의 변형량을 측정하는 변형량 측정 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 변형량 측정 센서에서 측정된 변형량 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 스팩을 측정하는 스팩 측정 센서;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 스팩 측정 센서에서 측정된 스팩 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스팩 측정 센서는, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 직경 또는 두께를 측정하는 센서이고,
    상기 제어부는, 상기 스팩 측정 센서에서 측정된 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 직경 또는 두께에 따라 미리 입력된 또는 산출된 전후진 위치 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포인터 장치에 인가되는 내하중을 측정하는 내하중 측정 센서;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 내하중 측정 센서에서 측정된 내하중 신호에 따라 상기 전후진 장치 또는 상기 포인터 장치에 전후진 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내하중 측정 센서는, 상기 포인터 장치의 가압축에 설치되어 상기 가압축에 인가되는 내하중을 감지하는 센서이고,
    상기 제어부는, 상기 내하중 측정 센서에서 측정된 내하중 값이 상기 가압축의 변위량에 따라 증가하는 내하중 값 증가 속도를 감지하여 증가 속도가 기준치 이상인 경우, 전후진 위치 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
  6. 삭제
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