KR101621777B1 - 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개 또는 복수개의 기판에 압력을 가하여 서로 접합할 수 있게 하는 기판 접합 장치에 관한 것으로서, 내부에 접합 공간이 형성되는 챔버; 상기 접합 공간의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 플레이트; 상기 접합 공간의 타측에 설치되고, 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 플레이트; 상기 챔버에 설치되고, 상기 제 2 기판에 상기 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 플레이트 방향으로 가압하는 가압 장치; 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 가해지는 가압력을 측정하는 복수개의 압력 센서들; 상기 챔버에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터들; 및 상기 압력 센서들에서 측정된 압력 신호를 비교하여 상기 액츄에이터들에 위치 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 접합 장치 및 기판 접합 방법{Apparatus and method for substrates bonding}

본 발명은 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개 또는 복수개의 기판에 압력을 가하여 서로 접합할 수 있게 하는 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법에 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, 복수개의 기판을 서로 접합시키기 위해서 일반적으로 모터나 실린더를 이용하여 적어도 하나의 기판을 승하강시킬 수 있는 일종의 가압 장치가 적용되는 것으로서, 각종 이송 스크류나 기어나 링크 조합 등을 이용한 동력 전달 장치 등이 설치될 수 있었다.

그러나, 이러한 종래의 가압 장치는, 상기 기판에 압력이 균일하게 작용되지 못하여 기판 접합시 접합면에 기포가 발생되거나 접합력이 불균일해지거나, 심지어 기판에 부분적으로 과도한 압력이 작용되어 기판이 파손되는 등 많은 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 기판에 불균일한 압력이 작용하는 경우, 가압 장치를 모두 해체한 후, 균일한 압력이 작용되도록 압력축을 교정한 다음, 재설치하는 번거로운 작업을 반복해야 하는 등 교정 작업에 의한 시간 및 비용이 크게 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 포함하여, 야기되어지는 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3점 측정 방식의 압력 센서들과 플레이트의 위치를 자동으로 교정할 수 있는 액츄에이터들을 이용하여 실시간으로 기판에 균일한 압력이 작용되게 하고, 이를 통해 제품의 불량을 방지하며, 수작업으로 이루어지던 교정 작업을 자동화하여 작업 시간 및 비용을 크게 단축할 수 있게 하는 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법을 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, 내부에 접합 공간이 형성되는 챔버; 상기 접합 공간의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 플레이트; 상기 접합 공간의 타측에 설치되고, 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 플레이트; 상기 챔버에 설치되고, 상기 제 2 기판에 상기 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 플레이트 방향으로 가압하는 가압 장치; 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 가해지는 가압력을 측정하는 복수개의 압력 센서들; 상기 챔버에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터들; 및 상기 압력 센서들에서 측정된 압력 신호를 비교하여 상기 액츄에이터들에 위치 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 압력 센서들은, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되는 정삼각형상의 꼭지점에 해당하는 위치에 각각 설치되는 3점 측정 방식인 3개의 압력 센서들일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 압력 센서들은 상기 액츄에이터들의 승하강 축선상에 각각 설치되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트와, 상기 액츄에이터들 사이에는 각각 관절부가 설치되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부는, 상기 압력 센서들에서 측정되는 압력 신호들이 서로 균일해지도록 상기 액추에이터들에 신장 및 수축 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 압력 센서들은 로드 셀(Load cell)이고, 상기 액츄에이터는, 승하강대가 승하강될 수 있도록 승하강대에 나사 관통되어 모터에 의해 회전되는 나사봉을 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 기판 접합 방법은, 제 2 기판에 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 기판이 안착된 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 기판이 안착된 상기 제 1 플레이트 방향으로 가압하는 단계; 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되는 복수개의 압력 센서들을 이용하여 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 가해지는 가압력을 측정하는 단계; 상기 압력 센서들에서 측정된 압력 신호들을 비교하는 단계; 상기 압력 신호들이 서로 균일하지 않을 경우, 상기 압력 센서들에 작용하는 압력들이 서로 균일해지도록 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터들 중 적어도 하나의 액츄에이터에 위치 제어 신호를 인가하는 단계; 및 상기 압력 신호들이 서로 균일한 경우, 기판 접합 공정을 진행하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 실시간으로 기판에 균일한 압력이 작용되게 하여 양질의 제품을 생산할 수 있고, 교정 작업을 자동화하여 작업 시간 및 비용을 크게 단축할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치의 대기 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 접합 장치의 기판 접합 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 접합 장치의 제 1 플레이트의 저면도이다.
도 4는 도 1의 기판 접합 장치의 액츄에이터의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 기판 접합 장치의 관절부의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 방법을 나타내는 순서도이다.

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. 균일한 부호는 균일한 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)의 대기 상태를 나타내는 부분 단면도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 기판 접합 장치(100)의 기판 접합 상태를 나타내는 부분 단면도이고, 도 3은 도 1의 기판 접합 장치(100)의 제 1 플레이트(21)의 저면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)는, 크게 챔버(10)와, 제 1 플레이트(21)와, 제 2 플레이트(22)와, 가압 장치(30)와, 압력 센서(40)들과, 액츄에이터(50)들 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10)는 내부에 접합 공간이 형성되는 일종의 박스 형태의 구조체로서, 제 1 기판(1) 또는 제 2 기판(2)이 로딩 및 언로딩될 수 있도록 서로 체결되는 제 1 챔버(11) 및 제 2 챔버(12)로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 제 1 챔버(11)와 상기 제 2 챔버(12)는 서로 밀착되어 내부에 접합 공간이 형성될 수 있게 하고, 상기 제 1 플레이트(21)는 상기 제 1 챔버(11)에 설치될 수 있으며, 상기 제 2 플레이트(22)는 상기 제 2 챔버(12)에 설치될 수 있다.

이러한, 상기 제 1 챔버(11)는 상기 베이스 플레이트(B)에 고정되는 고정 챔버일 수 있고, 상기 제 2 챔버(12)는, 상기 제 1 챔버(11) 방향으로 전후진이 가능한 가동 챔버일 수 있다.

여기서, 상기 베이스 플레이트(B)는 상기 챔버(10)와, 상기 가압 장치(30) 및 후술될 각종 장치들이나 부수적인 추가 장치들이 설치될 수 있는 적절한 강도와 내구성을 갖는 구조체로서, 더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 전체적으로 상방에 상기 챔버(10)를 지지하는 크게 수직 부재나 수평 부재로 이루어지는 틀이나 박스 형태의 구조체일 수 있다.

그러나, 상기 챔버(10)는 반드시 2개의 챔버로 국한되지 않고, 하나의 챔버에 제 1 기판(1) 또는 제 2 기판(2)이 로딩 및 언로딩될 수 있도록 적어도 하나 이상의 게이트들이 설치될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 플레이트(21)는, 상기 접합 공간의 일측에 설치되고, 제 1 기판(1)이 안착될 수 있는 일종의 판형상의 구조체일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 제 1 플레이트(21)에는 도시하지 않았지만, 진공척이 설치되어 상기 제 1 기판(1)을 진공 흡착할 수 있다. 이외에도, 상기 진공척 대신 정전척이 이용될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 플레이트(22)는, 상기 접합 공간의 타측에 설치되고, 제 2 기판(2)이 안착될 수 있으며, 상기 제 1 플레이트(21)와 대응되는 형상인 일종의 판형상의 구조체일 수 있다.

예컨데, 상기 제 1 플레이트(21) 및 상기 제 2 플레이트(22)는 각각 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(2)을 진공 흡착할 수 있도록 진공 흡착 라인이 설치될 수 있다.

이외에도, 상기 제 1 플레이트(21) 및 상기 제 2 플레이트(22)는 각각 상기 제 1 기판(1) 및 상기 제 2 기판(22)을 안착시킬 수 있도록 각종 정전척이나, 리프트 핀이나, 홀더나, 로봇이나, 각종 고정 장치 등이 적용될 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, 상기 제 1 챔버(11) 및 상기 제 2 챔버(12) 사이에는 오링이나 가스켓 등 각종 실링 부재가 설치될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가압 장치(30)는, 상기 챔버(10)에 설치되고, 상기 제 2 기판(2)에 상기 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 플레이트(22)를 상기 제 1 플레이트(21) 방향으로 가압하는 장치일 수 있다.

예컨데, 상기 가압 장치(30)는 상기 제 2 플레이트(22)를 이송시킬 수 있는 매우 다양한 형태의 가압 액츄에이터(31)가 적용될 수 있다. 여기서, 이러한 상기 가압 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.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압력 센서(40)들은, 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 설치되고, 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 가해지는 가압력을 측정하는 복수개의 센서들일 수 있다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 압력 센서(40)들은, 상기 제 1 플레이트(21)의 하면에 설치되는 정삼각형상의 꼭지점에 해당하는 위치에 각각 설치되는 3점 측정 방식인 3개의 압력 센서(40)들일 수 있다. 여기서, 상기 압력 센서(40)들은 상기 제 2 플레이트(22)의 상면에 설치되는 것도 가능하다.

또한, 상기 압력 센서(40)들은 로드 셀(Load cell)일 수 있다. 이외에도, 상기 압력 센서(40)들은 각종 스프레인 게이지, 스프링 게이지, 압전소자, 압력소자 등 모든 다양한 형태의 압력 소자들이 적용될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(50)들은, 상기 챔버(10)에 설치되고, 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)의 위치를 교정하는 복수개의 기계 요소들일 수 있다.

도 4는 도 1의 기판 접합 장치(100)의 액츄에이터(50)들의 일례를 나타내는 단면도이다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 접합 장치(100)의 액츄에이터(50)들은, 베이스 플레이트(B)를 기준으로 승하강대(51)가 승하강될 수 있도록 승하강대(51)에 나사 관통되어 모터(M)에 의해 회전되는 나사봉(52)을 포함하는 것일 수 있다.

따라서, 예컨데, 상기 제어부(60)가 상기 모터(M)를 정회전시키면, 상기 나사봉(52)이 정회전되면서, 상기 승하강대(51)를 상승시키고, 이로 인하여 상기 액츄에이터(50)가 신장되면서 상기 액츄에이터(50)가 설치된 상기 제 1 플레이트(21)의 부분의 높이가 높아질 수 있다.

또한, 예컨데, 상기 제어부(60)가 상기 모터(M)를 역회전시키면, 상기 나사봉(52)이 역회전되면서, 상기 승하강대(51)를 하강시키고, 이로 인하여 상기 액츄에이터(50)가 수축되면서 상기 액츄에이터(50)가 설치된 상기 제 1 플레이트(21)의 부분의 높이가 낮아질 수 있다. 이러한 작동 원리는 나머지 2개의 액츄에이터(50)에도 균일하게 적용될 수 있다.

이러한, 상기 나사봉(52)은 정확한 작동과 마모 방지를 위하여 볼 스크류 방식의 나사봉이 적용될 수 있다. 이외에도 매우 다양한 형태의 나사봉이 적용될 수 있다.

그러나, 이러한 상기 액츄에이터(50)는, 상술된 상기 나사봉(52)에만 국한되지 않고, 각종 압력 소자, 압전 소자, 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, 상기 압력 센서(40)들은 상기 액츄에이터(50)들의 승하강 축선상에 각각 설치될 수 있다. 이는 실질적인 데이터를 얻을 수 있기 때문이나 이것에 반드시 국한되지 않고, 다양한 위치에 3점 측정 방식으로 다양한 형태로 설치될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 플레이트(21)와, 상기 액츄에이터(50)들 사이에는 각각 관절부(70)가 설치될 수 있다.

도 5는 도 1의 기판 접합 장치(100)의 관절부(70)의 일례를 나타내는 단면도이다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 관절부(70)는, 구형상의 관절돌기부(71) 및 이와 대응되는 관절홈부(72)로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 액츄에이터(50)들이 승하강되면서 상기 제 1 플레이트(21)가 다양한 방향으로 기울어지더라도 상기 관절부(70)가 이러한 움직임을 수용하여 기구적으로 보다 원활한 이동이 가능하다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는, 상기 압력 센서(40)들에서 측정된 압력 신호를 비교하여 상기 액츄에이터(50)들에 위치 제어 신호를 인가하는 일종의 회로나, 전자 부품이나, 마이크로 프로세서나, 프로그램 등의 형태로 구현될 수 있다.

더욱 구체적으로는, 상기 제어부(60)는, 상기 압력 센서(40)들에서 측정되는 압력 신호들이 서로 균일해지도록 상기 액츄에이터(50)들에 신장 및 수축 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.

따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 장치(100)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 챔버(11) 및 상기 제 2 챔버(12)를 열어서 상기 제 1 기판(1)을 상기 제 1 플레이트(21)에 진공으로 흡착시키고, 상기 제 2 기판(2)을 상기 제 2 플레이트(22)에 진공으로 흡착시킬 수 있다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 챔버(11)와 상기 제 2 챔버(12)를 서로 밀착시켜서 내부에 접합 환경을 조성하고, 상기 제 2 기판(2)에 상기 제 1 기판(1)이 접합될 수 있도록 상기 제 2 기판(2)이 안착된 상기 제 2 플레이트(22)를 상기 제 1 기판(1)이 안착된 상기 제 1 플레이트(21) 방향으로 가압할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 설치되는 복수개의 압력 센서(40)들을 이용하여 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 가해지는 가압력을 측정하고, 상기 압력 센서(40)들에서 측정된 압력 신호들을 비교할 수 있다.

이어서, 상기 압력 신호들이 서로 균일하지 않을 경우, 상기 압력 센서(40)들에 작용하는 압력들이 서로 균일해지도록 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터(50)들 중 적어도 하나의 액츄에이터(50)에 위치 제어 신호를 인가하고, 상기 압력 신호들이 서로 균일한 경우, 기판 접합 공정을 진행할 수 있다.

그러므로, 3점 측정 방식의 상기 압력 센서(40)들과 상기 제 1 플레이트(21)의 위치를 자동으로 교정할 수 있는 액츄에이터(50)들을 이용하여 실시간으로 기판에 균일한 압력이 작용되게 하고, 이를 통해 제품의 불량을 방지하며, 수작업으로 이루어지던 교정 작업을 자동화하여 작업 시간 및 비용을 크게 단축할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 접합 방법은, 제 2 기판(2)에 제 1 기판(1)이 접합될 수 있도록 상기 제 2 기판(2)이 안착된 상기 제 2 플레이트(22)를 상기 제 1 기판(1)이 안착된 상기 제 1 플레이트(21) 방향으로 가압하는 단계(S1)와, 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 설치되는 복수개의 압력 센서(40)들을 이용하여 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)에 가해지는 가압력을 측정하는 단계(S2)와, 상기 압력 센서(40)들에서 측정된 압력 신호들을 비교하는 단계(S3)와, 상기 압력 신호들이 서로 균일하지 않을 경우, 상기 압력 센서(40)들에 작용하는 압력들이 서로 균일해지도록 상기 제 1 플레이트(21) 또는 상기 제 2 플레이트(22)의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터(50)들 중 적어도 하나의 액츄에이터(50)에 위치 제어 신호를 인가하는 단계(S4) 및 상기 압력 신호들이 서로 균일한 경우, 기판 접합 공정을 진행하는 단계(S5)를 포함할 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: 챔버
11: 제 1 챔버
12: 제 2 챔버
21: 제 1 플레이트
22: 제 2 플레이트
30: 가압 장치
31: 가압 액츄에이터
40: 압력 센서
50: 액츄에이터
51: 승하강대
52: 나사봉
B: 베이스 플레이트
M: 모터
60: 제어부
70: 관절부
71: 관절돌기부
72: 관절홈부
100: 기판 접합 장치

Claims (6)

1. 내부에 접합 공간이 형성되는 챔버;
   상기 접합 공간의 일측에 설치되고, 제 1 기판이 안착될 수 있는 제 1 플레이트;
   상기 접합 공간의 타측에 설치되고, 제 2 기판이 안착될 수 있는 제 2 플레이트;
   상기 챔버에 설치되고, 상기 제 2 기판에 상기 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 플레이트를 상기 제 1 플레이트 방향으로 가압하는 가압 장치;
   상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 가해지는 가압력을 측정하는 복수개의 압력 센서들;
   상기 챔버에 설치되고, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터들; 및
   상기 압력 센서들에서 측정된 압력 신호를 비교하여 상기 액츄에이터들에 위치 제어 신호를 인가하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 압력 센서들은, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되는 정삼각형상의 꼭지점에 해당하는 위치에 각각 설치되는 3점 측정 방식인 3개의 압력 센서들을 포함하고,
   상기 압력 센서들은, 상기 액츄에이터들의 승하강 축선상에 각각 설치되는 것인, 기판 접합 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트와, 상기 액츄에이터들 사이에는 각각 관절부가 설치되는 것인, 기판 접합 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력 센서들에서 측정되는 압력 신호들이 서로 균일해지도록 상기 액추에이터들에 신장 및 수축 제어 신호를 인가하는 것인, 기판 접합 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 압력 센서들은 로드 셀(Load cell)이고,
   상기 액츄에이터는, 승하강대가 승하강될 수 있도록 승하강대에 나사 관통되어 모터에 의해 회전되는 나사봉을 포함하는 것인, 기판 접합 장치.
6. 제 2 기판에 제 1 기판이 접합될 수 있도록 상기 제 2 기판이 안착된 제 2 플레이트를 상기 제 1 기판이 안착된 제 1 플레이트 방향으로 가압하는 단계;
   상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되는 복수개의 압력 센서들을 이용하여 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 가해지는 가압력을 측정하는 단계;
   상기 압력 센서들에서 측정된 압력 신호들을 비교하는 단계;
   상기 압력 신호들이 서로 균일하지 않을 경우, 상기 압력 센서들에 작용하는 압력들이 서로 균일해지도록 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트의 위치를 교정하는 복수개의 액츄에이터들 중 적어도 하나의 액츄에이터에 위치 제어 신호를 인가하는 단계; 및
   상기 압력 신호들이 서로 균일한 경우, 기판 접합 공정을 진행하는 단계;
   를 포함하고
   상기 압력 센서들은, 상기 제 1 플레이트 또는 상기 제 2 플레이트에 설치되는 정삼각형상의 꼭지점에 해당하는 위치에 각각 설치되는 3점 측정 방식인 3개의 압력 센서들을 포함하고,
   상기 압력 센서들은 상기 액츄에이터들의 승하강 축선상에 각각 설치되는 것인, 기판 접합 방법.

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