KR102226154B1 - 기판 접합 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 서로 접합되는 대향면들 사이에 잔류 기포를 제거 및 최소화 하여 두 기판들을 진공 상태에서 서로 접합하는 기판 접합 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치는, 진공펌프에 연결되어 설정압의 진공을 형성하는 진공챔버, 상기 진공챔버 내에서 제1기판을 지지 및 위치를 설정하는 스테이지, 상기 스테이지 상의 외곽에 구비되어 제2기판을 지지한 후 상기 제2기판을 지지 해제하는 작동을 반복하는 로딩부, 및 상기 스테이지 상에서 하강 작동으로 상기 로딩부의 일부를 외곽으로 밀어서 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 로딩한 후, 더 하강 작동으로 가압하여 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 접합하는 가압 플레이트를 포함한다.

Description

기판 접합 장치 {SUBSTRATES BONDING APPARATUS}
본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 접합되는 대향면들 사이에 잔류 기포를 제거 및 최소화 하여 두 기판들을 서로 접합하는 기판 접합 장치에 관한 것이다.
알려진 바에 따르면, 마이크로 엘이디(Micro LED)의 상하 기판(Red Led 제작 공정 중의 상부 기판(사파이어 기판)과 하부 기판(Red 에피구조체, GaAs, Si, SiO2)) 접합 시, 에폭시(epoxy), 폴리머(polymer), 접착층(adhesive layer), 고분자 화합물질, 열경화성 수지, 자외선경화성 수지 및 기타 수지(resin)류와 같은 물질을 기판에 도포된 후, 상, 하부기판 간 접합이 이루어진다.
에폭시(epoxy), 폴리머(polymer), 접착층(adhesive layer) 및 기타 수지(resin)류의 물질 특성상, 상, 하부기판 사이에 기포가 존재하게 된다. 상, 하부기판 사이에 기포가 존재하게 되면, 제품 불량으로 이어진다.
기판 접합 장치는 기판들을 서로 접합(또는 합착)하는데 사용된다. 기판들의 접합시, 기판 접합 장치는 서로 접합되는 기판의 대향면들 사이 잔류하는 기포를 최소화 할 필요성을 가진다. 일례로써, 대한민국 등록특허 제1337549호(2013. 11. 29. 등록)에 합착장치가 개시되어는 있다.
합착장치는 상부기판과 하부기판이 반입되며 상부기판과 하부기판이 합착되는 공간을 형성하는 챔버, 챔버 내의 상, 하측에 상호 대향하도록 각각 배치되어 상, 하부기판을 지지하며 적어도 어느 하나가 상, 하부기판이 합착되는 합착위치로 이동되는 상부 정반 및 하부 정반, 상, 하부 정반 중 어느 하나에 배치되고 상, 하부기판 중 인접한 어느 하나에 가압력을 제공하는 가압유닛을 구비한다.
본 발명의 목적은 서로 접합되는 대향면들 사이에 잔류 기포를 제거 및 최소화 하여 두 기판들을 진공 상태에서 서로 접합하는 기판 접합 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 접착제 접합(adhesive bonding) 및 에폭시 접합(epoxy bonding)에 적용되는 기판 접합 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치는, 진공펌프에 연결되어 설정압의 진공을 형성하는 진공챔버, 상기 진공챔버 내에서 제1기판을 지지 및 위치를 설정하는 스테이지, 상기 스테이지 상의 외곽에 구비되어 제2기판을 지지한 후 상기 제2기판을 지지 해제하는 작동을 반복하는 로딩부, 및 상기 스테이지 상에서 하강 작동으로 상기 로딩부의 일부를 외곽으로 밀어서 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 로딩한 후, 더 하강 작동으로 가압하여 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 접합하는 가압 플레이트를 포함한다.
상기 스테이지는 상기 제1기판의 외곽 측면을 지지하여 위치를 설정하며, 로딩되는 상기 제2기판의 외곽 측면을 안내하는 가이드 핀들을 포함할 수 있다.
상기 스테이지는 상기 가압 플레이트의 하강 가압 시, 충격을 탄성적으로 흡수 지지하도록 상기 가압 플레이트의 외곽 하면에 대응하는 탄성 스토퍼들을 구비할 수 있다.
상기 가압 플레이트는 하강 가압 시, 상기 가이드 핀들과의 간섭을 방지하도록 상기 가이드 핀들에 대응하는 홈들을 구비할 수 있다.
상기 로딩부는 상기 가압 플레이트에 구비되는 가압볼, 및 상기 스테이지의 설치홈에 구비되고 상기 가압볼의 하강력에 대응하여 상기 제2기판의 중심으로부터 멀어지는 작용력을 받아 이동되어서 지지되는 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 내려 놓는 로딩부재를 포함할 수 있다.
상기 로딩부재는 상기 가압볼이 하강하면 직선 작동되는 제1경사면, 및 상기 제1경사면에서 상기 제2기판의 중심 측에 구비되어 상기 제2기판의 외곽 하면을 지지한 후 이동되어 지지 해제하는 지지단을 포함할 수 있다.
상기 가압 플레이트는 상기 제1경사면과 평행한 제2경사면을 가지고 상기 제1경사면을 향하는 경사블록을 구비하고, 상기 경사블록은 상기 가압볼을 상기 제1경사면에 수직 방향으로 가압하도록 상기 가압볼을 장착하는 볼홀더를 구비할 수 있다.
상기 로딩부는 상기 설치홈 내에서 상기 로딩부재가 이동하는 측면 양측에 구비되는 1쌍의 측면 가이드 블록, 상기 설치홈 내의 상기 1쌍의 측면 가이드 블록 사이에서 상기 로딩부재의 하면에 구비되는 하면 블록, 및 상기 로딩부재의 상면에 구비되어 상기 1쌍의 측면 가이드 블록에 설치되는 상면 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 로딩부재는 상기 상면 플레이트에 z축 방향으로 구속되도록 상부에 형성되어 이동되는 슬라이딩 면, 및 상기 슬라이딩 면에 연결되는 상기 제1경사면과의 높이 차이로 형성되어 상기 상면 플레이트에 의하여 이동 제한되는 돌기를 구비할 수 있다.
상기 로딩부는 상기 상면 플레이트와 일체로 형성되어 상기 1쌍의 측면 가이드 블록에 각각 설치되는 1쌍의 상부 블록, 상기 로딩부재의 외측단에 고정되는 바 부재, 및 상기 바 부재의 양단을 상기 1쌍의 상부 블록 각각에 탄성적으로 연결하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 로딩부재는 상기 지지단의 돌출 위치를 한정하는 위치 설정홈을 하면에 구비하고, 상기 하면 블록은 상기 위치 설정홈에 결합 또는 분리되도록 탄성부재로 지지되는 지지볼을 구비할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예의 기판 접합 장치는 진공챔버 내에 설치되는 스테이지 상에 제1기판이 위치하고, 로딩부에 지지되는 제2기판을 제1기판 상에 근접시켜 서로의 사이에 진공을 설정하여, 제1기판 상에 로딩한 후, 가압 플레이트로 제2기판을 제1기판에 가압하여 접합한다. 따라서 제1, 제2기판이 접합되는 대향면들 사이에 잔류하는 기포가 최소화 또는 허용 범위 이내로 제거될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에서 가압 플레이트를 제거한(경사블록은 포함) 스테이지의 평면도이다.
도 3은 스테이지에 구비되어 투입되는 제2기판을 지지한 후, 가압 플레이트의 작동에 따라 제2기판을 제1기판 상에 로딩하는 로딩부의 평면도이다.
도 4는 도 3 로딩부의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 로딩부에서 가압 플레이트를 제거한 상태의 평면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따른 단면도이다.
도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이다.
도 8은 도 1의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라서 제2기판을 로딩부에 지지한 상태의 단면도이다.
도 9는 도 1의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라서 로딩부에 지지된 제2기판을 제1기판에 로딩 후 가압하는 상태의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에서 가압 플레이트를 제거한(경사블록은 포함) 스테이지의 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 기판 접합 장치는 진공펌프(P)에 연결되는 진공챔버(10), 스테이지(20), 로딩부(30) 및 가압 플레이트(40)를 포함한다.
진공챔버(10)는 연결된 진공펌프(P)의 구동을 통하여 설정압의 진공을 형성하여, 제1기판(S1)과 제2기판(S2)의 진공 접합 공간을 제공한다. 서로 접합되는 제1, 제2기판(S1, S2)의 대향면들 사이에 허용되는 잔류 기포의 범위에 따라 진공펌프(P)가 선택된다.
선택된 진공펌프(P)의 성능에 따라 진공챔버(10) 내에 요구되는 진공압이 설정될 수 있다. 즉 진공펌프(P) 및 진공챔버(10)는 접합되는 제1, 제2기판(S1, S2)의 대향면들 사이에 기포의 잔류를 최소화 또는 기포가 허용 범위 이내로 잔류하게 한다.
예를 들면, 제1, 제2기판(S1, S2)은 마이크로 엘이디(Micro LED)의 한 상하 기판(Red Led 제작 공정 중의 상부 기판(사파이어 기판)과 하부 기판(Red 에피구조체, GaAs, Si, SiO2)), 다른 상하기판(Green Led 제작 공정 중의 상부 기판(사파이어 기판)과 하부 기판(Green 에피구조체, GaAs, Si, SiO2)) 및 또 다른 상하기판(Blue Led 제작 공정 중의 상부 기판(사파이어 기판)과 하부 기판(Blue 에피구조체, GaAs, Si, SiO2))일 수 있다.
일례로써, 2개의 Red 기판의 접합 시, 에폭시(epoxy), 폴리머(polymer), 접착층(adhesive layer) 및 기타 수지(resin)류와 같은 물질을 Red 기판에 도포된 후, 두 Red 기판 간의 접합이 이루어진다.
기판 접합 장치는 두 Red 기판 사이에 기포가 존재하게 되므로 두 Red 기판을 서로 이격한 상태로 진공챔버(10)에서 기포를 제거한 후, 진공 상태에서 서로 접합한다. 즉 기판 접합 장치는 접착제 접합(adhesive bonding) 및 에폭시 접합(epoxy bonding)에 적용될 수 있다.
스테이지(20)는 진공챔버(10) 내에서 공정 중의 제1기판(S1)을 지지하고, 제1기판(S1)의 위치를 설정한다. 즉 제1기판(S1)은 스테이지(20)의 상면에 설정된 위치에 지지된다.
스테이지는 하측에 하부 히팅 플레이트(미도시)로 지지되고, 하부 히팅 플레이트는 모터, 실린더 및 액츄에이터로 승강 구동될 수 있다. 하부 히팅 플레이트는 스테이지보다 더 넓게 형성되어 스테이지 전체를 커버한다. 진공압으로 기포를 제거하고 제1, 제2기판을 서로 접하게 한 후, 하부 히팅 플레이트의 작동으로 제1기판을 히팅하면서 액츄에이터의 작동으로 제1, 제2기판이 접합될 수 있다
로딩부(30)는 스테이지(20) 상의 외곽에 구비되어, 진공챔버(10) 내로 투입되는 제2기판(S2)을 일시적으로 지지한 후, 제2기판(S2)을 지지 해제하여 로딩하는 작동을 반복하도록 구성된다.
로딩부(30)는 복수로 구비되어 스테이지(20)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 일례로써, 로딩부(30)는 3개로 구비되어 스테이지(20)에 120도 간격으로 배치되어, 투입되는 제2기판(S2)을 등간격으로 지지할 수 있다.
즉 로딩부(30)는 투입되는 제2기판(S2)을 일시적으로 지지하고, 지지된 제2기판(S2)을 지지 해제하여 제2기판(S2)을 제1기판(S1) 상에 최종적으로 로딩할 수 있도록 구성된다.
3개의 로딩부(30)는 동시에 제2기판(S2)을 지지 및 지지 해제하여, 제2기판(S2)을 제1기판(S1)에 평행한 상태로 로딩한다. 따라서 제2기판(S2)은 제1기판(S1) 상면에 놓이게 된다. 로딩부(30)가 제2기판(S2)을 일시적으로 지지할 때, 진공압에 의하여 제1, 제2기판(S1, S2) 사이의 기포가 제거된다.
가압 플레이트(40)는 스테이지(20) 상방에서 설정된 진공압에 의하여 하강하여 3개의 로딩부(30)를 동시에 스테이지(20)의 외곽으로 밀어내므로 제2기판(S2)을 3개의 로딩부(30)로부터 지지 해제하여 제2기판(S2)을 제1기판(S1) 상에 로딩한 후, 더 하강하여 제2기판(S2)을 가압하므로 제2기판(S2)을 제1기판(S1) 상에 접합한다.
일례로써, 가압 플레이트는 상측에 상부 히팅 플레이트(미도시)로 지지되고, 상부 히팅 플레이트는 모터, 실린더 및 액츄에이터로 구동될 수 있다. 상부 히팅 플레이트는 가압 플레이트보다 더 넓게 형성되어 가압 플레이트 전체를 커버한다. 진공압으로 기포를 제거하고 제1, 제2기판을 접하게 한 후, 상부 히팅 플레이트의 작동으로 제2기판을 히팅하면서 액츄에이터의 작동으로 제1, 제2기판이 접합될 수 있다.
가압 플레이트(40)는 그 상부에 구비되는 상부 히팅 플레이트에 의하여 평행한 상태로 하강하면서 제2기판(S2)을 하강하여 제1기판(S1)에 가압하므로 제2, 제1기판(S2, S1)을 히팅하면서 서로 접합하게 된다. 이때, 하부 히팅 플레이트는 스테이지(20)를 통하여 평행한 상태로 제1기판(S1)을 지지 및 상승시킨다. 하, 상부 히팅 플레이트 및 액츄에이터는 같이 작동된다.
제2, 제1기판(S2, S1)의 접합시, 진공펌프(P)의 구동으로 진공챔버(10)에 요구의 진공압을 설정한 상태로 로딩부(30)에 의하여 제2, 제1기판(S2, S1)의 간격이 근접하게 되므로 제2, 제1기판(S2, S1)의 대향면들 사이에 기포를 형성할 수 있는 기체가 최소화 될 수 있다.
이 상태에서 상부 히팅 플레이트 및 가압 플레이트(40)의 히팅하면서 하강 및 하부 히팅 플레이트 및 스테이지(20)의 히팅하면서 상승에 의하여, 제2, 제1기판(S2, S1)은 히팅 및 가압되어 서로 접합된다. 따라서 제2, 제1기판(S2, S1)의 대향면들 사이에 잔류하는 기체가 최소화 될 수 있다.
일 실시예는 기 설명된 바와 같이 접합된 대향면들 사이에 기포 제거가 필요한 제1, 제2기판(S1, S2)의 접합, 폴리머 코팅된 제1, 제2기판의 접합, 및 접합된 대향면들 내에 진공 유지가 필요한 제1, 제2기판의 접합에 적용될 수 있다.
스테이지(20)는 제1기판(S1)의 외곽 측면을 지지하여 스테이지(20) 상에서 제1기판(S1)의 공정 위치를 설정하는 가이드 핀들(21)을 구비한다. 일례를 들면, 가이드 핀들(21)은 스테이지(20) 상에 4개로 구비되어 스테이지(20)의 직경 방향 양측에 각각 2개씩 배치된다.
일측 2개의 가이드 핀들(211)은 제1거리(L1)로 서로 근접하게 배치되고, 다른 측 2개의 가이드 핀들(212)은 제1거리(L1)보다 먼 제2거리(L2)로 서로 멀리 이격 배치된다.
또한 일례로써, 제1, 제2기판(S1, S2)은 원형의 웨이퍼로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1, 제2거리(L1, L2)는 웨이퍼의 원주를 따라 설정된다. 제1기판(S1)은 2개씩 양측의 가이드 핀들(21; 211, 212)에 의하여 외곽 측면으로 지지되어, 스테이지(20) 상에서 설정된 공정 위치에 안정적으로 지지된다.
또한, 가이드 핀들(21; 211, 212)은 로딩부(30) 및 가압 플레이트(40)를 통하여 로딩되는 제2기판(S2)의 외곽 측면을 안내한다. 즉 가이드 핀들(21; 211, 212)은 스테이지(20)에 배치되는 제1기판(S1)의 위치를 설정하고, 이어서 제2기판(S2)의 로딩을 안내한다. 따라서 제2, 제1기판(S2, S1)의 대향면들이 서로 정확하게 포개어져 접합될 수 있다.
스테이지(20)는 가압 플레이트(40)의 외곽 하면에 대응하는 탄성 스토퍼들(22)을 구비한다(도 8, 도 9 참조). 탄성 스토퍼들(22)은 가압 플레이트(40)의 하강 가압 시, 가압 플레이트(40)의 하강 충격을 탄성적으로 흡수하면서 지지하도록 구성된다.
일례로써, 탄성 스토퍼들(22)은 3개로 구비되고 가이드 핀들(21; 211, 212)과 간섭되지 않도록 이격되어 스테이지(20)에 120도 간격으로 배치되어, 하강하는 가압 플레이트(40)를 120도 간격으로 탄성 지지한다.
따라서 가압 플레이트(40)가 제2기판(S2)을 가압하여 제1기판(S1)에 대향면으로 접합할 때, 탄성 스토퍼들(22)은 과도한 힘 및 충격력이 제2, 제1기판(S2, S1)에 작용하는 것을 방지한다.
탄성 스토퍼들(22)은 가이드 핀들(21; 211, 212)의 내접하는 제1, 제2기판(S1, S2)의 직경보다 더 외측에 구비되어 가압 플레이트(40)의 외곽을 부분적을 지지한다. 즉 가압 플레이트(40)의 외곽선이 탄성 스토퍼들(22)의 상면에 걸쳐진다.
따라서 탄성 스토퍼들(22)은 가압 플레이트(40)를 탄성적으로 지지하면서 제1, 제2기판(S1, S2)의 로딩 및 상호 접합을 방해하지 않게 된다.
그리고 가압 플레이트(40)는 가이드 핀들(21; 211, 212)에 대응하는 홈들(42)을 구비한다. 가압 플레이트(40)가 하강하여 제2기판(S2)을 가압할 때, 홈들(42)은 가이드 핀들(21; 211, 212)에 의하여 안내되므로 간섭을 방지한다.
또한, 홈들(42)은 가압 플레이트(40) 하강 시, 가이드 핀들(21; 211, 212)에 의하여 하강 안내 받으면서 가압 플레이트(40)가 수평 상태의 안정된 하강을 가능하게 한다.
도 3은 스테이지에 구비되어 투입되는 제2기판을 지지한 후, 가압 플레이트의 작동에 따라 제2기판을 제1기판 상에 로딩하는 로딩부의 평면도이고, 도 4는 도 3 로딩부의 분해 사시도이며, 도 5는 도 3의 로딩부에서 가압 플레이트를 제거한 상태의 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 로딩부(30)는 가압 플레이트(40) 측에 구비되는 가압볼(31)과 스테이지(20) 측에 구비되어 가압볼(31)과 상호 작용하는 로딩부재(32)를 포함한다. 로딩부(30)의 설치를 위하여, 스테이지(20)는 설치홈(23)을 구비한다.
로딩부재(32)는 가압 플레이트(40) 및 가압볼(31)의 하강력에 대응하여 제2기판(S2)의 중심으로부터 멀어지는 작용력을 받아 이동되어서 지지되어 있는 제2기판(S2)을 제1기판(S1) 상에 내려 놓도록 구성된다.
일례로써, 로딩부재(32)는 제1경사면(321)과 지지단(322)을 포함한다. 제1경사면(321)은 가압볼(31)이 하강하면 로딩부재(32)가 직선 이동하게 한다. 지지단(322)은 제1경사면(321)에서 제2기판(S2)의 중심 측에 구비되어 제2기판(S2)의 외곽 하면을 지지한 후 직선 이동되어 제2기판(S2)의 지지를 해제한다.
가압볼(31)은 가압 플레이트(40)의 하강 작동에 의하여 제1경사면(321)을 향하여 하강한다. 일례로써, 가압 플레이트(40)는 외곽 측면에 체결부재(432)로 장착되는 경사블록(43)을 구비하고, 경사블록(43)은 볼홀더(44)를 구비한다. 가압볼(31)은 볼홀더(44)에 장착된다. 즉 볼홀더(44) 및 가압볼(31)의 중심 연장선은 제1경사면(321)에 설정된 각도로 교차한다.
경사블록(43)은 제1경사면(321)과 평행한 제2경사면(431)을 가지고 제1경사면(321)을 향한다. 제1, 제2경사면(321, 431)은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 일례로써, 볼홀더(44)는 가압볼(31)을 장착하고 있으며, 제1경사면(321)에 수직 방향으로 교차하여 가압한다.
따라서 가압 플레이트(40)의 하강 작동으로 인하여, 가압볼(31)이 로딩부재(32)의 제1경사면(321)에 수직 방향으로 교차하여 하강 작용력을 가하게 되면, 제1경사면(321)의 경사 각도에 따른 힘의 벡터 분력에 의하여, 로딩부재(32)는 제2기판(S2) 및 스테이지(20)의 중심에서 멀어지는 방향(일례로써, 직경 방향)으로 이동하게 된다.
로딩부재(32)의 이러한 이동(예, 직경 방향으로 후퇴 이동)으로 인하여, 제2기판(S2)은 로딩부재(32)의 지지단(322)으로부터 지지 해제되어, 제1기판(S1) 상에 로딩될 수 있다. 지지단(322)은 제1기판(S1)과 최소의 높이로 이격되며, 높이를 최소화 하기 위하여 로딩부재(32)의 다른 부분에 비하여 더욱 얇게 형성된다.
또한, 로딩부(30)는 1쌍의 측면 가이드 블록(33; 331, 332), 하면 블록(34) 및 상면 플레이트(35)를 더 포함한다. 1쌍의 측면 가이드 블록(33; 331, 332)은 설치홈(23) 내에서 로딩부재(32)가 이동(예, 직경 방향으로 이동)하는 측면 양측(예, 원주 방향 양측)에 구비되어 고정부재(333, 334)로 장착되며, 로딩부재(32)의 직경 방향 이동시, 로딩부재(32)의 양측면을 지지 및 안내한다.
하면 블록(34)은 설치홈(23) 내의 1쌍의 측면 가이드 블록(33; 331, 332) 사이에서 로딩부재(32)의 하면에 구비되어, 로딩부재(32)의 직경 방향 이동시, 로딩부재(32)의 하면을 지지 및 안내한다.
상면 플레이트(35)는 로딩부재(32)의 상면에 구비되어 1쌍의 측면 가이드 블록(33; 331, 332) 측에 고정 설치되어, 로딩부재(32)의 직경 방향 이동 시 로딩부재(32)의 상면을 지지 및 안내한다.
가압볼(31)이 로딩부재(32)의 제1경사면(321)을 가압할 때, 이와 같은 측면 가이드 블록(33; 331, 332), 하면 블록(34) 및 상면 플레이트(35)가 로딩부재(32)의 측면, 하면, 및 상면을 각각 지지 및 안내하므로 로딩부재(32)의 직경 방향 이동이 가능하게 된다.
또한 로딩부재(32)는 슬라이딩 면(323)과 돌기(324)를 구비한다. 슬라이딩 면(323)은 상면 플레이트(35)에 의하여 z축 방향으로 구속되도록 로딩부재(32)의 상부에 형성되어, 로딩부재(32) 이동시, 상면 플레이트(35)를 슬라이딩 접촉으로 지지한다.
돌기(324)는 슬라이딩 면(323)에 연결되는 제1경사면(321)과의 높이 차이로 형성되어, 상면 플레이트(35)에 의하여 로딩부재(32)의 이동이 제한된다. 로딩부재(32)가 제2, 제1기판(S2, S1) 및 스테이지(20) 상에서 직경 방향으로 이동될 때, 돌기(324)는 상면 플레이트(35)에 걸리면서 로딩부재(32)의 이동을 한정한다.
한편, 로딩부(30)는 1쌍의 상부 블록(36; 361, 362), 바 부재(37) 및 탄성부재(38; 381, 382)를 포함한다. 1쌍의 상부 블록(36; 361, 362)은 상면 플레이트(35)와 일체로 그 양단에 형성되어, 1쌍의 측면 가이드 블록(33; 331, 332)에 각각 체결부재(363, 364)로 설치된다.
바 부재(37)는 로딩부재(32)의 외측단에 고정되어, 로딩부재(32)의 작동 방향에 교차하는 방향으로 길이를 가지며, 로딩부재(32)와 일체로 직경 방향으로 작동된다. 탄성부재(38; 381, 382)는 바 부재(37)의 양단을 1쌍의 상부 블록(36; 361, 362) 각각에 탄성적으로 연결한다.
즉 1쌍의 상부 블록(36; 361, 362)은 로딩부재(32)의 측방에서 바 부재(37)를 향하는 관통구(371, 372)를 형성한다. 연결부재(39; 391, 392)가 관통구(371, 372)에 탄성부재(38; 381, 382)를 개재하여 1쌍의 상부 블록(36; 361, 362)에 나사 체결로 장착되어, 바 부재(37)에 연결된다.
탄성부재(38; 381, 382)는 연결부재(39; 391, 392)가 체결되는 상부 블록(36; 361, 362)과 바 부재(37)를 탄성적으로 연결한다. 따라서 로딩부재(32)가 직경 방향의 외측으로 이동될 때, 바 부재(37)는 탄성부재(38; 381, 382)에 인장력을 가하면서 이동되고, 상면 플레이트(35)는 돌기(324)에 의하여 로딩부재(32)의 이동의 한계를 설정한다.
바 부재(37)는 탄성부재(38; 381, 382)를 인장시키면서 로딩부재(32)를 상면 플레이트(35)와 일체를 이루는 상부 블록(36; 361, 362)에 지지되므로 로딩부재(32)가 직경 방향으로 과격하게 밀리거나 지나치게 이동되는 것을 방지한다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따른 단면도이고, 도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이며, 도 8은 도 1의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라서 상부 기판을 로딩부에 지지한 상태의 단면도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 로딩부재(32)는 지지단(322)의 돌출 위치를 한정하는 위치 설정홈(71)을 하면에 구비한다. 하면 블록(34)은 위치 설정홈(71)에 결합 또는 분리되도록 탄성부재(72)로 지지되는 지지볼(73)을 구비한다.
로딩부재(32)가 제2기판(S2)을 지지하여 직경 방향으로 이동되기 전, 로딩부재(32) 하면의 설정홈(71)은 하면 블록(34)에 탄성적으로 구비되는 지지볼(73)에 결합되어, 탄성적으로 지지되어 있다.
도 9는 도 1의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라서 로딩부에 지지된 제2기판을 제1기판에 로딩 후 가압하는 상태의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 가압볼(31)에 의하여 로딩부재(32)가 직경 방향 외측으로 이동되면, 로딩부재(32) 하면의 설정홈(71)은 지지볼(73)의 지지를 극복하여 직경 방향으로 이동되어, 제2기판(S2)이 제1기판(S1) 상에 놓이면서 설정홈(71)을 경유한 로딩부재(32)의 하면이 지지볼(73)을 탄성적으로 누르게 된다.
그리고 가압 플레이트(40)는 그 외곽 하면으로 대응하는 탄성 스토퍼들(22)을 가압한다. 탄성 스토퍼들(22)은 가압 플레이트(40)가 하강하여 제2기판(S2)을 가압할 때, 가압 플레이트(40)의 하강 충격을 탄성적으로 흡수하면서 지지한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 진공챔버 20: 스테이지
21; 211, 212: 가이드 핀 22: 탄성 스토퍼
23: 설치홈 30: 로딩부
31: 가압볼 32: 로딩부재
33; 331, 332: 측면 가이드 블록 34: 하면 블록
35: 상면 플레이트 36; 361, 362: 상부 블록
37: 바 부재 38; 381, 382: 탄성부재
39: 연결부재 391, 392: 연결부재
40: 가압 플레이트 42: 홈
43: 경사블록 44: 볼홀더
71: 설정홈 72: 탄성부재
73: 지지볼 321, 431: 제1, 제2경사면
322: 지지단 323: 슬라이딩 면
324: 돌기 333, 334: 고정부재
363, 364: 체결부재 371, 372: 관통구
432: 체결부재 L1: 제1거리
L2: 제2거리 P: 진공펌프
S1: 제1기판 S2: 제2기판

Claims (11)

  1. 진공펌프에 연결되어 설정압의 진공을 형성하는 진공챔버;
    상기 진공챔버 내에서 제1기판을 지지 및 위치를 설정하는 스테이지;
    상기 스테이지 상의 외곽에 구비되어 제2기판을 지지한 후 상기 제2기판을 지지 해제하는 작동을 반복하는 로딩부; 및
    상기 스테이지 상에서 하강 작동으로 상기 로딩부의 일부를 외곽으로 밀어서 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 로딩한 후, 더 하강 작동으로 가압하여 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 접합하는 가압 플레이트
    를 포함하며,
    상기 가압 플레이트는
    상기 로딩부에 구비되는 로딩부재의 제1경사면과 평행한 제2경사면을 가지고 상기 제1경사면을 향하는 경사블록을 구비하고,
    상기 경사블록은
    상기 가압 플레이트에 구비되는 가압볼을 상기 제1경사면에 수직 방향으로 가압하도록 상기 가압볼을 장착하는 볼홀더를 구비하는,
    기판 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는
    상기 제1기판의 외곽 측면을 지지하여 위치를 설정하며, 로딩되는 상기 제2기판의 외곽 측면을 안내하는 가이드 핀들
    을 포함하는 기판 접합 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스테이지는
    상기 가압 플레이트의 하강 가압 시, 충격을 탄성적으로 흡수 지지하도록 상기 가압 플레이트의 외곽 하면에 대응하는 탄성 스토퍼들
    을 구비하는 기판 접합 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가압 플레이트는
    하강 가압 시, 상기 가이드 핀들과의 간섭을 방지하도록 상기 가이드 핀들에 대응하는 홈들을 구비하는 기판 접합 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로딩부재는
    상기 스테이지의 설치홈에 구비되고 상기 가압볼의 하강력에 대응하여 상기 제2기판의 중심으로부터 멀어지는 작용력을 받아 이동되어서 지지되는 상기 제2기판을 상기 제1기판 상에 내려 놓는, 기판 접합 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압볼이 하강하면 상기 제1경사면이 직선 작동되고,
    상기 로딩부재는
    상기 제1경사면에서 상기 제2기판의 중심 측에 구비되어 상기 제2기판의 외곽 하면을 지지한 후 이동되어 지지 해제하는 지지단
    을 더 포함하는 기판 접합 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 로딩부는
    상기 설치홈 내에서 상기 로딩부재가 이동하는 측면 양측에 구비되는 1쌍의 측면 가이드 블록,
    상기 설치홈 내의 상기 1쌍의 측면 가이드 블록 사이에서 상기 로딩부재의 하면에 구비되는 하면 블록, 및
    상기 로딩부재의 상면에 구비되어 상기 1쌍의 측면 가이드 블록에 설치되는 상면 플레이트
    를 더 포함하는 기판 접합 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로딩부재는
    상기 상면 플레이트에 z축 방향으로 구속되도록 상부에 형성되어 이동되는 슬라이딩 면, 및
    상기 슬라이딩 면에 연결되는 상기 제1경사면과의 높이 차이로 형성되어 상기 상면 플레이트에 의하여 이동 제한되는 돌기
    를 구비하는 기판 접합 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 로딩부는
    상기 상면 플레이트와 일체로 형성되어 상기 1쌍의 측면 가이드 블록에 각각 설치되는 1쌍의 상부 블록,
    상기 로딩부재의 외측단에 고정되는 바 부재, 및
    상기 바 부재의 양단을 상기 1쌍의 상부 블록 각각에 탄성적으로 연결하는 탄성부재
    를 더 포함하는 기판 접합 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 로딩부재는
    상기 지지단의 돌출 위치를 한정하는 위치 설정홈을 하면에 구비하고,
    상기 하면 블록은
    상기 위치 설정홈에 결합 또는 분리되도록 탄성부재로 지지되는 지지볼을 구비하는 기판 접합 장치.
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