KR20040048837A

KR20040048837A - 정전 흡착 방법, 정전 흡착 장치 및 접합 장치

Info

Publication number: KR20040048837A
Application number: KR1020030086758A
Authority: KR
Inventors: 이와미무네노리; 구리야마노보루; 다케이시고지; 하야후지이쿠오; 마스다히로카즈
Original assignee: 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2004-06-10
Also published as: US20040223284A1; TWI227862B; TW200416635A; KR20060027853A; JP2004235605A; JP4323232B2; KR100918634B1; KR100694691B1

Abstract

유전체로 이루어지는 테이블에 설치된 전극에 직류 전압을 인가하고, 상기 직류 전압 인가에 의하여 발생하는 정전기력으로 상기 테이블의 지지면에 기판을 흡착 지지하는 정전 흡착 방법에 있어서, 전극에 소정 극성의 전압을 인가하여 지지면에 전극에 인가된 극성과 다른 극성의 전하를 대전시키는 제1 공정, 상기 지지면에 기판을 접촉시켜 지지하여 지지면에 대전된 전하의 소실을 저지하는 제2 공정, 및 상기 지지면에 기판을 접촉시킨 상태에서 전극에 제1 공정에서 인가한 극성과 다른 극성의 전압을 인가하여 테이블의 지지면에 제1 공정에서 지지면에 대전시킨 전하와 동일 극성의 전하를 발생시키고, 상기 전하와 제1 공정에서 지지면에 대전시킨 전하로 기판을 흡착 지지하는 제3 공정을 구비한다.

Description

정전 흡착 방법, 정전 흡착 장치 및 접합 장치 {ELECTROSTATIC ATTRACTING METHOD, ELECTROSTATIC ATTRACTING APPARATUS, AND BONDING APPARATUS}

본 발명은 기판을 테이블에 정전기력에 의해서 흡착 지지하는 정전 흡착 방법, 정전 흡착 장치 및 이 정전 흡착 장치를 이용하여 2매의 기판을 부착하는 접합 장치에 관한 것이다.

액정 모니터 패널로 대표되는 평면 디스플레이 패널 등의 제조 공정에서는,2매의 기판을 소정의 간격으로 대향시키고, 이들 기판 사이에 유체로서의 액정을 넣고 밀봉하여 밀봉제로 접합하여, 접합 작업이 행해진다.

상기 접합 작업은 2매의 기판의 어느 한쪽 기판에 상기 밀봉제를 프레임 형상으로 도포하고, 그 기판 또는 다른 쪽 기판의 상기 밀봉제의 프레임 내에 대응하는 부분에 소정량의 상기 액정을 적하 공급한다.

다음에, 상기 2매의 기판을 상부 지지 테이블과 하부 지지 테이블로 지지하고, 상하 방향으로 소정의 간격으로 이격시켜 대향시키고, 그 상태에서 이들 기판의 수평 방향인 X, Y 및 θ 방향의 위치 결정을 행하고, 이어서 한 쪽 기판을 하방으로 구동하여 이들 기판을 접합한다.

기판의 접합은 챔버 내에서, 이 내부공간을 감압하여 행해진다. 내부공간 감압에 의하여, 접합 후에 챔버 내에 기체를 도입하여 압력을 상승시키면, 접합된 한 쌍의 기판 사이의 압력과, 챔버 내의 압력의 차압에 의해서 접합된 한 쌍의 기판을, 접합 하중보다도 충분히 큰 하중으로 가압할 수 있다.

챔버 내에서 2매의 기판을 접합하는 경우, 기판을 상기 한 쌍의 테이블에 진공 흡착하면, 챔버 내부가 감압되므로 기판의 지지력이 상실되어 버린다. 이로 인해, 상부 지지 테이블에 지지된 기판이 낙하하거나, 2매의 기판을 접촉시켜 위치 맞춤할 때, 기판이 테이블상에서 어긋나 움직여 버릴 수 있다.

따라서, 한 쌍의 지지 테이블중, 적어도 상부 지지 테이블에는 전극을 설치하고, 이 전극에 직류 전압을 인가한다. 상기 직류 전압 인가에 의하여, 상기 지지 테이블의 지지면에 정전기력이 발생하기 때문에, 그 정전기력에 의해서 기판을흡착 지지한다는 것이 행하여지고 있다. 이러한 기술은 일본 공개특허공보 2000-66163호에 개시되어 있다.

기판을 정전기력에 의해서 지지 테이블에 흡착 지지하는 경우, 그 지지력은 상기 전극에 인가하는 직류 전압의 크기에 의존하게 된다. 전술한 바와 같이, 액정 모니터 패널의 한 쌍의 기판을 접합하는 경우, 지지 테이블에 지지된 기판이 어긋나 움직이는 것을 억제하기 위해서 정전기력을 증대시키려면, 상기 전극에 인가하는 직류 전압으로는 10킬로 볼트를 넘는 고전압의 인가가 요구되는 경우가 있다.

그러나, 전극에 10킬로 볼트를 넘는 고전압을 인가하면, 지지 테이블이나 챔버 내에서의 방전에 의한 절연 파괴가 발생하고, 지지 테이블의 손상을 초래하거나, 전극에의 전하의 축적부족을 초래하여 지지 테이블에 큰 정전기력을 발생시킬 수 없게 되는 경우 등이 있었다.

본 발명은 전극에 고전압을 인가하지 않더라도, 테이블에 생기는 정전기력을 증대시킬 수 있고, 기판을 확실하게 지지할 수 있도록 한 정전 흡착 방법, 정전 흡착 장치 및 접합 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 유전체로 이루어지는 테이블에 설치된 전극에 직류 전압을 인가하고, 상기 직류 전압 인가에 의하여 발생하는 정전기력으로 상기 테이블의 지지면에 기판을 흡착 지지하는 정전 흡착 방법에 있어서,

상기 전극에 소정의 극성의 전압을 인가하여 상기 지지면에 상기 전극에 인가된 극성과 다른 극성의 전하를 대전시키는 제1 공정,

상기 지지면에 상기 기판을 지지하는 제2 공정, 및

상기 지지면에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 전극에 상기 제1 공정에서 인가한 극성과 다른 극성의 전압을 인가하여 상기 테이블의 상기 지지면에 상기 제1 공정에서 이 지지면에 대전시킨 전하와 동일 극성의 전하를 발생시키고, 상기 전하와 상기 제1 공정에서 상기 지지면에 대전시킨 전하로 상기 기판을 흡착 지지하는 제3 공정

을 구비한 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법이다.

본 발명은 기판을 흡착 지지하는 정전 흡착 장치에 있어서,

유전체에 의해서 형성되어 상기 기판을 정전기력에 의해서 지지하는 지지면을 가지는 테이블,

상기 테이블에 설치된 전극,

상기 전극에 직류 전압을 인가하는 직류 전원, 및

상기 직류 전원에 의해서 상기 전극에 인가되는 직류 전압의 극성을 절환하는 절환 수단을 구비하고,

상기 전극에 소정의 극성의 직류 전압을 인가한 후 상기 지지면에 상기 기판을 지지한 후, 상기 절환 수단을 조작하여 상기 전극에 다른 극성의 직류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치이다.

본 발명은 2매의 기판 사이에 유체를 개재시키고, 이들 기판을 밀봉제에 의해서 접합하는 접합 장치에 있어서,

내부 공간이 감압 가능한 챔버,

상기 챔버 내에 대향하여 설치되어 서로 대향하는 면에 각각 기판을 지지하는 지지면을 가지는 동시에 적어도 한 쪽이 유전체에 의해서 형성된 한 쌍의 테이블,

상기 유전체에 의해서 형성된 테이블에 설치된 전극,

상기 전극에 직류 전압을 인가하여 그 테이블의 지지면에 상기 기판을 지지하는 정전기력을 발생시키는 직류 전원,

상기 직류 전원에 의해서 상기 전극에 인가되는 직류 전압의 극성을 변환하는 절환 수단, 및

한 쌍의 테이블을 상대적으로 상하 방향 및 수평 방향으로 구동하여 상기 한 쌍의 테이블의 지지면에 각각 지지된 상기 기판의 수평 방향의 위치 맞춤을 한 후 이들 기판을 접합하는 구동 수단을 구비하고,

상기 전극에 소정의 극성의 직류 전압을 인가하고 상기 지지면에 상기 기판을 지지한 후, 상기 절환 장치를 조작하여 상기 전극에 다른 극성의 직류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 접합 장치이다.

본 발명에 의하면, 테이블의 지지면에 소정의 극성의 전하를 대전시킨 후, 그 전하의 소실을 방지하여 또 동일 극성의 전하를 대전시키기 때문에, 상기 지지면에 대전되는 전하량이 증대되고, 그에 따라 지지면에 생기는 정전기력도 커진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 접합 장치의 개략적 구성도이다.

도 2는 전극에 소정의 극성의 직류 전압을 인가하기 위한 제어 회로도이다.

도 3은 상부 지지 테이블의 지지면에 소정의 극성의 전하를 대전시키는 제1 공정의 설명도이다.

도 4는 소정의 극성의 전하가 대전된 지지면에 기판을 지지하는 제2 공정의 설명도이다.

도 5는 전극에 인가하는 직류 전압의 극성을 반대의 극성으로 절환하는 제3 공정의 설명도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 접합 장치로, 상기 접합 장치에는 본 발명의 정전 흡착 장치가 이용되고 있다. 즉, 상기 접합 장치는 챔버(1)를 구비하고 있다. 상기 챔버(1)는 기밀 상태로 접속 가능한 하부 챔버(2)와 상부 챔버(3)로 분할되어 있다.

상기 하부 챔버(2)에는 하부 지지 테이블(4)이 제1 구동원(5)에 의해서 X, Y, θ방향, 즉 수평 방향으로 구동 가능하게 설치되어 있다. 상기 하부 지지 테이블(4)의 상면인, 지지면(4a)에는 액정 모니터 패널을 구성하는 유리제나 수지제의 제1 기판 및 제2 기판(7, 8) 중의 제1 기판(7)이 공급 탑재된다.

상기 지지면(4a)에는, 예를 들면 소정의 마찰 저항을 가지는 탄성시트(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 상기 제1 기판(7)은 상기 탄성시트와의 접촉 저항에 의해서 상기 지지면(4a) 상에 수평 방향으로 이동 불가능하게 지지된다. 상기 지지면(4a)에 지지된 상기 제1 기판(7)의 상면에는, 밀봉제(9)가 직사각형 프레임 형상으로 도포되는 동시에, 이 프레임 내에는 유체인 액적형의 액정(10)이 행렬형으로 적하 공급된다.

상기 하부 챔버(2)에는 감압 수단으로서의 제1 진공 펌프(12)가 접속되어 있다. 상기 제1 진공 펌프(12)는 하부 챔버(2)에 상부 챔버(3)가 후술하는 바와 같이 기밀 상태로 접속된 상태에서 이들이 이루는 챔버(1)의 내부 공간을 감압한다. 감압된 챔버(1) 내의 압력은 상기 하부 챔버(2)에 접속된 압력계(13)로 측정된다. 또한, 하부 챔버(2)에는 2매의 기판(7, 8)을 접합한 후에 챔버(1) 내에 기체를 공급하는 급기관(14)이 접속되어 있다. 상기 급기관(14)에는 도시하지 않은 개폐제어 밸브가 설치되어 있다.

상기 상부 챔버(3)에는 그 상부벽에 장착체(15)가 기밀 상태로 관통하여 설치되어 있다. 상기 장착체(15)에는 가동축(16)이 이동가능하게 삽입 통과되고, 상기 가동축(16)의 상기 상부 챔버(3) 내에 돌출된 하단에는 상부 지지 테이블(18)이 설치되어 있다.

상기 상부 지지 테이블(18)은 폴리이미드나 세라믹스 등의 유전체에 의해서 소정의 두께를 가지는 판상으로 형성되어 있어, 두께 방향 중도(中途)부에는 쌍을 이루는 제1 전극(19)과 제2 전극(20)이 매설되어 있다. 이들 전극(19, 20)에는 후술하는 바와 같이 직류 전압이 인가되고, 상기 직류 전압 인가에 의하여 발생되는 정전기력으로 상기 상부 지지 테이블(18)의 하면의 지지면(18a)에 상기 제2 기판(8)을 흡착 지지하도록 되어 있다.

또, 상기 상부 지지 테이블(18)에는 흡인구멍(21)이 일단을 지지면(18a)에 개구하여 형성되어 있다. 상기 흡인구멍(21)의 타단은 제2 진공 펌프(22) 및 도시하지 않은 가압 가스 공급원이 절환 가능하게 접속되어 있다. 상기 제2 진공 펌프(22)가 작동하는 것으로, 상기 흡인구멍(21)에 흡인력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에는 상기 제2 기판(8)을 진공 흡착력에 의해서 흡착 지지할 수도 있다.

또, 가압 가스 공급원으로 절환하여, 구멍인 흡인구멍(21)으로부터 가스를 분출시키면, 분출된 가스의 압력으로 흡착 지지된 기판(8)을 지지면(18a)으로부터 이탈시킬 수 있다.

상기 장착체(15)의 상기 상부 챔버(3)의 상면측으로 돌출된 상단에는, 상기가동축(16)을 Z방향인 상하 방향으로 구동하는 동시에, 상부 챔버(3)와는 별도로 상부 지지 테이블(18)만을 상하 구동하는 것이 가능한 제2 구동원(23)이 설치되어 있다. 상기 제2 구동원(23)은 제3 구동원(24)에 의해서 상기 상부 챔버(3)와 동시에 Z방향으로 구동되도록 되어 있다. 상기 제3 구동원(24)에 의해서 상부 챔버(3)를 하강 방향으로 구동하면, 그 하단면이 상기 하부 챔버(2)의 밀봉재(25)가 설치된 상단면에 기밀 상태로 접촉한다. 상기 기밀 상태 접촉에 의하여, 챔버(1) 내를 기밀 상태로 폐쇄한다.

상기 상부 챔버(3)에는 하전 입자 공급수단으로서의 이오나이저(ionizer)(26)가 접속되어 있다. 상기 이오나이저(26)는 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)을 향하여 하전 입자를 포함하는 기체를 내뿜을 수 있게 되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 전극(19)과 제2 전극(20)은 전원부(27)에 설치된 제1 직류 전원(28)과 제2 직류 전원(29)이 절환 장치(31)와 접지(earth) 장치(32)를 통하여 접속된다. 상기 절환 장치(31)는 제1 극성 절환부(33)와 제2 극성 절환부(34)를 가진다.

각 극성 절환부(33, 34)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 각각 제1, 제2 절환 스위치(33a, 33b, 34a, 34b)를 가지고, 이들 절환 스위치를 절환 조작하는 것으로, 제1, 제2 전극(19, 20)에 인가하는 직류 전압의 극성을 절환할 수 있게 되어 있다.

상기 접지 장치(32)는 상기 제1 극성 절환부(33)에 접속된 제1 접지 절환부(37)와, 상기 제2 극성 절환부(34)에 접속된 제2 접지 절환부(38)를 가진다.제1 접지 절환부(37)는 상기 상부 지지 테이블(18)에 설치된 제1 전극(19)에 절환 스위치(37a)를 통하여 접속되고, 상기 제2 접지 절환부(38)는 제2 전극(20)에 절환 스위치(38a)를 통하여 접속되어 있다.

상기 제1, 제2 극성 절환부(33, 34) 및 상기 제1, 제2 접지 절환부(37, 38)의 각 절환 스위치는 제어수단으로서의 제어 장치(39)에 의해서 절환 조작할 수 있게 되어 있다. 즉, 상기 제1 극성 절환부(33)와 제2 극성 절환부(34)의 제1, 제2 스위치(33a, 33b, 34a, 34b)가 도 3에 나타내는 상태일 때에는, 상기 제1 직류 전원(28)의 양극 전압이 제1 극성 절환부(33)와 제1 접지 절환부(37)를 통하여 제1 전극(19)에 인가된다. 동일하게, 상기 제2 직류 전원(29)의 음극 전압은 제2 극성 절환부(34)와 제2 접지 절환부(38)를 통하여 제2 전극(20)에 인가된다.

제어 장치(39)에 의해서 상기 제1 극성 절환부(33)와 제2 극성 절환부(34)의 제1, 제2 스위치(33a, 33b, 34a, 34b)가 도 5에 나타낸 바와 같이 절환 조작되면, 상기 제1 전극(19)에는 상기 제2 직류 전원(29)의 음극 전압이 인가되고, 상기 제2 전극(20)에는 상기 제l 직류 전원(28)의 양극 전압이 인가된다.

상기 제어 장치(39)에 의해서 상기 접지 장치(32)의 제1 접지 절환부(37)의 절환 스위치(37a)와 제2 접지 절환부(38)의 절환 스위치(38a)가 도 2에 실선으로 나타내는 상태로부터 쇄선으로 나타내는 상태로 절환 조작되면, 제1 전극(19)과 제2 전극(20)이 접지된다. 상기 접지에 의하여, 이들 전극(19, 20)에 축적된 전하가 방전된다.

다음에, 상기 구성의 접합 장치에 의해서 제1 기판(7)과 제2 기판(8)을 접합하는 순서를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 제l 공정에서는, 하부 챔버(2)와 상부 챔버(3)가 이격된 상태에서 밀봉제(9)가 도포되어 있는 동시에 액정(10)이 적하된 제1 기판(7)을 하부 지지 테이블(4)에 공급 탑재하면, 도 3에 나타낸 바와 같이 절환 장치(31)의 제1, 제2 극성 절환부(33, 34)의 제1 절환 스위치(33a, 34a)를 온(on) 상태로 하고, 제2 절환 스위치(33b, 34b)는 오프(off) 상태를 지지한다. 그것에 의하여, 제1 직류 전원(28)의 양극 전압을 상부 지지 테이블(18)에 설치된 제1 전극(19)에 인가하고, 제2 직류 전원(29)의 음극 전압을 제2 전극(20)에 인가한다.

제1, 제2 전극(19, 20)이 설치된 상부 지지 테이블(18)은 대기 중에 설치되어 있다. 이로 인해, 제1, 제2 전극(19, 20)에 각각 소정의 극성의 전압을 인가하면, 대기 중에 존재하는 기체성분의 분극 현상이나 순간적인 전리 현상에 의해서 하전 입자가 발생하고, 그 하전 입자가 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 대전되거나, 대기 중의 수분이 분극하여 대전된다.

구체적으로는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)의 제1 전극(19)에 대응하는 부분에는, 제1 전극(19)에 인가된 직류 전압의 극성과 반대 극성의 음극 전하(-E1)가 대전되고, 지지면(18a)의 제2 전극(20)에 대응하는 부분에는 제2 전극(20)에 인가된 직류 전압의 극성과 반대 극성의 양극 전하(+E1)가 대전된다. 이 때, 상부 지지 테이블(18)의 제1, 제2 전극(19, 20)과 지지면(18a) 사이의 부분은 이 도면에 나타낸 바와 같이 음극과 양극이 분극된 상태로 된다.

또한, 상부 지지 테이블(18)에 대전시킬 때, 하부 챔버(2)와 상부 챔버(3)를 닫고, 챔버(1) 내를 대기압 이상의 압력을 포함하는 10Pa 이상의 압력 분위기로 하는 것이 바람직하다. 1OPa 이상의 압력이면, 그 압력 분위기 중에 존재하는 기체성분의 분극 현상이나 순간적인 전리 현상에 의해서 하전 입자를 발생시켜 지지면(18a)에 전하를 양호하게 대전시키는 것이 가능하다. 또, 챔버(1) 내의 압력이 10Pa 이하이더라도, 지지면(18a)에 전하를 대전시키는 것은 가능하다. 또, 대기압 이상의 압력이더라도, 전압의 인가에 의해서 전리 현상이 발생하므로, 대전 가능하다.

챔버(1) 내를 10Pa 이상의 압력으로 하는 경우, 그 압력을 10Pa 이상의 압력 범위 내에서 변동시키면, 방전이 발생하기 쉬운 압력 분위기를 반드시 발생시킬 수 있기 때문에, 방전에 의한 하전 입자를 효율적으로 발생시킬 수 있다.

상기 상부 챔버(3)에는 이오나이저(26)가 접속되어 있기 때문에, 상기 이오나이저(26)로부터 하전 입자를 포함하는 기체를 하부 지지 테이블(18)로 향해서 분사함으로써도, 상기 지지면(18a)에 전하를 효율적으로 대전시킬 수 있다.

또, 챔버(1) 내를 수증기나 산소를 포함하는 분위기로 함으로써도, 양호한 분극 현상이나 전리 현상을 얻을 수 있다. 챔버(1) 내를 수증기나 산소를 포함하는 분위기로 하는 경우, 이오나이저(26) 대신 수증기 발생 장치나 산소 공급 장치를 이용하여 챔버(1)에 수증기나 산소를 적극적으로 공급하도록 할 수도 있다.

상기 상부 지지 테이블(18)에 전술한 바와 같이 전하를 대전시켰으면, 다음의 제2 공정에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 제2 기판(8)을 진공 흡착에 의해서 지지한다. 상기 진공 흡착 지지에 의하여, 상기 지지면(18a)에 대전된 전하가 소실되는 것이 저지되게 된다.

즉, 지지면(18a)과 챔버(1) 등의 주변의 도체와의 사이에서 방전이 생기면, 그 방전에 의해서 지지면(18a)의 전하가 소실하지만, 상기 지지면(18a)에 절연체인 기판(8)을 지지함으로써, 지지면(18a)과 챔버(1) 등의 주변의 도체와의 사이에서 방전이 생겨 전하가 소실되는 것을 방지할 수 있다.

지지면(18a)에 제2 기판(8)을 지지하더라도, 이 지지면(18a)에 대전된 전하(-E1, +E1)와, 지지면(18a)과 각 전극(19, 20)과의 사이에서 분극된 전하 중, 지지면(18a)측에 위치하는 전하와의 극성이 다르므로, 이들 극성이 다른 전하가 서로 끌어당긴다. 이로 인해, 지지면(18a)에는 전하에 의한 흡인력이 대부분 생기지 않는다. 이로 인해, 지지면(18a)에 대전된 전하에 의한 제2 기판(8)의 지지력은 매우 작다. 따라서, 제2 기판(8)은 제2 진공 펌프(22)에 의한 진공 흡인력에 의해서 지지면(18a)에 지지하도록 한다.

또, 상부 지지 테이블(18)에 대전시키는 제1 공정을, 챔버(1)를 밀폐하여 10Pa 이상의 압력 분위기 하에서 행하는 경우, 제2 기판(8)을 챔버(1) 내에 미리 공급해 두면, 제2 공정에서는 챔버(1)를 개방하지 않고서 상부 지지 테이블(18)에 지지시킬 수 있다. 그 경우, 챔버(1) 내에는, 상기 챔버(1) 내에 미리 공급된 제2 기판(8)을 상기 챔버(1) 내에 지지하는 동시에 지지면(18a)에 전하를 대전시킨 후, 그 지지면(18a)에 상기 제2 기판(8)을 공급 지지시키기 위한 공급 지지 수단을 설치할 필요가 있다.

제2 기판(8)을 지지면(18a)에 진공 흡착하는 대신에, 상기 공급 지지 수단을 이용하여 제2 기판(8)을 지지면(18a)에 접촉시킨 상태로 지지하도록 해도 된다.

제2 공정에서, 제2 기판(8)을 챔버(1)의 외부에서 공급하는 경우에는, 챔버(1)를 개방하여 로봇 등의 공급수단으로 상기 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 공급하면 된다.

제2 기판(8)을 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 공급할 때, 제1 전극(19)과 제2 전극(20)에는 각각 양극 전압과 음극 전압을 계속 인가해도 되고, 차단해도 된다. 직류 전압을 계속 인가할 때의 전압치는, 전하를 대전시킬 때의 전압치와 동일해도 되고 다르더라도 되며, 요컨대 각 전극에 인가하는 극성을 바꾸지 않으면 된다.

지지면(18a)에 제2 기판(8)을 지지했으면, 제어 장치(39)에 의해서 접지 장치(32)의 제1 , 제2 접지 절환부(37, 38)의 절환 스위치(37a, 38a)를 도 2에 실선으로 나타내는 상태로부터 점선으로 나타내는 상태로 절환하고, 제1 전극(19)과 제2 전극(20)을 각각 소정의 시간만큼 접지하는 접지 공정을 행한다. 상기 접지 공정에 의하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전극(19)에 축적된 양극의 전하와, 제2 전극(20)에 축적된 음극의 전하가 각각 방전되므로, 이들 전극(19, 20)은 전하가 축적되어 있지 않는 상태로 된다.

각 전극(19, 20)의 접지가 차단되었으면, 도 5에 나타내는 제3 공정을 행한다. 상기 제3 공정은, 절환 장치(31)의 제1 극성 절환부(33) 및 제2 극성 절환부(34)의 제1 절환 스위치(33a, 34a)를 오프 상태로 하고, 제2 절환스위치(33b, 34b)를 온 상태로 한다. 그것에 의하여, 제1 전극(19)에는 제2 직류 전원(29)의 음극 전압이 인가되고, 제2 전극(20)에는 제1 직류 전원(28)의 양극 전압이 인가된다. 즉, 제3 공정에서는 제1, 제2 전극(19, 20)에 인가되는 직류 전압의 극성이 반대로 된다.

각 전극(19, 20)에 인가하는 직류 전압의 극성을 절환하고, 제1 전극(19)에 음극의 전압을 인가하면, 상부 지지 테이블(18)의 제1 전극(19)과 지지면(18a)의 사이의 부분에는, 제1 전극(19)측이 양극으로, 지지면(18a) 측이 음극으로 되는 분극이 생긴다. 이 분극에 의해서 지지면(18a)측에 생기는 전하(-E2)의 극성과, 미리 지지면(18a)에 대전 지지된 전하(-E1)의 극성은 동일 음극이 된다.

한편, 제1, 제2 전극(19, 20)사이로의 전압의 인가에 의해서 제2 기판(8)에는 유전 분극이 생기고, 제2 기판(8)의 제1 전극(19)에 대응하는 부분은 지지면(18a)을 향한 상면이 양극으로, 하면이 음극의 분극으로 되므로, 양쪽의 음극 전하(-E1, -E2)의 작용에 의해서 제2 기판(8)의 제1 전극(19)에 대응하는 부분이 흡착 지지된다.

마찬가지로, 제2 전극(20)에 양극의 전압이 인가되면, 상부 지지 테이블(18)의 제2 전극(20)과 지지면(18a)의 사이의 부분에는, 제2 전극(20)측이 음극으로, 지지면(18a) 측이 양극으로 되는 분극이 생긴다. 이 분극에 의해서 지지면(18a)측에 생긴 전하(+E2)와, 미리 지지면(18a)의 제2 전극(20)에 대응하는 부분에 대전 지지된 전하(+E1)의 극성이 동일 양극으로 된다.

한편, 제1, 제2 전극(19, 20)사이로의 전압의 인가에 의해서 제2 기판(8)에는 유전 분극이 생기고, 제2 기판(8)의 제2 전극(20)에 대응하는 부분은 지지면(18a)을 향한 상면이 음극으로, 하면이 양극의 분극으로 되므로, 양쪽의 양극 전하(+E1, +E2)의 작용에 의해서 제2 기판(8)의 제2 전극(20)에 대응하는 부분을 흡착 지지한다.

즉, 제2 기판(8)은 단순히 지지면(18a)에 제2 기판(8)을 지지하여 직류 전압을 인가하는 경우에 비교하여, 제1 공정에서 지지면(18a)에 미리 전하(-E1, +El)를 대전시킨 것만큼, 강한 지지력으로 상기 지지면(18a)에 흡착 지지되게 된다. 바꾸어 말하면, 제1, 제2 전극(19, 20)에 인가하는 직류 전압을 높게 하지 않더라도, 지지면(18a)에 큰 정전기력을 발생시킬 수 있다.

제3 공정에서, 각 전극(19, 20)으로 인가하는 직류 전압의 극성을 절환할 때, 챔버(1) 내를 80kPa 이하의 압력으로 하고서 행하는 것이 바람직하다. 챔버(1) 내의 압력을 80kPa 이하로 하여 각 전극(19, 20)으로의 인가극성을 절환하도록 하면, 절환 시에 지지면(18a)과 제2 기판(8)의 사이에 간극이 있더라도, 이 간극에서 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그것에 의하여, 제1 공정에서 지지면(18a)에 대전되어, 제2 공정에서 제2 기판(8)에 의해서 지지된 전하(-El, +E1)가 방전에 의해서 완화되는 것을 방지할 수 있다.

또, 지지면(18a)에 대전된 전하가 다소 완화되는 것을 허용하면, 각 전극(19, 20)으로 인가하는 직류 전압의 극성의 절환은 80kPa 이상의 압력의 분위기 내에서 행하도록 할 수도 있다. 또, 제3 공정에 의해서 제2 기판(8)이 지지된 후는, 진공 펌프(22)에 의한 진공 흡착을 정지하더라도 지장없다.

제3 공정은 제1 공정에서 전극(19, 20)에 대전된 전하를 방전한 후, 제1 공정과 다른 극성의 전압을 인가하여 행한다. 이로 인해, 각 전극(19, 20)에는, 제1 공정에서 대전된 극성과 다른 극성의 전하를 효율적으로 신속하게 축적할 수 있다.

이와 같이 하여, 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 제2 기판(8)을 지지했으면, 소정의 감압 분위기로 된 챔버(1) 내에 있어서, 제1 구동원(5)에 의해서 하부 지지 테이블(4)로 지지된 제1 기판(7)을 수평 방향으로 구동하여 상기 제2 기판(8)과 위치 맞춤한다. 이어서, 제2 구동원(23)에 의해서 상부 지지 테이블(18)을 하강 방향으로 구동하고, 소정의 하중으로 제2 기판(8)을 제1 기판(7)에 밀봉제(9)에 의해서 접합한다.

접합이 종료되었으면, 제1 절환 스위치(33b, 34b)를 오프 상태로 절환하는 동시에, 제1, 제2 접지 절환부(37, 38)의 절환 스위치(37a, 38b)를 도 2의 점선으로 나타내는 상태로 절환한다. 그리고, 급기관(14)으로부터 챔버(1) 내에 기체를 도입하고, 챔버(1) 내의 압력을 상승시킨다. 그것에 의하여, 한 쌍의 기판(7, 8)사이의 압력과 챔버(1) 내의 압력의 차압에 의해서 접합된 제1 기판(7)과 제2 기판(8)이 접합할 때보다도 큰 압력으로 가압되므로, 이들 기판(7, 8)의 간격이 소정의 값으로 설정된다.

그 후, 흡인구멍(21)을 가압 가스 공급원에 연통시키고, 흡인구멍(21)으로부터 가스를 분출시켜 상부 지지 테이블(18)을 상승시킴으로써, 지지면(18a)으로부터 제2 기판(8)을 이탈시킬 수 있다.

상기 흡인구멍(21)으로부터 가스를 분출시킴으로써, 제2 기판(8)이지지면(18a)으로부터 이격되기 때문에, 스위치(33b, 34b)를 오프 상태로 한 후에 지지면(18a)에 전하가 잔존하고 있었다고 해도, 기판(8)을 지지면(18a)으로부터 용이하고 또한 확실하게 이탈시키는 것이 가능하게 된다. 그 후, 챔버(1)를 열어 접합된 제1, 제2 기판(7, 8)을 인출함으로써, 접합이 종료된다.

상기의 실시예에 의하면, 이하의 작용 효과가 있다.

제1 공정에서 제1, 제2 전극(19, 20)에 소정 극성의 직류 전압을 인가하여 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 전하(-E1, +E1)를 대전시키고, 제2 공정에서 제2 기판(8)을 지지면(18a)에 진공 흡착하여 지지하고, 이어서, 제3 공정에서 제1, 제2 전극(19, 20)에 인가하는 직류 전압의 극성을 제1 공정과는 반대의 극성으로 절환하도록 했다.

이로 인하여, 단순히 지지면(18a)에 제2 기판(8)을 지지하여 제1, 제2 전극(19, 20)에 소정의 극성의 직류 전압을 인가하는 경우에 비교하여, 제1 공정에서 상부 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 미리 전하(-E1, +E1)를 대전시킨 것만큼, 제2 기판(8)을 지지면(18a)에 강한 지지력으로 확실하게 흡착 지지할 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같이 본 발명을 접합 장치에 적용한 경우에는, 지지면(18a)에 지지된 제2 기판(8)이 낙하되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 지지면(18a)으로부터 제2 기판(8)의 낙하에 의해서 접합 작업이 중단되는 것을 방지할 수 있고, 접합 장치의 가동율을 향상시킬 수 있다.

또, 지지면(18a)에 지지된 제2 기판(8)이 낙하되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 지지면(18a)으로부터의 제2 기판(8)의 낙하에 의해서 제1 기판(7)이나 제2기판(8)이 손상되거나, 더러워지거나 하는 것을 방지할 수 있고, 접합 작업에서의 수율을 향상시킬 수 있다.

또, 제1 구동원(5)에 의한 2매의 기판(7, 8)의 접합 동작시, 또는 제2 구동원(23)에 의한 2매의 기판(7, 8)의 접합 동작시에, 제2 기판(8)이 지지면(18a) 상에서 어긋나 움직이는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제2 기판(8)이 지지면(18a) 상에서 어긋나 움직이는 것에 기인하는 2매의 기판(7, 8)사이의 위치 어긋남을 방지할 수 있고, 2매의 기판(7, 8)을 접합시켜 제조되는 액정 디스플레이 패널의 품질을 향상시킬 수 있다.

접합된 제1, 제2 기판(7, 8)을 챔버(1)로부터 인출하기 전, 즉 접합이 종료되어 상부 지지 테이블(18)로부터 제2 기판(8)이 이탈된 시점에서, 전술한 바와 같이 상부 지지 테이블(18)의 제1, 제2 전극(19, 20)에 각각 소정 극성의 직류 전압을 인가하고, 그 지지면(18a)에 전하를 대전시키는 제1 공정을 개시하도록 할 수도 있다. 그것에 의하여, 접합을 요하는 택트 타임(tact time)을 단축할 수 있다.

또, 택트 타임을 단축하는 경우, 접합된 한 쌍의 기판이 상부 지지 테이블(18)에서 이탈된 시점에서, 제1 공정을 개시하는 경우에만 한정되지 않고, 적어도 접합되는 기판이 테이블(18)로부터 이탈된 시점으로부터 다음 제1 기판(7)이 하부 지지 테이블(4)에 공급되기까지 사이에 제1 공정을 개시하면 된다. 즉, 제1 공정을 접합된 기판의 반출동작 등 다른 동작과 병행하여 행하도록 하면, 기판(7)이 하부 지지 테이블(4)에 공급된 후에 제1 공정을 행하는 경우에 비해 택트 타임을 단축할 수 있다.

본 발명은 상기 일 실시예에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 하부 지지 테이블에도 전극을 설치하고, 이 전극에 의해서 상부 지지 테이블과 같이 기판을 정전기력으로 지지하는 구성으로서도 된다.

상부 지지 테이블에는 한 쌍의 전극을 설치하도록 했지만, 복수 쌍의 전극을 설치하도록 할 수도 있으며, 또는 전극을 하나만 설치하도록 할 수도 있으며, 하부 지지 테이블에도 전극을 설치하는 경우에는, 상부 지지 테이블과 마찬가지로, 적어도 하나의 전극이 설치되어 있으면 된다.

제1 공정과 제3 공정에 있어서, 제1 전극과 제2 전극에 인가되는 직류 전압의 극성을 절환하는 수단은, 제어 장치에 의해서 자동으로 행하여도 되지만, 제어 장치를 이용하지 않고서 수동으로 행하도록 할 수도 있다.

제2 공정의 뒤, 제1 전극과 제2 전극을 각각 소정의 시간만큼 접지하는 접지 공정을 행하도록 했지만, 제2 공정의 뒤, 접지 공정을 행하는 일없이 제3 공정을 행하도록 할 수도 있다.

제2 공정에서, 상부 지지 테이블의 지지면에 제2 기판을 진공 흡착에 의해서 지지하도록 했지만, 지지면에 생긴 전하에 의한 흡인력으로 제2 기판을 지지하는 것이 가능하면, 제2 기판을 전하에 의한 흡인력만으로 상부 지지 테이블의 지지면에 지지하도록 할 수도 있다.

챔버(1)를 하부 챔버와 상부 챔버로 분할했지만, 측벽에 기판의 출입구를 갖춘 상자형상의 챔버로 될 수도 있다.

본 발명에 따른 정전 흡착 방법, 정전 흡착 장치 및 접합 장치는 전극에 고전압을 인가하지 않더라도, 테이블에 생기는 정전기력을 증대시킬 수 있고, 기판을 확실하게 지지할 수 있다.

Claims

유전체로 이루어지는 테이블에 설치된 전극에 직류 전압을 인가하여, 상기 직류 전압 인가에 의하여 발생하는 정전기력으로 상기 테이블의 지지면에 기판을 흡착 지지하는 정전 흡착 방법에 있어서,

상기 전극에 소정 극성의 전압을 인가하여 상기 지지면에 상기 전극에 인가된 극성과 다른 극성의 전하를 대전시키는 제1 공정,

상기 지지면에 상기 기판을 지지하는 제2 공정, 및

상기 지지면에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 전극에 상기 제1 공정에서 인가한 극성과 다른 극성의 전압을 인가하여 상기 테이블의 상기 지지면에 상기 제1 공정에서 상기 지지면에 대전시킨 전하와 동일 극성의 전하를 발생시키고, 상기 전하와 상기 제1 공정에서 상기 지지면에 대전시킨 전하로 상기 기판을 흡착 지지하는 제3 공정

을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 공정은 압력 분위기 하에서 행해지고, 상기 압력 분위기에는 하전 입자가 존재하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법.
제2항에 있어서,

상기 압력 분위기에는 수증기와 산소 중 적어도 한 쪽이 존재하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 공정은 80kPa 이하의 압력 분위기에서 행하는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 공정에서 상기 전극에 전압을 인가하기 전에, 상기 전극을 접지(earth)하여 전극에 축적된 전하를 방전시키는 접지 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 방법.
기판을 흡착 지지하는 정전 흡착 장치에 있어서,

유전체에 의해서 형성되어 상기 기판을 정전기력에 의해서 지지하는 지지면을 가지는 테이블,

상기 테이블에 설치된 전극,

상기 전극에 직류 전압을 인가하는 직류 전원, 및

상기 직류 전원에 의해서 상기 전극에 인가되는 직류 전압의 극성을 절환하는 절환 수단

을 구비하고,

상기 전극에 소정 극성의 직류 전압을 인가한 후 상기 지지면에 상기 기판을 지지한 후, 상기 절환 수단을 조작하여 상기 전극에 다른 극성의 직류 전압을 인가하는

것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
제6항에 있어서,

상기 테이블은 챔버 내에 설치되고, 상기 챔버의 내부 공간은 감압 수단에 의해서 감압될 수 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
제6항에 있어서,

상기 챔버에는 상기 내부공간에 하전 입자를 공급하는 하전 입자 공급수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 흡착 장치.
2매의 기판 사이에 유체를 개재시키고, 이들 기판을 밀봉제에 의해서 접합하는 접합 장치에 있어서,

내부 공간이 감압될 수 있는 챔버,

상기 챔버 내에 대향하여 설치되어 서로의 대향하는 면에 각각 기판을 지지하는 지지면을 가지는 동시에 적어도 한 쪽이 유전체에 의해서 형성된 한 쌍의 테이블,

상기 유전체에 의해서 형성된 테이블에 설치된 전극,

상기 전극에 직류 전압을 인가하여 상기 테이블의 지지면에 상기 기판을 지지하는 정전기력을 발생시키는 직류 전원,

상기 직류 전원에 의해서 상기 전극에 인가되는 직류 전압의 극성을 변환하는 절환 수단, 및

한 쌍의 테이블을 상대적으로 상하 방향 및 수평 방향으로 구동하여 상기 한 쌍의 테이블의 지지면에 각각 지지된 상기 기판의 수평 방향의 위치 맞춤을 한 후 이들 기판을 접합하는 구동 수단

을 구비하고,

상기 전극에 소정 극성의 직류 전압을 인가하고 상기 지지면에 상기 기판을 지지한 후, 상기 절환 장치를 조작하여 상기 전극에 다른 극성의 직류 전압을 인가하는

것을 특징으로 하는 접합 장치.
제9항에 있어서,

상기 전극에 다른 극성의 직류 전압을 인가하기 전에, 상기 전극에 축적된 전하를 방전시키는 접지 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제9항에 있어서,

상기 지지면에는 가스 도입원에 연통된 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 장치.