KR20040086202A - 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접합시에 있어서의 기판의 사이드 슬립을 방지할 수 있는 접합 기판 제조 장치를 제공하는 것이다.

챔버내에 서로 대항하여 배치되는 가압판과 테이블(33b)에는, 각각 제1 기판과 제2 기판이 압력차 흡착(제1 보유면, 61) 및 정전 흡착(제2 보유면, 62)에 의해 보유된다. 테이블(33b)의 기판 보유면에는, 제2 기판을 마찰 저항에 의해 보유하는 마찰 저항재로 이루어지는 제3 보유면(63)이 더 형성되어 있다. 이에 따라, 접합시에 양 기판에 걸리는 가공압의 반력에 의해 기판의 사이드 슬립이 방지된다 .

Description

접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING BONDED SUBSTRATE}

본 발명은, 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등의 2매의 기판을 접합한 기판(패널)을 제조할 때 사용하기 적합한 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법에 관한 것이다.

최근, LCD 등의 평면 표시 패널은 대형화·경량화(박형화)가 진행됨과 동시에, 저비용화의 요구가 한층 높아지고 있다. 이 때문에, 2매의 기판을 접합하여 패널을 제조하는 장치에 있어서는, 수율을 향상시켜 생산성을 높이는 것이 요구되고 있다.

액정 표시 패널은, 예를 들면 복수의 TFT(박막 트랜지스터)가 매트릭스상으로 형성된 어레이 기판(TFT 기판)과, 컬러 필터(적, 녹, 청)와 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판(CF 기판)이 극히 좁은 간격(수㎛ 정도)으로 대향하여 설치되고, 양 기판간에 액정이 봉입되어 제조된다. 차광막은, 콘트라스트를 얻기위해, 및 TFT를차광하여 광 누설 전류의 발생을 방지하기 위해 이용된다. TFT 기판과 CF 기판은 열경화성 수지를 포함하는 밀봉재(접착제)로 접합되어 있다.

이 액정 표시 패널의 제조 공정에 있어서, 대향하는 유리 기판 사이에 액정을 봉입하는 액정 봉입 공정에서는, 예를 들면 TFT 기판의 주위에 프레임상으로 형성한 밀봉재의 프레임내의 기판면상에 규정량의 액정을 떨어뜨리고, 진공중에서 TFT 기판과 CF 기판을 접합하여 액정 봉입을 행하는 적하(滴下) 주입법이 일반적으로 이용된다.

종래부터, 이와 같은 2매의 기판의 접합은, 접합 장치로서의 프레스 장치를 이용하여 기판 가압 공정에서 이루어진다. 이 프레스 장치는, 처리실내에 서로 대향하여 배치되는 상하 2매의 보유판을 갖고 있으며, 양 보유판의 평행도를 정밀하게 보유하면서, 기판간의 두께 방향의 간격을 균일하게 보유한 상태에서 양 기판을 접근시킴으로써 접합을 행한다. 이와 같은 프레스 장치에 관련한 종래 기술은, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

[특허 문헌1]

일본특허공개 2002-229044호 공보

그런데, 최근에는 근년에 와서는 패널의 대형화에 수반하여, 접합을 행할 기판의 사이즈가 대형화하고, 프레스 장치에 의한 2매의 기판의 접합시에 양 기판에 걸리는 하중치가 증대하고 있다. 즉, 접합시에 있어서, 양 기판에는｛단위 면적당의 가공압×기판 면적｝에 상당하는 하중이 작용하고, 이 하중치는 기판 면적에 비례하여 증대하게 된다.

이 때문에, 접합시에 양 기판에 가해지는 가공압의 반력에 의해 기판에 사이드 슬립이 발생하여, 접합을 행하는 기판 위치에 오차가 발생하는 문제가 있었다. 이와 같은 기판의 위치 오차는, 차광부로부터의 광 누설과 표시 불균일 등의 표시 불량의 원인이 되어, 수율 저하의 요인이 된다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 접합시에 있어서의 기판의 사이드 슬립을 방지할 수 있는 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도1은 접합 기판 제조 장치의 개략 구성도.

도2는 제1 실시 형태의 프레스 장치의 개략 구성도.

도3은 프레스 장치의 제어 기구를 설명하는 블록도.

도4는 제1 실시 형태의 테이블 구성예를 도시한 설명도.

도5는 제2 실시 형태를 도시한 설명도로서, (a)는 가압 기구의 측면도, (b)는 가압 영역을 도시한 설명도.

도6은 제3 실시 형태의 프레스 장치를 도시한 개략 구성도.

도7은 제3 실시 형태의 가압판의 구성예를 도시한 설명도.

도8은 다른 가압판의 구성예를 도시한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

W1 : 제1 기판

W2 : 제2 기판

11 : 접합 기판 제조 장치

32, 100 : 처리실로서의 챔버

33a, 101, 121 : 제1 보유판으로서의 가압판

33b, 71, 102 : 제2 보유판으로서의 테이블

61 : 제1 보유면

62 : 제2 보유면

63 : 제3 보유면

72 : 가압 기구

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1의 발명에 따르면, 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 압력차 흡착 및 정전 흡착 중 적어도 한쪽을 작용시켜 흡착 보유하고, 이들 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에는, 각각 상기 제1 및 제2 기판을 마찰 저항에 의해 보유하는 마찰 저항재가 더 형성되어 있다. 이에 따라, 접합시에 양 기판에 걸리는 가공압의 반력에 의해, 기판이 사이드 슬립하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 접합시에 있어서의 양 기판간의 위치 오차를 방지하여 접합을 양호한 정밀도로 수행할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 상기 마찰 저항재는 상기 기판 보유면내에 부분적으로 형성되도록 하였다. 이 같은 구성에서는, 마찰 저항재를 기판 보유면의 전면(全面)에 형성하는 경우에 비하여 보유판의 평면도를 양호한 정밀도로 보유할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 상기 마찰 저항재는 상기 기판 보유면의 주변부를 따라 부분적으로 형성되도록 하였다. 이 같은 구성에 따르면, 기판의 외주면에 있어서의 마찰 저항력을 높일 수 있어, 마찰 저항재를 보유판의 내부에 형성하는 경우에 비하여 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 상기 기판 보유면에는, 압력차 흡착면을 포함하는 제1 보유면과, 정전 흡착면을 포함하는 제2 보유면과, 상기 제1 및 제2 보유면보다도 마찰 계수가 높은 마찰 저항재로 이루어지는 고(高)마찰면을 포함하는 제3 보유면이 형성되어 있다. 이 같은 구성에서는, 고마찰면을 갖는 제3 보유면을 기판 보유면에 부분적으로 배치함으로써, 그 기판 보유면에 있어서 기판의 사이드 슬립을 억제하기 위해 필요로 했었던 정전 흡착면 등의 배치 면적을 줄일 수 있다. 그 결과, 적은 흡착 보유력으로도 기판의 보유가 용이하게 가능해 진다.

청구항 5 및 청구항 9에 기재된 발명에 따르면, 접합 기판 제조 장치는, 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판에 접속되고, 그 접속된 보유판을 가압하는 가압 기구를 구비하고 있다. 이 가압 기구는, 상기 기판 보유면에 형성된 마찰 저항재에 대응하는 위치를 우선적으로 가압 가능하도록 하였다. 이에 따라, 마찰 저항재가 형성된 개소를 우선적으로 가압하여 기판을 휘어지도록 하면서 접합을 행할 수 있어서, 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

청구항 6 및 청구항 10에 기재된 발명에 따르면, 보유판이 복수의 보유부로분할되어 있는 경우에 있어서, 상기 마찰 저항재는 상기 복수의 보유부 중 적어도 하나의 보유부의 기판 보유면에 형성되어 있다. 이들 분할된 복수의 보유부에는 각 보유부를 개별적으로 가압하는 가압 기구와 접속되어 있고, 이 가압 기구에 의해서 그 분할된 보유부마다 가압하여 접합을 행할 수 있다. 이 구성에서는, 가압시에 양 기판에 걸리는 하중치를 감소시킬 수 있음과 아울러, 마찰 저항재가 형성된 보유부로부터 가압하여 접합을 행함으로써, 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 상기 복수의 보유부는 상기 기판 보유면에 보유되는 기판의 중앙부와 주변부를 보유하는 것에 적어도 분할된 것으로, 상기 마찰 저항재는, 상기 기판의 주변부를 보유하는 보유부의 기판 보유면에 형성되도록 하였다. 이 같은 구성에서는, 기판의 주변부를 보유하는 보유부로부터 가압하여 접합을 행함으로써, 기판의 외주면에 있어서의 마찰 저항력을 높일 수 있어, 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

청구항 8에 기재된 발명에 따르면, 상기 마찰 저항재는, 상기 보유부의 기판 보유면내에 있어서, 부분적으로 더 형성되도록 하였다. 이 구성에서는, 마찰 저항재를 보유부의 기판 보유면 전면(全面)에 형성하는 경우에 비하여 보유판의 평면도를 양호한 정밀도로 유지할 수 있다.

<제1 실시 형태>

이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시 형태를 도1 내지 도4에 따라 설명한다.

도1은 액정 표시 장치의 제조 공정 중, 셀 공정에 있어서의 액정 주입 및 접합을 행하는 공정을 실시하는 접합 기판 제조 장치의 개략 구성도이다.

접합 기판 제조 장치(11)는 공급되는 2종류의 기판(W1, W2) 사이에 액정을 봉지하여 액정 표시 패널을 제조한다. 또한, 본 실시 형태에서 작성되는 액정 표시 패널은, 예를 들면 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널이며, 제1 기판(W1)은 컬러 필터와 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판(CF 기판), 제2 기판(W2)은 TFT 등이 형성된 어레이 기판(TFT 기판)이다. 제1 및 제2 기판(W1, W2)은 각각의 공정에 의해 작성되어 공급된다.

접합 기판 제조 장치(11)는, 제어 장치(12)와 그것이 제어하는 밀봉 묘화 장치(13)와 액정 적하 장치(14)와 접합 장치(15)와 검사 장치(16)를 포함한다. 접합 장치(15)는 프레스 장치(17)와 경화 장치(18)로 구성되고, 각 장치(17, 18)는 상기 제어 장치(12)에 의해 제어된다.

또한, 접합 기판 제조 장치(11)는 공급되는 제1 및 제2 기판(W1, W2) 또는 그들을 접합하여 제조한 접합 기판을 반송하는 반송 장치(19a 내지 19d)를 구비하고 있다. 각 반송 장치(19a 내지 19d)는 상기 제어 장치(12)에 의해 제어된다.

제1 및 제2 기판(W1, W2)은 우선 밀봉 묘화 장치(13)로 공급된다. 밀봉 묘화 장치(13)는 제1 및 제2 기판(W1, W2) 중 어느 한쪽 기판의 상면에, 그 주위를 따라서 소정 위치에 밀봉재를 프레임상으로 도포한다.

본 실시 형태에서는, 예를 들면 TFT 기판인 제2 기판(W2)의 상면에 밀봉재를 도포한다. 이 밀봉재로서는, 적어도 광경화성 접착제를 포함하는 접착제가 이용된다. 밀봉재가 도포된 후, 제1 및 제2 기판(W1, W2)은 반송 장치(19a)에 의해 액정적하 장치(14)로 반송된다.

액정 적하 장치(14)는 반송된 양 기판(W1, W2) 중, 밀봉재가 도포된 기판(W2) 상면의 미리 설정된 복수의 소정 위치에 액정을 점적(点滴)한다. 액정이 점적된 후, 제1 및 제2 기판(W1, W2)은 반송 장치(19b)에 의해 기판 가압 공정을 위한 접합 장치(15, 구체적으로는 프레스 장치(17))로 반송된다.

프레스 장치(17)는 처리실로서의 챔버를 구비하고, 그 챔버내에는 제1 및 제2 기판(W1, W2)을 각각 흡착 보유하는 상하 2매의 보유판이 설치되어 있다.

프레스 장치(17)는 반입된 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 각각 상측의 보유판(제1 보유판)과 하측의 보유판(제2 보유판)에 흡착 보유한 후, 챔버내를 진공 배기한다.

다음에, 프레스 장치(17)는 챔버내에 소정의 가스를 공급한다. 공급하는 가스는, 예를 들면 PDP(Plasma Display Panel)를 위한 여기 가스 등의 반응 가스, 질소 가스, 클린 드라이 에어 등의 불활성 가스를 포함하는 치환 가스이다. 이들 가스에 의해, 기판과 표시 소자의 표면에 부착한 불순물과 생성물을 반응 가스와 치환 가스에 일정 시간 노출하는 전처리를 수행한다.

이 처리는 접합후에 개봉 불가능한 접합면의 성질을 보유·안정화한다. 제1 및 제2 기판(W1, W2)은 그들의 표면에 산화막 등의 막이 생성하거나 공기중의 부유물이 부착하여, 표면의 상태가 변화한다. 이 상태의 변화는, 기판마다 상이하므로, 안정된 패널을 제조할 수 없게 된다. 따라서, 이들 처리는 막의 생성과 불순물의 부착을 억제하고, 또한 부착된 불순물을 처리함으로써 기판 표면의 상태 변화를 억제하여 패널의 품질의 안정화를 도모한다.

이어서, 프레스 장치(17)는 위치 정렬 마크(alignment mark)를 이용하여 광학적으로 양 기판(W1, W2)의 위치 정렬을 비접촉으로(적어도 제2 기판(W2) 상면의 밀봉재에 제1 기판(W1)의 하면을 접촉시킴 없이) 수행한다.

이어서, 프레스 장치(17)는 양 기판(W1, W2)에 소정의 압력을 가하여, 소정의 기판 간격(적어도 양 기판(W1, W2)에 밀봉재가 밀착하는 간격)이 될 때까지 압착한 후, 챔버내를 대기 개방한다. 이에 따라, 양 기판(W1, W2)은 대기압과 기판(W1, W2)간의 압력과의 압력차에 의해, 소정의 셀 갭으로 하는 최종의 기판 간격까지 압축된다.

또한, 제어 장치(12)는 제1 및 제2 기판(W1, W2)의 프레스 장치(17)내로의 반입시부터의 시간 경과를 감시하여, 챔버내에 공급한 가스에 양 기판(W1, W2)을 폭로하는 시간(반입에서 접합을 행할 때까지의 시간)을 제어한다, 이에 따라, 접합후에 개봉 불가능한 접합면의 성질을 보유·안정화한다.

반송 장치(19c)는 프레스 장치(17)로부터 접합 후의 기판을 꺼내어, 그것을 경화 장치(18)로 반송한다. 상세하게는, 제어 장치(12)는 양 기판(W1, W2)을 압착한 후의 시간 경과를 감시하여, 미리 정해진 시간이 경과하면 반송 장치(19c)를 구동하여 접합후의 양 기판(W1, W2)을 경화 장치(18)에 공급한다.

경화 장치(18)는 접합후의 양 기판(W1, W2)에 소정의 파장을 갖는 광을 조사하여, 밀봉재를 경화시킨다. 상세하게는, 기판(W1, W2) 사이에 봉입된 액정은 압착 및 대기 개방에 의해 확산된다. 경화 장치(18)는 이 액정의 확산이 종료하는,즉, 액정이 밀봉재까지 확산되기 전에, 그 밀봉재를 경화시킨다.

또, 접합시에 양 기판(W1, W2)은 프레스에 있어서의 가공압 등에 의해 변형된다. 반송 장치(19c)에 의해 반송되는 양 기판(W1, W2)은 밀봉재가 경화되지 않았으므로, 그 반송시에 있어서 기판(W1, W2)에 잔류하는 응력은 해방된다. 이에 따라, 경화 장치(18)에 의한 밀봉재의 경화시에 기판의 위치 오차는 억제된다.

밀봉재가 경화된 양 기판(W1, W2, 액정 패널)은 반송 장치(19d)에 의해 검사 장치(16)로 반송된다. 검사 장치(16)는 반송된 액정 패널의 기판(W1, W2)의 위치 오차(오차의 방향 및 오차량)를 측정하여, 그 측정치를 제어 장치(12)에 출력한다.

제어 장치(12)는 검사 장치(16)의 검사 결과에 기초하여, 프레스 장치(17)에 있어서의 위치 정렬에 보정을 가한다. 즉, 밀봉재가 경화된 액정 패널에 있어서의 양 기판(W1, W2)의 오차량을 그 위치 오차 방향과 반대 방향으로 미리 어긋나게 하여둠으로써, 다음에 제조되는 액정 패널의 위치 오차를 방지한다.

다음에, 프레스 장치(17)의 구성에 대해서 설명한다.

도2는 제1 및 제2 기판(W1, W2)의 접합을 행하는 프레스 장치(17)를 측면에서 본 개략 구성도이다.

프레스 장치(17)는 베이스판(21) 및 그 베이스판(21)에 고정된 지지 프레임(22)을 구비한다. 또한, 베이스판(21) 및 지지 프레임(22)은 각각 충분히 높은 강성을 갖는 재질로 형성되어 있다.

지지 프레임(22)의 내측면에는 양측에 가이드 레일(23a, 23b)이 부착 고정되고, 각 가이드 레일(23a, 23b)에는 리니어 가이드(24a, 24b)가 상하 방향(Z방향)으로 이동 가능하도록 지지되어 있다. 각 리니어 가이드(24a, 24b) 사이에는 제1 및 제2 지지판(25, 26)이 결쳐지고, 제1 지지판(25)은 지지 프레임(22)의 상부에 장착된 모터(27)의 구동에 따라서 상하 운동하는 제3 지지판(28)에 의해 지지되어 있다.

모터(27)의 출력축에는 볼 나사(29)가 일체 회전 가능하도록 연결되고, 그 볼 나사(29)에는 제3 지지판(28)에 설치된 너트(30)가 나사 결합되어 있다. 따라서, 모터(27)가 구동되어 볼 나사(29)가 정역 회전하면, 제3 지지판(28)이 상하 운동한다.

제3 지지판(28)은 'コ'자형으로 형성되고, 그 상부측의 판에 너트(30)가 설치되어 있다. 제3 지지판(28)의 하부측의 판상면에는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들면, 4개)의 로드셀(31)이 설치되고, 그 로드셀(31)의 위에 제1 지지판(25)의 하면이 맞닿아 있다.

프레스 장치(17)는 지지 프레임(22)의 지주부 내측에 처리실로서의 챔버(32)를 구비하고 있다. 챔버(32)는 상하로 분할되며, 상측 용기(32a)와 하측 용기(32b)로 구성되어 있다. 챔버(32)의 개구부, 즉 상측 용기(32a)와 하측 용기(32b)가 맞닿는 개소에는, 그들 사이를 밀봉하여 챔버(32)의 기밀을 보유하기 위한 O링(도시 생략)이 설치되어 있다.

이 챔버(32)내에는 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 각각 흡착 보유하는 가압판(33a, 제1 보유판)과 테이블(33b, 제2 보유판)이 서로 대향하여 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 가압판(33a)은 제1 기판(W1, CF 기판)을 보유하고, 테이블(33b)은 제2 기판(W2, TFT 기판)을 보유한다.

그리고, 후술하는 바와 같이, 가압판(33a)과 테이블(33b)은 압력차 흡착 및 정전 흡착 중 적어도 한쪽을 작용시킴으로써 각각 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 흡착 보유하도록 되어 있다.

가압판(33a)은 제2 지지판(26)에 매달려 지지되어 있다. 상세하게는, 제2 지지판(26)에 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들면 4개)의 지주(34)가 지지되고, 각 지주(34)의 하단은 가압판(33a)의 상면에 부착 고정되어 있다. 따라서, 가압판(33a)은 4개의 지주(34)를 통하여 제2 지지판(26)에 매달려 지지되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 모터(27)와, 그 모터(27)의 구동에 따라서 상하 운동하는 제3 지지판(28), 제1 지지판(25), 리니어 가이드(24a, 24b) 및 제2 지지판(26)과, 그 제2 지지판(26)으로부터 가압판(33a)을 매달아 지지하는 지주(34)에 의해 양 기판(W1, W2)을 가압하는 가압 기구가 구성되어 있다.

제2 지지판(26)과 상측 용기(32a)와의 사이에는, 각 지주(34)를 둘러싸고 챔버(32)의 기밀을 유지하기 위한 탄성체로서의 벨로우즈(35)가 설치되어 있다. 이 벨로우즈(35)는 양단의 플랜지부에 O링(도시 생략)을 구비하고, 그 O링에 의해 제2 지지판(26)과 상측 용기(32a) 사이를 밀봉한다. 따라서, 상측 용기(32a)는 벨로우즈(35)를 통하여 제2 지지판(26)에 매달려 지지되어 있다.

테이블(33b)은 구동 기구로서의 위치 결정 스테이지(36)에 지지되어 있다. 상세하게는, 위치 결정 스테이지(36)는 베이스판(21)에 고정되어 설치되고, 그 스테이지(36)상에 세워 설치된 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들면 4개)의 지주(37)를 통하여 테이블(33b)이 지지되어 있다. 이 위치 결정 스테이지(36)는 테이블(33b)을 수평 방향(X방향 및 Y방향)으로 이동시키는 기구 및 수평 회전(θ방향)시키는 기구를 갖고 있다.

위치 결정 스테이지(36)와 하측 용기(32b)와의 사이에는 각 지주(37)를 둘러싸고 챔버(32)의 기밀을 보유하기 위한 탄성체로서의 벨로우즈(38)가 설치되어 있다. 상기와 마찬가지로, 벨로우즈(38)는 양단의 플랜지부에 O링(도시 생략)을 구비하고, 그 O링에 의해 위치 결정 스테이지(36)와 하측 용기(32b) 사이를 밀봉한다.

하측 용기(32b)의 하면에는, 베이스판(21)상에 세워 설치된 복수의 지지 부재(39)가 부착 고정되어 있다. 따라서, 하측 용기(32b)는 벨로우즈(38)를 통하여 위치 결정 스테이지(36)에 지지됨과 동시에, 지지 부재(39)를 통하여 베이스판(21)에 지지되어 있다.

상기 각 지주(34)의 상단부에는, 각 지주(34)를 제2 지주판(26)에 고정하고, 그에 따라 매달려 지지하는 가압판(33a)의 수평 레벨을 조정하는 레벨 조정부(40)가 설치되어 있다. 레벨 조정부(40)는 예를 들면 지주(34)에 형성된 나사와 나사 결합하는 너트로서, 이것을 정역 회전시켜 각 지주(34)를 개별적으로 상승 또는 하강시킴으로써, 가압판(33a)의 수평 레벨을 조정한다.

이와 같이 구성된 프레스 장치(17)에서는, 모터(27)가 구동하여 제3 지지판(28)이 상하 운동하면, 그 지지판(28)에 로드셀(31)을 통하여 지지되는 제1 지지판(25)이 상하 운동하고, 그에 따라 리니어 가이드(24a, 24b)가 가이드레일(23a, 23b)을 따라 상하 운동한다. 그리고, 이 리니어 가이드(24a, 24b)의 이동에 따라 제2 지지판(26)이 상하 운동함으로써, 제2 지지판(26)에 매달려 지지되어 있는 가압판(33a) 및 상측 용기(32a)가 상하 운동한다.

따라서, 리니어 가이드(24a, 24b)의 하강 방향으로 모터(27)가 회전 구동되면, 상측 용기(32a) 및 가압판(33a)이 하강하여 상측 용기(32a)와 하측 용기(32b)가 밀봉되어, 챔버(32)가 폐색된다.

그리고, 이 상태에서 리니어 가이드(24a, 24b)의 하강 방향으로 모터(27)가 더 회전 구동되면, 상기 벨로우즈(35)가 압축되어, 가압판(33a)만이 하강하도록 되어 있다. 이에 따라, 프레스 장치(17)는 양 기판(W1, W2)에 가공력을 가하여 접합을 행한다.

그 때, 상술한 4개의 로드셀(31)은 제1 지지판(25)으로부터 받는 압력에 의해 접합시의 하중을 검출하고, 그 하중 검출 결과를 제어 장치(41)로 출력한다. 제어 장치(41)는 각 로드셀(31)로부터 각각 하중 검출 결과로서 출력되는 전기 신호를 받아들이고, 그들에 기초하여 하중의 총합치를 산출한다.

여기에서, 챔버(32)내가 감압 상태(진공 상태)에 있을 때, 하중 총합치는 제1 지지판(25) 및 그것에 지지되는 각 부재의 중량(자중, A)과, 각 지주(34)의 단면적에 비례하여 가압판(33a)에 작용하는 대기 압력(B)과의 총합치(A+B)가 된다. 또, 이 경우, 제1 지지판(25)에 지지되는 각 부재란, 리니어 가이드(24a, 24b), 제2 지지판(26), 지주(34), 레벨 조정부(40), 가압판(33a), 제1 기판(W1)이다.

이 하중 총합치는 양 기판(W1, W2)을 근접시켜 접합을 행할 때에, 그 가공압이 반력으로서 작용함으로써 점차 감소한다. 즉, 제어 장치(41)는 각 로드셀(31)로부터 출력되는 하중 검출 결과에 기초하여 상기 하중 총합치의 감소분을 검지함으로써, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 가하는 가공압을 인식하도록 되어 있다.

제어 장치(41)는, 상기와 같이 양 기판(W1, W2)에 가해지는 가공압을 산출하고, 그 산출치에 기초하여 양 기판(W1, W2)에 가하는 가공압을 일정하게 하도록 생성한 모터 구동 신호를 부속하는 모터 콘트롤러(도시 생략)에서 모터 드라이버(42)로 출력한다. 모터 드라이버(42)는 그 제어 장치(41)로부터의 모터 구동 신호에 응답하여 생성한 소정 수의 펄스 신호를 모터(27)로 출력하고, 모터(27)는 그 펄스 신호에 응답하여 회전 구동한다.

이와 같은 모터(27)의 구동에 따라서 상하 운동하는 각 리니어 가이드(24a, 24b)에는, 가압판(33a)의 위치를 검출하기 위한 리니어 스케일(43a, 43b)이 설치되어 있다. 이 리니어 스케일(43a, 43b)은 가이드 레일(23a, 23b)을 따라 이동하는 리니어 가이드(24a, 24b)의 위치를 검출함으로써 테이블(33b)에 대한 가압판(33a)의 위치를 검출하고, 그 검출 결과를 표시기(44)로 출력한다.

상세하게 설명하면, 표시기(44)에는 가압판(33a)에 설치된 기준면 센서(45)에 의해 가압판(33a)과 테이블(33b)과의 간격이「양 기판(W1, W2)의 두께+접합시의 셀 갭(최종 기판 간격)」이 될 때의 가압판(33a)의 위치가 미리 원점 위치로서 기억되어 있다. 이에 따라, 표시기(44)는, 리니어 스케일(43a, 43b)로부터 출력되는 검출치에 기초하여 가압판(33a)의 위치(원점 위치에 대한 가압판(33a)의 상대 위치)를 산출하고, 그 상대 위치 데이터를 제어 장치(41)로 출력한다.

제어 장치(41)는 그 상대 위치 데이터에 의해 가압판(33a)의 위치를 감시하여, 접합시에 있어서의 양 기판(W1, W2)의 간격과, 그 때의 기판(W1, W2)에 가해지는 가공압과의 관계가 적정한지의 여부를 판단한다. 이 접합시에 있어서의 기판 간격과 가공압과의 관계는 미리 실험적으로 구해지며, 제어 장치(41)는 그에 따른 하중의 적정치에서 소정의 허용 범위를 넘는 경우에 이상이 있는 것으로 판단하여 처리(기판(W1, W2)에 대한 가압)를 중지한다.

다음에, 프레스 장치(17)의 제어 기구를 도3을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도2와 같은 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 일부 생략한다.

제어 장치(41)는, 상기한 바와 같이 각 로드셀(31)로부터의 출력을 총합하여 하중 총합치를 산출하고, 그 하중 총합의 감소분에 기초하여 생성한 모터 구동 신호를 모터 드라이버(42)로 출력한다. 모터 드라이버(42)는 그에 응답하여 생성한 펄스 신호를 가압판 상하 모터(27)로 출력하고, 이에 따라 모터(27)가 가압판(33a)을 상승 또는 하강시키는 방향으로 회전 구동되도록 되어 있다.

또한, 도3에 파선으로 나타낸 바와 같이, 각 로드셀(31)과 제어 장치(41)와의 사이에, 각 로드셀(31)로부터의 하중 검출 결과에 기초하여 하중 총합치를 산출하는 연산 장치(46)를 별도 설치하도록 할 수도 있다. 이 같은 구성에서는, 제어 장치(41)는 연산 장치(46)의 출력에 기초하여, 가압판 상하 모터(27)를 구동할 것인지 여부의 판정 동작만을 수행한다. 따라서, 제어 장치(41)에서의 응답 시간의 지연을 회피하여, 모터(27)의 구동 제어를 더욱 정확하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 제어 장치(41)는 화상 처리 장치(47)로부터의 출력 신호에 기초하여 위치 결정 스테이지 모터(48)를 구동하기 위한 모터 구동 신호를 모터 드라이버 (49)로 공급한다.

상세하게 설명하면, 프레스 장치(17)는 기판 접합시에 양 기판(W1, W2)의 위치 정렬을 하기 위한 얼라인먼트 마크를 촬상하는 CCD 카메라(50)를 구비하고 있다. 이 CCD 카메라(50)는 접합시에 기판(W1, W2)에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬상하여, 그 화상 데이터를 화상 처리 장치(47)로 출력한다.

제어 장치(41)는 그 화상 처리 장치(47)의 연산 결과(위치 오차량의 산출 데이터)에 따라 생성한 모터 구동 신호를 모터 드라이버(49)로 출력하고, 모터 드라이버(49)는 그것에 응답하여 생성한 소정 수의 펄스 신호를 위치 결정 스테이지 모터(48)로 출력한다. 이 모터(48)의 회전 구동에 기초하여 테이블(33b)을 지지하는 위치 결정 스테이지(36)가 구동되며, 이에 따라 양 기판(W1, W2)의 위치 정렬이 이루어지도록 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 테이블(33b)의 구성을 도4에 따라서 설명한다.

도4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 테이블(33b)의 기판 보유면(제2 기판(W2)의 이면과의 접촉면)은, 크게 구분하여 3개의 제1 내지 제3 보유면(61 내지 63)으로 구성되어 있다.

제1 보유면(61)은, 예를 들면 진공 척 등의 흡인 흡착에 의해 제2 기판(W2)을 보유하는 압력차 흡착면을 갖고, 제2 보유면(62)은, 예를 들면 세라믹 정전 척 등의 정전 흡착에 의해 제2 기판(W2)을 보유하는 정전 흡착면을 갖고 있다. 제3보유면(63)은, 예를 들면 바이톤 고무 등의 마찰 계수가 높은 재료(마찰 저항재)로 이루어지는 고마찰면을 갖고 있다.

본 실시 형태에서는, 테이블(33b)의 중앙에 제1 보유면(61)이 형성되고, 제1 보유면(61)의 주위에 제2 보유면(62)이 형성되고, 제2 보유면(62)의 주위에 제1 보유면(61)과 제3 보유면(63)이 테이블(33b)의 주변부를 따라 번갈아 형성되어 있다.

또, 제2 보유면(62)에 정전 흡착면에 더하여 압력차 흡착면을 구비할 수도 있다. 또한, 제3 보유면(63)에 고마찰면에 더하여 압력차 흡착면을 구비할 수도 있다. 즉, 압력차 흡착면을 테이블(33b)의 기판 보유면에 있어서 전면(全面)에 형성하도록 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 테이블(33b)에서는, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 걸리는 가공압의 반력에 의해서, 제2 기판(W2)에 횡방향(수평 방향)으로 이동하는 힘이 작용하는 경우에도, 기판(W2)의 이면과 고마찰면 사이의 마찰 저항에 의해 그 기판(W2)의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 테이블(33b)내의 제1 내지 제3 보유면(61 내지 63)의 배치는, 접합시에 ｛정전 흡착력(+압력차 흡착력)+마찰 저항력｝이 제2 기판(W2)에 작용하는 횡방향의 힘보다도 커지도록 고려되어 있으면 되며, 도4에 도시한 배치에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시 형태에서는, 테이블(33b)에만 고마찰면을 설치하는 구성으로 하였지만, 가압판(33a)에 대해서도, 제1 기판(W1)의 자중을 유지할 수 있는 필요 최저한의 흡착력을 갖고 있으면, 예를 들면 도4와 마찬가지로 하여 고마찰면을 설치할 수도 있다. 즉, 가압판(33a)과 테이블(33b)에 각각 도4에 도시한 바와 같은 고마찰면을 설치함으로써, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 있어서의 사이드 슬립을 방지할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 이하의 효과를 갖는다.

(1) 제2 기판(W2)을 보유하는 테이블(33b)은, 압력차 흡착면을 갖는 제1 보유면(61)과, 정전 흡착면을 갖는 제2 보유면(62)과, 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)으로 구성되어 있다. 제2 기판(W2)이 마찰 저항재로 이루어지는 고마찰면을 통하여 테이블(33b)에 보유됨으로써, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 걸리는 가공압이 반력에 의해서, 제2 기판(W2)이 사이드 슬립하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 접합시에 있어서의 양 기판(W1, W2) 간의 위치 오차를 방지하여 양 기판(W1, W2)의 접합을 양호한 정밀도로 수행할 수 있다.

(2) 제2 기판(W2)이 고마찰면을 통하여 테이블(33b)에 보유됨으로써, 접합시에 밀봉재와 액정에 의해 제2 기판(W2)에 전단력이 작용하여 사이드 슬립되는 것도 방지할 수 있다.

(3) 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)을 테이블(33b)의 주변부를 따라 설치하였다. 이 구성에서는, 고마찰면을 테이블(33b)의 내부에 형성하는 경우에 비하여 제2 기판(W2)의 사이드 슬립 방지 효과를 높일 수 있다.

(4) 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)을 테이블(33b)내에 부분적으로 형성하였다. 이 구성에서는, 고마찰면을 전면(全面)에 형성하는 경우에 비하여 테이블(33b)의 평면도를 양호한 정밀도로 유지할 수 있다.

(5) 테이블(33b)에 고마찰면을 형성함에 따라, 그 테이블(33b)에 형성하는 정전 흡착면을 줄일 수 있다. 즉, 제2 기판(W2)의 횡방향으로의 이동을 억지하기 위해 필요로 했던 정전 흡착력을 줄이더라도 용이하게 기판의 보유가 가능해진다.

<제2 실시 형태>

이하, 본 발명을 구체화한 제2 실시 형태를 도5에 따라서 설명한다.

본 실시 형태는, 제1 실시 형태의 프레스 장치(17)에 있어서, 제2 보유판으로서의 테이블(33b)을 도5의 (b)에 도시한 테이블(71)의 구성으로 변경하고, 그 테이블(71)을 그 하방에서 상방을 향하여 압압하는 가압 기구(72)를 추가하여 구성한 것이다. 또한, 제1 실시 형태와 같은 구성 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 일부 생략한다.

도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 테이블(71)의 기판 보유면은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 제1 내지 제3 보유면(61 내지 63)으로 구성되고, 도4에 도시한 테이블(33b)과의 차이는 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)을 테이블(71)의 네 모서리에 형성한 것이다.

이 테이블(71)은, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 챔버(32)의 하측 용기(32b)내에서 4개의 지주(37)에 의해 지지되며, 각 지주(37)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 위치 결정 스테이지(36)에 지지되어 있다. 즉, 테이블(71)은 위치 결정 스테이지(36)의 구동에 기초하여 XYθ 방향으로 수평 이동 가능하도록 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 이 위치 결정 스테이지(36)상의 4개소에 가압 기구(72)가 더 구비되어 있다. 각 가압 기구(72)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 챔버(32)내에 지지된 테이블(71)을 그 하방에서 상방을 향해 압압하고, 접합시에 제2 기판(W2)을 제1 기판(W1)에 대해 가압한다.

구체적으로는, 각 가압 기구(72)는, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 테이블(71)의 네 모서리에 형성된 4개의 고마찰면(제3 보유면, 63)의 위치에 각각 대응하여 배치되고, 그 제3 보유면(63)내에 있어서의 가압 영역(73)을 테이블(71)의 하방으로부터 가압하도록 되어 있다.

접합시에는, 이와 같은 가압 기구(72)에 의해 테이블(71)상의 고마찰면이 상방으로 압압되고, 그에 수반하여 제2 기판(W2)이 대향하는 제1 기판(W1)에 가압됨으로써, 제2 기판(W2)의 이면과 테이블(71) 사이의 마찰 저항력을 증대시키도록 되어 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 이하의 효과를 갖는다.

(1) 테이블(71)에 형성한 고마찰면을 그 테이블(71)의 하방에 설치한 가압 기구(72)에 의해 가압하는 구성으로 하였다. 이에 따라, 마찰 저항이 높은 부분을 우선적으로 가압함으로써, 접합시에 있어서의 제2 기판(W2)과 테이블(71)과의 사이의 마찰 저항력을 증대시킬 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 비하여 기판(W2)의 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

<제3 실시 형태>

이하, 본 발명을 구체화한 제3 실시 형태를 도6 및 도7에 따라서 설명한다.

본 실시 형태는, 제1 실시 형태의 프레스 장치(17)의 다른 형태에 대해서 설명하는 것이다. 또, 제1 실시 형태와 같은 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 일부 생략한다.

도6은 본 실시 형태의 프레스 장치(81)의 기구를 측면에서 본 개략도이다.

이 프레스 장치(81)에는 제1 지지 프레임(83)이 구비되고, 제1 지지 프레임(83)의 내측에는 제2 지지 프레임(84)이 구비되어 있다. 이 제2 지지 프레임(84)에는, 제1 지지 프레임(83)에 부착 고정된 가이드 레일(85)을 따라서 상하 운동 가능하도록 설치되는 리니어 가이드(86)가 부착 고정되어 있다. 즉, 제2 지지 프레임(84)은 제1 지지 프레임(83)에 대하여 상하 운동 가능하도록 설치되어 있다.

제1 지지 프레임(83)에는 복수(도면에서는 2개 도시함)의 가압용 모터(87)가 설치되고, 각 가압용 모터(87)에 의해 회전 구동되는 볼 나사(88)에 지지판(89)이 상하 운동 가능하도록 지지되어 있다. 그리고, 이 지지판(89)에 제2 지지 프레임(84)이 복수(도면에서는 4개 도시함)의 로드셀(90)을 통하여 지지되어 있다.

제2 지지 프레임(84)의 중앙에는 상기 지지판(89)에 의해 지지되는 제3 지지 프레임(91)이 구비되어 있다. 이 제3 지지 프레임(91)에는 지지판(89)에 부착 고정된 가이드 레일(92)을 따라서 상하 운동 가능하도록 설치되는 리니어 가이드(93)가 부착 고정되어 있다. 즉, 제3 지지 프레임(91)은 지지판(89), 즉 제2 지지 프레임(84)에 대해 상하 운동 가능하도록 설치되어 있다.

지지판(89)에는 가압용 모터(94)가 설치되고, 이 가압용 모터(94)에 의해 회전 구동되는 볼 나사(95)에 지지 부재(96)가 상하 운동 가능하도록 지지되어 있다.그리고, 이 지지 부재(96)에 제3 지지 프레임(91)이 복수(도면에서는 2개 도시함)의 로드셀(97)을 통하여 지지되어 있다.

프레스 장치(81)는 제2 및 제3 지지 프레임(84, 91)의 하방에 처리실로서의 챔버(100)를 구비하고, 그 챔버(100)는 상하로 분할되어 상측 용기(100a)와 하측 용기(100b)로 구성되어 있다.

챔버(100)의 개구부, 즉 상측 용기(100a)와 하측 용기(100b)가 맞닿는 개소에는, 이들 사이를 밀봉하여 동 챔버(100)의 기밀을 보유하기 위한 O링(100d)이 설치되어 있다. 또한, 상측 용기(100a)에는 하측 용기(100b)에 설치된 위치 결정 핀(100e)에 끼움 결합하는 위치 결정 구멍(100f)이 형성되어 있다. 따라서, 챔버(100)를 폐색했을 때에, 위치 결정 핀(100e)이 위치 결정 구멍(100f)에 끼움 결합함으로써, 상측 용기(100a)가 하측 용기(100b)에 대해 위치 결정되도록 되어 있다.

이 챔버(100)내에는 양 기판(W1, W2)을 각각 흡착 보유하기 위한 제1 및 제2 보유판으로서의 가압판(101) 및 테이블(102)이 대향하여 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 가압판(101)은 제1 기판(W1, CF 기판)을 보유하고, 테이블(102)은 제2 기판(W2, TFT 기판)을 보유한다.

가압판(101)과 테이블(102)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 압력차 흡착 및 정전 흡착 중 적어도 한쪽을 작용시켜 각각 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 흡착 보유하도록 되어 있다.

도7에 도시한 바와 같이, 가압판(101)은 복수의 보유부로서의 중앙가압부(101a)와 그 중앙 가압부(101a)의 외주를 둘러싸도록 이간하여 설치되는 주변 가압부(101b)로 구성되어 있다. 주변 가압부(101b)는 제2 지지 프레임(84)에 일체 접속되는 복수(도면에서는 2개 도시함)의 지주(103)에 의해 매달려 지지되고, 중앙 가압부(101a)는 제3 지지 프레임(91)에 일체 접속되는 복수(도면에서는 2개 도시함)의 지주(104)에 의해 매달려 지지되어 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 가압용 모터(87)와, 그 모터(87)의 구동에 따라서 상하 운동하는 지지판(89), 리니어 가이드(86) 및 제2 지지 프레임(84)과, 그 제2 지지 프레임(84)으로부터 가압판(101)의 주변 가압부(101b)를 매달려 지지하는 지주(103)에 의해서 양 기판(W1, W2)의 주변을 가압하는 가압 기구가 구성되어 있다.

또한, 가압용 모터(94)와, 그 모터(94)의 구동에 따라서 상하 운동하는 지지 부재(96) 및 제3 지지 프레임(91)과, 그 제3 지지 프레임(91)으로부터 가압판(101)의 중앙 가압부(101a)를 매달려 지지하는 지주(104)에 의해 양 기판(W1, W2)의 중앙을 가압하는 가압 기구가 구성되어 있다.

제2 지지 프레임(84)과 상측 용기(100a)와의 사이에는, 상기 각 지주(103)를 둘러싸고 챔버(100)의 기밀을 유지하는 탄성체로서의 벨로우즈(105)가 설치되어 있다. 벨로우즈(105)는 양단의 플랜지부에 O링을 구비하고, 그 O링에 의해 제2 지지 프레임(84)과 상측 용기(100a)와의 사이를 밀봉하도록 되어 있다.

제3 지지 프레임(91)과 상측 용기(100a)와의 사이에는, 상기 각 지주(104)를 둘러싸고 챔버(100)의 기밀을 유지하는 같은 탄성체로서의 벨로우즈(106)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 벨로우즈(106)는 양단의 플랜지부에 O링을 구비하고, 그 O링에 의해 제3 지지 프레임(91)과 상측 용기(100a)와의 사이를 밀봉하도록 되어 있다.

테이블(102)은 하측 용기(100b)내에 설치되고, 그 하측 용기(100b)는 구동 기구로서의 위치 결정 스테이지(107)에 의해, 수평 이동(XY 방향) 가능, 또 수평 회전(θ방향) 가능하도록 지지되어 있다. 상세하게는, 위치 결정 스테이지(107)는 제1 지지 프레임(83)에 일체 접속되는 베이스판(108)상을 XYθ 방향으로 구동 가능하도록 설치되고, 이 위치 결정 스테이지(107)의 구동에 따라서, 테이블(102)이 하측 용기(100b)와 함께 수평면내에서 이동 및 회동되도록 되어 있다.

테이블(102)에는 가압판(101)의 중앙 가압부(101a)와 대향하는 위치 및 주변 가압부(101b)와 대향하는 위치에서 각각 자외선 조사 기구(109, 110)가 설치되어 있다. 이들 각 기구(109, 110)는 각각 실린더의 구동에 따라서 상하 운동하고, 제1 및 제2 기판(W1, W2)의 접합시에 밀봉재에 자외선을 조사한다. 이에 따라, 밀봉재가 경화되어 양 기판(W1, W2)의 임시 고정이 이루어지도록 되어 있다.

테이블(102)의 상면 외주연에는, 그 테이블(102)의 기판 흡착면과 면을 맞추어 리프트판(113)이 설치되어 있다. 이 리프트판(113)은, 테이블(102)의 외측 방향으로 일부가 돌출하는 상태로 놓여지고, 그 하방으로 상하 운동 가능하도록 설치된 리프트 기구(114)에 의해서, 테이블(102)로부터 들어올려지도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 프레스 장치(81)에서는, 가압용 모터(87)의 구동에 따라서 지지판(89)이 상하 운동하면, 그 지지판(89)에 지지되어 있는 제2 지지 프레임(84)이 제1 지지 프레임(83)에 대해 상하 운동한다. 그에 수반하여, 지지판(89)에 볼나사(95)를 통하여 접속된 지지 부재(96)에 지지되어 있는 제3 지지 프레임(91)이 제2 지지 프레임(84)과 함께 상하 운동한다.

또한, 가압용 모터(94)의 구동에 따라서 지지 부재(96)가 상하 운동하면, 그 지지 부재(96)에 지지되어 있는 제3 지지 프레임(91)이 지지판(89), 즉 제2 지지 프레임(84)에 대해 상하 운동한다.

따라서, 프레스 장치(81)는 제1 지지 프레임(83)에 대해 제2 지지 프레임(84)과 제3 지지 프레임(91)을 각각 독립하여 상하 운동시키는 것이 가능하도록 되어 있다. 즉, 프레스 장치(81)는 가압판(101)의 중앙 가압부(101a)와 주변 가압부(101b)에 제2 기판(W2)을 흡착 보유한 상태에서, 각각 주변 가압부(101b)와 중앙 가압부(101a)를 독립하여 상하 운동시키는 것이 가능하도록 되어 있다.

이와 같은 프레스 장치(17)에 있어서, 각 로드셀(90, 97)은 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 각각에 작용하는 압력을 검출하고, 그 검출 결과를 프레스 장치(81)의 제어 장치(도시 생략)로 출력한다. 그리고, 제어 장치는 각 로드셀(90, 97)의 검출 결과에 기초하여, 하중 총합의 감소분에서 양 기판(W1, W2)의 접합시에 있어서의 가공압을 검지하도록 되어 있다.

또한, 도6에서는 프레스 장치(81)의 제어 기구를 생략하고 있으나, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제어 장치는 각 로드셀(90, 97)의 출력에 기초하여, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 부여하는 가공압을 일정하게 하도록 각 모터(87, 94)의 구동을 제어한다. 마찬가지로, 제어 장치는 도3에서 설명한 바와 같이, 얼라인먼트 마크를 촬상하는 CCD 카메라의 화상 데이터를 취득하여 화상 처리하는 화상 처리 장치로부터의 출력 신호에 기초하여 위치 결정 스테이지(107)를 구동하고, 양 기판(W1, W2)의 위치 정렬을 수행하도록 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 가압판(101)의 기판 보유면의 구성을 설명한다.

도7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 가압판(101)은, 그 중앙 가압판(101a)에 정전 흡착면을 갖는 제2 보유면(62)이 형성되고, 그 주변 가압부(101b)에 압력차 흡착면을 갖는 제1 보유면(61)과 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)이 번갈아 형성되어 있다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제2 보유면(62)과 제3 보유면(63)에 압력차 흡착면을 갖고 있을 수 있다.

이와 같이 구성된 가압판(101)을 이용하여 프레스 장치(81)에 의해 접합을 행하려면, 우선 가압판(101)과 테이블(102)에 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)을 각각 흡착 보유한 후, 챔버(100)내를 진공 배기하여 양 기판(W1, W2)의 위치 정렬을 비접촉으로 수행한다.

이어서, 주변 가압부(101b)를 하강시켜, 제1 및 제2 기판(W1, W2)의 주변부에 있어서의 접합을 행한다. 이어서, 주변 가압부(101b)의 흡착을 오프하여 그 주변 가압부(101b)를 상승시킨 후, 중앙 가압부(101a)를 하강시켜 제1 및 제2 기판 (W1, W2)의 중앙부에 있어서의 접합을 행한다.

그리고, 중앙 가압부(101a)의 흡착을 오프하여 그 중앙 가압부(101a)를 상승시킨 후, 챔버(100)내를 대기 개방하여 소정의 셀 갭까지 접합을 행한다.

또한, 이와 같은 접합 공정은 일예에 대해서 설명한 것으로, 우선 중앙 가압부(101a)를 하강시켜서 양 기판(W1, W2)의 중앙부에 있어서의 접합을 행한 후, 계속하여 주변 가압부(101b)를 하강시켜 양 기판(W1, W2)의 주변부에 있어서의 접합을 행하도록 할 수도 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 갖는다.

(1) 본 실시 형태에서는, 양 기판(W1, W2)의 주변부와 중앙부를 별도로 가압할 수 있는 가압 기구를 갖는 프레스 장치(81)에 있어서, 가압판(101)의 중앙 가압부(101a)에 제2 보유면(62)을 형성하고, 주변 가압부(101b)에 제1 보유면(61)과 제3 보유면(63)을 번갈아 구성하였다. 이 구성에서는, 접합시에 양 기판(W1, W2)에 걸리는 하중치를 작게할 수 있음과 동시에, 가압판(101)의 마찰 저항이 높은 부분을 선택하여 가압하는 것이 가능해지므로, 접합시에 있어서의 제1 기판(W1)의 사이드 슬립을 방지하는 효과를 더욱 높일 수 있다.

(2) 본 실시 형태에서는, 우선 고마찰면을 갖는 주변 가압부(101b)를 우선적으로 가압하여 양 기판(W1, W2)의 주변부의 접합을 행하고, 그 후 정전 흡착면을 갖는 중앙 가압부(101a)를 가압하여 양 기판(W1, W2)의 중앙부의 접합을 행하도록 하였다. 이에 따라, 우선 양 기판(W1, W2)의 주변부를 임시 고정할 수 있으므로, 위치 오차의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태는, 이하의 태양으로 실시할 수도 있다.

·제3 실시 형태의 테이블(102)에 제1 실시 형태와 같은 테이블(33b)의 구성을 적용할 수도 있다.

·제3 실시 형태에 제2 실시 형태와 같은 가압 기구(72)를 적용하여 접합시에 양 기판(W1, W2)을 상하에서 가압하도록 할 수도 있다.

·제3 실시 형태에서는, 테이블(102)을 가압판(101)과 마찬가지로 하여 복수로 분할하고, 그 분할하여 구성한 테이블 중 고마찰면이 형성된 부분만을 선택적으로 가압할 수 있는 가압 기구를 구비하도록 할 수도 있다.

·제3 실시 형태의 가압판(101)을, 도8에 도시한 바와 같은 구성으로 변경할 수도 있다. 즉, 도8에 도시한 가압판(121)은 복수의 보유부로서의 제1 내지 제3의 가압부(122 내지 124)로 분할하여 구성되어 있다. 제1 가압부(122)는 압력차 흡착면을 갖는 제1 보유면(61)에 의해 구성되어 있다. 제2 가압부(123)는 정전 흡착면을 갖는 제2 보유면(62)에 의해 구성되어 있다. 제3 가압부(124)는 정전 흡착면을 갖는 제2 보유면(62)과 고마찰면을 갖는 제3 보유면(63)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이와 같은 가압판(121)을 이용하는 경우에는, 제3 실시 형태에 나타낸 프레스 장치(81)의 구성을 변경하여 각 가압부(122 내지 124)를 각각 독립하여 가압 가능하도록 하는 가압 기구를 채용하고, 접합시에는 고마찰면을 갖는 제3 가압부(124)를 우선적으로 가압하도록 한다. 이와 같이 가압판(121)을 3이상으로 분할한 경우에는, 접합시에 있어서의 하중치를 더욱 작게하여, 제1 기판(W1)의 사이드 슬립 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

·제1 실시 형태의 테이블(33b), 제2 실시 형태의 테이블(71), 제3 실시 형태의 가압판(101) 및 도8에 도시한 가압판(121)에 있어서는, 각각의 보유면에 동일 재료로 이루어지는 고마찰면을 전면에 형성하도록 할 수 있다.

상기 각 실시 형태의 특징을 정리하면, 이하와 같다.

(부기1) 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2 보유판은, 각각 상기 제1 및 제2 기판을 압력차 흡착 및 정전 흡착 중 적어도 한쪽에 의해 보유 가능하며,

상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에는, 각각 상기 제1 및 제2 기판을 마찰 저항에 의해 보유하는 마찰 저항재가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.

(부기2) 상기 마찰 저항재는, 상기 기판 보유면내에 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1기재의 접합 기판 제조 장치.

(부기3) 상기 마찰 저항재는, 상기 기판 보유면의 주변부를 따라서 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1기재의 접합 기판 제조 장치.

(부기4) 상기 마찰 저항재는, 상기 기판 보유면의 네 모서리에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 접합 기판 제조 장치.

(부기5) 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에는, 압력차 흡착면을 포함하는 제1 보유면과, 정전 흡착면을 포함하는 제2 보유면과, 상기 제1 및 제2 보유면보다도 마찰 계수가 높은 마찰 저항재로 이루어지는 고마찰면을 포함하는 제3 보유면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.

(부기6) 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판에 접속되고, 그 접속된 보유판을 가압하는 가압 기구를 구비하고 있으며,

상기 가압 기구는, 상기 기판 보유면에 형성된 상기 마찰 저항재에 대응하는 위치를 우선적으로 가압 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 접합 기판 제조 장치.

(부기7) 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판은 복수의 보유부로 분할하여 구성됨과 동시에, 그 분할된 복수의 보유부를 개별적으로 가압하는 가압 기구와 접속되어 있으며,

상기 마찰 저항재는, 상기 복수의 보유부 중 적어도 하나의 보유부에 있어서의 기판 보유면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 접합 기판 제조 장치.

(부기8) 상기 복수의 보유부는, 상기 기판 보유면에 보유되는 기판의 중앙부와 주변부를 보유하는 것으로 적어도 분할되어 있고,

상기 마찰 저항재는, 상기 기판의 주변부를 보유하는 보유부의 기판 보유면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 7에 기재된 접합 기판 제조 장치.

(부기9) 상기 마찰 저항재는, 상기 보유부의 기판 보유면내에 있어서, 부분적으로 더욱 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 7에 기재된 접합 기판 제조 장치.

(부기10) 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 방법에 있어서,

상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에 형성된 마찰 저항재에 대응하는 부분을 우선적으로 가압하여 상기 2매의 기판의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 방법.

(부기11) 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 방법에 있어서,

상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판은 복수의 보유부로 분할되어 구성됨과 동시에, 그 분할된 복수의 보유부 중 적어도 하나의 보유부의 기판 보유면에는 마찰 저항재가 형성되어 있고,

상기 복수의 보유부를 선택적으로 상하 운동시켜 가압하여 상기 2매의 기판의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 방법.

(부기12) 상기 복수의 보유부 중 상기 마찰 저항재가 형성되어 있는 보유부를 우선적으로 가압한 후, 상기 마찰 저항재가 형성되어 있지 않은 보유부를 가압하여 상기 2매의 기판의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 부기 11에 기재된 접합 기판 제조 방법.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 접합시에 있어서의 기판의 사이드 슬립를 방지할 수 있는 접합 기판 제조 장치 및 접합 기판 제조 방법을제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 장치에 있어서,

   상기 제1 및 제2 보유판은, 각각 상기 제1 및 제2 기판을 압력차 흡착 및 정전 흡착 중 적어도 한쪽에 의해 보유 가능하며,

   상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에는, 각각 상기 제1 및 제2 기판을 마찰 저항에 의해 보유하는 마찰 저항재가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 마찰 저항재는 상기 기판 보유면내에 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 마찰 저항재는 상기 기판 보유면의 주변부를 따라 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
4. 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 장치에 있어서,

   상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에는, 압력차 흡착면을 포함하는 제1 보유면과, 정전 흡착면을 포함하는 제2 보유면과, 상기 제1 및 제2 보유면보다도 마찰 계수가 높은 마찰 저항재로 이루어지는 고마찰면을 포함하는 제3 보유면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판에 접속되고, 그 접속된 보유판을 가압하는 가압 기구를 구비하고 있으며,

   상기 가압 기구는, 상기 기판 보유면에 형성된 상기 마찰 저항재에 대응하는 위치를 우선적으로 가압 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판은 복수의 보유부로 분할하여 구성됨과 동시에, 그 분할된 복수의 보유부를 개별적으로 가압하는 가압 기구와 접속되어 있으며,

   상기 마찰 저항재는, 상기 복수의 보유부 중 적어도 하나의 보유부에 있어서의 기판 보유면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 보유부는 상기 기판 보유면에 보유되는 기판의 중앙부와 주변부를 보유하는 것으로 적어도 분할되어 있고,

   상기 마찰 저항재는 상기 기판의 주변부를 보유하는 보유부의 기판 보유면에형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 마찰 저항재는 상기 보유부의 기판 보유면내서 부분적으로 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 장치.
9. 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 방법에 있어서,

   상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판의 기판 보유면에 형성된 마찰 저항재에 대응하는 부분을 우선적으로 가압하여 상기 2매의 기판의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 방법.
10. 처리실내에 배치된 서로 대향하는 제1 보유판과 제2 보유판에 각각 제1 기판과 제2 기판을 보유하고, 상기 제1 및 제2 기판을 서로 근접시켜 2매의 기판을 접합하는 접합 기판 제조 방법에 있어서,

    상기 제1 및 제2 보유판 중 적어도 한쪽 보유판은 복수의 보유부로 분할되어 구성됨과 동시에, 그 분할된 복수의 보유부 중 적어도 하나의 보유부의 기판 보유면에는 마찰 저항재가 형성되어 있고,

    상기 복수의 보유부를 선택적으로 상하 운동시켜 가압하여 상기 2매의 기판의 접합을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판 제조 방법.