KR20060121751A - 기판조립장치와 기판조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접합하는 기판의 대형화에 따라 제품의 정밀도를 유지하기 위해서는 접합장치도 대형이 되고, 조작도 복잡해진다는 문제가 있다.

가대의 4 모서리에 상부 프레임을 상하로 움직이기 위한 Z축 구동기구를 설치하고, 상부 프레임의 밑에 내부에 상테이블을 구비한 상부 챔버가 매달아지고, 상기 가대측에 내부에 복수의 지지 다리를 거쳐 지지된 하테이블을 구비한 하부 챔버가 설치되고, 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버는 시일링을 통하여 합체되어 진공챔버를 구성하고, 상기 상테이블은 상기 상부 프레임과 연결되어 상부 프레임을 거쳐 상기 Z축 구동기구에 의해 움직여지고, 상기 상부 프레임을 움직임으로써 상부 챔버가 상하 이동하여 진공챔버의 개폐를 행하는 구성으로 하고, 상기 하테이블은 상기 복수의 지지 다리와 테이블 사이에 프리조인트 스테이지를 거쳐 지지되고, 상기 진공챔버의 바깥쪽에 설치한 횡압기구에 의해 수평방향으로 가동할 수 있는 구성으로 하였다.

Description

기판조립장치와 기판조립방법{SUBSTRATE ASSEMBLING APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명에 있어서의 기판 조립장치의 전체 구성을 나타내는 개략도,

도 2는 접합장치의 조합 가이드의 설명도,

도 3은 시트형상 전극과 탄성체 시트에 의한 정전척의 구성의 개략도,

도 4는 하테이블의 횡압기구의 배치예를 나타낸 도,

도 5는 하테이블의 횡압기구의 상세를 나타낸 도,

도 6은 하테이블의 밑에 설치한 프리조인트의 상세를 나타낸 도면이다.

본 발명은 액정 디스플레이를 형성하는 경우에, 테이블 위의 기판에 액정을 적하한 후, 가압판측 또는 테이블 위의 어느 한쪽의 기판에 도포한 접착제로 접합하는 기판 조립장치에 관한 것이다.

종래의 액정 표시 패널의 제조장치로서, 일본국 특개평10-26763호 공보에 기재된 것이 있다. 이 공보에는 투명 전극이나 박막 트랜지스터 어레이를 설치한 2매의 유리 기판의 한쪽측에 액정을 코팅하고, 다시 스페이서를 분산 배치한 후, 다른쪽의 기판을 상하 기구를 가지는 핀으로 한쪽의 기판 위에 얹고, 그 기판을 장치 의 좌우방향에 설치한 위치 결정 핀으로 위치맞춤을 한 후, 챔버 내를 진공으로 하여 기판을 겹친 후, 다시 위치맞춤을 행한 후에 챔버 내 압력을 대기압측으로 되돌림으로써 접합을 행하도록 하고 있다.

또, 일본국 특개2001-305563호 공보에는 일체 구조의 진공챔버 내에 상면 또는 하면에 양 기판의 어느 한쪽을 탈착 자유롭게 고정시키는 제 1 테이블과 하면 또는 상면에 양 기판의 다른쪽을 탈착 자유롭게 고정시키는 제 2 테이블을 각각의 기판을 고정시키는 상면 및 하면이 대향하도록 구비하고, 양 테이블의 한쪽은 탄성체를 거쳐 진공챔버와 기밀하게 이동 가능하게 결합되어 있고, 또한 상기 한쪽의 테이블은 상기 탄성체로 구획된 진공챔버의 대기측에 진공챔버에 대하여 적어도 수평방향으로 이동하는 구동수단을 구비하는 구조가 개시되어 있다.

또 일본국 특개2001-5401호 공보에는 챔버를 상하 2개로 분할하여 아래쪽 챔버를 기판의 반송에 이용하는 것으로서, 액정 적하장치를 본체의 옆에 구비한 기판 조립장치가 개시되어 있다.

또한 일본국 특개2004-233473호 공보에는, 가대 위에 하부 프레임과 상부 프레임을 설치하여 하부 프레임측에 상부 프레임을 상하로 크게 이동시키는 제 1의 Z축 구동기구를 설치하고, 상기 하부 프레임의 안쪽에 하부 챔버를, 상부 프레임의 안쪽에 상부 챔버를 설치하고, 상부 챔버의 안쪽에 상테이블을 설치하고, 상기 하부 챔버의 아래쪽에 하부 챔버 내에 설치한 하테이블을 상하로 미소 이동시키는 제 2의 Z축 구동기구를, 하테이블 측면에 상기 하테이블을 수평방향으로 이동시키는 구동기구를 설치하고, 상부 프레임과 하부 프레임을 합체시킴으로써 상부 챔버와 하부 챔버를 시일링을 거쳐 합체하여 진공챔버를 형성하는 구성으로 되어 있다.

상기 일본국 특개평10-26763호 공보 1에서는 기판의 가압은 기판 사이와 기판바깥쪽의 기압차만을 이용하여 행하는 것으로, 이 경우 기판 사이의 시일재가 상하 기판 사이를 확실하게 메운 상태가 되도록 하지 않으면 안된다. 이 때문에 사용하는 시일재의 양이 많이 필요하게 됨과 동시에, 표시부측으로 퍼질 염려도 있다. 또 진공 중에서의 기판의 유지를 아래쪽의 기판은 평탄한 스테이지에 얹어 놓여져 있으나, 위쪽의 기판은 그 둘레 가장자리의 적당한 부분을 핀형상의 부재로 지탱하기 때문에, 대형 기판 2 m × 2 m 이상의 대형 기판의 경우, 휘어져 상하의 양 기판의 정확한 위치 결정을 하는 것이 곤란해진다.

또한 상하의 기판을 진공챔버속으로 직접 반송하고, 반송 후에 챔버 내를 대기압으로부터 진공으로 배기하기 위한 배기에 시간이 걸려 생산성을 높게 할 수 없다는 문제도 있다.

또, 일본국 특개2001-305563호 공보와 같이 기판의 대형화에 따라 진공챔버 자체도 대형이 되고, 특히 기판의 반입 반출에는 종래에 게이트밸브를 사용하는 방식에서는 진공챔버 자체를 더욱 대형화하게 되어, 기판의 반출입이나 메인티넌스도 어려워진다. 또 기판을 상테이블(가압판)에의 고정, 하테이블에의 고정 및 위치 결정도, 일본국 특개2001-5401호 공보와 같이 하부 챔버 자체를 이동하여 행하기에는 하부 챔버의 중량이 커져 과대한 구동력이 필요하게 된다는 문제도 발생한다.

또, 일본국 특개2004-233473호 공보에 기재된 접합장치의 구성에서는 상부 프레임을 상하 이동시키기 위한 구동기구와 상테이블 또는 하테이블을 상하 이동시 키기 위한 구동기구가 각각 필요하게 되기 때문에, 장치의 대형화, 중량의 증대를 피할 수 없는 것이었다.

또, 일본국 특개2004-233473호 공보의 장치에서는 상부 프레임을 상하 이동시킬 때의 가이드기구에 볼 스플라인을 사용하고 있고, 장치가 대형인 경우에 요구되는 강성을 확보할 수 없게 되는 것도 생각할 수 있다.

또, 접합시의 가압 불균일을 발생시키는 일이 없도록 기판을 유지하는 상하 테이블의 표면은 높은 정밀도의 평면일 것이 요구되나, 대형의 접합장치에서는 요구되는 평면도를 확보하는 것이 곤란하게 되어 있다.

본 발명의 목적은 이상의 과제를 해결하여, 소형이고 고정밀도의 기판 조립이 가능한 기판 조립장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 가대 위의 4 모서리에 상부 프레임을 상하로 움직이기 위한 Z축 구동기구를 설치하여 상부 프레임에 매달고, 상테이블을 안쪽에 설치한 상부 챔버와, 가대측에 복수의 지지 다리로 지지된 하테이블을 안쪽에 구비한 하부 챔버를 가지고, 상하 챔버가 시일링을 거쳐 합체됨으로써 진공챔버를 구성하고, 상기 상테이블은 상기 상부 프레임과 연결되어 상부 프레임을 거쳐 상기 Z축 구동기구에 의해 상하로 이동하고, 상기 하테이블은 복수의 지지 다리와 테이블 사이에 설치한 프리조인트 스테이지와, 진공챔버의 바깥쪽에 설치한 횡압기구에 의해 수평방향으로 가동할 수 있는 구성으로 하였다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 기판 조립장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시형태의 기판 조립장치는 하부 챔버부와 상부 챔버부로 구성되어 있다. 상부 챔버부는 상부 프레임(5)이나 상부 챔버(7), 상테이블(9)과 지지 빔(2d) 등으로 구성되어 있고, 하부 챔버부는 가대(1)나 하부 챔버(8), 하테이블(10)이나 하부 샤프트(12)나 Z축 구동기구(2) 등으로 구성되어 있다.

이 상부 챔버부의 중량은 10 tf 이상이 되어 간단하게 상하 이동할 수는 없다. 따라서 가대(1)와 상부 프레임(5)을 강체 지지부재로서 가대(1) 위에 설치한 Z축 구동기구(2)에 의하여 상부 프레임(5)을 상하 이동 가능하게 구성하고 있다. 가대(1)와 상부 프레임(5)의 사이에 상부 챔버(7)와 하부 챔버(8)가 설치되어 있다. 즉, 상부 챔버부를 구성하는 상부 프레임(5) 등은 가대(1)에 고정되어 있는 Z축 구동기구(2)를 구성하는 Z축 구동모터(2a)의 회전축에 설치된 볼나사(2b)를 회전 구동함으로써 상부 프레임(5)을 지지하는 지지 빔(2d)에 설치한 볼나사 받이부(2c)를 거쳐, 가대(1)에 대하여 상하방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상부 프레임(5)이 상하 이동할 때의 안내기구(35)가 Z축 구동기구(2)의 안쪽에 4세트 설치되어 있다. 각각의 안내기구(3)의 일부 단면도를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이 가대측에 고정된 빔(17)에 리니어 가이드(3a)를, 상부 프레임(5)측에 고정된 빔(18)에 리니어 이동부가 각각 2개 설치되어 있다. 이것에 의하여 상부 프레임(5)을 원활하게 상하 이동 가능하게 안내하고 있다.

가대(1)의 윗쪽에는 하테이블(10)을 지지하기 위한 복수의 하부 샤프트(12) 가 설치되어 있다. 각 하부 샤프트(12)는 하부 챔버(8) 내와 기밀성을 유지하기 위하여 진공시일을 거쳐 하부 챔버(8) 내에 돌출되어 있다. 또한 각 하부 샤프트(12)와 하테이블(10) 사이에는 XYθ 방향으로 각각 독립으로 가동할 수 있도록 구성된 프리조인트 스테이지(이후 XYθ 이동 유닛이라 부르는 경우도 있다)(13)가 하부 챔버 내에 위치하도록 설치되어 있다. 또한 XYθ 이동 유닛(13)은 상하방향으로 고정이고, 수평방향으로 자유롭게 이동 가능한 볼베어링 등을 사용한 기구로 구성하여도 좋다. 상세 구성은 뒤에서 설명하나, 하테이블(10)의 수평방향(X, Y 방향)으로는 복수의 하테이블 수평 구동기구가 하부 챔버(8)의 바깥쪽에 설치되어 있다. 이 수평 구동기구를 동작시켜 XYθ 방향의 위치 결정을 행할 수 있도록 구성하고 있다. 또 도시 생략하였으나 하테이블(10)에는 테이블면에 로봇 핸드로부터 기판을 수취하거나, 로봇 핸드에 기판을 주고 받기 위하여 기판과 테이블면과의 사이에 간극을 형성하기 위한 테이블면 위로 돌출할 수 있는 서포트 핀이 복수개 설치되어 있다. 또한 도시 생략하였으나 하테이블(10)에는 기판을 유지하기 위한 복수의 흡인 흡착구멍이 설치되어 있고, 그 흡착구멍은 부압원에 접속되어 있다.

또한 하부 챔버(8)와 상부 챔버(7)의 접속부에는 도시 생략하였으나, 탄성체로 형성되어 있는 시일링이 설치되어 있다. 이 시일링으로 상하의 챔버를 합체시켜 내부를 배기하였을 때의 공기의 누설을 방지하고 있다.

상부 프레임(5)과 Z 구동기구(2)의 접속부에는 각각 로드셀(4)이 설치되어 있다. 상부 프레임(5)의 안쪽에는 상부 챔버(7)가 설치되어 있다. 상부 챔버(7)는 상부 프레임(5)으로부터 매달리는 구조로 되어 있고 상부 프레임(5)를 상하 이 동시킴으로써 챔버의 개폐를 행할 수 있다. 또 상부 챔버(7)는 상부 프레임(5)에 도시 생략한 조인트로 연결되어 있다. 또 상부 프레임(5)에는 상부 챔버(7) 내에 설치되는 상테이블(9)을 지지하기 위하여 상부 챔버(7) 내를 향하여 복수의 상부 샤프트(6)가 설치되어 있다. 상부 샤프트(6)와 상부 챔버(7) 사이는 챔버 내의 기밀을 유지하기 위하여 진공시일로 접속되어 있다. 또한 상테이블(9)은 상부 샤프트(6)에 고정되어 있고, 기판을 가압하였을 때의 힘을 로드셀(4)로 검지할 수 있는 구조가 된다. 또한 상부 챔버(7)와 하부 챔버(8)가 합체하여 챔버를 구성하면 상부 챔버(7)와 상부 프레임(5)과의 조인트가 빠져서 상부 프레임에 연결되어 있는 상테이블(9)만이 상하로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 상부 챔버의 이동거리에 비하여 상테이블의 이동거리가 커지도록 구성하고 있다.

또 상기한 바와 같이 본 실시예에서는 상테이블(9) 및 하테이블(10)은 상부 챔버(7) 및 하부 챔버(8)와는 이간하여 배치되어 있다. 이 때문에 챔버 내를 감압하였을 때에 챔버가 변형되나, 이 변형이 테이블에 전달되지 않아 각각의 테이블에 유지되어 있는 기판을 수평으로 유지할 수 있다.

상테이블(9)에는 기판을 유지하기 위한 정전척(11)이 설치되어 있다. 도 3에 정전척부의 부분단면도를 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이 정전척(11)은 기판을 유지하는 면에 시트형상의 전극(11a)이 설치되어 있다. 이 전극(11a)은 가요성이 있는 수지제의 시트 위에 전극을 설치하고, 표면을 레지스트로 피복한 것으로, 이 때문에 전극(11a)은 가요성을 가지고 있다. 전극(11a)의 밑에는 탄성이 있는 완충층(1lb)이 설치되고, 이에 의하여 정전척의 표면이 유연하고, 변형 가능한 구조로 되어 있다. 완충층(11b)의 밑에는 서브 플레이트(11c)가 설치되고, 전극(11a)과 완충층(11b) 및 서브 플레이트(11c)로 하나의 모듈이 형성된다. 접합하는 유리기판의 치수에 맞춘 치수, 형상에 모듈을 배치하여 철제의 베이스 플레이트(11d) 위에 설치된다. 이 베이스 플레이트가 상테이블(9)에 매립되어 있는 자석에 의해 흡착되어 상테이블(9)에 설치된다. 또한 도시 생략하였으나, 서포트용으로 베이스 플레이트를 상테이블에 고정하는 금속 고정구를 사용하여 볼트로 고정하도록 되어 있다. 또한 방전을 방지하기 위해서는 유리기판의 가장자리부에 닿는 부분에는 전극을 형성하고 있지 않은 모듈로 하여 두면 좋다.

또한 도시 생략하였으나, 상테이블에는 흡인 흡착기구도 설치되어 있고, 대기상태에서 상기판을 흡인 흡착기구로 테이블면에 흡착한 후에, 상기한 정전 흡착기구를 동작시킴으로써 기판과 테이블면이 이간되어 있을 때에 발생하는 방전을 억제하는 구성으로 되어 있다. 또 이 흡인 흡착기구는, 복수의 상하로 이동 가능한(테이블 표면으로부터 돌출하여 상기판을 확실하게 흡착할 수 있게 한 것) 흡착 서포트 노즐을 구비하고 있다.

도 4에 하테이블의 수평방향 이동기구의 배치를 나타낸다.

도 4에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 하테이블(10)의 바깥 둘레부의 적어도 3부분[길이방향 2부분(20b), 폭 방향 한 부분(20a)]에, 수평방향으로 하테이블(10)을 이동하기 위한 구동기구를 구비한 횡압기구(20)가 설치되어 있다. 폭 방향으로 한 부분에 설치한 횡압기구(20a) 및 길이방향의 횡압기구(20b)는, 각각 테이블의 중심축으로부터 벗어난 위치에 설치되어 있다. 이와 같이 중심축과는 일 치시키지 않고 배치함으로써 테이블에 θ 방향의 변위를 작용시킬 수 있도록 하고 있다. 이 횡압기구(20)의 배치는, 본 실시예에 한정하는 것이 아니라, 4각의 2변에 2부분 배치하거나, 또는 4각의 각 근처에 대각형상으로 4부분 배치하는 것도 가능하다.

또, 도 4의 점선으로 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 하테이블(10)의 하부에 설치한 하부 샤프트(12)에는 9개의 프리조인트 스테이지(3)가 설치되어 있고, 상기 횡압기구(20)를 동작시켰을 때, 아래쪽 테이블이 용이하게 수평방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

도 5에 횡압기구(20)의 상세구성을 나타낸다. 도면에 나타내는 바와 같이 횡압기구(20)는, 하테이블(10)의 측면부에 고정된 보조부재(15)를 아래쪽 챔버(8)의 바깥쪽에 설치한 구동모터(21)로 볼나사(28)를 회전시켜 가동부재(22)를 도면의 좌우로 이동시킨다. 가동부재(22)는 옆으로 미는 부재(23)에 고정되어 있다. 옆으로 미는 부재(23)의 하부에 설치한 리니어 이동부재(25)가 접합장치의 가대(1)측에 고정되어 있는 리니어 레일(24) 위를 이동한다. 옆으로 미는 부재(23)에는 보조부재(15)와의 결합부(27)가 설치되어 있다. 결합부(27)는 스프링 등의 탄성부재(26)를 거쳐 보조부재(15)를 도면의 상하, 좌우방향으로 이동할 수 있게 되어 있고, 또한 결합부(27)는 옆으로 미는 부재(23)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 또 보조부재와 아래쪽 챔버 사이에는 진공챔버 내의 진공상태를 유지하기 위하여 주름상자형상의 탄성체로 이루어지는 차폐부재(벨로우즈)(14)로 밀폐되어 있다. 또한 본 도면에는 도시 생략하였으나, 리니어 레일(24)부에는 리니어 스케일 이 설치되어 있고, 옆으로 미는 부재(23)의 이동량을 측정함으로써 하테이블(10)과 상테이블(9)의 위치 어긋남을 보정할 수 있다.

도 6에는 프리조인트 스테이지(13)의 구성을 나타낸다. 프리조인트 스테이지(13)는 가대(1) 위에 고정되는 하부 샤프트(12)와, 하부 샤프트(12) 위에 X 방향으로 긴 리니어 레일(리니어 가이드)과 그 위에 가동부재로 이루어지는 X 스테이지(32)가 설치되고, 그 위에 θ 방향으로 회전 가능한 크로스 롤러(33)가, 그리고 크로스 롤러(33)의 상부에 Y 방향으로 긴 리니어 레일과 그 위에 테이블에 설치된 가동부재로 이루어지는 Y 스테이지(34)로 이루어진다. 프리조인트 스테이지(13)를 설치하는 부분의 하부 챔버는 관통구멍이 설치되어 있다. 그 때문에 하부 샤프트(12)로부터 수평방향으로 설치한 받이대(35)와 하부 챔버(8)와의 사이에는 주름상자형상의 탄성부재로 이루어지는 차폐부재(벨로우즈)(8b)를 설치하여 진공을 유지할 수 있게 하고 있다.

또한 도 1에는 도시 생략하였으나, 아래쪽 테이블(2)측에는 얹어 놓여진 아래쪽 기판과 윗쪽 기판의 위치맞춤 마크를 관측하기 위한 마크 관측용 카메라가 복수대설치되어 있고, 아래쪽 테이블에는 이 카메라 관측용 창이 복수 부분에 설치되어 있다.

다음에 본 장치를 사용한 액정기판의 조립순서를 설명한다.

먼저, Z축 구동기구(2)를 동작시켜 기판을 삽입하고, 상테이블(9)과 하테이블(10)에 유지할 수 있을 만큼의 공간을 설치하기 위하여 상부 챔버(7)와 상테이블(9)을 함께 상승시켜 하부 챔버 및 하테이블(10)로부터 이간시킨다. 이 동작거 리(상부 챔버와 하부 챔버의 간격)는 100∼200 mm 정도이다. 또한 챔버 내의 메인티넌스나 청소를 행하는 경우는, 상부 챔버와 하부 챔버를 200∼300 mm 정도 이간시키면 작업성이 향상된다.

다음에 로봇 핸드를 사용하여 접합면을 하테이블(10)측을 향한 상기판을 상테이블(9) 하면으로 반입한다. 상테이블(9)로부터 도시 생략한 복수의 흡착 서포트 노즐을 내려 상기판을 흡착 서포트 노즐의 선단에 흡착한다. 흡착 서포트 노즐에는 부압이 공급되어 있고, 그 부압에 의해 기판을 흡착 유지하는 것이다. 그 후, 흡착 서포트 노즐의 선단이 상테이블면 위치가 될 때까지 흡착 서포트 노즐을 후퇴시키고, 그 주위의 흡인 흡착구멍에 부압을 공급하여 기판을 상테이블면에 유지한다. 그 상태에서 정전척(11)에 전압을 인가하여 정전 흡착한다.

하테이블(10)에 하기판을 유지하는 순서를 나타낸다. 상테이블(9)에 상기판을 흡착 유지한 후에, 만약 하테이블(10) 위에 접합이 완료된 기판이 존재하는 경우는, 하테이블(10)에 설치한 서포트 핀을 테이블면으로부터 돌출시켜 액정기판을 하테이블면보다 뜨게 하여, 로봇 핸드를 액정기판의 밑에 삽입할 수 있게 한다. 그리고 로봇 핸드로 액정기판을 진공챔버의 밖으로 인출한다. 그 후, 하기판면에 고리형상으로 접착제(시일제)를 도포하고, 그 접착제로 둘러 싸인 영역에 액정을 적하하여 하기판을 하테이블(10)위치까지 로봇 핸드로 반입하여 서포트 핀 위에 얹어 놓는다. 또한 접착제는 상기에서는 하기판에 설치함으로써 설명하였으나, 상기판측에 설치하여도 좋고, 상하 양 기판에 설치하여도 좋다.

다음에 서포트 핀을 선단부가 하테이블면의 위치가 될 때까지 하테이블 내로 후퇴시켜 하테이블에 설치된 흡착구멍에 부압원으로부터 부압을 공급하여 유지한다.

상하 테이블에 각각 상하 기판을 유지하였으면 Z축 구동기구(2)를 동작시켜 상부 프레임(5) 및 상부 챔버(7), 상테이블(9)를 하강시켜 상부 챔버(7)와 하부 챔버(8)를 시일링을 거쳐 합체시켜 진공챔버를 형성한다. 또한 이때 상테이블(9)과 하테이블(10)의 간격은 수 mm 정도 유지하여 두고, 상기판으로 한 기판은 접촉시키지 않는다. 진공챔버를 형성한 상태에서 하부 챔버측에 설치한 초점 심도가 깊은 위치 결정용 카메라를 사용하여 상기판과 하기판에 미리 설치되어 있는 위치 결정 마크를 관측하여 그 어긋난 량을 구한다. 그러나 카메라의 초점 심도가 얕은 경우는, 카메라를 상하 이동시키는 기구를 설치하여 먼저 상기판의 위치 결정 마크를 인식하고 나서 카메라를 아래쪽으로 이동시켜 하기판의 위치 결정 마크를 인식하여 상하 기판의 위치 결정 마크의 어긋난 량을 구하는 방법을 취한다. 그후 횡압기구(20)를 구동함으로써 하테이블(10)을 프리조인트 스테이지(13)에 의해 이동하여 상하 기판의 XYθ 방향의 어긋남을 수정한다.

상하 기판의 위치맞춤이 종료되면 도시 생략하였으나 하부 챔버(8)측에 설치한 배기구로부터 진공챔버 내의 공기를 배기하여 진공챔버 내를 감압한다. 진공챔버 내가 접합을 하기 위한 감압상태가 되면 상부 프레임에 설치한 상부 챔버와의 연결기구를 동작시켜 연결을 해제한다. 그리고 Z축 구동기구(2)를 동작시켜 상부 프레임(5)을 거쳐 상테이블(9)을 하테이블(10)측으로 이동시켜 상하 기판의 접합, 가압을 행한다. 또 한 이때 기판을 가압할 때에 정전척의 볼록부분이 변형된다. 이것에 의하여 기판 전체를 균일하게 가압할 수 있다. 또한 가압시에 양 테이블 위에 유지되어 있는 기판이 위치 어긋남을 일으키는 경우도 있어, 위치 결정용 카메라를 사용하여 때때로 위치 결정 마크를 관측하여 위치 어긋남 보정을 행하는 편이 좋다.

상하의 기판을 가압하여 접합이 종료되면, 그 상태에서 도시 생략한 UV 조사기구를 동작시키고, 복수 개소 접착제를 경화시켜 가고정을 행한다. 그후 진공챔버 내로 대기를 도입하여 대기압으로 되돌린다. 가고정하여 대기압으로 되돌려진 기판은 대기압으로 되돌림으로써 다시 가압력이 작용하여 규정의 두께까지 가압된다. 그 상태에서 UV 조사기구로 접착제 전체를 경화시켜 액정기판의 접합이 종료된다.

1세트의 기판의 접합이 종료되면, 앞서 설명한 바와 같이 다음의 기판을 접합하기 위한 준비와, 완성된 액정기판의 인출을 행한다.

이상과 같이 본 발명의 기판 조립장치의 구성으로 함으로써 구동기구를 간소화하여 장치 전체의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.

또, 상하 이동의 안내기구를 강성이 높은 구조로 함으로써 상하 이동시에 외부로부터 가해지는 힘에 대하여 XYθ 방향의 어긋남을 작게 억제할 수 있다.

또한 상기 상테이블에서는 부압을 사용한 흡인 흡착기구와 정전 흡착기구를 병용하는 구성으로 하고 있으나, 점착력을 이용한 점착 유지기구를 더 부가하여도 좋고, 점착 유지기구와, 흡인 흡착기구 또는 정전 흡착기구의 어느 한쪽을 조합한 구성으로 하여도 좋다. 마찬가지로 하테이블에 대해서도 흡인 흡착기구만을 설치 한 구성으로서 설명하였다. 챔버가 진공상태가 되면 흡인 흡착력이 작아져 버리나, 점착 유지기구나 정전 흡착기구를 병용하는 구성으로 함으로써, 흡인 흡착력, 끌어당김력을 보충하여 외란 등에 의하여 기판이 이동되는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하다.

또 앞의 설명에서는 상하의 챔버를 합체시켜 진공챔버를 형성하였을 때에 상부 프레임과 상부 챔버의 연결을 해제하는 구성으로 하였으나, 기판을 접합시키기 위하여 상테이블을 이동시키는 거리가 시일링의 변형량으로 흡수할 수 있는 거리의 경우는, 상부 챔버와 상부 프레임 사이에 연결기구를 설치하지 않고 상부 챔버와 상테이블을 일체로 이동하여 접합을 행하도록 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 위쪽의 프레임 등을 가대측에 설치한 구동계로 상하 이동시키는 구성으로 함으로써 장치의 구조를 간소화할 수 있어, 종래 구조의 장치에 비하여 경량, 소형의 접합장치를 제공할 수 있다. 또 상부 프레임의 가이드기구에 조합 가이드를 사용함으로써 강성이 높은 가이드기구를 얻을 수 있어, 상부 프레임 및 상부 프레임에 연결된 상테이블을 고정밀도로 상하 이동시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 패널 형성부에 액정이 적하된 하기판과 상기판을 각각 상하로 유지하고 대향시켜 위치 결정을 행함과 동시에 간격을 좁혀 감압상태의 챔버 내에서 양 기판을 접합시키는 기판 조립장치에 있어서,

   상기 챔버 내에 설치되어 상기 하기판을 얹어 놓는 하테이블과, 상기 하테이블을 얹어 놓는 복수의 하부 샤프트에 설치된 프리조인트 스테이지를 구비하고, 상기 프리조인트 스테이지를 상기 챔버 내에 배치한 것을 특징으로하는 기판 조립장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 샤프트와 하부 챔버 사이를 차폐부재로 접속하여 진공누설을 방지하고, 상기 하테이블을 수평방향으로 이동하여 위치 결정을 행하는 횡압기구를 상기 하부 챔버의 밖에 3개소 이상 설치한 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 하테이블이 4각형상으로 형성되어 있고, 그 한 변에 소정의 간격을 두고 2개소에 횡압기구를, 상기 한 변에 대하여 직각방향으로 그 변의 중심으로부터 소정의 거리를 두고 1개의 횡압기구를 설치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
4. 패널 형성부에 액정이 적하된 하기판과 상기판을 각각 상하로 유지하고 대향시켜 위치 결정을 행함과 동시에 간격을 좁혀 감압상태의 챔버 내에서 양 기판을 접합시키는 기판 조립장치에 있어서,

   상부 프레임과, 상기 상부 프레임에 지지되어 내부에 상기 상기판을 유지하는 상테이블을 가지고 상하로 분할된 상기 챔버 중 상부 챔버와, 가대 위에 설치되어 상기 하기판을 유지하는 하테이블을 가지는 하부 챔버와, 상기 가대의 4모서리에 배치되어 상기 상부 프레임을 상하로 움직이는 구동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상부 프레임을 상하 이동시킬 때의 가이드기구를 장치의 4모서리에 설치하고, 각각의 가이드기구는 2개의 리니어 가이드를 한쪽의 안내면에 대하여 다른쪽의 안내면이 수직이 되도록 조합한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 상부 프레임을 상하로 움직이는 구동기구는, 볼나사와, 상기 볼나사를 회전시키는 모터인 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 상부 챔버가 이동할 때는 상테이블도 함께 이동하고, 상기 상부 챔버가 하부 챔버와 합체되면 상테이블만이 상하로 이동하는 조인트기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
8. 제 4항에 있어서,

   유리기판의 유지를 행하기 위하여 가요성의 시트형상 전극과 탄성체에 의한 시트를 겹친 적층구조로 한 정전척을 베이스 플레이트에 설치하고, 상기 베이스 플레이트를 테이블에 설치하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
9. 제 4항에 있어서,

   기판을 챔버 내로 반입, 또는 반출하는 경우에, 상부 챔버와 하부 챔버의 간격을 100∼200 mm 정도로 하고, 챔버 내의 메인티넌스나 청소를 행하는 경우는, 상부 챔버와 하부 챔버의 간격을 200∼300 mm 정도로 하는 것을 특징으로 하는 기판 조립장치.
10. 패널 형성부에 액정이 적하된 하기판과 상기판을 각각 상하로 유지하고 대향시켜 위치 결정을 행함과 동시에 간격을 좁혀 감압상태의 챔버 내에서 양 기판을 접합시키는 기판 조립방법에 있어서,

    상기 하기판을 상기 챔버 내에 설치된 하테이블에 의해 유지하고, 상기 하테이블을 상기 챔버 내에 배치된 복수의 프리조인트 스테이지 위에 얹어 놓음으로써 상기 하테이블의 수평방향의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는 기판 조립방법.
11. 패널 형성부에 액정이 적하된 하기판과 상기판을 각각 상하로 유지하고 대향시켜 위치 결정을 행함과 동시에 간격을 좁혀 감압상태의 챔버 내에서 양 기판을 접합시키는 기판 조립방법에 있어서,

    상기 챔버를 상부 챔버 및 하부 챔버로 이루어지는 구조로 하고, 상기 상부 챔버를 지지하는 상부 프레임을 구비하고, 상기 상부 챔버 내에 배치된 상테이블에 의해 상기 상기판을 유지하고, 가대 위에 설치된 하부 챔버에 배치된 하테이블에 의해 상기 하기판을 유지하고, 상기 가대의 4모서리에 배치된 구동기구에 의해 상기 상부 프레임을 상하로 동작시킴으로써 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버가 조합되어 진공챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 조립방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 상부 프레임을 상하로 움직이는 구동기구는, 볼나사와, 상기 볼나사를 회전시키는 모터인 것을 특징으로 하는 기판 조립방법.

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