KR20080009542A - 정반 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반정렬방법 - Google Patents

정반 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 합착장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 합착장치는 제 1기판이 안착되는 제 1정반을 구비하는 제 1챔버; 상기 제 1챔버로부터 이격되며 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판이 안착되는 제 2정반을 구비하는 제 2챔버; 상기 제 1챔버와 상기 제 1정반 사이에 설치되어 상기 제 1정반의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 제 1정반 정렬유닛을 구비하는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 기판 합착장치는 6자유도로 기판이 안착되는 정반의 수평, 평형 상태의 얼라인먼트 및 정반간의 간격 등이 자동으로 조절되도록 함으로써 종래에 수작업으로 정반의 간격을 조절하는 것에 비하여 보다 향상된 정반 정렬효율을 달성할 수 있고, 또한 기판 합착장치의 유지 보수가 보다 효율적으로 진행될 수 있으며, 지속적인 정반 간격의 조절이 자동으로 이루어지도록 하여 기판 합착 수율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

정반 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반 정렬방법{Apparatus for assembling substrates having chuck alignment unit and method of alignment chuck using the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 설치된 정반 정렬유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반의 구성을 도시한 개략 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반에서의 정반 배치도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반의 정렬방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 기판 합착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 정렬 액츄에이터를 이용하여 6 자유도 정렬이 가능한 정반 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반 정렬방법에 관한 것이다.
기판 합착장치는 박판 디스플레이 장치의 두 기판을 합착하기 위한 것이다. 박판 디스플레이 장치의 예로써 TFT-LCD 패널, PDP, OLED 등이 있다. 이들 박판 디스플레이 장치는 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형으로 형성된 TFT 기판과, 컬러 필터나 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판이 수 ㎛ 정도의 간격을 가지고 서로 대향하여 합착된다.
기판 합착은 압력을 이용하여 두 기판을 가압함으로써 이루어진다. 이를 위하여 기판 합착장치는 제 1챔버와 이 제 1챔버와 이격된 제 2챔버를 구비한다. 그리고 각각의 챔버에는 정반이 구비되고, 이 정반에 기판을 부착한다. 그리고 양 정반의 평행도를 정밀하게 유지시키면서 제 1챔버를 하강시키고, 이후 기판을 서로 더욱 근접시킨 후 두 기판의 합착을 진행한다.
이러한 기판 합착장치에 대한 선행한 기술로는 한국공개특허번호 제 2004-0043205호, "액정표시소자용 기판 합착 장치 및 이를 이용한 평탄도 보정 방법"을 참조할 수 있다.
한편, 두 정반 사이의 정렬이 제대로 유지되지 못하면 이후 기판 합착을 위한 얼라인시에 얼라인 에러가 발생할 수 있다. 따라서 챔버에 설치되는 정반의 설치상태에 대한 정밀한 얼라인먼트가 공정 진행 전에 이루어져야 한다.
기판 합착장치에서 정반은 챔버 상에 하나 또는 복수개가 볼트로 결합되어 설치된다. 그리고 설치된 정반은 그 평면 및 평행도가 숙련된 작업자에 의하여 조절된다. 이때 정반의 조절은 수준기와 레벨 조절치구를 이용하여 수작업으로 이루어진다. 따라서 정반 조절을 위하여 상당한 작업시간이 소요된다. 또한 작업자의 숙련도에 따라 얼라인먼트 상태가 다르게 조절되는 문제점도 있다.
그리고 기판 합착장치의 계속적인 사용으로 정반들의 얼라인먼트 상태가 훼손될 수 있다. 따라서 주기적으로 정반의 얼라인먼트 상태를 조절하여야 한다. 더욱이 대형 기판의 합착을 위하여 다수개의 정반을 사용하는 경우 모든 정반을 동일한 얼라인먼트 상태로 정렬하는 것은 더욱 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 6자유도를 실현할 수 있도록 된 다수의 액츄에이터로 된 정렬유닛을 이용하여 정반의 자동 정렬이 가능하도록 한 정반 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반 정렬방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 합착장치는 제 1기판이 안착되는 제 1정반을 구비하는 제 1챔버; 상기 제 1챔버로부터 이격되며 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판이 안착되는 제 2정반을 구비하는 제 2챔버; 상기 제 1챔버와 상기 제 1정반 사이에 설치되어 상기 제 1정반의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 제 1정반 정렬유닛을 구비한다.
상기 제 1정반 정렬유닛은 상기 제 2정반에 결합되는 결합대와, 상기 결합대와 이격된 받침대와, 상기 결합대와 상기 받침대 사이에 설치되며 일단이 상기 결합대에 회동 가능하게 결합되고, 타단이 상기 받침대에 회동 가능하게 결합된 복수개의 액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 서로 다른 위치에 결합되어 서로 연동 가능하게 된 제 1액츄에이터, 제 2액츄에이터, 제 3액츄에이터, 제 4액츄에이터, 제 5액츄에이터, 제 6액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 제 1정반에는 서로 다른 위치에 상기 제 1정반과 상기 제 2정반 사이의 간격을 측정하는 복수개의 간격감지센서가 구비될 수 있다.
상기 제 2챔버와 상기 제 2정반 사이에는 상기 제 2정반을 정렬시키는 제 2정반 정렬유닛이 구비될 수 있다.
상기 제 1정반은 복수개로 마련되고, 각각의 상기 제 1정반에 복수개의 상기 제 1정반 정렬유닛이 설치되고, 상기 제 2정반은 복수개로 마련되고, 각각의 상기 제 2정반에 복수개의 상기 제 2정반 정렬유닛이 설치될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 합착장치의 정반 정렬방법은 기판을 합착하기 위하여 서로 간의 간격이 조절되는 기판 합착장치의 정반 정렬방법에 있어서, 제 1기판이 안착되는 제 1정반과 제 2기판이 안착되는 제 2정반의 간격을 상기 제 1정반에 설치된 간격감지센서로 측정하는 단계; 상기 간격감지센서에서 감지된 결과에 따라 복수개의 액츄에이터로 된 6자유도 정렬유닛을 이 용하여 상기 제 1정반과 상기 제 2정반의 정렬상태를 조절한다.
상기 간격감지센서는 상기 제 1정반의 서로 다른 위치에 복수개가 설치될 수 있다.
상기 제 1정반과 상기 제 2정반의 간격을 측정한 후 상기 복수개의 간격감지센서의 감지값을 비교하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 정렬유닛은 상기 제 1정반을 정렬시키는 제 1정반 정렬유닛과 상기 제 2정반을 정렬시키는 제 2정반 정렬유닛을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 대한 실시예를 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 개략 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 기판 합착장치는 외관을 형성하며 합착을 위한 기판(S1)(S2)이 출입하는 출입구(11)가 형성된 베이스 프레임(10)을 구비한다. 또한 기판 합착장치는 베이스 프레임(10)의 내부 상측에 설치된 제 1챔버(20)와 제 1챔버(20)의 하부에 설치된 제 2챔버(40)를 구비한다. 제 1챔버(20)와 제 2챔버(40) 사이는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)이 합착되는 처리실(Processing room;60)을 형성한다. 이 기판(S1)(S2)은 TFT 기판 또는 컬러필터 기판일 수 있다.
제 1챔버(20)의 중앙 하측에는 제 1정반(21)이 설치된다. 제 1정반(21)은 제 1기판(P1)이 정전기력으로 부착되도록 하는 정전척(Electro Static Chuck)일 수 있다. 또한 제 1정반(21)에는 후술하는 제 2정반(41)과의 간격을 측정하기 위한 간격측정센서(21a)(21b)가 서로 다른 위치에 복수개가 설치된다. 간격측정센서(21a)(21b)는 비접촉식 센서를 사용할 수 있다. 예를 들면 레이저 센서 또는 초음파 센서가 있다.
그리고 제 1정반(21)과 제 1챔버(20)의 사이에는 제 1정반 정렬유닛(30)이 설치된다. 이 정반 정렬유닛(30)의 보다 상세한 구성은 후술하기로 한다. 제 1챔버(20)의 상부에는 기판(S1)(S2)들의 얼라인먼트 상태의 측정 및 얼라인먼트 조절을 위한 다수개의 카메라(22)가 설치된다. 그리고 카메라(22)의 촬영을 위하여 제 1챔버(20) 및 제 1정반(21)을 상하로 관통한 촬영홀(23)이 형성된다.
제 2챔버(40)의 상측에는 제 2정반(41)이 설치된다. 제 2정반(41)은 제 2기판(S2)이 정전기력으로 부착되도록 하는 정전척일 수 있다. 또한 제 2챔버(40)와 제 2정반(41) 사이에는 제 2정반 정렬유닛(50)이 설치된다. 그리고 제 2챔버(40)에는 카메라(22)의 촬영을 위하여 조명을 제공하는 조명장치(42)가 설치된다. 그리고 조명이 카메라(22) 측으로 제공될 수 있도록 제 2챔버(40)에는 상하로 관통한 조명홀(43)이 형성된다. 이 조명홀(43)과 전술한 촬영홀(23)은 서로 연통하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)에 형성된 얼라인 마크를 카메라(22)가 촬영할 수 있도록 한다.
그리고 제 2챔버(40)의 하부에는 제 1챔버(20)를 승강시키기 위한 승강유닛(70)이 구비된다. 승강유닛(70)은 제 2챔버(40)를 관통하여 제 1챔버(20)의 하부 에 지지된 리프트 축(71)과 이 리프트 축(71)을 승강시키는 리프트 스크류(72) 그리고 리프트 스크류(72)를 회전시키는 리프트 모터(73)로 구성된다.
한편, 제 1정반 정렬유닛(30)과 제 2정반 정렬유닛(50)은 6자유도 얼라인먼트가 가능하도록 구성된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 설치된 6자유도 정반 정렬유닛을 도시한 확대 사시도이다. 제 1정반 정렬유닛(30)과 제 2정반 정렬유닛(50)은 구성이 동일하므로 이하에서는 제 1정반 정렬유닛(30)에 대한 구성만을 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 제 1 정반 정렬유닛(30)은 챔버(20)의 내측에 결합되는 결합대(31)와, 이 결합대(31)와 이격되어 설치되며 베이스 프레임(10)에 안착되는 받침대(32)를 구비한다.
그리고 결합대(31)와 받침대(32) 사이에는 상단이 결합대(31)에 링크 결합되고, 하단이 받침대(142)에 링크 결합된 복수개의 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)를 구비한다.
그리고 이 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)들은 결합대(31)와 받침대(32)에 각각 유니버설 조인트로 결합될 수 있다. 또한 각각의 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)들은 제 2챔버(40)에 직접 결합될 수 도 있다.
액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)들은 먼저 제 1액츄에이터(33)와 제 2액츄에이터(34)가 한 쌍을 이루며 서로 "V"자 형태로 배치되어 설치되고, 제 3액츄에이터(35)와 제 4액츄에이터(36)가 한 쌍을 이루며 서로 "V"자 형태로 배치된다. 또한 제 5액츄에이터(37)와 제 6액츄에이터(38)가 한 쌍을 이루며 서로 "V"자 형태로 배치된다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 작용에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에서의 기판 합착을 위하여 제 1기판(S1)이 로봇 암(미도시)에 의하여 처리실(60) 내부로 반입된다. 그리고 제 1기판(S1)은 제 1정반(21)에 부착된다. 이때 제 1정반(21)은 제 1정반 정렬유닛(30)에 의하여 승강 구동하여 제 1정반(21)에 제 1기판(S1)이 부착되는 위치로 이동된다. 다음으로 제 2기판(S2)이 로봇암에 의하여 반입되면 제 2정반 정렬유닛(50)은 제 2정반(41)을 제 2기판(S3) 측으로 이동시켜 제 2기판(S2)이 제 2정반(41)에 부착되도록 한다.
이후 제 1챔버(20)는 승강유닛(70)에 의하여 하강한다. 그리고 하강한 제 1챔버(20)는 제 2챔버(40)와 밀착하여 처리실(60) 내부를 공정 진행 상태로 전환시킨다. 이때 처리실(60) 내부는 진공상태가 될 수 있다.
그리고 이때 카메라(22)는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 얼라인 마크를 촬영하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 얼라인 상태를 확인한다. 그리고 얼라인 상태에 따라 각각의 정반 정렬유닛(30)(50)을 동작시켜 제 1정반(21)과 제 2정반(41)에 의한 기판(S1)(S2) 간의 정렬이 이루어지도록 한다. 이러한 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2) 사이의 정렬은 사전 얼라인먼트, 최종 얼라인먼트 등으로 다수 회 반복적으로 실시될 수 있으며, 이후부터 처리실(60) 내부가 진공상태가 되도록 할 수 있다.
이하에서는 정반 정렬유닛(30)(50)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정렬유닛(30)(50)은 6자유도 동작이 가능하다. 즉 X, Y, Z, 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw) 축으로 동작이 이루어진다.
이하에서는 6자유도 정반 정렬유닛(30)(50)의 동작 상태에 대하여 설명한다.
각각의 정반 정렬유닛(30)(40)의 X축 방향으로의 정렬동작은 모든 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)들의 신장 정도를 다르게 함으로써 수행된다. 즉 제 6액츄에이터(38)의 신장 정도를 가장 작게 하고, 다음으로 제 1과 제 5액츄에이터(33)(37)의 신장 정도를 좀 더 크게 하고, 계속해서 제 2와 제 4액츄에이터(34)(36)의 신장을 좀 더 크게 하고, 마지막으로 제 3액츄에이터(35)를 가장 크게 신장시키면 제 2챔버(40)는 도면상의 좌측방향인 X축 방향으로 이동하여 정렬된다. 그리고 -X 축 방향으로의 정렬은 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)의 신장 크기를 반대로 하면 이동 정렬이 이루어진다.
그리고 롤(Roll)정렬, 즉 X에 대한 회전은 제 3, 제 6액츄에이터(35)(38)를 고정시킨 상태에서 제 1과 제 2액츄에이터(33)(34)를 신장시키고, 제 4와 제 5액츄에이터(36)(37)를 수축시키거나 또는 그 반대 방향으로 동작시킴으로써 롤 정렬이 이루어진다.
다음으로 Y축 방향으로의 정렬동작은 제 4액츄에이터(36)의 신장 정도를 가장 작게 하고, 다음으로 제 3과 제 5액츄에이터(35)(37)의 신장 정도를 좀 더 크게 하고, 계속해서 제 2와 제 6액츄에이터(34)(38)의 신장을 좀 더 크게 하고, 마지막 으로 제 1액츄에이터(33)를 가장 크게 신장시키면 제 2챔버(40)는 도면상의 좌측방향인 Y축 방향으로 이동하여 정렬된다. 그리고 -Y 축 방향으로의 정렬은 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)의 신장 크기를 반대로 하면 이동 정렬이 이루어진다.
그리고 피치(Pitch)정렬, 즉 Y축 에 대한 회전은 제 1, 제 4액츄에이터(33)(36)를 고정시킨 상태에서 제 5와 제 6액츄에이터(37)(38)를 신장시키고, 제 2와 제 3액츄에이터(34)(35)를 수축시키거나 또는 그 반대 방향으로 동작시킴으로써 롤 정렬이 이루어진다.
Z축 정렬은 제 1챔버(20)를 승하강 시키는 동작으로 모든 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)를 수축시키거나 신장하면 정렬이 이루어지며, 요 정렬은 모든 액츄에이터(33)(34)(35)(36)(37)(38)들을 설정된 크기로 함께 수축시키거나 신장시킬 때 동작이 진행된다.
이러한 6자유도 정렬시 제 2챔버(40)의 정렬은 정확한 정렬위치로 챔버(20)(40)를 이동시키기 위하여 두 가지 이상의 정렬 방향으로의 복합적인 연동이 이루어지도록 하면 보다 정밀하고, 신속한 챔버(20)(40) 간의 얼라인먼트가 효과적으로 진행될 수 있다.
한편, 다른 실시예로 정반을 다수개 설치하는 경우 각각의 정반에 정반 정렬유닛이 설치될 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반의 구성을 도시한 측단면도이다. 도 3에 도시된 실시예는 챔버와 정반의 구성만을 도시한 것으로 그 외의 구성요소는 도 1에 도시된 첫 번째 실시예의 구성과 유사하게 적용할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제 1챔버(100)에는 제 1상부정반(101)과 제 2상부정반(102)이 구비된다. 또한 제 2챔버(200)에도 제 1하부정반(201)과 제 2하부정반(202)이 구비된다. 그리고 제 1상부정반(101)에는 제 1상부 정반 정렬유닛(103)이 설치되고, 제 2상부정반(102)에는 제 2상부 정반 정렬유닛(104)이 설치된다. 또한 제 1하부정반(201)에는 제 1하부 정반 정렬유닛(203)이 설치되고, 제 2하부정반(202)에는 제 2하부 정반 정렬유닛(204)이 설치된다.
그리고 이 각각의 제 1상부정반(101)에는 서로 다른 위치에 복수개의 비접촉식 간격감지센서(101a)(101b)가 설치되고, 제 2상부정반(102)에도 서로 다른 위치에 복수개의 비접촉식 간격감지센서(102a)(102b)가 설치된다. 또는 이 비접촉 간격감지센서들은 하부정반(201)(202)들에 설치될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반에서의 정반 배치도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 챔버에는 네 개 또는 그 이상의 정반이 설치될 수 있고, 또한 각각의 정반들에는 각각 별도의 정반 정렬유닛들이 설치될 수 있으며, 그 외에 더욱 많은 수의 정반과 정반 정렬유닛들이 설치될 수 있다.
이러한 도 3의 실시예와 도 4의 실시예는 이미 언급한 도 1의 실시예와 같이 공정 진행시 정반들 간의 간격 조절로 합착이 이루어지는 두 기판(S1)(S2) 간의 간격 조절 및 얼라인먼트를 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 한쪽의 챔버에 설치된 다수의 정반들의 수평과 얼라인먼트 조절을 자동으로 수행할 수 있도록 한다.
이하에서는 정반의 얼라인먼트 동작에 대하여 설명한다. 이하의 정반 얼라인먼트 동작은 첫 번째 언급한 기판 합착장치에 대한 실시예에서도 적용이 가능하고, 또한 두 번째 기판 합착장치에 대한 실시예에서도 적용이 가능하다. 따라서 이해의 편의를 위하여 기판 합착장치에 대한 구성은 도 1을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정반 정렬방법을 도시한 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 합착 공정 진행 전 제 1챔버(20)와 제 2챔버(40)의 서로 대향하는 위치에 있는 제 1정반(21)과 제 2정반(41)의 간격을 각각의 제 1정반(21)에 설치된 간격감지센서(21a)(21b)로써 감지하는 단계(S100)를 거친다.
그리고 제 1정반(21)과 제 2정반(41) 간의 간격이 감지되면 도시되지 않은 기합 합착장치의 제어부는 모든 간격감지센서(21a)(21b)에서 감지된 감지값을 비교하는 단계(S200)를 거친다. 즉 하나 또는 복수개의 정반에 설치된 간격감지센서(21a)에서 감지된 감지값과 다른 위치에 다른 감격감지센서(21b)에서 감지된 감지값을 서로 비교한다. 즉 어느 하나의 간격감지센서(21a)(21b)에서 감지된 값을 기준으로 다른 모든 간격감지센서(21a)(21b)들에서 동일한 감지값이 얻어질 때까지 정반 정렬유닛(30)(50)을 승하강 동작시켜 조절한다.
그리고 모든 감지값이 동일하게 측정되면 제 1정반(21)과 제 2정반(41) 사이의 간격이 균일하게 정렬된 것으로 판단한다. 또한 제 1정반(21)이 복수개인 경우에는 제 1정반과 제 2정반간의 간격을 감지함으로써 제 1정반(21)들의 수평도를 얼라인할 수 있고, 또한 별도로 챔버 내부에 수평 방향으로 수평 감지센서를 추가적으로 설치하여 정반간의 수평도 및 챔버에 대한 수평도를 얼라인할 수 도 있다. 이 수평 감지센서는 지향성이 보다 우수한 레이저 센서를 사용할 수 있다.
한편, 정반 정렬에 대한 다른 실시예로는 미리 설정된 간격에 대한 감지값을 입력하여 모든 간격감지센서(21a)(21b)에서 감지되는 감지값이 설정된 감지값을 가지도록 정반 정렬유닛(30)(40)을 조절함으로써 제 1챔버(20)와 제 2챔버(40)에 설치된 제 1정반(21)과 제 2정반(41) 간의 간격 및 수평 조절이 이루어지도록 할 수 있다.
그리고 정반간의 간격 외에 X축 또는 Y축 방향으로의 정렬은 카메라(22)를 이용하여 수행할 수 있다. 즉 기판(S1)(S2)이 안착된 경우에는 기판(S1)(S2)에 형성된 얼라인 마크를 확인하여 진행할 수 있다.
하지만. 기판(S1)(S2)이 안착되지 않은 경우에는 카메라(22)에 설정된 얼라인 표시가 감지되지 않는다. 따라서 공정 진행 전 X축과 Y축 방향에 대한 정반 정렬은 카메라(22)에 수광되는 광의 광량값을 측정하여 진행할 수 있다. 즉 정반(21)(41)이 X축과 Y축 정렬이 올바르지 못한 경우 다수의 카메라(22)에 수광되는 광의 세기는 모두 달라질 것이다. 즉 어떤 카메라(22)에서는 조명홀(43)과 촬영홀(23)의 연통된 크기가 커서 광이 보다 많이 수광될 것이고, 다른 카메라(22) 측에서의 조명홀(43)과 촬영홀(23)의 연통된 크기가 작아 광이 작게 수광될 수 있다.
이 경우 이들 각각의 카메라(22)에서 수광하는 광의 세기를 비교하여 임계값 이내에서 조절함으로써 X축과 Y축 정렬이 이루어지도록 할 수 있다. 이때 카메라는 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서를 사용할 수 있다. CCD와 CMOS 이미지 센서는 온 픽셀의 수를 연산하여 광의 세기를 측정할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치는 6자유도 정렬이 가능하도록 하는 정렬유닛을 사용하여 정반의 정렬이 효과적으로 이루어지도록 한 것으로 정렬유닛의 설치상태를 일부 변형하여 다르게 실시할 수 있고, 또는 정렬유닛의 각각의 액츄에이터를 공압, 유압, 또는 전자기력에 의한 전자기적 구동 또는 볼스크류와 모터를 이용한 기계적 구동으로 실시할 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 기판 합착장치 및 이를 이용한 정반 정렬방법은 6자유도로 기판이 안착되는 정반의 수평, 평형 상태의 얼라인먼트 및 정반간의 간격 등이 자동으로 조절되도록 함으로써 종래에 수작업으로 정반의 간격을 조절하는 것에 비하여 보다 향상된 정반 정렬효율을 달성할 수 있고, 또한 기판 합착장치의 유지 보수가 보다 효율적으로 진행될 수 있으며, 지속적인 정반 간격의 조절이 자동으로 이루어지도록 하여 기판 합착 수율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 제 1기판이 안착되는 제 1정반을 구비하는 제 1챔버;
    상기 제 1챔버로부터 이격되며 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판이 안착되는 제 2정반을 구비하는 제 2챔버;
    상기 제 1챔버와 상기 제 1정반 사이에 설치되어 상기 제 1정반의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 제 1정반 정렬유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1정반 정렬유닛은 상기 제 2정반에 결합되는 결합대와, 상기 결합대와 이격된 받침대와, 상기 결합대와 상기 받침대 사이에 설치되며 일단이 상기 결합대에 회동 가능하게 결합되고, 타단이 상기 받침대에 회동 가능하게 결합된 복수개의 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 액츄에이터는 서로 다른 위치에 결합되어 서로 연동 가능하게 된 제 1액츄에이터, 제 2액츄에이터, 제 3액츄에이터, 제 4액츄에이터, 제 5액츄에이터, 제 6액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1정반에는 서로 다른 위치에 상기 제 1정반과 상기 제 2정반 사이의 간격을 측정하는 복수개의 간격감지센서가 구비된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2챔버와 상기 제 2정반 사이에는 상기 제 2정반을 정렬시키는 제 2정반 정렬유닛이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1정반은 복수개로 마련되고, 각각의 상기 제 1정반에 복수개의 상기 제 1정반 정렬유닛이 설치되고, 상기 제 2정반은 복수개로 마련되고, 각각의 상기 제 2정반에 복수개의 상기 제 2정반 정렬유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  7. 기판을 합착하기 위하여 서로 간의 간격이 조절되는 기판 합착장치의 정반 정렬방법에 있어서,
    제 1기판이 안착되는 제 1정반과 제 2기판이 안착되는 제 2정반의 간격을 상 기 제 1정반에 설치된 간격감지센서로 측정하는 단계;
    상기 간격감지센서에서 감지된 결과에 따라 복수개의 액츄에이터로 된 6자유도 정렬유닛을 이용하여 상기 제 1정반과 상기 제 2정반의 정렬상태를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치의 정반 간격 조절방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 간격감지센서는 상기 제 1정반의 서로 다른 위치에 복수개가 설치된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치의 정반 간격 조절방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1정반과 상기 제 2정반의 간격을 측정한 후 상기 복수개의 간격감지센서의 감지값을 비교하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치의 정반 간격 조절방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 정렬유닛은 상기 제 1정반을 정렬시키는 제 1정반 정렬유닛과 상기 제 2정반을 정렬시키는 제 2정반 정렬유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치의 정반 간격 조절방법.
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