KR20080022760A - 기판 합착 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 합착 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 상부 베이스, 상부 챔버, 하부 챔버, 상부 판을 구비한 기판 합착 장치에 있어서, 상기 기판 합착 장치는, 자력이 형성가능한 상부 정전척 베이스 및 하부 정전척 베이스와; 상기 상부 및 하부 정전척 베이스를 자력에 의해 부상시키는 마그네틱을 포함하여 구성함으로서, 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 챔버의 용적을 최소화하여 진공 펌프의 수량을 감소시키고 안정적인 기판 합착을 수행할 수 있게 되는 것이다.
Figure P1020060086331
기판, 합착, 정반, 정전척, 마그네틱, 액츄에이터

Description

기판 합착 장치 및 그 방법{Apparatus and method for substrates aligning}
도 1은 종래 기판 합착 장치의 단면도이다.
도 2는 종래 기판 합착 방법을 보인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 방법을 보인 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
102 : 하부 베이스 104 : 하부판
106 : 상부 챔버 108 : 하부 챔버
110 : 상부 판 116 : 상부 정전척 베이스
118 : 하부 정전척 베이스 120 : 상부 챔버 상승 축
122 : 상부 챔버 상승 잭 124 : 진공 펌프
126 : 상 리프트 핀 128 : 벨로우즈
132 : 선형 액츄에이터 136, 138 : 기판
152 ~ 157 : 마그네틱 158 : 스프링 플런저
160 : 피에조 액츄에이터
본 발명은 기판 합착 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 진공 펌프의 수량을 감소시키고 안정적인 기판 합착을 수행하기에 적당하도록 한 기판 합착 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판을 합착시키기 위해 진공 합착 장치인 기판 합착 장치를 사용한다. 이러한 기판 합착 장치는 2장의 기판을 접착제를 사용하지 않고 원래의 크기 그대로 직접 결합하여 일체화하는 장치이다. 또한 기판 합착 장치는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 액정 표시 장치 또는 PDP(Plasma Display Panel) 등의 기판을 합착하는 데 사용된다.
또한 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 형광체가 도포된 칼라 필터(Color filter) 기판 사이에 액정(Liquid Crystal)을 주입하여 형성된다. 물론 양 기판의 가장자리에는 액정 물질을 가두기 위한 봉인재(Sealer)가 구비되며, 양 기판 사이에는 소정 간격으로 양 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 간격재(Spacer)가 위치된다.
그리고 액정 표시 장치는 액정 물질에 전원을 인가하여 구동되는 것이며, 액정 물질은 이방성 유전율을 갖기 때문에 전원의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다. 따라서 액정 표시 장치를 제조함에 있어서는 TFT 기판 및 칼라필터 기판을 제조한 후에 양 기판을 합착하고, 그 사이의 공 간에 액정 물질을 주입하는 것이 필수적인 공정이면서, 매우 중요한 공정이다.
이와 같은 기판 합착 공정은 그 내부를 진공 상태로 형성시킬 수 있는 기판 합착 장치에 의하여 수행되며, 기판 합착 장치에서는 진공 상태에서 기판 합착 장치 내의 상정반(Upper Plate) 및 하정반(Under Plate)에 기판을 고정하기 위하여 정전척(Electro Static Chuck, ESC)이 사용되고 있다. 즉, 상정반 및 하정반에 고정된 정전척에 전원을 인가하고, 그 전원에 의하여 발생하는 정전기력에 의하여 기판을 흡착 고정하는 것이다.
그리고 종래의 기판 합착 기술에는 대한민국특허청 출원번호 제 10-2003-0001124 호의 LCD셀 접합공정용 합착장치, 대한민국특허청 출원번호 제 10-2004-0035725 호의 PDP용 기판 합착 장치 및 PDP용 기판 합착 방법, 대한민국특허청 출원번호 제 10-2004-0051147 호의 평판표시소자 제조용 기판 합착/경화 장치, 대한민국특허청 출원번호 제 10-2004-0051310 호의 기판 합착기, 대한민국특허청 출원번호 제 10-2004-0069162호의 기판 합착기 등이 개시되어 있다.
그래서 종래의 기판 합착 장치는 진공 상태와 대기압 상태를 전환이 불가피하며, 진공 상태에서 대기압 상태로의 전환시 그 내부에 벤팅 가스(Venting gas)를 주입한다.
도 1은 종래 기판 합착 장치의 단면도이다.
종래의 기판 합착 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게는 하부 베이스(2)와; 상기 하부 베이스(2)와 이격된 상태로 마련되는 상부 베이스(4)와; 상기 상부 베이스(4)의 상부에 마련되는 상부 및 하부 챔버(6, 8)와; 상기 상부 챔버(6)의 상 부에 마련되어 내부 구성물의 유지 보수시 개방되도록 하는 상부판(10)과; 상기 상부 및 하부 챔버(6, 8)와 수평하게 각각 마련되는 상정반 및 하정반(12, 14)과; 상기 상정반(12)의 하단에 마련되는 상부 정전척 베이스(16)와; 상기 하정반(14)의 상단에 마련되는 하부 정전척 베이스(18)로 이루어지고, 상기 상부 및 하부 챔버(6, 8) 내에 각각 반입되는 두 개의 기판(36, 38)을 상부 정전척 베이스(16)와 하부 정전척 베이스(18)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어 있다.
그리고 상기 상부 챔버(6)와 상기 하부 챔버(8)의 내부에 기판 반입 또는 반출시 상기 상부 챔버(6)를 승강시키는 승강수단인 상부챔버 상승축(20)과 상부챔버 상승 잭(22)이 상부 챔버(6)의 저면 모서리 영역에 각각 마련된다. 또한 상기 상부 챔버(6)의 하단에 핀(7)이 마련된다.
그리고 상기 상정반(12)의 하부에 마련된 상부 정전척 베이스(16)와 상기 하정반(14)의 상부에 마련된 하부 정전척 베이스(18)에는 로딩된 기판이 각각 위치되고, 일차적으로 가흡착시키는 상 리프트 핀(Upper Lift Pin)(26)과 하 리프트 핀(Under Lift Pin)(27)이 다수개 마련되며, 이러한 리프트 핀(26, 27)은 상, 하부에 마련되는 정반(Plate)(12, 14)에 구동력을 제공하는 구동부(도면상에 미도시)에 의해 일률적으로 이동된다.
여기서, 상기 기판(36, 38)의 합착 수행 전에 하부 정전척 베이스(18)에 배치된 기판을 정확한 위치로 정렬하는 스테이지 얼라인(Align) 과정이 포함되며, 이러한 기판(36, 38)의 정렬은 하부 챔버(8)의 이웃된 측벽 세 지점에 접한 상태로 마련되는 정렬수단에 의해 실시된다. 이러한 정렬수단은 적층된 상, 하부 챔버(6, 8) 중 하부 챔버(8)에 접한 상태로 상부 베이스(4)의 상면에 고정되며, 편심되게 마련되는 캠(Cam)(34)과, 상기 캠(34)에 회전력을 부여하는 구동부로 이루어진다.
한편, 상기 상, 하 기판(36, 38)을 상, 하부 정전척 베이스(16, 18)에 흡착하거나 상, 하부 챔버(6, 8)를 진공 상태에서 대기압 상태로 전환하기 위해 벤팅(Venting) 가스를 주입하는 가스 공급라인(도면상에 미도시)이 외부에서 상, 하부 챔버(6, 8)의 내부로 연통되어 상, 하부 정전척 베이스(16, 18)에 다수 분할된 상태로 마련된다.
그리고 가스 공급라인은 흡착력을 외부의 펌프(도면 상에 미도시)의 펌핑(Pumping)으로부터 제공받아 상, 하부 정전척 베이스(16, 18) 상에 균일한 기체 흐름을 제공하는 기능, 즉 기판을 흡착하기 위한 기능을 수행하고, 또한 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 전환하는 과정에서 진공 상태에서 대기압 상태로 전환하기 위해 상, 하부 챔버(6, 8)에 벤팅 가스인 질소(N2)를 주입하는 이동 경로 역할을 한다. 그리고 상기 상부 베이스(4) 및 상부판(10)에는 다수개의 배기 펌프(도면 상에 미도시)가 구비되어 벤팅 가스를 배기하는 기능을 한다.
또한 상, 하 기판(36, 38)을 진공 흡착시키기 위하여 진공상태를 형성시키는 진공 펌프(Vacuum, VAC)(24)가 상부판(10)의 상단과 상부 베이스(4)의 하단에 각각 마련된다. 또한 벨로우즈(28, 30)가 상, 하 리프트 핀(26, 27) 등에 마련된다.
한편 하부 챔버(8)에는 선형 액츄에이터(Linear Actuator)(32)가 마련되어 상부 챔버(6)와의 갭 조정을 수행하게 된다.
또한 스프링(40 ~ 49)이 상부 베이스(4)와 하정반(14) 사이(40, 41), 하정 반(14)과 하부 정전척 베이스(18) 사이(42, 43), 상부 정전척 베이스(16)와 상정반(12) 사이(44, 45), 상정반(12)과 상부 챔버(6) 사이(46, 47), 상부판(10)과 상부 챔버(6) 사이(48, 49)에 마련된다. 그래서 스프링(40 ~ 49)과 볼트(도면 상에 미도시)에 의해 상정반(12)과 하정반(14) 사이의 갭(Gap) 평면 조정을 수행하게 된다.
도 2는 종래 기판 합착 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 기판(36, 38)에 실링재를 도포하는 단계(ST1)와; 상기 실링재 도포 후 정반(12, 14)을 움직이거나 선형 액츄에이터(32)로 상부 챔버(6)와 하부 챔버(8)를 움직여 마크 얼라인(Mark Align)을 실시하고, 스프링(40 ~ 49)과 볼트로 갭 조정을 수행하는 단계(ST2)와; 상기 갭 조정 후 기판을 합착시키는 단계(ST3)와; 상기 기판 합착 후 발광 가스를 주입시키는 단계(ST4)와; 상기 발광 가스 주입 후 가스 주입공을 밀봉시키는 단계(ST5)를 수행한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 기판 합착 장치의 정반 조정에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 실링재 도포 공정(ST1)이 진행된다. 즉, 상하 양 기판(36, 38) 중 어느 한 기판의 외주부에 실링재를 도포한다.
그리고 갭 조정 공정(ST2)을 수행한다. 이는 상정반(12)과 하정반(14)을 움직여서 수행할 수 있다. 또한 선형 액츄에이터(32)로 상부 챔버(6)와 하부 챔버(8)를 움직여 마크 얼라인(Mark Align)을 실시하고, 스프링(40 ~ 49)과 볼트로 갭 조정을 수행하게 된다. 즉, 종래의 상, 하 정반(12, 14)의 갭 평면 조정 방식은 정 반(12, 14) 위에 또다른 베이스인 상, 하부 정전척 베이스(16, 18)를 장착하고, 다수의 스프링(40 ~ 49)과 볼트로 평면을 균일하게 조정하는 방식을 채용하고 있는 것이다. 이러한 상, 하 정반(12, 14)은 진공 합착 전에 마크 얼라인을 실시하는데, 이때 정반(12, 14)을 움직이거나 상, 하부 챔버(6, 8)를 움직여 얼라인을 실시하고 있다.
다음으로 기판 합착 공정(ST3)이 진행된다. 즉, 어느 한 기판(36, 38)의 외주부에 도포된 실링재를 이용하여 양 기판을 합착하는 것이다. 따라서 양 기판(36, 38) 사이에는 일정한 부피의 밀폐공간이 형성된다.
그리고 합착된 양 기판 중 소정 부분에 가스 주입공을 형성시키고, 발광가스 주입장치(도면 상에 미도시)를 이용하여 양 기판(36, 38) 사이의 공간에 존재하는 불순가스를 주입한다. 따라서 양 기판(36, 38) 사이의 공간은 거의 진공상태가 이루어진다. 그리고 이 공간에 발광 가스를 공급한다(ST4).
마지막으로 가스 주입공 밀봉 공정(ST5)이 진행된다. 즉, 양 기판(36, 38) 사이의 공간에 수백 토르(torr) 정도의 발광가스가 주입되면, 발광가스의 공급을 중단하고, 가스 주입공을 밀봉하여 공정을 마무리하는 것이다.
그러나 이러한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 기판(36, 38)을 평탄하게 조립할 수 있는 상, 하부 정전척 베이스(16, 18)와 상, 하부 정전척 베이스(16, 18)의 기준이 되는 상, 하 각각의 정반(12, 14)이 진공챔버에 구성되기 때문에 구조가 복잡해지고, 전체 정반(12, 14)의 중량이 커지게 되며, 이에 따라 챔버의 용적도 커지게 되어 진공 배기시 더 큰 용적의 진 공펌프를 사용해야만 하는 문제점이 있었다.
또한 고중량을 얼라인 하기 위해 사용(예를 들면, 캠 방식 또는 UVW 스테이지(Stage) 방식)되는 구동계의 용량과 부피 및 비중이 증가하는 원인이 되는 단점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 중량 감소의 효과를 얻으며, 진공 펌프의 수량을 감소시키고 안정적인 기판 합착을 수행할 수 있는 기판 합착 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 장치는,
상부 베이스, 상부 챔버, 하부 챔버, 상부 판을 구비한 기판 합착 장치에 있어서, 상기 기판 합착 장치는, 자력이 형성가능한 상부 정전척 베이스 및 하부 정전척 베이스와; 상기 상부 및 하부 정전척 베이스를 자력에 의해 부상시키는 마그네틱을 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 방법은,
기판에 실링재를 도포하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 자력을 이용하여 상부, 하부 정전척 베이스를 부상시켜 갭 조정을 수행하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계 후 기판을 합착시키는 제 3 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 본 발명, 기판 합착 장치 및 그 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 장치의 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 하부판(104), 상부 챔버(106), 하부 챔버(108), 상부 판(110)을 구비한 기판 합착 장치에 있어서, 상기 기판 합착 장치는, 자력이 형성가능한 상부 정전척 베이스(116) 및 하부 정전척 베이스(118)와; 상기 상부 및 하부 정전척 베이스(116, 118)를 자력에 의해 부상시키는 마그네틱(152 ~ 157)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 마그네틱(152 ~ 157)은, 상기 상부판(110)과 상기 하부판(104)에 부착된 것을 특징으로 한다.
상기 상부판(110)에 부착된 마그네틱(152 ~ 154)은, 상기 상부 정전척 베이스(116)의 자력과 인력이 형성되도록 한 것을 특징으로 하며, 별도의 스프링(도시하지 않음)을 이용하는 조절 장치가 있다.
상기 하부판(104)에 부착된 마그네틱(155 ~ 157)은, 상기 하부판(104)의 자력과 척력이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 기판 합착 장치는, 가이드 역할을 하도록 상기 상부 또는 하부 정전척 베이스(116, 118)의 측면에 부착된 스프링 플런저(Spring Plunger)(158)를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 기판 합착 장치는, 상기 상부 정전척 베이스(116)와 상기 하부 정전척 베이스(118) 사이의 갭 조정을 볼트로 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 합착 장치는, 상기 하부 챔버(108)와 상기 하부 정전척 베이스(118) 사이를 미세조정하는 액츄에이터(160)를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 액츄에이터(160)는, 압전체 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.
상기 압전체 액츄에이터(160)는, 피에조 액츄에이터(160)인 것을 특징으로 한다.
상기 압전체 액츄에이터(160)는, PMN-PT 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.
여기서 미설명부호 102는 하부 베이스이고, 120은 상부 챔버 상승 축이며, 122는 상부 챔버 상승 잭이고, 124는 진공 펌프이며, 126은 상 리프트 핀이며, 128은 벨로우즈이고, 132는 선형 액츄에이터이며, 136과 138은 기판이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 기판 합착 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 기판(136, 138)에 실링재를 도포하는 제 1 단계(ST11)와; 상기 제 1 단계 후 자력을 이용하여 상부, 하부 정전척 베이스(116, 118)를 부상시켜 갭 조정을 수행하는 제 2 단계(ST12 ~ ST14)와; 상기 제 2 단계 후 기판을 합착시키는 제 3 단계(ST15)를 포함하여 수행한다.
또한 제 3 단계 후 발광가스 주입 단계(ST16)와 가스 주입공 밀봉 단 계(ST17)를 수행한다.
또한 상기 제 2 단계는, 볼트로 갭 조정을 실행하는 것을 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 2 단계는, 피에조 액츄에이터(160)를 이용하여 하부 정전척 베이스(118)를 얼라인시키는 것을 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 기판 합착 장치 및 그 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명은 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 진공 펌프의 수량을 감소시키고 안정적인 기판 합착을 수행하고자 한 것이다.
먼저 기판 합착 장치는, 도 3에서와 같이, 하부판(104), 상부 챔버(106), 하부 챔버(108), 상부 판(110), 상부 정전척 베이스(116), 하부 정전척 베이스(118)를 구비하여 구성된다.
이러한 기판 합착 장치는 종래 기술과 비교하여 종래의 상정반(12)과 하정반(14)을 제거하였다.
또한 이렇게 구성된 기판 합착 장치에 마그네틱이 결합되어 상부 및 하부 정전척 베이스(116, 118)를 자력에 의해 부상시키게 된다. 이러한 마그네틱(152 ~ 157)은 상부판(110)과 하부판(104)에 부착되도록 한다.
그래서 종래의 정반(12, 14)을 제거하고, 상부판(110)과 하부판(104)에 마그 네틱(152 ~ 157)을 장착하여 자력의 척력을 이용함으로서 상부 정전척 베이스(116)와 하부 정전척 베이스(118)에 부상력을 갖게 한다.
이때 상부판(110)의 하단에 장착된 마그네틱(152 ~ 154)은 상부 정전척 베이스(116)에 흐르는 자력과 인력이 형성되도록 함으로써 중력 방향의 하중을 마그네틱(152 ~ 154)의 인력으로 상쇄시켜 중량을 일정부분 감소시킬 수 있게 된다.
또한 하부판(104)의 상단에 장착된 마그네틱(155 ~ 157)은 하부 정전척 베이스(118)에 흐르는 자력과 척력이 형성되도록 함으로써 하부 정전척 베이스(118)를 중력의 반대 방향으로 부상시킬 수 있게 된다.
그리고 상부 또는 하부 정전척 베이스(116, 118)의 측면에는 가이드 역할을 할 수 있는 스프링 플런저(158)를 설치한다.
또한 종래에는 다수의 스프링과 볼트로 갭 조정을 하였으나, 본 발명에서는 기존의 정반이 제거되고, 마그네틱에 의한 정전척 베이스(116, 118)의 부상이 가능하여 볼트로만 조정해도 된다.
또한 하부 정전척 베이스(118)의 미세조정을 위해 액츄에이터(160)를 사용한다. 이때 사용하는 액츄에이터는 적은 용량으로 소형화된 압전체 액츄에이터를 사용한다.
여기서 압전체(본 발명에서는 압전체의 개념을 압전 재료와 전왜 재료를 합하여 사용한다)는 인가 전기장에 의해 형상의 변형이 일어나며, 반대로 인가된 외력에 의해 전하가 발생하는 특징이 있다. 이러한 현상은 전기 쌍극자(Electric dipole)가 형성될 수 있는 조건과 격자 구조에서의 자발 분극(Spontaneous separation of charge)에 의해 발생하며, 피에조 효과라 지칭한다. 피에조 효과를 일으키는 물질은 인공적인 다결정 세라믹 혹은 자연적으로 형성되는 수정(Quartz)을 통하여 구현될 수 있다. 압전 특성을 갖고 있는 다결정 세라믹은 인공적으로 제작되며, 압전 특성을 지니게 하기 위해 제조 공정 중 강전계(2KV/mm 이상)에 노출시킨다. 이렇게 제조 공정 중 강전계에 노출시키게 하는 방법을 폴링(Polling)이라고 하며, 이러한 폴링은 다결정 세라믹 내부에 자유로이 정렬된 폴라 도메인(Polar domain)을 인가 전계 방향으로 정렬시키는 공정 단계이다. 이러한 공정을 통해 거시적으로 압전 특성을 갖는 압전체를 제작할 수 있다.
그리고 압전 방식에서 이용하는 압전 효과(Piezoelectric Effect)란 수정이나 로셀염 등의 결정에 압력을 가하면 전압이 발생하는 것을 말하고, 이와 반대로 전압을 주면 결정체가 변형을 일으키는 현상을 압전 역효과라 한다. 압전현상을 나타내는 압전체는 초기에 로셀염 계통과 인산화수소가리 계통의 두 종류가 있었고, 그 후 티탄산바륨 계통의 압전소자가 알려졌으나 센서로 사용하기에는 몇 가지 문제점이 있었다. 그 이후 이성분계로 PZT(piezo, 피에조)라고 불리는 압전 세라믹이 발견되어 가속도계 등의 센서용으로 널리 사용되고 있다. 이 PZT 세라믹은 티탄산납(PbTiO3)과 지르코산납(PbZrO3)을 일정한 비율로 섞은 것으로, 사용용도에 따라 불순물을 첨가하여 여러 가지 재료물성을 갖는 압전 세라믹으로 사용되고 있다. 또한 전왜(Electrostrictive) 액츄에이터는 압전(Pioezoelectric) 액츄에이터와 유사한데, 전왜 액츄에이터는 PMN(lead magnesium niobate) 세라믹 재료로 만들어지며 인가된 전기장(Electric field)에 대해 변위가 제곱에 비례하는 특징을 갖는다.
그리고 실린더 타입 적층형 PZT인 피에조 액츄에이터는 여러 개의 실린더형 PZT를 적층시킨 것으로, 동일한 전압으로 여러 개의 피에조(PZT) 액츄에이터를 구동시키기 위해서 병렬구조를 이루어야 한다. 그러기 위해서 PZT 사이에 전압을 인가해 줄 수 있도록 전극(Electrode)을 삽입한 구조를 갖는다. 동일한 높이에 많은 층의 PZT를 적층하기 위해서 전극은 두께가 매우 얇을수록 좋으며, 금속 재질 보다는 전도성 에폭시 등과 같이 강성이 약한 재질을 사용하는 것이 유리하다. 그래서 PZT인 압전체의 폴링(Polling) 방향으로 전압을 인가하게 되면, PZT 압전체는 인가 전압 방향으로 신장하게 된다. 즉, 압전체에 + 전압이 인가되면 쌍극자들이 일정한 배열로 정렬하여 신장을 하게 되고, - 전압이 인가되면 반대로 수축이 일어나게 된다. 이를 이용하여 미세 조정이 가능하다.
또한 압전체 액츄에이터는 PMN-PT로 구성할 수 있는데, 전왜 재료를 구성하는 PMN-PT는 세라믹 재료로 만들어지며, 인가된 전기장에 대해 변위가 제곱에 비례하는 특징을 갖는다. 여기서 PMN(Lead magnesium niobate [Pb(Mg1=3Nb2=3)O3])은 퀴리 온도 이하에서 동작한다. PT(Pb-Ti-O3)는 PMN의 퀴리 온도를 높이기 위해서 첨가되는 물질로서, PT가 PMN에 첨가되는 양에 따라 PMN-PT의 성질이 변화된다.
이렇게 피에조 액츄에이터(160) 등을 사용할 경우에도 정반을 제거하고 마그네틱(152 ~ 157)을 이용하기 때문에 피에조 액츄에이터(160)의 용량 또한 감소시킬 수 있다.
이처럼 본 발명은 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 진공 펌프의 수량을 감소시키고 안정적인 기판 합착을 수행하게 되는 것 이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 기판 합착 장치 및 그 방법은 기존의 정반을 제거하고 정전척 베이스를 자력을 이용하여 부상시켜 진공 펌프의 수량을 감소시키고 펌핑(Pumping) 시간을 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.
또한 본 발명은 공중에 떠 있는 상태로 설치된 상, 하부 정전척 베이스의 중량이 감소되기 때문에 적은 힘으로도 마크 얼라인을 실시할 수 있는 장점이 있게 된다.
더불어 본 발명은 정전척 베이스에 기구적 조립이 없는 상태이기 때문에, 얼라인시 발생할 수 있는 불필요한 진동, 소음 등에 대해서도 안정적이어서 안정적인 기판 합착을 수행할 수 있는 효과도 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

Claims (13)

  1. 상부 베이스, 상부 챔버, 하부 챔버, 상부 판을 구비한 기판 합착 장치에 있어서, 상기 기판 합착 장치는,
    자력이 형성가능한 상부 정전척 베이스 및 하부 정전척 베이스와;
    상기 상부 및 하부 정전척 베이스를 자력에 의해 부상시키는 마그네틱을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 마그네틱은,
    상기 상부판과 상기 상부 베이스에 부착된 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 상부판에 부착된 마그네틱은,
    상기 상부 정전척 베이스의 자력과 인력이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 상부 베이스에 부착된 마그네틱은,
    상기 상부 베이스의 자력과 척력이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 기판 합착 장치는,
    가이드 역할을 하도록 상기 상부 또는 하부 정전척 베이스의 측면에 부착된 스프링 플런저를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 기판 합착 장치는,
    상기 상부 정전척 베이스와 상기 하부 정전척 베이스 사이의 갭 조정을 볼트로 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 합착 장치는,
    상기 하부 챔버와 상기 하부 정전척 베이스 사이를 미세조정하는 액츄에이터를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 액츄에이터는,
    압전체 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 압전체 액츄에이터는,
    피에조 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 압전체 액츄에이터는,
    PMN-PT 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  11. 기판에 실링재를 도포하는 제 1 단계와;
    상기 제 1 단계 후 자력을 이용하여 상부, 하부 정전척 베이스를 부상시켜 갭 조정을 수행하는 제 2 단계와;
    상기 제 2 단계 후 기판을 합착시키는 제 3 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    볼트로 갭 조정을 실행하는 것을 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    피에조 액츄에이터를 이용하여 하부 정전척 베이스를 얼라인시키는 것을 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
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