KR20100034536A - Substrate hoder unit and substrate assembling appratus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 안착 유닛 및 이를 구비하는 기판 접합 장치에 관한 것으로, 정렬의 틀어짐 없이 합착된 상부 기판 및 하부 기판을 척으로부터 분리시킬 수 있는 기판 안착 유닛 및 이를 구비하는 기판 접합 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate mounting unit and a substrate bonding apparatus having the same, and a substrate mounting unit and a substrate bonding apparatus capable of separating the bonded upper and lower substrates from the chuck without misalignment.
종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 이는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있다. 이에 최근에는 액정 표시 패널(Lipuid Crystal Display Device : LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Deisplay Panel : PDP) 및 유기 EL(Organic Light Eitting Device: OLED)과 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 상기와 같은 표시 패널은 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.Conventionally, a CRT (Cathode Ray Tube) is used as a display device. This has the disadvantage of being bulky and heavy. Recently, the use of flat panel displays such as liquid crystal display panels (LCDs), plasma display panels (PDPs), and organic light emitting devices (OLEDs) has been increasing. The display panel as described above has characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption.
이와 같은 평판 표시 패널의 경우, 한쌍의 평판형 기판을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 먼저, 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판을 제작한다. 이후에 하부 기판 상에 액정을 적하하고, 하부 기판의 가장자리 영역에 실란 트를 도포한다. 이어서, 기판 접합 장치의 하부척에 하부 기판을 지지하고, 상부척에 상부 기판을 지지하여 상부 기판 및 하부 기판이 서로 대향하도록 위치시킨다. 그리고, 상부 기판을 지지하는 상부척을 하강시켜 상부 기판과 하부 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다. 여기서, 상부척 및 하부척은 진공 흡착력 또는 정전기력을 이용하여 상부 기판 및 하부 기판 각각을 지지 고정한다. 또한, 이러한 하부척의 일단부에는 접착력을 이용하여 하부 기판을 지지 고정하는 적어도 하나의 점착척이 장착된다. 이에, 하부 기판은 하부척 및 하부척에 장착된 점착척에 의해 지지 고정된다.In the case of such a flat panel display panel, a pair of flat panel type substrates are bonded together and manufactured. That is, taking the manufacture of a liquid crystal display panel as an example, first, a lower substrate on which a plurality of thin film transistors and pixel electrodes are formed, and an upper substrate on which a color filter and a common electrode are formed are manufactured. Thereafter, a liquid crystal is dropped on the lower substrate, and a sealant is applied to the edge region of the lower substrate. Subsequently, the lower substrate is supported on the lower chuck of the substrate bonding apparatus, and the upper substrate is supported on the upper chuck so that the upper substrate and the lower substrate face each other. Then, the upper chuck supporting the upper substrate is lowered to bond and seal the upper substrate and the lower substrate to produce a liquid crystal display panel. Here, the upper chuck and the lower chuck support and fix each of the upper substrate and the lower substrate by using vacuum suction force or electrostatic force. In addition, one end of the lower chuck is mounted with at least one adhesive chuck for supporting and fixing the lower substrate by using an adhesive force. Thus, the lower substrate is supported and fixed by the adhesive chuck mounted on the lower chuck and the lower chuck.
이후, 합착된 상부 기판 및 하부 기판을 하부척 및 점착척으로부터 분리한다. 즉, 하부척의 정전기력 또는 진공 흡착력을 제거한 후, 리프트바를 승강시킨다. 이때, 리프트바를 승강시킴으로써 하부척 및 점착척으로부터 하부 기판이 분리된다. 이와 같이, 리프트바를 승강시켜 점착척으로부터 하부 기판을 강제적으로 분리함에 따라 상기 하부 기판에 무리한 응력이 가해진다. 이로 인해, 합착된 상부 기판 및 하부 기판의 정렬이 틀어지는 문제가 발생한다.Thereafter, the bonded upper substrate and the lower substrate are separated from the lower chuck and the adhesive chuck. That is, after removing the electrostatic force or vacuum suction force of the lower chuck, the lift bar is lifted. At this time, the lower substrate is separated from the lower chuck and the adhesive chuck by elevating the lift bar. In this way, an excessive stress is applied to the lower substrate by lifting the lift bar to forcibly separate the lower substrate from the adhesive chuck. This causes a problem that the alignment of the bonded upper substrate and the lower substrate is misaligned.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 점착척을 승하강시키는 구동부 및 진공 조절부를 마련하여 정렬의 틀어짐 없이 합착된 상부 기판 및 하부 기판을 점착척으로부터 분리시킬 수 있는 기판 안착 유닛 및 이를 구비하는 기판 접합 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, a substrate seating unit and a substrate bonding apparatus having a driving unit and a vacuum control unit for raising and lowering the adhesive chuck to separate the bonded upper substrate and the lower substrate from the adhesive chuck without misalignment. To provide.
본 발명에 따른 기판 안착 유닛은 기판을 지지 고정하는 하부척과, 상기 하부척과 함께 상기 기판을 지지 고정하며, 상부 하부척과 분리된 점착척과, 상기 점착척을 이동시키는 구동부를 포함한다.A substrate seating unit according to the present invention includes a lower chuck supporting and fixing a substrate, an adhesive chuck supporting and fixing the substrate together with the lower chuck, and a driving unit for moving the adhesive chuck.
상기 점착척은 구동부에 의해 하부척과 독립적으로 이동하도록 제작된다.The adhesive chuck is manufactured to move independently of the lower chuck by a driving unit.
상기 점착척은 접착력에 의해 기판을 지지 고정하는 접착부재와, 상기 접착부재를 지지하는 몸체를 포함한다.The adhesive chuck includes an adhesive member supporting and fixing the substrate by an adhesive force, and a body supporting the adhesive member.
상기 복수의 점착척은 하부척에 비해 작은 크기로 제작되며, 상기 하부척의 가장자리를 관통하도록 설치된다.The plurality of adhesive chucks are manufactured to have a smaller size than the lower chucks and are installed to penetrate the edges of the lower chucks.
상기 구동부는 복수의 점착척 각각에 접속되거나, 상기 복수의 점착척을 지지하는 지지부에 접속된다.The said drive part is connected to each of the some sticky chuck, or it is connected to the support part which supports the said some sticky chuck.
상기 구동부는 점착척의 하측에 이격되어 위치하는 구동축과, 상기 구동축에 구동력을 인가하는 동력부와, 상기 구동축과 점착척 사이에 위치하여 X, Y 및 θ 방향으로 이동 가능한 스틸볼과, 상기 스틸볼이 배치된 구동축의 상측부의 적어도 일단부를 커버하도록 배치되어 상기 복수의 점착척 및 지지부 중 어느 하나와 접속되는 캡을 포함한다.The drive unit is a drive shaft spaced apart from the lower side of the adhesive chuck, a power unit for applying a driving force to the drive shaft, a steel ball located between the drive shaft and the adhesive chuck moveable in the X, Y and θ direction, and the steel ball And a cap disposed to cover at least one end portion of the upper side of the arranged drive shaft and connected to any one of the plurality of adhesive chucks and the support portion.
상기 점착척에는 기판의 부착 및 탈착을 돕는 진공 조절부가 장착된다.The adhesive chuck is equipped with a vacuum control unit for assisting the attachment and detachment of the substrate.
상기 진공 조절부는 복수의 점착척을 관통하는 노즐부와, 상기 노즐부를 연결하는 연장 배관과, 상기 연장 배관과 연결된 진공 펌프 및 퍼지 가스 공급부를 포함한다.The vacuum control unit includes a nozzle unit penetrating through a plurality of adhesive chucks, an extension pipe connecting the nozzle unit, a vacuum pump and a purge gas supply unit connected to the extension pipe.
상기 연장 배관은 복수의 점착척을 지지하는 지지부에 삽입되는 것이 바람직하다.The extension pipe is preferably inserted into the support portion for supporting a plurality of adhesive chuck.
본 발명에 따른 기판 접합 장치는 챔버부와, 상기 챔버부 내에 배치된 상부척과, 상기 상부척과 대향 배치되는 하부척 및 상기 상부척과 대향 배치되고 상기 하부척과 독립적으로 이동되는 점착척을 가지는 기판 안착 유닛을 포함한다.The substrate bonding apparatus according to the present invention includes a substrate seating unit having a chamber portion, an upper chuck disposed in the chamber portion, a lower chuck disposed to face the upper chuck, and an adhesive chuck disposed to face the upper chuck and moved independently of the lower chuck. It includes.
상기 상부척에 상기 상부척을 이동시키는 상측 구동부가 연결되고, 상기 하부척에 상기 하부척을 이동시키는 하측 구동부가 연결된다.An upper driving part for moving the upper chuck is connected to the upper chuck, and a lower driving part for moving the lower chuck is connected to the lower chuck.
상기 점착척은 상기 하부척에 비해 작은 크기로 제작되어 상기 하부척을 관통하도록 장착되는 것을 특징으로 한다.The adhesive chuck is manufactured to have a smaller size than the lower chuck and is mounted to penetrate the lower chuck.
상기 하측 구동부는 상기 하부척의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함한다.The lower driving part includes a position adjusting part for adjusting X, Y and θ positions of the lower chuck.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 상부 기판 및 하부 기판 각각을 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상부척 및 기판 안착 유닛에 지지시키는 단계와, 상기 상부척을 하강시켜 상부 기판과 하부 기판을 합착시킨 후, 상부 기판으로부터 상부척을 탈착시키는 단계와, 상기 기판 안착 유닛의 점착척을 하강시키는 단계를 포함한다.The substrate processing method according to the present invention comprises supporting each of the upper substrate and the lower substrate to the upper chuck and the substrate seating unit respectively disposed in the chamber portion, and lowering the upper chuck to bond the upper substrate and the lower substrate, Detaching the upper chuck from the upper substrate, and lowering the adhesive chuck of the substrate seating unit.
상기 하부 기판을 기판 안착 유닛에 지지시키는 단계에 있어서, 하부 기판의 가장자리 영역은 상기 기판 안착 유닛의 점착척에 의해 지지되고, 그 외 영역은 하부척에 의해 지지된다.In the step of supporting the lower substrate to the substrate seating unit, an edge region of the lower substrate is supported by the adhesive chuck of the substrate seating unit, and the other region is supported by the lower chuck.
상기 하부 기판을 기판 안착 유닛에 지지시키는 단계에 있어서, 상기 하부척에 장착된 점착척을 하부척과 동일한 높이로 승강시키는 단계를 포함한다.In the step of supporting the lower substrate to the substrate seating unit, the step of elevating the adhesive chuck mounted on the lower chuck to the same height as the lower chuck.
상기 점착적을 상기 하부척과 동일한 높이로 승강시키는 단계에 있어서, 기판 안착 유닛의 구동부의 스틸볼을 이용하여 점착척을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 상기 점착척의 수평도를 조절하는 단계를 포함한다.In the step of elevating the adhesive to the same height as the lower chuck, using a steel ball of the drive unit of the substrate mounting unit comprises the step of moving the adhesive chuck in the X, Y and θ direction to adjust the horizontal degree of the adhesive chuck. .
상기 하부척에 장착된 점착척을 하부척과 동일한 높이로 승강시키는 단계 후에, 상기 점착척에 삽입된 노즐부를 진공 처리하여 진공 흡착력에 의해 밀착시키는 단계를 포함한다.After the step of elevating the adhesive chuck mounted on the lower chuck to the same height as the lower chuck, the step of vacuuming the nozzle portion inserted into the adhesive chuck includes a step of being in close contact by the vacuum suction force.
상기 기판 안착 유닛의 점착척을 하강시키는 단계 전에, 상기 점착척에 삽입된 노즐부에 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함한다.Before the step of lowering the adhesive chuck of the substrate mounting unit, supplying a purge gas to the nozzle portion inserted into the adhesive chuck.
상기 기판 안착 유닛의 점착척을 하강시키는 단계 후에, 하부척으로부터 합착된 상부 기판 및 하부 기판을 탈착시키는 단계를 더 포함한다.After the step of lowering the adhesive chuck of the substrate seating unit, further comprising the step of detaching the bonded upper substrate and the lower substrate from the lower chuck.
본 발명에서는 점착척에 기판의 부착 및 탈착을 돕는 별도의 진공 조절부를 마련함으로써, 기판이 점착척에 완전히 밀착되도록 할 수 있다. 그리고, 진공 조절부에 의해 점착척으로부터 기판을 안정적으로 분리시킬 수 있다. 또한, 점착척을 이동시키는 구동부를 이용하여 상기 점착척을 하강시켜 상기 점착척으로부터 기판을 탈착시킴으로써, 상기 기판에 가해지는 응력을 최소화할 수 있다. 이로 인해, 정렬의 틀어짐 없이 합착된 상부 기판 및 하부 기판을 점착척으로부터 분리시킬 수 있다. 따라서, 합착된 상부 기판 및 하부 기판의 정렬의 틀어짐에 의해 발생할 수 있는 소자의 불량 발생을 최소화할 수 있다.In the present invention, by providing a separate vacuum control unit to assist the attachment and detachment of the substrate to the adhesive chuck, it is possible to make the substrate completely adhered to the adhesive chuck. And a board | substrate can be stably separated from an adhesion chuck by a vacuum control part. In addition, by lowering the adhesive chuck by using a driving unit for moving the adhesive chuck to detach the substrate from the adhesive chuck, it is possible to minimize the stress applied to the substrate. This allows the bonded upper and lower substrates to be separated from the adhesion chuck without misalignment. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of a failure of the device that can be caused by the misalignment of the bonded upper substrate and the lower substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 도 1의 A 영역의 확대도이다.1 is a cross-sectional view of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view of area A of FIG. 1 according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 내부 공간을 구비하는 챔버부(100)와, 챔버부(100) 내에 각기 대향 배치된 상부척(200) 및 하부척(300)과, 상부척(200)의 상부와 연결되어 상기 상부척(200)을 이동시키는 제 1 구동부(400)와, 하부척(300)의 하부와 연결되어 상기 하부척(300)을 이동시키는 제 2 구동부(500)와, 하부척(300)의 가장자리 영역에 장착된 적어도 하나의 점착척(600)과, 점착척(600)의 하부에 연결되어 상기 점착척(600)을 이동시키는 제 3 구동부(700)를 포함한다. 또한, 상부척(200)에 장착되어 정전기력에 의해 기판을 지지 하는 정전척부(210)와, 하부척(300)에 장착되어 진공 흡착력에 의해 기판을 지지하는 제 1 진공 조절부(310)와, 점착척(600)에 장착되어 진공 흡착력에 의해 기판을 지지하는 제 2 진공 조절부(800)를 포함한다. 이때 도시되지는 않았지만, 상기 챔버부(100)를 감싸고 하부척(300)과 상부척(200)이 배치된 별도의 프레임을 더 구비할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the substrate bonding apparatus according to the present embodiment includes a
챔버부(100)는 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)의 합착 공정을 수행하는 공간을 형성하는 상측 챔버(110)와 하측 챔버(120)를 포함한다. 이때, 상측 챔버(110)와 하측 챔버(120)는 착탈 가능하게 결합되는 것이 효과적이다. 그리고, 챔버부(100)는 도시되지 않았지만, 챔버부(100)의 내부 공간의 압력을 조절하는 별도의 압력 조절 수단을 더 구비 할 수 있다. 또한, 챔버부(100)는 내부 공간의 불순물을 배기하는 별도의 퍼지 수단을 구비할 수 있다. 또한, 챔버부(100)의 상측 챔버(110) 또는 하측 챔버(120)가 승하강하여 기판이 챔버부(100) 내외측으로 출입할 수도 있다. 이때, 상측 챔버(110)의 하측 챔버(120) 각각을 승하강시키는 별도의 승강 부재가 더 구비될 수 있다.The
상부척(200)은 판형상으로 제작되어, 상측 챔버(110)의 내측면에 인접 배치된다. 상부척(200)의 형상은 기판의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 본 실시예에 따른 상부척(200)은 사각 판 형상으로 제작된다. 또한, 하부척(300)도 판 형상으로 제작되고, 하측 챔버(110)의 내측면에 인접 배치한다. 그리고, 하부척(300)의 형상은 상부척(200)과 유사 또는 동일한 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 이러한, 상부척(200)의 하측면과 하부척(300)의 상측면은 서로 마주 보도록 배치된다.The
정전척부(210)는 상부척(200)에 장착되며, 정전기력을 이용하여 상부 기판(1000)을 지지 고정한다. 이때, 정전척부(210)는 상부 기판(1000)과 대응하는 크기의 판 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 정전척부(210)는 일체형으로 제작되어 상부척(200)에 장착된다. 하지만 이에 한정되지 않고 정전척부(210)를 복수개로 제작하여 상부척(200)에 매트릭스 형태로 장착할 수도 있다. 이를 통해, 상부척(200)에 상부 기판(1000)을 위치시키면, 정전척부(210)의 정전기력에 의해 상부 기판(1000)이 지지 고정된다.The
제 1 진공 조절부(310)는 하부척(300)에 장착되어 하부 기판(2000)의 부착 및 탈착을 돕는다. 여기서, 제 1 진공 조절부(310)는 하부 기판(2000)이 밀착되는 복수의 제 1 노즐부(301)와, 복수의 제 1 노즐부(301)를 연결하는 제 1 연장 배관(302)과, 제 1 연장 배관(302)에 연결된 제 1 진공 펌프(303) 및 제 1 퍼지 가스 공급부(304)를 포함한다. 제 1 진공 조절부(310)의 제 1 노즐부(301) 및 제 1 연장 배관(302)은 점착척(600)이 장착된 영역 즉, 하부척(300)의 가장자리 영역을 제외한 영역에 장착되는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 노즐부(301)의 상측면은 하부척(300)의 상측면으로 노출된다. 이를 통해, 하부척(300)에 하부 기판(2000)을 위치시키고 제 1 진공 펌프(303)를 이용하여 제 1 연장 배관(302) 및 제 1 노즐부(301)를 진공 처리함으로써 진공 흡착력에 의해 하부 기판(2000)이 하부척(300)에 지지 고정된다. 또한, 제 1 퍼지 가스 공급부(304)를 이용하여 제 1 연장 배관(302) 및 제 1 노즐부(301)에 퍼지 가스를 공급함으로써, 하부척(300)으로부터 하부 기판(2000)이 분리된다.The
제 1 구동부(400)는 상부척(200)의 상부에 연결되어 상부척(200)을 이동시키고, 제 2 구동부(500)는 하부척(300)의 하부에 연결되어 하부척(300)을 이동시킨다. 먼저, 제 1 구동부(400)는 상부척(200)에 접속된 적어도 하나의 제 1 구동축(410)과, 제 1 구동축(410)에 구동력을 인가하는 제 1 동력부(420)를 구비한다. 이때, 제 1 구동축(410)은 챔버부(100)의 상부 일부를 관통한다. 따라서, 제 1 구동축(410)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위해 제 1 벨로우즈(430)가 제 1 구동축(410)의 둘레에 설치된다. 따라서, 제 1 구동부(500)를 이용하여 상부척(200)을 하강시켜 상부 기판(1000)과 하부 기판(2000) 간을 합착시키기 위한 가압을 할 수 있다. 또한, 제 1 구동부(400)를 이용하여 상부척(200)을 승강시킴으로써 후속 공정에 의해 하부 기판(200)과 합착된 상부 기판(1000)으로부터 상부척(200)을 분리할 수 있다.The
제 2 구동부(500)는 하부척(300)에 접속된 적어도 하나의 제 2 구동축(510)과, 제 2 구동축(510)에 구동력을 인가하는 제 2 동력부(520)를 구비한다. 이때, 제 2 구동축(510)은 챔버부(100)의 상부 일부를 관통한다. 따라서, 제 2 구동축(510)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위한 제 2 벨로우즈(530)가 제 2 구동축(510) 둘레에 설치된다. 또한, 제 2 구동부(500)는 도시되지 않았지만, 하부척(300)을 관통하여 승강하는 복수의 리프트바(미도시)를 더 구비한다. 그리고 제 2 구동부(500)는 하부척(300)의 X,Y, 및 θ 위치를 조절되도록 제작 되는 것이 바람직하다. 이에, 제 2 구동부(500)는 하부척(300)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시 켜 상기 하부척(300)의 위치를 조절하는 위치 조절 수단(미도시)을 구비한다. 따라서, 위치 조절 수단(미도시)을 이용하여 하부척(300)을 X, Y 및 θ 방향으로 이동시킴으로써, 하부 기판(2000)과 상부 기판(1000)간을 정렬시킬 수 있다. 이때, 본 실시예의 따른 기판 접합 장치는 정렬을 위한 카메라(미도시) 또는 센서(미도시)와 같은 별도의 정렬 수단을 더 구비할 수 있다.The
점착척(Gluon chuck)(600)은 접착력을 이용하여 하부 기판(2000)의 적어도 일단부를 지지 고정한다. 이때, 점착척(600)은 하부척(300)에 비해 작은 크기의 원통 형상으로 제작된다. 물론 이에 한정되지 않고 점착척(600)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 점착척(600)은 하부척(300)의 가장자리 영역을 관통하여 설치된다. 이러한, 점착척(600)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 기판(2000)을 지지 고정하는 접착부재(610)와 접착부재(610)가 결합되는 몸체(620)를 포함한다. 이때, 접착부재(610)는 응력 완화성이 뛰어난 고무와, 접착력을 부여하는 접착제를 이용하여 제작한다. 접착제는 하부 기판(2000)이 접착되었다가 떨어지더라도 하부 기판(2000)에 접착 흔적이 남지 않으면서 몸체(620)의 상측 표면에는 그대로 부착되어 있는 특성을 지닌다. 즉, 점착척(600)의 접착력은 하부 기판(2000)과의 접착력보다 몸체(620)와의 접착력이 더 크다. 본 실시예에서는 상기와 같은 점착척(600)을 복수개로 마련하여 하부척(300)의 4 가장자리 영역에 일정 거리 이격되도록 장착한다. 이로 인해, 점착척(600)에 대응 위치하는 하부 기판(2000)의 단부들은 상기 점착척(600)에 의해 지지 고정되고, 그외 다른 영역은 하부척(300)에 의해 지지 고정된다. 또한, 하부척(300)의 4 가장자리 영역에 각각 위치하는 복수의 점착 척(600)은 하나의 지지부(760)에 의해 지지된다. 본 실시예에서는 3개의 점착척(600)이 하나의 지지부(760)에 의해 지지되도록 제작하였다. 물론 이에 한정되지 않고 하나의 지지부(760)에 의해 지지되는 점착척(600)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 여기서, 지지부(760)는 후술되는 제 3 구동부(700)와 접속된다. 이에, 본 실시예에 따른 점착척(600)은 제 3 구동부(700)에 의해 이동됨에 따라 하부척(300)과 분리가 가능하다. 즉, 점착척(600)은 독립적으로 이동 가능하다. 또한, 본 실시예에 따른 점착척(600)에는 하부 기판(2000)의 부착 및 탈착을 돕는 제 2 진공 조절부(800)가 장착된다. 이에, 상기 제 2 진공 조절부(800)에 의해 하부 기판(2000)이 점착척(600) 상에 완전히 밀착되거나, 상기 점착척(600)으로부터 하부 기판(2000)을 안정적으로 탈착시킬 수 있다. 제 3 구동부(700) 및 제 2 진공 조절부(800)에 대한 상세한 설명은 하기에서 하기로 한다.The
종래에는 상기와 같은 점착척(600)에 하부 기판(200)의 부착 및 탈착을 돕는 별도의 진공 조절부가 마련되지 않았다. 이에, 점착척(600)으로부터 하부 기판(2000)을 분리시킬 때 제 2 구동부(500)의 리프트바(미도시)를 하부척(300)을 관통하도록 승강시킴으로써, 강제적으로 분리시켰다. 이로 인해, 하부 기판(2000)에 무리한 응력이 가해짐에 따라 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)의 정렬이 틀어지는 문제점이 있었다. 따라서, 본 실시예에서는 점착척(600)에 하부 기판(200)의 부착 및 탈착을 돕는 제 2 진공 조절부(800)를 장착한다. 제 2 진공 조절부(800)는 복수의 점착척(600) 각각을 관통하는 복수의 제 2 노즐부(810)와, 복수의 제 2 노즐부(810)를 연결하는 제 2 연장 배관(820)과, 제 2 연장 배관(820)에 연결된 제 2 진공 펌프(830) 및 제 2 퍼지 가스 공급부(840)를 포함한다. 이때, 제 2 노즐부(810)의 상측면은 점착척(600)의 상측면으로 노출된다. 또한, 복수의 제 2 노즐부(810)와 연결된 제 2 연장 배관(820)은 복수의 점착척(600)을 지지하는 지지부(760) 내에 장착된다. 이를 통해, 하부 기판(2000)이 하부척(300) 상에 위치하면, 점전척(600)과 대응 위치하는 하부 기판(2000)의 영역 즉, 가장자리 영역은 먼저 진공 흡착력에 의해 점전척(600) 상에 밀착된다. 즉, 제 2 진공 펌프(830)를 이용하여 제 2 연장 배관(820) 및 제 2 노즐부(810)를 진공처리 함으로써, 진공 흡착력에 의해 하부 기판(2000)이 점착척(600)에 밀착된다. 이후, 상기 점착척(600)의 접착력에 의해 하부 기판(2000)이 지지 고정된다. 또한, 제 2 퍼지 가스 공급부(840)를 이용하여 제 2 연장 배관(820) 및 제 2 노즐부(810)에 퍼지 가스를 공급함으로써, 점착척(600)으로부터 하부 기판(2000)을 용이하게 분리시킬 수 있다.Conventionally, there is no separate vacuum control unit to help the attachment and detachment of the
또한, 종래의 점착척(600)은 하부척(300)에 고정 장착되어 있었다. 이에, 하부척(300)으로부터 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)을 분리할 때 제 2 구동부(700)의 리프트바(미도시)를 하부척(300)을 관통하도록 승강시켜 강제적으로 분리하였다. 이로 인해, 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)의 정렬이 틀어지는 문제점이 있었다. 따라서, 본 실시예에 따른 점착척(600)은 하부척(300)과 분리가 가능하고, 독립적으로 이동 가능하도록 제작한다. 이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 점착척(600)을 이동시키는 제 3 구동부(700)를 구비한다. 이때, 점착척(600)은 전술했던 바와 같이 하부척(300)의 가장자리 영역을 관통하도록 장착된다. 제 3 구동부(700)는 복수의 점착척(600)을 지지하는 지지부(760)의 하측 에 이격되어 위치하는 제 3 구동축(710)과, 제 3 구동축(710)에 구동력을 인가하는 제 3 동력부(720)와, 제 3 구동축(710)의 상측면에 위치하는 스틸볼(Steel ball)(740)과, 스틸볼(740)이 배치된 제 3 구동축(710)의 상측부의 일부를 커버하고 지지부(760)와 접속되는 캡(750)을 포함한다. 이때, 제 3 구동축(710)은 챔버부(100)의 일부를 관통한다. 따라서, 제 3 구동축(710)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위한 제 3 벨로우즈(730)가 제 3 구동축(710) 둘레에 설치된다. 이를 통해, 제 3 동력부(720)에 의해 제 3 구동축(710)을 승하강 시킴으로써, 복수의 점착척(600)을 지지하는 지지부(760)를 승하강 시킬 수 있다. 따라서, 복수의 점착척(600)이 하부척(300)에 고정되어 위치하지 않고 상기 하부척(300)으로부터 분리가 가능하다.In addition, the conventional
스틸볼(740)은 복수의 점착척(600)이 장착된 지지부(760)를 X, Y 및 θ 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이러한, 스틸볼(740)은 지지부(760)와 제 3 구동축(710) 사이에 위치한다. 바람직하게는 제 3 구동축(710)의 상측면에 스틸볼(740)이 위치하고, 상기 스틸볼(740)이 접속된 제 3 구동축(710)의 상측부의 일부를 커버하도록 캡(750)이 배치된다. 여기서, 캡(750)은 복수의 점착척(600)을 지지하는 지지부(760)와 접속된다. 예를 들어, 제 3 구동부(700)를 이용하여 지지부(760) 및 복수의 점착척(600)을 승강시켰을 때, 점착척(300)이 수평하게 배치되어 있지 않은 경우, 점착척(300)의 일단부는 하부 기판(200)과 접속되고 다른 일단부는 접속되지 않는다. 또는 복수의 점착척(600) 중 적어도 하나가 하부 기판(300)과 접속되지 않는다. 이때, 스틸볼(740)이 X, Y 및 θ 방향으로 이동됨으로써, 점착척(300)의 수 평도를 조절한다. 즉, 스틸볼(740)이 X, Y 및 θ 방향으로 이동됨으로써 상기 스틸볼(740)을 커버하는 캡(740)과, 캡(740)과 접속된 지지부(760)가 X, Y 및 θ 방향으로 이동한다. 따라서, 지지부(760)에 결합된 복수의 점착척(600)이 X, Y 및 θ 방향으로 이동함에 따라, 점착척(300)이 수평하게 배치된다. 이로 인해, 점착척(600)의 일단부에 하부 기판(2000)이 접속되지 않거나, 복수의 점착척(600) 중 적어도 하나가 하부 기판(200)에 접속되지 않는 것을 방지할 수 있다. 이에, 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)의 정렬 중 하부 기판(2000)의 일부가 상부 기판(1000)에 접속되는 것을 방지할 수 있다.The
본 실시예에 따른 복수의 점착척(600)은 하부척(300)의 4 가장자리 영역에 위치하는 것으로 서술하였으나, 이에 한정되지 않고 점착척(600)의 배치는 다양하게 변화될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 하부척(300)의 4 모서리 영역에 점착척(600)이 배치될 수도 있다. 또한, 복수의 점착척(600)은 지지부(760)에 의해 지지되지 않고, 상기 각각의 점착척(600)에 직접 제 3 구동부(700)가 연결될 수도 있다. 그리고 제 3 구동부(700)는 이에 한정되지 않고, 점착척(600)을 승하강시키거나 X, Y 및 θ 방향으로 이동시킬 수 있는 어떠한 구조로도 변형이 가능하다.Although the plurality of
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시예에 따른 기판 접합 장치를 통한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.3A and 3B are views for explaining a substrate processing method through the substrate bonding apparatus according to the embodiment.
도 3(a)를 참조하면, 챔버부(미도시) 내측의 하부척(300) 상에 박막 트랜지스터(미도시)와 화소 전극(미도시)이 형성된 하부 기판(2000)을 위치시킨다. 그리고, 제 3 구동부(700)를 이용하여 점착척(600)을 승강시켜 점착척(600) 상에 하부 기판(2000)이 접속되도록 한다. 이때, 제 3 구동부(700)의 스틸볼(740)은 X, Y 및 θ 방향으로 이동되어 지지부(760) 및 복수의 점착척(600)이 수평하게 배치되도록 조절한다. 이로 인해, 하부 기판(2000)의 전면이 하부척(300) 및 점착척(600) 상면에 접속된다. 이어서, 하부척(300)에 장착된 제 1 진공 조절부(310) 및 점착척(600)에 장착된 제 2 진공 조절부(800)을 이용하여 하부척(300) 및 점착척(600) 상에 하부 기판(2000)을 밀착시킨다. 즉, 제 1 및 제 2 진공 펌프(303, 830)를 이용하여 하부척(300)의 제 1 노즐부(301) 및 점착척(600)의 제 2 노즐부(810)를 진공처리하여 진공 흡착력에 의해 하부 기판(2000)이 하부척(300) 및 점차척(600) 상에 말착되도록 한다. 이때, 점착척(600) 상에 대응 배치된 하부 기판(2000)의 가장자리 영역은 상기 점착척(600)의 접착력에 의해 지지 고정된다. 그리고, 하부 기판(2000) 상에 액정을 적하시키고, 상기 하부 기판(2000)의 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링 부재를 도포한다. 또한, 상부척(200) 상에 공통 전극과 컬러 필터 패턴이 형성된 상부 기판(1000)을 위치시킨다. 이때, 상부 기판(1000)은 상부척(200)에 장착된 정전척부(210)의 정전기력에 의해 지지 고정된다. 그리고, 상부 기판(1000)의 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링부재를 도포할 수 있다.Referring to FIG. 3A, a
이후에 챔버부(100) 내부를 진공 상태로 유지시킨 다음 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000) 간을 정렬시킨다. 이어서, 상부척(200)을 하강시켜 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)간을 합착시킨다.Subsequently, the inside of the
그리고, 하부 기판(2000)과 합착된 상부 기판(1000)으로부터 상부척(200)을 탈착시킨다. 즉, 상부척(200)에 장착된 정전척부(210)의 정전기력을 해제한 후, 제 1 구동부(400)를 이용하여 상부척(200)을 승강시킨다. 이로 인해, 상부(1000)으로부터 상부척(200)이 탈착된다. 이어서, 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)을 하부척(300)으로부터 분리한다. 먼저, 제 1 및 제 2 퍼지 가스 공급부(304, 840)를 이용하여 하부척(300) 및 점착척(600) 내에 각각 삽입된 제 1 및 제 2 노즐부(301, 810)에 퍼지 가스를 공급한다. 이어서, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 제 3 구동부(700)를 이용하여 점착척(600)을 하강시킨다. 이를 통해, 하부 기판(2000)이 점착척(600)으로부터 탈착된다. 즉, 본 실시예에서는 제 3 구동부(700)를 이용하여 점착척(600)을 하강시킴으로써, 무리한 응력을 가하지 않고도 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)을 점착척(600)으로부터 탈착시킬 수 있다. 이에, 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제 1 퍼지 가스 공급부(304)를 이용하여 하부척(300)에 삽입된 제 1 노즐부(301)에 퍼지 가스를 공급하여 하부척(300)으로부터 하부 기판(200)을 분리시킨다. 이후, 제 2 구동부(500)의 리프트바(미도시)를 하부척(300)을 관통하도록 승강시킨다. 이로 인해, 하부척(300)으로부터 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(1000)이 탈착된다. 이어서, 도시되지는 않았지만 합착된 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000)을 별도의 경화장치로 이동시킨 다음 상기 실링 부재에 광 또는 열을 조사하여 실링 부재를 경화시켜 상부 기판(1000) 및 하부 기판(2000) 간을 완전히 접합시킨다.The
본 실시예에서는 기판 접합 장치를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 기판 처리 장치에 적용할 수 있다.In the present embodiment, a substrate bonding apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited thereto and can be applied to various substrate processing apparatuses.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도. 1 is a cross-sectional view of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 실시예에 따른 도 1의 A 영역의 확대도. 2 is an enlarged view of region A of FIG. 1 according to an embodiment.
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시예에 따른 기판 접합 장치를 통한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면.3 (a) and 3 (b) are views for explaining a substrate processing method through the substrate bonding apparatus according to the embodiment;
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
100 : 챔버부 200 : 상부척100: chamber 200: upper chuck
300 : 하부척 400 : 제 1 구동부300: lower chuck 400: first drive unit
500 : 제 2 구동부 600 : 점착척500: second drive unit 600: adhesive chuck
700 : 제 3 구동부700: third drive unit
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