KR20130119175A - 기판 합착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기판 합착 장치는 제 1기판을 지지하는 제 1챔버 및 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판을 지지하는 지지부와 상기 지지부에 결합되며 상기 제 1챔버와 밀착되는 수축부를 포함하는 제 2챔버를 구비하되, 상기 수축부는 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버가 밀착되어 형성되는 합착 공간 내부의 진공 배기에 의하여 상기 제 1기판이 상기 제 2기판에 경사지게 합착되도록 상기 제 1, 2기판이 최초 합착되는 영역에 인접하는 일측이 상기 제 1, 2 기판이 최후 합착되는 영역에 인접하는 타측에 비해 빠르게 수축하여 기판들 내지 필름들 사이에 기포가 발생되는 것을 방지하여 제품 생산의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기판 합착 장치{Substrate bonding apparatus}
본 발명은 기판 합착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판들 내지 필름들을 합착시키는 공정을 수행하는 기판 합착 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 구동소자 어레이 기판과 컬러 필터 기판 내지 디스플레이의 다른 기능을 수행하는 기판들 또는 필름들을 합착시키는 기판 합착 공정에 의해 제조될 수 있다.
상기 기판 합착 공정에 있어서 기판 합착 장치는 기판의 테두리를 따라 형성된 댐(Dam)의 내측에 접착 물질을 도포하여 기판들이 합착되도록 할 수 있다. 그러나 상기 기판 합착 공정에서는 합착되는 기판 사이의 기체가 댐에 의해 합착 기판의 외부로 원활하게 배출되지 못하여 기판 사이에 기포를 발생시키는 원인이 되고 있다.
따라서 상기 문제점을 해결하기 위한 기판 합착 장치의 연구 개발이 지속되고 있다. 그 중에 한 가지 방법으로 대한민국 공개 특허 공보 제 10-2008-0056821호(기판합착장치에서 기판의 평행도 조정방법)가 개시되어 있다.
상기 공개 특허는 기판들의 합착 공정에 있어서 합착되는 기판들 사이에 기포 유입 등의 문제를 방지하기 위해 합착 대상물의 위치를 정렬하는 것을 특징으로 한다. 상기 공개 특허는 하부 스테이지를 X 및 Y축으로 미세하게 이동시키는 캠 유닛 및 하부 스테이지의 모서리부에 설치되어 하부 스테이지를 Z축으로 미세하게 이동시키는 리니어 액추에이터를 이용하여 기판을 정렬하는 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기 공개 특허는 합착되는 기판들 사이에 기포 발생을 방지하기 위해 하부 스테이지의 X축, Y축 및 Z축을 각각 조절하는 캠 유닛 및 복수 개의 리니어 액추에이터를 구비하여, 기판 합착 장치의 전체적인 구성의 복잡함과 더불어 제조 비용 및 보수 비용의 상승을 초래하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개 특허 공보 제 10-2008-0056821호(기판합착장치에서 기판의 평행도 조정방법).
본 발명의 목적은 기판들 내지 필름들의 합착 공정에 있어서 기판들 내지 필름들 사이에 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있는 기판 합착 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 기판 합착 장치는 제 1기판을 지지하는 제 1챔버 및 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판을 지지하는 지지부와 상기 지지부에 결합되며 상기 제 1챔버와 밀착되는 수축부를 포함하는 제 2챔버를 구비하되, 상기 수축부는 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버가 밀착되어 형성되는 합착 공간 내부의 진공 배기에 의하여 상기 제 1기판이 상기 제 2기판에 경사지게 합착되도록 상기 제 1, 2기판이 최초 합착되는 영역에 인접하는 일측이 상기 제 1, 2 기판이 최후 합착되는 영역에 인접하는 타측에 비해 빠르게 수축한다.
상기 합착 공간을 진공 배기하는 진공 배기 수단을 더 포함하고, 상기 진공 배기 수단이 상기 합착 공간에 진공 분위기를 형성할 때 상기 제 1챔버가 기압차에 의해 상기 제 2챔버를 향해 수축될 수 있다.
상기 신축부는 상기 제 1, 2기판이 최초 합착되는 일영역에 인접하게 설치되는 제 1탄성부재 및 상기 제 1, 2기판이 최후 합착되는 영역에 인접하게 설치되는 제 2탄성부재를 포함하되, 상기 제 1탄성부재의 탄성계수는 상기 제 2탄성부재의 탄성계수에 비해 낮게 구비될 수 있다.
상기 신축부는 상기 제 2챔버의 상부면에 배치되어 상기 제 1, 2탄성부재의 하부면을 지지하며, 내측에 상기 제 1, 2기판이 합착되는 공간이 형성되는 하부 프레임 및 상기 하부 프레임으로부터 이격 적층되어 상기 제 1, 2탄성부재의 상부면을 지지하며, 내측에 상기 제 1, 2기판이 합착되는 공간이 형성되는 상부 프레임 및 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 외측을 서로 연결시키는 제 1벨로우즈를 더 포함할 수 있다.
상기 신축부는 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 내측을 서로 연결하여 상기 신축부의 내부를 상기 합착공간과 차단시키는 제 2벨로우즈 및 상기 제 1, 2탄성부재가 압축될 때 상기 신축부 내부의 기체를 외부로 배출시키는 덕트(Duct)를 더 포함할 수 있다.
상기 신축부는 상기 제 1탄성부재에 인접하도록 설치되어 상기 제 1탄성부재의 압축을 제한하는 제 1스토퍼 및 상기 제 2탄성부재에 인접하도록 설치되어 상기 제 2탄성부재의 압축을 제한하는 제 2스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 신축부는 상기 하부 프레임의 하부면에 설치되어 상기 하부 프레임과 상기 제 2챔버의 사이를 실링(Sealing)하는 제 1실링부재 및 상기 상부 프레임의 상부면에 설치되어 상기 상부 프레임과 상기 제 1챔버의 사이를 실링하는 제 2실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 신축부를 상기 제 2챔버의 상부면에 고정하여 상기 신축부가 상기 제 2챔버의 상부면에서 유동하는 것을 방지하는 체결 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
본 발명에 따른 기판 합착 장치는 합착 공정에 있어서 기판들 내지 필름들 사이에 기포가 발생되는 것을 방지하여 제품 생산의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제 1실시예에 따른 기판 합착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 제 1실시예에 따른 신축부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 제 1실시예에 따른 신축부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 제 2실시예에 따른 신축부를 나타내 사시도이다.
도 5는 제 1실시예에 따른 상부 챔버의 하강을 나타낸 단면도이다.
도 6은 제 1실시예에 따른 합착 기판의 최초 합착을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제 1실시예에 따른 합착 기판의 최후 합착을 나타낸 단면도이다.
도 8은 제 1실시예에 따른 상부 챔버의 상승을 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기판 합착 장치의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 제 1기판은 티에프티-엘시디(TFT-LCD)일 수 있고, 제 2기판은 터치 패널(Touch panel)일 수 있다.
도 1은 제 1실시예에 따른 기판 합착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 따른 기판 합착 장치는 내부에 상부 기판(S1, 또는 제 1기판이라 칭한다.)과 하부 기판(S2, 또는 제 2기판이라 칭한다.)이 합착되는 합착 공간을 형성하는 챔버(100)를 구비한다. 챔버(100)는 상부 기판(S1)을 지지하는 상부 챔버(110, 또는 제 1챔버라 칭한다.) 및 하부 기판(S2)을 지지하는 하부 챔버(120, 또는 제 2챔버라 칭한다.)를 포함한다. 하부 챔버(120)는 베이스(미도시)에 고정되고, 상부 챔버(110)는 제어부(미도시)에 의해 이동되는 상부 챔버 이송 유닛(110a)에 지지될 수 있다.
상부 챔버(110)에는 상부 정반(111)이 설치되고, 상부 정반(111)에는 상부 기판(S1)을 척킹(Chucking)하는 상부 기판 척 부재(112)가 설치된다. 상부 기판 척 부재(112)는 상부 기판(S1)을 지지하여 유지하기 위한 것으로 점착 고무와 같은 점착 척, 정전기력으로 기판을 척킹하는 정전 척 및 흡착 방식으로 기판을 척킹하는 흡착 척 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한 상부 챔버(110)에는 합착 공정 이후에 있어서 합착된 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 상부 기판 척 부재(112)로부터 분리시키는 분리 핀(113)이 설치될 수 있다. 분리 핀(113)은 상부 챔버(110)의 상부면에 설치되는 분리 핀 구동부(113a)로부터 상부 챔버(110), 상부 정반(111) 및 상부 기판 척 부재(112)를 관통하도록 배치될 수 있다. 분리 핀(113)은 분리 핀 구동부(113a)로부터 발생되는 동력에 의해 승강된다. 이러한 분리 핀(113)은 복수 개로 구비될 수 있고, 분리 핀 구동 유닛(113a)은 리니어 모터 또는 유압 액추에이터를 포함할 수 있다.
한편 베이스(미도시)에 고정된 하부 챔버(120)는 상부 챔버(110)의 이동에 의해 상부 챔버(110)와 밀착되어 내측에 합착 공간이 형성될 수 있다. 하부 챔버(120)는 합착 공간을 배기하여 합착 공간에 진공 분위기가 형성되도록 하는 진공 배기 수단(121) 및 합착 공간의 진공 분위기를 파기할 수 있는 진공 파기 밸브(122)와 연결될 수 있다.
진공 배기 수단(121)은 고진공 분자 펌프(Turbo Molecular Pump, TMP) 및 드라이 펌프(Dry pump) 등으로 구비될 수 있다. 진공 배기 수단(121)은 상부 챔버(110)가 하부 챔버(120)의 상부에 배치되어 합착 공간을 형성할 때 합착 공간을 진공 배기하여 상부 챔버(110)가 하부 챔버(120)를 향해 수축 이동될 수 있도록 한다. 즉 상부 챔버(110)는 진공 배기 수단(121)에 의해 합착 공간 외부와 합착 공간에 발생된 기압차에 따라 하부 챔버(120)를 향해 수축 이동될 수 있도록 한다.
진공 파기 밸브(122)는 합착 공간의 진공 분위기를 유지 및 파기 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다. 예를 들어 진공 파기 밸브(122)는 배기 공정에서 폐쇄되어 합착 공간이 진공 분위기로 유지되도록 한다. 따라서 배기 공정에 의해 수축 이동된 상부 챔버(110)는 진공 파기 밸브(122)에 의해 수축이 유지될 수 있다. 또한 진공 파기 밸브(122)는 합착 공정 이후에 개방되어 진공 분위기를 파기할 수 있다. 이때 수축 이동된 상부 챔버(110)는 진공 분위기의 파기에 따라 본래의 위치로 이완되며 복귀할 수 있다.
한편 하부 챔버(120)는 상부 기판(S1)에 대향되는 하부 기판(S2)을 지지하는 지지부(130) 및 상기 지지부(130)에 결합되어 상부 챔버(110)와 밀착되는 신축부(200)를 포함할 수 있다.
지지부(130)는 하부 챔버(120)의 상부면에 설치되어 하부 기판(S2)이 하부 챔버(120)에 지지되도록 한다. 예를 들어 지지부(130)는 하부 챔버(120)의 상부면에 설치되는 하부 정반(131) 및 하부 정반(131)의 상부면에 설치되어 하부 기판(S2)을 척킹하는 하부 기판 척 부재(132)를 포함할 수 있다. 하부 기판 척 부재(132)는 하부 기판(S2)을 지지하여 유지하기 위한 것으로 점착 고무와 같은 점착 척, 정전기력으로 기판을 척킹하는 정천 척 및 흡착 방식으로 기판을 척킹하는 흡착 척 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
신축부(200)는 합착 공간에 진공 분위기가 형성될 때 상부 챔버(110)에 지지된 상부 기판(S1)이 하부 기판(S2)에 경사지게 합착되도록 부정합 수축될 수 있다. 이러한 신축부(200)의 상세한 구성에 대해서는 이후에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 제 1실시예에 따른 신축부를 나타낸 단면도이고, 도 3은 제 1실시예에 따른 신축부를 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 따른 신축부(200)는 지지부(130)에 결합될 수 있다.
신축부(200)는 하부 프레임(211), 하부 프레임(211)으로부터 이격 적층되는 상부 프레임(212), 하부 프레임(211)과 상부 프레임(212) 사이에 배치되어 신축부(200)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(220), 신축부(200)의 내부에 별도의 공간(이하, 압축 공간이라 칭한다.)을 형성하는 벨로우즈(Bellows, 230), 신축부(200)의 압축을 제한하는 스토퍼(Stoper, 240), 압축 공간의 기체를 외부로 배기하거나 외부의 기체를 압축 공간으로 흡기하는 덕트(Duct, 250), 신축부(200)를 하부 챔버(120)에 지지시키는 체결 핀(260) 및 합착 공간에 진공 분위기가 형성될 때 합착 공간을 밀폐시키는 실링(Sealing)부재(270)를 포함할 수 있다.
하부 프레임(211)은 하부 챔버(120)의 상부면에 배치될 수 있다. 하부 프레임(211)의 내측에는 소정의 공간이 형성되어 내측에 하부 정반(131)이 위치될 수 있다. 상부 프레임(212)은 하부 프레임(211)으로부터 소정의 간격으로 이격 적층될 수 있으며, 상부 프레임(212)의 내측에는 상부 챔버(110)가 수축 이동할 때 상부 정반(111)이 위치될 수 있는 소정의 공간이 형성될 수 있다.
한편 탄성부재(220)는 스프링과 같은 탄성수단으로 구비되어 하부 프레임(211)과 상부 프레임(212)의 사이에 복수 개로 배치될 수 있다. 복수 개의 탄성부재(220)는 하부 프레임(211)의 상부면에 형성된 복수 개의 유동 방지 홈(211a)에 각각 배치되어 본래의 위치로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
탄성부재(220)는 각각 복수 개로 구비되는 제 1, 2탄성부재(221, 222)를 포함할 수 있다. 예를 들어 제 1탄성부재들(221)은 신축부(200)의 일측에 배열될 수 있고, 제 2탄성부재들(222)은 신축부(200)의 타측에 배열될 수 있다. 제 1탄성부재들(221)의 탄성 계수는 제 2탄성부재들(222)의 탄성 계수들에 비해 낮게 구비된다. 따라서 신축부(200)는 상부 챔버(110)의 이동에 의해 압축될 때 제 1탄성부재들(221)이 배치되는 일측이 제 2탄성부재들(222)이 배치되는 타측에 비해 빠르게 압축될 수 있다. 즉 제 1탄성부재들(221)이 배치되는 신축부(200)의 일측에 인접한 상부 기판(S1)의 일측이 하부 기판(S2)의 일측에 먼저 합착되고, 이후 제 2탄성부재들(222)이 배치되는 신축부(200)의 타측에 인접한 상부 기판(S1)의 타측이 하부 기판(S2)의 타측에 합착될 수 있다. 따라서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)은 제 1, 2탄성부재(221, 222)의 상이한 압착 속도에 의해 상호 일영역부터 순차적으로 합착될 수 있어 상부 기판(221)과 하부 기판(222) 사이에 기포가 발생되는 것이 방지될 수 있다.
한편 벨로우즈(230)는 신축부(200)의 외벽과 내벽을 형성하여 신축부(200)가 상하로 압축될 수 있도록 한다. 벨로우즈(230)는 제 1, 2벨로우즈(231, 232)를 포함할 수 있다. 제 1벨로우즈(231)는 하부 프레임(211)과 상부 프레임(212)의 외측 단부를 상하로 연결할 수 있고, 제 2벨로우즈(232)는 하부 프레임(211)과 상부 프레임(212)의 내측 단부를 상하로 연결할 수 있다. 따라서 신축부(200)의 내부에는 제 1, 2벨로우즈(231, 232)에 의해 합착 공간과 차단되는 압축 공간이 형성될 수 있다.
한편 스토퍼(240)는 합착 공간에서 합착되는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 위치를 기반으로 신축부(200)의 압축을 제한할 수 있다. 예를 들어 스토퍼(240)는 제 1탄성부재(221)에 인접하게 배치되는 제 1스토퍼(241) 및 제 2탄성부재(222)에 인접하게 배치되는 제 2스토퍼(242)를 포함할 수 있다.
제 1스토퍼(241)는 제 1탄성부재(221)의 압축에 의해 합착되는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)이 최초 합착되는 부분에 위치될 때 상부 프레임(212)의 하부면에 접촉되어 제 1탄성부재(221)의 압축을 제한할 수 있다. 제 2스토퍼(242)는 제 2탄성부재(222)의 압축에 의해 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)이 최후 합착되는 부분에 위치하게 될 때 상부 프레임(212)의 하부면에 접촉되어 제 2탄성부재(222)의 압축을 제한할 수 있다. 이러한 제 1, 2스토퍼(241, 242)는 막대와 같은 형태로 구비될 수 있으며 각각 복수 개로 구비되어 소정의 높이를 갖도록 배치될 수 있다.
한편 덕트(250)는 압축 공간의 기체를 외부로 배기하거나 외부의 기체를 압축 공간으로 유입시킬 수 있다. 예를 들어 덕트(250)는 하부 프레임(211)의 상부면으로부터 하부 프레임(211)의 일측 단부를 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한 덕트(250)는 신축부(200)의 압축에 있어서 압축 공간의 기체를 배기하여 신축부(200)가 원활하게 압축될 수 있도록 하고 이완에 있어서 압축 공간 내부로 기체를 유입시켜 신축부(200)가 원활하게 이완될 수 있도록 한다.
한편 체결 핀(260)은 상부 프레임(212)에 형성된 단차 홀(212a)로부터 탄성부재(220) 및 하부 프레임(211)을 관통하여 하부 챔버(120)에 삽입될 수 있다. 체결 핀(260)은 하부 챔버(120)의 상부면에서 신축부(200)의 유동을 방지함과 동시에 탄성부재(220)가 압축 공간에서 유동되거나 본래의 위치에서 이탈되는 것을 방지시킬 수 있다.
한편 실링부재(270)는 오링(O-Ring)으로 구비될 수 있으며 상부 챔버(110)에 의해 신축부(200)가 압축될 때 신축부(200)와 상부 챔버(110)의 사이를 실링하는 제 1실링부재(271) 및 신축부(200)와 하부 챔버(120)의 사이를 실링하는 제 2실링부재(272)를 포함할 수 있다. 제 1실링부재(271)는 상부 프레임(212)의 상부면에 형성된 단차 홀(212a)에 비해 내측에 배치될 수 있고, 제 2실링부재(272)는 하부 프레임(211)의 하부면에 배치될 수 있다. 이러한 제 1, 2실링부재(271, 272)는 상부 챔버(110)의 이동에 의해 신축부(220)가 압축될 때 신축부(200)의 상, 하측에서 압착 공간의 기밀이 유지되도록 한다.
이하, 다른 실시예에 따른 하부 챔버에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이하의 설명에서 상술된 하부 챔버와 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하도록 한다. 따라서 이하의 설명에서 상세한 설명이 생략된 구성요소에 대해서는 상술된 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 신축부를 나타낸 사시도이다.
제 1실시예에 따른 신축부(200)와 비교하여 제 2실시예에 따른 신축부(300)는 탄성부재들(320)이 신축부(300)의 전 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어 복수 개의 탄성부재(320)는 제 1, 2, 3 및 4(301, 302, 303, 304)영역에 각각 배치될 수 있다. 이때 제 1영역(301)에 배치되는 제 1탄성부재들(321)의 탄성계수는 제 2영역(302)에 배치되는 제 2탄성부재(322)의 탄성계수에 비해 낮게 구비될 수 있고, 제 2영역(302)에 배치되는 제 2탄성부재(322)의 탄성계수는 제 3영역(303)에 배치되는 제 3탄성부재(323)의 탄성계수에 비해 낮게 구비될 수 있다. 또한 제 3영역(303)에 배치되는 제 3탄성부재(323)의 탄성계수는 제 4영역(304)에 배치되는 제 4탄성부재(324)의 탄성계수에 비해 낮게 구비될 수 있다.
이러한 신축부(300)는 제 1, 2, 3 및 4영역(301, 302, 303, 304)에 배치되는 복수 개의 탄성부재(320)에 의해 가장 낮은 탄성계수를 가지는 제 1탄성부재들(321)이 배치되는 제 1영역(301)부터 가장 높은 탄성계수를 가지는 제 4탄성부재들(324)이 배치되는 제 4영역(304)까지 순차적으로 압축될 수 있다. 따라서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)은 신축부(300)의 상이한 압착 속도에 의해 상호 일영역부터 순차적으로 합착될 수 있어 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 사이에 기포가 발생되는 것이 방지될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 합착 장치의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 실시예에 따른 상부 챔버의 하강을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 실시예에 따른 합착 기판의 최초 합착을 나타낸 단면도이다. 또한 도 7은 본 실시예에 따른 합착 기판의 최후 합착을 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 실시예에 따른 챔버의 이완을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 합착 장치는 하부 기판(S2)이 하부 기판 척 부재(132)의 상부면에 안착된다.
이후 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 기판(S1)을 지지하고 있는 상부 챔버(110)가 상부 챔버 이송 유닛(111)에 의해 하부 챔버(120)의 상부로 이동될 수 있다. 이때 하부 챔버(120)의 내부에는 합착 공간이 형성될 수 있다.
합착 공간이 형성되면 진공 배기 수단(121)은 합착 공간의 배기 공정을 수행한다. 배기 공정이 진행됨에 따라 상부 챔버(110)는 합착 공간 외부와 합착 공간의 기압차에 의해 하부 챔버(120)를 향해 수축 이동될 수 있다. 이때 수축부(200)는 상부 챔버(110)의 이동에 따라 덕트(250)를 통해 압축 공간의 기체를 외부로 배기하며 압축될 수 있다. 또한 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)가 밀폐됨에 따라 신축부(200)에 배치된 제 1, 2실링부재(271, 272)는 각각 상부 챔버(110)와 신축부(200)의 사이 및 하부 챔버(120)와 신축부(200)의 사이에서 압축되어 압축 공간의 기밀이 유지되도록 한다.
수축부(200)의 압축에 따른 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 합착 과정을 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1탄성부재(221)가 위치된 수축부(200)의 일측이 제 2탄성부재(222)가 위치된 수축부(200)의 타측에 비해 빠르게 압축될 수 있다. 이때 제 1탄성부재(211)는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 일측이 최초 합착될 때 제 1스토퍼(241)에 의해 압축이 정지될 수 있고, 제 1탄성부재(221)에 비해 느리게 압축되는 제 2탄성부재(222)의 압축은 진행되고 있는 상태일 수 있다.
이후 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1탄성부재(221)에 비해 느리게 압축되는 제 2탄성부재(222)는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 합착이 완료될 때 제 2스토퍼(242)에 의해 압축이 정지될 수 있다. 따라서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)은 제 1, 2탄성부재(221, 222)의 상이한 압축 속도에 따라 최초 합착되는 일영역부터 최후 합착되는 타영역까지 순차적으로 합착될 수 있다.
이후 도 8에 도시된 바와 같이, 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 합착 공정에 완료되면 진공 배기 수단(121)은 합착 공간의 배기 공정을 정지하고 진공 파기 밸브(122)가 개방된다. 따라서 합착 공간으로 기체가 유입되면서 합착 공간의 진공 분위기가 파기될 수 있다. 따라서 상부 챔버(110)는 합착 공간 외부와 합착 공간에서 발생된 기압차의 감소에 따라 본래의 위치로 복귀될 수 있다. 이때 분리 핀(113)은 분리 핀 구동부(113a)로부터 하강될 수 있다. 따라서 상부 기판 척 부재(112)의 일측에 척킹되어 있는 상부 기판(S1)의 일면은 상부 기판 척 부재(112)로부터 분리될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 기판 합착 장치는 신축부(200)의 압축에 따라 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)이 상호 일영역부터 합착될 수 있고 따라서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 사이의 기포 발생을 방지하여 제품 생산의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 챔버 110 : 상부 챔버 (제 1챔버)
120 : 하부 챔버 (제 2챔버) 130 : 지지부
200 : 신축부 211 : 하부 프레임
212 : 상부 프레임 220 : 탄성부재
230 : 벨로우즈 240 : 스토퍼
250 : 덕트 260 : 체결 핀
270 : 실링부재

Claims (8)

  1. 제 1기판을 지지하는 제 1챔버; 및
    상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판을 지지하는 지지부와 상기 지지부에 결합되며 상기 제 1챔버와 밀착되는 수축부를 포함하는 제 2챔버를 구비하되,
    상기 수축부는 상기 제 1챔버와 상기 제 2챔버가 밀착되어 형성되는 합착 공간 내부의 진공 배기에 의하여 상기 제 1기판이 상기 제 2기판에 경사지게 합착되도록 상기 제 1, 2기판이 최초 합착되는 영역에 인접하는 일측이 상기 제 1, 2 기판이 최후 합착되는 영역에 인접하는 타측에 비해 빠르게 수축하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 합착 공간을 진공 배기하는 진공 배기 수단을 더 포함하고,
    상기 진공 배기 수단이 상기 합착 공간에 진공 분위기를 형성할 때 상기 제 1챔버가 기압차에 의해 상기 제 2챔버를 향해 수축되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 신축부는,
    상기 제 1, 2기판이 최초 합착되는 영역에 인접하게 설치되는 제 1탄성부재; 및
    상기 제 1, 2기판이 최후 합착되는 영역에 인접하게 설치되는 제 2탄성부재를 포함하되,
    상기 제 1탄성부재의 탄성계수는 상기 제 2탄성부재의 탄성계수에 비해 낮게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 신축부는,
    상기 제 2챔버의 상부면에 배치되어 상기 제 1, 2탄성부재의 하부면을 지지하며, 내측에 상기 제 1, 2기판이 합착되는 공간이 형성되는 하부 프레임;
    상기 하부 프레임으로부터 이격 적층되어 상기 제 1, 2탄성부재의 상부면을 지지하며, 내측에 상기 제 1, 2기판이 합착되는 공간이 형성되는 상부 프레임; 및
    상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 외측을 서로 연결시키는 제 1벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 신축부는,
    상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 내측을 서로 연결하여 상기 신축부의 내부를 상기 합착공간과 차단시키는 제 2벨로우즈; 및
    상기 제 1, 2탄성부재가 압축될 때 상기 신축부 내부의 기체를 외부로 배출시키는 덕트(Duct)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 신축부는,
    상기 제 1탄성부재에 인접하도록 설치되어 상기 제 1탄성부재의 압축을 제한하는 제 1스토퍼; 및
    상기 제 2탄성부재에 인접하도록 설치되어 상기 제 2탄성부재의 압축을 제한하는 제 2스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 신축부는,
    상기 하부 프레임의 하부면에 설치되어 상기 하부 프레임과 상기 제 2챔버의 사이를 실링(Sealing)하는 제 1실링부재; 및
    상기 상부 프레임의 상부면에 설치되어 상기 상부 프레임과 상기 제 1챔버의 사이를 실링하는 제 2실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 신축부를 상기 제 2챔버의 상부면에 고정하여 상기 신축부가 상기 제 2챔버의 상부면에서 유동하는 것을 방지하는 체결 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
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