KR20150043983A - 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판을 지지하는 기판 지지 유닛으로서, 승하강이 가능하여, 상기 기판을 승하강 이동시키는 이송 테이블을 구비하는 승하강 구동부, 상하 방향에서, 상기 이송 테이블의 일측에 위치하며, 일면에 상기 기판이 지지되는 지지대, 이송 테이블과 지지대 사이를 연결하도록 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 본 발명에서는 상부 지지대를 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조함에 따라, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면이 종래와 같은 탄성체 플레이트의 지지면에 비해 평면도가 좋다 . 즉, 상부 기판이 지지되는 본 발명의 상부 지지대의 평면도 가 종래와 같이 연성을 가지는 탄성체 플레이트에 비해 향상된다. 그리고, 상부 지지대와 상부 이송 테이블 사이를 연결하도록 탄성 기구를 설치함에 따라, 상부 기판이 하부 기판 상에 합착될 때, 상기 상부 기판의 기울기 또는 영역별 표면 높이 조절이 가능하여, 상기 상부 기판이 하부 기판과 평행하도록 합착시킬 수 있다. 이에 따라, 상부 기판과 하부 기판 간의 정렬 틀어진 상태로 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 본 발명에서는 상부 지지대를 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조함에 따라, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면이 종래와 같은 탄성체 플레이트의 지지면에 비해 평면도가 좋다 . 즉, 상부 기판이 지지되는 본 발명의 상부 지지대의 평면도 가 종래와 같이 연성을 가지는 탄성체 플레이트에 비해 향상된다. 그리고, 상부 지지대와 상부 이송 테이블 사이를 연결하도록 탄성 기구를 설치함에 따라, 상부 기판이 하부 기판 상에 합착될 때, 상기 상부 기판의 기울기 또는 영역별 표면 높이 조절이 가능하여, 상기 상부 기판이 하부 기판과 평행하도록 합착시킬 수 있다. 이에 따라, 상부 기판과 하부 기판 간의 정렬 틀어진 상태로 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 상부 기판과 하부 기판이 상호 평행한 상태로 합착될 수 있도록 하는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치와 같은 평판 디스플레이 장치에서는 통상적으로 상부 기판과 하부 기판 간의 합착 공정이 수반된다. 상하 기판의 합착 공정을 실시하는 기판 합착 장치는 챔버, 챔버 내에 설치되어 하측에 상부 기판이 지지되며, 승하강이 가능한 상부 테이블, 챔버 내에서 상부 테이블의 하측에 설치되며, 상부면에 하부 기판이 지지되는 하부 테이블, 상부 기판 및 하부 기판 각각에 마련된 정렬 마크를 촬상하는 정렬 카메라를 포함하고, 하부 지지대는 정렬 카메라에서 촬상된 정렬 마크의 위치를 참고하여 X, Y 및 θ 방향으로 이송되어, 상부 기판과 하부 기판 간을 정렬하는 역할이 수반된다.
또한, 상부 테이블에는 한국등록특허 901,828 및 한국등록특허 903,173에도 개시된 바와 같이, 상부 테이블에는 복수의 진공 흡착 기구와 점착적이 마련되는데, 복수의 진공 흡착 기구와 복수의 점착척은 상부 테이블을 상하 방향으로 관통하며, 상호 이격되도록 설치된다. 그리고, 상부 테이블의 하부에는 실리콘으로 이루어지며, 고무와 같이 소정의 연성을 가진 탄성체 플레이트가 마련되며, 하부 테이블과 마주보는 탄성체 플레이트의 일면에 상부 기판이 지지된다.
그런데, 고무와 같이 소정의 연성을 가지는 탄성체 플레이트의 경우, 제조 과정 또는 상부 테이블에 장착 후에도 그 자체가 가지는 물성 때문에, 표면의 평면도가 좋지 않으며, 작은 외력에도 형상이 변형되거나, 일부 영역에 흠집이 나는 등의 손상이 발생되기가 쉬우며, 이는 상부 기판이 지지되는 지지면의 평면도 를 떨어뜨리는 요인이 된다. 여기서, 상부 기판에서 상부 기판이 지지되는 지지면 또는 표면의 평면도라 함은, 상부 기판이 접촉 지지되는 탄성체 플레이트의 일 표면(즉, 지지면)에 있어서, 그 표면의 높이를 의미할 수 있다. 그리고, 기판이 접촉 지지되 는 탄성체 플레이트의 일 표면(즉, 지지면)에 있어서, 상기 일 표면의 전체의 높이가 동일하지 않고, 상이하며, 그 차이가 클 수록 평면도가 좋지 않은 것을 의미한다. 다른 말로 하면, 탄성체 플레이트의 일 표면(즉, 지지면)에 있어서, 상기 일 표면의 전체의 높이가 동일한 경우 평면도가 우수한 것을 의미한다.
한편, 지지면의 평탄도가 좋지 않은 탄성체 플레이트에 상부 기판이 지지되면, 탄성체 플레이트의 지지면과 상부 기판 간의 일부 영역에서 공차가 발생될 수 있으며, 이렇게 탄성체 플레이트에 지지된 상부 기판의 배치 상태를 하부 기판을 기준으로 보면, 상부 기판은 하부 기판과 평행하지 않도록 배치되어 있는 상태가 된다(도 8 참조). 그리고, 이 상태에서 탄성체 플레이트를 하강시켜 상부 기판과 합착시키게 되면, 상부 기판과 하부 기판 간의 정렬 틀어짐이 발생되며 , 정렬 틀어짐은 제품 불량을 초래한다.
본 발명은 상부 기판과 하부 기판이 상호 평행한 상태로 합착될 수 있도록 하는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상부 기판과 하부 기판 간의 정렬 틀어짐을 방지할 수 있는 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 기판을 지지하는 기판 지지 유닛으로서, 승하강이 가능하여, 상기 기판을 승하강 이동시키는 이송 테이블을 구비하는 승하강 구동부; 상하 방향에서, 상기 이송 테이블의 일측에 위치하며, 일면에 상기 기판이 지지되는 지지대; 상기 이송 테이블과 지지대 사이를 연결하도록 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구;를 포함한다.
상기 지지대는 기판의 형상과 대응하는 판 형상이며, 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 이송 테이블 및 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 점착핀을 포함한다.
상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 이송 테이블 및 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치되어 기판을 지지하는 흡착력을 가지는 흡착 기구를 포함한다.
상기 탄성 기구는 상기 이송 테이블 및 지지대로 가해지는 힘에 의해, 상기 이송 테이블과 지지대 사이에서 탄성 변형 가능한 탄성체를 포함한다.
상기 탄성 기구는, 적어도 일부가 상기 이송 테이블에 삽입 설치되는 제 1 바디; 및 상기 제 1 바디의 일측으로 이격되어 적어도 일부가 상기 지지대에 삽입 설치되는 제 2 바디;를 포함하고, 상기 탄성체는 상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이에 설치된다.
상기 탄성체는 스프링인 것이 바람직하다.
상기 승하강 구동부는 승하강 동력을 제공하는 제 1 동력원 및 일단이 상기 제 1 동력원과 연결되고 타단이 상기 이송 테이블과 연결되어 상기 이송 테이블을 승하강시키는 제 1 승하강 부재를 포함한다.
상기 점착핀은, 일 방향으로 연장 형성되어, 상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 몸체; 상기 몸체 내부에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재; 및 일단이 상기 몸체 내에 삽입되어 상기 탄성 부재에 연결되고, 타단이 상기 몸체의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 상하 이동이 가능한 로드; 및상기 로드의 타단에 마련되어, 점착력으로 상기 기판을 지지하는 점착 시트;를 포함한다.
상기 복수의 점착핀과 연결되어, 상기 복수의 점착핀을 승하강시키는 점착핀 구동부를 포함한다.
상기 점착핀 구동부는, 상하 방향에서, 상기 이송 테이블의 타측에 위치하며, 상기 이송 테이블과 대응하는 방향으로 연장되며, 상기 복수의 점착핀과 연결된 점착핀 플레이트; 상기 점착핀 플레이트에 승하강 동력을 제공하는 제 2 동력원; 및 일단이 상기 동력원에 연결되고, 타단이 상기 점착핀 플레이트에 연결되어 상기 점착핀 플레이트를 승하강시키는 제 2 승하강 부재;를 포함한다.
본 발명은 상부 기판과 하부 기판 간을 합착하는 기판 처리 장치로서, 상부 기판과 하부 기판 간의 합착 공정이 실시되는 내부 공간을 가지는 챔버부; 상기 챔버부 내에 설치되어, 상기 상부 기판을 지지하는 상부 지지대를 구비하는 상부 기판 지지 유닛; 상기 챔버부 내에서, 상기 상부 지지대와 마주보도록 상기 상부 지지대의 하측에 설치되어, 상기 하부 기판을 지지하는 하부 지지대를 구비하는 하부 기판 지지 유닛;을 포함하고, 상기 상부 기판 지지 유닛은, 승하강이 가능하여, 상기 상부 기판을 승하강 이동시키는 상부 이송 테이블을 구비하는 승하강 구동부;상하 방향에서, 상기 상부 이송 테이블의 일측에 위치하며, 일면에 상기 상부 기판이 지지되는 상부 지지대; 상기 상부 이송 테이블과 상부 지지대 사이를 연결하도록 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구;를 포함한다.
상기 상부 지지대는 기판의 형상과 대응하는 판 형상이며, 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 점착핀을 포함한다.
상기 탄성 기구는, 적어도 일부가 상기 상부 이송 테이블에 삽입 설치되는 제 1 바디; 및 상기 제 1 바디의 일측으로 이격되어 적어도 일부가 상기 상부 지지대에 삽입 설치되는 제 2 바디; 및 상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이에 설치되는 상기 탄성체를 포함한다.
상기 탄성체는 스프링인 것이 바람직하다.
상기 점착핀은, 일 방향으로 연장 형성되어, 상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 몸체; 상기 몸체 내부에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재; 및 일단이 상기 몸체 내에 삽입되어 상기 탄성 부재에 연결되고, 타단이 상기 몸체의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 상하 이동이 가능한 로드; 및 상기 로드의 타단에 마련되어, 점착력으로 상기 기판을 지지하는 점착 시트;를 포함한다.
본 발명에서는 상부 지지대를 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조함에 따라, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면이 종래와 같은 탄성체 플레이트의 지지면에 비해 평면도가 좋다 . 즉, 상부 기판이 지지되는 본 발명의 상부 지지대의 평면도 가 종래와 같이 연성을 가지는 탄성체 플레이트에 비해 향상된다. 그리고, 상부 지지대와 상부 이송 테이블 사이를 연결하도록 탄성 기구를 설치함에 따라, 상부 기판이 하부 기판 상에 합착될 때, 상기 상부 기판의 기울기 또는 영역별 표면 높이 조절이 가능하여, 상기 상부 기판이 하부 기판과 평행하도록 합착시킬 수 있다. 이에 따라, 상부 기판과 하부 기판 간의 정렬 틀어진 상태로 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 지지 유닛의 상부 이송 테이블과 상부 지지대에 설치된 복수의 탄성 기구, 점착핀 및 흡착 기구의 설치 상태를 설명하기 위한 일부 확대도
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있는 예를 극대화하여 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 점착핀을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛에서 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 동작을 설명하는 도면
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있을 때, 상부 지지대 및 탄성 기구의 동작을 극대화하여 확대 도시한 도면
도 7 은 본 발명에 따른 기판 지지 유닛이 적용된 기판 처리 장치의 동작을 순서대로 나타낸 도면
도 8은 상부 기판이 하부 기판과 평행하지 않고, 일 방향으로 기울어지도록 배치된 상태를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 지지 유닛의 상부 이송 테이블과 상부 지지대에 설치된 복수의 탄성 기구, 점착핀 및 흡착 기구의 설치 상태를 설명하기 위한 일부 확대도
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있는 예를 극대화하여 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 점착핀을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛에서 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 동작을 설명하는 도면
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있을 때, 상부 지지대 및 탄성 기구의 동작을 극대화하여 확대 도시한 도면
도 7 은 본 발명에 따른 기판 지지 유닛이 적용된 기판 처리 장치의 동작을 순서대로 나타낸 도면
도 8은 상부 기판이 하부 기판과 평행하지 않고, 일 방향으로 기울어지도록 배치된 상태를 나타낸 도면
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 한 쌍의 기판, 즉, 상부 기판과 하부 기판 간을 합착시키는 기판 합착 장치를 예를 들어 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상부 지지 유닛의 상부 이송 테이블과 상부 지지대에 설치된 복수의 탄성 기구, 점착핀 및 흡착 기구의 설치 상태를 설명하기 위한 일부 확대도이다. 도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있는 예를 극대화하여 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 점착핀을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는, 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 간의 합착 공정이 실시되는 내부 공간을 가지는 챔버부(100), 챔버부(100) 내에 설치되어 상부 기판(S1)을 지지하는 상부 지지대(210)를 구비하는 상부 기판 지지 유닛(200), 챔버부(100) 내에서 상부 지지대(210)의 하측에 대향 설치되어, 하부 기판(S2)을 지지하는 하부 지지대(310)를 구비하는 하부 기판 지지 유닛(300), 일부가 챔버부(100) 내로 삽입 설치되어 하부 기판 지지 유닛(300)의 하부와 연결된 샤프트(500), 챔버부(100) 외부 하측에서 샤프트(500)의 타단과 연결되어 상기 샤프트(500)를 X, Y 및 θ 방향으로 이동시켜 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 간을 정렬하는 정렬 스테이지(400), 챔버부(100) 외측에서 하부 기판 지지 유닛(300) 하측에 설치되며, 정렬을 위해 상부 기판(S1) 및 하부 기판(S2) 각각에 마련된 얼라인 마크(align mark)를 촬상하여 모니터링하는 정렬 카메라(600), 챔버부(100) 외부 하측에 설치되어 상기 챔버부(100)를 지지하는 가대(700)를 포함한다.
챔버부(100)는 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 간을 상호 합착시키는 공정이 실시될 수 있는 내부 공간을 가진다. 또한, 도시되지는 않았지만, 챔버부(100)에는 내부의 압력을 조절하는 별도의 압력 조절 수단 즉, 펌프와, 불순물을 배기하는 별도의 배기 수단이 설치된다.
하부 기판 지지 유닛(300)은 하부 기판(S2)과 대응하는 판 형상이며, 그 상부에 하부 기판(S2)이 안착되고, 상부 지지대(210)와 마주보도록 대향 배치된 하부 지지대(310), 하부 지지대(310)와 대응하는 방향으로 연장 형성되어 하부 지지대(310)의 하부에 설치된 하부 이송 테이블(320), 각각이 하부 지지대(310) 및 하부 이송 테이블(320)을 상하 방향으로 관통하도록 설치되며, 상하 이동 가능하고, 상기 하부 지지대(310) 및 하부 이송 테이블(320)의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 리프트 핀(340), 복수의 리프트 핀(340)을 승하강시키는 핀 승하강부(330)를 포함한다.
하부 지지대(310)는 챔버부(100) 내부의 하측에 배치되어, 하부 기판(S2)을 지지 고정한다. 이러한 하부 지지대(310)는 하부 기판(S2)과 대응하는 형상, 예컨대 그 단면이 사각형인 판 형상으로 제작될 수 있으며, 하부 기판(S2)의 지지 고정을 위해, 복수의 진공홀(미도시)이 마련될 수 있다. 즉, 하부 지지대(310)에는 상기 하부 지지대(310)를 상하 방향으로 관통하고, 일단이 하부 지지대(310)의 상부면으로 노출되도록 하는 복수의 진공홀 마련될 수 있으며, 상기 복수의 진공홀에 펌프가 연결될 수 있다. 이에, 펌프가 동작하면 복수의 진공홀에 진공이 형성되고, 이때 진공 흡착력에 의해 하부 기판(S2)이 하부 지지대(310)의 상부면에 흡착된다.
상기에서는 하부 지지대(310)가 진공 흡착력을 이용하는 수단인 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 하부 기판(S2)을 지지할 수 있는 다양한 수단이 적용가능하며, 예컨대, 정전기력으로 하부 기판(S2)을 지지 고정하는 정전척일 수 있다.
하부 이송 테이블(320)은 정렬 스테이지(400)와 연결된 샤프트(500)에 의해 지지되어, 하부 지지대(310)의 하부를 지지하며, 하부 기판(S2)과 상부 기판(S1) 간의 정렬시에 하부 지지대(310)를 X, Y 및 θ 방향으로 이송시킨다. 이러한 하부 이송 테이블(320)은 하부 지지대(310)와 대응하는 형상 예컨대, 그 단면이 사각형인 판 형상이다.
복수의 리프트 핀(340) 각각은 상하 방향으로 연장 형성되어, 상하 방향으로 배치된 하부 지지대(310) 및 하부 이송 테이블(320)을 관통하도록 승하강이 가능하다. 이러한 복수의 리프트 핀(340)은 하부 지지대(310) 상에 하부 기판(S2)을 안착 또는 로딩(loading)시키거나, 하부 지지대(310)로부터 합착된 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 분리 또는 언로딩(unloading) 시킨다.
상부 기판 지지 유닛(200)은 승하강이 가능하여, 일면에 상부 기판(S1)이 지지되는 상부 지지대(210), 상부 지지대(210)의 상측에 설치되어, 상부 지지대(210)를 상하 방향으로 이동시키는 상부 이송 테이블(221)을 구비하는 상부 승하강 구동부(220), 상부 이송 테이블(221)과 상부 지지대(210) 사이를 연결하도록 설치되고, 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)의 폭 방향으로 상호 이격 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구(260), 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되고, 승하강이 가능하며, 상기 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 점착핀(230), 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되고, 승하강 가능하며, 상기 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)의 폭 방향으로 상호 이격 설치되어 상부 기판(S1)을 지지하는 흡착력을 가지는 흡착 기구(250), 복수의 점착핀(230)과 연결되어, 상기 복수의 점착핀(230)을 승하강시키는 점착핀 구동부(240)를 포함한다.
본 발명에 따른 상부 승하강 구동부(220)의 상부 이송 테이블(221)과 상부 지지대(210)는 탄성 기구(260)에 의해 상호 연결되도록 설치되며, 상호 체결 및 분리가 가능하다. 즉, 상부 이송 테이블(221)의 하부면과 상부 지지대(210)의 하부면이 상호 결합 또는 접합 고정된 상태가 아니며, 탄성 기구(260)에 의해 상호 연결되어, 상기 탄성 기구(260)의 동작 및 상태에 따라, 상부 이송 테이블(221)의 하부면과 상부 지지대(210) 의 상부면이 상호 가까워지도록 또는 접촉되거나, 상호 멀어지거나 이격되 도록 유동 또는 동작한 구조이다.
상부 지지대(210)는 상부 기판(S1) 및 하부 지지대(310)와 대응하는 형상, 예컨대 그 단면이 사각형인 판 형상이며, 금속 또는 금속 합금을 포함하는 재료로 이루어진다. 보다 구체적으로, 상부 지지대(210)는 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 이루어지며, 상하부면이 평면인 또는 평탄한 판 형상이다. 이러한 상부 지지대(210)는 상술한 바와 같이 강재로 이루어지기 때문에, 종래와 같이 연성 성질의 탄성체로 이루어진 탄성체 플레이트에 비해 상하부면을 평면 또는 평탄한 상태로 유지할 수 있다.
그리고 상부 지지대(210)는 각각이 금속 또는 금속 합금을 포함하는 재료로 이루어진 복수의 플레이트(211)로 구성될 수 있으며, 상기 상부 지지대(210)는 복수의 플레이트(211)를 나열 및 상호 조립하여 구성될 수 있다.
한편, 종래와 같이, 상부 기판(S1)을 지지하는 지지대가 탄성체로 이루어진 플레이트(종래의 탄성체 플레이트)인 경우, 상기 탄성체가 가지는 물성 특성 즉, 연성인 고무와 같은 특성에 의해 탄성체 플레이트에 상부 기판이 지지되는 지지면이 금속 강자에 비해 평면이 아니었다. 이에, 상부 기판(S1)이 탄성체 플레이트의 지지면에 지지되면, 상부 기판(S1)과 탄성체 플레이트 사이에 부분적으로 평면도 공차가 크게 발생되며, 도 8에 도시된 바와 같이, 결국 상부 기판(S1)이 하부 기판과 평행하지 않도록 지지된다 . 여기서, A 선은 정렬 카메라의 시점에서 상부 기판의 일 끝단으로부터 수직 방향의 선이고, B 선은 상부 기판이 평행하지 않게 지지될 때, 상부 기판(S1)과 하부 기판(S1) 간의 기울기 차이를 나타낸 선이다. 이러한 상태에서 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2) 간을 합착하면, 상부 기판( S1 )과 하부 기판( S2 ) 간의 정렬 틀어짐이 발생되며 , 정렬 틀어짐은 제품 불량을 초래한다.
따라서, 본 발명에서는 상부 기판(S1)이 직접 지지되는 상부 지지대(210)를 연성을 가지는 고무와 같은 탄성 물질에 비해 평면도가 좋도록 가공 또는 제작할 수 있는 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조하였다. 이를 다른 말로 설명하면, 본 발명에서는 종래와 같이 연성을 가지는 고무와 같은 탄성 물질로 제조된 탄성체 플레이트에 비해 기판이 지지되는 표면 즉, 지지면에 있어서, 종래에 비해 작은 평면도 공차를 가지도록 가공이 가능한 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조하였다. 따라서, 상부 기판(S1)이 지지되는 지지면 즉, 상부 지지대(210)의 하부면이 적어도 종래의 탄성체 플레이트에 비해 평면이기 때문에, 상부 기판(S1)이 상부 지지대(210)에 지지될 때, 하부 기판(S2)과 평행하도록 지지될 수 있다. 이에, 하부 기판(S2)과 상부 기판(S1) 간의 정렬 틀어짐 없이 합착시킬 수 있다.
상부 승하강 구동부(220)는 상부 지지대(210)를 승하강시키는 수단으로서, 상부 지지대(210) 상측에 설치된 상부 이송 테이블(221), 승하강 동력을 제공하는 동력원(이하, 제 1 동력원(222)), 일단이 제 1 동력원(222)과 연결되고 타단이 상부 이송 테이블(221)과 연결되어 상기 상부 이송 테이블(221)을 승하강시키는 승하강 부재(이하, 제 1 승하강 부재(223))를 포함한다. 여기서 제 1 동력원(222)은 챔버부(100)의 외측 상부에 설치될 수 있으며, 제 1 승하강 부재(223)의 타단은 챔버부(100) 내로 삽입 설치되어 상부 이송 테이블(221)의 상부면에 장착된다.
실시예에서는 상술한 상부 승하강 구동부(220)가 복수개 예컨대 2개로 마련되나, 이에 한정되지 않고 하나로 구성되거나, 3개 이상의 복수개로 마련될 수 있다. 또한, 본 발명에 실시예에 따른 제 1 동력원(222)으로 모터(motor)를 사용하나, 제 1 승하강 부재(223) 및 상부 이송 테이블(221)에 승하강 동력을 제공할 수 있는 수단이라면 어떠한 수단이 사용되어도 무방하다.
상부 이송 테이블(221)은 상부 지지대(210)와 대응하는 형상 예컨대, 그 단면이 사각형인 판 형상이다.
탄성 기구(260)는 탄성체(263)를 구비하며, 상부 기판(S1)이 지지되는 상부 지지대(210)의 하부면의 후방에 설치된다. 보다 구체적으로, 탄성 기구(260)는 일단이 상부 이송 테이블(221)에 삽입 설치되고, 타단이 상부 지지대(210)에 삽입 설치된다.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 상부 지지대(210)가 금속 또는 금속 합금을 포함하는 강재로 제조되어, 상부 기판(
S1
)이 접촉
지지되는
지지면의
평면도가 종래와 같이 연성을 가지는 고무와 같은 탄성 재료로 이루어진 탄성체 플레이트의 지지면
에
비해 우수하다.
하지만, 상부 지지대(210)가 탄성체 재료가 아닌 강재로 이루어진다 하더라도, 상부 기판이
지지되는
지지면 즉, 상부 지지대의 하부 표면 전체의 높이가 완벽하게 동일하도록 제조하는 것은 어렵다. 또한, 상부 지지대(210)가 복수의 플레이트를 상호 체결, 조립하여 구성되는 경우, 복수의 플레이트(211) 간의 설치 위치가 완벽하게 동일하지 않은 경우, 각 플레이트(211)에서의
지지면의
높이는 다를 수 있다. 따라서 상술한 바와 같은 이유로, 예컨대, 상부 지지대(210)의 지지면(211) 즉
하부면의
높이에 있어서, 일 영역의 지지면(211) 높이가 다른 영역의 지지면(
211)에
비해 높거나 낮은 높이 차이가
발생될
수 있다. 보다 구체적인 일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 기판(
S1
)이
지지되는
상부 지지대(210)의 하부 표면(즉, 하부면)이 좌측에서 우측으로 갈수록 하부 기판 또는 하부 지지대(310)를 기준으로 표면 높이가 낮은 상태일 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상부 이송 테이블(221)과 상부 지지대(210) 사이에 복수의 탄성 기구(260)를 설치하여, 상부 기판(
S1
)이 하부 기판(
S2
) 상에 합착 지
지될
때, 상술한 상부 지지대(210)
하부면의
높이
차이 만큼
상부 기판을 유동시킴으로써, 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)이 상호 평행하게
합착되도록
할 수 있다.
도 2를 참조하면, 탄성 기구(260)는 적어도 일부가 상부 이송 테이블(221)에 삽입 설치되는 제 1 바디(261), 제 1 바디(261)의 하측으로 이격되어, 적어도 일부가 상부 지지대(210)에 삽입 설치되는 제 2 바디(262) 및 제 1 바디(261)와 제 1 바디(261)에 설치되어 탄성 변형 가능한 탄성체(263)를 포함한다. 실시예에 따른 탄성체는 스프링(spring)이나, 이에 한정되지 않고 탄성 변형 가능한 다양한 수단이 적용 가능하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 점착핀(230)은 일 방향으로 연장 형성되어, 상부 이송 테이블(221) 및 상부 지지대(210)를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 몸체(231), 몸체(231) 내부에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재(232) 및 일단이 몸체(231) 내에 삽입되어 탄성 부재(232)에 연결되고, 타단이 몸체(231)의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 상하 이동이 가능한 로드(233), 상부 기판(S1)을 지지할 수 있는 점착력을 가지며, 로드(233)의 타단에 설치된 점착 시트(234)를 포함한다.
이와 같이, 본 발명에서는 점착핀이 탄성 부재를 구비함에 따라, 상부 기판이 상부 지지대에 평행하게 지지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 유닛에서 상부 기판과 하부 기판이 합착되는 동작을 설명하는 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에서, 상부 기판이 지지되는 상부 지지대의 지지면에 높이 차가 있을 때, 상부 지지대 및 탄성 기구의 동작을 극대화하여 확대 도시한 도면이다. 도 7 은 본 발명에 따른 기판 지지 유닛이 적용된 기판 처리 장치의 동작을 순서대로 나타낸 도면이다. 여기서, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 탄성 기구(260)의 동작 설명을 위하여, 상부 기판( S1 )이 지지되는 상부 지지대(210)의 지지면(즉, 하부면)의 높이가 동일하 지 않고, 높이차가 있는 경우를 극대화하여 도시하였다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 상부 기판과 하부 기판을 합착하는 과정을 설명한다. 이때, 액정표시장치의 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 합착시키는 것을 예를 들어 설명한다.
먼저, 챔버부(100) 내부로 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)을 장입하고, 각각을 상부 지지대(210)와 하부 지지대(310)에 지지시킨다.
하부 기판(S2)이 하부 지지대(310)에 지지되는 과정을 설명한다. 챔버부(100) 내부로 하부 기판(S2)이 장입되면, 복수의 리프트 핀(340)을 상승시켜, 상기 복수의 리프트 핀(340)의 상단이 상부 지지대(210)의 상측으로 돌출되도록 하고, 하부 기판(S2)의 하부면을 지지한다. 그 상태에서 복수의 리프트 핀(340)이 하부 지지대(310)의 상측으로 돌출되지 않도록 복수의 리프트 핀(340)을 하강시킨다. 이때, 하부 기판(S2)이 하부 지지대(310)에 안착되며, 하부 지지대(310)에 마련된 진공 홀에 의한 진공 흡착력 또는 정전척의 정전기력에 의해 하부 기판(S2)에 지지 고정된다.
상부 기판(S1)이 상부 지지대(210)에 지지되는 과정은 하기와 같다. 챔버부(100) 내부로 상부 기판(S1)이 장입되면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 복수의 흡착 기구(250)를 하강시켜, 진공 흡착력으로 상부 기판(S1)의 상부면을 흡착한다. 이때, 상부 기판(S1)을 지지하는 흡착 기구(250)의 타단은 상부 지지대(210)의 하측으로 돌출되도록 하강되어, 상부 기판(S1)의 상부면을 흡착 지지한다.
그리고, 복수의
점착핀(230)은
도 5a에 도시된 바와 같이,
점착핀
플레이트(
241)에
의해 하강하여, 상부 지지대(210)의 하측으로 돌출된 상태이다.
이후, 복수의 흡착 기구(250)를 상승시켜 상부 기판( S1 )을 상측으로 상승시키며, 상승하던 상부 기판( S1 )의 상부면은 돌출되어 있는 복수의 점착핀(230)의 위치까지 도달하게 되고, 이때, 도 5b와 같이 상부 기판( S1 )의 상부면이 복수의 점착핀(230)에 점착 지지된다 . 상부 기판( S1 )이 복수의 점착핀(230)에 지지되면 , 도 7b 및 도 5c에 도시된 바와 같이 상부 지지대(210)의 하측으로 돌출되지 않도록 복수의 흡착 기구(250)와 복수의 점착핀(230)을 상승시킨다. 이로 인해, 상부 기판( S1 )의 상부면이 상부 지지대(210)의 하부면 즉, 지지면과 접촉되도록 지지된다 .
한편, 예를 들어 설명한 상부 지지대(210)의 지지면은 그 높이가 동일하지 않고, 예컨대,
일측에서
타측
또는 도 5a 또는 도 6a와 같이 좌측에서 우측으로 갈수록 표면 높이가 높은(예를 들어 하부 기판 기준으로) 상태일 수 있다. 이는 다른 말로 하면, 상부 지지대(210)의
지지면과
하부 기판 또는 하부 지지대 사이의 상하
이격
거리가, 좌측에서 우측으로 갈수록 넓어지는 상태임을 의미한다.
이러한 상부 지지대(210)의
지지면에
상부 기판(
S1
)이 접촉
지지되면
, 상기 상부 기판(
S1
)은
일측에서
타측
방향으로 상향 경사지도록 배치되며, 이에 상부 기판(
S1
)은 하부 기판(
S2
)과 평행하게 배치되지 않는다(도 5c 및 도 6a 참조).
다시 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)의 합착 과정 설명으로 돌아와서, 상부 기판(
S1
)이 상부 지지대(210)에
지지되면
, 상기 상부 지지대(210)를 하부 기판(
S2
)을 향해 하강시켜(도 7c 참조), 상부 기판(
S1
)이 하부 기판(
S2
) 상에
놓여지도록
또는 접촉되도록 합착시킨다(도 7d 참조).
일측에서
타측으로
상향 경사지도록 배치된 상부 기판(
S1
)의
하부면의
적어도 일부가 하부 기판(
S2
) 상면과 접촉 지지되
면
, 고정
되
어 있는 하부 기판(S2)이 상부 기판(S1)을 미는 힘이 상부 지지대(210)에 전달된다. 이에, 상부 지지대(210)가 상부 기판(
S1
)이 기울어진 방향과 반대 방향으로 기울어지면서 또는 상기 상부 지지대(210)에
지지되어
있는 상부 기판(
S1
)이 하부 기판(
S2
)과 평행이 된다. 다시 설명하면, 상부 지지대(210) 전체가 상부 기판(
S1
)이 기울어진 방향과 반대 방향으로 기울어지거나
유동되어
, 상부 기판(S1)과 하부 기판(S2)이 평행이 된다. 이러한 상부 지지대(210)의 유동은 상기 상부 지지대(210)가 상부 이송 테이블(221)과 분리되어 있는 구조이고, 상부 이송 테이블(221)과 상부 지지대(210)가 이완 수축이 가능한 복수의 탄성 기구(260)에 의해 연결되어 있기 때문에다. 즉, 상부 기판(
S1
)의
평행도에
따라 상부 지지대(210)를 지지하고 있는 복수의 탄성 부재(232)는 수축 또는 이완되는데, 하부 기판(
S2
) 또는 하부 지지대(310)를 기준으로 상부 기판(
S1
)의 하부 표면 높이가 낮은 영역에 대응 또는 인접 위치한 탄성 부재(232)는 상대적으로 하부 표면 높이가 높은 영역에 대응 또는 인접 위치한 탄성 부재(232)에 비해 수축된다. 반대로, 하부 기판(
S2
) 또는 하부 지지대(310)를 기준으로 상부 기판(
S1
)의 하부 표면 높이가 높은 영역에 대응 또는 인접 위치한 탄성 부재(232)는 상대적으로 하부 표면 높이가 낮은 영역에 대응 또는 인접 위치한 탄성 부재(232)에 비해 이완된다.
이를 도 5c 및 도 5d와 도 6a 및 도
6b를
참조하여 예를 들어 설명하면, 도 5c 및
도 6a와
같이 상부 기판(
S1
)이 좌측에서 우측으로 갈수록 상향 경사지도록 배치된 상태일 때, 상부 기판(
S1
)이 하강하면,
최외각
좌측에 위치한 탄성 기구(260)의 탄성 부재(232)는 도 5c 및 도 6a의 상태에 비해 수축하고,
최외각
우측에 위치한 탄성 기구(260)의 탄성 부재(232)는 도 6a의 상태에 비해 이완된다. 그리고 이러한 복수의 탄성 기구(260)의 수축, 이완 동작에 의해, 상부 지지대(210)가 기울어지거나
유동되며
, 이에 따라 상부 기판(S1)이 하부 기판(S2)에 평행하도록 배치되어
합착된다
.
상술한 바와 같은 동작으로 상부 기판(S1)이 하부 기판(S2)과 평행하도록 합착되면, 도 7e와 같이, 점착핀 구동부(230)를 동작시켜 복수의 점착핀(230)을 상승시킨다. 즉, 제 2 동력원(242)을 동작시켜 제 2 승하강 부재(243)를 상승시키면 점착핀 플레이트(241)가 상승하고, 이로 인해 복수의 점착핀(230)이 상승한다. 따라서, 복수의 점착핀(230)과 상부 기판(S1)이 분리된다.
이후, 제 1 동력원(222) 및 제 1 승하강 부재(223)를 이용하여 상부 이송 테이블(221)을 상승시켜, 상부 지지대(210)를 상승시킴으로써, 상부 기판(S1)으로부터 상부 지지대(210)를 분리한다.
이와 같이, 본 발명에서는 상부 지지대(210)를 금속 또는 금속 합금 등과 같은 강재로 제조함에 따라, 상부 기판(S1)이 지지되는 상부 지지대(210)의 지지면이 종래와 같은 탄성체 플레이트의 지지면에 비해 평면이다. 즉, 상부 기판(S1)이 지지되는 상부 지지대(210)의 평면도 가 종래에 비해 향상된다. 즉, 상부 기판이 지지되는 본 발명의 상부 지지대의 평면도 가 종래와 같이 연성을 가지는 탄성체 플레이트에 비해 향상된다. 그리고, 상부 지지대(210)와 상부 이송 테이블(221) 사이를 연결하도록 탄성 기구(260)를 설치함에 따라, 상부 기판( S1 )이 하부 기판( S2 ) 상에 합착될 때, 상기 상부 기판( S1 )의 기울기 또는 영역별 표면 높이 조절이 가능하여, 상기 상부 기판( S1 )이 하부 기판( S2 )과 평행하도록 합착시킬 수 있다.
100: 챔버부 200: 상부 기판 지지 유닛
210: 상부 지지대 220: 상부 승하강 구동
221: 상부 이송 테이블 230: 점착핀
240: 점착핀 구동부 250: 흡착 기구
260: 탄성 기구
210: 상부 지지대 220: 상부 승하강 구동
221: 상부 이송 테이블 230: 점착핀
240: 점착핀 구동부 250: 흡착 기구
260: 탄성 기구
Claims (17)
- 기판을 지지하는 기판 지지 유닛으로서,
승하강이 가능하여, 상기 기판을 승하강 이동시키는 이송 테이블을 구비하는 승하강 구동부;
상하 방향에서, 상기 이송 테이블의 일측에 위치하며, 일면에 상기 기판이 지지되는 지지대;
상기 이송 테이블과 지지대 사이를 연결하도록 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구;
를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 지지대는 기판의 형상과 대응하는 판 형상이며, 금속 또는 금속 합금을 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 이송 테이블 및 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 점착핀을 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 이송 테이블 및 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치되어 기판을 지지하는 흡착력을 가지는 흡착 기구를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 탄성 기구는 상기 이송 테이블 및 지지대로 가해지는 힘에 의해, 상기 이송 테이블과 지지대 사이에서 탄성 변형 가능한 탄성체를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 5에 있어서,
상기 탄성 기구는,
적어도 일부가 상기 이송 테이블에 삽입 설치되는 제 1 바디; 및
상기 제 1 바디의 일측으로 이격되어 적어도 일부가 상기 지지대에 삽입 설치되는 제 2 바디;
를 포함하고,
상기 탄성체는 상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이에 설치되는 기판 지지 유닛. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 탄성체는 스프링인 기판 지지 유닛. - 청구항 1에 있어서,
상기 승하강 구동부는 승하강 동력을 제공하는 제 1 동력원 및 일단이 상기 제 1 동력원과 연결되고 타단이 상기 이송 테이블과 연결되어 상기 이송 테이블을 승하강시키는 제 1 승하강 부재를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 3에 있어서,
상기 점착핀은,
일 방향으로 연장 형성되어, 상기 이송 테이블 및 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 몸체;
상기 몸체 내부에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재; 및
일단이 상기 몸체 내에 삽입되어 상기 탄성 부재에 연결되고, 타단이 상기 몸체의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 상하 이동이 가능한 로드; 및
상기 로드의 타단에 마련되어, 점착력으로 상기 기판을 지지하는 점착 시트;
를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 3 또는 청구항 9에 있어서,
상기 복수의 점착핀과 연결되어, 상기 복수의 점착핀을 승하강시키는 점착핀 구동부를 포함하는 기판 지지 유닛. - 청구항 10에 있어서,
상기 점착핀 구동부는,
상하 방향에서, 상기 이송 테이블의 타측에 위치하며, 상기 이송 테이블과 대응하는 방향으로 연장되며, 상기 복수의 점착핀과 연결된 점착핀 플레이트;
상기 점착핀 플레이트에 승하강 동력을 제공하는 제 2 동력원; 및
일단이 상기 동력원에 연결되고, 타단이 상기 점착핀 플레이트에 연결되어 상기 점착핀 플레이트를 승하강시키는 제 2 승하강 부재;
를 포함하는 기판 지지 유닛. - 상부 기판과 하부 기판 간을 합착하는 기판 처리 장치로서,
상부 기판과 하부 기판 간의 합착 공정이 실시되는 내부 공간을 가지는 챔버부;
상기 챔버부 내에 설치되어, 상기 상부 기판을 지지하는 상부 지지대를 구비하는 상부 기판 지지 유닛;
상기 챔버부 내에서, 상기 상부 지지대와 마주보도록 상기 상부 지지대의 하측에 설치되어, 상기 하부 기판을 지지하는 하부 지지대를 구비하는 하부 기판 지지 유닛;
을 포함하고,
상기 상부 기판 지지 유닛은,
승하강이 가능하여, 상기 상부 기판을 승하강 이동시키는 상부 이송 테이블을 구비하는 승하강 구동부;
상하 방향에서, 상기 상부 이송 테이블의 일측에 위치하며, 일면에 상기 상부 기판이 지지되는 상부 지지대;
상기 상부 이송 테이블과 상부 지지대 사이를 연결하도록 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 기구;
를 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 상부 지지대는 기판의 형상과 대응하는 판 형상이며, 금속 또는 금속 합금을 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 승하강 가능하며, 상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대의 폭 방향으로 상호 이격 설치된 복수의 점착핀을 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 탄성 기구는,
적어도 일부가 상기 상부 이송 테이블에 삽입 설치되는 제 1 바디; 및
상기 제 1 바디의 일측으로 이격되어 적어도 일부가 상기 상부 지지대에 삽입 설치되는 제 2 바디; 및
상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이에 설치되는
상기 탄성체를 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 탄성체는 스프링인 기판 처리 장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 점착핀은,
일 방향으로 연장 형성되어, 상기 상부 이송 테이블 및 상부 지지대를 상하 방향으로 관통하도록 형성된 몸체;
상기 몸체 내부에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재; 및
일단이 상기 몸체 내에 삽입되어 상기 탄성 부재에 연결되고, 타단이 상기 몸체의 외측으로 돌출되도록 설치되며, 상하 이동이 가능한 로드; 및
상기 로드의 타단에 마련되어, 점착력으로 상기 기판을 지지하는 점착 시트;
를 포함하는 기판 처리 장치.
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