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KR100931601B1 - 정렬유닛을 가진 기판 합착장치 - Google Patents

정렬유닛을 가진 기판 합착장치 Download PDF

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KR100931601B1
KR100931601B1 KR1020060069285A KR20060069285A KR100931601B1 KR 100931601 B1 KR100931601 B1 KR 100931601B1 KR 1020060069285 A KR1020060069285 A KR 1020060069285A KR 20060069285 A KR20060069285 A KR 20060069285A KR 100931601 B1 KR100931601 B1 KR 100931601B1
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주식회사 에이디피엔지니어링
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Abstract

본 발명은 정렬유닛을 가진 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 2챔버에 결합되며 상기 제 2챔버의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 정렬유닛을 구비함으로써 6자유도로 두 기판의 정렬이 하나의 정렬장치에 의하여 수행되도록 함으로써 종래에 복수의 장치들을 각각 개별 동작시켜 제어하는 경우보다 동작과 조작이 보다 용이하게 이루어질 수 있으며, 또한 기판 합착장치의 정렬유닛의 구성을 가능한 한 간략하게 구성할 수 있으므로 기판 합착장치의 제조효율을 높일 수 있고, 또한 기판 합착장치 및 정렬유닛의 유지 보수 또한 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

정렬유닛을 가진 기판 합착장치{Apparatus for assembling substrates having alignment unit}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 설치된 6자유도 챔버 정렬유닛을 도시한 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 6자유도 챔버 정렬유닛의 6자유도 운동 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
본 발명은 기판 합착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 정렬 액츄에이터를 이용하여 6 자유도 챔버 정렬이 가능하게 하는 기판 합착장치에 관한 것이다.
기판 합착장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)에 사용되는 액정 표시 패널을 합착하기 위한 것이다. 액정 표시 패널의 대표적인 예로써 TFT-LCD 패널이 있다. TFT-LCD 패널은 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형으로 형성된 TFT 기판과, 컬러 필터나 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판이 수 ㎛ 정도의 간격을 가지고 서로 대향하여 합착되고, 합착 전, 합착 중 또는 합착 후에 액정이 주입되어 봉지됨으로써 패널의 제조가 이루어진다.
기판 합착은 압력을 이용하여 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 서로 가압함으로써 이루어진다. 이를 위하여 기판 합착장치는 상부 챔버와 하부 챔버로 된 챔버 내부에 상하에 서로 대향하여 배치된 두개의 정반(ESC; Electrostatic Chuck)에 기판을 접착한다. 그리고 양 정반의 평행도를 정밀하게 유지시키면서 상부 챔버를 하강시키고, 이후 기판을 서로 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, 기판의 근접과 합착시 두 기판은 매우 정밀하게 얼라인먼트가 조정되어야 한다. 이를 위하여 선행 기술에서는 상부 챔버의 Z축 구동을 위하여 Z축 구동 부를 구비하고, 정반간의 간격 조정을 위하여 선형 액츄에이터를 사용한다. 또한 기판의 특정 위치에 형성된 얼라인 마크의 검색을 위하여 카메라 구동 스테이지를 구비하고, 카메라에 의하여 촬영된 기판의 마크를 정렬하기 위하여 캠과 UVW 유닛 등이 사용된다.
따라서 종래의 기판 합착장치의 경우 복수의 방향과 위치에 대한 정렬을 위하여 복수의 장치들을 각각 개별 동작시키거나 제어하여야 하므로 그 제어방법이 복잡하다. 또한 복수의 정렬장치들을 구비하기 때문에 기판 합착장치의 구성이 복잡하여 기판 합착장치의 제작비용이 과다하게 소요되고, 또한 정렬유닛들의 유지 보수에도 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 6자유도를 실현할 수 있도록 된 다수의 액츄에이터로 된 정렬유닛을 이용하여 기판 합착장치의 챔버 또는 정전정반의 정렬이 가능하도록 기판 합착장치를 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 2챔 버에 결합되며 상기 제 2챔버의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 정렬유닛을 구비한다.
상기 정렬유닛은 상기 제 2챔버에 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 액츄에이터들은 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 1챔버는 상부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 상부 챔버 하측에 위치한 하부 챔버일 수 있다.
상기 제 1챔버는 하부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 하부 챔버 상측에 위치한 상부 챔버일 수 있다.
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 2정반을 지지하며 상기 제 1기판과 상기 제 2기판 사이의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 정렬유닛을 구비한다.
상기 정렬유닛은 상기 제 2챔버를 관통하여 상기 제 2정반에 결합될 수 있다.
상기 정렬유닛은 상기 제 2정반과 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 액츄에이터들은 서로 다른 위치에 결합되어 서로 연동 가능하게 된 제 1액츄에이터, 제 2액츄에이터, 제 3액츄에이터, 제 4액츄에이터, 제 5액츄에이터, 제 6액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터들의 주변에는 상기 액츄에이터들과 상기 제 2챔버의 관통부분 사이의 밀폐를 위한 벨로우즈가 설치될 수 있다.
상기 제 1챔버는 상부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 상부 챔버 하측에 위치한 하부 챔버일 수 있다.
상기 제 1챔버는 하부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 하부 챔버 상측에 위치한 상부 챔버일 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 기 판(S1)(S2)이 출입하는 출입구(101)가 형성된 베이스 프레임(100)을 구비한다. 또한 기판 합착장치는 베이스 프레임(100)의 내부 상측에 설치된 제 1챔버(110)와 제 1챔버(110)의 하부에 설치된 제 2챔버(120)를 구비한다. 제 1챔버(110)와 제 2챔버(120) 사이는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)이 합착되는 처리실(Processing room;130)을 형성한다. 이 기판(S1)(S2)은 TFT 기판 또는 컬러필터 기판일 수 있다.
제 1챔버(110)의 중앙 하측에는 제 1정반(111)이 설치된다. 제 1정반(111)은 제 1기판(P1)이 정전기력으로 부착되도록 하는 정전척(Electro Static Chuck)일 수 있다. 또한 제 1챔버(110)에는 처리실(130) 내부로 진입한 제 1기판(S1)을 흡착 지지하는 제 1리프트 핀(112)이 설치된다. 제 1리프트 핀(112)은 제 1기판(S1)을 제 1정반(111)으로 이송시키도록 진공 흡착이 가능하도록 구비된다.
그리고 제 2챔버(120)의 중앙 상측에는 제 2정반(121)이 설치된다. 제 2정반(121)은 제 2기판(S2)이 정전기력으로 부착되도록 하는 정전척일 수 있다. 또한 제 2챔버(120)에는 처리실(130) 내부로 진입한 제 2기판(S2)을 흡착 지지하는 제 2리프트 핀(122)이 설치된다. 제 2리프트 핀(122)은 제 2기판(S2)을 제 2정반(121)으로 이송시키도록 진공 흡착이 가능하도록 구비된다.
또한 제 1챔버(110)의 상부에는 기판(S1)(S2)들의 얼라인먼트 상태의 측정 및 얼라인먼트 동작을 위한 다수개의 카메라(113)가 설치된다. 그리고 카메라(113)의 촬영을 위하여 제 1챔버(110) 및 제 1정반(111)을 상하로 관통한 촬영홀(114)이 형성된다. 제 2챔버(120)에는 카메라(113)의 촬영을 위하여 조명을 제공하는 조명 장치(123)가 설치된다. 그리고 조명이 카메라(113) 측으로 제공될 수 있도록 제 2챔버(120)에는 상하로 관통한 조명홀(124)이 형성된다. 이 조명홀(124)과 전술한 촬영홀(114)은 서로 연통하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)에 형성된 얼라인 마크를 카메라(113)가 촬영할 수 있도록 한다.
한편, 제 2챔버(120)의 하부에는 제 2챔버(120)의 상하 승강과 조절을 위하여 6자유도 얼라인먼트가 가능한 정렬유닛(140)이 구비된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 설치된 6자유도 챔버 정렬유닛(140)을 도시한 확대 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 정렬유닛(140)은 제 2챔버(120)의 하측에 결합되는 결합대(141)와, 이 결합대(141)와 이격되어 설치되며 베이스 프레임(100)에 안착되는 받침대(142)를 구비한다.
그리고 결합대(141)와 받침대(142) 사이에는 상단이 결합대(141)에 링크 결합되고, 하단이 받침대(142)에 링크 결합된 복수개의 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)를 구비한다.
다른 실시예로 이 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)들은 결합대(141)와 받침대(142)에 각각 유니버설 조인트로 결합될 수 있다. 또한 각각의 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)들은 제 2챔버(120)에 직접 결합될 수 도 있다.
액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)들은 먼저 제 1액츄에이터(143)와 제 2액츄에이터(144)가 한 쌍을 이루며 서로 "V"자 형태로 배치되어 설치되고, 제 3액츄에이터(145)와 제 4액츄에이터(146)가 한 쌍을 이루며 서로 "V"자 형태로 배 치된다. 또한 제 5액츄에이터(147)와 제 6액츄에이터(148)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(130) 내부로 반입된다. 그리고 제 1기판(S1)은 제 1리프트 핀(112)에 흡착된 후 제 1리프트 핀(112)에 의하여 이송되어 제 1정반(111)에 부착된다. 다음으로 제 2기판(S2)이 로봇암에 의하여 반입된 후 제 2리프트 핀(122)에 흡착된다. 그리고 제 2리프트 핀(122)에 의하여 제 2기판(S2)은 제 2정반(121)으로 이송되어 제 2정반(121)에 부착된다.
이후 제 2챔버(120)를 상승시킨다. 제 2챔버(120)의 상승은 정렬유닛(140)을 이용하여 진행한다. 즉 정렬유닛(140)의 모든 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)를 신장시킨다. 그러면 제 2챔버(120)는 상승한다. 제 2챔버(120)가 계속해서 상승하면 제 2챔버(120)와 제 1챔버(110)가 밀착된다. 이에 따라 처리실(130) 내부는 밀폐된다. 이때 제 2챔버(120)의 상승과 제 1챔버(110)와의 정렬 상태는 카메라(113)와 도시되지 않은 센서에 의하여 측정된다.
카메라(113)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 정렬유닛(140)이 동작하여 기판(S1)(S2) 간의 정렬이 이루어질 수 있다. 이러한 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2) 사이의 정렬은 사전 얼라인먼트, 최종 얼라인먼트 등으 로 다수 회 반복적으로 실시될 수 있다.
이하에서는 정렬유닛(140)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 정렬유닛(140)은 6자유도 동작이 가능하다. 즉 X, Y, Z, 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw) 축으로 동작이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 6자유도 챔버 정렬유닛(140)의 6자유도 동작 상태를 개념적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 각각의 축 방향에 대한 동작을 설명한다.
X축 방향으로의 정렬동작은 모든 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)들의 신장 정도를 다르게 함으로써 수행된다. 즉 제 6액츄에이터(148)의 신장 정도를 가장 작게 하고, 다음으로 제 1과 제 5액츄에이터(143)(147)의 신장 정도를 좀 더 크게 하고, 계속해서 제 2와 제 4액츄에이터(144)(146)의 신장을 좀 더 크게 하고, 마지막으로 제 3액츄에이터(145)를 가장 크게 신장시키면 제 2챔버(120)는 X축 방향으로 이동하여 정렬된다. 그리고 -X 축 방향으로의 정렬은 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)의 신장 크기를 반대로 하면 이동 정렬이 이루어진다.
그리고 롤(Roll)정렬, 즉 X축에 대한 회전은 제 3, 제 6액츄에이터(145)(148)를 고정시킨 상태에서 제 1과 제 2액츄에이터(143)(144)를 신장시키고, 제 4와 제 5액츄에이터(146)(147)를 수축시키거나 또는 그 반대 방향으로 동작시킴으로써 롤 정렬이 이루어진다.
다음으로 Y축 방향으로의 정렬동작은 제 4액츄에이터(146)의 신장 정도를 가 장 작게 하고, 다음으로 제 3과 제 5액츄에이터(145)(147)의 신장 정도를 좀 더 크게 하고, 계속해서 제 2와 제 6액츄에이터(144)(148)의 신장을 좀 더 크게 하고, 마지막으로 제 1액츄에이터(143)를 가장 크게 신장시키면 제 2챔버(120)는 Y축 방향으로 이동하여 정렬된다. 그리고 -Y 축 방향으로의 정렬은 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)의 신장 크기를 반대로 하면 이동 정렬이 이루어진다.
그리고 피치(Pitch)정렬인 즉 Y축에 대한 회전은 제 1, 제 4액츄에이터(143)(146)를 고정시킨 상태에서 제 5와 제 6액츄에이터(147)(148)를 신장시키고, 제 2와 제 3액츄에이터(144)(145)를 수축시키거나 또는 그 반대 방향으로 동작시킴으로써 롤 정렬이 이루어진다.
Z축 정렬은 제 1챔버(110)를 승하강 시키는 동작으로 모든 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)를 수축시키거나 신장하면 정렬이 이루어지며, 요 정렬은 모든 액츄에이터(143)(144)(145)(146)(147)(148)들을 설정된 크기로 함께 수축시키거나 신장시킬 때 동작이 진행된다.
이러한 6자유도 정렬시 제 2챔버(120)의 정렬은 정확한 정렬위치로 챔버(110)(120)를 이동시키기 위하여 두 가지 이상의 정렬 방향으로의 복합적인 연동이 이루어지도록 하면 보다 정밀하고, 신속한 챔버(110)(120) 간의 얼라인먼트가 효과적으로 진행될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판 합착장치에서 정렬유닛(140)은 전술한 실시예와 달리 제 2챔버(120)의 상측에 위치하는 제 1챔버(110)를 정렬시킬 수 있다. 도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 제 2챔버(120)를 베이스 프레임에 고정시키고, 제 1챔버(110)에 정렬유닛(140)을 결합하여 제 1챔버(110)에 의하여 정렬이 진행되도록 할 수 있다. 도 4에 도시된 다른 구성요소들은 도 1의 구성과 동일하므로 도 1의 실시예에 대한 설명을 참조하여 이해하도록 한다. 한편, 또 다른 실시예로 도면에 도시하지 않았지만 제 1챔버(110)와 제 2챔버(120)에 각각 별도로 6자유도 정렬이 가능한 정렬유닛(140)을 구비시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치를 도시한 측단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 기판 합착장치는 외관을 형성하는 베이스 프레임(200)을 구비한다. 베이스 프레임(200)의 내부 상측에는 제 1챔버(210)가 구비되고, 제 1챔버(210)의 하부에는 제 2챔버(220)가 구비된다. 제 1챔버(210)와 제 2챔버(220) 사이는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)이 합착되는 처리실(230)을 형성한다. 그리고 베이스 프레임(200)에는 제 1챔버(210)의 승하강을 위한 승강유닛(250)이 구비된다. 승강유닛(250)은 리프트 축(251)과 리프트 스크류(252) 그리고 리프트 모터(253)로 구성된다.
제 1챔버(210)의 중앙 하측에는 제 1정반(211)이 설치된다. 제 1정반(211)은 제 1기판(S1)이 정전기력으로 부착되도록 할 수 있다. 또한 제 1챔버(210)에는 처리실(230) 내부로 진입한 제 1기판(S1)을 흡착 지지하는 리프트 핀(212)이 설치된다. 리프트 핀(212)은 제 1기판(S1)을 제 1정반(211)으로 이송시키도록 진공 흡착 이 가능하도록 구비된다. 그리고 제 2챔버(220)의 중앙 상측에는 제 2정반(221)이 설치된다. 제 2정반(221)은 제 2기판(P1)이 정전기력으로 부착되도록 할 수 있다.
한편, 제 1챔버(210)의 상부에는 기판(S1)(S2)들의 얼라인먼트를 위한 다수개의 카메라(213)가 설치된다. 그리고 카메라(213)의 촬영을 위하여 제 1챔버(210)와 제 1정반(211)을 상하로 관통한 촬영홀(214)이 형성되고, 또한 제 2챔버(220)에는 기판(S1, S2)의 얼라인먼트를 위한 조명장치(222)가 설치된다. 이 조명장치(222)는 기판(S1, S2)의 얼라인 마크들을 카메라(213)로 촬영하기 위한 조명을 제공한다. 그리고 조명이 카메라(213) 측으로 제공될 수 있도록 제 2챔버(220)에는 상하로 관통하는 조명홀(223)이 각각 형성된다. 이 조명홀(223)과 전술한 촬영홀(214)은 서로 연통하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)에 형성된 얼라인 마크를 카메라(213)가 촬영할 수 있도록 한다.
한편, 제 2챔버(220)의 제 2정반(221)의 하부에는 제 2정반(221)의 상하 승강과 조절을 위하여 6자유도 얼라인먼트가 가능한 정렬유닛(240)이 구비된다. 이 정렬유닛(240)의 구성은 도 2를 참조할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
그리고 정렬유닛(240)의 각각의 액츄에이터들(미부호)은 모두 제 2챔버(220)를 관통하여 제 2정반(221)에 결합된다. 또한 정렬유닛(240)의 주변과 제 2챔버(220)의 관통홀(225)의 경계 부분 사이에는 벨로우즈(224)가 설치된다. 이 벨로우즈(224)는 제 1챔버(210) 하부의 관통홀(225)에 대한 외부와의 밀폐를 위한 것이다. 벨로우즈(224)는 정렬유닛(240) 전체를 둘러싸도록 구성할 수 있다. 또 다르게는 각각의 액츄에이터에 개별적으로 설치될 수 있다. 각각의 액츄에이터에 벨로우 즈가 개별적으로 설치하는 경우에는 각각의 액츄에이터들이 각각 개별적으로 제 2챔버(220)에 형성된 관통홀을 관통하도록 하는 것이 적절하다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 작용에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에서의 기판 합착을 위하여 제 1기판(S1)이 로봇 암에 의하여 처리실(230) 내부로 반입된다. 그리고 제 1기판(S1)은 리프트 핀(212)에 흡착된 후 리프트 핀(212)에 의하여 이송되어 제 1정반(S1)에 부착된다. 다음으로 제 2기판(S2)이 로봇암에 의하여 반입되면 제 2정반(221)에 직접 안착된다. 이때 제 2정반(221)의 구동을 위하여 정렬유닛(240)이 "Z"축 동작할 수 있다. 그리고 제 2정반(221)에 안착된 제 2기판(S2)은 제 2정반(221)의 정전기력으로 접착된다.
이후 승강유닛(250)에 의하여 제 1챔버(210)가 하강한다. 제 1챔버(210)가 계속해서 하강하면 제 1챔버(210)와 제 2챔버(220)가 밀착된다. 이에 따라 처리실(230) 내부는 밀폐된다. 이때 제 1챔버(210)의 하강과 제 2챔버(220)에 구비된 제 2정반(221)의 정렬 상태는 카메라(213)와 도시되지 않은 센서에 의하여 측정된다.
카메라(213)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 정렬유닛(240)이 동작하여 제 2정반(221)을 정렬시킴으로써 기판(S1)(S2) 간의 정렬이 이루어진다. 이러한 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2) 사이의 정렬은 사전 얼라인 먼트, 최종 얼라인먼트 등으로 다수 회 반복적으로 실시될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판 합착장치에서 정렬유닛은 전술한 실시예와 달리 제 1챔버의 제 1정반에 설치될 수 있다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로써 제 1챔버의 제 1정반에 정렬유닛을 설치한 구성이다.
도 6에 도시된 바와 같이 기판 합착장치는 외관을 형성하는 베이스 프레임(300)을 구비한다. 베이스 프레임(300)의 내부 상측에는 제 1챔버(310)가 구비되고, 제 1챔버(310)의 하부에는 제 2챔버(320)가 구비된다. 제 1챔버(310)와 제 2챔버(320) 사이는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)이 합착되는 처리실(330)을 형성한다. 그리고 베이스 프레임(300)에는 제 1챔버(310)의 승하강을 위한 승강유닛(350)을 구비된다. 승강유닛(350)은 리프트 축(351), 리프트 스크류(352)와 리프트 모터(353)로 구성된다.
제 1챔버(310)의 중앙 하측에는 제 1정반(311)이 설치된다. 그리고 제 2챔버(320)의 중앙 상측에는 제 2정반(321)이 설치된다. 제 2정반(321)은 제 2기판(S1)이 정전기력으로 부착되도록 할 수 있다. 또한 제 2챔버(320)에는 처리실(330) 내부로 진입한 제 2기판(S2)을 흡착 지지하는 리프트 핀(322)이 설치된다. 리프트 핀(322)은 제 2기판(S2)을 제 2정반(321)으로 이송시키도록 진공 흡착이 가능하도록 구비된다.
한편, 제 1챔버(310)의 상부에는 기판(S1)(S2)들의 얼라인 상태의 검사를 위한 다수개의 카메라(312)가 설치된다. 그리고 카메라(312)의 촬영을 위하여 제 1기판(S1)을 상하로 관통한 촬영홀(313)이 제 1챔버(310)에 형성되고, 또한 제 2챔 버(320)에는 기판(S1, S2)의 얼라인먼트를 위한 조명장치(323)가 설치된다. 이 조명장치(323)는 기판(S1, S2)의 얼라인 마크들을 카메라(312)로 촬영하기 위한 조명을 제공한다. 그리고 조명이 카메라(312) 측으로 제공될 수 있도록 제 2챔버(320)에는 상하로 관통하는 조명홀(324)이 각각 형성된다. 이 조명홀(324)과 전술한 촬영홀(323)은 서로 연통하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)에 형성된 얼라인 마크를 카메라(312)가 촬영할 수 있도록 한다.
한편, 제 1챔버(310)의 제 1정반(311)의 상부에는 제 1정반(311)의 상하 승강과 조절을 위하여 6자유도 얼라인먼트가 가능한 정렬유닛(340)이 구비된다. 이 정렬유닛(340)의 구성은 도 2를 참조할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
그리고 정렬유닛(340)의 각각의 액츄에이터들은 모두 제 1챔버(310)를 관통하여 제 1정반(311)에 결합된다. 또한 정렬유닛(340)의 주변과 제 1챔버(310)의 관통부분의 사이에는 벨로우즈(314)가 설치된다. 이 벨로우즈(314)는 제 1챔버(310)의 관통홀(315)에 대한 외부와의 밀폐를 위한 것이다. 벨로우즈(314)는 정렬유닛(340) 전체를 둘러싸도록 구성할 수 있다. 또 다르게는 각각의 액츄에이터에 개별적으로 설치될 수 있다. 각각의 액츄에이터에 개별적으로 설치하는 경우에는 각각의 액츄에이터들이 각각 개별적으로 제 2챔버에 형성된 관통홀을 관통하도록 하는 것이 적절하다.
그리고 또 다른 실시예로 도면에 도시하지 않았지만 제 1정반(311)과 제 2정반 (321)모두에 6자유도 정렬이 가능한 정렬유닛(340)을 설치하여 실시할 수 도 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치는 6자유도 정렬이 가능하도록 하는 정렬유닛을 사용하여 기판의 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 볼 스크류와 모터를 이용한 기계적 구동으로 실시할 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 기판 합착장치는 6자유도로 두 기판의 정렬이 하나의 정렬장치에 의하여 수행되도록 함으로써 종래에 복수의 장치들을 각각 개별 동작시켜 제어하는 경우보다 동작과 조작이 보다 용이하게 이루어질 수 있으며, 또한 기판 합착장치의 정렬유닛의 구성을 가능한 한 간략하게 구성할 수 있으므로 기판 합착장치의 제조효율을 높일 수 있고, 또한 기판 합착장치 및 정렬유닛의 유지 보수 또한 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 제 1기판이 안착되는 제 1정반을 구비하는 제 1챔버;
    상기 제 1챔버로부터 이격되며 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판이 안착되는 제 2정반을 구비하는 제 2챔버; 및
    상기 제 2챔버에 결합되며 상기 제 2챔버의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 정렬유닛을 구비하며, 상기 정렬유닛은 상기 제 2챔버에 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 기판 합착장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 액츄에이터들은 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 2항에 있어서, 상기 제 1챔버는 상부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 상부 챔버 하측에 위치한 하부 챔버인 것을 특징으로 기판 합착장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 1챔버는 하부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 하부 챔버 상측에 위치한 상부 챔버인 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1기판이 안착되는 제 1정반을 구비하는 제 1챔버;
    상기 제 1챔버로부터 이격되며 상기 제 1기판과 합착되는 제 2기판이 안착되는 제 2정반을 구비하는 제 2챔버; 및
    상기 제 2챔버를 관통하여 상기 제 2정반에 결합되며 상기 제 1기판과 상기 제 2기판 사이의 6자유도 조절이 가능하도록 하는 정렬유닛을 포함하며,
    상기 정렬유닛은 상기 제 2정반과 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 기판 합착장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 액츄에이터들은 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.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 액츄에이터들의 주변에는 상기 액츄에이터들과 상기 제 2챔버의 관통부분 사이의 밀폐를 위한 벨로우즈가 설치된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 제 1챔버는 상부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 상부 챔버 하측에 위치한 하부 챔버인 것을 특징으로 기판 합착장치.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 제 1챔버는 하부 챔버이고, 상기 제 2챔버는 상기 하부 챔버 상측에 위치한 상부 챔버인 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
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