KR100913219B1 - Apparatus and method for attaching substrates - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판합착장치 및 기판합착방법에 관한 것으로, 기판합착장치는 상부챔버, 상부챔버에 접하여 합착공간을 형성하는 하부챔버, 합착공간에 질소가스를 공급하는 질소공급원 및 합착공간으로부터 질소가스를 흡입하여 질소공급원으로 이송하는 질소흡입원을 포함하며, 질소흡입원은 흡입된 질소가스를 저장하는 버퍼탱크, 합착공간으로부터 버퍼탱크로 질소가스가 흡입되도록 하기 위한 펌프 및 버퍼탱크로부터 질소가스를 질소공급원으로 이송하기 위한 이송관을 포함한다.The present invention relates to a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method. The substrate bonding apparatus includes an upper chamber, a lower chamber contacting the upper chamber to form a bonding space, a nitrogen supply source supplying nitrogen gas to the bonding space, and nitrogen gas from the bonding space. It includes a nitrogen intake source for inhalation and transfer to the nitrogen supply source, the nitrogen intake source is a buffer tank for storing the sucked nitrogen gas, a pump for sucking the nitrogen gas from the coalescing space into the buffer tank and nitrogen from the buffer tank A conveying tube for conveying to a source.

이러한 구성을 통하여 기판합착공정시 질소가스를 회수하여 재사용함으로써 원가를 절감하는 효과가 있다. 이로 인해 전체 공정의 생산비를 절감하여 생산량을 증대시킬 수 있다.Through this configuration, the cost is reduced by recovering and reusing nitrogen gas during the substrate bonding process. This can reduce the production cost of the entire process to increase the production.

질소공급원, 질소흡입원, 버퍼탱크, 펌프, 이송관, 건공기공급원 Nitrogen Source, Nitrogen Suction Source, Buffer Tank, Pump, Transfer Pipe, Dry Air Supply Source

Description

기판합착장치와 기판합착방법{APPARATUS AND METHOD FOR ATTACHING SUBSTRATES}Substrate Bonding Device and Substrate Bonding Method {APPARATUS AND METHOD FOR ATTACHING SUBSTRATES}

본 발명은 기판합착장치 및 기판합착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시패널의 제조공정에서 기판을 합착시키기 위하여 마련되는 평판표시패널용 기판합착장치 및 기판합착방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method, and more particularly, to a substrate bonding apparatus for a flat panel display panel and a substrate bonding method provided for bonding substrates in a manufacturing process of a flat panel display panel.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되어 왔다. 이에 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel), ELD(Electro Luminescent Display)등 여러가지 평판표시장치가 연구되어 왔고 그 일부는 이미 실생활에 널리 사용되고 있다.As information society has developed, the demand for display devices has increased in various forms. Recently, various flat panel display devices such as liquid crystal display (LCD), plasma display pannel (PDP), and electro luminescent display (ELD) have been studied, and some of them are widely used in real life.

그 중 LCD의 경우에는 CRT(Cathode Ray Tube)에 비하여 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 많이 사용되고 있다. LCD에 사용되는 액정표시패널의 대표적인 예로써 TFT-LCD 패널이 있다. TFT-LCD 패널은 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형 으로 형성된 어레이 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.Among them, LCDs are being used for mobile image display devices because of their excellent image quality compared to CRT (Cathode Ray Tube) and the advantages of light weight, thinness, and low power consumption. A representative example of the liquid crystal display panel used in the LCD is a TFT-LCD panel. In the TFT-LCD panel, an array substrate in which a plurality of thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix form and a color filter substrate in which a color filter or a light shielding film are formed are bonded to each other at intervals of a few μm, and before bonding, The liquid crystal is injected and encapsulated after the polymerization or bonding, thereby producing the panel.

따라서, LCD에 사용되는 액정표시패널을 제조함에 있어서는 어레이 기판 및 컬러 필터 기판을 각각 제조한 후에 양 기판을 합착하고 그 사이의 공간에 액정 물질을 주입하는 공정이 필수적으로 필요하며, 이 중에서 기판을 합착시키는 공정은 LCD의 품질을 결정하는 중요한 공정 중에 하나이다.Therefore, in manufacturing a liquid crystal display panel used in LCD, it is essential to manufacture the array substrate and the color filter substrate, and then attach the two substrates and inject the liquid crystal material into the space therebetween. The bonding process is one of the important processes for determining the quality of the LCD.

기판 합착은 압력을 이용하여 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 서로 가압함으로써 이루어진다. 일반적으로, 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 가압하기 위해서 질소가스가 사용된다. 이때, 기판합착공정마다 새로운 질소가스를 사용할 경우에 소비량에 따른 비용이 증가한다는 문제가 발생한다. Substrate bonding is achieved by pressing the array substrate and the color filter substrate together using pressure. Generally, nitrogen gas is used to pressurize the array substrate and the color filter substrate. At this time, a problem arises that the cost according to the consumption increases when using a new nitrogen gas for each substrate bonding process.

본 발명의 목적은 기판합착공정시 질소가스를 회수하여 재사용할 수 있는 기판합착장치 및 기판합착방법을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method which can recover and reuse nitrogen gas in the substrate bonding process.

본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치는 상부챔버, 상기 상부챔버에 접하여 합착공간을 형성하는 하부챔버, 상기 합착공간에 질소가스를 공급하는 질소공급원 및 상기 합착공간으로부터 상기 질소가스를 흡입하여 상기 질소공급원으로 이송하는 질소흡입원을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a substrate bonding apparatus includes an upper chamber, a lower chamber contacting the upper chamber to form a bonding space, a nitrogen supply source supplying nitrogen gas to the bonding space, and suctioning the nitrogen gas from the bonding space. It includes a nitrogen intake source to the nitrogen source.

본 발명의 실시예에 따른 기판합착방법은 상부챔버와 하부챔버 내부에 제 1기판과 제 2기판을 서로 대향되도록 위치시키는 단계, 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 밀폐시켜 합착공간을 형성하는 단계, 상기 합착공간을 진공배기시키고 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 정렬시키는 단계, 질소공급원이 상기 합착공간에 질소가스를 공급하여 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 가압하는 단계, 질소흡입원이 상기 합착공간으로부터 상기 질소가스를 흡입하여 상기 질소공급원으로 이송하는 단계 및 상기 질소가스가 흡입된 후, 건공기가 상기 합착공간에 공급되어 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 가압하는 단계를 포함한다.Substrate bonding method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of placing the first substrate and the second substrate in the upper chamber and the lower chamber to face each other, forming a bonding space by sealing the upper chamber and the lower chamber, Evacuating the bonding space and aligning the first substrate and the second substrate, a nitrogen supply source supplying nitrogen gas to the bonding space to pressurize the first substrate and the second substrate, and a nitrogen suction source. Sucking the nitrogen gas from the bonding space and transferring the nitrogen gas to the nitrogen supply source; and after the nitrogen gas is sucked, a dry air is supplied to the bonding space to pressurize the first substrate and the second substrate. Include.

본 발명은 기판합착공정시 질소가스를 회수하여 재사용함으로써 원가를 절감하는 효과가 있다. 이로 인해 전체 공정의 생산비를 절감하여 생산량을 증대시킬 수 있다.The present invention has the effect of reducing the cost by recovering and reusing nitrogen gas during the substrate bonding process. This can reduce the production cost of the entire process to increase the production.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 도시한 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판합착장치(100)는 상부챔버(200), 하부챔버(300), 질소공급원(400) 및 질소흡입원(500)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the substrate bonding apparatus 100 includes an upper chamber 200, a lower chamber 300, a nitrogen source 400, and a nitrogen suction source 500.

상부챔버(200)의 하면은 하부챔버(300)와 밀착하여 합착공간을 형성한다. 상정반(210)은 상부챔버(200)의 하방에 배치되며, 판형상으로 형성된다. 상부척(220)은 상정반(210)의 하면에 배치되며, 정전척(ESC: Electrostatic Chuck)을 포함한다. 따라서, 상부척(220)의 하면에 제 1기판(S1)이 부착된다.The lower surface of the upper chamber 200 is in close contact with the lower chamber 300 to form a bonding space. The upper plate 210 is disposed below the upper chamber 200 and is formed in a plate shape. The upper chuck 220 is disposed on the lower surface of the upper plate 210 and includes an electrostatic chuck (ESC). Therefore, the first substrate S1 is attached to the lower surface of the upper chuck 220.

상부챔버(200)의 상면에는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 상대적 위치를 조절하기 위한 카메라부(230)와, 상부척(220)에 제 1기판(S1)을 부착시키거나 분리시키기 위하여 제 1기판(S1)을 흡착 또는 가압하는 기판분리장치(240)가 배치된다.On the upper surface of the upper chamber 200, the camera unit 230 for adjusting the relative position of the first substrate (S1) and the second substrate (S2) and the first substrate (S1) to the upper chuck 220 is attached. Or a substrate separation device 240 for adsorbing or pressing the first substrate S1 to separate or separate the substrate.

카메라부(230)는 상부챔버(200) 및 상정반(210)에 형성된 관통공(231)을 통하여 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)의 정렬상태를 판독한다.The camera unit 230 reads the alignment state of the first substrate S1 and the second substrate S2 through the through holes 231 formed in the upper chamber 200 and the upper surface plate 210.

카메라부(230)는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)에 마련되는 얼라인 마크(미도시)를 중첩하여 관측할 수 있도록 장착되며, 적어도 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 대각된 두 모서리 이상을 중첩 관측하도록 배치된다.The camera unit 230 is mounted to overlap and observe an alignment mark (not shown) provided on the first substrate S1 and the second substrate S2, and at least the first substrate S1 and the second substrate. It is arranged to overlap and observe at least two diagonal edges of (S2).

기판분리장치(240)는 상부챔버(200)와 상정반(210)을 관통하여 배치되는 복수의 분리핀(241)과, 상부챔버(200)의 외부에 배치되어 분리핀(241)을 승강시키는 분리핀작동체(242)를 포함한다.The substrate separating apparatus 240 may include a plurality of separation pins 241 disposed through the upper chamber 200 and the upper plate 210, and the outside of the upper chamber 200 to lift the separation pins 241. Separation pin actuator 242 is included.

분리핀(241)은 중공관 형상으로 설치되고, 분리핀(241)은 분리핀(241) 내부에 진공압을 형성하여 제 1기판(S1)을 흡착하고, 제 1기판(S1)은 상부척(220)의 부착력에 의해 부착된다. 또한, 제 1기판(S1)이 상부척(220)에 부착된 후, 분리핀(241)은 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 합착시에 제 1기판(S1)을 제 2기판(S2)으로 자유낙하시키기 위해 진공압을 차단한다. 따라서, 제 1기판(S1)은 상부 척(220)으로부터 분리되어 제 2기판(S2)을 향해 자유낙하한다.The separating pin 241 is installed in a hollow tube shape, the separating pin 241 forms a vacuum pressure inside the separating pin 241 to adsorb the first substrate S1, and the first substrate S1 is an upper chuck. It is attached by the adhesion of the 220. In addition, after the first substrate S1 is attached to the upper chuck 220, the separating pin 241 removes the first substrate S1 when the first substrate S1 and the second substrate S2 are bonded to each other. The vacuum pressure is cut off to free fall onto the second substrate (S2). Therefore, the first substrate S1 is separated from the upper chuck 220 and freely falls toward the second substrate S2.

하부챔버(300)는 상부챔버(200)의 하방에 배치되며, 구동부(미도시)에 의해 상부챔버(200) 측으로 승강되면서 상부챔버(200)에 밀착되어 합착공간을 형성한다. 하정반(310)은 하부챔버(300)의 상면에 배치되며, 판형상으로 형성된다. 하부척(320)은 하정반(310)의 상면에 배치되며, 정전척(ESC: Electrostatic Chuck)을 포함한다. 따라서, 하부척(320)의 상면에 제 2기판(S2)이 부착된다.The lower chamber 300 is disposed below the upper chamber 200, and is elevated to the upper chamber 200 by a driving unit (not shown) to be in close contact with the upper chamber 200 to form a bonding space. The lower plate 310 is disposed on the upper surface of the lower chamber 300 and is formed in a plate shape. The lower chuck 320 is disposed on the upper surface of the lower plate 310 and includes an electrostatic chuck (ESC). Therefore, the second substrate S2 is attached to the upper surface of the lower chuck 320.

하부챔버(300)의 가장자리에는 상부챔버(200)의 하면에 접촉하여 합착공간의 기밀을 유지하기 위한 실링부재(330)가 마련된다.The edge of the lower chamber 300 is provided with a sealing member 330 for contacting the lower surface of the upper chamber 200 to maintain the airtightness of the bonding space.

하부챔버(300)의 하면에는 제 2기판(S2)을 하부척(320)에 부착시키거나 하부척(320)에 부착된 제 2기판(S2)을 하부척(320)에서 분리하기 위한 기판승강장치(340)가 배치된다.The lower surface of the lower chamber 300 is a substrate lift for attaching the second substrate (S2) to the lower chuck 320 or to separate the second substrate (S2) attached to the lower chuck 320 from the lower chuck 320 Device 340 is deployed.

기판승강장치(340)는 하부챔버(300)와 하정반(310)을 관통하여 배치되는 복수의 승강핀(341)과, 하부챔버(300)의 외부에 마련되어 복수의 승강핀(341)을 승강시키는 승강핀작동체(342)를 포함한다.The substrate lifting device 340 is provided with a plurality of lifting pins 341 disposed through the lower chamber 300 and the lower plate 310, and is provided outside the lower chamber 300 to lift the plurality of lifting pins 341. Lift pin actuator 342 to be included.

승강핀(341)은 중공관 형상으로 설치된다. 제 2기판(S2)이 상부챔버(200)와 하부챔버(300) 내부에 반입되는 경우에, 승강핀(341)은 상승하여 제 2기판(S2)을 지지한다. 뿐만 아니라, 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 합착 후에 승강핀(341)은 합착된 기판을 승강시킴으로써 합착된 기판을 하부챔버(300)로부터 분리시킨다.The lifting pins 341 are installed in a hollow tube shape. When the second substrate S2 is carried in the upper chamber 200 and the lower chamber 300, the lifting pins 341 are raised to support the second substrate S2. In addition, after the bonding of the first substrate S1 and the second substrate S2, the lifting pins 341 separate the bonded substrates from the lower chamber 300 by elevating the bonded substrates.

배기부(350)는 하부챔버(300)의 하방에 설치된다. 배기부(350)는 상부챔버(200)와 하부챔버(300)에 의해 형성되는 합착공간에 진공압을 형성하는 역할을 한다. 배기부(350)는 외부에 별도로 설치되는 진공펌프(351)와, 진공펌프(351)와 합착공간을 연통시키는 배기관(352)을 포함한다.The exhaust part 350 is installed below the lower chamber 300. The exhaust part 350 serves to form a vacuum pressure in the bonding space formed by the upper chamber 200 and the lower chamber 300. The exhaust unit 350 includes a vacuum pump 351 separately installed outside, and an exhaust pipe 352 communicating the vacuum pump 351 and the bonding space.

진공펌프(351)는 드라이 펌프(Dry Pump), 터보모레큘러 펌프(Turbomolecular Pump, TMP), 미케니컬 부스터 펌프(Mechanical Booster Pump) 등이 될 수 있다.The vacuum pump 351 may be a dry pump, a turbomolecular pump (TMP), a mechanical booster pump, or the like.

배기관(352)은 합착공간의 진공압 형성을 위한 진공펌프(351)가 연결되어 진공압을 형성함과 동시에 합착시 필요한 질소가스를 공급하거나, 합착공간의 압력을 대기압 상태의 압력으로 형성되도록 압력기체가 공급되도록 마련될 수도 있다. The exhaust pipe 352 is connected to a vacuum pump 351 for forming a vacuum pressure in the bonding space to form a vacuum pressure and at the same time supplying the nitrogen gas required for bonding, or pressure to form a pressure in the bonding space at atmospheric pressure It may be provided to supply gas.

질소공급원(400)은 합착공간에 질소가스를 공급한다. 질소공급원(400)은 챔버(200, 300) 외부에 별도로 설치되고, 배기관(352)을 통해 질소가스를 공급한다. 질소가스가 합착공간에 공급됨으로써, 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 서로 가압되어 합착된다. 즉, 합착공간의 압력을 상승시킴으로써 가접합된 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2) 내부와 외부의 압력차에 의하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 합착된다. The nitrogen supply source 400 supplies nitrogen gas to the bonding space. The nitrogen supply source 400 is separately installed outside the chambers 200 and 300 and supplies nitrogen gas through the exhaust pipe 352. As the nitrogen gas is supplied to the bonding space, the first substrate S1 and the second substrate S2 are pressurized with each other to be bonded. That is, the first substrate S1 and the second substrate S2 are bonded by the pressure difference between the inside and the outside of the first substrate S1 and the second substrate S2 that are temporarily bonded by increasing the pressure of the bonding space.

질소흡입원(500)은 배기관(352)을 통해, 합착공간에 공급된 질소가스를, 흡입한다. 질소흡입원(500)은 흡입된 질소가스를 저장하는 버퍼탱크(510), 합착공간으로부터 버퍼탱크(510)로 질소가스가 흡입되도록 하기 위한 펌프(520) 및 버퍼탱크(510)로부터 질소가스를 질소공급원(400)으로 이송하기 위한 이송관(530)을 포함한다. The nitrogen suction source 500 sucks the nitrogen gas supplied to the bonding space through the exhaust pipe 352. Nitrogen intake source 500 is a buffer tank 510 for storing the sucked nitrogen gas, the pump 520 and nitrogen buffer from the buffer tank 510 to suck the nitrogen gas from the coalescing space to the buffer tank 510. It includes a transfer pipe 530 for transferring to the nitrogen source 400.

버퍼탱크(510)는 펌프(520)를 통해 합착공간으로부터 흡입된 질소가스를 저장한다. 또한, 버퍼탱크(510)로 질소가스를 흡입시, 일부 손실된 질소가스를 보충 하기 위해, 질소가스의 일부를 버퍼탱크로 충전한다. 그리고, 이송관(530)을 통해 질소가스가 질소공급원(400)으로 이송됨으로써 질소가스를 재사용할 수 있다. 따라서, 다음 기판합착공정시 질소가스를 재사용할 수 있으므로 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. The buffer tank 510 stores nitrogen gas sucked from the bonding space through the pump 520. In addition, when the nitrogen gas is sucked into the buffer tank 510, a part of the nitrogen gas is filled into the buffer tank to replenish some of the lost nitrogen gas. Then, the nitrogen gas is transferred to the nitrogen supply source 400 through the transfer pipe 530 to reuse the nitrogen gas. Therefore, since the nitrogen gas can be reused in the next substrate bonding process, the cost can be reduced.

질소공급원(400) 및 질소흡입원(500)과 더불어 건공기공급원(600)은 기판합착장치(100)에 포함될 수 있다. 건공기공급원(600)은 배기관(352)을 통해 합착공간에 건공기(dry air)를 공급한다. 건공기는, 질소가스가 질소흡입원(500)으로 흡입된 후, 합착공간에 공급된다. 따라서, 건공기로 인해 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 2차적으로 가압된다. 그리하여 질소가스보다 가격이 저렴한 건공기를 사용하여 2차 가압을 함으로써, 비용면에서 원가를 절감하는 효과가 있다. 또한, 건공기로 인해 상부챔버(200)와 하부챔버(300) 내부는 대기압 상태로 되고, 대기압인 상태로 챔버(200, 300) 내부가 개방되므로 다음 기판합착공정시 따로 챔버(200, 300) 내부를 대기압 상태로 만들 필요가 없어서 유리하다.The dry air supply source 600 together with the nitrogen supply source 400 and the nitrogen suction source 500 may be included in the substrate bonding apparatus 100. The dry air supply source 600 supplies dry air to the bonding space through the exhaust pipe 352. The dry air is supplied to the bonding space after nitrogen gas is sucked into the nitrogen suction source 500. Therefore, the first substrate S1 and the second substrate S2 are pressurized secondarily by the dry air. Thus, by pressurizing the secondary air using a dry air that is cheaper than nitrogen gas, there is an effect of reducing the cost in terms of cost. In addition, the upper chamber 200 and the lower chamber 300 inside the atmospheric pressure due to the dry air, the chamber 200, 300 is opened in the atmospheric pressure state, so the chamber 200, 300 separately during the next substrate bonding process This is advantageous because it does not need to bring the interior to atmospheric pressure.

질소공급원(400), 질소흡입원(500) 및 건공기공급원(600)은 필터를 설치하여 미연에 질소가스 또는 건공기에 이물질이 들어가는 것을 방지할 수 있다.The nitrogen source 400, the nitrogen suction source 500, and the dry air supply source 600 may install a filter to prevent foreign substances from entering the nitrogen gas or the dry air in advance.

구동부(미도시)는 하부챔버(300)와 상부챔버(200)가 합착공간을 형성하도록 하부챔버(300)를 상부챔버(200) 측으로 승강시킨다. The driving unit (not shown) lifts the lower chamber 300 toward the upper chamber 200 so that the lower chamber 300 and the upper chamber 200 form a bonding space.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착방법을 나타낸 순서도이다. 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.2 is a flow chart showing a substrate bonding method according to an embodiment of the present invention. 3a to 3f is an operation diagram showing an operating state of the substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3f를 참조하면, 먼저 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 기판공급장치(미도시)에 의해 상부챔버(200)와 하부챔버(300) 사이로 공급된다.2 to 3F, first and second substrates S1 and S2 are first supplied between the upper chamber 200 and the lower chamber 300 by a substrate supply device (not shown).

제 1기판(S1)이 먼저 공급될 경우에는 제 1기판(S1)이 상부챔버(200)와 하부챔버(300) 사이로 진입됨에 따라 상부척(220)에 의해 부착된다. 제 2기판(S2)이 공급될 경우에는 하부챔버(300)에 배치된 승강핀(341)이 승강핀작동체(342)에 의해 하부챔버(300)의 상부로 상승하고, 상승하는 승강핀(341)에 의해 상부챔버(200)와 하부챔버(300) 사이에 위치한 제 2기판(S2)이 지지된다. 승강핀(341)이 승강핀작동체(342)에 의해 하강되면서 승강핀(341)에 지지된 제 2기판(S2)이 함께 하강하고, 제 2기판(S2)의 하방에 위치한 하부척(320)에 부착된다(도 3a참조)(S110). When the first substrate S1 is supplied first, the first substrate S1 is attached by the upper chuck 220 as it enters between the upper chamber 200 and the lower chamber 300. When the second substrate S2 is supplied, the elevating pin 341 disposed in the lower chamber 300 is raised by the elevating pin actuator 342 to the upper portion of the lower chamber 300, and the elevating pin ( The second substrate S2 positioned between the upper chamber 200 and the lower chamber 300 is supported by the 341. As the lifting pin 341 is lowered by the lifting pin actuator 342, the second substrate S2 supported by the lifting pin 341 is lowered together, and the lower chuck 320 positioned below the second substrate S2. ) (See FIG. 3A) (S110).

제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 부착이 완료되면, 구동부(미도시)에 의해 하부챔버(300)가 상부챔버(200) 측으로 상승하고, 하부챔버(300)의 상면이 상부챔버(200)의 하면에 밀착되면서 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 합착을 위한 합착공간이 형성된다(도 3b참조)(S120). 이때, 상부챔버(200)와 하부챔버(300)는 하부챔버(300)의 상면 가장자리에 배치된 실링부재(330)에 의해 기밀이 유지된다. When the attachment of the first substrate S1 and the second substrate S2 is completed, the lower chamber 300 is raised to the upper chamber 200 by a driving unit (not shown), and the upper surface of the lower chamber 300 is upper. While being in close contact with the lower surface of the chamber 200, a bonding space for bonding the first substrate S1 and the second substrate S2 is formed (see FIG. 3B) (S120). At this time, the upper chamber 200 and the lower chamber 300 is kept airtight by the sealing member 330 disposed on the upper edge of the lower chamber 300.

합착공간이 형성되면, 합착공간에 진공압을 형성하고, 정렬수단(미도시)에 의해 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 정렬된다(도 3b참조)(S130). 이때, 카메라부(230)는 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 얼라인 마크(미도시)를 촬영하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 얼라인 상태를 확인한다. When the bonding space is formed, a vacuum pressure is formed in the bonding space, and the first substrate S1 and the second substrate S2 are aligned by alignment means (not shown) (see FIG. 3B) (S130). At this time, the camera unit 230 photographs the alignment marks (not shown) of the first substrate S1 and the second substrate S2 to determine the alignment state of the first substrate S1 and the second substrate S2. Check it.

정렬이 완료되면, 상부척(220)에 부착된 제 1기판(S1)을 하부척(320)에 부착된 제 2기판(S2)의 상부로 자유낙하시켜 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)을 가접합한 다. 가접합된 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 외부에 질소가스를 공급하여 압력을 가함으로써, 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 견고하게 부착되어 합착된다(도 3c참조)(S140). 즉, 합착공간의 압력을 상승시킴으로써 가접합된 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2) 내부와 외부의 압력차에 의하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)은 합착된다. When the alignment is completed, the first substrate (S1) attached to the upper chuck 220 is freely dropped to the upper portion of the second substrate (S2) attached to the lower chuck 320, the first substrate (S1) and the second substrate. Temporarily attach (S2). By supplying nitrogen gas to the outside of the temporary bonded first substrate S1 and the second substrate S2 and applying pressure, the first substrate S1 and the second substrate S2 are firmly attached and bonded ( 3C) (S140). That is, the first substrate S1 and the second substrate S2 are bonded by the pressure difference between the inside and the outside of the first substrate S1 and the second substrate S2 that are temporarily bonded by increasing the pressure of the bonding space.

그리고, 질소가스를 공급하여 압력을 가한 후, 질소흡입원(500)에 의해 질소가스가 흡입된다(도 3d참조). 흡입된 질소가스는 다음 기판합착공정을 대비하여 질소공급원(400)으로 이송된다(S150). After supplying nitrogen gas and applying pressure, the nitrogen gas is sucked by the nitrogen intake source 500 (see FIG. 3D). The sucked nitrogen gas is transferred to the nitrogen supply source 400 in preparation for the next substrate bonding process (S150).

질소가스의 흡입이 완료되면, 건공기를 합착공간에 공급하여 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)을 2차적으로 가압할 수도 있다(도 3e참조)(S160). 또한, 건공기에 의해 합착공간 내부는 대기압 상태로 된다. 또한, 이후에 대기압인 상태로 챔버(200, 300) 내부가 개방되므로 다음 기판합착공정시 따로 챔버(200, 300) 내부를 대기압 상태로 만들 필요가 없다.When the suction of the nitrogen gas is completed, the dry air may be supplied to the bonding space to pressurize the first substrate S1 and the second substrate S2 secondaryly (see FIG. 3E) (S160). In addition, the inside of the bonding space is brought into an atmospheric pressure state by the dry air. In addition, since the inside of the chambers 200 and 300 are opened in a state of atmospheric pressure afterwards, it is not necessary to make the interior of the chambers 200 and 300 into the atmospheric pressure in the next substrate bonding process.

최종적으로, 제 1기판(S1)과 제 2기판(S2)의 합착이 완료되면, 상부챔버(200)와 하부챔버(300)를 개방하여 합착된 기판을 기판합착장치(100)의 외부로 반출한다(도 3f참조).Finally, when the bonding of the first substrate S1 and the second substrate S2 is completed, the upper chamber 200 and the lower chamber 300 are opened to carry out the bonded substrate to the outside of the substrate bonding apparatus 100. (See Fig. 3f).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실 시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although described in detail with respect to preferred embodiments of the present invention as described above, those of ordinary skill in the art, without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims Various modifications may be made to the invention. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.

예를 들어, 본 발명에 다른 부가적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나, 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수적 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.For example, the present invention may be implemented by adding a component having another additional function or replacing the component with another component. However, all other modified embodiments include essential components of the present invention should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치를 도시한 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착방법을 나타낸 순서도이다. 2 is a flow chart showing a substrate bonding method according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 기판합착장치의 작동상태를 나타낸 작동도이다.3a to 3f is an operation diagram showing an operating state of the substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

**도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명**** Description of the symbols of the main parts of the drawings **

100: 기판합착장치100: substrate bonding device

200: 상부챔버200: upper chamber

300: 하부챔버300: lower chamber

400: 질소공급원400: nitrogen source

500: 질소흡입원500: nitrogen intake source

510: 버퍼탱크510: buffer tank

520: 펌프520: pump

530: 이송관530: transfer pipe

600: 건공기공급원600: dry air supply source

Claims (4)

삭제delete 상부챔버;Upper chamber; 상기 상부챔버에 접하여 합착공간을 형성하는 하부챔버;A lower chamber in contact with the upper chamber to form a bonding space; 상기 합착공간에 질소가스를 공급하는 질소공급원; 및A nitrogen supply source for supplying nitrogen gas to the coalescing space; And 상기 합착공간으로부터 상기 질소가스를 흡입하여 상기 질소공급원으로 이송하는 질소흡입원;을 포함하며, And a nitrogen suction source for sucking the nitrogen gas from the coalescing space and transferring the nitrogen gas to the nitrogen supply source. 상기 질소흡입원은 흡입된 상기 질소가스를 저장하는 버퍼탱크, 상기 합착공간으로부터 상기 버퍼탱크로 상기 질소가스가 흡입되도록 하기 위한 펌프 및 상기 버퍼탱크로부터 상기 질소가스를 상기 질소공급원으로 이송하기 위한 이송관을 포함하는 기판합착장치. The nitrogen intake source is a buffer tank for storing the sucked nitrogen gas, a pump for sucking the nitrogen gas from the coalescing space into the buffer tank, and a transfer for transferring the nitrogen gas from the buffer tank to the nitrogen supply source. Substrate bonding apparatus comprising a tube. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 합착공간에 건공기를 공급하는 건공기공급원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판합착장치.Substrate bonding apparatus further comprises a dry air supply source for supplying dry air to the bonding space. 상부챔버와 하부챔버 내부에 제 1기판과 제 2기판을 서로 대향되도록 위치시키는 단계;Positioning the first substrate and the second substrate to face each other in the upper chamber and the lower chamber; 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 밀폐시켜 합착공간을 형성하는 단계;Sealing the upper chamber and the lower chamber to form a bonding space; 상기 합착공간을 진공배기시키고, 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 정렬시키는 단계;Evacuating the bonding space and aligning the first substrate and the second substrate; 질소공급원이 상기 합착공간에 질소가스를 공급하여 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 가압하는 단계;Pressurizing the first substrate and the second substrate by supplying nitrogen gas to the bonding space by a nitrogen source; 펌프에 의하여 상기 합착공간으로부터 상기 질소가스가 흡입되고, 흡입된 상기 질소가스가 이송관을 통하여 버퍼탱크로 이송되며, 이송된 상기 질소가스가 상기 버퍼탱크에 저장되는 단계; 및The nitrogen gas is sucked from the coalescing space by a pump, the sucked nitrogen gas is transferred to the buffer tank through a transfer pipe, and the transferred nitrogen gas is stored in the buffer tank; And 상기 질소가스가 흡입된 후, 건공기가 상기 합착공간에 공급되어 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 가압하는 단계를 포함하는 기판합착방법.And after the nitrogen gas is inhaled, a dry air is supplied to the bonding space to pressurize the first substrate and the second substrate.
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