KR100963439B1 - 기판 접합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로, 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블과, 상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부와, 상기 복수의 상측 정전척부에 각기 전원을 제공하는 복수의 전원 제어부 및 상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하는 기판 접합 장치를 제공한다. 이와같이 복수의 전원 제어부를 통해 복수의 상측 정전척부를 각기 독립적으로 구동시켜 다양한 사이즈의 기판을 처킹하고, 유지 보수와 수리 비용을 절감시킬 수 있다.

기판 접합, 액정 표시 패널, 정전척, 전원 제어, 독립 구동

Description

기판 접합 장치{SUBSTRATE ASSEMBLING APPARATUS}

본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로, 평판 표시 패널의 구성 요소인 한쌍의 기판을 접합시키는 기판 접합 장치에 관한 것이다.

종래에는 표시 장치로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하였다. 이는 그 부피가 크고 무거운 단점이 있었다. 이에 최근에는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 EL(Organic Light Emitting Device; OLED)와 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 이는 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.

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 실란트를 도포한다. 이어서, 화소 전극이 형성된 하부 기판 면과 공통 전극이 형성된 상부 기판 면이 서로 대향하도록 위치시킨 다음 두 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다.

여기서, 상기 하부 기판과 상부 기판 간을 대향 배치시키고, 이들을 합착 밀봉하기 위해 기판 접합 장치가 사용된다. 이러한, 기판 접합 장치는 하부 기판과 상부 기판 간을 대향 배치시키기 위해서는 상부 기판을 일정 높이로 들어올려야 한다. 이때, 상부 기판을 들어올리기 위한 힘으로 진공 흡착력 또는 정전력을 사용한다. 그리고, 정전력 인가를 위해 기판 접합 장치는 정전척을 사용한다.

이때, 기존에 상부 기판을 처킹 하기 위한 정전척은 단일 판 형상으로 제작되었다. 즉, 정전척은 단일 판의 표면에 전극 패턴을 형성하고, 이 전극 패턴에 전원을 인가하여 기판을 처킹하였다.

이와 같이 정전척의 경우, 단일 판 상의 전극 패턴 중 일부가 손상을 받는 경우, 전체 정전척이 원활히 구동하지 못하는 문제가 발생한다. 즉, 정전척의 전극 패턴은 그 극성에 따라 서로 연결되어 있기 때문에 일부 전극 패턴에 발생한 손상으로 인해 전체 전극 패턴에 전원이 인가되지 못하여 정전척으로써 기능하지 못하게 된다. 또한, 정전척의 일부 영역에 손상이 발생하는 경우에는 정전척 전체를 교체하여야 한다. 이로인해 유지 보수 비용을 증대시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 각기 그 표면에 전극 패턴이 형성된 복수의 정전척부를 장착하고, 이들 각각이 독립적으로 구동되도록 하여 정전척부에 국부적인 손상이 발생하더라도 원활히 기판을 처킹하여 내구성이 증진되고 유지 보수 비용을 절감시킬 수 있으며, 다양한 사이즈의 기판을 처킹할 수 있는 기판 접합 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 챔버부와, 상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블과, 상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부와, 상기 복수의 상측 정전척부에 각기 전원을 제공하는 복수의 전원 제어부 및 상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하는 기판 접합 장치를 제공한다.

상기 복수의 전원 제어부는 각기 독립적으로 구동하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 상측 정전척부 각각은 각기 전기적으로 연결된 복수의 양 전극 패턴과 복수의 음 전극 패턴을 구비하고, 상기 복수의 전원 제어부 각각은 상기 양 전극 패턴과 상기 음 전극 패턴에 전기적으로 접속된 연결 단자부와, 전원 인가를 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러와 상기 연결 단자부 간을 전기적으로 연결하는 연결 배선부를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 연결 단자부로 소켓 또는 커넥터를 사용하고, 상기 연결 단자부는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련되는 것이 바람직하다.

상기 연결 단자부는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 매립되고 그 일부가 노출되거나, 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련된 오목홈 내에 장착되는 것이 효과적이다.

상기 컨트롤러는 상기 상측 테이블의 상측 표면상에 마련되거나, 상기 챔버부 외측 영역에 마련되는 것이 바람직하다.

상기 상측 정전척부 각각은 베이스 판과, 상기 베이스 판에 위치하는 완충층과, 상기 완충층 상에 위치하는 제 1 필름층과, 상기 제 1 필름층 상에 형성되고, 상기 복수의 양 전극 패턴과 복수의 음 전극 패턴을 구비하는 전극층과, 상기 전극층을 피복하는 제 2 필름층을 포함하고, 상기 전극 층은 상기 복수의 양 전극 패턴 간을 연결하는 양 전극 연결 배선과, 상기 복수의 음 전극 패턴 간을 연결하는 음 전극 연결 배선을 구비하는 것이 효과적이다.

상기 복수의 양 전극 패턴과 상기 복수의 음 전극 패턴은 판 형상으로 제작되고 매트릭스 형태로 서로 엇갈리게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 상측 정전척부 각각은 일 양 전극 패턴에 접속된 양 단자와, 일 음 전극 패턴에 접속된 음 단자 그리고, 상기 양 단자와 상기 음 단자에 각기 전기적으로 연결되고 상기 전원 제어부의 상기 연결 단자부에 접속되는 전원 접속부를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 복수의 전원 제어부에 전원을 제공하는 전원 공급부를 더 포함하는 것 이 바람직하다.

상기 복수의 상측 정전척부는 상기 상측 테이블의 하측 표면에 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 하측 테이블을 이동시키는 하측 스테이지부와, 상기 상측 테이블을 이동시키는 상측 스테이지부를 더 포함하는 것이 효과적이다.

상기 하측 스테이지부는 상기 하측 테이블의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절부를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 적어도 하나의 하측 정전척부에 전원을 제공하는 적어도 하나의 하측 전원 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 복수의 전원 제어부를 통해 복수의 상측 정전척부를 각기 독립적으로 구동시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 상측 정전척부를 각기 독립적 또는 개별적으로 구동시켜 다양한 사이즈의 기판을 처킹할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 상측 정전척부를 각기 독립적 또는 개별적으로 구동시켜 일부의 정전척부에 손상이 발생하더라도 인접한 정전척부에 의해 처킹력을 유지할 수 있고, 손상이 발생한 정전척부만을 교환함으로 인해 유지 보수와 수리 비용을 절감시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 복수의 정전척부의 배치를 설명하기 위한 상측 테이블의 평면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 정전척부의 단면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 정전척부의 전극 패턴을 설명하기 위한 정전척부의 평면도이다. 도 5 및 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 정전척부의 평면도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도이다. 도 8 및 도 9는 일 실시예의 변형예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도이다. 도 10은 기판에 따른 일 실시예의 정전척부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치는 내부 공간을 구비하는 챔버부(100)와, 챔버부(100) 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블(200)과 하측 테이블(300) 그리고, 상기 상측 테이블(200)의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부(400)와, 복수의 상측 정전척부에 각기 전원을 제공하는 복수의 전원 제어부(500)와, 상기 하측 테이블(300)의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부(600)와, 상기 하측 테이블(300)을 이동시키는 하측 스테이지부(700) 및 상기 상측 테이블(200)을 이동시키는 상측 스테이지부(800)를 구비한다.

이때, 도시되지 않았지만, 상기 챔버부(100)를 감싸고, 상기 하부 스테이지부(700)와 상부 스테이지부(800)가 배치된 별도의 프레임을 더 구비할 수 있다. 또한, 하측 정전척부(600)에 각기 전원을 제공하는 복수의 하측 전원 제어부(미도시)를 더 구비할 수도 있다.

상술한 챔버부(100)는 기판 접합을 수행하는 공간을 형성하는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)를 구비한다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 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 구비할 수 있다. 또한, 챔버부(100)는 내부 공간의 불순물을 배기하는 별도의 퍼지 수단을 더 구비할 수 있다. 도 1에서는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)가 결합된 형상을 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 챔버부(100)는 상측부, 측벽부 및 하측부로 구성될 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 상기 챔버부(100)의 일측에는 기판이 출입하는 출입구가 마련된다. 그리고, 출입구를 개폐하는 별도의 게이트 벨브를 더 구비할 수도 있다. 물론 상기 챔버부(100)의 상부 챔버(110) 또는 하부 챔버(120)가 승강하여 기판이 챔버부(100) 내외측으로 출입할 수도 있다. 이때, 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120) 각각을 승강시키는 별도의 승강 부재들이 더 구비될 수 있다.

상측 테이블(200)은 판형상으로 제작되어, 상부 챔버(110)의 내측면에 인접 배치된다. 상기 판의 형상을 상측 테이블(200)의 하측면에 위치하는 기판의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 본 실시예에서는 상측 테이블(200)을 사각 판 형상으로 제작한다. 또한, 하측 테이블(300)도 판 형상으로 제작하고, 하측 챔버(120)의 내측면에 인접 배치한다. 그리고, 하측 테이블의 형상은 상측 테이블과 유사 또는 동일한 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 상측 테이블(200)의 하측면과 하측 테이블의 상측면이 서로 마주 보도록 배치될 수 있다.

복수의 상측 정전척부(400)는 상측 테이블(200)의 하측 표면에 매트릭스 형태로 장착 고정된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 20개(예를 들어, 4*5 행렬)의 상측 정전척부(400)가 상측 테이블(200)의 하측 표면 전체에 걸쳐 배치된다. 물론 상측 정전척부(400)의 개수는 이에 한정되지 않고, 이보다 많은 개수 또는 적은 개수의 정전척부가 사용될 수 있다.

상기 상측 정전척부(400) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 베이스 판(410)과, 베이스 판(410)에 위치하는 완충층(420)과, 완충층(420) 상에 위치하는 제 1 필름층(430)과, 제 1 필름층(430) 상에 형성된 전극층(440)과, 상기 전극층(440)을 피복하는 제 2 필름층(450)을 구비한다. 여기서, 완충층(4200은 제 1 접착 부재(411)에 의해 베이스 판(410)에 부착되고, 제 1 필름층(420)은 제 2 접착 부재(421)에 의해 완충층(420) 상에 부착된다. 그리고, 상기 전극층(440)은 복수의 전극 패턴을 구비하고, 복수의 전극 패턴이 제 3 접착 부재(431)에 의해 제 1 필름층(420) 상에 부착된다. 그리고, 제 2 필름층(450)은 제 4 접착 부재(431)에 의해 전극층(440)이 그 상측 영역에 위치하는 제 1 필름층(450)과 전극층(440)에 부착된 다.

이와 같이 본 실시예의 상측 정전척부(400)는 베이스 판(410)과 전극층(440) 사이에 완충층(420)을 두어 상측 정전척부(400) 표면을 유연하여, 기판(11)에 밀착되도록 할 수 있다. 즉, 상기 기판(11)의 표면에 굴곡이 있을 경우, 전극층(440) 하측에 완충층(420)이 없는 경우에는 상기 굴곡에 의해 전극층(440)과 기판(11) 사이가 완전히 밀착되지 않고, 소정의 이격 공간이 발생된다. 이는 처킹력 저하를 이르킨다. 하지만, 본 실시예에서와 같이 전극층(440) 하측에 완충층(420)이 있는 경우에는 기판(11) 표면의 굴곡을 완충층(420)에서 흡수하여 기판(11) 표면과 전극층(440) 사이에 이격 공간 없이 밀착시킬 수 있다. 또한, 외부 힘이 상측 정전척부(400) 상측 표면 영역에 인가되는 경우, 완충층(420)이 이 힘을 흡수하여 외부 힘에 의한 전극층(440)의 손상을 방지할 수 있다. 이때, 상기 완충층(420)으로 고무 또는 실리콘 고무를 사용하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 완충재 역할을 할 수 있는 다양한 물질들이 사용될 수 있다.

여기서, 본 실시예의 베이스 판(410)은 금속성의 물질로 제작하는 것이 효과적이다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 4 접착 부재(411, 421, 431, 441)로 접착제를 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 제 1 필름층(430)으로 폴리이미드(Polyimide) 또는 캡톤(Kapton)을 사용할 수 있다. 그리고, 제 2 필름층(450)으로 폴리에스테르(Polyester)를 사용할 수 있다. 물론 제 1 및 제 2 필름층(430, 450)은 이에 한정되지 않고, 상기 전극층(440)을 보호할 수 있는 다양한 절연성 필름을 사용할 수 있다.

본 실시예의 전극층(440)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 양 전극 패턴(442)과 복수의 음 전극 패턴(443) 그리고, 양 전극 패턴(442)에 전기적으로 접속되어 양 전원을 입력받는 양 단자(444)와 음 전극 패턴(443)에 전기적으로 접속되어 음 전원을 입력받는 음 단자(445)를 구비한다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 양 단자(444)와 음단자(445)에 각기 접속되고, 외부 전원 입력단으로부터 해당 전원을 인가받는 전원 접속부(460)를 더 구비한다. 이때, 전원 접속부(460)는 상기 양 단자(444)와 음 단자(445)에 각기 접속된 제 1 및 제 2 배선부와, 상기 제 1 및 제 2 배선부 끝단에 각기 마련된 양 및 음 접속 단자를 구비한다. 여기서, 상기 배선부는 피복된 배선을 사용한다. 그리고, 상기 양 접속 단자와 음 접속 단자는 컨넥터 또는 소켓 형태로 제작될 수 있다. 물론 배선 형태로 제작될 수도 있다.

그리고, 복수의 양 전극 패턴(442) 간을 전기적으로 연결하는 복수의 양 전극 연결 배선(446)과, 복수의 음 전극 패턴(443) 간을 전기적으로 연결하는 복수의 음 전극 연결 배선(447)을 더 구비한다. 이를 통해 양 단자(444)로 부터 인가된 전원이 양 전극 연결 배선(446)을 통해 연결된 복수의 양 전극 패턴(442)에 제공되고, 음 단자(445)로 부터 인가된 전원이 음 전극 연결 배선(447)을 통해 연결된 복수의 음 전극 패턴(443)에 제공된다.

이때, 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)은 사각 판 형상으로 제작되고, 이들이 서로 엇갈리도록 메트릭스 배열된다. 즉, 양 전극 패턴(442)의 인접 영역에 음 전극 패턴(443)이 위치하도록 하고, 음 전극 패턴(443)의 인접 영역에 양 전극 패턴(442)이 위치하도록 한다. 물론 도 4에서는 5개의 양 전극 패턴(442)과 4개의 음 전극 패턴(443)이 3*3 행렬 형상으로 배치되었다. 이때, 제 1 및 제 2 열의 음 전극 패턴(443)은 서로 이격된 공간 사이로 연장된 음 전극 연결 배선(447)에 의해 연결되고, 제 3 열의 음 전극 패턴(443)은 제 2 열의 음 전극 패턴(443)에 접속되고 그 일부가 양 전극 패턴(442)의 가장자리를 따라 연장된 음전극 연결 배선(447)에 의해 연결된다. 그리고, 제 2 및 제 3 열의 양 전극 패턴(442)은 서로 이격된 공간 사이로 연장된 양 전극 연결 배선(446)에 의해 연결되고, 제 1 열의 두 양 전극 패턴(442)은 그 일부가 음 전극 패턴(443)의 가장자리를 따라 연장된 양 전극 연결 배선(447)에 의해 연결되고, 이중 하나의 양 전극 패턴(442)은 제 3 열의 양 전극 패턴(442)에 접속되고 그 일부가 음 전극 패턴(443)의 가장자리를 따라 연장된 양 전극 연결 배선(446)에 의해 연결된다.

또한, 도 5의 변형예에서와 같이 각기 8개의 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)이 4*4 행렬 형상으로 배치될 수도 있다. 이때, 제 1 열과 제 2 열 그리고, 제 3 열과 제 4 열의 음 전극 패턴(443)은 서로 이격된 공간 사이로 연장된 음 전극 연결 배선(447)에 의해 연결되고, 제 1 열과 제 3 열의 음 전극 패턴(443)은 그 일부가 양 전극 패턴(442)의 가장자리를 따라 연장된 음 전극 연결 배선(447)에 의해 연결된다. 그리고, 제 2 열과 제 3 열의 양 전극 패턴(442)은 서로 이격된 공간 사이로 연장된 양 전극 연결 배선(446)에 의해 연결되고, 제 1 열 및 제 4 열 각각의 두 양 전극 패턴(442)은 그 일부가 음 전극 패턴(443)의 가장자리를 따라 연장된 양 전극 연결 배선(447)에 의해 각기 연결되고, 제 1 열의 양 전극 패 턴(442)은 그 일부가 음 전극 패턴(443)의 가장자리를 따라 연장된 양 전극 연결 배선(447)에 의해 연결되고, 제 4 열의 양 전극 패턴(442)은 그 일부가 음 전극 패턴(443)의 가장자리를 따라 연장된 양 전극 연결 배선(447)에 의해 연결된다.

물론 본 실시예의 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)의 개수와 그 행렬 형태는 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 작을 수가 있다.

또한, 양 전극 패턴(442)과 음전극 패턴(443)의 형상은 이에 한정되지 않고, 도 6의 변형예에서와 같이 손가락 형상의 양 전극 패턴(442)과 음 전극 패턴(443)이 엇갈리게 배치될 수도 있다. 손가락 형상의 복수의 양 전극 패턴(442)이 하나의 양 전극 패턴(442)에 연결되고, 복수의 음 전극 패턴(442)이 하나의 음 전극 패턴(442)에 연결되기 때문에 별도의 연결 배선이 구비되지 않을 수 있다. 그리고, 이때, 하나의 양 전극 패턴(442)의 끝단은 양 단자(444)에 접속되고, 하나의 음 전극 패턴(443)의 끝단은 음 단자(445)에 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형상의 양 전극 패턴(442)과 음전극 패턴(443)은 서로 엇갈리게 배치되는 것이 가능하다.

상술한 구조의 복수의 상측 정전척부(400)를 상측 테이블(200)에 배치시킴으로써, 대면적의 기판(11)을 포함하는 다양한 사이즈의 기판을 들어올릴 수 있다.

즉, 기판(11, 12)의 사이즈가 증대되는 경우, 이를 지지 고정하기 위한 정전척부의 사이즈 또한 증대하게 된다. 하지만 정전척부의 사이즈가 증대될 경우, 정전척 내의 전극 패턴에 의한 저항 증가로, 정전척부의 가장자리 영역과 중심 영역간의 전자기력의 차가 발생하게 되어 기판을 원할하게 처킹하지 못하는 문제가 발 생한다. 이에 본 실시예에서는 작은 사이즈(즉, 그 중심과 가장자리 영역 간의 전자기력 차가 발생하지 않는 사이즈, 예를 들어, 3세대(550*650mm) 이하에 사용되었던 척 사이즈)의 다수의 상측 정전척부(400)를 상측 테이블(200)에 균일하게 장착시킴으로 인해 상측 정전척부(400)의 처킹력을 향상시킬 수 있다. 즉, 정전척부(400)의 사이즈를 50*50mm 내지 550*650mm 범위 내에서 선택하여 사용할 수 있다. 상기 사이즈보다 작을 경우에는 장착되는 정전척부(400)의 개수가 많아져 이를 테이블에 결합하는 공정 시간이 증대되고, 상기 범위보다 클 경우에는 정전척부의 처킹력이 균일하지 못하는 문제가 발생한다. 이를 통해 기판 사이즈가 증대(예를 들어 6세대(1500*1800mm) 이상)되더라도 기판을 안정적으로 지지 고정시킬 수 있다.

또한, 종래에는 상측 테이블(200) 상에 하나의 정전척을 배치시킴으로 인해 정전척 내의 전극 패턴에 손상이 발생한 경우에는 전체 정전척을 교체하였다. 또한, 공정 진행중에 전극 패턴에 손상이 발생하였을 때, 정전척은 기판을 처킹하지 못하고 떨어뜨리게 되어 제품의 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생하였다. 그러나, 본 실시예에서는 상측 테이블(200) 상에 복수의 정전척부(400)를 배치하고, 이들 각각을 각기 독립적으로 구동시킨다.

도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 복수의 정전척부(400) 각각에 전원을 제공하는 복수의 전원 제어부(500)를 두어 복수의 정전척부(400)를 독립적으로 구동시킬 수 있다.

복수의 전원 제어부(500) 각각은 전원 인가를 제어하는 컨트롤러(510)와, 컨 트롤러(510)에 접속 연장된 연결 배선부(520)와, 연결 배선부(520) 끝단에 마련되어 해당 정전척부(400)의 양 단자(444) 및 음 단자(445)에 전기적으로 접속되는 연결 단자부(530)를 구비한다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 전원 제어부(500)에 전원을 제공하는 별도의 전원 공급부(900)를 더 구비한다.

본 실시예에서는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러(510)를 상측 테이블(200)의 상측 표면에 배치시켰다. 전원 공급부(900)로 부터 복수의 컨트롤러(510)에 전원을 제공한다. 이를 통해 상측 테이블(200)의 이동시에도 복수의 정전척부(400)에 각기 전원을 제공할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 연결 단자부(530)를 상측 테이블(200)의 하측 표면에 배치하였다. 이때, 복수의 정전척부(400)의 가장자리 하측 영역에 연결 단자부(530)를 배치시켜 정전척부(400)의 전원 접속부(460)가 상기 연결 단자(530)에 접속되도록 하였다. 즉, 본 실시예의 연결 단자부(530)는 정전척부(400)의 개수 만큼 형성되고, 연결 배선부(520)를 통해 연결 단자부(530)에 접속되는 컨트롤러(510) 또한 정전척부(400)의 개수만큼 마련되는 것이 효과적이다.

여기서, 연결 단자부(530)가 상측 테이블(200)의 하측 표면에 배치됨으로 인해 정전척부(400)와 전원 제어부(500) 간의 전기적 결합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 연결 단자부(530)는 전원 접속부(460)의 양 또는 음 접속 단자에 대응하는 소켓 또는 커넥터로 제작되는 것이 바람직하다. 이와 같이 소켓 또는 커넥터 형의 연결 단자부(530)가 상기 상측 테이블(200)에 매립되고, 그 일부가 하측 표면에 노출됨으로 인해 정전척부(400)가 상측 테이블(200)에 장착 결합됨을 방해하지 않을 수도 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 연결 단자부(530)가 정전척부(400)의 하측 측면 영역에 그 일부가 노출됨으로 인해 정전척부(460)의 전원 접속부(460)가 정전척부(400)의 측면을 따라 연장될 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 도 8의 변형예에서와 같이 정전척부(400)에 접하는 상측 테이블(200) 내에 오목홈이 형성되고, 이 오목홈 내에 상기 연결 단자부(530)가 배치될 수도 있다. 이를 통해 연결 단자부(530)가 외부로 노출되지 않을 수 있다. 또한, 도 9의 변형예에서와 같이 정전척부(400)의 전극층(440)에 접속된 전원 접속부(460)가 정전척부(400) 내측을 관통하여 그 하측 영역으로 돌출될 수도 있다. 이때, 정전척부(400)에는 전원 접속부(460)가 관통하는 홀이 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 연결 단자부(530)도 정정척부(400)의 베이스 판(410)의 바닥면에 밀착되는 상측 테이블(200)의 하측 표면 영역에 형성된다. 이를 통해 정전척부(400)의 하측 영역에서 전원 접속부(460)와 연결 단자부(530)가 결합될 수도 있다.

이와 같이 본 실시예의 복수의 정전척부(400)는 이에 각기 접속된 복수의 컨트롤러(510)에 의해 그 구동이 독립적으로 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 전원 제어부(500)의 동작을 제어하여 전체의 정전척부(400)에 전원을 제공하여 모든 정전척부(400)를 구동시킬 수 있고, 일부의 정전척부(400)에만 선택적으로 전원을 제공할 수 있다. 이를 통해 도 10에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 기판을 처킹할 수 있다. 즉, 도 10의 (a)와 같이 대면적의 기판(11)을 지지 고정하는 경우에는 모든 정전척부(400)를 구동시켜 이들로부터 발생한 정전력을 이용하여 기판(11)을 지지 고정할 수 있다. 또한, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 작은 기판(11)의 경우, 이 에 해당하는 사이즈만큼의 정전척부(400) 만을 구동시켜 기판(11)을 지지할 수 있다. 도 10의 (b)에서와 같이 작은 기판(11)을 구동시킬 때, 20개의 정전척부(400) 모두를 구동시키지 않고, 중앙의 6개의 정전척부(400) 만을 구동시켜 기판(11)을 지지할 수 있다. 또한, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 정전척부(400)를 선택적으로 구동시켜 작은 사이즈의 기판(11) 복수개를 지지 고정시킬 수도 있다. 물론 도 10에서는 제 1 및 제 2 열의 정전척부(400)와, 제 3 및 제 4 열의 정전척부(400)를 구동시켜 2개의 기판(11)을 지지 고정하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 다양한 방법을 이용하여 복수의 기판을 지지 고정할 수 있다. 이때, 하나의 정전척부(400)에 하나의 기판(11)을 지지 고정할 수도 있다.

이는 앞서 설명한 바와 같이 정전척부(400)에 전원을 인가하는 복수의 전원 제어부(500)를 통해 수행될 수 있다. 즉, 외부의 제어 장치에서 인가된 신호에 따라 전원 제어부(500)를 통해 정전척부(400)로 제공되는 전원을 제어하여 복수의 정전척부(400)를 선택적으로 또는 독립적으로 구동시킬 수 있다.

이와 같이 복수의 정전척부(400)를 독립적 또는 선택적으로 구동시킬 수 있기 때문에 복수의 정전척부(400) 중 적어도 어느 하나의 정전척부(400)에 손상이 발생하더라도 기판을 떨어뜨리지 않고, 처킹할 수 있다. 즉, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 중심 영역에 하나의 정전척부(400)가 손상이 발생하더라도 그 주변에 정전척부(400)가 기판(11)을 지지하기 때문에 기판 합착 공정완료시까지 기판을 처킹할 수 있게 된다. 즉, 상황에 따라 복수의 정전척부(400) 중 약 50%의 정전척부(400)가 구동하지 않더라도 기판(11)을 지지할 수 있다. 또한, 손상된 일부의 정 전척부(400) 만을 교체하면 되기 때문에 유지 보수와 수리 비용을 절감시킬 수 있다.

물론 본 실시예에서는 하나의 정전척부(400)를 하나의 전원 제어부(500)를 이용하여 제어함을 중심으로 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 복수의 정전척부(400)를 복수의 그룹으로 분리하고, 각 구룹들을 하나의 전원 제어부(500)로 각기 제어할 수도 있다. 예를 들어 인접한 2개의 정전척부(400)를 하나의 전원 제어부(500)로 제어하거나, 행 또는 열 방향의 정전척부(400)를 하나의 전원 제어부(500)로 제어할 수도 있다.

그리고, 도시되지 않았지만, 상기 전원 제어부(500)의 컨트롤러(510)가 상기 상측 테이블(200) 상에 위치하지 않고, 챔버부(100)의 외측에 배치될 수 있다. 이때, 전원 제어부(500)의 연결 배선부(520)는 챔버부(100)와 상측 테이블(200)을 관통한다. 그리고, 연결 배선부(520)의 일부가 연장되거나 수축될 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 하나의 전원 공급부(900)를 구비하였지만, 이에 한정되지 않고 복수의 전원 공급부(900)를 둘 수도 있다. 즉, 복수의 전원 제어부(500) 각각에 복수의 전원 공급부(900)가 대응 마련될 수도 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 상측 테이블(200)의 하측 표면에 정전기력을 통해 기판(11)을 처킹하는 복수의 상측 정전척부(400)가 장착되고, 상측 테이블(200)의 상측 영역에 복수의 상측 정전척부(400)에 각기 독립적으로 전원을 공급하는 전원 제어부(500)가 구비된다. 이때, 복수의 상측 정전척부(400)는 각기 단품 형태로 제작되어 조립되는 것이 바람직하다. 그리고, 개개의 상측 정전척부(400)는 전원 제어부(500)와 전기적으로 연결된다.

또한, 상술한 상측 정전척부(400)에 대향되는 위치 즉, 하측 테이블(300) 상에는 적어도 하나의 하측 정전척부(600)가 위치한다. 이때, 하측 정전척부(600)의 형상은 상술한 상측 정전척부(400)의 형상과 유사하거나 동일하다. 그리고, 하측 정전척부(600) 또한, 대면적의 기판(12)을 지지 고정시키기 위해서 복수개의 부분으로 분리 조립될 수 있다. 물론 하측 정전척부(600) 또한 도시되지 않았지만, 복수의 전원 제어부(500)에 의해 각기 개별적으로 구동할 수도 있다.

이때, 상측 기판(11)은 복수의 상측 정전척부(400)에 의해 상측 테이블(200)에 지지 고정되고, 하측 기판(12)은 하측 정전척부(600)에 의해 하측 테이블(300)에 지지 고정된다. 이때, 상측 기판(11)과 하측 기판(12)을 합착 밀봉시키기 위해서는 먼저, 두 기판(11, 12)을 챔버부(100) 내측으로 이동시켜야 하고, 이동된 기판을 각기 상측 정전척부(400)와 하측 정전척부(600) 상에 위치시켜야 한다. 또한, 두 기판(11, 12) 간을 정렬시키고, 두 기판(11, 12) 간을 가압하여야 한다.

따라서, 본 실시예에서는 하측 스테이지부(700)와 상측 스테이지부(800)를 구비한다.

하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)을 이동시켜 하측 기판(12)을 이동시키고, 상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)을 이동시켜 상측 기판(11)을 이동시킨다.

하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)에 접속된 적어도 하나의 하측 구동축(710)과, 하측 구동축(710)에 구동력을 인가하는 하측 구동부(720)를 구비한 다. 이때, 상기 하측 구동축(710)은 챔버부(100)의 일부를 관통한다. 따라서 하측 구동축(710)에 의한 챔버부(100)의 밀봉 파괴를 방지하기 위한 하측 벨루우즈(730)가 하측 구동축(710) 둘레에 설치된다. 또한, 하측 스테이지부(700)는 도시되지 않았지만, 하측 테이블(300)을 관통하여 승강하는 복수의 리프트 핀을 더 구비할 수 있다. 그리고, 하측 스테이지부(700)는 하측 테이블(300)의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 하측 스테이지부(700)는 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절 수단을 구비한다. 이를 통해 하측 기판(12)와 상측 기판(13) 간을 정렬시킬 수 있다. 이때, 본 실시예의 기판 접합 장치는 정렬을 위한 카메라 또는 센서와 같은 별도의 정렬 수단을 더 구비할 수 있다.

상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)에 접속된 적어도 하나의 상측 구동축(810)과, 상측 구동축(810)에 구동력을 인가하는 상측 구동부(820)을 구비한다. 그리고, 상측 구동축(810)의 외측에 위치하는 상측 벨로우즈(830)를 더 구비한다. 이때, 상측 스테이지부(800)는 상측 테이블(200)을 하강시켜 상부 기판(11)과 하부 기판(12) 간을 합착시키기 위한 가압을 할 수 있다.

또한, 기판 접합 장치는 하측 테이블(300)과 상측 테이블(200) 각각은 정전기력 이외에 진공 흡착력을 이용하여 기판(11, 12)을 고정시키기 위한 별도의 진공 흡착부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이때, 진공 흡착부는 기판(11, 12)이 밀착되는 노즐부와, 노즐에 연결된 연장 배관과, 배관의 끝단에 마련된 진공펌프를 구비한다. 이때, 상기 노즐부가 본 실시예의 상측 정전척부(400) 및/또는 하측 정전척부(600)의 표면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 노즐부가 상측 정전척부(400) 들의 사이 공간에 위치할 수도 있다.

따라서, 본 실시예의 기판 접합 장치는 챔버부(100) 내측의 하측 테이블(300) 상에 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 투과성 유리 기판(12)을 위치시킨다. 먼저, 진공 흡착력을 이용하여 하측 테이블(300) 상의 하측 정전척부(600) 상에 밀착시키고, 이어서, 하측 정전척부(600)을 통해 정전력으로 기판(12)을 지지고정시킨다. 이때, 유리 기판(12) 상에 액정을 적하시킬 수 있다. 물론 유리 기판(12)의 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링 부재를 도포할 수 있다. 또한, 상측 테이블(200) 상에 공통 전극과 컬러 필터 패턴이 형성된 투광성 유리 기판(11)을 위치시킨다. 이 경우에도 먼저 진공 흡착력으로 기판(11)을 지지하고, 상측 정전척부(400)의 정전력으로 기판(11)을 지지 고정한다. 이때, 유리 기판(11)이 가장자리를 따라 실란트와 같은 실링 부재를 도포할 수 있다. 이때, 기판의 사이즈에 따라 복수의 상측 정전척부(400) 중 구동되는 상측 정정척부(400)의 개수가 다양하게 가변될 수 있다.

이후에 챔버부(100) 내부를 진공상태로 유지시킨 다음 두 기판(11, 12) 간을 정렬 시킨다. 이어서, 상측 테이블(200)을 하강시켜 두 기판(11, 12) 간을 합착 밀봉시킨다. 이어서, 진공을 파기하고, 합착 밀봉된 두 기판(11, 12)을 별도의 경화 장치로 이동시킨 다음 상기 실링 부재 영역에 광 또는 열을 조사하여 실링 부재를 경화시켜 두 기판(11, 12)간을 완전히 접합시킨다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라 서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 접합 장치의 단면도.

도 2는 일 실시예에 따른 복수의 정전척부의 배치를 설명하기 위한 상측 테이블의 평면도.

도 3은 일 실시예에 따른 정전척부의 단면도.

도 4는 일 실시예에 따른 정전척부의 전극 패턴을 설명하기 위한 정전척부의 평면도.

도 5 및 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 정전척부의 평면도.

도 7은 일 실시예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도.

도 8 및 도 9는 일 실시예의 변형예에 따른 상측 테이블에 결합된 정전척부의 단면도.

도 10은 기판에 따른 일 실시예의 정전척부의 동작을 설명하기 위한 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 챔버부 200 : 상측 테이블

300 : 하측 테이블 400, 600 : 정전척부

410 : 베이스 판 420 : 완충층

430, 450 : 필름층 440 : 전극층

500 : 전원 제어부 510 : 컨트롤러

520 : 연결 배선부 530 : 연결 단자부

700, 800 : 스테이지부

Claims (14)

1. 챔버부;

   상기 챔버부 내에 각기 대향 배치된 상측 테이블과 하측 테이블;

   상기 상측 테이블의 하측 표면에 장착된 복수의 상측 정전척부;

   상기 복수의 상측 정전척부에 각기 전원을 제공하는 복수의 전원 제어부; 및

   상기 하측 테이블의 상측 표면에 장착된 적어도 하나의 하측 정전척부를 포함하고,

   상기 복수의 상측 정전척부 각각은 각기 전기적으로 연결된 복수의 양 전극 패턴과 복수의 음 전극 패턴이 판형상으로서 매트릭스 형태로 서로 엇갈리게 배치되는 기판 접합 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 복수의 전원 제어부는 각기 독립적으로 구동하는 기판 접합 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 복수의 전원 제어부 각각은 상기 양 전극 패턴과 상기 음 전극 패턴에 전기적으로 접속된 연결 단자부와, 전원 인가를 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러와 상기 연결 단자부 간을 전기적으로 연결하는 연결 배선부를 포함하는 기판 접합 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 연결 단자부로 소켓 또는 커넥터를 사용하고,

   상기 연결 단자부는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련된 기판 접합 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 연결 단자부는 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 매립되고 그 일부가 노출되거나, 상기 상측 테이블의 하측 표면 영역에 마련된 오목홈 내에 장착된 기판 접합 장치.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 컨트롤러는 상기 상측 테이블의 상측 표면상에 마련되거나, 상기 챔버부 외측 영역에 마련되는 기판 접합 장치.
7. 청구항 3에 있어서,

   상기 상측 정전척부 각각은 베이스 판과, 상기 베이스 판에 위치하는 완충층과, 상기 완충층 상에 위치하는 제 1 필름층과, 상기 제 1 필름층 상에 형성되고, 상기 복수의 양 전극 패턴과 복수의 음 전극 패턴을 구비하는 전극층과, 상기 전극층을 피복하는 제 2 필름층을 포함하고,

   상기 전극 층은 상기 복수의 양 전극 패턴 간을 연결하는 양 전극 연결 배선 과, 상기 복수의 음 전극 패턴 간을 연결하는 음 전극 연결 배선을 구비하는 기판 접합 장치.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 상측 정전척부 각각은 일 양 전극 패턴에 접속된 양 단자와, 일 음 전극 패턴에 접속된 음 단자 그리고, 상기 양 단자와 상기 음 단자에 각기 전기적으로 연결되고 상기 전원 제어부의 상기 연결 단자부에 접속되는 전원 접속부를 포함하는 기판 접합 장치.
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 복수의 전원 제어부에 전원을 제공하는 전원 공급부를 더 포함하는 기판 접합 장치.
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 복수의 상측 정전척부는 상기 상측 테이블의 하측 표면에 매트릭스 형태로 배치된 기판 접합 장치.
12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 하측 테이블을 이동시키는 하측 스테이지부와,

    상기 상측 테이블을 이동시키는 상측 스테이지부를 더 포함하는 기판 접합 장치.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 하측 스테이지부는 상기 하측 테이블의 X, Y 및 θ 위치를 조절하는 X, Y 및 θ 위치 조절부를 포함하는 기판 접합 장치.
14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 적어도 하나의 하측 정전척부에 전원을 제공하는 적어도 하나의 하측 전원 제어부를 더 포함하는 기판 접합 장치.

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