KR20240009081A - 기판 로딩장치 - Google Patents

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KR20240009081A
KR20240009081A KR1020220086150A KR20220086150A KR20240009081A KR 20240009081 A KR20240009081 A KR 20240009081A KR 1020220086150 A KR1020220086150 A KR 1020220086150A KR 20220086150 A KR20220086150 A KR 20220086150A KR 20240009081 A KR20240009081 A KR 20240009081A
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chuck
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KR1020220086150A
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장진호
이승현
하재균
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코스텍시스템(주)
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Abstract

개시된 본 발명에 의한 기판 로딩장치는, 기판이 로딩되는 척부, 척부를 기판을 향해 전진 또는 후진시키는 이동부 및, 척부에 대해 돌출 마련되되 척부에 로딩된 기판을 탄성 지지하여 척부와 기판 사이의 간격을 제공하는 탄성부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면 기판과 척 사이의 공기층 배출을 위한 간격을 탄성부가 제공할 수 있어, 척에 로딩된 기판의 슬립 발생에 의한 제조 품질 저하를 방지할 수 있다.

Description

기판 로딩장치{WAFER LOADING APPARATUS}
본 발명은 기판 로딩장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 척과 기판 사이에 일정 간격을 유지하여 척과 기판 사이의 공기층으로 인한 기판 로딩 불량을 방지할 수 있는 기판 로딩장치에 관한 것이다.
웨이퍼 간의 본딩시, 웨이퍼 접합 본딩 공정이 필요하다. 이러한 웨이퍼 접합 본딩 공정을 위해, 디바이스 웨이퍼(Device wafer) 또는 더미 웨이퍼(Dummy wafer)를 챔버로 이송하여 리프트 핀(Lift pin)에 안착시킨 후, 하부에 위치한 척에 기판을 안착시킨다.
이때, 하부 척과 기판 사이에 공기층이 형성된다. 하부 척과 기판 사이의 공기층은 기판이 하부 척을 향해 하강하는 과정에서 기판으로부터 하방향 압력을 받은 공기층이 원활하게 소개(Evacuation) 되어야 하는데, 기판과 하부 척 사이의 간격이 좁아지면서 공기층이 원활하게 소개되지 않아 발생된다. 이렇게 하부 척과 기판 사이에 공기층이 형성된 상태에서 기판을 하부 척 플레이트에 접촉시키면, 하부 척과 기판 사이의 공기층이 제거되면서 기판이 하부 척에 안착되지 못하고 슬립(Slip) 현상이 발생된다.
이에 따라, 근래에는 척과 기판 사이의 공기층 발생을 억제하여 기판의 로딩 품질을 향상시키기 위한 다양한 연구가 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1616464호 대한민국 등록특허공보 제10-2134069호
본 발명의 목적은 척과 기판 사이의 공기층으로 인한 로딩 불량을 개선하여 제조 품질을 향상시킬 수 있는 기판 로딩장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기판 로딩장치는, 기판이 로딩되는 척부, 상기 척부를 상기 기판을 향해 전진 또는 후진시키는 이동부 및, 상기 척부에 대해 돌출 마련되되, 상기 척부에 로딩된 상기 기판을 탄성 지지하여 상기 척부와 상기 기판 사이의 간격을 제공하는 탄성부를 포함한다.
또한, 상기 척부는, 상기 기판이 로딩되는 척 및, 상기 척을 관통하여 상기 기판을 향해 돌출되어, 상기 척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀을 포함하며, 상기 기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 척으로부터 돌출되는 높이보다 클 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 척으로부터 상기 기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하며, 상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 기판이 안착되면, 상기 척이 상기 이동부에 의해 상기 기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 기판이 로딩되는 지점까지 이동될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 탄성핀은 내부에 탄성체가 내장되며, 상기 기판과 접촉되는 접촉면에는 배기홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 척부는, 제1기판이 로딩되며, 상기 탄성부가 마련되는 제1척, 상기 제1척의 상부에서 마주하여, 제2기판이 로딩되는 제2척 및, 상기 제1척을 관통하여 상기 제1기판을 향해 돌출되어, 상기 제1척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀을 포함하며, 상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 이동될 수 있다.
또한, 상기 제1기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이보다 크며, 상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 제1척에 상기 제1기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 제1기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하고, 상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 제1기판이 로딩되는 지점까지 이동될 수 있다.
또한, 상기 탄성핀은, 상기 제1척에 돌출 마련되는 탄성 몸체, 상기 탄성 몸체의 내부에 마련되어 탄성체 및, 상기 제1기판과 접촉되도록 상기 탄성체를 사이에 두고 상기 탄성 몸체에 결합되되, 상기 탄성체의 압축 방향으로 움직임 가능하게 상기 탄성 몸체에 결합되는 탄성 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1척 및 제2척은 진공 챔버의 내부에서 상기 이동부의 의해 움직임 가능하며, 상기 탄성 돌기에는 상기 진공 챔버 내부의 진공 형성시의 상기 탄성 몸체 내부의 기체의 배기를 위한 배기홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2척은 상기 제1척의 상부에서 상기 제2기판을 정전 흡착력에 의해 로딩시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2척에 상기 제1 및 제2기판이 각각 로딩되면, 상기 이동부의 이동력에 의해 상기 제1척이 상기 제2척을 향해 전진하여 상기 제1 및 제2기판이 상호 접합되며, 상기 제1 및 제2기판이 접합될 때, 상기 제1척이 상기 제1기판을 밀착하여 상기 제2기판을 향해 가압하도록 상기 탄성부는 압축될 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 척부에 대해 200um~500um의 높이로 돌출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 측면에 의한 기판 로딩장치는, 제1기판이 로딩되는 제1척과, 상기 제1척과 마주하여 제2기판이 로딩되는 제2척을 포함하는 척부, 상기 제1 및 제2척의 이동력을 제공하는 이동부 및, 상기 제1척에 로딩되는 상기 제1기판을 탄성 지지하도록 상기 제1척으로부터 돌출 마련되는 탄성부를 포함하며, 상기 탄성부는 상기 제1척에 상기 제1기판이 로딩된 상태에서 상기 제1척에 대한 상기 탄성부의 돌출 높이만큼 이격된 간격을 제공하여 상기 제1척과 상기 제1기판 사이의 공기층을 배출시킨다.
또한, 상기 척부는 상기 제1척을 관통하여 상기 제1기판을 향해 돌출되어, 상기 제1척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀을 포함하며, 상기 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 이동될 수 있다.
또한, 상기 제1기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이보다 크며, 상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 제1척에 상기 제1기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 제1기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하고, 상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 제1기판이 로딩되는 지점까지 이동될 수 있다.
또한, 상기 탄성핀은, 상기 제1척에 돌출 마련되는 탄성 몸체, 상기 탄성 몸체의 내부에 마련되어 탄성체 및, 상기 제1기판과 접촉되도록 상기 탄성체를 사이에 두고 상기 탄성 몸체에 결합되되, 상기 탄성체의 압축 방향으로 움직임 가능하게 상기 탄성 몸체에 결합되는 탄성 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1척 및 제2척은 진공 챔버의 내부에서 상기 이동부의 의해 움직임 가능하며, 상기 탄성 돌기에는 상기 진공 챔버 내부의 진공 형성시의 상기 탄성 몸체 내부의 기체의 배기를 위한 배기홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2척은 상기 제1척의 상부에서 상기 제2기판을 정전 흡착력에 의해 로딩시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2척에 상기 제1 및 제2기판이 각각 로딩되면, 상기 이동부의 이동력에 의해 상기 제1척이 상기 제2척을 향해 전진하여 상기 제1 및 제2기판이 상호 접합되며, 상기 제1 및 제2기판이 접합될 때, 상기 제1척이 상기 제1기판을 밀착하여 상기 제2기판을 향해 가압하도록 상기 탄성부는 압축될 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 척부에 대해 200um~500um의 높이로 돌출될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 척에 대해 돌출되어 기판을 탄성 지지할 수 있는 탄성부에 기판이 로딩됨으로써, 기판과 척 사이의 간격 유지로 인한 기판과 척 사이에 형성되는 공기층의 배출이 용이하다. 그로 인해, 기판과 척 사이의 간격으로 공기층이 충분히 배기될 수 있어, 기판 로딩 및 접합 공정시의 슬립(Slip) 방지로 인한 기판의 제품 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 척에 대해 기판이 정전 흡착 방식으로 로딩되지 않아도 탄성부의 탄성 지지력에 의해 척에 대한 안정적인 로딩이 가능하여, 기존의 정전 흡착 로딩으로 인한 고온 및 고압 문제점을 개선할 수 있다.
아울러, 간단한 하드웨어 구성으로 기판의 로딩 품질을 향상시킬 수 있어, 다양한 종류의 기판에 대한 적용성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 기판 로딩장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 기판 로딩장치의 제1척을 개략적으로 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1척이 이동부에 의한 동작 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1척을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 기판 로딩장치의 제1척과 제1기판 사이의 공기층 배출 효과를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 기판 로딩장치의 로딩 및 접합공정을 순차적으로 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면들이다. 그리고,
도 7은 도 1에 도시된 제1척에 대한 제1기판의 로딩 공정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 기판 로딩장치(1)는 척부(10), 이동부(20) 및 탄성부(30)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 기판 로딩장치(1)는 마이크로 LED 디스플레이, 반도체 등과 같이 웨이퍼를 포함하는 기판의 제조 공정에 적용되는 것으로 예시하나, 한정 사항은 아니다.
척부(10)는 기판(W1)(W2)이 로딩된다. 척부(10)는 기판(W1)(W2)이 로딩되는 척(11)(12) 및 기판(W1)(W2)을 향해 돌출되도록 척(11)(12)을 관통하여 삽입되는 적어도 한 쌍의 지지핀(13)을 포함한다. 여기서, 지지핀(13)에 기판(W1)(W2)이 안착되면, 척(11)(12)이 후술할 이동부(20)에 의해 기판(W1)(W2)을 향해 전진하게 된다.
한편, 본 실시예에서 설명하는 기판 로딩장치(1)는 서로 다른 두 기판(W1)(W2)을 상호 접합시키기 위해, 기판(W1)(W2)을 로딩하는 것으로 설명한다. 이에 따라, 척부(10)는 상호 마주하는 제1 및 제2척(11)(12)에 각각 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 로딩되는 것으로 도시 및 설명한다. 여기서, 제1기판(W1)은 유리(Glass) 기판을 포함할 수 있으며, 제2기판(W2)은 EMC 패널을 포함할 수 있으나, 꼭 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 척부(10)는 도 1의 도시 기준으로 하부에 위치하는 제1척(11)과, 제1척(11)과 마주하도록 상부에 위치하는 제2척(12)을 포함한다. 제1 및 제2척(11)(12)에는 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 각각 로딩되며, 제1 및 제2척(11)(12)에는 후술할 이동부(20)와 연결되는 제1 및 제2연결축(11a)(12a)이 각각 마련된다.
또한, 척부(10)는 내부 진공이 가능한 진공 챔버(14)의 내부에서 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 로딩된다. 즉, 진공 챔버(14)의 내부에서 제1 및 제2척(11)(12)에 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 각각 로딩되며, 진공 챔버(14)의 일측에 마련된 게이트 밸브(15)에 의해 진공이 조절된다.
아울러, 상부에 위치한 제2척(12)은 진공 챔버(14)의 내부에 마련된 이동 챔버(16)에 안착되어, 제2척(12)에 로딩된다. 이때, 제2척(12)은 정전 흡착력에 의해 이동 챔버(16)에 안착된 제2기판(W2)을 흡착하여 로딩시킬 수 있다.
이동부(20)는 척부(10)를 제1기판(W1) 또는 제2기판(W2)을 향해 전진 또는 후진시키도록, 이동력을 제공한다. 본 실시예에서는 도 1과 같이, 제1척(11)의 제1연결축(11a)과 연결되는 서보 프레스(Servopress)를 포함하여, 제1척(11)에 안착된 제1기판(W1)을 제2척(12)을 향해 가압할 수 있다. 또한, 제1연결축(11a)에는 얼라인 스테이지(align stage)를 포함하는 얼라인부재(21)가 마련되어, 제1척부(10)에 로딩되는 제1기판(W1)을 정렬시킬 수 있다.
참고로, 이동부(20)가 제2척(12)의 제2연결축(12a)과 연결되는 구성은 자세히 도시되지 않았으나, 이동부(20)의 이동력에 의해 제2척(12) 또는 이동 챔버(16)가 이동될 수 있다. 한편, 제2척(12)이 정전 흡착 방식으로 제2기판(W2)을 로딩함에 따라, 상대적으로 상부에서 하부에 위치하는 제1척(11)을 향해 하강하도록 이동부(20)에 의해 이동력을 제공받는다. 또한, 상대적으로 하부에 위치하는 제1척(11)은 적어도 한 쌍의 지지핀(13)을 따라 제2척(12)을 향해 상승 전진하도록 이동부(20)와 연결된다.
탄성부(30)는 척부(10)에 돌출 마련되어, 척부(10)에 로딩된 기판을 탄성 지지하여 척부(10)와 기판 사이의 간격을 제공한다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3과 같이, 상대적으로 하부에 위치한 제1척(11)에 탄성부(30)가 마련되며, 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이의 간격(G)(도 2 및 도 3 참조)을 탄성부(30)가 일정하게 유지시킨다. 여기서, 제1척(11)에 제1기판(W1)이 로딩되기 이전을 기준으로, 제1척(11)을 관통하는 적어도 한 쌍의 지지핀(13)이 제1척(11)으로부터 돌출되는 높이는 탄성부(30)가 제1척(11)으로부터 돌출되는 높이(H)보다 크다.
보다 구체적으로, 도 2와 같이 제1척(11)을 관통하여 적어도 한 쌍의 지지핀(13)이 돌출 마련되고, 적어도 한 쌍의 지지핀(13)과 이웃하게 제1척(11)의 표면으로부터 제1기판(W1)을 향해 돌출되도록 탄성부(30)가 마련된다. 여기서, 탄성부(30)는 제1기판(W1)을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀(31)(32)을 포함한다. 참고로, 본 실시예에서는 도 1 내지 도 3의 도시 기준으로 좌측을 제1탄성핀(31)으로 지칭하여 설명하고, 우측을 제2탄성핀(32)으로 지칭하여 설명한다.
이러한 제1 및 제2탄성핀(31)(32)은 도 1에 확대 도시된 바와 같이, 탄성 몸체(33), 탄성체(34) 및 탄성 돌기(35)를 포함한다. 탄성 몸체(33)는 제1척(11)에 돌출 마련되며, 내부가 비워진 중공이다. 탄성체(34)는 탄성 몸체(33)의 내부에 장착되는 압축 코일 스프링을 포함한다. 탄성 돌기(35)는 제1기판(W1)과 접촉되도록 탄성체(34)를 사이에 두고 탄성 몸체(33)에 결합되되, 탄성체(34)의 압축 방향으로 움직임 가능하게 탄성 몸체(33)에 결합된다.
여기서, 탄성체(34)의 일측은 제1척(11)의 표면과 연결되고, 타측은 탄성 돌기(35)와 연결된다. 그로 인해, 탄성체(34)의 타측과 연결된 탄성 돌기(35)가 제1척(11)으로부터 탄성체(34)의 탄성력에 의해 탄성 지지됨으로써, 제1척(11)에 대한 제1기판(W1) 사이의 간격이 유지되거나, 압축될 수 있다.
한편, 탄성 돌기(35)에는 제1기판(W1)과 접촉되는 접촉면에 배기홀(36)이 관통 형성된다. 배기홀(36)은 진공 챔버(14) 내부의 진공 형성시, 제1 및 제2탄성핀(31)(32) 내부의 기체를 안정적으로 제거하기 위해 제1 및 제2탄성핀(31)(32) 내외를 상호 연통시키기 위해 관통된 구멍이다.
제1척(11)에 제1기판(W1)은 적어도 한 쌍의 지지핀(13)에 안착되면 도 3과 같이, 제1척(11)이 이동부(20)에 의해 제1기판(W1)을 향해 전진한다. 이때. 제1척(11)은 적어도 한 쌍의 지지핀(13)에 의해 전진 방향이 가이드되며, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 로딩되는 지점까지 제1척(11)이 이동부(20)의 가압력에 의해 상승하여 이동하게 된다. 이렇게 제1척(11)이 지지핀(13)에 대해 가이드되어 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 로딩되는 지점까지 상승 이동되면, 제1척(11)에 대한 지지핀(13)과 제1 및 제2탄성핀(31)(32)의 돌출 높이는 상호 동일하게 된다.
참고로, 도 2 및 도 3과 같이, 제1척(11)에 대해 제1 및 제2탄성핀(31)(32)이 돌출되는 높이(H)는 대략 200um~500um일 수 있다.
도 4의 도시와 같이, 제1척(11)은 로딩되는 제1기판(W1)의 형상에 대응되어 대략 원판 형상을 가지며, 하부에는 제1연결축(11a)이 이동부(20)와 연결되도록 마련된다. 이러한 원판 형상의 제1척(11)에 대해 4개의 위치에서 지지핀(13)이 제1척(11)을 관통하여 돌출되며, 제1기판(W1)이 로딩되기 이전에는 지지핀(13)보다 상대적으로 낮은 높이로 돌출되는 제1 및 제2탄성핀(31)(32)이 각각 2개씩 마련된다. 즉, 4개의 지지핀(13)에 각각 이웃하도록 4개의 탄성핀(31)(32)들이 마련될 수 있는 것이다. 이러한 지지핀(13) 및 탄성핀(31)(32)들의 개수는 도시된 예로만 한정되지 않으며, 다양한 실시예가 가능함은 당연하다.
이상과 같이 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 접촉되어 최종 로딩되면, 제1기판(W1)과 제1척(11) 사이는 제1 및 제2탄성핀(31)(32)의 돌출 높이(H)만큼 간격을 유지하게 된다. 그로 인해, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이에 형성된 공기층(A)이 도 5의 (b)와 같이 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 로딩된 제1기판(W1)과 제1척(11) 사이의 간격 즉, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)의 높이(H)로 인한 틈으로 빠져 나가 제1기판(W1)의 슬립(Slip)이 발생되지 않는다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 로딩장치(1)를 이용한 제1 및 제2기판(W1)(W2) 로딩 및 접합 공정을 설명하면 다음과 같다.
도 6의 (a)와 같이, 제1 및 제2척(11)(12)이 상호 마주하도록 진공 챔버(14) 내에 배치된다. 이때, 진공 챔버(14)의 내부에서 제2척(12)은 이동 챔버(16)의 내부에 지지된다.
도 6의 (b)와 같이, 제2척(12)을 지지하는 이동 챔버(16)가 제2척(12)으로부터 벗어나 제1척(11)을 향해 하강함으로써, 이동 챔버(16)에 제2기판(W2)이 안착된다. 이렇게 이동 챔버(16)에 제2기판(W2)이 안착된 상태에서 이동 챔버(16)가 다시 제2척(12)을 향해 상승 이동함으로써, 도 6의 (c)와 같이 제2척(12)에 제2기판(W2)이 로딩된다. 이때, 제2척(12)은 정전 흡착력으로 제2기판(W2)을 흡착하여 로딩시킨다.
이 후, 도 6의 (d)와 같이, 제2척(12)과 마주하는 제1척(11)에 제1기판(W1)에 대해 돌출된 지지핀(13)에 안착된다. 이때, 제1기판(W1)은 캐리어 웨이퍼(Carrier Wafer)를 포함할 수 있으며, 제2기판(W2)은 몰드된 웨이퍼(Molded Wafer)를 포함할 수 있으나, 한정 사항은 아니다.
도 6의 (e)와 같이, 지지핀(13)에 안착된 제1기판(W1)을 향해 제1척(11)이 이동부(20)의 이동력에 의해 상승하여 제2척(12)을 향해 전진 이동된다. 이때, 제1척(11)은 제1척(11)으로부터 소정 높이(H) 돌출된 탄성부(30)의 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 안착되는 지점까지 이동함으로써, 제1기판(W1)은 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 안착되어 로딩된다. 여기서, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)은 제1척(11)의 표면에 대한 탄성 반발력으로 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이의 간격을 유지시킨다.
이렇게 제1 및 제2척(11)(12)에 대해 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 모두 로딩되면, 제1 및 제2기판(W1)(W2)의 정렬을 체크한 후에, 도 6의 (f)와 같이 제1척(11)이 제2척(12)을 향해 상승 이동하여 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 상호 접촉된다. 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 상호 접촉된 상태에서 도 6의 (g)와 같이, 제1척(11)이 제2척(12)을 향해 이동부(20)의 이동력으로 가압됨으로써, 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 상호 접합된다. 여기서, 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이의 제1 및 제2탄성핀(31)(32)이 제1척(11)에 의해 가해지는 가압력으로 압축됨으로써, 제1척(11)이 제1기판(W1)에 밀착되어 제2기판(W2)과 접합되도록 가압할 수 있다.
제1 및 제2기판(W1)(W2) 사이의 접합이 완료되면, 도 6의 (h)와 같이, 제1척(11)은 제1기판(W1)으로부터 분리되어 원위치를 향해 하강하도록 이동되며, 제2척(12)은 정전 흡착력으로 상호 접합된 제1 및 제2기판(W1)(W2)을 로딩 유지시킨다. 이 후, 도 6의 (i)와 같이, 제2척(12)의 흡착 로딩력이 해제되어, 상호 접합된 제1 및 제2기판(W1)(W2)이 분리된다.
한편, 상기와 같은 제1 및 제2기판(W1)(W2)의 접합을 위한 로딩 공정 중, 제1척(11)에 대한 탄성부(30)의 동작을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 7의 (a)와 같이, 제1척(11)을 관통하여 제1척(11)의 표면으로부터 지지핀(13)이 돌출된 상태에서 제1기판(W1)이 지지핀(13)에 안착되고, 도 7의 (b)와 같이 제1척(11)이 상승 이동하여 지지핀(13)에 이웃한 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 접하도록 이동된다. 제1척(11)이 상승 이동하여 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 제1기판(W1)이 안착되면, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)은 제1척(11)에 대해 제1기판(W1)이 항시 일정 높이 즉, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)이 제1척(11)에 대해 돌출된 높이(H)만큼의 위치를 유지하도록 탄성 지지한다. 그로 인해, 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이의 공기층(A)(도 5 참조)이 제1척(11)과 제1기판(W1) 사이의 간격(H) 사이로 배출되어 제1기판(W1)의 로딩시의 슬립 발생이 방지된다.
도 7의 (c)와 같이, 제1척(11)의 제1 및 제2탄성핀(31)(32)에 로딩된 제1기판(W1)은 비전수단(V)을 통해 제2척(12)에 로딩된 제2기판(W2)과의 위치가 정렬된다. 제1 및 제2척(11)(12)에 대해 위치가 정렬된 제1 및 제2기판(W1)(W2)은 도 7의 (d)와 같이 상호 접합된다.
참고로, 도 7의 도시와 같이, 제1 및 제2탄성핀(31)(32)은 서로 다른 너비를 가지도록 서로 다른 사이즈로 마련될 수 있다. 그러나, 도 1 내지 도 6과 같이, 로딩되는 제1기판(W1)의 조건에 대응하여 제1 및 제2탄성핀(31)(32)이 서로 동일 사이즈로 마련될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 기판 로딩장치 W1: 제1기판
W2: 제2기판 10: 척부
11: 제1척 12: 제2척
13: 지지핀 14: 진공 챔버
20: 이동부 30: 탄성부
31: 제1탄성핀 32: 제2탄성핀
33: 탄성 몸체 34: 탄성체
35: 탄성 돌기 36: 배기홀

Claims (19)

  1. 기판이 로딩되는 척부;
    상기 척부를 상기 기판을 향해 전진 또는 후진시키는 이동부; 및
    상기 척부에 대해 돌출 마련되되, 상기 척부에 로딩된 상기 기판을 탄성 지지하여 상기 척부와 상기 기판 사이의 간격을 제공하는 탄성부;
    를 포함하는 기판 로딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척부는,
    상기 기판이 로딩되는 척; 및
    상기 척을 관통하여 상기 기판을 향해 돌출되어, 상기 척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀;
    을 포함하며,
    상기 기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 척으로부터 돌출되는 높이보다 큰 기판 로딩장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 척으로부터 상기 기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하며,
    상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 기판이 안착되면, 상기 척이 상기 이동부에 의해 상기 기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 기판이 로딩되는 지점까지 이동되는 기판 로딩장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 탄성핀은 내부에 탄성체가 내장되며, 상기 기판과 접촉되는 접촉면에는 배기홀이 관통 형성되는 기판 로딩장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 척부는,
    제1기판이 로딩되며, 상기 탄성부가 마련되는 제1척;
    상기 제1척의 상부에서 마주하여, 제2기판이 로딩되는 제2척; 및
    상기 제1척을 관통하여 상기 제1기판을 향해 돌출되어, 상기 제1척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀;
    을 포함하며,
    상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 이동되는 기판 로딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이보다 크며,
    상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 제1척에 상기 제1기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 제1기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하고,
    상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 제1기판이 로딩되는 지점까지 이동되는 기판 로딩장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성핀은,
    상기 제1척에 돌출 마련되는 탄성 몸체;
    상기 탄성 몸체의 내부에 마련되어 탄성체; 및
    상기 제1기판과 접촉되도록 상기 탄성체를 사이에 두고 상기 탄성 몸체에 결합되되, 상기 탄성체의 압축 방향으로 움직임 가능하게 상기 탄성 몸체에 결합되는 탄성 돌기;
    를 포함하는 기판 로딩장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1척 및 제2척은 진공 챔버의 내부에서 상기 이동부의 의해 움직임 가능하며,
    상기 탄성 돌기에는 상기 진공 챔버 내부의 진공 형성시의 상기 탄성 몸체 내부의 기체의 배기를 위한 배기홀이 관통 형성되는 기판 로딩장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제2척은 상기 제1척의 상부에서 상기 제2기판을 정전 흡착력에 의해 로딩시키는 기판 로딩장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2척에 상기 제1 및 제2기판이 각각 로딩되면, 상기 이동부의 이동력에 의해 상기 제1척이 상기 제2척을 향해 전진하여 상기 제1 및 제2기판이 상호 접합되며,
    상기 제1 및 제2기판이 접합될 때, 상기 제1척이 상기 제1기판을 밀착하여 상기 제2기판을 향해 가압하도록 상기 탄성부는 압축되는 기판 로딩장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 척부에 대해 200um~500um의 높이로 돌출되는 기판 로딩장치.
  12. 제1기판이 로딩되는 제1척과, 상기 제1척과 마주하여 제2기판이 로딩되는 제2척을 포함하는 척부;
    상기 제1 및 제2척의 이동력을 제공하는 이동부; 및
    상기 제1척에 로딩되는 상기 제1기판을 탄성 지지하도록 상기 제1척으로부터 돌출 마련되는 탄성부;
    를 포함하며,
    상기 탄성부는 상기 제1척에 상기 제1기판이 로딩된 상태에서 상기 제1척에 대한 상기 탄성부의 돌출 높이만큼 이격된 간격을 제공하여 상기 제1척과 상기 제1기판 사이의 공기층을 배출시키는 기판 로딩장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 척부는 상기 제1척을 관통하여 상기 제1기판을 향해 돌출되어, 상기 제1척의 이동을 가이드하는 적어도 한 쌍의 지지핀을 포함하며,
    상기 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 이동되는 기판 로딩장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1기판이 로딩되기 이전에 상기 적어도 한 쌍의 지지핀이 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이는 상기 탄성부가 상기 제1척으로부터 돌출되는 높이보다 크며,
    상기 탄성부는 상기 적어도 한 쌍의 지지핀과 이웃하게 상기 제1척에 상기 제1기판을 향해 돌출되도록 마련되어 상기 제1기판을 탄성 지지하는 적어도 하나의 탄성핀을 포함하고,
    상기 적어도 한 쌍의 지지핀에 상기 제1기판이 안착되면, 상기 제1척이 상기 이동부에 의해 상기 제1기판을 향해 전진되어 상기 적어도 하나의 탄성핀에 상기 제1기판이 로딩되는 지점까지 이동되는 기판 로딩장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 탄성핀은,
    상기 제1척에 돌출 마련되는 탄성 몸체;
    상기 탄성 몸체의 내부에 마련되어 탄성체; 및
    상기 제1기판과 접촉되도록 상기 탄성체를 사이에 두고 상기 탄성 몸체에 결합되되, 상기 탄성체의 압축 방향으로 움직임 가능하게 상기 탄성 몸체에 결합되는 탄성 돌기;
    를 포함하는 기판 로딩장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1척 및 제2척은 진공 챔버의 내부에서 상기 이동부의 의해 움직임 가능하며,
    상기 탄성 돌기에는 상기 진공 챔버 내부의 진공 형성시의 상기 탄성 몸체 내부의 기체의 배기를 위한 배기홀이 관통 형성되는 기판 로딩장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제2척은 상기 제1척의 상부에서 상기 제2기판을 정전 흡착력에 의해 로딩시키는 기판 로딩장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2척에 상기 제1 및 제2기판이 각각 로딩되면, 상기 이동부의 이동력에 의해 상기 제1척이 상기 제2척을 향해 전진하여 상기 제1 및 제2기판이 상호 접합되며,
    상기 제1 및 제2기판이 접합될 때, 상기 제1척이 상기 제1기판을 밀착하여 상기 제2기판을 향해 가압하도록 상기 탄성부는 압축되는 기판 로딩장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 척부에 대해 200um~500um의 높이로 돌출되는 기판 로딩장치.
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