JP2002270661A

JP2002270661A - 基板重ね合わせ装置

Info

Publication number: JP2002270661A
Application number: JP2001063352A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sugizaki; 真二杉崎; Kenji Katagiri; 賢司片桐; Masashi Aoyama; 昌史青山
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: JP4605332B2

Abstract

(57)【要約】【課題】上下の基板のパターン形成面に対してハンド
リングのための手段が全く接触することなく、安定した
状態で重ね合わせを行う。【解決手段】下基板１は下基板搬送手段１０により、
上基板２は上基板搬送手段１１によって、それぞれ個別
的に重ね合わせステージＳＳに送り込まれ、下基板１は
パターン形成面１ａを上向けたまま基板重ね合わせ手段
５０の下基板保持部材５１に送り込まれる。パターン形
成面２ａを上に向けた状態で搬送される上基板２は、基
板リフティング手段３０により上昇させて基板ハンドリ
ング手段４０に移載して、反転させることによりパター
ン形成面２ａを下に向けて、基板重ね合わせ手段５０の
上基板保持部材５２に移載し、上基板保持部材５２を下
降させることにより重ね合わせ基板３が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶パネル
等のように、上下２枚の基板を重ね合わせる装置に関す
るものであり、特にこれら２枚の基板には、それぞれ一
側面に所定のパターンが形成されており、いずれの基板
に対しても、パターン形成面にハンドリング手段等を接
触させることなく、相互のパターン形成面を相対向させ
た状態で重ね合わせるようにした基板重ね合わせ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶パネルは上下２枚の透明基
板を有し、これら上下２枚の基板間に液晶を封入したも
のである。上下２枚の基板には、それぞれ一側面にパタ
ーンが形成されている。ＴＦＴ型の液晶パネルにあって
は、下基板には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のパターン
がそのほぼ全面にわたって形成されており、また上基板
側にはカラーフィルタからなるパターンが形成されてい
る。これら上下２枚の基板にパターン形成後に、相互に
正確にアラインメントさせた状態で重ね合わされること
になる。パターンを形成する工程では、両基板はそれぞ
れ水平状態にして各工程に搬入されて、その表側に向い
た面にパターンが形成される。従って、下基板はパター
ン形成面を上向きの状態で上基板と重ね合わされる。一
方、上基板は反転させて、そのパターン形成面を下基板
に対向させた状態で下基板に重ね合わせられることか
ら、そのパターン形成工程、前述したカラーフィルタ基
板にあってはカラーフィルタを形成する工程を経た後
に、下基板に重ね合わせる前の段階で、それを１８０°
反転させる必要がある。

【０００３】以上の基板重ね合わせ装置としては、例え
ば特開平７−２１５５６６号公報に示された構成のもの
が従来から知られている。即ち、図１１に示したよう
に、反転ステージ１００と、中継ステージ１０１と、ス
ライドステージ１０２とを設定して、反転ステージ１０
０には、支軸１１０を中心として上下方向に１８０°回
動する反転アーム１１１を設けて、この反転アーム１１
１に上基板１０３を吸着保持させる。一方、中継ステー
ジ１０１には、台座１１２が設けられており、この台座
１１２上に下基板１０４が載置されている。反転アーム
１１１を反転させると、この反転アーム１１１に吸着保
持されている上基板１０３が下基板１０４に重ね合わさ
れる。このようにして重ね合わせた上下の基板１０３，
１０４は、スライドステージ１０２に移載される。この
スライドステージ１０２は、スライドブロック１１３が
設けられており、このスライドブロック１１３にはＸ，
Ｙ，θ方向に位置調整可能なテーブル１１４上に基板を
吸着する吸着部１１５が設置されている。そして、スラ
イドブロック１１３は、吸着部１１５を重ね合わせた基
板を受け取る位置と、アラインメントを行う位置とに往
復移動する。さらに、吸着部１１５のアラインメントを
行う位置には、上部に上アライナ１１６が昇降可能に設
けられている。従って、吸着部１１５上に上下の基板１
０３，１０４を重ね合わせた状態で、スライドブロック
１１３がアラインメントを行う位置に移動すると、上ア
ライナ１１６が下降して、上基板１０３が吸着されて相
互の位置合わせ、つまり両基板１０３，１０４間でのア
ラインメントが行われることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術による基板重ね合わせ装置には以下に示すような
欠点がある。

【０００５】まず第１に、上基板は反転アームに吸着保
持されるが、上基板を反転アームに移載する際には、こ
の上基板の上側を向いた面、つまりパターン形成面を吸
着しなければならない。ここで、上基板のほぼ全面にわ
たってパターンが形成されているが、その外周部は有効
領域として利用しないために、この部分を吸着すること
ができる。しかしながら、基板が大型化すると、重量化
すると共に、その外周部を吸着するだけでは、基板に大
きな撓みが生じることになる。従って、基板の正確なハ
ンドリングが行えず、また吸着状態で安定的に保持でき
ないことから、移載等の途中で取り落とし等のおそれが
ある。また、基板のサイズ等が異なる場合や、その有効
面の領域が異なる場合には、吸着位置を変えなければな
らず、この作業は極めて困難であるという問題点があ
る。

【０００６】また、反転アームを１８０°反転させるよ
うにスイングさせることによって、上基板を下基板に重
ね合わせるようにしているので、上基板はまずそのエッ
ジが下基板に当接することになる。従って、中継ステー
ジ上に位置する下基板の表面と、反転アームを反転させ
た時に、この下基板と重ね合わせられる上基板の表面と
の高さ位置を極めて厳格に調整しなければ、反転アーム
の動作だけでは両基板間に間隔が生じて両者が正確には
重なり合わず、また反転中に上基板のエッジが下基板に
押し付けられることになる等の問題点もある。

【０００７】さらに、中継ステージの台座上で重ね合わ
せた上下の基板をスライドステージに移動させるが、こ
の移動時に重ね合わせ基板は実質的に自由状態となるの
で、スライドステージへの移行時及びスライドステージ
で重ね合わせた基板を受け取る位置からアラインメント
を行う位置への移動途中において、基板、特に上基板が
位置ずれを起こす可能性がないとは言えない。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、上下の基板のパター
ン形成面に対してハンドリングのための手段が全く接触
することなく、しかも極めて安定した状態で重ね合わせ
を行うことができるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、それぞれ一側面に所定のパターンが
形成されたパターン形成面で、反対側が非パターン面と
なった上下一対の基板を、それぞれのパターン形成面を
対向させて重ね合わせる装置であって、下基板を、その
パターン形成面が上向きになるようにして搬送する下基
板搬送手段と、上基板を、そのパターン形成面が上向き
になるようにして搬送する上基板搬送手段と、前記下基
板の非パターン面を吸着保持する下基板保持部材と、前
記上基板の非パターン面を吸着保持する上基板保持部材
と、これら両保持部材の少なくとも一方を昇降させる昇
降部材とからなる基板重ね合わせ手段と、前記下基板搬
送手段から前記下基板保持部材に前記下基板を送り込む
下基板供給手段と、前記上基板搬送手段から前記上基板
を所定の高さだけ持ち上げる基板リフティング手段と、
前記基板リフティング手段により持ち上げられた上基板
の前記非パターン面を吸着して取り出し、この上基板を
反転させることによってそのパターン形成面を下向きに
した後に、前記上基板保持部材に受け渡す上基板ハンド
リング手段とを備える構成としたことをその特徴とする
ものである。

【００１０】要するに、反転が必要な上基板は、基板リ
フティング手段によって搬送手段から切り離して一度上
昇させて、上基板ハンドリング手段をこの上基板の非パ
ターン面より下方位置に挿入可能な状態とする。そし
て、上基板ハンドリング手段により上基板の非パターン
面を吸着した状態で取り出し、この取り出し位置でまず
この上基板を１８０°反転させ、次いで基板重ね合わせ
手段の上基板保持部材に受け渡すようにする。一方、下
基板は下基板搬送手段から下基板供給手段を経て、基板
重ね合わせ手段の下基板保持部材に送り込ませる。この
状態で、上下の基板保持部材を相互に近接する方向に変
位させることにより、上下の基板を重ね合わせることが
できる。

【００１１】基板重ね合わせ装置における前述した各構
成要素は、例えば具体的には次のように構成することが
できる。まず、基板重ね合わせ手段を構成する下基板保
持部材は、下基板の非パターン面と当接する水平面を有
する下定盤と、この下定盤の水平面に対して出没可能な
複数の支持ピンと、この下定盤の表面に開口する複数の
吸着孔とを備える構成とする。この下定盤は、水平方向
及び回転方向に位置調整を行う位置決め手段に装着す
る。上基板保持部材は上定盤と、この上定盤を所定のス
トローク分昇降駆動する駆動ユニットとを有し、上定盤
はその下面を水平面となし、この面に対して出没可能な
複数の吸着ノズルと、この下面に開口する複数の吸着孔
とを備える構成とする。さらに、基板リフティング手段
は、上基板搬送手段による搬送路に設けた昇降部材と、
この昇降部材に装着され、上基板の非パターン面に当接
する複数の保持ピンと、この上基板の外形に当接して、
その水平方向における位置決めを行う位置決め部材とか
ら構成される。さらにまた、基板ハンドリング手段は、
昇降及び水平方向に回動するロボット本体に、前後動可
能なアームを設け、このアームの先端に上基板の非パタ
ーン面を吸着する上基板吸着部材を反転可能に連結する
ように構成すれば良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、重ね合わせられる
基板の概略構成を図１に示す。同図において、１は下基
板、２は上基板であり、これら両基板１，２には、相対
向する面に所定のパターンが形成されれたパターン形成
面１ａ，２ａとなっている。ここで、基板１，２により
ＴＦＴ型の液晶パネルを構成する場合には、基板１はＴ
ＦＴ基板であり、また基板２はカラーフィルタ基板であ
る。そして、パターン形成面１ａ，２ａの反対側の面は
非パターン面１ｂ，２ｂであり、これら両基板１，２を
重ね合わせた重ね合わせ基板３を形成するためのハンド
リングはこれら非パターン面１ｂ，２ｂに対して行われ
る。両基板１，２間には液晶封入領域を区画形成し、か
つ液晶が封入されるギャップを形成するためのシール材
（図示せず）が介装される。ここで、基板１，２を重ね
合わせる段階では、実際に個々の液晶パネルとして構成
されるサイズより大判のものとして形成され、以後の工
程で複数枚に分割される。なお、本発明の基板重ね合わ
せ装置は、この液晶パネルの製造に関するものに限定さ
れないことは言うまでもない。

【００１３】上下の基板１，２は、図２に示したよう
に、それぞれ個別的に搬送手段１０，１１により搬送さ
れて、基板重ね合わせ装置を構成する重ね合わせステー
ジＳＳに搬入される。搬送手段１０，１１は、例えばロ
ーラコンベアやベルトコンベア、さらにはピッチ送り手
段等により構成され、基板１，２はそれらの非パターン
面１ｂ，２ｂを搬送手段１０，１１に当接させて、パタ
ーン形成面１ａ，２ａを上に向けた状態で水平搬送され
る。これによって、搬送中にパターン形成面１ａ，２ａ
が損傷したり、汚損されたりすることがない。

【００１４】下基板１は下基板搬送手段１０によって、
また上基板２は上基板搬送手段１１によって、それぞれ
個別的に重ね合わせステージＳＳに送り込まれる。重ね
合わせステージＳＳには、下基板供給手段２０と、基板
リフティング手段３０と、基板ハンドリング手段４０
と、基板重ね合わせ手段５０とが設けられている。この
重ね合わせステージＳＳでは、共に非パターン面１ｂ，
２ｂを下に向けた状態で搬送される下基板１と上基板２
とが、それらのパターン形成面１ａ，２ａが相対向させ
て、相互に正確にアラインメントさせた上で重ね合わせ
られる。さらに、この重ね合わせステージＳＳから次の
工程に向けて重ね合わせ基板３を搬出するための搬出手
段１２が設置されている。

【００１５】而して、図１に示したように、重ね合わせ
ステージＳＳにおいては、下基板１は、矢印Ａで示した
ように、水平搬送されて、下基板搬送手段１０から下基
板供給手段２０を経て基板重ね合わせ手段５０の位置に
まで送り込まれる。ここで、基板重ね合わせ手段５０
は、下基板保持部材５１と上基板保持部材５２とを含む
ものであり、下基板１は下基板保持部材５１に吸着保持
される。

【００１６】上基板２は、上基板搬送手段１１により矢
印Ｂ方向に搬送されて、基板リフティング手段３０によ
り位置決めされた上で、矢印Ｃで示したように所定高さ
まで持ち上げられる。そして、基板ハンドリング手段４
０により矢印Ｄ方向に取り出された後に、矢印Ｅで示し
たように１８０°反転されて、この上基板２は、そのパ
ターン形成面１ａを下向きにする。その後に、矢印Ｆで
示したように、概略９０°旋回させ、次いで矢印Ｇで示
したようにして、上基板保持部材５２に移載する。そし
て、上基板保持部材５２の作動によって、上基板２は矢
印Ｈ方向に下降させることによって、この上基板２は下
基板１に重ね合わされる。

【００１７】まず、下基板１の基板重ね合わせ手段５０
への供給方式について説明する。下基板搬送手段１０の
搬送終端部には、下基板１の裏面側が当接する下基板供
給手段２０が配置されており、下基板搬送手段１０によ
り搬送されてくる下基板１は、この搬送終端位置から、
下基板供給手段２０に移行させるように搬送される。こ
こで、好ましくは、この下基板供給手段２０には、下基
板１を少なくとも外形基準により粗位置決めする。な
お、この下基板１の位置決めは、下基板保持部材５１側
で行っても良い。下基板１が下基板供給手段２０上に受
け取られると、この下基板供給手段２０は基板重ね合わ
せ手段５０を構成する下基板保持部材５１の上部位置に
まで移動する。

【００１８】下基板保持部材５１は下定盤５３を有し、
この下定盤５３の上面が下基板１の非パターン面１ｂを
吸着する吸着面５３ａとなっている。このために、図３
に示したように、吸着面５３ａには多数の吸着孔５４が
設けられており、これらの吸着孔５４には負圧吸引力が
作用するようになっている。また、下定盤５３には、複
数の支持ピン５５が昇降可能に装着されており、常時に
おいては、各支持ピン５５は下定盤５３の吸着面５３ａ
の下方に退入している。そして、下基板供給手段２０に
よって、下定盤５３上に下基板１が搬入されると、支持
ピン５５が突出することになり、その結果、下基板１は
下基板供給手段２０から切り離して所定の高さまで上昇
させられる。この状態で、下基板供給手段２０を下基板
搬送手段１０側に移動させる。その後に、支持ピン５５
を下降させて、吸着面５３ａより下方位置にまで退入さ
せると、下基板１は、下基板保持部材５１の下定盤５３
に設けた吸着孔５４に作用する負圧により吸着保持され
る。支持ピン５５の頭部は概略球面形状となっており
（図６参照）、これによって下基板１が支持ピン５５に
当接しても、この下基板１が損傷するようなことはな
い。

【００１９】このように、下基板１は下基板搬送手段１
０からそのまま基板重ね合わせ手段５０を構成する下基
板保持部材５１に送り込まれる。一方、上基板搬送手段
１１により搬送されてくる上基板２は反転させて、基板
重ね合わせ手段５０を構成する上基板保持部材５２に移
載する。

【００２０】このために、図４に示したように、上基板
搬送手段１１を構成するローラコンベア１１ａによる搬
送終端位置の下部には、基板リフティング手段３０が配
置されている。この基板リフティング手段３０は、基本
的には上基板２を上昇させて、上基板搬送手段１１から
切り離すためのものであるが、さらに上基板２を粗位置
決めする機構を備えている。即ち、基板リフティング手
段３０は昇降部材としての昇降テーブル３１を有し、こ
の昇降テーブル３１には、上基板２の非パターン面２ｂ
と当接する複数の保持ピン３２が突設されている。保持
ピン３２の先端は、上基板２を損傷させないようにする
ために、球面形状となっている。従って、昇降テーブル
３１を上昇させると、上基板２は保持ピン３２上に乗せ
られて、上基板搬送手段１１の上部に浮上する。また、
昇降テーブル３１には、上基板２の外形を粗位置決めす
るための位置決めピン３３が設けられている。位置決め
ピン３３は、上基板２の各辺に対面する位置に１または
２本設けられており、これら各位置決めピン３３は、図
４に矢印で示したように、上基板２の各々の辺に対して
近接離間する方向に移動可能となっている。なお、各辺
の位置決めピン３３は全て可動なものとする必要はな
く、例えばそれらのうちの１辺または相隣接する２辺に
対面する部位の位置決めピンは固定的に保持した基準ピ
ンとして機能させることもできる。また、上基板２を位
置決めする際に、この上基板２が保持ピン３２と摺動す
るのを防止するために、保持ピン３２を水平方向に移動
可能な浮動ピンとするのが望ましい。

【００２１】基板リフティング手段３０を以上のように
構成することによって、上基板２が上基板搬送手段１１
により搬送終端位置にまで搬送された時に、この上基板
搬送手段１１から切り離されて上昇させて、所定の位置
に粗位置決めされた状態に保持される。このように基板
リフティング手段３０に保持されている上基板２を取り
出して反転させた上で、基板重ね合わせ手段５０を構成
する上基板保持部材５２に供給するために、基板ハンド
リング手段４０が設けられている。

【００２２】基板ハンドリング手段４０は、少なくとも
２軸駆動式のロボット本体４１を有し、このロボット本
体４１は少なくとも昇降及び旋回方向に駆動されるもの
である。ロボット本体４１には、一対からなる多関節を
有するアーム４２，４２が連結されている。各アーム４
２は、アーム４２は２つの腕片４２ａ，４２ｂを有し、
腕片４２ａの基端部はロボット本体４１に枢支ピンによ
り枢着されており、腕片４２ａの先端部と腕片４２ｂの
基端部とも枢着され、さらに腕片４２ｂの先端は取付ブ
ロック４３に枢着されている。従って、これら一対のア
ーム４２，４２ｂにより実質的な平行四辺形リンクが形
成され、アーム４２，４２を駆動することによって、取
付ブロック４３はロボット本体４１に近接する引込位置
と、ロボット本体４１から前方に突出する伸長位置とに
変位できるようになっている。

【００２３】取付ブロック４３にはロータリアクチュエ
ータ（図示せず）が内蔵されており、このロータリアク
チュエータの回転軸４４には上基板吸着保持部材４５が
連結して設けられている。上基板吸着保持部材４５は、
回転軸４４に直結した基部４５ａと、この基部４５ａか
ら前方に延在させた複数の吸着作動部４５ｂとから構成
され、吸着作動部４５ｂの表面には複数の吸着ヘッド４
６が取り付けられており、吸着ヘッド４６には負圧吸引
力を作用させるようにしている。

【００２４】基板ハンドリング手段４０は以上のように
構成されるものであって、この基板ハンドリング手段４
０の作動について説明する。上基板搬送手段１１に沿っ
て搬送終端位置にまで搬送された上基板２は、基板リフ
ティング手段３０により所定の高さまで上昇され、この
基板リフティング手段３０の昇降テーブル３１から突出
する保持ピン３２により上基板２が保持されている。そ
こで、基板ハンドリング手段４０を構成するロボット本
体４１を作動させて、上基板吸着保持部材４５が、その
吸着作動部４５ｂが上基板２と対面し、かつこの上基板
２の非パターン面２ｂと昇降テーブル３１との間の隙間
に対面する位置に配置させる。勿論、吸着作動部４５ｂ
は、基板リフティング手段３０における保持ピン３２と
も、また位置決めピン３３とも干渉しない位置とする。
さらに、吸着作動部４５ｂにおける吸着ヘッド４６を設
けた側を上に向けた状態とする。

【００２５】この状態でアーム４２を作動させて、上基
板吸着保持部材４５を前進させて、少なくとも吸着作動
部４５ｂを上基板２の非パターン面２ｂの下部位置に進
入させる。その後に、ロボット本体４１を作動させて、
上基板吸着保持部材４５を上昇させる。これによって、
上基板２は基板リフティング手段３０から基板ハンドリ
ング手段４０に移載されることになり、しかも上基板２
は吸着作動部４５ｂに設けた吸着ヘッド４６により吸着
されて、安定した状態に保持される。ここで、上基板２
の基板リフティング手段３０から基板ハンドリング手段
４０への移載動作の手順としては、まず上基板吸着保持
部材４５の上昇により吸着作動部４５ｂの吸着ヘッド４
６が上基板２の非パターン面２ｂに当接して、この吸着
ヘッド４６により上基板２が吸着された時に、一旦上基
板吸着保持部材４５の上昇動作を停止させる。この状態
で、位置決めピン３３を上基板２から離間させる。その
後に、再び上基板吸着保持部材４５を上昇させるように
するのが望ましい。

【００２６】上基板吸着保持部材４５により上基板２が
取り出されると、回転軸４４の軸回りに１８０°回転さ
せる。これによって、上基板２は、そのパターン形成面
２ａが下方を向くように反転する。しかも、上基板２の
非パターン面２ｂは吸着作動部４５ｂに設けた吸着ヘッ
ド４６によって安定的に保持されており、みだりに位置
ずれ等を起こすおそれはない。この状態で、一度アーム
４２を引込位置に変位させて、ロボット本体４１を概略
９０°旋回させて、上基板吸着保持部材４５を基板重ね
合わせ手段５０に対面させる。そして、アーム４２を伸
長させることによって、上基板２を基板重ね合わせ手段
５０を構成する上基板保持部材５２に移載する。

【００２７】ここで、上基板保持部材５２の構成を図５
を参照して説明する。上基板保持部材５２は、昇降ブロ
ック５６を有し、この昇降ブロック５６の下面には上定
盤５７が連結して設けられている。上定盤５７の下面は
水平面となった吸着面５７ａを構成するものであり、こ
の吸着面５７ａには、多数の吸着孔５８が設けられてい
る。また、この吸着孔５８と共に、上定盤５７を貫通す
るように所定数の吸着ノズル５９が装着されており、こ
れらの吸着ノズル５９は、上定盤５７に対して昇降可能
となっている。吸着ノズル５９は、上定盤５７の吸着面
５７ａから下方に突出した吸着位置と、この吸着面５７
ａより上方に位置する非吸着位置との間に昇降変位する
ようになっている。ここで、吸着ノズル５９の吸着位置
では、その吸着部と上定盤５７の吸着面５７ａとの間に
は、少なくとも上基板吸着保持部材４５の吸着作動部４
５ｂが入り込むことができる空間が形成される。

【００２８】さらに、昇降ブロック５６は、ガイドロッ
ド６０と、送りねじ６１とからなる昇降部材に連結して
設けられている。これによって、昇降ブロック５６は下
基板保持部材５１に近接・離間する方向に昇降変位でき
るようになる。

【００２９】従って、基板ハンドリング手段４０におけ
る上基板吸着保持部材４５の吸着作動部４５ｂに吸着保
持されている上基板２が上基板保持部材５２と対面する
位置に配置した後に、アーム４２を作動させて上基板２
を前進させる。この時には、図６に示したように、吸着
ノズル５９は上基板２の位置より高所、あるいは吸着ノ
ズル５９を非吸着位置にまで引き上げておく。そして、
上基板２が基板重ね合わせ手段５０における上基板保持
部材５２の上定盤５７の下方位置にまで進入して、所定
の位置で停止した後に、図７に示したように、吸着ノズ
ル５９を下降させて、上基板２に当接させる。勿論、こ
の時に吸着ノズル５９が当接するのは上基板２の非パタ
ーン面２ｂである。吸着ノズル５９で上基板２が吸着さ
れると、基板ハンドリング手段４０の吸着作動部４５ｂ
側を脱着させ、この吸着作動部４５ｂを僅かに上昇させ
て、アーム４２を引込位置に戻す。これによって、図８
に示したように、上基板２は、基板重ね合わせ手段５０
の上基板保持部材５２側に移載される。

【００３０】以上により相互に重ね合わせられる下基板
１と上基板２とは、それぞれ下基板保持部材５１及び上
基板保持部材５２に保持され、かつパターン形成面１
ａ，２ａが相対向する状態となる。そして、下基板保持
部材５１における支持ピン５５を下降させて、下定盤５
３の吸着面５３ａの下方に退入させることによって、下
基板１は下定盤５３の吸着面５３ａの吸着孔５４に吸着
した状態に保持され、また上基板保持部材５２側では、
吸着ノズル５９を引き上げて、上定盤５７の吸着面５７
ａより上方の非吸着位置に変位させることによって、上
基板２をこの上定盤５７の吸着面５７ａに開口する吸着
孔５８の作用により吸着保持させる。これによって、図
９に示した状態となる。

【００３１】この状態で、上下の基板１，２間でアライ
ンメントを行う。このアラインメントは、これら両基板
１，２に設けたアラインメントマーク等を基準として行
うようになし、このために画像処理を行う。なお、画像
処理に基づくアラインメントについては、従来から周知
の方式を採用することができるものであり、従ってその
具体的な説明は省略する。而して、下基板保持部材５１
を構成する下定盤５３は、位置調整手段６２上に設置さ
れており、両基板１，２間に位置ずれがあると、この位
置調整手段６２により下基板１側が上基板２に倣うよう
にＸＹ方向及びθ方向に位置調整を行うことができるよ
うになっている。このようにして上下の基板１，２の間
でアラインメントが行われると、送りねじ６１を作動さ
せて、図９に矢印で示したように、昇降ブロック５６を
下降させる。これによって、上基板２が下基板１と重ね
合わせられ、所定の加圧力で圧接され、もって上下の基
板１，２からなる重ね合わせ基板３が形成される。

【００３２】重ね合わせ基板３が形成され、上定盤５７
を重ね合わせ基板３から離間させると、図１０に示した
ように、吸着孔５４における吸引力を解除し、次いで下
定盤５３から支持ピン５５を突出させることによって、
重ね合わせ基板３が下定盤５３の吸着面５３ａから浮き
上がるようになる。そこで、下基板供給手段２０と同様
に構成される排出手段６３により重ね合わせ基板３を基
板重ね合わせ手段５０から搬出手段１２に向けて搬出さ
れる。

【００３３】以上のように、本発明の基板重ね合わせ装
置においては、下基板１に対して、上基板２のパターン
形成面２ａを下基板１のパターン形成面１ａと重ね合わ
せる上で、パターン形成面２ａを上向きに搬送する搬送
経路から上基板２を切り離した上で、非パターン面２ｂ
側を吸着して反転させるようになし、この上基板２を完
全に反転させて、パターン形成面２ａが下を向いた状態
となった後に、下基板１に重ね合わせるようにしている
ので、下基板１はもとより、上基板２もパターン形成面
に対して非接触状態で重ね合わせることができる。従っ
て、基板のパターン形成面に損傷を加えたり、また汚損
したりすることがなくなる。また、上基板２を搬送経路
から取り出して、下基板１に重ね合わせるまでの間は、
吸着手段の持ち替えはあるものの、常に上基板２を吸着
保持しているので、この上基板２を取り落としたり、位
置ずれさせたりすることはない。さらには、上基板２は
独立して反転させるようになし、かつ反転動作時に下基
板１やその他の部材等とは接触することはないので、上
基板２による反転動作時における高さ位置は何等の制約
も受けることがなく、この反転時の高さ位置を厳格に制
御する必要がなく、装置の組み付け等の作業が容易にな
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、上
下の基板のパターン形成面に対してハンドリングのため
の手段が全く接触することなく、しかも極めて安定した
状態で重ね合わせを行うことができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す上基板と下基板と
の重ね合わせを行う動作手順を示す説明図である。

【図２】基板重ね合わせステージの構成説明図である。

【図３】下基板保持部材を構成する下定盤の平面図であ
る。

【図４】基板リフティング手段と基板ハンドリング手段
との要部構成を示す外観斜視図である。

【図５】上基板保持部材を構成する上定盤の底面図であ
る。

【図６】基板重ね合わせ手段の正面図である。

【図７】基板重ね合わせ手段の第１段階目の作動状態を
示す説明図である。

【図８】基板重ね合わせ手段の第２段階目の作動状態を
示す説明図である。

【図９】基板重ね合わせ手段の第３段階目の作動状態を
示す説明図である。

【図１０】基板重ね合わせ手段の第４段階目の作動状態
を示す説明図である。

【図１１】従来技術による基板重ね合わせ装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

１下基板２上基板１ａ，２ａパターン形成面１ｂ，２ｂ非パターン面３重ね合わせ基板１０下基板搬送手段１１上基板搬送手段２０下基板供給手段３０基板リフティング手段３１昇降テーブル３２保持ピン３３位置決めピン４０基板ハンドリング手段４１ロボット本体４２アーム４５上基板吸着保持部材４５ａ基部４５ｂ吸着作動部４６吸着ヘッド５０基板重ね合わせ手段５１下基板保持部材５２上基板保持部材５３下定盤５４吸着孔５５支持ピン５６昇降ブロック５７上定盤５８吸着孔５９吸着ノズル６２位置調整手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青山昌史東京都渋谷区東３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA10 FA16 FA17 MA16 5F031 CA05 FA02 FA12 GA24 KA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ一側面に所定のパターンが形成
されたパターン形成面で、反対側面が非パターン面とな
った上下一対の基板を、それぞれのパターン形成面を対
向させて重ね合わせるようにした装置において、下基板を、そのパターン形成面が上向きになるようにし
て搬送する下基板搬送手段と、上基板を、そのパターン形成面が上向きになるようにし
て搬送する上基板搬送手段と、前記下基板の非パターン面を吸着保持する下基板保持部
材と、前記上基板の非パターン面を吸着保持する上基板
保持部材と、これら両保持部材の少なくとも一方を昇降
させる昇降部材とからなる基板重ね合わせ手段と、前記下基板搬送手段から前記下基板保持部材に前記下基
板を送り込む下基板供給手段と、前記上基板搬送手段から前記上基板を所定の高さだけ持
ち上げる基板リフティング手段と、前記基板リフティング手段により持ち上げられた上基板
の前記非パターン面を吸着して取り出し、この上基板を
反転させることによってそのパターン形成面を下向きに
した後に、前記上基板保持部材に受け渡す上基板ハンド
リング手段とを備える構成としたことを特徴とする基板
重ね合わせ装置。
【請求項２】前記下基板保持部材は、前記下基板の非
パターン面と当接する水平面を有する下定盤に、その水
平面に対して出没可能な複数の支持ピンと、この下定盤
の表面に開口する複数の吸着孔とを備える構成としたこ
とを特徴とする請求項１記載の基板重ね合わせ装置。
【請求項３】前記下定盤は、水平方向及び回転方向に
位置調整を行う位置決め手段に装着する構成としたこと
を特徴とする請求項２記載の基板重ね合わせ装置。
【請求項４】前記上基板保持部材は上定盤と、この上
定盤を所定のストローク分昇降駆動する駆動ユニットと
を有し、前記上定盤には、その下面に対して出没可能な
複数の吸着ノズルと、この下面に開口する複数の吸着孔
とを備える構成としたことを特徴とする請求項１記載の
基板重ね合わせ装置。
【請求項５】前記基板リフティング手段は、前記上基
板搬送手段による搬送路に設けた昇降部材と、この昇降
部材に装着され、前記上基板の非パターン面に当接する
複数の保持ピンと、この上基板の外形に当接して、その
水平方向における位置決めを行う位置決め部材とから構
成したことを特徴とする請求項１記載の基板重ね合わせ
装置。
【請求項６】前記基板ハンドリング手段は、昇降及び
水平方向に回動するロボット本体に、前後動可能なアー
ムを設け、このアームの先端に前記上基板の非パターン
面を吸着する上基板吸着部材を反転可能に連結する構成
としたことを特徴とする請求項１記載の基板重ね合わせ
装置。