JP2004268113A

JP2004268113A - Device and method for laminating substrates

Info

Publication number: JP2004268113A
Application number: JP2003064630A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Endo; 茂遠藤; Akiyoshi Ito; 彰悦伊藤; Tetsuji Kadowaki; 徹二門脇; Yoshimasa Miyajima; 良政宮嶋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: CN100533232C; KR100897664B1; TWI287158B; KR20040080948A; TW200417796A; CN1530714A; JP4245138B2; CN100578309C; CN101149507A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device of laminating substrates for performing lamination of the substrates accurately and easily. <P>SOLUTION: A laminating device 10 is provided with pressurization correcting mechanisms 32a to 32d which perform pressurization while adjusting working pressure so that the load distribution of a pressurizing plate 19 is equalized in accordance with load displacement by detecting the load displacement of the pressurizing plate 19 when both substrates W1, W2 are laminated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板貼合せ装置及び基板貼合せ方法に係り、詳しくは液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）等の２枚の基板を貼り合わせた基板（パネル）を製造する際に使用して好適な基板貼合せ装置及び基板貼合せ方法に関する。
【０００２】
近年、ＬＣＤ等の平面表示パネルは、大型化・軽量化（薄型化）が進むとともに、低コスト化の要求が一層高まってきている。このため、２枚の基板を貼り合わせてパネルを製造する装置においては、歩留まりを向上させて生産性を高めることが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、例えば、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ（赤、緑、青）や遮光膜等が形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板とが極めて狭い間隔（数μｍ程度）で対向して設けられ、それら２枚のガラス基板間に液晶が封入されて製造される。遮光膜は、コントラストを稼ぐため、及びＴＦＴを遮光して光リーク電流の発生を防止するために用いられる。アレイ基板とＣＦ基板は熱硬化性樹脂を含むシール材（接着剤）で貼り合わされている。
【０００４】
この液晶表示パネルの製造工程において、対向するガラス基板間に液晶を封入する液晶封入工程では、例えばアレイ基板周囲に枠状に形成したシール材の枠内の基板面上に規定量の液晶を滴下し、真空中でアレイ基板とＣＦ基板を貼り合わせて液晶封入を行う滴下注入法が一般的に用いられる。
【０００５】
従来、２枚の基板（ＣＦ基板とアレイ基板）の貼り合わせは、加圧装置（貼合せ装置）を用いて基板加圧工程により行われる。この貼合せ装置は、処理室内にて互いに対向するよう上下に配置され、それぞれＣＦ基板とアレイ基板とを保持する２枚の保持板を備えており、両保持板の平面度、且つ上下間の平行度を精密に保ちながら、基板間の厚さ方向の間隔を常に均一に保った状態で両基板を接近させることにより貼り合わせを行う。このような貼合せ装置に関連する従来技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３２３６９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の貼合せ装置では、処理室内を真空にした際の外部（大気圧）との差圧による保持板の変形を抑えるために、差圧の影響を受ける個所には高い剛性が必要になり、それによって、装置の重量が増大する、あるいは装置が大型化する等の問題があった。
【０００８】
近年では、基板の大型化・薄型化に伴い、保持板単体の平面度を加工段階で一定の精度に確保することが困難であり、両基板の平行度を精度よく維持することが難しくなってきている。このため、大型及び薄型の基板の貼り合わせ時においては、貼り合わせ時の位置ズレや基板間隔の不均一が特に生じ易くなっている。
【０００９】
このような基板の位置ズレや基板間隔の不均一は、遮光部からの光漏れや表示ムラなどの表示不良の原因であり、安定した製品を作ることが困難となり、歩留まり低下の要因となる。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は基板の貼り合わせを精度よく且つ容易に行うことのできる基板貼合せ装置及び基板貼合せ方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１，２，９に記載の発明によれば、処理室内に配置された互いに対向する第１及び第２の保持板にそれぞれ保持した２枚の基板を貼り合わせる基板貼合せ装置において、前記２枚の基板に作用する荷重を検出する複数の荷重検出手段と、前記複数の荷重検出手段に対応して設けられ、前記２枚の基板を貼り合わせる加工圧を発生させる複数の加圧手段とを備え、前記複数の荷重検出手段によりそれぞれ検出される荷重変移に応じて、前記複数の加圧手段により発生させる加工圧を個別に調整可能とした。この構成によれば、第１の保持板と第２の保持板、即ち第１の基板と第２の基板の平行度を均一に保ちながら精度良く貼り合わせを行うことができる。その結果、基板の位置ずれや基板間隔ムラを防止して表示不良を低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、処理室内に配置された互いに対向する第１の保持板と第２の保持板とにそれぞれ第１の基板と第２の基板とを保持し、前記第１の保持板を前記第２の保持板に近接させて前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる基板貼合せ装置において、前記第１の保持板に作用する荷重の分布に応じて、前記第１及び第２の基板を貼り合わせる加工圧を補正する複数の加圧補正手段を備えた。この構成によれば、第１の保持板と第２の保持板、即ち第１の基板と第２の基板の平行度を均一に保ちながら精度良く貼り合わせを行うことができる。その結果、基板の位置ずれや基板間隔ムラを防止して表示不良を低減することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記加圧補正手段は荷重検出手段と加圧手段とを備えている。荷重検出手段は前記第１の保持板に作用する荷重を検出する。そして、加圧手段は、前記荷重検出手段により検出される荷重変移に応じて前記加工圧を発生させる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記各荷重検出手段の出力に基づいて前記第１の保持板に作用する荷重の総和値を算出し、その算出した荷重総和値の減少分から前記各加圧手段により発生させる加工圧を決定する制御部を備えている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、前記制御部は、前記荷重総和値の減少分の平均値を算出し、該平均値と前記各荷重検出手段により検出される荷重の減少分との差に応じて、前記各加圧手段により発生させる加工圧を決定する。これにより、荷重分布を均一に保ちながら貼り合わせを行うことができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、前記各荷重検出手段により検出される荷重変移の傾向を前記各荷重検出手段毎に記録し、あらかじめ各荷重変移の傾向に合わせて前記各加圧手段により発生させる加工圧を補正するようにした。これにより、貼り合わせ作業をより高速に且つ容易に行うことが可能である。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、前記第１の保持板は複数の支柱を介して支持板に上下移動可能に吊下支持されるものであり、前記第１の保持板と前記複数の支柱とを前記処理室に対して一体接続し、前記第１の保持板の上下移動を許容しながら水平方向の移動を規制する位置ずれ防止手段を備えている。これにより、加圧時における第１の保持板の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
請求項８，１０に記載の発明によれば、処理室内に配置された互いに対向する第１の保持板と第２の保持板とにそれぞれ第１の基板と第２の基板とを保持し、前記第１の保持板を前記第２の保持板に近接させて前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる基板貼合せ装置において、前記第１の保持板に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、前記第１の保持板に作用する荷重の分布に応じて、前記第１の保持板の水平面に対する傾きを補正する複数の角度補正手段とを備えた。この構成によれば、第１の保持板と第２の保持板、即ち第１の基板と第２の基板の平行度を均一に保ちながら精度良く貼り合わせを行うことができる。その結果、基板の位置ずれや基板間隔ムラを防止して表示不良を低減することができる。また、加圧制御と、両基板の平行度の補正制御とを分離したことにより、制御を簡易化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２０】
図１は第一実施形態の基板貼合せ装置（以下、貼合せ装置という）１０の概略構成を示す正面図であり、図２は貼合せ装置１０の平面図、図３は貼合せ装置１０の一部拡大図である。この貼合せ装置１０は、あらかじめ何れか一方に液晶が滴下されて供給される２種類の第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２を貼り合わせて液晶表示パネルを製造する。
【００２１】
尚、本実施形態で作成される液晶表示パネルは、例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルであって、第１の基板Ｗ１はカラーフィルタや遮光膜等が形成されたカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）、第２の基板Ｗ２はＴＦＴ等が形成されたアレイ基板（ＴＦＴ基板）である。この場合、例えば第２の基板Ｗ２の周囲（貼り合わせ面側）に枠状にシール材が塗布され、その枠内の基板面上に規定量の液晶が滴下されて、両基板Ｗ１，Ｗ２が貼合せ装置１０に搬入される。
【００２２】
この貼合せ装置１０には、ベース板１１及び該ベース板１１に固定されたサポートユニット１２が備えられている。尚、ベース板１１及びサポートユニット１２は、十分に高い剛性を持つ材質にて形成されている。サポートユニット１２の内側には処理室としてのチャンバ１３が備えられ、チャンバ１３は上下に分割され、上側容器１３ａと下側容器１３ｂとから構成されている。チャンバ１３の開口部、即ち上側容器１３ａと下側容器１３ｂが当接する個所には、図３に示すように、それらの間をシールしてチャンバ１３の気密を保つためのＯリング１３ｃが設けられている。
【００２３】
下側容器１３ｂはサポートユニット１２に支持され、上側容器１３ａはチャンバ開閉部１４によって上下動可能に支持されている。チャンバ開閉部１４は、その一端（図１において上端）に雄ネジが形成されるシャフトネジであり、上側容器１３ａに取付けられた雌ネジと螺合してボールネジ１５を構成している。このシャフトネジの他端（図１において下端）は減速器１６に接続され、同シャフトネジは、図２に示すモータ１７によりギヤボックス１８を介して回転駆動されるようになっている。
【００２４】
従って、シャフトネジがモータ１７によって正逆回転されると、その回転動作がボールネジ１５を介して直線動作に変換され、上側容器１３ａが下側容器１３ｂに対して上下動される。これにより、チャンバ１３の開閉動作が行われるようになっている。
【００２５】
チャンバ１３内には、第１の基板Ｗ１（ＣＦ基板）を吸着保持する第１の保持板としての加圧板１９と、第２の基板Ｗ２（ＴＦＴ基板）を吸着保持する第２の保持板としてのテーブル２０とが対向して設けられている。加圧板１９とテーブル２０は、吸引吸着力及び静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させてそれぞれ第１の基板Ｗ１と第２の基板Ｗ２を吸着保持する機構を有す。
【００２６】
テーブル２０は、ベース板１１上に設置された位置決めステージ２１によって水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動可能及び水平回転（θ方向）可能に支持されている。詳しくは、位置決めステージ２１には複数（本実施形態では例えば４つ）の支柱２２が立設されており、各支柱２２を介して位置決めステージ２１に支持されている。尚、位置決めステージ２１は、後述するモータドライバからの制御パルスにより駆動されるステージ駆動モータによって水平移動されるようになっている。
【００２７】
この位置決めステージ２１と下側容器１３ｂとの間には、上記各支柱２２を囲みチャンバ１３の気密を保つ弾性体としてのベローズ２３がそれぞれ設けられている。ベローズ２３は両端のフランジ部にＯリングを備え、そのＯリングにより位置決めステージ２１と下側容器１３ｂとの間をシールするようになっている。
【００２８】
加圧板１９は、支持板２４によって上下方向（Ｚ方向）に移動可能に吊下支持されている。詳しくは、支持板２４には、複数（本実施形態では例えば４つ）の支柱２５がそれらの上端に形成されたネジに螺合するナット２６によって固定されている。そして、図３に示すように、各支柱２５は、上側容器１３ａに取着された固定部材２７の挿通孔２７ａに挿通されて加圧板１９の上面（外面）に取着されている。
【００２９】
固定部材２７と支柱２５とは、位置ずれ防止手段としてのジンバル継手２８を介して一体接続されている。図４に示すように、ジンバル継手２８は略円形状をなし、その中央に形成された挿通孔２８ａの中心に対して内側環２８ｂと外側環２８ｃとが連結して形成されている。このジンバル継手２８は、固定部材２７の下面において取付けられ、該固定部材２７と外側環２８ｃとがネジ止めされるようになっている。また、固定部材２７及びジンバル継手２８の各挿通孔２７ａ，２８ａに上記支柱２５が挿通され、該支柱２５と内側環２８ｂとがネジ止めされるようになっている。即ち、各支柱２５は、加圧板１９とチャンバ１３（具体的には上側容器１３ａ）に対してそれぞれ固定されるようになっている。
【００３０】
このジンバル継手２８は、チャンバ１３に対する各支柱２５の水平方向、即ちジンバル継手２８の径方向への移動を規制する。一方、チャンバ１３に対する各支柱２５の上下方向、即ちジンバル継手２８の軸方向への移動を許容する。これにより、貼り合わせ時における加圧板１９の上下移動を可能とする一方で、該加圧板１９の横方向への位置ずれを防止するようになっている。
【００３１】
図１に示すように、支持板２４と上側容器１３ａとの間には、各支柱２５を囲みチャンバ１３の気密を保つ弾性体としてのベローズ２９が設けられている。前記と同様、このベローズ２９は両端のフランジ部にＯリングを備え、そのＯリングにより支持板２４と上側容器１３ａとの間をシールするようになっている。
【００３２】
支持板２４は、後述する電空レギュレータにより駆動される加圧手段としての加圧エアバネ３０によって上下移動される。この支持板２４と加圧エアバネ３０の間には、支持板２４の下面に当接され、該支持板２４から受ける圧力によって貼り合わせ時の荷重を検出する荷重検出手段としてのロードセル３１が設けられている。
【００３３】
又、上記支持板２４は、該支持板２４に設けられる複数（本実施形態では例えば４つ）の加圧補正機構３２ａ〜３２ｄによって上下移動される。詳しくは、上側容器１３ａの上面には各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄにそれぞれ対応してガイドレール３３が立設され、各ガイドレール３３に沿って支持板２４が上下移動される。各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄは、支持板２４の中心（即ち第１の基板Ｗ１の中心）からそれぞれ等距離の位置に配置され、この場合、好ましくは支持板２４を支持する各支柱２５の近傍に配置するのがよい。
【００３４】
各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄは、それぞれ加圧手段としてのエンコーダ付きのモータ３４ａ〜３４ｄ、各モータ３４ａ〜３４ｄにて駆動されるボールネジ３５及びそれぞれ荷重検出手段としてのロードセル３６ａ〜３６ｄを備えている。モータ３４ａ〜３４ｄは、後述するモータドライバからの制御パルスによって回転駆動され、その駆動力がそれぞれボールネジ３５に伝達されるようになっている。
【００３５】
各ボールネジ３５は第一リニアガイド３７に接続され、この第一リニアガイド３７はそれぞれ対応するモータ３４ａ〜３４ｄに対して取付けられたガイドレール３８に沿って上下動可能となっている。このガイドレール３８は支持板２４に固定され、支持板２４は上記ガイドレール３３に沿って上下動可能に設けられた第二リニアガイド３９に取付けられている。
【００３６】
各ロードセル３６ａ〜３６ｄは、それぞれガイドレール３３の上端部に設けられている。各ロードセル３６ａ〜３６ｄは、それぞれ対応するボールネジ３５の下面に当接され、そのボールネジ３５から受ける圧力により貼り合わせ時の荷重を検出する。
【００３７】
このように構成された加圧補正機構３２ａ〜３２ｄでは、例えば、モータ３４ａ〜３４ｄが正方向に回転駆動されるとき、その駆動力を受けて下方に移動する各ボールネジ３５によってロードセル３６ａ〜３６ｄが下方に押圧され、その反力によって支持板２４が上昇するようになっている。反対に、モータ３４ａ〜３４ｄが逆方向に回転駆動されるとき、その駆動力を受けて各ボールネジ３５が上方に移動することによって支持板２４が降下するようになっている。
【００３８】
図５は、本実施形態の貼合せ装置１０における制御機構の概略を示すブロック図である。尚、図１と同一の構成部分には同一符号を付している。
貼合せ装置１０は、加圧板１９を上下移動させる加圧エアバネ３０及びモータ３４ａ〜３４ｄの駆動を制御する制御部４１を備えている。この制御部４１は、一般的なＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ）により構成され、ロードセル３１，３６ａ〜３６ｂの出力に基づいて、加圧エアバネ３０及びモータ３４ａ〜３４ｄをそれぞれ駆動する電空レギュレータ４２及びモータドライバ４３ａ〜４３ｄの動作を制御する。また、制御部４１は、両基板Ｗ１，Ｗ２の位置合せのためのアライメントマークをＣＣＤカメラ等により撮像した結果を基に位置ずれ量を算出する画像処理装置４４の出力に基づいて、ステージ駆動モータ４５を駆動するモータドライバ４６の動作を制御する。
【００３９】
制御部４１は、ロードセル３１，３６ａ〜３６ｂから出力される電気信号を変換してロードセル３１，３６ａ〜３６ｄにかかる荷重の総和値を算出する。そして、貼り合わせ時に、その荷重総和値から減少する荷重値に基づいて、両基板Ｗ１，Ｗ２に作用する加工圧を認識するようになっている。
【００４０】
ここで、チャンバ１３が閉じて減圧状態（真空状態）にある時、支持板２４に加わる自重（基板Ｗ１，加圧板１９，支柱２５，加圧補正機構３２ａ〜３２ｄ等の総重量）Ａと、支柱２５の断面積に比例して加圧板１９に作用する大気圧力とチャンバ１３内圧力との差圧Ｂの和（Ａ＋Ｂ）が荷重総和値である。この荷重総和値（Ａ＋Ｂ）は、両基板Ｗ１，Ｗ２を近接させて貼り合わせを行う際に、その加工圧が反力となって次第に減少する。従って、上記制御部４１は、貼り合わせ時に両基板Ｗ１，Ｗ２に与える加工圧を、各ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄに作用する荷重総和の減少分として認識する。
【００４１】
この加工圧は、実際にはパネル（基板Ｗ１，Ｗ２）の大きさや液晶、シール材の量や種類等で異なるが、本実施形態では約１００Ｋｇとなる。ここで、例えば支持板２４に加わる自重Ａが約１０００Ｋｇ、大気圧力とチャンバ１３内圧力との差圧Ｂが約１０００Ｋｇとする場合、荷重総和値（Ａ＋Ｂ）は約２０００Ｋｇとなる。この場合、制御部４１は、荷重総和値が約１９００Ｋｇ、即ち荷重総和の減少分が１００Ｋｇとなるように加工圧を調整する。
【００４２】
尚、本実施形態では、ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄのそれぞれが荷重総和値の１／５の荷重を約０．１Ｋｇ程度の分解能で検出することができるものを使用する。即ち、上記のように荷重総和値が約２０００Ｋｇである場合、各ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄとしては、約４００Ｋｇの荷重を約０．１Ｋｇの分解能で検出することができるものを使用する。
【００４３】
制御部４１は、こうして荷重総和の減少値を算出し、その算出結果に応じて両基板Ｗ１，Ｗ２に加える加工圧を一定の圧力とするように生成した信号を電空レギュレータ４２及びモータドライバ４３ａ〜４３ｄに出力する。
【００４４】
電空レギュレータ４２は、その制御部４１からの信号に応答して、加圧エアバネ３０の圧力を調整する。また、モータドライバ４３ａ〜４３ｄは、制御部４１からの信号に応答して、所定の数のパルスだけモータ３４ａ〜３４ｄを駆動するパルス信号を出力する。
【００４５】
その際、制御部４１は、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄのロードセル３６ａ〜３６ｄによって検出される荷重の減少分と、ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄによる荷重総和の減少分の平均値との差（単位時間当り）を算出し、その算出値に応じてモータ３４ａ〜３４ｄの駆動信号を生成するようになっている。
【００４６】
例えば、加圧補正機構３２ａのロードセル３６ａによって検出される荷重の減少分が上記平均値より大きい場合、この加圧補正機構３２ａによって与えられる加工圧が他の加圧補正機構３２ｂ〜３２ｄにおける加工圧よりも高いことを示している。換言すれば、加圧板１９の面内に傾きが生じており、加圧板１９とテーブル２０（第１の基板Ｗ１と第２の基板Ｗ２）の平行度が損なわれていることを示している。この場合、制御部４１は、支持板２４を持ち上げる方向に加圧補正機構３２ａのモータ３４ａを駆動、又は同モータ３４ａの駆動を停止させ、そのモータ３４ａの駆動に基づく加圧板１９への荷重（加工圧）が上記平均値となるまで減少させるように補正する。
【００４７】
例えば本実施形態では、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄのロードセル３６ａ〜３６ｄにより検出される荷重の減少分が、上記平均値より例えば０．１Ｋｇ以上大きい場合に、それぞれ対応するモータ３４ａ〜３４ｄの駆動を停止させ、それによる加工圧の増大を抑えるようにしている。そして、その後、荷重の減少分が０．１Ｋｇ以内となる場合に、停止させているモータを再び駆動させて両基板Ｗ１，Ｗ２に対する加圧を行うようになっている。
【００４８】
このように、モータ３４ａ〜３４ｄの駆動をそれぞれ対応するロードセル３６ａ〜３６ｄからの荷重検出結果に応じて個別に制御することによって、貼り合わせの過程で片当たり等により荷重分布にずれが生じている場合には、それに応じて面内の傾きを補正しながら最終の加工圧（約１００Ｋｇ）まで加圧を行う。その結果、両基板Ｗ１，Ｗ２の平行度を精密に保ちながら貼合せを行うことができる。
【００４９】
尚、本実施形態では、各ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄによる荷重検出結果を基に加工圧を適宜補正（調整）しながら加圧を行うようにしたが、加圧板１９の面内の荷重変移の傾向を各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄ毎に記録しておき、予めその傾向に合わせて加工圧を補正するようにしてもよい。
【００５０】
詳しくは、上記のようにして加工圧の補正を適宜行いながら、基板加圧工程を例えば１０回行う。そして、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄ毎に１０回分のモータ３４ａ〜３４ｄの平均パルス数を予め算出しておく。その算出結果を基に、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄにおけるパルス数差を保持しながら加圧板１９による加工圧が最終の加工圧（本実施形態では約１００Ｋｇ）となるまで加圧エアバネ３０及びモータ３４ａ〜３４ｄによる加圧板１９の降下速度をそれぞれ一定速度にして加圧を行う。この方法では、加工圧の調整のための制御を省略することができる。その結果、貼り合わせ作業を簡易且つ高速に行うことができるため、パネル製造時間の短縮化に寄与することができる。
【００５１】
次に、上記のように構成された貼合せ装置１０の作用について説明する。
貼合せ装置１０は、搬入された第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ加圧板１９とテーブル２０とに吸着保持した後、チャンバ１３内を真空排気して同チャンバ１３内に所定のガスを供給する。このガスは、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）のための励起ガス等の反応ガス、窒素ガス、クリーンドライエアなどの不活性ガスを含む置換ガスである。これらガスにより、基板や表示素子の表面に付着した不純物や生成物を反応ガスや置換ガスに一定時間さらす前処理を行う。
【００５２】
この処理は、貼り合わせ後に開封不可能な貼り合わせ面の性質を維持・安定化する。第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２は、それらの表面に酸化膜等の膜が生成したり空気中の浮遊物が付着し、表面の状態が変化する。この状態の変化は、基板毎に異なるため、安定したパネルを製造できなくなる。従って、これら処理は、膜の生成や不純物の付着を抑える、また付着した不純物を処理することで基板表面の状態変化を抑え、パネルの品質の安定化を図っている。
【００５３】
次に、貼合せ装置１０は、アライメントマークを用いて光学的（ＣＣＤカメラ等）に両基板Ｗ１，Ｗ２の位置合せを非接触にて（少なくとも第２の基板Ｗ２上のシール材に第１の基板Ｗ１を接触させることなく）行う。
【００５４】
次に、貼合せ装置１０は、加圧エアバネ３０の圧力及び各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄにおけるモータ３４ａ〜３４ｄの駆動を制御し、第１の基板Ｗ１が第２の基板Ｗ２（具体的にはそれに塗布されているシール材）に接触するまで支持板２４、即ち加圧板１９を例えば５μｍ／ｓの一定速度で降下させる。このとき、各ロードセル３１，３６ａ〜３６ｄによって検出される荷重総和値は例えば約２０００Ｋｇとなっている。
【００５５】
第１の基板Ｗ１が第２の基板Ｗ２に接触し、加圧板１９に加工圧が発生し始めると、上記荷重総和値が次第に減少し始め、貼合せ装置１０は、この荷重総和値が約２０００Ｋｇから約１９００Ｋｇとなるまで、即ち最終加工圧が約１００Ｋｇとなるまで加圧を行う。このとき、貼合せ装置１０は、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄのロードセル３６ａ〜３６ｄにより検出される荷重減少分が、上記荷重総和の減少分の平均値に対して例えば０．１Ｋｇ以内となるようにモータ３４ａ〜３４ｄの駆動を制御し、加工圧（即ち加圧板１９の面内の傾き）を補正しながら加圧を行う。尚、この加圧板１９に加工圧が発生し始めてから同加圧板１９の移動を停止させるまでの距離（下降距離）はおよそ１００μｍ程度である。
【００５６】
因みに、この貼り合わせ時に加工圧が次第に増加するに伴い、該加工圧の反力によって、加圧板１９には横方向（水平方向）へ移動する力が作用するようになる。しかしながら、この水平方向への反作用力は、加圧板１９を吊下支持する支柱２５とチャンバ１３の上側容器１３ａとを一体接続するジンバル継手２８によって吸収される。従って、加工圧の増加に伴い、加圧板１９の位置ずれが発生することは防止される。
【００５７】
貼合せ装置１０は、最終の加工圧となるまで加圧を行った後、チャンバ１３内を大気開放する。これにより、両基板Ｗ１，Ｗ２は、大気圧と両基板Ｗ１，Ｗ２間との圧力差によって、所定のセル厚（セルギャップ）となる基板間隔まで均一に圧縮される。
【００５８】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）貼合せ装置１０は、両基板Ｗ１，Ｗ２の貼り合わせ時に、加圧板１９の荷重変移を検出し、該荷重変移に応じて加圧板１９の荷重分布が均一になるように加工圧を調整しながら加圧を行う加圧補正機構３２ａ〜３２ｄを備える。この構成によれば、各加圧補正機構３２ａ〜３２ｄで検出される荷重変移に応じて加圧板１９の面内の傾きを補正し、加圧板１９とテーブル２０、即ち両基板Ｗ１，Ｗ２の平行度を均一に保ちながら精度良く貼り合わせを行うことができる。その結果、基板の位置ずれや基板間隔ムラを防止して表示不良を低減することができる。
【００５９】
（２）本実施形態では、荷重分布のずれが許容される範囲内か否か（例えば０．１Ｋｇ以上か否か）に基づいて加工圧の調整を行うようにした。この方法によれば、加圧時における両基板Ｗ１，Ｗ２の平行度の調整を極めて容易に行うことができる。
【００６０】
（３）複数回の基板加圧工程の実施に基づいて加圧板１９の荷重変移の傾向を加圧補正機構３２ａ〜３２ｄ毎に記録し、予めその傾向に合わせて加圧補正機構３２ａ〜３２ｄにおけるモータ３４ａ〜３４ｄの駆動を制御して加工圧の調整を行うことで、貼り合わせ作業をより高速に行うことができる。その結果、パネル製造時間の短縮化を図ることができる。また、この方法では、加工圧の調整のための複雑な制御を省略することができるため、貼り合わせ作業をより簡易に行うことができる。
【００６１】
（４）支持板２４に固定され、加圧板１９を吊下支持する支柱２５をチャンバ１３に一体接続するジンバル継手２８を備えた。これにより、加工圧が増大するのに伴い、その反作用力によって支柱２５が水平方向に移動することは防止される。即ち、テーブル２０に対する加圧板１９の水平方向の移動（位置ずれ）を防止することができる。また、このジンバル継手２８を用いた構成では、チャンバ１３の減圧（真空）下において、大気圧との差圧によりチャンバ１３に変形が生じる場合にも、加圧板１９の上下方向の移動のみを許容しながら、水平方向における位置ずれを確実に防止することができる。
【００６２】
（５）本実施形態では、加圧板１９の荷重分布を均一にして、両基板Ｗ１，Ｗ２の平行度を精密に保ちながら加圧することが可能になるため、貼り合わせ時にシール材にかかる荷重をほぼ均一にすることができる。このことは、適切な加工圧での貼り合わせが可能となることを意味する。これにより、片当たり等に起因する荷重分布の不均一、延いては加工圧の増大を防止し、貼り合わせ時にシール材や液晶により上下の基板Ｗ１，Ｗ２間にせん断力が作用して貼り合わせずれが生じることを防止することができる。
【００６３】
（６）本実施形態では、荷重変移の検出結果に応じて加圧板１９の面内の傾きを補正することで、両基板Ｗ１，Ｗ２の平行度を均一に保ちながら容易に貼り合わせを行うことができる。このため、チャンバ１３の減圧下にて外部との差圧の影響を受ける個所を高い剛性部材で構成することによる装置の重量増大・大型化等を抑制することができる。
【００６４】
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図６及び図７に従って説明する。
尚、本実施形態において、上記第一実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００６５】
図６は第二実施形態の基板貼合せ装置（以下、貼合せ装置）５０の概略構成を示す側面図であり、図７は図６に示す貼合せ装置５０のＡ−Ａ断面図である。第一実施形態と同様、貼合せ装置５０は、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２を貼り合わせて液晶表示パネルを製造する。
【００６６】
図６に示すように、貼合せ装置５０はチャンバ５１を備え、該チャンバ５１の上側容器５１ａ内には第１の基板Ｗ１を吸着保持する加圧板５２が設けられている。尚、図６ではチャンバ５１の下側容器及び第２の基板Ｗ２を吸着保持するテーブル等を省略している。
【００６７】
加圧板５２はジンバル５３に接続され、このジンバル５３が支柱５４を介して支持板５５に吊下支持されている。ジンバル５３は、加圧板５２の上面（外面側）及び外周面を覆う第１支持部５３ａと、加圧板５２の外周面及び第１支持部５３ａの内周面に接続される第２支持部５３ｂとによって構成されている。
【００６８】
加圧板５２の上面とそれを覆う第１支持部５３ａの内面との間には複数（本実施形態では例えば４つ）のロードセル５６ａ〜５６ｄが配置され、各ロードセル５６ａ〜５６ｄは、第１支持部５３ａから受ける圧力に基づいて貼り合わせ時の荷重を検出するようになっている。
【００６９】
図７に示すように、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂは、それぞれ内周面と外周面とが接する各辺（４辺）の中央で継手５７ａ〜５７ｄによって接続されている。そして、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとが接続される対向する何れかの２辺（図において第１及び第２支持部５３ａ，５３ｂの短手方向に沿った２辺）には角度補正機構５８ａ，５８ｂが設けられている。
【００７０】
角度補正機構５８ａ，５８ｂは、モータ５９ａ，５９ｂと上記継手５７ａ，５７ｂとをそれぞれ備え、モータ５９ａ，５９ｂの駆動に基づいて第２支持部５３ｂの長手方向における水平角度（水平面に対する傾き）を調整するようになっている。
【００７１】
第２支持部５３ｂと加圧板５２は、それぞれ内周面と外周面とが接する各辺（４辺）の中央で継手６０ａ〜６０ｄによって接続されている。そして、第２支持部５３ｂと加圧板５２とが接続される対向する何れかの２辺（図において第２支持部５３ｂ及び加圧板５２の長手方向に沿った２辺）には角度補正機構５８ｃ，５８ｄが設けられている。
【００７２】
角度補正機構５８ｃ，５８ｄは、モータ５９ｃ，５９ｄと上記継手６０ｃ，６０ｄとをそれぞれ備え、モータ５９ｃ，５９ｄの駆動に基づいて加圧板５２の短手方向における水平角度を調整するようになっている。
【００７３】
このように構成された貼合せ装置５０では、加圧板５２に加工圧が発生し始めると、各ロードセル５６ａ〜５６ｄにより検出される荷重変移が図示しない制御部（ＰＬＣ）に出力され、この制御部からの信号に基づいて、各ロードセル５６ａ〜５６ｄにそれぞれ対応するモータ５９ａ〜５９ｄが駆動制御される。
【００７４】
例えば、ロードセル５６ａにより検出される荷重の減少分が他のロードセル５６ｂ〜５６ｄにおけるそれよりも大きいとき（即ち荷重総和の減少分の平均値よりも大きいとき）、加圧板５２を持ち上げる方向に角度補正機構５８ａのモータ５９ａが駆動されるようになっている。従って、第一実施形態と同様、各ロードセル５６ａ〜５６ｄの荷重検出結果に基づいて加圧板５２の傾きを補正し、該加圧板５２の荷重分布を均一にすることができる。
【００７５】
以上記述した本実施形態によれば、第一実施形態で奏する効果に加えて、さらに以下の効果を奏する。
（１）本実施形態では、加圧板５２に加工圧を発生させる機構に対して、該加圧板５２の平行度を調整する角度補正機構５８ａ〜５８ｄを独立して備えた。この構成によれば、加圧板５２に加工圧を発生させる制御と角度補正機構５８ａ〜５８ｄの制御とをそれぞれ分離することができるため、制御を簡易化することができる。
【００７６】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第一実施形態では、第１の基板Ｗ１の周縁の荷重を４つのロードセル３６ａ〜３６ｄによって検出するようにしたが、この数に限定されない。即ち、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２のサイズ等に応じて、２又は３、或いは５つ以上としてもよい。尚、第二実施形態についても同様である。
【００７７】
・第一実施形態において、作成するパネルによっては、加圧板１９（第１の基板Ｗ１）の中央付近の荷重を検出するロードセル３１や加圧手段としての加圧エアバネ３０を省略してもよい。
【００７８】
・第一実施形態におけるロードセル３６ａ〜３６ｄの配置は、図２に示す位置に限定されない。各ロードセル３６ａ〜３６ｄの配置は、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２のサイズ等によって適宜変更されるものであり、支持板２４の中心（即ち第１の基板Ｗ１の中心）からそれぞれ等距離の位置であって、第１の基板Ｗ１の周縁の荷重を検出することのできる位置であればよい。この際、好ましくは、支柱２５の近傍において第１の基板Ｗ１の４つの角部付近の荷重を検出することのできる配置がよい。尚、第二実施形態におけるロードセル５６ａ〜５６ｄの配置についても同様に図７に示す位置に限定されない。
【００７９】
上記各実施形態の特徴をまとめると以下のようになる。
（付記１）処理室内に配置された互いに対向する第１及び第２の保持板にそれぞれ保持した２枚の基板を貼り合わせる基板貼合せ装置において、
前記２枚の基板に作用する荷重を検出する複数の荷重検出手段と、
前記複数の荷重検出手段に対応して設けられ、前記２枚の基板を貼り合わせる加工圧を発生させる複数の加圧手段とを備え、
前記複数の荷重検出手段によりそれぞれ検出される荷重変移に応じて、前記複数の加圧手段により発生させる加工圧を個別に調整可能としたことを特徴とする基板貼合せ装置。
（付記２）処理室内に配置された互いに対向する第１の保持板と第２の保持板とにそれぞれ第１の基板と第２の基板とを保持し、前記第１の保持板を前記第２の保持板に近接させて前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる基板貼合せ装置において、
前記第１の保持板に作用する荷重の分布に応じて、前記第１及び第２の基板を貼り合わせる加工圧を補正する複数の加圧補正手段を備えることを特徴とする基板貼合せ装置。
（付記３）前記加圧補正手段は、
前記第１の保持板に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段により検出される荷重変移に応じて前記加工圧を発生させる加圧手段と
を備えることを特徴とする付記２記載の基板貼合せ装置。
（付記４）前記各荷重検出手段の出力に基づいて前記第１の保持板に作用する荷重の総和値を算出し、その算出した荷重総和値の減少分から前記各加圧手段により発生させる加工圧を決定する制御部を備えることを特徴とする付記３記載の基板貼合せ装置。
（付記５）前記制御部は、
前記荷重総和値の減少分の平均値を算出し、該平均値と前記各荷重検出手段により検出される荷重の減少分との差に応じて、前記各加圧手段により発生させる加工圧を決定することを特徴とする付記４記載の基板貼合せ装置。
（付記６）前記制御部は、
前記荷重検出手段により検出される荷重の減少分が前記平均値よりも大きいとき、その荷重検出手段に対応する前記加圧手段の加工圧を停止させることを特徴とする付記５記載の基板貼合せ装置。
（付記７）前記制御部は、
前記荷重検出手段により検出される荷重の減少分が前記平均値よりも大きいとき、その荷重検出手段に対応する前記加圧手段の加工圧を減少させることを特徴とする付記５記載の基板貼合せ装置。
（付記８）前記各荷重検出手段により検出される荷重変移の傾向を前記各荷重検出手段毎に記録し、あらかじめ各荷重変移の傾向に合わせて前記各加圧手段により発生させる加工圧を補正することを特徴とする付記３乃至７の何れか一記載の基板貼合せ装置。
（付記９）前記各荷重検出手段は、前記第１の基板の中心からそれぞれ等距離となる位置に配置され、前記第１の基板の周縁付近の荷重を検出するものであり、
前記各加圧手段は、前記各荷重検出手段にそれぞれ対応した位置に配置されることを特徴とする付記３乃至８の何れか一記載の基板貼合せ装置。
（付記１０）前記各荷重検出手段は、前記第１の基板の４つの角部付近の荷重を検出することを特徴とする付記９記載の基板貼合せ装置。
（付記１１）前記第１の保持板に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、その荷重検出手段により検出される荷重変移に応じて前記加工圧を発生させる加圧手段と、を前記第１の保持板の中心位置にさらに設けたことを特徴とする付記２乃至１０の何れか一記載の基板貼合せ装置。
（付記１２）前記第１の保持板は複数の支柱を介して支持板に上下移動可能に吊下支持されるものであり、
前記第１の保持板と前記複数の支柱とを前記処理室に対して一体接続し、前記第１の保持板の上下移動を許容しながら水平方向の移動を規制する位置ずれ防止手段を備えることを特徴とする付記１乃至１１の何れか一記載の基板貼合せ装置。
（付記１３）処理室内に配置された互いに対向する第１の保持板と第２の保持板とにそれぞれ第１の基板と第２の基板とを保持し、前記第１の保持板を前記第２の保持板に近接させて前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる基板貼合せ装置において、
前記第１の保持板に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、
前記第１の保持板に作用する荷重の分布に応じて、前記第１の保持板の水平面に対する傾きを補正する複数の角度補正手段と
を備えたことを特徴とする基板貼合せ装置。
（付記１４）処理室内に配置された互いに対向する第１及び第２の保持板にそれぞれ保持した２枚の基板を貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記２枚の基板に作用する荷重を複数個所にて検出し、該検出される荷重変移に応じて、前記２枚の基板を貼り合わせる加工圧を補正するようにしたことを特徴とする基板貼合せ方法。
（付記１５）処理室内に配置された互いに対向する第１及び第２の保持板にそれぞれ保持した２枚の基板を貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記２枚の基板に作用する荷重を複数個所にて検出し、該検出される荷重変移に応じて、前記第１及び第２の保持板のうち少なくとも一方の保持板の水平面に対する傾きを補正するようにしたことを特徴とする基板貼合せ方法。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基板貼り合わせを精度よく且つ容易に行うことのできる基板貼合せ装置及び基板貼合せ方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の貼合せ装置を示す正面図である。
【図２】図１の貼合せ装置の平面図である。
【図３】図１の貼合せ装置の一部拡大図である。
【図４】ジンバル継手を示す平面図である。
【図５】図１の貼合せ装置の制御機構を説明するブロック図である。
【図６】第二実施形態を説明するための側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
Ｗ１第１の基板
Ｗ２第２の基板
１０，５０基板貼合せ装置
１３，５１処理室としてのチャンバ
１９，５２第１の保持板としての加圧板
２０第２の保持板としてのテーブル
２４，５５支持板
２５支柱
２８位置ずれ防止手段としてのジンバル継手
３０加圧手段としての加圧エアバネ
３１，３６ａ〜３６ｄ，５６ａ〜５６ｄ荷重検出手段としてのロードセル
３２ａ〜３２ｄ加圧補正機構（加圧補正手段）
３４ａ〜３４ｄ加圧手段としてのモータ
４１制御部
５８ａ〜５８ｄ角度補正機構（角度補正手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate laminating apparatus and a substrate laminating method, and more particularly to a method of manufacturing a substrate (panel) obtained by laminating two substrates such as a liquid crystal display (LCD). The present invention relates to a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method.
[0002]
2. Description of the Related Art In recent years, flat display panels such as LCDs have become larger and lighter (thinner), and the demand for lower cost has been increasing. For this reason, in an apparatus for manufacturing a panel by bonding two substrates, it is required to improve the yield and the productivity.
[0003]
[Prior art]
In a liquid crystal display panel, for example, an array substrate on which a plurality of TFTs (thin film transistors) are formed in a matrix and a color filter (CF) substrate on which a color filter (red, green, blue), a light-shielding film, and the like are formed are extremely formed. They are provided facing each other at a small interval (about several μm), and a liquid crystal is sealed between the two glass substrates. The light-shielding film is used to increase the contrast and to shield the TFT from light and prevent the occurrence of light leakage current. The array substrate and the CF substrate are bonded together with a sealing material (adhesive) containing a thermosetting resin.
[0004]
In the liquid crystal display panel manufacturing process, in a liquid crystal sealing process of sealing liquid crystal between facing glass substrates, for example, a prescribed amount of liquid crystal is dropped on a substrate surface in a frame of a sealing material formed in a frame shape around the array substrate. In general, a drop-injection method of bonding an array substrate and a CF substrate in a vacuum to seal liquid crystal is used.
[0005]
Conventionally, bonding of two substrates (CF substrate and array substrate) is performed by a substrate pressing step using a pressing device (bonding device). The laminating apparatus includes two holding plates that are arranged vertically so as to face each other in the processing chamber, and respectively hold the CF substrate and the array substrate. Bonding is performed by bringing the two substrates close to each other while maintaining a uniform gap in the thickness direction between the substrates while maintaining the parallelism precisely. The related art related to such a bonding apparatus is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-323694
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional laminating apparatus as described above, in order to suppress deformation of the holding plate due to a pressure difference from the outside (atmospheric pressure) when the processing chamber is evacuated, a high pressure is applied to a portion affected by the pressure difference. Rigidity is required, which causes problems such as an increase in the weight of the device and an increase in the size of the device.
[0008]
In recent years, as the substrates have become larger and thinner, it has become difficult to ensure the flatness of the holding plate alone at a certain accuracy in the processing stage, and it has become difficult to maintain the parallelism of both substrates with high accuracy. ing. For this reason, when bonding large and thin substrates, positional deviation and unevenness of the substrate spacing during bonding are particularly likely to occur.
[0009]
Such misalignment of the substrate and unevenness of the substrate interval are causes of display defects such as light leakage from the light-shielding portion and display unevenness, making it difficult to produce a stable product and causing a reduction in yield.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method capable of accurately and easily bonding substrates. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first, second, and ninth aspects of the present invention, two substrates respectively held on first and second holding plates opposed to each other disposed in a processing chamber are bonded. In the substrate bonding apparatus, a plurality of load detecting means for detecting a load acting on the two substrates and a processing pressure provided to correspond to the plurality of load detecting means for generating a processing pressure for bonding the two substrates are generated. A plurality of pressurizing means, and a processing pressure generated by the plurality of pressurizing means can be individually adjusted in accordance with a load change detected by each of the plurality of load detecting means. According to this configuration, the first holding plate and the second holding plate, that is, the first substrate and the second substrate can be bonded with high accuracy while keeping the parallelism uniform. As a result, it is possible to prevent the displacement of the substrate and the unevenness in the distance between the substrates, thereby reducing display defects.
[0012]
According to the invention described in claim 2, the first substrate and the second substrate are respectively held by the first holding plate and the second holding plate facing each other disposed in the processing chamber, and In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate by bringing the first holding plate close to the second holding plate, according to a distribution of a load acting on the first holding plate. And a plurality of pressure correcting means for correcting a processing pressure for bonding the first and second substrates. According to this configuration, the first holding plate and the second holding plate, that is, the first substrate and the second substrate can be bonded with high accuracy while keeping the parallelism uniform. As a result, it is possible to prevent the displacement of the substrate and the unevenness in the distance between the substrates, thereby reducing display defects.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the pressure correction means includes a load detection means and a pressure means. The load detecting means detects a load acting on the first holding plate. The pressurizing means generates the working pressure in accordance with the load change detected by the load detecting means.
[0014]
According to the invention described in claim 4, the total value of the loads acting on the first holding plate is calculated based on the output of each of the load detecting means, and each of the additions is calculated from the decrease in the calculated total load value. A control unit for determining a processing pressure generated by the pressure means;
[0015]
According to the invention described in claim 5, the control unit calculates an average value of the decrease in the total load value, and calculates a difference between the average value and the decrease amount of the load detected by each of the load detection units. The processing pressure generated by each of the pressurizing means is determined according to. Thereby, the lamination can be performed while keeping the load distribution uniform.
[0016]
According to the invention as set forth in claim 6, the tendency of the load transition detected by each of the load detecting means is recorded for each of the load detecting means, and is previously adjusted by the pressing means in accordance with the tendency of each load transition. The processing pressure to be generated is corrected. Thereby, the bonding operation can be performed more quickly and easily.
[0017]
According to the invention described in claim 7, the first holding plate is suspended and supported by the supporting plate via a plurality of columns so as to be vertically movable, and the first holding plate and the plurality of A column is integrally connected to the processing chamber, and a displacement prevention unit is provided for restricting horizontal movement while allowing the first holding plate to move up and down. This can prevent the first holding plate from being displaced during pressurization.
[0018]
According to the invention described in claims 8 and 10, the first substrate and the second substrate are respectively held by the first holding plate and the second holding plate facing each other disposed in the processing chamber, In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate by bringing the first holding plate close to the second holding plate, a load acting on the first holding plate is detected. And a plurality of angle correcting means for correcting the inclination of the first holding plate with respect to the horizontal plane in accordance with the distribution of the load acting on the first holding plate. According to this configuration, the first holding plate and the second holding plate, that is, the first substrate and the second substrate can be bonded with high accuracy while keeping the parallelism uniform. As a result, it is possible to prevent the displacement of the substrate and the unevenness in the distance between the substrates, thereby reducing display defects. Further, since the pressure control and the correction control of the parallelism of the two substrates are separated, the control can be simplified.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a substrate laminating device (hereinafter, referred to as a laminating device) 10 of the first embodiment, FIG. 2 is a plan view of the laminating device 10, and FIG. It is a partially enlarged view. The bonding apparatus 10 manufactures a liquid crystal display panel by bonding two types of first and second substrates W1 and W2 supplied with liquid crystal dropped onto one of them in advance.
[0021]
The liquid crystal display panel formed in the present embodiment is, for example, an active matrix type liquid crystal display panel, and the first substrate W1 is a color filter substrate (CF substrate) on which a color filter, a light shielding film and the like are formed, and a first substrate W1. The second substrate W2 is an array substrate (TFT substrate) on which TFTs and the like are formed. In this case, for example, a sealing material is applied in a frame shape around the second substrate W2 (the bonding surface side), and a predetermined amount of liquid crystal is dropped on the substrate surface in the frame, so that the two substrates W1 and W2 are separated. It is carried into the laminating device 10.
[0022]
The bonding apparatus 10 includes a base plate 11 and a support unit 12 fixed to the base plate 11. The base plate 11 and the support unit 12 are formed of a material having sufficiently high rigidity. A chamber 13 as a processing chamber is provided inside the support unit 12, and the chamber 13 is divided into upper and lower parts, and is composed of an upper container 13a and a lower container 13b. As shown in FIG. 3, an O-ring 13 c is provided at the opening of the chamber 13, that is, at a place where the upper container 13 a and the lower container 13 b are in contact with each other to seal the space therebetween and keep the chamber 13 airtight. ing.
[0023]
The lower container 13b is supported by the support unit 12, and the upper container 13a is vertically movably supported by the chamber opening / closing unit 14. The chamber opening / closing unit 14 is a shaft screw having a male screw formed at one end (the upper end in FIG. 1), and forms a ball screw 15 by screwing with a female screw attached to the upper container 13a. The other end (the lower end in FIG. 1) of this shaft screw is connected to a speed reducer 16, and the shaft screw is driven to rotate by a motor 17 shown in FIG.
[0024]
Therefore, when the shaft screw is rotated forward and reverse by the motor 17, the rotation operation is converted to a linear operation via the ball screw 15, and the upper container 13a is moved up and down with respect to the lower container 13b. Thus, the opening and closing operation of the chamber 13 is performed.
[0025]
In the chamber 13, a pressure plate 19 as a first holding plate for sucking and holding the first substrate W1 (CF substrate) and a second holding plate for sucking and holding the second substrate W2 (TFT substrate) are provided. Table 20 is provided to face. The pressure plate 19 and the table 20 have a mechanism that applies at least one of a suction suction force and an electrostatic suction force to suck and hold the first substrate W1 and the second substrate W2, respectively.
[0026]
The table 20 is supported by a positioning stage 21 installed on the base plate 11 so as to be movable in the horizontal direction (X direction and Y direction) and to be horizontally rotatable (θ direction). Specifically, a plurality of (for example, four in the present embodiment) columns 22 are erected on the positioning stage 21, and are supported by the positioning stage 21 via the columns 22. The positioning stage 21 is horizontally moved by a stage drive motor driven by a control pulse from a motor driver described later.
[0027]
Bellows 23 as elastic bodies are provided between the positioning stage 21 and the lower container 13b so as to surround the columns 22 and keep the chamber 13 airtight. The bellows 23 are provided with O-rings at the flange portions at both ends, and the O-rings seal between the positioning stage 21 and the lower container 13b.
[0028]
The pressure plate 19 is suspended and supported by a support plate 24 so as to be movable in the vertical direction (Z direction). More specifically, a plurality of (for example, four in the present embodiment) columns 25 are fixed to the support plate 24 by nuts 26 that are screwed into screws formed at the upper ends thereof. As shown in FIG. 3, each support 25 is inserted into the insertion hole 27a of the fixing member 27 attached to the upper container 13a, and is attached to the upper surface (outer surface) of the pressure plate 19.
[0029]
The fixing member 27 and the support 25 are integrally connected via a gimbal joint 28 as a means for preventing displacement. As shown in FIG. 4, the gimbal joint 28 has a substantially circular shape, and is formed by connecting an inner ring 28b and an outer ring 28c to the center of an insertion hole 28a formed at the center. The gimbal joint 28 is attached to the lower surface of the fixing member 27, and the fixing member 27 and the outer ring 28c are screwed. The support 25 is inserted into the through holes 27a, 28a of the fixing member 27 and the gimbal joint 28, and the support 25 and the inner ring 28b are screwed. That is, each support 25 is fixed to the pressing plate 19 and the chamber 13 (specifically, the upper container 13a).
[0030]
The gimbal joint 28 regulates the horizontal movement of each column 25 with respect to the chamber 13, that is, the movement of the gimbal joint 28 in the radial direction. On the other hand, the vertical movement of each column 25 with respect to the chamber 13, that is, the axial movement of the gimbal joint 28 is allowed. This allows the pressing plate 19 to move up and down during bonding, while preventing the pressing plate 19 from shifting in the lateral direction.
[0031]
As shown in FIG. 1, a bellows 29 is provided between the support plate 24 and the upper container 13 a as an elastic body that surrounds each support 25 and keeps the chamber 13 airtight. As described above, the bellows 29 have O-rings at the flange portions at both ends, and the O-rings seal between the support plate 24 and the upper container 13a.
[0032]
The support plate 24 is moved up and down by a pressurized air spring 30 as pressurizing means driven by an electropneumatic regulator described later. A load cell 31 is provided between the support plate 24 and the pressurized air spring 30 as a load detecting means which is in contact with the lower surface of the support plate 24 and detects a load at the time of bonding by a pressure received from the support plate 24. ing.
[0033]
The support plate 24 is vertically moved by a plurality of (for example, four in the present embodiment) pressure correction mechanisms 32a to 32d provided on the support plate 24. More specifically, guide rails 33 are erected on the upper surface of the upper container 13a so as to correspond to the pressure correction mechanisms 32a to 32d, respectively, and the support plate 24 is moved up and down along the guide rails 33. Each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d is disposed at a position equidistant from the center of the support plate 24 (that is, the center of the first substrate W1). In this case, preferably, each of the columns 25 supporting the support plate 24 is used. It is good to arrange near.
[0034]
Each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d includes motors 34a to 34d with encoders as pressure means, ball screws 35 driven by the motors 34a to 34d, and load cells 36a to 36d as load detection means, respectively. I have. The motors 34 a to 34 d are rotationally driven by a control pulse from a motor driver described later, and the driving force is transmitted to the ball screw 35.
[0035]
Each ball screw 35 is connected to a first linear guide 37, and the first linear guide 37 can move up and down along guide rails 38 attached to the corresponding motors 34a to 34d. The guide rail 38 is fixed to the support plate 24, and the support plate 24 is attached to a second linear guide 39 which is provided to be able to move up and down along the guide rail 33.
[0036]
Each of the load cells 36 a to 36 d is provided at the upper end of the guide rail 33. Each of the load cells 36a to 36d is in contact with the lower surface of the corresponding ball screw 35, and detects the load at the time of bonding by the pressure received from the ball screw 35.
[0037]
In the pressure correcting mechanisms 32a to 32d configured as described above, for example, when the motors 34a to 34d are driven to rotate in the forward direction, the load cells 36a to 36d are moved downward by the ball screws 35 receiving the driving force. The support plate 24 is pressed downward, and rises by the reaction force. Conversely, when the motors 34a to 34d are rotationally driven in the opposite direction, the ball screw 35 moves upward by receiving the driving force, so that the support plate 24 is lowered.
[0038]
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a control mechanism in the bonding apparatus 10 according to the present embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The bonding apparatus 10 includes a pressurizing air spring 30 for vertically moving the pressurizing plate 19 and a control unit 41 for controlling the driving of the motors 34a to 34d. The control unit 41 is configured by general PLCs (Programmable Logic Controllers), and based on outputs of the load cells 31, 36a to 36b, an electropneumatic regulator 42 and a motor that drive the pressurized air spring 30 and the motors 34a to 34d, respectively. The operation of the drivers 43a to 43d is controlled. The controller 41 also controls the stage drive motor based on the output of the image processing device 44 that calculates the amount of displacement based on the result of imaging the alignment marks for aligning the two substrates W1 and W2 with a CCD camera or the like. The operation of a motor driver 46 that drives the drive 45 is controlled.
[0039]
The control unit 41 converts the electric signals output from the load cells 31, 36a to 36b to calculate the total value of the loads applied to the load cells 31, 36a to 36d. At the time of bonding, the processing pressure acting on both substrates W1 and W2 is recognized based on the load value decreasing from the total load value.
[0040]
Here, when the chamber 13 is closed and in a reduced pressure state (vacuum state), the own weight (total weight of the substrate W1, the pressure plate 19, the support 25, the pressure correction mechanisms 32a to 32d, etc.) A applied to the support plate 24, The sum (A + B) of the differential pressure B between the atmospheric pressure acting on the pressure plate 19 and the pressure in the chamber 13 in proportion to the cross-sectional area of the support 25 is the total load value. This total load value (A + B) gradually decreases due to the reaction force when the two substrates W1 and W2 are brought close to each other for bonding. Therefore, the control unit 41 recognizes the processing pressure applied to both the substrates W1 and W2 at the time of bonding as a decrease in the total load acting on the load cells 31, 36a to 36d.
[0041]
The processing pressure actually varies depending on the size of the panel (substrate W1, W2), the amount and type of the liquid crystal and the sealing material, but is about 100 kg in the present embodiment. Here, for example, when the weight A applied to the support plate 24 is about 1000 kg and the differential pressure B between the atmospheric pressure and the pressure inside the chamber 13 is about 1000 kg, the total load value (A + B) is about 2000 kg. In this case, the control unit 41 adjusts the processing pressure so that the total load value is about 1900 Kg, that is, the reduction amount of the total load is 100 kg.
[0042]
In the present embodiment, the load cells 31 and 36a to 36d that can detect a load of 1/5 of the total load value with a resolution of about 0.1 kg are used. That is, when the total load value is about 2000 Kg as described above, each of the load cells 31, 36a to 36d that can detect a load of about 400 Kg with a resolution of about 0.1 Kg is used.
[0043]
The control unit 41 calculates the reduction value of the total load in this manner, and outputs a signal generated so that the processing pressure applied to both the substrates W1 and W2 is constant according to the calculation result, to the electropneumatic regulator 42 and the motor driver 43a. To 43d.
[0044]
The electropneumatic regulator 42 adjusts the pressure of the pressurized air spring 30 in response to a signal from the control unit 41. The motor drivers 43a to 43d output pulse signals for driving the motors 34a to 34d by a predetermined number of pulses in response to a signal from the control unit 41.
[0045]
At this time, the control unit 41 determines the difference between the decrease in the load detected by the load cells 36a to 36d of each of the pressurizing correction mechanisms 32a to 32d and the average value of the decrease in the total load by the load cells 31, 36a to 36d ( (Per unit time), and drive signals for the motors 34a to 34d are generated in accordance with the calculated value.
[0046]
For example, when the decrease in the load detected by the load cell 36a of the pressure correction mechanism 32a is larger than the average value, the processing pressure given by the pressure correction mechanism 32a is changed to the processing pressure of the other pressure correction mechanisms 32b to 32d. Higher than that. In other words, the inclination is generated in the plane of the pressure plate 19, which indicates that the parallelism between the pressure plate 19 and the table 20 (the first substrate W1 and the second substrate W2) is impaired. In this case, the control unit 41 drives the motor 34a of the pressure correction mechanism 32a in the direction in which the support plate 24 is lifted, or stops driving of the motor 34a, and loads the pressure plate 19 based on the driving of the motor 34a ( (Processing pressure) is reduced until the average value is reached.
[0047]
For example, in the present embodiment, when the decrease in the load detected by the load cells 36a to 36d of each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d is larger than the average value by, for example, 0.1 kg or more, the corresponding motors 34a to 34d The drive is stopped to suppress an increase in the processing pressure. Then, when the decrease in the load becomes within 0.1 kg, the stopped motor is driven again to press the substrates W1 and W2.
[0048]
As described above, by individually controlling the driving of the motors 34a to 34d according to the load detection results from the corresponding load cells 36a to 36d, a deviation occurs in the load distribution due to one-sided contact or the like in the bonding process. In this case, pressurization is performed to the final processing pressure (about 100 kg) while correcting the in-plane inclination accordingly. As a result, the lamination can be performed while maintaining the parallelism of both substrates W1 and W2 precisely.
[0049]
In the present embodiment, the pressurization is performed while appropriately correcting (adjusting) the processing pressure based on the load detection results by the load cells 31, 36a to 36d. The tendency may be recorded for each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d, and the processing pressure may be corrected in advance according to the tendency.
[0050]
More specifically, the substrate pressing step is performed, for example, ten times while appropriately correcting the processing pressure as described above. Then, the average number of pulses of the motors 34a to 34d for ten times is calculated in advance for each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d. Based on the calculation result, the pressure air spring 30 and the pressure air spring 30 are maintained until the processing pressure by the pressure plate 19 becomes the final processing pressure (about 100 kg in the present embodiment) while maintaining the pulse number difference in each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d. The pressurization is performed by setting the descending speed of the pressurizing plate 19 by the motors 34a to 34d at a constant speed. In this method, control for adjusting the processing pressure can be omitted. As a result, the bonding operation can be performed easily and at a high speed, which can contribute to a reduction in panel manufacturing time.
[0051]
Next, the operation of the bonding apparatus 10 configured as described above will be described.
The bonding apparatus 10 adsorbs and holds the loaded first and second substrates W1 and W2 on the pressing plate 19 and the table 20, respectively, and then evacuates the chamber 13 to a predetermined gas. Supply. This gas is a replacement gas containing a reactive gas such as an excitation gas for PDP (Plasma Display Panel), and an inert gas such as nitrogen gas and clean dry air. With these gases, pretreatment is performed in which impurities or products attached to the surface of the substrate or the display element are exposed to a reaction gas or a replacement gas for a certain time.
[0052]
This process maintains and stabilizes the properties of the bonded surface that cannot be opened after bonding. On the first and second substrates W1 and W2, a film such as an oxide film is generated on the surface thereof, or a floating substance in the air adheres to the first and second substrates W1 and W2, and the state of the surface changes. Since the change in the state differs for each substrate, a stable panel cannot be manufactured. Therefore, these processes suppress the formation of a film and the attachment of impurities, and suppress the change in the state of the substrate surface by treating the attached impurities, thereby stabilizing the panel quality.
[0053]
Next, the bonding apparatus 10 optically (such as a CCD camera) aligns the two substrates W1 and W2 in a non-contact manner using the alignment marks (at least the first material is applied to the sealing material on the second substrate W2). (Without contacting the substrate W1).
[0054]
Next, the bonding apparatus 10 controls the pressure of the pressurizing air spring 30 and the driving of the motors 34a to 34d in the respective pressurizing correction mechanisms 32a to 32d, so that the first substrate W1 becomes the second substrate W2 (specifically, The support plate 24, that is, the pressure plate 19 is lowered at a constant speed of, for example, 5 μm / s until it comes into contact with the sealing material applied thereto. At this time, the total load value detected by each of the load cells 31, 36a to 36d is, for example, about 2000 kg.
[0055]
When the first substrate W1 comes into contact with the second substrate W2 and processing pressure starts to be generated on the pressure plate 19, the total load value starts to decrease gradually, and the bonding device 10 sets the total load value to about 2000 kg. To about 1900 kg, that is, until the final working pressure is about 100 kg. At this time, in the laminating apparatus 10, the load reduction detected by the load cells 36a to 36d of each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d is, for example, within 0.1 kg with respect to the average value of the reduction of the load sum. By controlling the driving of the motors 34a to 34d as described above, the pressurization is performed while correcting the processing pressure (that is, the in-plane inclination of the pressurizing plate 19). The distance (downward distance) from when the processing pressure starts to be generated on the pressure plate 19 to when the movement of the pressure plate 19 is stopped is about 100 μm.
[0056]
Incidentally, as the processing pressure gradually increases at the time of bonding, a force for moving the pressure plate 19 in the lateral direction (horizontal direction) acts on the pressing plate 19 due to the reaction force of the processing pressure. However, the reaction force in the horizontal direction is absorbed by the gimbal joint 28 that integrally connects the column 25 that suspends and supports the pressure plate 19 and the upper container 13a of the chamber 13. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the pressing plate 19 from occurring due to the increase in the processing pressure.
[0057]
After applying pressure until the final processing pressure is reached, the bonding apparatus 10 opens the chamber 13 to the atmosphere. As a result, the substrates W1 and W2 are uniformly compressed to a predetermined cell thickness (cell gap) between the substrates by the pressure difference between the atmospheric pressure and the substrates W1 and W2.
[0058]
As described above, the present embodiment has the following advantages.
(1) The laminating device 10 detects a change in the load of the pressing plate 19 when the two substrates W1 and W2 are bonded, and adjusts the processing pressure so that the load distribution of the pressing plate 19 becomes uniform in accordance with the change in the load. Pressure correction mechanisms 32a to 32d for performing pressure while adjusting are provided. According to this configuration, the in-plane inclination of the pressure plate 19 is corrected according to the load change detected by each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d, and the pressure plate 19 and the table 20, that is, the parallel movement of the two substrates W1 and W2. Lamination can be performed with high accuracy while keeping the degree uniform. As a result, it is possible to prevent the displacement of the substrate and the unevenness in the distance between the substrates, thereby reducing display defects.
[0059]
(2) In the present embodiment, the processing pressure is adjusted based on whether or not the deviation of the load distribution is within an allowable range (for example, is not less than 0.1 kg). According to this method, the adjustment of the parallelism between the two substrates W1 and W2 during pressurization can be performed very easily.
[0060]
(3) The tendency of the load shift of the pressure plate 19 is recorded for each of the pressure correction mechanisms 32a to 32d based on the execution of the substrate pressing step a plurality of times, and the pressure correction mechanisms 32a to 32d are adapted to the tendency in advance. By controlling the driving of the motors 34a to 34d to adjust the processing pressure, the bonding operation can be performed at a higher speed. As a result, the panel manufacturing time can be reduced. Further, in this method, complicated control for adjusting the processing pressure can be omitted, so that the bonding operation can be performed more easily.
[0061]
(4) A gimbal joint 28 is provided, which is fixed to the support plate 24 and integrally connects the column 25 for suspending and supporting the pressure plate 19 to the chamber 13. This prevents the support 25 from moving in the horizontal direction due to the reaction force as the working pressure increases. That is, it is possible to prevent the pressing plate 19 from moving in the horizontal direction (position shift) with respect to the table 20. Further, in the configuration using the gimbal joint 28, even when the chamber 13 is deformed due to a pressure difference from the atmospheric pressure under the reduced pressure (vacuum) of the chamber 13, only the vertical movement of the pressing plate 19 is allowed. However, the displacement in the horizontal direction can be reliably prevented.
[0062]
(5) In the present embodiment, since the load distribution of the pressure plate 19 can be made uniform and the pressure can be applied while maintaining the parallelism between the two substrates W1 and W2 precisely, the load applied to the sealing material at the time of bonding can be reduced. It can be almost uniform. This means that bonding at an appropriate processing pressure becomes possible. This prevents uneven load distribution due to one-sided contact and the like, and prevents an increase in the processing pressure, and a shear force acts between the upper and lower substrates W1 and W2 due to a sealing material or a liquid crystal during bonding. It is possible to prevent a shift from occurring.
[0063]
(6) In the present embodiment, the in-plane inclination of the pressure plate 19 is corrected in accordance with the detection result of the load transition, so that the two substrates W1 and W2 can be easily bonded while keeping the parallelism uniform. Can be. For this reason, it is possible to suppress an increase in the weight and size of the device due to the fact that the portion affected by the differential pressure with the outside under the reduced pressure of the chamber 13 is formed of a high rigid member.
[0064]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
[0065]
FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of a substrate laminating device (hereinafter, laminating device) 50 of the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the laminating device 50 shown in FIG. As in the first embodiment, the bonding device 50 manufactures a liquid crystal display panel by bonding the first and second substrates W1 and W2.
[0066]
As shown in FIG. 6, the bonding apparatus 50 includes a chamber 51, and a pressure plate 52 for sucking and holding the first substrate W1 is provided in an upper container 51a of the chamber 51. In FIG. 6, the lower container of the chamber 51 and a table for holding the second substrate W2 by suction are omitted.
[0067]
The pressing plate 52 is connected to a gimbal 53, and the gimbal 53 is suspended and supported by a support plate 55 via a support post 54. The gimbal 53 includes a first support portion 53a that covers the upper surface (outer surface side) and the outer peripheral surface of the pressure plate 52, and a second support portion 53b that is connected to the outer peripheral surface of the pressure plate 52 and the inner peripheral surface of the first support portion 53a. And is constituted by.
[0068]
A plurality of (for example, four in this embodiment) load cells 56a to 56d are arranged between the upper surface of the pressure plate 52 and the inner surface of the first support portion 53a that covers the pressure plate 52, and each of the load cells 56a to 56d The load at the time of bonding is detected based on the pressure received from the portion 53a.
[0069]
As shown in FIG. 7, the first support portion 53a and the second support portion 53b are connected by joints 57a to 57d at the center of each side (four sides) where the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are in contact with each other. Further, any two opposing sides (two sides along the short direction of the first and second support portions 53a and 53b in the figure) where the first support portion 53a and the second support portion 53b are connected are provided. Angle correction mechanisms 58a and 58b are provided.
[0070]
The angle correction mechanisms 58a and 58b include motors 59a and 59b and the joints 57a and 57b, respectively, and adjust a horizontal angle (inclination with respect to a horizontal plane) in the longitudinal direction of the second support portion 53b based on driving of the motors 59a and 59b. It is supposed to.
[0071]
The second support portion 53b and the pressing plate 52 are connected by joints 60a to 60d at the center of each side (four sides) where the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are in contact with each other. The angle correcting mechanism 58c is provided on any two opposite sides (two sides along the longitudinal direction of the second support portion 53b and the pressing plate 52 in the drawing) where the second supporting portion 53b and the pressing plate 52 are connected. , 58d are provided.
[0072]
The angle correction mechanisms 58c and 58d include motors 59c and 59d and the joints 60c and 60d, respectively, and adjust the horizontal angle of the pressing plate 52 in the short direction based on the driving of the motors 59c and 59d. .
[0073]
In the bonding apparatus 50 configured as described above, when the processing pressure starts to be generated on the pressing plate 52, the load transition detected by each of the load cells 56a to 56d is output to a control unit (PLC) (not shown). , The motors 59a to 59d respectively corresponding to the load cells 56a to 56d are drive-controlled.
[0074]
For example, when the decrease in the load detected by the load cell 56a is larger than that in the other load cells 56b to 56d (that is, when it is larger than the average value of the decrease in the total load), the angle correction is performed in the direction in which the pressing plate 52 is lifted. The motor 59a of the mechanism 58a is driven. Therefore, similarly to the first embodiment, the inclination of the pressure plate 52 can be corrected based on the load detection results of the load cells 56a to 56d, and the load distribution of the pressure plate 52 can be made uniform.
[0075]
According to the present embodiment described above, the following effects are further obtained in addition to the effects obtained in the first embodiment.
(1) In the present embodiment, the angle correction mechanisms 58a to 58d for adjusting the parallelism of the pressure plate 52 are provided independently of the mechanism for generating the processing pressure on the pressure plate 52. According to this configuration, the control for generating the processing pressure on the pressure plate 52 and the control for the angle correction mechanisms 58a to 58d can be separated from each other, so that the control can be simplified.
[0076]
Each of the above embodiments may be implemented in the following manner.
In the first embodiment, the load on the periphery of the first substrate W1 is detected by the four load cells 36a to 36d, but the number is not limited to this. That is, two or three or five or more substrates may be used according to the size of the first and second substrates W1 and W2. The same applies to the second embodiment.
[0077]
In the first embodiment, the load cell 31 for detecting the load near the center of the pressure plate 19 (first substrate W1) and the pressurized air spring 30 as pressurizing means may be omitted depending on the panel to be formed.
[0078]
-The arrangement of the load cells 36a to 36d in the first embodiment is not limited to the position shown in FIG. The arrangement of the load cells 36a to 36d is appropriately changed depending on the size of the first and second substrates W1 and W2, and is equal to the center of the support plate 24 (that is, the center of the first substrate W1). And any position at which the load on the peripheral edge of the first substrate W1 can be detected. At this time, it is preferable that the arrangement is such that loads near the four corners of the first substrate W1 can be detected in the vicinity of the column 25. The arrangement of the load cells 56a to 56d in the second embodiment is not limited to the position shown in FIG.
[0079]
The features of each of the above embodiments are summarized as follows.
(Supplementary Note 1) In a substrate laminating apparatus for laminating two substrates respectively held on first and second holding plates opposed to each other disposed in a processing chamber,
A plurality of load detecting means for detecting a load acting on the two substrates,
A plurality of pressurizing means provided corresponding to the plurality of load detecting means and generating a processing pressure for bonding the two substrates,
A substrate bonding apparatus, wherein the processing pressure generated by the plurality of pressurizing means can be individually adjusted according to the load transition detected by each of the plurality of load detecting means.
(Supplementary Note 2) A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first holding plate is attached to the first holding plate. In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate close to the holding plate of No. 2,
A substrate bonding apparatus, comprising: a plurality of pressurizing correction means for correcting a processing pressure for bonding the first and second substrates according to a distribution of a load acting on the first holding plate.
(Supplementary Note 3)
Load detecting means for detecting a load acting on the first holding plate;
Pressurizing means for generating the processing pressure in accordance with the load transition detected by the load detecting means;
The substrate bonding apparatus according to claim 2, further comprising:
(Supplementary Note 4) The sum of the loads acting on the first holding plate is calculated based on the output of each of the load detecting means, and the working pressure generated by each of the pressurizing means from the decrease in the calculated sum of the loads. 3. The substrate bonding apparatus according to claim 3, further comprising a control unit that determines
(Supplementary Note 5) The control unit includes:
An average value of the reduction of the total load value is calculated, and a processing pressure to be generated by each of the pressing units is determined according to a difference between the average value and the reduction amount of the load detected by each of the load detection units. 4. The substrate bonding apparatus according to claim 4, wherein:
(Supplementary Note 6) The control unit includes:
The substrate bonding according to claim 5, wherein the processing pressure of the pressurizing means corresponding to the load detecting means is stopped when a decrease in the load detected by the load detecting means is larger than the average value. apparatus.
(Supplementary Note 7) The control unit includes:
6. The substrate bonding method according to claim 5, wherein when the decrease in the load detected by the load detecting means is larger than the average value, the processing pressure of the pressing means corresponding to the load detecting means is reduced. apparatus.
(Supplementary Note 8) The tendency of the load change detected by each of the load detecting means is recorded for each of the load detecting means, and the processing pressure generated by each of the pressurizing means is corrected in advance in accordance with the tendency of each load change. 8. The substrate bonding apparatus according to any one of supplementary notes 3 to 7, wherein:
(Supplementary Note 9) Each of the load detection means is disposed at a position equidistant from the center of the first substrate, and detects a load near a peripheral edge of the first substrate.
The substrate bonding apparatus according to any one of supplementary notes 3 to 8, wherein each of the pressurizing units is arranged at a position corresponding to each of the load detecting units.
(Supplementary Note 10) The substrate bonding apparatus according to supplementary note 9, wherein each of the load detection units detects a load near four corners of the first substrate.
(Supplementary Note 11) Load detecting means for detecting a load acting on the first holding plate, and pressurizing means for generating the processing pressure in response to a load change detected by the load detecting means, 11. The substrate bonding apparatus according to any one of supplementary notes 2 to 10, further provided at a center position of the holding plate.
(Supplementary Note 12) The first holding plate is suspended and supported on the supporting plate via a plurality of columns so as to be vertically movable.
The apparatus is provided with a displacement prevention means for integrally connecting the first holding plate and the plurality of columns to the processing chamber, and for restricting horizontal movement while allowing the first holding plate to move up and down. 12. The substrate bonding apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 11, wherein:
(Supplementary Note 13) A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first holding plate is attached to the first holding plate. In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate close to the holding plate of No. 2,
Load detecting means for detecting a load acting on the first holding plate;
A plurality of angle correcting means for correcting an inclination of the first holding plate with respect to a horizontal plane according to a distribution of a load acting on the first holding plate;
A substrate bonding apparatus, comprising:
(Supplementary Note 14) In a substrate bonding method of bonding two substrates respectively held on first and second holding plates opposed to each other disposed in a processing chamber,
A load applied to the two substrates is detected at a plurality of locations, and a processing pressure for bonding the two substrates is corrected according to the detected load change. Matching method.
(Supplementary Note 15) In a substrate bonding method of bonding two substrates respectively held on first and second holding plates opposed to each other disposed in a processing chamber,
A load acting on the two substrates is detected at a plurality of locations, and the inclination of at least one of the first and second holding plates with respect to a horizontal plane is corrected according to the detected load transition. A method of laminating substrates, characterized in that:
[0080]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method that can perform the substrate bonding accurately and easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a laminating apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the bonding apparatus of FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view of the bonding device of FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view showing a gimbal joint.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control mechanism of the bonding device of FIG. 1;
FIG. 6 is a side view for explaining a second embodiment.
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
W1 First substrate
W2 Second substrate
10,50 Substrate bonding device
13,51 Chamber as processing chamber
19,52 Pressing plate as first holding plate
20 Table as Second Holding Plate
24,55 support plate
25 props
28 Gimbal joints as means for preventing displacement
30 Pressurized air spring as pressurizing means
31, 36a to 36d, 56a to 56d Load cell as load detecting means
32a to 32d Pressure correction mechanism (Pressure correction means)
34a-34d Motor as pressurizing means
41 Control unit
58a-58d Angle correction mechanism (angle correction means)

Claims

In a substrate laminating apparatus for laminating two substrates respectively held on first and second holding plates facing each other disposed in a processing chamber,
A plurality of load detecting means for detecting a load acting on the two substrates,
A plurality of pressurizing means provided corresponding to the plurality of load detecting means and generating a processing pressure for bonding the two substrates,
A substrate bonding apparatus, wherein the processing pressure generated by the plurality of pressurizing means can be individually adjusted according to the load transition detected by each of the plurality of load detecting means.

A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first holding plate is connected to the second holding plate. In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate in close proximity to each other,
A substrate bonding apparatus, comprising: a plurality of pressurizing correction means for correcting a processing pressure for bonding the first and second substrates according to a distribution of a load acting on the first holding plate.

The pressure correction means,
Load detecting means for detecting a load acting on the first holding plate;
3. The substrate bonding apparatus according to claim 2, further comprising: a pressurizing unit configured to generate the processing pressure in accordance with a load change detected by the load detecting unit.

A control for calculating a total value of loads acting on the first holding plate based on outputs of the respective load detecting means, and determining a processing pressure generated by each of the pressing means based on a decrease in the calculated total load value. The substrate bonding apparatus according to claim 3, further comprising a unit.

The control unit includes:
An average value of the reduction of the total load value is calculated, and a processing pressure to be generated by each of the pressing units is determined according to a difference between the average value and the reduction amount of the load detected by each of the load detection units. The substrate bonding apparatus according to claim 4, wherein the bonding is performed.

The tendency of the load transition detected by each of the load detecting means is recorded for each of the load detecting means, and the processing pressure generated by each of the pressing means is corrected in advance in accordance with the tendency of each load transition. The substrate bonding apparatus according to any one of claims 3 to 5.

The first holding plate is suspended and supported by a supporting plate via a plurality of columns so as to be vertically movable,
The apparatus is provided with a displacement prevention means for integrally connecting the first holding plate and the plurality of columns to the processing chamber, and for restricting horizontal movement while allowing the first holding plate to move up and down. The substrate bonding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein:

A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first holding plate is connected to the second holding plate. In a substrate bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate in close proximity to each other,
Load detecting means for detecting a load acting on the first holding plate;
A substrate bonding apparatus, comprising: a plurality of angle correction means for correcting an inclination of the first holding plate with respect to a horizontal plane according to a distribution of a load acting on the first holding plate.

In a substrate bonding method of bonding two substrates respectively held on first and second holding plates facing each other disposed in a processing chamber,
A load applied to the two substrates is detected at a plurality of locations, and a processing pressure for bonding the two substrates is corrected according to the detected load change. Matching method.

In a substrate bonding method of bonding two substrates respectively held on first and second holding plates facing each other disposed in a processing chamber,
A load acting on the two substrates is detected at a plurality of locations, and the inclination of at least one of the first and second holding plates with respect to a horizontal plane is corrected according to the detected load transition. A method of laminating substrates, characterized in that: