JP2007008698A - 基板吸着方法、基板ホルダ及び基板吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を真空吸着する場合に、基板に吸着斑を残さず而も確実な吸着を可能とする基板吸着方法および基板吸着装置を提供する。
【解決手段】下被処理基板６４は該下被処理基板６４より高剛性を有する合成樹脂等の基板ホルダ６５に載置保持され、また、該下被処理基板６４は下テーブル５４上にも前記基板ホルダ６５を介して載置され、下基板吸着チャック５５により該下被処理基板６４が吸引された場合に下基板吸着チャック５５と同心位置の吸着孔６６を介して吸着する。
【選択図】図１１

Description

本発明は太陽電池、液晶パネル等に使用される基板を製造する場合のガラス基板等の吸着方法、基板の運搬等のハンドリングに使用される基板ホルダ、基板貼合せ装置に使用される基板吸着装置に関するものである。

太陽電池、液晶パネルを製造する場合、ガラス基板等の薄板に薄膜を生成し、該薄膜を挾んで基板を貼合せる等して太陽電池、液晶パネル用の基板が製造されている。

従来、基板の貼合せ装置としては、例えば特許文献１に示されるものがある。

図２３、図２４に於いて従来の基板貼合せ装置について説明する。

ベース１に上吸着盤２が水平移動可能に設けられ、該上吸着盤２は水平軸心を中心として水平回転可能に設けられると共に昇降可能となっており、前記上吸着盤２は貼合せる一方の上基板３を吸着可能となっている。

前記ベース１の一方の行程端には下吸着盤４が設けられ、該下吸着盤４は水平Ｘ−Ｙの２方向に移動可能であると共に垂直軸心を中心として垂直回転可能となっており、貼合せる他方の下基板５を吸着可能となっている。

前記下吸着盤４の上方には位置合せ用のテレビカメラ６が設けられており、該テレビカメラ６によって、前記上基板３と前記下基板５とを重合せた状態での位置関係を撮像し、撮像画像はモニタ７に表示され、該モニタ７によって前記上基板３と前記下基板５との位置関係が観察できる様になっている。

前記上基板３の水平移動、水平回転、上下移動、及び前記下吸着盤４のＸ−Ｙ２方向の移動、垂直回転の操作は操作部８から操作可能となっている。

以下、貼合せ作業について略述する。

前記上吸着盤２に上基板３が載置され、吸着保持される。前記操作部８からの操作により、前記上吸着盤２が１８０°水平回転され、前記上吸着盤２の上基板３が下側となる。前記上吸着盤２が前記下吸着盤４の直上となる様に図中右方に移動され、前記上基板３と前記下基板５との位置関係が前記テレビカメラ６、前記モニタ７によって観察され、位置ずれがあった場合は、前記下吸着盤４のＸ−Ｙ２方向の移動調整、前記下吸着盤４の垂直回転による角度調整によって、前記上基板３と前記下基板５との位置合せが行われる。

位置合せが完了すると、前記上吸着盤２が降下され、前記上基板３が前記下基板５に押圧され、貼合せが実行される。尚、貼合せの接着剤としては、例えば前記下基板５の周辺部に粘着性透明の接着剤が事前に塗布されている。

貼合せ後、前記上吸着盤２が上昇され、該上吸着盤２が図中左方に移動して前記下吸着盤４から一体となった上基板３、下基板５が取外される。

上記した従来の基板貼合せ装置では、前記上吸着盤２は水平移動、水平回転、昇降の３軸の自由度が必要であり、又前記下吸着盤４はＸ−Ｙ、垂直回転の３軸の自由度が必要であり、基板貼合せ装置全体としては６軸の自由度を必要とし、各軸毎に駆動機構を必要とするので、装置が複雑となり、又制御系も６軸制御となり複雑となる。

更に、前記上吸着盤２、前記下吸着盤４に前記上基板３、前記下基板５を載置する場合は作業者が人手で基板を直接運搬し、載置している。基板の大型化に伴い、自重による基板の撓みが大きくなり、或は自重により損傷し易くなる等から注意を要し、取扱いが面倒であった。又、搬送ロボットを使用して運搬を行う場合もあるが、自重による基板の撓みが大きくなり、或は自重により損傷し易くなるという問題は変らない。

更に基板を吸着する場合は、真空吸着が使用されており、吸着部には高弾性材料の吸着チャックが使用され、該吸着チャックを基板に当て真空引して吸着している。

基板が大型化し、重量が増すと、少ない箇所で真空吸着しようとすると高度の真空が要求され、又局部的に基板への負担が大きくなるので、好ましくなく、多箇所で吸着しようとすると吸着装置の構造が複雑となり装置の製作コストが増大する。又、高弾性材料（高変形材質）の真空チャックを使用した場合、チャックの吸着斑が残り、基板を汚染するという問題がある。

一方、高剛性の材質例えば硬質合成樹脂等を真空チャックに用いると、吸着斑は解消されるが、基板と真空チャックとの密着性が悪くなり、充分な吸着性能が得られない虞れがある。

実開平６−５５７２９号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、基板を真空吸着する場合に、基板に吸着斑を残さず而も確実な吸着を可能とする基板吸着方法を提供するものであり、又基板の運搬、取り扱性を向上させると共に基板の吸着を考慮した基板ホルダを提供するものであり、更に機構が簡潔で、基板が基板ホルダで運搬された場合にも基板ホルダが障害となることなく、更に基板に吸着斑を残すことのない基板吸着装置を提供するものである。

本発明は、薄板基板を該薄板基板より高剛性の基板ホルダに保持し、該基板ホルダを介して吸着する基板吸着方法に係り、又前記基板ホルダは前記薄板基板と独立して吸着される基板吸着方法に係るものである。

又本発明は、薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダであって、該基板ホルダの所要位置には吸着孔が貫通され、前記基板ホルダは前記吸着孔部分で吸着される様になっている基板ホルダに係り、又薄板基板をクランプする為のクランプ手段を具備する基板ホルダに係るものである。

又本発明は、薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダと、該基板ホルダがセットされるテーブルと、該テーブルに設けられた所要数の基板吸着チャックとを具備し、該基板吸着チャックが前記基板ホルダを吸着し、該基板ホルダには前記基板吸着チャックの吸着箇所に吸着孔が貫通された基板吸着装置に係り、又基板ホルダ用吸着チャックを具備し、該基板ホルダ用吸着チャックは前記基板吸着チャックとは独立して前記基板ホルダを吸着可能である基板吸着装置に係り、又前記吸着チャックは先端に高弾性の吸着盤を具備し、前記吸着盤は非吸着状態で前記テーブルの上面から所定量突出し、吸着状態で前記テーブルの上面から後退する変形量を有する基板吸着装置に係り、更に又前記吸着チャックは前記吸着盤の突出量が調整可能に前記テーブルに設けられた基板吸着装置に係るものである。

本発明によれば、薄板基板を該薄板基板より高剛性の基板ホルダに保持し、該基板ホルダを介して吸着するので、基板に吸着チャックの吸着斑が残らず、又基板ホルダと基板の接触面積を大きく取れ、且つ平面と平面で密着できる為空気の漏れが少なく吸着、固定が安定し、基板を運搬する場合に撓み等抑制でき、又基板ホルダにより基板が保護され、損傷が防止され、基板の取扱い性が向上する。

又、本発明によれば、前記基板ホルダは前記薄板基板と独立して吸着されるので、吸着後基板を残して基板ホルダのみを取外す、或は基板のみを取外すことが可能となり、基板ホルダを用いた基板の搬送の作業性を向上させる。

又、本発明によれば、薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダであって、該基板ホルダの所要位置には吸着孔が貫通され、前記基板ホルダは前記吸着孔部分で吸着されるので、基板は基板ホルダを介して吸着され、又基板との密着性を事前に保証できる高剛性の基板ホルダを介して吸着されるので、充分な吸着力が確保できると共に吸着斑が残らない。

又、本発明によれば、薄板基板をクランプする為のクランプ手段を具備するので、基板と基板ホルダとを一体で取扱え、作業性が向上し、又基板と基板ホルダとの位置合せ状態を維持できるので、基板を吸着させた場合の位置合せ作業が簡単になる。

又、本発明によれば、薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダと、該基板ホルダがセットされるテーブルと、該テーブルに設けられた所要数の基板吸着チャックとを具備し、該基板吸着チャックが前記基板ホルダを吸着し、該基板ホルダには前記基板吸着チャックの吸着箇所に吸着孔が貫通されたので、１つの吸着で基板ホルダと基板とを確実に同時に両方を吸着でき而も吸着チャックは直接基板に接触しないので、基板には吸着斑が残らない。

又、本発明によれば、基板ホルダ用吸着チャックを具備し、該基板ホルダ用吸着チャックは前記基板吸着チャックとは独立して前記基板ホルダを吸着可能であるので、基板ホルダのみを吸着可能となり、基板と基板ホルダとの分離が可能となり、不要となった基板ホルダの分離除去が可能となる。

又本発明によれば、前記吸着チャックは先端に高弾性の吸着盤を具備し、前記吸着盤は非吸着状態で前記テーブルの上面から所定量突出し、吸着状態で前記テーブルの上面から後退する変形量を有し、更に前記吸着チャックは前記吸着盤の突出量が調整可能に前記テーブルに設けられたので、先ず確実に吸着チャックが基板ホルダに当接して吸着が可能であり、更に吸着盤の変形で基板ホルダを確実にテーブルに密着させることが可能となる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１〜図６は本発明が実施された基板貼合せ装置を示している。該基板基板貼合せ装置と共に基板吸着方法、基板ホルダ及び基板吸着装置について説明する。

図中、１１は架フレームを示し、該架フレーム１１の上面にベースプレート１２が取付けられ、該ベースプレート１２の略中央には昇降駆動ユニット１３が設けられ、該昇降駆動ユニット１３の上端に下テーブルユニット１４が支持されている。前記昇降駆動ユニット１３の前後（図１中前は左斜め下）に配設された２組のカメラユニット１５，１５が前記ベースプレート１２に取付けられ、前記昇降駆動ユニット１３の左側（図１中左斜め上）には上テーブル支持台１６が設けられている。

該上テーブル支持台１６の上端には軸受ユニット１７が設けられ、該軸受ユニット１７に回転軸１８を介して上テーブルユニット１９が取付けられている。

前記上テーブル支持台１６の左側には上テーブル開時受部材２１が立設され、前記昇降駆動ユニット１３の右側には上テーブル閉時受部材２２が立設され、前記上テーブル開時受部材２１は前記上テーブルユニット１９が開状態で該上テーブルユニット１９を水平状態に支持し、前記上テーブル閉時受部材２２は前記上テーブルユニット１９が閉状態で該上テーブルユニット１９を水平状態で支持する様になっている。

又、本装置は操作部２０、モニタ２４を具備しており、前記操作部２０より基板の貼合せの操作を行うと共に前記モニタ２４には前記カメラユニット１５で撮像した映像が表示され、例えば基板の位置合せ状態を確認できる様になっている。

前記昇降駆動ユニット１３について図７、図８を参照して説明する。

前記ベースプレート１２の略中央には取付け孔２５が穿設され、該取付け孔２５に前記昇降駆動ユニット１３が挿通され、前記ベースプレート１２にユニットベース２６を介して固着されている。

該ユニットベース２６には前記下テーブルユニット１４を昇降させる為の昇降アクチュエータ、例えば電動シリンダ２７が設けられ、該電動シリンダ２７を挾んで２つのガイド２８，２８がそれぞれ垂直に取付けられ、前記電動シリンダ２７からはロッド２９が上方に延出し、前記ガイド２８にはガイドロッド３１が昇降自在に嵌合している。前記ロッド２９、ガイドロッド３１，３１の上端には昇降プレート３２が固着され、該昇降プレート３２に位置調整ユニット３３が取付けられている。尚、前記電動シリンダ２７に代え、流体圧シリンダ、或はナットスクリュー式の昇降アクチュエータであってもよい。

前記位置調整ユニット３３は、ＸＹ軸調整テーブル３４、θ軸調整テーブル３５を具備し、該θ軸調整テーブル３５に前記下テーブルユニット１４が取付けられることで、該下テーブルユニット１４がＸＹθ軸調整テーブルとして機能する。

前記ＸＹ軸調整テーブル３４にはＹ軸調整摘み３６、Ｘ軸調整摘み３７が連結され、該Ｙ軸調整摘み３６を回転することで前記ＸＹ軸調整テーブル３４がＹ軸方向（図７に於いて紙面に対して垂直方向）に移動し、又、前記Ｘ軸調整摘み３７を回転することで前記ＸＹ軸調整テーブル３４がＸ軸方向（図７中紙面に対して左右方向）に移動する。又、前記θ軸調整テーブル３５には、θ軸調整摘み３８が連結され、該θ軸調整摘み３８を回転することで、前記下テーブルユニット１４が垂直軸心を中心に回転する様になっている。尚、図中４０は、伸縮自在なカバーを示している。

前記カメラユニット１５について、図８、図９を参照して説明する。

前記ベースプレート１２の前部には前後に長い矩形のカメラユニット取付け孔３９が穿設され、前記ベースプレート１２の後部には逆Ｔ字状のカメラユニット取付け孔４１が穿設され、前記カメラユニット取付け孔３９の長辺に平行に第１ガイドスリット孔４２が穿設され、前記取付け孔２５に関して該第１ガイドスリット孔４２と点対称の位置に（前記カメラユニット取付け孔４１のＴ字の脚部と平行に）もう１つの第１ガイドスリット孔４３が穿設されている。又、前記カメラユニット取付け孔４１のＴ字の頭部の両側方に第２ガイドスリット孔４４，４４が穿設されている。

カメラ４５はカメラ固定板４６に取付けられ、該カメラ固定板４６は垂直ガイド４７に粗位置決めを目的として摺動自在に設けられると共に螺子等の固定手段により該垂直ガイド４７に粗位置決め後に固定可能となっている。該垂直ガイド４７はスライドブロック４８に固定され、該スライドブロック４８はＬ字形状のカメラ支持ブロック４９の垂直面に前記カメラ４５の光軸方向（垂直方向）に摺動可能に設けられ、ピント合せ螺子５１を回転することで前記カメラ支持ブロック４９に対して光軸方向にカメラ位置を微調節可能であり、又ロック螺子５２によって固定される。

前記カメラ支持ブロック４９の底面には、ガイド突条５３が突設され、該ガイド突条５３は前記第１ガイドスリット孔４２，４３及び前記第２ガイドスリット孔４４，４４に摺動自在に嵌合可能であり、又螺子等の所要の固定手段により前記ベースプレート１２に固定可能となっている。

貼合せに供される基板が大サイズの場合は、図８に示される様に前記カメラユニット１５はカメラユニット取付け孔３９の最端部又はその近傍に取付けられる。

図１０により前記下テーブルユニット１４を説明する。

該下テーブルユニット１４は上記した様に、前記Ｙ軸調整摘み３６、Ｘ軸調整摘み３７の回転により、Ｙ軸、Ｘ軸方向に変位可能であると共に前記θ軸調整摘み３８の回転により回転変位が可能となっている。

前記下テーブルユニット１４は主に、下テーブル５４及び下基板吸着チャック５５によって構成され、該下基板吸着チャック５５は前記ロッド２９の中心を挾んで前後に設けられている。

前記下テーブル５４には前端部、後端部に光軸第１通過孔５６，５６が穿設され、該光軸第１通過孔５６は前後に長い長円形をしており、前記カメラユニット１５が前記カメラユニット取付け孔３９の位置に取付けられた場合に光軸が通過し、前記カメラ支持ブロック４９が前記第１ガイドスリット孔４２，４３に沿って移動した場合（図１３参照）にも、前記カメラ４５の光軸を遮らない様になっている。

又、前記下テーブル５４の図１０中上側に位置する下基板吸着チャック５５の両側近傍には光軸第２通過孔５７，５７が穿設され、前記カメラユニット１５が前記カメラユニット取付け孔４１のＴ字頭部の両端部に、即ち前記カメラ支持ブロック４９が前記第２ガイドスリット孔４４に嵌合して取付けられた場合（図１４参照）に、前記光軸第２通過孔５７を前記カメラ４５の光軸が通過する様になっている。

図１１、図１２を参照して前記下基板吸着チャック５５について説明する。

該下基板吸着チャック５５は先端部に弾力性を有する材料、例えばゴム、合成樹脂等材料から成る吸着盤５９を有しており、該吸着盤５９は図示しない真空ポンプ等の負圧源に連通している。

前記下基板吸着チャック５５はブリッジ形状のチャック取付け部材５８によって前記下テーブルユニット１４の裏面から取付けられる。前記チャック取付け部材５８が取付けられる位置には、前記下テーブル５４を貫通するチャック用逃げ孔６０が穿設される。前記下基板吸着チャック５５の固定部には螺子６１が刻設され、該螺子６１に螺合した上ナット６２、下ナット６３により前記チャック取付け部材５８を挾持する様にして前記下基板吸着チャック５５が前記チャック取付け部材５８に取付けられる。

又、前記下基板吸着チャック５５は前記チャック用逃げ孔６０を貫通する様にチャック取付け部材５８に取付けられ、前記下基板吸着チャック５５の吸着盤５９の上端部分が僅かに前記下テーブル５４の上面（基板載置面）より突出する様に前記上ナット６２、下ナット６３によって取付け位置が調整される。

下被処理基板６４は剛性を有する合成樹脂製等の基板ホルダ６５に載置保持され取扱われ、前記下テーブル５４上にも前記基板ホルダ６５を介して載置され、該基板ホルダ６５と前記下テーブル５４との位置合せは前記下テーブル５４に植設された位置決めピン６７（図１、図７参照）と基板ホルダ６５に穿設された位置決め孔（後述）との嵌合によって行われる。

前記基板ホルダ６５には前記下基板吸着チャック５５と同心位置に吸着孔６６が穿設されており、前記下基板吸着チャック５５により吸引した場合に前記吸着孔６６を介して前記下被処理基板６４を吸着する様になっている。

前記下基板吸着チャック５５で吸引した場合、前記吸着盤５９が変形して前記基板ホルダ６５に密着し、密着することで前記吸着盤５９の上端部が後退し、前記基板ホルダ６５が前記下テーブル５４に密着する。

図１〜図３を参照して前記軸受ユニット１７について説明する。

両端に配置された軸支持ブロック６８，６８に前記回転軸１８が回転自在に支持され、該回転軸１８に前記上テーブルユニット１９が固着され、該上テーブルユニット１９と前記回転軸１８とは一体に回転する様になっている。該回転軸１８の一端部は前記軸支持ブロック６８より突出しており、突出端部に軸ホルダ６９が取付けられ、該軸ホルダ６９に前記回転軸１８と直交するカウンタウェイト軸７１が取付けられ、該カウンタウェイト軸７１の先端にはカウンタウェイト７２が固着されている。

該軸ホルダ６９はスリ割り構造を有し、前記カウンタウェイト軸７１を挾持しており、該カウンタウェイト軸７１は軸心方向に支持位置が調整できる様になっており、又前記軸ホルダ６９は前記回転軸１８に対して所要の回転位置で固定可能となっている。

而して、前記カウンタウェイト軸７１の支持位置、即ち前記カウンタウェイト７２迄の支持長さの調整、前記カウンタウェイト軸７１の前記回転軸１８に対する回転位置調整で前記上テーブルユニット１９と前記カウンタウェイト軸７１とのウェイトバランスを調整できる様になっている。

図１〜図３、図１５を参照して前記上テーブルユニット１９について説明する。

該上テーブルユニット１９は上記した様に、前記軸受ユニット１７に前記回転軸１８を中心に回転自在に支持され、開かれた状態（図１の状態）では前記上テーブル開時受部材２１に支持され水平となっており、閉じられた状態では前記下テーブルユニット１４と正対し、前記上テーブル閉時受部材２２に支持され水平となる（図３の状態）。

前記上テーブルユニット１９は主に、上テーブル７３及び基板ホルダ吸着チャック７４、上基板吸着チャック７５ａ，７５ｂ，７５ｃ、取手７６によって構成されている。

前記上テーブル７３は、閉状態で前記光軸第１通過孔５６と対向する光軸第３通過孔７７及び短冊形状の切込み７８，７９を有し、該短冊形状の切込み７８，７９、前記光軸第３通過孔７７によって、閉状態で基板の有無を観察できる様になっている。

図３に示される様に、前記基板ホルダ吸着チャック７４は前記上テーブル７３の略中央に設けられ、前記上基板吸着チャック７５ａは前記上テーブル７３の略４隅に設けられ、前記上基板吸着チャック７５ｂは前記基板ホルダ吸着チャック７４の前後に、前記上基板吸着チャック７５ｃは前記基板ホルダ吸着チャック７４の左右に２個宛で設けられている。

前記上基板吸着チャック７５ａ，７５ｂ，７５ｃは同一構造であり、前記基板ホルダ吸着チャック７４、前記上基板吸着チャック７５ｃについて図１５を参照して説明する。又前述した下基板吸着チャック５５と同構造であるので同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

該基板ホルダ吸着チャック７４は先端部に弾力性を有する材料、例えばゴム、合成樹脂等材料から成る吸着盤８１を有しており、該吸着盤８１は図示しない真空ポンプ等の負圧源に連通している。

前記基板ホルダ吸着チャック７４はブリッジ形状のチャック取付け部材８２によって前記上テーブル７３の裏面から取付けられる。前記チャック取付け部材８２が取付けられる位置には、前記上テーブル７３を貫通するチャック用逃げ孔８３が穿設される。前記基板ホルダ吸着チャック７４の固定部には螺子８４が刻設され、該螺子８４に螺合した上ナット８５、下ナット８６により前記チャック取付け部材８２を挾持する様にして前記基板ホルダ吸着チャック７４が前記チャック取付け部材８２に取付けられる。

又、前記基板ホルダ吸着チャック７４は、前記基板ホルダ吸着チャック７４の吸着盤８１の上端部分が僅かに前記上テーブル７３の上面（基板載置面）より突出する様に前記上ナット８５、下ナット８６によって取付け位置が調整される。

上被処理基板８７は剛性を有する合成樹脂製等の基板ホルダ６５に載置保持され取扱われ、前記上テーブル７３上にも前記基板ホルダ６５を介して載置され、該基板ホルダ６５と前記上テーブル７３との位置合せは前記上テーブル７３に植設された位置決めピン８８（図１参照）と前記基板ホルダ６５に穿設された位置決め孔（後述）との嵌合によって行われる。

前記基板ホルダ６５には前記上基板吸着チャック７５ａ，７５ｂ，７５ｃと同心位置に吸着孔６６が穿設されており、前記上基板吸着チャック７５ａ，７５ｂ，７５ｃにより吸引した場合に前記吸着孔６６を介して前記上被処理基板８７を吸着する様になっている。

前記基板ホルダ吸着チャック７４、前記上基板吸着チャック７５ａ，７５ｂ，７５ｃで吸引した場合、前記吸着盤８１、前記吸着盤５９が変形して前記基板ホルダ６５に密着し、又前記吸着盤８１、前記吸着盤５９が変形して前記基板ホルダ６５が前記上テーブル７３に密着する。

図１６、図１７により前記基板ホルダ６５と下被処理基板６４、上被処理基板８７について説明する。

該基板ホルダ６５は下被処理基板６４、上被処理基板８７の双方に対応可能である。

前記下基板吸着チャック５５、前記上基板吸着チャック７５ｂに対応してそれぞれ吸着孔６６が穿設されている。又、両端部中心には前記光軸第１通過孔５６に対応してカメラ通し孔８９が穿設され、該カメラ通し孔８９の近傍には前記位置決めピン６７、前記位置決めピン８８と嵌合可能な位置決め孔９１が穿設されている。

前記基板ホルダ６５の１つの長辺に沿って線状の肩当９２が形成され、又１つの端片側には円曲面を有する肩当９３が形成されている。尚、図１６中の他の長辺側に形成された切欠９４は、他方の基板ホルダ６５に取付けられるクリップと干渉しない為の逃げとなっている。

前記基板ホルダ６５に、前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７をセットする場合は、前記肩当９２、前記肩当９３に前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７の長辺、短辺を押当てて前記基板ホルダ６５に対する位置決めを行う。又、前記基板ホルダ６５に前記下被処理基板６４、上被処理基板８７がセットされた場合、被処理基板の所定位置が前記カメラ通し孔８９に掛かる様になっている。

前記基板ホルダ６５に対する被処理基板のセットは、基板貼合せを行う前に予め行われ、持運び、搬送は該基板ホルダ６５と被処理基板とを一体として扱われる。又、搬送時に前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７と前記基板ホルダ６５とはクリップ９５で挾んでずれない様にする。

以下、基板貼合せ作動について説明する。尚、下被処理基板６４、上被処理基板８７は中サイズのものが用いられる場合とする。

図１に示される前記上テーブルユニット１９が開かれた状態で、予め前記下被処理基板６４がセットされた前記基板ホルダ６５を前記下テーブルユニット１４に載置する。前記下テーブルユニット１４に対する前記基板ホルダ６５の位置合せは、前記位置決めピン６７と前記基板ホルダ６５の前記位置決め孔９１との嵌合によって粗調整が完了する。同様に、前記上被処理基板８７がセットされた前記基板ホルダ６５が前記上テーブルユニット１９に載置される。前記上テーブルユニット１９に対する前記基板ホルダ６５の位置合せは、前記位置決めピン８８と前記基板ホルダ６５の前記位置決め孔９１によって粗調整が完了する（図２、図４参照）。

前記下テーブルユニット１４に対する被処理基板のセット、前記上テーブルユニット１９に対する被処理基板のセットは共に上方からの作業となり、前記下テーブルユニット１４、前記上テーブルユニット１９共に上方が開放された状態であるので、作業性がよい。

前記下基板吸着チャック５５によって前記基板ホルダ６５及び前記下被処理基板６４が吸引され、前記下テーブル５４に密着する。又、前記基板ホルダ吸着チャック７４、前記上基板吸着チャック７５ｂが吸引され、前記基板ホルダ６５、前記上被処理基板８７が吸引され、前記上テーブル７３に密着する。

次に、前記取手７６を持って上テーブルユニット１９を閉方向に回転させる。前記カウンタウェイト７２は前記上テーブルユニット１９を回転させる場合に必要とされる回転力を軽減する（図３、図５参照）。

前記上テーブルユニット１９の閉状態で、前記上テーブル７３を前記上テーブル閉時受部材２２に固定するかどうかは、前記下被処理基板６４と上被処理基板８７とを貼合せる場合の接合力によって適宜決定する。

閉状態で、前記カメラユニット１５により前記下被処理基板６４と前記上被処理基板８７との位置関係を観察する。該下被処理基板６４、上被処理基板８７の貼合せの場合は、前記カメラユニット１５は図１３で示される様に、前記カメラユニット取付け孔３９に設定される。

前記下テーブル５４の前記光軸第１通過孔５６、前記基板ホルダ６５の前記カメラ通し孔８９を通して、前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７の所定位置が合致しているかどうかが観察され、ずれている場合は、前記Ｙ軸調整摘み３６、前記Ｘ軸調整摘み３７、前記θ軸調整摘み３８を適宜回転させ、上下の被処理基板の位置合せを行う。上記した様に前記基板ホルダ６５に対する下被処理基板６４、上被処理基板８７の位置合せ、前記基板ホルダ６５と前記下テーブル５４、前記基板ホルダ６５と前記上テーブル７３との位置合せは完了しているので、前記前記Ｙ軸調整摘み３６、前記Ｘ軸調整摘み３７、前記θ軸調整摘み３８による微調整は容易に行える。

上下の被処理基板の位置合せが完了すると、前記電動シリンダ２７が駆動され、前記下テーブルユニット１４が上昇して前記下被処理基板６４と前記上被処理基板８７が密着して基板が貼合せられる（図６参照）。

前記下被処理基板６４と前記上被処理基板８７との接着は、従来と同様、例えば前記下被処理基板６４の周辺部に粘着性透明の接着剤が事前に塗布されている等である。

接着が完了すると、前記上テーブルユニット１９の上基板吸着チャック７５ｂの吸着を開放し、前記基板ホルダ吸着チャック７４による吸着を維持する。

前記電動シリンダ２７により前記下テーブルユニット１４が降下されると、前記上被処理基板８７のみが前記上テーブルユニット１９から開放されて前記下テーブルユニット１４に残り、前記基板ホルダ６５は前記上テーブルユニット１９に吸着されている。

前記取手７６を持って前記上テーブルユニット１９を開く。前記基板ホルダ吸着チャック７４を開放することで、前記上テーブルユニット１９から前記基板ホルダ６５を取外すことが可能となる。又、前記下基板吸着チャック５５を開放することで、前記下被処理基板６４と前記上被処理基板８７とが貼合された状態の基板（以下基板と称す）を前記基板ホルダ６５と共に基板貼合せ装置から搬出可能となる。

次の基板貼合せ作業を行う場合は、上記手順を繰返して行う。

上記した基板貼合せ装置では、前記上テーブルユニット１９を回転させるだけで、前記上被処理基板８７と前記下被処理基板６４とを正対させることができ、位置合せ作業が簡単になる。又、自由度も５軸でよく、機構が簡単になる。

更に、基板の取扱いは剛性のある前記基板ホルダ６５に保持して行うので、特に薄板大型の基板の搬送途中での取扱いが容易となり、破損損傷の事故が減少する。

又、前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７を吸着する場合、剛性のある前記基板ホルダ６５を介して前記下テーブル５４、前記上テーブル７３に吸着させるので、前記吸着盤５９、前記吸着盤８１の跡が付かない。更に、前記下被処理基板６４、前記上被処理基板８７と前記基板ホルダ６５とは広い面接触になるので、局部的な荷重の発生が防止され、基板への負担が軽減する。

本発明では、種々の基板サイズに対応が可能である。

例えば、大サイズの基板の貼合せを行う場合は、図８に示される様に、前記カメラユニット１５，１５を前記第１ガイドスリット孔４２，４３に沿って外側に移動させ、前記カメラユニット１５の光軸が被処理基板の所定位置に合致する様に設定する。又、前記基板ホルダ６５は大サイズが使用され、大サイズの場合は、前記上テーブルユニット１９に前記基板ホルダ６５、前記上被処理基板８７を吸着する場合は、前記基板ホルダ吸着チャック７４、前記上基板吸着チャック７５ａ，７５ｃ，７５ｂが使用される。

又小サイズの基板の貼合せを行う場合は、小サイズ用の基板ホルダ９６が使用される（図１８参照）。該基板ホルダ９６には前記基板ホルダ６５と同一の外形を有し、同一位置に位置決め孔９１が穿設され、前記下テーブル５４、前記上テーブル７３にそれぞれ設置、位置決め可能となっている。

前記基板ホルダ９６の後部には段差９７が形成されると共に該段差９７の近傍に円曲面を有する肩当９８が形成される。小サイズの基板は前記段差９７、肩当９８によって位置決めされる。又、前記段差９７に沿ってチャック用の吸着孔６６が穿設され、該吸着孔６６の位置は前記上テーブルユニット１９の上基板吸着チャック７５ｂに対応している。又、前記基板ホルダ９６の両側からはカメラ観察用の切欠９９が形成されている。尚、該切欠９９はカメラユニット１５の光軸上に位置するカメラ観察用の通し孔であってもよい。

前記基板ホルダ９６が使用される場合、前記カメラユニット１５は図１４に示される様に、前記カメラ支持ブロック４９が前記カメラユニット取付け孔４４に嵌合して設けられ、前記カメラユニット取付け孔４１のＴ字の頭部両端に設置される。この状態での前記カメラユニット１５の光軸は前記基板ホルダ９６が前記下テーブルユニット１４、上テーブルユニット１９に設置された場合、前記切欠９９を通過する。

小サイズの基板を貼合せる場合は、前記基板ホルダ９６が使用され、前記上テーブルユニット１９にセットする場合は、前記基板ホルダ吸着チャック７４と前記上基板吸着チャック７５ｂによって前記基板ホルダ９６及び小サイズの基板が吸着される。

尚、被処理基板の貼合せ作業については、上記したと同様である。

図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）は本発明が実施された他の基板貼合せ装置を示している。

図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）に於いて、図１〜図３中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

ベースプレート１２から支柱１０１，１０１が対向して立設され、該支柱１０１，１０１の間に昇降駆動ユニット１３が前記ベースプレート１２に設けられ、前記昇降駆動ユニット１３に下テーブルユニット１４が設けられ、前記支柱１０１，１０１の上端部に上テーブルユニット１９が回転可能に設けられている。

尚、該上テーブルユニット１９が基板ホルダ吸着チャック７４、上基板吸着チャック７５等を有し、前記下テーブルユニット１４が下基板吸着チャック５５等を有し、前記昇降駆動ユニット１３が位置調整ユニット３３を有す等は図１〜図３中で示した基板貼合せ装置と同様である。

該他の基板貼合せ装置に於いて、前記下テーブルユニット１４、上テーブルユニット１９にそれぞれ被処理基板がセットされ、前記上テーブルユニット１９が反転し、前記下テーブルユニット１４が上昇して基板の貼合せが行われる。

該他の基板貼合せ装置では、前記上テーブルユニット１９を回転させる場合の重量バランスが取り易いので、カウンタウェイトが不要となり、自動化が容易となる。又、基板貼合せ装置の設置スペースが小さくて済む等の利点がある。

又、基板を基板ホルダ６５にクランプする手段としては種々考えられ、例えば図２０で示すものは、弾性板材をＵ字状に曲げ成形したクリップ１０２であり、一端部を長くして先端に基板を傷付けない様に合成樹脂等の圧接片１０３を取付け、前記基板ホルダ６５には側面から溝１０４を形成し、被処理基板１０５を載置した状態で、前記溝１０４に前記クリップ１０２を差込むことで前記圧接片１０３を前記被処理基板１０５にクリップの弾性で押圧して保持する様にしたものである。

又、図２１はクランプ手段の他の例を示すものであり、磁石１０６に板バネ１０７を取付け、該板バネ１０７に圧接片１０３を固着する。一方基板ホルダ６５を磁性金属製とするか、或は金属片を埋設しておき、前記磁石１０６を基板ホルダ６５に吸着させることで前記板バネ１０７の弾性力で被処理基板１０５を先端の前記圧接片１０３で押圧する様にしたものである。

又、図２２は更に他のクランプ手段を示しており、基板ホルダ６５にピン１０８を立設すると共にローレット螺子１０９を螺着し、板バネ１１０に前記ピン１０８、ローレット螺子１０９が挿通する長孔１１１，１１２を穿設すると共に先端に圧接片１０３を固着し、前記板バネ１１０を被処理基板１０５に対して進退させることで、先端の前記圧接片１０３を前記被処理基板１０５の端縁に係合離脱可能とし、前記圧接片１０３が当接した状態での押圧力は前記ローレット螺子１０９をねじ込むことで発生させる様にしたものである。

尚、クランプ手段等は種々変更が可能であることは言う迄もない。

本発明が実施された基板貼合せ装置を示す斜視図である。 該基板貼合せ装置に於いて、上テーブルユニットが開かれ被処理基板がセットされた状態の斜視図である。 該基板貼合せ装置に於いて、上テーブルユニットが閉じられた状態の斜視図である。 該基板貼合せ装置に於いて、上テーブルユニットが開かれ被処理基板がセットされた状態の正面図である。 該基板貼合せ装置に於いて、上テーブルユニットが閉じられ、下テーブルユニットが降下状態の正面図である。 該基板貼合せ装置に於いて、上テーブルユニットが閉じられ、下テーブルユニットが上昇状態の正面図である。 該基板貼合せ装置の昇降駆動ユニット、下テーブルユニットを示す一部断面図である。 該基板貼合せ装置に於いて、大サイズの被処理基板を処理する場合のベースプレートに対するカメラユニットの取付け状態を示す斜視図である。 該基板貼合せ装置のカメラユニットの斜視図である。 該基板貼合せ装置の下テーブルユニットの平面図である。 図１０のＢ−Ｂ矢視図であり、吸着前の状態を示すものである。 図１０のＢ−Ｂ矢視図であり、吸着後の状態を示すものである。 前記基板貼合せ装置に於いて、中サイズの被処理基板を処理する場合のベースプレートに対するカメラユニットの取付け状態を示す斜視図である。 前記基板貼合せ装置に於いて、小サイズの被処理基板を処理する場合のベースプレートに対するカメラユニットの取付け状態を示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ矢視図である。 本実施の形態に係る基板ホルダを示す斜視図であり、中サイズの被処理基板に対応する場合を示す。 本実施の形態に於いて、基板ホルダと被処理基板とをクランプした状態を示す斜視図である。 本実施の形態に係る基板ホルダを示す斜視図であり、小サイズの被処理基板に対応する場合を示す。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明が実施された他の基板貼合せ装置を示し、（Ａ）は上テーブルユニットが開いた状態、（Ｂ）は上テーブルユニットが回転した状態、（Ｃ）は下テーブルユニットが上昇した状態をそれぞれ示す斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は、本発明で使用可能なクランプ手段の他の例を示す説明図である。 本発明で使用可能なクランプ手段の他の例を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、本発明で使用可能なクランプ手段の他の例を示す説明図である。 従来の基板貼合せ装置を示す概略図である。 同前従来の基板貼合せ装置を示す概略図である。

符号の説明

１２ ベースプレート
１３ 昇降駆動ユニット
１４ 下テーブルユニット
１５ カメラユニット
１６ 上テーブル支持台
１７ 軸受ユニット
１９ 上テーブルユニット
２７ 電動シリンダ
３３ 位置調整ユニット
４４ 第２ガイドスリット孔
５４ 下テーブル
５５ 下基板吸着チャック
５６ 光軸第１通過孔
５７ 光軸第２通過孔
６０ チャック用逃げ孔
６４ 下被処理基板
６５ 基板ホルダ
６６ 吸着孔
６７ 位置決めピン
６９ 軸ホルダ
７２ カウンタウェイト
７３ 上テーブル
７４ 基板ホルダ吸着チャック
７５ 上基板吸着チャック
８７ 上被処理基板
８８ 位置決めピン
８９ カメラ通し孔
９１ 位置決め孔
９２ 肩当
９３ 肩当
９５ クリップ
９６ 基板ホルダ
９７ 段差
９８ 肩当
９９ 切欠

Claims (8)

1. 薄板基板を該薄板基板より高剛性の基板ホルダに保持し、該基板ホルダを介して吸着することを特徴とする基板吸着方法。
2. 前記基板ホルダは前記薄板基板と独立して吸着される請求項１の基板吸着方法。
3. 薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダであって、該基板ホルダの所要位置には吸着孔が貫通され、前記基板ホルダは前記吸着孔部分で吸着される様になっていることを特徴とする基板ホルダ。
4. 薄板基板をクランプする為のクランプ手段を具備する請求項３の基板ホルダ。
5. 薄板基板を保持し、該薄板基板より高剛性の基板ホルダと、該基板ホルダがセットされるテーブルと、該テーブルに設けられた所要数の基板吸着チャックとを具備し、該基板吸着チャックが前記基板ホルダを吸着し、該基板ホルダには前記基板吸着チャックの吸着箇所に吸着孔が貫通されたことを特徴とする基板吸着装置。
6. 基板ホルダ用吸着チャックを具備し、該基板ホルダ用吸着チャックは前記基板吸着チャックとは独立して前記基板ホルダを吸着可能である請求項５の基板吸着装置。
7. 前記吸着チャックは先端に高弾性の吸着盤を具備し、前記吸着盤は非吸着状態で前記テーブルの上面から所定量突出し、吸着状態で前記テーブルの上面から後退する変形量を有する請求項５又は請求項６の基板吸着装置。
8. 前記吸着チャックは前記吸着盤の突出量が調整可能に前記テーブルに設けられた請求項５又は請求項６の基板吸着装置。

Images