JP2008286886A - 基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貼り合わせ精度の低下を防止することができる基板貼り合わせ装置を提供する。
【解決手段】基板貼り合わせ装置１において、真空容器２と、その真空容器２内に設けられ第１基板Ｋ１を保持する第１基板保持部３と、真空容器２内に設けられ第１基板Ｋ１に対向させて第２基板Ｋ２を保持する第２基板保持部４と、第１基板保持部３と第２基板保持部４とを接離方向に相対移動させる移動機構５と、真空容器２内を減圧する減圧部６と、真空容器２内の雰囲気の第１圧力を検出する第１圧力検出器９ａ、９ｂと、第２基板保持部４の表面であって第２基板Ｋ２を保持する保持面Ｍ２と第２基板Ｋ２との間に溜まった気体の第２圧力を検出する第２圧力検出器１０ｂと、検出した第１圧力と検出した第２圧力との圧力差に応じて、第２基板Ｋ２の変形を抑えるように減圧部６を制御する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法に関し、特に、表示装置の製造において基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法に関する。

基板貼り合わせ装置は、２枚の基板を収容する真空チャンバ内を減圧し、その真空チャンバを真空雰囲気等の減圧状態にし、その真空チャンバ内でシール剤を介して基板の貼り合わせを行う装置である（例えば、特許文献１参照）。この基板貼り合わせ装置は、例えば、液晶表示パネル等の表示パネルを製造する場合等に用いられている。

通常、このような基板貼り合わせ装置では、シール剤が塗布され液晶が滴下された第１基板が真空チャンバ内の下ステージに保持され、第１基板に貼り合わせる第２基板が真空チャンバ内の上ステージに保持される。このとき、第２基板は上ステージに静電チャックにより吸着保持されている。
特開２０００−６６１６３号公報

しかしながら、上ステージに保持された第２基板は、真空チャンバ内の減圧途中で撓んでしまうことがある。この原因としては、次のようなことが挙げられる。

上ステージの保持面と第２基板とは、全面に渡って隙間なく接触していることが理想であるが、実際には、部分的に隙間が生じている。この隙間には、気体（空気）が閉じ込められており、この状態で真空チャンバ内を減圧すると、隙間に閉じ込められた気体の圧力はその外部（真空チャンバ内）の雰囲気の圧力よりも高くなる。このため、隙間内の気体は膨張し、この膨張により気体の一部は上ステージの保持面と第２基板との間を通って真空チャンバ内へ抜け出るが、抜けきれない気体は隙間を押し広げることになる。このとき、上ステージは変形しないため、薄くて変形しやすい第２基板が上ステージから離れる方向に凸状に変形してしまう。その後、隙間内の気体が抜け出たとしても、第２基板は上ステージに静電チャックにより保持されているため、凸状の変形はそのまま保たれる。このように第２基板が凸状に変形していると、貼り合わせ精度が低下してしまう。

例えば、貼り合わせに先立って行われる第１基板と第２基板との位置合わせは、基板の各端部にそれぞれ付された位置合わせ用のマークに基づいて行われる。基板が撓んでいると、撓みの分だけマークの位置が基板中央寄りにずれてしまうため、その分だけ位置合わせ精度が低下する。また、位置合わせは、位置合わせ後の第２基板の下降量を短くするために、第１基板と第２基板とをできるだけ接近させた状態で行われる。このとき、第２基板が凸状に変形していると、その変形した部分が第１基板に接触し、第１基板と第２基板との相対移動を妨げ、位置合わせが良好にできない場合がある。これらのような位置合わせ精度の低下及び位置合わせ不良が貼り合わせ精度の低下につながっている。この貼り合わせ精度の低下は、製造する表示パネルの表示不良等を招き、製品の品質を低下させてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、貼り合わせ精度の低下を防止することができる基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、基板貼り合わせ装置において、真空容器と、真空容器内に設けられ、第１基板を保持する第１基板保持部と、真空容器内に設けられ、第１基板に対向させて第２基板を保持する第２基板保持部と、第１基板保持部と第２基板保持部とを接離方向に相対移動させる移動機構と、真空容器内を減圧する減圧部と、真空容器内の雰囲気の第１圧力を検出する第１圧力検出器と、第２基板保持部に設けられ、第２基板保持部の表面であって第２基板を保持する保持面と第２基板との間に溜まった気体の第２圧力を検出する第２圧力検出器と、検出した第１圧力と検出した第２圧力との圧力差に応じて、第２基板の変形を抑えるように減圧部を制御する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、基板貼り合わせ方法において、第１基板を保持する第１基板保持部と第１基板に対向させて第２基板を保持する第２基板保持部とを収容する真空容器内の雰囲気の第１圧力を検出するステップと、第２基板保持部の表面であって第２基板を保持する保持面と第２基板との間に溜まった気体の第２圧力を検出するステップと、検出した第１圧力と検出した第２圧力との圧力差に応じて、第２基板の変形を抑えるように真空容器内を減圧するステップと、第１基板保持部と第２基板保持部とを近接方向に相対移動させ、第１基板と第２基板とを貼り合わせるステップとを有することである。

本発明によれば、貼り合わせ精度の低下を防止することができる。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る基板貼り合わせ装置１は、真空容器である真空チャンバ２と、その真空チャンバ２内に設けられ第１基板Ｋ１を水平状態（図１中、Ｘ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で保持する第１基板保持部としての第１ステージ３と、真空チャンバ２内に設けられ第２基板Ｋ２を水平状態で保持する第２基板保持部としての第２ステージ４と、それらの第１ステージ３及び第２ステージ４を接離方向（図１中のＺ軸方向）に相対移動させる移動機構５と、真空チャンバ２内を減圧する減圧部６と、真空チャンバ２内を大気圧に戻す大気復元部７と、各部を制御する制御部８とを備えている。

真空チャンバ２は、第１チャンバ２ａと第２チャンバ２ｂとに分離可能に形成されている。この真空チャンバ２は、第１チャンバ２ａと第２チャンバ２ｂとが一体になった閉状態と、第１チャンバ２ａと第２チャンバ２ｂとが分離した開状態となる。第１チャンバ２ａは第１ステージ３を下方から収容する下チャンバであり、第２チャンバ２ｂは第２ステージ４を上方から収容する上チャンバである。これらの第１チャンバ２ａと第２チャンバ２ｂとの閉空間、すなわち閉状態の真空チャンバ２の内部は減圧部６により減圧されて真空状態（大気圧より低い圧力の状態）になる。

第１チャンバ２ａには、真空チャンバ２内の雰囲気（気体）を排気するための開口部Ｈ１、Ｈ２が形成されている。これらの開口部Ｈ１、Ｈ２は、第１ステージ３に対向しない位置に設けられている。また、第２チャンバ２ｂには、真空チャンバ２内を大気圧に戻す気体を供給するための開口部Ｈ３、Ｈ４が形成されている。これらの開口部Ｈ３、Ｈ４は、第２ステージに対向しない位置に設けられており、エアフィルタＦにより覆われている。このエアフィルタＦは、真空チャンバ２内に流入する気体から埃や塵等を除去する。

この真空チャンバ２の内部には、真空チャンバ２内の雰囲気の圧力（第１圧力）をそれぞれ検出する複数の圧力検出器（圧力センサ）９ａ、９ｂが設けられている。圧力検出器９ａは第１チャンバ２ａの開口部Ｈ１の近傍に設けられおり、圧力検出器９ｂは第１チャンバ２ａの開口部Ｈ２の近傍に設けられている。これらの圧力検出器９ａ、９ｂは制御部８に電気的に接続されている。

第１ステージ３は、吸引吸着や静電吸着等の保持機構により第１基板Ｋ１を保持する下ステージである。この第１ステージ３の表面が第１基板Ｋ１を保持する保持面Ｍ１として機能する。第１基板Ｋ１は第１ステージ３の保持面Ｍ１に載置され、保持機構により保持される。なお、第１基板Ｋ１の貼り合わせ面（第２ステージ４に対向する面）には、枠状のシール剤が塗布されており、さらに、液晶が滴下されている。

この第１ステージ３には、保持面Ｍ１と第１基板Ｋ１との間に溜まった気体の圧力（第３圧力）を検出する圧力検出器（圧力センサ）１０ａが設けられている。圧力検出器１０ａは、気体の圧力を検出可能に第１ステージ３の保持面Ｍ１に埋め込まれている。すなわち、圧力検出器１０ａは、第１ステージ３の保持面Ｍ１に形成された凹部Ａ１内に保持面Ｍ１から突出しないように設けられている。この圧力検出器１０ａは制御部８に電気的に接続されている。なお、凹部Ａ１は第１ステージ３の載置領域（第１基板Ｋ１が載置される領域）内に形成されており、圧力検出器１０ａを収容する収容室である。この凹部Ａ１の内壁と圧力検出器１０ａとの間には、空間が形成されている。

第２ステージ４は、吸引吸着や静電吸着等の保持機構により第１基板Ｋ１に対向させて第２基板Ｋ２を保持する上ステージである。この第２ステージ４の表面が第２基板Ｋ２を保持する保持面Ｍ２として機能する。第２基板Ｋ２は第２ステージ４の保持面Ｍ２に載置され、保持機構により保持される。

この第２ステージ４には、保持面Ｍ２と第２基板Ｋ２との間に溜まった気体の圧力（第２圧力）を検出する圧力検出器（圧力センサ）１０ｂが設けられている。圧力検出器１０ｂは、気体の圧力を検出可能に第２ステージ４の保持面Ｍ２に埋め込まれている。すなわち、圧力検出器１０ｂは、第２ステージ４の保持面Ｍ２に形成された凹部Ａ２内に保持面Ｍ２から突出しないように設けられている（図２参照）。この圧力検出器１０ｂは制御部８に電気的に接続されている。なお、凹部Ａ２は第２ステージ４の載置領域Ｒ（第２基板Ｋ２が載置される領域：図２参照）内に形成されており、圧力検出器１０ｂを収容する収容室として機能する。この凹部Ａ２の内壁と圧力検出器１０ｂとの間には、空間が形成されている。

さらに、第２ステージ４には、第２基板Ｋ２の保持の解除後、第１ステージ３上の第１基板Ｋ１に貼り合わされた第２基板Ｋ２の表面に対する第１離間距離Ｌ１を検出する距離検出器（距離センサ）１１ａと、第１基板保持部３上の第１基板Ｋ１に貼り合わされた第２基板Ｋ２の表面に対する第２離間距離Ｌ２を検出する距離検出器（距離センサ）１１ｂとが設けられている（図３参照）。これらの距離検出器１１ａ、１１ｂは制御部８に電気的に接続されている。

距離検出器１１ａは、第１基板Ｋ１に塗布されたシール剤に対向する位置に設けられており、距離検出器１１ｂは、第１基板Ｋ１の中央付近に対向する位置に設けられている。これらの距離検出器１１ａ、１１ｂは、各離間距離Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ検出可能に第２ステージ４の保持面Ｍ２に埋め込まれている。すなわち、距離検出器１１ａは、第２ステージ４の保持面Ｍ２に形成された凹部Ａ３に保持面Ｍ２から突出しないように設けられている（図２参照）。また、距離検出器１１ｂは、圧力検出器１０ｂと共に、凹部Ａ２内に保持面Ｍ２から突出しないように設けられている（図２参照）。これらの凹部Ａ２、Ａ３は距離検出器１１ａ、１１ｂを収容する収容室として機能する。

移動機構５は、第１ステージ３をＸＹθ方向に移動させる第１ステージ移動機構５ａと、第２ステージ４をＺ軸方向に移動させる第２ステージ移動機構５ｂとを備えている。これらの第１ステージ移動機構５ａ及び第２ステージ移動機構５ｂは制御部８に電気的にそれぞれ接続されている。なお、第１ステージ移動機構５ａは、第１ステージ３をＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向（図１中、ＸＹ平面内での回転方向）に移動させる機構である。このような移動機構５は、第１ステージ移動機構５ａにより第１ステージ３をＸＹθ方向に移動させ、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との位置合わせを行い、さらに、第２ステージ移動機構５ｂにより第２ステージ４をＺ軸方向に移動させ、第１ステージ３と第２ステージ４とをＺ軸方向に相対移動させる。なお、位置合わせは、第１基板Ｋ１の端部及び第２基板Ｋ２の端部にそれぞれ付された位置合わせ用のマークに基づいて行われる。

第１ステージ移動機構５ａの両側には、位置合わせ用のマークを撮像する撮像部１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられている。これらの撮像部１２ａ、１２ｂは、位置合わせ用のマークを撮像可能に設けられている。すなわち、第１基板Ｋ１のマーク及び第２基板Ｋ２のマークを撮像するため、第１チャンバ２ａには透光性ガラス窓等が各撮像部１２ａ、１２ｂにそれぞれ対向させて形成されており、さらに、第１ステージ３には貫通孔が各撮像部１２ａ、１２ｂにそれぞれ対向させて形成されている。各撮像部１２ａ、１２ｂは制御部８に電気的に接続されており、制御部８の制御に応じて第１基板Ｋ１のマーク及び第２基板Ｋ２のマークを撮像する。

減圧部６は、真空チャンバ２内の雰囲気（気体）を排気するための排気配管である排気パイプ６ａと、その排気パイプ６ａを介して真空チャンバ２内の雰囲気を排気する排気部６ｂと、排気パイプ６ａを開閉する排気バルブ６ｃとを備えている。

排気パイプ６ａは、第１チャンバ２ａの開口部Ｈ１、Ｈ２に接続されている。排気部６ｂは制御部８に電気的に接続されており、制御部８の制御に応じ、排気パイプ６ａを介して真空チャンバ２内の雰囲気（気体）を吸引して排気する。この排気部６ｂとしては、例えば真空ポンプ等を用いる。また、排気バルブ６ｃは制御部８に電気的に接続されており、制御部８の制御に応じて排気パイプ６ａを開閉する。この排気バルブ６ｃは流量調整弁として機能する。なお、排気バルブ６ｃとしては、例えば電磁弁やバタフライ弁等の開閉弁等を用いる。

大気復元部７は、真空チャンバ２内に気体を供給するための供給配管である供給パイプ７ａと、その供給パイプ７ａを介して真空チャンバ２内に気体を供給する気体供給部７ｂと、供給パイプ７ａの開口率を変える供給バルブ７ｃとを備えている。

供給パイプ７ａは、第２チャンバ２ｂの開口部Ｈ３、Ｈ４に接続されている。気体供給部７ｂは制御部８に電気的に接続されており、制御部８の制御に応じ、供給パイプ７ａを介して真空チャンバ２内に気体を供給する。この気体供給部７ｂとしては、例えば、窒素ガス等の不活性ガスを収容するガス供給源等を用いる。また、供給バルブ７ｃは制御部８に電気的に接続されており、制御部８の制御に応じて供給パイプ７ａの開口率を変更する。この供給バルブ７ｃは流量調整弁として機能する。なお、供給バルブ７ｃとしては、例えば電磁弁やバタフライ弁等の開閉弁等を用いる。

制御部８は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、各種プログラムや各種データ等を記憶する記憶部と（いずれも図示せず）を備えている。この制御部８には、画像を表示する表示部８ａと、操作者からの入力操作を受け付ける入力部８ｂとが接続されている。なお、制御部８は、入力部８ｂに対する操作者の入力操作に応じて、圧力差の許容範囲や距離差の許容範囲を設定し、それらの許容範囲を記憶部に格納する。

この制御部８は、真空チャンバ２内を減圧する場合、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出した雰囲気の圧力と圧力検出器１０ａ、１０ｂにより検出した気体の圧力との圧力差に応じて、第１基板Ｋ１及び第２基板Ｋ２の変形を抑えるように減圧部６、すなわち排気バルブ６ｃの駆動を制御する。すなわち、制御部８は、その圧力差を許容範囲（圧力差の許容範囲）内に維持するように排気バルブ６ｃの開閉を制御する。さらに、制御部８は、真空チャンバ２内を大気圧に戻す場合、距離検出器１１ａにより検出した第１離間距離Ｌ１と距離検出器１１ｂにより検出した第２離間距離Ｌ２との距離差に応じて、第２基板Ｋ２の変形を抑えるように大気復元部７、すなわち供給バルブ７ｃの駆動（供給パイプ７ａの開口率）を制御する。すなわち、制御部８は、その距離差を許容範囲（距離差の許容範囲）内に維持するように供給バルブ７ｃの開口率を制御する。

次に、前述の基板貼り合わせ装置１が行う貼り合わせ動作（貼り合わせ工程）について説明する。基板貼り合わせ装置１の制御部８が貼り合わせ処理を実行して各部の駆動を制御する。なお、貼り合わせ工程は、真空チャンバ２内を減圧する減圧工程と、シール剤を介して第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２とを密着させる密着工程と、真空チャンバ２内を大気圧に戻す大気復元工程（真空破壊工程）とを有している。

ここで、第１基板Ｋ１は第１ステージ３にセットされており、第２基板Ｋ２も第２ステージ４にセットされており（第２ステージ４は原点位置に待機している）、真空チャンバ２は閉状態になっている。なお、第１基板Ｋ１には、枠状のシール剤が塗布されており、さらに、液晶が滴下されている。

図４に示すように、制御部８は、入力部８ｂに対する入力操作、すなわち貼り合わせ動作の開始を指示する入力操作に応じて、排気部６ｂをオンし（ステップＳ１）、その後、排気バルブ６ｃを開ける（ステップＳ２）。これにより、真空チャンバ２内の雰囲気（気体）が排気パイプ６ａを介して排気部６ｂにより排気され、真空チャンバ２内の圧力が下がっていく。

なお、真空チャンバ２内の圧力は圧力検出器９ａ、９ｂにより常時計測されており、第１ステージ３の凹部Ａ１内の気体の圧力及び第２ステージ４の凹部Ａ２内の気体の圧力は圧力検出器１０ａ、１０ｂにより常時計測されており、それらの各圧力値に基づいて圧力差が常時計算されて求められている。例えば、圧力検出器９ａにより計測された圧力と圧力検出器９ａにより計測された圧力との平均値が求められており、その平均値と各圧力検出器１０ａ、１０ｂにより計測された圧力との圧力差がそれぞれ求められている。

ここで、真空チャンバ２内の圧力が下がっていくと、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出された雰囲気の圧力と、圧力検出器１０ａ、１０ｂにより検出された気体の圧力との間には、差（圧力差）が生じ始める。第１ステージの凹部Ａ１及び第２ステージの凹部Ａ２はそれぞれ第１基板Ｋ１又は第２基板Ｋ２により塞がれているため、それらの凹部Ａ１、Ａ２内の気体は真空チャンバ２内の気体よりも排気され難いので、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出された雰囲気の圧力よりも、圧力検出器１０ａ、１０ｂにより検出された気体の圧力の方が高くなる。

次いで、制御部８は、圧力差が上限値以上であるか否かを判断し（ステップＳ３）、圧力差が上限値以上になるまでステップＳ３の判定を繰り返す（ステップＳ３のＮＯ）。このとき、真空チャンバ２内の減圧が進むにつれて圧力差が徐々に大きくなり、圧力差がまず下限値を超え、その後、上限値を超える。

圧力差が上限値以上であると判断した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、排気バルブ６ｃを閉じ（ステップＳ４）、圧力差が下限値以下であるか否かを判断し（ステップＳ５）、圧力差が下限値以下になるまでステップＳ５の判定を繰り返す（ステップＳ５のＮＯ）。

排気バルブ６ｃが閉じられると、真空チャンバ２内の減圧は停止する。このとき、第１基板Ｋ１と保持面Ｍ１との間に溜まった気体は、その気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差により、第１基板Ｋ１と保持面Ｍ１との隙間を通って真空チャンバ２内に抜け出る。これにより、第１基板Ｋ１と保持面Ｍ１との間に溜まった気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差が次第に小さくなり、やがて下限値より小さくなる。同様に、第２基板Ｋ２と保持面Ｍ２との間に溜まった気体は、その気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差により、第２基板Ｋ２と保持面Ｍ２との隙間を通って真空チャンバ２内に抜け出る。これにより、第２基板Ｋ２と保持面Ｍ２との間に溜まった気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差が次第に小さくなり、やがて下限値より小さくなる。

なお、ステップＳ５の判定において、経過時間を計測するタイマを設け、そのタイマによる計測時間が許容値を越えたときには、その基板Ｋ１、Ｋ２についての貼り合わせ動作を中断し、その旨を作業者に報知するようにしても良い。すなわち、圧力差がいつまで経っても下限値以下にならない場合、生産性が著しく低下するおそれが考えられるので、予めステップＳ５の判定を繰り返す許容時間を設定しておき、許容時間が経過したときには、第２ステージ４に対する第２基板Ｋ２の保持をし直すなどの処理を促すようにする。このようにすることによって、第１基板Ｋ１と保持面Ｍ１との隙間から気体が著しく抜け難い場合でも、それにより貼り合わせに要する時間が長大となることを防ぐことができ、生産性の低下を抑制することができる。ここで、第２ステージ４に対する第２基板Ｋ２の保持のし直しは、制御部８の制御のもとで自動的に行っても良い。

圧力差が下限値以下であると判断した場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、真空チャンバ２内の圧力が所定値であるか否かを判断し（ステップＳ６）、真空チャンバ２内の圧力が所定値でないと判断した場合には（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ２に処理を戻す。なお、所定値は、例えば１Ｐａ程度の所定の圧力値である。このように、真空チャンバ２内の圧力が所定値になるまで、ステップＳ２からステップＳ５までの処理が繰り返され、真空チャンバ２内の圧力は基板の貼り合わせに適した１Ｐａ程度の所定の圧力になる。

一方、真空チャンバ２内の圧力が所定値であると判断した場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、排気部６ｂをオフし（ステップＳ７）、基板の貼り合わせを行い（ステップＳ８）、処理を終了する。なお、基板の貼り合わせでは、制御部８は、第２ステージ移動機構５ｂを制御し、第２ステージ４を所定量だけ下降させて、第１ステージ３上の第１基板Ｋ１と第２ステージ４上の第２基板Ｋ２とを接近させる。次いで、制御部８は、第１ステージ移動機構５ａを制御し、撮像部１２ａ、１２ｂにより撮像された位置合わせ用のマークに基づいて、第１ステージ３上の第１基板Ｋ１と第２ステージ４上の第２基板Ｋ２との位置合わせを行う。その後、制御部８は、第２ステージ移動機構５ｂを制御し、第２ステージ４を下降させて第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２とを密着させて貼り合わせる。

このようにして、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出した雰囲気の圧力と圧力検出器１０ｂにより検出した気体の圧力との圧力差に応じて、第２基板Ｋ２の変形を抑えるように真空チャンバ２内が減圧される。これにより、隙間に閉じ込められた気体は第２基板Ｋ２と保持面Ｍ２との間を通って徐々に真空チャンバ２内へ抜け出ていき、第２基板Ｋ２の撓みが抑えられるので、位置合わせ精度の低下や位置合わせ不良の発生を防止することが可能になり、さらに、第２基板Ｋ２を確実に保持することが可能になることから、貼り合わせ精度の低下及び落下による基板の損傷を防止することができる。

次に、図５に示すように、制御部８は、第２基板Ｋ２の保持を解除し（ステップＳ１１）、第２ステージ移動機構５ｂを制御し、第２ステージ４を原点位置まで移動させ（ステップＳ１２）、その後、供給バルブ７ｃを開ける（ステップＳ１３）。これにより、気体が気体供給部７ｂから供給パイプ７ａを介して真空チャンバ２内に供給され、真空チャンバ２内の圧力が大気圧に近づいていく。なお、第１離間距離Ｌ１は距離検出器１１ａにより常時計測されており、第２離間距離Ｌ２は距離検出器１１ｂにより常時計測されており、それらの各離間距離Ｌ１、Ｌ２に基づいて距離差が常時計算されて求められている。

ここで、真空チャンバ２内の圧力が大気圧に近づいていくと、第１離間距離Ｌ１と第２離間距離Ｌ２との間には、差（距離差）が生じ始める。距離検出器１１ａはシール剤上の第２基板Ｋ２の表面までの距離を計測し、距離検出器１１ｂはシール剤上以外（シール剤で囲まれ、液晶が滴下されている領域上）の第２基板Ｋ２の表面までの距離を計測しているが、液晶とシール剤とではシール剤の方が粘度が高い分だけつぶれ難い。そのため、第２基板Ｋ２は第１基板Ｋ１に向かって凸状に撓み、距離検出器１１ｂによる計測値である第２離間距離Ｌ２は、距離検出器１１ａによる計測値である第１離間距離Ｌ１に比べ次第に長くなっていく。

次いで、制御部８は、距離差が許容範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、距離差が許容範囲内であると判断した場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、真空チャンバ２内の圧力が所定値であるか否か判断する（ステップＳ１５）。なお、所定値は、例えば大気圧である所定の圧力値である。一方、距離差が許容範囲内でないと判断した場合には（ステップＳ１４のＮＯ）、供給バルブ７ｃを制御し、供給パイプ７ａの開口率を調整し（ステップＳ１６）、ステップＳ１４に処理を戻す。

このように、真空チャンバ２内の圧力が所定値になるまで、距離差に応じて供給バルブ７ｃにより供給パイプ７ａの開口率が調整され、真空チャンバ２内の圧力は大気圧である所定の圧力になる。これにより、貼り合わされた第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間は内外圧力差を受けて加圧され、所定のギャップ（間隔）がスペーサを介して形成される。

真空チャンバ２内の圧力が所定値であると判断した場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、真空チャンバ２を開放する（ステップＳ１７）。真空チャンバ２の開放では、制御部８は第１チャンバ２ａと第２チャンバ２ｂとを分離させ、真空チャンバ２を開状態にする。その後、貼り合わせが完了した第１基板Ｋ１及び第２基板Ｋ２が搬送される。

このようにして、第１離間距離Ｌ１と第２離間距離Ｌ２との距離差に応じて、第２基板の撓み変形を抑えるように真空チャンバ２内が大気圧に戻される。これにより、第２基板Ｋ２の撓みが抑えられ、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間の部材を均一に潰すことが可能になるので、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間の間隔を均一にすることができ、さらに、第２基板Ｋ２の撓み変形に起因して生じる第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との面方向における位置ズレの発生を防止することができる。その結果として、製造する製品である表示パネルの表示不良等の発生を防止し、製品の品質を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、真空チャンバ２内の雰囲気の圧力（第１圧力）を検出する圧力検出器９ａ、９ｂと、第２ステージ４の表面であって第２基板Ｋ２を保持する保持面Ｍ２と第２基板Ｋ２との間に溜まった気体の圧力（第２圧力）を検出する圧力検出器１０ｂとを設け、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出した雰囲気の圧力と圧力検出器１０ｂにより検出した気体の圧力との圧力差に応じて、第２基板Ｋ２の変形を抑えるように減圧部６を制御することによって、隙間に閉じ込められた気体は第２基板Ｋ２と保持面Ｍ２との間を通って徐々に真空チャンバ２内へ抜け出ていき、第２基板Ｋ２の撓みが抑えられる。これにより、位置合わせ精度の低下や位置合わせ不良を防止することが可能になり、さらに、第２基板Ｋ２を確実に保持することが可能になるので、貼り合わせ精度の低下及び落下による基板の損傷を防止することができる。その結果として、製造する製品である表示パネルの表示不良等の発生を防止し、製品の品質を向上させることができる。

さらに、圧力差が許容範囲内になるように減圧部６を制御することによって、第２基板Ｋ２の変形を確実に抑えることが可能になるので、第２基板Ｋ２の撓みを確実に抑えることができる。

加えて、圧力検出器１０ｂは、気体の圧力を検出可能に第２ステージ４の保持面Ｍ２の凹部Ａ２に埋め込まれ、凹部Ａ２との間に空間が形成されていることから、隙間に閉じ込められた気体の圧力を正確に検出することが可能になるので、気体の圧力の検出精度が向上し、第２基板Ｋ２の撓みを確実に抑えることができる。

また、第１ステージ３の表面であって第１基板Ｋ１を保持する保持面Ｍ１と第１基板Ｋ１との間に溜まった気体の圧力（第３圧力）を検出する圧力検出器１０ａを設け、圧力検出器９ａ、９ｂにより検出した雰囲気の圧力と圧力検出器１０ａにより検出した気体の圧力との圧力差に応じて、第１基板Ｋ１の変形を抑えるように減圧部６を制御することによって、隙間に閉じ込められた気体は第１基板Ｋ１と保持面Ｍ１との間を通って徐々に真空チャンバ２内へ抜け出ていき、第１基板Ｋ１の撓みが抑えられる。これにより、位置合わせ精度の低下や位置合わせ不良をより確実に防止することが可能になるので、貼り合わせ精度の低下を確実に防止することができる。

さらに、圧力検出器１０ａは、気体の圧力を検出可能に第１ステージ３の保持面Ｍ１の凹部Ａ１に埋め込まれ、凹部Ａ１との間に空間が形成されていることから、隙間に閉じ込められた気体の圧力を正確に検出することが可能になるので、第１基板Ｋ１の撓みを確実に抑えることができる。

また、真空チャンバ２内を大気圧に戻す大気復元部７と、第１ステージ３上の第１基板Ｋ１に貼り合わされた第２基板Ｋ２の表面に対する第１離間距離Ｌ１を検出する距離検出器１１ａと、第１ステージ３上の第１基板Ｋ１に貼り合わされた第２基板Ｋ２の表面に対する第２離間距離Ｌ２を検出する距離検出器１１ｂとを設け、検出した第１離間距離Ｌ１と検出した第２離間距離Ｌ２との距離差に応じて、第２基板の変形を抑えるように大気復元部７を制御することによって、第２基板Ｋ２の撓みが抑えられ、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間の部材が均一に潰れるので、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間の間隔を均一にすることができ、さらに、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との面方向における位置ズレの発生を防止することができる。その結果として、製造する製品である表示パネルの表示不良等の発生を防止し、製品の品質を向上させることができる。

さらに、距離検出器１１ａは第１離間距離Ｌ１を検出可能に第２ステージ４の保持面Ｍ２に埋め込まれており、距離検出器１１ｂは第２離間距離Ｌ２を検出可能に第２ステージ４の保持面Ｍ２に埋め込まれていることから、各離間距離Ｌ１、Ｌ２を正確に検出することが可能になるので、第２基板Ｋ２の撓みを確実に抑えることができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、各ステージ３、４にそれぞれ１つの圧力検出器１０ａ、１０ｂだけを設けているが、これに限るものではなく、例えば、各ステージ３、４にそれぞれ複数の圧力検出器を設けるようにしてもよく、その数は限定されない。

また、前述の実施の形態においては、複数の圧力検出器９ａ、９ｂを設けているが、これに限るものではなく、例えば１つの圧力検出器を設けるようにしてもよく、その数は限定されない。

さらに、前述の実施の形態においては、第１ステージ３に対して第２ステージ４をＺ軸方向に移動させているが、これに限るものではなく、第２ステージ４に対して第１ステージ３をＺ軸方向に移動させるようにしてもよい。

加えて、前述の実施の形態においては、排気バルブ６ｃにより排気パイプ６ａの開閉を制御しているが、これに限るものではなく、例えば、排気バルブ６ｃにより排気パイプ６ａの開口率を制御するようにしてもよい。

また、距離検出器１１ａ、１１ｂは、２箇所に限らず、３箇所以上に設けるようにしても良い。３箇所以上に設ける場合には、各検出器による検出値のうち、最大の値と最小の値との距離差によってステップＳ１４の判定を行うようにするとよい。また、複数個の検出器をステージ上におけるシール剤に対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合には、各検出器の検出値が許容範囲内を維持するように制御すれば、シール剤を許容範囲内で均一に潰すことができるから、シール剤の潰れ具合のばらつきによって生じる可能性のあるシール剤と第２基板Ｋ２との接着力のばらつきの発生を抑制することができる。そのため、接着力不足による基板間への空気の侵入や基板間からの液晶漏れ等の不良が防止され、さらに品質が向上する。

また、第１ステージ３の保持面Ｍ１及び第２ステージ４の保持面Ｍ２に静電吸着により基板Ｋ１、Ｋ２を保持する例で説明したが、ステージ３、４の保持面Ｍ１、Ｍ２に真空吸着用の吸引孔を複数個設け、真空吸着を併用して基板Ｋ１、Ｋ２を保持するようにしても良い。この場合には、吸引孔に作用する真空吸引力が基板Ｋ１、Ｋ２と保持面Ｍ１、Ｍ２との間に溜まった気体の除去を促進するように作用するので、基板Ｋ１、Ｋ２と保持面Ｍ１、Ｍ２との間に溜まった気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差が上限値以上になることを抑制することができる。

また、第１ステージ３の保持面Ｍ１及び第２ステージ４の保持面Ｍ２に、一端部が真空チャンバ２内の雰囲気に連通する連通路の他端部を開口させても良い。この場合にも、基板Ｋ１、Ｋ２とステージ３、４の保持面Ｍ１、Ｍ２との間に溜まった気体が連通路を介して真空チャンバ２内に抜け出ることができるので、基板Ｋ１、Ｋ２と保持面Ｍ１、Ｍ２との間に溜まった気体の圧力と真空チャンバ２内の雰囲気の圧力との圧力差が上限値以上になることを抑制することができる。なお、この場合、連通路は、保持面Ｍ１、Ｍ２においてその保持面Ｍ１、Ｍ２に保持される基板Ｋ１、Ｋ２の中央付近に対向する位置に設けると、基板Ｋ１、Ｋ２の外周部から遠い中央部に溜まった気体を効果的に除去することができ好ましい。

また、第１距離検出器１１ａ及び第２距離検出器１１ｂを第２ステージ４の保持面Ｍ２に埋め込んだ例で説明したが、これに限らず、例えば、第２ステージ４に貫通孔を設け、その貫通孔を介して第２基板Ｋ２の表面までの距離（第１、第２離間距離）を測定するように、第２チャンバ２ｂ等の第２ステージ４とは別部材に固定して設けるようにしても良い。

また、前述の実施の形態においては、シール剤が塗布され液晶が滴下された基板を第１基板Ｋ１として第１ステージ３にセットしているが、これに限るものではなく、その基板を第２基板Ｋ２として第２ステージ４にセットするようにしてもよい。

最後に、前述の実施の形態においては、第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間に液晶を介在させているが、これに限るものではなく、液晶を介在させず、単にシール剤を介して第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２とを貼り合せるようにしてもよい。この場合には、液晶は後から第１基板Ｋ１と第２基板Ｋ２との間に注入される。

本発明の実施の一形態に係る基板貼り合わせ装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示す基板貼り合わせ装置が備える第２ステージの保持面を示す平面図である。 図１に示す基板貼り合わせ装置が備える距離検出器による距離計測を説明するための説明図である。 図１に示す基板貼り合わせ装置が行う貼り合わせ動作（減圧工程）の流れを示すフローチャートである。 図１に示す基板貼り合わせ装置が行う貼り合わせ動作（大気復元工程）の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板貼り合わせ装置
２ 真空容器（真空チャンバ）
３ 第１基板保持部（第１ステージ）
４ 第２基板保持部（第２ステージ）
５ 移動機構
６ 減圧部
７ 大気復元部
９ａ 第１圧力検出器
９ｂ 第１圧力検出器
１０ａ 第３圧力検出器
１０ｂ 第２圧力検出器
１１ａ 第１距離検出器
１１ｂ 第２距離検出器
Ｋ１ 第１基板
Ｋ２ 第２基板
Ｌ１ 第１離間距離
Ｌ２ 第２離間距離
Ｍ１ 保持面
Ｍ２ 保持面

Claims (11)

1. 真空容器と、
   前記真空容器内に設けられ、第１基板を保持する第１基板保持部と、
   前記真空容器内に設けられ、前記第１基板に対向させて第２基板を保持する第２基板保持部と、
   前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを接離方向に相対移動させる移動機構と、
   前記真空容器内を減圧する減圧部と、
   前記真空容器内の雰囲気の第１圧力を検出する第１圧力検出器と、
   前記第２基板保持部に設けられ、前記第２基板保持部の表面であって前記第２基板を保持する保持面と前記第２基板との間に溜まった気体の第２圧力を検出する第２圧力検出器と、
   検出した前記第１圧力と検出した前記第２圧力との圧力差に応じて、前記第２基板の変形を抑えるように前記減圧部を制御する手段と、
   を備えることを特徴とする基板貼り合わせ装置。
2. 前記制御する手段は、前記圧力差が許容範囲内になるように前記減圧部を制御することを特徴とする請求項１記載の基板貼り合わせ装置。
3. 前記第２圧力検出器は、前記第２圧力を検出可能に前記第２基板保持部の前記保持面に埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板貼り合わせ装置。
4. 前記第１基板保持部に設けられ、前記第１基板保持部の表面であって前記第１基板を保持する保持面と前記第１基板との間に溜まった気体の第３圧力を検出する第３圧力検出器を備え、
   前記制御する手段は、検出した前記第１圧力と検出した前記第３圧力との圧力差に応じて、前記第１基板の変形を抑えるように前記減圧部を制御することを特徴とする請求項１、２又は３記載の基板貼り合わせ装置。
5. 前記第３圧力検出器は、前記第３圧力を検出可能に前記第１基板保持部の前記保持面に埋め込まれていることを特徴とする請求項４記載の基板貼り合わせ装置。
6. 前記真空容器内を大気圧に戻す大気復元部と、
   前記第２基板保持部側に設けられ、前記第１基板保持部上の前記第１基板に貼り合わされた前記第２基板の表面に対する第１離間距離を検出する第１距離検出器と、
   前記第２基板保持部側に設けられ、前記第１基板保持部上の前記第１基板に貼り合わされた前記第２基板の表面に対する第２離間距離を検出する第２距離検出器と、
   検出した前記第１離間距離と検出した前記第２離間距離との距離差に応じて、前記第２基板の変形を抑えるように前記大気復元部を制御する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の基板貼り合わせ装置。
7. 前記第１距離検出器は、前記第１離間距離を検出可能に前記第２基板保持部の前記保持面に埋め込まれており、
   前記第２距離検出器は、前記第２離間距離を検出可能に前記第２基板保持部の前記保持面に埋め込まれていることを特徴とする請求項６記載の基板貼り合わせ装置。
8. 第１基板を保持する第１基板保持部と前記第１基板に対向させて第２基板を保持する第２基板保持部とを収容する真空容器内の雰囲気の第１圧力を検出するステップと、
   前記第２基板保持部の表面であって前記第２基板を保持する保持面と前記第２基板との間に溜まった気体の第２圧力を検出するステップと、
   検出した前記第１圧力と検出した前記第２圧力との圧力差に応じて、前記第２基板の変形を抑えるように前記真空容器内を減圧するステップと、
   前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを近接方向に相対移動させ、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップと、
   を有することを特徴とする基板貼り合わせ方法。
9. 前記減圧するステップは、前記圧力差が許容範囲内になるように前記真空容器内を減圧することを特徴とする請求項８記載の基板貼り合わせ方法。
10. 前記第１基板保持部の表面であって前記第１基板を保持する保持面と前記第１基板との間に溜まった気体の第３圧力を検出するステップを有し、
    前記減圧するステップは、検出した前記第１圧力と検出した前記第３圧力との圧力差に応じて、前記第１基板の変形を抑えるように前記真空容器内を減圧することを特徴とする請求項８又は９記載の基板貼り合わせ方法。
11. 前記第１基板保持部上の前記第１基板に貼り合わされた前記第２基板の表面に対する第１離間距離を検出するステップと、
    前記第１基板保持部上の前記第１基板に貼り合わされた前記第２基板の表面に対する第２離間距離を検出するステップと、
    検出した前記第１離間距離と検出した前記第２離間距離との距離差に応じて、前記第２基板の変形を抑えるように前記真空容器内を大気圧に戻すステップと、
    を有することを特徴とする請求項８、９又は１０記載の基板貼り合わせ方法。

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