JP2013119140A

JP2013119140A - 基板矯正保持装置

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Publication number: JP2013119140A
Application number: JP2011268435A
Authority: JP
Inventors: Masami Iwamoto; 正実岩本; Daisuke Ishii; 大助石井
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: JP5899574B2

Abstract

【課題】基板に反り又はたわみがあっても、それを矯正して、高精度で他の基板又は部材に貼り合わせることができる基板矯正保持装置を提供する。
【解決手段】ガラス基板１を台座２の平坦な上面上に載置し、この上面に開口する多数の孔２ａから空気を吸引して、ガラス基板１を台座２の上面に吸着する。これにより、ガラス基板１の反り又はたわみが解消される。その後、平面視でコ字型をなすアーム３の下面に設けた孔から空気を吸引して、このアーム３の吸着部によりガラス基板１の両側端部を吸着する。その後、台座２の吸着を解除し、アーム３はガラス基板１を吸着した状態で、これを貼り合わせ装置に搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板の貼り合わせ装置等の基板を保持して移動させる基板矯正保持装置に関し、特に、反りがあるガラス基板を矯正した後保持することができる基板矯正保持装置に関する。

露光装置において使用されるマイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されて形成されたガラス基板を例えば４枚積層させて構成されている。よって、このマイクロレンズアレイの製造装置においては、４枚のガラス基板を重ねて接着するため、各ガラス基板を保持して、移動させる保持装置が使用されている。マイクロレンズアレイ以外の組み合わせレンズの製造装置においても、ガラス基板を保持して他のガラス基板に貼り合わせる場合に、ガラス基板を保持する保持装置が使用されている。

この場合に、板厚が薄くて剛性が低いガラス基板は、反り又はたわみ等が生じていることが多く、このようなガラス基板を積層配置した場合に、相互間の位置関係が変動し、高精度の貼り合わせができないという問題点がある（特許文献１）。また、保持する対象のガラス基板は、その形状が不定で、大きさも異なる場合も多い。更に、ガラス基板の中には、保持のために接触できる部分に、制約があることが多い。

再公表特許ＷＯ２００９／１４４９３８

上述のごとく、従来の薄いガラス基板を貼り合わせる貼り合わせ装置において、ガラス基板の反り及びたわみ等により高精度で貼り合わせることができないという問題点があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板に反り又はたわみがあっても、それを矯正して、高精度で他の基板又は部材に貼り合わせることができる基板矯正保持装置を提供することを目的とする。

本発明に係る基板矯正保持装置は、上面が平坦で前記上面から空気を吸引する多数の第１孔が設けられた台座と、下面に基板を吸着するために下面から空気を吸引する多数の第２孔が設けられたアームと、前記アームを移動させる駆動装置と、を有し、前記アームは、一方向に延びる第１吸着部材及びこの第１吸着部材に平行に延びる第２吸着部材を有し、前記第１吸着部材及び第２吸着部材は前記一方向に垂直の方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の少なくとも一方は前記一方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の夫々一部又は全部に前記第２孔が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る他の基板矯正保持装置は、上面が平坦で前記上面から空気を吸引する多数の第１孔が設けられた台座と、下面に基板を吸着するために下面から空気を吸引する多数の第２孔が設けられたアームと、前記アームを移動させる駆動装置と、を有し、前記アームは、一方向に延びる基準部材と、この基準部材の両端部に設けられ前記一方向に垂直の方向に延びる第１吸着部材及び第２吸着部材と、を有し、前記第１吸着部材及び第２吸着部材は前記基準部材に対し前記一方向に垂直の方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の少なくとも一方は前記基準部材に対し前記一方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の夫々一部又は全部に前記第２孔が設けられていることを特徴とする。

この基板矯正保持装置において、例えば、前記基板は、ガラス基板であり、このガラス基板の貼り合わせ装置に使用されるものである。

本発明においては、基板を平坦な台座に吸着して基板の反り又はたわみを矯正し、この反り又はたわみがない状態で、基板をアームに吸着して、駆動装置によりアームを移動させて、所定の例えば貼り合わせ装置に基板を送給するから、基板に反り又はたわみがない状態で、基板を他の基板又は部材に貼り合わせることができる。よって、基板の貼り合わせを高精度で実施することができる。

本発明の第１実施形態に係る基板矯正保持装置を示す図であり、（ａ）乃至（ｄ）は特にその動作を示す図である。（ａ）乃至（ｅ）は、保持するガラス基板の形状を示す平面図である。（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のアームを示す平面図である。（ａ）乃至（ｅ）は、アームに保持されたガラス基板を示す平面図である。アームの正面断面図である。本実施形態の動作を示す平面図である。同じく、本発明の実施形態の動作を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態の基板矯正保持装置が保持すべきガラス基板１は、例えば、下に凸に反っており、たわみが生じているとする。本実施形態の基板矯正保持装置においては、台座２が設置されており、この台座２は、その上面が水平かつ平坦であり、この上面に開口する多数の微細な孔２ａが形成されていて、この孔２ａを介して、台座２の上面から空気を吸引することができるようになっている。

そして、この台座２の上方に、アーム３が移動できるように、適宜のガイド（図示せず）に案内支持され、適宜の駆動装置（図示せず）により駆動されるようになっている。このアーム３は、図３（ａ）に示すように、平面視で、棒状の基準部材３ａと、この基準部材３ａの両端部に配設された棒状の第１吸着部材３ｂと第２吸着部材３ｃとから構成されている。この第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃはいずれも基準部材３ａの長手方向に垂直の方向に延びており、基準部材３ａと第１及び第２吸着部材３ｂ、３ｃとは相互に直交している。そして、図３（ｂ）に示すように、基準部材３ａに対し、第１吸着部材３ｂはその長手方向に移動可能であり、第１吸着部材３ｂは基準部材３ａに対する第１吸着部材３ｂの長手方向の位置を調整することができる。また、第２吸着部材３ｃも、基準部材３ａに対して、第２吸着部材３ｃの長手方向に移動可能であり、この方向の位置を調整することができる。更に、基準部材３ａは、その長さを変更可能に、即ち伸縮可能になっており、基準部材３ａとこの基準部材３ａの一方の端部に配置された第２吸着部材３ｃとは、一体的に基準部材３ａの長手方向に移動することができる。これらの基準部材３ａに対する第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃの位置の調整並びに基準部材３ａの長さ調整は、手動により行えば良いが、適宜の駆動装置により位置調整することもできる。

第２吸着部材３ｂ及び第３吸着部材３ｃの前方の一部の下面には、図５に示すように、下面に開口する複数個の孔３ｅが形成されており、これらの孔３ｅは、第２吸着部材３ｂ及び第３吸着部材３ｃの内部を貫く１個の空気通路３ｆに連通している。そして、この空気通路３ｆ及び孔３ｅを介して、第２吸着部材３ｂ及び第３吸着部材３ｃの下面から空気を吸引することにより、この孔３ｅの形成位置に、ガラス基板１の領域１ａ、１ｂを吸着するようになっている。また、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃの下面には、閉塞板３ｄが設置されていて、この閉塞板３ｄは前記下面に沿って移動することができるようになっている。これにより、閉塞板３ｄは孔３ｅにおけるガラス基板１の領域１ａ（１ｂ）の吸着に関与しない（ガラス基板１の領域１ａ（１ｂ）により閉塞されない）孔３ｅを閉塞し、空気の吸引圧力が低下してしまうことを防止している。

保持及び矯正対象のガラス基板１には、図２（ａ）乃至（ｅ）に平面図を示すように、種々の形状がある。図２（ａ）は、通常の矩形の形状をなし、その幅方向の両端部の帯状の領域１ａ、１ｂは、吸着用部材が接触できる領域である。この領域１ａ、１ｂに挟まれた領域１ｃ１がマイクロレンズ等が設けられる実用領域である。図２（ｂ）は実用領域１ｃ２の一方の端部が短く、他方の端部が長い台形状をなしており、従って、ガラス基板としても、一方の端部の保持領域１ａが短く、他方の端部の保持領域１ｂが長い。図２（ｃ）は、実用領域１ｃ３が領域１ｃ２の逆の形状を有する。図２（ｄ）及び図２（ｅ）は実用領域１ｃ４及び実用領域１ｃ５が相互に逆方向に傾斜した平行四辺形の形状を有する。

このため、図４（ａ）乃至（ｅ）に示すように、アーム３はこのガラス基板１を種々の態様で保持することになる。即ち、図５に示すように、第１及び第２の吸着部材３ｂ、３ｃの下面における孔３ｅが形成された部分がガラス基板１の接触可能の領域１ａ、１ｂに重なるように、第１及び第２の吸着部材３ｂ、３ｃの位置を調節する。具体的には、図４（ａ）に示すように、ガラス基板１が矩形の場合は、第１及び第２の吸着部材３ｂ、３ｃの基準部材３ａからの突出長さは同一である。図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１の領域１ｃ２が、図示上で、上の方の辺が短い場合には、第１吸着部材３ｂは基準部材３ａに対して、図示上の右方に若干移動させて、第１吸着部材３ｂがガラス基板１の領域ａの直上域から突き出ないようにする。逆に、図４（ｃ）に示すように、第２吸着部材３ｃを基準部材３ａに対して右方に移動させて、第２吸着部材３ｃがガラス基板１の接触可能領域１ｂの直上域から突き出ないようにする。図４（ｄ）、（ｅ）に示すように、ガラス基板１が平行四辺形をなす場合も、その接触可能領域１ａ、１ｂの位置に合わせて、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃの基準部材３ａに対する相対的位置を決定する。なお、領域１ａ、１ｂの長さが短い場合には、図５に示すように、閉塞板３ｆを領域１ａ、１ｂの位置に合わせて移動させ、孔３ｄのうち、ガラス基板１の上面に接触してしないものを、閉塞しておく。

次に、上述のごとく構成された本実施形態の動作について説明する。図６及び図７と図１に示すように、湾曲したガラス基板１を、台座２の上に載置し、ガラス基板１の全面について、孔２ａから空気を吸引することにより、ガラス基板１を台座２に吸着する。この台座２における吸着により、ガラス基板１は、反り又はたわみがあったとしても、台座２の上面に吸着することにより、台座２の平坦な上面に沿って成形され、反り又はたわみが矯正される。

その後、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、台座２上のガラス基板１に対し、アーム３を下降させて、アーム３の第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃの孔３ｄを介して空気を吸引し、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃにより、ガラス基板１をその領域１ａ、１ｂにて吸着する。その後、台座２の空気吸引を停止し、図１（ｄ）に示すように、アーム３がガラス基板１を吸着した状態で上昇する。次いで、図６及び図７に示すように、アーム３は、ガラス基板１を保持したまま、台座２に隣接して配置された貼り合わせ装置４に、ガラス基板１を搬送する。

貼り合わせ装置４においては、その下方に透過照明光源４ａが上方に向けて透過照明光を出射するようになっており、上方における透過照明光の光軸上に、透過光を検出するカメラ４ｂが配置されている。そして、この貼り合わせ装置４の所定の貼り合わせ位置には、他のガラス基板１０が設置されており、アーム３はガラス基板１を保持したまま、このガラス基板１０の直上位置に移動し、そして、アーム３が下降することにより、ガラス基板１を他のガラス基板１０上に重ねる。このとき、透過照明光源４ａからの透過光が、ガラス基板１０，１を透過して、カメラ４ｂに検出され、ガラス基板１０，１に設けておいたアライメントマーク（図示せず）をカメラ４ｂが検出することにより、必要に応じてアーム３の位置を調整して、ガラス基板１とガラス基板１０とを位置合わせする。そして、アーム３がガラス基板１を保持した状態で、接着剤等により、ガラス基板１とガラス基板１０とを貼り合わせる。その後、アーム３の第１及び第２吸着部材３ｂ、３ｃからの空気吸引を停止し、アーム３は元の位置に戻る。

このようにして、台座２上でガラス基板１の反り及びたわみが矯正され、平坦になったガラス基板１をその状態でアーム３がガラス基板１の両側部の領域１ａ、１ｂで吸着するので、台座２によるガラス基板１の吸着が解除されても、ガラス基板１に反り又はたわみが再度生じることはない。そして、他のガラス基板１０との貼り合わせに際しても、アーム３はガラス基板１の領域１ａ、１ｂを吸着した状態で、ガラス基板１とガラス基板１０に接着するので、ガラス基板１に反り又はたわみが戻ってしまうことはない。

そして、保持すべきガラス基板１には、種々の大きさが存在するが、本発明のアーム３は、その第１吸着部材３ｂと第２吸着部材３ｃとの間隔を調整できるので、種々の大きさのガラス基板に対して汎用性がある。また、保持すべきガラス基板１には、種々の形状が存在するが、本発明のアーム３は、その第１吸着部材３ｂと第２吸着部材３ｃの基準部材３ａに対する位置を調整できるので、第１吸着部材３ｂの空気吸引による吸着部の位置を、第２吸着部材３ｃの空気吸引による吸着部の位置とを、独立して調整することができるため、種々の形状のガラス基板についても、その形状に合わせてアーム３が吸着することができる。このため、第１，第２吸着部材３ｂ、３ｃがガラス基板１からはみ出て突出してしまうことがなく、駆動装置によりアーム３が移動して貼り合わせ装置４にガラス基板１を設置する際、第１，第２吸着部材３ｂ、３ｃの余分な部分が貼り合わせ装置４の部材に干渉して、その動作を阻害してしまうことがない。

本発明は上述の実施形態に限らないことは勿論である。例えば、本発明は、マイクロレンズアレイを構成する複数のガラス基板を積層して貼り合わせる場合に限らず、基板に反り又はたわみがある場合の種々の用途に使用することができる。また、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃは、基準部材３ａに移動可能に設けられて、基準部材３ａと共に搬送される場合に限らず、例えば、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃを装置本体に設置して、装置本体に対し、第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃの長手方向及びこの方向に直交する方向に移動可能に設置することもできる。基板を吸着する第１吸着部材３ｂ及び第２吸着部材３ｃがアームは、夫々一方向に相互に平行に延びると共に、前記一方向に垂直の方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の少なくとも一方が前記一方向に相対的に移動可能であれば良い。

１：ガラス基板
１ａ、１ｂ：（接触可能）領域
１ｃ１，１ｃ２，１ｃ３，１ｃ４，１ｃ５：（実用）領域
２：台座
２ａ：孔
３：アーム
３ａ：基準部材
３ｂ：第１吸着部材
３ｃ：第２吸着部材
４：貼り合わせ装置
４ａ：透過照明光源
４ｂ：カメラ
１０：他のガラス基板

Claims

上面が平坦で前記上面から空気を吸引する多数の第１孔が設けられた台座と、下面に基板を吸着するために下面から空気を吸引する多数の第２孔が設けられたアームと、前記アームを移動させる駆動装置と、を有し、前記アームは、一方向に延びる第１吸着部材及びこの第１吸着部材に平行に延びる第２吸着部材を有し、前記第１吸着部材及び第２吸着部材は前記一方向に垂直の方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の少なくとも一方は前記一方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の夫々一部又は全部に前記第２孔が設けられていることを特徴とする基板矯正保持装置。
上面が平坦で前記上面から空気を吸引する多数の第１孔が設けられた台座と、下面に基板を吸着するために下面から空気を吸引する多数の第２孔が設けられたアームと、前記アームを移動させる駆動装置と、を有し、前記アームは、一方向に延びる基準部材と、この基準部材の両端部に設けられ前記一方向に垂直の方向に延びる第１吸着部材及び第２吸着部材と、を有し、前記第１吸着部材及び第２吸着部材は前記基準部材に対し前記一方向に垂直の方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の少なくとも一方は前記基準部材に対し前記一方向に相対的に移動可能であり、前記第１吸着部材及び第２吸着部材の夫々一部又は全部に前記第２孔が設けられていることを特徴とする基板矯正保持装置。
前記基板は、ガラス基板であり、このガラス基板の貼り合わせ装置に使用されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板矯正保持装置。