JP3694688B2

JP3694688B2 - Substrate assembly apparatus and substrate assembly method

Info

Publication number: JP3694688B2
Application number: JP2002375809A
Authority: JP
Inventors: 聡八幡; 幸徳中山; 明平井; 孝夫村山
Original assignee: 株式会社日立インダストリイズ
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004205865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板組立装置に係り、特に、減圧チャンバ内で貼り合せる基板同士をそれぞれ保持して対向し、間隔を狭めて貼り合せる液晶表示パネルなどの組立に好適な基板組立装置と基板組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの製造においては、基板の大型化に伴なって製造装置も大型基板に対応できるようにしている。例えば特開２００２−３１８３７８号公報に記載のように、上側基板を支持して真空チャンバを形成する上側容器を回転できるように構成すると共に、下側基板を支持するテーブルを設けた、下側容器を前記上側容器位置に移動可能に構成し、上側容器と合体位置に、上下容器を合体時に真空にするための排気管等と結合できる構成としている。
【特許文献１】
特開２００２−３１８３７８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−３１８３７８号公報になる従来技術では、上側容器は回転と上下に移動する構成とし、水平方向は移動しないように固定状態に構成してある。また下側容器は水平方向に移動可能に構成したため、合体した容器内を真空にするための排気管を長い距離移動可能にできないため、上容器との合体位置に配管の接合部を設け、基板交換毎にこの接合したり解除したりする必要が有る。このため容器内を真空にする際に接合部から排気の漏れ等の生じる可能性が大きい。さらに、ほん特許文献１には大型基板をテーブルに保持する際に基板のたわみ等の変形の影響により基板とテーブル間に空気層が残りやすいこと、基板の撓みにより上下基板の位置合わせが正常に行われなくなる等の問題に関しては何ら開示が無い。
【０００４】
それゆえに、本発明の目的は、基板が大型化、薄型化しても、撓みの影響を極力小さくして基板を確実に保持でき、かつ、貼り合わせを高精度かつ高速に行うことができ、生産性が高い基板組立装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、減圧雰囲気にするためのチャンバと、前記チャンバ内に一方の基板を保持する上テーブルと、前記上テーブルに保持された基板に対向して間隔をあけて他方の基板を保持する下ステージとを設け、前記下ステージを駆動して前記一方の基板と他方の基板の位置合わせを行い、前記上テーブルまたは下ステージの一方を上下に駆動して基板間の間隔を狭め、前記基板のどちらか一方に設けた接着剤により、減圧雰囲気中で貼り合わせを行う装置であって、前記上テーブルの基板保持面を上向きにして一方の基板を載置し、一方の基板を保持した状態で上テーブルを反転し、前記上テーブルを他方の基板を載置した下ステージの上部に移動し、下ステージを水平方向に駆動して位置合わせして減圧雰囲気中で両基板を貼り合わせる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図１乃至図８を用いて詳しく説明する。図１乃至図８は本発明になる基板組立装置の概略構成を示す縦断面図である。
【０００７】
図1において、コモンベース１の上には下部真空チャンバユニット２が設けてある。下部真空チャンバユニット２を構成する本体３の内部に下チャンバを形成する昇降台４が設けてある。この昇降台４は、コモンベース１上に設けられた昇降台駆動機構である加圧アクチュエータ５によって昇降される。また、昇降台４にはコモンベース１に取り付けられた複数のガイドロッド６によって、昇降時に傾きを生じないように案内されるための複数のガイド穴が設けてある。また昇降台４は凹形状に形成されており、その内部側（凹部）には下ステージ７が設けられている。下ステージ７と昇降台４の間にはフリーボール８が複数配設されており、昇降台４に対し、下ステージ７が水平面内において相対移動可能となっている。
【０００８】
昇降台４の凹部外側には下ステージ７を移動させる下ステージ駆動機構であるＸＹθアクチュエータユニット９が設けてある。このＸＹθアクチュエータユニット９は、少なくとも３個の直動アクチュエータ（９A,９B,９C）から構成されている。すなわち、ステージ７と昇降台４の間の水平方向に設けた戻しばね１０に抗して、アクチュエータユニット９を駆動することによって、昇降台４に対する下ステージ７の位置（X、Y）及び垂直軸回りの角度（θ）を制御することが可能である。図の様に直動アクチュエータ９Ａによって伸縮するロッド９ＡＲと昇降台４の間には真空シール１１が設けてある。この真空シール１１により、昇降台４の内部を減圧状態にした時にロッド９ＡＲからの圧力漏れを防ぐ役目をする。
【０００９】
下部真空チャンバユニット２の本体３と昇降台４との間の上下方向はベローズ１２で連結されている。さらに、下部真空チャンバユニット２の本体３の上面には、弾性体の真空シール１３が配設されている。本構成とすることで、真空チャンバを構成する空間を昇降台４の凹部に限定でき、チャンバ内の減圧空間を、本体内部の空間にする場合より小さくすることで減圧時間を短縮できる。
【００１０】
また昇降台４の下部には、複数の下基板押し上げピン１４を可動するための駆動機構１５が設けてある。この下基板押し上げピン１４は昇降台４と下ステージ７を貫通して設けてあり、昇降台４と押し上げピン１４の間には真空シール１６が設けられており、昇降台内部を減圧した時の圧力漏れを防止するようにしてある。
【００１１】
さらに、昇降台４には真空排気口１７が設けてあり、排気管（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）と連結している。また排気管の中間には真空破壊弁（図示せず）が設けられている。このように、真空排気口１７が水平方向に移動しない昇降台４に設けたため、接続部を固定状態とすることができる。
【００１２】
またコモンベース１上には、２本のリニアガイド２６が設けてある。このリニアガイド２６上を、上テーブル２０を支持して下部真空チャンバユニット２上まで移動させるための上テーブル搬送体２５が設けてある。上テーブル２０は、上チャンバを構成するバックアッププレート２１と一体になっている。上テーブル２０には上基板を保持するための機構（例えば真空吸着孔が配設された静電吸着板）が設けられている。
【００１３】
バックアッププレート２１は枠２３に対して回動可能なように軸２２によって枢軸支持されている。この軸２２を回転駆動する上テーブル回動アクチュエータ２４が枠２３に取り付けてある。回動アクチュエータ２３を駆動することによってバックアッププレート２１及び上テーブル２０は枠２３に対して軸２２回りに回動反転させることができる。上プレート搬送体２５は搬送機構である搬送アクチュエータ（図示せず）によってコモンベース1上を図上左右方向に移動することができる。さらに、枠２３と上テーブル搬送体２５の間には上テーブル昇降アクチュエータ２７が配設されている。この上テーブル昇降アクチュエータ２７を駆動することによって、枠２３は昇降動作可能となっている。枠２３は上プレート搬送体２５に設けられたリニアガイド２８上を移動する構成となっている。このため、回転駆動用のモータや、上テーブル昇降アクチュエータの配線を移動郷里に合わせた長さに設ける必要がある。
【００１４】
また、バックアッププレート２１には、複数の上基板押し上げピン２９を駆動する駆動機構である押し上げピンアクチュエータ３０が設けてある。上基板押し上げピン２９は一体化された上テーブル２０とバックアッププレート２１を貫通して設けてある。上基板押し上げピン２９とバックアッププレート２１の間には真空シール３１が設けてある。真空シール３１によってバックアッププレート２１と下部真空チャンバユニット２の本体３に設けた真空シール１３とが接触することで形成される減圧室を減圧した時の圧力漏れを防ぐ役目をする。さらに後述するように、バックアッププレート２１の上テーブル２０と反対側の面には、上テーブル２０を位置決めするための位置決め用テーパ孔３４が設けてある。
【００１５】
さらに、バックアッププレート２１と上テーブルを貫通して複数のサイトグラス３２（透光部）が設けてある。このサイトグラス３２を介して上テーブル２０に載置された上基板の位置合わせマークをバックアッププレート２１側から観察することができる。
【００１６】
また、コモンベース１の下部真空チャンバユニット２の外側に設けた支持柱の上部にはマーク認識カメラ支持構造体４０が設置されている。マーク認識カメラ支持構造体４０には基板位置合わせマークを認識するための複数のカメラ４１と複数の上テーブル位置決めアクチュエータ４２が取り付けられている。
【００１７】
続いて、図２乃至図８を用いて本発明になる基板組立装置の実施例の動作を説明する。
【００１８】
図２は下ステージ７と上テーブル２０の上に下基板１８と上基板３３を載置した状態を示す図である。下基板１８及び上基板３３はそれぞれ、搬送ロボット（図示せず）等の基板搬送装置によって下ステージ７及び上テーブル２０上に搬送される。このとき、下基板押し上げピン１４及び上基板押し上げピン２９の全てが先端が下ステージ７及び上テーブル２０の上面から所定量突き出すように、それぞれのアクチュエータ１５及び３０によって上方に押し出されている。
【００１９】
図３は下ステージ７と上テーブル２０の上に下基板１８と上基板３３を密着させる動作を示す図である。下ステージ７と上テーブル２０の上に下基板１８と上基板３３が載置されると、まず、図３に示したように下ステージ７と上テーブル２０に設けられた下基板押し上げピン１４及び上基板押し上げピン２９のうち、中央部に配置された押し上げピンをそれぞれのアクチュエータ１５及び３０を動作させて引き込むことによって下降する。それに伴なって、下基板１８と上基板３３の中央部がそれぞれ下ステージ７と上テーブル２０の上面に接触する。
【００２０】
次に、下ステージ７と上テーブル２０に設けられた下基板押し上げピン１４及び上基板押し上げピン２９のうち、周辺部に配置された押し上げピンをそれぞれのアクチュエータ１５及び３０を引き込むことによって下降させる。それに伴なって、下基板１８と上基板３３の周辺部がそれぞれ下ステージ７と上テーブル２０の上面に接触する。このように、下基板１８及び上基板３３を下ステージ７及び上テーブル２０面上に乗せることによって、基板とテーブルの載置面間の空気が中央部から周辺部へと排気され、基板にも大きな歪が発生することが無い。このため、基板とテーブルとをきれいに密着させることができる。なお、本実施例では中央部の押し上げピンを始めに下降し、順次周辺部に向かって下降させる例について説明したが、一方の端部から他の端部に向かって順次押し上げピンを下降させる方式を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
その後、上テーブル２０に設けられた上基板保持機構（例えば真空吸着孔が設けられた静電吸着板）を作動させて、上基板を確実に保持する。なお前記の例では、真空吸着孔からの排気は、押し上げピン全てがテーブル面より下に下降状態で動作させることで説明したが、中央部、または一方の端部の押し上げピンを下降動作させる前または同時に動作させても良い。
【００２２】
図４は上テーブル２０及びバックアッププレート２１を反転させた状態を示す図である。
【００２３】
上テーブル２０の上に上基板３３を吸着保持したのちに、枠２３に取り付けられた上テーブル回動アクチュエータ２４を作動させて、枠２３に対し、上テーブル２０及びバックアッププレート２１を反転させる。なお、この動作中に下ステージ上に載置された下基板１８に設けられた基板位置合わせマークをマーク認識カメラ４１によって撮像し、画像処理装置（図示せず）によって基板位置合わせマークの位置から下ステージ上における下基板の位置（X_１、Y_１、θ_１）を解析し、その結果を制御装置（図示せず）に転送して記憶しておく。
【００２４】
図５は上テーブル搬送体２５によって、上テーブル２０を下ステージ７の上部へ搬送した状態を示す図である。上テーブル搬送体２５に支持された枠２３、上テーブル２０（及び上テーブルと一体のバックアッププレート２１）は上テーブル搬送アクチュエータ（図示せず）を動作させることによって、リニアガイド２６に案内されて下部真空チャンバ２の下ステージ７の上部に搬送される。
【００２５】
図６は上テーブル２０を下降させた状態を示す図である。枠３に支持された上テーブル２０は上テーブル昇降アクチュエータ２７を動作させることによって下降し、下部真空チャンバ２の本体３上に載置される。この状態で、バックアッププレート２１、下ステージ昇降台４、ベローズ１２、本体３上に配設された弾性体の真空シール１３、基板押し上げピン１４、２９の真空シール１６、３１及びＸＹθアクチュエータユニット９の真空シール１１によって、下ステージ７及び上テーブル２０を囲む空間は完全な閉空間を構成することになる。
【００２６】
図７は上テーブル位置決めアクチュエータ４２によって、下部真空チャンバ２の本体３に対して上テーブル２０を強固に位置決めした状態を示す図である。図６で説明した様に上テーブル２０を下部真空チャンバ２の本体３上に載置した後に、上テーブル位置決めアクチュエータ４２を作動させて、位置決めアクチュエータ４２のロッド４２Rを伸長し、ロッド４２Rによって上テーブル２０のバックアッププレート２１を下部真空チャンバ２の本体３に押し付ける。バックアッププレート２１の上面には位置決め用テーパ孔３４が設けられており、ロッド４２R先端部に設けられたテーパ部と嵌合させることによって上テーブル２０は下部真空チャンバ２の本体３に対して上テーブル２０を強固に位置決めされる。
【００２７】
そして、真空ポンプ（図示せず）を動作させて、真空排気孔１７より下ステージ７及び上テーブル２０を囲む閉空間を減圧する。
【００２８】
さらに上テーブル２０に設けられた複数のサイトグラス３２を通して上基板３３に設けられた基板位置合わせマークをマーク認識カメラ４１で撮像し、画像処理装置（図示せず）によって基板位置合わせマークの位置から下ステージに対する上基板の位置（X_２、Y_２、θ_２）を解析し、その結果を制御装置（図示せず）に転送する。制御装置では予め記憶しておいた下基板の位置（X_１、Y_１、θ_１）と下ステージに対する上基板の位置（X_２、Y_２、θ_２）を比較し、その差分（ΔX、ΔY、Δθ）がゼロになるように、ＸＹθアクチェータユニット９を駆動して下ステージ７の位置を補正する。このとき、下ステージ７と昇降台４の間にはフリーボール８が配設されているため、昇降台４に対して下ステージ７は自由に相対位置を変えることができる。
【００２９】
図８は上基板と下基板を貼り合せている状態を示す図である。図７で説明したように減圧雰囲気中で上基板３３と下基板１８の位置を精密に位置合わせした後に、加圧アクチュエータ５を動作させて、昇降台４及び下ステージ７を上昇させ、上基板３３と下基板１８を加圧して貼り合せる。このとき、下部真空チャンバ２の本体３と昇降台４はベローズ１２で連結されているため、昇降台４は昇降が可能な構成となっている。
【００３０】
その後、真空破壊弁を動作させて下ステージ７及び上テーブル２０を囲む閉空間の圧力を大気状態にし、上基板保持の解除、昇降台４の下降、上テーブル２０と本体３との位置決めの解除、上テーブル２０の上昇、移動等の動作を行った後に、組み立てられたセルを搬出するがそれらの動作の詳細な説明は割愛する。
【００３１】
以上のように、本発明の構成では、基板交換時に排気配管をいちいち、取り付け取り外す必要がなくなり、作業時間の短縮や、排気配管の漏れの発生を極力低減でき、さらに基板をテーブルに設置する際の、基板のたわみの影響による基板とテーブル間の残留空気が生じないように設置でき、基板をテーブル上に略平らにセットすることが可能となる。このため、上下基板の位置合わせ精度も向上する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明を用いることによって、基板が大型化、薄型化しても、基板を保持する際に基板とテーブル面間に残留空気がなく、基板も撓みのない状態で保持でき、かつ、貼り合わせを高精度かつ高速に行うことができ、生産性が高い基板組立装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる基板組立装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】テーブル上に基板設定の状態を示す図である。
【図３】基板をテーブルに保持する前の状態を示した図である。
【図４】基板吸着後に上テーブルを反転した状態を示す図である。
【図５】上テーブルを下ステージ上に移動した時の状態を示した図である。
【図６】上チャンバと下チャンバを合体した状態を示す図である。
【図７】上チャンバの位置合わせを行っている状態を示す図である。
【図８】下ステージを上テーブル側に移動して貼り合わせを行っている状態を示す図である。
【符号の説明】
１…コモンベース、２…下部真空チャンバユニット、３…下部真空チャンバユニットの本体、４…昇降台、５…加圧アクチュエータ、７…下ステージ、８…フリーボール、９…XYθアクチュエータユニット、１２…ベローズ、１３…真空シール、１４…下基板押し上げピン、１７…真空排気孔、１８…下基板、２０…上テーブル、２１…バックアッププレート、２３…枠、２４…上テーブル回動アクチュエータ、２５…上テーブル搬送体、２７…上テーブル昇降アクチュエータ、２９…上基板押し上げピン、３２…サイトグラス、３３…上基板、４１…マーク認識カメラ、４２…上テーブル位置決めアクチュエータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate assembling apparatus, and more particularly, to a substrate assembling apparatus and a substrate assembling method suitable for assembling a liquid crystal display panel or the like that holds and opposes substrates to be bonded together in a decompression chamber and bonds them with a small interval. .
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of a liquid crystal display panel, a manufacturing apparatus is also adapted to a large substrate as the substrate becomes larger. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-318378, a lower container that is configured to be able to rotate an upper container that supports an upper substrate and forms a vacuum chamber, and is provided with a table that supports the lower substrate Is configured to be movable to the upper container position, and can be coupled to the upper container and the combined position with an exhaust pipe or the like for evacuating the upper and lower containers when combined.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-318378
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-318378, the upper container is configured to rotate and move up and down, and is configured to be fixed so as not to move in the horizontal direction. In addition, since the lower container is configured to be movable in the horizontal direction, the exhaust pipe for evacuating the combined container cannot be moved for a long distance, so a pipe joint is provided at the combined position with the upper container, and the substrate It is necessary to join or release each exchange. For this reason, when the inside of the container is evacuated, there is a high possibility of leakage of exhaust gas from the joint. Furthermore, in Patent Document 1, when holding a large substrate on the table, an air layer is likely to remain between the substrate and the table due to the deformation of the substrate, and the upper and lower substrates are properly aligned due to the deflection of the substrate. There is no disclosure regarding problems such as being lost.
[0004]
Therefore, even if the substrate becomes larger and thinner, the object of the present invention is to be able to hold the substrate securely by minimizing the influence of bending, and to perform the bonding with high accuracy and high speed. An object of the present invention is to provide a substrate assembly apparatus having high performance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a chamber for creating a reduced-pressure atmosphere, an upper table for holding one substrate in the chamber, and the other substrate at an interval facing the substrate held on the upper table A lower stage that holds the substrate, drives the lower stage to align the one substrate with the other substrate, and drives one of the upper table or the lower stage up and down to narrow the interval between the substrates. , An apparatus for bonding in a reduced-pressure atmosphere with an adhesive provided on one of the substrates, wherein one substrate is placed with the substrate holding surface of the upper table facing upward, and the one substrate is mounted The upper table is inverted while being held, the upper table is moved to the upper part of the lower stage on which the other substrate is placed, and the lower stage is driven in the horizontal direction to align the two substrates in a reduced pressure atmosphere. Fit Ri.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 are longitudinal sectional views showing a schematic configuration of a substrate assembly apparatus according to the present invention.
[0007]
In FIG. 1, a lower vacuum chamber unit 2 is provided on a common base 1. A lift 4 for forming a lower chamber is provided inside a main body 3 constituting the lower vacuum chamber unit 2. The lifting platform 4 is moved up and down by a pressure actuator 5 that is a lifting platform driving mechanism provided on the common base 1. Further, the lifting platform 4 is provided with a plurality of guide holes for being guided by a plurality of guide rods 6 attached to the common base 1 so as not to be inclined at the time of lifting. The lifting platform 4 is formed in a concave shape, and a lower stage 7 is provided on the inner side (concave portion) thereof. A plurality of free balls 8 are disposed between the lower stage 7 and the lifting platform 4, and the lower stage 7 can move relative to the lifting platform 4 in a horizontal plane.
[0008]
An XYθ actuator unit 9, which is a lower stage drive mechanism for moving the lower stage 7, is provided outside the concave portion of the elevator 4. The XYθ actuator unit 9 is composed of at least three linear motion actuators (9A, 9B, 9C). That is, by driving the actuator unit 9 against the return spring 10 provided in the horizontal direction between the stage 7 and the elevator 4, the position (X, Y) of the lower stage 7 relative to the elevator 4 and the vertical axis It is possible to control the turning angle (θ). As shown in the figure, a vacuum seal 11 is provided between the rod 9AR that is expanded and contracted by the linear actuator 9A and the lifting platform 4. The vacuum seal 11 serves to prevent pressure leakage from the rod 9AR when the interior of the lifting platform 4 is decompressed.
[0009]
The vertical direction between the main body 3 of the lower vacuum chamber unit 2 and the lifting platform 4 is connected by a bellows 12. Further, an elastic vacuum seal 13 is disposed on the upper surface of the main body 3 of the lower vacuum chamber unit 2. By adopting this configuration, the space constituting the vacuum chamber can be limited to the concave portion of the lifting platform 4, and the decompression time can be shortened by making the decompression space in the chamber smaller than the space inside the main body.
[0010]
A driving mechanism 15 for moving a plurality of lower substrate push-up pins 14 is provided at the lower part of the lifting platform 4. The lower substrate push-up pin 14 is provided so as to penetrate the lift 4 and the lower stage 7, and a vacuum seal 16 is provided between the lift 4 and the push-up pin 14. The pressure leak is prevented.
[0011]
Further, the elevator 4 is provided with a vacuum exhaust port 17 and connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust pipe (not shown). A vacuum break valve (not shown) is provided in the middle of the exhaust pipe. Thus, since the vacuum exhaust port 17 is provided in the lifting platform 4 that does not move in the horizontal direction, the connecting portion can be in a fixed state.
[0012]
Two linear guides 26 are provided on the common base 1. An upper table transport body 25 for supporting the upper table 20 and moving it to the lower vacuum chamber unit 2 is provided on the linear guide 26. The upper table 20 is integrated with a backup plate 21 constituting the upper chamber. The upper table 20 is provided with a mechanism for holding the upper substrate (for example, an electrostatic suction plate provided with a vacuum suction hole).
[0013]
The backup plate 21 is pivotally supported by a shaft 22 so as to be rotatable with respect to the frame 23. An upper table rotating actuator 24 for rotating the shaft 22 is attached to the frame 23. By driving the rotation actuator 23, the backup plate 21 and the upper table 20 can be rotated and reversed about the axis 22 with respect to the frame 23. The upper plate carrier 25 can be moved in the horizontal direction on the common base 1 on the common base 1 by a conveyance actuator (not shown) which is a conveyance mechanism. Further, an upper table lift actuator 27 is disposed between the frame 23 and the upper table transport body 25. By driving the upper table lift actuator 27, the frame 23 can be lifted and lowered. The frame 23 is configured to move on a linear guide 28 provided on the upper plate carrier 25. For this reason, it is necessary to provide the rotation driving motor and the wiring of the upper table lifting actuator to a length matching the hometown.
[0014]
Further, the backup plate 21 is provided with a push-up pin actuator 30 which is a drive mechanism for driving a plurality of upper substrate push-up pins 29. The upper substrate push-up pin 29 is provided through the integrated upper table 20 and backup plate 21. A vacuum seal 31 is provided between the upper substrate push-up pin 29 and the backup plate 21. It serves to prevent pressure leakage when the decompression chamber formed by the vacuum seal 31 contacting the backup plate 21 and the vacuum seal 13 provided on the main body 3 of the lower vacuum chamber unit 2 is decompressed. Further, as will be described later, a positioning taper hole 34 for positioning the upper table 20 is provided on the surface opposite to the upper table 20 of the backup plate 21.
[0015]
Further, a plurality of sight glasses 32 (light-transmitting portions) are provided through the backup plate 21 and the upper table. Through this sight glass 32, the alignment mark of the upper substrate placed on the upper table 20 can be observed from the backup plate 21 side.
[0016]
In addition, a mark recognition camera support structure 40 is installed on an upper portion of a support column provided outside the lower vacuum chamber unit 2 of the common base 1. A plurality of cameras 41 and a plurality of upper table positioning actuators 42 for recognizing a substrate alignment mark are attached to the mark recognition camera support structure 40.
[0017]
Next, the operation of the embodiment of the substrate assembly apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 2 is a view showing a state in which the lower substrate 18 and the upper substrate 33 are placed on the lower stage 7 and the upper table 20. The lower substrate 18 and the upper substrate 33 are respectively transferred onto the lower stage 7 and the upper table 20 by a substrate transfer device such as a transfer robot (not shown). At this time, all of the lower substrate push-up pins 14 and the upper substrate push-up pins 29 are pushed upward by the actuators 15 and 30 so that the tips protrude from the upper surfaces of the lower stage 7 and the upper table 20 by a predetermined amount.
[0019]
FIG. 3 is a diagram showing an operation of bringing the lower substrate 18 and the upper substrate 33 into close contact with the lower stage 7 and the upper table 20. When the lower substrate 18 and the upper substrate 33 are placed on the lower stage 7 and the upper table 20, first, the lower substrate push-up pins 14 provided on the lower stage 7 and the upper table 20 as shown in FIG. Of the upper substrate push-up pins 29, the push-up pins arranged at the center are lowered by operating the respective actuators 15 and 30 and pulling them. Accordingly, the central portions of the lower substrate 18 and the upper substrate 33 come into contact with the upper surfaces of the lower stage 7 and the upper table 20, respectively.
[0020]
Next, of the lower substrate push-up pins 14 and the upper substrate push-up pins 29 provided on the lower stage 7 and the upper table 20, the push-up pins arranged in the peripheral portion are lowered by pulling the actuators 15 and 30, respectively. Accordingly, the peripheral portions of the lower substrate 18 and the upper substrate 33 come into contact with the upper surfaces of the lower stage 7 and the upper table 20, respectively. In this way, by placing the lower substrate 18 and the upper substrate 33 on the surfaces of the lower stage 7 and the upper table 20, the air between the substrate and the table mounting surface is exhausted from the central portion to the peripheral portion, and also to the substrate. Large distortion does not occur. For this reason, a board | substrate and a table can be stuck closely. In the present embodiment, the example in which the push-up pin in the center part is first lowered and then gradually lowered toward the peripheral part has been described, but the method in which the push-up pins are sequentially lowered from one end part to the other end part. The same effect can be obtained even if is used.
[0021]
Thereafter, an upper substrate holding mechanism (for example, an electrostatic suction plate provided with a vacuum suction hole) provided on the upper table 20 is operated to securely hold the upper substrate. In the above example, the exhaust from the vacuum suction hole has been described by operating with all the push-up pins lowered below the table surface, but before the push-up pins at the center or one end are lowered. Or you may operate simultaneously.
[0022]
FIG. 4 is a view showing a state in which the upper table 20 and the backup plate 21 are reversed.
[0023]
After the upper substrate 33 is sucked and held on the upper table 20, the upper table rotating actuator 24 attached to the frame 23 is operated to reverse the upper table 20 and the backup plate 21 with respect to the frame 23. During this operation, the substrate alignment mark provided on the lower substrate 18 placed on the lower stage is imaged by the mark recognition camera 41, and the position of the substrate alignment mark is determined by an image processing device (not shown). The position (X ₁ , Y ₁ , θ ₁ ) of the lower substrate on the lower stage is analyzed, and the result is transferred to and stored in a control device (not shown).
[0024]
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the upper table 20 is transported to the upper part of the lower stage 7 by the upper table transport body 25. The frame 23 and the upper table 20 (and the backup plate 21 integrated with the upper table) supported by the upper table transport body 25 are guided by the linear guide 26 by operating the upper table transport actuator (not shown), and the lower part. It is conveyed to the upper part of the lower stage 7 of the vacuum chamber 2 .
[0025]
FIG. 6 is a view showing a state where the upper table 20 is lowered. The upper table 20 supported by the frame 3 is lowered by operating the upper table lifting / lowering actuator 27 and placed on the main body 3 of the lower vacuum chamber 2. In this state, the backup plate 21, the lower stage elevating table 4, the bellows 12, the elastic vacuum seal 13 disposed on the main body 3, the vacuum seals 16 and 31 of the substrate push-up pins 14 and 29, and the XYθ actuator unit 9 The space surrounding the lower stage 7 and the upper table 20 by the vacuum seal 11 constitutes a completely closed space.
[0026]
FIG. 7 is a view showing a state where the upper table 20 is firmly positioned with respect to the main body 3 of the lower vacuum chamber 2 by the upper table positioning actuator 42. After the upper table 20 is placed on the main body 3 of the lower vacuum chamber 2 as described in FIG. 6, the upper table positioning actuator 42 is operated to extend the rod 42R of the positioning actuator 42, and the upper table is extended by the rod 42R. The 20 backup plates 21 are pressed against the main body 3 of the lower vacuum chamber 2. A positioning taper hole 34 is provided on the upper surface of the backup plate 21, and the upper table 20 is connected to the taper portion provided at the tip end of the rod 42 </ b> R so that the upper table 20 is located above the main body 3 of the lower vacuum chamber 2. 20 is firmly positioned.
[0027]
Then, a vacuum pump (not shown) is operated to depressurize the closed space surrounding the lower stage 7 and the upper table 20 from the vacuum exhaust hole 17.
[0028]
Further, a substrate alignment mark provided on the upper substrate 33 is picked up by a mark recognition camera 41 through a plurality of sight glasses 32 provided on the upper table 20, and the position of the substrate alignment mark is determined by an image processing device (not shown). The position (X ₂ , Y ₂ , θ ₂ ) of the upper substrate with respect to the lower stage is analyzed, and the result is transferred to a control device (not shown). The control device compares the position of the lower substrate (X ₁ , Y ₁ , θ ₁ ) stored in advance with the position of the upper substrate (X ₂ , Y ₂ , θ ₂ ) relative to the lower stage, and the difference (ΔX, The position of the lower stage 7 is corrected by driving the XYθ actuator unit 9 so that (ΔY, Δθ) becomes zero. At this time, since the free balls 8 are disposed between the lower stage 7 and the lifting platform 4, the lower stage 7 can freely change the relative position with respect to the lifting platform 4.
[0029]
FIG. 8 is a diagram showing a state where the upper substrate and the lower substrate are bonded together. As described with reference to FIG. 7, after the positions of the upper substrate 33 and the lower substrate 18 are precisely aligned in a reduced-pressure atmosphere, the pressure actuator 5 is operated to raise the lifting platform 4 and the lower stage 7, and the upper substrate 33 and the lower substrate 18 are pressed and bonded together. At this time, since the main body 3 and the lifting platform 4 of the lower vacuum chamber 2 are connected by the bellows 12, the lifting platform 4 is configured to be movable up and down.
[0030]
Thereafter, the vacuum breaker valve is operated to bring the pressure in the closed space surrounding the lower stage 7 and the upper table 20 to the atmospheric state, release of the upper substrate holding, lowering of the elevator 4, and release of positioning between the upper table 20 and the main body 3. After the operations such as raising and moving the upper table 20 are performed, the assembled cells are carried out, but a detailed description of these operations is omitted.
[0031]
As described above, according to the configuration of the present invention, it is not necessary to attach and remove the exhaust pipe every time when replacing the substrate, the work time can be shortened, and the occurrence of leakage of the exhaust pipe can be reduced as much as possible. The substrate can be installed so that no residual air is generated between the substrate and the table due to the influence of the deflection of the substrate, and the substrate can be set substantially flat on the table. For this reason, the alignment accuracy of the upper and lower substrates is also improved.
[0032]
【The invention's effect】
By using the present invention, even when the substrate is enlarged and thinned, when the substrate is held, there is no residual air between the substrate and the table surface, the substrate can be held without bending, and the bonding can be improved. It is possible to provide a substrate assembly apparatus which can be performed with high accuracy and high speed and has high productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a substrate assembly apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a state of substrate setting on a table.
FIG. 3 is a diagram showing a state before a substrate is held on a table.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which an upper table is inverted after substrate adsorption.
FIG. 5 is a diagram showing a state when the upper table is moved onto the lower stage.
FIG. 6 is a view showing a state in which an upper chamber and a lower chamber are combined.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the upper chamber is aligned.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the lower stage is moved to the upper table side to perform bonding.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Common base, 2 ... Lower vacuum chamber unit, 3 ... Main body of lower vacuum chamber unit, 4 ... Lifting table, 5 ... Pressure actuator, 7 ... Lower stage, 8 ... Free ball, 9 ... XYθ actuator unit, 12 ... Bellows, 13 ... Vacuum seal, 14 ... Lower substrate push-up pin, 17 ... Vacuum exhaust hole, 18 ... Lower substrate, 20 ... Upper table, 21 ... Backup plate, 23 ... Frame, 24 ... Upper table rotation actuator, 25 ... Upper Table transport body, 27... Upper table lifting actuator, 29... Upper substrate push-up pin, 32... Sight glass, 33.

Claims

A chamber that can be divided into upper and lower parts to create a reduced-pressure atmosphere, an upper table that holds one substrate provided on the upper chamber side, and the other substrate that is spaced from the substrate held on the upper table. A lower stage to be held is provided on the lower chamber side, the one substrate and the other substrate are aligned, and one of the upper table and the lower stage is driven up and down to narrow the interval between the substrates. In the substrate assembly apparatus that performs bonding in a reduced-pressure atmosphere with the adhesive provided on either side,
A substrate holding mechanism for holding one substrate with the substrate holding surface of the upper table provided in the upper chamber facing upward, a reversing mechanism for reversing the upper chamber and the upper table, and the reversed upper table for the other substrate A substrate assembly apparatus comprising: a moving mechanism that moves to an upper portion of a placed lower stage; and a mechanism that forms a decompression chamber by combining the upper chamber and the lower chamber.

2. The substrate assembling apparatus according to claim 1, wherein the upper chamber and the upper table are integrally formed.

2. The substrate assembling apparatus according to claim 1, wherein a plurality of substrate push-up pins for temporarily holding the substrate are provided on the upper table or the lower stage, and the substrate push-up pins are substrates from the side supporting one end of the substrate. A substrate assembling apparatus characterized in that the substrate is placed on an upper table or a lower stage by sequentially lowering toward the other end of the substrate.

A chamber for creating a reduced-pressure atmosphere, an upper table for holding one substrate in the chamber, a lower stage for holding the other substrate at an interval facing the substrate held by the upper table, and the lower The stage is driven to align the one substrate with the other substrate, one of the upper table or the lower stage is driven up and down to narrow the space between the substrates, and the bonding provided on either of the substrates In a substrate assembly apparatus that performs bonding in a reduced-pressure atmosphere with an agent, a plurality of substrate push-up pins for temporarily holding a substrate are provided on an upper table or a lower stage, and the substrate push-up pins support a central portion of the substrate The substrate assembly apparatus is characterized in that the substrate is placed on the upper table or the lower stage by sequentially descending toward the periphery of the substrate.

A chamber for creating a reduced-pressure atmosphere; an upper table for holding one substrate in the chamber; a lower stage for holding the other substrate at an interval facing the substrate held by the upper table; The stage is driven to align the one substrate with the other substrate, and one of the upper table and the lower stage is driven up and down to narrow the distance between the substrates, and the bonding provided on one of the substrates In a board assembly device that performs bonding in a reduced pressure atmosphere with an agent,
The upper table or the lower stage is provided with a plurality of substrate push-up pins for temporarily holding the substrate, and the substrate push-up pins are sequentially lowered from the side supporting one end of the substrate toward the other end of the substrate. The substrate assembly apparatus is characterized in that the substrate is placed on the upper table or the lower stage.

A chamber for creating a reduced-pressure atmosphere; an upper table for holding one substrate in the chamber; a lower stage for holding the other substrate at an interval facing the substrate held by the upper table; The stage is driven to align the one substrate with the other substrate, and one of the upper table and the lower stage is driven up and down to narrow the distance between the substrates, and the bonding provided on one of the substrates In a substrate assembly method in which bonding is performed in a reduced-pressure atmosphere with an agent,
First, one substrate is placed with the substrate holding surface of the upper table facing upward, the upper table is reversed after securely holding one substrate on the substrate holding surface, and then the upper table is moved to the other substrate. The substrate assembly method is characterized in that both substrates are bonded together in a reduced-pressure atmosphere by moving to the upper part of the lower stage on which the substrate is placed.