JP3796491B2 - 基板貼り合わせ装置 - Google Patents
基板貼り合わせ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3796491B2 JP3796491B2 JP2003179823A JP2003179823A JP3796491B2 JP 3796491 B2 JP3796491 B2 JP 3796491B2 JP 2003179823 A JP2003179823 A JP 2003179823A JP 2003179823 A JP2003179823 A JP 2003179823A JP 3796491 B2 JP3796491 B2 JP 3796491B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrates
- substrate
- holding plate
- mounting body
- holding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶ディスプレー(LCD)やプラズマディスプレー(PDP)などのフラットパネルディスプレーの製造過程において、それに用いられる基板を位置合わせ(アライメント)して貼り合わせるフラットパネル用基板の貼り合わせ装置、特に大型な基板に対応可能な基板貼り合わせ装置に関する。
詳しくは、上方保持板及び下方保持板に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板を真空中で重ね合わせ、これらを相対的にXYθ方向へ調整移動して両基板同士の位置合わせを行いながら、上下保持板の接近移動により両基板を相互に密接させて両者間に封止空間が形成され、両基板の内外に生じる気圧差で所定のギャップまで潰す基板貼り合わせ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の基板貼り合わせ装置として、上保持板の上面及び下保持板の下面に板状の取付体を夫々連設し、この下保持板の上面周縁部に形成された環状の凹溝に環状のシール材を嵌着し、この上保持板及び下保持板が相対的に接近することにより、これら上下保持板の間にシール材を介して閉空間が形成され、該閉空間内を所定の真空度まで吸引減圧した後に、上下保持板の一方を他方に対し水平方向へ変位させて徴調整することにより、両基板(ガラス基板)が正確に位置合わせされ、その後、閉空間内を大気圧に戻して、両基板間の封止空間内の気圧と大気圧との差により、両基板が加圧されるものがある(例えば、特許文献1参照)。
更に、上保持板(加圧板)及び下保持板(加圧板)が接近移動することにより、相互の周縁部の間を移動シール手段で密閉して閉空間が区画形成されると共に、両基板が所定間隔まで接近し、その後、この閉空間内の空気を抜きながら、上保持板及び下保持板を相対的にXYθ(水平)方向へ調整移動させて、両基板の粗合わせが行われ、所定の真空度に到達してから、移動シール手段を変形させて両基板の間が環状接着剤で密閉される位置まで更に接近し、この状態で、閉空間の外に配設されたXYθステージ(XYテーブル)により上保持板及び下保持板を相対的にXYθ(水平)方向へ調整移動させて、両基板の微合わせが行われ、その後、上保持板からのみ基板を解放して、閉空間内を大気圧に戻すことにより、両基板の内外に生じる気圧差で均等に押し潰されて所定のギャップが形成されるものがある(例えば、特許文献2参照)。
また、側面に開閉自在な開口部が開口された真空チャンバ内に、上保持板(上テーブル)及び下保持板(下テーブル)を相対的にZ(上下)方向へ移動自在に設け、基板搬送用ロボットのハンドで各基板を真空チャンバの開口部から挿入して上下保持板にセットした後、真空チャンバ内が所望の真空圧に到達してから、上下保持板を相対的に接近させ、この状態で、閉空間の外に配設されたXYθステージ(移動テーブル)により上保持板及び下保持板を相対的にXYθ(水平)方向へ調整移動させて両基板が正確に位置合わせされ、その後、真空チャンバ内を大気圧に戻して、両基板間に大気圧が作用して両基板を更に加圧するものがある(例えば、特許文献3参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−34983号公報(第3−5頁、図1、図4、図5)
【特許文献2】
特開2002−131762号公報(第4−5頁、図1、図2)
【特許文献3】
特開2002−229042号公報(第3−6頁、図1−図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来の基板貼り合わせ装置では、閉空間内が真空状態になると、特許文献1場合には板状の取付体を介して上保持板及び下保持板に大気圧が作用すると共に、特許文献2の場合には上保持板及び下保持板に大気圧が直接作用するため、これら大気圧と真空な閉空間内との圧力差により上保持板及び下保持板が閉空間へ向けて歪み変形するという問題がある。
この歪みは、例えば一辺が1000mmを超える大型基板の場合、上保持板の保持面の平坦度が±100μmにも達して、これら上下保持板の保持面に夫々保持される上側基板と下側基板も所定の平行度が得られない。
このように非平行な状態で、上下基板を相対的にXYθ(水平)方向へ調整移動させながら両者の間隔を狭めると、上下基板の対向面のどちらか一方に予め塗布される液晶封止用シール材(環状接着剤)や両基板の膜面を損傷させるなどの障害を発生させる恐れがあり、又、たとえ上下基板の位置合わせは正常にできたとしても、そのままZ(上下)方向に機械的手段で密接しようとすると同様な支障が生じ、到底正常な貼り合わせは期待できないという問題がある。
そこで、上述した歪み変形を防止するため、上保持板及び下保持板の上下寸法を厚くして補強するか、又は上保持板及び下保持板に別部材を連設して補強するが一般的である。
ところで、近年では基板が大型化する傾向で一辺が1000mmを超えるものまで製造され始めており、それに伴って上保持板及び下保持板も大型化する必要があるものの、上保持板及び下保持板が大型化すれば、大気圧による影響も著しく増大するため、特に大型基板の貼り合せは非常に困難であった。
更に特許文献3の場合には、上保持板及び下保持板が真空チャンバ内に配置されるため、真空チャンバ内が高い真空状態になっても上保持板及び下保持板には大気圧が直接作用しないから歪み変形しない点で優れるものの、上下保持板のいずれか一方とそれを上下動させるZ軸用駆動源とを連絡するシャフトや、上下保持板のいずれか一方とそれを水平動させるXY軸用駆動源とを連絡するシャフトが真空チャンバを貫通するために、これらシャフトと真空チャンバとの間を気密に保持する弾性シール部材が必要になって構造が複雑化するばかりでなく、真空チャンバを開閉できないために真空チャンバ内への基板の出し入れが行い難いと共に、真空チャンバ内部のメンテナンスが行い難いという問題がある。
また従来の基板貼り合わせ装置では、基板同士の位置合わせにXYθステージを用いるが、現存するXYθステージは基本的にXYθ(水平)方向へmm単位以上移動させるために設計されたものが一般的であり、特に基板同士の位置合わせのように数百μm以下の僅かな移動量では、回転ベアリングの転動体が一回転分まで至らず、各基板の位置合わせ毎に数百μm以下の僅かな移動を繰り返した場合には、油切れにより摺動部が摩耗して耐久性に劣るという問題があった。
特にXYθステージの上に形成された閉空間を所定の真空度に耐え得る構造にする必要があるため、その重量が重くなり、それによってもXYθステージの摺動部が摩耗し易くなり、これを防止するにはメンテナンス作業を頻繁に行う必要があると共に、XYθステージの構造上、装置全体が大型化すると共に重くなって製造コスト及び輸送コストがかさむという問題もある。
【0005】
請求項1記載の発明は、閉空間の全体を上下方向へ開閉すると同時に大気圧による保持板の歪み変形を追加補強なしで防止すると共に、両基板同士の位置合わせをスムーズに行うことを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために請求項1記載の発明は、上保持板及び下保持板の背後に上下方向へ相対的に移動自在に配設した上下一対の取付体と、これら取付体の接近移動によって取付体の間に上下保持板が囲まれるように区画形成した閉空間と、上下取付体の間に上記両基板を囲む環状に設けられた移動シール手段と、上記閉空間内を真空状態に維持しながら下保持板に対して上保持板を上下方向へ移動させて両基板の間隔を調整する基板間隔調整手段とを備え、上記移動シール手段の移動ブロックから上保持板へ向けて基板間隔調整手段を周方向へ複数配設し、これら基板間隔調整手段により上保持板を取付体と関係なく上下動させると共に、複数の基板間隔調整手段を別々に上下方向へ作動させて、上保持板に保持された上側基板が下保持板に保持された下側基板と平行になるようにしながら、両基板の貼り合わせ面を、両者間に封止空間が形成される方向へ接近させ、上記移動シール手段の移動ブロックから、板状の下方取付体に亘って、上下方向へ延びる略平行な複数部材から構成された位置調整手段を架設し、これら複数部材の一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動ブロックと下方取付体に夫々接合して、上下保持板の相対的な水平方向への調整移動に伴い、上下方向への大きな剛性によって移動ブロックの下面と下方取付体との間を所定間隔に保持しながら、水平方向へ変形可能な一部の部材により水平方向へ移動可能に支持し、上側基板の保持解除と該上側基板の非貼り合せ面への気体噴射により、両基板を相互に密接させて両者間に封止空間を形成したことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】
請求項1の発明は、上下保持板に基板が保持された後に、取付体を接近移動することにより、上下保持板を囲むように閉空間が区画形成され、この閉空間内を真空状態に維持しながら、基板間隔調整手段で上保持板を取付体と関係なく上下動させて、両基板の貼り合わせ面を、両者間に封止空間が形成される方向へ接近させることにより、これら上保持板及び下保持板を囲む取付体には大気圧が作用して変形する可能性があるものの、閉空間内の上保持板には大気圧が全く作用しないと共に、両基板の貼り合わせ後は取付体を離すことにより、閉空間が開放されて両基板が取り出され、更に上側基板の保持解除と該上側基板の非貼り合せ面への気体噴射により、両基板が相互に密接して両者間に封止空間が形成されるものである。
また、移動シール手段の移動ブロックから下方取付体に亘って、上下方向へ延びる略平行な複数部材から構成された位置調整手段を架設し、これら複数部材の一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動ブロックと下方取付体に夫々接合して、上下保持板の相対的な水平方向への調整移動に伴い、上下方向への大きな剛性によって移動ブロックの下面と下方取付体との間を所定間隔に保持しながら、水平方向へ変形可能な一部の部材で水平方向へ移動可能に支持することにより、上方取付体に作用する大気圧や該上方取付体及び上定盤の重量などに耐えながら移動ブロックの下面と下方取付体との間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段が受ける支持抵抗は低減される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図1〜図5に示す如く、上保持板1が、XYθ(水平)方向へ移動自在に配備された板状の上方取付体3に対してZ(上下)方向のみへ移動自在に設けた上定盤1であり、下保持板2が、板状の下方取付体4の上に一体的に固定した下定盤2であり、これら上定盤1及び下定盤2の対向面に保持した二枚のガラス製基板A,Bを真空な閉空間S1内で重ね合わせ、相対的にXYθ方向へ調整移動させることにより、両基板A,B同士の位置合わせとして粗合わせと微合わせが順次行われる場合を示すものである。
【0009】
上定盤1及び下定盤2は、例えば金属やセラミックスなどの剛体で歪み(撓み)変形しない厚さの平板状に構成され、本実施例の場合には上定盤1を、上方取付体3の周縁部3aに対してZ方向へ調整移動自在に支持し、下定盤2を下方取付体4の中央部分の上に載置固定して歪み変形しないようにすると共に、この下方取付体4の中央部分を筐状の架台14の上に連結して更に歪み変形しないようにしている。
【0010】
図示例の場合には、例えば上方取付体3の周縁部3aに複数開穿された横孔3bに対し、上定盤1の側面に複数連設された支持梁1aを夫々遊嵌状に挿通されるなどしてZ方向のみへ調整移動自在に支持されると共に、これら両者間を例えばべローズなどの弾性シール材1bで密閉する。
更に必要に応じて、上方取付体3から上定盤1の上面に亘ってZ方向のみ弾性変形可能な例えばスプリングなどの弾性部材1cを複数連設しても良い。
なお、上方取付体3は、図示例の場合、平板状に形成された保持本体と、その周縁に対し気密状に連結された分離可能な額縁状の周縁部3aとから構成されているが、これらを一体に形成しても良い。
【0011】
上定盤1及び下定盤2の対向面には、両基板A,Bを夫々着脱自在に保持する保持手段5を設ける。
この保持手段5として本実施例の場合には、夫々に開穿した複数の通気孔5a1から例えば真空ポンプなどの吸引源(図示せず)により吸引して基板A,Bを吸着する吸引吸着手段5a,5aと、真空中における吸着保持を補助するための静電吸着手段5b,5bと、基板搬送用ロボット(図示せず)から上下基板A,Bを受け取って該上下定盤1,2の基板保持面まで移送するための受け渡し用吸着保持手段5c,5cとが配設されている。
【0012】
上記吸引吸着手段5a,5aの吸引源と静電吸着手段5b,5bの電源は、コントローラー(図示せず)で動作制御され、両基板A,Bをセットする初期状態に吸引吸着及び静電吸着が開始され、両基板A,Bの微合わせが完了した後にどちらか一方、本実施例では上側基板Aだけの静電吸着を解除し、後述する閉空間S1が大気に戻った後は下側基板Bの吸引吸着及び静電吸着を解除して初期状態に戻す。
【0013】
図示例では、上記静電吸着手段5b,5bが、互いに接近させて並列状に配置された静電チャックであり、上下定盤1,2の対向面との間に介在された金属製の台座5d,5dに対して静電チャックを着脱自在に連結固定し、これら静電チャックの表面に上記吸引吸着手段5a,5aの通気孔5a1,5a1を夫々適宜間隔毎に複数ずつ開設している。
【0014】
上記受け渡し用吸着保持手段5c,5cは、静電チャックの台座5d,5d、上下定盤1,2及び上下取付体3,4に亘ってZ方向へ移動自在に貫通して複数配置されたリフトピンなどであり、基板搬送用ロボット(図示せず)が吸着保持する上下基板A,Bの非貼り合せ面を干渉しない位置で吸着し直して上下定盤1,2の基板保持面である静電チャックまで移送させるようになっている。
【0015】
更に必要に応じて上下定盤1,2の対向面と台座5d,5dとの間には、例えば皿バネなどの高さ調整治具1d,2dを介装することにより、これら台座5d,5dの対向面の平行度を微調整するようにしても良いし、高さ調整治具1d,2dを介装せずに台座5d,5dと上下定盤1,2を接着しても良い。
なお、両基板A,Bの保持手段は、上述したものに限定されず、例えば低真空であれば、真空差を利用した真空吸着手段を、静電吸着手段5b,5bに代えて使用しても良い。
【0016】
上方取付体3の周縁部3aと下方取付体4の周縁部4aとの間には、これら両者間の密閉状態を維持したまま相対的にXYθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段6が、両基板A,Bを囲むように環状に設けられ、これら取付体3,4の接近移動によって上下取付体3,4の間に閉空間S1を上下定盤1,2が囲まれるように区画形成する。
図示例の場合には、上下両基板A,Bが矩形であるため、移動シール手段6を平面額縁状に形成しているが、これに限定されず、例えばウェーハーのように両基板A,Bが円形の場合には、その外周に沿って相似する形状に形成される。
【0017】
この移動シール手段6は、本実施例の場合、上下両基板A,Bの平面形状に合わせて横断面矩形又は円形に形成された移動ブロック6aと、この移動ブロック6aの上面に装着した上方取付体3の周縁部3aと接離する例えばOリングなどのZ方向へ弾性変形可能な環状シール材6bと、移動ブロック6aの下面に装着した下方取付体4の周縁部4aと常時接触してXYθ方向へ移動可能な例えばOリングなどの環状の真空シール6cとから構成される。
【0018】
この真空シール6cには、必要に応じて例えば真空グリースを使用し、図示例では、移動ブロック6aの内側下面から下方取付体4の周縁部4aに亘って真空シール6cを一重のみ介装したが、これに限定されず、図示せぬが移動ブロック6aの外側下面にも真空シール6cを追加して二重介装しても良く、これと同様に環状シール材6bも内外に二重介装しても良い。
【0019】
また、前記基板A,Bの対向面のどちらか一方、本実施例の場合には下側基板Bの表面周縁部に沿って、予め液晶封止用シール材として環状接着剤Cが閉鎖した額縁状に予め塗布され、その内部には液晶(図示せず)が充填されると共に、必要に応じて多数のギャップ調整用スペーサー(図示せず)が散布されている。
そして、上側基板Aが環状接着剤Cに全く接触しないように上下基板A,Bの間隔を維持した状態で、上述した粗合わせが行われ、その後、上側基板Aを下降して環状接着剤Cの少なくとも周方向一部と部分的に接触させた状態で、上述した微合わせが行われる。
【0020】
これら粗合わせと微合わせを行うために、上下取付体3,4に対して上下定盤1,2のどちらか一方又は両方をZ方向へ平行移動させる基板間隔調整手段7と、移動シール手段6と上下取付体3,4のどちらか一方とをXYθ方向へ係合して一体化させる係合手段8と、移動シール手段6をXYθ方向へ調整移動させる水平移動手段9と、上定盤1及び下定盤2の相対的なXYθ方向への調整移動に伴って同方向へ移動可能な鉛直(Z)方向へ大きな剛性を有する位置調整手段10と、閉空間S1を開閉させるために上下取付体3,4を相対的にZ方向へ昇降させる昇降手段11と、閉空間S1内の気体を出し入れして所定の真空度にする吸気手段12とが備えられる。
【0021】
上記基板間隔調整手段7は、本実施例の場合、Z方向へ調整移動自在な上定盤1の支持梁1aへ向けて、移動ブロック6aの上面に周方向へ等間隔毎に複数配設した例えばリニアアクチュエーターなどのZ方向へ伸縮動する駆動体であり、後述する昇降手段11によって接近移動した両基板A,Bの間隔を更に接近移動させて、粗合わせと微合わせが順次行われる。
【0022】
この基板間隔調整手段7の駆動体は、コントローラー(図示せず)で動作制御され、両基板A,Bをセットする前の時点で、基板A,Bの厚みバランスなどの変化要因を考慮して各駆動体を別々に上下方向へ伸長(伸縮)させることにより、上下定盤1,2及びそれに保持された両基板A,Bが平行となるように設定(補正)し、その後の閉空間S1が形成された状態では、上下両基板A,Bが環状接着剤Cを介して接触しない約1mm程度の隙間を開け、両基板A,Bの粗合わせ後には、上側基板Aが環状接着剤Cの少なくとも周方向一部が部分的に接触するか又は接触しないが僅かな隙間を介して接近するように短縮動させ、閉空間S1が大気圧に戻った後は伸長させて初期状態に戻す。
なお、図示せぬが基板間隔調整手段7の駆動体を、上方取付体3の周縁部3aから上定盤1の支持梁1aへ向けて配設しても良い。
【0023】
上記係合手段8は、本実施例の場合、移動シール手段6の移動ブロック6aと上方取付体3の周縁部3aとの対向面に夫々形成したZ方向のみに嵌合する凹部8a及び凸部8bから構成され、図示例では、この凹部8aを移動シール手段6の移動ブロック6a上面に凹設し、凸部8bを上方取付体3の周縁部3a下面に凸設しているが、これらを上下逆に配置しても良い。
【0024】
上記水平移動手段9は、本実施例の場合、閉空間S1の外側に少なくとも3つ以上配設されるモーター9aに連設したカム9bと、このカム9bを移動ブロック6aに常時当接させる例えばスプリングなどの弾性体9cからなり、両基板A,Bに表示されたマークを顕微鏡とカメラで構成された検出器(図示せず)から出力されるデータに基づいてモーター9aを作動させることにより、移動ブロック6a及びそれに係合した上方取付体3がXYθ方向へ押動されて、上定盤1に保持された上側基板Aの粗合わせと微合わせを行っている。
なお、水平移動手段9はモーター9aに連設したカム9bに限定されず、例えばアクチュエーターなどの他の駆動源であっても良い。
【0025】
上記位置調整手段10は、本実施例の場合、Z方向へ延びる略平行な複数部材で構成され、これらの一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動シール手段6の移動ブロック6aと下方取付体4に夫々接合して、複数部材の一部をXYθ方向のみへ屈曲変形自在に支持している。
【0026】
更に詳しく説明すれば、この複数部材が移動ブロック6aの下面から下方取付体4の周縁部4aへ向けて懸垂するように接合されたZ方向へ大きな剛性を有する中心部材10aと、その周囲を囲むように下方取付体4の周縁部4aの下面に懸垂するように接合されたXYθ方向へ屈曲変形な周囲部材10bと、これら中心部材10a及び周囲部材10bの下端部を接合して支持する連結部材10cとで構成される。これらを一体化したユニットを下方取付体4の周縁部4aに沿って周方向へ所定間隔毎に複数配置することにより、上方取付体3に作用する大気圧や該上方取付体3及び上定盤1の重量などの力は、移動ブロック6aの下面から各連結部材10c…に亘って垂設された各中心部材10a…に分散するため、各中心部材10a…が有するZ方向への大きな剛性によって、移動ブロック6aの下面と下方取付体4の周縁部4aとの間が所定間隔に保持される。
【0027】
特に図示例の場合には、中心部材10aをZ方向へ剛性が高くてXYθ方向へ変形しない大径な円柱状に形成すると共に、下方取付体4の周縁部4aに開穿された通孔4bに対してXYθ方向へ移動可能に貫通させ、この中心部材10aの周囲にリンク機構からなるXYθ方向へ変形可能な周囲部材10bを複数本、例えば4本配置すると共に、これらリンク機構の下端部及び上端部に使用した屈曲部材10dとして、例えばボールジョイントなどを使用し、更に連結部材10cを平面円板状に形成している。
【0028】
なお、上記位置調整手段10を構成する複数部材の構造は、図示したものに限定されず、XYθ方向へ変形可能な周囲部材10bは、上述したリンク機構に代えて、弾性変形可能に形成したり、複数本の弾性変形可能な柱やワイヤーなどからなる弾性杆材を配置したり、これらと逆に周囲部材10bの剛性をZ方向へ高くしてXYθ方向へ変形不能に形成すると共に中心部材10aをXYθ方向へ変形させるなど、他の構造しても同様な作用が得られる。
【0029】
上記昇降手段11は、本実施例の場合、前記架台14の周辺部から上方取付体3の周縁部3aの四隅部分に向けて固定配置された例えばジャッキや上下駆動用シリンダーなどであり、その先端部11aを上方取付体3の周縁部3aに対してXYθ方向へ移動可能に当接させると共に、中間部11bを上記移動シール手段6の移動ブロック6aがXYθ方向へ移動可能に挿通している。
【0030】
この昇降手段11の駆動源は、コントローラー(図示せず)で動作制御され、基板A,Bをセットする初期状態で、上方取付体3を所定高さ位置まで上昇させて待機しており、基板A,Bのセット完了後に、上方取付体3を下降させて、下方取付体4との間に閉空間S1が両基板A,Bを囲むように区画形成し、両基板A,Bの微合わせ終了後か、或いは後述する閉空間S1が大気圧に戻った後は上昇させて初期状態に戻す。
【0031】
上記吸気手段12は、閉空間S11の外部に配設した真空ポンプ(図示せず)と連絡する通気路であり、この真空ポンプはコントローラー(図示せず)で動作制御され、上下定盤1,2の接近移動により閉空間S1が形成された後にそこから吸気を開始し、本実施例の場合には、後述する基板圧着手段13の作動後に、閉空間S1に空気を供給して大気圧に戻す。
【0032】
図示例の場合には、上記通気路の吸気口12aを、上下定盤1,2の対向面と台座5d,5dとの形成した隙間に夫々開設して、これら吸気口12a,12aから閉空間S1内の空気が一方向のみへ流れることによる悪影響、例えば保持した両基板A,Bが傾いたり、予め下側基板B上に充填された液晶が飛び散るなどを防止している。
【0033】
上記基板圧着手段13は、上述した微合わせ後の状態で前記上定盤1の基板保持面である静電チャックに静電吸着された上側基板Aを、下側基板Bへ向け強制的に圧着させるものであり、図4に示す如く、静電吸着手段5bによる上側基板Aの静電吸着が解除された直後に、図示例では吸引吸着手段5a,5aの通気孔5a1,5a1を使って静電チャックから上側基板Aに向け、例えば窒素ガスなどの気体を噴き出すことにより、該上側基板Aを環状接着剤Cの全周に亘って瞬間的に圧着させる。
【0034】
一方、前記基板A,Bは、基板搬送用ロボット(図示せず)により保持され、上定盤1及び下定盤1まで移送して夫々の保持手段5に受け渡すが、特に上側基板Aの場合にはその膜面A2が下方に向くために傷付けないように周縁部のみを保持して搬送するのが一般的である。しかし、特に一辺が1000mmを超える大型な基板A,Bの場合、上述した周縁部のみの保持では、上側基板Aの膜面A2の中央部分が垂れ下がってしまい、移送中に膜面A2の中央部分が異物に突き当たって破損する恐れがある。
【0035】
そこで本実施例の場合には、基板搬送用ロボットにより上側基板Aの膜面A2と反対側の非貼り合せ面(裏面)A1の複数箇所を吸着して膜面A2の中央部分が垂れ下がらないように移送すると共に、この上側基板Aの非貼り合せ面A1へ向け前記保持手段5の受け渡し用吸着保持手段5c…を下方へ伸長させ、基板搬送用ロボットの吸着位置と干渉しない位置で吸着し直して受け取り、上定盤1の基板保持面まで移送させるようにしている。
【0036】
次に、斯かる基板貼り合わせ装置によるフラットパネル用基板の製造方法を工程順に従って説明する。
先ず、基板搬送用ロボットにより上下両基板A,Bを吸着移送して上定盤1の保持手段5及び下定盤1の保持手段5に夫々受け渡すが、本実施例の場合には、基板搬送用ロボットで上側基板Aの非貼り合せ面A1を吸着して移送すると共に、図2の二点鎖線に示す如く、この吸着位置と干渉しない位置を受け渡し用吸着保持手段5c…で吸着し直すことにより、該非貼り合せ面A1のみの吸着で基板搬送用ロボットから上定盤1の基板保持面への受け渡しが可能となって、基板A,Bの大型化に伴い上側基板Aの中央部分が垂れ下がらない。
その結果、基板A,Bが大型化しても膜面A2を傷付けることなく搬入できる。
【0037】
このようにして上定盤1及び下定盤2の対向面に、図1の一点鎖線及び図2に示す如く上側基板Aと、予め接着剤Cが塗布されて液晶が充填された下側基板Bとを夫々プリアライメントしてセットされると、吸引吸着手段5a,5a及び静電吸着手段5b,5bで両基板A,Bを夫々移動不能に吸着保持させる。
【0038】
その後、図1の実線及び図3に示す如く、昇降手段11の作動で上方取付体3を下降させて下方取付体4と近づけ、上方取付体3の周縁部3aと移動シール手段6の移動ブロック6aとの対向面に夫々形成した係合手段8がZ方向のみに嵌合して、これら両者がXYθ方向へ一体化されると共に、移動ブロック6a上の環状シール材6bに密接して、上下取付体3,4の間には上定盤1及び下定盤2と両基板A,Bを囲むように閉空間S1が区画形成される。
【0039】
これと同時に両基板A,Bは、上定盤1と下定盤2の接近移動により、所定間隔まで接近するものの、基板間隔調整手段7により1mm程度の隙間をもって対峙し、下側基板Bに塗布した環状接着剤Cには、上側基板Aが接触せず、これら両基板A,Bの間と閉空間S1は連通している。
【0040】
その後、吸気手段12の作動で閉空間S1から空気が抜かれて所定の真空度になると共に、両基板A,Bの間からも空気が抜かれて真空となる。
それにより、上定盤1及び下定盤2を囲む上下取付体3,4には大気圧が作用し、真空な閉空間S1との圧力差によってこれら上下取付体3,4は変形する可能性があるものの、閉空間S1内の上定盤1には大気圧が全く作用しない。
その結果、大気圧による上定盤1の歪み変形を追加補強なしで防止できる。
また、本実施例の場合には、下方取付体4の肉厚寸法を大気圧が作用しても変形しない程度まで厚くすることにより、大気圧で下定盤2が歪み変形しないようにしている。
【0041】
図示例の場合には、上方取付体3が大気圧により閉空間S1内へ向けて歪み変形しても、上定盤1の上面に亘ってZ方向のみ弾性変形可能な弾性連係部材1cにより、上方取付体3の歪み変形が上定盤1へ全く影響せず、しかもXYθ方向へ横ズレしないという利点がある。
【0042】
そして、この真空状態で、図1の二点鎖線及び図3に示す如く、水平調整手段9の作動により移動シール手段6の移動ブロック6aをXYθ方向へ押動すれば、該移動ブロック6aと係合手段8で一体化した上方取付体3が下方取付体4に対してXYθ方向へ移動し、それにより、上定盤1が下定盤2と相対的にXYθ方向へ調整移動し、両基板A,B同士の粗合わせが行われる、
その結果、XYθステージを用いずに閉空間S1の外部から真空中の両基板A,BをスムーズにXYθ移動させて高精度に粗合わせできる。
【0043】
これと同時に、上記移動ブロック6aがXYθ方向へ押動されると、位置調整手段10の周囲部材10bが屈曲変形することにより、中心部材10a及び移動ブロック6aが平行移動して、該中心部材10aが有する鉛直方向への大きな剛性によって、上方取付体3に作用する大気圧や該上方取付体3及び上定盤1の重量などに耐えながら移動ブロック6aの下面と下方取付体4の周縁部4aとの間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段6の真空シール6cが受ける摺動抵抗は低減される。
その結果、両基板A,B同士の位置合わせをスムーズに行うことができる。
【0044】
これに続いて、図4に示す如く、基板間隔調整手段7の作動により、上定盤1と下定盤2が更に接近して、上側基板Aを下側基板B上の環状接着剤Cに接触するか又は接触しないが僅かな隙間を介して対向させた後に、上定盤1と下定盤2を相対的にXYθ方向へ調整移動させて、両基板A,B同士の微合わせが行われる。
【0045】
この際、両基板A,Bの大型化に伴って上下定盤1,2の基板保持面が大型化しても小型の基板と同様な平面度が要求される。しかし、基板の一辺が1000mmを超えると、このXY方向の大きさに比べてZ方向の間隔が極端に小さくなるため、これら上下定盤1,2の基板保持面を完全な平坦に形成しながら完全な平行のまま接近移動させるのが理想ではあるが、実際には不可能である。
【0046】
例えば微合わせの終了後に、上側基板Aが環状接着剤Cの少なくとも周方向一部が部分的に接触した状態で、静電吸着手段5bによる静電吸着を全面的に解除させて、上側基板Aを自由落下させると、これら部分的な接触部分(点接触)を中心として回転移動して、両基板A,B同士の位置合わせに誤差が発生すると共に封止が不完全となって空気が混入し易いという欠点がある。
【0047】
そこで、本実施例では、上側基板Aが環状接着剤Cの少なくとも周方向一部が部分的に接触するか又は接触しそうな間隔まで接近させた状態で微合わせを行い、その終了後に、静電吸着手段5bによる上側基板Aの静電吸着を全面的に解除させると共に、基板圧着手段13により通気孔5a1,5a1から例えば窒素ガスなどの気体を上側基板Aの非貼り合せ面(裏面)A1の全体へ均等に噴き出して、上側基板Aが環状接着剤Cの全周に亘って瞬間的に圧着させ、それにより封止空間S2が確実に形成される。
【0048】
その結果、上側基板Aが環状接着剤Cの少なくとも周方向一部が部分的に接触した状態で、静電吸着手段5bによる静電吸着を全面的に解除しても、両基板A,B同士の位置合わせ誤差を防止できると共に封止空間S2を確実に形成できて空気の混入を防止できるという利点がある。
【0049】
その後は、吸気手段12の作動により閉空間S1内に空気を入れてその雰囲気を大気圧に戻す。
それにより、両基板A,Bの内外に生じる気圧差で均等に押し潰され、液晶が封入された状態で所定のギャップが形成される。
【0050】
それ以降は、閉空間S1内が大気圧に戻ったら、昇降手段11の作動により上方取付体3及び上定盤1と下方取付体4及び下定盤2を離して閉空間S1が開放され、アライメントされた両基板A,Bを基板搬送用ロボットにより取り出して、上述した動作が繰り返される。
【0051】
尚、前示実施例では、上保持板1である上定盤の背後に上方取付体3を上下方向へ移動自在に設け、下保持板2である下定盤の背後に下方取付体4を一体的に固定したが、これに限定されず、図示せぬが下保持板2である下定盤と下方取付体4とを分離して配置することにより、大気圧により下方取付体4が変形しても下定盤2に影響しないようにしても良い。
この場合には、上方取付体3と上定盤1の上面との間に必要に応じて連設した上下方向のみ弾性変形可能な例えばスプリングなどの弾性部材1cと同様なものを、下定盤と下方取付体4との間に配置して両者が連結されるようにしても良い。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明は、上下保持板に基板が保持された後に、取付体を接近移動することにより、上下保持板を囲むように閉空間が区画形成され、この閉空間内を真空状態に維持しながら、基板間隔調整手段で上保持板を取付体と関係なく上下動させて、両基板の貼り合わせ面を、両者間に封止空間が形成される方向へ接近させることにより、これら上保持板及び下保持板を囲む取付体には大気圧が作用して変形する可能性があるものの、閉空間内の上保持板には大気圧が全く作用しないと共に、両基板の貼り合わせ後は取付体を離すことにより、閉空間が開放されて両基板が取り出され、更に上側基板の保持解除と該上側基板の非貼り合せ面への気体噴射により、両基板が相互に密接して両者間に封止空間が形成されるので、閉空間を開閉可能にすることと、大気圧による保持板の歪み変形を追加補強なしで防止することを同時に達成することができる。
従って、閉空間(真空チャンバ)を開閉できないために閉空間(真空チャンバ)内への基板の出し入れが行い難いと共に、閉空間(真空チャンバ)内部のメンテナンスが行い難い従来のものに比べ、閉空間内への基板の出し入れが容易でしかも閉空間内部のメンテナンスが行い易く、操作性能が優れると共に、上保持板及び下保持板に大気圧が作用する従来のものに比べ、基板が大型化しても大気圧の影響を完全に排除でき、上保持板及び下保持板を厚くしたり別部材を連設するなどの追加補強が必要ないから装置全体を小型化できて軽量化が図れる。
また、移動シール手段の移動ブロックから下方取付体に亘って、上下方向へ延びる略平行な複数部材から構成された位置調整手段を架設し、これら複数部材の一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動ブロックと下方取付体に夫々接合して、上下保持板の相対的な水平方向への調整移動に伴い、上下方向への大きな剛性によって移動ブロックの下面と下方取付体との間を所定間隔に保持しながら、水平方向へ変形可能な一部の部材で水平方向へ移動可能に支持することにより、上方取付体に作用する大気圧や該上方取付体及び上定盤の重量などに耐えながら移動ブロックの下面と下方取付体との間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段が受ける支持抵抗は低減されるので、両基板同士の位置合わせをスムーズに行うことができる。
従って、水平移動手段の駆動源を小型化できると共に水平方向への調整移動範囲を拡大でき、また水平方向への調整移動に伴って摩擦接触する部分が無いため、この摩擦接触により塵が発生せず、両基板同士の位置合わせにおいて発塵による両基板への悪影響を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す基板貼り合わせ装置の縦断正面図である。
【図2】 基板のセット時を示す説明図である。
【図3】 基板の粗合わせ時を示す説明図である。
【図4】 基板の微合わせ時を示す説明図である。
【図5】 貼り合わせ後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
A 基板(上側の基板) A1 非貼り合せ面
B 基板(下側の基板) S1 閉空間
S2 封止空間 1 上保持板(上定盤)
2 下保持板(下定盤) 3 取付体(上方の取付体)
4 取付体(下方の取付体) 5c 受け渡し用吸着保持手段
6 移動シール手段 7 基板間隔調整手段
8 係合手段 9 水平移動手段
10 位置調整手段
Claims (1)
- 上下保持板(1,2)に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板(A,B)を真空中で重ね合わせ、これら両基板(A,B)を相互に密接させて両者間に封止空間(S2)が形成され、両基板(A,B)の内外に生じる気圧差で所定のギャップまで潰す基板貼り合わせ装置において、
前記上保持板(1)及び下保持板(2)の背後に上下方向へ相対的に移動自在に配設した上下一対の取付体(3,4)と、
これら取付体(3,4)の接近移動によって取付体(3,4)の間に上下保持板(1,2)が囲まれるように区画形成した閉空間(S1)と、
上下取付体(3,4)の間に上記両基板(A,B)を囲む環状に設けられた移動シール手段(6)と、
上記閉空間(S1)内を真空状態に維持しながら下保持板(2)に対して上保持板(1)を上下方向へ移動させて両基板(A,B)の間隔を調整する基板間隔調整手段(7)とを備え、
上記移動シール手段(6)の移動ブロック(6a)から上保持板(1)へ向けて基板間隔調整手段(7)を周方向へ複数配設し、これら基板間隔調整手段(7)により、上保持板(1)を取付体(3,4)と関係なく上下動させると共に、複数の基板間隔調整手段(7)を別々に上下方向へ作動させて、上保持板(1)に保持された上側基板(A)が下保持板(2)に保持された下側基板(B)と平行になるようにしながら、両基板(A,B)の貼り合わせ面を、両者間に封止空間(S2)が形成される方向へ接近させ、
上記移動シール手段(6)の移動ブロック(6a)から、板状の下方取付体(4)に亘って、上下方向へ延びる略平行な複数部材から構成された位置調整手段(10)を架設し、これら複数部材の一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動ブロック(6a)と下方取付体(4)に夫々接合して、上下保持板(1,2)の相対的な水平方向への調整移動に伴い、上下方向への大きな剛性によって移動ブロック(6a)の下面と下方取付体(4)との間を所定間隔に保持しながら、水平方向へ変形可能な一部の部材(10b)により水平方向へ移動可能に支持し、
上側基板(A)の保持解除と該上側基板(A)の非貼り合せ面(A1)への気体噴射により、両基板(A,B)を相互に密接させて両者間に封止空間(S2)を形成したことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003179823A JP3796491B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 基板貼り合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003179823A JP3796491B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 基板貼り合わせ装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005017515A JP2005017515A (ja) | 2005-01-20 |
JP2005017515A5 JP2005017515A5 (ja) | 2005-08-11 |
JP3796491B2 true JP3796491B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=34181048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003179823A Expired - Fee Related JP3796491B2 (ja) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 基板貼り合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3796491B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110515225B (zh) * | 2019-09-18 | 2024-04-12 | 深圳市深科达智能装备股份有限公司 | 全面屏无边框贴合设备 |
-
2003
- 2003-06-24 JP JP2003179823A patent/JP3796491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005017515A (ja) | 2005-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100844968B1 (ko) | 기판조립장치와 기판조립방법 | |
JP3492284B2 (ja) | 基板貼合装置 | |
JP3906753B2 (ja) | 基板組立て装置 | |
JP3943590B2 (ja) | 基板保持構造 | |
JP3823118B2 (ja) | 基板組立装置 | |
JP2004102215A (ja) | 基板組立装置 | |
JP3721378B2 (ja) | 基板重ね合せ封止方法 | |
KR100666021B1 (ko) | 플랫 패널용 기판의 접합 장치 | |
JP3796491B2 (ja) | 基板貼り合わせ装置 | |
JP3819797B2 (ja) | 基板組立装置 | |
US20040109124A1 (en) | Substrate bonding apparatus and liquid crystal display panel | |
JPH09283392A (ja) | 基板の重ね合わせ方法及び装置 | |
KR20210120946A (ko) | 기판 조립 장치 및 기판 조립 방법 | |
KR100897846B1 (ko) | 기판 위치 정렬 장치 | |
JP4023510B2 (ja) | 基板組立装置 | |
JP4470922B2 (ja) | 基板の搬出入方法とロボット | |
JP4470921B2 (ja) | 基板組立て装置と組立て方法 | |
JP4449932B2 (ja) | 基板組立装置と基板組立方法 | |
JP3840451B2 (ja) | 基板組立装置および基板組立方法 | |
JP2007025707A (ja) | 基板組立て装置 | |
JP2020184075A (ja) | 基板組立装置及び基板組立方法 | |
KR20080048288A (ko) | 기판 합착장치 | |
JP2003066469A (ja) | 基板の組立方法及びその組立装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050120 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20050120 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20050202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060417 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090421 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150421 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |