JP4190918B2

JP4190918B2 - 真空処理装置

Info

Publication number: JP4190918B2
Application number: JP2003065086A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: KR100822938B1; US20040177810A1; US7879149B2; KR20040081325A; JP2004272073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動抑制機構を備えた真空処理装置に関し、特には液晶表示装置の基板貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の基板貼り合わせ装置は、真空チャンバ内でＣＣＤカメラ等により一対の基板のアライメントマークを読み取り、その結果に基づいて一対の基板の位置を補正し、一対の基板を貼り合わせる（例えば、特許文献１，２参照）。基板貼り合わせ装置では、真空チャンバと真空ポンプとが管で接続され、真空ポンプによって真空チャンバを排気（減圧）するようになっている。
【０００３】
基板のサイズが小さい場合、真空チャンバの容積は少ないので排気量の小さな真空ポンプを使用することができる。このような場合、真空ポンプの振動が真空チャンバに影響を与えることはなかった。また、基板の貼り合わせ精度が極端に高くない場合には、真空ポンプから真空チャンバへ伝わる振動は基板の貼り合わせにほとんど影響を及ぼすことがなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０５５６３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２２９０４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の製造においては、１枚のガラス基板から複数の液晶パネルの基板を取るようになっている。１液晶パネル当たりの単価を下げるために、ガラス基板のサイズを大きくして、１枚のガラス基板から取れる液晶パネルの基板の数が多くなるようにガラス基板のサイズの大型化がどんどん進行している。このようにガラス基板のサイズが大きくなってくると、ガラス基板を処理する設備もそれに比例して大きくなり、その結果、真空中でＣＣＤカメラ等によりアライメントマークを読み取り、基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置では、下記の問題が発生する。
【０００７】
ガラス基板のサイズが大きくなると、真空チャンバの容積が増加するため、スループットを増大するために大排気量の真空ポンプが必要になる。ところが、このことにより真空ポンプの振動が大きくなり、この振動が真空配管を経由して真空チャンバに伝わり、真空チャンバ内のＣＣＤカメラやガラス基板を揺らすために安定したアライメント動作ができなくなり、基板の貼り合わせズレやアライメントのリトライ動作によるスループットの低下が問題になる。
【０００８】
真空チャンバと真空ポンプとを接続する管の一部にベローズ状のフレキ管を接続することがある。フレキ管は真空ポンプの振動が真空チャンバへ伝達されるのを緩和する振動伝達緩和作用がある。しかしながら、大排気量の真空ポンプが使用される場合には、フレキ管の振動伝達緩和作用もあまり効果がない。長いフレキ管を使用しても、排気抵抗が増大するために排気時間が長くなり、結果としてスループットに影響が出てしまう。また、長いフレキ管を接続しても振動伝達緩和効果が期待できない。
【０００９】
さらに、液晶表示装置のパターンの微細化が進んでおり、基板の貼り合わせ装置における基板の貼り合わせ精度に対する要求がますます厳しくなっている。
【００１０】
このように、真空チャンバと、真空ポンプと、真空チャンバを排気するために真空チャンバと真空ポンプとを接続する管とを備えた真空処理装置では、真空ポンプの振動が真空チャンバに伝達され、真空チャンバ内の処理に影響が出る問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、真空ポンプの振動が真空チャンバに伝達されるのを抑制する機構を備えた真空処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による真空処理装置は、真空チャンバと、少なくとも１つの真空ポンプと、該真空チャンバを排気するために該真空チャンバと該真空ポンプとを接続する管と、該管の一部に含まれるフレキ管と、該フレキ管が減圧時に収縮しないように固定する機構とを備え、上記真空ポンプは架台に載置され、該架台は床パネルに固定されており、上記真空チャンバと真空ポンプとを接続する管は、上記真空ポンプから上方に延びるインレット管と、エルボ管と、上記フレキ管と、上記真空チャンバに接続される直管とからなり、上記フレキ管が減圧時に収縮しないように固定する機構は、上記真空ポンプから上方に延びるインレット管の立ち上がり部に固定される固定部材と、上記フレキ管を伸ばす方向に操作されて上記固定部材を上記床パネルに結合する結合部材とを含み、上記固定部材は、上記インレット管およびエルボ管を介して上記フレキ管が減圧時に収縮しないように固定することを特徴とするものである。
【００１３】
発明者の考察によれば、真空ポンプの振動が真空チャンバに伝達されるのは、フレキ管が収縮してフレキ管のフレキシビリティが失われ、フレキ管の振動伝達緩和作用が失われるためであることが分かった。そこで、本発明では、フレキ管が減圧時に収縮しないように固定する機構を設け、真空ポンプの振動がフレキ管によって真空チャンバへ伝達されないようにする。さらに、本発明によれば、排気速度すなわちスループットを落とすことなく振動伝達防止を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例による振動抑制機構を備えた基板貼り合わせ装置を示す図である。基板貼り合わせ装置は本発明の真空処理装置の一例であり、本発明は基板貼り合わせ装置に限定されるものではない。
【００１６】
基板貼り合わせ装置１０は、上方カバー１２と下方カバー１４とからなる真空チャンバ１６と、真空チャンバ１６の横に配置された真空ポンプ１８とを備えている。上方カバー１２は下方カバー１４に対して昇降可能である。上方カバー１２が下方カバー１４に対して上昇されるときに真空チャンバ１６が開放され、上方カバー１２が下方カバー１４に対して下降されるときに真空チャンバ１６が閉鎖される。
【００１７】
真空チャンバ１６内には、上方チャックプレート２０と下方チャックプレート２２とが配置される。上方チャックプレート２０及び下方チャックプレート２２はそれぞれに移動可能である。例えば、上方チャックプレート２０は下方チャックプレート２２に対して昇降され、下方チャックプレート２２はＸＹ方向及びθ方向に移動可能である。上方チャックプレート２０及び下方チャックプレート２２の各々は静電チャック及び真空吸着チャックの機能を備えている。さらに、リフトピン２４が下方チャックプレート２２に昇降可能に設けられる。リフトピン２４の先端は通常は下方チャックプレート２２の表面よりも下にある。
【００１８】
上方カバー１２にはＣＣＤカメラ２６が取り付けられ、下方カバー１４にはＣＣＤカメラ２８が取り付けられている。
【００１９】
真空ポンプ１８は管３０により真空チャンバ１６（図示の例においては下方カバー１４）に接続される。管３０は、真空ポンプ１８から上方に延びるインレット管３２と、エルボ管３４と、ベローズ状のフレキ管３６と、真空チャンバ１６に接続される直管３８とからなる。インレット管３２と、エルボ管３４と、フレキ管３６と、直管３８とは例えばステレンス鋼等の金属で作られる。
【００２０】
図４及び図５に示されるように、フレキ管３６は山部３６ａと谷部３６ｂとを有し、金属で作られているが比較的に変形しやすい。図４は初期状態にあるフレキ管３６を示し、このときの谷部３６ｂの幅はａである。図５は収縮状態にあるフレキ管３６を示し、このときの谷部３６ｂの幅はｂである。フレキ管３６の山部３６ａと谷部３６ｂは変形しやすいので、フレキ管３６はエルボ管３４と直管３８との間の心ズレを吸収する作用と、真空ポンプ１８の振動が真空チャンバ１６へ伝達されるのを緩和する振動伝達緩和作用がある。
【００２１】
図１において、真空チャンバ１６の上流側には、搬送コンベア４０及び基板搬送ロボット４２が配置される。さらに、真空チャンバ１６の下流側には、基板搬送ロボット及び搬送コンベア（図示せず）が配置される。搬送コンベア４０及び基板搬送ロボット４２は基板（ガラス基板）４４を真空チャンバ１６へ供給する。基板４４は液晶表示装置を構成する基板である。一つの基板４４が上方チャックプレート２０に保持され、他方の基板４４が下方チャックプレート２２に保持されるようになっている。
【００２２】
さらに、本発明においては、フレキ管３６が減圧時に収縮しないように固定する機構４６が設けられる。まず、フレキ管３６が減圧時に収縮する作用について説明する。
【００２３】
図８はフレキ管３６が減圧時に収縮するのを説明するための図である。図８の基板貼り合わせ装置はフレキ管３６が減圧時に収縮しないように固定する機構４６をもたない点を除くと図１の基板貼り合わせ装置１０と同じである。真空ポンプ１８は管３０により真空チャンバ１６に接続される。管３０は、真空ポンプ１８から延びるインレット管３２と、エルボ管３４と、ベローズ状のフレキ管３６と、真空チャンバ１６に接続される直管３８とからなる。
【００２４】
図８において、非作動時の真空ポンプ１８及び管３０は破線で示され、作動時の真空ポンプ１８及び管３０は実線で示される。真空チャンバ１６の排気を開始したとき、又は真空ポンプ１８を起動させたとき、真空ポンプ１８と真空チャンバ１６との間に気体の吸引力が作用する。そのため、フレキ管３６が収縮し、真空チャンバ１６と比べてかなり軽い真空ポンプ１８は真空チャンバ１６に向かって引き寄せられる。このため、真空ポンプ１８は実線で示されるように傾く。つまり、フレキ管３６は、図４のフレキ管３６の長さに相当する寸法Ａをもつ状態から、図５のフレキ管３６の長さに相当する寸法Ｂをもつ状態になる。
【００２５】
大排気量の真空ポンプ１８が使用される場合、真空ポンプ１８と真空チャンバ１６との間の気体の吸引力が大きいので、フレキ管３６が収縮した状態が継続し、図５に示されるようにフレキ管３６の山部３６ａ及び谷部３６ｂの間隔が狭くなった状態になり、フレキ管３６のフレキシビリティが減少する。このために、フレキ管３６の振動伝達緩和作用が低下する。
【００２６】
従って、真空ポンプ１８の振動が管３０を経由して真空チャンバ１６に伝わり、真空チャンバ１６内のＣＣＤカメラ２６，２８やガラス基板４４を揺らすために、安定したアライメント動作ができなくなる。これにより基板４４の貼り合わせズレやアライメントのリトライ動作によるスループットの低下が問題になる。なお、この傾向は単にフレキ管３６を長くするだけでは解消できない。
【００２７】
従って、フレキ管３６が減圧時に収縮しないように固定する機構４６を設け、フレキ管３６が図４の状態に維持されるようにする。フレキ管３６が図４の状態に維持されると、フレキ管３６の山部３６ａ及び谷部３６ｂの間隔は大きいので、それらはかなり自由に動くことができ、フレキ管３６のフレキシビリティが保証され、フレキ管３６の振動伝達緩和作用が働く。
【００２８】
図２は図１の基板貼り合わせ装置１０の部分拡大平面図である。図３は図２の基板貼り合わせ装置１０の側面図である。図１から図３において、１つの真空チャンバ１６に対して２つの真空ポンプ１８が設けられている。２つの真空ポンプ１８はそれぞれに管３０によって真空チャンバ１６に接続される。２つの管３０は互いに平行に延びる。各真空ポンプ１８の架台４８は床パネル５０に固定金物５２によって固定される。真空ポンプ１８はクッション材４９を介して架台４８に載置される。真空ポンプ１８の一部であるメカニカルブースタ（補助ポンプ）５４が真空ポンプ１８の上に配置される。カバー５６が真空ポンプ１８及びメカニカルブースタ５４を保護している。メカニカルブースタ５４は接続管５８により真空ポンプ１８に接続され、インレット管３２はメカニカルブースタ５４から上方に延びる。
【００２９】
フレキ管３６が減圧時に収縮しないように固定する機構４６は、フレキ管３６の真空ポンプ１８側を固定する吊りボルト付き角材６０を含む。角材６０は各真空ポンプ１８から上方に延びるインレット管３２に対して横方向に延び、インレット管３２の立ち上がり部に固定される。角材６０は２つの真空ポンプ１８に渡って延びる長い部材である。チェーンブロック６２の一端が角材６０の中心部に設けられた吊りボルトに固定される。チェーンブロック６２の他端は床パネル５０に設けた固定ブロック６４に固定される。チェーンブロック６２はフレキ管３６を伸ばす方向に操作される。角材６０はインレット管３２及びエルボ管３４を介してフレキ管３６を縮まないように固定する。
【００３０】
このように、機構４６は、真空ポンプ１８から上方に延びるインレット管（管の部分）３２に固定される角材（部材）６０と、角材６０を床パネル（固定構造）５０に結合するチェーンブロック（結合部材）６２とを含む。本発明による機構４６は至ってシンプルで安価なものである。なお、使用する角材６０及びチェーンブロック６２は真空ポンプ１８の排気能力を算出して耐久性のあるものを使用する。
【００３１】
作用において、貼り合わせるための２枚の基板４４が搬送コンベア４０及び基板搬送ロボット４２により真空チャンバ１６へ供給される。各基板４４は基板搬送ロボット４２により静電チャックプレート２０，２２にセットされる。なお、このときには、基板４４はチャッキングの安定のために真空吸着により静電チャックプレート２０，２２に保持される。
【００３２】
２枚の基板４４のセット完了後、真空チャンバ１６の上方カバー１２が下方カバー１４に対して下降され、真空チャンバ１６が閉鎖される。それと同時に、基板４４の吸着は真空吸着から静電吸着に切り替えられる。その後、真空チャンバ１６は振動抑制機構を含む管３０を介して接続された真空ポンプ１８により排気される。
【００３３】
真空チャンバ１６が所定の真空度まで減圧された後、２つの基板４４がほとんど接触する位置まで上方チャックプレート２０が下降される。そこで、ＣＣＤカメラ２６，２８により基板４４のアライメントマークを観察し、２つの基板４４のズレ量を算出してその量を補正する。補正のやり方は様々であるが、この実施例では、下方チャックプレート２２が移動することによりズレを補正する。基板４４のアライメントマークの補正が完了すると、上方の静電チャックプレート２０を下方の静電チャックプレート２２に対して所定の圧力で押しつけ、基板４４の貼り合わせを実行する。
【００３４】
これまでの一連の動作により基板４４の貼り合わせが完了すると、静電チャックによる吸着は解除される。真空チャンバ１６は大気に開放され、大気開放後、真空チャンバ１６が開放される。そして、下段の静電チャックプレート２２に設けられたリフトピン２４が上昇して貼り合わせ済みの基板をリフトする。リフトされた貼り合わせ済みの基板は下流側に設置された搬送ロボットにより取り除かれ、次の基板の貼り合わせ動作に入る。
【００３５】
上記したように、従来は、減圧後のＣＣＤカメラ２６，２８による基板４４のアライメントマークの観察の際に、真空ポンプ１８の大型化により増加する真空ポンプ１８の振動が管３０を伝わって真空チャンバ１６やＣＣＤカメラ２６，２８を揺らし、これによりアライメントマークの正確な位置が認識できないことによるスループットの減少の問題や貼り合わせズレの発生等の問題が生じる。また、真空ポンプ１８自身のアジャスタボルトによる設置では、気体の吸引力により真空ポンプ全体がずれる現象が生じている。これらの対策として、真空ポンプの設置（固定）方法の変更、すなわち床パネル（グレーチング）への固定を試みたが、今度は真空ポンプ内のポンプ筐体とポンプ本体を支持するクッション材７０（図８）の変形（倒れ）によりポンプの倒れ（傾き）が生じ、その結果、フレキ管の縮みが再発した。
【００３６】
そこで、本発明では、フレキ管３６の真空ポンプ１８側を角材６０で固定することにより、フレキ管３６が減圧時に生じる気体の吸引力により収縮しないように固定し、フレキ管３６が縮みっぱなしにならないようにして、フレキ管３６の山部３６ａ及び谷部３６ｂが変形可能にして真空ポンプ１８の振動が真空チャンバ１６へ伝達されるのを緩和するようにしている。
【００３７】
真空ポンプ１８の起動時にフレキ管３６が縮まないように真空ポンプ１８を固定すればよいと思われるが、真空ポンプ１８の吸引力が強いために、簡易的に（且つ安価に）実施するのは難しい。しかし、それを実現するのが本発明である。付け加えておくが、上に記すのはあくまでも一実施例であり、それに限定されるものではない。
【００３８】
図６は初期状態にあるフレキ管の変形例を示す図である。図７は収縮状態にあるフレキ管の変形例を示す図である。この例では、フレキ管３６の表面にフレキ管３６の縮み抑制のための層７２がコーティングされている。この層７２はゴムや樹脂材料等のコーティングである。この層７２はフレキ管３６の縮みを抑制するとともに、フレキ管３６の微小な振動（ビビリ）を抑制する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空ポンプの振動が真空チャンバへ伝達されるのを影響がないレベルまで軽減でき、真空チャンバで処理される物品の品質を高くすることができる。真空チャンバで処理される物品が貼り合わせられる物品の場合には、貼り合わせ物品のズレを解消し、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例による振動抑制機構を備えた基板貼り合わせ装置を示す図である。
【図２】図２は図１の基板貼り合わせ装置の部分拡大平面図である。
【図３】図３は図２の基板貼り合わせ装置の側面図である。
【図４】図４は初期状態にあるフレキ管を示す図である。
【図５】図５は収縮状態にあるフレキ管を示す図である。
【図６】図６は初期状態にあるフレキ管の変形例を示す図である。
【図７】図７は収縮状態にあるフレキ管の変形例を示す図である。
【図８】図８はフレキ管が減圧時に収縮するのを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…基板貼り合わせ装置
１６…真空チャンバ
１８…真空ポンプ
２０，２２…チャックプレート
２６，２８…ＣＣＤカメラ
３０…管
３６…フレキ管
４４…基板
４６…固定する機構
６０…角材
６２…チェーンブロック
６４…固定ブロック
７２…縮み抑制層

Claims

真空チャンバと、少なくとも１つの真空ポンプと、該真空チャンバを排気するために該真空チャンバと該真空ポンプとを接続する管と、該管の一部に含まれるフレキ管と、該フレキ管が減圧時に収縮しないように固定する機構とを備え、
上記真空ポンプは架台に載置され、該架台は床パネルに固定されており、
上記真空チャンバと真空ポンプとを接続する管は、上記真空ポンプから上方に延びるインレット管と、エルボ管と、上記フレキ管と、上記真空チャンバに接続される直管とからなり、
上記フレキ管が減圧時に収縮しないように固定する機構は、上記真空ポンプから上方に延びるインレット管の立ち上がり部に固定される固定部材と、上記フレキ管を伸ばす方向に操作されて上記固定部材を上記床パネルに結合する結合部材とを含み、
上記固定部材は、上記インレット管およびエルボ管を介して上記フレキ管が減圧時に収縮しないように固定することを特徴とする真空処理装置。
上記少なくとも１つの真空ポンプは複数の真空ポンプからなり、
上記固定部材は、上記複数の真空ポンプに渡って延びる長い部材であることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
上記固定部材は角材であることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
上記結合部材はチェーンブロックであり、上記チェーンブロックの一端が上記固定部材に設けられた吊りボルトに固定され、他端が上記床パネルに設けた固定ブロックに固定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の真空処理装置。
上記真空チャンバは真空中で基板のアライメントマークを読み取る装置を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の真空処理装置。
上記基板は表示装置の基板であることを特徴とする請求項５に記載の真空処理装置。
上記真空処理装置は液晶表示装置の基板貼り合わせ装置であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の真空処理装置。