JP5690522B2 - Substrate bonding apparatus and method for manufacturing bonded substrate - Google Patents
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Description
本発明は2枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置及び貼り合わせ基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate bonding apparatus for bonding two substrates and a method for manufacturing a bonded substrate .
基板貼り合わせ装置は、特許文献1に記載の如く、1組をなす2枚の基板をシール剤を介して貼り合わせるに際し、上基板を保持する上ステージと、前記上ステージとは対向して設けられ、前記上基板に貼り合わされる下基板を保持する下ステージと、前記上ステージを上下方向に移動させ、前記上ステージに保持された前記上基板と前記下ステージに保持された前記下基板との間の距離を変化させる第1の駆動装置と、前記上ステージに保持された前記上基板と前記下ステージに保持された前記下基板との間の相対的な位置ずれ量を検出する検出装置と、前記検出装置により検出された位置ずれ量に基づいて前記下ステージを移動させ、前記上ステージに保持された前記上基板と前記下ステージに保持された前記下基板との相対的な位置合わせを行なう第2の駆動装置と、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御する制御装置とを備える。 As described in Patent Document 1, the substrate bonding apparatus is provided so that an upper stage for holding an upper substrate and the upper stage are opposed to each other when bonding a pair of substrates through a sealant. A lower stage for holding a lower substrate to be bonded to the upper substrate, and moving the upper stage in the vertical direction, the upper substrate held on the upper stage, and the lower substrate held on the lower stage, And a detection device for detecting a relative displacement amount between the first driving device that changes the distance between the upper substrate and the upper substrate held on the upper stage and the lower substrate held on the lower stage. And the relative position of the upper substrate held on the upper stage and the lower substrate held on the lower stage by moving the lower stage based on the amount of displacement detected by the detection device. It provided was a second drive device for performing, and a control device for controlling the first driving unit and the second driving device.
そして、制御装置は、下記(A)の粗アライメントと、下記(B)の精アライメントを行なう。 Then, the control device performs coarse alignment (A) below and fine alignment (B) below.
(A)粗アライメント
上基板と下基板をそれらの対向間隔が所定の距離になる粗合せ位置に設定し、その粗合せ位置にて検出装置が検出する上基板に設けてある粗アライメント用マークと下基板に設けてある粗アライメント用マークとの位置ずれ量を許容範囲内に納める粗アライメントを行なう。この粗アライメントは、両基板の粗アライメント用マークの位置ずれ量が許容範囲内に納まるまで1回〜複数回施行される。この粗アライメントでは、検出装置として、各基板を各ステージに搬入して保持させるときの搬入位置精度に見合う低倍率カメラを用いる。搬入位置精度は、精アライメントで要求される位置合わせ精度に比べて大きな位置ずれを伴なう。
(A) Coarse alignment The upper substrate and the lower substrate are set at a rough alignment position where the distance between the upper substrate and the lower substrate is a predetermined distance, and a rough alignment mark provided on the upper substrate is detected by the detection device at the rough alignment position. Coarse alignment is performed so that the amount of positional deviation from the coarse alignment mark provided on the lower substrate falls within an allowable range. This rough alignment is performed once to a plurality of times until the positional deviation amount of the rough alignment marks on both the substrates falls within the allowable range. In this rough alignment, a low-magnification camera suitable for the accuracy of the loading position when loading and holding each substrate on each stage is used as a detection device. The carry-in position accuracy is accompanied by a large positional deviation as compared with the alignment accuracy required in fine alignment.
(B)精アライメント
粗アライメントにより、各基板の搬入位置精度に基づく大きな位置ずれを解消した後、上基板と下基板をそれらの対向間隔が粗合せ位置よりも狭められる精合せ位置に設定し、その精合せ位置にて、検出装置が検出する上基板に設けてある精アライメント用マークと下基板に設けてある精アライメント用マークとの位置ずれ量を許容範囲内に納める精アライメントを行なう。この精アライメントは、両基板の精アライメント用マークの位置ずれ量が許容範囲内に納まるまで1回〜複数回施行される。この精アライメントでは、各基板に設けてある精アライメント用マークを高精度に位置合わせするため、高倍率カメラを用いる。高倍率カメラは、焦点深度が狭いから、両基板の精アライメント用マークをこの狭い焦点深度内に位置付ける必要があり、両基板の対向間隔を上述の如くに狭める。
(B) Precise alignment After eliminating the large positional deviation based on the loading position accuracy of each substrate by coarse alignment, set the upper substrate and the lower substrate to the precise position where their facing distance is narrower than the rough alignment position, At the precise alignment position, precise alignment is performed in which the amount of positional deviation between the fine alignment mark provided on the upper substrate and the fine alignment mark provided on the lower substrate detected by the detection device falls within an allowable range. This fine alignment is performed once to a plurality of times until the positional deviation amount of the fine alignment marks on both the substrates falls within an allowable range. In this fine alignment, a high-magnification camera is used to align the fine alignment marks provided on each substrate with high accuracy. Since a high-magnification camera has a narrow depth of focus, it is necessary to position the fine alignment marks on both substrates within this narrow depth of focus, and the opposing interval between both substrates is reduced as described above.
しかしながら、2枚の基板の対向間隔を粗合せ位置から精合せ位置に狭めて精アライメントを行なう場合、両基板の距離を狭めたことにより新たな位置ずれ(水平方向の位置ずれ)を伴なうことがある。これは主に、第1の駆動装置による上ステージの移動方向の傾きに起因する。このように、粗アライメント後に精合せ位置に設定された2枚の基板に新たな位置ずれを伴なう場合には、精アライメントの回数が多くなり、生産性が悪化する。 However, when fine alignment is performed by narrowing the facing distance between the two substrates from the rough alignment position to the precise alignment position, a new positional deviation (horizontal positional deviation) is caused by reducing the distance between the two substrates. Sometimes. This is mainly due to the inclination of the moving direction of the upper stage by the first driving device. As described above, when the two substrates set at the precise alignment positions after the coarse alignment are accompanied by a new positional shift, the number of fine alignments increases and the productivity deteriorates.
本発明の課題は、2枚の基板の対向間隔を粗合せ位置から精合せ位置に狭め、それらの各位置で粗アライメントと精アライメントを行なってそれらの基板を貼り合わせるに際し、精アライメントの施行回数を低減し、生産性の向上を図ることにある。 The object of the present invention is to reduce the interval between two substrates from the rough alignment position to the fine alignment position, and perform rough alignment and fine alignment at each position to bond the substrates. Is to improve productivity.
本発明に係る基板貼り合わせ装置は、2枚の基板を接着剤を介して貼り合わせるに際し、一方の基板を保持する第1のステージと、前記第1のステージとは対向して設けられ、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する第2のステージと、前記第1のステージと前記第2のステージの対向間隔を変化させる第1の駆動装置と、前記第1のステージに保持された前記一方の基板と前記第2のステージに保持された前記他方の基板との間の相対的な位置ずれ量を検出する検出装置と、前記検出装置により検出された位置ずれ量に基づいて前記第1のステージ及び前記第2のステージの少なくとも一方を移動させ、前記第1のステージに保持された前記一方の基板と前記第2のステージに保持された前記他方の基板との相対的な位置合わせを行なう第2の駆動装置と、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記一方の基板と前記他方の基板とをそれらの対向間隔が所定の距離になる粗合せ位置に設定し、その粗合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との相対的な粗アライメントを行なうように、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御するとともに、粗アライメント後の前記一方の基板と前記他方の基板とをそれらの対向間隔が粗合せ位置よりも狭められる精合せ位置に設定し、その精合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との相対的な精アライメントを行なうように、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御する基板貼り合わせ装置において、前記制御装置は、2枚の基板の貼り合わせを複数組繰り返すとき、後続する2枚の基板の粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板の粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板の位置ずれ量を打ち消す値とするようにしたものである。 In the substrate bonding apparatus according to the present invention, when two substrates are bonded together with an adhesive, the first stage holding one substrate and the first stage are provided facing each other. A second stage for holding the other substrate to be bonded to one substrate, a first driving device for changing the facing distance between the first stage and the second stage, and the first stage. And a detection device that detects a relative displacement amount between the one substrate and the other substrate held on the second stage, and a displacement amount detected by the detection device. At least one of the first stage and the second stage is moved, and the relative relationship between the one substrate held on the first stage and the other substrate held on the second stage Position And a control device for controlling the first drive device and the second drive device, wherein the control device connects the one substrate and the other substrate to each other. The first driving device and the first driving device and the first substrate and the other substrate are set so as to have a rough alignment position where the facing distance is a predetermined distance, and relative alignment between the one substrate and the other substrate is performed at the rough alignment position. In addition to controlling the second driving device, the one substrate after the rough alignment and the other substrate are set to an alignment position where the facing distance is narrower than the rough alignment position. In the substrate bonding apparatus that controls the first driving device and the second driving device so as to perform relative fine alignment between the one substrate and the other substrate, the control device includes two sheets. Pasting the substrate When repeating a plurality of combinations, the target value of the rough alignment of the two subsequent substrates is canceled out by the positional deviation amount of the two substrates detected at the first fine alignment after the rough alignment of the two preceding substrates. Value.
本発明に係る貼り合わせ基板の製造方法は、一方の基板と他方の基板とをそれらの対向間隔が所定の距離になる粗合せ位置に設定し、その粗合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との粗アライメントを行ない、粗アライメント後の前記一方の基板と前記他方の基板をそれらの対向間隔が粗合せ位置よりも狭められる精合せ位置に設定し、その精合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との相対的な精アライメントを行ない、精アライメントの後に前記第1、第2の基板の貼り合わせを行なう貼り合わせ基板の製造方法において、前記第1、第2の基板の貼り合わせを複数組繰り返すとき、後続する2枚の基板の粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板の粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板の位置ずれ量を打ち消す値とするようにしたものである。 In the method for manufacturing a bonded substrate according to the present invention, one substrate and the other substrate are set at a rough alignment position where the facing distance between them is a predetermined distance, and the one substrate and the substrate are aligned at the rough alignment position. Rough alignment with the other substrate is performed, and the one substrate after the rough alignment and the other substrate are set to an alignment position where the facing interval is narrower than the rough alignment position, and the alignment position is In the method of manufacturing a bonded substrate , wherein the first substrate and the second substrate are relatively precisely aligned, and the first and second substrates are bonded after the accurate alignment. When a plurality of sets of substrates are repeated, the target values of the rough alignment of the subsequent two substrates are detected at the first fine alignment after the rough alignment of the two preceding substrates. It is obtained by way a value that cancels the positional deviation amount of the substrate.
本発明によれば、精合せ位置に設定された2枚の基板の位置ずれ量を許容範囲内に納める精アライメントの施行回数を減少しながら、生産性の向上を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to improve the productivity while reducing the number of times of performing the precise alignment for keeping the positional deviation amount of the two substrates set at the precise position within the allowable range.
図1に示す如く、基板貼り合わせ装置10は、真空チャンバ13を備え、その内部には、ガラス基板等の下基板31を保持する下ステージ(第1のステージ)11が設けられている。また、真空チャンバ13の内部には、下ステージ11と対向するように上ステージ(第2のステージ)12が設けられており、下基板31に貼り合わされるガラス基板等の上基板32を保持するようになっている。尚、真空チャンバ13には、真空源(図示せず)に接続された真空排気弁14、及び、窒素や空気等の気体を供給する気体供給源(図示せず)に接続された大気開放弁15が取り付けられており、必要に応じて真空排気及び大気開放を行なうことができるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
尚、下ステージ11及び上ステージ12の表面には静電チャック等の保持機構(図示せず)が設けられており、下基板31又は上基板32を保持することができるようになっている。また、上ステージ12には、上ステージ12をZ方向(上下方向)に移動させるためのZ軸モータ(第1の駆動装置)23が設けられており、下基板31と上基板32との間の上下方向の距離(対向間隔)を変化させることができるようになっている。更に、下ステージ11には、下ステージ11をX方向、Y方向及びθ方向に移動させるための下ステージ駆動部(第2の駆動装置)26が設けられており、下基板31と上基板32との平面方向(XY平面方向)の相対的な位置合わせを行なうことができるようになっている。
A holding mechanism (not shown) such as an electrostatic chuck is provided on the surface of the
ここで、下ステージ11に保持される下基板31の表面には、液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くように紫外線硬化樹脂からなる、接着剤としてのシール剤33が塗布されている。また、閉ループ状のシール剤33の内側には、所定量の液晶34が複数箇所に点在する形で滴下されている。尚、下基板31及び上基板32の四隅の近くには、位置合わせ用の粗アライメント用マークと精アライメント用マーク(図示せず)が設けられている。
Here, on the surface of the
尚、図1に示すように、真空チャンバ13の下方には、下基板31及び上基板32に設けられた粗アライメント用マークと精アライメント用マーク(図示せず)のそれぞれを撮像する低倍率CCDカメラ(検出装置)16と高倍率CCDカメラ(検出装置)17が設けられている。また、真空チャンバ13の上方には、下基板31及び上基板32に設けられた粗アライメント用マークと精アライメント用マーク(図示せず)の近傍に照明光を照射するための照明装置28、29が設けられている。尚、CCDカメラ16、17及び照明装置28、29は、下基板31及び上基板32の四隅の近くに設けられた各4組の粗アライメント用マークと精アライメント用マーク(図示せず)のそれぞれに対応して各4個ずつ設けられている。尚、下ステージ11のうちCCDカメラ16、17の撮像光路に対応する部分には、空洞11a、11bが設けられ、真空チャンバ13の外壁のうちCCDカメラ16、17の撮像光路に対応する部分には、透明体13a、13bが設けられている。また、上ステージ12のうち照明装置28、29の照明光路に対応する部分には、空洞12a、12bが設けられ、真空チャンバ13の外壁のうち照明装置28、29の照明光路に対応する部分には、透明体13c、13dが設けられている。尚、透明体13a、13b、13c、13dとしては、光を通す材料でかつ真空チャンバ13の外壁として十分な強度を持つ材料であれば任意のものを用いることができ、例えば硬質のガラスや樹脂材等を用いることができる。
As shown in FIG. 1, below the
ここで、CCDカメラ16、17には画像処理装置20が接続されており、画像処理装置20により、CCDカメラ16、17による撮像結果を画像処理することにより、下基板31と上基板32との間の平面方向の相対的な位置ずれ量(ベクトル量であって、方向と量の両方の情報を持つ)を検出することができるようになっている。尚、CCDカメラ16、17及び画像処理装置20により検出装置が構成されている。
Here, the
また、画像処理装置20にはコントローラ21(制御装置)が接続されており、コントローラ21により、モータ制御器22を介して下ステージ駆動部26を制御することにより、CCDカメラ16、17及び画像処理装置20により検出された位置ずれ量に基づいて下ステージ11をX方向、Y方向及びθ方向に移動させることができるようになっている。尚、コントローラ21及びモータ制御器22により制御装置が構成されている。ここで、モータ制御器22にはZ軸モータ23も接続されており、コントローラ21及びモータ制御器22によりZ軸モータ23を制御することにより、上ステージ12をZ方向に移動させることができるようになっている。また、モータ制御器22にはカメラ駆動部18も接続されており、コントローラ21及びモータ制御器22によりカメラ駆動部18を制御することにより、CCDカメラ16、17をX方向、Y方向及びZ方向に移動させることができるようになっている。
Further, a controller 21 (control device) is connected to the
尚、コントローラ21は、下基板31と上基板32との間の距離を所定量狭め、当該各距離において下基板31と上基板32との平面方向の相対的な位置合わせを行なうよう、Z軸モータ23及び下ステージ駆動部26を制御するようになっている。
The
ここで、コントローラ21は、下基板31又は上基板32の上下方向の位置に応じて下基板31及び上基板32に設けられた粗アライメント用マークと精アライメント用マーク(図示せず)をCCDカメラ16、17の焦点深度内に位置付けるよう、モータ制御部22を介してカメラ駆動部18を制御し、CCDカメラ16、17のZ方向の位置を変化させることができるようになっている。尚、CCDカメラ16、17の焦点位置を変化させるため、CCDカメラ16、17に設けられたオートフォーカス機構等を制御してCCDカメラ16、17の焦点距離等を変化させても良い。また、コントローラ21は、下基板31又は上基板32の位置に応じて下基板31及び上基板32に対して異なる照度で照明光を照射するよう、照明装置28、29を制御するようになっている。
Here, the
次に、基板貼り合わせ装置10による基板貼り合わせ動作について説明する。
(1)真空チャンバ13を上下に分離させる等により下基板31及び上基板32の搬入空間を形成するとともに、下ステージ11と上ステージ12とを互いに十分に離間させた状態で配置し、上ステージ12にて上基板32を保持するとともに、下ステージ11にて下基板31を保持する。尚、このとき、下基板31の表面には、予め、製造される液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くようにシール剤33を塗布するとともに、閉ループ状のシール剤33の内側の複数箇所に所定量の液晶34を滴下しておく。
Next, the substrate bonding operation by the
(1) A loading space for the
尚、下基板31と上基板32の各四隅の近くには、それぞれ位置合わせ用の粗アライメント用マーク31R、32R(図2(A))と精アライメント用マーク31F、32F(図3(A))が設けられている。
Near the four corners of the
この状態で、真空源(図示せず)に接続された真空排気弁14を開いて真空チャンバ13内を真空排気し、真空チャンバ13の内部を真空状態にする。
In this state, the
(2)まず、下基板31と上基板32の粗アライメント用マーク31R、32Rを用いる粗アライメントを行なう。
(2) First, rough alignment using the
コントローラ21及びモータ制御器22によりZ軸モータ23を制御し、上ステージ12を所定量だけ下降させ、図2(A)に示す如く、下基板31と上基板32をそれらの対向間隔が所定の距離となる粗合せ位置に設定する。
The Z-
次に、コントローラ21により、モータ制御器22を介してカメラ駆動部18を制御し、低倍率CCDカメラ16のZ方向の位置を変化させることにより、下基板31及び上基板32に設けられた粗アライメント用マーク31R、32Rを低倍率CCDカメラ16の焦点深度内に同時に位置付ける(図2(B)、(C))。またこのとき、コントローラ21により照明装置28、29を制御し、上基板32の位置に応じて下基板31及び上基板32に対して異なる照度で照明光を照射するようにしても良い。
Next, the
そして、低倍率CCDカメラ16により、下基板31及び上基板32のそれぞれに設けられた粗アライメント用マーク31R、32Rを撮像し、次いで、画像処理装置20により、その撮像結果に基づいて下基板31と上基板32との間の平面方向の相対的な位置ずれ量を検出する。
Then, the low-
その後、このようにして検出された下基板31と上基板32の粗アライメント用マーク31R、32RのX方向、Y方向の位置ずれ量が目標値(0,0)に補正されるように、コントローラ21及びモータ制御器22により下ステージ駆動部26を制御し、下ステージ11をX方向、Y方向及びθ方向に移動させることにより、下基板31と上基板32との平面方向の相対的な位置合わせである粗アライメントを行なう。この後、低倍率CCDカメラ16により上下の基板31、32の粗アライメント用マーク31R、32Rを撮像し、上下の基板31、32の位置ずれ量を再度検出する。位置ずれ量が許容範囲内であれば粗アライメント完了し、許容範囲外であれば粗アライメントを再度施行する。
Thereafter, the controller is arranged so that the positional deviation amounts in the X and Y directions of the
このように、粗アライメントは、両基板31、32の粗アライメント用マーク31R、32Rの位置ずれ量が目標値に対する許容範囲内に納まるまで1回〜複数回施行される。
As described above, the rough alignment is performed once to a plurality of times until the positional deviation amount of the
(3)次に、下基板31と上基板32の精アライメント用マーク31F、32Fを用いる精アライメントを行なう。
(3) Next, fine alignment using the fine alignment marks 31F and 32F on the
コントローラ21及びモータ制御器22によりZ軸モータ23を制御し、上ステージ12を所定量だけ下降させ、図3(A)に示す如く、下基板31と上基板32の対向間隔が狭められる精合せ位置に設定する。
The
次に、コントローラ21により、モータ制御器22を介してカメラ駆動部18を制御し、高倍率CCDカメラ17のZ方向の位置を変化させることにより、下基板31及び上基板32に設けられた精アライメント用マーク31F、32Fを高倍率CCDカメラ17の焦点深度内に同時に位置付ける(図3(B)、(C))。またこのとき、コントローラ21により照明装置28、29を制御し、上基板32の位置に応じて下基板31及び上基板32に対して異なる照度で照明光を照射するようにしても良い。
Next, the
そして、高倍率CCDカメラ17により、下基板31及び上基板32のそれぞれに設けられた精アライメント用マーク31F、32Fを撮像し、次いで、画像処理装置20により、その撮像結果に基づいて下基板31と上基板32との間の平面方向の相対的な位置ずれ量を検出する。
Then, the high-
その後、このようにして検出された下基板31と上基板32の精アライメント用マーク31F、32FのX方向、Y方向の位置ずれ量が目標値(0,0)に補正されるように、コントローラ21及びモータ制御器22により下ステージ駆動部26を制御し、下ステージ11をX方向、Y方向及びθ方向に移動させることにより、下基板31と上基板32との平面方向の相対的な位置合わせである精アライメントを行なう。この後、高倍率CCDカメラ17により上下の基板31、32の精アライメント用マーク31F、32Fを撮像し、上下の基板31、32の位置ずれ量を再度検出する。位置ずれ量が許容範囲内であれば精アライメント完了し、許容範囲外であれば精アライメントを再度施行する。
Thereafter, the controller is configured so that the amount of positional deviation in the X and Y directions of the fine alignment marks 31F and 32F of the
このように、精アライメントは、両基板31、32の精アライメント用マーク31F、32Fの位置ずれ量が目標値に対する許容範囲内に納まるまで1回〜複数回施行される。
As described above, the fine alignment is performed once to a plurality of times until the positional deviation amounts of the fine alignment marks 31F and 32F on both the
(4)下基板31と上基板32の精アライメントが終了した後、コントローラ21及びモータ制御器22によりZ軸モータ23を制御し、上基板32を下基板31に重ね合せる。その後、上ステージ12による上基板32の保持を解除し、大気開放弁15を開き、真空チャンバ13内を大気開放する。尚、このとき、下ステージ11に保持された下基板31と上ステージ12に保持された上基板32とはシール剤33を介して貼り合わされ、また、下基板31と上基板32との間の空間に液晶34が一様に充填され、液晶基板が作製される。
(4) After the fine alignment between the
(5)最後に、上ステージ12を上昇させ、上ステージ12から液晶基板を離間させる。そして最終的に、下ステージ11による下基板31の保持を解除した後、作製された液晶基板を下流工程へ払い出す。尚、この払い出しの際、真空チャンバ13は、上下に分離して、液晶基板の搬出空間を形成する。
(5) Finally, the
しかるに、本発明にあっては、2枚の基板31、32の対向間隔を粗合せ位置から精合せ位置に狭め、それらの各位置で粗アライメントと精アライメントを行なってそれらの基板31、32を貼り合わせるに際し、精アライメントの施行回数の低減と、生産性の向上を図るために、以下の構成を具備する。
However, according to the present invention, the facing distance between the two
基板貼り合わせ装置10により、下基板31と上基板32の貼り合わせを複数組繰り返すとき、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板31、32の粗アライメントの完了後の最初(1回目)の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板31、32の位置ずれ量(X,Y)を打ち消す値(−X,−Y)とする。即ち、下記(A)、(B)の如くである。
When the
(A)先行する2枚の基板31、32の貼り合わせ(図4(A))
コントローラ21は、先行する2枚の基板31、32の粗アライメントにおいて、それらの粗アライメント用マーク31R、32RのX方向、Y方向の位置ずれ量の補正終了時の目標値を(0,0)とし、粗アライメントを前述(2)の如くに行なう。
(A) Bonding of two preceding
In the rough alignment of the two preceding
粗アライメントの完了後、精アライメントを行なうが、このときコントローラ21は、粗アライメント後の最初の精アライメント時に、高倍率CCDカメラ17が検出したそれら2枚の基板31、32の位置ずれ量(X,Y)を記憶装置27に記憶させる。
After the rough alignment is completed, the fine alignment is performed. At this time, the
(B)後続する2枚の基板31、32の貼り合わせ(図4(B))
コントローラ21は、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントにおいて、それらの粗アライメント用マーク31R、32RのX方向、Y方向の位置ずれ量の補正終了時の目標値を、上述(A)の先行した2枚の基板31、32の粗アライメントの直後の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板31、32の位置ずれ量(X,Y)(記憶装置27の記憶値)を打ち消す値(−X,−Y)とし、粗アライメントを前述(2)の如くに行なう。
(B) Bonding of two
In the rough alignment of the subsequent two
コントローラ21は、上記の目標値(−X,−Y)に従って粗アライメントを行なった後、2枚の基板31、32の対向間隔を精合せ位置まで狭め、それら2枚の基板31、32の精アライメントを前述(3)の如くに行なう。
The
2枚の基板31、32を粗合せ位置から精合せ位置に設定替えするときにステージ11の移動方向の傾きに起因して生ずる上下の基板31、32間の水平方向の位置ずれを打ち消して精アライメントするものになる。これにより、両基板31、32の精アライメント用マーク31F、32Fの位置ずれ量を目標値(0,0)にする精アライメントは1回又は少数回の施行で終了できるものになる。
When the two
尚、コントローラ21は、先行した複数組をなす各2枚の基板31、32の各精アライメント時に検出した各位置ずれ量を、例えば先行する1組目の位置ずれ量(X1,Y1)、2組目の位置ずれ量(X2,Y2)…とし、それらの各位置ずれ量の平均値を(Xa,Ya)とするとき、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を、それらの各位置ずれ量の平均値(Xa,Ya)を打ち消す値(−Xa,−Ya)とすることができる。
Note that the
また、コントローラ21は、先行した基板31、32の精アライメント時に検出した位置ずれ量に基づく、後続する基板31、32の粗アライメントの目標値を、該後続する基板31、23の精アライメント時に検出した位置ずれ量に基づいてリセットすることができる。即ち、後続する基板31、32において粗アライメント後に最初に行なわれた精アライメントで検出された位置ずれ量が予め設定した値以上となった場合に粗アライメントの目標値をリセットする。これは、雰囲気温度の変化等によって機械的習性が経時的に変化する等の原因によって、粗合せ位置から精合せ位置に設定替えするときに両基板31、32間に生じる位置ずれ量が変化したため、現状の粗アライメントの目標値ではその位置ずれを十分に打ち消すことができなくなったと考えられるためである。また、このリセットは、定期的に行なうようにしても良い。例えば、複数組をなす各2枚の基板31、32の貼り合わせを繰り返すとき、例えば、100組の貼り合わせ終了毎等の設定組数の貼り合わせ終了毎に行なっても良いし、30分毎等の設定時間経過毎に行なっても良い。尚、リセット後における粗アライメントの目標値は、リセット直前に貼り合わせが行なわれた2枚の基板31、32に対する粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出した位置ずれ量を打ち消す値に設定すれば良い。
Further, the
従って、基板貼り合わせ装置10によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)複数組をなす各2枚の基板31、32の貼り合わせを繰り返すとき、先行した2枚の基板31、32の粗アライメントの直後の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板31、32の位置ずれ量(X,Y)は、それらの先行した両基板31、32を粗合せ位置から精合せ位置に設定替えしたときの、上ステージ11の移動方向の傾き等に起因する機械的習性によるものであり、後続する2枚の基板31、32を粗合せ位置から精合せ位置に設定替えするときにも機械的習性として同様の位置ずれを伴ない易い。従って、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を上述の位置ずれ量(X,Y)を打ち消す値(−X,−Y)とすることにより、それらの後続する両基板31、32を粗合せ位置から精合せ位置に設定替えするときに生じ易い、両基板31、32の距離を狭めることに基づく両基板31、32の相対位置ずれを打ち消し、精アライメント時の当初に検出されるであろうそれら両基板31、32の位置ずれ量を改善(粗アライメントで許容される位置ずれ程度に小さく)できる。これにより、精合せ位置に設定された2枚の基板31、32の位置ずれ量を精アライメントでの許容範囲内に納まる精アライメントの施行回数を減少しながら、生産性の向上を図ることができる。
Therefore, according to the board |
(a) When repeating the bonding of the two
(b)先行した複数組をなす各2枚の基板31、32の各精アライメント時に検出した各位置ずれ量の平均値に基づき、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を定める。機械的習性により、後続する2枚の基板31、32を粗合せ位置から精合せ位置に設定替えするときに伴ない易い両基板31、32の位置ずれ量を高精度に予測し、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を高精度に設定できる。そのため、精アライメントの施行回数を安定的に低減させることが可能となるので、生産性や歩留りの向上をより一層図ることができる。
(b) Based on the average value of each positional deviation detected at the time of each fine alignment of each of the two
(c)先行した基板31、32の精アライメント時に検出した位置ずれ量に基づく、後続する基板31、32の粗アライメントの目標値を、該後続する基板31、32の精アライメント時に検出した位置ずれ量に基づいてリセットする。雰囲気温度の変化等によって機械的習性が経時的に変化するとき等にも、後続する2枚の基板31、32の粗アライメントの目標値を更新し、その目標値を一層高精度に設定できる。これによっても、精アライメントの施行回数を安定的に低減させることが可能となるので、生産性や歩留りの向上をより一層図ることができる。
(c) The positional deviation detected during the fine alignment of the
(d)粗アライメント時には検出装置として低倍率CCDカメラ16を用いることにより、上ステージ11の上下動に比べて比較的大きな機械的誤差を含む搬送ロボット等によって2枚の基板31、32が各ステージ11、12に搬入されるときの搬入位置精度により、それらの両基板31、32が大きな位置ずれを伴なう場合にも、低倍率CCDカメラ16の視野内で両基板31、32の粗アライメント用マークを確実に検出できる。
(d) At the time of rough alignment, by using the low
精アライメント時には検出装置として高倍率CCDカメラ17を用いることにより、両基板31、32の精アライメント用マークを高精度に位置合わせできる。
By using the high-
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上ステージ11を上下(Z方向)移動させ、下ステージ12を水平(X,Y,θ方向)移動させるように構成したが、これに限られるものではなく、上下のステージ11、12が相対的に、X方向、Y方向、Z方向及びθ方向に相対移動可能に構成されれば良い。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, the
2枚の基板31、32の位置合わせを減圧雰囲気下で行なうものとして説明したが、これに限られるものではなく、大気圧中又は加圧雰囲気中で行なうものであっても良い。
Although the description has been given assuming that the alignment of the two
また、2枚の基板31、32の間の距離(対向間隔)を2段階に切換えて位置決め精度の異なる2つのアライメントとして粗アライメントと精アライメントを行なう例で説明したが、これに限られるものではなく、精度の異なるアライメントを3回以上行なうようにしても良い。例えば、2枚の基板31、32の対向間隔を所定の距離として1回目のアライメントを行ない、次いで、対向間隔を狭めて1回目のアライメントよりも高精度の2回目のアライメントを行ない、更に対向間隔を狭めて2回目のアライメントよりも更に高精度の3回目のアライメントを行なうといった具合である。このような場合において、1回目のアライメントの目標値として、先行する2枚の基板31、32における1回目のアライメント後の最初の2回目のアライメント時に検出した2枚の基板31、32の位置ずれ量を打ち消す値を用いたり、2回目のアライメント目標値として、先行する2枚の基板31、32における2回目のアライメント後の最初の3回目のアライメント時に検出した2枚の基板31、32の位置ずれ量を打ち消す値を用いたりすることができる。
Moreover, although the example of performing coarse alignment and fine alignment as two alignments having different positioning accuracy by switching the distance (opposite spacing) between the two
また、粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板の粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板の位置ずれ量を打ち消す値とすることを、粗アライメントの目標値(0,0)を精アライメント時に検出したそれら2枚の基板31、32の位置ずれ量(X,Y)を打ち消す値(−X,−Y)に置換える例で説明したが、これに限られるものではなく、目標値(0,0)のままで粗アライメントを行なった後、精アライメント時の位置ずれ量(X,Y)を打ち消す値(−X,−Y)分だけ2枚の基板31、32を相対位置をずらすようにすることも含むものとする。
Further, the rough alignment target value is set to a value that cancels out the positional deviation amount of the two substrates detected during the first fine alignment after the rough alignment of the two preceding substrates. Although (0,0) has been described as an example in which the amount of displacement (X, Y) of the two
本発明によれば、2枚の基板の距離を粗合せ位置から精合せ位置に狭め、それらの各位置で粗アライメントと精アライメントを行なってそれらの基板を貼り合わせるに際し、精アライメントの施工回数の低減と、生産性や歩留りの向上を図ることができる。 According to the present invention, the distance between two substrates is narrowed from the rough alignment position to the precise alignment position, and when performing rough alignment and fine alignment at each of these positions and bonding the substrates, Reduction and improvement in productivity and yield can be achieved.
10 基板貼合装置
11 下ステージ(第1のステージ)
11a、11b 空洞
12 上ステージ(第2のステージ)
12a、12b 空洞
13 真空チャンバ
13a、13b、13c、13d 透明体
14、15 真空排気弁
16 低倍率CCDカメラ(検出装置)
17 高倍率CCDカメラ(検出装置)
18、19 カメラ駆動部
20 画像処理装置(検出装置)
21 コントローラ(制御装置)
22 モータ制御器
23 Z軸モータ(駆動装置)
24、25 紫外線照射用ファイバ
26 下ステージ駆動部
27 記憶装置
28、29 照明装置
31 下基板
32 上基板
33 シール剤
34 液晶
10
11a,
12a,
17 High magnification CCD camera (detection device)
18, 19
21 Controller (control device)
22 Motor controller 23 Z-axis motor (drive device)
24, 25
Claims (4)
一方の基板を保持する第1のステージと、
前記第1のステージとは対向して設けられ、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する第2のステージと、
前記第1のステージと前記第2のステージの対向間隔を変化させる第1の駆動装置と、
前記第1のステージに保持された前記一方の基板と前記第2のステージに保持された前記他方の基板との間の相対的な位置ずれ量を検出する検出装置と、
前記検出装置により検出された位置ずれ量に基づいて前記第1のステージ及び前記第2のステージの少なくとも一方を移動させ、前記第1のステージに保持された前記一方の基板と前記第2のステージに保持された前記他方の基板との相対的な位置合わせを行なう第2の駆動装置と、
前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記一方の基板と前記他方の基板とをそれらの対向間隔が所定の距離になる粗合せ位置に設定し、その粗合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との相対的な粗アライメントを行なうように、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御するとともに、粗アライメント後の前記一方の基板と前記他方の基板とをそれらの対向間隔が粗合せ位置よりも狭められる精合せ位置に設定し、その精合せ位置にて前記一方の基板と前記他方の基板との相対的な精アライメントを行なうように、前記第1の駆動装置及び前記第2の駆動装置を制御する基板貼り合わせ装置において、
前記制御装置は、2枚の基板の貼り合わせを複数組繰り返すとき、後続する2枚の基板の粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板の粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板の位置ずれ量を打ち消す値とすることを特徴とする基板貼り合わせ装置。 When bonding two substrates together with an adhesive,
A first stage for holding one substrate;
A second stage that is provided opposite to the first stage and holds the other substrate bonded to the one substrate;
A first driving device for changing a facing distance between the first stage and the second stage;
A detection device that detects a relative displacement amount between the one substrate held on the first stage and the other substrate held on the second stage;
At least one of the first stage and the second stage is moved based on the amount of displacement detected by the detection device, and the one substrate and the second stage held on the first stage A second driving device for performing relative alignment with the other substrate held on the substrate;
A control device for controlling the first drive device and the second drive device;
The control device sets the one substrate and the other substrate at a rough alignment position where a facing distance between them is a predetermined distance, and the one substrate and the other substrate are positioned at the rough alignment position. The first driving device and the second driving device are controlled so as to perform relative rough alignment, and the one substrate and the other substrate after the rough alignment are roughly aligned with each other. The first driving device and the second driving device are set so that the alignment position is narrower than the position, and relative alignment between the one substrate and the other substrate is performed at the alignment position. In the substrate laminating apparatus that controls the driving device,
When the controller repeats a plurality of sets of two substrates, the controller detects the target value of the rough alignment of the two subsequent substrates during the first fine alignment after the rough alignment of the two preceding substrates. A substrate bonding apparatus characterized in that the amount of misalignment between the two substrates is a value that cancels out.
前記第1、第2の基板の貼り合わせを複数組繰り返すとき、後続する2枚の基板の粗アライメントの目標値を、先行した2枚の基板の粗アライメント後の最初の精アライメント時に検出したそれら2枚の基板の位置ずれ量を打ち消す値とすることを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。 One substrate and the other substrate are set at a rough alignment position where a distance between the substrates is a predetermined distance, and the rough alignment is performed between the one substrate and the other substrate at the rough alignment position. The subsequent one of the substrates and the other substrate are set to an alignment position where the facing distance is narrower than the rough alignment position, and the relative alignment between the one substrate and the other substrate at the alignment position In the manufacturing method of the bonded substrate board, in which the fine alignment is performed and the first and second substrates are bonded after the fine alignment,
When a plurality of sets of bonding of the first and second substrates are repeated, the target values of the rough alignment of the subsequent two substrates are detected at the first fine alignment after the rough alignment of the two preceding substrates. A method for manufacturing a bonded substrate, characterized in that the amount of positional deviation between two substrates is canceled out.
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