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.

特開2003-131241JP2003-131241

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は基板貼り合わせ装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a substrate bonding apparatus. 図2は粗アライメント状態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a rough alignment state. 図3は精アライメント状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a fine alignment state. 図4は先行する基板のアライメント状態と後続する基板のアライメント状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the alignment state of the preceding substrate and the alignment state of the subsequent substrate.

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 substrate bonding apparatus 10 includes a vacuum chamber 13, and a lower stage (first stage) 11 that holds a lower substrate 31 such as a glass substrate is provided therein. An upper stage (second stage) 12 is provided inside the vacuum chamber 13 so as to face the lower stage 11, and holds an upper substrate 32 such as a glass substrate bonded to the lower substrate 31. It is like that. The vacuum chamber 13 includes an evacuation valve 14 connected to a vacuum source (not shown), and an air release valve connected to a gas supply source (not shown) for supplying a gas such as nitrogen or air. 15 is attached so that evacuation and release to the atmosphere can be performed as necessary.

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 lower stage 11 and the upper stage 12 so that the lower substrate 31 or the upper substrate 32 can be held. Further, the upper stage 12 is provided with a Z-axis motor (first driving device) 23 for moving the upper stage 12 in the Z direction (vertical direction), and between the lower substrate 31 and the upper substrate 32. The vertical distance (opposite spacing) can be changed. Further, the lower stage 11 is provided with a lower stage driving unit (second driving device) 26 for moving the lower stage 11 in the X direction, the Y direction, and the θ direction. Can be aligned relative to each other in the plane direction (XY plane direction).

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 lower substrate 31 held by the lower stage 11, an adhesive made of an ultraviolet curable resin so as to draw a closed loop pattern surrounding a desired area corresponding to the display area of the liquid crystal display panel. The sealing agent 33 is applied. In addition, a predetermined amount of liquid crystal 34 is dropped inside the closed-loop sealant 33 in a form of being scattered at a plurality of locations. Near the four corners of the lower substrate 31 and the upper substrate 32, coarse alignment marks for alignment and fine alignment marks (not shown) are provided.

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 vacuum chamber 13, a low magnification CCD that images each of a rough alignment mark and a fine alignment mark (not shown) provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32. A camera (detection device) 16 and a high magnification CCD camera (detection device) 17 are provided. Further, above the vacuum chamber 13, illumination devices 28 and 29 for irradiating illumination light near the rough alignment mark and the fine alignment mark (not shown) provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32. Is provided. The CCD cameras 16 and 17 and the illumination devices 28 and 29 each have four sets of coarse alignment marks and fine alignment marks (not shown) provided near the four corners of the lower substrate 31 and the upper substrate 32, respectively. Each of the four is provided correspondingly. In the lower stage 11, cavities 11 a and 11 b are provided in portions corresponding to the imaging optical paths of the CCD cameras 16 and 17, and portions of the outer wall of the vacuum chamber 13 corresponding to the imaging optical paths of the CCD cameras 16 and 17 are provided. Are provided with transparent bodies 13a and 13b. Further, in the upper stage 12, cavities 12 a and 12 b are provided in portions corresponding to the illumination light paths of the illumination devices 28 and 29, and a portion corresponding to the illumination light paths of the illumination devices 28 and 29 on the outer wall of the vacuum chamber 13. Are provided with transparent bodies 13c and 13d. As the transparent bodies 13a, 13b, 13c, and 13d, any material can be used as long as it is a material that transmits light and has a sufficient strength as an outer wall of the vacuum chamber 13. For example, a hard glass or resin is used. A material etc. can be used.

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 image processing device 20 is connected to the CCD cameras 16 and 17, and the image processing results obtained by the CCD cameras 16 and 17 are processed by the image processing device 20, whereby the lower substrate 31 and the upper substrate 32. It is possible to detect a relative positional deviation amount in the plane direction between them (a vector amount having both direction and amount information). The CCD cameras 16 and 17 and the image processing device 20 constitute a detection device.

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 image processing device 20, and the controller 21 controls the lower stage driving unit 26 via the motor controller 22, whereby the CCD cameras 16 and 17 and the image processing are performed. The lower stage 11 can be moved in the X direction, the Y direction, and the θ direction based on the amount of displacement detected by the apparatus 20. The controller 21 and the motor controller 22 constitute a control device. Here, a Z-axis motor 23 is also connected to the motor controller 22, and the upper stage 12 can be moved in the Z direction by controlling the Z-axis motor 23 by the controller 21 and the motor controller 22. It has become. The camera controller 18 is also connected to the motor controller 22, and the camera 21 is controlled by the controller 21 and the motor controller 22, so that the CCD cameras 16 and 17 are moved in the X, Y, and Z directions. It can be moved to.

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 controller 21 reduces the distance between the lower substrate 31 and the upper substrate 32 by a predetermined amount, and performs the relative alignment in the planar direction of the lower substrate 31 and the upper substrate 32 at each distance. The motor 23 and the lower stage drive unit 26 are controlled.

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 controller 21 displays a rough alignment mark and a fine alignment mark (not shown) provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32 in accordance with the vertical position of the lower substrate 31 or the upper substrate 32 in the CCD camera. The camera drive unit 18 is controlled via the motor control unit 22 so as to be positioned within the depth of focus of 16 and 17, and the position of the CCD cameras 16 and 17 in the Z direction can be changed. In order to change the focal position of the CCD cameras 16 and 17, the focal distance of the CCD cameras 16 and 17 may be changed by controlling an autofocus mechanism provided in the CCD cameras 16 and 17. Further, the controller 21 controls the illumination devices 28 and 29 so as to irradiate the lower substrate 31 and the upper substrate 32 with illumination light with different illuminances according to the position of the lower substrate 31 or the upper substrate 32. Yes.

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 substrate bonding apparatus 10 will be described.
(1) A loading space for the lower substrate 31 and the upper substrate 32 is formed by separating the vacuum chamber 13 vertically and the like, and the lower stage 11 and the upper stage 12 are disposed in a state of being sufficiently separated from each other. The upper substrate 32 is held at 12 and the lower substrate 31 is held at the lower stage 11. At this time, the sealant 33 is applied to the surface of the lower substrate 31 in advance so as to draw a closed loop pattern surrounding a desired area corresponding to the display area of the manufactured liquid crystal display panel, A predetermined amount of liquid crystal 34 is dropped at a plurality of locations inside the closed-loop sealant 33.

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 lower substrate 31 and the upper substrate 32, coarse alignment marks 31R and 32R (FIG. 2A) for alignment and fine alignment marks 31F and 32F (FIG. 3A) are provided. ) Is provided.

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 evacuation valve 14 connected to a vacuum source (not shown) is opened to evacuate the vacuum chamber 13, and the vacuum chamber 13 is evacuated.

(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 rough alignment marks 31R and 32R on the lower substrate 31 and the upper substrate 32 is performed.

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-axis motor 23 is controlled by the controller 21 and the motor controller 22, and the upper stage 12 is lowered by a predetermined amount. As shown in FIG. 2 (A), the lower substrate 31 and the upper substrate 32 have a predetermined interval between them. Set the rough alignment position to be the distance.

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 controller 21 controls the camera driving unit 18 via the motor controller 22 to change the position of the low-magnification CCD camera 16 in the Z direction, so that the rough substrates provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32 are changed. The alignment marks 31R and 32R are simultaneously positioned within the focal depth of the low magnification CCD camera 16 (FIGS. 2B and 2C). At this time, the lighting devices 28 and 29 may be controlled by the controller 21 so that the illumination light is irradiated to the lower substrate 31 and the upper substrate 32 with different illuminances according to the position of the upper substrate 32.

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-alignment CCD camera 16 images the rough alignment marks 31R and 32R provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32, respectively, and then the image processing device 20 uses the lower substrate 31 based on the imaging result. A relative positional deviation amount between the upper substrate 32 and the upper substrate 32 is detected.

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 rough alignment marks 31R and 32R on the lower substrate 31 and the upper substrate 32 detected in this way are corrected to the target value (0, 0). 21 and the motor controller 22 control the lower stage drive unit 26 and move the lower stage 11 in the X direction, the Y direction, and the θ direction, so that the lower substrate 31 and the upper substrate 32 are relatively positioned in the planar direction. Coarse alignment is performed. Thereafter, the low-magnification CCD camera 16 images the rough alignment marks 31R and 32R on the upper and lower substrates 31 and 32, and detects the amount of positional deviation between the upper and lower substrates 31 and 32 again. If the positional deviation amount is within the allowable range, the rough alignment is completed, and if it is outside the allowable range, the rough alignment is performed again.

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 rough alignment marks 31R and 32R on both the substrates 31 and 32 falls within an allowable range with respect to the target value.

(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 lower substrate 31 and the upper substrate 32 is performed.

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 Z axis motor 23 is controlled by the controller 21 and the motor controller 22, and the upper stage 12 is lowered by a predetermined amount so that the facing distance between the lower substrate 31 and the upper substrate 32 is narrowed as shown in FIG. Set to position.

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 controller 21 controls the camera driving unit 18 via the motor controller 22 to change the position of the high-magnification CCD camera 17 in the Z direction, so that the precision provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32 is changed. The alignment marks 31F and 32F are simultaneously positioned within the focal depth of the high magnification CCD camera 17 (FIGS. 3B and 3C). At this time, the lighting devices 28 and 29 may be controlled by the controller 21 so that the illumination light is irradiated to the lower substrate 31 and the upper substrate 32 with different illuminances according to the position of the upper substrate 32.

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-alignment CCD camera 17 images fine alignment marks 31F and 32F provided on the lower substrate 31 and the upper substrate 32, respectively, and then the image processing device 20 uses the lower substrate 31 based on the imaging result. A relative positional deviation amount between the upper substrate 32 and the upper substrate 32 is detected.

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 lower substrate 31 and the upper substrate 32 detected in this way is corrected to the target value (0, 0). 21 and the motor controller 22 control the lower stage drive unit 26 and move the lower stage 11 in the X direction, the Y direction, and the θ direction, so that the lower substrate 31 and the upper substrate 32 are relatively positioned in the planar direction. Perform precision alignment, which is a combination. Thereafter, the high-alignment CCD camera 17 images the fine alignment marks 31F and 32F on the upper and lower substrates 31 and 32, and detects the amount of positional deviation between the upper and lower substrates 31 and 32 again. If the positional deviation amount is within the allowable range, the fine alignment is completed, and if it is out of the allowable range, the fine alignment is performed again.

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 substrates 31 and 32 fall within the allowable range with respect to the target value.

(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 lower substrate 31 and the upper substrate 32 is completed, the Z axis motor 23 is controlled by the controller 21 and the motor controller 22 so that the upper substrate 32 is superimposed on the lower substrate 31. Thereafter, the holding of the upper substrate 32 by the upper stage 12 is released, the atmosphere release valve 15 is opened, and the inside of the vacuum chamber 13 is opened to the atmosphere. At this time, the lower substrate 31 held on the lower stage 11 and the upper substrate 32 held on the upper stage 12 are bonded together via a sealing agent 33, and between the lower substrate 31 and the upper substrate 32. The liquid crystal 34 is uniformly filled in the space, and a liquid crystal substrate is manufactured.

(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 upper stage 12 is raised and the liquid crystal substrate is separated from the upper stage 12. Finally, after releasing the holding of the lower substrate 31 by the lower stage 11, the manufactured liquid crystal substrate is dispensed to the downstream process. At the time of paying out, the vacuum chamber 13 is separated into upper and lower parts to form a carry-out space for the liquid crystal substrate.

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 substrates 31 and 32 is narrowed from the rough alignment position to the precise alignment position, and rough alignment and fine alignment are performed at each of these positions to make the substrates 31 and 32 to be aligned. When bonding, the following configuration is provided in order to reduce the number of precision alignments and improve productivity.

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 substrate bonding apparatus 10 repeats a plurality of sets of bonding of the lower substrate 31 and the upper substrate 32, the target value of the rough alignment of the subsequent two substrates 31, 32 is set to the value of the preceding two substrates 31, 32. A value (−X, −Y) for canceling the positional deviation amounts (X, Y) of the two substrates 31 and 32 detected at the time of the first (first) fine alignment after the completion of the rough alignment. That is, it is as follows (A) and (B).

(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 substrates 31 and 32 (FIG. 4A)
In the rough alignment of the two preceding substrates 31 and 32, the controller 21 sets the target value at the end of correction of the positional deviation amounts of the rough alignment marks 31R and 32R in the X and Y directions to (0, 0). The coarse alignment is performed as described in (2) above.

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 controller 21 detects the positional deviation amount (X of the two substrates 31 and 32 detected by the high magnification CCD camera 17 at the first fine alignment after the rough alignment. , Y) is stored in the storage device 27.

(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 subsequent substrates 31 and 32 (FIG. 4B)
In the rough alignment of the subsequent two substrates 31 and 32, the controller 21 sets the target value at the end of correction of the positional deviation amounts of the rough alignment marks 31R and 32R in the X direction and the Y direction as described above (A). The value (X, Y) (stored value of the storage device 27) of the two substrates 31, 32 detected during the fine alignment immediately after the rough alignment of the two preceding substrates 31, 32 cancels the value (the stored value of the storage device 27). -X, -Y) and coarse alignment is performed as described in (2) above.

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 controller 21 performs coarse alignment according to the target values (−X, −Y), and then narrows the facing distance between the two substrates 31 and 32 to the precise position. Alignment is performed as described in (3) above.

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 substrates 31 and 32 are changed from the rough alignment position to the alignment position, the horizontal displacement between the upper and lower substrates 31 and 32 caused by the inclination of the moving direction of the stage 11 is canceled out and adjusted. Alignment will be. Thereby, the fine alignment which makes the positional deviation amount of the fine alignment marks 31F and 32F of the both substrates 31 and 32 the target value (0, 0) can be completed by one or a few implementations.

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 controller 21 uses, for example, the first set of positional deviation amounts (X1, Y1), 2 as the positional deviation amounts detected during the fine alignment of each of the two substrates 31 and 32 forming the plurality of preceding sets. When the set positional deviation amount (X2, Y2)... And the average value of each positional deviation amount is (Xa, Ya), the target value of the rough alignment of the subsequent two substrates 31 and 32 is The average value (Xa, Ya) of these misregistration amounts can be a value (-Xa, -Ya) that cancels out.

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 controller 21 detects the target value of the rough alignment of the subsequent substrates 31 and 32 based on the amount of positional deviation detected during the fine alignment of the preceding substrates 31 and 32 during the precise alignment of the subsequent substrates 31 and 23. It is possible to reset based on the amount of displacement. That is, the target value of the rough alignment is reset when the amount of positional deviation detected by the fine alignment first performed after the rough alignment on the subsequent substrates 31 and 32 becomes equal to or larger than a preset value. This is because the amount of misalignment that occurs between the substrates 31 and 32 when the setting is changed from the rough alignment position to the precise alignment position due to changes in mechanical behavior over time due to changes in the ambient temperature or the like. This is because it is considered that the current coarse alignment target value cannot sufficiently cancel the positional deviation. Further, this reset may be performed periodically. For example, when repeating the bonding of each of the two substrates 31 and 32 forming a plurality of sets, for example, it may be performed every time a set number of bonding ends, such as every 100 sets of bonding, or every 30 minutes. It may be performed every time the set time elapses. Note that the target value of the rough alignment after the reset is set to a value that cancels out the positional deviation amount detected at the time of the first fine alignment after the rough alignment with respect to the two substrates 31 and 32 that are bonded immediately before the reset. good.

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 | substrate bonding apparatus 10, there exist the following effects.
(a) When repeating the bonding of the two substrates 31 and 32 forming a plurality of sets, the two substrates 31 and 32 detected during the fine alignment immediately after the rough alignment of the two preceding substrates 31 and 32 are performed. The amount of misalignment (X, Y) is a mechanical behavior caused by the inclination of the moving direction of the upper stage 11 when the preceding substrates 31 and 32 are changed from the rough alignment position to the precise alignment position. Therefore, when the subsequent two substrates 31 and 32 are changed from the rough alignment position to the exact alignment position, the same mechanical misalignment is likely to occur. Accordingly, by setting the target value of the rough alignment of the subsequent two substrates 31 and 32 to the value (−X, −Y) that cancels the above-described positional deviation amount (X, Y), both of the subsequent substrates 31. , 32, which is likely to occur when the rough alignment position is changed to the precise alignment position, cancels the relative positional deviation between the substrates 31 and 32 based on the narrowing of the distance between the two substrates 31 and 32, and is detected at the beginning of fine alignment. Therefore, the amount of misalignment between the substrates 31 and 32, which will be performed, can be improved (as small as the misalignment allowed in the rough alignment). As a result, the productivity can be improved while reducing the number of precision alignments that can be performed within the allowable range of the precision alignment for the amount of positional deviation between the two substrates 31 and 32 set at the precision alignment positions. .

(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 substrates 31 and 32 forming a plurality of preceding groups, the target value of the rough alignment of the subsequent two substrates 31 and 32 is determined. Determine. Due to the mechanical behavior, the amount of positional deviation between the two substrates 31 and 32, which is easily accompanied when the subsequent two substrates 31 and 32 are changed from the rough alignment position to the precise alignment position, is predicted with high accuracy. The target value of the rough alignment of the substrates 31 and 32 can be set with high accuracy. As a result, the number of precision alignments can be stably reduced, so that productivity and yield can be further improved.

(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 subsequent substrates 31 and 32 based on the target value of the coarse alignment of the subsequent substrates 31 and 32 based on the positional deviation amount detected during the fine alignment of the preceding substrates 31 and 32. Reset based on amount. Even when the mechanical behavior changes with time due to a change in the atmospheric temperature or the like, the target value of the rough alignment of the subsequent two substrates 31 and 32 can be updated, and the target value can be set with higher accuracy. This also makes it possible to stably reduce the number of precision alignments, so that productivity and yield can be further improved.

(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 magnification CCD camera 16 as a detection device, the two substrates 31 and 32 are moved to each stage by a transfer robot or the like including a relatively large mechanical error compared to the vertical movement of the upper stage 11. 11 and 12, even when both of the substrates 31 and 32 are accompanied by a large positional deviation, rough alignment of both the substrates 31 and 32 within the field of view of the low-power CCD camera 16 is achieved. Mark can be detected reliably.

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-magnification CCD camera 17 as a detection device during fine alignment, the fine alignment marks on both the substrates 31 and 32 can be aligned with high accuracy.

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 upper stage 11 is moved up and down (Z direction) and the lower stage 12 is moved horizontally (X, Y, and θ directions). However, the present invention is not limited to this. It may be configured to be relatively movable in the X direction, the Y direction, the Z direction, and the θ direction.

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 substrates 31 and 32 is performed in a reduced pressure atmosphere, the present invention is not limited to this, and it may be performed in an atmospheric pressure or a pressurized atmosphere.

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 substrates 31 and 32 in two stages is not limited to this. Alternatively, the alignment with different accuracy may be performed three times or more. For example, the first alignment is performed by setting the facing distance between the two substrates 31 and 32 as a predetermined distance, and then the second alignment is performed with higher precision than the first alignment by narrowing the facing distance, and further the facing distance. The third alignment is performed with higher accuracy than the second alignment by narrowing the angle. In such a case, as the target value for the first alignment, the positional deviation between the two substrates 31 and 32 detected during the first second alignment after the first alignment in the preceding two substrates 31 and 32. The position of the two substrates 31 and 32 detected at the time of the first third alignment after the second alignment on the preceding two substrates 31 and 32 is used as the second alignment target value. A value that cancels the amount of deviation can be used.

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 substrates 31, 32 detected at the time of fine alignment is replaced with a value (-X, -Y) to cancel, the present invention is limited to this. Instead of the target value (0, 0), the rough alignment is performed, and then the two substrates 31 corresponding to the value (−X, −Y) for canceling the positional deviation amount (X, Y) at the time of fine alignment. , 32 includes shifting the relative position.

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 Substrate pasting device 11 Lower stage (first stage)
11a, 11b Cavity 12 Upper stage (second stage)
12a, 12b Cavity 13 Vacuum chamber 13a, 13b, 13c, 13d Transparent body 14, 15 Vacuum exhaust valve 16 Low magnification CCD camera (detection device)
17 High magnification CCD camera (detection device)
18, 19 Camera drive unit 20 Image processing device (detection device)
21 Controller (control device)
22 Motor controller 23 Z-axis motor (drive device)
24, 25 UV irradiation fiber 26 Lower stage drive unit 27 Storage devices 28, 29 Illumination device 31 Lower substrate 32 Upper substrate 33 Sealant 34 Liquid crystal

Claims (4)

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.
前記制御装置は、先行した複数組をなす各2枚の基板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を打ち消す値とするように、前記目標値を定める請求項1に記載の基板貼り合わせ装置。   2. The substrate according to claim 1, wherein the control device determines the target value so that an average value of each displacement amount detected at the time of each fine alignment of each of the two substrates forming the plurality of sets is a value that cancels out. Bonding device. 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.
前記先行した複数組をなす各2枚の基板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を打ち消す値とするように、前記目標値を定める請求項3に記載の貼り合わせ基板の製造方法。 The bonded substrate manufacturing method according to claim 3 , wherein the target value is determined so that an average value of each displacement amount detected at each fine alignment of each of the two substrates forming the plurality of preceding sets is a value to be canceled. Method.
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