JPH08152613A - 基板の位置合わせ方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一対の基板の相対位置を位置決めして接合さ
せるにあたり、一対の基板の相対位置のずれの方向に一
様な傾向があることに着目する。 【構成】 一対の基板を保持した保持状態で、前回の補
正動作での補正値を用いて、一対の基板の相対位置を予
め補正した後、一対の基板の相対位置を測定してその相
対位置のずれを補正する。一対の基板を接合させて加圧
力を加えた接合加圧状態で、前回の補正動作での補正値
を用いて、一対の基板の相対位置を予め補正した後、一
対の基板の相対位置を測定してその相対位置のずれを補
正する。 【効果】 前回の補正値を用いて一対の基板の相対位置
を予め補正するため、所定の位置決め精度が得られやす
く、測定、補正動作の回数を減少でき、生産効率を向上
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶表示器の一
対の液晶ガラス基板などを位置合わせする基板の位置合
わせ方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、液晶表示器の一対の液晶
ガラス基板などを位置合わせする基板の位置合わせ方法
および装置としては、特開平５−２３２４５１号公報に
記載されている方法および装置が知られている。

【０００３】図６は液晶表示器の一対の基板１，２の一
般的な位置合わせ工程を示し、この位置合わせ工程につ
いて説明する。なお、基板１，２の内側には、前処理工
程において、電極パターンや基板１，２を接合状態でシ
ールするシール材のパターンが施されたパターン形成部
３がそれぞれ形成されている。

【０００４】そして、前処理工程から送り込まれる図中
上側の基板１は、まず、上下面が反転されてパターン形
成部３を下面に向け、次に、トランスファーバキューム
チャック４の位置で位置決めした後、トランスファーバ
キュームチャック４で吸着して位置合わせ装置５の上側
の吸着ステージ６の下側に搬送し、その吸着ステージ６
へ吸着保持を移し替える。

【０００５】また、前処理工程から送り込まれる下側の
基板２は、まず、仮止め用の光硬化性の仮止め接着剤を
塗布し、次に、位置合わせ装置５の下側の吸着ステージ
７上に搬送し、位置決め後、その吸着ステージ７で吸着
保持する。

【０００６】そして、位置合わせ装置５による位置合わ
せ工程を、図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、基板１，２の間隔が所定の間隔となる位置まで下
側の吸着ステージ７を上昇（Ｚ軸方向）させる（ステッ
プ１）。

【０００７】次に、基板１，２の相対位置を測定し（ス
テップ２）、上側の基板１に対して下側の基板２の相対
位置が一致するように（ステップ３）、下側の吸着ステ
ージ７を水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、垂直回りのθ
回転方向）に移動させる（ステップ４）。この測定動作
および補正動作を何回か繰り返し行なうことによって所
定の位置決め精度に入る。これにより、基板１，２の外
径寸法のばらつきによるセンタずれを補正できる。

【０００８】次に、下側の吸着ステージ７をさらに上昇
（Ｚ軸方向）させ、上側の基板１に下側の基板２を接合
させるとともに仮加圧する（ステップ５）。

【０００９】次に、基板１，２の相対位置を測定し（ス
テップ６）、上側の基板１に対して下側の基板２の相対
位置が一致するように（ステップ７）、下側の吸着ステ
ージ７を水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、垂直回りのθ
回転方向）に移動させる（ステップ８）。この測定動作
および補正動作を何回か繰り返し行なうことによって所
定の位置決め精度に入る。それにより、基板１，２の間
のシール材の粘性などによる基板１，２の相対位置のず
れを補正できる。

【００１０】次に、下側の吸着ステージ７をさらに上昇
（Ｚ軸方向）させ、上側の基板１に下側の基板２を仮加
圧時よりも大きな加圧力で本加圧する（ステップ９）。

【００１１】そして、接合したガラス基板（以下、液晶
セルと称する）８を、位置合わせ装置５から、次工程の
加熱加圧処理工程へ送り出す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、基板１，２を保持した保持状態、基板１，２
を接合して仮加圧した接合加圧状態において、基板１，
２の相対位置を測定する測定動作および補正を加える補
正動作を行ないながら所定の位置決め精度に徐々に近付
けていくため、所定の位置決め精度が得られるまでに測
定動作および補正動作を何回も繰り返し行なう必要があ
り、生産効率が悪い問題がある。

【００１３】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
みなされたもので、一対の基板の位置決めを行なうため
の測定動作および補正動作の回数を減少させ、生産効率
を向上できる基板の位置合わせ方法および装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の基板の位
置合わせ方法は、一対の基板をその少なくとも一方に施
したシール材を介して接合させるにあたり、一対の基板
をそれぞれ保持した保持状態において、以前に保持状態
で補正動作が行なわれた際の補正値を用いて一対の基板
の相対位置を予め補正した後、一対の基板の相対位置を
測定してその相対位置のずれを補正し、一対の基板を接
合させて加圧力を加えた接合加圧状態において、以前に
接合加圧状態で補正動作が行なわれた際の補正値を用い
て一対の基板の相対位置を予め補正した後、一対の基板
の相対位置を測定してその相対位置のずれを補正するも
のである。

【００１５】請求項２記載の基板の位置合わせ装置は、
一対の基板をその少なくとも一方に施したシール材を介
して接合させる基板の位置合わせ装置において、前記一
対の基板をそれぞれ保持する一対のホルダと、この一対
のホルダの少なくとも一方を他方に対して接離移動させ
るホルダ駆動手段と、前記一対の基板の接合時に加圧力
を加える加圧手段と、前記一対の基板の相対位置を測定
する測定手段と、前記一対の基板の相対位置のずれを補
正する補正手段と、前記一対の基板の前記ホルダによる
保持状態および前記加圧手段による接合加圧状態で、以
前に補正動作がそれぞれ行なわれた際の各補正値を記憶
する記憶手段と、前記一対の基板の保持状態および接合
加圧状態で、前記記憶手段に記憶された各補正値を用い
て一対の基板の相対位置を前記補正手段にて予め補正さ
せた後、前記測定手段にて一対の基板の相対位置を測定
して前記補正手段にて相対位置のずれを補正させる制御
手段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の基板の位置合わせ方法では、基
板のロット、シール材の製造ロットなどにより一対の基
板の相対位置のずれの方向に一様な傾向があることに着
目し、一対の基板の保持状態および接合加圧状態におい
て、以前の各補正値を用いて一対の基板の相対位置を予
め補正することにより、この補正のみで所定の位置決め
精度が得られる場合があるとともに、少なくとも所定の
位置決め精度に近付けられる。

【００１７】請求項２記載の基板の位置合わせ装置で
は、一対の基板を一対のホルダにそれぞれ保持してホル
ダ駆動手段で接近させ、この保持状態において、測定手
段で一対の基板の相対位置を測定するとともに補正手段
で補正し、さらに、加圧手段で一対の基板を接合させて
加圧し、この接合加圧状態において、測定手段で一対の
基板の相対位置を測定するとともに補正手段で補正す
る。そして、基板のロット、シール材の製造ロットなど
により一対の基板の相対位置のずれの方向に一様な傾向
があることに着目し、一対の基板の保持状態および接合
加圧状態において、記憶手段に記憶された以前の各補正
値を用いて一対の基板の相対位置を予め補正することに
より、この補正のみで所定の位置決め精度が得られる場
合があるとともに、少なくとも所定の位置決め精度に近
付けられる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例の構成を図面を参照
して説明する。

【００１９】なお、図６に示した構造と同一構造につい
ては同一符号を用いてその説明を省略する。

【００２０】図６に示したように、一対の基板１，２に
は、前処理工程において、電極パターンおよびシール材
が施されているとともに位置合わせパターンがそれぞれ
施されている。そして、図中上側となる上側の基板１は
パターン形成部３を下面として位置合わせ装置５に供給
され、下側の基板２はパターン形成部３を上面として位
置合わせ装置５に供給される。

【００２１】位置合わせ装置５は、図２および図３に示
すように、ベースプレート31と、このベースプレート31
上に立設された複数の支柱32と、この支柱32の上端に支
持されたトッププレート33と、支柱32に案内されて昇降
する中間ステージ34とを備えている。

【００２２】トッププレート33の下面には、断熱板35を
介して、上側の基板１を吸着保持するとともにその基板
１を所定の温度に加熱保温するホルダとしての上側の吸
着ステージ６が取付けられている。この吸着ステージ６
は、ヒータなどの熱源が内蔵されたり高温伝達媒体が導
かれて、上側の基板１を所定の温度に加熱保温する。

【００２３】中間ステージ34は、支柱32に摺動自在に嵌
合するハウジング36を介して昇降自在とされている。中
間ステージ34の上面には、水平方向（図６に示すＸ軸方
向、Ｙ軸方向、垂直軸回りにθ回転方向に対応）に移動
可能とする補正手段としてのテーブル37が取付けられて
いる。このテーブル37の上面に、断熱材38を介して、下
側の基板２を吸着保持するとともにその基板２を所定の
温度に加熱保温するホルダとしての下側の吸着ステージ
７が取付けられている。

【００２４】この吸着ステージ７は、ヒータなどの熱源
が内蔵されたり高温伝達媒体が導かれて、基板２を所定
の温度に加熱保温する。図３に示すように、吸着ステー
ジ７の両側部の３箇所に切欠部7aが設けられている。

【００２５】また、中間ステージ34の上面には、吸着ス
テージ７の両側両端部の各切欠部7aの位置に対応して、
複数のシリンダ39が立設されている。このシリンダ39に
よって上下動するロッド40の上端部に、基板１，２を保
持する基板受41が取付けられている。なお、基板受41
は、吸着ステージ７の両側両端部の各切欠部7aを通じて
上下方向に挿通可能となっている。

【００２６】また、中間ステージ34の上面には、基板受
41の上下動作に連動して基板１，２を位置決めする位置
決めユニット42が取付けられている。この位置決めユニ
ット42は、吸着ステージ７の両側中央部の切欠部7aの位
置に対応して配設された押圧爪43a を有する押圧体43、
吸着ステージ７の両端部に配設された押圧爪44a を有す
る押圧体44とから構成されている。そして、各押圧体4
3，44が同期して内方へ移動し、基板１，２を外形基準
で位置決めする。

【００２７】さらに、中間ステージ34の下面には、基板
１，２に組合わせ加圧力を与える加圧手段としての加圧
シリンダ45が取付けられ、かつ、この加圧シリンダ45の
周囲に複数のガイド軸46が取付けられている。ガイド軸
46にはガイド板47が上下動可能に取付けられ、このガイ
ド板47の中央上面に加圧シリンダ45のピストンロッド45
a が連結されている。ガイド板47の中央下面には、基板
１，２を加圧する加圧力を測定するための圧力測定器48
が取付けられている。

【００２８】ベースプレート31の上面には、中間ステー
ジ34を昇降させるホルダ駆動手段としてのスクリュージ
ャッキ49が取付けられており、このスクリュージャッキ
49の上面から突出する軸49a の上端に圧力測定器48が当
接されている。

【００２９】したがって、スクリュージャッキ49によ
り、圧力測定器48、ガイド板47、加圧シリンダ45を介し
て中間ステージ34を上昇させる。

【００３０】トッププレート33の上部には、図４に示す
ように上側の基板１に形成されたアライメントマーク
（位置合わせパターン）Ｍ1 と下側の基板２に形成され
たアライメントマーク（位置合わせパターン）Ｍ2 とを
測定する一対の測定手段50が設けられている。この測定
手段50は、位置合わせパターンを照明する照明装置51、
照明されたアライメントマークを鏡筒52を通じて撮像す
るカメラ53から構成されている。なお、図４において、
符号Ｆは各カメラ53の視野を示す。

【００３１】また、図５は、位置合わせ装置５を制御す
る制御手段61を備えている。制御手段61は、記憶手段62
を有し、圧力測定器48、カメラ53からデータを入力する
とともに、テーブル37、シリンダ39、位置決めユニット
42、加圧シリンダ45、スクリュージャッキ49を制御す
る。

【００３２】記憶手段62は、基板１，２の吸着ステージ
６，７による保持状態および加圧シリンダ45による接合
加圧状態において、それぞれ行なわれた前回の補正動作
の際の各補正値を記憶する。

【００３３】そして、制御手段61は、基板１，２の保持
状態および接合加圧状態で、記憶手段62に記憶された各
補正値を用いて基板１，２の相対位置を予め補正させる
予備補正手段の機能、カメラ53で撮像されたアライメン
トマークを認識し、基板１，２の相対位置を認識する認
識手段の機能、相対位置の判断の結果に基づいてテーブ
ル37を制御し、基板１，２の相対位置合わせを自動的に
行なわせる自動補正手段の機能、圧力測定器48で測定さ
れた測定圧力と予め設定された基準圧力とを比較し、加
圧シリンダ45の空気圧を調整する圧力調整手段を制御す
る圧力制御手段の機能などを備えている。

【００３４】次に、本実施例の作用を説明する。

【００３５】位置合わせ装置５に送り込まれる上側の基
板１を、複数の基板受41で保持し、位置決めユニット42
の中心方向への動作により外形基準で位置決めする。そ
の状態で、スクリュージャッキ49により、基板１の上面
が上側の吸着ステージ６に当接する位置まで中間ステー
ジ34を上昇させ、吸着ステージ６で基板１を吸着保持す
る。その後、位置決めユニット42を外方へ退避させ、中
間ステージ34を下降させる。

【００３６】位置合わせ装置５に送り込まれる下側の基
板２を、複数の基板受41で保持し、下側の吸着ステージ
７の上面に当接する位置まで下降させ、位置決めユニッ
ト42の中心方向への動作により外形基準で位置決めす
る。その状態で、吸着ステージ７で基板２を吸着し、位
置決めユニット42を外方へ退避させる。

【００３７】また、吸着ステージ６，７により、保持し
た基板１，２を所定の温度に加熱する。これにより、シ
ール材が軟化する。

【００３８】そして、制御手段61による基板１，２の位
置決め工程を図１のフローチャートを参照して説明す
る。

【００３９】まず、スクリュージャッキ49により、基板
１の下面と基板２の上面との間隔が約０．２mmとなる位
置まで、中間ステージ34を上昇させる（ステップ11）。

【００４０】続いて、基板１，２の保持状態において、
前回に保持状態で補正動作を行なった際の補正値を記憶
手段62から読み出し、その補正値を用いてテーブル37を
制御し、基板１，２の相対位置を予め補正する（ステッ
プ12）。

【００４１】続いて、測定手段50で基板１，２のアライ
メントマークを読み取って相対位置を測定し（ステップ
13）、補正値を求める。これは、図４に示すように、一
方のカメラ53で認識した上側の基板１のアライメントマ
ークＭ1 の内円の重心位置と下側の基板２のアライメン
トマークＭ2 の外円の重心位置との位置ずれ量と、同様
に他方のカメラ53で認識した位置ずれ量とから、傾きΔ
θを求め、この傾きΔθを補正した状態でのＸ、Ｙ方向
の位置ずれ量に対する補正値を求める。

【００４２】測定の結果、所定の位置決め精度が得られ
ていなければ（ステップ14）、求められた補正値に基づ
いて、テーブル37を制御し、基板１，２の相対位置を一
致させるように補正を行なう（ステップ15）。

【００４３】所定の位置決め精度が得られれば、基板
１，２が吸着ステージ６，７に保持された位置から所定
の位置決め精度が得られる位置までの今回行なった補正
値を記憶手段62に記憶させる（ステップ16）。

【００４４】続いて、スクリュージャッキ49により、基
板１の下面に基板２の上面が当接する位置まで、中間ス
テージ34を再度上昇させる。このとき、加圧シリンダ45
への供給空気圧は低圧に調節しておくことにより、基板
１の下面に基板２の上面が当接した際、加圧シリンダ45
のピストンロッド45a が１〜５mm押込まれる。そのた
め、基板１，２は例えば１００Kg程度の低い加圧力で仮
加圧することになる（ステップ17）。

【００４５】続いて、基板１，２の加圧状態において、
前回に加圧状態で補正動作を行なった際の補正値を記憶
手段62から読み出し、その補正値を用いてテーブル37を
制御し、基板１，２の相対位置を予め補正する（ステッ
プ18）。

【００４６】続いて、測定手段50で基板１，２のアライ
メントマークを読み取って相対位置を測定し（ステップ
19）、補正値を求める。

【００４７】測定の結果、所定の位置決め精度が得られ
ていなければ（ステップ20）、求められた補正値に基づ
いて、テーブル37を制御し、基板１，２の相対位置を一
致させるように補正を行なう（ステップ21）。

【００４８】所定の位置決め精度が得られれば、基板
１，２が加圧前の位置から加圧後に所定の位置決め精度
が得られる位置までの今回行なった補正値を記憶手段62
に記憶させる（ステップ22）。

【００４９】そして、加圧シリンダ45への供給空気圧を
徐々に増加させることにより、基板１，２に加える加圧
力を徐々に高圧にして、例えば３００〜５００kgの加圧
力で本加圧する（ステップ23）。

【００５０】これにより、加熱されて軟化したシール材
が潰れ広がり、液晶セル８の状態近くまで基板１，２の
間隔が狭められる。

【００５１】そして、位置合わせが終れば、シール材の
接着を安定させるために加圧状態を所定時間継続した
後、吸着ステージ６の吸着を解除し、中間ステージ34を
下降させ、吸着ステージ７の吸着を解除し、組立てられ
た液晶セル８を基板受41で持ち上げ、次工程へ送り出
す。

【００５２】ところで、基板１，２の相対位置のずれ
は、基板１，２のロット、シール材の製造ロットなどに
よりその相対位置のずれの方向に一様な傾向がある。

【００５３】本実施例では、この傾向に着目したもので
あり、基板１，２の保持状態および接合加圧状態で、前
回の各補正値を用いて基板１，２の相対位置を予め補正
することにより、この補正のみで所定の位置決め精度が
得られる場合があるとともに、少なくとも所定の位置決
め精度に近付けることができる。そのため、所定の位置
決め精度が得られやすく、基板１，２の位置決めを行な
うための測定動作および補正動作の回数を減少でき、生
産効率を向上できる。

【００５４】例えば、保持状態および加圧状態における
位置決め工程において、基板１，２の相対位置の測定か
ら補正までに約４秒かかるとして、従来は測定動作およ
び補正動作を３回程度繰り返すとすれば４秒×３回×２
（保持状態と加圧状態）＝２４秒かかるが、本実施例で
は少なくとも１回は減少するために４秒×２回×２（保
持状態と加圧状態）＝１６秒となり、生産効率が少なく
と３０％以上の向上が図れる。

【００５５】なお、前記実施例では、基板１，２の相対
位置を予め補正する補正値は、前回の補正動作で行なわ
れた補正値としたが、以前の１０回程度の補正値の平均
をとった値を補正値としてもよい。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の基板の位置合わせ方法に
よれば、基板のロット、シール材の製造ロットなどによ
り一対の基板の相対位置のずれの方向に一様な傾向があ
ることに着目し、一対の基板の保持状態および接合加圧
状態において、以前の各補正値を用いて一対の基板の相
対位置を予め補正することにより、この補正のみで所定
の位置決め精度が得られる場合があるとともに、少なく
とも所定の位置決め精度に近付けることができる。その
ため、所定の位置決め精度が得られやすく、一対の基板
の位置決めを行なうための測定動作および補正動作の回
数を減少でき、生産効率を向上できる。

【００５７】請求項２記載の基板の位置合わせ装置によ
れば、基板のロット、シール材の製造ロットなどにより
一対の基板の相対位置のずれの方向に一様な傾向がある
ことに着目し、一対の基板の保持状態および接合加圧状
態において、記憶手段に記憶された以前の各補正値を用
いて一対の基板の相対位置を予め補正することにより、
この補正のみで所定の位置決め精度が得られる場合があ
るとともに、少なくとも所定の位置決め精度に近付ける
ことができる。そのため、所定の位置決め精度が得られ
やすく、一対の基板の位置決めを行なうための測定動作
および補正動作の回数を減少でき、生産効率を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の位置合わせ方法および装置の一
実施例を示す位置合わせ方法のフローチャートである。

【図２】同上実施例の位置合わせ装置の概略を示す正面
図である。

【図３】同上実施例の位置合わせ装置の吸着ステージの
部分を示す平面図である。

【図４】同上実施例の基板の位置ずれ測定方法を説明す
る説明図である。

【図５】同上実施例のブロック図である。

【図６】一般的な基板の位置合わせ工程を説明する斜視
図である。

【図７】従来の位置合わせ方法のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１，２ 基板 ６，７ ホルダとしての吸着ステージ 37 補正手段としてのテーブル 45 加圧手段としての加圧シリンダ 49 ホルダ駆動手段としてのスクリュージャッキ 50 測定手段 61 制御手段 62 記憶手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板をその少なくとも一方に施し
   たシール材を介して接合させるにあたり、 一対の基板をそれぞれ保持した保持状態において、以前
   に保持状態で補正動作が行なわれた際の補正値を用いて
   一対の基板の相対位置を予め補正した後、一対の基板の
   相対位置を測定してその相対位置のずれを補正し、 一対の基板を接合させて加圧力を加えた接合加圧状態に
   おいて、以前に接合加圧状態で補正動作が行なわれた際
   の補正値を用いて一対の基板の相対位置を予め補正した
   後、一対の基板の相対位置を測定してその相対位置のず
   れを補正することを特徴とする基板の位置合わせ方法。
2. 【請求項２】 一対の基板をその少なくとも一方に施し
   たシール材を介して接合させる基板の位置合わせ装置に
   おいて、 前記一対の基板をそれぞれ保持する一対のホルダと、 この一対のホルダの少なくとも一方を他方に対して接離
   移動させるホルダ駆動手段と、 前記一対の基板の接合時に加圧力を加える加圧手段と、 前記一対の基板の相対位置を測定する測定手段と、 前記一対の基板の相対位置のずれを補正する補正手段
   と、 前記一対の基板の前記ホルダによる保持状態および前記
   加圧手段による接合加圧状態で、以前に補正動作がそれ
   ぞれ行なわれた際の各補正値を記憶する記憶手段と、 前記一対の基板の保持状態および接合加圧状態で、前記
   記憶手段に記憶された各補正値を用いて一対の基板の相
   対位置を前記補正手段にて予め補正させた後、前記測定
   手段にて一対の基板の相対位置を測定して前記補正手段
   にて相対位置のずれを補正させる制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする基板の位置合わせ装置。