JPWO2009060890A1 - 貼合せ基板製造装置および貼合せ基板製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2007年11月09日に、日本国に出願された特願2007−291946号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)本発明の貼合せ基板製造装置は、上基板と下基板とを位置合わせしつつ貼り合わせて貼合せ基板を製造する貼合せ基板製造装置であって、前記下基板を支持するベース部と;上下移動可能でかつ、前記ベース部とともに貼合せ処理室を形成するチャンバ部材と;前記ベース部に立設された支持棒と;この支持棒に沿って前記チャンバ部材から独立して上下移動可能でかつ、前記上基板を保持可能な上加圧部材と;を備え、前記上加圧部材が移動することにより、前記貼合せ処理室の内部で前記上基板と前記下基板とが貼り合わされる。
さらに、下基板をベース部に吸着させると、下基板吸着装置と下基板浮上吸着装置とは貼合せ処理室には露出されないため、各装置から発生するパーティクルなどが貼合せ処理室内に流入することを防止できる。したがって、貼合せ処理室内のクリーン度を確保できる。
また、上加圧部材とチャンバ部材とを個別に上下移動可能にしたため、チャンバ部材は高速で上下移動させられ、上加圧部材は基板の貼合せ時に微小な動き(上下移動)をさせられる。つまり、2枚の基板の位置合わせ精度が向上するとともに、生産効率が向上する。
また、下基板と上基板とを所定距離だけ離間配置した状態で貼合せ処理室を減圧するので、コンダクタンスが大きい状態で減圧できる。これにより、減圧時間を短縮できる。
さらに、貼合せ処理室内を減圧した後に、移動機構により下基板と上基板との位置合わせを行える。したがって、下基板と上基板との位置合わせを行った後、再度、上加圧部材を上昇させる必要がなくなり、生産効率を向上できる。
そして、下基板が載置テーブルに載置されているため、下基板を安定保持でき、下基板と上基板との位置合わせを高精度に行える。
したがって、2枚の基板の位置合わせ精度を向上して、歩留まりを向上させられる。
また、上加圧部材を上昇させて下基板と上基板とを所定距離だけ離間配置した後に貼合せ処理室を減圧するので、コンダクタンスが大きい状態で減圧できる。これにより、減圧時間を短縮できる。
さらに、上基板と下基板とを位置合わせする際には、下基板浮上吸着装置により下基板をベース部から浮上させられる。したがって、下基板吸着装置により、容易に下基板を移動させられる。上基板と下基板とを貼り合わせる際には、下基板浮上吸着装置により下基板をベース部に吸着させられる。したがって、下基板の位置ずれを防止でき、上基板と下基板とを精度良く貼り合わせられる。また、下基板を載置するためのテーブルを別途必要としないため、ベース部と下基板との間に介在する部品点数を少なくできる。さらに、下基板をベース部に吸着させると、下基板吸着装置および下基板浮上吸着装置は貼合せ処理室には露出されないため、各装置から発生するパーティクルなどが貼合せ処理室内に流入することを防止できる。したがって、貼合せ処理室内のクリーン度を確保した状態で、上基板と下基板とを貼り合わせられる。
これにより、上基板と下基板との位置合わせをしてから貼り合わせるまでの間に、上基板と下基板の位置関係がずれることを防止できる。したがって、2枚の基板の位置合わせ精度が向上して、歩留まりを向上させられる。また、上加圧部材とチャンバ部材とを個別に上下移動可能にしたため、チャンバ部材は高速で上下移動させることができ、上加圧部材は基板の貼合せ時に微小な動き(上下移動)をさせられる。つまり、2枚の基板の位置合わせ精度が向上するとともに、生産効率を向上できる。
11,111 ベース部
14 チャンバ部材
15 上加圧部材
16 第二支持棒(支持棒)
17 チャンバ(貼合せ処理室)
29 移動機構
31 載置テーブル
57 吸着ピン
125 駆動台(下基板吸着装置)
135 エアーパッド(下基板浮上吸着装置)
W1 下基板
W2 上基板
W3 貼合せ基板
本発明の第一実施形態に係る貼合せ基板製造装置について、図1〜図11に基づいて説明する。
図1は貼合せ基板製造装置の正面概略図であり、図2は図1のA−A線に沿う断面図である。図1,図2に示すように、貼合せ基板製造装置10は、下基板W1を載置するベース部11と、ベース部11に立設された第一支持棒13と、第一支持棒13に沿って上下移動可能であり、かつチャンバ17の一部を構成するチャンバ部材14と、ベース部11に立設された第二支持棒16と、第二支持棒16に沿ってチャンバ部材14から独立して上下移動可能であり、かつ上基板W2を保持可能な上加圧部材15と、を備えている。
第二支持棒16には、上加圧部材15が装着されている。上加圧部材15は、平面視において、凹部25より若干小さい長方形で形成されている。上加圧部材15の四隅には、第二支持棒16に対応した位置に、第二支持棒16が挿通可能な貫通孔71が形成されている。貫通孔71の下方には、上加圧部材15が第二支持棒16に沿って垂直方向に上下するように、案内ガイド83が配置されている。
保持面75の上基板W2が保持される位置には、静電チャック部77が複数設けられている。静電チャック部77の表面は、保持面75と面一になるように配置されている。また、保持面75の、静電チャック部77が配置されていない箇所には、吸着ピン57を挿通可能な貫通孔78が形成されている。
加圧機構96により、下基板W1と上基板W2とを貼り合わせる際に、適正な荷重でこれらの基板W1,W2を貼り合わせるように調節できる。加圧機構96によって基板W1,W2にかけられている荷重は、ロードセル90により検出できる。
次に、貼合せ基板製造装置10を用いて、貼合せ基板を製造する手順を図3〜図11を用いて説明する。図3〜図10は貼合せ基板製造装置を用いて貼合せ基板を製造する過程を示す説明図、図11は貼合せ基板を製造する過程を示すフローチャートである。
後述の各ステップ番号は、図11のステップ番号に対応している。
まず、図3に示すように、貼合せ基板製造装置10の上加圧部材15は、加圧機構96によりその最上位に位置した状態に保持されている。
ステップS2では、図示しないロボットアームで搬送されてきた下基板W1を載置テーブル31の上方に配置する。ここで、リフトピン45を上昇させて下基板W1をロボットアームから浮上させる。
ステップS4では、リフトピン45を下降させて、下基板W1を載置テーブル31の上面32に載置する。
ステップS6では、吸着ピン57を下降させて上基板W2を吸着する。吸着ピン57を下降させるには、上加圧部材15を最上位に保持したまま、チャンバ部材14を下降させる。
ステップS7では、ロボットアームをチャンバ17内から退避させる。
ステップS9では、上加圧部材15の静電チャック部77を機能させて、上基板W2を保持面75に吸着させる。図4は、上述したステップS9までが完了したときの説明図である。
ステップS1〜S4の下基板W1を搬入する工程と、ステップS5〜S9の上基板W2を搬入する工程とは、どちらを先にしてもよい。ただし、上基板W2は吸着ピン57から落下するおそれがある。そのため、上基板W2の搬入を先に行うことにより、上基板W2の落下による影響が下基板W1に及ぶのを防止できる。特に、液晶パネルを製造する場合には、下基板W1の上面に液晶が塗布されているため、上基板W2の搬入を先に行うことが望ましい。
ステップS14では、図8に示すように、カメラ80を作動して、下基板W1と上基板W2とのアライメントマークM1,M2に順次焦点を合わせて、これらを撮影する。そして、それぞれのアライメントマークM1,M2が一致するように、下基板W1を水平面内方向に移動する(基板位置合わせ工程)。このとき、アライメントマークM1,M2のズレ量を基に、移動機構29を駆動させて載置テーブル31を移動させて、下基板W1を適正位置まで移動させる。
ステップS16では、図9に示すように、下基板W1と上基板W2とを貼り合わせる(基板貼合せ工程)。このとき、加圧機構96によって上加圧部材15に下向きの力を作用させ、両基板W1,W2を加圧する。ここで、ロードセル90により、両基板W1,W2に作用する荷重を検出し、適正な荷重で基板を貼り合わせるように調整する。
ステップS19では、貼合せ基板W3とベース部11の上面23との隙間にロボットアームを挿入して、リフトピン45からロボットアームに貼合せ基板W3を受け渡す。そして、ロボットアームが、図示しない別の装置に貼合せ基板W3を搬送して処理が完了する。
また、チャンバ部材14から独立して上加圧部材15を上下移動させることで、吸着ピン57から上加圧部材15に上基板W2を受け渡すことができる。したがって、吸着ピン57独自の上下移動機構が不要になり、製造コストの上昇を抑制できる。
次に、本発明の第二実施形態に係る貼合せ基板製造装置について、図12〜図15に基づいて説明する。本実施形態は、第一実施形態と下基板W1の載置手段が異なるのみで、他の構成については略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図12は、貼合せ基板製造装置の正面概略図であり、図13は図12のB−B線に沿う断面図である。図12、図13に示すように、ベース部111の上面123は平面視で長方形に形成され、下基板W1を載置できる。上面123の平面視略中央部には、下基板W1を上下方向と、直交2軸水平方向と、水平回転方向(以下、水平面内方向という)とに移動できる駆動台125が設けられている。
エアーパッド135は、平面視略円形で形成されており、エアーパッド135の内部は空洞139が形成されている。空洞139の天井面には空気孔138が複数形成されている。また、空洞139は、その下方に設けられた給排気管140と接続されている。給排気管140は、ベース部111を貫通して下面121から延出され、図示しない給排気ポンプと接続されている。下基板W1がベース部111上に載置された状態で給気すると、空気孔138から空気が下基板W1に向かって噴出し、下基板W1を浮上させられる。一方、下基板W1がベース部111上に載置された状態で排気すると、空気孔138を介して下基板W1をベース部111に密着させられる。給排気管140の途中には、給排気量の調整をするバルブ141が設けられている。通常時において、駆動台125の表面126とエアーパッド135の表面137とは、面一になる。
次に、貼合せ基板製造装置110を用いて、貼合せ基板を製造する手順の一部を図15に基づいて説明する。図15は貼合せ基板を製造する過程を示すフローチャートである。
ステップS1では、下基板W1をロボットアームにより搬入する。下基板W1の具体的な搬入方法はステップS2以降に示す。
ステップS2では、図示しないロボットアームで搬送されてきた下基板W1をベース部111の上方に配置する。ここで、リフトピン145を上昇させて下基板W1をロボットアームから浮上させる。
ステップS4では、リフトピン145を下降させて、下基板W1をベース部111の上面123に載置する。このとき、排気管129から排気することで下基板W1を駆動台125に吸着させる。
ステップS1〜S4の下基板W1を搬入する工程と、ステップS5〜S9の上基板W2を搬入する工程とは、どちらを先にしてもよい。
ステップS10では、チャンバ部材14をベース部111(下基板W1)に向かって下降させる。チャンバ部材14の四隅の雌ネジ86が、第一支持棒13の雄ネジ85に螺合されているため、チャンバ部材14は水平状態を保持したまま下降する。そして、壁部51の底面52とベース部111の上面123とが当接するまでチャンバ部材14を下降させる。つまり、ベース部111とチャンバ部材14とで密閉封止されたチャンバ17が構成される(処理室形成工程)。
ステップS15では、チャンバ17内の真空引きを行う(減圧工程)。
ステップS17では、下基板W1と上基板W2とを貼り合わせる(基板貼合せ工程)。
このとき、加圧機構96によって両基板W1,W2を加圧する。ここで、ロードセル90により、両基板W1,W2に作用する荷重を検出し、適正な荷重で基板を貼り合わせるように調整する。
ステップS20では、貼合せ基板W3とベース部111の上面123との隙間にロボットアームを挿入して、リフトピン145からロボットアームに貼合せ基板W3を受け渡す。
そして、ロボットアームが図示しない別の装置に貼合せ基板W3を搬送して処理が完了する。
このように構成しても、第一実施形態と同様に、2枚の基板W1,W2の位置合わせ精度が向上して、歩留まりを向上できる。
例えば、本実施形態において、移動ステージを水平方向のみに移動できるように構成したが、上下方向にも移動できるように構成してもよい。
また、本実施形態において、上加圧部材の上下移動もチャンバ部材の上下移動と同様に、第二支持棒にネジを形成し、第二支持棒を回転させることで上加圧部材を上下移動できるように構成してもよい。
Claims (6)
- 上基板と下基板とを位置合わせしつつ貼り合わせて貼合せ基板を製造する貼合せ基板製造装置であって、
前記下基板を支持するベース部と;
上下移動可能でかつ、前記ベース部とともに貼合せ処理室を形成するチャンバ部材と;
前記ベース部に立設された支持棒と;
この支持棒に沿って前記チャンバ部材から独立して上下移動可能でかつ、前記上基板を保持可能な上加圧部材と;
を備え、
前記上加圧部材が移動することにより、前記貼合せ処理室の内部で前記上基板と前記下基板とが貼り合わされることを特徴とする貼合せ基板製造装置。 - 前記チャンバ部材に、前記上基板を吸着させるための吸着ピンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の貼合せ基板製造装置。
- 前記ベース部に、
前記下基板を載置する載置テーブルと、
この載置テーブルを移動させる移動機構と、
が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記ベース部に、
前記下基板の一部を吸着しつつ前記下基板を移動させる下基板吸着装置と、
この下基板吸着装置による前記下基板の移動時には、前記下基板の前記下基板吸着装置と吸着していない部位を浮上させ、前記上基板と前記下基板との貼合せ時には、前記下基板の前記下基板吸着装置と吸着していない部位を吸着することが可能な下基板浮上吸着装置と、
が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の貼合せ基板製造装置。 - ベース部により下基板を支持し、前記ベース部から立設された支持棒に沿って上下移動可能な上加圧部材により上基板を保持し、前記上加圧部材から独立して上下移動可能なチャンバ部材と前記ベース部とにより構成された貼合せ処理室の内部で、前記下基板と前記上基板とを位置合わせしつつ貼り合わせて貼合せ基板を製造する貼合せ基板製造方法であって、
前記チャンバ部材を下降させて、前記ベース部と前記チャンバ部材とで前記上基板および前記下基板が収容された貼合せ処理室を形成する処理室形成工程と;
前記上加圧部材を下降させて、前記下基板と前記上基板とを所定距離だけ離間配置する第一上基板移動工程と;
前記貼合せ処理室内を減圧する減圧工程と;
前記上加圧部材を下降させて、前記下基板と前記上基板とを所定間隔に対向配置する第二上基板移動工程と;
前記下基板を載置する載置テーブルを前記ベース部に設けられた移動機構により移動させることで前記下基板を移動させて、前記下基板と前記上基板との位置合わせを行う基板位置合わせ工程と;
前記上加圧部材を下降させて、前記下基板と前記上基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程と;
を備えていることを特徴とする貼合せ基板製造方法。 - ベース部により下基板を支持し、前記ベース部から立設された支持棒に沿って上下移動可能な上加圧部材により上基板を保持し、前記上加圧部材から独立して上下移動可能なチャンバ部材と前記ベース部とにより構成された貼合せ処理室の内部で、前記下基板と前記上基板とを位置合わせしつつ貼り合わせて貼合せ基板を製造する貼合せ基板製造方法にであって、
前記チャンバ部材を下降させて、前記ベース部と前記チャンバ部材とで前記上基板および前記下基板が収容された貼合せ処理室を形成する処理室形成工程と;
前記ベース部に設置された下基板吸着装置により前記下基板の一部を吸着しつつ前記下基板を前記ベース部から離間させるとともに、前記ベース部に設置された下基板浮上吸着装置により、前記下基板の前記下基板吸着装置と吸着していない部位を浮上させる第一下基板移動工程と;
前記上加圧部材を下降させて、前記下基板と前記上基板とを所定間隔に対向配置する第一上基板移動工程と;
前記下基板吸着装置により前記下基板を移動させて、前記下基板と前記上基板との位置合わせを行う基板位置合わせ工程と;
前記上加圧部材を上昇させて、前記下基板と前記上基板とを所定距離だけ離間配置する第二上基板移動工程と;
前記下基板吸着装置により前記下基板の一部を吸着しつつ前記下基板を前記ベース部に当接させるとともに、前記下基板浮上吸着装置により、前記下基板の前記下基板吸着装置と吸着していない部位を前記ベースに吸着させる第二下基板移動工程と;
前記貼合せ処理室内を減圧する減圧工程と、
前記上加圧部材を下降させて、前記下基板と前記上基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程と;
を備えていることを特徴とする貼合せ基板製造方法。
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