JPWO2018074013A1

JPWO2018074013A1 - 貼合デバイスの真空貼り合わせ装置

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Publication number: JPWO2018074013A1
Application number: JP2017554101A
Authority: JP
Inventors: 謙司佐藤; 義和大谷
Original assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2037-07-04
Also published as: JP6255546B1

Abstract

貼り合わせ空間の気圧変化及び温度変化による第一ワークと第二ワークの位置ズレを防止する。第一ワークの第一ワーク保持面を有する第一保持部材と、第一ワーク保持面と貼り合わせ空間を挟んで対向し且つ第二ワークの第二ワーク保持面を有する第二保持部材と、第一保持部材又は第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方を相対的に接近移動させる接離用駆動部と、貼り合わせ空間から気体を外部空間に排出して貼り合わせ空間を大気雰囲気から減圧雰囲気まで調整する室圧調整部と、接離用駆動部及び室圧調整部を作動制御する制御部と、を備え、第一ワーク保持面又は第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、第一ワーク又は第二ワークのうち一方或いは両方の非貼合面と対向して着脱自在に接触するように形成される複数の凸状部と、複数の凸状部の隣に非貼合面と対向するように形成される複数の凹溝部と、を有し、複数の凸状部及び複数の凹溝部は、第一ワーク保持面又は第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方の全体に亘って、複数の凸状部及び複数の凹溝部が非貼合面の交差する方向へ等方性を有する配置に並べられ、複数の凸状部に対する非貼合面の接触状態で、複数の凹溝部が貼り合わせ空間と外部空間をそれぞれ連通する通気路であり、制御部は、室圧調整部による貼り合わせ空間の減圧時及び大気解放時において、通気路により気体を非貼合面の交差する方向へそれぞれ同様に流動させるように制御する。

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）やセンサーデバイスか、又は例えばタッチパネル式ＦＰＤや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍などのような、液晶モジュール（ＬＣＭ）やフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）などの板状ワークに対して、タッチパネルやカバーガラスやカバーフィルムやＦＰＤなどのもう一枚の板状ワークを貼り合わせる貼合デバイスの真空貼り合わせ装置に関する。

従来、この種の貼合デバイスの真空貼り合わせ装置として、真空チャンバ内に第１の基板を吸着して保持する下平板（テーブル）と、第２の基板を吸着して保持する上平板（加圧板）が設けられ、加圧板やテーブルの吸着面に複数の吸着溝を形成した貼合せ基板製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。
複数の吸着溝は、所定の方向に沿って加圧板やテーブルの端面まで延びるように辺を切り欠いて形成され、真空チャンバ内の空間と連通している。複数の吸着溝の間に形成される凸状部には、複数の吸着溝と非連通な吸着管路が形成され、吸着管路により基板を真空吸着している。
制御装置によって制御されたプレス装置は、真空チャンバ内を真空排気して減圧し、基板の位置合せが行われた後に、基板をプレスして貼り合わせ、その後に真空チャンバ内を大気開放している。

特開２００６−１７８４７６号公報

ところで、真空チャンバ内は、減圧や大気解放時の圧力変化により、複数の吸着溝内の気体が断熱膨張や断熱圧縮して温度変化する。
詳しく説明すると、加圧板やテーブルに基板が密着保持された状態で、真空チャンバ内の真空排気により減圧されると、真空チャンバ内の空間と連通する複数の吸着溝内の気体が断熱膨張して温度低下する。
これと逆に大気解放時には、真空チャンバ内の空間と連通する複数の吸着溝内の気体が断熱圧縮して温度上昇する。
このような真空チャンバ内の空間や加圧板やテーブルの温度変化は、密着保持された基板にも伝わり、温度変化の生じた方向へ基板が伸び縮みする。
しかし乍ら、特許文献１では、複数の吸着溝として主に平行な直線溝が一方向へ延びる縞状の異方性を有する配置に並べられるため、真空チャンバ内の減圧時や大気解放時による温度変化が主に各吸着溝の直線延び方向へ発生する。これに伴って基板も主に各吸着溝の直線延び方向へ伸び縮みして、基板の全体形状が変ってしまう。
また、設計上の理由により加圧板又はテーブルのいずれか一方のみに複数の吸着溝（直線溝）が設けられる場合や、加圧板とテーブルに設けられる各吸着溝の直線延び方向が異なるなる場合が考えられる。このような場合には、対向する基板同士に位置ズレが発生し、減圧状態で基板同士を精密な位置合せしても、次の大気解放によって局部的な歪みや位置ズレが発生してしまう。
この伸び縮みは、１辺が１メートルを超える大きな基板に対して、サブミクロンオーダーの合わせを必要とする液晶パネルや有機ＥＬパネルの表示体に対する貼り合わせの場合には、僅かな変化でも影響が出てしまうという問題があった。
また、貼合デバイスに用いられる液晶（ＬＣ）やＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）の液剤及び配向膜は、特に温度変化に弱く、基板全体に顕著な温度ムラが生じると、液晶（ＬＣ）やＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）の液剤及び配向膜の物性に悪影響を与え、歩留まりが低下するという問題もあった。

このような課題を解決するために本発明に係る貼合デバイスの真空貼り合わせ装置は、第一ワークの第一ワーク保持面を有する第一保持部材と、前記第一ワーク保持面と貼り合わせ空間を挟んで対向し且つ第二ワークの第二ワーク保持面を有する第二保持部材と、前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方を相対的に接近移動させる接離用駆動部と、前記貼り合わせ空間から気体を外部空間に排出して前記貼り合わせ空間を大気雰囲気から減圧雰囲気まで調整する室圧調整部と、前記接離用駆動部及び前記室圧調整部を作動制御する制御部と、を備え、前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、前記第一ワーク又は前記第二ワークのうち一方或いは両方の非貼合面と対向して着脱自在に接触するように形成される複数の凸状部と、前記複数の凸状部の隣に前記非貼合面と対向するように形成される複数の凹溝部と、を有し、前記複数の凸状部及び前記複数の凹溝部は、前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方の全体に亘って、前記複数の凸状部及び前記複数の凹溝部が前記非貼合面の交差する方向へ等方性を有する配置に並べられ、前記複数の凸状部に対する前記非貼合面の接触状態で、前記複数の凹溝部が前記貼り合わせ空間と前記外部空間をそれぞれ連通する通気路であり、前記制御部は、前記室圧調整部による前記貼り合わせ空間の減圧時及び大気解放時において、前記通気路により前記気体を前記非貼合面の交差する方向へそれぞれ同様に流動させるように制御することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る貼合デバイスの真空貼り合わせ装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が貼り合わせ前の縦断正面図、（ｂ）が貼り合わせ後の縦断正面図である。図１の（２）−（２）線に沿える横断平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの真空貼り合わせ装置Ａは、図１及び図２に示すように、板状に形成された一対のワークＷ１，Ｗ２を、第一保持部材１と第二保持部材２にそれぞれ保持し、第一保持部材１と第二保持部材２の相対的な接近移動により一対のワークＷ１，Ｗ２を位置合わせして貼り合わせる貼合デバイス製造装置である。貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２は、第一保持部材１及び第二保持部材２から剥離される。
この貼合デバイス製造装置の具体例としては、貼り合わせ空間Ｓに第一保持部材１と第二保持部材２が対向して配置され、大気中で貼り合わせ空間Ｓに搬送された第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を第一保持部材１と第二保持部材２にそれぞれ受け取る。その後、減圧された貼り合わせ空間Ｓで第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方を、前記対向方向へ相対的に接近移動させる。必要に応じて前記対向方向と交差する方向へ相対的に位置合わせしてから、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を貼り合わせる（合着する）。これにより、内部に封止空間を有する貼合デバイスＷが作成される。これに続いて、貼合デバイスＷの第一ワークＷ１を第一保持部材１から剥離した後に、貼り合わせ空間Ｓを大気圧に戻すことで、貼合デバイスＷの封止空間の内圧と圧力差が生じ、この圧力差により貼合デバイスＷを所定ギャップまで均等に加圧される。その後、完成した貼合デバイスＷは、第二保持部材２から剥離して貼り合わせ空間Ｓの外へ搬送される。
なお、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２は、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、通常、上下方向へ対向するように配置され、上側の第一ワークＷ１と下側の第二ワークＷ２が貼り合わされる方向を以下「Ｚ方向」という。Ｚ方向と交差する第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２に沿った方向を以下「ＸＹ方向」という。

詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの真空貼り合わせ装置Ａは、Ｚ方向に対向して設けられる第一保持部材１及び第二保持部材２と、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＺ方向へ相対的に接近移動させる接離用駆動部３と、貼り合わせ空間Ｓから気体を外部空間（図示しない）に排出して貼り合わせ空間Ｓを大気雰囲気ＡＰから減圧雰囲気ＤＰまで調整する室圧調整部（図示しない）と、第一保持部材１，第二保持部材２，接離用駆動部３や室圧調整部などを作動制御するための制御部４と、を主要な構成要素として備えている。
さらに、第二保持部材２には、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動させるアライメント用駆動部（図示しない）と、貼り合わせが完了した貼合デバイスＷを第二保持部材２から剥がすリフトピンなどからなる剥離部材（図示しない）と、を備えることが好ましい。

貼合デバイスＷは、例えばＬＣＤなどのＦＰＤや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍か又は有機ＥＬディスプレイなどのような、構成部品が一体的に組み付けられたモジュールなどを含む薄板状の構造体である。
第一ワークＷ１は、例えばガラス製のタッチパネルやカバーガラスなどからなり、ＬＣＭやフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）などからなる第二ワークＷ２を覆うように接着されることで、ＦＰＤやＯＬＥＤなどを構成するものである。
さらに、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の対向面のいずれか一方又は両方には、シール材Ｗ３がディスペンサなどの定量吐出ノズルを用いて額縁状に塗布され、シール材Ｗ３で囲まれた封止空間には液晶（ＬＣ）などが充填される。
シール材Ｗ３としては、紫外線などの光エネルギーを吸収して重合が進行することにより硬化して接着性を発現する、ＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）などの光硬化型接着剤を用いている。
また、その他の例として、シール材Ｗ３で囲まれた封止空間に液晶（ＬＣ）以外のものを充填したり、シール材Ｗ３が熱エネルギーの吸収により重合が進行して硬化する熱硬化型接着剤、二液混合硬化型接着剤などを用いたり変更することも可能である。

第一保持部材１は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成された定盤などからなり、その表面には、搬入された第一ワークＷ１とＺ方向へ対向して接触する第一ワーク保持面１ａを有している。
第一ワーク保持面１ａの具体例として図１に示される例の場合には、第一保持部材１の略平滑な表面において第一ワークＷ１と接触する部位又は全体に、第一ワーク保持面１ａを形成している。
第二保持部材２は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成された定盤などからなり、その表面には、搬入された第二ワークＷ２とＺ方向へ対向して接触する第二ワーク保持面２ａを有している。
第二ワーク保持面２ａの具体例として図１及び図２に示される例の場合には、第二保持部材２の略平滑な表面において第二ワークＷ２と接触する部位又は全体に、第二ワーク保持面２ａを形成している。
また、その他の例として図示しないが、第一保持部材１の表面全体を第一ワーク保持面１ａとしたり、第二保持部材２の表面全体を第二ワーク保持面２ａとしたり変更することも可能である。

第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは第一ワーク保持面１ａ及び第二ワーク保持面２ａの両方は、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２のうち一方或いは両方と対向して着脱自在に面接触するように形成される複数の凸状部１１，２１と、凸状部１１，２１と隣接して形成される複数の凹溝部１２，２２と、を有している。
複数の凸状部１１，２１及び複数の凹溝部１２，２２は、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに対して切削加工やサンドブラストなどのブラスト処理やエッチング処理やラッピング処理などの凹凸加工を施すか又は型成形により形成される。
複数の凸状部１１，２１は、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに沿ってそれぞれ所定間隔毎に突出し、それぞれ独立した島状に分離するように形成され、複数の平滑面１１ａ，２１ａを有している。
複数の平滑面１１ａ，２１ａは、複数の凹溝部１２，２２から突出する複数の凸状部１１，２１の頂面に、それぞれが第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ２１と平行に形成されて、非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１と面接触する。
複数の凹溝部１２，２２は、複数の凸状部１１，２１の間に第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに沿ってそれぞれが所定間隔毎に窪み、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全長に亘って繋がる凹状に形成される。各凹溝部１２，２２の形状は、直線的に連続させることが好ましい。
複数の凸状部１１，２１及び複数の凹溝部１２，２２は、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全体に亘って、複数の凸状部１１，２１及び複数の凹溝部１２，２２が非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１に沿った交差する方向へ等方性を有する配置に並べられている。第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに対して第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１が接触した状態では、複数の凹溝部１２，２２が貼り合わせ空間Ｓと外部空間をそれぞれ連通する通気路を構成している。

各凸状部１１，２１の形状は、角柱、角錐台、円柱、円錐台などが挙げられる。
各平滑面１１ａ，２１ａは、研削加工や研磨加工などで平面度が約１０μｍ以下の均一な面出しすることが好ましい。
これにより、面内が均一な状態で第一ワークＷ１と第二ワークＷ２がＺ方向へ貼り合わされるため、サブミクロン精度を要求される高精度な貼り合せが可能になる。
各平滑面１１ａ，２１ａの大きさは、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２との接触面積を小さく（狭く）して多数配置することが好ましい。特に、全ての平滑面１１ａ，２１ａを合計した総接触面積が、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の表面積の約５０％以下となるように設定することが好ましい。
これにより、複数の平滑面１１ａ，２１ａと第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ２１の界面に生ずる静電気を抑制する。このため、剥離帯電や摩擦帯電による静電気に弱い液晶（ＬＣ）やＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）の液剤及び配向膜の物性に与える影響を低減することができる。
なお、各凸状部１１，２１のサイズとしては、その一辺が２０ｍｍ以上になると、平滑面１１ａと第一ワークＷ１の隙間や、平滑面２１ａと第二ワークＷ２と隙間に入った空気が貼り合わせ空間Ｓの減圧に伴って膨張して急激に大きくなり、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の板ズレを発生させるおそれがあるため、その一辺を約２０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
各凹溝部１２，２２の幅は、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の厚みが１０倍以上になると、貼り合わせ空間Ｓの減圧時や大気解放時における温度変化が部分的に大きくなり、液晶などの表示体に対してムラを発生おそれがあるため、約１０倍（約１ｍｍ）以内に設定することが好ましい。

ところで、第一保持部材１や第二保持部材２の材質としては、精密加工が容易（加工性に優れ）でありながら軽量（作業性に優れ）で且つ安価であるため、アルミニウム系などの金属材料が一般的に用いられている。
これに対し、ＬＣＤやＯＬＥＤなどの基板を構成する第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の材質としては、アルミニウム系などの金属材料よりも硬いガラスやシリコンなどが一般的に用いられている。
そのため、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに対して、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を接触させて着脱を繰り返し行うと、接触する度に生じる摩擦により、軟質な第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａが徐々に摩耗してしまう。
そこで、このような摩耗防止に加えて、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２に対する剥離性の向上や静電気対策などの課題を同時に達成するため、複数の平滑面１１ａ，２１ａに、非粘着コーティング処理や粗面化処理を施すことが好ましい。
これにより、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２が第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに繰り返し接触して磨耗などの経時的な変化が発生し難く、且つ第一ワークＷ１や第二ワークＷ２と接触する各平滑面１１ａ，２１ａの面積が小さいため、その影響は小さい。このため、高精度な貼り合せを半永久的に安定して行うことができる。

複数の凸状部１１，２１の配置例として図１及び図２に示される例の場合には、第一ワーク保持面１ａ及び第二ワーク保持面２ａの両方において、切削加工などの凹凸加工や型成形で、略正方形の角柱状に突出形成された複数の凸状部１１，２１をＸ方向及びＹ方向へ等間隔毎に並べている。
複数の凹溝部１２，２２の配置例として図１及び図２に示される例の場合には、複数の凸状部１１，２１の間に複数の凹溝部１２，２２を、それぞれの交差角度が略９０度となる格子状（格子模様）に形成している。第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２が複数の平滑面１１ａ，２１ａに面接触した状態では、格子状に配置された各凹溝部１２，２２の両端部位（Ｘ方向の両端部位及びＹ方向の両端部位）が貼り合わせ空間Ｓとそれぞれ連通するように構成されている。
また、その他の配置例として図示しないが、複数の凸状部１１，２１の形状を略正方形に代えて、略円形や略正多角形又はこれらと類似する形状などに変更することや、複数の凹溝部１２，２２の交差角度を略９０度の直交に代えて、９０度以外の交差や、３本以上の凹溝部１２，２２が一点で交差する放射状などに変更することも可能である。さらに各凸状部１１，２１の並び方向及び各凹溝部１２，２２の延び方向をＸ方向又はＹ方向に対して傾斜する方向へ変更することや、複数の凸状部１１，２１及び複数の凹溝部１２，２２の配置例を格子状に代えて、ハニカム状（ハニカム模様）又はこれらと類似する形状などに変更することも可能である。また各凸状部１１，２１の形状をサンドブラストなどのブラスト処理で角錐台に変更したり、型成形で円柱や円錐台などに変更したりすることも可能である。

貼り合わせ空間Ｓは、真空チャンバーなどからなる真空装置（図示しない）の内部に形成され、真空ポンプ（図示しない）の作動で貼り合わせ空間Ｓから気体を排出（真空排気、真空引き）する。これにより、貼り合わせ空間Ｓは、大気雰囲気ＡＰから所定真空度の減圧雰囲気ＤＰまで変圧調整可能に構成される。
真空装置は、貼り合わせ空間Ｓに第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２を出し入れするためにその全体又は一部が開閉自在に構成される。真空装置内の貼り合わせ空間Ｓと真空装置の外部空間に亘って、例えば搬送ロボットなどからなる第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の搬送手段（図示しない）を設けている。
詳しく説明すると、貼り合わせ空間Ｓが大気雰囲気ＡＰである時に、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を搬送手段で貼り合わせ空間Ｓへそれぞれ搬入する。貼り合わせ空間Ｓが所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってから、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせを行い、貼り合わせが完了した貼合デバイスＷを真空装置の外部空間へ搬出している。

そして、上方に配置される第一保持部材１は、上側の第一ワークＷ１を着脱自在に吊持するための保持チャック１３を有している。
保持チャック１３の具体例として図１及び図２に示される例の場合には、第一ワークＷ１に粘着する粘着チャックを用いることで、貼り合わせ空間Ｓが所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになっても第一ワークＷ１を落下不能にしている。
保持チャック１３となる粘着チャックは、第一保持部材１に開穿された貫通孔１ｂを通ってＺ方向へ往復動自在に設けられる昇降部１３ａと、昇降部１３ａの先端に第一ワークＷ１とＺ方向へ対向するように設けられる粘着部１３ｂと、昇降部１３ａの基端に設けられる粘着用従動部１３ｃと、粘着用従動部１３ｃと連係する粘着用駆動部１３ｄと、を有している。
昇降部１３ａ及び粘着部１３ｂは、ＸＹ方向へ分散するように複数組配置され、昇降部１３ａ及び粘着部１３ｂの数及び間隔は、第一ワークＷ１のサイズや厚みや材質や重量などに対応して決められる。
粘着用駆動部１３ｄは、Ｚ方向へ往復動可能なアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部４により、図１の実線に示されるように、貼り合わせ空間Ｓに搬入された第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１に、粘着部１３ｂを接触させて粘着保持するように作動制御されている。第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後には、図２の実線に示されるように、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａが第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１に接触した状態で、粘着部１３ｂを第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１からＺ方向へ離隔させるように作動制御している。
また、その他の例として図示しないが、粘着チャックに代えて静電チャックを用いたり、粘着チャックと静電チャックの組み合わせを用いたり、補助として吸着チャックを組み合わせるなどの変更が可能である。

下方に配置される第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａは、下側の第二ワークＷ２の位置決め部２３を有することが好ましい。
第二ワークＷ２の位置決め部２３は、第二ワークＷ２の全体に配置する必要はなく、第二ワークＷ２の外縁部などと対向する箇所に、吸着手段や粘着手段などを部分的に配置するだけで、第二ワーク保持面２ａに対し着脱自在で且つ移動不能に仮止め可能となる。
第二ワークＷ２の位置決め部２３の具体例として図１及び図２に示される例の場合には、第二ワーク保持面２ａの四隅に配置される各凸状部２１の平滑面２１ａに、吸着手段として直径１ｍｍ以下の単数又は複数の吸着孔２３ａを開設している。吸着孔２３ａは真空ポンプなどからなる吸気源（図示しない）に連通している。この吸気源は、後述する制御部４によって貼り合わせ空間Ｓに搬入された第二ワークＷ２の受け取り時から貼り合わせ時まで吸着孔２３ａから吸引するように作動制御されている。
また、その他の例として図示しないが、吸着孔２３ａの配置や数を図示例以外に変更することも変更可能である。さらに吸着手段（吸着孔２３ａ）に代え、粘着手段として所定の平滑面２１ａだけに粘着面を、その他の平滑面２１ａよりも第二ワークＷ２に向け僅かに突出させて設けることも可能である。それ以外には、第二ワークＷ２の四隅部と凹凸嵌合するストッパーで第二ワークＷ２を仮止めしたり、第二ワーク保持面２ａに形成される複数の平滑面２１ａのいずれかに形成される粗面で第二ワークＷ２を仮止したり変更することも可能である。

接離用駆動部３は、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＺ方向へ往復動させるアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部４により作動制御している。
制御部４による接離用駆動部３の制御例としては、図１（ａ）の実線に示されるように、貼り合わせ空間Ｓに搬入された第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の受け渡し時において、接離用駆動部３が第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に離隔移動させるか、若しくは第一保持部材１及び第二保持部材２の両方を互いにＺ方向へ相対的に離隔移動させている。その後は、図１（ａ）の二点鎖線及び図１（ｂ）の実線に示されるように、接離用駆動部３が第一保持部材１側又は第二保持部材２側のいずれか一方を他方に向けてＺ方向へ接近移動させるか、若しくは第一保持部材１側及び第二保持部材２側の両方を互いにＺ方向へ接近移動させる。これにより、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２がシール材Ｗ３を挟んでＺ方向へ重ね合わされ、必要がある場合には更に加圧して貼り合わせる。
接離用駆動部３の具体例として、図１に示される例の場合には、第一保持部材１のみを接離用駆動部３と連係させて、第一保持部材１側を第二保持部材２側に向けてＺ方向へ相対的に接近移動させている。
また、その他の例として図示しないが、第二保持部材２のみを接離用駆動部３と連係させて、第二保持部材２側を第一保持部材１側に向けＺ方向へ相対的に接近移動したり、第一保持部材１及び第二保持部材２をそれぞれ接離用駆動部３と連係させて、第一保持部材１側と第二保持部材２側を同時にＺ方向へ相対的に接近移動したり変更することも可能である。

制御部４は、保持チャック１３の粘着用駆動部１３ｄ，吸着孔２３ａの吸気源，接離用駆動部３，室圧調整部及びアライメント用駆動部及び剥離部材の駆動部とそれぞれ電気的に接続するコントローラーである。
このコントローラーは、それ以外にも第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の搬送手段や、真空装置の全体又は一部を開閉する開閉用駆動部（図示しない）などとも電気的に接続している。
制御部４となるコントローラーは、その制御回路（図示しない）に予め設定されたプログラムに従って、予め設定されたタイミングで順次それぞれ作動制御している。

詳しく説明すると、制御部４は、図１（ａ）の実線に示されるように、大気雰囲気ＡＰの貼り合わせ空間Ｓに搬送手段で搬入された第一ワークＷ１を、保持チャック１３の粘着部１３ｂで第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａに受け取るように作動制御している。貼り合わせ空間Ｓに搬送手段で搬入された第二ワークＷ２は、第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに載置し、必要に応じて位置決め部２３の吸着孔２３ａで移動不能に仮止めされるように作動制御している。
これに続いて、貼り合わせ空間Ｓが室圧調整部で減圧されると、複数の凹溝部１２，２２からなる通気路により、この通気路内の気体を非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１において交差するＸＹ方向やＸＹθ方向へそれぞれ同様に流動させるように制御している。
その後に、貼り合わせ空間Ｓが室圧調整部で減圧雰囲気ＤＰに切り替わった後は、図１（ａ）の二点鎖線及び図１（ｂ）の実線に示されるように、保持チャック１３の粘着用駆動部１３ｄ及び接離用駆動部３により、第一保持部材１及び粘着部１３ｂを第二保持部材２に対し相対的にＺ方向へ接近移動させるように作動制御している。これにより、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２がシール材Ｗ３を挟んでＺ方向へ重ね合わされる。
この重ね合わせと略同時に、アライメント用駆動部により第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方を他方に対しＸＹ方向やＸＹθ方向へ調整移動して、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２の相対的な位置合わせ（アライメント）が行われる。この位置合わせ完了後に、接離用駆動部３により第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を貼り合わせるように作動制御している。
さらに、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後は、図１（ｂ）の実線に示されるように、接離用駆動部３により第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａが第一ワークＷ１の非貼合面Ｗ１１に対し接触する状態を保持する。これに続いて、図１（ｂ）の一点鎖線に示されるように、保持チャック１３の粘着用駆動部１３ｄにより粘着部１３ｂを第一ワークＷ１から離隔する方向へ移動させて引き剥がすように作動制御している。
その後は、図１（ｂ）の二点鎖線に示されるように、接離用駆動部３により、第一保持部材１及び粘着部１３ｂを第二保持部材２に対し相対的にＺ方向へ離隔移動させて初期状態に戻すように作動制御する。
この頃には、貼り合わせ空間Ｓが室圧調整部で大気開放される。この大気開放時においても減圧時と同じく、複数の凹溝部１２，２２からなる通気路により、この通気路内の気体が非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１において交差するＸＹ方向やＸＹθ方向へそれぞれ同様に流動するように制御される。
この大気開放によって、貼り合わせた貼合デバイスＷの封止空間の内圧と圧力差が生じ、この圧力差により貼合デバイスＷを所定ギャップまで均等に加圧される。これに続いて、貼合デバイスＷを剥離部材により第二保持部材２から剥がし、搬送手段で貼り合わせ空間Ｓから搬出するように作動制御している。

このような本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの真空貼り合わせ装置Ａによると、大気雰囲気ＡＰで第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａの全体や第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａの全体に形成される複数の凸状部１１，２１に、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２をそれぞれ接触させて着脱自在に保持する。
この接触状態では、複数の凹溝部１２，２２が貼り合わせ空間Ｓ及び外部空間を連通する通気路となって、各凹溝部１２，２２内の気体が流動可能になる。
これにより、室圧調整部による貼り合わせ空間Ｓの減圧時及び大気解放時には、複数の凹溝部１２，２２からなる通気路を通る気体の流動状態が、非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１の交差する方向へ略同じになる。
このため、貼り合わせ空間Ｓの減圧に伴い各凹溝部１２，２２内の気体が断熱膨張して温度低下することや、大気解放に伴い各凹溝部１２，２２内の気体が断熱圧縮して温度上昇することが繰り返し行われても、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２における伸縮変化が非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１の交差方向へ略同じになる。
したがって、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方のみに複数の凸状部１１，２１と複数の凹溝部１２，２２が配置される場合や、第一ワーク保持面１ａ及び第二ワーク保持面２ａの両方に複数の凸状部１１，２１と複数の凹溝部１２，２２が異なる配置で並べられる場合であっても、貼り合わせ空間Ｓの気圧変化及び温度変化による第一ワークＷ１と第二ワークＷ２の位置ズレを防止することができる。
その結果、複数の吸着溝として主に平行な直線溝が一方向へ延びる縞状の異方性を有する配置に並べられる従来のものに比べ、貼り合わせ空間Ｓの減圧時や大気解放時における第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の伸縮変化で第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の全体形状が変らず、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を精密に位置合わせして貼り合わせることができる。
さらに、各凹溝部１２、２２の幅を第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の厚みの約１０倍以内に設定することで、温度変化に弱い液晶（ＬＣ）やＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）の液剤及び配向膜の物性に与える影響を低減することもできる。
このため、サブミクロン精度が要求される高精度な貼合デバイスＷを歩留まり低下させずに製造できる。

特に、複数の凹溝部１２，２２をそれぞれ直線的に連続する格子状に形成することが好ましい。
この場合には、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａの一方若しくは両方に対して切削加工やブラスト処理などの凹凸加工を施すことにより、複数の凹溝部１２，２２がスムーズで且つ正確に形成される。
したがって、簡単な構造で高精度な凹溝部１２，２２を作成することができる。
その結果、凹溝部１２，２２の加工性に優れてコストの低減化が図れ、更に高精度な貼合デバイスＷを製造できる。

さらに、第一保持部材１と第二保持部材２が上下方向へ対向するように配置され、下方の第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａは、下側の第二ワークＷ２の位置決め部２３を有することが好ましい。
この場合には、貼り合わせ空間Ｓにおいて第一ワークＷ１との貼り合わせ前に不意な気体の流れが発生しても、位置決め部２３により第二ワーク保持面２ａに対して第二ワークＷ２が位置ズレしない。
したがって、不意な第二ワークＷ２の位置ズレを防止して第一ワークＷ１と高精度に貼り合わせることができる。
その結果、テーブルの吸着管路により基板を強力に真空吸着して移動不能に保持する従来のものに比べ、強力な真空吸着が必要ないため、貼合デバイスＷに無理な負荷がかからず品質を改善できるばかりでなく、その分だけ全体構造を簡素化できて、更なるコストの低減化が図れる。

また、制御部４は、室圧調整部による貼り合わせ空間Ｓの減圧時に、複数の凹溝部１２，２２と対向する第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１と、その反対側の貼合面Ｗ１２，Ｗ２２において気体を略同じ流速で流動させるように制御することが好ましい。
この場合には、貼り合わせ空間Ｓを真空排気で減圧しても、非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１と、貼合面Ｗ１２，Ｗ２２において真空排気が略同じ流速で行われ、これら両者間に顕著な圧力差が発生しない。
これにより、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１を強力に真空吸着して第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の全体を移動不能に保持する必要がないから、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２には、差圧により凹凸や歪みが発生することがない。
これと同時に貼り合わせ空間Ｓの減圧に伴い、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２において凹溝部１２，２２と対向する熱容量の小さい部分が断熱膨張で温度低下し易い。しかし、この熱容量の小さい部分は、平滑面１１ａ，２１ａと面接触して熱容量の大きい部分と隣接しているので、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の非貼合面Ｗ１１，Ｗ２１と貼合面Ｗ１２，Ｗ２２の温度が平衡に変化して、これら両者間に顕著な温度差が発生しない。
したがって、簡単な構造で第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに対する第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の位置ズレの発生を防止し、且つ第一ワークＷ１や第二ワークＷ２における温度ムラの発生を防止することができる。

なお、前示の実施形態では、上側の第一ワークＷ１を着脱自在に吊持する保持チャック１３として、第一ワークＷ１に粘着する粘着チャックを用いたが、これに限定されず、粘着チャックに代えて静電チャックを用いるか、又は粘着チャックと静電チャックの組み合わせを用いてもよい。

Ａ貼合デバイスの真空貼り合わせ装置１第一保持部材
１ａ第一ワーク保持面１１凸状部
１２凹溝部２第二保持部材
２ａ第二ワーク保持面２１凸状部
２２凹溝部２３位置決め部
２３ａ吸着手段（吸着孔）３接離用駆動部
４制御部ＡＰ大気雰囲気
ＤＰ減圧雰囲気Ｓ貼り合わせ空間
Ｗ貼合デバイスＷ１第一ワーク
Ｗ１１非貼合面Ｗ２第二ワーク
Ｗ２１非貼合面

Claims

第一ワークの第一ワーク保持面を有する第一保持部材と、
前記第一ワーク保持面と貼り合わせ空間を挟んで対向し且つ第二ワークの第二ワーク保持面を有する第二保持部材と、
前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方を相対的に接近移動させる接離用駆動部と、
前記貼り合わせ空間から気体を外部空間に排出して前記貼り合わせ空間を大気雰囲気から減圧雰囲気まで調整する室圧調整部と、
前記接離用駆動部及び前記室圧調整部を作動制御する制御部と、を備え、
前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、前記第一ワーク又は前記第二ワークのうち一方或いは両方の非貼合面と対向して着脱自在に接触するように形成される複数の凸状部と、前記複数の凸状部の隣に前記非貼合面と対向するように形成される複数の凹溝部と、を有し、
前記複数の凸状部及び前記複数の凹溝部は、前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方の全体に亘って、前記複数の凸状部及び前記複数の凹溝部が前記非貼合面の交差する方向へ等方性を有する配置に並べられ、
前記複数の凸状部に対する前記非貼合面の接触状態で、前記複数の凹溝部が前記貼り合わせ空間と前記外部空間をそれぞれ連通する通気路であり、
前記制御部は、前記室圧調整部による前記貼り合わせ空間の減圧時及び大気解放時において、前記通気路により前記気体を前記非貼合面の交差する方向へそれぞれ同様に流動させるように制御することを特徴とする貼合デバイスの真空貼り合わせ装置。
前記複数の凹溝部がそれぞれ直線的に連続する格子状に形成されることを特徴とする請求項１記載の貼合デバイスの真空貼り合わせ装置。
前記第一保持部材と前記第二保持部材が上下方向へ対向するように配置され、下方の前記第二保持部材の前記第二ワーク保持面は、下側の前記第二ワークの位置決め部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の貼合デバイスの真空貼り合わせ装置。
前記位置決め部が、前記第二ワーク保持面において前記複数の凸状部のうち少なくとも一箇所以上に設けられる吸着手段又は粘着手段であることを特徴とする請求項３記載の貼合デバイスの真空貼り合わせ装置。