KR100722639B1 - 기판 접합 장치, 기판 접합 판정 방법 및 기판 접합 방법 - Google Patents

Abstract

진공 분위기 하에서, 접합 대상의 기판(31, 32)은 가스를 방출하여, 챔버(1) 내의 진공도를 저하하도록 작용한다. 틀 형상으로 도포된 시일제(6)가 상하 기판(31, 32)을 적정하게 접합했을 때, 시일제(6)에 둘러싸인 기판면으로부터 방출되는 가스는, 챔버 내로 확산되지 않으므로, 챔버(1) 내 압력은 급격히 저하하여, 고진공화되도록 추이한다. 그래서, 본 발명은, 챔버(1) 내의 진공도를 검출하는 센서(압력 검출기)(12)를 설치하고, 제어기(7)는, 챔버(1) 내 압력이 급격하게 변화하는 변곡점(P)를 파악하여, 시일제(6)가 전체 영역에 걸쳐 2장의 기판(31, 32)이 적정하게 접합된 것을 검지한다. 따라서, 간단한 구성에 의해, 접합시의 상측 기판(31)의 쓸데없는 가압 강하를 생략하여, 접합 공정의 택트 타임을 단축할 수 있다.

Description

기판 접합 장치, 기판 접합 판정 방법 및 기판 접합 방법{SUBSTRATE ASSEMBLING APPARATUS, SUBSTRATE ASSEMBLING DECISION METHOD AND SUBSTRATE ASSEMBLING METHOD}

도 1은 본 발명에 의한 기판 접합 장치의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 장치에서의, 챔버 내의 진공도 특성도, 및 기판 등으로부터 방출되는 가스의 방출 특성도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 장치의 동작을 설명한 챔버 내의 진공도 특성도이다.

도 4는 도 1에 나타낸 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은, 액정 표시 패널의 제조에 채용하기에 바람직한 기판 접합 장치, 기판 접합 판정 방법 및 기판 접합 방법에 관한 것이다.

액정 표시 패널은 유리 기판 사이에 액정이 봉입되어 제조되는데, 액정의 봉입에는 주입식과 적하식이 있다.

액정 적하형의 액정 표시 패널은 진공 분위기로 대표되는 감압된 챔버 내에서 시일제를 개재한 2장의 기판의 접합 공정과, 그 접합 후의 챔버 내 압력을 대기 압으로 되돌리는 것에 의한 내외 압력차를 이용한 소정 기판 간격의 형성, 즉 갭 형성 공정을 거쳐 제조된다.

전자(前者)의 진공 분위기 중에서의 기판 접합 공정에서는, 접착성을 갖고 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 2장의 기판을 접합하게 되는데, 만일 시일제와 기판의 사이에 비접촉 부분이나 시일제의 퍼짐이 불충분한 부분이 존재하면, 그 후의 갭 형성 공정에서, 적정한 표시면이 형성되지 않을 우려가 있다.

즉, 갭 형성 공정에서는 챔버 내를 대기압으로 되돌리기 위해서, 공기 또는 불활성 가스가 챔버 내에 공급되는데, 시일제와 기판과의 사이에 비접촉 부분 등이 존재하여 접합 상태가 적정하지 않으면, 챔버 내로 공급되는 공기 등이 그 비접촉 부분으로부터 시일제로 둘러싸인 표시 영역 내로 진입하여, 그것이 기포가 되어 불량의 원인을 일으킨다.

그래서, 접합 되는 2장의 기판 간의 갭을 거리 측정기로 측정하여, 그 거리 측정치가 규정 범위 내에 들어간 것을 검지하여, 2장의 기판이 적정하게 접합이 행해진 것으로 판정하는 기판 접합 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).

이 기판 접합 장치에서는, 2장의 기판 사이의 갭이 규정 범위 내에 들어가 있지 않은 경우에는, 그 갭 검지 신호에 기초해, 규정 범위 내에 들어가도록 갭 제어가 행해진다.

(특허 문헌 1) 일본 특개 2002-229471호 공보

상기와 같이, 종래의 기판 접합 장치에서는, 2장의 기판을 틀 형상으로 도포 된 시일제를 개재해 접합할 때, 2장의 기판 간의 간격을 거리 측정기로 측정하여, 그 측정치가 규정 범위 내에 들어간 것을 검지했을 때, 시일제에 의해 상하 기판이 적정하게 접합된 것으로 판정하고, 계속되는 챔버 내 압력을 대기압으로 되돌리는 것에 의한 갭 형성으로 이행시키도록 구성되어 있었다.

그러나, 대형 기판이 되면 될수록, 시일제의 도포 길이가 길어지므로, 2장의 기판 간의 간격이 규정 범위 내에 들어간 것을 시일제의 전체 도포 영역에 걸쳐 정확하게 검출하는 것은 쉽지 않다.

또, 종래의 기판 접합 장치에서는, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지 여부를 검지하기 위해서는, 접합 기판의 외주 가장자리를 따라 거리 측정기를 다수 설치할 필요가 있어 구조의 복잡화는 피할 수 없었다.

그래서 본 발명은, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를 정확하게 또한 적시에 판정할 수 있는 기판 접합 판정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를 간이한 구성으로, 또한 정확하게, 그리고 적시에 판정할 수 있으며, 이에 의해 접합 공정에서의 택트 타임을 단축 가능한 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태는, 대향 배치된 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 수납하고, 각 기판의 유지 수단을 상대적으로 접근이동시켜, 적어도 어느 한쪽의 기 판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 장치에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 검출하는 센서와, 상기 센서에 접속되어, 상기 센서로부터의 신호에 기초해, 상기 유지 수단의 상대적 접근이동의 정지 타이밍을 얻는 제어기를 갖고, 상기 제어기는, 상기 정지 타이밍에서 상기 유지 수단의 상대적 접근이동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 양태는, 한쪽의 기판을 유지하는 제1 유지 수단과, 다른쪽의 기판을 상기 한쪽의 기판과 대향 상태로 유지하는 제2 유지 수단과, 상기 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 상대적으로 접근이동시키는 이동 수단과, 상기 제1 유지 수단에 유지된 한쪽의 기판과 상기 제2 유지 수단에 유지된 다른쪽의 기판을 수납하는 감압 가능한 챔버를 갖고, 상기 이동 수단에 의한 상기 제1 유지 수단과 제2 유지 수단의 상대적 접근이동에 의해, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 장치에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 검출하는 센서와, 상기 센서에 접속되어, 상기 센서로부터의 신호에 기초해, 상기 이동 수단을 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 양태는, 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합했을 때의 접합 상태를 판정하는 기판 접합 판정 방법에 있어서, 적어도 접합 과정에서의, 상기 챔버 내 압력의 추이를 검출하고, 상기 판정은 이 검출된 추이에 기초해 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 양태는, 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합했을 때의 접합 상태를 판정하는 기판 접합 판정 방법에 있어서, 적어도 접합 과정에서, 상기 챔버 내 압력의 추이에 변곡점이 발생한 것에 의해, 상기 2장의 기판이 상기 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 양태는, 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 양 기판 간격을 좁힘으로써, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 방법에 있어서, 적어도 접합 과정에서, 상기 챔버 내 압력의 추이를 검출하여, 상기 압력 추이에 변곡점이 검출되지 않는 경우에는, 양 기판 사이의 간격을 더욱 좁히는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기판 접합 장치, 기판 접합 판정 방법 및 기판 접합 방법은, 감압 분위기 하에서 기판을 접합할 때, 기판이나 이 기판에 도포된 시일제 등으로부터 가스가 방출되는 것에 착안하여 이루어진 것이다.

틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 2장의 기판을 접합할 때, 챔버 내에 노출된 기판면으로부터 가스가 방출되는데, 그 방출 가스는, 배기에 의해 감압 분위기를 형성하고 있는 챔버 내의 진공도를 저하하도록 작용한다.

그러나, 2장의 기판의 접합에서, 2장의 기판이 접근하여, 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 적정하게 접합되었을 때는, 그 이후, 그 시일제에 둘러싸인 영 역에서의 가스의 발생은 없어지거나, 극히 적어지므로, 방출 가스에 기인한 챔버 내의 진공도의 저하는 정지 내지는 정체한다.

즉, 챔버 내 압력의 추이를 관찰하면, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합된 시점을 경계로, 변곡점이나 절곡부를 형성하므로, 그것들을 파악함으로써, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합되었는지 여부를 판정할 수 있다.

그래서, 본 발명의 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법은, 챔버 내의 압력을 검출하는 센서를 설치하고, 제어기는, 그 센서로부터의 신호에 기초해 2장의 기판의 접합을 제어하도록 구성했으므로, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를 간이한 구성으로, 또한 정확하게, 그리고 적시에 판정할 수 있어, 이에 의해, 접합 공정에서의 택트 타임의 단축이 가능하다.

또, 본 발명의 기판 접합 판정 방법은, 적어도 챔버 내의 압력 검출 센서로부터의 신호에 기초해, 챔버 내에서의 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합되었는지 여부를 판정하므로, 적정하게 접합이 행해졌는지, 즉 2장의 기판의 접합 상태를 정확하게 또한 적시에 판정할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 의한 기판 접합 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.

도 1에 도시한 기판 접합 장치는 액정 표시 패널의 제조에 채용한 것으로, 상측 챔버(1A) 및 하측 챔버(1B)로 이루어지는 챔버(1) 내에 상측 스테이지(21) 및 하측 스테이지(22)가 대향 배치되고, 이 상측 스테이지(21) 및 하측 스테이지(22) 에, 접합 대상인 유리제의 상측 기판(31) 및 하측 기판(32)이 정전(靜電) 척 등에 의해 각각 유지되도록 구성된다. 여기서, 상측 스테이지(21)는 제1 유지 수단, 하측 스테이지(22)는 제2 유지 수단을 구성한다.

대향 배치된 2장의 기판(31, 32) 중, 하측 기판(32)의 표시면에는 미리 액정(4)이 적하됨과 동시에 스페이서(도시 생략)가 설치되고, 그 표시면을 닫아서 둘러싸도록, 자외선 경화(硬化) 부재로 이루어지고 접착성을 갖는 시일제(6)가 틀 형상으로 도포된다.

챔버(1)에는 모터를 내장하는 상하 이동 기구(8)가 배치된다. 이 상하 이동 기구(8)는 제어기(7)에 접속되고, 제어기(7)의 제어에 의해 상측 스테이지(21)를 상하 이동 가능하게 한다.

챔버(1)의 아래쪽에는 위치 인식용 카메라(91, 92)가 배치된다. 이 카메라(91, 92)는 챔버(1) 내에서 2장의 기판(31, 32)을 위치맞춤할 때, 상하 기판(31, 32)에 부여된 얼라이먼트 마크(Alignment mark)를 촬상하고, 그 촬상 신호를 제어기(7)에 공급하도록 구성된다. 한편, 도 1에서, 부호(22a) 및 부호(1a)는 모두 얼라이먼트 마크 촬영용으로 하측 스테이지(22) 및 하측 챔버(1B)에 설치된 관통구멍 및 광투과 유리창을 가리키고, 하측 스테이지(22)는 하측 스테이지(22)를 수평 방향으로 이동 조정 가능한 X-Y-θ 이동 기구(10) 상에 연결된다.

또, 챔버(1)에는 배기관(11a)을 통해 진공 펌프(11)가 연결되고, 배기관(11a)에 설치된 개폐 밸브(11b)는 제어기(7)에 의해 개폐 제어되도록 구성된다.

또한, 챔버(1)에는, 제어기(7)에 접속되어 챔버(1) 내 압력을 검출하는 압력 검출기(센서)(12)가 설치되는 동시에, 배관(13a)을 통해 질소 가스 등의 불활성 가스를 충전한 불활성 가스 공급원(13)이 연결되며, 그 배관(13a)에 설치된 개폐 밸브(13b)는 제어기(7)에 의해 개폐 제어되도록 구성된다.

상기 구성의 기판 접합 장치의 동작을 이하에 설명한다.

우선, 제어기(7)는 개폐 밸브(11b)를 열림 조작하여 진공 펌프(11)에 의한 진공화(vacuuming)에 의해 닫힘 공간을 형성한 챔버(1) 내를 배기시키고, 챔버(1) 내가 기판(31, 32)을 접합하기에 적합한 압력의 진공도에 도달하도록 제어한다.

그런데, 진공 펌프(11)에 의한 챔버(1) 내의 배기에 의해, 챔버(1) 내에는 시간의 경과와 함께 감압되어, 진공도는 상승하지만, 챔버(1) 내의 고진공화가 진행됨에 따라, 챔버(1) 내에서 대향 배치된 2장의 기판(31, 32) 및 하측 기판(32)에 적하된 시일제(6)나 액정(4)으로부터는 가스가 방출된다. 한편, 이하의 설명에서는, 기판, 시일제 혹은 액정 등으로부터 방출되는 가스를 총칭하여 「기판 등으로부터의 가스」라고 한다.

이 기판 등으로부터의 가스의 방출량은, 2장의 기판(31, 32)을 도 1에 도시한 바와 같이 떨어뜨린 상태로 유지한 채로, 챔버(1) 내의 압력을 낮추어 가면, 그 압력 변화에 따라, 예를 들면 도 2에 1점쇄선(B)로 나타낸 바와 같은 커브를 그린다.

한편, 도 2에 도시한 실선(A)은 기판(31, 32) 등으로부터의 가스 방출이 없다고 가정한 경우에, 제어기(7)가 개폐 밸브(11b)를 열림 제어하고, 챔버(1) 내를 진공화한 경우의 경과 시간(T)에 대한 챔버(1) 내의 진공도를 나타낸 특성 곡선의 일례이다.

즉, 기판(31, 32)이 챔버(1) 내에 실제로 대향 배치되고, 진공화되는 챔버(1) 내에서, 기판(31, 32) 등으로부터의 가스가 방출되는(도 2의 1점쇄선(B)) 것을 고려하면, 챔버(1) 내의 진공도는, 도 2에 2점쇄선(C)로 나타낸 특성 곡선을 따라 추이하게 된다.

그런데, 본 실시예에서는 챔버(1) 내의 감압이 진행하여 접합에 적합한 진공도(예를 들면, 1Pa 정도)에 도달한 시점에서, 상하 이동 기구(8)의 구동 제어에 의해 상측 스테이지(21)를 소정량 하강시켜 상하 기판(31, 32)을 접근시켜, 2장의 기판의 위치맞춤을 행한다.

이 위치맞춤은, 제어기(7)가 위치 인식용 카메라(91, 92)로부터 공급되는 촬상 신호에 기초해 X-Y-θ 이동 기구(10)를 구동 제어하고, 기판면 방향에서의 상하 기판(31, 32) 간의 위치맞춤을 행하도록 제어함으로써 행해진다.

한편, 이 위치맞춤 단계에서, 상측 기판(31)과 시일제(6)는 접촉하지 않는 상태가 된다.

상측 기판(31)과 하측 기판(32)의 위치맞춤을 행한 후, 제어기(7)는 상하 이동 기구(8)를 제어하여 상측 스테이지(21)를 더욱 강하시켜, 시일제(6)를 개재한 접합을 행한다.

이 접합에 의해 틀 형상의 시일제(6)의 전체 영역에서, 시일제(6)가 상측 기판(31)의 하면과 접촉한 상태에서는, 시일제(6)에 의해 둘러싸인 영역(닫힌 공간)에 챔버(1) 내의 압력이 작용하지 않게 되므로, 시일제(6)에 의해 둘러싸인 영역에 서의 상하 기판(31, 32) 등으로부터의 가스의 발생은 없어지거나, 극히 적어진다.

즉, 2장의 기판(31, 32)이 시일제(6)를 개재해 적정하게 접합되었을 때는, 그 접합된 시점 이후, 시일제(6)에 의해 둘러싸인 닫힌 공간으로부터의 챔버(1) 내로의 가스 방출이 되지 않기 때문에, 일시적으로 챔버(1) 내의 진공도는 갑자기 높게 추이한다.

도 3에 도시한 실선(D)은 실제의 챔버(1) 내 진공도의 추이를 도시한 특성 곡선예이다.

즉, 도 3에서, 실선(D)은 개폐 밸브(11b)의 열림 조작(To)에 의해 챔버(1)의 진공화가 개시된 후의 경과 시간(T1)에서의 진공 분위기 중에서, 접합을 위한 위치맞춤 조작이 행해지고, 경과 시간(T2)에서, 도포된 시일제(6)의 전체 영역이 상측 기판(31)의 하면과 접촉하여 2장의 기판(31, 32)이 적정하게 접합된 점에 도달한 것을 표시한다.

경과 시간(T2)을 경계로, 그 이후는 시일제(6)에 의해 둘러싸인 공간 내의 상하 기판(31, 32)으로부터의 가스 방출이 챔버(1)에 대해 없어지므로, 챔버(1) 내의 진공도는 일시적으로 급격히 상승하여, 결과적으로 실선(D)은 경과 시간(T2) 근방에서 변곡점(P)을 형성하도록 추이한다.

따라서, 2장의 기판(31, 32)의 위치맞춤이 종료하면, 제어기(7)는 상하 이동 기구(8)를 구동 제어하여 상측 기판(31)을 유지하는 상측 스테이지(21)를 더욱 강하시키면서, 압력 검출기(12)로부터의 신호를 도입하고, 압력 추이의 변곡점(P)을 파악함으로써, 상측 스테이지(21)를 즉시, 혹은 파악한 시점으로부터 소정 거리만 큼 더 하강시킨 시점에서 정지시킨다.

여기서, 변곡점(P)의 파악 방법에 관해 설명한다. 2장의 기판(31, 32)의 위치맞춤이 종료하면, 제어기(7)는 압력 검출기(12)에 의한 챔버(1) 내의 압력 검출 신호를 미리 설정한 시간 간격(Δt)마다, 전회(前回)의 취득 타이밍에서 검출된 압력 검출치와 금회 검출된 압력 검출치의 차(ΔL)를 구한다. 그리고, 그 차(ΔL)가 미리 설정된 기준치(R)를 넘은 시점을 변곡점(P)이라고 판정한다.

제어기(7)는 이렇게 해서 압력 검출기(12)로부터의 신호에 기초해 변곡점 (P)를 파악하면, 그 파악한 타이밍에 기초해 상측 스테이지(21)의 정지 타이밍을 얻는다. 이 정지 타이밍은 변곡점(P)을 파악한 시점을 정지 타이밍으로 해도 되고, 변곡점을 파악한 시점으로부터 더욱 소정 거리만큼 상측 스테이지(21)를 하강시킨 시점을 정지 타이밍으로서 얻어도 된다.

제어기(7)는 이렇게 해서 얻은 정지 타이밍에서 상하 이동 기구(8)에 의해 상측 스테이지(21)의 하강을 정지시키고 접합이 완료된다. 한편, 챔버(1) 내의 압력 추이로부터 변곡점(P)을 보다 정확하게 파악하도록 하기 위해서는, 도 1에 도시한 바와 같이 압력 검출기(센서)(12)를 위치맞춤할 때의 2장의 기판(31, 32)의 존재 위치에 가능한 한 가까운 위치에 설정하면 된다.

또, 본 명세서에서, 2장의 기판(31, 32)의 위치맞춤이 완료된 이후, 접합이 완료되기까지의 과정을「접합 과정」이라고 칭한다.

기판의 접합 공정에 이어지는 갭 형성 공정에서는, 제어기(7)는 개폐 밸브(11b)를 닫힘 제어하고, 또 상측 스테이지(21)에 의한 상측 기판(31)의 유지를 해 제함과 동시에, 상측 스테이지(21)를 원점 위치까지 상승시킨다. 그리고 배관(13a)에 설치된 개폐 밸브(13b)를 닫힘 제어하여, 불활성 가스 공급원(13)으로부터 질소 가스 등의 불활성 가스를 챔버(1) 내에 공급해, 대기압에 도달한 상태에서 상측 챔버(1A)를 상승시켜 챔버(1)를 열고, 접합한 2장의 기판(31, 32)을 반출한다.

또한, 챔버(1) 내를 대기압으로 되돌렸을 때, 접합된 양 기판(31, 32) 사이는, 내외 압력차를 받아 가압되고, 스페이서를 통해 소정의 셀 갭(간격)이 형성된다.

이상 설명한 기판 접합을 종료하고, 표시면에 액정(4)을 충전하여 셀 갭을 형성한 양 기판(31, 32)은, 자외선 조사에 의해 시일제(6)를 경화시키도록 시일제 경화 공정으로 반송된다.

이상에 의해, 도 1에 도시한 본 실시예의 기판 접합 장치의 동작을 설명했는데, 기판 접합 방법의 순서를 도 4에 도시한 흐름도를 참조하여 더 설명한다.

즉, 우선 챔버(1) 내에서 대향하는 스테이지(21, 22)는 공급된 기판(31, 32)을 정전(靜電) 척 등에 의해 유지한다(단계 4a).

다음에, 제어기(7)는, 챔버(1) 내를 진공화에 의해 감압하여, 고진공 분위기를 형성함과 동시에, 상하 이동 기구(8)를 구동 제어하여, 상측 스테이지(21)를 소정량 하강시켜 상측 기판(31)을 하측 기판(32)에 접근시킨다(단계 4b). 이때, 상측 기판(31)과 시일제(6)는 접촉하지 않는 상태가 된다.

제어기(7)는, 위치 인식 카메라(91, 92)로부터의 촬상 신호에 기초해, X-Y-θ 이동 기구(10)를 구동 제어하여, 상하 기판(31, 32) 간의 위치맞춤을 행하도록 제어한다(단계 4c).

이어서, 제어기(7)는, 압력 검출기(센서)(12)로부터의 챔버(1) 내 압력 데이터의 공급을 받는 동시에, 상하 이동 기구(8)를 구동하여 상측 스테이지(21)를 서서히 강하시켜, 상측 기판(31)을 서서히 하강시킨다(단계 4d).

이때 압력 검출기(12)로부터의 챔버(1) 내 압력 데이터의 공급을 받은 제어기(7)는, 미리 설정한 시간 간격(Δt)마다, 전회의 취득 타이밍에서 검출된 압력 검출치와 금회 검출된 압력 검출치의 차(ΔL)를 순차적으로 구한다(단계 4e).

다음으로, 단계 4f로 이행하여, 상기 차(ΔL)가 미리 설정된 기준치(R)를 넘었는지의 여부를 판정한다.

단계 4f에서, 그 차(ΔL)가 미리 설정된 기준치(R)를 넘었다고(YES) 판정했을 때, 제어기(7)는 상측 스테이지(21)의 하강 정지 타이밍을 얻어, 그 타이밍에서 상측 스테이지(21)의 강하를 정지시킴과 동시에, 상측 스테이지(21)의 상측 기판(31)에 대한 흡착 유지를 해제시키고, 그 후 상측 스테이지(21)를 상승 퇴피시킨다. 또 개폐 밸브(11b)를 닫힘 제어하고 개폐 밸브(13b)를 열림 제어하여 챔버(1) 내에 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하여 대기압으로 되돌림과 동시에, 이어서 상측 챔버(1A)를 상승시켜 챔버(1) 내를 개방하여, 챔버(1) 내로부터 접합 기판을 반출하고, 다음 공정인 예를 들면 자외선 조사에 의한 시일제 경화 공정으로 반송하고(단계 4g), 종료한다.

또한, 단계 4f에서, 차(ΔL)가 미리 설정된 값(R)을 넘지 않는다고(NO) 판정되었을 때에는, 계속해서 단계 4e로 되돌아가, 상하 이동 기구(8)의 구동에 의한 상측 스테이지(21)의 강하가 계속된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 기판 접합 장치에 의하면, 챔버(1) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(센서)(12)에 의해 접합 과정에서의 챔버 내 압력의 추이를 검출함으로써, 시일제 전체가 전체 영역에 걸쳐 기판과 접촉한 시점, 즉 2장의 기판(31, 32)이 적정하게 접합이 행해진 시점을 경계로, 챔버 내 압력의 추이가 크게 변화함으로써 형성되는 변곡점(P)을 검출하고, 이 검출 결과에 기초해 2장의 기판의 접합을 제어하도록 구성했으므로, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를, 정확하게 또한 적시에 판정할 수 있고, 이에 의해, 필요 이상으로 상측 기판(31)을 시일제(6)에 대해 꽉 누르는 것을 방지할 수 있어, 기판(31, 32)의 접합에 요하는 처리 시간을 단축하여, 택트 타임의 단축, 효율적인 접합을 행하는 것이 가능해진다.

게다가, 시일제(6)가 전체 영역에 걸쳐 상측 기판(31)과 접촉한 시점을 챔버(1) 내 압력의 추이를 검출함으로써 행하므로, 압력 검출기(12)의 부가라는 간단한 구성의 추가로 품질이 좋은 액정 표시 패널을 효율적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.

또, 상술한 바와 같이, 접합시에, 상측 스테이지(21)를 필요 이상으로 강하시키는 것을 방지할 수 있기 때문에, 접합시의 상측 스테이지(21)의 하강 거리(스트로크 길이)를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 상측 스테이지(21)의 하강에 기인하여 발생할 우려가 있는 상측 기판(31)의 하측 기판(32)에 대한 위치 어긋남을 최대한 방지할 수 있어, 상하 기판(31, 32)의 접합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 2장의 기판(31, 32)이 시일제(6)를 통해 적정하게 접합이 행해진 시점을 챔버(1) 내의 압력 추이에 기초해 검출하므로, 가령 하측 기판(32) 상에 도포된 시일제(6)의 높이에 편차가 있는 경우에도, 시일제(6)의 전체 영역이 상측 기판(31)에 접촉한 타이밍을 확실하게 검출할 수 있다. 따라서, 시일제(6)와 상측 기판(31)의 비접촉 부분이 존재하는 것에 기인하는, 시일제(6)로 둘러싸인 영역 내(표시 영역 내)로 기포가 혼입하는 것을 방지할 수 있어, 품질이 좋은 액정 표시 패널을 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 실시예에서는, 챔버(1) 내 압력의 추이에서 변곡점(P)을 검출할 때, 전회의 취득 타이밍에서 검출한 압력 검출치와 금회의 취득 타이밍에서 검출한 압력 검출치의 차(ΔL)를 사용한 예를 설명했으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 금회의 취득 타이밍에서 검출한 압력 검출치와, 기억부 등에 미리 기억시켜둔 압력 특성 곡선을 비교함으로써 변곡점(P)을 검출하도록 해도 된다.

이는, 예를 들어 도 2에서 도시한 특성 곡선(C)의 데이터, 즉 2장의 기판(31, 32)을 도 1에 도시한 상태로 유지한 채로 챔버(1) 내의 압력을 낮추어간 경우의 챔버 내 압력과 시간 경과와의 관계인 압력 특성 곡선을 미리 실험 등에 의해 구해 두고, 이를 기억부에 기억시켜 둔다. 그리고, 실제로 기판의 접합을 행할 때, 챔버 내 압력을 압력 검출기를 사용해 미리 설정된 시간 간격마다 검출하고, 그 검출된 압력값을, 기억된 압력 특성 곡선에서의 대응하는 시간 타이밍에서의 압력값과 비교한다. 그리고 비교 결과, 양자의 차가 미리 설정된 기준치보다도 커진 시점을 변곡점(P)으로서 파악하는 것이다.

또, 상기 실시예에서는, 2장의 기판(31, 32)의 위치맞춤 후, 변곡점(P)이 검출된 시점에서 상측 스테이지(21)의 하강을 정지시키거나, 혹은 변곡점(P)이 검출되고나서 더욱 소정 거리 하강한 시점에서 정지시키도록 구성했다. 그러나, 위치 맞춤 후의 상측 스테이지(21)의 하강 거리가 미리 설정되어 있어, 이 설정된 거리만큼 상측 스테이지를 하강시켜 접합하는 장치인 경우에는, 이 설정된 거리만큼 상측 스테이지(21)를 하강시키는 동안에 변곡점(P)이 검출되었는지의 여부에 따라, 접합이 적정하게 행해졌는지를 제어기(1)에 의해 판정하도록 해도 된다. 이 경우, 변곡점(P)이 검출되지 않는 경우에는, 적정한 접합이 행해지지 않은 것으로 판정하고, 변곡점(P)이 검출된 경우에, 적정한 접합이 행해졌다고 판정하게 된다. 변곡점(P)이 검출되지 않은 경우에, 별도로 설치한 표시기, 부저 등의 통지 장치를 작동시키도록 해도 되고, 혹은 소정량 만큼만 상측 스테이지(21)를 더욱 하강시키는, 앞의 실시예처럼 변곡점(P)이 검출될 때까지 상측 스테이지(21)의 하강을 계속하게 하는 식으로 양 기판의 간격을 더욱 좁히도록 해도 된다.

또한, 상하 이동 기구(8)에 의해 상측 스테이지(21)를 정압(定壓)으로 하강시키는 구성인 경우에, 2개의 기판 간에 배치된 액정이나 시일제의 점도 변동에 의해 이들이 퍼지기 어려워지고, 상하 이동 기구(8)에 의해 설정된 거리만큼 상측 스테이지(21)를 하강시키는 동안에, 상하 이동기구(8)에 의한 상측 스테이지(21)의 하강력이, 이 퍼지기 어려워진 액정이나 시일제의 방해를 받아 상측 기판(31)이 이들 시일제나 액정에 접촉한 후, 하강할 수 없게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에 는 접합 과정의 개시 후의 경과 시간을 측정함과 동시에, 소정 시간 경과해도 변곡점(P)을 검출하지 못한 경우에, 하강력을 증가시키도록 상하 이동 기구(8)의 구동 토크를 제어시키도록 하면 된다. 이렇게 함으로써, 액정이나 시일제의 점도 변동이 있었다 해도, 부적당하게 접착에 요하는 처리 시간이 증대하는 것을 방지할 수 있어, 효율적인 접착을 행할 수 있다. 그리고, 하강력 증가로 변곡점 (P)가 검출되면, 그 검출 신호에 기초해 정지 타이밍을 얻어, 그 타이밍에서 상하 이동 기구(8)의 하강을 정지시키면, 접합되는 2장의 기판에 설정된 가압력 이상의 가압력이 부여되는 것이 방지되어, 기판에 부적당하게 큰 가압력이 부여되는 것에 의한 손상 등의 충격으로부터 기판을 보호할 수 있다.

또, 상측 기판을 하측 기판 상의 시일제나 액정에 매우 근접시킨 상태에서 상측 기판과 하측 기판의 위치맞춤을 행하는 예로 설명했는데, 액정의 높이가 시일제의 높이보다 높은 경우, 상측 기판을 액정에 접촉시킨 상태로 상측 기판과 하측 기판을 위치맞춤 하도록 해도 된다.

또, 압력 검출기의 압력 검출 신호를 취득하는 시간 간격은, 하측 기판 상의 시일제가 전체 영역에 걸쳐 상측 기판(31)과 접촉했을 때 챔버 내의 진공도가 일차적으로 급격히 상승하는데, 이 상승에 요하는 시간 길이보다도 길게 설정하는 것이 바람직하다.

또, 2장의 기판(31, 32)의 접합시에, 상측 기판(31)을 유지하는 상측 스테이지(21)를 하강시키도록 했는데, 하측 스테이지(22) 측을 상승시키도록 해도 무방하다.

또, 압력 검출기(센서)(12)를 사용해 접착 공정에서의 챔버 내 압력의 추이를 검출하도록 했는데, 챔버 내의 진공화가 개시되는 시점부터 검출하도록 해도 된다.

또, 시일제는 상하 기판의 어느 것에 도포되는 것이어도 무방하다.

또, 상하 챔버를 닫아 밀폐된 챔버를 형성하고 나서 이 챔버 내에서 2장의 기판(31, 32)이 적정하게 접합될 때까지 진공 펌프에 의한 진공화를 계속하는 예로 설명했는데, 접합에 필요한 진공도, 혹은 접합에 필요한 진공도보다도 소정량 높은 진공도에 도달한 시점에서 진공 펌프에 의한 진공화를 정지시키는 경우에도 본 발명은 적용 가능하다.

이 경우, 예를 들면, 도 3을 빌어 설명하면, 경과 시간(T1)에서 진공 펌프에 의한 진공화를 정지시킨다. 진공 펌프에 의한 진공화를 정지시킨 후, 챔버 내 압력은 기판 등으로부터의 가스의 방출에 의해, 서서히 상승한다. 그리고, 상측 기판(31)과 하측 기판(32)이 시일제를 개재해 접합된 시점(경과 시간(T2))에서 기판 등으로부터 가스의 방출이 없어지기 때문에, 이 경과 시간(T2) 부근에서 챔버 내 압력의 상승이 정지, 혹은 완화된다. 그 때문에, 챔버 내 압력의 추이를 관찰하면, 경과 시간(T2) 부근에 절곡부가 발생한다. 그래서, 상술한 실시예에서의 변곡점(P)의 검출과 동일하게 하여, 이 절곡부를 검출하여, 상측 스테이지(21)의 정지 타이밍을 얻으면 된다.

또, 액정 표시 패널에 대한 적용예로서, 2장의 기판 사이에 액정을 개재시킨 것으로 설명했으나, 본 발명은 2장의 기판을 시일제를 개재해 단순히 접합하는 것 에도 적용은 가능하다.

또, 상술한 실시예에서는 액정 표시 패널의 제조에 본원 발명을 적용한 경우를 설명하고, 하측 기판(32)에 도포된 시일제(6)가 전체 영역에 걸쳐 상측 기판(31)과 접촉한 것에 의해, 2개의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해진 것으로 했다. 액정 표시 패널에서는 패널 표시 영역으로의 기포 혼입을 매우 꺼리기 때문에, 시일제(6)가 전체 영역에 걸쳐 상측 기판(31)과 접촉하여, 비접촉 부분이 없도록 할 필요가 있다. 그러나, 액정 표시 패널용 이외의 2장의 기판을 시일제를 개재해 단순히 접착하는 것에서는, 그 대칭물로서의 접합되는 기판에 따라, 적정 정도가 당연히 상이하고, 예를 들면 접촉 상태가 미리 설정한 허용 범위 내이면 적정하다고 판단되는 경우에도 적용 가능하다.

따라서, 본 실시예에 따른 기판 접합 장치 및 기판 접합 판정 방법을, 예를 들면 액정 표시 패널의 제조에 채용하여 품질 좋은 액정 표시 패널을 효율적으로 제조할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를 정확하게 또한 적시에 판정할 수 있는 기판 접합 판정 방법이 제공된다. 또한, 2장의 기판이 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌는지를 간이한 구성으로 또한 정확하게, 그리고 적시에 판정할 수 있으며, 이에 의해 접합 공정에서의 택트 타임을 단축 가능한 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법이 제공된다.

Claims (5)

1. 대향 배치된 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 수납하고, 각 기판의 유지 수단을 상대적으로 접근이동시켜, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 장치에 있어서,

   상기 챔버 내의 압력을 검출하는 센서와,

   상기 센서에 접속되어, 이 센서로부터의 신호에 기초해, 상기 유지 수단의 상대적 접근이동의 정지 타이밍을 얻는 제어기를 갖고,

   상기 제어기는, 상기 정지 타이밍에서 상기 유지 수단의 상대적 접근이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
2. 한쪽의 기판을 유지하는 제1 유지 수단과, 다른쪽의 기판을 상기 한쪽의 기판과 대향 상태로 유지하는 제2 유지 수단과, 상기 제1 유지 수단과 제2 유지 수단을 상대적으로 접근이동시키는 이동 수단과, 상기 제1 유지 수단에 유지된 한쪽의 기판과 상기 제2 유지 수단에 유지된 다른쪽의 기판을 수납하는 감압 가능한 챔버를 갖고, 상기 이동 수단에 의한 상기 제1 유지 수단과 제2 유지 수단의 상대적 접근이동에 의해, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 장치에 있어서,

   상기 챔버 내의 압력을 검출하는 센서와,

   상기 센서에 접속되어, 상기 센서로부터의 신호에 기초해, 상기 이동 수단을 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
3. 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합했을 때의 접합 상태를 판정하는 기판 접합 판정 방법에 있어서,

   적어도 접합 과정에서의, 상기 챔버 내 압력의 추이를 검출하고, 상기 판정은, 상기 검출된 추이에 기초해 행하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 판정 방법.
4. 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합했을 때의 접합 상태를 판정하는 기판 접합 판정 방법에 있어서,

   적어도 접합 과정에서, 상기 챔버 내 압력의 추이에 변곡점이 발생한 것에 의해, 상기 2장의 기판이 상기 시일제를 개재해 적정하게 접합이 행해졌다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 판정 방법.
5. 2장의 기판을 감압 가능한 챔버 내에 대향 배치하고, 양 기판 간격을 좁힘으로써, 적어도 어느 한쪽의 기판에 틀 형상으로 도포된 시일제를 개재해 상기 2장의 기판을 감압 분위기 하에서 접합하는 기판 접합 방법에 있어서,

   적어도 접합 과정에서, 상기 챔버 내 압력의 추이를 검출하여, 상기 압력 추 이에 변곡점이 검출되지 않는 경우에는, 양 기판 간의 간격을 더욱 좁히는 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.

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