KR20040078585A - 기판의 접합 방법 및 접합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기판의 접합 방법은, 시일제에 의해 2매의 기판을 접합시키는 단계와, 접합된 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와, 상기 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 2매의 기판의 위치 어긋남을 보정하는 단계로 이루어진다.

Description

기판의 접합 방법 및 접합 장치 {METHOD OF BONDING SUBSTRATES AND APPARATUS FOR BONDING SUBSTRATES}

본 발명은 액정 표시 패널 등과 같이 2매의 기판을 접합시키는 기판의 접합 방법 및 접합 장치에 관한 것이다.

주지와 같이 액정 표시 패널의 제조에 있어서는, 2매의 투명한 기판을, 시일제에 의해 접합시키는 동시에, 이들 기판 간에 액상 물질인 액정을 개재시키는, 기판의 조립이 행해진다.

종래, 2매의 기판을 조립하려면, 한쪽 기판에 점탄성재로 이루어지는 시일제를 사각 프레임형으로 도포하는 공정과, 한쪽 또는 다른 쪽 기판에 소정량의 액정을 적하(滴下)하는 공정과, 상기 2매의 기판을 감압 분위기 하에서 상기 시일제에 의해 접합시키는 공정에 의해 행해지고 있다.

접합되는 2매의 기판 간격을 μm오더로 확보하기 위해, 그 간격에는 스페이서가 설치된다. 스페이서로서는, 한쪽 기판의 내면(접합되는 면)에 입경이 수μm의 구형 수지를 살포하는 볼 스페이서나 한쪽 기판의 내면에 높이가 수μm의 돌기를 형성하는 포토 스페이서 등이 알려져 있다.

2매의 기판을 접합시키는 경우, 먼저, 2매의 기판을 소정 간격으로 이격시켜 촬상하고, 그 촬상 결과에 따라 이들 기판을 대략 위치 맞춤한다. 그 다음에, 2매의 기판을 상기 시일제에 의해 접합시키고, 그 상태에서 다시 2매의 기판을 촬상하고, 그 촬상 결과에 따라 한쪽 기판을 소정 방향으로 소정량 이동시킴으로써, 2매의 기판을 정밀 위치 맞춤한다고 하는 것이 행해지고 있다. 그 경우의 기판의 이동량은, 촬상 결과로부터 구해진 편차량과 동등하게 되어 있다.

접합된 2매의 기판을 정밀 위치 맞춤하는 경우, 한쪽 기판을 이동시키면, 그 기판의 이동에 스페이서가 연동하게 된다. 스페이서가 볼 스페이서의 경우, 기판의 이동에 의해 전동하므로, 기판 간에 작용하는 마찰 저항이 비교적 작아도 된다. 그러나, 스페이서가 포토 스페이서의 경우, 그 스페이서가 기판에 대해서 면접촉 상태로 슬라이드 접촉하므로 마찰 저항이 커지게 된다.

기판 간의 마찰 저항이 크면, 이동측의 기판을 소정량 이동시킬 때, 이동시키는 기판에 작용하는 마찰 저항이 그 기판을 지지한 지지력보다도 커지는 경우가 있다. 그 경우, 기판의 지지 수단을 촬상 결과에 따른 편차량과 같은 이동량으로 이동시켜도, 기판의 실제의 이동량은 편차량보다도 작아지기 때문에, 2매의 기판의 위치 맞춤을 고정밀도로 행할 수가 없다.

그러므로, 2매의 기판을 허용 정밀도 내에 정밀하게 위치 맞춤하기 위해서는, 전술한 위치 맞춤 작업을 여러번에 걸쳐서 행하지 않으면 안되므로, 생산성의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있다.

또한, 촬상 결과에 따른 2매의 기판의 위치 편차량이 작은 경우에는, 그 작은 위치 편차량에 따라 기판을 이동시켜도, 실제로는 마찰 저항에 의해 기판이 어긋남이 보정되는 방향으로 이동하지 않는 경우가 있으므로, 그와 같은 경우에는 정밀 위치 맞춤이 곤란한 경우가 있다.

본 발명은, 접합된 2매의 기판의 위치 맞춤을 신속히, 또한 정밀하게 행하는 것이 가능하도록 한 기판의 접합 방법 및 접합 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 시일제 또는 액상 물질을 개재시켜 2매의 기판을 접촉시키는 단계와,

접촉된 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와,

상기 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시켜 이들 2매의 기판의 위치 어긋남을 보정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법에 있다.

본 발명에 의하면, 한쪽 기판을 다른 쪽 기판과의 편차량보다도 큰 보정 이동량으로 이동시킴으로써, 다른 쪽 기판과의 마찰 저항에 의해 어느 쪽인지 한쪽 기판이 어긋나 움직여도, 그 편차량을 보상한 위치 맞춤을 신속하고 확실하게 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 관한 액정 표시 패널의 조립 장치의 개략적 구성을 나타낸 설명도이다.

도 2는, 2매의 기판을 접합시키는 접합 장치의 단면도이다.

도 3은, 제어 계통의 블록도이다.

도 4는, 2매의 기판을 접합시킬 때의 공정의 일부를 나타내는 플로우 차트이다.

도 5는, 도 4의 계속되는 공정을 나타내는 플로우 차트이다.

도 6은, 포토 스페이서가 설치된 액정 표시 패널의 일부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 7은, 본 발명의 제2 실시예에 관한 기판 접합 장치를 나타낸 주요부 정면도이다.

도 8은, 도 7에 나타낸 장치의 탄성 부재의 확대 사시도이다.

도 9는, 도 8에 나타낸 탄성 부재의 IX-IX선으로부터 화살표 방향으로 절단했을 때의 평면도이다.

도 10은, 도 7에 나타내는 제2 실시예의 주요부 확대 정면도이다.

도 11은, 도 10에 나타낸 상태로부터 기판의 위치 맞춤을 행한 상태를 나타내는 주요부 확대 정면도이다.

도 12는, 도 11에 나타낸 상태로부터, 상측 기판이 접착제를 가압한 상태를 나타내는 주요부 확대 정면도이다.

도 13은, 도 12에 나타낸 탄성 부재의 변형량이 영으로 되도록 한 상태를 나타내는 주요부 확대 정면도이다.

도 14는, 도 7에 나타낸 제2 실시예에서의 기판의 접합 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 15는, 본 발명에 의한 제3 실시예에서의 기판의 접합 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 16은, 본 발명에 의한 제4 실시예에서의 기판의 접합 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예를 나타내고, 도 1은 액정 표시 패널의 조립 장치(1)의 개략적 구성을 나타낸 설명도이다. 이 조립 장치(1)는, 시일제의 도포 장치(2)를 가진다. 이 도포 장치(2)에는 도 6에 나타내는 액정 표시 패널 P를 구성하는 제1, 제2 기판(3),(4) 중의 한쪽인, 제1 기판(3)이 공급된다.

상기 도포 장치(2)는, 제1 기판(3)이 공급 탑재되는 테이블 및 이 테이블의 윗쪽에 배치된 도포 노즐(모두 도시하지 않음)을 가지고, 이 도포 노즐이 상기 제1 기판(3)에 대해서 상대적으로 X, Y 및 Z 방향으로 구동됨으로써, 이 제1 기판(3)의 내면에는 점탄성재로 이루어지는 시일제(5)(도 6에 나타냄)가 사각 프레임형으로 도포된다.

시일제(5)가 도포된 제1 기판(3)은 적하 장치(7)에 공급된다. 이 적하 장치(7)은 제1 기판(3)이 탑재되는 테이블 및 이 테이블의 윗쪽에 배치된 적하 노즐(모두 도시하지 않음)을 가지고, 이 적하 노즐이 상기 제1 기판(3)에 대해서 상대적으로 X, Y 및 Z 방향으로 구동된다. 그에 따라, 이 제1 기판(3)의 내면의 시일제(5)에 의해 둘러싸인 영역 내에 액상 물질로서의 액적 상태의 액정이 소정의 배치 패턴, 예를 들어 행렬형으로 적하 공급된다.

액정이 적하된 제1 기판(3)은 접합 장치(11)에 공급된다. 이 접합 장치(11)에는 상기 제1 기판(3)과 함께 상기 제2 기판(4)이 공급된다. 그리고, 상기 제1 기판(3)과 제2 기판(4)이 후술하는 바와 같이 위치 결정되어 접합된다. 그에 따라, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 액정(8)이 한쌍의 기판(3),(4) 간에 충전된 액정 표시 패널 P가 조립된다.

접합 장치(11)는 도 2에 나타낸 바와 같이 챔버(12)를 가진다. 이 챔버(12) 내는 감압 펌프(10)에 의해 소정 압력, 예를 들어 1Pa 정도로 감압되도록 되어 있다. 챔버(12)의 일측에는 셔터(13)에 의해 개폐되는 출입구(14)가 형성되고, 이 출입구(14)로부터 상기 제1 기판(3)과 제2 기판(4)이 출입하도록 되어 있다.

상기 챔버(12) 내에는 제1 지지 테이블(15)이 형성되어 있다. 이 제1 지지 테이블(15)는 제1 구동원(16)에 의해 X, Y 및 θ방향으로 구동되도록 되어 있는 동시에, 지지면(15a)(상면)에는 시일제(5)가 도포되는 동시에 액정(8)이 적하된 상기 제1 기판(3)이, 액정(8)이 적하된 내면(접합되는 면)을 윗쪽으로 향해 공급된다. 지지면(15a)에 공급된 제1 기판(3)은, 외면(하면)이 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 상기 지지면(15a)에 소정의 지지력으로 지지된다.

상기 제1 지지 테이블(15)의 윗쪽에는, 제2 구동원(17)에 의해 제1 지지 테이블(15)에 대해서 접리하는 Z 방향으로 구동되는 제2 지지 테이블(18)이 설치되어 있다. 이 제2 지지 테이블(18)의 하면의 지지면(18a)에는, 상기 제2 기판(4)이 외면(상면)을 접촉시켜 정전기력에 의해 지지된다. 그리고, 상기 제1 지지테이블(15)과 제2 지지 테이블(18)에 의해 지지 장치를 구성하고 있다.

후술하는 바와 같이, 상기 챔버(12) 내를 감압 펌프(10)로 감압하면, 진공 흡착에 의한 제1 기판(3)의 지지력이 정전기에 의한 제2 기판(4)의 지지력보다도 작아진다. 그리고, 상기 제2 기판(4)의 내면(하면)에는 도 6에 나타낸 바와 같이 스페이서 S가 형성되어 있다.

제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a)에 지지된 제1 기판(3)과 제2 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 지지된 제2 기판(4)은, 네 코너부가 각각 상기 챔버(12)의 하방에 설치된 4조의 촬상 장치(21)(2조만 도시)에 의해 촬상된다. 각 촬상 장치(21)은 제1 촬상 카메라(22)와 이 제1 촬상 카메라(22)보다도 촬상 배율의 높은 제2 촬상 카메라(23)를 가진다.

각 촬상 장치(21)의 제1, 제2 촬상 카메라(22),(23)는, X, Y 및 Z 테이블을 가지는 위치 결정 장치(24)에 의해 X, Y, 및 Z 방향으로 구동되도록 되어 있고, 각 위치 결정 장치(24)는 상기 챔버(12)의 하방에 배치된 탑재판(25) 상에 설치되어 있다.

상기 챔버(12)의 저벽의 적어도 각 위치 결정 장치(24)가 대향하는 부위는 투명창(26)에 형성되어 있다. 상기 챔버(12) 내에 배치된 제1 지지 테이블(15)의 상기 투명창(26)에 대응하는 부위는 공동부(空洞部)(27)로 형성되어 있다. 이 공동부(27)은, 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a)에 지지된 제1 기판(3)의 네 코너부 및 이 제1 기판(3)을 통하여 상기 제2 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 지지된 제2 기판(4)의 네 코너부를 상기 제1, 제2 촬상 카메라(22),(23)에 의해 촬상 가능하게 한다.

상기 제1 기판(3)과 제2 기판(4)은 상기 시일제(5)보다도 바깥쪽의 네 코너부에는, 도시하지 않지만 각각 대략 위치 맞춤 마크와 정밀 위치 맞춤 마크가 형성되어 있다. 각 기판(3),(4)의 대략 위치 맞춤 마크를 일치시킴으로써, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 대략 위치 맞춤할 수 있고, 각 기판의 정밀 위치 맞춤 마크를 일치시킴으로써, 한쌍의 기판(3),(4)를 정밀하게 위치 맞춤할 수 있다.

그리고, 제1, 제2 기판(3),(4)을 촬상하기 위해서, 제1 지지 테이블(15)에 공동부(27)을 형성했지만, 공동부(27)를 형성하지 않고, 제1 지지 테이블(15)을 전체를 투광성의 재료로 형성해도 된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 4조의 제1 촬상 카메라(22)로 제2 촬상 카메라(23)(도 3에서는 1조만 도시)의 촬상 신호는 화상 처리부(31)에 입력되어 좌표 신호로 변환 처리된다. 화상 처리부(31)로 변환 처리된 좌표 신호는 제어 장치(32)에 설치된 연산 처리부(33)에 입력된다. 이 연산 처리부(33)에서는 4조의 제1 촬상 카메라(22)와 제2 촬상 카메라(23)가 촬상한 제1, 제2 기판(3),(4)의 네 코너부의 각 한쌍의 대략 위치 맞춤 마크 또는 정밀 위치 맞춤 마크의 좌표로부터, 이들 기판(3),(4)의 X, Y 및 θ방향의 상대적인 위치 편차량을 산출한다.

상기 연산 처리부(33)에 의해 한쌍의 기판(3),(4)의 위치 편차량이 산출되면, 그 위치 편차량이 기억부(34)에 기억되는 한편, 구동부(35)에도 출력된다. 그에 따라, 구동부(35)는, 제1 지지 테이블(15)을 구동하는 제1 구동원(16)에 구동 신호를 출력하고, 상기 제1 지지 테이블(15)을 X방향, Y방향 및 θ방향으로 구동하여 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 위치 맞춤한다.

제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 맞춤은, 제1 촬상 카메라(22)로부터의 촬상 신호에 따른 대략 위치 맞춤과, 제2 촬상 카메라(23)로부터의 촬상 신호에 따른 정밀 위치 맞춤에 의해 행해진다.

대략 위치 맞춤은, 제1 기판(3)에 대해서 제2 기판(4)을 소정 간격으로 이간시킨 상태에서 행해지고, 정밀 위치 맞춤은 제1 기판(3)에 제2 기판(4)이 시일제(5)에 의해 접촉된 상태에서 행해진다. 정밀 위치 맞춤을 행하는 경우, 제2 기판(4)의 내면에는 스페이서 S가 돌출되어 있다.

그러므로, 그 스페이서 S와 제1 기판(3)과의 마찰 저항이 제1, 제2 기판(3),(4)의 지지력보다도 커지고, 이들 기판(3),(4)이 어긋나 움직이는 경우가 있다. 이 실시예에서는, 제1 기판(3)을 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a)에 진공 흡착하도록 하고 있으므로, 챔버(12) 내를 감압하면, 제1 기판(3)의 지지력이 저하된다. 그에 따라, 상기 마찰 저항으로 제1 기판(3)이 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a) 상에서 어긋나 움직이는 일이 있다.

그래서, 제2 촬상 카메라(23)의 촬상 신호에 의해 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 편차량을 구했으면, 제1 지지 테이블(15)에 의해 제1 기판(3)을 이동시키는 보정 이동량을, 상기 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수 K를 곱한 값으로 설정하여 위치 맞춤을 행하고, 마찰 저항에 의한 제1 지지 테이블(15)에 대한 제1 기판(3)의 어긋남에 따른 위치 맞춤 정밀도의 저하를 보상하도록 하고 있다.

예를 들어, 제2 촬상 카메라(23)에 의해 구한 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 편차량이 δn(μm)인 경우, 그 위치 편차량(δn)에 따라 제1 지지 테이블(15)의 보정 이동량을 M(μm)으로 하여 위치 맞춤시킨 후, 재차, 제2 촬상 카메라(23)에 의해 위치 편차량을 측정했던 바, 위치 편차량이 δm(μm)였을 경우, 상기 보정 계수 K는,

K = f(S) …(1)식

으로서 설정된다. 그리고, S = M/(δn-δm)이다.

즉, 상기 연산 처리부(33)에서는 제2 촬상 카메라(23)의 촬상 신호에 의해 구해진 제1, 제2 기판(3),(4)의 위치 편차량에 상기 보정 계수 K를 곱한 값이 산출되고, 그 산출 결과에 따라 구동부(35)로부터 상기 제1 구동원(16)에 구동 신호가 출력되게 된다.

정밀 위치 맞춤이 복수회에 걸쳐 행해지는 경우, 제2 촬상 카메라(23)에 의해 촬상되어 연산 처리부(33)에 의해 산출된 한쌍의 기판(3),(4)의 위치 편차량은 상기 기억부(34)에 기억된다.

그러므로, 정밀 위치 맞춤을 행할 때마다, 상기 기억부(34)에 기억된 전회의 위치 편차량(δn)를 사용하여 상기 (1)식에 따른 보정 계수 K를 산출할 수 있다.

그리고, 상기 제어 장치(32)의 구동부(35)는, 상기 제2 구동원(17) 및 상기 위치 결정 장치(24)에 대해서도 구동 신호를 출력하도록 되어 있다.

다음에, 상기 구성의 접합 장치(11)에 의해 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 접합시키는 공정을 도 4와 도 5의 플로우 차트를 참조하여 설명한다.

먼저, S1에서는 제1 기판(3)이 접합 장치(11)의 챔버(12) 내에 도시하지 않은 로봇에 의해 공급되어 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a)에 흡착 지지된다. S2에서는, 챔버(12) 내에 제2 기판(4)이 공급되고, 제2 지지 테이블(18)의 지지면(18a)에 흡착 지지된다. 제2 지지 테이블(18)이 제2 기판(4)을 지지하면, 이 제2 지지 테이블(18)이 소정 높이까지 하강한 후, 감압 펌프(10)이 작동하여 챔버(12) 내를 감압한다. 그리고, 셔터(13)는 감압 펌프(10)의 작동전에 닫혀진다.

챔버(12) 내가 소정 압력까지 감압되면, S3에서는, 제1 촬상 카메라(22)에 의해 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 네 코너부에 설치된 대략 위치 맞춤 마크를 촬상한다. 제1 촬상 카메라(22)의 촬상 신호는 화상 처리부(31)에 의해 디지탈 신호로 변환된 후, 연산 처리부(33)에 입력된다. 그에 따라, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 편차량이 산출된다.

S4에서는, 상기 연산 처리부(33)에 의해 산출된 위치 편차량에 따라, 구동부(35)로부터 제1 구동원(16)에 구동 신호가 출력되고, 제1 지지 테이블(15)이θ 및 X, Y 방향으로 구동된다. 그에 따라, 제1 기판(3)이 제2 기판(4)에 대해서 대략 위치 결정이 행해진다.

S5에서는, S4에서의 대략 위치 결정에 이어서 제2 지지 테이블(18)이 하강 방향(근접 방향)으로 구동되고, 제1 지지 테이블(15)에 지지된 제1 기판(3)에 제2 기판(4)이 시일제(5)를 통하여 접촉된다. S6에서는 시일제(5)를 통하여 접촉된 제1, 제2 기판(3),(4)의 네 코너부의 정밀 위치 맞춤 마크를 고배율의 제2 촬상 카메라(23)에 의해 촬상한다. 이 때, 제2 촬상 카메라(23)는 위치 결정 장치(24)에 의해 정밀 위치 맞춤 마크를 촬상할 수 있는 위치에 위치 결정 된다.

제어 장치(32)에서는, 제2 촬상 카메라(23)의 촬상 신호에 의해 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 편차량이 구해지고, S7에서는 제2 촬상 카메라(23)에 의해 구해진 위치 편차량에 따른 보정 이동량으로 제1 기판(3)을 위치 어긋남이 없게 되는 방향으로 구동한다. 그 때, 제1 기판(3)에는, 제2 기판(4)에 형성된 스페이서 S가 슬라이드 접촉하므로, 그 마찰력에 의해 제2 기판(4)보다도 지지력의 약한 제1 기판(3)이 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a) 상에서 제1 지지 테이블(15)의 이동 방향과 역방향으로 어긋나 움직여 버리는 일이 있다.

따라서, S8에서는 1회째의 정밀 위치 어긋남 보정을 행하였다면, 제2 촬상 카메라(23)에 의해 재차, 제1, 제2 기판(3),(4)의 정밀 위치 맞춤 마크를 촬상하고, 이들 기판(3),(4)의 위치 편차량을 측정한다.

S8에서 제2 촬상 카메라(23)에 의해 얻어진 촬상 신호로부터 위치 편차량이 측정되면, S9에서는, 그 위치 편차량에 따라 보정 계수 K가 요구되고, 그 보정 계수 K에 의해 새로운 보정 이동량 M가 산출된다.

예를 들어, 보정전의 위치 편차량(전회의 편차량 δn)을 5μm로, 최초의 보정 이동량 M를 5μm로 설정하여 제1 기판(3)의 위치 편차량을 보정하고, 그 보정 후에 측정한 금회의 위치 편차량 δm가 4μm이었다고 하면, 보정 계수 K는,

K = 5/(5-4) = 5

로 된다. 따라서, 다음번(2회째)의 보정 이동량 M은 1회째의 보정 후에 측정한 위치 편차량에 보정 계수 K를 곱한 값으로 되므로, 그 보정 이동량 M은,

M = 4×5= 20μm로 된다.

S10에서는 2회째의 보정 이동을 행한다. 2회째의 보정 이동은, S9에서 산출된 보정 이동량 M에 따라 제1 기판(3)을 이동시킨다. 즉, 2회째의 정밀 위치 맞춤시에는, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 편차량이 4μm인데 대해, 보정 이동량을 20μm으로 하여 위치 맞춤을 행한다.

2회째의 정밀 위치 맞춤시에도, 제2 기판(4)에 형성된 스페이서 S 와의 사이의 마찰 저항에 의해 제1 기판(3)이 제1 지지면(15a) 상에서 어긋나 움직인다. 그러나, 제1 기판(3)의 보정 이동량 M은, 정밀 위치 맞춤시에 제1 기판(3)이 제1 지지면(15a) 상에서 어긋나 움직이는 편차량을 보상하는 값으로 설정되어 있기 때문에, 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.

이론상, S9에서 구해진 보정 이동량 M으로 제1 기판(3)을 보정 이동하면,제1, 제2 기판(3),(4)을 고정밀도로 위치 맞춤할 수 있다. 그러나, 여러 가지의 조건에 따라 제1 기판(3)의 보정을 2회 행하는 것만으로는, 제2 기판(4)에 대한 위치 맞춤 정밀도를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.

그래서, S11에서는 2회째의 위치 맞춤을 행한 후, 제2 촬상 카메라(23)에 의해 제1, 제2 기판(3),(4)의 정밀 위치 맞춤 마크를 재차 촬상하고, 이들 기판(3),(4) 간에 위치 어긋남이 있는지 여부를 측정한다.

만일 위치 어긋남이 있었을 경우에는, S12에 의해 제어 장치(32)의 기억부(34)에 기억된 전회의 측정시(2회째의 측정)의 위치 편차량 δn와, 금회의 측정(3회째)에 의한 위치 편차량 δm 및 전회의 보정 이동량 M으로부터 재차 보정 계수 K를 구하고, 그 보정 계수 K에 3회째에 측정된 위치 편차량 δm를 곱한 보정이동량 M1으로 제1 기판(3)을 이동시켜 위치 맞춤을 행한다.

예를 들어, 3회째의 위치 편차량 δm이 1μm이었다고 하면, 전회의 위치 편차량 δn는( 4μm, 전회의 보정 이동량 M은 20μm 이므로, 금회의 보정 계수 K는,

K = 20/(4-1)≒ 6.67

로 된다. 따라서, 3회째의 보정 이동량 M은,

M = 1× 6.67≒ 6.67(μm)

으로 된다.

S13에서는, S12에서 산출된 보정 이동량 M에 따라 제1 기판(3)을 이동시킨다. 그에 따라, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 정밀하게 위치 맞춤하는 것이 가능해진다.

또한, 3회째의 정밀 위치 맞춤에서는, 조정하는 위치 편차량이 1μm이며, 2회째의 위치 편차량 4μm에 대해서 작다. 그러나, 이 때의 제1 지지 테이블(15)의 보정 이동량 M은 1μm의 위치 편차량에 대해서 약 6.67이므로, 제1 기판(3)의 위치 편차량이 작아도, 이 제1 기판(3)을 소정 방향으로 확실하게 이동시키는 것이 가능해진다.

제1 기판(3)과 제2 기판(4)과의 위치 맞춤을 보다 고정밀도로 행하고 싶은 경우에는, 전술한 공정을 복수회에 걸쳐 반복하여 행하면 되지만, 통상, 정밀 위치 맞춤은 2회 반복하여 행함으로써 고정밀도로 위치 맞춤하는 것이 가능하다. 그러나, 3회 행하면 보다 한층, 고정밀도로 높은 위치 맞춤 정밀도를 얻을 수 있다.

즉, 제어 장치(32)의 기억부(34)에 연산 처리부(33)에 의해 산출된 위치 편차량을 기억시키도록 했기 때문에, 이 기억부(34)에 기억된 전회의 위치 편차량 δn를 사용하여 보정 계수 K를 산출하는 것이 가능해진다.

그리고, 정밀 위치 맞춤을 2회 또는 그 이상 행해도, 마지막에 정밀 위치 맞춤을 행한 후, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)에 위치 어긋남이 있는지 여부를 제2 촬상 카메라(23)에 의해 확인하는 공정을 설정해도 된다.

제1 기판(3)과 제2 기판(4)은 점탄성제로 이루어지는 시일제(5)를 통하여 접촉되어 있다. 그러므로, 제1 기판(3)을 소정량 늦추어 위치 결정해도, 상기 시일제(5)의 복원력에 의해 제1 기판(3)이 이동 방향과 역방향으로 돌아와, 어긋남이 생겨 버리는 경우가 있다.

그러므로, 시일제(5)의 탄력성에 의한 복귀가 생길 우려가 있는 경우, 정밀 위치 맞춤시에서의 보정 이동량을, 상기 시일제(5)의 복귀에 의해 생기는 편차량을 보상하는 값으로 설정한다. 예를 들어, 상기 (1)식에 의해 보정 계수를 구할 때, 금회의 편차량 δm를, 상기 시일제(5)의 탄력성에 의한 복귀량을 더한 값으로 하면, 위치 맞춤 후에 제1 기판(3)이 시일제(5)의 탄력성에 의해 돌아오므로, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 정밀하게 위치 맞춤할 수 있다.

정밀 위치 맞춤을 행하면, 전술한 바와 같이 제1 기판(3)이 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a) 상에서, 제1 지지 테이블(15)의 이동 방향과 역방향에 어긋나는 경우가 있다. 제1 기판(3)이 어긋나 움직이면, 제1 기판(3)에 형성된 정밀 위치 맞춤 마크가 제2 촬상 카메라(23)의 시야로부터 벗어나는 것을 생각할 수 이다.

따라서, 제1 기판(3)과 제2 기판(4)을 정밀 위치 맞춤하는 경우, 제1 지지 테이블(15)를 소정 보정 이동량 M으로 이동시키면서, 상기 제2 촬상 카메라(23)를 X, Y, Z 방향으로 이동 가능하게 지지한 위치 결정 장치(24)에 의해 제2 촬상 카메라(23)를 그 시야 중심에 지지 테이블(18)에 지지된 제2 기판(4)의 정밀 위치 맞춤 마크가 위치하도록 이동시킨다. 이와 같이 함으로써, 보정 이동량 M에서의 지지 테이블(15)의 이동 완료 후에, 제2 촬상 카메라(23)의 시야 영역 내에 있어서, 제2 기판(4)의 정밀 위치 맞춤 마크의 주위에는, 적어도 촬상 카메라(23)의 시야 범위의 반의 크기의 영역이 존재하게 된다. 또한, 지지 테이블(15)이 보정 이동량 M의 이동을 완료한 후는, 2매의 기판(3),(4)의 정밀 위치 맞춤 마크 간의 상대 거리는, 보정 이동량 M에서의 지지 테이블(15)의 이동전에 비해 짧아져 있는 것으로 생각할 수 있으므로, 원래 제2 촬상 카메라(23)의 시야 범위 내에 위치하고 있던 2매의 기판(3),(4)의 정밀 위치 맞춤 마크가 보정 이동량 M에 의한 이동 후에 시야 범위로부터 벗어나는 것을 극력 방지할 수 있다.

상기 일실시예에서는, 제1 기판의 보정 이동량을 설정하기 위한 보정 계수를, 전회의 기판의 보정 이동량, 2매의 기판의 전회의 위치 편차량, 전회의 보정 이동량으로 제1 기판을 이동시킨 후의 금회의 2매의 기판의 위치 편차량에 따라 구하도록 하고 있다.

그러나, 2매의 기판을 동일한 조건에 의해 접합시키도록 한 경우에는, 최초에 보정 계수를 설정했다면, 이후, 동일한 보정 계수에 의해 보정 이동량을 결정하고, 위치 맞춤을 행하도록 해도 된다. 즉, 보정 계수는, 상기 일실시예와 같이 그때마다 산출하지 않고, 미리 설정된 설정치라도 되고, 그 때마다 산출할 것인지, 설정치를 사용할 것지는, 기판의 품질이나 로트에 따라 결정하면 된다. 예를 들어, 기판의 두께가 불규칙한 기판의 경우, 기판의 두께의 격차의 영향으로 그 때마다 기판 간에 작용하는 마찰력의 크기가 변화되는 것을 생각할 수 있으므로, 보정 계수를 그 때마다 산출하는 것으로 하고, 기판의 두께의 격차가 적은 품종의 기판의 경우, 전술한 바와는 반대로 기판 간에 작용하는 마찰력의 크기는 대략 일정한 것으로 생각할 수 있으므로, 보정 계수를 설정치로 하면 된다. 따라서, 이들을 기판의 품종이나 로트에 따라 전환하여 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이, 이 제1 실시예의 발명에 의하면, 시일제 또는 액상 물질을 개재시켜 접촉한 2매의 기판 중의 한쪽을, 다른 쪽 기판과의 편차량보다도 큰 보정 이동량으로 이동시키도록 했다.

그러므로, 다른 쪽 기판과의 사이의 마찰 저항에 의해 어느 쪽인지 한쪽 기판과 지지 수단 사이에 어긋남이 생겨도, 그 편차량이 보상되기 때문에, 2매의 기판의 위치 맞춤을 신속하고 정밀하게 행하는 것이 가능해진다.

상기 실시예에서는, 구한 보정 계수 K를 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 편차량에 그대로 곱하는 예였지만, 그에 대신하여 보정 계수 K에 하한치와 상한치, 또는 어느 한쪽을 설정하고, 구한 보정 계수 K가 하한치보다도 소, 또는 상한치보다도 대로 되었을 때는, 보정 계수 K를 하한치, 또는 상한치의 값으로 해도 된다.

예를 들어, 보정 계수 K의 하한치를 "3", 상한치를 "8"로 한 경우, 구한 보정 계수가 K= 5이면, 보정 계수 K가 상한치와 하한치 사이이므로, K= 5를 그대로사용한다. 구한 보정 계수가 K= 2이면, 보정 계수 K가 하한치보다 소이므로, K= 3으로 한다. 또, 구한 보정 계수가 K= 10이면, 보정 계수 K가 상한치보다 대이므로, K= 8로 한다.

이와 같이 함으로써, 보정 계수 K가 너무 작아, 정밀 위치 맞춤시에 제1 기판(3)이 제1 지지 스테이지(15)의 지지면(15a) 상에서 어긋나 움직이는 편차량을 보상할 수 없거나, 반대로 보정 계수 K가 너무 커 제1 기판(3)과 지지면(15a) 사이의 편차량 이상으로 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 너무 이동시켜 버려, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 편차량을 증대시켜 버리거나 할 우려를 방지할 수 있다.

제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 어긋남의 크기에 따라, 미리 설정된 보정 계수, 또는 상기 (1)식을 사용하여 산출한 보정 계수의 어느 하나를 선택할 수도 있다.

예를 들어, 한계치를 설정하여 두고, 상기 위치 편차량이 한계치보다도 대이면, 기억부(34)에 미리 설정되어 있는 보정 계수를 사용하고, 상기 위치 편차량이 한계치 이하이면, 상기 (1)식의 계산식을 사용하여 보정 계수를 산출하여 사용한다.

즉, 제2 기판(4)에 대한 제1 기판(3)의 보정 이동량이 증가하는 것에 따라 제1 기판(3)으로 제1 지지 테이블(15)의 지지면(15a) 간의 위치 편차량의 증가의 비율이 감소하는 경우가 있는 것이 실험에 의해 확인되고 있다.

이와 같은 경우, 예를 들어, 제2 기판(4)에 대해서 제1 기판(3)을 보정 이동량(5μm)로 이동시켰을 때는, 제1 기판(3)과 지지면(15a) 사이에 4μm의 위치 어긋남이 생겨, 제1 기판(3)은 제2 기판(4)에 대해서 1μm정도 밖에 이동하지 않는다. 그러나, 제2 기판(4)에 대해서 제1 기판(3)을 보정 이동량이 30μm로 이동시켰을 때는, 제1 기판(3)과 지지면(15a) 사이의 위치 편차량은 5μm정도이며, 제1 기판(3)은 제2 기판(4)에 대해서 25미크론 정도 이동한다고 하는 것으로 된다.

제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 편차량이 30μm정도일 때, 상기 (1)식을 이용하여 구한 보정 계수 K가 "3"이나 "4" 로 되었을 경우, 이 보정 계수 K를 이용하여 산출한 보정 이동량으로 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 이동시키면, 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 필요 이상으로 보정 이동시켜 버리는 결과가 일어날 수 있다.

그래서, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 편차량에 대해서 한계치(예를 들어 20μm를 설정하고, 위치 편차량이 한계치를 넘었을 경우에는, 기억부(34)에 미리 설정된 보정 계수 K(예를 들어 K= 1.2)를 이용하여 보정 이동량을 산출한다.

이와 같이 함으로써, 전술한 경우라도, 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 필요 이상으로 보정 이동시키는 문제를 방지하여 위치 맞춤을 신속히 행할 수 있다.

그리고, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 편차량의 산출, 위치 편차량과 한계치와의 비교, 비교 결과에 따른 선택, 즉 설정된 보정 계수를 사용할 것인가, 상기 (1)식에 의한 보정 계수를 사용할 것인가의 선택은, 제어 장치(32)의 연산 처리부(33)에 의해 행할 수 있다.

보정 계수 K도 구하는 방법의 다른 예로서 이하의 방법이 있다. 즉, 과거의 복수회 분의 데이터에 따라 보정 계수 K를 구하는 방법이다. 데이터란 보정 계수, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 어긋남, 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 위치 맞춤하기 위한 보정 이동량 등이 고려된다.

예를 들어, 과거 5회분의 데이터를 사용하는 경우에는, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 맞춤 회수가 6회까지는 전술한 실시예와 같은 요령, 즉 1회째는 보정 계수를 이용하지 않으며 위치 맞춤을 행한다. 그리고, 7회째 이후의 위치 맞춤에 있어서는, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 위치 어긋남을 측정할 때마다, 상기 실시예와 같은 요령으로 새롭게 보정 계수를 구하는 동시에, 이 보정 계수와 금회의이전의 과거 5회분의 각 보정 계수를 사용하여 보정 계수의 평균치를 산출하고, 산출된 보정 계수의 평균치를 사용하여 보정 이동량을 산출하면 된다.

그리고, 상기 제1 실시예에서는, 보정 계수 K가 1보다 큰 수치를 사용하는 예로 설명했지만, 1보다도 작은 수치를 사용해도 된다.

즉, 기판을 지지 테이블에 탄성 부재를 통하여 지지한 경우, 2매의 기판 간의 위치 맞춤을 행할 때 기판 간의 시일제나 액정 등에 의한 접촉 저항에 의해 탄성 부재가 위치 맞춤 방향인 수평 방향으로 탄성 변형되는 경우가 있다. 그리고, 변형된 탄성성 부재에는 복원력이 생기고, 이 복원력은, 양 기판의 위치 맞춤 중 작용한다.

그러므로, 위치 맞춤을 복수회 반복하고, 탄성 부재의 변형이 축적되고, 또한 양 기판 간의 보정 이동량이 작아졌을 때에는, 1회의 위치 맞춤이 완료되어 기판 간의 위치 어긋남을 재차 검출할 때까지의 사이에, 탄성 부재의 복원력에 의해 양 기판이 상대적으로 이동하고, 보정 이동량 이상으로 기판이 상대 이동하는 경우도 고려된다. 그리고, 이와 같이 양 기판이 보정 이동량 이상으로 상대 이동한 경우에는, 상기 (1)식에 의해 구해진 보정 계수가, 1보다도 작은 수치가 될 수 있다.

또, 전술한 바를 고려하여, 기판 간의 위치 맞춤 회수나 기판 간의 위치 편차량에 한계치를 설정하고, 위치 맞춤 회수가 한계치를 넘으면, 또는 기판 간의 위치 어긋남이 한계치 이하로 되었을 때에는, 기억부 등에 미리 설정한 1보다도 작은 보정 계수를 사용하도록 해도 된다.

전술한 실시예에서는, 제1, 제2 기판(3),(4) 간의 1회의 위치 맞춤이 완료할 때마다, 기판(3),(4) 간에 위치 어긋남이 있는지 여부를 측정하도록 했지만, 위치 어긋남이 있는지 여부와 관계없이, 기판(3),(4) 간의 위치 어긋남이 미리 설정한 허용치를 벗어나 있는가 여부를 측정하고, 위치 어긋남이 허용치를 넘고 있는 경우에만 재차, 위치 맞춤을 행하도록 해도 된다.

전술한 설명에서는, 제1 기판(3)을 제2 기판(4)에 대해서 위치 맞춤했지만, 제1, 제2 기판(3),(4)의 위치 결정은 상대적인 것이다. 따라서, 제2 기판(4)을 제1 기판(3)에 대해서 위치 맞춤해도 된다.

상기 실시예에서는, 2매의 기판 간에 스페이서에 의한 위치 맞춤 방향의 마찰력이 작용하는 상태에서 행해지는 위치 맞춤에서의 위치 어긋남 보정의 예로 설명했지만, 2매의 기판이 액정만을 통하여 접촉하는 상태에서의 위치 맞춤이나, 2매의 기판이 액정과 시일제의 양쪽 모두에 접촉하여 겹친 상태에서의 위치 맞춤에도 적용할 수 있다. 요컨데, 본 발명은, 2매의 기판 간에 위치 맞춤 방향의 마찰력이 작용하는 상태에서 행해지는 위치 맞춤이면 적용 가능하다.

또, 상기 일실시예에서는, 제1 기판에 액정을 미리 적하하여 두고, 이 제1 기판과 제2 기판을 감압된 챔버 내에서 접합시키도록 했지만, 2매의 기판을 대기압하에서 접합시킨 후, 이들 기판 간의 간극에 액정을 주입하여 액정 표시 패널을 제조하는 경우라도, 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 화상 처리부를 제어 장치와 별도로 설치하였다면, 제어 장치 내에 설치하도록 해도 지장없다.

또, 제1 지지 테이블에 제1 기판을 진공 흡착으로 지지하도록 했지만, 제1 지지 테이블의 지지면과 제1 기판 간의 마찰력만으로 지지하도록 해도 된다.

또, 진공 감압 하의 챔버 내에서 2매의 기판을 접합시키므로, 접합 시에는 진공 흡착된 제1 기판의 지지력이 낮아져, 제1 기판이 제1 지지 테이블 상에서 어긋나 움직였지만, 2매의 기판을 모두 정전기력으로, 또한 같은 지지력으로 지지하도록 하면, 위치 맞춤시에 어느 쪽인가의 기판이 어긋나 움직이게 되지만, 어느 기판이 어긋나 움직였다고 해도 상대적인 편차량은 같게 되기 때문에, 그 위치 편차량에 따라 보정 이동량을 산출하면, 상기 실시예와 마찬가지로, 고정밀도로 위치 맞춤하는 것이 가능하다.

그리고, 어느 쪽인지 한쪽 기판의 지지력을 다른 쪽 기판의 지지력보다도 약하게 해 두면, 위치 맞춤시에 어긋나 움직이는 기판을 특정하는 것이 가능하다.

또, 제1 기판과 제2 기판의 2매의 기판을 접합시키는 예로 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 접합된 2매의 기판에 다시 한 장 이상의 다른 기판을 시일제를 사용하고, 그 사이에 액정을 밀봉한 상태로 접합시키는 것에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

도 7 내지 도 14는 본 발명의 제2 실시예로서, 도 7은 기판 접합 장치를 나타낸 주요부 정면도이다. 도 10은, 도 7에 있어서, 상하 양 기판을 중합시키고, 각 기판에 각각 형성된 얼라인먼트 마크에 따른 고정밀의 위치 맞춤 조작을 행하고자, 하측 기판에 도포된 접착제에 상측 기판을 접촉시킨 상태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 접합되는 제2 기판에 상당하는 상측 기판(111)과 제1 기판에 상당하는 하측 기판(112)은, 상측 덮개(121) 및 하측 덮개(122)로 이루어지는, 챔버에 상당하는 진공조(102) 내에 대향 배치되고, 상측 기판(111)은 제2 지지 테이블에 상당하는 상측 스테이지(상측 정반(定盤))(131)의 하면에 흡착 지지되고, 하측 기판(112)은 제1 지지 테이블에 상당하는 하측 스테이지(하측 정반)(132) 상에 탑재되어 흡착 지지되어 있다.

양 기판(111),(112) 간에 균일한 간격(갭)이 형성되고, 양호하게 접합되기 위해서는, 각 기판(111),(112)은, 모두 불균일 없이 양호한 평탄성을 가지고, 불균일한 간격(갭 불균일)이 형성되지 않는 상태에서 시일재에 상당하는 접착제(101a)가 가압되는 것이 요구된다.

상측 기판(111)은 상측 스테이지(131)에 직접 흡착 지지되어 있지만, 상하양 스테이지(131),(132) 표면의 요철(凹凸)을 흡수하고, 요철에 기인한 접착제(101a)에서의 접착 불량을 회피하기 위하여, 복수, 예를 들어 5개의 탄성 부재(104)를 통하여, 하측 기판(112)은 하측 스테이지(132) 상에 흡착 지지되어 있다.

5개의 탄성 부재(104)는 모두, 도 8에 그 확대 사시도를 나타낸 바와 같이, 전체가 편평한 4각형상을 이루고, 하측 스테이지(132)로부터 이어져 개구된 흡인 척용의 배기공(104a)이, 탄성 부재(104) 상에 탑재되는 하측 기판(112)을 흡착하도록 구성되어 있다. 그리고, 하측 기판(112)의 중앙부를 흡착 지지하는 탄성 부재(104)에는, 도 8에 나타낸 바와 같이 기존의 불균일 검출기(108)가 내장되어 있어, 탄성 부재(104) 자체가 기계적 외력을 받아 수평 방향으로 변형되었을 때, 가요성을 가지는 불균일 검출기(108)는, 그 탄성 부재(104)의 수평 방향의 변화량을 검출하고, 그 검출 데이터를, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(107)에 공급하도록 접속되어 있다.

도 9는, 도 8에 나타낸 탄성 부재(104)를 IX-IX선으로부터 화살표 방향으로 절단하고, 내장된 불균일 검출기(108)를 윗쪽으로부터 보아 나타낸 평면도이다.

이 실시예의 불균일 검출기(108)에는, 예를 들면 일본국 특개평 6(1994)-397350호 공보에 개시된 센서를 적용할 수 있다. 즉, 불균일 검출기(108)는, 상하(Z축) 방향으로 감압 저항체를 협지하여 쌍을 이루는 4개의 전극체(181),(182),(183),(184)가, 90도 간격으로 배치되고, 수평 방향의 X축 주위 및 Y축 주위에서 받는 탄성 부재(104)의 변형에 따른 기계적 모멘트를 전압치로 변환하여 출력하여, 제어 장치(107)에 공급한다.

그리고, 탄성 부재(104)를 탑재한 하측 스테이지(132)는, 제1 구동 기구에 상당하는 X-Y-θ 이동 기구(105)에 동축(105a)을 통하여 지지되고, 수평면 내에서 이동하여 상하측 기판(111),(112) 간의 상대 위치를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 이 제2 실시예에서는, 하측 기판(111)의 중앙부의 탄성 부재(104)에, 불균일 검출기(108)를 내장시켰지만, 이 중앙부를 포함하는 네 코너부에 설치한 탄성 부재(104) 모두에, 또는 이들 복수개의 탄성 부재(104) 중, 선택된 임의의 탄성 부재(104)에, 불균일 검출기(108)를 내장시킬 수도 있다.

그래서, 대향하는 기판(111),(112)의 위치 맞춤 조작에서는, 예를 들면 프리 얼라인먼트 후에, 먼저 제어 장치(107)가 제2 구동 기구에 상당하는 프레스 기구(106)을 제어하여 상측 스테이지(121)을 하강시키고, 도 10에 확대해 나타낸 바와 같이, 상하측 기판(111),(112)이 간격 H의 좁은 갭으로 대향하고, 상측 기판 (111)가 하측 기판(112) 면 상의 접착제(101a)에 약간 접촉한 상태로 되도록 조작된다.

도 10에 나타낸 상태에 있어서, 하방에 설치된 촬상 카메라에 상당하는 촬상 기기(133),(133)가, 각 기판(111),(112)의 얼라인먼트(위치 결정용) 마크(111a), (112a)를 촬영하고, 그 촬영 패턴을 제어 장치(107)에 공급한다. 촬상 기기(133), (133)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 투광창(122a), 관통공(132a)을 통해 위치 맞춤 마크(111a),(112a)를 촬상한다.

촬영 패턴의 공급을 받은 제어 장치(107)는, 패턴 인식에 의해, 양 기판 l11),(112) 간의 위치 편차량 Δd를 검출한다. 그리고, 그 위치 편차량 Δd가 미리 설정된 허용 범위 내, 바람직하게는 그 위치 편차량 Δd가 영 가까이 까지 작아지고, 정밀도 양호하게 접합이 행해지도록, 적당하게, X-Y-θ 이동 기구(105)를 구동 제어한다.

이 때, X-Y-θ 이동 기구(105)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 접착제(101a) 및 액정 부재(101b) 등과 상측 기판(111) 간의 접촉 저항에 항거하여 하측 기판(112)을 이동시키므로, 하측 기판(112)과 하측 스테이지(132) 간의 탄성 부재(104)는, 수평 방향에 거리 Δk만큼 변형되고, 이 거리 Δk의 변형량은, 내장된 불균일 검출기(108)에 의해 검출되고, 그 검출 신호는 제어 장치(107)에 공급된다.

또한 이 때, 하측 기판(112)과 탄성 부재(104) 간에 미끄럼이 없다고 하면, 제어 장치(107)는, 그 검출 신호에 따라, 하측 스테이지(132)와 하측 기판(112) 간의, 도 10에 나타내는 상태와 도 11에 나타내는 상태 간의 편차량을 구할 수 있다.

다음에, 제어 장치(107)는, 프레스 기구(106)를 구동 제어하고, 상측 스테이지(131)를 도 11에 화살표 Z로 나타내는 방향(하방)으로 가압함으로써, 미리 설정된 시간 동안, 상하 양 기판(111),(112)을 가압하므로, 상하 양 기판(111),(112)의 간격은 보다 좁힐 수 있다.

이 제어 장치(107)에 의한 상측 스테이지(131)의 하방 가압 조작 전에, 제어 장치(107)는 전술한 불균일 검출기(108)로부터의 변형량(거리 Δk)의 검출 신호에따라, X-Y-θ 이동 기구(105)를 구동하고, 탄성 부재(104)의 변형량(거리 Δk)이 작아지는 방향으로 하측 스테이지(132)를 이동 제어한다.

이로써, 도 13에 나타낸 바와 같이, 탄성 부재(104)의 X-Y-θ면에서의 변형은 해소된다.

즉, 이 제2 실시예에 의하면, 위치 맞춤 조정(얼라인먼트)에 따른 탄성 부재(104)의 변형에 기인한 복원력은 해소 내지는 큰폭으로 감소한다. 따라서, 상하 양 기판(111),(112)은, 위치 맞춤 조정이 완료되고, 전술한 상측 스테이지(131)의 하방 가압 조작이 행해지고, 상하 양 기판(111),(112)이 상하 양 스테이지(131),(132)로부터 해방될 때까지의 사이에, 탄성 부재(104)의 복원력에 의해 위치 어긋남 없이, 고정밀도로 위치 맞춤된 상태를 유지하여 접합된다.

그리고, 도 7에 나타낸 이 제2 실시예에서는, 직사각형의 하측 스테이지(132) 상면에 5개의 탄성 부재(104)를 탑재하고, 그 중 중앙부의 1개에만 불균일 검출기(108)를 내장시키도록 구성했다. 그러나, 예를 들면 5개 모든 탄성 부재(104)에 불균일 검출기(108)를 내장시켜도 된다. 이 경우, 제어 장치(107)는, 이들 복수개의 불균일 검출기(108)로 검출된 각 변형량의 예를 들면 평균치 또는 중앙치를 산출하고, 그 평균치 내지는 중앙치에 따라,(도 11 또는 도 12에 나타낸) 수평 방향의 위치 편차량(거리 Δk)이 작아지는 방향으로 이동 제어하도록 하면 된다.

또, 수평 방향(X-Y-θ방향)에서의 위치 맞춤 조작은, X-Y(직교)방향에서의 위치 맞춤 조작과, θ(선회)방향에서의 위치 맞춤 조작으로 분해할 수 있다.

X-Y 방향에서의 위치 맞춤에서는, 모두 탄성 부재(104)에 있어서도, 같은 방향(X-Y 방향)으로의 변형량으로서 검출할 수 있기 때문에, 제어 장치(107)는, 상기와 같이, 평균치나 중앙치의 산출이라고 하는 간단한 연산에 의해 X-Y-θ 이동 기구(105)에 대한 조작량을 구할 수 있다.

한편, θ방향에서의 위치 맞춤에서는, 기판의 회전 중심인 기판 중심부에 있어서 검출되는 탄성 부재(104)의 X, Y 방향으로의 변형량은 지극히 작다. 그래서, 예를 들면, 기판(112)의 네 코너부에도, 불균일 검출기(108)를 내장한 탄성 부재(104)를 설치하고, 네 코너부에 설치된 각 불균일 검출기(108)에서의 X-Y 방향에서의 변형량의 검출치로부터, 하측 스테이지(132)와 하측 기판(112) 간의 θ방향의 편차량을 기하학적으로 구해, 각 네 코너부에서의 탄성 부재(4)의 변형량이 작아지는 방향의 조작량을 구하도록 하면 된다.

상기 제1 실시예에서는, 위치 맞춤 조작에 의한 탄성 부재(104)의 변형량을 불균일 검출기(108)로 검출하도록 구성했지만, 탄성 부재(104)의 변형량이란, 도 10에 나타난 하측 기판(112)와 하측 스테이지(132) 간의 위치 관계와, 도 11에 나타난 하측 기판(112)과 하측 스테이지(132) 간의 위치 관계와의 차이와 다름없다.

즉, 탄성 부재(104)의 불균일 해소란, 하측 기판(112)와 하측 스테이지(132) 간의 위치 관계를 도 11의 상태로부터 도 10의 상태로 되돌리는 것을 의미한다.

그래서, 탄성 부재(104)에 불균일 검출기(108)를 설치하지 않고, 탄성 부재(104)를 상하로 협지한 하측 기판(112)와 하측 스테이지(132) 간의, 위치 맞춤 전의 상태에 대한(탄성 부재(104)가 변형된 결과 생긴) 위치 맞춤 후의 위치 편차량을 검출하고, 그 검출치의 값이 영으로 되는 방향으로 하측 스테이지(132)의 위치를 구동 제어해도 마찬가지로 목적을 달성 할 수 있다.

그래서, 이 탄성 부재(104)를 협지한 하측 기판(112)과 하측 스테이지(132) 간의 위치 편차량의 검출 방법은, 촬상 기기(133),(133)에 의해 촬상된 하측 기판(112)의 얼라인먼트 마크(112a)가, 도 10에 나타낸(위치 맞춤 전) 상태로 촬영된 X-Y좌표축 상에서의 위치와, 도 11 또는 도 12에 나타낸 바와 같이, (위치 맞춤에 의한)탄성 부재(104)의 변형 후의 X-Y 좌표축 상에서의 위치 사이의 편차량을 제어 장치(107)가 산출하고, 그 산출량에 따라 X-Y-θ 이동 기구(105)를 보정 제어하도록 해도 된다.

또한, 이 실시예에서는, 탄성 부재(104)의 변형을 해소시키기 위해서, 하측 스테이지(132)를 이동시켰지만, 상측 스테이지(131)에 X-Y-θ 이동 기구를 내장하고, 상측 스테이지(131)를 이동시켜 상측 기판(111)을 하측 기판(112)에 대해서 이동시켜도 된다.

또는 또, X-Y-θ 이동 기구를, 상하 양 스테이지(131),(132) 쌍방에 연결하여 내장하고, 탄성 부재(104)에 대한 편차량의 보정 조작을 서로 분담해 행하도록 구성할 수도 있다. 또, 이 때, 탄성 부재(104)는, 상하 어느 한편, 또는 쌍방의 스테이지(131),(132)에 장착하고, 접합 조작시에서의 이들 탄성 부재(104)의 변형량을 영에 되돌리도록 조작해도 된다.

다음에, 도 7에 나타낸 제2 실시예의 기판 접합 장치를 사용한 2매의 기판의 접합 수순(공정)을, 도 14에 나타낸 플로우 차트를 참조하여 이하 설명한다. 그리고, 상하 양 기판(111),(112)은, 진공조(102) 내에 공급되어 상하 양 스테이지(131),(132)에 흡착 지지되고, 진공조(102) 내는 이미 진공 상태로 감압되어 있는 것으로 한다.

먼저, 제1 공정은, 상하측 기판(111),(112)을 접착제(101a)를 통하여 중합시킨다(스텝 8A).

제2 공정에서는, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 작아지는 방향으로 위치 맞춤 조작을 행한다(스텝 8B).

다음에, 제3 공정에서는, 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤 조작으로 생긴, 탄성 부재(104)의 변형량을 검출한다(스텝 8C).

다음에, 제4 공정에서는, 탄성 부재(104)의 변형량이 영으로 되는 방향으로, 하측 스테이지(112)를 이동 조정한다(스텝 8D).

그 후, 제5 공정으로서, 미리 설정된 시간만큼, 상하측 기판(111),(112)을 다시 가압한다(스텝 8E).

또한, 제6 공정에서는, 상하 양 기판(111),(112)이 상하 양 스테이지(131),(132)로부터 해방되어 진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진다(스텝 8F).

진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진 후, 상측 스테이지(131)를 상승시키고, 접합된 기판(111),(112)은 진공조(102) 내로부터 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 꺼내져, 예를 들면 접착제(101a)의 경화 공정 등의 다음 공정으로 반송된다.

그리고, 상기 순서의 설명 중, 하측 스테이지(132)를 이동 조정(스텝 8D) 후에, 접착제(101a)를 다시 가압하고, 상하측 기판(111),(112)의 접합을 행하는(스텝 8E) 취지를 설명했지만, 요컨데 이 제2 실시예에서의 기판의 접합 방법은, 위치 맞춤 조작 시에 변형된 탄성 부재(104)의 복원력이, 위치 맞춤된 기판(111),(112) 간에 작용하는 것을 막을 수가 있으면 된다.

따라서, 적어도 상측 스테이지(131)에 의한 상측 기판(111)의 흡착 지지, 또는 하측 스테이지(132)에 의한 하측 기판(112)의 흡착 지지 중 한쪽이 해제될 때까지의 동안에 행하면 되고, 스텝 8E의 사이에 스텝 8D를 실행해도 마찬가지로 목적을 달성할 수 있다. 무엇보다, 탄성 부재(104) 변형의 해소 조작은, 가능한 한 빨리 행하는 쪽이 복원력에 의한 어긋남 방지 효과가 높아지므로, 상기와 같이 스텝 8B + 스텝 8C + 스텝 8D의 순서로 행하는 것이 바람직하다.

또, 상하 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤 조작 시에, 상측 기판(111)과 접촉한 접착제(101a)는 물론, 점성을 가지는 액정(101b)이나 스페이서가 상측 기판(111)과 접촉하고 있는 것으로 하면, 탄성 부재(104)는, 접착제(101a)나 액정 부재(101b) 등과 상측 기판(111) 간의 접촉 저항에 더하여, 접착제(1O1a)는 원래 액정(101b)이나 스페이서 등이 가지는 고유의 점성에 항거하여 변형된다.

환언하면, 상하 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤 조작에서는, 탄성 부재(104)만 아니라, 접착제(101a)나 액정 부재(101b) 등도 점성을 가지고 변형된다.

따라서, 제어 장치(107)가 X-Y-θ 이동 기구(105)를 조작하고, 탄성 부재(104) 자체의 변형량 Δk를 영으로 복귀시킨 후, 외관상, 상하 양기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 없는 상태로 되어 있는 것처럼 보여도, 위치 맞춤 조작 시에 변형된 접착제(101a)나 액정(101b) 등의, 점성에 기인한 반작용이 작용하고, 상하 양 기판(111),(112) 간에 새로운 위치 어긋남을 일으키게 하는 것도 고려된다.

이 현상을 회피시키기 위해서, 제어 장치(107)는, 접착제(101a) 등의 반작용을 예측하여, 탄성 부재(104)의 변화량 Δk해소를 위한 이동 조작량에, 예를 들면 계수 δ(0<δ<1)을 곱하는 등의 제한을 행하도록 해도 된다. 계수 δ는, 예를 들면, 탄성 부재(104)의 변형량 Δk를 보정한 후에, 접착제(101a) 등의 반작용에 의해 생기는 상하 양 기판(111),(112) 간의 위치 편차량을 실험에 의해 구한 결과에 따라 결정할 수 있다.

또한, 제어 장치(107)에 의한 X-Y-θ 이동 기구(105)를 구동 제어한 위치 맞춤 조작 시에, 미리, 그 접착제(101a)나 액정(101b) 등의 반작용(복원력)에 의해 예측되는 위치 편차량 분, 즉 복귀량분만큼 가미한 위치 맞춤 조작, 예를 들면 복귀량분을 가산한 위치 맞춤 조작을 행함으로써, 최종적으로, 미크론 단위 또는 서브 미크론 단위로 허용된 범위의 위치 편차량으로 접합이 완료되도록 조정 제어할 수 있다.

다음에, 상기 제2 실시예에서는, 제어 장치(107)는, 하측 스테이지(132)(또는 상측 스테이지(131)를 이동 조정하여 탄성 부재(104)의 변형을 해소시키는 취지를 설명했지만, 하측 기판(112)와 하측 스테이지(132) 간(또는 상측 기판(111)과 상측 스테이지(131) 간)의 연결, 즉 기판(111),(112)의 적어도 어느 한쪽에 대한흡착 지지를 일시적으로 해소시켜도, 결과적으로 탄성 부재(104) 등에서의 변형의 구속 상태는 해방되므로, 마찬가지로 목적을 달성할 수 있다.

도 15는, 위치 맞춤 조작시에서의 탄성 부재(104) 등의 변형에 의한 반작용을 해소하기 위해서, 일시적으로 기판 지지를 해소시키는 본 발명의 제3 실시예의 기판의 접합 방법의 수순(공정)을 나타낸 것이다. 그리고, 이 방법을 채용한 기판 접합 장치와, 도 7에 나타낸 기판 접합 장치와는, 탄성 부재(104) 내에는 반드시 불균일 검출기(108)를 필요로 하지 않는 점에 있어서 상위할 뿐이며, 다른 구성은 동일하므로, 도 7의 구성도 참조하여 설명한다. 그리고, 상하 양 기판(111),(112)은, 진공조(102) 내에 공급되어 상하 양 스테이지(131),(132)에 흡착 지지되고, 진공조(102) 내는 이미 진공 상태로 감압되어 있는 것으로 한다.

즉, 먼저, 제1 공정에서는, 상하측 기판(111),(112)을 접착제(101a)를 통하여 서로 겹치게 한다(스텝 9A).

제2 공정에서는, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 작아지도록 위치 맞춤 조작을 행한다(스텝 9B).

다음에, 제3 공정에서, 양 기판(111),(112) 중 적어도 어느 한쪽 기판에 대해, 스테이지로부터의 흡착 지지를 해제시킨다(스텝 9C).

다음에, 제4 공정에 있어서, 흡착 지지를 해제한 기판을 다시 스테이지가 흡착 지지하고, 미리 설정된 시간만큼, 상하측 기판 간(111),(112)을 다시 가압한다(스텝 9D). 이와 같이, 흡착 지지가 해제된 기판을 다시 흡착 지지함으로써, 양 기판(111),(112)이 가압되었을 때에, 이 가압에 의해 양 기판(111),(112) 간에 위치어긋남이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제5 공정에서는, 상하 양 기판(111),(112)이 상하 양 스테이지(131), (132)로부터 해방되고, 진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진다(스텝 9E). 진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진 후, 상측 스테이지(131)를 상승시키고, 접합된 기판(111),(112)은 진공조(102) 내로부터 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 꺼내져 예를 들면, 접착제(101a)의 경화 공정 등의 다음 공정으로 반송된다.

상기와 같이, 제3 공정(스텝 9C)의 실행시, 제어 장치(107)는, 위치 맞춤 후의 양 기판(111),(112)에 대해, 스테이지(적어도 스테이지(131) 또는 스테이지(132)의 어느 한쪽)의 흡착 등의 지지를 해제하도록, 예를 들면 각 흡착공에 늘어서는 배기 펌프의 제어, 또는 정전(靜電) 척의 일시적 해방 제어 등을 행한다. 양 스테이지(131),(132)와 양 기판(111),(112) 간의 구속 중 적어도 한쪽을 개장(開場)함으로써, 탄성 부재(104)에 대한 구속은 해제되므로, 위치 맞춤 조작에 따른 탄성 부재(104)의 변형은 해제되고, 탄성 부재(104)의 복원력에 기인한 양 기판(111),(112) 간의 위치 맞춤 정밀도의 열화를 회피할 수 있다.

그리고, 이 제3 실시예에 있어서, 흡착 등의 해제 후는, 떼내진 상측 스테이지(131)와 상측 기판(111) 간의 마찰 저항은, 하측 기판(112)과 이것을 탑재한 탄성 부재(104) 간의 마찰 저항보다 작기 때문에, 상측 스테이지(131)측에서 기판(111)의 지지를 해제하는 쪽이, 탄성 부재(104) 등의 복원 작용이 보다 원활하게 행해진다.

또, 상기 설명에서는, 상측 스테이지(31)은 상측 기판(111)을 가압한 상태에서, 기판(111),(112)의 지지를 해방시켰지만, 그 해방 조작을 보다 확실한 것으로 하기 위해서, 단지 흡착 등 해제에 머무르지 않고, 예를 들면 프레스 기구(106)에 의해 상측 스테이지(131)를 순간적으로 상승시켜, 상측 스테이지(131)의 상측 기판(111)에 대한 가압력을 보다 작게, 또는 가압력이 영으로 되도록 조작해도 된다.

상기 제2 및 제3 실시예에서의 제어 장치(107)는, 얼라인먼트 마크의 촬영 패턴에 따라, 접합 조작시에서의 위치 맞춤 조작을 행한다(스텝 8B 및 스텝 9B), 그 후, 위치 맞춤 조작으로 변형된 탄성 부재(4)의 변형을 해소시켜, 변형된 탄성 부재(104)의 복원력이, 양 기판의 접합 정밀도를 열화시키지 않도록 제어를 행하는 것이다.

즉, 제어 장치(107)는, 촬영 패턴에 의한 기판(111),(112) 간의 위치 어긋남 데이터에 따라, 하측 기판(112)을 상측 기판(111)에 위치 맞춤하고자, X-Y-θ 이동 기구(105)를 구동 제어한다. 그러나, X-Y-θ 이동 기구(5)는 탄성체인 탄성 부재(104)를 통하여 하측 기판(112)을 이동 조정하므로, 전술한 바와 같이 탄성 부재(4)가 변형되고, 위치 맞춤 조작에는 약간 시간을 필요로 한다.

그래서, 기판(111),(112) 간의 위치 편차량과 탄성 부재(104)의 변형량과의 관련을, 미리 실험 등에 의해 구해 둠으로써, 제어 장치(107)는, 탄성 부재(104)의 변형을 가미한 X-Y-θ 이동 기구(105)의 제어를 행하고, 원활하고 또한 신속하게 위치 맞춤 조작을 행할 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 기판 접합 장치 및 접합 방법의 제4 실시예에서는, 상기제2 및 제3 실시예와는 상위하고, 제어 장치(107)는, 얼라인먼트 마크의 촬영 패턴에 따라 검출된 최초의 위치 편차량에, 그 위치 편차량의 보정시의 탄성 부재(104)의 변형량을, 미리 구한 데이터로부터 판독하여 가산하고, X-Y-θ 이동 기구(105)를 구동 제어한다.

즉, 제어 장치기(107)는, 접합시의 양 기판(111),(112) 간의 위치 편차량과 그 위치 편차량을 보정한 결과, 변형하는 탄성 부재(104)의 변형량과의 대응 데이터를 미리 실험 등에 구하고, 내장된 ROM 등에 기억해 둔다.

그래서, 이 제4 실시예에 의한 기판의 접합 방법의 수순(공정)을 도 16에 나타낸 플로우 차트를 참조하여 설명한다. 그리고, 상하 양 기판(111),(112)은, 진공조(102) 내에 공급되어 상하 양 스테이지(131),(132)에 흡착 지지되고, 진공조(102) 내는 이미 진공 상태로 감압되어 있는 것으로 한다.

먼저, 제1 공정에서는, 상하측 기판(111),(112)을 접착제(101a)를 통하여 서로 겹치게 한다(스텝 10A).

제2 공정에서는, 상하측 기판 l11),(112) 간의 위치 편차량을 검출한다(스텝 10B).

제3 공정에서는, 검출된 위치 편차량으로부터, 그 위치 편차량을 설정된 허용 범위 내에 둘 수 있도록, 하측 기판(112)을 이동시켰을 때에, 변형되는 탄성 부재(104)의 변형량을, 미리 실험 등에 의해 구해 ROM 등에 기억된 데이터로부터 판독한다(스텝 10C).

제4 공정에 있어서, 제어 장치(107)는, 제2 공정에서 검출한 위치 편차량에,제3 공정으로 구한 탄성 부재(104)의 변형량을 가미한 하측 스테이지(132)에 대한 이동 보정량(예를 들면, 상기 제2 공정에서 검출한 위치 편차량에 상기 제3 공정에서 구한 탄성 부재(104)의 변형량을 가산한 보정량)을 산출한다(스텝 10D).

제5 공정에 있어서, 제어 장치(107)는, X-Y-θ 이동 기구(105)를 제어하고, 제4 공정으로 산출한 이동 보정량분만큼 하측 스테이지(132)를 구동한다(스텝 10E).

다음에, 제6 공정에 있어서, 제어 장치(107)는, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 미리 설정된 허용 범위 내에 들어갔는지 여부를, 촬상 기기(133,(133)에 의한 얼라인먼트 마크(111a),(112a)의 촬상 패턴에 따라 판정한다(스텝 10F).

제7 공정에서는, 상기 제6 공정에 있어서, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 미리 설정된 허용 범위 내에 들어갔다(YES)고 판정되었을 때 제어 장치(107)는, 제2 실시예의 제3 공정을 이용하여 탄성 부재(104)의 변형을 구하고, 이 변형량에 따라, 탄성 부재(104)의 변형량이 영으로 되는 방향에 하측 스테이지(32)를 이동시킨다(스텝 10G), 이어서 제8 공정에 있어서, 제어 장치(107)는, 접착제(101a)를 다시 가압하고, 미리 설정된 시간 동안, 양 기판(111),(112)을 가압하고자, 프레스 기구(106)를 제어한다(스텝 10H).

그리고, 탄성 부재(104)의 변형량은, 제3 공정(스텝 10C)에서 구한 탄성 부재(104)의 변형량을 사용해도 된다. 다만, 기억된 데이터에 따른 탄성 부재(104)의 변형량과 실제의 변형량 간에 차이가 생기는 경우도 있으므로, 제2 실시예의 제3공정과 같이, 실제의 변형량을 구하는 것이, 탄성 부재(104)의 변형을 확실하게 없앨 수가 있다.

마지막으로, 제9 공정에서, 상하 양 기판(111),(112)이 상하 양 스테이지(131),(132)로부터 해방되어 진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진다(스텝 10I).

진공조(102) 내가 대기압으로 되돌려진 후, 상측 스테이지(131)를 상승시키고, 접합된 기판(111),(112)은, 진공조(102) 내로부터 도시하지 않은 반송 로봇들로부터 꺼내져 예를 들면, 접착제(101a)의 경화 공정 등의 다음 공정으로 반송된다.

상기 제6 공정에 있어서, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량이 미리 설정된 허용 범위 내에 들어가지 않는다(NO)고 판정되었을 때 제2 공정(스텝 10B)으로 돌아와, 제어 장치(107)는, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 편차량의 검출 조작을 재차 실행하고, 이후 상기 설명의 순서를 반복한다.

이와 같이, 이 제4 실시예에서는, 상하 양 기판(11l,(112) 간의 위치 맞춤 조작에 있어서, 탄성 부재(104)의 변형량을 가미하여 하측 스테이지(132)를 이동시키므로, 위치 맞춤 조작의 고속화를 도모할 수 있다.

또한 상기 설명에 있어서, 탄성 부재(104)가 변형되어 위치 맞춤이 행해진 후의, 탄성 부재(104)에서의 변형의 해소 조작은, 상기 제2 실시예 및 제3 실시예로 설명한 방법을 채용할 수 있다.

따라서, 이 제4 실시예에 의하면, 원활하고 또한 효율적인 위치 맞춤 조작을거쳐, 이 위치 맞춤 후의 상하 양 기판(111),(112) 간의 각 위치 정밀도의 열화를 회피 내지는 억제 할 수 있다.

그리고, 상기 설명의 각 실시예에서는, 직사각형의 기판(111),(112)에 대해서, 중앙부에 1개, 및 네 코너부에 각 1개의 합계 5개, 탄성 부재(104)가 배치 되도록 설명했지만, 이들 개수는 기판 사이즈에 따라, 적당 증감시켜 배치시킬 수가 있다. 또, 그 배치 위치도, 모든 탄성 부재(104)가 대소 어느 기판에도 대응할 수 있어도 되고, 또 기판 사이즈에 따라, 채용되는 탄성 부재(4)를 적당하게 선택 할 수 있도록 구성할 수도 있다.

또, 상기 설명에서는, 탄성 부재(104)는, 기판(111),(112)의 중앙부와 네 코너에 설치하는 취지를 설명했지만, 1매의 기판에 복수의 표시 영역을 형성하는 경우는 각 표시면마다 그 중앙부와 네 코너에 각각 배치시켜도 된다.

또한, 상기 각 실시예의 설명에서는, 상하측 기판(111),(112) 간의 위치 맞춤시에, 상측 기판(111)을 하강 이동시키도록 설명했지만, 하측 기판(112)을 상승 이동시키도록 구성해도 되고, 또한 X-Y-θ 이동 테이블도, 하측 스테이지(132) 측이 아니고, 상측 스테이지(131) 측에 설치해도, 또는 쌍방에 설치하여, X-Y-θ 방향으로의 이동 조작을 분담하여 행하도록 해도 된다. 이 경우, 촬상 기기(133)도 그들 기구에 맞추어 적당하게 구성 배치할 수 있는 것은 물론이다.

또, 불균일 검출기(108)를 내장시킨 탄성 부재(4)는, 하측 스테이지에 한정되지 않고, 상측 스테이지 또는 상하 쌍방의 스테이지에 장착하도록 해도 된다.

또, 상측 기판(111)과 하측 기판(112c) 간에서의, 위치 맞춤 후에서의 접착제(101a)에 대한 가압 조작을, 프레스 기구(106)에 의하지 않고, 진공조(102) 내를 승압하는 것에 의한 접합 기판(111),(112)에서의 내외압차를 이용하여 행할 수도 있다.

또, 상측 기판(111)이 하측 기판(112)에 도포된 접착제(101a)에 접촉한 상태로 위치 맞춤을 하는 예로 설명했지만, 상측 기판(111) 또는 하측 기판(112)에는, 접착제(101a) 이외에도 액정 부재(101b) 등의 다른 개재물이 도포되어 있으므로, 상하 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤을, 액정 부재(101b)에만 접촉시켜 행하는 경우, 또는 접착제(101a)와 액정 부재(101b)의 쌍방에 접촉시켜 행하는 경우가 고려된다.

이와 같은 경우라도, 상하 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤시, 하측 기판(112)와 하측 스테이지(132) 간의 탄성 부재(104)는, 액정 부재(101b), 또는 액정 부재(101b)와 접착제(101a) 쌍방의 점성에 기인하는 이동 방향의 저항을 받는 것이므로, 전술한 실시예를 적용할 수 있다.

또, 상하 양 기판(111),(112)을 미리 설정된 시간만큼 상측 스테이지(131)에서 가압한 후, 상하 양 스테이지(131),(132)에 의한 상하 양 기판(111),(112)의 흡착 지지를 해제하고, 그 후, 진공조(102) 내를 대기압으로 되돌리는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 진공조(102) 내를 대기압으로 되돌린 후, 또는 대기압으로 되돌리는 과정에서, 상하 양 스테이지(131),(132)에 의한 상하 양 기판(111),(112)의 흡착 지지를 해제하도록 해도 된다.

또, 상하 양 스테이지(131),(132)에 의한 상하 양 기판(111),(112)의 흡착지지의 해제는, 동시에 행해도 또는 상이한 타이밍에 행해도 된다.

또, 탄성 부재(104)의 탄성 계수가 등방성이 아닌 경우, 종탄성 계수가 횡탄성 계수보다 작아지도록 배치하면 된다. 이와 같이 함으로써, 탄성 부재(104)를 상하 양 기판(111),(112)의 접합 방향으로 유연하게, 위치 맞춤 조작시에서의 상하 양 기판(111),(112)의 위치 맞춤 방향으로는 완강하게 되도록 구성할 수 있으므로, 상하측 스테이지(131),(132) 간의 요철을 양호하게 흡수하면서, 위치 맞춤 조작시의 변형을 극력 작게 할 수 있다.

또한, 진공조(102) 내의 스테이지(132)에는, 상하측 기판(111),(112)의 주고 받는 기능도 겸하여 구비하게 할 수 있다. 즉, 도시하지 않지만, 에어 실린더 등의 구동원에 의해 구동되어 상하동하는 리프트 핀을, 탄성 부재(104)를 피하도록, 하측 스테이(132)에 돌출 가능하게 다수 배치한다. 이 리프트 핀을 상승시킨 상태에서, 상측 기판(111) 또는 하측 기판(112)을 도시하지 않은 반송 로봇으로부터 받는다. 그리고, 상측 기판(111)은, 리프트 핀 상으로부터 상측 스테이지(131)에 주고 받는다. 하측 기판(112)은 리프트 핀을 하동시켜 하측 스테이지(132)에 주고 받는다.

상기 설명에 의한 본 발명의 기판 접합 장치 및 기판의 접합 방법에 의하면, 균일하고 고품질인 접합을 위한 탄성 부재가, 위치 맞춤 조작으로 변형되고, 그 복원력이, 접합 정밀도를 열화시키는 것을 회피할 수 있는 것이며, 액정 기판 등의 제조 공정에 채용하여 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (24)

1. 시일제 또는 액상 물질을 개재시켜 2매의 기판을 접촉시키는 단계와,

   상기 접촉된 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와,

   상기 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 2매의 기판의 위치 어긋남을 보정하는 단계

   를 포함하는 기판의 접합 방법.
2. 2매의 기판 중 어느 한쪽에 액상 물질을 밀봉하기 위한 시일제를 도포하고, 상기 시일제에 의해 상기 2매의 기판을 접합시키는 접합 방법으로서,

   한쪽 기판과 다른 쪽 기판을 상하 방향으로 이격시켜 지지하는 단계와,

   상기 지지된 2매의 기판을 촬상하고, 그 촬상 결과에 따라 이들 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와,

   상기 위치 편차량에 따라 2매의 기판을 위치 맞춤하고, 그 후 이들 기판을 상기 시일제 또는 액상 물질을 개재시켜 접촉시키는 단계와,

   상기 접촉된 2매의 기판을 촬상하고, 이들 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와,

   상기 접촉된 2매의 기판의 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 기판의 위치 어긋남을 보정하는 단계

   를 포함하는 기판의 접합 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 접촉된 2매의 기판의 위치 어긋남의 보정을 복수회에 걸쳐 행하는 경우, 상기 보정 계수를 K, 전회의 기판의 보정 이동량을 M, 2매의 기판의 전회의 편차량을 δn, 적어도 한쪽 기판을 보정 이동량 M으로 이동시킨 후의 금회의 편차량을 δm로 하면,

   상기 보정 계수 K는 K= f(S)이며, S= M/(δn-δm)인 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 2매의 기판의 위치 어긋남의 보정을 복수회에 걸쳐 행하는 경우, 보정 계수는 상기 2매의 기판의 위치 편차량에 따라, 미리 설정된 1보다 큰 설정치 또는 계산에 의해 구한 산출치 중 어느 하나를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보정 계수는 미리 설정된 1보다 큰 설정치인 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 기판의 위치 어긋남을 보정한 후 상기 2매의 기판에 어긋남이 있는지 여부를 확인하기 위한 측정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 기판의 위치 어긋남을 보정할 때의 기판의 보정 이동량은 상기 보정 이동 후에 상기 2매의 기판 간에 어긋남이 생기는 경우에는 그 편차량을 상쇄하는 이동량으로 하는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
8. 시일제 또는 액상 물질을 개재시켜 2매의 기판을 접촉시키는 단계와,

   상기 접촉된 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 단계와,

   상기 위치 편차량에 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시키고, 이들 2매의 기판의 위치 편차량을 보정하는 단계

   를 포함하는 기판의 접합 방법.
9. 2매의 기판 중 어느 한쪽에 액상 물질을 밀봉하기 위한 시일제를 도포하고, 상기 시일제에 의해 상기 2매의 기판을 접합시키는 접합 장치로서,

   한쪽 기판과 다른 쪽 기판을 각각 상하 방향으로 이격시켜 지지하는 동시에 이들 기판을 상대적으로 X, Y, Z 및 θ방향으로 구동하여 상기 2매의 기판을 접합시키는 지지 장치와,

   상기 지지 장치에 의해 지지된 2매의 기판을 촬상하는 촬상 장치와,

   상기 촬상 장치의 촬상 결과에 따라 2매의 기판의 위치 편차량을 구하는 동시에 상기 위치 편차량에 1보다 큰 보정 계수를 곱한 보정 이동량으로 상기 2매의 기판 중 적어도 한쪽을 이동시켜 이들 기판의 위치 어긋남을 보정하는 제어 장치

   를 구비하는 기판 접합 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 2매의 기판의 위치 편차량에 관한 한계치, 보정 계수로서의 1보다 큰 설정치, 보정 계수를 산출하기 위한 계산식을 설정하는 기억 장치를 더 포함하며, 상기 제어 장치는 상기 2매의 기판의 위치 편차량에 따라 보정 계수로서, 상기 기억 장치에 설정된 1보다 큰 설정치를 사용할 것인지 또는 계산식에 의해 구한 산출치를 사용할 것인지를 선택하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 촬상 장치는 상기 상하 방향으로 이격되어 지지되는 상기 2매의 기판을 촬상하는 제1 촬상 장치와, 상기 제1 촬상 장치에 의한 촬상시보다 근접된 상기 2매의 기판을 촬상하는, 상기 제1 촬상 장치보다 촬상 배율이 높은 제2 촬상장치와, 이들 제1, 제2 촬상 장치에 의해 상기 기판을 촬상할 때 상기 제1, 제2 촬상 장치 중 적어도 한쪽을 촬상 위치에 따라 위치 결정하는 위치 결정 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
12. 제9항에 있어서,

    상기 기판의 위치 어긋남의 보정을 복수회에 걸쳐 행하는 경우, 상기 제어 장치는 상기 보정 계수를 산출하기 위해 각 보정마다의 상기 촬상 장치의 촬상 결과로부터 구한 2매의 기판의 위치 편차량을 기억하는 기억 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제어 장치는 상기 보정 계수를 K, 전회의 기판의 보정 이동량을 M, 2매의 기판의 전회의 편차량을 δn, 적어도 한쪽 기판을 보정 이동량 M으로 이동시킨 후의 금회의 편차량을 δm으로 하면, 상기 보정 계수 K를 K = f(S)이며, S = M/(δn-δm)의 식에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
14. 상측 스테이지에 지지된 상측 기판과, 상기 상측 기판에 대향 배치되어 하측 스테이지 상에 지지된 하측 기판을 접착제를 통하여 접합시키는 기판 접합 장치로서,

    상기 상측 스테이지와 상측 기판 간, 또는 상기 하측 스테이지와 하측 기판간의 적어도 한쪽에 개재된 탄성 부재와,

    상기 탄성 부재의 수평 방향의 변형량을 검출하는 검출 장치와,

    상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 변형량에 따라 상측 스테이지와 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 구동 제어 장치

    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 탄성 부재는 종탄성 계수가 횡탄성 계수보다 작아져 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 접합시키는 방향으로 이동시켰을 때 상기 종탄성 계수에 따라 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
16. 상측 스테이지에 지지된 상측 기판과, 상기 상측 기판에 대향 배치되어 하측 스테이지 상에 지지된 하측 기판을 접착제를 통하여 접합시키는 기판 접합 장치로서,

    상기 상측 스테이지와 상측 기판 간, 또는 상기 하측 스테이지와 하측 기판 간의 적어도 한쪽에 개재된 탄성 부재와,

    상기 탄성 부재를 협지한 상측 스테이지와 상측 기판 간, 또는 하측 기판과 하측 스테이지 간의 수평 방향의 위치 편차량을 검출하는 검출 장치와,

    상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 위치 편차량에 따라 상측 스테이지와 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 구동 제어 장치

    를 구비하는 기판 접합 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 검출 장치는 상기 탄성 부재의 변형량을 측정하는 불균일 검출기로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 구동 제어 장치는 상기 위치 편차량에 따른 상기 상측 스테이지와 하측 스테이지 간의 상대적인 이동량을 제한하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
19. 상측 스테이지와 상기 상측 스테이지에 지지된 상측 기판 간, 또는 하측 스테이지와 상기 하측 스테이지에 지지된 하측 기판 간의 적어도 한쪽에 탄성 부재를 개재하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 접착제 등의 개재물을 통하여 접촉시킨 상태로 위치 맞춤 조작을 행하고, 상기 접착제를 통하여 접합시키는 기판의 접합 방법으로서,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹치는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹친 후 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지 간의 상대 위치를 제어하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 조작을 행하는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 후 상기 탄성 부재의 수평 방향의 변형량을 검출하는 단계와,

    상기 탄성 부재의 수평 방향의 변형량을 검출한 후 상기 탄성 부재의 변형량이 적게 되는 방향으로 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 단계

    를 포함하는 기판의 접합 방법.
20. 상측 스테이지와 상기 상측 스테이지에 지지된 상측 기판 간, 또는 하측 스테이지와 상기 하측 스테이지에 지지된 하측 기판 간의 적어도 한쪽에 탄성 부재를 개재하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 접착제 등의 개재물을 통하여 접촉시킨 상태로 위치 맞춤 조작을 행하고, 상기 접착제를 통하여 접합시키는 기판의 접합 방법으로서,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹치는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹친 후 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지 간의 상대 위치를 제어하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 조작을 행하는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 후 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 중 상기 탄성 부재를 통하여 지지된 기판과 상기 기판을 지지하는 스테이지 간에 있어서의 상기 탄성 부재의 변형에 따른 수평 방향의 위치 편차량을 구하는 단계와,

    상기 탄성 부재의 변형에 따른 상기 기판과 상기 스테이지 간에 있어서의 수평 방향의 위치 편차량을 구한 후 상기 수평 방향의 위치 편차량이 적게 되는 방향으로 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 단계

    를 포함하는 기판의 접합 방법.
21. 제20항에 있어서,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤은 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 편차량과, 상기 위치 편차량을 보정했을 때 생기는 상기 탄성 부재의 변형량과의 관계를 미리 구해 두고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 편차량에 상기 위치 편차량에 따른 상기 탄성 부재의 변형량을 더하여 구한 보정 이동량에 따라 행하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
22. 제20항에 있어서,

    상기 기판과 상기 스테이지 간에 있어서의 수평 방향의 위치 편차량은 불균일 검출기에 의해 계측된 상기 탄성 부재의 변형량에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
23. 제20항에 있어서,

    상기 수평 방향의 위치 편차량이 적게 되는 방향으로 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 것은 그 이동량에 제한을 가하여 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지를 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판의 접합 방법.
24. 상측 스테이지와 상기 상측 스테이지에 지지된 상측 기판 간, 또는 하측 스테이지와 상기 하측 스테이지에 지지된 하측 기판 간의 적어도 한쪽에 탄성 부재를 개재하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 접착제 등의 개재물을 통하여 접촉시킨 상태로 위치 맞춤 조작을 행하고, 상기 접착제를 통하여 접합시키는 기판의 접합 방법으로서,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹치는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 상기 개재물을 통하여 겹친 후 상기 상측 스테이지와 상기 하측 스테이지 간의 상대 위치를 제어하고, 상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 조작을 행하는 단계와,

    상기 상측 기판과 상기 하측 기판 간의 위치 맞춤 후 상기 상측 스테이지에 의한 상기 상측 기판의 지지, 또는 상기 하측 스테이지에 의한 하측 기판의 지지 중 적어도 어느 한쪽을 해제시키는 단계와,

    상기 상측 기판 또는 상기 하측 기판의 지지를 해제한 후 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 접합하는 단계

    를 포함하는 기판의 접합 방법.