WO2005041154A1 - 基板位置合わせ装置 - Google Patents

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WO2005041154A1
WO2005041154A1 PCT/JP2004/014066 JP2004014066W WO2005041154A1 WO 2005041154 A1 WO2005041154 A1 WO 2005041154A1 JP 2004014066 W JP2004014066 W JP 2004014066W WO 2005041154 A1 WO2005041154 A1 WO 2005041154A1
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WO
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vacuum chamber
lower holding
holding plate
substrates
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/014066
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English (en)
French (fr)
Inventor
Akiyoshi Yokota
Ichiro Ishizaka
Hideki Oshima
Toshio Sekigawa
Noriyuki Takefushi
Original Assignee
Shin-Etsu Engineering Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. filed Critical Shin-Etsu Engineering Co., Ltd.
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Priority to JP2005509255A priority patent/JP3817258B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1341—Filling or closing of cells

Definitions

  • the present invention relates to a method of aligning two substrates used in a flat panel display such as a liquid crystal display (LCD) and a plasma display (PDP) in the manufacturing process of a flat panel display in a relative direction (alignment). After that, these substrates are overlapped and sealed, and then a substrate positioning device of a substrate bonding machine for applying pressure between the two substrates to a predetermined gap by a pressure difference between the inside and outside of the upper and lower substrates, particularly, The present invention relates to a substrate alignment device capable of handling a large substrate.
  • a substrate alignment device capable of handling a large substrate.
  • the present invention relates to a substrate alignment device that performs alignment between substrates.
  • an upper holding plate (upper table) and a lower holding plate (lower table) are provided inside a vacuum chamber having entrances for upper and lower substrates on side surfaces.
  • the pedestal portion of the lower holding plate passes through a through hole (opening) formed in the bottom wall of the chamber, and the lower holding plate is supported by the stage through the pedestal portion.
  • the stage also has an XY stage that is movably supported in the X and Y directions by a drive motor, and a stage force that can be rotated with respect to the XY stage by the drive motor via a rotary bearing and a vacuum seal inside the XY stage.
  • an elastic seal member such as a bellows-shaped elastic body
  • an upper holding plate (upper table) and a lower holding plate (lower table) are provided inside a vacuum chamber with an openable opening on the side for opening and closing the upper and lower substrates.
  • Shafts first shafts
  • first openings first openings
  • the lower holding plate and the ⁇ ⁇ stage via these shafts.
  • the upper and lower holding plates are relatively approached by the driving of the Z-direction moving means provided in the, and then the two substrates are relatively positioned in the ⁇ ⁇ ⁇ direction via the shafts and the lower holding plate by the driving of the stage. After that, the vacuum chamber is returned to the atmospheric pressure, and the atmospheric pressure acts between the two substrates to further pressurize the two substrates (for example, see Patent Document 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-305563 (Pages 3-4, FIGS. 3, 6, and 7)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-229042 (Pages 3-6, Figures 1-5)
  • the force of using a stage as a means for moving the substrates in order to align the substrates is basically an existing stage. It is generally designed to move more than a mm unit in the ⁇ direction.
  • the rolling element of the rotating bearing can reach one rotation.
  • the sliding part will wear due to lack of oil, and a smooth and highly reproducible response that is indispensable for precise controllability It was lost in time, and it was discovered that it was never practical.
  • a device that adjusts and moves a large substrate with a side of 1000 mm or more in the XY0 direction in such an environment becomes larger as the size of the substrate increases, so that it can be placed on a truck as it is when it is completed. There was a case.
  • the elastic seal member is temporarily moved accordingly. Although it is elastically deformed, it returns to its original shape after the adjustment movement. In other words, even if the substrates are accurately aligned at the adjustment stage, the elastic force of the elastic seal member, which tends to restore the shape before deformation, causes the alignment of the substrates to be misaligned. I can't do it!
  • An object of the present invention described in claim 1 is to accurately perform alignment without using a stage.
  • the invention described in claim 2 has the object of providing, in addition to the object of the invention described in claim 1, one of the movable upper and lower holding plates with a simple structure so as to be adjustable in the ⁇ direction in a plane. is there.
  • one of the movable upper and lower holding plates is supported on a plane with a simple structure so as to be smoothly adjustable in the ⁇ direction. It is intended for.
  • the invention described in claim 4 aims at eliminating the vacuum penetrating component in addition to the object of the invention described in claim 1.
  • the invention described in claim 5 aims at designing a compact vacuum chamber in addition to the object of the invention described in claim 1, 2 or 3.
  • the invention according to claim 6 is an object of the invention according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, and has an optimum space for positioning substrates with a simple structure without increasing the number of vacuum penetration parts. It is intended to adjust to.
  • the present invention is characterized in that, among the upper and lower holding plates in a vacuum chamber, a holding plate which is movable for performing alignment is supported by a "swing link guide mechanism".
  • This "swing link guide mechanism” is a link mechanism that swings like a swing, as will be apparent from an example described later, and is essentially an arc movement, but in a very small range, Approximately a practical problem! / It realizes a two-dimensional planar guide (bearing) with high accuracy, and has extremely excellent responsiveness compared to the conventional XY0 guide that mainly uses independent rolling. And controllability.
  • the mechanism may be configured to stand upside down with the swing upside down.
  • the "oscillating link guide mechanism” also includes one in which a part of the link is elastically deformed to realize a two-dimensional planar guide.
  • the driving of the holding plate is most suitably performed by a two-dimensional three-point displacement driving cam system corresponding to such a two-dimensional planar guide.
  • the invention according to claim 1 of the present invention is characterized in that the swing link guide mechanism is installed at an upper portion or a lower portion of a vacuum chamber.
  • the swing link guide mechanism is suspended and installed below the vacuum chamber, the bottom wall force swinging link guide mechanism of the vacuum chamber is started up.
  • a swing link guide mechanism is provided toward the ceiling wall or bottom wall of the vacuum chamber from above, and this swing link guide mechanism is swung in the ⁇ direction by the ⁇ direction moving means, so that one of the upper and lower holding plates is the other. ⁇ ⁇ direction.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that a plurality of the oscillating link guide mechanisms according to claim 1 are provided outside the vacuum chamber to support the upper holding plate or the lower holding plate, and are provided above the vacuum chamber.
  • the upper wall of the vacuum chamber is lifted to support the upper holding plate, and when installing it below the vacuum chamber, the bottom wall of the vacuum chamber is almost parallel. To support the lower holding plate.
  • the swing link guide mechanism is provided in a plurality from the inside of the vacuum chamber to the outside of the vacuum chamber, and each is provided on the ceiling wall or the bottom wall of the vacuum chamber in the vertical direction.
  • a connecting member that connects the ends of the link members and a connecting member connecting one end of the upper and lower holding plate with a shaft that cannot be deformed in the ⁇ direction. It is characterized by.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the swing link guide mechanism according to claim 1 is installed above the ceiling wall or below the bottom wall of the vacuum chamber, and is installed above the vacuum chamber.
  • the supporting column is suspended from the base frame above the ceiling wall of the vacuum chamber to support the upper holding plate, and when installed below the vacuum chamber, the base below the bottom wall of the vacuum chamber Frame force Support force Supports the lower holding plate by raising the support.
  • the swing link guide mechanism is configured such that the swing link guide mechanism vertically extends toward the base frame through the one wall of the upper and lower holding plates and the ceiling wall or the bottom wall of the vacuum chamber opposed thereto.
  • the structure is characterized in that a substantially parallel strut force is provided, and a structure is added in which these struts can be swung in the right and left directions.
  • the ⁇ -direction moving means is disposed inside the vacuum chamber or in a space having the same atmosphere as the inside of the vacuum chamber. It is characterized in that a configuration is added in which it is directly linked to one of the holding plates or the swing link guide mechanism.
  • a ⁇ direction moving means is disposed outside the vacuum chamber, and one of the ⁇ direction moving means and the upper and lower holding plate is provided.
  • the invention described in claim 6 is characterized by adding a configuration in which the configuration is indirectly linked via a swing link guide mechanism to the configuration described in claim 1, 2, 3, 4 or 5.
  • a substrate spacing adjusting means which cooperates with the upper holding plate, and the upper holding plate is relatively moved relative to the lower holding plate by the substrate spacing adjusting means. It is characterized in that a configuration for parallel movement in the direction is added.
  • the invention according to claim 1 of the present invention supports one of the upper and lower holding plates movably in the direction ⁇ while holding both substrates parallel to the other.
  • an oscillating link guide mechanism is provided from one of the upper and lower holding plates toward the ceiling wall or bottom wall of the vacuum chamber, and the oscillating link guide mechanism is oscillated in the ⁇ direction by the ⁇ direction moving means.
  • the structure of the ⁇ ⁇ direction moving means can be miniaturized because ⁇ ⁇ stages are not required as compared with the conventional ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ stage as the ⁇ ⁇ direction moving means for aligning the substrates.
  • there is no wear of the sliding portion due to lack of oil due to repeated alignment so that the durability can be expected to be improved, and not only can the manufacturing cost be reduced, but also maintenance can be facilitated, and the size of the substrate can be reduced. Even if the size becomes large, the entire apparatus can be made compact and the installation space becomes narrow, so that not only the transportation cost can be reduced but also the disassembly work at the time of shipping and the assembling work at the installation site can be omitted.
  • the invention of claim 2 is based on the effect of the invention of claim 1, and is provided with a plurality from the inside of the vacuum chamber to the outside of the vacuum chamber, each of which is provided vertically on the ceiling wall or the bottom wall of the vacuum chamber.
  • a substantially parallel link member provided in the direction, and a connecting member connecting the ends thereof.
  • one of the upper and lower holding plates are connected by a shaft that cannot be deformed in the XY0 direction, so that even if the swingable member and the connecting member swing in the XY0 direction, the rigidity of the shaft ensures the rigidity of the upper and lower holding plates.
  • the gap between one side and the ceiling or bottom wall of the vacuum chamber is kept almost constant and
  • one of the movable upper and lower holding plates can be supported on a flat surface with a simple structure so as to be adjustable in the XY0 direction.
  • the invention of claim 3 provides the effect of the invention of claim 1, in which the swing link guide mechanism penetrates the ceiling wall or the bottom wall of the vacuum chamber facing one of the upper and lower holding plates. Substantially parallel column forces are provided in the vertical direction toward the base frame. By making these columns swing freely in the ⁇ - ⁇ direction, one of the upper and lower holding plates and the ceiling or bottom wall of the vacuum chamber become large. Adjustment movement is performed without contact without any influence of atmospheric pressure, and no sliding resistance is generated. Therefore, one of the movable upper and lower holding plates can be supported on a plane with a simple structure so that the adjustment can be smoothly performed in the XY0 direction.
  • the driving source of the ⁇ ⁇ direction moving means can be reduced in size, and there is no part that comes into frictional contact with the adjustment movement in ⁇ ⁇ direction. In the alignment, an adverse effect on both substrates due to dust generation can be prevented.
  • the invention of claim 4 is based on the effect of the invention of claim 1, and further comprises a ⁇ direction moving means and a swing link guide mechanism in a space inside the vacuum chamber or in the same atmosphere as the inside of the vacuum chamber.
  • the elastic seal member Even if the force is adjusted in micron or sub-micron units to align the substrates, the elastic seal member returns to its pre-deformed shape due to elastic deformation after the adjustment movement, causing misalignment between the substrates. Accurate positioning can be done without any problems.
  • the invention of claim 5 provides, in addition to the effects of the invention of claim 1, 2 or 3, a ⁇ direction moving means is disposed outside the vacuum chamber, and the ⁇ direction moving means and By indirectly linking one with the other via the support of the swinging link guide mechanism, the positioning of the substrates is performed by external driving.
  • the vacuum chamber can be designed to be compact.
  • the invention of claim 6 is based on the effect of the invention of claim 1, 2, 3, 4 or 5, and is linked to the upper holding plate in the vacuum chamber or in the inside of the peripheral wall or the column surrounding the vacuum chamber.
  • a board spacing adjustment means is provided, and by moving the upper holding plate in parallel with the lower holding plate in the Z direction by means of the board spacing adjusting means, the spacing between the boards A and B with the XY 0 direction movement is reduced. It is possible to correct the slight change.
  • the substrate bonding machine provided with the substrate positioning apparatus D of the present invention is opposed to the upper holding plate 1 and the lower holding plate 2 behind and substantially in parallel with each other as shown in Figs.
  • the ceiling wall 3 and the bottom wall 4 are laid sideways so as to be freely movable in the Z direction, and the vacuum chamber S which can be vertically divided (opened and closed) between the two by the relative approach movement of the ceiling wall 3 and the bottom wall 4.
  • the vacuum chamber S which can be vertically divided (opened and closed) between the two by the relative approach movement of the ceiling wall 3 and the bottom wall 4.
  • the ⁇ direction moving means 5 of the substrate positioning device D starts operating,
  • the two glass substrates A and B are relatively adjusted and moved in the XY 0 direction, and rough alignment and fine alignment are sequentially performed as alignment (alignment) between the substrates A and B.
  • annular peripheral walls 3a, 4a are integrally formed or integrally formed on the outer peripheral portion of the lower surface of the ceiling wall 3 and the outer peripheral portion of the upper surface of the bottom wall 4, respectively.
  • the upper holding plate 1 is arranged above the inside of the vacuum chamber S surrounded by the peripheral wall 3a, and the bottom wall 4 and the peripheral wall 4a.
  • the lower holding plate 2 is arranged below the enclosed vacuum chamber S, and the ceiling wall 3 and the peripheral wall 3a and the bottom wall 4 and the peripheral wall 4a are separated in the Z direction by the elongating operation of the lifting means 11 having a force such as a jack.
  • the holding surface force of the upper holding plate 1 is also released by forcing a gas such as nitrogen gas to forcibly separate the upper substrate A from the lower substrate B Instantly press on the circular adhesive C of the above, seal between them and overlap.
  • a gas such as nitrogen gas
  • the bottom wall 4 of the vacuum chamber S is mounted and fixed on a frame base 13a so as to be immovably supported. 3 is reciprocated (opened and closed) in the Z direction by the extension and retraction of the elevating means 11, and inside the vacuum chamber S, the cam 5a of the XY 0 direction moving means 5 is provided, and the cam 5a
  • the contact portion 2e that engages with the lower holding plate 2 is recessed in the bottom surface of the lower holding plate 2, and within the sealed vacuum chamber S, the contact portion 2e on the bottom surface of the lower holding plate 2 is moved to XY 0 ( This shows a case where rough adjustment and fine adjustment are sequentially performed while the substrates A and B are held in parallel by adjusting and moving (pushing) in the (horizontal) direction.
  • the upper holding plate 1 and the lower holding plate 2 are, for example, platen plates formed of a rigid body such as metal or ceramic and having a thickness that does not deform (radially) deform and have a thickness that is opposite to each other.
  • electrostatic suction plates la and 2a are provided as mechanisms for holding both substrates A and B immovably, and suction suction means lb and 2b for assisting suction and holding in the atmosphere are added. It is preferable to arrange a plurality of lift pins lc, 2c which are provided and further move back and forth in the Z direction and hold by suction in order to transfer the robot to and from a substrate transfer robot (not shown).
  • the electrostatic chucking plates la and 2a are electrostatic chucks, and are arranged in parallel with each other, for example, close to metal pedestals Id and 2d, and these pedestals Id and 2d and the upper holding plate 1
  • the parallelism of these pedestals Id, 2d may be finely adjusted by interposing height adjustment jigs le, 2e such as pans, for example, between the facing surface of the lower holding plate 2 and the lower holding plate 2.
  • the opposing surfaces of the pedestals Id, 2d and the upper holding plate 1 and the lower holding plate 2 may be directly bonded without interposing the height adjusting jigs 1 e, 2 e.
  • a plurality of elastic members If such as a spring, which can be elastically deformed only in the Z direction, are interposed and integrally suspended. Therefore, even if the ceiling wall 3 may be deformed due to the pressure difference between the vacuum chamber S and the atmospheric pressure, the upper holding plate 1 in the vacuum chamber S is not adversely affected.
  • the direction moving means 5 which engages with a concave contact portion 2 e provided on the bottom surface of the lower holding plate 2 includes a cam 5 a and a position such as a motor for rotating the cam 5 a. It is composed of a drive source 5b for mating and an elastic body 5c such as a spring for constantly bringing the cam 5a into contact with the contact portion 2e of the lower holding plate 2. A set is arranged for each contact part 2e on the bottom surface of 2.
  • the corresponding contact portion 2 e and the cam 5 a of the above-mentioned directional movement means 5 are aligned at positions separated from each other, such as near the four corners of the lower holding plate 2.
  • the positioning driving source 5b is also used to reduce the internal force of the vacuum chamber S. It is buried in the wall 4 in an airtight manner, and by the operation of these positioning drive sources 5b, the respective rotational drives are changed to reciprocating motions in the X and Y directions by the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a, respectively.
  • Pile each elastic body 5c adjust and move (push) each contact part 2e directly in the XY 0 direction. Yes.
  • the arrangement of the abutting portion 2e, the X-direction cam 5a and the ⁇ -direction cam 5a of the ⁇ -direction moving means 5, the positioning driving source 5b, and the elastic body 5c are not limited to the illustrated examples. Other arrangements are possible if they do not interfere with the arrangement of the lift pins 2c and the like.
  • the arrangement structure of the positioning drive source 5b is not limited to the illustrated example, and outside air may enter the vacuum chamber S through the internal space of the positioning drive source 5b, or the positioning drive source 5b Other installation structures are possible as long as they can be installed to prevent outside air from entering the vacuum chamber S.
  • a supporting means 6 is provided for supporting the lower holding plate 2 so as to be adjustable and movable in the right direction while holding both substrates A and B parallel to the upper holding plate 1.
  • the support means 6 is constituted by an oscillating link guide mechanism that projects from the bottom surface of the lower holding plate 2 to the outside of the vacuum chamber S through the bottom wall 4 of the immovable vacuum chamber S laterally provided below the lower holding plate 2. Then, at least a part of the oscillating link guide mechanism 6 is oscillated in the ⁇ direction by the operation of the XY 0 direction moving means 5 to move the lower holding plate 2 in the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ direction with respect to the upper holding plate 1. Adjustment is moving.
  • the swing link guide mechanism 6 is a link mechanism that swings like a swing in the XY 0 direction to adjust and move the lower holding plate 2 in the ⁇ and ⁇ directions. In both cases, by holding the swing angle, the lower holding plate 2 is positioned immovably in the XY 0 direction with respect to the upper holding plate 1, and this is set as one unit as a unit. Arrange a plurality of sets at a distance from the bottom wall 4.
  • the above-mentioned swinging link guide mechanisms 6 are each suspended substantially vertically from the bottom wall 4 of the vacuum chamber S in the vertical direction (Z direction).
  • the lower holding plate 2 is connected to the connecting member 6c by a shaft 6a that cannot be deformed in the ⁇ direction and has high rigidity in the vertical direction. It is swung in the X-direction by the X-X direction moving means 5 and the swing angle is maintained.
  • the shaft 6a is suspended so as to be movable in the right and left directions through a through hole 4b formed in the bottom wall 4 with the bottom surface force of the lower holding plate 2, and the link member 6b is suspended.
  • the link members 6b are each divided in the axial direction and connected to each other by a bent portion 6d such as a ball joint so that the link members 6b can be deformed and moved in the right and left directions.
  • the shaft 6a composed of a shaft is swingably supported like a swing by a link member 6b which can swing in the vertical direction and a disc-shaped connecting member 6c.
  • a gap between the through hole 4b formed in the bottom wall 4 and the shaft 6a is covered with an elastic seal member 6e formed of bellows or the like, which also has an elastic material force, such as a bellows.
  • an elastic seal member 6e formed of bellows or the like, which also has an elastic material force, such as a bellows.
  • the space around the swing link guide mechanism 6 is covered with a partition wall (not shown) and the space around the swing link guide mechanism 6 is the same as the inside of the vacuum chamber S. This eliminates the need for sealing with the elastic sealing member 6e.
  • the swing link guide mechanism 6 forms the center shaft 6a so as to be swingable in the X ⁇ direction, and the surrounding link member 6b has rigidity in the Z direction.
  • Elastic rods that are formed so as not to be deformed in the ⁇ ⁇ direction and that can be elastically deformed without using bent parts 6d such as ball joints as a structure that can swing in the ⁇ direction.
  • the shaft 6a or the link 6b may be partially or entirely formed of an elastically deformable material, or the link member 6b may be entirely formed of an elastically deformable material in a cylindrical shape.
  • Other structures are also possible.
  • a total of four sets of the oscillating link guide mechanism 6 are arranged at each of the four corners of the lower holding plate 2 and the bottom wall 4. It is also possible to arrange five or more sets in a position that does not interfere with the arrangement of the ⁇ direction moving means 5 and the lift pins 2c.
  • board spacing adjusting means 7 which expands and contracts in the Z direction are provided in the vertical direction of the center member 6a comprising the shaft of each swing link guide mechanism 6, and the lower holding plate 2 is provided by these board spacing adjusting means 7.
  • the bottom wall 4 is translated in the Z direction.
  • Each board interval adjusting means 7 is a driving body such as a linear actuator or a telescopic cylinder arranged at an intermediate position of the center member 6a, and is used when the two boards A and B are not set.
  • each driver is separately extended in consideration of a change factor such as the thickness balance of the substrates A and B, so that the upper and lower holding plates 1 and 2 are set to be parallel.
  • the distance between the substrates A and B is changed in conjunction with the coarse adjustment and the peripheral members 6b of the swinging link guide mechanism 6 are deformed and moved in the XY0 direction.
  • the space between the lower holding plate 2 and the bottom wall 4 is extended by the slightly reduced distance, and the space between the lower holding plate 2 and the bottom wall 4 is maintained at a predetermined distance.
  • the upper substrate A does not come into contact with the annular adhesive C or the liquid crystal on the lower substrate B at all, about lmm-2mm.
  • the upper substrate A is further brought closer to about 0.1 mm to 0.2 mm, which does not come into contact with the lower substrate B even when the upper substrate A partially contacts at least a part of the circumferential adhesive C in the circumferential direction.
  • the lower holding plate 2 is raised by operating the substrate spacing adjusting means 7 as shown in FIG. Approximately 0.5mm at the time of coarse adjustment, and closer to at least 0.1mm-0.2mm at the time of fine adjustment, and displayed on both substrates A and B at the stage of coarse and fine adjustment. Based on data output from a detector (not shown) composed of a microscope and a camera, the plurality of vertical movement units 5 are individually operated on the marks thus formed.
  • Each of the X-direction moving means 5 uses the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a to rotate the contact portion 2e on the bottom surface of the lower holding plate 2 by rotating the positioning drive source 5b.
  • the substrate A and B are adjusted and moved (pushed) in the directions and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , so that the rough adjustment and the fine adjustment of the substrates A and B are sequentially performed.
  • the vertical movement means 5 can smoothly adjust and move without penetrating the vacuum chamber S.
  • the lower holding plate 2 is moved in parallel with the bottom wall 4 in the Z direction by the substrate spacing adjusting means 7, so that the spacing between the substrates A and B can be changed in accordance with the positioning of the substrates.
  • the surrounding member 6b of each swinging link guide mechanism 6 is deformed and moved in the ⁇ direction, the vertical dimension is slightly shortened, so that the space between the boards A and B is slightly widened and the board is held at the same time. Even if the distance between the plate 2 and the bottom wall 4 becomes narrow, the distance can be corrected and maintained at a predetermined distance. As a result, the substrates A and B can be accurately aligned with each other with a compact structure, and a slight error in the Z direction caused by the alignment can be corrected.
  • the abutting portions 2 e ′ respectively engaging with the X-direction cam 5 a and the Y-direction cam 5 a of the XY 0-direction moving means 5 are attached to the lower holding plate. Projecting from the bottom surface of 2 to the bottom wall 4, the contact part 2 e ′ on the bottom surface of the lower holding plate 2 is adjusted and moved in the XY 0 (horizontal) direction by driving the X-direction cam 5 a and the Y-direction force 5 a.
  • the configuration in which the rough alignment and the fine alignment are sequentially performed while the substrates A and B are held parallel to each other is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 and the same as Example 1 shown in FIG.
  • the bottom wall 4 of the vacuum chamber S is placed and fixed on a plate-shaped pedestal 13b, and the plate-shaped pedestal 13b is supported by a plurality of columnar pedestals 13c, and the bottom wall 4 is
  • the ceiling wall 3 is reciprocally moved (opened and closed) in the Z direction by the expansion and contraction operation of the elevating means 11.
  • the contact portion 2e ' is formed in a rod shape, and the through hole 4c formed in the bottom wall 4 is movably inserted in the XY0 direction so as to protrude outside the vacuum chamber S.
  • the gap between the contact portion 2 and the through-hole 4c is sealed by an elastic seal member 2f made of an elastic material made of bellows such as a bellows, for example, and each contact portion 2e 'and the above-mentioned hole are closed.
  • a follower 5d is movably mounted in the X-direction or Y-direction over the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a of the direction moving means 5, respectively, and each contact part 2e 'is made of an elastic body 5e such as a spring.
  • the lower holding plate 2 is pulled in the X direction and the Y direction, and the respective cams 5a and the followers 5d are always in contact with each other.
  • each of the cams 5a changes each rotational drive into a reciprocating motion in the X direction and the Y direction, and each reciprocating motion is changed. It is transmitted to each follower 5d, piled on each elastic body 5e, and indirectly adjusts each contact part 2e 'and lower holding plate 2 in the right and left directions.
  • each contact part 2e ' can be directly engaged with the contact part 2e' without the follower 5d.
  • Other arrangements and structures are possible if they can be adjusted and moved in the XY 0 direction.
  • FIGS. 3 and 4 has the same operation and effect as those of the embodiment 1 shown in FIGS. 1 and 2.
  • a plurality of annular projections 4a of the bottom wall 4 are opened as shown in the figure.
  • a plurality of support beams 2g protruding from the outer periphery of the lower holding plate 2 are inserted into the lateral holes 4d in a loose-fit manner, and are supported so as to be freely adjustable in the ⁇ and Z directions.
  • the upper end of the center member 6a of the swing link guide mechanism 6 may be joined to the lower surface of the support beam 2f.
  • the link guide mechanism consists of substantially parallel struts 6f provided in the vertical direction toward the base frame (13d, respectively) through the bottom wall 4 of the vacuum chamber S and the bottom force of the lower holding plate 2;
  • the lower holding plate 2 is moved in the ⁇ (horizontal) direction by the operation of the ⁇ direction moving means 5, and substantially the whole or a part of the column 6 f is swung in the ⁇ direction, whereby the substrates A, B
  • the configuration in which the rough adjustment and the fine adjustment are sequentially performed while the members are held in parallel is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4.
  • the configuration is the same as in the first and second embodiments.
  • the column 6f of the swing link guide mechanism 6 is a swing member formed to be swingable in the ⁇ direction to adjust and move the lower holding plate 2 in the XY 0 direction.
  • the lower holding plate 2 is swingably supported like an upside-down swing, and the column 6f is swung in the ⁇ direction by the ⁇ direction moving means 5 and the oscillating angle is held.
  • the bottom wall 4 of the vacuum chamber S is placed and fixed on a plate-shaped pedestal 13b, and the plate-shaped pedestal 13b is supported by a plurality of columnar pedestals 13c, and the bottom wall 4 is
  • the ceiling wall 3 is reciprocally moved (open / closed) in the Z-direction by the expansion and contraction operation of the elevating means 11, and the lower ends of the column bases 13 c are fixed to the upper surface of the base frame 13 d.
  • four or more columns 6 f of the swing link guide mechanism 6 are erected at equal intervals in the horizontal direction.
  • Each of the columns 6f is divided in the axial direction and connected to each other by a bent portion 6d such as a ball joint, or the whole or a part of each column 6f is made of a material that can be elastically deformed.
  • a bent portion 6d such as a ball joint
  • the whole or a part of each column 6f is made of a material that can be elastically deformed.
  • at least the upper portion connected to the bottom surface of the lower holding plate 2 is swingably deformable in the ⁇ direction.
  • the connecting members 6g are connected to each other and integrated with each other on the swinging side upper portions of the columns 6f, and the connecting members 6g and the XY0 direction moving means 5 are linked. Let me know.
  • each of the columns 6f penetrates through the bottom wall 4 of the vacuum chamber S and the through hole 4e formed in the plate-shaped pedestal 13b so as to be movable in the right and left directions to the inside and outside of the vacuum chamber S.
  • the gap between this insertion part and the through hole 4e is made of a bellows-like elastic
  • an elastic seal member 6h which also has material strength, it can be movably sealed in the ⁇ ⁇ direction and air-tightly penetrated, or it can separate each column 6f and the connecting member 6g from the ⁇ ⁇ direction moving means 5 If the space is covered with a wall (not shown) and has the same atmosphere as the inside of the vacuum chamber S, it is not necessary to seal the space with the elastic seal member 6h.
  • a shaft 6i that does not deform in the vertical direction is connected to the upper end of the column 6f, and the shaft 6i is connected to the bottom surface of the lower holding plate 2 by connecting the shaft 6i to the bottom surface of the lower holding plate 2.
  • An elastic seal member 6h is provided in a gap between the through hole 4e and a plate-like connecting member 6g is connected across the shafts 6i.
  • a follower 5f is erected between the contact member 6g and the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a of the f-direction moving means 5 so as to be movable in the X-direction or the Y-direction.
  • the lower holding plate 2 is pulled in the X and Y directions by the elastic member 5g via the connecting member 6g, the shaft 6i and the support 6f, and at the same time, each cam 5a and the follower 5f are always in contact with each other.
  • the connecting member 6g, the shaft 6i, and the column 6f are abutting portions 2e which engage with the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a of the ⁇ -direction moving means 5, respectively.
  • each of the ⁇ -direction moving means 5 the respective rotational drive is changed to reciprocating motion in the X-direction and the Y-direction by the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a, respectively.
  • each reciprocating motion is transmitted to each follower 5f to move the connecting member 6g against each elastic body 5g, and at the same time indirectly lower the lower holding plate 2 via the shaft 6i and the support 6f. Adjusting movement in the direction.
  • the upper end of the column 6f may be directly connected to the bottom surface of the lower holding plate 2 without passing through the shaft 6i, or the first embodiment shown in FIGS.
  • the column 6f is moved in the ⁇ direction by the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a, for example, by engaging the column 6f and the connecting member 6g with the X-direction cam 5a and the Y-direction cam 5a inside the vacuum chamber S.
  • Other arrangements and structures are possible if they can be adjusted and moved.
  • FIG. 5 and FIG. 6 is the same as the embodiment 1 and FIG. 3 and FIG.
  • the lower holding plate 2 can be adjusted in the ⁇ ⁇ direction with a simple structure compared to the swing link guide mechanism 6 consisting of a suspended parallel link member 6b and a connecting member 6c connecting the lower ends of the suspended link member 6b.
  • the controllability of the alignment can be improved even if the atmospheric pressure load on the vacuum chamber S increases with the increase in the substrate size, and the bottom wall 4 of the vacuum chamber S is controlled by the atmospheric pressure. Even if it is deformed by a load, there is an advantage that it can be accurately aligned regardless of that.
  • the vacuum chamber S is held up and down while maintaining the vacuum chamber S in a vacuum state in cooperation with at least one of the upper and lower holding plates 1 and 2.
  • the substrate spacing adjusting means 7 for relatively moving the plates 1 and 2 in the Z direction is provided inside the peripheral walls 3a and 4a surrounding the vacuum chamber S. In addition to the structure shown in FIG. It is also possible to provide the step 7 inside the vacuum chamber S or in the middle of the column 6f.
  • the vertical dimension is slightly shortened as each of the columns 6f is deformed and moved in the vertical direction, so that the space between the substrates A and B is slightly widened, and at the same time, the lower holding plate 2 and the bottom wall 4 are formed. Even if the distance between them is slightly narrowed, the slight error in the Z direction can be corrected and maintained at the predetermined distance. As a result, the substrates A and B can be adjusted to an optimum interval for positioning with a simple structure without increasing the number of components penetrating through the vacuum chamber S.
  • the bottom wall 4 of the vacuum chamber S is mounted and fixed on the gantry 13a, 13b, 13c, 13d to be immovably supported.
  • the opening / closing operation in the Z direction is performed by the expansion / contraction operation of 11, but the invention is not limited to this.
  • the ceiling wall 3 is immovably supported, and the bottom wall 4 is opened / closed in the Z direction.
  • the chamber S may be divided (opened / closed) in the vertical direction.
  • the alignment was performed, but the invention is not limited to this.
  • the upper holding plate 1 is adjusted and moved in the XY ⁇ direction by the XY 0 direction moving means 5 to move the upper substrate A and the lower plate which cannot be moved in the ⁇ ⁇ direction.
  • the alignment with the lower substrate B of the holding plate 2 may be performed.
  • an oscillating link guide mechanism that is a support means 6 for the upper holding plate 1 is installed from the upper holding plate 1 to the ceiling wall 3 of the vacuum chamber S.
  • the actuator may be moved in the ⁇ direction by another driving source such as an actuator.
  • FIG. 1 is a vertical sectional front view of a substrate positioning apparatus showing Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional plan view showing the lower holding plate and the ⁇ direction moving means.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional front view of a substrate positioning apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional plan view showing the lower holding plate and the ⁇ direction moving means.
  • FIG. 5 is a vertical sectional front view of a substrate positioning apparatus showing Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional bottom view taken along (6)-(6) of FIG.

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Abstract

　【課題】　ＸＹθステージを用いずに精度良く基板同士を位置合わせする。 　【解決手段】　上下保持板１，２のどちらか一方を他方に対し両基板Ａ，Ｂ同士を平行に保持したままＸＹθ方向へ調整移動自在に支持するための手段として、上下保持板１，２の一方から真空室Ｓの天井壁３又は底壁４へ向けて揺動リンクガイド機構６を設け、この揺動リンクガイド機構６をＸＹθ方向移動手段５でＸＹθ方向へ揺動させることにより、上下保持板１，２の一方が他方に対しＸＹθ方向へ調整移動されて、これら上基板Ａと下基板ＢがＸＹθ方向へ相互に位置合わせされる。 　

Description

明 細 書
基板位置合わせ装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば液晶ディスプレー（LCD)やプラズマディスプレー（PDP)などの フラットパネルディスプレーの製造過程において、それに用いられる二枚の基板を相 対的に ΧΥ Θ方向へ位置合わせ (ァライメント）した後に、これら基板同士を重ね合わ せて封止し、その後、上下両基板の内外に生じる気圧差で両基板の間を所定のギヤ ップまで加圧する基板貼り合わせ機の基板位置合わせ装置、特に大型な基板に対 応可能な基板位置合わせ装置に関する。
詳しくは、真空室内で、互いに貼り合わせる二枚の基板を、上下の保持板に夫々 着脱自在に保持して対向させ、これら両基板を真空中で相対的に XY 0方向へ調整 移動して、基板同士の位置合わせを行う基板位置合わせ装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、この種の基板位置合わせ装置として、上下基板の出入口が側面に開設され た真空チャンバの内部に、上保持板 (上テーブル)と下保持板 (下テーブル)を備え、 この真空チャンバの底壁に開設された貫通孔（開孔部)を、下保持板の台座部が貫 通し、この台座部を介して下保持板が ΧΥ Θステージで支持されており、この ΧΥ Θス テージが、駆動モーターにより XY方向に移動可能に支持する XYステージと、この X Yステージの内側において回転ベアリングと真空シールを介して駆動モータにより X Yステージに対して回転可能な Θステージ力も構成され、これら下保持板の台座部と 真空チャンバの貫通孔とを蛇腹状の弾性体などの弾性シール部材で気密に結合し たものがある (例えば、特許文献 1参照)。
また、上下基板を出し入れするために開閉自在な開口部が側面に開設された真空 チャンバの内部に、上保持板 (上テーブル)と下保持板 (下テーブル)を備え、この真 空チャンバの底壁に開設された複数の貫通孔 (第一の開口部）にシャフト (第一のシ ャフト)を夫々挿通し、両者間を蛇腹状の弾性体などの弾性シール部材で気密に保 持すると共に、これらシャフトを介して下保持板と ΧΥ Θステージ (移動テーブル）とを 連結することにより、この下保持板が両基板の貼り合わせ面と平行に ΧΥ Θ方向へ調 整移動自在に支持され、上記真空チャンバ内が所望の真空圧に到達してから、真空 チャンバの外に配備された Z方向移動手段の駆動により上下保持板を相対的に接近 させ、次に上記 ΧΥ Θステージの駆動により各シャフト及び下保持板を介して両基板 が相対的に ΧΥ Θ方向へ位置合わせされ、その後、真空室内を大気圧に戻して、両 基板間に大気圧が作用して両基板を更に加圧するものがある（例えば、特許文献 2 参照)。
[0003] 特許文献 1 :特開 2001— 305563号公報（第 3— 4頁、図 3、図 6、図 7)
特許文献 2：特開 2002— 229042号公報 (第 3— 6頁、図 1—図 5)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし乍ら、このような従来の基板位置合わせ装置では、基板同士を位置合わせす るための ΧΥ Θ方向移動手段として ΧΥ Θステージを用いる力 現存する ΧΥ Θステー ジは基本的に ΧΥ Θ方向へ mm単位以上移動させるために設計されたものが一般的 であり、特に基板のァライメントのように数百 m以下の僅かな移動量では、回転べ ァリングの転動体が一回転分まで至らず、各基板のァライメント毎に数百/ z m以下の 僅かな移動を繰り返した場合には、油切れにより摺動部が摩耗して精密な制御性に 不可欠な再現性の高いスムースな応答が短期間の内に失われ、到底、実用には耐 えないことを発見した。
ところで、近年では基板サイズが大型化する傾向で一辺が 1000mmを超えるものま で製造され始めているが、基板サイズが大型化されても小型の基板と同様に精密な 位置合わせが要求されることは変わりなぐ特に一辺が 1000mm以上の大型基板で あっても基板同士を位置合わせする際に ΧΥ Θ方向へ移動させる量は、数百/ z mを 越えることはない。
このような環境下で、一辺が 1000mm以上の大型基板を XY 0方向へ調整移動す る装置では、基板サイズの大型化に伴って装置全体も大きくなり、完成状態のままト ラックに載置できな 、場合があった。
このような場合には、分解しなければトラック輸送できず、輸送コストが高くなり、しか も出荷時の分解作業や設置現場での組立作業を行う必要があるため、作動精度が 低下する恐れがあると共に設置完了までに時間を要し、これが装置選定の際に致命 的な欠点となる。
しかし、上記 ΧΥ Θステージは構造的に大きいため、装置全体が大型化すると共に 重くなつて製造コスト及び輸送コストが高くなり、し力も近年の基板の大型化傾向に伴 つて装置全体の大型化が進み、上記の問題はますます大きくなりつつある。
また、真空チャンバの底壁とそれを貫通する可動部品との間に蛇腹状の弾性体な どの弾性シール部材を介装して真空チャンバ内の真空状態が維持されるため、真空 遮断にコストが掛カると共に、その密閉度を高めるために真空シールの表面を可動 部品に強く密接させると、抵抗負荷が増大して調整移動に相当な力を必要とするた め、出力の大きな位置調整用の駆動源が必要となって、その駆動形態に制約が多い という問題がある。
し力も、このような状態で上述した如く基板同士の位置合わせのために上記可動部 品をミクロン単位又はサブミクロン単位で調整移動させた場合には、それに伴って弹 性シール部材は一時的に弾性変形するものの、調整移動後に元の形状に戻ってし まう。即ち、調整段階で基板同士を正確に位置合わせしても、弾性シール部材が有 する変形前の形状に復元しょうとする弾性力により、基板同士の位置合わせに狂い が生じ、正確な位置合わせができな ヽと!、う問題がある。
また更に、真空チャンバの全体を分割して開閉できないために真空チャンバ内へ の基板の出し入れが行 ヽ難 ヽばかりでなく、真空チャンバ内部のメンテナンスが行 ヽ 難いという問題があった。
本発明のうち請求項 1記載の発明は、 ΧΥ Θステージを用いずに精度良く位置合わ せすることを目的としたものである。
請求項 2記載の発明は、請求項 1に記載の発明の目的に加えて、可動させる上下 保持板の一方を簡単な構造で ΧΥ Θ方向へ調整可能に平面支持することを目的とし たものである。
請求項 3記載の発明は、請求項 1に記載の発明の目的に加えて、可動させる上下 保持板の一方を簡単な構造で ΧΥ Θ方向へスムーズに調整可能に平面支持すること を目的としたものである。
請求項 4記載の発明は、請求項 1に記載の発明の目的に加えて、真空貫通部品を 無くすことを目的としたものである。
請求項 5記載の発明は、請求項 1、 2または 3に記載の発明の目的に加えて、真空 室をコンパクトに設計することを目的としたものである。
請求項 6記載の発明は、請求項 1、 2、 3、 4または 5に記載の発明の目的にカ卩えて、 真空貫通部品を増やすことなく簡単な構造で基板同士を位置合わせに最適な間隔 に調整することを目的としたものである。
課題を解決するための手段
前述した目的を達成するため、本発明は、真空室内の上下保持板のうち、ァラィメ ントを行うために可動させる方の保持板を「揺動リンクガイド機構」で支承することを最 大の特色とする。
この「揺動リンクガイド機構」とは、後述の例で明らかになるように、ブランコのように 揺動するリンク機構であり、本質的には円弧運動であるが、ごく微小な範囲において は、近似的に実用上問題な!/、精度で二次元の平面ガイド (軸受）を実現するものであ り、従来の XY 0各独立の転動を主体としたガイドに比べ、きわめて優れた応答性と 制御性が得られる。同機構は、ブランコを逆さにして下から立ち上がる形に構成して も良い。
また「揺動リンクガイド機構」には、この他に、リンクの一部が弾性変形して二次元の 平面ガイドを実現するものも含む。
そして、この保持板の駆動は、このような二次元平面ガイドに対応して、二次元の 3 点変位駆動カム方式で行うのが最も相応しい。
即ち、本発明のうち請求項 1記載の発明は、上記揺動リンクガイド機構を真空室の 上部か又は下部に設置することを特徴とし、真空室の上部に設置する場合には、真 空室の天井壁力 揺動リンクガイド機構を吊り下げ、真空室の下部に設置する場合 には、真空室の底壁力 揺動リンクガイド機構を立ち上げるものである。
詳しくは、上下保持板のどちらか一方を他方に対し両基板同士を平行に保持した まま ΧΥ Θ方向へ調整移動自在に支持するための手段として、上下保持板の一方か ら真空室の天井壁又は底壁へ向けて揺動リンクガイド機構を設け、この揺動リンクガ イド機構を ΧΥ Θ方向移動手段により ΧΥ Θ方向へ揺動させることで、上下保持板の 一方を他方に対して ΧΥ Θ方向へ調整移動したことを特徴とするものである。
請求項 2記載の発明は、請求項 1に記載の揺動リンクガイド機構を、真空室の外部 に複数設けて上保持板又は下保持板を支持することを特徴とし、真空室の上部に設 置する場合には、真空室の天井壁力 略平行なリンク部材を立ち上げて上保持板を 支持し、真空室の下部に設置する場合には、真空室の底壁力 略平行なリンク部材 を吊り下げて下保持板を支持するものである。
詳しくは、請求項 1記載の発明の構成に、前記揺動リンクガイド機構が、真空室の 内部から真空室の外部へ向けて複数設けられ、夫々が真空室の天井壁又は底壁に 鉛直方向へ設けた略平行なリンク部材と、その端部同士を連結する連結部材とから なり、この連結部材と上下保持板の一方とを ΧΥ Θ方向へ変形不能なシャフトで連結 した構成を加えたことを特徴とする。
請求項 3記載の発明は、請求項 1に記載の揺動リンクガイド機構を、真空室の天井 壁より上側か又は底壁より下側へ設置することを特徴とし、真空室の上部に設置する 場合には、真空室の天井壁より上側にあるベースフレームから支柱を吊り下げて上 保持板を支持し、真空室の下部に設置する場合には、真空室の底壁より下側にある ベースフレーム力 支柱力 支柱を立て上げて下保持板を支持するものである。 詳しくは、請求項 1記載の発明の構成に、前記揺動リンクガイド機構が、上下保持 板の一方力 それと対向する真空室の天井壁又は底壁を貫通してベースフレームへ 向け夫々鉛直方向へ設けた略平行な支柱力 なり、これら支柱を ΧΥ Θ方向へ揺動 自在にした構成を加えたことを特徴とする。
請求項 4記載の発明は、請求項 1、 2または 3記載の発明の構成に、前記真空室の 内側か或いは真空室の内部と同じ雰囲気の空間に ΧΥ Θ方向移動手段を配置して、 上下保持板の一方か又は揺動リンクガイド機構と直接的に連係させた構成を加えた ことを特徴とする。
請求項 5記載の発明は、請求項 1、 2または 3記載の発明の構成に、前記真空室の 外側に ΧΥ Θ方向移動手段を配置し、この ΧΥ Θ方向移動手段と上下保持板の一方 とを揺動リンクガイド機構を介して間接的に連係させた構成を加えたことを特徴とする 請求項 6記載の発明は、請求項 1、 2、 3、 4または 5記載の発明の構成に、前記真 空室内又は真空室を囲む周壁の内部或いは支柱に、上保持板と連係する基板間隔 調整手段を設け、この基板間隔調整手段により上保持板を下保持板に対して相対 的に Z方向へ平行移動させる構成を加えたことを特徴とする。
発明の効果
[0007] 以上説明したように、本発明のうち請求項 1記載の発明は、上下保持板のどちらか 一方を他方に対し両基板同士を平行に保持したまま ΧΥ Θ方向へ調整移動自在に 支持するための手段として、上下保持板の一方から真空室の天井壁又は底壁へ向 けて揺動リンクガイド機構を設け、この揺動リンクガイド機構を ΧΥ Θ方向移動手段で ΧΥ Θ方向へ揺動させることにより、上下保持板の一方が他方に対し ΧΥ Θ方向へ調 整移動されて、これら上基板と下基板が XY 0方向へ相互に位置合わせされる。 従って、 ΧΥ Θステージを用いずに精度良く基板同士を位置合わせすることができ る。
その結果、基板同士を位置合わせするための ΧΥ Θ方向移動手段として ΧΥ Θステ ージを用いる従来のものに比べ、 ΧΥ Θステージが必要ないから、 ΧΥ Θ方向移動手 段の構造を小型化でき、それにより繰返しァライメントに対して油切れにより摺動部の 摩耗がなくて耐久性の向上が期待できると共に、製造コストの低減ィ匕が図れるだけで なくメンテナンスが容易になり、しカゝも基板サイズが大型化しても装置全体をコンパク ト化でき、設置スペースが狭くなり、輸送コストの低減ィ匕だけでなく出荷時の分解作業 や設置現場での組立作業をも省くことができる。
更に、基板サイズの大型化に伴って真空室への大気圧荷重が増加しても位置合わ せの制御性を向上できると共に、真空室の天井壁又は底壁が大気圧による荷重によ つて変形しても、それに関係なく正確に位置合わせできる。
[0008] 請求項 2の発明は、請求項 1の発明の効果にカ卩えて、真空室の内部から真空室の 外部へ向けて複数設けられ、夫々が真空室の天井壁又は底壁に鉛直方向へ設けた 略平行なリンク部材と、その端部同士を連結する連結部材とからなり、この連結部材 と上下保持板の一方とを XY 0方向へ変形不能なシャフトで連結することにより、揺 動自在な部材及び連結部材が XY 0方向へ揺動移動してもシャフトの剛性で、上下 保持板の一方と真空室の天井壁又は底壁との間隔が略一定に保持されて接触しな
V、から摺動抵抗が発生しな 、。
従って、可動させる上下保持板の一方を簡単な構造で XY 0方向へ調整可能に平 面支持することができる。
その結果、 ΧΥ Θ方向への調整移動に伴って摩擦接触する部分が無いため、この 摩擦接触により塵が発生せず、両基板同士の位置合わせにおいて発塵による両基 板への悪影響を防止できる。
[0009] 請求項 3の発明は、請求項 1の発明の効果に加えて、揺動リンクガイド機構が、上 下保持板の一方力 それと対向する真空室の天井壁又は底壁を貫通してベースフ レームへ向け夫々鉛直方向へ設けた略平行な支柱力 なり、これら支柱を ΧΥ Θ方 向へ揺動自在にすることで、上下保持板の一方と真空室の天井壁又は底壁とが大 気圧の影響を全く受けることなく無接触で調整移動して摺動抵抗が発生しない。 従って、可動させる上下保持板の一方を簡単な構造で XY 0方向へスムーズに調 整可能に平面支持することができる。
その結果、 ΧΥ Θ方向移動手段の駆動源を小型化できると共に、 ΧΥ Θ方向への調 整移動に伴って摩擦接触する部分が無いため、この摩擦接触により塵が発生せず、 両基板同士の位置合わせにおいて発塵による両基板への悪影響を防止できる。
[0010] 請求項 4の発明は、請求項 1の発明の効果にカ卩えて、真空室の内側或いは真空室 の内部と同じ雰囲気の空間に、 ΧΥ Θ方向移動手段と揺動リンクガイド機構を配置し て、この ΧΥ Θ方向移動手段と上下保持板の一方か又は揺動リンクガイド機構とを直 接的に連係させることにより、内部駆動で基板同士の位置合わせが行われる。
従って、真空貫通部品を無くすことができる。
その結果、真空チャンバの底壁とそれを貫通する駆動部品との間に蛇腹状の弾性 体などの弾性シール部材を介装して真空チャンバ内の真空状態が維持される構造 の従来のものに比べ、真空貫通部品を密閉するための弾性シール部材が必要ない から、真空遮断に掛カるコストを低減できると共に、調整移動に相当な力を必要とし ないから、駆動形態の制約が無い。
し力も、基板同士の位置合わせのためにミクロン単位又はサブミクロン単位で調整 移動しても、調整移動後に弾性シール部材が弾性変形により変形前の形状に戻って 基板同士の位置合わせに狂いが生じることが無ぐ正確な位置合わせができる。
[0011] 請求項 5の発明は、請求項 1、 2または 3の発明の効果に加えて、真空室の外側に ΧΥ Θ方向移動手段を配置し、この ΧΥ Θ方向移動手段と上下保持板の一方とを揺 動リンクガイド機構の支柱を介して間接的に連係させることにより、外部駆動で基板 同士の位置合わせが行われる。
従って、真空室をコンパクトに設計することができる。
[0012] 請求項 6の発明は、請求項 1、 2、 3、 4または 5の発明の効果にカ卩えて、真空室内 又は真空室を囲む周壁の内部或いは支柱に、上保持板と連係する基板間隔調整手 段を設け、この基板間隔調整手段で上保持板を下保持板に対して相対的に Z方向 へ平行移動させることにより、 XY 0方向移動に伴って基板 A, Bの間隔が僅か〖こ変 化した分を補正することが可能となる。
従って、真空貫通部品を増やすことなく簡単な構造で基板同士を位置合わせに最 適な間隔に調整することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明の基板位置合わせ装置 Dが備えられた基板貼り合わせ機は、図 1一図 6に 示す如ぐ上保持板 1及び下保持板 2の背後に、これらと略平行に対向する天井壁 3 と底壁 4を夫々 Z方向へ移動自在に横設し、これら天井壁 3と底壁 4の相対的な接近 移動によって、両者間に上下方向へ分割（開閉）自在な真空室 Sが上下保持板 1, 2 を囲むように区画形成され、この真空室 S内が所定の真空度に達した時に、上記基 板位置合わせ装置 Dの ΧΥ Θ方向移動手段 5が作動開始して、二枚のガラス製基板 A, Bを相対的に XY 0方向へ調整移動させ、基板 A, B同士の位置合わせ (ァライメ ント）として粗合わせと微合わせが順次行われる。
[0014] 更に詳しく説明すれば、天井壁 3の下面外周部と、底壁 4の上面外周部とに夫々環 状の周壁 3a, 4aを一体形成するか又は一体的に設け、この天井壁 3及び周壁 3aで 囲まれた真空室 Sの内部上側に上保持板 1を配置すると共に、底壁 4及び周壁 4aで 囲まれた真空室 Sの内部下側に下保持板 2を配置し、これら天井壁 3及び周壁 3aと 底壁 4及び周壁 4aを、ジャッキなど力もなる昇降手段 11の伸長作動により Z方向へ 離 (開動)した状態で、上下保持板 1, 2に基板 A, Bがセットされ、その後、この昇降 手段 11の短縮作動により天井壁 3が下動して上記環状周壁 3a, 4aを密接させること により真空室 Sが区画形成される。
[0015] そして、この真空室 Sから吸気手段 12の作動により空気を抜いて所定の真空度に 達したところで、 ΧΥ Θ方向移動手段 5により上保持板 1及び下保持板 2のどちらか一 方を他方に対し ΧΥ Θ方向へ調整移動して、これら上保持板 1の保持面に着脱自在 に保持された上基板 Aと、下保持板 2の保持面に着脱自在に保持された下基板 Bと の粗合わせ及び微合わせが順次行われる。
[0016] これらの位置合わせが完了した後は、上保持板 1の保持面力も窒素ガスなどの気 体を噴き出すことにより、該保持面力 上基板 Aを強制的に剥離して下基板 B上の環 状接着剤 Cへ瞬間的に圧着し、両者間を封止して重ね合わせる。
[0017] その後は、吸気手段 12を作動させると共に後述する吸引吸着手段 lb, 2bの貫通 孔を利用して真空室 S内に空気や窒素を供給する力、、又はどちらか一方の作動で、 該真空室 S内の雰囲気を大気圧に戻すことにより、両基板 A, Bの内外に生じる気圧 差で均等に加圧され、液晶が封入された状態で所定のギャップまで押し潰れて製品 が完成する。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
実施例 1
[0018] この実施例 1は、図 1及び図 2に示す如ぐ前記真空室 Sの底壁 4を筐状の架台 13a の上に載置固定して移動不能に支持し、それに対し天井壁 3を前記昇降手段 11の 伸縮作動で Z方向へ往復動（開閉動）させ、この真空室 Sの内部には、上記 XY 0方 向移動手段 5のカム 5aを配設すると共に、このカム 5aと係合する当接部 2eを下保持 板 2の底面に凹設し、密閉された真空室 Sの内部において、下保持板 2の底面の当 接部 2eをカム 5aの駆動で XY 0 (水平)方向へ調整移動 (押動)することにより、基板 A, B同士が平行に保持されたまま粗合わせと微合わせを順次行われる場合を示す ものである。 [0019] 前記上保持板 1及び下保持板 2は、例えば金属やセラミックスなどの剛体で歪み（ 橈み)変形しない厚さの平板状に形成された定盤であり、夫々の対向面には、両基 板 A, Bを移動不能に保持する機構として静電吸着板 la, 2aが夫々設けられると共 に、大気中における吸着保持を補助するための吸引吸着手段 lb, 2bが追加して設 けられ、更に基板搬送用ロボット（図示せず）との受け渡しを行うために、 Z方向へ往 復動して吸着保持するリフトピン lc, 2cを複数配置することが好ましい。
[0020] 更に、上記静電吸着板 la, 2aは静電チャックであり、金属製の台座 Id, 2dに例え ば互いに接近させて並列状に配置され、これら台座 Id, 2dと上保持板 1及び下保持 板 2の対向面との間には、例えば皿パネなどの高さ調整治具 le, 2eを介装すること により、これら台座 Id, 2dの平行度を微調整するようにしても良いし、高さ調整治具 1 e, 2eを介装せずに台座 Id, 2dと上保持板 1及び下保持板 2の対向面を直接接着し ても良い。
[0021] また、上保持板 1の上面と天井壁 3の下面との間に、 Z方向のみ弾性変形可能な例 えばスプリングなどの弾性部材 Ifを複数介装して一体的に吊持することにより、真空 室 S内と大気圧との圧力差で天井壁 3が変形する可能性があつたとしても、真空室 S 内の上保持板 1に悪影響を与えな 、ようにして 、る。
[0022] そして、前記下保持板 2の底面に設けられる凹設される当接部 2eと係合する ΧΥ Θ 方向移動手段 5は、カム 5aと、このカム 5aを回転する例えばモーターなどの位置合 わせ用駆動源 5bと、該カム 5aを上記下保持板 2の当接部 2eへ常時当接させるため の例えばスプリングなどの弾性体 5cとから構成され、これら一つのユニットとして、下 保持板 2の底面の当接部 2e毎に一組ずつ配置する。
[0023] 図示例の場合には図 2に示す如ぐ下保持板 2の四隅近くなどの相互に離れた位 置に、該当接部 2eと上記 ΧΥ Θ方向移動手段 5のカム 5a、位置合わせ用駆動源 5b 及び弾性体 5cとを一つのユニットとして、 X方向及び Y方向へ作動するように少なくと も 3組以上配置すると共に、この位置合わせ用駆動源 5bを真空室 Sの内部力も底壁 4に対して気密状に埋設し、これら位置合わせ用駆動源 5bの作動により、夫々の回 転駆動を X方向カム 5a及び Y方向カム 5aで夫々 X方向と Y方向へ往復運動に変える と共に各弾性体 5cに杭して、各当接部 2eを直接 XY 0方向へ調整移動 (押動）して いる。
[0024] なお、上述した当接部 2eと ΧΥ Θ方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Υ方向カム 5 a、位置合わせ用駆動源 5b及び弾性体 5cの配置は、図示例以外に、前記リフトピン 2cなどの配置に邪魔とならなければ他の配置にすることも可能である。
更に、位置合わせ用駆動源 5bの配置構造も図示例以外に、この位置合わせ用駆 動源 5bの内部空間を通って真空室 Sの内部に外気が侵入したり、該位置合わせ用 駆動源 5bの配置場所力 真空室 Sの内部に外気が侵入しないように取り付け可能で あれば、他の設置構造にすることも可能である。
[0025] また、前記下保持板 2を上保持板 1に対して両基板 A, B同士を平行に保持したま ま ΧΥ Θ方向へ調整移動自在に支持するための支持手段 6が設けられる。
この支持手段 6は、下保持板 2の底面から、その下方に横設された移動不能な真空 室 Sの底壁 4を貫通して真空室 Sの外側に突出する揺動リンクガイド機構で構成され 、この揺動リンクガイド機構 6の少なくとも一部を、上記 XY 0方向移動手段 5の作動 により ΧΥ Θ方向へ揺動させることで、下保持板 2を上保持板 1に対して ΧΥ Θ方向へ 調整移動している。
[0026] 上記揺動リンクガイド機構 6は、下保持板 2を ΧΥ Θ方向へ調整移動させるために X Y 0方向へブランコのように揺動するリンク機構で、これを所定角度まで揺動させると 共に、その揺動角度を保持することにより、上保持板 1に対して下保持板 2を XY 0方 向へ移動不能に位置決めするものであり、これを一つのユニットとして下保持板 2及 び底壁 4の離れた位置に複数組配置して 、る。
[0027] 本実施例の場合には、上記揺動リンクガイド機構 6が夫々、真空室 Sの底壁 4から 夫々鉛直方向（Z方向）へ吊り下げた略平行なリンク部材 6bと、その端部同士を連結 する連結部材 6cとからなり、この連結部材 6cと下保持板 2とを ΧΥ Θ方向へ変形不能 で鉛直方向へ大きな剛性を持ったシャフト 6aで連結し、これらリンク部材 6bを前記 X Υ Θ方向移動手段 5で ΧΥ Θ方向へ揺動させると共にその揺動角度を保持している。
[0028] 図示例では、上記シャフト 6aが、下保持板 2の底面力も底壁 4に開穿された通孔 4b を ΧΥ Θ方向へ移動可能に貫通して吊り下げられ、上記リンク部材 6bが、底壁 4の通 孔 4bの周囲下面から該シャフト 6aの周囲を囲むように例えば 4本吊り下げられ、これ らリンク部材 6bを、夫々軸方向へ分割して相互を例えばボールジョイントなどの屈曲 部 6dで連結して ΧΥ Θ方向へ変形移動可能にしている。
[0029] 即ち、シャフトからなるシャフト 6aを、 ΧΥ Θ方向へ揺動可能なリンク部材 6bと円板 状の連結部材 6cとによって、ブランコのように揺動自在に支持して 、る。
更に、上記底壁 4に開穿された通孔 4bと、シャフト 6aとの隙間を、例えばべローズ などの蛇腹状に形成された弾性材料力もなる弾性シール部材 6eで覆うことにより、 X Y 0方向へ移動可能に密閉して気密状に貫通させる力、或いは上記揺動リンクガイ ド機構 6の周囲を仕切壁（図示せず)で夫々覆って真空室 Sの内部と同じ雰囲気の空 間にすれば、弾性シール部材 6eで密閉する必要もなくなる。
[0030] なお、上記揺動リンクガイド機構 6は、上述した構造とは逆に、中心のシャフト 6aを X Υ Θ方向へ揺動自在に形成すると共に周囲のリンク部材 6bを Z方向へ剛性が高くて ΧΥ Θ方向へ変形しないように形成したり、 ΧΥ Θ方向へ揺動自在な構造としてボー ルジョイントなどの屈曲部 6dを用いずに、弾性変形可能な柱やワイヤーなど力もなる 弾性杆材を用いる力、或いはシャフト 6a又はリンク 6bの一部或 、は全体を弾性変形 可能な材料で形成したり、リンク部材 6bの全体を弾性変形可能な材料で円筒状に形 成するなど、図示例以外の構造にすることも可能である。
更に、例えば上記揺動リンクガイド機構 6を、図 2に示す如ぐ下保持板 2及び底壁 4の四隅部分に一組ずつ計 4組配置している力 基板サイズの大型化に伴って、前 記 ΧΥ Θ方向移動手段 5やリフトピン 2cなどの配置に邪魔とならない位置に 5組以上 配置することも可能である。
[0031] 一方、前記上下保持板 1, 2の少なくともどちらか一方と連係して真空室 S内を真空 状態に維持しながら上下保持板 1, 2を相対的に Z方向へ平行移動させる基板間隔 調整手段 7が設けられる。
図示例では、各揺動リンクガイド機構 6のシャフトからなる中心部材 6aの上下途中 に、 Z方向へ伸縮動する基板間隔調整手段 7を夫々設け、これら基板間隔調整手段 7で下保持板 2を底壁 4に対して Z方向へ平行移動させている。
[0032] 各基板間隔調整手段 7は、中心部材 6aの中間位置に配置された例えばリニアァク チュエーターや伸縮シリンダーなどの駆動体であり、両基板 A, Bをセットする前の時 点で、基板 A, Bの厚みバランスなどの変化要因を考慮して各駆動体を別々に伸長さ せることにより、上下保持板 1, 2が平行となるように設定する。
基板 A, B同士の粗合わせと微合わせに際しては、それに連動して基板 A, Bの間 隔を変えると共に、揺動リンクガイド機構 6の周囲部材 6bが XY 0方向へ変形移動す ることによって下保持板 2と底壁 4との間隔が僅かに短くなつた分だけ伸長して、下保 持板 2と底壁 4との間を所定の間隔に維持する。
[0033] 基板 A, Bの間隔について詳しく説明すれば、真空室 Sから空気を抜く状態では、 上基板 Aが下基板 B上の環状接着剤 Cや液晶に全く接触しない約 lmm— 2mm程 度の隙間を開け、粗合わせを行う前にはその最小値として上基板 Aが環状接着剤 C と接触しない約 0. 5mm程度まで接近させることが好ましぐ微合わせを行う前にはそ の最小値として、上基板 Aが環状接着剤 Cの少なくとも周方向一部に部分的に接触 しても下基板 Bとは接触しない約 0. 1mm— 0. 2mm程度まで更に接近させることが 好ましい。
[0034] 次に、斯カる基板位置合わせ装置の作動について説明する。
先ず、密閉された真空室 S内が所定の真空度に達した後に、図 1に示す如ぐ基板 間隔調整手段 7の作動により、下保持板 2を上昇させて上下基板 A, Bの間隔を、粗 合わせ時には最小約 0. 5mm程度まで接近させると共に、微合わせ時には最小約 0 . 1mm— 0. 2mm程度まで更に接近させ、これら粗合わせ及び微合わせの段階で、 両基板 A, Bに表示されたマークを顕微鏡とカメラで構成された検出器（図示せず)か ら出力されるデータに基づいて、複数の ΧΥ Θ方向移動手段 5を個別に作動させる。
[0035] 各 ΧΥ Θ方向移動手段 5は、その位置合わせ用駆動源 5bの回転により X方向カム 5 a及び Y方向カム 5aで、下保持板 2の底面の当接部 2eを上保持板 1に対して ΧΥ Θ 方向へ調整移動 (押動）し、それにより両基板 A, B同士の粗合わせと微合わせが順 次行われる。
その結果、基板位置合わせ装置の全体 XY寸法をコンパ外ィ匕しながら僅かな調整 を確実でし力も精度良く行うことができる。
[0036] 更に本実施例の場合には、下保持板 2の当接部 2eとカム 5aを、密閉された真空室 S内に配置することにより、基板 A, B同士の位置合わせに伴う XY 0方向へ調整移 動が真空室 S内で行われるので、 ΧΥ Θ方向移動手段 5が真空室 Sを貫通することな くスムーズに調整移動することができる。
[0037] また、上記粗合わせと微合わせと同時に、前記下保持板 2を底壁 4に対して XY 0 方向へ調整移動すると、各揺動リンクガイド機構 6の周囲部材 6bが同方向へ変形移 動するものの、各中心部材 6aが有する鉛直方向への大きな剛性により、下保持板 2 の重量に耐えながら下保持板 2と底壁 4との間隔が保持されて接触しないため、 XY Θ方向への調整移動によって摺動抵抗が発生しない。
その結果、 ΧΥ Θ方向への調整移動がスムーズで極めて耐久性の高い揺動リンク ガイド機構 6を提供できる。
[0038] また更に、基板間隔調整手段 7により下保持板 2を底壁 4に対して Z方向へ平行移 動させるから、基板 A, B同士の位置合わせに伴って両者の間隔が変更可能になると 共に、各揺動リンクガイド機構 6の周囲部材 6bが ΧΥ Θ方向へ変形移動するのに伴 い上下寸法が僅かに短くなつて、基板 A, B同士の間隔が若干広がると同時に下保 持板 2と底壁 4との間隔が狭くなつても、その分を補正して所定間隔に維持できる。 その結果、コンパクトな構造で基板 A, B同士を精度良く位置合わせすると共にこの 位置合わせに伴って発生した Z方向の僅かな誤差を補正できる。
実施例 2
[0039] この実施例 2は、図 3及び図 4に示す如ぐ前記 XY 0方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Y方向カム 5aと夫々係合する当接部 2e' を、下保持板 2の底面から底壁 4へ 向けて突設し、これら下保持板 2の底面の当接部 2e' を X方向カム 5a及び Y方向力 ム 5aの駆動で XY 0 (水平)方向へ調整移動することにより、基板 A, B同士が平行に 保持されたまま粗合わせと微合わせを順次行う構成が、前記図 1及び図 2に示した実 施例 1とは異なり、それ以外の構成は図 1及び図 2に示した実施例 1と同じものである
[0040] 図示例では、前記真空室 Sの底壁 4を板状の架台 13bの上に載置固定し、この板 状の架台 13bを複数本の柱状架台 13cで支えて該底壁 4が移動不能に支持され、そ れに対し天井壁 3を前記昇降手段 11の伸縮作動で Z方向へ往復動（開閉動)させて いる。 [0041] 更に、上記当接部 2e' が棒状に形成され、底壁 4に開穿された貫通孔 4cを XY 0 方向へ移動自在に挿通して真空室 Sの外側へ突出させ、これら棒状の当接部 2 と貫通孔 4cの隙間を例えばべローズなどの蛇腹状に形成された弾性材料カゝらなる弾 性シール部材 2fで夫々密閉すると共に、各当接部 2e' と前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5 の X方向カム 5a及び Y方向カム 5aとに亘つて、従動子 5dを夫々 X方向又は Y方向へ 移動自在に架設し、例えばスプリングなどの弾性体 5eで各当接部 2e' を介して下保 持板 2が X方向及び Y方向へ引っ張られると同時に、各カム 5aと従動子 5dとを常時 当接させている。
[0042] そして、これら ΧΥ Θ方向移動手段 5の位置合わせ用駆動源 5bの作動により、夫々 の回転駆動を各カム 5aで夫々 X方向と Y方向へ往復運動に変えると共に、各往復運 動が各従動子 5dに伝達され、各弾性体 5eに杭して各当接部 2e' 及び下保持板 2を 間接的に ΧΥ Θ方向へ調整移動している。
[0043] なお、上述した当接部 2 、 ΧΥ Θ方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Y方向カム 5a、位置合わせ用駆動源 5b、従動子 5d及び弾性体 5eの配置や構造は、図示例の 構造以外に、例えば図 1及び図 2に示した実施例 1と同様に、該当接部 2 を真空 室 Sの外側へ突出させずに真空室 Sの内側で X方向カム 5a及び Y方向カム 5aと係合 させたり、前述したリフトピン 2cなどの配置に邪魔とならなければ、従動子 5d無しで当 接部 2e' とカム 5a直接係合させるなど、各当接部 2e' をカム 5aで XY 0方向へ調 整移動できれば他の配置や構造にすることも可能である。
[0044] 従って、図 3及び図 4に示すものは、前記図 1及び図 2に示した実施例 1と同様な作 用効果が得られる。
更に、前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5と前記揺動リンクガイド機構 6が接近して両者の配 置が困難な場合には、例えば図示に示す如ぐ底壁 4の環状突起 4aに複数開穿さ れた横孔 4dに対し、下保持板 2の外周に突設された複数の支持梁 2gを夫々遊嵌状 に挿通して、 ΧΥ Θ方向及び Z方向へ調整移動自在に支持すると共に、この支持梁 2 fの下面に揺動リンクガイド機構 6の中心部材 6aの上端部を接合しても良い。
実施例 3
[0045] この実施例 3は、図 5及び図 6に示す如ぐ前記下保持板 2の支持手段 6である揺動 リンクガイド機構が、下保持板 2の底面力も真空室 Sの底壁 4を貫通してベースフレー ム（13dへ向け夫々鉛直方向へ設けた略平行な支柱 6fからなり、これら支柱 6f及び Z又は下保持板 2を前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5の作動で ΧΥ Θ (水平)方向へ移動し て、該支柱 6fの略全体又は一部を ΧΥ Θ方向へ揺動させることにより、基板 A, B同 士が平行に保持されたまま粗合わせと微合わせを順次行う構成が、前記図 1及び図 2に示した実施例 1や図 3及び図 4に示した実施例 2は異なり、それ以外の構成は実 施例 1や実施例 2と同じものである。
[0046] 詳しくは、上記揺動リンクガイド機構 6の支柱 6fが、下保持板 2を XY 0方向へ調整 移動させるために ΧΥ Θ方向へ揺動自在に形成された揺動部材であり、それによつ て下保持板 2が上下逆向きのブランコのように揺動自在に支持し、この支柱 6fを前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5で ΧΥ Θ方向へ揺動させると共にその揺動角度を保持している
[0047] 図示例では、前記真空室 Sの底壁 4を板状の架台 13bの上に載置固定し、この板 状の架台 13bを複数本の柱状架台 13cで支えて該底壁 4が移動不能に支持され、そ れに対し天井壁 3を前記昇降手段 11の伸縮作動で Z方向へ往復動（開閉動)させる と共に、これら柱状架台 13cの下端が夫々固着されるベースフレーム 13dの上面から 真空室 Sの底壁 4を貫通して下保持板 2の底面に亘り、上記揺動リンクガイド機構 6の 支柱 6fを水平方向へ等間隔毎に 4本又はそれ以上立設している。
[0048] 各支柱 6fは、その軸方向へ分割して相互を例えばボールジョイントなどの屈曲部 6 dで連結する力、又は各支柱 6fの全体又は一部を弾性変形可能な材質などで構成 することにより、少なくとも前記下保持板 2の底面と連結される上側部分を ΧΥ Θ方向 へ揺動変形可能にしている。
[0049] 更に、これら支柱 6fの揺動側である上側部分には、相互に亘り上記連絡部材 6gを 連結して夫々一体化され、この連絡部材 6gと前記 XY 0方向移動手段 5とを連係さ せている。
また、各支柱 6fの上端部分は、上記真空室 Sの底壁 4及び上記板状の架台 13bに 開穿された貫通孔 4eを ΧΥ Θ方向へ移動自在に貫通して真空室 Sの内外へ揷通し、 この挿通部分と貫通孔 4eの隙間を、例えばべローズなどの蛇腹状に形成された弾性 材料力もなる弾性シール部材 6hで覆うことにより、 ΧΥ Θ方向へ移動可能に密閉して 気密状に貫通させるか、或いは各支柱 6f及び連絡部材 6gと前記 ΧΥ Θ方向移動手 段 5の周囲を仕切壁（図示せず)で覆って真空室 Sの内部と同じ雰囲気の空間にす れば、弾性シール部材 6hで密閉する必要もなくなる。
[0050] 図示例では、上記支柱 6fの上端に、 ΧΥ Θ方向へ変形しないシャフト 6iを夫々連結 するなど一体ィ匕して下保持板 2の底面に連結させ、このシャフト 6iと上記底壁 4の貫 通孔 4eとの隙間に弾性シール部材 6hを設けると共に、これらシャフト 6iの相互に亘 つて板状の連絡部材 6gを連結して 、る。
[0051] 上記連絡部材 6gと前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Y方向カム 5aと の間には、従動子 5fを X方向又は Y方向へ移動自在に夫々架設し、例えばスプリン グなどの弾性体 5gで連絡部材 6g、シャフト 6i及び支柱 6fを介して下保持板 2が X方 向及び Y方向へ引っ張られると同時に、各カム 5aと従動子 5fとを常時当接させてい る。
即ち、これら連絡部材 6g、シャフト 6i及び支柱 6fが、前記 ΧΥ Θ方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Y方向カム 5aと夫々係合する当接部 2e〃 である。
[0052] そして、各 ΧΥ Θ方向移動手段 5の位置合わせ用駆動源 5bの作動により、夫々の 回転駆動を X方向カム 5a及び Y方向カム 5aで夫々 X方向と Y方向へ往復運動に変 えると共に、各往復運動が各従動子 5fに伝達され、各弾性体 5gに抗して連絡部材 6 gを移動させると同時に、シャフト 6i及び支柱 6fを介して下保持板 2を間接的に ΧΥ Θ 方向へ調整移動している。
[0053] なお、上述した ΧΥ Θ方向移動手段 5の X方向カム 5a及び Y方向カム 5a、位置合わ せ用駆動源 5b、従動子 5f、弾性体 5g、及び支柱 6f、連絡部材 6g及びシャフト 6iの 配置や構造は、図示例の構造以外に、例えばシャフト 6iを介さずに支柱 6fの上端部 を直接下保持板 2の底面に連結したり、また図 1及び図 2に示した実施例 1と同様に、 真空室 Sの内側で支柱 6f及び連絡部材 6gと X方向カム 5a及び Y方向カム 5aとを係 合させるなど、支柱 6fを X方向カム 5a及び Y方向カム 5aで ΧΥ Θ方向へ調整移動で きれば他の配置や構造にすることも可能である。
[0054] 従って、図 5及び図 6に示すものは、前記図 1及び図 2に示した実施例 1や図 3及び 図 4に示した実施例 2と同様な作用効果が得られるだけでなぐそれに加えて実施例 1や実施例 2に示した下保持板 2の底面及び真空室 Sの底壁 4から夫々鉛直方向へ 吊り下げた略平行なリンク部材 6bと、その下端部同士を連結する連結部材 6cとから なる揺動リンクガイド機構 6に比べ、簡単な構造で下保持板 2を ΧΥ Θ方向へ調整可 能に平面支持でき、それにより基板サイズの大型化に伴って真空室 Sへの大気圧荷 重が増加しても位置合わせの制御性を向上できると共に、真空室 Sの底壁 4が大気 圧による荷重によって変形しても、それに関係なく正確に位置合わせできる t 、う利 点がある。
[0055] また、前述した基板 A, B同士の粗合わせと微合わせを行うために上下保持板 1, 2 の少なくともどちらか一方と連係して真空室 S内を真空状態に維持しながら上下保持 板 1, 2を相対的に Z方向へ平行移動させる基板間隔調整手段 7を、真空室 Sを囲む 周壁 3a, 4aの内部に配置している力 図示例の構造以外に、この基板間隔調整手 段 7を真空室 Sの内側か又は支柱 6fの上下途中に設けることも可能である。
[0056] それにより、各支柱 6fが ΧΥ Θ方向へ変形移動するのに伴い上下寸法が僅かに短 くなつて、基板 A, B同士の間隔が若干広がると同時に下保持板 2と底壁 4との間隔 が若干狭くなつても、この Z方向の僅かな誤差分を補正して所定間隔に維持できる。 その結果、真空室 Sを貫通する部品を増やすことなく簡単な構造で基板 A, B同士 を位置合わせに最適な間隔に調整できる。
[0057] 尚、前示各実施例では、真空室 Sの底壁 4を架台 13a, 13b, 13c, 13dの上に載 置固定して移動不能に支持し、それに対し天井壁 3を昇降手段 11の伸縮作動で Z 方向へ開閉動させたが、これに限定されず、これと逆に天井壁 3を移動不能に支持し 、それに対し底壁 4を Z方向へ開閉動させることで、真空室 Sが上下方向へ分割（開 閉）するようにしても良い。
[0058] 更に、上記 ΧΥ Θ方向移動手段 5により下保持板 2のみを ΧΥ Θ方向へ調整移動し て下基板 Bと、 ΧΥ Θ方向へ移動不能な上保持板 1の上基板 Aとの位置合わせを行 つたが、これに限定されず、これと逆に XY 0方向移動手段 5により上保持板 1のみを ΧΥ Θ方向へ調整移動して上基板 Aと、 ΧΥ Θ方向へ移動不能な下保持板 2の下基 板 Bとの位置合わせを行っても良 、。 この場合には、上保持板 1から真空室 Sの天井壁 3へ向けて該上保持板 1の支持手 段 6である揺動リンクガイド機構が架設される。
[0059] また、各 ΧΥ Θ方向移動手段 5のカム 5aで上下保持板 1, 2の一方を ΧΥ Θ方向へ 調整移動する場合を示したが、これに限定されず、カム 5aに代えて例えばァクチユエ 一ターなどの他の駆動源で ΧΥ Θ方向へ調整移動しても良い。
図面の簡単な説明
[0060] [図 1]本発明の実施例 1を示す基板位置合わせ装置の縦断正面図である。
[図 2]下保持板及び ΧΥ Θ方向移動手段を拡大して示す横断平面図である。
[図 3]本発明の実施例 2を示す基板位置合わせ装置の縦断正面図である。
[図 4]下保持板及び ΧΥ Θ方向移動手段を拡大して示す横断平面図である。
[図 5]本発明の実施例 3を示す基板位置合わせ装置の縦断正面図である。
[図 6]図 5の (6)— (6)に沿える部分拡大横断底面図である。
符号の説明
[0061] A 基板 (上基板） B 基板 (下基板）
C 環状接着剤 D 基板位置合わせ装置
S 真空室 1 上保持板
2 下保持板 2e, 2ef , 2e〃 当接部
3 天井壁 3a 周壁
4 底壁 4a 周壁
4b 通孔 4c 貫通孔
4d 横孔 4e 貫通孔
5 XY 0方向移動手段 5a カム
5b 位置合わせ用駆動源 5c 弾性体
5d 従動子 5e 弾性体
5f 従動子 5g 弾性体
6 支持手段 (揺動リンクガイド機構） 6a シャフト
6b リンク部材 6c 連結部材
6d 屈曲部 6e 蛇腹状の弾性シール部材 f 支柱 6g 連絡部材h 蛇腹状の弾性シール部材 6i シャフト 基板間隔調整手段 11 昇降手段2 吸気手段 13d ベースフレーム

Claims

請求の範囲
[1] 真空室 (S)内で、互いに貼り合わせる二枚の基板 (A, B)を、上下の保持板（1, 2) に夫々着脱自在に保持して対向させ、これら両基板 (A, B)を相対的に XY 0方向 へ調整移動して、基板 (A, B)同士の位置合わせを行う基板位置合わせ装置におい て、
前記上下保持板（1, 2)のどちらか一方を他方に対し両基板 (A, B)同士を平行に 保持したまま ΧΥ Θ方向へ調整移動自在に支持するための手段として、上下保持板（ 1, 2)の一方から真空室 (S)の天井壁 (3)又は底壁 (4)へ向けて揺動リンクガイド機 構 (6)を設け、この揺動リンクガイド機構 (6)を XY 0方向移動手段（5)により XY 0方 向へ揺動させることで、上下保持板（1, 2)の一方を他方に対して XY 0方向へ調整 移動したことを特徴とする基板位置合わせ装置。
[2] 前記揺動リンクガイド機構 (6)が、真空室 (S)の内部から真空室 (S)の外部へ向けて 複数設けられ、夫々が真空室 (S)の天井壁 (3)又は底壁 (4)に鉛直方向へ設けた略 平行なリンク部材 (6b)と、その端部同士を連結する連結部材 (6c)とからなり、この連 結部材 (6c)と上下保持板（1, 2)の一方とを XY 0方向へ変形不能なシャフト（6a)で 連結した請求項 1記載の基板位置合わせ装置。
[3] 前記揺動リンクガイド機構 (6)が、上下保持板（1, 2)の一方力もそれと対向する真空 室（S)の天井壁 (3)又は底壁 (4)を貫通してベースフレーム（13d)へ向け夫々鉛直 方向へ設けた略平行な支柱 (6f)力 なり、これら支柱 (6f)を ΧΥ Θ方向へ揺動自在 にした請求項 1記載の基板位置合わせ装置。
[4] 前記真空室（S)の内側或いは該真空室（S)の内部と同じ雰囲気の空間に、 ΧΥ Θ方 向移動手段 (5)と揺動リンクガイド機構 (6)を配置して、この ΧΥ Θ方向移動手段 (5) と上下保持板（1, 2)の一方か又は揺動リンクガイド機構 (6)とを直接的に連係させた 請求項 1記載の基板位置合わせ装置。
[5] 前記真空室（S)の外側に ΧΥ Θ方向移動手段（5)を配置し、この ΧΥ Θ方向移動手 段 (5)と上下保持板（1, 2)の一方とを揺動リンクガイド機構 (6)を介して間接的に連 係させた請求項 1、 2または 3記載の基板位置合わせ装置。
[6] 前記真空室（S)内又は真空室（S)を囲む周壁（3a, 4a)の内部或いは支柱 (6a, 6f) に、上保持板（1)と連係する基板間隔調整手段 (7)を設け、この基板間隔調整手段 (7)により上保持板（1)を下保持板 (2)に対して相対的に Z方向へ平行移動させる請 求項 1、 2、 3、 4または 5記載の基板位置合わせ装置。
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