(57)【要約】【課題】  両基板の平坦度を確保した状態で貼り合わせを行うことができる基板の組立方法およびその装置を提供する。【解決手段】  真空チャンバ４内に上基板２を加圧板１２により保持し、下基板３をテーブル１６上に保持して両基板２，３を互いに対向させ、真空中で両基板２，３の間隔を狭めて少なくともいずれか一方の基板２に設けたシール剤により両基板２，３を貼り合わせる基板の組立方法である。真空チャンバ４内を減圧する前に、上基板２を下基板３に対向するように仮置き台３４により保持しておき、真空チャンバ４内を減圧した後に、上基板２に加圧板１２を当接または近接させて、加圧板１２に静電吸着力を作用させることにより上基板２を加圧板１２により保持させて、仮置き台３４を上基板２から退避させて両基板２，３の貼り合わせを行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に上基板を上テーブルにより保持し、下基板を下テーブルに保持して両基板を互いに対向させ、真空中で両基板の間隔を狭めて少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により両基板を貼り合わせる基板の組立方法において、
前記チャンバ内を減圧する前に、前記上基板と下基板が対向するように、前記上基板と前記下基板の少なくとも一方を仮置き台により保存しておき、
前記チャンバ内を減圧した後に、前記一方の基板に対応する一方の前記テーブルを当接または近接させて、前記一方のテーブルに静電吸着力を作用させることにより前記一方の基板を前記一方のテーブルより保持させて、
前記一方のテーブルを前記一方の基板から退避させて両基板の貼り合わせを行うことを特徴とする基板の組立方法。
【請求項２】
チャンバ内に上基板を加圧板により保持し、下基板をテーブル上に保持して両基板を互いに対向させ、真空中で両基板の間隔を狭めて少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により両基板を貼り合わせる基板の組立方法において、
前記チャンバ内を減圧する前に、前記上基板を下基板に対向するように仮置き台により保持しておき、
チャンバ内を減圧した後に、前記上基板に前記加圧板を当接または近接させて、前記加圧板に静電吸着力を作用させることにより前記上基板を前記加圧板により保持させて、
前記仮置き台を前記上基板から退避させて両基板の貼り合わせを行うことを特徴とする基板の組立方法。
【請求項３】
前記貼り合わせを行うときの前記チャンバ内の圧力が、前記静電吸着力を作用させる時の圧力以上であることを特徴とする請求項１に記載の基板の組立方法。
【請求項４】
真空チャンバ内に上基板を保持する加圧板と、下基板を上基板に対向させて保持するテーブルと、真空中で両基板の間隔を狭める加圧手段とを備えて、少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により、両基板を貼り合わせる基板の組立装置において、
前記加圧板には、前記上基板を保持する静電吸着力を作用させる静電吸着手段が備えられ、
前記上基板に前記静電吸着手段が作用する前に、前記上基板を保持する仮置き台を備え、該仮置き台は、前記基板面から退避可能とされていることを特徴とする基板の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板を貼り合わせて組み立てる基板の組立方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶パネル等の液晶装置を構成する工程には、一対の基板をシール剤を介して貼り合わせを行う工程がある。
この種の貼り合わせを行う技術として、例えば、真空チャンバ内の減圧を行う前には、上基板を吸引吸着力で加圧板に保持させておき、真空チャンバの減圧を行った後は上基板を静電吸着力で加圧板に保持させて、上基板と下基板とを貼り合わせる技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４１０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては、貼り合わせを開始する際に、上基板に加圧板からの吸引吸着力を作用させる必要があるので、処理に時間がかかってしまう。
また、真空チャンバ内で減圧を開始した後に、上基板に静電吸着力を作用させているが、真空チャンバ内の減圧過程の途中で静電吸着力を作用させるため、真空チャンバ内には空気や空気中の水分が残存した状態で静電吸着が行われることになる。この水分が上基板と加圧板との間に混入してしまうと、混入した部位の吸着力が損なわれてしまう。このように、上基板に及ぼす吸着力が不均一になると、上基板の平坦度を確保できずに反りや撓みが発生してしまい、製造される製品の信頼性を損なうという問題がある。
【０００４】
従って本発明は、両基板の平坦度を確保した状態で貼り合わせを行うことができる基板の組立方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る基板の組立方法は、チャンバ内に上基板を上テーブルにより保持し、下基板を下テーブルに保持して両基板を互いに対向させ、真空中で両基板の間隔を狭めて少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により両基板を貼り合わせる基板の組立方法において、前記チャンバ内を減圧する前に、前記上基板と下基板が対向するように、前記上基板と前記下基板の少なくとも一方を仮置き台により保存しておき、前記チャンバ内を減圧した後に、前記一方の基板に対応する一方の前記テーブルを当接または近接させて、前記一方のテーブルに静電吸着力を作用させることにより前記一方の基板を前記一方のテーブルより保持させて、前記一方のテーブルを前記一方の基板から退避させて両基板の貼り合わせを行うことを特徴とする。
【０００６】
また、他の方法として、チャンバ内に上基板を加圧板により保持し、下基板をテーブル上に保持して両基板を互いに対向させ、真空中で両基板の間隔を狭めて少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により両基板を貼り合わせる基板の組立方法において、前記チャンバ内を減圧する前に、前記上基板を下基板に対向するように仮置き台により保持しておき、チャンバ内を減圧した後に、前記上基板に前記加圧板を当接または近接させて、前記加圧板に静電吸着力を作用させることにより前記上基板を前記加圧板により保持させて、前記仮置き台を前記上基板から退避させて両基板の貼り合わせを行うことを特徴とするようにしてもよい。
【０００７】
この発明によれば、前記加圧板に静電吸着力を作用させる際に前記チャンバ内を十分に減圧しているので、前記チャンバ内に残留する空気や、該空気中に含有されている水分を前記チャンバ内から除去することができる。このため、前記加圧板に静電吸着力を作用させて前記上基板を保持させる際に水分が混入せずに、前記上基板の全面に亘り静電吸着力を略均一に作用させることができる。従って、前記加圧板は前記上基板の平坦度を確保しつつ保持することができるので、前記上基板に反りや撓みが発生することを防止できるため、製造される製品の信頼性を向上することができる。さらに、前記上基板を前記下基板に貼り合わせを行う際に、前記上基板をアライメントする場合にも、前記上基板が前記加圧板に平坦度が確保された状態で保持されているので、精度よくアライメントを行うことができ、製品の信頼性をさらに向上することができる。また、前記仮置き台により前記上基板を前記下基板に対向させた状態で保持できるとともに、その後前記仮置き台を前記上基板から退避させることで、前記上基板は前記下基板に対向した状態を保持しつつ貼り合わせを行うことができるので、両基板のアライメントを短時間で行うことができ、位置決め精度が向上する。
さらに、前記加圧板に吸引吸着力を作用させずに貼り合わせを行うことができるため、前記加圧板に吸引用の通路を形成したり、該通路に接続する真空ポンプを設ける必要がなくなり、その分装置の小型化を図ることができる。加えて、吸引吸着力に比べて、静電吸着力を短い時間で作用させることができるため、貼り合わせ工程に要する時間を短時間で行うことができる。
【０００８】
また、前記貼り合わせを行うときの前記チャンバ内の圧力が、前記静電吸着力を作用させる時の圧力から約＋５Ｐａまでの範囲であることが好ましい。このようにすると、前記圧力で静電吸着力を作用させることで前記上基板の平坦度を確保しつつ両基板を貼り合わせることができ、さらに、両基板を貼り合わせる際の前記真空チャンバ内の圧力を前記静電吸着力を作用させる際の圧力から約＋５Ｐａまでの範囲とすることで、貼り合わせた後の両基板を前記テーブルから離脱させる際の離脱性を向上することができ、貼り合わせられた両基板を迅速に次の製造工程に移行させることができる。
【０００９】
本発明に係る基板の組立装置は、真空チャンバ内に上基板を保持する加圧板と、下基板を上基板に対向させて保持するテーブルと、真空中で両基板の間隔を狭める加圧手段とを備えて、少なくともいずれか一方の基板に設けたシール剤により、両基板を貼り合わせる基板の組立装置において、前記加圧板には、前記上基板を保持する静電吸着力を作用させる静電吸着手段が備えられ、前記上基板に前記静電吸着手段が作用する前に、前記上基板を保持する仮置き台を備え、該仮置き台は、前記基板面から退避可能とされていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、前記加圧板は前記上基板の平坦度を確保しつつ保持することができるので、前記上基板に反りや撓みが発生することを防止できるとともに、精度よくアライメントを行うことができ、製品の信頼性をさらに向上することができる。
さらに、前記加圧板に吸引吸着力を作用させずに貼り合わせを行うことができるため、その分装置の小型化を図ることができるとともに、貼り合わせ工程に要する時間を短時間で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態における基板の組立方法およびその装置を図面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態における基板の組立装置を示す断面図である。同図に示したように、液晶装置を構成する一対の基板２、３の貼り合わせ工程は真空チャンバ４内で行われる。
本実施の形態において、両基板２、３のうち、一方の基板（下基板）３はＴＦＴ電極等が形成されたＴＦＴ基板とされ、他方の基板（上基板）２はＴＦＴ基板に対向する対向基板とされている。下基板（ＴＦＴ基板）３の表面の所定領域には、スペーサが散布され且つ液晶が塗布されている。一方、上基板（対向基板）２には、積層方向（高さ方向）から見て、液晶が塗布された領域を囲繞する部位にシール剤が描画されている。そして、両基板２，３がシール剤を介して貼り合わせられることにより、該シール剤で区画される領域に液晶が密封されて液晶装置が製造される。なお、これは一例であり、例えば、下基板３に液晶とシール剤の両方を形成させてもよい。また、上基板２にスペーサを散布・固着させても良い。
【００１２】
真空チャンバ４はチャンバ上半部材５とチャンバ下半部材６とに分割されており、これらの部材５、６が一体化されることで真空チャンバ４が構成される。両部材５、６は、有底の端面が開口された容器状に形成された本体部９、１０と、該本体部９、１０の先端部から外方に屈曲するフランジ部９ａ、１０ａとをそれぞれ有している。そして、両部材５、６は、互いのフランジ部９ａ、１０ａが対向するように、本体部９、１０が向かい合わされた状態で配設されている。
【００１３】
これらの両部材５，６のうち、まずチャンバ下半部材６について説明する。チャンバ下半部材６は、その下面側に装着された脚部７を介して床面８に固定されている。また、底面部には支持シャフト１８が貫通するように設けられ、該支持シャフト１８の先端部に略直方体形状のベース１７が取り付けられている。そして、ベース１７の上部には、該ベース１７と略同等の表面積を有するテーブル１６が一体的に装着されており、このテーブル１６表面に下基板３が戴置される。
また、テーブル１６内には、図示しないリフトピンがテーブル１６表面を横断するように昇降可能に設されており、該リフトピンをテーブル１６表面よりも上昇させることで、テーブル１６上に戴置された下基板３を離脱できるようにしている。
【００１４】
また、チャンバ下半部材６の容器内には、一対の仮置き台３４が設けられている。それぞれの仮置き台３４は、高さ方向に立設する立設部３７と、該立設部３７の上端から垂直に屈曲する屈曲部３６とを備えた略Ｌ字状に形成されている。また、仮置き台３４には、立設部３７の上側部分に圧縮コイルバネ等からなる弾性部材３５が介装されており、該弾性部材３５が伸縮することで仮置き台３４の高さを変動させることができる。
【００１５】
そして、仮置き台３４の立設部３７には、チャンバ下半部材６の側面から延在する支えロッド２９が取り付けられている。この支えロッド２９により、それぞれの仮置き台３４は、互いの屈曲部３６の端面が対向するように保持される。ここで、一対の仮置き台３４の高さは、それぞれの屈曲部３６がテーブル１６上に戴置される下基板３表面よりも上側に位置するように設定されている。
【００１６】
また、支えロッド２９は、チャンバ下半部材６の側面に介装されたスライドベアリング３３を介してリニアアクチュエータ３０により直線移動可能に接続されている。このリニアアクチュエータ３０を操作することにより、それぞれの仮置き台３４同士の間隔を調整することが可能となる。すなわち、リニアアクチュエータ３０を操作することにより、それぞれの仮置き台３４同士の高さを一定に保持しつつ、中心方向に対して接近離反できるように、換言すれば互いの屈曲部３６端面同士の間隔が増大または縮小するように操作することが可能となる。ここで、リニアアクチュエータ３０による仮置き台３４の可動範囲は、屈曲部３６端面同士が接近した時にその間隔が上基板２の長さよりも短くなるようにするとともに、屈曲部３６端面同士が離反した時にその間隔が加圧板１２や静電チャック１１の長さよりも長くなるように設定する。
【００１７】
また、チャンバ下半部材６のフランジ部１０ａには、チャンバ上半部材５のフランジ部９ａに対向する部位に凹部２３が形成され、該凹部２３にはシール部材２１が装着されている。また、チャンバ下半部材６には真空ポンプ４１が開閉バルブ４２を介して接続されており、該真空ポンプ４１を作動させることにより内部の空気を外部に圧送できるようにしている。
【００１８】
次に、チャンバ上半部材５について説明する。チャンバ上半部材５の本体部９の天井部分には、押下シャフト１３が貫通するように設けられている。押下シャフト１３の下端には略直方体状の加圧板１２が接合され、この加圧板１２には該加圧板１２と略同一形状の静電チャック１１が一体的に取り付けられている。静電チャック１１は、図示しない電源に電気的に接続され、該電源を作動させることにより、静電チャック１１の下面に静電吸着力を作用できるようにしている。また、押下シャフト１３はチャンバ上半部材５の容器状の本体部９と一体的に昇降移動することもでき、本体部９と独自に昇降移動することもできる。
【００１９】
図２は本発明の実施の形態における基板の組立装置の減圧後の状態を示す説明図である。同図に示すように、上述したチャンバ上半部材５とチャンバ下半部材６とを互いのフランジ部９ａ、１０ａとを互いに当接させて、互いの本体部９、１０同士で区画される領域を外部から隔離させて真空チャンバ４を形成する。また、同図には、静電チャック１１に静電吸着力を作用させて、その下面に上基板２を保持させた状態を示している。このとき、真空チャンバ４内は真空ポンプ４１により減圧され、仮置き台３４はリニアアクチュエータ３０により外側に離反させられており、上基板２を下降させる際に支障が無いようにしている。
そして、両基板２、３を互いに対向させた状態で両基板２，３を当接させて、加圧板１２により加圧させて、両基板２，３を貼り合わせる貼り合わせ工程を行う。
【００２０】
図３は、基板の組立装置の各部材、具体的には、真空チャンバ４や該チャンバ４内の圧力、加圧板１２、仮置き台３４、静電チャック１１についての時間毎の動作や変化を示す説明図である。
まず、基板の組立装置の作動開始時（時刻ｔ＝０）においては、チャンバ上半部材５とチャンバ下半部材６とが離間した状態で保持されており、真空チャンバ４は開いている（図１参照）。従って、チャンバ４内の圧力は外部と同様の圧力（大気圧）となっている。また、このとき、加圧板１２は、仮置き台３４よりも上方に設定された基準位置に保持されている。
また、一対の仮置き台３４は、互いの先端部が互いに接近するよう近接するように配置され、テーブル１６の表面上に戴置されている下基板３に対向するように上基板２を保持している。そして、静電チャック１１はＯＦＦに設定されてその電源からの電力供給は停止している。
【００２１】
このような状態から組立装置の処理が行われる。まず、押下シャフト１３を押下することにより、加圧板１２やこれに装着された静電チャック１１を下降させていき、仮置き台３４に保持されている上基板２の表面に静電チャック１１の下面を当接させて、更に若干押込む（時刻ｔ１）。そして、上半部材５を下半部材６に対して下降させて、両者のフランジ部９ａ、１０ａを当接させる。これにより、両部材５，６の本体部９、１０で区画される領域が外部から遮断されて、真空チャンバ４が閉じられる（時刻ｔ２）。このとき、両部材５，６のフランジ部９ａ、１０ａはシール部材２１により封止されるため、真空チャンバ４の密封性能を高めることができる。
【００２２】
この状態で、真空ポンプ４１を作動させることでチャンバ４内の圧力を減圧させていき、所定の基準圧力（例えば１Ｐａ）まで減圧させる減圧処理を行う（時刻ｔ３）。この減圧の途中でチャンバ４内に発生する気流により上基板２が動くことを前述の静電チャック１１の上基板２への当接と押込みで防止している。減圧処理が完了した後に、静電チャック１１に電圧を印加させる（ＯＮにする）ことで、静電チャック１１下面に静電吸着力を作用させる（時刻ｔ４）。これにより、仮置き台３４に保持させていた上基板２を、水平方向に変位させることなく静電チャック１１に保持させることができる。このとき、真空チャンバ４内を十分に減圧しているので、前記真空チャンバ４内に残留する空気や、該空気中に含有されている水分が前記真空チャンバ４内から除去されている。このため、前記加圧板１２に静電吸着力を作用させて上基板２を保持させる際に水分が混入せずに、前記上基板２の全面に亘り静電吸着力を略均一に作用させることができる。
【００２３】
また、上述したように、静電チャック１１を上基板２に当接させた後、若干押込むと仮置き台３４には弾性部材３５が介装されているため、上基板２を静電チャック１１に静電吸着させる際には、仮置き台３４の高さが基準位置に復帰するように弾性力を作用させることができる。これにより、実質的に静電吸着力を高める場合と同等の効果を得ることができ、高い精度で上基板２の平坦度を確保しつつ静電チャック１１に保持することができる。
【００２４】
上基板２を仮置き台３４から静電チャック１１の下面に移載させた後は、加圧板１２を静電チャック１１とともに上昇させて上基板２を仮置き台３４から離間させる（時刻ｔ５）。そして、リニアアクチュエータ３０を操作することで仮置き台３４を端側に退避させる（時刻ｔ６〜ｔ７）。これにより、仮置き台３４に妨げられずに上基板２の昇降移動することが可能となる。
ここで、前記真空チャンバ４内の圧力を、前記静電吸着力を作用させる時の圧力から＋５Ｐａの範囲にしておくと（図３の点線部分参照）、貼り合わせた後の両基板２，３を前記テーブルから離脱させる際の離脱性を向上することができ、貼り合わせられた両基板２，３を迅速に次の製造工程に移行させることができる。
【００２５】
そして、加圧板１２を下降させて（時刻ｔ８）上基板２を下基板３に当接させて、上基板２と下基板３との貼り合わせを行う（時刻ｔ９）。これにより、両基板２，３がシール剤を介して貼り合わせられることにより、該シール剤で区画される領域に液晶が密封されて液晶装置が製造される。
そして、貼り合わせ工程に必要な所定時間が経過した後に、静電チャック１１の作動を停止して（ＯＦＦに戻して）静電吸着力を停止させ（時刻ｔ１０）、加圧板の上昇を開始して（時刻ｔ１１）、基準位置に復帰させる（時刻ｔ１２）。その後、真空チャンバ４内に空気を供給してチャンバ４内の圧力を外部と同様の圧力（大気圧）に復帰させる（時刻ｔ１３）。そして、上半部材５を下半部材６に対して上昇させて両者を分離させ（時刻ｔ１４）、チャンバ４を再度開く。これにより一連の処理を終了する。
【００２６】
図４はチャンバ内圧力と時間の関係を示すグラフである。同図は、減圧処理が終了した後に静電吸着力を作用させる場合（ラインＡ１とＡ２）と、減圧処理の途中で静電吸着力を作用させる場合（ラインＢ）とを示している。両者を比較すると、ラインＡ１、Ａ２の方がラインＢに比べて静電吸着時の静電吸着力を高めることができる。これについて図５や表１を用いて説明する。
図５は、静電チャック１１への印加電圧を変化させたときの、真空チャンバ４内の圧力とを静電吸着力の関係を示す（ラインＣ〜Ｅ）。また、表１は、静電チャック１１への印加電圧と、真空チャンバ４内の圧力とを設定したときの、静電吸着力の値を示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
これらからわかるように、各印加電圧において、チャンバ４内の圧力を低く設定するほど、すなわち減圧処理を進めるほど、静電チャック１１に作用する静電吸着力を高めることができる。従って、図４に示した、減圧処理が終了した後に静電吸着力を作用させる場合（ラインＡ１、Ａ２）の方が、減圧処理の途中で静電吸着力を作用させる場合（ラインＢ）に比べて静電吸着力を高めることができる。
【００２９】
なお、本発明の適用対象は、上述した実施の形態のみに限られるものではなく、例えば、予め液晶の注入口が形成されるようにシール剤を基板の一方に描画しておき、両基板を貼り合わせた後で、液晶を注入して製造される液晶装置にも適用することができる。また、液晶装置のタイプとしては、パッシブマトリックス型、アクティブマトリックス型、あるいは透過型、反射型、半透過反射型いずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における基板の組立装置の減圧前の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態における基板の組立装置の減圧後の状態を示す説明図である。
【図３】基板の組立装置の各部材の時間毎の動作を示す説明図である。
【図４】チャンバ内圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図５】印加する電圧について、静電吸着力とチャンバ内圧力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
２…上基板、３…下基板、４…真空チャンバ、１２…加圧板、１６…テーブル、３４…仮置き台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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