(57)【要約】【課題】大気圧による保持板の歪み変形を追加補強なしで防止する。【解決手段】閉空間Ｓ１内を真空状態に維持しながら、基板間隔調整手段７で上下保持板１，２のどちらか一方又は両方のみを取付体３，４と関係なく上下動させて、両基板Ａ，Ｂの貼り合わせ面を封止空間Ｓ２が形成されるように密接させることにより、これら上方保持板１及び下方保持板２を囲む取付体３，４には大気圧が作用して変形する可能性があるものの、閉空間Ｓ１内の上方保持板１及び下方保持板２には大気圧が全く作用しない。【選択図】      図１
2005017515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下の保持板（１，２）に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板（Ａ，Ｂ）を真空中で重ね合わせ、上下保持板（１，２）の接近移動により両基板（Ａ，Ｂ）を相互に密接させて両者間に封止空間（Ｓ２）が形成され、両基板（Ａ，Ｂ）の内外に生じる気圧差で所定のギャップまで潰す基板貼り合わせ装置において、
前記上方保持板（１）及び下方保持板（２）の背後にＺ方向へ相対的に移動自在に配設した上下一対の取付体（３，４）と、
これら取付体（３，４）の接近移動によって取付体（３，４）の間に上下保持板（１，２）が囲まれるように区画形成した閉空間（Ｓ１）と、
上記閉空間（Ｓ１）内を真空状態に維持しながら取付体（３，４）に対して上下保持板（１，２）のどちらか一方又は両方をＺ方向へ平行移動させる基板間隔調整手段（７）とを備え、
上記取付体（３，４）の間に基板間隔調整手段（７）を配設し、この基板間隔調整手段（７）により上下保持板（１，２）のどちらか一方又は両方のみを取付体（３，４）と関係なく上下動させて、両基板（Ａ，Ｂ）の貼り合わせ面を封止空間（Ｓ２）が形成されるように密接させたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記取付体（３，４）の対向する周縁部（３ａ，４ａ）間を密閉状態に維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段（６）と、
この移動シール手段（６）と上下取付体（３，４）のどちらか一方とをＸＹθ方向へ係合して一体化させる係合手段（８）と、
上記移動シール手段（６）をＸＹθ方向へ調整移動させる水平移動手段（９）とを備え、
上記係合手段（８）で移動シール手段（６）と上下取付体（３，４）のどちらか一方を係合させると共に、水平移動手段（９）でＸＹθ方向へ移動させることにより、上下保持板（１，２）に保持した基板（Ａ，Ｂ）を相対的にＸＹθ方向へ調整移動して両基板（Ａ，Ｂ）同士の位置合わせを行う請求項１記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記上下保持板（１，２）の相対的なＸＹθ方向への調整移動に伴って同方向へ移動可能な鉛直方向へ大きな剛性を有する位置調整手段（１０）を、移動シール手段（６）から取付体（３，４）のどちらか一方に亘って架設した請求項２記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
基板搬送用ロボットで非貼り合せ面（Ａ１）を吸着して搬入された上側基板（Ａ）を上方保持板（１）に保持するため、上方の取付体（３）から上方保持板（１）に亘りＺ方向へ移動自在に貫通する受け渡し用吸着保持手段（５ｃ）を設け、この受け渡し用吸着保持手段（５ｃ）を上側基板（Ａ）の非貼り合せ面（Ａ１）へ向け伸長させて、上記基板搬送用ロボットの吸着位置と干渉しない位置で吸着し直して受け取り、上方保持板（１）の基板保持面まで短縮移送させる請求項１、２または３記載の基板貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、それに用いられる基板を位置合わせ（アライメント）して貼り合わせるフラットパネル用基板の貼り合わせ装置、特に大型な基板に対応可能な基板貼り合わせ装置に関する。
詳しくは、上方保持板及び下方保持板に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板を真空中で重ね合わせ、これらを相対的にＸＹθ方向へ調整移動して両基板同士の位置合わせを行いながら、上下保持板の接近移動により両基板を相互に密接させて両者間に封止空間が形成され、両基板の内外に生じる気圧差で所定のギャップまで潰す基板貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板貼り合わせ装置として、上方保持板の上面及び下方保持板の下面に板状の取付体を夫々連設し、この下方保持板の上面周縁部に形成された環状の凹溝に環状のシール材を嵌着し、この上方保持板及び下方保持板が相対的に接近することにより、これら上下保持板の間にシール材を介して閉空間が形成され、該閉空間内を所定の真空度まで吸引減圧した後に、上下保持板の一方を他方に対し水平方向へ変位させて徴調整することにより、両基板（ガラス基板）が正確に位置合わせされ、その後、閉空間内を大気圧に戻して、両基板間の封止空間内の気圧と大気圧との差により、両基板が加圧されるものがある（例えば、特許文献１参照）。
更に、上方保持板（加圧板）及び下方保持板（加圧板）が接近移動することにより、相互の周縁部の間を移動シール手段で密閉して閉空間が区画形成されると共に、両基板が所定間隔まで接近し、その後、この閉空間内の空気を抜きながら、上方保持板及び下方保持板を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の粗合わせが行われ、所定の真空度に到達してから、移動シール手段を変形させて両基板の間が環状接着剤で密閉される位置まで更に接近し、この状態で、閉空間の外に配設されたＸＹθステージ（ＸＹテーブル）により上方保持板及び下方保持板を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の微合わせが行われ、その後、上方保持板からのみ基板を解放して、閉空間内を大気圧に戻すことにより、両基板の内外に生じる気圧差で均等に押し潰されて所定のギャップが形成されるものがある（例えば、特許文献２参照）。
また、側面に開閉自在な開口部が開口された真空チャンバ内に、上方保持板（上テーブル）及び下方保持板（下テーブル）を相対的にＺ方向へ移動自在に設け、基板搬送用ロボットのハンドで各基板を真空チャンバの開口部から挿入して上下保持板にセットした後、真空チャンバ内が所望の真空圧に到達してから、上下保持板を相対的に接近させ、この状態で、閉空間の外に配設されたＸＹθステージ（移動テーブル）により上方保持板及び下方保持板を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて両基板が正確に位置合わせされ、その後、真空チャンバ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３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３４９８３号公報（第３−５頁、図１、図４、図５）
【特許文献２】
特開２００２−１３１７６２号公報（第４−５頁、図１、図２）
【特許文献３】
特開２００２−２２９０４２号公報（第３−６頁、図１−図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来の基板貼り合わせ装置では、閉空間内が真空状態になると、特許文献１場合には板状の取付体を介して上方保持板及び下方保持板に大気圧が作用すると共に、特許文献２の場合には上方保持板及び下方保持板に大気圧が直接作用するため、これら大気圧と真空な閉空間内との圧力差により上方保持板及び下方保持板が閉空間へ向けて歪み変形するという問題がある。
この歪みは、例えば一辺が１０００ｍｍを超える大型基板の場合、上方保持板の保持面の平坦度が±１００μｍにも達して、これら上下保持板の保持面に夫々保持される上側基板と下側基板も所定の平行度が得られない。
このように非平行な状態で、上下基板を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させながら両者の間隔を狭めると、上下基板の対向面のどちらか一方に予め塗布される液晶封止用シール材（環状接着剤）や両基板の膜面を損傷させるなどの障害を発生させる恐れがあり、又、たとえ上下基板の位置合わせは正常にできたとしても、そのままＺ方向に機械的手段で密接しようとすると同様な支障が生じ、到底正常な貼り合わせは期待できないという問題がある。
そこで、上述した歪み変形を防止するため、上方保持板及び下方保持板の上下寸法を厚くして補強するか、又は上方保持板及び下方保持板に別部材を連設して補強するが一般的である。
ところで、近年では基板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おり、それに伴って上方保持板及び下方保持板も大型化する必要があるものの、上方保持板及び下方保持板が大型化すれば、大気圧による影響も著しく増大するため、特に大型基板の貼り合せは非常に困難であった。
更に特許文献３の場合には、上方保持板及び下方保持板が真空チャンバ内に配置されるため、真空チャンバ内が高い真空状態になっても上方保持板及び下方保持板には大気圧が直接作用しないから歪み変形しない点で優れるものの、上下保持板のいずれか一方とそれを上下動させるＺ軸用駆動源とを連絡するシャフトや、上下保持板のいずれか一方とそれを水平動させるＸＹ軸用駆動源とを連絡するシャフトが真空チャンバを貫通するために、これらシャフトと真空チャンバとの間を気密に保持する弾性シール部材が必要になって構造が複雑化するばかりでなく、真空チャンバを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い難いと共に、真空チャンバ内部のメンテナンスが行い難いという問題がある。
また従来の基板貼り合わせ装置では、基板同士の位置合わせにＸＹθステージを用いるが、現存するＸＹθステージは基本的にＸＹθ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、特に基板同士の位置合わせのように数百μｍ以下の僅かな移動量では、回転ベアリングの転動体が一回転分まで至らず、各基板の位置合わせ毎に数百μｍ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耐久性に劣るという問題があった。
特にＸＹθステージの上に形成された閉空間を所定の真空度に耐え得る構造にする必要があるため、その重量が重くなり、それによってもＸＹθステージの摺動部が摩耗し易くなり、これを防止するにはメンテナンス作業を頻繁に行う必要があると共に、ＸＹθステージの構造上、装置全体が大型化すると共に重くなって製造コスト及び輸送コストがかさむという問題もある。
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、大気圧による保持板の歪み変形を追加補強なしで防止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、ＸＹθステージを用いずに閉空間の外部から真空中の両基板同士の位置合わせを行う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２に記載の発明の目的に加えて、両基板同士の位置合わせをスムーズに行う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、２または３に記載の発明の目的に加えて、基板が大型化しても膜面を傷付けることなく搬入することを目的としたものである。
【０００６】
【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に、本発明のうち請求項１記載の発明は、上方保持板及び下方保持板の背後にＺ方向へ相対的に移動自在に配設した上下一対の取付体と、
これら取付体の接近移動によって取付体の間に上方保持板及び下方保持板が囲まれるように区画形成した閉空間と、
上記閉空間内を真空状態に維持しながら取付体に対して上下保持板のどちらか一方又は両方をＺ方向へ平行移動させる基板間隔調整手段とを備え、
上記取付体の間に基板間隔調整手段を配設し、この基板間隔調整手段により上下保持板のどちらか一方又は両方のみを取付体と関係なく上下動させて、両基板の貼り合わせ面を封止空間が形成されるように密接させ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記載の発明の構成に、前記取付体の対向する周縁部間を密閉状態に維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段と、
この移動シール手段と上下取付体のどちらか一方とをＸＹθ方向へ係合して一体化させる係合手段と、
上記移動シール手段をＸＹθ方向へ調整移動させる水平移動手段とを備え、
上記係合手段で移動シール手段と上下取付体のどちらか一方を係合させると共に、水平移動手段でＸＹθ方向へ移動させることにより、上下保持板に保持した基板を相対的にＸＹθ方向へ調整移動して両基板同士の位置合わせを行う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２記載の発明の構成に、前記上下保持板の相対的なＸＹθ方向への調整移動に伴って同方向へ移動可能な鉛直方向へ大きな剛性を有する位置調整手段を、移動シール手段から取付体のどちらか一方に亘って架設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、前記基板搬送用ロボットで非貼り合せ面を吸着して搬入された上側基板を上方保持板に保持するため、上方の取付体から上方保持板に亘りＺ方向へ移動自在に貫通する受け渡し用吸着保持手段を設け、この受け渡し用吸着保持手段を上側基板の非貼り合せ面へ向け伸長させて、上記基板搬送用ロボットの吸着位置と干渉しない位置で吸着し直して受け取り、上方保持板の基板保持面まで短縮移送させる構成を加えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明は、閉空間内を真空状態に維持しながら、基板間隔調整手段で上下保持板のどちらか一方又は両方のみを取付体と関係なく上下動させて、両基板の貼り合わせ面を封止空間が形成されるように密接させることにより、これら上方保持板及び下方保持板を囲む取付体には大気圧が作用して変形する可能性があるものの、閉空間内の上方保持板及び下方保持板には大気圧が全く作用しないものである。
請求項２の発明は、請求項１記載の発明の作用に加えて、係合手段で移動シール手段と上下取付体のどちらか一方を係合させ、これらを他方に対し水平調整手段でＸＹθ方向へ移動させることにより、上下保持板に保持した基板が相対的にＸＹθ方向へ調整移動されて、両基板同士が位置合わされる。
請求項３の発明は、請求項２記載の発明の作用に加えて、取付体に大気圧が作用しても位置調整手段が有する鉛直方向への大きな剛性によって、取付体の周縁部間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段が受ける支持抵抗は低減される。
請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の発明の作用に加えて、基板搬送用ロボットで上側基板の非貼り合せ面を吸着して移送すると共に、この吸着位置と干渉しない位置を受け渡し用吸着保持手段で吸着し直すことにより、該非貼り合せ面のみの吸着で基板搬送用ロボットから上方保持板の基板保持面への受け渡しが可能となって、基板の大型化に伴い上側基板の中央部分が垂れ下がらない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１〜図５に示す如く、上方保持板１が、ＸＹθ（水平）方向へ移動自在に配備された板状の上方取付体３に対してＺ（上下）方向のみへ移動自在に設けた上定盤１であり、下方保持板２が、板状の下方取付体４の上に一体的に固定した下定盤２であり、これら上定盤１及び下定盤２の対向面に保持した二枚のガラス製基板Ａ，Ｂを真空な閉空間Ｓ１内で重ね合わせ、相対的にＸＹθ方向へ調整移動させることにより、両基板Ａ，Ｂ同士の位置合わせとして粗合わせと微合わせが順次行われる場合を示すものである。
【０００９】
上定盤１及び下定盤２は、例えば金属やセラミックスなどの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に構成され、本実施例の場合には上定盤１を、上方取付体３の周縁部３ａに対してＺ方向へ調整移動自在に支持し、下定盤２を下方取付体４の中央部分の上に載置固定して歪み変形しないようにすると共に、この下方取付体４の中央部分を筐状の架台１４の上に連結して更に歪み変形しないようにしている。
【００１０】
図示例の場合には、例えば上方取付体３の周縁部３ａに複数開穿された横孔３ｂに対し、上定盤１の側面に複数連設された支持梁１ａを夫々遊嵌状に挿通されるなどしてＺ方向のみへ調整移動自在に支持されると共に、これら両者間を例えばべローズなどの弾性シール材１ｂで密閉する。
更に必要に応じて、上方取付体３から上定盤１の上面に亘って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１ｃを複数連設しても良い。
なお、上方取付体３は、図示例の場合、平板状に形成された保持本体と、その周縁に対し気密状に連結された分離可能な額縁状の周縁部３ａとから構成されているが、これらを一体に形成しても良い。
【００１１】
上定盤１及び下定盤２の対向面には、両基板Ａ，Ｂを夫々着脱自在に保持する保持手段５を設ける。
この保持手段５として本実施例の場合には、夫々に開穿した複数の通気孔５ａ１から例えば真空ポンプなどの吸引源（図示せず）により吸引して基板Ａ，Ｂを吸着する吸引吸着手段５ａ，５ａと、真空中における吸着保持を補助するための静電吸着手段５ｂ，５ｂと、基板搬送用ロボット（図示せず）から上下基板Ａ，Ｂを受け取って該上下定盤１，２の基板保持面まで移送するための受け渡し用吸着保持手段５ｃ，５ｃとが配設されている。
【００１２】
上記吸引吸着手段５ａ，５ａの吸引源と静電吸着手段５ｂ，５ｂの電源は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、両基板Ａ，Ｂをセットする初期状態に吸引吸着及び静電吸着が開始され、両基板Ａ，Ｂの微合わせが完了した後にどちらか一方、本実施例では上側基板Ａだけの静電吸着を解除し、後述する閉空間Ｓ１が大気に戻った後は下側基板Ｂの吸引吸着及び静電吸着を解除して初期状態に戻す。
【００１３】
図示例では、上記静電吸着手段５ｂ，５ｂが、互いに接近させて並列状に配置された静電チャックであり、上下定盤１，２の対向面との間に介在された金属製の台座５ｄ，５ｄに対して静電チャックを着脱自在に連結固定し、これら静電チャックの表面に上記吸引吸着手段５ａ，５ａの通気孔５ａ１，５ａ１を夫々適宜間隔毎に複数ずつ開設している。
【００１４】
上記受け渡し用吸着保持手段５ｃ，５ｃは、静電チャックの台座５ｄ，５ｄ、上下定盤１，２及び上下取付体３，４に亘ってＺ方向へ移動自在に貫通して複数配置されたリフトピンなどであり、基板搬送用ロボット（図示せず）が吸着保持する上下基板Ａ，Ｂの非貼り合せ面を干渉しない位置で吸着し直して上下定盤１，２の基板保持面である静電チャックまで移送させるようになっている。
【００１５】
更に必要に応じて上下定盤１，２の対向面と台座５ｄ，５ｄとの間には、例えば皿バネなどの高さ調整治具１ｄ，２ｄを介装することにより、これら台座５ｄ，５ｄの対向面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１ｄ，２ｄを介装せずに台座５ｄ，５ｄと上下定盤１，２を接着しても良い。
なお、両基板Ａ，Ｂの保持手段は、上述したものに限定されず、例えば低真空であれば、真空差を利用した真空吸着手段を、静電吸着手段５ｂ，５ｂに代えて使用しても良い。
【００１６】
上方取付体３の周縁部３ａと下方取付体４の周縁部４ａとの間には、これら両者間の密閉状態を維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段６が、両基板Ａ，Ｂを囲むように環状に設けられ、これら取付体３，４の接近移動によって上下取付体３，４の間に閉空間Ｓ１を上下定盤１，２が囲まれるように区画形成する。
図示例の場合には、上下両基板Ａ，Ｂが矩形であるため、移動シール手段６を平面額縁状に形成しているが、これに限定されず、例えばウェーハーのように両基板Ａ，Ｂが円形の場合には、その外周に沿って相似する形状に形成される。
【００１７】
この移動シール手段６は、本実施例の場合、上下両基板Ａ，Ｂの平面形状に合わせて横断面矩形又は円形に形成された移動ブロック６ａと、この移動ブロック６ａの上面に装着した上方取付体３の周縁部３ａと接離する例えばＯリングなどのＺ方向へ弾性変形可能な環状シール材６ｂと、移動ブロック６ａの下面に装着した下方取付体４の周縁部４ａと常時接触してＸＹθ方向へ移動可能な例えばＯリングなどの環状の真空シール６ｃとから構成される。
【００１８】
この真空シール６ｃには、必要に応じて例えば真空グリースを使用し、図示例では、移動ブロック６ａの内側下面から下方取付体４の周縁部４ａに亘って真空シール６ｃを一重のみ介装したが、これに限定されず、図示せぬが移動ブロック６ａの外側下面にも真空シール６ｃを追加して二重介装しても良く、これと同様に環状シール材６ｂも内外に二重介装しても良い。
【００１９】
また、前記基板Ａ，Ｂの対向面のどちらか一方、本実施例の場合には下側基板Ｂの表面周縁部に沿って、予め液晶封止用シール材として環状接着剤Ｃが閉鎖した額縁状に予め塗布され、その内部には液晶（図示せず）が充填されると共に、必要に応じて多数のギャップ調整用スペーサー（図示せず）が散布されている。
そして、上側基板Ａが環状接着剤Ｃに全く接触しないように上下基板Ａ，Ｂの間隔を維持した状態で、上述した粗合わせが行われ、その後、上側基板Ａを下降して環状接着剤Ｃの少なくとも周方向一部と部分的に接触させた状態で、上述した微合わせが行われる。
【００２０】
これら粗合わせと微合わせを行うために、上下取付体３，４に対して上下定盤１，２のどちらか一方又は両方をＺ方向へ平行移動させる基板間隔調整手段７と、移動シール手段６と上下取付体３，４のどちらか一方とをＸＹθ方向へ係合して一体化させる係合手段８と、移動シール手段６をＸＹθ方向へ調整移動させる水平移動手段９と、上定盤１及び下定盤２の相対的なＸＹθ方向への調整移動に伴って同方向へ移動可能な鉛直（Ｚ）方向へ大きな剛性を有する位置調整手段１０と、閉空間Ｓ１を開閉させるために上下取付体３，４を相対的にＺ方向へ昇降させる昇降手段１１と、閉空間Ｓ１内の気体を出し入れして所定の真空度にする吸気手段１２とが備えられる。
【００２１】
上記基板間隔調整手段７は、本実施例の場合、Ｚ方向へ調整移動自在な上定盤１の支持梁１ａへ向けて、移動ブロック６ａの上面に周方向へ等間隔毎に複数配設した例えばリニアアクチュエーターなどのＺ方向へ伸縮動する駆動体であり、後述する昇降手段１１によって接近移動した両基板Ａ，Ｂの間隔を更に接近移動させて、粗合わせと微合わせが順次行われる。
【００２２】
この基板間隔調整手段７の駆動体は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、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、上下定盤１，２が平行となるように設定し、その後の閉空間Ｓ１が形成された状態では、上下両基板Ａ，Ｂが環状接着剤Ｃを介して接触しない約１ｍｍ程度の隙間を開け、両基板Ａ，Ｂの粗合わせ後には、上側基板Ａが環状接着剤Ｃの少なくとも周方向一部が部分的に接触するか又は接触しないが僅かな隙間を介して接近するように短縮動させ、閉空間Ｓ１が大気圧に戻った後は伸長させて初期状態に戻す。
なお、図示せぬが基板間隔調整手段７の駆動体を、上方取付体３の周縁部３ａから上定盤１の支持梁１ａへ向けて配設しても良い。
【００２３】
上記係合手段８は、本実施例の場合、移動シール手段６の移動ブロック６ａと上方取付体３の周縁部３ａとの対向面に夫々形成したＺ方向のみに嵌合する凹部８ａ及び凸部８ｂから構成され、図示例では、この凹部８ａを移動シール手段６の移動ブロック６ａ上面に凹設し、凸部８ｂを上方取付体３の周縁部３ａ下面に凸設しているが、これらを上下逆に配置しても良い。
【００２４】
上記水平移動手段９は、本実施例の場合、閉空間Ｓ１の外側に少なくとも３つ以上配設されるモーター９ａに連設したカム９ｂと、このカム９ｂを移動ブロック６ａに常時当接させる例えばスプリングなどの弾性体９ｃからなり、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モーター９ａを作動させることにより、移動ブロック６ａ及びそれに係合した上方取付体３がＸＹθ方向へ押動されて、上定盤１に保持された上側基板Ａの粗合わせと微合わせを行っている。
なお、水平移動手段９はモーター９ａに連設したカム９ｂに限定されず、例えばアクチュエーターなどの他の駆動源であっても良い。
【００２５】
上記位置調整手段１０は、本実施例の場合、Ｚ方向へ延びる略平行な複数部材で構成され、これらの一端部を相互に接合すると共に、他端部を移動シール手段６の移動ブロック６ａと下方取付体４に夫々接合して、複数部材の一部をＸＹθ方向のみへ屈曲変形自在に支持している。
【００２６】
更に詳しく説明すれば、この複数部材が移動ブロック６ａの下面から下方取付体４の周縁部４ａへ向けて懸垂するように接合されたＺ方向へ大きな剛性を有する中心部材１０ａと、その周囲を囲むように下方取付体４の周縁部４ａの下面に懸垂するように接合されたＸＹθ方向へ屈曲変形な周囲部材１０ｂと、これら中心部材１０ａ及び周囲部材１０ｂの下端部を接合して支持する連結部材１０ｃとで構成される。これらを一体化したユニットを下方取付体４の周縁部４ａに沿って周方向へ所定間隔毎に複数配置することにより、上方取付体３に作用する大気圧や該上方取付体３及び上定盤１の重量などの力は、移動ブロック６ａの下面から各連結部材１０ｃ…に亘って垂設された各中心部材１０ａ…に分散するため、各中心部材１０ａ…が有するＺ方向への大きな剛性によって、移動ブロック６ａの下面と下方取付体４の周縁部４ａとの間が所定間隔に保持される。
【００２７】
特に図示例の場合には、中心部材１０ａをＺ方向へ剛性が高くてＸＹθ方向へ変形しない大径な円柱状に形成すると共に、下方取付体４の周縁部４ａに開穿された通孔４ｂに対してＸＹθ方向へ移動可能に貫通させ、この中心部材１０ａの周囲にリンク機構からなるＸＹθ方向へ変形可能な周囲部材１０ｂを複数本、例えば４本配置すると共に、これらリンク機構の下端部及び上端部に使用した屈曲部材１０ｄとして、例えばボールジョイントなどを使用し、更に連結部材１０ｃを平面円板状に形成している。
【００２８】
なお、上記位置調整手段１０を構成する複数部材の構造は、図示したものに限定されず、ＸＹθ方向へ変形可能な周囲部材１０ｂは、上述したリンク機構に代えて、弾性変形可能に形成したり、複数本の弾性変形可能な柱やワイヤーなどからなる弾性杆材を配置したり、これらと逆に周囲部材１０ｂの剛性をＺ方向へ高くしてＸＹθ方向へ変形不能に形成すると共に中心部材１０ａをＸＹθ方向へ変形させるなど、他の構造しても同様な作用が得られる。
【００２９】
上記昇降手段１１は、本実施例の場合、前記架台１４の周辺部から上方取付体３の周縁部３ａの四隅部分に向けて固定配置された例えばジャッキや上下駆動用シリンダーなどであり、その先端部１１ａを上方取付体３の周縁部３ａに対してＸＹθ方向へ移動可能に当接させると共に、中間部１１ｂを上記移動シール手段６の移動ブロック６ａがＸＹθ方向へ移動可能に挿通している。
【００３０】
この昇降手段１１の駆動源は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、基板Ａ，Ｂをセットする初期状態で、上方取付体３を所定高さ位置まで上昇させて待機しており、基板Ａ，Ｂのセット完了後に、上方取付体３を下降させて、下方取付体４との間に閉空間Ｓ１が両基板Ａ，Ｂを囲むように区画形成し、両基板Ａ，Ｂの微合わせ終了後か、或いは後述する閉空間Ｓ１が大気圧に戻った後は上昇させて初期状態に戻す。
【００３１】
上記吸気手段１２は、閉空間Ｓ１１の外部に配設した真空ポンプ（図示せず）と連絡する通気路であり、この真空ポンプはコントローラー（図示せず）で動作制御され、上下定盤１，２の接近移動により閉空間Ｓ１が形成された後にそこから吸気を開始し、本実施例の場合には、後述する基板圧着手段１３の作動後に、閉空間Ｓ１に空気を供給して大気圧に戻す。
【００３２】
図示例の場合には、上記通気路の吸気口１２ａを、上下定盤１，２の対向面と台座５ｄ，５ｄとの形成した隙間に夫々開設して、これら吸気口１２ａ，１２ａから閉空間Ｓ１内の空気が一方向のみへ流れることによる悪影響、例えば保持した両基板Ａ，Ｂが傾いたり、予め下側基板Ｂ上に充填された液晶が飛び散るなどを防止している。
【００３３】
上記基板圧着手段１３は、上述した微合わせ後の状態で前記上定盤１の基板保持面である静電チャックに静電吸着された上側基板Ａを、下側基板Ｂへ向け強制的に圧着させるものであり、図４に示す如く、静電吸着手段５ｂによる上側基板Ａの静電吸着が解除された直後に、図示例では吸引吸着手段５ａ，５ａの通気孔５ａ１，５ａ１を使って静電チャックから上側基板Ａに向け、例えば窒素ガスなどの気体を噴き出すことにより、該上側基板Ａを環状接着剤Ｃの全周に亘って瞬間的に圧着させる。
【００３４】
一方、前記基板Ａ，Ｂは、基板搬送用ロボット（図示せず）により保持され、上定盤１及び下定盤１まで移送して夫々の保持手段５に受け渡すが、特に上側基板Ａの場合にはその膜面Ａ２が下方に向くために傷付けないように周縁部のみを保持して搬送するのが一般的である。しかし、特に一辺が１０００ｍｍを超える大型な基板Ａ，Ｂの場合、上述した周縁部のみの保持では、上側基板Ａの膜面Ａ２の中央部分が垂れ下がってしまい、移送中に膜面Ａ２の中央部分が異物に突き当たって破損する恐れがある。
【００３５】
そこで本実施例の場合には、基板搬送用ロボットにより上側基板Ａの膜面Ａ２と反対側の非貼り合せ面（裏面）Ａ１の複数箇所を吸着して膜面Ａ２の中央部分が垂れ下がらないように移送すると共に、この上側基板Ａの非貼り合せ面Ａ１へ向け前記保持手段５の受け渡し用吸着保持手段５ｃ…を下方へ伸長させ、基板搬送用ロボットの吸着位置と干渉しない位置で吸着し直して受け取り、上定盤１の基板保持面まで移送させるようにしている。
【００３６】
次に、斯かる基板貼り合わせ装置によるフラットパネル用基板の製造方法を工程順に従って説明する。
先ず、基板搬送用ロボットにより上下両基板Ａ，Ｂを吸着移送して上定盤１の保持手段５及び下定盤１の保持手段５に夫々受け渡すが、本実施例の場合には、基板搬送用ロボットで上側基板Ａの非貼り合せ面Ａ１を吸着して移送すると共に、図２の二点鎖線に示す如く、この吸着位置と干渉しない位置を受け渡し用吸着保持手段５ｃ…で吸着し直すことにより、該非貼り合せ面Ａ１のみの吸着で基板搬送用ロボットから上定盤１の基板保持面への受け渡しが可能となって、基板Ａ，Ｂの大型化に伴い上側基板Ａの中央部分が垂れ下がらない。
その結果、基板Ａ，Ｂが大型化しても膜面Ａ２を傷付けることなく搬入できる。
【００３７】
このようにして上定盤１及び下定盤２の対向面に、図１の一点鎖線及び図２に示す如く上側基板Ａと、予め接着剤Ｃが塗布されて液晶が充填された下側基板Ｂとを夫々プリアライメントしてセットされると、吸引吸着手段５ａ，５ａ及び静電吸着手段５ｂ，５ｂで両基板Ａ，Ｂを夫々移動不能に吸着保持させる。
【００３８】
その後、図１の実線及び図３に示す如く、昇降手段１１の作動で上方取付体３を下降させて下方取付体４と近づけ、上方取付体３の周縁部３ａと移動シール手段６の移動ブロック６ａとの対向面に夫々形成した係合手段８がＺ方向のみに嵌合して、これら両者がＸＹθ方向へ一体化されると共に、移動ブロック６ａ上の環状シール材６ｂに密接して、上下取付体３，４の間には上定盤１及び下定盤２と両基板Ａ，Ｂを囲むように閉空間Ｓ１が区画形成される。
【００３９】
これと同時に両基板Ａ，Ｂは、上定盤１と下定盤２の接近移動により、所定間隔まで接近するものの、基板間隔調整手段７により１ｍｍ程度の隙間をもって対峙し、下側基板Ｂに塗布した環状接着剤Ｃには、上側基板Ａが接触せず、これら両基板Ａ，Ｂの間と閉空間Ｓ１は連通している。
【００４０】
その後、吸気手段１２の作動で閉空間Ｓ１から空気が抜かれて所定の真空度になると共に、両基板Ａ，Ｂの間からも空気が抜かれて真空となる。
それにより、上定盤１及び下定盤２を囲む上下取付体３，４には大気圧が作用し、真空な閉空間Ｓ１との圧力差によってこれら上下取付体３，４は変形する可能性があるものの、閉空間Ｓ１内の上定盤１には大気圧が全く作用しない。
その結果、大気圧による上定盤１の歪み変形を追加補強なしで防止できる。
また、本実施例の場合には、下方取付体４の肉厚寸法を大気圧が作用しても変形しない程度まで厚くすることにより、大気圧で下定盤２が歪み変形しないようにしている。
【００４１】
図示例の場合には、上方取付体３が大気圧により閉空間Ｓ１内へ向けて歪み変形しても、上定盤１の上面に亘ってＺ方向のみ弾性変形可能な弾性連係部材１ｃにより、上方取付体３の歪み変形が上定盤１へ全く影響せず、しかもＸＹθ方向へ横ズレしないという利点がある。
【００４２】
そして、この真空状態で、図１の二点鎖線及び図３に示す如く、水平調整手段９の作動により移動シール手段６の移動ブロック６ａをＸＹθ方向へ押動すれば、該移動ブロック６ａと係合手段８で一体化した上方取付体３が下方取付体４に対してＸＹθ方向へ移動し、それにより、上定盤１が下定盤２と相対的にＸＹθ方向へ調整移動し、両基板Ａ，Ｂ同士の粗合わせが行われる、
その結果、ＸＹθステージを用いずに閉空間Ｓ１の外部から真空中の両基板Ａ，ＢをスムーズにＸＹθ移動させて高精度に粗合わせできる。
【００４３】
これと同時に、上記移動ブロック６ａがＸＹθ方向へ押動されると、位置調整手段１０の周囲部材１０ｂが屈曲変形することにより、中心部材１０ａ及び移動ブロック６ａが平行移動して、該中心部材１０ａが有する鉛直方向への大きな剛性によって、上方取付体３に作用する大気圧や該上方取付体３及び上定盤１の重量などに耐えながら移動ブロック６ａの下面と下方取付体４の周縁部４ａとの間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段６の真空シール６ｃが受ける摺動抵抗は低減される。
その結果、両基板Ａ，Ｂ同士の位置合わせをスムーズに行うことができる。
【００４４】
これに続いて、図４に示す如く、基板間隔調整手段７の作動により、上定盤１と下定盤２が更に接近して、上側基板Ａを下側基板Ｂ上の環状接着剤Ｃに接触するか又は接触しないが僅かな隙間を介して対向させた後に、上定盤１と下定盤２を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板Ａ，Ｂ同士の微合わせが行われる。
【００４５】
この際、両基板Ａ，Ｂの大型化に伴って上下定盤１，２の基板保持面が大型化しても小型の基板と同様な平面度が要求される。しかし、基板の一辺が１０００ｍｍを超えると、このＸＹ方向の大きさに比べてＺ方向の間隔が極端に小さくなるため、これら上下定盤１，２の基板保持面を完全な平坦に形成しながら完全な平行のまま接近移動させるのが理想ではあるが、実際には不可能である。
【００４６】
例えば微合わせの終了後に、上側基板Ａが環状接着剤Ｃの少なくとも周方向一部が部分的に接触した状態で、静電吸着手段５ｂによる静電吸着を全面的に解除させて、上側基板Ａを自由落下させると、これら部分的な接触部分（点接触）を中心として回転移動して、両基板Ａ，Ｂ同士の位置合わせに誤差が発生すると共に封止が不完全となって空気が混入し易いという欠点がある。
【００４７】
そこで、本実施例では、上側基板Ａが環状接着剤Ｃの少なくとも周方向一部が部分的に接触するか又は接触しそうな間隔まで接近させた状態で微合わせを行い、その終了後に、静電吸着手段５ｂによる上側基板Ａの静電吸着を全面的に解除させると共に、基板圧着手段１３により通気孔５ａ１，５ａ１から例えば窒素ガスなどの気体を上側基板Ａの非貼り合せ面（裏面）Ａ１の全体へ均等に噴き出して、上側基板Ａが環状接着剤Ｃの全周に亘って瞬間的に圧着させ、それにより封止空間Ｓ２が確実に形成される。
【００４８】
その結果、上側基板Ａが環状接着剤Ｃの少なくとも周方向一部が部分的に接触した状態で、静電吸着手段５ｂによる静電吸着を全面的に解除しても、両基板Ａ，Ｂ同士の位置合わせ誤差を防止できると共に封止空間Ｓ２を確実に形成できて空気の混入を防止できるという利点がある。
【００４９】
その後は、吸気手段１２の作動により閉空間Ｓ１内に空気を入れてその雰囲気を大気圧に戻す。
それにより、両基板Ａ，Ｂの内外に生じる気圧差で均等に押し潰され、液晶が封入された状態で所定のギャップが形成される。
【００５０】
それ以降は、閉空間Ｓ１内が大気圧に戻ったら、昇降手段１１の作動により上方取付体３及び上定盤１と下方取付体４及び下定盤２を離して閉空間Ｓ１が開放され、アライメントされた両基板Ａ，Ｂを基板搬送用ロボットにより取り出して、上述した動作が繰り返される。
【００５１】
尚、前示実施例では、上方保持板１である上定盤の背後に上方取付体３をＺ方向へ移動自在に設け、下方保持板２である下定盤の背後に下方取付体４を一体的に固定したが、これに限定されず、図示せぬが下方保持板２である下定盤と下方取付体４とを分離して配置することにより、大気圧により下方取付体４が変形しても下定盤２に影響しないようにしても良い。
この場合には、上方取付体３と上定盤１の上面との間に必要に応じて連設した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１ｃと同様なものを、下定盤と下方取付体４との間に配置して両者が連結されるようにしても良い。
【００５２】
【発明の効果】
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、閉空間内を真空状態に維持しながら、基板間隔調整手段で上下保持板のどちらか一方又は両方のみを取付体と関係なく上下動させて、両基板の貼り合わせ面を封止空間が形成されるように密接させることにより、これら上方保持板及び下方保持板を囲む取付体には大気圧が作用して変形する可能性があるものの、閉空間内の上方保持板及び下方保持板には大気圧が全く作用しないので、大気圧による保持板の歪み変形を追加補強なしで防止できる。
従って、上方保持板及び下方保持板に大気圧が作用する従来のものに比べ、基板が大型化しても大気圧の影響を完全に排除でき、上方保持板及び下方保持板を厚くしたり別部材を連設するなどの追加補強が必要ないから装置全体を小型化できて軽量化が図れると共に、上方保持板及び下方保持板が真空チャンバ内に配置される従来のものに比べ、上下保持板のいずれか一方と連絡するシャフトと真空チャンバとの間を気密に保持するための弾性シール部材が必要なくなって構造を簡素化でき、しかも基板の出し入れやメンテナンスも行い易く、操作性能が優れる。
【００５３】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、係合手段で移動シール手段と上下取付体のどちらか一方を係合させ、これらを他方に対し水平調整手段でＸＹθ方向へ移動させることにより、上下保持板に保持した基板が相対的にＸＹθ方向へ調整移動されて、両基板同士が位置合わされるので、ＸＹθステージを用いずに閉空間の外部から真空中の両基板同士の位置合わせを行うことができる。
従って、基板同士の位置合わせにＸＹθステージが用いられる従来のものに比べ、水平調整手段の構造を簡素化して小型化でき、それにより摩耗の低減化が図れて繰返し調整に対する耐久性の向上が期待でき、メンテナンスも容易になって輸送コストの低減化も図れる。
【００５４】
請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加えて、取付体に大気圧が作用しても位置調整手段が有する鉛直方向への大きな剛性によって、取付体の周縁部間が所定間隔に保持されるため、移動シール手段が受ける支持抵抗は低減されるので、両基板同士の位置合わせをスムーズに行うことができる。
従って、水平移動手段の駆動源を小型化できると共にＸＹθ方向への調整移動範囲を拡大でき、またＸＹθ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。
【００５５】
請求項４の発明は、請求項１、２または３の発明の効果に加えて、基板搬送用ロボットで上側基板の非貼り合せ面を吸着して移送すると共に、この吸着位置と干渉しない位置を受け渡し用吸着保持手段で吸着し直すことにより、該非貼り合せ面のみの吸着で基板搬送用ロボットから上方保持板の基板保持面への受け渡しが可能となって、基板の大型化に伴い上側基板の中央部分が垂れ下がらないので、基板が大型化しても膜面を傷付けることなく搬入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す基板貼り合わせ装置の縦断正面図である。
【図２】基板のセット時を示す説明図である。
【図３】基板の粗合わせ時を示す説明図である。
【図４】基板の微合わせ時を示す説明図である。
【図５】貼り合わせ後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ  基板（上側の基板）            Ａ１  非貼り合せ面
Ｂ  基板（下側の基板）            Ｓ１  閉空間
Ｓ２  封止空間                    １  上方保持板（上定盤）
２  下方保持板（下定盤）          ３  取付体（上方の取付体）
４  取付体（下方の取付体）        ５ｃ  受け渡し用吸着保持手段
６  移動シール手段                ７  基板間隔調整手段
８  係合手段                      ９  水平移動手段
１０  位置調整手段
【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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