JP4585206B2 - 基板の貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置 - Google Patents

Description

この発明は液晶表示パネルなどのように２枚の基板を貼り合わせる基板の貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置に関する。

周知のように液晶表示パネルの製造に際しては、２枚の透明な基板を、シール剤によって貼り合わせるとともに、これら基板間に液状物質である液晶を介在させる、基板の組立てが行なわれる。

従来、２枚の基板を組立てるには、一方の基板に粘弾性材からなるシール剤を矩形枠状に塗布する工程と、一方若しくは他方の基板に所定量の液晶を滴下する工程と、上記２枚の基板を減圧雰囲気下で上記シール剤によって貼り合わせる工程とによって行なわれている。

貼り合わされる２枚の基板の間隔をμｍオーダで確保するため、その間隔にはスペーサが設けられる。スペーサとしては、一方の基板の内面（貼り合される面）に粒径が数μｍの球形樹脂を散布するボールスペーサや一方の基板の内面に高さが数μｍの突起を設けるフォトスペーサなどが知られている。

２枚の基板を貼り合わせる場合、まず、２枚の基板を所定間隔で離間させて撮像し、その撮像結果に基いてこれら基板を粗位置合わせする。ついで、２枚の基板を上記シール剤によって貼り合わせ、その状態でさらに２枚の基板を撮像し、その撮像結果に基いて一方の基板を所定方向に所定量移動させることで、２枚の基板を精密位置合わせするということが行なわれている。その場合の基板の移動量は、撮像結果から求められたずれ量と等しくしている。

貼り合わされた２枚の基板を精密位置合わせする場合、一方の基板を移動させると、その基板の移動にスペーサが連動することになる。スペーサがボールスペーサの場合、基板の移動によって転動するため、基板間に作用する摩擦抵抗が比較的小さくてすむ。しかしながら、スペーサがフォトスペーサの場合、そのスペーサが基板に対して面接触状態で摺接するため、摩擦抵抗が大きくなる。

基板間の摩擦抵抗が大きいと、移動側の基板を所定量移動さる際、移動させる基板に作用する摩擦抵抗がその基板を保持した保持力よりも大きくなることがある。その場合、基板の保持手段を撮像結果に基くずれ量に等しい移動量で移動させても、基板の実際の移動量はずれ量よりも小さくなるから、２枚の基板の位置合わせを高精度に行なうことができない。

そのため、２枚の基板を許容精度内に精密に位置合わせするためには、上述した位置合わせ作業を多数回にわたって行なわなければならなくなるため、生産性の低下を招くということがある。

しかも、撮像結果に基く２枚の基板の位置ずれ量が小さい場合には、その小さな位置ずれ量に応じて基板を移動させても、実際には摩擦抵抗によって基板がずれを補正される方向に移動しないことがあるため、そのような場合には精密位置合わせ困難なことがある。

この発明は、貼り合わされた２枚の基板の位置合わせを迅速に、しかも精密に行なうことができるようにした基板の貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置を提供することにある。

この発明は、シール剤又は液状物質を介して２枚の基板を接触させる工程と、
接触された２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
上記位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら２枚の基板の位置ずれを補正する工程を具備し、
接触された２枚の基板の位置ずれの補正を複数回にわたって行なう場合、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
上記補正係数Ｋは、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）であることを特徴とする基板の貼り合わせ方法にある。

この発明は、２枚の基板のどちらか一方に液状物質を封止するためのシール剤を塗布し、このシール剤によって上記２枚の基板を貼り合わせる貼り合わせ方法であって、
一方の基板と他方の基板とを上下方向に離間させて保持する工程と、
保持された２枚の基板を撮像しその撮像結果に基いてこれら２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
上記位置ずれ量に基いて２枚の基板を位置合わせしその後これら基板を上記シール剤又は液状物質を介して接触させる工程と、
接触された２枚の基板を撮像しこれら２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
接触された２枚の基板の位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正する工程を具備し、
接触された２枚の基板の位置ずれの補正を複数回にわたって行なう場合、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
上記補正係数Ｋは、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）であることを特徴とする基板の貼り合わせ方法にある。

この発明は、２枚の基板のどちらか一方に液状物質を封止するためのシール剤を塗布し、このシール剤によって上記２枚の基板を貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
一方の基板と他方の基板とをそれぞれ上下方向に離間させて保持するとともにこれら基板を相対的にＸ，Ｙ，Ｚ及びθ方向に駆動して上記２枚の基板を貼り合わせる保持装置と、
この保持装置によって保持された２枚の基板を撮像する撮像装置と、
この撮像装置の撮像結果に基いて２枚の基板の位置ずれ量を求めるとともに、この位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正する制御装置を具備し、
上記制御装置は、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
上記補正係数Ｋを、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）の式に基いて算出することを特徴とする基板の貼り合わせ装置にある。

この発明によれば、シール剤又は液状物質を介して接触した２枚の基板のうちの一方を、他方の基板とのずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で移動させるようにした。そのため、他方の基板との間の摩擦抵抗によってどちらか一方の基板と保持装置との間にずれが生じても、そのずれ量が補償されるため、２枚の基板の位置合わせを迅速かつ精密に行なうことが可能となる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。

図１乃至図６はこの発明の一実施の形態を示し、図１は液晶表示パネルの組立て装置１の概略的構成を示す説明図である。この組立て装置１は、シール剤の塗布装置２を有する。この塗布装置２には図６に示す液晶表示パネルＰを構成する第１、第２の基板３，４のうちの一方である、第１の基板３が供給される。

上記塗布装置２は、第１の基板３が供給載置されるテーブル及びこのテーブルの上方に配置された塗布ノズル（ともに図示せず）を有し、この塗布ノズルが上記第１の基板３に対して相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動されることで、この第１の基板３の内面には粘弾性材からなるシール剤５（図６に示す）が矩形枠状に塗布される。

シール剤５が塗布された第１の基板３は滴下装置７に供給される。この滴下装置７は第１の基板３が載置されるテーブル及びこのテーブルの上方に配置された滴下ノズル（ともに図示せず）を有し、この滴下ノズルが上記第１の基板３に対して相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動される。それによって、この第１の基板３の内面のシール剤５によって囲まれた領域内に液状物質としての液滴状の液晶が所定の配置パターン、たとえば行列状に滴下供給される。

液晶が滴下された第１の基板３は貼り合わせ装置１１に供給される。この貼り合わせ装置１１には上記第１の基板３とともに上記第２の基板４が供給される。そして、上記第１の基板３と第２の基板４とが後述するごとく位置決めされて貼り合わされる。それによって、図６に示すように上記液晶８が一対の基板３，４間に充填された液晶表示パネルＰが組立てられる。

貼り合わせ装置１１は図２に示すようにチャンバ１２を有する。このチャンバ１２内は減圧ポンプ１０によって所定の圧力、たとえば１Ｐａ程度に減圧されるようになっている。チャンバ１２の一側にはシャッタ１３によって開閉される出し入れ口１４が形成され、この出し入れ口１４から上記第１の基板３と第２の基板４とが出し入れされるようになっている。

上記チャンバ１２内には第１の保持テーブル１５が設けられている。この第１の保持テーブル１５は第１の駆動源１６によってＸ、Ｙ及びθ方向に駆動されるようになっているとともに、保持面１５ａ（上面）にはシール剤５が塗布されるとともに液晶８が滴下された上記第１の基板３が、液晶８が滴下された内面（貼り合される面）を上方に向けて供給される。保持面１５ａに供給された第１の基板３は、外面（下面）がたとえば真空吸着などによって上記保持面１５ａに所定の保持力で保持される。

上記第１の保持テーブル１５の上方には、第２の駆動源１７によって第１の保持テーブル１５に対して接離するＺ方向に駆動される第２の保持テーブル１８が配設されている。この第２の保持テーブル１８の下面の保持面１８ａには、上記第２の基板４が外面（上面）を接触させて静電気力によって保持される。なお、上記第１の保持テーブル１５と第２の保持テーブル１８によって保持装置を構成している。

後述するごとく、上記チャンバ１２内を減圧ポンプ１０で減圧すると、真空吸着による第１の基板３の保持力が静電気による第２の基板４の保持力よりも小さくなる。なお、上記第２の基板４の内面（下面）には図６に示すようにスペーサＳが形成されている。

第１の保持テーブル１５の保持面１５ａに保持された第１の基板３と第２の保持テーブル１８の保持面１８ａに保持された第２の基板４とは、四隅部がそれぞれ上記チャンバ１２の下方に配設された４組の撮像装置２１（２組のみ図示）によって撮像される。各撮像装置２１は第１の撮像カメラ２２と、この第１の撮像カメラ２２よりも撮像倍率の高い第２の撮像カメラ２３を有する。

各撮像装置２１の第１、第２の撮像カメラ２２，２３は、Ｘ、Ｙ及びＺテーブルを有する位置決め装置２４によってＸ、Ｙ、及びＺ方向に駆動されるようになっており、各位置決め装置２４は上記チャンバ１２の下方に配置された載置板２５上に設置されている。

上記チャンバ１２の底壁の少なくとも各位置決め装置２４が対向する部位は透明窓２６に形成されている。上記チャンバ１２内に配置された第１の保持テーブル１５の上記透明窓２６に対応する部位は空洞部２７に形成されている。この空洞部２７は、第１の保持テーブル１５の保持面１５ａに保持された第１の基板３の四隅部及びこの第１の基板３を介して上記第２の保持テーブル１８の保持面１８ａに保持された第２の基板４の四隅部を上記第１、第２の撮像カメラ２２，２３によって撮像可能とする。

上記第１の基板３と第２の基板４との上記シール剤５よりも外方の四隅部には、図示しないがそれぞれ粗位置合わせマークと精密位置合わせマークとが設けられている。各基板３，４の粗位置合わせマークを一致させることで、第１の基板３と第２の基板４とを粗位置合わせすることができ、各基板の精密位置合わせマークを一致させることで、一対の基板３，４を精密に位置合わせすることができる。

なお、第１、第２の基板３，４を撮像するために、第１の保持テーブル１５に空洞部２７を形成したが、空洞部２７を形成せずに、第１の保持テーブル１５を全体を透光性の材料で形成してもよい。

図３に示すように、４組の第１の撮像カメラ２２と第２の撮像カメラ２３（図３では１組のみ図示）の撮像信号は画像処理部３１に入力されて座標信号に変換処理される。画像処理部３１で変換処理された座標信号は制御装置３２に設けられた演算処理部３３に入力される。この演算処理部３３では４組の第１の撮像カメラ２２と第２の撮像カメラ２３とが撮像した第１、第２の基板３，４の四隅部の各一対の粗位置合わせマーク或いは精密位置合わせマークの座標から、これ基板３，４のＸ、Ｙ及びθ方向の相対的な位置ずれ量を算出する。

上記演算処理部３３によって一対の基板３，４の位置ずれ量が算出されると、その位置ずれ量が記憶部３４に記憶される一方、駆動部３５にも出力される。それによって、駆動部３５は、第１の保持テーブル１５を駆動する第１の駆動源１６に駆動信号を出力し、上記第１の保持テーブル１５をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に駆動して第１の基板３と第２の基板４とを位置合わせする。

第１の基板３と第２の基板４との位置合わせは、第１の撮像カメラ２２からの撮像信号に基く粗位置合わせと、第２の撮像カメラ２３からの撮像信号に基く精密位置合わせとによって行なわれる。

粗位置合わせは、第１の基板３に対して第２の基板４を所定間隔で離間させた状態で行なわれ、精密位置合わせは第１の基板３に第２の基板４がシール剤５によって接触された状態で行なわれる。精密位置合わせを行なう場合、第２の基板４の内面にはスペーサＳが突出している。

そのため、そのスペーサＳと第１の基板３との摩擦抵抗が第１、第２の基板３，４の保持力よりも大きくなり、これら基板３，４がずれ動くことがある。この実施の形態では、第１の基板３を第１の保持テーブル１５の保持面１５ａに真空吸着するようにしているので、チャンバ１２内を減圧すると、第１の基板３の保持力が低下する。それによって、上記摩擦抵抗で第１の基板３が第１の保持テーブル１５の保持面１５ａ上でずれ動くことがある。

そこで、第２の撮像カメラ２３の撮像信号によって第１の基板３と第２の基板４との位置ずれ量を求めたならば、第１の保持テーブル１５によって第１の基板３を移動させる補正移動量を、上記位置ずれ量に１よりも大きな補正係数Ｋを乗じた値に設定して位置合わせを行ない、摩擦抵抗による第１の保持テーブル１５に対する第１の基板３のずれにともなう位置合わせ精度の低下を補償するようにしている。

たとえば、第２の撮像カメラ２３によって求めた第１の基板３と第２の基板４との位置ずれ量がδｎ（μｍ）の場合、その位置ずれ量δｎに基いて第１の保持テーブル１５の補正移動量をＭ（μｍ）として位置合わせした後、再度、第２の撮像カメラ２３によって位置ずれ量を測定したところ、位置ずれ量がδｍ（μｍ）であった場合、上記補正係数Ｋは、
Ｋ＝ｆ（Ｓ） …（１）式
として設定される。なお、Ｓ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）である。

つまり、上記演算処理部３３では第２の撮像カメラ２３の撮像信号によって求められた第１、第２の基板３，４の位置ずれ量に上記補正係数Ｋを乗じた値が算出され、その算出結果に基いて駆動部３５から上記第１の駆動源１６に駆動信号が出力されることになる。

精密位置合わせが複数回にわたって行なわれる場合、第２の撮像カメラ２３によって撮像されて演算処理部３３で算出された一対の基板３，４の位置ずれ量は上記記憶部３４に記憶される。

そのため、精密位置合わせを行なう毎に、上記記憶部３４に記憶された前回の位置ずれ量δｎを用いて上記（１）式に基く補正係数Ｋを算出することができる。
なお、上記制御装置３２の駆動部３５は、上記第２の駆動源１７及び上記位置決め装置２４に対しても駆動信号を出力するようになっている。

つぎに、上記構成の貼り合わせ装置１１によって第１の基板３と第２の基板４とを貼り合わせる工程を図４と図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、Ｓ１では第１の基板３が貼り合わせ装置１１のチャンバ１２内に図示しないロボットによって供給されて第１の保持テーブル１５の保持面１５ａに吸着保持される。Ｓ２では、チャンバ１２内に第２の基板４が供給され、第２の保持テーブル１８の保持面１８ａに吸着保持される。第２の保持テーブル１８が第２の基板４を保持すると、この第２の保持テーブル１８が所定の高さまで下降した後、減圧ポンプ１０が作動してチャンバ１２内を減圧する。なお、シャッタ１３は減圧ポンプ１０の作動前に閉じられる。

チャンバ１２内が所定の圧力まで減圧されると、Ｓ３では、第１の撮像カメラ２２によって第１の基板３と第２の基板４との四隅部に設けられた粗位置合わせマークを撮像する。第１の撮像カメラ２２の撮像信号は画像処理部３１でデジタル信号に変換された後、演算処理部３３に入力される。それによって、第１の基板３と第２の基板４との位置ずれ量が算出される。

Ｓ４では、上記演算処理部３３で算出された位置ずれ量に基き、駆動部３５から第１の駆動源１６に駆動信号が出力され、第１の保持テーブル１５がθ及びＸ、Ｙ方向に駆動される。それによって、第１の基板３が第２の基板４に対して粗位置決めされる。

Ｓ５では、Ｓ４での粗位置決めに続いて第２の保持テーブル１８が下降方向（近接方向）に駆動され、第１の保持テーブル１５に保持された第１の基板３に第２の基板４がシール剤５を介して接触される。Ｓ６ではシール剤５を介して接触された第１、第２の基板３，４の四隅部の精密位置合わせマークを高倍率の第２の撮像カメラ２３によって撮像する。このとき、第２の撮像カメラ２３は位置決め装置２４によって精密位置合わせマークを撮像できる位置に位置決めされる。

制御装置３２では、第２の撮像カメラ２３の撮像信号によって第１の基板３と第２の基板４との位置ずれ量が求められ、Ｓ７では第２の撮像カメラ２３によって求められた位置ずれ量に応じた補正移動量で第１の基板３を位置ずれがなくなる方向に駆動する。その際、第１の基板３には、第２の基板４に形成されたスペーサＳが摺接するため、その摩擦力によって第２の基板４よりも保持力の弱い第１の基板３が第１の保持テーブル１５の保持面１５ａ上で第１の保持テーブル１５の移動方向と逆方向にずれ動いてしまうことがある。

したがって、Ｓ８では１回目の精密位置ずれ補正を行なったならば、第２の撮像カメラ２３によって再度、第１、第２の基板３，４の精密位置合わせマークを撮像し、これらの基板３，４の位置ずれ量を測定する。

Ｓ８で第２の撮像カメラ２３によって得られた撮像信号から位置ずれ量が測定されると、Ｓ９では、その位置ずれ量に基いて補正係数Ｋが求められ、その補正係数Ｋによって新たな補正移動量Ｍが算出される。

たとえば、補正前の位置ずれ量（前回のずれ量）δｎが５μｍで、最初の補正移動量Ｍを５μｍに設定して第１の基板３の位置ずれ量を補正し、その補正後に測定した今回の位置ずれ量δｍが４μｍであったとすると、補正係数Ｋは、
Ｋ＝５／（５−４）＝５
となる。したがって、次回（２回目）の補正移動量Ｍは１回目の補正後に測定した位置ずれ量に補正係数Ｋを乗じた値となるから、その補正移動量Ｍは、
Ｍ＝４×５＝２０（μｍ）
となる。

Ｓ１０では２回目の補正移動を行なう。２回目の補正移動は、Ｓ９で算出された補正移動量Ｍに基いて第１の基板３を移動させる。つまり、２回目の精密位置合わせ時には、第１の基板３と第２の基板４との位置ずれ量が４μｍであるのに対し、補正移動量を２０μｍとして位置合わせを行なう。

２回目の精密位置合わせ時にも、第２の基板４に形成されたスペーサＳとの間の摩擦抵抗によって第１の基板３が第１の保持面１５ａ上でずれ動く。しかしながら、第１の基板３の補正移動量Ｍは、精密位置合わせ時に第１の基板３が第１の保持面１５ａ上でずれ動くずれ量を補償する値に設定されているから、第１の基板３を第２の基板４に対して高精度に位置決めすることができる。

理論上、Ｓ９で求められた補正移動量Ｍで第１の基板３を補正移動すれば、第１、第２の基板３，４を高精度に位置合わせすることができる。しかしながら、種々の条件によって第１の基板３の補正を２回行なうだけでは、第２の基板４に対する位置合わせ精度が十分に得られないことがある。

そこで、Ｓ１１では２回目の位置合わせを行なった後、第２の撮像カメラ２３によって第１、第２の基板３，４の精密位置合わせマークを再度撮像し、これらの基板３，４間に位置ずれがあるか否かを測定する。

仮に位置ずれがあった場合には、Ｓ１２によって制御装置３２の記憶部３４に記憶された前回の測定時（２回目の測定）の位置ずれ量δｎと、今回の測定（３回目）による位置ずれ量δｍ及び前回の補正移動量Ｍとから再度補正係数Ｋを求め、その補正係数Ｋに３回目に測定された位置ずれ量δｍを乗じた補正移動量Ｍ１で第１の基板３を移動させて位置合わせを行なう。

たとえば、３回目の位置ずれ量δｍが１μｍであったとすると、前回の位置ずれ量δｎは４μｍ、前回の補正移動量Ｍは２０μｍであるから、今回の補正係数Ｋは、
Ｋ＝２０／（４−１）≒６．６７
となる。したがって、３回目の補正移動量Ｍは、
Ｍ＝１×６．６７≒６．６７（μｍ）
となる。

Ｓ１３では、Ｓ１２で算出された補正移動量Ｍに基いて第１の基板３を移動させる。それによって、第１の基板３と第２の基板４とを精密に位置合わせすることが可能となる。

しかも、３回目の精密位置合わせでは、調整する位置ずれ量が１μｍであり、２回目の位置ずれ量４μｍに対して小さい。しかし、このときの第１の保持テーブル１５の補正移動量Ｍは１μｍの位置ずれ量に対して約６．６７倍であるから、第１の基板３の位置ずれ量が小さくても、この第１の基板３を所定方向に確実に移動させることが可能となる。

第１の基板３と第２の基板４との位置合わせをさらに高精度に行ないたい場合には、上述した工程を複数回にわたって繰り返して行なえばよいが、通常、精密位置合わせは２回繰り返して行うことで高精度に位置合わせすることが可能である。しかし、３回行なえばより一層、高精度に高い位置合わせ精度を得ることができる。

すなわち、制御装置３２の記憶部３４に演算処理部３３で算出された位置ずれ量を記憶させるようにしたため、この記憶部３４に記憶された前回の位置ずれ量δｎを使用して補正係数Ｋを算出することが可能となる。

なお、精密位置合わせを２回或いはそれ以上行なっても、最後に精密位置合わせを行なった後、第１の基板３と第２の基板４とに位置ずれがあるか否かを第２の撮像カメラ２３によって確認する工程を設けてもよい。

第１の基板３と第２の基板４とは粘弾性剤からなるシール剤５を介して接触されている。そのため、第１の基板３を所定量ずらして位置決めしても、上記シール剤５の復元力によって第１の基板３が移動方向と逆方向に戻り、ずれが生じてしまうことがある。

そのため、シール剤５の弾力性による戻りが生じる虞がある場合、精密位置合わせ時における補正移動量を、上記シール剤５の戻りによって生じるずれ量を補償する値に設定する。たとえば、上記（１）式によって補正係数を求める際、今回のずれ量δｍを、上記シール剤５の弾力性による戻り量を加えた値にすれば、位置合わせ後に第１の基板３がシール剤５の弾力性によって戻ることで、第１の基板３と第２の基板４とを精密に位置合わせすることができる。

精密位置合わせを行なうと、上述したように第１の基板３が第１の保持テーブル１５の保持面１５ａ上で、第１の保持テーブル１５の移動方向と逆方向にずれることがある。第１の基板３がずれ動くと、第１の基板３に形成された精密位置合わせマークが第２の撮像カメラ２３の視野から外れることが考えられる。

したがって、第１の基板３と第２の基板４とを精密位置合わせする場合、第１の保持テーブル１５を所定の補正移動量Ｍで移動させながら、上記第２の撮像カメラ２３をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能に支持した位置決め装置２４によって第２の撮像カメラ２３をその視野中心に保持テーブル１８に保持された第２の基板４の精密位置合わせマークを位置させるように移動させる。このようにすることで、補正移動量Ｍでの保持テーブル１５の移動完了後に、第２の撮像カメラ２３の視野領域内において、第２の基板４の精密位置合わせマークの周囲には、少なくとも撮像カメラ２３の視野範囲の半分の大きさの領域が存在することとなる。しかも、保持テーブル１５が補正移動量Ｍの移動を完了した後は、２枚の基板３，４の精密位置合わせマーク間の相対距離は、補正移動量Ｍでの保持テーブル１５の移動前に比べて短くなっていると考えられるので、そもそも第２の撮像カメラ２３の視野範囲内に位置していた２枚の基板３，４の精密位置合わせマークが補正移動量Ｍによる移動後に視野範囲から外れることを極力防止することができる。

上記一実施の形態では、第１の基板の補正移動量を設定するための補正係数を、前回の基板の補正移動量、２枚の基板の前回の位置ずれ量、前回の補正移動量で第１の基板を移動させた後の今回の２枚の基板の位置ずれ量によって求めるようにしている。

しかしながら、２枚の基板を同一の条件によって貼り合わせるような場合には、最初に補正係数を設定したならば、以後、同一の補正係数によって補正移動量を決定し、位置合わせを行なうようにしてもよい。つまり、補正係数は、上記一実施の形態のようにその都度算出せず、予め設定された設定値であってもよく、その都度算出するか、設定値を用いるかは、基板の品質やロットに応じて決定すればよい。たとえば、基板の厚みのばらつきが大きい基板の場合、基板の厚みのばらつきの影響でその都度基板間に作用する摩擦力の大きさが変化することが考えられるので、補正係数をその都度算出するものとし、基板の厚みのばらつきが少ない品種の基板の場合、上述とは反対に基板間に作用する摩擦力の大きさはほぼ一定と考えられるので、補正係数を設定値とすればよい。したがって、これらを基板の品種やロットに応じて切換えて用いることも可能である。

このように、この第１の実施の形態の発明によれば、シール剤又は液状物質を介して接触した２枚の基板のうちの一方を、他方の基板とのずれ量よりも大きな補正移動量で移動させるようにした。

そのため、他方の基板との間の摩擦抵抗によってどちらか一方の基板と保持手段との間にずれが生じても、そのずれ量が補償されるため、２枚の基板の位置合わせを迅速かつ精密に行なうことが可能となる。

上記実施の形態では、求めた補正係数Ｋを第１、第２の基板３，４間の位置ずれ量にそのまま乗じる例であったが、それに代わって補正係数Ｋに下限値と上限値、或いはいずれか一方を設定し、求めた補正係数Ｋが下限値よりも小、または上限値よりも大となったときは、補正係数Ｋを下限値、または上限値の値としてもよい。

たとえば、補正係数Ｋの下限値を“３”、上限値を“８”とした場合、求めた補正係数がＫ＝５であるなら、補正係数Ｋが上限値と下限値との間であるから、Ｋ＝５をそのまま用いる。求めた補正係数がＫ＝２であるなら、補正係数Ｋが下限値より小であるから、Ｋ＝３とする。また、求めた補正係数がＫ＝１０であるなら、補正係数Ｋが上限値より大であるから、Ｋ＝８とする。

このようにすることで、補正係数Ｋが小さすぎ、精密位置合わせ時に第１の基板３が第１の保持ステージ１５の保持面１５ａ上でずれ動くずれ量を補償しきれなかったり、反対に補正係数Ｋが大きすぎ、第１の基板３と保持面１５ａとの間のずれ量以上に第１の基板３を第２の基板４に対して移動させすぎてしまい、第１、第２の基板３，４間の位置ずれ量を増大させてしまったりする虞を防止することができる。

第１、第２の基板３，４間の位置ずれの大きさに応じて、予め設定された補正係数、または上記（１）式を用いて算出した補正係数のいずれかを選択することもできる。

たとえば、しきい値を設定しておき、上記位置ずれ量がしきい値よりも大であれば、記憶部３４に予め設定されている補正係数を用い、上記位置ずれ量がしきい値以下であれば、上記（１）式の計算式を用いて補正係数を算出して用いる。

すなわち、第２の基板４に対する第１の基板３の補正移動量が増加するにつれて第１の基板３と第１の保持テーブル１５の保持面１５ａとの間の位置ずれ量の増加の割合が減少する場合があることが実験により確認されている。

このような場合、たとえば、第２の基板４に対して第１の基板３を補正移動量５μｍで移動させたときは、第１の基板３と保持面１５ａとの間に４μｍの位置ずれが生じ、第１の基板３は第２の基板４に対して１μｍ程度しか移動しない。しかし、第２の基板４に対して第１の基板３を補正移動量が３０μｍで移動させたときは、第１の基板３と保持面１５ａとの間の位置ずれ量は５μｍ程度で、第１の基板３は第２の基板４に対して２５μｍ程度移動するということになる。

したがって、第１、第２の基板３，４間の位置ずれ量が３０μｍ程度のときに、上記（１）式を用いて求めた補正係数Ｋが“３”や“４”となった場合、この補正係数Ｋを用いて算出した補正移動量で第１の基板３を第２の基板４に対して移動させると、第１の基板３を第２の基板４に対して必要以上に補正移動させてしまう結果が起こり得る。

そこで、第１、第２の基板３，４間の位置ずれ量に対してしきい値（たとえば２０μｍ）を設定し、位置ずれ量がしきい値を超えた場合には、記憶部３４に予め設定された補正係数Ｋ（たとえばＫ＝１．２）を用いて補正移動量を算出する。

このようにすることで、上述の場合でも、第１の基板３を第２の基板４に対して必要以上に補正移動させる不具合を防止して位置合わせを迅速に行なうことができる。

なお、第１、第２の基板３，４間の位置ずれ量の算出、位置ずれ量としきい値との比較、比較結果に基く選択、つまり設定された補正係数を用いるか、上記（１）式による補正係数を用いるかの選択は、制御装置３２の演算処理部３３で行なうことができる。

補正係数Ｋも求め方の別の例として以下の方法がある。つまり、過去の複数回分のデータに基いて補正係数Ｋを求める方法である。データとは補正係数、第１、第２の基板３，４間の位置ずれ、第１の基板３を第２の基板４に位置合わせするための補正移動量などが考えられる。

たとえば、過去５回分のデータを用いる場合には、第１、第２の基板３，４間の位置合わせ回数が６回までは上述した実施の形態と同じ要領、つまり１回目は補正係数を用いないで位置合わせを行なう。そして、７回目以降の位置合わせに際しては、第１、第２の基板３，４間の位置ずれを測定する毎に、上記実施の形態と同じ要領で新たに補正係数を求めるとともに、この補正係数と今回以前の過去５回分の各補正係数とを用いて補正係数の平均値を算出し、算出された補正係数の平均値を用いて補正移動量を算出すればよい。

なお、上記第１の実施の形態では、補正係数Ｋが１よりも大きな数値を用いる例で説明したが、１よりも小さな数値を用いてもよい。

すなわち、基板を保持テーブルに弾性部材を介して保持した場合、２枚の基板間の位置合わせを行なうときに基板間のシール剤や液晶等による接触抵抗によって弾性部材が位置合わせ方向である水平方向に弾性変形することがある。そして、変形した弾性性部材には復元力が生じ、この復元力は、両基板の位置合わせ中作用する。

そのため、位置合わせを複数回繰り返し、弾性部材の変形が蓄積され、しかも両基板間の補正移動量が小さくなったときには、１回の位置合わせが完了して基板間の位置ずれを再度検出するまでの間に、弾性部材の復元力によって両基板が相対的に移動し、補正移動量以上に基板が相対移動することも考えられる。そして、このように両基板が補正移動量以上に相対移動した場合には、上記（１）式によって求められた補正係数が、１よりも小さな数値となり得る。

また、上述を考慮して、基板間の位置合わせ回数や基板間の位置ずれ量にしきい値を設定し、位置合わせ回数がしきい値を超えたら、或いは基板間の位置ずれがしきい値以下になったときには、記憶部等に予め設定した１よりも小さな補正係数を用いるようにしてもよい。

上述した実施の形態では、第１、第２の基板３，４間の１回の位置合わせが完了する毎に、基板３，４間に位置ずれがあるか否かを測定するようにしたが、位置ずれがあるか否かに係わらず、基板３，４間の位置ずれが予め設定した許容値を外れているか否かを測定し、位置ずれが許容値を越えている場合にだけ再度、位置合わせを行なうようにしてもよい。

上述した説明では、第１の基板３を第２の基板４に対して位置合わせしたが、第１、第２の基板３，４の位置決めは相対的なものである。したがって、第２の基板４を第１の基板３に対して位置合わせしてもよい。

上記実施の形態では、２枚の基板の間にスペーサによる位置合わせ方向の摩擦力が作用する状態で行なわれる位置合わせでの位置ずれ補正の例で説明したが、２枚の基板が液晶のみを介して接触する状態での位置合わせや、２枚の基板が液晶とシール剤の両方に接触して重なった状態での位置合わせにも適用することができる。要するに、この発明は、２枚の基板の間に位置合わせ方向の摩擦力が作用する状態で行なわれる位置合わせであれば適用可能である。

また、上記一実施の形態では、第１の基板に液晶を予め滴下しておき、この第１の基板と第２の基板とを減圧されたチャンバ内で貼り合わせるようにしたが、２枚の基板を大気圧下で貼り合わせた後、これら基板間の隙間に液晶を注入して液晶表示パネルを製造する場合でも、この発明を適用することができる。
また、画像処理部を制御装置と別に設けたが、制御装置内に設けるようにしても差し支えない。

また、第１の保持テーブルに第１の基板を真空吸着で保持するようにしたが、第１の保持テーブルの保持面と第１の基板との間の摩擦力のみで保持するようにしてもよい。

また、真空減圧下のチャンバ内で２枚の基板を貼り合わせるため、貼り合わせ時には真空吸着された第１の基板の保持力が低くなり、第１の基板が第１の保持テーブル上でずれ動いたが、２枚の基板をともに静電気力で、しかもほぼ同じ保持力で保持するようにすれば、位置合わせ時にどちらかの基板がずれ動くことになるが、いずれの基板がずれ動いたとしても相対的なずれ量は同じになるから、その位置ずれ量に基いて補正移動量を算出すれば、上記実施の形態と同様、高精度に位置合わせする事が可能である。

なお、どちらか一方の基板の保持力を他方の基板の保持力よりも弱くしておけば、位置合わせ時にずれ動く基板を特定することが可能である。

また、第１の基板と第２の基板の２枚の基板を貼り合わせる例で説明したが、これに限られるものでなく、貼り合わされた２枚の基板にさらに一枚以上の他の基板をシール剤を用いて間に液晶を封入した状態で貼り合わせるものにもこの発明を適用することが可能である。

この発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの組立て装置の概略的構成を示す説明図。 ２枚の基板を貼り合わせる貼り合わせ装置の断面図。 制御系統のブロック図。 ２枚の基板を貼り合わせるときの工程の一部を示すフローチャート。 図４の続きの工程を示すフローチャート。 レジストパターンによってスペーサを形成した液晶表示パネルの一部を示す拡大断面図。

符号の説明

３…第１の基板、４…第２の基板、５…シール剤、８…液晶、１１…貼り合わせ装置、１５…第１の保持テーブル（保持装置）、１８…第２の保持テーブル（保持装置）、２１…撮像装置、２２…第１の撮像カメラ、２３…第２の撮像カメラ、３１…画像処理部、３２…制御装置、３３…演算処理部、３４…記憶部、３５…駆動部。

Claims (9)

1. シール剤又は液状物質を介して２枚の基板を接触させる工程と、
   接触された２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
   上記位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら２枚の基板の位置ずれを補正する工程を具備し、
   接触された２枚の基板の位置ずれの補正を複数回にわたって行なう場合、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
   上記補正係数Ｋは、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）であることを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
2. ２枚の基板のどちらか一方に液状物質を封止するためのシール剤を塗布し、このシール剤によって上記２枚の基板を貼り合わせる貼り合わせ方法であって、
   一方の基板と他方の基板とを上下方向に離間させて保持する工程と、
   保持された２枚の基板を撮像しその撮像結果に基いてこれら２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
   上記位置ずれ量に基いて２枚の基板を位置合わせしその後これら基板を上記シール剤又は液状物質を介して接触させる工程と、
   接触された２枚の基板を撮像しこれら２枚の基板の位置ずれ量を求める工程と、
   接触された２枚の基板の位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正する工程を具備し、
   接触された２枚の基板の位置ずれの補正を複数回にわたって行なう場合、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
   上記補正係数Ｋは、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）であることを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
3. ２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正した後、上記２枚の基板にずれがあるか否かを確認するための測定工程を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板の貼り合わせ方法。
4. ２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正する際の基板の補正移動量は、この補正移動の後で上記２枚の基板間にずれが生じる場合には、そのずれ量を相殺する移動量とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板の貼り合わせ方法。
5. 上記補正係数Ｋに上限値と下限値を設定し、上記補正係数Ｋが下限値よりも小、又は上限値よりも大となったときには、補正係数Ｋとして上記下限値または上限値を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板の貼り合わせ方法。
6. 少なくとも一方の基板が弾性部材を介して保持される場合に、位置合わせの回数が閾値に達したときには、補正係数Ｋに代えて予め設定された１よりも小さな補正係数を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板の貼り合わせ方法。
7. ２枚の基板のどちらか一方に液状物質を封止するためのシール剤を塗布し、このシール剤によって上記２枚の基板を貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
   一方の基板と他方の基板とをそれぞれ上下方向に離間させて保持するとともにこれら基板を相対的にＸ，Ｙ，Ｚ及びθ方向に駆動して上記２枚の基板を貼り合わせる保持装置と、
   この保持装置によって保持された２枚の基板を撮像する撮像装置と、
   この撮像装置の撮像結果に基いて２枚の基板の位置ずれ量を求めるとともに、この位置ずれ量に補正係数を乗じた補正移動量で上記２枚の基板の少なくとも一方を移動させてこれら基板の位置ずれを補正する制御装置を具備し、
   上記制御装置は、上記補正係数をＫ、前回の基板の補正移動量をＭ、２枚の基板の前回のずれ量をδｎ、少なくとも一方の基板を補正移動量Ｍで移動させた後の今回のずれ量をδｍとすると、
   上記補正係数Ｋを、Ｋ＝Ｍ／（δｎ−δｍ）の式に基いて算出することを特徴とする基板の貼り合わせ装置。
8. 上記補正係数Ｋに上限値と下限値を設定し、上記補正係数Ｋが下限値よりも小、又は上限値よりも大となったときには、補正係数Ｋとして上記下限値または上限値を用いることを特徴とする請求項７記載の基板の貼り合わせ装置。
9. 少なくとも一方の基板が弾性部材を介して保持される場合に、位置合わせの回数が閾値に達したときには、補正係数Ｋに代えて予め設定された１よりも小さな補正係数を用いることを特徴とする請求項７記載の基板の貼り合わせ装置。

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