KR101110429B1 - 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법 - Google Patents

Abstract

상 기판과 하 기판의 수평 방향의 위치 조정을 적절히 행하는 것이 가능한 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 기판 붙임 장치(100)는, 하 기판(152)에만 위치 결정 마크가 형성되고, 상 기판(151)에는 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우에는, 상 기판(151)의 변을 검출함으로써, 당해 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도를 도출하고, 또한 이 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도와, 하 기판(152)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도에 기초하여, 하 스테이지(103)를 XY 방향으로 이동 및 회전 이동시킴으로써, 상 기판(151)과 하 기판(152)의 중심 위치를 맞춤과 아울러, 각 변을 맞추어, 붙임 가능한 상태로 되도록 위치 맞춤을 행한다.

Description

기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법{SUBSTRATE BONDING APPARATUS AND SUBSTRATE BONDING METHOD}

본 발명은 상 기판과 하 기판을 붙이는 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법에 관한 것이다.

액정 표시 패널(panel)의 제조에 있어서는 진공 상태 하에서 상하 2매의 기판(유리 기판)을 접착제인 씰제(sealing agent)를 개재하여 붙인다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 특허공개 2000－66163호 공보

이러한 붙임 장치에 있어서는 이하와 같은 동작에 의해 상하 2매의 기판의 붙임을 행한다.

우선, 진공 챔버(chamber) 내에 있어서 각각의 기판 보지면(保持面)을 대향시켜 상하로 배치된 상 스테이지(stage)와 하 스테이지에 상 기판과 하 기판을 공급하여 보지(保持)시킨다. 이 상태에서 진공 챔버 내를 소정의 진공압까지 감압한다. 진공 챔버 내가 감압되었다면 상 기판 및 하 기판의 각각에 형성된 위치 결정 마크(mark)를 촬상 카메라로 촬상하고, 이 마크의 촬상 화상에 기초하여 상하의 기판의 수평 방향에 있어서의 상대적인 위치 어긋남을 산출한다. 다음에, 산출한 위치 어긋남을 해소하기 위하여 상 스테이지와 하 스테이지의 수평 방향의 상대 위치를 조정한 후, 상 스테이지를 하강시켜 상 기판을 하 기판에 도포된 씰제를 개재하여 하 기판에 포갠다. 이 후 진공 챔버 내를 대기압으로 되돌려, 포개어진 상하의 기판에 내외 압력차에 의한 가압력을 인가하여 상하의 기판을 붙인다.

상술한 종래의 기판 붙임 장치에서는 상 기판과 하 기판의 쌍방에 형성된 위치 결정 마크를 의지하여 상하의 기판의 위치 조정이 행해진다. 그런데, 액정 표시 패널에는 비용 삭감의 관점에서 상 기판과 하 기판의 일방에만 위치 결정 마크가 형성된 것이 이용되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 촬상 카메라를 이용한 위치 조정을 행할 수가 없기 때문에, 반송 로봇에 의해 기판을 스테이지(stage)에 대해서 공급하는 위치(공급 위치)의 정밀도를 향상시킬 필요가 있다. 그렇지만, 반송 로봇의 가동시의 흔들림 등에 의해 공급 위치의 정밀도를 향상시키는 것에는 한계가 있고, 허용되는 공급 위치의 어긋남량(통상 0.2mm)을 넘어 버리는 일이 많다. 한편, 가동시의 흔들림 등이 적은 반송 로봇을 사용하는 것이 생각되지만 비용이 증가한다. 또, 반송 로봇에 의한 반송 속도를 내림으로써 공급 위치의 정밀도를 향상시키는 것은 가능하지만, 시간적인 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 상 기판과 하 기판의 수평 방향의 위치 조정을 적절히 행하는 것이 가능한 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 관계되는 상 기판과 하 기판을 붙이는 기판 붙임 장치는, 표시 패널 제조용의 직사각형 모양을 이룬 상 기판과 하 기판을 각각의 위치 정보에 기초하여 수평 방향에 있어서 위치 맞춘 후, 적어도 일방의 기판 상에 틀 모양의 패턴으로 도포된 씰제(sealing agent)를 개재하여 붙이는 기판 붙임 장치로서, 상기 상 기판과 상기 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출하는 에지(edge) 검출 장치와, 상기 에지 검출 장치에 의해 검출된 상기 일방의 기판의 변의 위치에 기초하여 상기 일방의 기판의 위치 정보를 구하는 제어 장치를 가지는 구성으로 된다.

이 구성에 의하면, 상 기판과 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출함으로써, 그 일방의 기판에 위치 결정용의 마크(mark)가 형성되어 있지 않은 경우라도, 당해 변의 위치로부터 일방의 기판의 위치 정보를 특정할 수가 있고, 또한 그 특정한 위치 정보에 기초하여 상 기판과 하 기판의 수평 방향의 위치 조정을 적절히 행할 수가 있다.

또, 본 발명에 관계되는 기판 붙임 장치에 있어서, 상기 에지 검출 장치는 상기 기판의 하나의 변 상의 이격된 2개소를 검출함과 아울러, 상기 2개소가 검출된 변과 직교하는 변 상의 1개소를 검출하는 구성으로 할 수가 있다.

이 구성에 의하면, 상 기판 및 하 기판의 주면(主面)이 직사각형 모양인 경우에는, 기판의 하나의 변에 있어서의 이격된 2개소를 검출함으로써, 그 일방의 기판의 수평 방향의 회전 각도를 검출할 수가 있고, 또한 그 2개소가 검출되는 변과 직교하는 변의 1개소를 검출하여, 합계 3개소의 위치로부터 일방의 기판의 수평 방향의 위치를 특정할 수가 있다.

또, 본 발명에 관계되는 기판 붙임 장치에 있어서, 상기 에지 검출 장치는 상기 상 기판과 하 기판 중 일방의 기판의 변을 검출하는 것이고, 상기 상 기판과 하 기판 중 타방의 기판에는 위치 결정용의 마크가 형성되어 이루어지고, 상기 타방 기판에 형성된 상기 마크를 검출하는 마크 검출 장치를 더 가지고, 상기 제어 장치는 상기 마크 검출 장치에 의해 검출된 상기 마크의 위치에 기초하여 상기 타방의 기판의 위치 정보를 구하는 구성으로 할 수가 있다.

또, 본 발명에 관계되는 기판 붙임 장치에 있어서, 상기 에지 검출 장치는 상기 상 기판의 변을 검출하고, 상기 마크 검출 장치는 상기 하 기판에 형성된 위치 결정용의 마크를 검출하는 구성으로 할 수가 있다.

또한, 본 발명에 관계되는 기판 붙임 장치에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 마크 검출 장치를 이용하여 검출한 상기 에지 검출 장치의 수평 방향에 있어서의 위치에 기초하여 상기 기판의 위치 정보를 보정하는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의해 기판의 보다 정밀도 좋은 위치 정보를 얻을 수 있다.

본 발명에 관계되는 상 기판과 하 기판을 붙이는 기판 붙임 방법은, 표시 패널 제조용의 직사각형 모양을 이룬 상 기판과 하 기판을 각각의 위치 정보에 기초하여 수평 방향에 있어서 위치 맞춘 후, 적어도 일방의 기판 상에 틀 모양의 패턴으로 도포된 씰제를 개재하여 붙이는 기판 붙임 방법으로서, 상기 상 기판과 상기 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출하는 에지(edge) 검출 스텝(step)과, 상기 에지 검출 스텝에 의해 검출된 상기 변의 위치에 기초하여 구한 상기 일방의 기판의 위치 정보를 이용하여 상기 상 기판과 상기 하 기판을 위치 맞추는 위치 조정 스텝을 가지는 구성으로 된다.

또, 본 발명에 관계되는 기판 붙임 방법에 있어서, 상기 에지 검출 스텝은 상기 기판의 하나의 변 상의 이격된 2개소를 검출함과 아울러, 상기 2개소가 검출된 변과 직교하는 변 상의 1개소를 검출하는 구성으로 할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 상 기판과 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출함으로써, 그 일방의 기판에 위치 결정용의 마크가 형성되어 있지 않은 경우라도, 당해 변의 위치로부터 일방의 기판의 위치 정보를 얻을 수 있고, 또한 그 특정한 위치 정보에 기초하여 상 기판과 하 기판의 수평 방향의 위치 조정을 적절히 행할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 기판 붙임 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 상 기판과 하 기판의 붙임 동작을 나타내는 플로우차트(flowchart)이다.
도 3은 상 기판 반입시의 기판 붙임 장치의 상태를 나타내는 도이다.
도 4는 광학 센서(sensor)에 의한 변의 검출의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 5는 상 기판 및 하 기판의 흡착 지지시의 기판 붙임 장치의 상태를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관계되는 기판 붙임 장치의 구성을 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 기판 붙임 장치(100)는 유리 기판인 상 기판(151)과 하 기판(152)(도 5 참조, 이하 동일)을 붙이는 것이다. 이 하 기판(152)에는 그 상면의 외연 근방을 따라 직사각형 틀 모양의 패턴으로 씰제(sealing agent)가 도포되어, 당해 씰제에 둘러싸인 영역 내에 액정이 적하되고 있다. 이 기판 붙임 장치(100)는 진공 챔버(chamber)(101), 기판 수취 기구(102), 하 스테이지(stage)(103), 상 스테이지(105), 지주(106), 지주(108a), 지주(108b), 반송 로봇(110), 카메라(113), 광학 센서(114), 승강 구동 기구(131), 수평 구동 기구(132) 및 제어 장치(140)에 의해 구성된다.

진공 챔버(101)는 상 기판(151)과 하 기판(152)의 붙임을 진공 중에서 행하기 위한 것이고, 붙임시에는 도시하지 않은 흡인 기구에 의해 내부의 기체가 흡인되어 진공 상태로 된다.

진공 챔버(101) 내에는 하방에 하 스테이지(103)가 배치되고, 상방에 상 스테이지(105)가 배치되어, 이들 하 스테이지(103) 및 상 스테이지(105)가 상하로 대향 배치되어 있다. 하 스테이지(103)는 4개의 코너부(corner portion)에 각각 위치 결정 마크(mark)가 형성된 하 기판(152)을 흡착 보지(保持)하고, 상 스테이지(105)는 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 상 기판(151)을 흡착 보지한다. 또, 상 스테이지(105)는 그 상부가 지주(106)에 의해 지지되어 있고, 이 지주(106)는 진공 챔버(101)의 상부를 기밀(氣密)하게 관통하여 승강 구동 기구(131)에 접속되어 있다. 승강 구동 기구(131)의 구동에 의해 상 스테이지(105)는 상하로 이동한다. 하 스테이지(103)는 진공 챔버(101)의 저부에 배치된 수평 구동 기구(132) 상에 지지 고정되어 있고, 수평 구동 기구(132)의 구동에 의해 화살표 X 방향, 그것에 직교하는 수평 방향의 Y 방향, 및 XY 방향에 직교하는 축을 회전 중심으로 하는 θ(회전) 방향으로 이동된다.

또, 상 스테이지(105)의 하부에는 상 기판(151)을 흡착 보지하기 위한 정전 척(chuck) 등의 흡착 기구(107a)가 설치되고, 하 스테이지(103)에는 하 기판(152)을 흡착 보지하기 위한 정전 척 등의 흡착 기구(107b)가 설치되어 있다.

또, 기판 수취 기구(102)는 진공 챔버(101) 내에 상 스테이지(105)를 관통하도록 설치되어 있다. 이 기판 수취 기구(102)의 하부 선단에는 진공 챔버(101) 내에 반입되어온 상 기판(151)을 진공력이나 정전력 등에 의해 흡착하는 흡착 패드(pad)(115)가 설치되어 있다. 또, 기판 수취 기구(102)는 상부에 장착된 지주(108a 및 108b)에 의해 지지되고, 또한 당해 지주(108a 및 108b)는 승강 구동 기구(131)에 접속되어 있다. 승강 구동 기구(131)의 구동에 의해 지주(108a 및 108b)에 장착된 흡착 패드(115)는 상하로 이동한다. 즉, 승강 구동 기구(131)는 상 스테이지(105)와 흡착 패드(115)를 개별적으로도 일체적으로도 승강 가능하게 한다.

진공 챔버(101)의 측벽에는 덮개부(109)가 설치되어 있다. 이 덮개부(109)는 상 기판(151) 및 하 기판(152)을 반입할 때나, 이들 상 기판(151) 및 하 기판(152)을 붙여 얻어지는 붙임 기판을 반출할 때에 개방된다. 또, 덮개부(109)는 상 기판(151) 및 하 기판(152)을 붙일 때에는 진공 챔버(101) 내의 진공 상태를 유지하기 위해서 폐쇄된다.

덮개부(109)의 수평 방향의 연장선 상에는 반송 로봇(110)이 배치되어 있다. 이 반송 로봇(110)은 진공 챔버(101) 내에 상 기판(151)을 반입하기 위한 것이고, 수평 방향으로 뻗어 있는 2개의 암부(arm portion)(111)를 가지고 있다. 도 1에서는 지면(紙面)의 수직 방향으로 2개의 암부(111)가 배치되어 있다. 이들 암부(111)는 하부에 상 기판(151)을 흡착 지지한다. 상 기판(151)의 반입시에는 암부(111)가 상 기판(151)을 흡착 지지한 상태에서 진공 챔버(101) 내로 삽입된다. 이때 기판 수취 기구(102)의 흡착 패드(115)는 하방으로 이동하여 상 기판(151)을 흡착한다.

카메라(113)는 하 스테이지(103)에 보지된 상태의 하 기판(152)의 위치 결정 마크를 촬상한다. 즉, 하 스테이지(103)는 하 기판(152)을 보지한 상태에서 하 기판(152)의 위치 결정 마크와 대향하는 각각의 개소에 위치 결정 마크보다 큰 개구를 가지고, 하 스테이지(103)를 상하로 관통하는 관통공을 구비한다. 본 실시의 형태에 있어서는, 위치 결정 마크는 하 기판(152)의 4개의 코너부(corner portion)에 1개씩 형성되어 있으므로, 관통공은 하 기판(152)의 4개의 코너부에 대응하여 설치된다. 또, 진공 챔버(101)의 저부로서 하 스테이지(103)의 관통공 각각의 바로 아래로 되는 위치에는 유리 등에 의한 투명창(120)이 설치된다. 카메라(113)는 이 투명창(120)과 하 스테이지(103)의 관통공을 통하여 하 기판(152)의 위치 결정 마크를 촬상 가능하게, 각각의 투명창(120)에 대향하도록 진공 챔버(101)의 하측에 배치된다. 이 카메라(113)는 CCD 카메라로 대표되는 이차원(에어리어(area)) 이미지 센서(image sensor) 등의 촬상 장치이다.

광학 센서(114)는 상 스테이지(105)에 보지된 상태의 상 기판(151)의 변을 검출하는 것으로, 하방을 향해 평행 레이저광을 조사하는 조사부와 평행 레이저광의 반사광을 수광하는 수광부를 구비하고, 수광부에 의해 수광된 광의 강도에 기초하여 기판의 변을 검출한다. 광학 센서(114)는, 상 기판(151)의 변을 상 기판(151)의 하나의 변 상에 있어서의 이격된 2개소와 상기 하나의 변에 직교하는 변 상에 있어서의 1개소의 합계 3개소에서 검출하기 때문에, 3개 설치된다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 광학 센서(114)는 상 기판(151)의 코너부의 근방, 구체적으로는 하 기판(152)의 마크에 대향하는 상 기판(151) 상의 위치로부터 검출 대상으로 되는 변으로 내린 수선이 당해 변과 교차하는 위치에 있어서 그 변을 검출한다. 즉, 상 스테이지(105)는 상 기판(151)을 보지한 상태 하에서, 상 기판(151)에 있어서의 검출 대상으로 되는 변 상의 3개소에 대향하는 각각의 개소에 관통공을 구비한다. 또, 진공 챔버(101)의 상부로서 상 스테이지(105)의 관통공 각각의 바로 위의 위치에는 유리 등으로 이루어지는 투명창(121)이 설치된다. 광학 센서(114)는 이 투명창(121)과 상 스테이지의 관통공을 통하여 하 기판의 변을 검출 가능하게 진공 챔버(101) 상부에 배치된다. 이 광학 센서(114)는 라인 센서(line sensor)로 대표되는 일차원(리니어(linear)) 이미지 센서지만, 이차원 이미지 센서라도 좋다.

제어 장치(140)는 카메라(113)의 촬영에 의해 얻어진 화상 데이터에 기초하여 하 기판(152)에 형성된 위치 결정 마크를 검출한다. 또한, 제어 장치(140)는 검출한 위치 결정 마크의 위치에 기초하여 하 기판(152)의 수평 방향의 중심 위치와 회전 각도를 산출한다. 또, 제어 장치(140)는 광학 센서(114)에 의해 검출된 상 기판(151)의 변 상의 3개소의 위치에 기초하여 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치와 회전 각도를 산출한다. 또한, 제어 장치(140)는 이들 산출 결과에 기초하여 상 기판(151)과 하 기판(152)을 포개기 위해 필요한 하 스테이지(103)의 수평 방향의 이동량 및 회전 각도를 산출하고, 그 이동량 및 회전 각도에 기초하여 수평 구동 기구(132)의 구동을 제어하고, 하 스테이지(103)를 수평 방향으로 이동 및 회전시킨다.

또, 제어 장치(140)는 기판 수취 기구(102)나 상 스테이지(105)를 상하로 이동시키기 위해 승강 구동 기구(131)의 구동을 제어한다. 상 스테이지(105)가 상 기판(151)을 흡착 지지하고, 하 스테이지(103)가 하 기판(152)을 흡착 지지한 상태에서 상 스테이지(105)가 하방으로 이동하면, 상 기판(151)이 씰제를 개재하여 하 기판(152)에 접촉하여 이들이 포개어진다.

이하, 플로우차트(flowchart)를 참조하면서 상 기판(151)과 하 기판(152)의 붙임 동작을 설명한다. 도 2는 상 기판(151)과 하 기판(152)의 붙임 동작을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 이하에 있어서는 상 기판(151) 및 하 기판(152)은 주면(主面)이 동일 형상의 정방형 혹은 장방형인 것으로 한다.

진공 챔버(101)의 덮개부(109)가 개방된 상태에 있어서, 반송 로봇(110)은 그 하면측에 상 기판(151)을 흡착 보지한 2개의 암부(111)를 진공 챔버(101) 내로 삽입한다. 다음에, 제어 장치(140)의 제어에 의해 승강 구동 기구(131)가 구동하고, 기판 수취 기구(102)가 하방으로 이동한다. 기판 수취 기구(102)가 하방으로 이동하면, 선단의 흡착 패드(115)가 2개의 암부(111)의 사이를 통하여 상 기판(151)에 접촉하여 당해 상 기판(151)을 흡착한다. 그 후 암부(111)는 상 기판(151)의 흡착을 해제함과 아울러 약간 상방으로 이동하고, 또한 진공 챔버(101) 밖으로 퇴피(退避)하여 도 3에 나타내는 상태로 된다. 다음에, 제어 장치(140)의 제어에 의해 승강 구동 기구(131)가 구동하고, 기판 수취 기구(102)가 상방으로 이동한다. 흡착 패드(115)가 상 스테이지(105)의 하면의 위치까지 이동하면, 당해 흡착 패드(115)에 의해 흡착 지지된 상 기판(151)은 흡착 기구(107a)에 접촉하고, 당해 흡착 기구(107a)에 의해 흡착 보지된다(S101).

상 스테이지(105)에 상 기판(151)이 흡착 보지되면, 광학 센서(114)는 상 스테이지(105)에 흡착 보지된 상 기판(151)의 변을 검출한다(S102). 여기서, 광학 센서(114)는 상 기판(151)의 하나의 변 상에 있어서의 2개소를 검출함과 아울러, 그 변과 직교하는 변의 1개소를 검출한다. 각각의 에지의 검출 결과는 제어 장치(140)로 출력된다.

도 4는 광학 센서(114)에 의한 변의 검출의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 4에서는 상 기판(151)의 하나의 변(X 방향을 따르는 변) 상에 있어서의 2개소(위치 A 및 B)가 검출됨과 아울러, 그 위치 A 및 B를 포함하는 변에 대해서 직교하는 변(Y 방향을 따르는 변)에 있어서의 1개소(위치 C)가 검출된다.

제어 장치(140)는 광학 센서(114)에 의해 검출된 변의 위치에 기초하여, 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치와 기준 위치에 대한 수평 방향의 회전 각도를 산출한다(S103).

구체적으로는 제어 장치(140)는 1개의 변에 있어서 검출된 2개소 A, B의 위치와 이들의 위치 A, B를 검출하는 광학 센서(114)의 이간 거리에 기초하여, 당해 위치 A, B를 통과하는 직선(제1의 직선)을 특정한다. 다음에, 제어 장치(140)는 위치 A, B가 검출된 변과 직교하는 변에 있어서 검출된 1개소(위치 C)에 기초하여, 제1의 직선과 직교하고 당해 위치 C를 통과하는 직선(제2의 직선)을 특정한다. 또한, 제어 장치(140)는 내장하는 메모리(도시하지 않음)에 기억되어 있는 상 기판(151)의 각 변의 길이, 제1의 직선과 제2의 직선의 교점의 위치, 및 제1의 직선의 기울기에 기초하여, 당해 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치(도 4의 X)와, 기준 위치(도 4의 점선)에 대한 수평 방향의 회전 각도(도 4의 θ)를 산출한다.

상 기판(151)의 중심 위치 및 회전 각도가 산출되었다면, 진공 챔버(101) 내에 하 기판(152)이 반입되고, 당해 하 기판(152)이 하 스테이지(103)에 흡착 지지된다(S104). 여기에서는 반송 로봇(110)은 암부(111)의 상면에 하 기판(152)을 흡착 보지하여 진공 챔버(101) 내에 하 기판(152)을 반입한다. 이와 같이 하 기판(152)이 하 스테이지(103)에 공급된 후, 도 5에 나타내듯이, 진공 챔버(101)의 덮개부(109)가 폐쇄된다. 그 후 진공 챔버(101) 내의 기체가 흡인됨으로써 진공 챔버(101) 내가 진공 상태로 된다.

진공 챔버(101) 내가 진공 상태로 된 후, 혹은 진공 상태로 되는 과정에서, 카메라(113)는 투명창(120) 및 하 스테이지(103)의 관통공을 통하여 하 기판(152)에 형성된 위치 결정 마크를 촬상한다. 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터는 제어 장치(140)로 출력된다. 제어 장치(140)는 카메라(113)의 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터에 기초하여, 하 기판(152)에 형성된 위치 결정 마크의 위치를 검출한다(S105). 또한, 제어 장치(140)는 검출한 위치 결정 마크의 위치에 기초하여, 수학적 연산 수법에 의해 하 기판(152)의 수평 방향의 중심 위치와, 기준 위치에 대한 수평 방향의 회전 각도를 산출한다(S106). 여기서, 기준 위치는 S103에 있어서 상 기판(151)의 회전 각도를 산출할 때에 이용한 기준 위치와 동일하다.

하 기판(152)의 중심 위치 및 회전 각도가 산출되었다면, 제어 장치(140)는 상술한 것처럼 산출한 상 기판(151)의 중심 위치 및 회전 각도와 하 기판(152)의 중심 위치 및 회전 각도에 기초하여, 상 기판(151)과 하 기판(152)을 위치 맞추는데 필요한 하 스테이지(103)의 이동량 및 회전 각도를 산출한다(S107). 구체적으로는 제어 장치(140)는 하 기판(152)의 중심 위치에 대한 상 기판(151)의 중심 위치의 X 방향 및 Y 방향에의 위치 어긋남을 산출하고, 이 위치 어긋남을 하 스테이지(103)의 보정 이동량으로 한다. 또한, 제어 장치(140)는 하 기판(152)의 회전 각도에 대한 상 기판(151)의 회전 각도의 어긋남 각도를 하 스테이지(103)의 보정 회전 각도로 한다.

제어 장치(140)는 상술과 같이 하여 산출한 하 스테이지(103)의 보정 이동량 및 보정 회전 각도에 기초하여, 수평 구동 기구(132)를 구동하여 하 스테이지(103)를 이동 및 회전시킨다. 이에 의해 하 스테이지(103)는 산출된 보정 이동량에 대응하는 거리만큼 XY 방향으로 이동함과 아울러 산출된 보정 회전 각도만큼 회전 이동한다(S108). 이에 의해 상 기판(151)과 하 기판(152)의 중심 위치가 겹침과 아울러, 각 변이 겹치고 붙임이 가능한 상태로 된다.

다음에, 제어 장치(140)는 승강 구동 기구(131)를 구동하여 상 스테이지(105)를 하방으로 이동시킨다. 이에 의해 상 스테이지(105)가 하방으로 이동하면, 당해 상 스테이지(105)에 흡착 보지된 상 기판(151)이 하 스테이지(103)에 흡착 보지된 하 기판(152)에 씰제를 개재하여 접촉하고 이들이 포개어진다(S109).

이 후 진공 챔버(101) 내의 진공 상태가 해제되어 압력이 상승하면, 포개어진 상하의 기판(151, 152)의 내외에 압력차가 생기고, 이 내외의 압력차에 의해 상하의 기판(151, 152)이 가압되어 씰제가 뭉개어져 붙여진다. 진공 챔버(101) 내가 대기압으로 되돌려진 후, 덮개부(109)가 개방되어 반송 로봇 등에 의해 붙임 기판이 진공 챔버(101) 내로부터 반출된다(S110). 이 후 붙임 대상으로 되는 상하의 기판(151, 152)이 있는 경우에는, 그들 기판(151, 152)이 없어질 때까지 상술의 S101~S110의 동작을 반복한다.

이와 같이, 본 실시 형태의 기판 붙임 장치(100)에서는 하 기판(152)에만 위치 결정 마크가 형성되고, 상 기판(151)에는 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우에는, 상 기판(151)의 에지를 검출함으로써 당해 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도를 도출하고, 또한 이 상 기판(151)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도와, 하 기판(152)의 수평 방향의 중심 위치 및 회전 각도에 기초하여, 하 스테이지(103)를 XY 방향 이동 및 회전 이동시킴으로써, 상 기판(151)과 하 기판(152)의 중심 위치를 맞춤과 아울러, 각 변을 맞추어, 붙임 가능한 상태로 되도록 위치 맞춤을 행한다.

따라서, 상 기판(151)에 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우에, 종래와 같이 가동시의 흔들림 등을 억제한 고가의 반송 로봇을 사용하거나, 반송 로봇에 의한 반송 속도를 내리거나 하지 않아도, 그 상 기판(151)의 위치를 특정하고, 또한 그 특정한 위치에 기초하여 상 기판(151)과 하 기판(152)의 수평 방향의 위치를 적절히 조정할 수가 있다. 그 때문에 상 기판(151)에 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우라도, 상하의 기판(151, 152)을 정밀도 좋게 붙이는 것이 가능하게 되어 붙임 기판의 품질을 향상시킬 수가 있고, 결과적으로 표시 품질이 양호한 액정 표시 패널을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 상 기판(151)의 위치(중심 위치 및 회전 각도)를 광학 센서(114)의 상대적인 위치 관계에 기초하여 산출하고 있다. 그 때문에 상 기판(151)의 위치를 정확하게 산출하기 위해서는, 광학 센서(114)와 상 스테이지(105)의 상대적인 위치 관계를 정확하게 파악해 둘 필요가 있다. 그래서 이하의 순서에 의해 광학 센서(114)와 상 스테이지(105)의 상대적인 위치 관계를 구한다. 그리고, 구한 상대적인 위치 관계에 기초하여 상 스테이지(105)에 대한 광학 센서(114)의 장착 위치를 조정하거나, 광학 센서(114)에 의한 검출 결과를 보정하거나 하여, 상 기판(151)의 위치 검출 정밀도의 향상을 도모한다.

상 스테이지(105)에 대한 광학 센서(114)의 위치 관계의 파악에는 카메라(113)를 이용한다.

상술한 것처럼, 하 스테이지(103)의 관통공은 하 기판(152)에 형성된 위치 결정 마크에 맞추어 설치되어 있다. 또, 상 스테이지(105)의 관통공은 하 기판(152)의 위치 결정 마크에 대응하여 위치하는 상 기판의 에지에 맞추어 설치되어 있다. 그 때문에 하 스테이지(103)의 관통공과 상 스테이지(105)의 관통공은 거의 동심(同心)에 위치한다. 그래서, 하 스테이지(103)의 관통공의 개구 면적을 상 스테이지(105)의 관통공의 개구 면적보다도 크게 한다. 구체적으로는 양 관통공을 원통형의 관통공으로 하고, 하 스테이지(103)의 관통공의 직경을 상 스테이지(105)의 관통공의 직경보다도 크게 해 둔다. 이와 같이 함으로써 하 스테이지(103)의 관통공을 통하여 카메라(113)에 의해 상 스테이지(105)의 관통공과 광학 센서(114)를 촬상하는 것이 가능하게 된다.

그래서 우선 카메라(113)에 의해 하 스테이지(103)의 관통공을 통하여 상 스테이지(105)의 관통공과 광학 센서(114)를 촬상한다. 제어 장치(140)는 카메라(113)에 의해 촬상된 화상에 기초하여 상 스테이지(105)의 관통공을 기준으로 하여 광학 센서(114)의 위치 어긋남을 구한다. 즉, 상 스테이지(105)의 관통공은 원통형이므로 관통공의 화상은 원형 모양으로 된다. 이 원의 중앙에 광학 센서(114)가 위치하는 상태가 광학 센서(114)의 이상적인 배치 위치로 한 경우, 제어 장치(140)는 원의 중앙에 대한 광학 센서(114)의 위치 어긋남을 구한다. 또한, 상 스테이지(105)의 관통공은 기계 가공에 의해 상 스테이지(105)에 대해서 높은 위치 정밀도로 형성 가능하다.

이와 같이 하여 구한 상 스테이지(105)에 설치된 관통공에 대한 광학 센서(114)의 위치 어긋남에 기초하여 상 스테이지(105)에 대한 광학 센서(114)의 상대 위치를 산출한다. 그리고, 상술한 것처럼, 산출한 광학 센서(114)의 상대 위치 관계에 기초하여 상 스테이지(105)에 대한 광학 센서(114)의 장착 위치를 조정하거나, 광학 센서(114)에 의한 검출 결과를 보정하거나 한다. 이와 같이 함으로써 광학 센서(114)에 의해 상 기판(151)의 위치를 정밀도 좋게 산출하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해 상하의 기판(151, 152)을 한층 더 정밀도 좋게 붙이는 것이 가능하게 되므로, 제조되는 표시 패널의 품질을 더 향상시킬 수가 있다.

또한, 상술한 예에 있어서, 하 기판(152)의 위치 결정 마크와 상 기판(151)의 변 상의 광학 센서(114)에 의해 검출되는 개소가 근접하는 위치 관계에 있지 않고, 광학 센서(114)와 카메라(113)가 대향 위치에 배치되어 있지 않은 경우에는, 카메라(113)를 위치 결정 마크의 촬상 위치와 광학 센서(114)의 촬상 위치의 사이를 이동 가능하게 설치함과 아울러, 각각에 대응하는 하 스테이지(105)의 개소에 관통공을 설치하도록 하면 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 위치 결정 마크를 촬상할 때에는 위치 결정 마크에 대응하여 형성된 관통공을 통하여 행하고, 광학 센서(114)를 촬상할 때에는 광학 센서(114)에 대응하여 형성된 관통공을 통하여 행할 수가 있다.

또, 상 스테이지(105)에 대한 광학 센서(114)의 장착 위치 어긋남의 보정은 다음과 같이 행해도 좋다.

즉, 상술한 S101~S110의 순서로 1조 혹은 복수조의 상하의 기판(151, 152)의 붙임을 행한다. 그리고, 붙임이 완료된 붙임 기판에 대해서 상하의 기판(151, 152)간의 위치 어긋남을 측정한다. 측정의 결과 상하의 기판(151, 152)간에 위치 어긋남이 생긴 경우, 그 위치 어긋남분을 보정값으로 하여, 상술의 S107에 있어서의 상 기판(151)과 하 기판(152)을 위치 맞추기 위한 하 스테이지(103)의 이동량 및 회전 각도에 더한다. 또한, 복수의 붙임 기판에 대해서 위치 어긋남을 측정한 경우, 그 위치 어긋남의 평균값을 보정값으로 하면 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 상 기판(151)과 하 기판(152)을 붙임 가능한 상태로 하기 위해서 하 스테이지(103)만을 이동시켰지만, 상 스테이지(105)만, 혹은 하 스테이지(103)와 상 스테이지(105)의 쌍방을 이동시키도록 해도 좋다.

또, 상술한 실시 형태에서는 하 기판(152)에만 위치 결정 마크가 형성되고, 상 기판(151)에는 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우에 대해서 설명하였다. 그렇지만, 상 기판(151)에만 위치 결정 마크가 형성되고, 하 기판(152)에는 위치 결정 마크가 형성되어 있지 않은 경우에 대해서도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수가 있다. 이 경우에는 도 1에 있어서 카메라(113)의 위치에 광학 센서를 배치하고, 하 기판(152)의 에지를 검출 가능하게 함과 아울러, 광학 센서(114)의 위치에 카메라를 배치하고, 상 기판(151)에 형성된 위치 결정 마크를 검출 가능하게 하면 좋다.

또, 상하의 기판(151, 152) 쌍방에 대해서 에지를 검출하는 것에 의해 각각의 위치를 검출하도록 해도 좋다. 이 경우 상술한 실시 형태에 있어서의 상 스테이지(105) 및 그에 대해서 배치된 광학 센서(104)와 마찬가지의 구성을 하 스테이지(103)에 대해서 적용하면 좋다. 또, 상하의 기판(151, 152)의 에지를 각각 광학 센서(114)를 이용하여 검출하는 경우, 상 스테이지(105)와 하 스테이지(103)의 쌍방에 각각의 기판(151, 152)이 보지되어 있으면, 양 기판(151, 152)의 에지 위치가 겹치거나 혹은 근접하여 각 기판(151, 152)의 에지를 정확하게 검출할 수 없다는 것이 생각된다. 그 때문에 각 기판(151, 152)의 에지의 검출시에는 수평 구동 기구(132)에 의해 하 스테이지(103)를 수평 방향으로 이동시켜, 상 기판(151)과 하 기판(152)의 에지가 각각의 에지를 검출하기 위한 광학 센서(114)의 검출 에어리어(area) 밖으로 되도록 상하의 기판(151, 152)의 상대 위치를 조정하도록 하면 좋다. 또, 이와 같이 하는 경우, 하 스테이지(103)에 대응하여 설치하는 광학 센서(114)를 진공 챔버(101) 내에 있어서 하 스테이지(103)와 일체적으로 장착하도록 하면 좋다.

또, 상술의 실시 형태에 있어서, 광학 센서(114)를 진공 챔버(101)의 외측에 배치했지만, 진공 챔버(101) 내에 있어서 상 스테이지(105)와 일체적으로 설치해도 좋다.

또, 상 스테이지(105)에 흡착 보지된 상 기판(151)의 위치를 광학 센서(114)를 이용하여 검출(산출)한 후에, 하 스테이지(103)에 하 기판(152)을 공급하도록 하였다. 그렇지만, 상하의 스테이지(103, 105) 각각에 각 기판(151, 152)을 공급한 후, 상 기판(151)의 위치 검출과 하 기판(152)의 위치 검출을 순차 행하도록 해도 좋다. 이 경우 광학 센서(114)에 의해 상 기판(151)의 에지를 검출시에, 광학 센서(114)의 검출 에어리어(area)로부터 하 스테이지(103) 상의 하 기판(152)의 에지를 제외하도록 하 스테이지(103)를 이동시키도록 하면 좋다.

본 발명에 관계되는 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법은 상 기판과 하 기판의 수평 방향의 위치 조정을 적절히 행하는 것이 가능하여, 기판 붙임 장치 및 기판 붙임 방법으로서 유용하다.

100　기판 붙임 장치
101　진공 챔버(chamber)
102　기판 수취 기구
103　하 스테이지(stage)
105　상 스테이지
106, 108a, 108b　지주
107a, 107b　흡착 기구
109　덮개부
110　반송 로봇(robot)
113　카메라(camera)
114　광학 센서(sensor)
115　흡착 패드(pad)
120, 121　투명창
131　승강 구동 기구
132　수평 구동 기구
140　제어 장치
151　상 기판
152　하 기판

Claims (7)

1. 표시 패널 제조용의 직사각형 모양을 이룬 상 기판과 하 기판을 각각의 위치 정보에 기초하여 수평 방향에 있어서 위치 맞춘 후, 적어도 일방의 기판 상에 틀 모양의 패턴으로 도포된 씰제를 개재하여 붙이는 기판 붙임 장치로서,
   상기 상 기판과 상기 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출하는 에지 검출 장치와,
   상기 에지 검출 장치에 의해 검출된 상기 일방의 기판의 변의 위치에 기초하여 상기 일방의 기판의 위치 정보를 구하는 제어 장치를 가지는 기판 붙임 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에지 검출 장치는 상기 기판의 하나의 변 상의 이격된 2개소를 검출함과 아울러, 상기 2개소가 검출된 변과 직교하는 변 상의 1개소를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 붙임 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 에지 검출 장치는 상기 상 기판과 하 기판 중 일방의 기판의 변을 검출하는 것이고,
   상기 상 기판과 하 기판 중 타방의 기판에는 위치 결정용의 마크가 형성되어 이루어지고,
   상기 타방 기판에 형성된 상기 마크를 검출하는 마크 검출 장치를 더 가지고,
   상기 제어 장치는 상기 마크 검출 장치에 의해 검출된 상기 마크의 위치에 기초하여 상기 타방의 기판의 위치 정보를 구하는 것을 특징으로 하는 기판 붙임 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 에지 검출 장치는 상기 상 기판의 변을 검출하고,
   상기 마크 검출 장치는 상기 하 기판에 형성된 위치 결정용의 마크를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 붙임 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어 장치는 상기 마크 검출 장치를 이용하여 검출한 상기 에지 검출 장치의 수평 방향에 있어서의 위치에 기초하여 상기 기판의 위치 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 기판 붙임 장치.
6. 표시 패널 제조용의 직사각형 모양을 이룬 상 기판과 하 기판을 각각의 위치 정보에 기초하여 수평 방향에 있어서 위치 맞춘 후, 적어도 일방의 기판 상에 틀 모양의 패턴으로 도포된 씰제를 개재하여 붙이는 기판 붙임 방법으로서,
   상기 상 기판과 상기 하 기판 중 적어도 일방의 기판의 변을 검출하는 에지 검출 스텝과,
   상기 에지 검출 스텝에 의해 검출된 상기 변의 위치에 기초하여 구한 상기 일방의 기판의 위치 정보를 이용하여 상기 상 기판과 상기 하 기판을 위치 맞추는 위치 조정 스텝을 가지는 기판 붙임 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 에지 검출 스텝은 상기 기판의 하나의 변 상의 이격된 2개소를 검출함과 아울러, 상기 2개소가 검출된 변과 직교하는 변 상의 1개소를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 붙임 방법.

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