专利名称：基板位置对准装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板贴合机的基板位置对准装置，特别涉及可对应于大型基板的基板位置对准装置，例如在液晶显示器(LCD)或等离子显示器(PDP)等平面显示器(flat panel display)的制造过程中，将用于其过程中的2个基板相对地向XYθ方向对准位置后，把这些基板相互重叠密封，之后，通过上下2个基板内外产生的气压差，将2个基板之间加压至规定间隔。
具体地说，本发明涉及一种基板位置对准装置，该基板位置对准装置使在真空室内相贴合的2个基板，在上下保持板上分别维持装卸自由而对向，将此2个基板在真空中相对地向XYθ方向调整移动，而进行各基板相互间的位置对准。
背景技术：
以往，作为这种基板位置对准装置，存在具有如下结构的类型。在侧面开设有上下基板的出入口的真空室的内部中，备有上保持板(上部台)和下保持板(下部台)，下保持板的台座部贯通在该真空室的底板壁开设的贯通孔(开孔部)中，通过该台座部，下保持板被XYθ平台支撑，该XYθ平台，由通过驱动马达向XY方向可移动支撑的XY平台和，在该XY平台的内侧，通过旋转轴承和真空密封，由驱动马达的作用可相对XY平台旋转的θ平台构成，将这些下保持板的台座部和真空室的贯通孔，以皱纹状弹性体等弹性密封构件气密结合。(例如，参照专利文献1)而且，还有具有如下结构基板位置对准装置。为了使上下基板出入，在侧面开设有开闭自由的开口部的真空室的内部中，备有上保持板(上部台)和下保持板(下部台)，在该真空室的底板壁开设的多个贯通孔(第一开口部)中，分别插通轴(第一轴)，将两者之间以皱纹状弹性体等弹性密封构件维持气密，同时，通过这些轴连结下保持板和XYθ平台(移动台)，从而该下保持板与2个基板的贴合面平行地向XYθ方向可自由调整移动地被支撑，上述真空室内达到所需的真空压后，由布置在真空室外的Z方向移动机构的驱动而使上下保持板相对接近，接着，由上述XYθ平台的驱动，通过各轴及下保持板，两个基板相对地向XYθ方向被对准位置，之后，将真空室内恢复成大气压，使2个基板之间有大气压起作用，而更加加压2个基板。(例如，参照专利文献2)[专利文献1]日本专利公开公报2001-305563号(第3-4页，图3，图6，图7)[专利文献2]日本专利公开公报2002-229042号(第3-6页，图1至图5)但是，这些以往的基板位置对准装置，使用XYθ平台作为用于使各基板对准位置的XYθ方向移动机构，但是，现存的XYθ平台，一般是为了基本向XYθ方向移动mm单位以上而设计的，尤其在基板的位置对准那样仅数百μm以下的微弱的移动量的情况下，旋转轴承的旋转体连1次旋转量也达不到，各基板的位置对准反复数百μm以下的微弱的移动，这时，由于断油滑动部会被磨损，从而在短时间内会丧失精密的控制性所不可或缺的高再现性的顺利的响应性，其实用性很低。
但是，近年来随着基板的尺寸越来越大型化的趋势，也开始制造一边超过1000mm的基板，虽然基板尺寸变得大型化，但是，跟小型基板一样，也要求精密的位置对准，特别是对于一边为1000mm以上的大型基板，进行对准位置时，向XYθ方向移动的量不会超过数百μm。
在这种环境下，对于将一边超过1000mm的大型基板向XYθ方向调整移动的装置，随着基板尺寸的大型化，整个装置也变大，有可能不能以完成的状态，装载在货车上。
此时，只有分离拆卸才能以货车运送，运送费用增加，而且由于出厂时需要进行分解工作或在设置现场进行组装工作，因此，有操作精度降低的可能性，同时，还需要设置完毕为止所需的时间，选择装置时，这些就成为致命的缺点。
但是，上述XYθ平台，由于其结构大，而整个装置成大型化，同时重量也增加，从而制造费用及运送费用提高，并且最近随着基板的大型化趋势，整个装置的大型化日趋发展，因而上述问题就越来越明显。
而且，由于真空室的底板壁和贯通该底板壁的可动部件之间夹装皱纹状弹性体等弹性密封构件而维持真空室内的真空状态，因此，真空隔断就需要费用，而且为了提高其密封度，而使真空密封的表面强力密接于可动部件上，则阻力负荷增大，调整移动就需要相当大的力量，因此就需要输出大的调整位置用驱动源，如此，其驱动方式有较多的限制。
并且，在这种状态下，如上所述，为了进行各基板相互间的位置对准，使上述可动部件以微米单位或亚微米单位调整移动时，随之，虽然弹性密封构件暂时弹性变形，但调整移动后，又将恢复原来的形状。即，在调整阶段，即使使各基板相互间正确地对准位置，但由于弹性密封构件具有的要恢复变形前的形状的弹性力，在各基板相互间的位置对准发生异常，从而具有不能进行正确的位置对准的缺点。
而且，由于不能分割开闭整个真空室，所以，难以进行向真空室内的基板出入，而且也难以进行真空室内部的维修。
发明内容
本发明中，技术分案1所述的发明，其目的在于，不使用XYθ平台，而进行精密的位置对准。
技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的目的的基础上，其目的在于，将可动的上下保持板中的一个以简单的结构向XYθ方向可调整地平面支撑。
技术方案3所述的发明，在技术方案1所述的目的的基础上，其目的在于，将可动的上下保持板中的一个以简单的结构向XYθ方向圆滑地可调整地平面支撑。
技术方案4所述的发明，在技术方案1所述的目的的基础上，其目的在于，去除真空贯通部件。
技术方案5所述的发明，在技术方案1、2或3所述的目的的基础上，其目的在于，紧凑地设计真空室。
技术方案6所述的发明，在技术方案1、2、3、4或5所述的目的的基础上，其目的在于，不增加真空贯通部件，而以简单的结构，调整各基板，使其间隔成为最适合对准位置的间隔。
为了达到上述目的，本发明的最大特征在于在真空室内的上下保持板中，为了实施位置对准而将可动的一侧的保持板以“摆动连杆导向机构”支撑。
该“摆动连杆导向机构”，如在后述的例中可以了解的那样，是像秋千一样摆动连杆机构，本质上为圆弧运动，但在非常微小的范围内，以实用上没有问题的精密度，近似地实现二维平面导向(轴承)，与以往的XYθ各独立的转动为主体的导向相比，可以得到非常优秀的响应性和控制性。上述机构也可以构成为把秋千倒挂、从下往上直立的方式。
并且，“摆动连杆导向机构”，除此之外还包括连杆的一部分弹性变化而实现二维平面导向的机构。
而且，该保持板的驱动，对应于这样的二维平面导向，以二维3点变位驱动凸轮方式实施为最理想。
即，本发明中技术方案1所述的发明，其特征在于，将上述摆动连杆导向机构设置于真空室的上部或下部。设置于真空室上部时，从真空室的顶板壁悬挂摆动连杆导向机构，设置于真空室下部时，从真空室的底板壁直立摆动连杆导向机构。
详细地说明，其特征在于，作为在2个基板相互间维持平行的状态下，将上下保持板中的一个对于另一个向XYθ方向可自由调整移动地支撑的机构，从上下保持板中的一个，向真空室的顶板壁或底板壁设置摆动连杆导向机构，将该摆动连杆导向机构由XYθ方向移动机构向XYθ方向摆动，从而使上下保持板中的一个相对于另一个向XYθ方向调整移动。
技术方案2所述的发明，其特征在于，将技术方案1所述的上述摆动连杆导向机构在真空室的外部设置多个，支撑上保持板或下保持板。设置于真空室上部时，从真空室的顶板壁直立大致平行的链接机构，支撑上保持板；设置于真空室下部时，从真空室的底板壁悬挂大致平行的链接机构，支撑下保持板。
详细地说明，其特征在于，在技术方案1所述的发明的构成的基础上，上述摆动连杆导向机构从真空室的内部向真空室的外部设置有多个，各由在真空室的顶板壁或底板壁上向铅垂方向设置的大致平行的连杆构件和连结其各端部的连结构件所构成，由向XYθ方向不可变形的轴连结该连结构件和上下保持板中的一个。
技术方案3所述的发明，其特征在于，将技术方案1所述的上述摆动连杆导向机构设置于比真空室的顶板壁更上侧或比底板壁更下侧。设置于真空室上部时，从位于比真空室的顶板壁更上侧的基础构架悬挂支柱，支撑上保持板；设置于真空室下部时，从位于比真空室的底板壁更下侧的基础构架直立支柱，支撑下保持板。
详细地说明，其特征在于，在技术方案1所述的发明的构成的基础上，上述摆动连杆导向机构由从上下保持板中的一侧贯通与其相对的真空室的顶板壁或底板壁、朝向基础构架分别向铅垂方向设置的大致平行的支柱所构成，使这些支柱向XYθ方向自由摆动的构成。
技术方案4所述的发明，其特征在于，在技术方案1、2或3所述的发明的基础上，在上述真空室的内侧或在与真空室的内部气氛相同的空间内，布置XYθ方向移动机构，该XYθ方向移动机构和上下保持板中一个或摆动连杆导向机构直接连接。
技术方案5所述的发明，其特征在于，在技术方案1、2或3所述的发明的构成的基础上，在上述真空室的外侧布置XYθ方向移动机构，将该XYθ方向移动机构和上下保持板中的一个通过摆动连杆导向机构间接连接。
技术方案6所述的发明，其特征在于，在技术方案1、2、3、4或5所述的发明的构成的基础上，在上述真空室内或围绕真空室的周壁的内部或支柱上，设置与上保持板连接的基板间隔调整机构，由该基板间隔调整机构，将上保持板相对于下保持板相对地向Z方向平行移动。
如上所述，本发明中技术方案1所述的发明，作为在2个基板相互间维持平行的状态下将上下保持板中的一个相对于另一个向XYθ方向自由地支撑调整移动的机构，从上下保持板中的一个，向真空室的顶板壁或底板壁设置摆动连杆导向机构，将该摆动连杆导向机构由XYθ方向移动机构向XYθ方向摆动，从而使上下保持板中的一个相对于另一个向XYθ方向调整移动，从而向XYθ方向对准上保持板和下保持板的相互位置。
因此，不使用XYθ平台，也可以将各基板精密度高地相对准位置。
结果，比起以往的使用XYθ平台作为将各基板相对准位置的XYθ方向移动机构的技术方案，本发明不需要XYθ平台，因此，可以将XYθ方向移动机构的结构小型化，从而对反复的位置对准，不产生因油的断绝而引起的滑动部的磨损现象，而可以期待耐久性的提高。同时，还可以实现制造费用的减少化，而且其维修也变容易，并且，即使基板尺寸大型化也可以将整个装置设置紧凑，从而设置空间变小，运送费用减少，而且也可以省略出厂时的分解工作或在设置现场中的组装工作。
而且，随着基板尺寸的大型化，即使向真空室内的大气压载荷增加，也可以提高位置对准的控制性，同时，即使因真空室的顶板壁或底板壁由于大气压的载荷而变形，也可以不受影响地正确地对准位置。
技术方案2的发明，在技术方案1发明的效果的基础上，摆动连杆导向机构，从真空室的内部向真空室的外部形成有多个，分别由在真空室的顶板壁或底板壁上以铅垂方向设置的大致平行的连杆构件和连结其各端部的连结构件所构成，将该连结构件和上下保持板中的一个以向XYθ方向不可变形的轴连结，从而即使摆动自由的构件及连结构件向XYθ方向摆动移动，也可以以轴的刚性，维持上下保持板中的一个和真空室的顶板壁或底板壁的间隔大致一定而不接触，因此不发生滑动阻力。
因此，可以将可动的上下保持板中的一个以简单的结构向XYθ方向可调整地平面支撑。
结果，由于随着向XYθ方向的调整移动，没有摩擦接触部分，因此，不产生因该摩擦接触而产生的灰尘，而可以防止在2个基板相互间的位置对准中因灰尘的产生而发生的对2个基板的不利影响。
技术方案3的发明，在技术方案1发明的效果的基础上，摆动连杆导向机构由从上下保持板中的一个贯通与其相对的真空室的顶板壁或底板壁、朝向基础构架分别向铅垂方向设置的大致平行的支柱所构成，使这些支柱向XYθ方向自由摆动，从而，上下保持板中的一个和真空室的顶板壁或底板壁，不受大气压的任何影响，无接触地调整移动而不发生滑动阻力。
因此，可以将可动的上下保持板中的一个以简单的结构向XYθ方向圆滑可调整地平面支撑。
结果，由于可以将XYθ方向移动机构的驱动源小型化的同时，没有随着向XYθ方向的调整移动的摩擦接触部分，因此，不产生因该摩擦接触而产生的灰尘，而可以防止在各2个基板相互间的位置对准中因灰尘的产生而发生的对2个基板的不利影响。
技术方案4的发明，在技术方案1发明的效果的基础上，在真空室的内侧或在与真空室的内部气氛相同的空间内，布置XYθ方向移动机构和摆动连杆导向机构，而将该XYθ方向移动机构和上下保持板中一侧或摆动连杆导向机构直接连接，从而可以以内部驱动，进行各基板相互间的位置对准。
因此，可以去除真空贯通部件。
结果，比起以往的在真空室的底板壁和贯通该底板壁的驱动部件之间夹装皱纹状弹性体等弹性密封构件而维持真空室内的真空状态结构，由于不需要密封真空贯通部件的弹性密封构件，因此，可以减少真空隔断所需的费用，同时，由于不需要调整移动所需的力量，因此，没有驱动方式的限制。
并且，为了进行各基板相互间的位置对准，即使以微米单位或亚微米单位调整移动，调整移动后，弹性密封构件由于弹性变形而也将恢复变形前的形状，因此，在位置对准不发生异常，可以进行正确的位置对准。
技术方案5的发明，在技术方案1、2或3发明的效果的基础上，在真空室的外侧布置XYθ方向移动机构，将该XYθ方向移动机构和上下保持板中的一个通过摆动连杆导向机构的支柱间接连接，从而以外部驱动，进行各基板相互间的位置对准。
因此，可以紧凑地设计真空室。
技术方案6的发明，在技术方案1、2、3、4或5发明的效果的基础上，在上述真空室内或围绕真空室的周壁的内部或支柱上，形成与上保持板连接的基板间隔调整机构，由该基板间隔调整机构，将上保持板相对于下保持板相对地向Z方向平行移动，从而可以修正随着XYθ方向移动基板(A，B)的间隔稍微变化的部分。
因此，可以不增加真空贯通部件，以简单的结构，调整为对各基板相互间的位置对准最适合的间隔。
图1是表示本发明的实施例1的基板位置对准装置的纵断正面图；图2是放大表示下保持板及XYθ方向移动机构的横断平面图；图3是表示本发明的实施例2的基板位置对准装置的纵断正面图；图4是放大表示下保持板及XYθ方向移动机构的横断平面图；图5是表示本发明的实施例3的基板位置对准装置的纵断正面图；图6是根据图5的(6)-(6)的局部放大横断底板面图。
具体实施例方式
以下，详细说明本发明的具体实施方式
。
具有本发明的基板位置对准装置D的基板贴合机，如图1～图6所示，在上保持板1及下保持板2的背后，分别向Z方向移动自由地横设与该上下保持板大致平行对向的顶板壁3和底板壁4，随着顶板壁3和底板壁4的相对接近移动，在两者之间划分形成可向上下方向分割(开闭)自由的真空室S，使其包围上下保持板1，2，该真空室S内部达到规定的真空度时，上述基板位置对准装置D的XYθ方向移动机构5开始运行，将2个玻璃制基板A，B相对地向XYθ方向调整移动，从而作为各基板A，B相互间的位置对准，依次进行粗对准和精对准。
更详细地说，在顶板壁3的下部面外周部和底板壁4的上部面外周部，分别一体形成或一体地设置环状周壁3a，4a，在由该顶板壁3及周壁3a包围的真空室S的内部上侧布置上保持板1的同时，在由底板壁4及周壁4a包围的真空室S的内部下侧布置下保持板2，在将这些顶板壁3及周壁3a和底板壁4及周壁4a通过由起重器等构成的升降机构11的伸张运行而向Z方向远离(开动)的状态下，在上下保持板1，2上设置基板A，B，之后，由该升降机构11的回缩运行使顶板壁3向下运动，使上述环状周壁3a，4a紧密接触，从而划分形成真空室S。
之后，由吸气机构12的运行而从真空室S抽出空气，在达到规定真空度时，由XYθ方向移动机构5使上保持板1及下保持板2中的任一侧相对于另一侧向XYθ方向调整移动，依次进行上保持板1的保持面上装卸自由地保持着的上基板A和下保持板2的保持面上装卸自由地保持着的下基板B的粗对准及精对准。
这些位置对准完成后，从上保持板1的保持面喷出氮气等气体，从而从该保持面强制剥离上基板A，对下基板B上的环状粘合剂C进行瞬间压附，进行密封，使两者叠合。
之后，使吸气机构12运行的同时，利用后述的吸引吸附机构1b，2b的贯通孔，向真空室S内供应空气或氮气，或由其中一方的工作而将使真空室S内恢复至大气压，从而由在2个基板A，B的内外产生的气压差进行了均匀的加压。并且在以封入液晶的状态下被压溃至规定的间隔，完成产品。
以下，参照附图，详细说明本发明的各实施例。
(实施例1)实施例1表示如下情况，如图1及图2所示，将上述真空室S的底板壁4装载固定在筐状架台13a之上而不可移动地支撑，对此，使顶板壁3通过上述升降机构11的伸缩运行向Z方向往返运动(开闭运动)，在该真空室S的内部，布置上述XYθ方向移动机构5的凸轮5a的同时，将与凸轮5a咬合的接触部2e凹陷形成在下保持板2的底板面，在密封的真空室S内，将下保持板2的底板面的接触部2e由凸轮5a的驱动向XYθ(水平)方向调整移动(压动)，从而，在使各基板A，B相互间维持平行的状态下，依次进行粗对准和精对准。
上述上保持板1及下保持板2例如由金属或陶瓷等刚体以不扭曲(弯曲)变形的厚度形成为平板状的平板，作为维持使2个基板A，B不可移动的机构，在各对向面分别设置静电吸附板1a，2a的同时，为了辅助大气中的吸附维持，附加设置吸引吸附机构1b，2b，而且，为了进行与基板运送用机器人(省略图示)的授受，布置多个向Z方向往返运动，并吸附维持的起模顶杆1c，2c为宜。
而且，上述静电吸附板1a，2a为静电夹盘，例如以并列状相互接近的方式布置在金属制台座1d，2d上，这些台座1d，2d和上保持板1及下保持板2的对向面之间，可以夹装例如盘簧等高度调整夹具1e，2e，来细微调整这些台座1d，2d的平行度，也可以不夹装高度调整夹具1e，2e而将台座1d，2d和上保持板1及下保持板2的对向面直接接触。
而且，在上保持板1的上部面和顶板壁3的下部面之间，夹装只在Z方向可以弹性变形的例如弹簧等多个弹性构件1f并一体悬挂，从而，即使由于真空室S内和大气压的压力差而顶板壁3有可能变形，也不会对真空室S内的上保持板1产生不利影响。
而且，设置在上述下保持板2的底板面的与凹陷形成的接触部2e咬合的XYθ方向移动机构5，由凸轮5a、旋转该凸轮5a的例如马达等对准位置用驱动源5b、使该凸轮5a一直都接触于上述下保持板2的接触部2e的例如弹簧等弹性体5c构成，将这些部件作为一个单元，在每一下保持板2的底板面的接触部2e布置1组。
在图示例的情况下，如图2所示，在下保持板2的四角附近等相互远离的位置上，将该接触部2e、上述XYθ方向移动机构5的凸轮5a、对准位置用驱动源5b及弹性体5c作为一个单元，布置至少3组以上，以使其向X方向及Y方向运行。同时，将该对准位置用驱动源5b从真空室S的内部相对底板壁4以气密状态埋设，由这些对准位置用驱动源5b的运行，使各旋转驱动通过X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a转换为X方向和Y方向的往返运动，同时，克服各弹性体5c，使各接触部2e直接向XYθ方向调整移动(压动)。
而且，上述接触部2e和XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a、对准位置用驱动源5b及弹性体5c的布置，除了图示的例以外，只要不对上述起模顶杆2c等的布置产生妨碍，以其他布置方式设置也可以。
而且，对准位置用驱动源5b的布置结构，除了图示的例以外，只要通过该对准位置用驱动源5b的内部空间，在真空室S的内部不侵入外气，或从该对准位置用驱动源5b的布置位置向真空室S的内部不侵入外气，也可以以其他布置方式设置。
而且设置有，将上述下保持板2相对于上保持板1，以使各2个基板A，B相互维持平行的状态下，向XYθ方向自由地支撑调整移动的支撑机构6。
该支撑机构6，由从下保持板2的底板面贯通横设在其下方的不可以移动的真空室S的底板面4、向真空室S的外侧突出的摆动连杆导向机构构成，使该摆动连杆导向机构6的至少一部分，由上述XYθ方向移动机构5的运行而向XYθ方向摆动，从而将下保持板2相对于上保持板1向XYθ方向调整移动。
上述摆动连杆导向机构6，是为了使下保持板2向XYθ方向调整移动而向XYθ方向像秋千一样摆动的连杆机构，将其摆动至规定角度的同时，维持此摆动角度，从而相对于上保持板1定位下保持板2，使其向XYθ方向不可移动，将该机构作为一个单元，在下保持板2及底板壁4远离的位置上布置有多组。
在本实施例中，上述摆动连杆导向机构6分别由从真空室S的底板壁4各向铅垂方向(Z方向)悬挂的大致平行的连杆构件6b和，连结该连杆构件各端部的连结构件6c所构成，将该连结构件6c和下保持板2向XYθ方向以不可变形的、向铅垂方向具有大刚性的轴6a连结，使这些连杆构件6b通过上述XYθ方向移动机构5，向XYθ方向摆动的同时维持其摆动角度。
图示的例中，上述轴6a，向XYθ方向可移动地贯通从下保持板2的底板面向底板壁4开孔的通孔4b并被悬挂，上述连杆构件6b，从底板壁4的通孔4b的周围下部面，例如悬挂有4个，围绕该轴6a的周围，将这些连杆构件6b各向轴方向分割，将每一个以例如球接头等弯曲部6d连结，从而可以使XYθ方向变形移动。
即，将以轴构成的轴6a通过向XYθ方向可摆动的连杆构件6b和圆板状的连结构件6c，像秋千一样摆动自由地支撑。
而且，将在上述底板壁4开孔的通孔4b和轴6a的缝隙，例如由皱纹管等以皱纹状形成的弹性材料构成的弹性密封构件6e覆盖，从而向XYθ方向可移动地密封而以气密状态贯通，或将上述摆动连杆导向机构6的周围用分隔壁(省略图示)分别覆盖，使其与真空室S的内部成为相同气氛的空间，这样则不需要用弹性密封构件6e密封。
上述摆动连杆导向机构6，可以以图示的例以外的如下的结构设置与上述结构相反，将中心的轴6a向XYθ方向摆动自由地形成，同时，将周围的连杆构件6b向Z方向刚性高而不向XYθ方向变形地形成，或者，作为向XYθ方向成摆动自由的结构，不使用球接头等弯曲部6d，而是使用由可弹性变形的柱子或线缆等构成的弹性杆材料，或将轴6a或连杆6b的一部分或整体以可弹性变形的材料形成，或将连杆构件6b的整体由可弹性变形的材料以圆筒状形成等。
而且，虽然将上述摆动连杆导向机构6例如图2所示那样，在下保持板2及底板壁4的四角各布置1组，总计4组，但是，随着基板尺寸的大型化，也可以在不妨碍上述XYθ方向移动机构5或起模顶杆2c等的布置的位置上布置5组或5组以上。
而且，还设置有，与上述上下保持板1，2中至少其中之一连接，将真空室S内维持真空状态，并使上下保持板1，2相对地向Z方向平行移动的基板间隔调整机构7。
图示的例中，在由各摆动连杆导向机构6的轴构成的中心构件6a的上下途中，分别设置向Z方向伸缩运动的基板间隔调整机构7，由这些基板间隔调整机构7使下保持板2相对底板壁4向Z方向平行移动。
各基板间隔调整机构7为在中心构件6a的中间位置布置的例如线性致动器(Linear Actuator)或伸缩汽缸等驱动体，在安装2个基板A，B之前，考虑基板A，B的厚度平衡等变化因素，通过使各驱动体分别伸张，设定上下保持板1，2使两者平行。
进行基板A，B相互间的粗对准和精对准时，与此取动，在改变基板A，B的间隔的同时，摆动连杆导向机构6的周围构件6b向XYθ方向变形移动，从而伸长了下保持板2和底板壁4的间隔稍微变短了的那部分长度，把下保持板2和底板壁4之间以规定间隔维持。
以下，详细说明基板A，B的间隔。在从真空室S抽出空气的状态下，留下1mm至2mm左右的空隙，以使上基板A毫不与下基板B上的环状粘合剂C或液晶接触，实施粗对准之前，上基板A与环状粘合剂C接近，但不接触直至约0.5mm的最小值为止为宜，实施精对准之前，上基板A局部地即使至少与环状粘合剂C的周向的一部分接触，但不与下基板B接触，直至约0.1mm至0.2mm的最小值为止为宜。
接着，说明这种基板位置对准装置的工作情况。
首先，密封的真空室S内达到规定真空度后，如图1所示，由基板间隔调整机构7的运行，将下保持板2上升，在粗对准上下基板A，B时，使两者接近至间隔为最小约0.5mm，同时，精对准时，进一步接近至最小约0.1mm至0.2mm左右。在这些粗对准及精对准阶段，将表示在2个基板A，B的标记，根据由显微镜和照像机构成的检测仪(省略图示)的输出数据，使多个XYθ方向移动机构5分别运行。
各XYθ方向移动机构5，通过其对准位置用驱动源5b的旋转而由X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a，将下保持板2的底板面的接触部2e相对上保持板1向XYθ方向调整移动(压动)，从而，依次进行各2个基板A，B相互间的粗对准和精对准。
结果，可以紧凑化基板位置对准装置的整个XY方向的尺寸，同时，可以可靠且精密地进行微调。
而且，在本实施例中，将下保持板2的接触部2e和凸轮5a布置在密封的真空室S内，从而根据各基板A，B相互间的位置对准的XYθ方向的调整移动在真空室S内进行，因此，XYθ方向移动机构5可以不贯通真空室S而顺利地调整移动。
而且，若在进行上述粗对准和精对准的同时，将上述下保持板2相对于底板壁4向XYθ方向调整移动，则各摆动连杆导向机构6的周围构件6b向相同方向变形移动，但由于各中心构件6a具有的向铅垂方向的大的刚性而可以承受下保持板2的重量，下保持板2和底板壁4的间隔得到维持而不接触，因此，由向XYθ方向的调整移动，不产生滑动阻力。
结果，可以提供向XYθ方向的调整移动圆滑、并且耐久性非常高的摆动连杆导向机构6。
而且，由基板间隔调整机构7使下保持板2相对于底板壁4向Z方向平行移动，因此，伴随着各基板A，B相互间的位置对准，两者的间隔可以变更的同时，随着各摆动连杆导向机构6的周围构件6b向XYθ方向变形移动，上下方向的尺寸稍微变小，而各基板A，B相互间的间隔稍微变宽的同时，即使下保持板2和底板壁4的间隔变窄，也只是以此部分作为修正可以维持规定间隔。
结果，可以以紧凑的结构，精密度高地将各基板A，B相互间进行位置对准的同时，可以修正伴随该位置对准产生的Z方向的细微的误差。
(实施例2)该实施例2，如图3及图4所示，其如下结构与上述图1及图2所示的实施例1不同，其他的结构与图1及图2所示的实施例1相同。即，将分别与上述XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a咬合的接触部2e′，从下保持板2的底板面向底板壁4突出设置，将这些下保持板2的底板面的接触部2e′由X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a的驱动向XYθ(水平)方向调整移动，从而，以基板A，B相互维持平行的状态，依次进行粗对准和精对准。
图示的例中，将上述真空室S的底板壁4装载固定在板状架台13b上，将该板状架台13b由多个柱子状架台13c支撑，该底板壁4不可移动地被支撑，对此，使顶板壁3由上述升降机构11的伸缩运行向Z方向往返运动(开闭运动)。
而且，上述接触部2e′以棒状形成，将在底板壁4开孔的贯通孔4c向XYθ方向移动自由地插通，使其向真空室S的外侧突出，将这些棒状接触部2e′与贯通孔4c的缝隙由例如皱纹管等以皱纹状形成的弹性材料构成的弹性密封构件2f分别密封，同时，通过各接触部2e′和上述XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a，将从动件5d分别向X方向或Y方向移动自由地架设，由例如弹簧等弹性体5e隔着各接触部2e′向X方向及Y方向拉伸下保持板2的同时，使各凸轮5a和从动件5d一直接触。
而且，由这些XYθ方向移动机构5的对准位置用驱动源5b的运行，将各旋转驱动由各凸轮5a转换为X方向和Y方向的往返运动，同时，各往返运动传达至各从动件5d，反抗各弹性体5e，使各接触部2e′及下保持板2间接地向XYθ方向调整移动。
上述接触部2e′、XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a、对准位置用驱动源5b、从动件5d及弹性体5e的布置或结构，除了图示的例以外，如例如图1及图2所示的实施例1那样，可以不将该接触部2e′向真空室S的外侧突出，在真空室S内侧与X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a咬合，或只要对上述起模顶杆2c等的布置不引起影响，不需要从动件5d而直接把接触部2e′和凸轮5a咬合等，只要使各接触部2e′由凸轮5a可以向XYθ方向调整移动，则可以以其他布置或结构设置。
从而，图3及图4所示的发明，可以得到与上述图1及图2所示的实施例1相同的作用效果。
而且，在上述XYθ方向移动机构5和上述摆动连杆导向机构6相接近而难以安排两者的布置时，可以例如图示那样，对于在底板壁4的环状突起4a开设的多个横孔4d，使下保持板2的外周突出形成的多个支撑梁2g分别以松动嵌入的状态插通并向XYθ方向及Z方向调整移动自由地支撑，同时，在该支撑梁2f的下面，接合摆动连杆导向机构6的中心构件6a的上端部。
(实施例3)该实施例3，如图5及图6所示，其如下结构与上述图1及图2所示的实施例1或图3及图4所示的实施例2不同，其他的结构与实施例1或实施例2相同。即，作为上述下保持板2的支撑机构6的摆动连杆导向机构，由从下保持板2的底板面贯通真空室S的底板壁4、向基础构架13d各以铅垂方向设置的大致平行的支柱6f构成，使这些支柱6f及/或下保持板2由上述XYθ方向移动机构5的运行而向XYθ(水平)方向移动，从而，将此支柱6f的大致整体或一部分向XYθ方向摆动，从而以各基板A，B相维持平行的状态，依次进行粗对准和精对准。
详细地说，上述摆动连杆导向机构6的支柱6f，是为了使下保持板2向XYθ方向调整移动而向XYθ方向摆动自由地形成的摆动构件，从而，下保持板2像上下反向的秋千那样，自由地支撑摆动，把此支柱6f由上述XYθ方向移动机构5，向XYθ方向摆动的同时维持其摆动角度。
图示的例中，将上述真空室S的底板壁4装载固定在板状架台13b之上，将该板状架台13b由多个柱子状架台13c支撑，该底板壁4不可移动地被支撑，对此，使顶板壁3由上述升降机构11的伸缩运行向Z方向往返运动(开闭运动)，同时，从固定安装着这些柱子状架台13c的下端的基础构架13d的上部面，贯通真空室S的底板壁4，在整个下保持板2的底板面以水平方向等间距立设有4个或4个以上上述摆动连杆导向机构6的支柱6f。
各支柱6f，向轴向分开，相互例如由球接头等弯曲部6d连结，或将各支柱6f的整体或一部分由可弹性变形的材质等构成，从而至少使与上述下保持板2的底板面相连结的上侧部分可向XYθ方向摆动变形。
而且，在这些支柱6f的作为摆动侧的上侧部分，横跨相互之间，连结上述连结构件6g，而各成一体化，连接该连结构件6g和上述XYθ方向移动机构5。
而且，各支柱6f的上端部分，向XY 方向移动自由地贯通在上述真空室S的底板壁4及上述板状架台13b上开设的贯通孔4e，而插通于真空室S的内外，将该插通部分和贯通孔4e的缝隙，例如通过由皱纹管等以皱纹状形成的弹性材料构成的弹性密封构件6h覆盖，从而向XYθ方向可移动地密封、以气密状态贯通，或者若将各支柱6f及连结构件6g和上述XYθ方向移动机构5的周围用分隔壁(省略图示)覆盖，使其与真空室S的内部成为相同气氛的空间，则不需要用弹性密封构件6e密封。
图示的例中，在上述支柱6f的上端，分别连结不向XYθ方向变形的轴6i等进行一体化，使之连结在下保持板2的底板面上，在该轴6i和上述底板壁4的贯通孔4e的缝隙中设置弹性密封构件6h，同时，在这些轴6i的相互之间，连结板状连结构件6g。
在上述连结构件6g和上述XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a之间，各向X方向或Y方向移动自由地架设从动件5f，由例如弹簧等弹性体5g通过各连结构件6g、轴6i及支柱6f，向X方向及Y方向拉伸下保持板2的同时，使各凸轮5a和从动件5d一直接触。
即，这些连结构件6g、轴6i及支柱6f是分别与上述XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a咬合的接触部2e″。
而且，由各XYθ方向移动机构5的对准位置用驱动源5b的运行，将各旋转驱动通过X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a转换成X方向和Y方向的往返运动，同时，各往返运动传递至各从动件5f，反抗各弹性体5g，使连接构件6g移动，同时，通过轴6i及支柱6f，使下保持板2间接地向XYθ方向调整移动。
而且，对于上述XYθ方向移动机构5的X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a、对准位置用驱动源5b、从动件5d、弹性体5e及支柱6f、连结构件6g及轴6i的布置或结构，除了图示的例以外，例如可以不通过轴6i而直接把支柱6f的上端部与下保持板2的底板面连结，或，与图1及图2所示的实施例1同样地，可以在真空室S内侧，使支柱6f及连结构件6g和X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a咬合等，只要可以将支柱6f由X方向凸轮5a及Y方向凸轮5a向XYθ方向调整移动，则可以以其他布置或结构设置。
从而，图5及图6所示的发明，不仅可以得到与上述图1及图2所示的实施例1，或图3及图4所示的实施例2相同的作用效果，而且，与实施例1或实施例2所示的由从下保持板2的底板面及真空室S的底板面4分别向铅垂方向悬挂的大致平行的连结构件6b和，将其各下端部相连结的连结构件6c构成的摆动链接向导构件6相比可以以简单的结构将下保持板2向XYθ方向可调整地平面支撑，从而，具有以下优点随着基板尺寸的大型化，即使向真空室S的大气压载荷增加，也可以提高位置对准控制性，同时，即使真空室S的底板壁4由于该大气压的载荷而变形，也可以不受影响地进行正确的位置对准。
而且，为了进行上述的各基板A，B相互间的粗对准和精对准，将与上下保持板1，2中的至少一个连接、将真空室S内维持为真空状态、使上下保持板1，2相对地向Z方向平行移动的基板间隔调整机构7，布置在围绕真空室S的周壁3a，4a的内部，但，除了图示的例的结构外，还可以将该基板间隔调整机构7设置在真空室S的内侧或支柱6f的上下途中。
从而，即使随着各支柱6f向XYθ方向变形移动而上下方向的尺寸稍微变小，各基板A，B相互间的间隔稍微变宽的同时，下保持板2和底板壁4的间隔即使变窄，也可以修正该Z方向的细微的误差，维持规定间隔。
结果，可以不增加贯通真空室S的部件，以简单的结构，将各基板A，B调整为最适合相互间位置对准的间隔。
而且，在上述各实施例中，将上述真空室S的底板壁4装载固定在架台13a，13b，13c，13d上，使其不可移动，对此，使顶板壁3由上述升降机构11的伸缩运行向Z方向开闭运动，但，本发明不限于此，也可以与此相反，将顶板壁3不可移动地支撑，对此，使底板壁4向Z方向开闭运动，将真空室S向上下方向分割(开闭)。
而且，由上述XYθ方向移动机构5，只把下保持板2向XYθ方向调整移动，而进行下基板B和向XYθ方向不可移动的上保持板1的上基板A的位置对准，但，本发明不限于此，也可以与此相反，由上述XYθ方向移动机构5只把上保持板1向XYθ方向调整移动，而进行上基板A和向XYθ方向不可移动的下保持板2的下基板B的位置对准也可。
此时，从上保持板1向真空室S的顶板壁3架设有作为该上保持板1的支撑机构6的摆动连杆导向机构。
而且，本发明表示了由各XYθ方向移动机构5的凸轮5a将上下保持板1，2中的一个向XYθ方向调整移动的情况，但本发明不限于此，也可以不使用凸轮5a，而使用例如致动器等其他的驱动源，向XY方向调整移动。
权利要求
1.一种基板位置对准装置，将在真空室(S)内相贴合的2个基板(A，B)，分别装卸自由地保持在上下保持板(1，2)上并使它们相对，将此2个基板(A，B)相对地向XYθ方向调整移动，进行各基板(A，B)相互间的位置对准，其特征在于作为在2个基板(A，B)相互间维持平行的状态下，将上述上下保持板(1，2)中的一个相对于另一个向XYθ方向可自由调整移动地支撑的机构，从上下保持板(1，2)中的一个，向真空室(S)的顶板壁(3)或底板壁(4)设置摆动连杆导向机构(6)，将该摆动连杆导向机构(6)由XYθ方向移动机构(5)向XYθ方向摆动，从而使上下保持板(1，2)中的一个相对于另一个向XYθ方向调整移动。
2.权利要求1所述的基板位置对准装置，其中，上述摆动连杆导向机构(6)从真空室(S)的内部向真空室(S)的外部设置有多个，各由在真空室(S)的顶板壁(3)或底板壁(4)上向铅垂方向设置的大致平行的连杆构件(6b)和连结其各端部的连结构件(6c)所构成，由向XYθ方向不可变形的轴(6a)连结该连结构件(6c)和上下保持板(1，2)中的一个。
3.权利要求1所述的基板位置对准装置，其中，上述摆动连杆导向机构(6)由从上下保持板(1，2)中的一个贯通与其相对的真空室(S)的顶板壁(3)或底板壁(4)、朝向基础构架(13d)分别向铅垂方向设置的大致平行的支柱(6f)所构成，使这些支柱(6f)向XYθ方向自由摆动。
4.权利要求1所述的基板位置对准装置，其中，在上述真空室(S)的内侧或在与该真空室(S)的内部气氛相同的空间内，布置XYθ方向移动机构(5)和摆动连杆导向机构(6)，将该XYθ方向移动机构(5)和上下保持板(1，2)中一个或摆动连杆导向机构(6)直接连接。
5.权利要求1、2或3所述的基板位置对准装置，其中，在上述真空室(S)的外侧布置XYθ方向移动机构(5)，将该XYθ方向移动机构(5)和上下保持板(1，2)中的一个通过摆动连杆导向机构(6)间接连接。
6.权利要求1、2、3、4或5所述的基板位置对准装置，其中，在上述真空室(S)内或围绕真空室(S)的周壁(3a，4a)的内部或支柱(6a，6f)上，形成与上保持板(1)连接的基板间隔调整机构(7)，由该基板间隔调整机构(7)将上保持板(1)相对于下保持板(2)相对地向Z方向平行移动。
全文摘要
本发明涉及一种不使用XYθ平台而精密地对准位置的基板位置对准装置。本发明的基板位置对准装置中，作为在2个基板(A，B)相互维持平行的状态下，将上下保持板(1，2)中的一个相对于另一个向XYθ方向自由地支撑调整移动的机构，从上下保持板(1，2)中的一个，向真空室(S)的顶板壁(3)或底板壁(4)设置摆动连杆导向机构(6)，将该摆动连杆导向机构(6)由XYθ方向移动机构(5)向XYθ方向摆动，从而使上下保持板(1，2)中的一个相对于另一个向XYθ方向调整移动，从而在XYθ方向对上基板(A)和下基板(B)相互对准位置。
文档编号G02F1/13GK1799078SQ20048001544
公开日2006年7月5日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年10月27日
发明者横田明义, 石坂一朗, 大岛秀树, 关川利夫, 竹节宪之 申请人:信越工程株式会社