液晶滴下装置
The Liquid Crystal Drop Dispensing
Systems
液晶滴下装置は、基板面上へプログラムされたマトリクス状に液晶を滴下する装置である。
The liquid crystal drop apparatus is an apparatus in which the
liquid crystal is dropped in a programmed matrix on the substrate surface.
今迄納入してきた第５世代対応までの液晶滴下装置は液晶を滴下するディスペンサユニットと基板を保持しＸＹ方向に動作するステージで構成され、液晶ディスペンサの位置を設定しステージを移動させながら基板の所定の位置に所定量の液晶を高精度に滴下していたが、今後の装置は装置設置面積低減のため、ステージは固定でディスペンサユニットが搭載されるガントリー、及び、ガントリー上のディスペンサユニットが移動して滴下する方式に変更している。
The liquid crystal drop dispensing systems that have been delivered to present, which handle up to the fifth generation, are formed by a disperser unit that drops the liquid crystal and by a stage that holds and moves the substrate in the X- and Y-directions. While setting the position of the liquid crystal drop dispenser and moving the stage, a prescribed amount of liquid crystal is dropped with high precision at predetermined positions on the substrate. However, in order to decrease the surface area occupied by the apparatus installation, in the future systems, the method for dropping the liquid crystal is changed by making the stage stationary and moving a gantry on which the dispenser unit is mounted or moving the dispenser unit that is mounted on a gantry.
どちらの方式においても、滴下する液晶の量が正確でないとパネル製造不良の原因となるため、液晶ディスペンサには高度な滴下量精度が要求される。その他、ライン製造能力の観点からも高速での滴下性能も要求されてきている。
In either method, because panel fabrication defects are
caused when the amount of the dropped liquid crystal is incorrect, the liquid
crystal disperser requires a high drop amount precision. In addition, a high speed dropping
capacity is also required from the point of view of the line fabrication
capacity.
真空貼り合わせ装置
Vacuum
Bonding Apparatus
真空貼り合わせ装置は、真空中において２枚の基板の位置を高精度に合わせて貼り合わせを行う装置である。２枚の基板にはそれぞれ位置合わせを行うためのアライメントマークが描画されており、そのマークをカメラで認識し真空処理室の中で位置合わせを行い、貼り合わせを実施する。基板の位置ずれは製造不良の原因となるため、高い精度の位置合わせが必要となる。近年、ＳＸＧＡやＵＸＧＡなどの高解像度ディスプレイの需要拡大に伴い単位面積あたりの画素数が増えてきているため、より高い精度の位置合わせが要求されている。
The vacuum bonding apparatus carries out bonding by
aligning the positions of two substrates with high precision in a vacuum. Alignment keying marks are drawn on the
two substrates in order to carry out their respective positioning. These keying marks are recognized by a
camera, positioning is carried out in a vacuum processing chamber, and the
bonding is executed. Because
misalignment of the substrates causes fabrication defects, high precision
positioning is required. In the
past several years, accompanying the expanding demand for high-resolution
displays such as SXGA and UXGA, the number of pixels per unit of area has
increased, and thus there is a demand for even higher precision
positioning.
当社の真空貼り合わせ装置は真空処理部、アライメント部、加圧機構部から構成される。
Ulvac’s vacuum bonding apparatus is formed by a vacuum
processing unit, an alignment unit, and a pressurizing mechanism.
真空処理部
The Vacuum Processing
Unit
真空処理部は上下分離する構造で、上処理室と下処理室との開口高さが広くメンテナンス性にたけている。処理室内に駆動部は無く可動部も最小限（基板受渡し部のみ）にしているため、製品への汚染の危険性が極めて低い。真空排気に関しても拡散板使用等によるパーティクル対策を施している。処理室形成時、容積を小さくすることにより真空排気時間の短縮を図り、タクトタイムの影響を少なくしている。
The
vacuum processing unit is divided vertically into an upper processing chamber
and a lower processing chamber.
The opening of the upper processing chamber and the lower processing
chamber is large, which facilitates maintenance. There is no drive unit inside the processing chambers and
the number of moving parts is minimized (the only moving part is the substrate
transfer unit). Thus, the danger
of contamination of the product is extremely low. With respect to the vacuum discharge as well, a diffusion
board, for example, is used as a countermeasure for particulate
contamination. When forming the
processing chambers, the volume is kept small, and thereby the vacuum discharge
time can be shortened and the influence on the tact time is small.
アライメント部
Alignment
Unit
貼り合わせステージには静電チャックを使用し基板保持を行っている。本静電チャックは、①低電圧で高い吸着力がある、②平面度が出しやすい、③耐久性があるなどが特徴で、脱離性も良いため無加圧、低圧加圧、中圧加圧の選択が可能である。高精度高剛性構造のため、連続的に微妙な位置合わせ“連続アライメント”ができ、高い精度が保てる。アライメント精度は±１μm以下にて貼り合わせが可能で、アライメント機構部は処理室下にレイアウトされる。
Electrostatic
chucks are used in the bonding stage to hold the substrates. This electrostatic chuck has the
following characteristics:
1. the chuck
has a strong clamping force at low voltage;
2. the chuck
easily made flat; and
3. the chuck
is durable.
Because the declamping
characteristics are also good, it is possible to choose between
non-pressurization, low pressurization, and intermediate pressurization. The high precision and high rigidity
structure makes possible continuous fine positioning, called “continuous alignment”,
and thereby a high degree of precision can be maintained. Bonding is possible at an alignment
precision of ±
1 mm
or less, and the alignment mechanism unit is laid out under the processing
chamber.
加圧機構部
Pressurization Mechanism
Unit
加圧方式はロードセルによる減量加圧方式を採用し、微妙な圧力をセンシングしながら、貼り合わせが可能となっている。装置の高剛性化を図り上下の貼り合わせステージの平行度も長期にわたり高精度を維持でき、均一加圧、均一貼り合わせが可能となっている。
The pressurization method employs a decremental
pressurization method using a load cell, and thereby bonding becomes possible
while sensing minute pressures.
The apparatus can be designed to have high rigidity and the parallelism
of the upper and lower bonding stages can be maintained with high precision
over a long period of time. Thus,
uniform pressure and uniform bonding become possible.
貼り合わせ方法
Bonding Method
貼り合わせ方法として、以下の３つが挙げれらる。(図５)
The
following three bonding methods are shown in FIG. 5.
①マークアライメント後の加圧時にも微妙な位置合わせ“連続アライメント”しながら加圧を行う、②マークアライメント後、一気に加圧する、③マークアライメント後、加圧無しでリリースする。
1. pressurized continuous alignment: during pressurization
after keying mark alignment, pressurization is carried out while executing fine
positioning and “continuous alignment”
2. pressurized non-alignment: after keying mark alignment,
immediate pressurization is carried out
3. non-pressurized release: after keying mark alignment,
release is carried out without pressurization
ＵＶ硬化装置
UV-curing apparatus
ＵＶ硬化装置は、真空貼り合わせ装置において貼り合わされた２枚の基板にＵＶ光（紫外線）を照射することによりシール材を硬化させ、２枚の基板を接着固定する装置である。ＵＶ光を照射するＵＶランプユニットと基板を保持しＸＹＺ方向及びθ(回転)方向動作機構をもつステージから構成される。基板の貼り合わせに用いるシール材は光硬化性を持つ材料から作られており、ＵＶ照射により硬化され２枚の基板を固定する。ＵＶの照射時間を最小限に抑えシール材を均等に硬化させるためには、ＵＶ照度の均一性が重要となる。
The UV-curing apparatus cures a sealing agent by
irradiating UV light (ultraviolet light) onto the two substrates that have been
bonded in the vacuum bonding apparatus to adhere and fasten the two substrates
together. The apparatus is formed
by a stage comprising a UV lamp unit that irradiates UV light and a movement
mechanism that holds the substrate and moves it in the X-, Y-, and Z-directions
and the q (rotation) direction. The sealing agent used to bond the
substrates is made of a photocurable material and is cured by UV irradiation to
fasten the two substrates. In
order to keep the UV irradiation time to a minimum and cure the sealing agent
uniformly, a uniform illuminance is important.
ずれ検査装置
Misalignment Inspection
Apparatus
ずれ検査装置は、貼り合わせが完了した２枚の基板のずれ量の検査を行う装置である。Ｘ方向動作機構をもつカメラユニットと基板を保持しＹ方向及びθ方向動作機構をもつステージから構成される。２枚の基板それぞれに描画されているアライメントマークをカメラにより認識し、画像処理により２枚の基板のずれ量を求め、基板間のずれ量が規定範囲内に収まっているか検査を行う。基板全体だけでなくパネル毎に検査を行うことにより正確な検査を行うことも可能である。また基板との焦点距離を自動補正することにより、より正確な検査マーク画像を捉え精度良くずれ量の検査ができる。
The misalignment inspection apparatus carries out
inspection of the amount of misalignment between the two substrates after
bonding has been completed. It is
formed by a stage that comprises a camera unit that has an X-direction movement
mechanism and a movement mechanism that holds the substrate and moves it in the
Y-direction. The camera recognizes the alignment keying marks defined on each
of the two substrates, finds the amount of misalignment between the two
substrates by image processing, and examines whether the amount of misalignment
between the substrates is within a prescribed range. A more accurate inspection can be carried out by inspecting
not only the entire substrate but also the panel. By automatically compensating the focal distance to the
substrate, more accurate inspection mark images are captured, and thereby a
high precision inspection of the amount of misalignment is possible.
その他、人の目にて検査する目視検査装置がある。
In addition, there is a visual inspection apparatus for
visual inspection carried out by personnel.
インライン
In-line
前述の各装置と搬送ロボット、基板受渡しステージをレイアウトし液晶滴下/真空貼り合わせ装置としてインライン化している。近年、ラインの要求タクトは益々早くなってきており、装置タクトタイム、搬送タクトタイムを考慮しながらのレイアウトとなる。その他、当社インライン装置は搬送時には基板裏面しかタッチしないため、汚染の危険性が低く、自由なパネルレイアウトに対応が可能である。
Each of the apparatuses described above, the transfer
robot, and the substrate delivery stage are laid out and configured in-lined to
form the liquid crystal drop/vacuum bonding apparatus. In recent years, the required tact of
the line has become increasingly short, and the apparatus is laid out taking
into consideration the tact times of both the apparatuses and transfers. In addition, our in-lined apparatus
only contacts the under surface of the substrate during transfer, and thus the
risk of contamination is low and handling a free panel layout becomes possible.