JP2003209161A - 板状体の固定方法及びその装置、並びにこの固定装置の使用方法 - Google Patents

板状体の固定方法及びその装置、並びにこの固定装置の使用方法

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JP2003209161A
JP2003209161A JP2002007223A JP2002007223A JP2003209161A JP 2003209161 A JP2003209161 A JP 2003209161A JP 2002007223 A JP2002007223 A JP 2002007223A JP 2002007223 A JP2002007223 A JP 2002007223A JP 2003209161 A JP2003209161 A JP 2003209161A
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shaped body
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Kunihiko Hayashi
邦彦 林
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Original Assignee
Sony Corp
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板状体を確実に保持し、位置測定手段による
焦点等の調整を容易にかつ確実に行ってその構造を簡素
化する、板状体の固定方法及びその装置、並びにこの固
定装置の使用方法を提供すること。 【解決手段】 支持基板25の基準面14上に固定対象
基板11を載置し、この際、基板11の表面側を基準面
14に接触させる工程と、基板11をその裏面側から基
準面14へ粉粒体23及びフィルム24を介して加圧す
る工程と、この加圧により得られる粉粒体の圧縮体によ
り基板11の形状を保持する基板固定装置20を作製す
る工程とを有する、基板11の固定方法。

Description

【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、ウェーハ
等の板状体の固定方法及びその装置、並びにこの固定装
置の使用方法に関するものである。
【従来の技術】
【0002】従来、半導体装置や半導体部品を実装基板
に実装した電気回路装置の製造において、転写等のプロ
セス時に、吸引力による吸着ヘッド等への吸着によって
回路部品及び基板等を仮固定する方法、及び、固定用の
ブロック等に吸着用の溝を作って仮固定する構造を用い
る方法が一般的に採用されている。
【0003】更に、図8(a)に示すように、吸着ヘッ
ド本体53に、固定対象基板51を平坦にしかつ吸着ヘ
ッド本体53の吸引力を均一にするための、多孔質性の
物質又は粉体又は粒子等を固めた焼結金属体52を埋設
した後に、吸着ヘッド本体53上部と焼結金属体52の
上部とを連続して平坦性の高い基準面54として形成す
る。
【0004】続けて、基板51をこの基準面54上に載
置し、吸引孔55からの吸引力によって全面吸着して、
基板51を基準面54上に吸着固定する方法も一般的で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8
(b)に示すように、半導体部品等の作製における前工
程の結果によっては、基準面54に吸着固定すべき基板
51が、平坦性が乏しくて反って変形してしまい、基準
面54上に基板51を載置した場合に、基準面54に触
れずに浮いてしまう基板51の下面端部と、基準面54
との間に間隙(dで表す。)が生じることがある。
【0006】このように、基板51の平坦性(平行度)
に乏しい場合には、基板51が基準面54に完全に密着
していないために、上述のような吸着方法では確実に吸
着できない可能性がある。
【0007】ここで、仮に基板51が基準面54にある
程度吸着できたとしても、平坦性に乏しい基板51を用
いる場合に、吸着ヘッド本体53(他にも、吸着ブロッ
ク等でもよい)の基準面54に、基板51が密着せずに
基板51の一部が基準面54に対して斜めになったまま
吸着固定された状態になってしまう。
【0008】又、上述のように、基板51が反って変形
している場合には、吸引力の増強によって強制的に基準
面54に吸着し、基板51の反り(変形)を補正して矯
正し、平坦性を増すことが可能であるが、矯正時に余分
の応力が基板51内に加わり、基板51の割れ等の破損
につながる可能性がある。
【0009】又、基板51の厚さが一定ではなく、一部
が厚かったり、或いは薄かったりすると、吸着ヘッド本
体53上に載置した際に、アライメントカメラのピント
がずれる可能性があり、位置計測時の精度に影響がある
ばかりか、厚すぎるとアライメント自体ができなくなる
可能性がある。
【0010】近年、半導体基板等のサイズが大きくなる
傾向にあるために、作製工程上で生じる、基板51の反
り等の変形による平坦性の欠如の問題、及び基板51の
厚さの不均一から生じる問題等の解決は重要な課題であ
る。
【0011】そこで、本発明の目的は、板状体を確実に
保持し、アライメントカメラ等の位置測定手段の調整を
容易にかつ確実に行える、板状体の固定方法及びその装
置、並びにこの固定装置の使用方法を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、支持体
上に板状体を載置し、この際、前記板状体の表面側を前
記支持体に接触させる工程と、前記板状体をその裏面側
から前記支持体へ加圧する工程と、この加圧により、前
記板状体の形状を保持する保持手段を作製する工程とを
有する、板状体の固定方法に係わるものである。
【0013】本発明は又、前記支持体と接触する表面を
有する板状体に対し、その裏面側から密着して前記板状
体を保持する保持手段を有する、板状体の固定装置に係
わるものである。
【0014】本発明は又、前記支持体に接触する表面を
有する板状体に対し、その裏面側から密着して前記板状
体を保持する保持手段を有する、板状体の固定装置にお
いて、前記板状体を除去し、この除去領域に新たな板状
体を嵌入させ、この状態で前記保持手段を通して吸引す
ることにより、前記の新たな板状体を吸着する、板状体
の固定装置の使用方法に係わるものである。
【0015】本発明によれば、支持体上に板状体を載置
し、この際、前記板状体の表面側を前記支持体に接触さ
せる工程と、前記板状体をその裏面側から前記支持体へ
加圧する工程と、この加圧により得られる前記板状体の
形状を保持する保持手段を設ける工程とを有するので、
前記加圧によって前記板状体の表面が前記支持体に接触
した状態でその裏面側が前記保持手段に保持され、反り
等のある前記板状体でも反り等の矯正なしに確実に保持
することができる。
【0016】また、前記板状体が前記保持手段に埋設す
る形で保持されるので、前記板状体の厚さの変化を前記
保持手段内に吸収して、アライメントカメラ等の位置測
定手段に対して常に一定の距離を保つことができ、前記
位置測定手段による焦点の調整等を容易にかつ確実に行
え、その構造を簡素化できる。
【0017】また、前記板状体に対し、その裏面側から
密着して前記板状体を保持する保持手段を有する前記板
状体の固定装置において、前記板状体を除去し、この除
去領域に新たな板状体を嵌入させ、この状態で前記保持
手段を通して吸引することにより、前記の新たな板状体
を吸着固定することによって、前記の新たな板状体を比
較的容易にかつ確実に保持手段に保持できるだけでな
く、作製された保持手段を再利用することができるため
に、保持手段の作製工程を減少させると共に作製コスト
を下げることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明においては、前記板状体の
前記支持体への接触後に、前記板状体を覆うように前記
支持体上にフィルム状体を被着し、次いで前記フィルム
状体上に粉粒体を配し、この粉粒体を圧縮すると共に前
記板状体を前記支持体へ加圧する圧力を生じさせるのが
望ましい。
【0019】また、前記フィルム状体を多孔性フィルム
とし、この多孔性フィルムを通して減圧することによっ
て前記粉粒体を圧縮して、前記板状体を前記支持体へ加
圧する圧力を生じさせるのが望ましい。
【0020】また、前記粉粒体の保持のために、前記板
状体を囲むように前記支持体上に枠体を設け、この枠体
内に前記粉粒体を充填するのが望ましい。
【0021】また、効果的な前記粉粒体の充填及び圧縮
のために、前記粉粒体の大きさが0.5〜5μmである
のが望ましい。
【0022】また、前記粉粒体が、アルミナボール、T
i、Si及びその酸化物などからなる群から選ばれた少
なくとも一種の粒子であるのが望ましい。
【0023】以下に、本発明の好ましい実施の形態を図
面の参照下に詳しく説明する。
【0024】本実施の形態においては、先ず、図1
(a)に示すように、高い平坦性を有し平面度の取れた
基準面14を具備する支持基板25を設置する。
【0025】次に、図1(b)に示すように、支持基板
25の基準面14上に、固定対象基板11を、表面を下
にして載置する。
【0026】ここで、固定対象基板11は、上述の半導
体基板等の板状体であるが、この板状体には他にも、デ
ィスプレイ用のガラス板または彫刻用の板等が含まれ
る。
【0027】次に、図1(c)に示すように、基板11
及び支持基板25上を覆うようにして通気性を有する多
孔性フィルム24を被せて形成するが、この多孔性フィ
ルム24の材質としては、例えば可撓性樹脂フィルム等
が好ましい。そして、この多孔性フィルム24によって
基板11が基準面14上に密着されると共に、後の工程
において基板11の裏面が衝撃等から保護される。
【0028】次に、図1(d)に示すように、後の工程
で粉粒物質(図示せず)を充填するための枠体となる側
板22を、基準面14に密着された基板11を囲むよう
にして、多孔性フィルム24上に設置する。
【0029】次に、図2(e)に示すように、側板22
の内側に粉粒物質23を高密度に充填するが、一般的
に、粒粒物質23の材質としては、例えば、0.5〜5
μm程度大きさのアルミナボール、Ti、Si及びSi
2等の粒子を用いることができる。更に、本実施の形
態による固定装置を量産する場合には、使用する粒粒物
質23の材質として、単価が安くかつ大量に入手するこ
とが可能な砂等を用いることもできる。
【0030】次に、側板22の内側に充填された粉粒物
質23を、基板11側に向かって加圧する2つの方法を
示す。
【0031】即ち、先ず、図2(f)に示すように、基
板11を覆うフィルムに通気性を有する多孔性のフィル
ム24ではなく通気性のない通常のフィルム12を用い
て、図2(e)までの工程を経た後に、更に、押圧板9
等の加圧手段によって粉粒物質23を上部から加圧し、
側板22内側に充填された粉粒物質23を更に敷き詰め
て圧縮する方法がある。
【0032】その結果、充填された粉粒物質23に外部
から圧力が掛ることになり、粉粒物質23が基板11側
へ向けて敷き詰められて圧縮されることによって、基板
11が基準面14に押し付けられた状態で、基板11が
粉粒物の圧縮体によって保持される。
【0033】もう一つの方法は、図2(f’)に示すよ
うに、基板11を覆うフィルムに通気性を有する多孔性
のフィルム24を用いて、図2(e)までの工程を経た
後に、粉粒物質23の充填された側板22の内側のみを
大気圧に曝し、その他の部分をシール材26と吸引孔1
5が設けられた真空チャンバー10の外壁とによって仕
切る。
【0034】次に、この仕切られた真空チャンバー10
内の空気を吸引孔15から真空引きによって吸引する
と、粉粒物質23内に含有する空気又はガス等が、通気
性を有する多孔性フィルム24の内部孔を通って真空チ
ャンバー10内及び外部に排出される。
【0035】その結果、充填された粉粒物質23に外部
から圧力が掛ることになり、粉粒物質23が基板11側
へ向かって敷き詰められて圧縮されることによって、基
板11が基準面14に押し付けられた状態で、基板11
が粉粒物の圧縮体によって保持される。
【0036】次に、図2(g)に示すように、充填後に
加圧した粉粒物質23が漏出しないように、上板21に
よって、粉粒物質23が充填した側板22の内側を密閉
する。
【0037】次に、図3(h)に示すように、基板1
1、及びこれを保持する多孔性フィルム24、粉粒物質
23、側板22及び上板21からなる基板固定装置(吸
着ヘッド)20を、支持基板25から剥離した後に上下
反転させて治具(図示せず)に保持固定させる。この状
態においては、粉粒物質23が十分に加圧され圧縮され
ているので隙間が緻密になり、粉粒物質23の定常状態
においてはその形状が崩れてしまうことはない。そし
て、この粉粒物質23の圧縮体により、たとえ基板11
に反りがあったとしても、反りに追随した形状でこれを
無理に矯正することなしに固定保持することができる。
【0038】また、図4に示すように、上述のようにし
て作製された基板固定装置20を用いることによって、
固定対象基板11に部分的な厚みの差があったとして
も、この影響を多孔性フィルム24及び粉粒物質23の
形状の変化によって吸収し、基板11の有する平行度に
よらずに、常に一定の基準面14を確保すると共に、基
板11の上面を常に基板固定装置20における一定の場
所に固定できる。
【0039】この結果、基準面14の測定用のアライメ
ントカメラのフォーカス(焦点)を調整する必要がな
く、更に、基板固定装置20を保持固定する治具(図示
せず)側においては、アライメント調整機構自体を必要
とせずに、アライメントカメラ装置の低コスト製造を可
能にし、加えて信頼性及びインデックスタイムの向上を
計ることができる。
【0040】なお、図6(b)の部分断面図に示すよう
に、支持基板25上に載置する固定対象基板11が平坦
ではなく反って変形していて、基板11の一部は基準面
14に密着するが、一部が基準面14から離れていて間
隙又は距離(dで表す)がある場合が有る。
【0041】この場合には、図5(a)に示す本実施の
形態の基板固定装置20(吸着ヘッド)を用いて、基準
面14から離れている部分を上部から基準面14に向か
って緩やかに加圧し、破線で示すような基準面14に密
着する位置まで基板11を変形して矯正し、基準面14
に密着させることによって、図5(b)に示すように、
基準面14と同様の平坦性を付与することもできる。
【0042】また、図6(a)の部分断面図に示すよう
に、一部は基準面14に密着するが、一部が基準面14
から離れていて間隙(dで表す)がある、上述の基板1
1全体を傾斜させることによって、基板11の両端部を
基準面14から離してそれぞれ基準面14からの距離を
d1及びd2とし、多孔性フィルム(図示せず)により
覆ってこの状態を維持する。この時に、d1+d2=d
のような関係が成り立つ。
【0043】更に、図5(a)に示す本実施の形態の固
定装置を用いて、基準面14から離れているd1及びd
2の部分を、上部から基準面14に向かって緩やかに加
圧することにより、基板11の変形量であるdをd1及
びd2に可能な限り分散化または均一化でき、基板11
に過大な応力を掛けることなく基板11を変形して矯正
して基準面14に密着させ、図5(b)に示すように、
基準面14と同様の平坦性を付与することもできる。
【0044】次に、基本的に上述の基板固定装置20に
おいては、基板11を1枚ずつ固定しつつ作製されるこ
とによって、高度のアライメント精度を保証するもので
あるが、再利用も可能である。
【0045】再利用する場合には、図7(a)に示すよ
うに、基板固定装置20の多孔性フィルム24が凹状に
変形して設けられた凹部27に密着した、処理済基板
(処理前は固定対象基板11である)28を凹部27か
らまず剥離する。
【0046】次に、図7(b)に示すように、空いてい
る凹部27に、上述の処理済基板28と同様のサイズの
新たな固定対象基板11を嵌め込むが、この際に、処理
済基板28の嵌入された凹部27の底面は基準面14と
同様となっているため、新たな固定対象基板11を嵌め
込んでも、基準面14は維持し易い。
【0047】次に、上板21に吸引孔15(破線で示
す。)を設け、通気性を持つ多孔性フィルム24を用い
て粉粒物質23を真空吸引することによって、新たな基
板11を確実に吸着固定できるので、基板固定装置20
としての機能を再び有することができ、再利用しても十
分なアライメント精度等を確保することができる。
【0048】上述のように、本実施の形態によれば、支
持基板25の基準面14上に固定対象基板11を載置
し、この際、基板11の表面側を基準面14に接触させ
る工程と、基板11をその裏面側から粉粒体23及びフ
ィルム24を介して基準面14へ加圧する工程と、この
加圧により得られる基板11の形状を保持する基板固定
装置20を設ける工程とを有するので、加圧によって基
板11の表面が支持基板25の基準面14に密着しつつ
圧縮された粉粒体23によって、基板11に反りがある
場合でもこの形状に追随して基板11を埋設し、確実に
固定保持することができる。
【0049】また、基板11の表面が基準面14と同様
の高い平坦性を有し、かつ基板保持部材に埋設する形で
基板11が保持されているので、基板11の厚さの変化
及び変形等の条件に係わりなく正確に基板11の位置を
固定し、かつアライメントカメラに対して常に一定の距
離を保つことができて、アライメントカメラによる焦点
の調整を容易にかつ確実に行えるために、アライメント
カメラの構造を簡素化できる。
【0050】また、基準面14により面出しされた表面
を有する基板11に対し、その裏面側から密着して基板
11を保持する多孔性フィルム24等を有する基板11
の基板固定装置20において、基板11を除去し、この
除去領域に新たな基板11を嵌入させ、この状態で基板
固定装置20を通して吸引することにより、新たな基板
11を吸着固定することによって、新たな基板11を比
較的容易にかつ確実に基板固定装置20に保持できるだ
けでなく、作製された基板固定装置20を再利用するこ
とができるために、基板固定装置20の作製工程を減少
させると共に作製コストを下げることができる。
【0051】また、本実施の形態によれば、固定対象基
板11の反り等の変形に対して追従できる基板固定装置
20を作製することが可能であり、従来のように、基板
11の反り等の変形を強制的に矯正することはないの
で、余計な応力が基板11に掛からないと共に、通常の
吸着ヘッドでは強制して固定することが不可能な基板で
あっても固定することができる。
【0052】また、上述のように、基板11の表面を基
準面14とするように基板固定装置20(吸着ヘッド)
を作製するために、例えば、基板11の表面の平行度が
出ていない場合でも確実に固定ができるとともに、その
平坦性(精度)も保持できる。
【0053】また、基板11の部分的な厚さの違いに対
しては、常に表面が基準面14と同様でありこの基準面
14自体が基板11の表面となるので、基板11の厚み
等を気にする必要がなくなり、基板11の選定の自由度
が増える。
【0054】また、基板固定装置20(吸着ヘッド)に
おいては、アライメント高さが常に一定であるため、ア
ライメントカメラ等の調整機構が必要なくなり、基板固
定装置20を保持する治具等の構造の簡略化と低コスト
化が可能となり、更にインデックスタイムの向上にも寄
与する。
【0055】また、基板固定装置20においては、基板
11の表面の平坦化が基板11の裏面の状態に依存しな
いので、既に裏面がパターニング済みの基板11であっ
ても確実に基板固定装置20を作製することが可能であ
る。
【0056】また、従来の吸着ヘッドに比べて、専用に
吸着ヘッドを作製する必要はなく、いずれの基板にも対
応してヘッドを作製できるので、はるかに低コストで基
板固定装置20(吸着ヘッド)を作製することが可能で
あり、多品種、少量生産向きの基板固定装置20の作成
を可能にする。
【0057】以上に説明した実施の形態は、本発明の技
術的思想に基づいて更に変更が可能である。
【0058】例えば、上述のフィルム24は多孔性であ
るのがよいが、必ずしもそうでなくてもよく、柔軟であ
って基板形状に追随できる材質と厚さを有していればよ
い。支持基板25の材質、固定対象基板11、多孔性フ
ィルム24、側板22、押圧板9及び上板21の大き
さ、形状、長さ、幅、厚さ、設置位置、設置方法等、ま
た、粉粒物質23の材質、大きさ、充填量、充填方法、
加圧方法等、また、吸引孔15からの吸引力等は、所定
の効果が有れば、任意に変えてよい。フィルム24につ
いては、必ずしも使用することはなく、粉粒体で直接に
基板を加圧してもよい。
【0059】
【発明の作用効果】上述のように、本発明によれば、支
持体上に板状体を載置し、この際、前記板状体の表面側
を前記支持体に接触させる工程と、前記板状体をその裏
面側から前記支持体へ加圧する工程と、この加圧により
前記板状体の形状を保持する保持手段を作製する工程と
を有するので、前記加圧によって前記板状体の表面が前
記支持体に接触した状態でその裏面側が前記保持手段に
保持され、反り等のある前記板状体でも反り等の矯正な
しに確実に保持することができる。
【0060】また、前記板状体が前記保持手段に埋設す
る形で保持されるので、前記板状体の厚さの変化を前記
保持手段内に吸収して、アライメントカメラ等の位置測
定手段に対して常に一定の距離を保つことができ、前記
位置測定手段による焦点の調整等を容易にかつ確実に行
え、その構造を簡素化できる。
【0061】また、前記板状体に対し、その裏面側から
密着して前記板状体を保持する保持手段を有する前記板
状体の固定装置において、前記板状体を除去し、この除
去領域に新たな板状体を嵌入させ、この状態で前記保持
手段を通して吸引することにより、前記の新たな板状体
を吸着固定することによって、前記の新たな板状体を比
較的容易にかつ確実に保持手段に保持できるだけでな
く、作製された保持手段を再利用することができるため
に、保持手段の作製工程を減少させると共に作製コスト
を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における、板状体の固定装
置の製造工程を順次示す断面図である。
【図2】同、製造工程を順次示す断面図である。
【図3】同、製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態における、板状体の固
定装置の製造工程を示す断面図である。
【図5】同、製造工程を順次示す断面図である。
【図6】同、製造工程を示す部分断面図である。
【図7】同、板状体の固定装置の再利用方法を順次示す
断面図である。
【図8】従来例における吸着ヘッドを使用した際の断面
図である。
【符号の説明】
9…押圧板、10…真空チャンバー、11…固定対象基
板、12…フィルム、14…基準面、15…吸引孔、2
0…基板固定装置、21…上板、22…側板、23…粉
粒物質、24…多孔性フィルム、25…支持基板、26
…シール材、27…凹部、28…処理済基板

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上に板状体を載置し、この際、前
    記板状体の表面側を前記支持体に接触させる工程と、 前記板状体をその裏面側から前記支持体へ加圧する工程
    と、 この加圧により、前記板状体の形状を保持する保持手段
    を作製する工程とを有する、板状体の固定方法。
  2. 【請求項2】 前記支持体への接触後に、前記板状体を
    覆うように前記支持体上にフィルム状体を被着し、次い
    で前記フィルム状体上に粉粒体を配し、この粉粒体を圧
    縮すると共に前記板状体を前記支持体へ加圧する圧力を
    生じさせる、請求項1に記載の板状体の固定方法。
  3. 【請求項3】 前記フィルム状体を多孔性フィルムと
    し、この多孔性フィルムを通して減圧することによって
    前記粉粒体を圧縮する、請求項2に記載の板状体の固定
    方法。
  4. 【請求項4】 前記板状体を囲むように前記支持体上に
    枠体を設け、この枠体内に前記粉粒体を充填する、請求
    項2に記載の板状体の固定方法。
  5. 【請求項5】 前記粉粒体が、アルミナボール、Ti、
    Si及びその酸化物などからなる群から選ばれた少なく
    とも一種の粒子である、請求項2に記載の板状体の固定
    方法。
  6. 【請求項6】 板状体に対し、その裏面側から密着して
    前記板状体を保持する保持手段を有する、板状体の固定
    装置。
  7. 【請求項7】 前記板状体を覆うようにフィルム状体が
    被着され、このフィルム状体上に粉粒体の圧縮体が密着
    して設けられている、請求項6に記載の板状体の固定装
    置。
  8. 【請求項8】 前記フィルム状体を多孔性フィルムす
    る、請求項7に記載の板状体の固定装置。
  9. 【請求項9】 前記粉粒体が、アルミナボール、Ti、
    Si及びその酸化物などからなる群から選ばれた少なく
    とも一種の粒子である、請求項7に記載の板状体の固定
    装置。
  10. 【請求項10】 板状体に対し、その裏面側から密着し
    て前記板状体を保持する保持手段を有する板状体の固定
    装置において、前記板状体を除去し、この除去領域に新
    たな板状体を嵌入させ、この状態で前記保持手段を通し
    て吸引することにより、前記の新たな板状体を吸着す
    る、板状体の固定装置の使用方法。
  11. 【請求項11】 前記板状体を覆うように多孔性のフィ
    ルム状体が被着され、このフィルム状体上に粉粒体の圧
    縮体が密着して設けられている、請求項10に記載の板
    状体の固定装置の使用方法。
  12. 【請求項12】 前記粉粒体が、アルミナボール、T
    i、Si及びその酸化物などからなる群から選ばれた少
    なくとも一種の粒子である、請求項11に記載の板状体
    の固定装置の使用方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4819915B2 (ja) * 2006-03-16 2011-11-24 ノヴァテク エス.ア. 汎用中間支持体を使用する方法

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