JP2004090640A - 積層装置及び方法 - Google Patents

Abstract

　【課題】　積層される試料の間にボイドがなく、良好な表面平坦性をだすことができる技術を得る。
　【解決手段】　積層対象となる少なくとも２つの試料Ｓを重ね合わせた状態で収納するチャンバー１と、チャンバー１内の試料Ｓの上部に位置するように取り付けられたラバー２０７と、チャンバー１内に接続されてチャンバー１内の真空引きをする真空ポンプ２と、真空ポンプ２によりチャンバー１内を吸引した後、ラバー２０７とチャンバー１との間にガスを注入することによりラバー２０７をスラップダウンさせて試料Ｓを圧着させる電磁弁６とを有し、少なくとも一方のプラテンの内面部には、真空ポンプ２の吸引口と、この吸引口に繋がる真空引き用の溝が形成されており、この溝はプラテン２０５の内面側に取り付けられた着脱可能なインナープレート２０６により形成されるようにした。
　【選択図】　　　　図２

Description

　本発明は、例えば、半導体ウェハと所定のフィルムなどの少なくとも２つの試料を積層するためのものであって、特に半導体などの薄膜の積層に好適な技術に関する。

　従来から、例えば半導体などの分野では、ウェハ上にレジスト膜や保護膜を形成する場合スピンコーターが用いられている。このスピンコーターは、ウェハを載置台上で回転させて、その上にペーストやゾル溶液を垂らして、遠心力によりウェハ上に薄く延ばして薄膜を形成する技術である。
　また、プリント回路基板上に絶縁膜などを形成する技術としては、例えば、特許文献１記載の真空ラミネート装置が既に知られている。この真空ラミネート装置の基本原理は、プリント回路基板上にドライフィルムシートをプレラミネートしておき、これをチャンバー内に収納して真空とした後に、上部ブランケット（ラバー）をスラップダウンさせて、ドライフィルムシートに対して機械的圧力を加えてラミネートするものである。

特公平６−５５４４４号公報

　しかし、従来のスピンコーターでは、ウェハ上の溶液が回転により飛散するため、この分の溶液が無駄となり、ランニングコストが高くなってしまうという問題があった。
　また、スピンコーターでは、ボイド（気泡）がなく表面平坦な成膜を行う場合、溶液の粘度に応じて、ウェハの回転速度や回転回数などを微妙かつ複雑に制御しなければならないという問題があった。
　さらに、スピンコーターでは、溶液の表面張力により、端部に溶液が盛り上がった部分ができてしまい、これにより平坦性を損ねてしまうなどの問題があった。
　また、スピンコーターでは、薄膜は成膜できても、ある程度の厚さ(例えば、１０μｍ）以上の成膜を行うことは困難であり、このような膜厚のものを作成するため溶液の粘性を上げると、今度は溶液の粘性によりボイドが発生したり、表面の平坦性を損ない精度良く積層することができないという問題があった。

　また、従来ブランケットをスラップダウンさせる際に大気を注入していたため、大気に混入しているゴミやチリなどが混入してしまったり、またブランケットに対する圧力が場所により不均一となるため、表面平坦性が悪くなるなどの問題があった。また、大気を注入してスラップダウンさせた場合、試料となるフィルムの性質によっては、大気中の酸素によりフィルムが酸化して劣化してしまい、製品の品質が損なわれるなどの問題もあった。
　また、従来の真空ラミネート装置では、吸引溝がプラテンに直接形成されていたため真空引き用の溝の形状が一定となってしまい、試料の材質や形などに応じて溝形状を変えることはできなかった。そのため、試料の材質、形状等に応じて真空引の際のチャンバー内のエアーの流れを最適な方向や強さに制御することが困難であり、これが原因で表面皺やボイドなどが発生するという問題があった。
　また、真空引きをする際、プラテンの中央部に吸引口を設け、試料中央部から吸引をすると、中央部にボイドや皺ができやすくなってしまうなどの問題もあった。
　また、吸引装置の吸引口から近い部分では吸引速度が速くなるのに対して、遠い部分では吸引速度が遅くなるため、この速度の差によりフィルムに皺やボイドが生じてしまうという問題があった。
　そして、これらの問題は、特に半導体のようにフィルムが薄ければ薄いほど影響が大きく、フィルム状の薄膜を積層するための技術を実用化することは極めて困難であった。

　本発明は、上記課題及び問題点を解決するためになされたものであって、積層される試料の間にボイドがなく、良好な表面平坦性を出すことができる積層装置及び方法を提供することを課題とする。

　上記課題を解決するため本発明の第１の観点にかかる積層装置は、一対のプラテンから構成され、積層対象となる少なくとも２つの試料を重ね合わせた状態で収納するチャンバーと、上記チャンバー内の試料の上部に位置するように取り付けられたラバー部材と、上記チャンバー内に接続されてチャンバー内の真空引きをする吸引装置と、上記チャンバー内に接続され、上記吸引装置によりチャンバー内を真空引きした後、上記ラバー部材とチャンバーとの間に不活性ガスを注入することにより上記ラバー部材をスラップダウンさせて上記試料に対して圧力をかけることにより積層するガス注入装置とを有することを特徴とする。

　また、上記プラテンのチャンバー内面部には、上記吸引装置に繋がる吸引口とこの吸引口に繋がる真空引き用の溝が形成されており、上記溝の大きさは、上記吸引口からの距離が近い溝よりも、吸引口からの距離が遠い溝がより大きくなるように形成されていてもよい。

　また、上記プラテンには、上記吸引装置に繋がる吸引口が形成されているとともに、上記プラテンのチャンバー内面部には上記吸引口に繋がるように所定の溝が形成されたプレート部材が着脱可能に取り付けられていてもよい。

　また、上記吸引口は、上記プラテンの一端側に形成されていてもよい。
　上記一対のプラテンの内面部には溝がそれぞれ対称となるように形成されていてもよい。
　上記試料は、ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成するフィルムであってもよい。
　上記フィルムは、膜圧が１０μｍ以上の膜圧としてもよい。
　また、上記チャンバーを加熱するためのヒーターを更に有してもよい。
　また、上記プラテン内部に配置され、上記試料を取り囲む中空状に形成されるとともに、その上面が上記試料の上面と略面一となるスペーサーを更に有してもよい。

　また、上記チャンバー内を通って移動可能に掛け渡された搬送フィルム及び、当該搬送フィルムを巻き取ることにより搬送フィルムを移動させる駆動装置により構成されるフィルム搬送装置と、上記プラテンを移動させることによりチャンバーを開放又は密閉させるプラテン駆動装置とを更に有し、上記プラテン駆動装置によりプラテンを駆動してチャンバーを開放した状態で、試料を載置した搬送フィルムを移動させることにより上記チャンバー内に試料を搬送し、搬送した試料の積層が完了した後に上記プラテン駆動装置によりプラテンを駆動してチャンバーを開放した状態で、試料を載置した搬送フィルムをチャンバー内から移動させることにより試料を搬出するようにしてもよい。

　また、上記プラテンには、チャンバー内を加熱するヒーターが取り付けられており、上記搬送フィルムは、試料を載置してチャンバー内で掛け渡された状態で、上記プラテン内部との間に隙間が形成されるように配置されるようにしてもよい。

　本発明にかかる一の積層方法は、チャンバー内に積層対象となる少なくとも２つの試料を重ね合わせて収納した状態で、上記チャンバー内に接続された吸引装置により、チャンバー内を真空引きをする段階と、ガス注入装置により上記ラバー部材とチャンバーとの間に不活性ガスを注入することにより上記ラバー部材をスラップダウンさせて上記試料を圧着させる段階とを有することを特徴とする。

　また、積層後に、イオンブロアーのより試料の冷却及び静電気除去を行う段階をさらに有してもよい。
　また、積層後に、上記ガス注入装置によりラバー部材とチャンバーとの間にガスを注入することにより膨らませたラバー部材を上記試料上に押し付ける段階を更に有してもよい。

　本発明によれば、積層される試料にボイドがなく、良好な表面平坦性をだすことができる。

　本発明にかかる積層装置及び方法の一実施形態について図面を参照して説明する
　図１に本発明にかかる積層装置の一実施形態の例を示した模式図を示す。図１において、本実施形態の積層装置は、チャンバー１と真空ポンプ２から構成されている。
　チャンバー１は下プラテン部１０と上プラテン部２０から構成されている。
　下プラテン部１０と真空ポンプ２との間には電磁弁３、上プラテン部２０と真空ポンプ２との間には電磁弁４がそれぞれ配置されている。この電磁弁３及び電磁弁４は、図示しない制御部により通電制御され、下プラテン部１０又は上プラテン部２０と真空ポンプ２との間の給排気路の開閉を行うことができるようになっている。
　また、電磁弁３と下プラテン部１０との間の給排気路上には、大気の導入等を制御するための電磁弁５及びチャンバー１内の真空度を測定するためのピラニーゲージなどの真空度センサー７が配置されている。
　また、電磁弁４と上プラテン部２０との間の給排気路上には電磁弁６が配置され、窒素ガスなどの不活性ガスボンベＢからのガスの給気を制御するようになっている。なお、電磁弁５及び６は、図示しない制御部により通電制御されるようになっている。また、真空度センサー７が測定した真空度も、図示しない制御部へ通知され、ディスプレイ等に表示されるなどして出力できるように構成されている。

　チャンバー１の構成の詳細について図２及び図３を参照して説明する。
　チャンバー１は、一対の上プラテン部１０と、上プラテン部２０から構成されており、これらがベースＢ上に取り付けられている。
　ベースＢは、アルミなどにより構成されており、その上部に下プラテン１０１等を取り付けるため螺子穴等が形成されている。このベースＢの上部にプラテン部１０が取り付けられるとともに、蝶番を介して上プラテン部２０が下プラテン部１０に対して開閉可能となっている。
　また、ロックシリンダー３０が上プラテン部２０の上端部の開口部に取り付けられたストッパーブロック２１と係合することにより、チャンバー１内の気圧の変化により、上プラテン部２０が開かないように固定し、チャンバー１内を密閉できるように構成されている。

　下プラテン部１０は、図３及び図４に示すように、プラテンプレート１０１、断熱材１０２、ヒーター１０３、ヒーターカーバー１０４、下プラテン１０５、インナープレート１０６、ラバー１０７から構成されている。

　プラテンプレート１０１は、プラテンをベースＢに固定するためのプレートである。このプラテンプレート１０１はその一端部に開口部が形成され、この開口部１０１ａに真空引き用のパイプを接続するための接続部１０８が位置するようになっている。

　また、プラテンプレート１０１上には、断熱材１０２が取り付けられている。
この断熱材１０２は、例えばベークライトにより構成することができ、ヒーター１０３の発熱エネルギーが外部に放出されることを防止することができる。

　また、断熱材１０２上には、ヒーター１０３及びこのヒーターを取り付けるためのヒーターカーバー１０４が配置されている。
　ヒーター１０３は、例えばシリコンラバーヒータにより構成することができ、図示しない制御部に電気的に接続され、この制御部により通電制御されることにより発熱するようになっている。
　なお、このヒーター１０３の部分に温度センサーを配置し、この温度センサーが感知した温度データを図示しない制御部に入力して、制御部側で温度管理するようにしてもよい。

　ヒーターカーバー１０４上には、中空の有底状の下プラテン１０５が取り付けられている。
　この下プラテン１０５の平面図を図５に示す。図５に示すように、下プラテン１０５はその上面部、即ちチャンバー内面側にはインナープレート１０６を取り付けるための凹部１０５ａ及び、インナープレート取り付け用の螺子穴１０６ｂが図示の例では８ヶ所に形成されている。
　また、凹部１０５ａは、それぞれの側部に切込溝１０５ｃが形成され、インナープレート１０６の溝とともに真空引き用の溝を構成するようになっている。
　また、下プラテン１０５の一端部には、吸引用の開口部１０５ｄが形成されている。この開口部１０５ｄには、排気用パイプに接続用の孔１０５ｄと接続部材を螺子止するための螺子孔１０５ｅが形成されている。
　また、下プラテン１０５の外周部には、Ｏリング３００を取り付けるための溝１０５ｆが形成されている。この溝１０５ｆにＯリングを取り付けることにより真空引きの際のチャンバー１の密閉性を保つことができるようになっている。

　インナープレート１０６は、下プラテン１０５の凹部１０５ｃに着脱可能に取り付けられることにより下プラテン部１０の溝を形成するものである。
　このインナープレート１０６は、図６に示すように、平面基板に溝１０６ｃが形成されており、図７に示すようにこの溝１０６ｃが形成された面が下プラテン１０５側に接するようにして取り付けられるようになっている。
　この溝１０６ｃは、図６の例では、図示縦方向の２本の溝１０６ｃ−１と、これらをつなぐための２本の横方向の溝１０６ｃ−２と、図示上端部にＬ字状に形成された溝１０６ｃ−３と、この溝１０６ｃ−３から幅方向中心に向かって延びた溝１０６ｃ−４及び、図示下端部に形成された排気口と接続するための溝１０６ｃ−５から構成されている。
　この溝１０６ｃ−１及び溝１０６ｃ−４は同じ幅であり、溝１０６ｃ−２及び溝１０６ｃ−３よりも幅が狭くなっている。また、溝１０６ｃ−１及び溝１０６ｃ−４は、インナープレート１０６がプラテン１０５に取り付けられることにより、図７に示すようにプラテン１０５の切込溝１０５ｃと接続するように形成されており、これにより溝の幅が溝１０６ｃ−２及び溝１０６ｃ−３の幅と同じになるように形成されている。
　また、溝１０６ｃ−５は、他の溝１０６ｃ−１〜４よりも幅が広く形成されており、この部分に真空ポンプ２からの吸引口が位置するように構成されている。この溝１０６ｃ−５の図示上端部は面取りがされており、排気がスムーズに行われるようになっている。

　また、下プラテン１０５上には、四角形のラバー１０７が載置されている。このラバー１０７は、積層を行う基板とフィルムやガラス基板などの試料Ｓを載置するとともに、スラップダウン時の緩衝材として機能するものであって、下プラテン１０５に固定されずに載置された状態となっている。
　このラバー１０７としては、例えば、伸縮性、可撓性を有するシリコンラバーを用いることができる。
　なお、試料Ｓの材質、厚さ等に応じて厚さの異なるラバー１０７を用いることにより、チャンバー内の真空速度や、スラップダウン時の試料Ｓに対する圧力などを調整することができるようになっている。

　また上プラテン部２０の構造は、上述の下プラテン部１０と対称的に構成されている。
　この上プラテン部２０は、図４に示すようにプラテンプレート２０１、断熱材２０２、ヒーター２０３、ヒーターカーバー２０４、プラテン２０５、インナープレート２０６、上ラバー２０７、ラバー枠２０８から構成されている。

　プラテンプレート２０１は、プラテン２０５等を固定するためのプレートである。このプラテンプレート２０１はその一端部に開口部が形成され、この開口部に真空ポンプのパイプを接続するための接続部１０８が位置するようになっている。

　また、プラテンプレート２０１の下部には、断熱材２０２が取り付けられている。この断熱材２０２は、例えばベークライトにより構成することができ、ヒーター２０３の発熱エネルギーが外部に放出されることを防止することができる。

　また、断熱材２０２の下部には、ヒーター２０３及びこのヒーターを取り付けるためのヒーターカーバー２０４が取り付けられている。
　ヒーター２０３は例えばシリコンラバーヒータにより構成することができ、図示しない制御部に電気的に接続され、この制御部により通電制御されることにより発熱するようになっている。

　ヒーターカーバー２０４の下部には上プラテン２０５が取り付けられている。
　この上プラテン２０５の平面図を図８に示す。図８に示すように、上プラテン２０５はその下面部、即ちチャンバー内面側にはインナープレート２０６を取り付けるための凹部２０５ａ及び、インナープレート取り付け用の螺子穴２０６ｂが形成されている。
　また、凹部２０５ａは、それぞれの側部に切込溝２０５ｃが形成され、インナープレート２０６の溝とともに真空引き用の溝を構成するようになっている。
　また、上プラテン２０５の一端部には、吸引用の開口部２０５ｄが形成されている。この開口部２０５ｄには、排気用パイプに接続用の孔２０５ｄと接続部材を螺子止するための螺子孔２０５ｅが形成されている。
　また、上プラテン２０５の外周部には、ラバー枠取り付け用の螺子孔２０５ｆが外周部全域に渡って複数個形成されている。

　インナープレート２０６は、上プラテン２０５の凹部２０５ｃに着脱可能に取り付けられることにより上プラテン部２０の溝を形成している。
　このインナープレート２０６は、前述の図６に示した下側のインナープレート１０６と同様な形状となっており、下側のインナープレート１０６が形成する溝と対称な溝が形成されるようになっている。

　また、上プラテン２０５には、ラバー枠２０８により四角形のラバー２０７が取り付けられる。このラバー２０７は、上プラテン２０５との間にわずかな隙間が設けられており、この隙間に外部のボンベＢなどからガスが注入されることにより、ラバー２０７が膨張し、試料Ｓに対して機械的な圧力を加えることができるようになっている。
　このラバー１０７としては、例えば、伸縮性、可撓性を有するシリコンラバーを用いることができる。

　次に、本実施形態にかかる積層装置の動作について図面を参照して説明する。
　まず、図９に示すように、電磁弁３及び電磁弁６を閉として、電磁弁４及び電磁弁５を開とする。そして、図示しない制御部によりヒーター１０３及びヒーター１０６に通電して、下プラテン部１０及び上プラテン部２０を予熱する。
　この状態で、試料Ｓとしてのウェハとフィルムを下プラテン部１０のラバー１０７上にセットし、真空ポンプ２を起動させる。

　真空ポンプを起動させるとともに、図１０に示すように、上プラテン部２０を移動させてチャンバー１内を密閉状態とする。
　そして、電磁弁５を閉めるとともに、電磁弁３を開きチャンバー１内を上下から真空引きを行い、チャンバー１内を所定の真空度まで真空引きを行う。
　この際、下プラテン１０５インナープレート１０６などにより形成される溝の形状及び大きさに従った所定の方向及び速さでチャンバー１内の真空引きが行われる。

　次に図１１に示すように、電磁弁４を閉めて上プラテン部２０側の吸引を中止するとともに、所定のタイミングで電磁弁６を開いて窒素ガスなどの不活性ガスを上プラテン２０５とラバー２０７との間の隙間に注入する。
　これにより、図１２に示すように、ラバー２０７は注入された不活性ガスの圧力により下方に膨らみ、ラバー２０７が膨らんだ圧力により、チャンバー１内の試料Ｓに対して機械的な圧力をかけることができる。
　この際の圧力は、例えば、１〜１０ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力がかかるようにしてもよい。
　また一方、下プラテン１０５側では、真空ポンプ２による真空引きが引き続き行われているので、この真空引きの力により試料Ｓがラミネートされることとなる。
　なお、この真空度としては、例えば、１０^-２pa程度までの真空度とすればよい。

　そして、最後に図１３に示すように、電磁弁３を閉めてチャンバー１内の真空引きを停止させるとともに、電磁弁５を開けることによりチャンバー１内に大気を導入する。
　これにより、チャンバー１内が大気圧と同じになったところで、上プラテン部２０を開放して中からＳを取り出し、積層装置での処理を終了する。

　なお、試料Ｓを取り出した後の後処理として、取り出した試料Ｓを図示しないイオンブロアーにより試料Ｓの冷却及び静電気除去を行ってもよい。
　これにより、ウェハ上のフィルムが冷却されることによりフィルムの収縮などを抑え表面平坦性を向上させることができるとともに、静電気の除去を行うことができ静電気による試料Ｓ（特に、半導体）の破損等を防止ことができる。また、イオンブロアーを用いる際、エアーとしては大気ではなく窒素ガスなどの不活性ガスを用いてもよく、これによりコンタミ防止ができる。
　また、後処理としては、試料Ｓの材質によっては、ステンレス転写板等による平面プレスを行い、表面平坦性を更に向上させるようにしてもよい。

　このように、真空ポンプ２により、チャンバー１内に接続されてチャンバー内の真空引きを行い、チャンバー１内を真空状態とした後、電磁弁６を開いてラバー２０７とチャンバー１との間にガスを注入することにより、ラバー２０７をスラップダウンさせて試料Ｓを圧着させる際に、下プラテン１０５の内面部に着脱可能なインナープレート１０６を取り付けて、真空ポンプ２の吸引口に繋がる真空引き用の溝を形成するようにしたことから、真空引きの際の溝形状をインナープレートを取り替えるだけで簡単に変化させることができる。
　これにより、溝形状やその深さが異なるインナープレート１０６を用いることにより、例えば、試料Ｓとしてのフィルムの厚さや材質が異なる試料Ｓであっても、また試料Ｓの形が複雑な場合、また複数の試料Ｓを並べて一度に積層を行う場合などであっても、各場合に合わせて真空引きの速度や方向を簡単かつ適切に変えることができる。

　また従来の装置では、プラテンの中央部の中央部（即ち、試料Ｓの中央部）に位置していたため、真空引きの際の流れが中央に集中するためその部分にボイドが発生することが多かった。しかし、上述の実施形態の積層装置によれば、プラテン１０５の一端側に真空ポンプ２の吸引口を形成したことから、真空引きの際に他端側から一端側へ向けた真空引きの流れができることで、試料Ｓとしてのウェハとフィルムとの間の空気がこの流れにより試料Ｓの端部から排出されるようになり、ボイドの発生を効果的に防止することができる。

　また、下プラテン１０５と上プラテン２０５には、それぞれ対象となる溝を形成したことから、真空引きをする際のチャンバー１内の空気の流れが一定方向となり、試料Ｓとしてのフィルムに皺やボイドが発生することを防止できる。

　また、ラバー２０７をスラップダウンさせる際、ラバー２０７と上プラテン２０５との間に窒素ガスなどの不活性ガスを注入するようにしたことから、大気によりスラップダウンさせる場合に比べて、ゴミやチリなどの異物や水蒸気などの混入が防止できるし、また均一な圧力を試料Ｓに対して加えることができる。

　また、従来は、皺やボイドの発生、あるいはゴミやチリなどの混入が問題となり真空プレスでは実用化できなかったが、上述の各効果により薄膜フィルムであっても平坦性がよく、かつ、ボイドの発生を抑えた積層ができる。

　また、ヒーター１０３及びヒーター２０３により、チャンバー１を加熱するようにすれば、試料Ｓとしてのフィルムがこの熱により溶融し、よりボイドや表面皺の発生を防止することができる。

　なお、上述の実施形態では、下プラテン１０５又は上プラテン２０５に形成される溝の幅を全て同じ幅とした例について説明したが、プラテンに形成される溝の幅を、真空ポンプ２の吸引口からの距離が近い溝よりも、吸引口からの距離が遠い溝の大きさが大きくなるように形成してもいよい。
　これにより、吸引口からの距離が遠い溝と吸引口からの距離が近い溝との吸引速度をあわせたり、あるいは吸引口から遠い溝の吸引力を高めることにより、いわゆるしごき効果をだすことができ、ボイドや表面皺の発生を効果的に防止できる。

　上述の実施形態では、半導体フィルム等の積層について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回路基板上に絶縁膜を積層したり、また他のフィルム状あるいはウェハ状の試料Ｓを複数積層する場合にも適用可能である。

　また、図１４に示すように、試料Ｓの積層後に、再度ガス注入装置によりラバー２０７とチャンバー１を構成する上プラテンとの間にガスを注入することにより、ラバー２０７を膨らませた状態でこれを試料Ｓ上に押し付けるようにしてもよい。この押し付ける際の速度、回数などは試料Ｓの材質に応じて適宜変えることができる。
　これにより、積層後の試料Ｓの積層強度を高めることができるし、また試料Ｓの表面の平坦性を高め精度良く試料Ｓの積層をすることができる。

　また、図１５に示すように、下プラテン内部のラバー１０７上に置かれた試料Ｓを取り囲むようにスペーサー１１０を配置するようにしてもよい。このスペーサー１１０は、試料Ｓの外形に合わせた形状の中空部が形成されており、この中空部内に試料Ｓが配置されるようになっている。このスペーサー１１０の厚さは、その上面が試料Ｓの上面と略面一になるように調整されている。なお、略面一とは、その上面が完全に面一でなくとも、スペーサー１１０と試料Ｓとの間に数mmないし数十mm程度の段差があってもよい。また、試料Ｓとスペーサー１１０の中空部との間には僅かな隙間が形成されていてもよい。

　このようにすることで、例えば、図１６に示すようにスペーサー１１０がない状態では、ラバー２０７をスラップダウンさせた際に、試料Ｓからはみ出たラバー２０７の部分の圧力が試料Ｓの上部の隅部に集中してしまい、精度良く試料Ｓの積層ができないといった問題が発生する場合があった。このような問題は特に、図１７に示したように、２つの試料Ｓを接着剤等介して接着しようとする場合には、試料Ｓの上面の隅部への圧力の集中により、試料Ｓに挟まれた接着剤が中心部に偏ってしまい、試料Ｓの上面が歪んでしまうといった問題があった。

　これに対して、図１５に示したように試料Ｓを取り囲むスペーサー１１０を配置し、このスペーサー１１０と試料Ｓの上端面が略面一になっていることから、ラバー２０７をスラップダウンさせた場合に、その圧力が試料Ｓの上端面で略均一になり、ラバー２０７からの圧力が試料Ｓの上端隅部に集中することを防止することができる。これにより、処理をされた後の試料Ｓにゆがみが無く、精度良く積層を行うことができる。

　次に、上述の積層装置を自動化装置に適用した例について図１８を参照して説明する。
　なお、上述の例と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
　図１８において、ベース３１０には一端側にフィルムローラ３０１と、従動ローラ３０２及び３０３が設けられている。フィルムローラ３０１には搬送フィルム３０８が巻回されている。また、ベース３１０の他端側には、駆動ローラ３０６と、従動ローラ３０４及び３０５が設けられている。駆動ローラ３０６はステッピングモータなどのモータ３０７が取り付けられることにより回転駆動されるようになっている。
　そして、搬送フィルム３０８が、フィルムローラ３０１から従動ローラ３０２、３０３及び従動ローラ３０４、３０５を介してチャンバー１内に掛け渡され、駆動ローラ３０６が回転することにより、搬送フィルム３０８が駆動ローラ３０６に巻き取られ、搬送フィルム３０８上に試料Ｓを載置した状態で、試料Ｓをチャンバー１内外へ移動できるようになっている。この際、図１９に示すように、搬送フィルム３０８は、下プラテン１０５の凹部１０５ａに掛け渡された状態で、搬送フィルム３０８の張力により、下側のラバー１０７との間に僅かな隙間が形成されるようになっている。即ち、当初より下プラテン１０５の凹部１０５ａの側壁の上端面と、下側のラバー１０７上端面との間には段差(空間）があるため、この段差を利用して、搬送フィルム３０８とラバー１０７との間に隙間が形成されるようになっている。
　なお、フィルムローラ３０１に搬送フィルム３０８の張力調整用の螺子などを設けることにより、搬送フィルム３０８の張力を調整できるようにしてもよい。この搬送フィルム３０８の張力は、図１９に示すように、搬送フィルム３０８に試料Ｓを載置した状態で、下プラテン１０上のラバー１０７との間に空間ができる程度の張力に調整する。この空間としては、例えば、数mm〜数十μm程度でもよい。また、搬送フィルム３０８は樹脂など所定の材料により構成することができる。

　また、上プラテン２０は、リフトなどの駆動装置３０９により上下動可能に構成されており、これによりチャンバー１が開放、密閉されるようになっている。
なお、上プラテン２０を動かすための駆動装置を設けずに、手動で上プラテン２０を動かすようにしてもよい。
　そして、上述のモータ３０７及び駆動装置３０９、及び真空ポンプ２、電磁弁３，４，５，６、ヒーター１０３は、コントロールパネル３１１と電気的に接続されており、所定のスイッチ等により通電制御されその動作が制御されるようになっている。

　図１８に示した装置による積層方法について説明する。
　まず、搬送フィルム３０８をフィルムローラ３０１から駆動ローラ３０７に掛け渡した状態で、試料Ｓを従動ローラ３０２及び３０３で支持されている搬送フィルム３０８上に載置する。
　この状態で、上プラテン２０を駆動装置３０９により開放するとともに、モータ３０７を駆動して駆動ローラ３０７を回転させることにより、搬送フィルム３０８上に載置した試料Ｓをチャンバー１内のラバー１０７の位置まで移動させる。この移動量は予めセットした位置までモータ３０７を回転させることにより制御できる。

　図示しないセンサー等により試料Ｓがチャンバー１内の上述の所定位置まで来たことを検知すると、駆動装置３０９が上プラテン２０を、チャンバー１が密閉状態となるまで下降させる。この状態では、試料Ｓは搬送フィルム３０７上に載置され、搬送フィルム３０７の張力により、ラバー１０７との間には僅かな隙間が形成されている状態となる。

　この状態で、前述の図１に示した例と同様に、真空ポンプを起動させる。そして、電磁弁５を閉めるとともに、電磁弁３を開きチャンバー１内を上下から真空引きを行い、チャンバー１内を所定の真空度まで真空引きを行う。そして、電磁弁４を閉めて上プラテン部２０側の吸引を中止するとともに、所定のタイミングで電磁弁６を開いて窒素ガスなどの不活性ガスを上プラテン２０とラバー２０７との間の隙間に注入する。
　ラバー２０７は注入された不活性ガスの圧力により下方に膨らみ、ラバー２０７が膨らんだ圧力により、試料Ｓを搬送フィルム３０８とともにラバー１０７上に押し付けて、圧力をかけることができる。これにより、試料Ｓはラバー２０７の圧力により積層することができる。

　ラバー２０７による加圧が完了すると、電磁弁３を閉めてチャンバー１内の真空引きを停止させるとともに、電磁弁５を開けることによりチャンバー１内に大気を導入し、駆動装置３０９を動作させて、上プラテン２０を持ち上げてチャンバー１を開放する。
　そして、モータ３０７を回転させることにより、搬送フィル３０８上の試料Ｓをチャンバー内から搬出して取り出すことができる。またこの際、従動ローラ３０２及び３０３のところに次の試料Ｓをセットしておくことにより、次の試料Ｓについて積層を連続して行うことができる。

　このように、搬送フィルム３０８上に試料Ｓを配置して、モータ３０６によりこの搬送フィルムを試料Ｓごとチャンバー１内に移動させることにより、自動機として効率的に試料Ｓの積層処理を行うことができる。
　また、試料Ｓをチャンバー１内にセットする際に、駆動装置３０９により上プラテン２０を試料Ｓが入る分だけ僅かに持ち上げればよいことから、試料Ｓをセットする時間を短縮することができるし、ヒータ１０３、２０３により温められたチャンバー１内のエアーが外部に漏れることを防止することができ、チャンバー１内の温度を均一に保ったまま積層処理をすることができる。

　また、フィルム搬送としたことから、例えば、試料Ｓを積層する際に使用した接着剤などによるダストが発生しても、これを搬送フィルム３０８とともにチャンバー１外に排出することができ、コンタミ防止により積層精度を良くすることができる。

　また、試料Ｓを搬送フィルム３０８でチャンバー１内に搬送した状態では、搬送フィルム３０８と下プラテン１０内部、即ちラバー１０７との間に僅かな空間が形成されるようにしたことから、試料Ｓをチャンバー内にセットしてからラバー２０７により加圧するまでの間にヒータ１０３により試料Ｓが加熱されることを防止できる。これにより、例えば、熱により変質しやすい樹脂などを積層する場合にであっても、試料Ｓが加熱されすぎて変質することを防止できる。

本発明にかかる積層装置の全体構成の概略説明図。 積層装置の一形態の斜視図。 本形態にかかるチャンバーの構成を示した断面図。 本形態にかかるチャンバーの分解した際の概略を示した斜視図。 本形態にかかる下プラテンの平面図。 本形態にかかるインナープレートの底面図。 本形態にかかる下プラテンにインナープレートを取り付けた際の底面図。 本形態にかかる上プラテンの底面図。 本形態にかかる積層装置の初期状態の動作を表した概略説明図。 本形態にかかる積層装置がチャンバー内の真空引きを行っている際の動作を表した概略説明図。 本形態にかかる積層装置のラバーをスラップダウンさせた際の動作を表した概略説明図。 本形態にかかる積層装置のラバーをスラップダウンさせた際の動作の詳細を表した概略説明図。 本形態にかかる積層装置により積層処理が完了した際の動作を表した概略説明図。 積層装置により積層後にラバーにより加圧する際の動作を表した要部断面図。 スペーサーを配置して積層を行う際の例を示した要部断面図。 従来の積層処理の例を示した別の要部断面図。 従来の積層処理後の試料を示した側面図。 積層装置を自動化装置とした場合の例を示した側面図。 フィルム搬送を行う際の積層装置の要部断面図。

符号の説明

　　１　　　チャンバー
　　２　　　真空ポンプ
　　３　　　電磁弁
　　４　　　電磁弁
　　５　　　電磁弁
　　６　　　電磁弁
　　７　　　真空度センサー
　　１０　　下プラテン部
　　２０　　上プラテン部
　　１０１　プラテンプレート
　　１０２　断熱材
　　１０３　ヒーター
　　１０５　下プラテン
　　１０６　インナープレート
　　１０７　ラバー
　　１０８　ラバー枠
　　２０１　プラテンプレート
　　２０２　断熱材
　　２０３　ヒーター
　　２０５　上プラテン
　　２０６　インナープレート
　　２０７　ラバー
　　２０８　ラバー枠

Claims (14)

1. 　一対のプラテンから構成され、積層対象となる少なくとも２つの試料を重ね合わせた状態で収納するチャンバーと、
   　上記チャンバー内の試料の上部に位置するように取り付けられたラバー部材と、
   　上記チャンバー内に接続されてチャンバー内の真空引きをする吸引装置と、
   　上記チャンバー内に接続され、上記吸引装置によりチャンバー内を真空引きした後、上記ラバー部材とチャンバーとの間に不活性ガスを注入することにより上記ラバー部材をスラップダウンさせて上記試料に対して圧力をかけることにより積層するガス注入装置と、
   　を有することを特徴とする積層装置。
2. 　上記プラテンのチャンバー内面部には、上記吸引装置に繋がる吸引口とこの吸引口に繋がる真空引き用の溝が形成されており、
   　上記溝の大きさは、上記吸引口からの距離が近い溝よりも、吸引口からの距離が遠い溝がより大きくなるように形成されている、
   　請求項１記載の積層装置。
3. 　上記プラテンには、上記吸引装置に繋がる吸引口が形成されているとともに、上記プラテンのチャンバー内面部には上記吸引口に繋がるように所定の溝が形成されたプレート部材が着脱可能に取り付けられている、
   　請求項１記載の積層装置。
4. 　上記吸引口は、上記プラテンの一端側に形成されている、
   　請求項２又は３のいずれかの項に記載の積層装置。
5. 　上記一対のプラテンの内面部には、溝がそれぞれ対称となるように形成されている、
   　請求項２〜４のいずれかの項に記載の積層装置。
6. 　上記試料は、ガラス基板と、当該ガラス基板上に形成するフィルムである、
   　請求項１〜５のいずれかの項に記載の積層装置。
7. 　上記フィルムは、膜圧が１０μｍ以上の膜圧である、
   　請求項６記載の積層装置。
8. 　上記チャンバーを加熱するためのヒーターを更に有する、
   　請求項１〜７のいずれかに記載の積層装置。
9. 　上記プラテン内部に配置され、上記試料を取り囲む中空状に形成されるとともに、その上面が上記試料の上面と略面一となるスペーサーを更に有する、
   　請求項１〜８のいずれかの項に記載の積層装置。
10. 　上記チャンバー内を通って移動可能に掛け渡された搬送フィルム及び、当該搬送フィルムを巻き取ることにより搬送フィルムを移動させる駆動装置により構成されるフィルム搬送装置と、
    　上記プラテンを移動させることによりチャンバーを開放又は密閉させるプラテン駆動装置と、を更に有し、
    　上記プラテン駆動装置によりプラテンを駆動してチャンバーを開放した状態で、試料を載置した搬送フィルムを移動させることにより上記チャンバー内に試料を搬送し、搬送した試料の積層が完了した後に上記プラテン駆動装置によりプラテンを駆動してチャンバーを開放した状態で、試料を載置した搬送フィルムをチャンバー内から移動させることにより試料を搬出する、
    　請求項１〜９のいずれかの項に記載の積層装置。
11. 　上記プラテンには、チャンバー内を加熱するヒーターが取り付けられており、
    　上記搬送フィルムは、試料を載置してチャンバー内で掛け渡された状態で、上記プラテン内部との間に隙間が形成されるように配置されている、
    　請求項１〜１０のいずれかの項に記載の積層装置。
12. 　チャンバー内に積層対象となる少なくとも２つの試料を重ね合わせて収納した状態で、上記チャンバー内に接続された吸引装置により、チャンバー内を真空引きをする段階と、
    　ガス注入装置により上記ラバー部材とチャンバーとの間に不活性ガスを注入することにより上記ラバー部材をスラップダウンさせて上記試料を圧着させる段階と、
    　を有することを特徴とする積層方法。
13. 　積層後に、イオンブロアーのより試料の冷却及び静電気除去を行う段階をさらに有する、
    　請求項１２に記載の積層方法。　
14. 　積層後に、上記ガス注入装置によりラバー部材とチャンバーとの間にガスを注入することにより膨らませたラバー部材を上記試料上に押し付ける段階を更に有する、
    　請求項１２又は１３のいずれかの項に記載の積層方法。　
    
    　

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