JP4926630B2

JP4926630B2 - 固体撮像装置の製造方法および製造装置、並びに貼付装置

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Publication number: JP4926630B2
Application number: JP2006261558A
Authority: JP
Inventors: 俊広藤井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008084994A

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法および製造装置、並びに貼付装置に関するものである。

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）などの固体撮像素子は、エリアセンサおよびリニアセンサなどに用いられる。これらのセンサは、セラミックやプラスチックを用いた中空パッケージ内に、固体撮像素子が密封状態で収納された構造となっている。このような構造によって、固体撮像素子は、外部から湿気やゴミなどが侵入しない構造となる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。

図９（ａ）に示すように、この製造方法では、半導体基板であるシリコンウェハ１００の表面に、所定のチップ分離領域１０７・１０７を適宜設けて複数の固体撮像素子１０３を形成する。そして、それぞれの固体撮像素子１０３の周囲に、所定数のアルミパッド（ボンディングパッド）１０５・１０５…を形成する。

次に、シリコンウェハ１３０上に形成された複数の固体撮像素子１０３を、チップ分離領域１０７・１０７においてダイシングソー等により分離し、図９（ｂ）に示すようなチップ１０２に個片化する。

次に、図９（ｃ）に示すように、個片化したチップ１０２を、セラミック又はプラスチック等からなるパッケージ基板１０８に搭載する。そして、パッケージ基板１０８に設けられている所定数のパッケージ端子１０８ａ・１０８ａと、それぞれに対応するアルミパッド１０５・１０５とを、ボンディングワイヤ１０９・１０９を介して電気的に接続する。さらに、パッケージ基板１０８に搭載されたチップ１０２、および、ボンディングワイヤ１０９・１０９を覆うように、透光性を有するキャップガラス１０４を装着する。

このように製造された固体撮像装置１０１は、キャップガラス１０４を介して外部から光を取り込み、この光を固体撮像素子１０３において受光する。固体撮像素子１０３は、受光した光を所定の電気信号に変換し、ボンディングワイヤ１０９を介して電気信号を外部へ送出する。また、図９（ｃ）に示すように、固体撮像素子１０３とキャップガラス１０４との間の空間を密封状態にすることにより、固体撮像素子１０３は、外部から湿気及びゴミ等が侵入しない構造となる。

しかし、上述した固体撮像装置１０１の製造方法では、シリコンウェハ１３０に固体撮像素子１０３を形成してから、キャップガラス１０４を装着するまでの間に、多数の工程が必要となる。すなわち、シリコンウェハ１３０を複数のチップ１０２にダイシングする工程，チップ１０２をパッケージ基板１０８に搭載するマウンティング工程，チップ１０２に形成されたアルミパッド１０５・１０５とパッケージ基板１０８に形成されたパッケージ端子１０８ａ・１０８ａとをボンディングワイヤ１０９・１０９で接続するボンディング工程，キャップガラス１０４をパッケージ基板１０８に装着する工程等が必要となる。しかも、これらの各工程において、固体撮像素子１０３は、むき出しの状態となっている。このため、固体撮像素子１０３の表面に損傷及びダストの付着が起こりやすい。固体撮像素子１０３の表面の損傷、および、その表面へのダストの付着は、固体撮像素子１０３における画素欠陥となり、歩留まりの低下の原因となっていた。

そこで、シリコンウェハをチップに分離するダイシング処理を行う前に、シリコンウェハ上の固体撮像素子に、キャップガラスを装着する方法が行われている（例えば、特許文献１）。

図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、別の従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。

図１０（ａ）に示すように、この製造方法では、半導体基板であるシリコンウェハ２００の表面に、所定のチップ分離領域２０７・２０７を設けて、複数の固体撮像素子２０３及び所定数のアルミパッド２０５・２０５…を形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）のシリコンウェハ２００上のそれぞれの固体撮像素子２０３に、キャップガラス２０４を貼り付ける。

その後、キャップガラス２０４を貼り付けたシリコンウェハ２００を、チップ分離領域２０７・２０７において分離する。これにより、図１０（ｃ）に示すようなチップに個片化され、固体撮像装置２０１が製造される。

最後に、図１０（ｄ）に示すように、固体撮像装置２０１を、パッケージ基板２０８に搭載する。そして、パッケージ基板２０８に設けられている所定数のパッケージ端子２０８ａ・２０８ａと、それぞれに対応するアルミパッド２０５・２０５とを、ボンディングワイヤ２０９・２０９を介して電気的に接続する。

一方、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、さらに別の従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。

この製造方法では、図１１（ａ）に示すように、前述の方法と同様に、半導体基板であるシリコンウェハ３００の表面に、所定のチップ分離領域３０７・３０７を設けて、複数の固体撮像素子３０３及び所定数のアルミパッド３０５・３０５…を形成する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、シリコンウェハ３００に形成された固体撮像素子３０３の周囲を囲むように、アルミパッド３０５・３０５の内側に凸部３０６を周設する。そして、その凸部３０６に、キャップガラス３０４を装着する。凸部３０６は、キャップガラス３０４及び固体撮像素子３０３を接着するためのものである。

次に、凸部３０６を介してキャップガラス３０４が装着されたシリコンウェハ３００を、チップ分離領域３０７・３０７において分離する。これにより、図１１（ｃ）に示すようなチップに個片化され、固体撮像装置３０１が製造される。

最後に、図１１（ｄ）に示すように、固体撮像装置３０１を、パッケージ基板３０８に搭載する。そして、パッケージ基板３０８に設けられている所定数のパッケージ端子３０８ａ，３０８ａと、それぞれに対応するアルミパッド３０５，３０５とをボンディングワイヤ３０９，３０９を介して電気的に接続する。

このようにして製造された固体撮像装置３０１には、固体撮像素子３０３の直上に空間５３ａが設けられている。しかも、この空間３０３ａを凸部３０６により密封状態にすることにより、固体撮像装置３０１の製造工程において、固体撮像素子３０３に対して外部から湿気及びゴミ等の侵入を防止することができる。

このように、これらの製造方法によれば、シリコンウェハ２００，３００を個々のチップ２０２，３０２に個片化する工程以降において、固体撮像素子２０３，３０３の表面に損傷及びダストの付着が起こりにくくなる。

しかし、固体撮像装置２０１では、固体撮像素子２０３とキャップガラス２０４とが直接、接するため、固体撮像素子２０３のマイクロレンズが損傷しやすくなるという欠点がある。また、固体撮像装置３０１では、複数の固体撮像素子３０３のそれぞれにキャップガラス３０４を貼り付ける必要があり、生産性が悪い。

そこで、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）に示す固体撮像装置４０１の製造方法では、生産性を高めるために、複数の固体撮像素子４０３，４０３に対して１枚のキャップガラス４０４が装着される。

具体的には、図１２（ａ）に示すように、この製造方法では、前述の方法と同様に、半導体基板であるシリコンウェハ４００の表面に、所定のチップ分離領域４０７・４０７を設けて、複数の固体撮像素子４０３及び所定数のアルミパッド４０５・４０５…を形成する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、シリコンウェハ４００に形成された、アルミパッド４０５，４０５及びそれぞれの固体撮像素子４０３を隔てるチップ分離領域４０７，４０７上に、凸部４０６を形成する。これにより、固体撮像素子４０３の形成表面よりも所定領域だけ大きい領域を除いて、シリコンウェハ４００の表面に凸部４０６が形成される。次に、同図に示すように、シリコンウェハ４００上の全ての固体撮像素子４０３を覆うことが可能な大きさのキャップガラス４０４を、この凸部４０６に装着する。

さらに、このようなキャップガラス４０４が装着されたシリコンウェハ４００を、チップ分離領域４０７，４０７において分離する。これにより、図１２（ｃ）に示すようなチップに個片化され、固体撮像装置４０１が製造される。また、チップ４０２における凸部４０６の側面をエッチングして、図１２（ｄ）に示すようにアルミパッド４０５，４０５をむき出しにする。

次に、図１２（ｅ）に示すように、固体撮像装置４０１を、パッケージ基板４０８に搭載し、パッケージ基板４０８に設けられている所定数のパッケージ端子４０８ａ，４０８ａと、それぞれに対応するアルミパッド４０５，４０５とをボンディングワイヤ４０９，４０９を介して電気的に接続する。

このように、この製造方法では、複数の固体撮像素子４０３，４０３に対して１枚のキャップガラス４０４を装着することにより、キャップガラス４０４の装着工程を短縮することができる。また、固体撮像装置４０１では、固体撮像素子４０３の直上に空間４０３ａを設けることができ、この空間４０３ａを凸部４０６により密封状態にすることにより、固体撮像装置４０１の製造工程において固体撮像素子４０３に対して外部から湿気及びゴミ等の侵入を防止することができる。

このような固体撮像装置の製造時には、固体撮像素子を有するシリコンウェハとキャップガラスとを貼付ける。この貼付けは、互いに対向する２つのステージを備えた貼付装置により行う。例えば、図１２（ｄ）の場合、固体撮像素子４０３を有するシリコンウェハ４００を保持したステージと、キャップガラス４０４を保持したステージとを対向させる。そして、各ステージの相対移動によって、シリコンウェハ４００上に形成された凸部４０６と、キャップガラス４０４とを接触させる。これにより、シリコンウェハ４００と、キャップガラス４０４とが、凸部４０６を介して貼り付けられる。

ステージを備えた貼付装置によって、シリコンウェハ４００とキャップガラス４０４とを貼付けるには、２つのステージを互いに平行にすることが重要となる。ステージが互いに平行でなければ、シリコンウェハ４００とキャップガラス４０４とを平行に貼り付けられない。しかし、貼付を繰り返すと、ステージの平行度にずれが生じ、シリコンウェハ４００とキャップガラス４０４とを平行に貼り付けられなくなる。

そこで、シリコンウェハ４００とキャップガラス４０４とを平行に貼付けるために、種々の工夫がなされている。

例えば、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すような、ネジ式の平行度調整機構によって、ステージの平行度を調整する。図１３（ａ）は、ネジ式の平行度調整機構を示す上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の断面図である。図１３（ａ）の平行調整機構は、８対の固定用ボルト５０４および高さ調整ボルト５０５を用いる。つまり、テーブル５０２上の８点で平行調整する。具体的には、このネジ式の平行調整機構は、図１３（ｂ）に示すように、ステージ５０１が、テーブル５０２とベース５０３との２重構造となっている。テーブル５０２は、貼付対象となる基板（シリコンウェハなど）を保持するものであり、ベース５０３は、テーブル５０２を支持するためのものである。テーブル５０２とベース５０３とは、ステージ５０１の外周部に設けられた、複数の固定用ボルト５０４（図の例では８本）によって固定されている。固定用ボルト５０４は、テーブル５０２からベース５０３まで貫通している。そして、各固定用ボルト５０４を中心として、その外側に、高さ調整ボルト５０５が、設けられる。固定用ボルト５０４は、高さ調整ボルト５０５の中心を貫通している。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）のネジ式の平行度調整機構は、高さ調整ボルト５０５によりテーブル５０２の高さ調整によって、ステージ５０１の平行度を調整する。すなわち、まず、平行度の調整が必要なポイントの固定用ボルト５０４を緩める。次に、そのポイントの高さ調整ボルト５０５のネジを調節して、そのポイントの高さを調整する。高さ調整後の平行度は、ステージ間に感圧紙を挟みこんだときの圧力分布から、確認することができる。

一方、特許文献２には、このような高さ調整ボルトを用いない貼付装置が開示されている。図１４は、特許文献２の貼付装置の概略断面図である。図１４の貼付装置は、チャンバ６０８内の真空圧が規定値になった時に、シリンダ６０９の上昇により、半導体ウェハ６０１とテープ６０４とが接触する。そして、シリンダ６０９の加圧力と球面座６１０の平行出しの作用により、半導体ウェハ６０１とテープ６０４との均一な貼付を可能としている。
特開２００４−２４７４８６号公報（２００４年３月２４日公開）実開昭６０−９２７号公報（１９８５年８月１９日公開）

しかしながら、従来の平行調整では、平行な貼付が困難であるという問題がある。

具体的には、図１３（ａ）および図１３（ｂ）のネジ式の平行調整の場合、ステージ５０１を、テーブル５０２とベース５０３との２重構造とする必要がある。その結果、テーブル５０２とベース５０３との間が、中空となる。

しかも、テーブル５０２とベース５０３とは、固定用ボルト５０４および高さ調整ボルト５０５が設けられた部分でのみ保持される。このため、テーブル５０２とベース５０３とを固定する面積が小さくなる。また、いずれのボルトにも、緩み止め機構はなく、いずれのボルトも緩みやすい。

これらの結果、貼付動作の繰り返しによって、ステージ５０１に荷重が繰り返しかかると、固定用ボルト５０４および高さ調整ボルト５０５の位置が、極めて変動しやすくなる。また、上記の中空によって、ネジ式の平行調整では、貼付動作を繰り返すとともに、ステージ同士の平行度がずれやすくなり、平行調整の精度が非常に悪くなる。平行調整の精度は、貼付ける基板の面積が大きくなるほど、悪くなる。なお、上記のように、中空が形成されると、ステージ５０１が撓んでしまう。このため、ステージ５０１に荷重がかかると、ステージ５０１が湾曲してしまう。これも、平行調整が悪くなる原因となる。

一方、特許文献２には、シリンダ６０９と球面座６１０とによって平行出しすると記載されているものの、その詳細については開示されていない。

ここで、特許文献２の貼付装置を、シリコンウェハとキャップガラスとの接着に適用したとする。この場合、シリコンウェハとキャップガラスとを接触させた状態で、シリンダ６０９の加圧力と球面座６１０とにより、シリコンウェハとキャップガラスとを平行にする。ここで、シリコンウェハとキャップガラスとが平行でない場合には、シリコンウェハとキャップガラスとが、傾斜して接触することになる。このため、接触時には、キャップガラスが、シリコンウェハ上に形成された凸部の一部のみに接触する。その結果、接触した凸部に偏って荷重がかかってしまい、その凸部に潰れが生じる。このため、シリコンウェハとキャップガラスとを平行に貼付けることができない。しかも、潰れた凸部は、貼付けには関与できなってしまう。つまり、貼付強度が小さくなる（不十分となる）ため、キャップガラスが剥がれやすくなる。なお、ネジ式の平行調整の場合も同様のことがいえる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを、平行に貼り付けることのできる固体撮像装置の製造方法および製造装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、対向する基板同士を、平行に貼付けることのできる貼付装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の固体撮像装置の製造装置は、固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付部を備え、上記貼付部は、互いに対向する２つのステージを有し、その一方に固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっていることを特徴としている。

上記の発明によれば、貼付部が有する少なくとも一方のステージに、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンが設けられている。つまり、製造装置自体が、平行度を合わせる構造を有している。そして、平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向するステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっている。このため、機械的に各ステージの平行度調整したり、平行ずれを監視したりする必要がない。

さらに、上記の発明によれば、ステージの平行調整を行うために平行調整用ピンを用いるため、従来のネジ式の平行調整に必要なボルトを用いない。このため、ネジ式の平行調整の場合のように、ステージに中空を形成する必要はなく、ステージに撓みも生じないし、ネジが緩むこともない。これにより、ステージに繰り返し荷重がかかっても、互いのステージの平行がずれにくい。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを、確実に平行に貼付ることができる。それゆえ、ウェハレベルの大面積の基板の貼り付けであっても、全面の平行度確保が容易となる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記貼付部は、平行度の調整後、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けることが好ましい。

上記の発明によれば、ステージの平行度の調整後、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付ける。つまり、平行度の調整時には、固体撮像素子を有する基板と封止基板とが接触しない。これにより、平行度の調整時に、固体撮像素子に加わる衝撃を軽減することができる。従って、衝撃から固体撮像素子を保護することができる。

このように、上記の発明によれば、いきなり、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを押し当てる前に、平行調整用ピンを用いてステージの平行度を調整する。これにより、特に固体撮像素子を有する基板への衝撃を少なくすることができる。つまり、固体撮像素子を有する基板と、封止基板とを、低インパクトに貼付けることができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、前記平行調整用ピンは、３本以上であることが好ましい。

上記の発明によれば、３本以上の平行調整用ピンを用いて、ステージの平行度を調整する。これにより、対向するステージ同士を、確実に平行にすることができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記平行調整用ピンは、その平行調整用ピンが設けられたステージから、他方のステージ方向に突出可能となっており、上記平行度の調整時には、その平行調整用ピンが設けられたステージに保持された固体撮像素子を有する基板または封止基板を越えて突出するようになっていることが好ましい。

上記の発明によれば、平行調整用ピンが、その平行調整用ピンが設けられたステージから、突出する長さ（突出長さ）を自在に設定できるようになっている。そして、平行度の調整時に、平行調整用ピンは、平行調整用ピンが設けられたステージに保持される基板（固体撮像素子を有する基板または封止基板）よりも、他方のステージ方向（ステージの対向する方向）に、突出している。このため、平行度の調整時には、固体撮像素子を有する基板と封止基板とが接触しない。これにより、平行度の調整時に、固体撮像素子に加わる衝撃を軽減することができる。従って、衝撃から固体撮像素子を保護することができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、少なくとも一方のステージの高さ、および、平行調整用ピンの突出長さの少なくとも一方を調節するための荷重を付与する荷重部を備えることが好ましい。

上記の発明によれば、荷重部による荷重によって、ステージの高さおよび平行調整用ピンの突出長さの少なくとも一方が調節される。これにより、荷重部の荷重量を変化させることによって、ステージの高さ調整および平行調整用ピンの突出長さ調整が可能となる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けるための貼付け荷重を、段階的に上昇させることが好ましい。

上記の発明によれば、荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けるための貼付荷重を、徐々に増加させる。このため、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時の荷重が、小さくなる。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時に、固体撮像素子が受ける衝撃を、軽減することができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時の初期貼付荷重を、固体撮像素子を有する基板と封止基板との貼付に必要な最終貼付荷重よりも小さくするように設定されていることが好ましい。

上記の発明によれば、初期貼付荷重が、最終貼付荷重よりも小さく設定されている。このため、最終貼付荷重よりも小さい荷重で、固体撮像素子を有する基板と封止基板とが接触する。つまり、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時の荷重が、小さくなる。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時に、固体撮像素子が受ける衝撃を、軽減することができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板との貼付時に、平行調整用ピンに、貼付方向と反対方向に、最終貼付荷重未満の荷重を加えることが好ましい。

上記の発明によれば、平行調整用ピンによって、抵抗を与えながら、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けることができる。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時に、固体撮像素子が受ける衝撃を、軽減することができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上記荷重部は、エアシリンダであることが好ましい。

上記の発明によれば、平行調整用ピンの突出長さ、および、ステージの高さのいずれかを調節するために、エアシリンダを用いる。このため、それらの調節の際に、ゴミなどが発生しないクリーンな環境を作り出すことができる。従って、固体撮像素子へのゴミなどの侵入を確実に防ぎ、固体撮像装置を製造することができる。また、エアシリンダを用いれば、貼付荷重の制御が容易になる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、少なくとも一方のステージの固体撮像素子を有する基板または封止基板の保持面が、水平面に対して、傾斜可能となっていることが好ましい。

上記の発明によれば、少なくとも一方のステージの基板保持面が、水平面に対して、傾斜可能となっている。言い換えれば、ステージの基板保持面が、可動式となっている。これにより、ステージ同士の角度を、自在に変更することができる。従って、貼付動作の繰り返しによって、一方のステージの位置がずれたとしても、他方のステージを傾斜させることによって、互いのステージを平行にすることができる。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを、確実に平行に貼付けることができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、上方に配置された上ステージが固定されており、下方に配置された下ステージが可動式となっていることが好ましい。

上記の発明によれば、１対のステージのうち、上側に配置された上ステージが固定されており、下側に配置された下ステージが可動式となっている。この構成では、可動式の下ステージが、固定された上ステージに接触するように移動して、平行度を調整する。ここで、製造装置内にダストが発生したとすると、そのダストは重力方向に落下する。しかし、この構成では、上ステージが固定されているため、落下するダストの上ステージへの付着を防ぐことができる。

本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付け工程を有する固体撮像装置の製造方法であって、上記貼付け工程は、互いに対向する２つのステージの一方に、固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、少なくとも一方のステージに設けられた平行調整用ピンと、平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとを接触させることにより、互いのステージの平行度を調整することを特徴としている。

上記の発明によれば、平行調整用ピンとステージとの接触によって、互いのステージが平行になる。これにより、平行になったステージに保持された、固体撮像素子を有する基板と、封止基板とを、平行に貼付けることができる。

本発明の貼付装置は、上記の課題を解決するために、基板同士を貼付ける貼付装置であって、互いに対向する２つのステージを有し、各ステージに上記基板を保持し、少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっていることを特徴としている。

上記の発明によれば、平行調整用ピンとステージとの接触によって、互いのステージが平行になる。これにより、平行になったステージに保持された、基板同士を平行に貼付けることができる。

以上のように、本発明は、平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっているステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっている。それゆえ、平行度を調整したステージに保持された、基板同士を、平行に貼付けることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図８に基づいて説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明は、固体撮像素子のウェハと、ガラス基板とを平行に貼付けるために、平行度調整用ピンを用いることを特徴とするものである。本発明の説明に先立ち、固体撮像装置およびその製造方法について説明する。
（１）固体撮像装置
図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明により製造される固体撮像装置１の概略構成を示す模式図である。図３(ａ)は、固体撮像装置１の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢符Ａ−Ａにおける断面図である。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、固体撮像装置１は、シリコンウェハ２上に形成された固体撮像素子３に、凸部６を介して、キャップガラス４が貼り付けられた構成である。

固体撮像素子３は、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサーからなる。本実施形態では、固体撮像素子３は、シリコンウェハ２に平面視矩形状に形成されている。固体撮像素子３上には、カラーフィルターおよびマイクロレンズ（図示せず）が積層されている。シリコンウェハ２上には、外部端子であるアルミパッド５も形成されている。

キャップガラス４は、凸部６を介して固体撮像素子３に対向して配置されている。キャップガラス４は、外部の湿気，ダスト(ゴミ、切りくず)などから、固体撮像素子３の表面を保護するためのものである。キャップガラス４は、固体撮像素子３に蓋をする蓋部である。キャップガラス４は、ガラスなどの透光性材料から構成される。つまり、キャップガラス４は、透明基板である。

凸部６は、固体撮像素子３よりも外側のシリコンウェハ２上に形成されている。凸部６は、キャップガラス４及び固体撮像素子３を接着するための接着部である。凸部６は、例えば、２０μｍから１００μｍの厚さとすることができる。固体撮像装置１の製造時には、凸部６は、シリコンウェハ２またはキャップガラス４上に形成される。凸部６は、感光性樹脂材料を用いフォトリゾグラフィ技術により形成したり、樹脂材料を用い印刷により形成することができる。

図４は、固体撮像装置１をさらに詳細に示す断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示した固体撮像装置１は、パッケージ基板８に搭載される。そして、シリコンウェハ２に形成されたアルミパッド５・５と、それぞれに対応するパッケージ基板８に設けられている所定数のパッケージ端子８ａ・８ａとが、ボンディングワイヤ９・９を介して電気的に接続される。

固体撮像装置１は、固体撮像素子３の表面に配置された受光素子（図示せず）により受光(光検出)をする。つまり、固体撮像装置１は、キャップガラス４を介して外部から光を取り込み、この光を固体撮像素子３において受光する。固体撮像素子３は、受光した光を所定の電気信号に変換し、ボンディングワイヤ９を介して電気信号を外部へ送出する。また、図３（ｂ）および図４に示すように、固体撮像装置１では、固体撮像素子３とキャップガラス４との間の空間は、凸部６およびキャップガラス４により密封（封止）状態となる。このため、固体撮像素子３には、外部から湿気及びゴミ等が侵入しない。

（２）固体撮像装置の製造方法の概略
（固体撮像素子を有する基板の加工工程）
図５は、本発明の実施の形態１にかかる固体撮像素子モジュールの製造方法を示すフローチャートである。まず、図５における、固体撮像素子を有する基板を加工する工程から説明する。本実施形態では、固体撮像素子を有する基板の具体例として、ウェハを例にした、ウェハ加工工程について説明する。このため、図５中の破線内のウェハ加工工程が、固体撮像素子を有する基板加工の工程に相当する。図６（ａ）および図６（ｂ）は、詳細にウェハ加工工程を示した図である。図６（ａ）は、図５のウェハ加工工程のフローチャートであり、図６（ｂ）は図６（ａ）の各工程のうち、主な工程に対応したウェハ等の断面図を示している。

まず、固体撮像素子等形成工程では、例えばシリコン材料からなるウェハ１０にＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサーといった既存の技術に基づく固体撮像素子１１および端子１２を形成する（Ｓ１）。このプロセスは公知のものが使用できるため詳細な説明は省略する。

ここで、固体撮像素子１１は、フォトダイオード単体を言うものではない。後述する透明基板は複数のフォトダイオードが整列されている領域に対して配置されれば良いので、固体撮像素子１１というときには、少なくともフォトダイオードが整列されている領域を含めば良く、その他の制御部分を含むか否かは問わない。

そして、固体撮像素子モジュールの薄型化を図る目的でウェハ１０の裏面研磨を行う（Ｓ２）。これには公知の研磨技術を用い得るため特には説明しない。研磨された結果、７００μｍ程度あったウェハ１０の厚みは１００〜３００μｍ程度に薄型化される。

次に、裏面研磨工程（Ｓ２）で出てきたダストを除去するため洗浄工程（Ｓ３）を行う。その後、ウェハ１０の固体撮像素子１１形成面のうち、少なくとも固体撮像素子１１が形成されている領域全体を覆うように、シール剤１３を配置する（Ｓ４：シール剤貼付工程）。このシール剤貼付工程は、シール剤１３の塗布、或いは、シート状材料からなるシール剤１３を貼付けして行う。シール剤１３としては、例えば密着性の高いアクリル、エポキシ、ポリイミド系の感光性熱硬化性樹脂などを用いることができる。

そして、ウェハ１０にシール剤１３をパターンニングするため、公知のフォトリソグラフ技術を用いて露光工程（Ｓ５：シール剤露光工程）を行った後、フィルム剥し工程及び現像工程を行う（Ｓ６：フィルム剥し現像工程）。この結果、後に個片透明基板を貼りつけるときに個片透明基板と接合される凸状のシール剤１３を、各固体撮像素子１１の周囲にパターンニングして配置することができる。このシール剤１３の形状は、より正確には、固体撮像素子１１の外側で且つ外部接続用の端子１２の内側に、透明基板２０内面が曇ることを防止する迷路状の通気孔を有して形成され、その通気孔以外の部分は密閉されるように略均一な高さに形成される。このようにして固体撮像素子を有する基板の加工工程は終了する。

（透明基板加工工程）
次に、透明基板加工工程について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）により詳しい透明基板加工工程を示す。図７（ａ）は、図５の透明基板加工工程のフローチャートであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の各工程のうち主な工程に対応した透明基板２０等の断面図を示している。

まず、透明基板２０をウェハ１０に対向させる際に配置し易くするために、ウェハと略同一の外周を有する円形に切断する（Ｓ１１：形状調整カット工程）。図７（ａ）および図７（ｂ）中、形状調整カット工程（Ｓ１１）の前後の透明基板２０の様子を斜視した図を図７（ｃ）に示している。図７（ｃ）中、実線より内側が実際に残っている透明基板２０であり、破線部が切断される部分である。つまり、この工程により、方形の透明基板２０が切断され、円形の透明基板２０が形成される。このように、ウェハ１０と略同一の形状に透明基板２０を切断した結果、汎用的に用いられているチャックや搬送装置などを用いて加工できるため好適である。なお、透明基板２０としては、ガラス、石英或いは透明樹脂が例示できる。

次に、切断した透明基板２０の縁部の状態を整えるために端面を平坦化する処理を行う（Ｓ１２：端面処理工程）。そして、固体撮像素子１１への赤外線の透過率を減少するためのＩＲカットコーティング２１を、透明基板２０に形成する（Ｓ１３：ＩＲカットコーティング工程）。このＩＲカットコーティング工程は、例えばスパッタリング蒸着などの公知の技術を用いることが可能である。また、以下ではＩＲカットコーティングを施したものも含めて透明基板２０と記載する場合がある。また、本実施形態のＩＲカットコーティング工程では、透明基板２０と同形状のＩＲカットコーティングを、透明基板２０の全面に、蒸着によって形成した。

次に、サポート部材２２をＩＲカットコーティング２１の形成面に貼りつける（Ｓ１４：サポート部材貼付工程）。この結果、サポート部材２２と透明基板２０とにＩＲカットコーティング２１が挟まれた状態になる。このサポート部材２２には、切断装置２３にて切断を行った際に個片状となった透明基板２０及びＩＲカットコーティング２１を仮固定状態にして保持する目的がある。

また、サポート部材２２としては、例えば３００〜１０００μｍ程度の板材をウェハ１０と同形状にしたものの両面に粘着部材２７を施したものを用いることができる。粘着部材２７に用いる粘着剤は、ＵＶ光（紫外線光）を照射すれば含有されている発泡材料が発泡して粘着性が低下するものを用いることができる。この粘着部材２７としては、例えば日東電工社製リバアルファ（登録商標）が例示できる。なお、この板材に、ガラス、石英或いは透明樹脂やこれらの複合材といった透明材料を用い、粘着部材２７に透明のものを用いれば、透明基板２０を通してウェハ１０のアライメントマークを確認できるので、位置合わせの容易化を図ることができ好適である。なお、ここでいう位置合わせは、水平方向（面方向；ＸＹ方向）の位置合わせである。

また、粘着部材２７に用いる粘着剤は、ＵＶ光を照射すれば含有されている発泡材料が発泡して粘着面の粘着性が低下するものを例示したが、これに限られず、何らかの外力を加えることによって粘着性が低下するものであれば同様に使用できる。他の例としては、熱を加えることによって発泡剤が発泡して粘着性が低下する材料、或は加熱又はＵＶ照射により硬化して粘着力が低下する材料を例示できる。ただし、この熱を用いて粘着力を低下させる材料を用いた場合には、以下に示すＵＶ照射工程を加熱工程に変更する必要がある。なお、以下には、ＵＶ光によって粘着性を低下させる場合を例に説明する。

次に、透明基板２０とＩＲカットコーティング２１とを切断装置２３にて所定の形状に切断し、個片透明基板２５を形成する（Ｓ１５：透明基板切断工程）。ここで、切断装置２３としては、ダイサー、スライサー、ワイヤーソー、レーザー等を用いることができる。また、このときの切り込み深さは、透明基板が完全に切断される深さで、かつ粘着部材２７を完全に切断されてしまわないような深さに設定する。その結果、サポート部材２２の板材は切断されず再利用することが可能となる。また、この切断における所定の形状とは、パターンニングされたシール剤１３の外周と同等の大きさを有するものである。

前述のように、本実施形態では、ＩＲカットコーティング工程（Ｓ１３）において、透明基板２０と同形状のＩＲカットコーティングを、透明基板２０に形成している。このため、透明基板切断工程（Ｓ１５）では、ＩＲカットコーティング２１を形成した透明基板２０を切断することによって、ＩＲカットコーティング２１が形成された個片透明基板２５を形成することができる。従って、個片透明基板２５の各々に、ＩＲカットコーティング２１を形成するよりも、簡便にＩＲカットコーティング２１が形成された個片透明基板２５を形成することができる。しかも、透明基板２０に、一括してＩＲカットコーティング２１を形成するため、処理スピードの向上、および、歩留まりの向上を実現できる。

次に、透明基板切断工程（Ｓ１５）により生じたカレットやパーティクルを除去するために、透明基板２０を洗浄する（Ｓ１６：透明基板洗浄工程）。そして、サポート部材２２のＩＲカットコーティング２１配置面とは反対側の面に、サポートテープ２４を貼りつける（Ｓ１７：サポートテープ貼付工程）。このようにして、透明基板加工の工程は終了する。なお、サポートテープ２４に貼り付けられた透明基板２０と同一面には、金属製の枠体であるサポートリング２６が設けられている。加工された透明基板２０は、サポートリング２６の内部に配置される。

なお、このサポートテープ２４は、後に行われる貼り合わせ工程が６０〜１２０℃程度の雰囲気中で行われることから、その雰囲気温度に耐えられる材料を用いる。この材料としては、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）が例示できるが、温度や外的要因を考慮すればＰＥＴが最も好適である。また、上記したサポートテープ２４は金属製の枠体であるサポートリング２６の内側に固定された状態となっている。サポートテープ２４の表面には、サポート部材２２と透明基板２０とを接着するために説明した材料と同様の材料を用いることもできる。以下ではＵＶ照射により粘着力が低下する材料を例に説明を行う。

（固体撮像素子を有する基板と透明基板との貼り合わせ工程）
次に、ウェハ１０（固体撮像素子を有する基板）と透明基板２０との貼り合わせ工程（ウェハ−透明基板貼り合わせ工程）等を含むモジュール化工程の説明に移る。図８（ａ）および図８（ｂ）は、詳細にモジュール化工程を示した図である。図８（ａ）は、図５のモジュール化工程のフローチャートであり、図８（ｂ）は図８（ａ）の各工程における主な断面図である。

まず、ウェハ１０と透明基板２０とを位置合わせして対向させる。このとき、透明基板２０のＩＲカットコーティング２１配置面と、ウェハ１０の固体撮像素子１１配置面とを対向させるとともに、パターンニングされている各シール剤１３に、各個片透明基板２５が適切に配置されるように位置合わせする（Ｓ２１：ウェハ−透明基板貼合わせ工程）。この工程では、この位置合わせを高精度に行うことが望ましい。このため、例えば、透明基板２０のマーキングと、ウェハ１０のマーキングとが合うように、顕微鏡を用いて位置を調整する。これにより、ウェハ１０と透明基板２０とを高精度に位置合わせして、貼付けることが可能となる。この工程の条件（雰囲気の条件）は、１００〜３００Ｐａの略真空状態、温度６０〜１２０℃のもと、０．０５〜０．５Ｍｐａの圧力を１〜６００秒間圧着させて、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付する（Ｓ２１に含まれる）。本発明は、特に、ウェハ透明基板貼合わせ工程に関するものであり、その詳細は、後述する。

ここで、ウェハ−透明基板貼合わせ工程では、サポートテープ２４によって、サポートリング２６とサポート部材２２とが保持される。このため、サポートリング２６とサポート部材２２との間のサポートテープ２４に伸びが発生し、撓みが発生する。その結果、透明基板２０にも撓みが発生し、平行に保持されなくなる。このため、透明基板２０の撓みが減少するように、透明基板２０が保持されることが好ましい。特に、Ｓ２１において、ウェハ１０（固体撮像素子を有する基板）と透明基板２０とを対向させる際には、サポート部材２２により、透明基板２０は鉛直下向きに保持される。このとき、サポート部材２２は、透明基板２０が撓まないように（撓みが減少するように）、透明基板２０を保持することが好ましい。ここで、「撓み」は実質的に、透明基板２０に撓みが生じない程度であればよく、例えば、ウェハ１０と透明基板２０とを対向させている領域全面に亘っての撓みが、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。このように、透明基板２０を実質的に撓まないように保持すれば、透明基板２０の平行度が維持される。このため、サポート部材２２によって、透明基板２０（透明基板２０およびＩＲカットコーティング２１）を、安定して保持できる。さらに、平行度が維持されていれば、ウェハ１０全域にわたって、透明基板２０とウェハ１０との高さ方向（Ｚ方向）の位置合わせを、高精度に行うことができる。つまり、透明基板２０とウェハ１０との積層方向に、高精度な位置合わせを実現できる。

その後、ＵＶ照射を行って、粘着部材２７の粘着力を弱くした後、サポートテープ２４をサポートリング２６とともに剥離し（Ｓ２２−１：サポートテープ剥離工程）、透明基板２０のＩＲカットコーティング２１から粘着部材２７を剥離する（Ｓ２２−２：透明基板・粘着部材剥離工程）。

次に、凡そ１２０〜１７０℃の温度で４０〜８０分間加熱保持してシール剤１３を硬化する（Ｓ２３：シール剤キュア工程）。この結果、固体撮像素子１１は、通気孔を除いて周囲がシール剤１３によって囲まれた状態になり、対向する面には個片透明基板２５が配置された状態となる。

次に、透明基板２０の裏面（固体撮像素子１１等の形成面と反対の面）に、ダイシングシート３１を貼付ける。そして、切断装置３２を用いて、ウェハ１０のチップ分離領域に沿ってダイシング処理を行い、それぞれ個々のチップに分離する（Ｓ２５：ウェハダイシング工程）。この切断装置３２としては、ダイサーを用いる。図８（ｃ）は、ウェハ１０をダイシングした状態の上面図を模式的に示したものである。

そして、配線やチップの端子１２と接続する端子を予め施したプリント基板３３に、各チップをボンディングし固定する（Ｓ２６：ダイボンド工程）。その後、プリント基板３３側の端子とチップ側の端子１２とをワイヤ３４にて接続し（Ｓ２７：ワイヤボンド工程）、チップとプリント基板３３とが適切に動作するように導通させる。

さらにその後、プリント基板３３側の端子の外側にモジュール筐体３５を取り付ける。このモジュール筐体３５は、レンズ３６を保持しているレンズ筐体３７を支える機能を有しており、レンズ３６と、透明基板２０のＩＲカットコーティング２１配置面とが所定の距離を有して対向した状態に保持される（Ｓ２８：モジュール組立工程）。そして、プリント基板３３を各固体撮像素子モジュール毎に分割して、個々の固体撮像素子モジュールを得る。

上記したように、この製造方法では、透明基板２０とウェハ１０との貼り合わせ工程より前に、透明基板２０を個片状（個片透明基板２５）としている。つまり、透明基板２０とウェハ１０とを同時に切断しないので、切断が容易である。また、ウェハ単位で透明基板２０を一括して、ウェハ１０に貼り付けるものであるので、製造効率を良好にすることが可能である。

また、透明基板２０とサポート部材２２との貼付け等、透明基板２０やウェハ１０と一時的に貼り合わされた後に剥される部材の粘着剤に、ＵＶ照射或いは温度が所定値以上になった際に粘着力が低下する材料を用いることにより、一連の工程中で容易に剥すことが可能となるため貼付にともなう不良が発生し難い。

また、この製造方法では、透明基板２０が、サポートテープ２４により粘着保持される。このため、透明基板２０とウェハ１０とを同サイズに設定することができる。なお、サポートテープ２４は、透明基板２０およびウェハ１０のうち、対向面が鉛直下向きになる方を、粘着保持することが好ましい。

（３）本発明の固体撮像装置の製造方法・製造装置
本発明の固体撮像装置の製造装置は、ウェハ透明基板貼付け工程（Ｓ２１）を行うのに、好適である。前述のように、この工程では、ウェハ１０と透明基板２０とを、ウェハ１０上に形成されたシール剤１３によって貼付ける。

図１は、本実施形態の固体撮像装置の製造装置における貼付部４０を示す概略断面図である。本実施形態の貼付部４０は、真空に保持されたチャンバ４１内に、１対の対向するステージ（上ステージ４２・下ステージ４３）を備えている。

上下ステージ４２・４３の一方は、ウェハ１０を、他方は透明基板２０をそれぞれ保持する。本実施形態では、上ステージ４２が、透明基板２０を、下ステージ４３が、ウェハ１０を保持する。

上ステージ４２は、チャンバ４１の頂部に固定されている。また、上ステージ４２は、チャンバ４１の外部から、上ステージ４２の透明基板２０の保持面に貫通した平行調整用ピン４４を備えている。

平行調整用ピン４４は、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度を調整するためのものである。平行調整用ピン４４は、上ステージ４２が透明基板２０を保持する領域よりも外側に設けられている。平行調整用ピン４４は、平行調整用ピン４４に対向する下ステージ４３との接触によって、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度を調整する。上ステージ４２と下ステージ４３との平行度調整については、後述する。

平行調整用ピン４４の先端部は、上ステージ４２の透明基板２０を保持する面から、下ステージ４３方向に、突出可能となっている。この保持面から突出した平行調整用ピン４４の突出部４４ａの長さ（突出長さ）は、チャンバ４１の外部に設けられたピン調整シリンダ４５によって、変更できる。ピン調整シリンダ４５は、平行調整用ピン４４の突出長さを調節するための荷重を付与する荷重部である。従って、平行調整用ピン４４は、ピン調整シリンダ４５による圧力に応じて、上ステージ４２の透明基板２０保持面から、平行調整用ピン４４の先端部を突出させることもできるし、突出させないようにすることもできる。

平行調整用ピン４４は、少なくとも２本あれば、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度の調整が可能である。しかし、平行調整用ピン４４が３本以上であれば、上ステージ４２と下ステージ４３とを、確実に平行に調整することができる。このため、平行調整用ピン４４は、３本以上であることが好ましい。

なお、上ステージ４２は、図示しないヒータを内蔵しており、透明基板２０を、ベーキングすることができるようになっている。

一方、ウェハ１０を保持する下ステージ４３は、可動式となっている。下ステージ４３は、球体４７を介して、チャンバ４１の外部に設けられた昇降シリンダ４６と連結されている。これにより、下ステージ４３は、昇降動作（上下動）が可能となる。つまり、昇降シリンダ４６は、下ステージ４３の高さを調節するための荷重を付与する荷重部である。従って、下ステージ４３は、昇降シリンダ４６の圧力に応じて、上ステージ４２との距離を変えることができる。さらに、下ステージ４３は、昇降動作に加えて、球体４７を中心に傾斜させることも可能となっている。すなわち、本実施形態では、下ステージ４３のウェハ１０保持面が、水平面に対して、傾斜可能となっている。

ここで、貼付部４０を用いた固体撮像装置の製造方法について説明する。なお、以下では、特に、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度調整を重点的に説明する。

貼付部４０は、平行調整用ピン４４によって上下ステージ４２・４３の平行を保つことにより、ウェハ１０と透明基板２０とを、平行かつ均一に貼付けることが可能とする。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、貼付部４０を用いた貼付動作（貼付工程）を示す断面図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）では、複数の固体撮像素子を有するウェハ１０の全面に、１枚の透明基板２０（キャップガラス）を、一括して貼付ける。

図２（ａ）に示すように、上ステージ４２に透明基板２０を、下ステージ４３にウェハ１０をそれぞれ保持させる。図２（ａ）は、下ステージ４３が、上ステージ４２に対して、傾斜した状態を示している。

具体的には、まず、下ステージ４３に、例えば、透明基板２０を載置する。そして、透明基板２０を位置合わせした後、透明基板２０を下ステージ４３に真空吸着させる。次に、昇降シリンダ４６により下ステージ４３を上昇させて、透明基板２０を上ステージ４２に受け渡す。上ステージ４２は、真空吸着によって、透明基板２０を保持する。そして、下ステージ４３に、ウェハ１０を載置した後、位置合わせをする。その後、下ステージ４３は、真空吸着によって、ウェハ１０を保持する。ここでは、上下ステージ４２・４３の周囲を１００Ｐａから５００Ｐａの真空状態とする。

次に、図２（ｂ）に示すように、昇降シリンダ４６により、下ステージ４３を上昇させる。ここで、上ステージ４２に設けられた平行調整用ピン４４は、透明基板２０よりも、ウェハ１０側（下ステージ４３側）に突出している。この突出した平行調整用ピン４４と下ステージ４３とが接触するまで、下ステージ４３を上昇させる。このとき、ピン調整シリンダ４５の圧力は、昇降シリンダ４６の圧力よりも大きく設定する。前述のように、平行調整用ピン４４は、透明基板２０よりも、下ステージ４３の方へ突出している。このため、平行調整用ピン４４と下ステージ４３との接触時には、ウェハ１０と透明基板２０とは接触しない。本実施形態では、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度の調整後にウェハ１０と透明基板２０とを貼付ける。

続いて、全てのピン調整シリンダ４５が、同じ圧力となるように設定する。これにより、平行調整用ピン４４の下ステージ４３方向への突出長さも、同じになる。従って、全ての平行調整用ピン４４と、下ステージ４３とが接触した時点で、上ステージ４２と下ステージ４３とが平行となる。なお、ここでは、平行度の調整時に、平行調整用ピン４４の先端部が、上ステージ４２に保持された透明基板２０を越えて、下ステージ４３方向へ突出するようになっている。

ここで、上ステージ４２と下ステージ４３とが、平行でない場合は、下ステージ４３は、上ステージ４２に対して斜めに上昇する。このため、下ステージ４３を上昇させると、一部の平行調整用ピン４４にしか接触しない。しかし、下ステージ４３は、球体４７を介して昇降シリンダ４６に接続されているため、傾けることができる。このため、下ステージ４３が一部の平行調整用ピン４４にのみ接触した場合、残りの平行調整用ピン４４にも接触するまで、下ステージ４３を傾斜させる。これにより、全ての平行調整用ピン４４と下ステージ４３とが接触し、上ステージ４２と下ステージ４３とが平行となる。このように、下ステージ４３と平行調整用ピン４４との接触によって、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度を調整することができる。

次に、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）で調整した平行度を維持して、ウェハ１０と透明基板２０とが接触するまで、下ステージ４３を上昇させる。より詳細には、ピン調整シリンダ４５の圧力を、昇降シリンダ４６の圧力よりも小さく設定する。これにより、平行調整用ピン４４の突出長さが、徐々に短くなる一方、上ステージ４２と下ステージ４３との距離が縮まる。従って、ピン調整シリンダ４５によって平行度を維持しつつ、昇降シリンダ４６によって、下ステージ４３を上昇させることができる。このように、図２（ｃ）では、ピン調整シリンダ４５と昇降シリンダ４６との圧力差を利用して、上ステージ４２と下ステージ４３とを平行に保って、ウェハ１０と透明基板２０とを接触させることができる。より詳細には、ウェハ１０上の接着部（シール剤１３）と透明基板２０とを接触させることができる。なお、ピン調整シリンダ４５に圧力をかけず、昇降シリンダ４６だけに圧力をかけても、充分に図２（ｃ）の工程は可能である。

ウェハ１０と透明基板２０とが接触すれば、図２（ｄ）に示すように、ピン調整シリンダ４５の圧力を取り除き、平行調整用ピン４４と下ステージ４３とを非接触状態とする。そして、昇降シリンダ４６に、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付けるための圧力（最終貼付圧力；貼付荷重）を加える。さらに、上ステージ４２に内蔵されたヒータによって上ステージ４２を介して、透明基板２０を加熱する。これにより、透明基板２０の熱が、ウェハ１０上の接着部に伝導することによって、ウェハ１０と透明基板２０との貼付けることができる。なお、ヒータによる加熱温度は、ウェハ１０上の接着部の材料によって設定すればよい。例えば、加熱温度は、６０℃〜１５０℃とすれば、熱によって固体撮像素子が破損することはない。

このように、本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、平行調整用ピン４４によって、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度を調整することによって、ウェハ１０と透明基板２０とを、高い精度で、平行に貼付けることができる。

なお、図２（ａ）〜図２（ｄ）における、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６の圧力は、例えば、以下のように設定することができる。ウェハ１０と透明基板２０とを貼付ける圧力（最終貼付圧力）に、３０００Ｎ必要であるとした場合、図２（ａ）の初期状態では、ピン調整シリンダ４５に、例えば、合計２０００〜２５００Ｎの圧力を加える。これにより、平行調整用ピン４４は下降し、透明基板２０よりも下ステージ４３方向に突出する。図２（ｂ）の平行度の調整時には、ピン調整シリンダ４５に、図２（ａ）の時と同じ、合計２０００〜２５００Ｎの圧力を加え、平行調整用ピン４４の突出を維持する。同時に、昇降シリンダ４６に、１５００Ｎ〜２０００Ｎの圧力を加え、下ステージ４３を上昇させる。このように、図２（ｂ）の平行度の調整時には、昇降シリンダ４６の圧力は、ピン調整シリンダの圧力以下とする。これにより、図２（ｂ）の平行度の調整時には、下ステージ４３が平行調整用ピン４４に接触すると、それ以上、下ステージ４３は上昇しない。この結果、下ステージ４３が平行調整用ピン４４に接触したところで、下ステージ４３の平行が、平行調整用ピン４４と同じレベルに調整される。このように、図２（ｂ）の平行度の調整時に、昇降シリンダ４６の圧力を、ピン調整シリンダの圧力以下とすれば、ウェハ１０と透明基板２０とが非接触状態で、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度を調整することができる。

図２（ｂ）の平行調整後は、ピン調整シリンダ４５の圧力を解除し、ウェハ１０と透明基板２０との貼付けに必要な圧力（貼付圧力）である３０００Ｎを、昇降シリンダ４６に加えればよい。これにより、図２（ｂ）で調整した平行度を維持して、ウェハ１０と透明基板２０とを平行に貼付けることができる。

ここで、本実施形態では、固体撮像素子３への衝撃を緩和するため、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６の圧力は、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付けるための貼付け荷重が、段階的に上昇するように設定されている。具体的には、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６は、ウェハ１０と透明基板２０との接触時の初期貼付荷重が、ウェハ１０と透明基板２０との貼付に必要な最終貼付荷重よりも小さくなるように設定されている。

さらに、本実施形態では、ウェハ１０と透明基板２０とを、確実かつ高精度に平行に貼付けるために、図２（ｂ）の平行調整後、昇降シリンダ４６よりも小さい圧力を、ピン調整シリンダ４５に加える。つまり、ピン調整シリンダ４５は、ウェハ１０と透明基板２０との貼付時に、平行調整用ピン４４に、貼付方向（下ステージ４３が上昇する方向）と反対方向に、最終貼付荷重未満の荷重を加えるようになっている。例えば、図２（ｂ）の平行調整後も、ピン調整シリンダ４５の圧力（合計２０００〜２５００Ｎの圧力）を維持するとともに、昇降シリンダ４６に最終貼付圧力（３０００Ｎ）を加える。これにより、下ステージ４３が、５００Ｎから１０００Ｎの力で、平行調整用ピン４４を押し戻しながら上昇する。そして、下ステージ４３が上昇し続けると、図２（ｃ）の段階では、ウェハ１０のシール剤１３と透明基板２０とが、最終貼付圧力よりも小さい初期貼付圧力（ここでは、５００Ｎから１０００Ｎ）で接触する。つまり、ウェハ１０と透明基板２０とを軽く貼り合わせることができる。その後、図２（ｄ）の段階で、ピン調整シリンダ４５の圧力を解除すれば、下ステージ４３がさらに上昇する。これにより、ウェハ１０と透明基板２０とを、最終貼付圧力（３０００Ｎ）で貼付けることができる。

なお、貼付時間は、貼付状態によって異なるため特に限定されるものではない。例えば、貼付時間を１０秒から３００秒とすれば、ウェハ１０と透明基板２０とが仮圧着される。また、貼付圧力も特に限定されるものではなく、例えば、０．８ＭＰａから２ＭＰａの範囲で設定することができる。ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６に、設定した貼付圧力に必要な貼付荷重（押付け力）は、各シリンダの接着面積、および、各シリンダのボア径から算出する。そして、算出した圧力を、例えばロードセルにて検出し、各シリンダのエア圧力を制御する。

このように、初期貼付圧力と初期貼付荷重、および、最終貼付圧力と最終貼付荷重は、それぞれ、各シリンダの面積・内径、平行調整用ピン４４の設置数、上ステージ４２および下ステージ４３の自重などから、換算することができる。

例えば、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて、貼付荷重用の昇降シリンダ４６および平行調整のピン調整シリンダ４５の圧力設定の一例を説明する。この例では、ボア径５０ｍｍ・シリンダ面積２０ｃｍ^２のピン調整シリンダ４５を３本、ボア径１００ｍｍ・シリンダ面積７８．５ｃｍ^２の昇降シリンダ４６、自重５５ｋｇの下ステージ４３、初期貼付荷重を１００ｋｇ、最終貼付荷重を４００ｋｇの場合の、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６の圧力設定法について説明する。ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６は、最終貼付圧力（図２（ｄ）時の圧力）から逆算する。すなわち、貼付荷重は、下記式（１）から算出できる。
貼付け荷重（ｋｇ）＝
昇降シリンダ４６の面積（ｃｍ^２）×エア圧力（ｋｇ／ｃｍ^２）−下ステージ４３の自重（ｋｇ）・・・（１）
ここで、図２（ｄ）の段階では、前述のように、昇降シリンダ４６のみに圧力を加える。すなわち、貼付荷重として最終貼付荷重の４００ｋｇを、昇降シリンダ４６の面積として７８．５ｃｍ^２、下ステージ４３の自重として５５ｋｇを、それぞれ代入する。その結果、最終貼付荷重に必要なエア圧力（昇降シリンダ４６に必要な圧力）は、５．８（ｋｇ／ｃｍ^２）となる（（４００＋５５）／７８．５）。

次に、図２（ｃ）の段階では、前述のように、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６に圧力を加える。初期貼付荷重は、下記式（２）から算出できる。

初期貼付荷重（ｋｇ）＝
昇降シリンダ４６の荷重（ｋｇ）−ピン調整シリンダ４５の荷重（ｋｇ）・・・（２）
ここで、図２（ｃ）では、昇降シリンダ４６の荷重を最終貼付荷重としているため、４００を、初期貼付荷重には１００をそれぞれ代入する。その結果、ピン調整シリンダ４５の荷重は、３００ｋｇとなる。

また、ピン調整シリンダ４５の荷重は、下記式（３）から算出できる。
ピン調整シリンダ４５の荷重（ｋｇ）＝
ピン調整シリンダ４５の面積（ｃｍ^２）×設置数×エア圧力（ｋｇ／ｃｍ^２）・・・（３）
ここでは、シリンダ面積２０ｃｍ^２のピン調整シリンダ４５を３本用いており、（２）式から、ピン調整シリンダ４５の荷重は３００ｋｇであるので、それぞれ代入する。その結果、図２（ｃ）において、１本のピン調整シリンダ４５に必要な圧力は、５（ｋｇ／ｃｍ^２）となる。

最後に、図２（ｂ）の平行度の調整時には、昇降シリンダ４６の荷重を、ピン調整シリンダ４５よりも低く設定する。例えば、前述した図２（ｃ）のピン調整シリンダ４５の荷重（３００ｋｇ）の半分（１５０ｋｇ）に設定する。

このように、各シリンダの圧力は、最終貼付圧力から、逆算して設定することができる。

以上のように、本実施形態によれば、平行調整用ピン４４によって、上ステージ４２と下ステージ４３とを平行に保つことができる。このため、上下ステージ４２・４３に保持されたウェハ１０と透明基板２０とが均一に接触する。つまり、ウェハ１０と透明基板２０とが、傾斜して接触しない。このため、ウェハ１０と透明基板２０とを貼り付けるための接着剤（ここでは、ウェハ１０に形成された凸部６）に、潰れが生じない。従って、ウェハ１０と透明基板２０とを平行に貼付けることができる。

また、本実施形態では、上ステージ４２と下ステージ４３との平行度の調整後、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付ける。これにより、平行度の調整時に、固体撮像素子３に加わる衝撃を軽減することができる。従って、衝撃から固体撮像素子３を保護することができる。

また、本実施形態では、３本以上の平行調整用ピン４４を用いているため、上ステージ４２と下ステージ４３とを確実に平行にすることができる。

また、本実施形態では、平行調整用ピン４４が、上ステージ４２から下ステージ４３の方向に突出する長さ（突出長さ）を自在に設定できるようになっている。そして、平行度の調整時に、平行調整用ピン４４は、上ステージ４２に保持される透明基板２０よりも、上ステージ４２方向に、突出している。このため、平行度の調整時には、ウェハ１０と透明基板２０とが接触しない。これにより、平行度の調整時に、固体撮像素子３に加わる衝撃を軽減することができる。

また、本実施形態では、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６の荷重量を変化させることによって、下ステージ４３の高さ調整および平行調整用ピン４４の突出長さ調整が可能となっている。なお、本実施形態では、下ステージ４３の高さおよび平行調整用ピン４４の突出長さのいずれも調節している。しかし、この調節は、これに限定されるものではなく、貼付部４０の構成に応じて、上ステージ４２および下ステージ４３の少なくとも一方の高さ、および、平行調整用ピン４４の突出長さの少なくとも一方を調節すればよい。

また、本実施形態では、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６の圧力は、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付けるための貼付け荷重が、段階的に上昇するように設定されている。このため、ウェハ１０と透明基板２０との接触時の荷重が、小さくなる。特に、本実施形態では、ピン調整シリンダ４５および昇降シリンダ４６は、ウェハ１０と透明基板２０との接触時の初期貼付荷重が、ウェハ１０と透明基板２０との貼付に必要な最終貼付荷重よりも小さくなるように設定されている。従って、ウェハ１０と透明基板２０との接触時に、固体撮像素子３が受ける衝撃を、軽減することができる。

また、本実施形態では、ピン調整シリンダ４５は、ウェハ１０と透明基板２０との貼付時に、平行調整用ピン４４に、貼付方向と反対方向に、最終貼付荷重未満の荷重を加えるようになっている。これにより、平行調整用ピン４４によって、抵抗を与えながら、ウェハ１０と透明基板２０とを貼付けることができる。従って、ウェハ１０と透明基板２０との接触時に、固体撮像素子３が受ける衝撃を、軽減することができる。

また、本実施形態では、平行調整用ピン４４の突出長さ、および、下ステージ４３の高さを調節するために、エアシリンダを用いている。このため、それらの調節の際に、ゴミなどが発生しないクリーンな環境を作り出すことができる。従って、固体撮像素子３へのゴミなどの侵入を確実に防ぎ、固体撮像装置を製造することができる。また、エアシリンダを用いれば、貼付荷重の制御が容易になる。

なお、エアシリンダ以外にも、例えば、オイルシリンダ（油圧式シリンダ），スプリング，加重物（おもり）などを用いることもできる。オイルシリンダを用いれば、高圧力を簡単に印加できる。

また、本実施形態では、下ステージ４３のウェハ１０保持面が、水平面に対して、傾斜可能となっている。これにより、上ステージ４２および下ステージ４３ｎステージ同士の角度を、自在に変更することができる。従って、貼付動作の繰り返しによって、一方のステージの位置がずれたとしても、他方のステージを傾斜させることによって、互いのステージを平行にすることができる。従って、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを、確実に平行に貼付けることができる。

なお、下ステージ４３だけに限らず、上ステージ４２だけ、または、上ステージ４２および下ステージ４３の両方が、このように傾斜可能となっていてもよい。

また、本実施形態では、上ステージ４２が固定されており、下ステージ４３が可動式となっている。製造装置内にダストが発生したとすると、そのダストは重力方向に落下する。本実施形態では、上ステージが固定されているため、落下するダストの上ステージ４２への付着を防ぐことができる。

また、本実施形態では、固定された上ステージ４２にピン調整シリンダ４５が設けられ、可動式の下ステージ４３に昇降シリンダ４６が設けられている。つまり、平行調整用ピン４４を駆動するためのピン調整シリンダ４５、および、下ステージ４３ステージを駆動するための昇降シリンダ４６が、それぞれ別々のステージに設けられている。

上ステージ４２および下ステージ４３の一方に、昇降シリンダ４６とピン調整シリンダ４５とを設けようとすると、それらの配置に制約を受ける場合がある。しかし、本実施形態のように、昇降シリンダ４６とピン調整シリンダ４５とを別々のステージに設ければ、そのような制約を受けずに、各シリンダを配置することができる。

本実施形態の固体撮像装置の製造装置の用途は、前述の実施形態の用途に限定されるものではなく、貼り付け荷重に精度を要する貼付けに用いる貼付け機（貼付装置）の加圧機構としても適用可能である。例えば、複数枚の支持基板又はガラス基板の貼付け，ウェハ状の基板と複数の個片状の基板との貼付け，ガラスやテープによりサポートされた複数の基板の貼付なども、均一に行うことが可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の課題を解決するために、本発明の固体撮像装置の製造装置は、固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付部を備え、上記貼付部は、互いに対向する２つのステージを有し、その一方に固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向するステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっている構成であってもよい。

本発明の固体撮像装置の製造装置では、平行調整用ピンは、３本以上であることが好ましい。

本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付け工程を有する固体撮像装置の製造方法であって、上記貼付け工程は、互いに対向する２つのステージの一方に、固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、少なくとも一方のステージに設けられた平行調整用ピンと、平行調整用ピンに対向するステージとを接触させることにより、互いのステージの平行度を調整してもよい。

本発明の貼付装置は、上記の課題を解決するために、基板同士を貼付ける貼付装置であって、互いに対向する２つのステージを有し、各ステージに上記基板を保持し、少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向するステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっている構成であってもよい。

本発明では、互いに対向するステージに保持された基板同士を平行に貼付けることができるので、あらゆる貼付装置に適用することができる。

本発明の固体撮像装置の製造装置における貼付部を示す概略断面図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、図１の貼付部を用いた貼付動作（貼付工程）を示す断面図である。図３(ａ)は、本発明により製造される固体撮像装置の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢符Ａ−Ａにおける断面図である。図４は、図３（ａ）および図３（ｂ）の固体撮像装置をさらに詳細に示す断面図である。図５は、本発明により製造される固体撮像装置の製造方法を示すフローチャートである。図６（ａ）は、図１のウェハ加工工程のフローチャートであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の各程のうち主な工程に対応したウェハ等の断面図を示している。図７（ａ）は、図１の透明基板加工工程のフローチャートであり、図７（ｂ）は、図３（ａ）の各工程のうち主な工程に対応した透明基板等の断面図であり、図７（ｃ）は、形状調整カット工程の前後の透明基板の状態を模式的に示す斜視図である。図８（ａ）は、図１のモジュール化工程のフローチャートであり、図８（ｂ）は図８（ａ）の各工程におけるウェハや透明基板等の主な断面図であり、図８（ｃ）は、ダイシング行ったときのウェハ上面の状態を模式的に示す上面図である。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、別の従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、さらに別の従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、さらに別の従来の固体撮像装置の製造方法を示す概略断面図である。図１３（ａ）は、ネジ式の平行度調整機構を示す上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の断面図である。図１４は、特許文献２の貼付装置の概略断面図である。

１固体撮像装置
２シリコンウェハ（固体撮像素子を有する基板，基板）
３固体撮像素子
４キャップガラス（封止基板，基板）
５ボンディングパッド
６凸部
１０ウェハ（固体撮像素子を有する基板，基板）
２０透明基板（封止基板，基板）
４０貼付部（貼付装置）
４１チャンバ
４２上ステージ（ステージ）
４３下ステージ（ステージ）
４４平行調整用ピン
４４ａ突出部
４５ピン調整シリンダ（荷重部，エアシリンダ）
４６昇降シリンダ（荷重部，エアシリンダ）
４７球体

Claims

固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付部を備え、
上記貼付部は、互いに対向する２つのステージを有し、その一方に固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、
少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、
上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっていることを特徴とする固体撮像装置の製造装置。
上記貼付部は、上記平行度の調整後、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造装置。
前記平行調整用ピンは、３本以上であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造装置。
上記平行調整用ピンは、その平行調整用ピンが設けられたステージから、他方のステージ方向に突出可能となっており、上記平行度の調整時には、その平行調整用ピンが設けられたステージに保持された固体撮像素子を有する基板または封止基板を越えて突出するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造装置。
少なくとも一方のステージの高さ、および、平行調整用ピンの突出長さの少なくとも一方を調節するための荷重を付与する荷重部を備えることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置の製造装置。
上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板とを貼付けるための貼付け荷重を、段階的に上昇させることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造装置。
上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板との接触時の初期貼付荷重を、固体撮像素子を有する基板と封止基板との貼付に必要な最終貼付荷重よりも小さくするように設定されていることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置の製造装置。
上記荷重部は、固体撮像素子を有する基板と封止基板との貼付時に、平行調整用ピンに、貼付方向と反対方向に、最終貼付荷重未満の荷重を加えることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造装置。
上記荷重部は、エアシリンダであることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造装置。
少なくとも一方のステージの固体撮像素子を有する基板または封止基板の保持面が、水平面に対して、傾斜可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造装置。
上方に配置された上ステージが固定されており、下方に配置された下ステージが可動式となっていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造装置。
固体撮像素子を有する基板と、その固体撮像素子を封止する封止基板とを貼付ける貼付け工程を有する固体撮像装置の製造方法であって、
上記貼付け工程は、
互いに対向する２つのステージの一方に、固体撮像素子を有する基板を、他方に封止基板をそれぞれ保持し、
少なくとも一方のステージに設けられた平行調整用ピンと、平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとを接触させることにより、互いのステージの平行度を調整することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
基板同士を貼付ける貼付装置であって、
互いに対向する２つのステージを有し、各ステージに上記基板を保持し、
少なくとも一方のステージは、互いのステージの平行度を調整するための平行調整用ピンを備えており、
上記平行調整用ピンと、その平行調整用ピンに対向し、水平面に対して傾斜可能となっている他方の前記ステージとの接触によって、互いのステージの平行度を調整するようになっていることを特徴とする貼付装置。