JP6046926B2 - 貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は、押圧力を加えることにより、基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付装置に関する。

接着層を介して基板と支持体とを貼り付ける貼付技術として、例えば、特許文献１には、減圧プレス機における所定温度に加熱した上下一対の熱盤間に、半導体或いはセラミックスからなる無機基板を含む積層材と積層加工用の補助材料との組み合わせセットを設置して、上記組み合わせセットに上記一対の熱盤を接触させた後、少なくとも加圧開始から０．０５ＭＰａまでの低圧負荷を１０秒間以上かけて行う無機基板のプレス加工法が記載されている。

特開２００２−１９２３９４号公報（２００２年７月１０日公開）

しかしながら、例えばウエハ基板等の基板と当該基板を支持する支持体とを接着層を介して貼り付けるために、特許文献１に記載されているような従来のプレス加工法を用いた場合には、以下の問題点が生じる。即ち、基板と支持体とを均一に貼り付けるには、基板が大きくなるにつれて、熱盤による押圧力を大きくしなければならない。このため、上下一対の熱盤同士が押し合う押圧力を大きくしなければならず、当該押圧力によって熱盤自体が撓んでしまう。熱盤自体が撓むと、押圧力を解除しても、その表面の平面度が低下するので、基板と支持体との間で接着層が均一な厚さになり難く、従って、基板と支持体とを均一に貼り付けること、特に、基板の端部において均一に貼り付けることが困難となる。また、熱盤表面の平面度が低下すると、基板が破損するおそれも高くなる。

ここで、押圧時の熱盤の撓みを抑制するために、熱盤全体を支柱で支持することが考えられる。ところが、熱盤全体を支柱で支持すると、熱盤の熱が支柱を介して逃げてしまい、基板および支持体を所望の温度で均一に加熱することが難しくなるという別の問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板と支持体とを接着層を介して均一に貼り付けることが可能な貼付装置を提供することを主たる目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る貼付装置は、基板と、接着層と、上記基板を支持する支持体とをこの順に積層してなる積層体に押圧力を加えることにより、上記基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付装置であって、積層体を挟み込む一対のプレート部材と、プレート部材を支持する支柱部材とを備え、上記支柱部材は、プレート部材の少なくとも中心部を支持する中心支持部材と、当該中心支持部材に設けられ、プレート部材の中心部以外を支持する複数の周辺支持部材とからなり、上記中心支持部材は一対のプレート部材のうち少なくとも一方を、積層体に押圧力を加えるために移動自在に支持すると共に、上記周辺支持部材はプレート部材の移動方向に伸縮自在となっており、上記積層体に押圧力を加えたときに生じるプレート部材の撓み量を検知する検知部と、上記検知部が検知した撓み量が相殺されるように周辺支持部材を伸縮させる制御部と、をさらに備えることを特徴としている。

本発明に係る貼付装置によれば、積層体に押圧力を加えたときにプレート部材の撓み量を相殺することができる。従って、基板と支持体とを接着層を介して均一に貼り付けることが可能な貼付装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る貼付装置の概略の構成を示す正面図である。

本発明に係る貼付装置は、基板と、接着層と、上記基板を支持する支持体とをこの順に積層してなる積層体に押圧力を加えることにより、上記基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付装置であって、積層体を挟み込む一対のプレート部材と、プレート部材を支持する支柱部材とを備え、上記支柱部材は、プレート部材の少なくとも中心部を支持する中心支持部材と、当該中心支持部材に設けられ、プレート部材の中心部以外を支持する複数の周辺支持部材とからなり、上記中心支持部材は一対のプレート部材のうち少なくとも一方を、積層体に押圧力を加えるために移動自在に支持すると共に、上記周辺支持部材はプレート部材の移動方向に伸縮自在となっており、上記積層体に押圧力を加えたときに生じるプレート部材の撓み量を検知する検知部と、上記検知部が検知した撓み量が相殺されるように周辺支持部材を伸縮させる制御部と、をさらに備える構成である。

〔積層体〕
貼付の対象となる積層体は、基板と、例えば熱可塑性樹脂を含む接着層と、上記基板を支持するサポートプレート（支持体）とがこの順に積層されて形成されている。即ち、積層体は、基板およびサポートプレートの何れか一方に接着剤が塗布されることによって、基板と、接着層と、サポートプレートとがこの順に積層されることによって形成されている。そして、積層体は、予め積層されて形成された後、例えば、ロボットアーム等の搬送装置によって、貼付装置の所定位置に載置（セット）される。上記積層体は、予め積層されて形成された状態で、基板とサポートプレートとの相対位置がずれないように、仮止めされていることがより好ましい。或いは、積層体は、例えば、ロボットアーム等の搬送装置によって、貼付装置のプレート部材上で基板およびサポートプレートが積層されて形成されることにより、貼付装置の所定位置に載置（セット）されてもよい。

尚、積層体を形成する形成方法および形成装置、つまり、接着層の形成方法や接着層形成装置、並びに、基板およびサポートプレートの重ね合わせ方法や重ね合わせ装置は、特に限定されるものではなく、種々の方法や装置を採用することができる。例えば、接着層の形成方法として、接着剤が塗布されてなる接着テープを基板およびサポートプレートの何れか一方に貼着することにより、接着層を形成することもできる。本発明においては、積層体は、貼付装置によって押圧力が加えられる時点で、基板と、接着層と、サポートプレートとがこの順に積層されて形成されていればよい。

上記基板は、サポートプレートに支持された（貼り付けられた）状態で、薄化、搬送、実装等のプロセスに供される。基板は、ウエハ基板に限定されず、例えば、サポートプレートによる支持が必要なセラミックス基板、薄いフィルム基板、フレキシブル基板等の任意の基板であってもよい。

上記サポートプレートは、基板を支持する支持体であり、接着層を介して基板に貼り付けられる。そのため、サポートプレートは、基板の薄化、搬送、実装等のプロセス時に、基板の破損または変形を防ぐために必要な強度を有していればよく、より軽量であることが望ましい。以上の観点から、サポートプレートは、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂等で構成されていることがより好ましい。

上記接着層を構成する接着剤は、例えば、加熱することによって熱流動性が向上する熱可塑性樹脂を接着材料として含んでいればよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、炭化水素系樹脂、エラストマー等が挙げられる。

接着層の形成方法、即ち、基板またはサポートプレートに接着剤を塗布する塗布方法、或いは、基材に接着剤を塗布して接着テープを形成する形成方法は、特に限定されるものではないが、接着剤の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ディッピング法、ローラーブレード法、ドクターブレード法、スプレー法、スリットノズルによる塗布法等が挙げられる。

接着層の厚さは、貼り付けの対象となる基板およびサポートプレートの種類、基板表面の段差、貼り付け後の基板に施される処理等に応じて適宜設定すればよいが、例えば基板表面の段差を基準に考慮した場合には、およそ１．１倍〜１．３倍の範囲内であることが好ましい。

尚、基板からサポートプレートを剥離するときには、接着層に溶剤を供給して接着層を溶解すればよい。これにより、基板とサポートプレートとを分離することができる。このとき、サポートプレートに、その厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されていれば、この貫通孔を介して接着層に溶剤を容易に供給することができるので、より好ましい。

また、基板とサポートプレートとの間には、貼り付けを妨げない限り、接着層以外の他の層がさらに形成されていてもよい。例えば、サポートプレートと接着層との間に、光を照射することによって変質する分離層が形成されていてもよい。分離層が形成されていることにより、基板の薄化、搬送、実装等のプロセス後に光を照射することで、基板とサポートプレートとを容易に分離することができる。

〔貼付装置〕
本実施形態に係る貼付装置について、図１を参照しながら以下に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る貼付装置１は、積層体（図示しない）を挟み込む一対のプレート部材２と、プレート部材２を支持する支柱部材３とを備えている。貼付装置１は、貼付時に密閉することが可能で、吸引装置等を用いてその内部を減圧環境にすることができるチャンバー（図示しない）内に収容されている。

プレート部材２は、円盤状の外観を有し、上下方向に配設された下側プレート部材２ａおよび上側プレート部材２ｂで構成されている。

下側プレート部材２ａは、積層体と接する部位であって例えば基板側を下にして積層体が載置される載置プレート１２と、支柱部材３の下側支持部材３ａの中心支持部材３１に固定される部位である支持プレート１４と、載置プレート１２および支持プレート１４間に設けられた中間プレート１３とで構成されている。上記載置プレート１２および中間プレート１３は、アルミナ等のセラミックスで形成されている。また、載置プレート１２と中間プレート１３との間には、下側プレート部材２ａを加熱することによって押圧時に積層体を２３〜３００℃に加熱する、例えば面ヒータやリボンヒータ等の加熱装置（図示しない）が挟み込まれている。つまり、下側プレート部材２ａは、加熱装置を内蔵している。上記支持プレート１４は、ステンレス等の金属、セラミックス、または石等で形成されている。従って、中間プレート１３は、加熱装置と支持プレート１４との短絡を防止する絶縁体としての機能を有している。また、支持プレート１４が金属で形成されているので、下側プレート部材２ａの下側支持部材３ａへの固定が容易となっている。尚、載置プレート１２、中間プレート１３および支持プレート１４は、複数のボルトおよびナットで互いに固定されている。それゆえ、支持プレート１４が金属で形成されている場合には、ボルトおよびナットによる固定が容易である。

載置プレート１２は、非押圧時の平面度が１．０μｍ以下となるように、その表面が形成されている。ここで、上記平面度とは、平面に対する凹凸の度合いを示す数値であり、「平面度が１．０μｍ以下」とは、非押圧時の載置プレート１２（および後述する押圧プレート２２）表面の凹凸が±１．０μｍ以下であることを指す。また、載置プレート１２は、押圧時の撓み量を低減することができるように、例えば３５ｍｍ以上の厚さ（上下方向の厚さ）を有している。載置プレート１２はセラミックスで形成されているので、その表面の平面度を１．０μｍ以下となるように容易に加工することができる。また、セラミックスは、金属と比較して、熱膨張率が小さいので加熱状態での押圧時の載置プレート１２表面および押圧プレート２２表面の湾曲やゆがみ等を小さくすること、つまり、湾曲やゆがみ等が生じ難いので上記各表面の平面性（水平性）を維持することができる。

下側プレート部材２ａは、さらに、載置プレート１２表面の温度を測定する例えば熱電対等からなる温度計１６を備えると共に、載置プレート１２における積層体と接する部位に、搬送装置による搬送動作を容易にするために、積層体の搬送時に当該積層体を持ち上げる複数の搬送用ピン１７…を備えている。

上側プレート部材２ｂは、積層体と接する部位であって例えばサポートプレートを押圧する押圧プレート２２と、支柱部材３の上側支持部材３ｂの中心支持部材４１に固定される部位である支持プレート２４と、押圧プレート２２および支持プレート２４間に設けられた中間プレート２３とで構成されている。上記押圧プレート２２および中間プレート２３は、アルミナ等のセラミックスで形成されている。また、押圧プレート２２と中間プレート２３との間には、上側プレート部材２ｂを加熱することによって押圧時に積層体を２３〜３００℃に加熱する、例えば面ヒータやリボンヒータ等の加熱装置（図示しない）が挟み込まれている。つまり、上側プレート部材２ｂは、加熱装置を内蔵している。上記支持プレート２４は、ステンレス等の金属、セラミックス、または石等で形成されている。従って、中間プレート２３は、加熱装置と支持プレート２４との短絡を防止する絶縁体としての機能を有している。また、支持プレート２４が金属で形成されているので、上側プレート部材２ｂの上側支持部材３ｂへの固定が容易となっている。尚、押圧プレート２２、中間プレート２３および支持プレート２４は、複数のボルトおよびナットで互いに固定されている。それゆえ、支持プレート２４が金属で形成されている場合には、ボルトおよびナットによる固定が容易である。

押圧プレート２２は、非押圧時の平面度が１．０μｍ以下となるように、その表面が形成されている。また、押圧プレート２２は、押圧時の撓み量を低減することができるように、例えば３５ｍｍ以上の厚さ（上下方向の厚さ）を有している。押圧プレート２２はセラミックスで形成されているので、その表面の平面度を１．０μｍ以下となるように容易に加工することができる。

上側プレート部材２ｂは、さらに、押圧プレート２２表面の温度を測定する例えば熱電対等からなる温度計１６を備えると共に、押圧プレート２２における積層体と接する部位に、上側プレート部材２ｂへの積層体の貼り付きを防止する複数の防止部材２７…を備えている。

支柱部材３は、上下方向に配設され、下側プレート部材２ａを支持する下側支持部材３ａ、および、上側プレート部材２ｂを支持する上側支持部材３ｂで構成されている。これら下側支持部材３ａおよび上側支持部材３ｂは、ステンレス等の金属で形成されている。

下側支持部材３ａは、土台３０に固定され、下側プレート部材２ａの少なくとも中心部を支持する中心支持部材３１と、土台３０に固定され、下側プレート部材２ａの中心部以外を支持する複数の周辺支持部材３２…とで構成されている。そして、下側支持部材３ａは、下側プレート部材２ａを、載置プレート１２の表面が水平になるように支持している。中心支持部材３１の直径は、押圧時において下側プレート部材２ａを支持するのに必要な強度を有していればよいが、下側プレート部材２ａの熱を逃がさないように、より細い方が望ましい。下側支持部材３ａが有する周辺支持部材３２…の個数は、下側プレート部材２ａの熱を逃がすことなく、また、下側プレート部材２ａ全体をバランスよく支持するために、３〜１０個の範囲内であることが好ましく、６個または８個であることがより好ましい。これら複数の周辺支持部材３２…は、下側プレート部材２ａ全体をバランスよく支持するために、つまり、載置プレート１２の表面の水平を維持することができるように、互いに等間隔に配置されている。周辺支持部材３２の直径は、押圧時において下側プレート部材２ａの撓み量を低減するのに必要な強度を有していればよいが、下側プレート部材２ａの熱を逃がさないように、より細い方が望ましい。

上記周辺支持部材３２は、筒状部３２ａと、筒状部３２ａに収容された支持部３２ｂとで構成されている。支持部３２ｂは、筒状部３２ａに出入りすることにより、上側プレート部材２ｂの移動方向、即ち、上下方向に相対的に伸縮自在となっている。具体的には、支持部３２ｂは、土台３０に固定されたハーメチックシール３５を通じて高ギア比の減速ギヤ３６に固定され、上側プレート部材２ｂによる押圧力に抗して下側プレート部材２ａを押圧して、下側プレート部材２ａの撓み量を低減することができるように、つまり、大きなトルクが掛かった状態で伸縮することができるように、後述する制御部３９によってパルス制御され、モータコントローラ３８を介したパルスモータ３７による減速ギヤ３６を通じた駆動により０．１μｍ単位で伸縮自在となっている。

上記支持部３２ｂは、非押圧時においても制御部３９によってパルス制御されることにより、載置プレート１２表面の平面度が検知限界である１．０μｍ以下となるように、つまり、載置プレート１２表面の湾曲やゆがみ等を補正して当該載置プレート１２表面の平面性（水平性）を維持するようになっている。或いは、上記支持部３２ｂは、非押圧時には、制御部３９によってパルス制御される替わりに、例えば工具等を用いた手動でその伸縮動作が行われ、載置プレート１２表面の湾曲やゆがみ等を補正して当該載置プレート１２表面の平面性を維持する構成となっていてもよい。つまり、非押圧時における載置プレート１２表面の湾曲やゆがみ等を補正する構成や方法は、特に限定されるものではなく、載置プレート１２表面の平面性を維持することができるのであれば、種々の構成や方法を採用することができる。

上側支持部材３ｂは、積層体を押圧する押圧力を付与する（荷重を掛ける）加圧装置（図示しない）に接続され、上側プレート部材２ｂの少なくとも中心部を支持する中心支持部材４１を少なくとも備えている。そして、上側支持部材３ｂは、上側プレート部材２ｂを、押圧プレート２２の表面が水平になるように固定している。中心支持部材４１の直径は、押圧時において上側プレート部材２ｂを支持するのに必要な強度を有していればよいが、上側プレート部材２ｂの熱を逃がさないように、より細い方が望ましい。中心支持部材４１は、加圧装置によって駆動されることにより、上下方向に移動可能となっている。従って、上側支持部材３ｂは、上側プレート部材２ｂを、積層体に押圧力を加えるために移動自在に支持している。

尚、図１に示す貼付装置１においては、上側支持部材３ｂは、中心支持部材４１のみを備える構成となっているものの、下側支持部材３ａと同様に、周辺支持部材をさらに備える構成であってもよい。つまり、上側支持部材３ｂは、中心支持部材４１と、中心支持部材４１に設けられ、上側プレート部材２ｂの中心部以外を支持する複数の周辺支持部材とで構成されていてもよい。この構成において、上側支持部材３ｂが有する周辺支持部材の個数は、上側プレート部材２ｂの熱を逃がすことなく、また、上側プレート部材２ｂ全体をバランスよく支持（押圧）するために、３〜１０個の範囲内であることが好ましく、６個または８個であることがより好ましい。これら複数の周辺支持部材は、上側プレート部材２ｂ全体をバランスよく支持（押圧）するために、つまり、押圧プレート２２の表面の水平を維持することができるように、互いに等間隔に配置されていればよい。周辺支持部材の直径は、押圧時において上側プレート部材２ｂの撓み量を低減するのに必要な強度を有していればよいが、上側プレート部材２ｂの熱を逃がさないように、より細い方が望ましい。

上側支持部材３ｂの上記周辺支持部材は、下側支持部材３ａの周辺支持部材３２…の構成と同様の構成とすればよい。つまり、上記周辺支持部材は、筒状部と、筒状部に収容された支持部とで構成されていればよい。支持部は、筒状部に出入りすることにより、上側プレート部材２ｂの移動方向、即ち、上下方向に相対的に伸縮自在となっている。具体的には、支持部は、その先端部が例えば支持プレート２４に当接され（必要に応じて固定され）、上側プレート部材２ｂによる押圧力に抗して当該上側プレート部材２ｂの撓み量を低減することができるように、つまり、大きなトルクが掛かった状態で伸縮することができるように、例えば後述する制御部３９によって高ギア比でパルス制御され、パルスモータ３７による駆動により０．１μｍ単位で伸縮自在となっていればよい。

上側支持部材３ｂの上記支持部は、非押圧時においても制御部３９によってパルス制御されることにより、押圧プレート２２表面の平面度が検知限界である１．０μｍ以下となるように、つまり、押圧プレート２２表面の湾曲やゆがみ等を補正して当該押圧プレート２２表面の平面性（水平性）を維持するようになっている。或いは、上記支持部は、非押圧時には、制御部３９によってパルス制御される替わりに、例えば工具等を用いた手動でその伸縮動作が行われ、押圧プレート２２表面の湾曲やゆがみ等を補正して当該押圧プレート２２表面の平面性を維持する構成となっていてもよい。つまり、非押圧時における押圧プレート２２表面の湾曲やゆがみ等を補正する構成や方法は、特に限定されるものではなく、押圧プレート２２表面の平面性を維持することができるのであれば、種々の構成や方法を採用することができる。

さらに、貼付装置１は、積層体に押圧力を加えたときに生じるプレート部材２の撓み量を検知（検出）する検知部４０と、上記検知部４０が検知（検出）した撓み量が相殺されるようにモータコントローラ３８を介して周辺支持部材３２…を伸縮させる制御部３９とを備えている。

具体的には、検知部４０は、例えば、プレート部材２の下側プレート部材２ａを支える周辺支持部材３２に掛かる荷重を検出して電気信号に変換するセンサであるロードセル（loadcell；荷重変換器）を用いて撓み量を検知する。つまり、検知部４０は、各周辺支持部材３２に掛かる荷重を検出し、これら荷重が均一になるように、制御部３９を介して、モータコントローラ３８に支持部３２ｂの移動量をセットして各パルスモータ３７の駆動を調整する。検知部４０は、上記ロードセルを少なくとも三つ備えることで構成することができる。上記ロードセルは圧縮型であればよく、ビーム型、コラム型、Ｓ字型、ダイヤフラム型の何れの種類でも使用することができる。制御部３９は、載置プレート１２全体にわたって積層体に加えるべき所定の圧力が均一に掛かるように、例えばシーケンス制御によって、モータコントローラ３８を介して各パルスモータ３７の駆動を調整し、周辺支持部材３２を伸縮させる。

また、別の例の検知部４０としては、例えば、ロードセルを備える替わりに、周辺支持部材３２を伸縮させるパルスモータ３７に掛かるトルクを検知するセンサ（変位計）で構成することもできる。この場合、制御部３９は、複数のパルスモータ３７に掛かるトルクが均一となるように、つまり、載置プレート１２全体にわたって積層体に加えるべき所定の圧力が均一に掛かるように、例えばシーケンス制御によって、予め設定されたトルク値に合うように、モータコントローラ３８を介して各パルスモータ３７の駆動を調整し、周辺支持部材３２を伸縮させる。モータコントローラ３８とパルスモータ３７の間には、必要に応じてアンプが設けられていてもよい。

或いは、検知部４０は、レーザ変位計等でプレート部材２、つまり、載置プレート１２および押圧プレート２２の撓み量を測定することにより、その撓み量を非接触で検知することができるように構成されていてもよい。

制御部３９は、検知部４０の検知結果（測定結果）に基づき、各検出部（ロードセルやトルクを検知するセンサ、レーザ変位計等）の検出値が均一になるように、周辺支持部材３２の支持部３２ｂ（および上側支持部材３ｂが周辺支持部材を備えている場合には当該周辺支持部材の支持部）の伸縮動作をパルス制御するように構成されている。つまり、検知部４０および制御部３９によって、積層体の押圧時、つまり、基板と支持体との貼り付け時に、載置プレート１２の周辺部および押圧プレート２２の周辺部の撓み量をフィードバック制御して補正することができるので、基板と支持体とを接着層を介して均一に貼り付けることが可能となる。

また、制御部３９は、非押圧時においても、周辺支持部材３２の支持部３２ｂ（および上側支持部材３ｂが周辺支持部材を備えている場合には当該周辺支持部材の支持部）の伸縮動作を、パルスモータ３７を介してパルス制御するように構成されている。つまり、支持部３２ｂは、押圧動作に関係無く、常時、載置プレート１２表面および押圧プレート２２表面の湾曲やゆがみ等を補正して当該載置プレート１２表面および押圧プレート２２表面の平面性（水平性）を維持するように、その伸縮動作が制御部３９によってパルス制御されている。具体的には、制御部３９は、荷重等の変位量によって各パルスモータ３７の駆動を調整する場合には、モータコントローラ３８に支持部３２ｂの移動量を予めセットして各パルスモータ３７の駆動を調整する。また、制御部３９は、パルスモータ３７に掛かるトルクによって各パルスモータ３７の駆動を調整する場合には、モータコントローラ３８に所定の（予め設定された）トルク値をセットして各パルスモータ３７の駆動を調整する。尚、制御部３９は、非押圧時には、例えば工具等を用いた手動で支持部３２ｂの伸縮動作を行うことができるように、当該支持部３２ｂの伸縮動作のパルス制御を解除する構成となっていてもよい。

上記防止部材２７は、積層体を押圧した後、下側プレート部材２ａおよび上側プレート部材２ｂを離間させたときに、押圧プレート２２への積層体の貼り付きを防止する部材である。防止部材２７は、ステンレス等の金属で形成され、先端が丸いピン２７ａと、このピン２７ａを押圧プレート２２表面から突出するように付勢するバネ２７ｂとで構成されている。バネ２７ｂの付勢力は、積層体を押圧しているときにピン２７ａが押圧プレート２２内部に押し込まれ、積層体の押圧が解除されるとピン２７ａが押圧プレート２２表面から突出するように調節されている。これにより、ピン２７ａは、積層体に疵を付けることなく、当該積層体の貼り付きを防止するようになっている。

上記搬送用ピン１７は、押圧動作の前後における搬送装置による搬送動作を容易にするために、積層体の搬送時に当該積層体を持ち上げる部材である。搬送用ピン１７は、先端が丸く形成されたステンレス等の金属で構成されており、載置プレート１２内部に移動可能に設置されている。そして、当該搬送用ピン１７は、例えば上記制御部３９によって、積層体を押圧しているときに載置プレート１２内部に収容され、積層体の押圧が解除されると載置プレート１２表面から突出するように、その動作が制御されている。これにより、搬送用ピン１７は、基板に疵を付けることなく、積層体の搬送時に当該積層体を載置プレート１２表面から持ち上げて、搬送装置による搬送動作を容易にするようになっている。従って、搬送用ピン１７は、上記防止部材の機能も兼ねている。

尚、上記説明においては、下側プレート部材２ａが固定され、上側プレート部材２ｂが上側支持部材３ｂを介して加圧装置によって上下方向に駆動される構成を例に挙げて説明したが、本発明に係る貼付装置は、上側プレート部材２ｂが固定され、下側プレート部材２ａが下支持部材３ａを介して加圧装置によって上下方向に駆動される構成であってもよく、或いは、下側プレート部材２ａおよび上側プレート部材２ｂが上下方向に駆動される構成であってもよい。

〔貼付方法〕
本発明に係る貼付方法は、基板と、接着層と、上記基板を支持する支持体とをこの順に積層してなる積層体に押圧力を加えることにより、上記基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付方法であって、一対のプレート部材に積層体を挟み込み、上記積層体にプレート部材を介して押圧力を加えたときに生じる当該プレート部材の撓み量を検知し、検知した撓み量が相殺されるように、プレート部材表面の平面性を維持する方法である。

次に、上記構成の貼付装置１を用いた積層体の貼付方法について、より具体的に説明する。

先ず、チャンバー内に収容された貼付装置１における下側プレート部材２ａの載置プレート１２の中央に、例えば基板、接着層およびサポートプレートがこの順に積層されて基板とサポートプレートとがずれないように仮止めされた積層体を、ロボットアーム等の搬送装置を用いて搬送して、基板側が下になるようにして載置する（搬送工程）。このとき、チャンバー内は減圧環境となっている。また、一対のプレート部材２は、加熱装置によって予め１５０〜２５０℃に加熱されている。さらに、周辺支持部材３２の支持部３２ｂ（および上側支持部材３ｂが周辺支持部材を備えている場合には当該周辺支持部材の支持部）は、載置プレート１２の周辺部および押圧プレート２２の周辺部の湾曲やゆがみ等を補正して、当該載置プレート１２表面および押圧プレート２２表面の平面性（水平性）を維持するように適宜、伸縮動作を行う。

次に、貼付装置１における上側プレート部材２ｂを下降させることによって押圧プレート２２をサポートプレートに当接させ、さらに下降させることによって積層体を押圧すると共に加熱する（貼付工程および加熱工程）。即ち、基板、接着層およびサポートプレートは、減圧環境下において押圧され加熱される。押圧力は、例えば、基板の直径が３００ｍｍである場合には、基板全体で４〜６ｔの荷重が掛かるようにすることが好ましい。

ここで、接着層は、例えば、当該接着層の接着材料である熱可塑性樹脂の低温粘着性（タック性）により、少なくとも室温（２３℃）以上であることが好ましく、ガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度になるまで加熱されることがより好ましい。接着層を熱可塑性樹脂のガラス転移点以上の温度になるまで加熱することによって、接着層の熱流動性が向上し、容易に変形するようになる。接着層、即ち、接着材料である熱可塑性樹脂の材質にもよるが、接触面の温度は２３〜２５０℃の範囲内であることが好ましく、１５０℃〜２５０℃の範囲内であることがより好ましい。加熱時間、つまり押圧時間は、２〜４分間であることが好ましく、２〜３分間であることがより好ましい。基板およびサポートプレートを加熱しながら押圧することにより、接着層は熱流動性を維持し、押圧に応じて容易に変形して均一に拡がる。従って、基板とサポートプレートとを均一に貼り付けることが可能であり、貼付不良が生じるおそれがない。

そして、本発明に係る貼付装置１は、上記貼付工程および加熱工程を通じて、つまり、貼付装置１が作動している間を通じて、検知部４０がプレート部材２の撓み量を非接触で検知し、制御部３９が検知部４０の検知結果（測定結果）に基づき、周辺支持部材３２の支持部３２ｂ（および上側支持部材３ｂが周辺支持部材を備えている場合には当該周辺支持部材の支持部）の伸縮動作をパルス制御する。即ち、載置プレート１２または押圧プレート２２は、その中心部を基準として、周辺部の撓み量が検知限界である１．０μｍ以下となるようにフィードバック制御される。それゆえ、積層体に押圧力を加えたときに生じるプレート部材２の撓み量を相殺することができる。

これにより、基板と支持体とを接着層を介して均一に貼り付けることができる。本発明に係る貼付装置１は、貼付工程と加熱工程とを同時に行うため、両工程を別々に行う場合と比較して、基板と支持体と貼り付ける貼付時間を短縮することができる。また、チャンバー内は減圧環境であるため、接着層と基板およびサポートプレートとの間に気泡が混入せず、好適に貼り付けることができる。

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した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、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。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。

本発明に係る貼付装置は、例えば、微細化された半導体装置の製造工程において広範に利用することができる。

１ 貼付装置
２ プレート部材
２ａ 下側プレート部材
２ｂ 上側プレート部材
３ 支柱部材
３ａ 下側支持部材
３ｂ 上側支持部材
１２ 載置プレート（積層体と接する部位）
１４ 支持プレート（支柱部材と接する部位）
１７ 搬送用ピン
２２ 押圧プレート（積層体と接する部位）
２４ 支持プレート（支柱部材と接する部位）
２７ 防止部材
３１ 中心支持部材
３２ 周辺支持部材
３７ パルスモータ
３８ モータコントローラ
３９ 制御部
４０ 検知部
４１ 中心支持部材

Claims (11)

1. 基板と、接着層と、上記基板を支持する支持体とをこの順に積層してなる積層体の中心部に押圧力を加えることにより、上記基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付装置であって、
   積層体を挟み込む一対のプレート部材と、プレート部材を支持する支柱部材とを備え、
   上記プレート部材は、３５ｍｍ以上の厚さを有し、
   上記支柱部材は、プレート部材の少なくとも中心部を支持する中心支持部材と、当該中心支持部材の周囲に設けられ、プレート部材の中心部以外を支持する複数の周辺支持部材とからなり、上記中心支持部材は一対のプレート部材のうち少なくとも一方を、積層体の中心部に押圧力を加えるために移動自在に支持すると共に、上記周辺支持部材はプレート部材の移動方向に伸縮自在となっており、
   上記積層体の中心部に押圧力を加えたときに生じるプレート部材の周辺部の撓み量を検知する検知部と、
   上記検知部が検知した撓み量が相殺され、押圧時の上記プレート部材の周辺部の撓み量が１．０μｍ以下となるように周辺支持部材を伸縮させる制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする貼付装置。
2. 上記制御部は上記周辺支持部材の伸縮動作をパルス制御するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
3. 一つのプレート部材に対する上記周辺支持部材の個数が３〜１０の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の貼付装置。
4. 上記検知部の検知限界が１．０μｍであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の貼付装置。
5. プレート部材の積層体と接する部位の非押圧時の平面度が１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の貼付装置。
6. 一対のプレート部材が上下方向に配設され、上側のプレート部材が支柱部材によって移動自在に支持されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の貼付装置。
7. 上記プレート部材が加熱装置を内蔵していることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の貼付装置。
8. 上記プレート部材における積層体と接する部位がセラミックスからなると共に、上記プレート部材における支柱部材と接する部位が金属からなることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の貼付装置。
9. 基板と、接着層と、上記基板を支持する支持体とをこの順に積層してなる積層体の中心部に押圧力を加えることにより、上記基板と支持体とを接着層を介して貼り付ける貼付方法であって、
   一対のプレート部材に積層体を挟み込み、
   上記プレート部材は、３５ｍｍ以上の厚さを有し、
   上記積層体の中心部にプレート部材を介して押圧力を加えたときに生じる当該プレート部材の周辺部の撓み量を検知し、検知した撓み量が相殺され、押圧時の上記プレート部材の周辺部の撓み量が１．０μｍ以下となるように周辺支持部材を伸縮させ、プレート部材表面の平面性を維持することを特徴とする貼付方法。
10. プレート部材の中心部以外を支持する複数の周辺支持部材を伸縮させることによって、プレート部材表面の平面性を維持することを特徴とする請求項９に記載の貼付方法。
11. 上記周辺支持部材の伸縮動作をパルス制御することを特徴とする請求項１０に記載の貼付方法。

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