JP6165384B2

JP6165384B2 - 貼合デバイスの製造装置

Info

Publication number: JP6165384B2
Application number: JP2017511479A
Authority: JP
Inventors: 義和大谷; 謙司佐藤; 一也藤田
Original assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2036-02-01
Also published as: TWI604952B; CN107428151A; KR102488733B1; JPWO2016163137A1; CN115284718A; KR20170135839A; TW201641293A; WO2016163137A1

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）やセンサーデバイスか、又は例えばタッチパネル式ＦＰＤや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍などのような、液晶モジュール（ＬＣＭ）やフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）などの板状ワークに対して、タッチパネルやカバーガラスやカバーフィルムやＦＰＤなどのもう一枚の板状ワークを貼り合わせる貼合デバイスの製造装置に関する。

従来、この種の貼合デバイスの製造装置として、上側基板保持具及び下側基板保持具に設けられた貫通孔に沿って、上側基板及び下側基板の受け渡し用のリフトピンをそれぞれ上下動可能に設け、大気圧における搬入時には、搬送ロボットのアームで保持して搬送された上側基板及び下側基板を、上側基板保持具及び下側基板保持具の表面から突出するように上下動したリフトピンでそれぞれ受け取り、これに続いてリフトピンが逆移動して、上側基板及び下側基板を上側基板保持具及び下側基板保持具の表面にそれぞれ受け渡す基板重ね合わせ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
その後、受け取った上側基板を上側基板保持具が真空吸着して保持し、下側基板保持具が下側基板を吸着して保持し、上側基板保持具と下側基板保持具が接近移動して両者間の真空容器内を真空状態にした後に、上側基板と下側基板をアライメントした後に重ね合わせて仮止めする。仮止めした後は、上側基板保持具による上側基板の保持を解除し、上側基板保持具を当初の位置まで離隔移動させ、次に真空容器内が大気圧になってから、貼り合わされた一対の基板をリフトピンにより搬送ロボットのアームに受け渡して搬出する。

特開２００２−２２９４７１号公報

しかし乍ら、このような従来の貼合デバイスの製造装置では、上側基板保持具が上側基板を吸着口で真空吸着して保持するため、基板の一部が吸着口に向け屈曲変形して歪みを発生する。それにより、上側基板及び下側基板を高精度に位置合わせして貼り合わせることができない。
さらに、上側基板保持具の基板保持面から上側基板を剥離する動作が、真空中の絶乾状態（湿度がほぼ０％の状態）で行われるため、基板保持面に対する基板の接触及び剥離に伴って絶縁体である基板に静電気が蓄積され、剥離帯電の影響が非常に大きくなる。また真空状態を保つために密閉空間内で剥離動作が行われるため、大気中での剥離動作とは異なり、ブローイオナイザーやフォトイオナイザーを用いて、発生した剥離帯電を簡単に除去するというも事実上困難な条件下にある。
それにより、剥離帯電による電荷によって導電部分へアーク放電が発生し、基板の貼り合わせ面に存在する電子回路などが断線を起こすか、或いは破壊までは至らなくとも、静電気によってその特性が変化するという問題があった。
また、基板の貼り合わせが完了して大気圧に戻した後に、下側基板保持具の基板保持面からリフトピンで、貼り合わされた一対の基板を離すが、基板保持面と基板の界面は互い平滑に形成されるため、基板保持面と基板の界面が貼り付いている場合がある。このような場合には、リフトピンで、貼り合わされた一対の基板の一部を強制的に押し離すと、基板保持面と基板の間が一時的に真空状態となり、貼り合わされた一対の基板が瞬間的に下側基板保持具に引っ張られて反りが起こる。基板の貼り合わせを高精度で行っても、剥離時において部分的に反ってしまうと、位置合わせ精度が悪化して製品が一部不良になるという問題があった。
そこで、このような問題の解決するため、上側基板保持具や下側基板保持具の基板保持面に、基板との接触面積が減少するように凹凸部を形成することにより、基板保持面と基板の界面に生ずる静電気を抑制すると同時に、基板保持面と基板の真空密着を防止することが考えられる。
しかし、この場合には、上側基板保持具の基板保持面や下側基板保持具の基板保持面が、基板の材質となるガラスやシリコンなどに比べて軟らかいアルミニウム等の金属で形成されると、上側基板保持具や下側基板保持具の基板保持面に対して基板が繰り返し接触する度に生ずる摩擦により、時間経過に伴って凸部が徐々に摩耗し、最終的には基板が面接触してしまう。
その結果として、長期間に亘り基板保持面と基板の界面に生ずる静電気の抑制と、基板保持面と基板の真空密着を防止できないという問題がある。

このような課題を達成するために本発明に係る貼合デバイスの製造装置は、一対のワークを第一保持部材と第二保持部材にそれぞれ保持し、前記第一保持部材と前記第二保持部材の相対的な接近移動により、前記一対のワークを位置合わせして貼り合わせる貼合デバイスの製造装置であって、第一ワーク保持面を有する前記第一保持部材と、前記第一保持部材と対向して設けられ第二ワーク保持面を有する前記第二保持部材と、前記第一保持部材及び前記第二保持部材に対して前記一対のワークをそれぞれ着脱自在で且つ移動不能に保持する保持チャックと、前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方を前記第一保持部材及び前記第二保持部材の対向方向へ相対的に接近移動させる接離用駆動部と、を備え、前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方は、アルミニウムを含む金属材料で表面が凹凸形状に形成される前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面と、前記一対のワークのうち一方或いは両方と対向し且つ前記第一保持部材，前記第二保持部材及び前記一対のワークの材質よりも硬く且つ導電材を含んだ材料で前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面の前記表面に沿って積層形成される硬質被覆層と、を備え、前記硬質被覆層は、前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方から、前記一対のワークのうち一方或いは両方に向け山状に突出して、前記一対のワークのうち一方の平滑な表面或いは両方の平滑な表面にそれぞれ点接触する複数の支承突起を有することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る貼合デバイスの製造装置の全体構成を示す説明図であり、ワーク貼り合わせ工程においてワーク貼り合わせ前の縦断正面図である。ワーク貼り合わせ工程においてワーク貼り合わせ時の縦断正面図である。ワーク貼り合わせ工程においてワーク貼り合わせ後の縦断正面図である。ワーク貼り合わせ工程において貼合デバイス剥離時の縮小縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの製造装置Ａは、図１〜図４に示すように、板状に形成された一対のワークＷ１，Ｗ２を、第一保持部材１と第二保持部材２にそれぞれ保持し、第一保持部材１と第二保持部材２の相対的な接近移動により一対のワークＷ１，Ｗ２を高精度に位置合わせして貼り合わせるワーク貼り合わせ装置である。貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２は、第一保持部材１及び第二保持部材２から剥離することが好ましい。
このワーク貼り合わせ装置の具体例としては、変圧室Ｂの内部に第一保持部材１と第二保持部材２が対向して配置され、変圧室Ｂに搬入された第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を第一保持部材１と第二保持部材２に設けられる保持チャック３でそれぞれ受け取る。その後、減圧された変圧室Ｂ内で第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方を、前記対向方向へ相対的に接近移動させるとともに、前記対向方向と交差する方向へ相対的に位置合わせしてから、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を高精度に貼り合わせる（合着する）。これにより、内部に封止空間を有する貼合デバイスＷが作成される。これに続いて、貼合デバイスＷの第一ワークＷ１を第一保持部材１から剥離した後に、変圧室Ｂを大気圧に戻すことで、貼合デバイスＷの封止空間の内圧と圧力差が生じ、この圧力差により貼合デバイスＷを所定ギャップまで均等に加圧される。その後は、完成した貼合デバイスＷを第二保持部材２から剥離して変圧室Ｂの外へ搬出することが好ましい。
なお、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２は、図１〜図４に示されるように、通常、上下方向へ対向するように配置され、上側の第一ワークＷ１と下側の第二ワークＷ２が貼り合わされる方向を以下「Ｚ方向」という。Ｚ方向と交差する第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２に沿った方向を以下「ＸＹ方向」という。

詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの製造装置Ａは、Ｚ方向に対向して設けられる第一保持部材１及び第二保持部材２と、第一保持部材１及び第二保持部材２に対して一対のワークＷ１，Ｗ２をそれぞれ着脱自在で且つ移動不能に保持するための保持チャック３と、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＺ方向へ相対的に接近移動させる接離用駆動部４と、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動させるアライメント用駆動部５と、少なくとも保持チャック３や接離用駆動部４やアライメント用駆動部５などをそれぞれ作動制御するための制御部６と、を主要な構成要素として備えている。
さらに、貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２を第二保持部材２から剥がすための剥離部材７を備えることが好ましい。
また、後述する保持チャック３としては、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに向け第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を吸引して保持する吸着チャック３１を用いることが好ましい。それ以外には、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を粘着して保持する粘着チャック３２や静電チャックなどを用いることも可能である。

貼合デバイスＷは、例えばＦＰＤや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍か又は有機ＥＬディスプレイなどのような、構成部品が一体的に組み付けられた薄板状の構造体である。
第一ワークＷ１は、例えばガラス製のタッチパネルやカバーガラスなどからなり、ＬＣＭやフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）などからなる第二ワークＷ２を覆うように接着されることで、ＦＰＤやＯＬＥＤなどを構成するものである。
さらに必要に応じて、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の対向面のいずれか一方又は両方には、シール材Ｗ３がディスペンサなどの定量吐出ノズルを用いて塗布される。
シール材Ｗ３としては、紫外線などの光エネルギーを吸収して重合が進行することにより硬化して接着性を発現する、ＵＶ硬化性の光学透明樹脂（ＯＣＲ）などの光硬化型接着剤を用いている。
また、その他の例として、シール材Ｗ３が熱エネルギーの吸収により重合が進行して硬化する熱硬化型接着剤、二液混合硬化型接着剤などを用いたり、シール材Ｗ３を介在させずに第一ワークＷ１と第二ワークＷ２の対向面同士を貼り合わせたり変更することも可能である。

第一保持部材１は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成された定盤などからなり、その表面には、搬入された第一ワークＷ１とＺ方向へ対向して接触する第一ワーク保持面１ａを有している。
第二保持部材２は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成された定盤などからなり、その表面には、搬入された第二ワークＷ２とＺ方向へ対向して接触する第二ワーク保持面２ａを有している。
第一ワーク保持面１ａ及び第二ワーク保持面２ａの具体例として、図１〜図４に示される場合には、第一保持部材１の略平滑な表面において第一ワークＷ１と接触する一部のみに第一ワーク保持面１ａを形成し、第二保持部材２の略平滑な表面において第二ワークＷ２と接触する一部のみに第二ワーク保持面２ａを形成している。
また、その他の例として図示しないが、第一保持部材１の表面全体を第一ワーク保持面１ａとしたり、第二保持部材２の表面全体を第二ワーク保持面２ａとしたり変更することも可能である。

第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａは、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２との接触面積を減少させるため、硬質な凹凸形状に形成されるとともに、保持チャック３を有している。
すなわち、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａ又は第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、一対のワークＷ１，Ｗ２のうち一方或いは両方と対向して、少なくともその表面が凹凸形状に形成される硬質被覆層１２を備えている。
さらに、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａ又は第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、一対のワークＷ１，Ｗ２のうち一方或いは両方を着脱自在に保持する保持チャック３として吸着口３１ａを備えることが好ましい。
保持チャック３となる吸着口３１ａとは、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の表面と対向するように開設されて、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を吸引する吸着チャック３１の吸引孔であり、吸着口３１ａには通気路３１ｂが接続されて吸気源３１ｃに連通している。
吸着口３１ａは、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに対してＸＹ方向へ分散するように複数配置され、吸着口３１ａの数及び間隔は、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２のサイズや厚みや材質や重量などに対応して決められる。
吸気源３１ｃは、ポンプや圧縮機などで構成され、後述する制御部６により、少なくとも変圧室Ｂ内に搬入された第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の受け取り時から貼り合わせ時まで、通気路３１ｂを介して吸着口３１ａから吸引するように作動制御されている。
また、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後には、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａに保持された第一ワークＷ１や、第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに保持された第二ワークＷ２に向け、吸着口３１ａから圧縮空気などの流体を噴出させることも可能である。

保持チャック３の具体例として図１〜図４に示される例の場合には、上方に配置される第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａに、吸着チャック３１と粘着チャック３２を設置し、下方に配置される第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに、吸着チャック３１のみを設置している。
粘着チャック３２は、第一保持部材１に開穿された貫通孔１ｈを通ってＺ方向へ往復動自在に設けられる昇降部３２ａと、昇降部３２ａの先端に第一ワークＷ１とＺ方向へ対向するように設けられる粘着部３２ｂと、昇降部３２ａの基端に設けられる粘着用従動部３２ｃと、粘着用従動部３２ｃと連係する粘着用駆動部３２ｄと、を有している。
昇降部３２ａ及び粘着部３２ｂは、ＸＹ方向へ分散するように複数組配置され、昇降部３２ａ及び粘着部３２ｂの数及び間隔は、第一ワークＷ１のサイズや厚みや材質や重量などに対応して決められる。
粘着用駆動部３２ｄは、Ｚ方向へ往復動可能なアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部６により、図１の実線に示されるように、変圧室Ｂ内に搬入された第一ワークＷ１の表面に、粘着部３２ｂを接触させて粘着保持するように作動制御されている。第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後には、図３の実線に示されるように、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａが第一ワークＷ１の表面に接触した状態で、粘着部３２ｂを第一ワークＷ１の表面からＺ方向へ離隔させるように作動制御している。
また、その他の例として図示しないが、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａに粘着チャック３２を設置せず、それに代えて静電チャックを吸着チャック３１と組み合わせて設置したり、第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに粘着チャック３２や静電チャックを吸着チャック３１と組み合わせて設置したり変更することも可能である。

ところで、第一保持部材１や第二保持部材２の材質としては、精密加工が容易（加工性に優れ）でありながら軽量（作業性に優れ）で且つ安価であるため、アルミニウム系などの金属材料が一般的に用いられている。
これに対し、ＬＣＤやＯＬＥＤなどの基板を構成する第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の材質としては、アルミニウム系などの金属材料よりも硬いガラスやシリコンなどが一般的に用いられている。
そのため、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに対して、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を接触させて着脱を繰り返し行うと、接触する度に生じる摩擦により、軟質な第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａが徐々に摩耗してしまう。
また、第一保持部材１や第二保持部材２の材質として、ガラスなどよりも硬度が高くて摩耗し難いセラミックなどの硬質材料を用いることも考えられる。しかし、この場合には、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａをサンドブラスト等のブラスト処理やエッチング処理やラッピング処理などで凹凸形状に作成すると、凸部の山状先端が欠け易いだけでなく、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２との接触時に凸部の山状先端が突き刺さるおそれもある。このため、金属材料に比べて、凹凸形状の加工精度及び加工性（加工時間や加工コスト）に劣り、且つ第一ワークＷ１や第二ワークＷ２にクラックなどの破損が生じる点からも不利であった。特にセラミック材料の場合には、焼成などの工程が必要になるため、大型化が困難であることも不利であった。
そこで、このような摩耗防止や加工性などの課題を同時に達成するため、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに、第一保持部材１や第二保持部材２や一対のワークＷ１，Ｗ２の材質よりも硬い材料からなる硬質被覆層１２を形成している。

硬質被覆層１２は、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに沿って、一対のワークＷ１，Ｗ２の材質よりも硬い材料をコーティングすることにより、所定厚みで積層形成される。さらに、硬質被覆層１２は、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａを介してアース接続（接地）させることが好ましい。
硬質被覆層１２の材料の具体例としては、硬質被覆層１２の表面に酸化被膜などの不導体が発生しないような、例えばチタンや炭化ケイ素又はタングステンやカーボン粒子などからなる導電材を含んだセラミックやガラス又は金属マトリクスからなる材料を用いることが好ましい。
硬質被覆層１２のコーティング方法の具体例としては、塗装やディッピング、蒸着、めっき、スパッタリング、溶射などが挙げられる。
硬質被覆層１２の具体例として図１〜図４に示される場合には、第一保持部材１において部分的に形成される第一ワーク保持面１ａと、その域外面１ｂを含んだ表面全体に対し、硬質被覆層１２を有するパネル１２Ｐが着脱自在に敷設されている。第二保持部材２において部分的に形成される第二ワーク保持面２ａと、その域外面２ｂを含んだ表面全体に対しても、同様に硬質被覆層１２を有するパネル１２Ｐが着脱自在に敷設されている。
パネル１２Ｐは、アルミニウム等の金属で薄板状に形成され、その表面に硬質被覆層１２を一体形成している。パネル１２Ｐの形状は、矩形などに形成され、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａと略同じサイズのパネル１２Ｐを一枚取り付けるか、又は第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａのサイズよりも小さなパネル１２Ｐを複数枚それぞれＸＹ方向へ並ぶように取り付ける。
また、その他の例として図示しないが、域外面１ｂが除かれた第一ワーク保持面１ａのみに硬質被覆層１２を部分的に形成したり、域外面２ｂが除かれた第二ワーク保持面２ａのみに硬質被覆層１２を部分的に形成したり、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方側のみに硬質被覆層１２を形成したり、パネル１２Ｐを用いずに第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの表面に沿って硬質被覆層１２を直接的に形成したり変更することも可能である。

さらに、硬質被覆層１２は、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方から一対のワークＷ１，Ｗ２のうち一方或いは両方に向け突出して点接触する複数の支承突起１２ａと、複数の支承突起１２ａの相互間に吸着チャック３１の吸着口３１ａとそれぞれ連通するように形成される複数の吸気溝１２ｂと、を有している。
複数の支承突起１２ａは、その先端部を第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の表面に対しそれぞれ点接触させて、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２が平滑状態となるように保持するものである。そのため、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の点接触部位が重量で変形しないように、微小な支承突起１２ａを単位面積当たり密となるように多数配置して保持することが好ましい。
複数の吸気溝１２ｂは、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２との間に微小な空間部１２ｓが分散するように多数形成して、第一ワークＷ１や第二ワークＷ２との接触面積が狭くなるように構成されている。
平滑なワーク保持を確実にする方法として、複数の支承突起１２ａは、一対のワークＷ１，Ｗ２のうち一方或いは両方に向けて山状に突出するようにそれぞれ形成することが好ましい。複数の吸気溝１２ｂは、複数の支承突起１２ａとＸＹ方向やＸＹθ方向へ隣り合うようにそれぞれ谷状に形成することが好ましい。

そして、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、粗面化処理で形成される複数の山状凸部１２ｃと複数の谷状凹部１２ｄを有し、複数の山状凸部１２ｃ及び複数の谷状凹部１２ｄに沿って硬質被覆層１２を積層することが好ましい。複数の山状凸部１２ｃ及び複数の谷状凹部１２ｄも、支承突起１２ａや吸気溝１２ｂと同様に、単位面積当たり密となるようにそれぞれ多数配置することが好ましい。
これにより、複数の山状凸部１２ｃの外側に複数の支承突起１２ａが積層形成されるとともに、複数の谷状凹部１２ｄの外側に複数の吸気溝１２ｂが積層形成される。
粗面化処理としては、例えばサンドブラスト等のブラスト処理やエッチング処理やラッピング処理などが挙げられる。
粗面化処理の具体例として図１〜図４に示される場合には、パネル１２Ｐの表面となる金属面をブラスト処理して粗面化し、この粗面に硬質被覆層１２が積層形成されている。詳しくは、パネル１２Ｐの表面となる金属面に対し、粒度が♯６０〜♯２４０程度のセラミック、ガラス、金属等の粒子を高速で当てることにより、複数の山状凸部１２ｃと複数の谷状凹部１２ｄが、所定の表面粗さで同時に形成されるようにしている。
また、その他の例として図示しないが、粗面化処理としてブラスト処理に代え、エッチング処理やラッピング処理などに行ったり、パネル１２Ｐを用いずに第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの表面が直接的に粗面化処理され、この粗面に硬質被覆層１２を積層形成したり変更することも可能である。

前述した粗面化処理による粗面状態の程度としては、表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜３．０程度にすることが好ましい。
実験によれば、複数の支承突起１２ａ及び複数の吸気溝１２ｂの表面粗さ（Ｒａ）が０．１未満の場合には、支承突起１２ａと吸気溝１２ｂの高低差が小さくなり過ぎて、吸着チャック３１の吸着口３１ａからの吸引力が複数の吸気溝１２ｂへ十分に行き渡り難くなる。そのために、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全体で第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を安定的に吸引保持不能であることが解った。
また、複数の支承突起１２ａ及び複数の吸気溝１２ｂの表面粗さ（Ｒａ）が３．０よりも大きい場合には、支承突起１２ａと吸気溝１２ｂの高低差が大きくなり過ぎて、吸着チャック３１の吸着口３１ａからの吸引力が複数の吸気溝１２ｂへ必要以上に流れてしまう。特に図示例のように、第一ワーク保持面１ａの域外面１ｂや第二ワーク保持面２ａの域外面２ｂまで硬質被覆層１２が形成されると、これら域外面１ｂ，２ｂに漏れる量が多くなり過ぎる。そのために、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全体で第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を安定的に吸引保持不能であることが解った。

また、前述した硬質被覆層１２の点接触による摩擦力の改善を実証するため、以下のような実験を行った。
前述した支承突起１２ａ及び吸気溝１２ｂが分散配置された硬質被覆層１２を有する点接触プレートと、アルミニウムの平滑面が露出する面接触プレートと、これら上に載置されるガラス製のブロックと、を用意した。前記点接触プレート及び前記ブロックの接触部分と、前記面接触プレート及び前記ブロックの接触部分をそれぞれ真空状態にし、その後、大気圧に戻した状態で摩擦測定試験（ブロック・オン・プレート）をそれぞれ行った。
摩擦測定試験の結果は、前記点接触プレートの摩擦力が「０．０９０Ｋｇ」、前記面接触プレートの摩擦力が「０．１９３Ｋｇ」であり、前記点接触プレートの摩擦係数が前記面接触プレートの摩擦係数の約１／２であった。これにより、前記点接触プレートの方が前記面接触プレートよりも摩擦力を半減できることが解った。

接離用駆動部４は、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＺ方向へ往復動させるアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部６により作動制御している。制御部６による接離用駆動部４の制御例としては、図１の実線に示されるように、変圧室Ｂ内に搬入された第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の受け渡し時において、接離用駆動部４が第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に離隔移動させるか、若しくは第一保持部材１及び第二保持部材２の両方を互いにＺ方向へ相対的に離隔移動させている。その後は、図１の二点鎖線及び図２に示されるように、接離用駆動部４が第一保持部材１側又は第二保持部材２側のいずれか一方を他方に向けてＺ方向へ接近移動させるか、若しくは第一保持部材１側及び第二保持部材２側の両方を互いにＺ方向へ接近移動させることにより、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２がシール材Ｗ３を挟んでＺ方向へ重ね合わされ、必要がある場合には更に加圧して貼り合わせる。
接離用駆動部４の具体例として、図１〜図４に示される例の場合には、第一保持部材１のみを接離用駆動部４と連係させて、第一保持部材１側を第二保持部材２側に向けてＺ方向へ相対的に接近移動させている。
また、その他の例として図示しないが、第二保持部材２のみを接離用駆動部４と連係させて、第二保持部材２側を第一保持部材１側に向けＺ方向へ相対的に接近移動したり、第一保持部材１及び第二保持部材２をそれぞれ接離用駆動部４と連係させて、第一保持部材１側と第二保持部材２側を同時にＺ方向へ相対的に接近移動したり変更することも可能である。

アライメント用駆動部５は、第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方か若しくは両方をＸＹ方向やＸＹθ方向へ調整移動させるアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部６により作動制御している。制御部６によるアライメント用駆動部５の制御例としては、図２に示されるように、変圧室Ｂ内に搬入された第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ直前において、アライメント用駆動部５が第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方を他方からＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動させて、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の位置合わせを行うか、若しくは第一保持部材１及び第二保持部材２の両方を互いにＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動させて、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の位置合わせを行っている。
アライメント用駆動部５の具体例として、図１〜図４に示される例の場合には、第一保持部材１のみをアライメント用駆動部５と連係させて、第一保持部材１側を第二保持部材２側に向けてＸＹθ方向へ相対的に調整移動させている。
また、その他の例として図示しないが、第二保持部材２のみをアライメント用駆動部５と連係させることで、第二保持部材２側を第一保持部材１側に向けＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動して位置合わせしたり、第一保持部材１及び第二保持部材２をそれぞれアライメント用駆動部５と連係させることで、第一保持部材１側と第二保持部材２側を同時にＸＹ方向やＸＹθ方向へ相対的に調整移動して位置合わせしたり変更することも可能である。

制御部６は、吸着チャック３１の吸気源３１ｃ、粘着チャック３２の粘着用駆動部３２ｄ、接離用駆動部４及びアライメント用駆動部５などとそれぞれ電気的に接続するだけでなく、変圧室Ｂの内外に第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２を出し入れするための開閉部（図示しない）や、変圧室Ｂ内を大気雰囲気ＡＰから所定真空度の減圧雰囲気ＤＰに調整する室圧調整手段（図示しない）などにも電気的に接続するコントローラーである。
制御部６となるコントローラーは、その制御回路（図示しない）に予め設定されたプログラムに従って、予め設定されたタイミングで順次それぞれ作動制御している。

詳しく説明すると、制御部６は、図１の実線に示されるように、大気雰囲気ＡＰの変圧室Ｂ内に搬入された第一ワークＷ１を、吸着チャック３１及び粘着チャック３２により第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａに受け取り、第二ワークＷ２を吸着チャック３１により第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに受け取るように作動制御している。
その後に、変圧室Ｂ内が減圧雰囲気ＤＰに切り替わった後は、図１の二点鎖線及び図２に示されるように、粘着チャック３２の粘着用駆動部３２ｄ及び接離用駆動部４により、第一保持部材１及び粘着部３２ｂを第二保持部材２に対し相対的にＺ方向へ接近移動させることで、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２がシール材Ｗ３を挟んでＺ方向へ重ね合わされるように作動制御している。
この重ね合わせと略同時に、アライメント用駆動部５により第一保持部材１又は第二保持部材２のいずれか一方を他方に対しＸＹ方向やＸＹθ方向へ調整移動して、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２の相対的な位置合わせ（アライメント）が高精度に行われる。この位置合わせ完了後に、接離用駆動部４により第一ワークＷ１と第二ワークＷ２を貼り合わせるように作動制御している。
さらに、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後は、図３の実線に示されるように、接離用駆動部４により第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａが第一ワークＷ１の表面に対し接触する状態を保持し、粘着チャック３２の粘着用駆動部３２ｄにより粘着部３２ｂを第一ワークＷ１から離隔する方向へ移動させて引き剥がすように作動制御している。

このような本発明の実施形態に係る貼合デバイスＷの製造装置Ａによると、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに形成される硬質被覆層１２に対し、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）を繰り返し接触させて、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）が平滑状となるように保持しても、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）に向け山状に突出する複数の支承突起１２ａがワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）と点接触して接触面積が極めて小さい。そのため、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）との摩擦による拘束力が少ない。
これに加えて、複数の支承突起１２ａは、第一保持部材１や第二保持部材２やワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）よりも硬質であるため、経時的に摩耗しない。
これにより、第一保持部材１や第二保持部材２を加工精度や加工性などに優れた金属材料で形成しても、支承突起１２ａの先端部のみを長期に亘り磨り減ることなく平滑状のワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）と点接触させて高精度に保持可能となる。
したがって、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）に対する第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの接触面積を極小にしながら、時間経過に伴う第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの摩耗を防止することができる。
その結果、サブミクロン精度の高精度な貼合デバイスＷを長期間に亘り製造し続けることができる。

特に、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、粗面化された複数の山状凸部１２ｃを有し、複数の山状凸部１２ｃの外側に複数の支承突起１２ａがコーティングによって積層形成されることが好ましい。
この場合には、粗面化で複数の山状凸部１２ｃの先端が鋭角状に尖る形状になっても、複数の山状凸部１２ｃの外側をコーティングすることにより、コーティング材料の表面張力で複数の支承突起１２ａの山状先端部が球面状になる。
したがって、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）との接触時におけるワークの部分的な歪み発生防止と複数の支承突起１２ａの突き刺さり防止を同時に達成することができる。
その結果、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａにワークＷ１，Ｗ２を保持した際の歪みを抑制することができ、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）にクラックなどの破損が生じることがない。このため、特に厚みの薄いワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）に極めて有効である。

さらに、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、一対のワーク（Ｗ１，Ｗ２）のうち一方或いは両方を吸引して保持する吸着口３１ａを備え、硬質被覆層１２は、複数の支承突起１２ａの相互間に吸着口３１ａと連通するように谷状に形成される複数の吸気溝１２ｂを有することが好ましい。
この場合には、硬質被覆層１２に対し、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）を繰り返し接触させても、長期に亘り吸気溝１２ｂが消滅しない。このため、吸着口３１ａからの吸引力が、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全体に行き渡って、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）が確実に吸引保持される。
また第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａや第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａからのワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）の剥離時は、複数の支承突起１２ａの相互間に形成される複数の吸気溝１２ｂでワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）と密着しないため、スムーズに剥がれて剥離に伴う静電気がほとんど発生しない。
したがって、吸着保持によるワークＷ１，Ｗ２の部分的な歪み発生を確実に防止することができる。
その結果、吸引保持した際に基板の一部が吸着口に向け屈曲変形して歪みを発生する従来のものに比べ、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａにワークＷ１，Ｗ２を保持した際の歪みを抑制することができ、特にサブミクロン精度を要求される貼り合せに対しても、面内を均一な状態で貼り合せることができる。そのため、高精度な貼合デバイスＷを製造できる。
また、基板の剥離時に静電気が発生して帯電する従来のものに比べ、長期間に亘って一対のワークＷ１，Ｗ２を平行状態に保ちながら貼り合わせることが可能で、且つ剥離帯電の影響を確実に防止できる。それにより、長期的に亘り安定して高い精度の貼り合せを行うことができるとともに、貼合デバイスＷの破壊や回路の断線だけでなく、静電気によるその特性変化を確実に防止できる。

特に、複数の支承突起１２ａと隣り合うように複数の吸気溝１２ｂを互いに接近させて配置することが好ましい。
この場合には、硬質被覆層１２の全面に亘って支承突起１２ａ及び吸気溝１２ｂが単位面積当たり高密度に配置される。
したがって、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）をより平滑に保持することができる。
その結果、ワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）の貼り合わせ精度の更なる向上が図れる。

さらに、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方は、粗面化された複数の谷状凹部１２ｄを有し、複数の谷状凹部１２ｄの外側に複数の吸気溝１２ｂがコーティングによって積層形成されることが好ましい。
この場合には、前加工として第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａを粗面化処理することにより、複数の山状凸部１２ｃと複数の谷状凹部１２ｄが同時に形成され、その外側に後処理として硬質被覆層１２をコーティングで積層することにより、複数の支承突起１２ａ及び吸気溝１２ｂが同時に形成される。
したがって、簡単な処理で微小な山状凸部１２ｃと谷状凹部１２ｄを多数それぞれ略均一に作成することができる。
その結果、短時間で且つ低コストで山状凸部１２ｃと谷状凹部１２ｄを緻密に作成できる。

また、複数の山状凸部１２ｃの外側に積層形成される複数の支承突起１２ａと、複数の谷状凹部１２ｄの外側に積層形成される複数の吸気溝１２ｂを、その表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜３．０程度となるように粗面化することが好ましい。
この場合には、支承突起１２ａと吸気溝１２ｂの高低差が、吸着チャック３１の吸着口３１ａからの吸引力を複数の吸気溝１２ｂへそれぞれ必要量行き渡って、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａの全体で第一ワークＷ１や第二ワークＷ２を安定的に吸引保持することができる。

またさらに、硬質被覆層１２が、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａを介してアース接続（接地）され、硬質被覆層１２の材料としては、硬質被覆層１２の表面に酸化被膜などの不導体が発生しないような、導電材を含んだ材料を用いることが好ましい。
この場合には、変圧室Ｂへ搬入された際に第一ワークＷ１や第二ワークＷ２の表面に存在する電荷のほとんどが、硬質被覆層１２との接触により、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａを介して逃がすことができる。
これに加えて、複数の支承突起１２ａが第一ワークＷ１や第二ワークＷ２と点接触して接触面積が極めて小さいため、剥離帯電も非常に起こり難い。
これにより、実質的に静電気の発生を完全に防止できる。

さらにまた、第一ワーク保持面１ａ又は第二ワーク保持面２ａのいずれか一方か若しくは両方に、硬質被覆層１２を有するパネル１２Ｐが取り付けられることが好ましい。
この場合には、第一ワーク保持面１ａや第二ワーク保持面２ａに対し、パネル１２Ｐを取り付けることにより、複数の支承突起１２ａ及び複数の吸気溝１２ｂからなる精密な凹凸構造が一体的に組み付けられる。
したがって、簡単な取り付け加工で複数の支承突起１２ａ及び複数の吸気溝１２ｂを容易に設置することができる。
その結果、組み付け精度の向上が図れる。

次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１〜図４に示すように、第二保持部材２が、貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２、すなわち貼合デバイスＷを第二ワーク保持面２ａから剥がす剥離部材７を有するものである。
図１〜図４に示される例では、剥離部材７による押圧で、第二ワーク保持面２ａから第二ワークＷ２を押し剥がしている。

剥離部材７は、第二保持部材２に開穿された貫通孔２ｈを通って第二ワークＷ２の表面とＺ方向へ対向するようにＺ方向へ往復動自在に設けられる複数のリフトピン７ａと、複数のリフトピン７ａの基端に亘って設けられる剥離用従動部７ｂと、剥離用従動部７ｂと連係する剥離用駆動部７ｃと、を有している。
リフトピン７ａは、第二ワーク保持面２ａに対してＸＹ方向へ分散するように配置され、リフトピン７ａの数及び間隔は、第二ワークＷ２のサイズや厚みや材質や貼合デバイスＷの重量などに対応して決められる。
剥離用駆動部７ｃは、Ｚ方向へ往復動可能なアクチュエーターなどで構成され、制御部６により、図１〜図３に示されるように、変圧室Ｂ内に搬入された第二ワークＷ２の受け取り時から第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ時まで、貫通孔２ｈ内にリフトピン７ａの先端部を没入させるように作動制御されている。第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の貼り合わせ後には、図４に示されるように、リフトピン７ａの先端部を貫通孔２ｈから第二ワークＷ２の表面に向け突出させて、第二ワーク保持面２ａから第二ワークＷ２が剥がれるように作動制御している。
また、リフトピン７ａの先端部には、ワーク保持用のチャック部（図示しない）を設けることが好ましい。

このような本発明の実施例に係る貼合デバイスＷの製造装置Ａによると、ワーク（第二ワークＷ２）と第二保持部材２の間には、（微小な空間部１２ｓからなる多数の）空気層が生じるため、圧力差によるワーク（第二ワークＷ２）と第二保持部材２との密着がなくなる。これと同時に複数の吸気溝１２ｂによりワーク（第二ワークＷ２）と第二保持部材２との接触面積が極めて小さいため、剥離帯電が抑制されて静電気による拘束がなくなる。これにより、貼り合わせが完了した一対のワーク（第一ワークＷ１，第二ワークＷ２）、すなわち貼合デバイスＷを、剥離部材７で第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａから剥がしても、ワーク（第二ワークＷ２）と第二ワーク保持面２ａの界面が貼り付かないため、貼合デバイスＷの押圧部分が反り変形することなくスムーズに剥がれる。
したがって、貼り合わされた一対のワーク（貼合デバイスＷ）を剥離部材７で反り変形させることなく剥離して位置合わせ精度の変化を防止することができる。
その結果、貼り合わされた一対の基板をリフトピンにより離す際に部分的な反りが発生し易い従来のものに比べ、高精細の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどであっても、位置ずれによるムラや光抜けなどの一部不良を防止でき、歩留まりの向上が図れるという利点がある。

なお、前示の実施形態では、保持チャック３の具体例として、第一保持部材１の第一ワーク保持面１ａ及び第二保持部材２の第二ワーク保持面２ａに吸着チャック３１をそれぞれ設置したが、これに限定されず、第一ワーク保持面１ａ及び第二ワーク保持面２ａに吸着チャック３１を設置せず、粘着チャック３２や静電チャックなどを設置してもよい。
さらに、前示の実施例では、第二保持部材２が有する剥離部材７によって、貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２を第二ワーク保持面２ａから剥がしたが、これに限定されず、第二保持部材２と関係なく設けられる剥離手段で、貼り合わせが完了した一対のワークＷ１，Ｗ２を第二ワーク保持面２ａから剥がしてもよい。

Ａ貼合デバイスの製造装置１第一保持部材
１ａ第一ワーク保持面２第二保持部材
２ａ第二ワーク保持面３１ａ吸着口
１２硬質被覆層１２ａ支承突起
１２ｂ吸気溝１２ｃ山状凸部
１２ｄ谷状凹部１２Ｐパネル
７剥離部材
Ｗ貼合デバイスＷ１ワーク（第一ワーク）
Ｗ２ワーク（第二ワーク）

Claims

一対のワークを第一保持部材と第二保持部材にそれぞれ保持し、前記第一保持部材と前記第二保持部材の相対的な接近移動により、前記一対のワークを位置合わせして貼り合わせる貼合デバイスの製造装置であって、
第一ワーク保持面を有する前記第一保持部材と、
前記第一保持部材と対向して設けられ第二ワーク保持面を有する前記第二保持部材と、
前記第一保持部材及び前記第二保持部材に対して前記一対のワークをそれぞれ着脱自在で且つ移動不能に保持する保持チャックと、
前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方を前記第一保持部材及び前記第二保持部材の対向方向へ相対的に接近移動させる接離用駆動部と、を備え、
前記第一保持部材又は前記第二保持部材のいずれか一方か若しくは両方は、アルミニウムを含む金属材料で表面が凹凸形状に形成される前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面と、前記一対のワークのうち一方或いは両方と対向し且つ前記第一保持部材，前記第二保持部材及び前記一対のワークの材質よりも硬く且つ導電材を含んだ材料で前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面の前記表面に沿って積層形成される硬質被覆層と、を備え、
前記硬質被覆層は、前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方から、前記一対のワークのうち一方或いは両方に向け山状に突出して、前記一対のワークのうち一方の平滑な表面或いは両方の平滑な表面にそれぞれ点接触する複数の支承突起を有することを特徴とする貼合デバイスの製造装置。
前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、粗面化された複数の山状凸部を有し、前記複数の山状凸部の外側に前記複数の支承突起がコーティングによって積層形成されることを特徴とする請求項１記載の貼合デバイスの製造装置。
前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、前記一対のワークのうち一方或いは両方を吸引して保持する吸着口を備え、
前記硬質被覆層は、前記複数の支承突起の相互間に前記吸着口と連通するように谷状に形成される複数の吸気溝を有することを特徴とする請求項１又は２記載の貼合デバイスの製造装置。
前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方は、粗面化された複数の谷状凹部を有し、前記複数の谷状凹部の外側に前記複数の吸気溝がコーティングによって積層形成されることを特徴とする請求項３記載の貼合デバイスの製造装置。
前記第一ワーク保持面又は前記第二ワーク保持面のいずれか一方か若しくは両方に、前記硬質被覆層を有するパネルが取り付けられることを特徴とする請求項３又は４記載の貼合デバイスの製造装置。
前記第二保持部材が、貼り合わせが完了した前記一対のワークを前記第二ワーク保持面から剥がす剥離部材を有することを特徴とする請求項３又は４記載の貼合デバイスの製造装置。