JP6558646B2 - 基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法並びに電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法並びに電子デバイスの製造方法に関する。

表示パネル、太陽電池、薄膜二次電池等の電子デバイスの薄型化、軽量化に伴い、これらの電子デバイスに用いられるガラス板、樹脂板、金属板等の基板（第１の基板）の薄板化が要望されている。

しかしながら、基板の厚さが薄くなると、基板のハンドリング性が悪化する。そのため、基板の表面に電子デバイス用の機能層（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ： Thin Film Transistor）、カラーフィルタ（ＣＦ：Color Filter））を形成することが困難になる。

そこで、基板の裏面に補強板（第２の基板）を貼合させて、基板を補強板により補強した積層体を製造し、積層体の状態で基板の表面に機能層を形成する電子デバイスの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、基板のハンドリング性が向上するため、基板の表面に機能層を良好に形成できる。そして、補強板は、機能層の形成後に基板から剥離される。

特許文献２には、基板と補強板とを貼合する貼合装置（貼り合わせ装置）が開示されている。

特許文献２の貼合装置は、基板をその下面で吸着する上テーブルと、上テーブルの下方に配置され、補強板がその上面に載置される下テーブルとを備えている。また、下テーブルに載置された補強板の下面に接触し、補強板を自重で撓み変形させる回転ローラと、回転ローラによって撓み変形された補強板を、上テーブルに吸着されている基板に押し付ける押圧シリンダと、回転ローラ及び押圧シリンダを上テーブルの下面に対して移動させる移動機構とを備えている。

特許文献２の貼合装置によれば、まず、上テーブルに基板を吸着するとともに、下テーブルに補強板を載置する。次に、回転ローラを押圧シリンダによって上昇させて、補強板の下面に回転ローラを接触させる。その後、回転ローラを更に上昇させて補強板を自重で撓み変形させ、この状態で補強板を基板に押し付ける。次に、回転ローラ及び押圧シリンダを、移動機構によって移動させることにより、基板に補強板を貼合する。

特許文献２の貼合装置によれば、補強板を撓み変形させた状態で基板と貼合するので、基板と補強板との間に気泡が噛み込み難くなる。また、補強板を吸着固定していないので、補強板の歪みが少ない状態で補強板と基板とを貼合することができる。これによって、貼合後に生じる積層体の反りを低減することができる。

ところで、特許文献２の上テーブルは、搬送機構から搬送された基板を受け取るに先立ち、まず、下面の吸着面が上方に向くように反転される。この後、吸着面から突出された複数のロッドの先端に基板が移載されると、ロッドが収縮して吸着面から没入される。この動作によって、基板が吸着面に載置され、その後、吸着面に備えられた複数の吸引孔の内圧が吸気源によって減圧される。以上の動作によって、基板がテーブルの吸着面に吸着保持される。

日本国特開２００７−３２６３５８号公報 日本国特開２０１３−１５５０５３号公報

特許文献２の貼合装置は、補強板を自重で撓み変形させる回転ローラの作用によって、貼合に起因する積層体の反りについては改善することができる。しかしながら、例えば、厚さ０．２ｍｍ以下の薄い基板を上テーブルに載置する際に、薄い基板自体が持っている反り、及びロッドの先端に基板が載置された際に生じる基板の自重による反りによって、基板が反った状態でテーブルに載置（多点載置とも言う。）される場合があった。この場合には、上テーブルの吸着面に基板を吸着しても、基板の全面が吸着面に倣うことができず、基板が部分的に浮いてしまうことがあった。部分的に吸着ができていない場合には、貼合後の積層体に歪みが残り、積層体に反りが発生するという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、テーブルに対する基板の吸着方式を改善することにより、貼合後の積層体の反りを低減することができる基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法並びに電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の基板の吸着装置の一態様は、前記目的を達成するために、基板を吸着する吸着面を備えたテーブルと、前記テーブルの前記吸着面に設けられた複数の吸引部と、を有する基板の吸着装置において、前記複数の吸引部のうち一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させる制御部を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、テーブルの吸着面に基板が載置されると、制御部は、複数の吸引部のうち一部の吸引部を起点とし、この一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、離れる方向に沿って順次減圧させる。これにより、基板は、一部の吸引部に対応する一部分を起点とし、この一部分から離れる方向に、基板自体が持つ反りが平坦に矯正されながら順次吸着されていき、基板の全面がテーブルの吸着面に吸着される。よって、本発明の一態様によれば、テーブルに対する基板の吸着方式を改善することができるので、貼合後の積層体の反りを低減することができる。

前記制御部は、矩形状の前記テーブルの中央部に配置された前記一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、テーブルに対して基板が、基板の中央部を起点とし、波紋状に順次吸着されていく。本発明の一態様は、複数の吸引部が複数の吸引領域に分割された形態であって、テーブルの中央部を中心に波紋状に分割されている形態である。本発明の一態様によれば、テーブルに基板を載置した初期載置時における、多点載置に起因する非吸着部分の発生を抑制することができる。

前記制御部は、矩形状の前記テーブルの一辺部に沿って配置された前記一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、テーブルに対して基板が、基板の一辺部を起点とし、一辺部から離れる方向に向けて順次吸着されていく。一辺部とは、一辺部の全域でもよく、一部分でもよい。

前記複数の吸引部は、エアー噴射部として兼用され、前記複数の吸引部のうち、前記制御部による駆動前の前記吸引部が、前記制御部によって前記エアー噴射部に切り換えられることが好ましい。

本発明の一態様によれば、吸引部から噴射されるエアーによって、基板はエアーブローされながら、バキュームに切り換えられた吸引部に順次吸着されていく。これにより、テーブルの吸着面と基板との間の摩擦であって、テーブルの吸着面に基板が多点載置された場合の摩擦（初期載置部分の摩擦とも言う。）を軽減した状態で吸着を進行させることができる。

本発明の基板の貼合装置の一態様は、前記目的を達成するために、第１の基板と第２の基板とを貼合する基板の貼合装置において、本発明の基板の吸着装置であって、前記吸着装置のテーブルによって前記第１の基板を吸着する吸着装置と、前記第２の基板を自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、転動しながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼り付けるローラと、を備えたことを特徴とする。

本発明の基板の貼合方法の一態様は、前記目的を達成するために、第１の基板と第２の基板とを、吸着層を介して貼合する基板の貼合方法において、本発明の基板の吸着装置のテーブルに前記第１の基板を吸着保持する吸着工程と、ローラによって前記第２の基板を、自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、前記ローラを転動させながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼合する貼合工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、テーブルに対する第１の基板の吸着方式を改善することができるので、吸着工程に起因する積層体の反りを低減することができる。また、貼合工程においても、第２の基板を自重で撓み変形させる回転ローラの作用によって、貼合工程に起因する積層体の反りを低減することができる。

本発明の電子デバイスの製造方法の一態様は、前記目的を達成するために、第１の基板と第２の基板とを貼合することにより積層体を製造する積層体製造工程と、前記積層体の前記第１の基板の露出面に機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層が形成された前記第１の基板から前記第２の基板を分離する分離工程と、を有し、前記積層体製造工程は、本発明の吸着装置のテーブルに前記第１の基板を吸着保持する吸着工程と、ローラによって前記第２の基板を、自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、前記ローラを転動させながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼合する貼合工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、電子デバイスの製造方法の積層体製造工程に、本発明の吸着工程と貼合工程とを備えることにより、貼合後の積層体の反りを低減することができる電子デバイスの製造方法を提供できる。積層体製造工程にて製造された積層体は、反りが低減されているので、機能層形成工程において、品質のよい機能層を第１の基板の露出面に形成することができる。

本発明に係る基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法並びに電子デバイスの製造方法によれば、テーブルに対する基板の吸着方式を改善することができるので、貼合後の積層体の反りを低減することができる。

電子デバイスの製造工程に供される積層体の一例を示す要部拡大側面図 ＬＣＤの製造工程の途中で作製される積層体の一例を示す要部拡大側面図 （Ａ）〜（Ｄ）は、積層体製造工程の貼合工程にて使用される貼合装置の要部構成を示した側面図 本発明の基板の吸着装置を上テーブルに適用した上テーブルの平面図 図４の上テーブルのバキューム系及びエアーブロー系を示した上テーブルの構造図 （Ａ）は基板２が上テーブルの吸着面に載置される直前状態を示した上テーブルの側面図、（Ｂ）は上テーブルの吸着面に基板が載置された上テーブルの側面図 （Ａ）〜（Ｄ）は基板が吸着面に順次吸着されていくことを時系列的に示した説明図 上テーブルの他の態様を示す上テーブルの平面図 上テーブルの他の態様を示す上テーブルの平面図

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について説明する。

以下においては、本発明に係る基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法を、電子デバイスの製造工程で使用する場合について説明する。

電子デバイスとは、表示パネル、太陽電池、薄膜二次電池等の電子部品をいう。表示パネルとしては、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、及び有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）を例示できる。

〔電子デバイスの製造工程〕
電子デバイスは、ガラス製、樹脂製、金属製等の基板の表面に電子デバイス用の機能層（ＬＣＤであれば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、カラーフィルタ（ＣＦ））を形成することにより製造される。

前記基板は、機能層の形成前に、その裏面が補強板に貼合されて積層体として構成される。その後、積層体の状態で基板の表面（露出面）に機能層が形成される。そして、機能層の形成後、補強板が基板から剥離される。

すなわち、電子デバイスの製造工程には、基板と補強板とを貼合して積層体を製造する積層体製造工程、積層体の状態で基板の表面に機能層を形成する機能層形成工程、及び機能層が形成された基板から補強板を分離する分離工程が備えられる。前記積層体製造工程に、本発明に係る基板の吸着装置、基板の貼合装置、及び貼合方法が適用される。

〔積層体１〕
図１は、積層体１の一例を示した要部拡大側面図である。

積層体１は、機能層が形成される基板（第１の基板）２と、その基板２を補強する補強板（第２の基板）３とを備える。また、補強板３は、表面３ａに吸着層としての樹脂層４が備えられ、樹脂層４に基板２の裏面２ｂが貼合される。すなわち、基板２は、樹脂層４との間に作用するファンデルワールス力、又は樹脂層４の粘着力によって、補強板３に樹脂層４を介して剥離可能に貼合される。

［基板２］
基板２は、その表面２ａに機能層が形成される。基板２としては、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、金属基板、半導体基板を例示できる。これらの基板のなかでも、ガラス基板は、耐薬品性、耐透湿性に優れ、かつ、線膨張係数が小さいので、電子デバイス用の基板２として好適である。また、線膨張係数が小さくなるに従い、高温下で形成される機能層のパターンが冷却時に、ずれ難くなる利点もある。

ガラス基板のガラスとしては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラスを例示できる。酸化物系ガラスとしては、酸化物換算による酸化ケイ素の含有量が４０〜９０質量％のガラスが好ましい。

ガラス基板のガラスは、製造する電子デバイスの種類に適したガラス、その製造工程に適したガラスを選択して採用することが好ましい。たとえば、液晶パネル用のガラス基板には、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラス（無アルカリガラス）を採用することが好ましい。

基板２の厚さは、基板２の種類に応じて設定される。たとえば、基板２にガラス基板を採用する場合、その厚さは、電子デバイスの軽量化、薄板化のため、好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、更に好ましくは０．１ｍｍ以下に設定される。厚さが０．３ｍｍ以下の場合、ガラス基板に良好なフレキシブル性を与えることができる。更に、厚さが０．１ｍｍ以下の場合、ガラス基板をローラ状に巻き取ることができるが、ガラス基板の製造の観点、及びガラス基板の取り扱いの観点から、その厚さは０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、図１では基板２が１枚の基板で構成されているが、基板２は、複数枚の基板で構成されたものでもよい。すなわち、基板２は、複数枚の基板を積層した積層体で構成することもできる。

［補強板３］
補強板３としては、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、金属基板、半導体基板を例示できる。

補強板３の厚さは、０．７ｍｍ以下に設定され、補強する基板２の種類、厚さ等に応じて設定される。なお、補強板３の厚さは、基板２よりも厚くてもよいし、薄くてもよいが、基板２を補強するため、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、本例では補強板３が１枚の基板で構成されているが、補強板３は、複数枚の基板を積層した積層体で構成することもできる。

［樹脂層４］
樹脂層４は、樹脂層４と補強板３との間で剥離するのを防止するため、補強板３との間の結合力が、基板２との間の結合力よりも高く設定される。これにより、剥離工程では、樹脂層４と基板２との界面が剥離される。

樹脂層４を構成する樹脂は、特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂を例示できる。いくつかの種類の樹脂を混合して用いることもできる。そのなかでも、耐熱性や剥離性の観点から、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂が好ましい。

樹脂層４の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１〜５０μｍに設定され、より好ましくは４〜２０μｍに設定される。樹脂層４の厚さを１μｍ以上とすることにより、樹脂層４と基板２との間に気泡や異物が混入した際、樹脂層４の変形によって、気泡や異物の厚さを吸収できる。一方、樹脂層４の厚さを５０μｍ以下とすることにより、樹脂層４の形成時間を短縮でき、更に樹脂層４の樹脂を必要以上に使用しないため経済的である。

なお、樹脂層４の外形は、補強板３が樹脂層４の全体を支持できるように、補強板３の外形と同一であるか、補強板３の外形よりも小さいことが好ましい。また、樹脂層４の外形は、樹脂層４が基板２の全体を密着できるように、基板２の外形と同一であるか、基板２の外形よりも大きいことが好ましい。

また、図１では樹脂層４が１層で構成されているが、樹脂層４は２層以上で構成することもできる。この場合、樹脂層４を構成する全ての層の合計の厚さが、樹脂層の厚さとなる。また、この場合、各層を構成する樹脂の種類は異なっていてもよい。

更に、実施形態では、吸着層として有機膜である樹脂層４を用いたが、樹脂層４に代えて無機層を用いてもよい。無機層を構成する無機膜は、例えばメタルシリサイド、窒化物、炭化物、及び炭窒化物からなる群から選択される少なくとも１種を含む。

更にまた、図１の積層体１は、吸着層として樹脂層４を備えているが、樹脂層４を無くして基板２と補強板３とからなる構成としてもよい。この場合には、基板２と補強板３との間に作用するファンデルワールス力等によって基板２と補強板３とが剥離可能に貼り付けられる。また、この場合には、ガラス基板である基板２とガラス板である補強板３とが高温で接着しないように、補強板３の表面３ａに無機薄膜を形成することが好ましい。

〔機能層が形成された実施形態の積層体６〕
機能層形成工程を経ることにより積層体１の基板２の表面２ａには、機能層が形成される。機能層の形成方法としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等の蒸着法、スパッタ法が用いられる。機能層は、フォトリソグラフィ法、エッチング法によって所定のパターンに形成される。

図２は、ＬＣＤの製造工程の途中で製造される矩形状の積層体６の一例を示した要部拡大側面図である。

積層体６は、補強板３Ａ、樹脂層４Ａ、基板２Ａ、機能層７、基板２Ｂ、樹脂層４Ｂ、及び補強板３Ｂが、この順で積層されて構成される。すなわち、図２の積層体６は、図１に示した積層体１が、機能層７を挟んで対称に配置された積層体に相当する。以下、基板２Ａ、樹脂層４Ａ、及び補強板３Ａからなる積層体を第１の積層体１Ａと称し、基板２Ｂ、樹脂層４Ｂ、及び補強板３Ｂからなる積層体を第２の積層体１Ｂと称する。

第１の積層体１Ａの基板２Ａの表面２Ａａには、機能層７としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、第２の積層体１Ｂの基板２Ｂの表面２Ｂａには、機能層７としてのカラーフィルタ（ＣＦ）が形成される。

第１の積層体１Ａと第２の積層体１Ｂとは、互いに基板２Ａ、２Ｂの表面２Ａａ、２Ｂａが重ね合わされて一体化される。これにより、機能層７を挟んで、第１の積層体１Ａと第２の積層体１Ｂとが、対称に配置された構造の積層体６が製造される。

積層体６は、分離工程にてナイフの刃先により剥離開始部がその界面形成された後、補強板３Ａ、３Ｂが順次剥離され、その後、偏光板、バックライト等が取り付けられて、製品であるＬＣＤが製造される。

〔実施形態の貼合装置〕
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、積層体製造工程に含まれる吸着工程及び貼合工程にて使用される貼合装置１０の要部構成を示した側面図であって、貼付工程の動作を時系列的に示した説明図である。また、前記吸着工程にて使用される実施形態の基板の吸着装置が、貼合装置１０に組み込まれている。前記吸着装置については後述する。

〈貼合装置１０〉
図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した貼合装置１０は、ローラ１６によって補強板３を、自重により撓み変形させた状態で基板２に押し付けるとともに、ローラ１６を転動させながらローラ１６から付与される押圧力によって補強板３の全面を基板２に貼合する装置である。

図３（Ａ）の如く貼合装置１０は、その下面で基板２を真空吸着する上テーブル（テーブル）１２と、上テーブル１２の下方に配置され、その上面に補強板３が載置される下テーブル１４とを備える。上テーブル１２の下面と下テーブル１４の上面とは平行に設定されている。また、下テーブル１４の上面には、補強板３との摩擦を低減する樹脂シート１５が備えられ、この樹脂シート１５に補強板３が載置される。

なお、基板２と補強板３の配置は逆であってもよい。つまり、基板２が下テーブル１４に載置され、補強板３が上テーブル１２に吸着されてもよい。また、貼合装置１０においては、上テーブル１２及び下テーブル１４に対し、基板２及び補強板３を受け渡す搬送機構を備えることが好ましい。

貼合装置１０は、下テーブル１４に載置された補強板３の下面に接触し、補強板３を自重で撓み変形させるローラ１６と、ローラ１６によって撓み変形した補強板３を上テーブル１２に吸着される基板２に押し付けるシリンダ装置２２とを備える。

シリンダ装置２２は、シリンダ本体２４と、シリンダ本体２４から突没するロッド２６とから構成される。このロッド２６の先端に、ローラ１６が中心軸１６Ａを中心に回転自在に支持される。

また、貼合装置１０は、下テーブル１４、ローラ１６、及びシリンダ装置２２を上テーブル１２の下面に対して平行、かつ水平方向に一体的に移動させる移動機構（不図示）を備えている。

図３（Ｂ）の如くローラ１６は、ロッド２６が突出されることにより矢印Ａ方向に上昇され、下テーブル１４に載置された補強板３の下面に接触し、補強板３を自重で撓み変形させる。ローラ１６は、補強板３の損傷を抑制するため、例えば金属製のローラ本体と、ローラ本体の外周面に固定されるゴムシートとで構成され、ゴムシートが補強板３の下面に接触される。

シリンダ装置２２は、ローラ１６によって撓み変形した補強板３を、上テーブル１２に吸着されている基板２に押し付ける。すなわち、シリンダ装置２２からローラ１６に付加する荷重が与えられ、この荷重によって補強板３がローラ１６を介して基板２に押し付けられる。

〔貼合装置１０による貼合方法〕
図３（Ｂ）の如くローラ１６は、基板２と補強板３とを貼合する際に、シリンダ装置２２によって上昇され、下テーブル１４に載置された補強板３を撓み変形させて、上テーブル１２に吸着されている基板２に下方から押し付ける。このとき、補強板３は、撓み変形された状態で基板２に貼合されるので、基板２と補強板３との間に気泡が噛み込み難くなる。

この状態で、図３（Ｃ）の如くローラ１６を、前記移動機構によって矢印Ｂ方向に移動させ、基板２の右半分と補強板３の右半分とを貼合する。この後、図３（Ｄ）の如く、ローラ１６を矢印Ｃ方向に移動させ、基板２の左半分と補強板３の左半分とを貼合する。このとき、ローラ１６は、補強板３の下面との間の摩擦によって転動しながら、補強板３の全面を基板２に貼合する。これにより、補強板３の全面が基板２に貼合されて、積層体１が製造される。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した貼合工程によれば、補強板３は下テーブル１４に載置されているだけであり、下テーブル１４に吸着固定されていないので、補強板３の歪みが少ない状態で補強板３を基板２に貼合することができる。これにより、貼合後における積層体１（図３（Ｄ）参照）の反りを低減できる。この効果は、基板２及び補強板３の両方がガラス板を含む場合に顕著である。

例えば、ガラス板と、ガラス板よりも剛性の低い樹脂板とを貼り合わせた場合、樹脂板の剛性がガラス板の剛性よりも低いため、貼り合わせ後の樹脂板には歪みが生じガラス板に倣うようになる。これに対して、ガラス板には歪みがほとんど生じないので平板状となり易く、積層体が反り難い。一方で、ガラス板同士を貼合させた場合には、貼合後に両方のガラス板に歪みが生じ、一方に倣い難いため積層体が反り易くなるからである。

なお、図３（Ｂ）の如く、貼り付け開始時のローラ１６は、補強板３の両側縁から等距離の位置に配されているが、補強板３の一方の側縁の近傍に配置し、その位置から他方の側縁に向けて移動させて、補強板３の全面を基板２に貼合してもよい。

〔吸着装置の構成〕
図４は、本発明の基板の吸着装置を、図３（Ａ）〜（Ｄ）の上テーブル１２に適用した上テーブル１２の平面図であり、その吸着面１３の略全面に複数の吸引孔（吸引部）３０が碁盤目状に配置されていることが示されている。図５は、吸引孔３０に連結されたバキューム（吸引）系及びエアーブロー系を示した上テーブル１２の構造図である。

なお、図４、図５では、縦横のサイズが８８０ｍｍ×６８０ｍｍの矩形状の基板２を吸着する上テーブル１２を例示するが、基板２のサイズは上記サイズに限定されるものではない。また、図４、図５では、厚さ０．２ｍｍ以下の基板２を例示するが、この厚さに限定されるものではない。更に、上テーブル１２は、前記エアーブロー系を備えているが、前記バキューム系のみ備えたものでも適用できる。

図６（Ａ）は、搬送機構（不図示）から搬送された基板２が上テーブル１２の吸着面に載置される直前状態を示した上テーブル１２の側面図、（Ｂ）は、上テーブル１２の吸着面１３に基板２が載置された上テーブル１２の側面図である。

図６（Ａ）の如く、上テーブル１２は、基板２を受け取るに先立ち、まず、吸着面１３が上方に向くように反転される。この後、吸着面１３から突出された複数のロッド３２の先端に基板２が移載されると、図６（Ｂ）の如く、ロッド３２が収縮して吸着面１３から没入される。この動作によって、基板２が吸着面１３に載置される。このとき、基板２は、薄い基板自体が持っている反り、及びロッド３２の先端に基板２が載置された際に生じる基板２の自重による反りによって、反った状態で吸着面１３に載置される場合がある。この状態で基板２の全体を吸着すると、多点載置された部分が先に吸着し、先に吸着された部分の摩擦によって基板２が動くことができず、図６（Ｂ）の破線領域Ａで示すように、基板２が部分的に浮いた状態で吸着されてしまう。このような状態で図３（Ａ）〜（Ｄ）の如く貼合を行うと、貼合後の積層体に歪みが残り、積層体に反りが発生するという問題がある。

そこで、実施形態の上テーブル１２では、図６（Ｂ）に示した反りを低減すべく、バキューム系及びエアーブロー系を備えるとともに、バキューム系及びエアーブロー系を制御する制御部３４（図５参照）を備えている。

[吸引孔３０の分割構造]
図４の如く、複数の吸引孔３０は、吸引孔群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに３分割されている。

吸引孔群（一部の吸引孔）３０Ａは、吸着面１３の中央に配置された複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦横４列の通気路３６によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ａによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた中央領域Ｓが、第一次吸着領域であり、その縦ａの長さが略５５０ｍｍであり、横ｂの長さが略６７０ｍｍに設定されている。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｂは、吸引孔群３０Ａを包囲するように枠状に配置され、複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦横４列の通気路３８によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｂによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた領域Ｔが、第二次吸着領域に設定される。なお、第二次吸着領域とは、領域Ｔから中央領域Ｓを除いた領域である。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｃは、吸引孔群３０Ｂを包囲するように枠状に配置され、複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦４列横２列の通気路４０によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｃによって吸着される基板２の外縁までの領域Ｕが、第三次吸着領域に設定される。なお、第三次吸着領域とは、領域Ｕから中央領域Ｓと領域Ｔとを除いた領域である。

基板２は、第一次吸着領域、第二次吸着領域、及び第三次吸着領域が吸着面１３に順に吸着されることにより、基板２の全面が吸着面１３に吸着保持される。

[バキューム系]
図５の如く、バキューム系は、吸引ポンプ４２を有している。吸引ポンプ４２には、配管４４が連結され、この配管４４は配管４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに分岐される。配管４４Ａは、三方弁等の切換弁４６Ａを介して通気路３６に連通され、配管４４Ｂは、切換弁４６Ｂを介して通気路３８に連通され、配管４４Ｃは、切換弁４６Ｃを介して通気路４０に連通される。また、配管４４Ａには、配管４４Ａの内圧を検出する圧力計４８Ａが設けられ、配管４４Ｂには、配管４４Ｂの内圧を検出する圧力計４８Ｂが設けられ、配管４４Ｃには、配管４４Ｃの内圧を検出する圧力計４８Ｃが設けられている。

したがって、バキューム系によれば、切換弁４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃがバキューム系側の閉位置にそれぞれ切り換えられている状態において、吸引ポンプ４２を駆動して切換弁４６Ａを開放すると、配管４４Ａ、及び通気路３６を介して吸引孔群３０Ａの各吸引孔３０が減圧される。これにより、基板２の第一次吸着領域が吸着面１３に吸着される。そして、切換弁４６Ｂを開放することにより、配管４４Ｂ、及び通気路３８を介して吸引孔群３０Ｂの各吸引孔３０が減圧されるので、基板２の第二次吸着領域が吸着面１３に吸着される。そして、切換弁４６Ｃを開放することにより、配管４４Ｃ、及び通気路４０を介して吸引孔群３０Ｃの各吸引孔３０が減圧される。これにより、基板２の第三次吸着領域が吸着面１３に吸着される。

[エアーブロー系]
図５の如く、エアーブロー系は、圧縮エアー供給ポンプ（以下、供給ポンプと言う。）５０を有している。供給ポンプ５０には、配管５２が連結され、この配管５２は大気開放切換弁（以下、切換弁と言う。）５４を介して配管５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに分岐される。配管５２Ａは、切換弁４６Ａを介して通気路３６に連通され、配管５２Ｂは、切換弁４６Ｂを介して通気路３８に連通され、配管５２Ｃは、切換弁４６Ｃを介して通気路４０に連通される。

したがって、エアーブロー系によれば、切換弁５４が供給ポンプ５０側に切り換えられるとともに、切換弁４６Ａがエアーブロー系側に換えられている状態で、供給ポンプ５０を駆動すると、供給ポンプ５０からの圧縮エアーが配管４４Ａ、及び通気路３６を介して吸引孔群３０Ａの各吸引孔３０に供給される。これにより、圧縮エアーは、各吸引孔３０から噴射され、基板２の第一次吸着領域がエアーブローされる。

また、切換弁４６Ｂがエアーブロー系側に換えられると、供給ポンプ５０からの圧縮エアーが配管４４Ｂ、及び通気路３８を介して吸引孔群３０Ｂの各吸引孔３０に供給される。これにより、圧縮エアーは、各吸引孔３０から噴射され、基板２の第二次吸着領域がエアーブローされる。

更に、切換弁４６Ｃがエアーブロー系側に換えられると、供給ポンプ５０からの圧縮エアーが配管４４Ｃ、及び通気路４０を介して吸引孔群３０Ｃの各吸引孔３０に供給される。これにより、圧縮エアーは、各吸引孔３０から噴射され、基板２の第三次吸着領域がエアーブローされる。

[制御部３４]
制御部３４には、基板２が吸着面１３に確実に吸着されたことを示す圧力値が記憶されており、圧力計４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃから出力される配管４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの内圧（圧力）値に基づいて、切換弁４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの動作を制御する。

具体的に制御部３４は、切換弁４６Ａをバキューム系に切り換えた後、圧力計４８Ａから出力される配管４４Ａの内圧値が、前記圧力値に到達したことを検知すると、つまり、基板２の第一次吸着領域が吸着面１３に確実に吸着されると、切換弁４６Ｂをエアーブロー系からバキューム系に切り換える。また、圧力計４８Ｂから出力される配管４４Ｂの内圧値が、前記圧力値に到達したことを検知すると、つまり、基板２の第二次吸着領域が吸着面１３に確実に吸着されると、切換弁４６Ｃをエアーブロー系からバキューム系に切り換える。

すなわち、配管４４Ａの内圧値が、前記圧力値に到達するまでは、吸引孔群３０Ｂ、３０Ｃの各吸引孔３０からは供給ポンプ５０からの圧縮エアーが噴射されており、基板２の第二次吸着領域及び第三次吸着領域がエアーブローされる。そして、配管４４Ｂの内圧値が、前記圧力値に到達するまでは、吸引孔群３０Ｃの各吸引孔３０から供給ポンプ５０からの圧縮エアーが噴射されており、基板２の第三次吸着領域がエアーブローされる。

なお、制御部３４は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した貼合工程が終了すると、切換弁４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃをエアーブロー系に切り換えるとともに、切換弁５４を大気開放側に切り換えて、減圧を大気に戻し、上テーブル１２による積層体１の吸着保持を解除する。

〔上テーブル１２の作用〕
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、吸引孔群３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが順次減圧されて、上テーブル１２の吸着面１３に基板２が順次吸着されていくことを時系列的に示した説明図である。

図７（Ａ）の如く、上テーブル１２の吸着面１３に基板２が載置されると、制御部３４は、まず、図７（Ｂ）の如く吸引孔群３０Ａをバキューム系に切り換えて減圧する。これにより、基板２の第一次吸着領域が吸着面１３に吸着される。次に、第一次吸着領域が吸着面１３に確実に吸着されると、制御部３４は、吸引孔群３０Ａを起点とし、吸引孔群３０Ａから離れる方向に配置された吸引孔群３０Ｂを、図７（Ｃ）の如く、バキューム系に切り換えて駆動する。これにより、基板２の第二次吸着領域が吸着面１３に吸着される。次に、第二次吸着領域が吸着面１３に確実に吸着されると、制御部３４は、吸引孔群３０Ａから更に離れる方向に配置された吸引孔群３０Ｃを、図７（Ｄ）の如く、バキューム系に切り換えて減圧する。これにより、基板２の第三次吸着領域が吸着面１３に吸着され、基板２の全面が吸着面１３に確実に吸引される。

すなわち、上テーブル１２の吸着面１３に載置された基板２は、吸引孔群３０Ａに対応する中央部を起点とし、中央部から離れる方向に、基板２自体が持つ反りが平坦に矯正されながら吸着面１３に波紋状に順次吸着されていき、基板２の全面が吸着面１３に吸着される。よって、実施形態の上テーブル１２によれば、上テーブル１２に対する基板２の吸着方式を改善することができるので、貼合後の積層体１の反りを低減することができる。また、上テーブル１２に基板２を載置した初期載置時における、多点載置に起因する非吸着部分の発生を抑制することができる。

更に、吸引孔群３０Ｂ、３０Ｃは、エアーブロー用のエアー噴射部として兼用されており、バキューム系に切り換えられる駆動前の吸引孔群３０Ｂ、３０Ｃが、制御部３４によってエアーブロー系に切り換えられている。

これにより、吸引孔群３０Ｂ、３０Ｃから噴射されるエアーによって、基板２はエアーブローされながら、バキューム系に切り換えられた吸引孔群３０Ｂ、３０Ｃに順次吸着されていく。このようにエアーブローを行うことにより、上テーブル１２の吸着面１３と基板２との間の摩擦であって、吸着面１３に基板２が多点載置された場合の摩擦を軽減した状態で吸着を進行させることができる。なお、図７（Ａ）の載置状態で吸引孔群３０Ａをエアー噴射部として使用し、その後、バキューム系に切り換えてもよい。

図８は、上テーブル１２の他の態様を示す上テーブル１２の平面図である。

図８に示す上テーブル１２の複数の吸引孔３０は、矩形状の上テーブル１２の長辺に平行な吸引孔群３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈに５分割されている。

吸引孔群（一部の吸引孔）３０Ｄは、図８において、吸着面１３の下辺（一辺部の全域）に沿って２列に配置された複数の吸引孔３０が、枠状の通気路５６によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｄによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた中央領域Ｉが、第一次吸着領域である。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈも同様に、吸着面１３の下辺に沿って２列に配置された複数の吸引孔３０が、枠状の通気路５６によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた中央領域Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍが、第二次吸着領域、第三次吸着領域、第四次吸着領域、第五次吸着領域である。

基板２は、第一次吸着領域から第五次吸着領域が吸着面１３に順に吸着されることにより、基板２の全面が吸着面１３に吸着保持される。

図９は、上テーブル１２の他の態様を示す上テーブル１２の平面図である。

図９の如く、複数の吸引孔３０は、吸引孔群３０Ｎ、３０Ｐ、３０Ｑ、３０Ｒに４分割されている。

吸引孔群（一部の吸引孔）３０Ｎは、吸着面１３の短辺の中央（一辺部の一部）に配置された複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦６列横４列の通気路５８によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｎによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた中央領域Ｎが、第一次吸着領域である。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｐは、吸引孔群３０Ｎを包囲するようにＵ字状に配置され、複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦横２列の通気路６０によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｐによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた領域Ｐが、第二次吸着領域に設定される。なお、第二次吸着領域とは、領域Ｐから領域Ｎを除いた領域である。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｑは、吸引孔群３０Ｐを包囲するようにＵ字状に配置され、複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦横２列の通気路６２によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｑによって吸着される基板２の一点鎖線で囲まれた領域Ｑが、第三次吸着領域に設定される。なお、第三次吸着領域とは、領域Ｑから領域Ｎ、Ｐを除いた領域である。

吸引孔群（残りの複数の吸引部）３０Ｒは、吸引孔群３０Ｑを包囲するようにＵ字状に配置され、複数の吸引孔３０が、互いに連通された縦横２列の通気路６４によって連通されて構成される。吸引孔群３０Ｒによって吸着される基板２の外縁までの領域Ｒが、第四次吸着領域に設定される。なお、第四次吸着領域とは、領域Ｒから領域Ｎ、Ｐ、Ｒを除いた領域である。

基板２は、第一次吸着領域から第四次吸着領域が吸着面１３に順に波紋状に吸着されることにより、基板２の全面が吸着面１３に吸着保持される。

〔貼合装置１０の特徴〕
上テーブル１２を備えた図３（Ａ）〜（Ｄ）の貼合装置１０によれば、上テーブル１２に対する基板２の吸着方式を改善することができるので、吸着工程に起因する積層体１の反りを低減することができる。また、貼合工程においても、補強板３を自重で撓み変形させるローラ１６の作用によって、貼合工程に起因する積層体１の反りを低減することができる。

〔電子デバイスの製造方法の特徴〕
電子デバイスの製造方法の積層体製造工程に、貼合装置１０の吸着工程と貼合工程とを備えたので、貼合後の積層体１の反りを低減することができる電子デバイスの製造方法を提供できる。積層体製造工程にて製造された積層体１は、反りが低減されているので、機能層形成工程において、品質のよい機能層を基板２の表面２ａに形成することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に制限されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、実施形態の貼合装置１０及び吸着装置である上テーブル１２は、電子デバイスの製造工程において用いられる積層体１の製造に用いられるが、貼合装置１０及び上テーブル１２の用途は多種多様であってよい。

また、本出願は、２０１４年１０月２９日出願の日本特許出願２０１４−２２０１０７に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１…積層体
２…基板
２Ａ…基板
２Ｂ…基板
６…積層体
７…機能層
１０…貼合装置
１２…上テーブル
１３…吸着面
１４…下テーブル
１６…ローラ
２２…シリンダ装置
３０…吸引孔
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｎ、３０Ｐ、３０Ｑ、３０Ｒ…吸引孔群
３４…制御部
４２…吸引ポンプ
４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ…切換弁
５０…供給ポンプ
５４…切換弁

Claims (6)

1. 基板を吸着する吸着面を備えたテーブルと、前記テーブルの前記吸着面に設けられた複数の吸引部と、を有する基板の吸着装置において、
   前記複数の吸引部のうち一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させる制御部を有し、
   前記複数の吸引部は、エアー噴射部として兼用され、
   前記制御部は、前記吸引部から噴射されるエアーによって、前記基板をエアーブローしながら、バキュームに切り換えられた前記吸引部に前記基板を順次吸着させる、基板の吸着装置。
2. 前記制御部は、矩形状の前記テーブルの中央部に配置された前記一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させる請求項１に記載の基板の吸着装置。
3. 前記制御部は、矩形状の前記テーブルの一辺部に沿って配置された前記一部の吸引部を起点とし、起点とした前記一部の吸引部から離れる方向に配置された残りの複数の吸引部を、前記離れる方向に沿って順次減圧させる請求項１に記載の基板の吸着装置。
4. 第１の基板と第２の基板とを貼合する基板の貼合装置において、
   請求項１から３のいずれか１項に記載された基板の吸着装置であって、前記吸着装置のテーブルによって前記第１の基板を吸着する吸着装置と、
   前記第２の基板を自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、転動しながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼り付けるローラと、
   を備えたことを特徴とする基板の貼合装置。
5. 第１の基板と第２の基板とを貼合する基板の貼合方法において、
   請求項１から３のいずれか１項に記載された基板の吸着装置のテーブルに前記第１の基板を吸着保持する吸着工程と、
   ローラによって前記第２の基板を、自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、前記ローラを転動させながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼合する貼合工程と、
   を備えることを特徴とする基板の貼合方法。
6. 第１の基板と第２の基板とを貼合することにより積層体を製造する積層体製造工程と、前記積層体の前記第１の基板の露出面に機能層を形成する機能層形成工程と、前記機能層が形成された前記第１の基板から前記第２の基板を分離する分離工程と、を有し、
   前記積層体製造工程は、
   請求項１から３のいずれか１項に記載された基板の吸着装置のテーブルに前記第１の基板を吸着保持する吸着工程と、
   ローラによって前記第２の基板を、自重により撓み変形させた状態で前記第１の基板に押し付けるとともに、前記ローラを転動させながら前記第２の基板の全面を前記第１の基板に貼合する貼合工程と、
   を備えることを特徴とする電子デバイスの製造方法。

Images