JP6596353B2 - 貼付装置、貼付システム、及び貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、貼付装置、貼付システム、及び貼付方法に関する。

携帯電話、デジタルＡＶ機器及びＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）を小型化及び薄板化することによって、パッケージ内にチップを高集積化する要求が高まっている。パッケージ内のチップの高集積化を実現するためには、チップの厚さを２５〜１５０μｍの範囲にまで薄くする必要がある。

しかしながら、チップのベースとなる半導体ウエハ（以下、ウエハ）は、研削することにより薄化され、その強度は弱くなり、ウエハにクラック又は反りが生じやすくなる。また、薄板化することによって強度が弱くなったウエハを自動搬送することは困難であるため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。

そのため、研削するウエハにサポートプレートと呼ばれる、ガラス又は硬質プラスチック等からなるプレートを貼り合わせることによって、ウエハの強度を保持し、クラックの発生及びウエハの反りを防止するウエハサポートシステムが開発されている。ウエハサポートシステムによりウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができる。

ウエハとサポートプレートとは、粘着テープ、熱可塑性樹脂を含む接着剤等を用いて貼り合わせられている。サポートプレートが貼り付けられたウエハを薄板化した後、ウエハをダイシングする前にサポートプレートを基板から剥離する。

ここで、支持体と基板との貼り合わせにおける貼り合わせ精度を向上させることができる貼付装置等が求められている。

特許文献１には、基板同士を接合する接合装置であって、下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部又は前記第２の保持部を相対的に水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構と、前記第１の保持部に設けられ、前記第２の保持部に保持された第２の基板を撮像する第１の撮像部と、前記第２の保持部に設けられ、前記第１の保持部に保持された第１の基板を撮像する第２の撮像部と、を有し、少なくとも前記第１の撮像部又は前記第２の撮像部は、赤外線カメラを備えることを特徴とする、接合装置が記載されている。

特許文献２には、基板同士を接合する接合装置であって、第１の基板と第２の基板を収容して接合するための処理容器と、前記処理容器の内部において当該処理容器に固定して設けられ、下面に第１の基板を保持する第１の保持部と、前記処理容器の内部において前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を保持する第２の保持部と、前記第２の保持部を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構と、前記第１の保持部に設けられ、前記第２の保持部に保持された第２の基板の表面を撮像する第１の撮像部と、前記第２の保持部に設けられ、前記第１の保持部に保持された第１の基板の表面を撮像する第２の撮像部と、を有することを特徴とする、接合装置が記載されている。

特開２０１５−１８９２０号公報（２０１５年１月２９日公開） 特開２０１５−１８９１９号公報（２０１５年１月２９日公開）

しかしながら、特許文献１及び２に記載の貼付装置では、基板及び支持体の夫々を２つの撮像部によって別々に撮像することで、基板及び支持体の位置を特定し、貼り付けている。このため、撮像部ごとにおける位置特定の精度の違いに起因して、基板及び支持体の位置合わせの精度が低下する虞がある。

また、基板と支持体とを貼り付ける貼付装置の重ね合わせ部において、高い精度にて基板と支持体とを重ね合わせることができる新規な貼付装置は、積層体を高い精度で連続的に製造するために有用である。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板及び支持体を高い精度で重ね合わせ、貼り付けることができる新規な貼付装置及びその関連技術を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る貼付装置は、基板と、上記基板を支持する支持体とを重ね合わせる重ね合わせ部と、重ね合わせた上記基板と上記支持体とを貼り付ける貼付部とを備えた貼付装置であって、上記重ね合わせ部は、上記基板及び上記支持体の夫々における外周端部の位置を検知して、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点を求める複数の位置検知部と、上記中心点の位置に基づき、上記基板及び上記支持体の夫々の平面方向における位置を調整する位置調整部と、を備えており、位置調整した上記基板と上記支持体とを重ね合わせることを特徴としている。

また、本発明に係る貼付方法は、基板と、上記基板を支持する支持体とを、重ね合わせ部内において、重ね合わせる重ね合わせ工程と、重ね合わせた上記基板と上記支持体とを、貼付部内において貼り付ける貼付工程とを備えた貼付方法であって、上記重ね合わせ工程は、上記基板及び上記支持体の夫々における外周端部の位置を検知して、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点を求める位置検知段階と、求めた中心点の位置に基づき、上記基板及び上記支持体の夫々の平面方向における位置を調整する位置調整段階と、位置を調整した上記基板と上記支持体とを重ね合わせる重ね合わせ段階とを包含することを特徴としている。

本発明によれば、基板及び支持体を高い精度で重ね合わせ、貼り付けることができる新規な貼付装置及びその関連技術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２の概略を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２を備えている貼付システム１の概略を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付システム１における保持室３の概略の構成を示す図である。 本発明の一実施形態における貼付システム１で用いるサポートプレート４１に対するレーザ照射部２１ａ及び位置調整部２２の配置を説明する図である。 本発明の一実施形態における貼付システム１で用いるサポートプレート４１に対するスペーサ２３の配置を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る内部搬送部１０を含めた貼付装置２の内部構成を上方から見た構成図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における重ね合わせ室６の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における貼付室７の動作について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る貼付装置２における貼付室７の動作について説明する図である。

＜貼付装置＞
本発明に係る貼付装置は、基板と、上記基板を支持する支持体とを、上記基板及び上記支持体の少なくとも何れかに積層された接着層を介して重ね合わせる重ね合わせ部と、重ね合わせた上記基板と上記支持体とを貼り付ける貼付部とを備えた貼付装置であって、上記重ね合わせ部は、上記基板及び上記支持体の夫々における外周端部の位置を検知して、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点を求める複数の位置検知部と、上記中心点の位置に基づき、上記基板及び上記支持体の夫々の平面方向における位置を調整する位置調整部と、を備えており、位置調整した上記基板と上記支持体とを重ね合わせる構成である。

〔積層体〕
まず、貼付装置により貼り付ける積層体について説明する。積層体は、基板と、上記基板を支持する支持体とを、上記基板及び上記支持体の少なくとも何れかに積層された接着層を介して重ね合わせることによって形成される。なお、本実施形態では、接着層は、基板側に形成されている。

（基板）
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。

（サポートプレート）
サポートプレート（支持体）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、基板の破損又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、セラミック等で構成されていることがより好ましい。

（接着層）
接着層は、基板とサポートプレートとを接着する層であり、基板及び支持体の少なくとも何れかに接着剤を塗布することにより形成される。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、熱可塑性エラストマー、及び、ポリサルホン系樹脂等が挙げられる。

接着層の形成方法、即ち、基板又はサポートプレートに接着剤を塗布する塗布方法、あるいは、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、スプレー法、スリットノズル法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及びサポートプレートの種類、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、１０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましく、１５〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。

なお、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、両者の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。

＜貼付システム１＞
図１は、本発明の一実施形態における貼付装置２の概略を説明する図であり、図２は、貼付装置２を備えている貼付システム１の概略を説明する図である。

図１に示す、本発明の一実施形態に係る貼付装置２は、重ね合わせ室（重ね合わせ部）６と貼付室（貼付部）７とを備えており、図２に示すように、一実施形態において、基板４２とサポートプレート４１とを貼り付ける貼付システム１に組み込むことができる。

また、図２に示しているように、貼付システム１は、貼付装置２以外に、保持室３、第一外部搬送部４及び第一外部搬送部走行路５を備えている構成である。貼付装置２は、減圧可能な重ね合わせ室６及び減圧可能な貼付室７を含んで構成されている。

図２には、さらに、貼付システム１が備えているＦＯＵＰオープナー５０、基板４２に接着層を塗布するスピンナー５２、塗布された接着層を硬化させるベークプレート５１、第二外部搬送部５４、第二外部搬送部走行路５５、及び、基板４２を第一外部搬送部４に引き渡すためのパスライン５３が図示されている。

〔保持室３〕
図３は、保持室３の概略の構成を示す図である。図３に示すように、保持室３は、撮像部（第一の撮像手段、第二の撮像手段）１７ａ、１７ｂ及び位置特定部１９を備えており、重ね合わされる前のサポートプレート４１又は基板４２を保持するようになっている（なお、図３ではサポートプレート４１を保持している場合について示す。）。

撮像部１７ａ、１７ｂは、保持室３に保持されたサポートプレート４１の互いに異なる端面（第一の端面、第二の端面）を含む領域１８ａ、１８ｂをそれぞれ撮像するようになっている。領域１８ａ、１８ｂは、例えば、保持室３に保持されたサポートプレート４１の凡そ対角線上に設定されていることが好ましい。撮像部１７ａ、１７ｂは、例えば、ＣＣＤカメラであり得る。なお、図３において、サポートプレート４１の上面視における形状は円形であり、撮像部１７ｂが撮像している、サポートプレート４１の領域１８ｂには、サポートプレート４１の向きを特定するための切欠き部（ノッチ）４１ａが設けられている。このように、撮像部１７ａ、１７ｂの何れか一方において、サポートプレート４１における切欠き部４１ａの位置を特定する。

位置特定部１９は、撮像部１７ａ、１７ｂが撮像した複数の画像に基づいて、保持室３に保持されたサポートプレート４１の中心点Ｏを検出し、及び切欠き部４１ａの向きを特定する。基板４２に関してもサポートプレート４１と同様に、中心点の位置を検出し、切欠き部の位置を特定する。位置特定部１９は、円板の端面の画像に基づいて、仮想円を算出し、中心点Ｏを検出するようになっていればよい。端面の画像に基づく中心点Ｏの検出技術は、公知の画像処理を用いればよく、特に限定されない。

なお、本実施形態に係る貼付システム１において、保持室３における位置特定部１９は、２つの撮像部１７ａ、１７ｂによって、基板４２及びサポートプレート４１の中心点を検出する構成であるが、例えば、保持室３において行われる、サポートプレート４１及び基板４２の中心点を特定する方法は、後述する重ね合わせ部における位置調整部と同様の構成によって行うこともできる。

〔第一外部搬送部４〕
第一外部搬送部４は、サポートプレート４１、基板４２及び積層体４０を持ち運びすることができる構成を有しており、貼付装置２との間で、サポートプレート４１、基板４２及び積層体４０の受け渡しが可能な構成となっている。第一外部搬送部４は第一外部搬送部走行路５上を移動する。このような機能を担う第一外部搬送部４及び第一外部搬送部走行路５は従来公知の技術によって準備することができる。

なお、第一外部搬送部４は、保持室３において中心点及び切欠き部の位置を特定した、サポートプレート４１及び基板４２の夫々を、図４の（ａ）に示す、４つで１組の位置調整部２２上に載置される。

〔重ね合わせ室６〕
図１に示すように、貼付装置２が備えている重ね合わせ室６は、位置検知部２１、位置調整部２２、スペーサ（保持部）２３、ステージ部（加熱部）２４、第一支持ピン（仮止め部）２５、押圧ピン（仮止め部）２６、及び、内部搬送部１０を備えている。また、重ね合わせ室６は、減圧部（不図示）を備えており、サポートプレート４１及び基板４２を重ね合わせ室６に搬入した後において、重ね合わせ室６の内部を減圧雰囲気下に置くことができるようになっている。

〔位置検知部２１〕
図１に示す、位置検知部２１は、レーザ照射部２１ａ及び受光部２１ｂによって特定されたサポートプレート４１の外周端部の位置座標に基づき、１組の位置調整部２２上に載置されたサポートプレート４１の中心点Ｏのずれを特定する。なお、位置検知部２１は、重ね合わせ室６の外部に設けられている。

より具体的には、図４の（ａ）に示すように、重ね合わせ室６内は、サポートプレート４１及び基板４２が配置されるべき基準となる中心点を挟んで対向する一対のレーザ照射部２１ａを２組備えている。つまり、位置検知部２１は、４つのレーザ照射部２１ａの中心点を、重ね合わせ室６内における基準の中心点として設定されている。

また、図１に示すように、レーザ照射部２１ａの夫々におけるＺ方向における向かって下側には、受光部２１ｂが配置されている。ここで、１組の位置調整部２２上にサポートプレート４１を載置すると、レーザ照射部２１ａと受光部２１ｂとの間にサポートプレート４１の外周端部が配置される（図４の（ａ））。このため、レーザ照射部２１ａから受光部２１ｂに向かって照射される光は、Ｘ−Ｙ平面上におけるサポートプレート４１の外周端部に、Ｚ方向、つまり、サポートプレート４１の平面方向に対する垂直な方向から照射される。

これによって、当該位置調整部２２上に載置されたサポートプレート４１の外周端部の位置座標を特定し、１組の位置調整部２２に載置されたサポートプレート４１の中心点Ｏと基準となる中心点とのずれを検知することができる。ここで、位置検知部２１は、サポートプレートの平面方向に対して垂直に光を照射することで求められる位置座標に基づき、各中心点のずれを特定することができるため、サポートプレート４１の中心点Ｏと、基準となる中心点とのずれを高い精度で特定することができる。また、このように、サポートプレート４１の外周端部の位置座標を特定することにより、第一外部搬送部４によって搬送されることにより生じ得るサポートプレート４１の位置ずれを検知するこができるのみならず、サポートプレート４１の個体差による０．０５μｍ〜０．５μｍ程度の直径のバラつきに起因する位置ずれについても検知することができる。

また、図４の（ａ）に示すように、４つのレーザ照射部２１ａの内の１つは、サポートプレート４１の切欠き部４１ａに光を照射する。これにより、切欠き部４１ａの位置ずれも検知する。なお、基板４２においても、同様にして、中心点の位置ずれ、及び、切欠き部の位置ずれを検知することは言うまでもない。

なお、受光部２１ｂは、重ね合わせ室６の内部を外部から確認できる窓部２１ｃを介して、レーザ照射部２１ａの光を検知する。ここで、窓部２１ｃに配置された窓部ガラス板は、重ね合わせ室６の内部が密封されるように、重ね合わせ室６に接合されている。これにより、重ね合わせ室６の外部に設けられている受光部２１ｂによって光を受光しつつ、重ね合わせ室６の内部を減圧環境下に置くことができる。

（一変形例に係る位置検知部）
貼付装置２が備えている位置検知部２１は、光照射部と受光部を備えたレーザセンサに限定されない。図４の（ｂ）に示すように、一変形例に係る貼付装置において、位置検知部２１は、例えば、少なくとも３つのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２１'ｂと、これらＣＣＤカメラ２１'ｂに対応するバックスクリーン２１'ａによって、１組の位置調整部２２の中心点と、サポートプレート４１の外周端端部の位置座標を特定する構成であってもよい。

なお、ＣＣＤカメラ２１'ｂは、図１に示す窓部２１ｃの外部から、Ｚ方向の上側に配置されているバックスクリーン２１'ａを背景にして、サポートプレート４１の外周端部の画像を撮影する。なお、図４の（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ２１'ｂの１つは切欠き部４１ａの画像を撮影する。

位置検知部２１は、３つのＣＣＤカメラ２１'ｂが撮影した複数の画像に基づいて、サポートプレート４１の外周端部の位置座標を特定する。また、中心点Ｏを検出する。位置検知部２１は、サポートプレート４１の外周端部の画像に基づいて、当該外周端部の位置座標を特定し、サポートプレート４１の中心点Ｏと、基準となる中心点との位置ずれを検知することができる。また、位置調整部２２上に配置されたときにおける切欠き部４１ａの位置と、当該切欠き部４１ａが配置されるべき所定の位置とのずれを検知することができる。

〔位置調整部２２〕
位置調整部２２は、位置合わせの対象となるサポートプレート４１及び基板４２を支持するものであり、可動ステージ２２ａを可動させることにより、サポートプレート４１及び基板４２の位置を調整する。

可動ステージ２２ａは、Ｘ−Ｙ平面において平行に移動することができ、これにより、サポートプレート４１及び基板４２の平面方向に平行に１組の位置調整部２２を移動させる（図８及び図９）。これにより、位置検知部２１が検知した位置ずれに基づき、１組の位置調整部２２によって、基準となる４つのレーザ照射部２１ａの中心点に、サポートプレート４１の中心点Ｏを移動させる。

また、可動ステージ２２ａは、回動可能であり、中心点Ｏを中心として位置調整部２２に載置したサポートプレート４１を回動させる。これにより、サポートプレート４１の切欠き部４１ａの位置を調整し、サポートプレート４１の向きを調整する。

なお、基板４２の中心点の位置及び向きも、上述のサポートプレート４１の中心点Ｏの位置のずれを調整した動作と同様にして調整する。

また、可動ステージ２２ａは、Ｚ方向において上下に１組の位置調整部２２を移動させる。これにより、１組の位置調整部２２は、中心点の位置を調整したサポートプレート４１（基板４２の位置合わせを先に行う場合には、基板４２）を、スペーサ２３によって支持することができる位置まで上昇させる（図１０）。つまり、１組の位置調整部２２は、サポートプレート４１をＸ−Ｙ平面において位置合わせをした状態を維持して、Ｚ方向において移動し、直接的にスペーサ２３にサポートプレート４１を引き渡す。

〔スペーサ２３〕
スペーサ２３は、位置合わせを行ったサポートプレート４１（基板４２の位置合わせを先に行う場合には、基板４２）を、その水平位置を変化させずに重ね合わせを行うまで保持しておく部材である。図５は、スペーサ２３を上面側から見た図である。スペーサ２３は、サポートプレート４１の周縁部の一部をその下側から支持することによって、サポートプレート４１を安定に保持する。スペーサ２３は、Ｘ−Ｙ方向、つまり、水平方向に移動可能である。サポートプレート４１がステージ部２４に載ってスペーサ２３の上部まで運ばれるときには、スペーサ２３をサポートプレート４１と一切重ならない位置に移動させておく。本明細書では、この状態のとき、スペーサ２３が「抜き位置」にあると呼ぶ。サポートプレート４１がスペーサ２３よりも上に運び込まれた後、スペーサ２３によってサポートプレート４１を支持できるように、スペーサ２３をサポートプレート４１と重なる位置に戻す。本明細書では、この状態のとき、スペーサ２３が「挿入位置」にあると呼ぶ。図５は、スペーサ２３が「挿入位置」にある状態を示している。スペーサ２３が挿入位置にあるときの、スペーサ２３のサポートプレート４１を支持する各部材とサポートプレート４１との重なりの幅ｄ_３は、非限定的に、サポートプレート４１の周縁から内側にかけて１〜５ｍｍ程度であり得る。好適には５ｍｍである。また、スペーサ２３の大きさは、例えば、横幅ｄ_４が５ｍｍであり得るが、これに限定されるものではない。

スペーサ２３の材質は特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を面取りし、ポリテトラフルオロエチレン等で樹脂コートしたものを使用することができる。

〔ステージ部２４〕
ステージ部（加熱部）２４は、サポートプレート４１もしくは基板４２、又はこれらを重ね合わせた積層体４０を載置する。

ステージ部２４におけるサポートプレート４１等の載置面は、載置物に疵を付けないよう、例えばポリテトラフルオロエチレン、ＰＥＥＫ等の樹脂によって形成することが好ましい。また、載置面には溝を形成することが好ましい。載置面に溝を形成することにより、重ね合わせ室６の内部を減圧するときに、サポートプレート４１、基板４２及び積層体４０と、載置面２４ａとの間に気体が残留することを防止することができる。

また、ステージ部２４には、ヒータ（図示せず）が内蔵されており、基板４２と、ステージ部２４との接触面を加熱しておく。これによって、基板４２に塗布された接着層を熱流動させる。

なお、載置面２４ａの温度は、例えば、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以上の温度になるまで加熱されることが好ましく、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２３〜２２０℃であることが好ましく、加熱時間、つまり押圧時間は３〜３００秒間であることが好ましく、５〜１８０秒間であることがより好ましい。

なお、ステージ部２４は、一実施形態において、ステージ部２４の載置面２４ａに近接しているが接触させないようにして第一支持ピン２５に支持しながら、接着層を上面に形成した基板４２、又はサポートプレート４１を加熱してもよい。

〔仮止め部〕
仮止め部は、第一支持ピン２５と押圧ピン２６とによって、サポートプレート４１と基板４２とを挟み込むようにして押圧することで仮止めする。

（第一支持ピン２５）
第一支持ピン２５は、サポートプレート４１及び基板４２のうち、後から、重ね合わせ室６に搬入された方を、その底面から支持する。第一支持ピン２５は、位置検知部２１が基準とする、４つのレーザ照射部２１ａの中心点を中心とする円上において等間隔に少なくとも３つ配置されている。また、第一支持ピン２５の素材は、特に限定されないが、熱伝導性のよいアルミニウム等によって構成することができるが、これに限定されず、ステンレス等を用いてもよい。

（押圧ピン２６）
押圧ピン２６は、重ね合わせ室６内に先に搬送されたサポートプレート４１又は基板４２をＺ方向において下側に向かって押圧するものであり、第一支持ピン２５と同様に、押圧ピン２６は、位置検知部２１が基準とする、４つのレーザ照射部２１ａの中心点を中心とする円上において等間隔に少なくとも３つ配置されている。また、押圧ピン２６の先端部は、第一支持ピン２５の夫々の先端部に対向するように配置されている。このように、第一支持ピン２５と押圧ピン２６とを配置することにより、位置を調整したサポートプレート４１の領域と、位置を調整した基板４２の一部の領域とを重ね合わせ、挟み込むことにより押圧することができる。このため、位置調整をしたサポートプレート４１及び基板４２の中心点を中心として均等に押圧力を加えることができる。従って、サポートプレート４１と基板４２とが位置ずれすることを防止することができ、首尾よく仮止めすることができる。

なお、押圧ピン２６は、サポートプレート４１（又は基板４２）の上面に当接されたときにおいて、バネ（付勢部材）２６ａによって、Ｚ方向に向かって下側に付勢される。また、複数の押圧ピン２６は、支持軸２６ｂによって、Ｚ方向において同時に上下に移動可能である。ここで、押圧ピン２６が下方に移動しておらず、そのためスペーサ２３に保持されているサポートプレート４１とは接触しない位置にあることを、本明細書では、押圧ピン２６が「待機位置」にあるという。これに対し、押圧ピン２６が下方に移動し、その結果、スペーサ２３に保持されているサポートプレート４１をバネ２６ａによって付勢することができる位置にあることを、本明細書では、押圧ピン２６が「押圧位置」にあるという。

〔内部搬送部１０〕
重ね合わせ室６には、第一支持ピン２５及び押圧ピン２６によって挟み込むことで、仮止めしたサポートプレート４１及び基板４２を、貼付室７との間で積層体４０の受け渡しを行う内部搬送部（図６中の１０）が設けられている。

重ね合わせ室６および貼付室７は、一つの処理室の内部を二つの処理室に仕切る壁を設けた構造とすることができる。このほかにも重ね合わせ室６および貼付室７は、重ね合わせ室６と貼付室７とがそれぞれの側面において隙間なく互いに接している構造であってもよい。重ね合わせ室６および貼付室７の境界には、重ね合わせ室６および貼付室７間で積層体４０の受け渡しを行うためのゲート８が設けられている。ゲート８はシャッターによって開閉が制御されている。また、重ね合わせ室６には、貼付装置２と第一外部搬送部４との間でサポートプレート４１、基板４２および積層体４０の受け渡しを行うための開閉可能な受け渡し窓９が設けられている。重ね合わせ室６および貼付室７にはそれぞれ、公知の減圧手段が設けられており（図示せず）、各室の内部圧の状態を独立に制御することができる。

貼付室７が減圧可能な構成であるため、減圧雰囲気下において基板４２とサポートプレート４１とを接着層を介して貼り合わせることができる。減圧雰囲気下において接着層に基板４２を圧着させることによって、基板４２表面の凹凸パターンの窪みに空気が存在しない状態において、接着層を当該窪みに入り込ませることができるため、接着層と基板４２との間の気泡の発生をより確実に防止することが可能である。

ゲート８は、シャッターが開いた状態で、位置合わせがなされた積層体４０を重ね合わせ室６から貼付室７に移動させることができるように、また、接合後の積層体４０を貼付室７から重ね合わせ室６に移動させることができるように形成されている。重ね合わせ室６および貼付室７の何れも減圧させた状態でシャッターを開けることにより、接合前の積層体４０を重ね合わせ室６から貼付室７に減圧下で移動させることができる構造となっている。

図６は、内部搬送部１０を含めた貼付装置２の内部構成を上方から見た構成図である。内部搬送部１０は、積層体４０を重ね合わせ室６と貼付室７との間で移動させることができる構成である限り、具体的な機構に特に制限はない。本実施の形態では、図６に示すように、内部搬送部１０は、内部搬送アーム１１およびアーム回動軸１２によって構成されている。内部搬送部１０は、積層体４０をその下面から支持できる内部搬送アーム１１のアーム回動軸１２を回転中心とした回動によって、積層体４０を移動させる機構となっている。詳しくは後述するが、本実施の形態では、回動の回動軸が共通する２つの内部搬送部１０が設けられている。アーム回動軸１２は重ね合わせ室６側に設けられているが、貼付室７側に設けられた構成であってもよい。重ね合わせ室６と第一外部搬送部４との間での受け渡しのストロークを短くすることができるという観点から、アーム回動軸１２は、受け渡し窓９が形成されている側面に近い側に形成されていることが好ましい。図６中、「Ｂ」で示す二点鎖線は、内部搬送アーム１１の待機位置を表しており、「Ｃ」で示す二点鎖線は、内部搬送アーム１１の貼付室７での位置（貼付部受け渡し位置）を表している。

内部搬送アーム１１の回動速度は状況に応じた速度を設定することができる。そのため、内部搬送アーム１１が積層体４０を保持しているときには、内部搬送アーム１１を低速で回動させることができ、積層体４０を保持していないときには、内部搬送アーム１１を高速で回動させることができる。また、内部搬送アーム１１の回動の立ち上がりと停止とがスムーズになるように加減速を制御することができる。

図６に示すように、ゲート８は、シャッターが開いた状態において、回動する内部搬送アーム１１がゲート８を通過して積層体４０を貼付部受け渡し位置Ｃにまで運べるような幅の開口となっている。ゲート８の開閉には従来公知の手段を用いることができ、例えばゲートバルブ構造を適用することができる。

〔貼付室７〕
貼付室（貼付部）７は、重ね合わせ室において重ね合わせたサポートプレート４１及び基板４２を貼り付けることにより、積層体４０を形成する。貼付室７は、第二支持ピン３１、プレスプレート３２及び３３を備えている。

第二支持ピン３１は、重ね合わせ室６において重ね合わせられたサポートプレート４１と基板４２とを、内部搬送部１０から受け取り支持する。なお、第二支持ピン３１も、第一支持ピン２５と同様に、サポートプレート４１及び基板４２の中心点を中心とする円上に等間隔に配置されるように構成されている。

貼付室７内に設けられたプレスプレート３２及び３３には、ヒータ（不図示）が内蔵されている。これにより、第二支持ピン３１に支持されたサポートプレート４１と基板４２とプレスプレート３２及び３３の間において、サポートプレート４１と基板４２とを加熱しながら、挟み込むようにして押圧することができる。

〔貼付装置２の動作〕
続いて、本実施形態に係る貼付装置２（重ね合わせ室６及び貼付室７）におけるサポートプレート４１と基板４２とを貼り付けるための概略動作について説明する。

図７〜１８は、本実施形態における貼付装置２の動作について、重ね合わせ室６及び貼付室７の内部の状態により説明する図である。なお説明の便宜上、レーザ照射部２１ａ、スペーサ２３、及び押圧ピン２６を支持及び制御するためのそれぞれの部材については、その図示を省略している。

（１．重ね合わせ室６へのサポートプレート４１の搬入）
初期の段階において、サポートプレート４１を搬入する前における重ね合わせ室６における位置調整部２２の中心点は、Ｘ−Ｙ平面において、４つのレーザ照射部２１ａの中心点に一致するように配置されている（図７参照）。この状態において、第一外部搬送部４を用い、重ね合わせ室６の受け渡し窓９を介して、サポートプレート４１を搬入する。ここで、サポートプレート４１は、保持室３において特定された中心点Ｏ及び切欠き部４１ａの向きを基準として、第一外部搬送部４によって１組の位置調整部２２上の所定の位置に載置される。なお、この段階において、スペーサ２３は抜き位置にしておき、押圧ピン２６は待機位置にしておくことが好ましい。

（２．サポートプレート４１の位置検知）
次に、４つのレーザ照射部２１ａによって、位置調整部２２に載置されたサポートプレート４１の外周端部に光を照射することにより、４つのレーザ照射部２１ａの中心点と、サポートプレート４１の中心点Ｏとのずれを検知する（図８参照）。また、４つのレーザ照射部２１ａのうちの１つによって、サポートプレート４１の切欠き部４１ａの向きを検知する。

（３．サポートプレート４１の位置調整）
次に、可動ステージ２２ａをＸ−Ｙ平面に平行に移動させることにより、位置調整部２２に載置されたサポートプレート４１の中心点Ｏが、４つのレーザ照射部２１ａの中心点（重ね合わせの基準となる中心点）に重なるように位置を調整する（図９参照）。なお、ここで、可動ステージ２２ａを回動させることにより、サポートプレート４１の切欠き部４１ａが所定の向きを向くように調整する。

（４．スペーサ２３へのサポートプレート４１受け渡し）
次に、可動ステージ２２ａは、Ｚ方向において、スペーサ２３よりも上側であり、押圧ピン２６に接触しない位置にまで、位置調整部２２に載置したサポートプレート４１を移動させる。そして、スペーサ２３を挿入位置に移動させた後、可動ステージ２２ａは、Ｚ方向において、スペーサ２３よりも側に移動する。これにより、位置合わせを終えたサポートプレート４１の水平方向の位置を変えずにスペーサ２３によって支持させる（図１０参照）。なお、Ｚ方向においてサポートプレート４１を移動させる前の段階において、レーザ照射部２１ａの夫々は、サポートプレート４１に接触しない位置にまで移動している。

（５．重ね合わせ室６への基板４２の搬入）
次に、サポートプレート４１の場合と同様に、この状態において、第一外部搬送部４を用い、重ね合わせ室６の受け渡し窓９を介して、基板４２を搬入する。ここで、基板４２は、保持室３において特定された中心点及び切欠き部の向きを基準として、第一外部搬送部４によって１組の位置調整部２２上の所定の位置に載置される（図１１参照）。その後、受け渡し窓９を閉じた後に、重ね合わせ室６の減圧を開始する。重ね合わせ室６の減圧は、仮止めが終了した時点における重ね合わせ室６の減圧状態及び貼付室７の減圧状態が、互いにほぼ同じ状態になるように行えばよい。好適には、１０Ｐａ以下である。

（６．基板４２の加熱）
次に、１組の位置調整部２２をＺ方向の下側に移動させることにより、基板４２をステージ部２４に載置して加熱する。これにより、基板４２の上面に形成された接着層を熱流動させる（図１２参照）。

（７．基板４２の位置検知）
次に、サポートプレート４１の場合と同様に、４つのレーザ照射部２１ａによって、位置調整部２２に載置された基板４２の外周端部に光を照射することにより、４つのレーザ照射部２１ａの中心点と、基板４２の中心点とのずれを検知する（図１３参照）。また、４つのレーザ照射部２１ａのうちの１つによって、基板４２の切欠き部の向きを検知する。

（８．基板４２の位置調整）
次に、可動ステージ２２ａをＸ−Ｙ平面に平行に移動させることにより、位置調整部２２に載置された基板４２の中心点が、４つのレーザ照射部２１ａの中心点（重ね合わせの基準となる中心点）に重なるように位置を調整する（図１４参照）。なお、ここで、可動ステージ２２ａを回動させることにより、基板４２の切欠き部が、サポートプレート４１と同じ所定の向きを向くように調整する。

（９．仮止め）
次に、押圧ピン２６を支持軸２６ｂによって、待機位置から押圧位置に移動させることで、スペーサ２３によって支持されたサポートプレート４１が、バネ２６ａによってＺ方向の下側に向かって付勢されるように力を加える。続いて、１組の位置調整部２２に載置されている基板４２を、第一支持ピン２５をＺ方向の上側に移動させる。これにより、基板４２の上面に形成された接着層を、スペーサ２３に支持されたサポートプレート４１の底面の近傍にまで移動させる。その後、スペーサ２３を抜き位置に移動させることにより、押圧ピン２６のバネ２６ａによって加えられた力により、第一支持ピン２５と押圧ピン２６とよって挟み込むようにして、サポートプレート４１と基板４２とを押圧する（図１５参照）。これにより、サポートプレート４１と基板４２とを重ね合わせ、仮止めする。

（１０．重ね合わせ終了）
サポートプレート４１を基板４２と重ね合わせた後、押圧ピン２６を待機位置に戻す。また、第一支持ピン２５をＺ方向の下側に移動させる。これにより、重ね合わせたサポートプレート４１と基板４２とを、内部搬送部１０に受け渡す（図１６参照）。

（１１．貼付室７への積層体４０の搬送）
次に、ゲート８のシャッターを開き、重ね合わせ室６から貼付室７へと内部搬送部１０によって、重ね合わせたサポートプレート４１と基板４２とを搬送する。ここで、重ね合わせたサポートプレート４１と基板４２とは、貼付室７において、第二支持ピン３１上によって支持される（図１７参照）。

（１２．サポートプレート４１と基板４２との貼り付け）
次に、第二支持ピン３１に支持した状態において、プレスプレート３３をＺ方向において下降させることにより、サポートプレート４１の上面に接触させる。続いて、第二支持ピン３１と、プレスプレート３３とを同じ速度で降下させる。これにより、プレスプレート３２及び３３の間に、サポートプレート４１と基板４２と挟み込み、押圧しながら加熱する（図１８参照）。これにより、サポートプレート４１と基板４２とを貼り付け、積層体４０を形成する。

＜貼付方法＞
本発明の一実施形態に係る貼付方法は、基板４２と、基板４２を支持するサポートプレート４１とを、重ね合わせ室６内において、重ね合わせる重ね合わせ工程と、重ね合わせた基板４２とサポートプレート４１とを、貼付室７内において貼り付ける貼付工程とを備えた貼付方法であって、重ね合わせ工程は、基板４２及びサポートプレート４１の夫々における外周端部の位置を検知して、基板４２及びサポートプレート４１の夫々における中心点を求める位置検知段階と、求めた中心点の位置に基づき、基板４２及びサポートプレートＯの夫々の平面方向における位置を調整する位置調整段階と、位置を調整した基板４２とサポートプレート４１とを重ね合わせる重ね合わせ段階とを包含する。

また、一実施形態に係る貼付方法は、基板４２及びサポートプレート４１が互いに対向する二面のうちの少なくとも何れかには、接着層が積層されており、重ね合わせ段階では、接着層が形成されている、基板４２又はサポートプレート４１を加熱した後、位置を調整した基板４２及びサポートプレート４１のうちの何れか一方の一部の領域と、位置を調整した基板４２及びサポートプレート４１のうちの他方の一部の領域とを重ね合わせ、挟み込むことにより押圧することがより好ましい。

また、一実施形態に係る貼付方法は、位置検知段階では、平面方向（Ｘ−Ｙ方向）に垂直な一方向から、基板４２及びサポートプレート４１の夫々の外周端部の位置を検知するとよい。

また、一実施形態に係る貼付方法は、上記位置調整段階では、平面方向に平行な二方向において移動させることで、サポートプレート４１及び基板４２の夫々における中心点の位置を調整し、当該中心点を中心として回動させることで、基板４２及びサポートプレート４１の夫々の向きを調整することがより好ましい。

つまり、一実施形態において、貼付方法の重ね合わせ工程及び貼付工程は、上述した本発明に係る貼付システム１、及び、貼付装置２を用いて実施し得る。また、本発明に係る貼付方法の一実施形態は、上述した貼付システム１、及び貼付装置２の説明に準じるものであるため、その詳細な説明を省略する。

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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明は、真空における基板及び支持体の貼り合わせの精度を向上させることができるため、工業製品の製造分野に幅広く利用することができる。

１ 貼付システム
２ 貼付装置
４ 第一外部搬送部（搬送部）
７ 貼付室（貼付部）
１９ 位置特定部
２１ 位置検知部
２１ａ レーザ照射部（位置検知部）
２１'ａ バックスクリーン（位置検知部）
２１ｂ 受光部（位置検知部）
２１'ｂ ＣＣＤカメラ（位置検知部）
２１ｃ 窓部（位置検知部）
２２ 位置調整部（位置調整部）
２２ａ 可動ステージ（位置調整部）
２３ スペーサ（保持部）
２４ ステージ部（加熱部）
２５ 第一支持ピン（仮止め部）
２６ 押圧ピン（仮止め部）
２６ａ バネ（仮止め部）
２６ｂ 支持軸（仮止め部）
４０ 積層体
４１ サポートプレート
４２ 基板

Claims (10)

1. 基板と、上記基板を支持する支持体とを重ね合わせる重ね合わせ部と、重ね合わせた上記基板と上記支持体とを貼り付ける貼付部とを備えた貼付装置と、
   上記貼付装置の外部において上記基板及び上記支持体の中心点を求める位置特定部と、
   中心点を求めた上記基板及び上記支持体を、個別に上記重ね合わせ部内に搬送する搬送部と、を備えており、
   上記重ね合わせ部は、
   上記基板及び上記支持体の夫々における外周端部の位置を検知して、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点を求める複数の位置検知部と、
   上記中心点の位置に基づき、上記基板及び上記支持体の夫々の平面方向における位置を調整する位置調整部と、を備えており、
   上記貼付装置は位置調整した上記基板と上記支持体とを重ね合わせ、
   上記重ね合わせ部は、
   位置調整した上記基板及び上記支持体のうちの何れか一方を保持する保持部と、
   上記保持部に保持した上記基板又は上記支持体の一部の領域と、位置調整した上記基板及び上記支持体のうちの他方の一部の領域とを重ね合わせ、挟み込むことで押圧する仮止め部と、
   上記仮止め部の内部を減圧する減圧部と、
   を備え
   上記位置検知部は、上記搬送部によって重ね合わせ部内に搬送された上記基板及び上記支持体の夫々における、上記位置特定部が特定した中心点のずれを検知することを特徴とする貼付システム。
2. 上記基板及び上記支持体が互いに対向する二面のうちの少なくとも何れかに、接着層が積層されており、
   上記重ね合わせ部は、上記基板及び上記支持体を重ね合わせる前において、上記接着層が形成されている上記基板、又は上記支持体を加熱する加熱部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の貼付システム。
3. 上記複数の位置検知部の夫々は、上記平面方向に垂直な一方向から、上記基板及び上記支持体の何れか一方の外周端部の位置を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の貼付システム。
4. 上記位置検知部は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ及びレーザセンサの何れかであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の貼付システム。
5. 上記位置調整部は、上記平面方向に平行な二方向において移動することで、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点の位置を調整し、当該中心点を中心として回動することで、上記基板及び上記支持体の夫々の向きを調整することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の貼付システム。
6. 上記位置調整部は、上記平面方向に垂直な方向において移動することで、位置を調整した上記支持体及び上記基板のうちの何れか一方を、上記保持部に搬送することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の貼付システム。
7. 上記基板及び上記支持体の夫々は、上面視における形状が円形であり、外周端部に切欠き部が設けられており、
   上記複数の位置検知部のうちの１つは、上記基板及び上記支持体に設けられた当該切欠き部の位置を検知することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の貼付システム。
8. 中心点を求めた、基板と基板を支持する支持体とを、個別に重ね合わせ部内に搬送する搬送工程と、上記搬送工程により搬送された基板と支持体とを、上記重ね合わせ部内において、重ね合わせる重ね合わせ工程と、重ね合わせた上記基板と上記支持体とを、貼付部内において貼り付ける貼付工程とを備えた貼付方法であって、
   上記重ね合わせ工程は、
   上記基板及び上記支持体の夫々における外周端部の位置を検知して、上記基板及び上記支持体の夫々における中心点を求める位置検知段階と、
   求めた中心点の位置に基づき、上記基板及び上記支持体の夫々の平面方向における位置を調整する位置調整段階と、
   位置を調整した上記基板と上記支持体とを重ね合わせる重ね合わせ段階とを包含し、
   上記基板及び上記支持体が互いに対向する二面のうちの少なくとも何れかには、接着層が積層されており、
   上記重ね合わせ段階では、
   上記重ね合わせ部内を減圧し、
   上記接着層が形成されている、上記基板又は上記支持体を加熱した後、
   位置を調整した上記基板及び上記支持体のうちの何れか一方の一部の領域と、位置を調整した上記基板及び上記支持体のうちの他方の一部の領域とを重ね合わせ、挟み込むことにより押圧することを特徴とする貼付方法。
9. 上記位置検知段階では、上記平面方向に垂直な一方向から、上記基板及び上記支持体の夫々の外周端部の位置を検知することを特徴とする請求項８に記載の貼付方法。
10. 上記位置調整段階では、上記平面方向に平行な二方向において移動させることで、上記支持体及び上記基板の夫々における中心点の位置を調整し、当該中心点を中心として回動させることで、上記基板及び上記支持体の夫々の向きを調整することを特徴とする請求項８または９に記載の貼付方法。

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