JP6810584B2 - 貼合装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェハ等を対象とした貼合技術に関する。
貼合装置には、上下に配された一対のチャック部を備え、貼合対象を吸着させる吸着面を互いに対向させたものが多く存在する。従来、アクチュエータ等の駆動機構（ボールねじ等を含む）を用いて一方のチャック部を直接的に移動させることにより、吸着面間の２つの貼合対象を挟圧して貼り付けていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９−２６５２６６号公報
しかしながら、従来の貼合装置では、貼合対象の挟圧時に当該貼合対象に対して均等に圧力を加えることが困難であった。その原因として、チャック部に対して圧力を均等に加えることができず、チャック部の吸着面に歪み等の変形が生じていたことが挙げられる。
そこで本発明の目的は、チャック部の吸着面における高い平滑性を維持することが可能な貼合装置を提供することである。
本発明に係る貼合装置は、第１チャック部と、第２チャック部と、第１ベース部と、第２ベース部と、第１浮動機構と、を備える。第１チャック部及び第２チャック部は、貼合対象を吸着させる吸着面を各々が有する一対のチャック部であって、互いの吸着面を対向させて配されている。第１ベース部及び第２ベース部は、第１チャック部及び第２チャック部をそれぞれ支持する。第１浮動機構は、第１チャック部の背面に気圧を付与して第１ベース部から第１チャック部を浮動させることにより、第１チャック部の吸着面を第２チャック部の吸着面の方へ移動させる。
上記貼合装置によれば、第１チャック部の背面に気圧が付与されるため、その背面には圧力が均等に加わり易い。このため、第１チャック部にも歪み等の変形が生じ難く、従って、貼合実行時に貼合対象を第１チャック部と第２チャック部とで挟圧したときであっても、少なくともと第１チャック部の吸着面には変形が生じ難い。
本発明によれば、チャック部の吸着面における高い平滑性を維持することが可能になる。
第１実施形態に係る貼合装置の構成を示した概念図である。 （Ａ）貼合装置が備えるアライメント機構を示した斜視図、及び（Ｂ）アライメント機構の取付け状態を示した斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）アライメント機構の動作を示した平面図である。 （Ａ）（Ｂ）貼合装置の動作を順に示した概念図である。 （Ａ）（Ｂ）図４（Ｂ）に続く貼合装置の動作を順に示した概念図である。 （Ａ）（Ｂ）図５（Ｂ）に続く貼合装置の動作を順に示した概念図である。 図６（Ｂ）に続く貼合装置の動作を示した概念図である。 （Ａ）（Ｂ）第２実施形態に係る貼合装置が備える第１付勢機構について、１つ目の例における２つの状態を示した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）第２実施形態に係る貼合装置が備える第１付勢機構について、２つ目の例における２つの状態を示した断面図である。 第３実施形態に係る貼合装置が備える第２付勢機構を示した断面図である。 第４実施形態に係る貼合装置の構成を示した概念図である。 第５実施形態に係る貼合装置が備えるノッチアライメント機構の構成を示した（Ａ）平面図及び（Ｂ）側面図である。 （Ａ）ノッチに第２尖端部が挿入される前の状態を示した平面図、及び（Ｂ）（Ｃ）ノッチに第２尖端部が挿入されたときの状態を示した平面図及び側面図である。 （Ａ）ノッチに第１尖端部が挿入される前の状態を示した平面図、及び（Ｂ）（Ｃ）ノッチに第１尖端部が挿入されたときの状態を示した平面図及び側面図である。
［１］第１実施形態
［１−１］貼合装置の構成
図１は、第１実施形態に係る貼合装置の構成を示した概念図である。図１に示される様に、貼合装置は、第１チャック部１Ａと、第２チャック部１Ｂと、チャンバ機構２と、ロック機構２Ｌと、第１浮動機構３Ａと、第２浮動機構３Ｂと、回転機構４と、第１付勢機構５Ａと、第２付勢機構５Ｂと、アライメント機構６と、を備える。
＜チャック部＞
第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂは、貼合対象を吸着させる吸着面１１ａ及び１１ｂをそれぞれ有し、互いの吸着面１１ａ及び１１ｂを対向させて配されている。第１チャック部１Ａには、吸着面１１ａの所定位置（例えば、中心位置）に開口した貫通孔（不図示）が設けられており、吸着面１１ａには、貫通孔に通じるスリット（不図示）が全域に亘って形成されている。そして、貼合対象が吸着面１１ａに載置された状態で貫通孔を通じて真空吸引が実行されることにより、スリット内の気圧を低下させると共に貼合対象を吸着面１１ａに吸着させることができる。これにより、第１チャック部１Ａに貼合対象をチャックさせることができる。第２チャック部１Ｂにも、第１チャック部１Ａと同様の貫通孔及びスリット（不図示）が形成されており、第２チャック部１Ｂに貼合対象をチャックさせることができる。尚、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂのそれぞれには、熱膨張率が低く且つ熱伝導率が高いセラミックで構成されたものを用いることが好ましい。
本実施形態において、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂは、これらの吸着面１１ａ及び１１ｂが水平となる様に、鉛直方向において上下に配される。そして、吸着面１１ａに貼合対象を吸着させる際（第１チャック部１Ａへの貼合対象のチャック実行時）には、吸着面１１ａが上方を向く様に、第１チャック部１Ａが第２チャック部１Ｂの下方に配される。一方、吸着面１１ｂに貼合対象を吸着させる際（第２チャック部１Ｂへの貼合対象のチャック実行時）には、吸着面１１ｂが上方を向く様に、第２チャック部１Ｂが第１チャック部１Ａの下方に配される。尚、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂにおける上下の位置の入替えには、後述する回転機構４が用いられる。
＜チャンバ機構＞
チャンバ機構２は、第１ベース部２１Ａと、第２ベース部２１Ｂと、側壁部２２と、駆動部２３と、排気部２４と、を含む。第１ベース部２１Ａは、第１チャック部１Ａの背面１２ａ（吸着面１１ａとは反対側の面）側に配されており、第１チャック部１Ａを支持している。第２ベース部２１Ｂは、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂ（吸着面１１ｂとは反対側の面）側に配されており、第２チャック部１Ｂを支持している。
具体的には、第１ベース部２１Ａには、後述する第１浮動機構３Ａを介して第１チャック部１Ａが支持されている。そして、第１チャック部１Ａの浮動時において当該第１チャック部１Ａの中心位置が所定位置からずれることがない様に、第１チャック部１Ａの背面１２ａには軸部１２０Ａが突設されており、且つ、当該軸部１２０Ａが、第１ベース部２１Ａに凹設された受け部２１０Ａに摺動自在に挿入されている。
又、第２ベース部２１Ｂには、後述する第２浮動機構３Ｂを介して第２チャック部１Ｂが支持されている。そして、第２チャック部１Ｂの浮動時において当該第２チャック部１Ｂの中心位置が所定位置からずれることがない様に、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂには軸部１２０Ｂが突設されており、且つ、当該軸部１２０Ｂが、第２ベース部２１Ｂに凹設されている受け部２１０Ｂに摺動自在に挿入されている。
尚、上記軸部１２０Ａと受け部２１０Ａとの間には、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａが僅かに傾くことを許容する遊び（隙間）が設けられていることが好ましい。同様に、上記軸部１２０Ｂと受け部２１０Ｂとの間には、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂが僅かに傾くことを許容する遊び（隙間）が設けられていることが好ましい。これにより、貼合前において吸着面１１ｂに対して吸着面１１ａに僅かな傾きが生じていたとしても、貼合実行時には、その傾きが上記遊びによって吸収され、その結果、吸着面１１ａ及び１１ｂについて互いに平行な状態が実現される。よって、吸着面１１ａ及び１１ｂを常に平行な状態で維持しておくことが不要となり、その結果、貼合装置の製造が簡略化される。
第１ベース部２１Ａは、吸着面１１ａ（又は１１ｂ）に垂直な方向（本実施形態では鉛直方向。以下では、特に断らない限り「鉛直方向」と称す。）における移動が可能であり、その移動が駆動部２３により実現されている。これにより、第１ベース部２１Ａは、鉛直方向において、第２ベース部２１Ｂに対して相対的に移動することが可能である。駆動部２３には、例えばエアシリンダ等を利用した昇降装置が用いられる。本実施形態では、第１ベース部２１Ａが、第２ベース部２１Ｂに対して鉛直方向において移動可能に構成されている。尚、第１ベース部２１Ａに代えて、第２ベース部２１Ｂが、第１ベース部２１Ａに対して鉛直方向において移動可能に構成されてもよい。又、第１ベース部２１Ａ及び第２ベース部２１Ｂの何れもが、鉛直方向において移動可能に構成されてもよい。
チャンバ機構２は、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとを互いに近づけることにより、これらのベース部間に、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂが内部に配されると共に密閉されたチャンバ２ａ（図５（Ｂ）参照）を形成することができる。具体的には、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとが互いに近づけられることにより、第１ベース部２１Ａ、第２ベース部２１Ｂ、及び側壁部２２によって囲まれて密閉された空間が形成され、当該空間がチャンバ２ａとなる。側壁部２２は、第１ベース部２１Ａ又は第２ベース部２１Ｂの何れかに一体化されていてもよいし、これらのベース部から分離されており、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとが近づけられたときにこれらのベース部によって挟み込まれるものであってもよい。
チャンバ機構２において、第１ベース部２１Ａ、第２ベース部２１Ｂ、及び側壁部２２は、チャンバ２ａを形成する過程で（即ち、鉛直方向における移動時に）互いの位置関係（密閉されたチャンバ２ａの形成が可能な位置）がずれることがない様に、ガイド部材でガイドされ、これにより、鉛直方向における移動経路が規定されていることが好ましい。
排気部２４は、チャンバ２ａ内が真空状態となるまでチャンバ２ａ内の気圧を低下させることができる。排気部２４には、例えば真空ポンプ等の気圧調整装置が用いられる。
＜ロック機構＞
ロック機構２Ｌは、貼合実行時において第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの互いの位置関係を維持することが可能な機構である。具体的には、貼合実行時に第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂのそれぞれの背面１２ａ及び１２ｂに付与される気圧に起因して、第１ベース部２１Ａ及び第２ベース部２１Ｂが互いに離間してチャンバ２ａが開放されることがない様に、ロック機構２Ｌは、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの互いの位置関係を固定する。
＜浮動機構＞
（第１浮動機構）
第１浮動機構３Ａは、第１チャック部１Ａの背面１２ａに気圧を付与して第１ベース部２１Ａから第１チャック部１Ａを浮動させる機構であり、第１チャック部１Ａの浮動により、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａを第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂの方へ移動させる。
具体的には、第１浮動機構３Ａは、支持部３１Ａと、第１気圧調整部３２Ａと、を備える。支持部３１Ａは、第１ベース部２１Ａに対して第１チャック部１Ａを浮動可能に支持すると共に、第１ベース部２１Ａと第１チャック部１Ａとの間に密閉空間３３Ａを形成する。
本実施形態において、第１ベース部２１Ａは、第１チャック部１Ａの背面１２ａとの対向面２１Ａｆを有し、当該対向面２１Ａｆには、鉛直方向における第１チャック部１Ａの端部（背面１２ａを含む端部）を進入させることが可能な凹部２１Ａｒが形成されている。そして、当該凹部２１Ａｒの開口端縁と第１チャック部１Ａの背面１２ａの外周縁とが、支持部３１Ａであるダイアフラムで連結されている。これにより、密閉空間３３Ａとして、凹部２１Ａｒの底面と第１チャック部１Ａの背面１２ａとの間に、ダイアフラムで密閉された空間が形成されている。
第１気圧調整部３２Ａは、密閉空間３３Ａ内の気圧を変化させることにより、密閉空間３３Ａ内を真空状態から加圧状態まで変化させることができる。そして、密閉空間３３Ａ内の気圧をチャンバ２ａ内の気圧（内圧）より低下させて気圧差を生じさせることにより、第１チャック部１Ａには、これを第１ベース部２１Ａの方へ引き付ける保持力が生じることになる。一方、密閉空間３３Ａ内の気圧（内圧）を高めることにより、第１チャック部１Ａを第１ベース部２１Ａから浮動させることができる。このとき、第１チャック部１Ａの浮動に追従してダイアフラムが変形するため、密閉空間３３Ａの密閉状態は、破壊されることがなく維持される。
（第２浮動機構）
第２浮動機構３Ｂは、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂに気圧を付与して第２ベース部２１Ｂから第２チャック部１Ｂを浮動させる機構であり、第２チャック部１Ｂの浮動により、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂを第１チャック部１Ａの吸着面１１ａの方へ移動させる。尚、第２チャック部１Ｂは、第１チャック部１Ａと比較して、その移動距離は相対的に小さくてよい。よって、第２浮動機構３Ｂは、第２チャック部１Ｂを第２ベース部２１Ｂから僅かに浮動させるものであってもよい。
具体的には、第２浮動機構３Ｂは、支持部３１Ｂと、第２気圧調整部３２Ｂと、を備える。支持部３１Ｂは、第２ベース部２１Ｂに対して第２チャック部１Ｂを浮動可能に支持すると共に、第２ベース部２１Ｂと第２チャック部１Ｂとの間に密閉空間３３Ｂを形成する。本実施形態では、支持部３１Ｂは、以下に説明する複数のピン３１１とシール部材３１２とによって構成されている。一例として、シール部材３１２には、Ｏリングが用いられる。尚、第２浮動機構３Ｂは、構成の一部として、後述する第２付勢機構５Ｂの皿バネ５２Ｂを更に備えていてもよい。
本実施形態において、第２チャック部１Ｂの側周面には、背面１２ｂと同一面での拡がりを持った鍔部１３Ｂが形成されており、鍔部１３Ｂには、当該鍔部１３Ｂの移動方向を鉛直方向に規制する複数のピン３１１が貫通している。具体的には、第２ベース部２１Ｂは、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂとの対向面２１Ｂｆを有する。そして、ピン３１１の各々は、頭部３１１ａと軸部３１１ｂとを有し、軸部３１１ｂが鍔部１３Ｂを貫通した状態で、軸部３１１ｂの先端部が、第２ベース部２１Ｂの対向面２１Ｂｆに固定されている。よって、第２チャック部１Ｂの移動範囲が、当該対向面２１Ｂｆとピン３１１の頭部３１１ａとの間に規制されている。より具体的には、各ピン３１１の頭部３１１ａと第２チャック部１Ｂの鍔部１３Ｂとの間に配された皿バネ５２Ｂと、対向面２１Ｂｆと、の間に、第２チャック部１Ｂの移動範囲が規制される。尚、鍔部１３Ｂは、背面１２ｂと同一面での拡がりを持ったものに限らず、背面１２ｂとの間に段差を設けて第２チャック部１Ｂの側周面に形成されたものであってもよい。
第２ベース部２１Ｂには、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂの周縁領域１２ｃと対向する環状領域２１Ｂｃの内側に、凹部２１Ｂｒが形成されている。そして、周縁領域１２ｃと環状領域２１Ｂｃとの間に、弾性変形が可能なシール部材３１２が介在している。これにより、密閉空間３３Ｂとして、凹部２１Ｂｒの底面と第２チャック部１Ｂの背面１２ｂとの間に、シール部材３１２で密閉された空間が形成されている。尚、シール部材３１２により、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂと第２ベース部２１Ｂとの間に密閉空間３３Ｂを形成することができるのであれば、凹部２１Ｂｒは、必ずしも設けられる必要はない。
第２気圧調整部３２Ｂは、密閉空間３３Ｂ内の気圧を変化させることにより、密閉空間３３Ｂ内を真空状態から加圧状態まで変化させることができる。そして、密閉空間３３Ｂ内の気圧をチャンバ２ａ内の気圧（内圧）より低下させて気圧差を生じさせることにより、第２チャック部１Ｂには、これを第２ベース部２１Ｂの方へ引き付ける保持力が生じることになる。一方、密閉空間３３Ｂ内の気圧（内圧）を高めることにより、第２チャック部１Ｂを第２ベース部２１Ｂから浮動させることができる。このとき、密閉空間３３Ｂの密閉状態が破壊されることがない様に、シール部材３１２は、第２チャック部１Ｂの浮動に追従して弾性変形（伸縮）するものであることが好ましい。
＜回転機構＞
回転機構４は、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａ（又は第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂ）に沿う方向における回転軸４１を有し、当該回転軸４１周りにチャンバ機構２を反転させて第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの位置を入れ替えることが可能な機構である。
本実施形態において、回転軸４１は水平に配されると共に第２ベース部２１Ｂの側面に連結されており、回転軸４１を回転させてチャンバ機構２を反転させることにより、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの上下の位置が入れ替えられる。尚、チャンバ機構２を反転させることができるのであれば、回転軸４１は、第２ベース部２１Ｂに限定されない他の箇所（例えば、第１ベース部２１Ａの側面等）に連結されてもよい。
＜付勢機構＞
（第１付勢機構）
第１付勢機構５Ａは、第１チャック部１Ａを、鉛直方向において第１ベース部２１Ａの方へ付勢する。本実施形態において、第１付勢機構５Ａは複数設けられており、第１付勢機構５Ａの各々は、収納室５１Ａと、圧縮バネ５２Ａと、ピン５３Ａと、から構成されている。収納室５１Ａは、第１ベース部２１Ａに形成されており、収納室５１Ａには、圧縮バネ５２Ａが、鉛直方向における弾性変形が可能となる様に収納されている。
ピン５３Ａは、頭部５３Ａａと軸部５３Ａｂとを有し、これらが次の様な状態となる様に配されている。即ち、頭部５３Ａａが、圧縮バネ５２Ａの一端（第１チャック部１Ａとは反対側の端）に当接した状態で、収納室５１Ａ内に配されている。又、軸部５３Ａｂが、圧縮バネ５２Ａに挿通された状態で、鉛直方向において第１チャック部１Ａの方へ向かって延びている。更に、軸部５３Ａｂは、ピン５３Ａの移動方向が鉛直方向に規制される様に、第１ベース部２１Ａを貫通している。そして、軸部５３Ａｂの先端が、第１チャック部１Ａの背面１２ａに連結されている。
第１付勢機構５Ａによれば、圧縮バネ５２Ａにより、ピン５３Ａの頭部５３Ａａが第１チャック部１Ａとは反対側へ付勢され、その結果として、第１チャック部１Ａが、ピン５３Ａを通じて、鉛直方向において第１ベース部２１Ａの方へ付勢される。後述する様に、貼合実行時には、第１チャック部１Ａを、鉛直方向において第２チャック部１Ｂの上方に配し、この状態で、チャンバ２ａ内の気圧を低下させる。よって、密閉空間３３Ａ内の気圧とチャンバ２ａ内の気圧との気圧差で第１チャック部１Ａに生じていた上向きの保持力が、気圧差が小さくなることで低下する。この様に保持力が低下した場合であっても、第１チャック部１Ａが自重で下方へ移動してしまうことを阻止できる付勢力が、第１付勢機構５Ａによって第１チャック部１Ａに与えられる。その結果として、第１チャック部１Ａを第１ベース部２１Ａの方へ引き付けておくことが可能となっている。
（第２付勢機構）
第２付勢機構５Ｂは、第２チャック部１Ｂを、鉛直方向において第２ベース部２１Ｂの方へ付勢する。本実施形態において、第２付勢機構５Ｂは、各ピン３１１の頭部３１１ａと第２チャック部１Ｂの鍔部１３Ｂとの間に配された皿バネ５２Ｂで構成されている。尚、皿バネ５２Ｂは、これに軸部３１１ｂが貫通した状態で配されている。
第２付勢機構５Ｂによれば、皿バネ５２Ｂにより、第２チャック部１Ｂが、第２ベース部２１Ｂの方へ付勢される。後述する様に、貼合対象のチャック実行時には、第２チャック部１Ｂが、鉛直方向において第１チャック部１Ａの上方に配されることがある。この様な場合であっても、第２チャック部１Ｂが自重で下方へ移動することを阻止できる付勢力が、第２付勢機構５Ｂによって第２チャック部１Ｂに与えられる。その結果として、第２チャック部１Ｂを第２ベース部２１Ｂの方へ引き付けておくことが可能となっている。
＜アライメント機構＞
図２（Ａ）は、アライメント機構６を示した斜視図であり、図２（Ｂ）は、チャンバ機構２へのアライメント機構６の取付け状態を示した斜視図である。又、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、アライメント機構６の動作を示した平面図である。アライメント機構６は、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂのそれぞれに貼合対象をチャックさせる際の、当該貼合対象の位置調整に用いられる。具体的には、アライメント機構６は、第１回転軸６１ｃを有する回転部６１と、３つの動力伝達機構６２と、３つのアライメント作用部６３と、を備える。回転部６１の回転動作は、サーボモータ等、回転角度やトルクの検出及び制御が可能な回転駆動装置によって制御される。
３つの動力伝達機構６２は、回転部６１の回転を３つのアライメント作用部６３に伝達する機構であり、本実施形態では各々がリンク機構である。３つの動力伝達機構６２は、回転部６１において第１回転軸６１ｃからずれた３つの異なる位置Ｐ１１〜Ｐ１３にそれぞれ軸支されている。本実施形態では、位置Ｐ１１〜Ｐ１３は、第１回転軸６１ｃからの距離が何れも同じであって、第１回転軸６１ｃ周りに等間隔（１２０°の角度幅）で配された位置である。３つのアライメント作用部６３は、３つの動力伝達機構６２のそれぞれを通じて回転部６１の回転が伝達されて動作し、これにより、貼合対象に作用して当該貼合対象の位置調整を行うものである。
３つの動力伝達機構６２の各々は、第１アーム６２１と、第２アーム６２２と、軸部６２Ｃと、第３アーム６２３と、を備える。第１アーム６２１は、上記３つの異なる位置Ｐ１１〜Ｐ１３のうちの対応する位置に軸支された第１端部６２１ａと、当該第１端部６２１ａとは反対側に位置する第２端部６２１ｂと、を有する。第２アーム６２２は、第２回転軸６２２ｃを有し、当該第２回転軸６２２ｃとは異なる位置にて第１アーム６２１の第２端部６２１ｂに軸支されている。本実施形態では、第２アーム６２２は、第１端部６２２ａと第２端部６２２ｂとを有し、第１端部６２２ａが第１アーム６２１の第２端部６２１ｂに軸支され、第２端部６２２ｂに第２回転軸６２２ｃが設けられている。
３つの動力伝達機構６２のそれぞれが有する第２回転軸６２２ｃは、回転部６１から離間した３つの位置Ｐ２１〜Ｐ２３に配されている。ここで、位置Ｐ２１〜Ｐ２３は、第１回転軸６１ｃを中心とする異なる３方向にそれぞれ配された位置である。本実施形態では、位置Ｐ２１〜Ｐ２３は、第１回転軸６１ｃを中心とする所定の円周上において、第１回転軸６１ｃ周りに等間隔（１２０°の角度幅）で配された位置である。
軸部６２Ｃは、中心線を第２回転軸６２２ｃに一致させて第２アーム６２２に連結されると共に、アライメント機構６が取り付けられる対象物（本実施形態では、チャンバ機構２の第２ベース部２１Ｂ（図２（Ｂ）参照））に対して軸支される。これにより、軸部６２Ｃは、第２アーム６２２と連動して第２回転軸６２２ｃ周りに回転し、動力伝達機構６２が動作するときの支点となる。
本実施形態では、軸部６２Ｃは、第２アーム６２２の第２端部６２２ｂに連結されている。即ち、軸部６２Ｃは、第２アーム６２２の第２端部６２２ｂに連結された第１端部６２Ｃａと、当該第１端部６２Ｃａとは反対側に位置する第２端部６２Ｃｂとを有する。そして、第３アーム６２３は、軸部６２Ｃの第２端部６２Ｃｂに連結されている。本実施形態では、第３アーム６２３は、第１端部６２３ａと第２端部６２３ｂとを有し、第１端部６２３ａが軸部６２Ｃの第２端部６２Ｃｂに連結されている。具体的には、第３アーム６２３は、軸部６２Ｃの第１端部６２Ｃａから第２アーム６２２が延びている方向と同方向へ、軸部６２Ｃの第２端部６２Ｃｂから延びている。即ち、第３アーム６２３は、第２アーム６２２と平行であって、且つ、第２アーム６２２と対向している。更に本実施形態では、第３アーム６２３は、平面視において、第２アーム６２２の第１端部６２２ａ及び第２端部６２２ｂの中間位置まで延びている。尚、第３アーム６２３の延びる方向及びその先端部（第２端部６２３ｂ）の位置は、適宜変更することが可能である。
３つのアライメント作用部６３は、３つの動力伝達機構６２が備える第３アーム６２３のそれぞれの先端部（第２端部６２３ｂ）に設けられている。従って、本実施形態では、３つのアライメント作用部６３は、３つの動力伝達機構６２が備える第２アーム６２２のそれぞれに、第３アーム６２３及び軸部６２Ｃを介して連結されている。尚、アライメント作用部６３の各々には、例えば、第３アーム６２３の第２端部６２３ｂに軸支されたローラが用いられる。
この様なアライメント機構６によれば、回転部６１の回転に伴って３つの第２アーム６２２を同期させて回動させることができる（図３（Ａ）及び（Ｂ）において、回転部６１の回転方向が白抜き矢印で示されている）。そして、同期した第２アーム６２２の回動が、それぞれに対応する軸部６２Ｃ及び第３アーム６２３を介して３つのアライメント作用部６３に伝達される。よって、３つのアライメント作用部６３を、同期させて内側へ移動させることができる（図３（Ａ）において、アライメント作用部６３の移動方向が白抜き矢印で示されている）。これにより、３つのアライメント作用部６３によってアライメント対象（貼合対象）を３方向から挟み込むことで、アライメント対象の位置を調整し、その結果として、アライメント対象を所定位置へ導くことができる。
より具体的には、アライメント機構６による調整過程で、アライメント対象が３方向から均等に挟圧されている状態に至ったときの位置が所定位置とされる。そして、アライメント機構６による位置調整は、例えば、次の様なトルク検出によって行われる。即ち、アライメント対象を３方向から挟み込んだ際に回転部６１に生じるトルクを検出する。アライメント対象は、所定位置に達すると３方向から均等に挟圧されるため、回転部６１に生じるトルクが上昇する。そして、そのトルクが所定値を超えたとき、アライメント対象が所定位置に達したと判断して、位置調整を完了させる。
この様なアライメント機構６によれば、アライメント機構６における連結箇所（軸支された箇所）等にガタツキが生じている場合であっても、トルクを高めてアライメント対象を３方向から挟圧することで、アライメント対象からの反力でガタツキを抑制することができる。よって、上記アライメント機構６によれば、簡易な構成であるにも拘らず、アライメント対象の位置決めにおいて高い精度を実現することができる。
高い精度での位置調整の実現が可能になるという点で、アライメント対象には、ウェハ等、円盤状のものが適している。但し、アライメント時に要求される位置調整の精度に応じて、アライメント対象の形状として適用可能なもの（例えば、多角形や楕円形など）を適宜選択することが可能である。
本実施形態では、上述したアライメント機構６が、チャンバ機構２に対して次の様に配されている。即ち、回転部６１が、第２ベース部２１Ｂに対して第２チャック部１Ｂとは反対側に配される一方で、３つのアライメント作用部６３が、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂの周囲に配されている（図１参照）。そして、３つの動力伝達機構６２は、それぞれの軸部６２Ｃが、第２ベース部２１Ｂを貫通した状態で当該第２ベース部２１Ｂに軸支されている。これにより、回転部６１の回転を、第２ベース部２１Ｂに対して回転部６１とは反対側に位置する３つのアライメント作用部６３に伝達することが可能になっている。よって、３つのアライメント作用部６３によって吸着面１１ｂ上の貼合対象を３方向から挟み込み、その結果として、当該貼合対象の位置調整を行うことが可能になっている。
更に、アライメント機構６は、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａに貼合対象を吸着させる際の、当該貼合対象の位置調整にも適用される。具体的には、３つのアライメント作用部６３の各々は、第１当接部６３１と、第２当接部６３２と、を有する（図１参照）。ここで、第１当接部６３１は、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａに吸着させる貼合対象の位置調整時に当該貼合対象の縁に当接する部分である。第２当接部６３２は、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂに吸着させる貼合対象の位置調整時に当該貼合対象の縁に当接する部分である。
第２当接部６３２は、常時、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂの周囲において、当該吸着面１１ｂと同じ高さ位置に配されており、第１当接部６３１は、第２当接部６３２に対して第１ベース部２１Ａ側に配されている。そして、本実施形態では、第１当接部６３１は、第２当接部６３２より内側へ突出している。
第１チャック部１Ａの吸着面１１ａ上で貼合対象の位置調整を行う際には、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとが互いに近づけられることにより、第１チャック部１Ａが、その吸着面１１ａが第１当接部６３１と同じ高さ位置となる所定位置に配される。
そして、アライメント作用部６３の各々において第１当接部６３１を第２当接部６３２よりも内側へ突出させておくことにより、吸着面１１ｂへの貼合対象の吸着後において吸着面１１ａに別の貼合対象を吸着させる際に、吸着面１１ｂ上の貼合対象に第２当接部６３２を接触させることになく、第１当接部６３１による吸着面１１ａ上での貼合対象の位置調整を行うことが可能となる。
尚、上述したアライメント機構６は、チャンバ機構２に対して次の様に配されてもよい。即ち、回転部６１が、第１ベース部２１Ａに対して第１チャック部１Ａとは反対側に配される一方で、３つのアライメント作用部６３が、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａの周囲に配される。そして、３つの動力伝達機構６２は、それぞれの軸部６２Ｃが、第１ベース部２１Ａを貫通した状態で当該第１ベース部２１Ａに軸支される。これにより、回転部６１の回転を、第１ベース部２１Ａに対して回転部６１とは反対側に位置する３つのアライメント作用部６３に伝達することが可能になる。
この場合、アライメント作用部６３の各々において、第２当接部６３２を第１当接部６３１よりも内側へ突出させることが好ましい。これにより、吸着面１１ａへの貼合対象の吸着後において吸着面１１ｂに別の貼合対象を吸着させる際に、吸着面１１ａ上の貼合対象に第１当接部６３１を接触させることになく、第２当接部６３２による吸着面１１ｂ上での貼合対象の位置調整を行うことが可能になる。
［１−２］貼合装置の動作
図４（Ａ）〜図７は、上述した貼合装置において２つの貼合対象を貼り合わせる際に実行される動作を順に示した図である。
先ず、チャンバ機構２において、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとを離間させてチャンバ２ａを開放させると共に、第２ベース部２１Ｂを第１ベース部２１Ａの下方に配す。これにより、第２チャック部１Ｂが、その吸着面１１ｂを上方に向けた状態で、第１チャック部１Ａの下方に配される（図４（Ａ）参照）。そして、第２浮動機構３Ｂの密閉空間３３Ｂ内の気圧を、当該密閉空間３３Ｂ内が真空状態となるまで低下させる。これにより、外気との気圧差で、第２チャック部１Ｂには、これを第２ベース部２１Ｂの方へ引き付ける保持力が生じることになる。
それから、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂに１つ目の貼合対象Ｔ１を載置する（図４（Ａ）参照）。尚、吸着面１１ｂへの貼合対象Ｔ１の搬送及び載置は、搬送アーム等の搬送装置（不図示）を用いて実行される。
その後、図３（Ａ）で示された平面視において、アライメント機構６（図２（Ａ）及び図３（Ａ）参照）の回転部６１を右回りに回転させることにより、３つのアライメント作用部６３を内側へ移動させる。そして、それぞれの第２当接部６３２を貼合対象Ｔ１に３方向から当接させることにより、当該貼合対象Ｔ１の位置調整を行う（図３（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。貼合対象Ｔ１の位置調整後、第２チャック部１Ｂにおける真空吸引を実行することにより、吸着面１１ｂに貼合対象Ｔ１を吸着させる。これにより、第２チャック部１Ｂに貼合対象Ｔ１がチャックされる。その後、図３（Ｂ）で示された平面視（図３（Ａ）と同じ平面視）において、回転部６１を左回りに回転（即ち、逆回転）させることにより、３つのアライメント作用部６３を外側へ移動させる。
次に、回転機構４の回転軸４１を回転させることにより、チャンバ機構２を反転させて第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの上下の位置を入れ替える。これにより、第１チャック部１Ａが、その吸着面１１ａを上方に向けた状態で、第２チャック部１Ｂの下方に配される（図５（Ａ）参照）。このとき、第２チャック部１Ｂは、気圧差によって生じた保持力と第２付勢機構５Ｂ（主に、皿バネ５２Ｂ）から受ける付勢力とにより、第１チャック部１Ａが自重で下方へ移動してしまうことが阻止され、その結果として、第１ベース部２１Ａの方へ引き付けられた状態で維持される。
そして、第１浮動機構３Ａの密閉空間３３Ａ内の気圧を、当該密閉空間３３Ａ内が真空状態となるまで低下させる。これにより、外気との気圧差で、第１チャック部１Ａには、これを第１ベース部２１Ａの方へ引き付ける保持力が生じることになる。それから、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａに２つ目の貼合対象Ｔ２を載置する（図５（Ａ）参照）。尚、吸着面１１ａへの貼合対象Ｔ２の搬送及び載置は、搬送アーム等の搬送装置（不図示）を用いて実行される。
その後、チャンバ機構２において、第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとを互いに近づけることにより、密閉されたチャンバ２ａを形成する（図５（Ｂ）参照）。本実施形態では、チャンバ２ａが形成されたときに、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａが第１当接部６３１と同じ高さ位置となる。尚、チャンバ２ａが形成される前に第１チャック部１Ａの吸着面１１ａが第１当接部６３１と同じ高さ位置となるアライメント実行位置が設けられていてもよい。この場合、チャンバ２ａを形成する前に、第１ベース部２１Ａを、アライメント実行位置に一旦停止させることになる。
その後、アライメント機構６（図２（Ａ）及び図３（Ａ）参照）の回転部６１を回転させることにより、３つのアライメント作用部６３を内側へ移動させる。そして、それぞれの第１当接部６３１を貼合対象Ｔ２に３方向から当接させることにより、当該貼合対象Ｔ２の位置調整を行う（図３（Ａ）及び図６（Ａ）参照）。本実施形態では、アライメント作用部６３の各々において第１当接部６３１が第２当接部６３２よりも内側へ突出しているため、吸着面１１ｂ上の貼合対象Ｔ１に第２当接部６３２を接触させることになく、第１当接部６３１による吸着面１１ａ上での貼合対象Ｔ２の位置調整を行うことができる。
貼合対象Ｔ２の位置調整後、第１チャック部１Ａにおける真空吸引を実行することにより、吸着面１１ａに貼合対象Ｔ２を吸着させる。これにより、第１チャック部１Ａに貼合対象Ｔ２がチャックされる。本実施形態では、その後、回転部６１に生じさせたトルクを所定値以上で維持する。即ち、貼合対象Ｔ２は、３つのアライメント作用部６３（第１当接部６３１）によって３方向から挟圧された状態で維持される。
次に、回転機構４の回転軸４１を回転させることにより、チャンバ機構２を再び反転させて第１ベース部２１Ａと第２ベース部２１Ｂとの上下の位置を元に戻す。これにより、第１チャック部１Ａが、第２チャック部１Ｂの上方に配される（図６（Ｂ）参照）。このとき、第１チャック部１Ａは、気圧差によって生じた保持力と第１付勢機構５Ａ（主に、圧縮バネ５２Ａ）から受ける付勢力とにより、第１チャック部１Ａが自重で下方へ移動してしまうことが阻止され、その結果として、第１ベース部２１Ａの方へ引き付けられた状態で維持される。又、貼合対象Ｔ２は、位置調整時から継続して、３方向から挟圧された状態で維持されている。
その後、チャンバ２ａ内の気圧を、チャンバ２ａ内が真空状態となるまで低下させる。このとき、密閉空間３３Ａ内の気圧とチャンバ２ａ内の気圧との気圧差によって第１チャック部１Ａに生じていた上向きの保持力が低下することになる。この様に保持力が低下した場合であっても、第１チャック部１Ａが自重で下方へ移動してしまうことが、第１付勢機構５Ａによって阻止される。又、同様に、チャンバ２ａ内の気圧を低下させることにより、吸着面１１ａへの貼合対象Ｔ２の真空吸着力が低下することになる。この様に、真空吸着力が低下した場合であっても、貼合対象Ｔ２が自重で吸着面１１ａから剥離することが、アライメント機構６による３方向から挟圧により阻止される。即ち、本実施形態では、アライメント機構６は、貼合対象Ｔ２を保持する保持機構として機能する。尚、貼合対象Ｔ２は、アライメント機構６とは別に設けられた保持機構により保持されてもよい。
次に、第１浮動機構３Ａにおいて、密閉空間３３Ａ内の気圧（内圧）を高める。このとき、第１付勢機構５Ａの付勢力に抗して第１チャック部１Ａを降下させることが可能となる様に、密閉空間３３Ａ内の気圧（内圧）が調整される。この様にして、第１チャック部１Ａを第１ベース部２１Ａから浮動させる（図７参照）。
これに並行して、第２浮動機構３Ｂにおいて、密閉空間３３Ｂ内の気圧（内圧）を高める。このとき、第２付勢機構５Ｂの付勢力に抗して第２チャック部１Ｂを上昇させることが可能となる様に、密閉空間３３Ｂ内の気圧（内圧）が調整される。この様にして、第２チャック部１Ｂを第２ベース部２１Ｂから浮動させる（図７参照）。
この様に第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂを浮動させることにより、それぞれの吸着面１１ａ及び１１ｂにチャックされた貼合対象Ｔ２及びＴ１を重ね合わせる。その後、密閉空間３３Ａ及び３３Ｂ内のそれぞれの気圧（内圧）を更に高めることにより、貼合対象Ｔ１及びＴ２どうしが互いに押し付けられる。これにより、２つの貼合対象Ｔ１及びＴ２は、第１チャック部１Ａと第２チャック部１Ｂとによって挟圧され、その結果として、互いに貼り合わされる。
第１実施形態の貼合装置によれば、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂのそれぞれの背面１２ａ及び１２ｂに気圧が付与されるため、それらの背面１２ａ及び１２ｂには圧力が均等に加わり易い。このため、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂの何れにも歪み等の変形が生じ難く、従って、貼合実行時に貼合対象Ｔ１及びＴ２を挟圧したときであっても、吸着面１１ａ及び１１ｂの何れにも変形が生じ難い。よって、貼合実行時であっても、吸着面１１ａ及び１１ｂにおける高い平滑性を維持することができる。
吸着面１１ａ及び１１ｂにおける高い平滑性を維持するという観点からは、貼合実行時において密閉空間３３Ａ及び３３Ｂ内の気圧（内圧）が略同一となる様に調整され、これにより、略同一の気圧が、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂのそれぞれの背面１２ａ及び１２ｂに付与されることが好ましい。なぜなら、貼合実行時において、上下から付与される気圧が釣り合うことにより、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂが何れも浮動した状態で維持される。即ち、貼合実行時において、背面１２ａ及び１２ｂには気圧以外の不要な圧力が加わり難く、従って、２つの吸着面１１ａ及び１１ｂの何れにおいても高い平滑性が維持され易くなる。
貼合実行時において、吸着面１１ａ及び１１ｂにおける高い平滑性が維持されることにより、貼合対象Ｔ１及びＴ２に対して均等に圧力を加えることができ、その結果として、２つの貼合対象Ｔ１及びＴ２から成る貼合品に圧着不良等の不具合が生じ難くなる。
［２］第２実施形態
上記貼合装置において、第１付勢機構５Ａは、気圧を利用して付勢力を生じるものであってもよい。
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態での第１付勢機構５Ａについて、１つ目の例における２つの状態を示した断面図である。１つ目の例では、第１浮動機構３Ａの支持部３１Ａが、２つのダイアフラム３１３及び３１４によって構成されている。具体的には、第１チャック部１Ａの側周面に、背面１２ａと同一面での拡がりを持った鍔部１３Ａが形成されている。そして、当該鍔部１３Ａにおいて背面１２ａとは反対側の面は、傾斜面１３Ａｔとなっており、鍔部１３Ａの外周縁に近づくほど、鍔部１３Ａの厚さが小さくなる。又、凹部２１Ａｒの開口端縁にも鍔部２１１が形成されており、当該鍔部２１１には、傾斜面１３Ａｔと略平行に形成された傾斜面２１１ｔが設けられている。尚、傾斜面１３Ａｔ及び２１１ｔは、第１チャック部１Ａの上下動に応じたダイアフラム３１３及び３１４の動きを妨げることがない様に形成されるものであり、ダイアフラム３１３及び３１４の動きを妨げることがないのであれば、傾斜面１３Ａｔ及び２１１ｔの少なくとも何れか一方に代えて水平面が形成されていてもよい。
そして、傾斜面１３Ａｔにおける鍔部１３Ａの根元の位置と、鍔部２１１の先端とが、ダイアフラム３１３で連結されている。又、鍔部１３Ａの先端と、傾斜面２１１ｔにおける鍔部２１１の根元の位置とが、ダイアフラム３１４で連結されている。
この様な構成において、２つの傾斜面１３Ａｔ及び２１１ｔの間には、２つのダイアフラム３１３及び３１４で密閉された空間５４１が形成されている。そして、当該空間５４１内の気圧が、少なくとも密閉空間３３Ａ内の気圧より高く維持されることにより、第１付勢機構５Ａが形成されている。
即ち、この第１付勢機構５Ａの構成によれば、空間５４１を構成する内面（受圧面）であって且つ受けた圧力を第１チャック部１Ａへ伝達することが可能な面のうち、鉛直上方の成分を持った圧力を受ける面（本実施形態では、ダイアフラム３１４における空間５４１側の面と傾斜面１３Ａｔ）についての仮想水平面への投影像の面積が、鉛直下方の成分を持った圧力を受ける面（本実施形態では、ダイアフラム３１３における空間５４１側の面）についての仮想水平面への投影像の面積より大きくなる。よって、チャンバ２ａ内の気圧を低下させることで当該気圧と密閉空間３３Ａ内の気圧との気圧差が小さくなった場合であっても、第１チャック部１Ａには、鉛直上方の付勢力が与えられることになる。
１つ目の例において、第１チャック部１Ａに鉛直上方の付勢力が生じる原理を、次の様に考えることもできる。即ち、第１チャック部１Ａの可動域のうち、第１ベース部２１Ａに最も近づいたときに空間５４１の容積が最も大きくなる（図８（Ａ）参照）。そして、第１チャック部１Ａが第１ベース部２１Ａから離れるに従って、空間５４１の容積が小さくなる（図８（Ｂ）参照）。よって、第１チャック部１Ａが第１ベース部２１Ａから離れようとすると、空間５４１内の気圧が上昇し、気圧の低い状態へ戻ろうとする力が、付勢力となって第１チャック部１Ａに与えられることになる。
この様な第１付勢機構５Ａによれば、当該第１付勢機構５Ａの付勢力を第１チャック部１Ａの背面１２ａに加える必要がなくなるため、背面１２ａには圧力がより均等に加わり易くなる。このため、第１チャック部１Ａにおける歪み等の変形がより生じ難くなる。よって、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａにおいて、より高い平滑性を維持することが可能になる。
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態での第１付勢機構５Ａについて、２つ目の例における２つの状態を示した断面図である。２つ目の例では、第１チャック部１Ａの側周面に、背面１２ａと同一面での拡がりを持った鍔部１４Ａが形成され、凹部２１Ａｒの開口端縁にも鍔部２１２が形成されている。そして、鍔部１４Ａの先端面が凹部２１Ａｒの内側面に摺接し、鍔部２１２の先端面が第１チャック部１Ａの側周面に摺接している。更に、鍔部１４Ａの先端面には、凹部２１Ａｒの内側面との間に介在するシール部材５５１が設けられ、第１チャック部１Ａの側周面には、鍔部２１２の先端面との間に介在するシール部材５５２が設けられている。一例として、シール部材５５１及び５５２には、Ｏリングが用いられる。
この様な構成において、第１チャック部１Ａの側周面と凹部２１Ａｒの内側面との間には、２つのシール部材５５１及び５５２で密閉された空間５４２が形成されている。そして、当該空間５４２内の気圧が、少なくとも密閉空間３３Ａ内の気圧より高く維持されることにより、第１付勢機構５Ａが形成されている。
即ち、この第１付勢機構５Ａの構成によれば、空間５４２を構成する内面（受圧面）であって且つ受けた圧力を第１チャック部１Ａへ伝達することが可能な面のうち、鉛直上方の成分を持った圧力を受ける面（本実施形態では、鍔部１４Ａにおける空間５４２側の面）についての仮想水平面への投影像の面積が、鉛直下方の成分を持った圧力を受ける面（本実施形態では、その様な面が存在しない）についての仮想水平面への投影像の面積より大きくなる。よって、チャンバ２ａ内の気圧を低下させることで当該気圧と密閉空間３３Ａ内の気圧との気圧差が小さくなった場合であっても、第１チャック部１Ａには、鉛直上方の付勢力が与えられることになる。
２つ目の例において、第１チャック部１Ａに鉛直上方の付勢力が生じる原理を、次の様に考えることもできる。即ち、第１チャック部１Ａの可動域のうち、第１ベース部２１Ａに最も近づいたときに空間５４２の容積が最も大きくなる（図９（Ａ）参照）。そして、第１チャック部１Ａが第１ベース部２１Ａから離れるに従って、空間５４２の容積が小さくなる（図９（Ｂ）参照）。よって、第１チャック部１Ａが第１ベース部２１Ａから離れようとすると、空間５４２内の気圧が上昇し、気圧の低い状態へ戻ろうとする力が、付勢力となって第１チャック部１Ａに与えられることになる。
この様な第１付勢機構５Ａによれば、１つ目の例と同様、第１付勢機構５Ａの付勢力を第１チャック部１Ａの背面１２ａに加える必要がなくなるため、背面１２ａには圧力がより均等に加わり易くなる。このため、第１チャック部１Ａにおける歪み等の変形がより生じ難くなる。よって、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａにおいて、より高い平滑性を維持することが可能になる。
［３］第３実施形態
図１０は、第２付勢機構５Ｂについての他の例を示した断面図である。図１０に示される様に、第２付勢機構５Ｂは、複数のピン３１１及び皿バネ５２Ｂに代えて、環状部材５６１及び弾性部材５６２で構成されていてもよい。環状部材５６１は、第２ベース部２１Ｂの対向面２１Ｂｆに固定されている。又、環状部材５６１には、その断面が対向面２１Ｂｆから逆Ｌ字状に延びた形状を呈することにより、第２チャック部１Ｂの鍔部１３Ｂを覆う環状の被覆部５６１ａが形成されている。弾性部材５６２は、弾性変形が可能な部材であり、鍔部１３Ｂと被覆部５６１ａとの間に介在している。一例として、弾性部材５６２には、弾性変形が可能なシール部材（例えば、Ｏリング）が用いられる。
この第２付勢機構５Ｂの構成によれば、弾性部材５６２により、第２チャック部１Ｂが、第２ベース部２１Ｂの方へ付勢される。尚、弾性部材５６２にシール部材が適用されている場合、弾性部材５６２は、シール部材３１２の役割（密閉空間３３Ｂの維持）を当該シール部材３１２に代わって担ってもよい。
［４］第４実施形態
２つの貼合対象は、貼合時の接着性が向上する様に加熱され、貼合完了後に冷却されてもよい。一例として、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂの各々にヒータが内蔵されており、当該ヒータで貼合対象を加熱することにより、貼合対象に塗布されている接着剤を溶融させる。そして、貼合完了後に、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂ自体を冷却することにより、接着剤を固化させる。以下、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂを冷却する冷却機構を備えた貼合装置を、第４実施形態として、具体的に説明する。
図１１は、第４実施形態に係る貼合装置の構成を示した概念図である。図１１に示される様に、貼合装置は、第１チャック部１Ａを冷却する第１冷却機構７Ａと、第２チャック部１Ｂを冷却する第２冷却機構７Ｂと、を更に備える。
第１冷却機構７Ａは、第１チャック部１Ａの背面１２ａに設けられた冷却板７１Ａを有し、冷却板７１Ａには、背面１２ａとの密着面に冷却媒体が通過する通路７２Ａが形成されている。通路７２Ａは、冷却媒体を密閉空間３３Ａにリークさせない構成を有している。尚、冷却媒体は、気体又は液体の何れであってもよく、第１チャック部１Ａの温度を適温に保つべく適宜選択することができる。
第２冷却機構７Ｂは、第２チャック部１Ｂの背面１２ｂに設けられた冷却板７１Ｂを有し、冷却板７１Ｂには、背面１２ｂとの密着面に冷却媒体が通過する通路７２Ｂが形成されている。通路７２Ｂは、冷却媒体を密閉空間３３Ｂにリークさせない構成を有している。尚、冷却媒体は、気体又は液体の何れであってもよく、第２チャック部１Ｂの温度を適温に保つべく適宜選択することができる。
第１冷却機構７Ａ及び第２冷却機構７Ｂによれば、第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂをそれぞれ冷却することできる。但し、過剰な冷却は、吸着面１１ａ及び１１ｂの変形を招く虞がある。よって、冷却時における第１チャック部１Ａ及び第２チャック部１Ｂの温度は、適宜管理されることが好ましい。
［５］第５実施形態
第５実施形態として、上述した貼合装置は、ノッチアライメント機構８を更に備えていてもよい。ノッチアライメント機構８は、上述したアライメント機構６で位置が調整された貼合対象に対し、周方向における更なる位置調整を行うために用いられる。具体的には、貼合対象には位置調整用のノッチが設けられており、ノッチアライメント機構８は、周方向における当該ノッチの位置調整を行う。
図１２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、ノッチアライメント機構８の構成を示した平面図及び側面図である。図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示される様に、ノッチアライメント機構８は、水平方向に延びたアーム部８１と、当該アーム部８１をその延在方向において前後させることが可能な駆動部８２と、を備える。アーム部８１の前端部には、前方へ向けて先が尖った第１尖端部８１１及び第２尖端部８１２が段状に形成されている（図１２（Ｂ）参照）。ここで、第１尖端部８１１は、第１チャック部１Ａの吸着面１１ａに吸着させる貼合対象の位置調整時に、当該貼合対象の縁に形成されたノッチに挿入される部分である（図１４（Ｃ）参照）。第２尖端部８１２は、第２チャック部１Ｂの吸着面１１ｂに吸着させる貼合対象の位置調整時に、当該貼合対象の縁に形成されたノッチに挿入される部分である（図１３（Ｃ）参照）。
そして、第１尖端部８１１は、第２尖端部８１２より前方へ突出している。これにより、吸着面１１ｂへの貼合対象の吸着後において吸着面１１ａに別の貼合対象を吸着させる際に、吸着面１１ｂ上の貼合対象に第２尖端部８１２を接触させることになく、第１尖端部８１１による吸着面１１ａ上での貼合対象の位置調整を行うことが可能となる。具体的には、以下の通りである。
先ず、アライメント機構６による吸着面１１ｂ上での貼合対象Ｔ１の位置調整時（図４（Ｂ）参照）に、ノッチアライメント機構８のアーム部８１を前進させることにより、第２尖端部８１２を、貼合対象Ｔ１の縁に形成されているノッチＮ１に挿入する（図１３（Ａ）〜（Ｃ）参照）。ここで、図１３（Ａ）は、ノッチＮ１に第２尖端部８１２が挿入される前の状態を示した平面図であり、図１３（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ、ノッチＮ１に第２尖端部８１２が挿入されたときの状態を示した平面図及び側面図である。
この様に第２尖端部８１２をノッチＮ１に挿入することにより、貼合対象Ｔ１に対して周方向における強制力を加え、ノッチＮ１が第２尖端部８１２と合致するまで貼合対象Ｔ１を強制的に回転させる。そして、アライメント機構６及びノッチアライメント機構８による貼合対象Ｔ１の位置調整後、第２チャック部１Ｂにおける真空吸引が実行される。
次に、アライメント機構６による吸着面１１ａ上での貼合対象Ｔ２の位置調整時（図６（ａ）参照）に、ノッチアライメント機構８のアーム部８１を前進させることにより、第１尖端部８１１を貼合対象Ｔ２の縁に形成されているノッチＮ２に挿入する（図１４（Ａ）〜（Ｃ）参照）。ここで、図１４（Ａ）は、ノッチＮ２に第１尖端部８１１が挿入される前の状態を示した平面図であり、図１４（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ、ノッチＮ２に第１尖端部８１１が挿入されたときの状態を示した平面図及び側面図である。
この様に第１尖端部８１１をノッチＮ２に挿入することにより、貼合対象Ｔ２に対して周方向における強制力を加え、ノッチＮ２が第１尖端部８１１と合致するまで貼合対象Ｔ２を強制的に回転させる。そして、アライメント機構６及びノッチアライメント機構８による貼合対象Ｔ２の位置調整後、第１チャック部１Ａにおける真空吸引が実行される。
［６］他の実施形態
第１チャック部１Ａや第２チャック部１Ｂへの貼合対象のチャックには、上述した真空チャックに限らず、静電チャックが用いられてもよいし、これらが併用されてもよい。
上述した第１浮動機構３Ａの様々な構成は、第２浮動機構３Ｂに適用されてもよい。又、上述した第２浮動機構３Ｂの様々な構成は、第１浮動機構３Ａに適用されてもよい。更に、貼合装置は、第１チャック部１Ａ又は第２チャック部１Ｂの何れか一方にのみ浮動機構が適用された構成を有していてもよい。この場合、浮動機構が適用された一方のチャック部が、特許請求の範囲に記載の第１チャック部に相当することになる。
上述したアライメント機構６は、貼合装置に限らず、種々のチャック装置に適用可能である。更に、アライメント機構６は、チャック装置に限らず、種々の位置調整に適用可能である。尚、アライメント機構６における動力伝達機構６２の数は、３つに限定されず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１Ａ 第１チャック部
１Ｂ 第２チャック部
２ チャンバ機構
２ａ チャンバ
２Ｌ ロック機構
３Ａ 第１浮動機構
３Ｂ 第２浮動機構
４ 回転機構
５Ａ 第１付勢機構
５Ｂ 第２付勢機構
６ アライメント機構
７Ａ 第１冷却機構
７Ｂ 第２冷却機構
８ ノッチアライメント機構
１１ａ、１１ｂ 吸着面
１２ａ、１２ｂ 背面
１２ｃ 周縁領域
１３Ａ、１３Ｂ 鍔部
１３Ａｔ 傾斜面
１４Ａ 鍔部
２１Ａ 第１ベース部
２１Ｂ 第２ベース部
２１Ｂｃ 環状領域
２１Ａｆ、２１Ｂｆ 対向面
２１Ａｒ、２１Ｂｒ 凹部
２２ 側壁部
２３ 駆動部
２４ 排気部
３１Ａ、３１Ｂ 支持部
３２Ａ 第１気圧調整部
３２Ｂ 第２気圧調整部
３３Ａ、３３Ｂ 密閉空間
４１ 回転軸
５１Ａ 収納室
５２Ａ 圧縮バネ
５２Ｂ 皿バネ
５３Ａ ピン
５３Ａａ 頭部
５３Ａｂ 軸部
６１ 回転部
６１ｃ 第１回転軸
６２ 動力伝達機構
６２Ｃ 軸部
６２Ｃａ 第１端部
６２Ｃｂ 第２端部
６３ アライメント作用部
７１Ａ、７１Ｂ 冷却板
７２Ａ、７２Ｂ 通路
８１ アーム部
８２ 駆動部
１２０Ａ、１２０Ｂ 軸部
２１０Ａ、２１０Ｂ 受け部
２１１ 鍔部
２１１ｔ 傾斜面
２１２ 鍔部
３１１ ピン
３１１ａ 頭部
３１１ｂ 軸部
３１２ シール部材
３１３、３１４ ダイアフラム
５４１、５４２ 空間
５５１、５５２ シール部材
５６１ 環状部材
５６１ａ 被覆部
５６２ 弾性部材
６２１ 第１アーム
６２２ 第２アーム
６２２ｃ 第２回転軸
６２３ 第３アーム
６２１ａ、６２２ａ、６２３ａ 第１端部
６２１ｂ、６２２ｂ、６２３ｂ 第２端部
６３１ 第１当接部
６３２ 第２当接部
８１１ 第１尖端部
８１２ 第２尖端部
Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３ 位置
Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３ 位置
Ｔ１、Ｔ２ 貼合対象
Ｎ１、Ｎ２ ノッチ

Claims (6)

  1. 貼合対象を吸着させる吸着面を各々が有する一対のチャック部であって、互いの前記吸着面を対向させて配されている第１チャック部及び第２チャック部と、
    前記第１チャック部及び第２チャック部をそれぞれ支持する第１ベース部及び第２ベース部と、
    前記第１チャック部の背面に気圧を付与して前記第１ベース部から前記第１チャック部を浮動させることにより、前記第１チャック部の吸着面を前記第２チャック部の吸着面の方へ移動させる第１浮動機構と、
    を備え、
    前記第１チャック部の背面には軸部が突設されており、
    前記第１ベース部には、前記第１チャック部の前記軸部が摺動自在に挿入される受け部が凹設されており、当該受け部は、前記第１チャック部の浮動時において当該第１チャック部の中心位置が所定位置からずれないように前記第１チャック部の前記軸部を摺動させるものであり、
    前記第１チャック部の前記軸部と前記第１ベース部の前記受け部との間には、貼合実行時において前記第１チャック部の吸着面が僅かに傾くことを許容する遊びが設けられている、貼合装置。
  2. 前記第２チャック部の背面に気圧を付与して前記第２ベース部から前記第２チャック部を浮動させることにより、前記第２チャック部の吸着面を前記第１チャック部の吸着面の方へ移動させる第２浮動機構を更に備え、
    前記第２チャック部の背面には軸部が突設されており、
    前記第２ベース部には、前記第２チャック部の前記軸部が摺動自在に挿入される受け部が凹設されており、当該受け部は、前記第２チャック部の浮動時において当該第２チャック部の中心位置が所定位置からずれないように前記第２チャック部の前記軸部を摺動させるものであり、
    前記第２チャック部の前記軸部と前記第２ベース部の前記受け部との間には、貼合実行時において前記第２チャック部の吸着面が僅かに傾くことを許容する遊びが設けられている、請求項１に記載の貼合装置。
  3. 前記第１浮動機構及び前記第２浮動機構は、前記貼合対象の貼合実行時において、前記第１チャック部及び前記第２チャック部のそれぞれの背面に略同一の気圧を付与する、請求項２記載の貼合装置。
  4. 前記貼合対象の貼合実行時において前記第１ベース部と前記第２ベース部との互いの位置関係を維持することが可能なロック機構を更に備える、請求項１〜３の何れかに記載の貼合装置。
  5. 前記第１ベース部と前記第２ベース部とを含み、これらのベース部間に、前記第１チャック部及び前記第２チャック部が内部に配されると共に密閉されたチャンバを形成することが可能なチャンバ機構を更に備え、
    前記チャンバ機構は、
    前記吸着面に垂直な方向において、前記第１ベース部を前記第２ベース部に対して相対的に移動させることが可能であり、前記第１ベース部と前記第２ベース部とを互いに近づけることにより、前記チャンバを形成する駆動部と、
    前記チャンバ内の気圧を低下させる排気部と、
    を更に含む、請求項１〜４の何れかに記載の貼合装置。
  6. 前記吸着面に沿う方向における回転軸を有し、当該回転軸周りに前記チャンバ機構を反転させて前記第１ベース部と前記第２ベース部との位置を入れ替えることが可能な回転機構を更に備える、請求項５に記載の貼合装置。
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