特許 5792829 加圧円板、貼り合せ装置および貼り合せ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5792829

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】加圧円板、貼り合せ装置および貼り合せ方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20150928BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622J

   H01L21/68 N

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-545859(P2013-545859)

(86)(22)【出願日】2012年10月30日

(86)【国際出願番号】JP2012077955

(87)【国際公開番号】WO2013077145

(87)【国際公開日】20130530

【審査請求日】2014年3月18日

(31)【優先権主張番号】特願2011-254630(P2011-254630)

(32)【優先日】2011年11月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000108753

【氏名又は名称】タツモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣田 俊明

(72)【発明者】

【氏名】才野 耕作

(72)【発明者】

【氏名】田辺 充

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２９６９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８８２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８２１２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステージ上に支持され、上面に接着剤が均一に塗布された第１円板の上方に、側面の一箇所に角度合せ用のノッチを有する第２円板が対向配置されており、前記第２円板よりも小さな直径寸法に設定されるとともに、前記第１円板および前記第２円板に対して中心合わせがなされ、前記第２円板の上面に密着して前記ステージ上で前記第１円板に対して前記第２円板を加圧する加圧円板であって、
前記第２円板の前記ノッチに対応して、前記加圧円板の側面に、前記加圧円板の下面と面一に設定される突起部が形成されたことを特徴とする加圧円板。

【請求項2】

前記第２円板は、その側面の複数箇所に当接される複数のピンによって中心方向に向かう力を受けて前記ステージの上方、かつ、前記加圧円板の下方に離脱可能に保持されており、前記複数のピンが当接される箇所に対応して、前記加圧円板の側面に、前記加圧円板の下面と面一に設定される突起部が形成された、請求項１に記載の加圧円板。

【請求項3】

請求項１に記載の加圧円板と、
気密性を有する処理室と、
前記処理室内に配置され、前記第１円板を支持するステージと、
前記加圧円板を昇降可能に支持する昇降機構と、
前記第２円板を、前記ステージの上方、かつ、前記加圧円板の下方に離脱可能に保持する保持機構と、
を有する、貼り合せ装置。

【請求項4】

請求項２に記載の加圧円板と、
気密性を有する処理室と、
前記処理室内に配置され、前記第１円板を支持するステージと、
前記加圧円板を昇降可能に支持する昇降機構と、
前記第２円板を、前記ステージの上方、かつ、前記加圧円板の下方に離脱可能に保持する保持機構と、
を有する、貼り合せ装置。

【請求項5】

前記保持機構は、前記第２円板の側面の一箇所に当接する１本の可動ピンと、前記第２円板の側面の複数箇所に当接する複数本の不動ピンと、前記可動ピンを前記第２円板の半径方向に往復移動させる移動機構と、を備える、請求項４に記載の貼り合せ装置。

【請求項6】

前記可動ピンは前記第２円板の側面の一箇所に設けられた角度合わせ用ノッチに係合される、請求項５に記載の貼り合せ装置。

【請求項7】

ステージ上に支持された、接着剤が上面に均一に塗布された第１円板の上方に、側面の一箇所に角度合わせ用のノッチが形成された第２円板が対向保持され、前記第１円板および前記第２円板と中心合わせがなされた加圧円板により前記第２円板の上面を均等な力で加圧して前記第１円板および前記第２円板を貼り合せて円板積層体を作製する貼り合せ方法において、
前記加圧円板に、前記第２円板の前記ノッチに対応する箇所に突起部が形成された加圧円板を用いる、貼り合せ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２枚の円板を貼り合せて、円板積層体を作製する貼り合せ装置、貼り合せ方法およびそれに用いる加圧円板に関する。詳しくは平面研削・研磨加工により、半導体基板などの円形被加工体を薄片化するうえで、あらかじめ、該円形被加工体に対して略同径の円形支持体を中心合わせおよび角度合わせをした上で貼り合せを行う貼り合せ装置、貼り合せ方法およびそれに用いる加圧円板に関する。

【背景技術】

【0002】

TSV（Through Silicon Via=シリコン貫通電極）プロセスに代表される半導体３次元積層プロセスでは、半導体基板などの円形被加工体を平面研削・研磨加工により薄片化する技術が不可欠である。薄片化は例えば、直径300ｍｍのシリコンウェーハに対して、厚さを30〜50μｍまで薄くすることが要求されている。このように平面寸法に対して極端に厚みが薄片化した円形被加工体は、自らの剛性では内部応力、自重により平面形状を単体で維持することができない。そこで、特許文献１に記載されているように、平面研削・研磨加工の前段において、あらかじめ円形支持体を円形被加工体の非加工面側に接着剤を介して貼り合せる工程が必要である。

【0003】

この貼り合せ工程は、まず、薄片加工前の円形被加工体の非加工面（以下、この面を上面と称する。）側を上向きにしてスピンコート法により接着剤を全面に均一に塗布する。接着剤は一般に熱硬化性樹脂、UV硬化性樹脂が使用され、貼り合せ後の熱処理、UV照射により固着することが可能である。

【0004】

また、円形支持体はあらかじめ平面度が精密に加工され、円形被加工体と略同径、薄片化前の円形被加工体と略同厚の耐熱性ガラスもしくは、シリコンウェーハが使用される。貼り合せ処理は、図９に示すように、円形被加工体Ｗ１、円形支持体Ｗ２を間に挟んで下方にステージ５０、上方に加圧円板６０を配した真空チャンバ（不図示。）内で行われる。ステージ５０と加圧円板６０はそれぞれ、高精度に平面度が加工されたものを使用し、真空チャンバ内において互いに平行度も精密に調整されている。また、ステージ５０と加圧円板６０の直径は、円形被加工体Ｗ１およびこれに略同径の円形支持体Ｗ２に対して、小さくすることにより、貼り合せ時に外縁部で生じる接着剤のはみ出しによって汚損されないよう工夫されている。

【0005】

ここで、スピンコート法で円形被加工体Ｗ１の上面に塗布された接着剤層Ｒの半径方向の厚みプロファイルは、スピンコート法に特有の事象であるが、図９に示すように、外縁部に盛り上がりを有する形状となる。

【0006】

一方、貼り合せ工程では、円形支持体Ｗ２、接着剤層Ｒおよび円形被加工体Ｗ１から構成される貼り合せ後の円板積層体の総厚において、薄片加工後の円形被加工体Ｗ１の厚みの略１割程度の面内ばらつきに抑えることが要求されている。

【0007】

接着剤層Ｒの膜厚が厚くなってくると、外縁部の接着剤の盛り上がりが高くなり、その状態で円形支持体Ｗ２よりも直径寸法がかなり小さい加圧円板６０で加圧すると、図１０（Ａ）に示すように、貼り合せた後に円板積層体の半径方向の厚みプロファイルは外縁部が厚くなる。この理由は、加圧円板６０の直径寸法が小さいと、外縁部の接着剤の盛り上がり潰す力に円形支持体Ｗ２の剛性が負けるからである。加圧円板６０の直径寸法を大きくしていくと厚みプロファイルは平坦に近づき、さらに大きくすると、図１０（Ｂ）に示すように、逆に外縁部が薄くなってくる。この理由は、加圧円板６０の直径寸法が大きい場合、外縁部の接着剤が潰れすぎて中心部に残った接着剤が外周に流れなくなるからである。

【0008】

このため、加圧円板６０の直径は、貼り合せ後の円板積層体の半径方向の厚みプロファイルにおけるこのような外縁部の変動を抑制して均一化するために、適正な寸法値が経験的に使用されている。

【0009】

加圧処理工程の前段階で、円形被加工体Ｗ１の上方に配置される円形支持体Ｗ２は、円形被加工体Ｗ１に対して平行度を維持して保持されている。これを可能にする保持機構の一例として、図１１に示すように、円形支持体Ｗ２の側面を円周方向に等分した箇所で当接する複数のピン８１，８２によって円形支持体Ｗ２の中心方向に向かう力を加えることにより、円形支持体Ｗ２を把持するものが採用されている。

【0010】

ステージ５０上に支持された円形被加工体Ｗ１と保持機構に保持された円形支持体Ｗ２は角度合わせがなされている。このような角度合わせを行う方法の一例として、まず円形支持体Ｗ２の角度を正確に決め、これを基準にしてアライメント装置により円形被加工体Ｗ１の角度を合わせこみ、ロボットアームなどでステージ５０上に搬送する方法が採用されている。円形支持体Ｗ２の角度決めを行う方法の一例として、図１１に示すように、円形支持体Ｗ２の側面の一箇所に形成されたノッチＮに上記保持機構を構成する複数のピンの一つであるピン８１を係合させる構成が採用されている。

【0011】

このようにして保持されている円形支持体Ｗ２に対して上方から加圧円板６０を下降させていき、円形支持体Ｗ２の上面に加圧円板６０の下面が接触した後、さらに加圧円板６０を下降させていくことで円形支持体Ｗ２に下向きの力を加える。これによって円形支持体Ｗ２が下降していき、やがてステージ５０上に支持された円形被加工体Ｗ１の上面に塗布された接着剤層Ｒに円形支持体Ｗ２の下面が接触する。この状態でさらに加圧円板６０によって円形支持体Ｗ２の上面に圧力を加えることによって、円形被加工体Ｗ１と円形支持体Ｗ２の貼り合せを行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００５−１５９１５５号公報（段落００１５，００１６および図２参照。）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

図１１は、加圧処理時の接着剤の広がりを説明する平面図である。加圧処理時、円形支持体Ｗ２のノッチＮが形成された箇所では中心からの距離が近いことから接着剤がはみ出せる量が少ないことに加えて中心方向（矢印Ｃ１参照。）からだけではなく横方向（矢印Ｃ２参照。）からもはみ出してくるため、接着剤の半径方向への広がりが、ノッチＮがない箇所（矢印Ｄ参照。）に比べて抑制される。この結果、貼り合せ後の円板積層体の半径方向の厚みは、ノッチ部ではノッチＮがない箇所に比べて全体的に厚くなる傾向がある。つまり、角度合わせの基準を作るために円形支持体の側面に形成したノッチＮが、加圧処理工程では接着剤の広がりの不均一を生じさせる原因となり、円板積層体の円周方向の厚みプロファイルに不均衡を生じさせることになる。

【0014】

また、加圧処理工程の前段階では、円形支持体Ｗ２は側面で複数のピン８１，８２が当接される形で保持されている。この状態で、円形支持体Ｗ２に加圧円板６０によって上方から圧力を加えて円形支持体Ｗ２を下降させると、円形支持体Ｗ２の側面のピン８１，８２が当接される箇所には摩擦（動摩擦）が作用する。特にノッチＮが形成された箇所では、ピン８１が円形支持体Ｗ２の側面の２点で当接するためノッチＮが形成されていない箇所より摩擦が大きい。このような摩擦が、加圧円板６０から加えられる圧力に対する抵抗力となり、図１２に示すように、ピン８１，８２が当接している箇所では円形支持体Ｗ２の外縁部がめくれ上がりやすい。この結果、円形支持体Ｗ２の下面の平面性が確保されないまま接着剤層Ｒに接触されることとなり、保持機構特有の問題として貼り合せ後の仕上がりに悪影響が出るおそれがあった。

【0015】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、一方の円板の側面の一箇所に角度合わせ用のノッチがあっても２枚の円板を貼り合せた後の円板積層体の円周方向の厚みプロファイルに不均衡が生ずるのを抑制することが可能な加圧円板形状を提供するものである。また、本発明は、側面の複数箇所をピンで把持された円板を変形することなく下降させることが可能な加圧円板形状を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

加圧円板は、ステージ上に支持され、上面に接着剤が均一に塗布された第１円板の上方に、側面の一箇所に角度合せ用のノッチを有する第２円板が対向配置されており、前記第２円板よりも小さな直径寸法に設定されるとともに、前記第１円板および前記第２円板に対して中心合わせがなされ、前記第２円板の上面に密着して前記ステージ上で前記第１円板に対して前記第２円板を加圧する。そして、本発明の加圧円板は、前記第２円板の前記ノッチに対応して、前記加圧円板の側面に、前記加圧円板の下面と面一に設定される突起部が形成されたことを特徴とする。

【0017】

この構成によると、加圧円板は、第２円板のノッチが形成された箇所に対応して、該加圧円板の下面と面一に設定された突起部を有するので、第２円板を加圧する加圧円板の下面の中心から外縁までの寸法が、ノッチ部では、突起部の分だけ、ノッチが形成されていない箇所（すなわち、半径と同一寸法。）に比べて長くなる。このため、加圧処理時に、接着剤のはみ出せる量が絶対的に少ないノッチ部に加圧円板の圧力がしっかりと作用するようになる。したがって、ノッチ部での接着剤の半径方向の広がりが促進され、主流となるこの方向の接着剤の流れに阻害されるように横方向からのはみ出しも抑制される。この結果、貼り合せ後の円板積層体の半径方向の厚みが、ノッチ部で厚くなることが抑制される。つまり、加圧処理工程において、ノッチ部に起因する接着剤の広がりの不均一が抑制され、円板積層体の円周方向の厚みプロファイルに不均衡が生じることが抑制される。

【0018】

また、加圧処理工程の前段階で、第１円板の上方に配置される第２円板は、第１円板に対して平行度を維持して保持されている。これを可能にする保持機構の一例として、第２円板の側面を円周方向に等分した箇所で当接する複数のピンによって第２円板の中心方向に向かう力を加えることにより、第２円板を把持するものが採用されている。この保持構造を採用した場合は、前記複数のピンが当接される箇所に対応して、前記加圧円板の側面に、前記加圧円板の下面と面一に設定される突起部が形成することが望ましい。

【0019】

この構成によると、加圧円板は、第２円板の側面のピンが当接される箇所に対応して、該加圧円板の下面と面一に設定された突起部を有するので、第２円板を加圧する加圧円板の下面の中心から外縁までの寸法が、ピンが当接される箇所では、突起部の分だけ、ピンが当接されてない箇所（すなわち、半径と同一寸法。）に比べて長くなる。このため、加圧処理工程の前段階で第２円板を下降させるときに、抵抗力が相対的に大きくなる、ピンが当接される箇所に加圧円板の圧力がしっかりと作用するようになる。したがって、第２円板の外縁部がめくれ上がることが抑制される。この結果、円形支持体の下面の平面性が確保された状態で接着剤層に接触され、保持機構特有の問題として貼り合せ後の仕上がりに悪影響が出ることが抑制される。

【0020】

貼り合せ装置は、第１円板および第２円板があらかじめ中心合わせがなされると共に、前記第１円板の上面または前記第２円板の下面に接着剤が均一塗布されており、前記第１円板および前記第２円板を上下方向に加圧することにより、前記第１円板上に接着剤層を介して前記第２円板が貼り合された円板積層体を作製するものである。第２円板の側面の一箇所には、角度合わせ用のノッチが形成されている。

【0021】

このような貼り合せ装置は、具体的な構成として、気密性を有する処理室と、前記処理室内に配置され、前記第１円板を支持するステージと、前記処理室内の前記ステージの上方に対向配置され、前記第１円板および前記第２円板に対して中心合わせがなされた加圧円板と、前記加圧円板を昇降可能に支持する昇降機構と、前記第２円板を、前記ステージの上方、かつ、前記加圧円板の下方に離脱可能に保持する保持機構と、を有する。そして、本発明の貼り合せ装置は、このような構成において、前記加圧円板は、前記第２円板の前記ノッチに対応して、前記加圧円板の側面に、前記加圧円板の下面と面一に設定される突起部が形成されたことを特徴とする。

【0022】

前記保持機構は、具体的構成の一例として、前記第２円板の側面の一箇所に当接する１本の可動ピンと、前記第２円板の側面の複数箇所に当接する複数本の不動ピンと、前記可動ピンを前記第２円板の半径方向に往復移動させる移動機構と、を備える。

【0023】

この保持機構の構成によると、移動機構を往方向動作させて可動ピンを第２円板の半径方向において中心に近づく方向に移動させることで、可動ピンが第２円板の側面に押圧され、可動ピンおよび不動ピンによって第２円板の側面が把持される。逆に、移動機構を復方向動作させて可動ピンを第２円板の中心から離れる方向に移動させることで、可動ピンが第２円板の側面から離間され、第２円板の側面の把持が解除され、第２円板は離脱される。

【0024】

前記可動ピンを前記第２円板の側面の一箇所に設けられた角度合わせ用ノッチに係合させるようにすれば、第２円板の把持と同時に、第２円板の角度位置も決まる。

【0025】

前記保持機構は、具体的構成の他の例として、前記第２円板の上面を前記加圧円板の加圧面に吸着させる吸引機構を備えても良い。これよると、吸引機構を動作させることで、吸引吸着力が第２円板に作用し、加圧円板の加圧面に第２円板の上面が吸着される。逆に、吸引機構を停止させれば、第２円板は加圧円板から離脱する。この保持機構の構成では、加圧円板自体に第２円板が保持されるので、別の保持部材が不要であり、保持機構を簡素化できる。

【0026】

また、前記加圧円板の中心を位置決めして前記昇降機構に着脱自在に支持させる着脱機構を備えると、加圧円板の交換が簡便に行え、円板積層体のロット変更に容易に対応することが可能となる。

【0027】

また、本発明の貼り合せ方法は、ステージ上に支持された、接着剤が上面に均一に塗布された第１円板の上方に、側面の一箇所に角度合わせ用のノッチが形成された第２円板が対向保持され、前記第１円板および前記第２円板と中心合わせがなされた加圧円板により前記第２円板の上面を均等な力で加圧して前記第１円板および前記第２円板を貼り合せて円板積層体を作製するものである。そして、本発明の貼り合せ方法では、加圧処理工程で、前記第２円板の前記ノッチに対応して、前記加圧円板の下面と面一に設定された突起部が側面に形成された加圧円板を使用する。

【0028】

大気中に含まれる成分による前記第１円板および前記第２円板の汚染を防止するため、前記加圧円板による加圧処理は高真空下で行うことが望ましい。

【0029】

なお、前記第２円板の直径寸法を、前記第１円板の直径寸法より大きく設定すると、加圧処理の際に、第１円板の上面に塗布された接着剤層が第１円板の外側にはみ出しても、当該第１円板よりもひとまわり大きな第２円板の下面の外縁部に流動してそこに付着して留まるため、第１円板の側面に接着剤が付着することがない。したがって、貼り合せ後の第１円板の直径寸法が円周方向で不均一になることが防止される。

【0030】

最適な直径寸法を有する加圧円板は前記円板積層体のロット毎に異なる。したがって、ロット毎に加圧円板の最適な直径寸法を管理しておけば、ロットが変更されたときは対応する加圧円板に交換するだけで容易に対応出来る。

【0031】

前記第１円板は一例としてシリコンウェーハが用いられ、前記第２円板は一例としてガラス製の支持体が用いられる。前記接着剤は一例として、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂が用いられる。

【発明の効果】

【0032】

この発明によれば、加圧円板の圧力によって２枚の円板を接着剤層を介して貼り合せるにあたり、一方の円板の側面の一箇所に角度合わせ用のノッチがあっても貼り合せた後の円板積層体の円周方向の厚みプロファイルに不均衡が生ずるのを抑制することが可能となる。また、この発明によれば、側面の複数箇所をピンで把持された円板の上方から加圧円板の圧力を付加して円板を下降させるにあたり、円板を変形させることなく下降させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る貼り合せ装置の概略構成を示す側面図であり、第１円板および第２円板に対する加圧処理実行前の状態を示している。

【図2】同上貼り合せ装置の概略構成を示す側面図であり、第１円板および第２円板に対する加圧処理実行中の状態を示している。

【図3】第２円板の保持機構を説明する平面図である。

【図4】図４（Ａ）は可動ピンの移動機構を説明する側面図であり、第２円板の側面に可動ピンを押圧させて第２円板を保持した状態を示している。図４（Ｂ）は可動ピンの移動機構を説明する側面図であり、第２円板の側面から可動ピンを離間させて第２円板の保持を解除した状態を示している。

【図5】加圧円板の一例を示す平面図である。

【図6】加圧円板の他の例を示す平面図である。

【図7】加圧円板のさらに他の例を示す平面図である。

【図8】本発明の加圧円板を用いてピンに把持されている第２円板を下降させるときの様子を説明する側面図である。

【図9】貼り合せ装置の原理を説明する図ある。

【図10】図１０（Ａ）は加圧工程での接着剤層の外縁部の盛り上がりの潰れ方を加圧円板の直径寸法との関係で説明する図であり、加圧円板の直径寸法が第２円板に比べてかなり小さい場合を示している。図１０（Ｂ）は加圧工程での接着剤層の外縁部の盛り上がりの潰れ方を加圧円板の直径寸法との関係で説明する図であり、加圧円板の直径寸法が第２円板と同程度である場合を示している。

【図11】加圧処理実行中の接着剤の流動態様を説明する平面図である。

【図12】従来の加圧円板を用いてピンに把持されている第２円板を下降させるときの様子を説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明を具現化した実施形態を図面を参照して説明する。

【0035】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る貼り合せ装置の概略構成を示す正面図である。この貼り合せ装置では、あらかじめいずれか一方に接着剤が均一塗布されて対向配置される２種類の第１円板Ｗ１および第２円板Ｗ２を貼り合せて円板積層体を作製する。第１円板は一例としてシリコンウェーハなどの半導体製の円形被加工体であり、第２円板は一例としてガラス製の円形支持体である。

【0036】

図１に示すように、貼り合せ装置１０は、主要な構成要素として、チャンバ（処理室）２０、減圧機構３０、開閉機構４０、ステージ５０、加圧円板６０、昇降機構７０および保持機構８０を備える。

【0037】

この貼り合せ装置１０には、ベース板１１および該ベース板１１に固定された門型の支持フレーム１２が備えられる。なお、ベース板１１および支持フレーム１２は十分に高い剛性を有する材質にて形成されている。支持フレーム１２の内側には処理室としてのチャンバ２０が備えられる。チャンバ２０は上下に分割され、上側容器２０Ａと下側容器２０Ｂとから構成されている。チャンバ２０の開口部、すなわち、上側容器２０Ａと下側容器２０Ｂが当接する箇所には、それらの間をシールしてチャンバ２０内の気密を保つためのＯリング２１が設けられている。

【0038】

下側容器２０Ｂはベース板１１に支持されている。上側容器２０Ａは支持フレーム１２に吊下支持されており、かつ、開閉機構４０によって昇降（上下動）可能に構成されている。

【0039】

開閉機構４０は、アクチュエータ４１、昇降板４２および支柱４３を備える。アクチュエータ４１はピストン４１１およびシリンダ４１２を有する。ピストン４１１はアクチュエータ４１の不動部であり、支持フレーム１２の天井壁上面中央に垂直に立設される。シリンダ４１２はアクチュエータ４１の可動部であり、ピストン４１１に沿って上下動可能に構成される。アクチュエータ４１は一例としてソレノイドや油圧、空圧などを動力として駆動され、制御機構（不図示）を用いて電気的な信号によって制御可能に構成される。昇降板４２はアクチュエータ４１のシリンダ４１２に固定され、シリンダ４１２と共に水平を保ったまま上下動可能である。ピストン４１１は昇降板４２の中心に挿通されている。

【0040】

昇降板４２の下面外縁部には、垂直に垂下する複数の支柱４３の上端が固定されている。支柱４３は支持フレーム１２の天井壁を貫通され、その下端は上側容器２０Ａの上面に固定されている。これによって、上側容器２０Ａは支柱４３を介して昇降板４２に吊下支持される。

【0041】

上記の開閉機構４０の構成において、アクチュエータ４１が駆動されると、そのシリンダ４１２の上下動に連動して、上側容器２０Ａが下側容器２０Ｂに対して上下動される。これにより、チャンバ２０の開閉動作が行われるようになっている。図１はチャンバ２０が開かれた状態を示し、図２はチャンバ２０が閉じられた状態を示している。

【0042】

減圧機構３０は真空ライン３１、ベントライン３２、真空ポンプ３３、真空バルブ３４およびベントバルブ３５を備える。真空ライン３１は真空材料にて作製された配管で形成され、吸気側は下側容器２０Ｂを貫通させて取付けられる。これにより、真空ライン３１はチャンバ２０内に連通している。真空ライン３１には真空ポンプ３３および真空バルブ３４が設けられる。ベントライン３２は真空バルブ３４の上流側で真空ライン３１から分岐され、不活性ガス（例えば、窒素）を収容する耐圧容器に連結されている。ベントライン３２は配管で形成される。ベントライン３２にはベントバルブ３５が設けられる。

【0043】

上記の減圧機構３０の構成で、図２のようにチャンバ２０が閉じられた状態で真空バルブ３４を開にして、真空ポンプ３３を駆動するとチャンバ２０内の空気が真空ライン３１を通って排気される。これによってチャンバ２０内が減圧され、高真空が得られる。ベントバルブ３５は、窒素などの不活性ガスをベントライン３２を通じてチャンバ２０内にリークさせてチャンバ２０内の圧力を常圧に戻す際に開かれる。チャンバ２０内の圧力は、上側容器２０Ａの外側に取付けられた真空計１７により監視される。

【0044】

チャンバ２０内には、第１円板Ｗ１を支持する支持板としてのステージ５０および第２円板Ｗ２を加圧する加圧円板６０が対向して配置されている。ステージ５０は、吸引吸着力または静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させて第１円板Ｗ１を吸着保持する機構を有する。

【0045】

加圧円板６０は、上側容器２０Ａに設けられた昇降機構７０によって昇降可能に支持されている。昇降機構７０は、アクチュエータ７１、取付台７２、支軸７３および円板磁石７４を備える。加圧円板６０はステージ５０に対して4μｍ以下の平行度で取付け調整されている。

【0046】

アクチュエータ７１はピストン７１１およびシリンダ７１２を有する。シリンダ７１２はアクチュエータ７１の不動部であり、その軸方向が垂直に配向され、上側容器２０Ａの天井壁に固定された取付台７２に取付けられている。ピストン７１１はアクチュエータ７１の可動部であり、取付台７２を貫通し、シリンダ７１２の軸方向に移動可能、すなわち上下動可能に構成される。アクチュエータ７１は一例としてソレノイド、油圧、空圧などを動力として駆動され、制御機構（不図示）を用いて電気的な信号によって制御可能に構成される。

【0047】

支軸７３の上端はアクチュエータ７１のピストン７１１の下端に同軸に固定される。支軸７３は円柱状に形成されており、上側容器２０Ａの天井壁中心に設けられた貫通孔に挿通される。上側容器２０Ａの貫通孔には軸シール１４が備えられ、その軸シール１４により上側容器２０Ａと支軸７３との間をシールするようになっている。支軸７３の下端には円板磁石７４が水平に取付けられる。円板磁石７４は、その中心が同軸設定されている、ピストン７１１および支軸７３の軸線に精密に位置合わせなされた状態で取付けられている。加圧円板６０は磁性を有する材質（例えば、磁性材料を含む合金など）で形成されており、円板磁石７４の磁性吸着力を作用させて吸着保持させることが可能である。

【0048】

加圧円板６０の直径寸法および加圧面（下面）の平滑性は極めて高精度に加工されている。加圧円板６０の上面にはその中心および中心まわりの円周方向に複数の位置決め突起（不図示）が形成されている。一方、円板磁石７４の下面の位置決め突起に対応する箇所には複数の位置決め穴が形成されている。したがって、加圧円板６０上面の各位置決め突起を円板磁石７４下面の対応する各位置決め穴に嵌合させるように、加圧円板６０を円板磁石７４に吸着保持させると、加圧円板６０は位置ずれが防止された状態で、かつ、その中心がピストン７１１および支軸７３の軸線に合わされて装着される。

【0049】

円板磁石７４およびその位置決め穴、ならびに加圧円板６０の位置決め突起は加圧円板６０を着脱自在にする着脱機構の一例である。この磁性吸着を利用した着脱機構では、ビスなどの固定部品が不要であるため、着脱作業がワンタッチで極めて簡便に行える。特に、円板積層体のロット毎に加圧円板６０の交換が必要になる本発明の加圧方式では交換が容易に行えるため、非常に有用な着脱機構となる。

【0050】

上記の昇降機構７０の構成において、アクチュエータ７１が制御機構によって駆動されると、そのピストン７１１の上下動に連動して、加圧円板６０がステージ５０に対して上下動される。したがって、図２に示すように、チャンバ２０が閉じられた状態で、加圧円板６０を下降させることで、加圧円板６０とステージ５０との間に挟まれた被加圧物、すなわち第１円板Ｗ１および第２円板Ｗ２に対して上下方向の圧力が付与される。

【0051】

ステージ５０は下側容器２０Ｂに支持されている。ステージ５０には、下方から複数のリフトピン１３が貫通されている。複数のリフトピン１３は支持部材１６上に垂直に立設される。支持部材１６は昇降機構９０により上下動可能であり、これによってステージ５０の支持面（上面）からリフトピン１３の先端部を出没可能に構成される。昇降機構９０の構成は上述した加圧円板６０の昇降機構７０と同様である。

【0052】

第１円板Ｗ１はアライメント装置（不図示）を用いて予め中心合わせおよび角度合わせがなされた状態で、ロボットアームを備えた搬送装置（不図示）によってステージ５０の上方に搬送され、ステージ５０上に突出するリフトピン１３に支持される。この状態でリフトピン１３を下降させると第１円板Ｗ１はステージ５０の支持面の定位置に支持される。

【0053】

第２円板Ｗ２は、保持機構８０によって、ステージ５０の上方、かつ、加圧円板６０の下方に離脱可能に保持される。本実施の形態では、保持機構８０は第２円板Ｗ２の側面を把持可能に構成されている。保持機構８０は可動ピン８１、不動ピン８２および移動機構（装置）８３を備える。

【0054】

図３は保持機構８０を説明する平面図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は可動ピン８１の移動機構８３を説明する側面図である。保持機構８０の詳細を図３、図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照して説明する。図３に示すように、可動ピン８１は、第２円板Ｗ２の側面の一箇所に形成された角度合わせ用ノッチＮに係合され、２本の不動ピン８２は第２円板Ｗ２の側面の２箇所に当接される。１本の可動ピン８１および２本の不動ピン８２は中心角１２０°で第２円板Ｗ２の円周を３等分した平面配置で設けられる。可動ピン８１および不動ピン８２は一例として円柱状に形成されている。図１に示すように、不動ピン８２は上側容器２０Ａの天井壁内面に、軸方向を垂直にして固定される。

【0055】

移動機構８３は可動ピン８１を第２円板Ｗ２の半径方向に往復移動可能に構成される。図４に示すように、移動機構８３はステッピングモータ８３１、ボールスクリューナット８３２、ボールスクリュー８３３、ステム８３４、支軸８３５、ストッパー８３６、フランジ８３７、圧縮コイルバネ８３８および軸受８３９を備える。

【0056】

ステッピングモータ８３１は上側容器２０Ａの天井壁外面に、その駆動軸が第２円板Ｗ２の半径方向において中心から離れる方向に配向されて固定される。ステッピングモータ８３１はパルス駆動によって正逆両方向に駆動軸を回転可能に構成され、その駆動力はボールスクリューナット８３２に伝達され、ボールスクリューナット８３２を正方向または逆方向に所定量だけ回転させる。ボールスクリューナット８３２の回転運動は、ボールスクリュー８３３の直線運動に変換される。ボールスクリュー８３３の先端は垂直に延びるステム８３４の上部に取り付けられる。ステム８３４の下部には、ボールスクリュー８３３と平行に延びる支軸８３５の基端が取り付けられる。

【0057】

支軸８３５は上側容器２０Ａの側壁の貫通孔に挿通される。上側容器２０Ａの貫通孔には軸シール１４が備えられ、その軸シール１４により上側容器２０Ａと支軸８３５との間をシールするようになっている。支軸８３５の軸方向において上側容器２０Ａの内側に位置する部分にはフランジ８３７が形成される。支軸８３５の先端部は可動ピン８１の貫通孔に挿通される。可動ピン８１の貫通孔には軸受８３９が備えられ、その軸受８３９により可動ピン８１の支軸８３５に沿ったスライドを可能としている。

【0058】

支軸８３５の軸方向においてフランジ８３７と可動ピン８１との間の部分には圧縮コイルバネ８３８が備えられ、その圧縮コイルバネ８３８により可動ピン８１を支軸８３５の先端側へ付勢している。支軸８３５の先端にはストッパー８３６が取り付けられており、そのストッパー８３６により可動ピン８１は支軸８３５から抜け止めされている。

【0059】

このような移動機構８３の構成で、ステッピングモータ８３１が正回転駆動されると、図４（Ａ）の矢印で示すように支軸８３５が第２円板Ｗ２の半径方向において中心に近づく方向に移動する。これによって、圧縮コイルバネ８３８で付勢される可動ピン８１が第２円板Ｗ２の側面に押圧され、この可動ピン８１と２本の不動ピン８２によって第２円板Ｗ２が側面の３カ所で把持される。なお、図３に示すように、第２円板Ｗ２の中心は、加圧円板６０の中心に合わされるように不動ピン８２の取付位置は設定されているものとする。このとき、可動ピン８１を第２円板Ｗ２の側面の一カ所に設けたノッチＮに係合させれば、第２円板Ｗ２の角度合わせも行える。

【0060】

一方、ステッピングモータ８３１が逆回転駆動されると、図４（Ｂ）の矢印で示すように、支軸８３５が第２円板Ｗ２の半径方向において中心から離れる方向に移動する。これによって、可動ピン８１が第２円板Ｗ２の側面から離間され、第２円板Ｗ２は離脱する。加圧円板６０により第２円板Ｗ２を、第１円板Ｗ１に対してステージ５０上で加圧する際は、図４（Ｂ）のように第２円板Ｗ２を離脱された状態にしてもよいし、図４（Ａ）のように第２円板Ｗ２がピンに把持された状態で加圧を行ってもよい。後者の場合は加圧時の第２円板Ｗ２の位置ズレを防ぐのに効果的がある。第２円板Ｗ２の把持力は圧縮コイルバネ８３８のバネ定数で調整が可能である。

【0061】

図５〜図７は本発明の貼り合せ装置で用いられる加圧円板６０を例示している。加圧円板６０の側面には、３つの突起部６１，６２，６２が形成されている。突起部６１は第２円板Ｗ２のノッチＮ（図３参照。）に対応して設けられる。ノッチＮは可動ピン８１（図３参照。）が係合（当接）される箇所でもあるため、この突起部６１は第２円板Ｗ２の側面の可動ピン８１（図３参照。）が当接される箇所にも対応していることになる。突起部６２は、第２円板Ｗ２の側面の不動ピン８２が当接される箇所に対応して設けられる。突起部６１，６２の下面は第２円板６０の下面と面一に設定される。なお、突起部６１，６２の下面が第２円板６０の下面と面一に設定されていれば、第２円板６０の厚み方向の全体に亘って突起部６１，６２が形成されている必要はない。

【0062】

本実施形態では、製作容易性から、突起部６１，６２は加圧円板６０と一体に形成されている。なお、突起部６１，６２を加圧円板６０とは別部材として準備し、後付けで接着などにより加圧円板６０に取付けられるようにしても構わない。

【0063】

図５は突起部６１，６２の平面形状が矩形、図６は半円形、図７は三角形である場合を例示しているが、これらは一例であって限定されない。突起部６１，６２の平面形状はノッチの形状や大きさなどに合わせて適宜最適な形状を選択すればよい。

【0064】

上記のように構成される貼り合せ装置１０の使用方法について説明する。まず準備段階として、チャンバ２０が開かれた状態で保持機構８０に第２円板Ｗ２を保持させるとともに、この第２円板Ｗ２を位置合わせの基準にして、第１円板Ｗ１をステージ５０上に支持させる。これにより、チャンバ２０内で第１円板Ｗ１と第２円板Ｗ２が上下方向で対向配置される。なお、第１円板Ｗ１の上面には、上面に接着剤が所定の膜厚で均等に塗布されている。そして、開閉機構４０により上側容器２０Ａを下降させてチャンバ２０を閉じた後、減圧機構３０を動作させてチャンバ２０内を高真空に保つ。

【0065】

このようにして保持されている円形支持体Ｗ２に対して昇降機構７０を動作させて加圧円板６０を下降させていき、第２円板Ｗ２の上面に加圧円板６０の下面が接触した後、さらに加圧円板６０を下降させていくことで第２円板Ｗ２に下向きの力を加える。これによって第２円板Ｗ２が下降していき、やがてステージ５０上に支持された第１円板Ｗ１の上面に塗布された接着剤層Ｒに第２円板Ｗ２の下面が接触する。

【0066】

ここで、図３に示すように、加圧円板６０は、第２円板Ｗ２の側面のピン８１，８２が当接される箇所に対応して、加圧円板６０の下面と面一に設定された突起部６１，６２を有するので、第２円板を加圧する加圧円板６０の下面の中心から外縁までの寸法が、ピン８１，８２が当接される箇所では、突起部６１，６２の分だけ、ピン８１，８２が当接されてない箇所（すなわち、半径と同一寸法。）に比べて長くなる。このため、第２円板Ｗ２を下降させるときに、抵抗力が相対的に大きくなる、ピン８１，８２が当接される箇所に加圧円板６０の圧力がしっかりと作用するようになる。したがって、第２円板Ｗ２の外縁部がめくれ上がることが抑制される。この結果、第２円板Ｗ２の下面の平面性が確保された状態で接着剤層に接触され、保持機構特有の問題として貼り合せ後の仕上がりに悪影響が出ることが抑制される。

【0067】

次に、加圧円板６０を昇降機構７０により下降を続けながら、保持機構８０から第２円板Ｗ２を離脱させる。これにより、第２円板Ｗ２の上面が加圧円板６０によりステージ５０上で均等な力で加圧され、第１円板Ｗ１の上面とおよび第２円板Ｗ２の下面が接着剤層を介して貼り合された円板積層体が作製される。第１円板Ｗ１、第２円板Ｗ２および加圧円板６０はあらかじめ中心合わせがなされている。

【0068】

ここで、図３に示すように、加圧円板６０は、第２円板Ｗ２のノッチＮが形成された箇所に対応して、加圧円板６０の下面と面一に設定された突起部６１を有するので、第２円板Ｗ２を加圧する加圧円板６０の下面の中心から外縁までの寸法が円周方向で均一ではなくなり、ノッチ部では、突起部６１の分だけ、ノッチが形成されていない箇所（すなわち、半径と同一寸法。）に比べて長くなる。このため、加圧処理時に、接着剤のはみ出せる量が絶対的に少ないノッチ部に加圧円板の圧力がしっかりと作用するようになる。したがって、ノッチ部での接着剤の半径方向の広がりが促進され（矢印Ｅ参照。）、主流となるこの方向の接着剤の流れに阻害されるように横方向からのはみ出しも抑制される。この結果、貼り合せ後の円板積層体の半径方向の厚みが、ノッチ部で厚くなることが抑制される。つまり、加圧処理工程において、ノッチ部に起因する接着剤の広がりの不均一が抑制され、円板積層体の円周方向の厚みプロファイルに不均衡が生じることが抑制される。

【0069】

接着剤は一例として熱硬化性樹脂やUV硬化性樹脂が用いられる。貼り合せ後の円板積層体は貼り合せ装置１０から取出され、次工程で加熱あるいやUV照射を行うことにより、接着剤層が固化されて製品となる。

【0070】

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。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0071】

１０…貼り合せ装置
２０…チャンバ
３０…減圧機構
４０…開閉機構
５０…ステージ
６０…加圧円板
６１，６２…突起部
７０…昇降機構
８０…保持機構
８１…可動ピン
８２…不動ピン
８３…移動機構
Ｗ１…第１円板
Ｗ２…第２円板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】