(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022037467
(43)【公開日】2022-03-09
(54)【発明の名称】シート矯正手段を備える積層装置
(51)【国際特許分類】
B65H 31/34 20060101AFI20220302BHJP
H01L 21/68 20060101ALI20220302BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20220302BHJP
【ＦＩ】
B65H31/34
H01L21/68 F
H01L21/68 N
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020141618
(22)【出願日】2020-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】000226242
【氏名又は名称】日機装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川合 祐亮
(72)【発明者】
【氏名】那須 慶太
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 誠志
【テーマコード（参考）】
3F054
5F131
【Ｆターム（参考）】
3F054AA09
3F054BH02
3F054DA11
5F131AA13
5F131BA60
5F131CA07
5F131CA08
5F131CA18
5F131CA23
5F131CA37
5F131CA38
5F131DA33
5F131DA36
5F131DA42
5F131DB22
5F131DB54
5F131DB62
5F131DB72
5F131EA07
5F131EA22
5F131EA23
5F131EA24
5F131EB01
5F131EB36
5F131EC32
5F131EC62
5F131EC63
5F131EC72
5F131FA17
5F131FA32
5F131FA33
5F131KA14
5F131KA72
5F131KB06
5F131KB07
5F131KB12
5F131KB23
5F131KB32
5F131KB53
(57)【要約】
【課題】アライメントステージ上におけるシートを損傷させることなく、シートの変形を防止することができるシート矯正手段を備える積層装置を提供する。
【解決手段】複数枚のシートＳを積層する積層装置１００であって、アライメントステージ１１と、アライメントステージ１１に対してシートＳを相対的に移動させるシート移動手段と、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳのＳ位置合せを行うアライメント手段１０と、を備え、シート移動手段は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持するシート矯正板２２を備えるシート矯正手段２０を含み、シート矯正板２２の荷重ＷをシートＳに負荷した状態で、シート矯正板２２をアライメントステージ１１の動きに追従させる。これにより、シート矯正板２２，１２２の荷重Ｗにより、上方からの押圧力をシートＳに負荷するため、シートＳの変形を矯正できる。
【選択図】図４
【解決手段】複数枚のシートＳを積層する積層装置１００であって、アライメントステージ１１と、アライメントステージ１１に対してシートＳを相対的に移動させるシート移動手段と、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳのＳ位置合せを行うアライメント手段１０と、を備え、シート移動手段は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持するシート矯正板２２を備えるシート矯正手段２０を含み、シート矯正板２２の荷重ＷをシートＳに負荷した状態で、シート矯正板２２をアライメントステージ１１の動きに追従させる。これにより、シート矯正板２２，１２２の荷重Ｗにより、上方からの押圧力をシートＳに負荷するため、シートＳの変形を矯正できる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚のシートを積層する積層装置であって、
アライメントステージと、
前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、
前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、
前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とする積層装置。
アライメントステージと、
前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、
前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、
前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とする積層装置。
【請求項2】
前記シート矯正手段は、付勢部材を有し、前記シート矯正板の荷重に加え、前記付勢部材の付勢力を、前記シートに負荷することを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
【請求項3】
前記シート矯正手段は、フローティング機構をさらに備え、
前記シート矯正板は、前記フローティング機構と一体的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層装置。
前記シート矯正板は、前記フローティング機構と一体的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層装置。
【請求項4】
前記シート矯正手段は、フローティング機構と、前記シート矯正板と前記フローティング機構とを着脱自在に接続する矯正板ロック機構と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
【請求項5】
前記シート矯正手段は、前記フローティング機構を固定状態及び解除状態とするフローティングロック機構を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の積層装置。
【請求項6】
前記シート移動手段は、前記アライメントステージ上から回収対象の前記シートを回収するシート回収手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の積層装置。
【請求項7】
前記シート移動手段は、前記アライメントステージ上へと前記シートを供給するシート供給手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に、アライメントステージとの間にシートを挟持するシート矯正手段を備える積層装置に関する。
【背景技術】
【0002】
積層装置は、電子部品を構成する複数枚のシートを積層するものであり、アライメント手段と、積層手段とを備える。このアライメント手段は、積層手段によってシートが積層される前に、各シートの位置合わせを行うことより、形成される積層体の各シート同士のずれを抑制している。
【0003】
例えば、特許文献１には、アライメント手段において、シートをアライメントステージ上に載置した後、シートのアライメントマークの位置情報に基づき、アライメントステージを移動させ、シートの位置合わせを行い、積層体を形成するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０００－１７３８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、このように形成される積層体には、小型化及び低背化が要望されているため、積層されるシート自体の薄化が行われている。この薄化されたシートは、剛性が比較的低いため、特許文献１のように、単に、シートをアライメントステージ上に載置すると、シートには、外周縁に沿った垂直方向の浮きや、中央部の垂直方向のヨレや、アライメントステージ面内の歪みなどの変形が生じるおそれがあった。
【0006】
さらに、この状態において、アライメントステージにシートを吸着する場合には、シートが、不可逆的に生じた皺によりシートが損傷するだけなく、シートの全面をアライメントステージに密着させることが困難となるおそれがあった。この結果、シート上に設けられたアライメントマークの位置を適切に認識できないため、シートの位置合わせにおける精度が著しく低下し、積層体の各シート同士にずれが生じることを抑制することができないという問題が生じていた。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アライメントステージ上におけるシートを損傷させることなく、シートの変形を防止することができるシート矯正手段を備える積層装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決する本発明の一態様は、複数枚のシートを積層する積層装置であって、アライメントステージと、前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とするものである。
【0009】
また、上記積層装置であって、前記シート矯正手段は、付勢部材を有し、前記シート矯正板の荷重に加え、前記付勢部材の付勢力を、シートに負荷するものとしてもよい。
【0010】
また、上記積層装置であって、前記シート矯正手段は、フローティング機構をさらに備え、前記シート矯正板は、前記フローティング機構と一体的に接続されているものとしてもよい。
【0011】
また、上記積層装置であって、前記シート矯正手段は、フローティング機構と、前記シート矯正板と前記フローティング機構とを着脱自在に接続する矯正板ロック機構と、をさらに備えるものとしてもよい。
【0012】
また、上記積層装置であって、前記シート矯正手段は、前記フローティング機構を固定状態及び解除状態とするフローティングロック機構を備えるものとしてもよい。
【0013】
また、上記積層装置であって、前記シート移動手段は、アライメントステージ上から回収対象のシートを回収するシート回収手段としてもよい。
【0014】
また、上記積層装置であって、前記シート移動手段は、アライメントステージ上へとシートを供給するシート供給手段としてもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、アライメントステージ上におけるシートを損傷させることなく、シートの変形を防止することができるシート矯正手段を備える積層装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る積層装置を示す平面模式図である。
【図5】本発明の第２の実施形態に係るシート矯正機構を示す断面模式図であり、（ａ）アライメントステージ上への移動状態、（ｂ）シート矯正板の載置状態をそれぞれ表す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明を具体的に実現した形態を例示するものである。よって、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって、以下に説明される実施形態の構成は適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0018】
＜用語について＞
本明細書および特許請求の範囲の記載において、各用語を以下のように定義する。「ＸＹθ軸への移動」とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動とθ方向への回動を示す。「フローティング機構」とは、ＸＹθ軸への移動、揺れ方向への回動及びＺ軸方向への移動を許容することにより、接触する他の可動機構に追従可能とする機構を示す。
本明細書および特許請求の範囲の記載において、各用語を以下のように定義する。「ＸＹθ軸への移動」とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動とθ方向への回動を示す。「フローティング機構」とは、ＸＹθ軸への移動、揺れ方向への回動及びＺ軸方向への移動を許容することにより、接触する他の可動機構に追従可能とする機構を示す。
【0019】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層装置１００を示す平面模式図であり、図２は、図１に示されるアライメント手段１０及びシート矯正手段２０を示す正面模式図であり、（ａ）待機状態、（ｂ）アライメント状態、（ｃ）回収状態をそれぞれ表す。ここで、Ｘ軸方向は、アライメントステージ１１の移動可能な一方向を示すものであり、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交し、かつ、アライメントステージ１１の移動可能な他方向を示すものである。また、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交し、かつ、アライメントステージの回転可能な回転軸方向を示すものである。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層装置１００を示す平面模式図であり、図２は、図１に示されるアライメント手段１０及びシート矯正手段２０を示す正面模式図であり、（ａ）待機状態、（ｂ）アライメント状態、（ｃ）回収状態をそれぞれ表す。ここで、Ｘ軸方向は、アライメントステージ１１の移動可能な一方向を示すものであり、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交し、かつ、アライメントステージ１１の移動可能な他方向を示すものである。また、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交し、かつ、アライメントステージの回転可能な回転軸方向を示すものである。
【0020】
＜積層装置について＞
積層装置１００は、電子部品の薄化された各種基板である複数枚のシートＳを高精度かつ高速に積層するものである。この積層装置１００は、アライメント手段１０と、シート矯正手段２０と、シート回収手段（シート移動手段）３０と、積層手段４０と、搬送手段５０と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、積層装置１００は、アライメント手段１０、シート矯正手段２０、シート回収手段３０、積層手段４０、及び、搬送手段５０の駆動などを制御する制御手段（不図示）をさらに備える。
積層装置１００は、電子部品の薄化された各種基板である複数枚のシートＳを高精度かつ高速に積層するものである。この積層装置１００は、アライメント手段１０と、シート矯正手段２０と、シート回収手段（シート移動手段）３０と、積層手段４０と、搬送手段５０と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、積層装置１００は、アライメント手段１０、シート矯正手段２０、シート回収手段３０、積層手段４０、及び、搬送手段５０の駆動などを制御する制御手段（不図示）をさらに備える。
【0021】
＜アライメント手段について＞
アライメント手段１０は、アライメントステージ１１と、アライメントステージ１１のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動とθ方向への回動（以下、「ＸＹθ軸への移動」という）を行うＸＹθ軸電動アクチュエータ１２と、を備える。さらに、アライメント手段１０は、シートＳの位置合わせ参照用のマークであるアライメントマークを下方より撮像するアライメント撮像ユニット１５を備える。以下、それらを順に説明する。
アライメント手段１０は、アライメントステージ１１と、アライメントステージ１１のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動とθ方向への回動（以下、「ＸＹθ軸への移動」という）を行うＸＹθ軸電動アクチュエータ１２と、を備える。さらに、アライメント手段１０は、シートＳの位置合わせ参照用のマークであるアライメントマークを下方より撮像するアライメント撮像ユニット１５を備える。以下、それらを順に説明する。
【0022】
アライメントステージ１１は、シートＳをアライメントステージ１１上に真空吸着させる複数の吸着ポート（不図示）と、アライメントステージ１１の各角部から中心部に向かって延在し、透明な部材からなる複数の窓部（不図示）と、を備える。
【0023】
ＸＹθ軸電動アクチュエータ１２は、制御手段からの指示により、シートＳを基準位置へと位置合わせするために、ＸＹθ軸への移動、つまり、ＸＹ平面内における移動及び回動を行うことができる。このＸＹθ軸電動アクチュエータ１２は、アライメントステージ１１に負荷される上方からの押圧力が所定値未満であれば、所望のＸＹθ軸への移動を円滑に実行することができる。
【0024】
アライメント撮像ユニット１５は、アライメント用カメラ（不図示）及びアライメント用照明（不図示）を備えるものであり、複数の窓部を介して、アライメントステージ１１の下方からシートＳのアライメントマークを撮像する。
【0025】
なお、アライメント手段１０は、シートＳの撮像またはシートＳのシート識別用マークを上方より撮像するシート識別ユニットを更に備えてもよい。例えば、当該シート識別ユニットは、シート識別用カメラ及びシート識別用照明を備えるものであり、アライメントステージ１１の上方からシートＳのシート識別用マークを撮像する。
【0026】
（アライメント手段の位置合わせ動作について）
アライメント手段１０の位置合わせ動作について、図２（ｂ）を用いて説明する。まず、アライメント手段１０は、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳを複数の吸着ポートにより真空吸着する。そして、アライメント撮像ユニットが、シートＳに設けられた一対のアライメントマークを下方より撮像する。この撮像された画像は、画像処理装置（不図示）に送信され、画像処理により、一対のアライメントマークのそれぞれの位置が算出されるとともに、この算出された一対のアライメントマークの位置と予め定められた基準位置との誤差が算出される。ここで、この誤差が所定範囲内であれば、シートＳの位置合わせが適切に行われたものと判断され、制御手段からの指示により、シートＳの位置合わせ動作を終了にする。一方、この誤差が所定範囲外であれば、シートＳの位置合わせが適切に行われなかったものと判断される。この際、ＸＹθ軸電動アクチュエータ１２が、制御手段からの指示により、誤差が最小となるように、アライメントステージ１１を介して、シートＳのＸＹθ軸への移動を行う。この予め定められた基準位置への位置合わせは、誤差が所定範囲内となるまで続けられる。
アライメント手段１０の位置合わせ動作について、図２（ｂ）を用いて説明する。まず、アライメント手段１０は、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳを複数の吸着ポートにより真空吸着する。そして、アライメント撮像ユニットが、シートＳに設けられた一対のアライメントマークを下方より撮像する。この撮像された画像は、画像処理装置（不図示）に送信され、画像処理により、一対のアライメントマークのそれぞれの位置が算出されるとともに、この算出された一対のアライメントマークの位置と予め定められた基準位置との誤差が算出される。ここで、この誤差が所定範囲内であれば、シートＳの位置合わせが適切に行われたものと判断され、制御手段からの指示により、シートＳの位置合わせ動作を終了にする。一方、この誤差が所定範囲外であれば、シートＳの位置合わせが適切に行われなかったものと判断される。この際、ＸＹθ軸電動アクチュエータ１２が、制御手段からの指示により、誤差が最小となるように、アライメントステージ１１を介して、シートＳのＸＹθ軸への移動を行う。この予め定められた基準位置への位置合わせは、誤差が所定範囲内となるまで続けられる。
【0027】
＜シート矯正手段について＞
前述したが、アライメント手段１０は、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳを、ＸＹθ軸への移動を行うことにより、予め定められた基準位置への位置合わせを行うものである。ここで、シートＳは、例えば、１０μｍ～２０μｍへと薄化されたものである。よって、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳには、外周縁に沿ったＺ軸方向の浮きや、中央部のＺ軸方向のヨレや、ＸＹ平面内の歪みなどの変形（以下、「シートの変形」という）が生じるおそれがある。このシートＳの変形により、アライメント手段１０における基準位置への位置合わせを適切に行うことができないという問題が生じていた。
前述したが、アライメント手段１０は、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳを、ＸＹθ軸への移動を行うことにより、予め定められた基準位置への位置合わせを行うものである。ここで、シートＳは、例えば、１０μｍ～２０μｍへと薄化されたものである。よって、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳには、外周縁に沿ったＺ軸方向の浮きや、中央部のＺ軸方向のヨレや、ＸＹ平面内の歪みなどの変形（以下、「シートの変形」という）が生じるおそれがある。このシートＳの変形により、アライメント手段１０における基準位置への位置合わせを適切に行うことができないという問題が生じていた。
【0028】
そこで、本実施形態におけるシート矯正手段２０は、このシートＳの変形を矯正するために、アライメントステージ１１上に載置されたシートＳがアライメントステージ１１に吸着される前に、シートＳを上方から所望の押圧力で負荷するシート矯正機構２１を備える。このシート矯正機構２１は、ＸＹθ軸への移動を可能にするフローティング機構２３（図３（ａ）参照）を備えるが、詳細は後述する。ここで、本実施形態におけるシート矯正手段２０は、図２（ａ）に示すように、シート回収手段３０に具備されており、シート矯正機構２１は、スライド機構３４に吊り下げ支持され、Ｙ軸方向（図２（ａ）の矢印Ｉ方向）及びＺ軸方向（図２（ｂ）の矢印ＩＩ方向）へと移動可能となっている。このように、シート矯正手段２０がシート回収手段３０に具備されることにより、積層装置１００の小型化や簡素化などを行うことができる。
【0029】
（シート矯正手段の矯正動作について）
シート矯正機構２１は、図２（ｂ）に示すように、アライメントステージ位置Ｂにおいて、スライド機構３４により、Ｚ軸方向（図２（ｂ）の矢印ＩＩ方向）の下方に移動され、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持する。このように、シートＳは、シート矯正機構２１により、上方から所望の押圧力で負荷されているため、シートＳの変形を矯正することができる。また、このシートＳが挟持された状態が維持されたまま、アライメント手段１０により、シートＳの基準位置への位置合わせが行われるように、シート矯正機構２１は、フローティング機構２３により、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動に対してずれることなく追従する。これにより、シート矯正機構２１は、シートＳに対して、上方から所望の押圧力のみを負荷することができるため、シートＳへの損傷を抑制できる。さらに、アライメントステージ１１は、シート矯正機構２１がシートＳの変形を矯正した後に、シートＳを吸着しているため、不可逆的な皺がシートＳに生じることを回避することができる。
シート矯正機構２１は、図２（ｂ）に示すように、アライメントステージ位置Ｂにおいて、スライド機構３４により、Ｚ軸方向（図２（ｂ）の矢印ＩＩ方向）の下方に移動され、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持する。このように、シートＳは、シート矯正機構２１により、上方から所望の押圧力で負荷されているため、シートＳの変形を矯正することができる。また、このシートＳが挟持された状態が維持されたまま、アライメント手段１０により、シートＳの基準位置への位置合わせが行われるように、シート矯正機構２１は、フローティング機構２３により、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動に対してずれることなく追従する。これにより、シート矯正機構２１は、シートＳに対して、上方から所望の押圧力のみを負荷することができるため、シートＳへの損傷を抑制できる。さらに、アライメントステージ１１は、シート矯正機構２１がシートＳの変形を矯正した後に、シートＳを吸着しているため、不可逆的な皺がシートＳに生じることを回避することができる。
【0030】
＜シート回収手段について＞
シート回収手段３０は、図２に示すように、回収したシートＳを収納する回収箱３１と、横アーム３２に沿うＹ軸方向（矢印Ｉ方向）及び縦アーム（不図示）に沿うＺ軸方向（矢印ＩＩ，ＩＩＩ方向）へと移動可能であるシート回収機構としても機能するスライド機構３４から構成されている。さらに、シート回収手段３０は、スライド機構３４に吊り下げ支持され、シートＳを吸着保持する回収保持機構３５を備える。
シート回収手段３０は、図２に示すように、回収したシートＳを収納する回収箱３１と、横アーム３２に沿うＹ軸方向（矢印Ｉ方向）及び縦アーム（不図示）に沿うＺ軸方向（矢印ＩＩ，ＩＩＩ方向）へと移動可能であるシート回収機構としても機能するスライド機構３４から構成されている。さらに、シート回収手段３０は、スライド機構３４に吊り下げ支持され、シートＳを吸着保持する回収保持機構３５を備える。
【0031】
ここで、アライメント手段１０において、所定時間内に、位置合わせが適切に行われなかったと判断されたシートＳ（以下、「回収対象のシート」という）は、積層ステージ４１において積層されることがないように、シート回収機構３０によって回収される。これにより、異状があるシートＳの積層が防止され、積層体における各シートＳ同士のずれが抑制される。
【0032】
（シート回収手段の回収動作について）
回収保持機構３５は、図２（ｂ）に示すように、アライメントステージ位置Ｂにおいて、回収対象のシートＳを吸着保持し、スライド機構３４により、回収箱位置Ｃに移動する。その後、回収保持機構３５は、図２（ｃ）に示すように、回収箱位置Ｃにおいて、シートＳへの吸着保持が解除され、シートＳが回収箱３１内に回収される。
回収保持機構３５は、図２（ｂ）に示すように、アライメントステージ位置Ｂにおいて、回収対象のシートＳを吸着保持し、スライド機構３４により、回収箱位置Ｃに移動する。その後、回収保持機構３５は、図２（ｃ）に示すように、回収箱位置Ｃにおいて、シートＳへの吸着保持が解除され、シートＳが回収箱３１内に回収される。
【0033】
＜積層手段及び搬送手段について＞
積層手段４０及び搬送手段５０について、図１を用いて説明する。積層手段４０は、シートＳが積層される積層ステージ４１を備える。
積層手段４０及び搬送手段５０について、図１を用いて説明する。積層手段４０は、シートＳが積層される積層ステージ４１を備える。
【0034】
搬送手段５０は、Ｘ軸方向（待機位置Ｄ、アライメントステージ位置Ｂ、積層ステージ位置Ｅ）及びＺ軸方向へと移動可能である搬送スライド機構（不図示）と、搬送スライド機構に吊り下げ支持され、シートＳを吸着保持する搬送保持機構（不図示）と、を備える。
【0035】
（積層手段及び搬送手段の積層動作について）
積層手段４０及び搬送手段５０の積層動作について、図１を用いて説明する。なお、搬送保持機構は、初期状態として、待機位置Ｄで停止している。まず、アライメント手段１０において、制御手段により、シートＳの位置合わせが適切に行われたと判断された場合には、搬送スライド機構によって、搬送保持機構を、待機位置Ｄからアライメントステージ位置Ｂに移動させた後、Ｚ軸方向の下方へと移動させる。そして、搬送保持機構を、アライメントステージ１１上の位置合わせが適切に行われたシートＳに当接させ、真空吸着によりシートＳを保持させる。その後、搬送保持機構を、搬送スライド機構によって、Ｚ軸方向の上方へと移動させ、アライメントステージ位置Ｂから積層ステージ位置Ｅに移動させた後、Ｚ軸方向の下方へと移動させ、積層ステージ４１の上面、又は、既に積層された他のシートＳに当接させる。そして、搬送保持機構における吸着保持を解除して、シートＳを積層ステージ４１の所定位置に載置させた後、搬送スライド機構によって、待機位置Ｄへと移動させる。この搬送手段５０の積層動作によって、位置合わせが適切に行われたシートＳを積層ステージ４１上に積層することができる。
積層手段４０及び搬送手段５０の積層動作について、図１を用いて説明する。なお、搬送保持機構は、初期状態として、待機位置Ｄで停止している。まず、アライメント手段１０において、制御手段により、シートＳの位置合わせが適切に行われたと判断された場合には、搬送スライド機構によって、搬送保持機構を、待機位置Ｄからアライメントステージ位置Ｂに移動させた後、Ｚ軸方向の下方へと移動させる。そして、搬送保持機構を、アライメントステージ１１上の位置合わせが適切に行われたシートＳに当接させ、真空吸着によりシートＳを保持させる。その後、搬送保持機構を、搬送スライド機構によって、Ｚ軸方向の上方へと移動させ、アライメントステージ位置Ｂから積層ステージ位置Ｅに移動させた後、Ｚ軸方向の下方へと移動させ、積層ステージ４１の上面、又は、既に積層された他のシートＳに当接させる。そして、搬送保持機構における吸着保持を解除して、シートＳを積層ステージ４１の所定位置に載置させた後、搬送スライド機構によって、待機位置Ｄへと移動させる。この搬送手段５０の積層動作によって、位置合わせが適切に行われたシートＳを積層ステージ４１上に積層することができる。
【0036】
本実施形態における積層装置１００は、アライメント手段１０、シート矯正手段２０、シート回収手段３０、積層手段４０、搬送手段５０、及び、制御手段を備えるものである。しかしながら、本実施形態における積層装置１００は、これに限らず、例えば、シートＳをアライメントステージ１１上に供給するシート供給手段（シート移動手段）や、シートＳを覆うフィルムを剥離する剥離手段や、シートＳの積層体を圧着し一体化する圧着手段などを備えてもよい。また、本実施形態における積層装置１００は、シートＳを覆うフィルムが剥離された後において、アライメント手段１０を用いたシートＳの基準位置への位置合わせを行っている。しかしながら、これに限らず、例えば、剥離手段のシートＳを覆うフィルムが剥離される前において、アライメント手段１０を用いたシートＳの基準位置への位置合わせを行ってもよい。さらに、本実施形態において、シート矯正手段２０は、シート回収手段３０に具備されるものであるが、これに限らず、例えば、シート矯正手段２０は、シート供給手段に具備されるものとしてもよい。このように、シート矯正手段２０がシート供給手段に具備されることにより、積層装置１００の小型化や簡素化などを行うことができる。
【0037】
図３及び図４は、図２に示されるシート矯正機構２１をＹＺ平面により切断した断面模式図を示す。図３（ａ）は、アライメントステージ１１上への移動状態、図３（ｂ）は、矯正時の押圧状態、図４（ａ）は、位置合わせ動作時の押圧状態、図４（ｂ）は、待機位置Ａ又は回収箱Ｃ上への移動状態をそれぞれ表す。
【0038】
＜シート矯正機構の詳細について＞
シート矯正機構２１は、シート矯正板２２と、フローティング機構２３と、フローティング機構２３を固定するフローティングロック機構２４と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、本実施形態におけるシート矯正機構２１は、シート矯正板２２が、複数のスプリングなどからなる付勢部材２９を介して、フローティング機構２３の取付部２３ｂｍと一体的に接続されている構成である。
シート矯正機構２１は、シート矯正板２２と、フローティング機構２３と、フローティング機構２３を固定するフローティングロック機構２４と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、本実施形態におけるシート矯正機構２１は、シート矯正板２２が、複数のスプリングなどからなる付勢部材２９を介して、フローティング機構２３の取付部２３ｂｍと一体的に接続されている構成である。
【0039】
＜シート矯正板について＞
シート矯正板２２は、Ｚ軸方向から見て、シートＳを覆い得るように設定された略矩形形状を有し、Ｚ軸方向に貫通する複数の吸着ポート３５ａと、複数の開口部（不図示）と、を備えている。
シート矯正板２２は、Ｚ軸方向から見て、シートＳを覆い得るように設定された略矩形形状を有し、Ｚ軸方向に貫通する複数の吸着ポート３５ａと、複数の開口部（不図示）と、を備えている。
【0040】
複数の吸着ポート３５ａは、上方を負圧チューブ３５ｂに常時接続させるものであり、シートＳを吸着保持するときには、負圧チューブ３５ｂを介して負圧を導入し、シートＳの吸着保持を解除するときには、大気開放又は正圧を導入する。この複数の吸着ポート３５ａ及び負圧チューブ３５ｂは、シートＳを回収箱３１へ回収する際に、シートＳを吸着保持する回収保持機構３５として形成されている。なお、本実施形態において、複数の吸着ポート３５ａにより、シートＳを真空吸着するものであるが、これに限らず、より確実にシートＳを吸着保持するために、例えば、シート矯正板２２の中央部にベンチュリー効果を利用した非接触吸着パッドなどを設けてもよい。
【0041】
複数の開口部は、第１に、シート矯正板２２の荷重Ｗ（図３（ｂ）参照）によるシートＳへの押圧力を調整するため、第２に、シートＳに対する接触面積を調整し、シート矯正板２２にシートＳが張り付くことを防止するため、第３に、シートＳのシート識別用マークを上方より撮像するために設けられている。
【0042】
＜フローティング機構について＞
フローティング機構２３は、保持部材２３ａと、フローティング部材２３ｂと、スラスト軸受２３ｃと、ボールプランジャ２３ｄと、を備える。
フローティング機構２３は、保持部材２３ａと、フローティング部材２３ｂと、スラスト軸受２３ｃと、ボールプランジャ２３ｄと、を備える。
【0043】
保持部材２３ａは、本体部２３ｂｂを保持すべき囲む形状を有し、底部に開口２３ａｏを備える。保持部材２３ａは、スライド機構３４に固定されるとともに、スライド機構３４との間に収容空間Ａｓを画定する。
【0044】
フローティング部材２３ｂは、Ｚ軸方向に延在する本体部２３ｂｂと、本体部２３ｂｂの中間部に設けられ、ＸＹ平面内に延在するフランジ部２３ｂｆと、本体部２３ｂｂの下端に設けられ、ＸＹ平面内に延在する取付部２３ｂｍと、を備える。この本体部２３ｂｂの上端は、スライド機構３４に対して非接触の状態で、スライド機構３４の開口３４ｏの内部に位置する。本体部２３ｂｂの下端は、スライド機構３４非接触の状態で、保持部材２３ａの開口２３ａｏの外部に位置している。また、フランジ部２３ｂｆは、上方に位置するスライド機構３４、及び、側方から下方に位置する保持部材２３ａとは、離間した状態で、収容空間Ａｓに収容される。
【0045】
スラスト軸受２３ｃは、フランジ部２３ｂｆと保持部材２３ａとの間に上下方向に挟持された状態で、収容空間Ａｓに収容される。このスラスト軸受２３ｃにより、フローティング部材２３ｂのスムーズなＸＹθ軸への移動、つまり、ＸＹ平面内における移動及び回動が可能になっている。なお、スラスト軸受２３ｃは、図示は省略するが、例えば、環状に配列された複数の貫通孔を有するリテーナと、各貫通孔に保持された球形状の転動体と、を備え、転動体のＺ軸方向の上下端部は、リテーナより外方に突出するものとしてもよい。
【0046】
ボールプランジャ２３ｄは、スプリングと、このスプリングの付勢力Ｆｂにより、Ｚ軸方向の下方へと常時付勢されるボールと、を備える。ボールプランジャ２３ｄは、スライド機構３４の下面において、スライド機構３４の開口３４ｏを取り囲むように、円周方向に沿って複数配置されており、フランジ部２３ｂｆをＺ軸方向の下方へと常時付勢する。このボールプランジャ２３ｄにより、フローティング部材２３ｂのＸＹ平面内、かつ、フローティング部材２３ｂのＺ軸に平行な中心軸と交差する軸を中心とした回動（以下、「揺れ方向への回動」という）（図４（ａ）の矢印Ｐ参照）が許容される。本実施形態において、ボールプランジャ２３ｄにより、フローティング部材２３ｂの揺れ方向Ｐへの回動を許容することより、例えば、シート矯正手段２０における組立誤差などを吸収することができる。
【0047】
このように、フローティング機構２３は、スラスト軸受２３ｃにより、スムーズなＸＹθ軸への移動が可能であるとともに、ボールプランジャ２３ｄにより、揺れ方向Ｐへの回動を許容することができる。
【0048】
＜フローティングロック機構について＞
フローティングロック機構２４は、フローティング機構２３を固定状態及び解除状態へと切り換えるものであり、フローティング部材２３ｂの上端部に設けられる一対の突起部２４ａと、センターリングロック２４ｂと、センターリングロック２４ｂをＺ軸方向（図４（ａ）及び図４（ｂ）の矢印ＩＶ方向）に移動させる固定用エアシリンダー２４ｃと、を備える。ここで、一対の突起部２４ａの先端は、半球形状の凸部２４ａｐを有している。また、センターリングロック２４ｂの下面は、半球形状からなる一対の凹部２４ｂｒを有している。この凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒは、互いの半球面同士が面接触し得る対応した形状を有している。ここで、固定用エアシリンダー２４ｃにより、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒをＺ軸方向に係合させるとともに、フローティング部材２３ｂのフランジ部２３ｂｆを、スラスト軸受２３ｃを介して保持部材２３ａに押し付けて拘束することにより、フローティング機構２３の自由度（ＸＹθ軸への移動、揺れ方向への回動及びＺ軸方向への移動）が完全に失われ、フローティングロック機構２４が固定状態となる。一方、固定用エアシリンダー２４ｃにより、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒをＺ軸方向に相互に離間させるとともに、フローティング部材２３ｂのフランジ部２３ｂｆの拘束を解放することにより、フローティングロック機構２４が解除状態となる。なお、シート矯正機構２１がアライメントステージ位置Ｂに配置され、フローティングロック機構２４が固定状態にある場合には、Ｚ軸方向から見た、シート矯正板２２及びアライメントステージ１１の中心位置、及び、θ方向への回動角度がそれぞれ一致する位置（以下、「センターリング位置」という）に配置されるように予め設定されている。本実施形態において、一対の凸部２４ａｐ及び一対の凹部２４ｂｒは、互いに対応した半球形状としたが、これに限らず、例えば、互いに対応した円錐形状、円錐台形状、円筒形状、及び、角柱形状などであってもよい。
フローティングロック機構２４は、フローティング機構２３を固定状態及び解除状態へと切り換えるものであり、フローティング部材２３ｂの上端部に設けられる一対の突起部２４ａと、センターリングロック２４ｂと、センターリングロック２４ｂをＺ軸方向（図４（ａ）及び図４（ｂ）の矢印ＩＶ方向）に移動させる固定用エアシリンダー２４ｃと、を備える。ここで、一対の突起部２４ａの先端は、半球形状の凸部２４ａｐを有している。また、センターリングロック２４ｂの下面は、半球形状からなる一対の凹部２４ｂｒを有している。この凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒは、互いの半球面同士が面接触し得る対応した形状を有している。ここで、固定用エアシリンダー２４ｃにより、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒをＺ軸方向に係合させるとともに、フローティング部材２３ｂのフランジ部２３ｂｆを、スラスト軸受２３ｃを介して保持部材２３ａに押し付けて拘束することにより、フローティング機構２３の自由度（ＸＹθ軸への移動、揺れ方向への回動及びＺ軸方向への移動）が完全に失われ、フローティングロック機構２４が固定状態となる。一方、固定用エアシリンダー２４ｃにより、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒをＺ軸方向に相互に離間させるとともに、フローティング部材２３ｂのフランジ部２３ｂｆの拘束を解放することにより、フローティングロック機構２４が解除状態となる。なお、シート矯正機構２１がアライメントステージ位置Ｂに配置され、フローティングロック機構２４が固定状態にある場合には、Ｚ軸方向から見た、シート矯正板２２及びアライメントステージ１１の中心位置、及び、θ方向への回動角度がそれぞれ一致する位置（以下、「センターリング位置」という）に配置されるように予め設定されている。本実施形態において、一対の凸部２４ａｐ及び一対の凹部２４ｂｒは、互いに対応した半球形状としたが、これに限らず、例えば、互いに対応した円錐形状、円錐台形状、円筒形状、及び、角柱形状などであってもよい。
【0049】
＜シート矯正機構を用いた位置合わせ及び回収動作について＞
まず、図３及び図４を用いて、シート矯正機構２１を用いた位置合わせ動作について説明する。なお、初期状態として、シート矯正機構２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は、固定状態となっている。
まず、図３及び図４を用いて、シート矯正機構２１を用いた位置合わせ動作について説明する。なお、初期状態として、シート矯正機構２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は、固定状態となっている。
【0050】
シート矯正機構２１を、スライド機構３４によって、待機位置Ａからアライメントステージ位置Ｂに移動させた後、図３（ａ）に示すように、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（１）方向）へと移動させて、シート矯正板２２を、アライメントステージ１１上のシートＳに当接させる。この際、フローティングロック機構２４が固定状態となっているため、移動中に、シート矯正機構２１が不安定な姿勢となることを防ぐことができるとともに、シート矯正板２２を、センターリング位置に配置させることができる。
【0051】
次に、シートＳの変形を矯正するために、図３（ｂ）に示すように、シート矯正機構２１を、スライド機構３４によって、さらにＺ軸方向の下方（矢印ＩＩ（２）方向）へと移動させて、シート矯正板２２と取付部２３ｂｍとの間に設けられた複数の付勢部材２９を圧縮させることにより、シートＳに付勢力Ｆｋを負荷する。ここで、シートＳに負荷される上方からの押圧力は、この圧縮された複数の付勢部材２９による付勢力Ｆｋと、シート矯正板２２による荷重Ｗとの合力である。よって、この押圧力が所望の値となるように、シート矯正板２２の重量、付勢部材のばね係数、及び、シート矯正機構２１のＺ軸方向下方へ（矢印ＩＩ（２）方向）の移動量などを調整することができる。本実施形態における付勢部材２９は、圧縮ばねを採用するものであるが、これに限らず、例えば、引っ張りばねを採用することにより、付勢力Ｆｋを、Ｚ軸方向上方に作用させ、シート矯正板２２による荷重Ｗの影響を軽減させることができる。このように、本実施形態において、シートＳが、シート矯正機構２１により、上方から所望の押圧力で負荷されているため、シートＳの変形を矯正することができる。なお、シート矯正機構２１により、上方から負荷される押圧力は、ＸＹθ軸電動アクチュエータ１２がアライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を円滑に実行することができるように、所定値未満となるように設定されている。
【0052】
そして、シート矯正板２２を、アライメントステージ１１の移動に追従させるために、図４（ａ）に示すように、フローティングロック機構２４により、フローティング機構２３を固定状態から解除状態へと切り換える。具体的には、固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の上方（矢印ＩＶ（３）方向）へと移動させると、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒが非係合状態となり、フローティング機構２３によるＸＹθ軸への移動が可能な解除状態となる。この際、フローティング部材２３ｂは、各ボールプランジャ２３ｄにより、揺れ方向Ｐへの回動が可能となる。これにより、シート矯正板２２は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持した状態で、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を伴う位置合わせ動作にずれることなく追従することができるため、アライメント動作を阻害せず、シートＳへの損傷などを抑制することができる。
【0053】
その後、アライメント手段１０において、制御手段により、所定時間内に、シートＳの位置合わせが適切に行われたものと判断された場合には、シート矯正機構２１を、図４（ａ）に示すように、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（４）方向）へと移動させる。そして、シート矯正機構２１がシートＳから離間した後に、図４（ｂ）に示すように、フローティングロック機構２４により、フローティング機構２３を解除状態から固定状態へと切り換える。具体的には、固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の下方（矢印ＩＶ（５）方向）へと移動させると、凸部２４ａｐ及び凹部２４ｂｒが係合するとともに、フローティング部材２３ｂのフランジ部２３ｂｆが拘束され、フローティング機構２３の自由度（ＸＹθ軸への移動、揺れ方向への回動及びＺ軸方向への移動）が完全に失われ、センターリング位置において固定状態となる。これにより、シート矯正機構２１が移動する際に、不安定な姿勢となることを防ぐことができる。そして、シート矯正機構２１を、さらにＺ軸方向の上方（矢印ＩＩ（６）方向）へと移動させ、アライメントステージ位置Ｂから待機位置Ａに移動させる。
【0054】
一方、アライメント手段１０において、制御手段により、所定時間内に、シートＳの位置合わせが適切に行われなかったものと判断された場合には、回収保持機構３５として機能するシート矯正板２２の吸着ポート３５ａを用いて回収動作が行われる。この回収動作は、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明するが、図４（ｂ）においては、回収保持機構３５により、シートＳがシート矯正板２２の下面側に真空吸着されているものとして説明する。
【0055】
まず、図４（ａ）に示すように、シートＳを、シート矯正板２２の吸着ポート３５ａ（回収保持機構３５）における真空吸着により保持させる。その後、前述のシートＳの位置合わせが適切に行われたものと判断された場合と同様に、シート矯正機構２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（４）方向）へと移動させる。そして、シート矯正機構２１がシートＳから離間した後に、図４（ｂ）に示すように、フローティングロック機構２４の固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の下方（矢印ＩＶ（５）方向）へと移動させ、フローティング機構２３を解除状態から固定状態へと切り換える。これにより、シート矯正機構２１が移動する際に、不安定な姿勢となることを防ぐことができる。そして、シート矯正機構２１を、さらにＺ軸方向の上方（矢印ＩＩ（６）方向）へと移動させ、アライメントステージ位置Ｂから回収箱位置Ｃに移動させた後、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩＩ（７）方向）へと移動させ、回収箱３１の内側底面、又は、既に回収された他のシートＳに当接させる。そして、シート矯正板２２の吸着ポート３５ａにおける吸着保持を解除して、シートＳを回収箱３１内に載置させた後、シート矯正機構２１を、スライド機構３４によって、待機位置Ａへと移動させる。
【0056】
本実施形態のシート矯正機構２１は、シート矯正板２２の重量及びシート矯正機構２１のＺ軸方向下方への移動量を調整することにより、上方から所望の押圧力によってシートＳに負荷を加えることができるため、シートＳの変形を矯正することができる。また、本実施形態において、シート矯正板２２は、フローティング機構２３により、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持した状態で、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を伴う位置合わせ動作にずれることなく追従することができるため、シートＳへの損傷などを抑制することできる。さらに、本実施形態において、アライメントステージ１１は、シート矯正機構２１がシートＳの変形を矯正した後に、シートＳを吸着しているため、不可逆的な皺がシートＳに生じることを回避することができる。
【0057】
（第２の実施形態）
図５から図７は、第２の実施形態に係るシート矯正機構１２１をＹＺ平面により切断した断面模式図を示す。図５（ａ）は、アライメントステージ１１上への移動状態、図５（ｂ）は、シート矯正板１２２の載置状態、図６（ａ）は、位置合わせ動作時の押圧状態であってシート矯正板１１２の分離後又は回収前における移動状態、図６（ｂ）は、シート矯正板１１２の回収直前状態、図７（ａ）は、シート矯正板１２２の回収状態、図７（ｂ）は、シート矯正板１１２の回収直後状態をそれぞれ表す。
図５から図７は、第２の実施形態に係るシート矯正機構１２１をＹＺ平面により切断した断面模式図を示す。図５（ａ）は、アライメントステージ１１上への移動状態、図５（ｂ）は、シート矯正板１２２の載置状態、図６（ａ）は、位置合わせ動作時の押圧状態であってシート矯正板１１２の分離後又は回収前における移動状態、図６（ｂ）は、シート矯正板１１２の回収直前状態、図７（ａ）は、シート矯正板１２２の回収状態、図７（ｂ）は、シート矯正板１１２の回収直後状態をそれぞれ表す。
【0058】
＜シート矯正機構の詳細について＞
シート矯正機構１２１は、シート矯正板１２２と、フローティング機構２３と、フローティング機構２３を固定するフローティングロック機構２４と、シート矯正板１２２を固定する矯正板ロック機構１２６と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、本実施形態におけるシート矯正機構１２１は、シート矯正板１２２が、矯正板ロック機構１２６を介して、フローティング機構２３と着脱自在に接続されている構成を有している点で、第１の実施形態に係るシート矯正機構２１と相違する。しかしながら、その他の基本構成は第１の実施形態と同一であるため、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
シート矯正機構１２１は、シート矯正板１２２と、フローティング機構２３と、フローティング機構２３を固定するフローティングロック機構２４と、シート矯正板１２２を固定する矯正板ロック機構１２６と、を備える。以下、それらを順に説明する。なお、本実施形態におけるシート矯正機構１２１は、シート矯正板１２２が、矯正板ロック機構１２６を介して、フローティング機構２３と着脱自在に接続されている構成を有している点で、第１の実施形態に係るシート矯正機構２１と相違する。しかしながら、その他の基本構成は第１の実施形態と同一であるため、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0059】
＜シート矯正板について＞
シート矯正板１２２は、Ｚ軸方向から見て、シートＳを覆い得るように設定された略矩形形状を有し、Ｚ軸方向に貫通する複数の吸着ポート１３５ａと、複数の開口部（不図示）と、を備えている。この複数の吸着ポート１３５ａの上方は、第２のセンターリングロック１２６ｂに配置されている垂直に延在した負圧チューブ１３５ｂに着脱自在に接続されるものである。ここで、複数の吸着ポート１３５ａと負圧チューブ１３５ｂとを接続した連通状態において、負圧チューブ１３５ｂに負圧を導入することにより、複数の吸着ポート１３５ａにシートＳを吸着保持することができる一方、負圧チューブ１３５ｂに大気開放又は正圧を導入することにより、複数の吸着ポート１３５ａへのシートＳの吸着保持を解除することができる。この複数の吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、第１の実施形態と同様に、シートＳを回収箱３１へ回収する際に、シートＳを吸着保持する回収保持機構１３５として形成されている。また、複数の開口部は、第１の実施形態と同様に、第１に、シート矯正板１２２の荷重Ｗ（図６（ａ）参照）によるシートＳへの押圧力を調整するため、第２に、シートＳに対する接触面積を調整し、シート矯正板１２２にシートＳが張り付くことを防止するため、第３に、シートＳのシート識別用マークを上方より撮像するために設けられている。
シート矯正板１２２は、Ｚ軸方向から見て、シートＳを覆い得るように設定された略矩形形状を有し、Ｚ軸方向に貫通する複数の吸着ポート１３５ａと、複数の開口部（不図示）と、を備えている。この複数の吸着ポート１３５ａの上方は、第２のセンターリングロック１２６ｂに配置されている垂直に延在した負圧チューブ１３５ｂに着脱自在に接続されるものである。ここで、複数の吸着ポート１３５ａと負圧チューブ１３５ｂとを接続した連通状態において、負圧チューブ１３５ｂに負圧を導入することにより、複数の吸着ポート１３５ａにシートＳを吸着保持することができる一方、負圧チューブ１３５ｂに大気開放又は正圧を導入することにより、複数の吸着ポート１３５ａへのシートＳの吸着保持を解除することができる。この複数の吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、第１の実施形態と同様に、シートＳを回収箱３１へ回収する際に、シートＳを吸着保持する回収保持機構１３５として形成されている。また、複数の開口部は、第１の実施形態と同様に、第１に、シート矯正板１２２の荷重Ｗ（図６（ａ）参照）によるシートＳへの押圧力を調整するため、第２に、シートＳに対する接触面積を調整し、シート矯正板１２２にシートＳが張り付くことを防止するため、第３に、シートＳのシート識別用マークを上方より撮像するために設けられている。
【0060】
次に、フローティング機構２３及びフローティングロック機構２４については、第１の実施形態と同一であるため、説明は省略する。
【0061】
＜矯正板ロック機構について＞
図５（ｂ）に用いて、矯正板ロック機構１２６について説明する。矯正板ロック機構１２６は、シート矯正板１２２の上面側に取り付けられる一対の第２の突起部１２６ａと、第２のセンターリングロック１２６ｂと、Ｘ軸方向に対向する一対の挟持部材１２６ｃと、一対の挟持部材１２６ｃ（一方のみ図示）を近接及び離間させるようにＸ軸方向（矢印Ｖ方向）に移動させる挟持用エアシリンダー１２６ｄと、を備える。
図５（ｂ）に用いて、矯正板ロック機構１２６について説明する。矯正板ロック機構１２６は、シート矯正板１２２の上面側に取り付けられる一対の第２の突起部１２６ａと、第２のセンターリングロック１２６ｂと、Ｘ軸方向に対向する一対の挟持部材１２６ｃと、一対の挟持部材１２６ｃ（一方のみ図示）を近接及び離間させるようにＸ軸方向（矢印Ｖ方向）に移動させる挟持用エアシリンダー１２６ｄと、を備える。
【0062】
矯正板ロック機構１２６は、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２を互いに分離状態及び接続状態とすることにより、アライメントステージ１１上に対してシート矯正板１２２を載置及び回収するものである。この矯正板ロック機構１２６は、フローティング機構２３とシート矯正板１２２との相対的な移動を拘束する手段、つまり、ＸＹ平面内の相対的な移動を拘束する手段（以下、「ＸＹ平面内の拘束手段」という）、及び、Ｚ軸方向における相対的な移動を拘束する手段（以下、「Ｚ軸方向の拘束手段」という）を有している。
【0063】
まず、ＸＹ平面内の拘束手段は、シート矯正板１２２の上面に設けられる一対の第２の突起部１２６ａと、第２のセンターリングロック１２６ｂと、を備える。ここで、一対の第２の突起部１２６ａの先端は、半球形状の第２の凸部１２６ａｐを有している。また、第２のセンターリングロック１２６ｂの下面は、半球形状からなる一対の第２の凹部１２６ｂｒを有している。この第２の凸部１２６ａｐ及び第２の凹部１２６ｂｒは、互いの半球面同士が面接触し得る対応した形状を有している。ここで、第２の凸部１２６ａｐ及び第２の凹部１２６ｂｒがＺ軸方向に係合することにより、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２におけるＸＹ平面内の相対的な移動が拘束される。
【0064】
次に、Ｚ軸方向の拘束手段は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第２の突起部１２６ａの基部側に形成される縮径部１２６ａｒと、この縮径部１２６ａｒを挟んで、Ｘ軸方向に対向する一対の挟持部材１２６ｃに形成される一対の窪み部１２６ｃｒと、からなる。なお、図６（ａ），（ｂ）には、一方の挟持部材１２６ｃのみが示されているが、図示が省略されている他方の挟持部材は、一方の挟持部材１２６ｃと対向するように、紙面の手前側に配置されている。この縮径部１２６ａｒ及び一対の窪み部１２６ｃｒは、Ｘ軸方向に係合する互いの側面同士が対応する形状を有している。具体的には、縮径部１２６ａｒを、Ｚ軸方向から見ると、円形状を有しており、また、一対の窪み部１２６ｃｒを、Ｚ軸方向から見ると、それぞれ対向する側に中心を有する略半円形状を有している。ここで、挟持用エアシリンダー１２６ｄにより、一対の挟持部材１２６ｃを、互いに近接させるようにＸ軸方向へと移動させて、縮径部１２６ａｒを一対の窪み部１２６ｃｒにより挟持することにより、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２におけるＺ軸方向の移動が拘束される。なお、図５（ｂ）に示すように、シート矯正機構１２１がアライメントステージ位置Ｂに配置され、フローティングロック機構２４が固定状態、かつ、矯正板ロック機構１２６が接続状態である場合には、Ｚ軸方向から見て、ＸＹ平面上におけるシート矯正板１２２及びアライメントステージ１１の中心位置、及び、θ方向への回動角度が一致するセンターリング位置に配置されるように予め設定されている。本実施形態のＺ軸方向の拘束手段は、第２の突起部１２６ａの縮径部１２６ａｒと、一対の挟持部材１２６ｃの一対の窪み部１２６ｃｒとからなるものとしたが、これに限らず、例えば、シート矯正板１２２に接続される部材及び第２のセンターリングロック１２６ｂに接続される部材が、それぞれ引っ掛かる様態で係合し、Ｚ軸方向への動きが拘束されるものであれば、いかなる拘束手段であってもよい。また、本実施形態において、一対の第２の凸部１２６ａｐ及び一対の第２の凹部１２６ｂｒは、互いに対応した半球形状としたが、これに限らず、例えば、互いに対応した円錐形状、円錐台形状、円筒形状、及び、角柱形状などであってもよい。
【0065】
＜シート矯正機構を用いた位置合わせ動作及び回収動作について＞
まず、図５及び図６を用いて、シート矯正機構１２１を用いた位置合わせ動作について説明する。なお、初期状態として、シート矯正機構１２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は固定状態、矯正板ロック機構１２６は接続状態となっており、吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、連通状態となっている。
まず、図５及び図６を用いて、シート矯正機構１２１を用いた位置合わせ動作について説明する。なお、初期状態として、シート矯正機構１２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は固定状態、矯正板ロック機構１２６は接続状態となっており、吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、連通状態となっている。
【0066】
スライド機構３４によって、待機位置Ａからアライメントステージ位置Ｂにシート矯正機構１２１を移動させた後、図５（ａ）に示すように、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（１）方向）へと移動させて、シート矯正板１２２を、アライメントステージ１１上のシートＳに当接させる。この際、フローティングロック機構２４が固定状態とされているため、移動中に、シート矯正機構１２１が不安定な姿勢となることを防ぐとともに、シート矯正板１２２を、アライメントステージ１１と中心位置、及び、θ方向への回動角度がそれぞれ一致するセンターリング位置に配置させることができる。
【0067】
そして、図５（ｂ）に示すように、矯正板ロック機構１２６を接続状態から分離状態へと切り換え、Ｚ軸方向の拘束手段を非係合状態とさせる。具体的には、まず、挟持用エアシリンダー１２６ｄにより、一対の挟持部材１２６ｃを、互いに離間させるようにＸ軸方向（矢印Ｖ（２）方向）へと移動させる。この際、Ｚ軸方向から見て、一対の窪み部１２６ｃｒを縮径部１２６ａｒから離間させるとともに、第２の突起部１２６ａの最外周面と重ならない外方位置まで移動させることにより、Ｚ軸方向の拘束手段が非係合となり、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２におけるＺ軸方向への相対的な移動が可能となる。さらに、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（３）方向）へと移動させることにより、ＸＹ平面内の拘束手段が非係合状態となる。これにより、シート矯正板１２２は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持するように、アライメントステージ１１上に載置される。
【0068】
このように、本実施形態において、シートＳが、シート矯正板１２２の荷重Ｗにより、上方から所望の押圧力で負荷されているため、シートＳの変形を矯正することができる。なお、シート矯正機構１２１により、上方から負荷される押圧力は、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動によって、シート矯正板１２２がずれないように、かつ、ＸＹθ軸電動アクチュエータ１２がアライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を円滑に実行することができるように設定されている。これにより、シート矯正板１２２は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持した状態で、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を伴う位置合わせ動作にずれることなく追従することができるため、シートＳへの損傷などを抑制することができる。
【0069】
その後、図６（ａ）に示すように、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（４）方向）へとシート矯正機構１２１を移動させ、更にアライメントステージ位置Ｂから待機位置Ａにシート矯正機構１２１を移動させる。これにより、回収保持機構１３５における吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、非連通状態となる。この際、フローティングロック機構２４は固定状態であるため、シート矯正機構１２１が移動する際に、不安定な姿勢となることを防ぐことができる。
【0070】
なお、アライメント手段１０による位置合わせ動作については、第１の実施形態に係るアライメント手段１０と同一であるため、説明は省略する。
【0071】
その後、アライメント手段１０において、制御手段により、所定時間内に、シートＳの位置合わせが適切に行われたものと判断された場合には、シート矯正板１２２を回収する回収動作が行われる。なお、初期状態として、シート矯正機構１２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は固定状態であり、矯正板ロック機構１２６は分離状態となっている。
【0072】
まず、図６（ａ）に示すように、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、待機位置Ａからアライメントステージ位置Ｂに移動させた後、図６（ａ）に示すように、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（５）方向）へと移動させる。
【0073】
さらに、図６（ｂ）に示すように、矯正板ロック機構１２６における、シート矯正板１２２の上面に設けられる一対の第２の突起部１２６ａと、第２のセンターリングロック１２６ｂとを近接させる。そして、フローティングロック機構２４の固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の上方（矢印ＩＶ（６）方向）へと移動させ、フローティング機構２３を固定状態から解除状態へと切り換える。その後、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（７）方向）へとさらに移動させる。
【0074】
そして、図７（ａ）に示すように、矯正板ロック機構１２６を分離状態から接続状態へと切り換える。具体的には、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の下方へと移動させ、第２の凸部１２６ａｐ及び第２の凹部１２６ｂｒ、つまり、ＸＹ平面内の拘束手段をＺ軸方向に係合状態とすることにより、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２におけるＸＹ平面内の相対的な移動が拘束される。さらに、縮径部１２６ａｒ及び窪み部１２６ｃｒ、つまり、Ｚ軸方向の拘束手段をＸ軸方向（矢印Ｖ（８）方向）に係合状態とすることにより、フローティング機構２３及びシート矯正板１２２におけるＺ軸方向の移動が拘束される。これにより、シート矯正板１２２を、アライメントステージ１１上から回収することができる。また、回収保持機構１３５における吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、接続状態となる。この際、フローティング機構２３は、スムーズなＸＹθ軸への移動及び揺れ方向への回動が可能であるため、シート矯正板１２２に不要な外力が加わることがなく、シートＳへの損傷を抑制できる。
【0075】
その後、図７（ａ）に示すように、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（９）方向）へと移動させる。そして、シート矯正機構１２１がシートＳから離間した後に、図７（ｂ）に示すように、フローティングロック機構２４の固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の下方（矢印ＩＶ（１０）方向）へと移動させ、フローティング機構２３を解除状態から固定状態へと切り換える。そして、シート矯正機構１２１を、さらにＺ軸方向の上方（矢印ＩＩ（１１）方向）へと移動させ、アライメントステージ位置Ｂから待機位置Ａに移動させる。
【0076】
一方、アライメント手段１０において、制御手段により、所定時間内に、シートＳの位置合わせが適切に行われなかったものと判断された場合には、回収保持機構１３５として機能するシート矯正板１２２の吸着ポート１３５ａを用いて回収動作が行われる。この回収動作は、図６（ａ）から図７（ｂ）を用いて説明するが、図７（ｂ）においては、回収保持機構１３５により、シートＳがシート矯正板１２２の下面側に真空吸着されているものとして説明する。なお、初期状態として、シート矯正機構１２１は、待機位置Ａで停止しており、フローティングロック機構２４は固定状態であり、矯正板ロック機構１２６は分離状態となっている。
【0077】
まず、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、待機位置Ａからアライメントステージ位置Ｂに移動させた後、図６（ａ）に示すように、アライメントステージ１１に近接するように、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（５）方向）へと移動させる。
【0078】
さらに、図６（ｂ）に示すように、フローティングロック機構２４の固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の上方（矢印ＩＶ（６）方向）へと移動させ、フローティング機構２３を固定状態から解除状態へと切り換える。その後、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩ（７）方向）へとさらに移動させる。
【0079】
そして、図７（ａ）に示すように、第２の凸部１２６ａｐ及び第２の凹部１２６ｂｒ、つまり、ＸＹ平面内の拘束手段を係合状態とする。また、挟持用エアシリンダー１２６ｄをＸ軸方向（矢印Ｖ（８）方向）へと移動させ、縮径部１２６ａｒ及び窪み部１２６ｃｒ、つまり、Ｚ軸方向の拘束手段を係合状態とすることにより、矯正板ロック機構１２６が分離状態から接続状態へと切り換わる。この際、回収保持機構１３５における吸着ポート１３５ａ及び負圧チューブ１３５ｂは、接続状態となっている。この負圧チューブ１３５ｂに負圧を導入させて、吸着ポート１３５ａにシートＳを真空吸着させた状態で、シート矯正板１２２を、アライメントステージ１１上から回収する。
【0080】
その後、図７（ａ）に示すように、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（９）方向）へと移動させる。そして、シート矯正機構１２１がシートＳから離間した後に、図７（ｂ）に示すように、フローティングロック機構２４の固定用エアシリンダー２４ｃをＺ軸方向の下方（矢印ＩＶ（１０）方向）へと移動させ、フローティング機構２３を解除状態から固定状態へと切り換える。これにより、シート矯正機構１２１が移動する際に、不安定な姿勢となることを防ぐことができる。そして、シート矯正機構１２１を、Ｚ軸方向の上方（矢印ＩＩ（１１）方向）、及び、アライメントステージ位置Ｂから回収箱位置Ｃへと移動させる。さらに、シート矯正機構１２１を、Ｚ軸方向の下方（矢印ＩＩＩ（１２）方向）へと移動させ、回収箱３１の内側底面、又は、既に回収された他のシートＳに当接させる。そして、シート矯正板１２２の吸着ポート１３５ａにおける吸着保持を解除して、シートＳを回収箱３１内に載置させた後、シート矯正機構１２１を、スライド機構３４によって、待機位置Ａへと移動させる。
【0081】
本実施形態のシート矯正機構１２１は、シート矯正板１２２の荷重Ｗにより、上方からの押圧力をシートＳに負荷するため、シートＳの変形を矯正することができる。また、本実施形態のシート矯正板１２２は、アライメントステージ１１との間にシートＳを挟持した状態で、アライメントステージ１１のＸＹθ軸への移動を伴う位置合わせ動作にずれることなく追従することができるため、シートＳへの損傷などを抑制することができる。さらに、本実施形態において、アライメントステージ１１は、シート矯正機構１２１がシートＳの変形を矯正した後に、シートＳを吸着しているため、不可逆的な皺がシートＳに生じることを回避することができる。
【符号の説明】
【0082】
１００ 積層装置
１０ アライメント手段
１１ アライメントステージ
１２ ＸＹθ軸電動アクチュエータ
２０ シート矯正手段
２１ シート矯正機構
２２ シート矯正板
２３ フローティング機構
２４ フローティングロック機構
２９ 付勢部材
３０ シート回収手段（シート移動手段）
３４ スライド機構
３５ 回収保持機構
４０ 積層手段
５０ 搬送手段
１２１ シート矯正機構
１２２ シート矯正板
１２６ 矯正板ロック機構
１３５ 回収保持機構
Ａ 待機位置
Ｂ アライメントステージ位置
Ｃ 回収箱位置
Ｆｋ 付勢部材による付勢力
Ｓ シート
Ｗ シート矯正板による荷重
１０ アライメント手段
１１ アライメントステージ
１２ ＸＹθ軸電動アクチュエータ
２０ シート矯正手段
２１ シート矯正機構
２２ シート矯正板
２３ フローティング機構
２４ フローティングロック機構
２９ 付勢部材
３０ シート回収手段（シート移動手段）
３４ スライド機構
３５ 回収保持機構
４０ 積層手段
５０ 搬送手段
１２１ シート矯正機構
１２２ シート矯正板
１２６ 矯正板ロック機構
１３５ 回収保持機構
Ａ 待機位置
Ｂ アライメントステージ位置
Ｃ 回収箱位置
Ｆｋ 付勢部材による付勢力
Ｓ シート
Ｗ シート矯正板による荷重
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2021-06-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚のシートを積層する積層装置であって、
アライメントステージと、
前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、
前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、
を備え、
前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とする積層装置。
アライメントステージと、
前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、
前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、
を備え、
前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とする積層装置。
【請求項2】
前記シート矯正手段は、付勢部材を有し、前記シート矯正板の荷重に加え、前記付勢部材の付勢力を、前記シートに負荷することを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
【請求項3】
前記シート矯正手段は、フローティング機構をさらに備え、
前記シート矯正板は、前記フローティング機構と一体的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層装置。
前記シート矯正板は、前記フローティング機構と一体的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層装置。
【請求項4】
前記シート矯正手段は、フローティング機構と、前記シート矯正板と前記フローティング機構とを着脱自在に接続する矯正板ロック機構と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
【請求項5】
前記シート矯正手段は、前記フローティング機構を固定状態及び解除状態とするフローティングロック機構を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の積層装置。
【請求項6】
前記シート移動手段は、前記アライメントステージ上から回収対象の前記シートを回収するシート回収手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の積層装置。
【請求項7】
前記シート移動手段は、前記アライメントステージ上へと前記シートを供給するシート供給手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の積層装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上記課題を解決する本発明の一態様は、複数枚のシートを積層する積層装置であって、アライメントステージと、前記アライメントステージに対して前記シートを相対的に移動させるシート移動手段と、前記アライメントステージ上に載置された前記シートの位置合せを行うアライメント手段と、を備え、前記シート移動手段は、前記アライメントステージとの間に前記シートを挟持するシート矯正板を備えるシート矯正手段を含み、前記シート矯正板の荷重を前記シートに負荷した状態で、前記シート矯正板を前記アライメントステージの動きに追従させることを特徴とするものである。