特開 2023-154839 基板貼り付け装置及び基板貼り付け方法

(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】P2023154839

(43)【公開日】2023-10-20

(54)【発明の名称】基板貼り付け装置及び基板貼り付け方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20231013BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20231013BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022064441

(22)【出願日】2022-04-08

(71)【出願人】

【識別番号】000220239

【氏名又は名称】東京応化工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(72)【発明者】

【氏名】菊地 右文

(72)【発明者】

【氏名】山田 芳裕

(72)【発明者】

【氏名】水澤 竜馬

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA03

5F131AA12

5F131AA23

5F131BA60

5F131CA09

5F131CA33

5F131CA42

5F131EA07

5F131EA14

5F131EA15

5F131EB63

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EC32

5F131EC42

5F131EC52

5F131EC54

5F131EC62

5F131EC63

5F131EC64

5F131JA27

5F131JA35

(57)【要約】

【課題】複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力の均一化を図る。
【解決手段】基板貼り付け装置１００は、複数の基板Ｓ１、Ｓ２を重ねた状態で挟む第１プレート２０及び第２プレート３０と、第１プレート２０及び第２プレート３０のいずれか一方をいずれか他方に押し付ける押圧機構３０と、を有し、第１プレート２０及び第２プレート３０の少なくとも一方は、プレート本体３１と、プレート本体３１に支持されて基板Ｓ１、Ｓ２に当接し、プレート本体３１よりも高い柔軟性を有する変形可能な当接シート３５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の基板を重ねた状態で挟む第１プレート及び第２プレートと、
前記第１プレート及び前記第２プレートのいずれか一方をいずれか他方に押し付ける押圧機構と、を有し、
前記第１プレート及び前記第２プレートの少なくとも一方は、
プレート本体と、
前記プレート本体に支持されて前記基板に当接し、前記プレート本体よりも高い柔軟性を有する変形可能な当接シートと、を備える、基板貼り付け装置。

【請求項2】

前記当接シートは、前記基板の機能領域を覆うように形成されている、請求項１に記載の基板貼り付け装置。

【請求項3】

前記当接シートは、前記プレート本体よりも低い圧縮ヤング率を有する材料を含んで形成されている、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項4】

前記当接シートは、ゴム硬度が１５～３６である、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項5】

前記当接シートは、多孔質材料を用いて形成されている、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項6】

前記当接シートは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の厚みを有している、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項7】

前記当接シートは、単位面積あたり１．０ｔの荷重が付与された際に、前記荷重の方向に５０ｕｍ以上変形する材料により形成されている、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項8】

前記第１プレート及び前記第２プレートの一方又は双方は、前記基板を加熱するための加熱部を備え、
前記当接シートは、前記加熱部による加熱温度に抗する耐熱性を有した材料で形成されている、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項9】

前記当接シートの外形寸法は、前記基板の外形寸法よりも小さく、前記当接シートが前記基板に当接した際に、前記当接シートの外側に前記基板の外周部が突出する、請求項１又は２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項10】

複数の基板を重ねた状態で第１プレート及び第２プレートで挟むことにより前記複数の基板を貼り合わせる方法であって、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に、前記複数の基板を重ねた状態で配置することと、
前記第１プレート及び前記第２プレートのいずれか一方をいずれか他方に向けて押し付けることにより、前記第１プレートと前記第２プレートとの間の前記複数の基板に押圧力を付与することと、を含み、
前記押圧力は、前記押圧力に応じて変形する当接シートを介して、前記複数の基板に付与される、基板貼り付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板貼り付け装置及び基板貼り付け方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の基板を重ねた状態で貼り付ける基板貼り付け装置が知られている。このような基板貼り付け装置として、例えば被加圧部と、その下面に配置された応力分散部と、応力分散部の下面に配置された部品保持部とを備えた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構成において、部品保持部は応力分散部を構成する応力分散プレートの下面に取り付けられている。被加圧部の上面中央には、加圧機構からの加圧力が点荷重で加えられる。応力分散プレートは、その上面に円環状に台形状断面の接触部を備えている。複数の基板は、部品保持部と応力分散部との間に挟み込まれる。加圧機構からの加圧力は、応力分散プレートに形成された円環状の接触部により、周囲へ分散される。このように、応力分散プレートを設けることにより、複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力は均一化される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－３０１５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の基板貼り付け装置は、円環状の接触部を介して加圧力を伝達しているので、加圧する軸方向の延長上に加圧力を伝達する部分がなく、加圧力を均一に分散するには不十分である。基板どうしを適切に張り合わせるために、複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力のさらなる均一化が望まれている。また、複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力の均一性が低い場合、例えば、基板貼り付け装置の後工程で、基板の洗浄を行った際に、基板上の電子部品が脱落してしまうこともある。

【0005】

本発明は、複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力の均一化を図ることが可能な基板貼り付け装置及び基板貼り付け方法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】

【0006】

本発明の第１態様では、複数の基板を重ねた状態で挟む第１プレート及び第２プレートと、第１プレート及び第２プレートのいずれか一方をいずれか他方に押し付ける押圧機構と、を有し、第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方は、プレート本体と、プレート本体に支持されて基板に当接し、プレート本体よりも高い柔軟性を有する変形可能な当接シートと、を備える、基板貼り付け装置が提供される。

【0007】

本発明の第２態様では、複数の基板を重ねた状態で第１プレート及び第２プレートで挟むことにより複数の基板を貼り合わせる方法であって、第１プレートと第２プレートとの間に、複数の基板を重ねた状態で配置することと、第１プレート及び第２プレートのいずれか一方をいずれか他方に向けて押し付けることにより、第１プレートと第２プレートとの間の複数の基板に押圧力を付与することと、を含み、押圧力は、押圧力に応じて変形する当接シートを介して、複数の基板に付与される、基板貼り付け方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、基板貼り付け装置は、第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方が、基板に当接し、プレート本体よりも高い柔軟性を有する変形可能な当接シートを備えているので、押圧機構による押圧力は、当接シートを介して複数の基板に伝達される。従って、複数の基板どうしの接合面に加えられる加圧力の均一化を図ることができ、複数の基板どうしを適切に接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る基板貼り付け装置の一例を示す図である。

【図2】基板及び基板を上方から視た図である。

【図3】第２プレートを下降させ、当接シートを基板に突き当てた状態の縦断面図である。

【図4】本実施形態に係る基板貼り付け方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図6】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図7】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図8】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図9】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図10】当接シートに用いるシート材料の性能評価の結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。また、図面においては実施形態をわかり易く説明するため、一部分を省略して表現している部分がある。さらに図面では、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは大きさ、形状が異なっている場合がある。以下の各図において、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ直交座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において基板Ｓ１と基板Ｓ２との搬送方向に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向（高さ方向）と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が－方向であるとして説明する。

【0011】

＜基板貼り付け装置＞
実施形態に係る基板貼り付け装置１００について説明する。図１は、実施形態に係る基板貼り付け装置１００の一例を示す図である。基板貼り付け装置１００は、前工程において接着層Ｆを介して仮に貼り合わされた基板Ｓ１、Ｓ２に、押圧力を付与することで、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付ける。接着層Ｆは、基板Ｓ１及び基板Ｓ２の少なくとも一方に設けられている。

【0012】

基板Ｓ１及び基板Ｓ２は、例えばガラス基板であるが、ガラス基板以外の半導体基板、樹脂性基板などであってもよい。本実施形態では、貼り付けられる２枚の基板のうち、上側基板を基板Ｓ１と称し、下側基板を基板Ｓ２と称する。また、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付けた形態を基板Ｓと称する。基板Ｓ１及び基板Ｓ２は、いずれも平面視において（Ｚ方向から見て）円形状の円形基板が使用されるが、円形基板に限定されず、平面視において矩形状（正方形状、長方形状）の角形基板、楕円形状、長円形状等の基板であってもよい。

【0013】

図２は、基板Ｓ１及び基板Ｓ２を上方から視た図である。図２に示すように、基板Ｓ１及び基板Ｓ２は、機能領域Ａｆを有している。機能領域Ａｆは、基板Ｓ１と基板Ｓ２との間で、半導体チップ等の素子が配置されている領域である。機能領域Ａｆは、基板Ｓ１及び基板Ｓ２の外周縁Ｓｅよりも径方向内側に設定されている。基板Ｓ１及び基板Ｓ２は、機能領域Ａｆの径方向外側に、素子が配置されていない外周領域Ａｓを有している。

【0014】

図１に示すように、基板貼り付け装置１００は、チャンバ１０と、第１プレート２０と、第２プレート３０と、押圧機構５０と、制御部（図示せず）と、を備える。制御部（図示せず）は、基板貼り付け装置１００における各部の動作を統括して制御する。

【0015】

チャンバ１０は、基板貼り付け装置１００の基台１５上に配置されている。チャンバ１０は、基台１５の外周部から上方に立ち上がる側壁１０ａと、側壁１０ａの上方を覆う天板１０ｂとを有した箱状に形成されている。チャンバ１０は、その内部に第１プレート２０と、第２プレート３０と、押圧機構５０の一部とが収容されている。チャンバ１０は、-側壁１０ａの一部に開口部１１を有している。開口部１１は、チャンバ１０の－Ｘ側の面に形成され、チャンバ１０の内部と外部と、を連通させる。開口部１１は、前工程において接着層Ｆを介して仮に貼り合わされた基板Ｓ１、Ｓ２、及び基板Ｓ１と基板Ｓ２とが貼り付けられた基板Ｓが、それぞれ通過可能な寸法に形成されている。基板Ｓ１、Ｓ２は、搬送装置（図示せず）によって開口部１１を介してチャンバ１０内に搬入される。また、基板Ｓは、開口部１１を介してチャンバ１０内から搬出される。

【0016】

チャンバ１０は、開口部１１を開閉するゲートバルブ１２を備えている。ゲートバルブ１２は、チャンバ１０の-Ｘ側の側面における外側に配置され、図示しない駆動部によって、例えば、高さ方向（Ｚ方向）にスライド可能である。ゲートバルブ１２は、スライドすることにより開口部１１を開閉し、開口部１１を閉じることによりチャンバ１０内を密閉状態にすることができる。

【0017】

なお、本実施形態において、開口部１１を閉じることによりチャンバ１０内を密閉状態にして、図示しない真空ポンプにより、チャンバ１０内を真空雰囲気としている。この吸引装置によりチャンバ１０内を吸引（排気）することにより、チャンバ１０内を真空雰囲気にすることができる。さらに、チャンバ１０は、内部の真空雰囲気を開放するために外部に対して開放可能なバルブを備えていてもよい。ただし、チャンバ１０内を真空雰囲気とすることに限定されず、ゲートバルブ１２で開口部１１を閉じても、チャンバ１０内を大気圧雰囲気下とされた状態としてもよい。また、チャンバ１０の上面には、後述する複数の押圧軸５１が貫通する複数の貫通部１０ｈが設けられている。貫通部１０ｈのそれぞれには、押圧軸５１が昇降可能な状態で挿入されており、図示しないシール部材によってチャンバ１０内の密閉状態を維持している。

【0018】

なお、基板貼り付け装置１００は、チャンバ１０を備えるか否かが任意であり、チャンバ１０を備えない形態（大気開放型）であってもよい。また、チャンバ１０内は、図示しないガス供給装置に接続されてもよい。このガス供給装置からチャンバ１０内に所定のガスを供給することでチャンバ１０内の雰囲気を、所定のガス雰囲気に置換することができる。所定のガスとしては、例えば、窒素ガスなどの基板Ｓ１、Ｓ２に形成されている薄膜等に対して不活性なガス、又はドライエアなどが用いられる。

【0019】

第１プレート２０は、チャンバ１０内に搬入された基板Ｓ１、Ｓ２を下方から支持する。第１プレート２０は、上方から見て円形状であるが、この形態に限定されず、例えば矩形状（正方形状、長方形状）、楕円形状、長円形状等であってもよい。第１プレート２０は、基板Ｓ１、Ｓ２より大きい外径寸法に設定されている。

【0020】

第１プレート２０は、支持プレート２１と、第１ヒータ（加熱部）２２と、ベースプレート２３とを有する。支持プレート２１、第１ヒータ２２、及びベースプレート２３は、下側（－Ｚ側）からこの順番で積層されている。第１プレート２０は、支持プレート２１の下面側に設けられた複数本の支柱２４により支持され、支柱２４を介して基台１５の上面に固定されている。支持プレート２１と第１ヒータ２２との間、及び第１ヒータ２２とベースプレート２３との間は、例えばボルト等の締結部材により固定されている。

【0021】

支持プレート２１は、例えば、金属、樹脂、セラミックス等の材質により形成された板状体である。第１ヒータ２２は、加熱部の一例であり、例えば、内部に電熱線等の加熱機構（熱源）を有するホットプレートである。第１ヒータ２２によりベースプレート２３を介して基板Ｓ１、Ｓ２を加熱する。なお、第１ヒータ２２は、シート状の熱源を挟んで積層された積層構造体であってもよい。また、本実施形態では、第１プレート２０は、第１ヒータ２２を有しているが、有していない構成としてもよい。

【0022】

ベースプレート２３は、上面である＋Ｚ側の載置面２３ａに基板Ｓ１、Ｓ２、及び基板Ｓが載置される。ベースプレート２３は、基板Ｓ１、Ｓ２、及び基板Ｓの熱膨張係数緩和のため、例えば、セラミックスで板状に形成されるセラミックプレートが用いられるが、金属、樹脂等で形成されてもよい。ベースプレート２３の載置面２３ａは、基板Ｓ２との接触面となる。従って、載置面２３ａは、平面度が高くかつ面粗さが小さい（又は鏡面である）ことが好ましい。

【0023】

支柱２４は、支持プレート２１の下面に複数設けられている。複数の支柱２４は、第１プレート２０をチャンバ１０の底部の基台１５に支持するために用いられる。複数の支柱２４は、支持プレート２１の外周部に配置されている。支柱２４は、上方から見て矩形状であるが、円形状、楕円形状、長円形状等であってもよい。支柱２４は、支持プレート２１の周方向に間隔を開けて複数配置されている。本実施形態において、支柱２４は、周方向に間隔をあけて６つ配置されている。複数本の支柱２４で第１プレート２０を支持することにより、押圧機構５０による押圧力が大きい場合であっても、第１プレート２０の変形を防止する。なお、複数本の支柱２４の本数及び配置は、上記した形態に限定されず、第１プレート２０の大きさ、使用される押圧力の大きさ等によって任意に設定することができる。

【0024】

図３は、第２プレート３０を下降させ、当接シート３５を基板Ｓ１、Ｓ２に突き当てた状態の縦断面図である。図３に示すように、第２プレート３０は、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付ける際に、基板Ｓ１、Ｓ２を第１プレート２０側（－Ｚ側）に向かって押圧する。第２プレート３０は、第１プレート２０の上側に配置されている。第２プレート３０は、第１プレート２０と同様に、上方から見て円形状であるが、この形態に限定されず、例えば、矩形状（正方形状、長方形状）、楕円形状、長円形状等であってもよい。第２プレート３０は、基板Ｓ１、Ｓ２より大きい外径寸法に設定されている。第２プレート３０の外径寸法は、第１プレート２０と同一であるが、この形態に限定されない。例えば、第２プレート３０は、第１プレート２０に対して外径寸法が大きくてもよいし、又は小さくてもよい。

【0025】

第２プレート３０は、後述する押圧機構５０の押圧軸５１の下端に保持されており、押圧軸５１の昇降に伴って昇降する。第２プレート３０は、プレート本体３１と、当接シート３５と、を備えている。プレート本体３１は、受圧プレート３２と、第２ヒータ（加熱部）３３と、加圧プレート３４と、を備えている。受圧プレート３２、第２ヒータ３３、加圧プレート３４、及び当接シート３５、は、上側からこの順番で積層されている。受圧プレート３２、第２ヒータ３３、及び加圧プレート３４は、それぞれ平面視円形の板状で、同一の外径を有している。プレート本体３１を構成する受圧プレート３２と、第２ヒータ３３と、加圧プレート３４とは、例えばボルト等の締結部材により固定されている。

【0026】

受圧プレート３２は、押圧機構５０側、つまり上側に配置されている。受圧プレート３２は、押圧機構５０の押圧軸５１の下端部に接続されている。受圧プレート３２は、押圧機構５０の押圧軸５１から押圧力を受けるため、所定の強度で形成されることが好ましい。受圧プレート３２は、例えば、金属、樹脂、セラミックス等により形成される。本実施形態では、受圧プレート３２は、金属プレートである。

【0027】

第２ヒータ３３は、加圧プレート３４と受圧プレート３２との間に配置されている。第２ヒータ３３は、加圧プレート３４の上面に配置されている。第２ヒータ３３は、第１プレート２０の第１ヒータ２２と同様に、例えば、内部に電熱線等の加熱機構（熱源）を有するホットプレートである。第２ヒータ（図示せず）は、加圧プレート３４を介して基板Ｓ１を加熱する。なお、第２ヒータ（図示せず）は、第１ヒータ２２同様、シート状の熱源を挟んで積層された積層構造体であってもよい。また、本実施形態では、プレート本体３１は、第２ヒータ３３を備えているが、備えていない構成としてもよい。

【0028】

加圧プレート３４は、第２ヒータ３３の下側に設けられている。加圧プレート３４は、基板Ｓ１を上方から加圧するための加圧面３４ａを－Ｚ側の下面に備える。加圧プレート３４は、基板Ｓ１、Ｓ２、及び基板Ｓの熱膨張係数緩和のため、例えば、セラミックスで板状に形成されるセラミックプレートが用いられるが、金属、樹脂等で板状に形成されてもよい。

【0029】

当接シート３５は、プレート本体３１に支持されている。当接シート３５は、プレート本体３１に対して第１プレート２０側、つまり下側に設けられている。当接シート３５は、加圧プレート３４の加圧面３４ａに沿って固定されている。当接シート３５は、例えば、接着、吸着等により、加圧面３４ａに固定されている。当接シート３５は、適宜の手段により、加圧面３４ａに対して着脱可能に構成されるのが好ましい。当接シート３５は、下側を向き、基板Ｓ１に当接する当接面３５ｆを有している。

【0030】

当接シート３５は、下方から見て円形に形成されているが円形に限られない。例えば平面視において矩形状（正方形状、長方形状）の角形基板、楕円形状、長円形状等であってもよい。当接シート３５は、プレート本体３１よりも高い柔軟性を有する変形可能な材料により形成されている。加圧プレート３４を下降させることで基板Ｓ１、Ｓ２に荷重を印加した際に、押圧機構５０による押圧力は、受圧プレート３２から第２ヒータ３３、加圧プレート３４、当接シート３５を経て、複数の基板Ｓ１、Ｓ２に伝達される。この際、当接シート３５は、押圧力によって上下方向（シート厚み方向）に変形することで、基板Ｓ１，Ｓ２に作用する圧力変動幅の均一化を図る。

【0031】

このため、当接シート３５は、プレート本体３１よりも低い圧縮ヤング率を有する材料を含んで形成されている。プレート本体３１において、当接シート３５の上側に配置された加圧プレート３４は、例えばセラミックス製である場合、その圧縮ヤング率は、３０００００（ＭＰａ）である。また、プレート本体３１の加圧プレート３４が、例えばステンレス製である場合、圧縮ヤング率Ｅは１９３０００（ＭＰａ）である。つまり、加圧プレート３４は、基板Ｓ１、Ｓ２に荷重を印加した際に加圧面３４ａに生じる上下方向における変位量（変形量）は、ほとんど生じない。これに対し、当接シート３５において、加圧プレート３４で荷重を印加した際に基板Ｓ１，Ｓ２に作用する圧力変動幅の均一化を図るには、以下に示すような条件を満たす材料を当接シート３５に用いるのが好ましい。

【0032】

例えば、当接シート３５は、基板Ｓ１、Ｓ２に仮固定又は固定しない方が好ましく、すなわち、本実施形態のように、プレート本体３１に支持されているのが好ましく、単位面積あたり１．０ｔの荷重が基板Ｓ１、Ｓ２に付与された際に、荷重の方向に５０ｕｍ以上３６０ｕｍ以下の範囲で変位（変形）する材料を含んで形成されているのが好ましい。単位面積あたり１．０ｔの荷重が基板Ｓ１、Ｓ２に付与された際の当接シート３５の変位量が、上記範囲を下回る場合、荷重を印加した際の当接シート３５の変位が少なく、十分な圧力均一化効果が得られない。また、単位面積あたり１．０ｔの荷重が基板Ｓ１、Ｓ２に付与された際の当接シート３５の変位量が、上記範囲を上回る場合、基板Ｓ１，Ｓ２に十分な荷重が付与されない可能性がある。

【0033】

なお、単位面積あたりの荷重として、例えば１．０ｔを例示したが、これに限られない。実際に、基板貼り付け装置１００で基板Ｓ１，Ｓ２の貼り合わせを行う際の荷重に合わせて、荷重を適宜変化させても良い。また、当接シート３５は、第２ヒータ３３による加熱温度に抗する耐熱性を有した材料で形成されているのが好ましい。第２ヒータ３３による加熱温度は、例えば１５０℃程度である。

【0034】

例えば、当接シート３５は、圧縮ヤング率が例えば０．２～２ＭＰａの材料を含んで形成されているのが好ましい。当接シート３５の圧縮ヤング率の、より好ましい範囲は、０．３～０．９ＭＰａである。例えば、圧縮ヤング率が、上記範囲を上回る場合、荷重を印加した場合の変位が少なく、十分な圧力均一化効果が得られない場合がある。一方、圧縮ヤング率が、上記範囲を下回る場合、基板Ｓ１、Ｓ２の一部又は全部に対して十分な荷重が付与されない可能性が残る。

【0035】

また、例えば、当接シート３５は、ゴム硬度が、例えば５～３６の材料を含んで形成されているのが好ましい。当接シート３５のゴム硬度の、より好ましい範囲は、１５～３６であり、さらに好ましい範囲は、２０～３０である。例えば、ゴム硬度が、上記範囲を上回る場合、十分な圧力均一化効果が得られない場合がある。一方、ゴム硬度が、上記範囲を下回る場合、基板Ｓ１、Ｓ２の一部又は全部に対して十分な荷重が付与されない可能性が残る。また、例えば、当接シート３５は、多孔質材料を含んで形成されているのが好ましい。多孔質材料を含んで当接シート３５を形成することにより、圧力均一化効果が得られやすくなる。なお、本実施形態で使用されるゴム硬度については、ＪＩＳ Ｋ ７３１２準拠のＣ型硬度計を用いて測定された数値である。

【0036】

また、基板貼り付け装置１００で基板Ｓを量産する場合、当接シート３５は、上記したような各条件を、荷重を繰り返し作用させた場合、ある一定の回数が経過しても、その性能が著しく低下しないことが望まれる。これらの各条件を満足する、当接シート３５に用いる素材としては、例えば、フッ素スポンジ（基材付き）を用いることができる。なお、基板貼り付け処理を複数回行わない場合であれば、当接シート３５に用いる素材として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製ガスケットも用いることができる。

【0037】

また、例えば、当接シート３５は、厚みが、例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で材料を含んで形成されているのが好ましい。当接シート３５の厚みの、より好ましい範囲は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。例えば、当接シート３５の厚みが、上記範囲を上回る場合、荷重を印加した際に第２ヒータ３３による熱が基板Ｓ１、Ｓ２に伝わりにくくなる。また、当接シート３５の厚みが上記範囲を下回る場合、荷重を印加した際の当接シート３５の変位が少なく、十分な圧力均一化効果が得られない。

【0038】

また、当接シート３５の上面、及び下面の少なくとも一方には、例えば基板Ｓ１からの離型性を高める等の、機能性を有した基材を形成するようにしてもよい。基材は、被膜等であってもよい。例えば、当接シート３５の上面、及び下面の少なくとも一方には、例えばポリイミド層を形成するようにしてもよい。

【0039】

当接シート３５の外形（外径）寸法は、基板Ｓ１、Ｓ２の外形寸法よりも小さく設定されている。これにより、当接シート３５が基板Ｓ１、Ｓ２に当接した際には、当接シート３５の外側に基板Ｓ１、Ｓ２の外周部が突出する。当接シート３５の外形（外径）寸法を、基板Ｓ１、Ｓ２の外形寸法より大きくすると、当接シート３５の外周部が、基板Ｓ１、Ｓ２よりも径方向外側にはみ出す。すると、基板Ｓ１、Ｓ２の加圧を繰り返すうちに、当接シート３５の外周部は変位せず、その内側で基板Ｓ１、Ｓ２に当接する部分が、繰り返しの変位により押し潰される。その結果、当接シート３５と基板Ｓ１，Ｓ２の位置ずれ等により、当接シート３５の外周部の押し潰されていない部分が基板Ｓ１，Ｓ２に当接すると、その部分で過度に大きな圧力が加えられてしまう可能性がある。当接シート３５の外径寸法を、基板Ｓ１，Ｓ２の外径寸法と同一とした場合にも、同様の問題が生じる可能性がある。

【0040】

当接シート３５は、基板Ｓ１、Ｓ２の機能領域Ａｆを覆うように形成されているのが好ましい。つまり、当接シート３５の外径寸法は、機能領域Ａｆの外径寸法よりも大きく設定するのが好ましい。これにより、加圧時に、当接シート３５の全体が、機能領域Ａｆに当接し、圧力の均一化を有効に図ることができる。

【0041】

押圧機構５０は、第２プレート３０を下降させ、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付ける際に、基板Ｓ１を基板Ｓ２側（第１プレート２０側）に向かって押圧する。図１に示すように、押圧機構５０は、押圧軸５１と、押圧軸５１を駆動させる駆動部（図示せず）と、を備える。押圧軸５１は、上方から見て受圧プレート３２の中央部に配置され、受圧プレート３２の中央部に荷重（押圧力）を付加する。

【0042】

押圧軸５１は、貫通部１０ｈを介してチャンバ１０内に挿入されている。押圧軸５１は、それぞれ円形断面の棒状体であり、付与される荷重によって変形しない、又は変形が押さえられた外径及び材質（例えば金属、樹脂、セラミックス等）により形成される。駆動部（図示せず）は、押圧軸５１を駆動する。駆動部は、例えば、エアーシリンダ装置、油圧シリンダ装置、電動回転モータを用いたボールネジ機構等が用いられる。

【0043】

駆動部は、制御部（図示せず）によって制御される。駆動部（図示せず）によって押圧軸５１に付与する荷重、及び荷重を付与する駆動タイミングは、予め設定されたプログラム等に基づいて制御部（図示せず）によって統括して制御される。また、駆動部（図示せず）の動作の一部又は全部は、オペレータによる操作によって行われてもよい。

【0044】

＜基板貼り付け方法＞
次に、本実施形態に係る基板貼り付け方法について説明する。図４は、本実施形態に係る基板貼り付け方法の一例を示すフローチャートである。この基板貼り付け方法は、例えば、制御部（図示せず）からの指示により実行される。図５から図８は、基板貼り付け装置１００の動作の一例を示す工程図である。なお、これらの工程図では、各部の動きが分かり易くなるように、記載を簡略化している。以下、図４のフローチャートに沿って説明する。

【0045】

まず、チャンバ１０のゲートバルブ１２を開き、基板Ｓを搬入する（ステップＳ０１）。図５に示すように、制御部（図示せず）は、図示しない駆動部を駆動させてゲートバルブ１２を上昇させ、開口部１１を開放させる。続いて、搬送装置（図示せず）により、前工程で予め接着層Ｆを介して重ねた複数の基板Ｓ１、Ｓ２をチャンバ１０内に搬入する。このとき、第２プレート３０は、第１プレート２０に対して上方に離間させておく。搬送装置（図示せず）は、基板Ｓ１，Ｓ２を保持した状態で開口部１１からチャンバ１０の内部に進入し、重ね合わせた基板Ｓ１、Ｓ２を第１プレート２０のベースプレート２３上に載置する（ステップＳ０２）。

【0046】

続いて、図６に示すように、ゲートバルブ１２を閉じ、図示しない吸引装置によりチャンバ１０内を排気し、例えば、チャンバ１０内を真空雰囲気とする（ステップＳ０３）。なお、チャンバ１０内を真空雰囲気とすることに代えて、図示しない吸引装置によりチャンバ１０内を排気しつつ、チャンバ１０内にクリーンエアを供給し、例えば、チャンバ１０内を、大気圧条件下でクリーンエアに置換にしてもよい。

【0047】

続いて、制御部（図示せず）は、図７に示すように、駆動部（図示せず）を駆動させて押圧軸５１とともに第２プレート３０を下降させ、第１プレート２０のベースプレート２３上に支持された基板Ｓ１、Ｓ２に、第２プレート３０の加圧プレート３４を当接させる（ステップＳ０４）。続いて、この状態で、第１ヒータ２２及び第２ヒータ（図示せず）により基板Ｓ１、Ｓ２を所定の時間加熱してプレヒート処理を行う。プレヒート処理は、第１ヒータ２２及び第２ヒータ（図示せず）の温度を例えば１５０℃から２５０℃にして行う。

【0048】

続いて、押圧軸５１で荷重を付加し、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付ける（ステップＳ０５）。制御部（図示せず）は、駆動部（図示せず）を駆動して押圧軸５１とともに第２プレート３０を下降させ、第１プレート２０と第２プレート３０との間で基板Ｓ１と基板Ｓ２とを押圧することで、基板Ｓ１と基板Ｓ２とを貼り付ける。このとき、第１ヒータ２２及び第２ヒータ（図示せず）による加熱を継続させて、第１プレート２０及び第２プレート３０を所定の温度に保持させてもよい。基板Ｓ１と基板Ｓ２とは、接着層Ｆが熱によって溶融することで接着され、さらに、第２プレート３０による基板Ｓ１側からの押圧によって、基板Ｓ１と基板Ｓ２とが強固に貼り付けられる。

【0049】

基板Ｓ１と基板Ｓ２との貼り付け完了後、図８に示すように、駆動部（図示せず）を駆動させて押圧軸５１とともに第２プレート３０を上昇させる（ステップＳ０６）。その後、図９に示すように、ゲートバルブ１２を開いて基板Ｓをチャンバ１０から搬出する（ステップＳ０７）。ゲートバルブ１２を上昇させて開口部１１を開放した後、搬送装置（図示無し）で、第１プレート２０の支持プレート２１上に載置された基板Ｓをチャンバ１０の外部に搬出される。その後、制御部（図示せず）は、ゲートバルブ１２を閉じて、一連の処理を終了させる。

【0050】

以上のように、本実施形態に係る基板貼り付け装置１００は、当接シート３５を含むので、押圧機構５０による押圧力は、プレート本体３１から当接シート３５を経て複数の基板Ｓ１、Ｓ２に伝達される。当接シート３５は、プレート本体３１よりも高い柔軟性を有して変形可能である。これにより、押圧機構５０による押圧力は、第２ヒータ３３に、より均一に伝達される。従って、本実施形態に係る基板貼り付け装置１００によれば、複数の基板Ｓ１、Ｓ２どうしの接合面に加えられる加圧力の均一化を図ることができる。

【0051】

（実施例）
次に、上記したような当接シート３５に用いる複数の材料について、性能評価を行ったので、その結果を以下に示す。
ここで、当接シート３５に用いるシート材料として、以下のようなものを用いた。
試験体１：厚さ１ｍｍのフッ素スポンジ（基材付き）
試験体２：厚さ０．５ｍｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製ガスケット
試験体３：厚さ１ｍｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ガスケット
比較例：当接シートは使用しない

【0052】

上記の試験体１～３のシート材料を、それぞれ、基板貼り付け装置１００の第１プレート２０と第２プレートとの間に基板Ｓ１、Ｓ２を挟み込み、４０００ｋｇｆの荷重を加えたときの、シート材料における圧力変動幅を圧力変動幅計で計測した。また、比較例として、当接シート３５を用いずに、基板貼り付け装置１００の第１プレート２０と第２プレートとの間に基板Ｓ１、Ｓ２を挟み込み、４０００ｋｇｆの荷重を加えたときの、圧力変動幅を圧力変動幅計で計測した。

【0053】

図１０は、シート材料の評価結果を示す図である。ここで、試験体１～３のシート材料の圧縮ヤング率を、次式（１）で求め、図１０に示した。
Ｅ＝Ｆ×Ｌ／（Ａ・ΔＬ） ・・・（１）
ここで、Ｆは、荷重、Ａはシート材料の平面積、Ｌはシート材料の厚さ、ΔＬはシート材料の厚さの変位量である。なお、比較例における圧縮ヤング率は、プレート（第２プレート）を構成するステンレスの値である。

【0054】

図１０に示すように、試験体１～３については、それぞれ、圧縮ヤング率、１ｔｏｎ荷重時のシート材料の耐久性、１ｔｏｎの荷重を繰り返し５００回加えたときのシート材料に作用した圧力の最小値と最大値との差（圧力変動幅）のそれぞれは、シート材料を用いない比較例と比較し、各条件を十分に満足した。ここで、耐久性の判断は、圧力変動幅により判断する。これは、繰り替えし荷重によりシートが完全につぶれ、圧力均一性を上げる効果が無くなると圧力変動幅が大きくなることによる。試験体１～３については、比較例に比べて、圧力変動幅が著しく小さいので、シート材料としての耐久性は十分有していると判断できる。

【0055】

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では、上側に配置された第２プレート３０を押圧機構５０によって移動させ、第２プレート３０に、当接シート３５を備える構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、下側に配置された第１プレート２０を押圧機構５０によって移動させ、この第１プレート２０に、当接シート３５を備える構成であってもよい。

【0056】

また、上記した実施形態では、前工程で接着層Ｆを介して仮に貼り合わせられた基板Ｓ１，Ｓ２を、基板貼り付け装置１００で貼り付ける構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、基板貼り付け装置１００で、基板Ｓ１、Ｓ２を順次搬入し、基板Ｓ１、Ｓ２を、接着層Ｆを介して貼り合わせた後、第１プレート２０と第２プレート３０との間で基板Ｓ１、Ｓ２を押圧することによって、基板Ｓ１、Ｓ２を貼り付ける構成であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

２０・・・第１プレート
３０・・・第２プレート
３１・・・プレート本体
３５・・・当接シート
５０・・・押圧機構
１００・・・基板貼り付け装置
Ａｆ・・・機能領域
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２・・・基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】