特許 7469817 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(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 20060101AFI20240410BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022011535

(22)【出願日】2022-01-28

(65)【公開番号】P2023110229

(43)【公開日】2023-08-09

【審査請求日】2023-10-03

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】316011226

【氏名又は名称】ＡＩメカテック株式会社

(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】池田 孝生

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１６６２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－００５５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５１３２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／００－２１／１６

Ｂ３０Ｂ １５／００－１５／０８

(57)【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、を備え、
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、
前記基板に当接する当接プレートと、
前記押圧機構側に配置され、前記押圧機構による押圧力を受ける受圧プレートと、
前記当接プレートと前記受圧プレートとの間に配置された中間プレートと、
前記受圧プレートと前記中間プレートとの間に配置された複数の分散部材と、を備え、
前記複数の分散部材は、
前記第１プレート及び前記第２プレートの中央部に対応して配置され、前記中間プレートに固定される中央分散部材と、
前記中央分散部材を囲むように配置され、前記中間プレートに固定される複数の外周分散部材と、を含み、
前記中央分散部材の外径寸法は、前記外周分散部材の外径寸法以上の寸法である、基板貼り付け装置。

【請求項2】

前記複数の分散部材は、前記中間プレートに取り外し可能に取り付けられ、前記中間プレートとの間にシムを挿入可能である、請求項１に記載の基板貼り付け装置。

【請求項3】

前記複数の分散部材は、前記中間プレートに固定される位置を変更可能である、請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項4】

前記中間プレートは、前記中間プレートの径方向に延びる取付溝を備え、
前記外周分散部材は、前記取付溝に取り付けられ、前記取付溝に沿って前記中間プレートの径方向における取付位置を変更可能であるとされている、請求項２又は請求項３に記載の基板貼り付け装置。

【請求項5】

前記外周分散部材は、前記取付溝に設けられた複数の孔部のいずれかを介してボルトにより取り付けられる、請求項４に記載の基板貼り付け装置。

【請求項6】

前記複数の外周分散部材は、
前記中央分散部材を囲むように間隔をあけて配置された複数の第１外周分散部材と、
前記複数の第１外周分散部材と前記中央分散部材との間に、前記中央分散部材を囲むように間隔をあけて配置された複数の第２外周分散部材と、を含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板貼り付け装置。

【請求項7】

前記押圧機構は、前記中央分散部材に対応して配置される押圧軸を備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板貼り付け装置。

【請求項8】

前記第２プレートは、前記当接プレート、前記受圧プレート、前記中間プレート、及び前記複数の分散部材を備え、前記押圧機構により下方に移動可能であり、
前記第１プレートは、前記第２プレートに対して下方に配置され、複数本の支柱によって支持され、
前記複数本の支柱のそれぞれは、上方から見て、前記複数の外周分散部材と異なる位置に配置されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の基板貼り付け装置。

【請求項9】

前記複数本の支柱のうち前記第１プレートの中央に配置される中央支柱は、上方から見て、前記中央分散部材と重なる位置に配置されている、請求項８に記載の基板貼り付け装置。

【請求項10】

前記当接プレートは、セラミックプレートであり、
前記受圧プレート及び中間プレートは、金属プレートである、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の基板貼り付け装置。

【請求項11】

前記第１プレート及び前記第２プレートは、前記基板に当接する当接面の平面度が高く、面粗さが小さい、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の基板貼り付け装置。

【請求項12】

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付ける方法であって、
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、
前記基板に当接する当接プレートと前記押圧力を受ける受圧プレートとの間に配置された中間プレートに固定された中央分散部材により、前記複数の基板の中央部に対応する第１領域に付与され、
前記中央分散部材を囲むように配置されて前記中間プレートに固定された複数の外周分散部材により、前記複数の基板の外周部に対応する複数の第２領域に付与され、
前記押圧力が付与される前記第１領域の外径寸法は、前記押圧力が付与される前記第２領域の外径寸法以上の寸法である、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】

【文献】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。

【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態様は、基板貼り付け装置である。基板貼り付け装置は、複数の基板を重ねた状態で挟む第１プレート及び第２プレートを備える。基板貼り付け装置は、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を備える。第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方は、基板に当接する当接プレートを備える。第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方は、押圧機構側に配置され、押圧機構による押圧力を受ける受圧プレートを備える。第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方は、当接プレートと受圧プレートとの間に配置された中間プレートを備える。第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方は、受圧プレートと中間プレートとの間に配置された複数の分散部材を備える。複数の分散部材は、第１プレート及び第２プレートの中央部に対応して配置され、中間プレートに固定される中央分散部材を含む。複数の分散部材は、中央分散部材を囲むように配置され、中間プレートに固定される複数の外周分散部材を含む。中央分散部材の外径寸法は、外周分散部材の外径寸法以上の寸法である。

【0007】

本発明の第２態様は、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付ける方法である。基板貼り付け方法は、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を含む。基板貼り付け方法は、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を含む。押圧力は、基板に当接する当接プレートと押圧力を受ける受圧プレートとの間に配置された中間プレートに固定された中央分散部材により、複数の基板の中央部に対応する第１領域に付与される。押圧力は、中央分散部材を囲むように配置されて中間プレートに固定された複数の外周分散部材により、複数の基板の外周部に対応する複数の第２領域に付与される。押圧力が付与される第１領域の外径寸法は、押圧力が付与される第２領域の外径寸法以上の寸法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、基板貼り付け装置は、受圧プレートと中間プレートとの間に配置された複数の分散部材を含むので、押圧機構による押圧力は、受圧プレートから、複数の分散部材、中間プレート、当接プレートを介して複数の基板に伝達される。複数の分散部材は、中央分散部材と複数の外周分散部材とを含むので、押圧機構による押圧力は、中間プレートの中央部と外周部とに伝達される。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さらなる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】第１プレートの構成を示す正面図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。

【図4】第２プレートの構成を示す縦断面図である。

【図5】図４の第２プレートを下降させ、当接プレートを基板に突き当てた状態の縦断面図である。

【図6】中間プレート、及び複数の分散部材を示す斜視図である。

【図7】図６の平面図である。

【図8】第２プレートの複数の分散部材と、第１プレートの複数の支柱との位置関係を示す平面図である。

【図9】各分散部材の中間プレートへの取付構造を示す断面図である。

【図10】移動可能に設けられた外周分散部材を示す図であり、図７のＢ－Ｂ断面に沿った断面図である。

【図11】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12】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図13】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図14】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図15】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【図16】基板貼り付け装置の動作の一例を示す工程図である。

【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。なお、図２においては、チャンバ１０の内部を分かり易くするため、チャンバ１０の上面側を省略して表記している。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。

【0014】

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、箱状に形成されており、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。

【0015】

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。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。

【0016】

チャンバ１０内は、図示しない吸引装置に接続されている。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内を真空引きして真空雰囲気にすることができる。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解放可能なバルブを備えていてもよい。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内を所定のガス雰囲気にすることができる。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。なお、基板貼り付け装置１００は、チャンバ１０を備えるか否かは任意であり、チャンバ１０を備えない形態（大気開放型）であってもよい。

【0017】

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。

【0018】

図２は、第１プレート２０の構成を示す正面図である。図２に示すように、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を介してチャンバ１０の底部に固定されている。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。

【0019】

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。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。

【0020】

図３は、図２におけるＡ－Ａ断面に沿った構成を示す図である。図２、図３に示すように、支柱２４は、支持プレート２１の下側に複数設けられている。複数本の支柱２４は、基板Ｓ１、Ｓ２を貼り付ける際に第１プレート２０に作用する押圧力を、下方から受け止める。複数本の支柱２４は、中央支柱２５と、外周支柱２６と、を備えている。中央支柱２５は、支持プレート２１の下側の中央部に配置されている。中央支柱２５は、支持部材２５ａと、板体２５ｂと、複数の支柱部材２７と、を備えている。

【0021】

支持部材２５ａは、基台１５から上方に延びている。板体２５ｂは、支持部材２５ａ上に支持されている。板体２５ｂは、支持部材２５ａから外周側に拡径している。複数の支柱部材２７は、板体２５ｂ上に配置されている。複数の支柱部材２７は、支持プレート２１の下側の中央部に配置される中央支柱部材２７ａと、中央支柱部材２７ａの外周側に配置される外周支柱部材２７ｂと、を備えている。外周支柱部材２７ｂ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、外周支柱部材２７ｂは、周方向に間隔をあけて３つ配置されている。中央支柱部材２７ａ、及び外周支柱部材２７ｂは、それぞれ上方から見て円形状に形成されている。本実施形態において、中央支柱部材２７ａと、外周支柱部材２７ｂとは、ほぼ同じ外径を有している。なお、中央支柱部材２７ａと、外周支柱部材２７ｂとは、異なる外径を有していてもよい。

【0022】

外周支柱２６は、支持プレート２１の外周部に配置されている。外周支柱２６は、中央支柱２５の外周支柱部材２７ｂよりも外周側に配置されている。外周支柱２６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、外周支柱２６は、周方向に間隔をあけて６つ配置されている。６つの外周支柱２６のうち３つは、それぞれ複数の外周支柱部材２７ｂと、周方向における位置が一致している。また、外周支柱２６は矩形状であるが、円形状、楕円形状、長円形状等であってもよい。

【0023】

このように、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１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】

図４は、第２プレート３０の構成を示す縦断面図である。図４に示すように、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、当接プレート３１と、受圧プレート３３と、中間プレート３４と、複数の分散部材３５と、を備えている。当接プレート３１は、基板Ｓ１、Ｓ２に当接する。受圧プレート３３、複数の分散部材３５、中間プレート３４、及び当接プレート３１は、上側からこの順番で積層されている。受圧プレート３３、中間プレート３４、及び当接プレート３１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。複数の分散部材３５は、後に詳述するように、受圧プレート３３と中間プレート３４との間に挟み込まれている。受圧プレート３３と、中間プレート３４と、当接プレート３１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】

当接プレート３１は、基板Ｓ１に上方から当接する当接面３１ａを－Ｚ側の下面に備える。当接プレート３１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。当接プレート３１の当接面３１ａは、基板Ｓ１との接触面となる。従って、当接面３１ａ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。

【0027】

当接プレート３１には、第２ヒータ（図示せず）が内蔵されている。第２第２ヒータ（図示せず）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、当接プレート３１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。

【0028】

受圧プレート３３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３３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３３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３３は、金属プレートである。受圧プレート３３の上面３３ｔは、外周部から径方向内側に向かって漸次上側に膨出するよう形成されている。

【0029】

受圧プレート３３は、押圧軸５１に対し、ブラケット３８を介して高さ方向に相対移動可能に支持されている。ブラケット３８は、ブラケットプレート３８ａと、取付部材３８ｂと、を備えている。ブラケットプレート３８ａは、平面視円形状で、その中央部に押圧軸５１の軸部５１ａが挿通される挿通孔３８ｈを有している。押圧軸５１の下端部には、軸部５１ａよりも径方向外側に拡径する拡径部５１ｂが形成されている。挿通孔３８ｈの内径は、軸部５１ａの外径よりも大きく、拡径部５１ｂの外径よりも小さい。

【0030】

このため、ブラケットプレート３８ａは、拡径部５１ｂよりも上側で、軸部５１ａに沿って高さ方向に相対移動可能に支持されている。取付部材３８ｂは、ブラケットプレート３８ａと受圧プレート３３とを接続している。取付部材３８ｂは、ブラケットプレート３８ａ、及び受圧プレート３３の外周部に、周方向に間隔を開けて複数配置されている。各取付部材３８ｂは、高さ方向に延び、ブラケットプレート３８ａの外周部と受圧プレート３３の外周部とに、それぞれビス留めされている。

【0031】

図５は、図４の第２プレート３０を下降させ、当接プレート３１を基板Ｓ１に突き当てた状態の縦断面図である。基板Ｓ１、Ｓ２を押圧していない通常時に、押圧軸５１が上方に引き上げられている場合、押圧軸５１の拡径部１５ｂが、挿通孔３８ｈの周囲でブラケットプレート３８ａに下方から突き当たっている。この構成により、第２プレート３０は、ブラケット３８を介して押圧軸５１によって支持され、第１プレート２０に対して上方に間隔を開けて配置されている。

【0032】

基板Ｓ１、Ｓ２を押圧するため、押圧軸５１を下方に移動させると、押圧軸５１とともに第２プレート３０が下方に移動する。当接プレート３１が基板Ｓ１の上面に突き当たると、第２プレート３０の下方への移動が規制される。この状態で、押圧軸５１をさらに下降させると、図５に示すように、挿通孔３８ｈ内で押圧軸５１が下方にスライドし、拡径部５１ｂが、受圧プレート３３の上面３３ｔに突き当たる。この構成により、押圧機構５０による押圧力が、押圧軸５１を介して受圧プレート３３に伝達される。

【0033】

図４に示すように、中間プレート３４は、当接プレート３１と受圧プレート３３との間に配置されている。中間プレート３４は、当接プレート３１の上面に配置されている。中間プレート３４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、中間プレート３４は、金属プレートである。中間プレート３４は、複数の分散部材３５を保持している。複数の分散部材３５は、受圧プレート３３と中間プレート３４との間に配置されている。

【0034】

図６は、中間プレート３４、及び複数の分散部材３５を示す斜視図である。図７は、図６の平面図である。図４、図６、図７に示すように、複数の分散部材３５は、中間プレート３４の上面に配置されている。分散部材３５は、例えば、金属、樹脂、セラミック等により形成されている。複数の分散部材３５は、中央分散部材３６と、複数の外周分散部材３７と、を備えている。中央分散部材３６は、第１プレート２０及び第２プレート３０の中央部に対応して配置されている。中央分散部材３６は、上方から見て、押圧軸５１と重なる位置に配置されている。中央分散部材３６は、平面視円形で、高さ方向に所定の厚さを有している。中央分散部材３６は、例えば、押圧軸５１の拡径部５１ｂと略同じ外径を有している。

【0035】

複数の外周分散部材３７は、中央分散部材３６を囲むように配置されている。複数の外周分散部材３７のそれぞれは、平面視円形で、高さ方向に中央分散部材３６と同じ厚さを有している。複数の外周分散部材３７のそれぞれは、中央分散部材３６よりも小さな外径を有している。換言すれば、中央分散部材３６の外径寸法は、外周分散部材３７の外径寸法よりも大きい。中央分散部材３６の外径寸法が、外周分散部材３７の外径寸法よりも大きいことで、外周分散部材３７の設置数が少なくて済む。なお、中央分散部材３６の外径寸法は、外周分散部材３７の外径寸法と同一であってもよい。すなわち、中央分散部材３６の外径寸法は、外周分散部材３７の外径寸法以上に設定されてもよい。

【0036】

本実施形態において、複数の外周分散部材３７は、複数の第１外周分散部材３７Ａと、複数の第２外周分散部材３７Ｂと、を備えている。複数の第１外周分散部材３７Ａは、中央分散部材３６を囲むように、中間プレート３４の中心部回りの周方向に間隔をあけて配置されている。複数の第１外周分散部材３７Ａは、中間プレート３４の外周部に配置されている。本実施形態において、複数の第１外周分散部材３７Ａは、例えば６個が中間プレート３４の周方向に等間隔で配置されている。

【0037】

複数の第２外周分散部材３７Ｂは、中間プレート３４の径方向において、複数の第１外周分散部材３７Ａと中央分散部材３６との間に配置されている。複数の第２外周分散部材３７Ｂは、中央分散部材３６を囲むように、中間プレート３４の中心部回りの周方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態において、複数の第２外周分散部材３７Ｂは、例えば３個が中間プレート３４の周方向に等間隔で配置されている。複数の第２外周分散部材３７Ｂは、複数の第１外周分散部材３７Ａに対し、周方向における位置を異ならせて配置されている。

【0038】

押圧機構５０による押圧力は、受圧プレート３３から複数の分散部材３５を経て、中間プレート３４、当接プレート３１を介して複数の基板Ｓ１、Ｓ２に伝達される。複数の分散部材３５は、中央分散部材３６と複数の外周分散部材３７とを含むので、押圧機構５０による押圧力は、中間プレート３４に、より均一に伝達される。複数の外周分散部材３７として、中央分散部材３６と、その外周側に配置された複数の第２外周分散部材３７Ｂと、さらにその外周側に配置された複数の第１外周分散部材３７Ａと、を備えることで、複数の基板Ｓ１、Ｓ２どうしの接合面に加えられる加圧力のさらなる均一化を図ることができる。特に、中央分散部材３６を備えることにより、複数の基板Ｓ１、Ｓ２どうしの接合面に加えられる加圧力を均一化させ易い。また、外径寸法が大きい中央分散部材３６によって広い範囲を押圧しつつ、その外周部を複数の外周分散部材３７で押圧することにより、基板Ｓ１、Ｓ２全体に対する押圧力を良好に調整することができる。

【0039】

図８は、第２プレート３０の複数の分散部材３５と、第１プレート２０の支柱２４との位置関係を示す平面図である。図８に示すように、第２プレート３０の中央分散部材３６と、第１プレート２０の中央支柱２５，及び中央支柱部材２７ａとは、上方から見て重なって配置されている。第２プレート３０の複数の外周分散部材３７（第１外周分散部材３７Ａ、第２外周分散部材３７Ｂ）は、第１プレート２０の外周支柱２６、及び外周支柱部材２７ｂに対し、上方から見て重ならないよう、異なる位置に配置されている。第１外周分散部材３７Ａと、外周支柱２６とは、径方向で同じ位置に配置され、周方向で異なる位置に配置されている。第２外周分散部材３７Ｂと、外周支柱部材２７ｂとは、径方向で同じ位置に配置され、周方向で異なる位置に配置されている。

【0040】

第１プレート２０と第２プレート３０との間に挟み込まれる複数の基板Ｓ１、Ｓ２には、第２プレート３０を下方に移動させることによって複数の分散部材３５が配置された位置から加圧力が作用する一方、第１プレート２０を支持する複数本の支柱２４の位置から、反力を受ける。第１プレート２０は、第２プレート３０に対して下方に配置され、上方から見て、複数の外周分散部材３７と異なる位置に配置された複数本の支柱２４によって支持されていることで、複数の基板Ｓ１、Ｓ２には、上方から作用する加圧力と、下方から作用する反力とが、異なる位置に作用する。このため、複数の外周分散部材３７の圧力による当接プレート３１及び中間プレート３４の撓みを防止することができ、さらに、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。

【0041】

複数本の支柱２４のうち第１プレート２０の中央に配置される中央支柱２５は、上方から見て、中央分散部材３６と重なる位置に配置されていることで、第１プレート２０と第２プレート３０との間に挟み込まれる複数の基板Ｓ１、Ｓ２の中央部は、中央分散部材３６と中央支柱２５とにより、加圧力及び反力が確実に伝達される。このため、複数の基板Ｓ１、Ｓ２の中央部どうしを、より確実に貼り合わせることができる。

【0042】

図９は、各分散部材３５の中間プレート３４への取付構造を示す断面図である。本実施形態では、図９に示すように、各分散部材３５（中央分散部材３６、外周分散部材３７）は、中間プレート３４にボルト９０によって取り外し可能に取り付けられている。各分散部材３５は、例えば２本のボルト９０を、中間プレート３４に形成されたボルト挿通孔３４ｈに挿通させ、各分散部材３５に形成された雌ネジ孔３５ｈに締結することによって、中間プレート３４に固定されている。なお、各分散部材３５を中間プレート３４に固定する形態は、本実施形態に限られず、例えば、分散部材３５にボルト挿通孔を設けて分散部材３５側からボルト９０を挿通させ、中間プレート３４に形成された雌ネジ孔に締結する形態としてもよい。

【0043】

また、各分散部材３５は、中間プレート３４との間にシム３９を挿入可能である。シム３９は、上方から見て、各分散部材３５と同じ円形状で、所定の厚さを有している。各シム３９は、ボルト９０により、各分散部材３５とともに中間プレート３４に固定される。シム３９は、複数の分散部材３５と中間プレート３４との間に挿入することで、受圧プレート３３、中間プレート３４、当接プレート３１の厚さの不均一を調整する。つまり、シム３９は、受圧プレート３３、中間プレート３４、当接プレート３１の厚さの不均一に応じて配置される。シム３９は、受圧プレート３３、中間プレート３４、当接プレート３１の厚さの不均一に応じ、一部の分散部材３５にのみ配置してもよい。シム３９は、受圧プレート３３、中間プレート３４、当接プレート３１の厚さの不均一に応じ、その枚数や厚さを異ならせてもよい。

【0044】

図１０は、移動可能に設けられた第１外周分散部材３７Ａを示す図であり、図７のＢ－Ｂ断面に沿った断面図である。図７、図１０に示すように、複数の分散部材３５のうち、第１外周分散部材３７Ａは、中間プレート３４に対する取付位置が変更可能である。中間プレート３４の上面には、中間プレート３４の径方向に延びる取付溝３４ｍが形成されている。各第１外周分散部材３７Ａは、各取付溝３４ｍ内に配置され、取付溝３４ｍが延びる方向における位置が調整可能とされている。各第１外周分散部材３７Ａは、取付溝３４ｍに沿って中間プレート３４の径方向における取付位置を変更可能である。

【0045】

中間プレート３４には、取付溝３４ｍが延びる径方向に間隔を開けて、複数組のボルト挿通孔３４ｈが形成されている。第１外周分散部材３７Ａは、取付溝３４ｍに設けられた複数のボルト挿通孔３４ｈのいずれかを選択してボルト９０を挿通し、分散部材３５に形成された雌ネジ孔３５ｈに締結する。なお、本実施形態では、第１外周分散部材３７Ａの取付位置が変更可能であるようにしたが、第２外周分散部材３７Ｂの取付位置が変更可能であるようにしてもよい。また、第１外周分散部材３７Ａの取付位置を、径方向に変更可能であるようにしたが、例えば、中間プレート３４の周方向等、他の方向であってもよい。

【0046】

図４、図５に示すように、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。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３３の中央部に配置され、受圧プレート３３の中央部に荷重（押圧力）を付加する。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。

【0047】

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。

【0048】

第２プレート３０は、押圧機構５０により下方に移動可能に構成されている。複数の基板Ｓ１、Ｓ２は、押圧機構５０によって下方に移動する第２プレート３０と、第１プレート２０との間に挟み込まれて押圧される。押圧機構５０による押圧力は、受圧プレート３３から複数の分散部材３５を経て、中間プレート３４、当接プレート３１を介して複数の基板Ｓ１、Ｓ２に伝達される。複数の分散部材３５は、中央分散部材３６と複数の外周分散部材３７とを含むので、押圧機構５０による押圧力は、当接プレート３１の外周部だけでなく、中心部にも、より均一に伝達される。

【0049】

さらに、複数の分散部材３５と中間プレート３４との間にシム３９を挿入することで、受圧プレート３３、中間プレート３４、当接プレート３１の厚さの不均一を調整することができる。加えて、複数の分散部材３５は、中間プレート３４に対する取付位置が変更可能であることで、押圧機構５０による押圧力の分布を適切に調整することができる。また、第１外周分散部材３７Ａが、中間プレート３４の取付溝３４ｍに沿って取付位置を変更可能であることで、第１外周分散部材３７Ａの取付位置を容易に調整することができる。

【0050】

＜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１１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１２から図１５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１１のフローチャートに沿って説明する。

【0051】

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１２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）。

【0052】

続いて、図１３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、チャンバ１０内を真空雰囲気にする（ステップＳ０３）。

【0053】

続いて、制御部（図示せず）は、図１４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の当接プレート３１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。

【0054】

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、真空雰囲気下において、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。

【0055】

基板Ｓ１と基板Ｓ２との貼り付け完了後、図１５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、図示しないバルブ等を開放してチャンバ１０内を大気開放、又は所定ガスをチャンバ１０内に供給してチャンバ１０をパージする（ステップＳ０７）。所定ガスとしては、例えば、窒素ガス、ドライエアなどが用いられる。

【0056】

続いて、図１６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Ｓ０８）。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。

【0057】

以上のように、本実施形態に係る基板貼り付け装置１００は、受圧プレート３３と中間プレート３４との間に配置された複数の分散部材３５を含むので、押圧機構５０による押圧力は、受圧プレート３３から複数の分散部材３５を経て、中間プレート３４、当接プレート３１を介して複数の基板Ｓ１、Ｓ２に伝達される。複数の分散部材３５は、中央分散部材３６と複数の外周分散部材３７とを含むので、押圧機構５０による押圧力は、中間プレート３４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さらなる均一化を図ることができる。

【0058】

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、中間プレート３４、及び複数の分散部材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、中間プレート３４、及び複数の分散部材３５を備える構成であってもよい。

【0059】

また、上記した実施形態では、複数の分散部材３５、複数の支柱２４について、具体的な構成、配置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、適宜他の構成とすることができる。

【0060】

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】

【0061】

１０・・・チャンバ
２０・・・第１プレート
２４・・・支柱
３０・・・第２プレート
３１・・・当接プレート
３３・・・受圧プレート
３４・・・中間プレート
３４ｍ・・・取付溝
３５・・・分散部材
３６・・・中央分散部材
３７・・・外周分散部材
３７Ａ・・・第１外周分散部材
３７Ｂ・・・第２外周分散部材
３９・・・シム
５０・・・押圧機構
５１・・・押圧軸
９０・・・ボルト
１００・・・基板貼り付け装置
２０２・・・第１外周分散部材
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】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】