(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の位置合わせマークをそれぞれ有する第１および第２のシート（１、２）を積層するための装置であって、前記装置は、
−前記第１のシート（１）を担持するために第１の平面上に延在する第１の担持体表面（１２）を有する平板状担持体（１０）と、
−前記第２のシート（２）を担持するために円筒状ドラム形担持体（２０）の外面によって形成された第２の担持体表面（２２）であって、前記ドラム形担持体（２０）は前記第１の平面と位置合わせされた第１の方向（Ｘ）に配置された回転軸（２４）を有する、第２の担持体表面（２２）と、
−前記第１の平面と位置合わせされた前記回転軸に対して前記第１の担持体表面を前記第１の方向（Ｘ）に直角な第２の方向（Ｙ）に並進させるための第１の並進設備（１４）と、
−前記ドラム形担持体を前記回転軸を中心に回転させるための回転設備（２６）と、
−前記第１の担持体表面（１２）に対して前記ドラム形担持体（２０）を前記第１の平面に直角な第３の方向（Ｚ）に並進させるための第２の並進設備（２８）と、を備え、
−前記装置は、前記ドラム形担持体（２０）が前記第１の担持体表面（１２）から前記第３の方向（Ｚ）に離れた位置にある第１主動作モードと、前記第１および前記第２のシート（１、２）を互いに接触させるために前記ドラム形担持体（２０）が第１の担持体表面に近い位置にある第２主動作モードとを有し、
−前記第１主動作モードは第１および第２サブモードを有し、前記第１サブモードにおいて、前記ドラム形担持体（２０）の前記回転軸（２４）は、前記第１の担持体表面に対して前記第２の方向（Ｙ）に第１の位置（ｙ１）を有し、前記ドラム形担持体はその回転軸（２４）を中心として第１の回転角（α１）を有し、前記第２サブモードにおいて、前記ドラム形担持体（２０）の前記回転軸（２４）は、前記第１の担持体表面に対して前記第２の方向（Ｙ）に第２の位置（ｙ２）を有し、前記ドラム形担持体（２０）はその回転軸（２４）を中心として、前記第１の回転角とは異なる第２の回転角（α２）を有し、前記第１および前記第２の位置間の相対距離は前記回転角の差によって画定された前記ドラム形担持体の角度範囲の外周に対応し、
前記装置は、
−前記ドラム形担持体（２０）を固定位置に維持した状態で、前記第１の担持体表面（１２）を前記第１の平面内で並進および回転させるための位置合わせ設備（１６）と、
−前記第１主動作モードの前記第１および前記第２サブモードにおいて、前記第２のシート（２）の前記第１の位置合わせマーク（２ａ）に対する前記第１のシート（１）の前記第１の位置合わせマーク（１ａ）の第１の相対位置を求め、前記第２のシート（２）の前記第２の位置合わせマーク（２ｂ）に対する前記第１のシート（１ｂ）の前記第２の位置合わせマークの第２の相対位置を求めるための感知システム（３０）と、
−前記第１および前記第２の相対位置の示度を受信して前記示度に基づき前記位置合わせ設備（１６）を制御するための制御設備（４０）と、
を備え、
−前記制御設備（４０）は前記第１主動作モードの前記第１サブモードにおいて、前記第１および前記第２のシートの前記第１の位置合わせマーク（１ａ，２ａ）を互いに位置合わせし、前記第１主動作モードの前記第２サブモードにおいて、前記第１および前記第２のシートの前記第２の位置合わせマーク（１ｂ，２ｂ）を互いに位置合わせするために前記位置合わせ設備を制御し、
前記制御設備（４０）は、前記第２主動作モードにおいて、前記ドラム形担持体に前記第１の担持体表面上で回転運動またはこれと等価な運動を行わせるために、前記並進設備（１４）と前記回転設備（２６）とを制御する、装置。
【請求項２】
前記ドラム形担持体（２０）の前記回転軸（２４）は固定位置を有し、前記第１の並進設備（１４）は前記第１の担持体表面（１２）を前記第２の方向（Ｙ）に並進させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記感知システムは視覚的検出設備（３０）を備え、前記平板状担持体は第１開口部（１７ａ）と第２開口部（１７ｂ）とを画成し、前記円筒状ドラム形担持体（２０）は第１開口部（２７ａ）と第２開口部（２７ｂ）とを画成し、前記第１主動作モードの前記第１サブモードにおいて前記平板状担持体（１０）および前記ドラム形担持体（２０）の前記第１開口部（１７ａ、２７ａ）は互いに向かい合わせに位置付けられ、前記視覚的検出設備（３０）は前記第１開口部（１７ａ、２７ａ）の一方（１７ａ）から前記第１開口部の他方（２７ａ）への方向に対応する視線を有し、前記第１主動作モードの前記第２サブモードにおいて前記平板状担持体（１０）および前記ドラム形担持体（２０）の前記第２開口部（１７ｂ、２７ｂ）は互いに向かい合わせに位置付けられ、前記視覚的検出設備は前記第２開口部（１７ｂ、２７ｂ）の一方（１７ｂ）から前記第２開口部の他方（２７ｂ）への方向に視線を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記視覚的検出設備（３０）は前記平板状担持体（１０）の前記ドラム形担持体（２０）とは反対の側に面して配置される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記視覚的検出設備の前記視線に配置された光子放射源（３４）を備える、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記平板状担持体（１０）は前記第１の並進設備（１４）とは独立に制御可能な微細位置決め手段（１６）を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記平板状担持体は、前記第１の並進設備（１４）によって前記第２の方向（Ｙ）に移動可能な第１のテーブル（１１）と、前記位置合わせ設備（１６）によって前記第１のテーブル（１１）に対して前記第１の平面内で移動可能な前記第１の担持体表面（１２）を
画成する第２のテーブル（１５）とを備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のシート（１）を前記第１の担持体表面（１２）に能動的に一時的に取り付け、前記第２のシート（２）を前記第２の担持体表面（２２）に能動的に一時的に取り付けるための取り付け設備（５０）をさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
第１および第２の位置合わせマークをそれぞれ有する第１および第２のシートを積層する方法であって、
−第１の平面に延在する第１の担持体表面に前記第１のシートを貼り付ける工程（Ｓ１Ａ）と、
−ドラム形担持体の外面によって形成された第２の担持体表面に前記第２のシートを貼り付ける工程であって、前記ドラム形担持体は前記第１の平面から離れた位置に配置された回転軸を有する、工程（Ｓ１Ｂ）と、
−前記ドラム形担持体をその回転軸を中心に第１の回転位置まで回転させる工程であって、前記第２のシートの前記第１の位置合わせマークが前記第１のシートに面する、工程と、
−前記ドラム形担持体が前記第１の回転位置にある状態で、前記第１のシートの前記第１の位置合わせマーク（１ａ）が前記第２のシートの前記第１の位置合わせマーク（２ａ）に面するまで、前記第１の担持体表面と前記ドラム形担持体との間の相対運動を加える工程（Ｓ２）と、
−前記ドラム形担持体をその回転軸を中心に第２の回転位置まで回転させ、さらに前記第１および前記第２の回転位置の間の回転角の差によって画定される前記ドラム形担持体の角度範囲の外周に対応する相対距離にわたって前記回転軸を並進させる工程と、
−前記ドラム形担持体が前記第２の回転位置にある状態で、前記第１のシートの前記第２の位置合わせマーク（１ｂ）が前記第２のシートの前記第２の位置合わせマーク（２ｂ）に面するまで、前記第１の担持体表面と前記ドラム形担持体との間の相対運動を加え、その後に前記第２の位置合わせマーク同士が一致するまで、前記第１のシートの前記第１の位置合わせマークを通る軸を中心として前記第１の担持体表面を回転させる工程（Ｓ３）と、
−前記ドラム形担持体を前記第１の担持体表面に向かって移動させる工程（Ｓ４）と、
−前記第１および前記第２のシートを互いに貼り合わせるために前記ドラム形担持体を前記第１の担持体表面上で転動させる工程（Ｓ５）と、を含む方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１および第２のシートを積層するための装置に関する。
【０００２】
本発明は、第１および第２のシートを積層するための方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００３】
前に供給された複数の構成要素に複数の構成要素を順次追加することによってさまざまな製品が作製されている。重要な適用分野は、複数のシートから成る積層体としての電子部品の製造にある。このような電子製品は、例えば、ＯＬＥＤ機能を有する第１のシートと、印刷されたフォトダイオードを複数備えた第２のシートと、ドライバ電子回路を備えた第３のシートとを備える。この積層体内の連続する複数のシートは、互いに接触して１つの電子機能を実行する電子機能領域をそれぞれ有する。このような電子部品の製造においては、１つのシート内の電子または光学的特徴、または微小流路などの流体工学的特徴が後続シート内のこれらの特徴と正確に接触して連係するように、連続する複数のシートを相互に正確に位置付けることが重要である。
【０００４】
米国特許第５７８８８０２号は、１つ以上のウェブまたはシート層をウェブ基材上に位置合わせして積層する積層装置を提供している。各層は、画定された一連の領域と、これら画定された領域に対して所定の位置に設けられた複数の印とを有する。この積層装置は、ウェブ基材を走行経路に沿って積層装置に通すための複数の送りローラと、積層装置の一部を形成するドラムにウェブまたは複数のシートを送るための追加の送り機構とを備える。ドラムは、ドラムが基材に係合する係合位置と、ドラムが基材との接触から離れる非係合位置との間で、ウェブ基材に向かって、およびウェブ基材から離れる方向に、移動可能である。位置合わせシステムは、ドラム上のウェブまたはシートの画定された一連の領域が積層位置に移動されるに伴い、ウェブまたは各シートを基材に連続的に位置合わせして、ウェブまたはシートの画定された領域が基材の複数の画定された領域のうちの１つに対して所望された所定の関係になるようにする。この位置合わせシステムは、ウェブまたはシート上の印と基材上の印との相対位置を感知する感知機構を備え、ウェブまたはシートの画定された各領域が基材の複数の画定された領域のうちの１つに対して所望された所定の関係になるようにウェブまたはシートと基材との相対位置を調整するために、ドラムの非係合位置においてドラムを基材に対して回転させるためのモータがさらに設けられる。ドラム上のウェブまたはシートと基材とが位置合わせされたときに、ウェブまたはシートを基材上に積層するために、ドラムを係合位置に移動し回転させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの目的は、第１および第２のシートを積層するための改良された装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、第１および第２のシートを積層するための改良された方法を提供することである。
【０００６】
本発明の第１の態様によると、第１および第２の位置合わせマークをそれぞれ有する第１および第２のシートを積層するための装置が提供される。本装置は、第１のシートを担持するために第１の平面に延在する第１の担持体表面を有する平板状担持体を備える。
【０００７】
本装置は、円筒状ドラム形担持体の外面によって形成された、第２のシートを担持するための第２の担持体表面を備える。このドラム形担持体は、第１の平面と位置合わせされた第１の方向に配置された回転軸を有する。
【０００８】
本装置は、この回転軸に対して第１の担持体表面を、第１の平面に位置合わせされた、第１の方向に直角な第２の方向に並進させるための第１の並進設備を備える。
【０００９】
本装置は、回転軸を中心としてドラム形担持体を回転させるための回転設備と、ドラム形担持体を第１の担持体表面に対して第１の平面に直角な第３の方向に並進させるための第２の並進設備とをさらに備える。
【００１０】
本装置は、ドラム形担持体が第１の担持体表面から前記第３の方向に離れた位置にある第１主動作モードと、第１および第２のシートを互いに接触させるためにドラム形担持体が第１の担持体表面に近い位置にある第２主動作モードとを有する。
【００１１】
第１主動作モードは、第１および第２サブモードを有する。第１サブモードにおいて、ドラム形担持体の回転軸は第１の担持体表面に対して第２の方向に第１の位置を有し、またドラム形担持体はその回転軸を中心として第１の回転角を有する。第２サブモードにおいて、ドラム形担持体の回転軸は第１の担持体表面に対して第２の方向に第２の位置を有し、またドラム形担持体は第１の回転角とは異なる第２の回転角をその回転軸を中心に有する。第１および第２の位置間の相対距離は、前記回転角の差によって画定されたドラム形担持体の角度範囲の外周に対応する。
【００１２】
本装置は、ドラム形担持体を固定位置に維持した状態で、第１の担持体表面を第１の平面内で並進および回転させるための位置合わせ設備をさらに有する。本装置は、第１主動作モードの第１および第２サブモードのそれぞれにおいて、第２のシートの第１の位置合わせマークに対する第１のシートの第１の位置合わせマークの第１の相対位置を求め、さらに第２のシートの第２の位置合わせマークに対する第１のシートの第２の位置合わせマークの第２の相対位置を求めるための感知システムをさらに有する。
【００１３】
本装置は、前記第１および前記第２の相対位置の示度を受信して前記示度に基づき位置合わせ設備を制御するための制御設備をさらに有する。第１動作モードにおいて、制御設備は、第１および第２のシートの第１の位置合わせマークを相互に位置合わせするために、また第１および第２のシートの第２の位置合わせマークを相互に位置合わせするために、位置合わせ設備を制御する。第２主動作モードにおいて、制御設備は、ドラム形担持体に第１の担持体表面上での回転運動またはこれと等価な運動を行わせるために、並進設備と回転設備とを制御する。
【００１４】
本発明の第１の態様による装置においては、平板状担持体から離れた位置に維持されている第２のシートが設けられたドラム形担持体を互いに異なる角位置の間で回転させながら、第１のシートが設けられた第１の担持体表面を第１の平面で移動させることができる。このようにして、ドラム形担持体は第１の担持体表面上で実質的に転動される。これにより、シート同士を実際に積層する前に、第１のシートの互いに離れた端部にある位置合わせマークと第２のシートの対応する位置合わせマークとの位置合わせが可能になる。したがって、本発明の第１の態様による装置は、第１および第２のシートの改良された位置合わせを可能にする。
【００１５】
第１の担持体表面に対するドラム形担持体の並進とドラム形担持体の回転とを同時に実現するためのいくつかの選択肢が可能である。一実施形態において、第１の担持体表面は固定位置に維持され、ドラム形担持体の並進と回転とが同時におこなわれる。一実施形態において、ドラム形担持体の回転軸は固定位置を有し、第１の並進設備は第１の担持体表面を第２の方向に並進させるように構成される。
【００１６】
一実施形態において、感知システムは視覚的検出設備を備える。この実施形態において、平板状担持体は第１開口部と第２の開口部とを画成し、円筒状ドラム形担持体も第１開口部と第２開口部とを画成する。第１主動作モードの第１サブモードにおいて、平板状担持体およびドラム形担持体の第１開口部は、互いに向かい合わせに位置付けられ、視覚的検出設備は一方の第１開口部からもう一方の第１開口部への方向に対応する視線を有する。第１主動作モードの第２サブモードにおいて、平板状担持体およびドラム形担持体の第２開口部は互いに向かい合わせに位置付けられる。このとき、視覚的検出設備は一方の第２開口部からもう一方の第２開口部への方向に視線を有する。
【００１７】
この視覚的検出設備はカメラでもよい。ただし、例えば位置合わせマークが各シートに開けられた穴として形成される場合は、代わりに、単純な光検出器で十分な場合もありうる。位置合わせマークを通過する光量は、位置合わせの度合いの示度である。
【００１８】
一実施形態において、第１および第２の両位置合わせマークは前記第１の方向の同じ側にある。これは、固定位置に配置された単一のカメラまたは他の視覚的検出設備で十分であるという利点を有する。この実施形態は、シートの横方向の寸法が長手方向の寸法に対して相対的に小さい場合に有用でありうる。第１および第２の位置合わせマークが前記第１の方向の相対する側に配置されている場合は、さらに良い位置合わせが得られる。この場合、シートの幅全体に及ぶ視野を有するカメラが必要とされる。回転軸が第２の方向に固定位置を有する一実施形態において、視覚的検出設備は平板状担持体のドラム形担持体とは反対の側に面して配置される。このようにして、視覚的検出手段を積層用装置の主フレームに簡単に取り付けることができる。代わりに、視覚的検出設備をドラム形担持体の内部に配置してもよい。
【００１９】
一実施形態において、本装置は、視覚的検出設備の視線に配置された光子放射源を備える。この光子放射源は位置合わせマークの恒常的照明をもたらすので、外部光源からの影響が最小限に抑えられる。
【００２０】
一実施形態において、平板状担持体は、第１の並進設備とは独立に制御可能な微細位置決め手段を備える。この別個の微細位置決め手段は、シートのより高速な位置合わせを可能にする。
【００２１】
前記実施形態の一変形例において、平板状担持体は第１の並進設備によって前記第２の方向に移動させることが可能な第１のテーブルと、位置合わせ設備によって第１の平面において第１のテーブルに対して移動させることが可能な第１の担持体表面を形成する第２のテーブルとを備える。
【００２２】
一実施形態において、本装置は、第１のシートを第１の担持体表面に能動的に一時的に取り付け、さらに第２のシートを第２の担持体表面に能動的に一時的に取り付けるための取り付け設備をさらに備える。一実施形態において、取り付け設備は真空ポンプを備える。
【００２３】
本発明の第２の態様によると、第１および第２の位置合わせマークをそれぞれ有する第１および第２のシートを積層するための方法が提供される。本方法は、
−第１の平面に延在する第１の担持体表面に第１のシートを貼り付ける工程と、
−ドラム形担持体の外面によって形成された第２の担持体表面に第２のシートを貼り付ける工程であって、ドラム形担持体は第１の平面から離れた位置に配置された回転軸を有する、工程と、
−第２のシートの第１の位置合わせマークが第１のシートに面する回転位置にドラム形担持体がその回転軸を中心としてある状態で、第１のシートの第１の位置合わせマークが第２のシートの第１の位置合わせマークに面するまで、第１の担持体表面とドラム形担持体との間の相対移動を加え、その後に前記第２の位置合わせマーク同士が一致するまで、前記第１のシートの前記第１の位置合わせマークを通る軸を中心として前記第１の担持体表面を回転させる工程と、
−第２のシートの第２の位置合わせマークが第１のシートに面する回転位置にドラム形担持体がその回転軸を中心としてある状態で、第１のシートの第２の位置合わせマークが第２のシートの第２の位置合わせマークに面するまで、第１の担持体表面とドラム形担持体との間の相対移動を加える工程と、
−ドラム形担持体を第１の担持体表面の方向に移動させる工程と、
−第１および第２のシートを互いに積層するために、ドラム形担持体を第１の担持体表面上で転動させる工程と、
を含む。
【００２４】
図面を参照して上記および他の側面をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の態様による装置の実施形態を模式的に示す。
【図２】本発明の第２の態様による方法の一実施形態を模式的に示す。
【図３Ａ】第１動作モードの第１サブモードにおける図１の装置を模式的に示す。
【図３Ｂ】図３ＡのＩＩＩＢから見た第１サブモードにおける装置を模式的に示す。
【図３Ｃ】図３ＡのＩＩＩＣから見た第１サブモードにおける装置を模式的に示す。
【図４Ａ】第１動作モードの第２サブモードにおける図１の装置を模式的に示す。
【図４Ｂ】図４ＡのＩＶＢから見た第１サブモードにおける装置を模式的に示す。
【図５】第１動作モードの開始時における図１の装置を模式的に示す。
【図６】第１動作モードの終了時における図１の装置を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の詳細説明においては、本発明の完全な理解をもたらすために特定の詳細が多数述べられている。ただし、本発明はこれらの特定の詳細なしに実施されうることを当業者は理解されるであろう。他の例では、本発明の態様を曖昧にしないために、周知の方法、手順、および構成要素は詳細に説明されていない。
【００２７】
本発明の複数の実施形態が図示されている添付図面を参照して以下に本発明をより詳細に説明する。ただし、この発明は多くの異なる形態で具体化することができ、本願明細書に記載されている実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示を周到かつ完全にし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。各図面においては、明確にするために、層および領域のサイズおよび相対サイズが誇張されることもある。
【００２８】
本願明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定しようと意図するものではない。本願明細書で使用されている単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は複数形も含むものとする。ただし、文脈上明らかな場合はこの限りではない。さらに、「を備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている／含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は本願明細書で使用される場合、記載されている特徴、整数、工程、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、他の１つ以上の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、および／またはそれらから成る群の存在または追加を妨げるものではない。さらに、特に明示的に記載されていない限り、「または（ｏｒ）」は包含的論理和および排他的論理和を指す。例えば、ＡまたはＢ（Ａ  ｏｒ  Ｂ）という条件は、Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）場合、Ａが偽であり（または存在せず）かつＢが真である（または存在する）場合、およびＡおよびＢの両方が真である（または存在する）場合の何れによっても満足される。
【００２９】
ある要素または層が別の要素または層「の上に載っている（ｏｎ）」、「に接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、または「に結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」というときは、その要素または層はその別の要素または層の上に直接載っている、直接接続されている、または直接結合されていてもよく、あるいは介在要素または層が存在してもよい。これに対し、ある要素が別の要素または層「の上に直接載っている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、「に直接接続されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、または「に直接結合されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」というときは、介在要素または層は存在しない。全体にわたって同様の参照符号は同様の要素を指す。本願明細書で使用される場合、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、列記されている項目のうちの１つまたは複数の項目のあらゆる組み合わせを含む。
【００３０】
第１の、第２の、第３の、などの用語は、本願明細書においてはさまざまな要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを説明するために使用されうるが、これらの要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションはこれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の領域、層、またはセクションから区別するためにのみ使用される。したがって、以下に説明する第１の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと呼ぶことも可能である。
【００３１】
「の真下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「の下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「より下の（ｌｏｗｅｒ）」、「の上方に（ａｂｏｖｅ）」、「より上の（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的に相対的な用語は、本願明細書においては、各図に示されているような１つの要素または特徴と別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）との関係を示すために説明を容易にするために使用されうる。これらの空間的に相対的な用語は、各図に示されている向きに加え、使用中または動作中のデバイスのさまざまな向きも包含することを意図していることを理解されるであろう。例えば、図中のデバイスが裏返された場合、他の要素または特徴「の下方に（ｂｅｌｏｗ）」または「の真下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」にあると記述されていた要素は、その他の要素または特徴「の上方に（ａｂｏｖｅ）」向けられることになるであろう。したがって、例示的用語「の下方に（ｂｅｌｏｗ）」は、「の上方に（ａｂｏｖｅ）」および「の下方に（ｂｅｌｏｗ）」の両方の向きを包含できる。デバイスは上記以外の向き（９０度回転、または他の向き）にも向けられうるので、本願明細書においては空間的に相対的な記述はそれに応じて解釈されうる。
【００３２】
本願明細書において、本発明の複数の実施形態は、本発明の理想化された実施形態（および中間構造）の概略図である断面図を参照して説明されている。したがって、例えば製造手法および／または公差の結果として図示の形状からの差異が予想されるべきである。したがって、本発明の実施形態は、本願明細書に例示されている領域の特定形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造結果としての形状のずれを含むものとする。
【００３３】
特に定義されない限り、本願明細書で使用されている（技術的および科学的用語を含む）あらゆる用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味を持つ。一般に使用される辞書に定義されているような用語は、本願明細書に明示的に定義されていない限り、関連技術の文脈におけるそれぞれの意味と一致した意味を有すると解釈されるべきであり、理想化された、または過度に形式的な、意味では解釈されないことをさらに理解されるであろう。本願明細書で言及されている全ての出版物、特許出願、特許、および他の参考資料は、参照によりその内容全体が本願明細書に組み込まれるものとする。矛盾が生じた場合は、定義を含め、本願明細書が優先される。また、各材料、各方法、および各例は単に例示のためであり、限定を目的とするものではない。
【００３４】
図１は、第１および第２の位置合わせマーク１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ（図３Ｂおよび図４Ｂを参照）をそれぞれ有する第１および第２のシート１、２を積層するための装置を模式的に示す。本装置は、第１のシート１を担持するための第１の担持体表面１２を有する平板状担持体１０を備える。第１の担持体表面１２は第１の平面１８を画成する。平板状担持体は、第１開口部１７ａと第２開口部１７ｂとをさらに画成する。
【００３５】
本装置は、第２のシート２を担持するための第２の担持体表面２２を有する。第２の担持体表面２２は、円筒状ドラム形担持体２０の外面によって形成される。ドラム形担持体２０は、第１の平面と位置合わせされた第１の方向Ｘに配置された回転軸２４を有する。円筒状ドラム形担持体２０は、第１開口部２７ａと第２開口部２７ｂとをさらに画成する。
【００３６】
本装置は、第１の担持体表面１２を回転軸２４に対して、第１の平面１８と位置合わせされた、第１の方向Ｘに直角な第２の方向Ｙに併進させるための第１の並進設備１４を有する。
【００３７】
本装置は、回転軸２４を中心にドラム形担持体２０を回転させるための回転設備２６をさらに有する。
【００３８】
本装置は、ドラム形担持体２０を第１の担持体表面１２に対して、第１の平面１８に直角な第３の方向Ｚに並進させるための第２の並進設備２８をさらに有する。
【００３９】
本装置は、ドラム形担持体２０を固定位置に維持した状態で、第１の担持体表面１２を第１の平面１８内で並進および／または回転させるための位置合わせ設備１６を有する。第１の担持体表面１２は、第１のテーブル１１に移動可能に配置された第２のテーブル１５の表面によって形成される。
【００４０】
本装置は、第２のシート２の第１の位置合わせマークに対する第１のシート１の第１の位置合わせマーク１ａの第１の相対位置を求め、さらに第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂに対する第１のシート１の第２の位置合わせマーク１ｂの第２の相対位置を求めるための感知システム３０をさらに有する。
【００４１】
本装置は、前記第１および前記第２の相対位置の示度ＳＩを受信して前記示度に基づき制御信号Ｓｘ，ｙ，θによって位置合わせ設備１６を制御するための制御設備４０をさらに有する。
【００４２】
本装置は第１および第２主動作モードを有する。第１主動作モードにおいて、ドラム形担持体２０は、第１の担持体表面１２から第３の方向Ｚに離れた位置にある。第２主動作モードにおいて、ドラム形担持体２０は、第１および第２のシート１、２を互いに接触させるために、第１の担持体表面１２に近い位置にある。
【００４３】
第１主動作モードは第１および第２サブモードを有する。
【００４４】
第１サブモードにおいて、感知システム３０は、第２のシート２の第１の位置合わせマークに対する第１のシート１の第１の位置合わせマーク１ａの第１の相対位置を求める。第２サブモードにおいて、感知システム３０は、第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂに対する第１のシート１の第２の位置合わせマーク１ｂの第２の相対位置を求める。
【００４５】
図１は、取り付け設備５０をさらに示している。取り付け設備５０は、第１のシート１を第１の担持体表面１２に能動的に一時的に取り付け、第２のシート２を第２の担持体表面２２に能動的に一時的に取り付けることができる。
【００４６】
本発明の第２の態様による方法を図２を参照して、さらに図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、および図５、図６に関して、説明する。図２は、第１のシート１が第１の担持体表面１２に一時的に取り付けられる第１の工程Ｓ１Ａと、第２のシート２がドラム形担持体２０によって形成された第２の担持体表面２２に一時的に取り付けられる第２の工程Ｓ１Ｂとを示している。工程Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂは、任意の順番で順次実行されてもよく、または同時に実行されてもよい。担持体表面へのシートの一時的取り付けは、担持体表面とシートとの間に空気が一切侵入できないように、担持体表面とシートとが十分に平坦であることによって実現されうる。その場合、シートは大気圧によって担持体表面に接触保持される。あるいは、図１に示されている実施形態のように、一時的な取り付けを能動的に制御してもよい。その場合、取り付け設備５０は、第１の担持体表面１２の開口部に連通して平板状担持体１０の内部空間を真空にするポンプ５２を備える。同様に、ポンプ５２は、第２の担持体表面２２の複数の開口部に連通し、ドラム形担持体２０の内部空間を真空にする。このようにして、第１のシート１は第１の担持体表面１２に一時的に取り付けられ、第２のシート２は第２の担持体表面２２に一時的に取り付けられる。平板状担持体１０の内部空間とドラム形担持体２０の内部空間とを真空にするためにそれぞれ別のポンプが存在してもよい。
【００４７】
シート１、２がそれぞれ対応する担持体表面に貼り付けられた後、ドラム形担持体が第２の担持体表面１２に対して第１の回転位置に維持された状態で、第２の工程Ｓ２が実行される。この第１の回転位置では、第２のシート２の第１の位置合わせマーク２ａが第１のシート１に面している。この工程Ｓ２において、第１のシート１の第１の位置合わせマーク１ａと第２のシート２の第１の位置合わせマーク１ｂとの相対位置が求められ、第１の位置合わせマーク１ａ、１ｂが一致するまで第１の担持体表面１２が並進される。本発明による装置において、工程Ｓ２は第１動作モードの第１サブモードで実行される。
【００４８】
その後、工程Ｓ３が第１動作モードの第２サブモードで実行される。このとき、ドラム形担持体２０は第２の担持体表面１２に対して第２の回転位置にあるので、第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂは第１のシート１に面している。この第２サブモードに
おいて、第２の位置合わせマーク１ｂ、２ｂの相対位置が求められる。第２の位置合わせマーク１b、2ｂが一致するまで、第１のシートの第１の位置合わせマーク１ａを通る軸を中心に第１の担持体表面１２が回転される。
【００４９】
工程Ｓ４では、装置をその第２動作モードにするために、第２のシート２が設けられたドラム形担持体を第１の担持体表面１２に向けて移動させる。第２動作モードでは、シート１、２は互いに接触している。
【００５０】
第２動作モードで実行される工程Ｓ５では、第１のシート１が設けられた第１の担持体表面１２上で第２のシート２が設けられたドラム形担持体２０を回転運動させることによって、または運動学的に等価な相対運動によって、第２のシート２を第１のシート１に積層する。互いに積層されたシート１、２をどちらか一方の担持体表面に留まらせ易くするために、対応する担持体の内部空間をもう一方の担持体表面の内部空間より強く排気してもよい。例えば、シート２がシート１に接触した後にドラム形担持体２０がシート２を解放するように、平板状担持体１０の担持体表面をドラム形担持体２０の担持体表面より強く排気してもよい。一方の担持体の表面全体に真空を加える代わりに、真空の付与または打ち消しをセグメント単位で行ってもよい。例えば、もう一方のシートとの積層を可能にするためのシートの解放は、そのシートが積層相手のシートに接触する真空状態を局所的に打ち消すことによって促すこともできる。あるいは、一方の担持体表面が他の手段によってシートを保持してもよい。このために、ＰＭＤＳなどの自己粘着性ゴムの層を担持体表面に設けてもよい。積層された製品の取り外しは、その積層された製品を担持している担持体の内部空間に過圧空気を加えることによって容易に行われうる。
【００５１】
次に本発明の第１の態様による装置を用いた本発明の第２の態様による方法を図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図４Ａ、図４Ｂ、および図５、図６を参照してより詳細に説明する。
【００５２】
ここで、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃは、その第１主動作モードの第１サブモードにおける装置を示す。図３Ａ、図３Ｂから分かるように、第１動作モードの第１サブモードにおいて、ドラム形担持体はその回転軸２４を中心とした第１の回転角α１を有しているので、第２のシート２の第１の位置合わせマーク２ａは第１の担持体表面１２に面している。
【００５３】
第１サブモードにおいて、ドラム形担持体２０の回転軸２４は、第１の担持体表面１２に対して第２の方向Ｙに第１の位置ｙ１を有する。例として、第１の担持体表面の左端縁を回転軸のＹ位置が画定される基準点として選択する。ただし、他の何れの基準点でも適しうる。図示の実施形態において、感知システム３０は、視覚的検出設備３１、３２（図３Ｃ）を備える。図３Ａ、図３Ｂから分かるように、第１主動作モードの第１サブモードにおいて、平板状担持体１０およびドラム形担持体２０の第１開口部１７ａ、２７ａは互いに向かい合わせに位置付けられており、視覚的検出設備３０は、第１開口部１７ａ、２７ａの一方から第１開口部のもう一方２７ａへの方向に対応する視線を有する。図示の実施形態において、視覚的検出設備３１、３２は、平板状担持体１０のドラム形担持体２０とは反対の側に配置されている。したがって、視線は、平板状担持体１０の第１開口部１７ａからドラム形担持体２０の第１開口部２７ａの方向に延びている。これにより、感知システム３０は、第２のシート２の第１の位置合わせマーク２ａに対する第１のシート１の第１の位置合わせマーク１ａの第１の相対位置の示度を求めることができる。光子放射源３４は、開口部２７ａを通して位置合わせマーク１ａ、２ａを照明するために、ドラム形担持体の内部に配置されている。
【００５４】
この示度を用いて位置合わせ設備１６（図１を参照）を制御することによって、感知システム３０が第１および第２のシート１、２の第１の位置合わせマーク１ａ、２ａが一致したことを検出するまで、ドラム形担持体２０を固定位置に維持したまま第１の担持体表面１２を第１の平面内で並進および／または回転させる。
【００５５】
図４Ａおよび図４Ｂは、その第１主動作モードの第２サブモードにおける装置を示している。図４Ａ、図４Ｂから明らかなように、第２サブモードでは、第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂは第１の担持体表面１２に面している。これにより、感知システム３０は、第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂに対する第１のシート１の第２の位置合わせマーク１ｂの第２の相対位置を求めることができる。
【００５６】
第２サブモードでは、ドラム形担持体２０の回転軸２４は第１の担持体表面１２に対して第２の方向Ｙに第２の位置ｙ２を有し、ドラム形担持体２０は第１の回転角とは異なる第２の回転角α２をその回転軸２４を中心として有する。第１および第２の位置ｙ１、ｙ２間の相対距離ｙ２−ｙ１は、前記回転角の差α２−α１によって画定されるドラム形担持体の角度範囲の外周に対応するので、ドラム形担持体２０は、第１の担持体表面１２から離れているにも拘らず、第１の担持体表面１２上を転動されたかのように見える。ドラム形担持体２０の相対運動は、移動結果がこの回転運動と同じであれば、回転運動に準じる必要はない。例えば現実の回転運動の場合、ドラム形担持体は、位置ｙ１から位置ｙ２までのその並進中、反時計回りに回転するであろう。ただし、代わりに、第２サブモードにおいてドラム形担持体を３６０度−（α２−α１）の角度にわたって時計回りに回転させて同じ向きにしてもよい。
【００５７】
図４Ａ、図４Ｂから分かるように、第１主動作モードの第２サブモードにおいて、平板状担持体１０およびドラム形担持体２０の第２開口部１７ｂ、２７ｂは互いに向かい合わせに位置付けられており、視覚的検出設備３０は第２開口部１７ｂ、２７ｂの一方からもう一方の第２開口部への方向に対応する視線を有する。図示の実施形態において感知システム３０は平板状担持体１０のドラム形担持体２０とは反対の側に配置されているので、視線は平板状担持体１０の第２開口部１７ｂからドラム形担持体２０の第２開口部２７ｂへの方向に延びている。
【００５８】
これにより、感知システム３０は、第２のシート２の第２の位置合わせマーク２ｂに対する第１のシート１の第２の位置合わせマーク１ｂの第２の相対位置を求めることができる。
【００５９】
この情報に基づき、制御設備４０は、第１動作モードにおいて、第１および第２のシート１、２の第２の位置合わせマーク１ｂ、２ｂを互いに位置合わせするために、位置合わせ設備１６を制御する。
【００６０】
制御設備４０は、例えば最初に第１サブモードにおいて、第１および第２のシート１、２の第１の位置合わせマーク１ａ、２ａが正確に向かい合うまで第１の担持体表面１２を移動させることによって位置合わせ処理を実現しうる。次に、第２サブモードにおいて、第２の位置合わせマーク１ｂ、２ｂが向かい合うまで、第１の平面１８で位置合わせマーク１ａを中心として回転させることができる。あるいは、装置は、例えば最初に第２サブモードにおいて、第１の平面１８での移動によって第２の位置合わせマーク１ｂ、２ｂを位置合わせし、次に第１サブモードに戻り、位置合わせマーク１ｂを中心に第１の平面１８で回転させることによって第１の位置合わせマーク１ａ、２ａを位置合わせすることもできる。食い違いのために、一方では位置合わせマーク１ａ、２ａの対および他方では位置合わせマーク１ｂ、２ｂの対をどちらもマッチングさせられなかった場合は、例えば最小二乗基準に基づき、総合的なマッチング誤差を最小化させうる。マッチング誤差を所定レベル未満に最小化できないことが見出された場合、本装置は警告信号を提供しうる。
【００６１】
図示の実施形態において、第１の並進設備１４は位置合わせ設備１６とは別個の設備である。これは、シート１、２の位置合わせに必要な微動をＹ方向への並進を実行するために必要な粗動とは独立に制御できる点で、有利である。これは、平板状担持体１０が、制御設備４０からの位置信号Ｓｘによって制御可能なＹ方向における位置を有する第１のテーブル１１と、互いに直交する方向ｘ、ｙに第１の担持体表面１２を移動させ、さらに第１の担持体表面１２を第１の平面１８において角度αだけ回転させるために第１のテーブル１１に配置された第２のテーブル１５とを備えることによって実現される。第２のテーブル１５は、制御設備４０によって制御信号Ｓｘ，ｙ，θで制御される。代わりに、第１の平面１８での並進と回転の両方が可能な第１のテーブル１１を平板状担持体１０に設けるという可能性も考えられうる。
【００６２】
第１および第２のシート１、２が位置合わせされた後、装置は第２主動作モードになる。このモードにおいては、第１および第２のシート１、２を互いに接触させるために、図５に示されているように、ドラム形担持体２０が第１の担持体表面１２に近付けられる。第２主動作モードにおいて、制御設備４０（図１）は、ドラム形担持体２０を第１の担持体表面１２上で回転運動させるために、並進設備１４（図１）と回転設備２６とを制御する。この実施形態において、これは、第１の並進設備１４が第１のテーブル１１を左にシフトさせ、さらに回転設備２６（図１）がドラム形担持体２０を時計回りに回転させて図６に示されている最終位置に到達させることによって実現される。前記最終位置において、シート１、２は互いに積層されて積層製品３を形成する。あるいは、ドラム形担持体の時計回りの回転と図面平面の右側への並進とが同時に行われるように、第１の並進設備をドラム形担持体２０に結合してもよい。ドラム形担持体が固定位置に維持された状態でドラム形担持体と平板状担持体との間に必要な相対運動を行うために必要な全ての運動を平板状担持体に行わせるという実施形態も考えうる。
【００６３】
これらのシートの一方が不透明材料である場合は、各位置合わせマークを開口部の形態で、例えば同じサイズの円形開口部として、シートに設けてもよい。これらの開口部を通過する光量によって位置合わせの程度を判定できる。
【００６４】
一方のシートが剛性材料、例えばガラス、であってもよいが、その場合はそのシートが平板状担持体１０に配置される場合に限る。
【００６５】
制御設備４０は、専用ハードウェアとして、または適切にプログラミングされた汎用プロセッサとして、または両方の組み合わせとして、実現されうる。特許請求の範囲において、「備えている／含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、他の要素または工程を排除するものではなく、さらに不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を排除するものではない。単一の構成要素などのユニットは、複数の請求項に記載されているいくつかの項目の機能を果たしうる。特定の方法が互いに異なる請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせを好都合に使用できないことを示すものではない。請求項内の参照符号は、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図２】
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【図３Ａ】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図３Ｂ】
0005865256.tif 000008
【図３Ｃ】
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【図４Ｂ】
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