(57)【要約】      （修正有）【課題】気泡などの積層欠陥がなく接着強度が向上した積層膜を基板に接合する真空システムの提供。【解決手段】膜押圧モジュール２００は膜押圧プラテン２１０を含み、基板サセプタモジュール３００は、ばね加圧型機構３２０によって支持された基板サセプタ３１０を含む。膜積層プロセス時において、膜押圧プラテン２１０が作動させられると、膜押圧プラテン２１０は下方に移動して積層膜を基板上に取り付け、基板サセプタ３１０が作動させられると、基板サセプタ３１０は下方に移動して、最後に加熱板加熱モジュール上に静置される。そのため、積層膜と基板との間に配置された接着グルーが熱硬化し得る。膜積層プロセスの完了後、ばね加圧型機構３２０から付与される回復力により。膜押圧プラテン２１０を上方に作動させて、基板サセプタ３１０も作動させて、基板サセプタ３１０を上方に移動させてその初期位置へ戻す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空膜積層システムであって、
内部容積を規定するチャンバと、前記内部容積内の圧力を制御するように構成された圧力制御構成要素アセンブリとを含む真空チャンバモジュールと、
前記チャンバへ接続されかつ膜押圧プラテンおよびスライディングロッドを含む膜押圧モジュールであって、前記スライディングロッドは、上ロッド部および下ロッド部を含み、前記膜押圧プラテンは、前記スライディングロッドの前記下ロッド部へ接続され、前記膜押圧プラテンは、作動させられると、前記チャンバの前記内部容積内において前記スライディングロッドを介して垂直方向に移動するように構成される、膜押圧モジュールと、
前記チャンバ内に配置されかつ基板サセプタおよびばね加圧型機構を含む基板サセプタモジュールであって、前記基板サセプタは、初期垂直位置と共に前記ばね加圧型機構上に配置され、前記膜押圧プラテンが作動させられて下方移動する前は、前記膜押圧プラテンの下側の第１の初期距離を維持する、基板サセプタモジュールと、
前記チャンバの前記内部容積内に配置された加熱板加熱モジュールであって、前記基板サセプタが作動させられて下方移動する前は、前記基板サセプタの下側の第２の初期距離を維持する、加熱板加熱モジュールと、
を含み、
前記基板サセプタは、前記チャンバの前記内部容積内に配置され、前記膜押圧プラテンによって作動させられて下方移動するように構成され、前記ばね加圧型機構は、前記基板サセプタが作動させられて下方移動している間に前記基板サセプタを支持し、ばね位置エネルギーを保存するように構成され、前記加熱板加熱モジュールは、前記基板サセプタが作動させられて下方移動し、前記加熱板加熱モジュールと接触している間、前記基板サセプタを支持および加熱するように構成され、
前記膜押圧プラテンが作動させられて上方移動すると、前記ばね加圧型機構は、前記基板サセプタを作動させて上方移動させ、前記ばね位置エネルギーの解放により前記初期垂直位置へ戻るように、さらに構成される、
真空膜積層システム。
【請求項２】
前記膜押圧モジュールは、前記スライディングロッドの前記下ロッド部上に配置された球ジョイントをさらに含み、前記膜押圧プラテンは、前記球ジョイントを通じて前記スライディングロッドへ接続される、請求項１に記載の真空膜積層システム。
【請求項３】
前記真空チャンバモジュールは、真空フィードスルーリニア軸受をさらに含み、前記スライディングロッドの前記上ロッド部は、前記チャンバの前記内部容積の外側に配置され、前記真空フィードスルーリニア軸受を通過する前記スライディングロッドの前記下ロッド部は、前記チャンバの前記内部容積内に配置される。請求項１に記載の真空膜積層システム。
【請求項４】
前記膜押圧プラテンは、より軟質の下側プラテンをバッファ層として含む、請求項１に記載の真空膜積層システム。
【請求項５】
前記真空チャンバモジュールはチャンバドアをさらに含み、前記チャンバドアは、前記チャンバの１つの側部に配置され、作動させられると前記側部を開口させるように構成される、請求項１に記載の真空膜積層システム。
【請求項６】
前記基板サセプタモジュールは、前記チャンバ内に配置されたスライディングレールをさらに含み、前記基板サセプタは、前記スライディングレール上に配置され、前記チャンバの前記内部容積内から水平にスライドして前記側部の開口部を通じて前記チャンバの外側へ移動するように構成される、請求項５に記載の真空膜積層システム。
【請求項７】
制御モジュールをさらに含み、前記制御モジュールは、前記真空チャンバモジュール、前記膜押圧モジュール、前記基板サセプタモジュールおよび前記加熱板加熱モジュールの動作を制御および調節するように構成される、請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の真空膜積層システム。
【請求項８】
真空膜積層方法であって、
チャンバの内部容積内において積層膜および積層対象基板を間隔を空けて配置することであって、前記積層膜または前記積層対象基板のうち少なくとも１つは、接着グルーと共に配置される、ことと、
前記チャンバの前記内部容積を真空排気して真空状態にすることと、
前記積層膜および前記積層対象基板が前記真空状態において前記接着グルーを介して取り付けられるように、前記積層膜を作動させて軸に沿った方向に移動させることと、
前記取り付けられた積層膜および前記積層対象基板を引き続き作動させて前記方向に沿って一定距離だけ移動させた後、停止させて加熱板加熱モジュール上に静置させることであって、前記接着グルーは、前記加熱板加熱モジュールによって熱硬化させられる、ことと、
を含む、真空膜積層方法。
【請求項９】
前記接着グルーが前記積層膜または前記積層対象基板上に配置される前に、前記積層膜または前記積層対象基板のうち少なくとも１つがプラズマ処理される、請求項８に記載の真空膜積層方法。
【請求項１０】
前記接着グルーの熱硬化後、前記積層膜および前記積層対象基板を作動させて、前記軸に沿って逆方向に移動させて、前記加熱板加熱モジュールから取り外すことをさらに含む、請求項８または９に記載の真空膜積層方法。
【請求項１１】
前記積層膜および前記積層対象基板を作動させて移動させて、前記加熱板加熱モジュールから取り外した後、前記取り付けられた積層膜および前記積層対象基板を前記チャンバから除去し、前記接着グルーをさらに加熱して、前記接着グルーの熱硬化を引き続き行うことをさらに含む、請求項１０に記載の真空膜積層方法。
【請求項１２】
前記積層膜は、量子ドット膜または蛍光体光輝性膜を含み、前記積層対象基板は、実質的に透明な基板を含む、請求項８または９に記載の真空膜積層方法。
【請求項１３】
前記積層膜は、量子ドット膜または蛍光体光輝性膜を含み、前記積層対象基板は、テープ基板と、前記テープ基板上に配置されたフリップチップ発光半導体ダイのアレイとを含む、請求項８または９に記載の真空膜積層方法。
【請求項１４】
前記フリップチップ発光半導体ダイのアレイは、前記フリップチップ発光半導体ダイに隣接して配置された複数の反射構造をさらに含む、請求項１３に記載の真空膜積層方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、台湾特許出願第１０６１０１５２５号（出願日：２０１７年１月１７日）および中国特許出願第２０１７１００３１２６９．Ｘ号（出願日：２０１７年１月１７日）の恩恵および優先権を主張する。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、膜積層のためのシステムおよび方法に関し、詳細には、膜を真空環境中において基板上に積層するためのシステムおよび方法に関する。
【０００３】
（関連技術の説明）
エレクトロニクス業界において、望ましい膜を電子デバイス（例えば、半導体構成要素、電子構成要素（例えば、集積回路（ＩＣ）レジスタ、ＩＣコンデンサ、または他のＩＣ受動構成要素）または液晶表示パネル）へ積層させることにより特定の機能を達成するように、多様な種類の可撓性膜または硬質膜をこれらの電子デバイスに積層させることが望まれることが頻繁にある。例えば、電子デバイスの耐水性を向上させるために、保護膜を電子デバイスへ積層させる。
【０００４】
詳細には、望ましい光学特性を有する光学膜（例えば、光学的に透明な膜、半透明膜または色変換膜）も、樹脂材料を用いて可撓性膜または硬質膜として作製され得る。例えば、これらの膜は、望ましい光学特性（例えば、色フィルタリング、色変換、輝度向上またはより均一な光拡散）が得られるように、染料、光散乱粒子、光輝性材料などと共に設けられ得る。そのため、光学膜は、色フィルタ膜、光輝性膜、輝度向上膜または拡散膜を含み得る。光学膜は、先ずスタンドアロン膜として作製された後に、光電子工学デバイスの特定の望ましい光学特性を達成するかまたは向上させるように、多様な光電子工学デバイス上に積層されることが多い。
【０００５】
詳細には、光輝性材料（例えば、量子ドットまたは蛍光体）を樹脂材料内に散乱させることにり、指定された色変換能力を持つ光輝性膜を形成することができる。この種の光輝性膜は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源と組み合わせて用いられる場合もあれば、あるいは次世代ディスプレイ中に用いられる場合もある。あるいは、色変換のための光輝性膜は、望ましい光電子特性または性能を持つように、青色ＬＥＤ半導体ダイ上へ直接積層されて、チップスケールパッケージング白色ＬＥＤを形成し得る。そのため、これらの光電子工学デバイスを作製するための有効な積層方法が所望されている。
【０００６】
詳細には、光輝性膜をＬＥＤチップ上に取り付けることによりＬＥＤ光源を作製するために用いられる積層プロセスは、「ダイレベル接合」または「ウェーハレベル接合」プロセスにそれぞれ分類され得、これらについて以下に説明する。
【０００７】
「ダイレベル接合」プロセスとは、チップサイズの光輝性膜をＬＥＤチップ上に積層させる作製プロセスを指す。ＬＥＤチップのサイズに対応する光輝性膜のサイズは小さいため、光輝性膜をＬＥＤチップへ高精度に取り付けるための高精度の膜積層マシン（またはピックアンドプレースマシン）が用いられる場合が多い。そのため、高精度配置マシンの使用に起因して、「ダイレベル接合」機器のコストが高くなる。その上、光輝性膜とＬＥＤチップとの高精度アライメント基準に起因し、また、各単一の光輝性膜を同時に対応するＬＥＤチップに積層する必要もあるため、「ダイレベル接合」の生産収率は低く、生産スループットが遅くなる。
【０００８】
一方、「ウェーハレベル接合」プロセスとは、ウェーハサイズの光輝性膜を複数のＬＥＤチップ上に同時に積層させる作製プロセスを指す。膜積層プロセスの後、チップサイズの膜が積層されたＬＥＤデバイスを分離させるために単体化プロセスが用いられることが多い。「ウェーハレベル接合」プロセスの場合、ＬＥＤチップへの膜積層の高精度アライメント性を省略することができ、また光輝性膜の複数のＬＥＤチップ上への積層をバッチ的に行うことができるため、生産効率が高いままで機器コストを比較的低くすることができる。
【０００９】
「ウェーハレベル接合」プロセスを用いると、機器コストおよび生産効率の点においてより有利であることが分かる。しかし、「ウェーハレベル接合」プロセスにおいて積層される膜のサイズは、より大型であることが多い。製造プロセス時における変動（例えば、積層膜の不揃いな厚さ、積層プロセス時における積層膜のチップ表面に相対する非平行な角度逸脱、積層膜の表面特性の悪さまたは他の要素）に起因して、一部の気泡が接合用の接着グルー中に閉じ込められて残留する場合があり、その結果接合欠陥に繋がり、生産収率が低下する。
【００１０】
さらに、典型的な膜積層プロセスを以下のように例示する。先ず、接合表面の積層膜またはデバイスの基板表面のうち少なくとも１つを接着グルーと共に配置した後、これら２つの接合表面を力により押しつけ合うことにより取り付ける。次に、積層膜およびデバイスが堅固に接合されるように、接着剤を熱または紫外線（ＵＶ）放射によって硬化させる場合が多い。しかし、取付プロセスが開始する前に接着グルーが露出して部分的に硬化した場合、積層膜と基板表面との間の接合強度に影響が派生し、その結果デラミネーションに繋がる。
【００１１】
上記を鑑みて、業界における上記問題の向上のために、コスト効果の高い真空システムを適切な積層方法と共に提供することについて以下に述べる。
【発明の概要】
【００１２】
本開示のいくつかの実施形態による１つの目的は、膜積層のための真空システムおよび方法を提供することである。この真空システムおよび方法によれば、積層膜と基板との間に捕らわれた気泡を排除することにより積層欠陥を回避するかまたは低減させることで、積層膜および基板を近密に接合させることが可能である。真空システム内の熱により、接着グルーも熱硬化される。そのため、接合品質および生産収率を向上させることができる。
【００１３】
本開示の別の目的は、膜積層のための真空システムおよび方法を提供することである。このシステムおよび方法によれば、「ウェーハレベル接合」を実現することができるため、そのためより低い機器コストおよび／またはより高い生産性が可能になる。
【００１４】
上記した目的のうち少なくとも１つを達成するために、本開示のいくつかの実施形態による膜積層のための真空システムは、真空チャンバモジュールと、膜押圧モジュールと、基板サセプタモジュールと、加熱板加熱モジュールとを含む。真空チャンバモジュールは、内部容積を規定するチャンバを含む。このチャンバにおいて、内部容積中の真空圧力を適切に調節および制御することができる。膜押圧モジュールは、スライディングロッドを含む。スライディングロッドは、チャンバを貫通し、チャンバ内に配置された膜押圧プラテンへ接続する。基板サセプタモジュールは、ばね加圧型機構と、ばね加圧型機構上に配置された基板サセプタとを含む。積層プロセスの開始前に、基板サセプタは、チャンバの内部容積内に配置され、チャンバの内部容積の下面に配置された加熱板加熱モジュールの上方において初期距離において維持される。積層プロセスにおいて、基板サセプタが膜押圧プラテンによって作動されると、基板サセプタは、チャンバ内において下方に移動する（かまたは他の場合に加熱板加熱モジュールに向かって移動する）。その間、基板サセプタが作動して下方移動すると、ばね加圧型機構は圧縮される。ばね加圧型機構によって支持される基板サセプタは、下方移動し、基板サセプタが加熱板加熱モジュールによって加熱されるよう、加熱板加熱モジュール上に静置される。そのため、積層膜と積層対象基板との間の接着グルーが完全硬化し、堅固に接合されて、膜積層プロセスが完成する。最後に、膜押圧プラテンが作動して上方に移動する（かまたは他の場合に加熱板加熱モジュールから離隔方向に移動し）、これにより、以前にばね加圧型機構の圧縮時において保存されていた位置エネルギーが解放されて、基板サセプタが作動して上方移動し、その初期位置へ戻って、加熱板加熱モジュールの上方の初期距離を維持する。
【００１５】
本開示の別の局面によれば、本開示のいくつかの実施形態による膜積層方法は、以下の動作を含む：チャンバの内部容積内において分離された積層膜および積層対象基板を維持することであって、積層膜または積層対象基板のうち少なくとも１つは、接着グルーと共に配置される。ことと、チャンバの内部容積を真空排気して真空状態にすることと、積層膜または積層対象基板を作動させて真空環境中において移動させて、積層膜を積層対象基板へ取り付けることと、引き続き積層膜または積層対象基板を作動させてさらなる距離を移動させて加熱板加熱モジュール上に静置し、接着グルーを加熱し熱硬化させること。
【００１６】
このようにして、本開示のいくつかの実施形態の真空膜積層システムおよび方法は、少なくとも以下の恩恵を提供することができる。第１に、真空環境が提供される。この真空環境は、積層膜と積層対象基板との間に捕らわれた気泡の欠陥を排除または低減させることにより、膜積層歩留まりを向上させる。第２に、膜取付けプロセスの前に、接合強度および接合品質を低下させる早々の硬化が起こることを回避すべく、接着剤が加熱板加熱モジュールから初期距離を空けた状態が維持される。第３に、積層対象基板は、複数のチップなどを含む。そのため、「ウェーハレベル接合」プロセスの実現のために、真空システムおよび方法を用いることができる。
【００１７】
本開示の他の局面および実施形態も企図される。上記の要旨および以下の詳細な説明は、本開示を任意の特定の実施形態に限定することを意図しておらず、本開示のいくつかの実施形態の説明目的のみを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による膜積層のための真空システムを示す斜視図である。
【００１９】
図２は、図１に示す真空膜積層システムを示す斜視図であり、チャンバドアが開いており、基板サセプタはチャンバからスライド移動している。
【００２０】
図３は、図１に示す真空チャンバモジュールを示す斜視図である。
【００２１】
図４は、図１に示す真空フィードスルーリニア軸受を示す平面図である。
【００２２】
図５は、図１に示す膜押圧モジュールを示す平面図である。
【００２３】
図６Ａは、図１に示す真空膜積層システムのいくつかの構成要素を示す平面図である。
【００２４】
図６Ｂは、図６Ａの部分的拡大図である。
【００２５】
図７Ａおよび図７Ｂは、図１に示す積層膜または基板サセプタを押圧する膜押圧プラテンを示す模式図である。
【００２６】
図８は、図１に示す真空膜積層システムの制御モジュールを示す機能ブロック図である。
【００２７】
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅ、図１０、図１１、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１４Ｄ、図１５Ａおよび図１５Ｂは、図１に示す真空膜積層システムを用いた真空膜積層プロセスの製造段階を示す模式図である。
【００２８】
図１６Ａは、周囲圧力下に行われる膜積層プロセスの試験結果を示す。
【００２９】
図１６Ｂは、真空膜積層システムを用いて行われる膜積層プロセスの試験結果を示す。
【００３０】
図１７は、本開示のいくつかの実施形態による真空膜積層方法の製造段階を示すフローチャートである。
【００３１】
（定義）
以下の定義は、本開示のいくつかの実施形態について記載される技術的局面のうちいくつかに適用される。これらの定義は、本明細書中において同様に拡大され得る。
【００３２】
本明細書において用いられるように、単数形である「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈からそうではないと明確にならない限り、複数を含む。よって、例えば、層について言及する場合、文脈からそうではないと明らかである場合を除いて、複数の層を含み得る。
【００３３】
本明細書において用いられるように、「１組」という用語は、１つ以上の構成要素の集合を含む。よって、例えば、１組の層は、単一の層または複数の層を含み得る。１組の構成要素を１組の部材と呼ぶ場合もある。１組の構成要素は、同じである場合もあれば、異なる場合もある。いくつかの場合において、１組の構成要素は、１つ以上の共通する特性を共有し得る。
【００３４】
本明細書において用いられるように、「隣接」という用語は、近接しているかまたは隣接している様子を指す。隣接する構成要素は、相互に離隔していてもよいし、あるいは実際にまたは直接的に相互に接触していてもよい。いくつかの場合において、隣接する構成要素は、相互に接続してもよいし、あるいは相互に一体形成してもよい。いくつかの実施形態の記載において、構成要素が別の構成要素の「上」または「上方」に配置されている場合、前者の構成要素が後者の構成要素上に直接的に配置されている（例えば、直接的に物理的に接触している）場合も、１つ以上の介在する構成要素が前者の構成要素と後者の構成要素との間に配置されている場合も含まれる。いくつかの実施形態の記載において、ある構成要素が別の構成要素の「下側」に配置されている場合、前者の構成要素が後者の構成要素の直接的下側に配置されている場合（例えば、直接的に物理的に接触している場合）も、１つ以上の介在する構成要素が前者の構成要素と後者の構成要素との間に配置されている場合も含まれる。
【００３５】
本明細書において用いられるように、「接続」、「接続され」および「接続」という用語は、接続または連結する動作を指す。接続される構成要素は、相互に接続される場合もあるし、あるいは例えば別の１組の構成要素を介して相互に直接的に接続される場合もある。
【００３６】
本明細書において用いられるように、「約」、「実質的に」および「実質的」という用語は、顕著な程度または範囲を指す。出来事または状況と共に用いられる場合、これらの用語は、その出来事または状況が発生するときと、例えば本明細書中に記載の製造動作の典型的な許容レベルを考慮してその出来事または状況が起こりそうなときとを指し得る。例えば、数値と共に用いられる場合、これらの用語は、当該数値の±１０％以下の変動を含み得る（例えば、±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、または±０．０５％以下）。例えば、「実質的に」透明なとは、可視スペクトルの少なくとも一部またはその全体上における少なくとも７０％の（例えば、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％または少なくとも９０％の）光透過率を指し得る。
【００３７】
本明細書において用いられるように、フォトルミネセンスについて、「効率」または「量子効率」とは、出力光子数の入力光子数に対する比を指す。
【００３８】
本明細書において用いられるように、「サイズ」という用語は、特性寸法を指す。球形の物体（例えば、粒子）の場合、その物体のサイズは、その物体の直径を指し得る。非球形の物体の場合、その物体のサイズは、その物体の多様な直角寸法を指し得る。よって、例えば、回転楕円体の物体のサイズは、物体主軸および短軸の平均を指し得る。特定のサイズを有する１組の物体について言及する場合、当該物体は、そのサイズに近いサイズの分布を持ち得ることが企図される。よって、本明細書において用いられるように、１組の物体のサイズは、サイズ分布の典型的なサイズを指し得る（例えば、平均サイズ、中央サイズ、またはピークサイズ）。
【００３９】
図１〜図３ｈａは、本開示のいくつかの実施形態による真空膜積層システム１０の模式図である。同図において、図３に示すようなチャンバ１１０の上板１１１は図１および図２に図示していないため、真空膜積層システム１０の内部構造がより良く例示されている。真空膜積層システム１０は、真空チャンバモジュール１００と、膜押圧モジュール２００と、基板サセプタモジュール３００と、加熱板加熱モジュール４００とを含む。各モジュールの技術的詳細について、以下に説明する。
【００４０】
真空チャンバモジュール１００は、膜積層のための真空環境を提供し、チャンバ１１０、真空フィードスルーリニア軸受１２０、および真空システムの真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０を含む。真空フィードスルーリニア軸受１２０および真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０は、チャンバ１１０の上部に配置される。
【００４１】
詳細には、チャンバ１１０は、内部容積１１０Ａを規定する。内部容積１１０Ａにおいて、真空圧力を制御することができる。すなわち、内部容積１１０Ａの圧力は、真空システムの真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０によって制御することができる。
【００４２】
チャンバ１１０は、上板１１１、下板１１２、３つの側板１１３および前側１１４を含み得る。上板１１１および下板１１２は、平行にかつ相互に対向して配置される。側板１１３および前側１１４は、上板１１１と下板１１２との間に配置され、上板１１１および下板１１２は組み立てられ、密閉的に接続される。上板１１１、下板１１２、側板１１３および前側１１４は共に、チャンバの内部容積１１０Ａを規定し、前側１１４は、チャンバの内部容積１１０Ａを周囲環境へ通気させることを可能にする開口部を有する。そのため、真空状態へポンピングすることにより内部容積１１０Ａを真空排気することができるよう、前側１１４が密閉される。
【００４３】
よって、真空チャンバモジュール１１０は、チャンバドア１１６が閉鎖されたときに前側１１４の開口部を密閉するためのドアアクチュエータ１１５およびチャンバドア１１６をさらに含む。ドアアクチュエータ１１５は、側板１１３上に取り付けられ得、チャンバドア１１６は、前側１１４上に配置され、ドアアクチュエータ１１５へ接続される。ドアアクチュエータ１１５（例えば、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、モータ駆動ネジセット）は、チャンバドア１１６を前側１１４に対して移動させることができる（例えば、回転、揺動またはスライドさせることができる）ため、チャンバドア１１６の閉鎖時に前側１１４の開口部（よってチャンバの内部容積１１０Ａ）が真空密閉される。
【００４４】
他の実施形態において、他の側板１１３は、前側１１４の代わりに開口部を持ってもよいし、あるいは、チャンバ１１０の上板１１１を可動にしてもよい（例えば、上板１１１を上下に持ち上げて、チャンバ１１０を開口させるかまたは密閉することができ）、これにより、チャンバの内部容積１１０Ａを外側の周囲圧力環境と連通してもよいし、あるいは外側の周囲圧力環境から隔離してもよい。
【００４５】
図４を参照して、真空フィードスルーリニア軸受１２０により、チャンバ１１０の真空状態を破壊すること無く、後述する膜押圧モジュール２００のスライディングロッド２２０が外側からチャンバ１１０中へ垂直にスライドすることができる。真空フィードスルーリニア軸受１２０を上板１１１中に取付および埋設することができ（上板１１１は、チャンバ１１０軸受１２０を収容するようなサイズにされた噛合貫通穴を有し）、これにより、真空フィードスルーリニア軸受１２０の一部を上板１１１の上方に配置し、チャンバ１１０の外側の内部容積１１０Ａに配置し、別の部分を上板１１１の下側にチャンバ１１０の内部容積１１０Ａの内側に配置する。真空フィードスルーリニア軸受１２０は、上板１１１の上方または下方に配置してもよい。
【００４６】
詳細には、真空フィードスルーリニア軸受１２０は、軸方向貫通穴１２１および真空シール１２２を含み得るかまたは規定し得、軸方向貫通穴１２１は、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａと連通し得、スライディングロッド２２０が通過してチャンバ１１０の内部容積１１０Ａに進入することを可能にする。真空シール１２２（例えば、Ｏリングゴムシール、時期シャフトシール、ベロー、）が、軸方向貫通穴１２１の内側に配置され、スライディングロッド２２０を包囲して、空気が垂直ロッド２２０と貫通穴１２１との間の軸方向隙間を通じてチャンバ１１０の内部容積１１０Ａ中へ進入する事態を回避する。
【００４７】
他の実施形態において、スライディングロッド２２０または膜押圧モジュール２００を完全にチャンバ１１０の内側に配置できた場合、真空フィードスルーリニア軸受１２０は省略してよい。
【００４８】
図２および図３を参照して、真空システム１０の真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０は、チャンバの内部容積１１０Ａ中の圧力の制御に用いられ得る。真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０は、チャンバ１１０へ取り付けるかまたは接続されるように、チャンバ１１０の上板１１１上、下板１１２上、側板１１３上などに配置され得る。真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０は、真空ポンプ１３５へ接続された真空圧力センサー１３１および真空ポンプ隔離弁１３２と、通気圧力源１３６へ接続された周囲圧力センサー１３３および通気隔離弁１３４とをそれぞれ含み得る。
【００４９】
詳細には、真空ポンプ１３５は、チャンバ１１０の外側に配置される。真空ポンプ隔離弁１３２および真空圧力センサー１３１は、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａと連通するように、真空パイプ１３７と直列接続される。通気隔離弁１３４が閉鎖してチャンバ１１０を通気圧力源１３６から隔離している状態において真空ポンプ１３５が動作し、真空ポンプ隔離弁１３２が開くと、真空状態へポンプすることにより、チャンバの内部容積１１０Ａ中の圧力を真空排気することができる。真空圧力センサー１３１を用いて、チャンバ１１０の真空状態を検出することができる。真空状態が事前設定値に到達すると、真空ポンプ隔離弁１３２は制御モジュール５００によって閉鎖される。以下、これについて説明する。
【００５０】
また、通気圧力源１３６は、チャンバ１１０の外側に配置される。通気隔離弁１３４および周囲圧力センサー１３３は、別の真空パイプ１３７によりチャンバの内部容積１１０Ａへ直列接続される。真空ポンプ隔離弁１３２が閉鎖されてチャンバ１１０を真空ポンプ１３５から隔離している状態で通気隔離弁１３４が開口すると、通気空気がチャンバの内部容積１１０Ａへ供給されて、チャンバが周囲圧力へ通気される。周囲圧力センサー１３３は、チャンバの内部容積１１０Ａ中の圧力が周囲圧力（または事前設定圧力）に到達したかを検出し得る。チャンバ１１０が周囲圧力へ通気された後、通気隔離弁１３４が制御モジュール５００によって閉鎖されて、チャンバ１１０が通気圧力源１３６から隔離され得る。
【００５１】
次に、膜押圧モジュール２００のいくつかの実施形態について、上板１１１上に取り付けられた膜押圧モジュール２００を示す）図５を参照して説明する。膜押圧モジュール２００は、（図６Ｂに示しまた以下に述べるように）積層膜６００および積層対象基板７００を押圧し得、これにより、両者が相互に取り付けられる。膜押圧モジュール２００の構造は、膜押圧プラテン２１０、スライディングロッド２２０および押圧アクチュエータ２３０を含み得る。押圧アクチュエータ２３０は、スライディングロッド２２０へ接続されてスライディングロッド２２０を作動させ、その結果スライディングロッド２２０は膜押圧プラテン２１０へ接続されて、チャンバの内部容積１１０Ａの内部において上下に移動する。
【００５２】
詳細には、膜押圧プラテン２１０は、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａ内に配置される。スライディングロッド２２０は、上ロッド（または上ロッド部）２２１および下ロッド（または下ロッド部）２２２をさらに含む。上ロッド２２１は通常は、上板１１１の上方に設けられ、通常はチャンバ１１０の内部容積１１０Ａの外側に設けられ、下ロッド２２２は通常は、上板１１１の下方に設けられ、通常はチャンバ１１０の内部容積１１０Ａの内側に設けられる。膜押圧プラテン２１０は、下ロッド２２２上に配置され、下ロッド２２２へ接続される。スライディングロッド２２０の中間部は、真空フィードスルーリニア軸受１２０の内側に配置され、上板１１１を通過して垂直方向にスライドすることが理解される。
【００５３】
押圧アクチュエータ２３０は、上板１１１の上方に配置され、スライディングロッド２２０を作動させてスライディングロッド２２０が垂直軸Ｚに沿って移動するように、スライディングロッド２２０の上ロッド２２１へ接続される。膜押圧プラテン２１０は、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａの内側においてスライディングロッド２２０と共に移動する。押圧アクチュエータ２３０の実施形態は、垂直方向に沿った運動の少なくとも１つの自由度を提供することが可能な線運動を提供する任意の機械的および／または電気的アセンブリを含む（例えば、モータおよびリードスクリューアセンブリ、線形モータアセンブリ、空気圧シリンダアセンブリ、油圧シリンダアセンブリ、モータおよび連結アセンブリ）。
【００５４】
好適には、膜押圧プラテン２１０は、上側プラテン２１１および下側プラテン２１２を含み得る。上側プラテン２１１は、スライディングロッド２２０の下ロッド２２２へ接続され、下側プラテン２１２は、上側プラテン２１１の下側に配置される。上側プラテン２１１は望ましくは、容易に屈曲および変形しないような充分に硬質な材料（例えば、ステンレススチール）によって構成されるとよく、下側プラテン２１２は望ましくは、バッファ層としてより軟質の材料（例えば、樹脂、ゴム、ポリマー）によって構成される。この配置構成において、膜押圧プラテン２１０が積層膜６００を積層対象基板７００に向かって押圧すると、上側プラテン２１１は、スライディングロッド２２０から付与された力に変形することなく耐えることができ、バッファ層として機能する下側プラテン２１２は、この力を積層膜６００および積層対象基板７００上に均等に分配することができ、これにより、力による押圧動作時における局所的力の集中を回避することにより、積層膜６００および／または積層対象基板７００の損傷無く積層膜が均等に基板７００へ取り付けられる。
【００５５】
次に、基板サセプタモジュール３００のいくつかの実施形態について説明する。図６Ａおよび図６Ｂを参照して、基板サセプタモジュール３００は、積層膜６００および積層対象基板７００を搬送することができ、積層膜６００および積層対象基板７００を位置を相互に交換することができ、チャンバ１００の内部容積１１０Ａ内に配置される。基板サセプタモジュール３００は、基板サセプタ３１０、ばね加圧型機構３２０およびスライディングレール３３０をさらに含み得る。基板サセプタ３１０は、ばね加圧型機構３２０上に配置されかつばね加圧型機構３２０へ接続され、ばね加圧型機構３２０は、スライディングレール３３０上に配置されかつスライディングレール３３０へ接続される。
【００５６】
より詳細には、基板サセプタ３１０は、積層膜６００および積層対象基板７００の搬送および保持に用いられ、複数の貫通穴３１１を含む板として具現化され得る。ばね加圧型機構３２０は、複数のばねシャフト３２１および複数のばね３２２を持ち得、ばねシャフト３２１は貫通穴３１１を通過し、ばね３２２はばねシャフト３２１上にスリーブされる。各ばね３２２の一端は、基板サセプタ３１０を支持する。ばね３２２は、圧縮ばねまたは引張ばねであり得る。外力が付加されない場合（膜積層プロセスが開始していない場合）、基板サセプタ３１０は、自重によりばね３２２上に初期圧縮位置を持ち得、膜押圧プラテン２１０から初期距離Ｄ１を垂直軸Ｚに沿って維持して、これら２つの構成要素が相互に接触しないようにする。
【００５７】
スライディングレール３３０は、レール部３３１およびスライド部３３２を持ち得る。レール部３３１は、チャンバ１１０内に配置および固定され、スライド部３３２は、レールガイドに沿って直線状に移動できるように、レール部３３１上に配置される。ばね加圧型機構３２０のばねシャフト３２１はスライド部３３２上に配置および固定され、これにより、基板サセプタ３１０およびばね加圧型機構３２０は、チャンバの内部容積１１０Ａ内においてスライド部３３２に沿って水平方向（垂直軸Ｚに対して垂直な水平軸）に移動し得る。さらに、チャンバドア１１６の作動によって前側１１４が開口すると、基板サセプタ３１０をチャンバ１１０の外側へスライドさせて、積層膜６００および積層対象基板７００を基板サセプタ３１０上に配置するかまたは積層基板をチャンバ１１０から取り出すことができる。
【００５８】
積層膜６００をホルダーフレーム８００上に配置した後、ホルダーフレーム８００を通じて基板サセプタ３１０上に間接的に配置することができる。基板サセプタ３１０は、積層膜６００が初期距離Ｄ２だけ積層対象基板７００から分離されるように積層対象基板７００を収容する凹型ポケット３１２を持ち得る。ホルダーフレーム８００は、接着テープ８１１（例えば、ダイシングテープまたは青色テープ）および支持フレーム８１２を含む。接着テープ８１１は支持フレーム８１２上に配置され、積層膜６００は、支持フレーム８１２内において接着テープ８１１へ接着され得る。
【００５９】
基板サセプタモジュール３００は望ましくは、（図１に示す）サセプタ存在センサー３４０および膜存在センサー３５０を含む。サセプタ存在センサー３４０は、基板サセプタ３１０が膜押圧プラテン２１０の真下に配置されているかを検出するために用いられ得る。サセプタ存在センサー３４０は、基板サセプタ３１０の線形スライド経路上またはその留意に配置され、非接触光センサーまたは磁気センサー（例えば、光ブロックスイッチ、近接スイッチ、リードスイッチ、反射光トランシーバスイッチ）によって具現化され得、基板サセプタ３１０の位置を検出する。サセプタ存在センサー３４０は、リミットスイッチなどの接触機械センサーによっても具現化され得る。膜存在センサー３５０は、積層膜６００（またはホルダーフレーム８００）が基板サセプタ３１０上に配置されかつ基板サセプタ３１０の上方に配置されているかを検出するために用いられ得る。
【００６０】
他の実施形態において、基板サセプタ３１０およびばね加圧型機構３２０は、外側のチャンバ１１０の外側でスライドすること無く、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａ内に固定され得る。そのため、スライディングレール３３０およびサセプタ存在センサー３４０が省略可能となる。さらに、膜存在センサー３５０も省略可能となる。
【００６１】
次に、加熱板加熱モジュール４００のいくつかの実施形態について説明する。図２および図６Ａに示すように、加熱板加熱モジュール４００は、電気抵抗材料または熱伝導材料によって構成され得る（例えば、ヒーターが内部に埋設されたセラミックまたは金属）。加熱板加熱モジュール４００は、電気的加熱、赤外線加熱、誘導加熱などにより自身を高温に制御および維持するために用いられ得る。温度センサー４１０は、加熱板加熱モジュール４００の温度を測定するために配置される。加熱板加熱モジュール４００は、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａ内に配置され、基板サセプタ３１０の下側に配置される。膜押圧プラテン２１０が基板サセプタ３１０を作動させて下方移動させる前に、加熱板加熱モジュール４００および基板サセプタ３１０は、これら２つの構成要素が相互に接触しないように、初期距離Ｄ３の隙間を維持する。
【００６２】
膜押圧プラテン２１０、基板サセプタ３１０および加熱板加熱モジュール４００は全て、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａ内に配置され、垂直軸Ｚに沿って順に配置されることが上記から理解される。より詳細には、膜押圧プラテン２１０は、基板サセプタモジュール３００の上方に配置され、加熱板加熱モジュール４００は基板サセプタ３１０の下側に配置され、これら３つの構成要素は、真空積層プロセスの開始前には事前規定された初期距離Ｄ１およびＤ３だけそれぞれ分離される。
【００６３】
真空チャンバ１００を真空状態までポンプすることにより真空排気された後、真空膜積層プロセスが開始すると、膜押圧プラテン２１０を作動させて下方移動させて、積層膜６００を積層対象基板７００へと押圧することができる。積層膜６００および積層対象基板７００はどちらとも、基板サセプタ３１０上に取り付けられる。その後、基板サセプタ３１０は引き続き作動して、基板サセプタ３１０が加熱板加熱モジュール４００上に静置されて加熱板加熱モジュール４００と接触するまで、さらなる距離Ｄ３だけ下方移動する。そのため、積層膜６００、積層対象基板７００および基板サセプタ３１０は、積層膜６００が積層対象基板７００上へ真空取付された後に接着グルーが硬化するように、加熱板加熱モジュール４００によって加熱される。この手順を通じて、積層膜６００が積層対象基板７００上に完全に真空取付される前に接着グルーが事前加熱およびよって早期硬化する事態が回避される。この積層手順の場合、早期硬化した接着剤に起因して接合強度が低下し得るため、有利である。基板サセプタ３１０が作動して加熱板加熱モジュール４００上に静置された場合、ばね加圧型機構３２０の各ばね３２２は、基板サセプタ３１０によって圧縮（または伸縮）させられて、ばね位置エネルギーが保存される。接着グルーが実質的に完全に熱硬化して膜６００と基板７００との間の良好な接合強度を形成すると、膜押圧プラテン２１０が押圧アクチュエータ２３０によって作動させられて、上方に移動する。このとき、以前から保存されていた位置エネルギーがばね加圧型機構３２０から解放されて、基板サセプタ３１０が作動させられて、上方に移動して元々の位置戻る。このようにして、本開示のいくつかの実施形態による真空積層システム１０を用いて、１）真空下に膜６００および基板７００を取り付けることと、２）次に接着グルーを膜６００と基板７００との間に硬化させることの手順を順に完成させ得る。
【００６４】
図７Ａおよび図７Ｂを参照して、スライディングロッド２２０の下ロッド２２２望ましくは球ジョイント２４０を含み、膜押圧プラテン２１０は、２度の自由回転が可能になるように、球ジョイント２４０を介して下ロッド２２２へ取り付けられる。そのため、膜押圧プラテン２１０が基板サセプタ３１０と実質的に同一面になるように、膜積層プロセス時に膜押圧プラテン２１０を下ロッド２２２に対して水平方向に調節する。すなわち、膜押圧プラテン２１０および／または基板サセプタ３１０は、膜積層プロセス時に水平方向に平行に整合される。
【００６５】
基板サセプタ３１０上に積層膜６００またはホルダーフレーム８００が水平に配置されていない場合でも、膜押圧プラテン２１０は、自身の水平角度を調節することで、膜押圧プラテン２１０の単一の側部または一部が積層膜６００と局所的に接触して、不均等な押圧圧力および膜取付の悪化に繋がる事態を回避する。そのため、下ロッド２２２上に球ジョイント２４０を設けた実施形態により、膜押圧プラテン２１０は、積層膜６００と整合するように自信の水平角度を調節することができる。図７Ａに示すように、片側を支点として用いることにより、膜押圧プラテン２１０の他方側を揺動させて、（図７Ｂに示すように）積層膜６００と実質的に整合させることができる。そのため、膜押圧プラテン２１０が接着テープ８１１と完全に接触し、接着テープ８１１を積層膜６００と共により下方に均等に押圧することができる。
【００６６】
図８を参照して、真空膜積層システム１０は、制御モジュール５００をさらに含み得る。制御モジュール５００は、真空チャンバモジュール１００、膜押圧モジュール２００、基板サセプタモジュール３００および加熱板加熱モジュール４００の動作を制御および協働させて、これらの構成要素への接続を介して真空膜積層プロセスを調節し得る。
【００６７】
制御モジュール５００は、プログラマブルコントローラ５１０、コマンド入力デバイス５２０、温度コントローラ５３０および位置および力コントローラ５４０などの構成要素を含み得る。これらの構成要素は全て、プログラマブルコントローラ５１０へ電気的に接続される。さらに、上記した真空圧力センサー１３１、周囲圧力センサー１３３、サセプタ存在センサー３４０、膜存在センサー３５０、温度センサー４１０および他のセンサーを全てプログラマブルコントローラ５１０へ電気的に接続することができる。そのため、プログラマブルコントローラ５１０は、コマンド入力デバイス５２０（例えば、タッチスクリーン、キーボード）によってダウンロードされたコマンドおよびプログラムにより、真空チャンバモジュール１００、膜押圧モジュール２００、基板サセプタモジュール３００および加熱板加熱モジュール４００を制御および調節することができる。多様な真空圧力センサー、温度センサー、位置センサーなどを通じて、プログラマブルコントローラ５１０は、真空膜積層プロセスを完成させるために、多様な構成要素のタイミングを調節することができる。
【００６８】
上記は、真空膜積層システム１０の構成要素のいくつかの実施形態の記載である。以下の段落において、真空膜積層システム１０の使用による真空膜積層プロセスのいくつかの実施形態について説明する。
【００６９】
真空膜積層プロセスの開始前、積層対象基板７００は前もって調製されている。図９Ａを参照して、積層対象基板７００のいくつかの実施形態は、発光半導体ダイ７００Ａのアレイである（例えば、テープ基板７１０（例えば、加熱放出接着剤膜、ＵＶ放出接着剤膜、または他の種類の接着剤膜）および相互に間隔を空けて配置されかつテープ基板７１０へ配置または積層された複数のフリップチップ発光半導体ダイ７２０）。図９Ｂを参照して、積層対象基板７００の他の実施形態は、フリップチップ発光半導体ダイ７００Ｂのアレイであり、フリップチップ発光半導体ダイ７２０に隣接して配置された複数の反射構造７３０（例えば、光学的に透明な樹脂材料中の二酸化チタンなどの混合光散乱粒子）をそれぞれ含んで、フリップチップ発光半導体ダイ７２０から放射される原色光源の横方向透過をブロックする。図９Ｃを参照して、積層対象基板７００の他の実施形態は、透光性基板（またはウェーハ、ガラス基板またはセラミック基板）７００Ｃであってもよい。本明細書中以下、図９Ｂに示すようなフリップチップ発光半導体ダイ７００Ｂのアレイを積層対象基板７００の例示的実施形態として以下に用いる。
【００７０】
図９Ｄを参照して、積層対象基板７００の基板表面７０１を好適にはプラズマ処理して界面を清浄し、基板表面７０１上の化学結合を活性化させる。その後、図９Ｅに示すように、噴霧、コーティング、印刷、調合などにより、積層対象基板７００の基板表面７０１を接着グルー６５０によってコーティングする。接着グルー６５０の材料は、シリコーン、樹脂、ゴムなどを含み得る。積層対象基板７００の基板表面７０１をプラズマ処理した後、向上した接着強度を持つように、接着グルー６５０が基板表面７０１と共により強い化学結合を形成する。
【００７１】
光学膜などの積層膜６００も、同様に調製され得る。図１０を参照して、積層膜６００は、多様な可撓性膜または非可撓性膜を含み得る（例えば、蛍光体光輝性膜、量子ドット光輝性膜、シリコーン光輝性膜、樹脂膜およびセラミック光輝性膜）。蛍光体光輝性膜または量子ドット光輝性膜は、米国特許第９，７９７，０４１号および米国特許第９，２１０，７６３号に開示の方法によって作製され得る。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。光輝性膜は、バインダー材料としてシリコーンによって構成されることが多く、シリコーンは、部分的に硬化したＢ段階シリコーンまたは完全硬化したＣ段階シリコーンであり得る。
【００７２】
接着グルー６５０が光学膜６００に対して向上した接着を持つように、積層膜６００の膜表面６０１をプラズマ表面処理してもよい。しかし、積層膜６００（または積層対象基板７００）と接着グルー６５０との間の接着強度が充分である場合、プラズマ表面処理は省略してもよい。加えて、接着グルー６５０を積層膜６００の表面６０１上に配置してもよい。積層膜６００をホルダーフレーム８００の接着テープ８１１へ一時的に接着させ、プラズマ表面処理し、その後接着グルー６５０でコーティングし得る。接着テープ８１１は、通常は自身が粘着性である。そのため、積層膜６００を接着テープ８１１上に取り付けるために接着グルーを付加する必要は無い。
【００７３】
積層膜６００および積層対象基板７００が積層対象として準備できた後、膜積層プロセスを開始することができる。先ず、図１１を参照して、積層膜６００および積層対象基板７００を基板サセプタ３１０上に適切に配置する。積層対象基板７００を基板サセプタ３１０の凹型ポケット３１２中に配置することができ、積層膜６００をホルダーフレーム８００へ接着させた後、基板サセプタ３１０上に配置する。このとき、ホルダーフレーム８００の支持フレーム８１２は基板サセプタ３１０と接触し、接着テープ８１１および積層膜６００は、初期距離Ｄ２を空けて積層対象基板７００の上方に配置される。支持フレーム８１２の位置決め向上のために、凹型スロット（図示せず）を基板サセプタ３１０の表面上に形成してもよい。
【００７４】
図２を参照して、積層膜６００および積層対象基板７００の配置前に、基板サセプタ３１０をチャンバ１１０からスライドさせることができる。積層膜６００および積層対象基板７００を基板サセプタ３１０上に適切に配置した後、基板サセプタ３１０をスライドさせてチャンバ１１０中へ戻す。サセプタ存在センサー３４０および膜存在センサー３５０を用いて、基板サセプタ３１０が適切に膜押圧プラテン２１０の下側に配置されているかおよび積層膜６００（またはホルダーフレーム８００）が基板サセプタ３１０上に正確に配置されているかをそれぞれ検出することができる。
【００７５】
図１２および図６Ａ双方を参照して、積層膜６００および積層対象基板７００を基板サセプタ３１０上に配置した後、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａをポンプして真空状態にする（すなわち、真空圧力制御構成要素アセンブリ１３０を通じて内部容積１１０Ａを真空排気する）。真空圧力は、約５０Ｔｏｒｒ以下、約１０Ｔｏｒｒ以下または約１Ｔｏｒｒ以下であり得る。この真空状態において、微量の希薄ガスが積層膜６００と積層対象基板７００との間に捕らわれている。
【００７６】
加えて、チャンバ１１０が真空排気されているとき、膜押圧プラテン２１０、基板サセプタ３１０および加熱板加熱モジュール４００は接触せず、垂直方向に分離される。すなわち、初期距離Ｄ３が、基板サセプタ３１０と加熱板加熱モジュール４００との間に維持される。このとき、加熱板加熱モジュール４００は既により高温（例えば、約１５０℃）まで加熱されており、加熱板加熱モジュール４００の上方において初期距離Ｄ３だけ空けられた隙間が維持されているため、基板サセプタ３１０上の接着グルー６５０は硬化温度まで加熱されない。そのため、膜６００の基板７００への取付が完成するまでは、接着グルー６５０は硬化しない。
【００７７】
図１３Ａおよび図１３Ｂを参照して（簡潔さのため、接着グルー６５０は省略している）、チャンバ１１０の内部容積１１０Ａを真空状態にした後、積層膜６００および積層対象基板７００を共に取り付ける。詳細には、スライディングロッド２２０を押圧アクチュエータ２３０によって作動させて膜押圧プラテン２１０を下方に移動させ、膜押圧プラテン２１０により接着テープ８１１およびその上の積層膜６００を押圧して、接着テープ８１１を下方に変形させる。その後、積層膜６００および積層対象基板７００を接着グルー６５０を間に挟んで（図示せず）取り付ける。基板サセプタ３１０が加熱板加熱モジュール４００によって停止されて加熱板加熱モジュール４００上に静置されるまで、膜押圧プラテン２１０を引き続き下方に移動させる。一方、基板サセプタ３１０の下側に配置されたばね加圧型機構３２０のばね３２２は圧縮されて、ばね位置エネルギーが保存される。
【００７８】
基板サセプタ３１０が加熱板加熱モジュール４００に当たって停止した後、基板サセプタ３１０は、膜押圧プラテン２１０と加熱板加熱モジュール４００との間に挟まれる。加熱板加熱モジュール４００の熱が基板サセプタ３１０へ伝導して、積層膜６００と積層対象基板７００との間の接着グルー６５０を熱硬化させることができる。
【００７９】
図面を簡潔にするために、図１４Ａおよび図１４Ａ以降の図面中の接着グルー６５０を省略する。図１４Ａを参照して、所定の硬化時間後に膜６００と基板７００との間に実質的な接合強度を形成するための一定の硬化レベルに接着グルー６５０が到達した後、スライディングロッド２２０および膜押圧プラテン２１０を作動させて上方移動させて、押圧力を積層膜６００、接着テープ８１１および基板サセプタ３１０上へ解放させる。図１４Ｂを参照して、先行の押圧作用時においてばね加圧型機構３２０中に保存されたばね位置エネルギーが解放され、ばね加圧型機構３２０により基板サセプタ３１０が作動させられて上方に移動させられ、初期位置へ戻る。そのため、基板サセプタ３１０（および積層膜６００およびその上の積層対象基板７００）が加熱板加熱モジュール４００から初期距離Ｄ３を空けて分離されて、接着グルー６５０がそれ以上熱硬化されなくなる。
【００８０】
ばね位置エネルギーが先行の押圧作用時に保存されたばね加圧型機構３２０から解放されると、膜押圧プラテン２１０は上方に移動して、基板サセプタ３１０が作動し、初期位置へ戻る。このとき、真空膜積層プロセスが完了する。（接着グルー６５０が省略された）図１４Ｃに示すように、望ましくは、接着テープ８１１は自身の弾性張力に起因してその非変形状態に回復し、積層膜６００および積層対象基板７００は基板サセプタ３１０から持ち上げられて、接着テープ８１１と共に移動する。すなわち、積層対象基板７００は基板サセプタ３１０から分離され、凹型ポケット３１２中に配置されなくなる。その後、膜押圧プラテン２１０は引き続き上下に移動して、図１４Ｄに示すように初期距離Ｄ１を基板サセプタ３１０から維持する。
【００８１】
積層膜６００および積層対象基板７００を上方移動させ、加熱板加熱モジュール４００から分離させた後、チャンバの内部容積１１０Ａを通気圧力源１３６などにより周囲圧力（例えば、約７６０Ｔｏｒｒ）へ通気させる。その後、チャンバドア１１６を開口させ、基板サセプタ３１０をチャンバ１１０の外側へスライドさせて、ホルダーフレーム８００を基板サセプタ３１０から取り外すことができる。すなわち、積層膜６００および積層対象基板７００をホルダーフレーム８００と共にチャンバ１１０の外側へ除去する。
【００８２】
積層膜６００と積層対象基板７００との間の接着グルー６５０の硬化が不完全である場合、望ましくは積層膜６００および膜積層対象７００を除去した後に別の加熱装置（例えば、オーブン）中に配置し、接着グルー６５０を引き続き熱硬化させて、積層膜６００と積層対象基板７００との間の接合接着をさらなる強化するとよい。望ましくは、加熱装置は、積層膜６００および積層対象基板７００をバッチ的に熱硬化させることができるため、硬化プロセスのコスト効率が高くなる。
【００８３】
しかし、真空膜積層システム１０内の加熱板加熱モジュール４００を用いることにより接着グルー６５０を実質的に完全硬化させてもよく、これにより、積層膜６００および積層対象基板７００を真空膜積層システム１０から除去した後の余分な後処理が不要になる。
【００８４】
図１５Ａを参照して、蛍光体膜と共に積層された発光半導体ダイ７２０のアレイをダイシングによって単体化して、複数の蛍光体に変換された発光ダイオードデバイスを形成することができる。あるいは、図１５Ｂを参照して、蛍光体膜と共に積層された発光半導体ダイ７２０のアレイを先ずテープ基板７１０から解放させた後、ダイシングにより単体化することができる。
【００８５】
よって、積層膜６００と積層対象基板７００との間のウェーハレベル接合プロセスを真空膜積層システム１０を用いて真空状態において行って、他の積層方法において一般的に見受けられる気泡欠陥を低減することができる。透明なシリコーン膜およびガラス基板を用いた試験結果によれば、シリコーン膜を真空状態においてガラス基板上に積層した場合、内部に捕らわれた気泡を有効に低減することができる。図１６Ａに示すように、膜および基板が周囲圧力環境において積層された場合、透明なシリコーン膜とガラス基板との間に気泡が捕らわれることが避けられない。一方、図１６Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による真空膜積層システム１０を用いた積層結果を示す。膜と基板との間に観察される気泡は無い。その上、積層膜６００および積層対象基板７００のプラズマ表面処理を表面清浄および表面化学結合活性化にも利用することができるため、積層膜６００と積層対象基板７００との間の接合強度が有効に増加して、接合品質がさらに向上する。その上、取付前に、基板サセプタ３１０および加熱板加熱モジュール４００が初期距離Ｄ３だけ分離されるため、接着グルー６５０が取付プロセス前に早期硬化することが無くなる。さらに、真空膜積層システム１０は、フリップチップ発光半導体ダイ７２０などの複数の構成要素上への膜積層を同時にバッチ的に行うことができるため、ウェーハレベル接合プロセスを達成することができる。
【００８６】
図１７を参照して、以下、本開示のいくつかの実施形態による真空膜積層方法２０について説明する。真空膜積層方法２０は、上記した真空膜積層システム１０を用いることにより実行することができる。そのため、真空膜積層方法２０は、真空膜積層システム１０を用いた方法としてみなすことができる。そのため、記載を簡潔にするために、真空膜積層方法２０の技術的詳細については、真空膜積層システム１０の技術的内容を参照されたい。
【００８７】
先ず、図１１に示すように、積層膜６００および積層対象基板７００が設けられる（段階Ｓ２０１）。積層膜６００および積層対象基板７００のうち少なくとも１つには接着グルー６５０が付与されており、膜６００および／または積層対象基板７００はプラズマ処理され得る（段階Ｓ２０２）。
【００８８】
次に、図１２に示すように、積層膜６００および積層対象基板７００を内部容積１１０Ａ内において分離（段階Ｓ２０３）した後、内部容積１１０Ａを真空排気して真空状態にする（段階Ｓ２０５）。
【００８９】
その後、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、積層膜６００を真空状態において押圧して、接着グルー６５０を挟んで積層対象基板７００上へ取り付けられるようにする（段階Ｓ２０７）。膜６００および基板７００を押圧して、停止して加熱板加熱モジュール４００上に静置されるまで、下方に移動させる（段階Ｓ２０９）。このようにして、接着グルー６５０を加熱板加熱モジュール４００によって熱硬化させる。
【００９０】
次に、図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、接着グルー６５０を一定レベルまで硬化させた後、積層膜６００および基板７００を上方に移動させて、加熱板加熱モジュール４００から離隔方向に保持して、接着剤硬化プロセスを完了することができる（段階Ｓ２１１）。その後、積層膜６００および基板７００を内部容積１１０Ａから除去し、その後接着グルー６５０を別の加熱装置内において完全に硬化させることができる（段階Ｓ２１３）。
【００９１】
上記を要約すると、本開示のいくつかの実施形態の真空膜積層システムおよび方法は、積層膜と積層対象基板との間の気泡欠陥の問題を解消することができ、接着グルーが膜取付プロセス前の早過ぎるタイミングで硬化するのを回避することにより、積層膜と積層対象基板との間の接着強度を向上させることができる。この方法の場合、製造歩留まりがより高くなり、ウェーハレベル接合も可能になるため、機器コストの低減および／または生産効率の向上が可能になる。
【００９２】
上記開示について、特定の実施形態を参照して述べてきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載のような開示の意図および範囲から逸脱することなく、多様な変更が可能であり、均等例が代替可能であることを理解する。加えて、開示の目的、意図および範囲に対する特定の状況、材料、物体の組成、方法、またはプロセスに適合するための多数の改変例が可能であるこのような改変例は全て、添付の特許請求の範囲内にあるものと意図される。詳細には、本明細書中に開示される方法について、特定の順序で行われる特定の動作を参照して述べてきたが、これらの動作は、本開示の教示内容から逸脱することなく、均等の方法を形成するために組み合わせるか、細分化するかまたは再度順序付けすることができる。よって、本明細書中に他に明記無き限り、動作の順序およびグループ分けは、本開示を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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