JP5504840B2 - Superposition apparatus, superposition method and device manufacturing method for superposing a plurality of substrates - Google Patents

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Description

本発明は、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ装置、重ね合わせ方法及びデバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a superposition apparatus, a superposition method, and a device manufacturing method for superposing a plurality of substrates.

半導体装置の実効的な実装密度を向上させる技術のひとつとして、複数の半導体チップを積層させた立体構造がある。特に、半導体基板であるウェハの状態で複数枚を積層して、接合した後に個片化する手順により製造される半導体チップが、その生産性の高さから、近年注目を集めている。2枚のウェハを重ね合わせる場合、互いのアライメントマークを顕微鏡で測定しながら位置合わせをする(例えば、特許文献1を参照)。   One technique for improving the effective mounting density of semiconductor devices is a three-dimensional structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked. In particular, a semiconductor chip manufactured by a procedure of laminating a plurality of wafers in the state of a wafer as a semiconductor substrate and joining them into individual pieces has recently attracted attention because of its high productivity. When two wafers are overlapped, alignment is performed while measuring the alignment marks of each other with a microscope (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−251972号公報JP 2005-251972 A

一方のウェハに対して他方のウェハを、位置合わせ指令に従って正確にかつ高速に移動させることができる重ね合わせ装置が望まれている。しかしながら、高速に重ね合わせを行うと、重ね合わせ後のウェハ支持ステージにウェハの荷重が一時に加わることに起因して、それぞれのウェハを支持していたステージ同士が一旦離間した後に衝突するという問題が生じていた。ステージ同士が衝突するとは、すなわち、支持したウェハが他方のステージに衝打されることを意味する。このような現象は、ウェハの物理的な破損、電気的な不良の原因となっていた。   There is a demand for an overlay apparatus that can move the other wafer with respect to one wafer accurately and at high speed in accordance with the alignment command. However, when superposition is performed at high speed, the wafer load is applied to the wafer support stage after superposition at the same time, and the stage supporting the respective wafers collides after being separated once. Has occurred. That the stages collide means that the supported wafer is struck by the other stage. Such a phenomenon has caused physical damage and electrical failure of the wafer.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ装置であって、第1基板を保持する第1ステージと、第1基板に対向して配置される第2基板を保持する第2ステージと、第1基板と第2基板が重ね合わされて第2ステージと共に第1ステージから離間したときに、反動により第1基板が第1ステージに衝突することを防止する衝突防止部とを備える。   In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, there is provided a superposing apparatus for superposing a plurality of substrates, the first stage holding the first substrate, and the first substrate being opposed to the first substrate. When the second substrate holding the second substrate to be moved and the first substrate and the second substrate are overlapped and separated from the first stage together with the second stage, the first substrate collides with the first stage by reaction. A collision prevention unit for preventing the collision.

上記課題を解決するために、本発明の第2の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により少なくとも第2ステージを第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、第2ステージから第1ステージに第2ステージの駆動力が作用することが可能となったことを検出する検出ステップと、検出ステップで第1ステージへの駆動力の作用が可能となったことを検出部が検出した後であって、第1ステージが第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が第2ステージに作用するまでの間に、少なくとも第1基板の荷重に相当する大きさの駆動力を第2ステージから第1ステージに作用させるべく駆動部を制御する制御ステップとを有する。   In order to solve the above-mentioned problem, in the second aspect of the present invention, there is provided a superposition method for superposing a plurality of substrates, a first holding step for holding the first substrate on the first stage, and a second stage And a second holding step for holding the second substrate facing the first substrate, a moving step for moving at least the second stage toward the first stage by the driving unit, and a second step from the second stage to the first stage. A detection step that detects that the driving force of the two stages can be applied, and after the detection unit detects that the driving force can be applied to the first stage in the detection step. Until the first stage releases the holding of the first substrate and the load on the first substrate acts on the second stage, at least a driving force corresponding to the load on the first substrate is applied from the second stage. And a control step of controlling the driving unit so as to act on the first stage.

上記課題を解決するために、本発明の第3の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージを少なくとも第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、第1ステージが第1基板の保持を解除するタイミングに同期して、第1ステージと第1基板との間に気体を噴気させる噴気ステップとを有する。   In order to solve the above problems, in a third aspect of the present invention, there is provided a superposition method for superposing a plurality of substrates, a first holding step for holding the first substrate on the first stage, and a second stage. A second holding step for holding the second substrate facing the first substrate, a moving step for moving the second stage toward at least the first stage by the drive unit, and the first stage holding the first substrate. In synchronism with the timing of releasing the gas, an air blowing step for injecting gas between the first stage and the first substrate is provided.

上記課題を解決するために、本発明の第4の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1ステージが第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が第2ステージに作用するまでの間の所定の時点で、第1ステージと第2ステージとが所定距離より大きく離間させるように駆動部を制御する制御ステップとを有する。   In order to solve the above problems, in a fourth aspect of the present invention, there is provided a superposition method for superposing a plurality of substrates, a first holding step for holding the first substrate on the first stage, and a second stage. A second holding step for holding the second substrate facing the first substrate, a moving step for bringing the second stage and the first stage closer by the driving unit, and the first stage releases the holding of the first substrate. And a control step for controlling the drive unit so that the first stage and the second stage are separated from each other by a predetermined distance until the load on the first substrate acts on the second stage. .

上記課題を解決するために、本発明の第5の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1基板と第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、第1基板と第1ステージとの非接触を検出する非接触検出ステップと、重ね合わせステップと非接触検出ステップの間の所定の時点で、駆動部のフィードバックゲインの値を所定の時点以前の値よりも小さくするゲイン変更ステップとを有する。   In order to solve the above problems, in a fifth aspect of the present invention, there is provided a superposition method for superposing a plurality of substrates, a first holding step for holding the first substrate on the first stage, and a second stage. In addition, a second holding step for holding the second substrate facing the first substrate, a moving step for bringing the second stage and the first stage closer by the driving unit, and an overlap for overlapping the first substrate and the second substrate The feedback gain value of the driving unit is set to a predetermined value at a predetermined time between the alignment step, the non-contact detection step for detecting non-contact between the first substrate and the first stage, and the overlay step and the non-contact detection step. And a gain changing step for making the value smaller than a value before the time point.

上記課題を解決するために、本発明の第6の態様においては、複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1基板と第2基板とを重ね合わせる重ね合わせステップと、第1基板と第1ステージの非接触を検出する非接触検出ステップと、重ね合わせステップと非接触検出ステップの間の所定の時点で、駆動部の制御をフィードバック制御からオープンループ制御に切り替える制御切替ステップとを有する。   In order to solve the above problems, in a sixth aspect of the present invention, there is provided a superposition method for superposing a plurality of substrates, a first holding step for holding the first substrate on the first stage, and a second stage. In addition, a second holding step for holding the second substrate facing the first substrate, a moving step for bringing the second stage and the first stage closer by the driving unit, and the first substrate and the second substrate are overlapped. At the predetermined time between the overlay step, the non-contact detection step for detecting non-contact between the first substrate and the first stage, and the overlap step and the non-contact detection step, the control of the driving unit is opened from the feedback control to the open loop. A control switching step for switching to control.

上記課題を解決するために、本発明の第7の態様においては、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により少なくとも第2ステージを第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、第2ステージから第1ステージに第2ステージの駆動力が作用することが可能となったことを検出する検出ステップと、検出ステップで第1ステージへの駆動力の作用が可能となったことを検出部が検出した後であって、第1ステージが第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が第2ステージに作用するまでの間に、少なくとも第1基板の荷重に相当する大きさの駆動力を第2ステージから第1ステージに作用させるべく駆動部を制御する制御ステップとを含む。   In order to solve the above-described problem, in a seventh aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates, wherein the step of stacking the plurality of substrates is performed on the first stage. A first holding step for holding one substrate, a second holding step for holding the second substrate facing the first substrate on the second stage, and moving at least the second stage toward the first stage by the drive unit A moving step, a detecting step for detecting that the driving force of the second stage can be applied from the second stage to the first stage, and an operation of the driving force on the first stage being possible in the detecting step After the detection unit detects that the first substrate is released, the first stage releases the holding of the first substrate and the load on the first substrate acts on the second stage. And a driving force of the magnitude corresponding to the weight of the second stage control step of controlling the driving unit so as to act on the first stage.

上記課題を解決するために、本発明の第8の態様においては、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1ステージが第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が第2ステージに作用するまでの間の所定の時点で、第1ステージと第2ステージとが所定距離より大きく離間させるように駆動部を制御する制御ステップとを含む。   In order to solve the above problems, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates, wherein the step of stacking the plurality of substrates is performed on the first stage. A first holding step for holding one substrate; a second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate; and a movement for causing the second stage and the first stage to approach each other by the driving unit. The first stage and the second stage are larger than a predetermined distance at a predetermined time between the step and the first stage releases the holding of the first substrate and the load of the first substrate acts on the second stage. And a control step of controlling the drive unit so as to be separated.

上記課題を解決するために、本発明の第9の態様においては、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1ステージが第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が第2ステージに作用するまでの間の所定の時点で、第1ステージと第2ステージとが所定距離より大きく離間させるように駆動部を制御する制御ステップとを含む。   In order to solve the above-described problem, in a ninth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates, wherein the step of stacking the plurality of substrates is performed on the first stage. A first holding step for holding one substrate; a second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate; and a movement for causing the second stage and the first stage to approach each other by the driving unit. The first stage and the second stage are larger than a predetermined distance at a predetermined time between the step and the first stage releases the holding of the first substrate and the load of the first substrate acts on the second stage. And a control step of controlling the drive unit so as to be separated.

上記課題を解決するために、本発明の第10の態様においては、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1基板と第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、第1基板と第1ステージの非接触を検出する非接触検出ステップと、重ね合わせステップと非接触検出ステップの間の所定の時点で、駆動部のフィードバックゲインの値を所定の時点以前の値よりも小さくするゲイン変更ステップとを含む。   In order to solve the above problems, according to a tenth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates, wherein the step of stacking the plurality of substrates is performed on the first stage. A first holding step for holding one substrate; a second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate; and a movement for causing the second stage and the first stage to approach each other by the driving unit. A step of superimposing the first substrate and the second substrate, a non-contact detection step for detecting non-contact between the first substrate and the first stage, and a predetermined step between the overlay step and the non-contact detection step. And a gain changing step of making the feedback gain value of the drive unit smaller than a value before a predetermined time point.

上記課題を解決するために、本発明の第11の態様においては、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、第2ステージに、第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、駆動部により第2ステージと第1ステージとを接近させる移動ステップと、第1基板と第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、第1基板と第1ステージの非接触を検出する非接触検出ステップと、重ね合わせステップと非接触検出ステップの間の所定の時点で、駆動部の制御をフィードバック制御からオープンループ制御に切り替える制御切替ステップとを含む。   In order to solve the above problems, in an eleventh aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates, wherein the step of stacking the plurality of substrates is performed on the first stage. A first holding step for holding one substrate; a second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate; and a movement for causing the second stage and the first stage to approach each other by the driving unit. A step of superimposing the first substrate and the second substrate, a non-contact detection step for detecting non-contact between the first substrate and the first stage, and a predetermined step between the overlay step and the non-contact detection step. And a control switching step of switching the control of the drive unit from feedback control to open loop control at the time.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

重ね合わせ装置を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a superposition apparatus roughly. 重ね合わせ装置を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows a superposition apparatus roughly. 上部テーブルの近傍を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vicinity of an upper table roughly. 粗動ステージ部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a coarse movement stage part. 図2のB−Bに沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with BB of FIG. 自重キャンセラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a self-weight canceller. 図6のC−Cに沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with CC of FIG. 図2のB−Bに沿った断面図であり、図5とは反対方向から見た部分的な詳細図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2 and is a partial detail view seen from the opposite direction to FIG. 5. 図2のA−A線に沿った部分的な詳細断面図である。FIG. 3 is a partial detailed cross-sectional view along the line AA in FIG. 2. 微動ステージ部を概略的に示す上面図である。It is a top view which shows a fine movement stage part roughly. 重ね合わせ装置の他の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other structure of a superimposition apparatus. 第1の基板ホルダを上方から見下ろした様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that the 1st board | substrate holder was looked down from upper direction. 第1の基板ホルダを下方から見上げた様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that the 1st board | substrate holder was looked up from the downward direction. 重ね合わせ装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of a superposition device. 重ね合わせ装置の第1の制御に係る制御フロー図である。It is a control flow figure concerning the 1st control of a superposition device. 重ね合わせ装置の第2の制御に係る制御フロー図である。It is a control flow figure concerning the 2nd control of a superposition device. 第1の変形例に係る上部テーブルの近傍を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the vicinity of the upper table which concerns on a 1st modification. 第1の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of the superposition device concerning the 1st modification. 第2の変形例に係る自重キャンセラにおいて、図6のC−Cに相当する断面線に沿った概略断面図である。In the self-weight canceller which concerns on a 2nd modification, it is a schematic sectional drawing along the sectional line corresponded to CC of FIG. 第2の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of the superposition device concerning the 2nd modification. 第3の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。It is a control flow figure of the superposition device concerning the 3rd modification. 第3の変形例に係る下部テーブルの重力方向における位置制御系を簡易的に示すブロック線図である。It is a block diagram which shows simply the position control system in the gravity direction of the lower table which concerns on a 3rd modification. 第3の変形例に係る比例ゲインKpの値を変化させたときの応答特性を示す図である。It is a figure which shows the response characteristic when the value of the proportional gain Kp which concerns on a 3rd modification is changed.

以下、発明の実施の形態およびその変形例を通じて本発明を説明するが、これらは特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態およびその変形例の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention and modifications thereof, but these do not limit the invention according to the claims. In addition, not all combinations of features described in the embodiment and its modifications are necessarily essential to the solution means of the invention.

図1は、本実施形態に係る重ね合わせ装置10を概略的に示す断面図である。重ね合わせ装置10の全体的な構成としては、まず、床15の上に除振部材16を介して設置された粗動ベース部材13上に、粗動ステージ部14と、更にその上方に下部テーブル35を含む微動ステージ部18を備えている。また、粗動ベース部材13に設けられた凹部19には、除振部材20を介して設置されたボディ21には、下部テーブル35の上方であって下部テーブル35に対向する位置に上部テーブル24が備えられている。従って、除振部材20は防振部として機能し、上部テーブル24が振動することを防いでいる。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a superposition apparatus 10 according to the present embodiment. As an overall configuration of the superimposing apparatus 10, first, on a coarse motion base member 13 installed on a floor 15 via a vibration isolation member 16, a coarse motion stage portion 14, and a lower table above the coarse motion stage portion 14. A fine movement stage unit 18 including 35 is provided. Further, in the recess 19 provided in the coarse motion base member 13, the upper table 24 is positioned above the lower table 35 and opposed to the lower table 35 in the body 21 installed via the vibration isolation member 20. Is provided. Therefore, the vibration isolation member 20 functions as a vibration isolator, and prevents the upper table 24 from vibrating.

粗動ベース部材13は、その上面にX‐駆動部33とY‐駆動部34が設置されており、これらによりXY‐ステージ部材32がxy方向に駆動される。したがって、XY‐ステージ部材32は、図示しない制御部からの指示により、xy方向の所定位置へ移動できる。X‐駆動部33、Y‐駆動部34及びXY‐ステージ部材32は、粗動ステージ部14を構成する。なお、装置の鉛直方向をz軸方向とし、z軸方向に直交する平面をxy平面とする。   The coarse movement base member 13 is provided with an X-drive unit 33 and a Y-drive unit 34 on the upper surface thereof, and the XY-stage member 32 is driven in the xy directions. Therefore, the XY-stage member 32 can be moved to a predetermined position in the xy direction by an instruction from a control unit (not shown). The X-drive unit 33, the Y-drive unit 34, and the XY-stage member 32 constitute the coarse movement stage unit 14. The vertical direction of the apparatus is the z-axis direction, and the plane orthogonal to the z-axis direction is the xy plane.

Y‐駆動部34は、Y軸方向に沿った移動力を、XY‐ステージ部材32及びX‐駆動部33に与える一対のY‐リニアモータ53と、XY‐ステージ部材32及びX‐駆動部33の移動を案内するY‐ガイド部材56とを有する。すなわち、XY‐ステージ部材32及びX‐駆動部33は、y軸方向に一体的に移動する。一対のY‐リニアモータ53のマグネット54は、それぞれy軸方向に沿って伸び、かつ互いに平行になるように、粗動ベース部材13のx軸方向で互いに向かい合う一対の縁部13bに固定されている。一対のY‐リニアモータ53のそれぞれのコイル55は、連結部材50、51に設けられており、それぞれのマグネット54に非接触状態で係合する。   The Y-drive unit 34 includes a pair of Y-linear motors 53 that apply a moving force along the Y-axis direction to the XY-stage member 32 and the X-drive unit 33, and the XY-stage member 32 and the X-drive unit 33. And a Y-guide member 56 for guiding the movement of. That is, the XY-stage member 32 and the X-drive unit 33 move integrally in the y-axis direction. The magnets 54 of the pair of Y-linear motors 53 are fixed to a pair of edges 13b facing each other in the x-axis direction of the coarse motion base member 13 so as to extend along the y-axis direction and be parallel to each other. Yes. The coils 55 of the pair of Y-linear motors 53 are provided on the connecting members 50 and 51 and engage with the magnets 54 in a non-contact state.

また、Y‐ガイド部材56は、一対マグネット54間でy軸方向に沿って伸びるように、粗動ベース部材13に固定されている。Y‐ガイド部材56には、一方の連結部材50に設けられた係合部57がエアベアリング58を介して非接触状態で係合している。各Y‐リニアモータ53の駆動時に係合部57がY‐ガイド部材56に案内されることにより、XY‐ステージ部材32及びX‐駆動部33がy軸方向に沿って移動する。   The Y-guide member 56 is fixed to the coarse motion base member 13 so as to extend along the y-axis direction between the pair of magnets 54. An engaging portion 57 provided on one connecting member 50 is engaged with the Y-guide member 56 through an air bearing 58 in a non-contact state. When each Y-linear motor 53 is driven, the engaging portion 57 is guided by the Y-guide member 56, whereby the XY-stage member 32 and the X-driving portion 33 move along the y-axis direction.

連結部材50、51は、X‐駆動部33を構成する2つのX‐ガイド部材46を、それぞれの端部で互いに連結して一体化するための部材である。連結部材50、51の底面には、それぞれエアパッド52が設けられている。これにより、連結部材50、51は、それぞれ粗動ベース部材13の上面13aに接触することなく間隔をおいて設置されている。   The connecting members 50 and 51 are members for connecting and integrating the two X-guide members 46 constituting the X-driving unit 33 with each other at their respective ends. Air pads 52 are provided on the bottom surfaces of the connecting members 50 and 51, respectively. Thereby, the connection members 50 and 51 are installed at intervals without contacting the upper surface 13a of the coarse motion base member 13, respectively.

ボディ21は、微動ベース部材17、これに平行に配置される上板部材22、及び上板部材22を微動ベース部材17上で支持する柱部材23とから構成され、これらは高い剛性をもって、一体的にフレームとして機能する。そして、上板部材22に固定される上部テーブル24は、その下面においてウェハである第1の基板11を保持する。上部テーブル24近傍の具体的な構成については後述する。   The body 21 includes a fine movement base member 17, an upper plate member 22 disposed in parallel therewith, and a column member 23 that supports the upper plate member 22 on the fine movement base member 17, and these are integrated with high rigidity. It functions as a frame. The upper table 24 fixed to the upper plate member 22 holds the first substrate 11 that is a wafer on the lower surface thereof. A specific configuration near the upper table 24 will be described later.

柱部材23には、上部テーブル24の下面に対して、予め定められた所定の位置にX‐干渉計29が設置されている。具体的には、柱部材23のうちyz平面と平行となるように加工された面上であって、y軸方向に離間した2箇所と、さらにそれぞれに対してz軸方向に離間した2箇所の合計4箇所に対して4つのX‐干渉計29が設置されている。これら4つの干渉計の出力により、下部テーブル35のx軸方向の位置、y軸周りの回転方向及びz軸周りの回転方向の回転量を計測することができる。X‐干渉計29は、下部テーブル35の位置を計測する位置計測部を構成する。   The column member 23 is provided with an X-interferometer 29 at a predetermined position with respect to the lower surface of the upper table 24. Specifically, on the surface of the column member 23 processed so as to be parallel to the yz plane, two locations separated in the y-axis direction and two locations separated in the z-axis direction with respect to each other Four X-interferometers 29 are installed at a total of four locations. From the outputs of these four interferometers, the position of the lower table 35 in the x-axis direction, the rotation direction around the y-axis, and the rotation amount around the z-axis can be measured. The X-interferometer 29 constitutes a position measurement unit that measures the position of the lower table 35.

微動ステージ部18は、XY‐ステージ部材32を貫通する自重キャンセラ36により支持される。自重キャンセラ36は、ボディ21の微動ベース部材17上に設置される。そして、微動ステージ部18の下部テーブル35の上面においてウェハである第2の基板12を保持する。微動ステージ部18近傍の具体的な構成については後述する。なお、重ね合わされる第1の基板11と第2の基板12は、その重ね合わされる互いの面において半導体素子が形成されており、重ね合わされた後に接合されることで、3次元的な電気回路構成を実現する。第1の基板11及び第2の基板12は、1枚のウェハであっても良いし、一方又は両方が既に積層されたウェハであっても良い。   The fine movement stage unit 18 is supported by a self-weight canceller 36 that penetrates the XY-stage member 32. The self-weight canceller 36 is installed on the fine movement base member 17 of the body 21. Then, the second substrate 12 which is a wafer is held on the upper surface of the lower table 35 of the fine movement stage unit 18. A specific configuration in the vicinity of fine movement stage 18 will be described later. Note that the first substrate 11 and the second substrate 12 to be overlaid have semiconductor elements formed on the respective surfaces to be overlaid, and are joined after being overlaid so that a three-dimensional electric circuit is obtained. Realize the configuration. The first substrate 11 and the second substrate 12 may be a single wafer, or may be a wafer in which one or both are already laminated.

図2は、重ね合わせ装置10を概略的に示す上面図である。なお、図2においては、ボディ21のうち、上板部材22と柱部材23、及びこれらに設置されている構造物を取り外した状態を示している。   FIG. 2 is a top view schematically showing the superimposing apparatus 10. FIG. 2 shows a state in which the upper plate member 22 and the column member 23 and the structures installed on them are removed from the body 21.

X‐駆動部33は、x軸方向に沿った移動力を、XY‐ステージ部材32に与える一対のX‐リニアモータ43と、各X‐リニアモータ43によるXY‐ステージ部材32の移動を案内する一対のX‐ガイド部材46とを有する。   The X-drive unit 33 guides the movement of the XY-stage member 32 by a pair of X-linear motors 43 that apply a moving force along the x-axis direction to the XY-stage member 32 and the X-linear motors 43. A pair of X-guide members 46.

一対のX‐リニアモータ43のマグネット44は、粗動ベース部材13の凹部19に配置される微動ベース部材17をx軸方向に跨ぎ、かつ、互いに平行になるように、粗動ベース部材13の上面13aに配置されている。X‐リニアモータ43のコイル45は、XY‐ステージ部材32に取り付けられており、それぞれのマグネット44に非接触状態で係合する。また、一対のX‐ガイド部材46は、一対のマグネット44の間に、x軸方向に沿って伸び、かつ、互いに平行になるように、粗動ベース部材13の上面13a上に配置されている。   The magnets 44 of the pair of X-linear motors 43 are arranged on the coarse movement base member 13 so as to straddle the fine movement base member 17 disposed in the recess 19 of the coarse movement base member 13 in the x-axis direction and to be parallel to each other. It arrange | positions at the upper surface 13a. The coil 45 of the X-linear motor 43 is attached to the XY-stage member 32 and engages with each magnet 44 in a non-contact state. The pair of X-guide members 46 are disposed on the upper surface 13a of the coarse motion base member 13 so as to extend along the x-axis direction and be parallel to each other between the pair of magnets 44. .

2つのX‐ガイド部材46及び2つのマグネット44をそれぞれ連結する連結部材50、51は、エアパッド52を介して粗動ベース部材13の上面13aに設置されている。従って、マグネット44及びX‐ガイド部材46は、それぞれ粗動ベース部材13及び微動ベース部材17上に浮上している関係にある。   The connecting members 50 and 51 that connect the two X-guide members 46 and the two magnets 44 are installed on the upper surface 13 a of the coarse motion base member 13 via the air pad 52. Therefore, the magnet 44 and the X-guide member 46 are in a floating relationship on the coarse movement base member 13 and the fine movement base member 17, respectively.

上述のように、柱部材23には下部テーブル35のx軸方向の位置等を計測するX‐干渉計29が設置されているが、同様に、下部テーブル35のy軸方向の位置等を計測するY‐干渉計30も柱部材23の予め定められた所定の位置に設置されている。具体的には、柱部材23のうちxz平面と平行となるように加工された面上であって、x軸方向に離間した2箇所と、さらにそれぞれに対してz軸方向に離間した2箇所の合計4箇所に対して4つのY‐干渉計30が設置されている。これら4つの干渉計の出力により、下部テーブル35のy軸方向の距離、x軸周りの回転方向及びz軸周りの回転方向の回転量を計測することができる。Y‐干渉計30は、下部テーブル35の位置を計測する位置計測部を構成する。したがって、X‐干渉計29とY‐干渉計30から構成される位置計測部は、下部テーブル35のx軸方向、y軸方向、x軸周りの回転方向、y軸周りの回転方向及びz軸周りの回転方向の5自由度に関して位置を計測することができる。   As described above, the X-interferometer 29 for measuring the position and the like of the lower table 35 in the x-axis direction is installed on the column member 23. Similarly, the position and the like of the lower table 35 in the y-axis direction are measured. The Y-interferometer 30 is also installed at a predetermined position on the column member 23. Specifically, on the surface of the pillar member 23 processed so as to be parallel to the xz plane, two locations separated in the x-axis direction and two locations spaced in the z-axis direction with respect to each other Four Y-interferometers 30 are installed for a total of four locations. From the outputs of these four interferometers, the distance of the lower table 35 in the y-axis direction, the rotation direction around the x-axis, and the rotation amount around the z-axis can be measured. The Y-interferometer 30 constitutes a position measurement unit that measures the position of the lower table 35. Therefore, the position measuring unit composed of the X-interferometer 29 and the Y-interferometer 30 includes the lower table 35 in the x-axis direction, the y-axis direction, the rotation direction around the x-axis, the rotation direction around the y-axis, and the z-axis. The position can be measured with respect to 5 degrees of freedom in the surrounding rotation direction.

対応する下部テーブル35には、X‐移動鏡74及びY‐移動鏡75が取り付けられている。X‐移動鏡74はX‐干渉計29からの光を反射させるための鏡であり、Y‐移動鏡75はY‐干渉計30からの光を反射させるための鏡である。X‐移動鏡74の鏡面はyz平面と平行な平面であり、Y‐移動鏡75の鏡面はxz平面と平行な平面である。   An X-moving mirror 74 and a Y-moving mirror 75 are attached to the corresponding lower table 35. The X-moving mirror 74 is a mirror for reflecting light from the X-interferometer 29, and the Y-moving mirror 75 is a mirror for reflecting light from the Y-interferometer 30. The mirror surface of the X-moving mirror 74 is a plane parallel to the yz plane, and the mirror surface of the Y-moving mirror 75 is a plane parallel to the xz plane.

このように位置計測部を構成すると、上部テーブル24を基準として、下部テーブル35の位置を相対的に、かつ正確に把握することができる。第2の基板12を第1の基板11に位置合わせをしながら重ね合わせるとき、第1の基板11側を位置決め基準とした第2の基板12側の位置計測が重要となるが、位置計測部はこのような相対的な関係を満たす。特に、ボディ21は高い剛性をもった一体的なフレーム構造をなすので、このフレーム構造の面であって下部テーブル35の側面に対向する面に位置計測部を設置することが好ましい。なお、本実施形態においては、位置計測部を干渉計を用いて構成したが、これに限らず、例えばレーザー測長計、マイクロセンサなどの、同様の機能を実現する位置センサまたは距離センサを用いても良い。   If the position measuring unit is configured in this way, the position of the lower table 35 can be grasped relatively accurately with reference to the upper table 24. When the second substrate 12 is superimposed on the first substrate 11 while being aligned, position measurement on the second substrate 12 side using the first substrate 11 side as a positioning reference is important. Satisfies such a relative relationship. In particular, since the body 21 has an integral frame structure with high rigidity, it is preferable to install the position measuring unit on the surface of the frame structure that faces the side surface of the lower table 35. In the present embodiment, the position measurement unit is configured using an interferometer. However, the position measurement unit is not limited thereto, and a position sensor or a distance sensor that realizes the same function, such as a laser length meter and a microsensor, is used. Also good.

図3は、上部テーブル24の近傍を概略的に示す説明図である。上述のように、上部テーブル24は、上板部材22に固定されている。上部テーブル24の下面24a上には、第1の基板11を保持する第1の基板ホルダ25が載置される。具体的には、下面24aには排気装置に連結された吸引口が複数設けられており、これにより第1の基板ホルダ25を真空吸着して載置を実現している。なお、下面24aは、後述する位置合わせ制御における基準面となる。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the vicinity of the upper table 24. As described above, the upper table 24 is fixed to the upper plate member 22. On the lower surface 24 a of the upper table 24, a first substrate holder 25 that holds the first substrate 11 is placed. Specifically, a plurality of suction ports connected to the exhaust device are provided on the lower surface 24a, whereby the first substrate holder 25 is vacuum-sucked to realize the placement. The lower surface 24a serves as a reference surface in the alignment control described later.

第1の基板11は第1の基板ホルダ25に静電力により吸着される。ESC端子27が上板部材22に備えられており、第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に載置されると、ESC端子27と第1の基板ホルダ25の端子が接触するように構成されている。そして、第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に載置された後は、このESC端子27を経由して、第1の基板ホルダ25に静電力を生じさせるための電力を供給する。   The first substrate 11 is attracted to the first substrate holder 25 by electrostatic force. The ESC terminal 27 is provided on the upper plate member 22, and when the first substrate holder 25 is placed on the upper table 24, the ESC terminal 27 and the terminal of the first substrate holder 25 are in contact with each other. ing. Then, after the first substrate holder 25 is placed on the upper table 24, electric power for generating an electrostatic force is supplied to the first substrate holder 25 via the ESC terminal 27.

上部テーブル24と上板部材22との間には、上部テーブル24に作用する荷重を検出するためのロードセル26が複数設けられている。具体的には、下面24aの二次元な領域内において加えられる荷重の大きさと位置が検出できるように、上部テーブル24と上板部材22との間に、直線上に並ばない少なくとも3個のロードセル26が設置される。これらのロードセル26の出力は、分析部としての制御部に入力される。制御部は、それぞれのロードセル26の出力から、第2の基板12が第1の基板11に当接したか否かを分析し、更には、互いに仮接合を行うのに必要な圧力に達しているか、もしくは、必要以上の圧力が加えられていないかを分析する。同時に、制御部は、同じくそれぞれのロードセル26の出力から、第1の基板11または第1の基板11を保持する第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に接触したか否かを分析し、または、下面24aに第1の基板11もしくは第1の基板ホルダ25が吸着されることによって上部テーブル24が受ける下向きの力を分析して、その装着を判断する。このように、さまざまな分析をロードセル26の出力を用いて行うことで、それぞれ単独にセンサを設けて検出及び分析を行うよりも、装置を単純化することができる。ひいては、装置の小型化、低コスト化に寄与する。なお、仮接合として加える圧力と基板ホルダによる荷重の和が、いずれかの基板に形成された素子を破壊する破壊力よりも小さくなるように制御される。   A plurality of load cells 26 for detecting a load acting on the upper table 24 are provided between the upper table 24 and the upper plate member 22. Specifically, at least three load cells that are not arranged in a straight line between the upper table 24 and the upper plate member 22 so that the magnitude and position of the load applied in the two-dimensional region of the lower surface 24a can be detected. 26 is installed. The outputs of these load cells 26 are input to a control unit as an analysis unit. The control unit analyzes from the output of each load cell 26 whether or not the second substrate 12 is in contact with the first substrate 11, and further reaches the pressure necessary for temporary bonding with each other. Analyzes whether or not excessive pressure is applied. At the same time, the control unit also analyzes whether the first substrate 11 or the first substrate holder 25 holding the first substrate 11 has contacted the upper table 24 from the output of each load cell 26, or Then, the downward force received by the upper table 24 by the first substrate 11 or the first substrate holder 25 being attracted to the lower surface 24a is analyzed to determine the mounting. As described above, by performing various analyzes using the output of the load cell 26, it is possible to simplify the apparatus as compared to performing detection and analysis by providing a single sensor. As a result, it contributes to downsizing and cost reduction of the apparatus. The sum of the pressure applied as temporary bonding and the load applied by the substrate holder is controlled to be smaller than the destructive force for destroying the element formed on any substrate.

ロードセル26により検出される具体的な荷重の例としては、設置される個数が3個であるとき、第2の基板12を第1の基板11に当接させた場合は、それぞれのロードセル26は上向きの力として約10Nを検出する。また、第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に装着された場合は、それぞれのロードセル26は下向きの力として約5Nを検出する。同様に、第1の基板11のみが上部テーブル24に装着された場合は、それぞれのロードセル26は下向きの力として約0.5Nを検出する。   As an example of a specific load detected by the load cell 26, when the number of installed cells is three and the second substrate 12 is brought into contact with the first substrate 11, each load cell 26 is About 10N is detected as an upward force. When the first substrate holder 25 is mounted on the upper table 24, each load cell 26 detects about 5N as a downward force. Similarly, when only the first substrate 11 is mounted on the upper table 24, each load cell 26 detects about 0.5 N as a downward force.

なお、第2の基板12が第1の基板11に当接したか否かの分析、互いに仮接合を行うのに必要な圧力に達しているか、もしくは、必要以上の圧力が加えられていないかの分析、及び、第1の基板11もしくは第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に吸着されたことの判断は、ひとつのロードセル26のみが設置されている場合であっても実行することができる。これらの分析及び判断に加え、複数のロードセル26を平面的に配置することにより、更に、第2の基板12が第1の基板11のどの位置に当接したかの分析、仮接合時の圧力分布の分析、及び、第1の基板11もしくは第1の基板ホルダ25が上部テーブル24のどの位置に当接したかの分析も行うことができる。したがって、例えば、第1の基板ホルダ25を上部テーブル24に吸着させるときに、全てのロードセル26から同一の出力を検出すれば傾くことなく面と面で接触したと判断できる。一方、それぞれのロードセル26から異なる出力を検出すれば、第1の基板ホルダ25は傾いて上部テーブル24に接触または吸着されたと判断できる。   Whether the second substrate 12 is in contact with the first substrate 11, whether the pressure has reached a pressure necessary for temporary bonding with each other, or is an excessive pressure applied? And the determination that the first substrate 11 or the first substrate holder 25 is attracted to the upper table 24 can be executed even when only one load cell 26 is installed. . In addition to these analyzes and determinations, by arranging a plurality of load cells 26 in a plane, further analysis of the position of the second substrate 12 in contact with the first substrate 11 and pressure at the time of temporary bonding Analysis of distribution and analysis of which position on the upper table 24 the first substrate 11 or the first substrate holder 25 is in contact with can be performed. Therefore, for example, when the first substrate holder 25 is attracted to the upper table 24, it can be determined that the surfaces are in contact with each other without being inclined if the same output is detected from all the load cells 26. On the other hand, if different outputs are detected from the respective load cells 26, it can be determined that the first substrate holder 25 is tilted and contacted or attracted to the upper table 24.

また、微動ステージ部18に保持される第2の基板12を位置合わせ時に観察するための上部顕微鏡28を備える。具体的な位置合せの動作については後述する。   Moreover, the upper microscope 28 for observing the 2nd board | substrate 12 hold | maintained at the fine movement stage part 18 at the time of alignment is provided. A specific alignment operation will be described later.

図4は、粗動ステージ部について、それぞれの構造物を具体的に組み立てたときの斜視図である。同一の構造物には同一の番号を付して、その具体的な形状の一例を示す。   FIG. 4 is a perspective view of the coarse movement stage portion when the respective structures are specifically assembled. The same number is attached | subjected to the same structure and an example of the specific shape is shown.

図示するように、XY‐ステージ部材32は板状の部材からなる。そして、その中央部には、自重キャンセラ36を貫通させるための貫通孔37が形成されている。   As shown in the drawing, the XY-stage member 32 is made of a plate-like member. A through hole 37 for allowing the self-weight canceller 36 to pass therethrough is formed at the center.

図5は、図2のB-Bに沿った部分的な概略断面図である。具体的には、微動ベース部材17より上部に配置されているXY‐ステージ部材32、自重キャンセラ36及び下部テーブル35周辺の構造物についての断面を概略的に表す図である。   FIG. 5 is a partial schematic cross-sectional view along BB in FIG. Specifically, it is a diagram schematically showing a cross section of the structure around the XY-stage member 32, the self-weight canceller 36, and the lower table 35 disposed above the fine movement base member 17.

一対のX‐ガイド部材46のうち一方のX‐ガイド部材46は、XY‐ステージ部材32に設けられたエアパッド47を介してXY‐ステージ部材32を支持している。他方のX‐ガイド部材46には、XY‐ステージ部材32に設けられた係合部48が、エアベアリング49を介して非接触状態で係合している。各X‐リニアモータ43の駆動時に、係合部48が他方のX‐ガイド部材46に案内されることにより、XY‐ステージ部材32が微動ベース部材17上をx軸方向に沿って移動する。   One X-guide member 46 of the pair of X-guide members 46 supports the XY-stage member 32 via an air pad 47 provided on the XY-stage member 32. An engaging portion 48 provided on the XY-stage member 32 is engaged with the other X-guide member 46 through an air bearing 49 in a non-contact state. When each X-linear motor 43 is driven, the engaging portion 48 is guided by the other X-guide member 46, whereby the XY-stage member 32 moves on the fine movement base member 17 along the x-axis direction.

貫通孔37の内周部には、自重キャンセラ36をその側方から非接触で支持する複数のエアパッド38が設けられている。それぞれのエアパッド38は多少の傾斜にも対応することができるので、自重キャンセラ36が傾いたとしても、許容範囲内であればその傾きに追従して支持することができる。   A plurality of air pads 38 for supporting the self-weight canceller 36 from the side thereof in a non-contact manner are provided on the inner peripheral portion of the through hole 37. Since each air pad 38 can cope with a slight inclination, even if the self-weight canceller 36 is inclined, it can be supported following the inclination within the allowable range.

自重キャンセラ36は、微動ベース部材17上に複数のエアパッド70を介して載置されている。そして、上述のように、自重キャンセラ36はXY‐ステージ部材32に複数のエアパッド38を介して支持されている。すると、XY‐ステージ部材32がX‐駆動部33及びY‐駆動部34によりxy平面上で駆動されると、これに追従して自重キャンセラ36も、微動ベース部材17上を浮上した状態でxy方向に移動することになる。   The self-weight canceller 36 is placed on the fine movement base member 17 via a plurality of air pads 70. As described above, the self-weight canceller 36 is supported on the XY-stage member 32 via the plurality of air pads 38. Then, when the XY-stage member 32 is driven on the xy plane by the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34, the self-weight canceller 36 follows the xy-stage member 17 and floats on the fine movement base member 17. Will move in the direction.

自重キャンセラ36は、シリンダ59、ピストン61及び球面座63を備える。シリンダ59は、横断面が矩形状をなした筒部材からなり、内部に圧力室60を有する。制御部は、圧力室60に接続される圧力調整装置を制御して、圧力室60の圧力を、下部テーブル35及びこれに取り付けられる構造物の自重と釣り合うように制御する。また、上述のエアパッド38は、このシリンダ59を非接触で支持しており、したがって、シリンダ59は、XY‐ステージ部材32の貫通孔37に対して、上方へ開放するように貫通されている。また、シリンダ59の上端にはアーム部材89が取り付けられており、このアーム部材の先端部に、自重キャンセラ36に対する下部テーブル35の位置を検出するZ‐干渉計67が設置されている。   The self-weight canceller 36 includes a cylinder 59, a piston 61, and a spherical seat 63. The cylinder 59 is made of a cylindrical member having a rectangular cross section, and has a pressure chamber 60 inside. The control unit controls the pressure adjusting device connected to the pressure chamber 60 to control the pressure in the pressure chamber 60 so as to balance the weight of the lower table 35 and the structure attached thereto. The air pad 38 supports the cylinder 59 in a non-contact manner. Therefore, the cylinder 59 is penetrated so as to open upward with respect to the through hole 37 of the XY-stage member 32. An arm member 89 is attached to the upper end of the cylinder 59, and a Z-interferometer 67 for detecting the position of the lower table 35 with respect to the self-weight canceller 36 is installed at the tip of the arm member.

ピストン61は、エアベアリング62を介してシリンダ59内に非接触状態で挿入されており、圧力室60の圧力に応じてz軸方向に沿って移動できる。すなわち、ピストン61は、図示の例では、自重キャンセラ36の伸縮機構である。ピストン61の上部は平板状に形成されており、その上面61a上にエアベアリング66を介して球面座63が載置されている。球面座63は、下部テーブル35の下面35bに一体的に取り付けられている球面部材64と接触する台座である。凸球面77は、球面座63の凹球面65とエアベアリング78を介して対向する、球面部材64の面である。エアベアリング66及びエアベアリング78の介在により、ピストン61は球面座63を、球面座63は球面部材64を、それぞれ非接触状態でz軸方向に支持する。また、球面部材64が球面座63の凹球面65に沿って案内されることにより、下部テーブル35は傾動できる。   The piston 61 is inserted into the cylinder 59 through the air bearing 62 in a non-contact state, and can move along the z-axis direction according to the pressure in the pressure chamber 60. That is, the piston 61 is an expansion / contraction mechanism of the self-weight canceller 36 in the illustrated example. The upper part of the piston 61 is formed in a flat plate shape, and a spherical seat 63 is placed on the upper surface 61a via an air bearing 66. The spherical seat 63 is a pedestal that comes into contact with the spherical member 64 that is integrally attached to the lower surface 35 b of the lower table 35. The convex spherical surface 77 is a surface of the spherical member 64 that faces the concave spherical surface 65 of the spherical seat 63 via the air bearing 78. The piston 61 supports the spherical seat 63 and the spherical seat 63 supports the spherical member 64 in the z-axis direction in a non-contact state by interposing the air bearing 66 and the air bearing 78. Further, the lower table 35 can be tilted by guiding the spherical member 64 along the concave spherical surface 65 of the spherical seat 63.

下部テーブル35は、板部材からなり、XY‐ステージ部材32の上方に配置されている。上述のように、下部テーブル35の上面35aには、第2の基板12を保持する第2の基板ホルダ41が載置される。上面35a上には排気装置に連結された吸引口が複数設けられており、これにより第2の基板ホルダ41を真空吸着して載置を実現している。第2の基板12は第2の基板ホルダ41に静電力により吸着される。ESC端子73が下部テーブル35に備えられており、第2の基板ホルダ41が下部テーブル35に載置されると、ESC端子73と第2の基板ホルダ41の端子が接触するように構成されている。そして、第2の基板ホルダ41が下部テーブル35に載置された後は、このESC端子73を経由して、第2の基板ホルダ41に静電力を生じさせるための電力を供給する。   The lower table 35 is made of a plate member and is disposed above the XY-stage member 32. As described above, the second substrate holder 41 that holds the second substrate 12 is placed on the upper surface 35 a of the lower table 35. A plurality of suction ports connected to the exhaust device are provided on the upper surface 35a, whereby the second substrate holder 41 is vacuum-sucked to realize placement. The second substrate 12 is attracted to the second substrate holder 41 by electrostatic force. The ESC terminal 73 is provided on the lower table 35, and when the second substrate holder 41 is placed on the lower table 35, the ESC terminal 73 and the terminal of the second substrate holder 41 are in contact with each other. Yes. After the second substrate holder 41 is placed on the lower table 35, electric power for generating an electrostatic force is supplied to the second substrate holder 41 via the ESC terminal 73.

下部テーブル35には、複数のプッシュアップピン42を挿通する挿通孔71がそれぞれ形成されている。また、これらの挿通孔71の一部に対応するように、第2の基板ホルダ41にも複数の挿通孔72が形成されている。このように構成することにより、プッシュアップピン42を、挿通孔72及び挿通孔72に対応する挿通孔71の内部を通過するように伸長させて第2の基板12を持ち上げ、第2の基板ホルダ41から離脱させることができる。また、挿通孔72に対応しない挿通孔71に、プッシュアップピン42を通過するように伸長させれば、第2の基板ホルダ41を持ち上げ、下部テーブル35から離脱させることができる。これら複数のプッシュアップピン42は、その本体部がXY‐ステージ部材32上に固定されており、ピンの伸長及び収納は、制御部からの指令によって制御される。   The lower table 35 is formed with insertion holes 71 through which the plurality of push-up pins 42 are inserted. A plurality of insertion holes 72 are also formed in the second substrate holder 41 so as to correspond to a part of these insertion holes 71. With this configuration, the push-up pin 42 is extended so as to pass through the insertion hole 72 and the insertion hole 71 corresponding to the insertion hole 72 to lift the second substrate 12, and the second substrate holder 41 can be detached. Further, if the insertion hole 71 not corresponding to the insertion hole 72 is extended so as to pass the push-up pin 42, the second substrate holder 41 can be lifted and detached from the lower table 35. The plurality of push-up pins 42 have their main bodies fixed on the XY-stage member 32, and the extension and storage of the pins are controlled by commands from the control unit.

XY‐ステージ部材32には、下部テーブル35とXY‐ステージ部材32との間のx軸及びy軸方向に沿った相対距離を測定するXY‐渦電センサ39と、z軸方向に沿った相対距離を測定するZ‐渦電センサ40が設けられている。これらは、X‐駆動部33及びY‐駆動部34によりxy平面上で共に駆動されるXY‐ステージ部材32と下部テーブル35において、互いの相対位置を検出する計測部を形成する。   The XY-stage member 32 includes an XY-eddy current sensor 39 that measures a relative distance between the lower table 35 and the XY-stage member 32 along the x-axis and y-axis directions, and a relative position along the z-axis direction. A Z-eddy current sensor 40 for measuring the distance is provided. These form a measurement unit that detects relative positions of the XY-stage member 32 and the lower table 35 that are driven together on the xy plane by the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34.

XY‐ステージ部材32と下部テーブル35の間には、アクチュエータとしてのボイスコイルモータである3つのZ‐VCM86がz軸方向に駆動力が作用するように設置されている。下部テーブル35には、それぞれのZ‐VCM86のマグネット87が固定されており、それらに係合するコイル88はそれぞれXY‐ステージ部材32に固定されている。制御部がこれら3つのZ‐VCM86を個別に制御することで、下部テーブル35をz軸方向に平行移動させ、または、x軸周り及びy軸周りに回転させることができる。具体的な動作については後述する。   Between the XY-stage member 32 and the lower table 35, three Z-VCMs 86 as voice coil motors as actuators are installed so that a driving force acts in the z-axis direction. Magnets 87 of the respective Z-VCMs 86 are fixed to the lower table 35, and coils 88 that engage with the magnets 87 are fixed to the XY-stage member 32, respectively. The control unit individually controls these three Z-VCMs 86, whereby the lower table 35 can be translated in the z-axis direction or rotated about the x-axis and the y-axis. Specific operations will be described later.

下部テーブル35には、第2の基板ホルダ41の載置面の周辺部に、AFセンサ79と下部顕微鏡76が設置されている。AFセンサ79は、上部テーブル24と下部テーブル35の相対的な傾きを検出するセンサである。また、下部顕微鏡76は、上部テーブル24に保持された第1の基板11を位置合わせ時に観察するための顕微鏡である。   In the lower table 35, an AF sensor 79 and a lower microscope 76 are installed around the mounting surface of the second substrate holder 41. The AF sensor 79 is a sensor that detects the relative inclination of the upper table 24 and the lower table 35. The lower microscope 76 is a microscope for observing the first substrate 11 held on the upper table 24 during alignment.

図6は、自重キャンセラ36について、それぞれの構造物を具体的に組み立てたときの斜視図である。図5で示す自重キャンセラ36と同一の構造物には同一の番号を付して、その具体的な形状の一例を示す。図5で示す自重キャンセラ36と異なるのは、シリンダ59とエアパッド70の間に脚部材68を有する点である。脚部材68は、シリンダ59の下部から微動ベース部材17に向けて伸びている。   FIG. 6 is a perspective view of the self-weight canceller 36 when each structure is specifically assembled. The same number is attached | subjected to the same structure as the self-weight canceller 36 shown in FIG. 5, and an example of the specific shape is shown. A difference from the self-weight canceller 36 shown in FIG. 5 is that a leg member 68 is provided between the cylinder 59 and the air pad 70. The leg member 68 extends from the lower part of the cylinder 59 toward the fine movement base member 17.

さらに、図7は、図6のC-Cに沿った概略断面図である。図示するビス穴にビスを通すことにより、シリンダ59と脚部材68、ピストン61の上面61aを有する天板部とピストン部、下部テーブル35と球面部材64がそれぞれ一体化される。そして、シリンダ59とピストン61の間、ピストン61と球面座63の間、球面座63と球面部材64の間には、それぞれ、エアベアリング62、66、78が設けられており、互いに非接触に保たれている。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along the line CC of FIG. By passing screws through the illustrated screw holes, the cylinder 59 and the leg member 68, the top plate portion having the upper surface 61a of the piston 61 and the piston portion, the lower table 35 and the spherical member 64 are integrated. Air bearings 62, 66, and 78 are provided between the cylinder 59 and the piston 61, between the piston 61 and the spherical seat 63, and between the spherical seat 63 and the spherical member 64, respectively, and are not in contact with each other. It is kept.

図8は、図2のB-Bに沿った断面図であり、図5とは反対方向から見た部分的な詳細図である。XY‐ステージ部材32と下部テーブル35の間には、アクチュエータとしてのボイスコイルモータである2つのY‐VCM83がy軸方向に駆動力が作用するように設置されている。下部テーブル35には、それぞれのY‐VCM83のマグネット84が固定されており、それらに係合するコイル85はそれぞれXY‐ステージ部材32に固定されている。制御部がこれら2つのY‐VCM83を個別に制御することで、下部テーブル35をy軸方向に平行移動させ、または、z軸周りに回転させることができる。   8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and is a partial detail view seen from the opposite direction to FIG. Between the XY-stage member 32 and the lower table 35, two Y-VCMs 83 serving as voice coil motors as actuators are installed so that a driving force acts in the y-axis direction. The magnets 84 of the respective Y-VCMs 83 are fixed to the lower table 35, and the coils 85 that engage with the magnets 84 are fixed to the XY-stage member 32, respectively. When the control unit individually controls these two Y-VCMs 83, the lower table 35 can be translated in the y-axis direction or rotated around the z-axis.

図9は、図2のA-A線に沿った部分的な詳細断面図である。XY‐ステージ部材32と下部テーブル35の間には、アクチュエータとしてのボイスコイルモータである1つのX‐VCM80がx軸方向に駆動力が作用するように設置されている。下部テーブル35には、それぞれのX‐VCM80のマグネット81が固定されており、それらに係合するコイル82はそれぞれXY‐ステージ部材32に固定されている。制御部がこのX‐VCM80を制御することで、下部テーブル35をx軸方向に平行移動さることができる。   FIG. 9 is a partial detailed cross-sectional view along the line AA of FIG. Between the XY-stage member 32 and the lower table 35, one X-VCM 80, which is a voice coil motor as an actuator, is installed so that a driving force acts in the x-axis direction. The magnets 81 of the respective X-VCMs 80 are fixed to the lower table 35, and the coils 82 that engage with the magnets 81 are fixed to the XY-stage member 32, respectively. As the control unit controls the X-VCM 80, the lower table 35 can be translated in the x-axis direction.

X‐VCM80及びY‐VCM83の駆動力を作用させて下部テーブル35をx軸方向、y軸方向またはz軸周りの回転方向に移動させるとき、下部テーブル35から球面部材64及びエアベアリング78を介して受ける力により、球面座63がピストン61の上面61a上をxy平面内で移動する。このとき、球面座63とピストン61との間には、エアベアリング66が形成されているので、下部テーブル35は、ピストン61の上面61a上をx軸方向及びy軸方向へ案内される。   When the driving force of the X-VCM 80 and Y-VCM 83 is applied to move the lower table 35 in the x-axis direction, the y-axis direction, or the rotation direction around the z-axis, the lower table 35 is moved through the spherical member 64 and the air bearing 78. The spherical seat 63 moves on the upper surface 61a of the piston 61 in the xy plane by the force received in this manner. At this time, since the air bearing 66 is formed between the spherical seat 63 and the piston 61, the lower table 35 is guided on the upper surface 61a of the piston 61 in the x-axis direction and the y-axis direction.

また、Z‐VCM86の駆動力を作用させて下部テーブル35をx軸周りの回転方向またはy軸周りの回転方向に移動させるとき、球面部材64がエアベアリング78を介して球面座63の凹球面65に沿って案内され、これにより、下部テーブル35はx軸周りまたはy軸周りに傾動する。さらに、Z‐VCM86の駆動力を作用させて下部テーブル35をz軸方向に移動させるときは、Z‐VCM86の移動量に応じて自重キャンセラ36のピストン61がz軸方向に移動することで、下部テーブル35とこれに一体的に取り付けられている構造物の自重を支持する。したがって、Z‐VCM86の駆動力自体はそれほど大きくなくても、下部テーブル35をz軸方向へ移動させることができる。なお、自重キャンセラ36の脚部材68の下面には、微動ベース部材17との間にエアベアリング69を形成するためのエアパッド70が設けられている。なお、制御部は、下部テーブル35をx軸周りまたはy軸周りに回転して傾動させるときには、第2の基板12のうち、第1の基板11と対向する面の重心を回転軸が通るようにZ‐VCM86を駆動する。   Further, when the driving force of the Z-VCM 86 is applied to move the lower table 35 in the rotational direction around the x axis or the rotational direction around the y axis, the spherical member 64 is provided with the concave spherical surface of the spherical seat 63 via the air bearing 78. 65, so that the lower table 35 tilts about the x axis or the y axis. Furthermore, when the lower table 35 is moved in the z-axis direction by applying the driving force of the Z-VCM 86, the piston 61 of the self-weight canceller 36 moves in the z-axis direction according to the movement amount of the Z-VCM 86. The lower table 35 and the weight of the structure integrally attached thereto are supported. Therefore, the lower table 35 can be moved in the z-axis direction even if the driving force of the Z-VCM 86 is not so large. An air pad 70 for forming an air bearing 69 is provided between the lower surface of the leg member 68 of the self-weight canceller 36 and the fine movement base member 17. When the control unit rotates and tilts the lower table 35 around the x-axis or the y-axis, the rotation axis passes through the center of gravity of the surface of the second substrate 12 that faces the first substrate 11. Drive the Z-VCM86.

図10は、微動ステージ部を概略的に示す上面図である。特にここでは、下部テーブル35を駆動するアクチュエータの配置とその作用について説明する。   FIG. 10 is a top view schematically showing the fine movement stage portion. In particular, here, the arrangement and operation of actuators that drive the lower table 35 will be described.

上述のように、下部テーブル35には下部顕微鏡76などの構造物が取り付けられている。また、下部テーブル35及び下部テーブル35に取り付けられている構造物は、自重キャンセラ36にその質量が支持されているものの、エアベアリング66、78の作用により、その他の構造物からは空間的に隔離されたユニットであると捉えることができる。このとき、下部テーブル35及び下部テーブル35に取り付けられている構造物全体からなるユニットの重心を重心Gとする。X‐VCM80は、x軸方向に駆動力が作用するように1つ設置されており、Y‐VCM83は、y軸方向に駆動力が作用するように2つ設置されており、Z‐VCM86は、z軸方向に駆動力が作用するように3つ設置されている。その具体的な設置位置としては、X‐VCM80については、そのx軸方向の駆動力が重心Gを通るように設置する。また、Y‐VCM83については、y軸方向にそれぞれが同一の駆動力を出力したときにz軸周りにモーメントを発生させないように設置する。例えば、ユニットに質量分布の偏りが無いと仮定すれば、重心Gを通るy軸に平行で対称な2つの直線方向にそれぞれの駆動力が出力されるように設置すればよい。また、Z‐VCM86については、z軸方向にそれぞれが同一の駆動力を出力したときにx軸周りまたはy軸周りにモーメントを発生させないように設置する。例えば、同様にユニットに質量分布の偏りが無いと仮定すれば、z軸に平行でxy平面上で重心Gを重心とする正三角形の頂点を通る3つの直線方向に、それぞれの駆動力が出力されるように設置すればよい。なお、制御部は、下部テーブル35をz軸周りに回転するときには、重心Gを通るようにX‐VCM80及びY‐VCM83を駆動する。   As described above, a structure such as the lower microscope 76 is attached to the lower table 35. Further, although the mass of the lower table 35 and the structure attached to the lower table 35 is supported by the self-weight canceller 36, it is spatially isolated from other structures by the action of the air bearings 66 and 78. Can be seen as a unit. At this time, the center of gravity of the unit comprising the lower table 35 and the entire structure attached to the lower table 35 is defined as the center of gravity G. One X-VCM 80 is installed so that the driving force acts in the x-axis direction, two Y-VCMs 83 are installed so that the driving force acts in the y-axis direction, and Z-VCM 86 is Three are provided so that a driving force acts in the z-axis direction. As a specific installation position, the X-VCM 80 is installed so that the driving force in the x-axis direction passes through the center of gravity G. The Y-VCM 83 is installed so that no moment is generated around the z-axis when the same driving force is output in the y-axis direction. For example, if it is assumed that there is no mass distribution bias in the unit, the units may be installed so that the respective driving forces are output in two linear directions parallel to the y axis passing through the center of gravity G and symmetric. The Z-VCM 86 is installed so that no moment is generated around the x-axis or the y-axis when the same driving force is output in the z-axis direction. For example, if it is assumed that the unit has no mass distribution bias, each driving force is output in three linear directions that pass through the apex of an equilateral triangle parallel to the z axis and centered on the center of gravity G on the xy plane. Can be installed as required. The control unit drives the X-VCM 80 and the Y-VCM 83 so as to pass through the center of gravity G when the lower table 35 is rotated around the z axis.

このように、本実施形態によれば、それぞれのアクチュエータが直接的に下部テーブル35にその駆動力を作用させることにより、x軸方向、y軸方向及びz軸方向の並進3自由度と、x軸周り、y軸周り及びz軸周りの回転3自由度の合計6自由度で下部テーブル35を駆動することができる。制御部は、各アクチュエータを独立に駆動することで、下部テーブル35の姿勢を6自由度で制御し、載置されている第2の第2の基板12の位置を、静止した基準面である上部テーブル24の下面24aに対してコントロールする。特に、アクチュエータの駆動力を直接的に下部テーブル35に作用させることで、駆動力の出力指示に対して目標位置に到達するまでにかかる時間である応答性を向上させることができる。これにより、上部テーブル24aに対して下部テーブル35を移動させながら、サブミクロンオーダーで基板同士の位置合わせを行う位置合わせ装置に、位置合わせに要する時間の短縮と、位置合わせ精度の向上をもたらす。なお、本実施形態においては、各々独立に駆動されるアクチュエータはひとつのアクチュエータであるとして説明したが、2つ以上のアクチュエータがあたかもひとつのアクチュエータとして機能するように構成しても良い。この場合は2つ以上のアクチュエータで出力を分担することができるので、求められる出力に対して小さな出力しか有さないアクチュエータを利用することができる。制御部はこれら2つ以上のアクチュエータをあたかもひとつのアクチュエータとして機能するように制御する。   As described above, according to the present embodiment, each actuator directly applies the driving force to the lower table 35, whereby the three degrees of freedom of translation in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, and x The lower table 35 can be driven with a total of 6 degrees of freedom of rotation around the axis, around the y axis and around the z axis. The control unit independently drives each actuator to control the posture of the lower table 35 with six degrees of freedom, and the position of the mounted second second substrate 12 is a stationary reference plane. The lower surface 24a of the upper table 24 is controlled. In particular, by directly applying the driving force of the actuator to the lower table 35, it is possible to improve the responsiveness that is the time taken to reach the target position in response to the driving force output instruction. As a result, the alignment apparatus that aligns the substrates on the submicron order while moving the lower table 35 with respect to the upper table 24a reduces the time required for alignment and improves the alignment accuracy. In the present embodiment, it has been described that each independently driven actuator is a single actuator, but two or more actuators may function as a single actuator. In this case, since the output can be shared by two or more actuators, an actuator having only a small output with respect to the required output can be used. The control unit controls these two or more actuators so as to function as one actuator.

ユニットの重心Gに対して上述のようにアクチュエータを設置することは、小さな駆動力で下部テーブル35を駆動できるだけでなく、応答性の観点からも好ましい。ただし、アクチュエータの設置はこの位置に限られるものではなく、また、アクチュエータの個数もこれに限られるものではない。制御部により下部テーブル35の姿勢を上述の自由度で制御できるように設置されていれば良い。その意味では、z軸方向に駆動力を出力するアクチュエータは、同一直線状に配置されないように留意する。また、本実施形態においては、アクチュエータとしてボイスコイルモータを用いたが、これに限らない。下部テーブル35に直接的に駆動力を作用させることができるアクチュエータであれば良い。例えば、回転モータなど駆動出力が回転力であっても、直線出力に変換する変換部を組み込んで、下部テーブル35に直接的に駆動力を作用させるアクチュエータを実現しても良い。なお、駆動力を直線方向に直接的に出力するボイスコイルモータなどのリニアアクチュエータは、下部テーブル35に対する応答性、制御性が優れているので好ましい。   Installing the actuator as described above with respect to the center of gravity G of the unit is preferable not only for driving the lower table 35 with a small driving force but also from the viewpoint of responsiveness. However, the installation of the actuator is not limited to this position, and the number of actuators is not limited to this. It only needs to be installed so that the control unit can control the posture of the lower table 35 with the above-described degree of freedom. In that sense, care should be taken that actuators that output a driving force in the z-axis direction are not arranged in a straight line. In this embodiment, the voice coil motor is used as the actuator, but the present invention is not limited to this. Any actuator that can directly apply a driving force to the lower table 35 may be used. For example, even if the driving output is a rotational force, such as a rotary motor, an actuator that directly applies the driving force to the lower table 35 by incorporating a conversion unit that converts it into a linear output may be realized. Note that a linear actuator such as a voice coil motor that directly outputs a driving force in a linear direction is preferable because it has excellent responsiveness and controllability to the lower table 35.

なお、X‐駆動部33及びY‐駆動部34のx軸方向及びy軸方向の駆動量は、X‐VCM80及びY‐VCM83のx軸方向及びy軸方向の駆動量よりも大きい。したがって、xy平面内で大きく移動させるときには、X‐駆動部33及びY‐駆動部34により下部テーブル35と一体的にXY‐ステージ部材32を移動させることが好ましく、わずかに移動させるときには、X‐VCM80及びY‐VCM83により下部テーブル35のみを移動させることが好ましい。   Note that the drive amounts of the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34 in the x-axis direction and the y-axis direction are larger than the drive amounts of the X-VCM 80 and the Y-VCM 83 in the x-axis direction and the y-axis direction. Therefore, when the XY plane member 32 is moved largely in the xy plane, it is preferable to move the XY-stage member 32 integrally with the lower table 35 by the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34. It is preferable to move only the lower table 35 by the VCM 80 and the Y-VCM 83.

図11は、重ね合わせ装置の他の構成を示す概略断面図である。具体的には、上述の重ね合わせ装置のうち、自重キャンセラ36のシリンダ59とピストン61との位置が逆転している。つまり、シリンダ59は、XY‐ステージ部材32の貫通孔37に対して、下方へ開放するように貫通されている。なお、同一の構造物には同一の番号を付している。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the overlaying apparatus. Specifically, the positions of the cylinder 59 and the piston 61 of the self-weight canceller 36 are reversed in the above-described superimposing apparatus. That is, the cylinder 59 passes through the through hole 37 of the XY-stage member 32 so as to open downward. The same structure is given the same number.

球面座63は、エアベアリング66を介して、シリンダ59の上面59b上に非接触状態で支持されている。ピストン61は、エアベアリング62を介してシリンダ59内に非接触状態でその下方から挿入されている。ピストン61の下端部61bには、XY‐ステージ部材32に形成された貫通孔90を貫通して伸びるアーム部材91が取り付けられている。そして、アーム部材91の先端部には、Z‐干渉計67が設置されている。また、球面座63とシリンダ59との間にエアベアリング66が形成されていることから、X‐VCM80及びY‐VCM83の駆動により下部テーブル35がx軸方向及びy軸方向に移動するとき、下部テーブル35から球面部材64及びエアベアリング78を介して受ける力により、球面座63がシリンダ59の上面59b上をxy平面内で移動する。従って、下部テーブル35は、シリンダ59の上面59b上をx軸方向及びy軸方向へ案内される。   The spherical seat 63 is supported on the upper surface 59 b of the cylinder 59 through the air bearing 66 in a non-contact state. The piston 61 is inserted into the cylinder 59 via the air bearing 62 from the lower side in a non-contact state. An arm member 91 that extends through a through-hole 90 formed in the XY-stage member 32 is attached to the lower end portion 61 b of the piston 61. A Z-interferometer 67 is installed at the tip of the arm member 91. Further, since the air bearing 66 is formed between the spherical seat 63 and the cylinder 59, when the lower table 35 moves in the x-axis direction and the y-axis direction by driving the X-VCM 80 and the Y-VCM 83, Due to the force received from the table 35 via the spherical member 64 and the air bearing 78, the spherical seat 63 moves on the upper surface 59b of the cylinder 59 within the xy plane. Accordingly, the lower table 35 is guided on the upper surface 59b of the cylinder 59 in the x-axis direction and the y-axis direction.

図12は、第2の基板ホルダ41を上方から見下ろした様子を示す斜視図である。図では、第2の基板ホルダ41の上面には第2の基板12が保持されている。また、図13は、同じ第2の基板ホルダ41を下方から見上げた様子を示す斜視図である。   FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the second substrate holder 41 is looked down from above. In the figure, the second substrate 12 is held on the upper surface of the second substrate holder 41. FIG. 13 is a perspective view showing a state where the same second substrate holder 41 is looked up from below.

第2の基板ホルダ41は、ホルダ本体110、吸着子111及び電圧印加端子113を有して、全体としては第2の基板12よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体110は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。吸着子111は、鉄のような磁性体により形成され、第2の基板12を保持する表面において、保持した第2の基板12よりも外側である外周領域に複数配される。図の場合、2個を一組として120度毎に合計6個の吸着子111が配されている。電圧印加端子113は、第2の基板12を保持する面の裏面に埋設される。   The second substrate holder 41 includes a holder main body 110, an adsorber 111, and a voltage application terminal 113, and has a disk shape whose diameter is slightly larger than that of the second substrate 12 as a whole. The holder body 110 is integrally formed of a highly rigid material such as ceramic or metal. The adsorbers 111 are made of a magnetic material such as iron, and a plurality of adsorbers 111 are arranged on the outer surface of the second substrate 12 on the outer surface of the second substrate 12. In the case of the figure, a total of six adsorbers 111 are arranged every 120 degrees with two as one set. The voltage application terminal 113 is embedded in the back surface of the surface holding the second substrate 12.

ホルダ本体110は、その表面において第2の基板12を保持する領域が高い平坦性を有して、保持する第2の基板12に接する。また、ホルダ本体110は、保持した第2の基板12を吸着する領域の外側に、ホルダ本体110を表裏に貫通して形成された、それぞれ複数の位置決め穴112を有する。更に、ホルダ本体110は、保持した第2の基板12を吸着する領域の内側に、ホルダ本体110を表裏に貫通して形成された、複数の挿通孔72を有する。挿通孔72にはプッシュアップピン42が挿通され、第2の基板12は第2の基板ホルダ41から取り外される。   The holder main body 110 is in contact with the second substrate 12 to be held with a high flatness in the region where the second substrate 12 is held on the surface thereof. In addition, the holder body 110 has a plurality of positioning holes 112 that are formed so as to penetrate the holder body 110 on the front and back sides outside the region where the held second substrate 12 is sucked. Furthermore, the holder main body 110 has a plurality of insertion holes 72 formed through the holder main body 110 on the front and back sides inside the region for adsorbing the held second substrate 12. The push-up pin 42 is inserted into the insertion hole 72, and the second substrate 12 is removed from the second substrate holder 41.

位置決め穴112は、位置決めピン等に嵌合して、第2の基板ホルダ41の位置決めに与する。吸着子111は、第2の基板12を保持する平面と略同じ平面内に上面が位置するように、ホルダ本体110に形成された陥没領域に配される。電圧印加端子113は、第2の基板12を保持する表面に対して裏面において、ホルダ本体110に埋め込まれる。電圧印加端子113を介して電圧を印加することにより、第2の基板ホルダ41と第2の基板12との間に電位差を生じさせて、第2の基板12を第2の基板ホルダ41に吸着する。第2の基板ホルダ41が下部テーブル35に載置されているときには、電圧印加端子113はESC端子73に接触して電力の供給を受ける。   The positioning hole 112 is fitted to a positioning pin or the like to give positioning to the second substrate holder 41. The adsorber 111 is disposed in a depressed region formed in the holder main body 110 so that the upper surface is located in a plane substantially the same as the plane that holds the second substrate 12. The voltage application terminal 113 is embedded in the holder main body 110 on the back surface with respect to the front surface holding the second substrate 12. By applying a voltage via the voltage application terminal 113, a potential difference is generated between the second substrate holder 41 and the second substrate 12, and the second substrate 12 is attracted to the second substrate holder 41. To do. When the second substrate holder 41 is placed on the lower table 35, the voltage application terminal 113 is in contact with the ESC terminal 73 and is supplied with power.

第1の基板ホルダ25も第2の基板ホルダ41とほぼ同様の構成である。第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に載置されているときには、電圧印加端子113はESC端子27に接触して電力の供給を受ける。   The first substrate holder 25 has substantially the same configuration as the second substrate holder 41. When the first substrate holder 25 is placed on the upper table 24, the voltage application terminal 113 is in contact with the ESC terminal 27 and receives power.

図14は、重ね合わせ装置10における位置合わせ工程を説明するための制御フロー図である。特に、第1の基板11と第2の基板12が互いに面接触するまでの工程を示す。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。   FIG. 14 is a control flow diagram for explaining the alignment process in the superposition apparatus 10. In particular, a process until the first substrate 11 and the second substrate 12 are in surface contact with each other is shown. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit.

ステップS101では、第1の基板ホルダ25を上部テーブル24へ、第2の基板ホルダ41を下部テーブル35へ載置する。第1の基板11は、重ね合わせ装置10へ搬入される前に、プリアライナー装置において第1の基板ホルダ25に載置され、静電吸着されている。したがって、重ね合わせ装置10に搬入される段階では、第1の基板11と第1の基板ホルダ25は一体化されている。プリアライナー装置ではさらに、第1の基板11を第1の基板ホルダ25に載置する時に、第1の基板11上に設けられた複数のアライメントマークを検出し、この情報を制御部に接続されている記憶部に記憶する。同様に、第2の基板12も、プリアライナー装置において第2の基板ホルダ41と一体化される。また、同時に第2の基板12を第2の基板ホルダ41に載置する時に、第2の基板12上に設けられた複数のアライメントマークを検出し、この情報を制御部に接続されている記憶部に記憶する。   In step S <b> 101, the first substrate holder 25 is placed on the upper table 24 and the second substrate holder 41 is placed on the lower table 35. The first substrate 11 is placed on the first substrate holder 25 and electrostatically adsorbed in the pre-aligner device before being carried into the stacking apparatus 10. Therefore, the first substrate 11 and the first substrate holder 25 are integrated at the stage of being carried into the overlapping apparatus 10. The pre-aligner apparatus further detects a plurality of alignment marks provided on the first substrate 11 when the first substrate 11 is placed on the first substrate holder 25, and this information is connected to the control unit. Stored in the storage unit. Similarly, the second substrate 12 is also integrated with the second substrate holder 41 in the pre-aligner apparatus. At the same time, when the second substrate 12 is placed on the second substrate holder 41, a plurality of alignment marks provided on the second substrate 12 are detected, and this information is stored in the memory connected to the control unit. Store in the department.

一体化された第1の基板11と第1の基板ホルダ25、及び、第2の基板12と第2の基板ホルダ41はそれぞれ重ね合わせ装置10に搬入される。重ね合わせ装置10への搬入は、ロボットアームにより行われる。ロボットアームの先端部である基板ホルダを保持するハンド部には、基板ホルダを保持したときに基板ホルダへ電力を供給する電力供給端子が設けられている。これにより、基板ホルダは静電吸着力を維持でき、上部テーブル24または下部テーブル35へ載置されるまで基板を固定しておくことができる。   The integrated first substrate 11 and first substrate holder 25, and second substrate 12 and second substrate holder 41 are carried into the stacking apparatus 10, respectively. Carrying into the superposition apparatus 10 is performed by a robot arm. A power supply terminal that supplies power to the substrate holder when the substrate holder is held is provided in the hand unit that holds the substrate holder, which is the tip of the robot arm. Thereby, the substrate holder can maintain the electrostatic attraction force, and the substrate can be fixed until it is placed on the upper table 24 or the lower table 35.

特に、第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に載置されるときには、ロードセル26の出力を利用して、制御部がその接触及び載置を判断する。これにより、例えば、第1の基板ホルダ25が上部テーブル24に対して点接触したことを判断すると、制御部は、ロボットアームのハンド部の傾きを修正して、第1の基板ホルダ25と上部テーブル24が面接触するように制御することができる。更には、上部テーブル24が第1の基板ホルダ25を吸着した後にロードセル26の出力を観察することにより、第1の基板ホルダ25が正常に装着されているかを判断することができる。   In particular, when the first substrate holder 25 is placed on the upper table 24, the control unit determines the contact and placement using the output of the load cell 26. Thus, for example, when it is determined that the first substrate holder 25 is in point contact with the upper table 24, the control unit corrects the inclination of the hand portion of the robot arm so that the first substrate holder 25 and the upper substrate 24 The table 24 can be controlled to come into surface contact. Further, by observing the output of the load cell 26 after the upper table 24 sucks the first substrate holder 25, it can be determined whether the first substrate holder 25 is normally mounted.

ステップS102では、XY‐渦電センサ39及びZ‐渦電センサ40を用いてXY‐ステージ部材32と下部テーブル35の相対位置を検出する。検出された相対位置の情報は制御部に接続されている記憶部に記憶される。これにより、X‐駆動部33及びY‐駆動部34によりXY‐ステージ部材32を粗動させても、その移動量に伴って下部テーブル35の位置を算出することができる。なお、このときAFセンサ79を用いて下部テーブル35に対する上部テーブル24の傾きも検出する。   In step S102, the relative positions of the XY-stage member 32 and the lower table 35 are detected using the XY-eddy current sensor 39 and the Z-eddy current sensor 40. Information on the detected relative position is stored in a storage unit connected to the control unit. Thereby, even if the XY-stage member 32 is coarsely moved by the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34, the position of the lower table 35 can be calculated according to the amount of movement. At this time, the inclination of the upper table 24 relative to the lower table 35 is also detected using the AF sensor 79.

ステップS103では、記憶部に記憶された各々の位置情報に基づいて、基準面である上部テーブル24の下面24aに対する下部テーブル35の目標位置と、その目標位置へ至る駆動経路を決定する。目標位置については、例えば、第1の基板11の複数のアライメントマークと、第2の基板12の複数のアライメントマークが重ね合わされたときに、相互の位置ずれ量が最も小さくなるように統計的に決定されるグローバルアライメント法等を用いて演算され、決定される。駆動経路については、X‐駆動部33及びY‐駆動部34によるxy方向への移動と自重キャンセラ36によるz方向への移動の後に、X‐VCM80、Y‐VCM83及びZ‐VCM86による微調整のための駆動を組み合わせて決定される。   In step S103, a target position of the lower table 35 with respect to the lower surface 24a of the upper table 24, which is a reference surface, and a drive path to the target position are determined based on each position information stored in the storage unit. As for the target position, for example, when the plurality of alignment marks on the first substrate 11 and the plurality of alignment marks on the second substrate 12 are overlapped, the amount of positional deviation is statistically minimized. It is calculated and determined by using the determined global alignment method or the like. Regarding the drive path, fine adjustment by the X-VCM 80, Y-VCM 83, and Z-VCM 86 is performed after the movement in the xy direction by the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34 and the movement in the z direction by the self-weight canceller 36. Is determined by a combination of driving for.

ステップS103で目標位置と駆動経路が決定されると、X‐駆動部33及びY‐駆動部34によるxy方向への移動とZ‐VCM86によるz方向への移動が行われ、およそ目標位置の近傍まで下部テーブル35が移動される。そしてステップS104では、下部テーブル35のx軸方向及びy軸方向の正確な位置を、X‐干渉計29及びY‐干渉計30により検出する。そして、目標位置と現在位置との差を算出しながら、ステップS105で、X‐VCM80及びY‐VCM83により微調整を行う。   When the target position and the drive path are determined in step S103, the X-drive unit 33 and the Y-drive unit 34 move in the xy direction and the Z-VCM 86 moves in the z direction. The lower table 35 is moved until. In step S104, the X-interferometer 29 and the Y-interferometer 30 detect the accurate positions of the lower table 35 in the x-axis direction and the y-axis direction. Then, fine adjustment is performed by the X-VCM 80 and the Y-VCM 83 in step S105 while calculating the difference between the target position and the current position.

さらに、ステップS106で、下部テーブル35のz軸方向の正確な位置を、Z‐干渉計67により検出する。そして、目標位置と現在位置との差を算出しながら、ステップS107で、Z‐VCM86により下部テーブル35を上部テーブル24方向へ漸進させる。このとき、制御部は、Z‐VCM86の駆動による下部テーブル35の移動に応じて、自重キャンセラ36の圧力室60の圧力を調整する。つまり、自重キャンセラ36は、下部テーブル35を含むユニット分の自重を支持するようにフィードバック制御される。   In step S106, the Z-interferometer 67 detects the exact position of the lower table 35 in the z-axis direction. Then, while calculating the difference between the target position and the current position, the lower table 35 is gradually advanced toward the upper table 24 by the Z-VCM 86 in step S107. At this time, the control unit adjusts the pressure in the pressure chamber 60 of the self-weight canceller 36 in accordance with the movement of the lower table 35 driven by the Z-VCM 86. That is, the self-weight canceller 36 is feedback-controlled so as to support the self-weight of the unit including the lower table 35.

ステップS108では、ロードセル26の出力を監視しており、下部テーブル35が上部テーブル24方向へ近づき、最初に第2の基板12が第1の基板11に接触する時点を検出する。ロードセル26による検出がされない間は、ステップS104からステップS107を繰り返す。   In step S108, the output of the load cell 26 is monitored, and the time point when the lower table 35 approaches the upper table 24 and the second substrate 12 first contacts the first substrate 11 is detected. While detection by the load cell 26 is not performed, step S104 to step S107 are repeated.

ステップS109では、下部テーブル35の傾きを検出する。ロードセル26は上部テーブル24と上板部材22との間に複数設けられており、第1の基板11に対する第2の基板12の接触状態を圧力分布として検出できる。下部テーブル35が傾いていると、第2の基板12は第1の基板11に対して点接触することになるので、特定の領域に荷重が集中する。ロードセル26はこれを出力し、制御部は下部テーブルの傾きを検出する。   In step S109, the inclination of the lower table 35 is detected. A plurality of load cells 26 are provided between the upper table 24 and the upper plate member 22, and the contact state of the second substrate 12 with respect to the first substrate 11 can be detected as a pressure distribution. When the lower table 35 is tilted, the second substrate 12 comes into point contact with the first substrate 11, so that the load concentrates on a specific region. The load cell 26 outputs this, and the control unit detects the inclination of the lower table.

ステップS109で下部テーブル35に傾きがあると判断されるとステップS110へ進み、ロードセル26の出力を用いて、Z‐VCM86により下部テーブル35の傾きを修正する。傾きの修正を終えると再度ステップS109へ進む。   If it is determined in step S109 that the lower table 35 has an inclination, the process proceeds to step S110, and the inclination of the lower table 35 is corrected by the Z-VCM 86 using the output of the load cell 26. When the correction of the inclination is completed, the process proceeds to step S109 again.

ここで、自重キャンセラ36とZ‐VCM86によるz軸方向の制御について更に説明する。上述のように、自重キャンセラ36は、下部テーブル35を含むユニット分の自重を支持するように、フィードバック制御されている。具体的には、支持重量に応じた圧力室60の圧力が予め設定されており、Z‐VCM86によって下部テーブル35が駆動された場合でも、圧力が一定に保たれるように圧力制御されている。例えば、下部テーブル35とこれに一体的に取り付けられている構造物の自重に、載置される第2の基板ホルダ41の自重約15N、及び一枚のウェハである第2の基板の自重約1.5Nを加えて、これらの重量と釣り合うように圧力室60の圧力が制御される。   Here, the control in the z-axis direction by the self-weight canceller 36 and the Z-VCM 86 will be further described. As described above, the self-weight canceller 36 is feedback-controlled so as to support the self-weight of the unit including the lower table 35. Specifically, the pressure of the pressure chamber 60 corresponding to the support weight is set in advance, and the pressure is controlled so that the pressure is kept constant even when the lower table 35 is driven by the Z-VCM 86. . For example, the weight of the lower substrate 35 and the structure integrally attached thereto, the weight of about 15N of the second substrate holder 41 to be placed, and the weight of the second substrate, which is a single wafer, are reduced. By adding 1.5 N, the pressure in the pressure chamber 60 is controlled to balance these weights.

自重キャンセラ36の圧力室60による制御は、圧力室60に接続される圧力調整装置を介して、圧力室60内の流体を抜出、注入することにより行う。したがって、その応答速度は、Z‐VCM86の応答速度と比較すると、一般的に遅い。そこで、外乱に対する応答は、まずZ‐VCM86による位置制御で行うように調整されている。つまり、何か急激な変化が生じた場合には、Z‐VCM86を駆動して、その変化を緩和するようにフィードバック制御が行われる。   The self-weight canceller 36 is controlled by the pressure chamber 60 by extracting and injecting the fluid in the pressure chamber 60 via a pressure adjusting device connected to the pressure chamber 60. Therefore, the response speed is generally slow compared to the response speed of Z-VCM86. Therefore, the response to the disturbance is first adjusted to be performed by the position control by the Z-VCM 86. That is, when any sudden change occurs, feedback control is performed so as to drive the Z-VCM 86 and mitigate the change.

詳細は後述するが、第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、その後仮接合が行われ、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41がクランプされて、上部テーブル24は、第1の基板ホルダ25の吸着を解除する。すると、自重キャンセラ36に対して、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量約16.5Nが加算される。このとき、何の対策も施さないと、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量加算がステップ入力として働き、その応答は一般的にオーバーシュートを伴う。すると、クランプされた第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41が載置された下部テーブル35は、上部テーブル24から一旦離間した後、Z‐VCM86の駆動によりバウンスするように再び上部テーブル24側へ引き戻される。そして、当初位置である目標位置を行き過ぎ、載置された第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と衝突する。このような現象は、仮接合された第1の基板11及び第2の基板12へ物理的な損傷を与えるだけでなく、位置ずれなどを誘引して、電気的な不良を生じさせることにもなる。   Although details will be described later, when the first substrate 11 and the second substrate 12 come into surface contact, provisional bonding is performed thereafter, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 are clamped, and the upper table 24 is clamped. Releases the suction of the first substrate holder 25. Then, a weight of about 16.5 N of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 is added to the self-weight canceller 36. At this time, if no countermeasure is taken, the weight addition of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 serves as a step input, and the response generally involves an overshoot. Then, the lower table 35 on which the clamped first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 are placed is once separated from the upper table 24 and then again bounced by driving of the Z-VCM 86. It is pulled back to the 24 side. Then, the target position, which is the initial position, is exceeded, and the placed first substrate holder 25 and second substrate holder 41 collide with the upper table 24. Such a phenomenon not only causes physical damage to the first substrate 11 and the second substrate 12 that are temporarily bonded, but also induces misalignment to cause an electrical failure. Become.

このような現象を回避するように本実施形態では、2つの制御フローを採り得る。図15は、図14の位置合わせ工程に続く、第1の制御に係る重ね合わせ装置10の位置合わせ工程を説明するための制御フロー図である。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。   In order to avoid such a phenomenon, the present embodiment can take two control flows. FIG. 15 is a control flowchart for explaining the alignment process of the superposition apparatus 10 according to the first control subsequent to the alignment process of FIG. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit.

ステップS109で第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、ステップS211へ進む。ステップS211では、この時点で、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の自重に相当する押圧力が加算されるように、Z‐VCM86を駆動する。そして、自重キャンセラ36は、ステップS212で、第1の基板11と第2の基板12を仮接合すべく、下部テーブル35を上部テーブル24側へ加圧する。なお、本接合は重ね合わせ装置10の外部装置である加熱加圧装置により行われるてもよいし、重ね合わせ装置10内で行えるように構成しても良い。   When the first substrate 11 and the second substrate 12 are in surface contact in step S109, the process proceeds to step S211. In step S211, the Z-VCM 86 is driven so that a pressing force corresponding to the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 is added at this time. In step S212, the self-weight canceller 36 pressurizes the lower table 35 toward the upper table 24 in order to temporarily join the first substrate 11 and the second substrate 12. The main joining may be performed by a heating / pressurizing device that is an external device of the overlaying apparatus 10 or may be configured to be performed in the overlaying apparatus 10.

ステップS212で仮接合が完了すると、ステップS213で、第1の基板ホルダ25の吸着子111と、第2の基板ホルダ41の吸着子111を作用させて、2つの基板ホルダを互いにクランプさせる。つまり、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が、正確に位置合わせされた第1の基板11と第2の基板12を挟み込んで、一体的に固定された状態をつくりあげる。   When temporary bonding is completed in step S212, the adsorbent 111 of the first substrate holder 25 and the adsorbent 111 of the second substrate holder 41 are acted on in step S213 to clamp the two substrate holders together. That is, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 sandwich the first substrate 11 and the second substrate 12 that are accurately aligned to create a state in which they are integrally fixed.

そして、ステップS214で、上部テーブル24は、真空吸着により第1の基板ホルダ25を吸着していた状態を解除し、上部テーブル24による第1の基板ホルダ25及び第1の基板11の支持を終了する。この時点では、自重キャンセラ36の作用により自重を支持する以上の加圧状態にありクランプされた第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と下部テーブル35に挟持されている。   In step S214, the upper table 24 releases the state where the first substrate holder 25 is sucked by vacuum suction, and the support of the first substrate holder 25 and the first substrate 11 by the upper table 24 is finished. To do. At this time, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 which are in a pressurized state and clamped more than support the own weight by the action of the own weight canceller 36 are sandwiched between the upper table 24 and the lower table 35. Yes.

この状態から加圧を徐々に解除し、下部テーブル35が、クランプされ一体化された第1の基板11、第2の基板12、第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41のすべての自重を支持する状態に移行する。ステップS215はこの過程であり、同時にステップS211で加算されたZ‐VCM86の押圧力を減ずる。つまり、ステップS214の状態は、Z‐VCM86が第1の基板11と第1の基板ホルダ25の自重分を支持する押圧力を発揮し、自重キャンセラ36がその他の自重を支持する押圧力と仮接合の加圧力を発揮しているところ、Z‐VCM86の支持を徐々に減じて0とし、すべての自重を自重キャンセラ36が支持する状態に移行させる。換言すると、第1の基板11と第1の基板ホルダ25の自重分の支持に関する駆動力を、自重キャンセラ36が発生するように移行させる。そして、加圧力も同時に減じられるので、やがて上部テーブル24と第1の基板ホルダ25の間に働く作用力が0となる。   The pressure is gradually released from this state, and the lower table 35 is clamped and integrated with all of the first substrate 11, the second substrate 12, the first substrate holder 25, and the second substrate holder 41. Transition to a state that supports its own weight. Step S215 is this process, and at the same time, the pressing force of the Z-VCM 86 added in step S211 is reduced. In other words, the state of step S214 is such that the Z-VCM 86 exerts a pressing force that supports the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25, and the weight canceller 36 supports the pressing force that supports other weights. When the welding pressure is exerted, the support of the Z-VCM 86 is gradually reduced to 0, and all weights are shifted to a state where the weight canceller 36 supports them. In other words, the driving force for supporting the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 is shifted so that the self-weight canceller 36 is generated. Since the applied pressure is also reduced at the same time, the acting force acting between the upper table 24 and the first substrate holder 25 eventually becomes zero.

上部テーブル24と第1の基板ホルダ25の間に働く作用力が0となり、更に自重キャンセラ36を駆動して下部テーブル35を引き下げると、上部テーブル24と第1の基板ホルダ25が離間する(ステップS216)。このように、自重キャンセラ36の押圧力が上部テーブル24側へ作用し、これをロードセル26が検出してから、上部テーブル24と第1の基板ホルダ25が離間するまでの間に、第1の基板11と第1の基板ホルダ25の荷重に相当する大きさの駆動力を下部テーブル35側から上部テーブル24側へ作用させるように制御すると、離間の時点で急激に第1の基板11と第1の基板ホルダ25の自重分が下部テーブル35に加えられたことにはならず、かつ、応答敏感度の高いZ‐VCM86の不用意な駆動を防ぐことができる。したがって、比較的高速に上記のフローを処理したとしても、オーバーシュートによる不用意な衝突を回避することができる。   When the acting force between the upper table 24 and the first substrate holder 25 becomes zero, and the self-weight canceller 36 is further driven to lower the lower table 35, the upper table 24 and the first substrate holder 25 are separated (step). S216). In this way, the pressing force of the self-weight canceller 36 acts on the upper table 24 side, and the load cell 26 detects this until the upper table 24 and the first substrate holder 25 are separated from each other. If a driving force having a magnitude corresponding to the load of the substrate 11 and the first substrate holder 25 is controlled to act from the lower table 35 side to the upper table 24 side, the first substrate 11 and the first substrate abruptly are separated at the time of separation. The weight of one substrate holder 25 is not added to the lower table 35, and inadvertent driving of the Z-VCM 86 having high response sensitivity can be prevented. Therefore, even if the above flow is processed at a relatively high speed, an inadvertent collision due to overshoot can be avoided.

ステップS217で制御部は、自重キャンセラ36により下部テーブル35を所定位置まで引き下げる。具体的に所定位置とは、クランプされた状態で第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を搬出できるよう、ロボットアームのハンド部が挿入できる位置である。そして、ステップS218で、プッシュアップピン42を動作させ、これらを下部テーブル35から若干持ち上げた状態にして、ロボットアームにより重ね合わせ装置10から搬出する。以上により、一連の位置合わせ工程を終了する。   In step S217, the control unit lowers the lower table 35 to a predetermined position by the self weight canceller 36. Specifically, the predetermined position is a position where the hand portion of the robot arm can be inserted so that the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 can be carried out in a clamped state. Then, in step S218, the push-up pins 42 are operated to make them slightly lifted from the lower table 35, and are carried out of the stacking apparatus 10 by the robot arm. As described above, a series of positioning steps is completed.

図16は、図14の位置合わせ工程に続く、第2の制御に係る重ね合わせ装置10の位置合わせ工程を説明するための制御フロー図である。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。   FIG. 16 is a control flowchart for explaining the alignment process of the superposition apparatus 10 according to the second control following the alignment process of FIG. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit.

ステップS109で第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、ステップS311へ進む。ステップS311では、第1の基板11と第2の基板12を仮接合すべく、自重キャンセラ36により下部テーブル35を上部テーブル24側へ加圧する。   When the first substrate 11 and the second substrate 12 come into surface contact in step S109, the process proceeds to step S311. In step S <b> 311, the lower table 35 is pressurized toward the upper table 24 by the self-weight canceller 36 in order to temporarily bond the first substrate 11 and the second substrate 12.

ステップS311で仮接合が完了すると、ステップS312で、第1の基板ホルダ25の吸着子111と、第2の基板ホルダ41の吸着子111を作用させて、2つの基板ホルダを互いにクランプさせる。つまり、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が、正確に位置合わせされた第1の基板11と第2の基板12を挟み込んで、一体的に固定された状態をつくりあげる。   When the temporary bonding is completed in step S311, the adsorbent 111 of the first substrate holder 25 and the adsorbent 111 of the second substrate holder 41 are acted on to clamp the two substrate holders in step S312. That is, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 sandwich the first substrate 11 and the second substrate 12 that are accurately aligned to create a state in which they are integrally fixed.

そして、ステップS313で、上部テーブル24は、真空吸着により第1の基板ホルダ25を吸着していた状態を解除し、上部テーブル24による第1の基板ホルダ25及び第1の基板11の支持を終了する。この時点では、自重キャンセラ36の作用により自重を支持する以上の加圧状態にあり、クランプされた第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と下部テーブル35に挟持されている。   In step S313, the upper table 24 releases the state where the first substrate holder 25 is sucked by vacuum suction, and the support of the first substrate holder 25 and the first substrate 11 by the upper table 24 is finished. To do. At this time, the first weight holder 25 and the second weight holder 41 are clamped between the upper table 24 and the lower table 35, because the pressure is higher than that of supporting the dead weight by the action of the dead weight canceller 36. ing.

この状態から加圧を徐々に解除し、下部テーブル35が、クランプされ一体化された第1の基板11、第2の基板12、第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41のすべての自重を支持する状態に移行する(ステップS314)。つまり、ステップS313の状態は、自重キャンセラ36が下部テーブル35を含むすべての自重を支持する押圧力と仮接合の加圧力を発揮しているところ、ステップS314では、その仮接合の加圧力を徐々に除去し、上部テーブル24と第1の基板ホルダ25の間に働く作用力を0とする。なお、このときのZ‐VCM86は、加圧力及び自重支持のいずれを担うものでもない。   The pressure is gradually released from this state, and the lower table 35 is clamped and integrated with all of the first substrate 11, the second substrate 12, the first substrate holder 25, and the second substrate holder 41. The process proceeds to a state in which its own weight is supported (step S314). That is, in the state of step S313, the self weight canceller 36 exerts the pressing force for supporting all the self weights including the lower table 35 and the pressure of temporary bonding. In step S314, the pressure of the temporary bonding is gradually increased. The acting force acting between the upper table 24 and the first substrate holder 25 is set to zero. Note that the Z-VCM 86 at this time is not responsible for either the applied pressure or the weight support.

上部テーブル24と第1の基板ホルダ25の間に働く作用力が0となり、更に自重キャンセラ36を駆動して下部テーブル35を引き下げると、上部テーブル24と第1の基板ホルダ25が離間する(ステップS315)。このように制御すると、この離間の時点で急激に第1の基板11と第1の基板ホルダ25の自重分が下部テーブル35に加えられたことにはならない。また、一連の処理を比較的ゆっくりおこなうことにより、応答敏感度の高いZ‐VCM86の不用意な駆動を防ぐことができる。したがって、オーバーシュートによる不用意な衝突を回避することができる。   When the acting force between the upper table 24 and the first substrate holder 25 becomes zero, and the self-weight canceller 36 is further driven to lower the lower table 35, the upper table 24 and the first substrate holder 25 are separated (step). S315). By controlling in this way, the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 is not suddenly added to the lower table 35 at the time of the separation. In addition, by performing a series of processes relatively slowly, it is possible to prevent inadvertent driving of the Z-VCM 86 with high response sensitivity. Therefore, inadvertent collision due to overshoot can be avoided.

ステップS316で制御部は、自重キャンセラ36により下部テーブル35を所定位置まで引き下げる。具体的に所定位置とは、クランプされた状態で第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を搬出できるよう、ロボットアームのハンド部が挿入できる位置である。そして、ステップS317で、プッシュアップピン42を動作させ、これらを下部テーブル35から若干持ち上げた状態にして、ロボットアームにより重ね合わせ装置10から搬出する。以上により、一連の位置合わせ工程を終了する。   In step S316, the control unit lowers the lower table 35 to a predetermined position by the self-weight canceller 36. Specifically, the predetermined position is a position where the hand portion of the robot arm can be inserted so that the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 can be carried out in a clamped state. In step S317, the push-up pins 42 are operated to slightly lift them from the lower table 35, and are carried out of the stacking apparatus 10 by the robot arm. As described above, a series of positioning steps is completed.

次に、上記の実施形態に対する変形例を、異なる部分を中心に説明する。図17は、第1の変形例に係る上部テーブル24の近傍を概略的に示す説明図である。上部テーブル24の下面24a上には、第1の基板11を保持する第1の基板ホルダ25が載置され、着脱機構121により保持される。具体的には、着脱機構121は、排気装置に連結された配管122、配管中に設置されるバルブ123、及び一端が上部テーブル24の下面24aに複数設けられた開口に接続され他端が配管122に接続される導管124により構成される。制御部は排気装置とバルブ123を制御することにより吸気状態を形成し、第1の基板ホルダ25を真空吸着して上部テーブル24に保持する。排気装置を吸気状態として制御するときは、着脱機構121は保持機構として機能する。また、着脱機構121は、制御部が排気装置を吸気状態から噴気状態に切り替えることにより、噴気機構としても機能する。このとき、下面24aに複数設けられた開口は、噴気口の役割を担う。噴気する気体は、空気、窒素、不活性ガスなどが用いられる。もちろん、保持機構と噴気機構を別々に構成することもできる。なお、下面24aは、後述する位置合わせ制御における基準面となる。   Next, modified examples of the above embodiment will be described focusing on different parts. FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the vicinity of the upper table 24 according to the first modification. On the lower surface 24 a of the upper table 24, a first substrate holder 25 that holds the first substrate 11 is placed and held by the attachment / detachment mechanism 121. Specifically, the attachment / detachment mechanism 121 includes a pipe 122 connected to the exhaust device, a valve 123 installed in the pipe, and one end connected to a plurality of openings provided on the lower surface 24a of the upper table 24 and the other end connected to the pipe. Constituted by a conduit 124 connected to 122. The control unit controls the exhaust device and the valve 123 to form an intake state, and vacuum-sucks the first substrate holder 25 and holds it on the upper table 24. When controlling the exhaust device in the intake state, the attachment / detachment mechanism 121 functions as a holding mechanism. Further, the attachment / detachment mechanism 121 also functions as a squirting mechanism when the control unit switches the exhaust device from the intake state to the squirt state. At this time, a plurality of openings provided in the lower surface 24a play a role of the fumarole. Air, nitrogen, inert gas, or the like is used as the gas to be blown. Of course, the holding mechanism and the blow mechanism can be configured separately. The lower surface 24a serves as a reference surface in the alignment control described later.

第1の変形例では、図14で説明した制御フローに続いて、上記の実施形態とは異なる制御フローを実行する。図18は、図14で説明した制御フローに続いて実行する、第1の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。   In the first modification, following the control flow described in FIG. 14, a control flow different from that of the above embodiment is executed. FIG. 18 is a control flow diagram of the overlaying apparatus according to the first modification, which is executed following the control flow described in FIG. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit.

ステップS109で第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、ステップS111へ進む。ステップS111では、第1の基板11と第2の基板12を仮接合すべく、自重キャンセラ36により下部テーブル35を上部テーブル24側へ加圧する。なお、本接合は重ね合わせ装置10の外部装置である加熱加圧装置により行われるてもよいし、重ね合わせ装置10内で行えるように構成しても良い。   When the first substrate 11 and the second substrate 12 come into surface contact in step S109, the process proceeds to step S111. In step S <b> 111, the lower table 35 is pressurized toward the upper table 24 by the self-weight canceller 36 in order to temporarily bond the first substrate 11 and the second substrate 12. The main joining may be performed by a heating / pressurizing device that is an external device of the overlaying apparatus 10 or may be configured to be performed in the overlaying apparatus 10.

ステップS111で仮接合が完了すると、ステップS112で、第1の基板ホルダ25の吸着子111と、第2の基板ホルダ41の吸着子111を作用させて、2つの基板ホルダを互いにクランプさせる。つまり、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が、正確に位置合わせされた第1の基板11と第2の基板12を挟み込んで、一体的に固定された状態をつくりあげる。   When temporary bonding is completed in step S111, the adsorbent 111 of the first substrate holder 25 and the adsorbent 111 of the second substrate holder 41 are acted on in step S112 to clamp the two substrate holders together. That is, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 sandwich the first substrate 11 and the second substrate 12 that are accurately aligned to create a state in which they are integrally fixed.

そして、ステップS113で、上部テーブル24は、着脱機構121の真空吸着により第1の基板ホルダ25を吸着していた状態を解除し、上部テーブル24による第1の基板ホルダ25及び第1の基板11の支持を終了する。そして、制御部は着脱機構121の吸着制御を終了すると同時に、噴気制御に切り替える。さらに制御部は、下部テーブル35を引き下げる制御を開始する。このとき、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量が自重キャンセラ36にステップ入力として加算されるが、下部テーブル35がバウンス動作を起こしたとしても、上部テーブル24からは圧縮空気が噴出しており、これが空気層を形成して緩衝機能を発揮し、下部テーブル35に載置された第1の基板ホルダ25が上部テーブル24へ衝突することは回避される。   In step S <b> 113, the upper table 24 releases the state where the first substrate holder 25 is sucked by the vacuum suction of the attaching / detaching mechanism 121, and the first substrate holder 25 and the first substrate 11 by the upper table 24 are released. End of support. And a control part switches to fumarole control simultaneously with complete | finishing adsorption | suction control of the attachment / detachment mechanism 121. FIG. Furthermore, the control unit starts control to lower the lower table 35. At this time, the weights of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 are added to the self-weight canceller 36 as a step input. However, even if the lower table 35 bounces, compressed air remains from the upper table 24. It is ejected, and this forms an air layer and exhibits a buffering function, so that the first substrate holder 25 placed on the lower table 35 is prevented from colliding with the upper table 24.

そして、バウンス動作が収まるまでの所定時間の間、着脱機構121は噴気を継続する。上部テーブル24と下部テーブル35の距離が近い間は強く噴気し、遠ざかるにつれて弱く噴気するように制御しても良い。   And the attachment / detachment mechanism 121 continues to blow for a predetermined time until the bounce operation is settled. Control may be performed such that strong squirt occurs while the distance between the upper table 24 and the lower table 35 is short, and weak squirt as the distance increases.

なお、噴気制御に切り替えると同時に、Z‐VCM86が同じ位置を保とうとするフィードバック制御のフィードバックゲインを、元の値より小さい所定値に変更しても良い。このように変更することで、Z‐VCM86の応答感度を低くして、現在の状態を維持しようとする動作を鈍くできる。すなわち、自重キャンセラ36が下部テーブル35を引き下げようとするのに対して、Z‐VCM86が下部テーブル35を持ち上げようと動作することを抑制する。   Note that the feedback gain of the feedback control in which the Z-VCM 86 tries to maintain the same position may be changed to a predetermined value smaller than the original value at the same time as switching to the fumarole control. By changing in this way, the response sensitivity of the Z-VCM 86 can be lowered, and the operation to maintain the current state can be slowed down. That is, while the self-weight canceller 36 attempts to lower the lower table 35, the Z-VCM 86 is prevented from operating to lift the lower table 35.

ステップS114で制御部は、自重キャンセラ36により下部テーブル35を所定位置まで引き下げる。具体的に所定位置とは、クランプされた状態で第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を搬出できるよう、ロボットアームのハンド部が挿入できる位置である。そして、ステップS115で、プッシュアップピン42を動作させ、これらを下部テーブル35から若干持ち上げた状態にして、ロボットアームにより重ね合わせ装置10から搬出する。以上により、一連の位置合わせ工程を終了する。   In step S <b> 114, the control unit lowers the lower table 35 to a predetermined position by the self-weight canceller 36. Specifically, the predetermined position is a position where the hand portion of the robot arm can be inserted so that the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 can be carried out in a clamped state. In step S115, the push-up pins 42 are operated so that they are slightly lifted from the lower table 35, and are carried out of the stacking apparatus 10 by the robot arm. As described above, a series of positioning steps is completed.

更に、第2の変形例を、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図19は、第2の変形例に係る自重キャンセラ36において、図6のC−Cに相当する断面線に沿った概略断面図である。上記の実施形態における自重キャンセラ36と異なり、圧力室60の内部にはショックアブソーバ92が設けられており、ピストン61の下限端を規制する。すなわち、ピストン61が上下できる範囲は予め設定されているが、ピストン61が急激に下降したとしてもシリンダ59の底面と衝突しないように、緩衝部材としてショックアブソーバ92が設置されている。ショックアブソーバ92は、圧力室60に充填されている流体に侵食されない材質により覆われており、例えばバネとダンパーを組み合わせて形成される。   Furthermore, a second modification will be described focusing on the differences from the above embodiment. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view along a cross-sectional line corresponding to CC in FIG. 6 in the self-weight canceller 36 according to the second modification. Unlike the self-weight canceller 36 in the above embodiment, a shock absorber 92 is provided inside the pressure chamber 60 and regulates the lower limit end of the piston 61. That is, the range in which the piston 61 can be moved up and down is set in advance, but the shock absorber 92 is provided as a buffer member so that the piston 61 does not collide with the bottom surface of the cylinder 59 even if the piston 61 is rapidly lowered. The shock absorber 92 is covered with a material that is not eroded by the fluid filled in the pressure chamber 60, and is formed by combining, for example, a spring and a damper.

第2の変形例では、図14で説明した制御フローに続いて、上記の実施形態とは異なる制御フローを実行する。図20は、図14で説明した制御フローに続いて実行する、第2の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。   In the second modified example, following the control flow described in FIG. 14, a control flow different from the above embodiment is executed. FIG. 20 is a control flow diagram of the superposing apparatus according to the second modification, which is executed following the control flow described in FIG. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit.

ステップS109で第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、ステップS411へ進む。ステップS411では、第1の基板11と第2の基板12を仮接合すべく、自重キャンセラ36により下部テーブル35を上部テーブル24側へ加圧する。なお、本接合は重ね合わせ装置10の外部装置である加熱加圧装置により行われるてもよいし、重ね合わせ装置10内で行えるように構成しても良い。   When the first substrate 11 and the second substrate 12 come into surface contact in step S109, the process proceeds to step S411. In step S411, the lower table 35 is pressurized toward the upper table 24 by the self-weight canceller 36 in order to temporarily bond the first substrate 11 and the second substrate 12 together. The main joining may be performed by a heating / pressurizing device that is an external device of the overlaying apparatus 10 or may be configured to be performed in the overlaying apparatus 10.

ステップS411で仮接合が完了すると、ステップS412で、第1の基板ホルダ25の吸着子111と、第2の基板ホルダ41の吸着子111を作用させて、2つの基板ホルダを互いにクランプさせる。つまり、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が、正確に位置合わせされた第1の基板11と第2の基板12を挟み込んで、一体的に固定された状態をつくりあげる。   When temporary bonding is completed in step S411, the adsorbent 111 of the first substrate holder 25 and the adsorbent 111 of the second substrate holder 41 are acted on to clamp the two substrate holders together in step S412. That is, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 sandwich the first substrate 11 and the second substrate 12 that are accurately aligned to create a state in which they are integrally fixed.

そして、ステップS413で、上部テーブル24は、真空吸着により第1の基板ホルダ25を吸着していた状態を解除し、上部テーブル24による第1の基板ホルダ25及び第1の基板11の支持を終了する。この時点では、自重キャンセラ36の作用により自重を支持する以上の加圧状態にあり、クランプされた第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と下部テーブル35に挟持されている。   In step S413, the upper table 24 releases the state where the first substrate holder 25 is sucked by vacuum suction, and ends the support of the first substrate holder 25 and the first substrate 11 by the upper table 24. To do. At this time, the first weight holder 25 and the second weight holder 41 are clamped between the upper table 24 and the lower table 35, because the pressure is higher than that of supporting the dead weight by the action of the dead weight canceller 36. ing.

ステップS413で上部テーブル24が吸着状態を解除する動作に同期して、ステップS414で制御部は、下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる制御を行う。これと同時にステップS415では、Z‐VCM86が同じ位置を保とうとするフィードバック制御のフィードバックゲインを、元の値より小さい所定値に変更する。つまり、ステップS414とステップS415は、下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態から、下部テーブル35を上部テーブル24から一挙に引き離す工程である。上部テーブル24が吸着状態を解除する動作に同期する、とは、下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態を保っていれば必ずしも時間的に一致する必要は無く、吸着状態を解除してから加圧状態を保っている間に、という意味である。 In synchronization with the operation of releasing the suction state of the upper table 24 in step S413, in step S414, the control unit performs control to instantaneously lower the lower table 35 by d 0 mm or more. At the same time, in step S415, the feedback gain of feedback control in which the Z-VCM 86 tries to maintain the same position is changed to a predetermined value smaller than the original value. That is, step S414 and step S415 are steps of pulling the lower table 35 away from the upper table 24 from the state where the lower table 35 pressurizes the upper table 24. Synchronizing with the operation in which the upper table 24 releases the suction state does not necessarily coincide with the time if the lower table 35 is in a state of applying pressure to the upper table 24, and the suction state is released. It means that while maintaining the pressurized state.

ただし、本処理フローのように仮接合を行うのではなく、単に位置合わせのみを行ってクランプするようなときには、加圧状態を経ない場合がある。加圧状態ではなく、下部テーブル35が第2の基板12を載置した第2の基板ホルダ41を保持して釣り合っている状態において、第1の基板11を載置した第1の基板ホルダ25の吸着が解除される場合は、この瞬間において下部テーブル35に第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の自重が加わるので、同期は時間的な一致を必要とする。   However, when temporary clamping is not performed as in the present processing flow but only alignment is performed and clamping is performed, the pressurized state may not be passed. In the state where the lower table 35 holds and balances the second substrate holder 41 on which the second substrate 12 is placed, not in the pressurized state, the first substrate holder 25 on which the first substrate 11 is placed. When the suction is released, the self-weights of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 are added to the lower table 35 at this moment, so that synchronization requires time coincidence.

所定距離dmmは、上述の説明において、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量加算がステップ入力として働いたときに生じ得るオーバーシュートに相当する距離以上の値が予め設定される。下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる自重キャンセラ36の制御は、以下の2つを採り得る。一つめは、引き下げ前の状態を実現している圧力室60の流体量から引き下げ後の状態を実現する圧力室60の流体量を差し引いて得られる差引き量を、圧力調整装置を制御して圧力室60から抜出する方法である。ここで、引き下げ後の状態とは、クランプされた第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が下部テーブル35に載置され、引き下げ前に比較してdmm下方で釣り合う状態である。この場合、所定距離dmm自体に意味があるのではなく、オーバーシュートに相当する距離以上であることに意味があるので、距離を設定するのではなく、オーバーシュートに相当する距離以上を引き下げるのに十分な差引き量を、体積または質量で設定しておいても良い。 In the above description, the predetermined distance d 0 mm is set in advance to a value equal to or greater than the distance corresponding to the overshoot that can occur when the weight addition of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 acts as a step input. The The control of the self-weight canceller 36 that lowers the lower table 35 instantaneously by d 0 mm or more can take the following two. First, the amount of subtraction obtained by subtracting the amount of fluid in the pressure chamber 60 that realizes the state after the reduction from the amount of fluid in the pressure chamber 60 that realizes the state before the reduction is controlled by the pressure regulator. This is a method of extracting from the pressure chamber 60. Here, the state after the lowering is a state in which the clamped first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 are placed on the lower table 35 and are balanced below d 0 mm compared to before the lowering. . In this case, the predetermined distance d 0 mm itself is not meaningful, but it is significant that the distance is equal to or more than the distance corresponding to the overshoot. Therefore, the distance corresponding to the overshoot is not set, but the distance corresponding to the overshoot is lowered. A sufficient amount of subtraction may be set by volume or mass.

二つめは、通常は圧力制御される自重キャンセラ36を、一時的に位置制御に切り替えて、下部テーブル35がdmm以上引き下げられるまで監視する方法である。上述のように、下部テーブル35のz軸方向の正確な位置は、Z‐干渉計67により検出されている。したがって、Z‐干渉計67の出力によりdmm下方の値が得られるまで、圧力調整装置を制御して圧力室60から流体を抜出する。 The second is a method in which the self-weight canceller 36 that is normally pressure-controlled is temporarily switched to position control and monitored until the lower table 35 is pulled down by d 0 mm or more. As described above, the accurate position of the lower table 35 in the z-axis direction is detected by the Z-interferometer 67. Therefore, until the value lower than d 0 mm is obtained by the output of the Z-interferometer 67, the pressure regulator is controlled to extract the fluid from the pressure chamber 60.

ステップS415で、フィードバックゲインを元の値より小さい所定値に変更するのは、Z‐VCM86の応答感度を低くして、現在の状態を維持しようとする動作を鈍くしたいからである。すなわち、自重キャンセラ36が下部テーブル35を引き下げようとするのに対して、Z‐VCM86が下部テーブル35を持ち上げようと動作することを防ぐ。たとえ、そのような動作を開始しても、フィードバックゲインが小さければ、自重キャンセラ36が下部テーブル35を引き下げようとする速度に対して、Z‐VCM86が下部テーブル35を持ち上げようとする速度が遅くなるので、下部テーブル35が上部テーブル24に衝突するような事態は回避することができる。   The reason why the feedback gain is changed to a predetermined value smaller than the original value in step S415 is that it is desired to lower the response sensitivity of the Z-VCM 86 and to slow down the operation for maintaining the current state. That is, while the self-weight canceller 36 attempts to lower the lower table 35, the Z-VCM 86 is prevented from operating to lift the lower table 35. Even if such an operation is started, if the feedback gain is small, the speed at which the Z-VCM 86 attempts to lift the lower table 35 is slower than the speed at which the self-weight canceller 36 attempts to lower the lower table 35. Therefore, a situation where the lower table 35 collides with the upper table 24 can be avoided.

なお、ステップS413の上部テーブル24が吸着状態を解除する動作は、上部テーブル24に連結される排気管に設けられた圧力計の出力により、そのタイミングを検出する。なお、圧力計は、できる限り上部テーブル24の近傍に設けられることが好ましい。また、当然ながら、所定距離dmmは、ショックアブソーバ92の受面までの距離よりは小さい。 In addition, the operation | movement which cancels | releases the adsorption | suction state of the upper table 24 of step S413 detects the timing with the output of the pressure gauge provided in the exhaust pipe connected with the upper table 24. FIG. The pressure gauge is preferably provided as close to the upper table 24 as possible. Of course, the predetermined distance d 0 mm is smaller than the distance to the receiving surface of the shock absorber 92.

ステップS416で制御部は、自重キャンセラ36により下部テーブル35をさらに所定位置まで引き下げる。具体的に所定位置とは、所定距離dmm以上の距離に位置し、クランプされた状態で第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を搬出できるよう、ロボットアームのハンド部が挿入できる位置である。そして、ステップS417で、プッシュアップピン42を動作させ、これらを下部テーブル35から若干持ち上げた状態にして、ロボットアームにより重ね合わせ装置10から搬出する。以上により、一連の位置合わせ工程を終了する。 In step S416, the control unit further lowers the lower table 35 to a predetermined position by the self-weight canceller 36. Specifically, the predetermined position is a predetermined distance d 0 mm or more, and the hand portion of the robot arm is inserted so that the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 can be carried out in a clamped state. It is a position that can be done. Then, in step S417, the push-up pins 42 are operated to make them slightly lifted from the lower table 35, and are carried out of the stacking apparatus 10 by the robot arm. As described above, a series of positioning steps is completed.

上述の実施形態においては、自重キャンセラ36により下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる制御を行った。しかし、互いのテーブルが相対的にdmm以上離間すれば良いので、上部テーブル24をdmm以上引き上げる制御を行っても良い。具体的には、上板部材22をベースとして上部テーブル24をz軸方向へ移動させる機構を設置する。移動させる機構としては、dmm以上のストロークを有し、オーバーシュートによる衝突を回避し得る応答性を有するアクチュエータもしくは弾性部材を含むように構成する。更には、上部テーブル24と下部テーブル35を同時に、互いに遠ざかるように移動させても良い。 In the above-described embodiment, the lower table 35 is controlled to be instantaneously pulled down by d 0 mm or more by the self-weight canceller 36. However, since the tables need only be relatively spaced apart by d 0 mm or more, the upper table 24 may be controlled to be lifted by d 0 mm or more. Specifically, a mechanism for moving the upper table 24 in the z-axis direction with the upper plate member 22 as a base is installed. The moving mechanism is configured to include an actuator or an elastic member having a stroke of d 0 mm or more and having responsiveness capable of avoiding a collision due to overshoot. Further, the upper table 24 and the lower table 35 may be moved simultaneously away from each other.

また、上述の実施形態では、ステップS415において、Z‐VCM86が同じ位置を保とうとするフィードバック制御のフィードバックゲインを、元の値より小さい所定値に変更する例を示した。しかし、ステップS415において、Z‐VCM86の制御対象を、下部テーブル35のz方向位置及び下部テーブル35の傾きから、下部テーブル35の傾きのみに変更してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the feedback gain of the feedback control in which the Z-VCM 86 tries to keep the same position is changed to a predetermined value smaller than the original value in step S415. However, in step S415, the control target of the Z-VCM 86 may be changed from the z-direction position of the lower table 35 and the inclination of the lower table 35 to only the inclination of the lower table 35.

更に、上述の実施形態では、自重キャンセラ36により下部テーブル35をdmm以上引き下げる例を示した。しかし、下部テーブル35の引き下げを、自重キャンセラ36ではなくZ‐VCM86により行うことができる。この場合、ステップS415におけるフィードバックゲインの変更を不要とすることができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the lower table 35 is pulled down by d 0 mm or more by the self-weight canceller 36 is shown. However, the lower table 35 can be pulled down by the Z-VCM 86 instead of the self-weight canceller 36. In this case, it is not necessary to change the feedback gain in step S415.

更に、第3の変形例を、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。第3の変形例では、図14で説明した制御フローに続いて、上記の実施形態とは異なる制御フローを実行する。図21は、図14で説明した制御フローに続いて実行する、第3の変形例に係る重ね合わせ装置の制御フロー図である。各々のステップは、それぞれのセンサからの出力を受けて、またはそれぞれの駆動部に対して、制御部が制御を行う。なお、第3の変形例においては、第2の変形例において説明した図19の自重キャンセラ36を利用する。   Further, a third modification will be described with a focus on differences from the above embodiment. In the third modified example, following the control flow described in FIG. 14, a control flow different from the above embodiment is executed. FIG. 21 is a control flow diagram of the superposition apparatus according to the third modification, which is executed following the control flow described in FIG. Each step receives an output from each sensor or a control unit controls each driving unit. In the third modification, the self-weight canceller 36 of FIG. 19 described in the second modification is used.

ステップS109で第1の基板11と第2の基板12が面接触すると、ステップS511へ進む。ステップS511では、第1の基板11と第2の基板12を仮接合すべく、自重キャンセラ36により下部テーブル35を上部テーブル24側へ加圧する。なお、本接合は重ね合わせ装置10の外部装置である加熱加圧装置により行われるてもよいし、重ね合わせ装置10内で行えるように構成しても良い。   When the first substrate 11 and the second substrate 12 are in surface contact in step S109, the process proceeds to step S511. In step S511, the lower table 35 is pressurized toward the upper table 24 by the self-weight canceller 36 in order to temporarily bond the first substrate 11 and the second substrate 12 together. The main joining may be performed by a heating / pressurizing device that is an external device of the overlaying apparatus 10 or may be configured to be performed in the overlaying apparatus 10.

ステップS511で仮接合が完了すると、ステップS512で、第1の基板ホルダ25の吸着子111と、第2の基板ホルダ41の吸着子111を作用させて、2つの基板ホルダを互いにクランプさせる。つまり、第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が、正確に位置合わせされた第1の基板11と第2の基板12を挟み込んで、一体的に固定された状態をつくりあげる。   When the temporary bonding is completed in step S511, the adsorbent 111 of the first substrate holder 25 and the adsorbent 111 of the second substrate holder 41 are acted on to clamp the two substrate holders in step S512. That is, the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 sandwich the first substrate 11 and the second substrate 12 that are accurately aligned to create a state in which they are integrally fixed.

そして、ステップS513で、上部テーブル24は、真空吸着により第1の基板ホルダ25を吸着していた状態を解除し、上部テーブル24による第1の基板ホルダ25及び第1の基板11の支持を終了する。この時点では、自重キャンセラ36の作用により自重を支持する以上の加圧状態にあり、クランプされた第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と下部テーブル35に挟持されている。   In step S513, the upper table 24 releases the state where the first substrate holder 25 is sucked by vacuum suction, and the support of the first substrate holder 25 and the first substrate 11 by the upper table 24 is finished. To do. At this time, the first weight holder 25 and the second weight holder 41 are clamped between the upper table 24 and the lower table 35, because the pressure is higher than that of supporting the dead weight by the action of the dead weight canceller 36. ing.

ステップS513で上部テーブル24が吸着状態を解除する動作に同期して、ステップS514で制御部は、下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる制御を行う。そして、ステップS515では、Z‐VCM86が同じ位置を保とうとするフィードバック制御のフィードバックゲインを、元の値より小さい所定値に変更する。つまり、ステップS514とステップS515は、下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態から、下部テーブル35を上部テーブル24から一挙に引き離す工程である。上部テーブル24が吸着状態を解除する動作に同期する、とは、下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態を保っていれば必ずしも時間的に一致する必要は無く、吸着状態を解除してから加圧状態を保っている間に、という意味である。 In synchronization with the operation of releasing the suction state of the upper table 24 in step S513, in step S514, the control unit performs control to instantaneously lower the lower table 35 by d 0 mm or more. In step S515, the feedback gain of feedback control in which the Z-VCM 86 tries to maintain the same position is changed to a predetermined value smaller than the original value. That is, step S514 and step S515 are steps of pulling the lower table 35 away from the upper table 24 from the state where the lower table 35 pressurizes the upper table 24. Synchronizing with the operation in which the upper table 24 releases the suction state does not necessarily coincide with the time if the lower table 35 is in a state of applying pressure to the upper table 24, and the suction state is released. It means that while maintaining the pressurized state.

ただし、本処理フローのように仮接合を行うのではなく、単に位置合わせのみを行ってクランプするようなときには、加圧状態を経ない場合がある。加圧状態ではなく、下部テーブル35が第2の基板12を載置した第2の基板ホルダ41を保持して釣り合っている状態において、第1の基板11を載置した第1の基板ホルダ25の吸着が解除される場合は、この瞬間において下部テーブル35に第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の自重が加わるので、同期は時間的な一致を必要とする。なお、フィードバック制御のフィードバックゲインの変更は、所定のタイミングに同期して実行されるが、詳しくは後述する。   However, when temporary clamping is not performed as in the present processing flow but only alignment is performed and clamping is performed, the pressurized state may not be passed. In the state where the lower table 35 holds and balances the second substrate holder 41 on which the second substrate 12 is placed, not in the pressurized state, the first substrate holder 25 on which the first substrate 11 is placed. When the suction is released, the self-weights of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 are added to the lower table 35 at this moment, so that synchronization requires time coincidence. Note that the change of the feedback gain of the feedback control is executed in synchronization with a predetermined timing, which will be described later in detail.

所定距離dmmは、上述の説明において、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量加算がステップ入力として働いたときに生じ得るオーバーシュートに相当する距離以上の値が予め設定される。下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる自重キャンセラ36の制御は、以下の2つを採り得る。一つめは、引き下げ前の状態を実現している圧力室60の流体量から引き下げ後の状態を実現する圧力室60の流体量を差し引いて得られる差引き量を、圧力調整装置を制御して圧力室60から抜出する方法である。ここで、引き下げ後の状態とは、クランプされた第1の基板ホルダ25と第2の基板ホルダ41が下部テーブル35に載置され、引き下げ前に比較してdmm下方で釣り合う状態である。この場合、所定距離dmm自体に意味があるのではなく、オーバーシュートに相当する距離以上であることに意味があるので、距離を設定するのではなく、オーバーシュートに相当する距離以上を引き下げるのに十分な差引き量を、体積または質量で設定しておいても良い。 In the above description, the predetermined distance d 0 mm is set in advance to a value equal to or greater than the distance corresponding to the overshoot that can occur when the weight addition of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 acts as a step input. The The control of the self-weight canceller 36 that lowers the lower table 35 instantaneously by d 0 mm or more can take the following two. First, the amount of subtraction obtained by subtracting the amount of fluid in the pressure chamber 60 that realizes the state after the reduction from the amount of fluid in the pressure chamber 60 that realizes the state before the reduction is controlled by the pressure regulator. This is a method of extracting from the pressure chamber 60. Here, the state after the lowering is a state in which the clamped first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 are placed on the lower table 35 and are balanced below d 0 mm compared to before the lowering. . In this case, the predetermined distance d 0 mm itself is not meaningful, but it is significant that the distance is equal to or more than the distance corresponding to the overshoot. A sufficient amount of subtraction may be set by volume or mass.

二つめは、通常は圧力制御される自重キャンセラ36を、一時的に位置制御に切り替えて、下部テーブル35がdmm以上引き下げられるまで監視する方法である。上述のように、下部テーブル35のz軸方向の正確な位置は、Z‐干渉計67により検出されている。したがって、Z‐干渉計67の出力によりdmm下方の値が得られるまで、圧力調整装置を制御して圧力室60から流体を抜出する。 The second is a method in which the self-weight canceller 36 that is normally pressure-controlled is temporarily switched to position control and monitored until the lower table 35 is pulled down by d 0 mm or more. As described above, the accurate position of the lower table 35 in the z-axis direction is detected by the Z-interferometer 67. Therefore, until the value lower than d 0 mm is obtained by the output of the Z-interferometer 67, the pressure regulator is controlled to extract the fluid from the pressure chamber 60.

なお、ステップS513の上部テーブル24が吸着状態を解除する動作は、上部テーブル24に連結される排気管に設けられた圧力計の出力により、そのタイミングを検出する。なお、圧力計は、できる限り上部テーブル24の近傍に設けられることが好ましい。また、当然ながら、所定距離dmmは、ショックアブソーバ92の受面までの距離よりは小さい。 In addition, the operation | movement which cancels | releases the adsorption | suction state of the upper table 24 of step S513 detects the timing with the output of the pressure gauge provided in the exhaust pipe connected with the upper table 24. FIG. The pressure gauge is preferably provided as close to the upper table 24 as possible. Of course, the predetermined distance d 0 mm is smaller than the distance to the receiving surface of the shock absorber 92.

ステップS516で制御部は、自重キャンセラ36により下部テーブル35をさらに所定位置まで引き下げる。具体的に所定位置とは、所定距離dmm以上の距離に位置し、クランプされた状態で第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を搬出できるよう、ロボットアームのハンド部が挿入できる位置である。そして、ステップS517で、プッシュアップピン42を動作させ、これらを下部テーブル35から若干持ち上げた状態にして、ロボットアームにより重ね合わせ装置10から搬出する。以上により、一連の位置合わせ工程を終了する。 In step S516, the control unit further lowers the lower table 35 to a predetermined position by the self-weight canceller 36. Specifically, the predetermined position is a predetermined distance d 0 mm or more, and the hand portion of the robot arm is inserted so that the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 can be carried out in a clamped state. It is a position that can be done. In step S517, the push-up pins 42 are operated so that they are slightly lifted from the lower table 35, and are carried out of the superposition apparatus 10 by the robot arm. As described above, a series of positioning steps is completed.

上述の実施形態においては、自重キャンセラ36により下部テーブル35を瞬時にdmm以上引き下げる制御を行った。しかし、互いのテーブルが相対的にdmm以上離間すれば良いので、上部テーブル24をdmm以上引き上げる制御を行っても良い。具体的には、上板部材22をベースとして上部テーブル24をz軸方向へ移動させる機構を設置する。移動させる機構としては、dmm以上のストロークを有し、オーバーシュートによる衝突を回避し得る応答性を有するアクチュエータもしくは弾性部材を含むように構成する。更には、上部テーブル24と下部テーブル35を同時に、互いに遠ざかるように移動させても良い。 In the above-described embodiment, the lower table 35 is controlled to be instantaneously pulled down by d 0 mm or more by the self-weight canceller 36. However, since the tables need only be relatively spaced apart by d 0 mm or more, the upper table 24 may be controlled to be lifted by d 0 mm or more. Specifically, a mechanism for moving the upper table 24 in the z-axis direction with the upper plate member 22 as a base is installed. The moving mechanism is configured to include an actuator or an elastic member having a stroke of d 0 mm or more and having responsiveness capable of avoiding a collision due to overshoot. Further, the upper table 24 and the lower table 35 may be moved simultaneously away from each other.

ステップS515で、フィードバックゲインを元の値より小さい所定値に変更するのは、Z‐VCM86の応答感度を低くして、現在の状態を維持しようとする動作を鈍くしたいからである。すなわち、自重キャンセラ36が下部テーブル35を引き下げようとするのに対して、Z‐VCM86が下部テーブル35を持ち上げようと動作することを鈍くする。たとえ、そのような動作を開始しても、フィードバックゲインが小さければ、自重キャンセラ36が下部テーブル35を引き下げようとする速度に対して、Z‐VCM86が下部テーブル35を持ち上げようとする速度が遅くなるので、下部テーブル35が上部テーブル24に衝突するような事態は回避することができる。以下に、フィードバックゲインの変更について説明する。   The reason why the feedback gain is changed to a predetermined value smaller than the original value in step S515 is that it is desired to lower the response sensitivity of the Z-VCM 86 to slow down the operation for maintaining the current state. That is, while the self-weight canceller 36 tries to pull down the lower table 35, the Z-VCM 86 does not work to lift the lower table 35. Even if such an operation is started, if the feedback gain is small, the speed at which the Z-VCM 86 attempts to lift the lower table 35 is slower than the speed at which the self-weight canceller 36 attempts to lower the lower table 35. Therefore, a situation where the lower table 35 collides with the upper table 24 can be avoided. Hereinafter, the change of the feedback gain will be described.

図22は、第3の変形例に係る下部テーブル35の重力方向における位置制御系を簡易的に示すブロック線図である。上述のように重力方向であるz軸方向の制御は、自重キャンセラ36とZ‐VCM86の協調動作により実現されているが、ここでは応答性に優れたZ‐VCM86の制御系のみを特に取り出して表している。   FIG. 22 is a block diagram schematically showing a position control system in the direction of gravity of the lower table 35 according to the third modification. As described above, the control in the z-axis direction, which is the direction of gravity, is realized by the cooperative operation of the self-weight canceller 36 and the Z-VCM 86. Represents.

Z‐VCM86は、Z‐干渉計67によって監視されている下部テーブル35の実際の位置と、与えられる目標位置との偏差に基づいて、制御対象である下部テーブル35を駆動する。このとき、動作信号の積分値に比例した操作量を得る積分動作の積分ゲインKiと偏差に比例した操作量を得る比例動作の比例ゲインKpを適宜設定して制御系の特性を決定する。   The Z-VCM 86 drives the lower table 35 to be controlled based on the deviation between the actual position of the lower table 35 monitored by the Z-interferometer 67 and the given target position. At this time, the control system characteristics are determined by appropriately setting the integral gain Ki for the integral operation for obtaining the operation amount proportional to the integral value of the operation signal and the proportional gain Kp for the proportional operation for obtaining the operation amount proportional to the deviation.

図23は、比例ゲインKpの値を変化させたときの応答特性を示す図である。図は、横軸に経過時間を表し、縦軸に変位を表す。比例ゲインKpを大きな値Kpに設定すると、点線で示すように、目標値にはいち早く到達するものの、目標値を超えて行き過ぎるオーバーシュートを生じる。そして、減衰振動を伴いながら目標値に収束する特性を示す。比例ゲインKpをKpよりやや小さな値であるKpにした場合は、一点鎖線で示すように、目標値への到達は若干遅れ、減衰振動は伴わないもののやはりオーバーシュートを生じる特性を示す。オーバーシュートを生じると、上述のように、目標値を超えた位置には上部テーブル24が存在しているので、第2テーブルに載置された第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41は、上部テーブル24と衝突してしまう。そこで、実線で示す特性が得られる比例ゲインKpの値を設定する。KpはKpよりさらに小さな値である。比例ゲインKpの特性によれば、目標値への到達時間は遅いものの、オーバーシュートを生じないので、第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41が上部テーブル24へ衝突することがない。 FIG. 23 is a diagram showing response characteristics when the value of the proportional gain Kp is changed. In the figure, the horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents displacement. When the proportional gain Kp is set to a large value Kp 1 , the target value is reached quickly as shown by the dotted line, but an overshoot exceeding the target value occurs. And the characteristic which converges to a target value is accompanied with a damped vibration. When the proportional gain Kp is set to Kp 2 which is a value slightly smaller than Kp 1 , the arrival at the target value is slightly delayed as shown by the alternate long and short dash line, and although there is no damped vibration, the characteristic is still that overshoot occurs. When overshoot occurs, as described above, the upper table 24 exists at a position exceeding the target value, so the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 placed on the second table. Will collide with the upper table 24. Therefore, the value of the proportional gain Kp 3 that provides the characteristic indicated by the solid line is set. Kp 3 is a smaller value than Kp 2 . According to the characteristic of the proportional gain Kp 3 , although the arrival time to the target value is slow, no overshoot occurs, so the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 do not collide with the upper table 24. .

一方で、通常の制御状態においては、目標値へより速く到達する応答特性である方が好ましい。したがって、本実施形態においては、以下に説明するタイミングにおいて比例ゲインKpを大きな値から小さな値に変更する。以下のタイミングは、いずれもロードセル26が第1の基板11と第2の基板12の接触を検出してから、第1の基板11と第2の基板12が重ね合わされた後に、ロードセル26が第1の基板ホルダ25と上部テーブル24の非接触を検出するまでの間のタイミングである。   On the other hand, in a normal control state, it is preferable that the response characteristics reach the target value faster. Therefore, in this embodiment, the proportional gain Kp is changed from a large value to a small value at the timing described below. In any of the following timings, after the load cell 26 detects the contact between the first substrate 11 and the second substrate 12, the load cell 26 is moved to the first after the first substrate 11 and the second substrate 12 are overlaid. This is the timing until the non-contact between the first substrate holder 25 and the upper table 24 is detected.

下部テーブル35の重力方向における位置制御系にとって、上部テーブル24が第1の基板ホルダ25の吸着を解除したときの、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量加算が、ステップ入力として作用する。したがって、下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態でなければ、この時点で、目標位置に対する実際の位置である偏差が瞬時に増大する。偏差が生じた後の目標位置までの復帰は、図17を用いて示すように比例ゲインKpの大きさに依存する。よって、上部テーブル24が第1の基板ホルダ25の吸着を解除するタイミングで比例ゲインKpを大きな値から小さな値に変更することが好ましい。   For the position control system in the gravity direction of the lower table 35, the weight addition of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 when the upper table 24 releases the suction of the first substrate holder 25 is a step input. Works. Therefore, if the lower table 35 is not in a state of applying pressure to the upper table 24, at this point, the deviation that is the actual position with respect to the target position increases instantaneously. The return to the target position after the deviation has occurred depends on the magnitude of the proportional gain Kp as shown in FIG. Therefore, it is preferable to change the proportional gain Kp from a large value to a small value at the timing when the upper table 24 releases the suction of the first substrate holder 25.

上部テーブル24が第1の基板ホルダ25の吸着を解除するタイミングは、他の動作と連動するタイミングであるので、直接的にこのタイミングを検出しなくても他の動作を検出しても良い。他の動作としては、例えば、第1の基板11と第2の基板12の重ね合わせが完了するタイミングであり、第1の基板ホルダ25の脱落を防止する脱落防止機構を上部テーブル24が解除するタイミングが挙げられる。なお、脱落防止機構としては、第1の基板ホルダ25を支持する、上部テーブル24に設けられた進退可能なフック機構などが採用される。これらのタイミングは、上部テーブル24に設けられた吸引口から第1の基板ホルダ25に対して圧縮空気、または圧縮窒素が噴気されるタイミングよりも前であることが好ましい。   Since the timing at which the upper table 24 releases the suction of the first substrate holder 25 is a timing that is linked with other operations, other operations may be detected without directly detecting this timing. Another operation is, for example, the timing at which the first substrate 11 and the second substrate 12 are superposed, and the upper table 24 releases the drop-off preventing mechanism that prevents the first substrate holder 25 from dropping off. Timing is mentioned. As the drop-off prevention mechanism, a hook mechanism that supports the first substrate holder 25 and that is provided on the upper table 24 and that can be moved back and forth is used. These timings are preferably before the timing at which compressed air or compressed nitrogen is blown from the suction port provided in the upper table 24 to the first substrate holder 25.

また、上部テーブル24が第1の基板ホルダ25の吸着を解除したときであっても、自重キャンセラ36の作用により下部テーブル35が上部テーブル24に対して加圧する状態であれば、この時点ではまだ吸着の解除が下部テーブル35の位置制御系に対してステップ入力として作用しない。自重キャンセラ36が下部テーブル35を押し上げることにより、結果的に自重キャンセラ36が第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量を支え、下部テーブル35の位置を維持するからである。この場合は、加圧状態が解除されて、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量が下部テーブル35に加わる時点で、下部テーブル35の位置制御系に対してステップ入力として作用する。すなわち、この時を比例ゲインKpを大きな値から小さな値に変更するタイミングとすれば良い。   Further, even when the upper table 24 releases the suction of the first substrate holder 25, as long as the lower table 35 pressurizes the upper table 24 by the action of the self-weight canceller 36, it is still at this point in time. The release of suction does not act as a step input for the position control system of the lower table 35. This is because the self-weight canceller 36 pushes up the lower table 35, and as a result, the self-weight canceller 36 supports the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 and maintains the position of the lower table 35. In this case, when the pressurized state is released and the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 is applied to the lower table 35, it acts as a step input to the position control system of the lower table 35. . That is, this time may be set as a timing at which the proportional gain Kp is changed from a large value to a small value.

具体的には、このタイミングとして、ロードセル26の出力が所定値を下回る時点とすることができる。すなわち、上部テーブル24が事実上無負荷の状態となったことが検出できれば、第1の基板11及び第1の基板ホルダ25の重量が下部テーブル35に移ったとみなすことができる。この時点を検出して比例ゲインKpを変更する。   Specifically, this timing can be a time when the output of the load cell 26 falls below a predetermined value. That is, if it can be detected that the upper table 24 is practically unloaded, it can be considered that the weight of the first substrate 11 and the first substrate holder 25 has moved to the lower table 35. This time is detected and the proportional gain Kp is changed.

また、Z‐VCM86の出力を監視することによっても、このタイミングを検出することができる。位置制御系にステップ入力として作用した直後において、Z‐VCM86は、目標位置に復帰すべく急激にその推力を上昇させる。すなわち、単位時間当たりの推力の上昇量が予め設定されている所定値を上回る。この時点を検出して瞬時に比例ゲインKpを変更する。   This timing can also be detected by monitoring the output of the Z-VCM 86. Immediately after acting as a step input to the position control system, the Z-VCM 86 rapidly increases its thrust to return to the target position. That is, the amount of increase in thrust per unit time exceeds a predetermined value set in advance. This time is detected and the proportional gain Kp is changed instantaneously.

上記のタイミングで変更した比例ゲインKpは、下部テーブル35が上部テーブル24に衝突する事態を回避できた時点で元に戻す。具体的には、下部テーブル35に載置されている第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41が搬出される高さにまで下部テーブル35が引き下げられた時点が好ましい。   The proportional gain Kp changed at the above timing is restored when the situation where the lower table 35 collides with the upper table 24 can be avoided. Specifically, it is preferable that the lower table 35 is pulled down to a height at which the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41 placed on the lower table 35 are carried out.

なお、上記の説明においては、第1の基板ホルダ25及び第2の基板ホルダ41を用いて第1の基板11と第2の基板12を重ね合わせたが、基板ホルダを用いずに基板同士を重ね合わせる形態であっても良い。この場合、下部テーブル35への重量加算は限定的となるが、ステップ入力が生じることには変わりないので、なお有効である。   In the above description, the first substrate 11 and the second substrate 12 are overlapped using the first substrate holder 25 and the second substrate holder 41, but the substrates are bonded to each other without using the substrate holder. A form of superimposing may be used. In this case, the weight addition to the lower table 35 is limited, but it is still effective because it does not change the step input.

また、上記の説明においては、下部テーブル35の重力方向における位置制御系は、フィードバック制御を維持するように、比例ゲインKpを変更した。しかし、上記のタイミングにおいて、フィードバック制御を終了し、オープンループ制御に切り替えても良い。このように切り替えれば、目標位置と実際の位置に偏差が生じていても、これを打ち消そうとする動作が発生しない。すなわち偏差が生じた状態を維持する。このように偏差を容認すれば、下部テーブル35が上部テーブル24に衝突する事態を回避することができる。   In the above description, the position control system of the lower table 35 in the direction of gravity has changed the proportional gain Kp so as to maintain the feedback control. However, feedback control may be terminated and switched to open loop control at the above timing. By switching in this way, even if there is a deviation between the target position and the actual position, an operation for canceling this does not occur. That is, the state in which the deviation has occurred is maintained. If the deviation is allowed in this way, a situation in which the lower table 35 collides with the upper table 24 can be avoided.

また、上記の説明において、比例ゲインKpを変更する代わりに、上記のタイミングにおいて、重量加算分をフィードフォーワードすることもできる。この場合、重量加算によって生じる位置変位を実験的に求めておき、所定の偏差量を許容するように制御すれば良い。   In the above description, instead of changing the proportional gain Kp, it is also possible to feed forward the added weight at the above timing. In this case, the position displacement caused by the weight addition may be obtained experimentally and controlled so as to allow a predetermined deviation amount.

上記の実施の形態及びその変形例においては、上部テーブル24と下部テーブル35が重力方向に沿って配置されている場合を説明したが、例えばこれら2つのテーブルが水平方向に対向して2つの基板を重ね合わせるように構成しても良い。また、上記の実施の形態及びその変形例においては、2つの基板が接触するタイミングを検出したが、これに限らず基板ホルダ同士が接触するタイミングを検出するように構成しても良い。   In the above-described embodiment and its modification, the case where the upper table 24 and the lower table 35 are arranged along the direction of gravity has been described. For example, these two tables are opposed to each other in the horizontal direction, and two substrates are arranged. May be configured to overlap each other. Moreover, in said embodiment and its modification, although the timing which two board | substrates contact was detected, you may comprise so that not only this but the timing which board | substrate holders contact may be detected.

また、上記の実施の形態及びその変形例では、自重キャンセラ36の伸縮機構がピストン61で構成された例を示した。しかし、伸縮機構を例えばダイヤフラムやベローズ等で構成することができる。   Moreover, in said embodiment and its modification, the example in which the expansion-contraction mechanism of the self-weight canceller 36 was comprised with the piston 61 was shown. However, the expansion / contraction mechanism can be composed of, for example, a diaphragm or a bellows.

以上、本発明を実施の形態及びその変形例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。特に、上記の実施形態を適用して製造される半導体デバイスにとっては、その製造方法として有効である。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   Although the present invention has been described using the embodiment and its modifications, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the embodiment. In particular, it is effective as a manufacturing method for a semiconductor device manufactured by applying the above embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

10 重ね合わせ装置、11 第1の基板、12 第2の基板、13 粗動ベース部材、13a 上面、13b 縁部、14 粗動ステージ部、15 床、16 除振部材、17 微動ベース部材、18 微動ステージ部、19 凹部、20 除振部材、21 ボディ、22 上板部材、23 柱部材、24 上部テーブル、24a 下面、25 第1の基板ホルダ、26 ロードセル、27 ESC端子、28 上部顕微鏡、29 X‐干渉計、30 Y‐干渉計、32 XY‐ステージ部材、33 X‐駆動部、34 Y‐駆動部、35 下部テーブル、35a 上面、35b 下面、36 自重キャンセラ、37 貫通孔、38 エアパッド、39 XY‐渦電センサ、40 Z‐渦電センサ、41 第2の基板ホルダ、42 プッシュアップピン、43 X‐リニアモータ、44 マグネット、45 コイル、46 X‐ガイド部材、47 エアパッド、48 係合部、49 エアベアリング、50、51 連結部材、52 エアパッド、53 Y‐リニアモータ、54 マグネット、55 コイル、56 Y‐ガイド部材、57 係合部、58 エアベアリング、59 シリンダ、59b 上面、60 圧力室、61 ピストン、61a 上面、61b 下端部、62 エアベアリング、63 球面座、64 球面部材、65 凹球面、66 エアベアリング、67 Z‐干渉計、68 脚部材、68a 下面、69 エアベアリング、70 エアパッド、71 挿通孔、72 挿通孔、73 ESC端子、74 X‐移動鏡、75 Y‐移動鏡、76 下部顕微鏡、77 凸球面、78 エアベアリング、79 AFセンサ、80 X‐VCM、81 マグネット、82 コイル、83 Y‐VCM、84 マグネット、85 コイル、86 Z‐VCM、87 マグネット、88 コイル、89 アーム部材、90 貫通孔、91 アーム部材、92 ショックアブソーバ、110 ホルダ本体、111 吸着子、112 位置決め穴、113 電圧印加端子、121 着脱機構、122 配管、123 バルブ、124 導管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Overlay apparatus, 11 1st board | substrate, 12 2nd board | substrate, 13 coarse movement base member, 13a upper surface, 13b edge part, 14 coarse movement stage part, 15 floor, 16 vibration isolation member, 17 fine movement base member, 18 Fine movement stage portion, 19 concave portion, 20 vibration isolation member, 21 body, 22 upper plate member, 23 column member, 24 upper table, 24a lower surface, 25 first substrate holder, 26 load cell, 27 ESC terminal, 28 upper microscope, 29 X-interferometer, 30 Y-interferometer, 32 XY-stage member, 33 X-drive unit, 34 Y-drive unit, 35 lower table, 35a upper surface, 35b lower surface, 36 self-weight canceller, 37 through-hole, 38 air pad, 39 XY-eddy current sensor, 40 Z-eddy current sensor, 41 2nd substrate holder, 42 push-up pin, 43 X-re Near motor, 44 magnet, 45 coil, 46 X-guide member, 47 air pad, 48 engaging part, 49 air bearing, 50, 51 connecting member, 52 air pad, 53 Y-linear motor, 54 magnet, 55 coil, 56 Y- Guide member, 57 engaging portion, 58 air bearing, 59 cylinder, 59b upper surface, 60 pressure chamber, 61 piston, 61a upper surface, 61b lower end portion, 62 air bearing, 63 spherical seat, 64 spherical member, 65 concave spherical surface, 66 air Bearing, 67 Z-interferometer, 68 Leg member, 68a Bottom surface, 69 Air bearing, 70 Air pad, 71 Insertion hole, 72 Insertion hole, 73 ESC terminal, 74 X-moving mirror, 75 Y-moving mirror, 76 Lower microscope, 77 Convex spherical surface, 78 Air bearing, 79 AF sensor, 0 X-VCM, 81 Magnet, 82 Coil, 83 Y-VCM, 84 Magnet, 85 Coil, 86 Z-VCM, 87 Magnet, 88 Coil, 89 Arm Member, 90 Through Hole, 91 Arm Member, 92 Shock Absorber, 110 Holder body, 111 adsorber, 112 positioning hole, 113 voltage application terminal, 121 attaching / detaching mechanism, 122 piping, 123 valve, 124 conduit

Claims (44)

第1基板と第2基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせ装置であって、
前記第1基板を保持する第1ステージと、
前記第2基板を保持し、前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせるべく移動する第2ステージと、
前記第2基板に重ね合わされた前記第1基板に対する前記第1ステージの保持が解除されたときに、前記第1ステージから前記第2ステージへの前記第1基板の荷重移動に伴って変位が生じた前記第2ステージの戻り動作による前記第1ステージへの前記第1基板の衝突を防止する衝突防止部と、
前記第2ステージを前記第1ステージの方向へ移動させる駆動部と
を備え、
前記衝突防止部は、前記駆動部の駆動力を前記第2ステージを介して前記第1ステージに作用させることが可能となったことを検出する検出部と、前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記駆動部の駆動力を前記第1ステージに作用させることが可能となったことを前記検出部が検出した後であって、前記第1ステージと前記第1基板が離間するまでの間に、少なくとも前記第1基板の荷重に相当する大きさの駆動力を前記第2ステージから前記第1ステージに作用させるべく前記駆動部を制御する重ね合わせ装置。
An overlay device that superimposes a first substrate and a second substrate on each other,
A first stage for holding the first substrate;
A second stage that holds the second substrate and moves to overlap the first substrate and the second substrate;
When the holding of the first stage with respect to the first substrate overlaid on the second substrate is released, displacement occurs with the load movement of the first substrate from the first stage to the second stage. A collision prevention unit for preventing the first substrate from colliding with the first stage by the return operation of the second stage;
A drive unit for moving the second stage in the direction of the first stage;
The collision prevention unit includes a detection unit that detects that the driving force of the driving unit can be applied to the first stage via the second stage, and a control unit that controls the driving unit. Have
The control unit is after the detection unit detects that the driving force of the driving unit can be applied to the first stage, and the first stage and the first substrate are separated from each other. And a superposing apparatus for controlling the driving unit so that a driving force having a magnitude corresponding to at least a load of the first substrate is applied from the second stage to the first stage.
前記第1ステージと前記第2ステージは互いに重力方向で対向し、前記第2ステージは前記第1ステージの下方に配置されており、
前記駆動部は、前記第2ステージを前記第1ステージ方向へ駆動するアクチュエータを有し、
前記制御部は、前記荷重に相当する大きさの駆動力を前記アクチュエータにより発生させる請求項1に記載の重ね合わせ装置。
The first stage and the second stage face each other in the direction of gravity, and the second stage is disposed below the first stage,
The drive unit includes an actuator that drives the second stage toward the first stage,
The superimposing apparatus according to claim 1, wherein the control unit generates a driving force having a magnitude corresponding to the load by the actuator.
前記駆動部は、前記第2ステージを前記第1ステージ方向へ駆動する支持機構を更に有し、前記制御部は、前記荷重に相当する大きさの駆動力を、前記アクチュエータから前記支持機構へ移行させる請求項2に記載の重ね合わせ装置。   The drive unit further includes a support mechanism that drives the second stage in the direction of the first stage, and the control unit transfers a drive force having a magnitude corresponding to the load from the actuator to the support mechanism. The superposition device according to claim 2 to be made. 前記移行は、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除してから、前記第1ステージと前記第1基板が離間するまでの間に実行する請求項3に記載の重ね合わせ装置。   The superimposing apparatus according to claim 3, wherein the transition is performed between the time when the first stage releases the holding of the first substrate and the time when the first stage and the first substrate are separated from each other. 前記第1ステージと前記第2ステージとは互いに重力方向で対向し、前記第2ステージは前記第1ステージの下方に配置されており、
前記駆動部は、前記第2ステージを重力方向に支持する支持機構を有し、
前記制御部は、前記荷重に相当する大きさの駆動力を支持機構により発生させる請求項1に記載の重ね合わせ装置。
The first stage and the second stage oppose each other in the direction of gravity, and the second stage is disposed below the first stage,
The drive unit has a support mechanism for supporting the second stage in the direction of gravity,
The superimposing apparatus according to claim 1, wherein the control unit generates a driving force having a magnitude corresponding to the load by a support mechanism.
前記制御部は、前記支持機構に前記荷重に相当する力を超える駆動力を発生させて前記第2基板を前記第1基板に向けて押圧した後、前記荷重に相当する大きさまで駆動力を減少させる請求項5に記載の重ね合わせ装置。   The control unit causes the support mechanism to generate a driving force that exceeds the force corresponding to the load and presses the second substrate toward the first substrate, and then reduces the driving force to a size corresponding to the load. The superposition apparatus according to claim 5. 前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方は基板ホルダに保持されており、
前記衝突防止部は、前記第1基板が前記基板ホルダに保持されているときには、前記変位により前記基板ホルダが前記第1ステージに衝突することを防止する請求項1から6のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
At least one of the first substrate and the second substrate is held by a substrate holder;
The collision prevention unit according to any one of claims 1 to 6, wherein when the first substrate is held by the substrate holder, the displacement prevents the substrate holder from colliding with the first stage. The overlay apparatus described.
前記制御部は、前記第1基板が前記基板ホルダに保持されて、前記第1基板が前記基板ホルダと一体的に前記第1ステージから離間する場合に、前記基板ホルダの荷重に相当する大きさの駆動力を加えて前記第2ステージから前記第1ステージに作用させるべく前記駆動部を制御する請求項7に記載の重ね合わせ装置。   The control unit has a size corresponding to a load of the substrate holder when the first substrate is held by the substrate holder and the first substrate is separated from the first stage integrally with the substrate holder. The superposition apparatus according to claim 7, wherein the driving unit is controlled to apply the driving force of the second stage so as to act on the first stage from the second stage. 前記検出部は、前記駆動部の駆動力を前記第2ステージを介して前記第1ステージに作用させることが可能となったことを、前記第1基板と前記第2基板が接触したことにより検出する請求項1から8のいずれか一項に記載の重ね合わせ装置。   The detection unit detects that the driving force of the driving unit can be applied to the first stage via the second stage by contacting the first substrate and the second substrate. The overlay apparatus according to any one of claims 1 to 8. 第1基板と第2基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせ装置であって、
前記第1基板を保持する第1ステージと、
前記第2基板を保持し、前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせるべく移動する第2ステージと、
前記第2基板に重ね合わされた前記第1基板に対する前記第1ステージの保持が解除されたときに、前記第1ステージから前記第2ステージへの前記第1基板の荷重移動に伴って変位が生じた前記第2ステージの戻り動作による前記第1ステージへの前記第1基板の衝突を防止する衝突防止部と
を備え、
前記衝突防止部は、前記第1基板と前記第1ステージとの間に気体を噴出する噴気機構を有する重ね合わせ装置。
An overlay device that superimposes a first substrate and a second substrate on each other,
A first stage for holding the first substrate;
A second stage that holds the second substrate and moves to overlap the first substrate and the second substrate;
When the holding of the first stage with respect to the first substrate overlaid on the second substrate is released, displacement occurs with the load movement of the first substrate from the first stage to the second stage. A collision preventing unit for preventing the first substrate from colliding with the first stage due to the return operation of the second stage,
The collision preventing unit is a superposition apparatus having a gas blowing mechanism for jetting gas between the first substrate and the first stage.
前記衝突防止部は、前記噴気機構を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除するタイミングに同期して前記気体を噴出させる請求項10に記載の重ね合わせ装置。
The collision prevention unit includes a control unit that controls the fuming mechanism.
The superimposing apparatus according to claim 10, wherein the control unit ejects the gas in synchronization with a timing at which the first stage releases the holding of the first substrate.
前記制御部は、前記第1ステージと前記第2ステージの距離が大きくなるに従って前記気体の噴出量を少なくする請求項11に記載の重ね合わせ装置。   The superimposing apparatus according to claim 11, wherein the control unit reduces the amount of gas ejection as the distance between the first stage and the second stage increases. 前記第1ステージには前記気体が噴出される孔が設けられており、前記噴気機構は、前記孔から吸気することにより、前記第1基板を前記第1ステージに吸着させる保持機構を兼ねる請求項11または12に記載の重ね合わせ装置。   The said 1st stage is provided with the hole through which the said gas is ejected, The said air blowing mechanism serves as the holding mechanism which adsorb | sucks the said 1st board | substrate to the said 1st stage by sucking in from the said hole. The superposition apparatus according to 11 or 12. 前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方は基板ホルダに保持されており、
前記衝突防止部は、前記第1基板が前記基板ホルダに保持されているときには、前記変位により前記基板ホルダが前記第1ステージに衝突することを防止する請求項11から13のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
At least one of the first substrate and the second substrate is held by a substrate holder;
The collision prevention unit according to any one of claims 11 to 13, wherein when the first substrate is held by the substrate holder, the displacement prevents the substrate holder from colliding with the first stage. The overlay apparatus described.
前記第1基板と前記第2基板が接触したことを検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出部が前記第1基板と前記第2基板が接触したことを検出した後に前記気体を噴出させる請求項11から14のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
A detector for detecting that the first substrate and the second substrate are in contact with each other;
The superposition apparatus according to claim 11, wherein the control unit ejects the gas after the detection unit detects that the first substrate and the second substrate are in contact with each other.
第1基板と第2基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせ装置であって、
前記第1基板を保持する第1ステージと、
前記第2基板を保持し、前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせるべく移動する第2ステージと、
前記第2基板に重ね合わされた前記第1基板に対する前記第1ステージの保持が解除されたときに、前記第1ステージから前記第2ステージへの前記第1基板の荷重移動に伴って変位が生じた前記第2ステージの戻り動作による前記第1ステージへの前記第1基板の衝突を防止する衝突防止部と、
前記第1ステージと前記第2ステージの少なくとも一方を、互いに対向する方向に沿って相対的に移動させる駆動部と
を備え、
前記衝突防止部は前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第1ステージへの保持が解除された前記第1基板の荷重が作用した前記第2ステージと前記第1ステージとの間隔が所定距離よりも大きくなるように前記駆動部を制御する重ね合わせ装置。
An overlay device that superimposes a first substrate and a second substrate on each other,
A first stage for holding the first substrate;
A second stage that holds the second substrate and moves to overlap the first substrate and the second substrate;
When the holding of the first stage with respect to the first substrate overlaid on the second substrate is released, displacement occurs with the load movement of the first substrate from the first stage to the second stage. A collision prevention unit for preventing the first substrate from colliding with the first stage by the return operation of the second stage;
A drive unit that relatively moves at least one of the first stage and the second stage along directions facing each other;
The collision prevention unit has a control unit for controlling the drive unit,
The controller controls the drive unit so that a distance between the second stage and the first stage on which the load of the first substrate released from being held on the first stage is applied is greater than a predetermined distance. Superposition device to control.
前記制御部は、前記第1基板と前記第2基板とが互いに重ね合わされた後であって、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して前記第1基板の荷重が前記第2ステージに作用するまでの間の所定の時点で、前記第1ステージと前記第2ステージの間隔が前記所定距離よりも大きくなるように前記駆動部を制御する請求項16に記載の重ね合わせ装置。   The control unit is configured to release the holding of the first substrate after the first substrate and the second substrate are overlapped with each other, and the load of the first substrate is applied to the second substrate. The superposition apparatus according to claim 16, wherein the driving unit is controlled so that an interval between the first stage and the second stage is larger than the predetermined distance at a predetermined time point before acting on the stage. 前記第1ステージと前記第2ステージは互いに重力方向で対向し、前記第2ステージは前記第1ステージの下方に配置されており、
前記駆動部は、重力方向に伸縮可能な伸縮機構を備えて前記第2ステージを重力方向に支持する支持機構を有し、
前記制御部は、前記伸縮機構の流体を前記所定の時点で所定量分だけ抜出することにより前記第2ステージを前記第1ステージから所定距離より大きく離間させる請求項17に記載の重ね合わせ装置。
The first stage and the second stage face each other in the direction of gravity, and the second stage is disposed below the first stage,
The drive unit includes a support mechanism that includes a telescopic mechanism that can expand and contract in the direction of gravity and supports the second stage in the direction of gravity.
18. The superposition apparatus according to claim 17, wherein the control unit separates the second stage from the first stage by a predetermined amount by extracting the fluid of the expansion / contraction mechanism by a predetermined amount at the predetermined time point. .
前記第1ステージと前記第2ステージは互いに重力方向で対向し、前記第2ステージは前記第1ステージの下方に配置されており、
前記駆動部は、重力方向に伸縮可能な伸縮機構を備えて前記第2ステージを重力方向に支持する支持機構を有し、
前記制御部は、前記伸縮機構の制御を圧力制御から位置制御に切り替えて、前記第2ステージを前記第1ステージから所定距離より大きく離間させる請求項17に記載の重ね合わせ装置。
The first stage and the second stage face each other in the direction of gravity, and the second stage is disposed below the first stage,
The drive unit includes a support mechanism that includes a telescopic mechanism that can expand and contract in the direction of gravity and supports the second stage in the direction of gravity.
The superposition apparatus according to claim 17, wherein the control unit switches the control of the expansion and contraction mechanism from pressure control to position control, and separates the second stage from the first stage by a predetermined distance.
前記第1ステージと前記第2ステージは互いに重力方向で対向し、前記第2ステージは前記第1ステージの下方に配置されており、
前記駆動部は、共に前記第2ステージを前記第1ステージ方向へ駆動する支持機構とアクチュエータを有し、
前記制御部は、前記所定の時点に同期して前記アクチュエータのフィードバックゲインの値を前記所定の時点以前の値よりも小さくする請求項17に記載の重ね合わせ装置。
The first stage and the second stage face each other in the direction of gravity, and the second stage is disposed below the first stage,
The drive unit includes a support mechanism and an actuator for driving the second stage toward the first stage,
18. The superimposing apparatus according to claim 17, wherein the control unit makes a feedback gain value of the actuator smaller than a value before the predetermined time in synchronization with the predetermined time.
前記所定の時点は、前記第1基板が前記第1ステージから離間する時点を含む請求項17または18に記載の重ね合わせ装置。   The overlay apparatus according to claim 17, wherein the predetermined time includes a time when the first substrate is separated from the first stage. 前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方は基板ホルダに保持されており、
前記衝突防止部は、前記第1基板が前記基板ホルダに保持されているときには、前記変位により前記基板ホルダが前記第1ステージに衝突することを防止する請求項17から21のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
At least one of the first substrate and the second substrate is held by a substrate holder;
The collision prevention unit according to any one of claims 17 to 21, wherein when the first substrate is held by the substrate holder, the displacement prevents the substrate holder from colliding with the first stage. The overlay apparatus described.
前記第1基板と前記第2基板が接触したことを検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出部が前記第1基板と前記第2基板が接触したことを検出した後の時点で、前記第1ステージと前記第2ステージの間隔が所定距離より大きくなるように前記駆動部を制御する請求項17から22のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
A detector for detecting that the first substrate and the second substrate are in contact with each other;
The control unit is configured so that the interval between the first stage and the second stage is greater than a predetermined distance at a time after the detection unit detects that the first substrate and the second substrate are in contact with each other. The superposition apparatus according to any one of claims 17 to 22, which controls the drive unit.
第1基板と第2基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせ装置であって、
前記第1基板を保持する第1ステージと、
前記第2基板を保持し、前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせるべく移動する第2ステージと、
前記第2基板に重ね合わされた前記第1基板に対する前記第1ステージの保持が解除されたときに、前記第1ステージから前記第2ステージへの前記第1基板の荷重移動に伴って変位が生じた前記第2ステージの戻り動作による前記第1ステージへの前記第1基板の衝突を防止する衝突防止部と、
前記第1ステージ及び前記第2ステージの少なくとも一方を、互いに対向する方向へ移動させる駆動部と
を備え、
前記衝突防止部は前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第1基板と前記第2基板とが互いに重ね合わされた後の所定の時点で、前記駆動部のフィードバックゲインの値を前記所定の時点以前の値よりも小さくする重ね合わせ装置。
An overlay device that superimposes a first substrate and a second substrate on each other,
A first stage for holding the first substrate;
A second stage that holds the second substrate and moves to overlap the first substrate and the second substrate;
When the holding of the first stage with respect to the first substrate overlaid on the second substrate is released, displacement occurs with the load movement of the first substrate from the first stage to the second stage. A collision prevention unit for preventing the first substrate from colliding with the first stage by the return operation of the second stage;
A drive unit that moves at least one of the first stage and the second stage in a direction facing each other;
The collision prevention unit has a control unit for controlling the drive unit,
The control unit is configured to superimpose a feedback gain value of the driving unit at a predetermined time after the first substrate and the second substrate are overlapped with each other to be smaller than a value before the predetermined time. .
前記所定の時点は、前記第1基板と前記第2基板とが互いに重ね合わされた後であって、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して前記第1基板の荷重が前記第2ステージに作用するまでの間の時点である請求項24に記載の重ね合わせ装置。   The predetermined time point is after the first substrate and the second substrate are overlapped with each other, and the first stage releases the holding of the first substrate and the load on the first substrate is changed to the first substrate. 25. The superimposing apparatus according to claim 24, which is a point in time until the two stages are acted on. 前記所定の時点は、前記第1基板が前記第1基板の保持を解除する時点、または、前記第1基板が前記第1ステージから離間する時点を含む請求項25に記載の重ね合わせ装置。   26. The overlay apparatus according to claim 25, wherein the predetermined time includes a time when the first substrate releases the holding of the first substrate or a time when the first substrate moves away from the first stage. 前記所定の時点は、前記第1基板と前記第2基板との重ね合わせが完了する時点である請求項25に記載の重ね合わせ装置。   26. The superimposing apparatus according to claim 25, wherein the predetermined time is a time when superposition of the first substrate and the second substrate is completed. 前記第1基板と前記第2基板の接触を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部が前記第1基板と前記第2基板との接触を検出した後に、前記駆動部のフィードバックゲインの値を前記所定の時点以前の値よりも小さくする請求項25から27のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
A detector for detecting contact between the first substrate and the second substrate;
26. The control unit, after the detection unit detects contact between the first substrate and the second substrate, makes a feedback gain value of the driving unit smaller than a value before the predetermined time point. 27. The superposition apparatus according to any one of 27.
前記所定の時点は、前記駆動部における単位時間当たりの推力の上昇量が所定値を上回る時点である請求項25に記載の重ね合わせ装置。   26. The superimposing apparatus according to claim 25, wherein the predetermined time is a time when the amount of increase in thrust per unit time in the driving unit exceeds a predetermined value. 第1基板と第2基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせ装置であって、
前記第1基板を保持する第1ステージと、
前記第2基板を保持し、前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせるべく移動する第2ステージと、
前記第2基板に重ね合わされた前記第1基板に対する前記第1ステージの保持が解除されたときに、前記第1ステージから前記第2ステージへの前記第1基板の荷重移動に伴って変位が生じた前記第2ステージの戻り動作による前記第1ステージへの前記第1基板の衝突を防止する衝突防止部と、
前記第1ステージと前記第2ステージの少なくとも一方を、互いに対向する方向へ移動させる駆動部と
を備え、
前記衝突防止部は前記駆動部を制御する制御部であって、
前記制御部は、前記第1基板と前記第2基板とが互いに重ね合わされた後の所定の時点で、前記駆動部の制御をフィードバック制御からオープンループ制御に切り替える重ね合わせ装置。
An overlay device that superimposes a first substrate and a second substrate on each other,
A first stage for holding the first substrate;
A second stage that holds the second substrate and moves to overlap the first substrate and the second substrate;
When the holding of the first stage with respect to the first substrate overlaid on the second substrate is released, displacement occurs with the load movement of the first substrate from the first stage to the second stage. A collision prevention unit for preventing the first substrate from colliding with the first stage by the return operation of the second stage;
A drive unit that moves at least one of the first stage and the second stage in a direction facing each other;
The collision prevention unit is a control unit that controls the driving unit,
The controller is a superposition device that switches the control of the drive unit from feedback control to open loop control at a predetermined time after the first substrate and the second substrate are superposed on each other.
前記所定の時点は、前記第1基板と前記第2基板とが互いに重ね合わされた後であって、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して第1基板の荷重が前記第2ステージに作用するまでの間の時点である請求項30に記載の重ね合わせ装置。   The predetermined time point is after the first substrate and the second substrate are overlapped with each other, and the first stage releases the holding of the first substrate, and the load on the first substrate becomes the second load. The superimposing apparatus according to claim 30, which is a time point until the stage is acted on. 前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方は基板ホルダに保持されており、
前記衝突防止部は、前記第1基板が前記基板ホルダに保持されているときには、前記変位により前記基板ホルダが前記第1ステージに衝突することを防止する請求項24から31のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。
At least one of the first substrate and the second substrate is held by a substrate holder;
32. The collision prevention unit according to any one of claims 24 to 31, wherein the collision prevention unit prevents the substrate holder from colliding with the first stage due to the displacement when the first substrate is held by the substrate holder. The overlay apparatus described.
前記第1基板が前記基板ホルダに保持されているときには、前記所定の時点は、前記基板ホルダが前記第1ステージから離間する時点を含む請求項32に記載の重ね合わせ装置。   33. The apparatus according to claim 32, wherein when the first substrate is held by the substrate holder, the predetermined time point includes a time point when the substrate holder is separated from the first stage. 前記第1基板及び前記第2基板の少なくとも一方は、既に積層された複数の基板からなる請求項1から30のいずれか1項に記載の重ね合わせ装置。   The overlay apparatus according to any one of claims 1 to 30, wherein at least one of the first substrate and the second substrate includes a plurality of substrates already stacked. 複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により少なくとも前記第2ステージを前記第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、
前記第2ステージから前記第1ステージに前記第2ステージの駆動力が作用することが可能となったことを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで前記第1ステージへの前記駆動力の作用が可能となったことを検出した後であって、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して前記第1基板の荷重が前記第2ステージに作用するまでの間に、少なくとも前記第1基板の荷重に相当する大きさの駆動力を前記第2ステージから前記第1ステージに作用させるべく前記駆動部を制御する制御ステップと
を有する重ね合わせ方法。
An overlapping method for overlapping a plurality of substrates,
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step of moving at least the second stage toward the first stage by a driving unit;
A detecting step for detecting that the driving force of the second stage can act on the first stage from the second stage;
After detecting that the operation of the driving force to the first stage is enabled in the detection step, the first stage releases the holding of the first substrate and the load on the first substrate A control step for controlling the drive unit so that at least a driving force corresponding to the load of the first substrate is applied from the second stage to the first stage until the first stage is applied to the second stage. And a superposition method.
複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージを少なくとも前記第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、
前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除するタイミングに同期して、前記第1ステージと前記第1基板との間に気体を噴気させる噴気ステップと
を有する重ね合わせ方法。
An overlapping method for overlapping a plurality of substrates,
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step of moving the second stage toward at least the first stage by a driving unit;
A superposition method comprising a step of blowing air between the first stage and the first substrate in synchronization with a timing at which the first stage releases the holding of the first substrate.
複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して前記第1基板の荷重が作用した前記第2ステージと前記第1ステージとの間隔が所定距離よりも大きくなるように前記駆動部を制御する制御ステップと
を有する重ね合わせ方法。
An overlapping method for overlapping a plurality of substrates,
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
The first stage releases the holding of the first substrate and controls the driving unit so that the distance between the second stage and the first stage on which the load of the first substrate is applied is greater than a predetermined distance. A superimposing method.
複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップの後の所定の時点で、前記駆動部のフィードバックゲインの値を前記所定の時点以前の値よりも小さくするゲイン変更ステップと
を有する重ね合わせ方法。
An overlapping method for overlapping a plurality of substrates,
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
An overlaying step of overlaying the first substrate and the second substrate;
A superposition method comprising: a gain changing step of making a feedback gain value of the driving unit smaller than a value before the predetermine time at a predetermined time after the superposition step.
複数の基板を重ね合わせる重ね合わせ方法であって、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1基板と前記第2基板とを重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップの後の所定の時点で、前記駆動部の制御をフィードバック制御からオープンループ制御に切り替える制御切替ステップと
を有する重ね合わせ方法。
An overlapping method for overlapping a plurality of substrates,
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
An overlaying step of overlaying the first substrate and the second substrate;
And a control switching step of switching the control of the drive unit from feedback control to open loop control at a predetermined time after the superposition step.
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により少なくとも前記第2ステージを前記第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、
前記第2ステージから前記第1ステージに前記第2ステージの駆動力が作用することが可能となったことを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで前記第1ステージへの前記駆動力の作用が可能となったことを検出した後であって、前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除して前記第1基板の荷重が前記第2ステージに作用するまでの間に、少なくとも前記第1基板の荷重に相当する大きさの駆動力を前記第2ステージから前記第1ステージに作用させるべく前記駆動部を制御する制御ステップと
を含むデバイスの製造方法。
A device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates,
The step of superimposing the plurality of substrates includes:
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step of moving at least the second stage toward the first stage by a driving unit;
A detecting step for detecting that the driving force of the second stage can act on the first stage from the second stage;
After detecting that the operation of the driving force to the first stage is enabled in the detection step, the first stage releases the holding of the first substrate and the load on the first substrate A control step for controlling the drive unit so that at least a driving force corresponding to the load of the first substrate is applied from the second stage to the first stage until the first stage is applied to the second stage. A device manufacturing method including:
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージを少なくとも前記第1ステージに向けて移動させる移動ステップと、
前記第1ステージが前記第1基板の保持を解除するタイミングに同期して、前記第1ステージと前記第1基板との間に気体を噴気させる噴気ステップと
を含むデバイスの製造方法。
A device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates,
The step of superimposing the plurality of substrates includes:
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step of moving the second stage toward at least the first stage by a driving unit;
A device manufacturing method, comprising: a blowing step of blowing a gas between the first stage and the first substrate in synchronization with a timing at which the first stage releases the holding of the first substrate.
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1ステージへの保持が解除された前記第1基板の荷重が作用する前記第2ステージと前記第1ステージとの間隔が所定距離よりも大きくなるように前記駆動部を制御する制御ステップと
を含むデバイスの製造方法。
A device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates,
The step of superimposing the plurality of substrates includes:
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
A control step of controlling the drive unit so that a distance between the second stage on which the load of the first substrate released from the holding on the first stage is applied and the first stage is larger than a predetermined distance; A device manufacturing method including:
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップの後の所定の時点で、前記駆動部のフィードバックゲインの値を前記所定の時点以前の値よりも小さくするゲイン変更ステップと
を含むデバイスの製造方法。
A device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates,
The step of superimposing the plurality of substrates includes:
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
An overlaying step of overlaying the first substrate and the second substrate;
A device manufacturing method including a gain changing step of making a feedback gain value of the driving unit smaller than a value before the predetermined time at a predetermined time after the superposition step.
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第1ステージに第1基板を保持させる第1保持ステップと、
第2ステージに、前記第1基板に対向して第2基板を保持させる第2保持ステップと、
駆動部により前記第2ステージと前記第1ステージとを接近させる移動ステップと、
前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記重ね合わせステップの後の所定の時点で、前記駆動部の制御をフィードバック制御からオープンループ制御に切り替える制御切替ステップと
を含むデバイスの製造方法。
A device manufacturing method manufactured by stacking a plurality of substrates,
The step of superimposing the plurality of substrates includes:
A first holding step for holding the first substrate on the first stage;
A second holding step for holding the second substrate opposite to the first substrate on the second stage;
A moving step for causing the second stage and the first stage to approach each other by a drive unit;
An overlaying step of overlaying the first substrate and the second substrate;
And a control switching step of switching the control of the drive unit from feedback control to open loop control at a predetermined time after the superposition step.
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