JP5853425B2 - 基板貼り合わせ装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板貼り合わせ装置に関する。

基板保持部材によって複数の基板を吸着して保持しつつ、加熱または加圧等によって貼り合わせる基板貼り合わせ装置が知られている。
特許文献１ 特開２００９−４９０６６号公報

高速化または大量生産等を目的として、基板貼り合わせ装置を構成する装置のうちいずれかの装置を複数設ける場合がある。この場合、複数の装置に対する基板保持部材の向きが各装置によって異なり、装置と基板保持部材との間で接続等ができないといった課題がある。

本発明の第１の態様においては、複数の基板を加圧して貼り合わせる第一の加圧部及び第二の加圧部と、基板を保持する基板保持部材を前記第一の加圧部に搬送する第一の搬送部と、前記第一の搬送部から前記基板保持部材を受け取り、前記第二の加圧部に搬送する第二の搬送部と、前記第一の搬送部から前記第二の搬送部への前記基板保持部材の受け渡しにより、前記第二の搬送部によって前記第二の加圧部に搬入される前記基板保持部材の向きが前記第一の搬送部によって前記第一の加圧部に搬入される前記基板保持部材の向きと異なる場合に、前記基板保持部材の向きを調整する調整部と、を備える基板貼り合わせ装置を提供する。

本発明の第２の態様においては、複数の基板を加圧して貼り合わせる第一の加圧室及び第二の加圧室と、基板を前記第一の加圧室に搬送する第一の搬送部と、前記第一の搬送部から前記基板を受け取り、前記第二の加圧室に搬送する第二の搬送部と、前記第一の搬送部から前記第二の搬送部への前記基板の受け渡しにより、前記第二の搬送部によって前記第二の加圧室に搬入される前記基板の向きが前記第一の搬送部によって前記第一の加圧室に搬入される前記基板の向きと異なる場合に、前記基板の向きを調整する調整部と、を備える基板貼り合わせ装置を提供する。

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。

基板貼り合わせ装置の全体構成の平面図である。 一対の基板ホルダ２０４のうち上基板ホルダ２１０を上方から見た斜視図である。 上基板ホルダ２１０を下方から見た斜視図である。 一対の基板ホルダ２０４のうち下基板ホルダ２３０を上方から見た斜視図である。 下基板ホルダ２３０を下方から見た斜視図である。 貼り合わせ部１４を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。 変更したロボットアームの実施形態を説明する図である。 ロボットアーム１６６の動作を説明する図である。 変更したロボットアームの実施形態を説明する図である。 変更したロボットアームの実施形態を説明する図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態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。

図１は、基板貼り合わせ装置の全体構成の平面図である。図１に矢印で示すＸＹを基板貼り合わせ装置１０のＸＹ方向とする。本実施形態は、基板貼り合わせ装置１０が、同じ構成を有する複数の装置、例えば、互いに連結された同じ構成を有する複数の加圧室６８、７６に、一対の基板ホルダ２０４を同じ向きで搬送することを可能とする。図１に示すように、基板貼り合わせ装置１０は、前処理部１２と、貼り合わせ部１４と、制御部１６とを備える。

前処理部１２は、前枠体２０と、基板カセット２２と、ロボットアーム２４と、プリアライナ２６と、ロボットアーム２８と、搬入部３０と、搬出部３２と、アライナ３４とを備える。

前枠体２０は、中空の筐体である。前枠体２０は、基板カセット２２及びロボットアーム２４を除く前処理部１２の主要部を収容する。

基板カセット２２は、前枠体２０の外部に、前枠体２０に対して脱着可能に装着される。基板カセット２２は、基板貼り合わせ装置１０において貼り合わされる基板２００を収容する。これにより、複数の基板２００を一括して基板貼り合わせ装置１０に装着できる。基板カセット２２は、基板貼り合わせ装置１０において貼り合わされて搬出された重ね合わせ基板２０２を収容する。

ロボットアーム２４は、基板２００及び重ね合わせ基板２０２を真空吸着する。ロボットアーム２４は、Ｘ方向に移動する。ロボットアーム２４は、基板カセット２２に収容されている基板２００をプリアライナ２６へと搬送する。ロボットアーム２４は、貼り合わされた後、プリアライナ２６まで搬送された重ね合わせ基板２０２を基板カセット２２へと搬出する。

プリアライナ２６は、ターンテーブル４０と、ホルダテーブル４２とを有する。ターンテーブル４０は、ロボットアーム２４によって搬入された基板２００を保持する。ターンテーブル４０は、その基板２００を鉛直軸の周りに回転させて、基板２００の周方向の位置を仮合わせする。ホルダテーブル４２は、貼り合わされた後、ロボットアーム２８によって搬送される重ね合わせ基板２０２と基板ホルダ２０４とを保持する。ホルダテーブル４２は、重ね合わせ基板２０２と基板ホルダ２０４とを分離する。基板ホルダ２０４から分離された重ね合わせ基板２０２は、ロボットアーム２４によって基板カセット２２へと搬出される。一方、ターンテーブル４０の基板２００は、分離されて残った基板ホルダ２０４へと搬送されて載置される。

プリアライナ２６は、高精度であるが故に、狭いアライナ３４の調整範囲に基板２００を位置が収まるように、個々の基板２００及び基板ホルダ２０４の位置及び向きを仮合わせする。この結果、アライナ３４が、基板２００及び基板ホルダ２０４を正確に位置合わせできる。

ロボットアーム２８は、プリアライナ２６から貼り合わせ部１４までの間で、Ｙ方向に移動する。ロボットアーム２８は、鉛直軸の周りで回転する。ロボットアーム２８は、回転軸を起点としてＸＹ面内で伸縮駆動する。ロボットアーム２８は、基板２００を吸着するホルダテーブル４２の基板ホルダ２０４を真空吸着して搬入部３０へと搬送する。ロボットアーム２８は、アライナ３４によって位置合わせされて、一対の基板ホルダ２０４に保持された一対の基板２００を真空吸着して搬出部３２から搬送して、貼り合わせ部１４へ搬送する。ロボットアーム２８は、貼り合わせ後の重ね合わせ基板２０２を一対の基板ホルダ２０４とともに、貼り合わせ部１４からホルダテーブル４２へと搬送する。

搬入部３０は、ロボットアーム２８によって搬入された基板２００を保持する基板ホルダ２０４を一時的に吸着して保持する。搬出部３２は、アライナ３４によって位置合わせされた一対の基板２００及び一対の基板ホルダ２０４を一時的に吸着して保持する。尚、搬入部３０及び搬出部３２は、アライナ３４とアライナ３４以外の前枠体２０の内部とを遮断する。これにより、アライナ３４は、内部の温度及び湿度の調整を容易にしつつ、汚染を抑制する。

アライナ３４は、搬入部３０及び搬出部３２によって外部と遮断されている。アライナ３４の内部は、空調機等によって温度及び湿度が管理されている。これにより、アライナ３４は、位置合わせの精度を向上させている。アライナ３４は、ロボットアーム５０と、固定ステージ５２と、移動ステージ５４とを有する。ロボットアーム５０は、搬入部３０に搬入された基板２００を保持する基板ホルダ２０４を移動ステージ５４または固定ステージ５２へと搬送する。ロボットアーム５０は、固定ステージ５２に基板２００及び基板ホルダ２０４を搬送する場合、上下を反転させて搬送する。従って、移動ステージ５４は、基板ホルダ２０４を下にして、基板２００及び基板ホルダ２０４を保持するとともに、固定ステージ５２は、基板ホルダ２０４を上にして、基板２００及び基板ホルダ２０４を保持する。移動ステージ５４は、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、鉛直方向に移動する。これにより、移動ステージ５４はＸＹ方向に移動して、自己が保持する基板２００を固定ステージ５２が保持する基板２００に位置合わせする。これにより、一対の基板２００が、移動ステージ５４によって位置合わせされた状態で、一対の基板ホルダ２０４の間で保持される。ロボットアーム５０は、位置合わせされた一対の基板２００を基板ホルダ２０４とともに、搬出部３２へと搬送する。

貼り合わせ部１４は、一対の基板ホルダ２０４に保持された一対の基板２００を貼り合わせて重ね合わせ基板２０２とする。貼り合わせ部１４は、後枠体６０と、エアロック室６２と、前ロボット室６４と、ロボットアーム６６と、４個の加圧室６８と、中継ポート７０と、後ロボット室７２と、ロボットアーム７４と、４個の加圧室７６とを有する。

後枠体６０は、前枠体２０の一面に設けられている。後枠体６０は、中空の筐体である。後枠体６０は、貼り合わせ部１４の主要部を収容する。

エアロック室６２は、前処理部１２側のシャッタ８０と、貼り合わせ部１４側のシャッタ８２と、載置台８４とを有する。シャッタ８０、８２は、何れか一方のみが開状態となる。これにより、エアロック室６２は、前処理部１２と貼り合わせ部１４とを遮断しつつ、前処理部１２と貼り合わせ部１４との間で基板２００及び基板ホルダ２０４の搬送を可能にする。

前ロボット室６４は、中空の六角柱形状に形成されている。前ロボット室６４は、ロボットアーム６６を収容する。前ロボット室６４の六辺のうち、−Ｙ側の辺はエアロック室６２と連結されている。前ロボット室６４の六辺のうち、＋Ｙ側の辺は、中継ポート７０と連結されている。前ロボット室６４の六辺のうち、残りの四辺は、加圧室６８と連結されている。

ロボットアーム６６は、第一の搬送部及び搬送アームの一例である。ロボットアーム６６は、前ロボット室６４の中心の周りを回動する。ロボットアーム６６は、前ロボット室６４の中心と加圧室６８との間での伸縮を可能とするリンク機構を有する。ロボットアーム６６は、エアロック室６２に搬入された基板ホルダ２０４を真空吸着する。ロボットアーム６６は、真空吸着した一対の基板ホルダ２０４を、重ね合わされた一対の基板２００とともに加圧室６８のいずれか、または、中継ポート７０へと搬送する。ロボットアーム６６は、基板ホルダ２０４を真空吸着して、加圧室６８によって貼り合わされた重ね合わせ基板２０２とともに、加圧室６８からエアロック室６２へと搬送する。また、ロボットアーム６６は、加圧室７６によって貼り合わされた重ね合わせ基板２０２を基板ホルダ２０４とともに真空吸着して、中継ポート７０からエアロック室６２へと搬送する。

４個の加圧室６８によって加圧部６９が形成される。加圧室６８は、下加圧ステージ９０と、上加圧ステージ９２とを備える。下加圧ステージ９０及び上加圧ステージ９２は、一対の基板ホルダ２０４に保持された一対の基板２００を上下方向から加圧して貼り合わせる。これにより、基板２００と基板２００とが接合されて重ね合わせ基板２０２となる。尚、加圧室６８は、一対の基板２００を加熱しつつ、加圧してもよい。

中継ポート７０は、調整部及び連結部の一例である。中継ポート７０は、基板ホルダ２０４及び基板２００の搬送経路上であって、ロボットアーム６６とロボットアーム７４との間に配置されている。中継ポート７０は、前ロボット室６４と後ロボット室７２とを連結する。中継ポート７０は、前ロボット室６４側のシャッタ９６と、後ロボット室７２側のシャッタ９７と、回転テーブル９８とを有する。シャッタ９６、９７は、何れか一方のみが開状態となる。これにより、中継ポート７０は、前ロボット室６４と後ロボット室７２とを遮断しつつ、前ロボット室６４と後ロボット室７２との間で基板２００及び基板ホルダ２０４の搬送を可能にする。回転テーブル９８は、回転部の一例である。回転テーブル９８には、基板２００を保持する基板ホルダ２０４が仮置きされる。回転テーブル９８は、鉛直軸の周りに回転する。これにより、回転テーブル９８は、ロボットアーム６６からロボットアーム７４に基板２００及び基板ホルダ２０４が受け渡される前に、仮置きされた基板ホルダ２０４の向きに応じて、基板ホルダ２０４を鉛直軸の周りに回転させて、基板ホルダ２０４の向きを調整する。また、回転テーブル９８は、仮置きされた基板ホルダ２０４の向きに対するロボットアーム７４の搬送方向の角度に応じて基板ホルダ２０４の向きを調整する。例えば、回転テーブル９８は、基板ホルダ２０４を、鉛直軸の周りに１８０度回転させる。

ロボットアーム７４は、基板ホルダ２０４を保持する吸着爪を有し、回転テーブル９８は、基板ホルダ２０４を吸着爪で保持したときの吸着爪に対する基板ホルダ２０４の向きに応じて基板ホルダ２０４の向きを調整する。回転テーブル９８は、ロボットアーム６６からロボットアーム７４に基板ホルダ２０４を受け渡すための受け渡しポートであり、回転テーブル９８に載置されたときの基板ホルダ２０４の向きに対する回転テーブル９８からのロボットアーム７４による搬出方向の角度に応じて基板ホルダ２０４の向きを調整する。例えば、ロボットアーム７４が、＋Ｙ方向に平行に移動して、Ｙ方向に平行な吸着爪によって基板ホルダ２０４を保持する場合、回転テーブル９８は、基板ホルダ２０４を１８０度回転させる。また、加圧部６９が、加圧部７７のＸ側に配置されている場合、ロボットアーム７４が、＋Ｘ方向に平行に移動して、Ｘ方向に平行な吸着爪によって基板ホルダ２０４を保持する場合、回転テーブル９８は、基板ホルダ２０４を９０度回転させる。

後ロボット室７２、ロボットアーム７４及び加圧室７６は、それぞれ前ロボット室６４、ロボットアーム６６、加圧室６８と略同様の構成である。後ロボット室７２は、中継ポート７０を挟み前ロボット室６４と反対側に配置されている。ロボットアーム７４は、第二の搬送部及び搬送アームの一例である。ロボットアーム７４は、後ロボット室７２の内部に配置されている。４個の加圧室７６によって加圧部７７が形成される。加圧室７６は、後ロボット室７２に設けられている。加圧室７６は、下加圧ステージ１００と、上加圧ステージ１０２とを備える。

制御部１６は、基板貼り合わせ装置１０の制御全般を司る。例えば、制御部１６は、ロボットアーム２４、２８、６６、７４の移動及び吸着等を制御する。

次に、上述した基板貼り合わせ装置１０による基板２００の貼り合わせ工程について説明する。

まず、ロボットアーム２４が、基板カセット２２から基板２００をプリアライナ２６のターンテーブル４０へと搬送する。プリアライナ２６は、ターンテーブル４０によって基板２００の方向を合わせた後、ホルダテーブル４２に載置されている基板ホルダ２０４へと基板２００を搬送する。これにより、基板ホルダ２０４は、基板２００を静電吸着する。

ロボットアーム２８は、基板２００を静電吸着する基板ホルダ２０４をプリアライナ２６から搬入部３０へと搬送する。アライナ３４では、ロボットアーム５０が、固定ステージ５２に基板ホルダ２０４及び基板２００を反転させて搬送する。固定ステージ５２は、基板ホルダ２０４を上にして、基板ホルダ２０４及び基板２００を吸着して保持する。

同様の動作によって、搬入部３０に搬送された次の基板ホルダ２０４及び基板２００を、ロボットアーム５０が、移動ステージ５４へと搬送する。移動ステージ５４は、基板ホルダ２０４及び基板２００を吸着して保持する。移動ステージ５４は、自己の保持する基板２００と、固定ステージ５２が保持する基板２００とを位置合わせする。その後、移動ステージ５４は上昇して、基板２００と基板２００とを接触させる。これにより、一方の基板ホルダ２０４が他方の基板ホルダ２０４を吸着して、一対の基板ホルダ２０４が、一対の基板２００を保持する。

次に、ロボットアーム５０が、一対の基板ホルダ２０４及び一対の基板２００を移動ステージ５４から搬出部３２へと搬送する。ロボットアーム２８は、搬出部３２から基板ホルダ２０４及び基板２００を搬出して、貼り合わせ部１４のエアロック室６２へと搬送する。

ロボットアーム６６は、エアロック室６２の基板ホルダ２０４及び基板２００をいずれかの加圧室６８または中継ポート７０の回転テーブル９８へと搬送する。加圧室６８は、搬送された基板ホルダ２０４及び基板２００を加圧する。これにより、一対の基板２００が、互いに貼り合わされて重ね合わせ基板２０２となる。この後、ロボットアーム６６が、基板ホルダ２０４及び重ね合わせ基板２０２をエアロック室６２へと搬送する。

一方、回転テーブル９８に搬送された一対の基板ホルダ２０４及び一対の基板２００は、１８０度回転される。その後、一対の基板ホルダ２０４及び一対の基板２００は、ロボットアーム７４によって、いずれかの加圧室７６に搬送される。加圧室７６は、一対の基板２００を加圧する。これにより、一対の基板２００が貼り合わされて重ね合わせ基板２０２となる。この後、ロボットアーム７４、６６が、一対の基板ホルダ２０４及び重ね合わせ基板２０２をエアロック室６２へと搬送する。

この後、ロボットアーム２８が、基板ホルダ２０４及び重ね合わせ基板２０２をプリアライナ２６へと搬送する。プリアライナ２６が、基板ホルダ２０４と重ね合わせ基板２０２とを分解した後、ロボットアーム２４が、重ね合わせ基板２０２を基板カセット２２へと搬出する。

図２は、一対の基板ホルダ２０４のうち上基板ホルダ２１０を上方から見た斜視図である。図３は、上基板ホルダ２１０を下方から見た斜視図である。

図２及び図３に示すように、上基板ホルダ２１０は、上ホルダ本体２１２と、４個の被吸着部２１４と、一対の上静電パッド２１６、２１６と、２個の上面受給端子２１８と、２個の下面受給端子２２０とを有する。

上ホルダ本体２１２は、基板２００よりも一回り大きい円板形状に形成されている。上ホルダ本体２１２の下面の中央部には、基板２００が載置される上載置面２２２が形成されている。上載置面２２２は、外周よりも下に突出して形成されている。上載置面２２２は、基板２００と略同じ円形状に形成されている。

被吸着部２１４は、上ホルダ本体２１２の下面に配置されている。被吸着部２１４は、上載置面２２２よりも外側に配置されている。４個の被吸着部２１４は、上ホルダ本体２１２の中心の周りに９０°間隔で４個所に配置されている。被吸着部２１４は、磁石に吸着される材料、例えば、強磁性材料を含む。

一対の上静電パッド２１６は、上ホルダ本体２１２の内部であって、上載置面２２２に対応する領域に埋め込まれている。各上静電パッド２１６は、略半円形状に形成されている。一方の上静電パッド２１６は、上載置面２２２の中心を挟み、他方の上静電パッド２１６の反対側に配置されている。

２個の上面受給端子２１８は、上ホルダ本体２１２の上面に設けられている。２個の上面受給端子２１８は、上載置面２２２よりも外側に配置されている。一方の上面受給端子２１８は、一方の上静電パッド２１６と電気的に接続されている。他方の上面受給端子２１８は、他方の上静電パッド２１６と接続されている。上面受給端子２１８は、保持力の一例である上静電パッド２１６への静電力の供給を外部から受けて、上静電パッド２１６へと伝達する。ここでいう外部とは、エアロック室６２、中継ポート７０及びロボットアーム６６、７４等である。例えば、一方の上静電パッド２１６に接続される上面受給端子２１８には、他方の上静電パッド２１６に接続される上面受給端子２１８よりも高い電圧が印加される。これにより、一方の上静電パッド２１６の電圧が、他方の上静電パッド２１６の電圧よりも高くなり、上静電パッド２１６と対向するように上載置面２２２に載置された基板２００が静電吸着される。

２個の下面受給端子２２０は、上ホルダ本体２１２の下面に設けられている。２個の下面受給端子２２０は、平面視において、２個の上面受給端子２１８のいずれかと同じ場所に配置されている。一方の下面受給端子２２０は、一方の上静電パッド２１６と電気的に接続されている。他方の下面受給端子２２０は、他方の上静電パッド２１６と電気的に接続されている。下面受給端子２２０は、上静電パッド２１６への静電力の供給を外部から受けて、上静電パッド２１６へと伝達する。ここでいう外部とは、エアロック室６２、中継ポート７０及びロボットアーム６６、７４等である。例えば、一方の上静電パッド２１６に接続される下面受給端子２２０には、他方の上静電パッド２１６に接続される下面受給端子２２０よりも高い電圧が印加される。これにより、基板２００と上静電パッド２１６との間に静電力が作用して、基板２００が、上静電パッド２１６によって静電吸着される。

図４は、一対の基板ホルダ２０４のうち下基板ホルダ２３０を上方から見た斜視図である。図５は、下基板ホルダ２３０を下方から見た斜視図である。

図４及び図５に示すように、下基板ホルダ２３０は、下ホルダ本体２３２と、４個の吸着部２３４と、一対の下静電パッド２３６、２３６と、２個の外受給端子２３８とを有する。

下ホルダ本体２３２は、載置部の一例である。下ホルダ本体２３２は、基板２００よりも一回り大きい円板形状であって、上ホルダ本体２１２と略同形状に形成されている。下ホルダ本体２３２の上面の中央部には、基板２００が載置される下載置面２４２が形成されている。下載置面２４２は、外周よりも上に突出して形成されている。下載置面２４２は、基板２００と略同じ円形状に形成されている。下ホルダ本体２３２の外周には、２個の凹部２３３が形成されている。凹部２３３の外周側は、開口されている。凹部２３３は、下ホルダ本体２３２を上下方向に貫通している。上基板ホルダ２１０及び下基板ホルダ２３０が基板２００を挟んだ状態において、凹部２３３は、下面受給端子２２０の下方に配置される。従って、上基板ホルダ２１０の下面受給端子２２０は、下基板ホルダ２３０によって覆われることなく、凹部２３３によって露出される。

吸着部２３４は、下ホルダ本体２３２の上面に設けられている。吸着部２３４は、下載置面２４２よりも外側に配置されている。４個の吸着部２３４は、下ホルダ本体２３２の中心の周りに９０°間隔で４個所に配置されている。従って、４個の吸着部２３４は、被吸着部２１４のいずれかと対向する位置に配置されている。吸着部２３４は、被吸着部２１４を吸着可能な永久磁石を含む。吸着部２３４が被吸着部２１４を吸着することにより、上基板ホルダ２１０及び下基板ホルダ２３０が、一対の基板２００を挟み保持する。

一対の下静電パッド２３６は、保持部の一例である。一対の下静電パッド２３６は、下ホルダ本体２３２の内部であって、下載置面２４２に対応する領域に埋め込まれている。各下静電パッド２３６は、略半円形状に形成されている。一方の下静電パッド２３６は、下載置面２４２の中心を挟み、他方の下静電パッド２３６の反対側に配置されている。

２個の外受給端子２３８は、受給部の一例である。２個の外受給端子２３８は、下ホルダ本体２３２の下面に設けられている。２個の外受給端子２３８は、下載置面２４２よりも外側に配置されている。２個の外受給端子２３８は、下基板ホルダ２３０と上基板ホルダ２１０とで基板２００を挟んだ状態では、上面受給端子２１８及び下面受給端子２２０と異なる位置に配置されている。各外受給端子２３８は、下ホルダ本体２３２の中心から同じ距離に配置されている。即ち、２個の外受給端子２３８は、下載置面２４２の垂直軸の周りの複数の回転位置に配置されている。２個の外受給端子２３８は、一方の下静電パッド２３６と電気的に接続されている。残りの２個の外受給端子２３８は、他方の下静電パッド２３６に接続されている。

外受給端子２３８は、下静電パッド２３６への静電力の供給を外部から受けて、下静電パッド２３６へと伝達する。ここでいう外部とは、エアロック室６２、中継ポート７０及びロボットアーム６６、７４等である。例えば、一方の下静電パッド２３６と接続される外受給端子２３８には、他方の下静電パッド２３６と接続される外受給端子２３８よりも高い電圧が給電される。これにより、下静電パッド２３６が、基板２００を下載置面２４２に静電吸着して保持する。

図６は、貼り合わせ部１４を説明する概略の平面図である。図６に示すように、各加圧室６８の下加圧ステージ９０は、供給部の一例である二対の接続部９４を有する。各下加圧ステージ９０の外側及び内側の各対の接続部９４を結ぶ直線の垂線は、前ロボット室６４の中心Ｃ１であって、ロボットアーム６６の回転軸で交差する。各対の接続部９４の垂線間の角度は、６０度または１２０度である。各加圧室７６の下加圧ステージ１００も、接続部９４と同様の構成を有し、接続部の一例である一対の接続部１０４を有する。接続部１０４と中心Ｃ２の位置関係は、接続部９４と中心Ｃ１の位置関係と同様である。

エアロック室６２の載置台８４は、二対の接続部８８を有する。一方の一対の接続部８８の間隔は、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８の間隔と等しい。一対の接続部８８は、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８に接続されて電圧を印加する。他方の一対の接続部８８の間隔は、上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０の間隔と等しい。一対の接続部８８は、上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０に接続されて電圧を印加する。接続部８８は、載置台８４の中心の＋Ｙ側に配置されている。

中継ポート７０の回転テーブル９８は、二対の接続部９９を有する。一方の一対の接続部９９の間隔は、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８の間隔と等しい。一対の接続部９９は、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８に接続されて電圧を印加する。他方の一対の接続部９９の間隔は、上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０の間隔と等しい。一対の接続部９９は、上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０に接続されて電圧を印加する。接続部９９は、回転テーブル９８の回転に伴って、回転テーブル９８の中心の周りを回転する。接続部９９は、ロボットアーム６６との下基板ホルダ２３０の受け渡しにおいて、回転テーブル９８の中心の−Ｙ側に配置される。接続部９９は、ロボットアーム７４との下基板ホルダ２３０の受け渡しにおいて、回転テーブル９８の中心の＋Ｙ側に配置される。従って、接続部９９は、ロボットアーム６６との下基板ホルダ２３０の受け渡しと、ロボットアーム７４との下基板ホルダ２３０の受け渡しとで、回転テーブル９８の中心の周りを１８０度回転する。

ロボットアーム６６は、二対の接続部６７を有する吸着爪６５を備える。一方の一対の接続部６７の間隔は、一対の外受給端子２３８の間隔と等しい。他方の一対の接続部６７の間隔は、一対の下面受給端子２２０の間隔と等しい。ロボットアーム７４は、一対の接続部７５を有する吸着爪７３を備える。一対の接続部７５の間隔は、一対の外受給端子２３８の間隔と等しい。

図７〜図１３は、貼り合わせ部１４における基板２００の搬送を説明する概略の平面図である。尚、図７〜図１３において、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８を三角で示すとともに、上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０を四角で示す。下基板ホルダ２３０に載置される一対の基板２００と、上加圧ステージ９２、１０２は、図７〜図１３においては省略する。

図７に示すように、下基板ホルダ２３０がエアロック室６２に搬送される。この状態では、下基板ホルダ２３０の一対の外受給端子２３８及び上基板ホルダ２１０の一対の下面受給端子２２０が、載置台８４の接続部８８と接触する。これにより、電圧が、接続部８８を介して、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０に印加される。この結果、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６が、基板２００を静電吸着する。

次に、図８に示すように、ロボットアーム６６が、下基板ホルダ２３０の下方へ吸着爪６５を挿入して、下基板ホルダ２３０を真空吸着する。この状態では、ロボットアーム６６の接続部６７は、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０と接触して、電圧を印加する。これにより、載置台８４の接続部８８からの電圧印加が停止しても、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６は、基板２００の静電吸着状態を継続する。

次に、ロボットアーム６６は、前ロボット室６４に連結された加圧室６８のいずれか、または、中継ポート７０に下基板ホルダ２３０を搬送する。例えば、図９に示すように、ロボットアーム６６は、中心Ｃ１の左回りに６０度回転して、紙面右下の加圧室６８に下基板ホルダ２３０を搬送する。外受給端子２３８及び下面受給端子２２０は、加圧室６８の接続部９４と接触するように下加圧ステージ９０に載置される。この状態では、電圧が、接続部９４を介して、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０に印加される。これにより、ロボットアーム６６の接続部６７からの電圧印加が停止しても、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６が、基板２００を静電吸着する。

一方、図１０に示すように、ロボットアーム６６が、下基板ホルダ２３０を中継ポート７０へと搬送する場合、ロボットアーム６６は、中心Ｃ１の周りに１８０度回転する。これにより、下基板ホルダ２３０は、エアロック室６２に載置された状態から鉛直軸の周りに１８０度回転する。ここで、回転テーブル９８の接続部９９は、回転テーブル９８の中心の＋Ｙ側に配置されている。これにより、１８０度回転された外受給端子２３８及び下面受給端子２２０を回転テーブル９８の接続部９９上に配置することができる。この結果、電圧が接続部９９を介して、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０に印加されるので、ロボットアーム６６の接続部６７からの電圧印加が停止しても、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６が、基板２００を静電吸着する。

次に、図１１に示すように、回転テーブル９８が、自己の中心を通る鉛直軸の周りに、接続部９９とともに１８０度回転する。これにより、下基板ホルダ２３０が、自己の中心の周りに１８０度回転して、載置台８４に載置された状態と同じ向きになる。

次に、図１２に示すように、ロボットアーム７４が、下基板ホルダ２３０の下方へ吸着爪７３を挿入して、下基板ホルダ２３０を真空吸着する。この状態では、ロボットアーム７４の接続部７５は、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０と接触して、電圧を印加する。これにより、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６は、基板２００を静電吸着する。

この後、ロボットアーム７４は、後ロボット室７２に連結された加圧室７６のいずれかに基板２００を搬送する。例えば、図１３に示すように、ロボットアーム７４は、中心Ｃ２の右回りに６０度回転して、紙面右下の加圧室７６へと基板２００を搬送する。ここで、下基板ホルダ２３０は、回転テーブル９８によって１８０度回転されているので、加圧室７６の接続部１０４は、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０と接続される。これにより、電圧が、接続部１０４を介して、外受給端子２３８及び下面受給端子２２０に印加されて、下静電パッド２３６及び上静電パッド２１６が、基板２００を静電吸着する。

この後、ロボットアーム７４が、下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０を回転テーブル９８に搬送する。回転テーブル９８が下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０を鉛直軸の周りに１８０度回転させた後、ロボットアーム６６は、下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０を載置台８４へと搬送する。

上述したように、基板貼り合わせ装置１０は、ロボットアーム６６とロボットアーム７４とが基板２００を受け渡す中継ポート７０に、基板２００の向きを調整する回転テーブル９８を設けている。これにより、ロボットアーム６６が、載置台８４から１８０度回転させた状態で回転テーブル９８に搬送した下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０を、回転テーブル９８が１８０度回転させて向きを戻した状態で、ロボットアーム７４が受け取ることができる。従って、加圧室６８と加圧室７６とが同じ向きに配置されていても、加圧室６８、７６に対する下基板ホルダ２３０の向きを、搬送中の回転に因らず、同じ向きにすることができる。この結果、下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０の外受給端子２３８及び下面受給端子２２０は、加圧室６８、７６の接続部９４、１０４と接続されて、電圧の印加を受けることができる。

図１４は、変更したロボットアームの実施形態を説明する図である。本実施形態では、上基板ホルダ及び基板を省略する。本実施形態は、前ロボット室６４に配置されるロボットアームの変形例である。図１４に示すように、ロボットアーム１６６は、デュアルアームの搬送ロボットの一例である。ロボットアーム１６６は、一対のアーム部１６１、１６１と、一対の回動軸１６３、１６３と、一対の吸着爪１６５、１６５とを備える。一方のアーム部１６１は、Ｘ方向において、前ロボット室６４の中心を挟み他方のアーム部１６１と反対側に配置されている。一方のアーム部１６１と他方のアーム部１６１は、前ロボット室６４の中心を通りＹ方向に平行な対称軸に関して、線対称の関係で配置されている。各アーム部１６１は、外受給端子２３８に電圧を印加する接続部１７５を有する。アーム部１６１は、ジョイント部１５１の前後で前アーム部１５３と後アーム部１５５とに分割されている。前アーム部１５３の一端は回動軸１６３に連結され、他端はジョイント部１５１に連結されている。後アーム部１５５の一端はジョイント部１５１に連結され、他端は吸着爪１６５を保持する。前アーム部１５３は、前ロボット室６４に固定された回動軸１６３の周りに回動する。ジョイント部１５１は、後アーム部１５５を前アーム部１５３に対して回動可能に支持する。これにより、後アーム部１５５は、前アーム部１５３とは個別に回動できる。

図１５は、ロボットアーム１６６の動作を説明する図である。まず、図１４に示すように、ロボットアーム１６６が、載置台８４に載置された下基板ホルダ２３０を真空吸着する。この状態では、一対の接続部１７５が、下基板ホルダ２３０の外受給端子２３８と接触して、電圧を印加する。

次に、図１５に示すように、前アーム部１５３が回動軸の周りを回動しつつ、後アーム部１５５がジョイント部１５１の周りに回動する。ここで、一方のアーム部１６１の前アーム部１５３及び後アーム部１５５の回動を、他方のアーム部１６１の前アーム部１５３及び後アーム部１５５の回動と向きを逆にして、回動量を等しくする。これにより、下基板ホルダ２３０が、鉛直軸の周りに回転することなく、向きを維持しつつ、Ｙ方向に沿って移動する。この結果、ロボットアーム１６６は、下基板ホルダ２３０を鉛直軸の周りに回転させることなく、エアロック室６２と中継ポート７０との間で搬送できる。尚、ロボットアーム１６６が、加圧室６８のいずれかに下基板ホルダ２３０を搬送する場合、一方のアーム部１６１と他方のアーム部１６１とに異なる回動をさせることによって実現できる。

図１６及び図１７は、変更したロボットアームの実施形態を説明する図である。本実施形態は、後ロボット室７２に配置されるロボットアームの変形例である。図１６に示すように、本実施形態では、ロボットアーム２７４が、調整部及び回転部の一例である。ロボットアーム２７４は、アーム部２７７に対して、回転部の一例である吸着爪７３を回動可能に支持する回動軸２７１を有する。これにより、図１７に示すように、アーム部２７７が、後ロボット室７２の中心Ｃ２の周りで回動しつつ、吸着爪７３が回動軸２７１の周りに回動する。この結果、ロボットアーム６６からロボットアーム２７４に下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０が受け渡された後、ロボットアーム２７４は下基板ホルダ２３０及び上基板ホルダ２１０の向きを調整する。

ロボットアーム２７４が、中継ポート７０から加圧室７６に下基板ホルダ２３０を搬送する動作について説明する。図１６に示すように、載置台８４に搬送された状態から１８０度回転された状態で、中継ポート７０に搬送された下基板ホルダ２３０をロボットアーム２７４が吸着する。次に、図１７に示すように、アーム部２７７が、搬送予定の加圧室６８の方向に合わせて、中心Ｃ２の周りを回動する。また、吸着爪７３が、下基板ホルダ２３０の外受給端子２３８が加圧室６８の接続部１０４に接触可能となるように、回動軸２７１の周りに回動する。これにより、加圧室６８に搬送された下基板ホルダ２３０の外受給端子２３８が、接続部１０４から電圧を印加されて、下基板ホルダ２３０が基板２００を吸着する。尚、ロボットアーム２７４と同様の構成のロボットアームを前ロボット室６４に配置してもよい。

また、別の変更形態として、中継ポート７０が、複数の加圧部のうち基板ホルダ２０４が搬入される加圧室６８、７６を識別し、識別した加圧室６８、７６に対応した基板ホルダ２０４の回転量を示す情報を受け、当該情報に基づいて基板ホルダ２０４の向きを調整するようにしてもよい。

また、基板ホルダ２０４が、静電力によって基板２００を保持する例を示したが、基板ホルダ２０４が真空吸着等により基板２００を保持するように構成してもよい。

上述の実施形態における各構成の形状、配置、個数は適宜変更してよい。例えば、加圧室６８、７６の個数は、適宜変更である。加圧室６８、７６の配置は、直列、並列、その他の配置の組合せであってもよい。上述の実施形態では、２個の加圧部６９、７７を直列に連結する例を示したが、３個以上の加圧部６９、７７を直列または並列に連結してもよい。

以上、本発明を実施の形態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。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。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 基板貼り合わせ装置、 １２ 前処理部、 １４ 貼り合わせ部、 １６ 制御部、 ２０ 前枠体、 ２２ 基板カセット、 ２４ ロボットアーム、 ２６ プリアライナ、 ２８ ロボットアーム、 ３０ 搬入部、 ３２ 搬出部、 ３４ アライナ、 ４０ ターンテーブル、 ４２ ホルダテーブル、 ５０ ロボットアーム、 ５２ 固定ステージ、 ５４ 移動ステージ、 ６０ 後枠体、 ６２ エアロック室、 ６４ 前ロボット室、 ６５ 吸着爪、 ６６ ロボットアーム、 ６７ 接続部、 ６８ 加圧室、 ６９ 加圧部、 ７０ 中継ポート、 ７２ 後ロボット室、 ７３ 吸着爪、 ７４ ロボットアーム、 ７５ 接続部、 ７６ 加圧室、 ７７ 加圧部、 ８０ シャッタ、 ８２ シャッタ、 ８４ 載置台、 ８８ 接続部、 ９０ 下加圧ステージ、 ９２ 上加圧ステージ、 ９４ 接続部、 ９６ シャッタ、 ９７ シャッタ、 ９８ 回転テーブル、 ９９ 接続部、 １００ 下加圧ステージ、 １０２ 上加圧ステージ、 １０４ 接続部、 １５１ ジョイント部、 １５３ 前アーム部、 １５５ 後アーム部、 １６１ アーム部、 １６３ 回動軸、 １６５ 吸着爪、 １６６ ロボットアーム、 １７５ 接続部、 ２００ 基板、 ２０２ 重ね合わせ基板、 ２０４ 基板ホルダ、 ２１０ 上基板ホルダ、 ２１２ 上ホルダ本体、 ２１４ 被吸着部、 ２１６ 上静電パッド、 ２１８ 上面受給端子、 ２２０ 下面受給端子、 ２２２ 上載置面、 ２３０ 下基板ホルダ、 ２３２ 下ホルダ本体、 ２３３ 凹部、 ２３４ 吸着部、 ２３６ 下静電パッド、 ２３８ 外受給端子、 ２４２ 下載置面、 ２７１ 回動軸、 ２７４ ロボットアーム、 ２７７ アーム部

Claims (9)

1. 複数の基板を接合する接合部と、
   基板を保持する基板保持部材を搬送する第一の搬送部と、
   前記第一の搬送部から前記基板保持部材を受け取る受け渡しポートと、
   前記受け渡しポートから受け取った前記基板保持部材を前記接合部に搬送する第二の搬送部と
   を備え、
   前記受け渡しポートは、
   前記受け渡しポートに載置されたときの前記基板保持部材の向きが予め定められた向きと異なる場合に、前記基板保持部材の向きを調整する調整部と
   少なくとも前記調整部による調整中に前記基板保持部材の受給部に前記基板の保持力を供給する供給部と、
   を有する基板貼り合わせ装置。
2. 前記調整部は、前記基板保持部材の搬送経路に配置される請求項１に記載の基板貼り合せ装置。
3. 前記調整部は、前記受け渡しポートに載置された前記基板保持部材の向きに対する前記受け渡しポートからの前記第二の搬送部による前記基板保持部材の搬出方向の角度に応じて前記基板保持部材の向きを調整する請求項１または２に記載の基板貼り合わせ装置。
4. 前記調整部は、前記基板保持部材を回転させる回転部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の基板貼り合せ装置。
5. 前記回転部は、前記回転部に載置された前記基板保持部材の向きに応じて前記基板保持部材の向きを調整する請求項４に記載の基板貼り合せ装置。
6. 複数の前記接合部を備え、
   前記調整部は、前記複数の接合部のうち前記基板保持部材が搬入される接合部を識別し、識別した前記接合部に対応した前記基板保持部材の回転量を示す情報を受け、前記情報に基づいて前記基板保持部材の向きを調整する請求項１から５のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
7. 前記接合部は、前記基板保持部材の前記受給部に前記保持力を供給する供給部を有し、前記基板保持部材の向きは、前記基板保持部材が前記接合部に搬入されたときに前記受給部が前記接合部の前記供給部に接続される向きである請求項１から６のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
8. 前記保持力は静電力であり、前記受給部は端子である請求項１から７のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
9. 前記第一の搬送部により前記基板保持部材が搬入される他の接合部をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。

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