JP6135113B2 - 基板貼合装置、基板貼合方法および基板貼合プログラム - Google Patents

Description

本発明は基板貼合装置、基板貼合方法および基板貼合プログラムに関する。

加工される基板は、搬送の過程で、アーム、昇降ピン、載置台等の間で受け渡される（特許文献１参照）。
［特許文献１］特開２０１０−２０５８８５号公報

基板貼合装置においては、受渡しによる衝撃で基板が位置ずれを生じる場合がある。

本発明の第一態様においては、複数の基板を貼り合せる基板貼合装置であって、複数の基板の少なくともいずれかを一方から他方へ受け渡す一対の受渡部を備え、一対の受渡部の一方により形成される受渡面が、一対の受渡部の他方により形成される受渡面に整合する基板貼合装置が提供される。

本発明の第二態様においては、複数の基板を貼り合せる基板貼合方法であって、一対の受渡部の一方から他方へ、複数の基板の少なくともいずれかを受け渡す場合に、一対の受渡部の一方により形成される受渡面を、一対の受渡部の他方により形成される受渡面に整合させる段階を含む基板貼合方法が提供される。

本発明の第三態様においては、複数の基板の貼り合せを基板貼合装置に実行させる基板貼合プログラムであって、一対の受渡部の一方から他方へ、複数の基板の少なくともいずれかを受け渡す場合に、一対の受渡部の一方により形成される受渡面を、一対の受渡部の他方により形成される受渡面に整合させるステップを含む基板貼合プログラムが提供される。

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。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

基板貼合装置１０の模式的平面図である。 基板２１０の斜視図である。 基板ホルダ２２０の斜視図である。 プリアライナ１４０の模式的断面図である。 プリアライナ１４０の模式的断面図である。 アライナ１５０の模式的断面図である。 アライナ１５０の模式的断面図である。 ロードロック３１０の模式的断面図である。 加熱加圧部３４０の模式的断面図である。 基板２１０の状態遷移を示す断面図である。 基板２１０の状態遷移を示す断面図である。 基板２１０の状態遷移を示す断面図である。 基板２１０の状態遷移を示す断面図である。 受渡制御部１１４の制御手順を示す流れ図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０への基板２１０の受渡し過程を示す図である。 フィンガ１６２を示す図である。 フィンガ１６２を示す図である。 受渡制御部１１４の制御手順を示す流れ図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 アライナ１５０からの基板２１０の受渡し過程を示す図である。 先端部４０１の断面図である。 先端部４０２の断面図である。

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、基板貼合装置１０の模式的平面図である。基板貼合装置１０は、大気環境部１００および真空環境部３００を備え、一対の基板２１０を貼り合わせて積層基板２３０を製造する。貼り合わされる基板２１０としては、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等を例示できる。また、貼り合わされる基板２１０は、それ自体が貼り合わせにより製造された積層構造を有する基板であってもよい。

基板貼合装置１０における大気環境部１００は、環境チャンバ１１０の内部に収容された搬送ロボット１３０、１６０、１８０、プリアライナ１４０、アライナ１５０、分離部１７０およびホルダラック１９０を有する。環境チャンバ１１０の内部は、清浄な雰囲気の温度、湿度等が管理されている。

環境チャンバ１１０の外側には、総合制御部１１２および基板カセット１２０が配される。総合制御部１１２は、受渡制御部１１４を含み、基板貼合装置１０全体の動作を制御する。受渡制御部１１４は、基板貼合装置１０の内部で搬送される基板２１０等の受け渡し動作を制御する。

基板カセット１２０は、貼り合わせられる基板２１０と、貼り合わせにより製造された積層基板２３０とを収容する。基板カセット１２０は、基板貼合装置１０から単独で取り外して、基板２１０または積層基板２３０を運搬する場合の容器として使用できる。

大気環境部１００において、プリアライナ１４０は、基板カセット１２０から取り出された基板２１０を、基板ホルダ２２０に保持させる。アライナ１５０は、互いに対向する固定ステージ１５１および移動ステージ１５２を有し、それぞれが基板ホルダ２２０に保持された一対の基板２１０を位置合わせして重ね合わせる。ホルダラック１９０は、使用していない基板ホルダ２２０を収容する。

分離部１７０は、基板２１０を貼り合わせて製造された積層基板２３０を基板ホルダ２２０から分離する。積層基板２３０から分離された基板ホルダ２２０は、ホルダラック１９０に格納して待機させてもよいし、プリアライナ１４０に搬送して次の基板２１０を保持させてもよい。

搬送ロボット１３０、１６０、１８０のそれぞれは、フィンガ１３２、１６２、１８２と、アーム１３４、１６４、１８４とを有する。フィンガ１３２、１６２、１８２は、基板２１０、基板ホルダ２２０および積層基板２３０のうちの少なくともひとつを保持する。アーム１３４、１６４、１８４は、フィンガ１３２、１６２、１８２を支持して移動させる。

基板カセット１２０の直近に配され、プリアライナ１４０、アライナ１５０およびホルダラック１９０に包囲された搬送ロボット１３０は、プリアライナ１４０に、基板ホルダ２２０および基板２１０を順次搬入する。また、搬送ロボット１３０は、プリアライナ１４０において基板２１０を保持した基板ホルダ２２０をアライナ１５０に搬入する。更に、搬送ロボット１３０は、分離部１７０において基板ホルダ２２０から分離された積層基板２３０を基板カセット１２０に搬入する。

アライナ１５０に対して搬送ロボット１３０と反対側に配された搬送ロボット１６０は、アライナ１５０において基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を重ね合わせることにより形成された積層体２０１を、真空環境部３００に搬送する。また、搬送ロボット１６０は、真空環境部３００において処理された積層体２０１を、再び大気環境部１００に搬出する。

アライナ１５０の図中側部に沿って配された搬送ロボット１８０は、搬送ロボット１６０により搬出された積層体２０１から分離部１７０において分離された基板ホルダ２２０および積層基板２３０を、基板カセット１２０側に向かって搬送する。

基板貼合装置１０における真空環境部３００は、ロードロック３１０、ロボットチャンバ３２０、加熱加圧部３４０および冷却室３６０を有する。ロードロック３１０は、大気環境部１００における環境チャンバ１１０の内部と、真空環境部３００のロボットチャンバ３２０の内部とを連通させる。

ロードロック３１０と環境チャンバ１１０の間は、開閉できるアクセスドア３１２により気密に遮断できる。また、ロードロック３１０とロボットチャンバ３２０との間は、開閉できるゲートバルブ３１４により気密に遮断できる。これにより、ロードロック３１０は、大気環境と真空環境とをそれぞれ破ることなく、環境チャンバ１１０と真空環境部３００を連通させることができる。

ロボットチャンバ３２０は、個別に制御される一対の搬送ロボット３３０、３５０を有する。搬送ロボット３３０、３５０の各々は、積層体２０１を保持するフィンガ３３２、３５２と、フィンガ３３２、３５２を支持すると共に移動させるアーム３３４、３５４とを有する。

複数の加熱加圧部３４０と単一の冷却室３６０は、それぞれが断熱容器３４９、３６９を有して、個別にロボットチャンバ３２０に連通する。加熱加圧部３４０および冷却室３６０の各々とロボットチャンバ３２０との間は、開閉できるゲートバルブ３４２、３６２により気密に遮断できる。これにより、加熱加圧部３４０および冷却室３６０は、個別の温度環境を独立して維持できる。

加熱加圧部３４０は、搬入された積層体２０１を加熱すると共に加圧する。これにより、積層体２０１において重ね合わされていた基板２１０は、互いに貼り合わされて単一の積層基板２３０となる。なお、加熱加圧部３４０は、加熱加圧後の積層体２０１をある程度冷却する機能を有してもよい。これにより、加熱加圧部３４０から搬出される積層体２０１と、加熱加圧部３４０に搬入される積層体２０１とのそれぞれ生じる温度変化を抑制できる。

冷却室３６０は、加熱加圧部３４０から搬出された積層体２０１の温度を、大気環境部１００の環境温度と略等しい温度まで冷却する。これにより、大気環境部１００の熱負荷の増加を防止すると共に、真空環境部３００から大気環境部１００に搬入された積層体２０１の温度変化を抑制できる。

真空環境部３００においては、搬送ロボット３３０、３５０の一方が加熱加圧部３４０のひとつから積層体２０１を搬出した場合に、搬送ロボット３３０、３５０の他方が、他の積層体２０１を当該加熱加圧部３４０に即座に搬入できる。これにより、加熱加圧部３４０の待機時間を短縮して、基板貼合装置１０のスループットを向上させることができる。

図２は、基板貼合装置１０において貼り合わせる一対の基板２１０の概念的な斜視図である。基板２１０の各々は、ノッチ２１４により一部が欠けた円板型の形状を有する。基板２１０の各々は、複数の素子領域２１６および複数のアライメントマーク２１８を有する。

ノッチ２１４は、基板２１０の結晶配向性等を示す指標として設けられる。よって、プリアライナ１４０においては、ノッチ２１４の位置を検出することにより、基板２１０に形成された素子領域２１６の方向を検知する。

素子領域２１６は、基板２１０の表面に周期的に配される。素子領域２１６の各々には、フォトリソグラフィ技術等により形成された半導体装置が実装される。また、素子領域２１６の各々には、基板２１０を他の基板２１０に貼り合わせる場合に接続端子となるパッド、バンプ等も含まれる。

基板２１０において、複数の素子領域２１６相互の間には、素子、回路等の機能的要素が配されていないブランク領域がある。ブランク領域には、基板２１０を素子領域２１６毎に切り分ける場合に切断するスクライブライン２１２が配される。

更に、スクライブライン２１２上には、貼り合わせる基板２１０を位置合わせする場合の指標となるアライメントマーク２１８が配される。スクライブライン２１２は、基板２１０を切断してダイにする過程で鋸代となって消滅するので、アライメントマーク２１８を設けることにより、基板２１０の実効的な面積が圧迫されることはない。

なお、図中では素子領域２１６およびアライメントマーク２１８を大きく描いているが、例えば直径３００ｍｍの基板２１０に形成される素子領域２１６の数は数百以上にも及ぶ場合がある。また、素子領域２１６に形成された配線パターン等をアライメントマーク２１８として利用する場合もある。

図３は、基板貼合装置１０の内部で一対の基板２１０を貼り合わせる場合に用いられる一組の基板ホルダ２２０の斜視図である。基板ホルダ２２０の各々は、アルミナセラミックス等の硬質材料で形成され、保持する基板２１０に接する円形の保持面２２７、２２８と、保持面２２７、２２８の径方向外側に延在する縁部２２１、２２２と有する。

基板ホルダ２２０の各々において、保持面２２７、２２８には、基板２１０を吸着する静電チャック２２５、２２６が埋設される。これにより、基板ホルダ２２０は、それぞれ基板２１０を吸着して保持する。

また、一組の基板ホルダ２２０において、一方は縁部２２１に配された磁石片２２３を有し、他方は縁部２２２に配された磁性体片２２４を有する。これにより、一組の基板ホルダ２２０は、間に基板２１０を挟んで、相互に結合された状態を自律的に維持できる。

図４は、プリアライナ１４０単独の模式的断面図である。プリアライナ１４０は、載置テーブル１４２、位置決めピン１４４、押上ピン１４５、１４７およびアクチュエータ１４６、１４８を有する。

載置テーブル１４２は、基板ホルダ２２０を水平に載置できる面積を有する水平な平坦面を形成する。位置決めピン１４４は、載置テーブル１４２の縁部近傍に固定される。基板ホルダ２２０を載置テーブル１４２に載置する場合、基板ホルダ２２０を位置決めピン１４４に押し当てることにより、基板ホルダ２２０を載置テーブル１４２上の予め定めた位置に載置できる。押上ピン１４５、１４７は、アクチュエータ１４６、１４８により駆動されて、載置テーブル１４２の表面に直交する方向に個別に昇降する。

搬送ロボット１３０は、受渡制御部１１４の制御の下に、基板ホルダ２２０等を下記のような手順でプリアライナ１４０に搬入する。まず、フィンガ１３２に搭載された基板ホルダ２２０が載置テーブル１４２の上方に到達すると、受渡制御部１１４は、アクチュエータ１４６、１４８により駆動させて押上ピン１４５、１４７を上昇させる。

これにより、押上ピン１４５、１４７の上端は、載置テーブル１４２から上方に突出し、やがて、基板ホルダ２２０の下面に当接する。こうして、フィンガ１３２は基板ホルダ２２０の支持から開放され、基板ホルダ２２０は押上ピン１４５、１４７に支持される。

このように、搬送ロボット１３０がプリアライナ１４０に基板ホルダ２２０を搬入する場合は、搬送ロボット１３０から押上ピン１４５、１４７への受け渡しと、押上ピン１４５から載置テーブル１４２への受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

なお、上記の受け渡し動作において、受渡制御部１１４は、押上ピン１４５、１４７の上昇と同時に、フィンガ１３２を下降させてもよい。また、受渡制御部１１４は、上端が載置テーブル１４２から上方に突出した状態で押上ピン１４５、１４７の上昇を停止させ、フィンガ１３２の下降により基板ホルダ２２０を押上ピン１４５、１４７に支持させてもよい。

いずれの場合も、搬送ロボット１３０により搬入された基板ホルダ２２０は、いったん押上ピン１４５、１４７に支持される。その後、受渡制御部１１４は、アクチュエータ１４６、１４８により押上ピン１４５、１４７を下降させる。これにより、押上ピン１４５、１４７は載置テーブル１４２の内部に格納され、基板ホルダ２２０は載置テーブル１４２の上面に載置される。このようにして、基板ホルダ２２０は、搬送ロボット１３０からプリアライナ１４０に受け渡される。

また、図４には一対の押上ピン１４５、１４７が図示されているが、押上ピン１４５、１４７は、基板２１０の周方向に３本以上配することが好ましい。これにより、押上ピン１４５、１４７を用いて基板２１０を安定に支持できる。

図５は、プリアライナ１４０の載置テーブル１４２に載置した基板ホルダ２２０に、更に基板２１０を搭載した状態を示す模式的断面図である。既に説明した通り、基板ホルダ２２０は、載置テーブル１４２の予め定められた位置に載置されている。

よって、当該基板ホルダ２２０に基板２１０を搭載することにより、搬送ロボット１３０の搬送精度で、基板２１０を基板ホルダ２２０に搭載できる。基板ホルダ２２０に搭載された基板２１０は、基板ホルダ２２０の静電チャック２２５、２２６を有効にすることにより、基板ホルダ２２０に保持させることができる。

基板２１０を保持した基板ホルダ２２０をプリアライナ１４０から搬出する場合、受渡制御部１１４は、まず、押上ピン１４５、１４７を上昇させて、基板ホルダ２２０を載置テーブル１４２から持ち上げる。これにより、搬送ロボット１３０のフィンガ１３２を基板ホルダ２２０の下に差し込むことができる。続いて、押上ピン１４５、１４７の下降およびフィンガ１３２の上昇の少なくとも一方の動作により、基板ホルダ２２０を搬送ロボット１３０に渡すことができる。

このように、搬送ロボット１３０がプリアライナ１４０から基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を搬出する場合も、載置テーブル１４２から押上ピン１４５、１４７への受け渡しと、押上ピン１４５、１４７から搬送ロボット１３０への受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

図６は、アライナ１５０の模式的縦断面図である。アライナ１５０は、枠体１５９と、枠体１５９の内側に配された固定ステージ１５１および移動ステージ１５２とを有する。

アライナ１５０において、固定ステージ１５１は、枠体１５９の天井面から、複数のロードセル２５９を介して下向きに固定される。ロードセル２５９は、固定ステージ１５１に対して下方から上方に向かってかかる負荷を検出する。固定ステージ１５１は、静電チャック、真空チャック等の吸着装置を有し、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を吸着して保持する。

また、アライナ１５０において、枠体１５９の天井面には、顕微鏡２５４が下向きに固定される。顕微鏡２５４は、下方に位置する移動ステージ１５２に保持された基板２１０のアライメントマーク２１８を観察できる。顕微鏡２５４と固定ステージ１５１との相対位置は変化しないので、顕微鏡２５４を用いて、固定ステージ１５１に保持された基板２１０と、移動ステージ１５２に保持された基板２１０との位置ずれを精度よく検出できる。

移動ステージ１５２は、粗動部２５１、微動部２５２および昇降部２５３を介して、枠体１５９の底面から支持される。

粗動部２５１は、枠体１５９の内側を、略幅いっぱいに高速に移動できる。これにより、粗動部２５１は、図中に矢印で示すＸ方向に移動ステージ１５２を移動させることができる。これにより、移動ステージ１５２は、上方が開放された位置と、固定ステージ１５１に対向する位置との間を移動する。

また、粗動部２５１は、図中に矢印で示すＹ方向にも移動ステージ１５２を移動させることができる。これにより、移動ステージ１５２に保持された基板２１０のアライメントマーク２１８が顕微鏡２５４の視野に入る位置まで、移動ステージ１５２を高速に移動させることができる。

アライナ１５０において、微動部２５２は、粗動部２５１に対して、移動ステージ１５２を、図中に矢印で示すＸ方向およびＹ方向に、制御精度よく移動させることができる。よって、顕微鏡２５４により検出した基板２１０の位置ずれを精度よく補償できる。

なお、移動ステージ１５２は、球面座を介して昇降部２５３から支持される。よって、移動ステージ１５２は、図中に矢印で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向への並進運動の他に、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の廻りに回転運動させることもできる。

なお、粗動部２５１には、押上ピン２５５、２５７が設けられる。押上ピン２５５、２５７は、アクチュエータ２５６、２５８により駆動されて個別に昇降する。上昇した押上ピン２５５、２５７の上端は、移動ステージ１５２を貫通して、移動ステージ１５２の上面から上方に突出する。

搬送ロボット１３０が、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を移動ステージ１５２に載置する場合、受渡制御部１１４の制御の下に押上ピン２５５、２５７が次のように動作する。フィンガ１３２に搭載された基板ホルダ２２０が載置テーブル１４２の上方に到達すると、受渡制御部１１４は、アクチュエータ２５６、２５８を動作させて押上ピン２５５、２５７を上昇させる。

これにより、押上ピン２５５、２５７の上端は、移動ステージ１５２から上方に突出し、やがて、基板ホルダ２２０の下面に当接する。フィンガ１３２は基板ホルダ２２０の支持から開放され、基板ホルダ２２０は押上ピン２５５、２５７により支持される。

このように、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を搬送ロボット１３０がアライナ１５０に搬入する場合は、搬送ロボット１３０から押上ピン２５５、２５７への受け渡しと、押上ピン２５５、２５７から移動ステージ１５２への受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

なお、上記の動作において、受渡制御部１１４は、押上ピン２５５、２５７の上昇と同時に、フィンガ１３２を下降させてもよい。また、受渡制御部１１４は、上端が移動ステージ１５２から上方に突出した状態で押上ピン２５５、２５７の上昇を停止させ、フィンガ１３２の下降により基板ホルダ２２０を押上ピン２５５、２５７に支持させてもよい。

いずれの場合も、搬送ロボット１３０により搬入された基板ホルダ２２０は、いったん押上ピン２５５、２５７に支持される。その後、受渡制御部１１４は、アクチュエータ２５６、２５８により押上ピン２５５、２５７を下降させる。

これにより、押上ピン２５５、２５７は移動ステージ１５２の内部に格納され、基板ホルダ２２０は移動ステージ１５２の上面に載置される。図示の例では、磁性体片２２４を有する基板ホルダ２２０が移動ステージ１５２に保持される。このようにして、基板ホルダ２２０は、搬送ロボット１３０からアライナ１５０に受け渡される。

なお、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を、下向きに固定された固定ステージ１５１に保持させる場合は、例えば、次の手順を実行する。基板ホルダ２２０は、フィンガ１３２を反転させることにより、下向きの保持面２２７に基板２１０を保持した状態で搬送ロボット１３０により移動ステージ１５２上に搬入される。受渡制御部１１４は、上昇させた押上ピン２５５、２５７の上端により基板ホルダ２２０の縁部２２１を支持させる。

更に、受渡制御部１１４は、上昇した押上ピン２５５、２５７が基板ホルダ２２０を支持し、基板ホルダ２２０および基板２１０が移動ステージ１５２の上面から浮いた状態を維持したまま粗動部２５１を動作させる。これにより、基板ホルダ２２０は、固定ステージ１５１の直下まで移動される。

次に、受渡制御部１１４は、押上ピン２５５、２５７を更に上昇させて、基板ホルダ２２０を固定ステージ１５１に当接させる。この状態で、固定ステージ１５１の吸着装置を動作させることにより、固定ステージ１５１は、下向きに基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を保持できる。図示の例では、磁石片２２３を有する基板ホルダ２２０が固定ステージ１５１に保持される。

なお、図６には一対の押上ピン２５５、２５７が図示されているが、押上ピン２５５、２５７は、基板２１０の周方向に３本以上配することが好ましい。これにより、押上ピン２５５、２５７を用いて基板２１０を安定に支持できる。

図７は、アライナ１５０の模式的断面図である。アライナ１５０において、昇降部２５３は、図中に矢印で示すＺ方向に移動ステージ１５２を昇降させる。これにより、移動ステージ１５２に保持された基板２１０を、固定ステージ１５１に保持された基板２１０に対して接近させて重ね合わせることができる。こうして、重ね合わされた一対の基板２１０を一対の基板ホルダ２２０で挟んだ積層体２０１が形成される。

積層体２０１は、移動ステージ１５２を下降させて固定ステージ１５１から離間させた上で搬送ロボット１６０に受け渡され、アライナ１５０から搬出される。この場合も、受渡制御部１１４は、まず、押上ピン２５５、２５７を上昇させて、積層体２０１を移動ステージ１５２から持ち上げる。

これにより、積層体２０１と移動ステージ１５２との間に搬送ロボット１６０のフィンガ１６２を差し込むことができる。続いて、押上ピン２５５、２５７の下降およびフィンガ１６２の上昇の少なくとも一方の動作により、積層体２０１を搬送ロボット１６０に渡すことができる。

このように、アライナ１５０から搬送ロボット１６０が積層体２０１を搬出する場合は、移動ステージ１５２から押上ピン２５５、２５７への受け渡しと、押上ピン２５５、２５７から搬送ロボット１６０への受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

図８は、ロードロック３１０の模式的断面図である。ロードロック３１０は、載置テーブル３１１、アクセスドア３１２、ゲートバルブ３１４、押上ピン３１５、３１７、アクチュエータ３１６、３１８および気密室３１９を有する。

ロードロック３１０において、載置テーブル３１１は、水平な平坦面を有し、積層体２０１を水平に載置できる面積を有する。押上ピン３１５、３１７は、アクチュエータ３１６、３１８により駆動され、載置テーブル３１１の表面に対して直角な方向に、個別に昇降する。上昇した押上ピン３１５、３１７の上端は、載置テーブル３１１の上面から上方に突出する。

気密室３１９は、個別に開閉するアクセスドア３１２およびゲートバルブ３１４を有して、載置テーブル３１１を内包する。気密室３１９は、アクセスドア３１２およびゲートバルブ３１４の両方を閉じた状態で、給排気路３１３を通じて排気または給気することにより、内部を真空環境にすることも大気環境にすることもできる。

気密室３１９の内部が大気環境の場合、ゲートバルブ３１４を閉じたままアクセスドア３１２を開くことにより、気密室３１９と大気環境部１００と連通させることができる。これにより、搬送ロボット１６０により、大気環境部１００の環境を維持したまま、気密室３１９に積層体２０１を搬入または搬出できる。

また、気密室３１９の内部が真空環境の場合、アクセスドア３１２を閉じたままゲートバルブ３１４を開くことにより、気密室３１９を真空環境部３００に連通させることができる。これにより、搬送ロボット３３０、３５０により、真空環境部３００の環境を維持したまま、真空環境部３００側から気密室３１９内に積層体２０１を搬入または搬出できる。

搬送ロボット１６０、３５０が載置テーブル３１１に積層体２０１を載置する場合、受渡制御部１１４の制御の下に押上ピン３１５、３１７が次のように動作する。フィンガ１６２、３５２に搭載された積層体２０１が載置テーブル３１１の上方に到達すると、受渡制御部１１４は、アクチュエータ３１６、３１８により押上ピン３１５、３１７を上昇させる。

これにより、押上ピン３１５、３１７の上端は、載置テーブル３１１から上方に突出して積層体２０１の下面に当接する。よって、フィンガ１６２、３５２は積層体２０１の支持から開放され、積層体２０１は押上ピン３１５、３１７に支持される。

なお、上記の動作において、受渡制御部１１４は、押上ピン３１５、３１７の上昇と同時に、フィンガ１６２、３５２を下降させてもよい。また、受渡制御部１１４は、上端が載置テーブル３１１から上方に突出した状態で押上ピン３１５、３１７の上昇を停止させ、フィンガ１６２、３５２の下降により積層体２０１を押上ピン３１５、３１７に支持させてもよい。

いずれの場合も、搬送ロボット１６０、３５０により搬入された積層体２０１は、いったん押上ピン３１５、３１７に支持される。その後、受渡制御部１１４は、アクチュエータ３１６、３１８により押上ピン３１５、３１７を下降させる。これにより、押上ピン３１５、３１７は載置テーブル３１１の内部に格納され、積層体２０１は載置テーブル３１１の上面に載置される。このようにして、積層体２０１は、搬送ロボット１６０、３５０からロードロック３１０に受け渡される。

また、積層体２０１をロードロック３１０から搬出する場合、受渡制御部１１４は、まず、押上ピン３１５、３１７を上昇させて、積層体２０１を載置テーブル３１１から持ち上げる。これにより、搬送ロボット１６０、３３０のフィンガ１６２、３３２を積層体２０１の下に差し込むことができる。続いて、押上ピン３１５、３１７の下降およびフィンガ１６２、３３２の上昇の少なくとも一方の動作により、積層体２０１を搬送ロボット１６０、３３０に渡すことができる。

このように、ロードロック３１０に積層体２０１を搬入または搬出する場合は、それぞれ、搬送ロボット１６０、３３０、３５０および押上ピン３１５、３１７の受け渡しと、押上ピン３１５、３１７および載置テーブル３１１の受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

なお、図８には一対の押上ピン３１５、３１７が図示されているが、押上ピン３１５、３１７は、積層体２０１の周方向に３本以上配することが好ましい。これにより、押上ピン３１５、３１７を用いて積層体２０１を安定に支持できる。

図９は、加熱加圧部３４０の模式的断面図である。加熱加圧部３４０は、加圧部３４１、ゲートバルブ３４２、一対の加熱モジュール３４３、押下装置３４４、押上ピン３４５、３４７、アクチュエータ３４６、３４８および断熱容器３４９を有する。

ロードロック３１０から搬送ロボット３３０により搬送された積層体２０１は、開いたゲートバルブ３４２から加熱加圧部３４０に搬入される。搬入された積層体２０１は、一対の加熱モジュール３４３の間に挟まれる。

加熱加圧部３４０において、積層体２０１に対して図中下側の加熱モジュール３４３は、断熱容器３４９の底部に対して固定され、積層体２０１を下方から支持する。また、図中上側の加熱モジュール３４３は、加圧部３４１により生じた押し下げ力を図中上面から積層体２０１に作用させる。

更に、一対の加熱モジュール３４３の各々は、ヒータコアを内蔵して、挟んだ積層体２０１を加熱する。これにより、積層体２０１は加熱下で加圧され、一対の基板ホルダ２２０の間に挟まれた状態で重ね合わされた基板２１０は、互いに貼り合わされて積層基板２３０となる。

加熱加圧部３４０において、図中上側の加熱モジュール３４３には押下装置３４４が内蔵される。押下装置３４４は、押下ピンの下端を上側の加熱モジュール３４３から下方に向かって突き出すことができる。これにより、加熱および加圧により上側の加熱モジュール３４３に貼り付いた積層体２０１を押し剥がすことができる。

また、図中下側の加熱モジュール３４３には押上ピン３４５、３４７およびアクチュエータ３４６、３４８が配される。押上ピン３４５、３４７は、アクチュエータ３４６、３４８により駆動されて個別に昇降する。上昇した押上ピン３４５、３４７の上端は、下側の加熱モジュール３４３上面から上方に突出する。

搬送ロボット３３０が加熱モジュール３４３に積層体２０１を載置する場合、受渡制御部１１４の制御の下に押上ピン３４５、３４７が次のように動作する。フィンガ３３２、に搭載された積層体２０１が加熱モジュール３４３の上方に到達すると、受渡制御部１１４は、アクチュエータ３４６、３４８により押上ピン３４５、３４７を上昇させる。

これにより、押上ピン３４５、３４７の上端は、加熱モジュール３４３から上方に突出して積層体２０１の下面に当接する。よって、フィンガ３３２は積層体２０１の支持から開放され、積層体２０１は押上ピン３４５、３４７に支持される。

上記の動作において、受渡制御部１１４は、押上ピン３４５、３４７の上昇と同時に、フィンガ３３２を下降させてもよい。また、受渡制御部１１４は、上端が加熱モジュール３４３から上方に突出した状態で押上ピン３４５、３４７の上昇を停止させ、フィンガ３３２の下降により積層体２０１を押上ピン３４５、３４７に支持させてもよい。

いずれの場合も、搬送ロボット３３０により搬入された積層体２０１は、いったん押上ピン３４５、３４７に支持される。その後、受渡制御部１１４は、アクチュエータ３４６、３４８により押上ピン３４５、３４７を下降させる。これにより、押上ピン３４５、３４７は加熱モジュール３４３の内部に格納され、積層体２０１は加熱モジュール３４３の上面に載置される。このようにして、積層体２０１は、搬送ロボット３３０から加熱加圧部３４０に受け渡される。

また、積層体２０１を加熱加圧部３４０から搬出する場合、受渡制御部１１４は、まず、押上ピン３４５、３４７を上昇させて、積層体２０１を加熱モジュール３４３から持ち上げる。これにより、搬送ロボット３５０のフィンガ３５２を積層体２０１の下に差し込むことができる。続いて、押上ピン３４５、３４７の下降およびフィンガ３５２の上昇の少なくとも一方の動作により、積層体２０１を搬送ロボット３５０に渡すことができる。

このように、加熱加圧部３４０に積層体２０１を搬入または搬出する場合は、それぞれ、搬送ロボット３３０、３５０および押上ピン３４５、３４７の受け渡しと、押上ピン３４５、３４７および加熱モジュール３４３の受け渡しとの、２組の受渡部が形成される。受渡制御部１１４は、２組の受渡部のそれぞれにおける受け渡しを制御する。

なお、図９には一対の押上ピン３４５、３４７が図示されているが、押上ピン３４５、３４７は、積層体２０１の周方向に３本以上配することが好ましい。これにより、押上ピン３４５、３４７を用いて積層体２０１を安定に支持できる。

また、真空環境部３００においては、冷却室３６０においても、搬送ロボット３３０、３５０と積層体２０１を受け渡しする受渡部が形成される。この受渡部における受け渡しも受渡制御部１１４の制御対象となる。

図１０、図１１、図１２および図１３は、基板貼合装置１０における基板２１０の積層基板２３０への変遷を、段階を追って示す図である。これらの図面を参照しつつ、基板貼合装置１０の動作を説明する。

図１０に示すように、貼り合わせる基板２１０の各々は、プリアライナ１４０において、１枚ずつ基板ホルダ２２０に搭載される。この段階では、基板２１０は、静電チャック２２５、２２６の静電力により基板ホルダ２２０に保持される。よって、基板２１０が基板ホルダ２２０に対して位置ずれを生じる可能性は低い。ただし、基板２１０は、基板ホルダ２２０に接着されているわけではないので、静電チャック２２５、２２６への給電が途切れた場合等には、基板２１０が位置ずれを生じる場合があり得る。

プリアライナ１４０において基板２１０を保持した基板ホルダ２２０は、搬送ロボット１３０によりアライナ１５０に搬入される。アライナ１５０においては、固定ステージ１５１に保持された基板ホルダ２２０と、移動ステージに保持された基板ホルダ２２０とが、図１１に示すように互いに対向する。これにより、貼り合わされる一対の基板２１０も互いに対向する。

引き続きアライナ１５０においては、一対の基板２１０が、位置合わせされた上で重ね合わされる。これにより、図１２に示すように、一対の基板２１０および一対の基板ホルダ２２０により積層体２０１が形成される。積層体２０１において、一対の基板ホルダ２２０は、互いに吸着する磁石片２２３および磁性体片２２４により結合され、重ね合わされた一対の基板２１０の相対位置を維持する。

アライナ１５０から搬出された段階の積層体２０１において、一対の基板２１０は重ね合わされているに過ぎず、貼り合わされてはいない。よって、積層体２０１が外部から衝撃を受けた場合に、一対の基板２１０が位置ずれを生じる場合がある。

これに対して、加熱加圧部３４０において加熱加圧された積層体２０１では、一対の基板２１０が相互に貼り合わされて積層基板２３０を形成する。よって、以降の過程で基板２１０が相互に位置ずれを生じることはない。積層基板２３０となった基板２１０は、図１３に示すように、分離部１７０において基板ホルダ２２０から分離され、基板カセット１２０に収納される。

なお、上記の例では、磁石片２２３を有する基板ホルダ２２０を上側に、磁性体片２２４を有する基板ホルダ２２０を下側に描いている。しかしながら、基板ホルダ２２０の配置はこれに限られない。また、一対の基板ホルダ２２０を結合する部材は、磁石片２２３および磁性体片２２４の組み合わせに限られるわけではなく、一対の基板ホルダ２２０を弾性的に挟んで保持するクリップ等を用いることもできる。

図１４は、受渡制御部１１４の制御手順を示す流れ図である。また、図１５から図２１までは、搬送ロボット１３０が、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０をアライナ１５０の移動ステージ１５２に搬入する様子を段階的に示す図である。

図１４に示す手順に沿って受渡制御部１１４の制御手順を説明しつつ、図１５から図２１までのいずれかを随時参照する。なお、図１５から図２１におけるアライナ１５０は、微動部２５２から移動ステージ１５２までを抜き出して示す。

図１４に示すように、搬送ロボット１３０からアライナ１５０へ基板ホルダ２２０の受け渡しが開始されると、受渡制御部１１４は、まず、搬送ロボット１３０が搬送している基板ホルダ２２０の個体情報を総合制御部１１２から取得する（ステップＳ１０１）。

基板ホルダ２２０の各々は、バーコード等の個体識別情報を有する。また、総合制御部１１２は、個々の基板ホルダ２２０の重量、使用時間等の個体情報を保持している。よって、受渡制御部１１４から問い合わせがあった場合、総合制御部１１２は、搬送ロボット１３０がアライナ１５０に受け渡す基板ホルダ２２０の個体情報を提供できる。

受渡制御部１１４は、例えば、総合制御部１１２から取得した基板ホルダ２２０の重量に基づいて、搬送ロボット１３０のフィンガ１３２における受渡面を特定する（ステップＳ１０２）。即ち、フィンガ１３２は、アーム１３４から片持ち構造で支持されている。このため、フィンガ１３２は、図１５に一点鎖線Ａで示すように、搭載された基板ホルダ２２０の重量に応じて傾斜した状態で基板ホルダ２２０をアライナ１５０に渡す。

このようなフィンガ１３２の傾きは、基板ホルダ２２０の個体情報から抽出した基板ホルダ２２０の重量により推定できる。よって、受渡制御部１１４は、基板ホルダ２２０がアライナ１５０の移動ステージ１５２に渡される時点のフィンガ１３２の傾斜を受渡面として特定する。

次に、受渡制御部１１４は、図１５に示すように、フィンガ１３２から基板ホルダ２２０を受け取る押上ピン２５５、２５７を個別に上昇させて、押上ピン２５５、２５７に受渡面を形成させる。このように、押上ピン２５５、２５７は、いずれかの昇降により受渡面を変化させることができる。

ここで形成される押上ピン２５５、２５７の受渡面は、例えば、受渡制御部１１４が、受け渡す基板ホルダ２２０の個体情報に基づいて推定したフィンガ１３２の傾きに合わせて設定される。

このように、受渡制御部１１４は、基板ホルダ２２０の個体を識別して、当該基板ホルダ２２０の既知の重量に基づいて受渡面を変化させることができる。

こうして、図中に一点鎖線Ｂで示す通り、押上ピン２５５、２５７が形成する受渡面は、ステップＳ１０１で特定されたフィンガ１３２の受渡面と平行になりる（ステップＳ１０３）。このように、押上ピン２５５、２５７が形成する受渡面は、搬送ロボット１３０が形成する受渡面に整合される。

続いて、受渡制御部１１４は、図１６に示すように、フィンガ１３２を前進させて、基板ホルダ２２０を移動ステージ１５２の上方に移動させる（ステップＳ１０４）。この段階では、フィンガ１３２は、押上ピン２５５、２５７の上端よりも更に上方を通過する。よって、フィンガ１３２および基板ホルダ２２０と、押上ピン２５５、２５７とは接触しない。

次に、受渡制御部１１４は、図１７に示すように、フィンガ１３２を下降させる（ステップＳ１０５）。これにより、基板ホルダ２２０は、押上ピン２５５、２５７の上端に上方から接近し、やがて、基板ホルダ２２０の下面が押上ピン２５５、２５７の上端に当接する。

既に説明した通り、押上ピン２５５、２５７の上端は、フィンガ１３２の受渡面と平行な受渡面をなす。このため、フィンガ１３２に伴って下降した基板ホルダ２２０の下面は、複数の押上ピン２５５、２５７上端に対して同時に当接する。

よって、基板ホルダ２２０と押上ピン２５５、２５７とが当接する場合に生じる衝撃は、複数の押上ピン２５５、２５７において均等に生じ、基板ホルダ２２０の一部に大きな衝撃が生じる片当たりが抑制される。これにより、基板ホルダ２２０および押上ピン２５５、２５７の当接が、基板ホルダ２２０と基板２１０との位置ずれを生じることが防止される。

更に、受渡制御部１１４は、図１８に示すように、フィンガ１３２を引き続き下降させる。これにより、基板ホルダ２２０は押上ピン２５５、２５７に支持され、基板ホルダ２２０の支持から開放されたフィンガ１３２は、基板ホルダ２２０の下面から離間する。こうして、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０は、搬送ロボット１３０のフィンガ１３２からアライナ１５０の押上ピン２５５、２５７に受け渡される。

続いて、受渡制御部１１４は、図１９に示すように、フィンガ１３２を後退させ、基板ホルダ２２０および移動ステージ１５２の間から引き抜く（ステップＳ１０６）。こうして、搬送ロボット１３０は、基板２１０を保持した基板ホルダをアライナ１５０に引き渡して、受渡制御部１１４の制御から開放される。

次に、受渡制御部１１４は、図２０に示すように、アクチュエータ２５６、２５８を個別に動作させ、押上ピン２５５、２５７上端の高さを揃える（ステップＳ１０７）。これにより、押上ピン２５５、２５７に支持された基板ホルダ２２０は水平になる。押上アライナ１５０の移動ステージ１５２は水平な状態で待機しているので、押上ピン２５５、２５７の形成する受渡面は、移動ステージ１５２の受渡面に整合される。

続いて、受渡制御部１１４は、アクチュエータ２５６、２５８を同時に動作させて、基板ホルダ２２０を、水平を保ちつつ下降させる（ステップＳ１０８）。これにより、図２１に示すように、基板ホルダ２２０の下面は、やがて、移動ステージ１５２の上面に着地する（ステップＳ１０９）。

ここで、基板ホルダ２２０の下面と移動ステージ１５２の上面は、互いに平行な状態で当接するので、局部的に大きな衝撃が生じる片当たりが抑制される。よって、基板ホルダ２２０および移動ステージ１５２の当接が、基板ホルダ２２０と基板２１０との位置ずれを生じることが防止される。

更に、受渡制御部１１４は、引き続きアクチュエータ２５６、２５８の動作を継続し、押上ピン２５５、２５７を移動ステージ１５２に格納する（ステップＳ１１０）。こうして、搬送ロボット１３０からアライナ１５０への基板ホルダ２２０の受け渡しが終了する。

このように、受渡部を形成する搬送ロボット１３０およびアライナ１５０の少なくとも一方は、受渡面を変化させることにより、受渡面を相互に整合させることができる。これにより、受け渡しに係る基板２１０および基板ホルダ２２０への衝撃を緩和し、位置ずれ等を防止できる。

なお、上記の例では、押上ピン２５５、２５７から移動ステージ１５２へ基板ホルダ２２０を受け渡す場合に、押上ピン２５５、２５７の受渡面をいったん水平にした後（ステップＳ１０７）押上ピン２５５、２５７を一斉に下降させた（ステップＳ１０８、１０８）。しかしながら、例えば、押上ピン２５５、２５７が、フィンガ１３２から基板ホルダ２２０を受け取ってから移動ステージ１５２に渡すまでの間、押上ピン２５５、２５７の下降量を個別に制御して、受け渡しの過程で生じるフィンガ１３２の受渡面の変化に追従して押上ピン２５５、２５７の受渡面を変化させてもよい。

また、上記の例では、基板ホルダ２２０の搬送方向について押上ピン２５５、２５７の上流側に位置するフィンガ１３２の受渡面に対しても、下流側に位置する移動ステージ１５２の受渡面に対しても、押上ピン２５５、２５７の受渡面を変化させることにより受渡面を整合させた。このように、受渡面を変化させることができるデバイスの前後であれば、受渡面が固定されたデバイスを配置しても、上記のような制御手順を実行できる。

更に、上記の例では、受渡制御部１１４は、基板ホルダ２２０の個体情報を取得して整合させる受渡面を特定した。しかしながら、例えば、フィンガ１３２に荷重検出部を設け、フィンガ１３２に搭載した基板２１０および基板ホルダ２２０の重量を検出し、その検出結果に応じて、受渡制御部１１４が整合すべき受渡面を変化させてもよい。このような態様によれば、基板ホルダ２２０の個体差に加えて、基板２１０の重量のばらつきも含めて受渡面を整合させることができる。

また、押上ピン２５５、２５７の各々に負荷を検出するロードセル等のセンサを設け、押上ピン２５５、２５７が均等な荷重を受けるべく、受渡制御部１１４が受渡面を変化させてもよい。この場合も、基板ホルダ２２０の個体差に加えて、基板２１０の重量のばらつきも含めて受渡面を整合させることができる。

更に、基板２１０および基板ホルダ２２０を搬送する搬送ロボット１３０を駆動するアクチュエータの負荷を検出し、受渡制御部１１４が、当該負荷の大きさに基づいて、押上ピン２５５、２５７が形成する受渡面を変化させてもよい。この場合も、基板ホルダ２２０の個体差に加えて、基板２１０の重量のばらつきも含めて受渡面を整合させることができる。

図２２から図２４までは、押上ピン２５５、２５７から移動ステージ１５２への基板ホルダ２２０の受け渡しに関する他の態様を、段階を追って示す図である。図２２から図２４に示す基板ホルダ２２０の受け渡し手順は、図１９、図２０および図２１に示した段階に置き換えて実行できる。

図１４に示したステップＳ１０６において、フィンガ１３２から押上ピン２５５、２５７への基板ホルダ２２０の受け渡しが完了すると、受渡制御部１１４は、図２２に示すように、移動ステージ１５２を揺動させて、移動ステージ１５２の上面を、押上ピン２５５、２５７に支持された基板ホルダ２２０下面と平行にする。これにより、押上ピン２５５が形成する受渡面と、移動ステージ１５２が形成する受渡面とが整合される。

続いて、受渡制御部１１４は、図２３に示すように、押上ピン２５５、２５７を同時に下降させて、基板ホルダ２２０を下方に平行移動する。これにより、基板ホルダ２２０はやがて、移動ステージ１５２の上面に当接する。

ここで、基板ホルダ２２０は、その下面全体が移動ステージ１５２上面に略同時に当接する。よって、基板ホルダ２２０または移動ステージ１５２の一部に大きな衝撃が生じる片当たりが抑制され、基板ホルダ２２０および移動ステージ１５２の当接により基板ホルダ２２０と基板２１０との位置ずれを生じることが防止される。このように、受渡制御部１１４は、基板２１０および基板ホルダ２２０を搭載した移動ステージ１５２を揺動させることにより受渡面を変化させてもよい。

次に、受渡制御部１１４は、図２４に示すように、移動ステージ１５２の傾きを水平に戻す。こうして、図２１に示した場合と同様に、片当たりさせることなく、基板ホルダ２２０を移動ステージ１５２に着地させることができる。このように、基板貼合装置１０においては、押上ピン２５５、２５７が移動ステージ１５２に基板ホルダ２２０を受け渡す場合に、移動ステージ１５２側の受渡面を、押上ピン２５５、２５７側の受渡面に対して整合させることによっても、基板２１０および基板ホルダ２２０の片当たりを防止できる。

図２５は、搬送ロボット１６０におけるフィンガ１６２を示す図である。搬送ロボット１６０は、基板貼合装置１０においてアライナ１５０とロードロック３１０との間に配され、アライナ１５０から積層体２０１を搬出する。また、搬送ロボット１６０は、ロードロック３１０への積層体２０１の搬入と、ロードロック３１０からの積層体２０１の搬出も担う。

搬送ロボット１３０について既に説明した通り、搬送ロボット１６０のフィンガ１６２も搭載荷重に応じて傾斜が変化する。更に、搬送ロボット１６０は、２枚の基板ホルダ２２０を含む積層体２０１を搭載するので、無負荷の場合と積層体２０１を搭載した場合とのフィンガ１６２の傾斜の変化が大きい。そこで、搬送ロボット１６０のフィンガ１６２は、無負荷の場合に、荷重がかかった場合の傾斜とは逆の傾斜が生じるように調整されている。

図２６は、上記のようなフィンガ１６２に、積層体２０１が搭載された状態を示す。フィンガ１６２は、無負荷の状態で予め反対の傾斜を有しているので、積層体２０１が搭載された場合に生じる傾斜が抑制される。よって、高さ方向の余裕が限られた空間においても、積層体２０１を搭載した状態で、周囲に十分な間隔を確保できる。

なお、図示の例では、無負荷の場合に、積層体２０１を搭載した場合に対して、水平線について対称な傾斜がフィンガ１６２に生じるように調整されている。しかしながら、フィンガ１６２の初期状態が上記のような傾斜に限られるわけではない。例えば、積層体２０１が搭載された場合に、フィンガ１６２が略水平になるように調整してもよい。

このように、受け渡しに係るフィンガ１６２が積層体２０１を保持した場合の保持面を、受け渡しに係る他のデバイスの受渡面に合わせることにより、受渡面を受動的に整合させることができる。これにより、受渡制御部１１４の負担を軽減できる。

また、受け渡しに係る他のデバイスの受渡面を、受け渡しに係るフィンガ１６２が積層体２０１を保持した場合の保持面と、当該フィンガ１６２が無負荷の場合の受渡面との中間に整合するようにしてもよい。これにより、保持面を能動的に整合させない場合であっても、受け渡しに係る衝撃を緩和できる。

図２７は、上記のようなフィンガ１６２を有する搬送ロボット１６０により、アライナ１５０から積層体２０１を搬出する場合について、受渡制御部１１４の制御手順を示す流れ図である。また、図２８から図３３までは、搬送ロボット１６０が、積層体２０１をアライナ１５０の移動ステージ１５２から搬出する様子を段階的に示す図である。

図２７に示す手順に沿って受渡制御部１１４の制御手順を説明しつつ、図２８から図３３までのいずれかを随時参照する。なお、図２８から図３３におけるアライナ１５０は、微動部２５２から移動ステージ１５２までを抜き出して示す。

図２７に示すように、アライナ１５０から搬送ロボット１６０へ積層体２０１の受け渡しが開始されると、受渡制御部１１４は、まず、移動ステージ１５２を水平に戻す（ステップＳ２０１）。これにより、移動ステージ１５２の受渡面が、押上ピン２５５、２５７が形成する受渡面に整合される。

次に、受渡制御部１１４は、アクチュエータ２５６、２５８を動作させて、押上ピン２５５、２５７を一斉に上昇させる（ステップＳ２０２）。これにより、押上ピン２５５、２５７が形成する受渡面は、水平状態を保ったまま、上方に平行移動する。

これにより、押上ピン２５５、２５７の上端が積層体２０１の下面に当接する。更に、受渡制御部１１４が押上ピン２５５、２５７の上昇を継続させることにより、図２９に示すように、積層体２０１は、移動ステージ１５２から押上ピン２５５、２５７に受け渡され、押上ピン２５５、２５７により支持される状態になる（ステップＳ２０３）。

押上ピン２５５、２５７の上端は、移動ステージ１５２の受渡面と平行な受渡面をなす。このため、押上ピン２５５、２５７は、積層体２０１の下面に対して均等に当接する。よって、積層体２０１と押上ピン２５５、２５７とが当接した場合に、局部的に大きな衝撃が生じる片当たりが抑制される。これにより、基板ホルダ２２０とフィンガ１６２との当接が、積層体２０１における基板２１０の位置ずれを生じることが防止される。

次に、受渡制御部１１４は、アクチュエータ２５６、２５８を個別に動作させて、押上ピン２５５、２５７の上端が形成する受渡面を、搬送ロボット１６０のフィンガ１６２の受渡面に整合させる（ステップＳ２０４）。これにより、図３０に示すように、積層体２０１の受渡面は、図中に一点鎖線Ｃで示す、無負荷状態のフィンガ１６２における受渡面と平行になる。

続いて、受渡制御部１１４は、フィンガ１６２を前進させて（ステップＳ２０５）、図３１に示すように、移動ステージ１５２と積層体２０１との間にフィンガ１６２を差し込む。これにより、積層体２０１の下面に位置する受渡面は、フィンガ１６２の上面と、対向した状態になる。

更に、受渡制御部１１４は、フィンガ１６２を上昇させる（ステップＳ２０６）。これにより、図３２に示すように、フィンガ１６２は、積層体２０１の下面に全体に当接する。

押上ピン２５５、２５７の上端は、フィンガ１６２の受渡面と平行な受渡面をなすので、フィンガ１６２は、積層体２０１の下面に対して全体に均等に当接する。よって、積層体２０１と押上ピン２５５、２５７とが当接した場合に、局部的に大きな衝撃が生じる片当たりが抑制され、基板ホルダ２２０とフィンガ１６２との当接が、積層体２０１における基板２１０の位置ずれを生じることが防止される。

次に、受渡制御部１１４は、フィンガ１６２を更に上昇させ（ステップＳ２０７）、積層体２０１を押上ピン２５５、２５７から離間させる。更に、受渡制御部１１４は、押上ピン２５５、２５７から離間した積層体２０１を搭載したフィンガ１６２を後退させる。こうして、積層体２０１は、アライナ１５０から搬出される。よって、受渡制御部１１４は、積層体２０１の搬出に係る制御手順を終了する。

このように、個別に昇降できる押上ピン２５５、２５７を有するアライナ１５０に対しては、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０を搬入する場合も、積層体２０１を搬出する場合も、受渡面を整合させて搬送物を受け渡すことができる。よって、基板貼合装置１０においては、重ね合わされてはいても、未だ貼り合わされていない基板２１０等の位置ずれを防止して、積層基板２３０を歩留りよく製造できる。

上記のような受け渡しの手順は、押上ピン３１５、３１７を個別に昇降できる場合には、ロードロック３１０における積層体２０１の受け渡しにおいても実行できる。また、押上ピン３４５、３４７を個別に昇降できる場合には、加熱加圧部３４０に対する積層体２０１の搬入および搬出においても、上記の受け渡し手順を実行できる。

更に、受渡面を変化させるデバイスを有していれば、基板貼合装置１０において基板２１０および基板ホルダ２２０の搬送に関与する他の要素、例えば、冷却室３６０、分離部１７０等においても、上記の受け渡し手順を実行できる。また更に、個別に昇降できるピン、揺動できるステージ等のように、受渡面を変化させることができるハードウェアを基板貼合装置１０が備えていれば、通信回線、記録媒体等を通じてインストールするプログラムとして上記の受け渡し手順を実装することもできる。

なお、上記の態様では、押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７を個別に昇降させることにより受渡面を変化させて、受渡面を整合させた。しかしながら、基板２１０等を押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７と受け渡しする他のデバイス、例えば、アライナ１５０の移動ステージ１５２を揺動させることによっても、受渡面を整合させることができる。

また、上記の態様では、搬送ロボット１３０、１６０、１８０、３３０、３５０のフィンガ１３２、１６２、１８２、３３２、３５２は、受動的に受渡面を形成していた。しかしながら、アクチュエータによりフィンガ１３２、１６２、１８２、３３２、３５２の受渡面を能動的に変化させて、受け渡しに係る受渡面を整合させてもよい。

更に、上記の基板貼合装置１０においては、アライナ１５０において重ね合わせた基板２１０を加熱加圧部３４０において貼り合わせることにより積層基板２３０とした。しかしながら、例えば、基板２１０を鏡面研磨することにより、加熱加圧なしアライナ１５０における重ね合わせで積層基板２３０とすることもできる。また、接着剤を用いて基板２１０を貼り合わせることにより積層基板２３０を形成することもできる。

図３４は、押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７として用いることができる部材の先端部４０１を示す断面図である。図示の先端部４０１において、金属等の硬質な材料により形成されたピン本体４１０の図中上端には、キャップ部４２０が装着されている。

キャップ部４２０は、シリコンゴム等のように弾性を有するエラストマ材料により形成され、ベローズ部４２２、通気穴４２４、スリーブ部４２６および嵌合部４２８を有する。ベローズ部４２２は、図中縦方向のキャップ部４２０の剛性を低下させる。これにより、先端部４０１に基板ホルダ２２０等を載せた場合に、ベローズ部４２２は、図中縦方向には容易に変形するが、図中横方向には変形が抑制される。

通気穴４２４は、キャップ部４２０の内外を連通させ、温度変化等によりキャップ部４２０の弾性率が変化することを防止する。スリーブ部４２６は、ピン本体４１０の端部と相補的な形状を有し、キャップ部４２０を、ピン本体４１０に対して位置決めする。更に、嵌合部４２８は、ピン本体４１０の外周に形成された溝と嵌合して、キャップ部４２０がピン本体４１０から抜けることを防止する。

上記のような先端部４０１を備える押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７を用いた場合、基板ホルダ２２０または積層体２０１に当接した場合の衝撃を受動的に緩和できる。よって、複雑な制御なしに、積層体２０１等にかかる衝撃を緩和して、基板２１０の位置ずれを防止できる。

図３５は、押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７として用いることができる他の部材の先端部４０２を示す断面図である。図示の先端部４０２は、ピン本体４３０の図中上端近傍に、付勢部材４４０および先端部材４５０を有する。先端部材４５０は、ピン本体４３０よりも細く、ピン本体４３０の長手方向に形成された穴の内部に収容される。これにより、先端部材４５０は、ピン本体４３０に対して、長手方向に限って移動できる。ただし、先端部材４５０は、付勢部材４４０により図中上方に向かって付勢されている。

また、先端部材４５０は、図中上端側から順に、細径部４５２、テーパ部４５４および大径部４５６を有する。細径部４５２は、ピン本体４３０から外部に露出して、先端部４０２の上端に位置する。大径部４５６は、ピン本体４３０の内部に収容される。テーパ部４５４は、細径部４５２および大径部４５６を滑らかに結合する。

ピン本体４３０の図中上端は、縮径されてかしめ部４３２を形成する。これにより、付勢部材４４０に付勢された先端部材４５０が、ピン本体４３０から抜け出ることを防止している。

上記のよう構造を有する先端部４０２を備える押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７を用いた場合、基板ホルダ２２０または積層体２０１に当接した場合の衝撃を受動的に緩和できる。また、先端部材４５０は、先端部４０２の長手方向に限って変位するので、先端部４０２の伸縮により、押上ピン１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７が支持する積層体２０１等の位置が変化することが防止される。このように、受渡面にかかる荷重により弾性変形するキャップ部４２０、先端部材４５０等を設けて、キャップ部４２０の弾性変形により、受渡面を自律的に整合させてもよい。

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、後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうることに留意されたい。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 基板貼合装置、１００ 大気環境部、１１０ 環境チャンバ、１１２ 総合制御部、１１４ 受渡制御部、１２０ 基板カセット、１３０、１６０、１８０、３３０、３５０ 搬送ロボット、１３２、１６２、１８２、３３２、３５２ フィンガ、１３４、１６４、１８４、３３４、３５４ アーム、１４０ プリアライナ、１４２、３１１ 載置テーブル、１４４ 位置決めピン、１４５、１４７、２５５、２５７、３１５、３１７、３４５、３４７ 押上ピン、１４６、１４８、２５６、２５８、３１６、３１８、３４６、３４８ アクチュエータ、１５０ アライナ、１５１ 固定ステージ、１５２ 移動ステージ、１５９ 枠体、１７０ 分離部、１９０ ホルダラック、２０１ 積層体、２１０ 基板、２１２ スクライブライン、２１４ ノッチ、２１６ 素子領域、２１８ アライメントマーク、２２０ 基板ホルダ、２２１、２２２ 縁部、２２３ 磁石片、２２４ 磁性体片、２２５、２２６ 静電チャック、２２７、２２８ 保持面、２３０ 積層基板、２５１ 粗動部、２５２ 微動部、２５３ 昇降部、２５４ 顕微鏡、２５９ ロードセル、３００ 真空環境部、３１０ ロードロック、３１２ アクセスドア、３１３ 給排気路、３１４、３４２、３６２ ゲートバルブ、３１９ 気密室、３２０ ロボットチャンバ、３４０ 加熱加圧部、３４１ 加圧部、３４３ 加熱モジュール、３４４ 押下装置、３４９、３６９ 断熱容器、３６０ 冷却室、４０１、４０２ 先端部、４１０、４３０ ピン本体、４２０ キャップ部、４２２ ベローズ部、４２４ 通気穴、４２６ スリーブ部、４２８ 嵌合部、４３２ かしめ部、４４０ 付勢部材、４５０ 先端部材、４５２ 細径部、４５４ テーパ部、４５６ 大径部

Claims (19)

1. 複数の基板を貼り合せる基板貼合装置であって、
   前記複数の基板の少なくとも一つを相互に受け渡す二つの受渡部と、
   前記二つの受渡部の間で受け渡される基板の個体情報を取得し、取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部が有する受渡面の傾斜を、他方の受渡部が有する受渡面の傾斜に応じて調整する調整部と、
   を備える基板貼合装置。
2. 複数の基板を貼り合せる基板貼合装置であって、
   前記複数の基板の少なくとも一つを相互に受け渡す二つの受渡部と、
   前記二つの受渡部の間で受け渡される基板、および、前記基板を保持し前記基板と共に搬送される基板ホルダの少なくとも一方の個体情報を取得し、取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部が有する受渡面の傾斜を、他方の受渡部が有する受渡面の傾斜に応じて調整する調整部と、
   を備える基板貼合装置。
3. 前記調整部は、前記一方の受渡部の前記受渡面に平行になるように前記他方の受渡部の前記受渡面の傾斜を調整する請求項１または２に記載の基板貼合装置。
4. 前記一方の受渡部は、基板を支持しつつ個別に昇降する複数の押上ピンを含み、
   前記調整部は、前記複数の押上ピンのいずれかを昇降させることにより、前記複数の押上ピンが形成する受渡面の傾斜を変化させる請求項３に記載の基板貼合装置。
5. 前記他方の受渡部は、基板を搬送する搬送ロボットを含み、
   前記調整部は、前記複数の押上ピンが形成する受渡面を、前記搬送ロボットが有する受渡面に対して調整する請求項４に記載の基板貼合装置。
6. 前記調整部は、前記複数の押上ピンの各々が個別に受ける負荷を均等にすることにより、前記複数の押上ピンが形成する受渡面の傾斜を調整する請求項４または請求項５に記載の基板貼合装置。
7. 前記一方の受渡部は、揺動することにより、基板を搭載する受渡面を有するステージを含み、
   前記調整部は、前記ステージの前記受渡面の傾斜を変化させる請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
8. 前記調整部は、基板を支持する複数の押上ピンと基板を受け渡す場合に、前記ステージの受渡面を前記複数の押上ピンが形成する受渡面に整合させる請求項７に記載の基板貼合装置。
9. 前記調整部は、基板を搬送する搬送ロボットを駆動するアクチュエータの負荷の大きさに基づいて、受渡面の傾斜を変化させる請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
10. 前記調整部は、前記一方の受渡部が基板と共に保持する前記基板ホルダの重量に基づいて、前記他方の受渡部の前記受渡面の傾斜を変化させる請求項２に記載の基板貼合装置。
11. 前記調整部は、前記基板ホルダの重量を検出し、検出した重量に基づいて前記受渡面を変化させる請求項１０に記載の基板貼合装置。
12. 前記調整部は、前記一方の受渡部が基板を保持した場合に形成する受渡面に整合すべく、前記他方の受渡部の前記受渡面を変位させる請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
13. 前記調整部は、前記一方の受渡部が基板を保持した場合に形成する受渡面と、当該受渡部が基板を保持していない場合に形成する受渡面との中間に位置する受渡面に整合すべく、前記他方の受渡部の前記受渡面を変位させる請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
14. 前記調整部は、前記受渡面にかかる荷重により弾性変形する変形部を含む請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
15. 前記調整部は、受け渡しの過程で生じる受渡面の変化に追従して受渡面の傾斜を変化させる請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載の基板貼合装置。
16. 複数の基板を貼り合せる基板貼合方法であって、
    前記複数の基板の少なくとも一つを二つの受渡部の間で相互に受け渡す場合に、
    前記二つの受渡部の間で受け渡される基板の個体情報を取得する段階と、
    取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部の受渡面の傾斜を、他方の受渡部の受渡面の傾斜に応じて調整する段階と
    を含む基板貼合方法。
17. 複数の基板を貼り合せる基板貼合方法であって、
    前記複数の基板の少なくとも一つを二つの受渡部の間で相互に受け渡す場合に、
    前記二つの受渡部の間で受け渡される基板、および、前記基板を保持し前記基板と共に搬送される基板ホルダの少なくとも一方の個体情報を取得する段階と、
    取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部の受渡面の傾斜を、他方の受渡部の受渡面の傾斜に応じて調整する段階と
    を含む基板貼合方法。
18. 複数の基板の貼り合せを基板貼合装置に実行させる基板貼合プログラムであって、
    前記複数の基板の少なくとも一つを、二つの受渡部の間で相互に受け渡す場合に、
    前記二つの受渡部の間で受け渡される基板の個体情報を取得するステップと、
    取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部の受渡面の傾斜を、他方の受渡部の受渡面の傾斜に応じて調整するステップと
    を含む基板貼合プログラム。
19. 複数の基板の貼り合せを基板貼合装置に実行させる基板貼合プログラムであって、
    前記複数の基板の少なくとも一つを、二つの受渡部の間で相互に受け渡す場合に、
    前記二つの受渡部の間で受け渡される基板、および、前記基板を保持し前記基板と共に搬送される基板ホルダの少なくとも一方の個体情報を取得するステップと、
    取得した前記個体情報に基づいて、前記二つの受渡部の一方の受渡部の受渡面の傾斜を、他方の受渡部の受渡面の傾斜に応じて調整するステップと
    を含む基板貼合プログラム。

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