KR101860956B1 - 기판홀더쌍, 디바이스의 제조방법, 분리장치, 기판의 분리방법, 기판홀더 및 기판 위치맞춤 장치 - Google Patents

기판홀더쌍, 디바이스의 제조방법, 분리장치, 기판의 분리방법, 기판홀더 및 기판 위치맞춤 장치 Download PDF

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Abstract

기판홀더에 의해서 끼워 지지된 기판을 가압가열장치에 의해서 접합한 경우에, 기판 및 기판홀더의 사이에 불가피하게 존재하는 먼지 등의 침입, 용융 등에 의해 기판과 기판홀더의 일부가 고착하여, 분리가 곤란하게 되는 경우가 있어, 적절하게 기판과 기판홀더를 분리할 수 있는 기구가 요구되고 있다. 서로 접합되는 2개의 기판 중 한쪽의 기판을 유지하는 제1 기판홀더와, 다른 쪽의 상기 기판을 유지하고, 접합된 상기 2개의 기판을 상기 제1 기판홀더와의 사이에서 유지하는 제2 기판홀더를 구비하며, 상기 제1 기판홀더는 상기 제2 기판홀더로부터 분리됨과 아울러 상기 제2 기판홀더로부터 분리되는 방향으로의 힘을 받는 수압부를 가지는 기판홀더쌍이 제공된다.

Description

기판홀더쌍, 디바이스의 제조방법, 분리장치, 기판의 분리방법, 기판홀더 및 기판 위치맞춤 장치 {PAIR OF SUBSTRATE HOLDERS, METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE, SEPARATION DEVICE, METHOD FOR SEPARATING SUBSTRATES, SUBSTRATE HOLDER, AND DEVICE FOR POSITIONING SUBSTRATE}
본 발명은 기판홀더쌍, 디바이스의 제조방법, 분리장치, 기판의 분리방법, 기판홀더 및 기판 위치맞춤 장치에 관한 것이다.
각각에 소자, 회로 등이 형성된 반도체 기판을 적층하여 제조된 적층형 반도체 디바이스가 있다(특허문헌 1 참조). 반도체 기판을 적층하는 경우에는, 기판홀더에 유지된 한 쌍의 반도체 기판을 반도체 회로의 선폭 정밀도로 정밀하게 위치결정하여 적층한 후, 기판 전체를 가열가압하여 접합시킨다. 이 때, 한 쌍의 반도체 기판을 가열가압하여 항구적인 접합을 실현하는 가열가압장치(특허문헌 2 참조)가 이용된다.
[특허문헌 1] 일본국 특개평 11-261000호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2007-115978호 공보
가열가압장치에 의해서 접합된 기판을 기판홀더로부터 취출할 때, 기판 및 기판홀더의 사이에 불가피하게 존재하는 먼지 등의 침입, 용융 등에 의해 기판과 기판홀더의 일부가 고착하여, 분리가 곤란하게 되는 경우가 있다. 그래서, 기판과 기판홀더의 일부가 고착하고 있는 경우에서도, 적절히 기판과 기판홀더를 분리할 수 있는 기구가 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 형태에서의 기판홀더쌍은, 서로 접합되는 두 개의 기판 중 한쪽의 기판을 유지하는 제1 기판홀더와, 다른 쪽의 기판을 유지하고, 접합된 두 개의 기판을 제1 기판홀더와의 사이에 유지하는 제2 기판홀더를 구비하며, 제1 기판홀더는 제2 기판홀더로부터 분리될 때 제2 기판홀더로부터 떨어지는 방향으로의 힘을 받는 수압부(受壓部)를 가진다.
또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제2 형태에서의 기판홀더쌍은, 서로 접합된 두 개의 기판을 끼워 지지하여 반송하는 기판홀더쌍으로서, 두 개의 기판 중 한쪽을 유지하고, 제1 외주형상을 가지는 제1 기판홀더와, 다른 쪽의 기판을 유지하고, 제1 외주형상과는 다른 제2 외주형상을 가지는 제2 기판홀더를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제3 형태에서의 디바이스의 제조방법은, 복수의 기판을 겹쳐서 제조되는 디바이스의 제조방법으로서, 복수의 기판을 겹치는 공정은, 복수의 기판을, 제1 외주형상을 가지는 제1 기판홀더와, 제1 외주형상과는 다른 제2 외주형상을 가지는 제2 기판홀더로 이루어지는 기판홀더쌍에 의해 끼워 지지하는 협지(挾持)스텝과, 협지스텝에 의해 기판홀더쌍에 끼워 지지된 복수의 기판을 일체적으로 반송하는 반송스텝을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제4 형태에서의 분리장치는, 서로 접합되는 두 개의 기판 중 한쪽의 기판을 유지하는 제1 기판홀더와, 다른 쪽의 기판을 유지하고, 접합된 두 개의 기판을 제1 기판홀더와의 사이에 유지하며, 외부로부터의 가압력을 받는 수압부를 가지는 제2 기판홀더와, 제1 기판홀더와 제2 기판홀더와의 사이에 접합된 두 개의 기판을 끼운 상태에서 제1 기판홀더를 흡착하는 테이블과, 제1 기판홀더가 테이블에 흡착된 상태에서, 테이블로부터 멀어지는 방향으로 제2 기판홀더의 수압부를 가압하는 가압부를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제5 형태에서의 기판의 분리방법은, 상기 분리장치를 이용한 기판의 분리방법으로서, 제1 기판홀더 및 제2 기판홀더의 각각은 기판을 흡착하는 흡착력을 발생하는 동작상태와 흡착력을 개방한 휴지(休止)상태를 전환할 수 있는 흡착부를 가지고, 제1 기판홀더와 제2 기판홀더와의 사이에 접합된 두 개의 기판을 끼운 상태에서 제1 기판홀더를 테이블에 흡착하는 스텝과, 제1 기판홀더가 테이블에 흡착된 상태에서, 또한, 제1 기판홀더의 흡착부를 동작상태로 하고 제2 기판홀더의 흡착부를 휴지상태로 하여, 가압부에 의해, 테이블로부터 멀어지는 방향으로 제2 기판홀더의 수압부를 가압하는 스텝과, 제1 기판홀더가 테이블에 흡착된 상태에서, 또한, 제1 기판홀더의 흡착부를 휴지상태로 하고 제2 기판홀더의 흡착부를 동작상태로 하여, 가압부에 의해, 테이블로부터 멀어지는 방향으로 제2 기판홀더의 수압부를 가압하는 스텝을 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제6 형태에서의 기판홀더는, 서로 접합되는 두 개의 기판 중 한쪽을 유지하고, 접합된 두 개의 기판을 다른 기판홀더와의 사이에 유지하는 기판홀더로서, 한쪽의 기판을 유지하는 유지부와, 다른 기판홀더와의 사이에 두 개의 기판을 유지한 상태에사 다른 기판홀더를 노출시키는 노치를 가진다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제7 형태에서의 기판 위치맞춤 장치는, 기판과 기판을 유지하는 기판홀더를, 기판홀더에 마련된 노치를 기준으로 하여 위치맞춤을 하는 예비 얼라이너(aligner)와, 예비 얼라이너에 의해 기판이 위치맞춤된 기판홀더를 예비 얼라이너로부터 반송하는 반송기구와, 반송 중의 노치를 관찰하는 관찰기를 구비한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제8 형태에서의 디바이스의 제조방법은, 복수의 기판을 겹쳐서 제조되는 디바이스의 제조방법으로서, 복수의 기판을 겹치는 공정은, 복수의 기판 중 하나의 기판과 하나의 기판을 유지하는 기판홀더를, 기판홀더에 마련된 노치를 기준으로 하여 하나의 기판을 기판홀더에 예비적으로 위치맞춤을 하는 예비 위치맞춤 스텝과, 예비 위치맞춤 스텝에 의해 하나의 기판이 예비적으로 위치맞춤된 기판홀더를 반송하는 반송스텝과, 반송스텝에 의한 반송 도중에 노치를 관찰하는 관찰스텝을 포함한다.
또한, 상기의 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징의 모두를 열거한 것은 아니다. 또, 이들 특징군의 서브 콤비네이션도 또, 발명이 될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판과 기판홀더의 일부가 고착하고 있는 경우에서도, 적절히 기판과 기판홀더를 분리할 수 있는 기구를 제공할 수 있다.
도 1은 겹침장치의 전체 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 상부 기판홀더의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3는 하부 기판홀더의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 반전기구의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 회전파지부의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 핸드부를 닫은 상태의 회전파지부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 회전파지부의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은 분리기구의 구조 및 동작을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 분리기구의 동작을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는 상부 기판홀더의 구조의 다른 예를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 하부 기판홀더의 구조의 다른 예를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 발명의 실시의 형태를 통해서 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시형태는 청구의 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 또, 실시형태 중에 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.
도 1은 본 실시형태에 관한 디바이스의 제조방법을 실시하는 겹침장치(100)의 전체 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 겹침장치(100)는 회로패턴이 형성된 2매의 기판을, 접합해야 할 전극끼리가 접촉하도록 겹쳐서 가열가압함으로써 접합하는 장치이다. 그리고, 겹침장치(100)는 공통의 케이스(101)의 내부에 형성된 대기환경부(102) 및 진공환경부(202)를 포함한다.
대기환경부(102)는 회로패턴이 형성된 2매의 기판을 접합해야 할 전극끼리가 접촉하도록 위치맞춤을 행하는 위치맞춤 장치로서 기능한다. 케이스(101)의 외부에 면하여, 제어부(110) 및 EFEM(Equipment Front End Module)(112)을 가진다. 겹침장치(100)에 포함되는 각 장치의 각 요소는 겹침장치(100) 전체의 제어 및 연산을 맡는 제어부(110) 또는 요소마다 마련된 제어연산부가 통합제어, 협조제어를 함으로써 동작한다. 제어부(110)는 겹침장치(100)를 제어하기 위한 정보를 기억하는 기억부(111) 및 겹침장치(100)의 전원 투입, 각종 설정 등을 하는 경우에 유저가 외부로부터 조작하는 조작부를 가진다. 또한, 제어부(110)는 배치된 다른 기기와 접속하는 접속부를 포함하는 경우도 있다.
EFEM(112)은 3개의 로드포트(113, 114, 115) 및 로봇암(116)을 구비한다. 그리고 각 로드포트에는 FOUP(Front Opening Unified Pod)가 장착된다. FOUP는 밀폐형의 기판격납용 포드(pod)이며, 복수의 기판(120)을 수용할 수 있다.
로드포트(113, 114)에 장착된 FOUP에는 복수의 기판(120)이 수용되어 있고, 로봇암(116)에 의해서 대기환경부(102)로 반입된다. 이와 같이 구성함으로써, 기판(120)을 외기에 노출시키지 않고 FOUP로부터 대기환경부(102)로 반송할 수 있어, 기판(120)으로의 먼지의 부착을 방지할 수 있다. 대기환경부(102) 및 진공환경부(202)에 의해서 접합된 기판(120)은 로드포트(115)에 장착된 FOUP에 격납된다.
또한, 여기서 말하는 기판(120)은 이미 회로패턴이 복수 주기적으로 형성되어 있는 단체(單體)의 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 등이다. 또, 장전된 기판(120)이 이미 복수의 웨이퍼를 적층하여 형성된 적층 기판인 경우도 있다.
대기환경부(102)는 케이스(101)의 내측에 각각 배치된, 예비 얼라이너(130), 본(本) 얼라이너(140), 홀더락(150), 반전기구(160), 분리기구(170) 및 반송기구(180)를 구비한다. 케이스(101)의 내부는 겹침장치(100)가 설치된 환경의 실온과 대략 동일한 온도가 유지되도록 온도 관리된다. 이것에 의해, 본 얼라이너(140)의 정밀도가 안정되므로, 위치결정을 정확하게 할 수 있다.
예비 얼라이너(130)는 고정밀도이기 때문에 좁은 본 얼라이너(140)의 조정 범위에 기판(120)의 위치가 들어가도록 개개의 기판(120)의 위치를 가(假)맞춤 한다. 이것에 의해, 본 얼라이너(140)에서의 위치결정을 확실히 할 수 있다.
예비 얼라이너(130)는 턴테이블(131), 홀더테이블(132) 및 검출기(133)를 구비한다. 턴테이블(131)에는 EFEM(112)의 로봇암(116)에 의해서 기판(120)이 놓인다. 그리고, 턴테이블(131)에 의해서, 기판(120)의 회전방향의 위치가 조정된다. 홀더테이블(132)에는 홀더락(150)으로부터 반송된 기판홀더(190)가 놓인다.
검출기(133)는 홀더테이블(132)상에 놓인 기판홀더(190) 및 그 위쪽에 위치하는 기판(120)을 부감(俯瞰)하여 그 일부의 상(像)을 촬상소자에 결상시키는 광 학계를 가지는 촬상부를 구비한다. 촬상부는, 예를 들면 예비 얼라이너(130)의 천장프레임 등, 진동의 영향을 받기 어려운 장소에 고정되어 있다. 기판홀더(190)의 외주에는 노치가 마련되어 있으며, 예비 얼라이너(130)는 검출기(133)에서 이 노치를 검출함으로써, 기판홀더(190)의 자세를 식별한다.
기판홀더(190)의 기판유지면에는 복수의 삽통(揷通)구멍이 마련되어 있고, 기판홀더(190)의 표리를 관통한다. 또 홀더테이블(132)에는 복수의 관통구멍이 마련되어 있으며, 복수의 리프트핀이 이 관통구멍 및 기판홀더(190)의 삽통구멍을 관통하여, 그 리프트핀상에 기판(120)을 놓을 수 있도록 구성되어 있다.
기판 슬라이더에 의해서 턴테이블(131)로부터 홀더테이블(132)로 반송된 기판(120)은 복수의 리프트핀상에 놓인다. 그리고, 촬상부에 의해서 기판홀더(190)와 함께 촬상되어 노치를 기준으로 하여 정확하게 위치맞춤된다. 위치맞춤된 후, 기판(120)은 기판홀더(190)상에서 유지된다. 또한 이 때, 예비 얼라이너(130)는 촬상부에 의해서 검출한 노치의 위치정보를 기억부(111)에 기억시킨다.
홀더테이블(132)에는 전력공급핀이 마련되어 있으며, 기판홀더(190)의 이면에 마련된 전력공급단자와 접속하여, 기판홀더(190)에 전력을 공급한다. 전력공급단자로부터 전력이 공급된 기판홀더(190)는 그 내부에 마련된 정전 척(chuck)에 의해 기판유지면에 전위차를 발생시켜, 기판(120)을 정전흡착한다. 이와 같이 하여 일체화된 기판(120) 및 기판홀더(190)를 워크라고 부른다.
본 얼라이너(140)는 각각이 기판홀더(190)에 유지되어 반송되어 온 2개의 기판(120)을 대향시켜 겹치게 하는 겹침기구이다. 본 얼라이너(140)는 고정 스테이지(141), 이동 스테이지(142), 간섭계(143) 및 제어부(144)를 구비한다. 또, 본 얼라이너를 포위하여 단열벽(145) 및 셔터(146)가 마련된다. 단열벽(145) 및 셔터(146)에 포위된 공간은 공기조절기 등에 연통하여 온도 관리되며, 본 얼라이너(140)에서의 위치맞춤 정밀도를 유지한다.
고정 스테이지(141)는 이동 스테이지(142)보다도 위쪽에 위치하고 있어, 고정된 상태에서 워크를 아래쪽 방향으로 유지한다. 고정 스테이지(141)에 유지되는 워크를 상부 워크라고 부르며, 상부 워크를 구성하는 기판홀더(190)를 상부 기판홀더(191)라고 부른다. 이동 스테이지(142)는 놓여진 워크를 반송한다. 이동 스테이지(142)에 놓이는 워크를 하부 워크라고 부르며, 하부 워크를 구성하는 기판홀더(190)를 하부 기판홀더(192)라고 부른다. 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
고정 스테이지(141)에 유지된 상부 워크와, 이동 스테이지(142)에 유지된 하부 워크는 제어부(144)의 제어에 의해서 기억부(111)에 기억된 정보에 근거하여 접합면이 대향하도록 정밀하게 위치맞춤된다. 그리고, 이동 스테이지(142)가 상승함으로써 접합면끼리가 접촉하여 가접합된다. 가접합된 2개의 워크를 합쳐서 워크쌍이라고 부른다.
홀더락(150)은 기판홀더(190)를 수납하는 선반을 복수 구비한다. 각 선반에는 기판홀더(190)를 얹기 위한 지지볼록부가 적어도 3개소 마련되어 있다. 각 지지볼록부는 기판홀더(190)의 기판유지면의 외주 영역에 대응하는 위치에 마련되어 있으므로, 기판홀더(190)를 위쪽으로도 아래쪽으로도 수납할 수 있다. 여기에서는, 상부 기판홀더(191)는 기판(120)을 유지하는 유지면을 아래쪽 방향으로 하여, 그리고 하부 기판홀더(192)는 유지면을 위쪽 방향으로 하여 수납되어 있다.
반전기구(160)는 반송기구(180)에 의해서 반송되어 온 기판(120), 기판홀더(190) 및 워크를 반전하는 기구를 구비한다. 반전기구(160)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
분리기구(170)는 후술하는 가열가압장치(240)에서 가열가압된 후의 워크쌍으로부터, 기판홀더(190)에 끼워져 접합된 기판(120)을 취출한다. 여기서, 가열가압할 때에 기판(120) 및 기판홀더(190)의 사이에 먼지 등이 부착하고 있으면, 그 먼지의 침입, 용융 등에 의해 기판(120)과 기판홀더(190)와의 일부가 고착하는 경우가 있다. 그래서, 기판(120)을 취출하는 경우는, 기판홀더(190)로부터 적극적으로 분리하는 것이 요구된다.
또한, 기판(120) 및 기판홀더(190)가 강하게 고착하고 있는 경우는, 무리하게 떼어내려고 하면, 기판(120)의 접착이 벗겨져 기판(120)의 균열 등을 발생하는 경우가 있다. 그래서, 기판(120)을 기판홀더(190)로부터 분리하는 경우에서도, 기판(120)에 과대한 응력이 생기지 않는 것이 바람직하다. 분리기구(170)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
반송기구(180)는 제1 반송유니트(181), 제2 반송유니트(182), 제1 주고받음포트(183), 제2 주고받음포트(184), 싱글 슬라이더(185), 로봇암(186) 및 관찰기(187)를 구비한다. 제1 반송유니트(181) 및 제2 반송유니트(182)는 예비 얼라이너(130), 반전기구(160), 제1 주고받음포트(183) 및 제2 주고받음포트(184)의 사이에서 기판(120), 기판홀더(190), 워크 및 워크쌍의 반송을 한다.
제1 반송유니트(181)와 제2 반송유니트(182)는 상하방향으로 병행해서 마련된 레일상을 각각 독립적으로 주행한다. 그리고 제1 반송유니트(181)는 제2 반송유니트(182)보다도 상측에 위치하여, 기판(120), 기판홀더(190), 워크 및 워크쌍을 유지한 채로도 엇갈릴 수 있는 구조로 되어 있다.
제1 주고받음포트(183)는 분리기구(170)의 상부에 마련되고, 기판홀더(190) 및 워크쌍을 놓기 위한 푸쉬업-핀을 구비한다. 제2 주고받음포트(184)도 푸쉬업-핀을 구비하며, 싱글 슬라이더(185)와 제1 반송유니트(181) 및 제2 반송유니트의 사이에서의 기판홀더(190), 워크 및 워크쌍의 주고받음을 중개하는 역할을 담당한다.
싱글 슬라이더(185)는 제2 주고받음포트(184) 및 본 얼라이너(140)의 사이에서 워크 및 워크쌍의 반송을 한다. 로봇암(186)은 제1 주고받음포트(183), 분리기구(170) 및 후술하는 로드락 챔버(220)의 사이에서 워크쌍을 반송한다. 또 로봇암(186)은 홀더락(150), 제1 주고받음포트(183) 및 분리기구(170)의 사이에서 기판홀더(190)를 반송한다.
관찰기(187)는 제2 주고받음포트(184)의 상부에 설치된 촬상부에 의해 구성되며, 반송 중의 기판홀더(190)의 노치를 관찰한다. 예비 얼라이너(130)로부터 반출되는 워크는 예비 얼라이너(130)에 의해 위치맞춤되어 있지만, 반전기구(160) 및 반송기구(180)에 취급됨으로써, 그 위치가 어긋나 버릴 가능성을 고려할 수 있다. 그 경우, 기억부(111)에 기억된 노치의 위치정보가 실제의 노치의 위치와 다르게 되므로, 본 얼라이너(140)에 의한 겹침의 정밀도가 떨어져 버린다.
그래서 본 실시형태에서는, 본 얼라이너(140)의 제어부(144)가 기억부(111)에 기억된 예비 얼라이너(130)에서의 노치의 위치와, 관찰기(187)에 의해서 관찰되는 노치의 위치와의 어긋남을 판단하여, 그 어긋남을 보정한 다음 기판(120)을 겹친다. 이와 같이 구성함으로써, 반전기구(160) 및 반송기구(180)에서 생긴 어긋남의 문제를 해결할 수 있어, 고정밀의 겹침을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이 관찰기(187)의 촬상부는 기판홀더(190)의 반송 중의 어긋남을 검출하기 위해서 기판홀더(190)의 노치를 촬상한다. 여기서, 기판홀더(190)는 예비 얼라이너(130)에서 위치맞춤되고 있어 큰 어긋남은 생기지 않기 때문에, 관찰기(187)의 촬상부의 촬상 시야는 예비 얼라이너(130)의 촬상부의 촬상 시야보다도 좁게 할 수 있다.
또한, 여기에서는 관찰기(187)가 제2 주고받음포트(184)의 상부에 설치된 예를 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예비적인 위치맞춤으로부터 가접합하는 동안에 발생하는 어긋남을 검출하는 것이 목적이므로, 예비 얼라이너(130)로부터 본 얼라이너(140)로의 경로상의 어느 하나의 위치에 설치되면 된다. 특히, 반전기구(160)에서의 반전에 의해 위치가 어긋날 가능성이 있으므로, 관찰기(187)는 반전기구(160)로부터 본 얼라이너(140)의 사이에 마련하는 것이 바람직하다.
진공환경부(202)는 단열벽(210), 로드락 챔버(220), 로봇암(230) 및 복수의 가열가압장치(240)을 가진다. 단열벽(210)은 진공환경부(202)를 포위하여 진공환경부(202)의 내부 온도를 유지함과 아울러, 진공환경부(202)의 외부로의 열복사를 차단한다. 이것에 의해, 진공환경부(202)의 열이 대기환경부(102)에 미치는 영향을 억제할 수 있다.
로봇암(230)은 워크쌍을 반송하는 반송장치이며, 로봇암(230)의 동작을 제어하는 로봇암 제어부(232)와, 워크쌍을 유지하는 유지부(234)를 구비한다. 그리고, 유지한 워크쌍을 로드락 챔버(220)와 가열가압장치(240)의 사이에서 반송한다.
로드락 챔버(220)는 대기환경부(102) 측과 진공환경부(202) 측에 교호로 개폐하는 셔터(222, 224)를 가진다. 워크쌍이 대기환경부(102)로부터 진공환경부(202)로 반입되는 경우, 우선, 대기환경부(102) 측의 셔터(222)가 열려, 로봇암(186)이 워크쌍을 로드락 챔버(220)로 반입한다. 다음으로 대기환경부(102) 측의 셔터(222)를 닫고, 로드락 챔버(220) 내의 공기를 배출함으로써, 진공상태로 한다.
여기서, 로드락 챔버(220)에는 히터(221)가 마련되어 있고, 반입되는 워크쌍은 가열가압장치(240)에서 가열가압되기에 앞서, 히터(221)에서 예비 가열된다. 즉, 로드락 챔버(220)에서 분위기를 교환하는 시간을 이용하여, 가열가압장치(240)로 반입되기 전에 워크를 어느 정도 따뜻하게 함으로써, 가열가압장치(240)의 수율을 향상시킨다. 또한, 로드락 챔버(220) 내의 가열은 워크쌍이 로드락 챔버(220)로 반입되기 전부터 실행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 워크쌍을 로드락 챔버(220)에 체류시키는 시간을 단축할 수 있다.
로드락 챔버(220) 내가 진공상태가 된 후, 진공환경부(202) 측의 셔터(224)가 열려 로봇암(230)이 워크쌍을 반출한다. 이와 같은 진공환경부(202)로의 반입 동작에 의해, 대기환경부(102)의 내부 분위기를 진공환경부(202) 측으로 흘리지 않고, 워크쌍을 진공환경부(202)로 반입할 수 있다.
다음으로 로봇암(230)은 반출한 워크쌍을 복수의 가열가압장치(240) 중 어느 하나로 반입한다. 그리고 가열가압장치(240)는 워크쌍을 가열가압한다. 이것에 의해 기판홀더(190)에 끼워진 상태에서 반입된 기판(120)은 항구적으로 접합된다.
가열가압장치(240)는 워크쌍을 가열하는 본체와, 본체를 배치하는 가열가압 챔버를 포함한다. 또 로봇암(230)은 로봇암 챔버에 설치된다. 즉, 진공환경부(202)를 구성하는 복수의 가열가압 챔버, 로봇암 챔버 및 로드락 챔버(220)는 각각 개별적으로 나누어져, 개별적으로 분위기를 조정할 수 있다. 또, 도면에 나타내는 바와 같이, 진공환경부(202)는 로봇암 챔버를 중심으로 하여 복수의 가열가압 챔버와 로드락 챔버(220)가 원주방향으로 늘어서 배치되어 있다.
진공환경부(202)로부터 대기환경부(102)로 워크쌍을 반출하는 경우는, 우선 진공환경부(202) 측의 셔터(224)가 열려 로봇암(230)이 워크쌍을 로드락 챔버(220)로 반입한다. 다음으로, 진공환경부(202) 측의 셔터(224)가 닫혀져 대기환경부(102) 측의 셔터(222)가 열린다.
또한, 가열가압한 후에 워크쌍을 냉각하는 냉각부를 가열가압장치(240)에 마련해도 된다. 이것에 의해, 가열 후에 대기환경부(102)로 되돌리는 워크쌍으로부터의 복사열을 억제하여, 대기환경부(102)의 온도 관리를 용이하게 할 수 있다. 또, 복수의 가열가압장치(240) 중 하나를 냉각장치로 치환할 수도 있다. 이 때, 냉각장치를 설치하는 냉각 챔버도 로봇암 챔버의 주위에 배치된다. 냉각장치는 가열가압장치(240)에서 가열된 워크쌍이 반입되고, 이들을 일정한 온도까지 차갑게 하는 역할을 담당한다. 냉각장치는 가열된 워크쌍이 반입되기에 앞서, 냉각 챔버를 미리 냉각해 두는 것이 바람직하다.
여기서, 2매의 기판(120)이 겹쳐져 일체화될 때까지의 흐름을 간단하게 설명한다. 우선, 상부 워크가 형성되어 본 얼라이너(140)로 반입될 때까지의 흐름을 설명한다. 겹침장치(100)가 가동을 개시하면, 로봇암(186)이 홀더락(150)으로부터, 재치면이 아래쪽 방향으로 수납된 상부 기판홀더(191)를 반출하여, 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀상에 놓는다.
이어서, 제2 반송유니트(182)가 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀상에 놓인 상부 기판홀더(191)를 유지하여, 반전기구(160)의 상부까지 이동한다. 반전기구(160)는 상부 기판홀더(191)를 지지핀에 의해 들어올리고, 제2 반송유니트(182)는 퇴피한다. 그리고 반전기구(160)는 상부 기판홀더(191)를 반전하여, 지지핀상에 놓는다. 제1 반송유니트(181)가 반전된 상부 기판홀더(191)를 지지핀으로부터 들어 올려 유지하여, 예비 얼라이너(130)의 홀더테이블(132)상으로 이동한다. 그리고 상부 기판홀더(191)는 홀더테이블(132)상에 놓인다.
한편, 상부 기판홀더(191)에 유지되는 기판(120)은 EFEM(112)의 로봇암(116)에 의해 FOUP로부터 반출되고, 예비 얼라이너(130)의 턴테이블(131)상에 놓인다. 턴테이블(131)에 의해서 회전방향의 위치맞춤이 된 후, 기판 슬라이더가 기판(120)을 유지하여 홀더테이블(132)로 이동한다.
그리고, 검출기(133)에 의해 검출된 상부 기판홀더(191)의 노치를 기준으로 하여 기판(120)과 상부 기판홀더(191)는 정확하게 위치맞춤되어, 기판(120)이 상부 기판홀더(191)상에 놓인다. 이 때, 상부 기판홀더(191)의 노치의 위치를 나타내는 위치정보가 기억부(111)에 기억된다.
홀더테이블(132)에 의해 상부 기판홀더(191)에 전력이 공급되고, 기판(120)은 상부 기판홀더(191)에 정전흡착에 의해 고정된다. 이렇게 하여 형성된 상부 워크는 제1 반송유니트(181)에 의해서 반전기구(160)의 바로 위쪽으로 반송된다. 반전기구(160)는 상부 워크를 반전시켜 기판유지면을 아래로 한 상태에서 지지핀상에 놓는다. 그리고 제1 반송유니트(181)가 지지핀상에 놓인 상부 워크를 제2 주고받음포트(184)까지 이동한다.
제2 주고받음포트(184)는 푸쉬업-핀을 내미는 것에 의해 상부 워크를 유지하여, 제1 반송유니트(181)는 퇴피한다. 그 후 싱글 슬라이더(185)가 상부 워크를 유지하여, 본 얼라이너(140)로 반입한다. 본 얼라이너(140)로 반입된 상부 워크는 이동 스테이지(142)로부터 돌출된 푸쉬업-핀상에 임시로 놓인다. 이 반송하는 동안에 상부 워크는 관찰기(187)에 의해 관찰되며, 상부 워크를 구성하는 상부 기판홀더(191)의 노치의 위치를 나타내는 위치정보가 기억부(111)에 기억된다.
그리고, 예비 얼라이너(130)에서의 노치(913)의 위치 및 관찰기(187)에 의해 관찰된 노치(913)의 위치로부터 예비 얼라이너(130)로부터 본 얼라이너(140)에 반송되는 동안에 생긴 어긋남이 판단되며, 그 어긋남의 정보가 기억부(111)에 기억된다. 제어부(110)는 기억부(111)에 기억된 상부 기판홀더(191)의 어긋남의 정보를 참조하여, 고정 스테이지(141)에 놓이는 상부 워크의 목표위치를 수정한다.
본 얼라이너(140)는 간섭계(143)에 의해 그 위치를 감시하면서, 정밀하게 이동 스테이지(142)를 그 목표위치로 이동시킨다. 이 이동에 의해 이동 스테이지(142)가 고정 스테이지(141)의 바로 아래까지 이동된다. 그리고, 상부 워크를 고정 스테이지 측으로 들어올려, 고정 스테이지(141)에 누른다. 고정 스테이지(141)는 상부 워크를 진공흡착에 의해 고정한다.
다음으로, 하부 워크가 형성되어 본 얼라이너(140)로 반입되고, 상부 워크와 가접합되어 워크쌍이 형성될 때까지의 흐름을 설명한다. 우선, 로봇암(186)이 홀더락(150)으로부터 기판유지면이 위쪽 방향으로 수납된 하부 기판홀더(192)를 반출하여, 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓는다. 그리고 하부 기판홀더(192)는 제2 반송유니트(182)에 의해 예비 얼라이너(130)의 홀더테이블(132)상까지 반송되며, 예비 얼라이너(130)에 의해서 홀더테이블(132)상에 놓인다.
그 한편으로, 하부 기판홀더(192)상에 놓이는 기판(120)은 EFEM(112)의 로봇암(116)에 의해 FOUP로부터 반출되고, 예비 얼라이너(130)의 턴테이블(131)상에 놓인다. 턴테이블(131)에 의해서 회전방향의 위치맞춤이 된 후, 기판 슬라이더가 기판(120)을 유지하여 홀더테이블(132)로 이동한다.
그리고, 검출기(133)에 의해 검출된 하부 기판홀더(192)의 노치를 기준으로 하여 기판(120)으로 하부 기판홀더(192)는 정확하게 위치맞춤되어, 기판(120)이 하부 기판홀더(192)상에 놓인다. 이 때, 하부 기판홀더(192)의 노치의 위치를 나타내는 위치정보가 기억부(111)에 기억된다. 그리고, 홀더테이블(132)에 의해 하부 기판홀더(192)에 전력이 공급되며, 기판(120)은 하부 기판홀더(192)에 정전흡착에 의해 고정된다.
이렇게 하여 형성된 하부 워크는 제2 반송유니트(182)에 의해서 제2 주고받음포트(184)까지 이동한다. 제2 주고받음포트(184)는 푸쉬업-핀을 내미는 것에 의해 하부 워크를 유지하여, 제1 반송유니트(181)는 퇴피한다. 그 후 싱글 슬라이더(185)가 하부 워크를 유지하여, 본 얼라이너(140)로 반입한다. 본 얼라이너(140)로 반입된 하부 워크는 이동 스테이지(142)로부터 돌출된 푸쉬업-핀상에 임시로 놓인다. 이 반송하는 동안에 하부 워크는 관찰기(187)에 의해 관찰되며, 하부 워크를 구성하는 하부 기판홀더(192)의 노치의 위치를 나타내는 위치정보가 기억부(111)에 기억된다.
그리고, 예비 얼라이너(130)에서의 노치(913)의 위치 및 관찰기(187)에 의해 관찰된 노치(913)의 위치로부터, 예비 얼라이너(130)로부터 본 얼라이너(140)로 반송되는 동안에 생긴 어긋남이 판단되고, 그 어긋남의 정보가 기억부(111)에 기억된다. 제어부(110)는 기억부(111)에 기억된 상부 기판홀더(191)의 어긋남 정보 및 하부 기판홀더(192)의 어긋남 정보를 참조하여, 이동 스테이지(142)에 놓이는 하부 워크의 목표위치를 수정한다. 또한, 제어부(110)에서가 아니고, 본 얼라이너(140)가 구비하는 제어부에서 실행하도록 구성해도 상관없다.
본 얼라이너(140)는 간섭계(143)에 의해 그 위치를 감시하면서, 정밀하게 이동 스테이지(142)를 그 목표위치로 이동시키고 위치맞춤을 한다. 위치맞춤이 완료하면, 이동 스테이지(142)를 고정 스테이지(141) 측으로 이동시키고, 접합면끼리를 접촉시켜 가접합한다. 가접합은 서로 마주 보는 2개의 기판홀더(190)의 각각에 마련된 흡착기구를 작용시켜 일체화함으로써 실현된다. 이렇게 하여 워크쌍이 형성된다. 이와 같이 본 얼라이너(140)는 반전기구(160)에 의해 반전된 상부 기판홀더(191)와, 반전기구(160)를 통하지 않고 반송된 하부 기판홀더(192)를 대향시켜 겹친다.
다음으로, 가접합된 워크쌍이 진공환경부(202)로 반입되고, 2매의 기판(120)이 접합되어, 로드포트(115)에 장착된 FOUP로 반입될 때까지의 흐름을 설명한다. 가접합되어 일체화된 워크쌍은 싱글 슬라이더(185)에 의해 제2 주고받음포트(184)의 푸쉬업-핀상에 놓인다. 그리고 제2 반송유니트(182)에 의해, 제1 주고받음포트(183)로 반송되고, 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀상에 놓인다. 그 후 로봇암(186)이 제1 주고받음포트(183)상의 워크쌍을 유지하여, 로드락 챔버(220)로 반입한다.
로드락 챔버(220)의 히터(221)에 의해 예비 가열된 후, 워크쌍은 로봇암(230)에 의해, 가열가압장치(240)로 반입된다. 그리고 가열가압장치(240)에서 가열가압됨으로써, 2개의 기판(120)은 서로 접합되어 항구적으로 일체가 된다.
접합 후의 워크쌍은 로봇암(230)에 의해 가열가압장치(240)로부터 반출되고, 로드락 챔버(220)로 반입된다. 그리고, 로봇암(186)이 로드락 챔버(220)로부터 워크쌍을 반출하여, 분리기구(170)로 반입한다. 접합된 기판(120)은 분리기구(170)에 의해, 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)로부터 분리된다.
분리된 상부 기판홀더(191)는 로봇암(186)에 의해서 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓인다. 이 상부 기판홀더(191)를 제1 반송유니트(181)가 유지하여 반전기구(160)로 반송한다. 반전기구(160)에 의해 반전된 상부 기판홀더(191)는 제1 반송유니트(181)에 의해서 예비 얼라이너(130)의 홀더테이블(132)로 반송된다. 그리고, 예비 얼라이너(130)에 의해서 홀더테이블상에 놓이며, 다음의 기판(120)을 유지할 수 있도록 대기한다. 또한, 로봇암(186)은 분리기구(170)로부터 반출한 상부 기판홀더(191)를, 제1 주고받음포트(183)이 아니라, 홀더락(150)으로 되돌리도록 구성해도 된다.
접합 후의 기판(120)을 실은 하부 기판홀더(192)는 로봇암(186)에 의해 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓인다. 그리고, 제2 반송유니트(182)가 접합 후의 기판(120) 및 하부 기판홀더(192)를 유지하여, 예비 얼라이너(130)의 홀더테이블(132)로 이동한다. 그 후, EFEM(112)의 로봇암(116)이 접합 후의 기판(120)을 유지하여, 로드포트(115)에 장착된 FOUP로 반입한다. 홀더테이블(132)에 놓인 하부 기판홀더(192)는 다음의 기판(120)을 유지할 수 있도록 대기한다.
도 2는 기판(120)을 유지한 상부 기판홀더(191)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 상부 기판홀더(191)는 홀더 본체(911) 및 마그넷 유니트(912)를 가지고 있으며, 전체적으로는 기판(120)보다도 지름이 한층 더 큰 원판모양을 이룬다. 홀더 본체(911)는 세라믹스, 금속 등의 고강성 재료에 의해 일체 성형된다.
홀더 본체(911)는 기판(120)을 유지하는 영역을 그 표면에 구비한다. 이 유지영역은 연마되어 높은 평탄성을 가진다. 기판(120)의 유지는 정전력을 이용한 흡착에 의해 행해진다. 구체적으로는, 홀더 본체(911)에 매립된 정전 척에 홀더 본체(911)의 이면에 마련된 전압인가단자를 통하여 전압을 가함으로써, 상부 기판홀더(191)와 기판(120)과의 사이에 전위차를 일으키게 하여, 기판(120)을 상부 기판홀더(191)에 흡착시킨다. 또한, 기판(120)의 흡착면은 회로영역이 마련된 면과는 반대의 면이다.
또 홀더 본체(911)는 그 외주의 일부에 노치(913)를 가지는 점에 특징을 가진다. 노치(913)는 예비 얼라이너(130)에서, 기판홀더(190)에 기판(120)을 예비적으로 위치맞춤할 때의 기준으로서 이용된다. 또, 기판홀더(190)의 반송 중의 위치 어긋남의 확인에 이용된다. 즉, 본 얼라이너(140)가 기억부(111)에 기억된 예비 얼라이너(130)에서의 노치(913)의 위치와, 관찰기(187)에 의해 관찰된 노치(913)의 위치를 비교함으로써 그 어긋남을 판단한다. 노치(913)는 X방향 및 Y방향에 따른 직각 형상을 가지고 있고, 예비 얼라이너(130) 및 관찰기(187)는 적어도 그 직각 형상 부분을 포함하도록 노치(913)를 관찰한다.
여기서, 예비 얼라이너(130)에 의해서 촬상될 때는, 노치(913)가 크게 어긋나 있을 가능성이 있으므로, 촬상 시야를 그만큼 크게 해야 한다. 그것에 대하여, 관찰기(187)의 촬상부의 촬상 시야는 촬상 시야(916)가 나타내는 바와 같이 노치(913) 일부에 해당하는 크기라도 되기 때문에, 예비 얼라이너(130)의 촬상부의 촬상 시야보다도 좁게 할 수 있다.
이와 같이 노치(913)는 관찰기(187)에 의해서 관찰되지만, 노치(913)에 두께가 있으면, 관찰기(187)와의 각도에 의해서는, 엣지가 정확하게 검출할 수 없는 경우가 있다. 이에 본 실시형태에서는, 노치(913)의 형상을, 선단부를 날카롭게 한 테이퍼 모양으로 하고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 엣지의 검출 정밀도가 상승하여, 관찰기(187)와의 각도에 의한 영향을 경감할 수 있다.
여기서, 노치(913)의 선단부가 기판홀더(190)의 기판유지면 측 또는 이면 측에 치우친 테이퍼 모양으로 되어 있어도, 엣지의 검출 정밀도를 높일 수 있다. 그렇지만 상부 기판홀더(191)에서는, 노치(913)를, 예비 얼라이너(130)에서 관찰하는 경우는 기판유지면 측으로부터 관찰하고, 관찰기(187)에서 관찰하는 경우는 이면 측으로부터 관찰하게 된다. 이와 같은 경우는 관찰기(187)와 노치(913)와의 사이의 거리가 바뀌므로, 계측 오차가 발생할 가능성이 있다. 그래서, 노치(913)의 형상은 치우침이 있는 테이퍼 모양이 아니고, 기판홀더(190)의 두께 방향의 중심에 선단이 치우침 없는 형상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 테이퍼 모양이 아니고, 노치(913)의 선단부를 얇은 판 모양으로 하는 등, 노치(913)의 선단부의 두께를 기판홀더(190)의 두께보다도 얇게 가공하는 것이면, 다른 형상이라고 해도 상관없다. 또, 노치(913)의 수는 1개라도 되지만, 기판홀더(190)의 중심 기준의 회전을 계측하기 위해서 2개 이상 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 관찰기(187)는 노치의 수에 따라 복수 마련되고, 복수의 관찰기(187)의 관찰 결과에 의해서, 기판홀더(190)의 중심 기준의 회전방향의 어긋남을 검출할 수 있다.
또 노치(913)는 기판홀더(190)의 중심으로부터 가능한 한 떨어진 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 기판홀더(190)의 중심으로부터 떨어지는 만큼, 기판홀더(190)의 중심 기준의 회전계측오차를 저감할 수 있어, 중심으로부터 가장 떨어진 위치에 설치하면, 회전계측오차를 최소로 할 수 있다.
또 노치(913)는 X방향 및 Y방향에 따른 직각 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상을 가지는 것에 의해, 관찰기(187)의 계측 시야 내에서 X방향 성분 및 Y방향 성분을 용이하게 판별할 수 있다. 또, 그 X방향과 Y방향의 직각 접속부인 각(角)부분을 R형상으로 하는 경우에는, X방향 성분 및 Y방향 성분을 용이하게 판별하기 위해서, 관찰기(187)에 의한 계측 시야에서 관찰할 수 있는 직선 부분이 긴 것이 바람직하다.
마그넷 유니트(912)는 기판(120)을 유지하는 표면에서, 유지한 기판(120)보다도 외측인 외주 영역에 복수 배치된다. 도면의 경우, 2개를 1조로 하여 120도마다 합계 6개의 마그넷 유니트(912)가 배치되어 있다.
상부 기판홀더(191)는 상부 기판홀더(191)의 외주형상 가운데, 하부 기판홀더(192)의 외주형상과 일치하지 않는 부분인 턱부(915)를 포함하는 점에서 특징을 가진다. 상부 기판홀더(191)의 외주형상을 투영한 투영 형상, 즉 상부 기판홀더(191)를 XY평면상에 투영한 투영 형상의 면적은 턱부(915)를 포함하는 부분만큼, 하부 기판홀더(192)의 외주형상을 투영한 투영 형상의 면적보다도 크게 되어 있다. 그것에 대하여, 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)의 진행 방향인 X축방향 또는 Y축방향에서의 투영 형상은 서로 동일한 형상이 되도록 턱부(915)는 구성되어 있다.
분리기구(170)가 접합 후의 기판(120)으로부터 하부 기판홀더(192)를 갈라 놓을 때, 상부 기판홀더(191)는 턱부(915)를 포함하는 영역에서 하부 기판홀더(192) 측에서의 가압력을 받는다. 이 때, 상부 기판홀더(191)의 정전흡착을 유효로 하고, 하부 기판홀더(192)의 정전흡착을 무효로 해 둠으로써, 기판(120)은 상부 기판홀더(191)와 함께 들어 올려져, 하부 기판홀더(192)로부터 분리된다. 기판홀더(190)로부터 기판(120)을 분리하는 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
기판홀더(190)는 기판(120)을 유지한 상태에서 반송기구(180)상으로 반송되고, 또 로드락 챔버(220) 및 가열가압장치(240) 내로 반입된다. 여기서 겹침장치(100) 전체의 공간절약의 관점으로부터, 반송기구(180), 로드락 챔버(220) 및 가열가압장치(240)는 보다도 작은 사이즈인 것이 바람직하다. 특히 로드락 챔버(220)는 내부를 진공으로 하는 기구를 가지지만, 사이즈가 작을수록 단시간에 진공상태로 할 수 있으므로, 전체의 수율의 관점으로부터도 작은 사이즈인 것이 바람직하다.
이들 장치의 사이즈는 기판홀더(190)의 크기에 의존하므로, 기판홀더(190)의 사이즈를 작게 하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 기판홀더(190)는 기판(120)을 유지하는 영역 및 마그넷 유니트(912) 등의 가접합을 위한 기구를 구비하므로, 사이즈를 전체적으로 작게 하는 데에는 한계가 있다.
그래서 본 실시형태에서는, 원판 형상을 기본으로 하는 기판홀더(190)의 단부를 잘라낸 형상으로 하고 있는 점에 특징을 가진다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 상부 기판홀더(191)는 X축방향 및 Y축방향에 따른 단부를 잘라낸 형상을 하고 있고, 장소에 의해서 직경 방향의 길이가 차이가 난다. 예를 들면 도 2에서는, 직경 방향으로 제일 긴 부분이 360㎜인데 대하여, X축 및 Y축으로 따른 직경 방향의 길이는 350㎜로 되어 있다.
이와 같은 형상으로 함과 아울러, 반송시 및 로드락 챔버(220) 등으로의 반입시에, X축방향 또는 Y축방향으로 반송 또는 반입하도록 제어함으로써, 반송기구(180), 로드락 챔버(220) 및 가열가압장치(240)의 사이즈를 작게 설계할 수 있다. 이것에 의해, 겹침장치(100) 전체의 공간절약화를 실현할 수 있음과 아울러, 로드락 챔버(220)를 진공으로 하는 시간을 단축하는 것으로 전체의 수율을 향상할 수 있다.
도 3은 기판(120)을 유지한 하부 기판홀더(192)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 하부 기판홀더(192)는 홀더 본체(921) 및 흡착 유니트(922)를 가지고 있고, 전체적으로는 기판(120)보다도 지름이 한층 더 큰 원판모양을 이룬다. 홀더 본체(921)는 세라믹스, 금속 등의 고강성 재료에 의해 일체 성형된다.
홀더 본체(921)는 기판(120)을 유지하는 영역을 그 표면에 구비한다. 이 유지영역은 연마되어 높은 평탄성을 가진다. 기판(120)의 유지는 정전력을 이용한 흡착에 의해 행해진다. 구체적으로는, 홀더 본체(921)에 파묻힌 정전 척에 홀더 본체(921)의 이면에 마련된 전압인가단자를 통하여 전압을 가함으로써, 하부 기판홀더(192)와 기판(120)과의 사이에 전위차를 일으키게 하여, 기판(120)을 하부 기판홀더(192)에 흡착시킨다. 또한, 기판(120)의 흡착면은 회로영역이 마련된 면과는 반대의 면이다.
하부 기판홀더(192)는, 상부 기판홀더(191)와 마찬가지로, X축방향 및 Y축방향에 따른 단부를 잘라낸 형상을 하고 있으므로, 워크쌍을 형성한 경우도 X축방향 및 Y축방향에 따른 단부를 잘라낸 형상이 된다.
흡착 유니트(922)는, 기판(120)을 유지하는 표면에서, 유지한 기판(120)보다도 외측인 외주 영역에 복수 배치된다. 도면의 경우, 2개를 1조로 하여 120도마다 합계 6개의 흡착 유니트(922)가 배치되어 있다.
흡착 유니트(922)는, 예를 들면 철 등의 자성체로 구성되어 있고, 상부 기판홀더(191)의 마그넷 유니트(912)와 각각 대응하도록 배치되어 있다. 그리고, 기판(120)을 유지한 상부 기판홀더(191)와 기판(120)을 유지한 하부 기판홀더(192)를 서로 마주 보게 하여 마그넷 유니트(912)와 흡착 유니트(922)를 작용시키면, 2개의 기판(120)을 겹친 상태에서 끼워 지지하여 고정할 수 있다.
도 4는 반전기구(160)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 반전기구(160)는 제2 반송유니트(182)보다도 하측에 설치되어 있고, 제2 반송유니트(182)가 반전기구(160)까지 이동하면, 제2 반송유니트(182)의 바로 아래에 위치하게 된다. 반전기구(160)는 기판(120), 기판홀더(190) 및 워크를 반전할 수 있지만, 이하에서는 워크를 반전하는 경우를 예로 들어 설명한다. 반전기구(160)는 반송기구(180)로부터 워크를 받는 복수의 지지핀(161), 지지핀(161)을 상하방향으로 구동시키는 Z구동부(162) 및 워크를 파지하여 회전하는 회전파지부(163)를 구비한다.
Z구동부(162)는 기구부(166) 및 저판(167)을 구비하고 있다. 기구부(166)는 볼나사 및 리니어 가이드를 모터로 구동하는 구성으로 되어 있으며, 저판(167)을 Z축방향으로 이동시킨다. 본 실시형태에서는 지지핀(161)은 4개 구비되어 있고, 각 지지핀(161)은 저판(167)상에 설치되어 있다. 즉 지지핀(161)은 Z구동부(162)에 의해서 Z축방향으로 이동한다.
지지핀(161)은 그 선단부에 전력공급핀(164) 및 갭 센서(165)를 구비한다. 전력공급핀(164)은 워크를 구성하는 기판홀더(190)에 마련된 전력공급단자와 접속하여, 기판홀더(190)에 전력을 공급함으로써, 정전흡착에 의해 워크를 고정한다. 갭 센서(165)는 지지핀(161)에 의해 지지하는 워크의 수평도를 검지한다. 수평도는 수평이면 0이고, 기울기 정도에 따라 그 절대값이 커지는 수치로 나타낼 수 있다. 4개의 지지핀(161) 모두에게 갭 센서(165)는 구비되어 있다.
Z구동부(162)에 의해 상승된 4개의 지지핀(161)은 각각 회전파지부(163)의 틈새(168)를 관통하여, 제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)가 유지하는 워크를 들어올린다. 또한, 도 4에서는 틈새(168)로서 1개소를 지시하고 있지만, 틈새(168)는 4개의 지지핀(161)의 각각의 바로 위쪽에 존재한다. 제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)가 퇴피한 후에, 지지핀(161)을 강하시킴으로써 회전파지부(163)의 위치까지 워크를 강하한다.
회전파지부(163)는 워크를 파지하여, 중심선(169)을 회전축으로 하여 워크를 반전시킨다. 중심선(169)은 워크를 구성하는 기판(120)의 접합면인 표면의 중심선과 일치한다. 이와 같은 중심선(169)을 회전축으로 하여 워크를 반전함으로써, 반전의 전후에, 기판(120)의 표면의 Z축방향의 위치를 유지할 수 있다.
도 5는 회전파지부(163)의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 회전파지부(163)는 핸드부(631) 및 핸드 개폐부(634)를 구비한다. 또 핸드부(631)는 흡착부(632) 및 클로부(633)를 구비한다. 흡착부(632)는 흡착부(632)상에 놓여진 워크를 진공흡착에 의해 고정한다. 클로부(633)는 흡착부(632)의 상부에 위치하여, 워크를 회전했을 때에, 만일 흡착부(632)로부터 어긋나 버렸을 경우에, 워크가 바닥 등에 낙하하는 것을 방지한다.
핸드 개폐부(634)는 액츄에이터에 의해서 핸드부(631)를 개폐한다. 도 5는 핸드부(631)가 열린 상태이다. 핸드부(631)가 열린 상태의 경우, 워크는 핸드부(631)의 내측을 Z축방향으로 통과할 수 있다. 이것에 의해, 워크를 흡착부(632)와 클로부(633)의 사이에 대응하는 높이에 배치하는 것이 가능하게 된다. 핸드 개폐부(634)가 핸드부(631)를 Y축방향으로 이동시키는 것에 의해서, 핸드부(631)는 닫은 상태가 된다.
도 6은 핸드부(631)가 닫은 상태의 회전파지부(163)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 워크가 흡착부(632)와 클로부(633)의 사이에 대응하는 높이에 배치된 상태에서 핸드부(631)가 닫혀지면, 워크의 단부가 흡착부(632) 및 클로부(633)의 사이에 끼워지는 위치에 배치된다. 이 상태에서, 지지핀(161)을 강하시킴으로써, 워크는 흡착부(632)상에 놓인 상태가 된다.
다음으로, 제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)로부터 워크를 받고 나서, 워크를 반전할 때까지의 흐름을 설명한다. 도 7은 회전파지부(163)의 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, Z구동부(162)에 의해서 워크가 강하하고, 흡착부(632)와 클로부(633)의 사이에 대응하는 높이에 배치된 상태의 단면도이다. 특히, 도 6에서 나타내는 각각 A-A선에 따른 단면도를 나타낸다. 이 상태에서, 핸드 개폐부(634)는 핸드부(631)를 Y축방향으로 이동시킨다.
도 8은 회전파지부(163)의 다음 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, 핸드부(631)가 닫혀지고, 흡착부(632)와 클로부(633)가 워크를 사이에 두는 위치에 배치된 상태의 단면도이다. 워크의 단부가 흡착부(632)의 바로 위쪽에 위치한다. 그리고, 저판(167)의 강하에 의해 지지핀(161)을 강하시킨다.
도 9는 회전파지부(163)의 다음의 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, 지지핀(161)이 강하함으로써, 워크가 흡착부(632)상에 놓인 상태를 나타내는 단면도이다. 이 상태에서 흡착부(632)를 동작시킴으로써, 워크를 진공흡착한다. 그리고, 회전구동부(635)를 동작시킴으로써 워크를 회전시키는데, 그대로 워크를 회전시키면, 워크와 지지핀(161)이 접촉해 버리므로, 지지핀(161)을 접촉하지 않도록 퇴피시킨다.
여기서, 지지핀(161)을 워크가 회전하는 공간영역의 외측까지 강하시킴으로써, 접촉을 회피할 수 있다. 그렇지만, 그 위치까지 강하시키기 위한 시간이 필요하게 되어, 겹침장치(100) 전체의 수율을 저하시키는 한 요인이 되어 버린다. 또한, 그 위치까지 강하시키기 위한 공간이 필요하게 되기 때문에, 그만큼 반전기구(160)의 크기가 크게 되어, 공간의 유효 이용을 도모할 수 없다.
그래서 본 실시형태에서는, 지지핀(161)을 워크가 회전하는 공간영역으로부터 퇴피하는 방향으로 경도(傾倒)하도록 구성하고 있다. 구체적으로는, 지지핀(161)이 관절부 및 구동모터를 구비하고 있고, 구동모터를 구동시킴으로써, 관절부로부터 경도할 수 있다.
도 10은 회전파지부(163)의 다음의 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는 지지핀(161)을 경도하고, 워크를 회전하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 회전파지부(163)는 워크를 구성하는 기판(120)의 중심선과 일치하는 중심선(169)을 회전축으로 하여 워크를 회전한다. 이와 같이 구성함으로써, 반전의 전후에, 기판(120)의 표면의 Z방향의 위치를 유지할 수 있다.
점선으로 나타내는 공간영역(636)은 워크가 회전하는 공간영역이다. 상술한 바와 같이, 지지핀(161)을 공간영역(636)으로부터 퇴피하는 방향으로 경도하도록 구성함으로써, 지지핀(161)을 강하시켜 공간영역(636)으로부터 퇴피하는 것보다도 빨리 퇴피할 수 있어, 처리의 고속화를 도모할 수 있다. 또, 지지핀(161)을 강하시키기 위한 공간을 필요로 하지 않기 때문에, 공간의 유효 이용을 도모할 수 있다.
또한, 경도하기 전에, 워크를 아래방향으로 소정량 퇴피시킴으로써, 보다 확실히 충돌하지 않는 위치까지 퇴피하도록 구성해도 상관없다. 또한, 아래방향으로의 퇴피와 병행하여 경도를 행함으로써, 보다 단시간에 기판홀더(190)가 회전하는 공간영역으로부터 퇴피하도록 구성해도 상관없다. 또 본 실시형태에서는, 지지핀(161)이 관절부를 구비하고, 그 부분에서 경도하도록 구성하고 있었지만, 지지핀(161) 전체를 경도하는 등, 공간영역(636)으로부터 퇴피할 수 있으면 다른 경도 방법이라도 상관없다.
도 11은 회전파지부(163)의 다음의 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, 워크의 회전이 완료하여, 지지핀(161)이 경도 상태로부터 직립 상태로 돌아온 상태의 단면도이다. 여기서 만일 워크가 흡착부(632)로부터 어긋나도, 클로부(633)에 의해서 유지되므로, 워크가 바닥 등에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 이 상태에서 지지핀(161)이 다시 상승하여, 워크에 접한 다음에, 흡착부(632)의 진공흡착이 해제된다.
도 12는 회전파지부(163)의 다음의 동작을 나타내는 단면도이다. 구체적으로는, 핸드 개폐부(634)가 핸드부(631)를 개방한 상태의 단면도이다. 이 상태에서 지지핀(161)은 Z구동부(162)의 구동에 의해 상승하고, 제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)에 의해서 반출된다.
또한, 제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)로부터 워크를 받고, 흡착부(632)와 클로부(633)의 사이에 대응하는 높이에 배치했을 때에, 갭 센서(165)에 의해 검지한 워크의 수평도가 0이 아닌 경우는, 검지한 수평도에 근거하여 워크의 회전량을 조정하는 처리가 가해진다.
예를 들면, 검지한 수평도가 1도인 경우, 회전구동부(635)가 핸드부(631)를 미리 1도 회전시키고 나서, 핸드 개폐부(634)가 핸드부(631)를 구동시킨다. 이와 같이 제어함으로써 핸드부(631)와 수평 상태로 워크를 유지할 수 있다. 여기서, 워크를 1도 회전한 상태로 유지하고 있으므로, 회전량을 180도가 아니라, 179도로서 회전한다. 이와 같이 구성함으로써, 워크는 회전 후에 수평 상태가 된다.
제1 반송유니트(181) 또는 제2 반송유니트(182)에 의해서 워크가 반출된 후, 반전기구(160)는 회전파지부(163)를 원래로 되돌리지 않고 그대로의 상태에서 대기한다. 그리고, 회전한 워크 또는 그 외의 워크를 받고, 전의 방향과는 반대의 방향으로 회전하여, 반송기구(180)에 인도하도록 제어한다. 이와 같이 제어함으로써, 매회 회전파지부(163)를 원래 상태로 되돌리는 것에 비하여 구동량을 저감할 수 있어, 구동에 의해 발생하는 먼지를 억제함과 아울러, 구동부의 열화를 억제할 수 있다.
또한 이 경우는, 흡착부(632)가 위에, 클로부(633)가 아래에 위치하게 된다. 그래서, 워크를 흡착부(632)와 클로부(633)의 사이에 배치하면, 핸드부(631)를 닫고, 지지핀(161)에 의해 워크를 상승시켜 흡착부(632)에 밀어붙여, 진공흡착을 실행하도록 제어한다.
도 13은 분리기구(170)의 구조 및 동작을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 분리기구(170)는 저판(171)과, 저판(171)상에 설치된 테이블(172), Z구동부(173) 및 급전선(177)을 구비한다. 테이블(172)은 그 상면에 놓인 하부 기판홀더(192)를 흡착하여 고정하는 진공 척(174)을 구비한다. 도면은 진공 척(174)이 동작하여, 하부 기판홀더(192)가 진공흡착되어 있는 상태를 나타내고 있다. Z구동부(173)는 테이블(172)의 측면을 따라서 배치된 액츄에이터(175) 및 리프트 업 핀(176)을 구비한다. 액츄에이터(175)는 리프트 업 핀(176)을 수직으로 승강시킨다. 리프트 업 핀(176)의 가압면의 형상은 원형이라도 되고, 상부 기판홀더(191)의 둘레방향으로 늘어난 타원 형상, 장방형 등이라도 된다.
테이블(172)상에는, 접합된 기판(120)을 끼워 지지한 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)가 놓인다. 또한, 테이블(172)의 재치면은 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)의 지름보다도 작은 지름을 가진다. 이 때문에, 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)의 외주부 근방이 테이블(172)의 측방으로 나와 있다.
상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)는, 상술한 바와 같이, 개별적으로 동작시켜 또는 휴지시킬 수 있는 정전 척(914, 924)을 가진다. 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)는 급전선(177)으로부터 전력의 공급을 받는다. 도면은 정전 척(914, 924)이 동작한 상태를 나타내고 있다.
분리기구(170)는 리프트 업 핀(176)을 4개 구비하고 있으며, 각각이 상부 기판홀더(191)의 턱부(915)에 대응하는 위치에 설치어 있다. 이 때문에, 리프트 업 핀(176)을 상승시키면, 리프트 업 핀(176)의 상단은 하부 기판홀더(192)에는 접촉하지 않고 상부 기판홀더(191)의 턱부(915)에 도달한다.
도 14는 분리기구(170)의 동작을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 접합된 기판(120)을 끼워 지지한 상부 기판홀더(191) 및 하부 기판홀더(192)가 테이블(172)상에 놓이면, 진공 척(174)이 동작함으로써 하부 기판홀더(192)가 테이블(172)에 진공흡착된다. 그리고, 하부 기판홀더(192)의 정전 척(924)을 휴지상태로 한 다음에, 액츄에이터(175)에 의해 리프트 업 핀(176)을 상승시킨다. 이것에 의해, 리프트 업 핀(176)의 상단은 이윽고 상부 기판홀더(191)의 턱부(915)에 맞닿는다. 도면에서는 사선의 유무에 의해 정전 척(914, 924)의 동작상태를 나타내고 있으며, 사선이 있는 경우는 동작 중, 사선이 없는 경우는 휴지 중을 나타낸다.
이 때, 하부 기판홀더(192)는 테이블(172)에 진공흡착되어 고정되어 있다. 또, 기판(120)은 상부 기판홀더(191)에 흡착되어 밀착한 상태를 유지하고 있다. 따라서, 액츄에이터(175)에 의해 리프트 업 핀(176)을 더욱 상승시키면, 상부 기판홀더(191)가 기판(120)과 함께 들어 올려지며, 기판(120)이 하부 기판홀더(192)로부터 분리된다.
이와 같이 구성함으로써, 기판(120)과 하부 기판홀더(192)가 먼지가 낀 상태에서 가열가압됨으로써 그 일부가 고착하고 있었을 경우라도, 그 고착을 해제할 수 있다. 가열가압에 의해 생긴 고착이 해제되면, 한번 더 기판(120)을 하부 기판홀더(192)에 놓아도, 또 간단하게 하부 기판홀더(192)로부터 기판(120)을 들어올릴 수 있다. 또한, 하부 기판홀더(192)의 정전 척을 휴지상태로 한 경우, 곧바로 정전흡착이 완전하게 해제되지 않는 경우가 있으므로, 리프트 업 핀(176)을 상승시키기까지 조금 시간을 두는 것이 바람직하다.
그리고, 액츄에이터(175)에 의해서 리프트 업 핀(176)을 강하시킴으로써, 상부 기판홀더(191) 및 기판(120)을 강하시킨다. 이어서, 상부 기판홀더(191)에 대해서도 이와 같이 하여, 기판(120)이 분리된다. 즉, 우선 정전 척(924)을 휴지상태로부터 동작상태에서 바꾸는 한편, 정전 척(914)을 휴지상태로 한다. 이것에 의해, 일단 분리한 기판(120)이 다시 하부 기판홀더(192)에 흡착되어 밀착한다.
기판(120) 및 하부 기판홀더(192)의 가열가압장치(240)에서의 가열가압에 의한 고착은 이미 해제되어 있으므로, 하부 기판홀더(192)의 정전 척(924)의 동작을 해제함으로써, 하부 기판홀더(192)에 의한 기판(120)의 흡착은 확실히 해제할 수 있다.
그리고, 정전 척(924)에 의한 흡착을 유지한 채로, 액츄에이터(175)를 동작시켜 리프트 업 핀(176)을 다시 상승시킴으로써, 상부 기판홀더(191)를 다시 상승시킨다. 이 때, 기판(120)은 하부 기판홀더(192)에 정전흡착되어 있으므로, 상부 기판홀더(191)가 상승하여, 기판(120)과 상부 기판홀더(191)가 분리된다.
이 상태에서, 상부 기판홀더(191)는 로봇암(186)에 의해서 분리기구(170)로부터 반출되고, 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓인다. 그리고, 액츄에이터(175)를 동작시킴으로써 리프트 업 핀(176)을 강하함과 아울러, 진공 척(174)을 휴지상태로 함으로써 진공흡착을 해제한다. 그 후, 접합된 기판(120)을 유지하는 하부 기판홀더(192)는 로봇암(186)에 의해서 분리기구(170)로부터 반출되며, 제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓인다. 또한, 상부 기판홀더(191)로부터의 분리와 하부 기판홀더(192)로부터의 분리와의 시간적 순서는 상기와 반대라도 된다.
제1 주고받음포트(183)의 푸쉬업-핀에 놓인 기판(120) 및 하부 기판홀더(192)는 제2 반송유니트(182)에 유지되며, 예비 얼라이너(130)의 홀더테이블(132)로 반송된다. 그 후, EFEM(112)의 로봇암(116)이 접합 후의 기판(120)을 유지하여, 로드포트(115)에 장착된 FOUP에 기판(120)을 반입한다. 이상의 흐름에 의해서, 회로패턴이 형성되어 있는 2개의 기판(120)을 겹친 접합 기판을 제조한다.
도 15는 상부 기판홀더(191)의 다른 예이다. 도 15의 상부 기판홀더(191)에 있어서, 도 2의 상부 기판홀더(191)와 동일한 구성에는 동일한 번호를 부여한다. 또, 도 15는 외형 형상을 나타낼 수 있도록, 마그넷 유니트(912)가 생략되어 있다.
도 15의 상부 기판홀더(191)는 직경 300㎜ 웨이퍼에 이용된다. 홀더 본체(911)는 큰 반경(R1)의 부분과 중간 정도의 반경(R2)의 부분과 작은 반경(R3)의 부분을 가진다. 큰 반경(R1)의 부분에 리프트 업 핀(176)의 가압력을 받는 턱부(915)가 마련된다. 여기서, 반경(R1)의 일례는 185㎜이며, R2의 일례는 180㎜이며, R3의 일례는 175㎜이다. 또, 도 2 상부 기판홀더(191)와 마찬가지로, 도 15의 상부 기판홀더(191)의 외형도 X방향 및 Y방향에 따른 직선 부분을 가지고, 서로 마주 보는 평행한 직선 부분의 간격은 예를 들면 350㎜이다.
마그넷 유니트를 수용하는 수용부(701)는 2개 1조로 하여 3조 마련되어 있다. 3조의 둘레방향의 간격(θ1)은, 예를 들면 120°이다. 또 1조 내의 2개의 수용부(701)의 둘레방향의 간격의 반인 θ2는, 예를 들면 0.5° 내지 20°이며, 바람직하게는 10°이다. 또한, 수용부(701)의 크기는 마그넷 유니트의 크기에 의하는데, 예를 들면 폭(e)은 10㎜ 내지 30㎜, 바람직하게는 24㎜이다. 수용부(701)의 외연으로부터의 깊이(f)는 10㎜ 내지 40㎜로서, 큰 반경(R1)에 대해서 약 5％ 내지 25％이다.
도 16은 하부 기판홀더(192)의 다른 예이다. 도 16의 하부 기판홀더(192)에서, 도 3의 하부 기판홀더(192)와 동일한 구성에는 동일한 번호를 부여한다. 또, 도 16은 외형 형상을 나타낼 수 있도록 흡착 유니트(922)가 생략되어 있다.
도 16의 하부 기판홀더(192)는 도 15의 상부 기판홀더(191)와 쌍을 이룬다. 홀더 본체(921)는 큰 반경(R1)의 부분과 중간 정도의 반경(R2)의 부분과 작은 반경(R3)의 부분을 가진다. 작은 반경(R3)의 부분에 노치(705)가 마련된다. 당해 노치(705)는 상부 기판홀더(191)와 겹쳐졌을 경우에, 턱부(915)를 노출시키는 부분이다. 이것에 의해, 리프트 업 핀(176)에서 턱부(915)를 가압할 수 있다. 여기서, 반경(R1)의 일례는 185㎜이며, R2의 일례는 180㎜이고, R3의 일례는 175㎜이다. 또, 도 3의 하부 기판홀더(192)와 마찬가지로, 도 16의 하부 기판홀더(192)의 외형도 X방향 및 Y방향에 따른 직선 부분을 가지며, 서로 마주 보는 평행한 직선 부분의 간격은 350㎜이다.
흡착자를 수용하는 수용부(703)는 마그넷 유니트의 수용부(701)와 대응하는 위치에 마련되어 있다. 또한, 수용부(703)의 크기는 흡착자의 크기에 의하는데, 그 폭은 수용부(701)의 폭(e)보다도 크고, 바람직하게는 30㎜이다.
노치(705)의 크기는 리프트 업 핀(176)의 크기에 의한다. 여기서 리프트 업 핀(176)의 가압면의 면적을 크게 하는 편이 가압력이 커지지만, 리프트 업 핀(176)의 가압면이 둘레방향으로 연장하는 형상인 경우에는, 그 면적을 크게 하기 위해 둘레방향을 연장하면 된다. 따라서, 그에 따라 노치(705)도 둘레방향으로 연장하면 되고, 하부 기판홀더(192)의 대형화를 억제할 수 있다. 노치(705)의 구체적인 형상은, 예를 들면 외연으로부터의 깊이가 5㎜ 내지 40㎜로서 큰 반경(R1)의 3％ 내지 25％이며, 바람직하게는 10㎜ 즉 5. 4％이다. 또한 노치(705)의 둘레방향의 길이는 10㎜ 내지 50㎜로서 바람직하게는 43㎜이다. 또, 노치(705)의 둘레방향의 위치를 1조의 수용부(703)의 중앙선 가까운 시점(始点)으로 나타내면, 당해 중앙선으로부터 10° 내지 50°의 사이인 것이 바람직하다.
노치(913)의 크기는 관측기(187)의 시야의 크기에 의하는데, 예를 들면 폭(c)은 5㎜ 내지 20㎜이며, 바람직하게는 10㎜이다. 또, 노치(913)의 외연으로부터의 깊이(d)는 5㎜ 내지 30㎜이며, 바람직하게는 8㎜이다.
이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 기재의 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시의 형태에 다양한 변경 또는 개량을 더하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 분명하다. 그 같은 변경 또는 개량을 더한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것은 청구의 범위의 기재로부터 분명하다.
청구의 범위, 명세서, 및 도면 중에서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램 및 방법에서의 동작, 순서, 스텝 및 단계 등의 각 처리의 실행순서는 특단 「보다 전에」, 「앞서」 등으로 명시하고 있지 않고, 또, 전의 처리의 출력을 후의 처리에서 이용하지 않는 한, 임의의 순서로 실현될 수 있는 것에 유의해야 한다. 청구의 범위, 명세서, 및 도면 중의 동작 플로우에 관해서, 편의상 「우선,」, 「다음에,」 등을 이용하여 설명했다고 해도, 이 순서로 실시하는 것이 필수인 것을 의미하는 것은 아니다.
100 겹침장치, 101 케이스,
102 대기환경부, 110 제어부,
111 기억부, 112 EFEM,
113, 114, 115 로드포트, 116 로봇암,
120 기판, 130 예비 얼라이너,
131 턴테이블, 132 홀더테이블,
133 검출기, 140 본 얼라이너,
141 고정 스테이지, 142 이동 스테이지,
143 간섭계, 144 제어부,
145 단열벽, 146 셔터,
150 홀더 락, 160 반전기구,
161 지지핀, 162 Z구동부,
163 회전파지부, 164 전력공급핀,
165 갭 센서, 166 기구부,
167 저판, 168 틈새,
169 중심선, 170 분리기구,
171 저판, 172 테이블,
173 Z구동부, 174 진공 척,
175 액츄에이터, 176 리프트 업 핀,
177 급전선, 180 반송기구,
181 제1 반송유니트, 182 제2 반송유니트,
183 제1 주고받음포트, 184 제2 주고받음포트,
185 싱글 슬라이더, 186 로봇암,
187 관찰기, 190 기판홀더,
191 상부 기판홀더, 192 하부 기판홀더,
202 진공환경부, 210 단열벽,
220 로드락 챔버, 221 히터,
222 셔터, 224 셔터,
230 로봇암, 232 로봇암 제어부,
234 유지부, 240 가열가압장치,
631 핸드부, 632 흡착부,
633 클로부, 634 핸드 개폐부,
635 회전구동부, 701 수용부,
703 수용부, 705 노치,
911 홀더 본체, 912 마그넷 유니트,
913 노치, 914 정전 척,
915 턱부, 916 촬상 시야,
921 홀더 본체, 922 흡착 유니트,
924 정전 척

Claims (32)

  1. 제1 기판홀더와,
    서로 겹쳐진 제1 기판 및 제2 기판을 상기 제1 기판홀더와의 사이에서 유지하는 제2 기판홀더를 구비하며,
    상기 제1 기판홀더는, 상기 제2 기판홀더로부터 분리될 때 가압부재에 의해 가압되는 수압부(受壓部)를 가지고,
    상기 제2 기판홀더는, 상기 가압부재에 의한 상기 수압부의 가압을 가능하게 하도록 상기 가압부재를 통과시키는 통과부를 가지는 기판홀더쌍.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판홀더는, 상기 제1 기판을 유지하는 제1 유지부를 가지고,
    상기 수압부는, 상기 제1 기판홀더의 상기 제1 유지부 이외의 부분에 마련되어 있는 기판홀더쌍.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 기판홀더는, 상기 제2 기판을 유지하는 제2 유지부를 가지고,
    상기 통과부는, 상기 제2 유지부 이외의 부분에 형성되어 있는 기판홀더쌍.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판홀더의 외주형상과 상기 제2 기판홀더의 외주형상은 서로 다른 기판홀더쌍.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판홀더와 상기 제2 기판홀더의 겹침방향에 직교하는 한쪽 방향으로부터의 상기 제1 기판홀더와 상기 제2 기판홀더의 투영형상은, 서로 동일 형상인 기판홀더쌍.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 한쪽 방향에 직교하는 다른 방향으로부터의 상기 제1 기판홀더와 상기 제2 기판홀더와의 투영형상이 서로 동일 형상인 기판홀더쌍.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 통과부는, 상기 제2 기판홀더의 외주부에 형성된 노치인 기판홀더쌍.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 기판홀더는 원형을 이루고 있고, 상기 노치는 상기 제2 기판홀더의 둘레방향을 따라서 연장하는 기판홀더쌍.
  9. 제1 기판홀더와,
    서로 겹쳐진 제1 기판 및 제2 기판을 상기 제1 기판홀더와의 사이에서 유지하는 제2 기판홀더를 구비하며,
    상기 제1 기판홀더는, 상기 제1 기판을 유지하는 유지력을 상기 제1 기판에 작용시키는 제1 유지부를 가지며, 상기 제2 기판홀더는, 상기 제2 기판을 유지하는 유지력을 상기 제2 기판에 작용시키는 제2 유지부를 가지고,
    상기 제1 기판홀더 및 상기 제2 기판홀더 중 하나는, 다른 하나의 기판홀더로부터 분리될 때 상기 다른 하나의 기판홀더로부터 떨어지는 방향으로의 힘을 받는 수압부를 가지며,
    적어도 상기 수압부가 힘을 받을 때에, 상기 제1 기판홀더 및 상기 제2 기판홀더 중 어느 하나가 상기 제1 기판의 유지 또는 상기 제2 기판의 유지를 해제하는 기판홀더쌍.
  10. 청구항 9에 있어서.
    상기 수압부가 힘을 받을 때, 상기 제1 기판홀더 및 상기 제2 기판홀더 중 다른 하나가, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 유지를 유지하는 기판홀더쌍.
  11. 청구항 9에 있어서.
    상기 제1 기판홀더와 상기 제2 기판홀더와의 사이에서 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 유지한 상태에서 상기 제1 기판홀더로의 가압부재에 의한 가압을 가능하게 하도록 상기 가압부재를 통과시키는 통과부를 상기 제2 기판홀더가 가지는 기판홀더쌍.
  12. 서로 겹쳐진 2개의 기판을 다른 기판 홀더와의 사이에서 유지하는 기판홀더로서,
    상기 다른 기판홀더와의 사이에서 상기 2개의 기판을 유지한 상태에서 상기 다른 기판홀더가 분리될 때 상기 다른 기판홀더로의 가압부재에 의한 가압을 가능하도록 상기 가압부재를 통과시키는 통과부를 가지는 기판홀더.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 2개의 기판 중 하나를 유지하는 유지부를 가지고,
    상기 통과부는, 상기 유지부 이외의 부분에 형성되어 있는 기판홀더.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 통과부는, 상기 기판홀더의 외주부에 형성된 노치인 기판홀더.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기판홀더는 원형을 이루고 있고, 상기 노치는, 상기 기판홀더의 둘레방향을 따라서 연장하는 기판홀더.
  16. 서로 겹쳐진 2개의 기판을 다른 기판홀더와의 사이에서 유지하는 기판홀더로서,
    상기 다른 기판홀더로부터 분리될 때에 상기 다른 기판홀더로부터 떨어지는 방향으로의 힘을 받는 수압부를 가지고,
    적어도 상기 수압부가 힘을 받을 때에 상기 기판의 유지를 해제하는 기판홀더.
  17. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 기판홀더쌍과,
    상기 제1 기판홀더에 유지된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판홀더에 유지된 상기 제2 기판을 서로 접합하는 접합부와,
    서로 접합된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판과, 상기 제1 기판홀더와, 상기 제2 기판홀더를, 각각 분리하는 분리부를 구비하는 기판접합장치.
  18. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 기판홀더쌍을 이용하여 복수의 기판을 겹쳐서 제조되는 디바이스의 제조방법으로서,
    상기 제1 기판홀더에 유지된 상기 제1 기판과 상기 제2 기판홀더에 유지된 상기 제2 기판을 서로 접합하는 접합공정과,
    서로 접합된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판과, 상기 제1 기판홀더와, 상기 제2 기판홀더를, 각각 분리하는 분리공정을 포함하는 디바이스의 제조방법.
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