WO2014064944A1 - 基板貼り合わせ装置、位置合わせ装置、基板貼り合わせ方法、位置合わせ方法、及び、積層半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板貼り合わせ装置、位置合わせ装置、基板貼り合わせ方法、位置合わせ方法、及び、積層半導体装置の製造方法 Download PDF

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岡本　和也
菅谷　功
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株式会社ニコン
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate bonding apparatus, an alignment apparatus, a substrate bonding method, an alignment method, and a method for manufacturing a laminated semiconductor device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-251972
  • a substrate bonding apparatus for bonding a first substrate and a second substrate to each other, wherein the first substrate and the second substrate are aligned with each other by an alignment apparatus.
  • a bonding unit, a transfer unit that unloads the aligned first substrate and the second substrate from the alignment unit, and a paste for bonding the first substrate and the second substrate transferred by the transfer unit to each other An alignment unit; and a determination unit that determines whether or not the first substrate and the second substrate are misaligned after being aligned by the alignment unit and before being carried out by the transfer unit.
  • a substrate bonding apparatus Provided is a substrate bonding apparatus.
  • an alignment unit that aligns the pair of substrates, and whether the pair of substrates aligned by the alignment unit is misaligned or not is determined in the alignment device.
  • an alignment apparatus including a determination unit that makes determination based on information on a substrate.
  • a substrate bonding method for bonding a first substrate and a second substrate to each other, wherein the first substrate and the second substrate are aligned with each other by an alignment unit.
  • a method for bonding substrates is provided.
  • a method for manufacturing a laminated semiconductor device including the above-described substrate bonding method.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of the substrate bonding apparatus 10.
  • the substrate bonding apparatus 10 manufactures a bonded substrate 95 by bonding two substrates 90 and 90 together.
  • the substrate bonding apparatus 10 may manufacture the bonded substrate 95 by bonding three or more substrates 90 together.
  • the atmospheric environment unit 14 includes an environmental chamber 12, a substrate holder rack 22, robot arms 24, 30, 31, a pre-aligner 26, an alignment device 28 that is an example of an alignment device, a rail 32, and a separation stage 39. Is provided.
  • the environmental chamber 12 is formed so as to surround the atmospheric environment unit 14. The area surrounded by the environmental chamber 12 is communicated with an air conditioner or the like, and the temperature is controlled.
  • the substrate holder rack 22 accommodates a plurality of pairs of substrate holders 94 that hold the stacked substrates 90 and bonded substrates 95 from above and below.
  • the substrate holder 94 holds the substrate 90 by electrostatic adsorption.
  • the substrate holder 94 may hold the substrate 90 by vacuum suction.
  • the robot arm 24 transports the substrate 90 loaded in the substrate cassette 20 and the substrate holder 94 loaded in the substrate holder rack 22 to the pre-aligner 26.
  • the robot arm 24 transports the substrate 90 held by the substrate holder 94 in the pre-aligner 26 to the alignment device 28. Note that the robot arm 24 turns the pair of substrate holders 94 and substrates 90 out of the two sets of substrate holders 94 and substrates 90 that are successively transported and transports them. After being bonded, the robot arm 24 transfers the bonded substrate 95 transferred to the substrate holder rack 22 to one of the substrate cassettes 20.
  • the frame body 34 is formed so as to surround the fixed stage 36 and the moving stage 38. Openings are formed on the surface of the frame 34 on the substrate cassette 20 side and the surface on the vacuum environment unit 16 side. Thereby, the board
  • the fixed stage 36 is provided above the moving stage 38.
  • the lower surface of the fixed stage 36 holds the substrate holder 94 that holds the substrate 90 conveyed by being turned upside down by the robot arm 24 by vacuum suction.
  • the upper surface of the moving stage 38 holds the substrate holder 94 holding the substrate 90 transported by the robot arm 24 without being turned upside down by vacuum suction.
  • the moving stage 38 moves in the XY directions, and moves one substrate 90 of the pair of substrates 90 in the horizontal plane. Thereby, the moving stage 38 aligns the substrate 90 of the fixed stage 36 and the substrate 90 of the moving stage 38.
  • the moving stage 38 moves up and superposes the pair of substrates 90 held by the substrate holder 94. Thereafter, the pair of substrates 90 is clamped to the substrate holder 94.
  • a substrate laminate 93 is formed in which the pair of substrates 90 in an overlapped state is clamped by the pair of substrate holders 94.
  • the substrate 90 and the substrate 90 may be temporarily bonded by an adhesive, may be temporarily bonded by plasma, or may be simply overlapped.
  • the robot arm 30 vacuum-sucks the substrate stack 93 and transports it to the vacuum environment unit 16.
  • the robot arm 30 conveys the substrate stack 93 including the bonded substrate 95 from the vacuum environment unit 16 to the separation stage 39.
  • the separation stage 39 separates the bonded substrate 95 and the substrate holder 94.
  • the robot arm 31 conveys the bonded substrate 95 and the substrate holder 94 separated by the separation stage 39 to the substrate holder rack 22 along the rails 32.
  • the vacuum environment unit 16 is set to a vacuum state in the bonding process of the substrate bonding apparatus 10.
  • the vacuum environment unit 16 includes a load lock chamber 48, an access door 50, a gate valve 52, a robot chamber 53, a robot arm 54, three storage chambers 55, three heating and pressurizing devices 56, A robot arm 58 and a cooling chamber 60 are provided. Note that the number of the heating and pressing devices 56 is not limited to three, and may be changed as appropriate.
  • the load lock chamber 48 connects the atmospheric environment unit 14 and the vacuum environment unit 16.
  • the load lock chamber 48 can be set to a vacuum state and an atmospheric pressure.
  • a substrate laminate 93 including a pair of substrates 90 before bonding and a substrate laminate 93 including a bonded substrate 95 can be carried in and out of the load environment chamber 48 and the vacuum environment portion 16 side. In addition, an opening is formed.
  • the access door 50 opens and closes the opening on the atmospheric environment section 14 side of the load lock chamber 48.
  • the gate valve 52 opens and closes the opening of the load lock chamber 48 on the vacuum environment unit 16 side.
  • the robot arm 54 is rotatably arranged at the center of the robot chamber 53.
  • the robot arm 54 carries the substrate laminate 93 carried into the load lock chamber 48 by the robot arm 30 into any of the heating and pressing devices 56.
  • the accommodation chamber 55 has a gate valve 57 and is connected to the robot chamber 53 through the gate valve 57.
  • the storage chamber 55 includes a gate valve 57 that is opened and closed when the substrate stack 93 is loaded and unloaded.
  • the robot arm 58 is rotatably disposed at the center of the robot chamber 53. As a result, the robot arm 58 transports the substrate laminate 93 from the heating and pressurizing device 56 to the cooling chamber 60. In addition, the robot arm 58 transports the substrate stack 93 from the cooling chamber 60 to the load lock chamber 48.
  • FIGS. 2 to 5 are views for explaining a manufacturing method of the laminated semiconductor device 96 including the step of bonding the bonded substrate 95 by the substrate bonding device 10.
  • the robot arm 24 takes out the substrate holder 94 from the substrate holder rack 22 and conveys it to the pre-aligner 26.
  • the robot arm 24 takes out the substrate 90 from any of the substrate cassettes 20 and conveys it to the pre-aligner 26.
  • the pre-aligner 26 observes the outer shapes of the substrate 90 and the substrate holder 94 to perform alignment, and places the substrate 90 on the substrate holder 94 as shown in FIG.
  • the substrate holder 94 sucks and holds the placed substrate 90.
  • the robot arm 24 turns the substrate 90 and the substrate holder 94 upside down and conveys them to the lower surface of the fixed stage 36.
  • the fixed stage 36 holds the substrate holder 94 together with the substrate 90 by vacuum suction.
  • the moving stage 38 moves upward, the upper surface of the substrate 90 of the moving stage 38 and the lower surface of the substrate 90 of the fixed stage 36 are overlapped, and the substrate holders 94 are magnetically coupled to each other. Adsorb. Thereby, the board
  • the robot arm 30 conveys the substrate laminate 93 on the moving stage 38 to the load lock chamber 48.
  • the robot arm 54 carries the substrate stack 93 from the load lock chamber 48 to the heating and pressurizing device 56.
  • the frame body 34 is formed so as to surround the fixed stage 36 and the moving stage 38.
  • the frame body 34 includes a top plate 74, a bottom plate 75, and side walls 76.
  • the top plate 74 and the bottom plate 75 are horizontally arranged so as to be parallel to each other.
  • the side wall 76 connects the top plate 74 and the bottom plate 75 together.
  • the surface of the side wall 76 on the side of the substrate cassette 20 and the surface of the side wall 76 on the side of the vacuum environment unit 16 are opened so that the substrate 90 and the bonded substrate 95 can be carried in and out.
  • the fixed stage 36 is fixed to the lower surface of the top plate 74.
  • the fixed stage 36 is provided at a position higher than the moving stage 38.
  • the lower surface of the fixed stage 36 vacuum-sucks the substrate holder 94 turned upside down by the robot arm 24 while holding the substrate 90. Note that the lower surface of the fixed stage 36 may electrostatically attract the substrate holder 94.
  • the guide rail 78 is fixed to the bottom plate 75.
  • the guide rail 78 extends in the X direction.
  • the X stage 80 is disposed on the guide rail 78.
  • the X stage 80 moves in the X direction while being guided by the guide rail 78.
  • the Y stage 82 is disposed on the X stage 80.
  • the Y stage 82 moves in the Y direction along the guide rail on the X stage 80.
  • the elevating unit 84 is fixed to the upper surface of the Y stage 82.
  • the raising / lowering part 84 raises / lowers the fine movement stage 85 up and down.
  • the fine movement stage 85 is fixed to the upper surface of the elevating part 84.
  • the upper surface of fine movement stage 85 vacuum-sucks substrate holder 94 holding substrate 90.
  • the upper surface of fine movement stage 85 may electrostatically attract substrate holder 94.
  • the bump Ba arranged on the substrate 90 adsorbed on the fine movement stage 85 is electrically joined to the bump Ba arranged on the substrate 90 adsorbed on the fixed stage 36.
  • the fine movement stage 85 is moved in the XYZ directions by the X stage 80, the Y stage 82, and the elevating unit 84.
  • the fine movement stage 85 moves the sucked substrate holder 94 and the substrate 90 in the XY directions, and rotates the substrate holder 94 and the substrate 90 around the vertical axis.
  • the fine movement stage 85 moves in the XY direction at a fine pitch and has a small movable range as compared with the movement of the X stage 80 and the Y stage 82. Thereby, the moving stage 38 can align and superpose the adsorbed substrate 90 with respect to the substrate 90 of the fixed stage 36.
  • FIG. 7 is an overall perspective view of the periphery of the position detection unit 100. As shown in FIG. 7, the position detection unit 100 further includes interferometers 112 and 114.
  • Interferometer 102 is arranged so as to face upper fixed mirror 104 and lower fixed mirror 108. Interferometer 102 emits laser light parallel to the X direction toward upper fixed mirror 104 and lower fixed mirror 108. The interferometer 102 determines the amplitude of the signal indicating the intensity of the laser beam due to the interference of the laser beam reflected by the upper fixed mirror 104 and the lower fixed mirror 108 in the rotational direction around the vertical axis of the fixed stage 36 and the moving stage 38. Detect and output as position information.
  • Interferometer 112 is arranged so as to face upper fixed mirror 104 and lower fixed mirror 108. Interferometer 112 emits laser light parallel to the X direction toward upper fixed mirror 104 and lower fixed mirror 108. The interferometer 112 changes the amplitude of the signal indicating the intensity of the laser beam due to the interference of the laser beams reflected by the upper fixed mirror 104 and the lower fixed mirror 108 and changes the position of the fixed stage 36 and the moving stage 38 in the X direction over time. Is detected and output as position information.
  • the position information is an example of a time change in the position of the pair of substrates.
  • the three pairs of coupling members 208 are arranged on the outer peripheral side of the upper mounting portion 202.
  • the three pairs of coupling members 208 are arranged at intervals of approximately 120 ° in the circumferential direction.
  • the coupling member 208 has a permanent magnet for coupling.
  • FIG. 9 is a perspective view of the lower substrate holder 210 as the other substrate holder 94 as viewed from above.
  • the lower substrate holder 210 includes a lower mounting portion 212, a pair of lower electrostatic pads 214 and 216, a lower elastic member 218, and a member to be coupled 220 that is an example of a clamp portion.
  • the lower electrostatic pads 214 and 216 are formed in a semicircular shape.
  • the lower electrostatic pads 214 and 216 are embedded in the lower placement unit 212.
  • One lower electrostatic pad 214 is arranged so as to be symmetrical with the other lower electrostatic pad 216 with the center of the lower mounting portion 212 interposed therebetween.
  • One lower electrostatic pad 214 is charged with a negative charge.
  • the other lower electrostatic pad 216 is charged with a positive charge. Accordingly, the lower electrostatic pads 214 and 216 generate an electrostatic force to electrostatically attract the substrate 90.
  • the three lower elastic members 218 are arranged on the outer peripheral side of the lower mounting portion 212.
  • the three lower elastic members 218 are arranged at intervals of approximately 120 ° in the circumferential direction.
  • the lower elastic member 218 is configured by an elastically deformable leaf spring.
  • the lower elastic member 218 is formed in a rectangular shape that is long in the circumferential direction.
  • the lower elastic member 218 couples the coupling member 208 and the coupled member 220 to each other even when the thickness of the substrate 90 sandwiched between the upper substrate holder 200 and the lower substrate holder 210 changes. Further, the lower elastic member 218 causes the reaction force due to elastic deformation to act as a force for sandwiching the pair of substrates 90 between the upper substrate holder 200 and the lower substrate holder 210.
  • the coupled member 220 includes a material that is attracted to the magnet, for example, a ferromagnetic material.
  • the coupled member 220 is provided at the end of the lower elastic member 218.
  • the coupled member 220 is provided on the lower mounting portion 212 via the lower elastic member 218.
  • the pair of coupled members 220 are disposed at positions facing the coupling member 208.
  • FIG. 10 is a block diagram of a control system of the alignment apparatus 28.
  • the alignment apparatus 28 further includes a control unit 300 and a storage unit 302.
  • An example of the control unit 300 is a computer.
  • the control unit 300 functions as the acquisition unit 310, the drive control unit 312, and the determination unit 314 by reading the alignment program stored in the storage unit 302.
  • the acquisition unit 310 acquires an image of the alignment mark M from the upper microscope 70 and the lower microscope 72 and outputs the acquired image to the drive control unit 312.
  • the acquisition unit 310 acquires position information from the interferometers 102, 112, and 114 and outputs the position information to the determination unit 314.
  • the drive control unit 312 acquires the image of the alignment mark M captured by the upper microscope 70 and the lower microscope 72 from the acquisition unit 310.
  • the drive control unit 312 detects the position of the alignment mark M from the image of the alignment mark M.
  • the drive controller 312 moves the amount of movement of the substrate 90 attracted to the moving stage 38 where the position of the alignment mark M of the substrate 90 of the fixed stage 36 and the position of the alignment mark M of the substrate 90 of the moving stage 38 are the same position. Is calculated.
  • the movement amount is displayed as (Sx, Sy, ⁇ ) in accordance with the translational movement in the XY direction of the moving stage 38 and the rotational movement around the vertical axis.
  • Sx is the amount of movement of the substrate 90 in the X direction.
  • Sy is the amount of movement of the substrate 90 in the Y direction.
  • ⁇ is the amount of rotation of the substrate 90 around the vertical axis.
  • the drive control unit 312 drives the X stage 80, the Y stage 82, and the fine movement stage 85 of the moving stage 38 based on the calculated movement amount, and aligns the pair of substrates 90. After the alignment of the substrates 90, the drive control unit 312 drives the elevating unit 84 to move the substrate 90 of the moving stage 38 upward so that the substrates 90 overlap each other.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining alignment processing by the alignment device 28.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of position information acquired by the determination unit 314 from the position detection unit 100.
  • the alignment process is executed by the control unit 300 of the alignment apparatus 28 reading the alignment program stored in the storage unit 302.
  • the alignment process is started when the substrate 90, the upper substrate holder 200, and the lower substrate holder 210 are transferred to the fixed stage 36 and the moving stage 38, respectively.
  • the coupled member 220 of the lower substrate holder 210 conveyed to the moving stage 38 is restrained by the moving stage 38. Thereby, the coupled member 220 is restricted from moving in the XY direction and the vertical direction.
  • the acquisition unit 310 controls the upper microscope 70 and the lower microscope 72 to image the alignment mark M and acquire an image (S10).
  • the acquisition unit 310 outputs the image of the alignment mark M to the drive control unit 312.
  • the determination unit 314 When the determination unit 314 acquires the start signal from the drive control unit 312, the determination unit 314 starts acquiring the position information output from the interferometers 102, 112, and 114 of the position detection unit 100 via the acquisition unit 310 (S14). The determination unit 314 stores the acquired position information in the storage unit 302.
  • the drive control unit 312 moves the X stage 80, the Y stage 82, and the fine movement stage 85 of the moving stage 38 together with the substrate 90 based on the movement amount. Thereby, the drive control unit 312 aligns the substrates 90 in the XY plane (S16).
  • the drive control unit 312 releases the restraint of the coupled member 220 by the moving stage 38. Thereby, the drive control unit 312 clamps the substrate 90 by the pair of the upper substrate holder 200 and the lower substrate holder 210 (S20).
  • the drive control unit 312 controls the elevating unit 84 to lower the moving stage 38 (S21).
  • the drive control unit 312 outputs an end signal to the determination unit 314 when the lowering of the moving stage 38 is completed.
  • the determination unit 314 ends the acquisition of position information (S22).
  • Time T3 is a time when the drive control unit 312 starts to lower the moving stage 38, and is also a time when the upper substrate holder 200 is detached from the fixed stage 36. It can be seen from FIG. 12 that the amplitude increases at times T1, T2, and T3. Note that, after time T3, the amplitude at the time when the robot arm 30 contacts at least one of the pair of substrates 90 may be included in the position information for determining the presence or absence of positional deviation.
  • Determining unit 314 determines the occurrence of positional deviation based on the amplitude of the position information. For example, the determination unit 314 determines whether or not the maximum amplitude value at the times T1, T2, and T3 is equal to or greater than a determination threshold value. When it is determined that the maximum value of the amplitude in the vicinity of the times T1, T2, T3, etc. is less than the determination threshold value that is the threshold value for determining the displacement, the determination unit 314 determines that no displacement occurs (S24: No) The conveyance instruction is output to the control unit 18 (S26). As a result, the substrate stack 93 with the robot arm 30 aligned is transferred to the load lock chamber 48, and the alignment process is completed.
  • the determination unit 314 determines that the maximum value of the amplitude is greater than or equal to the determination threshold value, it determines that a positional deviation occurs (S24: Yes), executes a positional deviation corresponding process (S28), and performs an alignment process. Exit. As an example of the misalignment handling process, the determination unit 314 outputs a generated signal to the control unit 18. Thereby, the control part 18 makes the conveyance speed of the board
  • the determination unit 314 determines the occurrence of the positional deviation after the position information is detected from the position information acquired from the position detection unit 100.
  • the alignment apparatus 28 can perform the process which suppresses position shift, such as delaying the conveyance from the alignment apparatus 28, for example.
  • the substrate bonding apparatus 10 can improve the bonding accuracy of the substrate 90.
  • the determination unit 314 may calculate a moving average of the amplitude of the position information, and determine that a positional deviation occurs if the moving average is equal to or greater than a determination threshold value.
  • the moving average may be a simple moving average or a weighted moving average.
  • Determining unit 314 may determine the occurrence of positional deviation based on a plurality of determination thresholds. For example, the determination unit 314 may determine the occurrence of the positional deviation based on a plurality of determination threshold values set in accordance with the detection of the amplitude that is the position information. Specifically, the determination unit 314 may determine the occurrence of the positional deviation based on the first determination threshold for the amplitude at a predetermined time from the time T1. Similarly, the determination unit 314 may determine the occurrence of misalignment by using the second determination threshold value and the third determination threshold value for the amplitudes determined in advance from the times T2 and T3.
  • the predetermined time is an average time until the amplitude increase at the times T1, T2, and T3 is stabilized, and is set empirically.
  • the first to third determination thresholds are set to different values respectively calculated from the correlation between the past light amplitude and the positional deviation. For example, at time T2, there is a high possibility that stress is accumulated in the lower elastic member 218 due to the start of clamping. If this stress is released during conveyance, there is a high possibility that a positional shift will occur between the substrates 90. Therefore, the second determination threshold value at time T2 is set smaller than the first and third determination threshold values.
  • Determining unit 314 may determine the occurrence of a positional shift based on the amplitude only in a time zone that is predicted in advance when the amplitude increases. For example, the determination unit 314 may determine the occurrence of the positional deviation based on the amplitude detected for a predetermined time from the times T1, T2, and T3.
  • the determination unit 314 may detect the occurrence of a position shift at the time when the position information is acquired. For example, when the vibration center of the position information is deviated from the previous vibration center, the determination unit 314 determines that a positional deviation has occurred between the substrates 90. When the determination unit 314 detects a misalignment after the alignment, the alignment device 28 aligns the pair of substrates 90 again.
  • the determination unit 314 estimates that a positional deviation occurs, the determination unit 314 outputs to change the control by the control unit 18 that controls the process after the position information is detected.
  • the interferometers 102, 112, and 114 have acquired the position information of the substrate 90 by detecting changes in the positions of the fixed stage 36 and the moving stage 38. After directly irradiating the substrate 90, position information of the substrate 90 may be detected by interference of reflected laser light.
  • ⁇ Determining unit 314 may determine misalignment by combining a plurality of amplitudes. For example, the positional deviation may be determined by comparing a value obtained by adding the amplitudes in the XY directions with a determination threshold.
  • the determination unit 314 may estimate and determine the cause of the positional deviation based on the shape of the signal that is position information, that is, the waveform. For example, the determination unit 314 determines, based on the correlation between the past positional deviation occurrence factor and the waveform, a factor such as a positional deviation that occurs during conveyance or a positional deviation that occurs in the heating and pressurizing device 56 depending on the waveform. . Further, waveform data at the time of occurrence of positional deviation measured in the past may be stored. In this case, the determination unit 314 determines whether or not a positional deviation occurs by comparing the detected waveform with a waveform when the positional deviation occurs.
  • the mode of holding the pair of substrates 90 is not limited thereto.
  • the pair of substrates 90 may be held by one substrate holder and a holding member such as a clip provided on the substrate holder.
  • the substrate holder is disposed below the pair of substrates 90, and the holding member presses and holds the pair of substrates from above.
  • the position detection unit 100 may use the position of the holding member as position information of the substrate 90.
  • the interferometer may acquire position information by irradiating the holding member with laser light.
  • the substrate holder may hold at least one of the pair of substrates.
  • the position information of the substrate 90 the position information of the substrate 90 in the direction parallel to the surfaces of the pair of substrates 90, that is, the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction is employed. Is not limited to these.
  • the position information of the substrates 90 the position information of the pair of substrates 90 in the direction perpendicular to the surfaces of the pair of substrates, that is, the Z direction may be employed.
  • the position information in the Z direction can be detected and acquired by a load cell attached to the fixed stage 36, a linear encoder attached to the moving stage 38, a Z interferometer that detects the position in the Z direction, and the like.
  • the determination unit 314 can detect that the vibration is in the Z direction if there is a change in the position information in the Z direction.
  • the determination unit 314 may determine that a positional deviation occurs when the position information in the Z direction is equal to or greater than the determination threshold for the Z direction. Thereby, for example, the determination unit 314 can estimate the occurrence of displacement in the pair of substrates 90 due to the stress remaining in the leaf springs of the clamp and the stress being released during subsequent conveyance. Further, the determination unit 314 can determine that a crack has occurred in the substrate 90 when the state in which the position in the Z direction has changed continues. Further, the determination unit 314 can correct the alignment more accurately when retrying the alignment by acquiring the three-dimensional position information by combining the position information in the XY ⁇ direction and the Z direction.
  • Alignment device 28 may be provided with a display unit that displays information on misalignment to the user.
  • a display unit that displays information on misalignment to the user.
  • An example of the display unit is a liquid crystal display device, an organic EL display device, or the like.
  • An example of information displayed on the display unit is the amount of misalignment generated on a pair of substrates, the timing at which misalignment occurs, whether or not bonding is possible, whether or not to change the process after alignment, and the process Proposals for changes, etc.

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Abstract

　基板同士を精度よく位置合わせをしても、位置合わせ後の要因によって、基板同士の位置ずれが発生する。　基板貼り合わせ装置は、第１基板と第２基板とを互いに接合する基板貼り合わせ装置であって、前記第１基板と前記第２基板とを互いに位置合わせ装置で位置合わせする位置合わせ部と、位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板を位置合わせ部から搬出する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記第１基板と前記第２基板とを互いに貼り合わせる貼り合わせ部と、前記位置合わせ部での位置合わせ後、前記搬送部により搬出される前に、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれの有無を判断する判断部と、を備える。

Description

基板貼り合わせ装置、位置合わせ装置、基板貼り合わせ方法、位置合わせ方法、及び、積層半導体装置の製造方法
　本発明は、基板貼り合わせ装置、位置合わせ装置、基板貼り合わせ方法、位置合わせ方法、及び、積層半導体装置の製造方法に関する。
　アライメントマーク等によって一対の基板を位置合わせする位置合わせ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］　特開２００５－２５１９７２号公報
　しかしながら、基板同士を精度よく位置合わせをしても、位置合わせ後の要因によって、基板同士の位置ずれが発生するといった課題がある。
　本発明の第１の態様においては、第１基板と第２基板とを互いに接合する基板貼り合わせ装置であって、前記第１基板と前記第２基板とを互いに位置合わせ装置で位置合わせする位置合わせ部と、位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板を位置合わせ部から搬出する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記第１基板と前記第２基板とを互いに貼り合わせる貼り合わせ部と、前記位置合わせ部での位置合わせ後、前記搬送部により搬出される前に、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれの有無を判断する判断部と、を備えることを特徴とす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、一対の基板を位置合わせする位置合わせ部と、前記位置合わせ部によって位置合わせされた前記一対の基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ装置内の前記一対の基板の情報で判断する判断部とを備える位置合わせ装置を提供する。
　本発明の第３の態様においては、第１基板と第２基板とを互いに接合する基板貼り合わせ方法であって、前記第１基板と前記第２基板とを互いに位置合わせ部で位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板を位置合わせ部から搬出する搬送工程と、前記搬送工程により搬送された前記第１基板と前記第２基板とを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記位置合わせ部での位置合わせ後、前記搬送工程により搬出される前に、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれの有無を判断する判断工程と、を含むことを特徴とする基板貼り合わせ方法を提供する。
　本発明の第４の態様においては、一対の基板を位置合わせ部で位置合わせする位置合わせ段階と、前記位置合わせ段階で位置合わせされた前記一対の基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ部内の前記一対の基板の情報で判断する判断段階とを備える位置合わせ方法を提供する。
　本発明の第５の態様においては、上述の基板貼り合わせ方法を含む積層半導体装置の製造方法を提供する。
　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１０の全体構成図である。 基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合わせ工程を含む積層半導体装置９６の製造方法を説明する図である。 基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合わせ工程を含む積層半導体装置９６の製造方法を説明する図である。 基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合わせ工程を含む積層半導体装置９６の製造方法を説明する図である。 基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合わせ工程を含む積層半導体装置９６の製造方法を説明する図である。 アライメント装置２８の側面図である。 位置検出部１００辺の全体斜視図である。 一方の基板ホルダ９４である上基板ホルダ２００を下方から見た斜視図である。 他方の基板ホルダ９４である下基板ホルダ２１０を上方から見た斜視図である。 アライメント装置２８の制御系のブロック図である。 アライメント装置２８による位置合わせ処理を説明するフローチャートである。 位置情報の一例を示す図である。
　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１０の全体構成図である。基板貼り合わせ装置１０は、２枚の基板９０、９０を貼り合わせて、貼り合わせ基板９５を製造する。尚、基板貼り合わせ装置１０が、３枚以上の基板９０を貼り合わせて、貼り合わせ基板９５を製造してもよい。
　図１に示すように、基板貼り合わせ装置１０は、大気環境部１４と、真空環境部１６と、制御部１８と、複数の基板カセット２０とを備える。制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の全体の動作を制御する。
　基板カセット２０は、基板９０及び貼り合わせ基板９５を収容する。基板貼り合わせ装置１０によって貼り合わされる基板９０は、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されていてもよい。
　大気環境部１４は、環境チャンバ１２と、基板ホルダラック２２と、ロボットアーム２４、３０、３１と、プリアライナ２６と、位置合わせ装置の一例であるアライメント装置２８と、レール３２と、分離ステージ３９とを備える。環境チャンバ１２は、大気環境部１４を囲むように形成されている。環境チャンバ１２に囲まれた領域は、空気調整機等に連通されて、温度管理される。
　基板ホルダラック２２は、重ね合わされた基板９０及び貼り合わせ基板９５を上下方向から保持する複数対の基板ホルダ９４を収容する。基板ホルダ９４は、基板９０を静電吸着により保持する。尚、基板ホルダ９４は、基板９０を真空吸着により保持してもよい。
　ロボットアーム２４は、基板カセット２０に装填されている基板９０と、基板ホルダラック２２に装填されている基板ホルダ９４をプリアライナ２６に搬送する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６内で基板ホルダ９４に保持された基板９０をアライメント装置２８へと搬送する。尚、ロボットアーム２４は、連続して搬送される２組の基板ホルダ９４及び基板９０のうち、１組の基板ホルダ９４及び基板９０を裏返して搬送する。ロボットアーム２４は、貼り合わされた後、基板ホルダラック２２まで搬送された貼り合わせ基板９５を基板カセット２０の何れかに搬送する。
　プリアライナ２６は、基板ホルダ９４に対して基板９０を位置決めして、当該基板ホルダ９４上に搭載する。高精度であるがゆえに狭いアライメント装置２８の調整範囲にそれぞれの基板９０が装填されるように、プリアライナ２６は、基板９０と基板ホルダ９４との相対位置を合わせる。これにより、アライメント装置２８は、迅速且つ正確に基板９０同士の位置決めをできる。
　アライメント装置２８は、一方の基板９０に形成された複数のアライメントマークの位置と、他方の基板９０に形成された複数のアライメントマークの位置とによって、一対の基板９０を位置合わせして重ね合わせる。アライメント装置２８は、ロボットアーム２４とロボットアーム３０との間に配置されている。アライメント装置２８は、枠体３４と、固定ステージ３６と、移動部の一例である移動ステージ３８とを備える。固定ステージ３６及び移動ステージ３８は、一対の基板を位置合わせする位置合わせ部の一例である。
　枠体３４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８を囲むように形成されている。枠体３４の基板カセット２０側の面と、真空環境部１６側の面には、開口が形成されている。これにより、重ね合わされた状態の一対の基板９０を両側からクランプした一対の基板ホルダ９４を含む基板積層体９３が、開口を通して搬入及び搬出される。
　固定ステージ３６は、移動ステージ３８の上方に対向して設けられている。固定ステージ３６の下面は、ロボットアーム２４によって裏返して搬送された基板９０を保持する基板ホルダ９４を真空吸着して保持する。
　移動ステージ３８の上面は、裏返されることなくロボットアーム２４によって搬送された基板９０を保持する基板ホルダ９４を真空吸着して保持する。移動ステージ３８は、ＸＹ方向に移動して、一対の基板９０の一方の基板９０を水平面内で移動させる。これにより、移動ステージ３８は、固定ステージ３６の基板９０と、移動ステージ３８の基板９０とを位置合わせする。移動ステージ３８は上昇して、基板ホルダ９４に保持された一対の基板９０を重ね合わせる。この後、一対の基板９０が、基板ホルダ９４にクランプされる。これにより、重ね合わされた状態の一対の基板９０が一対の基板ホルダ９４によってクランプされた基板積層体９３が形成される。基板９０と基板９０は、接着剤によって仮接合してもよく、プラズマによって仮接合してもよく、単に重ね合わせただけでもよい。
　ロボットアーム３０は、基板積層体９３を真空吸着して、真空環境部１６へと搬送する。ロボットアーム３０は、貼り合わせ基板９５を含む基板積層体９３を真空環境部１６から分離ステージ３９へと搬送する。分離ステージ３９は、貼り合わせ基板９５と基板ホルダ９４とを分離する。ロボットアーム３１は、分離ステージ３９にて分離された貼り合わせ基板９５と基板ホルダ９４を、レール３２に沿って基板ホルダラック２２へと搬送する。
　真空環境部１６は、基板貼り合わせ装置１０の貼り合わせ工程において、真空状態に設定される。真空環境部１６は、ロードロック室４８と、アクセスドア５０と、ゲートバルブ５２と、ロボットチャンバ５３と、ロボットアーム５４と、３個の収容室５５と、３個の加熱加圧装置５６と、ロボットアーム５８と、冷却室６０とを備える。尚、加熱加圧装置５６の個数は、３個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
　ロードロック室４８は、大気環境部１４と真空環境部１６とを連結する。ロードロック室４８は、真空状態及び大気圧に設定できる。ロードロック室４８の大気環境部１４側及び真空環境部１６側には、貼り合わせる前の一対の基板９０を含む基板積層体９３と、貼り合わせ基板９５を含む基板積層体９３を搬入及び搬出可能に、開口が形成されている。
　アクセスドア５０は、ロードロック室４８の大気環境部１４側の開口を開閉する。ゲートバルブ５２は、ロードロック室４８の真空環境部１６側の開口を開閉する。ロボットアーム５４は、ロボットチャンバ５３の中心に回動可能に配置されている。ロボットアーム５４は、ロボットアーム３０によりロードロック室４８に搬入された基板積層体９３をいずれかの加熱加圧装置５６へと搬入する。
　収容室５５はゲートバルブ５７を有し、ゲートバルブ５７を介してロボットチャンバ５３と連結されている。収容室５５は、基板積層体９３を搬入及び搬出時に開閉されるゲートバルブ５７を有する。
　３個の加熱加圧装置５６は、ロボットチャンバ５３を中心として放射状に配置されている。加熱加圧装置５６は、ゲートバルブ５７を介してロボットチャンバ５３と連結されている。加熱加圧装置５６は、基板積層体９３を挟みつつ加熱及び加圧して、一対の基板９０を貼り合わせる。
　ロボットアーム５８は、ロボットチャンバ５３の中心に回動可能に配置されている。これにより、ロボットアーム５８は、基板積層体９３を加熱加圧装置５６から冷却室６０へと搬送する。また、ロボットアーム５８は、基板積層体９３を冷却室６０からロードロック室４８へと搬送する。
　冷却室６０は、冷却機能を有する。これにより、冷却室６０は、搬送された基板積層体９３を冷却する。冷却室６０は、ゲートバルブ５７を介してロボットチャンバ５３と連結されている。
　図２から図５は、基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ基板９５の貼り合わせ工程を含む積層半導体装置９６の製造方法を説明する図である。貼り合わせ工程において、ロボットアーム２４は、基板ホルダ９４を基板ホルダラック２２から取り出して、プリアライナ２６へ搬送する。次に、ロボットアーム２４は、基板９０を基板カセット２０の何れかから取り出して、プリアライナ２６へ搬送する。プリアライナ２６は、基板９０及び基板ホルダ９４の外形を観察して位置合わせを行い、図２に示すように、基板９０を基板ホルダ９４上に載置する。基板ホルダ９４は、載置された基板９０を吸着して保持する。
　図３に示すように、ロボットアーム２４は、基板９０及び基板ホルダ９４を裏返して、固定ステージ３６の下面へ搬送する。固定ステージ３６は、基板９０とともに基板ホルダ９４を真空吸着により保持する。
　ロボットアーム２４は、次の基板９０及び基板ホルダ９４をプリアライナ２６に搬送する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６で位置合わせされた基板９０及び基板ホルダ９４を裏返すことなく移動ステージ３８へ搬送する。移動ステージ３８は、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する。移動ステージ３８は、固定ステージ３６の下方へと移動する。これにより、移動ステージ３８の基板９０と、固定ステージ３６の基板９０とが、アライメント装置２８によって位置合わせされる。
　次に、図４に示すように、移動ステージ３８が上方へと移動して、移動ステージ３８の基板９０の上面と固定ステージ３６の基板９０の下面とが重ね合わされ、基板ホルダ９４同士が磁力で吸着する。これにより、基板積層体９３が形成される。固定ステージ３６が基板積層体９３の吸着を解除した後、ロボットアーム３０が、移動ステージ３８上の基板積層体９３をロードロック室４８へと搬送する。ロボットアーム５４は、基板積層体９３をロードロック室４８から加熱加圧装置５６へと搬入する。
　加熱加圧装置５６は、基板積層体９３を結合温度まで加熱した後、結合温度を維持しつつ、基板積層体９３を上下方向から加圧する。これにより、基板積層体９３の一対の基板９０が、貼り合わされて貼り合わせ基板９５となる。この後、基板積層体９３が一定の温度まで降温すると、ロボットアーム５８が基板積層体９３を冷却室６０へと搬入する。冷却室６０は、基板積層体９３を更に冷却する。ロボットアーム５８は、冷却された基板積層体９３を、冷却室６０からロードロック室４８へと搬送する。
　次に、ロボットアーム３０が、基板積層体９３をロードロック室４８から分離ステージ３９へと搬送する。分離ステージ３９は、基板積層体９３の貼り合わせ基板９５を基板ホルダ９４から分離する。ロボットアーム３１は、基板ホルダ９４、及び貼り合わせ基板９５を基板ホルダラック２２に搬送する。基板ホルダラック２２は、基板ホルダ９４を回収する。ロボットアーム２４は、基板カセット２０に貼り合わせ基板９５を搬出する。これにより、基板貼り合わせ装置１０による貼り合わせ工程が終了して、貼り合わせ基板９５が完成する。この後、図５に示す点線に沿って、貼り合わせ基板９５が個片化されて、積層半導体装置９６が完成する。
　図６は、アライメント装置２８の側面図である。図６に矢印で示すＸＹＺをアライメント装置２８のＸＹＺ方向とする。アライメント装置２８は、上述した枠体３４、固定ステージ３６、及び、移動ステージ３８に加えて、上顕微鏡７０と、下顕微鏡７２と、位置検出部１００とを有する。
　枠体３４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８を囲むように形成されている。枠体３４は、天板７４と、底板７５と、側壁７６とを有する。天板７４及び底板７５は、互いが平行となるように水平に配置されている。側壁７６は、天板７４及び底板７５を結合する。側壁７６の基板カセット２０側の面と、側壁７６の真空環境部１６側の面は、基板９０及び貼り合わせ基板９５を搬入及び搬出可能に開口されている。
　固定ステージ３６は、天板７４の下面に固定されている。固定ステージ３６は、移動ステージ３８よりも高い位置に設けられている。固定ステージ３６の下面は、基板９０を保持した状態でロボットアーム２４により裏返された基板ホルダ９４を真空吸着する。尚、固定ステージ３６の下面は基板ホルダ９４を静電吸着してもよい。
　移動ステージ３８は、底板７５の上面に載置されている。移動ステージ３８は、ガイドレール７８と、Ｘステージ８０と、Ｙステージ８２と、昇降部８４と、微動ステージ８５とを有する。
　ガイドレール７８は、底板７５に固定されている。ガイドレール７８は、Ｘ方向に延びる。Ｘステージ８０は、ガイドレール７８上に配置されている。Ｘステージ８０は、ガイドレール７８に案内されつつＸ方向に移動する。Ｙステージ８２は、Ｘステージ８０上に配置されている。Ｙステージ８２は、Ｘステージ８０上のガイドレールに沿ってＹ方向に移動する。昇降部８４は、Ｙステージ８２の上面に固定されている。昇降部８４は、微動ステージ８５を上下に昇降させる。
　微動ステージ８５は、昇降部８４の上面に固定されている。微動ステージ８５の上面は、基板９０を保持した基板ホルダ９４を真空吸着する。尚、微動ステージ８５の上面は、基板ホルダ９４を静電吸着してもよい。微動ステージ８５に吸着された基板９０に配されたバンプＢａは、固定ステージ３６に吸着された基板９０に配されたバンプＢａと電気的に接合される。微動ステージ８５は、Ｘステージ８０、Ｙステージ８２及び昇降部８４によって、ＸＹＺ方向に移動される。微動ステージ８５は、吸着した基板ホルダ９４及び基板９０をＸＹ方向に移動させるとともに、基板ホルダ９４及び基板９０を鉛直軸の周りで回転させる。尚、微動ステージ８５のＸＹ方向の移動は、Ｘステージ８０及びＹステージ８２の移動に比べて、微小ピッチでありかつ可動範囲も小さい。これにより、移動ステージ３８は、吸着した基板９０を、固定ステージ３６の基板９０に対して位置合わせして、重ね合わせ合わせることができる。
　上顕微鏡７０は、天板７４に固定されている。上顕微鏡７０は、固定ステージ３６と間隔をあけて配置されている。上顕微鏡７０は、移動ステージ３８の微動ステージ８５に吸着された基板９０に形成されたアライメントマークＭを観察して撮像する。微動ステージ８５に吸着された基板９０に配されたアライメントマークＭは、基板９０の位置を算出して、固定ステージ３６の基板９０と貼り合わせにおける位置合わせに用いられる。アライメントマークＭは、上顕微鏡７０によって観察できる基板９０の上面に形成されている。上顕微鏡７０は、撮像したアライメントマークＭの画像を出力する。
　下顕微鏡７２は、移動ステージ３８のＹステージ８２上に固定されている。下顕微鏡７２は、昇降部８４と間隔をあけて配置されている。従って、下顕微鏡７２は、昇降部８４及び微動ステージ８５とともに、ＸＹ方向に移動する。下顕微鏡７２は、固定ステージ３６に吸着された基板９０に形成されたアライメントマークＭを観察して撮像する。アライメントマークＭは、下顕微鏡７２によって観察できる基板９０の下面に形成されている。下顕微鏡７２は、撮像したアライメントマークＭの画像を出力する。
　位置検出部１００は、固定ステージ３６と移動ステージ３８の位置に関する情報である位置情報を出力する。換言すれば、位置検出部１００は、固定ステージ３６に保持された基板９０と、移動ステージ３８に保持された基板９０の位置に関する情報である位置情報を出力する。当該位置情報が、位置合わせ装置内の一対の基板の情報の一例である。一対の基板９０の相対的な位置の情報には、重ね合わされた一対の基板９０の位置の情報が含まれる。位置検出部１００は、干渉計１０２と、上側固定鏡１０４、１０６と、下側固定鏡１０８、１１０とを備える。上側固定鏡１０４、１０６及び下側固定鏡１０８、１１０は、反射部材の一例である。
　図７は、位置検出部１００周辺の全体斜視図である。図７に示すように、位置検出部１００は、干渉計１１２、１１４を更に備える。
　上側固定鏡１０４、１０６は、固定ステージ３６に固定されている。下側固定鏡１０８、１１０は、移動ステージ３８に固定されている。上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８は、Ｘ方向を垂線とする、ＹＺ平面に平行な反射面を有する。上側固定鏡１０６及び下側固定鏡１１０は、Ｙ方向を垂線とする、ＸＺ平面に平行な反射面を有する。
　干渉計１０２は、上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８と対向するように配置されている。干渉計１０２は、Ｘ方向に平行なレーザ光を上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８へ向けて出射する。干渉計１０２は、上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８によって反射されたレーザ光の干渉によるレーザ光の強度を示す信号の振幅を、固定ステージ３６と移動ステージ３８の鉛直軸周りの回転方向の位置情報として検出して出力する。
　干渉計１１２は、上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８と対向するように配置されている。干渉計１１２は、Ｘ方向に平行なレーザ光を上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８へ向けて出射する。干渉計１１２は、上側固定鏡１０４及び下側固定鏡１０８によって反射されたレーザ光の干渉によるレーザ光の強度を示す信号の振幅を、固定ステージ３６と移動ステージ３８のＸ方向の位置の時間変化を位置情報として検出して出力する。当該位置情報は、一対の基板の位置の時間変化の一例である。
　干渉計１１４は、上側固定鏡１０６及び下側固定鏡１１０と対向するように配置されている。干渉計１１４は、Ｙ方向に平行なレーザ光を上側固定鏡１０６及び下側固定鏡１１０へ向けて出射する。干渉計１１４は、上側固定鏡１０６及び下側固定鏡１１０によって反射されたレーザ光の干渉によるレーザ光の強度を示す信号の振幅を、固定ステージ３６と移動ステージ３８のＹ方向の位置の時間変化を位置情報として検出して出力する。当該位置情報は、一対の基板の位置の時間変化の一例である。
　図８は、一方の基板ホルダ９４である上基板ホルダ２００を下方から見た斜視図である。図８に矢印で示す上下を上下方向とする。図８に示すように、上基板ホルダ２００は、上載置部２０２と、一対の上静電パッド２０６、２０７と、クランプ部の一例である三対の結合部材２０８とを有する。
　上載置部２０２は、ＡｌＮ等のセラミックからなる。上載置部２０２は、基板９０よりも一回り大きい略円板状に形成されている。上載置部２０２の中央部の下面は、平面状に形成されている。上載置部２０２の中央部の下面は、外周部よりも下側に突出している。上載置部２０２の中央部の下面は、基板９０が載置される載置面として機能する。
　上静電パッド２０６、２０７は、半円形状に形成されている。上静電パッド２０６、２０７は、上載置部２０２の内部に埋め込まれている。一方の上静電パッド２０６は、上載置部２０２の中心を挟み、他方の上静電パッド２０７と線対称となるように配置されている。一方の上静電パッド２０６には正の電荷がチャージされる。他方の上静電パッド２０７には負の電荷がチャージされる。これにより、上静電パッド２０６、２０７は、静電気力を発生させて、基板９０を静電吸着する。
　三対の結合部材２０８は、上載置部２０２の外周側に配置されている。三対の結合部材２０８は、周方向において、略１２０°間隔で配置されている。結合部材２０８は、結合用の永久磁石を有する。
　図９は、他方の基板ホルダ９４である下基板ホルダ２１０を上方から見た斜視図である。図９に矢印で示す上下を上下方向とする。図９に示すように、下基板ホルダ２１０は、下載置部２１２と、一対の下静電パッド２１４、２１６と、下弾性部材２１８と、クランプ部の一例である被結合部材２２０とを有する。
　下載置部２１２は、基板９０よりも一回り大きい略円板状に形成されている。下載置部２１２の上面は、平面状に形成されている。下載置部２１２の中央部の上面は、外周部よりも上側に突出している。下載置部２１２の中央部の上面は、基板９０が載置される載置面として機能する。下載置部２１２は、上載置部２０２との間で一対の基板９０を挟持する。
　下静電パッド２１４、２１６は、半円形状に形成されている。下静電パッド２１４、２１６は、下載置部２１２の内部に埋め込まれている。一方の下静電パッド２１４は、下載置部２１２の中心を挟み、他方の下静電パッド２１６と線対称となるように配置されている。一方の下静電パッド２１４には、負の電荷がチャージされる。他方の下静電パッド２１６には、正の電荷がチャージされる。これにより、下静電パッド２１４、２１６は、静電気力を発生させて、基板９０を静電吸着する。
　３個の下弾性部材２１８は、下載置部２１２の外周側に配置されている。３個の下弾性部材２１８は、周方向において、略１２０°間隔で配置されている。下弾性部材２１８は、弾性変形可能な板バネによって構成されている。下弾性部材２１８は、周方向に長い長方形状に形成されている。
　ここで、下弾性部材２１８は、上基板ホルダ２００と下基板ホルダ２１０との間に挟み込まれる基板９０の厚さが変化しても結合部材２０８と被結合部材２２０とを互いに結合させる。更に、下弾性部材２１８は、弾性変形による反力を、上基板ホルダ２００と下基板ホルダ２１０との間の一対の基板９０を挟みこむ力として作用させる。
　被結合部材２２０は、磁石に吸着される材料、例えば、強磁性体材料を含む。被結合部材２２０は、下弾性部材２１８の端部に設けられている。被結合部材２２０は、下弾性部材２１８を介して、下載置部２１２に設けられている。一対の被結合部材２２０は、結合部材２０８と対向する位置に配置されている。これにより、上基板ホルダ２００の下面と下基板ホルダ２１０の上面とが対向した状態で近接すると、被結合部材２２０は、結合部材２０８に磁力によって吸着されて、互いに結合される。この結果、基板９０が上基板ホルダ２００及び下基板ホルダ２１０によってクランプされる。この基板保持状態では、下弾性部材２１８は弾性変形して、上基板ホルダ２００及び下基板ホルダ２１０から基板９０に作用する押圧力を適切に調整する。
　図１０は、アライメント装置２８の制御系のブロック図である。図１０に示すように、アライメント装置２８は、制御部３００と、格納部３０２とを更に備える。制御部３００の一例は、コンピュータである。制御部３００は、格納部３０２に格納された位置合わせプログラムを読み込むことによって、取得部３１０と、駆動制御部３１２と、判断部３１４として機能する。
　取得部３１０は、上顕微鏡７０及び下顕微鏡７２からアライメントマークＭの画像を取得して、駆動制御部３１２へと出力する。取得部３１０は、干渉計１０２、１１２、１１４から位置情報を取得して、判断部３１４へと出力する。
　駆動制御部３１２は、上顕微鏡７０及び下顕微鏡７２が撮像したアライメントマークＭの画像を取得部３１０から取得する。駆動制御部３１２は、アライメントマークＭの画像からアライメントマークＭの位置を検出する。駆動制御部３１２は、固定ステージ３６の基板９０のアライメントマークＭの位置と、移動ステージ３８の基板９０のアライメントマークＭの位置とが同じ位置となる移動ステージ３８に吸着された基板９０の移動量を算出する。移動量は、移動ステージ３８のＸＹ方向の並進移動及び鉛直軸周りの回転移動に合わせて、（Ｓｘ、Ｓｙ、θ）で表示される。Ｓｘは、Ｘ方向の基板９０の移動量である。Ｓｙは、Ｙ方向の基板９０の移動量である。θは、鉛直軸周りの基板９０の回転量である。駆動制御部３１２は、算出した移動量に基づいて、移動ステージ３８のＸステージ８０、Ｙステージ８２、及び、微動ステージ８５を駆動させて、一対の基板９０を位置合わせする。駆動制御部３１２は、基板９０同士の位置合わせ後、昇降部８４を駆動して、移動ステージ３８の基板９０を上方に移動させて、基板９０同士を重ね合わせる。
　判断部３１４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８による位置合わせ後、ロボットアーム３０によって搬出される前に、一対の基板９０の位置ずれの有無を判断する。判断部３１４は、アライメント装置２８内での一対の基板９０の情報に基づいて、一対の基板９０の位置ずれの有無を判断する。判断部３１４は、アライメント装置２８内の情報の一例である位置情報であって、位置検出部１００の干渉計１０２、１１２、１１４が出力した位置情報を取得部３１０から取得する。判断部３１４は、取得した位置情報に基づいて、当該位置情報の検出後の一対の基板９０間の位置ずれを判断する。具体的には、判断部３１４は、位置検出部１００から取得した光の振幅と、位置ずれの発生を判断する閾値である判断閾値とを比較して、位置ずれの発生を判断する。判断閾値は、振幅と、位置ずれとの過去の相関関係から設定される。尚、干渉計１０２、１１２、１１４が一対の基板９０のうち、一方の基板９０の位置情報を検出して、判断部３１４は、一方の基板９０の位置情報に基づいて、位置ずれの有無を判断してもよい。判断部３１４による位置ずれの有無の判断は、取得した位置情報に基づいて、位置情報を検出した後に発生する位置ずれの有無を推測することを含む。判断閾値は、位置情報の検出のタイミングに応じて設定してもよい。
　図１１は、アライメント装置２８による位置合わせ処理を説明するフローチャートである。図１２は、判断部３１４が位置検出部１００から取得する位置情報の一例を示す図である。アライメント装置２８の制御部３００が、格納部３０２に格納された位置合わせプログラムを読み込むことによって、位置合わせ処理は実行される。尚、位置合わせ処理は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８のそれぞれに基板９０、上基板ホルダ２００及び下基板ホルダ２１０が搬送されることにより、開始される。移動ステージ３８に搬送された下基板ホルダ２１０の被結合部材２２０は、移動ステージ３８に拘束されている。これにより、被結合部材２２０は、ＸＹ方向及び鉛直方向の移動を規制される。
　図１１に示すように、位置合わせ処理が開始すると、取得部３１０は、上顕微鏡７０及び下顕微鏡７２を制御して、アライメントマークＭを撮像させて、画像を取得する（Ｓ１０）。取得部３１０は、アライメントマークＭの画像を駆動制御部３１２へと出力する。
　駆動制御部３１２は、アライメントマークＭの画像を取得すると、固定ステージ３６のアライメントマークＭと、移動ステージ３８のアライメントマークとが、ＸＹ面内において、同じ位置となる基板９０の移動量を算出する（Ｓ１２）。駆動制御部３１２は、移動量を算出すると、開始信号を判断部３１４へと出力する。
　判断部３１４は、駆動制御部３１２から開始信号を取得すると、取得部３１０を介して、位置検出部１００の干渉計１０２、１１２、１１４から出力される位置情報の取得を開始する（Ｓ１４）。判断部３１４は、取得した位置情報を格納部３０２に格納する。
　駆動制御部３１２は、移動量を算出すると、基板９０とともに、移動ステージ３８のＸステージ８０、Ｙステージ８２、及び、微動ステージ８５を移動量に基づいて移動させる。これにより、駆動制御部３１２は、ＸＹ面内において、基板９０同士を位置合わせする（Ｓ１６）。
　駆動制御部３１２は、昇降部８４を駆動させて、基板９０とともに微動ステージ８５を上昇させる。これにより、駆動制御部３１２は、固定ステージ３６の基板９０と、移動ステージ３８の基板９０とを重ね合わせる（Ｓ１８）。被結合部材２２０は移動ステージ３８に拘束されているので、基板９０同士が重ね合わされた状態では、被結合部材２２０は結合部材２０８と結合しない。
　駆動制御部３１２は、移動ステージ３８による被結合部材２２０の拘束を解除する。これにより、駆動制御部３１２は、一対の上基板ホルダ２００及び下基板ホルダ２１０によって、基板９０をクランプさせる（Ｓ２０）。駆動制御部３１２は、昇降部８４を制御して、移動ステージ３８を下降させる（Ｓ２１）。駆動制御部３１２は、移動ステージ３８の下降が完了すると、終了信号を判断部３１４に出力する。判断部３１４は、位置情報の取得を終了する（Ｓ２２）。
　次に、判断部３１４は、格納部３０２に格納された図１２に示す位置情報を解析して、位置情報検出後の位置ずれが発生するか否かを判断する（Ｓ２４）。図１２において、時刻Ｔ１は、駆動制御部３１２が微動ステージ８５を上昇させることによって、固定ステージ３６の基板９０と、移動ステージ３８の基板９０とが、接触した時刻を示す。換言すれば、時刻Ｔ１以降の位置情報は、一対の基板９０が互いに接触した時の位置情報である。時刻Ｔ２は、駆動制御部３１２が、移動ステージ３８による被結合部材２２０の拘束を解除して、一対の基板９０が上基板ホルダ２００及び下基板ホルダ２１０にクランプされた時刻を示す。時刻Ｔ３は、駆動制御部３１２が、移動ステージ３８の降下を開始させた時刻であって、固定ステージ３６から上基板ホルダ２００が離脱した時刻でもある。時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３では、振幅が大きくなることが図１２からわかる。尚、時刻Ｔ３以降であって、ロボットアーム３０が一対の基板９０の少なくとも一方に接触した時刻の振幅を位置ずれの有無を判断する位置情報に含めてもよい。
　判断部３１４は、位置情報の振幅の大きさによって位置ずれの発生を判断する。例えば、判断部３１４は、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の振幅の最大値が判断閾値以上か否かを判定する。時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等の近傍の振幅の最大値が位置ずれ判断用の閾値である判断閾値未満と判定した場合、判断部３１４は、位置ずれが発生しないと判断して（Ｓ２４：Ｎｏ）、搬送指示を制御部１８へと出力する（Ｓ２６）。これにより、ロボットアーム３０が位置合わせされた基板積層体９３をロードロック室４８に搬送して、位置合わせ処理が終了する。
　一方、判断部３１４は、振幅の最大値が判断閾値以上であると判定すると、位置ずれが発生すると判断して（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、位置ずれ対応処理を実行して（Ｓ２８）、位置合わせ処理を終了する。位置ずれ対応処理の一例は、判断部３１４が、発生信号を制御部１８へと出力する。これにより、制御部１８は、ロボットアーム３０、５４等による基板積層体９３の搬送速度を通常よりも遅くして加熱加圧装置５６へと搬送して、位置ずれを抑制する。
　上述したように、アライメント装置２８では、判断部３１４が位置検出部１００から取得した位置情報から、位置情報検出後の位置ずれの発生を判断する。これにより、アライメント装置２８は、例えば、アライメント装置２８からの搬送を遅くする等の位置ずれを抑制する処理を実行させることができる。この結果、基板貼り合わせ装置１０は、基板９０の貼り合わせの精度を向上させることができる。
　次に、上述した実施形態おける位置ずれの判断方法の別の形態を説明する。
　判断部３１４は、位置情報の振幅の移動平均を算出して、当該移動平均が判断閾値以上であれば、位置ずれが発生すると判定してもよい。尚、移動平均は、単純移動平均であってもよく、加重移動平均であってもよい。
　判断部３１４は、複数の判断閾値によって、位置ずれの発生を判定してもよい。例えば、判断部３１４は、位置情報である振幅の検出時に合わせて設定された複数の判断閾値によって、位置ずれの発生を判定してもよい。具体的には、判断部３１４は、時刻Ｔ１から予め定められた時間の振幅については第１判断閾値によって、位置ずれの発生を判定してもよい。同様に、判断部３１４は、時刻Ｔ２、Ｔ３から予め定められた時間の振幅についてはそれぞれ第２判断閾値、及び、第３判断閾値によって位置ずれの発生を判定してもよい。予め定められた時間は、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における振幅の増加が安定するまでの平均的な時間であって、経験的に設定される。この形態において、第１から第３判断閾値は、過去の光の振幅と位置ずれの相関関係からそれぞれ算出された異なる値が設定される。例えば、時刻Ｔ２では、クランプの開始により、下弾性部材２１８に応力が蓄積される可能性が高い。この応力が、搬送中に解放されると、基板９０間で位置ずれが発生する可能性が高い。従って、時刻Ｔ２の第２判断閾値は、第１及び第３判断閾値よりも小さく設定される。
　更に、ＸＹ方向及び周方向で異なる判断閾値を設定してもよい。例えば、上述した時刻Ｔ２において、位置ずれの原因となる可能性の高い応力を蓄積する下弾性部材２１８は、基板ホルダ９４の略周方向に伸びる。従って、応力が作用する確率の高い周方向で位置ずれが発生する可能性が高いので、θ方向の判断閾値を、ＸＹ方向の判断閾値よりも小さく設定される。異なる方向ごとに判断閾値に、位置ずれの発生確率に合わせて、重み付けをしてもよい。
　判断部３１４は、振幅が大きくなると予め予測される時間帯のみの振幅によって、位置ずれの発生を判定してもよい。例えば、判断部３１４は、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から予め定められた時間の間検出された振幅によって、位置ずれの発生を判定してもよい。
　判断部３１４は、位置情報を取得しつつ、位置ずれの発生を当該取得と同時に判断してもよい。これにより、判断部３１４が、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の直後等において、位置ずれの発生を判断できる。この結果、アライメント装置２８が、位置ずれに対して対応することができる。例えば、位置ずれの発生を判断した時点で、駆動制御部３１２が、移動ステージ３８を下降させることによって、再度、位置合わせをして、基板９０を重ね合わせることができる。これにより、アライメント装置２８が、位置合わせ後の位置ずれを抑制することができる。
　判断部３１４が、位置情報を取得した時点の位置ずれの発生を検出してもよい。例えば、位置情報の振動の中心が、それ以前の振動の中心からずれた場合、判断部３１４は、基板９０間に位置ずれが生じたと判定する。判断部３１４が、位置合わせ後に位置ずれを検出した場合、アライメント装置２８は、再度、一対の基板９０の位置合わせをする。
　次に、上述した実施形態における位置ずれ対応処理の別の形態を説明する。
　位置ずれ対応処理では、判断部３１４が、基板積層体９３を外部へ搬出させる搬出信号を制御部１８へと出力するようにしてもよい。これにより、ロボットアーム２４が、貼り合わされていない基板９０を含む基板積層体９３をアライメント装置２８から基板カセット２０へと搬出する。更に、別の位置ずれ対応処理では、クランプするときに、駆動制御部３１２が被結合部材２２０を結合部材２０８に低速で近づけて接触してから離すようにしてもよい。別の位置ずれ対応処理では、クランプするときに、駆動制御部３１２が被結合部材２２０を結合部材２０８に近づけてから離すようにしてもよい。つまり、クランプするときに、被結合部材２２０と結合部材２０８との間の衝撃を緩和するように、被結合部材２２０の位置および速度の少なくとも一方を制御する。このように、判断部３１４は、位置ずれが発生すると推測した場合、位置情報の検出後の工程を制御する制御部１８による制御を変更するよう出力する。
　上述した実施形態における構成の機能、接続関係、形状、数値等は適宜変更してよい。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
　例えば、上述の実施形態では、干渉計１０２、１１２、１１４が基板９０の位置情報を検出する例を示したが、位置検出部１００は、リニアエンコーダ、ロータリーエンコーダ等によって、位置情報を検出してもよい。
　また、上述の実施形態では、干渉計１０２、１１２、１１４が、固定ステージ３６及び移動ステージ３８の位置の変化を検出することによって、基板９０の位置情報を取得したが、位置検出部１００は、基板９０に直接照射された後、反射されたレーザ光の干渉によって、基板９０の位置情報を検出してもよい。
　判断部３１４は、複数の振幅を組み合わせて、位置ずれを判断してもよい。例えば、ＸＹ方向の振幅を和算した値と、判断閾値とを比較して位置ずれを判断してもよい。
　判断部３１４は、位置情報である信号の形状すなわち波形によって、位置ずれの発生する要因を推定して判断してもよい。例えば、判断部３１４は、波形によって、搬送時に位置ずれが生じる、加熱加圧装置５６で位置ずれが生じる等の要因を、過去の位置ずれ発生要因と波形との相関関係から推定して判断する。
　また、過去に計測された位置ずれ発生時の波形のデータを記憶しておいてもよい。この場合、判断部３１４は、検出した波形と、位置ずれが発生するときの波形とを比較することにより、位置ずれが発生するか否かを判断する。
　更に、判断部３１４は、位置ずれの発生を判断する予め定められた閾値を超える大きさの振幅が、予め定められた閾値を超える期間連続して発生している場合に、位置ずれが発生することを判断してもよい。この場合、閾値は、振幅の大きさと、予め定められた大きさの振幅が連続して発生している期間とによって設定される。また、振幅の閾値は、図１１および１２で示した例における閾値よりも小さくてもよい。この場合も、過去に計測された振幅および期間と位置ずれとの相関関係を記憶しておき、判断部３１４は、この記憶されたデータと計測した振幅および期間との比較により、位置ずれが発生するか否かを判断する。
　上述の実施形態では、一対の基板ホルダ９４によって、一対の基板９０を保持する例を示したが、一対の基板９０を保持する形態はこれに限られない。例えば、一対の基板９０は、１個の基板ホルダと、当該基板ホルダに設けられたクリップ等の保持部材とによって保持してもよい。この場合、例えば、基板ホルダは、一対の基板９０の下側に配置され、保持部材が上から一対の基板を押圧して保持することになる。このような形態の場合、保持部材は、例えば、基板ホルダの外周に等間隔で複数、例えば、３個程度設けることが好ましい。位置検出部１００は、保持部材の位置を基板９０の位置情報としてもよい。この場合、干渉計は、保持部材にレーザ光を照射して位置情報を取得すればよい。また、基板ホルダは、一対の基板の少なくとも一方を保持してもよい。
　上述の実施形態では、基板９０の位置情報として、一対の基板９０の面と平行な方向、即ち、Ｘ方向、Ｙ方向及びθ方向における基板９０の位置情報を採用したが、基板９０の位置情報はこれらに限られない。例えば、基板９０の位置情報として、一対の基板の面と垂直な方向、即ち、Ｚ方向における一対の基板９０の位置情報を採用してもよい。Ｚ方向の位置情報は、固定ステージ３６に取り付けられたロードセル、移動ステージ３８に取り付けられたリニアエンコーダ、及び、Ｚ方向の位置検出するＺ干渉計等によって検出及び取得できる。この場合、判断部３１４は、ＸＹθ方向の位置情報から位置ずれの有無を検出できない場合でも、Ｚ方向の位置情報に変化がある場合、Ｚ方向に振動していることを検出できる。判断部３１４は、Ｚ方向の位置情報がＺ方向用の判断閾値以上である場合、位置ずれが発生すると判断すればよい。これにより、判断部３１４は、例えば、クランプの板バネに応力が残り、その後の搬送中等に応力が開放されて一対の基板９０に位置ずれの発生を推測できる。また、判断部３１４は、Ｚ方向の位置が変化した状態が続く場合には、基板９０に割れが発生したと判断することができる。更に、判断部３１４は、ＸＹθ方向及びＺ方向の位置情報を組み合わせて三次元的な位置情報を取得することにより、位置合わせをリトライするときにより正確に位置合わせを修正できる。
　アライメント装置２８に、位置ずれに関する情報をユーザに表示する表示部を設けてもよい。表示部の一例は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等である。表示部が表示する情報の一例は、一対の基板に発生した位置ずれのずれ量、位置ずれの発生したタイミング、貼り合わせの可否、位置合わせ後のプロセスの変更の要否、及び、当該プロセスの変更内容の提案等である。
　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、請求の範囲の記載から明らかである。
　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。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　環境チャンバ、　　　１４　大気環境部、　　　１６　真空環境部、　　　１８　制御部、　　　２０　基板カセット、　　　２２　基板ホルダラック、　　　２４　ロボットアーム、　　　２６　プリアライナ、　　　２８　アライメント装置、　　　３０　ロボットアーム、　　　３１　ロボットアーム、　　　３２　レール、　　　３４　枠体、　　　３６　固定ステージ、　　　３８　移動ステージ、　　　３９　分離ステージ、　　　４８　ロードロック室、　　　５０　アクセスドア、　　　５２　ゲートバルブ、　　　５３　ロボットチャンバ、　　　５４　ロボットアーム、　　　５５　収容室、　　　５６　加熱加圧装置、　　　５７　ゲートバルブ、　　　５８　ロボットアーム、　　　６０　冷却室、　　　７０　上顕微鏡、　　　７２　下顕微鏡、　　　７４　天板、　　　７５　底板、　　　７６　側壁、　　　７８　ガイドレール、　　　８０　Ｘステージ、　　　８２　Ｙステージ、　　　８４　昇降部、　　　８５　微動ステージ、　　　９０　基板、　　　９３　基板積層体、　　　９４　基板ホルダ、　　　９５　貼り合わせ基板、　　　９６　積層半導体装置、　　　１００　位置検出部、　　　１０２　干渉計、　　　１０４　上側固定鏡、　　　１０６　上側固定鏡、　　　１０８　下側固定鏡、　　　１１０　下側固定鏡、　　　１１２　干渉計、　　　１１４　干渉計、　　　２００　上基板ホルダ、　　　２０２　上載置部、　　　２０６　上静電パッド、　　　２０７　上静電パッド、　　　２０８　結合部材、　　　２１０　下基板ホルダ、　　　２１２　下載置部、　　　２１４　下静電パッド、　　　２１６　下静電パッド、　　　２１８　下弾性部材、　　　２２０　被結合部材、　　　３００　制御部、　　　３０２　格納部、　　　３１０　取得部、　　　３１２　駆動制御部、　　　３１４　判断部
 

Claims (57)

  1. 　第１基板と第２基板とを互いに接合する基板貼り合わせ装置であって、
    　前記第１基板と前記第２基板とを互いに位置合わせ装置で位置合わせする位置合わせ部と、
    　位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板を位置合わせ部から搬出する搬送部と、
    　前記搬送部により搬送された前記第１基板と前記第２基板とを互いに貼り合わせる貼り合わせ部と、
    　前記位置合わせ部での位置合わせ後、前記搬送部により搬出される前に、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれの有無を判断する判断部と、
    を備えることを特徴とする基板貼り合わせ装置。
  2. 　前記判断部は、前記第１基板および前記第２基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ部内の前記第１基板および前記第２基板の情報に基づいて判断する請求項１に記載の基板貼り合わせ装置。
  3. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に関する位置情報を検出する位置検出部を更に備え、
    　前記判断部は、前記位置情報に基づいて、前記第１基板および前記第２基板の位置ずれの有無を判断する請求項２に記載の基板貼り合わせ装置。
  4. 　前記判断部は、前記位置情報と、位置ずれの発生を判断する閾値とを比較して、位置ずれの発生の有無を判断する
    請求項３に記載の基板貼り合わせ装置。
  5. 　前記閾値は、前記位置情報と位置ずれとの過去の相関関係に基づいて設定される請求項４に記載の基板貼り合わせ装置。
  6. 　前記閾値は、前記位置情報の検出のタイミングに応じて設定されている
    請求項４または５に記載の基板貼り合わせ装置。
  7. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方を保持する保持部を更に備え、
    　前記位置情報は、前記保持部の位置に関する情報を含む
    請求項４から６のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  8. 　前記位置情報は、前記保持部に固定された反射部材または前記基板から反射された光の干渉による光の強度を示す信号の情報を含む
    請求項７に記載の基板貼り合わせ装置。
  9. 　前記位置情報は、前記信号の振幅を含む請求項８に記載の基板貼り合わせ装置。
  10. 　前記判断部は、前記振幅の最大値が前記閾値以上であるか否かを判断し、前記最大値が前記閾値以上である場合に位置ずれが発生することを判断する請求項９に記載の基板貼り合わせ装置。
  11. 　前記閾値は、前記振幅の大きさと、予め定められた大きさの前記振幅が連続して発生している期間とに設定されており、
    　前記判断部は、前記閾値を超える大きさの振幅が前記閾値を超える期間連続して発生している場合に、位置ずれが発生することを判断する請求項９または１０に記載の基板貼り合わせ装置。
  12. 　前記位置情報は、前記信号の波形を含む請求項８から１１のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  13. 　前記判断部は、前記波形と、位置ずれが発生するときの波形とを比較することにより、位置ずれが発生することを判断する請求項１２に記載の基板貼り合わせ装置。
  14. 　前記判断部は、前記位置情報に基づいて、前記第１基板および前記第２基板に位置ずれが前記位置情報の検出後に発生するか否かを推測する請求項３から１３のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  15. 　前記判断部は、前記位置ずれが発生すると推測した場合、前記位置情報の検出後の工程を制御する制御部による制御を変更するよう出力する請求項１４に記載の基板貼り合わせ装置。
  16. 　前記判断部は、前記位置情報に基づいて、前記位置ずれが発生する要因を推定する請求項１４または１５に記載の基板貼り合わせ装置。
  17. 　前記判断部は、前記位置情報と、過去の位置ずれ発生の要因との相関関係に基づいて前記要因を推定する請求項１６に記載の基板貼り合わせ装置。
  18. 　前記位置検出部が検出する前記位置情報は、前記第１基板および前記第２基板の面と平行な方向における前記第１基板および前記第２基板に関する位置情報を含む請求項３から１７のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  19. 　前記位置検出部が検出する前記位置情報は、前記第１基板および前記第２基板の面と垂直な方向における前記第１基板および前記第２基板に関する位置情報を含む請求項３から１８のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
  20. 　前記判断部は、前記位置情報と、位置ずれの発生を判断する閾値とを比較して、位置ずれの発生の有無を判断し、前記閾値は、前記方向ごとに設定される請求項１８または１９に記載の基板貼り合わせ装置。
  21. 　前記閾値は、位置ずれの発生確率に応じて重み付けされている請求項５に記載の基板貼り合わせ装置。
  22. 　前記判断部は、位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板が互いに接触した時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３から２１のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  23. 　前記判断部は、前記搬送部が前記第１基板および前記第２基板の少なくも一方に接触した時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３から２２のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  24. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方を保持する基板ホルダを備え、
    　前記基板ホルダには、前記第１基板および前記第２基板を重ね合わされた状態でクランプするクランプ部が設けられており、
    　前記判断部は、前記クランプ部によるクランプ時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３から２３のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  25. 　位置合わせされて重ね合わせされた前記第１基板および前記第２基板をクランプするクランプ部を備え、
    　前記判断部は、前記クランプ部によるクランプ時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３から２４のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。
  26. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくともいずれか一方を移動させる移動部と、
    　前記移動部を駆動させて前記第１基板および前記第２基板を位置合わせする駆動制御部とを備え、
    　前記判断部が、前記位置情報に基づいて、位置合わせ後に位置ずれを検出した場合、前記駆動制御部は、再度、前記第１基板および前記第２基板を位置合わせする
    請求項３から２５のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
  27. 　前記位置合わせ部内の前記第１基板および前記第２基板の情報は、前記第１基板および前記第２基板の位置の時間変化に関する情報を含む請求項２から２６のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
  28. 　一対の基板を位置合わせする位置合わせ部と、
    　前記位置合わせ部によって位置合わせされた前記一対の基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ装置内の前記一対の基板の情報で判断する判断部とを備える位置合わせ装置。
  29. 　第１基板と第２基板とを互いに接合する基板貼り合わせ方法であって、
    　前記第１基板と前記第２基板とを互いに位置合わせ部で位置合わせする位置合わせ工程と、
    　位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板を位置合わせ部から搬出する搬送工程と、
    　前記搬送工程により搬送された前記第１基板と前記第２基板とを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程と、
    　前記位置合わせ部での位置合わせ後、前記搬送工程により搬出される前に、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれの有無を判断する判断工程と、を含むことを特徴とする基板貼り合わせ方法。
  30. 　前記判断工程は、前記第１基板および前記第２基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ部内の前記第１基板および前記第２基板の情報に基づいて判断する請求項２９に記載の基板貼り合わせ方法。
  31. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に関する位置情報を検出する位置検出工程を更に備え、
    　前記判断工程は、前記位置情報に基づいて、前記第１基板および前記第２基板の位置ずれの有無を判断する請求項３０に記載の基板貼り合わせ方法。
  32. 　前記判断工程は、前記位置情報と、位置ずれの発生を判断する閾値とを比較して、位置ずれの発生の有無を判断する
    請求項３１に記載の基板貼り合わせ方法。
  33. 　前記位置情報と位置ずれとの過去の相関関係に基づいて前記閾値を設定する請求項３２に記載の基板貼り合わせ方法。
  34. 　前記位置情報の検出のタイミングに応じて前記閾値を設定する請求項３２または３３に記載の基板貼り合わせ方法。
  35. 　前記位置情報は、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方を保持する保持部の位置に関する情報を含む
    請求項３２から３４のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  36. 　前記位置情報は、前記保持部に固定された反射部材または前記基板から反射された光の干渉による光の強度を示す信号の情報を含む請求項３５に記載の基板貼り合わせ方法。
  37. 　前記位置情報は、前記信号の振幅を含む請求項３６に記載の基板貼り合わせ方法。
  38. 　前記判断工程は、前記振幅の最大値が前記閾値以上であるか否かを判断し、前記最大値が前記閾値以上である場合に位置ずれが発生することを判断する請求項３７に記載の基板貼り合わせ方法。
  39. 　前記閾値は、前記振幅の大きさと、予め定められた大きさの前記振幅が連続して発生している期間とに設定されており、
    　前記判断工程は、前記閾値を超える大きさの振幅が前記閾値を超える期間連続して発生している場合に、位置ずれが発生することを判断する請求項３７または３８に記載の基板貼り合わせ方法。
  40. 　前記位置情報は、前記信号の波形を含む請求項３６から３９のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  41. 　前記判断工程は、前記波形と、位置ずれが発生するときの波形とを比較することにより、位置ずれが発生することを判断する請求項４０に記載の基板貼り合わせ方法。
  42. 　前記判断工程は、前記位置情報に基づいて、前記位置情報の検出後に前記第１基板および前記第２基板に位置ずれが発生するか否かを推測する請求項３５から４１のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  43. 　前記判断工程は、前記位置ずれが発生すると推測した場合、前記位置情報の検出後の工程を制御する制御部による制御を変更するよう出力する請求項４２に記載の基板貼り合わせ方法。
  44. 　前記判断工程は、前記位置情報に基づいて、前記位置ずれが発生する要因を推定する請求項４２または４３に記載の基板貼り合わせ方法。
  45. 　前記判断工程は、前記位置情報と、過去の位置ずれ発生の要因との相関関係に基づいて前記要因を推定する請求項４４に記載の基板貼り合わせ方法。
  46. 　前記位置検出工程が検出する前記位置情報は、前記第１基板および前記第２基板の面と平行な方向における前記第１基板および前記第２基板に関する位置情報を含む請求項３１から４５のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  47. 　前記位置検出工程が検出する前記位置情報は、前記第１基板および前記第２基板の面と垂直な方向における前記第１基板および前記第２基板に関する位置情報を含む請求項３１から４６のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ方法。
  48. 　前記判断工程は、前記位置情報と、位置ずれの発生を判断する閾値とを比較して、位置ずれの発生の有無を判断し、前記閾値は、前記方向ごとに設定される請求項４６または４７に記載の基板貼り合わせ方法。
  49. 　前記閾値は、位置ずれの発生確率に応じて重み付けされている請求項３３に記載の基板貼り合わせ方法。
  50. 　前記判断工程は、位置合わせされた前記第１基板および前記第２基板が互いに接触した時の前記位置情報から位置ずれを判断する
    請求項３１から４９のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  51. 　前記判断工程は、前記搬送工程が前記第１基板および前記第２基板の少なくも一方に接触した時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３１から５０のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  52. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方を保持する基板ホルダを備え、
    　前記基板ホルダには、前記第１基板および前記第２基板を重ね合わされた状態でクランプするクランプ部が設けられており、
    　前記判断工程は、前記クランプ部によるクランプ時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３１から５１のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  53. 　位置合わせされて重ね合わせされた前記第１基板および前記第２基板をクランプするクランプ部を備え、
    　前記判断工程は、前記クランプ部によるクランプ時の前記位置情報から位置ずれを判断する請求項３１から５２のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。
  54. 　前記第１基板および前記第２基板の少なくともいずれか一方を移動させる移動部と、
    　前記移動部を駆動させて前記第１基板および前記第２基板を位置合わせする駆動制御部とを備え、
    　前記判断工程が、前記位置情報に基づいて、位置合わせ後に位置ずれを検出した場合、前記駆動制御部は、再度、前記第１基板および前記第２基板を位置合わせする
    請求項３１から５３のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ方法。
  55. 　前記位置合わせ部内の前記第１基板および前記第２基板の情報は、前記第１基板および前記第２基板の位置の時間変化に関する情報を含む
    請求項３０から５４のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ方法。
  56. 　一対の基板を位置合わせ部で位置合わせする位置合わせ段階と、
    　前記位置合わせ段階で位置合わせされた前記一対の基板の位置ずれの有無を前記位置合わせ部内の前記一対の基板の情報で判断する判断段階と
    を備える位置合わせ方法。
  57. 　請求項３１から５６のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ方法を含む積層半導体装置の製造方法。
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