[go: up one dir, main page]

WO2025158767A1 - 位置合わせ装置 - Google Patents

位置合わせ装置

Info

Publication number
WO2025158767A1
WO2025158767A1 PCT/JP2024/041931 JP2024041931W WO2025158767A1 WO 2025158767 A1 WO2025158767 A1 WO 2025158767A1 JP 2024041931 W JP2024041931 W JP 2024041931W WO 2025158767 A1 WO2025158767 A1 WO 2025158767A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mark
substrate
unit
imaging unit
marks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/041931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晃司 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Publication of WO2025158767A1 publication Critical patent/WO2025158767A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H10P72/50—
    • H10P95/00—

Definitions

  • the present invention relates to an alignment device.
  • an apparatus that includes a first member that holds a first substrate, a second member that is positioned opposite the first member and that holds a second substrate, an actuator that moves the second member, and an imaging unit that images a first alignment mark on the first member and a second alignment mark on the second member.
  • the apparatus aligns the first and second members and then bonds the first and second substrates together.
  • Patent Document 1 describes an example of such an apparatus that includes a first holding means that holds a first plate-like body on which a first alignment mark is formed, a second holding means that holds a light-transmitting second plate-like body on which a second alignment mark is formed, and an imaging means that is positioned on the opposite side of the second plate-like body from the first plate-like body and that images the first and second plate-like bodies.
  • the imaging means images the first alignment mark and the second alignment mark in the same field of view.
  • the two substrates in a substrate bonding device that bonds two substrates together, the two substrates must be electrically connected to each other, so they must be aligned with high precision.
  • the magnification of the imaging unit must be increased. This narrows the field of view of the imaging unit.
  • At least one aspect of the present invention provides an alignment device that can accurately align a first member and a second member.
  • an alignment device includes a first member, a second member, a moving actuator, a mark imaging unit, and a control unit.
  • a first mark is formed on the first member.
  • the second member is disposed opposite the first member.
  • a second mark is formed on the second member.
  • the moving actuator moves one of the first member and the second member in a direction intersecting the direction in which the first member and the second member face each other.
  • the mark imaging unit images the first mark and the second mark.
  • the control unit controls the moving actuator.
  • the first member has a first formation area in which one or more of the first marks are formed.
  • the second member has a second formation area in which one or more of the second marks are formed.
  • the mark imaging unit images the second mark of the second member via the first formation area of the first member.
  • the control unit controls the moving actuator based on the imaging result of the mark imaging unit so that the first mark and the second mark are in a predetermined positional relationship. At least one of the first formation area and the second formation area is wider than the field of view of the mark imaging unit.
  • the mark formed in at least one of the first formation area contains coordinate information.
  • the mark formed on at least one of the surfaces includes a main mark located in the center and multiple sub-marks located around the main mark.
  • the primary mark and the secondary mark differ in at least one of shape, size, and spacing.
  • the sub-marks are formed so that at least one of the spacing between adjacent sub-marks and the size of the sub-marks increases with increasing distance from the center.
  • the secondary marks have different shapes depending on their distance from the center.
  • the mark imaging unit is fixed to the first member.
  • the movement actuator moves the second member.
  • the second formation area is larger than the field of view of the mark imaging unit.
  • the second mark includes the coordinate information.
  • the device further includes a first imaging unit and a second imaging unit.
  • the first member has a first chuck that holds a first substrate on which a first substrate mark is formed.
  • the second member has a second chuck that holds a second substrate on which a second substrate mark is formed.
  • the first imaging unit images the first mark and the first substrate mark.
  • the second imaging unit images the second mark and the second substrate mark.
  • the control unit calculates a first positional relationship between the first mark and the first substrate mark based on the imaging result of the first imaging unit.
  • the control unit calculates a second positional relationship between the second mark and the second substrate mark based on the imaging result of the second imaging unit.
  • the control unit calculates the predetermined positional relationship based on the first positional relationship and the second positional relationship.
  • the present invention provides an alignment device that can accurately align a first member and a second member.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a substrate bonding apparatus. 4 is a flowchart showing a method for bonding a first substrate and a second substrate using the substrate bonding apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating the structure of a joint unit.
  • 10 is a schematic view showing the structure around the second chuck of the joining unit as viewed from the X direction.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the structure around the second chuck of the joining unit as viewed from the Y direction.
  • FIG. FIG. 10 is a schematic view showing the structure around the support base from below.
  • FIG. 10 is a diagram showing the structure of the periphery of the first mark of the first reference mask as viewed from the first substrate detection sensor side (bottom side) with one surface of the first stage facing downward.
  • FIG. 10 is a diagram showing the structure of the periphery of the second mark of the second reference mask as viewed from the second substrate detection sensor side (top side).
  • 10 is a flowchart showing a substrate bonding method of the bonding unit.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the structure of the first chuck as viewed from below with one surface of the first stage facing downward.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of a second chuck as viewed from above.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the structure of the first chuck as viewed from below with one surface of the first stage facing downward.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of a second chuck as viewed from above.
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the first substrate and the second substrate in a state where the second chuck is placed at a reference position.
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the first mark and the second mark when the second chuck is placed at a reference position.
  • FIG. 2 is a plan view showing a state in which the first substrate and the second substrate are aligned.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the second marks of the second reference mask, viewed from the second substrate detection sensor side (upper side).
  • FIG. 1 is a plan view showing the schematic configuration of the substrate bonding apparatus 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the substrate bonding apparatus 1 stacks and bonds a first substrate W1 and a second substrate W2.
  • the substrate bonding apparatus 1 performs, for example, an activation process, a cleaning process, and a bonding process on the first substrate W1 and the second substrate W2.
  • the first substrate W1 and the second substrate W2 are bonded together by bonding them together.
  • bonding the first substrate W1 and the second substrate W2 may be referred to as bonding the first substrate W1 and the second substrate W2 together.
  • the first substrate W1 and the second substrate W2 are, for example, semiconductor substrates, glass substrates, etc.
  • the first substrate W1 and the second substrate W2 are substantially disc-shaped semiconductor wafers.
  • first substrate W1 and the second substrate W2 may be referred to as substrate W.
  • the substrate W has a front surface Wa (see FIG. 4) and a back surface located opposite the front surface Wa.
  • the front surface Wa is a device formation surface on which elements are formed.
  • the back surface is a non-device formation surface on which elements are not formed.
  • Each substrate W has multiple (e.g., several tens to several hundreds) semiconductor chips (not shown).
  • the semiconductor chips constitute integrated circuits such as CPUs and/or DRAMs.
  • the semiconductor chips have, for example, a semiconductor element layer (not shown) on which multiple semiconductor elements such as transistors are formed, and multiple electrodes (not shown).
  • the electrodes are made of a metal material such as copper, gold, or aluminum. In this embodiment, the electrodes are made of, for example, copper.
  • the semiconductor element layer and electrodes are formed on the surface Wa of the substrate W.
  • the electrodes of the first substrate W1 and the second substrate W2 are bonded and electrically connected.
  • the electrodes of the second substrate W2 are positioned corresponding to the electrodes of the first substrate W1.
  • the electrodes of the substrate W are formed, for example, as bumps and/or electrode pads.
  • the electrodes of the substrate W are formed as bumps.
  • an insulating film is formed on the surface of the substrate W so as to fill the periphery of the electrodes. The electrodes are exposed from the insulating film, and the electrodes and the insulating film are formed to be approximately flush with each other.
  • the substrate bonding apparatus 1 includes a transport path CP, a first load port LP1, a second load port LP2, a third load port LP3, an activation unit AU, a cleaning unit CU, a pre-alignment unit PU, a transport unit TU, a bonding unit JU, a center robot CR, a transport robot TR, and a control device 90.
  • the center robot CR, first load port LP1, second load port LP2, third load port LP3, activation unit AU, cleaning unit CU, pre-alignment unit PU, transport unit TU, and joining unit JU are arranged facing the transport path CP.
  • the center robot CR holds and transports the substrate W.
  • the center robot CR moves within the transport path CP.
  • the first load port LP1 accommodates multiple (e.g., 25) first substrates W1.
  • the first load port LP1 is equipped with a FOUP (also called a carriage) (not shown) that can accommodate multiple stacked first substrates W1.
  • the second load port LP2 accommodates multiple (e.g., 25) second substrates W2. Specifically, a FOUP (not shown) capable of accommodating multiple stacked second substrates W2 is disposed on the second load port LP2.
  • the third load port LP3 accommodates multiple (e.g., 25) laminated substrates WL.
  • a hoop (not shown) capable of accommodating multiple stacked laminated substrates WL is disposed on the third load port LP3.
  • a laminated substrate WL is a substrate formed by stacking and bonding a first substrate W1 and a second substrate W2 together.
  • the activation unit AU activates the surface Wa of the substrate W.
  • the activation unit AU activates at least the surface of the electrode of the substrate W.
  • the activation unit AU performs plasma treatment on the substrate W.
  • the type of gas used for plasma treatment is not particularly limited, but may be, for example, oxygen or nitrogen.
  • the activation unit AU has, for example, a high-frequency power supply and a pair of electrodes to which a high-frequency voltage is applied.
  • the processing gas is converted into plasma.
  • oxygen gas is used as the processing gas
  • the oxygen gas is converted into plasma and becomes oxygen ions.
  • the surface Wa of the substrate W is irradiated with the oxygen ions, dangling bonds are generated on the surface of the electrodes.
  • the cleaning unit CU cleans the substrate W. In this embodiment, it cleans the substrate W activated by the activation unit AU.
  • the cleaning unit CU has a cleaning nozzle (not shown) that ejects a cleaning liquid.
  • cleaning liquid include deionized water (DIW), carbonated water, electrolytic ionized water, ozone water, ammonia water, hydrochloric acid water with a diluted concentration (e.g., approximately 10 ppm to 100 ppm), or reduced water (hydrogen water).
  • the electrodes of the substrate W are cleaned. At this time, hydroxyl groups are formed on the surface of the electrodes.
  • the transport unit TU is positioned to face the transport path CP, the pre-alignment unit PU, and the joining unit JU.
  • the transport unit TU houses a transport robot TR.
  • the transport robot TR holds and transports the substrate W.
  • the transport robot TR transfers the substrate W between the center robot CR, the pre-alignment unit PU, and the bonding unit JU.
  • the pre-alignment unit PU aligns the substrates W one by one before alignment in the bonding unit JU.
  • alignment performed by the pre-alignment unit PU may be referred to as pre-alignment.
  • the bonding unit JU bonds two substrates W (first substrate W1 and second substrate W2) aligned by the pre-alignment unit PU under atmospheric pressure.
  • the detailed structure of the bonding unit JU will be described later.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the substrate bonding apparatus 1.
  • the control device 90 controls various operations of the substrate bonding apparatus 1.
  • the control device 90 includes a control unit 91 and a memory unit 93.
  • the control unit 91 has a processor.
  • the control unit 91 has, for example, a central processing unit (CPU). Alternatively, the control unit 91 may have a general-purpose computer.
  • the memory unit 93 stores data and computer programs.
  • the data specifies, for example, the processing content and processing procedures for joining.
  • the memory unit 93 includes a main memory device and an auxiliary memory device.
  • the main memory device is, for example, a semiconductor memory.
  • the auxiliary memory device is, for example, a semiconductor memory and/or a hard disk drive.
  • the memory unit 93 may also include removable media.
  • the control unit 91 executes a computer program stored in the memory unit 93 to perform the joining operation.
  • the control unit 91 controls the center robot CR, activation unit AU, cleaning unit CU, transport robot TR, pre-alignment unit PU, and bonding unit JU by sending control signals to the center robot CR, activation unit AU, cleaning unit CU, transport robot TR, pre-alignment unit PU, and bonding unit JU.
  • Figure 3 is a flowchart showing a method for bonding a first substrate W1 and a second substrate W2 using the substrate bonding apparatus 1 of this embodiment.
  • the method for bonding a first substrate W1 and a second substrate W2 includes steps SA to SD. Steps SA to SD are executed by the control unit 91.
  • step SA the control unit 91 performs activation processing. Specifically, the control unit 91 controls the center robot CR to load the first substrate W1 from the first load port LP1 into the activation unit AU. The control unit 91 then controls the activation unit AU to perform plasma processing on the first substrate W1. Similarly, the control unit 91 controls the center robot CR to load the second substrate W2 from the second load port LP2 into the activation unit AU. The control unit 91 then controls the activation unit AU to perform plasma processing on the second substrate W2.
  • step SB the control unit 91 performs the cleaning process. Specifically, the control unit 91 controls the center robot CR to transport the first substrate W1 from the activation unit AU to the cleaning unit CU. The control unit 91 then controls the cleaning unit CU to perform the cleaning process on the first substrate W1. Similarly, the control unit 91 controls the center robot CR to transport the second substrate W2 from the activation unit AU to the cleaning unit CU. The control unit 91 then controls the cleaning unit CU to perform the cleaning process on the second substrate W2.
  • step SC the control unit 91 performs pre-alignment processing. Specifically, the control unit 91 controls the center robot CR and the transport robot TR to unload the first substrate W1 from the cleaning unit CU and load it into the pre-alignment unit PU. The control unit 91 then controls the pre-alignment unit PU to perform pre-alignment processing on the first substrate W1.
  • control unit 91 controls the center robot CR and the transport robot TR to unload the second substrate W2 from the cleaning unit CU and load it into the pre-alignment unit PU.
  • the control unit 91 then controls the pre-alignment unit PU to perform pre-alignment processing on the second substrate W2.
  • step SD the control unit 91 performs the bonding process. Specifically, the control unit 91 controls the transport robot TR to transport the first substrate W1 from the pre-alignment unit PU to the bonding unit JU. Similarly, the control unit 91 controls the transport robot TR to transport the second substrate W2 from the pre-alignment unit PU to the bonding unit JU. The control unit 91 then controls the bonding unit JU to align the first substrate W1 and the second substrate W2, and then perform the bonding process to bond them together.
  • first substrate W1 and the second substrate W2 are processed in parallel in step SA, but the activation process for the first substrate W1 and the activation process for the second substrate W2 may be performed in sequence.
  • first substrate W1 and the second substrate W2 are processed in parallel in each of steps SB to SC, but the process for the first substrate W1 and the process for the second substrate W2 may be performed in sequence.
  • the process for the first substrate W1 in steps SA to SC and the process for the second substrate W2 in steps SA to SC may be performed in parallel.
  • FIG. 4 is a perspective view that schematically shows the structure of the joining unit JU.
  • the joining unit JU comprises a base 2, a first substrate holder 10, a second substrate holder 20, a first movement actuator 100, and a second movement actuator 200.
  • the first substrate holder 10 is an example of a "first member” in the present invention.
  • the second substrate holder 20 is an example of a "second member” in the present invention.
  • the second movement actuator 200 is an example of a "movement actuator" in the present invention.
  • the base 2 supports the first substrate holder 10, the second substrate holder 20, the first movement actuator 100, and the second movement actuator 200.
  • the base 2 is made of, for example, stone.
  • the first substrate holder 10 holds the back surface of the first substrate W1 (the surface opposite to the surface to be bonded to the second substrate W2).
  • the first substrate holder 10 has a first stage 11 and a first chuck 12 fixed to the first stage 11.
  • the first stage 11 has one surface 11a to which the first chuck 12 is attached.
  • the first stage 11 is, for example, a plate having a rectangular parallelepiped shape.
  • the first stage 11 is formed, for example, from ceramic, metal, or the like.
  • the first chuck 12 holds the back surface of the first substrate W1.
  • the holding method used by the first chuck 12 is not particularly limited, but may be a vacuum type, for example.
  • the first chuck 12 is, for example, a cylindrical or disc-shaped plate.
  • the first chuck 12 is made of, for example, ceramic or metal.
  • the first chuck 12 is also configured to be rotatable around its center.
  • the second substrate holder 20 holds the back surface of the second substrate W2 (the surface opposite to the surface to be bonded to the first substrate W1).
  • the second substrate holder 20 has a second stage 21 and a second chuck 22 fixed to the second stage 21.
  • the second stage 21 holds the second chuck 22.
  • the second stage 21 is, for example, a plate having a rectangular parallelepiped shape.
  • the second stage 21 is formed, for example, from ceramic, metal, or the like.
  • the second chuck 22 holds the back surface of the second substrate W2.
  • the holding method by the second chuck 22 is not particularly limited, but may be, for example, a vacuum type.
  • the second chuck 22 is, for example, a cylindrical or disc-shaped plate.
  • the second chuck 22 is formed from, for example, ceramic or metal.
  • the second chuck 22 is also configured to be rotatable around its center.
  • the first movement actuator 100 has an inversion actuator 110, an elevation actuator 120, and a first gantry 130.
  • the first gantry 130 is depicted by a two-dot chain line.
  • the inversion actuator 110 inverts the first substrate holder 10 upside down.
  • the inversion actuator 110 has a rotating shaft 111 fixed to the first substrate holder 10, and a rotation drive unit (not shown) that rotates the rotating shaft 111.
  • the rotation drive unit has, for example, a stepping motor. The rotation drive unit rotates the rotating shaft 111 by 180 degrees, thereby inverting the first substrate holder 10 upside down.
  • the first movement actuator 100 also has a first rotational drive unit 140.
  • the first rotational drive unit 140 is attached to the first substrate holder 10.
  • the first rotational drive unit 140 rotates the first chuck 12 in the circumferential direction.
  • the first rotational drive unit 140 includes, for example, a direct drive motor.
  • the joining unit JU is equipped with an angle detection sensor 150.
  • the angle detection sensor 150 includes, for example, three or more distance measurement sensors 151.
  • the distance measurement sensors 151 are attached, for example, to one surface 11a of the first substrate holder 10, and measure the distance to the second substrate holder 20. By rotating the rotating shaft 111 based on the detection results of the distance measurement sensors 151, the first substrate holder 10 can be positioned parallel to the second substrate holder 20.
  • the lifting actuator 120 moves the first substrate holder 10 up and down.
  • the lifting actuator 120 has a pair of support members 121 and a pair of lifting mechanisms 122.
  • the support members 121 support the reversing actuator 110.
  • the support members 121 rotatably support the rotating shaft 111 of the reversing actuator 110.
  • the lifting mechanism 122 has multiple movers 122a and multiple rails (not shown).
  • the movers 122a are fixed to the support member 121.
  • Two movers 122a are fixed to one support member 121.
  • the movers 122a move along the rails.
  • the movers 122a have, for example, a coil.
  • the movers 122a also have an encoder that detects the distance moved along the rails (not shown).
  • a rail (not shown) is fixed to the first gantry 130 so as to extend vertically.
  • the rail has multiple magnets.
  • the multiple magnets are arranged so that their north and south poles alternate in the vertical direction.
  • the second movement actuator 200 has a parallel movement unit 210 and a second rotation drive unit 230 (see Figure 5).
  • the parallel movement unit 210 translates the second substrate holder 20 horizontally along the upper surface of the base 2.
  • the parallel movement unit 210 has a movement unit 211 that moves the second substrate holder 20 in the X direction, a movement unit 212 that moves the second substrate holder 20 in the Y direction, and a support base 213 that is positioned between the movement units 211 and 212.
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the structure around the second substrate holder 20 of the joining unit JU from the X direction.
  • the moving part 211 is disposed on a support base 213.
  • the moving part 211 has a linear motor 2111 and a linear guide 2112.
  • the moving part 211 has a pair of linear motors 2111 and a pair of linear guides 2112.
  • the pair of linear motors 2111 are arranged outward in the Y direction relative to the second stage 21 of the second substrate holder 20.
  • the pair of linear motors 2111 are arranged a predetermined distance apart from each other in the Y direction.
  • Each linear motor 2111 has a mover 2111a and a rail 2111b.
  • the mover 2111a is fixed to the side of the second stage 21.
  • the mover 2111a moves along the rail 2111b.
  • the rail 2111b is fixed to the support base 213 so as to extend in the X direction. As the mover 2111a moves along the rail 2111b, the second substrate holder 20 moves in the X direction.
  • a pair of linear guides 2112 are arranged between the second stage 21 of the second substrate holder 20 and the support base 213.
  • the pair of linear guides 2112 are arranged a predetermined distance apart in the Y direction.
  • Each linear guide 2112 has a mover 2112a and a rail 2112b extending in the X direction.
  • the mover 2112a is fixed to the underside of the second stage 21 (the surface facing the support base 213).
  • the mover 2112a moves along the rail 2112b.
  • Figure 6 is a schematic diagram showing the structure around the second substrate holder 20 of the joining unit JU from the Y direction.
  • the moving unit 212 is disposed on the base 2.
  • the moving unit 212 has a linear motor 2121 and a linear guide 2122.
  • the moving unit 212 has a pair of linear motors 2121 and a pair of linear guides 2122.
  • the pair of linear motors 2121 are arranged between the support base 213 and the base 2.
  • the pair of linear motors 2121 are arranged a predetermined distance apart in the X direction.
  • Each linear motor 2121 has a mover 2121a and a rail 2121b.
  • the mover 2121a is fixed to the underside of the support base 213 (the surface facing the base 2).
  • the mover 2121a moves along the rail 2121b.
  • the rail 2121b is fixed to the base 2 so as to extend in the Y direction. As the mover 2121a moves along the rail 2121b, the support base 213 and the second substrate holder 20 move in the Y direction.
  • a pair of linear guides 2122 are arranged between the support base 213 and the base 2.
  • the pair of linear guides 2122 are arranged a predetermined distance apart in the X direction.
  • Each linear guide 2122 has a mover 2122a and a rail 2122b.
  • the mover 2122a is fixed to the underside of the support base 213 (the surface facing the base 2).
  • the mover 2122a moves along the rail 2122b.
  • the second rotation drive unit 230 is attached to the lower part of the second chuck 22 of the second substrate holder 20.
  • the second rotation drive unit 230 rotates the second chuck 22 in the circumferential direction.
  • the second rotation drive unit 230 includes, for example, a direct drive motor.
  • FIG 7 is a schematic diagram showing the structure around the support base 213 from below.
  • the joining unit JU is equipped with a detection mechanism 300.
  • the detection mechanism 300 detects movement within the XY plane of either the first substrate holder 10 or the second substrate holder 20. In this embodiment, the detection mechanism 300 detects movement within the XY plane of the second substrate holder 20.
  • the detection mechanism 300 has, for example, a two-dimensional scale 301 (hereinafter referred to as the 2D scale 301) and a detection sensor 302.
  • the 2D scale 301 is attached to the underside of the second stage 21 of the second substrate holder 20.
  • the 2D scale 301 has a rectangular shape extending in the X and Y directions.
  • the 2D scale 301 is, for example, a reflective diffraction grating scale.
  • An opening 213a is provided in the support base 213.
  • the opening 213a is located below the 2D scale 301.
  • the detection sensor 302 is attached to the upper surface of the base 2.
  • the detection sensor 302 protrudes upward from the opening 213a of the support base 213.
  • the detection sensor 302 emits laser light toward the 2D scale 301 and receives the light reflected by the 2D scale 301.
  • the light reception signal of the detection sensor 302 changes. This allows the amount of movement of the second substrate holder 20 in the X and Y directions to be detected.
  • the joining unit JU will be further described. As shown in Figure 4, the joining unit JU is equipped with a first substrate detection sensor 310, and the first substrate holder 10 has a first reference mask 410.
  • the first substrate detection sensor 310 is an example of the "first imaging unit" in the present invention.
  • the first board detection sensor 310 is fixed to the second stage 21.
  • the first board detection sensor 310 has a camera 311.
  • the first board detection sensor 310 transmits image data captured by the camera 311 to the control device 90.
  • the first reference mask 410 has a plurality of first marks, which are alignment marks.
  • the first marks of the first reference mask 410 will be described later.
  • the first reference mask 410 is fixed to the first stage 11.
  • the first reference mask 410 has a mark member 411 on which a first mark is formed, and a pair of supports 412 that support the mark member 411.
  • the mark member 411 is formed, for example, from a translucent material, such as glass that transmits visible light.
  • the first substrate detection sensor 310 With one surface 11a of the first stage 11 facing downward, the first substrate detection sensor 310 is moved horizontally, causing the first substrate detection sensor 310 to detect the alignment mark of the first substrate W1 and the first mark of the first reference mask 410. At this time, after the first substrate detection sensor 310 detects the alignment mark of the first substrate W1, the detection mechanism 300 detects the direction and distance moved by the first substrate detection sensor 310 and the second substrate holder 20 until it detects the first mark of the first reference mask 410. This makes it possible to detect the relative position of the alignment mark of the first substrate W1 with respect to the first mark of the first reference mask 410.
  • the joining unit JU is equipped with a second substrate detection sensor 320, and the second substrate holder 20 has a second reference mask 420.
  • the second substrate detection sensor 320 is an example of the "second imaging unit" in the present invention.
  • the joining unit JU is equipped with a second gantry 350, and the second board detection sensor 320 is fixed to the second gantry 350. Note that in Figure 4, a portion of the second gantry 350 is depicted by a two-dot chain line.
  • the second board detection sensor 320 has a camera 321. The second board detection sensor 320 transmits image data captured by the camera 321 to the control device 90.
  • the second reference mask 420 has a plurality of second marks, which are alignment marks.
  • the second marks of the second reference mask 420 will be described later.
  • the second reference mask 420 is fixed to the second stage 21.
  • the second reference mask 420 has a mark member 421 on which a second mark is formed, and a support 422 that supports the mark member 421.
  • the second substrate detection sensor 320 detects the alignment mark of the second substrate W2 and the second mark of the second reference mask 420.
  • the detection mechanism 300 detects the direction and distance moved by the second substrate holder 20 and the second substrate W2 until the second mark of the second reference mask 420 is detected. This makes it possible to detect the relative position of the alignment mark of the second substrate W2 with respect to the second mark of the second reference mask 420.
  • FIG 8 is a perspective view showing the structure of the joining unit JU from below. As shown in Figure 8, the joining unit JU is equipped with an imaging unit 50. The imaging unit 50 transmits captured image data to the control device 90. The imaging unit 50 is an example of the "mark imaging unit" of the present invention.
  • the imaging unit 50 is attached to the first stage 11 so as to penetrate the first stage 11 in the thickness direction.
  • the first reference mask 410 and the second reference mask 420 are positioned facing each other in the vertical direction. At this time, the first mark on the first reference mask 410 and the second mark on the second reference mask 420 are both positioned within the imaging field of the imaging unit 50, allowing the imaging unit 50 to simultaneously image the first mark on the first reference mask 410 and the second mark on the second reference mask 420.
  • the control unit 91 controls the first movement actuator 100 and the second movement actuator 200.
  • the control unit 91 controls the first movement actuator 100 to turn the first substrate W1 held by the first substrate holder 10 upside down.
  • the control unit 91 controls the first movement actuator 100 to move the turned first substrate W1 downward, bonding the first substrate W1 and the second substrate W2 together.
  • the control unit 91 can calculate the relative positional relationship between the alignment marks of the first substrate W1 and the second substrate W2 based on the detection results of the detection mechanism 300, the first substrate detection sensor 310, the second substrate detection sensor 320, and the imaging unit 50.
  • Figure 9 is a diagram showing the structure of the area around the first mark M1 of the first reference mask 410 as viewed from the first substrate detection sensor 310 side (below) when one surface 11a of the first stage 11 is facing downward.
  • a plurality of (four in this example) first marks M1 are formed on the mark member 411 of the first reference mask 410.
  • the four first marks M1 are arranged at predetermined positions.
  • the first marks M1 have, for example, a square shape and are formed to be the same size as each other.
  • the first marks M1 are formed on the surface of the mark member 411 by etching or the like.
  • the first reference mask 410 also has a first formation region R1 in which multiple first marks M1 are formed.
  • the first formation region R1 is an area that surrounds all of the first marks M1.
  • the first formation region R1 is indicated by a dashed line.
  • the first formation region R1 is located at one end of the first reference mask 410 in the X direction (X1 direction).
  • the first formation region R1 is narrower than the field of view R50 of the imaging unit 50.
  • the field of view R50 is indicated by a two-dot chain line.
  • the field of view R50 is indicated as a rectangle, but the field of view R50 may also be, for example, circular.
  • Figure 10 is a diagram showing the structure of the area around the second mark M2 of the second reference mask 420 as viewed from the second substrate detection sensor 320 side (top side).
  • a plurality of second marks M2 are formed on the mark member 421 of the second reference mask 420.
  • the plurality of second marks M2 are arranged radially.
  • the second marks M2 are, for example, square-shaped. All of the second marks M2 may be the same size or different sizes, or some of the second marks M2 may be the same size but different from the remaining second marks M2.
  • FIG. 10 shows an example in which a plurality of main marks M21 are the same size but different from a plurality of sub-marks M22.
  • the second marks M2 are formed on the surface of the mark member 421 by etching or the like.
  • the second reference mask 420 also has a second formation region R2 in which multiple second marks M2 are formed.
  • the second formation region R2 is an area that surrounds all of the second marks M2. In FIG. 10, the second formation region R2 is indicated by a dashed line.
  • the second formation region R2 is located at one end of the second reference mask 420 in the X direction (X1 direction).
  • the imaging unit 50 is focused on the second mark M2
  • the second formation region R2 is wider than the field of view R50 (see FIG. 9) of the imaging unit 50.
  • the field of view R50 is large enough to include one or more second marks M2 (four or more in this embodiment).
  • the second mark M2 includes coordinate information. Specifically, the second mark M2 has multiple (here, five) main marks M21 arranged in the center of the second formation region R2, and multiple (here, several tens or more) sub-marks M22 arranged around the main marks M21. In this embodiment, the sub-marks M22 are formed three times around the main mark M21.
  • the main mark M21 and the sub-mark M22 have the same shape. However, the main mark M21 and the sub-mark M22 have different sizes (areas). In this embodiment, the size of the sub-mark M22 is smaller than the size of the main mark M21.
  • the distance between the main mark M21 and the sub-mark M22 is different. In other words, the distance between adjacent main marks M21 and the distance between adjacent sub-marks M22 are different. In this embodiment, the distance between adjacent sub-marks M22 is smaller than the distance between adjacent main marks M21.
  • the sub-marks M22 are formed so that the distance between adjacent sub-marks M22 increases as they move away from the center of the second formation region R2.
  • the distance L12 between the sub-mark M221 on the first lap from the inside and the sub-mark M222 on the second lap from the inside is smaller than the distance L23 between the sub-mark M222 on the second lap from the inside and the sub-mark M223 on the third lap from the inside.
  • the second formation region R2 is wider than the field of view range R50 of the imaging unit 50. This prevents the second marks M2 from falling outside the field of view range R50 of the imaging unit 50. Furthermore, the second marks M2 contain coordinate information. Therefore, even if the imaging unit 50 captures an image of only a portion of the second formation region R2, the coordinates of each second mark M2 can be detected. Therefore, the first substrate holder 10 and the second substrate holder 20 can be aligned with high precision, and therefore the first substrate W1 and the second substrate W2 can be aligned with high precision.
  • the second mark M2 has a main mark M21 located in the center and multiple sub-marks M22 located around the main mark M21. Therefore, the second formation region R2 can easily be made wider than the field of view range R50 of the imaging unit 50.
  • the main mark M21 and the sub-mark M22 have different sizes and intervals. Therefore, the main mark M21 and the sub-mark M22 can be easily distinguished from each other.
  • the sub-marks M22 are formed so that the distance between adjacent sub-marks M22 increases as they move away from the center. Therefore, the coordinates of each sub-mark M22 can be easily detected.
  • the second formation region R2 is wider than the field of view of the imaging unit 50, and the second mark M2 contains coordinate information. Therefore, even in a configuration in which the second mark M2 moves horizontally relative to the imaging unit 50, it is easy to prevent the second mark M2 from falling outside the field of view range R50 of the imaging unit 50. Furthermore, even when the imaging unit 50 captures an image of only a portion of the second formation region R2, the coordinates of each second mark M2 can be easily detected.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the substrate joining method of the joining unit JU.
  • the substrate joining method of the joining unit JU includes steps S101 to S114.
  • Figures 12 to 18 are diagrams for explaining the substrate bonding method of the bonding unit JU. Also, Figures 12 and 14 are diagrams schematically showing the structure of the first substrate holder 10 viewed from below when one surface 11a of the first stage 11 is facing downward. Figures 13 and 15 are diagrams schematically showing the structure of the second substrate holder 20 viewed from above.
  • Figure 16 is a plan view showing the positional relationship between the first substrate W1 and the second substrate W2 when the second substrate holder 20 is placed at the reference position.
  • Figure 17 is a plan view showing the positional relationship between the first mark M1 and the second mark M2 when the second substrate holder 20 is placed at the reference position.
  • Figure 18 is a plan view showing the first substrate W1 and the second substrate W2 aligned.
  • the second substrate holder 20 and second substrate W2 are shown with solid lines
  • the first substrate holder 10 and first substrate W1 are shown with two-dot chain lines.
  • step S101 the control unit 91 loads the first substrate W1, which has been handed over from the pre-alignment unit PU to the transport robot TR, into the bonding unit JU.
  • the first substrate W1 is held by the first substrate holder 10 with the bonding surface (front surface Wa) facing upward (see FIG. 12).
  • step S102 the control unit 91 loads the second substrate W2, which has been handed over from the pre-alignment unit PU to the transport robot TR, into the joining unit JU.
  • the second substrate W2 is held by the second substrate holder 20 with the bonding surface (front surface Wa) facing upward (see FIG. 13).
  • step S103 the control unit 91 controls the first movement actuator 100 to turn the first substrate holder 10 upside down. As a result, the bonding surface of the first substrate W1 faces downward.
  • step S104 the control unit 91 controls the second movement actuator 200 and the first substrate detection sensor 310 to capture images of the alignment mark Mw1 (see FIG. 12) on the first substrate W1 and the multiple first marks M1 (see FIG. 9) on the first reference mask 410.
  • the alignment mark Mw1 has, for example, a square shape and is formed on the surface Wa of the first substrate W1.
  • the alignment mark Mw1 is an example of a "first substrate mark" in the present invention.
  • the first substrate W1 has multiple (here, four) alignment marks Mw1.
  • the control unit 91 also controls the second movement actuator 200 and the second substrate detection sensor 320 to capture images of the alignment mark Mw2 (see FIG. 13) on the second substrate W2 and the multiple second marks M2 (see FIG. 10) on the second reference mask 420.
  • the alignment mark Mw2 has, for example, a cross shape (or a plus shape) and is formed on the surface Wa of the second substrate W2.
  • the alignment mark Mw2 is an example of a "second substrate mark" in the present invention.
  • the second substrate W2 has multiple (here, four) alignment marks Mw2.
  • the control unit 91 acquires image data captured by the first board detection sensor 310 and the second board detection sensor 320.
  • step S105 the control unit 91 calculates the angular position of the first substrate W1 based on the imaging data acquired from the first substrate detection sensor 310. At this time, the control unit 91 calculates the angular position of the first substrate W1 based on image data of the alignment mark Mw1 of the first substrate W1. The control unit 91 may also calculate the angular position of the first substrate W1 based on the image data of the alignment mark Mw1 of the first substrate W1 and the imaging data of the first mark M1 of the first reference mask 410.
  • the angular position of the substrate W means the rotational angular position of the substrate W in the rotational direction about a central axis perpendicular to the surface Wa of the substrate W. In the following description, the angular position of the substrate W may be referred to as the rotational angular position of the substrate W.
  • control unit 91 calculates the angular position of the second substrate W2 based on the imaging data acquired from the second substrate detection sensor 320. At this time, the control unit 91 calculates the angular position of the second substrate W2 based on image data of the alignment mark Mw2 of the second substrate W2. The control unit 91 may also calculate the angular position of the second substrate W2 based on the image data of the alignment mark Mw2 of the second substrate W2 and the imaging data of the second mark M2 of the second reference mask 420.
  • step S106 the control unit 91 controls the first rotation drive unit 140 based on the calculated rotational angle position of the first substrate W1 to rotate the first substrate W1 by a predetermined angle.
  • the control unit 91 rotates the first substrate W1, for example, so that a line (not shown) that passes through the center of the first substrate W1 and connects the two alignment marks Mw1 is parallel to the X direction or Y direction. This places the first substrate W1 in the state shown in FIG. 14.
  • control unit 91 controls the second rotation drive unit 230 based on the calculated rotational angle position of the second substrate W2 to rotate the second substrate W2 by a predetermined angle. At this time, the control unit 91 rotates the second substrate W2, for example, so that a line (not shown) that passes through the center of the second substrate W2 and connects the two alignment marks Mw2 is parallel to the X direction or Y direction. As a result, the second substrate W2 becomes in the state shown in FIG. 15.
  • step S107 the control unit 91 controls the second movement actuator 200 and the first substrate detection sensor 310 to capture an image of the alignment mark Mw1 on the first substrate W1.
  • the control unit 91 also controls the second movement actuator 200 and the second substrate detection sensor 320 to capture an image of the alignment mark Mw2 on the second substrate W2.
  • the control unit 91 acquires image data captured by the first substrate detection sensor 310 and the second substrate detection sensor 320.
  • first substrate detection sensor 310 and the second substrate detection sensor 320 may not capture an image of the first mark M1 on the first reference mask 410 and the second mark M2 on the second reference mask 420 in step S104, but may instead capture an image of the first mark M1 on the first reference mask 410 and the second mark M2 on the second reference mask 420 in step S107.
  • step S108 the control unit 91 controls the second movement actuator 200 to move the second substrate holder 20 to the reference position.
  • the reference position is, for example, the position of the second substrate holder 20 when the center of the second chuck 22 of the second substrate holder 20 is located directly below the center of the first chuck 12 of the first substrate holder 10.
  • the center Pr1 of the first formation region R1 of the first reference mask 410 and the center Pr2 of the second formation region R2 of the second reference mask 420 coincide in a planar view.
  • the alignment mark Mw1 of the first substrate W1 and the alignment mark Mw2 of the second substrate W2 are misaligned depending on the positional misalignment of the first substrate W1 relative to the first chuck 12 and the positional misalignment of the second substrate W2 relative to the second chuck 22.
  • the distance between the first substrate W1 and the second substrate W2 is, for example, several mm to several tens of mm or more.
  • step S109 the control unit 91 calculates the positional relationship between the marks based on the image data obtained by the first substrate detection sensor 310 and the second substrate detection sensor 320 capturing images of the alignment marks Mw1 and Mw2 in step S107, and the image data obtained by capturing images of the first mark M1 and the second mark M2 in step S104 or step S107.
  • control unit 91 calculates a first positional relationship between the first mark M1 and the alignment mark Mw1 based on the imaging results of the first substrate detection sensor 310, and calculates a second positional relationship between the second mark M2 and the alignment mark Mw2 based on the imaging results of the second substrate detection sensor 320.
  • the control unit 91 then calculates a predetermined positional relationship based on the first positional relationship and the second positional relationship.
  • the predetermined positional relationship is, for example, the positional relationship between the first mark M1 and the second mark M2 when the center of the alignment mark Mw1 on the first substrate W1 and the alignment mark Mw2 on the second substrate W2 are aligned.
  • step S110 the control unit 91 controls the second movement actuator 200 to move the second substrate holder 20 horizontally based on the predetermined positional relationship calculated in step S109 so that the center of the alignment mark Mw2 on the second substrate W2 substantially coincides horizontally with the center of the alignment mark Mw1 on the first substrate W1.
  • This causes the center Pr1 of the first formation region R1 and the center Pr2 of the second formation region R2 to shift horizontally by approximately the same amount as the amount by which the alignment mark Mw1 on the first substrate W1 and the alignment mark Mw2 on the second substrate W2 were shifted in step S108 (see FIG. 18).
  • step S111 the control unit 91 controls the lifting actuator 120 to lower the first substrate holder 10 by a predetermined amount.
  • the distance between the first substrate W1 and the second substrate W2 becomes, for example, between several ⁇ m and several tens of ⁇ m.
  • step S112 the imaging unit 50 captures an image of the first mark M1 on the first reference mask 410 and the second mark M2 on the second reference mask 420. Specifically, the imaging unit 50 captures an image of the second mark M2 through (transmits) the first formation region R1.
  • the control unit 91 acquires the image data captured by the imaging unit 50.
  • the magnification of the imaging unit 50 is relatively large, and the field of view R50 of the imaging unit 50 is relatively narrow. Therefore, if the first substrate W1 is misaligned with respect to the first chuck 12, or if the second substrate W2 is misaligned with respect to the second chuck 22, the center of the second mark M2 will not be located within the field of view R50 of the imaging unit 50.
  • the second mark M2 has a main mark M21 and a sub-mark M22 arranged around the main mark M21, so the sub-mark M22 of the second mark M2 can be positioned within the field of view R50 of the imaging unit 50.
  • the imaging unit 50 can capture images of the first mark M1 and the second mark M2.
  • the imaging unit 50 is attached to the first substrate holder 10 on which the first marks M1 are formed, so all of the first marks M1 (or first formation regions R1) are located within the field of view R50 of the imaging unit 50.
  • step S113 the control unit 91 drives the second movement actuator 200 based on the image data acquired in step S112 so that the positional relationship between the first mark M1 and the second mark M2 becomes the predetermined positional relationship calculated in step S109. This allows the first substrate W1 and the second substrate W2 to be aligned with high precision.
  • step S114 the control unit 91 controls the first movement actuator 100 to move the first substrate holder 10 and the first substrate W1 downward. This causes the first substrate W1 and the second substrate W2 to be bonded together.
  • the control unit 91 calculates a first positional relationship between the first mark M1 and the alignment mark Mw1 based on the imaging results of the first substrate detection sensor 310.
  • the control unit 91 also calculates a second positional relationship between the second mark M2 and the alignment mark Mw2 based on the imaging results of the second substrate detection sensor 320.
  • the control unit 91 then calculates a predetermined positional relationship based on the first positional relationship and the second positional relationship. Therefore, by capturing images of the first mark M1 and the second mark M2 using the imaging unit 50, the first substrate W1 and the second substrate W2 can be aligned with high precision.
  • the present invention is not limited to this.
  • the second substrate holder 20 may be moved in the vertical direction and the first substrate holder 10 may be moved in the horizontal direction.
  • one of the first substrate holder 10 and the second substrate holder 20 may be moved in both the vertical and horizontal directions.
  • the present invention is applied to a substrate bonding apparatus 1 that bonds a first substrate W1 and a second substrate W2, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention may also be applied to an exposure apparatus that aligns a mask (first member) and a substrate (second member).
  • the present invention is not limited to this.
  • the first formation region R1 in which the first mark M1 is formed may be wider than the field of view of the imaging unit 50.
  • both the first formation region R1 and the second formation region R2 may be wider than the field of view of the imaging unit 50.
  • the imaging unit 50 was attached to the first substrate holder 10, but the present invention is not limited to this.
  • the imaging unit 50 may be attached to the second substrate holder 20.
  • the imaging unit 50 may be attached to a member other than the first substrate holder 10 and the second substrate holder 20, such as the first gantry 130.
  • both the first forming region R1 and the second forming region R2 are wider than the field of view of the imaging unit 50.
  • the present invention is not limited to this.
  • the main mark M21 and the sub-mark M22 may have different shapes.
  • the main mark M21 and the sub-mark M22 may have the same size.
  • all of the sub-marks M22 have the same shape and the same size, but the present invention is not limited to this.
  • all of the sub-marks M22 may have different shapes or sizes.
  • the sub-marks M22 may have different shapes or sizes for each circumference.
  • the present invention is not limited to this.
  • the size of the sub-marks M22 may increase with increasing distance from the center.
  • the distance between adjacent sub-marks M22 and/or the size of the sub-marks M22 may decrease with increasing distance from the center.
  • the sub-marks M22 may have different shapes depending on the distance from the center. In this case, for example, the sub-marks M22 may have different shapes on each circumference.
  • step S108 may be omitted.
  • the present invention is not limited to this.
  • the bonding accuracy between the first substrate W1 and the second substrate W2 may be confirmed.
  • the bonding accuracy between the first substrate W1 and the second substrate W2 may be confirmed by capturing an image of the first mark M1 and the second mark M2 using the imaging unit 50.
  • the present invention is suitable for use in alignment devices.

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

基板接合装置（位置合わせ装置）は、第１基板ホルダーと、第２基板ホルダーと、第２移動アクチュエータと、撮像部と、制御部とを備える。第２移動アクチュエータは、水平方向に、第１基板ホルダーおよび第２基板ホルダーの一方を移動させる。撮像部は、第１基板ホルダーの第１形成領域を介して第２基板ホルダーの第２マークを撮像する。制御部は、撮像部の撮像結果に基づいて、第１マークと第２マークとが所定の位置関係になるように、第２移動アクチュエータを制御する。第１形成領域および第２形成領域の少なくとも一方は、撮像部の視野よりも広い。

Description

位置合わせ装置
　本発明は、位置合わせ装置に関する。
　従来、第１基板を保持する第１部材と、第１部材に対向して配置され、第２基板を保持する第２部材と、第２部材を移動させるアクチュエータと、第１部材に設けられた第１アライメントマークおよび第２部材に設けられた第２アライメントマークを撮像する撮像部とを備え、第１部材と第２部材とを位置合わせした後に、第１基板と第２基板とを貼り合わせる装置が知られている。このような装置として、例えば特許文献１には、第１アライメントマークが形成された第１板状体を保持する第１保持手段と、第２アライメントマークが形成された光透過性を有する第２板状体を保持する第２保持手段と、第２板状体に対して第１板状体とは反対側に配置され、第１板状体および第２板状体を撮像する撮像手段とを備えた装置が記載されている。この装置では、撮像手段は、第１アライメントマークと第２アライメントマークとを同一視野で撮像する。
特開２０１４－１６５３３１号公報
　ところで、例えば、２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置では、２枚の基板同士を電気的に接続するので、２枚の基板を高精度に位置合わせすることが求められる。２枚の基板を高精度に位置合わせする場合、撮像部の拡大倍率を大きくする必要がある。このため、撮像部の視野が狭くなる。
　しかしながら、撮像部の視野が狭くなると、同一視野内に第１アライメントマークおよび第２アライメントマークの両方が入らなくなる場合がある。この場合、２枚の基板を精度良く位置合わせすることが困難である。
　本発明の少なくとも１つの局面は、第１部材と第２部材とを精度良く位置合わせすることが可能な位置合わせ装置を提供する。
　本発明の一局面によれば、位置合わせ装置は、第１部材と、第２部材と、移動アクチュエータと、マーク撮像部と、制御部とを備える。前記第１部材には、第１マークが形成されている。前記第２部材は、前記第１部材に対向して配置される。前記第２部材には、第２マークが形成されている。前記移動アクチュエータは、前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向に対して交差する方向に、前記第１部材および前記第２部材の一方を移動させる。前記マーク撮像部は、前記第１マークおよび前記第２マークを撮像する。前記制御部は、前記移動アクチュエータを制御する。前記第１部材は、１つ以上の前記第１マークが形成された第１形成領域を有する。前記第２部材は、１つ以上の前記第２マークが形成された第２形成領域を有する。前記マーク撮像部は、前記第１部材の前記第１形成領域を介して前記第２部材の前記第２マークを撮像する。前記制御部は、前記マーク撮像部の撮像結果に基づいて、前記第１マークと前記第２マークとが所定の位置関係になるように、前記移動アクチュエータを制御する。前記第１形成領域および前記第２形成領域の少なくとも一方は、前記マーク撮像部の視野よりも広い。前記少なくとも一方に形成されたマークは、座標情報を含む。
　ある実施形態では、前記少なくとも一方に形成されたマークは、中心部に配置される主マークと、前記主マークの周囲に配置される複数の副マークとを有する。
　ある実施形態では、前記主マークと前記副マークとは、形状、サイズおよび間隔の少なくとも１つが異なる。
　ある実施形態では、前記副マークは、前記中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する前記副マーク同士の間隔、および、前記副マークのサイズの少なくとも一方が大きくなるように、形成されている。
　ある実施形態では、前記副マークは、前記中心部からの距離に応じて異なる形状を有する。
　ある実施形態では、前記マーク撮像部は、前記第１部材に固定される。前記移動アクチュエータは、前記第２部材を移動させる。前記第２形成領域は、前記マーク撮像部の視野よりも広い。前記第２マークは、前記座標情報を含む。
　ある実施形態では、第１撮像部および第２撮像部をさらに備える。前記第１部材は、第１基板マークが形成された第１基板を保持する第１チャックを有する。前記第２部材は、第２基板マークが形成された第２基板を保持する第２チャックを有する。前記第１撮像部は、前記第１マークおよび前記第１基板マークを撮像する。前記第２撮像部は、前記第２マークおよび前記第２基板マークを撮像する。前記制御部は、前記第１撮像部の撮像結果に基づいて、前記第１マークと前記第１基板マークとの間の第１位置関係を算出する。前記制御部は、前記第２撮像部の撮像結果に基づいて、前記第２マークと前記第２基板マークとの間の第２位置関係を算出する。前記制御部は、前記第１位置関係および前記第２位置関係に基づいて、前記所定の位置関係を算出する。
　本発明によれば、第１部材と第２部材とを精度良く位置合わせすることが可能な位置合わせ装置を提供できる。
本発明の一実施形態による基板接合装置の概略構成を示す平面図である。 基板接合装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の基板接合装置による、第１基板と第２基板との接合方法を示すフローチャートである。 接合ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。 接合ユニットの第２チャック周辺の構造をＸ方向から示す概略図である。 接合ユニットの第２チャック周辺の構造をＹ方向から示す概略図である。 支持台周辺の構造を下方から示す概略図である。 接合ユニットの構造を下方から概略的に示す斜視図である。 第１ステージの一方面が下方向を向いた状態において、第１基準マスクの第１マーク周辺を第１基板検出センサー側（下側）から見た構造を示す図である。 第２基準マスクの第２マーク周辺を第２基板検出センサー側（上側）から見た構造を示す図である。 接合ユニットの基板接合方法を示すフローチャートである。 第１ステージの一方面が下方向を向いた状態において、第１チャックを下側から見た構造を概略的に示す図である。 第２チャックを上側から見た構造を概略的に示す図である。 第１ステージの一方面が下方向を向いた状態において、第１チャックを下側から見た構造を概略的に示す図である。 第２チャックを上側から見た構造を概略的に示す図である。 第２チャックを基準位置に配置した状態における、第１基板と第２基板との間の位置関係を示す平面図である。 第２チャックを基準位置に配置した状態における、第１マークと第２マークとの間の位置関係を示す平面図である。 第１基板と第２基板とを位置合わせした状態を示す平面図である。 第２基準マスクの第２マークの他の例を第２基板検出センサー側（上側）から示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明による位置合わせ装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。本実施形態では、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。
　図１～図１８を参照して、本発明の一実施形態による基板接合装置１について説明する。本実施形態では、本発明の位置合わせ装置の一例として基板接合装置１について説明する。まず、図１を参照して、基板接合装置１の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態による基板接合装置１の概略構成を示す平面図である。
　図１に示すように、基板接合装置１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを積層して接合する。本実施形態では、基板接合装置１は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２に対して、例えば、活性化処理、洗浄処理、および、接合処理を行う。なお、本実施形態では、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせることによって、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが接合される。このため、以下の説明において、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することを、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせると記載することがある。
　第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、例えば、半導体基板、ガラス基板等である。本実施形態において、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、略円板状の半導体ウエハである。
　以下、特に必要な場合を除き、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を基板Ｗと記載することがある。
　また、本実施形態では、基板Ｗは、表面Ｗａ（図４参照）と、表面Ｗａとは反対側に位置する裏面とを有する。表面Ｗａは、素子が形成されたデバイス形成面である。裏面は、素子が形成されていない非デバイス形成面である。
　各基板Ｗは、複数（例えば、数１０個～数１００個）の半導体チップ（図示せず）を有する。半導体チップは、例えば、ＣＰＵおよび／またはＤＲＡＭなどの集積回路を構成する。半導体チップは、例えば、トランジスタ等の半導体素子が複数形成された半導体素子層（図示せず）と、複数の電極（図示せず）とを有する。電極は、銅、金またはアルミニウム等の金属材料によって形成されている。本実施形態では、電極は、例えば、銅によって形成されている。なお、半導体素子層および電極は、基板Ｗの表面Ｗａに形成されている。
　第１基板Ｗ１の電極と第２基板Ｗ２の電極とは、接合され、電気的に接続される。第２基板Ｗ２の電極は、第１基板Ｗ１の電極に対応する位置に配置されている。
　基板Ｗの電極は、例えば、バンプおよび／または電極パッドとして形成されている。本実施形態では、基板Ｗの電極は、バンプとして形成されている。また、本実施形態では、基板Ｗの表面には、電極の周囲を埋めるように絶縁膜が形成されている。電極は、絶縁膜から露出しているとともに、電極と絶縁膜とは、略面一に形成されている。
　基板接合装置１は、搬送路ＣＰと、第１ロードポートＬＰ１と、第２ロードポートＬＰ２と、第３ロードポートＬＰ３と、活性化ユニットＡＵと、洗浄ユニットＣＵと、プリアライメントユニットＰＵと、搬送ユニットＴＵと、接合ユニットＪＵと、センターロボットＣＲと、搬送ロボットＴＲと、制御装置９０とを備える。
　センターロボットＣＲと、第１ロードポートＬＰ１と、第２ロードポートＬＰ２と、第３ロードポートＬＰ３と、活性化ユニットＡＵと、洗浄ユニットＣＵと、プリアライメントユニットＰＵと、搬送ユニットＴＵと、接合ユニットＪＵとは、搬送路ＣＰに面するように配置されている。
　センターロボットＣＲは、基板Ｗを保持して搬送する。センターロボットＣＲは、搬送路ＣＰ内を移動する。
　第１ロードポートＬＰ１は、複数（例えば、２５枚）の第１基板Ｗ１を収容する。具体的には、第１ロードポートＬＰ１には、複数の第１基板Ｗ１を積層した状態で収容可能な、図示しないフープ（キャリッジともいう）が配置される。
　第２ロードポートＬＰ２は、複数（例えば、２５枚）の第２基板Ｗ２を収容する。具体的には、第２ロードポートＬＰ２には、複数の第２基板Ｗ２を積層した状態で収容可能な、図示しないフープが配置される。
　第３ロードポートＬＰ３は、複数（例えば、２５枚）の積層基板ＷＬを収容する。具体的には、第３ロードポートＬＰ３には、複数の積層基板ＷＬを積層した状態で収容可能な、図示しないフープが配置される。積層基板ＷＬは、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが積層されて貼り合わされた基板である。
　活性化ユニットＡＵは、基板Ｗの表面Ｗａを活性化させる。活性化ユニットＡＵは、基板Ｗの少なくとも電極の表面を活性化させる。具体的には、活性化ユニットＡＵは、基板Ｗに対してプラズマ処理を行う。プラズマ処理に用いるガスの種類は、特に限定されるものではないが、例えば、酸素または窒素である。
　活性化ユニットＡＵは、例えば、高周波電源と、高周波電圧が印加される一対の電極とを有する。一対の電極間に高周波電圧を印加することによって、処理ガスがプラズマ化される。例えば、処理ガスとして酸素ガスを用いる場合、酸素ガスはプラズマ化して酸素イオンになる。酸素イオンが基板Ｗの表面Ｗａに照射されると、電極の表面にダングリングボンド（未結合手）が生じる。
　洗浄ユニットＣＵは、基板Ｗを洗浄する。本実施形態では、活性化ユニットＡＵにより活性された基板Ｗを洗浄する。洗浄ユニットＣＵは、洗浄液を吐出する洗浄ノズル（図示せず）を有する。洗浄液は、例えば、脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ　Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、アンモニア水、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、または、還元水（水素水）が挙げられる。
　洗浄ユニットＣＵにより基板Ｗを洗浄することによって、基板Ｗの電極が洗浄される。このとき、電極の表面に水酸基が形成される。
　搬送ユニットＴＵは、搬送路ＣＰ、プリアライメントユニットＰＵおよび接合ユニットＪＵに面するように配置されている。搬送ユニットＴＵには、搬送ロボットＴＲが収容されている。
　搬送ロボットＴＲは、基板Ｗを保持して搬送する。搬送ロボットＴＲは、センターロボットＣＲと、プリアライメントユニットＰＵと、接合ユニットＪＵとの間で、基板Ｗを受け渡しする。
　プリアライメントユニットＰＵは、接合ユニットＪＵにおけるアライメントの前に、基板Ｗを１枚ずつアライメントする。以下、プリアライメントユニットＰＵによるアライメントをプリアライメントと記載することがある。
　接合ユニットＪＵは、プリアライメントユニットＰＵによりアライメントされた２つの基板Ｗ（第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２）同士を大気圧下において接合する。接合ユニットＪＵの詳細構造については、後述する。
　図２は、基板接合装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置９０は、基板接合装置１の各種動作を制御する。制御装置９０は、制御部９１および記憶部９３を含む。制御部９１は、プロセッサを有する。制御部９１は、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、制御部９１は、汎用演算機を有していてもよい。
　記憶部９３は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。データは、例えば、貼り合わせのための処理内容および処理手順を規定する。
　記憶部９３は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部９３はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部９１は、記憶部９３の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、貼り合わせ動作を実行する。
　制御部９１は、センターロボットＣＲ、活性化ユニットＡＵ、洗浄ユニットＣＵ、搬送ロボットＴＲ、プリアライメントユニットＰＵ、および、接合ユニットＪＵに制御信号を送信することによって、センターロボットＣＲ、活性化ユニットＡＵ、洗浄ユニットＣＵ、搬送ロボットＴＲ、プリアライメントユニットＰＵ、および、接合ユニットＪＵを制御する。
　次に、図３を参照して、本実施形態の基板接合装置１による基板接合方法について説明する。図３は、本実施形態の基板接合装置１による、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合方法を示すフローチャートである。本実施形態では、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合方法は、ステップＳＡ～ステップＳＤを含む。ステップＳＡ～ステップＳＤは、制御部９１によって実行される。
　図３に示すように、ステップＳＡにおいて、制御部９１は、活性化処理を実行する。具体的には、制御部９１は、センターロボットＣＲを制御して、第１ロードポートＬＰ１から活性化ユニットＡＵに第１基板Ｗ１を搬入する。そして、制御部９１は、活性化ユニットＡＵを制御して、第１基板Ｗ１に対してプラズマ処理を行う。同様に、制御部９１は、センターロボットＣＲを制御して、第２ロードポートＬＰ２から活性化ユニットＡＵに第２基板Ｗ２を搬入する。そして、制御部９１は、活性化ユニットＡＵを制御して、第２基板Ｗ２に対してプラズマ処理を行う。
　次に、ステップＳＢにおいて、制御部９１は、洗浄処理を実行する。具体的には、制御部９１は、センターロボットＣＲを制御して、活性化ユニットＡＵから洗浄ユニットＣＵに第１基板Ｗ１を搬入する。そして、制御部９１は、洗浄ユニットＣＵを制御して、第１基板Ｗ１に対して洗浄処理を行う。同様に、制御部９１は、センターロボットＣＲを制御して、活性化ユニットＡＵから洗浄ユニットＣＵに第２基板Ｗ２を搬入する。そして、制御部９１は、洗浄ユニットＣＵを制御して、第２基板Ｗ２に対して洗浄処理を行う。
　次に、ステップＳＣにおいて、制御部９１は、プリアライメント処理を実行する。具体的には、制御部９１は、センターロボットＣＲおよび搬送ロボットＴＲを制御して、第１基板Ｗ１を洗浄ユニットＣＵから搬出し、プリアライメントユニットＰＵに搬入する。そして、制御部９１は、プリアライメントユニットＰＵを制御して、第１基板Ｗ１に対してプリアライメント処理を行う。
　同様に、制御部９１は、センターロボットＣＲおよび搬送ロボットＴＲを制御して、第２基板Ｗ２を洗浄ユニットＣＵから搬出し、プリアライメントユニットＰＵに搬入する。そして、制御部９１は、プリアライメントユニットＰＵを制御して、第２基板Ｗ２に対してプリアライメント処理を行う。
　次に、ステップＳＤにおいて、制御部９１は、接合処理を実行する。具体的には、制御部９１は、搬送ロボットＴＲを制御して、プリアライメントユニットＰＵから接合ユニットＪＵに第１基板Ｗ１を搬入する。同様に、制御部９１は、搬送ロボットＴＲを制御して、プリアライメントユニットＰＵから接合ユニットＪＵに第２基板Ｗ２を搬入する。そして、制御部９１は、接合ユニットＪＵを制御して、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを位置合わせした後、貼り合わせて接合する接合処理を行う。
　以上のようにして、本実施形態の基板接合装置１による基板接合処理が終了する。
　なお、本実施形態では、ステップＳＡにおいて、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を並行して処理するように記載したが、第１基板Ｗ１の活性化処理と、第２基板Ｗ２の活性化処理とを順に行ってもよい。同様に、ステップＳＢ～ＳＣの各々において、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２を並行して処理するように記載したが、第１基板Ｗ１に対する処理と、第２基板Ｗ２に対する処理とを順に行ってもよい。また、第１基板Ｗ１に対するステップＳＡ～ＳＣの処理と、第２基板Ｗ２に対するステップＳＡ～ＳＣの処理とを並行して行ってもよい。
　次に、図４～図８を参照して、本実施形態の接合ユニットＪＵについて説明する。図４は、接合ユニットＪＵの構造を概略的に示す斜視図である。図４に示すように、接合ユニットＪＵは、基台２と、第１基板ホルダー１０と、第２基板ホルダー２０と、第１移動アクチュエータ１００と、第２移動アクチュエータ２００とを備える。なお、第１基板ホルダー１０は、本発明の「第１部材」の一例である。第２基板ホルダー２０は、本発明の「第２部材」の一例である。第２移動アクチュエータ２００は、本発明の「移動アクチュエータ」の一例である。
　基台２は、第１基板ホルダー１０、第２基板ホルダー２０、第１移動アクチュエータ１００および第２移動アクチュエータ２００等を支持する。基台２は、例えば、石材によって形成されている。
　本実施形態では、第１基板ホルダー１０は、第１基板Ｗ１の裏面（第２基板Ｗ２に貼り合わせる面とは反対側の面）を保持する。
　第１基板ホルダー１０は、第１ステージ１１と、第１ステージ１１に固定される第１チャック１２とを有する。第１ステージ１１は、第１チャック１２が取り付けられる一方面１１ａを有する。第１ステージ１１は、例えば、直方体形状を有するプレートである。第１ステージ１１は、例えば、セラミックまたは金属等によって形成されている。
　第１チャック１２は、第１基板Ｗ１の裏面を保持する。第１チャック１２による保持方法は、特に限定されるものではないが、例えば、バキューム式である。第１チャック１２は、例えば、円柱形状または円板形状を有するプレートである。第１チャック１２は、例えば、セラミックまたは金属等によって形成されている。また、第１チャック１２は、第１チャック１２の中心回りに回転可能に構成されている。
　本実施形態では、第２基板ホルダー２０は、第２基板Ｗ２の裏面（第１基板Ｗ１に貼り合わせる面とは反対側の面）を保持する。
　第２基板ホルダー２０は、第２ステージ２１と、第２ステージ２１に固定される第２チャック２２とを有する。第２ステージ２１は、第２チャック２２を保持する。第２ステージ２１は、例えば、直方体形状を有するプレートである。第２ステージ２１は、例えば、セラミックまたは金属等によって形成されている。
　第２チャック２２は、第２基板Ｗ２の裏面を保持する。第２チャック２２による保持方法は、特に限定されるものではないが、例えば、バキューム式である。第２チャック２２は、例えば、円柱形状または円板形状を有するプレートである。第２チャック２２は、例えば、セラミックまたは金属等によって形成されている。また、第２チャック２２は、第２チャック２２の中心回りに回転可能に構成されている。
　第１移動アクチュエータ１００は、反転アクチュエータ１１０と、昇降アクチュエータ１２０と、第１ガントリー１３０とを有する。図４では、第１ガントリー１３０を２点鎖線で描いている。
　反転アクチュエータ１１０は、第１基板ホルダー１０を上下反転させる。反転アクチュエータ１１０は、第１基板ホルダー１０に固定される回転シャフト１１１と、回転シャフト１１１を回転させる回転駆動部（図示せず）とを有する。回転駆動部は、例えば、ステッピングモータを有する。回転駆動部が回転シャフト１１１を１８０°回転させることによって、第１基板ホルダー１０が上下反転する。
　また、第１移動アクチュエータ１００は、第１回転駆動部１４０を有する。第１回転駆動部１４０は、第１基板ホルダー１０に取り付けられている。第１回転駆動部１４０は、第１チャック１２を周方向に回転させる。第１回転駆動部１４０は、例えば、ダイレクトドライブモータを含む。
　本実施形態では、接合ユニットＪＵは、角度検出センサー１５０を備える。角度検出センサー１５０は、例えば、３つ以上の距離測定センサー１５１を含む。距離測定センサー１５１は、例えば、第１基板ホルダー１０の一方面１１ａに取り付けられており、第２基板ホルダー２０までの距離を測定する。距離測定センサー１５１の検出結果に基づいて回転シャフト１１１を回転させることによって、第１基板ホルダー１０を第２基板ホルダー２０に対して平行に配置できる。
　昇降アクチュエータ１２０は、第１基板ホルダー１０を上下に移動させる。昇降アクチュエータ１２０は、一対の支持部材１２１と、一対の昇降機構１２２とを有する。支持部材１２１は、反転アクチュエータ１１０を支持している。支持部材１２１は、反転アクチュエータ１１０の回転シャフト１１１を回転可能に支持する。
　昇降機構１２２は、複数の可動子１２２ａと、複数のレール（図示せず）とを有する。可動子１２２ａは、支持部材１２１に固定されている。１つの支持部材１２１に対して２つの可動子１２２ａが固定されている。可動子１２２ａは、レールに沿って移動する。可動子１２２ａは、例えば、コイルを有する。また、可動子１２２ａは、レール（図示せず）に沿って移動した距離を検出するエンコーダを有する。
　レール（図示せず）は、鉛直方向に延びるように、第１ガントリー１３０に固定されている。レールは、複数の磁石を有する。複数の磁石は、Ｎ極とＳ極とが鉛直方向に沿って交互に並ぶように配置されている。可動子１２２ａのコイルに電流を通電することによって、可動子１２２ａがレールに沿って移動する。可動子１２２ａがレールに沿って上下に移動することによって、第１基板ホルダー１０が上下に移動する。
　第２移動アクチュエータ２００は、平行移動部２１０と、第２回転駆動部２３０（図５参照）とを有する。平行移動部２１０は、第２基板ホルダー２０を基台２の上面に沿って水平方向に平行移動させる。平行移動部２１０は、第２基板ホルダー２０をＸ方向に移動させる移動部２１１と、第２基板ホルダー２０をＹ方向に移動させる移動部２１２と、移動部２１１および移動部２１２の間に配置される支持台２１３とを有する。
　図５は、接合ユニットＪＵの第２基板ホルダー２０周辺の構造をＸ方向から示す概略図である。図４および図５に示すように、移動部２１１は、支持台２１３上に配置されている。移動部２１１は、リニアモータ２１１１と、リニアガイド２１１２とを有する。本実施形態では、移動部２１１は、一対のリニアモータ２１１１と、一対のリニアガイド２１１２とを有する。
　一対のリニアモータ２１１１は、第２基板ホルダー２０の第２ステージ２１に対してＹ方向外側に配置されている。一対のリニアモータ２１１１は、Ｙ方向に互いに所定距離を隔てて配置されている。
　各リニアモータ２１１１は、可動子２１１１ａと、レール２１１１ｂとを有する。可動子２１１１ａは、第２ステージ２１の側面に固定されている。可動子２１１１ａは、レール２１１１ｂに沿って移動する。レール２１１１ｂは、Ｘ方向に延びるように、支持台２１３に固定されている。可動子２１１１ａがレール２１１１ｂに沿って移動することによって、第２基板ホルダー２０がＸ方向に移動する。
　一対のリニアガイド２１１２は、第２基板ホルダー２０の第２ステージ２１と支持台２１３との間に配置されている。一対のリニアガイド２１１２は、Ｙ方向に所定距離を隔てて配置されている。
　各リニアガイド２１１２は、可動子２１１２ａと、Ｘ方向に延びるレール２１１２ｂとを有する。可動子２１１２ａは、第２ステージ２１の下面（支持台２１３に対向する面）に固定されている。可動子２１１２ａは、レール２１１２ｂに沿って移動する。
　図６は、接合ユニットＪＵの第２基板ホルダー２０周辺の構造をＹ方向から示す概略図である。図４および図６に示すように、移動部２１２は、基台２上に配置されている。移動部２１２は、リニアモータ２１２１と、リニアガイド２１２２とを有する。本実施形態では、移動部２１２は、一対のリニアモータ２１２１と、一対のリニアガイド２１２２とを有する。
　一対のリニアモータ２１２１は、支持台２１３と基台２との間に配置されている。一対のリニアモータ２１２１は、Ｘ方向に互いに所定距離を隔てて配置されている。
　各リニアモータ２１２１は、可動子２１２１ａと、レール２１２１ｂとを有する。可動子２１２１ａは、支持台２１３の下面（基台２に対向する面）に固定されている。可動子２１２１ａは、レール２１２１ｂに沿って移動する。レール２１２１ｂは、Ｙ方向に延びるように、基台２に固定されている。可動子２１２１ａがレール２１２１ｂに沿って移動することによって、支持台２１３および第２基板ホルダー２０がＹ方向に移動する。
　一対のリニアガイド２１２２は、支持台２１３と基台２との間に配置されている。一対のリニアガイド２１２２は、Ｘ方向に所定距離を隔てて配置されている。
　各リニアガイド２１２２は、可動子２１２２ａと、レール２１２２ｂとを有する。可動子２１２２ａは、支持台２１３の下面（基台２に対向する面）に固定されている。可動子２１２２ａは、レール２１２２ｂに沿って移動する。
　第２回転駆動部２３０は、第２基板ホルダー２０の第２チャック２２の下部に取り付けられている。第２回転駆動部２３０は、第２チャック２２を周方向に回転させる。第２回転駆動部２３０は、例えば、ダイレクトドライブモータを含む。
　図７は、支持台２１３周辺の構造を下方から示す概略図である。図５および図７に示すように、接合ユニットＪＵは、検出機構３００を備える。検出機構３００は、第１基板ホルダー１０および第２基板ホルダー２０の一方のＸＹ平面内の移動を検出する。本実施形態では、検出機構３００は、第２基板ホルダー２０のＸＹ平面内の移動を検出する。
　具体的には、検出機構３００は、例えば、２次元スケール３０１（以下、２Ｄスケール３０１と記載する）と、検出センサー３０２とを有する。２Ｄスケール３０１は、第２基板ホルダー２０の第２ステージ２１の下面に取り付けられている。２Ｄスケール３０１は、ＸＹ方向に拡がる矩形形状を有する。２Ｄスケール３０１は、例えば、反射型の回折格子スケールである。
　支持台２１３には、開口部２１３ａが設けられている。開口部２１３ａは、２Ｄスケール３０１の下方に位置している。
　検出センサー３０２は、基台２の上面に取り付けられている。検出センサー３０２は、支持台２１３の開口部２１３ａから上方に突出している。検出センサー３０２は、２Ｄスケール３０１に向けてレーザ光を出射し、２Ｄスケール３０１で反射された光を受光する。第２基板ホルダー２０の移動に伴い、検出センサー３０２の受光信号が変化する。これにより、第２基板ホルダー２０のＸ方向およびＹ方向の移動量が検出される。
　図４に戻り、接合ユニットＪＵについてさらに説明する。図４に示すように、接合ユニットＪＵは、第１基板検出センサー３１０を備え、第１基板ホルダー１０は、第１基準マスク４１０を有する。なお、第１基板検出センサー３１０は、本発明の「第１撮像部」の一例である。
　第１基板検出センサー３１０は、第２ステージ２１に固定されている。第１基板検出センサー３１０は、カメラ３１１を有する。第１基板検出センサー３１０は、カメラ３１１により撮像した撮像データを制御装置９０に送信する。
　第１基準マスク４１０は、アライメントマークである複数の第１マークを有する。第１基準マスク４１０の第１マークについては、後述する。
　第１基準マスク４１０は、第１ステージ１１に固定されている。第１基準マスク４１０は、第１マークが形成されたマーク部材４１１と、マーク部材４１１を支持する一対の支柱４１２とを有する。マーク部材４１１は、例えば、透光性を有する部材によって形成されているマーク部材４１１は、例えば、可視光を透過するガラスによって形成されている。
　第１ステージ１１の一方面１１ａが下方を向いた状態で、第１基板検出センサー３１０を水平方向に移動させることによって、第１基板検出センサー３１０により、第１基板Ｗ１のアライメントマークと、第１基準マスク４１０の第１マークとを検出する。このとき、第１基板検出センサー３１０によって第１基板Ｗ１のアライメントマークを検出した後、第１基準マスク４１０の第１マークを検出するまでの間に、第１基板検出センサー３１０および第２基板ホルダー２０が移動した方向および距離を検出機構３００によって検出する。これにより、第１基準マスク４１０の第１マークに対する第１基板Ｗ１のアライメントマークの相対位置を検出できる。
　接合ユニットＪＵは、第２基板検出センサー３２０を備え、第２基板ホルダー２０は、第２基準マスク４２０を有する。なお、第２基板検出センサー３２０は、本発明の「第２撮像部」の一例である。
　接合ユニットＪＵは、第２ガントリー３５０を備え、第２基板検出センサー３２０は、第２ガントリー３５０に固定されている。なお、図４では、第２ガントリー３５０の一部を２点鎖線で描いている。第２基板検出センサー３２０は、カメラ３２１を有する。第２基板検出センサー３２０は、カメラ３２１が撮像した撮像データを制御装置９０に送信する。
　第２基準マスク４２０は、アライメントマークである複数の第２マークを有する。第２基準マスク４２０の第２マークについては、後述する。
　第２基準マスク４２０は、第２ステージ２１に固定されている。第２基準マスク４２０は、第２マークが形成されたマーク部材４２１と、マーク部材４２１を支持する支柱４２２とを有する。
　ここで、第２基板ホルダー２０および第２基板Ｗ２を水平方向に移動させることによって、第２基板検出センサー３２０により、第２基板Ｗ２のアライメントマークと、第２基準マスク４２０の第２マークとを検出する。このとき、第２基板検出センサー３２０によって第２基板Ｗ２のアライメントマークを検出した後、第２基準マスク４２０の第２マークを検出するまでの間に、第２基板ホルダー２０および第２基板Ｗ２が移動した方向および距離を検出機構３００によって検出する。これにより、第２基準マスク４２０の第２マークに対する第２基板Ｗ２のアライメントマークの相対位置を検出できる。
　図８は、接合ユニットＪＵの構造を下方から概略的に示す斜視図である。図８に示すように、接合ユニットＪＵは、撮像部５０を備えている。撮像部５０は、撮像した撮像データを制御装置９０に送信する。なお、撮像部５０は、本発明の「マーク撮像部」の一例である。
　撮像部５０は、第１ステージ１１を厚み方向に貫通するように第１ステージ１１に取り付けられている。
　第１基板ホルダー１０に保持された第１基板Ｗ１と第２基板ホルダー２０に保持された第２基板Ｗ２とを貼り合わせる際には、第１基準マスク４１０と第２基準マスク４２０とは上下方向に対向して配置される。このとき、第１基準マスク４１０の第１マークと第２基準マスク４２０の第２マークが共に撮像部５０の撮像視野内に位置することによって、撮像部５０は、第１基準マスク４１０の第１マーク、および、第２基準マスク４２０の第２マークを同時に撮像することができる。
　制御部９１（図１参照）は、第１移動アクチュエータ１００および第２移動アクチュエータ２００を制御する。
　制御部９１は、第１移動アクチュエータ１００を制御して、第１基板ホルダー１０に保持された第１基板Ｗ１を上下反転する。制御部９１は、第１移動アクチュエータ１００を制御して、反転された第１基板Ｗ１を下方に移動させ、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせる。
　制御部９１は、検出機構３００、第１基板検出センサー３１０、第２基板検出センサー３２０、および、撮像部５０の検出結果に基づいて、第１基板Ｗ１のアライメントマークと第２基板Ｗ２のアライメントマークとの相対的な位置関係を算出することができる。
　次に、図９を参照して、第１基準マスク４１０の第１マークＭ１について説明する。図９は、第１ステージ１１の一方面１１ａが下方向を向いた状態において、第１基準マスク４１０の第１マークＭ１周辺を第１基板検出センサー３１０側（下側）から見た構造を示す図である。
　図９に示すように、第１基準マスク４１０のマーク部材４１１には、複数（ここでは、４つ）の第１マークＭ１が形成されている。４つの第１マークＭ１は、所定位置に配置されている。第１マークＭ１は、例えば、正方形状を有し、互いに同じ大きさに形成されている。第１マークＭ１は、マーク部材４１１の表面にエッチング等によって形成されている。
　また、第１基準マスク４１０は、複数の第１マークＭ１が形成された第１形成領域Ｒ１を有する。第１形成領域Ｒ１は、全ての第１マークＭ１を囲う領域である。なお、図９では、第１形成領域Ｒ１を破線で示している。第１形成領域Ｒ１は、第１基準マスク４１０のＸ方向の一方側（Ｘ１方向）の端部に位置する。第１形成領域Ｒ１は、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０よりも狭い。なお、図９では、視野範囲Ｒ５０を二点鎖線で示している。また、図９では、視野範囲Ｒ５０を四角形状で示しているが、視野範囲Ｒ５０は例えば円形状であってもよい。
　次に、図１０を参照して、第２基準マスク４２０の第２マークＭ２について説明する。図１０は、第２基準マスク４２０の第２マークＭ２周辺を第２基板検出センサー３２０側（上側）から見た構造を示す図である。
　図１０に示すように、第２基準マスク４２０のマーク部材４２１には、複数（ここでは、数十個以上）の第２マークＭ２が形成されている。複数の第２マークＭ２は、放射状に配置されている。第２マークＭ２は、例えば、正方形状である。全ての第２マークＭ２が同じまたは異なる大きさであってもよいし、第２マークＭ２のいくつかが残りの第２マークＭ２とは異なる同じ大きさであってもよい。図１０は、複数の主マークＭ２１が複数の副マークＭ２２とは異なる同じ大きさである例を示している。第２マークＭ２は、マーク部材４２１の表面にエッチング等によって形成されている。
　また、第２基準マスク４２０は、複数の第２マークＭ２が形成された第２形成領域Ｒ２を有する。第２形成領域Ｒ２は、全ての第２マークＭ２を囲う領域である。なお、図１０では、第２形成領域Ｒ２を破線で示している。第２形成領域Ｒ２は、第２基準マスク４２０のＸ方向の一方側（Ｘ１方向）の端部に位置する。撮像部５０の焦点を第２マークＭ２に合わせた状態において、第２形成領域Ｒ２は、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０（図９参照）よりも広い。ただし、視野範囲Ｒ５０は、１つ以上（本実施形態では、４つ以上）の第２マークＭ２を包含する大きさである。
　ここで、本実施形態では、第２マークＭ２は、座標情報を含んでいる。具体的には、第２マークＭ２は、第２形成領域Ｒ２の中心部に配置される複数（ここでは、５つ）の主マークＭ２１と、主マークＭ２１の周囲に配置される複数（ここでは、数十個以上）の副マークＭ２２とを有する。本実施形態では、副マークＭ２２は、主マークＭ２１の周囲に３周分形成されている。
　主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、互いに形状が同じである。その一方、主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、互いにサイズ（面積）が異なっている。本実施形態では、副マークＭ２２のサイズは、主マークＭ２１のサイズよりも小さい。
　また、主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、互いに間隔が異なっている。言い換えると、隣接する主マークＭ２１同士の間隔と、隣接する副マークＭ２２同士の間隔とは、互いに異なっている。本実施形態では、隣接する副マークＭ２２同士の間隔は、隣接する主マークＭ２１同士の間隔よりも小さい。
　また、本実施形態では、副マークＭ２２は、第２形成領域Ｒ２の中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する副マークＭ２２同士の間隔が大きくなるように形成されている。具体的には、内側から第１周目の副マークＭ２２１と第２周目の副マークＭ２２２との間の間隔Ｌ１２は、内側から第２周目の副マークＭ２２２と第３周目の副マークＭ２２３との間の間隔Ｌ２３よりも小さい。これにより、撮像部５０により第２形成領域Ｒ２の一部のみを撮像する場合（視野範囲Ｒ５０が第２形成領域Ｒ２よりも狭い場合）であっても、各第２マークＭ２の座標が検出できる。言い換えると、撮像部５０により第２形成領域Ｒ２の一部のみを撮像する場合であっても、第２形成領域Ｒ２の中心Ｐｒ２に対する、各第２マークＭ２の方向および距離を検出できる。
　以上、図１～図１０を用いて説明したように、本実施形態では、第２形成領域Ｒ２は、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０よりも広い。このため、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０内に第２マークＭ２が入らなくなることを抑制できる。また、第２マークＭ２は、座標情報を含んでいる。このため、撮像部５０により第２形成領域Ｒ２の一部のみを撮像する場合であっても、各第２マークＭ２の座標を検出できる。従って、第１基板ホルダー１０と第２基板ホルダー２０とを精度良く位置合わせできるので、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを精度良く位置合わせできる。
　また、上記のように、第２マークＭ２は、中心部に配置される主マークＭ２１と、主マークＭ２１の周囲に配置される複数の副マークＭ２２とを有する。従って、第２形成領域Ｒ２を、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０よりも容易に広くできる。
　また、上記のように、主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、サイズおよび間隔が異なる。従って、主マークＭ２１と副マークＭ２２とを容易に判別できる。
　また、上記のように、副マークＭ２２は、中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する副マークＭ２２同士の間隔が大きくなるように形成されている。従って、各副マークＭ２２の座標を容易に検出できる。
　また、上記のように、撮像部５０が第１基板ホルダー１０に固定され、第２移動アクチュエータ２００が第２基板ホルダー２０を移動させる構成において、第２形成領域Ｒ２が撮像部５０の視野よりも広く、かつ、第２マークＭ２が座標情報を含む。従って、撮像部５０に対して第２マークＭ２が水平方向に移動する構成であっても、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０内に第２マークＭ２が入らなくなることを容易に抑制できる。また、撮像部５０により第２形成領域Ｒ２の一部のみを撮像する場合であっても、各第２マークＭ２の座標を容易に検出できる。
　次に、図１１～図１８を参照して、本実施形態の接合ユニットＪＵの基板接合方法について説明する。図１１は、接合ユニットＪＵの基板接合方法を示すフローチャートである。本実施形態では、接合ユニットＪＵの基板接合方法は、ステップＳ１０１～ステップＳ１１４を含む。
　図１２～図１８は、接合ユニットＪＵの基板接合方法を説明するための図である。また、図１２および図１４は、第１ステージ１１の一方面１１ａが下方向を向いた状態において、第１基板ホルダー１０を下側から見た構造を概略的に示す図である。図１３および図１５は、第２基板ホルダー２０を上側から見た構造を概略的に示す図である。図１６は、第２基板ホルダー２０を基準位置に配置した状態における、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との間の位置関係を示す平面図である。図１７は、第２基板ホルダー２０を基準位置に配置した状態における、第１マークＭ１と第２マークＭ２との間の位置関係を示す平面図である。図１８は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを位置合わせした状態を示す平面図である。なお、図１６～図１８では、理解を容易にするために、第２基板ホルダー２０および第２基板Ｗ２を実線で示し、第１基板ホルダー１０および第１基板Ｗ１を２点鎖線で示している。
　図１１に示すように、ステップＳ１０１において、制御部９１は、プリアライメントユニットＰＵから搬送ロボットＴＲに渡された第１基板Ｗ１を、接合ユニットＪＵに搬入する。なお、第１基板Ｗ１は、貼り合わせ面（表面Ｗａ）が上方を向いた状態で、第１基板ホルダー１０によって保持される（図１２参照）。
　次に、ステップＳ１０２において、制御部９１は、プリアライメントユニットＰＵから搬送ロボットＴＲに渡された第２基板Ｗ２を、接合ユニットＪＵに搬入する。なお、第２基板Ｗ２は、貼り合わせ面（表面Ｗａ）が上方を向いた状態で、第２基板ホルダー２０によって保持される（図１３参照）。
　次に、ステップＳ１０３において、制御部９１は、第１移動アクチュエータ１００を制御して、第１基板ホルダー１０を上下反転させる。これにより、第１基板Ｗ１の貼り合わせ面は、下方を向く。
　次に、ステップＳ１０４において、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００および第１基板検出センサー３１０を制御して、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１（図１２参照）と第１基準マスク４１０の複数の第１マークＭ１（図９参照）とを撮像する。アライメントマークＭｗ１は、例えば正方形状を有し、第１基板Ｗ１の表面Ｗａに形成されている。アライメントマークＭｗ１は、本発明の「第１基板マーク」の一例である。なお、第１基板Ｗ１は、複数（ここでは、４つ）のアライメントマークＭｗ１を有する。
　また、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００および第２基板検出センサー３２０を制御して、第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２（図１３参照）と第２基準マスク４２０の複数の第２マークＭ２（図１０参照）とを撮像する。アライメントマークＭｗ２は、例えば十字形状（または、プラス形状）を有し、第２基板Ｗ２の表面Ｗａに形成されている。アライメントマークＭｗ２は、本発明の「第２基板マーク」の一例である。なお、第２基板Ｗ２は、複数（ここでは、４つ）のアライメントマークＭｗ２を有する。
　制御部９１は、第１基板検出センサー３１０および第２基板検出センサー３２０が撮像した画像データを取得する。
　次に、ステップＳ１０５において、制御部９１は、第１基板検出センサー３１０から取得した撮像データに基づいて、第１基板Ｗ１の角度位置を算出する。このとき、制御部９１は、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１の画像データに基づいて、第１基板Ｗ１の角度位置を算出する。制御部９１は、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１の画像データと、第１基準マスク４１０の第１マークＭ１の撮像データとに基づいて、第１基板Ｗ１の角度位置を算出してもよい。なお、本実施形態において、基板Ｗの角度位置とは、基板Ｗの表面Ｗａに対して垂直な中心軸線を中心とする回転方向における基板Ｗの回転角度位置を意味する。以下の説明において、基板Ｗの角度位置を基板Ｗの回転角度位置と記載することがある。
　同様に、制御部９１は、第２基板検出センサー３２０から取得した撮像データに基づいて、第２基板Ｗ２の角度位置を算出する。このとき、制御部９１は、第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２の画像データに基づいて、第２基板Ｗ２の角度位置を算出する。制御部９１は、第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２の画像データと、第２基準マスク４２０の第２マークＭ２の撮像データとに基づいて、第２基板Ｗ２の角度位置を算出してもよい。
　次に、ステップＳ１０６において、制御部９１は、算出した第１基板Ｗ１の回転角度位置に基づいて、第１回転駆動部１４０を制御して、第１基板Ｗ１を所定角度回転させる。このとき、制御部９１は、例えば、第１基板Ｗ１の中心を通過し２つのアライメントマークＭｗ１を結ぶ直線（図示せず）がＸ方向またはＹ方向に平行になるように、第１基板Ｗ１を回転させる。これにより、第１基板Ｗ１は、図１４に示す状態になる。
　同様に、制御部９１は、算出した第２基板Ｗ２の回転角度位置に基づいて、第２回転駆動部２３０を制御して、第２基板Ｗ２を所定角度回転させる。このとき、制御部９１は、例えば、第２基板Ｗ２の中心を通過し２つのアライメントマークＭｗ２を結ぶ直線（図示せず）がＸ方向またはＹ方向に平行になるように、第２基板Ｗ２を回転させる。これにより、第２基板Ｗ２は、図１５に示す状態になる。
　次に、ステップＳ１０７において、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００および第１基板検出センサー３１０を制御して、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１を撮像する。また、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００および第２基板検出センサー３２０を制御して、第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２を撮像する。制御部９１は、第１基板検出センサー３１０および第２基板検出センサー３２０が撮像した画像データを取得する。なお、第１基板検出センサー３１０および第２基板検出センサー３２０は、ステップＳ１０４で第１基準マスク４１０の第１マークＭ１および第２基準マスク４２０の第２マークＭ２を撮像せず、ステップＳ１０７で第１基準マスク４１０の第１マークＭ１および第２基準マスク４２０の第２マークＭ２を撮像してもよい。
　次に、ステップＳ１０８において、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００を制御して、第２基板ホルダー２０を基準位置に移動させる。基準位置は、例えば、第２基板ホルダー２０の第２チャック２２の中心が、第１基板ホルダー１０の第１チャック１２の中心の真下に位置するときの第２基板ホルダー２０の位置である。このとき、本実施形態では、図１６および図１７に示すように、平面視において、第１基準マスク４１０の第１形成領域Ｒ１の中心Ｐｒ１と第２基準マスク４２０の第２形成領域Ｒ２の中心Ｐｒ２とが一致する。その一方、第１チャック１２に対する第１基板Ｗ１の位置ズレ、および、第２チャック２２に対する第２基板Ｗ２の位置ズレに応じて、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１と第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２とはズレている。なお、この状態において、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との間の距離は、例えば、数ｍｍ～数十ｍｍ以上である。
　次に、ステップＳ１０９において、第１基板検出センサー３１０および第２基板検出センサー３２０がステップＳ１０７でアライメントマークＭｗ１およびアライメントマークＭｗ２を撮像した撮像データと、ステップＳ１０４またはステップＳ１０７で第１マークＭ１および第２マークＭ２を撮像した撮像データとに基づいて、制御部９１は、各マークの位置関係を算出する。
　具体的には、制御部９１は、第１基板検出センサー３１０の撮像結果に基づいて、第１マークＭ１とアライメントマークＭｗ１との間の第１位置関係を算出し、第２基板検出センサー３２０の撮像結果に基づいて、第２マークＭ２とアライメントマークＭｗ２との間の第２位置関係を算出する。そして、制御部９１は、第１位置関係および第２位置関係に基づいて、所定の位置関係を算出する。なお、所定の位置関係とは、例えば、第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１の中心と第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２とが一致するときにおける、第１マークＭ１と第２マークＭ２との間の位置関係である。
　次に、ステップＳ１１０において、制御部９１は、第２移動アクチュエータ２００を制御して、ステップＳ１０９で算出した所定の位置関係に基づいて、第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２の中心が第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１の中心と水平方向に略一致するように第２基板ホルダー２０を水平方向に移動させる。これにより、ステップＳ１０８で第１基板Ｗ１のアライメントマークＭｗ１と第２基板Ｗ２のアライメントマークＭｗ２とがズレていた量と略同じ量だけ、第１形成領域Ｒ１の中心Ｐｒ１と第２形成領域Ｒ２の中心Ｐｒ２とが水平方向にズレる（図１８参照）。
　次に、ステップＳ１１１において、制御部９１は、昇降アクチュエータ１２０を制御して、所定の下降量だけ第１基板ホルダー１０を下降させる。これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との間の距離が、例えば、数μｍ以上十数μｍ以下になる。
　次に、ステップＳ１１２において、撮像部５０が第１基準マスク４１０の第１マークＭ１および第２基準マスク４２０の第２マークＭ２を撮像する。具体的には、撮像部５０は、第１形成領域Ｒ１を介して（透過して）第２マークＭ２を撮像する。制御部９１は、撮像部５０が撮像した画像データを取得する。
　ここで、撮像部５０の拡大倍率は比較的大きく、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０は比較的狭い。このため、第１チャック１２に対して第１基板Ｗ１が位置ズレしていたり、第２チャック２２に対して第２基板Ｗ２が位置ズレしていたりすると、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０内に第２マークＭ２の中心が位置しなくなる。
　しかしながら、本実施形態では、上述したように、第２マークＭ２は、主マークＭ２１と、主マークＭ２１の周囲に配置される副マークＭ２２とを有するため、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０内に第２マークＭ２の副マークＭ２２を位置させることができる。つまり、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２が位置ズレしていたとしても、撮像部５０により第１マークＭ１および第２マークＭ２を撮像することができる。
　なお、本実施形態では、撮像部５０は、第１マークＭ１が形成されている第１基板ホルダー１０に取り付けられているため、全ての第１マークＭ１（または、第１形成領域Ｒ１）は、撮像部５０の視野範囲Ｒ５０内に位置する。
　次に、ステップＳ１１３において、制御部９１は、第１マークＭ１と第２マークＭ２との間の位置関係がステップＳ１０９で算出した所定の位置関係になるように、ステップＳ１１２で取得した画像データに基づいて、第２移動アクチュエータ２００を駆動する。これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが高精度に位置合わせされる。
　次に、ステップＳ１１４において、制御部９１は、第１移動アクチュエータ１００を制御して、第１基板ホルダー１０および第１基板Ｗ１を下方に移動させる。これにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが、貼り合わされて接合される。
　以上のようにして、接合ユニットＪＵによる第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との貼り合わせが終了する。
　図１１～図１８を用いて説明したように、本実施形態では、制御部９１は、第１基板検出センサー３１０の撮像結果に基づいて、第１マークＭ１とアライメントマークＭｗ１との間の第１位置関係を算出する。また、制御部９１は、第２基板検出センサー３２０の撮像結果に基づいて、第２マークＭ２とアライメントマークＭｗ２との間の第２位置関係を算出する。そして、制御部９１は、第１位置関係および第２位置関係に基づいて、所定の位置関係を算出する。従って、撮像部５０により第１マークＭ１および第２マークＭ２を撮像することによって、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを精度良く位置合わせすることができる。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば、上記実施形態では、第１基板ホルダー１０を上下方向に移動させ、第２基板ホルダー２０を水平方向に移動させる例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第２基板ホルダー２０を上下方向に移動させ、第１基板ホルダー１０を水平方向に移動させてもよい。また、第１基板ホルダー１０および第２基板ホルダー２０の一方を上下方向および水平方向に移動させてもよい。
　また、上記実施形態では、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する基板接合装置１に本発明を適用する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、マスク（第１部材）と基板（第２部材）とを位置合わせする露光装置等に本発明を適用してもよい。
　また、上記実施形態では、第２マークＭ２が形成された第２形成領域Ｒ２が撮像部５０の視野よりも広い例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１マークＭ１が形成された第１形成領域Ｒ１が撮像部５０の視野よりも広くてもよい。また、第１形成領域Ｒ１および第２形成領域Ｒ２の両方が撮像部５０の視野よりも広くてもよい。
　また、上記実施形態では、撮像部５０を第１基板ホルダー１０に取り付ける例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、撮像部５０を第２基板ホルダー２０に取り付けてもよい。また、撮像部５０を、第１ガントリー１３０等の、第１基板ホルダー１０および第２基板ホルダー２０以外の部材に取り付けてもよい。例えば、撮像部５０を第１ガントリー１３０等の、第１基板ホルダー１０および第２基板ホルダー２０以外の部材に取り付ける場合、第１形成領域Ｒ１および第２形成領域Ｒ２の両方が撮像部５０の視野よりも広いことが好ましい。
　また、上記実施形態では、主マークＭ２１と副マークＭ２２とが、互いに異なるサイズで、互いに同じ形状を有する例について説明したが、本発明はこれに限らない。主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、互いに異なる形状を有してもよい。また、主マークＭ２１と副マークＭ２２とは、互いに同じサイズを有してもよい。
　また、上記実施形態では、全ての副マークＭ２２が同じ形状で同じサイズを有する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、全ての副マークＭ２２が、互いに異なる形状を有してもよいし、互いに異なるサイズを有してもよい。このように構成すれば、撮像部５０により１つの副マークＭ２２を撮像することにより、撮像した副マークＭ２２の座標を検出することができる。また、例えば、副マークＭ２２は、周毎に異なる形状を有してもよいし、周毎に異なるサイズを有してもよい。
　また、上記実施形態では、中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する副マークＭ２２同士の間隔が大きくなる例について説明したが、本発明はこれに限らない。中心部から遠ざかるにしたがって、副マークＭ２２のサイズが大きくなってもよい。また、中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する副マークＭ２２同士の間隔、および／または、副マークＭ２２のサイズが小さくなってもよい。あるいは、図１９に示すように、副マークＭ２２は、中心部からの距離に応じて異なる形状を有してもよい。この場合、例えば、副マークＭ２２は、周毎に異なる形状を有してもよい。
　また、上記実施形態では、理解を容易にするために、ステップＳ１０８において第２基板ホルダー２０を基準位置に移動させる例について説明したが、本発明はこれに限らない。つまり、ステップＳ１０８は無くてもよい。
　また、上記実施形態では、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせることにより、基板接合処理が終了する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせた後、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との貼り合わせ精度を確認してもよい。この場合、例えば、撮像部５０により第１マークＭ１と第２マークＭ２とを撮像することにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを貼り合わせ精度を確認してもよい。
　本発明は、位置合わせ装置に好適に用いられる。
　この出願は、2024年1月26日提出の日本国特許出願2024-010087号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容はここに引用により組み込まれるものとする。

Claims (7)

  1. 　第１マークが形成された第１部材と、
    　前記第１部材に対向して配置され、第２マークが形成された第２部材と、
    　前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向に対して交差する方向に、前記第１部材および前記第２部材の一方を移動させる移動アクチュエータと、
    　前記第１マークおよび前記第２マークを撮像するマーク撮像部と、
    　前記移動アクチュエータを制御する制御部と
    　を備え、
    　前記第１部材は、１つ以上の前記第１マークが形成された第１形成領域を有し、
    　前記第２部材は、１つ以上の前記第２マークが形成された第２形成領域を有し、
    　前記マーク撮像部は、前記第１部材の前記第１形成領域を介して前記第２部材の前記第２マークを撮像し、
    　前記制御部は、前記マーク撮像部の撮像結果に基づいて、前記第１マークと前記第２マークとが所定の位置関係になるように、前記移動アクチュエータを制御し、
    　前記第１形成領域および前記第２形成領域の少なくとも一方は、前記マーク撮像部の視野よりも広く、
    　前記少なくとも一方に形成されたマークは、座標情報を含む、位置合わせ装置。
  2. 　前記少なくとも一方に形成されたマークは、中心部に配置される主マークと、前記主マークの周囲に配置される複数の副マークとを有する、請求項１に記載の位置合わせ装置。
  3. 　前記主マークと前記副マークとは、形状、サイズおよび間隔の少なくとも１つが異なる、請求項２に記載の位置合わせ装置。
  4. 　前記副マークは、前記中心部から遠ざかるにしたがって、隣接する前記副マーク同士の間隔、および、前記副マークのサイズの少なくとも一方が大きくなるように、形成されている、請求項２または請求項３に記載の位置合わせ装置。
  5. 　前記副マークは、前記中心部からの距離に応じて異なる形状を有する、請求項２または請求項３に記載の位置合わせ装置。
  6. 　前記マーク撮像部は、前記第１部材に固定され、
    　前記移動アクチュエータは、前記第２部材を移動させ、
    　前記第２形成領域は、前記マーク撮像部の視野よりも広く、
    　前記第２マークは、前記座標情報を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
  7. 　第１撮像部および第２撮像部をさらに備え、
    　前記第１部材は、第１基板マークが形成された第１基板を保持する第１チャックを有し、
    　前記第２部材は、第２基板マークが形成された第２基板を保持する第２チャックを有し、
    　前記第１撮像部は、前記第１マークおよび前記第１基板マークを撮像し、
    　前記第２撮像部は、前記第２マークおよび前記第２基板マークを撮像し、
    　前記制御部は、
    　　前記第１撮像部の撮像結果に基づいて、前記第１マークと前記第１基板マークとの間の第１位置関係を算出し、
    　　前記第２撮像部の撮像結果に基づいて、前記第２マークと前記第２基板マークとの間の第２位置関係を算出し、
    　　前記第１位置関係および前記第２位置関係に基づいて、前記所定の位置関係を算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
PCT/JP2024/041931 2024-01-26 2024-11-27 位置合わせ装置 Pending WO2025158767A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024010087A JP2025115570A (ja) 2024-01-26 2024-01-26 位置合わせ装置
JP2024-010087 2024-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025158767A1 true WO2025158767A1 (ja) 2025-07-31

Family

ID=96544725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/041931 Pending WO2025158767A1 (ja) 2024-01-26 2024-11-27 位置合わせ装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2025115570A (ja)
TW (1) TW202534748A (ja)
WO (1) WO2025158767A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09281713A (ja) * 1996-04-16 1997-10-31 Nippon Seiko Kk 露光装置
JP2007208031A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Nikon Corp ウェハホルダ及び半導体装置の製造方法
WO2010023935A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 株式会社ニコン 基板位置合わせ装置、基板位置合わせ方法および積層型半導体の製造方法
JP2011134848A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 接合方法および接合装置制御装置
JP2019530206A (ja) * 2016-08-29 2019-10-17 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 基板を位置合わせする方法および装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09281713A (ja) * 1996-04-16 1997-10-31 Nippon Seiko Kk 露光装置
JP2007208031A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Nikon Corp ウェハホルダ及び半導体装置の製造方法
WO2010023935A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 株式会社ニコン 基板位置合わせ装置、基板位置合わせ方法および積層型半導体の製造方法
JP2011134848A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 接合方法および接合装置制御装置
JP2019530206A (ja) * 2016-08-29 2019-10-17 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 基板を位置合わせする方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2025115570A (ja) 2025-08-07
TW202534748A (zh) 2025-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5354382B2 (ja) 基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法、並びに積層半導体装置の製造方法
JP3757430B2 (ja) 基板の位置決め装置及び露光装置
CN111868886B (zh) 激光加工装置、激光加工系统以及激光加工方法
JP2015022068A (ja) 光配向用偏光光照射装置及び光配向用偏光光照射方法
JP2009099937A (ja) プローブ装置及びプロービング方法
JP5200522B2 (ja) 基板張り合わせ方法
JP2011077289A (ja) 基板位置決め方法
WO2019188518A1 (ja) レーザー加工装置、およびレーザー加工方法
JP2015023233A (ja) マーク検出方法及び装置、並びに露光方法及び装置
WO2025158767A1 (ja) 位置合わせ装置
KR20250133349A (ko) 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법
TWI896174B (zh) 基板厚度測定裝置、基板貼合系統以及基板厚度測定方法
WO2025142260A1 (ja) 基板接合装置、基板接合システムおよび基板接合方法
WO2025126831A1 (ja) 基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法
US20250123569A1 (en) Use of alternating layer patterns approach for effective overlay metrology in multi-stack die applications
TWI875320B (zh) 基板接合裝置以及基板接合方法
JP2024136753A (ja) 位置合わせ装置および位置合わせ方法
KR20250133350A (ko) 기판 접합 장치 및 기판 접합 방법
KR102652796B1 (ko) 반도체 소자 본딩 장치 및 반도체 소자 본딩 방법
JP2013102222A (ja) 基板張り合わせ方法
JP2024136294A (ja) 基板接合装置および基板接合方法
JP2024136295A (ja) 基板接合装置
JP2024136298A (ja) 基板接合装置および基板接合方法
JP2024136752A (ja) 位置合わせ装置および位置合わせ方法
KR20250101642A (ko) 기판 본딩 장치 및 이를 이용한 기판 정렬 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24920124

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1