特開 2024-126547 基板位置決め装置、基板位置決め方法および接合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126547

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】基板位置決め装置、基板位置決め方法および接合装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240912BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034962

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧 哲也

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA32

5F131AA33

5F131BA00

5F131CA06

5F131CA09

5F131CA32

5F131CA42

5F131EA02

5F131EA24

5F131EB01

5F131EB05

5F131FA17

5F131FA33

(57)【要約】

【課題】基板の位置決め精度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】本開示による基板位置決め装置は、基板を保持する保持部と、保持部を回転させる回転機構とを備える。回転機構は、回転軸部と、軸受部と、ベース部と、第１駆動部と、減衰機構と、ロック機構と、第２駆動部とを備える。回転軸部は、保持部に固定される。軸受部は、回転軸部を非接触状態で支持する。ベース部は、軸受部を固定する。第１駆動部は、回転軸部を回転させる。減衰機構は、ベース部および回転軸部の一方に接続される固定部と、ベース部および回転軸部の他方に接続され、固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、回転軸部とベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる。ロック機構は、可動部を固定する。第２駆動部は、可動部が固定された減衰機構を微少駆動させる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持する保持部と、
前記保持部を回転させる回転機構と
を備え、
前記回転機構は、
前記保持部に固定される回転軸部と、
前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、
前記軸受部を固定するベース部と、
前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、
前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、
前記可動部を固定するロック機構と、
前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部と
を備える、基板位置決め装置。

【請求項2】

前記第２駆動部は、ピエゾ素子を含む、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項3】

前記第２駆動部は、前記減衰機構の下部に設けられる、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項4】

前記減衰機構は、
前記第２駆動部の上部に設けられ、一方の端部に前記固定部が固定された駆動ベースと、
前記駆動ベースの他方の端部に固定されたカウンターウエイトと
を備える、請求項３に記載の基板位置決め装置。

【請求項5】

前記ロック機構は、前記駆動ベースに設けられる、請求項４に記載の基板位置決め装置。

【請求項6】

前記第２駆動部は、前記可動部に固定され、
前記減衰機構は、
前記第２駆動部を介して前記可動部に固定された駆動ベースと、
前記回転軸部に固定された第１回転部材と、
前記駆動ベースに固定された第２回転部材と、
前記駆動ベースに固定された第１支柱と、
前記回転軸部に固定された第２支柱と、
前記第１支柱と前記第２支柱とに掛け渡され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを互いに接触する方向に付勢する付勢部材と
を備える、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項7】

前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定するロック処理と、前記ロック処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理とを実行する、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項8】

前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記マイクロアライメント処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、請求項７に記載の基板位置決め装置。

【請求項9】

前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理と、前記マイクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定するロック処理とを実行する、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項10】

前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記ロック処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、請求項９に記載の基板位置決め装置。

【請求項11】

前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定する第１ロック処理と、前記第１ロック処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部の固定を解除するロック解除処理と、前記ロック解除処理後、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理と、前記マイクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定する第２ロック処理とを実行する、請求項１に記載の基板位置決め装置。

【請求項12】

前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記第２ロック処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、請求項１１に記載の基板位置決め装置。

【請求項13】

基板を保持する保持部を用いて前記基板を保持する工程と、
前記保持部を回転させる回転機構であって、前記保持部に固定される回転軸部と、前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、前記軸受部を固定するベース部と、前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、前記可動部を固定するロック機構と、前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部とを備える前記回転機構を用い、前記基板の回転方向における位置決めを行う工程と
を含む基板位置決め方法。

【請求項14】

第１基板を上方から吸着保持する第１保持部と、
前記第１保持部よりも下方に配置され、第２基板を下方から吸着保持する第２保持部と、
前記第１保持部および前記第２保持部の一方を他方に対して接近させる移動機構と、
前記第１保持部を回転させる回転機構と、
を備え、
前記回転機構は、
前記第１保持部に固定される回転軸部と、
前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、
前記軸受部を固定するベース部と、
前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、
前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、
前記可動部を固定するロック機構と、
前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部と
を備える、接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板位置決め装置、基板位置決め方法および接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハなどの基板同士を接合する接合装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１４７９４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板の位置決め精度を向上させる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板位置決め装置は、基板を保持する保持部と、保持部を回転させる回転機構とを備える。回転機構は、回転軸部と、軸受部と、ベース部と、第１駆動部と、減衰機構と、ロック機構と、第２駆動部とを備える。回転軸部は、保持部に固定される。軸受部は、回転軸部を非接触状態で支持する。ベース部は、軸受部を固定する。第１駆動部は、回転軸部を回転させる。減衰機構は、ベース部および回転軸部の一方に接続される固定部と、ベース部および回転軸部の他方に接続され、固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、回転軸部とベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる。ロック機構は、可動部を固定する。第２駆動部は、可動部が固定された減衰機構を微少駆動させる。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板の位置決め精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態に係る接合装置の構成を示す模式図である。

【図4】図４は、実施形態に係る第１保持部、回転軸部および直動ユニットの模式的な断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る回転機構の模式的な平面図である。

【図6】図６は、実施形態に係る減衰機構、ロック機構および第２駆動部の模式的な平面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る減衰機構、ロック機構および第２駆動部の模式的な断面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る接合システムが実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】図９は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第１例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第２例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第３例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、他の実施形態に係る減衰機構、ロック機構および第２駆動部の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示による基板位置決め装置、基板位置決め方法および接合装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0009】

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0010】

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

【0011】

基板同士を接合する接合装置においては、基板同士を接合する前に、基板の回転方向の位置決めが行われる。この回転方向の位置決め精度の向上は、基板の接合精度の向上につながる。したがって、基板の回転方向の位置決め精度の向上が期待される。

【0012】

なお、基板の回転方向の位置決め精度の向上は、接合装置に限らず、基板の検査装置（プローバ）など他の装置においても期待されている。以下では、本開示による基板位置決め装置および基板位置決め方法を接合装置に適用した場合の実施形態について説明するが、本開示による基板位置決め装置および基板位置決め方法は、接合装置以外の装置にも適用可能である。

【0013】

＜接合システムの構成＞
まず、実施形態に係る接合システムの構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係る接合システムの構成を示す模式図である。また、図２は、実施形態に係る第１基板および第２基板の接合前の状態を示す模式図である。

【0014】

図１に示す接合システム１は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合することによって重合基板Ｔを形成する（図２参照）。

【0015】

第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、単結晶シリコンウエハであり、板面には複数の電子回路が形成される。第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２は、略同径である。なお、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の一方は、たとえば電子回路が形成されていない基板であってもよい。

【0016】

以下では、図２に示すように、第１基板Ｗ１の板面のうち、第２基板Ｗ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、第２基板Ｗ２の板面のうち、第１基板Ｗ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。

【0017】

図１に示すように、接合システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２は、処理ステーション３のＸ軸負方向側に配置され、処理ステーション３と一体的に接続される。

【0018】

搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚（たとえば、２５枚）の基板を水平状態で収容するカセットＣ１～Ｃ４がそれぞれ載置される。カセットＣ１は複数枚の第１基板Ｗ１を収容可能であり、カセットＣ２は複数枚の第２基板Ｗ２を収容可能であり、カセットＣ３は複数枚の重合基板Ｔを収容可能である。カセットＣ４は、たとえば、不具合が生じた基板を回収するためのカセットである。なお、載置板１１に載置されるカセットＣ１～Ｃ４の個数は、図示のものに限定されない。

【0019】

搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、搬送路２１に沿って移動可能な搬送装置２２とが設けられる。搬送装置２２は、Ｙ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能である。搬送装置２２は、載置板１１に載置されたカセットＣ１～Ｃ４と、後述する処理ステーション３の第３処理ブロックＧ３との間で、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔの搬送を行う。

【0020】

処理ステーション３には、たとえば３つの処理ブロックＧ１，Ｇ２，Ｇ３が設けられる。第１処理ブロックＧ１は、処理ステーション３の背面側（図１のＹ軸正方向側）に配置される。また、第２処理ブロックＧ２は、処理ステーション３の正面側（図１のＹ軸負方向側）に配置され、第３処理ブロックＧ３は、処理ステーション３の搬入出ステーション２側（図１のＸ軸負方向側）に配置される。

【0021】

第１処理ブロックＧ１には、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する表面改質装置３０が配置される。表面改質装置３０は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊにおけるＳｉＯ２の結合を切断して単結合のＳｉＯとすることで、その後親水化され易くするように接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを改質する。

【0022】

具体的には、表面改質装置３０では、たとえば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスまたは窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンまたは窒素イオンが、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊに照射されることにより、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊがプラズマ処理されて改質される。

【0023】

また、第１処理ブロックＧ１には、表面親水化装置４０が配置される。表面親水化装置４０は、たとえば純水によって第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを親水化するとともに、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊを洗浄する。具体的には、表面親水化装置４０は、たとえばスピンチャックに保持された第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２を回転させながら、当該第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２上に供給された純水が第１基板Ｗ１または第２基板Ｗ２の接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊ上を拡散し、接合面Ｗ１ｊ，Ｗ２ｊが親水化される。

【0024】

ここでは、表面改質装置３０と表面親水化装置４０とが横並びで配置される場合の例を示したが、表面親水化装置４０は、表面改質装置３０の上方または下方に積層されてもよい。

【0025】

第２処理ブロックＧ２には、接合装置４１が配置される。接合装置４１は、親水化された第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを分子間力により接合する。接合装置４１の具体的な構成については後述する。

【0026】

第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３に囲まれた領域には、搬送領域６０が形成される。搬送領域６０には、搬送装置６１が配置される。搬送装置６１は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置６１は、搬送領域６０内を移動し、搬送領域６０に隣接する第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２および第３処理ブロックＧ３内の所定の装置に第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを搬送する。

【0027】

また、接合システム１は、制御装置７０を備える。制御装置７０は、接合システム１の動作を制御する。かかる制御装置７０は、たとえばコンピュータであり、制御部７１および記憶部７２を備える。制御部７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。また、記憶部７２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

【0028】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置７０の記憶部７２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0029】

＜接合装置の構成＞
次に、接合装置４１の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る接合装置４１の構成を示す模式図である。

【0030】

図３に示すように、接合装置４１は、筐体１００と、第１保持部１０１と、第２保持部１０２とを備える。また、接合装置４１は、上部撮像部１０３と、下部撮像部１０４とを備える。また、接合装置４１は、昇降機構１０５（移動機構の一例）と、第１水平移動部１０６と、第２水平移動部１０７と、回転機構１０８と、直動ユニット１０９とを備える。

【0031】

筐体１００は、たとえば土台１００ａと、土台１００ａに立設された複数の支柱１００ｂと、複数の支柱１００ｂに架け渡された梁部１００ｃとを備える。

【0032】

第１保持部１０１は、たとえばバキュームチャックであり、図示しない真空ポンプ等の吸引装置に接続される。第１保持部１０１は、吸着面（第１保持部１０１の下面）に位置する第１基板Ｗ１を吸引装置が発生させる吸引力を用いて真空引きすることにより、第１基板Ｗ１を上方から吸着保持する。第１保持部１０１の具体的な構成については後述する。

【0033】

第２保持部１０２は、たとえばバキュームチャックであり、図示しない真空ポンプ等の吸気口に接続される。第２保持部１０２は、吸着面（第２保持部１０２の上面）に位置する第２基板Ｗ２を吸引装置が発生させる吸引力を用いて第２基板Ｗ２を真空引きすることにより、第２基板Ｗ２を下方から吸着保持する。

【0034】

上部撮像部１０３は、第２保持部１０２に保持された第２基板Ｗ２の上面（接合面Ｗ２ｊ）を撮像する。上部撮像部１０３は、たとえば筐体１００の梁部１００ｃに取り付けられる。上部撮像部１０３としては、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等が用いられ得る。

【0035】

下部撮像部１０４は、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１の下面（接合面Ｗ１ｊ）を撮像する。下部撮像部１０４は、たとえば昇降機構１０５の側方に取り付けられる。下部撮像部１０４としては、たとえばＣＣＤカメラ等が用いられ得る。

【0036】

第２保持部１０２は、第２保持部１０２の下方に設けられた昇降機構１０５に固定される。昇降機構１０５は、第２保持部１０２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる。

【0037】

昇降機構１０５は、昇降機構１０５の下方に設けられた第１水平移動部１０６に固定される。第１水平移動部１０６は、昇降機構１０５を水平方向に沿って移動させる。具体的には、第１水平移動部１０６の下方には、Ｙ軸方向に沿って延在する一対のレール１６１が設けられており、第１水平移動部１０６は、一対のレール１６１に沿って移動することにより、昇降機構１０５をＹ軸方向に沿って移動させる。

【0038】

一対のレール１６１は、第２水平移動部１０７に固定される。第２水平移動部１０７は、一対のレール１６１を介して第１水平移動部１０６を水平方向に沿って移動させる。具体的には、第２水平移動部１０７の下方には、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のレール１７１が設けられている。第２水平移動部１０７は、一対のレール１７１に沿って移動することにより、一対のレール１６１を介して第１水平移動部１０６をＸ軸方向に沿って移動させる。一対のレール１７１は、筐体１００の土台１００ａに固定される。

【0039】

第１保持部１０１は、第１保持部１０１の上方に設けられた回転機構１０８に固定される。回転機構１０８は、第１保持部１０１を鉛直軸（Ｚ軸）まわりに回転させる。これにより、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１のθ方向の位置が調整される。

【0040】

回転機構１０８は、第１保持部１０１に固定される回転軸部１８１、回転軸部１８１を非接触状態で支持する複数のエアベアリング１８２、複数のエアベアリング１８２を固定するベース部１８３を備える。

【0041】

回転軸部１８１は、たとえば、鉛直方向に延在する円柱部１８１ａと、円柱部１８１ａの上部に設けられたフランジ部１８１ｂとを備える。第１保持部１０１は、フランジ部１８１ｂの下面に固定される。

【0042】

複数のエアベアリング１８２は、回転軸部１８１のフランジ部１８１ｂの外周に配置される。実施形態において、回転機構１０８は４つのエアベアリング１８２を備える（後述する図４参照）。４つのエアベアリング１８２は、フランジ部１８１ｂの周方向に対して均等に、すなわち、９０度間隔で配置される。このため、４つのエアベアリング１８２のうち２つは、フランジ部１８１ｂの中心（すなわち、回転軸部１８１の中心）を挟んで対向配置され、残りの２つも、フランジ部１８１ｂの中心を挟んで対向配置される。

【0043】

なお、ここでは、回転機構１０８は、複数のエアベアリング１８２に代えて、円環状に形成された１つのエアベアリングを備えていてもよい。

【0044】

複数のエアベアリング１８２は、フランジ部１８１ｂの下方からフランジ部１８１ｂの下面（軸受面の一例）に向けて圧縮空気を鉛直上方に噴出することにより、回転軸部１８１を浮上させる。また、複数のエアベアリング１８２は、フランジ部１８１ｂの外方からフランジ部１８１ｂの周面（軸受面の一例）に対して圧縮空気を噴出する。具体的には、各エアベアリング１８２は、フランジ部１８１ｂの径方向（図４に示す一点鎖線に沿った方向）に沿って圧縮空気を噴出する。言い換えれば、各エアベアリング１８２は、フランジ部１８１ｂの中心を挟んで対向配置される他のエアベアリング１８２に向けて圧縮空気を噴出する。

【0045】

複数のエアベアリング１８２から水平方向に噴出される圧縮空気は、回転軸部１８１を水平方向に押す。この回転軸部１８１を水平方向に押す力が釣り合う位置が回転軸部１８１の回転中心Ｒ０（図４参照）となる。

【0046】

ベース部１８３は、たとえば平板状の部材であり、筐体１００の梁部１００ｃに固定される。上述した複数のエアベアリング１８２は、かかるベース部１８３の上面に固定される。

【0047】

また、ベース部１８３には、ベース部１８３を鉛直方向に貫通する貫通口１８３ａが形成されている。貫通口１８３ａは、上述した回転軸部１８１の円柱部１８１ａよりも大径である。かかる貫通口１８３ａには、回転軸部１８１の円柱部１８１ａが挿通される。回転軸部１８１のフランジ部１８１ｂは、ベース部１８３よりも下方に配置され、フランジ部１８１ｂは、ベース部１８３よりも上方に配置される。このように、回転軸部１８１は、ベース部１８３に対して非接触である。

【0048】

以上のように、実施形態に係る回転機構１０８は、複数のエアベアリング１８２を用いて回転軸部１８１を非接触状態で支持する。これにより、実施形態に係る回転機構１０８は、たとえば、ボールベアリング等の接触式の軸受部材を用いて回転軸部１８１を支持する場合と比較して、ごく僅かな力で回転軸部１８１を回転させることができる。したがって、実施形態に係る回転機構１０８は、たとえば回転軸部１８１をｎｍレベルで回転させる場合であっても高い応答性を得ることができる。

【0049】

しかしながら、回転軸部１８１を非接触状態で支持する手法は、回転軸部１８１の静定性の面で問題となるおそれがある。すなわち、上述したように、回転軸部１８１の回転中心Ｒ０は、複数のエアベアリング１８２から水平方向に噴出される圧縮空気の力の釣り合いによって形成される。しかしながら、この釣り合いの位置は、たとえば振動等の僅かな外力によって微小にずれるおそれがある。このため、回転軸部１８１を非接触状態で支持する手法は、回転軸部１８１の回転中心Ｒ０を精度良く保持することが困難である。このような静定性の問題は、特に、回転軸部１８１をｎｍレベルで回転させる場合において顕著となる。

【0050】

回転軸部１８１の回転中心Ｒ０のずれは、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合精度の低下につながる。このため、回転軸部１８１の回転中心Ｒ０のずれは極力生じさせないことが好ましい。

【0051】

そこで、実施形態に係る回転機構１０８では、回転軸部１８１の駆動に抵抗を与える減衰機構を設けることで、回転軸部１８１の静定性を向上させることとした。これにより、回転軸部１８１の静定性が向上することで、実施形態に係る回転機構１０８は、第１基板Ｗ１の回転方向の位置決め精度を向上させることができる。

【0052】

さらに、実施形態に係る回転機構１０８は、減衰機構の動作を固定するロック機構と、動作が固定された状態の減衰機構を微少駆動させる第２駆動部とをさらに備える。これにより、実施形態に係る回転機構１０８は、たとえば、第１基板Ｗ１の回転方向の位置決めを行った後、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合するまでの間に生じ得る回転軸部１８１の微少な位置ずれを好適に抑制することができる。回転機構１０８の具体的な構成については後述する。

【0053】

直動ユニット１０９は、たとえば回転軸部１８１の上部に配置される。直動ユニット１０９は、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１の中心部を押圧するストライカ部と、第１基板Ｗ１を搬送装置６１から受け取って第１保持部１０１へ渡す受渡部とを備える。直動ユニット１０９の具体的な構成については後述する。

【0054】

なお、ここでは図示を省略するが、接合装置４１は、図４に示す第１保持部１０１や第２保持部１０２等の前段に、トランジション、位置調節機構、反転機構等を備える。トランジションは、第１基板Ｗ１、第２基板Ｗ２および重合基板Ｔを一時的に載置する。位置調節機構は、第１基板Ｗ１および第２基板Ｗ２の水平方向の向きを調節する。反転機構は、第１基板Ｗ１の表裏を反転させる。

【0055】

＜第１保持部の構成＞
次に、第１保持部１０１の構成例について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る第１保持部１０１、回転軸部１８１および直動ユニット１０９の模式的な断面図である。

【0056】

図４に示すように、第１保持部１０１の下面には、第１基板Ｗ１の上面（非接合面Ｗ１ｎ）に接触する複数のピン１１１が設けられている。複数のピン１１１は、たとえば、径寸法が０．１ｍｍ～１ｍｍであり、高さが数十μｍ～数百μｍである。複数のピン１１１は、たとえば２ｍｍの間隔で均等に配置される。

【0057】

また、第１保持部１０１の下面には、第１基板Ｗ１を真空引きして吸着する複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２が設けられている。複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２は、例えば平面視において円弧形状の吸着領域を有する。また、複数の外側吸着部３０１および複数の内側吸着部３０２は、ピン１１１と同じ高さを有する。複数の外側吸着部３０１は、第１保持部１０１の外周部において、周方向に沿って並べて配置される。複数の内側吸着部３０２は、複数の外側吸着部３０１よりも本体部１７０の径方向内方において、周方向に沿って並べて配置される。

【0058】

第１保持部１０１の中央部には、第１保持部１０１を鉛直方向に貫通する貫通口１０１ａが形成されている。かかる貫通口１０１ａには、後述する円筒部１９２ａが挿通される。なお、回転軸部１８１の中央部にも、円柱部１８１ａおよびフランジ部１８１ｂを貫通する貫通孔１８１ｃが形成されている。かかる貫通孔１８１ｃは、貫通口１０１ａと連通しており、後述する円筒部１９２ａが挿通される。

【0059】

＜直動機構の構成＞
次に、直動ユニット１０９の構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、直動ユニット１０９は、ストライカ１９１と、受渡部１９２とを備える。

【0060】

ストライカ１９１は、押圧ピン１９１ａと、アクチュエータ部１９１ｂと、直動機構１９１ｃと、支持部材１９１ｄとを備える。押圧ピン１９１ａは、鉛直方向に沿って延在する円柱状の部材であり、後述する円筒部１９２ａの内部に挿通されている。ストライカ１９１は、アクチュエータ部１９１ｂによって支持される。

【0061】

アクチュエータ部１９１ｂは、たとえば電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向（ここでは鉛直下方）に一定の圧力を発生させる。アクチュエータ部１９１ｂは、電空レギュレータから供給される空気により、第１基板Ｗ１の中心部と当接して当該第１基板Ｗ１の中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。直動機構１９１ｃは、アクチュエータ部１９１ｂを支持する。また、直動機構１９１ｃは、たとえばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部１９１ｂを鉛直方向に沿って移動させる。支持部材１９１ｄは、たとえば回転軸部１８１におけるフランジ部１８１ｂの上面に設けられており、直動機構１９１ｃを回転軸部１８１から浮かせた状態で支持する。

【0062】

ストライカ１９１は、以上のように構成されており、直動機構１９１ｃによってアクチュエータ部１９１ｂの移動を制御し、アクチュエータ部１９１ｂによって押圧ピン１９１ａによる第１基板Ｗ１の押圧荷重を制御する。これにより、ストライカ１９１は、第１保持部１４０に吸着保持された第１基板Ｗ１の中心部を押圧して第２基板Ｗ２に接触させる。

【0063】

受渡部１９２は、円筒部１９２ａと、複数の吸着部１９２ｂと、直動機構１９２ｃとを備える。円筒部１９２ａは、筒状の部材であり、第１保持部１０１の貫通口１０１ａおよび回転軸部１８１の貫通孔１８１ｃに挿通される。複数の吸着部１９２ｂは、円筒部１９２ａの先端部に設けられる。複数の吸着部１９２ｂは、第１基板Ｗ１を真空引きして吸着する。直動機構１９２ｃは、たとえばモータを内蔵した駆動部によって円筒部１９２ａを鉛直方向に沿って移動させる。

【0064】

かかる受渡部１９２は、接合装置４１が備える図示しない反転機構から吸着部１９２ｂを用いて第１基板Ｗ１を受け取った後、直動機構１９２ｃを用いて円筒部１９２ａを上昇させることにより、第１基板Ｗ１を第１保持部１０１に渡す。

【0065】

＜回転機構の構成＞
次に、回転機構１０８の構成について図５を参照して説明する。図５は、実施形態に係る回転機構１０８の模式的な平面図である。

【0066】

図５に示すように、回転機構１０８は、第１駆動部１８４と、位置センサ１８５と、減衰機構１８６と、ロック機構１８７と、第２駆動部１８８とをさらに備える。

【0067】

第１駆動部１８４は、たとえば直動アクチュエータであり、スライダ１８４ａと、ねじ軸１８４ｂと、駆動源１８４ｃとを備える。スライダ１８４ａは、回転軸部１８１およびねじ軸１８４ｂに固定される。ねじ軸１８４ｂは、水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に延在する。ねじ軸１８４ｂは、ベース部１８３に固定される。駆動源１８４ｃは、たとえばモータであり、ベース部１８３に固定され、ねじ軸１８４ｂを回転させる。

【0068】

第１駆動部１８４は、駆動源１８４ｃを用いてねじ軸１８４ｂを回転させることにより、ねじ軸１８４ｂに固定されたスライダ１８４ａをＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、第１駆動部１８４は、スライダ１８４ａに固定された回転軸部１８１を回転させることができる。第１駆動部１８４が回転軸部１８１を回転させる範囲は、たとえば±１度程度である。

【0069】

位置センサ１８５（測定部の一例）は、たとえばリニアスケールである。位置センサ１８５は、ベース部１８３に固定され、回転軸部１８１の水平方向における位置を検出する。ここでは図示を省略しているが、位置センサ１８５は、回転軸部１８１におけるフランジ部１８１ｂの外周に複数設けられている。たとえば、回転機構１０８は、図４に示す位置以外に、たとえば、第１駆動部１８４が設けられる位置および減衰機構１８６が設けられる位置にも位置センサ１８５を備えている。接合装置４１は、これら複数の位置センサ１８５を用いて、回転軸部１８１の回転量（回転角度）および偏心量を測定することができる。

【0070】

減衰機構１８６は、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作に対する減衰力を発生させる。ロック機構１８７は、減衰機構１８６が備えるスライダ２０２を固定する。ロック機構１８７の詳細については後述する。第２駆動部１８８は、スライダ２０２が固定された減衰機構１８６を微少駆動させる。

【0071】

＜減衰機構、ロック機構および第２駆動部の構成＞
次に、減衰機構１８６、ロック機構１８７および第２駆動部１８８の構成について図６および図７を参照して説明する。図６は、実施形態に係る減衰機構１８６、ロック機構１８７および第２駆動部１８８の模式的な平面図である。図７は、実施形態に係る減衰機構１８６、ロック機構１８７および第２駆動部１８８の模式的な断面図である。なお、図７には、図６に示す直線Ｌ１で切断した断面図を模式的に示している。また、図７では、スライダ２０２、ロック機構１８７および第２駆動部１８８の内部構造を省略しており、ハッチングを付さずに示している。

【0072】

図６に示すように、実施形態に係る減衰機構１８６は、レール２０１と、レール２０１に対して直線運動可能なスライダ２０２とを含む。スライダ２０２は、レール２０１に接触した状態で移動する。すなわち、スライダ２０２は、レール２０１に対して摺動する。実施形態に係る減衰機構１８６は、レール２０１とスライダ２０２との間に生じる抵抗により、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作に対する減衰力を発生させる。実施形態において、レール２０１は「固定部」の一例であり、スライダ２０２は「可動部」の一例である。

【0073】

ここで、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作とは、ベース部１８３を基準とする（複数の位置センサ１８５によって検出される）回転軸部１８１の変位を意味する。回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作は、たとえば、回転軸部１８１が回転中心Ｒ０まわりに回転する回転動作の他、回転軸部１８１の水平移動を含む。

【0074】

回転軸部１８１の水平移動とは、回転中心Ｒ０の水平方向のずれ（偏心）を意味する。回転軸部１８１の水平移動は、たとえば、振動等の外乱によって生じ得る。外乱によってベース部１８３が振動すると、ベース部１８３に固定された複数のエアベアリング１８２が振動する。この結果、複数のエアベアリング１８２から噴射される圧縮空気の力が釣り合う位置が変化し、これに伴い回転軸部１８１が水平移動する。具体的には、回転軸部１８１（言い換えれば、回転中心Ｒ０）は、ｎｍレンジで振動する。

【0075】

レール２０１は、第１取付部材２０３を介してベース部１８３に固定される。第１取付部材２０３は、ベース部１８３に固定された複数の支柱２３１を有しており、回転軸部１８１よりも高い位置においてレール２０１を支持する。レール２０１は、直線状であり、水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に延在する。

【0076】

スライダ２０２は、ベアリング２２１（図７参照）を介してレール２０１に接続され、レール２０１に沿って移動する。スライダ２０２は、後述する第１回転部材２０４および第２回転部材２０５を介して回転軸部１８１に接続され、回転軸部１８１の移動に追従してレール２０１上を移動する。

【0077】

なお、これに限らず、減衰機構１８６は、スライダ２０２がベース部１８３に接続され、レール２０１が回転軸部１８１に接続されてもよい。言い換えれば、スライダ２０２が「固定部」であり、レール２０１が「可動部」であってもよい。

【0078】

減衰機構１８６は、さらに、第１回転部材２０４と、第２回転部材２０５と、付勢部材２０６とを備える。

【0079】

第１回転部材２０４は、回転軸部１８１に固定された第２取付部材２０７に固定される。第２回転部材２０５は、第２ベース２１２を介してスライダ２０２に固定され、スライダ２０２とともにレール２０１上を移動する。このため、スライダ２０２は、回転軸部１８１の移動に追従してレール２０１上を移動することとなる。なお、第２取付部材２０７には、前述した位置センサ１８５（リニアスケール）が設けられてもよい。

【0080】

第１回転部材２０４は、たとえばカムフォロアであり、第１回転軸２４１と、第１回転体２４２とを備える。第１回転軸２４１は、鉛直方向に延在する。第１回転軸２４１は、基端部が第２取付部材２０７に固定されており、先端部において第１回転体２４２を回転可能に支持する。第１回転体２４２は、たとえば円筒形状のローラであり、鉛直方向に延在する回転軸Ｒ１まわりに回転する。

【0081】

第２回転部材２０５は、たとえばカムフォロアであり、第２回転軸２５１と、第２回転体２５２とを備える。第２回転軸２５１は、水平方向に延在する。第２回転軸２５１は、基端部がスライダ２０２に固定されており、先端部において第２回転体２５２を回転可能に支持する。第２回転体２５２は、たとえば円筒形状のローラであり、水平方向に延在する回転軸Ｒ２まわりに回転する。第２回転部材２０５は、第１回転部材２０４のＸ軸正方向側に配置される。

【0082】

また、減衰機構１８６は、第１ベース２１１（駆動ベースの一例）と、第２ベース２１２と、カウンターウエイト２１３とを備える。

【0083】

第１ベース２１１は、後述する第２駆動部１８８を介して第１取付部材２０３に固定される。第１ベース２１１の一方の側面（ここでは、Ｙ軸正方向側の側面）には、レール２０１が固定される。第２ベース２１２は、スライダ２０２の側面（ここでは、Ｙ軸正方向側の側面）に固定される。第２ベース２１２には、上述した第２回転部材２０５および後述する第１支柱２６１が固定される。

【0084】

カウンターウエイト２１３は、第１ベース２１１の他方の側面（ここでは、Ｙ軸負方向側の側面）に固定される。このように、第１ベース２１１の他方の側面にカウンターウエイト２１３を設けることで、第２駆動部１８８に対して荷重がバランス良く掛かるようにすることができる。これにより、第２駆動部１８８による微少駆動の制度を向上させることができる。

【0085】

図６には、回転軸部１８１に第１駆動部１８４による駆動力が働いていない初期状態の回転機構１０８を示している。この初期状態において、第１回転部材２０４の第１回転体２４２と第２回転部材２０５の第２回転体２５２とは、接触している。なお、第１回転体２４２と第２回転体２５２とが接触した状態は、後述する付勢部材２０６によって維持される。

【0086】

また、初期状態において、第２回転部材２０５の回転軸Ｒ２は、回転軸部１８１の回転中心Ｒ０（図３参照）と第１回転部材２０４の回転軸Ｒ１とを結ぶ直線Ｌ１に対して傾いている。回転軸Ｒ２と直線Ｌ１とのなす角は、回転軸部１８１の回動範囲（たとえば±１度）よりも大きくなるように設定される。たとえば、回転軸Ｒ２と直線Ｌ１とのなす角は、１度より大きく１０度よりも小さい。

【0087】

付勢部材２０６は、第１回転部材２０４の第１回転体２４２と第２回転部材２０５の第２回転体２５２とを互いに接触する方向に付勢する。付勢部材２０６は、たとえば引きバネであり、レール２０１と平行に配置される。具体的には、付勢部材２０６の仮想的なバネ軸Ｌ２は、Ｘ軸方向に延在している。付勢部材２０６の一端は、第１支柱２６１に取り付けられる。第１支柱２６１は、第２ベース２１２に固定されている。言い換えれば、第１支柱２６１は、第２ベース２１２を介してスライダ２０２に固定されている。また、付勢部材２０６の他端は、第２取付部材２０７に固定された第２支柱２６２に取り付けられる。

【0088】

なお、初期状態において、上述した直線Ｌ１は、Ｙ軸方向に延在しており、付勢部材２０６のバネ軸Ｌ２と直交する。

【0089】

付勢部材２０６は、Ｘ軸負方向にスライダ２０２を付勢する。この結果、第２ベース２１２を介してスライダ２０２に固定された第２回転部材２０５は、Ｘ軸負方向に、すなわち、第１回転部材２０４に接触する方向に付勢される。これにより、第１回転部材２０４の第１回転体２４２と第２回転部材２０５の第２回転体２５２とが接触した状態が維持される。

【0090】

たとえば外乱によって回転軸部１８１に微振動が印加されると、回転軸部１８１の振動がスライダ２０２を介してレール２０１へ伝達される。上述したように、レール２０１とスライダ２０２との間には、摺動抵抗、具体的には、ベアリング２２１の転がり抵抗が存在している。この抵抗は、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作に対する減衰力となり、回転軸部１８１の振動を抑制することができる。すなわち、回転軸部１８１の静定性を向上させることができる。

【0091】

このように、実施形態に係る減衰機構１８６は、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作に対する減衰力を発生させることで、回転軸部１８１を非接触状態で支持する場合であっても、回転中心Ｒ０の静定性を向上させることができる。したがって、実施形態に係る接合装置４１によれば、第１基板Ｗ１の位置決め精度を向上させることができ、ひいては、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２との接合精度を向上させることができる。

【0092】

ベアリング２２１は、具体的にはボールベアリングであるが、ローラベアリングであってもよい。ローラベアリングは、面接触型のため、ボールベアリングのように点接触型のベアリングと比較して、制振性が高い。したがって、ローラベアリングを用いることで、回転軸部１８１とベース部１８３との相対動作に対してより静定性を向上させることができる。なお、ただし、スライダ２０２の軸受は、ベアリング２２１に限定されるものではなく、ボールベアリングが用いられてもよい。

【0093】

また、実施形態に係る減衰機構１８６は、第１回転部材２０４および第２回転部材２０５によるリンク機構を有する。これにより、実施形態に係る減衰機構１８６は、回転軸部１８１の回転運動とスライダ２０２の直線運動との誤差を、第１回転体２４２および第２回転体２５２の回転運動によって吸収しつつ、ベース部１８３と回転軸部１８１とを機械的に接続することができる。

【0094】

また、第１回転部材２０４と第２回転部材２０５とは、付勢部材２０６の付勢力によって互いに接触した状態が維持される。この付勢部材２０６の付勢力の殆どは、第２回転部材２０５を第１回転部材２０４に押し付ける力となる。しかしながら、上述したように、第２回転部材２０５の回転軸Ｒ２は、回転軸部１８１の回転中心Ｒ０（図５参照）と第１回転部材２０４の回転軸Ｒ１とを結ぶ直線Ｌ１に対して傾いている。言い換えれば、第２回転部材２０５の回転軸Ｒ２と付勢部材２０６のバネ軸Ｌ２とは直角に対して傾いている。このため、付勢部材２０６の付勢力の一部は、回転軸Ｒ２の傾きを無くす方向に、すなわち、ここでは反時計回りに回転軸部１８１を回転させる力となる。この力は、回転軸部１８１に対する予圧として機能する。

【0095】

このように、回転軸部１８１に対して予圧をかけることにより、レール２０１およびスライダ２０２からなるリニアシステムの剛性を高めることができる。リニアシステムの剛性を高めることで、実施形態に係る減衰機構１８６は、振動などの外乱に対してより強くなり、より精密な位置決めが可能となる。

【0096】

また、実施形態に係る減衰機構１８６は、回転軸部１８１の回転駆動範囲において、回転角度の変化にかかわらず付勢部材２０６の変形量（伸び量）の変化は殆ど発生しない。このため回転方向における位置決めのどの位置においてもほぼ一定の予圧をかけることが可能となる。したがって、実施形態に係る減衰機構１８６によれば、かける予圧が変化することによる位置決め精度の変動を避けるとともに静定性を向上させることができる。

【0097】

図６に示す初期状態において回転機構１０８を鉛直方向から見たとき、第１回転部材２０４の回転軸Ｒ１は、付勢部材２０６の仮想的なバネ軸Ｌ２よりも回転軸部１８１の外方に配置される。かかる配置とすることで、たとえば、バネ軸Ｌ２を回転軸Ｒ１の外側に配置した場合と比較して、回転方向の力以外の余計な力、たとえば回転中心Ｒ０を移動させる力が回転軸部１８１にかかることを抑制することができる。したがって、実施形態に係る減衰機構１８６によれば、第１基板Ｗ１の位置決め精度をさらに向上させることができる。

【0098】

減衰機構１８６のスライダ２０２は、回転軸部１８１の中心を挟んで第１駆動部１８４のスライダ１８４ａと反対側に配置される（図５および図６参照）。かかる位置に減衰機構１８６を配置することで、減衰力を効果的に発生させることができる。

【0099】

ロック機構１８７は、レール２０１とスライダ２０２との相対位置が変化しないように、言い換えれば、スライダ２０２がレール２０１を移動しないように、可動部であるスライダ２０２を固定する。具体的には、ロック機構１８７は、接触ピン１８７ａを有している。ロック機構１８７は、接触ピン１８７ａをスライダ２０２に向かって移動させることにより、接触ピン１８７ａをスライダ２０２に接触させる。これにより、スライダ２０２が固定されることで、レール２０１とスライダ２０２との相対位置が保持される。

【0100】

なお、ここでは、ロック機構１８７が第１ベース２１１に設けられる場合の例を示したが、ロック機構１８７は、たとえばスライダ２０２に内蔵されていてもよい。また、ロック機構１８７は、スライダ２０２とは別体にレール２０１上を移動可能に構成されてもよい。この場合、ロック機構１８７は、たとえば第２ベース２１２を介して第２ベース２１２と接続されてもよい。このように構成されたロック機構１８７は、レール２０１に対してブレーキ部材を接触させることによってスライダ２０２の位置を保持することができる。

【0101】

第２駆動部１８８は、第１取付部材２０３の上部に固定される。第２駆動部１８８の上部には、第１ベース２１１が固定される。このように、実施形態において第２駆動部１８８は、減衰機構１８６の下部に設けられる。

【0102】

第２駆動部１８８は、ピエゾ素子を含んで構成される。この場合、第２駆動部１８８は、圧電効果を利用してピエゾ素子を変位させることによって第１ベース２１１を微少駆動させる。具体的には、第２駆動部１８８は、レール２０１の延在方向（ここでは、Ｘ軸方向）と同じ方向に沿って第１ベース２１１を変位させる。第２駆動部１８８による第１ベース２１１の変位量（言い換えれば、回転軸部１８１の変位量）は、たとえば±１μｍ程度であり、第１駆動部１８４を用いた回転軸部１８１の変位量よりも少ない。

【0103】

＜接合システムの具体的動作＞
次に、接合システム１の具体的な動作について図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係る接合システム１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図８に示す各種の処理は、制御装置７０による制御に基づいて実行される。

【0104】

まず、複数枚の第１基板Ｗ１を収容したカセットＣ１、複数枚の第２基板Ｗ２を収容したカセットＣ２、および空のカセットＣ３が、搬入出ステーション２の所定の載置板１１に載置される。その後、搬送装置２２によりカセットＣ１内の第１基板Ｗ１が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置に搬送される。

【0105】

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面改質装置３０に搬送される。表面改質装置３０では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが第１基板Ｗ１の接合面に照射されて、当該接合面がプラズマ処理される。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が改質される（ステップＳ１０１）。

【0106】

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第１処理ブロックＧ１の表面親水化装置４０に搬送される。表面親水化装置４０では、スピンチャックに保持された第１基板Ｗ１を回転させながら、第１基板Ｗ１上に純水を供給する。これにより、第１基板Ｗ１の接合面が親水化される。また、当該純水によって、第１基板Ｗ１の接合面が洗浄される（ステップＳ１０２）。

【0107】

次に、第１基板Ｗ１は、搬送装置６１によって第２処理ブロックＧ２の接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第１基板Ｗ１は、トランジションを介して位置調節機構に搬送され、位置調節機構によって水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０３）。

【0108】

その後、位置調節機構から反転機構に第１基板Ｗ１が受け渡され、反転機構によって第１基板Ｗ１の表裏面が反転される（ステップＳ１０４）。具体的には、第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊが下方に向けられる。つづいて、反転機構から第１保持部１０１に第１基板Ｗ１が受け渡され、第１保持部１０１によって第１基板Ｗ１が吸着保持される（ステップＳ１０５）。具体的には、受渡部１９２が吸着部１９２ｂを用いて反転機構から第１基板Ｗ１を受け取った後、直動機構１９２ｃを用いて円筒部１９２ａを上昇させて第１基板Ｗ１を第１保持部１０１に渡す。これにより、第１基板Ｗ１は、第１保持部１０１に吸着保持された状態となる。

【0109】

その後、回転機構１０８を用いた第１基板Ｗ１の回転方向の位置調整が行われる（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の具体的な手順については後述する。その後、複数のエアベアリング１８２による回転軸部１８１の浮上を解除し、さらに、図示しない排気装置を用いて回転軸部１８１を複数のエアベアリング１８２に吸着させる。これにより、回転軸部１８１は、回転方向の位置が調整された状態で固定される。

【0110】

第１基板Ｗ１に対するステップＳ１０１～Ｓ１０６の処理と重複して、第２基板Ｗ２の処理が行われる。まず、搬送装置２２によりカセットＣ２内の第２基板Ｗ２が取り出され、第３処理ブロックＧ３に配置されたトランジション装置に搬送される。

【0111】

次に、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面改質装置３０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが改質される（ステップＳ１０７）。その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって表面親水化装置４０に搬送され、第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊが親水化されるとともに当該接合面が洗浄される（ステップＳ１０８）。

【0112】

その後、第２基板Ｗ２は、搬送装置６１によって接合装置４１に搬送される。接合装置４１に搬入された第２基板Ｗ２は、トランジションを介して位置調節機構に搬送される。そして、位置調節機構によって、第２基板Ｗ２の水平方向の向きが調節される（ステップＳ１０９）。

【0113】

その後、第２基板Ｗ２は、第２保持部１０２に搬送され、ノッチ部を予め決められた方向に向けた状態で第２保持部１０２に吸着保持される（ステップＳ１１０）。

【0114】

つづいて、第１保持部１０１に保持された第１基板Ｗ１と第２保持部１０２に保持された第２基板Ｗ２との水平方向の位置調節が行われる（ステップＳ１１１）。その後、昇降機構１０５を用いて第２基板Ｗ２を上昇させて、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する（ステップＳ１１２）。具体的には、第２基板Ｗ２を上昇させた後、第１基板Ｗ１の中心部をストライカ１９１の押圧ピン１９１ａを用いて上方から下方に押圧して第２基板Ｗ２の中心部に接触させることにより、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを接合する。

【0115】

次に、ステップＳ１０６における第１基板Ｗ１の回転方向の位置調整の具体的な手順の一例について図９を参照して説明する。図９は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第１例を示すフローチャートである。

【0116】

図９に示すように、制御部７１は、まず、第１撮像処理を行う（ステップＳ２０１）。第１撮像処理において、制御部７１は、下部撮像部１０４を用いて第１基板Ｗ１の非保持面である接合面Ｗ１ｊを撮像する。制御部７１は、下部撮像部１０４によって撮像された画像から第１基板Ｗ１の回転角度を算出する。

【0117】

つづいて、制御部７１は、マクロアライメント処理を行う（ステップＳ２０２）。マイクロアライメント処理において、制御部７１は、第１撮像処理による撮像結果に基づいて第１駆動部１８４を制御して回転軸部１８１を回転させる。一例として、制御部７１は、第１基板Ｗ１の回転角度が第２基板Ｗ２の回転角度に近付くように、第１駆動部１８４を制御して回転軸部１８１を回転させる。第２基板Ｗ２の回転角度は、上部撮像部１０３による第２基板Ｗ２の接合面Ｗ２ｊの撮像結果から算出することができる。

【0118】

つづいて、制御部７１は、ロック処理を行う（ステップＳ２０３）。ロック処理において、制御部７１は、ロック機構１８７を制御して、接触ピン１８７ａをスライダ２０２に接触させる。これにより、スライダ２０２が固定され、レール２０１とスライダ２０２との相対位置が保持される。

【0119】

つづいて、制御部７１は、第２撮像処理を行う（ステップＳ２０４）。第２撮像処理において、制御部７１は、下部撮像部１０４を用いて第１基板Ｗ１の接合面Ｗ１ｊを撮像する。制御部７１は、下部撮像部１０４によって撮像された画像から第１基板Ｗ１の回転角度を再度算出する。

【0120】

つづいて、制御部７１は、マイクロアライメント処理を行う（ステップＳ２０５）。マイクロアライメント処理において、制御部７１は、第２撮像処理による撮像結果に基づいて第２駆動部１８８を制御して減衰機構１８６を微少駆動させることによって回転軸部１８１を回転させる。一例として、制御部７１は、第１基板Ｗ１の回転角度が第２基板Ｗ２の回転角度と一致するように、第２駆動部１８８を制御して減衰機構１８６をＸ軸正方向またはＸ軸負方向に微少に変位させる。その後、制御部７１は、複数の位置センサ１８５を用いて回転軸部１８１の回転角度を測定し、測定された回転角度を記憶部７２に記憶する。

【0121】

つづいて、制御部７１は、角度保持処理を行う（ステップＳ２０６）。角度保持処理において、制御部７１は、ステップＳ２０５において測定された回転軸部１８１の回転角度を保持するように、第２駆動部１８８を用いて減衰機構１８６を微少駆動させる。具体的には、制御部７１は、ステップＳ２０６において、複数の位置センサ１８５を用いて回転軸部１８１の回転角度を測定する。そして、制御部７１は、測定された回転角度と、ステップＳ２０５において測定された回転角度との差が閾値を超えた場合に、第２駆動部１８８を制御して減衰機構１８６を微少駆動させることで、回転軸部１８１の回転角度をステップＳ２０５において測定された回転角度に戻す。これにより、回転軸部１８１の回転角度は、ステップＳ２０５における回転角度に保持される。すなわち、接合装置４１は、第１基板Ｗ１の回転角度と第２基板Ｗ２の回転角度とが一致した状態を維持することができる。

【0122】

次に、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第２例について図１０を参照して説明する。図１０は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第２例を示すフローチャートである。

【0123】

図１０に示すように、制御部７１は、第１撮像処理（ステップＳ３０１）およびマクロアライメント処理（ステップＳ３０２）を行った後、ロック処理を行うことなく、第２撮像処理（ステップＳ３０３）およびマイクロアライメント処理（ステップＳ３０４）を行ってもよい。ステップＳ３０４におけるマイクロアライメント処理において、制御部７１は、第２駆動部１８８ではなく、第１駆動部１８４を用いて回転軸部１８１を回転させる。その後、制御部７１は、ロック処理（ステップＳ３０５）および角度保持処理（ステップＳ３０６）を行う。

【0124】

このように、制御部７１は、マイクロアライメント処理が終わった後でロック処理を行ってもよい。

【0125】

次に、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第３例について図１１を参照して説明する。図１１は、ステップＳ１０６に示す処理の具体的な手順の第３例を示すフローチャートである。

【0126】

図１１に示すように、制御部７１は、第１撮像処理（ステップＳ４０１）およびマクロアライメント処理（ステップＳ４０２）を行った後、第１ロック処理を行う（ステップＳ４０３）。第１ロック処理の内容は、ステップＳ２０３におけるロック処理と同じである。その後、制御部７１は、第２撮像処理（ステップＳ４０４）を行った後、ロック解除処理を行う（ステップＳ４０５）。ロック処理において、制御部７１は、ロック機構１８７を制御して接触ピン１８７ａを移動させることにより、接触ピン１８７ａをスライダ２０２から離す。

【0127】

その後、制御部７１は、マイクロアライメント処理（ステップＳ４０６）を行った後、第２ロック処理（ステップＳ４０７）および角度保持処理（ステップＳ４０８）を行う。ステップＳ４０６におけるマイクロアライメント処理の内容は、ステップＳ３０４におけるマイクロアライメント処理と同じである。すなわち、制御部７１は、第１駆動部１８４を制御して回転軸部１８１を回転させる。第２ロック処理の内容は、ステップＳ２０３におけるロック処理と同じである。

【0128】

このように、制御部７１は、第２撮像処理が行われている間、スライダ２０２を固定しておくことで、たとえば下部撮像部１０４の移動等によって生じる振動に伴う回転軸部１８１の位置ずれを抑制することができる。

【0129】

（他の実施形態）
図１２は、他の実施形態に係る減衰機構１８６、ロック機構１８７および第２駆動部１８８の模式的な断面図である。

【0130】

図１２に示すように、第２駆動部１８８は、スライダ２０２と第２ベース２１２（駆動ベースの他の一例）との間に配置されてもよい。すなわち、第２駆動部１８８は、スライダ２０２に固定され、第２ベース２１２は、かかる第２駆動部１８８を介してスライダに固定されてもよい。

【0131】

かかる構成とすることで、微少駆動させる減衰機構１８６の部位を小さくすることができることから、回転軸部１８１をより精度良く微少駆動させることができる。また、この場合、カウンターウエイト２１３が不要となるため減衰機構１８６の大型化を抑制することができる。

【0132】

なお、本開示は以下のような構成もとることができる。
（１）
基板を保持する保持部と、
前記保持部を回転させる回転機構と
を備え、
前記回転機構は、
前記保持部に固定される回転軸部と、
前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、
前記軸受部を固定するベース部と、
前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、
前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、
前記可動部を固定するロック機構と、
前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部と
を備える、基板位置決め装置。
（２）
前記第２駆動部は、ピエゾ素子を含む、（１）に記載の基板位置決め装置。
（３）
前記第２駆動部は、前記減衰機構の下部に設けられる、（１）または（２）に記載の基板位置決め装置。
（４）
前記減衰機構は、
前記第２駆動部の上部に設けられ、一方の端部に前記固定部が固定された駆動ベースと、
前記駆動ベースの他方の端部に固定されたカウンターウエイトと
を備える、（３）に記載の基板位置決め装置。
（５）
前記ロック機構は、前記駆動ベースに設けられる、（１）～（４）のいずれか一つに記載の基板位置決め装置。
（６）
前記第２駆動部は、前記可動部に固定され、
前記減衰機構は、
前記第２駆動部を介して前記可動部に固定された駆動ベースと、
前記回転軸部に固定された第１回転部材と、
前記駆動ベースに固定された第２回転部材と、
前記駆動ベースに固定された第１支柱と、
前記回転軸部に固定された第２支柱と、
前記第１支柱と前記第２支柱とに掛け渡され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを互いに接触する方向に付勢する付勢部材と
を備える、（１）または（２）に記載の基板位置決め装置。
（７）
前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定するロック処理と、前記ロック処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理とを実行する、（１）～（６）のいずれか一つに記載の基板位置決め装置。
（８）
前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記マイクロアライメント処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、（７）に記載の基板位置決め装置。
（９）
前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理と、前記マイクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定するロック処理とを実行する、（１）～（６）のいずれか一つに記載の基板位置決め装置。
（１０）
前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記ロック処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、（９）に記載の基板位置決め装置。
（１１）
前記保持部に保持された前記基板の非保持面を撮像する撮像部と、
前記回転機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第１撮像処理と、前記第１撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマクロアライメント処理と、前記マクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定する第１ロック処理と、前記第１ロック処理後、前記撮像部を用いて前記基板の前記非保持面を撮像する第２撮像処理と、前記第２撮像処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部の固定を解除するロック解除処理と、前記ロック解除処理後、前記第２撮像処理による撮像結果に基づいて前記第１駆動部を制御して前記回転軸部を回転させるマイクロアライメント処理と、前記マイクロアライメント処理後、前記ロック機構を制御して前記可動部を固定する第２ロック処理とを実行する、（１）～（６）のいずれか一つに記載の基板位置決め装置。
（１２）
前記回転軸部の回転角度を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記第２ロック処理後、前記測定部による測定結果に基づき前記第２駆動部を制御して前記減衰機構を微少駆動させることによって前記回転軸部を回転させる角度保持処理を実行する、（１１）に記載の基板位置決め装置。
（１３）
基板を保持する保持部を用いて前記基板を保持する工程と、
前記保持部を回転させる回転機構であって、前記保持部に固定される回転軸部と、前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、前記軸受部を固定するベース部と、前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、前記可動部を固定するロック機構と、前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部とを備える前記回転機構を用い、前記基板の回転方向における位置決めを行う工程と
を含む基板位置決め方法。
（１４）
第１基板を上方から吸着保持する第１保持部と、
前記第１保持部よりも下方に配置され、第２基板を下方から吸着保持する第２保持部と、
前記第１保持部および前記第２保持部の一方を他方に対して接近させる移動機構と、
前記第１保持部を回転させる回転機構と、
を備え、
前記回転機構は、
前記第１保持部に固定される回転軸部と、
前記回転軸部を非接触状態で支持する軸受部と、
前記軸受部を固定するベース部と、
前記回転軸部を回転させる第１駆動部と、
前記ベース部および前記回転軸部の一方に接続される固定部と、前記ベース部および前記回転軸部の他方に接続され、前記固定部に対して摺動可能な可動部とを含み、前記回転軸部と前記ベース部との相対動作に対する減衰力を発生させる減衰機構と、
前記可動部を固定するロック機構と、
前記可動部が固定された前記減衰機構を微少駆動させる第２駆動部と
を備える、接合装置。

【0133】

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0134】

１ 接合システム
４１ 接合装置
７１ 制御部
７２ 記憶部
１０１ 第１保持部
１０２ 第２保持部
１０４ 下部撮像部
１０８ 回転機構
１０９ 直動ユニット
１８１ 回転軸部
１８２ エアベアリング
１８４ 第１駆動部
１８５ 位置センサ
１８６ 減衰機構
１８７ ロック機構
１８８ 第２駆動部
１９１ ストライカ
１９２ 受渡部
２０１ レール
２０２ スライダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】