特許 7564585 基板位置検出装置、基板重ね合わせ装置、及び基板位置検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】基板位置検出装置、基板重ね合わせ装置、及び基板位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20241002BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241002BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 F

H01L21/68 N

H01L21/02 B

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023221464

(22)【出願日】2023-12-27

【審査請求日】2024-01-11

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】316011226

【氏名又は名称】ＡＩメカテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100211627

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 穂寿

(72)【発明者】

【氏名】池田 孝生

(72)【発明者】

【氏名】稲尾 吉浩

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２４７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１６７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１０９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５５００２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１８４８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８０５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４２６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６５３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上側基板を保持する保持部と、
前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、
前記上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて配置し、前記撮像光軸を反射させずに前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像可能な撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、
前記所定間隔及び前記所定角度は、
前記所定角度をθ、前記所定間隔をＺとした場合、
５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たし、前記処理部において前記画像から前記上側基板の外周縁に関する情報と、前記下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出装置。

【請求項2】

前記処理部は、前記画像から前記上側基板の外周縁に関する情報を除去して、前記下側基板の外周縁に関する情報に基づいて前記下側基板の水平方向位置を検出する、請求項１に記載の基板位置検出装置。

【請求項3】

前記処理部は、前記下側基板の外周縁に関する情報から前記下側基板の中心位置を算出し、予め設定された基準位置に対するずれ量を算出する、請求項２に記載の基板位置検出装置。

【請求項4】

前記処理部は、前記ずれ量が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かを判定する、請求項３に記載の基板位置検出装置。

【請求項5】

前記撮像部は、前記上側基板を前記保持部で保持した際、又は前記保持部で保持する前に前記上側基板を前記支持部で支持した際に、前記上側基板の外周縁を含む一部を撮像し、
前記処理部は、前記撮像部で撮像した画像に基づいて前記上側基板の水平方向位置を検出する、請求項１に記載の基板位置検出装置。

【請求項6】

前記支持部は、前記下側基板を前記撮像部で撮像する際の高さと同じ高さに前記上側基板を支持し、
前記撮像部は、前記支持部に支持された前記上側基板の外周縁を含む一部を撮像する、請求項５に記載の基板位置検出装置。

【請求項7】

前記撮像部は、前記上側基板又は前記下側基板の中心を含む上下方向の軸周りに間隔を空けて複数設けられる、請求項１に記載の基板位置検出装置。

【請求項8】

前記処理部は、複数の前記撮像部で撮像した画像からそれぞれ取得した前記下側基板の外周縁に関する情報に基づいて、前記下側基板の径寸法を算出する、請求項７に記載の基板位置検出装置。

【請求項9】

前記保持部及び前記支持部を収容し、天板に開口部が形成されたチャンバを備え、
前記撮像部は、前記チャンバの外側に配置され、前記開口部を介して前記上側基板の径方向外側から前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像する、請求項１に記載の基板位置検出装置。

【請求項10】

前記撮像部は、前記開口部を介して、前記上側基板の径方向外側から前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像可能な範囲で、前記撮像光軸を前記所定角度に傾けて設定する、請求項９に記載の基板位置検出装置。

【請求項11】

前記撮像部は、前記下側基板の外周縁の一部とともに前記下側基板の外周縁に設けられたノッチを撮像し、
前記処理部は、前記撮像部が撮像した画像から前記ノッチに関する情報を取得して、前記下側基板の中心を含む上下方向の軸周り方向における前記下側基板の周方向位置を検出する、請求項１に記載の基板位置検出装置。

【請求項12】

上側基板を保持する保持部と、
前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、
前記上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて前記撮像光軸を反射させずに前記下側基板の外周縁に向けて配置し、前記下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、
前記所定間隔及び前記所定角度は、
前記所定角度をθ、前記所定間隔をＺとした場合、
５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たすように設定される、基板位置検出装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の基板位置検出装置を備える、基板重ね合わせ装置。

【請求項14】

前記支持部は昇降可能に設けられ、
前記下側基板を前記支持部で支持した状態、又は前記支持部を下降させて前記下側基板をアライメント支持部で支持した状態で、前記下側基板を水平方向に挟み込むことにより前記下側基板の水平方向位置を調整するアライメント機構を備える、請求項１３に記載の基板重ね合わせ装置。

【請求項15】

上側基板を保持する保持部と、
前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、
前記上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて前記撮像光軸を反射させずに前記下側基板の外周縁に向けて配置し、前記下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、
前記所定間隔及び前記所定角度は、
前記所定角度をθ、前記所定間隔をＺとした場合、
５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たすように設定される、基板重ね合わせ装置。

【請求項16】

上側基板を保持することと、
前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持することと、
前記上側基板の上方かつ径方向外側から、撮像光軸を前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて、前記撮像光軸を反射させずに前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像することと、
撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出することと、を含み、
前記所定間隔及び前記所定角度は、
前記所定角度をθ、前記所定間隔をＺとした場合、
５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たし、前記画像から前記上側基板の外周縁に関する情報と、前記下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出方法。

【請求項17】

前記下側基板を支持する前に、前記上側基板を、前記下側基板を支持する高さに支持した状態で前記上側基板の外周縁を含む一部を撮像することと、
撮像した画像に基づいて、前記上側基板の水平方向位置を検出することと、を含む、請求項１６に記載の基板位置検出方法。

【請求項18】

前記下側基板の水平方向位置から、予め設定された基準位置に対するずれ量を算出することと、
前記ずれ量が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かを判定することと、
前記ずれ量が前記閾値の範囲外と判定した場合に、前記下側基板の水平方向位置を調整することと、を含む、請求項１７に記載の基板位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板位置検出装置、基板重ね合わせ装置、及び基板位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板と、上側基板を支持する下側基板とを重ね合わせる重ね合わせ装置において、重ね合わせ室内において、互いに近接させた上側基板及び下側基板の少なくとも一方の外周端部を映す反射板と、重ね合わせ室の外部から、反射板が映した外周端部を検知するカメラと、を有する位置検知部を備えた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成において、位置検知部は、外周端部における少なくとも３つの部位の位置を検知し、検知された位置の、基準位置からのずれ量を特定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６７０１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されたような構成では、カメラは、反射板が映した上側基板及び下側基板の外周端部をカメラで検知する。このため、上側基板と下側基板との重ね合わせ方向において、反射板に近い側に配置された上側基板及び下側基板の一方の外形寸法が、反射板から離間する側に配置された上側基板及び下側基板の他方の外形寸法が大きい場合、上側基板及び下側基板の他方の外周縁を、カメラで検知することができない場合がある。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本発明は、上側基板、及び下側基板の双方の位置を確実に検知することが可能な基板位置検出装置、基板重ね合わせ装置、及び基板位置検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様では、上側基板を保持する保持部と、上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を上側基板又は下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて配置し、撮像光軸を反射させずに上側基板の外周縁を含む一部、及び下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像可能な撮像部と、撮像部で撮像した画像に基づいて、下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、所定間隔及び所定角度は、所定角度をθ、所定間隔をＺとした場合、５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たし、処理部において画像から上側基板の外周縁に関する情報と、下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出装置が提供される。
本発明の第１の態様では、上側基板を保持する保持部と、前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、前記上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて配置し、前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像可能な撮像部と、前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、前記所定間隔及び前記所定角度は、前記処理部において前記画像から前記上側基板の外周縁に関する情報と、前記下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出装置が提供される。

【0007】

本発明の態様では、上側基板を保持する保持部と、上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、上側基板又は下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて撮像光軸を反射させずに下側基板の外周縁に向けて配置し、下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、撮像部で撮像した画像に基づいて、下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、所定間隔及び所定角度は、所定角度をθ、所定間隔をＺとした場合、５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たすように設定される、基板位置検出装置が提供される。
本発明の第２の態様では、上側基板を保持する保持部と、前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、前記上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて前記下側基板に向けて配置し、前記下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備える、基板位置検出装置が提供される。

【0008】

本発明の第３態様では、上記した基板位置検出装置を備える、基板重ね合わせ装置が提供される。

【0009】

本発明の態様では、上側基板を保持する保持部と、上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、上側基板又は下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて撮像光軸を反射させずに下側基板の外周縁に向けて配置し、下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、撮像部で撮像した画像に基づいて、下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、所定間隔及び所定角度は、所定角度をθ、所定間隔をＺとした場合、５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たすように設定される、基板重ね合わせ装置が提供される。
本発明の第４の態様では、上側基板を保持する保持部と、上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持する支持部と、上側基板の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を、上側基板又は下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて下側基板に向けて配置し、下側基板の外周縁を含む一部を撮像可能な撮像部と、撮像部で撮像した画像に基づいて、下側基板の水平方向位置を検出する処理部と、を備える、基板重ね合わせ装置が提供される。

【0010】

本発明の態様では、上側基板を保持することと、上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持することと、上側基板の上方かつ径方向外側から、撮像光軸を上側基板又は下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて、撮像光軸を反射させずに上側基板の外周縁を含む一部、及び下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像することと、撮像した画像に基づいて、下側基板の水平方向位置を検出することと、を含み、所定間隔及び所定角度は、所定角度をθ、所定間隔をＺとした場合、５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍであって０．６／Ｚ≦ｓｉｎθを満たし、画像から上側基板の外周縁に関する情報と、下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出方法が提供される。
本発明の第５態様では、上側基板を保持することと、前記上側基板の下方に所定間隔を空けて下側基板を支持することと、前記上側基板の上方かつ径方向外側から、撮像光軸を前記上側基板又は前記下側基板の外周縁を含む上下方向から所定角度傾けて、前記上側基板の外周縁を含む一部、及び前記下側基板の外周縁を含む一部を同時に撮像することと、撮像した画像に基づいて、前記下側基板の水平方向位置を検出することと、を含み、前記所定間隔及び前記所定角度は、前記画像から前記上側基板の外周縁に関する情報と、前記下側基板の外周縁に関する情報とを分離可能に設定される、基板位置検出方法が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、上側基板、及び下側基板の双方の位置を確実に検知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る基板重ね合わせ装置の一例を示す図である。

【図2】実施形態に係る基板重ね合わせ装置に設けられた撮像部を示す図である。

【図3】撮像部の配置例を示す平面図である。

【図4】撮像部で撮像した画像の一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】図５に続いて、本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】図６に続いて、本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。

【図8】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板をチャンバ内に搬入し、リフトピンで支持した図である。

【図9】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板を支持プレート上に載置した図である。

【図10】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板に対してアライメント動作を行った図である。

【図11】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板をスペーサの下方位置まで上昇させた図である。

【図12】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板の外周縁を撮像部で撮像した図である。

【図13】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板を保持部のスペーサで保持させた図である。

【図14】他の実施形態に係る基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、上側の基板を保持部の吸着パッドで保持させた図である。

【図15】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板をチャンバ内に搬入し、リフトピンで支持した図である。

【図16】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板を支持プレート上に載置した図である。

【図17】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板に対してアライメント動作を行った図である。

【図18】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板を上側の基板に対して所定間隔を空けて下方に位置させた図である。

【図19】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板の外周縁を撮像部で撮像した図である。

【図20】他の実施形態に係る基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、下側の基板の外周縁を撮像部で撮像した図である。

【図21】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、リフトピンを上昇させて上側の基板と下側の基板とを貼り合わせた図である。

【図22】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、リフトピンを上昇させ、重ね合わせた基板を受け取った図である。

【図23】基板重ね合わせ装置の動作の一例を示し、重ね合わせた基板をリフトピンからアームに渡した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。また、図面においては実施形態をわかり易く説明するため、一部分を省略して表現している部分がある。さらに、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは大きさ、形状が異なっている場合がある。以下の各図において、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ直交座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において基板３０１と基板３０２との搬送方向に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向（高さ方向）と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が－方向であるとして説明する。

【0014】

＜基板重ね合わせ装置＞
実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００について説明する。図１は、実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００の一例を示す図である。基板重ね合わせ装置１００は、接着層Ｆを形成した基板３０１と、接着層Ｆを形成した基板３０２とを、互いの接着層Ｆを当接させて貼り付ける。なお、接着層Ｆは、基板３０１及び基板３０２の双方に形成されることに限定されず、いずれか一方の基板３０１又は基板３０２に形成される形態であってもよい。接着層Ｆは、基板重ね合わせ装置１００に搬入される前に、例えば塗布装置等により基板３０１、基板３０２に塗布、乾燥されることで形成される。なお、この塗布装置は、基板重ね合わせ装置１００に備える形態であってもよい。また、基板３０１及び基板３０２のいずれか一方に接着層Ｆが形成され、いずれか他方に例えば反応層が形成される場合がある。

【0015】

本実施形態では、貼り付けられる２枚の基板のうち、上側基板を基板３０１と称し、下側基板を基板３０２と称する。基板３０１及び基板３０２は、例えばガラス基板、半導体基板、樹脂性基板などである。本実施形態では、例えば、上側の基板３０１がガラス基板、下側の基板３０２がシリコン基板である。また、基板３０１と基板３０２とを貼り付けた形態を基板３００（図２３参照）と称する。基板３０１及び基板３０２は、いずれも平面視において（Ｚ方向から見て）円形状の円形基板が使用されるが、円形基板に限定されず、平面視において矩形状（正方形状、長方形状）の角形基板、楕円形状、長円形状等の基板であってもよい。

【0016】

図１に示すように、基板重ね合わせ装置１００は、チャンバ１０と、支持部２０と、保持部３０と、昇降機構５０と、アライメント機構６０と、撮像機構７０と、制御部２００と、を備える。

【0017】

基板重ね合わせ装置１００において、基板３０１、３０２を貼り合わせるには、まず、基板３０１をチャンバ１０内に搬入し、アライメント機構６０で位置合わせした後、支持部２０で基板３０１を上昇させ、基板３０１の水平方向位置を検出する。水平方向位置の検出後、基板３０１を上昇させ、保持部３０で保持させる。その後、基板３０２をチャンバ１０内に搬入し、アライメント機構６０で位置合わせした後、支持部２０で基板３０２を上昇させ、基板３０２の水平方向位置を検出する。水平方向位置の検出後、基板３０２を支持部２０で上昇させ、保持部３０に保持された基板３０１と重ね合わせる。

【0018】

チャンバ１０は、基板重ね合わせ装置１００の基台１５上に配置されている。チャンバ１０は、基台１５の外周部から上方に立ち上がる側壁１０ａと、側壁１０ａの上方を覆う天板１０ｂとを有した箱状に形成されている。チャンバ１０には、支持部２０と、保持部３０と、昇降機構５０の一部と、アライメント機構６０とが収容されている。チャンバ１０は、箱状に形成されており、側壁１０ａの一部に側面開口１１を有している。側面開口１１は、チャンバ１０の－Ｘ側の面に形成され、チャンバ１０の内部と外部と、を連通させる。側面開口１１は、搬送装置９０に保持された基板３０１、３０２、さらに両者を貼り付けた基板３００が通過可能な寸法に形成されている。

【0019】

基板３０１、３０２は、搬送装置９０のアーム９１によって側面開口１１を介してチャンバ１０にそれぞれ搬入される。また、基板３００は、側面開口１１を介してチャンバ１０内から搬出される。本実施形態では、搬送装置９０は、平板状の２本のアーム９１を備えており、チャンバ１０に基板３０１を搬入する際は、基板３０１の上側から吸着して基板３０１を保持する。搬送装置９０は、基板３０２を搬入する際、及び基板３００をチャンバ１０から搬出する際は、基板３０２、Ｓの下側から吸着して基板３０２、Ｓを保持する。なお、アーム９１は、基板３０２、Ｓを搬送する際、基板３０２、Ｓを吸着せずにアーム９１の上面側に載置して保持する形態であってもよい。なお、アーム９１は２本とは限らず、３本以上であってもよい。

【0020】

チャンバ１０は、側面開口１１を開閉するゲートバルブ１２を備えている。ゲートバルブ１２は、チャンバ１０の－Ｘ側の側面における外側に配置され、図示しない駆動部によって、例えば、上下方向（Ｚ方向）にスライド可能である。ゲートバルブ１２は、スライドすることにより側面開口１１を開閉する。

【0021】

なお、ゲートバルブ１２で側面開口１１を閉じることによりチャンバ１０内を密閉状態にして、チャンバ１０内を真空雰囲気としてもよい。側面開口１１を閉じても、チャンバ１０内を、大気圧雰囲気下としてもよい。また、チャンバ１０の天板１０ｂには、後述する軸部５１が貫通する貫通部１０ｈが設けられている。貫通部１０ｈには、軸部５１が挿入されている。

【0022】

また、チャンバ１０内は、図示しないガス供給装置に接続されてもよい。このガス供給装置からチャンバ１０内に所定のガスを供給することで、チャンバ１０内の雰囲気を、所定のガス雰囲気に置換することができる。所定のガスとしては、例えば、窒素ガスなどの基板３０１、３０２に形成されている薄膜等に対して不活性なガス、又はドライエアなどが用いられる。チャンバ１０内を真空雰囲気とする場合には、チャンバ１０内は、図示しない吸引装置に接続される。この吸引装置によりチャンバ１０内を吸引（排気）することにより、チャンバ１０内を真空雰囲気にすることができる。さらに、チャンバ１０は、内部の真空雰囲気を開放するために外部に対して開放可能なバルブを備えていてもよい。

【0023】

支持部２０は、チャンバ１０内に搬入される基板３０１、３０２を下方から支持する。支持部２０は、リフトピン２１と、リフトピン２１の下端に連結されてＺ方向に昇降する移動部２２と、移動部２２を昇降させるリフトピン駆動部２３と、支持プレート（アライメント支持部）２５と、を有している。

【0024】

リフトピン２１は、支持部２０の中央部に配置されている。リフトピン２１は、基板３０１、３０２に下方から突き当たることで、基板３０１、３０２を支持する。リフトピン２１は、例えば複数本設けられている。複数本のリフトピン２１は、上下方向から見た際、基板３０１、３０２の中心部に対して径方向外側に、周方向に間隔をあけて同心状に配置されている。なお、リフトピン２１は、基板３０１、３０２の中心部に１本のみを配置してもよい。リフトピン２１は、例えば、非導電性を有する材質（例えば樹脂、金属、セラミックスなど）で形成されてもよい。

【0025】

移動部２２は、リフトピン駆動部２３を駆動させることにより昇降する。リフトピン駆動部２３は、例えば電動の回転モータ、リニアモータ、エアーシリンダ装置、油圧シリンダ装置などが用いられ、図示しない伝達機構により駆動力が移動部２２に伝達される。

【0026】

また、支持部２０は、リフトピン２１が下降した際に、基板３０１、３０２を支持する。本実施形態において、支持部２０は例えばステンレスで形成されており、上面側に例えばセラミック製の支持プレート２５が設けられている。板状の支持プレート２５を備えるようにしてもよい。支持プレート２５は、複数本の支柱２６を介して、基台１５の上方に設けられている。この場合、支持プレート２５は、リフトピン２１が貫通する貫通孔２５ｈを有している。リフトピン２１は、貫通孔２５ｈを通して、支持プレート２５から上方に出没可能に構成される。支持プレート２５は、基板３０１、３０２を加熱するためのヒータを内蔵していてもよい。

【0027】

支持部２０は、リフトピン２１により支持した基板３０１、３０２、３００を昇降させる。このため、リフトピン２１は、例えば、チャンバ１０内に搬入された基板３０１、３０２のそれぞれを受け取る第１位置Ｐ１（図８、図１５参照）と、アライメント機構６０で位置合わせするための第２位置Ｐ２（図１０参照）と、基板３０１、３０２の位置検出を行うための第３位置Ｐ３（図１２、図１８参照）と、基板３０１を保持部３０で保持するための第４位置Ｐ４（図１３、図１９参照）と、基板３０２を基板３０１に重ね合わせるための第５位置Ｐ５（図２１参照）との間で、基板３０１、３０２を昇降可能である。支持部２０のリフトピン２１は、保持部３０で保持した基板３０１の下方に、所定間隔を空けて基板３０２を支持する。

【0028】

保持部３０は、支持部２０の上方に離間して設けられている。本実施形態では、保持部３０としてスペーサ３１が用いられる。スペーサ３１は、上側の基板３０１を保持する。スペーサ３１は、基板３０１を、基板３０２との重ね合わせを行うまでの間、保持しておく部材である。スペーサ３１は、基板３０１の径方向外側に、基板３０１の周方向に間隔をあけて複数設けられている。

【0029】

複数のスペーサ３１は、例えばチャンバ１０の天板１０ｂから下方に延びる支持部材（図示無し）により支持されている。複数のスペーサ３１は、基板３０１の周縁部の一部を下側から支持する。複数のスペーサ３１のそれぞれは、図示しない駆動機構により、基板３０１を下側から支持する位置と、基板３０１の径方向外側に退避する位置との間で、水平方向に移動可能である。スペーサ３１は、リフトピン２１により上昇した基板３０１の下方に進入することで、基板３０１をリフトピン２１から受け取る。

【0030】

昇降機構５０は、後述する上側プレート５２を下降させ、基板３０１と基板３０２とを貼り合わせる際に、基板３０１を基板３０２側（支持部２０側）に向かって押圧する。昇降機構５０は、軸部５１と、軸部５１を駆動させる駆動部（図示無し）と、上側プレート５２と、押圧ピン５３とを備える。軸部５１は、上方から見て上側プレート５２の中央部に配置され、上側プレート５２の中央部に荷重（押圧力）を付加する。軸部５１は、貫通部１０ｈを介してチャンバ１０内に挿入されている。軸部５１は、円形断面の棒状体であり、付与される荷重によって変形しない、又は変形が押さえられた外径及び材質（例えば金属、樹脂、セラミックス等）により形成される。駆動部は、軸部５１を駆動する。駆動部は、例えば、エアーシリンダ装置、油圧シリンダ装置、電動回転モータを用いたボールネジ機構等が用いられる。

【0031】

上側プレート５２は、軸部５１の下端に固定される。上側プレート５２は、上方から見て円形の板状体である。ただし、上側プレート５２は、円形状であることに限定されず、例えば、矩形状（正方形状、長方形状）、楕円形状、長円形状等であってもよい。また、上側プレート５２は、例えば、金属、樹脂、セラミックス等により形成される。上側プレート５２は、基板３０１を基板３０２に押し付けた際に容易に変形しない剛性が付与されている。上側プレート５２は、は、基板３０１と基板３０２とを貼り付ける際に、上側の基板３０１を下側の基板３０２に向かって押し付ける。

【0032】

上側プレート５２は、上方から見て、少なくともリフトピン２１と重なる位置に配置されている。この構成により、基板３０１、３０２を重ね合わせる際に、基板３０１，Ｓ２を、上側プレート５２とリフトピン２１とで上下から挟み込み、基板３０１、３０２を確実に重ね合わせることができる。上側プレート５２は、基板３０１、３０２を加熱するためのヒータ（加熱部）を備える形態であってもよい。また、上側プレート５２がヒータを備える形態に代えて、チャンバ１０内を加熱するヒータが設けられる形態であってもよい。

【0033】

押圧ピン５３は、上側プレート５２の下面から突出した状態で複数設けられる。複数の押圧ピン５３のそれぞれは、コイルスプリング等の弾性部材により支持されており、上側プレート５２の下面に対して没入可能に設けられている。押圧ピン５３は、基板３０１と基板３０２とを貼り付ける際に上側プレート５２の下面から没入しつつ、上側の基板３０１を下側の基板３０２に向かって押し付ける。また、押圧ピン５３は、基板３０１と基板３０２とを貼り付けた後、弾性部材によって上側プレート５２の下面から突出する力によって、基板３０１に対する上側プレート５２の剥離性を高めることができる。

【0034】

アライメント機構６０は、支持部２０に対して、基板３０１、３０２の位置決めを行う。アライメント機構６０は、複数のアライメント駆動部６１と、複数のアライメントブロック６２と、を備える。アライメントブロック６２は、基板３０１、３０２を径方向から挟み込むことで、基板３０１、３０２をアライメント（位置決め）するために用いられる。複数のアライメントブロック６２は、支持プレート２５の外周部に、支持プレート２５の中心軸Ａｘ周りの周方向に間隔を開けて配置されている。

【0035】

複数のアライメントブロック６２は、中心軸Ａｘ周りの周方向に間隔を開けて、例えば３個配置されている。アライメントブロック６２の数は、４個以上であってもよい。複数のアライメントブロック６２のそれぞれは、図示しないガイドによって、支持プレート２５の上面に沿った水平方向に移動可能である。アライメントブロック６２は、基板３０１、３０２が帯電するのを防止するため、導電性を有する材料で形成されるのが好ましい。

【0036】

アライメント駆動部６１は、複数のアライメントブロック６２のそれぞれを、支持プレート２５の径方向に移動させる。アライメント駆動部６１は、例えば、シリンダ装置又は電動モータの駆動源と、駆動源で生じた駆動力をアライメントブロック６２のそれぞれに伝達する伝達機構とを有する。

【0037】

アライメント機構６０は、アライメント駆動部６１を駆動することで複数のアライメントブロック６２を支持プレート２５の径方向に進出させ、支持プレート２５に載置した基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを、支持プレート２５の上面に平行な方向に押すことで、基板３０１、３０２を挟み込む。アライメント機構６０は、アライメント駆動部６１を駆動することでアライメントブロック６２を基板３０１、３０２の径方向に進退させることで、基板３０１、３０２を支持部２０の中心軸Ａｘに対して位置合わせする。

【0038】

アライメント機構６０の動作は、制御部２００によって制御される。アライメントブロック６２が用いられる場合、制御部２００は、例えば、図示しない他のユニットで取得した基板３０１、３０２の形状を読み込み、基板３０１、３０２に対してそれぞれのアライメント位置を決めてから、アライメントブロック６２を動作させる。なお、アライメント機構６０は、所要の機能を果たすことができるのであれば、その具体的な構成を何ら限定するものではなく、適宜他の構成に変更可能である。

【0039】

図２は、実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００に設けられた撮像部７１を示す図である。図３は、撮像部７１の配置例を示す平面図である。

【0040】

図１～図３に示すように、撮像機構７０は、撮像部７１と、照明７２と、を備えている。撮像部７１は、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを含む一部を撮像可能である。撮像部７１は、基板３０１、３０２の各々の水平位置を検出する際、基板３０１、３０２をリフトピン２１により、所定の高さに設定された第３位置Ｐ３（図１２、図１９参照）に保持した状態で、基板３０１、３０２の各々の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを含む一部を撮像する。基板３０１の水平位置を検出する際、撮像部７１は、リフトピン２１で、基板３０１を、スペーサ３１の下方の所定位置に位置させた状態で、基板３０１の外周縁３０１ｓを含む一部を撮像する。

【0041】

基板３０２の水平位置を検出する際、図２に示すように、撮像部７１は、基板３０１をスペーサ３１で支持し、リフトピン２１で、基板３０２をスペーサ３１の下方に所定間隔を空けて位置させた状態で、基板３０２の外周縁３０２ｓを含む一部を撮像する。ここで、撮像部７１で基板３０１の撮像を行う際の基板３０１と、撮像部７１で基板３０２の撮像を行う際の基板３０２は、同一の高さの第３位置Ｐ３に配置される。

【0042】

撮像部７１は、例えば、ＣＣＤカメラである。撮像部７１は、基板３０１がスペーサ３１に支持された状態において、基板３０１の上方に位置するように設けられている。本実施形態では、撮像部７１は、チャンバ１０の外側に配置されている。撮像部７１は、チャンバ１０の天板１０ｂ上に、図示しないブラケットを介して支持されている。天板１０ｂには、天板１０ｂを上下に貫通する開口部１０ｓが形成されている。開口部１０ｓは、ガラス等からなる透明な窓材１７が設けられている。撮像部７１は、窓材１７を通して、チャンバ１０の外側から、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓの一部を撮像する。

【0043】

図３に示すように、撮像部７１は、上下方向から見た際、基板３０１、３０２の径方向外側に設けられている。本実施形態において、撮像部７１は、基板３０１、３０２の周方向に間隔をあけて、複数設けられている。撮像部７１は、周方向に等間隔をあけて、例えば３つ設けられている。３つの撮像部７１は、スペーサ３１と周方向の位置が重ならないよう、スペーサ３１とは周方向の位置を異ならせて配置されている。

【0044】

図４は、撮像部７１で撮像した画像の一例を示す図である。
図２に示すように、各撮像部７１は、撮像光軸７１ｃを、基板３０１又は基板３０２の外周縁３０２ｓを含む上下方向から所定角度（傾斜角度θ）傾けて配置されている。各撮像部７１は、スペーサ３１に支持された基板３０１の下方に所定間隔Ｚを空けて、リフトピン２１により支持された基板３０２を位置させた状態で、基板３０２の外周縁３０２ｓの一部を撮像可能となるように、上下方向から傾けて配置されている。

【0045】

より具体的に、基板３０１の外形寸法の許容誤差範囲内で、上方に位置する基板３０１の外形寸法が、下方に位置する基板３０２の外形寸法よりも大きい場合であっても、撮像部７１で、下方に位置する基板３０２の外周縁３０２ｓを撮像可能となるように、撮像部７１が設けられている。上記の間隔Ｚ及び傾斜角度θは、後述の処理部２０１において、撮像部７１で撮像された画像から、基板３０１の外周縁３０１ｓに関する情報と、基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報とを分離可能に設定される。

【0046】

撮像部７１は、基板３０２の位置検出を行う際、スペーサ３１に支持された基板３０１の下方に、リフトピン２１により支持された基板３０２を位置させた状態で、図４に示すように、基板３０１の外周縁３０１ｓの一部と、基板３０２の外周縁３０２ｓの一部との双方を同時に撮像可能となるように、上下方向から傾けて配置されている。

【0047】

図２に示すように、各撮像部７１は、撮像光軸７１ｃを、基板３０１の外周縁３０１ｓ、又は基板３０２の外周縁３０２ｓを含む上下方向から所定の傾斜角度θだけ傾けて配置されている。この傾斜角度θは、例えば、
５°≦θ≦２０°
とするのが好ましい。傾斜角度θの、より好ましい範囲は、８°≦θ≦１２°である。

【0048】

傾斜角度θが、上記範囲の下限を下回ると、撮像部７１で撮像された画像において、基板３０１の外周縁３０１ｓと基板３０２の外周縁３０２ｓとが重なってしまうことがある。傾斜角度θが、上記範囲の上限を上回ると、撮像部７１を、径方向外側に大きく張り出した位置に配置しなければならず、基板重ね合わせ装置１００の大型化に繋がってしまう。

【0049】

また、スペーサ３１に支持された基板３０１の下方に、リフトピン２１により支持された基板３０２を位置させた状態で、撮像部７１で、基板３０２の外周縁３０２ｓの一部を撮像する場合、基板３０１と基板３０２との上下方向の間隔Ｚは、例えば、
５ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍ
となるようにするのが好ましい。この間隔Ｚの、より好ましい範囲は、例えば、
１０ｍｍ≦Ｚ≦１５ｍｍ
である。

【0050】

撮像部７１の撮像光軸７１ｃの傾斜角度θは、スペーサ３１に支持された基板３０１の下方に、リフトピン２１により支持された基板３０２を位置させた状態で、基板３０２の外周縁３０２ｓの撮像を行う際、
０．６／Ｚ≦ｓｉｎθ
を満たすように、撮像部７１を設けるのが好ましい。さらに、撮像部７１の撮像視野径をＤとした場合、撮像部７１は、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓが撮像部７１の撮像視野径の範囲内に入るように、
０．６／Ｚ≦ｓｉｎθ≦０．５Ｄ／Ｚ
を満たすように設けるのが好ましい。撮像部７１は、特に、
１．５／Ｚ≦ｓｉｎθ≦２．０／Ｚ
を満たすように設けるのが好ましい。本実施形態では、撮像部７１を、
ｓｉｎθ＝１．７５／Ｚ
となるように設けている。より具体的に、本実施形態では、基板３０１と基板３０２との上下方向の間隔Ｚを１０ｍｍとし、撮像部７１の傾斜角度θを１０°としている。
ここで、本実施形態では、撮像部７１の撮像視野径Ｄは直径１６ｍｍを採用しているが、８ｍｍから２０ｍｍの範囲としてもよい。また、撮像部７１は、視野画角（縦×横）が８ｍｍ×８ｍｍから２０ｍｍ×２０ｍｍの画角としてもよい。撮像部７１は、視野画角（縦×横）を１６ｍｍ×１６ｍｍの画角としてもよい。

【0051】

このように、撮像部７１は、開口部１０ｓを介して、基板３０１の径方向外側から基板３０１の外周縁３０１ｓを含む一部、及び基板３０２の外周縁３０２ｓを含む一部を同時に撮像可能な範囲で、撮像光軸７１ｃを所定角度に傾けて設定している。また、図４に示すように、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓに、ノッチ３０５が設けられている場合、撮像部７１は、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを撮像する際、ノッチ３０５を同時に撮像する。

【0052】

図２、図３に示すように、照明７２は、各撮像部７１の近傍に配置されている。各照明７２は、開口部１０ｓを介してチャンバ１０内を照明する。照明７２は、チャンバ１０の天板１０ｂ上に設けられている。照明７２は、例えば、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを含む上下方向と重なる位置に設けられている。

【0053】

図１に示す制御部２００は、基板重ね合わせ装置１００における各部の動作を統括して制御する。制御部２００は、各撮像部７１で撮像した画像に基づいて、基板３０１、３０２の水平方向位置を検出する処理部２０１を備えている。処理部２０１は、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓに関する情報から基板３０１、３０２の中心位置を算出し、予め設定された基準位置に対するずれ量を算出する。

【0054】

処理部２０１は、各撮像部７１で撮影された基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓの位置に基づき、基板３０１、３０２の中心位置を算出する。また、処理部２０１は、各撮像部７１で撮影された、基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓのノッチ３０５に位置から、基板３０１、３０２の周方向への位置ずれを算出する。処理部２０１は、基板３０１、３０２の水平方向位置、周方向位置のずれ量が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かを判定する。

【0055】

また、処理部２０１は、複数の撮像部７１で撮像した画像からそれぞれ取得した基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓに関する情報に基づいて、基板３０１、３０２の径寸法を算出するようにしてもよい。また、処理部２０１は、処理部２０１は、複数の撮像部７１で撮像した画像からそれぞれ取得した基板３０１、３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓに形成されたノッチ３０５に関する情報を取得し、基板３０１、３０２の中心を含む上下方向の軸周り方向における、基板３０１、３０２の周方向位置を検出するようにしてもよい。

【0056】

上記したような基板重ね合わせ装置１００のうち、保持部３０と、支持部２０と、撮像部７１と、処理部２０１とにより、基板３０１、３０２の水平方向位置を検出する基板位置検出装置１１０が構成されている。

【0057】

＜基板位置検出方法＞
次に、本実施形態に係る基板位置検出方法について説明する。図５は、本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。図６は、図５に続いて、本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。図７は、図６に続いて、本実施形態に係る基板位置検出方法の一例を示すフローチャートである。この基板位置検出方法は、例えば、制御部２００からの指示により実行される。図８から図２３は、基板重ね合わせ装置１００の動作の一例を示す工程図である。なお、これらの工程図では、各部の動きが分かり易くなるように、記載を簡略化している。以下、図５～図７のフローチャートに沿って説明する。

【0058】

まず、チャンバ１０のゲートバルブ１２を開き、上側の基板３０１を搬入する（ステップＳ０１）。図８に示すように、制御部２００は、図示しない駆動部を駆動させてゲートバルブ１２を上昇させ、側面開口１１を開放させる。続いて、基板３０１（上側基板）をチャンバ１０内に搬入する。このとき、制御部２００は、リフトピン２１を基板３０１の受け渡し高さである第１位置Ｐ１まで、上昇させておく。

【0059】

搬送装置９０のアーム９１は、下面側に基板３０１を保持した状態で側面開口１１からチャンバ１０の内部に進入し、基板３０１をリフトピン２１の上方に配置させる。アーム９１は、下面に設けられた図示しない吸着パッド等により基板３０１を吸着保持している。その後、制御部２００は、アーム９１を下降させて、基板３０１をアーム９１からリフトピン２１に渡す（ステップＳ０２）。リフトピン２１は、基板３０１に下方から突き当たる。その後、アーム９１は、チャンバ１０から退出する。

【0060】

続いて、基板３０１を、支持プレート２５上に載置する（ステップＳ０３）。図９に示すように、制御部２００は、基板３０１を支持しているリフトピン２１を下降させ、基板３０１を第２位置Ｐ２に移動させて支持部２０の支持プレート２５上に載置する。このとき、リフトピン２１は、支持プレート２５（すなわち基板３０１の下面）よりも下方位置まで下降させ、基板３０１を支持プレート２５で支持させる。また、支持プレート２５に内蔵するヒータ（図示無し）により基板３０１を加熱してもよい。

【0061】

続いて、基板３０１に対してアライメント動作を行う（ステップＳ０４）。図１０に示すように、制御部２００は、アライメント駆動部６１を駆動して各アライメントブロック６２を径方向内側に向かって進出させ、支持プレート２５上で、複数のアライメントブロック６２で基板３０１を挟むことにより基板３０１を位置決めする。アライメント動作の後、制御部２００は、各アライメントブロック６２を径方向外側に退避させる。

【0062】

続いて、基板３０１を、スペーサ３１の下方の所定高さの第３位置Ｐ３まで上昇させる（ステップＳ０５）。図１１に示すように、制御部２００は、リフトピン２１を上昇させ、支持プレート２５から基板３０１を受けとる。制御部２００は、リフトピン２１をさらに上昇させて基板３０１を上昇させ、予め設定した、所定の高さの第３位置Ｐ３まで上昇させる。

【0063】

続いて、基板３０１の外周縁３０１ｓの撮像を行う（ステップＳ０６）。図１２に示すように、制御部２００は、複数の照明７２の各々で、開口部１０ｓを通して基板３０１の外周縁３０１ｓに照明光を当てる。制御部２００は、複数の撮像部７１の各々で、基板３０１の外周縁３０１ｓを撮像する。各撮像部７１は、撮像した画像のデータを、制御部２００に出力する。

【0064】

続いて、基板３０１の水平方向位置を検出する（ステップＳ０７）。制御部２００の処理部２０１は、複数の撮像部７１で撮像した基板３０１の画像に基づき、基板３０１の周方向複数の位置における外周縁３０１ｓの位置から、基板３０１の中心位置を算出する。さらに、処理部２０１は、算出された基板３０１の中心位置の、予め設定された基準位置に対するずれ量を算出する。また、処理部２０１は、各撮像部７１で撮影された、基板３０１の外周縁３０１ｓのノッチ３０５の位置から、基板３０１の周方向への位置ずれを算出する。

【0065】

続いて、基板３０１の基準位置に対するずれ量が、閾値の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ０８）。処理部２０１は、算出された基板３０１の中心位置の基準位置に対する水平方向、及び周方向のずれ量が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かを判定する。

【0066】

その結果、基板３０１のずれ量が、閾値の範囲内である場合、ステップＳ１１に進む。一方、基板３０１のずれ量が、閾値の範囲外であった場合、制御部２００は、ステップＳ０４に戻り、基板３０１のアライメント動作を再度実施させる。制御部２００は、ステップＳ０４における、基板３０１のアライメント動作を再度実施した後、ステップＳ０５～Ｓ０８を繰り返す。アライメント動作の再度の実施により、基板３０１のずれ量が、閾値の範囲内となった場合、ステップＳ１１に進む。

【0067】

なお、ステップＳ０８からステップＳ０４に戻る際には、ステップＳ０４に戻って基板３０１のアライメント動作の繰り返し回数が、予め設定された所定回数に到達したか否かを確認する（ステップＳ０９）。その結果、ステップＳ０４における、基板３０１のアライメント動作を、予め設定された所定回数繰り返して実施した後においても、基板３０１のずれ量が、閾値の範囲外であった場合、制御部２００は、基板重ね合わせ装置１００のオペレータに、異常の発生を示すためのアラームを、アラーム音の出力、アラーム光の発光、アラームメッセージの表示等により出力する（ステップＳ１０）。

【0068】

基板３０１の水平方向位置の検出後、基板３０１をスペーサ３１の位置まで上昇させる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、リフトピン２１を上昇させて基板３０１をスペーサ３１よりも上方の第４位置Ｐ４まで上昇させる。続いて、基板３０１を保持部３０スペーサ３１で保持させる（ステップＳ１２）。図１３に示すように、制御部２００は、リフトピン２１を上昇させて基板３０１をスペーサ３１よりも上方の第４位置Ｐ４まで上昇させ、保持部３０のスペーサ３１で基板３０１を下方から支持させる。このとき、スペーサ３１は、基板３０１の上昇中に基板３０１と干渉しないよう、径方向外側に退避させておく。基板３０１を第４位置Ｐ４まで上昇させた後、スペーサ３１を径方向内側の元の位置に復帰させる。続いて、リフトピン２１を下降させることにより、基板３０１がスペーサ３１により保持され、リフトピン２１は、基板３０１から下方に離れた状態となる。

【0069】

図１４は、他の実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００Ａの動作の一例を示し、上側の基板３０１を保持部３０Ａの吸着パッド３３で保持させた図である。なお、図１４において、上記した実施形態と同様の部材については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。図１４に示すように、基板重ね合わせ装置１００Ａは、上記した保持部３０に代えて保持部３０Ａを備えている。保持部３０Ａは、上側プレート５２の下面側に吸着パッド３３を備える。吸着パッド３３は、基板３０１の上面を吸着する。吸着パッド３３は、リフトピン２１で支持する基板３０１の上面を吸着して基板３０１をリフトピン２１から受け取る。吸着パッド３３は、いわゆる真空吸着パッドである。吸着パッド３３は、上側プレート５２の下面側に複数設けられてもよい。なお、吸着パッド３３は、真空吸着パッドに限らず、静電吸着パッドもしくは粘着パッドであってもよい。粘着パッドを使用する場合、基板３０１を粘着パッドから離すために用いる粘着剥離機構（図示無し）を具備する。

【0070】

この基板重ね合わせ装置１００Ａでは、上記したステップＳ１２において、基板３０１を吸着パッド３３に接触させるまでリフトピン２１により上昇させる。このとき、リフトピン２１を上昇させつつ、吸着パッド３３を下降させてもよい。続いて、上記したステップＳ１２において吸着パッド３３内を吸引することで、基板３０１が吸着パッド３３に吸着される。すなわち、上記したステップＳ１２を示す図１３と同様に、基板３０１は、吸着パッド３３（保持部３０Ａ）に保持された状態となる。

【0071】

図１３に続いて、基板３０２（下側基板）を、チャンバ１０内に搬入する（ステップＳ１３）。図１５に示すように、制御部２００は、リフトピン２１を基板３０２の受け渡し高さまで下降させる。その後、アーム９１によって基板３０２をチャンバ１０内に搬入してリフトピン２１の上方の第１位置Ｐ１に配置させる。アーム９１は、下面側に基板３０２を吸着して保持している。

【0072】

続いて、制御部２００は、リフトピン２１を上昇させて、基板３０２をアーム９１からリフトピン２１に渡す（ステップＳ１４）。その後、アーム９１は、チャンバ１０から退出する。その後、ゲートバルブ１２を閉じて、図示しない吸引装置によりチャンバ１０内を排気する。

【0073】

続いて、図１６に示すように、リフトピン２１を下降させて基板３０２を第２位置Ｐ２まで移動させ、支持部２０に載置させる。リフトピン２１は、支持プレート２５よりも下方位置まで下降させ、基板３０２を支持プレート２５のみで支持させる（ステップＳ１５）。この構成により、基板３０２は、リフトピン２１と非接触となり、支持プレート２５によって支持された状態となる。その後、支持プレート２５に内蔵されたヒータにより基板３０２を加熱してもよい。

【0074】

続いて、基板３０２に対してアライメント動作を行う（ステップＳ１６）。図１７に示すように、制御部２００は、アライメント駆動部６１を駆動して各アライメントブロック６２を径方向内側に向かって進出させ、複数のアライメントブロック６２で基板３０２を挟むことにより基板３０２を位置決めする。アライメント動作の後、制御部２００は、各アライメントブロック６２を径方向外側に退避させる。ステップＳ０８のアライメント動作は、ステップＳ０４のアライメント動作と同様である。したがって、基板３０１と基板３０２とは、平面視でほぼ同じ位置に位置決めされる。

【0075】

続いて、基板３０２を、スペーサ３１の下方の所定高さの第３位置Ｐ３まで上昇させる（ステップＳ１７）。図１８に示すように、制御部２００は、リフトピン２１を上昇させ、支持プレート２５から基板３０２を受けとる。制御部２００は、リフトピン２１をさらに上昇させ、基板３０２を、予め設定した所定の高さの第３位置Ｐ３まで上昇させる。ここで、基板３０２を上昇させた第３位置Ｐ３は、ステップＳ０５で基板３０１を上昇させた第３位置Ｐ３と同一の高さである。

【0076】

続いて、基板３０２の外周縁３０２ｓの撮像を行う（ステップＳ１８）。図１９に示すように、制御部２００は、複数の照明７２の各々で、開口部１０ｓを通して基板３０２の外周縁３０２ｓに照明光を当てる。制御部２００は、複数の撮像部７１の各々で、基板３０２の外周縁３０２ｓを撮像する。このとき、図４に示すように、各撮像部７１では、基板３０２の外周縁３０２ｓと、基板３０２の上方に位置している基板３０１の外周縁３０１ｓとを、同時に撮像する。各撮像部７１は、撮像した画像のデータを、制御部２００に出力する。

【0077】

なお、図１４に示す基板重ね合わせ装置１００Ａにおいても、上記と同様にステップＳ１８で基板３０２の外周縁３０２ｓの撮像を行う。図２０は、他の実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００Ａの動作の一例を示し、下側の基板３０２の外周縁３０２ｓを撮像部７１で撮像した図である。図２０に示すように、上側の基板３０１を保持部３０Ａの吸着パッド３３で保持し、下側の基板３０２を第３位置Ｐ３まで上昇させた状態で、撮像部７１で基板３０２の外周縁３０２ｓを撮像する。

【0078】

続いて、基板３０２の水平方向位置を検出する（ステップＳ１９）。制御部２００の処理部２０１は、複数の撮像部７１で撮像した基板３０２の画像に基づき、基板３０２の周方向複数の位置における外周縁３０２ｓの位置から、基板３０２の中心位置を算出する。このとき、処理部２０１は、複数の撮像部７１で撮像した画像から、基板３０１の外周縁３０１ｓに関する情報と、基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報とを分離する。

【0079】

処理部２０１は、図４に示されるような、撮像部７１で撮像した画像から、基板３０１の外周縁３０１ｓに関する情報を除去して、基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報のみを抽出する。これには、具体的に、処理部２０１は、画像中の基板３０１の外周縁３０１ｓの上縁３０１ｓ１、下縁３０１ｓ２、及び基板３０２の外周縁３０２ｓの上縁３０２ｓ１、下縁３０２ｓ２のうち、最も下方に位置する外周縁３０２ｓの下縁３０２ｓ２を、基板３０２の外周縁３０２ｓとして特定する。

【0080】

処理部２０１は、特定された基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報のみを基に、基板３０２の水平方向位置として、基板３０２の中心位置を算出し、算出された基板３０２の中心位置の、予め設定された基準位置に対するずれ量を算出する。また、処理部２０１は、各撮像部７１で撮影された、基板３０２の外周縁３０２ｓのノッチ３０５の位置から、基板３０２の周方向への位置ずれを算出する。

【0081】

続いて、基板３０２の基準位置に対するずれ量が、閾値の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。処理部２０１は、算出された基板３０２の中心位置の基準位置に対する、水平方向、及び周方向へのずれ量が、予め設定された閾値の範囲内であるか否かを判定する。

【0082】

その結果、基板３０２のずれ量が、閾値の範囲内である場合、ステップＳ２３に進む。一方、基板３０２のずれ量が、閾値の範囲外であった場合、制御部２００は、ステップＳ１６に戻り、基板３０２のアライメント動作を再度実施させる。制御部２００は、ステップＳ１６における、基板３０２のアライメント動作を再度実施した後、ステップＳ１７～Ｓ２０を繰り返す。アライメント動作の再度の実施により、基板３０２のずれ量が、閾値の範囲内になった場合、ステップＳ２３に進む。

【0083】

一方、ステップＳ２０からステップＳ１６に戻る際には、ステップＳ１６の基板３０１のアライメント動作の繰り返し回数が、予め設定された所定回数に到達したか否かを確認する（ステップＳ２１）。その結果、ステップＳ１６における、基板３０２のアライメント動作を、予め設定された所定回数繰り返して実施した後においても、基板３０２のずれ量が、閾値の範囲外である場合、制御部２００は、基板重ね合わせ装置１００のオペレータに、異常の発生を示すためのアラームを、アラーム音の出力、アラーム光の発光、アラームメッセージの表示等により出力する（ステップＳ２２）。

【0084】

基板３０２の位置合わせ後、制御部２００は、図２１に示すように、リフトピン２１を上昇させることで基板３０２を第５位置Ｐ５まで上昇させ、基板３０１と基板３０２とを重ね合わせる（ステップＳ２３）。このとき、リフトピン２１により基板３０２を上昇させて基板３０１に下方から重ね合わされることで、基板３０１と基板３０２とが重ね合わされる。この状態では、基板３０１と基板３０２とが一部で当接した状態となっている。続いて、スペーサ３１を基板３０１の径方向外側まで退避させる（ステップＳ２４）ステップＳ２４により、基板３０１の接着層Ｆと基板３０２の接着層Ｆとが当接することで、基板３０１と基板３０２とが貼り合わされ、基板３００が形成される。

【0085】

なお、基板３０１と基板３０２とを重ね合わせる際には、保持部３０の上側プレート５２を下降させ、押圧ピン５３で基板３０１の上面側を押さえる。基板３０１と基板３０２とが貼り合わされる力は、押圧ピン５３が上側プレート５２に没入する際に収縮した弾性部材の弾発力が利用される。なお、リフトピン２１の上昇に代えて、上側プレート５２を下降させてもよいし、リフトピン２１を上昇させかつ上側プレート５２を下降させてもよい。

【0086】

また、図１４に示す基板重ね合わせ装置１００Ａでは、ステップＳ２３において、吸着パッド３３に保持された上側の基板３０１に向けて、リフトピン２１を上昇させ、下側の基板３０２を基板３０１に押し付けることで、基板３０１と基板３０２とを貼り合わせる。基板３０１と基板３０２とが貼り合わされる力は、リフトピン２１が上昇する力によって制御される。また、リフトピン２１の上昇に代えて、上側プレート５２を下降させてもよいし、リフトピン２１を上昇させかつ上側プレート５２を下降させてもよい。

【0087】

続いて、重ね合わせた基板３００を下降させる（ステップＳ２５）。制御部２００は、基板３０１と基板３０２とを貼り合わせた後、図２２に示すように、リフトピン２１を下降させて、貼り付けが終了した基板３００を搬出用の高さに配置させる。このとき、スペーサ３１は、基板３００と干渉しないよう、径方向外側に退避させておく。この工程により、基板３００は、支持部２０及び保持部３０の双方から離れた状態とする。

【0088】

続いて、ゲートバルブ１２を開いて基板３００をチャンバ１０から搬出する（ステップＳ２６）。図２３に示すように、ゲートバルブ１２を上昇させて側面開口１１を開放した後、搬送装置９０のアーム９１を側面開口１１からチャンバ１０の内部に進入させ、リフトピン２１で支持する基板３００の下方にアーム９１を配置させる。その後、制御部２００は、アーム９１を上昇させて、アーム９１の上面に基板３００を吸着保持させることにより、基板３００をリフトピン２１からアーム９１に渡す。

【0089】

なお、アーム９１は、基板３００を吸着保持せず、アーム９１の上面に基板３００を載置させて保持する形態であってもよい。その後、アーム９１がチャンバ１０から退出することで、基板３００がチャンバ１０の外部に搬出される。その後、制御部２００は、ゲートバルブ１２を閉じて、一連の処理を終了させる。

【0090】

以上のように、本実施形態に係る基板重ね合わせ装置１００は、基板３０１の下方に所定間隔を空けて支持された基板３０２の外周縁３０２ｓを、基板３０１の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸を基板３０１又は基板３０２の外周縁３０２ｓを含む上下方向から所定角度傾けて配置した撮像部７１により撮像する。この構成により、基板３０１の外周縁３０１ｓを含む一部、及び基板３０２の外周縁３０２ｓを含む一部が同時に撮像され、撮造された画像から基板３０１の外周縁３０１ｓに関する情報と、基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報とを分離可能となる。したがって、基板３０１、及び基板３０２の双方の位置を確実に検知することが可能となる。

【0091】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上記した実施形態等で説明した態様に限定されない。上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記した実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、実施形態において示した各動作の実行順序は、前の動作の結果を後の動作で用いない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「先ず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。

【0092】

上記した実施形態では、２枚の基板３０１と基板３０２とを貼り付ける形態を例に挙げて説明しているがこの形態に限定されない。例えば、基板３０１と基板３０２とを貼り付けた基板３００に、さらに他の基板を貼り付ける形態であってもよい。

【0093】

また、上記した実施形態では、基板３０１、３０２をアライメントブロック６２で位置決めする際、基板３０１、３０２を支持プレート２５で支持するようにしたが、基板３０１、３０２は、リフトピン２１に支持された状態のまま、アライメントブロック６２で挟んで位置決めしてもよい。

【0094】

また、上記実施形態では、基板３０１、３０２の重ね合わせの際に、リフトピン２１を上昇させることで、基板３０１、３０２を保持部３０に押し付けてもよいし、リフトピン２１の上昇位置を保持したまま、保持部３０、３０Ａを下降させて、基板３０１、３０２を貼り合わせしてもよい。

【0095】

また、上記実施形態では、基板３０１、３０２の重ね合わせの際に、基板３０１、３０２の位置を検出するようにしたが、予め重ね合わせた基板３０１、３０２を貼り付ける際に、基板３０１、３０２の位置を検出するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１０…チャンバ
１０ｂ…天板
１０ｓ…開口部
２０…支持部
３０、３０Ａ…保持部
６０…アライメント機構
７１…撮像部
７１ｃ…撮像光軸
１００、１００Ａ…基板重ね合わせ装置
１１０…基板位置検出装置
２０１…処理部
３０１…基板（上側基板）
３０１ｓ…外周縁
３０２…基板（下側基板）
３０２ｓ…外周縁
３０５…ノッチ
Ｚ…所定間隔
θ…傾斜角度（所定角度）

【要約】

【課題】上側基板、及び下側基板の双方の位置を確実に検知する。
【解決手段】基板位置検出装置１１０は、基板３０１を保持する保持部３０と、基板３０１の下方に所定間隔を空けて基板３０２を支持する支持部２０と、基板３０１の上方かつ径方向外側に設けられ、撮像光軸７１ｃを基板３０１又は基板３０２の外周縁３０１ｓ、３０２ｓを含む上下方向から所定角度θ傾けて配置し、基板３０１の外周縁３０１ｓを含む一部、及び基板３０２の外周縁３０２ｓを含む一部を同時に撮像可能な撮像部７１と、撮像部７１で撮像した画像に基づいて、基板３０２の水平方向位置を検出する処理部と、を備え、所定間隔Ｚ及び所定角度θは、処理部において画像から基板３０１の外周縁３０１ｓに関する情報と、基板３０２の外周縁３０２ｓに関する情報とを分離可能に設定される。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】