(57)【要約】  一対の基板ホルダを用いて半導体基板を積層させる場合に、半導体基板を載置する領域への塵埃の流入を抑制できる基板処理システムを提供する。  基板処理システムは、第１基板を保持する第１基板ホルダと第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて第１基板と第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、基板ホルダシステムを保持する処理装置を含み、基板ホルダシステムおよび処理装置の少なくとも一方に、第１基板と第２基板を挟持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止部を備える。基板ホルダシステムは、いずれかの基板ホルダに、基板を保持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を設けても良い。
2011010460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える基板ホルダ。
【請求項２】
基板を保持する保持面を有するホルダ本体と、
前記保持面の基板保持領域の外周部に設けられる結合部材とを備え、
前記結合部材のうち被結合部材と対向する対向面には、前記被結合部材と点接触または線接触するように凸部が形成される基板ホルダ。
【請求項３】
前記凸部は、前記結合部材とは別部材で形成される請求項２に記載の基板ホルダ。
【請求項４】
前記凸部は、少なくとも３個の球部材が前記対向面に埋設されて形成される請求項２または３に記載の基板ホルダ。
【請求項５】
前記結合部材は、磁石と、前記対向面を有し前記磁石を支持する支持部とを備える請求項２から４のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項６】
前記結合部材は、前記被結合部材が前記結合部材に結合することを防ぐ柱部材を貫通させる貫通穴を有する請求項２から５のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項７】
前記結合部材は、強磁性体である請求項２から４のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項８】
前記結合部材は、前記ホルダ本体に対して、少なくとも前記保持面に直交する方向に弾性を有する弾性部材を介して固定されている請求項７に記載の基板ホルダ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の基板ホルダを備える基板接合装置。
【請求項１０】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
基板を保持する保持面の基板保持領域の外周部に設けられる結合部材を備え、前記結合部材のうち被結合部材と対向する対向面に、前記被結合部材と点接触または線接触するように凸部が形成された基板ホルダに、前記複数の基板の少なくとも一つの基板を載置するステップを含むデバイスの製造方法。
【請求項１１】
第１基板を保持する第１基板ホルダと第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて前記第１基板と前記第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、前記基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムであって、
前記基板ホルダシステムおよび前記処理装置の少なくとも一方に、前記第１基板と前記第２基板を挟持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える基板処理システム。
【請求項１２】
第１基板を保持する第１基板ホルダと第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて前記第１基板と前記第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、前記基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムであって、
前記第１基板ホルダに設けられる被結合部材と、
前記被結合部材に対向して前記第２基板ホルダに設けられる結合部材と
を備え、
前記基板ホルダシステムが前記処理装置に保持されたときに、前記結合部材と前記被結合部材の接触面が、前記第１基板と前記第２基板の接合面よりも重力方向に対して下方に位置する基板処理システム。
【請求項１３】
前記基板ホルダシステムが前記処理装置に保持されたときに、前記結合部材と前記被結合部材の接触面が、前記第１基板を保持する前記第１基板ホルダの保持面及び前記第２基板を保持する前記第２基板ホルダの保持面のうち重力方向に対して下方に位置する保持面よりも更に下方に位置する請求項１２に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の基板処理システムを備える基板接合装置。
【請求項１５】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
前記複数の基板のうちの第１基板を保持する第１基板ホルダと前記複数の基板のうちの第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて前記第１基板と前記第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、前記基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムにおいて、
前記基板ホルダシステムが前記処理装置に保持されたときに、前記第２基板ホルダに設けられた結合部材と前記第１基板ホルダに設けられた被結合部材の接触面が、前記第１基板と前記第２基板の接合面よりも重力方向に対して下方に位置するように前記第１基板と前記第２基板を保持するステップ含むデバイスの製造方法。
【請求項１６】
第１基板を載置する第１基板ホルダと、
第２基板を載置する第２基板ホルダと、
前記第１基板と前記第２基板を、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダが挟持したときに、前記第１基板と前記第２基板の方向へ塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構と
を備える基板ホルダ対。
【請求項１７】
第１基板を載置する第１載置領域と、前記第１載置領域の外周部に設けられた第１結合部とを有する第１基板ホルダと、
第２基板を載置する第２載置領域と、前記第２載置領域の外周部に設けられた第２結合部とを有する第２基板ホルダと、
前記第１載置領域と前記第２載置領域を対向させ、前記第１結合部と前記第２結合部を結合させた状態で、前記第１載置領域および前記第２載置領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構と
を備え、
前記塵埃流入抑止機構は、前記第１基板ホルダの前記第１載置領域と前記第１結合部との間、および、前記第２基板ホルダの前記第２載置領域と前記第２結合部との間の少なくとも一方に設けられる基板ホルダ対。
【請求項１８】
前記塵埃流入抑止機構は、
前記第１基板ホルダの前記第１載置領域と前記第１結合部との間に設けられた、前記第１基板を載置する載置方向に貫通する第１貫通穴と、
前記第２基板ホルダの前記第２載置領域と前記第２結合部との間に設けられた、前記第２基板を載置する載置方向に貫通する第２貫通穴と
が設けられている請求項１７に記載の基板ホルダ対。
【請求項１９】
前記第１貫通穴および前記第２貫通穴の少なくとも一方が、吸引管に接続される請求項１８に記載の基板ホルダ対。
【請求項２０】
前記第１基板ホルダは、前記第１載置領域の外周部であって、前記第１結合部との間以外の位置に第３貫通穴を有し、
前記第２基板ホルダは、前記第２載置領域の外周部であって、前記第２結合部との間以外の位置に第４貫通穴を有する請求項１８または１９に記載の基板ホルダ対。
【請求項２１】
前記第３貫通穴および前記第４貫通穴の少なくとも一方が、吸引管に接続される請求項２０に記載の基板ホルダ対。
【請求項２２】
前記塵埃流入抑止機構は、
前記第１基板ホルダの前記第１載置領域と前記第１結合部との間に、前記第１載置領域に対して凸状に形成された第１壁部と、
前記第２基板ホルダの前記第２載置領域と前記第２結合部との間に、前記第２載置領域に対して凸状に形成された第２壁部と、
から形成される請求項１７に記載の基板ホルダ対。
【請求項２３】
前記第１壁部および前記第２壁部は、それぞれの高さが前記第１基板と前記第２基板の接触面までの高さより高く、かつ、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダが一体化したときに互いに干渉しないように設けられる請求項２２に記載の基板ホルダ対。
【請求項２４】
前記第１壁部は、前記第１載置領域を囲むように設けられ、前記第２壁部は、前記第２載置領域を囲むように設けられる請求項２２または２３に記載の基板ホルダ対。
【請求項２５】
前記塵埃流入抑止機構は、
前記第１基板ホルダの前記第１結合部近傍に設けられ、前記第１結合部が前記第２結合部と接触するときに、互いの接触面をその周囲から覆うように設置されるシールド部から形成される請求項１７に記載の基板ホルダ対。
【請求項２６】
前記塵埃流入抑止機構は、
前記第２基板ホルダの前記第２結合部近傍に設けられ、前記第１結合部が前記第２結合部と接触するときに前記シールド部が侵入する逃げ部をさらに備える請求項２５に記載の基板ホルダ対。
【請求項２７】
前記シールド部は前記第１結合部と一体的に形成される請求項２５または２６に記載の基板ホルダ対。
【請求項２８】
前記シールド部を帯電させる帯電部を備える請求項２５から２７のいずれか１項に記載の基板ホルダ対。
【請求項２９】
前記シールド部は、前記第１基板ホルダに対して着脱できる請求項２５から２８のいずれか１項に記載の基板ホルダ対。
【請求項３０】
請求項１６から２９のいずれか１項に記載の基板ホルダ対を備える基板接合装置。
【請求項３１】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第１基板を載置する第１載置領域と、前記第１載置領域の外周部に設けられた第１結合部とを有する第１基板ホルダに前記第１基板を載置するステップと、
第２基板を載置する第２載置領域と、前記第２載置領域の外周部に設けられた第２結合部とを有する第２基板ホルダに前記第２基板を載置するステップと、
前記第１基板ホルダの前記第１載置領域と前記第１結合部との間、および、前記第２基板ホルダの前記第２載置領域と前記第２結合部との間の少なくとも一方に設けられる塵埃流入抑止機構により前記第１載置領域および前記第２載置領域への塵埃の流入を抑止しつつ、前記第１結合部と前記第２結合部を結合させて前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダを一体化させるステップと
を含むデバイスの製造方法。
【請求項３２】
基板を載置して搬送される基板ホルダであって、
基板を載置する載置領域を表面に有するホルダ本体と、
前記載置領域の外周部に設けられ、被結合部材と結合する結合部材と、
前記ホルダ本体における前記載置領域と前記結合部材の間の塵埃捕獲領域に埋設される、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極と
を備える基板ホルダ。
【請求項３３】
前記塵埃捕獲領域は、さらに前記結合部材の周囲を囲む領域を含む請求項３２に記載の基板ホルダ。
【請求項３４】
前記塵埃捕獲領域は、さらに前記載置領域より前記基板ホルダの搬送方向側の領域を含む請求項３２または３３に記載の基板ホルダ。
【請求項３５】
基板を載置して搬送される基板ホルダであって、
基板を載置する載置領域を表面に有するホルダ本体と、
前記ホルダ本体における前記載置領域より前記基板ホルダの搬送方向側である塵埃捕獲領域に埋設される、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極と
を備える基板ホルダ。
【請求項３６】
前記ホルダ本体における前記載置領域に埋設される、静電力を発生させて前記基板を吸着させる基板電極を備える請求項３２から３５のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項３７】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極は、前記基板の載置方向へ投影した形状が互いに重ならない外形を有する請求項３６に記載の基板ホルダ。
【請求項３８】
前記塵埃捕獲電極による前記塵埃捕獲領域の静電吸着力は、前記基板電極による前記載置領域の静電吸着力よりも大きい請求項３６または３７に記載の基板ホルダ。
【請求項３９】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極へ共通して電力を供給する電力供給端子を備える請求項３６から３８のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項４０】
請求項３２から３９のいずれか１項に記載の基板ホルダを備える基板接合装置。
【請求項４１】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第１基板を載置する第１載置領域と、前記第１載置領域の外周部に設けられた結合部材とを有する第１基板ホルダに前記第１基板を載置するステップと、
第２基板を載置する第２載置領域と、前記第２載置領域の外周部に設けられた被結合部材とを有する第２基板ホルダに前記第２基板を載置するステップと、
前記第１基板ホルダの前記第１載置領域と前記結合部材との間、および、前記第２基板ホルダの前記第２載置領域と前記被結合部材との間の少なくとも一方である塵埃捕獲領域に埋設されている塵埃捕獲電極に通電して静電力を発生させつつ、前記結合部材と前記被結合部材を結合させて前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダを一体化させるステップと
を含むデバイスの製造方法。
【請求項４２】
基板の状態で搬送されて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記基板を搬送する工程は、
前記基板を載置する載置領域を有する基板ホルダに前記基板を載置するステップと、
前記載置領域より前記基板ホルダの搬送方向側である塵埃捕獲領域に埋設されている塵埃捕獲電極に通電して静電力を発生させつつ前記基板ホルダごと前記基板を搬送するステップと
を含むデバイスの製造方法。
【請求項４３】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
基板を保持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える基板ホルダに、前記複数の基板の少なくとも一つの基板を載置するステップを含むデバイスの製造方法。
【請求項４４】
複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
前記複数の基板を重ね合わせる工程は、
第１基板ホルダに第１基板を載置するステップと、
第２基板ホルダに第２基板を載置するステップと、
塵埃流入抑止機構により前記第１基板と前記第２基板の方向へ塵埃の流入を抑止しつつ、前記第１基板と前記第２基板を、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダとに挟持するステップと
を含むデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理システム、基板ホルダ、基板ホルダ対、基板接合装置およびデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各々に素子、回路等が形成された半導体基板を積層して製造された積層型半導体装置がある。半導体基板を積層する場合には、基板ホルダに保持された一対の半導体基板を、半導体回路の線幅精度で精密に位置決めして積層した後、基板全体を加熱、加圧して接合させる。このとき、一対の半導体基板を位置決めする位置決め装置と、加熱加圧して恒久的な接合を実現する加熱加圧装置が用いられる。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開平１１−２６１０００号公報
［特許文献２］  特開２００５−２５１９７２号公報
［特許文献３］  特開２００７−１１５９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２枚の半導体基板を積層する場合、互いに対向する半導体回路領域間に塵埃を挟み込んでしまうと、たとえ僅かであっても回路動作に不良をきたす。また、加熱加圧が局所的に不十分となり、接合強度不足を招くこともある。【０００４】
そこで本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる「基板処理システム、基板ホルダ、基板ホルダ対、基板接合装置およびデバイスの製造方法」を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による基板ホルダは、基板を保持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える。【０００６】
また、本発明の第２の態様における基板ホルダは、基板を保持する保持面を有するホルダ本体と、保持面の基板保持領域の外周部に設けられる結合部材とを備え、結合部材のうち被結合部材と対向する対向面には、被結合部材と点接触または線接触するように凸部が形成される。【０００７】
また、本発明の第３の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、基板を保持する保持面の基板保持領域の外周部に設けられる結合部材を備え、結合部材のうち被結合部材と対向する対向面に、被結合部材と点接触または線接触するように凸部が形成された基板ホルダに、複数の基板の少なくとも一つの基板を載置するステップを含む。【０００８】
また、本発明の第４の態様における基板処理システムは、第１基板を保持する第１基板ホルダと第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて第１基板と第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムであって、基板ホルダシステムおよび処理装置の少なくとも一方に、第１基板と第２基板を挟持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える。【０００９】
また、本発明の第５の態様における基板処理システムは、第１基板を保持する第１基板ホルダと第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて第１基板と第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムであって、第１基板ホルダに設けられる被結合部材と、被結合部材に対向して第２基板ホルダに設けられる結合部材とを備え、基板ホルダシステムが処理装置に保持されたときに、結合部材と被結合部材の接触面が、第１基板と第２基板の接合面よりも重力方向に対して下方に位置する。【００１０】
また、本発明の第６の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、複数の基板のうちの第１基板を保持する第１基板ホルダと複数の基板のうちの第２基板を保持する第２基板ホルダとを向かい合わせて第１基板と第２基板を挟持する基板ホルダシステムと、基板ホルダシステムを保持する処理装置を含む基板処理システムにおいて、基板ホルダシステムが処理装置に保持されたときに、第２基板ホルダに設けられた結合部材と第１基板ホルダに設けられた被結合部材の接触面が、第１基板と第２基板の接合面よりも重力方向に対して下方に位置するように第１基板と第２基板を保持するステップ含む。【００１１】
また、本発明の第７の態様における基板ホルダ対は、第１基板を載置する第１基板ホルダと、第２基板を載置する第２基板ホルダと、第１基板と第２基板を、第１基板ホルダと第２基板ホルダが挟持したときに、第１基板と第２基板の方向へ塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構とを備える。【００１２】
また、本発明の第８の態様における基板ホルダ対は、第１基板を載置する第１載置領域と、第１載置領域の外周部に設けられた第１結合部とを有する第１基板ホルダと、第２基板を載置する第２載置領域と、第２載置領域の外周部に設けられた第２結合部とを有する第２基板ホルダと、第１載置領域と第２載置領域を対向させ、第１結合部と第２結合部を結合させた状態で、第１載置領域および第２載置領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構とを備え、塵埃流入抑止機構は、第１基板ホルダの第１載置領域と第１結合部との間、および、第２基板ホルダの第２載置領域と第２結合部との間の少なくとも一方に設けられる。【００１３】
また、本発明の第９の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第１基板を載置する第１載置領域と、第１載置領域の外周部に設けられた第１結合部とを有する第１基板ホルダに第１基板を載置するステップと、第２基板を載置する第２載置領域と、第２載置領域の外周部に設けられた第２結合部とを有する第２基板ホルダに第２基板を載置するステップと、第１基板ホルダの第１載置領域と第１結合部との間、および、第２基板ホルダの第２載置領域と第２結合部との間の少なくとも一方に設けられる塵埃流入抑止機構により第１載置領域および第２載置領域への塵埃の流入を抑止しつつ、第１結合部と第２結合部を結合させて第１基板ホルダと第２基板ホルダを一体化させるステップとを含む。【００１４】
また、本発明の第１０の態様における基板ホルダは、基板を載置して搬送される基板ホルダであって、基板を載置する載置領域を表面に有するホルダ本体と、載置領域の外周部に設けられ、被結合部材と結合する結合部材と、ホルダ本体における載置領域と結合部材の間の塵埃捕獲領域に埋設される、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極とを備える。【００１５】
また、本発明の第１１の態様における基板ホルダは、基板を載置して搬送される基板ホルダであって、基板を載置する載置領域を表面に有するホルダ本体と、ホルダ本体における載置領域より基板ホルダの搬送方向側である塵埃捕獲領域に埋設される、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極とを備える。【００１６】
また、本発明の第１２の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第１基板を載置する第１載置領域と、第１載置領域の外周部に設けられた結合部材とを有する第１基板ホルダに第１基板を載置するステップと、第２基板を載置する第２載置領域と、第２載置領域の外周部に設けられた被結合部材とを有する第２基板ホルダに第２基板を載置するステップと、第１基板ホルダの第１載置領域と結合部材との間、および、第２基板ホルダの第２載置領域と被結合部材との間の少なくとも一方である塵埃捕獲領域に埋設されている塵埃捕獲電極に通電して静電力を発生させつつ、結合部材と被結合部材を結合させて第１基板ホルダと第２基板ホルダを一体化させるステップとを含む。【００１７】
また、本発明の第１３の態様におけるデバイスの製造方法は、基板の状態で搬送されて製造されるデバイスの製造方法であって、基板を搬送する工程は、基板を載置する載置領域を有する基板ホルダに基板を載置するステップと、載置領域より基板ホルダの搬送方向側である塵埃捕獲領域に埋設されている塵埃捕獲電極に通電して静電力を発生させつつ基板ホルダごと基板を搬送するステップとを含む。【００１８】
また、本発明の第１４の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、基板を保持する領域への塵埃の流入を抑止する塵埃流入抑止機構を備える基板ホルダに、複数の基板の少なくとも一つの基板を載置するステップを含む。【００１９】
また、本発明の第１５の態様におけるデバイスの製造方法は、複数の基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、複数の基板を重ね合わせる工程は、第１基板ホルダに第１基板を載置するステップと、第２基板ホルダに第２基板を載置するステップと、塵埃流入抑止機構により第１基板と第２基板の方向へ塵埃の流入を抑止しつつ、第１基板と第２基板を、第１基板ホルダと第２基板ホルダとに挟持するステップとを含む。【００２０】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】基板接合装置を概略的に示す説明図である。
【図２】半導体ウェハを概略的に示す平面図である。
【図３】第１基板を保持した第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図４】第２基板を保持した第２基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図５】基板ホルダ対形成直前の状態を概略的に示す断面図である。
【図６】基板ホルダ対形成直後の状態を概略的に示す断面図である。
【図７】マグネットユニットを概略的に示す斜視図である。
【図８】バグネットユニットの別の例を概略的に示す斜視図である。
【図９】吸着ユニットの板バネを概略的に示す平面図である。
【図１０】板バネが弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図１０で示す板バネの変形状態において、吸着子を含めて示す斜視図である。
【図１２】吸着子に球状凸体を配設した例を概略的に示す斜視図である。
【図１３】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図１４】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図１５】結合規制ユニットを概略的に示す縦断面図である。
【図１６】基板ホルダ対を搬送装置が把持する状態を概略的に示す側面図である。
【図１７】接合装置の要部を概略的に示す側面図である。
【図１８】基板接合装置を概略的に示す説明図である。
【図１９】半導体ウェハを概略的に示す平面図である。
【図２０】第１基板を保持した第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図２１】第２基板を保持した第２基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図２２】基板ホルダ対形成直前の状態を概略的に示す断面図である。
【図２３】基板ホルダ対形成直後の状態を概略的に示す断面図である。
【図２４】マグネットユニットを概略的に示す斜視図である。
【図２５】吸着ユニットの板バネを概略的に示す平面図である。
【図２６】板バネが弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。
【図２７】図１０で示す板バネの変形状態において、吸着子を含めて示す斜視図である。
【図２８】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図２９】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図３０】結合規制ユニットを概略的に示す縦断面図である。
【図３１】基板ホルダ対を搬送装置が把持する状態を概略的に示す側面図である。
【図３２】接合装置の要部を概略的に示す側面図である。
【図３３】第１の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図３４】第２の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図３５】第２の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第２基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図３６】第２の変形例としての基板ホルダ対形成直後の状態を概略的に示す断面図である。
【図３７】第３の変形例としての塵埃流入機構を備えるマグネットユニットの外観斜視図である。
【図３８】シールド部を装着したマグネットユニットが吸着ユニットに接触した状態を示す断面図である。
【図３９】基板接合装置を概略的に示す説明図である。
【図４０】半導体ウェハを概略的に示す平面図である。
【図４１】第１基板を保持した第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図４２】第２基板を保持した第２基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図４３】基板ホルダ対形成直前の状態を概略的に示す断面図である。
【図４４】基板ホルダ対形成直後の状態を概略的に示す断面図である。
【図４５】マグネットユニットを概略的に示す斜視図である。
【図４６】吸着ユニットの板バネを概略的に示す平面図である。
【図４７】板バネが弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。
【図４８】図１０で示す板バネの変形状態において、吸着子を含めて示す斜視図である。
【図４９】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図５０】マグネットユニットと吸着ユニットの結合作用を示す断面図である。
【図５１】結合規制ユニットを概略的に示す縦断面図である。
【図５２】基板ホルダ対を搬送装置が把持する状態を概略的に示す側面図である。
【図５３】接合装置の要部を概略的に示す側面図である。
【図５４】第１の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図５５】第２の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【図５６】第３の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダを概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明のいくつかの側面を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る基板接合装置１０１０を概略的に示す説明図である。基板接合装置１０１０は、半導体ウェハである第１基板１０１６と、これに積層する半導体ウェハである第２基板１０１７の相対的な位置合わせを行うアライメント装置１０１１を備える。また、アライメント装置１０１１により位置合わせされた第１基板１０１６および第２基板１０１７を、互いに接合する接合装置１０１２を備える。
【００２４】
第１基板１０１６は、第１基板ホルダ１０１４に保持されており、第２基板１０１７は、第２基板ホルダ１０１５に保持されている。アライメント装置１０１１では、第１基板１０１６と第２基板１０１７が位置合わせされると、第１基板ホルダ１０１４と第２基板ホルダ１０１５はこれらを挟持して一体化され、基板ホルダ対１０１８を形成する。具体的な基板ホルダ対１０１８の構成については後述する。
【００２５】
基板接合装置１０１０は、更に、アライメント装置１０１１で一体化された基板ホルダ対１０１８を接合装置１０１２へ搬送する搬送装置１０１３を備える。また、搬送装置１０１３は、半導体ウェハ、基板ホルダ単体でも装置間を搬送することができる。搬送装置１０１３は、基板ホルダ対１０１８等の把持物を把持する把持部１０１９と、回転、伸縮動作により把持物を所定の位置へ移動させるアーム部１０２０を備える。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る半導体ウェハを概略的に示す平面図である。半導体ウェハである第１基板１０１６、第２基板１０１７は、単一の単結晶シリコンからなる円形の薄板部材からなり、その一面に複数の回路領域１０２１が造り込まれている。マトリックス状に区画形成された回路領域１０２１には、トランジスタ、抵抗体およびキャパシタ等の回路素子が形成されている。回路素子は、リソグラフィ技術を中核として、薄膜形成技術、エッチング技術および不純物拡散技術等の成形技術を用いて形成される。また、それぞれの回路領域１０２１の内部には、アライメントマークが設けられている。アライメントマークは、基板同士の位置合わせに用いられる指標である。第１基板１０１６および第２基板１０１７のそれぞれに設けられている複数のアライメントマークは、その設計座標値が個別にメモリに格納され、管理されている。なお、積層の対象となる半導体ウェハは、既に積層されていてさらに他の半導体ウェハを積み重ねる半導体ウェハであっても良い。この場合、既に積層されている回路層は、薄化工程を経て不要な厚みを除去されていることが好ましい。
【００２７】
図３は、第１基板１０１６を保持した第１基板ホルダ１０１４を概略的に示す平面図である。第１基板ホルダ１０１４は、ホルダ本体１０２２および吸着ユニット１０３０を有して、全体としては第１基板１０１６よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体１０２２は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【００２８】
ホルダ本体１０２２は、第１基板１０１６を保持する領域をその表面に備える。この保持領域は研磨されて高い平坦性を有する。第１基板１０１６の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的には、ホルダ本体１０２２に埋め込まれた電極に、ホルダ本体１０２２の裏面に設けられた電圧印加端子を介して電圧を加えることにより、第１基板ホルダ１０１４と第１基板１０１６との間に電位差を生じさせて、第１基板１０１６を第１基板ホルダ１０１４に吸着させる。なお、第１基板１０１６の吸着面は、回路領域１０２１が設けられた面とは反対の面である。
【００２９】
吸着ユニット１０３０は、第１基板１０１６を保持する表面において、保持した第１基板１０１６よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個の吸着ユニット１０３０が配されている。具体的な構成については後述する。
【００３０】
図４は、第２基板１０１７を保持した第２基板ホルダ１０１５を概略的に示す平面図である。第２基板ホルダ１０１５は、ホルダ本体１０２３およびマグネットユニット１０３１を有して、全体としては第２基板１０１７よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体１０２３は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【００３１】
ホルダ本体１０２３は、第２基板１０１７を保持する領域をその表面に備える。この保持領域は研磨されて高い平坦性を有する。第２基板１０１７の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的には、ホルダ本体１０２３に埋め込まれた電極に、ホルダ本体１０２３の裏面に設けられた電圧印加端子を介して電圧を加えることにより、第２基板ホルダ１０１５と第２基板１０１７との間に電位差を生じさせて、第２基板１０１７を第２基板ホルダ１０１５に吸着させる。なお、第２基板１０１７の吸着面は、回路領域１０２１が設けられた面とは反対の面である。
【００３２】
マグネットユニット１０３１は、第２基板１０１７を保持する表面において、保持した第２基板１０１７よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個のマグネットユニット１０３１が配されている。
【００３３】
マグネットユニット１０３１は、第１基板ホルダ１０１４の吸着ユニット１０３０とそれぞれ対応するように配置されている。そして、第１基板１０１６を保持した第１基板ホルダ１０１４と、第２基板１０１７を保持した第２基板ホルダ１０１５を、互いに向かい合わせて吸着ユニット１０３０とマグネットユニット１０３１を作用させると、第１基板１０１６と第２基板１０１７を重ね合わせた状態で挟持して固定することができる。このように挟持されて固定された状態が基板ホルダ対１０１８である。具体的な構成および吸着の作用等については後述する。
【００３４】
図５は、アライメント装置１０１１において、基板ホルダ対１０１８の形成直前の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、第１基板１０１６を保持した第１基板ホルダ１０１４が、アライメント装置１０１１の第１ステージ１０５１に真空吸着固定され、第２基板１０１７を保持した第２基板ホルダ１０１５が、アライメント装置１０１１の第２ステージ１０５２に真空吸着固定された状態の断面図である。特に、図３および図４で示すそれぞれＡ−Ａ線に沿った断面図を表す。
【００３５】
第１ステージ１０５１は、第２基板１０１７に対して第１基板１０１６を積層する方向であるＺ軸方向と、Ｚ軸にそれぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動することができる。アライメント装置１０１１は、第１基板１０１６を観察できるようにアライメント装置１０１１に配置された第１顕微鏡と、第２基板１０１７を観察できるようにアライメント装置１０１１に配置された第２顕微鏡とを用いて、第１基板１０１６と第２基板１０１７を位置合わせする。
【００３６】
具体的には、それぞれの顕微鏡により、観察対象となる各基板のアライメントマークを撮像し、撮像された撮像データを画像処理することで、アライメントマークの精確な位置を検出する。そして、対応するアライメントマーク同士の位置ずれ量を演算し、その位置ずれ量に応じて第１ステージ１０５１を移動させて、第１基板１０１６と第２基板１０１７を対向させる。これにより、第１基板１０１６の回路領域１０２１のそれぞれが、第２基板１０１７の対応する回路領域１０２１のそれぞれに対向する。なお、位置ずれ量の演算は、例えば、第１基板１０１６の複数のアライメントマークと、第２基板１０１７の複数のアライメントマークが重ね合わされたときに、相互の位置ずれ量が最も小さくなるように統計的に決定されるグローバルアライメント法等を用いて演算される。
【００３７】
第１基板１０１６を第２基板１０１７に対して位置合わせを行うとき、すなわち、第１ステージ１０５１をＸＹ平面内で移動させるときには、第１基板１０１６と第２基板１０１７が接触しないように、両者の間に若干の隙間を形成する。この状態において吸着ユニット１０３０がマグネットユニット１０３１に結合しないように、第２ステージ１０５２は、複数の結合規制ユニット１０５３を備える。
【００３８】
結合規制ユニット１０５３は、主に、柱状の部材であるプッシュピン１０５４とこれを駆動するシリンダー部１０５５から構成される。プッシュピン１０５４は、伸長位置において、第２基板ホルダ１０１５に設けられたホルダ挿通孔１０２４と、これに一致するように位置合わせされて配設されているマグネットユニット１０３１に設けられたマグネット挿通孔１０３２の内部を通って、その先端がマグネット挿通孔１０３２より突出する。収納位置においては、シリンダー部１０５５の内部にその一部が収納されて、それぞれの挿通孔から退避する。つまり、プッシュピン１０５４は、それぞれの挿通孔の内部で、シリンダー部１０５５の駆動によりＺ軸方向に進退する。
【００３９】
図５に示すような、第１基板１０１６と第２基板１０１７が相対的にＸＹ方向に移動され得るときには、プッシュピン１０５４は、吸着ユニット１０３０の上面に接触するように伸長位置に制御され、吸着ユニット１０３０のマグネットユニット１０３１への結合を阻止する。つまり、吸着ユニット１０３０は吸着子１０３３とこれを固定する板バネ１０３４から構成さるが、板バネ１０３４が弾性変形して吸着子１０３３がマグネットユニット１０３１へ結合しないように、プッシュピン１０５４が吸着子１０３３を上方から押さえつけて、板バネ１０３４の弾性変形を抑制する。
【００４０】
なお、アライメント装置１０１１による第１基板１０１６と第２基板１０１７の位置合わせは、最終的な微調整段階においては、プッシュピン１０５４の先端が吸着ユニット１０３０の上面を摺動する程度の移動量において実行される。それ以外の段階である、例えば顕微鏡によるアライメントマークの観察段階においては、第１基板１０１６と第２基板１０１７は、ＸＹＺ軸方向へ相対的に大きく離れた状態となるので、吸着ユニット１０３０がマグネットユニット１０３１へ予期せず結合することはない。したがって、プッシュピン１０５４は、マグネットユニット１０３１の磁力が吸着ユニット１０３０へ及び、かつ、両者の結合を規制したいときに、伸長位置に制御され、それ以外のときには収納位置に制御される。
【００４１】
図６は、アライメント装置１０１１において、基板ホルダ対１０１８の形成直後の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、図５の状態から、第１基板１０１６の表面と第２基板１０１７の表面が接触するように第１ステージ１０５１をＺ軸方向に駆動した状態を示し、さらに、プッシュピン１０５４が収納位置に制御されて、吸着ユニット１０３０がマグネットユニット１０３１に結合した状態を示す。
【００４２】
図５の状態から図６の状態へ移行する過程において、第１基板１０１６と第２基板１０１７が位置合わせされ、結合部材であるマグネットユニット１０３１と被結合部材である吸着ユニット１０３０が結合する。そして、第１基板ホルダ１０１４と第２基板ホルダ１０１５が一体化され、基板ホルダシステムとしての基板ホルダ対１０１８を形成する。
【００４３】
アライメント装置１０１１においてＺ軸方向は重力方向であり、第１ステージ１０５１は、第２ステージ１０５２よりも下方に位置する。すると、重力方向に対する各面の関係は、上から下へ順に、第２基板ホルダ１０１５の第２基板１０１７の保持面、第２基板１０１７と第１基板１０１６の接合面、第１基板ホルダ１０１４の第１基板１０１６の保持面が位置することになる。
【００４４】
図５の状態から図６の状態へ移行する過程において、プッシュピン１０５４を収納位置に移動させる動作に伴って、板バネ１０３４が弾性変形し、吸着ユニット１０３０がマグネットユニット１０３１に結合する。このとき、吸着ユニット１０３０の吸着子１０３３は、ある程度の衝撃を伴ってマグネットユニット１０３１に結合する。そこでこの時の、吸着子１０３３とマグネットユニット１０３１の接触面の重力方向の位置は、第２基板１０１７と第１基板１０１６の接合面より下方に位置するように設定する。好ましくは、第１基板ホルダ１０１４の第１基板１０１６の保持面よりも更に下方に位置するように設定する。
【００４５】
このような位置関係となるように設定すると、たとえ吸着ユニット１０３０とマグネットユニット１０３１の結合衝撃によって塵埃が発生し、飛散するとしても、塵埃が重力により落下し、第１基板１０１６と第２基板１０１７の間に入り込まないことが期待できる。つまり、基板間に入り込む塵埃は、回路動作に不良をもたらし、さらに接合強度不足を招くことにもなるが、上記のような位置関係を採用することにより、このような不都合を回避することが期待できる。
【００４６】
さらに、第１基板ホルダ１０１４の第１基板１０１６の保持面よりも下方に位置するように設定すれば、当該面における塵埃の付着も抑制することができる。これにより、繰り返し使用する第１基板ホルダ１０１４をクリーンな状態に保つことができ、別の第１基板１０１６を載置する場合にも塵埃を挟み込む恐れがない。したがって、接合装置１０１２における接合むら、第１基板１０１６の傾き等を回避することが期待できる。
【００４７】
なお、基板ホルダ対１０１８が形成された後は、基板ホルダ対１０１８は、第２ステージ１０５２からの真空吸着が解除され、第１ステージ１０５１によって引き下げられて、搬送装置１０１３により接合装置１０１２へ搬送される。搬送装置１０１３の搬送機構および接合装置１０１２の接合工程については後述する。
【００４８】
次に、マグネットユニット１０３１の構成について説明する。図７は、マグネットユニット１０３１を概略的に示す斜視図である。マグネットユニット１０３１は、磁石１０３６、磁石１０３６を収容して支持する支持部１０３５、および複数の球状凸体１０４１を備える。
【００４９】
支持部１０３５は、磁石１０３６を収容する円筒状の収容部を有し、また、第２基板１０１７に固定するネジを貫通させるネジ穴１０３７を有する。支持部１０３５は、例えば炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。磁石１０３６は、支持部１０３５の収容部に嵌入される円柱形をなした永久磁石であり、例えば、８Ｎ程度の大きさの磁力を有する。磁石１０３６の中心軸には、プッシュピン１０５４を挿通する挿通孔１０３８が設けられており、この挿通孔１０３８に接続するように、支持部１０３５にも挿通孔１０３９が設けられている。この２つの挿通孔により、マグネット挿通孔１０３２を形成する。
【００５０】
支持部１０３５は、吸着子１０３３と対向する対向面１０４０を有する。そして対向面１０４０には、少なくとも３個の球状凸体１０４１が埋設されている。球状凸体１０４１は、対向面１０４０に設けられた、例えばリング状の真鍮である固定部材１０４２を介して圧入により埋設され、固定される。または、支持部１０３５の対向面１０４０を研削等により加工して、支持部１０３５と一体的に球状凸体１０４１を形成するように構成しても良い。
【００５１】
このように球状凸体１０４１を形成することにより、マグネットユニット１０３１と吸着子１０３３とを点接触させることができる。すなわち、球状凸体１０４１によって仮想的に形成される面が吸着子１０３３との接触面となるので、両者の接触面積を大幅に低減することができ、よって、塵埃の発生も極力押さえることができる。
【００５２】
図８は、マグネットユニット１０３１の別の例を概略的に示す斜視図である。図７のマグネットユニット１０３１とは異なり、対向面１０４０には、断面形状が三角形をなす凸部である線状凸体１０５０が形成されている。線状凸体１０５０は、支持部１０３５の対向面１０４０を研削等により加工して支持部１０３５と一体的に形成しても、別体で形成して対向面１０４０に固着するように構成しても良い。
【００５３】
このように線状凸体１０５０を形成することにより、マグネットユニット１０３１と吸着子１０３３とを線接触させることができる。たとえば、断面形状が三角形であれば、その頂点を稜とする直線によって仮想的に形成される面が吸着子１０３３との接触面となるので、面接触に比べ、両者の接触面積を大幅に低減することができ、よって、塵埃の発生も極力押さえることができる。なお、断面形状は三角形に限らず、実質的に線接触を実現できる形状であればいずれの形状であっても良い。また、研削加工等によって接触部に若干の平面部が残ったとしても、実質的に線接触とみなせるのであれば良い。
【００５４】
次に、吸着ユニット１０３０の構成について説明する。図９は、吸着ユニット１０３０の板バネ１０３４を概略的に示す平面図である。
【００５５】
板バネ１０３４は、第２基板１０１７を保持する第２基板ホルダ１０１５の保持面に直交する方向に弾性を有する弾性部材であり、例えば、ＳＵＳ６３１等の高強度析出硬化型ステンレス鋼により形成される。また、板バネ１０３４は、中心付近の円形部１０４３と耳状に突出した取付け部１０４４からなり、円形部１０４３の直径は２２ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。
【００５６】
円形部１０４３には、互いに同一方向に沿って伸び、かつ伸長方向に直交する方向へ間隔をおいて配置される一対のスリット１０４６が形成されている。各スリット１０４６は、円形部１０４３の中心からの距離が互いに等しい。この２つのスリット１０４６により、円形部１０４３の中心付近に帯状部１０４８が形成される。帯状部１０４８には、円形部１０４３の中心となる位置に、吸着子１０３３を固定させる貫通穴１０４７が設けられている。同様に、取付け部１０４４には、板バネ１０３４を第２基板ホルダ１０１５に固定するネジを貫通させるネジ穴１０４５を有する。板バネ１０３４は、第２基板ホルダ１０１５に対し、２つのネジ穴１０４５が第２基板ホルダ１０１５の周方向に沿い、かつ、スリット１０４６の伸長方向が第２基板ホルダ１０１５の略径方向に沿うように、ホルダ本体１０２３の外周領域に配置される。
【００５７】
図１０は、板バネ１０３４が弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。具体的には、板バネ１０３４に固定された吸着子１０３３が、マグネットユニット１０３１に吸引されて結合したときの変形状態を表す。ただし、図においては吸着子１０３３は示されていない。
【００５８】
板バネ１０３４は、吸着子１０３３がマグネットユニット１０３１に吸引されることにより、帯状部１０４８が貫通穴１０４７を頂点とするように浮き上がり、これに伴って、円形部１０４３の周辺部のうち帯状部１０４８と接続される２つの部分が互いに近づこうとするように弾性変形する。このとき、各スリット１０４６は、それぞれの変形を許容するように、開口形状を変形させる。
【００５９】
図１１は、図１０で示す板バネ１０３４の変形状態において、吸着子１０３３を含めて示す斜視図である。吸着子１０３３は、貫通穴１０４７を介して、ネジ等の締結部材により板バネ１０３４に固定されている。
【００６０】
吸着子１０３３は、強磁性体により形成される。例えば、炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。そして、吸着子１０３３には、マグネットユニット１０３１との接触面に、緩衝プレート１０４９が固定されている。緩衝プレート１０４９の硬度は、マグネットユニット１０３１の接触面を形成する部材の硬度よりも小さい。例えば、緩衝プレートの材料としては、Ｓｉ系材料または樹脂系材料が用いられる。
【００６１】
また、緩衝プレート１０４９は、吸着子１０３３に対して交換できるように構成されることが好ましい。緩衝プレート１０４９は、マグネットユニット１０３１の接触面と接触し、特に球状凸体１０４１、線状凸体１０５０のような凸部が設けられている場合には集中的な応力を受けることになるので、衝撃を吸収することにより凹み、削れ等を生じることもあり得る。そこで、一定期間の使用ごとに緩衝プレート１０４９を交換する。緩衝プレート１０４９は、吸着子１０３３に設けられた凹部に嵌入、または接着剤等を用いた貼着により固定される。
【００６２】
なお、上記においては、マグネットユニット１０３１の支持部１０３５に球状凸体１０４１等の凸部を設け、これに対向する吸着子１０３３に緩衝プレート１０４９を設ける構成を説明した。しかし、結合部材であるマグネットユニット１０３１と、被結合部材である吸着ユニット１０３０は、相対的な関係にあるので、凸部と緩衝プレート１０４９の形成場所は逆であっても良い。
【００６３】
その例として、図１２に、吸着子１０３３に球状凸体１０４１を配設した場合の斜視図を示す。マグネットユニット１０３１の支持部１０３５に設ける場合と同様に、少なくとも３個の球状凸体１０４１を、例えばリング状の真鍮である固定部材１０４２を介して圧入により埋設する。または、研削等により加工して、吸着子１０３３と一体的に球状凸体１０４１を形成するように構成しても良い。このように構成した場合は、反対に、マグネットユニット１０３１の支持部１０３５に緩衝プレート１０４９を設ける。
【００６４】
ただし、凸部と緩衝プレート１０４９の形成場所を逆転させる場合であっても、吸着子１０３３とマグネットユニット１０３１の接触面の重力方向の位置は、第２基板１０１７と第１基板１０１６の接合面より下方に位置するように設定する。好ましくは、第１基板ホルダ１０１４の第１基板１０１６の保持面よりも更に下方に位置するように設定する。
【００６５】
図１３は、マグネットユニット１０３１と吸着ユニット１０３０の結合作用を示す断面図である。特に、図３および図４で示すそれぞれＢ−Ｂ線に沿った断面図を表す。ただし、第１基板１０１６、第２基板１０１７およびプッシュピン１０５４等の記載は省略している。図１３は、吸着子１０３３がマグネットユニット１０３１へ結合する前の状態を表す。また、図１４は、図１３と同一の断面部において、吸着子１０３３がマグネットユニット１０３１へ結合した後の状態を表す。
【００６６】
図示されるように、マグネットユニット１０３１は、第２基板ホルダ１０１５の表面にネジを介して固定されている。また、吸着子１０３３の接触面を構成する緩衝プレート１０４９と接触する平面は、球状凸体１０４１の頂点によって構成される仮想的な平面であり、この仮想的な平面は、第１基板ホルダ１０１４の第１基板１０１６の保持面より下方に位置する。
【００６７】
すなわち、第１基板ホルダ１０１４には、吸着ユニット１０３０が設置される領域に対応して、第１基板１０１６の保持面より一段低い面が形成された凹部１０２５が設けられている。そして、球状凸体１０４１の頂点によって構成される仮想的な平面は、第１基板１０１６の表面と第２基板１０１７の表面が接する状態においては、この凹部１０２５の空間内に位置する。
【００６８】
凹部１０２５には、吸着子１０３３の上下移動を許容する貫通孔１０２６が設けられている。また、第１基板ホルダ１０１４のうち第１基板１０１６の保持面とは反対の面である裏面側からは、貫通孔１０２６の周囲に凹部１０２７が設けられており、この凹部に収まるように板バネ１０３４と、板バネ１０３４を第１基板ホルダ１０１４に対して固定するネジが配置されている。
【００６９】
図１３の状態から図１４の状態への変化が示すように、吸着子１０３３が固定される帯状部１０４８は、吸着子１０３３が磁石１０３６に吸引されることにより弾性変形する。このとき、取付け部１０４４は第１基板ホルダ１０１４に固定されたままであるので、板バネ１０３４は、第１基板１０１６と第２基板１０１７を挟持して第１基板ホルダ１０１４と第２基板ホルダ１０１５を互いに引き寄せる方向に付勢して釣り合う。
【００７０】
図１５は、結合規制ユニット１０５３を概略的に示す縦断面図である。結合規制ユニット１０５３は、マグネットユニット１０３１に対応して第２基板ホルダ１０１５に複数配置されている。シリンダー部１０５５には、シリンダー部１０５５の内部の気圧を調整するエアーポンプ１０５６が接続されている。制御部は、エアーポンプ１０５６を制御することにより、プッシュピン１０５４を進退させる。つまり、プッシュピン１０５４の少なくとも一部がシリンダー部１０５５の内部に位置する収納位置と、プッシュピン１０５４の先端１０５７が緩衝プレート１０４９を押す伸長位置とを制御する。したがって、プッシュピン１０５４が緩衝プレート１０４９を押す押圧力は、板バネ１０３４の弾性力に抗する大きさを有する。
【００７１】
プッシュピン１０５４の先端１０５７は、緩衝プレート１０４９と点接触するように、球状に加工されている。または、球状凸体１０４１のような球が先端部に別体として設けられていても良い。
【００７２】
図１６は、基板ホルダ対１０１８を搬送装置１０１３が把持する状態を概略的に示す側面図である。搬送装置１０１３は、アーム部１０２０と、これに接続される把持部１０１９を備える。把持部１０１９は、基板ホルダ対１０１８を下方から支持する支持板１０６２と、上方から押さえる押え板１０６３とを有する。支持板１０６２には、基板ホルダ対１０１８を真空吸着固定する吸気孔が設けられており、この作用により基板ホルダ対１０１８は支持板１０６２に固定される。
【００７３】
押え板１０６３は、支持板１０６２の端部に設けられた支柱１０６４に設けられ、基板ホルダ対１０１８を挟み込む方向に進退できる。押え板１０６３が、支持板１０６２に固定された基板ホルダ対１０１８に押圧力を作用させることにより、押え板１０６３と支持板１０６２で基板ホルダ対１０１８を挟持することができる。搬送装置１０１３は、この状態でアーム部１０２０を作動させることにより、基板ホルダ対１０１８をアライメント装置１０１１から接合装置１０１２へ搬送する。
【００７４】
図１７は、接合装置１０１２の要部を概略的に示す側面図である。接合装置１０１２は、第１基板ホルダ１０１４の下方に配置された下部加圧ステージ１０６５と、第２基板ホルダ１０１５の上方に配置された上部加圧ステージ１０６６とを備える。上部加圧ステージ１０６６は、下部加圧ステージ１０６５と協働して基板ホルダ対１０１８を加圧すべく、下部加圧ステージ１０６５に接近する方向に移動できる。下部加圧ステージ１０６５および上部加圧ステージ１０６６の内部にはヒータが内蔵されており、載置された基板ホルダ対１０１８に加圧だけでなく、加熱も行うことができる。基板ホルダ対１０１８が加圧、加熱されることにより、第１基板１０１６と第２基板１０１７の互いに接触した電極同士が溶着する。これにより第１基板１０１６と第２基板１０１７のそれぞれ対応する回路領域１０２１が接合される。
【００７５】
以上説明したように、吸着子１０３３とマグネットユニット１０３１の接触面積を相対的に小さくすることにより塵埃が挟み込まれることが少なくなる。よって、吸着子１０３３又はマグネットユニット１０３１の接触面に付着した塵埃が結合時の挟みこみにより粉砕され、細分化されて飛散することが抑制される。塵埃の細分化、飛散が抑制されれば、これらが基板方向へ流入することも抑制される。特に、塵埃が粉砕されて細分化されると、基板ホルダ対１０１８の搬送時、第１基板１０１６、第２基板１０１７の着脱時等の動作時に生じる風圧により、細分化された塵埃が舞い上がり易くなるという問題が生じるが、上記の実施形態においては、このような問題が生じにくい。さらに、挟み込まれる塵埃を減少させることができれば、吸着子１０３３とマグネットユニット１０３１の結合時にこれらの接触面が削られることも抑制できる。したがって、新たな塵埃発生の防止にも利する。
【００７６】
（第２実施形態）
図１８は、第２実施形態に係る基板接合装置２０１０を概略的に示す説明図である。基板接合装置２０１０は、半導体ウェハである第１基板２０１６と、これに積層する半導体ウェハである第２基板２０１７の相対的な位置合わせを行うアライメント装置２０１１を備える。また、アライメント装置２０１１により位置合わせされた第１基板２０１６および第２基板２０１７を、互いに接合する接合装置２０１２を備える。
【００７７】
第１基板２０１６は、第１基板ホルダ２０１４に保持されており、第２基板２０１７は、第２基板ホルダ２０１５に保持されている。アライメント装置２０１１では、第１基板２０１６と第２基板２０１７が位置合わせされると、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５はこれらを挟持して一体化され、基板ホルダ対２０１８を形成する。具体的な基板ホルダ対２０１８の構成については後述する。
【００７８】
基板接合装置２０１０は、更に、アライメント装置２０１１で一体化された基板ホルダ対２０１８を接合装置２０１２へ搬送する搬送装置２０１３を備える。また、搬送装置２０１３は、半導体ウェハ、基板ホルダ単体でも装置間を搬送することができる。搬送装置２０１３は、基板ホルダ対２０１８等の把持物を把持する把持部２０１９と、回転、伸縮動作により把持物を所定の位置へ移動させるアーム部２０２０を備える。
【００７９】
図１９は、本実施形態に係る半導体ウェハを概略的に示す平面図である。半導体ウェハである第１基板２０１６、第２基板２０１７は、単一の単結晶シリコンからなる円形の薄板部材からなり、その一面に複数の回路領域２０２１が造り込まれている。マトリックス状に区画形成された回路領域２０２１には、トランジスタ、抵抗体およびキャパシタ等の回路素子が形成されている。回路素子は、リソグラフィ技術を中核として、薄膜形成技術、エッチング技術および不純物拡散技術等の成形技術を用いて形成される。また、それぞれの回路領域２０２１の内部には、アライメントマークが設けられている。アライメントマークは、基板同士の位置合わせに用いられる指標である。第１基板２０１６および第２基板２０１７のそれぞれに設けられている複数のアライメントマークは、その設計座標値が個別にメモリに格納され、管理されている。なお、積層の対象となる半導体ウェハは、既に積層されていてさらに他の半導体ウェハを積み重ねる半導体ウェハであっても良い。この場合、既に積層されている回路層は、薄化工程を経て不要な厚みを除去されていることが好ましい。
【００８０】
図２０は、第１基板２０１６を保持した第１基板ホルダ２０１４を概略的に示す平面図である。第１基板ホルダ２０１４は、ホルダ本体２０２２および結合部としての吸着ユニット２０３０を有して、全体としては第１基板２０１６よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体２０２２は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【００８１】
ホルダ本体２０２２は、第１基板２０１６を保持する領域をその表面に備える。この保持領域は研磨されて高い平坦性を有する。第１基板２０１６の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的には、ホルダ本体２０２２に埋め込まれた電極に、ホルダ本体２０２２の裏面に設けられた電圧印加端子を介して電圧を加えることにより、第１基板ホルダ２０１４と第１基板２０１６との間に電位差を生じさせて、第１基板２０１６を第１基板ホルダ２０１４に吸着させる。なお、第１基板２０１６の吸着面は、回路領域２０２１が設けられた面とは反対の面である。
【００８２】
吸着ユニット２０３０は、第１基板２０１６を保持する表面において、保持した第１基板２０１６よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個の吸着ユニット２０３０が配されている。具体的な構成については後述する。
【００８３】
第１基板ホルダ２０１４には、第１基板２０１６を保持する領域とそれぞれの吸着ユニット２０３０との間の領域に、ホルダ本体２０２２を貫通する第１貫通穴２１０１が設けられている。第１貫通穴２１０１は、図の場合、各々の吸着ユニット２０３０の組と第１基板２０１６を保持する領域との間にそれぞれ３個ずつ設けられているが、例えば、吸着ユニット２０３０の個数分設けても良いし、吸着ユニット２０３０の組の形状に合わせて長穴形状に設けても良い。
【００８４】
図２１は、第２基板２０１７を保持した第２基板ホルダ２０１５を概略的に示す平面図である。第２基板ホルダ２０１５は、ホルダ本体２０２３および結合部としてのマグネットユニット２０３１を有して、全体としては第２基板２０１７よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体２０２３は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【００８５】
ホルダ本体２０２３は、第２基板２０１７を保持する領域をその表面に備える。この保持領域は研磨されて高い平坦性を有する。第２基板２０１７の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的には、ホルダ本体２０２３に埋め込まれた電極に、ホルダ本体２０２３の裏面に設けられた電圧印加端子を介して電圧を加えることにより、第２基板ホルダ２０１５と第２基板２０１７との間に電位差を生じさせて、第２基板２０１７を第２基板ホルダ２０１５に吸着させる。なお、第２基板２０１７の吸着面は、回路領域２０２１が設けられた面とは反対の面である。
【００８６】
マグネットユニット２０３１は、第２基板２０１７を保持する表面において、保持した第２基板２０１７よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個のマグネットユニット２０３１が配されている。
【００８７】
マグネットユニット２０３１は、第１基板ホルダ２０１４の吸着ユニット２０３０とそれぞれ対応するように配置されている。そして、第１基板２０１６を保持した第１基板ホルダ２０１４と、第２基板２０１７を保持した第２基板ホルダ２０１５を、互いに向かい合わせて吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１を作用させると、第１基板２０１６と第２基板２０１７を重ね合わせた状態で挟持して固定することができる。このように挟持されて固定された状態が基板ホルダ対２０１８である。具体的な構成および吸着の作用等については後述する。
【００８８】
第２基板ホルダ２０１５には、第２基板２０１７を保持する領域とそれぞれのマグネットユニット２０３１との間の領域に、ホルダ本体２０２３を貫通する第２貫通穴２１０２が設けられている。第２貫通穴２１０２は、図の場合、各々のマグネットユニット２０３１の組と第２基板２０１７を保持する領域との間にそれぞれ３個ずつ設けられているが、例えば、マグネットユニット２０３１の個数分設けても良いし、マグネットユニット２０３１の組の形状に合わせて長穴形状に設けても良い。第１貫通穴２１０１と第２貫通穴２１０２は、塵埃流入抑止機構を構成するが、具体的な作用については後述する。
【００８９】
図２２は、アライメント装置２０１１において、基板ホルダ対２０１８の形成直前の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、第１基板２０１６を保持した第１基板ホルダ２０１４が、アライメント装置２０１１の第１ステージ２０５１に真空吸着固定され、第２基板２０１７を保持した第２基板ホルダ２０１５が、アライメント装置２０１１の第２ステージ２０５２に真空吸着固定された状態の断面図である。特に、図２０および図２１で示すそれぞれＡ−Ａ線に沿った断面図を表す。
【００９０】
第１基板ホルダ２０１４は、第１ステージ２０５１の内部を通って表面に連通する第１吸気配管２０７１が吸気装置２０７５による吸引力を発揮して、第１ステージ２０５１の表面に真空吸着固定される。第１吸気配管２０７１は、第１ステージ２０５１の表面に対して複数に枝分かれしており、第１基板ホルダ２０１４の裏面を広く均一に吸引する。吸気装置２０７５の吸引力は、第１バルブ２０７３により調整され、第１基板ホルダの１４の着脱を制御する。
【００９１】
同様に、第２基板ホルダ２０１５は、第２ステージ２０５２の内部を通って表面に連通する第２吸気配管２０７２が吸気装置２０７５による吸引力を発揮して、第２ステージ２０５２の表面に真空吸着固定される。第２吸気配管２０７２は、第２ステージ２０５２の表面に対して複数に枝分かれしており、第２基板ホルダ２０１５の裏面を広く均一に吸引する。吸気装置２０７５の吸引力は、第２バルブ２０７４により調整され、第２基板ホルダの１５の着脱を制御する。
【００９２】
第１ステージ２０５１は、第２基板２０１７に対して第１基板２０１６を積層する方向であるＺ軸方向と、Ｚ軸にそれぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動することができる。アライメント装置２０１１は、第１基板２０１６を観察できるようにアライメント装置２０１１に配置された第１顕微鏡と、第２基板２０１７を観察できるようにアライメント装置２０１１に配置された第２顕微鏡とを用いて、第１基板２０１６と第２基板２０１７を位置合わせする。
【００９３】
具体的には、それぞれの顕微鏡により、観察対象となる各基板のアライメントマークを撮像し、撮像された撮像データを画像処理することで、アライメントマークの精確な位置を検出する。そして、対応するアライメントマーク同士の位置ずれ量を演算し、その位置ずれ量に応じて第１ステージ２０５１を移動させて、第１基板２０１６と第２基板２０１７を対向させる。これにより、第１基板２０１６の回路領域２０２１のそれぞれが、第２基板２０１７の対応する回路領域２０２１のそれぞれに対向する。なお、位置ずれ量の演算は、例えば、第１基板２０１６の複数のアライメントマークと、第２基板２０１７の複数のアライメントマークが重ね合わされたときに、相互の位置ずれ量が最も小さくなるように統計的に決定されるグローバルアライメント法等を用いて演算される。
【００９４】
第１基板２０１６を第２基板２０１７に対して位置合わせを行うとき、すなわち、第１ステージ２０５１をＸＹ平面内で移動させるときには、第１基板２０１６と第２基板２０１７が接触しないように、両者の間に若干の隙間を形成する。この状態において吸着ユニット２０３０がマグネットユニット２０３１に結合しないように、第２ステージ２０５２は、複数の結合規制ユニット２０５３を備える。
【００９５】
結合規制ユニット２０５３は、主に、柱状の部材であるプッシュピン２０５４とこれを駆動するシリンダー部２０５５から構成される。プッシュピン２０５４は、伸長位置において、第２基板ホルダ２０１５に設けられたホルダ挿通孔２０２４と、これに一致するように位置合わせされて配設されているマグネットユニット２０３１に設けられたマグネット挿通孔２０３２の内部を通って、その先端がマグネット挿通孔２０３２より突出する。収納位置においては、シリンダー部２０５５の内部にその一部が収納されて、それぞれの挿通孔から退避する。つまり、プッシュピン２０５４は、それぞれの挿通孔の内部で、シリンダー部２０５５の駆動によりＺ軸方向に進退する。
【００９６】
図２２に示すような、第１基板２０１６と第２基板２０１７が相対的にＸＹ方向に移動され得るときには、プッシュピン２０５４は、吸着ユニット２０３０の上面に接触するように伸長位置に制御され、吸着ユニット２０３０のマグネットユニット２０３１への結合を阻止する。つまり、吸着ユニット２０３０は吸着子２０３３とこれを固定する板バネ２０３４から構成さるが、板バネ２０３４が弾性変形して吸着子２０３３がマグネットユニット２０３１へ結合しないように、プッシュピン２０５４が吸着子２０３３を上方から押さえつけて、板バネ２０３４の弾性変形を抑制する。
【００９７】
なお、アライメント装置２０１１による第１基板２０１６と第２基板２０１７の位置合わせは、最終的な微調整段階においては、プッシュピン２０５４の先端が吸着ユニット２０３０の上面を摺動する程度の移動量において実行される。それ以外の段階である、例えば顕微鏡によるアライメントマークの観察段階においては、第１基板２０１６と第２基板２０１７は、ＸＹＺ軸方向へ相対的に大きく離れた状態となるので、吸着ユニット２０３０がマグネットユニット２０３１へ予期せず結合することはない。したがって、プッシュピン２０５４は、マグネットユニット２０３１の磁力が吸着ユニット２０３０へ及び、かつ、両者の結合を規制したいときに、伸長位置に制御され、それ以外のときには収納位置に制御される。
【００９８】
第１吸気配管２０７１から枝分かれして第１ステージ２０５１の表面に連通する分岐管の一部は、第１連通管２１１１として、第１ステージ２０５１に固定された第１基板ホルダ２０１４の第１貫通穴２１０１に接続される。また、第２吸気配管２０７２から枝分かれして第２ステージ２０５２の表面に連通する分岐管の一部は、第２連通管２１１２として、第２ステージ２０５２に固定された第２基板ホルダ２０１５の第２貫通穴２１０２に接続される。また、第１吸気配管２０７１から枝分かれして第１ステージ２０５１の表面に連通する分岐管の他の一部は、第３連通管２１１３として、第１ステージ２０５１に固定された第１基板ホルダ２０１４の板バネ２０３４の裏面側の空間に接続される。
【００９９】
図２３は、アライメント装置２０１１において、基板ホルダ対２０１８の形成直後の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、図２２の状態から、第１基板２０１６の表面と第２基板２０１７の表面が接触するように第１ステージ２０５１をＺ軸方向に駆動した状態を示し、さらに、プッシュピン２０５４が収納位置に制御されて、吸着ユニット２０３０がマグネットユニット２０３１に結合した状態を示す。
【０１００】
図２２の状態から図２３の状態へ移行する過程において、第１基板２０１６と第２基板２０１７が位置合わせされ、結合部材であるマグネットユニット２０３１と被結合部材である吸着ユニット２０３０が結合する。そして、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５が一体化され、基板ホルダシステムとしての基板ホルダ対２０１８を形成する。
【０１０１】
アライメント装置２０１１においてＺ軸方向は重力方向であり、第１ステージ２０５１は、第２ステージ２０５２よりも下方に位置する。すると、重力方向に対する各面の関係は、上から下へ順に、第２基板ホルダ２０１５の第２基板２０１７の保持面、第２基板２０１７と第１基板２０１６の接合面、第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面が位置することになる。
【０１０２】
図２２の状態から図２３の状態へ移行する過程において、プッシュピン２０５４を収納位置に移動させる動作に伴って、板バネ２０３４が弾性変形し、吸着ユニット２０３０がマグネットユニット２０３１に結合する。このとき、吸着ユニット２０３０の吸着子２０３３は、ある程度の衝撃を伴ってマグネットユニット２０３１に結合する。そこでこの時の、吸着子２０３３とマグネットユニット２０３１の接触面の重力方向の位置は、第２基板２０１７と第１基板２０１６の接合面より下方に位置するように設定する。好ましくは、第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面よりも更に下方に位置するように設定する。
【０１０３】
このような位置関係となるように設定すると、たとえ吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって塵埃が発生し、飛散するとしても、塵埃が重力により落下し、第１基板２０１６と第２基板２０１７の間に入り込まないことが期待できる。それでも一部の塵埃が第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５の間の空間から第１基板２０１６および第２基板２０１７の方向へ向かう場合、第１貫通穴２１０１または第２貫通穴２１０２からこれらの塵埃が回収されることが期待できる。
【０１０４】
具体的には、第１連通管２１１１に接続されている第１貫通穴２１０１、および、第２連通管２１１２に接続されている第２貫通穴２１０２は共に、吸気装置２０７５の作用により吸気状態にあり、その開口付近の雰囲気を吸い込む。そして、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生した塵埃の一部がこれらの開口付近を通過しようとするとき、周囲の雰囲気ごといずれかの開口に吸い込まれて第１吸気配管２０７１または第２吸気配管２０７２へ回収される。つまり、発生した塵埃は、第１基板２０１６と第２基板２０１７の間に入り込むことなく、その手前で回収されることが期待できる。基板間に入り込む塵埃は、回路動作に不良をもたらし、さらに接合強度不足を招くことにもなるが、上記のような構成を採用することにより、このような不都合を軽減することができる。
【０１０５】
さらに、板バネ２０３４の裏面側の空間には第３連通管２１１３が接続されており、第３連通管２１１３からも、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生した塵埃が回収されることを期待できる。つまり、第３連通管２１１３も吸気装置２０７５の作用により吸気状態にあり、板バネ２０３４の裏面側の空間の雰囲気を吸い込むので、発生した塵埃は雰囲気ごと吸引され第１吸気配管２０７１へ回収される。
【０１０６】
なお、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１が結合する時点から所定時間の間だけ、第１バルブ２０７３および第２バルブ２０７４を調整して第１吸気配管２０７１と第２吸気配管２０７２の吸引力を強くしても良い。このように吸引力を強くすることで、塵埃をより高い確率で回収することができる。
【０１０７】
基板ホルダ対２０１８が形成された後は、基板ホルダ対２０１８は、第２ステージ２０５２からの真空吸着が解除され、第１ステージ２０５１によって引き下げられて、搬送装置２０１３により接合装置２０１２へ搬送される。搬送装置２０１３の搬送機構および接合装置２０１２の接合工程については後述する。
【０１０８】
次に、マグネットユニット２０３１の構成について説明する。図２４は、マグネットユニット２０３１を概略的に示す斜視図である。マグネットユニット２０３１は、磁石２０３６、磁石２０３６を収容して支持する支持部２０３５を備える。
【０１０９】
支持部２０３５は、磁石２０３６を収容する円筒状の収容部を有し、また、第２基板ホルダ２０１５に固定するネジを貫通させるネジ穴２０３７を有する。支持部２０３５は、例えば炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。支持部２０３５は、吸着子２０３３と対向する対向面２０４０を有する。磁石２０３６は、支持部２０３５の収容部に嵌入される円柱形をなした永久磁石であり、例えば、８Ｎ程度の大きさの磁力を有する。磁石２０３６の中心軸には、プッシュピン２０５４を挿通する挿通孔２０３８が設けられており、この挿通孔２０３８に接続するように、支持部２０３５にも挿通孔２０３９が設けられている。この２つの挿通孔により、マグネット挿通孔２０３２を形成する。
【０１１０】
次に、吸着ユニット２０３０の構成について説明する。図２５は、吸着ユニット２０３０の板バネ２０３４を概略的に示す平面図である。板バネ２０３４は、第２基板２０１７を保持する第２基板ホルダ２０１５の保持面に直交する方向に弾性を有する弾性部材であり、例えば、ＳＵＳ６３１等の高強度析出硬化型ステンレス鋼により形成される。また、板バネ２０３４は、中心付近の円形部４３と耳状に突出した取付け部２０４４からなり、中心部の直径は２２ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。
【０１１１】
円形部４３には、互いに同一方向に沿って伸び、かつ伸長方向に直交する方向へ間隔をおいて配置される一対のスリット２０４６が形成されている。各スリット２０４６は、円形部４３の中心からの距離が互いに等しい。この２つのスリット２０４６により、円形部４３の中心付近に帯状部２０４８が形成される。帯状部２０４８には、円形部４３の中心となる位置に、吸着子２０３３を固定させる貫通穴２０４７が設けられている。同様に、取付け部２０４４には、板バネ２０３４を第２基板ホルダ２０１５に固定するネジを貫通させるネジ穴２０４５を有する。板バネ２０３４は、第２基板ホルダ２０１５に対し、２つのネジ穴２０４５が第２基板ホルダ２０１５の周方向に沿い、かつ、スリット２０４６の伸長方向が第２基板ホルダ２０１５の略径方向に沿うように、ホルダ本体２０２３の周縁部に配置される。
【０１１２】
図２６は、板バネ２０３４が弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。具体的には、板バネ２０３４に固定された吸着子２０３３が、マグネットユニット２０３１に吸引されて結合したときの変形状態を表す。ただし、図においては吸着子２０３３は示されていない。
【０１１３】
板バネ２０３４は、吸着子２０３３がマグネットユニット２０３１に吸引されることにより、帯状部２０４８が貫通穴２０４７を頂点とするように浮き上がり、これに伴って、円形部４３の周辺部のうち帯状部２０４８と接続される２つの部分が互いに近づこうとするように弾性変形する。このとき、各スリット２０４６は、それぞれの変形を許容するように、開口形状を変形させる。
【０１１４】
図２７は、図２６で示す板バネ２０３４の変形状態において、吸着子２０３３を含めて示す斜視図である。吸着子２０３３は、貫通穴２０４７を介して、ネジ等の締結部材により板バネ２０３４に固定されている吸着子２０３３は、強磁性体により形成される。例えば、炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。
【０１１５】
図２８は、マグネットユニット２０３１と吸着ユニット２０３０の結合作用を示す断面図である。特に、図２０および図２１で示すそれぞれＢ−Ｂ線に沿った断面図を表す。ただし、第１基板２０１６、第２基板２０１７およびプッシュピン２０５４等の記載は省略している。図２８は、吸着子２０３３がマグネットユニット２０３１へ結合する前の状態を表す。また、図２９は、図２８と同一の断面部において、吸着子２０３３がマグネットユニット２０３１へ結合した後の状態を表す。
【０１１６】
図示されるように、マグネットユニット２０３１は、第２基板ホルダ２０１５の表面にネジを介して固定されている。そして、吸着子２０３３と対向する対向面２０４０は、第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面より下方に位置する。すなわち、第１基板ホルダ２０１４には、吸着ユニット２０３０が設置される領域に対応して、第１基板２０１６の保持面より一段低い面が形成された凹部２０２５が設けられている。つまり、マグネットユニット２０３１が吸着子２０３３と接触する接触予定面である対向面２０４０は、第１基板２０１６の表面と第２基板２０１７の表面が接する状態においては、この凹部２０２５の空間内に位置する。
【０１１７】
凹部２０２５には、吸着子２０３３の上下移動を許容する貫通孔２０２６が設けられている。また、第１基板ホルダ２０１４のうち第１基板２０１６の保持面とは反対の面である裏面側からは、貫通孔２０２６の周囲に凹部２０２７が設けられており、この凹部に収まるように板バネ２０３４と、板バネ２０３４を第１基板ホルダ２０１４に対して固定するネジが配置されている。
【０１１８】
図２８の状態から図２９の状態への変化が示すように、吸着子２０３３が固定される帯状部２０４８は、吸着子２０３３が磁石２０３６に吸引されることにより弾性変形する。このとき、取付け部２０４４は第１基板ホルダ２０１４に固定されたままであるので、板バネ２０３４は、第１基板２０１６と第２基板２０１７を挟持して第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５を互いに引き寄せる方向に付勢して釣り合う。
【０１１９】
図３０は、結合規制ユニット２０５３を概略的に示す縦断面図である。結合規制ユニット２０５３は、マグネットユニット２０３１に対応して第２基板ホルダ２０１５に複数配置されている。シリンダー部２０５５には、シリンダー部２０５５の内部の気圧を調整するエアーポンプ２０５６が接続されている。制御部は、エアーポンプ２０５６を制御することにより、プッシュピン２０５４を進退させる。つまり、プッシュピン２０５４の少なくとも一部がシリンダー部２０５５の内部に位置する収納位置と、プッシュピン２０５４の先端２０５７が吸着子２０３３を押す伸長位置とを制御する。したがって、プッシュピン２０５４が吸着子２０３３を押す押圧力は、板バネ２０３４の弾性力に抗する大きさを有する。なお、プッシュピン２０５４の先端２０５７は、吸着子２０３３と点接触するように、球状に加工されている。
【０１２０】
図３１は、基板ホルダ対２０１８を搬送装置２０１３が把持する状態を概略的に示す側面図である。搬送装置２０１３は、アーム部２０２０と、これに接続される把持部２０１９を備える。把持部２０１９は、基板ホルダ対２０１８を下方から支持する支持板２０６２と、上方から押さえる押え板２０６３とを有する。支持板２０６２には、基板ホルダ対２０１８を真空吸着固定する吸気孔が設けられており、この作用により基板ホルダ対２０１８は支持板２０６２に固定される。
【０１２１】
押え板２０６３は、支持板２０６２の端部に設けられた支柱２０６４に設けられ、基板ホルダ対２０１８を挟み込む方向に進退できる。押え板２０６３が、支持板２０６２に固定された基板ホルダ対２０１８に押圧力を作用させることにより、押え板２０６３と支持板２０６２で基板ホルダ対２０１８を挟持することができる。搬送装置２０１３は、この状態でアーム部２０２０を作動させることにより、基板ホルダ対２０１８をアライメント装置２０１１から接合装置２０１２へ搬送する。
【０１２２】
図３２は、接合装置２０１２の要部を概略的に示す側面図である。接合装置２０１２は、第１基板ホルダ２０１４の下方に配置された下部加圧ステージ２０６５と、第２基板ホルダ２０１５の上方に配置された上部加圧ステージ２０６６とを備える。上部加圧ステージ２０６６は、下部加圧ステージ２０６５と協働して基板ホルダ対２０１８を加圧すべく、下部加圧ステージ２０６５に接近する方向に移動できる。下部加圧ステージ２０６５および上部加圧ステージ２０６６の内部にはヒータが内蔵されており、載置された基板ホルダ対２０１８に加圧だけでなく、加熱も行うことができる。基板ホルダ対２０１８が加圧、加熱されることにより、第１基板２０１６と第２基板２０１７の互いに接触した電極同士が溶着する。これにより第１基板２０１６と第２基板２０１７のそれぞれ対応する回路領域２０２１が接合される。
【０１２３】
（第２実施形態の変形例１）
図３３は、第２実施形態の第１の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第１基板ホルダ２０１４を概略的に示す平面図である。図２０を用いて説明した第１基板ホルダ２０１４は、第１基板２０１６を保持する領域とそれぞれの吸着ユニット２０３０との間の領域に、ホルダ本体２０２２を貫通する第１貫通穴２１０１が設けられていた。これに対し本変形例においては、これらの第１貫通穴２１０１に加えて、第１基板２０１６を保持する領域を取り囲むように複数の貫通穴を設ける。これらの貫通穴全体として、ホルダ本体２０２２上に円環貫通穴２１２１を形成する。
【０１２４】
第１基板ホルダ２０１４の円環貫通穴２１２１に対応して、第２基板ホルダ２０１５にも円環状に貫通穴を複数設ける。そして、第１貫通穴２１０１に接続される第１連通管２１１１、第２貫通穴２１０２に接続される第２連通管２１１２のように、第１ステージ２０５１または第２ステージ２０５２に真空吸着されたときに、それぞれの貫通穴は対応する連通管に接続される。連通管に接続された貫通穴は、吸気装置２０７５による作用により、その開口付近の雰囲気を吸気する。このように構成された基板ホルダ対２０１８によれば、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生する塵埃だけでなく、周辺雰囲気に浮遊する塵埃についても、第１基板２０１６と第２基板２０１７の間に入り込むことなく、その手前で回収されることが期待できる。
【０１２５】
なお、上記の実施形態においては、第１吸気配管２０７１または第２吸気配管２０７２から枝分かれさせた連通管を用いて貫通穴から吸気するように構成した。しかし、第１基板ホルダ２０１４の貫通穴または第２基板ホルダの貫通穴と接続されるそれぞれの連通管の少なくとも一方を、第１吸気配管２０７１または第２吸気配管２０７２とは別系統として設けても良い。そして、一方を吸気、他方を噴気として制御すれば、基板を保持する領域の周囲にエアカーテンを形成することができ、この領域の外部から塵埃が侵入することを防ぐことが期待できる。
【０１２６】
（第２実施形態の変形例２）
図３４は、第２実施形態の第２の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第１基板ホルダ２０１４を概略的に示す平面図である。図２０を用いて説明した第１基板ホルダ２０１４は、第１基板２０１６を保持する領域とそれぞれの吸着ユニット２０３０との間の領域に、ホルダ本体２０２２を貫通する第１貫通穴２１０１が設けられていた。これに対し本変形例においては、第１貫通穴２１０１に代えて、第１基板２０１６の保持面から凸状に突出させて第１防塵壁２１３１を形成する。第１防塵壁２１３１は、図の場合、吸着ユニット２０３０の組に対応して円弧状に３つ設ける。円弧の中心角は、一組の吸着ユニット２０３０が円周方向に占める円弧に対する中心角よりも大きく設定されている。
【０１２７】
図３５は、第２の変形例としての塵埃流入抑止機構を備える第２基板ホルダ２０１５を概略的に示す平面図である。図２１を用いて説明した第２基板ホルダ２０１５は、第２基板２０１７を保持する領域とそれぞれのマグネットユニット２０３１との間の領域に、ホルダ本体２０２３を貫通する第２貫通穴２１０２が設けられていた。これに対し本変形例においては、第２貫通穴２１０２に代えて、第２基板２０１７の保持面から凸状に突出させて第２防塵壁２１３２を形成する。第２防塵壁２１３２は、図の場合、マグネットユニット２０３１の組に対応して円弧状に３つ設ける。円弧の中心角は、一組のマグネットユニット２０３１が円周方向に占める円弧に対する中心角よりも大きく設定されている。
【０１２８】
図３６は、第２の変形例としての基板ホルダ対２０１８形成直後の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、第１基板２０１６を保持した第１基板ホルダ２０１４が、アライメント装置２０１１の第１ステージ２０５１に真空吸着固定され、第２基板２０１７を保持した第２基板ホルダ２０１５が、アライメント装置２０１１の第２ステージ２０５２に真空吸着固定された状態の断面図である。特に、図３４および図３５で示すそれぞれＣ−Ｃ線に沿った断面図を表す。
【０１２９】
図示するように、第１防塵壁２１３１と第２防塵壁２１３２は、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５を重ね合わせたときに、入れ子状に形成されている。第１防塵壁２１３１の高さは、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５を重ね合わせたときに、第１基板２０１６と第２基板２０１７の接触面を越えて第２基板ホルダ２０１５側まで伸び、かつ、第２基板２０１７を保持する第２基板ホルダ２０１５の保持面に接触しない高さである。第２防塵壁２１３２の高さは、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５を重ね合わせたときに、第１基板２０１６と第２基板２０１７の接触面を越えて第１基板ホルダ２０１４側まで伸び、かつ、第１基板２０１６を保持する第１基板ホルダ２０１４の保持面に接触しない高さである。そして、互いの防塵壁が干渉しないように、例えば第１防塵壁２１３１が第２防塵壁２１３２よりも外周側に形成されている。外周側または内周側の関係は、逆であっても良いし、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の組み合わせごとに変更しても良い。
【０１３０】
このように構成することにより、たとえ吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって塵埃が発生し、飛散するとしても、塵埃が直接的に第１基板２０１６および第２基板２０１７の方向へ向かうことがない。すなわち、飛散する塵埃は、第１基板２０１６または第２基板２０１７まで到達する前に、第１防塵壁２１３１または第２防塵壁２１３２に侵入を阻まれ、これらに付着することが期待できる。
【０１３１】
なお、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の接触面の重力方向の位置が、第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面よりも下方に位置するように設定されている場合、第１防塵壁２１３１を第２防塵壁２１３２よりも外周側に設けることが好ましい。これにより、塵埃が第１基板２０１６および第２基板２０１７の方向へより向かいにくい経路とすることができる。
【０１３２】
第１防塵壁２１３１および第２防塵壁２１３２の形状は上述のような円弧形状に限らない。例えば、第１防塵壁２１３１は、吸着ユニット２０３０の組ごとに取り囲むように、円弧形状に放射形状の部分を加えても良い。これに対応して、第２防塵壁２１３２は、マグネットユニット２０３１についても、それぞれの組を取り囲むように、円弧形状に放射形状の部分を加える。また、第１防塵壁２１３１を、第１基板２０１６を保持する領域の周囲を取り囲むように円形状に形成してもよい。これに対応して、第２防塵壁２１３２も、第２基板２０１７を保持する領域の周囲を取り囲むように円形状に形成する。以上のような形状であっても、円弧形状と同様に、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生する塵埃が第１基板２０１６および第２基板２０１７へ到達する経路を複雑化させることができるので、防塵効果を期待できる。
【０１３３】
（第２実施形態の変形例３）
図３７は、第２実施形態の第３の変形例としての塵埃流入機構を備えるマグネットユニット２０３１の外観斜視図である。本変形例におけるマグネットユニットは、図２４を用いて説明したマグネットユニット２０３１に対して更にシールド部２１４１を備える。シールド部２１４１は、支持部２０３５の円筒外装に嵌合して装着され、対向面２０４０を外周方向から覆うようにスカート形状により形成されている。
【０１３４】
図３８は、シールド部２１４１を装着したマグネットユニット２０３１が吸着ユニット２０３０に接触した状態を示す断面図である。吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の接触面の重力方向の位置は、第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面よりも更に下方に位置するように設定されている。したがって、第１基板ホルダ２０１４と第２基板ホルダ２０１５が重ね合わされるときには、シールド部２１４１が第１基板ホルダ２０１４の第１基板２０１６の保持面よりも下方に侵入できるように、凹部２０２５は逃げ部としての役割を担う。
【０１３５】
このようなシールド部２１４１を備えるマグネットユニット２０３１によれば、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生する塵埃をシールド部２１４１の内部で捕獲することができる。したがって、第１基板２０１６および第２基板２０１７へ到達する塵埃を極めて少なくすることが期待できる。
【０１３６】
なお、シールド部２１４１は、マグネットユニット２０３１に対して着脱自在に形成されても良い。着脱自在であれば、塵埃によりシールド部２１４１の内部が汚損された場合でも取り替えることができ、メンテナンスが容易である。逆に、シールド部２１４１を支持部２０３５と一体的に形成しても良い。一体的に形成すれば、部品点数を削減することができ、組み立ても容易となる。
【０１３７】
上述のように、第２基板ホルダ２０１５のホルダ本体２０２３には電極が埋め込まれており、第２基板ホルダ２０１５と第２基板２０１７との間に電位差を生じさせて、第２基板２０１７を第２基板ホルダ２０１５に吸着させている。そこで、この電極と接続する帯電部をシールド部２１４１に設けて、シールド部２１４１を帯電させるように構成しても良い。シールド部２１４１を帯電させると、塵埃を吸着させる効果を期待できるので、より塵埃捕獲の効率を上げることができる。
【０１３８】
また、上記の変形例においては、マグネットユニット２０３１に対してシールド部を設けた。しかし、吸着子２０３３に対してシールド部２１４１を装着するように構成しても良い。このように構成しても、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合衝撃によって発生する塵埃の飛散を抑制することができる。
【０１３９】
以上説明したように、いずれの実施形態においても基板ホルダ対２０１８には、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１を結合させた状態で、第１基板２０１６および第２基板２０１７の載置領域側への塵埃の流入を抑止することができる。すなわち、吸着ユニット２０３０とマグネットユニット２０３１の結合時の衝撃により両者から発生する塵埃の流入を抑止できる。また、結合後に基板ホルダ対２０１８として搬送される時に、第１基板ホルダ２０１４および第２基板ホルダ２０１５の間に侵入する塵埃の、第１基板２０１６および第２基板２０１７の載置領域側への流入についても抑止されることが期待できる。したがって、基板ホルダ対２０１８を用いて製造されるデバイスに対しては、塵埃の侵入による回路不良が抑制された、高品質を期待できる。また、製造工程においても高い歩留まりが期待できる。
【０１４０】
（第３実施形態）
図３９は、本実施形態に係る基板接合装置３０１０を概略的に示す説明図である。基板接合装置３０１０は、半導体ウェハである第１基板３０１６と、これに積層する半導体ウェハである第２基板３０１７の相対的な位置合わせを行うアライメント装置３０１１を備える。また、アライメント装置３０１１により位置合わせされた第１基板３０１６および第２基板３０１７を、互いに接合する接合装置３０１２を備える。接合装置３０１２は、第１基板３０１６と第２基板３０１７を加圧、または、加圧および加熱して恒久的な接合を実現する。
【０１４１】
第１基板３０１６は、第１基板ホルダ３０１４に保持されており、第２基板３０１７は、第２基板ホルダ３０１５に保持されている。アライメント装置３０１１では、第１基板３０１６と第２基板３０１７が位置合わせされると、第１基板ホルダ３０１４と第２基板ホルダ３０１５はこれらを挟持して一体化され、基板ホルダ対３０１８を形成する。具体的な基板ホルダ対３０１８の構成については後述する。
【０１４２】
基板接合装置３０１０は、更に、アライメント装置３０１１で一体化された基板ホルダ対３０１８を接合装置３０１２へ搬送する搬送装置３０１３を備える。また、搬送装置３０１３は、半導体ウェハ、基板ホルダ単体でも装置間を搬送することができる。搬送装置３０１３は、基板ホルダ対３０１８等の把持物を把持する把持部３０１９と、回転、伸縮動作により把持物を所定の位置へ移動させるアーム部３０２０を備える。
【０１４３】
図４０は、本実施形態に係る半導体ウェハを概略的に示す平面図である。半導体ウェハである第１基板３０１６、第２基板３０１７は、単一の単結晶シリコンからなる円形の薄板部材からなり、その一面に複数の回路領域３０２１が造り込まれている。マトリックス状に区画形成された回路領域３０２１には、トランジスタ、抵抗体およびキャパシタ等の回路素子が形成されている。回路素子は、リソグラフィ技術を中核として、薄膜形成技術、エッチング技術および不純物拡散技術等の成形技術を用いて形成される。また、それぞれの回路領域３０２１の内部には、アライメントマークが設けられている。アライメントマークは、基板同士の位置合わせに用いられる指標である。第１基板３０１６および第２基板３０１７のそれぞれに設けられている複数のアライメントマークは、その設計座標値が個別にメモリに格納され、管理されている。なお、積層の対象となる半導体ウェハは、既に積層されていてさらに他の半導体ウェハを積み重ねる半導体ウェハであっても良い。この場合、既に積層されている回路層は、薄化工程を経て不要な厚みを除去されていることが好ましい。
【０１４４】
図４１は、第１基板３０１６を保持した第１基板ホルダ３０１４を概略的に示す平面図である。第１基板ホルダ３０１４は、ホルダ本体３０２２および結合部としての吸着ユニット３０３０を有して、全体としては第１基板３０１６よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体３０２２は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【０１４５】
ホルダ本体３０２２は、第１基板３０１６を載置して保持する、載置領域をその表面に備える。この載置領域は研磨されて高い平坦性を有する。図においては、ほぼ第１基板３０１６の外周に囲まれた領域が載置領域に相当する。第１基板３０１６の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的な構成は後述する。なお、第１基板３０１６の吸着面は、回路領域３０２１が設けられた面とは反対の面である。
【０１４６】
吸着ユニット３０３０は、第１基板３０１６を保持する表面において、第１基板３０１６の載置領域よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個の吸着ユニット３０３０が配されている。具体的な構成については後述する。
【０１４７】
第１基板ホルダ３０１４には、第１基板３０１６の載置領域とそれぞれの吸着ユニット３０３０との間に、塵埃を捕獲する第１塵埃捕獲領域３１０１が設けられている。第１塵埃捕獲領域３１０１は、図の場合、各々の吸着ユニット３０３０の組と第１基板３０１６の載置領域との間にそれぞれ設けられているが、例えば、吸着ユニット３０３０の個数に合わせて設けることもできる。第１塵埃捕獲領域３１０１は、静電力を利用して、特に吸着ユニット３０３０から飛散してくる塵埃を捕獲する領域である。具体的な構成については後述する。
【０１４８】
図４２は、第２基板３０１７を保持した第２基板ホルダ３０１５を概略的に示す平面図である。第２基板ホルダ３０１５は、ホルダ本体３０２３および結合部としてのマグネットユニット３０３１を有して、全体としては第２基板３０１７よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体３０２３は、セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。
【０１４９】
ホルダ本体３０２３は、第２基板３０１７を載置して保持する、載置領域をその表面に備える。この保持領域は研磨されて高い平坦性を有する。図においては、ほぼ第２基板３０１７の外周に囲まれた領域が載置領域に相当する。第２基板３０１７の保持は、静電力を利用した吸着により行われる。具体的な構成は後述する。なお、第２基板３０１７の吸着面は、回路領域３０２１が設けられた面とは反対の面である。
【０１５０】
マグネットユニット３０３１は、第２基板３０１７を保持する表面において、第２基板３０１７の載置領域よりも外側である外周領域に複数配置される。図の場合、２個を一組として１２０度毎に合計６個のマグネットユニット３０３１が配されている。
【０１５１】
マグネットユニット３０３１は、第１基板ホルダ３０１４の吸着ユニット３０３０とそれぞれ対応するように配置されている。そして、第１基板３０１６を保持した第１基板ホルダ３０１４と、第２基板３０１７を保持した第２基板ホルダ３０１５を、互いに向かい合わせて吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１を作用させると、第１基板３０１６と第２基板３０１７を重ね合わせた状態で挟持して固定することができる。このように挟持されて固定された状態が基板ホルダ対３０１８である。具体的な構成および吸着の作用等については後述する。
【０１５２】
第２基板ホルダ３０１５には、第２基板３０１７の載置領域とそれぞれのマグネットユニット３０３１との間に、塵埃を捕獲する第２塵埃捕獲領域３１０２が設けられている。第２塵埃捕獲領域３１０２は、図の場合、各々のマグネットユニット３０３１の組と第２基板３０１７の載置領域との間にそれぞれ設けられているが、例えば、マグネットユニット３０３１の個数に合わせて設けることもできる。第２塵埃捕獲領域３１０２は、静電力を利用して、特にマグネットユニット３０３１から飛散してくる塵埃を捕獲する領域である。具体的な構成については後述する。
【０１５３】
図４３は、アライメント装置３０１１において、基板ホルダ対３０１８の形成直前の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、第１基板３０１６を保持した第１基板ホルダ３０１４が、アライメント装置３０１１の第１ステージ３０５１に真空吸着固定され、第２基板３０１７を保持した第２基板ホルダ３０１５が、アライメント装置３０１１の第２ステージ３０５２に真空吸着固定された状態の断面図である。特に、図４１および図４２で示すそれぞれＡ−Ａ線に沿った断面図を表す。
【０１５４】
第１基板ホルダ３０１４は、第１ステージ３０５１の内部を通って表面に連通する第１吸気配管３０７１が吸気装置３０７５による吸引力を発揮して、第１ステージ３０５１の表面に真空吸着固定される。第１吸気配管３０７１は、第１ステージ３０５１の表面に対して複数に枝分かれしており、第１基板ホルダ３０１４の裏面を広く均一に吸引する。吸気装置３０７５の吸引力は、第１バルブ３０７３により調整され、第１基板ホルダの１４の着脱を制御する。
【０１５５】
同様に、第２基板ホルダ３０１５は、第２ステージ３０５２の内部を通って表面に連通する第２吸気配管３０７２が吸気装置３０７５による吸引力を発揮して、第２ステージ３０５２の表面に真空吸着固定される。第２吸気配管３０７２は、第２ステージ３０５２の表面に対して複数に枝分かれしており、第２基板ホルダ３０１５の裏面を広く均一に吸引する。吸気装置３０７５の吸引力は、第２バルブ３０７４により調整され、第２基板ホルダの１５の着脱を制御する。
【０１５６】
第１ステージ３０５１は、第２基板３０１７に対して第１基板３０１６を積層する方向であるＺ軸方向と、Ｚ軸にそれぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動することができる。アライメント装置３０１１は、第１基板３０１６を観察できるようにアライメント装置３０１１に配置された第１顕微鏡と、第２基板３０１７を観察できるようにアライメント装置３０１１に配置された第２顕微鏡とを用いて、第１基板３０１６と第２基板３０１７を位置合わせする。
【０１５７】
具体的には、それぞれの顕微鏡により、観察対象となる各基板のアライメントマークを撮像し、撮像された撮像データを画像処理することで、アライメントマークの精確な位置を検出する。そして、対応するアライメントマーク同士の位置ずれ量を演算し、その位置ずれ量に応じて第１ステージ３０５１を移動させて、第１基板３０１６と第２基板３０１７を対向させる。これにより、第１基板３０１６の回路領域３０２１のそれぞれが、第２基板３０１７の対応する回路領域３０２１のそれぞれに対向する。なお、位置ずれ量の演算は、例えば、第１基板３０１６の複数のアライメントマークと、第２基板３０１７の複数のアライメントマークが重ね合わされたときに、相互の位置ずれ量が最も小さくなるように統計的に決定されるグローバルアライメント法等を用いて演算される。
【０１５８】
第１基板３０１６を第２基板３０１７に対して位置合わせを行うとき、すなわち、第１ステージ３０５１をＸＹ平面内で移動させるときには、第１基板３０１６と第２基板３０１７が接触しないように、両者の間に若干の隙間を形成する。この状態において吸着ユニット３０３０がマグネットユニット３０３１に結合しないように、第２ステージ３０５２は、複数の結合規制ユニット３０５３を備える。
【０１５９】
結合規制ユニット３０５３は、主に、柱状の部材であるプッシュピン３０５４とこれを駆動するシリンダー部３０５５から構成される。プッシュピン３０５４は、伸長位置において、第２基板ホルダ３０１５に設けられたホルダ挿通孔３０２４と、これに一致するように位置合わせされて配設されているマグネットユニット３０３１に設けられたマグネット挿通孔３０３２の内部を通って、その先端がマグネット挿通孔３０３２より突出する。収納位置においては、シリンダー部３０５５の内部にその一部が収納されて、それぞれの挿通孔から退避する。つまり、プッシュピン３０５４は、それぞれの挿通孔の内部で、シリンダー部３０５５の駆動によりＺ軸方向に進退する。
【０１６０】
図４３に示すような、第１基板３０１６と第２基板３０１７が相対的にＸＹ方向に移動され得るときには、プッシュピン３０５４は、吸着ユニット３０３０の上面に接触するように伸長位置に制御され、吸着ユニット３０３０のマグネットユニット３０３１への結合を阻止する。つまり、吸着ユニット３０３０は吸着子３０３３とこれを固定する板バネ３０３４から構成さるが、板バネ３０３４が弾性変形して吸着子３０３３がマグネットユニット３０３１へ結合しないように、プッシュピン３０５４が吸着子３０３３を上方から押さえつけて、板バネ３０３４の弾性変形を抑制する。
【０１６１】
なお、アライメント装置３０１１による第１基板３０１６と第２基板３０１７の位置合わせは、最終的な微調整段階においては、プッシュピン３０５４の先端が吸着ユニット３０３０の上面を摺動する程度の移動量において実行される。それ以外の段階である、例えば顕微鏡によるアライメントマークの観察段階においては、第１基板３０１６と第２基板３０１７は、ＸＹＺ軸方向へ相対的に大きく離れた状態となるので、吸着ユニット３０３０がマグネットユニット３０３１へ予期せず結合することはない。したがって、プッシュピン３０５４は、マグネットユニット３０３１の磁力が吸着ユニット３０３０へ及び、かつ、両者の結合を規制したいときに、伸長位置に制御され、それ以外のときには収納位置に制御される。
【０１６２】
第１基板ホルダ３０１４のホルダ本体３０２２には、第１基板３０１６の載置領域に対応して、第１基板電極３１１６が埋め込まれている。第１基板電極３１１６は、第１基板配線３１２６により第１電圧印加端子３１２１に接続されている。第１ステージ３０５１には、第１電圧印加端子３１２１に対応する位置に第１電圧供給端子３１３１が設けられており、第１基板ホルダ３０１４が第１ステージ３０５１に固定されると、第１電圧印加端子３１２１と第１電圧供給端子３１３１が接続される。第１電圧供給端子３１３１には、第１ステージ３０５１内を通して設置される導線を介して、外部電源から電圧が供給される。外部電源から第１電圧供給端子３１３１への電圧供給は、アライメント装置３０１１の制御部により制御される。このような構成により、第１基板３０１６と第１基板ホルダ３０１４との間には電位差が発生し、第１基板３０１６は、第１基板ホルダ３０１４の載置領域に静電吸着されて、第１基板ホルダ３０１４に対する姿勢を維持する。
【０１６３】
第２基板ホルダ３０１５のホルダ本体３０２３には、第２基板３０１７の載置領域に対応して、第２基板電極３１１７が埋め込まれている。第２基板電極３１１７は、第２基板配線３１２７により第２電圧印加端子３１２２に接続されている。第２ステージ３０５２には、第２電圧印加端子３１２２に対応する位置に第２電圧供給端子３１３２が設けられており、第２基板ホルダ３０１５が第２ステージ３０５２に固定されると、第２電圧印加端子３１２２と第２電圧供給端子３１３２が接続される。第２電圧供給端子３１３２には、第２ステージ３０５２内を通して設置される導線を介して、外部電源から電圧が供給される。外部電源から第２電圧供給端子３１３２への電圧供給は、アライメント装置３０１１の制御部により制御される。このような構成により、第２基板３０１７と第２基板ホルダ３０１５との間には電位差が発生し、第２基板３０１７は、第２基板ホルダ３０１５の載置領域に静電吸着されて、第２基板ホルダ３０１５に対する姿勢を維持する。
【０１６４】
第１基板ホルダ３０１４のホルダ本体３０２２には更に、第１塵埃捕獲領域３１０１に対応して、第１塵埃捕獲電極３１１１が埋め込まれている。第１塵埃捕獲電極３１１１は、第１塵埃配線３１１３により第１電圧印加端子３１２１に接続されている。従って、第１基板ホルダ３０１４が第１ステージ３０５１に固定されると、第１塵埃捕獲電極３１１１にも電圧が供給される。このような構成において、第１塵埃捕獲電極３１１１に電圧を供給すると、第１塵埃捕獲領域３１０１は電荷を帯びる。浮遊する塵埃は多くの場合マイナスに帯電しているので、第１塵埃捕獲領域３１０１がプラスに帯電するように第１塵埃捕獲電極３１１１に電圧を供給すれば、これらの塵埃を第１塵埃捕獲領域３１０１へ引き寄せ、吸着させることができる。
【０１６５】
上述のように、第１基板電極３１１６への電圧供給と第１塵埃捕獲電極３１１１への電圧供給は、共通した第１電圧印加端子３１２１を介して行われる。しかしながら、第１基板配線３１２６と第１塵埃配線３１１３の配線抵抗をそれぞれ異ならせるなどして、第１基板３０１６の載置領域における単位面積当たりの静電吸着力と、第１塵埃捕獲領域３１０１における単位面積当たりの静電吸着力に差を設けても良い。具体的には、浮遊する塵埃をより強力に引き寄せるべく、第１基板３０１６の載置領域における単位面積当たりの静電吸着力よりも、第１塵埃捕獲領域３１０１における単位面積当たりの静電吸着力が大きくなるように構成すると良い。
【０１６６】
また、第１基板３０１６を載置する方向へ第１塵埃捕獲電極３１１１と第１基板電極３１１６を投影したときの形状が互いに重ならないように、それぞれ第１塵埃捕獲電極３１１１と第１基板電極３１１６の外形形状およびホルダ本体３０２２への埋め込み位置を定める。これにより、第１基板３０１６の載置領域と第１塵埃捕獲領域３１０１を分離することができるので、捕獲した塵埃が第１基板３０１６へ移動することを回避できる。
【０１６７】
第２基板ホルダ３０１５のホルダ本体３０２３には更に、第２塵埃捕獲領域３１０２に対応して、第２塵埃捕獲電極３１１２が埋め込まれている。第２塵埃捕獲電極３１１２は、第２塵埃配線３１１４により第２電圧印加端子３１２２に接続されている。従って、第２基板ホルダ３０１５が第２ステージ３０５２に固定されると、第２塵埃捕獲電極３１１２にも電圧が供給される。このような構成において、第２塵埃捕獲電極３１１２に電圧を供給すると、第２塵埃捕獲領域３１０２は電荷を帯びる。第１塵埃捕獲領域３１０１と同様に、第２塵埃捕獲領域３１０２もプラスに帯電するように第２塵埃捕獲電極３１１２に電圧を供給すれば、これらの塵埃を第２塵埃捕獲領域３１０２へ引き寄せ、吸着させることができる。
【０１６８】
第１基板ホルダ３０１４と同様に、第２基板３０１７の載置領域における単位面積当たりの静電吸着力よりも、第２塵埃捕獲領域３１０２における単位面積当たりの静電吸着力が大きくなるように構成することが望ましい。また、第２基板３０１７を載置する方向へ第２塵埃捕獲電極３１１２と第２基板電極３１１７を投影したときの形状が互いに重ならないように、それぞれ第２塵埃捕獲電極３１１２と第２基板電極３１１７の外形形状およびホルダ本体３０２３への埋め込み位置を定める。
【０１６９】
図４４は、アライメント装置３０１１において、基板ホルダ対３０１８の形成直後の状態を概略的に示す断面図である。具体的には、図４３の状態から、第１基板３０１６の表面と第２基板３０１７の表面が接触するように第１ステージ３０５１をＺ軸方向に駆動した状態を示し、さらに、プッシュピン３０５４が収納位置に制御されて、吸着ユニット３０３０がマグネットユニット３０３１に結合した状態を示す。
【０１７０】
図４３の状態から図４４の状態へ移行する過程において、第１基板３０１６と第２基板３０１７が位置合わせされ、結合部材であるマグネットユニット３０３１と被結合部材である吸着ユニット３０３０が結合する。そして、第１基板ホルダ３０１４と第２基板ホルダ３０１５が一体化され、基板ホルダシステムとしての基板ホルダ対３０１８を形成する。
【０１７１】
板バネ３０３４が弾性変形し、吸着ユニット３０３０がマグネットユニット３０３１に結合する過程において、吸着ユニット３０３０の吸着子３０３３は、ある程度の衝撃を伴ってマグネットユニット３０３１に結合する。このとき、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって塵埃が発生し、飛散する場合がある。これらの塵埃が第１基板３０１６、第２基板３０１７の基板間および近傍に付着すると、その後の接合装置３０１２における接合工程において、不均一な加熱加圧を招き、接合強度不足を引き起こすことがある。また、完成した半導体デバイスにおいて、挟み込んだ塵埃により回路動作に不良をきたすこともある。
【０１７２】
このような問題に対して本実施形態においては、少なくとも吸着ユニット３０３０がマグネットユニット３０３１に接触してからしばらくの間は、制御部が第１塵埃捕獲電極３１１１と第２塵埃捕獲電極３１１２に電圧を印加して、第１塵埃捕獲領域３１０１および第２塵埃捕獲領域３１０２で飛散する塵埃を捕獲する。このような構成を採用することにより、発生した塵埃は、第１基板３０１６と第２基板３０１７の間に入り込むことなく、その手前で回収されることが期待できる。
【０１７３】
基板ホルダ対３０１８が形成された後は、基板ホルダ対３０１８は、第２ステージ３０５２からの真空吸着が解除され、第１ステージ３０５１によって引き下げられて、搬送装置３０１３により接合装置３０１２へ搬送される。搬送装置３０１３の搬送機構および接合装置３０１２の接合工程については後述する。
【０１７４】
次に、マグネットユニット３０３１の構成について説明する。図４５は、マグネットユニット３０３１を概略的に示す斜視図である。マグネットユニット３０３１は、磁石３０３６、磁石３０３６を収容して支持する支持部３０３５を備える。
【０１７５】
支持部３０３５は、磁石３０３６を収容する円筒状の収容部を有し、また、第２基板ホルダ３０１５に固定するネジを貫通させるネジ穴３０３７を有する。支持部３０３５は、例えば炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。支持部３０３５は、吸着子３０３３と対向する対向面３０４０を有する。磁石３０３６は、支持部３０３５の収容部に嵌入される円柱形をなした永久磁石であり、例えば、８Ｎ程度の大きさの磁力を有する。磁石３０３６の中心軸には、プッシュピン３０５４を挿通する挿通孔３０３８が設けられており、この挿通孔３０３８に接続するように、支持部３０３５にも挿通孔３０３９が設けられている。この２つの挿通孔により、マグネット挿通孔３０３２を形成する。
【０１７６】
次に、吸着ユニット３０３０の構成について説明する。図４６は、吸着ユニット３０３０の板バネ３０３４を概略的に示す平面図である。板バネ３０３４は、第２基板３０１７を保持する第２基板ホルダ３０１５の保持面に直交する方向に弾性を有する弾性部材であり、例えば、ＳＵＳ６３１等の高強度析出硬化型ステンレス鋼により形成される。また、板バネ３０３４は、中心付近の円形部４３と耳状に突出した取付け部３０４４からなり、中心部の直径は２２ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。
【０１７７】
円形部４３には、互いに同一方向に沿って伸び、かつ伸長方向に直交する方向へ間隔をおいて配置される一対のスリット３０４６が形成されている。各スリット３０４６は、円形部４３の中心からの距離が互いに等しい。この２つのスリット３０４６により、円形部４３の中心付近に帯状部３０４８が形成される。帯状部３０４８には、円形部４３の中心となる位置に、吸着子３０３３を固定させる貫通穴３０４７が設けられている。同様に、取付け部３０４４には、板バネ３０３４を第２基板ホルダ３０１５に固定するネジを貫通させるネジ穴３０４５を有する。板バネ３０３４は、第２基板ホルダ３０１５に対し、２つのネジ穴３０４５が第２基板ホルダ３０１５の周方向に沿い、かつ、スリット３０４６の伸長方向が第２基板ホルダ３０１５の略径方向に沿うように、ホルダ本体３０２３の周縁部に配置される。
【０１７８】
図４７は、板バネ３０３４が弾性変形した状態を概略的に示す斜視図である。具体的には、板バネ３０３４に固定された吸着子３０３３が、マグネットユニット３０３１に吸引されて結合したときの変形状態を表す。ただし、図において吸着子３０３３は示されていない。
【０１７９】
板バネ３０３４は、吸着子３０３３がマグネットユニット３０３１に吸引されることにより、帯状部３０４８が貫通穴３０４７を頂点とするように浮き上がり、これに伴って、円形部４３の周辺部のうち帯状部３０４８と接続される２つの部分が互いに近づこうとするように弾性変形する。このとき、各スリット３０４６は、それぞれの変形を許容するように、開口形状を変形させる。
【０１８０】
図４８は、図４７で示す板バネ３０３４の変形状態において、吸着子３０３３を含めて示す斜視図である。吸着子３０３３は、貫通穴３０４７を介して、ネジ等の締結部材により板バネ３０３４に固定されている吸着子３０３３は、強磁性体により形成される。例えば、炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。
【０１８１】
図４９は、マグネットユニット３０３１と吸着ユニット３０３０の結合作用を示す断面図である。特に、図４１および図４２で示すそれぞれＢ−Ｂ線に沿った断面図を表す。ただし、第１基板３０１６、第２基板３０１７およびプッシュピン３０５４等の記載は省略している。図４９は、吸着子３０３３がマグネットユニット３０３１へ結合する前の状態を表す。また、図５０は、図４９と同一の断面部において、吸着子３０３３がマグネットユニット３０３１へ結合した後の状態を表す。
【０１８２】
図示されるように、マグネットユニット３０３１は、第２基板ホルダ３０１５の表面にネジを介して固定されている。そして、吸着子３０３３と対向する対向面３０４０は、第１基板ホルダ３０１４の第１基板３０１６の保持面より下方に位置する。すなわち、第１基板ホルダ３０１４には、吸着ユニット３０３０が設置される領域に対応して、第１基板３０１６の保持面より一段低い面が形成された凹部３０２５が設けられている。つまり、マグネットユニット３０３１が吸着子３０３３と接触する接触予定面である対向面３０４０は、第１基板３０１６の表面と第２基板３０１７の表面が接する状態においては、この凹部３０２５の空間内に位置する。
【０１８３】
凹部３０２５には、吸着子３０３３の上下移動を許容する貫通孔３０２６が設けられている。また、第１基板ホルダ３０１４のうち第１基板３０１６の保持面とは反対の面である裏面側からは、貫通孔３０２６の周囲に凹部３０２７が設けられており、この凹部に収まるように板バネ３０３４と、板バネ３０３４を第１基板ホルダ３０１４に対して固定するネジが配置されている。
【０１８４】
図４９の状態から図５０の状態への変化が示すように、吸着子３０３３が固定される帯状部３０４８は、吸着子３０３３が磁石３０３６に吸引されることにより弾性変形する。このとき、取付け部３０４４は第１基板ホルダ３０１４に固定されたままであるので、板バネ３０３４は、第１基板３０１６と第２基板３０１７を挟持して第１基板ホルダ３０１４と第２基板ホルダ３０１５を互いに引き寄せる方向に付勢して釣り合う。
【０１８５】
図５１は、結合規制ユニット３０５３を概略的に示す縦断面図である。結合規制ユニット３０５３は、マグネットユニット３０３１に対応して第２基板ホルダ３０１５に複数配置されている。シリンダー部３０５５には、シリンダー部３０５５の内部の気圧を調整するエアーポンプ３０５６が接続されている。制御部は、エアーポンプ３０５６を制御することにより、プッシュピン３０５４を進退させる。つまり、プッシュピン３０５４の少なくとも一部がシリンダー部３０５５の内部に位置する収納位置と、プッシュピン３０５４の先端３０５７が吸着子３０３３を押す伸長位置とを制御する。したがって、プッシュピン３０５４が吸着子３０３３を押す押圧力は、板バネ３０３４の弾性力に抗する大きさを有する。なお、プッシュピン３０５４の先端３０５７は、吸着子３０３３と点接触するように、球状に加工されている。
【０１８６】
図５２は、基板ホルダ対３０１８を搬送装置３０１３が把持する状態を概略的に示す側面図である。搬送装置３０１３は、アーム部３０２０と、これに接続される把持部３０１９を備える。把持部３０１９は、基板ホルダ対３０１８を下方から支持する支持板３０６２と、上方から押さえる押え板３０６３とを有する。支持板３０６２には、基板ホルダ対３０１８を真空吸着固定する吸気孔が設けられており、この作用により基板ホルダ対３０１８は支持板３０６２に固定される。
【０１８７】
押え板３０６３は、支持板３０６２の端部に設けられた支柱３０６４に設けられ、基板ホルダ対３０１８を挟み込む方向に進退できる。押え板３０６３が、支持板３０６２に固定された基板ホルダ対３０１８に押圧力を作用させることにより、押え板３０６３と支持板３０６２で基板ホルダ対３０１８を挟持することができる。搬送装置３０１３は、この状態でアーム部３０２０を作動させることにより、基板ホルダ対３０１８をアライメント装置３０１１から接合装置３０１２へ搬送する。なお、搬送装置３０１３は、搬送中においても、第１電圧印加端子３１２１、第２電圧印加端子３１２２に電圧を供給できるように構成されている。これにより、第１基板３０１６、第２基板３０１７を静電吸着させることができ、搬送中においても基板と基板ホルダが相対的にずれる恐れがない。
【０１８８】
図５３は、接合装置３０１２の要部を概略的に示す側面図である。接合装置３０１２は、第１基板ホルダ３０１４の下方に配置された下部加圧ステージ３０６５と、第２基板ホルダ３０１５の上方に配置された上部加圧ステージ３０６６とを備える。上部加圧ステージ３０６６は、下部加圧ステージ３０６５と協働して基板ホルダ対３０１８を加圧すべく、下部加圧ステージ３０６５に接近する方向に移動できる。下部加圧ステージ３０６５および上部加圧ステージ３０６６の内部にはヒータが内蔵されており、載置された基板ホルダ対３０１８に加圧だけでなく、加熱も行うことができる。基板ホルダ対３０１８が加圧、加熱されることにより、第１基板３０１６と第２基板３０１７の互いに接触した電極同士が溶着する。これにより第１基板３０１６と第２基板３０１７のそれぞれ対応する回路領域３０２１が接合される。
【０１８９】
（第３実施形態の変形例１）
図５４は、第３実施形態の第１の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダ３０１４を概略的に示す平面図である。図４１を用いて説明した第１基板ホルダ３０１４は、第１基板３０１６の載置領域とそれぞれの吸着ユニット３０３０との間に、塵埃を捕獲する第１塵埃捕獲領域３１０１が設けられていた。これに対し本変形例においては、これらの第１塵埃捕獲領域３１０１を接続して、第１基板３０１６の載置領域を取り囲むように円環状に塵埃捕獲領域３１６１を設ける。この塵埃捕獲領域３１６１に対応して、塵埃捕獲電極も円環状に形成してホルダ本体３０２２に埋め込む。
【０１９０】
第１基板ホルダ３０１４の塵埃捕獲領域３１６１に対応して、第２基板ホルダ３０１５にも円環状の塵埃捕獲領域を設ける。このように構成された基板ホルダ対３０１８によれば、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって発生する塵埃だけでなく、周辺雰囲気に浮遊する塵埃についても、第１基板３０１６と第２基板３０１７の間に入り込むことなく、その手前で捕獲されることが期待できる。
【０１９１】
（第３実施形態の変形例２）
図５５は、第３実施形態の第２の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダ３０１４を概略的に示す平面図である。図４１を用いて説明した第１基板ホルダ３０１４は、第１基板３０１６の載置領域とそれぞれの吸着ユニット３０３０に挟まれた領域において円弧状に、塵埃を捕獲する第１塵埃捕獲領域３１０１が設けられていた。これに対し本変形例においては、これら円弧状の領域に加えて、さらに吸着ユニット３０３０の周囲を取り囲む領域を含むように塵埃捕獲領域３１７１を設定する。この塵埃捕獲領域３１７１に対応して、塵埃捕獲電極も吸着ユニット３０３０を取り囲む形状に形成してホルダ本体３０２２に埋め込む。
【０１９２】
第１基板ホルダ３０１４の塵埃捕獲領域３１６１に対応して、第２基板ホルダ３０１５にもマグネットユニット３０３１を取り囲むように塵埃捕獲領域を設ける。このように構成された基板ホルダ対３０１８によれば、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって発生する塵埃をより確実に捕獲できる。
【０１９３】
（第３実施形態の変形例３）
図５６は、第３実施形態の第３の変形例としての塵埃捕獲領域を備える第１基板ホルダ３０１４を概略的に示す平面図である。図４１を用いて説明した第１基板ホルダ３０１４は、第１基板３０１６の載置領域とそれぞれの吸着ユニット３０３０との間に、塵埃を捕獲する第１塵埃捕獲領域３１０１が設けられていた。これに対し本変形例においては、これら第１塵埃捕獲領域３１０１に追加して搬送時塵埃捕獲領域３１８１を設ける。この搬送時塵埃捕獲領域３１８１に対応して、搬送時塵埃捕獲電極をホルダ本体３０２２に埋め込む。
【０１９４】
第１基板ホルダ３０１４が搬送装置３０１３、その他のスライダー機構等で搬送されるときは、搬送方向に対する第１基板ホルダ３０１４の姿勢が予め定められていることが多い。そこで、第１基板ホルダ３０１４のうち搬送方向側の領域に搬送時塵埃捕獲領域３１８１を設けて、搬送方向前方より飛来する塵埃を捕獲し、第１基板３０１６へ付着することを防止する。搬送装置３０１３、その他のスライダー機構等で第１基板ホルダ３０１４を搬送するときに、搬送時塵埃捕獲領域３１８１が搬送方向側になるように、搬送装置側で第１基板ホルダ３０１４の姿勢を制御しても良い。
【０１９５】
第１基板ホルダ３０１４の搬送時塵埃捕獲領域３１８１に対応して、第２基板ホルダ３０１５にも搬送時塵埃捕獲領域を設ける。このように構成された基板ホルダ対３０１８によれば、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって発生する塵埃だけでなく、搬送時に飛来する塵埃についても、第１基板３０１６と第２基板３０１７の間に入り込むことなく、その手前で捕獲されることが期待できる。
【０１９６】
第１塵埃捕獲領域３１０１および第２塵埃捕獲領域３１０２は、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって発生する塵埃を捕獲することが目的であるが、搬送時塵埃捕獲領域３１８１は、搬送時に飛来する塵埃を捕獲することが目的である。したがって、それぞれの領域が作用する期間を、互いに異ならせると良い。具体的には、第１塵埃捕獲領域３１０１および第２塵埃捕獲領域３１０２が作用する期間は、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１が接触してからしばらくの期間であり、搬送時塵埃捕獲領域３１８１が作用する期間は、第１基板ホルダ３０１４、第２基板ホルダ３０１５が単独で搬送される期間、あるいは基板ホルダ対３０１８として搬送される期間である。搬送時塵埃捕獲電極は、第１塵埃捕獲電極３１１１および第２塵埃捕獲電極３１１２に対して独立して電圧印加できるように配線が分けられて構成されており、制御部は、状況に応じて選択的に塵埃捕獲領域を作用させることができる。
【０１９７】
吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１の結合衝撃によって発生する塵埃が存在しない、または無視し得る程度であれば、第１塵埃捕獲領域３１０１および第２塵埃捕獲領域３１０２を省略することもできる。この場合、搬送時塵埃捕獲領域３１８１だけを設けて、搬送時に飛来する塵埃を捕獲させる。
【０１９８】
以上説明した本実施形態は、各変形例を含めて第１基板３０１６および第２基板３０１７をそれぞれ第１基板電極３１１６および第２基板電極３１１７による静電吸着で吸着固定するものとして説明した。しかし、基板の吸着は静電吸着に限らない。それぞれのホルダに吸引孔をもうけて真空引きし、真空吸着により吸着固定するように構成しても良い。この場合であっても各塵埃捕獲領域において浮遊する塵埃を静電吸着することができる。
【０１９９】
また、上記の第１基板ホルダ３０１４および第２基板ホルダ３０１５を用いて、基板接合装置３０１０によりデバイスを製造する場合は、第１基板３０１６および第２基板を重ね合わせる工程として、以下の工程を経る。すなわち、第１基板ホルダ３０１４に第１基板３０１６を載置する工程と、第２基板ホルダ３０１５に第２基板３０１７を載置する工程と、第１塵埃捕獲電極３１１１および第２塵埃捕獲電極３１１２の少なくとも一方に通電して静電力を発生させつつ、吸着ユニット３０３０とマグネットユニット３０３１を結合させて第１基板ホルダ３０１４と第２基板ホルダ３０１５を一体化させる工程である。
【０２００】
また、第１基板３０１６がチップ化される前の基板の状態で搬送される工程として、以下の工程を経る。すなわち、第１基板３０１６を第１基板ホルダ３０１４に載置する工程と、搬送時塵埃捕獲電極に通電して静電力を発生させつつ、第１基板ホルダ３０１４と共に第１基板３０１６を搬送する工程である。
【０２０１】
以上の各実施形態で説明した塵埃流入抑止部を備えることにより、基板接合装置における各プロセスで発生しうる塵埃および基板ホルダ自身から発生し得る塵埃に対して、発生を抑制し、または、基板を挟持する領域への流入、付着を妨げる効果が期待できる。
【０２０２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０２０３】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０２０４】
１０１０  基板接合装置、１０１１  アライメント装置、１０１２  接合装置、１０１３  搬送装置、１０１４  第１基板ホルダ、１０１５  第２基板ホルダ、１０１６  第１基板、１０１７  第２基板、１０１８  基板ホルダ対、１０１９  把持部、１０２０  アーム部、１０２１  回路領域、１０２２、１０２３  ホルダ本体、１０２４  ホルダ挿通孔、１０２５  凹部、１０２６  貫通孔、１０２７  凹部、１０３０  吸着ユニット、１０３１  マグネットユニット、１０３２  マグネット挿通孔、１０３３  吸着子、１０３４  板バネ、１０３５  支持部、１０３６  磁石、１０３７  ネジ穴、１０３８、１０３９  挿通孔、１０４０  対向面、１０４１  球状凸体、１０４２  固定部材、１０４３  円形部、１０４４  取付け部、１０４５  ネジ穴、１０４６  スリット、１０４７  貫通穴、１０４８  帯状部、１０４９  緩衝プレート、１０５０  線状凸体、１０５１  第１ステージ、１０５２  第２ステージ、１０５３  結合規制ユニット、１０５４  プッシュピン、１０５５  シリンダー部、１０５６  エアーポンプ、１０５７  先端、１０６２  支持板、１０６３  押え板、１０６４  支柱、１０６５  下部加圧ステージ、１０６６  上部加圧ステージ
２０１０  基板接合装置、２０１１  アライメント装置、２０１２  接合装置、２０１３  搬送装置、２０１４  第１基板ホルダ、２０１５  第２基板ホルダ、２０１６  第１基板、２０１７  第２基板、２０１８  基板ホルダ対、２０１９  把持部、２０２０  アーム部、２０２１  回路領域、２０２２、２０２３  ホルダ本体、２０２４  ホルダ挿通孔、２０２５  凹部、２０２６  貫通孔、２０２７  凹部、２０３０  吸着ユニット、２０３１  マグネットユニット、２０３２  マグネット挿通孔、２０３３  吸着子、２０３４  板バネ、２０３５  支持部、２０３６  磁石、２０３７  ネジ穴、２０３８、２０３９  挿通孔、２０４０  対向面、２０４４  取付け部、２０４５  ネジ穴、２０４６  スリット、２０４７  貫通穴、２０４８  帯状部、２０５１  第１ステージ、２０５２  第２ステージ、２０５３  結合規制ユニット、２０５４  プッシュピン、２０５５  シリンダー部、２０５６  エアーポンプ、２０５７  先端、２０６２  支持板、２０６３  押え板、２０６４  支柱、２０６５  下部加圧ステージ、２０６６  上部加圧ステージ、２０７１  第１吸気配管、２０７２  第２吸気配管、２０７３  第１バルブ、２０７４  第２バルブ、２０７５  吸気装置、２１０１  第１貫通穴、２１０２  第２貫通穴、２１１１  第１連通管、２１１２  第２連通管、２１１３  第３連通管、２１２１  円環貫通穴、２１３１  第１防塵壁、２１３２  第２防塵壁、２１４１  シールド部
３０１０  基板接合装置、３０１１  アライメント装置、３０１２  接合装置、３０１３  搬送装置、３０１４  第１基板ホルダ、３０１５  第２基板ホルダ、３０１６  第１基板、３０１７  第２基板、３０１８  基板ホルダ対、３０１９  把持部、３０２０  アーム部、３０２１  回路領域、３０２２、３０２３  ホルダ本体、３０２４  ホルダ挿通孔、３０２５  凹部、３０２６  貫通孔、３０２７  凹部、３０３０  吸着ユニット、３０３１  マグネットユニット、３０３２  マグネット挿通孔、３０３３  吸着子、３０３４  板バネ、３０３５  支持部、３０３６  磁石、３０３７  ネジ穴、３０３８、３０３９  挿通孔、３０４０  対向面、３０４４  取付け部、３０４５  ネジ穴、３０４６  スリット、３０４７  貫通穴、３０４８  帯状部、３０５１  第１ステージ、３０５２  第２ステージ、３０５３  結合規制ユニット、３０５４  プッシュピン、３０５５  シリンダー部、３０５６  エアーポンプ、３０５７  先端、３０６２  支持板、３０６３  押え板、３０６４  支柱、３０６５  下部加圧ステージ、３０６６  上部加圧ステージ、３０７１  第１吸気配管、３０７２  第２吸気配管、３０７３  第１バルブ、３０７４  第２バルブ、３０７５  吸気装置、３１０１  第１塵埃捕獲領域、３１０２  第２塵埃捕獲領域、３１１１  第１塵埃捕獲電極、３１１２  第２塵埃捕獲電極、３１１３  第１塵埃配線、３１１４  第２塵埃配線、３１１６  第１基板電極、３１１７  第２基板電極、３１２１  第１電圧印加端子、３１２２  第２電圧印加端子、３１２６  第１基板配線、３１２７  第２基板配線、３１３１  第１電圧供給端子、３１３２  第２電圧供給端子、３１６１  塵埃捕獲領域、３１７１  塵埃捕獲領域、３１８１  搬送時塵埃捕獲領域
【図１】
2011010460.tif 000003
【図２】
2011010460.tif 000004
【図３】
2011010460.tif 000005
【図４】
2011010460.tif 000006
【図５】
2011010460.tif 000007
【図６】
2011010460.tif 000008
【図７】
2011010460.tif 000009
【図８】
2011010460.tif 000010
【図９】
2011010460.tif 000011
【図１０】
2011010460.tif 000012
【図１１】
2011010460.tif 000013
【図１２】
2011010460.tif 000014
【図１３】
2011010460.tif 000015
【図１４】
2011010460.tif 000016
【図１５】
2011010460.tif 000017
【図１６】
2011010460.tif 000018
【図１７】
2011010460.tif 000019
【図１８】
2011010460.tif 000020
【図１９】
2011010460.tif 000021
【図２０】
2011010460.tif 000022
【図２１】
2011010460.tif 000023
【図２２】
2011010460.tif 000024
【図２３】
2011010460.tif 000025
【図２４】
2011010460.tif 000026
【図２５】
2011010460.tif 000027
【図２６】
2011010460.tif 000028
【図２７】
2011010460.tif 000029
【図２８】
2011010460.tif 000030
【図２９】
2011010460.tif 000031
【図３０】
2011010460.tif 000032
【図３１】
2011010460.tif 000033
【図３２】
2011010460.tif 000034
【図３３】
2011010460.tif 000035
【図３４】
2011010460.tif 000036
【図３５】
2011010460.tif 000037
【図３６】
2011010460.tif 000038
【図３７】
2011010460.tif 000039
【図３８】
2011010460.tif 000040
【図３９】
2011010460.tif 000041
【図４０】
2011010460.tif 000042
【図４１】
2011010460.tif 000043
【図４２】
2011010460.tif 000044
【図４３】
2011010460.tif 000045
【図４４】
2011010460.tif 000046
【図４５】
2011010460.tif 000047
【図４６】
2011010460.tif 000048
【図４７】
2011010460.tif 000049
【図４８】
2011010460.tif 000050
【図４９】
2011010460.tif 000051
【図５０】
2011010460.tif 000052
【図５１】
2011010460.tif 000053
【図５２】
2011010460.tif 000054
【図５３】
2011010460.tif 000055
【図５４】
2011010460.tif 000056
【図５５】
2011010460.tif 000057
【図５６】
2011010460.tif 000058
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月24日(2012.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板を保持する第１保持部を有する第１基板ホルダと、
前記第１基板に接合される第２基板を保持する第２保持部を有し、前記第１基板ホルダとの間で前記第１基板及び前記第２基板を挟持する第２基板ホルダと、
前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダとを互いに結合する結合部材と、
前記結合部材の結合により生じた塵埃が、前記第１保持部と前記第２保持部との間に入ることを抑止する塵埃抑止部と、
を備える基板ホルダ対。
【請求項２】
前記塵埃抑止部は、前記第１基板ホルダ及び前記第２基板ホルダの少なくとも一方に設けられ、前記塵埃を捕獲する塵埃捕獲部を有する請求項１に記載の基板ホルダ対。
【請求項３】
前記塵埃捕獲部は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方と前記結合部材との間に設けられ、吸引管に接続される第１貫通穴を有し、前記第１貫通穴を経て塵埃を吸引する請求項２に記載の基板ホルダ対。
【請求項４】
前記塵埃捕獲部は、前記第１基板ホルダの前記第１保持部と前記結合部材との間に設けられた前記第１貫通穴と、前記第２基板ホルダの前記第２保持部と前記結合部材との間に設けられた第２貫通穴とを有し、前記第１貫通穴および前記第２貫通穴の少なくとも一方が前記吸引管に接続される請求項３に記載の基板ホルダ対。
【請求項５】
前記塵埃捕獲部は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方の外側であって前記結合部材との間以外の位置に形成された第３貫通穴を有し、前記第３貫通穴は吸引管に接続される請求項３または４に記載の基板ホルダ対。
【請求項６】
前記第１基板ホルダは、前記第１保持部の外側であって前記結合部材との間以外の位置に第３貫通穴を有し、
前記第２基板ホルダは、前記第２保持部の外側であって前記結合部材との間以外の位置に第４貫通穴を有し、前記第３貫通穴および前記第４貫通穴の少なくとも一方が、吸引管に接続される請求項３から５のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項７】
前記塵埃捕獲部は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方と前記結合部材との間に設けられ、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極を有する請求項２に記載の基板ホルダ対。
【請求項８】
前記塵埃捕獲電極は、前記結合部材を囲むように配置される請求項７に記載の基板ホルダ対。
【請求項９】
前記塵埃捕獲電極は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方より前記基板ホルダ対の搬送方向側の領域を含む請求項７または８に記載の基板ホルダ対。
【請求項１０】
前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方に埋設され、静電力を発生させて前記基板を吸着させる基板電極を備える請求項７から９のいずれか１項に記載の基板ホルダ対。
【請求項１１】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極は、前記第１保持部および前記第２保持部に垂直な方向で互いに重ならない外形を有する請求項１０に記載の基板ホルダ対。
【請求項１２】
前記塵埃捕獲電極による静電吸着力は、前記基板電極による載置領域の静電吸着力よりも大きい請求項１０または１１に記載の基板ホルダ対。
【請求項１３】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極へ共通して電力を供給する電力供給端子を備える請求項１０から１２のいずれか１項に記載の基板ホルダ対。
【請求項１４】
前記塵埃抑止部は、前記第１保持部および前記第２保持部の外側の領域の気圧を前記第１保持部および前記第２保持部の間の気圧よりも減圧する減圧手段を有する請求項１に記載の基板ホルダ対。
【請求項１５】
前記減圧手段は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方と前記結合部材との間に設けられ、吸引管に接続される貫通穴を有する請求項１４に記載の基板ホルダ対。
【請求項１６】
前記減圧手段は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方と前記結合部材との間に設けられ、噴気管に接続される貫通穴を有する請求項１４に記載の基板ホルダ対。
【請求項１７】
前記塵埃抑止部は、
前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方と前記結合部材との間に配置され、前記一方に対して突出する第１壁部を有する請求項１に記載の基板ホルダ対。
【請求項１８】
前記第１壁部の突出量は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方から前記第１基板と前記第２基板との接触面までの高さより高い請求項１７に記載の基板ホルダ対。
【請求項１９】
前記第１壁部は、前記第１保持部および前記第２保持部の少なくとも一方を囲むように設けられる請求項１７または１８に記載の基板ホルダ対。
【請求項２０】
前記塵埃抑止部は、
前記第１基板ホルダの前記第１保持部と前記結合部材との間に設けられた前記第１壁部と、
前記第２基板ホルダの前記第２保持部と前記結合部材との間に設けられた第２壁部とを有する請求項１７から１９のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項２１】
前記第２壁部は、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダが結合されたときに前記第１壁部に干渉しないように設けられる請求項２０に記載の基板ホルダ対。
【請求項２２】
前記第２壁部は、前記第２保持部を囲むように設けられる請求項２０または２１に記載の基板ホルダ対。
【請求項２３】
前記塵埃抑止部は、
前記結合部材の結合部をその周囲から覆うように配置されるシールド部を有する請求項１に記載の基板ホルダ対。
【請求項２４】
前記シールド部は、前記結合部材と一体的に形成される請求項２３に記載の基板ホルダ対。
【請求項２５】
前記シールド部を帯電させる帯電部を備える請求項２３または２４に記載の基板ホルダ対。
【請求項２６】
前記シールド部は、前記第１基板ホルダおよび前記第２基板ホルダの少なくとも一方に対して着脱可能である請求項２３から２５のいずれか１項に記載の基板ホルダ対。
【請求項２７】
前記結合部材は、前記第１基板ホルダの前記第１保持部の外側に設けられた第１結合部と、前記第２基板ホルダの前記第２保持部の外側に設けられた第２結合部とを有し、
前記シールド部は、前記第１結合部と前記第２結合部との互いの接触面をその周囲から覆う請求項２３から２６のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項２８】
前記第２基板ホルダには、前記第１結合部が前記第２結合部と接触するときに前記シールド部が侵入する逃げ部が設けられている請求項２７に記載の基板ホルダ対。
【請求項２９】
前記結合部材は、前記第１基板ホルダの前記第１保持部の外側に設けられた第１結合部と、前記第２基板ホルダの前記第２保持部の外側に設けられた第２結合部とを有し、
前記塵埃抑止部は、前記第１結合部の結合面および前記第２結合部の結合面の少なくとも一方に設けられ、他方の接合面に点接触または線接触する凸部を有する請求項１から２８のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項３０】
前記凸部は、前記結合部材とは別部材で形成される請求項２９に記載の基板ホルダ対。
【請求項３１】
前記凸部は、少なくとも３個の球部材が前記接合面に埋設されて形成される請求項２９または３０に記載の基板ホルダ対。
【請求項３２】
前記結合部材は、前記第１基板ホルダの前記第１保持部の外側に設けられた第１結合部と、前記第２基板ホルダの前記第２保持部の外側に設けられた第２結合部とを有し、前記塵埃抑止部は、前記第１結合部と前記第２結合部との結合により生じた塵埃が、前記第１保持部と前記第２保持部との間に入ることを抑止する請求項１から３１のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項３３】
前記第１結合部および前記第２結合部の一方は、磁石と、接合面を有し前記磁石を支持する支持部とを備える請求項３２に記載の基板ホルダ対。
【請求項３４】
前記第１結合部および前記第２結合部の他方は強磁性体である請求項３３に記載の基板ホルダ対。
【請求項３５】
前記第１結合部および前記第２結合部の一方は、前記第１結合部と前記第２結合部とが互いに結合することを防ぐ柱部材を貫通させる貫通穴を有する請求項３２から３４のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項３６】
前記第１結合部および前記第２結合部の一方は、前記第１基板ホルダまたは前記第２基板ホルダに対して、少なくとも前記第１保持部または前記第２保持部に直交する方向に弾性を有する弾性部材を介して固定されている請求項３２から３５のいずれか一項に記載の基板ホルダ対。
【請求項３７】
第１基板に接触する第１保持部を有する第１基板ホルダと、
前記第１基板に重なり合って接合される第２基板に接触する第２保持部を有し、前記第１基板ホルダとの間で前記第１基板及び前記第２基板を挟持する第２基板ホルダと、
前記第１基板ホルダに設けられた第１結合部と、
前記第２基板ホルダに設けられ、前記第１結合部と結合する第２結合部とを備え、
前記第１結合部と前記第２結合部との接触面は、前記第１基板と前記第２基板との接合面よりも重力方向に対して下方に位置する基板ホルダ対。
【請求項３８】
前記第１結合部と前記第２結合部との前記接触面は、前記第１保持部及び前記第２保持部のうち重力方向に対して下方に位置する保持部よりも下方に位置する請求項３７に記載の基板ホルダ対。
【請求項３９】
請求項１から３８のいずれか１項に記載の基板ホルダ対と、
前記第１基板ホルダに保持された前記第１基板と前記第２基板ホルダに保持された前記第２基板を互いに接合する接合部とを備える基板接合装置。
【請求項４０】
第１基板に接触する第１保持部を有する第１基板ホルダと、
前記第１基板に接合される第２基板に接触する第２保持部を有し、前記第１基板ホルダとの間で前記第１基板及び前記第２基板を挟持する第２基板ホルダと、
前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダとを互いに結合する結合部材と、
前記結合部材の結合により生じた塵埃が、前記第１保持部と前記第２保持部との間に入ることを抑止する塵埃抑止部と、
前記第１基板ホルダに保持された前記第１基板と前記第２基板ホルダに保持された前記第２基板を互いに接合する接合部と、
を備える基板接合装置。
【請求項４１】
第１基板と前記第１基板に接合される第２基板とを互いに重なり合った状態で固定する固定部と、
前記固定部の固定により生じた塵埃が、前記第１基板と前記第２基板との間に入ることを抑止する塵埃抑止部と、
前記第１基板と前記第２基板とを互いに接合する接合部と、
を備える基板接合装置。
【請求項４２】
二つの基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
第１基板に接触する第１保持部と、前記第１保持部の外側に設けられた第１結合部とを有する第１基板ホルダに前記第１基板を載置するステップと、
第２基板に接触する第２保持部と、前記第２保持部の外側に設けられた第２結合部とを有する第２基板ホルダに前記第２基板を載置するステップと、
前記二つの基板を重ね合わせて前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダとで狭持する狭持ステップと、
前記第１結合部と前記第２結合部とを互いに結合する結合ステップとを含み、
前記結合ステップでは、塵埃抑止部により、前記第１結合部と前記第２結合部との結合により生じる塵埃が前記第１保持部と前記第２保持部との間に入ることが抑止されるデバイスの製造方法。
【請求項４３】
基板を保持する保持領域を有するホルダ本体と、
前記保持領域の外側に設けられ、前記基板と他の基板とを互いに重なり合った状態で固定する固定部材と、
前記固定部材による固定により生じた塵埃が前記保持領域に入ることを抑止する塵埃抑止部とを備える基板ホルダ。
【請求項４４】
前記塵埃抑止部は、前記ホルダ本体に設けられ、前記塵埃を捕獲する塵埃捕獲部を有する請求項４３に記載の基板ホルダ。
【請求項４５】
前記塵埃捕獲部は、前記保持領域と前記固定部材との間に設けられ、吸引管に接続される貫通穴を有し、前記貫通穴を経て塵埃を吸引する請求項４４に記載の基板ホルダ。
【請求項４６】
前記塵埃捕獲部は、前記保持領域の外側であって前記固定部材との間以外の位置に形成された第２貫通穴を有し、前記第２貫通穴は吸引管に接続される請求項４５に記載の基板ホルダ。
【請求項４７】
前記塵埃捕獲部は、前記保持領域と前記固定部材との間に設けられ、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極を有する請求項４４に記載の基板ホルダ。
【請求項４８】
前記塵埃捕獲電極は、前記固定部材を囲むように配置される請求項４７に記載の基板ホルダ。
【請求項４９】
前記塵埃捕獲電極は、前記保持領域より前記基板ホルダの搬送方向側の領域に配置されている請求項４７または４８に記載の基板ホルダ。
【請求項５０】
基板を保持して搬送される基板ホルダであって、
基板を保持する保持領域を表面に有するホルダ本体と、
前記ホルダ本体における前記保持領域より前記基板ホルダの搬送方向側である塵埃捕獲領域に埋設され、静電力を発生させて塵埃を捕獲する塵埃捕獲電極とを備える基板ホルダ。
【請求項５１】
前記ホルダ本体における前記保持領域に埋設され、静電力を発生させて前記基板を吸着させる基板電極を備える請求項４７から５０のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項５２】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極は、前記ホルダ本体の表面に垂直な方向で互いに重ならない外形を有する請求項５１に記載の基板ホルダ。
【請求項５３】
前記塵埃捕獲電極による静電吸着力は、前記基板電極による前記保持領域の静電吸着力よりも大きい請求項５１または５２に記載の基板ホルダ。
【請求項５４】
前記基板電極と前記塵埃捕獲電極へ共通して電力を供給する電力供給端子を備える請求項５１から５３のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項５５】
前記塵埃抑止部は、前記保持領域の外側の領域の気圧を前記保持領域上の気圧よりも減圧する減圧手段を有する請求項４３に記載の基板ホルダ。
【請求項５６】
前記減圧手段は、前記保持領域と前記固定部材との間に設けられ、吸引管に接続される貫通穴を有する請求項５５に記載の基板ホルダ。
【請求項５７】
前記減圧手段は、前記保持領域と前記固定部材との間に設けられ、噴気管に接続される貫通穴を有する請求項５５に記載の基板ホルダ。
【請求項５８】
前記塵埃抑止部は、
前記ホルダ本体に前記保持領域と前記固定部材との間で配置され、前記ホルダ本体から立ち上がる壁部を有する請求項４３に記載の基板ホルダ。
【請求項５９】
前記壁部の前記ホルダ本体からの高さは、前記ホルダ本体からの前記基板の表面までの高さより高い請求項５８に記載の基板ホルダ。
【請求項６０】
前記壁部は、前記保持領域を囲むように設けられる請求項５８または５９に記載の基板ホルダ。
【請求項６１】
前記塵埃抑止部は、
前記固定部材と被固定部材との接触面をその周囲から覆うように設置されるシールド部を有する請求項４３に記載の基板ホルダ。
【請求項６２】
前記シールド部は前記固定部材と一体的に形成される請求項６１に記載の基板ホルダ。
【請求項６３】
前記シールド部を帯電させる帯電部を備える請求項６１または６２に記載の基板ホルダ。
【請求項６４】
前記シールド部は、前記ホルダ本体に対して着脱可能である請求項６１から６３のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項６５】
前記塵埃抑止部は、被固定部材と対向する前記固定部材の対向面に設けられ、前記被固定部材と点接触または線接触する凸部を有する請求項４３に記載の基板ホルダ。
【請求項６６】
前記凸部は、前記固定部材とは別部材で形成される請求項６５に記載の基板ホルダ。
【請求項６７】
前記凸部は、少なくとも３個の球部材が前記対向面に埋設されて形成される請求項６５または６６に記載の基板ホルダ。
【請求項６８】
前記固定部材は、磁石と、対向面を有し前記磁石を支持する支持部とを備える請求項４３から４９のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項６９】
前記固定部材は、強磁性体である請求項４３から４９のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
【請求項７０】
前記固定部材は、前記ホルダ本体に対して、少なくとも前記保持領域に直交する方向に弾性を有する弾性部材を介して固定されている請求項６９に記載の基板ホルダ。
【請求項７１】
請求項４３から７０のいずれか１項に記載の基板ホルダを備える基板接合装置。
【請求項７２】
基板を保持する保持領域を有するホルダ本体と、
前記保持領域の外側に設けられ、前記基板と他の基板とを互いに重なり合った状態で固定する固定部材と、
前記固定部材による固定により生じた塵埃が前記保持領域に入ることを抑止する塵埃抑止部と、
前記ホルダ本体に保持された前記基板と前記他の基板とを互いに接合する接合部と、
を備える基板接合装置。
【請求項７３】
二つの基板を重ね合わせて製造されるデバイスの製造方法であって、
基板ホルダの保持領域に、前記二つの基板の一方を載置する載置ステップと、
前記基板ホルダに保持された前記一方の基板と他の前記基板とを互いに重ね合わせる重ね合わせステップと、
前記基板ホルダに設けられた固定部材により前記二つの基板を互いに重なり合った状態で固定する固定ステップとを含み、
前記固定ステップでは、前記基板ホルダの塵埃抑止部により、前記固定部材による固定によって生じる塵埃が前記保持領域に入ることが抑止されるデバイスの製造方法。
【国際調査報告】
2011010460.tif 000059
2011010460.tif 000060
2011010460.tif 000061
2011010460.tif 000062
2011010460.tif 000063
2011010460.tif 000064
2011010460.tif 000065
2011010460.tif 000066