(57)【要約】【課題】基板の直径が大きくなる傾向にある近年において、回路が形成された２枚の基板を、接合すべき電極同士が接触するように高い精度で位置合わせするために、その２枚の基板をそれぞれ保持する２枚の基板ホルダを精密に管理する機構が求められている。【解決手段】基板ホルダを収容するホルダラックと、ホルダラックから取り出される基板ホルダを清掃する清掃装置とを備え、ホルダラックは、清掃装置を含む処理部に着脱できるホルダメンテナンス装置。【選択図】図１
2011142141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ホルダを収容するホルダラックと、
前記ホルダラックから取り出される前記基板ホルダを清掃する清掃装置と
を備え、
前記ホルダラックは、前記清掃装置を含む処理部に着脱できるホルダメンテナンス装置。
【請求項２】
前記ホルダラックは、前記処理部に着脱する第１着脱面と、前記第１着脱面とは異なる、他の装置に装着する第２着脱面とを有する請求項１に記載のホルダメンテナンス装置。
【請求項３】
前記ホルダラックは、前記基板ホルダを収容するケースと、前記ケースを載置する棚とを有し、
前記ケースは、前記棚に載置されたときに前記ホルダラックの着脱面に対して対向する面に、収容される前記基板ホルダを出入する開閉蓋を備える請求項１または２に記載のホルダメンテナンス装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記基板ホルダに付着する塵埃を検知する塵埃検知装置を含む請求項１から３のいずれか１項に記載のホルダメンテナンス装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記基板ホルダを加熱するベーク装置を含む請求項１から４のいずれか１項に記載のホルダメンテナンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルダメンテナンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路が形成された２枚の基板を、接合すべき電極同士が接触するように重ね合わせて加熱加圧することにより接合することが知られている。ここで、２枚の基板を位置合わせして重ね合わせてから加熱加圧により接合するまでに、２枚の基板に位置ずれを生じさせないこと及び接合段階における圧力と温度の均一性を高めることを目的として、２枚の基板を上下から２枚の基板ホルダにより挟んで保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板の直径が大きくなる傾向にある近年、重ね合わされる互いの基板全面においてサブミクロンの精度で位置合わせをすることが困難になってきている。このような事情から、基板をより高い精度で位置合わせするために、それを保持する２枚の基板ホルダを精密に管理する機構が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るホルダメンテナンス装置は、基板ホルダを収容するホルダラックと、ホルダラックから取り出される基板ホルダを清掃する清掃装置とを備え、ホルダラックは、清掃装置を含む処理部に着脱できる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】重ね合わせ装置及びホルダメンテナンス装置の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】上基板ホルダの構造を概略的に示す平面図である。
【図３】下基板ホルダの構造を概略的に示す平面図である。
【図４】ホルダケースの構造を概略的に示す斜視図である。
【図５】ホルダラックの筐体の外観を概略的に示す斜視図である
【図６】ホルダラックのラック本体の構造を概略的に示す斜視図である。
【図７】塵埃検知装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図８】洗浄装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図９】ベーク装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】ホルダメンテナンス装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る重ね合わせ装置１００及びホルダメンテナンス装置４００の構造を概略的に示す平面図である。重ね合わせ装置１００は、回路パターンが形成された２枚の基板１２０を２枚の基板ホルダ１９０でそれぞれ保持して、接合すべき電極同士が接触するように重ね合わせて加熱加圧することにより接合する装置である。重ね合わせ装置１００には基板ホルダ１９０を収容するホルダラック３００が着脱可能であり、重ね合わせ装置１００は装着されたホルダラック３００から基板ホルダ１９０を搬出して使用する。
【００１０】
ホルダメンテナンス装置４００は、基板ホルダ１９０を清掃することによりメンテナンスする装置である。ホルダメンテナンス装置４００にもホルダラック３００が着脱可能であり、ホルダメンテナンス装置４００は装着されたホルダラック３００から基板ホルダ１９０を搬出してメンテナンスをする。
【００１１】
重ね合わせ装置１００は、共通の筐体１０１の内部に形成された大気環境部１０２及び真空環境部２０２を含む。大気環境部１０２は、筐体１０１の外部に面して制御部１１０及びＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）１１２を有する。
【００１２】
重ね合わせ装置１００に含まれる各装置の各要素は、重ね合わせ装置１００全体の制御及び演算を司る制御部１１０又は要素ごとに設けられた制御演算部が、統合制御、協調制御をすることにより動作する。制御部１１０は、重ね合わせ装置１００を制御するための情報を記憶する記憶部１１１及び重ね合わせ装置１００の電源投入、各種設定等をする場合にユーザが外部から操作する操作部を有する。更に制御部１１０は、配備された他の機器と接続する接続部を含む場合もある。
【００１３】
ＥＦＥＭ１１２は、３つのロードポート１１３、１１４、１１５及びロボットアーム１１６を備える。そして各ロードポートにはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）が装着される。ＦＯＵＰは密閉型の基板格納用ポッドであり、複数の基板１２０を収容することができる。
【００１４】
ロードポート１１３、１１４に装着されたＦＯＵＰには複数の基板１２０が収容されており、ロボットアーム１１６によって大気環境部１０２に搬入される。このように構成することで、基板１２０を外気にさらすことなくＦＯＵＰから大気環境部１０２に搬送することができ、基板１２０への塵埃の付着を防止することができる。大気環境部１０２及び真空環境部２０２によって接合された基板１２０は、ロードポート１１５に装着されたＦＯＵＰに格納される。
【００１５】
なお、ここでいう基板１２０は、既に回路パターンが複数周期的に形成されている単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ等である。また、装填された基板１２０が、既に複数のウエハを積層して形成された積層基板である場合もある。
【００１６】
大気環境部１０２は、筐体１０１の内側にそれぞれ配置された、予備アライナ１３０、本アライナ１４０、反転機構１５０、分離機構１６０及び搬送機構１７０を備える。筐体１０１の内部は、重ね合わせ装置１００が設置された環境の室温と略同じ温度が維持されるように温度管理される。これにより、本アライナ１４０の精度が安定するので、位置決めを精確にできる。また筐体１０１の内部には周知のエアフィルタが備えられており、高いクリーン度が保たれる。
【００１７】
大気環境部１０２には、筐体１０１の一部に設けられたホルダラック着脱部１０３を介してホルダラック３００が着脱される。ホルダラック３００は、シャッタを備える筐体及びその筐体内に設置されたラック本体を有しており、ホルダラック着脱部１０３に装着されて密着した状態でシャッタを開く構造を有しているので、ホルダラック３００の着脱による大気環境部１０２の雰囲気の乱れを抑制して、クリーン度を保つことができる。
【００１８】
予備アライナ１３０は、高精度であるが故に狭い本アライナ１４０の調整範囲に基板１２０の位置が収まるように、個々の基板１２０の位置を仮合わせする。これにより、本アライナ１４０における位置決めを確実にすることができる。
【００１９】
予備アライナ１３０は、ターンテーブル１３１及びホルダテーブル１３２を備える。ターンテーブル１３１には、ＥＦＥＭ１１２のロボットアーム１１６によって基板１２０が載置される。そして、ターンテーブル１３１によって、基板１２０の回転方向の位置が調整される。ホルダテーブル１３２には、搬送機構１７０によってホルダラック３００から搬送された基板ホルダ１９０が載置される。基板スライダによってターンテーブル１３１からホルダテーブル１３２へと搬送された基板１２０は、精確に位置合わせされた後基板ホルダ１９０上に載置される。
【００２０】
ホルダテーブル１３２には電力供給ピンが設けられており、基板ホルダ１９０の裏面に設けられた電力供給端子と接続して、基板ホルダ１９０に電力を供給する。電力供給端子から電力を供給された基板ホルダ１９０は、その内部に設けられた静電チャックにより基板保持面に電位差を生じさせ、基板１２０を静電吸着する。このようにして一体化された基板１２０及び基板ホルダ１９０を、ワークと呼ぶ。
【００２１】
本アライナ１４０は、固定ステージ１４１、移動ステージ１４２及び干渉計１４３を備える。また、本アライナ１４０を包囲して断熱壁１４４及びシャッタ１４５が設けられる。断熱壁１４４及びシャッタ１４５に包囲された空間は空調機等に連通して温度管理され、本アライナ１４０における位置合わせ精度を維持する。
【００２２】
固定ステージ１４１は、移動ステージ１４２よりも上方に位置していて、固定された状態でワークを下向きに保持する。固定ステージ１４１に保持されるワークを上ワークと呼び、上ワークを構成する基板ホルダ１９０を上基板ホルダ１９１と呼ぶ。移動ステージ１４２は、載置されたワークを搬送する。移動ステージ１４２に載置されるワークを下ワークと呼び、下ワークを構成する基板ホルダ１９０を下基板ホルダ１９２と呼ぶ。上基板ホルダ１９１及び下基板ホルダ１９２の具体的な構成については後述する。
【００２３】
固定ステージ１４１に保持された上ワークと、移動ステージ１４２に保持された下ワークは、接合面が対向するように精密に位置合わせされる。そして、下ワークを上昇させることにより接合面同士が接触して仮接合される。仮接合された２つのワークをまとめてワーク対と呼ぶ。
【００２４】
反転機構１５０は、後述する第１搬送ユニット１７１及び第２搬送ユニット１７２よりも下側に位置しており、基板ホルダ１９０又はワークを支持する複数の支持ピン及び基板ホルダ１９０又はワークを把持して反転させる回転把持部を備える。第１搬送ユニット１７１又は第２搬送ユニット１７２によって搬送されてきた基板ホルダ１９０又はワークを支持ピンで支持して、支持ピン上の基板ホルダ１９０又はワークを回転把持部で把持して反転させる。
【００２５】
反転した後、再び支持ピン上に基板ホルダ１９０又はワークを支持することで、第１搬送ユニット１７１又は第２搬送ユニット１７２によって搬出可能になる。なお複数の支持ピンは、基板ホルダ１９０の基板保持面の外周領域に対応する位置に設けられているので、基板ホルダ１９０又はワークを上向きでも下向きでも支持することができる。
【００２６】
分離機構１６０は、後述する加熱加圧装置２４０で加熱加圧された後のワーク対から、基板ホルダ１９０に挟まれて接合された基板１２０を取り出す。ここで、加熱加圧するときに基板１２０と基板ホルダ１９０との間に塵埃等が付着していると、その塵埃の食い込み、溶融等により基板１２０と基板ホルダ１９０との一部が固着する場合がある。
【００２７】
この固着した塵埃は、基板１２０を分離した後に基板ホルダ１９０に残存する可能性がある。また、基板ホルダ１９０と加熱加圧装置２４０の加熱加圧ステージとの間に塵埃等が付着していた場合にも固着が生じる場合があるが、この固着した塵埃も基板ホルダ１９０に残存する可能性がある。特に基板ホルダ１９０の基板保持面に固着した塵埃が残存した場合、基板保持面の平坦性が低下してしまうので、そのままだと加熱加圧装置２４０による加熱加圧が局所的に不十分になり接合強度不足を招く、基板１２０の静電吸着が不安定になる等の不具合が発生する可能性が考えられる。
【００２８】
搬送機構１７０は、第１搬送ユニット１７１、第２搬送ユニット１７２、第１受け渡しポート１７３、第２受け渡しポート１７４、シングルスライダ１７５及びロボットアーム１７６を備える。第１搬送ユニット１７１及び第２搬送ユニット１７２は、予備アライナ１３０、反転機構１５０、第１受け渡しポート１７３及び第２受け渡しポート１７４の間で基板１２０、基板ホルダ１９０、ワーク及びワーク対の搬送をする。
【００２９】
第１搬送ユニット１７１と第２搬送ユニット１７２は、上下方向に並行して設けられたレール上をそれぞれ独立して走行する。そして第１搬送ユニット１７１は第２搬送ユニット１７２よりも上側に位置して、基板１２０、基板ホルダ１９０、ワーク及びワーク対を保持したままでもすれ違うことができる構造になっている。
【００３０】
第１受け渡しポート１７３は、分離機構１６０の上部に設けられ、基板ホルダ１９０、及びワーク対を載置するためのプッシュアップピンを備える。第２受け渡しポート１７４もプッシュアップピンを備え、シングルスライダ１７５と、第１搬送ユニット１７１及び第２搬送ユニットの間での基板ホルダ１９０、ワーク及びワーク対の受け渡しを仲介する役割を担う。
【００３１】
シングルスライダ１７５は、第２受け渡しポート１７４及び本アライナ１４０の間でワーク及びワーク対の搬送をする。ロボットアーム１７６は、第１受け渡しポート１７３、分離機構１６０及び後述するロードロックチャンバ２２０の間でワーク対を搬送する。またロボットアーム１７６は、ホルダラック３００、第１受け渡しポート１７３及び分離機構１６０の間で基板ホルダ１９０を搬送する。
【００３２】
真空環境部２０２は、断熱壁２１０、ロードロックチャンバ２２０、ロボットアーム２３０及び複数の加熱加圧装置２４０を有する。断熱壁２１０は、真空環境部２０２を包囲して真空環境部２０２の内部温度を維持すると共に、真空環境部２０２の外部への熱輻射を遮断する。これにより、真空環境部２０２の熱が大気環境部１０２に及ぼす影響を抑制できる。ロボットアーム２３０は、ワーク対を搬送する搬送装置であり、保持したワーク対を、ロードロックチャンバ２２０と加熱加圧装置２４０の間で搬送する。
【００３３】
ロードロックチャンバ２２０は、大気環境部１０２側と真空環境部２０２側とに、交互に開閉するシャッタ２２２、２２４を有する。ワーク対が大気環境部１０２から真空環境部２０２に搬入される場合、まず、大気環境部１０２側のシャッタ２２２が開かれ、ロボットアーム１７６がワーク対をロードロックチャンバ２２０に搬入する。次に大気環境部１０２側のシャッタ２２２を閉じ、ロードロックチャンバ２２０内の空気を排出することで、真空状態にする。
【００３４】
ロードロックチャンバ２２０内が真空状態になった後、真空環境部２０２側のシャッタ２２４が開かれ、ロボットアーム２３０がワーク対を搬出する。このような真空環境部２０２への搬入動作により、大気環境部１０２の内部雰囲気を真空環境部２０２側に漏らすことなく、ワーク対を真空環境部２０２に搬入できる。
【００３５】
次にロボットアーム２３０は、ロードロックチャンバ２２０から搬出したワーク対を複数の加熱加圧装置２４０のいずれかに搬入する。そして加熱加圧装置２４０は、ワーク対を加熱加圧する。これにより基板ホルダ１９０に挟まれた状態で搬入された基板１２０は恒久的に接合される。
【００３６】
真空環境部２０２から大気環境部１０２にワーク対を搬出する場合は、まず真空環境部２０２側のシャッタ２２４が開かれ、ロボットアーム２３０がワーク対をロードロックチャンバ２２０に搬入する。次に、真空環境部２０２側のシャッタ２２４が閉じられ、大気環境部１０２側のシャッタ２２２が開かれる。
【００３７】
ホルダラック３００は、基板ホルダ１９０を収容するホルダケース３５０と、ホルダケース３５０を載置する棚を備える。ホルダラック３００に載置されたホルダケース３５０内の基板ホルダ１９０は、ロボットアーム１７６によって出し入れされる。ホルダラック３００の具体的な構成については後述する。
【００３８】
ホルダメンテナンス装置４００は基板ホルダ１９０を清掃することによりメンテナンスする装置であり、重ね合わせ装置１００で使用された基板ホルダ１９０をメンテナンスすることができる。ここでは、基板ホルダ１９０を洗浄することによって清掃する例を挙げて説明する。ホルダメンテナンス装置４００は、処理部４０１及び処理部４０１の外部に面して制御部４０４を有する。処理部４０１の一部にはホルダラック着脱部４０２が設けられ、ここにホルダラック３００が装着される。
【００３９】
ホルダメンテナンス装置４００に含まれる各装置の各要素は、ホルダメンテナンス装置４００全体の制御及び演算を司る制御部４０４又は要素ごとに設けられた制御演算部が、統合制御、協調制御をすることにより動作する。制御部４０４は、ホルダメンテナンス装置４００を制御するための情報を記憶する記憶部４０５及びホルダメンテナンス装置４００の電源投入、各種設定等をする場合にユーザが外部から操作する操作部を有する。更に制御部４０４は、重ね合わせ装置１００の制御部１１０と接続する接続部を含む。
【００４０】
処理部４０１は、基板ホルダ１９０に付着する塵埃を検知する塵埃検知装置４３０、基板ホルダ１９０を洗浄する洗浄装置４４０及び基板ホルダ１９０を加熱するベーク装置４５０を含む。各装置の具体的な構成については後述する。ロボットアーム４２０は基板ホルダ１９０を保持してレール４２１上を移動することができ、ホルダラック３００、塵埃検知装置４３０、洗浄装置４４０及びベーク装置４５０の間で基板ホルダ１９０を搬送する。またロボットアーム４２０は、保持した基板ホルダ１９０を回転する機能を有する。
【００４１】
図２は基板１２０を保持した上基板ホルダ１９１を概略的に示す平面図である。上基板ホルダ１９１は、ホルダ本体９１１及びマグネットユニット９１２を有しており、全体としては基板１２０よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体９１１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。
【００４２】
ホルダ本体９１１は、基板１２０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。基板１２０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９１１に埋め込まれた静電チャックに、ホルダ本体９１１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、上基板ホルダ１９１と基板１２０との間に電位差を生じさせて、基板１２０を上基板ホルダ１９１に吸着させる。なお、基板１２０の吸着面は、回路領域が設けられた面とは反対の面である。
【００４３】
マグネットユニット９１２は、基板１２０を保持する表面において、保持した基板１２０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９１２が配されている。
【００４４】
上基板ホルダ１９１は、上基板ホルダ１９１の外周形状のうち、下基板ホルダ１９２の外周形状と一致しない部分であるつば部９１３を含む。分離機構１６０が接合後の基板１２０から下基板ホルダ１９２を引き離すときに、上基板ホルダ１９１は、つば部９１３を含む領域において、下基板ホルダ１９２側からの押圧力を受ける。
【００４５】
このとき、上基板ホルダ１９１の静電吸着を有効に、下基板ホルダ１９２の静電吸着を無効にしておくことによって、基板１２０は上基板ホルダ１９１と共に持ち上げられ、下基板ホルダ１９２から分離される。分離機構１６０はこのような構成を有することにより、基板１２０と上基板ホルダ１９１との一部が固着していた場合でも、基板１２０と上基板ホルダ１９１とを分離することができるが、固着が上基板ホルダ１９１に残存する可能性がある。
【００４６】
上基板ホルダ１９１は、基板保持面の反対側の面である裏面に２次元コード１９３を有する。２次元コード１９３は、各基板ホルダ１９０に固有の識別情報を含んでおり、ホルダラック３００が備える２次元コードリーダによって読み取られる。
【００４７】
図３は、基板１２０を保持した下基板ホルダ１９２を概略的に示す平面図である。下基板ホルダ１９２は、ホルダ本体９２１及び吸着ユニット９２２を有しており、全体としては基板１２０よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体９２１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。
【００４８】
ホルダ本体９２１は、基板１２０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。基板１２０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９２１に埋め込まれた静電チャックに、ホルダ本体９２１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、下基板ホルダ１９２と基板１２０との間に電位差を生じさせて、基板１２０を下基板ホルダ１９２に吸着させる。なお、基板１２０の吸着面は、回路領域が設けられた面とは反対の面である。
【００４９】
吸着ユニット９２２、基板１２０を保持する表面において、保持した基板１２０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９２２が配されている。吸着ユニット９２２は、例えば鉄等の磁性体で構成されており、上基板ホルダ１９１のマグネットユニット９１２とそれぞれ対応するように配置されている。
【００５０】
そして、基板１２０を保持した上基板ホルダ１９１と、基板１２０を保持した下基板ホルダ１９２を、互いに向かい合わせてマグネットユニット９１２と吸着ユニット９２２を作用させると、２つの基板１２０を重ね合わせた状態で挟持して固定することができる。このとき、吸着ユニット９２２とマグネットユニット９１２はある程度の衝撃を伴って結合するので、その衝撃によって微細な塵埃が発生して、基板ホルダに付着する場合がある。
【００５１】
図４は、ホルダケース３５０の構造を概略的に示す斜視図である。ホルダケース３５０は、開閉蓋３５１、確認窓３５２、位置決めゴマ３５３、載置台３５４、把手３５５及び挿入部３５６を備える。開閉蓋３５１は、収容する基板ホルダ１９０を出入する蓋であり、ホルダケース３５０が棚に載置されたときにホルダラック３００の着脱面に対して対向する面に備えられる。そして、ロボットアーム１７６が基板ホルダ１９０を搬出又は搬入する場合に、開閉蓋３５１はホルダラック３００が備えるアクチュエータによって開閉される。
【００５２】
確認窓３５２は、ホルダケース３５０内に基板ホルダ１９０が収容されているかを確認するための窓である。確認窓３５２を通して、ホルダラック３００が備えるホルダ検出器により、基板ホルダ１９０が収容されているかが確認される。ホルダ検出器は、例えばフォトリフレクタにより構成される。位置決めゴマ３５３は、基板ホルダ１９０を精確な位置に収納するために、ホルダケース３５０の底部に設けられたコマである。本実施形態では、ホルダケース３５０の開閉蓋３５１側に２つの位置決めゴマ３５３が設置されている。
【００５３】
２つの位置決めゴマ３５３はそれぞれ、基板ホルダ１９０を載置する面側に凸部３５７を備える。ロボットアーム１７６が、基板ホルダ１９０の側面が凸部３５７よりも内側になるよう基板ホルダ１９０を載置することにより、基板ホルダ１９０が精確な位置に収納される。載置台３５４は、ホルダケース３５０の把手３５５側の底部に設けられた、基板ホルダ１９０を載置するための台である。基板ホルダ１９０は２つの位置決めゴマ３５３及び載置台３５４上に載置されることで安定して保持される。
【００５４】
ホルダケース３５０は、全体がホルダラック３００から引き出せる構造になっており、ユーザは把手３５５を掴んでホルダケース３５０を把手３５５側に引き出すことができる。挿入部３５６は、ホルダケース３５０の種類によって異なる形状を有する。そして、ホルダラック３００の載置段側面の形状と挿入部３５６の形状が一致しない場合に、ホルダケース３５０が挿入できないように構成することで、ホルダラック３００の棚に誤った種類のホルダケース３５０が載置されるのを防止することができる。
【００５５】
なお、図４ではホルダケース３５０の上蓋を外した状態を示しているが、ホルダケース３５０には上蓋を設置することができる。上蓋を設置することによりホルダケース３５０内は密閉された空間になり、塵埃の侵入を防止することができる。特にホルダケース３５０を持ち運ぶときには塵埃が侵入しやすくなるので、上蓋を設置しておくことが望ましい。
【００５６】
図５は、ホルダラック３００の筐体３０１の外観を概略的に示す斜視図である。筐体３０１は、シャッタ３０２、シャッタ駆動部３０４及び着脱部材３０５を備える。ホルダラック３００は、重ね合わせ装置１００及びホルダメンテナンス装置４００に着脱可能であり、重ね合わせ装置１００に装着するときは、ホルダラック着脱部１０３に設けられた着脱部材挿入部に対して、着脱部材３０５を挿入することで固定する。
【００５７】
着脱部材３０５には着脱検知センサが備えられており、筐体３０１は、着脱検知センサが装着を検知した場合に、シャッタ駆動部３０４を駆動させてシャッタ３０２を開く。このように、重ね合わせ装置１００とホルダラック３００が密着した状態でシャッタ３０２を開くことで、大気環境部１０２の雰囲気を汚染することなく大気環境部１０２とホルダラック３００を連通することができる。なお筐体３０１の、シャッタ３０２がある面とは反対の裏面に操作部を備え、操作部に対するユーザの指示によって、シャッタ３０２の開閉を実行するように構成してもよい。ホルダラック３００を取り外すときは、シャッタ駆動部３０４を駆動させることでシャッタ３０２を閉じてから、ホルダラック３００全体を後退させて、着脱部材３０５を引き抜く。
【００５８】
ホルダラック３００をホルダメンテナンス装置４００に装着する場合も同様であり、ホルダメンテナンス装置４００のホルダラック着脱部４０２に設けられた着脱部材挿入部に対して、着脱部材３０５を挿入することで固定する。そして、ホルダメンテナンス装置４００とホルダラック３００が密着した状態でシャッタ駆動部３０４を駆動させてシャッタ３０２を開くことで、ロボットアーム４２０がラック本体にアクセスできるようになる。なお、本実施形態ではシャッタを用いたが、シャッタの代わりに扉、蓋等を用いてもかまわない。
【００５９】
図６は、筐体内に設置されたラック本体３０３の構造を概略的に示す斜視図である。ラック本体３０３は、ホルダケース３５０を載置する棚３１０、検出ユニット３２０及びＺ駆動部３３０を備える。棚３１０は、上基板ホルダ１９１を収容する上ホルダケースを載置する上用棚３１１、下基板ホルダ１９２を収容する下ホルダケースを載置する下用棚３１２、異常時等に回収したワークを収容する回収棚３１３及び予備棚３１４を備える。本実施形態では、上用棚３１１と下用棚３１２はそれぞれ８段の載置段で構成されている。
【００６０】
回収棚３１３は、分離機構１６０において接合後のワークから基板１２０を分離できなかった場合、分離の過程で基板１２０が破損した場合などのエラー発生時に回収したワーク対を収容する回収用ケースを載置する棚である。回収用ケースはワーク対を収容するので、ホルダケース３５０よりも縦方向に広い点でホルダケース３５０と異なる。回収用ケースに収容されたワークは、回収用ケースごとユーザによって取り出される。
【００６１】
予備棚３１４は、予備として用いられる棚である。本実施形態では予備棚３１４は２つの載置段を備え、それぞれ上ホルダケース、下ホルダケースの挿入部３５６に対応した形状を有する。なお、上ホルダケース及び下ホルダケースのいずれでも載置できるように、両方の挿入部３５６に対応した形状としても良い。このように構成することで、予備として上ホルダケース又は下ホルダケースを２つ載置することができる。
【００６２】
検出ユニット３２０は、開閉部３２１、ホルダ検出部３２２及び２次元コードリーダ３２３を備え、Ｚ駆動部３３０によって上下方向に移動して、各載置段にアクセスする。開閉部３２１は、アクチュエータによってホルダケース３５０の開閉蓋３５１を開閉させる。ホルダ検出部３２２は、ラック本体３０３の各載置段側面に設けられた開口及びホルダケース３５０の側面に設けられた確認窓３５２を通して、ホルダケース３５０内に基板ホルダ１９０が収容されているかを確認する。
【００６３】
２次元コードリーダ３２３は、ホルダラック３００に対して基板ホルダ１９０の出し入れをするときに、基板ホルダ１９０上の２次元コード１９３を読み取る。２次元コード１９３を読み取ることで取得した情報は、記憶部１１１に記憶される。
【００６４】
なお本実施形態では、ホルダラック３００の、重ね合わせ装置１００に対する着脱面とホルダメンテナンス装置４００に対する着脱面は同一の面として構成しているが、これに限られない。ホルダメンテナンス装置４００に着脱する着脱面と、重ね合わせ装置１００に着脱する着脱面とを異なる面としても良い。
【００６５】
例えば、まず図５において、筐体３０１の右側面にも着脱部材、シャッタ及びシャッタ駆動部を備える。右側面のシャッタを駆動させるシャッタ駆動部は、正面のシャッタ３０２を駆動させるシャッタ駆動部３０４の上部に載置段を設けるなどして設置することで、正面及び右側面の両方のシャッタを開閉することができる。
【００６６】
そして、図６において、ラック本体３０３の、検出ユニット３２０が設置されている面と反対の面である右側面からも基板ホルダ１９０の出し入れができるよう構成する。この場合、ホルダケース３５０は開閉蓋３５１の他に右側面にもう一つ開閉蓋を備え、挿入部３５６を側面ではなく上蓋に設ける。また、載置台３５４の代わりに２つの位置決めゴマ３５３を追加して、４つの位置決めゴマ３５３で基板ホルダ１９０を保持することで、ロボットアームが開閉蓋３５１側からも、右側面の開閉蓋側からも基板ホルダ１９０の出し入れができるように構成する。
【００６７】
これに合わせて、ホルダラック３００のラック本体３０３は、右側面に開口を設けることで、ホルダケース３５０の右側面の開閉蓋が開閉できる空間を提供する。また更に、検出ユニット３２０及びＺ駆動部３３０をラック本体３０３の背面にも備え、ホルダケース３５０の右側面の開閉蓋を開閉できるように構成する。
【００６８】
このように構成することで、ホルダラック３００を重ね合わせ装置１００及びホルダメンテナンス装置４００の両方に装着することが可能になり、重ね合わせ装置１００の処理とホルダメンテナンス装置４００の処理を並行させることができる。即ち、重ね合わせ装置１００において、使用後の基板ホルダ１９０をホルダラック３００に回収したら、重ね合わせ装置１００は作動したままで、ホルダメンテナンス装置４００がその基板ホルダ１９０をメンテナンスすることができる。
【００６９】
図７は、塵埃検知装置４３０の構造を概略的に示す断面図である。塵埃検知装置４３０は、照明光源４３１、撮像部４３２及び画像処理部４３３を備える。照明光源４３１は、基板ホルダ１９０の表面に浅い入射角で検査用照明光４３４を照射する。撮像部４３２は、検査用照明光４３４の照射を受けた基板ホルダの表面からの正反射光４３５を受けない位置に配置され、基板ホルダ１９０の表面を撮像する。
【００７０】
基板ホルダ１９０の上に塵埃４３６が存在すると、この塵埃４３６に照射された検査用照明光が乱反射され、その乱反射光である散乱光４３７の一部が撮像部４３２に入射する。撮像部４３２に入射されたこの散乱光４３７を含む撮像画像を画像処理部４３３で画像処理することによって、塵埃４３６の大きさ、位置が検知される。検知された塵埃４３６の大きさ、位置を示す情報は記憶部４０５に記憶される。
【００７１】
図８は、洗浄装置４４０の構造を概略的に示す断面図である。洗浄装置４４０は、ホルダラック３００から取り出される基板ホルダ１９０を洗浄する装置であり、基板ホルダ１９０を保持する保持部４４１、純水を噴射する液体噴射ノズル４４２、液体供給部４４３、液体加圧部４４４及び排出口４４５を備える。保持部４４１は、基板ホルダ１９０の表面がＸＺ平面とほぼ平行になるように基板ホルダ１９０を保持する。また保持部４４１は基板ホルダ１９０を保持したままで、Ｚ方向に昇降移動できるように構成されている。
【００７２】
液体噴射ノズル４４２は、液体供給部４４３及び液体加圧部４４４に接続されており、液体供給部４４３から供給された純水を基板ホルダ１９０に向けて噴射する。液体噴射ノズル４４２は、Ｘ方向に首振りできるよう構成されており、保持部４４１のＺ方向への昇降移動と連動させることによって、基板ホルダ１９０表面の指定された位置に純水を噴射することができる。このような構成を有することにより、特に記憶部４０５に記憶された塵埃４３６の位置情報を参照して、塵埃が存在する位置に向けて純水を噴射することで、塵埃４３６を除去する。
【００７３】
液体加圧部４４４は、例えば高圧ボンベで構成されており、液体噴射ノズル４４２に供給される純水を加圧することにより、噴射する純水の水圧を調整することができる。これにより、例えば、塵埃が強く固着している箇所に対しては水圧を上げて塵埃の除去力を強めることができる。液体噴射ノズル４４２から噴射された純水及び除去された塵埃は排出口４４５から排出される。
【００７４】
図９はベーク装置４５０の構造を概略的に示す断面図である。ベーク装置４５０は、ヒータを内蔵する加熱プレート４５１及び基板ホルダ１９０を支持する支持ピン４５２を備える。ベーク装置４５０には、ロボットアーム４２０によって洗浄後の基板ホルダ１９０が搬入される。搬入された基板ホルダ１９０は、支持ピン４５２上に載置される。支持ピン４５２に載置された基板ホルダ１９０は、加熱プレート４５１によって加熱されて、洗浄装置４４０による洗浄で付着した水分が蒸発して乾燥される。
【００７５】
図１０はホルダメンテナンス装置の処理の流れを示すフローチャートである。ホルダラック３００がユーザによって重ね合わせ装置１００から取り外され、ホルダメンテナンス装置４００に装着されてから本フローが開始する。各ステップの処理は、ホルダメンテナンス装置４００の制御部が主体となり、ホルダメンテナンス装置４００に含まれる各装置が備える制御部との協調制御、統合制御により実行される。
【００７６】
ステップＳ１００１では、ロボットアーム４２０が、ホルダラック３００に載置されたホルダケース３５０内の基板ホルダ１９０を搬出して、塵埃検知装置４３０に搬入する。基板ホルダ１９０を搬出する順番は、上の段から順番、下の段から順番等、事前に設定することができる。
【００７７】
また、重ね合わせ装置１００の制御部１１０が、使用した基板ホルダ１９０及び未使用の基板ホルダ１９０を管理して管理情報を記憶部１１１に記憶しておき、制御部４０４が制御部１１０と接続してこの管理情報を参照することで、ロボットアーム４２０が搬出する基板ホルダ１９０を使用済みのものに限るよう構成しても良い。制御部１１０は、ホルダラック３００の２次元コードリーダ３２３が読み取った識別情報により、使用、未使用を管理する。
【００７８】
ステップＳ１００２では、塵埃検知装置４３０が、搬入された基板ホルダ１９０に付着している塵埃を検知する。検知した塵埃の位置、大きさの情報は記憶部４０５に記憶される。基板ホルダ１９０の片方の面の塵埃検知が完了したら、ロボットアーム４２０が基板ホルダ１９０を搬出して、反転してからもう一度塵埃検知装置に搬入することで、もう片方の面の塵埃検知が実行される。
【００７９】
ステップＳ１００３では、塵埃検知装置４３０によって塵埃が検知されたか否かを判断する。塵埃が検知された場合はステップＳ１００４に進む。塵埃が検知されなかった場合はステップＳ１００８に進む。ステップＳ１００４では、ロボットアーム４２０が塵埃検知装置４３０から基板ホルダ１９０を搬出して、洗浄装置４４０へ搬入する。ここでロボットアーム４２０は、保持した基板ホルダ１９０を垂直に回転して、洗浄装置４４０の保持部４４１に搬入する。
【００８０】
ステップＳ１００５では、洗浄装置４４０が基板ホルダ１９０を洗浄する。このとき、記憶部４０５に記憶された塵埃の情報を参照して、水を吹き付ける位置を判断する。ここで、記憶部４０５に記憶された塵埃の情報を参照し、塵埃の量が多い場合には洗浄時間を長くする、塵埃の大きさが大きい位置の洗浄時間を長くする又は噴射する純水の水圧を高くするなどの調整をするよう構成しても良い。
【００８１】
ステップＳ１００６では、ロボットアーム４２０が洗浄後の基板ホルダ１９０をベーク装置４５０に搬入する。基板ホルダ１９０はベーク装置４５０の支持ピン４５２上に載置される。ステップＳ１００７では、ベーク装置４５０が加熱プレート４５１によって基板ホルダ１９０を加熱する。基板ホルダ１９０が加熱されることにより、洗浄によって基板ホルダ１９０に付着した水滴が蒸発して除去され、基板ホルダ１９０が乾燥する。ステップＳ１００８では、ロボットアーム４２０が、基板ホルダ１９０をベーク装置４５０から搬出し、ホルダラック３００の前まで移動して、ホルダラック３００に搬入する。
【００８２】
ステップＳ１００９では、次に処理すべき処理対象基板ホルダ１９０があるかを判断する。処理対象基板ホルダ１９０があると判断した場合は、ステップＳ１００１に戻り、ロボットアーム４２０が、ホルダラック３００から別の基板ホルダ１９０を塵埃検知装置４３０へ搬入する。処理対象基板ホルダ１９０がないと判断された場合は、処理を終了する。
【００８３】
ここで、ステップＳ１００５で基板ホルダ１９０を洗浄した後で、固着した塵埃が基板ホルダ１９０上に残存していた場合、ベーク装置４５０による加熱によってより強く固着してしまう可能性が考えられる。そこで基板ホルダ１９０の洗浄後に再度塵埃検知を行い、塵埃がなければそのままベーク装置に搬入、塵埃があった場合は再度洗浄装置に搬入して洗浄するという処理工程としても良い。このように構成することで、洗浄後に残存した固着がより強く固着してしまうことを防止することができる。なお、洗浄後の塵埃検知は、ロボットアーム４２０によって基板ホルダ１９０を塵埃検知装置４３０へ戻すように制御しても良いし、洗浄装置４４０とベーク装置４５０の間に別途塵埃検知装置を設けて、その塵埃検知装置で塵埃検知するようにしても良い。
【００８４】
またこの場合に、洗浄装置４４０の洗浄によって付着した水滴が基板ホルダ１９０上に残存していると、塵埃検知の精度が落ちてしまうことが考えられる。そこで、洗浄装置４４０が、液体噴射ノズル４４２の他に、気体を噴射する気体噴射ノズルを備え、洗浄後に空気を吹き付けることによって水滴を除去するように構成してもよい。
【００８５】
また上記実施形態では、洗浄後の基板ホルダ１９０をベーク装置４５０によって加熱することで乾燥させているがこれに限られない。ベーク装置４５０のかわりに遠心乾燥装置またはスピン乾燥装置など、他の周知の乾燥装置を用いてもかまわない。
【００８６】
また上記実施形態では、洗浄装置４４０は保持部４４１をＺ方向に昇降移動させ、液体噴射ノズル４４２を首振りさせることで、基板ホルダ１９０の指定された位置に対して純水を噴射するよう構成しているが、それに限られない。保持部４４１を固定して、液体噴射ノズル４４２がＺ方向への昇降移動及び首振りをできるように構成してもよいし、液体噴射ノズル４４２がＸＺ平面を移動できるように構成してもよい。このように構成すれば、基板ホルダ１９０の表と裏で異なる位置に純水を噴射することができるので、基板ホルダ１９０の表と裏で塵埃の位置が異なる場合に効率的に塵埃の除去をすることができる。
【００８７】
また液体噴射ノズル４４２を多数配置し、複数の液体噴射ノズル４４２のうち、基板ホルダ１９０の指定された位置に対応する液体噴射ノズル４４２だけを稼動するよう構成しても良い。なお、上記実施形態では洗浄装置４４０は純水を噴射していたがこれに限らず、薬液など他の液体を噴射するようにしても良い。
【００８８】
また上記実施形態では、基板ホルダ１９０を清掃する例として、基板ホルダ１９０を洗浄する例に挙げて説明したが、これに限らない。基板ホルダ１９０に気体を噴射して清掃するように構成しても良いし、ブラシ等で清掃するよう構成しても良い。
【００８９】
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、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９０】
特許請求の範囲、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。特許請求の範囲、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】
【００９１】
１００  重ね合わせ装置、１０１  筐体、１０２  大気環境部、１０３  ホルダラック着脱部、１１０  制御部、１１１  記憶部、１１２  ＥＦＥＭ、１１３  ロードポート、１１４  ロードポート、１１５  ロードポート、１１６  ロボットアーム、１２０  基板、１３０  予備アライナ、１３１  ターンテーブル、１３２  ホルダテーブル、１４０  本アライナ、１４１  固定ステージ、１４２  移動ステージ、１４３  干渉計、１４４  断熱壁、１４５  シャッタ、１５０  反転機構、１６０  分離機構、１７０  搬送機構、１７１  第１搬送ユニット、１７２  第２搬送ユニット、１７３  第１受け渡しポート、１７４  第２受け渡しポート、１７５  シングルスライダ、１７６  ロボットアーム、１９０  基板ホルダ、１９１  上基板ホルダ、１９２  下基板ホルダ、１９３  ２次元コード、２０２  真空環境部、２１０  断熱壁、２２０  ロードロックチャンバ、２２２  シャッタ、２２４  シャッタ、２３０  ロボットアーム、２４０  加熱加圧装置、３００  ホルダラック、３０１  筐体、３０２  シャッタ、３０３  ラック本体、３０４  シャッタ駆動部、３０５  着脱部材、３１０  棚、３１１  上用棚、３１２  下用棚、３１３  回収棚、３１４  予備棚、３２０  検出ユニット、３２１  開閉部、３２２  ホルダ検出部、３２３  ２次元コードリーダ、３３０  Ｚ駆動部、３５０  ホルダケース、３５１  開閉蓋、３５２  確認窓、３５３  位置決めゴマ、３５４  載置台、３５５  把手、３５６  挿入部、３５７  凸部、４００  ホルダメンテナンス装置、４０１  処理部、４０２  ホルダラック着脱部、４０４  制御部、４０５  記憶部、４２０  ロボットアーム、４２１  レール、４３０  塵埃検知装置、４３１  照明光源、４３２  撮像部、４３３  画像処理部、４３４  検査用照明光、４３５  正反射光、４３６  塵埃、４３７  散乱光、４４０  洗浄装置、４４１  保持部、４４２  液体噴射ノズル、４４３  液体供給部、４４４  液体加圧部、４４５  排出口、４５０  ベーク装置、４５１  加熱プレート、４５２  支持ピン、９１１  ホルダ本体、９１２  マグネットユニット、９１３  つば部、９２１  ホルダ本体、９２２  吸着ユニット
【図１】
2011142141.tif 000003
【図２】
2011142141.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011142141.tif 000009
【図８】
2011142141.tif 000010
【図９】
2011142141.tif 000011
【図１０】
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