(57)【要約】  電子部品同士の相対的な位置ずれを確実に修正でき、両者の位置合わせ精度を高める位置合わせ装置、これを備えた接合装置及び位置合わせ方法を提供する。  撮像用ポート（２１）がチャンバ（３）の外表面から内部側に向かって突出して空間部（１１）を区画形成しているため、チャンバ（３）が第２ブロック部材（２８）と共に移動する場合でも、画像認識装置（４７）を空間部（１１）に配置させることで画像認識装置（４７）がチャンバ（３）の動きに干渉することを防止できる。これにより、チャンバ（３）の移動を制限することなくチャンバ（３）を自在に移動させることができる。この結果、画像認識装置（４７）を配置したことによる制限を受けることなく第１ブロック部材（１２）又は第２ブロック部材（２８）の一方を他方に対して自在に相対移動させることができ、第１ブロック部材（１２）及び第２ブロック部材（２８）にそれぞれ保持された第１ウエーハと第２ウエーハの位置合わせを確実に行うことができる。
2007069376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバとで内部に気密室を区画形成する可撓性のベローズと、
第１電子部品を保持し前記気密室に配置された第１ブロック部材と第２電子部品を保持し前記気密室に配置された第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる駆動部と、
前記チャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成するとともに一部に前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を観察できる観察用窓が設けられた撮像用ポートと、
を含んで構成されていることを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記撮像用ポートにより区画形成された空間部には、前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を撮像するための撮像部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
前記第１電子部品には第１アライメントマークが付されており、前記第２電子部品には第２アライメントマークが付されており、
前記撮像部により撮像された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークの位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量を補正するように前記駆動部を制御する制御部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の位置合わせ装置。
【請求項４】
前記駆動部により前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方が他方に対して平行に移動され、又は／及び前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方が他方に対して回転移動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
【請求項５】
前記駆動部により前記第１ブロック部材に保持された前記第１電子部品と前記第２ブロック部材に保持された前記第２電子部品との離間距離を変更する方向に前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の一方が他方に対して移動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
【請求項６】
前記チャンバ及び前記ベローズと共に前記気密室を区画形成し前記ベローズが前記チャンバと共に回転することを可能にする回転シール部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
【請求項７】
前記チャンバには、冷却水を流動させるための冷却水流動路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
【請求項８】
電子部品同士を接合する接合装置であって、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置合わせ装置を備えたことを特徴とする接合装置。
【請求項９】
前記接合装置は、
前記第１ブロック部材と、
前記第２ブロック部材と、
前記第１ブロック部材と第１空間部を介して配置され前記第１ブロック部材を所定の方向に加圧する第１加圧部材と、
前記第１空間部に設けられ前記第１ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように前記第１ブロック部材の他方側端面に接続されるとともに、前記第１加圧部材からの加圧力を前記第１ブロック部材に伝達する複数の棒状の第１可撓性部材と、
前記第２ブロック部材と第２空間部を介して配置され前記第２ブロック部材が前記第１ブロック部材を押圧する方向に前記第２ブロック部材を加圧する第２加圧部材と、
前記第２空間部に設けられ前記第２ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように前記第２ブロック部材の他方側端面に接続されるとともに、前記第２加圧部材からの加圧力を前記第２ブロック部材に伝達する複数の棒状の第２可撓性部材と、
前記第１ブロック部材及び前記第２ブロック部材を加熱する加熱部材と、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項８に記載の接合装置。
【請求項１０】
前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の少なくとも一方には、前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材を厚み方向に貫通する貫通部が形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の接合装置。
【請求項１１】
前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の厚み方向一方側の前記貫通部の開口面積が厚み方向他方側の前記貫通部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする請求項１０に記載の接合装置。
【請求項１２】
前記加熱部材は、ヒータチップであり、
前記第１ブロック部材は、前記第１電子部品を保持する第１押板部と、前記第１押板部に接続し前記第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第１裏板部と、前記第１裏板部に接続し前記第１押板部を加熱するとともに前記第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する前記ヒータチップと、で構成され、
前記第２ブロック部材は、前記第２電子部品を保持する第２押板部と、前記第２押板部に接続し前記第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第２裏板部と、前記第２裏板部に接続し前記第２押板部を加熱するとともに前記第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する前記ヒータチップと、で構成されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項１３】
前記第１押板部及び前記第２押板部は導体であり、前記第１裏板部及び前記第２裏板部は絶縁体であることを特徴とする請求項１２に記載の接合装置。
【請求項１４】
前記第１押板部と前記第１裏板部との間には、冷却用ガスが流れる第１冷却用ガス流路が形成され、
前記第２押板部と前記第２裏板部との間には、冷却用ガスが流れる第２冷却用ガス流路が形成されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の接合装置。
【請求項１５】
前記第１可撓性部材は、内部に前記冷却用ガスを流動させて前記第１冷却用ガス流路に前記冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えており、
前記第２可撓性部材は、内部に前記冷却用ガスを流動させて前記第２冷却用ガス流路に前記冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１４に記載の接合装置。
【請求項１６】
前記第１押板部に前記第１電子部品を吸着させる第１吸着部と、
前記第２押板部に前記第２電子部品を吸着させる第２吸着部と、
を有することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項１７】
前記第１吸着部は、前記第１押板部に形成された複数の第１吸着溝と、前記第１吸着溝から吸引した空気を流動させる第１中空導管と、で構成され、
前記第２吸着部は、前記第２押板部に形成された複数の第２吸着溝と、前記第２吸着溝から吸引した空気を流動させる第２中空導管と、で構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の接合装置。
【請求項１８】
前記第１中空導管は第１弾性部材を介して前記第１加圧部材と接続され、前記第２中空導管は第２弾性部材を介して前記第２加圧部材と接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の接合装置。
【請求項１９】
前記第１加圧部材の内部には、前記第１可撓性部材に供給する前記冷却用ガスが流動する第１冷却用ガス供給流路と、前記第１中空導管から流入した空気が流動する第１空気流路が形成されており、
前記第２加圧部材の内部には、前記第２可撓性部材に供給する前記冷却用ガスが流動する第２冷却用ガス供給流路と、前記第２中空導管から流入した空気が流動する第２空気流路が形成されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の接合装置。
【請求項２０】
前記第１加圧部材の内部には、前記第１加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第１冷却用流体循環路が形成されており、
前記第２加圧部材の内部には、前記第２加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第２冷却用流体循環路が形成されていることを特徴とする請求項９乃至１９のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項２１】
チャンバと、前記チャンバとで内部に気密室を区画形成する可撓性のベローズと、第１アライメントマークが付された第１電子部品を保持し前記気密室に配置された第１ブロック部材と第２アライメントマークが付された第２電子部品を保持し前記気密室に配置された第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる駆動部と、前記チャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成するとともに一部に前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を観察できる観察用窓が設けられた撮像用ポートと、を有する位置合わせ装置の位置合わせ方法であって、
撮像部により撮像された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークの位置ずれ量を算出する算出工程と、
前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させて前記位置ずれ量を補正する補正工程と、
を有することを特徴とする位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウエーハ同士などの電子部品同士の相対位置を正確に合わせるための位置合わせ装置、この位置合わせ装置を備えた接合装置及び位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置決め用マークが付与された上基板を吸着した上定盤と、同じく位置決め用マークが付与された下基板を弾性体を介して吸着した下定盤を真空チャンバ内に収容して対向位置し、上下基板のマーク位置を認識してその差の絶対値を認識した上で、マーク位置の差の絶対値が所定値でないと判断された場合に、弾性体の変形量に相当する補正量を加えて、直線駆動ユニットにより下基板を移動させる液晶基板の貼り合わせ方法が知られている（従来技術１、下記特許文献１参照）。【０００３】
また、試料が載置される試料台及びこの試料台を移動させる駆動機構を備えた可動部と、試料台に対向配置され、試料に所定の処理を行うための機器が取り付けられた固定部材と、一端が固定部材に気密に接続されるとともに他端が可動部に気密接続された可撓性かつ空気非透過性の筒状部材とを有し、試料台は可動部と固定部材と筒状部材とで形成されて真空排気される空間の内部に配置され、駆動機構はその空間の外部に配置されている真空チャンバが知られている（従来技術２、下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５１２１５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術１では、上下基板に付与された位置決め用マークを見るカメラが下定盤の下方で下定盤に入り込むような形で設けられているので、位置ずれに対する下定盤の可動距離が短くなってしまう問題がある（仮に、下定盤の可動距離を長くすると、カメラが入り込んでいる穴に接触することになる）。また、下定盤と上定盤との間に弾性体が介在しているので、両方のマークを精度良く認識することは困難であるという問題がある。【０００５】
また、上記従来技術２では、そもそも２枚の電子部品をアライメントして貼り合わせることを対象にした技術ではないので、位置合わせのための光学系についての開示はない。また、仮に、試料台の下にカメラを設けるとするならば、上記従来技術２と同様の問題が発生することになる。さらに、可撓性の筒状部材の一部を切り欠いて光学系を差し込むことは、筒状部材の変形により光学系に荷重がかかるため、物理的に困難となる。【０００６】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、位置合わせの対象となる電子部品同士の相対的な位置ずれを確実に修正でき、両者の位置合わせ精度を高めることができる位置合わせ装置、この位置合わせ装置を備えた接合装置及び位置合わせ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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、位置合わせ装置に関するものであって、チャンバと、前記チャンバとで内部に気密室を区画形成する可撓性のベローズと、第１電子部品を保持し前記気密室に配置された第１ブロック部材と第２電子部品を保持し前記気密室に配置された第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる駆動部と、前記チャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成するとともに一部に前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を観察できる観察用窓が設けられた撮像用ポートと、を含んで構成されていることを特徴とする。【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置合わせ装置において、前記撮像用ポートにより区画形成された空間部には、前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を撮像するための撮像部が設けられていることを特徴とする。【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の位置合わせ装置において、前記第１電子部品には第１アライメントマークが付されており、前記第２電子部品には第２アライメントマークが付されており、前記撮像部により撮像された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークの位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量を補正するように前記駆動部を制御する制御部を設けたことを特徴とする。【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置合わせ装置において、前記駆動部により前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方が他方に対して平行に移動され、又は／及び前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方が他方に対して回転移動されることを特徴とする。【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置合わせ装置において、前記駆動部により前記第１ブロック部材に保持された前記第１電子部品と前記第２ブロック部材に保持された前記第２電子部品との離間距離を変更する方向に前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の一方が他方に対して移動されることを特徴とする。【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置合わせ装置において、前記チャンバ及び前記ベローズと共に前記気密室を区画形成し前記ベローズが前記チャンバと共に回転することを可能にする回転シール部が設けられていることを特徴とする。【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の位置合わせ装置において、前記チャンバには、冷却水を流動させるための冷却水流動路が形成されていることを特徴とする。【００１４】
請求項８に記載の発明は、電子部品同士を接合する接合装置であって、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置合わせ装置を備えたことを特徴とする。【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の接合装置において、前記接合装置は、前記第１ブロック部材と、前記第２ブロック部材と、前記第１ブロック部材と第１空間部を介して配置され前記第１ブロック部材を所定の方向に加圧する第１加圧部材と、前記第１空間部に設けられ前記第１ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように前記第１ブロック部材の他方側端面に接続されるとともに、前記第１加圧部材からの加圧力を前記第１ブロック部材に伝達する複数の棒状の第１可撓性部材と、前記第２ブロック部材と第２空間部を介して配置され前記第２ブロック部材が前記第１ブロック部材を押圧する方向に前記第２ブロック部材を加圧する第２加圧部材と、前記第２空間部に設けられ前記第２ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように前記第２ブロック部材の他方側端面に接続されるとともに、前記第２加圧部材からの加圧力を前記第２ブロック部材に伝達する複数の棒状の第２可撓性部材と、前記第１ブロック部材及び前記第２ブロック部材を加熱する加熱部材と、を含んで構成されていることを特徴とする。【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の接合装置において、前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の少なくとも一方には、前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材を厚み方向に貫通する貫通部が形成されていることを特徴とする。【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の接合装置において、前記第１ブロック部材又は前記第２ブロック部材の厚み方向一方側の前記貫通部の開口面積が厚み方向他方側の前記貫通部の開口面積と比較して大きいことを特徴とする。【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の接合装置において、前記加熱部材は、ヒータチップであり、前記第１ブロック部材は、前記第１電子部品を保持する第１押板部と、前記第１押板部に接続し前記第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第１裏板部と、前記第１裏板部に接続し前記第１押板部を加熱するとともに前記第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する前記ヒータチップと、で構成され、前記第２ブロック部材は、前記第２電子部品を保持する第２押板部と、前記第２押板部に接続し前記第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第２裏板部と、前記第２裏板部に接続し前記第２押板部を加熱するとともに前記第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する前記ヒータチップと、で構成されていることを特徴とする。【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の接合装置において、前記第１押板部及び前記第２押板部は導体であり、前記第１裏板部及び前記第２裏板部は絶縁体であることを特徴とする。【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は１３に記載の接合装置において、前記第１押板部と前記第１裏板部との間には、冷却用ガスが流れる第１冷却用ガス流路が形成され、前記第２押板部と前記第２裏板部との間には、冷却用ガスが流れる第２冷却用ガス流路が形成されていることを特徴とする。【００２１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の接合装置において、前記第１可撓性部材は、内部に前記冷却用ガスを流動させて前記第１冷却用ガス流路に前記冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えており、前記第２可撓性部材は、内部に前記冷却用ガスを流動させて前記第２冷却用ガス流路に前記冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えていることを特徴とする。【００２２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の接合装置において、前記第１押板部に前記第１電子部品を吸着させる第１吸着部と、前記第２押板部に前記第２電子部品を吸着させる第２吸着部と、を有することを特徴とする。【００２３】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の接合装置において、前記第１吸着部は、前記第１押板部に形成された複数の第１吸着溝と、前記第１吸着溝から吸引した空気を流動させる第１中空導管と、で構成され、前記第２吸着部は、前記第２押板部に形成された複数の第２吸着溝と、前記第２吸着溝から吸引した空気を流動させる第２中空導管と、で構成されていることを特徴とする。【００２４】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の接合装置において、前記第１中空導管は第１弾性部材を介して前記第１加圧部材と接続され、前記第２中空導管は第２弾性部材を介して前記第２加圧部材と接続されていることを特徴とする。【００２５】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７又は１８に記載の接合装置において、前記第１加圧部材の内部には、前記第１可撓性部材に供給する前記冷却用ガスが流動する第１冷却用ガス供給流路と、前記第１中空導管から流入した空気が流動する第１空気流路が形成されており、前記第２加圧部材の内部には、前記第２可撓性部材に供給する前記冷却用ガスが流動する第２冷却用ガス供給流路と、前記第２中空導管から流入した空気が流動する第２空気流路が形成されていることを特徴とする。【００２６】
請求項２０に記載の発明は、請求項９乃至１９のいずれか１項に記載の接合装置において、前記第１加圧部材の内部には、前記第１加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第１冷却用流体循環路が形成されており、前記第２加圧部材の内部には、前記第２加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第２冷却用流体循環路が形成されていることを特徴とする。【００２７】
請求項２１に記載の発明は、チャンバと、前記チャンバとで内部に気密室を区画形成する可撓性のベローズと、第１アライメントマークが付された第１電子部品を保持し前記気密室に配置された第１ブロック部材と第２アライメントマークが付された第２電子部品を保持し前記気密室に配置された第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる駆動部と、前記チャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成するとともに一部に前記第１電子部品又は前記第２電子部品の少なくとも一方を観察できる観察用窓が設けられた撮像用ポートと、を有する位置合わせ装置の位置合わせ方法であって、撮像部により撮像された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークの位置ずれ量を算出する算出工程と、前記第１ブロック部材と前記第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させて前記位置ずれ量を補正する補正工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載の発明によれば、撮像用ポートにより区画形成された空間部に撮像部を配置させ、観察用窓を通して気密室にある第１電子部品又は第２電子部品の少なくとも一方を撮像し、この撮像部の撮像結果に基づいて駆動部により第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる。これにより、第１ブロック部材に保持された第１電子部品と第２ブロック部材に保持された第２電子部品とを相対移動させることができ、第１電子部品と第２電子部品との位置合わせを行うことができる。【００２９】
ここで、撮像用ポートがチャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成しているため、チャンバが第１ブロック部材又は第２ブロック部材と共に移動する場合でも、撮像部を空間部に配置させることで、撮像部がチャンバの動きに干渉することを防止できる。これにより、チャンバの移動を制限することなく、チャンバを自在に移動させることができる。この結果、撮像部を配置したことによる制限を受けることなく、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方を他方に対して自在に相対移動させることができ、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせを確実に行うことができる。【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、撮像用ポートの近傍には第１電子部品又は第２電子部品の少なくとも一方を撮像するための撮像部が設けられていることにより、撮像部がチャンバの移動を干渉してしまうことを防止できる。これにより、チャンバの移動を制限することなく、チャンバを自在に移動させることができる。この結果、撮像部を配置したことによる制限を受けることなく、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方を他方に対して自在に相対移動させることができ、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせを確実に行うことができる。【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、撮像部により撮像された第１電子部品の第１アライメントマークと第２電子部品の第２アライメントマークの位置ずれ量が制御部により算出されてその位置ずれ量を補正するように駆動部が制御される。これにより、第１電子部品の第１アライメントマークと第２電子部品の第２アライメントマークの位置ずれが無くなるように、第１ブロック部材又は第２ブロック部材を移動させることができる。この結果、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせ精度を高めることができる。【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、駆動部により第１ブロック部材と第２ブロック部材の一方が他方に対して平行に移動され、又は／及び第１ブロック部材と第２ブロック部材の一方が他方に対して回転移動されることにより、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせ精度を大幅に高めることができる。【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、例えば、駆動部により第１ブロック部材に保持された第１電子部品と第２ブロック部材に保持された第２電子部品との離間距離が大きくなる方向に第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方が他方に対して移動されることにより、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方を他方に対して相対移動させる際に、第１電子部品と第２電子部品が接触してしまうことを防止できる。これにより、第１電子部品及び第２電子部品が傷ついたり、破損するなど、品質が低下することを防止できる。【００３４】
一方、駆動部により第１ブロック部材に保持された第１電子部品と第２ブロック部材に保持された第２電子部品との離間距離が小さくなる方向に第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方が他方に対して移動されることにより、第１電子部品と第２電子部品とを接近させることができる。これにより、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせを容易に行うことができる。【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、チャンバ及びベローズと共に気密室を区画形成しベローズがチャンバと共に回転することを可能にする回転シール部が設けられているため、気密室を気密にした状態でベローズをチャンバと共に回転させることができる。これにより、チャンバを回転移動させる際に、ベローズが捩れてしまうことを防止できる。【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、チャンバには冷却水流動路が形成されているため、チャンバに熱が伝わり加熱された場合でも、冷却水を冷却水流動路に流動させることにより、チャンバを冷却させることができる。これにより、チャンバが過度に温度上昇し、装置内の各機器が破損してしまうことを防止できる。【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置合わせ装置を備えていることにより、位置合わせ装置により確実に位置合わせされた第１電子部品と第２電子部品とを接合させることができる。これにより、第１電子部品と第２電子部品との接合精度を高めることができる。【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、第１ブロック部材に第１電子部品が保持され、かつ第２ブロック部材に第２電子部品が保持された状態で、加熱部材により第１ブロック部材と第２ブロック部材が加熱される。第１ブロック部材と第２ブロック部材が加熱されると、その熱が第１電子部品及び第２電子部品に伝熱する。そして、第１ブロック部材が第１加圧部材により所定の方向に加圧される。このとき、第１加圧部材からの加圧力は、第１ブロック部材と第１加圧部材の間にある第１空間部に設けられた複数の棒状の第１可撓性部材により、第１ブロック部材に伝達される。また、同様に、第２ブロック部材が第２加圧部材により所定の方向に加圧される。このとき、第２加圧部材からの加圧力は、第２ブロック部材と第２加圧部材の間にある第２空間部に設けられた複数の棒状の第２可撓性部材により、第２ブロック部材に伝達される。第１ブロック部材及び第２ブロック部材は、加圧力の作用により、相互に押圧される。これにより、第１電子部品及び第２電子部品が加熱された状態で、両者が相互に押圧されて接合される。【００３９】
ここで、第１ブロック部材及び第２ブロック部材が加熱されると、第１ブロック部材及び第２ブロック部材は熱膨張するが、断熱材を用いず、第１ブロック部材と第１加圧部材の間に第１空間部を介在させ、第２ブロック部材と第２加圧部材の間に第２空間部を介在させているため、第１ブロック部材及び第２ブロック部材から、第１加圧部材及び第２加圧部材に伝達しようとする熱のほとんどは、第１空間部及び第２空間部で断熱される。これにより、第１ブロック部材内部及び第２ブロック部材内部を、それぞれほぼ均一な温度にすることができる。また、第１電子部品と第２電子部品を接触させている場合には、第１ブロック部材、第２ブロック部材、第１電子部品、第２電子部品を全体として、ほぼ均一な温度にすることができる。この結果、第１ブロック部材の第１電子部品の保持面、及び第２ブロック部材の第２電子部品の保持面それぞれについて、平面度を維持することができる。【００４０】
第１ブロック部材及び第２ブロック部材が加熱された場合でも、第１空間部及び第２空間部が介在しているため、第１ブロック部材及び第２ブロック部材から第１加圧部材及び第２加圧部材に伝熱される熱が少なくなる。これにより、加熱部材により加熱される部分は、実質的に第１ブロック部材、第２ブロック部材、第１電子部品、第２電子部品に限られるため、加熱される部分の熱容量が小さくなり、第１電子部品と第２電子部品の加熱・冷却に要する時間を短縮させることができるため、接合装置の稼働率を高めることができる。【００４１】
一方、第１ブロック部材及び第２ブロック部材の熱膨張と、第１加圧部材及び第２加圧部材の熱膨張の違いにより発生する応力を第１可撓性部材及び第２可撓性部材がそれぞれ撓むことにより吸収させることができる。すなわち、第１可撓性部材及び第２可撓性部材はそれぞれ棒状に形成されているため、それらの曲げ剛性が比較的小さくなることにより、第１ブロック部材及び第２ブロック部材を反り変形させずに第１可撓性部材及び第２可撓性部材が撓んで熱膨張量の差を吸収させることができる。この結果、第１ブロック部材の第１電子部品の保持面、及び第２ブロック部材の第２電子部品の保持面それぞれについて、平面度を維持することができる。【００４２】
このとき、第１可撓性部材は第１ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第１可撓性部材の撓みにより第１ブロック部材の中心と第１加圧部材の中心がずれることがない。第２可撓性部材も第２ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第２可撓性部材の撓みにより第２ブロック部材の中心と第２加圧部材の中心がずれることがない。したがって、加熱により、第１電子部品と第２電子部品がずれたり、ストレスがかかることもない。【００４３】
また、第１可撓性部材は第１ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第１加圧部材からの加圧力は、バランスよく第１ブロック部材に伝達される。第２可撓性部材は第２ブロック部材の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第２加圧部材からの加圧力は、バランスよく第２ブロック部材に伝達される。したがって、第１電子部品と第２電子部品に対して印加される加圧力は、面内バラツキの少ない良好なものとなる。【００４４】
請求項１０に記載の発明によれば、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の少なくとも一方には第１ブロック部材又は第２ブロック部材を厚み方向に貫通する貫通部が形成されているため、第１空間部又は第２空間部に、第１電子部品又は第２電子部品を撮像する撮像部を配置させて、貫通部を通して第１電子部品又は第２電子部品を撮像することができる。この撮像部の撮像結果に基づいて第１ブロック部材又は第２ブロック部材を適宜移動させることにより、第１電子部品又は第２電子部品の相対的な位置決めを容易に行うことができる。この結果、第１電子部品と第２電子部品との接合精度を高めることができる。【００４５】
請求項１１に記載の発明によれば、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の厚み方向一方側の貫通部の開口面積が厚み方向他方側の貫通部の開口面積と比較して大きいことにより、第１空間部又は第２空間部に第１電子部品又は第２電子部品を撮像する撮像部を配置させた場合には、第１電子部品又は第２電子部品から撮像部への光路を、第１ブロック部材又は第２ブロック部材が遮ることがない。この結果、撮像精度を高めることができ、ひいては第１電子部品と第２電子部品の接合精度を高めることができる。【００４６】
請求項１２に記載の発明によれば、第１ブロック部材は、第１電子部品を保持する第１押板部と、第１押板部に接続し第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第１裏板部と、第１裏板部に接続し第１押板部を加熱するとともに第１押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有するヒータチップと、で構成されているため、第１押板部と第１裏板部とヒータチップの熱膨張量の差を小さくすることができる。これにより、第１ブロック部材の反り変形を防止でき、第１ブロック部材の平面度を維持することができる。【００４７】
また、同様にして、第２ブロック部材は、第２電子部品を保持する第２押板部と、第２押板部に接続し第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有する第２裏板部と、第２裏板部に接続し第２押板部を加熱するとともに第２押板部の線膨張係数と同一又は略同一の線膨張係数を有するヒータチップと、で構成されているため、第２押板部と第２裏板部とヒータチップの熱膨張量の差を小さくすることができる。これにより、第２ブロック部材の反り変形を防止でき、第２ブロック部材の平面度を維持することができる。【００４８】
請求項１３に記載の発明によれば、第１押板部及び第２押板部は導体であり、第１裏板部及び第２裏板部は絶縁体であることにより、第１押板部とヒータチップは電気的に絶縁し、また第２押板部とヒータチップも電気的に絶縁する。これにより、第１押板部及び第２押板部を加熱した状態で、第１押板部及び第２押板部に所定の電圧を印加させることにより、第１電子部品と第２電子部品とを陽極接合させることができる。この結果、第１電子部品と第２電子部品の接合方法のバリエーションを増やすことができる。【００４９】
請求項１４に記載の発明によれば、第１押板部と第１裏板部との間には冷却用ガスが流れる第１冷却用ガス流路が形成されているため、第１冷却用ガス流路に冷却用ガスを流すことにより、第１ブロック部材を高速で冷却させることができる。また、第２押板部と第２裏板部との間には冷却用ガスが流れる第２冷却用ガス流路が形成されているため、第２冷却用ガス流路に冷却用ガスを流すことにより、第２ブロック部材を高速で冷却させることができる。これにより、第１電子部品と第２電子部品を高速で冷却させることができ、接合装置の稼働率を高めることができる。【００５０】
請求項１５に記載の発明によれば、第１可撓性部材は内部に冷却用ガスを流動させて第１冷却用ガス流路に冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えているため、第１可撓性部材を第１冷却用ガス流路に冷却用ガスを供給する手段として利用することができる。【００５１】
また、同様にして、第２可撓性部材は内部に冷却用ガスを流動させて第２冷却用ガス流路に冷却用ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ね備えているため、第２可撓性部材を第２冷却用ガス流路に冷却用ガスを供給する手段として利用することができる。【００５２】
請求項１６に記載の発明によれば、第１押板部に第１電子部品を吸着させる第１吸着部を有し、第２押板部に第２電子部品を吸着させる第２吸着部を有するため、第１押板部で第１電子部品を容易かつ確実に保持することができ、第２押板部で第２電子部品を容易かつ確実に保持することができる。これにより、第１電子部品が第１押板部に対して位置ずれすることを防止でき、また第２電子部品が第２押板部に対して位置ずれすることを防止できるため、第１電子部品と第２電子部品の接合精度を高めることができる。【００５３】
請求項１７に記載の発明によれば、第１吸着部は、第１押板部に形成された複数の第１吸着溝と、第１吸着溝から吸引した空気を流動させる第１中空導管と、で構成されているため、第１吸着溝から吸引した空気を第１中空導管に流動させることができる。これにより、空気吸引力により第１電子部品を確実に吸着させることができる。【００５４】
また、同様にして、第２吸着部は、第２押板部に形成された複数の第２吸着溝と、第２吸着溝から吸引した空気を流動させる第２中空導管と、で構成されているため、第２吸着溝から吸引した空気を第２中空導管に流動させることができる。これにより、空気吸引力により第２電子部品を確実に吸着させることができる。【００５５】
請求項１８に記載の発明によれば、第１中空導管は第１弾性部材を介して第１加圧部材と接続されているため、第１可撓性部材と第１中空導管との間で相対的な熱変形量の違いが生じた場合に、第１加圧部材から第１中空導管を介して第１ブロック部材に伝達されようとする応力を第１弾性部材の弾性変形により吸収することができる。これにより、第１加圧部材から第１中空導管を介して第１ブロック部材に応力が伝達されることを防止でき、第１ブロック部材の平面度を維持することができる。【００５６】
また、同様にして、第２中空導管は第２弾性部材を介して第２加圧部材と接続されているため、第２可撓性部材と第２中空導管との間で相対的な熱変形量の違いが生じた場合に、第２加圧部材から第２中空導管を介して第２ブロック部材に伝達されようとする応力を第２弾性部材の弾性変形により吸収することができる。これにより、第２加圧部材から第２中空導管を介して第２ブロック部材に応力が伝達されることを防止でき、第２ブロック部材の平面度を維持することができる。【００５７】
請求項１９に記載の発明によれば、第１加圧部材の内部には、第１可撓性部材に供給する冷却用ガスが流動する第１冷却用ガス供給流路と、第１中空導管から流入した空気が流動する第１空気流路が形成されているため、第１加圧部材を冷却用ガス供給手段の一部として、また空気の排出手段の一部として利用することができる。【００５８】
また、同様にして、第２加圧部材の内部には、第２可撓性部材に供給する冷却用ガスが流動する第２冷却用ガス供給流路と、第２中空導管から流入した空気が流動する第２空気流路が形成されているため、第２加圧部材を冷却用ガス供給手段の一部として、また空気の排出手段の一部として利用することができる。これらにより、高温となる第１ブロック部材及び第２ブロック部材に対して、直接配管を接続する必要がなくなり、冷却や真空吸着を容易に行うことができる。【００５９】
請求項２０に記載の発明によれば、第１加圧部材の内部には第１加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第１冷却用流体循環路が形成されているため、第１冷却用流体循環路に冷却用流体を循環させることにより、第１加圧部材を常時冷却させることができる。これにより、接合装置の稼動中においても第１加圧部材をさらに低温に保つことができるため、第１加圧部材に冷却用ガスや冷却用流体を供給しあるいは第１加圧部材から空気を排出するためのチューブなどを接続する際に、その材質の制限を受けることなく容易に接続することができる。【００６０】
また、同様にして、第２加圧部材の内部には第２加圧部材を冷却させる冷却用流体を循環させるための第２冷却用流体循環路が形成されているため、第２冷却用流体循環路に冷却用流体を循環させることにより、第２加圧部材を常時冷却させることができる。これにより、接合装置の稼動中においても第２加圧部材をさらに低温に保つことができるため、第２加圧部材に冷却用ガスや冷却用流体を供給しあるいは第２加圧部材から空気を排出するためのチューブなどを接続する際に、その材質の制限を受けることなく容易に接続することができる。【００６１】
請求項２１に記載の発明によれば、算出工程において、撮像部により撮像された第１アライメントマークと第２アライメントマークの位置ずれ量が算出される。補正工程において、第１ブロック部材と第２ブロック部材の一方が他方に対して相対移動されて位置ずれ量が補正される。これにより、第１ブロック部材に保持された第１電子部品と第２ブロック部材に保持された第２電子部品とを正確に相対移動させることができ、第１電子部品と第２電子部品との位置合わせを行うことができる。【００６２】
ここで、撮像用ポートがチャンバの外表面から内部側に向かって突出して空間部を区画形成しているため、チャンバが第１ブロック部材又は第２ブロック部材と共に移動する場合でも、撮像部を空間部に配置させることで、撮像部がチャンバの動きに干渉することを防止できる。これにより、チャンバの移動を制限することなく、チャンバを自在に移動させることができる。この結果、撮像部を配置したことによる制限を受けることなく、第１ブロック部材又は第２ブロック部材の一方を他方に対して自在に相対移動させることができ、第１電子部品と第２電子部品の位置合わせを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る接合装置の一部を示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る接合装置を構成する第１ブロック部材、第１可撓性部材及び第１加圧部材を示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る接合装置を構成する第１ブロック部材の分解図である。
【図５】図２のＡ−Ａ間の断面矢視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る接合装置を構成する第１加圧部材と第１中空導管の接続構造を示す概略断面図である。
【図７】図２のＢ−Ｂ間の断面矢視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の一工程を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の一工程を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の一工程を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の変形例の一工程を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の変形例の一工程を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の変形例の一工程を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の変形例の一工程を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置を用いた位置合わせ方法の変形例の一工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１      位置合わせ装置
３      チャンバ
７      冷却水流動路
９      気密室
１０    接合装置
１１    空間部
１２    第１ブロック部材
１２Ａ  第１押板部
１２Ｂ  第１裏板部
１２Ｃ  第１ヒータチップ（加熱部材、ヒータチップ）
１５    第１冷却溝（第１冷却用ガス流路）
１７    第１吸着溝
１９    第１Ｎ２ガス供給流路（第１冷却用ガス供給流路）
２０    第１支柱部材（第１可撓性部材）
２１    撮像用ポート
２２    第１加圧軸（第１加圧部材）
２３    第１空気流路
２４    第１中空部材（第１中空導管）
２５    第１冷却用流体循環路
２６    第１Ｏリング（第１弾性部材）
２７    観察用窓
２８    第２ブロック部材
２８Ａ  第２押板部
２８Ｂ  第２裏板部
２８Ｃ  第２ヒータチップ（加熱部材、ヒータチップ）
３１    第２冷却溝（第２冷却用ガス流路）
３３    第２吸着溝
３５    ベローズ
３６    切り欠き（貫通部）
３７    磁気シールユニット（回転シール部）
３９    制御部
４０    第２支柱部材（第２可撓性部材）
４１    第２Ｎ２ガス供給流路（第２冷却用ガス供給流路）
４２    第２加圧軸（第２加圧部材）
４３    第２空気流路
４４    第２中空部材（第２中空導管）
４５    第２冷却用流体循環路
４７    画像認識装置
５２    ＸＹテーブル（駆動部）
５４    回転テーブル（駆動部）
Ｍ１    第１空間部
Ｍ２    第２空間部
Ｗ１    第１ウエーハ（第１電子部品）
Ｗ２    第２ウエーハ（第２電子部品）
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
次に、本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、電子部品の一例であるウエーハ同士を位置合わせするための位置合わせ装置を例に挙げて説明するが、本発明は、位置合わせ対象がウエーハに限られるものではなく、他の電子部品同士を位置合わせするときにも適用される。【００６６】
図１に示すように、位置合わせ装置１は、内部が空洞の略立方体形状であるチャンバ３を備えている。このチャンバ３は剛体であり、複数の部材がＯリング（図示省略）でシールされた状態で連結されて構成されている。このチャンバ３の上面壁には、貫通孔５が形成されている。また、チャンバ３の上面壁、側面壁及び底面壁の内部には、冷却水を流動させるための冷却水流動路７が形成されている。この冷却水流動路７には外部から冷却水を供給することができ、冷却水流動路７に供給された冷却水は外部に排出することができるようになっている。これにより、チャンバ３に熱が伝わり加熱された場合でも、冷却水を冷却水流動路７に流動させることにより、チャンバ３を冷却させることができる。この結果、チャンバ３が過度に温度上昇することを防止できる。【００６７】
また、チャンバ３の側面壁の外表面から内部側に向かって突出して空間部１１を区画形成する撮像用ポート２１が設けられている。この撮像用ポート２１の一部には、後述の第１ウエーハＷ１又は第２ウエーハＷ２の少なくとも一方を観察できる観察用窓２７が設けられている。本実施形態では、この撮像用ポート２１及び空間部１１は、チャンバ３の左右にそれぞれ設けられている。また、本実施形態では、観察用窓２７は観察用ガラスで構成されている。【００６８】
また、チャンバ３の上面壁に形成された貫通孔５の周囲には、可撓性であるベローズ３５の下端部がＯリングを介して接続されている。このベローズ３５の上端部内側には、磁気シールユニット３７の外輪がＯリングを介して接続されている。また、磁気シールユニット３７の内輪には、後述の第１加圧軸２２の軸部２２ＡがＯリングでシールされた状態で連結されている。これにより、気密室９を気密にした状態でベローズ３５をチャンバ３と共に回転させることができ、チャンバ３を回転移動させる際にベローズ３５が捩れてしまうことを防止できる。【００６９】
また、第１加圧軸２２は、Ｚ軸駆動機構、すなわちモータ、減速機及びボールネジによりＺ方向に駆動されるように構成されている。また、このモータは、後述の制御部３９と電気的に接続されており、制御部３９によりモータが駆動制御されることにより第１加圧軸２２のＺ方向の移動が制御される。なお、第１加圧軸２２の上方には、後述の第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との間に生じる加圧力を測定するためのロードセル（図示省略）が配置されている。【００７０】
以上のように、チャンバ３、ベローズ３５及び磁気シールユニット３７が相互に気密に接続されており、それらの内部には気密の状態で維持される気密室９が形成されている。【００７１】
また、撮像用ポート２１により区画形成された空間部１１には、画像認識装置４７が配置されている。この画像認識装置４７は、カメラ４７Ａと、レンズ４７Ｂと、プリズム４７Ｃと、で構成されている。この画像認識装置４７のプリズム４７Ｃは、観察用窓２７の直下に配置されている。これにより、気密室９に配置されている後述の第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２の一部を観察用窓２７を介してカメラ４７Ａにより撮像することができる。また、カメラ４７Ａはカメラ用Ｚ軸アクチュエータ５０に接続されており、カメラ４７ＡがＺ方向に移動可能となっている。【００７２】
また、チャンバ３の底面壁の下部には、リニアモータによりＸＹ方向に駆動されるＸＹステージ５２が配置されている。また、このＸＹステージ５２上には、θ方向に回転駆動する回転ステージ５４が載置されている。チャンバ３の底面壁は、この回転ステージ５４上に載置されている。これにより、チャンバ３と後述の第２ブロック部材２８は、ＸＹ方向に平行移動されるとともに、θ方向に回転移動される。また、リニアモータには制御部３９が電気的に接続されており、この制御部３９によりリニアモータの出力が制御されることによりＸＹステージ５２が駆動制御される。また、回転ステージ５４には制御部３９が電気的に接続されており、制御部３９により回転ステージ５４が駆動制御されるようになっている。【００７３】
また、制御部３９には、ＣＰＵが内蔵されている。このＣＰＵにより、カメラ４７Ａからの撮像データに基づいて第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の相対的な位置ずれ量が算出され、この位置ずれを補正するため（位置ずれを無くすため）の補正量が算出される。そして、この算出された補正量に基づいて、ＸＹステージ５２、回転ステージ５４及び第１加圧軸２２の各駆動が制御部３９により制御される。【００７４】
以上のように、本実施形態では、気密室９において、後述の第２ブロック部材２８が第１ブロック部材１２に対してＸＹ方向に平行移動され、θ方向に回転移動される。また、第１ブロック部材１２が第２ブロック部材２８との離間距離を変更する方向（Ｚ方向）に移動される。【００７５】
次に、本発明の一実施形態に係る上記位置合わせ装置１を備えた接合装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、電子部品の一例であるウエーハ同士を接合するための接合装置を例に挙げて説明するが、本発明は、接合対象がウエーハに限られるものではなく、他の電子部品同士を接合するときにも適用される。また、位置合わせ装置１の構成については、上述した通りであるため、その説明を省略する。【００７６】
図１に示すように、気密室９には、接合装置１０が配置されている。すなわち、図２乃至図４に示すように、接合装置１０は、第１ブロック部材１２を構成する円柱状の第１押板部１２Ａを備えている。この第１押板部１２Ａは、導体である炭化珪素（ＳｉＣ）で構成されている。第１押板部１２Ａには空気吸引するための複数の第１吸着溝１７が形成されており、第１押板部１２Ａの厚み方向一方側端面には接合対象となる第１ウエーハＷ１が吸着される。この第１ウエーハＷ１には、第２ブロック部材２８の後述する切り欠き３６と対応する位置に、第１アライメントマークが設けられている。また、第１押板部１２Ａの厚み方向他方側端面には、第１押板部１２Ａと共に第１ブロック部材１２を構成し、第１押板部１２Ａと略同じ径に設定された円板状の第１裏板部１２Ｂが取り付けられている。この第１裏板部１２Ｂは、絶縁体である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成されている。第１裏板部１２Ｂの略中央には、厚み方向に突出した突出部１３が一体形成されている。さらに、第１裏板部１２Ｂの第１押板部１２Ａ側と反対側に位置する反対側端面には、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂと共に第１ブロック部材１２を構成し第１押板部１２Ａを加熱する第１ヒータチップ１２Ｃが取り付けられている。この第１ヒータチップ１２Ｃは、炭化珪素（ＳｉＣ）で構成されている。第１ヒータチップ１２Ｃは導体である第１押板部１２Ａと、絶縁体である第１裏板部１２Ｂを介して取り付けられているため、第１ヒータチップ１２Ｃと第１押板部１２Ａとは電気的に絶縁されている。【００７７】
図５に示すように、第１ヒータチップ１２Ｃは、適正な抵抗値を有しており、２箇所の電極１４に給電線１６が接続されている。この給電線１６には温度制御器（図示省略）が接続されており、温度制御器により給電線１６を介して第１ヒータチップ１２Ｃに供給される電流が制御される。給電線１６を介して第１ヒータチップ１２Ｃに所定の電流が供給されることにより、第１ヒータチップ１２Ｃの温度が上昇又は下降する。【００７８】
また、第１裏板部１２Ｂ上であって第１ヒータチップ１２Ｃの近傍には、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂの温度を測定する第１熱電対１８が接続されている。この第１熱電対１８は、上述の温度制御器と接続されている。この第１熱電対１８の温度測定値に基づいて温度制御器により第１ヒータチップ１２Ｃに供給される電流が制御され、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂが任意の温度に制御される。【００７９】
ここで、第１押板部１２Ａ、第１裏板部１２Ｂ及び第１ヒータチップ１２Ｃの線膨張係数は同一又は略同一であり、かつ、いずれも高い熱伝導率を備えている。また、第１押板部１２Ａ、第１裏板部１２Ｂ及び第１ヒータチップ１２Ｃは、それぞれモリブデンで構成されたボルト（図示省略）により締結されることにより、相互に接続されている。【００８０】
また、図２乃至図４に示すように、第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂとの接触面には、第１冷却溝（第１冷却用ガス流路）１５が形成されている。具体的には、第１裏板部１２Ｂには開口した第１冷却溝１５が形成されており、平面状の第１押板部１２Ａの厚み方向他方側端面がボルト締結されることにより、その第１冷却溝１５の開口が閉塞されるようになっている。この第１冷却溝１５は、外部と連通している。なお、この第１冷却溝１５は、第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂとがボルトにより締結されて形成されるものであればよく、例えば、第１押板部１２Ａ側に形成されていてもよく、あるいは第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂの双方に形成されていてもよい。この第１冷却溝１５には冷却用ガスとしてのＮ２ガスが供給され、第１冷却溝１５の内部をＮ２ガスが流動するようになっている。【００８１】
また、図２乃至図５に示すように、第１裏板部１２Ｂの突出部１３の表面には、同一寸法・形状である３本の棒状の第１支柱部材（第１可撓性部材）２０が連結されている。この第１支柱部材２０は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）で構成されている。３本の第１支柱部材２０は、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂの中心と同心上であって相互に等間隔（１２０度ピッチ）で配列されている。この第１支柱部材２０の一方の端部は第１裏板部１２Ｂの突出部１３に接続されており、他方の端部は第１加圧軸（第１加圧部材）２２に接続されている。【００８２】
ここで、第１支柱部材２０の径と軸方向長さの関係は、第１支柱部材２０の径をｄ、第１支柱部材２０の軸方向長さをｌ、ヤング率をＥ、最大曲げ強度をσｍａｘ、安全率をＡ、第１支柱部材２０の一方の端部と他方の端部との撓みの差を△ｙとすると、３ＥＡｄ△ｙ／ｌ２＜σｍａｘを満たす範囲で設定されている。なお、安全率Ａは、１以上の数であり、例えば８程度を見込んでおくことが好ましい。【００８３】
また、各第１支柱部材２０は中空状に構成されており、各第１支柱部材２０の一方の端部が第１冷却溝１５と連通するように接続されている。また、第１支柱部材２０の他方の端部は、第１加圧軸２２の内部に形成された後述の第１Ｎ２ガス供給流路（第１冷却用ガス供給流路）１９と連通している。第１Ｎ２ガス供給流路１９から各第１支柱部材２０の内部に供給されたＮ２ガスは、第１冷却溝１５に供給されて、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂがそれぞれ冷却される。第１冷却溝１５に供給されたＮ２ガスは、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂがそれぞれ冷却された後、外部に排出される。【００８４】
また、上述したように、第１支柱部材２０の他方の端部は第１加圧軸（第１加圧部材）２２に接続されている。この第１加圧軸２２により第１支柱部材２０を介して第１ブロック部材１２に加圧力が付与される。【００８５】
また、第１支柱部材２０の線膨張係数は第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂの線膨張係数と大差のないように設定されており、第１支柱部材２０の熱伝導率は第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂの熱伝導率よりも小さくなるように設定されている。【００８６】
また、図５及び図６に示すように、第１裏板部１２Ｂの突出部１３の表面には、各第１支柱部材２０と略同一軸方向長さである１本の第１中空部材（第１中空導管）２４が連結されている。この第１中空部材２４は、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂの中心上に接続されている。この第１中空部材２４の一方の端部は第１裏板部１２Ｂの突出部１３に接続されており、他方の端部は第１加圧軸２２に第１Ｏリング（第１弾性部材）２６を介して接続されている。すなわち、図６に示すように、第１中空部材２４の他方の端部と第１加圧軸２２との間には隙間が存在しており、両者が直に接続されているのではなく第１Ｏリング２６によって相互に接続された構造となっている。なお、第１Ｏリング２６は、弾性部材であるゴムで構成されている。【００８７】
また、第１中空部材２４の他方の端部には、第１加圧軸２２の軸部本体２２Ｂの内部に形成され第１中空部材２４から流入した空気が流動する第１空気流路２３が形成されている。これにより、第１吸着溝１７と第１空気流路２３とは連通された構造となっており、第１吸着溝１７から空気吸引することが可能となる。【００８８】
また、図２に示すように、接合装置１０は、第１加圧軸（第１加圧部材）２２を備えている。この第１加圧軸２２の軸部本体２２Ｂの内部には、第１支柱部材２０の内部に供給するＮ２ガスが流動する第１Ｎ２ガス供給流路（第１冷却用ガス供給流路）１９が形成されている。また、第１加圧軸２２の軸部本体２２Ｂの内部には、上述の第１空気流路２３が形成されている。さらに、第１加圧軸２２の軸部本体２２Ｂの内部には、第１加圧軸２２自体を冷却させる冷却用流体が循環するための第１冷却用流体循環路２５が形成されている。【００８９】
また、接合装置１０には、第１Ｎ２ガス供給流路１９にＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給部（図示省略）と、第１冷却用流体循環路２５に空気（冷却用エア）を供給する空気供給部（図示省略）と、第１空気流路２３を真空引きする吸引ポンプ（図示省略）と、がそれぞれ接続されている。これにより、第１Ｎ２ガス供給流路１９にＮ２ガスを供給し、第１冷却用流体循環路２５に空気を供給することができるとともに、第１空気流路２３を真空引きすることができる。【００９０】
また、上述したように、第１加圧軸２２はＺ軸駆動機構（図示省略）と接続されており、Ｚ軸駆動機構の駆動により上下方向（図２中矢印Ｚ方向）に移動できるようになっている。このように、第１加圧軸２２が上下方向（図２中矢印Ｚ方向）に移動されることにより、第１ブロック部材１２が上下方向に移動できるようになっている。【００９１】
また、上述したように、第１ウエーハＷ１に作用される加圧力を測定するためのロードセル（図示省略）が設けられており、Ｚ軸駆動機構はロードセルの測定値に基づいて制御部３９により制御される。これにより、所定の適正な加圧力を常時に第１ブロック部材１２に作用させることができる。【００９２】
以上のように、第１ブロック部材１２と第１加圧軸２２との間には、第１空間部Ｍ１が介在されており、その第１空間部Ｍ１に、第１支柱部材２０および第１中空部材２４が設けられた構造となっている。【００９３】
図１に示すように、接合装置１０は、第２ブロック部材２８を構成する円柱状の第２押板部２８Ａを備えている。この第２押板部２８Ａは、導体である炭化珪素（ＳｉＣ）で構成されている。第２押板部２８Ａには空気吸引するための複数の第２吸着溝３３が形成されており、第２押板部２８Ａの厚み方向一方側端面には接合対象となる第２ウエーハＷ２が吸着される。この第２ウエーハＷ２には、第２ブロック部材２８の切り欠き３６と対応する位置に、第２アライメントマークが設けられている。また、第２押板部２８Ａの厚み方向他方側端面には、第２押板部２８Ａと共に第２ブロック部材２８を構成し、第２押板部２８Ａと略同じ径に設定された円板状の第２裏板部２８Ｂが取り付けられている。この第２裏板部２８Ｂは、絶縁体である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成されている。第２裏板部２８Ｂの略中央には、厚み方向に突出した突出部２９が一体形成されている。さらに、第２裏板部２８Ｂの第２押板部２８Ａ側と反対側に位置する反対側端面には、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂと共に第２ブロック部材２８を構成し第２押板部２８Ａを加熱する第２ヒータチップ２８Ｃが取り付けられている。この第２ヒータチップ２８Ｃは、炭化珪素（ＳｉＣ）で構成されている。第２ヒータチップ２８Ｃは導体である第２押板部２８Ａと、絶縁体である第２裏板部２８Ｂを介して取り付けられているため、第２ヒータチップ２８Ｃと第２押板部２８Ａとは電気的に絶縁されている。【００９４】
図７に示すように、第２ヒータチップ２８Ｃは、適正な抵抗値を有しており、２箇所の電極３０に給電線３２が接続されている。この給電線３２には温度制御器（図示省略）が接続されており、温度制御器により給電線３２を介して第２ヒータチップ２８Ｃに供給される電流が制御される。給電線３２を介して第２ヒータチップ２８Ｃに所定の電流が供給されることにより、第２ヒータチップ２８Ｃの温度が上昇又は下降する。【００９５】
また、第２裏板部２８Ｂ上であって第２ヒータチップ２８Ｃの近傍には、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂの温度を測定する第２熱電対３４が接続されている。この第２熱電対３４は、上述の温度制御器と接続されている。この第２熱電対３４の温度測定値に基づいて温度制御器により第２ヒータチップ２８Ｃに供給される電流が制御され、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂが任意の温度に制御される。【００９６】
ここで、第２押板部２８Ａ、第２裏板部２８Ｂ及び第２ヒータチップ２８Ｃの線膨張係数は同一又は略同一であり、かつ、いずれも高い熱伝導率を備えている。また、第２押板部２８Ａ、第２裏板部２８Ｂ及び第２ヒータチップ２８Ｃは、それぞれモリブデンで構成されたボルト（図示省略）により締結されることにより、相互に接続されている。【００９７】
また、図２に示すように、第２押板部２８Ａと第２裏板部２８Ｂとの接触面には、第２冷却溝（第２冷却用ガス流路）３１が形成されている。具体的には、第２裏板部２８Ｂには開口した第２冷却溝３１が形成されており、平面状の第２押板部２８Ａの厚み方向他方側端面がボルト締結されることにより、その第２冷却溝３１の開口が閉塞されるようになっている。この第２冷却溝３１は、外部と連通している。なお、この第２冷却溝３１は、第２押板部２８Ａと第２裏板部２８Ｂとがボルトにより締結されて形成されるものであればよく、例えば、第２押板部２８Ａ側に形成されていてもよく、あるいは第２押板部２８Ａと第２裏板部２８Ｂの双方に形成されていてもよい。この第２冷却溝３１には冷却用ガスとしてのＮ２ガスが供給され、第２冷却溝３１の内部をＮ２ガスが流動するようになっている。【００９８】
図１及び図７に示すように、第２押板部２８Ａ、第２裏板部２８Ｂ及び第２ヒータチップ２８Ｃには、厚み方向に貫通する２つの切り欠き（貫通部）３６が形成されている。また、後述の第２空間部Ｍ２であって切り欠き３６の近傍には、上述した２つの画像認識装置４７がそれぞれ配置されている。この画像認識装置４７は制御部３９と接続されており、カメラ４７Ａの撮像データが制御部３９に出力されるようになっている。また、各切り欠き３６の開口面積は、第２押板部２８Ａ、第２裏板部２８Ｂ及び第２ヒータチップ２８Ｃの厚み方向一方側（画像認識装置４７側）が大きくなるように設定されており、第２押板部２８Ａ、第２裏板部２８Ｂ及び第２ヒータチップ２８Ｃの厚み方向他方側（画像認識装置４７側と反対側）に向かうに従い小さくなるように設定されている。【００９９】
ここで、画像認識装置４７を構成するカメラ４７Ａとして、第２ウエーハＷ２がガラスウエーハである場合にはＣＣＤカメラが好ましく、第２ウエーハＷ２がＳｉウエーハである場合には赤外線カメラが好ましい。カメラ４７ＡとしてＣＣＤカメラを用いた場合には、ＣＣＤカメラ側から光を第２ウエーハＷ２に照射することにより、第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークを明確に認識することができる。【０１００】
また、図７に示すように、第２裏板部２８Ｂの突出部２９の表面には、同一寸法・形状である３本の棒状の第２支柱部材（第２可撓性部材）４０が連結されている。この第２支柱部材４０は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）で構成されている。３本の第２支柱部材４０は、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂの中心と同心上であって相互に等間隔（１２０度ピッチ）で配列されている。この第２支柱部材４０の一方の端部は第２裏板部２８Ｂの突出部２９に接続されており、他方の端部は第２加圧軸（第２加圧部材）４２に接続されている。【０１０１】
ここで、第２支柱部材４０の径と軸方向長さの関係は、第２支柱部材４０の径をｄ、第２支柱部材４０の軸方向長さをｌ、ヤング率をＥ、最大曲げ強度をσｍａｘ、安全率をＡ、第２支柱部材４０の一方の端部と他方の端部との撓みの差を△ｙとすると、３ＥＡｄ△ｙ／ｌ２＜σｍａｘを満たす範囲で設定されている。なお、安全率Ａは、１以上の数であり、例えば８程度を見込んでおくことが好ましい。【０１０２】
また、各第２支柱部材４０は中空状に構成されており、各第２支柱部材４０の一方の端部が第２冷却溝３１と連通するように接続されている。また、第２支柱部材４０の他方の端部は、第２加圧軸４２の内部に形成された後述の第２Ｎ２ガス供給流路（第２冷却用ガス供給流路）４１と連通している。第２Ｎ２ガス供給流路４１から各第２支柱部材４０の内部に供給されたＮ２ガスは、第２冷却溝３１に供給されて、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂがそれぞれ冷却される。第２冷却溝３１に供給されたＮ２ガスは、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂがそれぞれ冷却された後、外部に排出される。【０１０３】
また、図２に示すように、第２支柱部材４０の他方の端部は第２加圧軸（第２加圧部材）４２に接続されている。この第２加圧軸４２により第２支柱部材４０を介して第２ブロック部材２８に加圧力が付与される。また、図１に示すように、第２加圧軸４２はチャンバ３の底面壁に固定されており、チャンバ３と共にＸＹ方向に移動するとともに、θ方向に回転移動する。【０１０４】
また、第２支柱部材４０の線膨張係数は第２押板部２８Ａと第２裏板部２８Ｂの線膨張係数と同一又は略同一となるように設定されており、第２支柱部材４０の熱伝導率は第２押板部２８Ａと第２裏板部２８Ｂの熱伝導率よりも小さくなるように設定されている。【０１０５】
また、図７に示すように、第２裏板部２８Ｂの突出部２９の表面には、各第２支柱部材４０と略同一軸方向長さである１本の第２中空部材（第２中空導管）４４が連結されている。この第２中空部材４４は、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂの中心上に接続されている。この第２中空部材４４の一方の端部は第２裏板部２８Ｂの突出部２９に接続されており、他方の端部は第２加圧軸（第２加圧部材）４２に第２Ｏリング（第２弾性部材、図示省略）を介して接続されている。すなわち、第２中空部材４４の他方の端部と第２加圧軸４２との間には隙間が存在しており、両者が直に接続されているのではなく第２Ｏリングによって相互に接続された構造となっている。なお、第２Ｏリングは、弾性部材であるゴムで構成されている。【０１０６】
また、第２中空部材４４の他方の端部には、第２加圧軸４２の内部に形成され第２中空部材４４から流入した空気が流動する第２空気流路４３が形成されている。これにより、第２吸着溝３３と第２空気流路４３とは連通された構造となっており、第２吸着溝３３から空気吸引することが可能となる。【０１０７】
また、接合装置１０は、第２加圧軸４２を備えている。この第２加圧軸４２の内部には、第２支柱部材４０の内部に供給するＮ２ガスが流動する第２Ｎ２ガス供給流路（第２冷却用ガス供給流路）４１が形成されている。また、第２加圧軸４２の内部には、上述の第２空気流路４３が形成されている。さらに、第２加圧軸４２の内部には、第２加圧軸４２自体を冷却させる冷却用エアが循環するための第２冷却用流体循環路４５が形成されている。【０１０８】
また、接合装置１０には、第２Ｎ２ガス供給流路４１にＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給部（図示省略）と、第２冷却用流体循環路４５に空気（冷却用エア）を供給する空気供給部（図示省略）と、第２空気流路４３を真空引きする吸引ポンプ（図示省略）と、がそれぞれ接続されている。これにより、第２Ｎ２ガス供給流路４１にＮ２ガスを供給し、第２冷却用流体循環路４５に空気を供給することができるとともに、第２空気流路４３を真空引きすることができる。【０１０９】
以上のように、第２ブロック部材２８と第２加圧軸４２との間には、第２空間部Ｍ２が介在されており、その第２空間部Ｍ２に、第２支柱部材４０及び第２中空部材４４が設けられた構造となっている。【０１１０】
次に、本実施形態の位置合わせ装置１を用いた位置合わせ方法について説明する。
なお、本実施形態では、チャンバ３の内部に窒素ガスを導入し、第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２としてＳｉウエーハを用い、カメラ４７ＡとしてＩＲカメラを用いた場合について説明する。【０１１１】
図８に示すように、先ず、第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２がプリアライメント機構（図示省略）によりプリアライメントされた後、ウエーハローダ（図示省略）により第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに供給され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに供給される。そして、第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに吸着保持され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに吸着保持される。【０１１２】
ここで、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の吸着は、吸引ポンプが作動されて、空気が第１吸着溝１７及び第２吸着溝３３から第１中空部材２４及び第２中空部材４４の内部を通って第１空気流路２３及び第２空気流路４３に流れることにより、実現される。これにより、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２を確実に吸着させることができ、第１ウエーハＷ１の第１押板部１２Ａに対する位置ずれと、第２ウエーハＷ２の第２押板部２８Ａに対する位置ずれを防止することができる。なお、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２には、予め接合部材となるはんだパターンが形成されている。このため、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２がそれぞれ加圧・加熱されることによりはんだ材料が溶融して合金化し、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２が接合される。【０１１３】
次に、図８に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２を下降させて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とを接触させる。これにより、第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがカメラ４７Ａの同一視野内に認識できる状態となる。この結果、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の位置合わせを容易に行うことができる。【０１１４】
次に、別途設けた窒素ガス供給装置（図示省略）によりチャンバ３内部に窒素ガスが供給される。【０１１５】
次に、図９に示すように、画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがそれぞれ撮像される。これにより、第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークの他に、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークが第２ウエーハＷ２を透過して撮像される。そして、この撮像結果が撮像データとして制御部３９に送信される。制御部３９に撮像データが送信されると、撮像データに基づいて第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークとの位置ずれ量が制御部３９のＣＰＵにより算出される。そして、この算出された位置ずれ量に基づいて第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークとの位置ずれを修正するための補正量が制御部３９のＣＰＵにより算出される。【０１１６】
次に、図９に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２が第２ブロック部材２８からの離間距離が大きくなる方向（上方向）に移動される。これにより、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の離間距離が大きくなる。【０１１７】
次に、図９に示すように、算出された補正量に基づいてＸＹステージ５２と回転ステージ５４が制御部３９により駆動される。これにより、第２ブロック部材２８が第１ブロック部材１２に対してＸＹ方向あるいはθ方向に移動され、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークとの位置ずれが補正される。これにより、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークとの位置ずれが無くなる。【０１１８】
次に、図１０に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２を下降させて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とを接触させる。【０１１９】
次に、図１０に示すように、画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがそれぞれ撮像され、両者に位置ずれが無いか否かが確認される。なお、位置ずれがある場合には、制御部３９のＣＰＵにより位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量に基づいて補正量が算出された後、再び第１ブロック部材１２を上昇させ、位置ずれが無くなるように第２ブロック部材２８が第１ブロック部材１２に対してＸＹ方向あるいはθ方向に移動される。【０１２０】
以上のように、撮像用ポート２１により区画形成された空間部１１に画像認識装置４７を配置させ、観察用窓２７を通して気密室９にある第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークを撮像し、この撮像データに基づいて制御部３９により第２ブロック部材２８を第１ブロック部材１２に対して相対移動させる。これにより、第１ブロック部材１２に保持された第１ウエーハＷ１と第２ブロック部材２８に保持された第２ウエーハＷ２とを相対移動させることができ、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との位置合わせを行うことができる。【０１２１】
ここで、撮像用ポート２１がチャンバ３の外表面から内部側に向かって突出して空間部１１を区画形成しているため、チャンバ３が第２ブロック部材２８と共に移動する場合でも、画像認識装置４７を空間部１１に配置させることで、画像認識装置４７がチャンバ３の動きに干渉することを防止できる。これにより、チャンバ３の移動を制限することなく、チャンバ３を自在に移動させることができる。この結果、画像認識装置４７を配置したことによる制限を受けることなく、第２ブロック部材２８を第１ブロック部材１２に対して自在に相対移動させることができ、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の位置合わせを確実に行うことができる。【０１２２】
特に、画像認識装置４７により撮像された第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークの位置ずれ量が制御部３９のＣＰＵにより算出され、さらに位置ずれ量を補正する補正量が算出されて、その位置ずれ量を補正するようにＸＹステージ５２及び回転ステージ５４が制御される。これにより、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークの位置ずれが無くなるように、第２ブロック部材２８を移動させることができる。この結果、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の位置合わせ精度を高めることができる。【０１２３】
また、第１ブロック部材１２が第２ブロック部材２８からの離間距離が大きくなる方向に移動されることにより、第２ブロック部材２８を第１ブロック部材１２に対して相対移動させる際に、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２が接触してしまうことを防止できる。これにより、第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２が傷ついたり、破損したりして、品質が低下することを防止できる。【０１２４】
また、第２ウエーハＷ２のＸＹ方向への平行移動及びθ方向の回転移動をチャンバ３全体を駆動させることにより実現しているため、チャンバ３外部から運動導入を行う場合と比較して、正確な駆動が可能となり、チャンバ３内部の各ウエーハＷ１、Ｗ２に対して高精度なアライメントが可能となる。さらに、チャンバ３に撮像用ポート２１を設けることにより、各ウエーハＷ１、Ｗ２に設けられた各アライメントマークを近くから高倍率で撮像することができるため、各ウエーハＷ１、Ｗ２同士を接合する前にアライメント精度を容易に確認することができる。【０１２５】
次に、本実施形態の接合装置１０を用いた接合方法、すなわち、各ウエーハＷ１、Ｗ２が位置合わせ装置１により相互に位置合わせされた後、接合されるときの工程について以下に説明する。【０１２６】
図２に示すように、第２ウエーハＷ２の第１ウエーハＷ１に対する位置決めが終了すると、第１加圧軸２２により所定の加圧力が第１支柱部材２０を介して第１ブロック部材１２に作用される。【０１２７】
ここで、第２ブロック部材２８に対する第１ブロック部材１２の加圧は、ロードセルにより測定された荷重測定値に基づいて制御部３９によりモータに所定のトルクを作用させることにより実行される。このとき、チャンバ３内の圧力が大気圧と異なる場合には、別途設けた圧力計（図示省略）によるチャンバ３内の圧力の測定値に基づいて、ロードセルによる荷重測定値を補正して、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との間に最適な加圧力が作用するように調整される。これにより、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との間に最適な加圧力を作用させることができ、両者の接合精度及び接合後の品質を向上させることができる。また、チャンバ３の外部に設けたＸＹステージ５２や回転ステージ５４は、大きな荷重を受容できるものを選択することができるので、高い加圧力で各ウエーハＷ１、Ｗ２同士を圧着させることができる。【０１２８】
次に、図５に示すように、第１ヒータチップ１２Ｃに給電線１６から電流が供給されて、第１ブロック部材１２が加熱される。このとき、第１熱電対１８の温度測定値に基づいて温度制御器により第１ヒータチップ１２Ｃに供給される電流が制御されるため、第１押板部１２Ａ及び第１裏板部１２Ｂが任意の温度に制御される。また、同様にして、図７に示すように、第２ヒータチップ２８Ｃに給電線３２から電流が供給されて、第２ブロック部材２８が加熱される。このとき、第２熱電対３４の温度測定値に基づいて温度制御器により第２ヒータチップ２８Ｃに供給される電流が制御されるため、第２押板部２８Ａ及び第２裏板部２８Ｂが任意の温度に制御される。これにより、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２を所定の温度になるように加熱することができる。【０１２９】
ここで、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８が加熱されると、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８は熱膨張するが、断熱材を用いず、第１ブロック部材１２と第１加圧軸２２の間に第１空間部Ｍ１を介在させ、第２ブロック部材２８と第２加圧軸４２の間に第２空間部Ｍ２を介在させているため、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８から、第１加圧軸２２及び第２加圧軸４２に伝達しようとする熱のほとんどは、第１空間部Ｍ１及び第２空間部Ｍ２で断熱される。これにより、第１ブロック部材１２内部及び第２ブロック部材２８内部を、それぞれ、ほぼ均一な温度にすることができる。また、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２が接触されている場合には、第１ブロック部材１２、第２ブロック部材２８、第１ウエーハＷ１、第２ウエーハＷ２を全体として、ほぼ均一な温度にすることができる。この結果、第１ブロック部材１２の第１ウエーハＷ１保持面、及び第２ブロック部材２８の第２ウエーハＷ２保持面それぞれについて平面度を維持することができる。【０１３０】
第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８が加熱された場合でも、第１空間部Ｍ１及び第２空間部Ｍ２が介在しているため、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８から第１加圧軸２２及び第２加圧軸４２に伝熱される熱が少なくなる。これにより、第１ヒータチップ１２Ｃ及び第２ヒータチップ２８Ｃにより加熱される部分は、実質的に、第１ブロック部材１２、第２ブロック部材２８、第１ウエーハＷ１、第２ウエーハＷ２に限られるため、加熱される部分の熱容量が小さくなり、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の加熱・冷却に要する時間を短縮させることができるため、接合装置１０の稼働率を高めることができる。【０１３１】
一方、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８の熱膨張と、第１加圧軸２２及び第２加圧軸４２の熱膨張の違いにより発生する応力を第１支柱部材２０及び第２支柱部材４０がそれぞれ撓むことにより吸収させることができる。すなわち、第１支柱部材２０及び第２支柱部材４０はそれぞれ棒状に形成されているため、それらの曲げ剛性が比較的小さくなることにより、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８を反り変形させずに第１支柱部材２０及び第２支柱部材４０が撓んで熱膨張量の差を吸収させることができる。この結果、第１ブロック部材１２の第１ウエーハＷ１保持面、及び第２ブロック部材２８の第２ウエーハＷ２保持面それぞれについて平面度を維持することができる。【０１３２】
このとき、第１支柱部材２０は第１ブロック部材１２の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第１支柱部材２０の撓みにより第１ブロック部材１２の中心と第１加圧軸２２の中心がずれることがない。第２支柱部材４０も第２ブロック部材２８の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第２支柱部材４０の撓みにより第２ブロック部材２８の中心と第２加圧軸４２の中心がずれることがない。したがって、加熱により、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２がずれたり、ストレスがかかることもない。【０１３３】
また、第１支柱部材２０は第１ブロック部材１２の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第１加圧軸２２からの加圧力は、バランスよく第１ブロック部材１２に伝達される。第２支柱部材４０は第２ブロック部材２８の中心と同心の円周上でありかつ相互に等間隔となるように複数設けられているため、第２加圧軸４２からの加圧力は、バランスよく第２ブロック部材２８に伝達される。したがって、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２に対して印加される加圧力は、面内バラツキの少ない良好なものとなる。【０１３４】
特に、第１ブロック部材１２は、第１押板部１２Ａと、第１裏板部１２Ｂと、第１ヒータチップ１２Ｃと、で構成され、第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂと第１ヒータチップ１２Ｃの線膨張係数を同一又は略同一に設定しているため、第１押板部１２Ａと第１裏板部１２Ｂと第１ヒータチップ１２Ｃの熱膨張量の差を小さくすることができる。これにより、第１ブロック部材１２の反り変形を防止でき、第１ブロック部材１２の平面度を維持することができる。このことは、第２ブロック部材２８についても同様であり、第２ブロック部材２８の平面度を維持することができる。【０１３５】
次に、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とが適正な加圧力により接合された後、第１ヒータチップ１２Ｃへの電流の供給が停止され、各第１支柱部材２０から第１ブロック部材１２の第１冷却溝１５にＮ２ガスが供給される。このＮ２ガスは、Ｎ２ガス供給部により第１加圧軸２２の第１Ｎ２ガス供給流路１９に供給されることにより、各第１支柱部材２０から第１ブロック部材１２の第１冷却溝１５に供給される。これにより、第１ブロック部材１２を急速に冷却することができ、第１ウエーハＷ１の温度も急速に冷却することができる。また、同様に、第２ヒータチップ２８Ｃへの電流の供給が停止され、各第２支柱部材４０から第２ブロック部材２８の第２冷却溝３１にＮ２ガスが供給される。このＮ２ガスは、Ｎ２ガス供給部により第２加圧軸４２の第２Ｎ２ガス供給流路４１に供給されることにより、各第２支柱部材４０から第２ブロック部材２８の第２冷却溝３１に供給される。これにより、第２ブロック部材２８を急速に冷却することができ、第２ウエーハＷ２の温度も急速に冷却することができる。【０１３６】
ここで、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８を冷却させた場合にも、第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８を加熱した場合と同様に、各支柱部材２０、４０自身が撓むことにより、第１ブロック部材１２と第２ブロック部材２８の平面度を維持することができる。【０１３７】
特に、第１支柱部材２０及び第２支柱部材４０は、内部にＮ２ガスを流動させて第１冷却溝１５及び第２冷却溝３１にＮ２ガスを供給する冷却ガス供給機能を兼ねているため、第１支柱部材２０及び第２支柱部材４０を第１冷却溝１５及び第２冷却溝３１にＮ２ガスを供給する手段として利用することができる。【０１３８】
また、図６に示すように、第１中空部材２４は第１Ｏリング２６を介して第１加圧軸２２と接続されているため、冷却時などに第１支柱部材２０と第１中空部材２４との間で相対的な熱変形量の違いが生じた場合に、第１加圧軸２２から第１中空部材２４を介して第１ブロック部材１２に伝達されようとする応力を第１Ｏリング２６の弾性変形により吸収することができる。これにより、第１加圧軸２２から第１中空部材２４を介して第１ブロック部材１２に応力が伝達されることを防止でき、第１ブロック部材１２の平面度を維持することができる。このことは、第２中空部材４４についても同様であり、第２ブロック部材２８の平面度を維持することができる。【０１３９】
なお、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の温度が低温となった後、Ｎ２ガスの供給及び吸引ポンプの作動が停止されて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２が接合した接合済みウエーハを、接合装置１０から取り出すことができる。このとき、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２が接合した接合済みウエーハは、第２ブロック部材２８上に吸着された状態で、第１ブロック部材１２がＺ軸駆動機構により上昇され、その後、第２ブロック部材２８上からの吸着保持が解除されて、図示しないウエーハローダにより取り出される。【０１４０】
以上のように、本実施形態の接合装置１０によれば、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とが正確に位置合わせされた後に、熱の影響を受けることなく、接合対象となる第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の平面度を維持して、両者を接合させることができる。この結果、両者の接合精度を極めて高めることができ、かつ安定させることができる。【０１４１】
特に、上述したように、第１加圧軸２２の内部には、第１支柱部材２０に供給するＮ２ガスが流動する第１Ｎ２ガス供給流路１９と、第１中空部材２４から流入した空気が流動する第１空気流路２３が形成されているため、第１加圧軸２２を冷却用ガス供給手段の一部として、また空気の排出手段の一部として利用することができる。また、第２加圧軸４２についても同様である。これらにより、高温となる第１ブロック部材１２及び第２ブロック部材２８に対して、直接配管を接続する必要がなくなり、冷却や真空吸着を容易に行うことができる。【０１４２】
また、第１加圧軸２２の内部には第１加圧軸２２を冷却させる冷却用エアを循環させるための第１冷却用流体循環路２５が形成されているため、第１冷却用流体循環路２５に冷却用エアを循環させることにより、第１加圧軸２２を常時冷却させることができる。これにより、接合装置１０の稼動中においても第１加圧軸２２をさらに低温に保つことができるため、第１加圧軸２２に冷却用ガスや冷却用エアを供給しあるいは第１加圧軸２２から空気を排出するためのチューブなどを接続する際に、その材質の制限を受けることなく容易に接続することができる。このことは、第２加圧軸４２についても同様である。【０１４３】
なお、上記実施形態では、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とをそれぞれ加熱して熱圧着により接合する方法を例示して説明したが、この接合方法に限られるものではなく、例えば陽極接合方法により両者を接合してもよい。すなわち、第１押板部１２Ａ及び第２押板部２８Ａをそれぞれ導体で構成し、第１裏板部１２Ｂ及び第２裏板部２８Ｂをそれぞれ絶縁体で構成することにより、第１押板部１２Ａと第１ヒータチップ１２Ｃとを電気的に絶縁し、また第２押板部２８Ａと第２ヒータチップ２８Ｃとを電気的に絶縁する。これにより、第１押板部１２Ａ及び第２押板部２８Ａを加熱した状態で、第１押板部１２Ａ及び第２押板部２８Ａに所定の電圧を印加させることにより、Ｓｉウエーハとガラスウエーハとを陽極接合させることができる。この結果、接合方法のバリエーションを増やすことができる。【０１４４】
次に、本実施形態の位置合わせ装置１を用いた位置合わせ方法の変形例について説明する。本実施形態では、チャンバ３の内部を真空雰囲気として、第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２としてＳｉウエーハを用い、カメラ４７Ａとして可視光用カメラを用いた場合について説明する。なお、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との接合方法については、上述した通りであるため、説明を省略する。【０１４５】
先ず、第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２がプリアライメント機構（図示省略）によりプリアライメントされた後、ウエーハローダ（図示省略）により第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに供給され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに供給される。そして、第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに吸着保持され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに吸着保持される。【０１４６】
次に、図１１に示すように、ＸＹテーブル５２を右側に駆動し、第２ブロック部材２８を右側に退避させることにより、左側の画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１の左側にある第１アライメントマークの位置が撮像される。【０１４７】
次に、図１２に示すように、ＸＹテーブル５２を左側に駆動し、第２ブロック部材２８を左側に退避させることにより、右側の画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１の右側にある第１アライメントマークの位置が撮像される。【０１４８】
次に、図１３に示すように、カメラ用Ｚ軸アクチュエータ５０が下側に駆動されて、第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークに焦点が合わせられた後、左側と右側の画像認識装置４７により、第２ウエーハＷ２の左右にそれぞれ設けられた第２アライメントマークの位置が撮像される。【０１４９】
次に、図１３に示すように、カメラ４７Ａの撮像データに基づいて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との位置ずれ量が制御部３９のＣＰＵにより算出され、この算出された位置ずれ量に基づいて位置ずれを修正するための補正量が算出される。そして、図１４に示すように、算出された補正量に基づいて、ＸＹステージ５２と回転ステージ５４が制御部３９により駆動制御され、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との位置合わせが実行される。【０１５０】
次に、図１５に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部により制御されて、第１ブロック部材１２を下降させ、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とを接触させる。【０１５１】
そして、チャンバ３の内部が真空引きされる。なお、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との接合方法は、上述の通りである。【０１５２】
以上のように、本変形例によれば、画像認識装置４７のカメラ４７ＡにＩＲカメラを使用できない場合であって、しかも２枚のウエーハＷ１、Ｗ２が不透明な場合であっても、上記位置合わせ方法により、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との位置合わせを可能にすることができる。また、チャンバ３の内部に真空雰囲気が要求される場合でも、静電チャックなどを用いる必要がなく、真空吸着でアライメントを行うことができる。【０１５３】
次に、本実施形態の位置合わせ装置１を用いた位置合わせ方法の変形例について説明する。本実施形態では、チャンバ３の内部を真空雰囲気として、第１ウエーハＷ１としてＳｉウエーハを用い、第２ウエーハＷ２としてガラスウエーハを用い、カメラ４７Ａとして可視光用カメラを用いた場合について説明する。【０１５４】
先ず、洗浄処理された第１ウエーハＷ１及び第２ウエーハＷ２がプリアライメント機構（図示省略）によりプリアライメントされた後、ウエーハローダ（図示省略）により第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに供給され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに供給される。そして、第１ウエーハＷ１が第１押板部１２Ａに吸着保持され、第２ウエーハＷ２が第２押板部２８Ａに吸着保持される。【０１５５】
次に、図８に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２を下降させて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とを接触させる。これにより、第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがカメラ４７Ａの同一視野内に認識できる状態となる。この結果、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の位置合わせを容易に行うことができる。【０１５６】
次に、図８に示すように、画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがそれぞれ撮像される。これにより、第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークの他に、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークが第２ウエーハＷ２を透過して撮像される。そして、この撮像結果が撮像データとして制御部３９に送信される。制御部３９に撮像データが送信されると、撮像データに基づいて第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークとの位置ずれ量が制御部３９のＣＰＵにより算出される。そして、この算出された位置ずれ量に基づいて第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークとの位置ずれを修正するための補正量が制御部３９のＣＰＵにより算出される。【０１５７】
次に、図９に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２が第２ブロック部材２８からの離間距離が大きくなる方向（上方向）に移動される。これにより、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２の離間距離が大きくなる。【０１５８】
次に、図９に示すように、算出された補正量に基づいてＸＹステージ５２と回転ステージ５４が制御部３９により駆動される。これにより、第２ブロック部材２８が第１ブロック部材１２に対してＸＹ方向あるいはθ方向に移動され、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークとの位置ずれが補正される。これにより、第１ウエーハＷ１の第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２の第２アライメントマークとの位置ずれが無くなる。【０１５９】
次に、図１０に示すように、Ｚ軸駆動機構が制御部３９により駆動制御され、第１ブロック部材１２を下降させて、第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２とを接触させる。【０１６０】
次に、図１０に示すように、画像認識装置４７により第１ウエーハＷ１に設けられた第１アライメントマークと第２ウエーハＷ２に設けられた第２アライメントマークがそれぞれ撮像され、両者に位置ずれが無いか否かが確認される。なお、位置ずれがある場合には、制御部３９のＣＰＵにより位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量に基づいて補正量が算出された後、再び第１ブロック部材１２を上昇させ、位置ずれが無くなるように第２ブロック部材２８が第１ブロック部材１２に対してＸＹ方向あるいはθ方向に移動される。【０１６１】
そして、チャンバ３の内部が真空引きされる。【０１６２】
次に、上記位置合わせ方法により位置合わせされた第１ウエーハＷ１と第２ウエーハＷ２との接合が上述した陽極接合方法により実行される。【０１６３】
以上のように、本変形例によれば、Ｓｉウエーハとガラスウエーハとを高精度にアライメントして、両者を陽極接合することができる。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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