(57)【要約】【課題】基板ホルダの板バネが劣化すると、吸着ユニットが劣化していき、基板の位置合わせ精度を低下させたり、基板搬送中に基板がずれたりするおそれがある。【解決手段】第１基板を保持する第１基板ホルダに設けられた第１吸着ユニットと、第２基板を保持する第２基板ホルダに設けられ、第１吸着ユニットと対となって第１基板ホルダと第２基板ホルダとの間に第１基板と第２基板とを挟み込む吸着力を発揮する第２吸着ユニットとの管理装置であって、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの間の吸着力の状態を検出する検出部と、吸着力の状態に基づいて第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとの間の吸着力の良否を判断する判断部と、判断部の判断結果に基づいて、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を行う警告部とを備える。【選択図】図１
2013026555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板を保持する第１基板ホルダに設けられた第１吸着ユニットと、第２基板を保持する第２基板ホルダに設けられ、前記第１吸着ユニットと対となって前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダとの間に前記第１基板と前記第２基板とを挟み込む吸着力を発揮する第２吸着ユニットとの管理装置であって、
前記第１吸着ユニットと前記第２吸着ユニットの間の吸着力の状態を検出する検出部と、
前記吸着力の状態に基づいて前記第１吸着ユニットと前記第２吸着ユニットとの間の吸着力の良否を判断する判断部と、
前記判断部の判断結果に基づいて、前記第１吸着ユニットと前記第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を行う警告部と
を備える管理装置。
【請求項２】
前記第１吸着ユニットは、第１吸着体を有し、
前記第２吸着ユニットは、前記第１吸着ユニットが備える第１吸着体と対になって、前記吸着力を発揮する第２吸着体、および、前記第２吸着ユニットを支持する弾性部材を有し、
前記検出部は、前記吸着力の状態として、前記弾性部材の弾性反力を検出し、
前記判断部は、前記弾性反力が予め定められた基準反力を下回るか否かにより前記弾性部材の劣化を判断し、
前記警告部は、前記判断部の判断結果に基づいて、前記弾性部材のメンテナンスを促す警告を行う、
請求項１に記載の管理装置。
【請求項３】
前記第２吸着体を前記弾性部材の弾性力に抗して前記第１吸着体から離れる方向へ付勢する付勢部材を備え、前記検出部は、前記付勢部材が前記弾性部材から受ける反力を検出する請求項２に記載の管理装置。
【請求項４】
前記第１吸着体は貫通穴を有し、前記付勢部材は、前記貫通穴を貫通して前記第２吸着体を付勢する請求項３に記載の管理装置。
【請求項５】
前記弾性部材は板バネである請求項２から４のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記第１吸着ユニットと前記第２吸着ユニットが前記吸着力を発揮して前記第１基板と前記第２基板を挟み込んだ状態で、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダを移動させた後のずれ量に基づいて、前記吸着力の状態を検出する、
請求項１に記載の管理装置。
【請求項７】
前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダを移動させるときに、前記第１基板ホルダと前記第２基板ホルダに予め定められた加速度を与える加速部を備え、
前記判断部は、ずれ量が、前記予め定められた加速度に基づいて設定されている基準ずれ量を超えるか否かにより前記良否を判断する請求項６に記載の管理装置。
【請求項８】
前記第１吸着ユニットと前記第２吸着ユニットは、磁石と、磁性体と、前記磁石および前記磁性体の少なくとも一方を支持する弾性部材とを備え、
前記判断部は前記弾性部材の劣化を判断する請求項６または７に記載の管理装置。
【請求項９】
前記警告部は、前記メンテナンスを促す警告を表示装置に表示する請求項１から８のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項１０】
前記警告部は、前記メンテナンスを促す警告として、メンテナンス時期を要するまでの残り時間、または、メンテナンスを要するまでの残り使用回数の少なくともいずれかを表示する請求項９に記載の管理装置。
【請求項１１】
前記警告部は、前記判断部の判断結果に基づいて、前記基板ホルダを収容するホルダラックに前記基板ホルダを収容する請求項１から１０のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項１２】
前記警告部は、前記メンテナンスを促す警告を音声出力する請求項１から１１のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項１３】
前記警告部は、前記メンテナンスを促す警告を含むデータを送信する請求項１から１２のいずれか１項に記載の管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を保持した一対の基板ホルダを精度良く位置合わせして重ね合わせ、加熱加圧することにより一対の基板を貼り合わせる貼り合わせ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。基板ホルダは、基板ホルダ同士を吸着固定させる磁石と磁性体等の吸着ユニットを備えることによって、一対の基板ホルダにずれが発生することを防止する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００７−２０８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
貼り合わせ装置において、基板ホルダが繰り返し使用されると、吸着ユニットの吸着力が弱まり、基板搬送中に基板がずれるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明に係る管理装置は、第１基板を保持する第１基板ホルダに設けられた第１吸着ユニットと、第２基板を保持する第２基板ホルダに設けられ、第１吸着ユニットと対となって第１基板ホルダと第２基板ホルダとの間に第１基板と第２基板とを挟み込む吸着力を発揮する第２吸着ユニットとの管理装置であって、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの間の吸着力の状態を検出する検出部と、吸着力の状態に基づいて第１吸着ユニットと第２吸着ユニットとの間の吸着力の良否を判断する判断部と、判断部の判断結果に基づいて、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を行う警告部とを備える。
【０００５】
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】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る貼り合わせ装置の全体構造を概略的に示す平面図である。
【図２】本アライナの構造を概略的に示す側断面図である。
【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】ワーク対形成直前の状態を概略的に示す平面図である。
【図６】ワーク対形成直後の状態を概略的に示す平面図である。
【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】吸着ユニットの板バネを概略的に示す平面図である。
【図９】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１０】図９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１１】制御部の構造を概略的に示すブロック構成図である。
【図１２】貼り合わせ装置によって、２組の基板を接合する接合処理と並行して実行される、吸着ユニットを管理する管理処理のフローチャートである。
【図１３】本アライナが、付勢部材を下方向に駆動させて板バネの弾性反力を検出する様子を示す概念図である。
【図１４】第２の実施形態に係る貼り合わせ装置の全体構造を概略的に示す平面図である。
【図１５】下基板ホルダを上方から見下ろした様子を概略的に示す斜視図である。
【図１６】下基板ホルダを下方から見上げた様子を概略的に示す斜視図である。
【図１７】上基板ホルダを下方から見上げた様子を概略的に示す斜視図である。
【図１８】上基板ホルダを上方から見下ろした様子を概略的に示す斜視図である。
【図１９】本アライナにおいて、ワーク対の形成直前の状態を概略的に示す断面図である。
【図２０】本アライナにおいて、ワーク対の形成直後の状態を概略的に示す断面図である。
【図２１】ホルダ観察ユニットの構造を概略的に示す側断面図である。
【図２２】制御部の構造を概略的に示すブロック構成図である。
【図２３】貼り合わせ装置によって、２組の基板を接合する接合処理と並行して実行される、吸着ユニットを管理する管理処理のフローチャートである。
【図２４】本アライナ及びホルダ観察ユニットによって、観察穴を通して観察されたずれ検出用マークを含む画像データの例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る貼り合わせ装置１００の全体構造を概略的に示す平面図である。貼り合わせ装置１００は、回路パターンが形成された複数の基板を、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。
【０００９】
貼り合わせ装置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、全体制御部１１０及びＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）１１２を有する。全体制御部１１０は、貼り合わせ装置１００内に含まれる装置を制御する制御プログラムであるレシピを記憶する記憶部１１１を備える。全体制御部１１０は、記憶部１１１に記憶されたレシピに従って貼り合わせ装置１００内に含まれる各装置を制御する。
【００１０】
ＥＦＥＭ１１２は、３つのロードポート１１３及びロボットアーム１１６を備える。各ロードポートには密閉型の基板格納用ポッドであるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）１１４が装着される。ＦＯＵＰ１１４に格納された基板１２０は、ロボットアーム１１６によって出し入れされる。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ェハ、化合物半導体ウェハ等である。また、ＦＯＵＰ１１４に格納された基板１２０が、既に複数のウェハを積層して形成された積層基板である場合もある。
【００１１】
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、ホルダラック１５０及び分離機構１６０を備える。ホルダラック１５０は、基板１２０を保持する複数枚の基板ホルダ３００を収納する。
【００１２】
基板ホルダ３００は、第１基板ホルダの一例としての下基板ホルダ３３０と、第２基板ホルダの一例としての上基板ホルダ３１０の２種類に分けられ、下基板ホルダ３３０と上基板ホルダ３１０が対として使用される。なお、上基板ホルダ３１０が保持する基板１２０と下基板ホルダ３３０が保持する基板１２０を区別する場合、上基板ホルダ３１０が保持する基板１２０を第１基板１２１、下基板ホルダ３３０が保持する基板１２０を第２基板１２２と呼ぶ。
【００１３】
ホルダラック１５０は、基板ホルダ３００を出し入れする面側にバーコードリーダ１５２を備える。基板ホルダ３００には、基板ホルダ３００毎に異なる管理ＩＤをコード化したバーコード３０２が設けられている。バーコードリーダ１５２は、ロボットアーム１７５によって基板ホルダ３００が搬入出されるときにバーコード３０２を読み取る。そしてバーコードリーダ１５２は、読み取ったバーコード３０２をデコードした管理ＩＤを全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０は、ホルダラック１５０から管理ＩＤを受信することにより、ホルダラック１５０に対して搬入出された基板ホルダ３００を識別する。
【００１４】
予備アライナ１３０は、基板１２０が本アライナ１４０に搬入されたときに、本アライナ１４０が備える顕微鏡の視野内に基板１２０のアライメントマークが収まるように、基板１２０を予備的に位置合わせする。予備アライナ１３０は、基板アライナ１３１及びホルダアライナ１３４を備える。
【００１５】
基板アライナ１３１は、基板テーブル１３２及び検出器１３３を備える。基板テーブル１３２にはロボットアーム１１６によって基板１２０が載置される。検出器１３３は、基板１２０を俯瞰して基板１２０の位置及び向きを検出する。基板アライナ１３１は、予め定められた範囲に入るように基板１２０の位置及び向きを調整する。
【００１６】
ホルダアライナ１３４は、ホルダテーブル１３５及び検出器１３６を備える。ホルダテーブル１３５には、ホルダラック１５０から搬送された基板ホルダ３００が載置される。検出器１３６は、基板ホルダ３００を俯瞰して基板ホルダ３００の位置及び向きを検出する。ホルダアライナ１３４は、予め定められた範囲に入るように基板ホルダ３００の位置及び向きを調整する。
【００１７】
基板スライダ１３８は、基板アライナ１３１により位置調整された基板１２０を、基板アライナ１３１からホルダアライナ１３４へと搬送する。そして、基板スライダ１３８は、ホルダアライナ１３４により位置調整された基板ホルダ３００上に基板１２０を載置する。
【００１８】
ホルダテーブル１３５には給電端子１３９が設けられており、基板ホルダ３００の裏面に設けられた給電端子と接続して、基板ホルダ３００に電力を供給する。基板ホルダ３００は内部に静電チャックを有しており、当該静電チャックはホルダアライナ１３４から供給された電力で基板１２０を静電吸着する。これにより基板ホルダ３００が基板１２０を保持する。吸着により一体化された基板１２０及び基板ホルダ３００は「ワーク」と称される場合がある。なお、吸着により一体化された第２基板１２２と上基板ホルダ３１０は「上ワーク」、吸着により一体化された第１基板１２１と下基板ホルダ３３０は「下ワーク」と称される場合がある。予備アライナ１３０により形成されたワークは、ロボットアーム１７１によって受け渡しポート１７８に載置され、ロボットアーム１７６によって本アライナ１４０に搬入される。
【００１９】
本アライナ１４０は、上ワークと下ワークを対向させて、各ワークの基板１２０に形成された複数のアライメントマークを位置合わせして重ね合わせる。本アライナ１４０に求められる位置合わせ精度は予備アライナ１３０よりも高く、回路パターンが形成された基板１２０の、接合すべき電極同士が接触するように位置合わせする場合には、サブミクロンレベルの精度が求められる。
【００２０】
本アライナ１４０で重ね合わせた２つの基板１２０は、上基板ホルダ３１０と下基板ホルダ３３０との間に挟まれる。そして、２つの基板１２０は、上基板ホルダ３１０に設けられた永久磁石と、下基板ホルダ３３０に設けられた磁性体材料の吸着子との間に発生する吸引力により仮止めされる。上基板ホルダ３１０、下基板ホルダ３３０、及びそれらに挟まれた２つの基板１２０の組み合わせは「ワーク対」と称される場合がある。ワーク対は、ロボットアーム１７６によって受け渡しポート１７８に載置される。そして、ロボットアーム１７１が、搬送制御部１７２の制御に従って、ワーク対を受け渡しポート１７８から分離機構１６０に搬送する。そしてワーク対は、ロボットアーム１７５によってロードロックチャンバ２２０に搬入される。
【００２１】
真空環境部２０２は、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ユニット２４０を有する。ロボットアーム２３０は、保持したワーク対をロードロックチャンバ２２０と加熱加圧ユニット２４０の間で搬送する。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を有しており、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に搬入する。
【００２２】
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ユニット２４０のいずれかに搬入する。そして加熱加圧ユニット２４０は、搬入されたワーク対を加熱加圧する。ワーク対が加熱加圧されることにより２組の基板１２０が恒久的に接合される。加熱加圧ユニット２４０により接合された２組の基板１２０は、まとめて「接合基板」と称される場合がある。
【００２３】
基板接合後のワーク対は、ロボットアーム２３０によってロードロックチャンバ２２０に搬入され、ロボットアーム１７５によって分離機構１６０に搬入される。分離機構１６０は、加熱加圧されることにより基板ホルダ３００に張り付いた接合基板を、基板ホルダ３００から分離する。分離された接合基板は下基板ホルダ３３０上に吸着されずに載置された状態となる。
【００２４】
接合基板の分離後、分離機構１６０は、バーコードリーダ１６２により上基板ホルダ３１０のバーコード３０２を読み取る。そして、分離機構１６０は、バーコード３０２をデコードした管理ＩＤを全体制御部１１０に通知する。上基板ホルダ３１０はロボットアーム１７６により反転された後、ホルダラック１５０に戻されるか、または次の基板１２０を搭載すべく予備アライナ１３０に搬送される。下基板ホルダ３３０は接合基板を載せたまま、ロボットアーム１７１によって、予備アライナ１３０に搬送される。そして、接合基板がロボットアーム１１６によってＦＯＵＰ１１４に収容される。そして下基板ホルダ３３０は、ホルダラック１５０に戻されるかまたは、次の基板１２０を搭載するべくホルダアライナ１３４によって位置が調整される。以上示したように、貼り合わせ装置１００が、２組の基板１２０を基板ホルダ３００に搭載して重ね合わせ、加熱加圧することによって接合する処理は「基板接合処理」と称される場合がある。
【００２５】
図２は、本アライナ１４０の構造を概略的に示す断面図である。本アライナ１４０の上ステージ１４１は天井１４７に固定される。天井１４７には上顕微鏡１４３及びバーコードリーダ１４６が固定される。一方、下ステージ１４２は、下載置台４２１、昇降部４２２、台座部４２３、駆動部４２４及びベース４２５を備える。
【００２６】
下載置台４２１には、基板１２０を搭載した基板ホルダ３００が載置される。下載置台４２１は、真空吸着により基板ホルダ３００を保持する。昇降部４２２は、下載置台４２１を昇降させる。下載置台４２１上には下顕微鏡１４４が設置されている。昇降部４２２によって下載置台４２１が昇降すると、合わせて下顕微鏡１４４も昇降する。下顕微鏡１４４は、上ステージ１４１に載置されたワークを観察する。
【００２７】
一方、上顕微鏡１４３は、下載置台４２１に載置されたワークを観察する。台座部４２３は駆動部４２４上に設置されている。駆動部４２４はベース４２５に設置されており、台座部４２３をＸＹ平面方向に移動する。ここで、上ワークと下ワークを重ね合わせてワーク対を形成する処理フローについて説明する。
【００２８】
本アライナ１４０には、ロボットアーム１７６によってまず上ワークが搬入される。本アライナ１４０は、バーコードリーダ１４６によって上基板ホルダ３１０のバーコード３０２を読み取り、管理ＩＤを全体制御部１１０に送信する。そして上ワークはロボットアーム１７６によって反転されて、基板を保持する面が下向きの状態で上ステージ１４１に押し当てられる。上ステージ１４１は上ワークを吸着して保持する。
【００２９】
次にロボットアーム１７６が、下ワークを下載置台４２１に載置する。本アライナ１４０は、駆動部４２４により下載置台４２１を移動させながら、上顕微鏡１４３によって下ワークの基板１２０の表面を撮像する。そして本アライナ１４０は、複数のアライメントマークの座標を検出する。次に本アライナ１４０は、駆動部４２４により下載置台４２１を移動させながら、下顕微鏡１４４によって、上ワークの基板１２０表面を撮像する。そして、本アライナ１４０は、上ワークの基板１２０に形成された複数のアライメントマークの座標を検出する。
【００３０】
本アライナ１４０は、検出した両基板１２０の対応するアライメントマークの位置ずれが最小となるように、基板１２０の位置を合わせる。そして位置合わせ完了後、下載置台４２１を上昇させることにより下ワークの基板１２０と上ワークの基板１２０を接触させて、ワーク対を形成する。こうして形成されたワーク対は、ロボットアーム１７６によって本アライナ１４０から搬出される。
【００３１】
図３は、第１基板１２１を保持した上基板ホルダ３１０を概略的に示す平面図である。上基板ホルダ３１０は、ホルダ本体３１２および第１吸着部の一例としてのマグネットユニット３２０を備える。ホルダ本体３１２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、第１基板１２１よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。
【００３２】
ホルダ本体３１２は、第１基板１２１を保持する保持領域３１４をその表面に備える。保持領域３１４は研磨されて高い平坦性を有する。第１基板１２１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３１２に埋め込まれた電極３１６に、ホルダ本体３１２の裏面に設けられた給電端子３１８を介して電圧を加えることにより、上基板ホルダ３１０と第１基板１２１との間に電位差を生じさせて、第１基板１２１を保持領域３１４に吸着させる。
【００３３】
マグネットユニット３２０は、第１基板１２１を保持する表面において、保持した第１基板１２１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３２０が配されている。
【００３４】
図４は、第２基板１２２を保持した下基板ホルダ３３０を概略的に示す平面図である。下基板ホルダ３３０は、ホルダ本体３３２および吸着ユニット３４０を備える。ホルダ本体３３２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、第２基板１２２よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。
【００３５】
ホルダ本体３３２は、第２基板１２２を保持する保持領域３３４をその表面に備える。保持領域３３４は研磨されて高い平坦性を有する。第２基板１２２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３３２に埋め込まれた電極３３６に、ホルダ本体３３２の裏面に設けられた給電端子３３８を介して電圧を加えることにより、下基板ホルダ３３０と第２基板１２２との間に電位差を生じさせて、第２基板１２２を下基板ホルダ３３０に吸着させる。
【００３６】
吸着ユニット３４０は、第２基板１２２を保持する表面において、保持した第２基板１２２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３４０が配されている。吸着ユニット３４０は、第２吸着部の一例としての吸着子３４１及び弾性部材の一例としての板バネ３４２を備える。吸着子３４１は磁性体材料により形成されている。そして吸着子３４１は、板バネ３４２上に固定されており、保持領域３３４に対して垂直な方向に板バネ３４２の弾性力を受ける。
【００３７】
吸着ユニット３４０は、上基板ホルダ３１０のマグネットユニット３２０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１２１を保持した上基板ホルダ３１０と、第２基板１２２を保持した下基板ホルダ３３０が、互いに向かい合うと吸着ユニット３４０とマグネットユニット３２０の間に吸引力が生じる。上基板ホルダ３１０と下基板ホルダ３３０は、この吸引力によって第１基板１２１と第２基板１２２を挟持して固定する。
【００３８】
図５は、本アライナ１４０において、ワーク対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、上ステージ１４１に真空吸着保持された上基板ホルダ３１０が保持する第１基板１２１と、下ステージ１４２に真空吸着保持された下基板ホルダ３３０が保持する第２基板１２２の位置合わせが完了した状態の断面図である。
【００３９】
第１基板１２１と第２基板１２２の位置合わせを実行するとき、すなわち、下ステージ１４２をＸＹ平面内で移動させるときには、第１基板１２１と第２基板１２２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子３４１がマグネットユニット３２０に結合しないように、上ステージ１４１は複数の付勢部材４３０を備える。
【００４０】
付勢部材４３０は、主に、柱状の部材であるプッシュピン４３２と、プッシュピン４３２を上下方向に駆動するシリンダ部４３４を備える。プッシュピン４３２は、伸長位置において、マグネットユニット３２０に設けられた貫通穴３２１の内部を通って、その先端が貫通穴３２１から突出する。またプッシュピン４３２は、収納位置においては、シリンダ部４３４の内部にその一部が収納されて、貫通穴３２１から退避する。すなわち、プッシュピン４３２は、貫通穴３２１の内部で、シリンダ部４３４の駆動によりＺ軸方向に進退する。
【００４１】
第１基板１２１と第２基板１２２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４３２は、吸着子３４１の上面に接触するように伸長位置に制御され、吸着子３４１のマグネットユニット３２０への結合を阻止する。即ち、吸着子３４１は板バネ３４２上に設置されているが、板バネ３４２が弾性変形して吸着子３４１がマグネットユニット３２０へ結合しないように、プッシュピン４３２が吸着子３４１を上方から押さえつけて、板バネ３４２の弾性変形を抑制する。プッシュピン４３２にはロードセル４３６が備え付けられている。本アライナ１４０は、ロードセル４３６により、プッシュピン４３２に加わる圧力を検出する。
【００４２】
なお、本アライナ１４０による第１基板１２１と第２基板１２２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４３２の先端が吸着子３４１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１２１と第２基板１２２は、ＸＹＺ軸方向へ相対的に大きく離れた状態となるので、吸着子３４１がマグネットユニット３２０へ予期せず結合することはない。したがって、原則としてプッシュピン４３２は、マグネットユニット３２０の磁力が吸着子３４１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。
【００４３】
図６は、本アライナ１４０において、ワーク対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１２１の表面と第２基板１２２の表面が接触するように下ステージ１４２をＺ軸方向に駆動した状態を示し、さらに、プッシュピン４３２が収納位置に制御されて、吸着子３４１がマグネットユニット３２０に結合した状態を示す。
【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４３２を収納位置に移動させる動作に伴って、板バネ３４２が弾性変形し、吸着子３４１がマグネットユニット３２０に結合する。このとき板バネ３４２の弾性力は、下基板ホルダ３３０と上基板ホルダ３１０を引き寄せて、下基板ホルダ３３０と上基板ホルダ３１０による第１基板１２１と第２基板１２２の挟持力を強める方向に働く。なお、分離機構１６０において、基板ホルダ３００から接合基板を分離するときは、この逆の過程を経る。すなわち、分離機構１６０は、プッシュピンによって、吸着子３４１を押し下げることにより、マグネットユニット３２０と、吸着子３４１との結合を解除する。
【００４５】
図７は、マグネットユニット３２０を概略的に示す斜視図である。マグネットユニット３２０は、磁石３２２及び、磁石３２２を収容して支持する支持部３２５を備える。支持部３２５は、磁石３２２を収容する円筒状の収容部を有する。また、支持部３２５は、上基板ホルダ３１０に固定するネジを貫通させるネジ穴３２８を有する。支持部３２５は、例えば炭素鋼Ｓ２５Ｃにより形成される。支持部３２５は、吸着子３４１と対向する対向面３２９を有する。
【００４６】
磁石３２２は、支持部３２５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３２２の中心軸には、プッシュピン４３２を挿通する挿通孔３２３が設けられており、この挿通孔３２３に接続するように、支持部３２５にも挿通孔３２６が設けられている。挿通孔３２３及び挿通孔３２６により、貫通穴３２１を形成する。
【００４７】
図８は、板バネ３４２を概略的に示す平面図である。板バネ３４２は、下基板ホルダ３３０の保持領域３３４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３４２は、中心付近の円形部３４３と耳状に突出した取付け部３４４を備え、中心部の直径は２２ｍｍであり、厚さは０．１ｍｍである。
【００４８】
円形部３４３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３４６が形成されている。各スリット３４６は、円形部３４３の中心からの距離が互いに等しい。２つのスリット３４６により、円形部３４３の中心付近に帯状部３４８が形成される。
【００４９】
帯状部３４８には、円形部３４３の中心となる位置に、吸着子３４１を固定させる貫通穴３４７が設けられている。同様に、取付け部３４４は、板バネ３４２を上基板ホルダ３１０に固定するネジを貫通させるネジ穴３４５を有する。板バネ３４２は、上基板ホルダ３１０に対し、２つのネジ穴が上基板ホルダ３１０の周方向に沿い、かつ、スリット３４６の伸長方向が上基板ホルダ３１０の略径方向に沿うように、ホルダ本体３３２の周縁部に配置される。
【００５０】
図９は、板バネ３４２が上方向に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３４２に固定された吸着子３４１が、マグネットユニット３２０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３４１は示されていない。
【００５１】
板バネ３４２は、吸着子３４１がマグネットユニット３２０に吸引されることにより、帯状部３４８が貫通穴３４７を頂点とするように浮き上がる。そして、板バネ３４２は、この浮き上がりに伴って、円形部３４３の周辺部のうち帯状部３４８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３４６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。
【００５２】
図１０は、図９で示す板バネ３４２の変形状態において、吸着子３４１を含めて示す斜視図である。吸着子３４１は、貫通穴３４７を介してネジなどの締結部材により板バネ３４２に固定される。図９及び図１０では、板バネ３４２が上方向に弾性変形した状態を例示したが、板バネ３４２は下方向にも弾性変形する。例えば、付勢部材４３０によって吸着子３４１が下方向に押下されることにより、板バネ３４２は下向きに弾性変形する。このとき、付勢部材４３０は板バネ３４２から上向きの弾性反力を受ける。
【００５３】
図１１は、全体制御部１１０のシステム構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態に係る貼り合わせ装置１００は、基板接合処理と並行して、基板ホルダ３００の板バネ３４２を管理する管理処理を実行する。全体制御部１１０は、記憶部１１１、駆動制御部５０２、検出部５０４、判断部５０６、警告部５１０、表示部５１２、音声出力部５１４及び通信部５１６を備える。
【００５４】
記憶部１１１は、各基板ホルダ３００の管理ＩＤと、各基板ホルダ３００が基板接合処理に使用された回数を対応付けて記憶する。各基板ホルダ３００が基板接合処理に使用された回数は、貼り合わせ装置１００の全体の動作を制御する全体制御部１１０によりカウントされる。そして、全体制御部１１０によって、記憶部１１１のデータが逐次更新される。
【００５５】
駆動制御部５０２は、貼り合わせ装置１００内の各装置を制御して、基板接合処理および板バネ３４２の管理処理を実行する。検出部５０４は、板バネ３４２の弾性反力を検出する。判断部５０６は、検出部５０４が検出した弾性反力と、予め定められた基準反力とを比較して、板バネ３４２の良否を判断する。
【００５６】
警告部５１０は、判断部５０６が判断した結果に基づいて、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を行う。表示部５１２は、警告部５１０の制御に従って、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を表示する。音声出力部５１４は、警告部５１０の制御に従って、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を音声出力する。通信部５１６は警告部５１０の制御に従って、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を含むデータを、ネットワークを介して他の装置に送信する。
【００５７】
図１２は、貼り合わせ装置１００によって、基板接合処理と並行して実行される、板バネ３４２を管理する管理処理のフローチャートである。また図１３は、本アライナ１４０が、付勢部材４３０を下方向に駆動させて板バネ３４２の弾性反力を検出する様子を示す概念図である。図１２に示すフローは、基板接合処理において、上ワークと下ワークが本アライナ１４０に搬入されたときに開始する。
【００５８】
ステップＳ１２０２では、本アライナ１４０が、上ワークを構成する上基板ホルダ３１０及び下基板ホルダ３３０のバーコード３０２を読み取って得た管理ＩＤを全体制御部１１０に通知する。全体制御部１１０は、記憶部１１１に記憶された管理ＩＤと使用回数の対応データを参照して、通知された管理ＩＤに対応する上基板ホルダ３１０と下基板ホルダ３３０の使用回数を取得する。
【００５９】
ステップＳ１２０４では、本アライナ１４０が上ワークと下ワークを位置合わせする。本アライナ１４０は、第１基板１２１と第２基板１２２のアライメントマークを基準として、下ステージ１４２をＸＹ平面方向に駆動することにより、位置合わせをする。このとき下ステージ１４２と上ステージ１４１はＺ軸方向で相対的に大きく離れた状態であり、マグネットユニット３２０の磁力は吸着子３４１に影響しない。
【００６０】
ステップＳ１２０６では、全体制御部１１０が、ステップＳ１２０２で取得した上基板ホルダ３１０と下基板ホルダ３３０の使用回数が予め定められた回数の倍数であるか否かを判定する。予め定められた回数は、例えば１００回など、板バネ３４２の良否を検査する頻度に応じて、ユーザにより設定される。ステップＳ１２０６で判定が肯定された場合は、ステップＳ１２０８に移行する。
【００６１】
ステップＳ１２０８では、本アライナ１４０が、シリンダ部４３４によりプッシュピン４３２を下方向に駆動させて、吸着子３４１を、板バネ３４２の弾性力に抗してマグネットユニット３２０から離れる方向へ付勢する。本アライナ１４０は、吸着子３４１を基準の位置、即ち、弾性変形の無い状態から、予め定められた距離の分だけ、下方向に移動させる。
【００６２】
ステップＳ１２１０では、本アライナ１４０が、吸着子３４１を基準位置から予め定められた距離の分だけ押し下げた場合の、プッシュピン４３２が受ける弾性反力を、ロードセル４３６によって検出する。本アライナ１４０は検出した弾性反力を記憶部１１１に記憶する。
【００６３】
ステップＳ１２１２では、判断部５０６が、ステップＳ１２１０で検出された弾性反力が、基準反力を下回るか否かにより板バネ３４２の良否を判断する。基準反力は事前に実験することにより設定される。例えば、劣化のない状態の板バネ３４２を予め定められた距離の分押し下げた場合の弾性反力をＸ［Ｎ］とし、劣化により弾性反力が（０．５）ｎＸ［Ｎ］低下している板バネ３４２を９個用意する（すなわち、ｎ＝１から９）。そして、各板バネ３４２を設置した下基板ホルダ３３０と上基板ホルダ３１０とでワーク対を形成して搬送テストを実行し、ずれが発生する頻度が５％を超える板バネ３４２の弾性反力を基準反力として設定する。
【００６４】
ステップＳ１２１２で、判断部５０６により、検出した弾性反力が基準反力を下回ると判定された場合はステップＳ１２１４に移行する。ステップＳ１２１４では、警告部５１０が、下基板ホルダ３３０の管理ＩＤおよび板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を、表示部５１２に表示する。
【００６５】
ステップＳ１２０６で判定が否定された場合およびステップＳ１２１２で判定が否定された場合には、ステップＳ１２１６に移行する。ステップＳ１２１６では、本アライナ１４０が、上ワークと下ワークを重ね合わせてワーク対を形成する。形成されたワーク対は、ロボットアーム１７６によって本アライナ１４０から搬出され、真空環境部２０２に搬送される。
【００６６】
ステップＳ１２１８では、全体制御部１１０が、基板接合処理の終了指示を受けているかを判定する。そして判定が否定された場合は、ステップＳ１２０２に戻り、次の上基板ホルダ３１０及び下基板ホルダ３３０の管理ＩＤを取得する。判定が肯定された場合は、処理を終了する。
【００６７】
即ち、本実施形態では、基板ホルダ３００が予め定められた回数使用されたときに、板バネ３４２の弾性反力を検出することによって板バネ３４２の良否を判断し、基準反力を下回っている場合に板バネのメンテナンスを促す警告を表示する。当該警告によって、ユーザは板バネ３４２がメンテナンスを要する状態になっていることを知ることができる。したがって、例えば基板接合処理中に、本アライナ１４０から真空環境部２０２に搬送される間に、板バネ３４２の劣化が原因で上基板ホルダ３１０と下基板ホルダ３３０に挟持された第１基板１２１と第２基板１２２がずれることを未然に防止できる。その結果、第１基板１２１と第２基板１２２の間にずれが生じることによる、接合すべき電極同士の接触不良を防止できるので、基板接合処理の歩留まり向上に貢献できる。
【００６８】
上記実施形態では、ステップＳ１２１２において、検出した弾性反力が基準反力を下回っている場合に、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告を表示する例を挙げて説明したが、基板ホルダ３００をホルダラック１５０に収容した後で警告を表示してもよい。例えば、全体制御部１１０は、対象となる基板ホルダ３００が保持している基板１２０の基板接合処理が終了した後で、基板ホルダ３００をホルダラック１５０に収容する。そして、警告部５１０が、収容後に基板ホルダ３００の管理ＩＤ、板バネ３４２のメンテナンスを促す警告及び基板ホルダ３００を収容したホルダラック１５０の棚番号を表示する。棚番号を合わせて表示することによって、警告をみたユーザは対象となる基板ホルダ３００を該当する棚番号から速やかに搬出してメンテナンスすることができる。
【００６９】
そして、警告部５１０が、表示部５１２に表示した警告を、対応する基板ホルダ３００がホルダラック１５０から搬出されたときに消去する。具体的には、ホルダラック１５０が、基板ホルダ３００が搬出されたことを全体制御部１１０に通知して、通知を受けた全体制御部１１０が、通知された棚番号に対応する警告の表示を終了するように制御する。
【００７０】
また上記実施形態では、ステップＳ１２１２において、判断部５０６が、検出部５０４が検出した板バネ３４２の弾性反力が、基準反力を下回っていると判定した場合に、メンテナンスを促す警告を行う例を挙げて説明した。ここでさらに、警告部５１０が、検出した弾性反力と基準反力の差異に従って、板バネ３４２がメンテナンスを要するまでの残り使用回数を表示部に表示してもよい。
【００７１】
例えば、判断部５０６が、劣化していない板バネ３４２の弾性反力をＸ［Ｎ］、基準反力を０．６Ｘ［Ｎ］とした場合に、検出した弾性反力が０．７Ｘ［Ｎ］のときは残り使用回数が２００回、０．６５Ｘ［Ｎ］の場合は残り使用回数が１００回と判断する。弾性反力と基準反力との差異に対する残り使用回数は、差異と使用回数を対応づけた対応テーブルを予め記憶部１１１に記憶しておき、その対応テーブルを判断部５０６が参照することによって、判断する。対応テーブルは、ユーザが経験により設定しても良いし、予め実験をすることによって設定しても良い。
【００７２】
そして、警告部５１０が、対象の基板ホルダ３００の管理ＩＤと残り使用回数を表示部５１２に表示する。上述したように、残り使用回数を例示することによって、ユーザは板バネ３４２のメンテナンスを実行する準備ができる。なお、警告部５１０は、残り使用回数の代わりに残り使用時間を判断して、表示しても良い。
【００７３】
また上記実施形態では、警告部５１０が、表示部５１２に警告を表示する例を挙げて説明したが、音声出力部５１４を介して警告を音声出力するように構成しても良い。またさらに、警告を含むデータを、基板ホルダ３００の管理会社に設置されたコンピュータに送信するように構成してもよい。基板ホルダ３００にメンテナンスを要することを、管理会社に伝えることにより、交換用の基板ホルダ３００の提供を迅速に実行できる。
【００７４】
図１４は、第２の実施形態に係る貼り合わせ装置の全体構造を概略的に示す平面図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して説明を省略する。第２の実施形態に係る貼り合わせ装置１００は、ホルダ観察ユニット１８０を備える。
【００７５】
図１５は、下基板ホルダ３７０を上方から見下ろした様子を概略的に示す斜視図である。また、図１６は同じ下基板ホルダ３７０を下方から見上げた様子を示す斜視図である。下基板ホルダ３７０は、ホルダ本体９１０並びに、第１吸着ユニットの一例としての吸着子９２０及び板バネ９２５を備える。
【００７６】
ホルダ本体９１０は、焼結セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形され、第２基板１２２よりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体９１０は、第２基板１２２を保持する基板保持面９１１を備える。基板保持面９１１は、高い平坦性を有しており、第２基板１２２に対して密着する。基板保持面９１１には、ホルダ本体９１０の表裏を貫通する貫通孔９１６が形成されている。また基板保持面９１１よりも外側の領域には、ずれ検出用マーク９１５が設けられている。またホルダ本体９１０の表面および裏面にはバーコード３０２が設けられている。
【００７７】
吸着子９２０は、磁性体材料により形成され、ホルダ本体９１０において基板保持面９１１よりも外周側に複数配される。板バネ９２５は、チタンにより形成され、ホルダ本体９１０において基板保持面９１１よりも外周側に複数配される。吸着子９２０は、板バネ９２５上に固定されており、基板保持面９１１に対して垂直な方向に、板バネ９２５の弾性力を受ける。給電端子９３０は、下基板ホルダ３７０の裏面において、ホルダ本体９１０に埋め込まれる。下基板ホルダ３７０は、給電端子９３０を介して電力の供給を受けることにより、基板１２０を静電吸着する。
【００７８】
図１７は、上基板ホルダ３６０を下方から見上げた様子を示す斜視図である。また、図１８は同じ上基板ホルダ３６０を上方から見下ろした様子を概略的に示す斜視図である。下基板ホルダ３７０と共通の要素には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００７９】
上基板ホルダ３６０は、第２吸着ユニットの一例としての永久磁石９４０を備える。永久磁石９４０は、ホルダ本体９１０において基板保持面９１０よりも外周側に複数配される。永久磁石９４０と、下基板ホルダ３７０の吸着子９２０はそれぞれ対応する位置に配置されている。そして、第２基板１２２を保持した下基板ホルダ３７０と第１基板１２１を保持した上基板ホルダ３６０が、互いに向かい合うと、吸着子９２０と永久磁石９４０の間に吸引力が発生する。下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０は、この吸引力によって、第１基板１２１と第２基板１２２を重ね合わせた状態で挟持して固定する。
【００８０】
上基板ホルダ３６０の基板保持面９１１よりも外側の領域には、表裏を貫通する観察穴９１４が設けられている。観察穴９１４は、上基板ホルダ３６０と下基板ホルダ３７０を重ね合わせた場合に、下基板ホルダ３７０のずれ検出用マーク９１５と対向する。従って、上基板ホルダ３６０の裏面側から観察穴９１４を通して、ずれ検出用マーク９１５を観察できる。本実施形態において、貼り合わせ装置１００は、本アライナ１４０で観察したずれ検出用マーク９１５と、本アライナ１４０からホルダ観察ユニット１８０に搬送させた後にホルダ観察ユニット１８０で観察したずれ検出用マーク９１５とを比較することにより、搬送中に生じた下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のずれを検出する。
【００８１】
図１９は、本アライナ１４０において、ワーク対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、下ステージ１４２に真空吸着保持された下基板ホルダ３７０が保持する第２基板１２２と、上ステージ１４１に真空吸着保持された上基板ホルダ３６０が保持する第１基板１２１の位置合わせが完了した状態の断面図である。
【００８２】
第１基板１２１と第２基板１２２の位置合わせを実行するとき、すなわち、下ステージ１４２をＸＹ平面内で移動させるときには、第１基板１２１と第２基板１２２が接触しないように、両者の間に数ミリメートルの隙間が形成される。上ステージ１４１は、吸着子９２０が永久磁石９４０に結合しないように複数の付勢部材４５０を備える。
【００８３】
付勢部材４５０は、主に、柱状の部材であるプッシュピン４５２と、プッシュピン４５２を上下方向に駆動するシリンダ部４５４を備える。プッシュピン４５２は、伸長位置において、上基板ホルダ３６０に設けられたホルダ挿通孔９３８と、ホルダ挿通孔９３８に一致するように位置合わせされて配設されている永久磁石９４０に設けられた永久磁石挿通孔９４２の内部を通って、その先端が永久磁石挿通孔９４２から突出する。また、プッシュピン４５２は、収納位置においては、シリンダ部４５４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。すなわち、プッシュピン４５２は、それぞれの挿通孔の内部で、シリンダ部４５４の駆動により上下方向に進退する。
【００８４】
第１基板１２１と第２基板１２２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４５２は、吸着子９２０の上面に接触するように伸長位置に制御され、吸着子９２０の永久磁石９４０への結合を阻止する。即ち、吸着子９２０は板バネ９２５上に設置されているが、板バネ９２５が弾性変形して吸着子９２０が永久磁石９４０へ結合しないように、プッシュピン４５２が吸着子９２０を上方から押さえつけて、板バネ９２５の弾性変形を抑制する。
【００８５】
図２０は、本アライナ１４０において、ワーク対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１９の状態から、第１基板１２１の表面と第２基板１２２の表面が接触するように下ステージ１４２をＺ軸方向に駆動した状態を示し、さらに、プッシュピン４５２が収納位置に制御されて、吸着子９２０が永久磁石９４０に結合した状態を示す。
【００８６】
図１９の状態から図２０の状態へ移行する過程において、プッシュピン４５２を収納位置に移動させる動作に伴って板バネ９２５が弾性変形して、吸着子９２０が永久磁石９４０に結合する。このとき板バネ９２５の弾性力は、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０を引き寄せて、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０による第１基板１２１と第２基板１２２の挟持力を強める方向に働く。
【００８７】
図２１は、ホルダ観察ユニット１８０の構造を概略的に示す側断面図である。ホルダ観察ユニット１８０は、載置台１８２及び観察部１８４を備える。載置台１８２には、ロボットアーム１７１によって、本アライナ１４０により形成されたワーク対が搬入される。ワーク対は、上基板ホルダ３６０の観察穴９１４が、観察部１８４の撮影視野内に入る位置に配置される。
【００８８】
観察部１８４は、観察穴９１４及び観察穴９１４を通して撮影視野に入る下基板ホルダ３７０のずれ検出用マーク９１５を撮像する。そしてホルダ観察ユニット１８０は、撮像して取得した観察穴９１４およびずれ検出用マーク９１５を含む画像データを全体制御部１１８に送信する。
【００８９】
図２２は、全体制御部１１８のシステム構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態に係る貼り合わせ装置１００は、基板接合処理と並行して、基板ホルダ３００の吸着ユニットを管理する管理処理を実行する。全体制御部１１８は、記憶部１１１、駆動制御部６０２、検出部６０４、判断部６０６、警告部６１０、表示部６１２、音声出力部６１４及び通信部６１６を備える。
【００９０】
記憶部１１１は、貼り合わせ装置１００内の各装置を制御する制御プログラムであるレシピを記憶する。また記憶部１１１は、各基板ホルダ３００の管理ＩＤと、各基板ホルダ３００が基板接合処理に使用された回数を対応付けて記憶する。基板接合処理に使用された回数は全体制御部１１８によりカウントされて、記憶部１１１のデータが逐次更新される。全体制御部１１８は、例えば分離機構１６０のバーコードリーダ１６２から管理ＩＤを受信した場合に、その管理ＩＤに対応する基板ホルダ３００の、基板接合処理に使用された回数をカウントアップする。
【００９１】
駆動制御部６０２は、貼り合わせ装置１００内の各装置を制御して、基板接合処理および第１吸着ユニットおよび第２吸着ユニットの管理処理を実行する。検出部６０４は、第１吸着ユニットおよび第２吸着ユニットが吸着力を発揮して基板１２０を挟み込んだ状態で、２つの基板ホルダ３００を移動させた場合の、基板ホルダ３００間のずれ量を検出する。判断部６０６は、検出部６０４が検出したずれ量に基づいて、第１吸着ユニットおよび第２吸着ユニットの良否を判断する。
【００９２】
警告部６１０は、判断部６０６が判断した結果に基づいて、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を行う。表示部６１２は、警告部６１０の制御に従って、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を表示する。音声出力部６１４は、警告部６１０の制御に従って、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を音声出力する。通信部６１６は警告部６１０の制御に従って、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を含むデータを、ネットワークを介して他の装置に送信する。
【００９３】
図２３は、貼り合わせ装置１００によって、基板接合処理と並行して実行される、第１吸着ユニットおよび第２吸着ユニットを管理する管理処理のフローチャートである。また図２４は、本アライナ１４０及びホルダ観察ユニット１８０によって撮像された、観察穴９１４及びずれ検出用マーク９１５を含む画像データの例を示す概念図である。図２３に示すフローチャートのフローは、基板接合処理において、予備アライナ１３０により形成された上ワークと下ワークが本アライナ１４０に搬入され、本アライナ１４０によってワーク対が形成されたときに開始する。
【００９４】
ステップＳ２３０２では、本アライナ１４０が、上基板ホルダ３６０の観察穴９１４を通して、下基板ホルダ３７０のずれ検出用マーク９１５を観察する。本アライナ１４０は、ワーク対が載置された下載置台４２１を、駆動部４２４によって移動させて、上顕微鏡１４３の視野内に上基板ホルダ３６０の観察穴９１４を収める。本アライナ１４０は、上顕微鏡１４３により、観察穴９１４およびずれ検出用マーク９１５を含む画像を撮像する。そして本アライナ１４０は撮像した画像データを全体制御部１１８に送信する。全体制御部１１８は受信した画像データを第１画像データ８０１として記憶部１１１に記憶する。
【００９５】
ステップＳ２３０４では、まずロボットアーム１７６が本アライナ１４０からワーク対を搬出して、受け渡しポート１７８に載置する。そして、搬送制御部１７２による制御に従って、ロボットアーム１７１が、ワーク対を受け渡しポート１７８からホルダ観察ユニット１８０に搬送する。ホルダ観察ユニット１８０に搬送されたワーク対は、載置台１８２上に載置される。
【００９６】
ステップＳ２３０６では、ホルダ観察ユニット１８０が、ワーク対を構成する上基板ホルダ３６０の観察穴９１４を通して、下基板ホルダ３７０のずれ検出用マーク９１５を観察する。そしてホルダ観察ユニット１８０は、観察部１８４によって撮像した、観察穴９１４およびずれ検出用マーク９１５を含む画像データを全体制御部１１８に送信する。全体制御部１１８は受信した画像データを第２画像データ８０２として記憶部１１１に記憶する。
【００９７】
ステップＳ２３０８では、ワーク対が、本アライナ１４０からホルダ観察ユニット１８０に移動する間に生じた下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のずれ量を、検出部６０４が検出する。検出部６０４は、まず記憶部１１１に記憶された第１画像データ８０１及び第２画像データ８０２を参照する。
【００９８】
そして検出部６０４は、第１画像データ８０１及び第２画像データ８０２中の観察穴９１４の部分を基準として、第１画像データに含まれるずれ検出用マーク９１５及び第２画像データに含まれるずれ検出用マーク９１５のずれ量を検出する。具体的に検出部６０４は、図２４の比較画像８０３に示す、２つのずれ検出用マーク９１５の中心点の位置ずれ量Ｘと、角度ずれ量θを算出する。検出部６０４は算出した位置ずれ量Ｘおよび角度ずれ量θを、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０の搬送前後のずれ量として記憶部１１１に記憶する。
【００９９】
ステップＳ２３１０では、判断部６０６が、記憶部１１１に記憶された、ずれ量と第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの劣化度合いを対応付ける対応テーブルを参照して、ステップＳ２３０８で算出したずれ量に対応する劣化度合いを判断する。対応テーブルには、ずれ量の大きさと劣化度合いの大きさが正の相関を持つデータが登録されている。すなわち、判断部６０６は、ずれ量が大きいほど、劣化度合いが大きいと判断する。なお、対応テーブルは予めユーザによって設定されて、記憶部１１１に記憶される。
【０１００】
ステップＳ２３１２では、判断部６０６が、ステップＳ２３１０で判断した劣化度合いが、基準劣化度合いを超えているか否かを判定する。基準劣化度合いは、第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの劣化により生じる下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０の搬送前後のずれ量が、第１基板１２１と第２基板１２２の接合すべき電極同士が電気的に導通しない程のずれ量を超えるか否かを基準として、サブミクロンレベルで設定される。
【０１０１】
ステップＳ２３１４では、判断された劣化度合いが基準劣化度合いを超えていると判定されたワーク対の接合処理が完了した後に、ロボットアーム１７５が、下基板ホルダ３７０および上基板ホルダ３６０を退避棚に収納する。ホルダラック１５０は、下基板ホルダ３７０および上基板ホルダ３６０を収納した退避棚の棚番号を全体制御部１１８に通知する。
【０１０２】
ステップＳ２３１６では、警告部６１０が、退避棚に収納された下基板ホルダ３７０及び上基板ホルダ３６０の管理ＩＤ、ステップＳ２３１４で通知された退避棚の棚番号および第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの少なくとも一方のメンテナンスを促す警告を、表示部６１２に表示する。そして本フローチャートの処理を終了する。
【０１０３】
即ち、本実施形態では、ワーク対の搬送前後で下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０に生じるずれ量を検出して、検出したずれ量から第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの良否を判断し、許容される劣化を超えている場合に、吸着ユニットのメンテナンスを促す警告を表示する。当該警告をユーザが見ることにより、例えば第１吸着ユニットの一例としての板バネ９２５の吸着力が弱まっていたり、第２吸着ユニットの一例としての永久磁石９４０が加熱加圧ユニットによって高熱に加熱されることによって熱減磁したりして劣化していることに気づくことができる。
【０１０４】
そしてユーザによって吸着ユニットのメンテナンスが行われることによって、吸着ユニットの劣化により貼り合わせ装置１００内でワーク対を搬送している間に位置ずれが発生して、一対の基板１２０が接合不良を起こすことを未然に防止することができる。また更に本実施形態では、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットが許容される劣化を超えて劣化している下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０を、ホルダラック１５０の退避棚に収納してその使用を中止するので、ユーザが警告に気づくまでの間に生ずる基板ホルダ３００の位置ずれを防止することができる。なお本実施形態では、ステップＳ２３１４において、基板ホルダ３００を退避棚に収納する例を挙げて説明したが、ユーザの指示があるまでは対象となる基板ホルダ３００の使用を継続するように制御しても良い。
【０１０５】
警告部６１０は、表示部６１２に表示した警告を、対応する基板ホルダ３００がホルダラック１５０の退避棚から搬出されたときに消去する。具体的には、退避棚から基板ホルダ３００が搬出されたことをホルダラック１５０が検出して、棚番号を全体制御部１１８に通知し、通知を受けた全体制御部１１８が、通知された棚番号に対応する警告の表示を終了するように制御する。
【０１０６】
上記実施形態では、上基板ホルダ３６０の観察穴９１４を通して下基板ホルダ３７０のずれ検出用マーク９１５を観察することにより、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０とのずれ量を検出する例を挙げて説明した。しかしながらそれに限らず、搬送前後の下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のエッジ部分を観察することによって、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のずれ量を検出しても良い。
【０１０７】
下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のエッジ部分を観察する場合、搬送前の下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のエッジ部分の観察を本アライナ１４０が実行する。また、搬送後の下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のエッジ部分の観察をホルダ観察ユニット１８０が実行する。観察穴９１４とずれ検出用マーク９１５の代わりに、エッジ部分の観察によってずれ量を検出することにより、観察穴９１４とずれ検出用マーク９１５を設けなくても良いことから、基板ホルダ３００の構造を簡略化できる。
【０１０８】
また、非接触で嵌め合う凸部および凹部を、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０に形成して、ワーク対の搬送前後で凸部と凹部のギャップを検出することにより、下基板ホルダ３７０と上基板ホルダ３６０のずれを検出しても良い。その場合、周知のギャップセンサを凸部および凹部に設置して、ギャップセンサに電力を供給することにより、ギャップを検出する。
【０１０９】
電力の供給は、例えばギャップセンサと連結する給電端子を基板ホルダ３００の裏面に設けて、本アライナ１４０の下載置台４２１およびホルダ観察ユニット１８０の載置台１８２に設けた給電端子から実行する。またギャップセンサが検出した検出値の取得は、同様に基板ホルダ３００の裏面に設けた配線と、本アライナ１４０の下載置台４２１およびホルダ観察ユニット１８０の載置台１８２に設けた配線とを接続することにより実行する。ギャップセンサによるずれの検出を採用することにより、観察によりずれを検出するのに比べて処理の高速化が期待できる。
【０１１０】
また上記実施形態では、本アライナ１４０によってワーク対を形成する毎にずれの検出を行う例を挙げて説明したが、各基板ホルダ３００が基板接合処理に予め定められた回数使用される毎にずれの検出を行うように構成しても良い。その場合全体制御部１１８が、記憶部１１１に記憶されている各基板ホルダ３００の使用回数を監視して、例えば使用回数が１００の倍数と等しくなる毎に、図２３に示すフローチャートを実行するように制御する。
【０１１１】
またさらに、ワーク対を受け渡しポート１７８からホルダ観察ユニット１８０に移動させるときに、搬送制御部１７２によって、予め定められた加速度を与えるように構成しても良い。例えば全体制御部１１８は、各基板ホルダ３００の使用回数が１００の倍数と等しくなる毎に図１１に示すフローを実行する場合に、フローを実行しない場合よりも大きな加速度を与えるように、搬送制御部１７２を制御する。
【０１１２】
そして判断部６０６が、第１吸着ユニット及び第２吸着ユニットの良否を判断するときに、記憶部１１１に記憶された、加速度と対応付けて設定されている基準ずれ量を超えるか否かにより劣化を判断するように構成する。加速度と対応付けて設定されている基準ずれ量は、異なる加速度で搬送した場合の位置ずれ量を計測する試験を予め行うことにより設定される。
【０１１３】
基板ホルダ３００の管理処理を実行する場合に、実行しない場合よりも高い加速度を与えて第１吸着ユニットと第２吸着ユニットの良否を判断することにより、加速度を変更せずに劣化を検出するのに比べて早い段階で劣化を検出できる。すなわち、劣化しかけている状態を検出できるので、基板接合処理で基板ホルダ３００を使用している最中に基準劣化度合いを超えてしまう前に、メンテナンスを促す警告を行うことができる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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】
【０１１６】
１００  貼り合わせ装置、１０１  筐体、１０２  大気環境部、１１０  全体制御部、１１１  記憶部、１１２  ＥＦＥＭ、１１３  ロードポート、１１４  ＦＯＵＰ、１１６  ロボットアーム、１１８  全体制御部、１２０  基板、１２１  第１基板、１２２  第２基板、１３０  予備アライナ、１３１  基板アライナ、１３２  基板テーブル、１３３  検出器、１３４  ホルダアライナ、１３５  ホルダテーブル、１３６  検出器、１３８  基板スライダ、１３９  給電端子、１４０  本アライナ、１４１  上ステージ、１４２  下ステージ、１４３  上顕微鏡、１４４  下顕微鏡、１４６  バーコードリーダ、１４７  天井、１５０  ホルダラック、１５２  バーコードリーダ、１６０  分離機構、１６２  バーコードリーダ、１７１  ロボットアーム、１７２  搬送制御部、１７５、１７６  ロボットアーム、１７８  受け渡しポート、１８０  ホルダ観察ユニット、１８２  載置台、１８４  観察部、２０２  真空環境部、２２０  ロードロックチャンバ、２２２、２２４  シャッタ、２３０  ロボットアーム、２４０  加熱加圧ユニット、３００  基板ホルダ、３０２  バーコード、３１０  上基板ホルダ、３１２  ホルダ本体、３１４  保持領域、３１６  電極、３１８  給電端子、３２０  マグネットユニット、３２１  貫通穴、３２２  磁石、３２３  挿通孔、３２５  支持部、３２６  挿通孔、３２８  ネジ穴、３２９  対向面、３３０  下基板ホルダ、３３２  ホルダ本体、３３４  保持領域、３３６  電極、３３８  給電端子、３４０  吸着ユニット、３４１  吸着子、３４２  板バネ、３４３  円形部、３４４  取付け部、３４５  ネジ穴、３４６  スリット、３４７  貫通穴、３４８  帯状部、３６０  上基板ホルダ、３７０  下基板ホルダ、４２１  下載置台、４２２  昇降部、４２３  台座部、４２４  駆動部、４２５  ベース、４３０  付勢部材、４３２  プッシュピン、４３４  シリンダ部、４３６  ロードセル、４５０  付勢部材、４５２  プッシュピン、４５４  シリンダ部、５０２  駆動制御部、５０４  検出部、５０６  判断部、５１０  警告部、５１２  表示部、５１４  音声出力部、５１６  通信部、６０２  駆動制御部、６０４  検出部、６０６  判断部、６１０  警告部、６１２  表示部、６１４  音声出力部、６１６  通信部、８０１  第１画像データ、８０２  第２画像データ、８０３  比較画像、９１０  ホルダ本体、９１１  基板保持面、９１４  観察穴、９１５  ずれ検出用マーク、９１６  貫通孔、９２０  吸着子、９２５  板バネ、９３０  給電端子、９３８  ホルダ挿通孔、９４０  永久磁石、９４２  永久磁石挿通孔
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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