(57)【要約】【課題】ステージ本体の荷重に関わらず、空気軸受の剛性を高めることができる傾斜ステージを提供する。【解決手段】傾斜ステージ１００は、ウエハ１６４が載置されるステージ本体１０６と、ステージ本体１０６に連結され、一方向から見た底面１１１の側断面形状が円弧状の揺動体１１０と、一方向から見た底面１１２０の側断面形状が揺動体１１０の底面１１１と凹凸関係にある円弧状の天付の溝１１２を有し、溝１１２の底面１１２０と揺動体１１０の底面１１１との間、及び、溝１１２の天面１１２１と揺動体１１０の天面１１３との間に、揺動体１１０を支持する空気軸受１８０、１８２が形成された台座１１４と、を備える。【選択図】図３
2009269108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが載置されるステージ本体と、
前記ステージ本体に連結され、一方向から見た底面の側断面形状が円弧状のコマ部と、
該コマ部の前記底面と反対側に位置する天面に対向する天面、及び、前記コマ部の前記底面に対向し、一方向から見た側断面形状が前記コマ部の前記底面と凹凸関係にある円弧状である底面を有する溝を有し、前記溝の前記底面と前記コマ部の前記底面との間、及び、前記溝の前記天面と前記コマ部の前記天面との間に、前記コマ部を支持する空気軸受が形成された台座と、
を備える傾斜ステージ。
【請求項２】
前記溝は、前記溝の前記底面における円弧の円周方向に前記コマ部を挟んで配され、互いに独立に圧力を制御できる一対の圧力室を有する請求項１に記載の傾斜ステージ。
【請求項３】
前記一対の圧力室の圧力と前記溝における前記コマ部が収容された領域の圧力とを分離する圧力分離部をさらに備える請求項２に記載の傾斜ステージ。
【請求項４】
前記ステージ本体と前記コマ部とを連結する一対の足部をさらに備え、
前記足部と前記台座との間に、前記溝から流れ出る空気により空気軸受が形成された請求項１から請求項３の何れか１項に記載の傾斜ステージ。
【請求項５】
前記ステージ本体と前記コマ部とを連結する一対の足部をさらに備え、
前記足部には、前記溝から流れ出る空気を吸引する吸引孔が形成された請求項１から請求項３の何れか１項に記載の傾斜ステージ。
【請求項６】
前記コマ部の一方向から見た前記底面の側断面形状が、一様に円弧状であって、
前記台座に連結され、前記一方向と直交する方向から見た底面の側断面形状が一様に円弧状の第２コマ部と、
該第２コマ部の前記底面と反対側に位置する天面に対向する天面、及び、前記第２コマ部の前記底面に対向し、前記一方向と直交する方向から見た側断面形状が前記第２コマ部の前記底面と凹凸関係にある円弧状である底面を有する溝を有し、当該溝の前記底面と前記第２コマ部の前記底面との間、及び、当該溝の前記天面と前記第２コマ部の前記天面との間に、前記第２コマ部を支持する空気軸受が形成された第２台座と、
をさらに備える請求項１から請求項５の何れか１項に記載の傾斜ステージ。
【請求項７】
前記コマ部の前記底面は球面であり、前記台座における前記溝の前記底面は球面である請求項１に記載の傾斜ステージ。
【請求項８】
前記コマ部の前記天面と前記溝の前記天面との間に、前記コマ部の軸心周りに複数配され、互いに独立に膨縮できる膨張体をさらに備える請求項７に記載の傾斜ステージ。
【請求項９】
前記コマ部の前記一方向から見た前記天面の側断面形状は、円弧状に形成されており、
前記台座における前記溝の前記一方向から見た前記天面の側断面形状は、前記コマ部の前記天面と凹凸関係にある円弧状に形成されている請求項１から請求項８の何れか１項に記載の傾斜ステージ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の傾斜ステージと、
ワークを、前記傾斜ステージに載置されたワークに対向させて保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部に保持されたワークと前記傾斜ステージに載置されたワークとを互いに接近する方向へ相対移動させて接合させるワーク移動部と、
を備える接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークが載置される傾斜ステージ及び当該傾斜ステージを備える接合装置に関する。本発明は、特に、空気軸受によりステージが支持される傾斜ステージ及び当該傾斜ステージを備える接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板等のワークが載置されるステージの水平面に対する傾きを調整する傾斜ステージが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１記載の傾斜ステージでは、ステージの一方向から見た底面の側断面形状、及び、台座におけるステージの底部が嵌合する溝の一方向から見た底面の側断面形状が円弧状に形成されており、ステージと溝との間に配された転がり軸受が、ステージを揺動可能に支持している。また、特許文献２記載の傾斜ステージでは、ステージの底面、及び台座におけるステージの底部が嵌まり込む溝の底面が球面状に形成されており、ステージと溝との間に配された空気軸受が、ステージを揺動可能に支持している。
【特許文献１】特開平５−９０３４１号公報
【特許文献２】特開平９−２５８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載の傾斜ステージでは、ステージの底面と溝の底面との間に摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗の大きさが径時、環境等により変動する。この摩擦抵抗の大きさの変動は、ステージの傾き調整の精度を低下させる。また、当該傾斜ステージでは、発塵が生じるので、クリーンルーム等において使用する場合には、防塵対策が必須となる。
【０００４】
また、特許文献２記載の傾斜ステージでは、空気軸受の剛性を高めることを目的として、ステージの荷重を考慮せずに、空気軸受の圧力を過剰に高めた場合、ステージにふらつきが生じることから、ステージの荷重に応じて、空気軸受の圧力を設定しなければならない。即ち、当該傾斜ステージでは、空気軸受の剛性が、ステージの荷重に依存する。
【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、本発明に係る傾斜ステージは、ワークが載置されるステージ本体と、前記ステージ本体に連結され、一方向から見た底面の側断面形状が円弧状のコマ部と、該コマ部の前記底面と反対側に位置する天面に対向する天面、及び、前記コマ部の前記底面に対向し、一方向から見た側断面形状が前記コマ部の前記底面と凹凸関係にある円弧状である底面を有する溝を有し、前記溝の前記底面と前記コマ部の前記底面との間、及び、前記溝の前記天面と前記コマ部の前記天面との間に、前記コマ部を支持する空気軸受が形成された台座と、を備える。
【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。
【発明を実施するための最良の形態】
【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には、傾斜ステージ１００を備える接合装置１０１の構造を側断面図にて模式的に示している。接合装置１０１は、枠体１２０の内側に配置された、傾斜ステージ１００、ワーク移動部としての駆動部１３０、固定テーブル１４０およびロードセル１５０を備える。
【０００９】
枠体１２０は、互いに平行で水平な天板１２２および底板１２６と、天板１２２および底板１２６を結合する複数の支柱１２４とを備える。天板１２２、支柱１２４および底板１２６は、それぞれ高剛性な材料により形成され、後述する接合におけるワークとしてのウエハ１６２、１６４への加圧の反力が作用した場合も変形が生じない。
【００１０】
枠体１２０の内側において、底板１２６の上には、駆動部１３０が配置される。駆動部１３０は、底板１２６の上面に固定されたシリンダ１３４と、シリンダ１３４の内側に配置されたピストン１３２とを有する。ピストン１３２は、図示されていない流体回路、カム、輪列等により駆動されて、図中に矢印Ｚにより示す、底板１２６に対して直角な方向に昇降する。
【００１１】
ピストン１３２の上端には、傾斜ステージ１００が装着される。ピストン１３２の上部には、傾斜ステージ１００を図中矢印Ｚ方向に沿った軸（以下、Ｚ軸という）周りに回転調整する回転調整機構と、傾斜ステージ１００を図中矢印Ｘ方向（図中左右方向）、図中矢印Ｙ方向（図中奥行き方向）に位置調整するＸＹ方向位置調整機構とが設けられている。なお、図中矢印Ｘ方向に沿った軸をＸ軸、図中Ｙ方向に沿った軸をＹ軸と記載する。
【００１２】
傾斜ステージ１００は、ＸＺステージ１０２、ＹＺステージ１０４を備える。ＹＺステージ１０４は、ピストン１３２の上面に装着され、ＸＺステージ１０２は、ＹＺステージ１０４の上面に装着される。ＸＺステージ１０２の上面には、ウエハホルダ１７０が載置され、ウエハホルダ１７０の上面には、ウエハ１６４が載置される。ウエハホルダ１７０は、静電吸着、負圧吸着等による吸着機構を有しており、上面にウエハ１６４を吸着して保持する。
【００１３】
ＸＺステージ１０２は、ウエハ１６４の上面中央部を通るＹ軸を支点として揺動することにより、ウエハ１６４のＸ軸に対する傾斜角度を調整する。また、ＹＺステージ１０４は、ウエハ１６４の上面中央部を通るＸ軸を支点として揺動することにより、ウエハ１６４のＹ軸に対する傾斜角度を調整する。
【００１４】
一方、固定テーブル１４０は、基板保持部材１４１および複数の懸架部１４４を有する。懸架部１４４は、天板１２２の下面から垂下される。基板保持部材１４１は、懸架部１４４の下端近傍において下方から支持され、傾斜ステージ１００に対向して配置される。基板保持部材１４１の下面には、ウエハホルダ１７０が装着される。ウエハホルダ１７０は、静電吸着、負圧吸着等による吸着機構を有しており、下面にウエハ１６２を吸着して保持する。
【００１５】
また、懸架部１４４は、基板保持部材１４１を下方から支持する一方、上方への移動は規制しない。しかしながら、基板保持部材１４１および天板１２２の間には、複数のロードセル１５０が挟まれる。これにより、基板保持部材１４１に保持されたウエハ１６２に印加された圧力が検出されると共に、基板保持部材１４１の上方への変位が規制される。
【００１６】
図示の状態は、接合装置１０１の動作において初期状態に相当する。この状態では、駆動部１３０のピストン１３２がシリンダ１３４の中に引き込まれており、傾斜ステージ１００は降下している。従って、傾斜ステージ１００および固定テーブル１４０に保持されたウエハ１６２、１６４の間には広い間隙がある。接合の対象となる一対のウエハ１６２、１６４は、上記間隙に対して側方から装入されて、傾斜ステージ１００または固定テーブル１４０に保持される。
【００１７】
次いで、ＸＹ方向位置調整機構を動作させることにより、傾斜ステージ１００に保持されたウエハ１６４を水平に移動させて、ウエハ１６２、１６４の中心位置を相互に一致させる。また、回転調整機構を動作させることにより、ウエハ１６４をＺ軸周りに回転させて、ウエハ１６２、１６４のＺ軸周りの相対位置を一致させる。さらに、ＸＺステージ１０２によりウエハ１６４を揺動させてウエハ１６４のＸ軸に対する傾きを調整すると共に、ＹＺステージ１０４によりウエハ１６４を揺動させてウエハ１６４のＹ軸に対する傾きを調整することにより、ウエハ１６２、１６４を相互に平行にする。こうして、ウエハ１６２、１６４を、位置合わせすると共に平行にした状態で駆動部１３０により加圧することによって接合できる。
【００１８】
接合されたウエハ１６２、１６４では、各々の表面に形成された信号端子が相互に接続され、全体でひとつの回路を形成する。このようにして、積層型半導体装置を製造できる。なお、積層型半導体装置の製造工程においては、ウエハ１６２、１６４の間を接着材等により接着して、接合を恒久的にする段階が導入される場合もある。
【００１９】
以下、傾斜ステージ１００について詳細に説明する。上述したように、傾斜ステージ１００は、ＸＺステージ１０２と、ＹＺステージ１０４とを備えている。ＸＺステージ１０２は、同様の構成をしており、ステージ本体１０６と、一対の足部１０８と、コマ部としての揺動体１１０と、底側の反対側が塞がれた天付の溝１１２が形成された台座としての台座１１４とを備えている。ＹＺステージ１０４は、ＸＺステージ１０２と同様の構成をしており、ステージ本体１０６と、一対の足部１０８と、第２コマ部としての揺動体１１０と、底側の反対側が塞がれた天付の溝１１２が形成された第２台座としての台座１１４とを備えている。
【００２０】
図２には、ＸＺステージ１０２、ＹＺステージ１０４を分解斜視図にて示している。この図に示すように、ステージ本体１０６は、矩形状の板であって、その中央部には、ウエハ１６４が載置されるウエハホルダ１７０が装着される。一対の足部１０８は、半円状の板であって、ステージ本体１０６の中心に対して対称に、且つ、ステージ本体１０６の一組の対辺と平行に配されており、下方へ延出している。
【００２１】
揺動体１１０は、一方向（以下、揺動軸方向という）から見た底面１１１及び天面１１３の側断面形状が円弧状の板材、即ち、円弧状に湾曲された板であって、揺動軸方向の両端部が一対の足部１０８に結合されている。揺動体１１０は、底面１１１及び天面１１３の曲率中心が上方に位置するように、即ち下方に湾曲するように配されている。また、揺動体１１０は、垂直面に対して対称（すなわち、図１に示す方向から見て左右対称）に配されている。なお、ＸＺステージ１０２の揺動軸とＹＺステージ１０４の揺動軸とは直交しており、ＸＺステージ１０２の揺動軸方向はＹ軸方向に、ＹＺステージ１０４の揺動軸方向はＸ軸方向に相当する。
【００２２】
台座１１４は、基部１１５と蓋部１１７とを備えている。基部１１５は、平面視にて矩形状のブロックであって、この基部１１５の上面には、揺動軸方向から見て曲率が一定の円弧状をなす凹部１１８が形成されている。さらに、凹部１１８は揺動軸に沿った方向については一様な形状を有している。すなわち、凹部１１８は揺動軸方向のいずれの断面でみても同一形状を有している。また、蓋部１１７は、矩形状の板部１１９と、板部１１９の下面に配された凸部１２１とを備えている。
【００２３】
板部１１９は、基部１１５の上面に結合され、凹部１１８を覆う。また、凸部１２１は、揺動軸方向から見て、水平方向に延びる直線状の一辺と下側に湾曲した曲率が一定の円弧とに囲まれた形状、所謂蒲鉾状をなす膨出部であって、凹部１１８と上下に対向する。さらに、凸部１２１は揺動軸に沿った方向については一様な形状を有している。すなわち、凸部１２１は揺動軸方向のいずれの断面でみても同一形状を有している。
【００２４】
ここで、板部１１９及び凸部１２１は、凹部１１８と共に、天付の溝１１２（図１参照）を形成する。即ち、凹部１１８が、溝１１２の底面１１２０を形成して、板部１１９及び凸部１２１が、溝１１２の天面１１２１を形成する。溝１１２の底面１１２０の揺動軸方向から見た側断面形状は、曲率中心が上方に位置する、即ち下方に湾曲する円弧状に形成されている。また、溝１１２の天面１１２１の揺動軸方向から見た断面形状は、揺動軸方向と直交する方向（以下、直交方向という）の両端部においては、水平直線状に形成され、直交方向中央部においては、底面に沿って湾曲するように形成されている。
【００２５】
この溝１１２には、揺動体１１０が揺動軸方向に挿通されるわけであるが、一対の足部１０８と揺動体１１０とを予め結合する場合には、基部１１５と蓋部１１７とを結合する前に、揺動体１１０を凹部１１８に嵌め込めばよい。一方で、基部１１５と蓋部１１７とを予め結合する場合には、一方の足部１０８と揺動体１１０とを結合する前に、揺動体１１０を凹部１１８に嵌め込めばよい。
【００２６】
図３には、ＸＺステージ１０２、ＹＺステージ１０４を側断面図にて示している。この図に示すように、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０とは凹凸関係にあり、また、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１とも凹凸関係にある。また、揺動体１１０の厚みは、溝１１２の幅よりも僅かに狭くなっており、揺動体１１０の厚み方向の中心と溝１１２の幅方向の中心とを一致させた状態で、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間、及び揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間に、例えば５〜１０μｍ未満の微小な隙間が形成される。
【００２７】
また、揺動体１１０の曲率中心Ｏ周りの長さは、溝１１２の曲率中心Ｏ周りの長さより短くなっており、揺動体１１０の曲率中心Ｏ周りの方向における両側には、凹部１１８、板部１１９、凸部１２１、及び揺動体１１０とで囲まれた空間（後述の圧力室１９０、１９２）が形成されている。このため、揺動体１１０は、曲率中心Ｏ周りに揺動できる。なお、ＸＺステージ１０２の揺動体１１０及び溝１１２の曲率中心Ｏ、即ち揺動体１１０の揺動中心は、ウエハ１６４の上面における上記直交方向中央部に設定されている。また、ＹＺステージ１０４の揺動体１１０及び溝１１２の曲率中心Ｏ、即ち揺動体１１０の揺動中心は、ＸＺステージ１０２の揺動体１１０の揺動中心と一致している。
【００２８】
ここで、台座１１４における溝１１２の下側には、圧縮空気供給部１８４と、一対の圧力分離部としての排気部１８６と、一対の給排気部１８８とが配されている。圧縮空気供給部１８４は、曲率中心Ｏの鉛直下方に配され、排気部１８６は、揺動体１１０における曲率中心Ｏ周りの方向（以下、揺動方向という）の両端部に配されている。また、給排気部１８８は、溝１１２における揺動方向の両端部に配されている。
【００２９】
圧縮空気供給部１８４は、揺動軸方向へ延在する管路であって、その一端側は、溝１１２の揺動軸方向中央部に露出している。この圧縮空気供給部１８４の他端側は、コンプレッサー等の空気圧縮機に接続されており、この空気圧縮機から供給される圧縮空気を、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間へ吹出す。これにより、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間の微小空間には、空気軸受１８０が形成される。
【００３０】
また、排気部１８６は、揺動軸方向へ延在する管路であって、その一端側は、溝１１２の揺動軸方向中央部に露出している。この排気部１８６の他端側は、吸引ファン等の吸引装置に接続されており、この吸引装置により、揺動体１１０の底面１１１における揺動方向両端部からの排気がなされる。
【００３１】
また、給排気部１８８は、揺動軸方向へ延在する管路であって、その一端側は、溝１１２の揺動軸方向中央部に露出している。この給排気部１８８の他端側は、給排気ファン等の給排気装置に接続されており、この給排気装置により、圧力室１９０、１９２において給排気がなされる。ここで、各給排気部１８８は、別個の給排気装置に接続されており、圧力室１９０、１９２の給排気は、互いに独立になされ、圧力室１９０、１９２の圧力が、互いに独立に制御される。
【００３２】
一方、台座１１４における溝１１２の上側には、圧縮空気供給部１８５と、一対の圧力分離部としての排気部１８７とが配されている。圧縮空気供給部１８５は、曲率中心Ｏの鉛直下方に配され、排気部１８７は、揺動体１１０における揺動方向の両端部に配されている。
【００３３】
圧縮空気供給部１８５は、揺動軸方向へ延在する管路であって、その一端側は、溝１１２の揺動軸方向中央部に露出している。この圧縮空気供給部１８５の他端側は、コンプレッサー等の空気圧縮機に接続されており、この空気圧縮機から供給される圧縮空気を、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間へ吹出す。これにより、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間の微小空間には、空気軸受１８２が形成される。なお、本実施形態では、圧縮空気供給部１８４、１８５へ送られる圧縮空気の圧力値は同一としている。しかし、ステージ本体１０６、ウエハ１６２、１６４を接合する荷重の大きさに応じて異ならせてもよい。
【００３４】
また、排気部１８７は、揺動軸方向へ延在する管路であって、その一端側は、溝１１２の揺動軸方向中央部に露出している。この排気部１８７の他端側は、吸引ファン等の吸引装置に接続されており、この吸引装置により、溝１１２の天面１１２１における揺動方向両端部からの排気がなされる。
【００３５】
図４には、台座１１４の基部１１５を斜視図にて示している。この図に示すように、基部１１５に形成された凹部１１８、即ち、溝１１２の底面１１２０には、揺動体１１０の底面１１１との間において、揺動方向へ圧縮空気を導く主溝１９４と、揺動軸方向へ圧縮空気を導く複数の副溝１９５が形成されている。主溝１９４は、揺動軸方向中央部において揺動方向へ延在している。
【００３６】
この主溝１９４の揺動方向中央部には、圧縮空気供給部１８４の端部が配されており、圧縮空気供給部１８４から吹出された圧縮空気が、主溝１９４により揺動方向へ導かれる。また、複数の副溝１９５は、主溝１９４より幅が狭く、また浅い溝であって、揺動方向に配列されている。各副溝１９５は、主溝１９４から揺動軸方向の両側へ延在しており、主溝１９４を流れる圧縮空気を揺動軸方向へ導く。これにより、圧縮空気が、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間における広範囲に広がり、空気軸受１８０が形成される。
【００３７】
なお、主溝１９４、副溝１９５の幅、深さ、及び副溝１９５の本数を適宜、設定することにより、また、供給する圧縮空気の圧力を適宜、設定することにより、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間の圧力、即ち、空気軸受１８０の支持力を適当に設定できる。また、蓋部１１７の凸部１２１にも、同様に、主溝１９４、副溝１９５が形成されており、これらにより、圧縮空気供給部１８５から吹出された圧縮空気が、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間における広範囲に広げられることによって、空気軸受１８２が形成される。
【００３８】
また、溝１１２の底面１１２０における、副溝１９５の揺動方向、すなわち、溝１１２の底面１１２０における円弧の円周方向両側には、一対の圧力分離溝１９６が形成されている。圧力分離溝１９６は、揺動体１１０の底面１１１の揺動方向両端部に面して配されており、揺動軸方向へ延在している。この圧力分離溝１９６の揺動軸方向中央部には、排気部１８６が配されており、圧力分離溝１９６に流入した空気が排気される。これにより、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間の圧力と、圧力室１９０、１９２の圧力とが分離される。
【００３９】
なお、蓋部１１７の凸部１２１にも、同様に、一対の圧力分離溝１９６が形成されている。これにより、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間の圧力と、圧力室１９０、１９２の圧力とが分離される。
【００４０】
図５には、台座１１４と足部１０８とを側面図にて示している。この図に示すように、台座１１４と足部１０８とは、微小な隙間を介して対向している。ここで、足部１０８は、溝１１２の揺動軸方向の端部を覆うように配されており、台座１１４と足部１０８との間には、空気軸受１９８が形成されている。
【００４１】
図６には、本実施形態における作用を側断面図にて模式的に示している。この図に示すように、揺動体１１０の底面１１１と溝１１２の底面１１２０との間に空気軸受１８０が形成され、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間に空気軸受１８２が形成されている。この空気軸受１８０、１８２は、揺動体１１０を溝１１２と非接触で揺動軸周り（図中矢印Ａ方向）に揺動可能に支持している。これにより、ステージ本体１０６の傾き調整の精度を低下させる要因となる、揺動体１１０と溝１１２との間の摩擦抵抗を排除できる。また、揺動体１１０と溝１１２とが摺擦しないことにより、発塵の発生を防止でき、クリーンルーム等において使用する場合における防塵対策を不要にできる。
【００４２】
また、本実施形態では、揺動体１１０を下側から空気軸受１８０により支持するだけではなく、上側から下側へ空気軸受１８２により押し付けている。ステージ本体１０６、足部１０８、揺動体１１０による下向き荷重Ｑが空気軸受１８０による上向き荷重Ｐと比較して小さい場合でも、空気軸受１８２による下向き荷重Ｒが加算されることにより、ステージ本体１０６がふらつかない。これにより、空気軸受１８０の圧力を、上記下向き荷重Ｑの大きさに関わらず増大させることができるので、上記下向き荷重Ｑの大きさに依存しない空気軸受１８０が得られる。
【００４３】
また、本実施形態では、圧力室１９０、１９２の圧力を互いに独立に制御できる。このため、例えば、圧力室１９０へ吸気して圧力室１９２から排気することにより、圧力室１９０を圧力室１９２より高圧にして、揺動体１１０を圧力室１９２側へ揺動させることができる。これにより、例えば、ウエハ１６４のアライメントマークを読み取る場合に、当該アライメントマークが顕微鏡等の読取装置の焦点深度の範囲内に入るように、ウエハ１６４の水平面に対する傾きを調整できる。
【００４４】
また、本実施形態では、揺動体１１０の底面１１１における揺動方向両端部において、排気がなされる。これにより、圧力室１９０、１９２から空気軸受１８０が形成された領域への空気の流入が抑制され、当該領域における圧力の低下が抑制される。即ち、当該領域の圧力と圧力室１９０、１９２の圧力とが分離される。
【００４５】
また、揺動体１１０の天面１１３の揺動方向両端部においても排気がなされる。これにより、圧力室１９０、１９２から空気軸受１８２が形成された領域への空気の流入が抑制され、当該領域における圧力の低下が抑制される。即ち、当該領域の圧力と圧力室１９０、１９２の圧力とが分離される。
【００４６】
また、本実施形態では、足部１０８と台座１１４とが近接されており、これらの間の微小空間に、溝１１２から流れ出た圧縮空気による空気軸受１９８が形成されている。この空気軸受１９８は、揺動体１１０を揺動軸方向に支持する。これにより、ステージ本体１０６の揺動軸方向へのガタツキを抑制できる。
【００４７】
また、本実施形態では、ステージ本体１０６をＹ軸周りに揺動させるＸＺステージ１０２と、ステージ本体１０６をＸ軸周りに揺動させるＹＺステージ１０４とを上下に重ねて配している。これにより、ステージ本体１０６のＸ軸に対する傾き調整及びＹ軸に対する傾き調整が可能になる。ここで、ステージ本体１０６のＸ軸に対する傾き調整とＹ軸に対する傾き調整とを独立に実施できることから、一方の傾きの調整中に、他方の傾きが変化することを防止できる。
【００４８】
また、本実施形態では、揺動体１１０の底面１１１及び溝１１２の底面１１２０だけではなく、揺動体１１０の天面１１３及び溝１１２の天面１１２１についても、揺動軸方向から見た側断面形状が円弧状となっている。これにより、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間隔の大小に関わらず、揺動体１１０の揺動を許容できる。また、これに伴い、揺動体１１０の天面１１３と溝１１２の天面１１２１との間隔を狭めることに制限がないことから、当該間隔を、圧力室１９０、１９２から空気軸受１８２が形成される空間への空気の流入を防止できる程度にまで十分に狭めることができる。
【００４９】
次に、他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００５０】
図７（Ａ）には、他の実施形態に係る傾斜ステージ２００の足部１０８を側断面図にて示している。また、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。これらの図に示すように、傾斜ステージ２００では、足部１０８に複数の吸引孔２０２が形成されている。複数の吸引孔２０２は、揺動体１１０の端部の周囲に、当該端部に沿って配されている。
【００５１】
また、足部１０８における台座１１４側の反対側には、ダクト２０４の一端部が装着されている。ダクト２０４は、底面及び天面が円弧状の管状部材であって、揺動軸方向から見て、ダクト２０４の内側に足部１０８及び複数の吸引孔２０２が配される。また、ダクト２０４の他端部は、吸引ファン等の吸引機構に接続されており、当該吸引機構の動作により、吸引孔２０２に吸引力が発生する。
【００５２】
このため、溝１１２の揺動軸方向端部から流れ出た圧縮空気は、傾斜ステージ２００の周囲に漏れることなく吸引孔２０２、ダクト２０４から排気される。これにより、溝１１２から流れ出た圧縮空気を、傾斜ステージ２００を使用する室内の外部へ排気できるので、傾斜ステージ２００を真空環境の室内で使用することも可能になる。
【００５３】
図８には、他の実施形態に係る傾斜ステージ３００を側断面図にて示している。また、図９には、図８の９−９断面図を示している。これらの図に示すように、傾斜ステージ３００は、上記実施形態における揺動体１１０、溝１１２、一対の足部１０８に替えて、それぞれ揺動体３１０、溝３１２、及び一の足部３０８を備えている。
【００５４】
揺動体３１０の底面３１１及び天面３１３の側断面形状は、上記実施形態のように特定の一方向からだけではなく、側方の全方位から見て、上方に曲率中心を有する円弧状となっている。即ち、揺動体３１０の底面３１１及び天面３１３は球面になっている。一方、溝３１２の底面３１５及び天面３１７も、揺動体３１０の底面３１１及び天面３１３と凹凸関係にある球面になっている。また、足部３０８は、揺動体３１０の天面３１３の平面視における中心部とステージ本体１０６の平面視における中心部とに結合されている。台座１１４には、足部３０８が挿通される孔３０９が形成されている。
【００５５】
台座１１４の溝３１２の下側には、圧縮空気供給部１８４が配されており、揺動体３１０の底面３１１と溝３１２の底面３１５との微小隙間に圧縮空気が供給される。これにより、揺動体３１０の底面３１１と溝３１２の底面３１５との間に空気軸受１８０が形成される。
【００５６】
また、台座１１４の溝３１２の上側には、左右一対の圧縮空気供給部１８５が配されており、揺動体３１０の天面３１３と溝３１２の天面３１７との間の微小空間に圧縮空気が供給される。これにより、揺動体３１０の天面３１３と溝３１２の天面３１７との間に空気軸受１８２が形成される。
【００５７】
即ち、空気軸受１８０、１８２が、揺動体３１０を溝３１２と非接触で、揺動体３１０及び溝３１２の曲率中心周りに揺動可能に支持する。従って、上記実施形態と同様に、ステージ本体１０６の傾き調整の精度を低下させる要因となる、揺動体３１０と溝３１２との間の摩擦抵抗を排除できる。また、揺動体３１０と溝３１２とが摺擦しないことにより、発塵の発生を防止でき、クリーンルーム等において使用する場合における防塵対策を不要にできる。また、ステージ本体１０６、足部３０８、及び揺動体３１０の荷重に関わらず、空気軸受１８０の剛性を高めることができる。
【００５８】
また、傾斜ステージ３００は、溝３１２内における揺動体３１０の周縁部と板部１１９との間に配置された複数の膨張体３２０を備えている。膨張体３２０は、弾性を有する袋体であって、給排気管３２２が接続されており、内部に空気を供給されることにより膨張する一方、内部から排気されることにより収縮する。
【００５９】
揺動体３１０の周縁部と板部１１９とは、互いに近接されており、膨張体３２０を挟み込んでいる。このため、膨張体３２０が膨張した場合には、膨張体３２０から揺動体３１０への下方側への付勢力が増大する一方、膨張体３２０が収縮した場合には、膨張体３２０から揺動体３１０への下方側への付勢力が減少する。
【００６０】
ここで、複数の膨張体３２０は、それぞれ揺動体３１０の周縁部に沿って所定間隔をおいて配置されており、図９に示す例では、４つの膨張体３２０が揺動体３１０の周縁部に沿って等間隔すなわちπ／２の間隔で配されている。このため、揺動体３１０の中心部に対して対称な位置に配置された一対の膨張体３２０の一方を膨張させ、他方を収縮させることにより、揺動体３１０をＸ方向あるいはＹ方向に揺動させることができ、Ｘ軸に対するステージ本体１０６の傾き調整、Ｙ軸に対するステージ本体１０６の傾き調整を実施できる。
【００６１】
なお、３個以上の膨張体３２０を要する。また、膨張体３２０の配置は膨張体３２０の個数に応じて適宜設定すればよい。例えば、膨張体３２０の個数が３個の場合には、膨張体３２０を２π／３の間隔で配すればよい。この場合、一の膨張体３２０を膨張させ、残りの二の膨張体３２０を収縮させることにより、当該二の膨張体３２０を結ぶ直線に平行な軸周りに揺動体３１０を揺動させることができる。
【００６２】
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。例えば、上記実施形態では、ウエハを接合する接合装置を例にとって本発明を説明したが、ボンディング装置、露光装置等、ワークが載置されるステージの水平面に対する傾き調整を要する装置であれば、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】傾斜ステージ１００を備える接合装置１０１の構造を断面図にて模式的に示す。
【図２】ＸＺステージ１０２、ＹＺステージ１０４を分解斜視図にて示す。
【図３】ＸＺステージ１０２、ＹＺステージ１０４を側断面図にて示す。
【図４】台座１１４の基部１１５を斜視図にて示す。
【図５】台座１１４と足部１０８とを側面図にて示す。
【図６】傾斜ステージ１００における作用を側断面図にて模式的に示す。
【図７】（Ａ）には、他の実施形態に係る傾斜ステージ２００の足部１０８を側断面図にて示す。（Ｂ）には、（Ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図８】傾斜ステージ３００を側断面図にて示す。
【図９】図８の９−９断面図を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１００  傾斜ステージ、１０１  接合装置、１０２  ＸＺステージ、１０４  ＹＺステージ、１０６  ステージ本体、１０８  足部、１１０  揺動体、１１１  底面、１１２  溝、１１３  天面、１１４  台座、１１５  基部、１１７  蓋部、１１８  凹部、１１９  板部、１２０  枠体、１２１  凸部、１２２  天板、１２４  支柱、１２６  底板、１３０  駆動部、１３２  ピストン、１３４  シリンダ、１４０  固定テーブル、１４１  基板保持部材、１４４  懸架部、１５０  ロードセル、１６２  ウエハ、１６４  ウエハ、１７０  ウエハホルダ、１８０  空気軸受、１８２  空気軸受、１８４  圧縮空気供給部、１８５  圧縮空気供給部、１８６  排気部、１８７  排気部、１８８  給排気部、１９０  圧力室、１９２  圧力室、１９４  主溝、１９５  副溝、１９６  圧力分離溝、１９８  空気軸受、２００  傾斜ステージ、２０２  吸引孔、２０４  ダクト、３００  傾斜ステージ、３０８  足部、３０９  孔、３１０  揺動体、３１１  底面、３１２  溝、３１３  天面、３１５  底面、３１７  天面、３２０  膨張体、３２２  給排気管、１１２０  底面、１１２１  天面
【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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