JP6882755B2 - 基板接合方法および基板接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板接合方法および基板接合装置に関する。

２つの被接合物の一方をステージに保持し他方をヘッドに保持した状態で、両被接合物の位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量に基づいて被接合物の位置合わせを行った後、被接合物同士を接合する接合装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２１６９８５号公報

ところで、接合装置の設置場所によっては接合装置に振動が生じる場合がある。この場合、特許文献１に記載された接合装置では、ヘッドがステージに対して相対的に振動してしまい、両被接合物の相対的な位置ずれ量を精度良く測定できない虞がある。そして、両被接合物の位置ずれ量の測定精度が低いと、両被接合物を高い位置精度で接合することが困難になる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、基板同士を高い位置精度で接合することができる基板接合方法および基板接合装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る基板接合方法は、
第１アライメントマークが設けられた第１基板と第２アライメントマークが設けられた第２基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第１アライメントマークの前記第２アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第１基板の前記第２基板に対する相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返す測定工程と、
前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第１代表値を算出する第１代表値算出工程と、
前記第１代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、
前記第１代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下の場合、前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接触させる接触工程と、を含む。

他の観点から見た本発明に係る基板接合方法は、
第１基板と前記第１基板に対して振動している第２基板とを接合する基板接合方法であって、
前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接触させる接触工程と、
前記第１基板の接合面が前記第２基板の接合面に接触した状態で、前記第１基板の前記第２基板に対する位置ずれ量を測定する測定工程と、
前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接合させる接合工程と、
前記第１基板の接合面を前記第２基板の接合面から離脱させる離脱工程と、
前記接触工程、前記測定工程および前記離脱工程を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の第２代表値を算出する第２代表値算出工程と、
前記第１基板の接合面と前記第２基板の接合面とが離間した状態で、前記第２代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、を含み、
前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を繰り返し実行し、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記接合工程を行い、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記第２代表値算出工程と前記位置調整工程とを行う。

他の観点から見た本発明に係る基板接合装置は、
第１アライメントマークが設けられた第１基板と第２アライメントマークが設けられた第２基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第１基板を支持する第１支持台と、
前記第１支持台に対向して配置され、前記第１支持台に対向する側で前記第２基板を支持する第２支持台と、
前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１支持台と前記第２支持台とが互いに近づく第１方向または前記第１支持台と前記第２支持台とが離れる第２方向に移動させる支持台駆動部と、
前記第１アライメントマークの前記第２アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における、前記第１基板の前記第２基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する測定部と、
前記測定部が前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第１代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、前記第１代表値を算出する制御部と、を備える。

他の観点から見た本発明に係る基板接合装置は、
第１基板と第２基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第１基板を支持する第１支持台と、
前記第１支持台に対向して配置され、前記第１支持台に対向する側で前記第２基板を支持する第２支持台と、
前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１支持台と前記第２支持台とが互いに近づく第１方向または前記第１支持台と前記第２支持台とが離れる第２方向に移動させる支持台駆動部と、
前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を前記第１方向に移動させることにより前記第１基板と前記第２基板とが接触した状態において、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれ量を測定する測定部と、
前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、複数の位置ずれ量の第２代表値を算出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部を制御して、前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第２方向に移動させることにより前記第１基板を前記第２基板から離脱させる離脱工程、前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１方向に移動させることにより前記第１基板と前記第２基板とを接触させる接触工程および前記測定部が前記第１基板と前記第２基板とが接触した状態での前記位置ずれ量を測定する測定工程を繰り返し実行し、
前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記第１基板を前記第２基板に接合する接合工程を行い、
前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を前記複数回数だけ繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の前記第２代表値を算出する第２代表値算出工程と、前記位置調整部が前記第２代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整工程とを行う。

例えば第２基板が第１基板に対して振動している場合、第１基板の第２基板に対する位置ずれ量の測定により得られる位置ずれ量は、測定のタイミングにより変動しうる。従って、例えば第１基板の第２基板に対する位置ずれ量の測定を１回だけ実行し、それにより得られる位置ずれ量に基づいて第１基板の第２基板に対する相対位置を調整する場合、位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が生じ易い。これに対して、本発明によれば、基板接合装置が、測定部により、第１基板と第２基板とが接触した状態での第１基板の第２基板に対する位置ずれ量の測定を複数回繰り返し実行する。そして、基板接合装置は、位置調整部により、第１基板の第２基板に対する位置ずれ量の測定が複数回繰り返し実行されることにより得られる複数の位置ずれ量の代表値が小さくなるように、第１基板の第２基板に対する相対位置を調整する。これにより、第２基板が第１基板に対して振動している場合でも位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減されるので、その分、基板同士を高い位置精度で接合することができる。

本発明の実施の形態１に係る基板接合システムの概略構成図である。 （Ａ）は実施の形態１に係る外形アライメント装置の概略正面図であり、（Ｂ）は接合面処理装置の概略正面図である。 実施の形態１に係る基板接合装置の内部の概略正面図である。 （Ａ）は実施の形態１に係るステージに設けられた保持機構の構成を示す概略正面図であり、（Ｂ）は実施の形態１に係るステージおよびヘッドの構成を示す概略断面図である。 （Ａ）は実施の形態１に係るステージおよびヘッド付近を示す概略斜視図であり、（Ｂ）はヘッドを微調整する方法を説明する図である。 （Ａ）は接合する２つの基板の一方に設けられた２つのアライメントマークを示す図であり、（Ｂ）は接合する２つの基板の他方に設けられた２つのアライメントマークを示す図である。 （Ａ）はアライメントマークの撮影画像を示す概略図であり、（Ｂ）はアライメントマークが互いにずれている状態を示す概略図である。 実施の形態１に係る制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る基板接合装置が２つの基板間の距離を算出する処理を説明するための図である。 （Ａ）は実施の形態１に係るステージおよびヘッドに基板が保持された状態を示す概略断面図であり、（Ｂ）は実施の形態１に係るステージおよびヘッドを近づけた状態を示す概略断面図である。 実施の形態１に係る基板接合装置が実行する位置ずれ量算出処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は実施の形態１に係る基板接合装置が２つの基板の中央部同士を接触させた状態を示す図であり、（Ｂ）は実施の形態１に係る基板接合装置が一方の基板を他方の基板から離脱させる様子を示す図である。 （Ａ）は実施の形態１に係る基板接合装置が一方の基板を他方の基板から離脱させた状態を示す図であり、（Ｂ）は実施の形態１に係る基板接合装置が２つの基板を接合させた状態を示す図である。 （Ａ）は実施の形態１に係るヘッドがステージに対して振動している様子を示す概略断面図であり、（Ｂ）はヘッドがステージに対して振動している場合における２つの基板の相対的な位置ずれ量の経時変化を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は本発明の実施の形態３に係る基板接合装置がステージおよびヘッドを近づけた状態を示す概略断面図であり、（Ｂ）は実施の形態３に係る基板接合装置が２つの基板同士を接触させた状態を示す図である。 実施の形態３に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の各実施の形態に係る基板接合装置について、図を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態に係る基板接合装置は、減圧下のチャンバ内で、２つの基板の接合面について活性化処理および親水化処理を行った後、基板同士を接触させて加圧および加熱することにより、２つの基板を接合する装置である。活性化処理では、基板の接合面に特定の粒子を当てることにより基板の接合面を活性化する。また、親水化処理では、活性化処理により活性化した基板の接合面近傍に水等を供給することにより基板の接合面を親水化する。

本実施の形態に係る基板接合システムは、図１に示すように、導入ポート９６１と、取り出しポート９６２と、第１搬送装置９３０と、洗浄装置９４０と、外形アライメント装置８００と、反転装置９５０と、接合面処理装置６００と、基板接合装置１００と、第２搬送装置９２０と、制御部７００と、ロードロック室９１０と、を備える。第１搬送装置９３０内と洗浄装置９４０内と外形アライメント装置８００には、ＨＥＰＡ(High Efficiency Particulate Air）フィルタ（図示せず）が設置されており、それらの中はクリーンな大気圧環境となっている。一方、反転装置９５０内と接合面処理装置６００内と基板接合装置１００内とは、真空雰囲気に設定されている。制御部７００は、第１搬送装置９３０、洗浄装置９４０、外形アライメント装置８００、反転装置９５０、接合面処理装置６００、基板接合装置１００および第２搬送装置９２０を制御するものである。互いに接合される２つの基板３０１，３０２は、まず、導入ポート９６１に配置される。次に、基板３０１、３０２は、第１搬送装置９３０の大気搬送ロボット９３１により導入ポート９６１から洗浄装置９４０へ搬送され、洗浄装置９４０において基板３０１、３０２上に存在する異物を除去する洗浄が実施される。続いて、基板３０１、３０２は、搬送ロボット９３１により洗浄装置９４０から外形アライメント装置８００へ搬送され、外形アライメント装置８００においてそれらの外形のアライメントとともに基板厚さの測定が実施される。その後、基板３０１、３０２は、大気搬送ロボット９３１により大気開放されたロードロック室９１０内へ搬送される。そして、ロードロック室９１０内に存在する気体が排出されることによりロードロック室９１０内の真空度が第２搬送装置９２０内の真空度と同じになると、基板３０１，３０２は、第２搬送装置９２０により、接合面処理装置６００、基板接合装置１００へ搬送されていく。ここで、基板３０２は、反転装置９５０に搬送され反転装置９５０において表裏を反転されてから基板接合装置１００へ搬送される。基板３０１、３０２は、接合面処理装置６００においてそれらの接合面の活性化処理および親水化処理が実行される。その後、基板３０１、３０２は、基板接合装置１００において互いに接合される。第２搬送装置９２０は、真空搬送ロボット９２１を有し、真空搬送ロボット９２１により基板３０１、３０２を、ロードロック室９１０から接合面処理装置６００、接合面処理装置６００から反転装置９５０または基板接合装置１００へと搬送する。基板接合装置１００において互いに接合された基板３０１、３０２は、真空搬送ロボット９２１により再びロードロック室９１０へ搬送される。その後、ロードロック室９１０が大気開放されると、互いに接合された基板３０１、３０２は、大気搬送ロボット９３１によりロードロック室９１０から取り出しポート９６２へ搬送される。

外形アライメント装置８００は、図２（Ａ）に示すように、エッジ認識センサ８１０と、基板厚さ測定部８０２と、ステージ８０３と、を有する。ステージ８０３は、基板３０１、３０２が載置される載置面に直交する中心軸周りに回転可能となっている。エッジ認識センサ８１０は、レーザを用いて基板３０１、３０２のエッジを認識する。基板厚さ測定部８０２は、レーザ変位計から構成され、基板３０１、３０２に接触せずに基板３０１、３０２の厚さを測定する。外形アライメント装置８００は、ステージ８０３を回転させることにより基板３０１、３０２を回転させながら（図２（Ａ）の矢印ＡＲ１１参照）、エッジ認識センサ８１０により基板３０１、３０２のエッジを認識するとともに、基板厚さ測定部８０２により基板３０１、３０２の厚さを測定する。

接合面処理装置６００は、図２（Ｂ）に示すように、チャンバ６０１と、活性化処理部６１０と、親水化処理部６２０と、基板３０１、３０２が載置されるステージ６０３と、を有する。チャンバ６０１は、排気管２０２Ｂと排気弁２０３Ｂとを介して真空ポンプ２０１に接続されている。排気弁２０３Ｂを開状態にして真空ポンプ２０１を作動させると、チャンバ６０１内の気体が、排気管２０２Ｂを通してチャンバ６０１外へ排出され、チャンバ６０１内の気圧が低減（減圧）される。活性化処理部６１０は、プラズマ発生源６１１と、トラップ板６１２と、バイアス電源６１３と、を有する。活性化処理部６１０は、プラズマ発生源６１１でプラズマを発生させたときにトラップ板６１２を通過したラジカルのみをステージ６０３へダウンフローさせる構成となっている。なお、プラズマ発生源６１１がＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）装置であれば、コイルによりイオンがトラップされるためトラップ板を設けない場合もある。また、バイアス電源６１３は、ステージ６０３上に載置された基板３０１、３０２に交番電圧を印加することで、基板３０１、３０２の接合面近傍に運動エネルギを有するイオンを引き寄せ交番電界によりイオンが繰り返し基板３０１、３０２に衝突するシース領域が発生させる。そして、バイアス電源６１３により基板３０１、３０２の接合面近傍に発生した運動エネルギを有するイオンにより基板３０１、３０２の接合面をイオンエッチングした後、それらの接合面をラジカル処理することによりそれらの接合面に効率良くＯＨ基を生成することが可能となる。

親水化処理部６２０は、活性化処理部６１０によって活性化された基板３０１，３０２の接合面に水またはＯＨ含有物質を付着させることにより、基板３０１，３０２の接合面を親水化させる。親水化処理部６２０は、チャンバ６０１内における基板３０１，３０２の接合面の周囲に水（Ｈ２Ｏ）を供給することにより親水化処理を実行する。親水化処理部６２０は、水蒸気発生装置６２１と、供給弁６２２と、供給管６２３と、を備えている。水蒸気発生装置６２１は、貯留された水の中にアルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ２）等のキャリアガスでバブリングすることにより水蒸気を生成する。水蒸気およびキャリアガスの流量は供給弁６２２の開度を制御することにより調整される。

基板接合装置１００は、図３に示すように、チャンバ２００とステージ（第１支持台）４０１とヘッド（第２支持台）４０２とステージ駆動部４０３とヘッド駆動部４０４と基板加熱部４２０と位置測定部５００とを備える。また、基板接合装置１００は、ステージ４０１とヘッド４０２との間の距離を測定する距離測定部（図示せず）と、を備える。なお、以下の説明において、適宜図３の±Ｚ方向を上下方向、ＸＹ方向を水平方向として説明する。

チャンバ２００は、排気管２０２Ｃと排気弁２０３Ｃとを介して真空ポンプ２０１に接続されている。排気弁２０３Ｃを開状態にして真空ポンプ２０１を作動させると、チャンバ２００内の気体が、排気管２０２Ｃを通してチャンバ２００外へ排出され、チャンバ２００内の気圧が低減（減圧）される。また、排気弁２０３Ｃの開閉量を変動させて排気量を調節することにより、チャンバ２００内の気圧（真空度）を調節することができる。また、チャンバ２００の一部には、位置測定部５００により基板３０１、３０２間における相対位置を測定するために使用される窓部５０３が設けられている。

ステージ４０１とヘッド４０２とは、チャンバ２００内において、上下方向において互いに対向するように配置されている。ステージ４０１は、その上面で基板３０１を支持し、ヘッド４０２は、その下面で基板３０２を支持する。なお、ステージ４０１の上面とヘッド４０２の下面とは、基板３０１、３０２のステージ４０１、ヘッド４０２との接触面が鏡面でステージ４０１、ヘッド４０２から剥がれにくい場合を考慮して、粗面加工が施されていてもよい。ステージ４０１およびヘッド４０２は、図４（Ａ）に示すように、基板３０１、３０２を保持する保持機構４４０と、基板３０１の中央部を押圧する第１押圧機構４３１と、基板３０２の中央部を押圧する第２押圧機構４３２と、を有する。保持機構４４０は、複数（図４（Ａ）では４つ）の円環状の吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄを有する真空チャックから構成されている。基板３０１、３０２は、ステージ４０１、ヘッド４０２に設けられた吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄにより吸着された状態で、ステージ４０１、ヘッド４０２に保持される。

吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄは、各別に基板３０１、３０２を吸着している状態と、吸着しない状態と、をとりうる。例えばステージ４０１、ヘッド４０２の比較的内側に配置された吸着部４４０ａ、４４０ｂを真空吸着しない状態にして、ステージ４０１、ヘッド４０２の比較的外側に配置された吸着部４４０ｃ、４４０ｄを真空吸着している状態にすることができる。また、ステージ４０１、ヘッド４０２の中心に最も近くに位置する吸着部４４０ａの半径Ｌ１、吸着部４４０ａと吸着部４４０ａと外側で隣接する吸着部４４０ｂとの間の距離Ｌ２、吸着部４４０ｂと吸着部４４０ｂと外側で隣接する吸着部４４０ｃとの間の距離Ｌ３、吸着部４４０ｃと最も外側に位置する吸着部４４０ｄとの間の距離Ｌ４で、基板３０１、３０２の固定位置が決定される。

第１押圧機構４３１は、図４（Ｂ）に示すように、ステージ４０１の中央部に設けられ、第２押圧機構４３２は、ヘッド４０２の中央部に設けられている。第１押圧機構４３１は、ヘッド４０２側へ出没可能な第１押圧部４３１ａと、第１押圧部４３１ａを駆動する第１押圧駆動部４３１ｂと、を有する。第２押圧機構４３２は、ステージ４０１側へ出没可能な第２押圧部４３２ａと、第２押圧部４３２ａを駆動する第２押圧駆動部４３２ｂと、を有する。第１押圧駆動部４３１ｂ、第２押圧駆動部４３２ｂとしては、例えば第１押圧部４３１ａ、第２押圧部４３２ａの一部が嵌入されたシリンダ内の空気圧を制御することにより第１押圧部４３１ａ、第２押圧部４３２ａを駆動する構成を採用できる。或いは、第１押圧駆動部４３１ｂ、第２押圧駆動部４３２ｂとして、ボイスコイルモータを採用してもよい。第１押圧部４３１ａ、第２押圧部４３２ａにおける基板３０１、３０２に接触する頭頂部は、ドーム状の形状を有する。また、第１押圧部４３１ａ、第２押圧部４３２ａは、基板３０１、３０２に印加する圧力を一定に維持するよう制御する圧力制御と、基板３０１、３０２の接触位置を一定に維持するように制御する位置制御と、のいずれかがなされる。例えば、第１押圧部４３１ａが位置制御され、第２押圧部４３２ａが圧力制御されることにより、基板３０１、３０２が一定の位置で一定の圧力で押圧される。

基板加熱部４２０は、ヒータ４２１、４２２から構成される。ヒータ４２１、４２２は、例えば電熱ヒータから構成される。ヒータ４２１，４２２は、ステージ４０１、ヘッド４０２に支持されている基板３０１，３０２に熱を伝達することにより基板３０１、３０２を加熱する。また、ヒータ４２１，４２２の発熱量を調節することにより、基板３０１，３０２やそれらの接合面の温度を調節できる。

ステージ駆動部４０３は、ステージ４０１をＸＹ方向へ移動させたり、Ｚ軸周りに回転させたりすることができる。

ヘッド駆動部４０４は、ヘッド４０２を上方向（第２方向）または下方向（第１方向）（図３の矢印ＡＲ１参照）に昇降させる昇降駆動部（支持台駆動部）４０６と、ヘッド４０２をＸＹ方向へ移動させるＸＹ方向駆動部４０５と、ヘッド４０２をＺ軸周りの回転方向（図３の矢印ＡＲ２参照）に回転させる回転駆動部４０７と、を有する。ＸＹ方向駆動部４０５と回転駆動部４０７とから、基板３０１の基板３０２に対する上下方向に直交する方向（ＸＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向）における相対位置を調整する位置調整部を構成する。また、ヘッド駆動部４０４は、ヘッド４０２のステージ４０１に対する傾きを調整するためのピエゾアクチュエータ４１１と、ヘッド４０２に加わる圧力を測定するための第２圧力センサ４１２と、を有する。ＸＹ方向駆動部４０５および回転駆動部４０７が、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向において、ヘッド４０２をステージ４０１に対して相対的に移動させることにより、ステージ４０１に保持された基板３０１とヘッド４０２に保持された基板３０２とのアライメントが可能となる。

昇降駆動部４０６は、ヘッド４０２を下方向へ移動させることにより、ステージ４０１とヘッド４０２とを互いに近づける。また、昇降駆動部４０６は、ヘッド４０２を上方向に移動させることにより、ステージ４０１とヘッド４０２とを離れさせる。昇降駆動部４０６がヘッド４０２を下方向へ移動させることにより、ステージ４０１に保持された基板３０１とヘッド４０２に保持された基板３０２とが接触する。そして、基板３０１、３０２同士が接触した状態において昇降駆動部４０６がヘッド４０２に対してステージ４０１に近づく方向への駆動力を作用させると、基板３０２が基板３０１に押し付けられる。また、昇降駆動部４０６には、昇降駆動部４０６がヘッド４０２に対してステージ４０１に近づく方向へ作用させる駆動力を測定する第１圧力センサ４０８が設けられている。第１圧力センサ４０８の測定値から、昇降駆動部４０６により基板３０２が基板３０１に押し付けられたときに基板３０１、３０２の接合面に作用する圧力が検出できる。第１圧力センサ４０８は、例えばロードセルから構成される。

ピエゾアクチュエータ４１１、第２圧力センサ４１２は、それぞれ図５（Ａ）に示すように、３つずつ存在する。３つのピエゾアクチュエータ４１１と３つの第２圧力センサ４１２とは、ヘッド４０２とＸＹ方向駆動部４０５との間に配置されている。３つのピエゾアクチュエータ４１１は、ヘッド４０２の上面における同一直線上ではない３つの位置、平面視円形のヘッド４０２の上面の周部においてヘッド４０２の周方向に沿って等間隔に並んだ３つの位置に固定されている。３つの第２圧力センサ４１２は、それぞれピエゾアクチュエータ４１１の上端部とＸＹ方向駆動部４０５の下面とを接続している。３つのピエゾアクチュエータ４１１は、各別に上下方向に伸縮可能である。そして、３つのピエゾアクチュエータ４１１が伸縮することにより、ヘッド４０２のＸ軸周りおよびＹ軸周りの傾きとヘッド４０２の上下方向の位置とが微調整される。例えば図５（Ｂ）の破線で示すように、ヘッド４０２がステージ４０１に対して傾いている場合、３つのピエゾアクチュエータ４１１のうちの１つを伸長させて（図５（Ｂ）の矢印ＡＲ３参照）ヘッド４０２の姿勢を微調整することにより、ヘッド４０２の下面とステージ４０１の上面とが平行な状態にすることができる。また、３つの第２圧力センサ４１２は、ヘッド４０２の下面における３つの位置での加圧力を測定する。そして、３つの第２圧力センサ４１２で測定された加圧力が等しくなるように３つのピエゾアクチュエータ４１１それぞれを駆動することにより、ヘッド４０２の下面とステージ４０１の上面とを平行に維持しつつ基板３０１、３０２同士を接触させることができる。

距離測定部は、レーザ距離計から構成され、ステージ４０１およびヘッド４０２に接触せずにステージ４０１とヘッド４０２との間の距離を測定する。具体的には、例えばヘッド４０２が透明である場合、距離測定部は、ヘッド４０２の上方からステージ４０１に向かってレーザ光を照射したときのステージ４０１の上面での反射光とヘッド４０２の下面での反射光との差分からステージ４０１とヘッド４０２との間の距離を測定する。距離測定部は、図４（Ａ）に示すように、ステージ４０１の上面における３箇所の部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３と、ヘッド４０２の下面における、Ｚ方向において部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に対向する３箇所の部位Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３との間の距離を測定する。

図３に戻って、位置測定部（測定部）５００は、上下方向に直交する方向（ＸＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向）における、基板３０１と基板３０２との位置ずれ量を測定する。位置測定部５００は、複数（図３では２つ）の第１撮像部５０１、第２撮像部５０２と、ミラー５０４、５０５と、を有する。第１撮像部５０１、第２撮像部５０２は、それぞれ、撮像素子（図示せず）と同軸照明系とを有している。第１撮像部５０１、第２撮像部５０２の同軸照明系の光源としては、基板３０１、３０２およびステージ４０１、チャンバ２００に設けられた窓部５０３を透過する光（例えば赤外光）を出射する光源が用いられる。

例えば図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、基板３０１には、２つのマーク（以下「アライメントマーク」と称する。）ＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂが設けられ、基板３０２には、２つのアライメントマークＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂが設けられている。基板接合装置１００は、位置測定部５００により両基板３０１、３０２に設けられた各アライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂの位置を認識しながら、両基板３０１、３０２の位置合わせ動作（アライメント動作）を実行する。より詳細には、基板接合装置１００は、まず、位置測定部５００により基板３０１、３０２に設けられたアライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ａ、ＭＫ２ｂを認識しながら、基板３０１、３０２の大まかなアライメント動作（ラフアライメント動作）を実行して、２つの基板３０１、３０２を対向させる。その後、基板接合装置１００は、２つの基板３０１、３０２が対向した状態で、位置測定部５００により２つの基板３０１、３０２に設けられたアライメントマークＭＫ１ａ、ＭＫ２ａ、ＭＫ１ｂ、ＭＫ２ｂを同時に認識しながら。更に精緻なアライメント動作（ファインアライメント動作）を実行する。

ここにおいて、図３に示すように、撮像部（第１撮像部）５０１の同軸照明系の光源（図示せず）から出射された光は、ミラー５０４で反射されて上方に進行し、窓部５０３および基板３０１、３０２の一部あるいは全部を透過する（図３の破線矢印ＳＣ１、ＳＣ２参照）。基板３０１、３０２の一部あるいは全部を透過した光は、基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａで反射され、下向きに進行し、窓部５０３を透過してミラー５０４で反射されて第１撮像部５０１の撮像素子に入射する。また、撮像部（第２撮像部）５０２の同軸照明系の光源（図示せず）から出射された光は、ミラー５０５で反射されて上方に進行し、窓部５０３および基板３０１、３０２の一部あるいは全部を透過する。基板３０１、３０２の一部あるいは全部を透過した光は、基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａで反射され、下向きに進行し、窓部５０３を透過してミラー５０５で反射されて第２撮像部５０２の撮像素子に入射する。このようにして、位置測定部５００は、図７（Ａ）に示すように、２つの基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを含む撮影画像ＧＡａと、２つの基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを含む撮影画像ＧＡｂと、を取得する。なお、第１撮像部５０１による撮影画像ＧＡａの撮影動作と第２撮像部５０２による撮影画像ＧＡｂの撮影動作とは、同時に実行される。

制御部７００は、図８に示すように、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）７０１と、主記憶部７０２と、補助記憶部７０３と、インタフェース７０４と、各部を接続するバス７０５と、を有する。主記憶部７０２は、揮発性メモリから構成され、ＭＰＵ７０１の作業領域として使用される。補助記憶部７０３は、不揮発性メモリから構成され、ＭＰＵ７０１が実行するプログラムを記憶する。また、補助記憶部７０３は、後述する基板３０１、３０２の相対的な算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθに対して予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈも記憶する。以下インタフェース７０４は、第１圧力センサ４０８、第２圧力センサ４１２、距離測定部８０１、基板厚み測定部８０２およびエッジ認識センサ８１０から入力される測定信号を測定情報に変換してバス７０５へ出力する。また、インタフェース７０４は、第１撮像部５０１および第２撮像部５０２から入力される撮影画像信号を撮影画像情報に変換してバス７０５へ出力する。また、ＭＰＵ７０１は、補助記憶部７０３が記憶するプログラムを主記憶部７０２に読み込んで実行することにより、インタフェース７０４を介して、保持機構４４０、ピエゾアクチュエータ４１１、第１押圧駆動部４３１ｂ、第２押圧駆動部４３２ｂ、基板加熱部４２０、ステージ駆動部４０３、ヘッド駆動部４０４、活性化処理部６１０、親水化処理部６２０、真空搬送ロボット９２１、大気搬送ロボット９３１それぞれへ制御信号を出力する。

制御部７００は、図７（Ｂ）に示すように、第１撮像部５０１から取得した撮影画像ＧＡａに基づいて、基板３０１、３０２に設けられた１組のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａ相互間の位置ずれ量Δｘａ、Δｙａを算出する。なお、図７（Ｂ）は、１組のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａが互いにずれている状態を示している。同様に、制御部７００は、第２撮像部５０２から取得した撮影画像ＧＡｂに基づいて、基板３０１、３０２に設けられた他の１組のアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂ相互間の位置ずれ量Δｘｂ、Δｙｂを算出する。

その後、制御部７００は、これら２組のアライメントマークの位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ、Δｘｂ、Δｙｂと２組のマークの幾何学的関係とに基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向における２つの基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを算出する。そして、制御部７００は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが低減されるように、ヘッド４０２をＸ方向およびＹ方向へ移動させたり、Ｚ軸周りに回転させたりする。これにより、２つの基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが低減される。このようにして、基板接合装置１００は、２つの基板３０１、３０２の水平方向における位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するファインアライメント動作を実行する。

次に、本実施の形態に係る基板接合装置１００が実行する基板接合処理について図９乃至図１５を参照しながら説明する。この基板接合処理は、制御部７００により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図９においては、基板３０１，３０２が、第１搬送装置９３０により外形アライメント装置８００内に搬送されているものとする。また、基板３０２は、基板３０１に対して振動しているものとする。

まず、外形アライメント装置８００は、図９に示すように、基板厚さ測定部８０２により、基板３０１、３０２それぞれの厚さｔ１、ｔ２を測定する（ステップＳ１）。このとき、基板厚さ測定部８０２は、基板３０１、３０２の複数箇所（例えば３箇所）における厚さを測定する。そして、制御部７００が、各基板３０１、３０２について、基板厚さ測定部８０２が測定した複数の測定値の平均値を厚さｔ１、ｔ２（図１０参照）として算出する。そして、厚さの測定が完了した各基板３０１、３０２は、第２搬送装置９２０の真空搬送ロボット９２１により、外形アライメント装置８００からロードロック室９１０へ搬送される。そして、ロードロック室９１０内に存在する気体が排出されることによりロードロック室９１０内の真空度が第２搬送装置９２０内の真空度と同じになると、基板３０１，３０２は、第２搬送装置９２０により、接合面処理装置６００へ搬送される。

次に、接合面処理装置６００は、活性化処理部６１０により基板３０１、３０２の接合面を活性化する活性化処理を実行し、親水化処理部６２０により基板３０１、３０２の接合面を親水化する親水化処理を実行する（親水化処理工程）（ステップＳ２）。ここでは、まず、活性化処理部６１０が、運動エネルギを有するイオンを基板３０１、３０２の接合面に衝突させることにより、基板３０１、３０２の接合面を活性化させる。そして、親水化処理部６２０が、水蒸気発生装置６２１で生成した水蒸気をキャリアガスとともに供給管６２３を通してチャンバ２００内に導入する。これにより、基板３０１、３０２の接合面に水酸基（ＯＨ基）で終端化された層が形成される。

続いて、基板接合装置１００は、距離測定部８０１により、ステージ４０１およびヘッド４０２に基板３０１、３０２が保持されていない状態で、ステージ４０１の上面とヘッド４０２の下面との間の距離を測定する（ステップＳ３）。このとき、距離測定部８０１は、図５（Ａ）に示すようにステージ４０１の上面における３箇所の部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３とヘッド４０２の下面における対応する３箇所の部位Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３との間の距離それぞれを測定する。そして、制御部７００が、距離測定部８０１が測定した３つの測定値の平均値を距離Ｇ１（図１０参照）として算出する。

その後、活性化処理および親水化処理の完了した基板３０１、３０２が、第２搬送装置９２０の真空搬送ロボット９２１により、接合面処理装置６００から基板接合装置１００へ搬送されると、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２を保持する（ステップＳ４）。このとき、基板３０１、３０２は、例えば図１１（Ａ）の矢印で示すように、ステージ４０１、ヘッド４０２に設けられた吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄ全てにより吸着された状態で、ステージ４０１、ヘッド４０２に保持される。ここにおいて、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２に対して前述のラフアライメント動作を実行する。

次に、基板接合装置１００は、ステージ４０１とヘッド４０２との間の距離Ｇ１と基板３０１、３０２の厚さｔ１、ｔ２とから、基板３０１、３０２間の距離を算出する（ステップＳ５）。ここにおいて、制御部７００が、基板３０１，３０２の厚さｔ１、ｔ２と、ステージ４０１とヘッド４０２との間の距離Ｇ１と、から基板３０１、３０２間の距離Ｇ２（図１０参照）を算出する。

図９に戻って、続いて、基板接合装置１００は、ヘッド４０２を下方向へ移動させて基板３０１、３０２同士を近づける（ステップＳ６）。基板接合装置１００は、図１１（Ｂ）に示すように、基板３０１、３０２間の距離が距離Ｇ２よりも短い距離Ｇ１１となるまでヘッド４０２を下方向へ移動量させる。この距離Ｇ１１は、後述のように基板３０１、３０２を撓ませることにより基板３０１、３０２同士が接触しうる距離に設定されている。距離Ｇ１１は、例えば３０μｍ程度に設定される。また、基板接合装置１００は、算出した基板３０１、３０２間の距離Ｇ２から基板３０１、３０２間の距離を距離Ｇ１１にするためのヘッド４０２の移動量を算出し、算出した移動量だけヘッド４０２を動かす。

次に、基板接合装置１００は、基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量を複数回繰り返し測定し、位置ずれ量を複数回繰り返し測定して得られる複数の位置ずれ量の代表値（第１代表値）を算出する（第１代表値算出工程）位置ずれ量算出処理を実行する（ステップＳ７）。ここで、基板接合装置１００が実行する位置ずれ量算出処理について図１２を参照しながら説明する。

まず、基板接合装置１００は、図１２に示すように、位置測定部５００により、基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量を測定する（ステップＳ１０１）。ここにおいて、制御部７００は、まず、位置測定部５００の第１撮像部５０１および第２撮像部５０２から、非接触状態における２つの基板３０１、３０２（図１１（Ａ）参照）の撮影画像ＧＡａ，ＧＡｂ（図６（Ａ）参照）を取得する。そして、制御部７００は、２つの撮影画像ＧＡａ，ＧＡｂに基づいて、２つの基板３０１、３０２のＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向の位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθそれぞれを算出する。具体的には、制御部７００は、例えばＺ方向に離間したアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを同時に読み取った撮影画像ＧＡａに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ（図７（Ｂ）参照）を算出する。同様に、Ｚ方向に離間したアライメントマークＭＫ１ｂ，ＭＫ２ｂを同時に読み取った撮影画像ＧＡｂに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δｘｂ、Δｙｂ（図７（Ｂ）参照）を算出する。そして、制御部７００は、位置ずれ量Δｘａ、Δｙａ、Δｘｂ、Δｙｂに基づいて、２つの基板３０１、３０２の水平方向における位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを算出する。

図１２に戻って、次に、基板接合装置１００は、予め設定された回数だけ基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量の測定を繰り返したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。位置ずれ量の測定の繰り返し回数は、ヘッド４０２の振動振幅の大きさや振動周期、測定に要する時間等に応じて適宜設定され、例えば５回程度に設定される。基板接合装置１００は、基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量の測定の繰り返し回数が予め設定された繰り返し回数に達していないと判定すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、再びステップＳ１０１の処理を実行する。

一方、基板接合装置１００により基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量の測定の繰り返し回数が予め設定された繰り返し回数に達したと判定されたとする（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）。この場合、基板接合装置１００は、測定により得られた複数の位置ずれ量の測定値の代表値（第１代表値）を、基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθとして算出する（ステップＳ１０３）。ここで、基板接合装置１００は、複数の位置ずれ量の測定値の平均値または中間値を算出する。

図９に戻って、続いて、基板接合装置１００は、位置ずれ量算出処理を実行することにより算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するように基板３０２を基板３０１に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを実行する（ステップＳ８）。ここにおいて、基板接合装置１００は、ステージ４０１を固定した状態で、位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが解消するように、ヘッド４０２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向へ移動させる。

その後、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２が互いに離間した状態で、基板３０１、３０２を撓ませる（ステップＳ９）。基板接合装置１００は、例えば図１３（Ａ）に示すように、基板３０１の接合面の周部３０１ｓに対して中央部３０１ｃが基板３０２側に突出する形で、基板３０１を撓ませる。このとき、基板接合装置１００は、ステージ４０１の周縁側の２つの吸着部４４０ｃ、４４０ｄにより基板３０１を吸着させつつ、ステージ４０１の中央部側の２つの吸着部４４０ａ、４４０ｂによる基板３０１の吸着を停止させる（図１３（Ａ）の矢印参照）。このとき、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２の周部における基板３０１、３０２の中央部からの距離が異なる２つの吸着位置（保持位置）で、基板３０１、３０２をステージ４０１、ヘッド４０２に保持させている。そして、基板接合装置１００は、基板３０１の周部３０１ｓをステージ４０１に吸着（保持）させた状態で、第１押圧部４３１ａにより基板３０１の中央部を基板３０２側に押圧する。これにより、基板３０１は、その接合面の中央部３０１ｃが基板３０２側に突出するように撓む。また、基板接合装置１００は、例えば図１３（Ａ）に示すように、基板３０２の接合面の周部３０２ｓに対して中央部３０２ｃが基板３０１側に突出する形で、基板３０２を撓ませる。このとき、基板接合装置１００は、ヘッド４０２の周縁側の２つの吸着部４４０ｃ、４４０ｄにより基板３０２を吸着させつつ、ヘッド４０２の中央部側の２つの吸着部４４０ａ、４４０ｂによる基板３０２の吸着を停止させる（図１３（Ａ）の矢印参照）。そして、基板接合装置１００は、基板３０２の周部３０２ｓをヘッド４０２に吸着（保持）させた状態で、第２押圧部４３２ａにより基板３０２の中央部を基板３０１側に押圧する。これにより、基板３０２は、その接合面の中央部３０２ｃが基板３０１側に突出するように撓む。

続いて、基板接合装置１００は、昇降駆動部４０６によりヘッド４０２を下方向へ移動させることにより、基板３０１の基板３０２との接合面を基板３０２の基板３０１との接合面に接触させる（接触工程）（ステップＳ１０）。ここにおいて、基板接合装置１００は、図１３（Ａ）に示すように、２つの基板３０１、３０２の接合面の中央部同士を接触させる。このとき、基板３０１と基板３０２とは、それらの中央部同士が仮接合した状態となっている。ここで、「仮接合状態」とは、基板３０２を基板３０１から離脱させることができる状態で、基板３０１、３０２同士が接合している状態を意味する。

その後、基板接合装置１００は、基板３０１の接合面が基板３０２の接合面に接触した状態で、 基板３０２の基板３０１に対する位置ずれ量を測定する（測定工程）（ステップＳ１１）。このとき、基板接合装置１００は、基板３０１と基板３０２との仮接合が進むことにより基板３０２の基板３０１に対する移動が規制された状態で、基板３０１、３０２の位置ずれ量を測定する。

次に、基板接合装置１００は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

基板接合装置１００により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈよりも大きいと判定されたとする（ステップＳ１２：Ｎｏ）。この場合、基板接合装置１００は、基板３０２の接合面を基板３０１の接合面から離脱させる（離脱工程）（ステップＳ１３）。このとき、基板接合装置１００は、ヘッド４０２を上昇させて基板３０１、３０２間の隙間を広げつつ、第１押圧部４３１ａをステージ４０１に埋没させる方向（図１３（Ｂ）の矢印ＡＲ５１参照）へ移動させるとともに、第２押圧部４３２ａをヘッド４０２に埋没させる方向（図１３（Ｂ）の矢印ＡＲ５２参照）へ移動させる。ここにおいて、基板接合装置１００は、基板３０２を基板３０１から剥がす際の基板３０２の引っ張り圧力が一定となるようにヘッド４０２の上昇を制御する。また、基板接合装置１００は、ステージ４０１の中央部側の吸着部４４０ａ、４４０ｂと、ヘッド４０２の中央部側の吸着部４４０ａ、４４０ｂと、による基板３０１、３０２の吸着を再開させる。ここで、基板接合装置１００が基板３０１、３０２の吸着を再開するタイミングは、基板３０１、３０２間の隙間を広げつつ第１押圧部４３１ａをステージ４０１に埋没させ第２押圧部４３２ａをヘッド４０２に埋没させるタイミングの前後のタイミングであってもよいし、同時であってもよい。これにより、図１４（Ａ）に示すように、基板３０２が基板３０１から離脱し、基板３０１と基板３０２との接触状態が解除される。

続いて、基板接合装置１００は、予め設定された回数だけステップＳ９からステップＳ１３までの一連の処理を繰り返したか否かを判定する（ステップＳ１４）。即ち、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２同士の接触、基板３０１、３０２の位置ずれ量の算出および基板３０２の基板３０１からの離脱を、予め設定された回数だけ繰り返したか否かを判定する。基板接合装置１００は、ステップＳ９からステップＳ１３までの一連の処理の繰り返し回数が予め設定された回数に達していないと判定すると（ステップＳ１４：Ｎｏ）、再びステップＳ９の処理を実行する。

一方、基板接合装置１００によりステップＳ９からステップＳ１３までの一連の処理の繰り返し回数が予め設定された回数に達したと判定されたとする（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）。この場合、基板接合装置１００は、ステップＳ９からステップＳ１３の一連の処理を繰り返し実行することにより得られた複数の位置ずれ量の代表値（第２代表値）Δｘｃ、Δｙｃ、Δθｃを算出する（第２代表値算出工程）（ステップＳ１５）。ここで、基板接合装置１００は、複数の位置ずれ量の測定値の平均値または中間値を算出する。

その後、基板接合装置１００は、算出した位置ずれ量の代表値Δｘｃ、Δｙｃ、Δθｃの全てを位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下にするための基板３０１、３０２の補正移動量を算出する（ステップＳ１６）。ここにおいて、制御部７００は、基板３０２を基板３０１に接触させた状態での基板３０１と基板３０２との位置ずれ量の代表値Δｘｃ、Δｙｃ、Δθｃと、基板３０２が基板３０１に接触していない状態での基板３０１と基板３０２との位置ずれ量との差分に相当する移動量だけ移動させるような補正移動量を算出する。このように、基板３０１、３０２同士が接触した状態での位置ずれ量と基板３０１、３０２が接触していない状態での位置ずれ量との差分に相当する移動量だけオフセットしてアライメントすることにより、再度基板３０１、３０２同士が接触したときに同様の基板３０１、３０２の接触による位置ずれが発生すれば基板３０１、３０２の位置ずれが無くなることになる。

次に、基板接合装置１００は、２つの基板３０１、３０２の非接触状態、即ち２つの基板３０１、３０２が水平方向において自由に移動可能な状態において、２つの基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθを補正するように、位置合わせを実行する（ステップＳ１７）。ここにおいて、基板接合装置１００は、ステージ４０１が固定された状態で、ヘッド４０２をステップＳ１６で算出された補正移動量だけＸ方向、Ｙ方向およびＺ軸周りの回転方向に移動させる。このようにして、基板接合装置１００は、基板３０１の接合面と基板３０２の接合面とが離間した状態で、位置ずれ量の代表値Δｘｃ、Δｙｃ、Δθｃが小さくなるように基板３０１の基板３０２に対する相対位置を調整する（位置調整工程）。そして、基板接合装置１００は、再びステップＳ９の処理を実行する。

一方、基板接合装置１００により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であると判定されたとする（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）。この場合、基板接合装置１００は、２つの基板３０１、３０２を加圧および加熱することにより、基板３０１の基板３０２との接合面を基板３０２の基板３０１との接合面に接合させる接合処理（接合工程）を実行する（ステップＳ１９）。ここにおいて、基板接合装置１００は、図１４（Ｂ）に示すように、基板３０１、３０２を吸着している吸着部４４０ｄを停止させることにより、基板３０１、３０２の接合面全体が接触した状態にする。その後、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２の接合面全体が互いに接触した状態で、基板３０１、３０２に圧力を加えるとともに、ヒータ４２１、４２２により基板３０１、３０２を加熱する。

次に、本実施の形態に係る基板接合装置１００の動作について具体例を挙げて説明する。ここにおいて、図１５（Ａ）に示すように、ヘッド４０２がステージ４０１に対して振動しているとする。なお、図１５（Ａ）は、ヘッド４０２がステージ４０１に対して位置Ｐｏｓ１と位置Ｐｏｓ２との間で振動（矢印ＡＲ７参照）している様子を示している。ヘッド４０２がステージ４０１に対して振動している場合、図１５（Ｂ）に示すように、基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量Ｗは経時変化する。

基板接合装置１００が例えば時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に、ステップＳ９からステップＳ１４までの一連の処理を５回繰り返したところ、基板３０１、３０２の位置ずれ量Ｗが位置ずれ量閾値Ｗｔｈ以下にならなかったとする。この場合、基板接合装置１００は、ステップＳ９からステップＳ１４までの一連の処理を５回繰り返して得られた位置ずれ量の代表値Ｗ１を算出する。そして、基板接合装置１００は、算出した位置ずれ量の代表値Ｗ１に応じた補正移動量だけヘッド４０２をステージ４０１に対して移動させる。その後、基板接合装置１００は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、再びステップＳ９からステップＳ１４までの一連の処理を５回繰り返したところ、基板３０１、３０２の位置ずれ量Ｗが位置ずれ量閾値Ｗｔｈ以下にならなかったとする。この場合、基板接合装置１００は、ステップＳ９からステップＳ１４までの一連の処理を５回繰り返して得られた位置ずれ量の代表値Ｗ２を算出する。そして、基板接合装置１００は、算出した位置ずれ量の代表値Ｗ２に応じた補正移動量だけヘッド４０２をステージ４０１に対して移動させる。その後、基板接合装置１００は、時刻ｔ２以降にステップＳ９からステップＳ１２までの一連の処理を実行したときに、位置ずれ量Ｗが位置ずれ量閾値Ｗｔｈ未満に収まっていると（図１５（Ｂ）の黒丸参照）、接合処理を実行する。

以上説明したように、ヘッド４０２がステージ４０１に対して振動しており基板３０２が基板３０１に対して振動している場合、基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量の測定値はその測定のタイミングにより変動しうる。従って、例えば基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量の測定を１回だけ実行し、それにより得られる位置ずれ量に基づいて基板３０２の基板３０１に対する相対位置を調整する構成の場合、位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が生じ易い。これに対して、本実施の形態に係る基板接合装置１００は、位置測定部により、第１基板と第２基板とが接触した状態での第１基板の第２基板に対する位置ずれ量の測定を複数回繰り返し実行する。そして、基板接合装置１００は、位置測定部５００により、基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量の測定が複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の代表値が小さくなるように、基板３０２の基板３０１に対する相対位置を調整する。これにより、基板３０２が基板３０１に対して振動している場合でも位置ずれ量の測定タイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減されるので、その分、基板３０１、３０２同士を高い位置精度で接合することができる。

また、ヘッド４０２がステージ４０１に対して振動しており基板３０２が基板３０１に対して振動している場合、例えば図１４（Ｂ）に示すように、基板３０１、３０２同士を接触させた状態における基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量は基板３０１、３０２同士を接触させるタイミングにより変動しうる。従って、例えば基板３０１、３０２同士を接触させて位置ずれ量を測定し、その都度、その位置ずれ量に基づいて基板３０２の基板３０１に対する相対位置を調整する構成の場合、基板３０２の基板３０１に対する補正移動量が、基板３０１、３０２同士を接触させるタイミングによる位置ずれ量の誤差の影響を受ける。そうすると、基板３０１、３０２の位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまでに、基板３０２の基板３０１に対する相対位置の調整の繰り返し回数が増加し、基板３０１、３０２同士の接合に要する時間が長くなってしまう虞がある。

これに対して、本実施の形態に係る基板接合装置１００は、基板３０１の接合面を基板３０２の接合面との接触、基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量の測定および基板３０２の基板３０１からの離脱を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の代表値を算出する。そして、基板接合装置１００は、算出した代表値が小さくなるように基板３０２の基板３０１に対する相対位置を調整する。その後、基板接合装置１００は、前述の複数の位置ずれ量の代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまで、基板３０１の接合面を基板３０２の接合面との接触、基板３０１の基板３０２に対する位置ずれ量の測定、基板３０２の基板３０１からの離脱、複数の位置ずれ量の代表値の算出および基板３０２の基板３０１に対する相対位置の調整を繰り返す。これにより、基板３０２が基板３０１に対して振動している場合でも基板３０１、３０２同士を接触させるタイミングによる位置ずれ量の誤差の影響が低減される。従って、基板３０１、３０２の位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値以下になるまでに、基板３０２の基板３０１に対する相対位置の調整の繰り返し回数が低減されるので、基板３０１、３０２同士の接合に要する時間を短縮できるという利点がある。

更に、本実施の形態に係る基板接合装置１００は、基板３０１と基板３０２との接合が進み基板３０１と基板３０２との間で生じる摩擦力により基板３０２の基板３０１に対する移動が規制されるように基板３０２を基板３０１に押し付けた状態で、基板３０１、３０２の位置ずれ量を測定する。これにより、基板３０２が基板３０１に対して振動している場合において、基板３０２の基板３０１に対する位置ずれ量の測定値への振動の影響が低減されるので、基板３０１、３０２同士を高い位置精度で接合することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る基板接合システム並びに基板接合装置の構成は、図１乃至図５および図８に示す実施の形態１で説明した基板接合装置１００の構成と同様である。但し、基板接合装置の動作は、実施の形態１で説明した基板接合装置１００の動作と相違する。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る基板接合装置の各構成について、図１乃至図５および図８に示す符号と同じ符号を用いて説明する。

本実施の形態に係る基板接合装置１００が実行する基板接合処理について図１６を参照しながら説明する。この基板接合処理は、実施の形態１と同様に、制御部により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図１６においては、前述のラフアライメント動作は既に実行されているものとする。ラフアライメント動作後において、２つの基板３０１、３０２は、非接触状態で対向配置されている。

まず、基板接合装置１００は、図１６に示すように、ステップＳ２０１からステップＳ２１１までの一連の処理を実行する。なお、ステップＳ２０１からステップＳ２１１までの各処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ１からステップＳ１１までの各処理の内容と同様である。

基板接合装置１００は、ステップＳ２１１の処理を実行した後、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１２）。ここにおいて、制御部７００が、まず、補助記憶部７０３が記憶する位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈと、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθと、を比較する。そして、制御部７００は、比較結果に基づいて、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが、それぞれ対応する位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であるか否かを判定する。

基板接合装置１００により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈよりも大きいと判定されたとする（ステップＳ２１２：Ｎｏ）。この場合、基板接合装置１００は、基板３０２を基板３０１から離脱させる（ステップＳ２１３）。なお、ステップＳ２１３の処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ１３の処理の内容と同様である。これにより、基板３０２が基板３０１から離脱し、基板３０１と基板３０２との接触状態が解除される。

次に、基板接合装置１００は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てを位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下にするための基板３０１、３０２の補正移動量を算出する（ステップＳ２１４）。ここにおいて、制御部７００は、基板３０２を基板３０１に接触させた状態での基板３０１と基板３０２との位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθと、基板３０２が基板３０１に接触していない状態での基板３０１と基板３０２との位置ずれ量との差分に相当する移動量だけ移動させるような補正移動量を算出する。

その後、基板接合装置１００は、２つの基板３０１、３０２の非接触状態、即ち２つの基板３０１、３０２が水平方向において自由に移動可能な状態において、２つの基板３０１、３０２の相対的な位置ずれ量（第１代表値）Δｘ、Δｙ、Δθを補正するように、位置合わせを実行する（ステップＳ２１５）。ここにおいて、基板接合装置１００は、位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθが小さくなるように基板３０２の基板３０１に対する相対位置を調整する（位置調整工程）。そして、基板接合装置１００は、再びステップＳ２０９の処理を実行する。

一方、基板接合装置１００により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であると判定されたとする（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）。この場合、基板接合装置１００は、基板３０１の基板３０２との接合面を基板３０２の基板３０１との接合面に接触させてから（接触工程）、２つの基板３０１、３０２を加圧および加熱することにより基板３０１、３０２同士を接合する接合処理を実行する（ステップＳ２１６）。なお、ステップＳ２１６の処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ１９の処理の内容と同様である。

本実施の形態に係る基板接合装置１００によれば、実施の形態１で説明したような、基板３０１、３０２同士の接触、基板３０１、３０２の位置ずれ量の算出および基板３０２の基板３０１からの離脱を、予め設定された回数だけ繰り返す動作を実行しない。これにより、実施の形態１に係る基板接合装置１００に比べて、基板３０１、３０２同士の接合に要する時間が短縮される。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る基板接合装置は、図１７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ステージ２４０１、ヘッド２４０２に第１押圧機構４３１、第２押圧機構４３２が設けられていない点が実施の形態１に係る基板接合装置１００と相違する。なお、本実施の形態に係る基板接合システム並びに基板接合装置の他の構成は、実施の形態１で説明した、図１乃至図５および図８に示す基板接合装置１００の構成と同様である。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る基板接合装置と同様の構成については、図１乃至図５および図８に示す符号と同じ符号を用いて説明する。

本実施の形態に係る基板接合装置１００が実行する基板接合処理について図１７および図１８を参照しながら説明する。この基板接合処理は、実施の形態１と同様に、制御部により基板接合処理を実行するためのプログラムを起動されたことを契機として開始される。なお、図１８においては、前述のラフアライメント動作は既に実行されているものとする。ラフアライメント動作後において、２つの基板３０１、３０２は、非接触状態で対向配置されている。

まず、基板接合装置は、図１８に示すように、ステップＳ３０１からステップＳ３０５までの一連の処理を実行する。なお、ステップＳ３０１からステップＳ３０５までの各処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ１からステップＳ５までの各処理の内容と同様である。

次に、基板接合装置は、ヘッド２４０２を下方向へ移動させて基板３０１、３０２同士を近づける（ステップＳ３０６）。基板接合装置１００は、図１７（Ａ）に示すように、基板３０１、３０２間の距離が距離Ｇ２よりも短い距離Ｇ１２となるまでヘッド２４０２を下方向へ移動量させる。この距離Ｇ１２は、例えば１０μｍ程度に設定される。また、基板接合装置１００は、算出した基板３０１、３０２間の距離Ｇ２から基板３０１、３０２間の距離を距離Ｇ１２するためのヘッド２４０２の移動量を算出し、算出した移動量だけヘッド２４０２を動かす。続いて、基板接合装置は、ステップＳ３０７およびステップＳ３０８の処理を実行する。ステップＳ３０７、Ｓ３０８の処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ７、Ｓ８の処理の内容と同様である。

その後、基板接合装置は、ヘッド２４０２をステージ２４０１に近づけることにより、図１７（Ｂ）に示すように基板３０１、３０２同士を接触させる（ステップＳ３０９）。

次に、基板接合装置１００は、基板３０１の接合面が基板３０２の接合面に接触した状態で、 基板３０２の基板３０１に対する位置ずれ量を測定する（測定工程）（ステップＳ３１０）。そして、基板接合装置は、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１１）。

ここで、基板接合装置１００により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈよりも大きいと判定されたとする（ステップＳ３１１：Ｎｏ）。この場合、基板接合装置１００は、ヘッド２４０２をステージ２４０１から遠ざけることにより、基板３０２を基板３０１から離脱させる（ステップＳ３１２）。これにより、基板３０１と基板３０２との接触状態が解除される。その後、ステップＳ３１３乃至Ｓ３１６の処理が実行される。なお、ステップＳ３１３乃至Ｓ３１６の処理の内容は、実施の形態１で説明したステップＳ１４乃至Ｓ１７の処理の内容と同様である。

一方、基板接合装置により、算出した位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθの全てが、予め設定された位置ずれ量閾値Δｘｔｈ、Δｙｔｈ、Δθｔｈ以下であると判定されたとする（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）。この場合、基板接合装置は、２つの基板３０１、３０２を加圧および加熱することにより基板３０１、３０２同士を接合する接合処理を実行する（ステップＳ３１７）。ここにおいて、基板接合装置１００は、図１７（Ｂ）に示すように基板３０１、３０２の接合面全体同士が接触した状態で、吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄの全てを停止させる。その後、基板接合装置１００は、基板３０１、３０２に圧力を加えるとともに、ヒータ４２１、４２２により基板３０１、３０２を加熱する。

本実施の形態に係る基板接合装置１００は、ステージ２４０１に第１押圧機構４３１が設けられておらず、ヘッド２４０２にも第２押圧機構４３２が設けられていない。これにより、ステージ２４０１およびヘッド２４０２の構造が簡素化されるという利点がある。

（変形例）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、基板接合装置は、基板３０１と基板３０２との間で生じる摩擦力により基板３０２の基板３０１に対する移動が規制されるように、基板３０２を基板３０１に押し付けた状態で、基板３０１、３０２の位置ずれ量を測定する構成であってもよい。この場合、昇降駆動部４０６は、ヘッド４０２を下方向に移動させることにより基板３０２を基板３０１に押し付ける。そして、位置測定部５００は、基板３０２が基板３０１に押し付けられた状態で、基板３０１、３０２の位置ずれ量を測定する。

本構成によれば、基板３０１、３０２同士の仮接合がある程度進んでも基板３０２の基板３０１に対する移動が規制されない場合でも、基板３０１と基板３０２との間で生じる摩擦力により基板３０２の基板３０１に対する移動が規制される。これにより、基板３０１、３０２の接合の位置精度が向上する。

実施の形態１および実施の形態３では、基板接合装置が、基板接合処理において位置ずれ量算出処理を実行する例について説明した。但し、基板接合装置１００は、必ずしも基板接合処理において位置ずれ量算出処理を実行する構成に限定されるものではない。例えば、基板接合装置が、図９または図１６に示す位置ずれ量算出処理を実行する代わりに、位置ずれ量の測定を１回だけ実行する構成であってもよい。

各実施の形態において、補正移動量が、基板３０２の基板３０１に対する位置ずれ量を引数とする関数により決定されてもよい。なお、この関数の引数として、基板３０２の基板３０１に対する位置ずれ量以外のパラメータを含んでもよい。このようなパラメータとしては、例えばステージ４０１やヘッド４０２の移動機構に固有の誤差や位置測定部５００の誤差等を示すパラメータが挙げられる。

各実施の形態では、保持機構４４０が真空チャックから構成される場合について説明したが、これに限らず、例えば保持機構が機械式チャックや静電チャックから構成されていてもよい。或いは、保持機構が、真空チャック、機械式チャックおよび静電チャックのうちの少なくとも２種類のチャックを組み合わせた構成であってもよい。また、各実施の形態では、保持機構４４０が、円環状の吸着部４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄから構成される例について説明したが、吸着部の構造はこれに限定されるものではなく、例えばステージ４０１の上面、ヘッド４０２の下面の複数箇所に開口する孔を介して基板３０１、３０２を吸着する構造であってもよい。

各実施の形態では、距離測定部８０１が、ステージ４０１の上面の３箇所の部位とヘッド４０２の下面の３箇所の部位との間の距離を測定する例について説明した。但し、距離測定部８０１により測定する箇所の数は３箇所に限定されるものではなく、例えば２箇所以下であってもよいし４箇所以上であってもよい。また、各実施の形態では、ステージ４０１の上面とヘッド４０２の下面との間の距離と基板３０１、３０２の厚さとを測定してから基板３０１、３０２間の距離を算出する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置が、基板３０１がステージ４０１に保持され、基板３０２がヘッド４０２に保持された状態で、基板３０１、３０２間の距離を直接測定する構成であってもよい。

各実施の形態では、位置測定部５００が第１撮像部５０１、第２撮像部５０２を有する例について説明したが、位置測定部５００の構成はこれに限定されるものではなく、例えば位置測定部が、撮像部を１つだけ有し、この撮像部をＸ方向またはＹ方向へ移動させることにより撮影画像ＧＡａ，ＧＡｂを逐次的に撮影する構成であってもよい。

また、実施の形態では、基板接合装置１００において基板３０１、３０２の加圧および加熱が実行される例について説明したが、この構成に限定されない。基板接合装置１００とは異なる装置において、基板３０１、３０２の加圧処理および／または加熱処理が実行される構成であってもよい。例えば基板接合装置１００が、基板３０１、３０２の仮接合までを実行し、その後、他の加熱装置（図示せず）において加熱処理が実行される構成であってもよい。この場合、加熱処理は、１８０℃で２時間程度の条件に設定される。これにより、生産効率向上を図ることができる。

更に、実施の形態では、基板３０１、３０２同士の接合方法として親水化接合を採用する例について説明したが、採用される接合方法はこれに限定されず他の接合方法が採用されてもよい。例えば表面活性化直接接合方法を採用してもよい。或いは、金属やハンダ系材料を介した基板同士の接合方法を採用してもよい。

また、実施の形態では、基板３０１、３０２同士を真空中で接合する構成について説明したが、これに限らず、基板３０１、３０２同士を大気圧下で接合する構成であってもよいし、或いは、任意の気体が充填された雰囲気下で接合する構成であってもよい。

更に、実施の形態では、ステージ４０１に対してヘッド４０２が移動する構成について説明したが、これに限らず、例えばヘッド４０２に対してステージ４０１が移動する構成であってもよい。

また、実施の形態では、ピエゾアクチュエータ４１１と第２圧力センサ４１２とが水平面内において同じ位置にある構成について説明したが、これに限らず、水平面内においてピエゾアクチュエータ４１１の位置と第２圧力センサ４１２の位置とが異なっていてもよい。

更に、実施の形態では、第１撮像部５０１、第２撮像部５０２から出射され、基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａで反射された赤外光を第１撮像部５０１、第２撮像部５０２で検出することにより、基板３０１、３０２の位置ずれを測定する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板３０１、３０２の厚さ方向における一方から基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａに向けて照射した赤外光を、基板３０１、３０２の厚さ方向における他方で検出する構成であってもよい。或いは、可視光を用いて基板３０１、３０２のアライメントマークＭＫ１ａ，ＭＫ２ａを直接読み取ることにより、基板３０１、３０２の位置ずれ量を測定する構成であってもよい。

また、実施の形態では、洗浄装置９４０において基板３０１、３０２の洗浄が実施された後、接合面処理装置６００において基板３０１、３０２の接合面の活性化処理および親水化処理が実行され、その後、接合装置１００において基板３０１、３０２の接合が実行される例について説明した。但し、基板３０１、３０２の洗浄、活性化処理および親水化処理、接合の順序はこれに限定されない。例えば、基板３０１、３０２の接合面の活性化処理および親水化処理が実行された後、基板３０１、３０２の洗浄が実施され、その後、基板３０１、３０２の接合が実行されてもよい。

更に、実施の形態では、接合面処理装置６００において基板３０１、３０２の親水化処理が実行される例について説明したが、親水化処理が実行される場所は接合面処理装置６００に限定されるものではない。例えば、ロードロック室９１０において基板２０１、３０２の親水化処理が実行される構成であってもよい。

１００：基板接合装置、２００，６０１：チャンバ、２０１：真空ポンプ、２０２Ｂ，２０２Ｃ：排気管、２０３Ｂ，２０３Ｃ：排気弁、３０１，３０２：基板、４０１，６０３，２４０１：ステージ、４０２，２４０２：ヘッド、４０３：ステージ駆動部、４０４：ヘッド駆動部、４０５：ＸＹ方向駆動部、４０６：昇降駆動部、４０７：回転駆動部、４０８：第１圧力センサ、４１１：ピエゾアクチュエータ、４１２：第２圧力センサ、４２０：基板加熱部、４２１，４２２：ヒータ、４３１：第１押圧機構、４３１ａ：第１押圧部、４３１ｂ：第１押圧駆動部、４３２：第２押圧機構、４３２ａ：第２押圧部、４３２ｂ：第２押圧駆動部、４４０：保持機構、４４０ａ，４４０ｂ，４４０ｃ，４４０ｄ：吸着部、５００：位置測定部、５０１：第１撮像部、５０２：第２撮像部、５０３：窓部、５０４，５０５：ミラー、６００：接合面処理装置、６１０：活性化処理部、６１１：プラズマ発生源、６１２：トラップ板、６１３：バイアス電源、６２０：親水化処理部、６２１：水蒸気発生装置、６２２：供給弁、６２３：供給管、７００：制御部、７０１：ＭＰＵ、７０２：主記憶部、７０３：補助記憶部、７０４：インタフェース、７０５：バス、８００：外形アライメント装置、８０１：距離測定部、８０２：基板厚さ測定部、８１０：エッジ認識センサ、９１０：ロードロック室、９２０：第２搬送装置、９２１：真空搬送ロボット、９３０：第１搬送装置、９３１：大気搬送ロボット、９４０：洗浄装置、９５０：反転装置、９６１：導入ポート、９６２：取り出しポート、ＧＡａ，ＧＡｂ：撮影画像、ＭＫ１ａ，ＭＫ１ｂ，ＭＫ２ａ，ＭＫ２ｂ：アライメントマーク

Claims (13)

1. 第１アライメントマークが設けられた第１基板と第２アライメントマークが設けられた第２基板とを接合する基板接合方法であって、
   前記第１アライメントマークの前記第２アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第１基板の前記第２基板に対する相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返す測定工程と、
   前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第１代表値を算出する第１代表値算出工程と、
   前記第１代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、
   前記第１代表値が予め設定された位置ずれ量閾値以下の場合、前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接触させる接触工程と、を含む、
   基板接合方法。
2. 前記第２基板は、前記第１基板に対して振動している、
   請求項１に記載の基板接合方法。
3. 前記測定工程において、撮像部により撮像される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとを含む撮像画像に基づいて、前記第１基板の前記第２基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する、
   請求項１または２に記載の基板接合方法。
4. 第１基板と前記第１基板に対して振動している第２基板とを接合する基板接合方法であって、
   前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接触させる接触工程と、
   前記第１基板の接合面が前記第２基板の接合面に接触した状態で、前記第１基板の前記第２基板に対する位置ずれ量を測定する測定工程と、
   前記第１基板の前記第２基板との接合面を前記第２基板の前記第１基板との接合面に接合させる接合工程と、
   前記第１基板の接合面を前記第２基板の接合面から離脱させる離脱工程と、
   前記接触工程、前記測定工程および前記離脱工程を複数回繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の第２代表値を算出する第２代表値算出工程と、
   前記第１基板の接合面と前記第２基板の接合面とが離間した状態で、前記第２代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する相対位置を調整する位置調整工程と、を含み、
   前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を繰り返し実行し、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記接合工程を行い、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記第２代表値算出工程と前記位置調整工程とを行う、
   基板接合方法。
5. 前記測定工程において、前記第１基板と前記第２基板との仮接合が進むことにより前記第２基板の前記第１基板に対する移動が規制され前記第２基板が前記第１基板に対して振動していない状態で、前記位置ずれ量を測定する、
   請求項４に記載の基板接合方法。
6. 前記測定工程において、前記第１基板と前記第２基板との間で生じる摩擦力により前記第２基板の前記第１基板に対する移動が規制され前記第２基板が前記第１基板に対して振動していない状態となるように、前記第２基板を前記第１基板に押し付けた状態で、前記位置ずれ量を測定する、
   請求項４に記載の基板接合方法。
7. 前記接合工程において、前記第１基板と前記第２基板との加圧および加熱の少なくとも一方を行うことにより本接合する、
   請求項４から６のいずれか１項に記載の基板接合方法。
8. 前記第２代表値は、中間値または平均値である、
   請求項４から７のいずれか１項に記載の基板接合方法。
9. 前記接触工程の前に、前記第１基板の接合面と前記第２基板の接合面とに水またはＯＨ含有物質を付着させる親水化処理を行う親水化処理工程を更に含む、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の基板接合方法。
10. 第１アライメントマークが設けられた第１基板と第２アライメントマークが設けられた第２基板とを接合する基板接合装置であって、
    前記第１基板を支持する第１支持台と、
    前記第１支持台に対向して配置され、前記第１支持台に対向する側で前記第２基板を支持する第２支持台と、
    前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１支持台と前記第２支持台とが互いに近づく第１方向または前記第１支持台と前記第２支持台とが離れる第２方向に移動させる支持台駆動部と、
    前記第１アライメントマークの前記第２アライメントマークに対する相対的な位置ずれ量から前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における、前記第１基板の前記第２基板に対する相対的な位置ずれ量を測定する測定部と、
    前記測定部が前記相対的な位置ずれ量を測定することを複数回繰り返して得られる複数の相対的な位置ずれ量の第１代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
    前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、前記第１代表値を算出する制御部と、を備える、
    基板接合装置。
11. 第１基板と第２基板とを接合する基板接合装置であって、
    前記第１基板を支持する第１支持台と、
    前記第１支持台に対向して配置され、前記第１支持台に対向する側で前記第２基板を支持する第２支持台と、
    前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１支持台と前記第２支持台とが互いに近づく第１方向または前記第１支持台と前記第２支持台とが離れる第２方向に移動させる支持台駆動部と、
    前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を前記第１方向に移動させることにより前記第１基板と前記第２基板とが接触した状態において、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における、前記第１基板と前記第２基板との位置ずれ量を測定する測定部と、
    前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整部と、
    前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部それぞれの動作を制御するとともに、複数の位置ずれ量の第２代表値を算出する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記支持台駆動部、前記測定部および前記位置調整部を制御して、前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第２方向に移動させることにより前記第１基板を前記第２基板から離脱させる離脱工程、前記支持台駆動部が前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を、前記第１方向に移動させることにより前記第１基板と前記第２基板とを接触させる接触工程および前記測定部が前記第１基板と前記第２基板とが接触した状態での前記位置ずれ量を測定する測定工程を繰り返し実行し、
    前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下の場合、前記第１基板を前記第２基板に接合する接合工程を行い、
    前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を予め設定された複数回数だけ繰り返し実行した後においても前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きい場合、前記離脱工程、前記接触工程および前記測定工程を前記複数回数だけ繰り返し実行することにより得られる複数の位置ずれ量の前記第２代表値を算出する第２代表値算出工程と、前記位置調整部が前記第２代表値が小さくなるように前記第１基板の前記第２基板に対する前記第１方向および前記第２方向に直交する方向における相対位置を調整する位置調整工程とを行う、
    基板接合装置。
12. 前記支持台駆動部は、前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を前記第１方向に移動させることにより、前記第１基板と前記第２基板とを接触させ、
    前記測定部は、前記第１基板と前記第２基板との仮接合が進むことにより前記第２基板の前記第１基板に対する移動が規制され前記第２基板が前記第１基板に対して振動していない状態で、前記位置ずれ量を測定する、
    請求項１１に記載の基板接合装置。
13. 前記支持台駆動部は、前記第１支持台と前記第２支持台との少なくとも一方を前記第１方向に移動させることにより前記第２基板を前記第１基板に押し付け、
    前記測定部は、前記第２基板が前記第１基板に押し付けられた状態で、前記位置ずれ量を測定する、
    請求項１１に記載の基板接合装置。

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