CN101779270A - 基板贴合装置及基板贴合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板贴合装置，具备：第一工作台(T1)，其保持2片晶片(W1、W2)中的一方的晶片(W1)；载台装置(30，其以能够与一方的晶片(W1)相面对的朝向保持另一方的晶片(W2)，并且能够至少在XY平面内移动；干涉仪***(40)，其计测载台装置(30)在XY平面内的位置信息；第一标记检测***(M1)，其能够检测包括由载台装置(30)保持的晶片(W2)的对准标记的对象标记；第二标记检测***(M2)，其固定于载台装置(30)的一部分(第二工作台(T2))，能够检测包括由第一工作台(T1)保持的晶片(W1)的对准标记的对象标记。

Description

基板贴合装置及基板贴合方法

技术领域

本发明涉及基板贴合装置及基板贴合方法，具体来说是将2片基板对齐位置地贴合的基板贴合装置及基板贴合方法。

背景技术

近年来，将通信、信息处理的内容从文字信息复杂化为图像、声音、动画，需要高速地传输、进而处理大容量的信息。由此，例如在移动电话、笔记本个人电脑、音频机器、数码相机等移动型的电子机器的制造领域中，为了应对电子机器的进一步的高功能化和小型化，正在推进电子机器中所用的半导体设备的安装技术的改良。

这里，近年来半导体设备的安装技术从平面配置多个半导体芯片的2维排列安装进步到了立体重叠多个半导体芯片的3维层叠安装。由此，半导体芯片间的配线变短，半导体设备的动作速度提高，并且大幅度提高1个半导体设备中搭载的电路元件的安装面积效率。

另外，为了提高制造成本的效能，作为半导体设备的组装(packaging)技术，如下所述的技术正在发展之中，即不再是芯片水平的组装技术而是晶片水平的组装技术，也就是说不再将形成有多个电路元件的半导体基板(晶片)单片化为芯片，而是一直以晶片的状态进行再配线、树脂密封、直至端子加工的组装工序，最后单片化而组装成设备。

在这样的背景之下正在开发一种将2片半导体晶片等基板贴合的基板贴合装置。这里，2片半导体晶片被按照使形成于它们的表面上的多个电极相互接合的方式贴合。因此，在基板贴合装置中半导体晶片的位置对齐(对准)技术是最重要的技术之一。

以往，作为对准技术如专利文献1中所公布的那样采用如下所述的方法，即通过在使2片半导体晶片的表面相面对的状态下，例如使用2视野照相机或2视野显微镜，检测出设于保持2片半导体晶片的夹具上的基准标记来对齐2片半导体晶片的位置。然而，由于半导体晶片逐年地直径扩大化，例如增大到8英寸、12英寸，因此在将保持半导体晶片的夹具安装于基板贴合装置上等时，有时会产生半导体晶片与利用静电吸附等来保持该半导体晶片的夹具之间的位置错移。该位置错移必然会成为无法忽视的程度的对准误差的要因。

专利文献1：国际公开第2005/067046号小册子

发明内容

根据本发明的第一方式，提供一种基板贴合装置，其是将2片基板贴合的基板贴合装置，具备：第一载台，其保持上述2片基板的一方；第二载台，其以能够与上述一方的基板相面对的朝向保持上述2片基板的另一方，并且至少能够在二维平面内移动；位置计测***，其计测上述第二载台的至少上述二维平面内的位置信息；第一检测***，其能够检测出包括由上述第二载台保持的基板的标记的对象标记；第二检测***，其搭载于上述第二载台，能够检测出包括由上述第一载台保持的基板的标记的对象标记。

这里，基板是如下的概念，即除了半导体晶片等基板以外，还包括半导体芯片，另外并不限于单层的半导体晶片(或者单层的半导体芯片)，还包括层叠有多个半导体晶片(多个半导体芯片)的基板。本说明书中以该意思来使用基板之类的用语。

根据该方式，2片基板分别由第一载台及第二载台保持。另外，由第一载台保持的基板的标记可以利用搭载于能够在二维平面内移动的第二载台上的第二检测***检测出，并且由第二载台保持的基板的标记能够利用第一检测***检测出。另外，利用位置计测***计测第二载台的至少二维平面内的位置信息。因此，如果使用第二检测***所得的由第一载台保持的基板的标记的检测结果、第一检测***所得的由第二载台保持的基板的标记的检测结果、各标记检测时的位置计测***的计测结果，则能够将2片基板精度优良地对齐位置而贴合。

根据本发明的第二方式，提供如下的第一基板贴合方法，其是将2片基板贴合的基板贴合方法，包括：第一工序，其使第一构件保持上述2片基板的一方的第一基板；第二工序，其使能够至少在上述第一构件相面对的二维平面内移动的第二构件保持上述2片基板的另一方的第二基板；第三工序，其使用第一检测***和搭载于上述第二构件上的第二检测***，分别检测出共用的基准标记；第四工序，其使用上述第一检测***检测出由上述第二构件保持的上述第二基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的上述第二构件的位置信息；第五工序，其使用上述第二检测***检测出由上述第一构件保持的上述第一基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的上述第二构件的位置信息；第六工序，其基于上述第三工序、第四工序及第五工序的结果，将上述2片基板重合。

根据该方式，使第一构件、能够至少在第一构件相面对的二维平面内移动的第二构件分别保持第一基板、第二基板。此外，使用第一检测***、第二检测***检测出共用的基准标记。另外，使用第一检测***检测出由第二构件保持的第二基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的第二构件的位置信息。另外，使用第二检测***检测出由第一构件保持的第一基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的第二构件的位置信息。此外，基于第一检测***、第二检测***所得的基准标记的检测结果、第一检测***所得的多个对准标记的检测结果及检测时的第二构件的位置信息、第二检测***所得的多个对准标记的检测结果及检测时的第二构件的位置信息，将2片基板重合。这样就能够将2片基板在精度优良地对齐位置的状态下贴合。

根据本发明的第三方式，提供如下的第二基板贴合方法，其是将2片基板贴合的基板贴合方法，包括：第一工序，其使第一构件与规定的二维平面平行地保持上述2片基板中的一方的第一基板；第二工序，其计测包括由上述第一构件保持的上述第一基板在上述二维平面内的旋转方向的位置信息；第三工序，其使能够在上述二维平面内移动的第二构件保持上述2片基板中的另一方的第二基板；第四工序，其调整由上述第二构件保持的上述第二基板相对于由上述第一构件保持的上述第一基板的相对位置，将两个基板贴合。

根据该方式，在计测由第一构件保持的第一基板在上述二维平面内的旋转方向的位置信息后，使能够在上述二维平面内移动的第二构件保持第二基板，此外，调整由第二构件保持的第二基板相对于由第一构件保持的第一基板的相对位置而将两个基板贴合。由此，既可以在考虑到包括由第一构件保持的第一基板在上述二维平面内的旋转方向的位置信息的计测结果，调整了第二基板的位置的状态下，使第二构件保持第二基板，也可以在将第二基板搭载于第二构件上后调整第二基板的位置。无论怎样，都可以将2片基板精度优良地对齐位置而贴合。

附图说明

图1是概略性地表示第一实施方式的基板贴合装置的构成的图。

图2是用于说明第二工作台(载台)与干涉仪的配置及基准坐标系的载台装置的俯视图。

图3(A)是表示标记板的俯视图，图3(B)是表示标记板的仰视图，图3(C)是将图3(A)的A-A线剖面局部省略而与第一标记检测***、第二标记检测***一起表示的图，图3(D)是表示基准标记的其他例子的图。

图4(A)及图4(B)是用于说明滑动式的标记板驱动装置的构成等的图，图4(C)及图4(D)是用于说明折叠式的标记板驱动装置的构成等的图，图4(E)及图4(F)是用于说明旋转式的标记板驱动装置的构成等的图。

图5是表示第一实施方式的基板贴合装置的控制***的主要构成的框图。

图6是表示基板贴合方法的过程的流程图。

图7是表示执行基板贴合工序之前的基板贴合装置的状态的图。

图8是用于说明基板贴合方法的步骤S1(使第一工作台保持晶片的步骤)的图。

图9(A)是用于说明基板贴合方法的步骤S2(对由第一工作台保持的晶片的搜索对准工序)的图，图9(B)是用于说明在搜索对准中计测的对准标记与指标中心的位置关系的图。

图10是用于说明基板贴合方法的步骤S3(使第二工作台保持晶片的步骤)的图。

图11(A)是用于说明基板贴合方法的步骤S4(使用第一标记检测***检测出由第二工作台保持的晶片的对准标记的步骤)的图，图11(B)是用于说明步骤S4中计测的对准标记与指标中心的位置关系的图。

图12(A)是用于说明基板贴合方法的步骤S5(基线计测工序)的图，图12(B)及图12(C)是用于说明基线的计测原理的图。

图13(A)是用于说明基板贴合方法的步骤S6(使用第二标记检测***检测出由第一工作台保持的晶片的对准标记的步骤)的图，图13(B)是用于说明步骤S6中计测的对准标记与指标中心的位置关系的图。

图14是用于说明基板贴合方法的步骤S7(将2片晶片重合的步骤)的图。

图15是概略性地表示第二实施方式的基板贴合装置的构成的图。

图16是用于说明图15的基板贴合装置中的载台与干涉仪的配置及基准坐标系的载台装置的俯视图。

图17是表示第二实施方式的基板贴合装置的控制***的主要构成的框图。

图18是表示在第二实施方式中执行基板贴合工序之前的基板贴合装置的状态的图。

图19是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S1(使第一工作台保持晶片的步骤)的图。

图20是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S2(对由第一工作台保持的晶片的搜索对准工序)的图。

图21是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S3(使第二工作台保持晶片的步骤)的图。

图22是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S4(使用第一标记检测***检测出由第二工作台保持的晶片的对准标记的步骤)的图。

图23是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S5(基线计测工序)的图。

图24是用于说明第二实施方式的基板贴合方法的步骤S6(使用第二标记检测***检测出由第一工作台保持的晶片的对准标记的步骤)的图。

图25是用于说明基板贴合方法的步骤S7(将2片晶片重合的步骤)的图。

图26是概略性地表示第三实施方式的基板贴合装置的构成的图。

图27是表示第三实施方式的基板贴合装置的控制***的主要构成的框图。

图28是概略性地表示第三实施方式的基板贴合装置的变形例的一例的构成的图。

图29(A)～图29(C)是用于说明标记板的变形例的一例的图。

图30(A)～图30(E)是用于说明标记板的变形例的其他例子的图。

具体实施方式

《第一实施方式》

下面，基于图1～图14对本发明的第一实施方式进行说明。图1中概略性地表示了第一实施方式的基板贴合装置100的构成。

如后所述，在基板贴合装置100中设有第一标记检测***M1及干涉仪***40(参照图1、图2)。以下，将与第一标记检测***M1的光轴(与检测中心一致)O_M1平行的方向设为Z轴方向，在与光轴O_M1正交的面内，将图1的纸面内左右方向设为X轴方向，将纸面正交方向设为Y轴方向，将绕着X轴、Y轴及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θx方向、θy方向及θz方向进行说明。而且，以将后述的基准面S_M内的基准轴O_X和基准轴O_Y1分别设为X、Y轴的XY坐标系作为基准坐标系(参照图2)。

基板贴合装置100具备：框架10、第一工作台装置20、载台装置30、干涉仪***40及基准标记装置50、以及第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2等。

框架10具备：在平行于XY面的地面F上方水平地(与地面F平行地)配置的顶板部12；从下方支承顶板部12的多根、例如4根支腿部11(图1中的纸面里侧的支腿部未图示)。另外，在地面F上水平地(与地面F平行地)设置有载台平台13。

在顶板部12的下面的中央的-X侧规定距离的位置向下地(朝向-Z地)固定有上述的第一标记检测***M1。标记检测***M1在这里由具有指标的显微镜(或摄像装置)构成。这里，标记检测中心M1被按照使穿过其检测中心(指标中心)的中心轴(光轴)O_M1与后述的基准面S_M正交的方式固定于顶板部12的下面。标记检测***M1的对焦点，即检测出检测对象物的检测点被调整为位于基准面S_M上。本实施方式的基板贴合装置100中，作为贴合对象的2片半导体晶片(以下简称为晶片)W1、W2被按照在包括标记检测***M1的检测点的XY平面(水平面)中，即在基准面S_M中使相互的表面一致的方式重合。换言之，本实施方式中，所谓基准面S_M是指标记检测***M1的检测面，并且是晶片W1、W2的重合基准面。

在标记检测***M1的内部的像面或其共轭面中设有指标，该指标的中心为标记检测***M1的检测中心。因此，标记检测***M1中一旦在检测视野(检测区域)内对象标记被定位，就能够计测以指标中心(即中心轴O_M1)为基准的对象标记的XY位置。这里，由于标记检测***M1的光学***的光轴O_M1穿过指标中心，因此也将光轴O_M1称作中心轴O_M1或指标中心O_M1。

第一工作台装置20设于比顶板部12的下面的中央略靠+X侧的位置。第一工作台装置20具备：水平地配置于顶板部12的下方的第一工作台T1、将第一工作台T1悬吊支承在顶板部12的下方并且沿垂直方向(Z轴方向)驱动的第一工作台驱动装置21。图1中，晶片W1被借助晶片夹具(以下简称为夹具)H1安装于第一工作台T1上。这里，晶片W1例如利用静电吸附而被夹具H1保持，夹具H1例如利用真空吸附被第一工作台T1保持。但是并不限定于此，第一工作台装置20也可以利用静电吸附或机械的保持机构将夹具H1保持在第一工作台处，还可以利用真空吸附将晶片W1保持在夹具H1处。但是，如后所述，如果考虑到在贴合后夹具H1被向加热化装置搬送，则最好在夹具H1中尽可能没有开口部。

第一工作台驱动装置21在由第一工作台T1保持的晶片W1的表面与基准面SM一致的位置(第一位置)和该第一位置的上方(+Z方向)的第二位置(退避位置)之间驱动第一工作台T1。

载台装置30具备：载台ST，其能够在载台平台13上沿X轴方向及Y轴方向以规定行程移动，并且还能够沿θz方向进行微小旋转；设于载台ST上的第二工作台驱动装置31；利用第二工作台驱动装置31被大致水平地支承的第二工作台T2；设于该第二工作台T2上的晶片载放部32。

载台ST借助设于其底面的多个非接触轴承，例如空气轴承悬浮支承在载台平台13上，利用包括线性电机等的载台驱动装置15(参照图5)，沿着载台平台13的上面(导引面)在X轴方向、Y轴方向及θz方向上驱动。而且，载台驱动装置15并不限于线性电机，也可以使用旋转电机与滚珠丝杠(或进给丝杠)的组合、或者平面电机等任意类型的驱动装置来构成。

第二工作台驱动装置31由分别设置在不处于载台ST上的同一直线上的3点的3个Z驱动部33(参照图2)构成。3个Z驱动部33分别具有例如音圈电机等致动器，在3个点支承第二工作台T2，在各支承点沿Z轴方向微小驱动。因此，利用3个Z驱动部33构成将第二工作台T2沿Z轴方向、θx方向及θy方向微小驱动的Z倾斜驱动机构。

晶片载放部32能够利用未图示的驱动机构沿θz方向进行微小旋转，也被称作θz工作台。在晶片载放部32上，与晶片夹具H1相面对地(朝上地)例如利用真空吸附保持着例如利用静电吸附保持晶片W2的夹具H2。即，在晶片载放部32的上面借助夹具H2保持着晶片W2。

利用上述的载台装置30的构成，第二工作台T2就能够在全部6个自由度(X、Y、Z、θx、θy、θz)方向驱动。即，由第二工作台T2保持的晶片W2能够在全部6个自由度方向移动。而且，第二工作台T2能够利用第二工作台驱动装置31，在包括由第二工作台T2保持的晶片W2的表面与基准面S_M一致的第二工作台T2的位置的Z轴方向的规定范围内驱动。

另外，如图1所示，在第二工作台T2上面的-X方向的端部附近朝上地(朝向+Z方向地)搭载有第二标记检测***M2。在本实施方式中，由于第二标记检测***M2固定于第二工作台T2上，因此在载台装置30在XY平面内移动时，第二标记检测***M2也与该载台装置30一体地移动。以下除去特别必需的情况以外，对于第二标记检测***M2的移动省略说明，仅对载台装置30的移动进行说明。而且，图2中第二标记检测***M2位于后述的基准标记板51的下方(图2的纸面里侧)。

第二标记检测***M2由与第一标记检测***M1相同的显微镜(或摄像装置)构成。标记检测***M2被如下地固定于载台ST上，即在第二工作台T2的姿势被设定为第二工作台T2上面平行于XY平面(及基准面S_M)的姿势(以下为了方便称作基准姿势)时，穿过其检测中心(指标中心)的中心轴(光轴)O_M2与基准面S_M正交。因此，在第二工作台T2处于基准姿势时，中心轴O_M2与上述的中心轴O_M1平行。

另外，在标记检测***M2的内部的像面或其共轭面中设有指标，该指标的中心为标记检测***M2的检测中心。标记检测***M2在按照使其对焦点，即检测出检测对象物的检测点位于基准面S_M上的方式调整了第二工作台T2的Z轴方向的位置的状态下，一旦在其检测视野(检测区域)内对象标记被定位，就可以计测以指标中心(即中心轴O_M2)为基准的对象标记的XY位置。这里，由于标记检测***M2的光学***的光轴O_M2穿过指标中心，因此也将光轴O_M2称作中心轴O_M2或指标中心O_M2。

而且，在图1及图2所示的状态下，按照使第二标记检测***M2的中心轴O_M2与第一标记检测***M1的中心轴O_M1一致的方式，更准确地说是按照使标记检测***M1、M2的检测视野例如在约100nm的范围内一致的方式，将载台装置30(载台ST)定位。

而且，为了进行后述的对准计测而使载台装置30移动的移动行程需要为第二工作台T2的X轴及Y轴方向的宽度的至少2.5倍～3倍左右。具体来说，X轴方向的移动行程被设定为约100～120cm，相对于第二工作台T2的X轴方向的长度，例如约40cm而言足够长。但是，图1中，为了作图的方便比实际更短地描绘载台平台13的X轴方向的长度，另外将后述的X干涉仪40X的安装位置靠近第二工作台T2地描绘。

如图2所示，在第二工作台T2上面的-X端部、+Y端部，与第二工作台T2上面垂直地分别固定有：由具有与X轴垂直的反射面的平面反射镜构成的X移动镜42X、由具有与Y轴垂直的反射面的平面反射镜构成的Y移动镜42Y。移动镜42X、42Y是在利用干涉仪***40(参照图5)的第二工作台T2(载台装置30)的位置计测时使用的。而且，也可以取代移动镜42X、42Y的至少一方，对第二工作台T2的端面进行镜面加工而形成反射面(相当于移动镜的反射面)。

如图2所示，干涉仪***40包括X干涉仪40X、第一Y干涉仪及第二Y干涉仪40Y1、40Y2，并且计测第二工作台T2(载台装置30)在XY平面内的位置(X、Y、θz)。

如图1及图2所示，X干涉仪40X俯视时(从+Z方向看)与平行于X轴的基准轴O_X沿±Y方向相隔相同的距离，将2条平行于X轴的测长光束IBX_B、IBX_M沿着同一XY平面上的光路向X移动镜42X照射。而且，图1中，测长光束IBX_B、IBX_M在垂直纸面方向重合。另外，X干涉仪40X在-Z方向上离开测长光束IBX_B、IBX_M的光路规定距离，并且沿着俯视时平行于沿着基准轴O_X的X轴的光路，将测长光束IBX_L向X移动镜42X照射(参照图1、图2)。此外，如图1所示，X干涉仪40X向设于第一标记检测***M1的侧面的X参照镜42X_S照射平行于X轴的参照光束IBX_S。这样，X干涉仪40X分别接受测长光束IBX_B、IBX_M、IBX_L及参照光束IBX_S的反射光，求出以X参照镜42X_S的X轴方向的位置(X位置)作为基准的X移动镜42X的反射面上的测长光束IBX_B、IBX_M、IBX_L各自的照射点的X位置。而且，基准轴O_X及测长光束IBX_L的光路与中心轴(光轴)O_M1分别正交。

如图2所示，第一Y干涉仪40Y1沿着俯视时与平行于Y轴的基准轴O_Y1重合的在Z轴方向离开规定距离的2条光路，将测长光束IBY1_U、IBY1_L(测长光束IBY1_L在图2中与IBY1_U重合)向Y移动镜42Y照射。第一Y干涉仪40Y1还将平行于Y轴的参照光束(未图示)向设于第一标记检测***M1的侧面的参照镜(未图示)照射。这样，第一Y干涉仪40Y1分别接受测长光束IBY1_U、IBY1_L及参照光束的反射光，求出以参照镜的Y轴方向的位置(Y位置)作为基准的Y移动镜42Y的反射面上的测长光束IBY1_U、IBY1_L各自的照射点的Y位置。而且，基准轴O_Y1、测长光束IBY1_L分别与基准轴O_X、测长光束IBX_L的光路在中心轴(光轴)O_M1上的点处正交。另外，测长光束IBY1_U的光路与位于和测长光束IBX_B、IBX_M相同的XY平面上的、平行于基准轴O_X的轴在中心轴(光轴)O_M1上的点处正交。

同样地，第二Y干涉仪40Y2沿着俯视时与平行于Y轴的基准轴O_Y2重合的在Z轴方向离开规定距离的2条光路，将测长光束IBY2_U、IBY2_L(测长光束IBY2_L在图2中与IBY2_U重合)向Y移动镜42Y照射。第二Y干涉仪40Y2内置有参照镜，向该参照镜照射参照光束。这样，接受测长光束IBY2_U、IBY2_L及参照光束的反射光，求出以参照镜的Y位置作为基准的Y移动镜42Y的反射面上的Y测长光束IBY2_U、IBY2_L各自的照射点的Y位置(即，与测长光束IBY2_U、IBY2_L的光路长度大致一致)。基准轴O_Y2从基准轴O_Y1起在+X方向上离开与第二标记检测***M2(的检测中心)和晶片W2(的载放中心)的X轴方向的离开距离相同的程度。而且，基准轴O_Y2、测长光束IBY2_L分别与基准轴O_X、测长光束IBX_L的光路正交。另外，测长光束IBY2_U的光路与位于和测长光束IBX_B、IBX_M相同的XY平面上的、平行于基准轴O_X的轴正交。而且，作为第二Y干涉仪40Y2，也可以使用与第一Y干涉仪40Y1相同的干涉仪，并且将该干涉仪用的参照镜以悬吊于顶板部12的状态固定。

而且，在图2所示的状态下，虽然Y干涉仪40Y1的测长光束IBY1_U、IBY1_L、以及Y干涉仪40Y2的测长光束IBY2_U、IBY2_L两者被向Y移动镜42Y照射，然而随着第二工作台T2(载台装置30)的X位置不同，例如当从图2所示的状态起第二工作台T2沿-X方向或+X方向移动时，会分别产生仅照射Y干涉仪40Y1的测长光束IBY1_U、IBY1_L、或者仅照射Y干涉仪40Y2的测长光束IBY2_U、IBY2_L的状况。因此，控制装置120(参照图5)根据第二工作台T2的X位置，从2个Y干涉仪40Y1、40Y2当中，选择使用测长光束被向Y移动镜42Y照射的干涉仪。这里，在第二工作台T2沿X轴方向移动的情况下，由干涉仪***40计测的第二工作台T2的Y位置需要成为连续的值。因此，控制装置120在来自相邻的2个Y干涉仪的测长光束被向Y移动镜42Y同时照射的状态下，在相邻的Y干涉仪间进行计测值的交接及所用的干涉仪的切换(连接处理)。

此后，控制装置120基于X干涉仪40X的计测结果，即基于与测长光束IBX_B、IBX_M的照射点的X位置的计测结果的平均值的差，算出第二工作台T2的X位置和θz方向的位置(旋转角θz)。另外，控制装置120基于第二工作台T2的X位置(或测长光束IBX_B、IBX_M的某个的照射点的X位置的计测结果)和测长光束IBX_L的照射点的X位置的计测结果的差，算出第二工作台T2的θy方向的位置(旋转角θy)。另外，控制装置120根据第一Y干涉仪及第二Y干涉仪40Y1、40Y2的计测结果，即根据测长光束IBY1_U、IBY2_U的照射点的Y位置的计测结果，算出第二工作台T2的Y位置。另外，控制装置120分别基于测长光束IBY1_U、IBY1_L的照射点的Y位置的计测结果的差、测长光束IBY2_U、IBY2_L的照射点的Y位置的计测结果的差，算出第二工作台T2的θx方向的位置(旋转角θx)。

而且，在Y干涉仪40Y1、40Y2中，利用控制装置120，与第二工作台T2(载台装置30)的X位置对应地在相邻的Y干涉仪间进行上述的连接处理，在以下说明中只要不是特别需要，则省略针对该连接处理的说明。

如图1所示，基准标记装置50具有标记板51、驱动它的标记板驱动装置52。

在本实施方式的基板贴合装置100中，由于使用相面对的标记检测***M1、M2同时检测基准标记的表背面，因此需要用于有效地抑制或者防止标记板与标记检测***的光轴的正交度不够充分时的、由Harbing效应造成的检测误差的产生的对策。因此，本实施方式中，采用薄膜方式的标记板51。

图3(A)～图3(C)中表示了膜片方式的标记板51。其中，图3(A)中表示标记板51的俯视图，图3(B)中表示标记板51的仰视图，图3(C)中将标记板51的图3(A)中的A-A线剖面局部省略并与第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2一起表示。

如将图3(B)及图3(C)综合时所看到的那样，标记板51具备基底构件57和标记构件54，其中基底构件57由在一个端部附近形成了内周面被制成锥形的、一边例如为1mm左右的近似正方形的开口的规定厚度(例如1～2mm)的板状的硅Si制成，标记构件54是贴附在基底构件57的上面的规定厚度(例如1μm以下)的膜片状的构件。这里如图3(C)所示，标记构件54由例如以氮化硅(SiN)制成的透光膜56、层叠于该透光膜56的+Z侧的面(与基底构件57相反一侧的面)的遮光膜55构成。作为遮光膜55，可以使用由各种原材料制成的薄膜，然而在这里作为一例将钽Ta作为原材料使用。如图3(A)及图3(B)所示，在遮光膜55中，在基底构件57的开口部分形成有由十字形的狭缝构成的基准标记FM。基准标记FM的狭缝的长度例如为数百μm、宽度为20～30μm左右。在该情况下，透光膜56还兼具遮光膜55的加强构件的作用。因此，如果即使是形成基准标记FM也可以充分地确保遮光膜55的强度，则也可以仅利用遮光膜55来构成标记构件。

如图3(C)所示，可以从标记构件54的一面侧(+Z侧)使用第一标记检测***M1，而从另一面侧(-Z侧)使用第二标记检测***M2，同时地检测出基准标记FM。这里，所谓利用标记检测***的对象标记的检测是指，在标记检测***的检测视野内将对象标记对焦(使标记的检测面与标记检测***的焦点大致一致)而定位，计测以标记检测***的指标中心作为基准的对象标记的位置。

在本实施方式中，第一标记检测***M1如后所述，除了用于基准标记FM的检测以外，还可以用于晶片W2的对准标记的检测。由此，作为第一标记检测***M1，使用通过接受从光源向对象标记发出的探测光的来自对象标记的反射光(在基准标记FM的情况下，是来自透光膜56的反射光)来检测标记的类型的显微镜(或摄像装置)。由此，第一标记检测***M1的探测光的波长选择相对于透光膜56的透过率小于60％(反射率为40％以上)的波长。换言之，使用发出此种波长的光的光源。

同样地，第二标记检测***M2如后所述，除了用于基准标记FM的检测以外，还可以用于晶片W1的对准标记的检测。由此，作为第二标记检测***M2，使用与第一标记检测***M1相同的构成的显微镜(或摄像装置)。

而且，如果第一标记检测***M1和/或第二标记检测***M2仅检测基准标记FM，则该仅检测基准标记FM的检测***也可以使用通过接受穿过基准标记FM(遮光膜55的狭缝及透光膜56)来自另一方的显微镜的探测光来检测基准标记FM的类型的显微镜。但是，在第一标记检测***M1仅检测基准标记FM的情况下，需要另外设置用于检测晶片W2的对准标记的检测***，在第二标记检测***M2仅检测基准标记FM的情况下，需要另外设置用于检测晶片W1的对准标记的检测***。

图3(C)中，按照使膜片状的标记构件54与标记检测***M1、M2的中心轴O_M1、O_M2正交，并且标记的检测面与两个标记检测***M1、M2的探测光的焦点(即检测点)一致的方式，将标记板51与第二标记检测***M2定位。这里，相对于标记检测***M1、M2的焦深而言，能够充分地忽视标记构件54(准确地说是透光膜56)的厚度。图3(C)中为了图示的方便，比实际更厚地图示标记构件54(透光膜56)。在图3(C)所示的最佳聚焦状态下，标记检测***M1、M2的壳体(镜筒)端部与基准标记FM的检测面(透光膜56的上面)的距离例如约为7mm，标记检测***M1、M2的壳体端部之间的离开距离例如约为14mm。

而且，也可以取代上述的基准标记FM，而是如图3(D)所示，在遮光膜55上形成由以近似十字形配置的4个长方形的狭缝构成的基准标记FM’。另外，在该基准标记FM’中，由于十字的中央的部分成为残存部，因此能够确保足够的强度的可能性较高。因此，例如也可以在规定厚度(例如1～2mm)的板状的硅Si上直接形成。但是，这样做时作为第一检测***、第二检测***，需要分别设置接受基准标记FM’检测专用的透过光的类型的检测***。

第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2分别也用于检测晶片W2、W1的对准标记，在检测这些对准标记时，利用控制装置120(参照图5)，将载台装置30从第一标记检测***M1的一侧向另一侧沿X轴方向移动。在该载台装置30移动时，为了不造成干扰，需要使标记板51从图1所示的、能够利用标记检测***M1、M2同时地检测基准标记FM的位置退开。为此，本实施方式中，设有驱动标记板51的标记板驱动装置52。而且，将能够利用标记检测***M1、M2同时地检测基准标记FM的标记板51的位置称作检测位置，将退开的位置称作退避位置。

图4(A)～图4(F)中，作为例子表示了3种标记板驱动装置。这里，为了识别使用符号52A、52B、52C来说明3种标记板驱动装置。

图4(A)及图4(B)中表示了滑动式的标记板驱动装置52A。标记板驱动装置52A借助内置于主体中的驱动机构(未图示)使标记板51如图4(A)所示，从基准标记FM在第一标记检测***M1的检测视野内被定位的位置(即检测位置)沿箭头方向(+X方向)滑动，如图4(B)所示，存放在标记板驱动装置52A的内部。此后，在存放后通过标记板驱动装置52A上升(沿+Z方向移动)，而将标记板51向退避位置退开。

图4(C)及图4(D)中表示了折叠式的标记板驱动装置52B。在标记板驱动装置52B中，如图4(C)所示将处于检测位置的标记板51借助驱动机构(未图示)沿箭头方向折叠，如图4(D)所示将标记板51例如使用真空吸附或止动件固定于标记板驱动装置52B的侧面。固定后，通过标记板驱动装置52B上升(沿+Z方向移动)，而将标记板51向退避位置退开。

图4(E)及图4(F)中表示了旋转式的标记板驱动装置52C。标记板驱动装置52C中，如图4(E)所示，标记板51被与圆筒状的标记板驱动装置52C一体化。处于检测位置的标记板51因标记板驱动装置52C沿箭头方向进行θz旋转，而绕着标记板驱动装置52C的中心轴旋转。另外，在旋转后，如图4(F)所示通过标记板驱动装置52C上升(沿+Z方向移动)，而将标记板51向退避位置退开。

无论是标记板驱动装置52A～52C的哪一个，都可以利用与上述过程相反的过程，使标记板51从退避位置向检测位置移动。

而且，本实施方式中，虽然将标记板驱动装置52(52A～52C的任意一个)悬吊固定于顶板部12，然而并不限定于此，只要是能够如上所述地使标记板51在检测位置与退避位置之间移动，则其设置位置可以任意地选择。例如，也可以固定于载台ST上或第二工作台T2上。在后者的情况下，具有可以调整标记板51的至少Z轴方向的位置的优点。

图5中表示了基板贴合装置100的控制***的主要构成。该控制***以由统一地控制装置整体的微机(或工作站)组成的控制装置120作为中心构成。而且，如图5所示，基板贴合装置100备有：计测第二工作台T2的Z位置及倾斜(θx、θy)的Z、倾斜计测***60、计测第一工作台T1所保持的晶片W1与第二工作台T2(载台ST)所保持的晶片W2之间的离开距离的离开距离计测***61。

下面，对于利用本实施方式的基板贴合装置100进行的基板贴合方法，将沿着表示基板贴合方法的过程的一例的图6的流程图，并且适当地参照图7～图14进行说明。这里，基板贴合装置100采用具备上述的折叠式的标记板驱动装置52B(参照图4(C)及图4(D))的装置。而且，将以第一标记检测***M1的指标中心(中心轴)O_M1为基准的第二标记检测***M2的指标中心(中心轴)O_M2的位置，定义为借助第二工作台T2搭载了第二标记检测***M2的载台ST(载台装置30)的XY位置r_ST(＝(X_ST，Y_ST))。而且，由于图6的流程图中所示的步骤S0的第二标记检测***M2的误差修正是根据需要进行的处理，因此对于该步骤S0将在后面说明。另外，以下说明的载台ST(载台装置30)的XY位置是在以第一标记检测***M1的指标中心(中心轴)O_M1为基准的基准坐标系上定义的。

图7中表示了一连串的基板贴合工序的处理被开始之前的基板贴合装置100的状态。在该图7的状态下，在第一工作台、第二工作台T1、T2处，还未安装晶片。载台装置30在待机位置(由于在该待机位置如后所述地进行晶片向第二工作台T2上的装载，因此以下也称作装载位置)待机。另外，第一工作台T1退避到第二位置。在基板贴合装置100中，在该状态下进行以下的准备处理。控制装置120在此以后贯穿基板贴合方法的全部工序，使用干涉仪***40计测载台装置30的XY平面内的位置信息(XY位置r_ST)。

控制装置120在步骤S1之前，将计测载台装置30(第二工作台T2)在XY平面内的位置信息的干涉仪***40复位。但是，在待机位置，基准坐标系的基准点(第一标记检测***M1的中心轴O_M1)与载台装置30的位置关系被机械地唯一地确定。另外，如图8所示，控制装置120借助第一工作台驱动装置21将第一工作台T1沿图8中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动，使之位于上述的第一位置。

《步骤S1》

在图6的步骤S1中，利用控制装置120将晶片W1安装于第一工作台T1处。具体来说，首先控制装置120使用未图示的搬送***的搬送构件(例如机械臂)将夹具H1搬送到图8所示的位置，借助真空卡盘(未图示)利用真空吸附使第一工作台T1保持夹具H1。然后，控制装置120借助未图示的预对准装置进行晶片W1的预对准(外形基准的位置对齐(中心位置及θz旋转的调整))。然后，控制装置120使用搬送构件将该完成预对准的晶片W1送向未图示的反转装置。晶片W1被利用该反转装置将表背面反转。控制装置120将该反转后的晶片W1使用搬送构件向夹具H1的下方搬送，利用静电吸附使夹具H1保持。这样，晶片W1就将其表面朝向下方(-Z方向)且水平地由第一工作台T1保持。而且，晶片W1的表面(下面)被定位于基准面S_M上。

《步骤S2》

在图6的步骤S2中，利用控制装置120执行对安装于第一工作台T1处的晶片W1的搜索对准。这里，在晶片W1的表面，例如与图2所示的晶片W2相同，在其周缘附近的拍摄区域的附近形成多个对准标记(表记为AM1_i(i＝1～N))。

具体来说，如图9(A)所示，控制装置120依照载台装置30的位置信息(r_ST)借助载台驱动装置15(参照图5)将载台装置30沿水平方向(图中的空心箭头所示的方向)驱动，将晶片W1的对准标记AM1_i定位于固定在第二工作台T2上的第二标记检测***M2的检测视野内。而且，载台装置30(载台ST)的驱动是利用控制装置120基于干涉仪***40的计测信息借助载台驱动装置15进行的。另外，在驱动该载台装置30(载台ST)时，第二工作台T2按照使其旋转角θx、θy都变为零(即，第二标记检测***M2的光轴O_M2与基准面S_M垂直)的方式，利用控制装置120借助第二工作台驱动装置31维持其姿势。在以下说明中包括第二工作台T2，载台装置30(载台ST)也被同样地驱动，然而以下除去特别必需的情况以外，省略有关干涉仪***40及载台驱动装置15以及第二工作台T2的说明。

图9(B)中示意性地表示了此时的标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2与对准标记AM1_i的位置关系。控制装置120计测此时的载台装置30的定位位置r_STi。另外，控制装置120使用第二标记检测***M2检测对准标记AM1_i。即，计测以第二标记检测***M2的指标中心O_M2作为基准的对准标记AM1_i的位置Δr_i。检测到的对准标记AM1_i的以第一标记检测***M1的指标中心O_M1为基准的位置r1_i可以根据定位位置r_STi的计测结果和位置Δr_i的计测结果，以r1_i＝r_STi+Δr_i求得。控制装置120对至少2个对准标记执行用于求出上述的r1_i的计测，根据这些结果求出晶片W1在XY平面内的旋转角(旋转量)θz。

在上述的晶片W1的搜索对准结束后，如图10所示，控制装置120将第一工作台T1借助第一工作台驱动装置21沿图中的涂黑箭头所指的方向(+Z方向)驱动，使之向第二位置退避。另外，控制装置120为下面的步骤S3做准备，将载台装置30从图9所示的位置沿图10中的空白箭头所指的方向(-X方向)驱动，使之位于(回到)图10所示的上述的装载位置。

《步骤S3》

在图6的步骤S3中，利用控制装置120将晶片W2安装于第二工作台T2处。具体来说，首先控制装置120使用未图示的搬送***的搬送构件将夹具H2向第二工作台T2上搬入，借助真空卡盘(未图示)利用真空吸附使第二工作台T2保持夹具H2。然后，控制装置120借助未图示的预对准装置进行晶片W2的预对准(外形基准的位置对齐(中心位置及θz旋转的调整))。然后，控制装置120使用搬送构件将该预对准完毕的晶片W2装载在夹具H2上，利用静电吸附使夹具H2保持上述晶片W2。此时，控制装置120基于在步骤S2中计测到的晶片W1的旋转量θz，使晶片W2在XY平面内旋转以便与晶片W1的旋转(θz)位置大致一致后，安装于夹具H2上。

利用该步骤S3的处理，晶片W2被以其表面朝向上方(+Z方向)且水平地保持在第二工作台T2上。在安装晶片W2后，如图10所示，控制装置120借助第二工作台驱动装置31(3个Z驱动部33)将第二工作台T2沿图10中的涂黑箭头所指的+Z方向驱动，将晶片W2的表面定位于基准面S_M上。

而且，在上述的例子中，考虑到向下地安装于第一工作台T1处的晶片W1有可能在安装之前被反转时产生旋转错移，而在基于步骤S2的晶片W1的搜索对准的结果用搬送构件使晶片W2旋转后，将该晶片W2装载在夹具H2上。但是，并不限定于此，夹具H2能够利用晶片载放部32进行θz方向的旋转。因此，也可以在将晶片W2吸附保持在夹具H2中后，通过借助晶片载放部32调整夹具H2的θz方向的旋转角，而使晶片W2的旋转位置与晶片W1的旋转(θz)位置一致。另外，由于载台装置30也能够进行θz方向的旋转，因此只要是在不对干涉仪***40的计测产生妨碍的范围中，就可以通过调整载台装置30的θz方向的旋转角，从而使晶片W2的旋转位置与晶片W1的旋转(θz)位置一致。

《步骤S4》

在图6的步骤S4中，利用控制装置120进行使用了第一标记检测***M1的晶片W2的对准计测。这里，在晶片W2的表面，例如如图2所示，在其周缘附近的拍摄区域的附近形成有多个对准标记AM2_j(j＝1～N)。

具体来说，如图11(A)所示，控制装置120依照载台装置30的位置信息(r_ST)将载台装置30在XY平面内驱动(参照图11(A)中的空白箭头)，将晶片W2的表面的对准标记AM2_j定位于第一标记检测***M1的检测视野内。图11(B)中示意性地表示了此时的标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2与对准标记AM2_j的位置关系。控制装置120计测此时的载台装置30的定位位置r_STj。另外，控制装置120使用第一标记检测***M1，计测对准标记AM2_j，即计测以第一标记检测***M1的指标中心O_M1为基准的对准标记AM2_j的位置Δr_j。以第二标记检测***M2的指标中心O_M2为基准的对准标记AM2_j的位置r2_j是根据定位位置r_STj的计测结果和位置Δr_j的计测结果，以r2_j＝-r_STj+Δr_j求出的。控制装置120对2个以上的对准标记执行用于求出上述的r2_j的计测。

此后，在计测结束后，如图12(A)所示，控制装置120将载台装置30沿图12(A)中的空白箭头所指的方向(+X方向)驱动后，为下面的步骤S5做准备，使载台装置30位于第二标记检测***M2与第一标记检测***M1相面对的位置。此外，控制装置120借助第二工作台驱动装置31将第二工作台T2沿图12(A)中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动，使晶片W2从基准面S_M中退开，使第二标记检测***M2的检测面(检测点)位于基准面S_M中。

《步骤S5》

在图6的步骤S5中，利用控制装置120进行第二标记检测***M2的基线(第一标记检测***M1的指标中心O_M1为基准的第二标记检测***M2的指标中心O_M2的位置)的计测。在该情况下，如图12(A)所示，利用控制装置120使用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2进行标记板51的基准标记FM的检测。

具体来说，控制装置120借助标记板驱动装置52驱动标记板51，将标记板51的基准标记FM(的检测面)定位于基准面S_M上的第一标记检测***M1的检测视野内。此时，载台装置30位于第二标记检测***M2与第一标记检测***M1相面对的位置。因此，控制装置120在必要的情况下，为了将基准标记FM定位于第二标记检测***M2的检测视野内而轻微地驱动载台装置30。

图12(B)中示意性地表示了使用标记检测***M1、M2检测出基准标记FM时的、标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2与基准标记FM的位置关系。这里，标记检测***M1、M2的检测视野的分布例如为100～400nm，标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2与基准标记FM位于该分布的范围内。但是，无法由第一标记检测***M1检测处第二标记检测***M2的指标。另外，无法由第二标记检测***M2检测处第一标记检测***M1的指标。

然后，控制装置120求出第二标记检测***M2的基线。根据基准坐标系的定义，第一标记检测***M1的指标中心O_M1位于XY坐标系的原点。在第一标记检测***M1的检测视野内，基准标记FM在位置向量Δ1从指标中心O_M1所指的位置被检测出。另一方面，在第二标记检测***M2的检测视野内，基准标记FM在位置向量Δ2从指标中心O_M2所指的位置被检测出。控制装置120根据这2个检测结果，求出以指标中心O_M1为基准的指标中心O_M2的位置，即求出基线r_B＝Δ1-Δ2。此外，控制装置120计测基线计测时的载台ST的定位位置r_STB。此后，控制装置120将基线r_B与载台装置30(载台ST)的定位位置r_STB的差作为偏移量Δr_ST＝r_B-r_STB存储。而且，如果在使用干涉仪***40计测的载台装置30的位置r_ST中不包含计测误差，则可以得到偏移量Δr_ST＝0。

基线计测结束后，如图13(A)所示，控制装置120在下面的步骤S5之前借助标记板驱动装置52使标记板51(基准标记FM)退开。与之并行地，控制装置120为下面的步骤S6做准备，如图13(A)所示，借助第一工作台驱动装置21将第一工作台T1沿图13(A)中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动而使之位于第一位置，将晶片W1的表面定位于基准面S_M上。

而且，标记板驱动装置52因长时间的使用等而使基准标记FM的定位精度劣化，从而也可能引起实际的定位位置偏离设计上的定位位置的情况。另外，基准标记FM在每次进行基线计测时，利用标记板驱动装置52被定位于第一标记检测***M1的检测视野内，此后从检测视野中退出，因此在每次进行基线计测时，基准标记FM的定位位置可能改变。

这里，如图12(B)所示，基准标记FM被从其设计上的定位位置(图12(B)中，处于该位置的基准标记被作为基准标记FM₀表示)错移Δρ_f地定位。这里，基准标记FM₀位于位置向量Δ1₀从指标中心O_M1所指的位置，位于位置向量Δ2₀从指标中心O_M2所指的位置。这里，Δ1₀≠Δ1并且Δ2₀≠Δ2。然而，在该情况下，Δ1₀-Δ2₀＝Δ1-Δ2＝r_B成立。因此，即使产生基准标记FM的定位位置偏离设计上的位置(基准标记FM₀的位置)、或者在每次使用中改变之类的不佳状况，对于基线计测的计测精度也没有影响。但是，在进行基线计测期间，以基准标记FM不移动为条件。

另外，因基板贴合装置100的长时间的使用等，如图12(C)所示，也可能引起第一标记检测***M1的指标中心O_M1、甚至是第二标记检测***M2的指标中心O_M2偏离各自的设计上的位置的情况。这里，试着考虑标记检测***M1、M2的指标中心位于从各自的设计上的位置O_M1、O_M2偏离Δρ₁、Δρ₂的点O_M1’、O_M2’的情况。

从指标中心O_M1’算起的基准标记FM的位置被计测为Δ1’，从指标中心O_M2’算起的基准标记FM的位置被计测为Δ2’。因此，从指标中心O_M1’算起的指标中心O_M2’的位置(实测上的基线)被以r_B’＝Δ1’-Δ2’求出。将该实测上的基线r_B’与载台装置30的定位位置(的计测结果)r_STB的差作为偏移量Δr_ST’＝r_B’-r_STB存储。但是，从指标中心O_M1算起的指标中心O_M2的位置(设计上的基线)r_B由于Δ1＝Δ1’+Δρ₁，Δ2＝Δ2’+Δρ₂，因此为r_B＝r_B’+(Δρ₁-Δρ₂)，与实测上的基线r_B’不同。

这里，定义修正量Δr_B＝Δρ₁-Δρ₂。如果使用修正量Δr_B来修正实测上的偏移量Δr_ST’，则变为Δr_ST’+Δr_B＝Δr_ST，可以得到设计上的偏移量Δr_ST。因此，控制装置120在已知从标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2的设计位置算起的偏离Δρ₁、Δρ₂的情况下，只要将使用修正量Δr_B修正实测上的偏移量Δr_ST’得到的Δr_ST＝Δr_ST’+Δr_B存储即可。

《步骤S6》

在图6的步骤S6中，利用控制装置120进行使用了第二标记检测***M2的晶片W1的对准计测。而且，步骤S6的对准计测是与上述的步骤S2的搜索对准计测大致相同的工序。

具体来说，如图13(A)所示，控制装置120依照载台装置30的位置信息(r_ST)将载台装置30在XY平面内驱动(参照图13(A)中的空白箭头)，将晶片W1的对准标记AM1_i定位在固定于第二工作台T2上的第二标记检测***M2的检测视野内。图13(B)中示意性地表示了此时的标记检测***M1、M2的指标中心O_M1、O_M2与对准标记AM1_i的位置关系。控制装置120计测此时的载台装置30的定位位置r_STi。另外，控制装置120使用第二标记检测***M2，检测对准标记AM1_i。即，计测以第二标记检测***M2的指标中心O_M2为基准的对准标记AM1_i的位置Δr_i。根据定位位置r_STi的计测结果与位置Δr_i的计测结果，以r1_i＝r_STi+Δr_i求出检测到的对准标记AM1_i的以第一标记检测***M1的指标中心O_M1为基准的位置。控制装置120对2个以上的对准标记执行用于求出上述的r1_i的计测。

《步骤S7》

在图6的步骤S7中，利用控制装置120进行将晶片W1、W2贴合的工序的处理。一般来说，晶片的表面会因电路元件的加工工序中的加热等而变形。

因此，为了将表面变形的2片晶片W1、W2高精度地贴合，控制装置120首先求出与晶片W1、W2的所需的贴合位置对应的、载台装置30的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)。

在算出该目标位置时，使用步骤S4中求出的晶片W2的对准标记AM2_j的位置r2_j、和步骤S6中求出的晶片W1的对准标记AM1_i的位置r1_i。但是，在这些对准标记的位置r1_i、r2_j的检测结果中，有时包含干涉仪***40的计测误差。因此，控制装置120使用在步骤S5的基线计测中求出的偏移量Δr_ST，修正在步骤S4及步骤S6中求出的对准标记的位置r2_j、r1_i(r2_j←r2_j-Δr_ST，r1_i←r1_i+Δr_ST)。

这里，作为晶片的所需的贴合位置，可以考虑在2片晶片W1、W2的各自的对准标记AM1_i、AM2_j之间，(a)成为一对的对准标记AM1_k、AM2_k间的基准面S_M内的相对距离的平方和S＝∑_k|r1_k-r2_k|²达到最小的位置(第一贴合位置)；和(b)成为一对的对准标记AM1_k、AM2_k间的基准面S_M内的相对距离的绝对值|r1_k-r2_k|对于所有的对来说都大致相等的位置(第二贴合位置)这2个。而且，根据所要求的位置对齐精度设定所用的对准标记的对的数目(2个以上)。

满足(a)的第一贴合位置的条件的载台装置30的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)可以如下所示地求出。晶片W2的对准标记AM2_j通过载台装置30向位置(X，Y，θz)移动，而从位置r2_j＝(x2_j，y2_j)移动到位置r2’_j＝(x2’_j，y2’_j)。其中(x2’_j，y2’_j)由下式(1)表示。

[数1]

$\left(\begin{array}{c}x{2^{\′}}_j\\ y{2^{\′}}_j\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\θ}}_z& \sin {\mathrm{\θ}}_z\\ -\sin {\mathrm{\θ}}_z& \cos {\mathrm{\θ}}_z\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}x{2}_j\\ y{2}_j\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)...\left(1\right)$

因此，通过满足

(X，Y，θz)，就可以提供平方和S＝∑_k|r1_k-r2_k|²达到最小的载台装置30的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)。

另一方面，满足(b)的第二贴合位置的条件的载台装置30的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)不一定唯一地决定。因此，控制装置120作为一例，首先求出满足第一贴合位置的条件的载台装置30的位置(X，Y，θz)。将该载台装置30的位置上的、晶片W2的对准标记AM2_j的位置设为r2_j。求出形成一对的晶片W1的对准标记AM1_k与晶片W2的对准标记AM2_k的相对距离的平均R＝∑_k|r1_k-r2_k|/M。其中，将所用的对准标记的对的数目设为M。控制装置120对所有的对准标记的对，利用蒙特-卡罗法求出相对距离大致等于R的或者处于R以下的载台装置30的位置，将求出的位置确定为目标位置(X₀，Y₀，θz₀)。

最后，如图14所示，控制装置120将载台装置30依照载台装置30的位置信息(r_ST)在XY平面内驱动(参照图14中的空白箭头)，定位在目标位置(X₀，Y₀，θz₀)。此后，控制装置120在使用干涉仪40Y1、40Y2和/或Z、倾斜计测***60确认第二工作台T2的倾斜θx、θy未改变的同时，另外，在使用Z、倾斜计测***60或离开距离计测***61确认2片晶片W1、W2之间的离开距离的同时，借助第二工作台驱动装置31将第二工作台T2沿图14中的涂黑箭头所指的+Z方向驱动，使第二工作台T2与第一工作台T1在Z轴方向上接近，使安装于两个工作台T1、T2中的晶片W1、W2以基准面S_M作为重合面重合。此后，控制装置120将分别保持重合了的晶片W1、W2的夹具H1、H2使用止动件重叠固定，从第一工作台、第二工作台T1、T2上取下。此后，将如上所述地一体化了的重合了的晶片W1、W2及夹具H1、H2使用搬送构件向未图示的预热室搬送。此后，进行加热工序以后的处理，制造贴合晶片，进而制造使用它的3维层叠型的半导体设备。

这里，在本实施方式的基板贴合装置100中，因第二工作台T2(载台ST)移动，其重心也移动。由此当第二工作台T2(载台ST)倾斜时，则第二标记检测***M2的中心轴O_M2也会倾斜。因此，就可能引起第二标记检测***M2的指标中心O_M2例如像图12(C)所示那样偏离设计位置的情况。如果该偏离不依赖于第二工作台T2(载台ST)的位置，则会在所有的对准标记的检测中产生均等的检测误差，因此对2个晶片W1、W2的位置对齐精度完全没有影响。但是，在该偏离依赖于第二工作台T2(载台ST)的位置的情况下，由于在所有的对准标记的检测中会产生不同的检测误差，因此位置对齐精度降低。因此，以下验证有无依赖于第二工作台T2(载台ST)的位置的第二标记检测***M2的检测误差的产生，并且考虑检测误差的修正方法。而且，该第二标记检测***M2的误差修正是根据需要进行的处理，但是在进行该第二标记检测***M2的误差修正的情况下，控制装置120在图6的步骤S1之前作为步骤S0进行该第二标记检测***M2的误差修正。

《步骤S0》

在进行本步骤S0的第二标记检测***M2的误差修正的情况下，准备附加有已知相对位置关系的对准标记(设为AM0_i)的基准晶片(设为W0)。其中基准晶片W0的对准标记AM0_i被附加在与实际贴合的晶片W1的对准标记AM1_i大致相同的位置。该基准晶片W0被利用控制装置120借助夹具H1安装于第一工作台T1处。

此后，控制装置120在使用干涉仪***40计测第二工作台T2(载台ST)在移动面(XY平面)内的位置的同时，借助载台驱动装置15(参照图5)使第二工作台T2(载台ST)移动，将基准晶片W0的对准标记的1个AM0_i定位于第二标记检测***M2的检测视野内。控制装置120计测此时的第二工作台T2(载台ST)在移动面(XY平面)内的位置r_STi＝(x_STi，y_STi)、以第二标记检测***M2的指标中心O_M2为基准的对准标记AM0_i的位置Δr_i＝(Δx_i，Δy_i)。控制装置120根据这些计测结果，求出所检测的对准标记AM0_i在XY平面内的位置r_i＝(x_i，y_i)＝r_STi+Δr_i。

控制装置120对所有的对准标记AM0_i执行以上的处理，求出它们在XY平面内的位置r_i、和相对位置关系r_ik＝r_i-r_k。其中，该相对位置关系r_ik是将第k个对准标记AM0_k作为基准求出的。控制装置120将所求出的相对位置关系r_ik与已知的相对位置关系r0_ik(＝r0_i-r0_k)比较。其中，r0_i是对准标记AM0_i的设计位置。在它们的差

并非小到可以忽视的程度的情况下，就会产生依赖于第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi的第二标记检测***M2的检测误差。在该情况下，控制装置120将差δ_ik作为偏移量，与第二工作台T2(载台ST)在移动面(XY平面)内的位置r_STi对应地存储。

控制装置120在检测安装于第一工作台T1处的晶片W1的对准标记AM1_i时，在计测到的对准标记AM1_i的位置r1_i中加上与检测时的第二工作台T2(载台ST)的移动面内的位置r_STi对应的偏移量δ_ik，进行偏移量修正(r1_i+δ_ik)。而且，修正结果被以r1_i+δ_ik＝(r1_i+r_i-r0_i)-(r_k-r0_k)提供。这里，由于右边第二个括号内是对所有的对准标记AM1_i的检测结果r1_i共同地修正，因此在相对位置关系r1_ij＝r1_i-r1_j中被抵消。

而且，在本实施方式的基板贴合装置100中，也可能引起基准晶片W0被偏离设计位置地安装于第一工作台W1处的情况。在该情况下，如果没有旋转错移，则可以只是通过向XY方向移动，来应用上述的偏移量修正法。但是，在基准晶片W1的安装中产生了旋转错移的情况下，修正用的偏移量δ_ij＝(δx_ij，δy_ij)则被使用旋转错移角θz修正为偏移量δ’_ij＝(δx’_ij，δy’_ij)。其中，(δx’_ij，δy’_ij)以下式(2)表示。

[数2]

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{\δ}{x^{\′}}_{\mathrm{ij}}\\ \mathrm{\δ}{y^{\′}}_{\mathrm{ij}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\θ}}_z& \sin {\mathrm{\θ}}_z\\ -\sin {\mathrm{\θ}}_z& \cos {\mathrm{\θ}}_z\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{\δ}{x}_{\mathrm{ij}}\\ \mathrm{\δ}{y}_{\mathrm{ij}}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{T}_X\\ T_Y\end{array}\right)...\left(2\right)$

在式(2)中所示的修正用的偏移量δ’_ij中，也考虑到向X轴、Y轴方向的移动(T_X，T_Y)。而且，旋转错移角θz例如只要选择2个作为基准的对准标记，根据连结它们的直线的与X轴或者Y轴的夹角求出即可。

而且，对于本步骤S0中执行的偏移量修正，只要是附加在晶片的表面的对准标记的相对位置关系是已知的，则能够将该晶片作为上述的基准晶片利用。在使用附加有相对位置关系未知的对准标记的晶片的情况下，控制装置120只要使用第一标记检测***M1检测相对位置关系即可。

如果具体地说明，则控制装置120首先将附加有相对位置关系未知的对准标记AM_j的晶片W借助夹具H2安装于第二工作台T2处。此后，控制装置120在使用干涉仪***40计测第二工作台T2(载台ST)在移动面(XY平面)内的位置的同时，借助载台驱动装置15(参照图5)使第二工作台T2(载台ST)移动，将晶片W的1个对准标记AM_j定位于第一标记检测***M1的检测视野内。控制装置120计测此时的第二工作台T2(载台ST)在移动面(XY平面)内的位置r_STj、以第一标记检测***M1的指标中心O_M1为基准的对准标记AM_j的位置Δr_j。根据该结果，控制装置120以rO_j＝-r_STj+Δr_j求出被检测出的对准标记AM_j的位置。根据该结果，控制装置120就能够算出附加在晶片的表面的对准标记AM的相对位置关系r0_jk。但是，在为了将该晶片作为基准晶片W0使用而安装于第一工作台T1处的情况下，由于第二工作台T2与第一工作台T1相面对，因此对准标记的位置关系就会反转。控制装置120考虑到该反转而修正相对位置关系r0_jk。如果对准标记的位置关系例如是相对于平行于Y轴的轴反转，则相对位置关系r0_jk＝(x0_jk，y0_jk)被修正为r0_jk＝(-x0_jk，y0_jk)。

在以上说明的修正法中，通过使用与第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi对应地存储的偏移量δ_ik修正对准标记AM1_i的检测结果，依赖于第二标记检测***M2的第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi的检测误差就被修正。但是，并不限于第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi，例如也可以考虑因伴随着移动的反作用力，第二标记检测***M2的中心轴O_M2倾斜，从而产生检测误差。

在该情况下，只要将上述的偏移量δ_ik不仅与第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi对应地存储，而且还与到达位置r_STi之前的第二工作台T2(载台ST)的从停止位置r_STm算起的移动距离、移动方向、移动时间、移动速度、加速度等对应地存储即可。在使用针对这些参数加以对应的偏移量来修正第二标记检测***M2的检测结果的情况下，不仅可以修正依赖于第二工作台T2(载台ST)的位置r_STi的误差成分，而且还可以修正依赖于从前停止位置r_STm算起的移动距离、移动方向、移动时间、移动速度、加速度的误差成分。

如上详细说明所示，根据本实施方式的基板贴合装置100具备：第一工作台T1，其保持成为贴合的对象的2片晶片W1、W2中的一方的晶片W1；载台装置30，其将另一方的晶片W2以能够与一方的晶片W1相面对的朝向借助第二工作台T2保持，并且至少能够在XY平面内移动；干涉仪***40，其计测载台装置30在XY平面内的位置信息；第一标记检测***M1，其能够检测包括由载台装置30(更准确地说是第二工作台T2)保持的晶片W2的对准标记的对象标记；第二标记检测***M2，其固定于载台装置30的一部分(第二工作台T2)处，能够检测包括由第一工作台T1保持的晶片W1的对准标记的对象标记。由此，根据本实施方式的基板贴合装置100，2片晶片W1、W2分别由第一工作台T1、载台装置30(更准确地说是第二工作台T2)保持。另外，由第一工作台T1保持的晶片W1的对准标记可以利用搭载于能够在XY平面内移动的载台ST上的第二工作台T2中的第二标记检测***M2检测，并且由载台装置30(第二工作台T2)保持的晶片W2的标记能够利用第一标记检测***M1检测。另外，利用干涉仪***40计测载台装置30的至少XY平面内的位置信息(X，Y，θz)。因此，如果使用利用第二标记检测***M2得到的由第一工作台T1保持的晶片W1的对准标记的检测结果、利用第一标记检测***得到的由载台装置30(更准确地说是第二工作台T2)保持的晶片W2的对准标记的检测结果、各对准标记检测时的干涉仪***40的计测结果(载台ST在XY平面内的位置信息(X，Y，θz))，则能够将2片晶片W1精度优良地对齐位置而贴合。

另外，根据利用本实施方式的基板贴合装置100进行的基板贴合方法，使第一工作台T1、与第一工作台T1相面对的能够在XY平面内移动的第二工作台T2(载台装置30)分别保持2片晶片W1、W2。另外，使载台装置30在XY平面内移动，使用第一标记检测***M1检测由载台装置30保持的晶片W2的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的载台装置30的位置信息(步骤S4)。另外，使载台装置30在XY平面内移动，使用第二标记检测***M2检测由第一工作台T1保持的晶片W1的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的载台装置30的位置信息(步骤S6)。此后，通过使用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2检测共用的基准标记FM，来计测第二标记检测***M2的基线(步骤S5)。此后，基于利用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2得到的基准标记FM的检测结果(基线的计测结果)、利用第一标记检测***M1得到的多个对准标记的检测结果及检测时的载台装置30的位置信息、利用第二标记检测***M2得到的多个对准标记的检测结果及检测时的载台装置30的位置信息，将2片晶片W1、W2高精度地重合。

另外，第一标记检测***M固定于框架10(顶板部12)中，第二标记检测***M2搭载于能够在XY平面内移动的载台装置30(载台ST)上，固定于能够沿Z轴方向移动的第二工作台T2中。由此，能够将第一标记检测***M1的检测点设定于进行晶片W1、W2的贴合时的基准面S_M上，将第二标记检测***M2的检测点设定于基准面S_M上。这样，就能够将使用第一标记检测***M1检测晶片W2的对准标记时的晶片W2的面位置、使用第二标记检测***M2检测附加在晶片W1中的对准标记时的晶片W1的面位置统一为将两个晶片W1、W2贴合时的面位置。这样，即使是大直径的晶片，也能够高精度地重合。

因此，根据本实施方式的基板贴合装置100，能够将大直径的晶片在以高精度，例如以100nm量级的精度精度优良地对齐位置的状态下贴合，其结果是，可以有效地制造安装面积效率高的3维层叠型的半导体设备。

另外，在本实施方式中，在计测了由第一工作台T1保持的晶片W1的包括XY平面内的旋转方向(θz方向)的位置信息(步骤S2)后，使能够在XY平面内移动的载台装置30保持晶片W2，继而在其后调整由载台装置30保持的晶片W2相对于由第一工作台T1保持的晶片W1的相对位置而将两个晶片W1、W2贴合(步骤S4～S7)。由此，既可以在考虑到由第一工作台T1保持的晶片W1的包括XY平面内的旋转方向(θz方向)的位置信息的计测结果来调整了晶片W2的位置的状态下，使载台装置30保持晶片W2，也可以在将晶片W2搭载于载台装置30中后调整晶片W2的位置。无论怎样都能够将2片晶片W1、W2精度优良地对齐位置而贴合。

另外，在本实施方式中，在步骤S1之前，进行晶片W1的利用预对准装置的预对准、以及该预对准后的晶片W1的反转。由此，在进行该反转时，晶片W1很有可能不是以预对准时为基准，产生单纯的反转(180°的旋转)，而是产生θz方向的旋转错移。即，尽管特意进行了预对准，然而仍有可能产生θz方向的旋转错移(及中心位置错移)。因此，考虑到这一点，设置步骤S2的晶片W1的搜索对准工序，使用其结果来调整晶片W1与W2的θz方向的位置错移。因此，如果在预对准后基本上不产生晶片W的旋转错移，则不一定需要设置步骤S2。

另外，在本实施方式中，由于标记板51具备能够利用标记板驱动装置52移动的基准标记FM，因此不需要在保持晶片W1、W2的夹具H1、H2中设置基准标记。因此，在本实施方式的基板贴合装置100中，与使用设于夹具H1、H2中的基准标记的情况不同，不用担心例如因加热化装置的加热等而使基准标记劣化，其结果是，产生上述的基线计测的计测精度受损等不佳状况。

另外，本实施方式的基板贴合装置100除了固定于框架10中的第一标记检测***M1以外，还具备搭载于载台装置30中的第二标记检测***M2。由此，通过使用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2，就能够在2片晶片W1、W2相互面对的状态下，检测出各自的对准标记。因此，由于在将晶片W1、W2安装于基板贴合装置100中之前，不需要计测对准标记的位置关系，因此计测次数得到压减，并且能够抑制检测误差的累积。

而且，上述的步骤S0的第二标记检测***M2的误差修正工序例如可以仅在半导体贴合装置100的起动等时执行，仅在需要时执行。另外，步骤S5的基线计测工序与步骤S4、S6的对准标记检测工序也可以以不同的顺序执行。在该情况下，在步骤S5的基线计测工序结束后使基线的计测结果反映在对准标记的检测结果中。

《第二实施方式》

下面，基于图15～25对本发明的第二实施方式进行说明。这里，从避免重复说明的观点出发，对于与上述的第一实施方式的基板贴合装置100相同或者等同的构成部分而言，使用相同的符号并且省略或简化其说明。

图15中概略性地表示了第二实施方式的基板贴合装置200的构成。基板贴合装置200除了第一工作台装置20与第一标记检测***M1的配置、以及载台装置230及干涉仪***240的构成等以外，构成与上述的第一实施方式的基板贴合装置100相同。因此，在以下说明中，以与基板贴合装置100的不同点为中心对基板贴合装置200进行说明。而且，在基板贴合装置200中，也是将晶片W1、W2按照使其表面与基准面S_M一致的方式重合。

在本第二实施方式的基板贴合装置200中，第一标记检测***M1固定于顶板部12的大致中央的下面。第一工作台装置20在与第一标记检测***M1在-X侧相隔规定距离的位置被以从顶板部12中悬吊的状态设置。另外，在顶板部12的第一工作台装置20与第一标记检测***M1之间，以悬吊状态设有标记板驱动装置50。

载台装置230具备：悬浮支承在载台平台13上的载台ST、搭载在该载台ST上的第二工作台驱动装置231、由第二工作台驱动装置231大致水平地支承的第二工作台T2。第二工作台驱动装置231由：搭载于载台ST上、能够在Z轴方向以规定行程往复移动的Z载台232；和分别设在不处于Z载台231上的相同直线上的3个点的3个Z驱动部33构成。利用3个Z驱动部33构成将第二工作台T2沿Z轴方向、θx方向、及θy方向进行微小驱动的Z倾斜驱动机构。

另外，在第二工作台T2上，向上地例如利用真空吸附保持着例如利用静电吸附保持晶片W2的夹具H2。即，在第二工作台T2的上面借助夹具H2保持着晶片W2。

利用上述的载台装置230的构成，第二工作台T2能够在全部6个自由度(X、Y、Z、θx、θy、θz)方向驱动。即，由第二工作台T2保持的晶片W2能够在全部6个自由度方向移动。而且，第二工作台T2能够利用第二工作台驱动装置231，在包括由第二工作台T2保持的晶片W2的表面与基准面S_M一致的第二工作台T2的位置的Z轴方向的规定范围内驱动。

如图15所示，第二标记检测***M2被向上地(朝向+Z方向地)搭载于载台ST上面的-X侧的端部附近。在该情况下，第二标记检测***M2被固定于载台ST上面。

如图16所示，干涉仪***240包括X干涉仪240、第一Y干涉仪～第三Y干涉仪240Y1～240Y3(图16中未图示Y干涉仪240Y3，参照图17)，计测第二工作台T2(载台装置230)在XY平面内的位置(X，Y，θz)。

如图15及图16所示，X干涉仪240X在基准面S_M内与平行于X轴的基准轴O_X沿±Y方向相隔相同的距离，将2条平行于X轴的测长光束IBX_B、IBX_M向X移动镜42X照射。图15中，测长光束IBX_B、IBX_M在垂直纸面方向重合。另外，如图15所示，X干涉仪240X向设于第一标记检测***M1的侧面的X参照镜42X_S，照射平行于X轴的参照光束IBX_S。这样，X干涉仪240X分别接受测长光束IBX_B、IBX_M及参照光束IBX_S的反射光，求出以X参照镜42X_S的X位置作为基准的X移动镜42X的反射面上的测长光束IBX_B、IBX_M的照射点的X位置。而且，基准轴O_X与中心轴(光轴)O_M1正交。

如图16所示，第一Y干涉仪240Y1将测长光束IBY1沿着平行于Y轴的基准轴O_Y1向Y移动镜42Y照射。但是，在图16所示的载台装置230(第二工作台T2)的位置上，测长光束IBY1的照射点脱离Y移动镜42Y的反射面。在该图16的状态下，如后所述，使用第二Y干涉仪240Y2。第一Y干涉仪240Y1还将平行于Y轴的参照光束(未图示)向设于第一标记检测***M1的侧面的参照镜(未图示)照射。这样，第一Y干涉仪240Y1接受测长光束IBY1和参照光束的反射光，求出以参照镜的Y位置作为基准的Y移动镜42Y的反射面上的测长光束IBY1的照射点的Y位置。而且，基准轴O_Y1与基准轴O_X和中心轴(光轴)O_M1在它们的交点处正交。

同样地，第二Y干涉仪240Y2沿着平行于Y轴的基准轴O_Y2，将测长光束IBY2向Y移动镜42Y照射。第二Y干涉仪240Y2内置有参照镜，向该参照镜照射参照光束。这样，接受测长光束IBY2及参照光束的反射光，求出以参照镜的Y位置作为基准的Y移动镜42Y的反射面上的Y测长光束IBY2的照射点的Y位置(即，与测长光束IBY2的光路长度大致一致)。基准轴O_Y2从基准轴O_Y1起在+X方向上离开与第二标记检测***M2(的检测中心)与晶片W2(的载放中心)的X轴方向的离开距离相同的程度。而且，作为第二Y干涉仪，也可以使用与第一Y干涉仪240Y1相同的干涉仪，并且将该干涉仪用的参照镜以悬吊于顶板部12的状态固定。

第三Y干涉仪240Y3(图16中未图示，参照图17)也被与第二Y干涉仪240Y2相同地构成。但是，第三Y干涉仪240Y3被从第一Y干涉仪240Y1起在-X方向离开地设置，作为其测长光束的光路的测长轴(设为基准轴O_Y3)在第一工作台T1的中心(与由该第一工作台T1保持的晶片W1的中心大致一致)，与基准轴O_X正交。

而且，图16所示的状态下，仅将Y干涉仪240Y2的测长光束IBY2向Y移动镜42Y照射。随着第二工作台T2(载台装置230)的X位置不同，例如当从图16所示的状态起第二工作台T2(载台装置230)沿-X方向移动时，就会依次产生向Y移动镜42Y仅照射Y干涉仪240Y2的测长光束IBY2的状况、照射Y干涉仪240Y2、240Y1的测长光束IBY2、IBY1两者的状况、仅照射Y干涉仪240Y1的测长光束IBY1的状况、照射Y干涉仪240Y1、240Y3的测长光束IBY1、IBY3两者的状况、仅照射Y干涉仪240Y3的测长光束IBY3的状况。因此，控制装置220(参照图17)根据第二工作台T2(载台装置230)的X位置，从3个Y干涉仪240Y1、240Y2、240Y3当中，选择使用测长光束被向Y移动镜42Y照射的干涉仪。这里，在第二工作台T2(载台装置230)沿X轴方向移动的情况下，与上述的第一实施方式相同，由干涉仪***240计测的第二工作台T2(载台装置230)的Y位置需要成为连续的值。因此，控制装置220在来自相邻的2个Y干涉仪的测长光束被向Y移动镜42Y同时照射的状态下，在相邻的Y干涉仪间进行计测值的交接及所用的干涉仪的切换(连接处理)。

此后，控制装置220由X干涉仪240X的计测结果，即由与测长光束IBX_B、IBX_M的照射点的X位置的计测结果的平均值的差，算出第二工作台T2的X位置和θz方向的位置(旋转角θz)。另外，根据第一干涉仪～第三Y干涉仪240Y1～240Y3的计测结果，算出第二工作台T2的Y位置。另外，虽然在Y干涉仪240Y1～240Y3中，利用控制装置220，与第二工作台T2(载台装置230)的X位置对应地在相邻的Y干涉仪间进行上述的连接处理，但是在以下说明中，省略关于该连接处理的说明。

本第二实施方式的基板贴合装置200中，如前所述，第二工作台T2由借助Z载台232搭载在载台ST上的3个Z驱动部33支承，在第二工作台TB上面的+X侧端部固定有X移动镜42X，并且第二标记检测***M2被搭载在(固定在)载台ST上面的-X侧端部(即与X移动镜42X相反一侧的端部)。这样，基板贴合装置200中，就能够使与4个干涉仪240X、240Y1～240Y3的实质的测长轴一致的基准轴O_X、O_Y1～O_Y3位于基准面S_M上。即，第二工作台T2(载台装置230)的X、Y、θz位置是在基准面S_M上定义的。另外，基板贴合装置200中，由于在载台ST上面与Z载台232分离地搭载着第二标记检测***M2，因此即使借助3个Z驱动部33将第二工作台T2(晶片W2)沿Z轴方向驱动，第二标记检测***M2的Z轴方向的位置也不会变化。

如图15所示，虽然本第二实施方式的基准标记装置50将其朝向与第一实施方式的基准标记装置相反地安装于顶板部12，然而构成与第一实施方式的基准标记装置50(参照图4)相同。

在本实施方式中，采用如上所述的各部的构成，其结果是如图15所示，在按照使第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2的中心轴(光轴)O_M1、O_M2一致的方式将载台装置230定位时，第一工作台T1与第二工作台T2就会以中心轴O_M1、O_M2为中心相互位于相反一侧(-X侧和+X侧)。如果用其他的方式表达，则例如如图20所示，在将载台装置230定位于第一标记检测***M1与由第二工作台T2保持的晶片(图20中在第二工作台T2上不存在晶片)相面对的位置时，第一工作台装置20就被配置于第二标记检测***M2与由第一工作台T1保持的晶片W1相面对的位置。通过采用这样的第一工作台、第二工作台T1、T2的配置关系，与在按照使第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2的中心轴(光轴)O_M1、O_M2一致的方式将载台装置定位时，第一工作台、第二工作台T1、T2相对于中心轴O_M1、O_M2位于相同侧的基板贴合装置相比，能够缩短为了进行后述的对准计测而使载台装置230移动的移动行程。在本第二实施方式中，第二工作台T2的X轴及Y轴方向的宽度例如约为40cm，而载台装置230(载台ST)的X轴及Y轴方向的移动行程被设定为约100cm。

图17中表示了基板贴合装置200的控制***的主要构成。该控制***以由统一地控制装置整体的微机(或工作站)组成的控制装置220为中心，构成与上述的第一实施方式相同。

如上所述地构成的本第二实施方式的基板贴合装置200中，基本上是以与上述的第一实施方式相同的过程进行基板的贴合的。因此，以下使用图6的流程图，对利用基板贴合装置200进行的基板贴合方法加以简单说明。而且，作为前提基板贴合装置200具备上述的折叠式的标记板驱动装置52B(参照图4(C)及图4(D))。

图18中表示了载台装置230在装载位置待机、并且第一工作台T1退避到第二位置的一连串的基板贴合工序的处理被开始之前的基板贴合装置200的状态。从该图18中可以看到，本第二实施方式中，在载台装置230处于装载位置时，第一工作台T1与第二工作台T2不是面对的。

首先，利用控制装置220，在步骤S1之前将干涉仪***240复位。另外，利用控制装置230，借助第一工作台驱动装置21将第一工作台T1沿图19中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动，使之位于上述的第一位置。

此后，利用控制装置220，以与上述的步骤S1相同的过程进行处理，将晶片W1借助夹具H1安装于第一工作台T1处。图19中表示了该安装结束、晶片W1朝向下方(-Z方向)并且水平地由第一工作台T1保持的状态。而且，此时晶片W1的表面(下面)被定位于基准面S_M上。

然后，利用控制装置220，以与上述的步骤S2相同的过程，执行对安装于第一工作台T1处的晶片W1的搜索对准。图20中表示了在载台装置230如图20中的空白箭头所示那样在XY平面内移动的同时，进行使用第二标记检测***M2的对晶片W1的搜索对准的样子。利用该搜索对准，求出晶片W1在XY平面内的旋转量θz。

在上述的晶片W1的搜索对准结束后，如图21所示，利用控制装置220，将第一工作台T1借助第一工作台驱动装置21沿图21中的涂黑箭头所指的方向(+Z方向)驱动，向第二位置退避。另外，利用控制装置220，为下面的晶片W2的安装做准备，将载台装置230沿图21中的空白箭头所指的方向(+X方向)驱动，使之回到上述的装载位置。

在该状态下，利用控制装置220，以与上述的步骤S3相同的过程进行处理，如图21所示，晶片W2被以其表面朝向上方(+Z方向)地且水平地借助夹具H2安装于第二工作台T2处。在该情况下，也是在按照基于搜索对准的结果，与晶片W1的旋转量θz大致一致的方式，将晶片W2在调整了XY平面内的旋转的状态下，借助夹具H2安装于第二工作台T2处。在该情况下，也与上述的第一实施方式相同，只要是不对干涉仪***240的计测产生妨碍的范围，就可以通过调整载台装置230的θz方向的旋转角，使晶片W2的旋转位置与晶片W1的旋转(θz)位置一致。

在晶片W2的安装后，利用控制装置220，借助第二工作台驱动装置231的Z载台232(及3个Z驱动部33)，将第二工作台T2沿图10中的涂黑箭头所指的+Z方向驱动，将晶片W2的表面定位于基准面S_M上。

接着，利用控制装置220，以与上述的步骤S4相同的过程，使用第一标记检测***M1，执行设于晶片W2的表面的对准标记AM2_j的检测。图22中表示了利用控制装置220将载台装置230在XY平面内驱动(参照图22(A)中的空白箭头)，进行设于晶片W2的表面的对准标记AM2_j的位置计测的样子。

此后，在上述计测结束后，利用控制装置220将载台装置230沿图23中的空白箭头所指的方向(+X方向)驱动，为下面的基线计测做准备，将第二标记检测***M2移动到与第一标记检测***M1相面对的位置。此外，利用控制装置220，借助第二工作台驱动装置231将第二工作台T2沿图23中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动，将晶片W2从基准面S_M中退开，并且将第二标记检测***M2的检测面(检测点)定位于基准面S_M。

此后，利用控制装置220，以与上述的步骤S5相同的过程，进行第二标记检测***M2的基线的计测。图23中表示了进行基线计测的样子。

在基线计测结束后，利用控制装置220，如图24所示，在下面的晶片W1的对准标记的检测之前，借助标记板驱动装置52将标记板51(基准标记FM)退开。与之并行地，控制装置220为下面的晶片W1的对准标记的检测做准备，如图24所示，借助第一工作台驱动装置21将第一工作台T1沿图24中的涂黑箭头所指的-Z方向驱动而定位于第一位置，将晶片W1的表面定位于基准面S_M上。

接着，利用控制装置220，以与上述的步骤S6相同的过程，使用第二标记检测***M2，执行设于晶片W1的表面的对准标记AM1_j的检测。图24中表示了利用控制装置220将载台装置230在XY平面内驱动(参照图24中的空白箭头)，进行设于晶片W1的表面的对准标记AM1_j的位置计测的样子。

此后，在设于晶片W1的表面的对准标记AM1_j的位置计测结束后，利用控制装置220以与上述的步骤S7相同的过程，进行将晶片W1、W2贴合的工序的处理。在该情况下，也是利用控制装置220，基于步骤S4～S6的结果，求出满足所需的贴合条件的载台装置230的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)，将载台装置230在XY平面内驱动(参照图25中的空白箭头)，定位于目标位置(X₀，Y₀，θz₀)。此后，利用控制装置220将第二工作台T2沿图25中的涂黑箭头所指的+Z方向驱动，第一工作台T1与第二工作台T2在Z轴方向上接近，将安装于两个工作台T1、T2处的晶片W1、W2以基准面S_M作为重合面重合。在该情况下，在晶片W1、W2的重合时，控制装置220在使用Z、倾斜计测***60确认第二工作台T2的倾斜θx、θy没有改变的同时，另外，在使用Z、倾斜计测***60或离开距离计测***61确认2片晶片W1、W2之间的离开距离的同时，使第二工作台T2接近第一工作台T1。

由于上述的重合以后的工序与第一实施方式相同，因此在这里省略其说明。

如上详细说明所示，根据本第二实施方式的基板贴合装置200，由于基本的构成以及基板的贴合的过程与上述的第一实施方式的基板贴合装置100相同，因此能够得到与上述的第一实施方式等同的效果。即，根据基板贴合装置200，如果使用利用第二标记检测***M2得到的由第一工作台T1保持的晶片W1的对准标记的检测结果、利用第一标记检测***得到的由载台装置230(更准确地说是第二工作台T2)保持的晶片W2的对准标记的检测结果、各对准标记检测时的干涉仪***240的计测结果(载台ST的XY平面内的位置信息(X，Y，θz))，就能够将2片晶片W1、W2精度优良地对齐位置而贴合。

另外，第一标记检测***M1被固定于框架10(顶板部12)处，第二标记检测***M2被与第二工作台T2分离地搭载在能够在XY平面内移动的载台装置30的载台ST处。由此，就能够将第一标记检测***M1的检测点设定于进行晶片W1、W2的贴合的基准面S_M上，无论第二工作台T2的Z轴方向的位置如何，都可以将第二标记检测***M2的检测点总是设定于基准面S_M上。因此，就能够将使用第一标记检测***M1检测晶片W2的对准标记时的晶片W2的面位置、使用第二标记检测***M2检测附加在晶片W1中的对准标记时的晶片W1的面位置统一为将两个晶片W1、W2贴合时的面位置。这样，即使是大直径的晶片，也能够高精度地重合。

另外，根据本第二实施方式的基板贴合装置200，固定于框架10处的第一标记检测***M1在固定于载台装置230(载台ST)处的第二标记检测***M2与由第一工作台T1保持的晶片W1相面对时，与由载台装置230(第二工作台T2)保持的晶片W2相面对。换言之，按照在载台装置230位于使第一标记检测***M1的检测中心(中心轴)O_M1与第二标记检测***M2的检测中心(中心轴)O_M2大致一致的位置时，第一工作台T1与第二工作台T2相对于第一标记检测***M1的检测中心(中心轴)O_M1相互位于相反一侧的方式，配置第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2和第一工作台T1、第二工作台T2。这样，与在载台装置30位于使检测中心(中心轴)O_M1与检测中心(中心轴)O_M2大致一致的位置时，第一工作台T1与第二工作台T2相对于检测中心(中心轴)O_M处于相同一侧的位置的情况相比，能够缩短检测对准标记时的载台装置230移动的移动行程。因此，能够实现生产能力的提高。

另外，在本第二实施方式的曝光装置200中，由于能够使干涉仪***240的各干涉仪的测长轴与基准面S_M一致，因此就能够没有所谓的阿贝误差而计测晶片W2(载台装置230)在XY平面内的位置信息，因而在各干涉仪中不需要用于计测第二工作台T2的倾斜(θx或θy)的测长轴。

另外，在本第二实施方式的基板贴合装置200中，由于即使第二工作台T2倾斜，载台ST也不会倾斜，因此基本上不需要考虑到第二标记检测***M2的光轴的倾斜的、晶片W1的对准计测的结果的修正。

而且，在本第二实施方式的基板贴合装置200中，通过如图6的流程图所示，依照步骤S4、步骤S5、步骤S6的顺序执行各步骤的处理，就能够使处理时间达到最短地最佳化。但是，并不限定于此，无论以何种顺序执行步骤S4、步骤S5、步骤S6都可以。例如，也可以依照步骤S5、S4、S6的顺序或步骤S5、S6、S4的顺序，进行各步骤的处理。此外，例如如图22所示，在步骤S4的使用了第一标记检测***M1的晶片W2的对准标记检测时，第二标记检测***M2与由第一工作台T1保持的晶片W1相面对。因此，也可以至少一部分与步骤S4并行地进行步骤S6的使用了第二标记检测***M2的晶片W1的对准标记检测。或者，也可以在步骤S4或步骤S6的途中执行步骤S5的基线计测。

《第三实施方式》

下面，基于图26及图27对本发明的第三实施方式进行说明。这里对于与上述的第一实施方式的基板贴合装置100或第二实施方式的基板贴合装置200相同或者等同的构成部分而言，使用相同的符号并且省略或简化其说明。

图26中概略性地表示了第三实施方式的基板贴合装置300的构成。基板贴合装置300的第一标记检测***及第二标记检测***M1、M2的构成、以及一部分构成部分的配置与上述的各实施方式的基板贴合装置不同，而其他的部分的构成及基板贴合方法等与第一实施方式或第二实施方式的基板贴合装置相同。因此，以下说明中以不同点为中心对第三实施方式进行说明。

在基板贴合装置300中，如果除去第一标记检测***及第二标记检测***M1、M2的构成，则形成将上述的第一实施方式和第二实施方式组合的构成。即，虽然第一工作台装置20、标记板驱动装置50及第一标记检测***的位置关系与上述的第一实施方式相同，然而作为载台装置使用第二实施方式的载台装置230，与之相伴地，干涉仪***也使用干涉仪***240。

如图27所示，基板贴合装置300具备的第一标记检测***M1具备第一检测装置M1a和第二检测装置M1b。如图26所示，第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b夹隔着第一标记检测***驱动装置71朝下地(朝向-Z方向地)安装于顶板部12的下面的大致中央的+X侧的规定距离的位置。作为第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b分别使用与第一实施方式的第一标记检测***M1相同的构成的显微镜(或摄像装置)。第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b的中心轴(光轴或指标中心)O_M1a、O_M1b相互平行，并且与基准面S_M正交。

另外，如图27所示，基板贴合装置300具备的第二标记检测***M2具备第三检测装置M2a和第四检测装置M2b。如图26所示，第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b夹隔着第二标记检测***驱动装置72朝上地(朝向+Z方向地)搭载于载台ST上面的+X方向的端部附近。作为第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b分别使用与第一实施方式的标记检测***M2相同的构成的显微镜(或摄像装置)。2个检测装置M2a、M2b的各自的中心轴(光轴或指标中心)O_M2a、O_M2b相互平行，并且与基准面S_M正交。因此，第一及第二检测装置M1a、M1b的光轴O_M1a、O_M1b与第三及第四检测装置M2a、M2b的光轴O_M2a、O_M2b分别平行。而且，由于除去第二标记检测***M2以外的载台装置230的构成与第二实施方式相同，因此在这里省略其说明。

第一标记检测***驱动装置71借助未图示的驱动机构将第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b各自独立地在XY平面内的规定范围内驱动，第二标记检测***驱动装置72借助未图示的驱动机构将第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b各自独立地在XY平面内的规定范围内驱动。

在第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b借助第一标记检测***驱动装置71在XY平面内相对移动时，此外在第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b借助第二标记检测***驱动装置72在XY平面内相对移动时，各自的光轴O_M1a、O_M1b、O_M2a、O_M2b被维持为与基准面S_M垂直。而且，由于构成第一标记检测***M1的第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b能够分别移动，因此干涉仪***240将参照光束(未图示)向例如固定于顶板部12的固定镜(未图示)照射。

如图27所示，在基板贴合装置300中设有：计测第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b各自在XY平面内的位置信息的第一标记检测***计测***73；计测第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b各自在XY平面内的位置信息的第二标记检测***计测***74。第一标记检测***、第二标记检测***计测***73、74各自包含例如光干涉仪***(或编码器***)，能够以与干涉仪***240等同的精度检测第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b各自的位置信息、或第三检测装置、第四检测装置M2a、第四检测装置M2b各自的位置信息。由第一标记检测***计测***73计测的第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b的位置信息；以及由第二标记检测***计测***74计测的第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b的位置信息被分别向控制装置320供给。控制装置320使用晶片W1的对准标记的检测结果、晶片W2的对准标记的检测结果、各对准标记检测时的干涉仪***240的计测结果、各对准标记检测时的各检测装置的相对位置信息，求出进行2片晶片W1、W2的贴合的载台装置230的目标位置。

本第三实施方式中采用了如上所述的各部的构成，其结果是，在检测晶片W2的对准标记时(参照图6的步骤S4)，能够使用第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b，同时检测晶片W2的2个对准标记。另外，在进行晶片W1的搜索对准时(参照图6的步骤S2)以及检测晶片W1的对准标记时(参照图6的步骤S6)，能够使用第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b，同时检测晶片W1的2个对准标记。在本第三实施方式的基板贴合装置300中，通过设为能够利用多个检测装置同时地检测多个对准标记的构成，与在XY平面内驱动载台装置230的同时使用单一的标记检测***单独地检测多个对准标记的情况相比，可以缩短对准计测(参照图6的步骤S2、S4、S6)中所需的时间。因此，能够实现生产能力的提高。另外，与在XY平面内驱动载台装置230的同时将单一的标记检测***相对于一个个对准标记定位的情况相比，能够缩短用于进行上述的对准计测的载台装置230移动的移动行程。

另外，根据本第三实施方式的基板贴合装置300，通过设为能够同时地检测2个对准标记的构成，在将第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b(或第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b)的移动行程设定为长到规定距离以上的情况下，如果将载台装置230驱动到第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b(或第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b)分别与晶片W2(或晶片W1)相面对的位置，则在此之后就不用驱动载台装置230，而能够结束上述的对准计测。因此，在这一点上也可以实现生产能力的提高。

而且，在上述第三实施方式的基板贴合装置300中，虽然2个检测装置M1a及M1b能够独立地在XY平面内移动，并且2个检测装置M2a及M2b能够独立地在XY平面内移动，然而并不限定于此，也可以将一方的检测装置，例如将第一检测装置M1a固定于顶板部12，仅使另一方的检测装置M1b能够在XY平面内移动。同样地，也可以将一方的检测装置，例如第三检测装置M2a固定于载台ST处，仅使另一方的检测装置M2b能够在XY平面内移动。简而言之，只要是能够同时检测设于晶片上的2个对准标记即可。从该意味考虑，只要是各检测装置的检测视野足够宽，能够在将载台装置230定位于规定的位置的状态下，借助2个检测装置同时检测2个对准标记，则也可以将所有的检测装置M1a、M1b、M2a、M2b都固定于顶板部12或载台ST处。从相同的宗旨出发，在上述的第一实施方式、第二实施方式中，也可以如下构成，即充分地拓宽第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2的检测视野，从而能够利用标记检测***M1或M2同时检测2个对准标记。

另外，在上述第三实施方式中采用了如下的构成，即在晶片W1、W2相面对的状态下，第一标记检测***M1(第一检测装置、第二检测装置M1a、M1b)与第二标记检测***M2(第三检测装置、第四检测装置M2a、M2b)相面对，然而本发明的基板贴合装置的构成当然并不限定于此。图28中表示了第三实施方式的基板贴合装置300的一个变形例。图28所示的基板贴合装置300a与第二实施方式相同，在第一标记检测***M1的至少一部分与第二标记检测***M2的至少一部分相面对的状态下，晶片W1(第一工作台T1)与晶片W2(第二工作台T2)相对于第一标记检测***M1与第二标记检测***M2的对置部分的中心，相互位于相反一侧(-X侧和+X侧)。通过采用该构成，就能够缩短对准计测时的载台装置230的移动距离，从而能够实现生产能力的进一步的提高。

而且，在上述各实施方式中，为了方便在晶片W1、W2的表面以像在图2中针对晶片W2代表性地表示那样的配置形成多个对准标记，然而作为各实施方式的基板贴合装置所贴合的对象的晶片并不限定于此。例如，在利用用于制造半导体元件(集成电路)等的光刻工序中使用的步进机等曝光完毕的晶片中，利用该曝光，以矩阵状的配置形成多个拍摄区域(电路图案区域)，在各拍摄区域同时形成(附设)对准标记。在设为这种贴合2片晶片的对象的情况下，最好将附设于各拍摄区域中的对准标记作为第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2的检测对象。附设于各拍摄区域的对准标记由于是与各拍摄区域同时利用曝光形成于晶片上，因此会因相同的加工的处理而受到相同的影响。另外，在该情况下，在晶片的贴合时需要附加新的对准标记。

另外，在将用步进机等曝光完毕的晶片设为贴合的对象的情况下，作为上述的晶片W1、W2的所需的贴合位置的求出方法，例如可以对各晶片求出美国专利第4，780，617号说明书等中详细公开的、EGA(Enhanced Global Alignment)的EGA参数，根据该求出的结果，算出所需的贴合位置。在该情况下，在步骤S4、步骤S6中，分别进行针对晶片的EGA计测(附设于样品拍摄区域的对准标记(样品标记)的位置计测)。

另外，在上述各实施方式中，虽然对利用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2检测相同的基准标记FM的情况进行了说明，然而本发明并不限定于此。即在基板贴合装置中，也可以是第一检测***(上述各实施方式的第一标记检测***M1与之相当)的检测对象除了第二基板(上述各实施方式的晶片W2与之相当)的标记以外，还包括第一基准标记，第二检测***(上述各实施方式的第二标记检测***M2与之相当)的检测对象除了第一基板(上述各实施方式的晶片W1与之相当)的标记以外，还包括与第一基准标记不同的第二基准标记。在该情况下，虽然第一基准标记与第二基准标记可以形成于不同的构件中，然而从维持高基线计测精度的方面考虑，优选形成于同一标记构件中。另外，从能够缩短基线计测中所需的时间的方面考虑，优选在第一检测***检测第一基准标记的同时，第二检测***能够检测第二基准标记。

而且，上述第二实施方式、第三实施方式及变形例的基板贴合装置中所用的干涉仪***240中，与第一实施方式的干涉仪***40相同，可以采用也能够计测第二工作台T2的绕Y轴的旋转角(倾斜角)θy的X干涉仪、以及也能够计测第二工作台T2的绕X轴的旋转角(倾斜角)θx的第一Y干涉仪至第三Y干涉仪。

另外，虽然在上述实施方式中对单一的控制装置(参照图5、图17、图27)控制基板贴合装置的各部的情况进行了说明，然而也可以取代这些控制装置，而具备用于根据干涉仪***40、240的计测结果算出载台装置30、230在XY平面内的位置的运算***；和使用运算***的算出结果来控制载台驱动装置15(参照图5、图17、图27)的控制***。另外，也可以具备根据对准标记AM1_i、AM2_j的检测结果算出满足所贴合的晶片W1、W2的所需的贴合位置的条件的载台装置30、230的目标位置(X₀，Y₀，θz₀)的运算***。

另外，在上述各实施方式中，虽然第一工作台T1可以由第一工作台驱动装置21驱动而仅沿垂直(Z轴)方向移动，然而并不限定于此，也可以设为还能够在XY平面内(X，Y，θz)移动，或者能够沿全部6个自由度方向(X，Y，Z，θx，θy，θz)移动。此外，也可以具备计测第一工作台T1的位置的位置计测***。另外，也可以与干涉仪***40相同地构成该位置计测***。

另外，上述各实施方式中说明的载台装置的构成是一个例子，本发明并不受其限定。例如，载台装置只要至少能够在2维平面内移动即可。因此，例如在第二实施方式中，不一定需要设置第二工作台驱动装置231，而即使在设置的情况下，也可以是与上述第二实施方式的构成不同的构成。例如，如果3个Z驱动部33的驱动行程足够长，则可以不用设置Z载台232，而仅利用能够单独地驱动的3个Z驱动部33来构成第二工作台驱动装置231。

而且，虽然在上述各实施方式中对第一工作台T1与第一标记检测***M1被固定于框架10处，第二工作台T2与第二标记检测***M2搭载在能够在XY平面内移动的载台装置30、230处的情况进行了说明，然而本发明并不限定于此。例如，也可以采用与上述实施方式上下反转的构成。即，可以采用如下的构成，第一工作台T1与第一标记检测***M1被朝上地固定于载台平台13处，第二工作台T2与第二标记检测***M2被朝下地设置的载台装置30、230能够沿着框架10的顶板部12的下面移动。或者可以采用将上述各实施方式的除去框架10以外的构成各部横置的构成。在该情况下，载台装置30、230能够沿着YZ平面移动，并且第一工作台T1能够在X轴方向往复移动，第二工作台T2能够在X轴方向及相对于YZ平面倾斜的方向驱动。

另外，在上述各实施方式中，虽然基板贴合装置(100、200、300)仅具有1个能够使用标记检测***M1、M2检测出的共用的基准标记FM，然而并不限定于此，也可以具备多个基准标记。另外，作为标记板驱动装置，需要采用如下的构成、配置，即在步骤S5以外的工序中不会成为处理的妨碍，并且不会遮挡构成干涉仪***40、240的各干涉仪的测长光束和参照光束，然而只要满足该条件，其构成、配置等就没有特别限制。

另外，在上述各实施方式中，虽然使用夹具H1、H2将晶片W1、W2安装于基板贴合装置中，然而可以取代晶片用的夹具，通过使用将晶片划片而得的半导体芯片用的夹具，实现从芯片水平到晶片水平的贴合。另外，并不限于单层的晶片(或者单层的半导体芯片)，可以处置层叠有多个晶片(多个半导体芯片)的半导体构件。

此外，本发明并不限于上述的晶片等半导体基板的贴合、或者半导体芯片的贴合，也可以应用于其他的基板、例如液晶用的玻璃基板等的贴合。在该情况下，不一定需要使用基板夹具。如果是其他的基板的概念中包含的板状构件一类，则包含于利用上述各实施方式的基板贴合装置及贴合方法的贴合的对象中。

另外，在上述各实施方式中，虽然基准标记FM形成于膜片状的构件中，然而上述各实施方式的标记板51只不过是一个例子，在上述各实施方式的基板贴合装置(100、200、300)中，当然也可以使用其他的标记板。图29(A)～图29(C)中表示了可以替代上述的标记板51使用的刀口(knife edge)方式的标记板51a的一例。其中，图29(A)中表示标记板51a的俯视图，图29(B)中表示标记板51a的仰视图，图29(C)中将标记板51a的图29(A)的B-B线剖面局部省略，与第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2一起表示。

综合图29(A)～图29(C)可知，标记板51a具备由规定厚度、例如1～2mm的硅Si制成的板状的标记构件58。在标记构件58中形成有由十字形的狭缝构成的基准标记FMa。狭缝的1边的长度例如为数百μm、宽度为20～30μm左右。这里，如图29(C)所示，标记构件58的狭缝的内周面(侧壁面)与上面形成锐角。

如图29(C)所示，基准标记FMa能够从形成它的标记构件58的一面侧使用第一标记检测***M1，从另一面侧使用第二标记检测***M2同时检测。这里，由于采用了如上所述的透光型(狭缝方式)的基准标记FMa，因此与使用标记板51的情况不同，第一标记检测***M1通过经由形成于标记构件58中的狭缝(即基准标记FMa)接受从第二标记检测***M2具有的光源发出的探测光，而检测出基准标记FMa。第二标记检测***M2通过经由狭缝(即基准标记FMa)接受从第一标记检测***M1具有的光源发出的探测光，而检测出基准标记FMa。

另外，图30(A)～图30(E)中表示了可以替代标记板51使用的其他的标记板51b的一例。如图30(A)及图30(B)所示，标记板51b由以透过标记检测***M1、M2的探测光的透明的原材料、例如石英玻璃等制成的板状构件制成，在该板状构件的表面形成有由反射探测光的材质制成的、变形了的十字形的基准标记FMb。另外，从防止基准标记FMb的损伤的观点出发，也可以如图30(C)所示，在2片标记板51b₁、51b₂之间夹持基准标记FMb。而且，标记板51b的厚度例如约为1mm。

如图30(D)所示，基准标记FMb能够同时利用第一标记检测***M1检测出其一面，利用第二标记检测***M2检测出另一面。由于基准标记FMb形成于标记板51b的一面，因此，图30(D)中，将第一标记检测***M1的探测光向基准标记FMb的一面直接照射，使第二标记检测***M2的探测光透过标记板51b，向基准标记FMb的另一面照射。当然，也可以反过来将标记板51的形成有基准标记FMb的一面朝向第二标记检测***M2侧，将第二标记检测***M2的探测光向基准标记FMb的一面直接照射，使第一标记检测***M1的探测光透过标记板51b而向基准标记FMb的另一面照射。从避免异物向基准标记FMb上的附着的观点出发，优选该处置方式。

在图30(D)所示的状态下，按照使基准标记FMb的两个表面与两个标记检测***M1、M2的中心轴O_M1、O_M2正交，并且两个表面的面位置与两个标记检测***M1、M2的焦点一致的方式，将标记板51b与第二工作台T2定位。在该图30(D)所示的状态下，如果使基准标记FMb与第一标记检测***M1的指标中心一致，并使第二标记检测***M2的指标中心与基准标记FMb一致，则第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2的中心轴O_M1、O_M2就完全一致。

如图30(E)所示，使标记板51b倾斜。在该状态下，利用第一标记检测***、第二标记检测***M1、M2检测基准标记FMb，在各自的检测视野内使指标中心(即中心轴)与基准标记FMb一致。此时，将探测光向基准标记FMb直接照射的第一标记检测***M1的中心轴O_M1与基准标记FMb在其中心处相交。但是，使探测光透过标记板51而向基准标记FMb照射的第二标记检测***M2的中心轴O_M2因Harbing效应(由标记板51造成的探测光的折射的效应)而偏离基准标记FMb的中心。其结果是，两个标记检测***M1、M2的中心轴O_M1、O_M2偏离。

由Harbing效应造成的中心轴O_M1、O_M2的偏离ΔO_M(参照图30(E))例如成为上述的基线计测的计测误差。但是，如果知道标记板51b的倾斜，则能够根据标记板51b的厚度和折射率，来修正ΔO_M。所以，也可以设置计测标记板51b的绕X轴的倾斜角θx和绕Y轴的倾斜角θy的倾斜计测***。作为构成该倾斜计测***的计测仪器，例如优选斜入射型焦点位置检测***(AF传感器)。

工业上的利用可能性

如上说明所示，本发明的基板贴合装置及基板贴合方法适用于2片基板的贴合。

Claims (58)

1.一种基板贴合装置，是将2片基板贴合的基板贴合装置，其中具备：

第一载台，其保持所述2片基板的一方；

第二载台，其以能够与所述一方的基板相面对的朝向保持所述2片基板的另一方，并且至少能够在二维平面内相对于所述第一载台相对地移动；

位置计测***，其计测所述第二载台的至少所述二维平面内的位置信息；

第一检测***，其能够检测出包括由所述第二载台保持的基板的标记的对象标记；

第二检测***，其搭载于所述第二载台，能够检测出包括由所述第一载台保持的基板的标记的对象标记。

2.根据权利要求1所述的基板贴合装置，其中所述第二检测***被固定于所述第二载台。

3.根据权利要求1或2所述的基板贴合装置，其中所述第一检测***及第二检测***的至少一方能够同时检测作为其检测对象的设于基板的多个标记。

4.根据权利要求3所述的基板贴合装置，其中所述第一检测***及所述第二检测***的至少一方包括能够分别单独地检测所述多个标记的多个检测装置。

5.根据权利要求4所述的基板贴合装置，其中所述多个检测装置的一个检测装置与其他的检测装置能够在所述二维平面内相对移动。

6.根据权利要求5所述的基板贴合装置，其中所述一个检测装置及其他的检测装置的一方被固定于成为安装所述一个检测装置及其他的检测装置的基座的构件，而另一方能够相对于所述成为基座的构件在所述二维平面内移动。

7.根据权利要求6所述的基板贴合装置，其中还具备相对位置计测***，所述相对位置计测***计测所述一个检测装置与所述其他的检测装置的在所述二维平面内的相对位置。

8.根据权利要求5所述的基板贴合装置，其中所述一个检测装置及其他的检测装置能够独立地在所述二维平面内移动。

9.根据权利要求8所述的基板贴合装置，其中还具备检测***位置计测***，所述检测***位置计测***计测所述一个检测装置与其他的检测装置的在所述二维平面内的位置信息。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述第一检测***在所述第二检测***与由所述第一载台保持的基板相面对时与由所述第二载台保持的基板相面对。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的基板贴合装置，其中

在所述第一检测***的至少一部分与所述第二检测***的至少一部分相面对时，所述第一载台与所述第二载台的载放基板的部分相对于所述第一检测***的与所述第二检测***的对置部分的中心相互位于相反一侧。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的基板贴合装置，其中

所述第二载台包括：载台主体部，其能够在所述二维平面内移动；工作台，其在该载台主体部上能够至少在与所述二维平面正交的方向移动，保持所述另一方的基板，所述第二检测***设于所述载台主体。

13.根据权利要求12所述的基板贴合装置，其中

所述工作台能够在包括该工作台所保持的基板的表面被定位于所述第一检测***的检测点的位置的与所述二维平面正交的方向的规定范围中移动，

所述位置计测***还能够计测所述工作台的与所述二维平面正交的方向的位置信息。

14.根据权利要求12或13所述的基板贴合装置，其中所述工作台能够在所述第二载台上沿相对于所述二维平面的倾斜方向移动，

所述位置计测***还能够计测所述工作台的倾斜信息。

15.根据权利要求1至14中任意一项所述的基板贴合装置，其中还具备离开距离计测***，所述离开距离计测***计测所述第一载台所保持的基板与所述第二载台所保持的基板之间的离开距离。

16.根据权利要求1至15中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述位置计测***包括多个向设于所述载台的一部分的反射面分别照射测长光束的干涉仪。

17.根据权利要求1至16中任意一项所述的基板贴合装置，其中

所述第一检测***的检测对象还包括第一基准标记，

所述第二检测***的检测对象还包括第二基准标记。

18.根据权利要求17所述的基板贴合装置，其中所述第一基准标记与第二基准标记形成于同一标记构件。

19.根据权利要求18所述的基板贴合装置，其中在所述第一检测***检测所述第一基准标记的同时，所述第二检测***能够检测所述第二基准标记。

20.根据权利要求19所述的基板贴合装置，其中所述第一基准标记与第二基准标记是同一标记。

21.根据权利要求20所述的基板贴合装置，其中所述同一标记包括在设于所述标记构件的一部分的膜片状的构件中形成的狭缝状的透光部。

22.根据权利要求21所述的基板贴合装置，其中所述狭缝状的透光部是通过将形成于透明薄膜的一面的遮光膜的一部分除去而形成的。

23.根据权利要求21所述的基板贴合装置，其中所述狭缝状的透光部是通过在板状的遮光构件的一部分形成狭缝状的开口而形成的。

24.根据权利要求18至20中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述标记构件被所述第一检测***、第二检测***的探测光透过。

25.根据权利要求24所述的基板贴合装置，其中还具备计测所述标记构件的倾斜的倾斜计测***。

26.根据权利要求18至25中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述标记构件能够在所述第一检测***、第二检测***的至少一方的检测视野内将对应的基准标记定位的位置和从该位置退开的位置之间移动。

27.根据权利要求26所述的基板贴合装置，其中还具备驱动所述标记构件的标记驱动装置。

28.根据权利要求27所述的基板贴合装置，其中所述标记驱动装置设于所述第二载台。

29.根据权利要求1至28中任意一项所述的基板贴合装置，其中

所述第一检测***包括检测透过了对象标记的光的透过型的显微镜及检测来自对象标记的反射光的反射型的显微镜的任意之一，

所述第二检测***包括所述透过型的显微镜及所述反射型的显微镜的任意之一。

30.根据权利要求1至29中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述第一载台能够在与所述二维平面正交的方向移动。

31.根据权利要求30所述的基板贴合装置，其中

所述第一载台能够在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置是该第一载台所保持的基板的表面被定位于包括所述第二检测***的检测点的与所述二维平面平行的面的位置，所述第二位置是从该第一位置退开的位置。

32.根据权利要求1至31中任意一项所述的基板贴合装置，其中所述第一载台及所述第二载台借助基板保持构件分别保持所述基板。

33.一种基板贴合方法，是将2片基板贴合的基板贴合方法，其中包括：

第一工序，其使第一构件保持所述2片基板的一方的第一基板；

第二工序，其使能够至少在所述第一构件相面对的二维平面内移动的第二构件保持所述2片基板的另一方的第二基板；

第三工序，其使用第一检测***和搭载于所述第二构件的第二检测***分别检测出共用的基准标记；

第四工序，其使用所述第一检测***检测出由所述第二构件保持的所述第二基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的所述第二构件的位置信息；

第五工序，其使用所述第二检测***检测出由所述第一构件保持的所述第一基板的多个对准标记，并且计测各对准标记的检测时的所述第二构件的位置信息；

第六工序，其基于所述第三工序、第四工序及第五工序的结果，将所述2片基板重合。

34.根据权利要求33所述的基板贴合方法，其中在所述第四工序及所述第五工序中分别使所述第二构件在所述二维平面内移动。

35.根据权利要求33所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序中，使用所述第一检测***具有的多个检测装置同时检测所述第二基板的多个对准标记，

在所述第五工序中，使用所述第二检测***具有的多个检测装置同时检测所述第一基板的多个对准标记。

36.根据权利要求35所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序及所述第五工序的至少一方中，在所述多个对准标记的检测之前，将所述多个检测装置当中的一个检测装置与其他的检测装置在所述二维平面内相对移动，在各自的检测视野内将所述对准标记定位。

37.根据权利要求33至36中任意一项所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序中，在所述多个对准标记的检测之前，将所述第二构件的至少保持所述第二基板的部分沿与所述二维平面正交的方向驱动，将所述第二基板的表面定位于所述第一检测***的检测点。

38.根据权利要求37所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序中，在所述多个对准标记的检测之后，将所述第二构件的至少保持所述第二基板的部分沿与所述二维平面正交的方向驱动，使所述第二基板的表面从所述第一检测***的检测点退开。

39.根据权利要求33至38中任意一项所述的基板贴合方法，其中

在所述第五工序中，在所述对准标记的检测之前，将所述第一构件沿与所述二维平面正交的方向驱动，将所述第一基板的表面定位于所述第二检测***的检测点。

40.根据权利要求33～39中任意一项所述的基板贴合方法，其中

在所述第三工序中，在所述基准标记的检测之前，将形成有所述基准标记的标记构件定位于规定位置，使用所述第一检测***、第二检测***分别检测出所述基准标记后，使所述标记构件从所述定位位置退开。

41.根据权利要求33至40中任意一项所述的基板贴合方法，其中在所述第三工序中，还求出所述第二检测***相对于所述第一检测***的基线。

42.根据权利要求41所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序中，还求出所述基准标记与设于所述第二基板的表面的多个对准标记的第一相对位置关系。

43.根据权利要求42所述的基板贴合方法，其中

在所述第五工序中，还求出所述基准标记与设于所述第一基板的表面的多个对准标记的第二相对位置关系。

44.根据权利要求43所述的基板贴合方法，其中

在所述第六工序中，还根据所述基线、所述第一相对位置关系、所述第二相对位置关系，求出由所述第二构件和所述第一构件分别保持的所述2片基板满足所需的重合条件的所述第二构件的目标位置。

45.根据权利要求33至43中任意一项所述的基板贴合方法，其中

所述第六工序包括使用所述第三工序、第四工序及第五工序的结果算出所述第一基板、第二基板满足所需的重合条件的所述第二构件的目标位置的工序。

46.根据权利要求44或45所述的基板贴合方法，其中

所谓所述所需的重合条件是指，在设于所述2片基板的表面的多个对准标记之间，成为一对的对准标记之间的所述二维平面上的相对距离的平方和达到最小的位置关系。

47.根据权利要求44或45所述的基板贴合方法，其中

所谓所述所需的重合条件是指，在设于所述2片基板的表面的多个对准标记之间，成为一对的对准标记之间的所述二维平面上的相对距离的绝对值对于所有的对来说都大致相等。

48.根据权利要求44至47中任意一项所述的基板贴合方法，其中

所述第六工序还包括如下的工序，即将所述第二构件定位于所述目标位置，将所述第二构件的至少保持所述第二基板的部分沿与所述二维平面正交的方向驱动，使所述第一基板与所述第二基板重合。

49.根据权利要求33至48中任意一项所述的基板贴合方法，其中还包括第七工序，所述第七工序计测包括由所述第一构件保持的所述第一基板的在所述二维平面内的旋转方向的位置信息，

在所述第二工序中，在考虑到计测出的位置信息而调整了所述第二基板相对于所述第一基板的至少旋转错移的状态下，使所述第二构件保持所述第二基板。

50.根据权利要求33至48中任意一项所述的基板贴合方法，其中还包括：

第七工序，其计测包括由所述第一构件保持的所述第一基板的在所述二维平面内的旋转方向的位置信息，

第八工序，其在所述第二工序与所述第四工序之间，通过考虑到所述第七工序中计测出的位置信息而使所述第二构件的至少保持所述第二基板的部分旋转，来调整所述第二基板相对于所述第一基板的至少旋转错移。

51.根据权利要求49或50所述的基板贴合方法，其中

在所述第二工序之前还包括如下的工序，即将所述第一构件沿与所述二维平面正交的方向驱动，使由所述第一构件保持的所述第一基板退开。

52.根据权利要求33至51中任意一项所述的基板贴合方法，其中

在所述第一工序及第二工序中，借助2个保持构件使所述第一构件及第二构件分别保持所述第一基板及第二基板，

在所述第六工序中，还使用止动件将所述2个保持构件重叠固定，将该2个保持构件分别从所述第一构件和所述第二构件取下。

53.根据权利要求33至52中任意一项所述的基板贴合方法，其中

在所述第四工序及所述第五工序中，使用位置计测***来计测所述第二构件的位置信息，其中所述位置计测***包括如下的至少3个干涉仪，即与所述二维平面正交地向设于所述第二构件中的反射面投射至少1条测长光束的至少1个干涉仪、与所述二维平面及所述反射面正交地向设于所述第二构件中的其他的反射面投射至少1条测长光束的至少2个干涉仪。

54.根据权利要求33至53中任意一项所述的基板贴合方法，其中使所述第一构件保持设有相对位置关系已知的多个标记的基准构件，在计测所述第二构件的位置信息的同时使该第二构件在所述二维平面内移动，通过使用所述第二检测***检测所述多个标记而再次计测该多个标记的相对位置关系，使用该再次计测出的相对位置关系和所述已知的相对位置关系，来修正所述第二检测***的依赖于与所述第二构件的位置有关的物理量的检测误差。

55.根据权利要求54所述的基板贴合方法，其中

通过如下操作来求出所述多个标记的相对位置关系，即使所述第二构件保持所述基准构件，在计测该第二构件的位置信息的同时，使该第二构件在所述二维平面内移动，使用所述第一检测***检测出所述多个标记。

56.根据权利要求54或55所述的基板贴合方法，其中

所谓与所述第二构件的位置有关的所述物理量包括：所述第二构件的停止位置、到达该停止位置之前的从停止位置算起的距离、方向、时间、速度、加速度中的至少一个。

57.一种基板贴合方法，是将2片基板贴合的基板贴合方法，其中包括：

第一工序，其使第一构件与规定的二维平面平行地保持所述2片基板中的一方的第一基板；

第二工序，其计测包括由所述第一构件保持的所述第一基板在所述二维平面内的旋转方向的位置信息；

第三工序，其使可以在所述二维平面内移动的第二构件保持所述2片基板中的另一方的第二基板；

第四工序，其调整由所述第二构件保持的所述第二基板相对于由所述第一构件保持的所述第一基板的相对位置，将两个基板贴合。

58.根据权利要求57所述的基板贴合方法，其中

在所述第三工序中，在考虑到计测出的位置信息而调整了所述第二基板相对于所述第一基板的至少旋转错移的状态下，使所述第二构件保持所述第二基板。

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