JP4148464B2

JP4148464B2 - Control method of alignment apparatus provided with piezo driver

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Publication number: JP4148464B2
Application number: JP2003079966A
Authority: JP
Inventors: 英二社本; 朗山内; 聰奈良場
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004288918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超精密位置決め等に使用可能なピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法に関し、とくに複数のピエゾ素子を用いて一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を複数有するウォーキング動作駆動ユニットを複数組用いて位置決め可動物を目標精度範囲内に高精度で位置決め可能としたアライメント装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、ウエハー同士を接合する実装装置や、ウエハーに加工を施したりチップやその他の部材を実装するためにウエハーを所定位置に位置決めするアライナー、あるいは、ウエハー上に所定の露光を施す露光装置等においては、ウエハーを所定の位置に高精度で位置決めする必要がある。従来、このような位置決め対象物の位置決めに用いるアライメント装置としては、たとえば、Ｘ、Ｙ軸方向（水平方向）およびθ方向（回転方向）に位置調整可能なテーブルを積み上げ、必要に応じてＺ軸方向（上下方向）に位置調整可能なテーブルやヘッドを組み合わせたものを使用し、各軸方向や回転方向の位置をそれぞれ調整、制御することにより、位置決め精度を高めるようにしていた。
【０００３】
しかしながら、このような従来のアライメント装置では、各方向（たとえば、Ｘ、Ｙ軸方向、θ方向）のそれぞれについて順次調整していたので、一方向のみに関しては比較的高精度の位置決めが可能であったとしても、他方向への位置決めの際に既に調整した方向の位置精度が狂うことがあり、結果的に、最終的な位置決め精度に限界が生じることとなっていた。また、位置決めには、通常、機械的なガイドを使用しているので、ガイドの精度に限界があり、この面からも最終的な位置決め精度に限界が生じることとなっていた。具体的には、従来のアライメント装置では、サブミクロンレベルの精度での位置決めは期待できない精度範囲となっており、ましてや、数十ナノメーターあるいは数ナノメーターレベルの精度での位置決めは不可能な位置決め精度となっていた。
【０００４】
また、前述の如く、従来のアライメント装置は、Ｘ、Ｙ軸方向やθ方向の位置調整テーブルを積み上げて構成されていたので、最上部の軸以外の軸を調整する場合、その上部に積み上げられている軸も駆動する必要が生じ、位置決めのための駆動、制御の効率が悪いという問題がある。また、Ｘ、Ｙ軸方向やθ方向の位置調整テーブルを積み上げて構成すると、アライメント装置全体の厚み（上下方向寸法）が大きくなり、このアライメント装置を組み込んだ装置、たとえば実装装置や露光装置も、必然的に大型になるという問題、さらにガイドから最上部の位置決め面までの距離が大きくなるので、ガイドの誤差が増幅されてしまい、その分、位置決め精度に悪影響を与えてしまうという問題もある。
【０００５】
さらに、θ方向の位置決めは、所定の中心軸回りに位置調整テーブルを調整するようにしているので、位置決め対象物、たとえばウエハーのサイズが大きくなると、とくにθ方向のアライメント精度はウエハーの半径に比例して外周位置で悪くなるという問題を抱えている。
【０００６】
上記のような従来装置における問題点に着目し、最近、複数のピエゾ素子を用いて構成したピエゾ駆動体を、２個のピエゾ駆動体により各支持足を交互に位置決め対象可動物に接触・離反させてウォーキング動作を行わせることが可能なウォーキング動作駆動ユニットを構成し、３組の該ウォーキング動作駆動ユニットのウォーキング動作により、位置決め対象可動物を目標位置に精密に位置決めできるようにしたアライメント装置が、先に本出願人により提案されている（特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−７６０９８号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先に提案した特許文献１のアライメント装置においては、各支持足の角度や長さ、特に角度にばらつきが生じるおそれがあり、このばらつきは、３組のウォーキング動作駆動ユニットによる可動物の移動誤差の原因となる。移動誤差が生じると、それだけ位置決め精度が悪くなるので、複数回アライメント動作を繰り返して所定の精度範囲内に納める必要が生じ、位置決めの精度、効率に改善の余地が残されている。
【０００９】
また、各ウォーキング動作駆動ユニットの動作精度を確認するためには、たとえば各支持足の上方に位置測定用の認識手段（たとえば、カメラ）が必要であるが、アライメント用に赤外線認識手段などを用いる場合には、認識手段が下方に設置される場合が多いので、支持足の位置を直接読み取ることが困難であるという問題も残されている。また、各ウォーキング動作駆動ユニットの動作精度の確認に、より効率の良い方法も要求されていた。
【００１０】
さらに、前述の先に提案した特許文献１のアライメント装置においては、可動テーブル（アライメントテーブル）を直接３組のウォーキング動作駆動ユニットで支持するようになっており、このアライメントテーブルにおいては、たとえばアライメント後上方から加圧力を受ける場合、軸受、軸受ガイドを備えた機構により加圧力を受ける構造となっていたので、高加圧力を受けることが困難であった。そのため、とくに、従来のチップレベルの加圧接合の場合に比べ、ウエハーの接合においては接合面積が数十〜数百倍となるため、高加圧力が必要とされ、従来の軸受ガイドを用いたテーブル構造では要求される高加圧力に耐えることが困難であるという問題も残されている。
【００１１】
そこで本発明の課題は、複数のピエゾ素子を用いてウォーキング動作を行わせるようにした駆動ユニットの優れた精密位置決め特性についての利点を活かしつつ、各駆動ユニットの各支持足ごとに高精度にキャリブレーションできるようにし、かつ、各駆動ユニットによる可動物のアライメント精度についても高精度にキャリブレーションできるようにし、移動制御上の誤差をより正確に補正できるようにして、最終的に信頼性の高い、極めて高精度なアライメントを達成できるようにした、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法は、ピエゾ素子を用いて（たとえば、３つのピエゾ素子を用いて）三次元空間内の任意の方向に変位可能な一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を２個以上組み合わせて１組のウォーキング動作駆動ユニットを構成し、３組以上のウォーキング動作駆動ユニットの支持足で可動物を移動可能に支持した、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法であって、各ピエゾ駆動体にその支持足の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向および移動量との関係を、支持足上に付した認識マークを支持足の移動前後に認識手段で読み取ることにより、各ピエゾ駆動体の各支持足ごとにキャリブレーションすることを特徴とする方法からなる。つまり、アライメント装置全体の動作のキャリブレーションではなく、まず、各ピエゾ駆動体の各支持足ごとにキャリブレーションするのである。各支持足ごとのキャリブレーションにより各支持足ごとの誤差を補正することができ、それによって可動物のアライメントの際の移動精度が向上するとともに、目標精度範囲内に納めるための繰り返しアライメント回数を低減することができる。なお、本発明において「認識マーク」とは、測定対象物に付された位置認識用のマークのことであり、単純形状のマークは勿論のこと、パターン化されたマーク（たとえば、同心円や格子状に配列されたマークパターン）を含む概念である。
【００１３】
また、本発明に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法と組み合わせ可能な制御方法として、ピエゾ素子を用いて（たとえば、３つのピエゾ素子を用いて）三次元空間内の任意の方向に変位可能な一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を２個以上組み合わせて１組のウォーキング動作駆動ユニットを構成し、３組以上のウォーキング動作駆動ユニットの支持足で可動物を移動可能に支持した、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法であって、ウォーキング動作駆動ユニットに前記可動物の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向、移動量および回転中心の位置との関係を、可動物上に付した認識マークを可動物の移動前後に認識手段で読み取ることによりキャリブレーションする方法が挙げられる。つまり、上記各支持足ごとのキャリブレーションに加え、可動物移動の際のキャリブレーションを行うことにより、実際に可動物を移動制御する際の誤差を補正することができ、それによって可動物のアライメントにおける移動精度が向上するとともに、目標精度範囲内に納めるための繰り返しアライメント回数を低減することができる。
【００１４】
上記各方法は組み合わせることができる。すなわち、本発明に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法は、ピエゾ素子を用いて（たとえば、３つのピエゾ素子を用いて）三次元空間内の任意の方向に変位可能な一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を２個以上組み合わせて１組のウォーキング動作駆動ユニットを構成し、３組以上のウォーキング動作駆動ユニットの支持足で可動物を移動可能に支持した、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法であって、各ピエゾ駆動体にその支持足の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向および移動量との関係を、支持足上に付した認識マークを支持足の移動前後に認識手段で読み取ることにより、各ピエゾ駆動体の各支持足ごとにキャリブレーションし、かつ、ウォーキング動作駆動ユニットに前記可動物の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向、移動量および回転中心の位置との関係を、可動物上に付した認識マークを可動物の移動前後に認識手段で読み取ることによりキャリブレーションすることを特徴とする方法からなる。
【００１５】
上記各支持足ごとにキャリブレーションする方法においては、支持足に治具を取り付け、該治具上に支持足用の前記認識マークを付し、その認識マークを前記認識手段で読み取るようにすることも可能である。このようにすれば、各ウォーキング動作駆動ユニットにおいて、２個以上組み合わせられているピエゾ駆動体の２個以上の支持足を認識手段の１視野内に納めることが困難な場合においても、各支持足に治具を取り付け、各治具上に認識マークを付すことにより、複数の認識マークを１視野内に納めることが可能になり、また、認識手段の視野を小さくした場合（つまり、精度を上げた場合）にも、その視野内に複数の認識マークを納めることが可能になり、認識マーク認識の効率を高めることができるとともに、認識精度を向上できる。
【００１６】
また、後述の如く、一般にピエゾ素子はその伸縮動作に関してヒステリシスをもっているので、各ピエゾ素子へ動作指令を送るに際し、このヒステリシスを考慮した状態で、つまり動作指令量と実際に得られる支持足の動作量との対応関係を事前に正確に把握しておけば、より的確な補正信号を得ることができ、より正確に目標とする実際の動作量が得られるようになる。詳しくは後述するように、たとえば、各ピエゾ素子の変位量と印加電圧との間のヒステリシス特性の補正を加える方法である。また、各ピエゾ素子の伸縮動作量またはその動作量を得るための指令信号量と、支持足のｘ、ｙ、ｚ座標系における実際の動作量との対応関係を、マトリックスとして実験により予め求めておけば、より適切にキャリブレーションでき、実際の移動制御の際に、目標とする動作量がより精度よく得られるようになる。
【００１７】
また、本発明に関連して、可動物のアライメントに関し、ピエゾ素子を用いて（たとえば、３つのピエゾ素子を用いて）三次元空間内の任意の方向に変位可能な一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を２個以上組み合わせて１組のウォーキング動作駆動ユニットを構成し、３組以上のウォーキング動作駆動ユニットの支持足で可動物を移動可能に支持した、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法であって、可動物上に認識マークを付し、ウォーキング動作駆動ユニットに前記可動物の所定量移動指令信号を与えて可動物のアライメント動作を行い、可動物移動後に認識マークを認識手段で読み取ることにより、可動物の位置精度を測定することを特徴とする、ピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法が挙げられる。
【００１８】
このアライメントにおいては、１回のアライメント動作では目標とする精度範囲内にまで到達できなかった場合、同様の操作を複数回繰り返し、徐々に目標とする精度範囲内へと収束させることができる。すなわち、上記可動物の位置精度を測定後、再度可動物のアライメント動作を行って可動物移動後の位置精度を測定し、このアライメント動作を予め定めた所定の位置精度範囲に入るまで繰り返す方法を採用できる。
【００１９】
また、本発明に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法においては、認識マークの読み取り、たとえば上記各支持足上に付した認識マークの読み取りに関し、認識手段を認識マークに対向する位置に設置し（たとえば、認識マークの上方に設置し）、該認識マークを直接読み取るようにすることもできるし、認識マークに対向する位置にミラーまたはプリズムを設置し、認識手段を認識マークに対向する位置とは異なる位置（たとえば、下方の位置）に設置して、該認識マークを前記ミラーまたはプリズムを介して読み取るようにすることもできる。ミラーやプリズムを設置することにより、認識手段を上方以外の下方や側方に設置することが可能になる。つまり、ミラーまたはプリズムを介して読み取ることにより、認識手段を認識マークに対向する位置とは異なる位置に設置しても、反射光や透過光により認識マークを読み取れるようになり、認識手段を、下方等に設置される赤外線認識手段とする場合にあっても、所定の読み取りが可能となる。また、測定対象物の下面に認識マークを付す場合にも、読み取ることができるようになる。
【００２０】
本発明における上記可動物は、可動テーブルであってもよく、該可動テーブル上に保持されるワーク（たとえば、ウエハー等の被接合物）であってもよく、さらには、ワーク（たとえば、ウエハー等の被接合物）自体であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。たとえば被接合物同士の加圧接合の場合、可動物が可動テーブルとその上に保持されたワーク（被接合物）とからなり、該ワークに対向させて該ワークに圧着させるワーク（被接合物）を保持する形態を採ることになる。
【００２１】
また、本発明においては、前記３組以上のウォーキング動作駆動ユニットをバックアップ支持体の周辺に設け、前記可動物を該バックアップ支持体から浮かせた状態で前記可動物をウォーキング動作駆動ユニットによりアライメントした後、該可動物を上方から加圧可能に前記バックアップ支持体上に載せるようにすることもできる。このようにアライメント後にバックアップ支持体上に可動物を支持させることにより、アライメントされた可動物としてのワークをたとえば１トン以上の高圧で加圧することが可能になり、加圧接合等における問題点が解決される。従来のチップレベルと比べてウエハーの接合においては接合面積が数十〜数百倍となるため、従来の軸受ガイドを用いたテーブル構造では耐えられないが、このようなバックアップ支持体を用いる構造により、高加圧力の付与が可能となる。なお、バックアップ支持体上に可動物を載せる場合、可動物を下げて載せてもよく、バックアップ支持体を上昇させて載せてもよい。
【００２２】
また、認識マークの読み取りに関し、対向保持されたワーク間に２視野の認識手段を挿入し、たとえば水平方向および／または上下方向に移動可能な２視野の認識手段を挿入し、該２視野の認識手段による認識マークの認識を介して前記可動物をアライメントするようにすれば、たとえば前述のピエゾ駆動体の各支持足のキャリブレーションをアライメント用の認識手段と兼用させて一つの認識手段で行うことが可能になる。
【００２３】
前記バックアップ支持体には、たとえばガラスまたは赤外線透過材を用いることができ、バックアップ支持体の下方に可視光または赤外線認識手段を設けて反射光または透過光により認識マークを認識することができる。
【００２４】
さらに本発明においては、ワーク間（たとえば、被接合物間）の平行度を、アライメント後接合前あるいは接合時に、倣い機構を用いて実質的に自動的に微調整することが可能である。つまり、互いに対向保持されるワークが、互いに加圧接合される被接合物からなり、いずれかの被接合物の保持機構内に球面状の倣い機構を設け、被接合物同士を圧着する際に、前記倣い機構の動作により被接合物間の平行度を調整する方法である。球面状の倣い機構としては、たとえばエアーベアリング機構を用いた極めて抵抗の小さい倣い機構を用いることができる。
【００２５】
また、この平行度調整のための倣い動作は、アライメント前、あるいはアライメント後接合前または接合時に、実質的にピエゾ素子を用いて行うことが可能である。すなわち、互いに対向保持されるワークが、互いに加圧接合される被接合物からなり、前記ウォーキング動作駆動ユニットが設けられている側のワークに対し、該ウォーキング動作駆動ユニットのウォーキング動作停止後のピエゾ素子の伸縮動作により、被接合物間の平行度を調整する方法である。ピエゾ素子は、ウォーキング動作のためにも伸縮動作させるのであるが、ウォーキング動作停止後に必要なピエゾ素子自体のみ伸縮動作させることにより、可動物の姿勢を微調整することができ、それによって被接合物間の平行度を微調整することができる。また、アライメント用のウォーキング動作を行わせ、認識手段を用いてアライメントする前に、ピエゾ素子自体のＺ方向（上下方法）の伸縮動作により平行度を微調整することができる。さらに、前述のバックアップ支持体から可動物を持ち上げる際に、別のアクチュエータを使用せずに、ピエゾ素子自体のＺ方向の伸縮動作により、この可動物の昇降を行わせることも可能である。
【００２６】
本発明におけるピエゾ駆動体としては、以下のようなものが使用できる。ピエゾ駆動体の第１の形態としては、前記可動物に接触／離反可能に設けられた、実質的に前記支持足を構成する支持ブロックと、該支持ブロックに連結され実質的に水平方向に互いに交差して延びる伸縮作動可能な第１、第２のピエゾ素子および実質的に上下方向に延びる伸縮作動可能な第３のピエゾ素子とを備えたものからなる。
【００２７】
ピエゾ駆動体の第２の形態としては、中心軸周りに３つのピエゾ素子を並列に配設し、該３つのピエゾ素子の一端側を共通の基台に固定するとともに、他端側を共通の可動ブロックに連結し、該可動ブロックの前記ピエゾ素子配設側とは反対側の面に前記中心軸の軸心延在方向またはそれに沿う方向に延び、先端が前記可動物への接触部を構成し実質的に前記支持足を構成する可動柱を、前記可動ブロックと一体的に設けたものからなる。
【００２８】
ピエゾ駆動体の第２の形態としては、支柱を立設した基台に、該支柱と平行に配設した２つの送り用ピエゾ素子の一端側を固定し、該２つの送り用ピエゾ素子の他端側を、前記支柱の先端に揺動自在に連結された中間ブロックに連結し、該中間ブロックの前記２つの送り用ピエゾ素子配設側とは反対側の面上に、実質的に前記支持足を構成する１つの支持用ピエゾ素子を立設し、該支持用ピエゾ素子の先端側に前記可動物への接触部を設けたものからなる。
【００２９】
なお、本発明におけるウォーキング動作駆動ユニットにおいては、後述の実施例に示すように、２個一対のピエゾ駆動体を設け、２足歩行させることができる。しかし本発明においては、ピエゾ駆動体を３個、４個、さらにはそれ以上設け、３足歩行、４足歩行、さらにはムカデのような多足歩行させることも可能であり、本発明に係るウォーキング動作駆動ユニットは、２足歩行に限らず、このような３足歩行以上のウォーキング動作を行わせるユニットまで含むものである。また、本発明では、基本的にピエゾ素子を用いて三次元空間内の任意の方向に変位可能な一つの支持足を移動させるピエゾ駆動体を構成するようにしているが、同様の構成は、磁歪素子を用いて達成することも可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るアライメント装置を組み込んだ、ウエハー同士を接合する実装装置を示している。実装装置１は、被接合物としてのウエハー２ａとウエハー２ｂを接合するもので、本実施態様では、位置決め対象物（位置決め対象ワーク）としてのウエハー２ａの位置決めに、本発明に係るアライメント装置３が組み込まれている。
【００３１】
ウエハー２ａとウエハー２ｂの接合は、本実施態様では、接合チャンバー４内で行われるようになっているが、チャンバー４は必要に応じて設置すればよい。本実施態様では接合チャンバー４に開閉可能なゲート５が設けられており、ゲート５開の状態で、搬送手段としてのロボット６により、被接合物としてのウエハー２ａとウエハー２ｂが接合チャンバー４内に導入される。
【００３２】
被接合物同士の接合部においては、図１の上側のウエハー２ｂを直接的に保持する手段は、本実施態様では静電チャック７から構成されており、静電チャック７は昇降可能なヘッド８の下端に取り付けられている。ヘッド８の下部には、複数の伸縮制御可能な支柱９が配設されており、各支柱９の伸縮量を制御することにより、静電チャック７の平行度、ひいては、上部側静電チャック７に保持されている上側のウエハー２ｂの下側のウエハー２ａに対する平行度を調整できるようになっている。各支柱９の伸縮量の制御に、たとえばピエゾ素子を用いることが可能である。
【００３３】
また、ヘッド８の下部には、後述の赤外線カメラの方向に向けて照射される光を導くライトガイド１０が設けられている。ライトガイド１０は、光源（図示略）から光ファイバー等を介して導光されてきた光を、垂直下方に向けて照射するようになっている。ライトガイド１０からの光が透過される、静電チャック７の部位は、光透過が可能な透明体から構成されているか、光透過用の穴が開けられている。
【００３４】
ヘッド８の上方には、昇降機構１１が設けられており、その上方に、エアシリンダ等の加圧シリンダ１２を有する加圧手段１３が設けられている。加圧シリンダ１２には、下方に向かう加圧力をコントロールするための加圧ポート１４と、加圧力を制御するとともに上方への移動力を生じさせるバランスポート１５が設けられている。昇降機構１１は、ヘッド８、静電チャック７に保持されている上側のウエハー２ｂを下方に移動させるとともに、移動および平行度調整後に、下側のウエハー２ａに上側のウエハー２ｂを接触させて仮接合することができる。また、加圧手段１３は、仮接合時に昇降機構１１を介して押圧力を加えることができるとともに、仮接合後に、さらに下降された上側のウエハー２ｂを下側のウエハー２ａにさらに押圧して、加圧により本接合することができるようになっている。
【００３５】
本実施態様では、下側のウエハー２ａの位置決めのために、アライメント装置３が設けられている。アライメント装置３は、位置決め対象物としてのウエハー２ａを保持する透明体からなる可動テーブル１６と、該可動テーブル１６を移動可能に複数箇所で（本実施態様では可動テーブル１６の周方向に３箇所で）それぞれ支持する複組のウォーキング動作駆動ユニット１７とを有しており、各ウォーキング動作駆動ユニット１７は、各ウォーキング動作駆動ユニット１７に対応して上下方向に延びる支持台１８上に設けられており、各ウォーキング動作駆動ユニット１７上に可動テーブル１６が移動可能に支持されている。本実施態様では、後述の如く、下方に認識手段としての赤外線カメラが設けられているので、前記ライトガイド１０からの光が赤外線カメラへと到達できるように、可動テーブル１６が透明体（たとえば、ガラス板）から構成されているが、中央部等に透過用の穴が開設された構造とすることも可能である。上記各支持台１８は、上下方向（Ｚ方向）の位置調整（高さ調整）が可能な台から構成されていてもよい。なお、本実施態様では、上側のウエハー２ｂに対してのみ静電チャック７を設けてあるが、場合によっては、下側のウエハー２ａに対しても、たとえば中央に穴の開いた環状に延びる静電チャック、好ましくは透明体からなる静電チャックを設けるようにしてもよい。
【００３６】
本実施態様では、可動テーブル１６の下方でかつ接合チャンバー４外の位置に、認識手段としての赤外線カメラ２０が設けられている。赤外線カメラ２０は、プリズム装置２１を介して、ライトガイド１０からの照射光を用いて、上側のウエハー２ｂまたは静電チャック７に付されたアライメント用の認識マーク、および、下側のウエハー２ａまたは可動テーブル１６に付された認識マークを、それぞれ読み取ることができるようになっている。この赤外線カメラ２０およびプリズム装置２１の位置も、位置調整手段２２を介して調整、制御できるようになっている。
【００３７】
また本実施態様では、可動テーブル１６の下部に、たとえばガラスまたは赤外線透過材からなるバックアップ支持体２５が配置されている。３組の（場合によってはそれ以上の）ウォーキング動作駆動ユニット１７がバックアップ支持体２５の周辺に設けれれ、可動テーブル１６をバックアップ支持体２５から僅かに浮かせた状態で可動テーブル１６がウォーキング動作駆動ユニット１７によりアライメントされる。アライメント後には、可動テーブル１６がバックアップ支持体２５上に載せられ、可動テーブル１６上に保持されているウエハー２ａを上方から高い加圧力をもって加圧できるようになっている。
【００３８】
ピエゾ駆動体を用いたアライメント装置３は、図２および図３に示すように構成されている。本実施態様では、図２に示すように、ウォーキング動作駆動ユニット１７が、円板状の可動テーブル１６の周方向に３箇所、合計３組設けられている。各ウォーキング動作駆動ユニット１７には、２個一対の形態で、ピエゾ駆動体２３、２４が設けられている。ピエゾ駆動体２３、２４は、図３に示すように、可動テーブル１６に接触／離反可能に設けられた支持ブロック２３ｄ、２４ｄと、該支持ブロック２３ｄ、２４ｄに連結されて実質的に水平方向に互いに交差して延びる（Ｘ、Ｙ方向に延びる）第１のピエゾ素子２３ａ、２４ａおよび第２のピエゾ素子２３ｂ、２４ｂと、支持ブロック２３ｄ、２４ｄに連結されて実質的に上下方向に延びる（Ｚ方向に延びる）第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃを備えている。
【００３９】
第１のピエゾ素子２３ａ、２４ａと第２のピエゾ素子２３ｂ、２４ｂの伸縮作動量が制御されることにより、それに連結されている支持ブロック２３ｄ、２４ｄは、図３に矢印で示すように、可動テーブル１６の面方向に、つまり、実質的に水平方向に、あらゆる方向に任意に移動できる。したがって、支持ブロック２３ｄ、２４ｄのいずれかが可動テーブル１６の下面に接触しており、その接触している支持ブロックが移動されると、それに伴って可動テーブル１６を支持ブロックの移動方向に移動させることができる。このとき、第３のピエゾ素子２３ｃあるいは２４ｃは、支持ブロックの移動に伴って揺動され、該支持ブロック、ひいては該支持ブロックを介して可動テーブル１６を、下方から支持する。そして、支持ブロック２３ｄ、２４ｄを交互に、可動テーブル１６に対して接触／離反させ、支持ブロック２３ｄ、２４ｄの移動および第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃの揺動を行わせることにより、ピエゾ駆動体２３、２４の第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃおよび支持ブロック２３ｄ、２４ｄは、可動テーブル１６に対して相対的に歩行運動、つまり、ウォーキング動作を行うことになる。各ウォーキング動作駆動ユニット１７は、対応する各支持台１８上に設置されているので、上記ウォーキング動作により、実際には、そのウォーキング動作分、可動テーブル１６が移動されることになる。
【００４０】
ウォーキング動作駆動ユニット１７は、円板状の可動テーブル１６の周方向に３箇所、合計３組設けられているので、各ウォーキング動作駆動ユニット１７の各ピエゾ素子を同期させながら駆動することにより、図４に示すように、可動テーブル１６をＸ、Ｙ、θ方向に任意に移動させることが可能である。図４の（Ａ）は、可動テーブル１６をＸ方向に移動させる場合の各ウォーキング動作駆動ユニット１７の各ピエゾ素子の動作例を示しており、図４の（Ｂ）は、Ｙ方向への動作例、図４の（Ｃ）は、θ方向への動作例をそれぞれ示している。これらの動作を組み合わせることにより、可動テーブル１６はＸ、Ｙ、θ方向に任意に移動され、可動テーブル１６上に保持されているウエハー２ａが、Ｘ、Ｙ、θ方向の任意の方向において位置決めされる。しかもこのとき、θ方向の回転中心も、各ピエゾ素子の動作を制御することにより、任意の位置にもってくることができる。
【００４１】
このように本実施態様に係るアライメント装置３では、少なくともＸ、Ｙ軸方向およびθ方向に同時に位置調整可能となり、ウエハー２ａを一気に目標位置に位置決め可能となる。位置決めに際しては、赤外線カメラ２０で認識マークを読み取り、ウエハー２ａあるいは可動テーブル１６が、目標位置に、目標とする精度範囲内で位置決めされているか否かを確認でき、目標精度範囲内に到達していない場合には、到達できるまで、上記ウォーキング動作による位置決め動作を続行させることができる。このような一連の動作の制御が、少なくとも赤外線カメラ２０からの位置認識情報が入力され、該入力情報に基づいて各ウォーキング動作駆動ユニット１７の駆動方向、駆動量を制御する制御手段、たとえばマイクロコンピュータを用いた制御手段によって行われる。なお、認識マークを読み取る認識手段としては、赤外線カメラ２０に限定されず、通常の可視光カメラや、レーザを用いた認識手段の使用も可能である。
【００４２】
上記位置決めのための各ウォーキング動作駆動ユニット１７の駆動は、各ピエゾ素子の伸縮作動によるものであり、ピエゾ素子の伸縮作動量は、極めて微少に制御できることが知られている。したがって、各ピエゾ素子の伸縮作動を予めキャリブレーションしておき、各ピエゾ素子の伸縮作動に基づくウエハー２ａの位置決めを行うことにより、極めて高精度な位置決めが行われることになる。その結果、下側のウエハー２ａと上側のウエハー２ｂが高精度に位置合わせされ、両者の接合精度が大幅に向上される。なお、Ｚ方向に関する位置決めについては、第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃ自身の伸縮動作を利用して、微調整を行うことも可能である。また、ウォーキング動作終了後に各ウォーキング動作駆動ユニット１７のピエゾ駆動体２３、２４の作動を制御することにより、Ｚ方向に関する位置決めに加え、Ｘ、Ｙ軸周り回転方向の微調整も各々行うことができるので、上側のウエハー２ｂに対する下側のウエハー２ａの平行度についても、高精度の微調整が可能となる。
【００４３】
また、本実施態様に係るアライメント装置３においては、上記の如く、ウエハー２ａを同一平面においてＸ、Ｙ、θ方向に位置決めできるので、従来のように、各軸方向用の各位置調整テーブルを積み上げてアライメント装置を構成する必要がなくなり、アライメント装置３自体、薄型のものに構成できる。その結果、このアライメント装置３を組み込んだ装置全体の小型化をはかることができる。また、同一平面内で各方向同時に位置決めすることになるので、位置決めのための駆動の効率も良い。また、各ウォーキング動作駆動ユニット１７が可動テーブル１６の周縁部に配置されているので、比較的大型の可動テーブル１６やその上に保持されるウエハー２ａに対しても、とくにθ方向の位置決め精度を低下させることなく対応することが可能である。
【００４４】
本実施態様に係るアライメント装置３においては、さらに位置決め精度の向上をはかることが可能である。たとえば、一般にピエゾ素子は、前回の駆動ストロークに対応して次の駆動量、軌跡が決まるという、履歴の影響を受けやすい特徴を持っているので、この特徴による位置決め精度への悪影響を除去するために、以前の動作の履歴の影響が出ないようにすることが好ましい。そのために、ウォーキング動作１歩内での精密位置決め前に以前の動作の履歴を消すようにリセットすることが好ましい。つまり、第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃに加え、第１、第２のピエゾ素子２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂの伸縮作動量について、それまでの履歴が精密位置決め前にリセットされることが好ましい。
【００４５】
また、本実施態様に係るアライメント装置３においてさらに位置決め精度の向上をはかるためには、上述したウォーキング動作による位置決めによりあるレベルの精度内まで粗位置決めを行い、その状態で基本的に上述したウォーキング動作を停止し、ウォーキング動作を停止した状態で、各ピエゾ素子自身の伸縮作動を利用して、ウエハー２ａをさらに高精度に精密位置決めすることが可能である。この精密位置決めは、ウォーキング動作を停止した状態で行うので、基本的にウォーキング動作の１歩以内の位置調整範囲内で行う必要がある。また、いずれの方向にも精密位置決めのための微調整が効くように、精密位置決め直前に、ウォーキング動作の足、つまり、第３のピエゾ素子２３ｃ、２４ｃの、第１のピエゾ素子２３ａ、２４ａおよび第２のピエゾ素子２３ｂ、２４ｂの伸縮作動による揺動位置を、ウォーキング動作の１歩の範囲内における中央位置にリセットすることが好ましい。この中央位置へのリセットは、前述の履歴のリセットと同時に行うことができる。このような微調整により、ウエハー２ａ、２ｂ間の平行度の微調整を行うことも可能である。
【００４６】
次に、本発明の別の実施態様に係るアライメント装置におけるウォーキング動作駆動ユニット、とくに２足歩行動作を行うユニットの例について説明する。図５および図６は、本発明における別の実施態様に係るウォーキング動作駆動ユニットにおけるピエゾ駆動体３１を示している。このピエゾ駆動体３１においては、中心軸（本実施態様では固定ねじ３２が実質的に中心軸を形成している。）周りに３つのピエゾ素子３３が並列に配設されている。これら３つのピエゾ素子３３の一端側は共通の基台３４に固定されており、他端側は共通の可動ブロック３５に連結されている。可動ブロック３５のピエゾ素子配設側とは反対側の面には、中心軸３２の軸心延在方向またはそれに沿う方向に延び（つまり、正確に中心軸３２の軸心延在方向ではなく、若干ずれていてもよい。）、先端が可動物（例えば、可動テーブル）への接触部３６を構成する可動柱３７が、可動ブロック３５と一体的に設けられている。各ピエゾ素子３３は、接着剤を用いることなく、基台３４、可動ブロック３５に、ねじにより固定、連結されている。３つのピエゾ素子３３は、中心軸３２周りに、１２０度の角度で等配されており、基準位置（動作開始前の位置）にて互いに平行に延設されている。
【００４７】
このピエゾ駆動体３１は、各ピエゾ素子３３の伸縮量を制御することにより、可動ブロック３５のあらゆる方向の傾き量を制御でき、それによって可動柱３７の揺動量をあらゆる方向について任意に制御できる。また、３つのピエゾ素子３３の伸縮量を制御することにより、可動ブロック３５、可動柱３７の高さ方向（上下方向）の位置を制御できるから、結局、三次元的に、接触部３６の位置を任意の位置に制御できる。
【００４８】
そして、上記動作を組み合わせることにより、ピエゾ駆動体３１は、接触部３６の位置に関して台形運動を行わせることができる。図７、図８は、説明を簡単にするため、２つのピエゾ素子３３（素子Ａ、素子Ｂ）を伸縮させた場合の、送り成分と支持成分とを含む台形運動の例について示している。すなわち、２つの素子Ａ、素子Ｂを実質的に同時に伸縮させることにより、接触部３６の位置（支持成分）は上下に変化し、２つの素子Ａ、素子Ｂの伸縮動作の位相を異ならしめることにより、送り方向に可動柱３７を揺動させることができ、接触部３６の位置（送り成分）が変化する。これらの成分を合成すれば、図７に示すような台形運動を行わせることができる。図７の▲１▼〜▲８▼の位置は、図８の▲１▼〜▲８▼の位相に対応している。
【００４９】
上記ピエゾ駆動体３１を２個一対の形態で並設することにより、上記台形運動を交互に行わせれば、あたかも、２足歩行運動と同等の動作が得られる。すなわち、図９に示すように、２個のピエゾ駆動体３１を駆動部１、駆動部２として一対の形態で並設したウォーキング動作駆動ユニット４１を構成し、可動物としての、たとえば可動テーブル４２に対して、それぞれのピエゾ駆動体３１の可動ブロック３５（より正確には可動ブロック３５に形成された可動柱３７）を交互に揺動させるとともに、先端の接触部３６をテーブル４２に交互に接触／離反させることにより、テーブル４２に対してウォーキング動作を行うことが可能である。これは、テーブル４２側にとってみれば、テーブル４２を送る動作に相当する。
【００５０】
２つのピエゾ駆動体３１を備えたウォーキング動作駆動ユニット４１によるウォーキング動作は、たとえば図１０の▲１▼〜▲８▼に示すように順に行われる。このとき、図９に示した各素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの変位パターンは、たとえば図１１に示すようになる。図１１における位相▲１▼〜▲８▼は、図１０の▲１▼〜▲８▼の状態に対応している。
【００５１】
このようなウォーキング動作駆動ユニット４１においては、各ピエゾ駆動体３１において、可動ブロック３５の傾きは可動柱３７の揺動を介して接触部３６の変位に変換されることから、各ピエゾ素子３３の間隔に対する可動柱３７の長さ分、変位量が拡大される。つまり、ピエゾ素子３３の伸縮量は比較的小さな量であっても、接触部３６の送り方向の変位量としては、比較的大きな量を得ることができる。したがって、高速駆動が可能になり、高周波制御が不要となる。さらに、同じ方向に３つのピエゾ素子３３を並設するので、組立が容易であり、接着剤を使用することなくねじ止めが可能となり、製造時間が短くて済むとともに、容易に高い剛性を得ることが可能になる。接着剤の不使用により、真空中で使用する場合の真空度の劣化を防止することも可能となる。さらに、同方向への３つのピエゾ素子３３の並設構造により、各ピエゾ駆動体３１、ひいてはウォーキング動作駆動ユニット４１全体として、とくに横方向にコンパクトな構成を実現できる。
【００５２】
図１２および図１３は、本発明におけるさらに別の実施態様に係るウォーキング動作駆動ユニットにおけるピエゾ駆動体５１を示しており、上記実施態様に比べ、より剛性を向上させたものである。なお、このピエゾ駆動体５１を２個一対の形態で配置すれば、上記実施態様同様、ウォーキング動作駆動ユニット６１を構成できる（図１２に、ウォーキング動作駆動ユニットの符号のみ示す）。このピエゾ駆動体５１においては、支柱５２を立設した基台５３に、該支柱５２と平行に配設した２つの送り用ピエゾ素子５４の一端側が固定され、２つの送り用ピエゾ素子５４の他端側は、支柱５２の先端に揺動自在に連結された中間ブロック５５に連結されている。中間ブロック５５は基台５３に固定ねじ５６で固定されている。中間ブロック５５の２つの送り用ピエゾ素子５４配設側とは反対側の面上には、１つの支持用ピエゾ素子５７が立設し、該支持用ピエゾ素子５７の先端側に可動物への接触部５８が設けられている。支持用ピエゾ素子５７は、本実施態様では、２本の固定ねじ５９により、接触部５８と一体的に形成された固定片６０を介して固定されている。この固定ねじ５９には、支持用ピエゾ素子５７の伸縮量が小さくなりすぎないように、弾性率の比較的低い材料からなるものが好ましく、たとえば黄銅製のねじを使用することが好ましい。
【００５３】
このピエゾ駆動体５１は、たとえば図１３に示すように、各送り用ピエゾ素子５４の伸縮量を制御することにより、中間ブロック５５の傾き量を制御でき、それによって支持用ピエゾ素子５７の揺動量を制御できる。２つの送り用ピエゾ素子５４の伸縮量を相対的に制御することにより、傾き方向、揺動方向を制御できる。また、主として支持用ピエゾ素子５７の伸縮量を制御することにより、接触部５８の高さ方向（上下方向）の位置を制御できるから、結局、三次元的に、接触部５８の位置を任意の位置に制御できる。また、接触部５８の変位量Ｌは、送り用ピエゾ素子５４の変位量λを約ｂ／ａ倍だけ増幅したものとなり、本実施態様においても前記実施態様同様、変位量拡大機構が構成されているので、高速駆動が可能になり、高周波制御が不要となる。また、本実施態様ではとくに、高い剛性を持つように形成可能な支柱５７が一体形成された基台５３を使用しているので、この支柱５７部分で高荷重を受け持つことが可能となり、ピエゾ駆動体５１全体として高い剛性を確保できる。さらに、２つの送り用ピエゾ素子５４と支持用ピエゾ素子５７は、設置位置は異なるものの、すべて平行な方向（図の縦方向）に配設されるので、とくに横方向にコンパクトな構成を実現できる。なお、本実施態様においても、各ピエゾ素子の固定に接着剤は使用されず、ねじ止めによっている。
【００５４】
このようなピエゾ駆動体５１においても、上記動作を組み合わせることにより、接触部５８の位置に関して、前述の実施態様同様、台形運動を行わせることができる。そして、ピエゾ駆動体５１を２個一対の形態で配置したウォーキング動作駆動ユニット６１とすることにより、前述の実施態様同様、可動物としての、たとえば可動テーブル７１（図１３に図示）に対して、それぞれのピエゾ駆動体３１の支持用ピエゾ素子５７を交互に揺動させるとともに、先端の接触部５８をテーブル７１に交互に接触／離反させることにより、テーブル７１に対してウォーキング動作を行うことが可能である。これは、テーブル７１側にとってみれば、テーブル７１を送る動作に相当する。
【００５５】
上記各実施態様におけるウォーキング動作に伴う他部材の送り制御は、たとえば次のように行われる。主として図５、図１２に示した実施態様について説明する。
制御すべき接触部３６（または５８）の変位を演算のみによって求めることも可能であるが、実際の駆動系においては各種運動誤差要因が含まれるので、ウォーキング動作駆動ユニット４１（または６１）を実際に駆動させる実験から、各種運動誤差要因が含まれた形で制御のための式を求める方が、実際の装置として高い精度が得られる可能性が高い。
【００５６】
すなわち、制御すべき接触部３６（または５８）の変位を、送り制御すべきアライメント装置として統一された直交座標系ｘｙｚを用いて設計し、それらの変位を、３つのピエゾ素子を個々に動作させたときに得られる変位ｐ，ｑ，ｒに変換できる演算式数１を実験から求める。ここで、ｐ，ｑ，ｒは各素子の変位量またはそれに比例する接触部３６（または５８）の移動量であって、それぞれの移動方向は座標系ｐｑｒを構成する。数１の〔Ａ〕マトリックスは、ｘｙｚ座標からｐｑｒ座標への変換マトリックスであり、組み付け方向の誤差などを線形補正するとともに、各素子への正確な変位指令値を算出する役割を持つ。この〔Ａ〕マトリックスは、各素子をそれぞれ個別に変位させた場合の接触部３６（または５８）の変位ｘ，ｙ，ｚを測定することで、同定することができる。実際に送り動作を行う際には、この数１にｘ，ｙ，ｚ座標上で決定される接触部３６（または５８）の動作位置を代入することで、各素子変位量に対応するｐ，ｑ，ｒの値を得ることができる。
【００５７】
【数１】

【００５８】
また、実際の制御においては、各ピエゾ素子は電圧を制御してその変位量を制御することになる。この印加電圧と変位量は概ね比例するので、その比例定数を予め実験により求めておけば、ｐ，ｑ，ｒの変位を得るための電圧を印可することができる。
【００５９】
さらに、上記では印加電圧と素子変位との関係が線形であると仮定したが、正確にはピエゾ素子は若干のヒステリシス現象を示す。本手法では、数１によって接触部の変位ｘ、ｙ、ｚが個々のピエゾ素子の変位またはそれに比例する変位ｐ、ｑ、ｒに変換されているため、個々のピエゾ素子のヒステリシス特性を事前に把握しておけば、その補正を行うことも可能となる。このヒステリシス特性の事前把握としては、たとえば、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すような印加電圧と素子変位量またはそれに比例する変位量とのヒステリシス関係を測定し、多項式等によって近似しておくと、より高精度の制御が可能になる。
【００６０】
すなわち、実際の装置設計、駆動制御の流れとしては、上述したように、
▲１▼各接触部のウォーキング動作を設計し、
数１で座標変換兼線形補正を行い、
▲２▼各ピエゾ素子の変位パターンを同定し、
それをヒステリシス補正（多項式等を用いた補正）により、
▲３▼各ピエゾ素子の印加電圧パターンを正確に求めることができ、
より高精度の制御が可能になる。
【００６１】
以上説明したようなウォーキング動作駆動ユニットを用いて、本発明に係るアライメント装置は、前述の図１に示したように構成される。
【００６２】
前述のアライメント装置３の構成を、前述のウォーキング動作駆動ユニット４１が設けられる場合について例示すると図１５に示すようになる。本実施態様では、円板状の可動テーブル１６の周方向に３箇所、合計３組のウォーキング動作駆動ユニット４１が設けられている。この駆動ユニットとしては、前述のウォーキング動作駆動ユニット６１を使用してもよい。本実施態様では、３つのウォーキング動作駆動ユニット４１の動作を制御することにより、可動テーブル１６は、Ｘ，Ｙ，θ方向に、目標位置に精度よく位置決めされる。また、Ｚ方向にも微調整可能である。
【００６３】
このように本発明に係るアライメント装置３では、少なくともＸ、Ｙ軸方向およびθ方向に同時に位置調整可能となり、ウエハー２ａを一気に目標位置に位置決め可能となる。位置決めに際しては、赤外線カメラ２０で認識マークを読み取り、ウエハー２ａあるいは可動テーブル１６が、目標位置に、目標とする精度範囲内で位置決めされているか否かを確認でき、目標精度範囲内に到達していない場合には、到達できるまで、上記ウォーキング動作による位置決め動作を続行させることができる。このような一連の動作の制御が、少なくとも赤外線カメラ２０からの位置認識情報が入力され、該入力情報に基づいて各ウォーキング動作駆動ユニットの駆動方向、駆動量を制御する制御手段、たとえばマイクロコンピュータを用いた制御手段によって行われる。なお、認識マークを読み取る認識手段としては、赤外線カメラ２０に限定されず、通常の可視光カメラや、レーザを用いた認識手段の使用も可能である。
【００６４】
上記位置決めのための各ウォーキング動作駆動ユニットの駆動は、各ピエゾ素子の伸縮作動によるものであり、ピエゾ素子の伸縮作動量は、極めて微少に制御できることが知られている。したがって、各ピエゾ素子の伸縮作動を予めキャリブレーションしておき、たとえば前述の数１を求めておき、各ピエゾ素子の伸縮作動に基づくウエハー２ａの位置決めを行うことにより、極めて高精度な位置決めが行われることになる。その結果、下側のウエハー２ａと上側のウエハー２ｂが高精度に位置合わせされ、両者の接合精度が大幅に向上される。なお、Ｚ方向に関する位置決めについては、少なくともピエゾ素子自身の伸縮動作を利用して、微調整を行うことも可能である。また、ウォーキング動作終了後に各ウォーキング動作駆動ユニットのピエゾ駆動体の作動を制御することにより、Ｚ方向に関する位置決めに加え、Ｘ、Ｙ軸周り回転方向の微調整も各々行うことができるので、上側のウエハー２ｂに対する下側のウエハー２ａの平行度についても、高精度の微調整が可能となる。
【００６５】
また、本発明に係るアライメント装置３においては、上記の如く、ウエハー２ａを同一平面においてＸ、Ｙ、θ方向に位置決めできるので、従来のように、各軸方向用の各位置調整テーブルを積み上げてアライメント装置を構成する必要がなくなり、アライメント装置３自体、薄型のものに構成できる。その結果、このアライメント装置３を組み込んだ装置全体の小型化をはかることができる。また、同一平面内で各方向同時に位置決めすることになるので、位置決めのための駆動の効率も良い。また、各ウォーキング動作駆動ユニットが可動テーブル１６の周縁部に配置されているので、比較的大型の可動テーブル１６やその上に保持されるウエハー２ａに対しても、とくにθ方向の位置決め精度を低下させることなく対応することが可能である。
【００６６】
本発明に係るアライメント装置３においては、さらに位置決め精度の向上をはかることが可能である。たとえば、一般にピエゾ素子は、前回の駆動ストロークに対応して次の駆動量、軌跡が決まるという、履歴の影響を受けやすい特徴を持っているので、この特徴による位置決め精度への悪影響を除去するために、以前の動作の履歴の影響が出ないようにすることが好ましい。そのために、ウォーキング動作１歩内での精密位置決め前に以前の動作の履歴を消すようにリセットすることが好ましい。つまり、各ピエゾ素子の伸縮作動量について、それまでの履歴が精密位置決め前にリセットされることが好ましい。
【００６７】
また、本発明に係るアライメント装置３においてさらに位置決め精度の向上をはかるためには、上述したウォーキング動作による位置決めによりあるレベルの精度内まで粗位置決めを行い、その状態で基本的に前述したウォーキング動作を停止し、ウォーキング動作を停止した状態で、各ピエゾ素子自身の伸縮作動を利用して、ウエハー２ａをさらに高精度に精密位置決めすることが可能である。この精密位置決めは、ウォーキング動作を停止した状態で行うので、基本的にウォーキング動作の１歩以内の位置調整範囲内で行う必要がある。また、いずれの方向にも精密位置決めのための微調整が効くように、精密位置決め直前に、各ピエゾ素子の伸縮作動による揺動位置を、ウォーキング動作の１歩の範囲内における中央位置にリセットすることが好ましい。この中央位置へのリセットは、前述の履歴のリセットと同時に行うことができる。
【００６８】
このような精密位置決めのための一連の制御は、たとえば図１６に示すようなフローにしたがって行われる。図１６に示す制御では、ステップＳ１で前述の如き粗位置決めのためのウォーキング動作が実行され、認識手段によって測定された目標位置との誤差δが、ウォーキング動作の１歩内に入ったか否かが判定され（ステップＳ２）、１歩内に入っていない場合にはステップＳ１に戻ってウォーキング動作が続行される。１歩内に入ったと判定された場合には、ピエゾ素子の位置が、ウォーキング動作の１歩の範囲内における中央位置にリセットされ（ステップＳ３）、その１歩内で各ピエゾ素子の伸縮作動による精密位置決めによって、高精度のアライメントが達成される（ステップＳ４）。そして、認識手段によって測定された目標位置との誤差δが目標とする高精度範囲内に入ったか否かか確認され（ステップＳ５）、入っていない場合にはステップＳ３に戻って精密位置決め動作を繰り返す。目標高精度範囲内に入ったとき、この制御フローを終了する。このような精密位置決めにより、従来は不可能とされていたナノメーターレベルでの高精度アライメントが可能になる。
【００６９】
なお、上記実施態様は、ウエハー同士の実装装置について説明したが、本発明に係るアライメント装置は、ウエハーとチップとの実装装置やチップ同士の実装装置にも適用でき、また、単なるアライナーにも適用でき、さらに、被露光物、たとえばウエハーに、露光を施す露光装置にも適用できる。
【００７０】
さて、本発明においては、アライメント精度をさらに向上するために、各ウォーキング動作駆動ユニットにおける各ピエゾ駆動体の動作誤差を予めキャリブレーションしておき、把握した特性をアライメント制御に活かして移動制御指令の補正を行い、より高い精度を追求することができる。また、可動物（可動テーブル１６）のアライメント制御における特性を予めキャリブレーションしておき、把握した特性を制御に活かして、さらに移動制御指令の補正を行い、一層高い精度を追求することができる。もちろんこれらを組み合わせれば、なお一層高い精度が得られる。ここで、キャリブレーションとしては、前述したような、▲１▼線形補正マトリックス〔Ａ〕の同定、▲２▼ヒステリシス特性（多項式等）の同定、などを行うことになる。
【００７１】
図１７は、本発明の一実施態様に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法における、ピエゾ駆動体毎の、より正確には各ピエゾ駆動体の支持足毎のキャリブレーションを示している。図１７において、可動テーブル８１の周辺の下部側には、３組のウォーキング動作駆動ユニット８２が配置されており、各ウォーキング動作駆動ユニット８２は一対のピエゾ駆動体の支持足８３を有している。本実施態様では、各支持足８３の上部（頂部）に認識マーク８４が付されている。そして、各ピエゾ駆動体にその支持足８３の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向および移動量との関係を、支持足８３上に付した認識マーク８４を支持足８３の移動前後に認識手段８５で読み取ることにより、各ピエゾ駆動体の各支持足８３ごとにキャリブレーションする。このようにまず、各ピエゾ駆動体の各支持足８３ごとにキャリブレーションすることにより、各支持足８３ごとの誤差を把握してそれを実際の移動制御時に正確に補正できるようになり、それによって可動テーブル８１、ひいてはそれに保持されている前述のウエハー２ａの実際の移動制御時における移動精度を向上できるとともに、目標精度範囲内に納めるための繰り返しアライメント回数を低減することができる。
【００７２】
この支持足８３のキャリブレーションにおいては、たとえば図１８に示すように、各支持足８３に治具９１を取り付け、その治具９１上に認識マーク９２を付し、その認識マーク９２を認識手段８５で読み取ることによりキャリブレーションすることもできる。また、図示は省略するが、一対の支持足８３の一方のみに治具を取り付け、その治具上の、他方の支持足８３に近い位置に認識マークを付すとともに、他方の支持足８３には直接認識マークを付すことも可能である。このように治具を用いる方法では、一対の支持足８３用の複数の（２つの）認識マークを狭い範囲に配置して認識手段の１視野内で読み取ることが可能になり、読み取り効率を高めることができる。また、認識手段の１視野の範囲を小さくできるので、読み取り精度を向上することもできる。
【００７３】
また、図１７に示したように、可動テーブル８１上に認識マーク１０１を付しておき、上記支持足ごとのキャリブレーションを行った後、さらに、ウォーキング動作駆動ユニット８２に可動テーブル８１の所定量移動指令信号を与えた際の、該移動指令信号と実際に移動した方向、移動量および回転中心の位置との関係を、可動テーブル８１上に付した認識マーク１０１を可動テーブル８１の移動前後に認識手段８５で読み取ることによりキャリブレーションすることができる。これによって、実際に可動テーブル８１を移動制御する際の誤差を補正することができ、それによって可動テーブル８１、ひいてはそれに保持されている前述のウエハー２ａの実際の移動制御時における移動精度を向上できるとともに、目標精度範囲内に納めるための繰り返しアライメント回数を低減することができるようになる。
【００７４】
さらに、実際に目標精度範囲内に納めるためのアライメントは、たとえば図１９に示すように、それまでの位置▲１▼から１回目のアライメントにより例えば位置▲２▼へと移動制御され、位置▲２▼の読み取り結果、未だ目標精度範囲内に入っていない場合には、さらにアライメントを繰り返し、位置▲２▼から例えば位置▲３▼へと移動制御され、位置▲３▼の読み取り結果、未だ目標精度範囲内に入っていない場合には、さらにアライメントを繰り返して例えば位置▲４▼へと移動制御され、目標精度範囲内に入るまでアライメントを繰り返すことが好ましい。これによって、確実に、目標精度範囲内へのアライメントが可能になる。この繰り返しアライメント動作においては、本発明におけるピエゾ駆動体を備えたアライメント装置では、一気に目標位置あるいはその近傍に移動制御することが可能であり、繰り返し回数が極めて少なくなる。また、前述の如く、支持足や可動物に関して事前にキャリブレーションを行っておくことで、移動制御精度を高めることができるので、さらに繰り返し回数が少なくなる。
【００７５】
また、前記キャリブレーション、および上記アライメントにおいて、認識マークの読み取りは、たとえば図２０に示すように、上下２視野を有する認識手段１１１を使用して行うことができる。図２０に示す形態では、ウォーキング動作駆動ユニット１１２に支持された可動テーブル１１３上に保持された被接合物１１４上に付された認識マークと、ヘッド１１５に保持された被接合物１１６上に付された認識マークが、対向位置に配置された２視野の認識手段１１１で読み取りできるようになっている。この形態では、２視野の認識手段１１１により各ウォーキング動作駆動ユニット１１２における各支持足のキャリブレーションの際の認識マークの読み取りも可能であり、そうすることによって、一つの認識手段で、キャリブレーションからアライメントまでを行うことが可能になり、装置構成が簡素化される。ただし、キャリブレーション専用のカメラ等の認識手段を設けることも可能である。
【００７６】
図２１は、図１に示したような、下方に認識手段１２１（たとえば、赤外線認識手段）を設ける形態の場合の、各ピエゾ駆動体の支持足１２２上に付した認識マークを読み取る場合の一例を示している。この場合には、装置にはワークを保持させず、たとえばヘッド１２３にミラー治具１２４を保持させ、ミラー治具１２４による反射を利用して、下方に設置された認識手段１２１により支持足１２２上に付した認識マークを読み取ることが可能になる。ミラー治具１２４の代わりにプリズム等を使用すれば、認識手段が側方に設置される場合にも、反射光の方向を所定の方向に変換することにより読み取ることが可能になる。図２１に示す形態では、例えばバックアップ支持体が設けられる場合においても、そのバックアップ支持体を測定光が透過可能な材質のものから構成しておくことにより、上記同様に支持足１２２上に付した認識マークを読み取ることが可能である。
【００７７】
また、本発明においては、被接合物同士を圧着させる動作を利用して、倣い機構により自動的に平行度の微調整を行うことも可能である。たとえば図２２に示すように、ウォーキング動作駆動ユニット１３１に支持された、被接合物１３２の保持機構１３３内（可動物内）に、球面状の倣い機構１３４を設け、ヘッド１３５に保持された被接合物１３６と、上記被接合物の面同士を圧接させることにより、倣い機構１３４に沿って両被接合物間の平行度を高精度で自動的に微調整することができる。球面状の倣い機構１３４には、たとえば、エアベアリングを使用した、実質的に摺動抵抗の発生しないか、極めて小さい倣い機構を用いることができる。
【００７８】
このような平行度の微調整においては、上記のような倣い機構を用いる代わりに、ウォーキング動作駆動ユニット１３１における各ピエゾ素子自体の伸縮作動を利用することも可能である。すなわち、ウォーキング動作による移動制御後に、ウォーキング動作は停止し、必要なピエゾ素子のみを伸縮作動させることにより、保持機構１３３、ひいてはその上に保持されている被接合物１３２の、対向する被接合物１３６との間の平行度を微調整することが可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るピエゾ駆動体を備えたアライメント装置の制御方法によれば、複数のピエゾ素子を用いてウォーキング動作を行わせるようにした駆動ユニットの優れた精密位置決め特性を活かしつつ、各駆動ユニットの各支持足ごとに高精度にキャリブレーションできるようになり、かつ、各駆動ユニットによる可動物のアライメント精度についても高精度にキャリブレーションできるようになり、移動制御上の誤差をより正確に補正できるようにして、最終的に信頼性の高い、極めて高精度なアライメントを達成できるようになる。
【００８０】
また、キャリブレーションやアライメントの効率化も図ることができ、少ないアライメント回数で目標とする精度範囲内に確実に移動制御できるようになる。
【００８１】
さらに、被接合物の高加圧接合にも対応できるようになり、とくにウエハー同士の接合に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御方法を適用可能なアライメント装置を備えた実装装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の装置におけるアライメント装置部の拡大透視斜視図である。
【図３】図２の装置におけるウォーキング動作駆動ユニット部の拡大斜視図である。
【図４】図２の装置の各作動例を示す平面図である。
【図５】本発明の別の実施態様に係るウォーキング動作駆動ユニットにおけるピエゾ駆動体の斜視図である。
【図６】図５のピエゾ駆動体の平面図である。
【図７】図５のピエゾ駆動体の動作を説明するための概略構成図である。
【図８】図７のピエゾ駆動体の動作の各位相における動作特性図である。
【図９】図５のピエゾ駆動体を用いたウォーキング動作駆動ユニットの概略構成図である。
【図１０】図９のウォーキング動作駆動ユニットの動作を説明するための概略構成図である。
【図１１】図９のウォーキング動作駆動ユニットの各駆動部の動作の各位相における動作特性図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施態様に係るウォーキング動作駆動ユニットにおけるピエゾ駆動体の斜視図および部分横断面図である。
【図１３】図１２のピエゾ駆動体の動作を説明するための概略構成図である。
【図１４】ピエゾ素子への印加電圧と素子変位量またはそれに比例する変位量との関係におけるヒステリシス現象の例を示す特性図である。
【図１５】本発明の別の実施態様に係るアライメント装置部の透視斜視図である。
【図１６】本発明に係るアライメント装置の制御例を示すフロー図である。
【図１７】本発明におけるキャリブレーションの一例を示すアライメント装置の概略斜視図である。
【図１８】支持足に治具を取り付ける場合の一例を示す支持足の概略斜視図である。
【図１９】本発明におけるアライメント時の可動物の移動制御例を示す概念図である。
【図２０】２視野の認識手段を用いる場合の一例を示す実装装置の部分概略構成図である。
【図２１】反射光あるいは透過光により認識マークを読み取る場合の一例を示す実装装置の部分概略構成図である。
【図２２】倣い機構を備えた実装装置の部分概略構成図である。
【符号の説明】
１実装装置
２ａ位置決め対象物としてのウエハー
２ｂ被接合物としてのウエハー
３アライメント装置
４接合チャンバー
５ゲート
６搬送ロボット
７静電チャック
８ヘッド
９支柱
１０ライトガイド
１１昇降機構
１２加圧シリンダ
１３加圧手段
１４加圧ポート
１５バランスポート
１６可動テーブル（可動物）
１７ウォーキング動作駆動ユニット
１８支持台
２０認識手段としての赤外線カメラ
２１プリズム装置
２２位置調整手段
３１ピエゾ駆動体
３２中心軸（固定ねじ）
３３ピエゾ素子
３４基台
３５可動ブロック
３６接触部
３７可動柱
４１ウォーキング動作駆動ユニット
４２、７１可動テーブル
５１ピエゾ駆動体
５２支柱
５３基台
５４送り用ピエゾ素子
５５中間ブロック
５６固定ねじ
５７支持用ピエゾ素子
５８接触部
５９固定ねじ
６０固定片
６１ウォーキング動作駆動ユニット
８１可動テーブル
８２ウォーキング動作駆動ユニット
８３支持足
８４認識マーク
８５認識手段
９１治具
９２認識マーク
１０１認識マーク
１１１２視野の認識手段
１１２ウォーキング動作駆動ユニット
１１３可動テーブル
１１４、１１６被接合物
１１５ヘッド
１２１認識手段
１２２支持足
１２３ヘッド
１２４ミラー治具
１３１ウォーキング動作駆動ユニット
１３２、１３６被接合物
１３３保持機構
１３４球面状の倣い機構
１３５ヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for an alignment apparatus including a piezo drive that can be used for ultra-precise positioning and the like, and more particularly, a walking operation drive unit having a plurality of piezo drives that move one support foot using a plurality of piezo elements. The present invention relates to a method for controlling an alignment apparatus that can position a movable movable object within a target accuracy range using a plurality of sets.
[0002]
[Prior art]
For example, in a mounting apparatus that joins wafers, an aligner that positions the wafer at a predetermined position in order to process the wafer or mount chips or other members, or an exposure apparatus that performs predetermined exposure on the wafer Needs to position the wafer at a predetermined position with high accuracy. Conventionally, as an alignment apparatus used for positioning of such a positioning object, for example, a table whose position can be adjusted in the X and Y axis directions (horizontal direction) and the θ direction (rotation direction) is stacked, and if necessary, the Z axis Using a combination of a table and a head whose position can be adjusted in the direction (vertical direction), and adjusting and controlling the position in each axial direction and rotational direction, the positioning accuracy is improved.
[0003]
However, in such a conventional alignment apparatus, since each direction (for example, X, Y axis direction, θ direction) is sequentially adjusted, relatively high-precision positioning is possible only in one direction. Even in this case, the position accuracy in the already adjusted direction may be out of order when positioning in the other direction, and as a result, the final positioning accuracy is limited. Further, since a mechanical guide is usually used for positioning, there is a limit to the accuracy of the guide, and this also limits the final positioning accuracy. Specifically, with conventional alignment devices, positioning with submicron-level accuracy is not possible, and even positioning with accuracy of tens of nanometers or nanometers is impossible. It was accuracy.
[0004]
In addition, as described above, the conventional alignment apparatus is configured by stacking the position adjustment tables in the X and Y axis directions and the θ direction. Therefore, when adjusting an axis other than the uppermost axis, the alignment apparatus is stacked on the upper part. It is also necessary to drive the shaft that is being driven, and there is a problem that the efficiency of driving and control for positioning is poor. Further, if the position adjustment tables in the X and Y axis directions and the θ direction are stacked, the thickness of the entire alignment apparatus (the vertical dimension) increases, and an apparatus incorporating this alignment apparatus, such as a mounting apparatus or an exposure apparatus, There is a problem that the size is inevitably increased, and further, since the distance from the guide to the uppermost positioning surface is increased, the error of the guide is amplified, and the positioning accuracy is adversely affected.
[0005]
Further, since the positioning in the θ direction is performed by adjusting the position adjustment table around a predetermined center axis, the alignment accuracy in the θ direction is proportional to the radius of the wafer, particularly when the size of the positioning object, for example, the wafer is increased. And has a problem that it gets worse at the outer peripheral position.
[0006]
Paying attention to the problems in the conventional apparatus as described above, recently, a piezo drive body constituted by using a plurality of piezo elements is brought into contact with and moved away from the movable object to be positioned alternately by two piezo drive bodies. An alignment apparatus is provided that can configure a walking operation drive unit that can perform a walking operation and precisely position a movable object to be positioned at a target position by the walking operation of the three sets of walking operation drive units. Have been previously proposed by the present applicant (Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-76098 A (Claims)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the previously proposed alignment device of Patent Document 1, there is a possibility that the angle and length of each support foot, especially the angle, may vary. This variation is caused by the movement of the movable object by the three sets of walking motion drive units. It causes an error. If a movement error occurs, the positioning accuracy deteriorates accordingly. Therefore, it is necessary to repeat the alignment operation within a predetermined accuracy range by a plurality of times, and there is room for improvement in positioning accuracy and efficiency.
[0009]
Further, in order to confirm the operation accuracy of each walking motion drive unit, for example, a recognition means (for example, a camera) for position measurement is required above each support foot, but an infrared recognition means or the like is used for alignment. In some cases, since the recognition means is often installed below, there remains a problem that it is difficult to directly read the position of the support foot. In addition, a more efficient method has been required for confirming the operation accuracy of each walking operation drive unit.
[0010]
Furthermore, in the alignment apparatus of Patent Document 1 previously proposed, the movable table (alignment table) is directly supported by three sets of walking operation drive units. In this alignment table, for example, after alignment When receiving pressure from above, it is difficult to receive high pressure because the mechanism is provided with a mechanism including a bearing and a bearing guide. Therefore, compared with the case of conventional pressure bonding at the chip level, since the bonding area is several tens to several hundreds times higher in the bonding of the wafer, a high pressure is required, and the conventional bearing guide is used. The table structure still has a problem that it is difficult to withstand the required high pressure.
[0011]
Therefore, the object of the present invention is to perform calibration with high precision for each support foot of each drive unit while taking advantage of the excellent precision positioning characteristics of the drive unit that allows a walking operation to be performed using a plurality of piezo elements. It is possible to calibrate the alignment accuracy of movable objects by each drive unit with high accuracy, and more accurately correct movement control errors. It is an object of the present invention to provide a method for controlling an alignment apparatus having a piezo driver that can achieve extremely high-precision alignment.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for controlling an alignment apparatus including a piezo driver according to the present invention uses a piezo element (for example, using three piezo elements) in an arbitrary direction in a three-dimensional space. Combining two or more piezo drives that move one displaceable support foot to constitute one set of walking motion drive units, and supporting the movable object movably with the support feet of three or more walking motion drive units. A method for controlling an alignment apparatus provided with a piezo drive body, wherein when the piezo drive body is given a predetermined amount of movement command signal for its support foot, the movement command signal, the direction and amount of movement actually moved, The calibration mark for each support foot of each piezo drive body can be calibrated by reading the recognition mark on the support foot with the recognition means before and after the movement of the support foot. It comprises a method for the butterflies. That is, instead of calibrating the operation of the entire alignment apparatus, first, calibration is performed for each support foot of each piezo driver. The error for each support foot can be corrected by calibration for each support foot, which improves the movement accuracy when aligning movable objects and reduces the number of repeated alignments to keep within the target accuracy range. can do. In the present invention, the “recognition mark” is a position recognition mark attached to an object to be measured. In addition to a simple mark, a patterned mark (for example, a concentric circle or a lattice shape) is used. This is a concept including a mark pattern arranged in
[0013]
  Also, a method for controlling an alignment apparatus provided with a piezo driver according to the present invention.As a control method that can be combined withUsing a piezo element (for example, using three piezo elements), a set of walking motion drives by combining two or more piezo drivers that move one support foot that can be displaced in any direction in a three-dimensional space. A method for controlling an alignment apparatus including a piezoelectric drive body, wherein the movable object is movably supported by the support legs of three or more walking motion drive units, wherein the movable object is placed on the walking motion drive unit. Recognizes the recognition mark on the movable object before and after the movement of the movable object with respect to the relationship between the movement command signal, the actual movement direction, the movement amount, and the position of the rotation center when a predetermined amount of movement command signal is given. Calibrate by reading by meansA method is mentioned.In other words, in addition to the calibration for each support foot described above, by performing calibration at the time of moving the movable object, it is possible to correct the error when actually moving the movable object, thereby aligning the movable object. In addition to improving the movement accuracy, the number of repetitive alignments for keeping within the target accuracy range can be reduced.
[0014]
The above methods can be combined. That is, the control method of the alignment apparatus including the piezo driver according to the present invention uses a piezo element (for example, using three piezo elements) as one support that can be displaced in an arbitrary direction in a three-dimensional space. A pair of two or more piezo drive units that move the foot is combined to form a set of walking motion drive units, and a piezo drive unit is provided that supports the movable object movably with the support feet of the three or more pairs of walking motion drive units. A method for controlling an alignment apparatus, wherein when a predetermined amount of movement command signal for the support foot is given to each piezo drive body, the relationship between the movement command signal and the actual movement direction and amount of movement is expressed as follows: The recognition mark attached on the top is calibrated for each support foot of each piezo drive by reading with the recognition means before and after the movement of the support foot, and walking motion When a predetermined amount movement command signal for the movable object is given to the moving unit, a recognition mark is provided on the movable object to indicate the relationship between the movement command signal and the actual movement direction, movement amount, and rotation center position. It consists of the method characterized by calibrating by reading with a recognition means before and after the movement of a movable object.
[0015]
In the calibration method for each support foot, a jig is attached to the support foot, the recognition mark for the support foot is attached on the jig, and the recognition mark is read by the recognition means. Is also possible. In this way, in each walking operation drive unit, even if it is difficult to fit two or more support feet of the piezo drive body combined in two or more in one field of view of the recognition means, each support foot By attaching a jig to each jig and attaching a recognition mark on each jig, it becomes possible to fit multiple recognition marks within one field of view, and when the field of view of the recognition means is reduced (that is, accuracy is increased). In this case, a plurality of recognition marks can be accommodated in the field of view, and the efficiency of recognition mark recognition can be improved and the recognition accuracy can be improved.
[0016]
  Also, as will be described later, since the piezo element generally has hysteresis with respect to its expansion / contraction operation, when sending an operation command to each piezo element, this hysteresis is taken into consideration, that is, the operation command amount and the actual motion of the support foot obtained. If the correspondence relationship with the amount is accurately grasped in advance, a more accurate correction signal can be obtained, and the target actual operation amount can be obtained more accurately.As will be described in detail later,For example, there is a method of correcting the hysteresis characteristic between the displacement amount of each piezoelectric element and the applied voltage. Also, the correspondence between the amount of expansion / contraction motion of each piezo element or the amount of command signal for obtaining the amount of motion and the actual amount of motion of the support foot in the x, y, z coordinate system is obtained in advance by experiments as a matrix. In this case, calibration can be performed more appropriately, and the target operation amount can be obtained with higher accuracy in actual movement control.
[0017]
  In addition, the present inventionIn connection withConcerning the alignment of movable objects, two or more piezo drivers that move one support foot that can be displaced in any direction in a three-dimensional space using piezo elements (for example, using three piezo elements) are combined. A method for controlling an alignment apparatus including a piezo drive body, in which a set of walking motion drive units is configured and a movable object is movably supported by support feet of three or more walking motion drive units. A recognition mark is attached to the walking motion drive unit, and the movable object alignment operation is performed by giving a predetermined amount movement command signal of the movable object to the walking operation drive unit, and after the movable object is moved, the recognition mark is read by the recognition means. Method for controlling alignment apparatus provided with piezo driver, characterized by measuring accuracyIs mentioned.
[0018]
In this alignment, when it is not possible to reach the target accuracy range in one alignment operation, the same operation can be repeated a plurality of times to gradually converge to the target accuracy range. That is, after measuring the position accuracy of the movable object, the method of performing the alignment operation of the movable object again to measure the position accuracy after moving the movable object, and repeating this alignment operation until it enters a predetermined range of position accuracy. Can be adopted.
[0019]
Further, in the control method of the alignment apparatus provided with the piezo driver according to the present invention, the recognition means is placed at a position facing the recognition mark with respect to reading of the recognition mark, for example, the reading of the recognition mark attached on each of the support feet. It can be installed (for example, installed above the recognition mark), and the recognition mark can be read directly, or a mirror or prism is installed at a position facing the recognition mark, and the recognition means faces the recognition mark. It may be installed at a position different from the position (for example, a lower position) so that the recognition mark is read through the mirror or prism. By installing mirrors and prisms, it is possible to install the recognition means on the lower side or the side other than the upper side. In other words, by reading through the mirror or prism, the recognition mark can be read by reflected light or transmitted light even if the recognition means is installed at a position different from the position facing the recognition mark. Even in the case of using infrared recognition means installed in the above, predetermined reading is possible. Further, even when a recognition mark is attached to the lower surface of the measurement object, it can be read.
[0020]
The movable object in the present invention may be a movable table, a workpiece (for example, an object to be joined such as a wafer) held on the movable table, or a workpiece (for example, a wafer). Or a combination thereof. For example, in the case of pressure bonding between objects to be bonded, a movable object is composed of a movable table and a work (object to be bonded) held on the movable table, and a work (bonded object) that is pressed against the work so as to face the work. ) Is held.
[0021]
Further, in the present invention, after the three or more sets of walking operation drive units are provided around the backup support, the movable objects are aligned by the walking operation drive unit in a state where the movable objects are floated from the backup support. The movable object can be placed on the backup support so that it can be pressurized from above. Thus, by supporting the movable object on the backup support after alignment, it becomes possible to pressurize the workpiece as the aligned movable object at a high pressure of, for example, 1 ton or more. Solved. Compared with the conventional chip level, the bonding area is several tens to several hundreds times larger than the conventional chip level, so the conventional table structure using the bearing guide cannot withstand, but the structure using such a backup support body It is possible to apply a high pressure. When a movable object is placed on the backup support, the movable object may be lowered and placed, or the backup support may be raised.
[0022]
Further, regarding the reading of the recognition mark, a two-field recognition means is inserted between the workpieces held opposite to each other, for example, a two-field recognition means movable in the horizontal direction and / or the vertical direction is inserted, and the two fields of view are recognized. If the movable object is aligned through recognition of the recognition mark by the means, for example, the calibration of each support foot of the piezo drive body described above is performed by one recognition means that also serves as the alignment recognition means. Is possible.
[0023]
For example, glass or an infrared transmitting material can be used for the backup support, and a recognition mark can be recognized by reflected light or transmitted light by providing visible light or infrared recognition means below the backup support.
[0024]
Furthermore, in the present invention, the parallelism between workpieces (for example, between workpieces) can be finely adjusted substantially automatically using a copying mechanism before or after joining after alignment. In other words, the workpieces held opposite to each other consist of objects to be bonded to each other, and when a spherical copying mechanism is provided in the holding mechanism for any object to be bonded, In this method, the parallelism between the objects to be joined is adjusted by the operation of the copying mechanism. As the spherical copying mechanism, for example, a copying mechanism with extremely low resistance using an air bearing mechanism can be used.
[0025]
Further, the copying operation for adjusting the parallelism can be performed substantially using a piezo element before alignment or before or after bonding after alignment. That is, the work held opposite to each other is composed of objects to be joined to each other by pressure, and the piezo after the walking operation of the walking operation driving unit is stopped with respect to the work on the side where the walking operation driving unit is provided. This is a method of adjusting the parallelism between the objects to be joined by the expansion and contraction of the element. The piezo element can be expanded and contracted for walking operation, but only the necessary piezo element itself can be expanded and contracted after stopping the walking operation, so that the posture of the movable object can be finely adjusted. The parallelism between them can be finely adjusted. In addition, before the alignment walking operation is performed and alignment is performed using the recognition unit, the parallelism can be finely adjusted by the expansion / contraction operation of the piezo element itself in the Z direction (up and down method). Further, when the movable object is lifted from the backup support, the movable object can be moved up and down by the expansion and contraction operation of the piezo element itself in the Z direction without using another actuator.
[0026]
The following can be used as the piezo driver in the present invention. As a first form of the piezo-driving body, a support block which is provided so as to be able to contact / separate from the movable object and which substantially constitutes the support foot, and is connected to the support block and is substantially horizontal to each other. The first and second piezo elements capable of extending and contracting extending in an intersecting manner and the third piezo element capable of extending and contracting extending substantially in the vertical direction are provided.
[0027]
As a second form of the piezoelectric driving body, three piezoelectric elements are arranged in parallel around the central axis, one end side of the three piezoelectric elements is fixed to a common base, and the other end side is shared. Connected to the movable block, extends on the surface of the movable block opposite to the side on which the piezo element is disposed, extending in the axial direction of the central axis or a direction along the central axis, and the tip constitutes a contact portion to the movable object The movable column that substantially constitutes the support foot is provided integrally with the movable block.
[0028]
As a second form of the piezo driver, one end side of two feeding piezo elements arranged in parallel to the pillar is fixed to a base on which the pillar is erected, and other than the two feeding piezo elements. The end side is connected to an intermediate block that is swingably connected to the tip end of the support column, and the support is substantially provided on a surface of the intermediate block opposite to the two feeding piezo element arrangement sides. One supporting piezo element constituting the foot is erected, and a contact portion to the movable object is provided on the distal end side of the supporting piezo element.
[0029]
In the walking operation drive unit of the present invention, two pairs of piezo drive bodies can be provided and walked on two legs, as shown in the examples described later. However, in the present invention, it is possible to provide three, four, or more piezo drive bodies, and to make a three-legged walk, a four-legged walk, or even a multi-legged walk like a centipede. The walking operation drive unit is not limited to walking on two legs, and includes a unit that performs such a walking action on three or more legs. Further, in the present invention, a piezo driver that moves one support foot that can be displaced in any direction in a three-dimensional space using a piezo element is basically configured. It can also be achieved using a magnetostrictive element.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a mounting apparatus for bonding wafers, incorporating an alignment apparatus according to an embodiment of the present invention. The mounting apparatus 1 joins a wafer 2a and a wafer 2b as objects to be joined. In this embodiment, the alignment apparatus 3 according to the present invention is used for positioning a wafer 2a as a positioning object (positioning object work). It has been incorporated.
[0031]
The bonding of the wafer 2a and the wafer 2b is performed in the bonding chamber 4 in this embodiment, but the chamber 4 may be installed as necessary. In the present embodiment, a gate 5 that can be opened and closed is provided in the bonding chamber 4, and the wafer 2 a and the wafer 2 b as the objects to be bonded are brought into the bonding chamber 4 by the robot 6 as the transfer means when the gate 5 is open. be introduced.
[0032]
In the bonded portion between the objects to be bonded, the means for directly holding the upper wafer 2b in FIG. 1 is constituted by the electrostatic chuck 7 in this embodiment, and the electrostatic chuck 7 is a head 8 that can be raised and lowered. It is attached to the lower end. A plurality of struts 9 that can be expanded and contracted are disposed below the head 8. By controlling the amount of expansion / contraction of each strut 9, the parallelism of the electrostatic chuck 7 and thus the upper electrostatic chuck 7. The parallelism with respect to the lower wafer 2a held by the upper wafer 2b can be adjusted. For example, a piezo element can be used to control the amount of expansion / contraction of each column 9.
[0033]
In addition, a light guide 10 that guides light emitted toward the direction of an infrared camera described later is provided below the head 8. The light guide 10 irradiates light guided from a light source (not shown) through an optical fiber or the like downward vertically. The portion of the electrostatic chuck 7 through which light from the light guide 10 is transmitted is made of a transparent body that can transmit light, or a hole for transmitting light is formed.
[0034]
A lifting mechanism 11 is provided above the head 8, and a pressurizing means 13 having a pressurizing cylinder 12 such as an air cylinder is provided above the elevating mechanism 11. The pressurizing cylinder 12 is provided with a pressurizing port 14 for controlling the pressurizing force downward and a balance port 15 for controlling the pressurizing force and generating an upward moving force. The elevating mechanism 11 moves the upper wafer 2b held by the head 8 and the electrostatic chuck 7 downward, and after moving and adjusting the parallelism, the upper wafer 2b is brought into contact with the lower wafer 2a to temporarily move the upper wafer 2b. Can be joined. Further, the pressurizing means 13 can apply a pressing force via the elevating mechanism 11 at the time of temporary bonding, and further presses the lowered upper wafer 2b against the lower wafer 2a after temporary bonding, The main joining can be performed by pressurization.
[0035]
In this embodiment, an alignment device 3 is provided for positioning the lower wafer 2a. The alignment apparatus 3 includes a movable table 16 made of a transparent body that holds a wafer 2a as an object to be positioned, and the movable table 16 can be moved at a plurality of locations (in this embodiment, at three locations in the circumferential direction of the movable table 16). ) Each of the walking motion drive units 17 is provided on a support base 18 extending in the vertical direction corresponding to each walking motion drive unit 17. The movable table 16 is movably supported on each walking operation drive unit 17. In this embodiment, as will be described later, since an infrared camera as a recognition means is provided below, the movable table 16 is made of a transparent body (for example, so that the light from the light guide 10 can reach the infrared camera). However, it is also possible to adopt a structure in which a transmission hole is formed in the central portion or the like. Each of the support bases 18 may be formed of a base capable of position adjustment (height adjustment) in the vertical direction (Z direction). In the present embodiment, the electrostatic chuck 7 is provided only for the upper wafer 2b. However, in some cases, the lower wafer 2a is also statically extended, for example, in an annular shape having a hole in the center. An electric chuck, preferably an electrostatic chuck made of a transparent body may be provided.
[0036]
In this embodiment, an infrared camera 20 as a recognition unit is provided below the movable table 16 and outside the bonding chamber 4. The infrared camera 20 uses the irradiation light from the light guide 10 via the prism device 21, and the alignment recognition mark attached to the upper wafer 2b or the electrostatic chuck 7 and the lower wafer 2a or Each recognition mark attached to the movable table 16 can be read. The positions of the infrared camera 20 and the prism device 21 can also be adjusted and controlled via the position adjusting means 22.
[0037]
In this embodiment, a backup support 25 made of, for example, glass or an infrared transmitting material is disposed below the movable table 16. Three sets (or more in some cases) of the walking motion drive units 17 are provided around the backup support 25, and the movable table 16 is in the walking motion drive unit with the movable table 16 slightly lifted from the backup support 25. 17 is aligned. After the alignment, the movable table 16 is placed on the backup support 25, and the wafer 2a held on the movable table 16 can be pressurized from above with a high applied pressure.
[0038]
An alignment apparatus 3 using a piezo driver is configured as shown in FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the walking operation drive unit 17 is provided at three places in the circumferential direction of the disk-shaped movable table 16 in a total of three sets. Each walking operation drive unit 17 is provided with two

piezoelectric drive bodies

23 and 24 in a pair. As shown in FIG. 3, the

piezo drivers

23 and 24 are connected to the support blocks 23d and 24d provided to be movable / contactable with the movable table 16, and are connected to the support blocks 23d and 24d in a substantially horizontal direction. The first and second piezo elements 23a and 24a and the second

piezo elements

23b and 24b that extend so as to cross each other (extend in the X and Y directions) and the support blocks 23d and 24d extend substantially vertically (Z Third

piezo elements

23c, 24c (extending in the direction).
[0039]
By controlling the expansion and contraction operation amounts of the first piezo elements 23a and 24a and the second

piezo elements

23b and 24b, the support blocks 23d and 24d connected thereto are movable as shown by arrows in FIG. It can be arbitrarily moved in any direction in the surface direction of the table 16, that is, substantially in the horizontal direction. Accordingly, one of the support blocks 23d and 24d is in contact with the lower surface of the movable table 16, and when the contacted support block is moved, the movable table 16 is moved in the moving direction of the support block accordingly. be able to. At this time, the third

piezo element

23c or 24c is swung in accordance with the movement of the support block, and supports the movable table 16 from below through the support block and thus the support block. Then, the support blocks 23d and 24d are alternately brought into contact / separated from the movable table 16, and the support blocks 23d and 24d are moved and the third

piezo elements

23c and 24c are oscillated, thereby driving the piezo driver. The third

piezo elements

23 c and 24 c and the support blocks 23 d and 24 d of 23 and 24 perform a walking motion, that is, a walking motion relative to the movable table 16. Since each walking operation drive unit 17 is installed on the corresponding support base 18, the movable table 16 is actually moved by the walking operation by the walking operation.
[0040]
Since the walking operation drive unit 17 is provided in a total of three sets in three places in the circumferential direction of the disk-shaped movable table 16, by driving each piezo element of each walking operation drive unit 17 in synchronization with each other, FIG. As shown in FIG. 4, the movable table 16 can be arbitrarily moved in the X, Y, and θ directions. 4A shows an operation example of each piezo element of each walking operation drive unit 17 when the movable table 16 is moved in the X direction, and FIG. 4B shows an operation in the Y direction. For example, FIG. 4C shows an operation example in the θ direction. By combining these operations, the movable table 16 is arbitrarily moved in the X, Y, and θ directions, and the wafer 2a held on the movable table 16 is positioned in any direction in the X, Y, and θ directions. The Moreover, at this time, the center of rotation in the θ direction can also be brought to an arbitrary position by controlling the operation of each piezoelectric element.
[0041]
As described above, in the alignment apparatus 3 according to this embodiment, the position can be adjusted simultaneously in at least the X and Y axis directions and the θ direction, and the wafer 2a can be positioned at a target position all at once. At the time of positioning, the recognition mark is read by the infrared camera 20, and it can be confirmed whether or not the wafer 2a or the movable table 16 is positioned at the target position within the target accuracy range, and has reached the target accuracy range. If not, the positioning operation by the walking operation can be continued until it can be reached. Control of such a series of operations is performed by a control means, for example, a microcomputer, which receives at least position recognition information from the infrared camera 20 and controls the driving direction and driving amount of each walking operation driving unit 17 based on the input information. It is performed by the control means using. Note that the recognition means for reading the recognition mark is not limited to the infrared camera 20, and a normal visible light camera or a recognition means using a laser can also be used.
[0042]
It is known that the driving of each walking operation drive unit 17 for positioning is performed by the expansion / contraction operation of each piezo element, and the expansion / contraction operation amount of the piezo element can be controlled extremely finely. Therefore, by calibrating the expansion / contraction operation of each piezo element in advance and positioning the wafer 2a based on the expansion / contraction operation of each piezo element, positioning with extremely high accuracy is performed. As a result, the lower wafer 2a and the upper wafer 2b are aligned with high accuracy, and the bonding accuracy between them is greatly improved. The positioning in the Z direction can be finely adjusted by using the expansion / contraction operation of the third

piezo elements

23c and 24c itself. Further, by controlling the operation of the

piezo drivers

23 and 24 of each walking motion drive unit 17 after the walking motion is completed, fine adjustment in the rotational direction around the X and Y axes can be performed in addition to positioning in the Z direction. Therefore, it is possible to finely adjust the parallelism of the lower wafer 2a with respect to the upper wafer 2b with high accuracy.
[0043]
Further, in the alignment apparatus 3 according to the present embodiment, as described above, the wafer 2a can be positioned in the X, Y, and θ directions on the same plane, so that each position adjustment table for each axial direction is stacked as in the prior art. Thus, the alignment apparatus need not be configured, and the alignment apparatus 3 itself can be configured to be thin. As a result, the entire apparatus incorporating this alignment apparatus 3 can be reduced in size. In addition, since positioning is performed simultaneously in each direction within the same plane, driving efficiency for positioning is also good. In addition, since each walking operation drive unit 17 is arranged at the peripheral edge of the movable table 16, the positioning accuracy in the θ direction is particularly good even for the relatively large movable table 16 and the wafer 2a held thereon. It is possible to cope without lowering.
[0044]
In the alignment apparatus 3 according to this embodiment, it is possible to further improve the positioning accuracy. For example, in general, a piezo element has a feature that is easily affected by the history that the next drive amount and locus are determined in accordance with the previous drive stroke. In addition, it is preferable to prevent the influence of the history of previous operations. Therefore, it is preferable to reset so as to erase the history of the previous motion before the precise positioning within one walking motion. That is, it is preferable that the history up to that point of the first and second

piezo elements

23a, 24a, 23b, and 24b is reset before precise positioning in addition to the third

piezo elements

23c and 24c.
[0045]
Further, in order to further improve the positioning accuracy in the alignment apparatus 3 according to the present embodiment, rough positioning is performed to a certain level of accuracy by positioning by the above-described walking operation, and basically the above-described walking operation in that state. The wafer 2a can be precisely positioned with higher accuracy by using the expansion / contraction operation of each piezo element itself in a state in which the walking operation is stopped. Since this precise positioning is performed in a state in which the walking operation is stopped, it is basically necessary to perform it within a position adjustment range within one step of the walking operation. Further, just before the precise positioning, the foot of the walking operation, that is, the first piezo elements 23a, 24a of the third

piezo elements

23c, 24c, and the fine piezo elements 23a, 24a It is preferable to reset the swing position by the expansion / contraction operation of the second

piezo elements

23b and 24b to the center position within the range of one step of the walking operation. The reset to the center position can be performed simultaneously with the above-described history reset. By such fine adjustment, it is possible to finely adjust the parallelism between the wafers 2a and 2b.
[0046]
Next, an example of a walking motion drive unit in an alignment apparatus according to another embodiment of the present invention, particularly a unit that performs biped walking motion will be described. 5 and 6 show a piezo driver 31 in a walking motion drive unit according to another embodiment of the present invention. In the piezo drive 31, three piezo elements 33 are arranged in parallel around a central axis (in this embodiment, the fixing screw 32 substantially forms the central axis). One end side of these three piezo elements 33 is fixed to a common base 34, and the other end side is connected to a common movable block 35. The surface of the movable block 35 opposite to the piezoelectric element mounting side extends in the axial direction of the central shaft 32 or in a direction along the central axis 32 (that is, not exactly in the axial direction of the central shaft 32, A movable column 37 whose tip constitutes a contact portion 36 for a movable object (for example, a movable table) is provided integrally with the movable block 35. Each piezo element 33 is fixed and connected to the base 34 and the movable block 35 by screws without using an adhesive. The three piezo elements 33 are equally arranged around the central axis 32 at an angle of 120 degrees, and extend in parallel with each other at a reference position (position before the start of operation).
[0047]
The piezo driver 31 can control the amount of inclination of the movable block 35 by controlling the amount of expansion / contraction of each piezo element 33, and can thereby arbitrarily control the amount of swing of the movable column 37 in any direction. Further, since the position of the movable block 35 and the movable column 37 in the height direction (vertical direction) can be controlled by controlling the amount of expansion / contraction of the three piezoelectric elements 33, the position of the contact portion 36 is eventually three-dimensionally. Can be controlled to an arbitrary position.
[0048]
Then, by combining the above operations, the piezo driver 31 can perform a trapezoidal movement with respect to the position of the contact portion 36. 7 and 8 show an example of a trapezoidal motion including a feed component and a support component when two piezo elements 33 (element A and element B) are expanded and contracted for the sake of simplicity. That is, when the two elements A and B are expanded and contracted substantially simultaneously, the position (support component) of the contact portion 36 changes up and down, and the phases of the expansion and contraction operations of the two elements A and B are made different. Thus, the movable column 37 can be swung in the feed direction, and the position (feed component) of the contact portion 36 changes. If these components are combined, a trapezoidal movement as shown in FIG. 7 can be performed. The positions (1) to (8) in FIG. 7 correspond to the phases (1) to (8) in FIG.
[0049]
By arranging the piezoelectric drive bodies 31 side by side in a pair, if the trapezoidal motion is alternately performed, an operation equivalent to a bipedal motion can be obtained. That is, as shown in FIG. 9, a walking operation drive unit 41 in which two piezo drive bodies 31 are arranged side by side as a drive unit 1 and a drive unit 2 in a pair is formed, and as a movable object, for example, a movable table 42. In contrast, the movable blocks 35 (more precisely, the movable pillars 37 formed on the movable block 35) of the respective piezoelectric driving bodies 31 are alternately swung, and the contact portions 36 at the tip are alternately brought into contact with the table 42. By walking / separating, it is possible to perform a walking operation on the table 42. This corresponds to the operation of sending the table 42 from the viewpoint of the table 42 side.
[0050]
The walking operation by the walking operation drive unit 41 including the two piezoelectric drive bodies 31 is performed in order as shown in, for example, (1) to (8) in FIG. At this time, the displacement patterns of the elements A, B, C, and D shown in FIG. 9 are as shown in FIG. 11, for example. Phases (1) to (8) in FIG. 11 correspond to the states (1) to (8) in FIG.
[0051]
In such a walking operation drive unit 41, in each piezoelectric drive body 31, the inclination of the movable block 35 is converted into the displacement of the contact portion 36 through the swing of the movable column 37. The amount of displacement is increased by the length of the movable column 37 with respect to the interval. That is, even if the expansion / contraction amount of the piezo element 33 is a relatively small amount, a relatively large amount can be obtained as the displacement amount of the contact portion 36 in the feed direction. Therefore, high-speed driving is possible and high-frequency control is not necessary. Furthermore, since three piezo elements 33 are arranged side by side in the same direction, assembly is easy, screwing is possible without using an adhesive, manufacturing time is short, and high rigidity is easily obtained. Is possible. By not using an adhesive, it is possible to prevent deterioration of the degree of vacuum when used in a vacuum. Further, the side-by-side structure of the three piezo elements 33 in the same direction makes it possible to realize a compact configuration particularly in the lateral direction as each piezo drive body 31 and, as a result, the walking operation drive unit 41 as a whole.
[0052]
12 and 13 show a piezo drive body 51 in a walking operation drive unit according to still another embodiment of the present invention, and the rigidity is further improved as compared to the above embodiment. If the two piezoelectric drive bodies 51 are arranged in a pair, the walking operation drive unit 61 can be configured as in the above embodiment (only the reference numerals of the walking operation drive units are shown in FIG. 12). In this piezo drive 51, one end side of two feeding piezo elements 54 arranged in parallel to the support 52 is fixed to a base 53 on which the support 52 is erected, and the other two piezo elements 54 are provided. The end side is connected to an intermediate block 55 that is swingably connected to the tip of the support column 52. The intermediate block 55 is fixed to the base 53 with a fixing screw 56. One supporting piezo element 57 is erected on the surface of the intermediate block 55 opposite to the side where the two feeding piezo elements 54 are disposed. A contact portion 58 is provided. In this embodiment, the supporting piezo element 57 is fixed by two fixing screws 59 via a fixing piece 60 formed integrally with the contact portion 58. The fixing screw 59 is preferably made of a material having a relatively low elastic modulus so that the expansion / contraction amount of the supporting piezo element 57 does not become too small. For example, a brass screw is preferably used.
[0053]
For example, as shown in FIG. 13, the piezo driver 51 can control the amount of inclination of the intermediate block 55 by controlling the amount of expansion / contraction of each feed piezo element 54, thereby swinging the support piezo element 57. Can be controlled. By relatively controlling the expansion and contraction amounts of the two feeding piezo elements 54, the tilt direction and the swing direction can be controlled. In addition, since the position of the contact portion 58 in the height direction (vertical direction) can be controlled mainly by controlling the expansion / contraction amount of the supporting piezo element 57, eventually, the position of the contact portion 58 is arbitrarily determined in three dimensions. Can be controlled to position. Further, the displacement amount L of the contact portion 58 is obtained by amplifying the displacement amount λ of the feeding piezo element 54 by about b / a times, and in this embodiment as well, the displacement amount enlargement mechanism is configured. Therefore, high-speed driving is possible and high-frequency control is not necessary. In this embodiment, in particular, since the base 53 integrally formed with the support column 57 that can be formed with high rigidity is used, it is possible to handle a high load at the support column 57 portion, and piezo drive. High rigidity can be secured for the entire body 51. In addition, the two feeding piezo elements 54 and the supporting piezo elements 57 are all arranged in parallel directions (vertical direction in the figure), although they are installed at different positions, a compact configuration can be realized particularly in the horizontal direction. . Also in this embodiment, no adhesive is used for fixing each piezo element, and screwing is used.
[0054]
Also in such a piezo driver 51, by combining the above operations, the trapezoidal motion can be performed with respect to the position of the contact portion 58 as in the above-described embodiment. And, by using the walking operation drive unit 61 in which two piezoelectric drive bodies 51 are arranged in a pair, as in the above-described embodiment, for example, a movable table 71 (shown in FIG. 13) as a movable object, It is possible to perform a walking operation with respect to the table 71 by alternately swinging the supporting piezo elements 57 of the respective piezo drive bodies 31 and alternately contacting / separating the contact portion 58 of the tip with the table 71. It is. This corresponds to the operation of sending the table 71 from the viewpoint of the table 71 side.
[0055]
For example, the feeding control of the other members accompanying the walking operation in each of the above embodiments is performed as follows. The embodiment shown in FIGS. 5 and 12 will be mainly described.
Although it is possible to determine the displacement of the contact portion 36 (or 58) to be controlled only by calculation, since the actual drive system includes various motion error factors, the walking motion drive unit 41 (or 61) is actually used. From an experiment in which the system is driven, it is more likely that high accuracy will be obtained as an actual device if an expression for control is included in a form including various motion error factors.
[0056]
In other words, the displacement of the contact portion 36 (or 58) to be controlled is designed using the orthogonal coordinate system xyz unified as the alignment device to be controlled, and these displacements are individually operated by the three piezo elements. The number of arithmetic expressions 1 that can be converted into the displacements p, q, and r obtained at this time is obtained from experiments. Here, p, q, and r are the displacement amount of each element or the movement amount of the contact portion 36 (or 58) proportional to the displacement amount, and the respective movement directions constitute the coordinate system pqr. The [A] matrix of Equation 1 is a conversion matrix from xyz coordinates to pqr coordinates, and has a function of linearly correcting errors in the assembly direction and calculating accurate displacement command values for each element. This [A] matrix can be identified by measuring the displacement x, y, z of the contact portion 36 (or 58) when each element is individually displaced. When actually performing the feeding operation, by substituting the operation position of the contact portion 36 (or 58) determined on the x, y, and z coordinates into this equation 1, p, The values of q and r can be obtained.
[0057]
[Expression 1]

[0058]
In actual control, each piezo element controls the displacement by controlling the voltage. Since the applied voltage and the amount of displacement are approximately proportional, if the proportionality constant is obtained in advance by experiments, a voltage for obtaining displacements of p, q, and r can be applied.
[0059]
Further, in the above description, it is assumed that the relationship between the applied voltage and the element displacement is linear, but precisely, the piezo element exhibits a slight hysteresis phenomenon. In this method, the displacement x, y, z of the contact portion is converted into the displacements p, q, r of the individual piezo elements or the proportional displacements p, q, r by the equation (1). If it is understood, the correction can be performed. As a prior grasp of the hysteresis characteristics, for example, the hysteresis relationship between the applied voltage and the element displacement amount or a displacement amount proportional to the applied voltage as shown in FIGS. 14A and 14B is measured and approximated by a polynomial or the like. This makes it possible to control with higher accuracy.
[0060]
In other words, as described above, the actual device design and drive control flow are as follows:
▲ 1 ▼ Design the walking movement of each contact part,
Perform coordinate transformation and linear correction in Equation 1,
(2) Identify the displacement pattern of each piezo element,
Hysteresis correction (correction using polynomials etc.)
(3) The applied voltage pattern of each piezo element can be accurately obtained,
Higher precision control becomes possible.
[0061]
Using the walking operation drive unit as described above, the alignment apparatus according to the present invention is configured as shown in FIG.
[0062]
FIG. 15 shows an example of the configuration of the alignment apparatus 3 described above in the case where the walking operation drive unit 41 is provided. In this embodiment, a total of three sets of walking motion drive units 41 are provided in the circumferential direction of the disk-shaped movable table 16 in three places. As this drive unit, the aforementioned walking operation drive unit 61 may be used. In this embodiment, the movable table 16 is accurately positioned at the target position in the X, Y, and θ directions by controlling the operations of the three walking operation drive units 41. Further, fine adjustment is possible in the Z direction.
[0063]
As described above, in the alignment apparatus 3 according to the present invention, the position can be adjusted simultaneously in at least the X and Y axis directions and the θ direction, and the wafer 2a can be positioned at a target position all at once. At the time of positioning, the recognition mark is read by the infrared camera 20, and it can be confirmed whether or not the wafer 2a or the movable table 16 is positioned at the target position within the target accuracy range, and has reached the target accuracy range. If not, the positioning operation by the walking operation can be continued until it can be reached. Control of such a series of operations is performed by a control means such as a microcomputer that controls at least position recognition information from the infrared camera 20 and controls the driving direction and driving amount of each walking operation driving unit based on the input information. This is done by the control means used. Note that the recognition means for reading the recognition mark is not limited to the infrared camera 20, and a normal visible light camera or a recognition means using a laser can also be used.
[0064]
It is known that the driving of each walking operation drive unit for positioning is performed by the expansion / contraction operation of each piezo element, and the expansion / contraction operation amount of the piezo element can be controlled extremely finely. Therefore, by calibrating the expansion / contraction operation of each piezo element in advance, for example, obtaining the above-described equation 1, and positioning the wafer 2a based on the expansion / contraction operation of each piezo element, extremely accurate positioning is performed. It will be. As a result, the lower wafer 2a and the upper wafer 2b are aligned with high accuracy, and the bonding accuracy between them is greatly improved. The positioning in the Z direction can be finely adjusted using at least the expansion / contraction operation of the piezo element itself. Further, by controlling the operation of the piezo drive body of each walking operation drive unit after the walking operation is completed, in addition to positioning in the Z direction, fine adjustment in the rotation direction around the X and Y axes can be performed, respectively. It is possible to finely adjust the parallelism of the lower wafer 2a with respect to the wafer 2b with high accuracy.
[0065]
Further, in the alignment apparatus 3 according to the present invention, since the wafer 2a can be positioned in the X, Y, and θ directions on the same plane as described above, the position adjustment tables for the respective axial directions are stacked as in the prior art. There is no need to configure the alignment apparatus, and the alignment apparatus 3 itself can be configured to be thin. As a result, the entire apparatus incorporating this alignment apparatus 3 can be reduced in size. In addition, since positioning is performed simultaneously in each direction within the same plane, driving efficiency for positioning is also good. Further, since each walking operation drive unit is disposed at the peripheral edge of the movable table 16, the positioning accuracy in the θ direction is particularly lowered with respect to the relatively large movable table 16 and the wafer 2a held thereon. It is possible to cope without making it.
[0066]
In the alignment apparatus 3 according to the present invention, it is possible to further improve the positioning accuracy. For example, in general, a piezo element has a feature that is easily affected by the history that the next drive amount and locus are determined in accordance with the previous drive stroke. In addition, it is preferable to prevent the influence of the history of previous operations. Therefore, it is preferable to reset so as to erase the history of the previous motion before the precise positioning within one walking motion. That is, it is preferable that the history up to that point is reset before precise positioning for the expansion / contraction operation amount of each piezoelectric element.
[0067]
In order to further improve the positioning accuracy in the alignment apparatus 3 according to the present invention, coarse positioning is performed to a certain level of accuracy by positioning by the above-described walking operation, and basically the above-described walking operation is performed in that state. It is possible to precisely position the wafer 2a with higher accuracy by using the expansion / contraction operation of each piezo element itself in a state in which the walking operation is stopped. Since this precise positioning is performed in a state in which the walking operation is stopped, it is basically necessary to perform it within a position adjustment range within one step of the walking operation. In addition, the swing position of each piezo element that is expanded or contracted is reset to the center position within the range of one step of the walking operation immediately before the precise positioning so that fine adjustment for precise positioning is effective in any direction. It is preferable. The reset to the center position can be performed simultaneously with the above-described history reset.
[0068]
A series of controls for such precise positioning is performed according to a flow as shown in FIG. 16, for example. In the control shown in FIG. 16, the walking operation for coarse positioning as described above is executed in step S1, and it is determined whether or not the error δ from the target position measured by the recognition means has entered one step of the walking operation. It is determined (step S2), and if not within one step, the process returns to step S1 and the walking operation is continued. If it is determined that one step has been entered, the position of the piezo element is reset to the center position within the range of one step of the walking operation (step S3), and the piezo element is expanded or contracted within one step. High precision alignment is achieved by precise positioning (step S4). Then, it is confirmed whether or not the error δ with respect to the target position measured by the recognition means is within the target high accuracy range (step S5). If not, the process returns to step S3 to perform the precise positioning operation. repeat. When entering the target high accuracy range, this control flow is terminated. Such precise positioning enables high-precision alignment at the nanometer level, which was previously impossible.
[0069]
In the above embodiment, the wafer-to-wafer mounting apparatus has been described. However, the alignment apparatus according to the present invention can also be applied to a wafer-chip mounting apparatus, a chip-to-chip mounting apparatus, or a simple aligner. Further, the present invention can be applied to an exposure apparatus that exposes an object to be exposed, for example, a wafer.
[0070]
In the present invention, in order to further improve the alignment accuracy, the operation error of each piezo drive in each walking operation drive unit is calibrated in advance, and the movement control command of the movement control command is utilized by utilizing the grasped characteristics for the alignment control. It can be corrected to pursue higher accuracy. Further, the characteristics in the alignment control of the movable object (movable table 16) are calibrated in advance, and the grasped characteristics are utilized for the control, and the movement control command is further corrected to pursue higher accuracy. Of course, even higher accuracy can be obtained by combining these. Here, as calibration, (1) identification of the linear correction matrix [A], (2) identification of hysteresis characteristics (polynomial etc.), etc. are performed as described above.
[0071]
FIG. 17 shows calibration for each piezo driver, more precisely, for each support foot of each piezo driver, in the control method of the alignment apparatus including the piezo driver according to one embodiment of the present invention. . In FIG. 17, three sets of walking motion drive units 82 are arranged on the lower side around the movable table 81, and each walking motion drive unit 82 has a pair of piezo drive support legs 83. . In this embodiment, a recognition mark 84 is attached to the upper part (top part) of each support foot 83. Then, when a predetermined amount movement command signal of the support foot 83 is given to each piezo drive body, the relationship between the movement command signal and the actual movement direction and movement amount is a recognition mark on the support foot 83 84 is read by the recognition means 85 before and after the movement of the support foot 83, thereby calibrating each support foot 83 of each piezo driver. In this way, first, by calibrating each support foot 83 of each piezo drive body, it becomes possible to grasp the error for each support foot 83 and correct it accurately during actual movement control, thereby In addition to improving the movement accuracy during the actual movement control of the movable table 81, and thus the wafer 2a held on the movable table 81, it is possible to reduce the number of repetitive alignments required to be within the target accuracy range.
[0072]
In the calibration of the support legs 83, for example, as shown in FIG. 18, a jig 91 is attached to each support leg 83, a recognition mark 92 is attached on the jig 91, and the recognition mark 92 is recognized by a recognition means 85. Calibration can also be performed by reading with. Although not shown, a jig is attached to only one of the pair of support legs 83, and a recognition mark is attached to a position near the other support leg 83 on the jig. It is also possible to attach a direct recognition mark. As described above, in the method using the jig, a plurality of (two) recognition marks for the pair of support legs 83 can be arranged in a narrow range and can be read within one field of view of the recognition means, thereby improving reading efficiency. be able to. Moreover, since the range of one visual field of the recognition means can be reduced, the reading accuracy can be improved.
[0073]
In addition, as shown in FIG. 17, after the recognition mark 101 is attached on the movable table 81 and calibration is performed for each of the supporting feet, a predetermined amount of the movable table 81 is further added to the walking motion drive unit 82. When the movement command signal is given, the relationship between the movement command signal and the actual movement direction, the movement amount, and the position of the rotation center is set so that the recognition mark 101 on the movable table 81 is moved before and after the movement of the movable table 81. Calibration can be performed by reading with the recognition means 85. As a result, an error in actually controlling the movement of the movable table 81 can be corrected, thereby improving the movement accuracy during the actual movement control of the movable table 81 and thus the wafer 2a held on the movable table 81. At the same time, it is possible to reduce the number of repetitive alignments for keeping within the target accuracy range.
[0074]
Further, as shown in FIG. 19, for example, the alignment for actually falling within the target accuracy range is controlled from the previous position (1) to, for example, position (2) by the first alignment, and position (2). If the reading result of ▼ is not yet within the target accuracy range, the alignment is repeated, and the movement is controlled from the position (2) to, for example, the position (3). The reading result of the position (3) is still not the target accuracy. If it is not within the range, it is preferable that the alignment is further repeated and the movement is controlled to, for example, position (4), and the alignment is repeated until it falls within the target accuracy range. Thereby, alignment within the target accuracy range can be surely performed. In this repeated alignment operation, the alignment apparatus provided with the piezo driver according to the present invention can be controlled to move to the target position or its vicinity at once, and the number of repetitions is extremely small. Further, as described above, by performing calibration in advance with respect to the support foot and the movable object, the movement control accuracy can be increased, so that the number of repetitions is further reduced.
[0075]
In the calibration and the alignment, the recognition mark can be read using a recognition unit 111 having two upper and lower visual fields as shown in FIG. In the form shown in FIG. 20, the recognition mark attached on the article 114 held on the movable table 113 supported by the walking operation driving unit 112 and the article 116 attached on the head 115 are attached. The recognition mark thus made can be read by the recognition means 111 of two fields arranged at the opposing position. In this embodiment, it is also possible to read the recognition mark at the time of calibration of each supporting foot in each walking motion drive unit 112 by the recognition means 111 of two fields of view, so that one recognition means can perform the calibration from the calibration. It is possible to perform alignment, and the apparatus configuration is simplified. However, it is possible to provide a recognition means such as a camera dedicated to calibration.
[0076]
FIG. 21 shows an example of reading the recognition mark on the support leg 122 of each piezo driver when the recognition means 121 (for example, infrared recognition means) is provided below as shown in FIG. Is shown. In this case, the apparatus does not hold the work, for example, the head 123 holds the mirror jig 124, and the reflection by the mirror jig 124 is used to detect the work on the support leg 122 by the recognition means 121 installed below. It becomes possible to read the recognition mark attached to the mark. If a prism or the like is used instead of the mirror jig 124, it is possible to read by converting the direction of the reflected light into a predetermined direction even when the recognition means is installed on the side. In the form shown in FIG. 21, for example, even when a backup support is provided, the backup support is made of a material that can transmit measurement light, and thus is attached on the support foot 122 in the same manner as described above. The recognition mark can be read.
[0077]
In the present invention, it is also possible to automatically finely adjust the parallelism by the copying mechanism by using the operation of pressing the objects to be joined together. For example, as shown in FIG. 22, a spherical copying mechanism 134 is provided in the holding mechanism 133 (inside the movable object) of the article 132 supported by the walking operation drive unit 131, and the object to be held held by the head 135 is provided. By bringing the joint 136 into contact with the surfaces of the object to be joined, the parallelism between the objects to be joined can be automatically finely adjusted with high accuracy along the copying mechanism 134. As the spherical copying mechanism 134, for example, a copying mechanism that uses an air bearing and that generates substantially no sliding resistance or is extremely small can be used.
[0078]
In such fine adjustment of parallelism, instead of using the above-described scanning mechanism, it is also possible to use the expansion / contraction operation of each piezo element in the walking operation drive unit 131. That is, after the movement control by the walking operation, the walking operation is stopped, and only the necessary piezo elements are expanded and contracted, whereby the holding mechanism 133, and thus the object to be bonded 132 held on the holding mechanism 133, are opposed to each other. It is possible to finely adjust the degree of parallelism with 136.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the control method of the alignment apparatus including the piezo driver according to the present invention, the excellent precision positioning characteristics of the drive unit that performs the walking operation using a plurality of piezo elements are utilized. On the other hand, it becomes possible to calibrate with high accuracy for each support foot of each drive unit, and also to accurately calibrate the alignment accuracy of movable objects by each drive unit. By making it possible to correct more accurately, it is finally possible to achieve highly reliable alignment with high reliability.
[0080]
Also, the efficiency of calibration and alignment can be improved, and the movement can be reliably controlled within the target accuracy range with a small number of alignments.
[0081]
Furthermore, it becomes possible to cope with high-pressure bonding of objects to be bonded, and can be suitably used particularly for bonding of wafers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a mounting apparatus including an alignment apparatus to which a control method of the present invention can be applied.
2 is an enlarged perspective view of an alignment unit in the apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is an enlarged perspective view of a walking motion drive unit in the apparatus of FIG.
4 is a plan view showing each operation example of the apparatus of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a piezo drive body in a walking operation drive unit according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view of the piezo driver of FIG.
7 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the piezo driver of FIG. 5. FIG.
8 is an operation characteristic diagram in each phase of the operation of the piezo driver of FIG.
9 is a schematic configuration diagram of a walking operation drive unit using the piezo drive body of FIG. 5. FIG.
10 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the walking motion drive unit of FIG. 9;
11 is an operation characteristic diagram in each phase of operation of each drive unit of the walking operation drive unit in FIG. 9;
FIGS. 12A and 12B are a perspective view and a partial cross-sectional view of a piezoelectric driving body in a walking operation driving unit according to still another embodiment of the present invention. FIGS.
13 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the piezo driver of FIG. 12. FIG.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing an example of a hysteresis phenomenon in a relationship between a voltage applied to a piezo element and an element displacement amount or a displacement amount proportional thereto.
FIG. 15 is a transparent perspective view of an alignment apparatus section according to another embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing a control example of the alignment apparatus according to the present invention.
FIG. 17 is a schematic perspective view of an alignment apparatus showing an example of calibration in the present invention.
FIG. 18 is a schematic perspective view of a support foot showing an example when a jig is attached to the support foot.
FIG. 19 is a conceptual diagram illustrating an example of movement control of a movable object during alignment according to the present invention.
FIG. 20 is a partial schematic configuration diagram of a mounting apparatus showing an example in the case of using a two-field recognition unit.
FIG. 21 is a partial schematic configuration diagram of a mounting apparatus showing an example in which a recognition mark is read by reflected light or transmitted light.
FIG. 22 is a partial schematic configuration diagram of a mounting apparatus provided with a copying mechanism.
[Explanation of symbols]
1 Mounting equipment
2a Wafer as positioning object
2b Wafer as an object to be joined
3 Alignment device
4 Bonding chamber
5 Gate
6 Transfer robot
7 Electrostatic chuck
8 heads
9 Prop
10 Light guide
11 Lifting mechanism
12 Pressure cylinder
13 Pressurizing means
14 Pressurization port
15 Balance port
16 Movable table (movable)
17 Walking motion drive unit
18 Support stand
20 Infrared camera as recognition means
21 Prism device
22 Position adjustment means
31 Piezo driver
32 Center axis (fixing screw)
33 Piezo elements
34 base
35 Movable block
36 Contact area
37 Movable column
41 Walking motion drive unit
42, 71 Movable table
51 Piezo actuator
52 prop
53 base
54 Piezo element for feeding
55 Intermediate block
56 Fixing screw
57 Piezo element for support
58 Contact area
59 Fixing screw
60 fixed pieces
61 Walking motion drive unit
81 Movable table
82 Walking motion drive unit
83 Supporting feet
84 Recognition mark
85 recognition means
91 Jig
92 Recognition mark
101 Recognition mark
111 Two-field recognition means
112 Walking motion drive unit
113 Movable table
114, 116
115 heads
121 recognition means
122 Supporting feet
123 heads
124 mirror jig
131 Walking motion drive unit
132, 136 work piece
133 Holding mechanism
134 Spherical copying mechanism
135 heads

Claims

Two or more piezo drivers that move one support foot that can be displaced in any direction in the three-dimensional space using a piezo element constitute one set of walking operation drive units, and three or more sets of walking operations A control method of an alignment apparatus including a piezo drive body that movably supports a movable object with a support foot of a drive unit, when a predetermined amount movement command signal of the support foot is given to each piezo drive body, For each support foot of each piezo drive body, the recognition mark attached on the support foot is read by the recognition means before and after the movement of the support foot, with respect to the relationship between the movement command signal and the actual movement direction and amount of movement. A method for controlling an alignment apparatus including a piezo driver, wherein calibration is performed.

Two or more piezo drivers that move one support foot that can be displaced in any direction in the three-dimensional space using a piezo element constitute one set of walking operation drive units, and three or more sets of walking operations A control method of an alignment apparatus including a piezo drive body that movably supports a movable object with a support foot of a drive unit, when a predetermined amount movement command signal of the support foot is given to each piezo drive body, For each support foot of each piezo drive body, the recognition mark attached on the support foot is read by the recognition means before and after the movement of the support foot, with respect to the relationship between the movement command signal and the actual movement direction and amount of movement. When calibrating and giving the walking movement drive unit a predetermined amount movement command signal of the movable object, the movement command signal and the actual movement direction, movement amount and rotation The relationship between the position of the heart, characterized by calibration by reading a recognition mark attached on soluble animal recognition means the longitudinal movement of the variable animals, a control method of the alignment apparatus having a piezoelectric driver.

Said support legs to the mounting jig, subjected to the recognition marks for supporting the foot on the jig, read the recognition mark in the recognition means, of the alignment apparatus having a piezoelectric driving body according to claim 1 or 2 Control method.

Correspondence relationship between the actual movement amount of the support foot in the x, y, z coordinate system of the alignment apparatus and the displacement amount in the p, q, r coordinate system of each element obtained when each piezo element is individually operated. the obtained using the piezoelectric element displacement x of the support leg when each displaced individually, y, a transformation matrix from the xyz coordinates obtained by measuring the z to pqr coordinates, claim 1-3 A method for controlling an alignment apparatus comprising the piezo driver according to any one of the above.

Each piezo element is individually determined from the xyz coordinates obtained by measuring the displacement x, y, z of the support foot when each piezo element is individually displaced in the x, y, z coordinate system of the alignment apparatus. Hysteresis between the displacement amount of each piezo element and the applied voltage obtained in advance in the conversion matrix to the pqr coordinate corresponding to the displacement amount in the p, q, r coordinate system of each element obtained when The control method of the alignment apparatus provided with the piezoelectric drive body in any one of Claims 1-3 which adds correction | amendment of a characteristic.

The control method of the alignment apparatus provided with the piezo drive body according to any one of claims 1 to 5 , wherein the recognition means is installed at a position facing the recognition mark and the recognition mark is directly read.

The mirror or prism is placed at a position opposed to the recognition mark, placed at a position different from the position facing the recognition means to recognize the mark, reading the identification mark through the mirror or prism of claim 1-5 A method for controlling an alignment apparatus including the piezo driver according to any one of the above.

The accepted animal consists of a workpiece held thereon and movable table, for holding a workpiece to be crimped to the work to be opposed to the work, comprising a piezoelectric driving element according to any one of claims 1-7 Control method for the alignment apparatus.

The three or more sets of walking motion drive units are provided around the backup support, and the movable objects are aligned by the walking motion drive unit in a state where the movable objects are floated from the backup support, and then the movable objects are viewed from above. The control method of the alignment apparatus provided with the piezo drive body according to any one of claims 1 to 8 , which is placed on the backup support body so that pressurization is possible.

10. An alignment apparatus comprising the piezoelectric driving body according to claim 8 or 9 , wherein a two-field recognition means is inserted between the workpieces held opposite to each other, and the movable object is aligned through recognition of a recognition mark by the two-field recognition means. Control method of the device.

An alignment with a piezo driver according to claim 9 , wherein a glass or infrared transmitting material is used for the backup support, and a visible light or infrared recognition means is provided below the backup support and the recognition mark is recognized by reflected light or transmitted light. Control method of the device.

The workpieces held opposite to each other are composed of objects to be bonded to each other, and a spherical copying mechanism is provided in the holding mechanism of any object to be bonded, and when the objects to be bonded are pressure-bonded, adjusting the parallelism between objects to be bonded by the operation of the copying mechanism, a control method of the alignment apparatus having a piezoelectric driving body according to any one of claims 8-11.

The workpieces held opposite to each other are made of objects to be joined to each other by pressure, and the workpiece of the piezo element after the walking operation of the walking operation driving unit is stopped with respect to the workpiece on the side provided with the walking operation driving unit. the expansion and contraction, to adjust the parallelism between the objects to be bonded, the control method of the alignment apparatus having a piezoelectric driving body according to any one of claims 8-11.

The workpiece is made of wafer, the control method of the alignment apparatus having a piezoelectric driving body according to any one of claims 8-13.

The piezo drive body is provided so as to be able to contact / separate from the movable object and substantially constitutes the support foot, and the expansion and contraction connected to the support block and extending substantially intersecting each other in the horizontal direction. The piezo drive body according to any one of claims 1 to 14 , comprising an operable first and second piezo elements and a third piezo element capable of extending and contracting substantially extending in a vertical direction. Control method of alignment apparatus provided with.

The piezo drive body includes three piezo elements arranged in parallel around the central axis, and fixes one end side of the three piezo elements to a common base and connects the other end side to a common movable block. The movable block extends in a direction extending along or along the axis of the central axis on a surface opposite to the piezoelectric element disposition side of the movable block, and a tip constitutes a contact portion to the movable object and substantially the movable pillars that constitute the supporting leg, said a movable block to those integrally provided, the control method of the alignment apparatus having a piezoelectric driving body according to any of claims 1-14.

The piezo drive body fixes one end side of two feeding piezo elements arranged in parallel to the column to a base on which a column is erected, and the other end side of the two feeding piezo elements is A support block is connected to an intermediate block that is swingably connected to a tip end of a support column, and the support foot is substantially formed on a surface of the intermediate block opposite to the two feeding piezoelectric element arrangement sides. one of the upright support piezo element consists of those having a contact portion to the friendly animals on the distal end side of the support for the piezoelectric element, provided with a piezoelectric driving element according to any one of claims 1-14 Control method of alignment apparatus.