JP2014078726A - 保持部材管理装置、積層半導体製造装置、及び、保持部材管理方法 - Google Patents

保持部材管理装置、積層半導体製造装置、及び、保持部材管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体基板を保持する保持部材の管理を効率よく実施する。
【解決手段】複数の半導体基板を接合することにより積層半導体装置を製造する製造装置において半導体基板を保持する基板保持部材を管理する保持部材管理装置であって、前記基板保持部材を識別する識別情報に対応付けて、前記基板保持部材の使用履歴を格納する履歴格納部286と、前記履歴格納部に格納された前記使用履歴に基づいて、使用を中止すべき前記基板保持部材の識別情報を特定して出力する保持部材特定部290と、を備える。
【選択図】図13

Description

本発明は、半導体基板を保持する基板保持部材を管理する保持部材管理装置、当該保持部材管理装置を備える積層半導体製造装置、及び、当該基板保持部材を管理する保持部材管理方法に関する。
ウエハを保持した一対のウエハホルダを重ね合わせた状態で、一対のウエハホルダと共に一対のウエハを加圧加熱することにより、一対のウエハを貼り合わせる貼り合わせ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。ウエハホルダには、ウエハホルダ同士を吸着させる磁石及び磁性体、この磁石と磁性体との吸着を規制する板バネ等が設けられている。
特開2007−208031号公報
上記貼り合わせ装置では、ウエハホルダに加えられる熱、圧力により、磁石の磁力、板バネの弾性力、ウエハホルダの平坦性が低下することが考えられる。そして、ウエハホルダに備えられた部品、及びウエハホルダ自体の品質の低下は、ウエハのアライメント調整の精度に影響を及ぼすものと考えられる。
上記課題を解決すべく、本発明の第1の形態として、半導体基板を保持する基板保持部材を管理する保持部材管理装置であって、使用を中止すべき基板保持部材を特定して出力する保持部材特定部を備える保持部材管理装置が提供される。
また、本発明の第2の形態として、 基板保持部材に保持された半導体基板同士を接合する接合装置と、上記保持部材管理装置と、保持部材特定部から出力された識別情報により識別される基板保持部材以外の基板保持部材を接合装置へ供給する保持部材供給部と、を備える積層半導体製造装置が提供される。
更に、本発明の第3の形態として、半導体基板を保持する基板保持部材を管理する保持部材管理方法であって、使用を中止すべき基板保持部材を特定して出力する保持部材特定段階を備える保持部材管理方法が提供される。
なお、上記の発明の概要は、発明の全ての特徴を列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
貼り合わせ装置100の全体構造を模式的に示す平面図である。 アライメント装置140単独の構造を模式的に示す断面図である。 アライメント装置140の動作を示す図である。 ウエハホルダWHを上方から見下ろした様子を示す斜視図である。 ウエハホルダWHを下方から見上げた様子を示す斜視図である。 ウエハホルダWHを上方から見下ろした様子を示す斜視図である。 ウエハホルダWHを下方から見上げた様子を示す斜視図である。 吸着部950を拡大して示す側断面図である。 吸着部950を拡大して示す側断面図である。 一対のウエハWのアライメント調整をしている状態を示す側断面図である。 一対のウエハWを貼り合せた後の状態を示す側断面図である。 接合装置240の概略構成を示す側断面図である。 接合部202及び制御部120の概略構成を示す平面断面図である。 履歴格納部286が備えるテーブル292を概念的に示す表である。 ウエハホルダWHの管理方法を説明するためのフローチャートである。 接合部202の概略構成を示す平面断面図である。 履歴格納部286が備えるテーブル293を概念的に示す表である。 ウエハホルダWHの管理方法を説明するためのフローチャートである。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。以下に記載する実施形態は、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせ全てが発明の解決に必須であるとは限らない。
図1は、積層半導体製造装置としての貼り合わせ装置100の全体構造を模式的に示す平面図である。貼り合わせ装置100は、共通の筐体101の内部に形成されたアライメント部102および接合部202を含む。
アライメント部102は、筐体101の外部に面して、複数のウエハカセット111、112、113と、保持部材管理装置としての制御部120とを有する。制御部120は、貼り合わせ装置100全体の動作を制御する。
ウエハカセット111、112、113は、貼り合わせ装置100において接合されるウエハW、あるいは、貼り合わせ装置100において接合されたウエハWを収容する。また、ウエハカセット111、112、113は、筐体101に対して脱着自在に装着される。これにより、複数のウエハWを一括して貼り合わせ装置100に装填できる。また、貼り合わせ装置100において接合されたウエハWを一括して回収できる。
アライメント部102は、筐体101の内側にそれぞれ配された、プリアライナ130、アライメント装置140、ウエハホルダラック150およびウエハ取り外し部160と、一対のロボットアーム171、172とを備える。筐体101の内部は、貼り合わせ装置100が設置された環境の室温と略同じ温度が維持されるように温度管理される。これにより、アライメント装置140の精度が安定するので、位置決めを精密にできる。
プリアライナ130は、高精度であるが故に狭いアライメント装置140の調整範囲にウエハWの位置が収まるように、個々のウエハWの位置を仮合わせする。これにより、アライメント装置140における位置決めを確実にすることができる。
ウエハホルダラック150は、複数のウエハホルダWHを収容して待機させる。ウエハホルダWHによるウエハWの保持は、静電吸着による。
アライメント装置140は、固定ステージ141、移動ステージ142および干渉計144を含む。また、アライメント装置140を包囲して断熱壁145およびシャッタ146が設けられる。断熱壁145およびシャッタ146に包囲された空間は空調機等に連通して温度管理され、アライメント装置140における位置合わせ精度を維持する。アライメント装置140の詳細な構造と動作については、他の図を参照して後述する。
アライメント装置140において、移動ステージ142は、ウエハWを保持したウエハホルダWHを搬送する。これに対して、固定ステージ141は固定された状態で、ウエハホルダWHおよびウエハWを保持する。
ウエハ取り外し部160は、後述する接合装置240から搬出されたウエハホルダWHから、当該ウエハホルダWHに挟まれて接合されたウエハWを取り出す。ウエハホルダWHから取り出されたウエハWは、ロボットアーム172、171および移動ステージ142によりウエハカセット111、112、113のうちのひとつに戻されて収容される。また、ウエハWを取り出されたウエハホルダWHは、ウエハホルダラック150に戻されて待機する。
ウエハホルダラック150におけるウエハホルダWHの出入り口には、識別情報読取部としての上下一対のバーコードリーダ152が配されている。また、接合装置240におけるウエハW及びウエハホルダWHの出入り口には、バーコードリーダ242が配されている。
なお、貼り合わせ装置100に装填されるウエハWは、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されたものでもよい。また、装填されたウエハWが、既に複数のウエハWを積層して形成された積層基板である場合もある。
一対のロボットアーム171、172のうち、ウエハカセット111、112、113に近い側に配置されたロボットアーム171は、ウエハカセット111、112、113、プリアライナ130およびアライメント装置140の間でウエハWを搬送する。また、ロボットアーム171は、接合するウエハWの一方を裏返す機能も有する。これにより、ウエハWにおいて回路、素子、端子等が形成された面を対向させて接合することができる。
一方、ウエハカセット111、112、113から遠い側に配置されたロボットアーム172は、アライメント装置140、ウエハホルダラック150、ウエハ取り外し部160およびエアロック220の間でウエハWおよびウエハホルダWHを搬送する。また、ロボットアーム172は、ウエハホルダラック150に対するウエハホルダWHの搬入および搬出も担う。
接合部202は、断熱壁210、エアロック220、ロボットアーム230および複数の接合装置240を有する。断熱壁210は、接合部202を包囲して、接合部202の高い内部温度を維持すると共に、接合部202の外部への熱輻射を遮断する。これにより、接合部202の熱がアライメント部102に及ぼす影響を抑制できる。
また、接合装置240は、断熱壁241により囲まれ外部から遮蔽された空間に設置されている。断熱壁241の内部は、真空室となっている。
ロボットアーム230は、接合装置240のいずれかとエアロック220との間でウエハWおよびウエハホルダWHを搬送する。エアロック220は、アライメント部102側と接合部202側とに、交互に開閉するシャッタ222、224を有する。
ウエハWおよびウエハホルダWHがアライメント部102から接合部202に搬入される場合、まず、アライメント部102側のシャッタ222が開かれ、ロボットアーム172がウエハWおよびウエハホルダWHをエアロック220に搬入する。次に、アライメント部102側のシャッタ222が閉じられ、接合部202側のシャッタ224が開かれる。
続いて、ロボットアーム230が、エアロック220からウエハWおよびウエハホルダWHを搬出して、接合装置240のいずれかに装入する。接合装置240は、ウエハホルダWHに挟まれた状態で接合装置240に搬入されたウエハWを熱間で加圧する。これによりウエハWは恒久的に接合される。
接合部202からアライメント部102にウエハWおよびウエハホルダWHを搬出する場合は、上記の一連の動作を逆順で実行する。これらの一連の動作により、接合部202の内部雰囲気をアライメント部102側に漏らすことなく、ウエハWおよびウエハホルダWHを接合部202に搬入または搬出できる。
このように、貼り合わせ装置100内の多くの領域において、ウエハホルダWHは、ウエハWを保持した状態でロボットアーム172、230および移動ステージ142により搬送される。ウエハWを保持したウエハホルダWHが搬送される場合、ロボットアーム172、230は、真空吸着、静電吸着等によりウエハホルダWHを吸着して保持する。
以上のような構造を有する貼り合わせ装置100において、当初、ウエハWの各々はウエハカセット111、112、113のいずれかに個別に収容されている。また、ウエハホルダWHも、ウエハホルダラック150に個別に収容されている。
貼り合わせ装置100が稼動を開始すると、ロボットアーム171によりウエハWが一枚ずつプリアライナ130に搬入され、プリアラインされる。一方、ロボットアーム172は、一枚のウエハホルダWHを移動ステージ142に搭載して、ロボットアーム171の近傍まで搬送させる。ロボットアーム171は、このウエハホルダWHに、プリアラインされたウエハWを搭載して保持させる。
ウエハWを保持したウエハホルダWHが1枚目である場合は、移動ステージ142が再びロボットアーム172の側に移動して、ロボットアーム172が裏返したウエハホルダWHが固定ステージ141に装着される。一方、ウエハホルダWHが2枚目である場合は、干渉計144により位置を監視しつつ、移動ステージ142を精密に移動させて、ウエハホルダWHを介して固定ステージ141に保持されたウエハWに対して位置合わせして接合する。
接合されたウエハWを挟んだウエハホルダWHは、ロボットアーム172によりエアロック220に搬送される。エアロック220に搬送されたウエハWおよびウエハホルダWHは接合装置240に装入される。
接合装置240において加熱および加圧されることにより、ウエハWは互いに接合されて一体になる。その後、ウエハWおよびウエハホルダWHは、接合部202から搬出されて、ウエハ取り外し部160においてウエハWおよびウエハホルダWHは分離される。このような使用方法に鑑みて、ウエハホルダWHは、貼り合わせ装置100においては2枚1組で使用される。
貼り合わされたウエハWは、ウエハカセット111、112、113のいずれかに搬送して収容される。この場合、移動ステージ142は、ロボットアーム172からロボットアーム171への搬送にも携わる。また、ウエハホルダWHは、ロボットアーム172によりウエハホルダラック150に戻される。
ところで、ウエハホルダWHにはバーコードが設けられており、上下一対のウエハホルダWHのバーコードが上下一対のバーコードリーダ152により読み取られる。ここで、ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置は、各ウエハホルダWH毎に決められている。ロボットアーム172がウエハホルダWHを、ウエハホルダラック150におけるウエハホルダWHの出入り口まで搬送すると、ウエハホルダWHに付されたバーコードがバーコードリーダ152により読み取られ、ウエハホルダWHのIDが制御部120へ送信される。制御部120は、ウエハホルダWHのIDとウエハホルダラック150の格納位置の番号とが対応付けられているテーブルを備えており、受信したIDに対応する格納位置の番号を当該テーブルから読み出す。そして、制御部120は、ウエハホルダWHを決められた格納位置に戻すべく、ウエハホルダWHの駆動を制御する。
また、接合装置240におけるウエハW及びウエハホルダWHの出入り口に配されているバーコードリーダ242は、ウエハホルダWHに付されたバーコードを読み取ってウエハホルダWHのIDを制御部120へ送信する。ここでバーコードリーダ242から出力されたウエハホルダWHのIDは、後述するように、ウエハホルダWHの管理に用いられる。
図2は、アライメント装置140単独の構造を模式的に示す断面図である。アライメント装置140は、枠体310の内側に配された固定ステージ141、移動ステージ142および昇降部360を備える。
枠体310は、互いに平行で水平な天板312および底板316と、天板312および底板316を結合する複数の支柱314とを備える。天板312、支柱314および底板316は、それぞれ高剛性な材料により形成され、内部機構の動作に係る反力が作用した場合も変形を生じない。
固定ステージ141は、天板312の下面に固定され、ウエハホルダWHに保持されたウエハWを下面に保持する。ウエハWは、静電吸着により、ウエハホルダWHの下面に保持されて、後述するアラインメントの対象の一方となる。
移動ステージ142は、底板316の上に載置され、底板に対して固定されたガイドレール352に案内されつつX方向に移動するXステージ354と、Xステージ354の上でY方向に移動するYステージ356とを有する。これにより、移動ステージ142に搭載された部材を、XY平面上の任意の方向に移動できる。
昇降部360は、移動ステージ142上に搭載され、シリンダ362およびピストン364を有する。ピストン364は、外部からの指示に応じて、シリンダ362内をZ方向に昇降する。
ピストン364の上面には、ウエハホルダWHが保持される。更に、ウエハホルダWH上にウエハWが保持される。ウエハWは、後述するアラインメントの対象の一方となる。
なお、ウエハWは、その表面(図上では下面)に、アラインメントの基準となるアラインメントマークMを有する。ただし、アラインメントマークMは、そのために設けられた図形等であるとは限らず、ウエハWに形成された配線、バンプ、スクライブライン等でもあり得る。
アライメント装置140は、更に、一対の顕微鏡342、344と、反射鏡372とを有する。一方の顕微鏡342は、天板312の下面に、固定ステージ141に対して所定の間隔をおいて固定される。
他方の顕微鏡344および反射鏡372は、移動ステージ142に、昇降部360と共に搭載される。これにより顕微鏡344および反射鏡372は、昇降部360と共に、XY平面上を移動する。移動ステージ142が静止状態にある場合、顕微鏡344および反射鏡372と昇降部360とは既知の間隔を有する。また、昇降部360の中心と顕微鏡344との間隔は、固定ステージ141の中心と顕微鏡342との間隔に一致する。
アライメント装置140が図示の状態にある場合に、顕微鏡342、344を用いて、対向するウエハW、182のアラインメントマークMを観察できる。従って、例えば、顕微鏡342により得られた映像から、ウエハWの正確な位置を知ることができる。また、顕微鏡344により得られた映像から、ウエハWの正確な位置を知ることができる。
反射鏡372は、干渉計等の計測装置を用いて移動ステージ142の移動量を測定する場合に用いられる。なお、図1では、紙面に直角に配された反射鏡372が示されるが、Y方向の移動を検出する他の反射鏡372も装備される。
図3は、アライメント装置140の動作を示す図である。同図に示すように、移動ステージ142がX方向に移動される。ここで、移動ステージ142の移動量を、昇降部360の中心と顕微鏡344の中心との間隔と同じにすることにより、移動ステージ142上のウエハWが、固定ステージ141に保持されたウエハWの直下に搬送される。このとき、上下のウエハWのアラインメントマークMは、ひとつの鉛直線上に位置する。
図4は、移動ステージ142に保持されるウエハホルダWHを上方から見下ろした様子を示す斜視図である。ウエハホルダWHの上面には、ウエハWが保持されている。また、図5は、同じウエハホルダWHを下方から見上げた様子を示す斜視図である。
ウエハホルダWHは、ホルダ本体910、吸着子920、板バネ925および電極としての電圧印加端子930を有して、全体としてはウエハWよりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体910は、焼結セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。吸着子920は、磁性体材料により形成され、ウエハWを保持する表面において、保持したウエハWよりも外周側に複数配される。板バネ925は、チタン(例えば、Ti−6Al−4V)により形成され、ウエハWを保持する表面において、保持したウエハWよりも外周側に複数配される。吸着子920は、板バネ925の上に重ねて配される。また、電圧印加端子930は、ウエハWを保持する面の裏面に埋設される。
ホルダ本体910の表面におけるウエハWを保持する領域は、高い平坦性を有しており、ウエハWに対して密着する。また、ホルダ本体910のウエハWが密着する領域の外側には、複数の位置決め穴912、及び観察穴914が形成されている。更に、ホルダ本体910のウエハWが密着する領域の内側には、複数の作業穴916が形成されている。
位置決め穴912は、ロボットアーム171、172、230等に設けられた位置決めピンに嵌合して、ウエハホルダWHの位置決めに寄与する。観察穴914のウエハWを保持する側の端面には、フィディシャルマーク915が設けられている。観察穴914を通じてフィディシャルマーク915を観察することにより、一対のウエハホルダWHに挟まれた場合に見えなくなるウエハWの位置を推定できる。作業穴916には、ホルダ本体910の下面からプッシュピンが挿通される。これにより、ウエハホルダWHからウエハWを取り外すことができる。
吸着子920及び板バネ925は、ウエハWを保持する平面と略同じ平面内に上面が位置するように、ホルダ本体910に形成された陥没領域に配される。電圧印加端子930は、ウエハWを保持する表面に対して裏面において、ホルダ本体910に埋め込まれる。電圧印加端子930を介して電圧を印加することにより、ウエハホルダWHとウエハWとの間に電位差を生じさせて、ウエハWをウエハホルダWHに吸着する。
ウエハホルダWHの裏面には、識別表示としてのバーコードBCが付されている。このバーコードBCは、各ウエハホルダWHに割り当てられた識別情報としてのIDを表す識別子である。
図6は、固定ステージ141に保持されるウエハホルダWHを上方から見下ろした様子を示す斜視図である。また、図7は、同じウエハホルダWHを下方から見上げた様子を示す斜視図である。このウエハホルダWHは、ウエハWをその下面に保持する。
ウエハホルダWHは、ホルダ本体910、電圧印加端子930および永久磁石940を有しており、全体としてはウエハWよりも径がひとまわり大きな円板状をなす。ホルダ本体910は、焼結セラミックス、金属等の高剛性材料により一体成形される。永久磁石940は、アルニコ磁石であって、ウエハWを保持する表面においてウエハWよりも外側に複数配される。電圧印加端子930は、ウエハWを保持する面の裏面に埋設される。
ホルダ本体910の表面のウエハWを保持する領域は、高い平坦性を有しており、ウエハWに対して密着する。また、ホルダ本体910のウエハWが密着する領域の外側には、複数の位置決め穴912、及び観察穴914が形成されている。更に、ホルダ本体910のウエハWが密着する領域の内側には、複数の作業穴916が形成されている。
位置決め穴912は、アライメント装置140に設けられた位置決めピンに嵌合して、ウエハホルダWHの位置決めに寄与する。観察穴914のウエハWを保持する側の端面には、フィディシャルマーク915が設けられている。観察穴914を通じてフィディシャルマーク915を観察することにより、ウエハホルダWH、194に挟まれた場合に見えなくなるウエハWの位置を推定できる。作業穴916には、ウエハホルダWHの裏面からプッシュピンが挿通される。これにより、ウエハホルダWHからウエハWを取り外すことができる。
永久磁石940は、ウエハWの表面と共通の平面内に下面が位置するように、ホルダ本体910の周縁部に配される。電圧印加端子930は、ウエハWを保持する下面と反対の裏面において、ホルダ本体910に埋め込まれる。電圧印加端子930を介して電圧を印加することにより、ウエハホルダWHとウエハWとの間に電位差が生じて、ウエハWがウエハホルダWHに吸着する。
図8は、一対のウエハホルダWHを吸着させる吸着部950を拡大して示す側断面図である。この図に示すように、吸着子920は円板状に形成され、板バネ925は、吸着子920と同径の円板状部分926と、円板状部分926から径方向に沿って両側に張り出した一対の矩形状部分927とから構成されている。矩形状部分927は、ホルダ本体910に締結されている。
また、円板状部分926の中央部には円孔928が形成され、吸着子920の中央部には、円孔928に挿通される固定ピン921が固定されている。固定ピン921には、ネジ溝が形成され、ナット922が螺合されており、吸着子920とナット922とで円板状部分926を締め付けることにより、吸着子920が円板状部分926に固定されている。また、円板状部分926には、中心に対して対称に一対のスリット929が形成されており、円板状部分926の中央部が厚み方向へ弾性変形し易くなっている。
また、永久磁石940は、磁性体材料で形成されたカバー部材935を介してウエハホルダWHに取付けられている。永久磁石940は、円柱状に形成されており、永久磁石940の軸心には、円孔941が形成されている。また、カバー部材935は、永久磁石940を収容する底付の円筒状部分936と、円筒状部分936の開口端部から径方向に沿って両側に張り出した一対の矩形状部分937とから構成されている。矩形状部分937は、ホルダ本体910に締結されている。また、円筒状部分936の底部の中央部には、円孔938が形成されている。
図9は、一対のウエハホルダWHを吸着させた吸着部950を拡大して示す側断面図である。この図に示すように、吸着子920は、永久磁石940との間に生じる磁気吸引力により永久磁石940に引き寄せられる。これに際して、板バネ925の円板状部分926の中央部が、永久磁石940側に弾性変形され、吸着子920がカバー部材935を介して永久磁石940に吸着される。これにより、一対のウエハホルダWHが、一対のウエハWを狭持した状態で固定される。
図10は、一対のウエハWを貼り合せる直前、即ち、一対のウエハWのアライメント調整をしている状態を示す側断面図である。この図に示すように、吸着部950における吸着子920と永久磁石940との吸着を規制する複数の吸着規制部としてのプッシュピン450が、固定ステージ141に支持されている。各プッシュピン450は、各吸着部950と上下に対向して配されている。
プッシュピン450は、固定ステージ141に固定されたシリンダ部452と、シリンダ部452に摺動自在に支持されたピン454とを備えている。シリンダ部452及びピン454の軸方向は、ウエハホルダWHの厚み方向に配されており、ピン454は、永久磁石940の円孔941及びカバー部材935の円孔938に挿通されている。
プッシュピン450は、空圧駆動アクチュエータであって、シリンダ部452の内圧を上下させることにより、ピン454が、吸着子920に向かって進退する。ここで、シリンダ部452の内圧が上昇されている状態では、ピン454から吸着子920に加わる荷重と板バネ925の弾性力との合力が、吸着子920と永久磁石940との間の磁気引力より大きくなるように、これらの力量が設定されている。これにより、シリンダ部452の内圧が上昇されている状態では、吸着子920がピン454により吸着子920と永久磁石940との間の磁気引力に抗して、永久磁石940から離間する方向へ押し下げられ、以って、吸着子920と永久磁石940との吸着が解除される。
図11は、一対のウエハWを貼り合せた後の状態を示す側断面図である。この図に示すように、吸着子920と永久磁石940との間の磁気引力が、板バネ925の弾性力より大きくなるように、これらの力量が設定されている。これにより、ピン454による吸着子920の付勢が解除された状態では、吸着子920が、永久磁石940との間の磁気引力により、板バネ925を弾性変形させながら永久磁石940側へ引き寄せられ、永久磁石940に吸着される。
図12は、接合装置240の概略構成を示す側断面図である。この図に示すように、接合装置240は、枠体244の内側に配置された、押圧部246、加圧ステージ248、受圧ステージ250、圧力検知部252を備える。
枠体244は、互いに平行で水平な天板254および底板256と、天板254および底板256を結合する複数の支柱258とを備える。天板254、支柱258および底板256は、ウエハW及びウエハホルダWHへの加圧の反力が作用した場合に変形が生じない程度の剛性を有する。
枠体244の内側において、底板256の上には、押圧部246が配置される。押圧部246は、底板256の上面に固定されたシリンダ260と、シリンダ260の内側に配置されたピストン262とを有する。ピストン262は、図示されていない流体回路、カム、輪列等により駆動されて、図中に矢印Zにより示す、底板256に対して直角な方向に昇降する。
ピストン262の上端には、加圧ステージ248が搭載される。加圧ステージ248は、ピストン262の上端に結合された水平な板状の支持部266と、支持部266に平行な板状の第1基板保持部268とを有する。
第1基板保持部268は、複数のアクチュエータ267を介して、支持部266から支持される。アクチュエータ267は、図示された一対のアクチュエータ267の他に、紙面に対して前方および後方にも配置される。また、これらアクチュエータ267の各々は、相互に独立して動作させることができる。このような構造により、アクチュエータ267を適宜動作させることにより、第1基板保持部268の傾斜を任意に変えることができる。また、第1基板保持部268は、ヒータ270を有しており、当該ヒータ270により加熱される。
また、ウエハWは、ウエハホルダWHに静電吸着されており、第1基板保持部268は、真空吸着等により上面にウエハホルダWHを吸着する。これにより、ウエハWは、ウエハホルダWH及び第1基板保持部268と共に揺動する一方、第1基板保持部268からの移動あるいは脱落を防止される。
受圧ステージ250は、第2基板保持部272および複数の懸架部274を有する。懸架部274は、天板254の下面から垂下される。第2基板保持部272は、懸架部274の下端近傍において下方から支持され、加圧ステージ248に対向して配置される。第2基板保持部272は、真空吸着等により下面にウエハホルダWHを吸着する。さらに、第2基板保持部272は、ヒータ276を有しており、当該ヒータ276により加熱される。
第2基板保持部272は、下方から懸架部274により支持される一方、上方への移動は規制されない。ただし、天板254および第2基板保持部272の間には、複数のロードセル278、280、282が挟まれる。複数のロードセル278、280、282は、圧力検知部252の一部を形成して、第2基板保持部272の上方移動を規制すると共に、第2基板保持部272に対して上方に印加された圧力を検出する。
押圧部246の支柱258がシリンダ260の中に引き込まれ、加圧ステージ248が降下している場合には、加圧ステージ248および受圧ステージ250の間には広い間隙ができる。接合の対象となる一対のウエハWは、これらを挟む一対のウエハホルダWHと共に上記間隙に対して側方から挿入されて、加圧ステージ248の上に載せられる。
ここで、加圧ステージ248が受圧ステージ250に向かって上昇して、一対のウエハWを押圧する。さらに、押圧中に、ヒータ270、276が加圧ステージ248および受圧ステージ250を加熱する。これにより、一対のウエハWが接合される。ここで、ヒータ270、276の設定温度は450℃である。
図13は、接合部202及び制御部120の概略構成を示す平面断面図である。この図に示すように、各接合装置240には、ヒータ270、276の温度を計測する温度計測部としての温度センサ284と、接合装置240が配された真空室の気圧を計測する気圧センサ285とが備えられている。また、上述の制御部120は、温度センサ284、気圧センサ285から送信された計測結果と、バーコードリーダ242から送信されたウエハホルダWHのIDとを対応付けして格納する履歴格納部286を備えている。
また、制御部120は、劣化情報格納部288と、保持部材特定部290と、通知部294と、ロボットアーム172の駆動制御部296とを備えている。劣化情報格納部288は、ヒータ270、276の温度(即ち、ウエハホルダWHの加熱温度)の第1の閾値及び第2の閾値と、ウエハホルダWHの使用回数(即ち、ウエハホルダWHを加圧加熱した回数)の閾値と、接合装置240の雰囲気圧力の閾値とを格納している。ここで、本実施形態では、ウエハホルダWHの加熱温度の第1の閾値は500℃、第2の閾値は600℃、ウエハホルダWHの使用回数の閾値は1000回、接合装置240の雰囲気圧力の閾値は100Paとなっている。
上記第1の閾値は、永久磁石940が熱減磁して元の磁力を回復することができない温度に設定する。また、上記第2の閾値は、板バネ925が、加熱されて残留歪みを開放する等の理由により脆化する温度に設定する。また、使用回数の閾値は、ウエハホルダWHの清掃が必要となる回数に設定する。さらに、雰囲気圧力の閾値は、電圧印加端子930に酸化が生じ得る圧力に設定する。ここで、電圧印加端子930は、高温に加熱された状態で大気にさらされると酸化し得る。
また、保持部材特定部290は、履歴格納部286に格納されているウエハホルダWHの使用履歴と、劣化情報格納部288に格納されている閾値とを参照して、使用を中止するウエハホルダWHを特定する。また、通知部294は、使用を中止するウエハホルダWHと当該ウエハホルダWHについての種々の情報とをモニタに表示する等してユーザに通知する。さらに、駆動制御部296は、保持部材特定部290により特定されたIDのウエハホルダWHは使用されずにウエハホルダラック150に残され、当該ID以外のIDのウエハホルダWHが使用されるように、ロボットアーム172を制御する。
図14は、履歴格納部286が備えるテーブル292を概念的に示す表である。この表に示すように、当該テーブル292には、ウエハホルダWHのIDと、ウエハホルダWHが格納されるウエハホルダラック150の格納位置の番号と、ウエハホルダWHの使用回数と、ウエハホルダWHの加熱温度と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力とが同一の行に格納される。
ウエハホルダWHのIDとウエハホルダWHが格納されるウエハホルダラック150の格納位置の番号とは、ウエハホルダWHの使用開始前に予めテーブル292に格納されており、ウエハホルダWHの使用回数と、ウエハホルダWHの加熱温度と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力とは、ウエハホルダWHの使用中に更新されていく。
図15は、ウエハホルダWHの管理方法を説明するためのフローチャートである。このフローは、貼り合わせ装置100の電源が投入されると開始されてステップS100に移行する。ステップS100では、制御部120が、バーコードリーダ242からウエハホルダWHのIDデータを受信したか否かが判定され、判定が肯定されるとステップS102へ移行する。
ステップS102では、履歴格納部286が、受信したウエハホルダWHのIDに対応付けてテーブル292に格納されているウエハホルダWHの使用回数をカウントアップする。また、履歴格納部286は、IDを送信したバーコードリーダ242に対応する接合装置240の温度センサ284から送信された温度、及び当該接合装置240の気圧センサ285から送信された気圧をテーブル292に格納する。このとき、ウエハホルダWHのID、使用回数、温度、気圧を、テーブル292の同一の行に格納することにより、これらのデータを対応付けする。
次に、ステップS104では、保持部材特定部290が、テーブル292における当該IDと同一の行に格納された温度が、劣化情報格納部288に格納された第1の閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS106へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS110へ移行する。
ステップS106では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296とに出力してステップS108へ移行する。ステップS108では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、永久磁石940の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS128へ移行する。
一方、ステップS110では、保持部材特定部290が、テーブル292における当該IDと同一の行に格納された温度が、劣化情報格納部288に格納された第2の閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS112へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS116へ移行する。
ステップS112では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296とに出力してステップS114へ移行する。ステップS114では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、板バネ925の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS128へ移行する。
一方、ステップS116では、保持部材特定部290が、テーブル292における当該IDと同一の行に格納された気圧が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS118へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS122へ移行する。
ステップS118では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296に出力してステップS120へ移行する。ステップS120では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、電圧印加端子930の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS128へ移行する。
一方、ステップS122では、保持部材特定部290が、テーブル292における当該IDと同一の行に格納された使用回数が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS124へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS100へ移行する。
ステップS124では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296に出力してステップS126へ移行する。ステップS126では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、当該IDのウエハホルダWHの清掃を指示する旨の表示を、モニタに表示する。そして、ステップS128へ移行する。
ステップS128では、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。以上で、本フローを終了する。
即ち、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの加熱温度が500℃を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び永久磁石940の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、永久磁石940は、アルニコ磁石であり、500℃程度を超える温度まで加熱された場合には、熱減磁してその後、元の磁力を回復できない。この場合、一対のウエハホルダWHの吸着力を十分に確保できず、ウエハWを挟んだウエハホルダWHを接合装置240へ搬送する途中で一対のウエハホルダWHがずれたり外れたりする可能性がある。これにより、アライメント調整された一対のウエハWに位置ずれが生じて一対のウエハWの接合不良が発生する可能性がある。また、貼り合わせ装置100の駆動を停止してウエハW及びウエハホルダWHを排出しなければならない可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、永久磁石940が熱減磁してその後に元の磁力を回復できなくなった場合には、当該永久磁石940を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、アライメント調整後の一対のウエハWの位置ずれを抑制でき、一対のウエハWの接合不良の発生を抑制できる。また、貼り合わせ装置100の稼動の中断が発生することを抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、永久磁石940の交換が必要であること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの加熱温度が600℃を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び板バネ925の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、板バネ925は、チタンであり、600℃程度を超える温度まで加熱された場合には、残留歪みを開放する等して脆化する。この場合、吸着部950の吸着の規制が良好に行われず、ウエハWのアライメント調整の精度が低下する可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、脆化した板バネ925を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、アライメント調整の精度の低下を抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、板バネ925の交換を要すること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHを加熱するときの雰囲気圧力が100Paを超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び電圧印加端子930の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、電圧印加端子930は、高温に加熱された状態で大気にさらされると酸化して導電性を低下させる。この場合、ウエハホルダWHの帯電量を十分に高めることができず、ウエハホルダWHが静電チャック機能を十分に確保できない可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、酸化した電圧印加端子930を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、ウエハホルダWHからのウエハWの落下、ウエハホルダWHに対するウエハWの位置ズレの発生を抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、電圧印加端子930の交換を要すること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの使用回数が1000回を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び当該ウエハホルダWHの清掃を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、ウエハホルダWHが繰り返し使用されることにより、ウエハホルダWHには、粉塵が溜まる可能性がある。本実施形態では、使用回数が許容値を超えたウエハホルダWHの使用が中止される。そして、ユーザは、モニタの表示から、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、当該ウエハホルダの清掃を要することを知ることができる。
なお、本実施形態では、保持部材特定部290により特定されたウエハホルダWHの使用を即座に中止したが、必須ではない。例えば、当該ウエハホルダWHの使用は継続して、ワーニング(即ち、交換を促すメッセージ)を出してもよい。
次に、他のウエハホルダWHの管理方法の他の例について説明する。なお、上記実施例と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
図16は、接合部202の概略構成を示す平面断面図である。この図に示すように、制御部120は、温度センサ284、気圧センサ285から測定結果を受信する格納情報選別部287を備えている。この格納情報選別部287には、ウエハホルダWHの上記第1の閾値、上記第2の閾値、及び、接合装置240の雰囲気圧力の閾値が記憶されており、格納情報選別部287は、受信した温度、圧力とこれらの閾値とを比較する。そして、格納情報選別部287は、受信した温度、圧力が、閾値より高い場合には、受信した温度情報、圧力情報を履歴格納部286へ送信する。
図17は、履歴格納部286が備えるテーブル293を概念的に示す表である。この表に示すように、当該テーブル293には、ウエハホルダWHのIDと、ウエハホルダWHが格納されるウエハホルダラック150の格納位置の番号と、ウエハホルダWHの使用回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が許容値としての第1閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が許容値としての第2閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力が許容上限値を超えた回数とが同一の行に格納される。
ウエハホルダWHのIDとウエハホルダWHが格納されるウエハホルダラック150の格納位置の番号とは、ウエハホルダWHの使用開始前に予めテーブル293に格納されており、ウエハホルダWHの使用回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が第1閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が第2閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力が許容値上限値を超えた回数とは、ウエハホルダWHの使用中に更新されていく。
ここで、劣化情報格納部288には、ウエハホルダWHの使用回数の閾値と、ウエハホルダWHの加熱温度が第1閾値を超えた回数の閾値と、ウエハホルダWHの加熱温度が第2閾値を超えた回数の閾値と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力が許容値上限値を超えた回数の閾値とが格納されている。
なお、第1の閾値、第1の閾値を超えた回数の閾値は、第2の閾値、第2の閾値を超えた回数の閾値、ウエハホルダWHの使用回数の閾値、接合装置240の雰囲気圧力の閾値、当該閾値を超えた回数の閾値については、耐久試験の結果に応じて決定されている。
上記第1の閾値を超えた回数の閾値は、永久磁石940が熱減磁して元の磁力を回復することができない状態に至る回数に設定する。また、上記第2の閾値は、板バネ925が、加熱されて残留歪みを開放する等の理由により脆化した状態に至る回数に設定する。また、使用回数の閾値は、ウエハホルダWHの平坦性が許容範囲外まで悪化した状態に至る回数に設定する。さらに、雰囲気圧力の閾値は、電圧印加端子930に酸化が生じた状態に至る回数に設定する。ここで、ウエハホルダWHは、高温に加熱された状態で高圧で加圧されることから、使用回数が多大になった場合には、反りを生じ得る。また、電圧印加端子930は、高温に加熱された状態で大気にさらされると酸化し得、その回数が増えると導電性を十分に確保できなくなる。
そして、保持部材特定部290は、履歴格納部286に格納された、ウエハホルダWHの使用回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が第1閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHの加熱温度が第2閾値を超えた回数と、ウエハホルダWHを加圧加熱したときの接合装置240の雰囲気圧力が許容値上限値を超えた回数とが、閾値を超えた場合には、当該ウエハホルダWHのIDを、通知部294、及び駆動制御部296へ出力する。
図18は、ウエハホルダWHの管理方法を説明するためのフローチャートである。このフローは、貼り合わせ装置100の電源が投入されると開始されてステップS200に移行する。ステップS200では、制御部120が、バーコードリーダ242からウエハホルダWHのIDデータを受信したか否かが判定され、判定が肯定されるとステップS202へ移行する。
ステップS202では、履歴格納部286が、受信したウエハホルダWHのIDに対応付けてテーブル292に格納されているウエハホルダWHの使用回数をカウントアップする。また、履歴格納部286は、当該IDのウエハホルダWHの加熱温度、雰囲気圧力の情報を、格納情報選別部287から受信した場合には、テーブル292に格納されている加熱温度が第1閾値を超えた回数、第2閾値を超えた回数、及び、雰囲気圧力が閾値を超えた回数をカウントアップする。
次に、ステップS204では、保持部材特定部290が、テーブル293における当該IDと同一の行に格納された加熱温度が第1閾値を超えた回数が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS206へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS210へ移行する。
ステップS206では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296とに出力してステップS208へ移行する。ステップS208では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、永久磁石940の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS228へ移行する。
一方、ステップS210では、保持部材特定部290が、テーブル293における当該IDと同一の行に格納された加熱温度が第2閾値を超えた回数が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS212へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS216へ移行する。
ステップS212では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296とに出力してステップS214へ移行する。ステップS214では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、板バネ925の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS128へ移行する。
一方、ステップS216では、保持部材特定部290が、テーブル293における当該IDと同一の行に格納された気圧が許容上限値を超えた回数の閾値が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS218へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS222へ移行する。
ステップS218では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296に出力してステップS220へ移行する。ステップS220では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、電圧印加端子930の交換を指示する表示とを、モニタに表示する。そして、ステップS228へ移行する。
一方、ステップS222では、保持部材特定部290が、テーブル292における当該IDと同一の行に格納された使用回数が、劣化情報格納部288に格納された閾値を超えたか否かを判定し、判定が肯定された場合には、ステップS224へ移行する一方、判定が否定された場合には、ステップS200へ移行する。
ステップS224では、保持部材特定部290が、当該IDを通知部294と駆動制御部296に出力してステップS226へ移行する。ステップS226では、通知部294が、当該IDのウエハホルダWHの使用を中止する旨の表示と、ウエハホルダラック150における当該ウエハホルダWHの格納位置と、当該IDのウエハホルダWHの廃棄を指示する旨の表示を、モニタに表示する。そして、ステップS228へ移行する。
ステップS228では、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。以上で、本フローを終了する。
即ち、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの加熱温度が許容温度を超えた回数が閾値回数を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び永久磁石940の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、永久磁石940は、アルニコ磁石であり、許容温度を超える温度で何度も加熱された場合には、熱減磁した後、元の磁力を回復できない場合がある。この場合には、上述したように、一対のウエハホルダWHの吸着力を十分に確保できず、ウエハWを挟んだウエハホルダWHを接合装置240へ搬送する途中で一対のウエハホルダWHがずれたり外れたりする可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、永久磁石940が熱減磁してその後に元の磁力を回復できなくなった場合には、当該永久磁石940を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、アライメント調整後の一対のウエハWの位置ずれを抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、永久磁石940の交換を要すること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの加熱温度が許容温度を超えた回数が閾値回数を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び板バネ925の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、板バネ925は、チタンであり、許容程度を超える温度で何度も加熱された場合には、残留歪みを開放する等して脆化する場合がある。この場合、吸着部950の吸着の規制が良好に行われず、ウエハWのアライメント調整の精度が低下する可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、脆化した板バネ925を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、アライメント調整の精度の低下を抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、板バネ925の交換を要すること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHを加熱するときの雰囲気圧力が許容値を超えた回数が閾値回数を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び電圧印加端子930の交換を指示する表示をモニタに表示させる。
ここで、電圧印加端子930は、高温に加熱された状態で大気にさらされることを何度も繰り返すと酸化して導電性を低下させる。この場合、ウエハホルダWHの帯電量を十分に高めることができず、ウエハホルダWHが静電チャック機能を十分に確保できない可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、酸化した電圧印加端子930を備えるウエハホルダWHの使用が中止されるので、ウエハホルダWHからのウエハWの落下、ウエハホルダWHに対するウエハWの位置ズレの発生を抑制できる。また、ユーザが、モニタの表示から、電圧印加端子930の交換を要すること、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置を知ることができる。
また、本実施形態では、何れかのウエハホルダWHの使用回数が閾値回数を超えた場合に、保持部材特定部290が、当該ウエハホルダWHのIDを特定して出力する。そして、駆動制御部296が、当該IDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されることなく、他のIDのウエハホルダWHがウエハホルダラック150から取り出されて接合装置240へ搬送されるように、ロボットアーム172を制御する。また、通知部294が、使用を中止するウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、及び当該ウエハホルダWHの使用を禁止する表示をモニタに表示させる。
ここで、ウエハホルダWHは、高温に加熱された状態で高圧で加圧されることから、使用回数が多大になった場合には、反りを生じ得る。しかしながら、本実施形態では、使用回数が許容値を超えたウエハホルダWHの使用が中止される。そして、ユーザは、モニタの表示から、使用が中止されたウエハホルダWHのID、当該ウエハホルダWHのウエハホルダラック150における格納位置、当該ウエハホルダの使用を禁止すべきことを知ることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
100 貼り合わせ装置、101 筐体、102 アライメント部、111、112、113 ウエハカセット、120 制御部、130 プリアライナ、140 アライメント装置、141 固定ステージ、142 移動ステージ、144 干渉計、145 断熱壁、146、222、224 シャッタ、150 ウエハホルダラック、152 バーコードリーダ、160 ウエハ取り外し部、171、172、230 ロボットアーム、202 接合部、210 断熱壁、220 エアロック、240 接合装置、241 断熱壁、242 バーコードリーダ、244 枠体、246 押圧部、248 加圧ステージ、250 受圧ステージ、252 圧力検知部、254 天板、256 底板、258 支柱、260 シリンダ、262 ピストン、266 支持部、267 アクチュエータ、268 第1基板保持部、270 ヒータ、272 第2基板保持部、274 懸架部、276 ヒータ、278、280、282 ロードセル、284 温度センサ、285 気圧センサ、286 履歴格納部、287 格納情報選別部、288 劣化情報格納部、290 保持部材特定部、292 テーブル、293 テーブル、294 通知部、296 駆動制御部、310 枠体、312 天板、314 支柱、316 底板、342、344 顕微鏡、352 ガイドレール、354 Xステージ、356 Yステージ、360 昇降部、362 シリンダ、364 ピストン、372 反射鏡、450 プッシュピン、452 シリンダ部、454 ピン、910 ホルダ本体、912 位置決め穴、914 観察穴、915 フィディシャルマーク、916 作業穴、920 吸着子、921 固定ピン、922 ナット、925 板バネ、926 円板状部分、927 矩形状部分、928 円孔、929 スリット、930 電圧印加端子、935 カバー部材、936 円筒状部分、937 矩形状部分、938 円孔、940 永久磁石、941 円孔、950 吸着部

Claims (48)

  1. 基板保持部材に保持された半導体基板と他の半導体基板とを互いに積層する積層半導体製造装置であって、
    前記基板保持部材に保持された前記半導体基板と前記他の半導体基板とを加熱する加熱部、及び、前記基板保持部材に保持された前記半導体基板と前記他の半導体基板とを加圧する加圧部の少なくとも一方と、
    前記基板保持部材の加熱履歴および加圧履歴の少なくとも一方を格納する履歴格納部と、を備える積層半導体製造装置。
  2. 前記一方の履歴に基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する保持部材特定部を備える請求項1に記載の積層半導体製造装置。
  3. 前記基板保持部材が加熱される回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱された回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記加熱された回数と前記閾値とに基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  4. 前記基板保持部材が加熱される加熱温度の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記加熱温度と前記閾値とに基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  5. 前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記回数と前記閾値とに基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  6. 前記回数は、清掃が必要になる回数である請求項3または5に記載の積層半導体製造装置。
  7. 前記基板保持部材には磁石が取付けられており、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記加熱履歴に基づいて、前記磁石の使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  8. 前記磁石の加熱温度の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記加熱温度と前記閾値とに基づいて、前記磁石の使用の継続の可否を特定する請求項7に記載の積層半導体製造装置。
  9. 前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記回数と前記閾値とに基づいて、前記磁石の使用の継続の可否を特定する請求項7に記載の積層半導体製造装置。
  10. 前記基板保持部材には板バネが取付けられており、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記加熱履歴に基づいて、前記板バネの使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  11. 前記板バネの加熱温度の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記加熱温度と前記閾値とに基づいて、前記板バネの使用の継続の可否を特定する請求項10に記載の積層半導体製造装置。
  12. 前記板バネの加熱温度が許容値を超える回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記回数が、前記板バネの加熱温度と前記閾値とに基づいて、前記板バネの使用の継続の可否を特定する請求項10に記載の積層半導体製造装置。
  13. 前記基板保持部材には電極が取付けられており、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記加熱履歴に基づいて、前記電極の使用の継続の可否を特定する請求項2に記載の積層半導体製造装置。
  14. 前記電極が加熱される雰囲気の圧力の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱される雰囲気の圧力を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記圧力と前記閾値とに基づいて、前記電極の使用の継続の可否を特定する請求項13に記載の積層半導体製造装置。
  15. 前記電極が加熱される雰囲気の圧力が許容上限値を超える回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱される雰囲気の圧力が許容上限値を超えた回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記履歴格納部に格納された前記回数と前記閾値とに基づいて、前記電極の使用の継続の可否を特定する請求項13に記載の積層半導体製造装置。
  16. 前記基板保持部材が加圧される回数の閾値を格納する劣化情報格納部を備え、
    前記履歴格納部は、前記加圧履歴として前記基板保持部材が加圧された回数を格納し、
    前記保持部材特定部は、前記回数と前記閾値とに基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する請求項2から15のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  17. 前記基板保持部材について使用の継続の可否の判断のための条件を格納する条件格納部をさらに備え、
    前記保持部材特定部は、前記条件格納部を参照して前記条件を満たす前記基板保持部材を、使用を中止すべき前記基板保持部材として特定する請求項2から16のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  18. 前記履歴格納部は、前記基板保持部材を識別する識別情報に対応付けて、前記基板保持部材の前記加熱履歴および前記加圧履歴の少なくとも一方を格納する請求項1から17のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  19. 前記基板保持部材に設けられた識別表示から前記識別情報を読み取る識別情報読取部を備え、
    前記履歴格納部は、前記識別情報読取部により読み取られた前記識別情報に対応付けて、前記基板保持部材の前記加熱履歴および前記加圧履歴の少なくとも一方を格納する請求項18に記載の積層半導体製造装置。
  20. 前記基板保持部材を収容するウエハホルダラックを備え、
    前記識別情報読取部は、前記ウエハホルダラック、前記加熱部、および、前記加圧部の少なくとも一つに設けられている請求項19に記載の積層半導体製造装置。
  21. 前記基板保持部材は、前記他の半導体基板を保持する他の基板保持部材と対で用いられ、
    前記識別情報読取部は、前記基板保持部材および前記他の基板保持部材の識別情報を読み取る一対のリーダーを有する請求項19または20に記載の積層半導体製造装置。
  22. 前記加熱履歴および前記加圧履歴の少なくとも一方に基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する保持部材特定部と、
    前記保持部材特定部から出力された識別情報により識別される前記基板保持部材以外の前記基板保持部材を前記加熱部または前記加圧部へ供給する保持部材供給部と、
    を備える請求項18から21のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  23. 基板保持部材に保持された半導体基板と他の半導体基板とを加熱する加熱部、及び、前記基板保持部材に保持された前記半導体基板と前記他の半導体基板とを加圧する加圧部の少なくとも一方によって、基板保持部材に保持された半導体基板を他の半導体基板に接合する積層半導体製造装置であって、前記基板保持部材の使用回数を格納する履歴格納部と、前記使用回数の閾値を格納する劣化情報格納部と、前記使用回数及び前記閾値に基づいて前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する保持部材特定部とを備え、前記閾値は、前記基板保持部材の清掃が必要となる回数である積層半導体製造装置。
  24. 前記基板保持部材を前記加熱部および前記加圧部の少なくとも一方に搬送する搬送部を備える請求項1から23のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  25. 前記基板保持部材の使用を中止すべき旨を表示するモニタを備える請求項1から24のいずれか一項に記載の積層半導体製造装置。
  26. 基板保持部材に保持された半導体基板を他の半導体基板に積層する積層半導体製造方法であって、
    前記基板保持部材に保持された前記半導体基板と前記他の半導体基板とを加熱する加熱段階、及び、前記基板保持部材に保持された前記半導体基板と前記他の半導体基板とを加圧する加圧段階の少なくとも一方と、
    前記基板保持部材の加熱履歴および加圧履歴の少なくとも一方を格納する履歴格納段階と、を備える積層半導体製造方法。
  27. 前記一方の履歴に基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する保持部材特定段階を備える請求項26に記載の積層半導体製造方法。
  28. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱された回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階では、前記履歴格納段階で格納された前記加熱の回数が閾値を超えた場合に、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  29. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱温度が閾値を超えた場合に、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  30. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記回数が閾値を超えた場合に、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  31. 前記基板保持部材には磁石が取付けられており、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱履歴に基づいて、前記磁石の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  32. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱温度が前記磁石の加熱温度の閾値を超えた場合に、前記磁石の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項31に記載の積層半導体製造方法。
  33. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記回数が、前記磁石の加熱温度が許容値を超える回数の閾値を超えた場合に、前記磁石の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項31に記載の積層半導体製造方法。
  34. 前記基板保持部材には板バネが取付けられており、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱履歴に基づいて、前記板バネの使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  35. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱温度が前記板バネの加熱温度の閾値を超えた場合に、前記板バネの使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項34に記載の積層半導体製造方法。
  36. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材の加熱温度が許容値を超えた回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記回数が、前記板バネの加熱温度が許容値を超える回数の閾値を超えた場合に、前記板バネの使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項34に記載の積層半導体製造方法。
  37. 前記基板保持部材には電極が取付けられており、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱履歴に基づいて、前記電極の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27に記載の積層半導体製造方法。
  38. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱される雰囲気の圧力を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記圧力が、前記電極が加熱される雰囲気の圧力の閾値を超えた場合に、前記電極の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項37に記載の積層半導体製造方法。
  39. 前記履歴格納段階は、前記加熱履歴として前記基板保持部材が加熱される雰囲気の圧力が許容上限値を超えた回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記回数が、前記電極が加熱される雰囲気の圧力が許容上限値を超える回数の閾値を超えた場合に、前記電極の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項37に記載の積層半導体製造方法。
  40. 前記履歴格納段階は、前記基板保持部材の加圧履歴を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加熱履歴及び前記加圧履歴に基づいて、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27から39のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  41. 前記履歴格納段階は、前記加圧履歴として前記基板保持部材が加圧された回数を格納する段階を含み、
    前記保持部材特定段階は、前記履歴格納段階で格納された前記加圧された回数が閾値を超えた場合に、前記基板保持部材の使用の継続の可否を特定する段階を含む請求項27から40のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  42. 前記閾値を格納する劣化情報格納段階を備える請求項28から30、32、33、35、36、38、39、及び41のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  43. 前記基板保持部材について使用の継続の可否の判断のための条件を格納する条件格納段階をさらに備え、
    前記保持部材特定段階は、前記条件格納段階で格納された前記条件を満たす前記基板保持部材を、使用中止すべき前記基板保持部材とする段階を含む請求項28から42のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  44. 前記履歴格納段階は、前記基板保持部材を識別する識別情報に対応付けて、前記基板保持部材の前記加熱履歴および前記加圧履歴を格納する段階を含む請求項28から43のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  45. 前記基板保持部材に設けられた識別表示から前記識別情報を読み取る識別情報読取段階を備え、
    前記履歴格納段階は、前記識別情報読取段階で読み取られた前記識別情報に対応付けて、前記基板保持部材の前記加熱履歴および前記加圧履歴を格納する段階を含む請求項44に記載の積層半導体製造方法。
  46. 前記保持部材特定段階は、前記識別情報に基づいて前記基板保持部材を特定する段階を含む請求項44または45に記載の積層半導体製造方法。
  47. 前記保持部材特定段階は、複数の半導体基板を接合することにより積層半導体装置を製造する製造装置において前記半導体基板を保持する前記基板保持部材を管理する請求項28から46のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
  48. 前記基板保持部材の使用を中止すべき旨を表示する表示段階を備える請求項28から47のいずれか一項に記載の積層半導体製造方法。
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