JP2022043376A - 積層体製造方法および積層体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の基板の積層体に更に基板を積層する場合の位置決め精度を向上させることができる積層体製造方法の提供。【解決手段】第１の基板２１１に第２の基板２１３を積層する段階と、第１の基板２１１に積層された第２の基板２１３に第３の基板２１４を積層する段階を含み、第３の基板２１４を第２の基板２１３に積層する段階において、第１の基板２１１の位置に基づいて第３の基板２１４を位置決めする積層体製造方法。【選択図】図９

Description

本発明は、積層体製造方法および積層体製造装置に関する。

３枚以上の基板を積層して積層体を製造する方法がある（例えば特許文献１参照）。この積層体において隣接していない基板をＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｖｉａ）で電気的に接続する場合がある。
特許文献１ 国際公開２０１３－０１１９７０号公報

しかしながら、３枚以上の基板を順次位置決めしながら積層した場合に、積層するごとに生じる誤差が蓄積されて、ＴＳＶによる電気的な接続が困難になるという課題がある。

本発明の第１の態様においては、第１の基板に第２の基板を積層する段階と、第１の基板に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、を含み、第３の基板を第２の基板に積層する段階において、第１の基板の位置に基づいて第３の基板を位置決めする積層体製造方法が提供される。

本発明の第２の態様においては、第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、積層体に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、を含み、第３の基板を第２の基板に積層する段階において、積層体の複数の基板のうち少なくとも第１の基板の位置に基づいて、第３の基板を位置決めする積層体製造方法が提供される。

本発明の第３の態様においては、第１の基板に積層された第２の基板に対して、第３の基板を積層して積層体を製造する積層体製造装置であって、第１の基板の位置に基づいて第３の基板を位置決めする位置決め部と、位置決めされた第３の基板を第２の基板に接合する接合部と、を備える積層体製造装置が提供される。

本発明の第４の態様においては、第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に積層された第２の基板に対して、第３の基板を積層して積層体を製造する積層体製造装置であって、第１の基板の位置に基づいて第３の基板を位置決めする位置決め部と、位置決めされた第３の基板を第２の基板に接合する接合部と、を備える積層体製造装置が提供される。

本発明の第５の態様においては、第１の基板に第２の基板を積層する段階と、第１の基板に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、少なくとも第３の基板を貫通し、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、を含み、貫通電極を形成する段階において、第３の基板における貫通電極の位置を、第１の基板の位置に基づいて決定する積層体製造方法が提供される。

本発明の第６の態様においては、第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、積層体に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、少なくとも第３の基板を貫通し、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、を含み、貫通電極を形成する段階において、第３の基板における貫通電極の位置を、第１の基板の位置に基づいて決定する積層体製造方法が提供される。

本発明の第７の態様においては、第１の基板に第２の基板を積層する段階と、第１の基板に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、少なくとも第３の基板を貫通し、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、を含み、貫通電極を形成する段階において、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちで、位置決めに対する要求精度が最も高い基板の位置に基づいて、第３の基板における貫通電極の位置を決定する積層体製造方法が提供される。

本発明の第８の態様においては、第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、積層体に積層された第２の基板に第３の基板を積層する段階と、少なくとも第３の基板を貫通し、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、を含み、貫通電極を形成する段階において、第１の基板、第２の基板、および第３の基板のうちで、位置決めに対する要求精度が最も高い基板の位置に基づいて、第３の基板における貫通電極の位置を決定する積層体製造方法が提供される。

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。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。

基板積層装置１００の模式図である。 基板２１０の模式的平面図である。 接合部３００の模式的断面図である。 接合部３００の動作手順を示す流れ図である。 接合部３００の動作を示す模式的断面図である。 接合部３００の動作を示す模式的断面図である。 接合部３００の動作を示す模式的断面図である。 積層体２３０を作製する場合の手順を示す流れ図である。 積層体２３０における位置決め方法を説明する図である。 積層体２３０における位置決め方法を説明する図である。 貫通電極８０１の形成方法を示す流れ図である。 貫通電極８０１を位置決め手順を示す流れ図である。 貫通電極８０１の位置決め方法を説明する図である。 貫通電極８０１を有する積層体２３０の模式的断面図である。 貫通電極８０１の位置決め方法を説明する図である。 貫通電極８０１を有する積層体２３０の模式的断面図である。 貫通電極８０１の位置決め方法を説明する図である。 貫通電極８０１を有する積層体２３０の模式的断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須であるとは限らない。

図１は、基板積層装置１００の模式的平面図である。基板積層装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０の外側に配された基板カセット１２０、１３０、および制御部１５０と、筐体１１０の内部に配された搬送部１４０、接合部３００、ホルダストッカ４００、プリアライナ５００、および活性化装置９００を備える。

なお、基板積層装置１００において積層される基板２１０は、シリコン単結晶ウェハ、化合物半導体ウェハ等の半導体ウェハを含み、更に、半導体ウェハ以外の、ガラス基板、サファイア基板等を含む場合もある。また、積層体２３０は、複数の基板２１０を接合して形成され、下記の実施例では、３層以上の基板２１０を接合したものを積層体２３０と記載する。従って、３枚以上の積層体２３０を製造する過程では、積層体２３０よりも積層枚数が少ない一時的な積層体が形成される場合がある。

また、基板２１０を積層するとは、複数の基板２１０の主面を互いに接する状態にすることをいうが、互いの相対位置が接合等により固定された状態を指すとは限らない。また、「重ねる」を「積層」と同義で用いることがある。一方、基板２１０の接合とは、複数の基板２１０を積層し、互いの相対位置を水素結合、ファンデルワールス結合、および、共有結合等で固定することをいう。

更に、基板２１０の接合に先立って、積層する基板２１０は、積層の対象となる基板２１０または一時的な積層体に対して位置合わせされる。特に、電子回路等が形成された基板２１０を積層する場合は、積層後に、積層する基板２１０の回路と、積層される基板２１０または一時的な積層体の回路との電気的な接続が形成されるように位置合わせされる。

続いて、基板積層装置１００の各構成要素について説明する。基板カセット１２０、１３０は、筐体１１０に対して個別に着脱できる。一方の基板カセット１２０には、これから接合する基板２１０または積層体２３０を収容する。他方の基板カセット１３０には、基板２１０を接合して形成された積層体２３０、または、基板２１０と積層体２３０とを接合して形成された積層体２３０が収容される。

搬送部１４０は、筐体１１０の内部で、単独の基板２１０、単独の基板ホルダ２２０、および積層体２３０を移動させる。また、搬送部１４０は、基板２１０または積層体２３０を保持した基板ホルダ２２０を搬送する場合もある。

制御部１５０は、基板積層装置１００の各部の動作を個々に制御すると共に、各部相互の連携を統括的に制御する。また、制御部１５０は、外部からのユーザの指示を受け付けて、基板２１０等を積層する場合の手順等を接合部３００に指示する場合もある。更に、制御部１５０は、基板積層装置１００の動作状態を外部に向かって表示する表示部等のユーザインターフェイスを備えてもよい。

接合部３００は、互いに対向する一対のステージを有し、ステージのそれぞれに保持した基板２１０または積層体２３０を相互に位置決めする。すなわち、接合部３００は、位置決め部としての役割を担う。ここで保持は、基板２１０等に対して力を作用させて、基板２１０の移動を規制する状態を含む。また、保持は、基板２１０の移動のみならず、変形も規制する場合がある。更に、保持の解除とは、基板２１０を保持する目的で基板２１０に作用させている力を除くことを含む。

また、位置決めは、基板２１０または積層体２３０を、積層される他の基板等に対する電気的な接続を形成できるように配置させることを含む。また、基板２１０または積層体２３０の構造物が、意図された機能を発揮するように配置されることを含む。

接合部３００は、位置決めした基板２１０を互いに接触させることにより接合して、積層体２３０を形成する。また、接合部３００は、積層体２３０に他の基板２１０を接合して積層体２３０を形成する。接合部３００の詳細については、図３から７を参照して後述する。

基板積層装置１００は、内部で基板２１０および積層体２３０をハンドリングする場合に基板ホルダ２２０を使用する。基板ホルダ２２０は、アルミナセラミックス等の硬質材料により形成され、真空チャック、静電チャック等の保持機構を有する。基板ホルダ２２０は、保持機構を使用して基板２１０または積層体２３０を吸着し、薄くて脆い基板２１０等を外部からの衝撃等に対して保護する。

また、基板ホルダ２２０は、保持機構により基板２１０または積層体２３０を吸着することにより、それらを基板ホルダ２２０の保持面の形状に倣わせて形状を維持する。これにより、基板２１０または積層体２３０等の平坦な状態を維持し、あるいは、僅かに反らした状態を維持できる。

使用していない基板ホルダ２２０は、基板積層装置１００の内部に配されたホルダストッカ４００に収容され、保守および交換の場合を除いて、基板積層装置１００の外部には持ち出されない。これにより、塵芥の付着を防止すると共に、基板ホルダ２２０自体の損傷を防止している。

プリアライナ５００は、搬送部１４０と協働して、基板２１０または積層体２３０を基板ホルダ２２０に保持させる。また、プリアライナ５００は、接合部３００から搬出された積層体２３０を基板ホルダ２２０から分離する場合にも使用される。

活性化装置９００は、接合部３００において接合する基板２１０または積層体２３０の接合する面を、基板２１０または積層体２３０が接合部３００に搬入される前に活性化または清浄化する。ここで、基板２１０の活性化とは、基板２１０の接合面が他の基板２１０の接合面と接触した場合に、水素結合、ファンデルワールス結合、共有結合等を生じて、溶融することなく固相で接合される状態にすべく、少なくとも一方の基板の接合面を処理する場合を含む。すなわち、活性化とは、基板２１０の表面にダングリングボンド（未結合手）を生じさせることによって、結合を形成しやすくすることを含む。

より具体的には、活性化装置９００では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスを励起してプラズマ化し、酸素イオンを二つの基板のそれぞれの接合面となる表面に照射する。例えば、基板がＳｉ上にＳｉＯ膜を形成した基板である場合には、この酸素イオンの照射によって、積層時に接合面となる基板表面におけるＳｉＯの結合が切断され、ＳｉおよびＯのダングリングボンドが形成される。基板の表面にこのようなダングリングボンドを形成することを活性化という場合がある。

ダングリングボンドが形成された状態の基板を、例えば大気に晒した場合、空気中の水分がダングリングボンドに結合して、基板表面が水酸基（ＯＨ基）で覆われる。基板の表面は、水分子と結合しやすい状態、すなわち親水化されやすい状態となる。つまり、活性化により、結果として基板の表面が親水化しやすい状態になる。また、固相の接合では、接合界面における、酸化物等の不純物の存在、接合界面の欠陥等が接合強度に影響する。よって、接合面の清浄化を活性化の一部と見做してもよい。

基板２１０を活性化する方法としては、ＤＣプラズマ、ＲＦプラズマ、ＭＷ励起プラズマによるラジカル照射の他、不活性ガスを用いたスパッタエッチング、イオンビーム、高速原子ビーム等の照射も例示できる。また、紫外線照射、オゾンアッシャー等による活性化も例示できる。更に、液体または気体のエッチャントを用いた化学的な清浄化処理も例示できる。

更に、基板２１０の活性化は、図示しない親水化装置を用いて、基板２１０の接合面となる表面に純水等を塗布することによって基板２１０の表面を親水化してもよい。この親水化により、基板２１０の表面は、ＯＨ基が付着した状態、すなわちＯＨ基で終端された状態となる。なお、活性化装置９００を接合部３００の内部に配置して、接合の直前に基板２１０または積層体２３０を活性化または清浄化してもよい。

図２は、基板２１０の一例を示す模式的な平面図である。基板２１０は、スクライブライン２１７、マーク６００、および回路領域２１９を有する。マーク６００および回路領域２１９は、基板２１０の表面にそれぞれ複数設けられている。

マーク６００は、基板２１０の表面に形成された構造物の一例であり、図示の例では、回路領域２１９相互の間に配されたスクライブライン２１７に重ねて配されている。マーク６００は、基板２１０を他の基板２１０または積層体２３０と位置決めする場合の指標として、少なくともマーク６００のいくつかが使用される。

マーク６００は、基板２１０に形成された構造物に対する、面方向の相対位置を計測する場合に指標として用いる構造物を含む。マーク６００は、素子または配線の一部分として形成される場合もある。また、マーク６００は、パターニングされた金属層等の、専ら指標として使用する目的で形成される場合もある。更に、マーク６００は、基板の表面に堆積された金属層等により形成される場合の他、基板２１０、２３０自体を加工して形成された突起部、隆起部、段差、溝、穴等である場合もある。

回路領域２１９のそれぞれは、フォトリソグラフィ技術等より形成された素子、配線、保護膜等の構造物を含む。また、回路領域２１９には、基板２１０を他の基板２１０、リードフレーム等に電気的に接続する場合に接続端子となるパッド、バンプ等の接続部も設けられる。更に、回路領域２１９には、積層体２３０を形成した後に、更に、貫通電極等を設ける場合がある。

図３は、接合部３００の構造を示す模式的な断面図であり、接合部３００に２枚の基板２１０が搬入された直後の状態を示す。ここでは、接合部３００において基板２１０を接合する場合を例にあげて説明するが、接合の対象の一方または両方を積層体２３０にすることもできる。

接合部３００は、枠体３１０、固定ステージ３２１、および移動ステージ３４１を備える。枠体３１０は、それぞれが水平な天板３１１および底板３１３を有する。固定ステージ３２１は、天板３１１の図中下面に下向きに固定され、基板２１０を保持した基板ホルダ２２２を保持できる保持機構を有する。固定ステージ３２１に保持される基板ホルダ２２２は、基板２１０の接合面が図中下向きになるように接合部３００に搬入され、固定ステージ３２１にも下向きに保持される。

なお、図示の例では、固定ステージ３２１に保持された基板ホルダ２２２は、基板２１０を吸着する吸着面の中央が隆起した形状を有する。これにより、基板ホルダ２２２に吸着して保持された基板２１０も、基板ホルダ２２２の保持面の形状に倣って、中央が図中下方に向かって隆起した状態で保持される。

天板３１１の図中下面には、図中下向きに固定された顕微鏡３２２が、固定ステージ３２１の側方に配される。顕微鏡３２２は、固定ステージ３２１に対向して配置された移動ステージ３４１に搭載された他の基板２１０の上面を観察できる。

枠体３１０の底板３１３の図中上面には、Ｘ方向駆動部３３１、Ｙ方向駆動部３３２、および移動ステージ３４１が積み重ねて配される。移動ステージ３４１の図中上面には、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０が保持される。図示の例では、基板ホルダ２２０は平坦な吸着面を有し、基板ホルダ２２０に保持された基板２１０は平坦な状態で保持される。

Ｘ方向駆動部３３１は、底板３１３と平行に、図中に矢印Ｘで示す方向に移動する。Ｙ方向駆動部３３２は、Ｘ方向駆動部３３１上で、底板３１３と平行に、図中に矢印Ｙで示す方向に移動する。Ｘ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３２の動作を組み合わせることにより、移動ステージ３４１は、底板３１３と平行に二次元的に移動する。

Ｙ方向駆動部３３２と移動ステージ３４１との間には、更にＺ方向駆動部３３３が配される。Ｚ方向駆動部３３３は、矢印Ｚで示す、底板３１３に対して垂直な方向に、Ｙ方向駆動部３３２に対して移動ステージ３４１を移動させる。これにより、移動ステージ３４１を昇降させる。Ｘ方向駆動部３３１、Ｙ方向駆動部３３２およびＺ方向駆動部３３３による移動ステージ３４１の移動量は、干渉計等を用いて高精度に制御される。

Ｙ方向駆動部３３２の図中上面には、移動ステージ３４１の側方に、顕微鏡３４２が搭載される。顕微鏡３４２は、Ｙ方向駆動部３３２と共に移動して、固定ステージ３２１に保持された下向きの基板２１０の下面を観察する。顕微鏡３２２、３４２はそれぞれ、基板２１０に設けられたマーク６００を照明する光を出射する光源を有する。Ｘ方向駆動部３３１、Ｙ方向駆動部３３２、およびＺ方向駆動部３３３は、制御部１５０により動作を制御される。

なお、制御部１５０は、基板２１０の積層に先立って、顕微鏡３２２および顕微鏡３４２の相対位置を予め較正する。顕微鏡３２２および顕微鏡３４２の較正は、例えば、顕微鏡３２２および顕微鏡３４２を共通の焦点Ｆに合焦させて、相互に観察させることにより実行できる。また、共通の標準指標を顕微鏡３２２および顕微鏡３４２で観察してもよい。

図４は、接合部３００を使用して１回の接合を実行する場合の手順を示す流れ図である。ここでも２枚の基板２１０を接合の対象とする例について説明するが、積層の対象の一方または両方が積層体２３０であってもよい。また、基板２１０同士を積層する場合に、互いに同じ構造の基板２１０を接合してもよいし、互いに異なる構造の基板２１０を積層してもよい。

まず、制御部１５０は、搬送部１４０に指示して、積層の対象となる２枚の基板２１０を活性化装置９００に搬入させ、基板２１０のそれぞれにおいて接合する面を活性化する（ステップＳ１０１）。活性化された基板２１０の表面は、接着剤等の介在物、溶接、圧着等の加工なしに、接触によって接合する状態になる。

制御部１５０は、活性化装置９００において活性化された基板２１０を、接合部３００に順次搬入させる（ステップＳ１０２）。次に、制御部１５０は、図５に示すように、顕微鏡３２２、３４２と移動ステージ３４１とを用いて、基板２１０上のマーク６００の位置を測定する（ステップＳ１０３）。すなわち、固定された顕微鏡３２２の位置と、顕微鏡３４２の初期位置とはそれぞれ既知なので、移動ステージ３４１の移動により基板２１０を移動して顕微鏡３２２、３４２の視野の特定の位置にマーク６００を置くことにより、マーク６００の絶対的な位置が測定される。

次に、制御部１５０は、ステップＳ１０３で取得したマーク６００の位置に基づいて、基板２１０の相対位置を算出する（ステップＳ１０４）。更に、制御部１５０は、算出した基板２１０の相対位置に基づいて、基板２１０を位置決めする場合に必要な移動ステージ３４１の移動量を算出する。

位置決めに必要な移動量は、例えば、マーク６００を用いて基板毎にＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント法）を行って設計値に対するずれ量を基板毎に算出して、移動ステージ３４１のｘ方向、ｙ方向の移動量および回転角度θとして算出する。こうして、制御部１５０は、特定されたマーク６００の位置に基づいて基板２１０を位置決めできる状態になる。位置決めに必要な移動量は、他の既知の方法で算出してもよく、例えば一対の基板２１０の間で対応するマーク６００の位置同士を直接的に比較してマーク６００間の位置ずれ量を検出し、これに基づいて算出してもよい。

次に、制御部１５０は、先にステップＳ１０４で算出した相対位置に基づいて移動ステージ３４１を移動させて、図６に示すように、基板２１０を相互に位置決めする（ステップＳ１０５）。更に、制御部１５０は、図７に示すように、Ｚ方向駆動部３３３を動作させて、移動ステージ３４１を上昇させる。

これにより、基板２１０が上昇し、やがて、固定ステージ３２１に保持された基板２１０が下向きに突出した一部の領域で、移動ステージ３４１に保持された基板２１０の一部に接触する。表面を活性化された基板２１０は、接触した一部の領域で、水素結合、ファンデルワールス結合、および、共有結合等により接合する。更に、基板２１０自体の吸着力により接合した領域を拡大し、やがて基板２１０の略全面で接合して（ステップＳ１０６）、２枚の基板２１０を積層して接合した積層体２３０が形成される。

こうして形成された積層体２３０は、接合部３００から搬出される（ステップＳ１０７）。更に、積層体２３０は、基板ホルダ２２０から分離された上で、基板カセット１３０に収容される。

なお、二つの基板２１０が相互の接触により水素結合をしている場合は、積層体２３０を形成した後、アニール炉のような加熱装置に搬入して加熱することにより、基板２１０間に共有結合を生じさせてもよい。これにより、基板２１０間の接合強度を向上できる。

次に、制御部１５０は、基板カセット１２０から、積層すべき基板２１０がなくなったかどうかを調べる（ステップＳ１０８）。積層すべき基板２１０が残っている場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、制御部１５０は、手順をステップＳ１０１に戻し、ステップＳ１０１から１０８までの一連の積層手順を繰り返す。ステップＳ１０８において、積層すべき基板２１０がなくなったことが判った場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御部１５０は、接合部３００の制御を終了する。

なお、上記の例では、固定ステージ３２１に、中央が隆起した吸着面を有する基板ホルダ２２２を保持させた。しかしながら、基板ホルダ２２２を移動ステージ３４１に保持させてもよい。また、基板２１０の接合面の一部領域を接触させる目的で使用する基板ホルダ２２２の吸着面は、全体が曲面をなす形状の他、局部的な突起を有するものであってもよい。また、基板ホルダ２２２を貫通する他の部材により基板２１０を押すことにより基板２１０を凸状にして、対向する基板２１０に部分的に接触させてもよい。

図８は、接合部３００を用いて、３層以上の積層体２３０を製造する場合の手順を示す流れ図である。なお、図４に示した基板２１０の積層と重複するステップについては、同じ符号を付して重複する説明を省く。

まず、制御部１５０は、搬送部１４０に指示して、積層の対象となる基板２１０と、２層以上の基板２１０を積層して作製した積層体２３０とを、活性化装置９００に順次搬入させ、積層体２３０および基板２１０のそれぞれにおいて接合する面を活性化する（ステップＳ１０１）。活性化された積層体２３０および基板２１０の表面は、接着剤等の介在物、溶接、圧着等の加工なしに、接触によって接合する状態になる。

次に、制御部１５０は、積層体２３０を、積層の対象の一方として接合部３００に搬入する（ステップＳ２０１）。次に、制御部１５０は、ステップＳ２０１で搬入した積層体２３０に含まれるマーク６００のうち、この積層に使用するマーク６００を選択する（ステップＳ２０２）。なお、使用するマーク６００は、接合部３００に積層体２３０を搬入した後に選択してもよいし、接合部３００に搬入する前に予め選択しておいたマーク６００を指定してもよい。マーク６００の選択については、更に後述する。

次に、制御部１５０は、積層体２３０のマーク６００のうち使用することを選択したマークの位置を測定する（ステップＳ２０３）。測定結果は、制御部１５０が保持する。次いで、図４に示したステップＳ１０２からステップＳ１０６までと同様のステップにより、基板２１０を積層体２３０に対して位置決めして、層数が増加した積層体２３０が製造される。

また、制御部１５０は、積層により層数の増した積層体２３０を、接合部３００から一旦搬出させた後（ステップＳ１０７）、積層すべき他の積層体２３０および基板２１０がなくなったか否かを調べる（ステップＳ１０８）。積層体２３０および基板２１０が残っている場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、制御部１５０は、手順をステップＳ１０１に戻し、ステップＳ１０１から１０８までの一連の手順を繰り返す。

ステップＳ１０８において、積層すべき基板２１０がなくなったことが判った場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御部１５０は、接合部３００の制御を終了する。ただし、図８に示した手順で層数が増した積層体２３０に対して、更に他の積層体２３０または基板２１０を積層する予定がある場合、制御部１５０は、ステップＳ２０３に測定して保持しているマーク６００の位置に関する情報を保持し続けて、次の積層で再利用してもよい。

積層体２３０と基板２１０とを積層して形成された層数が増加した積層体２３０は、更に他の基板２１０または積層体２３０を積層してもよい。ただし、積層体２３０と基板２１０との接合が水素結合している場合は、積層される毎に２枚の基板２１０を積層した場合と同様に、アニール炉のような加熱装置に搬入して加熱することにより、基板２１０間に共有結合を生じさせて接合強度を向上させることができる。また、積層される毎に、既に積層された積層体２３０および基板２１０のいずれかに対して、研磨による薄化加工、配線層の形成加工、表面の平坦化加工等の後処理工程を実施してもよい。

上記のように、基板積層装置１００を用いて、３層以上の基板を積層した積層体２３０を製造できる。３層以上の積層体２３０としては、例えば、ＣＩＳ（Ｃｍｏｓ－Ｉｍａｇｅ－Ｓｅｎｓｏｒ）基板、ＬＯＧＩＣ基板、およびＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ－Ｒａｎｄｏｍ－Ａｃｓｅｓｓ－Ｍｅｍｏｒｙ）基板を積層して形成される撮像装置を例示できる。

図９は、図８に示した手順のステップＳ１０５における位置決めの方法について説明する図である。図示の積層体２３０は、ひとつひとつが基板２１０に相当する複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４を積層して形成されている。

より詳細には、積層体２３０は、まず、２枚の基板２１１、２１２を積層して積層体２３１を形成し、次いで、積層体２３１に基板２１３を積層して積層体２３２を形成し、更に、基板２１４の積層を繰り返して形成されている。基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々にはマーク６０１、６０２、６０３、６０４が設けられている。基板２１１、２１２、２１３、２１４は、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置に基づいて位置決めされる。

図示の例では、位置決めの基準として、図中で最下層に位置する基板２１１のマーク６０１を基準として、基板２１２、２１３、２１４の各々を位置決めした。換言すれば、図示の積層体２３０においては、図中で最下層の基板２１１が、最初に他の基板２１２を積層されたことになる。

これにより、基板２１２、２１３、２１４のいずれもが、基板２１１のマーク６０１の位置を基準として位置決めされているので、それぞれの直下に位置する基板に対してのみならず、隣接していない他の基板に対しても、一定の精度で位置決めされる。従って、例えば、位置決めの誤差成分に共通の傾向がある場合であっても、下層の基板２１１に対する上層の基板２１４の位置ずれが、積層により拡大していくことが防止される。

なお、接合部３００では、図８に示したステップＳ２０３ように、最下層の基板２１１または積層体２３０が搬入された段階で、そのマーク６０１の位置が測定され、測定結果が制御部１５０により保持されている。よって、制御部１５０は、基板２１１に他の基板２１２、２１３、２１４が積層された後でも、基板２１１のマーク６０１の位置を測定して、他の基板２１３、２１４を位置決めしてもよい。

また、図９に示したように、マーク６０１、６０２、６０３、６０４は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の面方向について異なる位置に配されている。これにより、基板２１３、２１４が積層された後であっても、上層のマーク６０２、６０３、６０４に妨げられることなく、下層のマーク６０１の位置を測定できる。

なお、例えば、下層の基板２１１のマーク６０１の位置は、上層に重なった基板２１２等が薄化されている場合は、可視光による照明で基板２１２を通して測定できる。また、上層の基板２１２が薄化されていない場合、あるいは、複数の基板２１２、２１３、２１４が重なって可視光では透過できない場合であっても、例えば、赤外線でマーク６０１を照明することにより、基板２１１に積層された基板２１２、２１３、２１４を通して下層のマーク６０１の位置を測定できる。すなわち、顕微鏡３２２、３４２のうち少なくとも積層体２３０の位置を検出する方の光源は、基板２１１に積層された基板を透過する光を出射する。

また、基板２１１、２１２、２１３、２１４において、下地基板の側を裏面、素子、回路等が形成されている面を表面とすると、基板２１０または積層体２３０を積層する場合に、表裏の向きが揃っているとは限らない。このため、基板２１１、２１２、２１３、２１４の表面に形成したマーク６０１、６０２、６０３、６０４の全てが、積層体２３０の内側に位置する場合もある。しかしながら、このような場合も、積層体２３０の表面に位置する基板２１４が薄化されていれば、少なくとも基板２１４のマーク６０４の位置は、可視光による照明で測定できる。また、より内側に位置して可視光が透過しない深部に位置するマーク６０２、６０３も、赤外線による照明等により、位置を測定できる。

図１０は、積層体２３０における上層の基板２１３、２１４を位置決めする他の方法を説明する図である。図示の例では、基板２１１に基板２１２を積層する場合に生じた誤差を制御部１５０が記憶する。誤差は、基板２１１と基板２１２との間で互いに対応するマーク６０１、６０２同士の相対位置を含む。基板２１３を位置決めする場合、積層体２３１の最上層を構成する基板２１２のマーク６０２の位置を測定して、制御部が記憶した誤差を補正量として計測したマーク６０２の位置に足し合わせた上で、基板２１３を基板２１２のマーク６０２に対して位置決めする。これにより、基板２１１のマーク６０１の位置を基準にして、基板２１２のマーク６０２を介して、基板２１３を基板２１２に位置合わせできる。

また、基板２１３を接合した後に、基板２１３の基板２１２に対する誤差を測定して制御部１５０が保持することにより、基板２１４を積層する場合も、積層体２３２の表面に位置するマーク６０３を測定した上で誤差を補正して、基板２１４を位置決めできる。このような手順を繰り返すことにより、積層体２３０の積層数が増加した場合であっても、当初の位置決め精度を維持できる。

図１１は貫通電極の形成過程を示す流れ図である。貫通電極は、積層体２３０を形成する複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４に形成された接続領域を、電気的に相互接続する目的で形成される。まず、積層体２３０を形成する基板２１１、２１２、２１３、２１４の面と交差する方向に、表層の基板２１４側から貫通穴が形成される（ステップＳ３０１）。

次に、形成された貫通穴の内側に、半導体である基板２１４と貫通電極を形成する金属とを絶縁する絶縁層で被覆する（ステップＳ３０２）。絶縁層の形成に先立って、銅が基板２１４内に拡散することを防止する窒化物等の層を形成する場合もある。

次に、貫通穴の内外を含め、基板２１４の表面全体を金属等の導体材料からなるメッキ層で被覆した後、基板２１４の表面を研磨して貫通穴の外側のメッキ層を除去する（ステップＳ３０３）。こうして、貫通穴の内部に残った金属により、基板２１４を厚さ方向に貫通する貫通電極が形成される。

上記の貫通電極形成プロセスにおいて、下層の基板２１３、２１２まで貫通する貫通穴を形成することにより、貫通電極を、より下層の基板２１１，２１２、２１３まで到達させることができる。よって、貫通電極が基板２１２、２１３、２１４を貫通する位置で、基板２１１、２１２、２１３、２１４に接続端子を設けることにより、貫通電極と基板２１１、２１２、２１３、２１４上の回路とを電気的に接続して、複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４にまたがった立体的な構造の電子回路を形成できる。また、製造プロセスの異なる基板を組み合わせて、より多機能な半導体装置を形成できる。

図１２は、積層体２３０の表面において貫通電極の位置を位置決めする手順を示す流れ図である。図４および図８に示した積層体２３０の製造工程と重複するステップについては、同じ符号を付して重複する説明を省く。

３層以上の積層体２３０を製造する、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの過程で、制御部１５０は、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置を測定する（ステップＳ１０３）。また、接合部３００におけるステップＳ１０１からステップＳ１０６が完了すると、製造された積層体２３０は、接合部３００から搬出され（ステップＳ１０７）、後処理工程に送られる（ステップＳ４０１）。ここで、後処理工程とは、図８に示した工程について先に説明した通り、積層体２３０に対するアニール処理、研磨による薄化加工、配線層の形成加工、表面の平坦化加工等の後処理工程を含む。貫通電極は、後処理工程を経た積層体２３０に形成される。

貫通電極の形成においては、図１１について先に説明した通り、貫通電極を形成する位置に貫通穴を形成する段階から始まる。ここで、積層体２３０の内部において、導体材料により形成されたパターンを含み、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々に設けられた接続領域は、設計通りの位置に配されているとは限らず、このため、基板２１１、２１２、２１３、２１４の面方向について同じ位置に配されているとは限らない。このため、貫通電極を形成するステップＳ３０１においては、貫通電極が、基板２１１、２１２、２１３、２１４のうちの接続される複数の接続領域に接触するように、貫通穴の形成に使用する装置、例えば、フォトリソグラフィ設備における露光装置は、最上層の基板２１４の表面において貫通穴を配する位置を決める。

本実施例では、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置と接続領域との関係に基づいて貫通電極の位置を決定する。貫通穴の位置を算出する場合に必要な情報は，接合部３００において積層体２３０を形成するために基板２１１、２１２、２１３、２１４の位置を決める過程で収集できる。すなわち、接合部３００の制御部１５０は、先に説明したステップＳ１０３で、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置を測定している。

また、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々における、マーク６０１、６０２、６０３、６０４と、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４との相対位置は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の設計段階で把握されている。また、当該相対位置は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々に対するプロセスの如何に因らず、略変化しない。そこで、接合部３００の制御部１５０が、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置に関する情報を露光装置に対して送信することにより（ステップＳ４０２）、露光装置は、接合部３００から取得した情報に基づいて、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の相対位置を把握できる。

次に、露光装置は、積層体２３０の表面に位置する基板２１４のマーク６０４の位置を測定することにより（ステップＳ４０３）、積層体２３０の内部に位置する他の基板２１１、２１２、２１３のマーク６０１、６０２、６０３の位置を算出する（ステップＳ４０４）。更に、露光装置は、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置に基づいて、貫通電極を配置する位置を決定する（ステップＳ４０５）。

なお、マーク６０１、６０２、６０３の位置の測定に替えて、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の位置を測定してもよい。更に、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４自体を、マーク６０１、６０２、６０３として、基板２１１、２１２、２１３、２１４の位置の測定に使用してもよい。

図１３は、積層体２３０における貫通電極８０１の位置を決める方法のひとつを示す図である。積層体２３０を形成する複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４は、それぞれが複数の接続領域７０１、７０２、７０３、７０４を有すると共に、貫通電極８０１の位置決めについて、それぞれに異なる要求精度を有する。

図示の例では、数多くの接続領域７０３を有する基板２１３は、位置決めに対する要求精度が高いことを示している。また、接続領域７０１、７０２の数が少ない基板２１１、２１２は、位置決めに対する要求精度が低いことを示している。

上記のような積層体２３０において貫通電極８０１の位置を決定する場合は、位置決めに対する要求精度が低い基板２１１、２１２に対する位置決めよりも、位置決めに対する要求精度が高い基板２１３に対する位置決めを重視して、貫通電極８０１の位置を決定する。より具体的には、貫通電極８０１を位置決めする場合は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々の接続領域７０１、７０２、７０３、７０４のうち、貫通電極８０１を接続すべき全ての接続領域に対する貫通電極８０１の誤差が最小になるように、各接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の位置についてエンハンスト・グローバル・アライメント等の統計的な処理を実行して貫通電極８０１の位置を算出する。

このように、基板２１１、２１２、２１３、２１４の位置決めに対する要求精度に差がある場合は、それぞれの基板２１１、２１２、２１３、２１４について要求精度に応じた重み付けをして統計的処理を実行してもよい。これにより、要求精度が高い基板２１３に対しては高精度に、要求精度が低い基板２１１、２１２に対しては低い精度で貫通電極８０１の位置を算出できる。これにより、位置を算出する場合に用いるリソースの負荷を低減しつつ、基板２１１、２１２、２１３、２１４毎の要求精度を満たすことができる。

マーク６０１、６０２、６０３、６０４の各々の位置は、制御部１５０により既に測定されている。また、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々における、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置と、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４との相対位置は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の設計時点から判っている。よって、これらの情報を取得している露光装置等は、積層体２３０の表面に位置する基板２１４のマーク６０４の位置を測定することにより、他の基板２１１、２１２、２１３の接続領域７０１、７０２、７０３の位置も把握できる。これにより、露光装置においては、基板２１１、２１２、２１３、２１４毎に個別に重みをつけて、貫通電極８０１の位置を算出できる。

更に、基板２１１、２１２、２１３、２１４毎の要求精度に応じた重み付けを一層顕著にして、要求精度が最も低い基板２１１における接続領域７０１の位置を、上記の統計的処理の対象から除いてしまっても差し支えない場合もある。この場合は、処理を実行するリソースを、要求精度の高い基板２１３の処理に集中できる。

図１４は、上記のようにして決定した位置に貫通電極８０１を形成した状態を示す。図示のように、積層体２３０の表面に位置する基板２１４ではなく、位置決めに対する要求精度が高い基板２１３を重視して貫通電極８０１を位置決めしたので、基板２１３の厳しい要求精度が満たされ、積層体２３０の半導体装置としての歩留りが向上する。

図１５は、積層体２３０における貫通電極８０１の位置決め方法の他のひとつを示す図である。積層体２３０を形成する複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４は、それぞれがマーク６０１、６０２、６０３、６０４と、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４を有する。

先に説明した通り、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々のマーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置は、制御部１５０により既に測定されている。また、基板２１１、２１２、２１３、２１４の各々における、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置と、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４との相対位置は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の設計時点から判っている。

よって、これらの情報を取得している露光装置等は、積層体２３０の表面に位置する基板２１４のマーク６０４の位置を測定することにより、積層体２３０の表面に現れていない基板２１１、２１２、２１３のマーク６０１、６０２、６０３の位置を把握できる。更に、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置から、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の個々の重心位置Ｇ_１、Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４が判る。これら重心位置Ｇ_１、Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４を用いて、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４のすべてに対する重心Ｇ_０の位置を算出することにより、重心Ｇ_０の位置に基づいて貫通電極８０１の位置を決定できる。

すなわち、各基板２１１、２１２、２１３、２１４のそれぞれのマーク６０１、６０２、６０３、６０４の重心Ｇ_１、Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４から、マーク６０１、６０２、６０３、６０４全体に対する重心を算出する。最上層基板２１４のマーク６０４からこの全体の重心までのシフト分を、最上層基板２１４の接続領域７０４からシフトさせた位置を、積層された基板２１１、２１２、２１３、２１４の接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の全てに対する重心Ｇ_０とする。

積層体２３０は、基板２１２、２１３、２１４の各々が、いずれも基板２１１のマーク６０１の位置を基準にして位置決めされる。この場合に、基板２１１、２１２、２１３、２１４は、接続領域全体の重心Ｇ_０を通る貫通電極８０１が、各基板の接続領域に接触するように、位置合せされる。換言すれば、積層される基板２１２、２１３、２１４の基板２１１に対する位置合せ精度、すなわち、位置ずれの許容範囲を、貫通電極８０１の径または広さと、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の形状および広さと、基板２１１、２１２、２１３、２１４上における接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の間隔に基づいて、当該精度であれば接続領域全体の重心Ｇ_０を通る貫通電極８０１が各基板の接続領域に接触するように決める。

上記精度で、基板２１１に対して基板２１２、２１３、２１４を位置決めして積層する。これにより、積層体２３０においては、貫通電極８０１の位置を接続領域全体の重心Ｇ_０に配することで、貫通電極８０１は接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の少なくとも一部と接続する。

図１６は、上記のようにして決定した位置に貫通電極８０１を形成した状態を示す。図示のように、積層体２３０の表面に位置する基板２１４ではなく、貫通電極８０１に接続される接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の重心に貫通電極８０１を位置決めしたので、すべての接続領域７０１、７０２、７０３、７０４が、貫通電極８０１につながっている。これにより、積層体２３０の半導体装置としての歩留りが向上する。

図１７は、積層体２３０における貫通電極８０１の位置決め方法の更に他のひとつを示す図である。積層体２３０を形成する複数の基板２１１、２１２、２１３、２１４は、それぞれがマーク６０１、６０２、６０３、６０４と、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４を有する。貫通電極８０１は、基板２１１、２１２、２１３、２１４に設けられた接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の全てに接続することが要求されている。

しかしながら、積層体２３０においては、最下層の基板２１１および最上層の基板２１４の接続領域７０１、７０４と、中間の２層の基板２１２、２１３の接続領域７０２、７０３とが全く重なっていない。このため、積層体２３０においては、接続領域７０１、７０４と、接続領域７０２、７０３とが、間隔Ｂをおいて面方向に離れた位置に形成されている。

ここで、制御部１５０は、積層体２３０の表面に現れていない基板２１１、２１２、２１３のマーク６０１、６０２、６０３の位置を把握することにより、積層体２３０の内部に位置する基板２１２、２１３の接続領域７０２、７０３の位置を個別に把握できる。これにより、基板２１１、２１２、２１３、２１４毎に個別に重みをつけて、貫通電極８０１の位置を算出できる。

これに対して、制御部１５０は、基板２１１、２１２、２１３、２１４の積層方向について、すべての接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の一部と貫通電極８０１とが重なることを条件として、貫通電極８０１の位置を決定する。図１８は、決定された位置に形成された貫通電極８０１を備える積層体２３０を示す図である。図示のように、面方向について離れている接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の全てが貫通電極８０１につながっている。本実施例においても、貫通電極８０１の径または広さと、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の形状および広さと、基板２１１、２１２、２１３、２１４上における接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の間隔に基づいて、貫通電極８０１が各接続領域７０１、７０２、７０３、７０４に接触するように、基板２１１、２１２、２１３、２１４の位置合せが行われる。

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。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。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

上記した例では、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置から、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４全体に対する重心Ｇ_０を算出したが、マーク６０１、６０２、６０３、６０４の位置から、もしくは、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４の位置から、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４のそれぞれの重心を算出し、これに基づいて、接続領域７０１、７０２、７０３、７０４全体に対する重心Ｇ_０を算出してもよい。

また、上記した例では、３層目以上の基板２１３、２１４を積層する場合の位置決めの際に、積層の対象となる基板２１１、２１２のうち、図中で最上層となり基板２１３が直接に積層される基板２１２ではなく、図中で最下層を構成して一方に他の基板が積層されない面を有する基板２１１のマーク６０１を基準にして、基板２１３、２１４を位置決めした。しかしながら、最下層の基板２１１以外の、例えば、図中下から２層目の基板２１２のマーク６０２を基準にして、積層する基板２１３、２１４を位置決めしてもよい。

特に、例えば、最終的に積層体２３０において図中下から３層目である基板２１３を基板２１１、２１２のそれぞれと電気的に接続する場合は、基板２１３を積層体２３１に積層するときに、基板２１１および基板２１２の両方のマーク６０１、６０２の位置に基づいて、基板２１３を位置決めしてもよい。この場合、基板２１１のマーク６０１と基板２１２のマーク６０２との相対位置を記憶しておき、基板２１１、２１２により形成された一時的な積層体２３１に対して、記憶した相対位置と、積層体２３１の表面において計測したマーク６０２の位置とを基準として、基板２１３のマークの位置に基づいて基板２１３を位置決めしてもよい。

更に、積層体２３０において図中下から４層目である基板２１４を、積層体２３２を構成する複数の基板２１１、２１２、２１３のいずれかに電気的に接続する場合は、基板２１４を積層体２３２に積層するときに、その電気的に接続する基板のマークを基準にして、基板２１４を位置決めしてもよい。また更に、４層目である基板２１４を、積層体２３２を構成する複数の基板２１１、２１２、２１３のうちの２つ以上の基板と電気的に接続する場合は、基板２１４を積層体２３２に積層するときに、その２つ以上の基板のそれぞれのマークを基準にして、基板２１４を位置決めしてもよい。この場合、基板２１４が積層される積層体の最上層を構成する基板のマークと、基板２１４が電気的に接続される基板のマークとの相対位置を記憶しておき、この相対位置と、計測した最上層基板のマークの位置と、基板２１４のマークの位置とに基づいて、基板２１４の位置決めをしてもよい。

上記のように、貫通電極８０１等を介して電気的に接続される基板間の位置合わせでは、積層体２３２の図中最下層である基板２１１ではなく、積層体２３０において電気的に接続される基板２１２、２１３のマーク６０２、６０３を基準にしてもよい。これにより、積層体２３０において、基板間の良好な電気的接続が得られる。

また、上記した例では、積層された４つの基板２１１、２１２、２１３、２１４のすべての接続領域７０１、７０２、７０３、７０４に貫通電極８０１が接続される例を示した。しかしながら、積層する基板２１１、２１２、２１３、２１４のうち３つ以下の基板の接続領域を貫通電極８０１等で接続する場合は、当該貫通電極８０１によって接続される接続領域を有する複数の基板のそれぞれのマークの位置から、もしくは、接続される複数の接続領域のそれぞれの位置に基づいて、各接続領域または各マークの重心をそれぞれ算出し、これに基づいて、接続される接続領域全体に対する重心Ｇ_０を算出してもよい。

特許請求の範囲、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。特許請求の範囲、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 基板積層装置、１１０ 筐体、１２０、１３０ 基板カセット、１４０ 搬送部、１５０ 制御部、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４ 基板、２１７ スクライブライン、２１９ 回路領域、２２０、２２２ 基板ホルダ、２３０、２３１、２３２ 積層体、３００ 接合部、３１０ 枠体、３１１ 天板、３１３ 底板、３２１ 固定ステージ、３２２、３４２ 顕微鏡、３３１ Ｘ方向駆動部、３３２ Ｙ方向駆動部、３３３ Ｚ方向駆動部、３４１ 移動ステージ、４００ ホルダストッカ、５００ プリアライナ、６００、６０１、６０２、６０３、６０４ マーク、７０１、７０２、７０３、７０４ 接続領域、８０１ 貫通電極、９００ 活性化装置

Claims (17)

1. 第１の基板に第２の基板を積層する段階と、
   前記第１の基板に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
   を含み、
   前記第３の基板を前記第２の基板に積層する段階において、前記第１の基板の位置に基づいて前記第３の基板を位置決めする積層体製造方法。
2. 第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、
   前記積層体に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
   を含み、
   前記第３の基板を前記第２の基板に積層する段階において、前記積層体の前記複数の基板のうち少なくとも前記第１の基板の位置に基づいて、前記第３の基板を位置決めする積層体製造方法。
3. 前記第１の基板は、前記積層体の前記複数の基板のうち前記第２の基板が積層される基板を最上層としたときに、最下層を構成する基板である請求項２に記載の積層体製造方法。
4. 前記積層体の前記複数の基板のうち、前記第１の基板に対する相対位置が記憶された基板に対して、前記第３の基板を位置決めする段階を含む請求項２または３に記載の積層体製造方法。
5. 前記第３の基板を、前記第１の基板に電気的に接続する段階を更に含む請求項１から４のいずれか一項に記載の積層体製造方法。
6. 第１の基板に積層された第２の基板に対して、第３の基板を積層して積層体を製造する積層体製造装置であって、
   前記第１の基板の位置に基づいて前記第３の基板を位置決めする位置決め部と、
   位置決めされた前記第３の基板を前記第２の基板に接合する接合部と、
   を備える積層体製造装置。
7. 第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に積層された第２の基板に対して、第３の基板を積層して積層体を製造する積層体製造装置であって、
   前記第１の基板の位置に基づいて前記第３の基板を位置決めする位置決め部と、
   位置決めされた前記第３の基板を前記第２の基板に接合する接合部と、
   を備える積層体製造装置。
8. 前記位置決め部は、前記第１の基板に設けられたマークを検出する検出部を更に備え、前記検出部は、前記第１の基板に積層された基板を透過可能な光を出射する光源を有する請求項６または７に記載の積層体製造装置。
9. 前記位置決め部は、予め記録した前記第１の基板の位置に対する前記第２の基板の相対位置に基づいて、前記第２の基板に対して前記第３の基板を位置決めする請求項６から８のいずれか一項に記載の積層体製造装置。
10. 第１の基板に第２の基板を積層する段階と、
    前記第１の基板に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
    少なくとも前記第３の基板を貫通し、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、
    を含み、
    前記貫通電極を形成する段階において、前記第３の基板における前記貫通電極の位置を、前記第１の基板の位置に基づいて決定する積層体製造方法。
11. 第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、
    前記積層体に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
    少なくとも前記第３の基板を貫通し、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、
    を含み、
    前記貫通電極を形成する段階において、前記第３の基板における前記貫通電極の位置を、前記第１の基板の位置に基づいて決定する積層体製造方法。
12. 前記第３の基板における前記貫通電極の位置を、前記貫通電極に接続される前記複数の基板に配された前記接続領域の重心に基づいて決定する請求項１０または１１に記載の積層体製造方法。
13. 前記第１の基板に配されたマークに基づいて指定された位置および前記第２の基板に配されたマークに基づいて指定された位置のそれぞれに対する前記貫通電極の位置の誤差が統計的に最小になる位置に、前記貫通電極を位置決めする段階を含む請求項１０または１１に記載の積層体製造方法。
14. 前記第１の基板に配されたマークに基づいて指定された位置および前記第２の基板に配されたマークに基づいて指定された位置に対して、各マークに対する要求精度に基づいて重みをつけて、各マークの位置に対する前記貫通電極の位置の誤差が統計的に最小になる位置を算出する段階を含む請求項１３に記載の積層体製造方法。
15. 第１の基板に第２の基板を積層する段階と、
    前記第１の基板に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
    少なくとも前記第３の基板を貫通し、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、
    を含み、
    前記貫通電極を形成する段階において、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちで、位置決めに対する要求精度が最も高い基板の位置に基づいて、前記第３の基板における前記貫通電極の位置を決定する積層体製造方法。
16. 第１の基板を含む複数の基板が積層された積層体に第２の基板を積層する段階と、
    前記積層体に積層された前記第２の基板に第３の基板を積層する段階と、
    少なくとも前記第３の基板を貫通し、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちの複数の基板に配された接続領域を電気的に結合する貫通電極を形成する段階と、
    を含み、
    前記貫通電極を形成する段階において、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板のうちで、位置決めに対する要求精度が最も高い基板の位置に基づいて、前記第３の基板における前記貫通電極の位置を決定する積層体製造方法。
17. 前記第３の基板における前記貫通電極の位置が、前記第３の基板の積層方向について、前記貫通電極に接続されるすべての前記接続領域の一部と前記貫通電極とが重なる位置となることを条件として、前記第３の基板における前記貫通電極の位置を決定する請求項１０から１６のいずれか一項に記載の積層体製造方法。

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