JP5305220B2 - 基板張り合わせ装置 - Google Patents

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本発明は、半導体ウエハの積層工程における重ね合わせ装置に関するもので、特にウエハホルダ同士の固定装置に関するものである。

近年、携帯電話やICカード等の電子機器の高機能化に伴い、その内部に実装される半導体デバイス(LSI、ICなど)の薄型化又は小型化が進んでいる。また、線幅を狭くすることなく記憶容量を増すために半導体ウエハを数層重ね合わせた三次元実装タイプの半導体デバイス、例えばSDカード又はMEMSなどが増えつつある。

複層化するために、例えば一対のウエハホルダに載置されたウエハ同士を精密に位置合わせし接合する。精密に位置合わせする方法には、ウエハ上のマークを透過観察して2つのマークを互いに位置合わせする方法や、張り合わせ前の2枚のウエハ間に向かい合う面を同時に観察できる顕微鏡を挿入して各ウエハのマークをそれぞれ位置合わせする方法などが使われてきた。また、接合する方法には加圧と加熱する方法や、基板表面の電極同士を共晶接合するなどの複数の方法が提案されている。この位置合わせから接合まで移送方法は基板同士がずれないように保持具で保持する必要がある。また、この保持具は脱着が容易である必要がある。

この保持具について特許文献1では一対のウエハホルダ130に取り付けた2枚の平行板バネを保持具として用いる方法が提案されている。この保持具は図12(a)に示すようにウエハホルダの外周を均等に4分割するように4箇所に固定具FIを取り付けている。図12(a)はウエハホルダ部分を上部から見た図である。また、図12(b)は均等に3分割するように3箇所に固定具FIを取り付けて固定する方法である。図12(c)に示すように、ウエハホルダには固定具FIを取り付ける取り付け領域TAが必要であり、固定具FIには固定具同士を結合するための保持部HPのスペースが必要となる。図12(c)は図12(a)のA−A断面を図示したものである。また、この固定具同士の結合を保持する方法には電磁吸着、真空吸着、又は静電吸着を用いている。尚、電磁力を用いる場合には磁性体を用いてもよいし、永久磁石であってもよい。
特開2006−339191号公報

しかしながら、ウエハホルダ130に取り付ける固定具FIと保持部HPとは基板外縁部に設置する関係上、図12(c)で示すようにウエハホルダ130を取り付け領域TA分だけ大きくする必要があり、また、保持部HPを確保するために固定具FIがウエハホルダ130の外部に吐出する形状となる。このため、ウエハホルダ130と固定具FIとのサイズは大きくなり、関係する複数の接合用チャンバのサイズが大きくなる要因となる。チャンバのサイズが大きくなることは体積が指数的に増加するために、装置全体が大型化し、また真空状態にするための時間が増加する問題があった。

そこで、その問題を解決すべく、基板ホルダ同士の固定具の必要がなく直径の大きくならない基板ホルダ装置を提供する。

本観点に係る基板ホルダ装置は、第1面と第2面とを有する非磁性体で構成されこの第1面で第1基板を保持する第1基板ホルダと、第3面と第4面とを有する非磁性体で構成され、この第3面で第2基板を保持する第2基板ホルダと、第1基板ホルダの外周より内側に配置された第1磁気発生部と、第2基板ホルダの外周より内側に配置された第2磁気発生部と、第2基板ホルダの第4面に形成され第2磁気発生部に給電する第1端子と、を備える。そして、この基板ホルダ装置において、第2基板ホルダがステージに載置されている際に、第1端子に電力が給電される。
このような構成によれば、第2基板ホルダがステージに載置されている際に磁場を発生させたり磁場を打ち消したりできるとともに、この磁場によって第1基板ホルダと第2基板ホルダとを固定することができる。第1磁気発生部及び第2磁気発生部が基板ホルダの外周よりも内側に配置されているため、関係する複数のチャンバのサイズを大きくする必要がない。

<ウエハ張り合わせ装置の全体構成>
図1はウエハ張り合わせ装置100の全体斜視図であり、図2はウエハ張り合わせ装置100の上面概略図である。
ウエハ張り合わせ装置100は、ウエハローダWL及びウエハホルダローダWHLを有している。ウエハローダWL及びウエハホルダローダWHLは、多関節ロボットであり六自由度方向(X,Y,Z,θX,θY,θZ)に移動可能である。さらにウエハローダWLはレールRAに沿ってY方向に長い距離移動可能であり、ウエハホルダローダWHLはレールRAに沿ってX方向に長い距離移動可能である。

ウエハ張り合わせ装置100は、その周辺に半導体ウエハWを複数枚収納するウエハストッカー10を有している。ウエハ張り合わせ装置100は、第1ウエハW1と第2ウエハW2とを張り合わせるため、第1ウエハW1を収納するウエハストッカー10−1と第2ウエハW2を収納するウエハストッカー10−2とが用意されている。また、ウエハストッカー10の近郊に半導体ウエハWをプリアライメントするウエハプリアライメント装置20が設けられている。ウエハローダWLによりウエハストッカー10から取り出された半導体ウエハWがウエハプリアライメント装置20に送られる。

ウエハ張り合わせ装置100は、ウエハホルダWHを複数枚収納するウエハホルダストッカー30を有している。ウエハホルダWHは第1ウエハW1用の第1ウエハホルダWH1を有し、第2ウエハW2に対しても第2ウエハホルダWH2を有している。このため、ウエハ張り合わせ装置100は第1ウエハホルダWH1用と、第2ウエハホルダWH2用とのウエハホルダストッカー30を収容するか、ウエハホルダストッカー30内部を分割するなどして第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とを分ける。また、ウエハホルダストッカー30の近郊にウエハホルダWHをプリアライメントするウエハホダルプリアライメント装置40が設けられている。ウエハホルダローダWHLによりウエハホルダストッカー30から取り出されたウエハホルダWHがウエハホルダプリアライメント装置40に送られる。ウエハホルダプリアライメント装置40では、プリアライメントされたウエハホルダWHに対して、プリアライメントされた半導体ウエハWがウエハローダWLにより載置される。

ウエハ張り合わせ装置100は、一対の半導体ウエハWを載置したウエハホルダWHをアライメントし、2枚の半導体ウエハWを半導体チップの線幅精度で重ね合わせるアライナー50を有している。アライナー50にはウエハホルダプリアライメント装置40から半導体ウエハWを載置したウエハホルダWHがウエハホルダローダWHLにより送られてくる。また、重ね合わされた半導体ウエハWを載置したウエハホルダWHはウエハホルダローダWHLにより加熱加圧装置70に送られる。

ウエハ張り合わせ装置100の加熱加圧装置70は、ウエハホルダWHを介してアライナー50で重ね合わされた半導体ウエハW同士を加熱し加圧し接合する。加熱加圧装置70は、加圧シリンダにより所定の圧力を所定の時間加えることで、半導体ウエハW上の電極であるCuなどの金属バンプ同士が接合される。この時ウエハ間に樹脂を封入して加熱することもあり、加熱を必要としない方法でもよい。

ウエハ張り合わせ装置100は加熱加圧装置70の隣に分離冷却ユニット80を有している。分離冷却ユニット80は、張り合わされた半導体ウエハWをウエハホルダWHから外すとともに、張り合わされた半導体ウエハWを所定温度まで冷却する。冷却された半導体ウエハWはウエハローダWLにより分離冷却ユニット80から取り出され、張り合わせウエハ用ストッカー85に送られる。冷却されたウエハホルダWHはウエハホルダローダWHLにより分離冷却ユニット80から取り出され、再びウエハホルダストッカー30に戻される。

ウエハ張り合わせ装置100は、ウエハ張り合わせ装置100全体の制御を行う主制御装置90が設けられている。主制御装置90は、ウエハローダWL、ウエハホルダローダWHL、ウエハプリアライメント装置20、及びウエハホルダプリアライメント装置40などの各装置を制御する制御装置と信号の受け渡しを行い全体の制御を行う。

<実施例1>
上記のように第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2は、第1ウエハW1及び第2ウエハW2を吸着し、張り合わすためのツールとして利用され、繰り返し何度も使用される部品でもある。本実施例の第1及び第2ウエハホルダWH1、WH2は第1及び第2ウエハW1、W2を吸着するだけでなく、第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2同士を固定する機能をもつ。ウエハホルダWH自体に固定する機能を持たせることでウエハホルダWHは小型になる。

図3(a)はアライナー50の側面図を示している。アライナー50はチャンバ内に高精度アライメントカメラCAを例えば天井に配置する。ウエハホルダプリアライメント装置40から搬送された第1ウエハホルダWH1はアライナー50の第1テーブル54に保持され、第2ウエハホルダWH2は第2テーブル56に保持される。第1テーブル54に対して第2テーブル56を駆動部53で水平(XY方向)移動させることでウエハホルダWHの位置決めをすることができる。

図3(b)は固定機能を持つ一対のウエハホルダWHをアライナー50の中心線A−Aで見開きにした図である。図3(b)に示すように第1ウエハホルダWH1には第1ウエハW1の反対側に第1永久磁石PM1を設置し、第2ウエハホルダWH2にはその外周に電磁コイルMCを設置する。

第1永久磁石PM1は第1ウエハホルダWH1の全面を覆う大きさ、又は第1ウエハホルダWH1の外周より小さくすることで第1ウエハホルダWH1の内側に埋め込む。第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCは第2ウエハホルダWH2の周囲に溝を形成しておき、その溝の中に電磁コイルMCを埋め込む。つまり、第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2は第1ウエハW1及び第2ウエハW2とほぼ同じ大きさのサイズにすることができる。

第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2は、アルミナ(Al2O3)又は窒化アルミニウム(AlN)などのセラミック材料から構成される。これらセラミック材料は非磁性体であるので第1永久磁石PM1又は電磁コイルMCの磁場の影響を妨げない。

電磁コイルMCに電流を流すと、アンペールの右ねじの法則により磁場が発生するため、アライナー50は第1ウエハホルダWH1の第1永久磁石PM1の磁極と引き合うように電流を流すことでウエハホルダWH同士を固定する。

図3(c)は第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2との側面図である。
図3(c)は電磁コイルMCに電流を流し、磁場により第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とが互いに引き合う状態の磁力線を模式的に示した図である。磁力線は図3(c)に示すように第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とに対して垂直方向であるためXY方向にずれることがない。磁極は異極同士にすればよくN極S極の極性を入れ替えてもよい。

図4(a)は第2ウエハホルダWH2の上面図であり、図4(b)は第2ウエハホルダWH2の第1受電端子RV1とアライナー50の第2テーブル56の第1給電端子SP1との位置関係を示した図である。

第2ウエハホルダWH2は第1受電端子RV1と第2受電端子RV2とを有する。第1受電端子RV1及び第2受電端子RV2の周囲には溝部41が形成されている。第2テーブル56は第1給電端子SP1を有する。例えば第1給電端子SP1はプラス+とマイナス−の極性を持ち、第1受電端子RV1も対応する極性を備える。第2受電端子RV2は搬送時に用いる端子であり図5を使って説明する。なお、プラス側の第2受電端子RV2+は凸形状であるため、第2テーブル56に凹形状の孔を空けておく必要がある。また、受電端子と給電端子とは凸形状の端子をバネピンとすることで反対側の凹形状を形成する必要が無くしてもよい。

第2テーブル56に保持された第2ウエハホルダWH2と第1テーブル54に保持された第1ウエハホルダWH1とで精密な位置合わせを完了すると、アライナー50はウエハホルダWHの固定処理をする。アライナー50は第2テーブル56の第1給電端子SP1から電流を流すことで、ウエハホルダWH同士を固定する。

例えば第2テーブル56は第1給電端子SP1の+極を凹形状で形成し、第1給電端子SP1の−極の接点を凸形状で形成することで、金属などの導電部材が誤って第2テーブル56に落ちたりした際のショート(短絡)を防ぐことができる。なお接点は確実に接触すればよくどのような形状の接点であっても良い。なお、図示しないが第1給電端子SP1は加熱加圧装置70にも形成する必要がある。

また、プラス側の第1及び第2受電端子RV1+、RV2+は凸形状としたが、第1及び第2受電端子RV1、RV2はすべて凹形状として、第1給電端子SP1の両極を凸形状としてもよく、その逆であってもよい。

さらに、第2テーブル56には第1給電端子SP1を設けることなく、移動可能なアーム状の第1給電端子SP1を設けても良い。その場合にはアーム状の第1給電端子SP1が溝部41から入り込んで給電する。

アライメント後の固定処理した第2ウエハホルダWH2は、ウエハホルダローダWHLを用いて次の加熱加圧装置70に搬送する。搬送途中であっても第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2が固定し続けるように、第2ウエハホルダWH2に給電し続ける必要がある。

図5は第2ウエハホルダWH2とウエハホルダローダWHLとの接点の位置関係を示した図である。
図5(a)は第2ウエハホルダWH2の上面図であり、図5(b)は第2ウエハホルダWH2の第1受電端子RV1とウエハホルダローダWHLのハンド部HDの第2給電端子SP2との位置関係とを示した図である。また、図5(c)はウエハホルダローダWHLのハンド部HDを示した上面図である。

図5(b)及び(c)に示すように、例えばウエハホルダローダWHLのハンド部HDには第2給電端子SP2の+極が凹形状で形成され、第2給電端子SP2の−極が凸形状で形成されている。

第2ウエハホルダWH2に合計4箇所の接点を設置することで、チャンバ内の給電とウエハホルダローダWHLから給電とを一時的に重複させる。こうすることで、第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2が固定状態を維持する。

固定状態はアライナー50と、加熱加圧装置70と、分離冷却ユニット80との処理終了まで維持する必要がある。このため各チャンバとウエハホルダローダWHLとで第2ウエハホルダWH2への給電を絶やさないようにする必要がある。

図6は、この一連のウエハホルダWHにおける固定分離処理のフローチャートを示す。ステップS31において、ウエハホルダプリアライメント装置40は第1ウエハW1と第1ウエハホルダWH1とで位置合わせをしてから真空吸着する。また、ウエハホルダプリアライメント装置40は第2ウエハW2と第2ウエハホルダWH2とも位置合わせしてから真空吸着する。ここではウエハWとウエハホルダWHとで真空吸着しているが、静電吸着でもよい。

ステップS32において、ウエハホルダローダWHLはプリアライメントしたウエハWとウエハホルダWHとをアライナー50に搬送する。第1ウエハホルダWH1はアライナー50の第1テーブル54に保持し、第2ウエハホルダWH2はアライナー50の第2テーブル56に保持する。

ステップ33において、アライナー50は第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とをウエハWの線幅精度で重なるように位置合わせする。ステップS34において、位置合わせの終了した第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とを固定するために第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに電流を流す。対向するウエハホルダWHは第1ウエハホルダWH1の磁場と第2ウエハホルダWH2との磁場とにより互いに吸着し、固定される。

ステップS35において、ウエハホルダローダWHLは固定処理された一対のウエハホルダWHを搬送するために第2ウエハホルダWH2の下部にウエハホルダローダWHLのハンド部HDを挿入し、第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに給電する。ステップS36において、ウエハホルダローダWHLは固定状態のウエハホルダWHを持ち上げ、加熱加圧装置70へ搬送する。

ステップS37において、搬送された固定状態のウエハホルダWHは加熱加圧装置70から第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに給電される。加熱加圧装置70が第2ウエハホルダWH2への給電を完了すると、ウエハホルダローダWHLは給電を止め、ウエハホルダローダWHLのハンド部HDを抜く。ハンド部HDを抜いた後、加熱加圧装置70はチャンバ内を真空にして加熱加圧処理をする。なお、加圧処理中はウエハWのズレの心配がないため、加熱加圧装置70からの給電を止めてもよい。また、加圧解除時には一対のウエハホルダWHの不用意な動きに対応するために、加熱加圧装置70は第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに給電する。加熱加圧処理の終了後に加熱加圧装置70は真空状態を解除する。

ステップS38において、ウエハホルダローダWHLは固定状態のウエハホルダWHにハンド部HDを挿入して、第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに給電する。加熱加圧装置70はウエハホルダローダWHLからの給電後に加熱加圧装置70の給電を止める。

ステップS39において、ウエハホルダローダWHLは固定状態のウエハホルダWHを持ち上げ、分離冷却ユニット80へ搬送する。分離冷却ユニット80は搬送されたウエハホルダWHを図示しない冷却テーブルに保持する。

ステップS40において、既にウエハ同士は接合されているため、ウエハホルダWH同士の固定を解除することができる。このためウエハホルダローダWHLからの給電を止めてウエハホルダWH同士の固定を解除する。また、ウエハホルダローダWHLはハンド部をウエハホルダWHから抜く。分離冷却ユニット80はウエハの温度が所定の温度になるまで冷却する。

ステップS41において、分離冷却ユニット80は第1ウエハホルダWH1と接合したウエハWとの真空吸着を解除し、ウエハホルダローダWHLを用いて第1ウエハホルダWH1を除去して分離冷却ユニット80から搬出する。同様に分離冷却ユニット80は第2ウエハホルダWH2と接合したウエハWとの真空吸着を解除し、接合したウエハWをウエハローダWLで搬出する。また、冷却テーブルから第2ウエハホルダWH2をウエハホルダローダWHLで搬出する。

<実施例2>
図7は実施例2の第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2を示した図である。
図7(a)に示すように、第1ウエハホルダWH1は図3(b)で示した実施例1と同じく第1永久磁石PM1を有している。また第2ウエハホルダWH2は第2永久磁石PM2と電磁コイルMCとを配置する。第1永久磁石PM1と第2永久磁石PM2とは異極同士が対向しており、第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とを近づけると互いに磁力で吸引し合い固定される。磁極は異極同士にすればよくN極、S極の極性を入れ替えてもよい。

そこで、第2永久磁石PM2の磁場を打ち消すように電磁コイルMCに電流を流した状態で、アライナー50は第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とを近づけて位置合わせをする。位置合わせ中には電流を流して自由な位置合わせが可能なようにし、位置合わせ後に電磁コイルMCへの電流を止めることで第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とは第1永久磁石PM1と第2永久磁石PM2との磁場で固定される。

図7(b)は永久磁石の磁場で引きあうウエハホルダWHを示した図である。つまり、第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに電流が流れていない状態である。第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とは給電を止めた状態で固定されるため、移動時に給電する必要が無く、またウエハWの接合処理の終了まで給電する必要が無い。実施例1と同様に磁力線はウエハホルダWHに対して垂直方向であるためウエハホルダWHがXY方向にずれることがない。

図8は実施例2において第2ウエハホルダWH2とウエハホルダローダWHLとの接点の位置関係を示した図である。
図5(a)は第2ウエハホルダWH2の上面図であり、図8(b)は第2ウエハホルダWH2の第1受電端子RV1とアライナー50の第2テーブル56の第1給電端子SP1との位置関係を示した図である。

第2ウエハホルダWH2は図8(a)で示すように2箇所の第1受電端子RV1を設置すればよく、実施例1の場合と比べて端子数を減らすことができる。図8(b)に示すように、例えば2箇所の第1受電端子RV1は凸形状のプラス端子RV1+と凹形状のマイナス端子RV1−とで構成される。

アライナー50の第2テーブル56の2箇所の第1給電端子SP1は凹形状のプラス端子RV1+と凸形状のマイナス端子RV1−とで構成される。また、分離冷却ユニット80の図示しない冷却テーブルも分離処理するために第2テーブル56と同形状の第1給電端子SP1を形成する必要がある。分離冷却ユニット80では第2ウエハホルダWH2に給電することで固定されたウエハホルダWHの分離を行う。なお、第1受電端子RV1の両極が凹形状として、第1給電端子SP1の両極が凸形状として形成されてもよく、その逆であってもよい。

図9は本実施例のウエハホルダWHにおける固定分離処理のフローチャートを示す。
ステップT31において、ウエハホルダプリアライメント装置40は第1ウエハW1と第1ウエハホルダWH1とで位置合わせをしてから真空吸着する。また、ウエハホルダプリアライメント装置40は第2ウエハW2と第2ウエハホルダWH2とも位置合わせしてから真空吸着する。ウエハWをウエハホルダWHに真空吸着しているが、静電吸着でもよい。

ステップT32において、ウエハホルダローダWHLはプリアライメントしたウエハWとウエハホルダWHとをアライナー50に搬送する。第1ウエハホルダWH1はアライナー50の第1テーブル54に保持し、第2ウエハホルダWH2はアライナー50の第2テーブル56に保持する。

ステップT33において、アライナー50は第2ウエハホルダWH2の永久磁石の磁場に拮抗する所定の電流を第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに流し続ける。
ステップT34において、アライナー50は第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2とをウエハWの線幅精度で重なるように位置合わせする。位置合わせが終了したら電磁コイルMCに流していた電流を止める。第1ウエハホルダWH1の第1永久磁石PM1と第2ウエハホルダWH2の第2永久磁石PM2との磁場により、第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2と互いに吸着し固定される。

ステップT35において、ウエハホルダローダWHLは固定状態のウエハホルダを加熱加圧装置70に搬送する。なお、ウエハホルダローダWHLは給電する必要が無いため給電端子を設置していない。加熱加圧装置70に搬送後はウエハホルダローダWHLを退去させる。

ステップT36において、加熱加圧装置70はチャンバ内を真空にして加熱加圧処理をする。加熱加圧処理の終了後に加熱加圧装置70は真空状態を解除する。
ステップT37において、ウエハホルダローダWHLは固定状態のウエハホルダWHを分離冷却ユニット80に搬送する。

ステップT38において、分離冷却ユニット80はウエハの温度が所定の温度になるまで冷却し、冷却処理後に第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCに給電することでウエハホルダ同士の固定を解除する。

ステップT39において、ウエハホルダローダWHLは固定の解除された第1ウエハホルダWH1を搬送し、ウエハローダWLは接合したウエハを搬送し、またウエハホルダローダWHLは第2ウエハホルダWH2を搬送する。

実施例2の第2ウエハホルダWH2の接点の数は実施例1と比べて少なくなり、また搬送中の給電も必要ないことから、接触不良などでウエハホルダの固定が解除されるおそれが少ない。このため安定してウエハの接合をすることができる。

実施例1と実施例2とでは第1ウエハホルダWH1及び第2ウエハホルダWH2の全面を覆うような大きさの永久磁石PMと電磁コイルMCとを設置したが、分割して設置することもできる。磁場を分割することで、ウエハホルダWHは固定圧を均一にしたり第1受電端子RV1の形成をしやすくしたりすることができる。

図10は、永久磁石PMを分割した例である。
図10(a)は第1ウエハホルダWH1をウエハWの載置面の反対面から見た図であり、2つの直径の異なるリング状の永久磁石PM1を設置した場合を示している。また図10(b)は図10(a)のB−B断面を示している。図10(c)は第1ウエハホルダWH1において円状の永久磁石PM1を均等な磁場になるような3箇所に設置した場合を示している。また図10(d)は図10(c)のD−D断面を示している。なお図10(a)と図10(c)とに対向する第2ウエハホルダWH2は同じ形状の電磁コイルMC又は第2永久磁石PM2を設置する。

<実施例3>
実施例3では実施例1で示した第2ウエハホルダWH2に蓄電池CBを設置することで、第2ウエハホルダWH2の受電端子RVの数を減らし、ウエハホルダローダWHLに給電端子SPを設置する必要がない固定機能を持つ第2ウエハホルダWH2を提供する。

つまり、第2ウエハホルダWH2の電磁コイルMCへの給電に蓄電池CBを用いることで、移動中のウエハホルダローダWHLからの給電をする必要がなくなる。実施例3の第2ウエハホルダWH2は図8(a)で示した2箇所の第1受電端子RV1を形成すればよい。

図11は蓄電池CBを搭載した第2ウエハホルダWH2を示す。図11(a)の蓄電池CBは第2ウエハホルダWH2の外部に設置する場合を示し、図11(b)はコストがかかるが、第2ウエハホルダWH2の内部に蓄電池CBを設置する場合を示す。

蓄電池CBは加熱加圧装置70の中に入るために高温にさらされ、爆発又は液漏れなどの危険がある。このため蓄電池CBを熱から保護する必要がある。第2ウエハホルダWH2は第2ウエハW2を真空吸着する。このため、図11(a)と(b)とに示すように、第2ウエハホルダWH2の蓄電池CBの外周に空間を作り、吸引配管VIに接続することで蓄電池CBの外周を真空にする。また蓄電池CBを断熱材ISで固定することで熱伝導を防ぐことができる。また、ウエハ同士の接合はより低温で加熱加圧処理する技術が進んでいるため、外周温度が下がる傾向にある。外周温度が十分に低い接合方法を選ぶ場合には上記のような熱伝導対策は不要となる。よって接合方法に合わせ実施例3のようにウエハホルダを適用するかどうか判断してもよい。

例えば、蓄電池CBはアライナー50の第2テーブル56に第2ウエハホルダWH2が保持されると、第1給電端子SP1より充電され、第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2との精密な位置合わせを終えると給電を止め、蓄電池CBから電磁コイルMCへ電流を流す。また蓄電池CBは分離冷却ユニット80の図示しない冷却テーブルに第1給電端子SP1を設置することで充電することができ、ほぼ移動中のみにおいて蓄電池CBの電力を使うように設計することもできる。また、ウエハホルダストッカー30においても第2ウエハホルダWH2の蓄電池CBに充電することもできる。

分離するためには分離冷却ユニット80において、蓄電池CBからの給電を切ることで第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2との分離をすることができる。
本実施例のウエハホルダWHにおける固定分離処理は、ほぼウエハホルダローダWHLからの給電を蓄電池CBに変更するだけでよく、図6のフローチャートと同様に処理することができる。

ウエハ張り合わせ装置100の全体斜視図である。 ウエハ張り合わせ装置100の上面概略図である。 (a)は、アライナー50の側面図である。 (b)は、対向するウエハホルダWHを示す図である。 (c)は、磁場で吸引しあうウエハホルダWHを示す図である。 (a)は、4箇所の受電端子を持つ第2ウエハホルダWH2の裏面を示す図である (b)は、第2ウエハホルダWH2と第2テーブル56との関係を示す側面図である。 (a)は、4箇所の受電端子を持つ第2ウエハホルダWH2の裏面を示す図である。 (b)は、第2ウエハホルダWH2とハンド部HDとの関係を示す側面図である。 (c)は、ウエハホルダローダWHLのハンド部HDを示す図である。 ウエハホルダWHにおける固定分離処理のフローチャートを示す。 (a)は、実施例2の対向するウエハホルダWHを示す図である。 (b)は、永久磁石の磁場で吸引しあうウエハホルダWHを示す図である。 (a)は、2箇所の受電端子を持つ第2ウエハホルダWH2の裏面を示す図である (b)は、第2ウエハホルダWH2と第2テーブル56との関係を示す側面図である。 互いに永久磁石を形成するウエハホルダWHにおける固定分離処理のフローチャートを示す。 (a)は、リング状の第1永久磁石PM1を持つ第1ウエハホルダWH1を示し、(b)はそのB−B断面図である。(c)は、円状で均等に分割した第1永久磁石PM1を持つ第1ウエハホルダWH1を示し、(d)はそのC−C断面図である。 (a)は、第2ウエハホルダWH2の外部に蓄電池CBを形成する場合の図である。 (b)は、第2ウエハホルダWH2の内部に蓄電池CBを形成する場合の図である。 (a)は、ウエハホルダ130の外部に4箇所の固定具を用いた場合の図である。 (b)は、ウエハホルダ130の外部に3箇所の固定具を用いた場合の図である。 (c)は、(a)のA−A断面を示す図である。

符号の説明

CA … アライメントカメラ
CB … 蓄電池
HP … 保持部
FI … 固定具
VI … 吸引配管
IS … 断熱材
NC … ノッチ
NT … 切り欠け部
MC … 電磁コイル
PM … 永久磁石
RV … 受電端子
SP … 給電端子
TA … 取り付け領域
W … 半導体ウエハ
WH … ウエハホルダ
WL … ウエハローダ
HD … ハンド部
WHL … ウエハホルダローダ
10 … ウエハストッカー
20 … ウエハプリアライメント装置
30 … ウエハホルダストッカー
40 … ウエハホルダプリアライメント装置
50 … アライナー
53 … 駆動部
54 … 第1テーブル
56 … 第2テーブル
70 … 加熱加圧装置
80 … 分離冷却ユニット
85 … ウエハ用ストッカー
70 … 加熱加圧装置
80 … 分離冷却ユニット
90 … 主制御装置
100 … ウエハ張り合わせ装置
130 … 従来のウエハホルダ

Claims (6)

  1. 第1面と第2面とを有する非磁性体で構成され、この第1面で第1基板を保持する第1基板ホルダと、
    第3面と第4面とを有する非磁性体で構成され、この第3面で第2基板を保持する第2基板ホルダと、
    前記第1基板ホルダの外周より内側に配置された第1磁気発生部と、
    前記第2基板ホルダの外周より内側に配置された第2磁気発生部と、
    前記第2基板ホルダに設けられ前記第2磁気発生部に給電する第1端子と、
    前記第1端子とは異なり、前記第2基板ホルダに設けられ前記第2磁気発生部に給電する第2端子と、を備え、
    前記2基板ホルダがステージに載置されている際に、前記第1端子に電力が給電され、且つ前記第2基板ホルダが前記ステージから離れている際に、前記第2端子に電力が給電されることを特徴とする基板ホルダ装置。
  2. 前記第2磁気発生部は電磁コイルであり、前記第1磁気発生部は永久磁石であることを特徴とする請求項1に記載の基板ホルダ装置。
  3. 前記第2基板ホルダは電磁コイルに電力を供給する蓄電池を有することを特徴とする請求項2に記載の基板ホルダ装置。
  4. 前記第2磁気発生部は電磁コイル及び永久磁石であり、前記第1磁気発生部は永久磁石であることを特徴とする請求項1に記載の基板ホルダ装置。
  5. 前記磁気コイルは前記第2基板ホルダの外周に形成された溝部内に配置されることを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の基板ホルダ装置。
  6. 前記第1磁気発生部及び前記第2磁気発生部は、前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダのそれぞれに複数配置されていることを特徴とする請求項1に記載の基板ホルダ装置。
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