JP5309503B2 - 位置決め装置と、位置決め方法と、これらを有する半導体製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハの積層工程におけるウェハの位置決め装置と、位置決め方法と、これらを有する半導体製造装置に関する。

近年携帯型の電子機器、例えば携帯電話やノートパソコン、携帯型オーディオ機器、デジタルカメラの進歩が著しい。これに伴って、用いられる半導体装置に対してもチップ自体の性能向上に加え、チップの実装技術においても改良が求められ、特に、チップ実装面積の低減と半導体装置の高速駆動化の観点からの実装技術の改良が求められている。

チップ実装面積の低減のために、チップを積層することにより実装面積を増加させずに実装チップ量を増加させ、実効的な実装面積の低減をはかることが行われている。例えば、チップとチップや、チップと実装基板をワイヤによって接続するワイヤボンド方式によるもの、チップの裏面に設けられたマイクロバンプを介して、チップとチップや、チップと実装基板を接続するフリップチップ方式によるもの、或いはワイヤボンド方式、フリップチップ方式の双方を用いて、チップとチップや、チップと実装基板を接続するもの等が知られている。

また、ウェハ同士の電極接合プロセスに加熱処理や加圧処理を伴う場合には、ウェハをウェハホルダに吸着させた状態でプロセス処理を行うのが一般的である。ウェハホルダを使用する場合は、ウェハを吸着した状態のウェハホルダを２組用意し、それらをウェハ張り合わせ装置内で高精度の位置決め処理を行い、互いに対向させた状態で張り合わせ処理を行うことが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３０２８５８号公報

従来、ウェハホルダに対するウェハの位置決めを行う装置としてプリアライメント装置（位置決め装置）が用いられている。この位置決め装置は、ウェハとウェハホルダに形成されているそれぞれの基準マークをウェハのホルダステージの上方に支持された検出装置で検出し、検出結果に基づきウェハをホルダステージを介して移動してウェハホルダに位置決めする。

しかしながら、基準マークを検出する検出装置が、ホルダステージの上方に間隙を空けて配置された支持部材を介して配置されているため、位置決め装置の周辺温度の変化に伴う支持部材の熱膨張などによって、所定位置からずれてしまい、ウェハとウェハホルダの位置決め精度を悪化させるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、検出装置の位置ずれ量を検出してウェハとウェハホルダの位置決め量を補正し、位置決め精度の劣化を防止する位置決め装置と、位置決め方法と、これらを有する半導体製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、
ウェハホルダ搬送部により搬送されるウェハホルダと、
前記ウェハホルダに位置決めされるウェハを保持し、ＸＹθ方向に移動可能なホルダステージと、
前記ウェハと前記ウェハホルダのそれぞれの基準マークを検出する検出装置と、
前記ホルダステージに形成された基準ポイントの位置座標を前記検出装置により計測する制御部とを有し、
前記制御部は、前記ホルダステージを介して前記基準ポイントを規定された位置に移動後、前記検出装置の視野中心に対する前記基準ポイントの位置座標の変化量を計測し、
前記ウェハホルダが前記ホルダステージに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハホルダの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハホルダの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
前記ウェハが前記ウェハホルダに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
それぞれ補正した前記位置座標を使用して、前記ウェハホルダの位置座標と前記ウェハの位置座標の間のずれ量を計測し、当該ずれ量が規定の範囲を超えた場合に前記ホルダステージを介して前記ずれ量を補正して前記ウェハと前記ウェハホルダの位置決めを行うことを特徴とする位置決め装置を提供する。

また、本発明は、ウェハホルダ搬送部により搬送されたウェハホルダに位置決めされるウェハを保持し、ＸＹθ方向に移動可能なホルダステージに配設された基準ポイントの位置座標を、前記ウェハと前記ウェハホルダのそれぞれの基準マークを検出する検出装置により、前記ホルダステージを介して前記基準ポイントを規定された位置に移動後、前記検出装置の視野中心に対する前記基準ポイントの位置座標の変化量を計測し、
前記ウェハホルダが前記ホルダステージに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハホルダの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハホルダの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
前記ウェハが前記ウェハホルダに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
それぞれ補正した前記位置座標を使用して、前記ウェハホルダの位置座標と前記ウェハの位置座標の間のずれ量を計測し、当該ずれ量が規定の範囲を超えた場合に前記ホルダステージを介して前記ずれ量を補正して前記ウェハと前記ウェハホルダの位置決めを行うことを特徴とする位置決め方法を提供する。

また、本発明は、前記位置決め装置を有することを特徴とする半導体製造装置を提供する。
また、本発明は、２体のウェハを位置決めして貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
前記位置決め装置で２体のウェハホルダにそれぞれ位置決めされた前記２体のウェハを前記２体のウェハホルダを介して貼り合せることを特徴とする貼り合わせ装置を提供する。
また、本発明は、前記位置決め方法を有することを特徴とする半導体製造方法を提供する。
また、本発明は、前記位置決め方法でそれぞれのウェハホルダに位置決めされたそれぞれのウェハを前記ウェハホルダを介して貼り合せることを特徴とする貼り合わせ方法を提供する。

本発明によれば、検出装置の位置ずれ量を検出してウェハとウェハホルダの位置決め量を補正し、位置決め精度の劣化を防止する位置決め装置と、位置決め方法と、これらを有する半導体製造装置を提供することができる。特に、装置が温調チャンバ内に配置されず、装置周囲の温度変化が大きい場合に大きな効果を有する。

以下、本発明の一実施の形態にかかる位置決め装置とこれを有する半導体製造装置について説明する。

図１は、実施の形態にかかる位置決め装置とこれを有するウェハ張り合わせ装置を含む半導体製造装置の概略構成図である。図２は、位置決め装置の側面概観図である。図３は、位置決め装置の概略構成図である。図４は、位置決め装置における検出装置の位置ずれ量計測状態を示す概略図である。図５は、位置決め装置の概略制御フローを示し、（ａ）は全体フローを、（ｂ）は検出装置（カメラ）のずれ量計測フローを、（ｃ）は、ウェハとウェハホルダの位置決め補正フローをそれぞれ示す。なお図３において、ＸＹＺ軸を図示のように定める。

図１において、実施の形態にかかる半導体製造装置１００は、ウェハ外形検出装置１０を内蔵する位置決め装置５０と、位置決めされた２体のウェハをウェハホルダを介して接合して積層ウェハを形成するウェハ貼り合わせ部９０とから構成されている。

前工程を終了してウェハ外形検出装置１０に投入されたウェハは、ウェハ外形検出装置１０で最上面の貼り合わせ面に対応するウェハの外形や、ウェハのノッチ位置、或いはオリフラ位置が検出される。

ウェハ外形検出装置１０の検出結果に基づき、ウェハのノッチ位置、或いはオリフラ位置が、後述する、位置決め装置５０でウェハホルダの所定位置に位置決めされる。

ウェハ位置決め装置５０でウェハホルダに位置決めされたウェハとウェハホルダのセット（ワーク）は、搬送ロボット６０でウェハ貼り合わせ部９０に搬送され、２体のウェハがウェハホルダを介してウェハ貼り合わせ部９０で接合されて貼り合わせウェハ１が形成される。

図２において、ウェハ位置決め装置５０は、後述するように、ウェハステージ６の上方に支持部５１で支持された画像撮像部８が配置されている。

以下、位置決め装置５０について図３を参照しつつ説明する。

図３において、ウェハ１（単板ウェハ、張り合わせウェハの両者をウェハと記す）が、ウェハ回転テーブル３の回転軸に固定されたターンテーブルに載置される。また、ウェハ回転テーブル３のモータ３ａには、モータ３ａの回転位置（回転角度）を検出するためのロータリーエンコーダ３ｂが内蔵されている。

ウェハ１は、ウェハ１の外周部近傍の少なくとも二箇所にアライメントマーク１ａ、１ｂとノッチｎを有する。このウェハ１の二箇所のアライメントマーク１ａ、１ｂの位置を計測することで二箇所のマーク１ａ、１ｂを結ぶ線分とＸ軸とのなす角度、すなわちウェハ１の角度変動を計測する。

ウェハ外形検出装置１０には、透過型ラインセンサー４が、回転するウェハ１の外周部近傍に配置され、ノッチｎの位置を検出する。

透過型ラインセンサー４は、一般的に用いられるウェハ外形検出センサーで発光部からライン状の平行光を照射し、その透過光を受光部で感知し透過部と遮蔽部の境界の位置を出力するセンサである。

ウェハ回転テーブル３、透過型ラインセンサー４等を制御すると共に、各信号を処理するための後述する各種制御部からなるコントローラ９を有している。

ウェハ回転テーブル３のモータ３ａは、不図示の回転子と固定子を有し、固定子に対し回転子は電磁力等でトルクを発生し回転できる構造となっている。

ロータリエンコーダ３ｂは、モータ３ａに内蔵され、モータ３ａの回転角度に応じた回転角検出を行うものである。パルスカウントで角度を判定できるが、モータ３ａの初期化の際に原点センサ（不図示）でカウントリセットを行う。カウント値からモータ回転角度への変換はデータ処理部（コントローラ９）で行う。なお、ロータリエンコーダ３ｂは内蔵でも外付けでも構わない。

ウェハ回転テーブル３は、モータ３ａの回転子に取り付けられ、ウェハ１を吸着する機能をもつ。吸着されたウェハ１はウェハ回転テーブル３の回転とともに回る。なお、実施の形態では、真空吸着を用い、ウェハ回転テーブル３までの真空導入はロータリユニオンなどを中継して行うものとする。なお、真空吸着に代えて静電吸着等を用いることもできる。

コントローラ９内のモータドライバは、ウェハ回転テーブル３を駆動するためのコントロールドライバであって、回転指令を送信すると指令回転数での回転が可能となり、目的回転角への位置指令を送信すると所定回転角へ位置決め可能となる。ウェハ回転テーブル３の駆動条件などの様々なパラメータが設定可能で、パラメータに応じたウェハ回転テーブル３の駆動を可能にしている。

コントローラ９は、透過型ラインセンサー４、ロータリーエンコーダ３ｂ等の出力電圧を時間同期、あるいはエンコーダカウント同期に合わせてデータを読み込む機能を有する。読み取ったデータはデータ処理される。

またコントローラ９は、ウェハ外形検出装置１０の場合、計測データの演算処理や記憶を行ったり、各ドライバへの指令を行ったり、ドライバの状態を読み取る等の処理を行う。また、投入されたウェハの状態判別を行い状態に対応する処理指令等を行う。

図３に示す、ウェハ投入ロボット１１は、ウェハ１を所定の保管場所からウェハ回転テーブル３上へ積載するためのロボットである。アーム先端でウェハ１を吸着保持し搬送を行う。また、多関節構造でアームの伸縮が可能である。

ウェハ回転テーブル昇降機構部３ｃは、ウェハ回転テーブル３を垂直方向に上下動させる駆動部である。

搬送機構部(Ｙ軸)５は、ウェハ１をウェハ回転テーブル３からウェハホルダステージ６へ搬送するための機構部である。アーム先端でウェハ１を吸着保持し搬送を行う。

ウェハ搬送部(Ｚ軸)６ａは、ウェハ１を垂直方向に上下動させる駆動部である。ウェハ１を吸着保持するための吸着ピンを有する。

ウェハホルダ２は、ウェハ１を保持する基材で、ウェハ１を着脱可能に吸着する面を有する。

ウェハホルダステージ（θ軸）６ｂは、ウェハホルダ２を回転させる駆動部でウェハ搬送部（Ｚ軸）６ａを搭載し、ウェハホルダ２を吸着保持する機構を有する。

ウェハホルダステージ（Ｘ軸）６ｃは、ウェハホルダ２をＸ軸方向に移動させる駆動部でウェハホルダステージ（θ軸）６ｂを搭載している。

ウェハホルダステージ（Ｙ軸）６ｄは、ウェハホルダ２をＹ軸方向に移動させる駆動部でウェハホルダステージ（Ｘ軸）６ｃを搭載している。

ウェハホルダ投入ロボット１２は、ウェハホルダ２をウェハホルダステージ６上へ搬送するロボットである。なお、ウェハホルダ投入ロボット１２は、ウェハ投入ロボット１１と兼用でも構わない。

また、コントローラ９は、回転モータ昇降機構部３ｃ、ウェハ搬送部（Ｙ軸）６ｄ、ウェハ搬送部（Ｚ軸）６ａの駆動機構それぞれのドライバコントローラと、ウェハホルダステージ（θ軸）６ｂ、（Ｘ軸）６ｃ、（Ｙ軸）６ｄの駆動機構それぞれのドライバコントローラ、および制御部（ＣＰＵ）等を含み、ウェハ位置決めシーケンス制御を行う。

ウェハホルダ２に載置されたウェハ１は、画像撮像部８で、アライメントマーク１ａ、１ｂの位置が検出される。画像撮像部８は、不図示の固定部に固定されている。ウェハホルダステージ６でウェハ１をＸＹ面内に移動し、画像撮像部８でアライメントマーク１ａ、１ｂのＸＹ座標を検出する。

実施の形態にかかる位置決め装置５０は、図２に示すように、画像撮像部８が支持部材５１の先端部に支持されホルダステージ６の上方に設置されている。位置決め装置５０の周辺温度はクリーンルーム等の環境に置かれているため、所定の温度コントロールが行われているが、支持部材５１が一軸方向に長い棒状であるため、僅かな温度変化で、画像撮像部８の位置にずれが発生し、結果として、ウェハ１とウェハホルダ２の基準マークの位置決めにずれが発生してしまう。

実施の形態にかかる位置決め装置５０では、画像撮像部８の位置ずれをホルダステージ６の基準ポイント座標を測定することで算出し、ウェハ１とウェハホルダ２の位置決め時の補正データとすることで、位置決め精度の向上を図っている。

以下、図４、および図５に示す制御フローを参照しつつ説明する。

図５（ａ）において、制御フローとしては、ステップ１で画像撮像部（カメラとも記す）８のずれ量計測を行い、このずれ量を補正量として、ステップ２でウェハ１の基準マーク１ａ、１ｂとウェハホルダ２基準マーク２ａ、２ｂの検出を行い、ウェハ１とウェハホルダ２の位置決めを行う。なお、ずれ量の計測は初期時点、所定の時間間隔、或いは位置決め毎に行う、の内いずれかを選択して行うようにする。

図５（ｂ）は、画像撮像部８のずれ量計測フローを示す。ここでは、ずれ量計測を位置決め毎に行う場合について説明するが、これに限定されないことはいうまでも無い。

ステップＳ１１
図４の基準リフトピン（ＰＵＰ）７ｂが画像撮像部８の視野中心に来るようにウェハホルダステージ（Ｘ軸）６ｃ、（Ｙ軸）６ｄを駆動する。

ステップＳ１２
ウェハ搬送部（Ｚ軸）６ａを上下に駆動し、基準リフトピン７ｂの先端部を画像撮像部８に焦点合わせする。

ステップＳ１３
基準リフトピン７ｂの位置を画像撮像部８から得られた画像を処理することにより検出する。

ステップＳ１４
ステップＳ１３で得られた基準リフトピン７ｂの座標に基づき、基準リフトピン７ｂのずれ量（ΔＸ、ΔＹ）をコントローラ９で算出しコントローラ９のメモリに記憶する。

以上のステップで画像撮像部（カメラ）８のずれ計測を終了する。

次に、図５（ｃ）に基づきウェハ（ＷＨ）１とウェハホルダ２の位置決め補正が行われる。

ステップＳ２１
ウェハ（ＷＨ）１或いはウェハホルダ２の基準マークが画像撮像部８の視野中心に来るようにホルダステージ６をＸＹ駆動する。

ステップＳ２２
ウェハ１或いはウェハホルダ２の基準マーク位置を画像処理により検出する。

ステップＳ２３
検出された基準マーク位置座標と設計値とのずれ量Ｘ１、Ｙ１をコントローラ９で算出する。

ステップＳ２４
座標の補正量（Ｘ０、Ｙ０）を式、Ｘ０＝Ｘ１−ΔＸ、Ｙ０＝Ｙ１−ΔＹを用いて算出し記憶する。この補正量は、ウェハ１或いはウェハホルダ２の座標検出に際して用いられ、画像撮像部８のずれ量が補正され、ウェハ１とウェハホルダ２の基準マークの位置合わせが行われる。

なお、上記説明では、基準リフトピンとしてリフトピン７ｂを用いているが、他のリフトピン７ａ、７ｃを用いることもできる。

以下、位置決め装置５０の位置決め処理について説明する。なお、座標値については上記補正量が適用されて画像撮像部８のずれが補正される。

位置決め装置５０により外部より、投入されたウェハ１は、ウェハ外形検出装置１０を構成するウェハ回転テーブル３とウェハ回転テーブル３の近傍に設けられた外形検出部４にて外形検出処理が実施された後、搬送機構部５を経由してホルダステージ６上に保持されたウェハホルダ２に高精度で移載される。

ウェハローダー部１１によって位置決め装置５０に搬入されたウェハ１は、ウェハ回転テーブル３上に移載される。ウェハ回転テーブル３はウェハ１の裏面を真空吸着し保持する。

一方ホルダローダー部１２によって装置に搬入されたウェハホルダ２は、ホルダステージ６上に真空吸着され保持される。搬入されたウェハホルダ２上にホルダ位置決め用の基準マーク２ａおよび２ｂが存在する場合には、ホルダステージ６を駆動して基準マーク２ａおよび２ｂが画像撮像部８の直下になるようにホルダステージ６を駆動しそれぞれの基準マーク２ａおよび２ｂの画像検出を行う。ここで座標の補正量（Ｘ０、Ｙ０）が用いられる。

コントローラ部９はウェハ回転テーブル３を回転させながら、少なくとも１回転分以上の変位データを外形検出部４から取り込んでそのデータを解析することによって、搬入されたウェハのＸＹ方向のずれ量（Ｘｗ、Ｙｗ）およびノッチ位置角度（θｗ）を検出する。この検出アルゴリズムには、公知の手法が用いられるので説明を省略する。

コントローラ部９は２ａおよび２ｂの検出座標からホルダステージ座標中心に対するウェハホルダ２のホルダステージ８に対する偏芯量および回転成分のずれ量を算出する。

ウェハ１の位置ずれ量と、ウェハホルダ２の位置ずれ量が求まったら、次にウェハ１をウェハホルダ２に移載する動作を行う。以降の処理でも座標の補正量（Ｘ０、Ｙ０）が用いられる。

まず、ウェハ１のノッチｎ位置を０度位置（装置Ｘ座標）に合わせるため、ウェハ回転テーブル３を−θｗだけ回転させる。このときウェハ１中心位置も−θｗだけ回転するため、ノッチｎ位置を０度にあわせた後のＸＹ方向のずれ量を算出する。

次にウェハ回転テーブル３上に保持しているウェハ１を搬送部５に渡すためにウェハ回転テーブル３を搬送機構部５の位置まで下降し、その位置で搬送機構部５がウェハ吸着を行って所定の吸着圧を確認後に、ウェハ回転テーブル３の真空吸着をＯＦＦにする。その後ウェハ回転テーブル３は退避位置（搬送に干渉しない位置）まで下降する。

搬送機構部５に受け渡されたウェハ１は、搬送機構部５をＹ方向の予め決められた送り位置まで駆動することによりホルダステージ６の真上の位置まで運ばれる。

ホルダステージ６の真上まで搬送されたウェハ１をウェハホルダ２に移載するため、コントローラ９はホルダステージ６に対して受け取り位置まで移動するよう指令を出す。

ホルダステージ６を、目標位置まで移動後、コントローラ９はホルダステージ６に付随するリフトピン７ａ〜７ｃを、搬送機構部５で保持しているウェハ１の裏面に接触する位置まで上昇させ、リフトピン７ａ〜７ｃによる真空吸着をＯＮとしてウェハ１を保持する。

コントローラ９は、リフトピン７ａ〜７ｃによるウェハ１の保持が確実に行われたことを確認後、搬送機構部５のウェハ吸着をＯＦＦし、リフトピン７ａ〜７ｃをさらに上昇させ、搬送機構部５が駆動可能な退避位置で待機する。

リフトピン７ａ〜７ｃが待機位置に移動したことを確認後、コントローラ９は搬送機構部５を退避位置まで駆動し、その後ウェハ１を保持しているリフトピン７ａ〜７ｃをホルダステージ６上に保持されたウェハホルダ２の吸着面とウェハが接触する位置まで下降する。

次にコントローラ９は、ウェハホルダ２に静電保持用電圧を印加しウェハ１をウェハホルダ２に静電吸着する。保持用電圧を印加し所定の時間待ってウェハ１を適切な保持力で吸着したことを確認後リフトピン７ａ〜７ｃの真空吸着をＯＦＦしてさらに下降し、退避位置で停止する。

この時点でウェハ１はウェハホルダ２に移載されたことになるが、移載時にウェハ回転テーブル３上で発生していたウェハ１の偏芯量と、ウェハホルダ２位置ずれ量が一度の移動処理で補正されることが最大の特徴である。

この最初の移載処理の時点でウェハ１の外形中心とウェハホルダ２の中心が一致し、かつノッチｎ位置も０度位置に位置決めされていることになる。

次にウェハ１上に形成されたアライメントマーク１ａ及び１ｂが所定の範囲に入っているか検査する。ウェハ１上のアライメントマーク１ａ及び１ｂが存在する位置はウェハ１によって異なるので、処理開始前にオペレータが装置定数またはレシピにて登録しておく。

コントローラ９は、ウェハ１上に形成されたアライメントマークが画像撮像部８の直下になるようにホルダステージ６を駆動しアライメントマーク１ａ及び１ｂの画像検出を行う。少なくとも２点以上のアライメントマーク１ａ及び１ｂを検出したら、コントローラ部９は検出座標からホルダステージ座標中心に対するウェハ座標のずれ量および回転成分のずれ量を算出する。

次にコントローラ９は、ウェハホルダ座標に対するウェハ座標のずれ量が規定の範囲内か確認する。ウェハ座標のずれ量が規定の範囲以内であればウェハ移載終了と判断し、ウェハ１を吸着した状態のままウェハホルダ２を後工程の装置（張り合わせ装置など）に搬送する。

もし、ウェハ座標のずれ量が規定の範囲を超えていた場合は、以下の手順により補正を行う。

まずホルダステージ６を最初の移載時にウェハ受け取った位置まで再度移動する。移動完了後リフトピン７ａ〜７ｃを上方向に駆動し、ウェハ１の裏面に接触する位置で一旦停止し、リフトピン７ａ〜７ｃによるウェハの真空吸着をＯＮにする。

次にウェハホルダ２に印加している静電吸着用電圧をＯＦＦし、十分に保持力が低下したあとリフトピン７ａ〜７ｃを上昇させウェハ１を上方の待機位置で停止させる。

次に退避位置まで移動していた搬送機構部５を送り位置まで移動させ、ウェハ１の下方で待機させる。次にリフトピン７ａ〜７ｃを搬送機構部５とのウェハ受け渡し位置まで下降させ、搬送機構部５にウェハ１を真空吸着させた後、リフトピン７ａ〜７ｃの真空吸着をＯＦＦして、最下部の退避位置まで下降させる。

次にホルダステージ６を補正駆動する。補正駆動は、先ずθ回転軸、次にＸ軸およびＹ軸を補正駆動する。

ホルダステージ６の各軸の補正駆動を終了したら、最初の移載処理と同様な手順で搬送機構部５上に一時退避されたウェハ１をそのまま下降し、ウェハホルダ２に保持吸着させる。この処理によりウェハ座標のずれ量を規定の範囲内に入れることができたので、ウェハ１を吸着した状態のままウェハホルダ２を後工程の装置（張り合わせ装置など）に搬送する。以上で、ウェハ移載処理が終了する。

以上述べたように、実施の形態にかかる位置決め装置によれば、装置周辺の温度変化などによる画像撮像部（カメラ）８の位置ずれを事前に検出することで座標ずれ補正を可能にすることができる。また、ずれ補正が可能なことにより、ウェハとウェハホルダの位置決め精度を向上させることができる。この結果、半導体装置の接合不良を低減することが可能になる。

また、カメラのずれ計測にリフトピンの一つを使用することができるため、新たに基準位置を設ける必要が無く、安価に構成することができる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

実施の形態にかかる位置決め装置とこれを有するウェハ張り合わせ装置を含む半導体製造装置の概略構成図である。 位置決め装置の側面概観図である。 位置決め装置の概略構成図である。 位置決め装置における検出装置の位置ずれ量計測状態を示す害略図である。 位置決め装置の概略制御フローを示し、（ａ）は全体フローを、（ｂ）は検出装置（カメラ）のずれ量計測フローを、（ｃ）は、ウェハとウェハホルダの位置決め補正フローをそれぞれ示す。

符号の説明

１ ウェハ
１ａ，１ｂ アライメントマーク
２ ウェハホルダ
２ａ、２ｂ 基準マーク
３ ウェハ回転テーブル
４ 外形検出部
５ 搬送機構部
６ ホルダステージ
７ａ、７ｂ、７ｃ リフトピン
８ 画像撮像部
９ コントローラ部
１０ ウェハ外形検出装置
１１ ウェハローダー部
１２ ホルダローダー部
５０ 位置決め装置
５１ 支持部
６０ 搬送ロボット
９０ ウェハ針合わせ装置
１００ 半導体製造装置

Claims (10)

1. ウェハホルダ搬送部により搬送されるウェハホルダと、
   前記ウェハホルダに位置決めされるウェハを保持し、ＸＹθ方向に移動可能なホルダステージと、
   前記ウェハと前記ウェハホルダのそれぞれの基準マークを検出する検出装置と、
   前記ホルダステージに形成された基準ポイントの位置座標を前記検出装置により計測する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記ホルダステージを介して前記基準ポイントを規定された位置に移動後、前記検出装置の視野中心に対する前記基準ポイントの位置座標の変化量を計測し、
   前記ウェハホルダが前記ホルダステージに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハホルダの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハホルダの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
   前記ウェハが前記ウェハホルダに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
   それぞれ補正した前記位置座標を使用して、前記ウェハホルダの位置座標と前記ウェハの位置座標の間のずれ量を計測し、当該ずれ量が規定の範囲を超えた場合に前記ホルダステージを介して前記ずれ量を補正して前記ウェハと前記ウェハホルダの位置決めを行うことを特徴とする位置決め装置。
2. 前記基準ポイントは、前記ホルダステージに配設されたリフトピンを含むことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
3. 前記ウェハを保持した状態で水平方向に回転させるウェハ回転テーブルと、
   前記ウェハ回転テーブル中心に対する前記ウェハのずれ量および回転原点に対するノッチ位置を検出するウェハ外形検出部と、
   前記ウェハを前記ウェハ回転テーブルから前記ホルダステージに搬送するウェハ搬送部とを、更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の位置決め装置を有することを特徴とする半導体製造装置。
5. ２体のウェハを位置決めして貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の位置決め装置で２体のウェハホルダにそれぞれ位置決めされた前記２体のウェハを前記２体のウェハホルダを介して貼り合せることを特徴とする貼り合わせ装置。
6. ウェハホルダ搬送部により搬送されたウェハホルダに位置決めされるウェハを保持し、ＸＹθ方向に移動可能なホルダステージに配設された基準ポイントの位置座標を、前記ウェハと前記ウェハホルダのそれぞれの基準マークを検出する検出装置により、前記ホルダステージを介して前記基準ポイントを規定された位置に移動後、前記検出装置の視野中心に対する前記基準ポイントの位置座標の変化量を計測し、
   前記ウェハホルダが前記ホルダステージに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハホルダの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハホルダの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
   前記ウェハが前記ウェハホルダに移載され、前記ホルダステージの移動により前記ウェハの基準マークが前記検出装置で検出された後、前記検出装置で検出された前記ウェハの基準マークの位置座標の補正量として前記変化量を使用し、
   それぞれ補正した前記位置座標を使用して、前記ウェハホルダの位置座標と前記ウェハの位置座標の間のずれ量を計測し、当該ずれ量が規定の範囲を超えた場合に前記ホルダステージを介して前記ずれ量を補正して前記ウェハと前記ウェハホルダの位置決めを行うことを特徴とする位置決め方法。
7. 前記基準ポイントは、前記ホルダステージに配設されたリフトピンを含むことを特徴とする請求項６に記載の位置決め方法。
8. ウェハ外形検出部によりウェハ回転テーブル中心に対する前記ウェハのずれ量および回転原点に対するノッチ位置を検出し、前記ウェハを前記ウェハ回転テーブルから前記ホルダステージにウェハ搬送部を介して搬送することを特徴とする請求項６または７に記載の位置決め方法。
9. 請求項６から８のいずれか１項に記載の位置決め方法を有することを特徴とする半導体製造方法。
10. 請求項６から８のいずれか１項に記載の位置決め方法でそれぞれのウェハホルダに位置決めされたそれぞれのウェハを前記ウェハホルダを介して貼り合せることを特徴とする貼り合わせ方法。

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