JP5724182B2

JP5724182B2 - 基板処理装置および積層半導体装置製造方法

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Publication number: JP5724182B2
Application number: JP2010036665A
Authority: JP
Inventors: 田中　慶一; 慶一田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2030-02-22
Also published as: JP2011171684A

Description

本発明は、基板処理装置、積層半導体装置製造方法及び積層半導体装置に関する。

基板を処理する過程において、多くの工程でロボットの搬送アームにより基板を搬送する（特許文献１を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１０−１０６２８号公報

ロボット搬送アームが急加速又は減速旋回をするときに、ロボットの制御用入力パルス信号とモータ回転との同期が失われ、モータが脱調することがある。脱調した状態では、ロボット内部のエンコーダ計測値と搬送アームの実際位置との間に誤差が生じる。外状態で搬送アームによる搬送を継続すると、搬送アーム又は搬送される基板等がチャンバー又はゲート弁等に接触するおそれがある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、基板を処理する複数の処理室に連結された連結室と、連結室に配され、基板を複数の処理室の間で搬送する搬送アームと、搬送アームに配され、搬送アームの移動量を計測する移動量計測部と、基板の方向における搬送アームの連結室内での位置を計測する位置計測部と、移動量計測部により計測された移動量に対応する位置と位置計測部により計測された位置との差に基づいて、基板を搬送する場合の搬送アームの位置を補正する補正部とを備える基板処理装置が提供される。

本発明の第２の態様においては、上記基板処理装置により基板を処理することを含む積層半導体装置製造方法が提供される。

本発明の第３の態様においては、上記積層半導体装置製造方法により製造された積層半導体装置が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全て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また、発明となりうる。

基板貼り合せ装置１００の構造を模式的に示す平面図である。搬送アームの位置補正過程を概略に示す連結室２５０の平面図である。センサー配置を概略に示す連結室２５０の断面図である。基板を載置する搬送アームの位置補正過程を示す連結室２５０の平面図である。ホルダ対１２０の断面及び搬送アーム２３０の給電端子３１２とホルダ対１２０の端子４１８との位置関係を示す。積層半導体装置の製造方法を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかか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の全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一の実施形態である基板貼り合せ装置１００の全体構造を模式的に示す平面図である。基板貼り合せ装置１００は、筐体１０２と、常温部１０４と、高温部１０６と、基板カセット１１２、１１４、１１６とを備える。常温部１０４および高温部１０６は、共通の筐体１０２の内部に設けられる。基板貼り合せ装置１００は、基板処理装置の一例である。

基板カセット１１２、１１４、１１６は、筐体１０２の外部に、筐体１０２に対して脱着自在に装着される。基板カセット１１２、１１４、１１６は、基板貼り合せ装置１００において接合される第１基板１２２および第２基板１２３を収容する。基板カセット１１２、１１４、１１６により、複数の第１基板１２２および第２基板１２３が一括して基板貼り合せ装置１００に装填される。また、基板貼り合せ装置１００において接合された第１基板１２２および第２基板１２３が一括して回収される。

常温部１０４は、筐体１０２の内側にそれぞれ配された、プリアライナ１２６、ステージ装置１４０、基板ホルダラック１２８および基板取り外し部１３０と、一対の搬送アーム１３２、１３４とを備える。筐体１０２の内部は、基板貼り合せ装置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。

プリアライナ１２６は、高精度であるが故にステージ装置１４０の狭い調整範囲に第１基板１２２または第２基板１２３の位置が収まるように、個々の第１基板１２２または第２基板１２３の位置を仮合わせする。これにより、ステージ装置１４０が確実に位置決めをすることができる。

基板ホルダラック１２８は、複数の上基板ホルダ１２４および複数の下基板ホルダ１２５を収容して待機させる。基板ホルダラック１２８は、基板取り外し部１３０の下方に配される。

ステージ装置１４０は、貼り合わせの対象である第１基板１２２と第２基板１２３における接合すべき電極同士の位置を合わせて、重ね合わせる。ステージ装置１４０は、上ステージ１４１と、下ステージ１４２と、制御部１４８とを含む。また、ステージ装置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、ステージ装置１４０における位置合わせ精度を維持する。

上ステージ１４１は、ステージ装置１４０の天板の下面に固定される。上ステージ１４１は、下向きの載置面において、真空吸着により上基板ホルダ１２４を吸着する。当該吸着方法は、静電吸着であってもよい。上基板ホルダ１２４は、その下面に静電吸着により第１基板１２２を吸着して保持する。

下ステージ１４２は、ステージ装置１４０の底板に設けられた移動ステージに配され、平行移動、上下移動及び傾斜移動ができる。下ステージ１４２は、上ステージ１４１に対向して、上向きの載置面を有し、それに真空吸着等により下基板ホルダ１２５を保持する。下基板ホルダ１２５は、静電吸着により第２基板１２３を保持する。

制御部１４８は、下ステージ１４２の移動を制御する。制御部１４８は、下ステージ１４２を移動させて、上ステージ１４１に保持された第１基板１２２に対して、第２基板１２３の位置を合わせる。制御部１４８は、下ステージ１４２を上昇させて、第１基板１２２と第２基板１２３を重ね合せることができる。その後、上基板ホルダ１２４と下基板ホルダ１２５に挟まれた第１基板１２２と第２基板１２３は、位置固定部材により仮止めされる。上基板ホルダ１２４と下基板ホルダ１２５及びそれらに挟まれた第１基板１２２と第２基板１２３はホルダ対１２０を形成する。

基板取り外し部１３０は、高温部１０６から搬出された上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５に挟まれて貼り合わされた第１基板１２２および第２基板１２３を取り出す。貼り合わされた第１基板１２２および第２基板１２３を「積層基板」と記載することがある。上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５から取り出された積層基板は、搬送アーム１３４、１３２および下ステージ１４２により基板カセット１１２、１１４、１１６のうちのひとつに戻されて収容される。積層基板を取り出された上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５は、基板ホルダラック１２８に戻されて待機する。基板取り外し部１３０は、基板ホルダラック１２８の上方に配される。

なお、基板貼り合せ装置１００に装填される第１基板１２２および第２基板１２３は、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウェハ、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あってよい。また、装填された第１基板１２２および第２基板１２３が、既に複数のウェハを積層して形成された積層基板である場合もある。

一対の搬送アーム１３２、１３４のうち、基板カセット１１２、１１４、１１６に近い側に配置された搬送アーム１３２は、基板カセット１１２、１１４、１１６、プリアライナ１２６およびステージ装置１４０の間で第１基板１２２および第２基板１２３を搬送する。一方、基板カセット１１２、１１４、１１６から遠い側に配置された搬送アーム１３４は、ステージ装置１４０、基板ホルダラック１２８、基板取り外し部１３０およびロードロック室２２０の間で、第１基板１２２、第２基板１２３、上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５を搬送する。

搬送アーム１３４は、基板ホルダラック１２８に対して、上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５の搬入および搬出も担う。上ステージ１４１に第１基板１２２を保持させる場合に、搬送アーム１３４は、まず基板ホルダラック１２８から一枚の上基板ホルダ１２４を取り出して下ステージ１４２に載置する。下ステージ１４２は、基板カセット１１２、１１４、１１６に近い側に移動する。搬送アーム１３２は、プリアライナ１２６からプリアライメントされた第１基板１２２を取り出して、下ステージ１４２の上の上基板ホルダ１２４に載置して、静電吸着させる。

下ステージ１４２は、再び基板カセット１１２、１１４、１１６から遠い側に移動する。搬送アーム１３４は、下ステージ１４２から第１基板１２２を静電吸着した上基板ホルダ１２４を受け取り、裏返して上ステージ１４１に近づける。上ステージ１４１は、真空吸着によりその上基板ホルダ１２４を保持する。

搬送アーム１３４は、下ステージ１４２に下基板ホルダ１２５を載置する。搬送アーム１３２は、その上に第２基板１２３を載置して保持させる。これにより、上ステージ１４１に保持された第１基板１２２における回路等が形成された面は、下ステージ１４２に保持された第２基板１２３における回路等が形成された面に、対向するように配置される。

高温部１０６は、断熱壁１０８と、ロードロック室２２０と、複数の加圧室２４０と、その複数の加圧室２４０及びロードロック室２２０に連結された連結室２５０と、搬送アーム２３０と、搬送アーム２３２とを有する。断熱壁１０８は、高温部１０６を包囲して、高温部１０６の高い内部温度を維持すると共に、高温部１０６の外部への熱輻射を遮断する。これにより、高温部１０６の熱が常温部１０４に及ぼす影響を抑制する。高温部１０６は、その内部が一定の真空状態に維持される。これにより、高温部１０６に搬入された基板の汚染及び酸化を抑えることができる。

搬送アーム２３０および搬送アーム２３２は、連結室２５０に配される。搬送アーム２３０および搬送アーム２３２は、加圧室２４０のいずれかとロードロック室２２０との間でホルダ対１２０を搬送する。ロードロック室２２０は、常温部１０４側と高温部１０６側とに、交互に開閉するシャッタ２２２、２２４を有する。ロードロック室２２０は、常温部１０４と高温部１０６との間にホルダ対１２０を受け渡す過程において、ホルダ対１２０を仮置きする。

第１基板１２２、第２基板１２３、上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５から構成されるホルダ対１２０が常温部１０４から高温部１０６に搬入される場合、まず、常温部１０４側のシャッタ２２２が開かれ、搬送アーム１３４がホルダ対１２０をロードロック室２２０に搬入する。次に、常温部１０４側のシャッタ２２２が閉じられ、ロードロック室２２０内部が真空に引かれる。ロードロック室２２０内部の真空度が、高温部１０６側の真空度になったら、高温部１０６側のシャッタ２２４が開かれる。

続いて、搬送アーム２３０および搬送アーム２３２のいずれかが、ロードロック室２２０からホルダ対１２０を搬出して、加圧室２４０のいずれかに装入する。加圧室２４０は、上基板ホルダ１２４と下基板ホルダ１２５に挟まれた状態で加圧室２４０に搬入された第１基板１２２及び第２基板１２３を加熱および加圧する。これにより第１基板１２２と第２基板１２３が接合されて、貼り合わされる。なお、加圧室２４０は、第１基板１２２及び第２基板１２３を加熱せずに加圧することで第１基板１２２及び第２基板１２３を貼り合わせてもよい。

高温部１０６から常温部１０４にホルダ対１２０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、高温部１０６の内部雰囲気を常温部１０４側に漏らすことなく、ホルダ対１２０を高温部１０６に搬入または搬出できる。

このように、基板貼り合せ装置１００内の多くの領域において、上基板ホルダ１２４が第１基板１２２を保持した状態で、又は下基板ホルダ１２５が第２基板１２３を保持した状態で、搬送アーム１３４、２３０、２３２および下ステージ１４２により搬送される。第１基板１２２を保持した上基板ホルダ１２４又は第２基板１２３を保持した下基板ホルダ１２５が搬送される場合、搬送アーム１３４、２３０、２３２は、真空吸着、静電吸着等により上基板ホルダ１２４又は下基板ホルダ１２５を吸着して保持する。また、上基板ホルダ１２４又は下基板ホルダ１２５は、静電吸着により第１基板１２２または第２基板１２３を吸着して保持する。

図２は、搬送アームの位置補正過程を概略に示す連結室２５０の平面図である。図３は、センサー配置を概略に示す連結室２５０の断面図である。図２及び図３において、連結室２５０は、左側でシャッタ２２４を介してロードロック室２２０と連結される。

連結室２５０は、連結室筐体３２２および蓋３２４により密閉空間を形成する。連結室２５０には、搬送アーム２３０、２３２のほかに、センサー３０２、３０４、３０６及び基板検知部３０８が配置される。また、基板貼り合せ装置１００は、搬送アーム２３０、２３２を制御する制御部３３０を有する。

搬送アーム２３０、２３２は、搬送するホルダ対１２０の面に垂直な方向に重なって配置される。搬送アーム２３０、２３２は、互いに独立して動作する。搬送アーム２３０、２３２は、その内部に配され、搬送アーム２３０、２３２の移動量を計測する移動量計測部２３８を有する。移動量計測部２３８の例として、エンコーダ等の位置センサーが例示できる。

図３には、概略的に移動量計測部２３８が記載されているが、移動量計測部２３８は、単一の位置センサーであってよく、それぞれ適切な位置に配置された複数の位置センサーにより構成されてもよい。例えば、移動量計測部２３８は、搬送アーム２３０の平行移動を計測するエンコーダ、搬送アーム２３０の回転移動を計測するエンコーダ、搬送アーム２３２の平行移動を計測するエンコーダ及び搬送アーム２３２の回転移動を計測するエンコーダを含んでよい。

搬送アーム２３０は、その先端に２本のフィンガー２３４を有して、そのフィンガー２３４によって基板又はホルダ対１２０を保持する。搬送アーム２３０は、二つの給電端子３１２を有し、その給電端子３１２を通じて保持するホルダ対１２０に静電吸着用の電圧を供給する。搬送アーム２３２も、同様に、その先端に２本のフィンガー２３６を有し、なお二つの給電端子を有する。

センサー３０２、３０４、３０６は、ホルダ対１２０の面方向における搬送アーム２３０、２３２の実際の位置を計測する。センサー３０２、３０４、３０６は、位置計測部の一例である。センサー３０２、３０４、３０６により計測したデータは、制御部３３０に送信される。センサー３０２、３０４、３０６として、レーザーセンサー等が例示できる。

センサー３０２、３０４、３０６は、剛性の高い連結室筐体３２２に固定されるので、連結室２５０の構造的不安定による計測誤差を回避できる。センサー３０２、３０４、３０６は、連結室筐体３２２におけるロードロック室２２０の近傍に配される。例えば、図２に示すように、連結室２５０が多角形で、それぞれの辺がロードロック室２２０、加圧室２４０等に連結されている場合、センサー３０２、３０４、３０６は、ロードロック室２２０が連結された辺の側に配される。

基板検知部３０８は、蓋３２４に配される。図２に示すように、連結室２５０が多角形で、それぞれの辺がロードロック室２２０、加圧室２４０等に連結されている場合、基板検知部３０８は、各加圧室２４０が連結された辺の近傍に配されてよく、図３に示すように、ロードロック室２２０が連結された辺の近傍に配されて良い。

基板検知部３０８は、搬送アーム２３０又は２３２がホルダ対１２０を保持したか否かを検知する。基板検知部３０８の検知データは、制御部３３０に送信される。基板検知部３０８として、カメラ、レーザーセンサー等が例示できる。

制御部３３０は、搬送アーム２３０、２３２を制御する。制御部３３０は、移動量計測部２３８により計測された搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２移動量に対応する位置と、センサー３０２、３０４、３０６により計測された位置との差に基づいて、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２が目標位置からずれたか否かを判断できる。制御部３３０は、更に移動量計測部２３８により計測された搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２移動量に対応する位置と、センサー３０２、３０４、３０６により計測された位置との差に基づいて、ホルダ対１２０を搬送する場合の搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の位置を補正することができる。

以下、図面を用いて、センサー３０２、３０４、３０６により搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の位置を計測し補正する過程について説明する。図２は、搬送アーム２３０の位置を計測し補正する過程を概略的に示す。この場合、搬送アーム２３２は、搬送アーム２３０の計測に干渉しないように、搬送アーム２３０から離れた位置に退避する。まず、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持しない状態で位置が計測される。

制御部３３０は、まず搬送アーム２３０を予め定めた位置（原点という場合がある。）に延伸させる。そして、図２に示すように、制御部３３０は、原点からフィンガー２３４を徐々に右方向（時計の回転方向）に回転させる。フィンガー２３４がセンサー３０２により検知された位置で、制御部３３０はフィンガー２３４の回転を停止する。

センサー３０２の位置が既知であるので、フィンガー２３４が原点からセンサー３０２により検出される位置まで回転する角度が一定である。その角度をα_１とする。制御部３３０は、α_１と移動量計測部２３８により検出したフィンガー２３４の回転角度（θ_１Ｒとする。）を対比することにより、フィンガー２３４の実際の位置にずれがあるか否かを判断する。

例えば、制御部３３０は、（θ_１Ｒ−α_１）の値を算出して、その値の符号が正（＋）であれば、θ_１Ｒがα_１より大きく、フィンガー２３４の位置が左方向（時計の逆回転方向）に（θ_１Ｒ−α_１）だけずれたことと判断できる。即ち、制御部３３０が搬送アーム２３０を原点位置に配置すべく制御したが、実際にはフィンガー２３４が原点位置から左方向に（θ_１Ｒ−α_１）だけずれて位置していたことが分かる。この場合に、制御部３３０は、フィンガー２３４の位置を右方向に（θ_１Ｒ−α_１）だけ回転させて、再度原点位置を設定し直して、フィンガー２３４の位置を補正することができる。このように、制御部３３０は、（θ_１Ｒ−α_１）の値の符号により、フィンガー２３４のずれた方向を判断でき、絶対値｜θ_１Ｒ−α_１｜から位置ずれの量を判断できる。更に、このずれの方向及び量に基づいて、制御部３３０は、フィンガー２３４の位置を補正することができる。

また、フィンガー２３４の回転方向の位置ずれは、センサー３０４によっても検出することができる。この場合に、図２において破線で示すように、制御部３３０は、原点からフィンガー２３４を徐々に左方向（時計の逆回転方向）に回転させる。フィンガー２３４がセンサー３０４により検知された位置で、制御部３３０はフィンガー２３４の回転を停止する。

センサー３０４の位置が既知であるので、搬送アーム２３０が原点からセンサー３０４により検出される位置まで回転する角度が一定である。その角度をβ_１とする。制御部３３０は、β_１と移動量計測部２３８により検出したフィンガー２３４の回転角度（θ_１Ｌとする。）を対比することにより、フィンガー２３４の実際の位置にずれがあるか否かを判断する。

例えば、制御部３３０は、（θ_１Ｌ−β_１）の値を算出して、その値の符号が負（−）であれば、θ_１Ｌがβ_１より小さく、フィンガー２３４の位置が左方向（時計の逆回転方向）に｜θ_１Ｌ−β_１｜だけずれたことと判断できる。即ち、制御部３３０が搬送アーム２３０を原点位置に配置したときに、実際にはフィンガー２３４が原点位置から左方向に｜θ_１Ｌ−β_１｜だけずれて位置したことである。制御部３３０は、（θ_１Ｌ−β_１）の値の符号により、フィンガー２３４のずれた方向を判断でき、絶対値｜θ_１Ｌ−β_１｜から位置ずれの量を判断できる。制御部３３０は、フィンガー２３４の位置を右方向に｜θ_１Ｌ−β_１｜だけ回転させて、再度原点位置を設定し直して、フィンガー２３４の位置を補正することができる。

理論的に、センサー３０２及び移動量計測部２３８の計測により取得した｜θ_１Ｒ−α_１｜は、センサー３０４及び移動量計測部２３８の計測により取得した｜θ_１Ｌ−β_１｜の値と一致するはずである。センサー等計測機器の精度により、｜θ_１Ｒ−α_１｜と｜θ_１Ｌ−β_１｜が一致しない場合には、制御部３３０は、（θ_１Ｒ−α_１）と（θ_１Ｌ−β_１）の平均値をもってフィンガー２３４の位置を補正するように設定されてよい。

制御部３３０は、予め定めた周期で上述の計測及び補正を行う。例えば、制御部３３０は、１ロットごとに、１回計測及び補正を行ってよい。なお、制御部３３０には、装置の許容範囲において一定の閾値が設定される。制御部３３０は、フィンガー２３４の位置ずれがその閾値を超えたら警告を発して、上述の位置補正が完成するまでに搬送アーム２３０の動作を停止する。

同様に、搬送アーム２３２の位置も上述の方法により計測及び補正することができる。この場合、搬送アーム２３０は、搬送アーム２３２の計測に干渉しないように、搬送アーム２３２から離れた位置に退避する。

また、センサー３０２、３０４、３０６により、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２に保持されたホルダ対１２０の位置を計測及び補正することもできる。図４は、搬送アーム２３０に保持されたホルダ対１２０の位置を計測する過程を示す。この位置計測は、上述のフィンガー２３４の位置補正の後に行うことが好ましい。そうすれば、フィンガー２３４の位置ずれの影響を排除できる。

制御部３３０は、まずホルダ対１２０を保持した搬送アーム２３０を原点位置に延伸させる。そして、図４に示すように、制御部３３０は、原点からフィンガー２３４を徐々に右方向（時計の回転方向）に回転させる。ホルダ対１２０がセンサー３０２により検知された位置で、制御部３３０はフィンガー２３４の回転を停止する。

センサー３０２の位置が既知であるので、ホルダ対１２０が搬送アーム２３０により予め定められた位置に保持されたときに、原点からホルダ対１２０がセンサー３０２により検出される位置までの回転角度が一定である。その角度をα_２とする。制御部３３０は、α_２と移動量計測部２３８により検出したフィンガー２３４の回転角度（θ_２Ｒとする。）を対比することにより、ホルダ対１２０の実際の位置にずれがあるか否かを判断する。

なお、図４において破線で示すように、制御部３３０は、原点からフィンガー２３４を徐々に左方向（時計の逆回転方向）に回転させる。ホルダ対１２０がセンサー３０４により検知された位置で、制御部３３０はフィンガー２３４の回転を停止する。

センサー３０４の位置が既知であるので、ホルダ対１２０が搬送アーム２３０により予め定められた位置に保持されたときに、原点からホルダ対１２０がセンサー３０４により検出される位置までの回転角度が一定である。その角度をβ_２とする。制御部３３０は、β_２と移動量計測部２３８により検出したフィンガー２３４の回転角度（θ_２Ｌとする。）を対比することにより、ホルダ対１２０の実際の位置にずれがあるか否かを判断する。

また、制御部３３０は、原点からフィンガー２３４を徐々に前の方向（フィンガー２３４の延伸する方向）に平行移動させる。ホルダ対１２０がセンサー３０６により検知された位置で、制御部３３０はフィンガー２３４を停止する。

センサー３０６の位置が既知であるので、ホルダ対１２０が搬送アーム２３０により予め定められた位置に保持されたときに、原点からホルダ対１２０がセンサー３０６により検出される位置までの移動距離が一定である。その距離をＬ_１とする。制御部３３０は、Ｌ_１と移動量計測部２３８により検出したフィンガー２３４の移動距離（Ｌ_２とする。）を対比することにより、ホルダ対１２０の実際の位置にずれがあるか否かを判断する。例えば、（Ｌ_２−Ｌ_１）の値の符号が正（＋）であれば、Ｌ_２がＬ_１より大きく、制御部３３０は、ホルダ対１２０の位置が予め定められた位置から｜Ｌ_２−Ｌ_１｜だけ後の方向にずれたことと判断できる。

上述のように、センサー３０２、３０４、３０６を用いて、搬送アーム２３０に保持されたホルダ対１２０が予め定められた位置からどの程度、どの方向にずれたかを検出することができる。制御部３３０は、搬送アーム２３０によるホルダ対１２０の搬送が支障にならないように、フィンガー２３４の位置を修正して、ホルダ対１２０の位置を補正することができる。

例えば、ホルダ対１２０が予め定められた位置から左にａだけずれたとする。このずれにより、ホルダ対１２０を加圧室２４０に投入するとき、ホルダ対１２０が加圧室２４０のゲートに接触するおそれがある場合に、制御部３３０は、ホルダ対１２０が加圧室２４０のゲートに接触しないように、フィンガー２３４の位置を右方向に補正する。

制御部３３０には、装置の許容範囲において一定の閾値が設定される。制御部３３０は、ホルダ対１２０の位置ずれがその閾値を超えたら警告を発する。

しかし、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２がホルダ対１２０を持つ場合と持たない場合にそれぞれ閾値が設定されると、スループットが遅くなるおそれがある。よって、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２がホルダ対１２０を持つ場合と持たない場合の位置ずれの差が所定量を超えたときに警告してもよい。例えば、（｜α_１−α_２｜＋δ）を閾値として、｜θ_１Ｒ−θ_２Ｒ｜＞（｜α_１−α_２｜＋δ）の場合に、警告を発するように設定してもよい。ここで、δは装置の状況に基づいて定めてよい。

図５は、搬送アーム２３０の正面（フィンガー２３４が延伸される方向）から観察する搬送アーム２３０と、搬送アーム２３０に載置される向きに位置するホルダ対１２０の断面図である。ホルダ対１２０は、上基板ホルダ１２４と下基板ホルダ１２５に挟まれた第１基板１２２と第２基板１２３から構成される。ホルダ対１２０は、それぞれ上基板ホルダ１２４と下基板ホルダ１２５に設けられた固定部材４０２と固定部材４０４の結合により仮止めされて、第１基板１２２と第２基板１２３の相対位置が維持される。固定部材４０２及び固定部材４０４は、例えば、一方が磁石で、他方が磁性体であって、互いに磁力により結合できる構成を有してよい。

下基板ホルダ１２５は、その内部に第２基板１２３を静電吸着する二つの電極４１６を有する。下基板ホルダ１２５の底面には、電極４１６の端子４１８が下基板ホルダ１２５の外面に露出する。ホルダ対１２０は、搬送アーム２３０により搬送されるときは、端子４１８が搬送アーム２３０の伸縮可能な給電端子３１２と接続されて、搬送アーム２３０から静電吸着の電力が供給される。ホルダ対１２０が搬送アーム２３０において許容される位置ずれの閾値は、搬送アーム２３０の給電端子３１２と下基板ホルダ１２５の端子４１８との間で電圧を供給することができるずれの許容値であってよい。

図３に示す基板検知部３０８は、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２がロードロック室２２０にホルダ対１２０を搬送すべき動作毎に、ホルダ対１２０を保持した状態であるか否かを検知してよい。各加圧室、２４０の近傍に配される基板検知部３０８は、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２が各加圧室、２４０にホルダ対１２０を搬送すべき動作毎に、ホルダ対１２０を保持した状態であるか否かを検知してよい。センサー３０２、３０４、３０６により搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の位置を計測する計測回数は、基板検知部３０８によりホルダ対１２０の有無を検知する回数より少なくてよい。

図６は、積層半導体装置を製造する製造方法の概略を示す。図６に示すように、積層半導体装置は、当該積層半導体装置の機能・性能設計を行うステップＳ１１０、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップＳ１２０、積層半導体装置の基材である基板を製造するステップＳ１３０、マスクのパターンを用いたリソグラフィを含む基板処理ステップＳ１４０、上記の基板貼り合せ装置を用いた基板貼り合せ工程等を含むデバイス組み立てステップＳ１５０、検査ステップＳ１６０等を経て製造される。なお、デバイス組み立てステップＳ１５０は、基板貼り合せ工程に続いて、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む。

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、多様な変更又は改良を加えることができることが当業者に明らかである。その様な変更又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。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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、及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基板貼り合せ装置、１０２筐体、１０４常温部、１０６高温部、１０８断熱壁、１１２基板カセット、１１４基板カセット、１１６基板カセット、１２０ホルダ対、１２２第１基板、１２３第２基板、１２４上基板ホルダ、１２５下基板ホルダ、１２６プリアライナ、１２８基板ホルダラック、１３０基板取り外し部、１３２搬送アーム、１３４搬送アーム、１４０ステージ装置、１４１上ステージ、１４２下ステージ、１４５断熱壁、１４６シャッタ、１４８制御部、２２０ロードロック室、２２２シャッタ、２２４シャッタ、２３０搬送アーム、２３２搬送アーム、２３４フィンガー、２３６フィンガー、２３８移動量計測部、２４０加圧室、２５０連結室、３０２センサー、３０４センサー、３０６センサー、３０８基板検知部、３１２給電端子、３２２連結室筐体、３２４蓋、３３０制御部、４０２固定部材、４０４固定部材、４１６電極、４１８端子

Claims

ゲートから搬入された基板を処理する処理室と、
移動量を計測する移動量計測部を有し、前記基板を保持して前記処理室に搬送する搬送アームと、
前記搬送アームの位置および前記基板の位置を計測する位置計測部と、
前記移動量計測部により計測された前記搬送アームの移動量に対応する位置と、前記位置計測部により計測された前記搬送アームの位置とのずれ量に基づいて、前記基板を前記搬送アームにより搬送して前記処理室に搬入する場合に前記ゲートに対する接触が生じるか否かを判断する判断部と、
前記接触が生じると前記判断部が判断した場合に、前記基板を保持した状態で前記搬送アームの位置を補正する補正部と
を備え、
前記移動量計測部および前記位置計測部は、前記搬送アームが前記基板を保持した状態における前記移動量および前記基板の位置、並びに、前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における前記移動量および前記搬送アームの位置をそれぞれ計測し、
前記補正部は、
前記搬送アームが前記基板を保持した状態における、前記移動量計測部により計測された前記搬送アームの移動量に対応する前記基板の位置と、前記位置計測部により計測された前記基板の位置とのずれ量と、
前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における前記搬送アームの前記ずれ量と
の差が閾値を超えたら警告する基板処理装置。
前記補正部は、前記位置計測部により計測された前記搬送アームの位置の、前記接触が生じない目標位置に対するずれ量に基づいて、前記搬送アームの位置を補正する請求項１に記載の基板処理装置。
前記搬送アームは、前記基板とともに前記基板を静電吸着したホルダを搬送し、
前記搬送アームは、前記ホルダの静電吸着の端子に電圧を供給する端子を有し、
前記ホルダの前記搬送アームに対するずれの閾値は、前記搬送アームの前記端子と前記ホルダの前記端子との間で電圧を供給することができるずれの許容値である請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記補正部は、予め定めた位置に対する、前記位置計測部により計測された前記基板の位置のずれ量に基づいて、前記搬送アームの位置を補正する請求項１から３までのいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記処理室は、減圧環境で複数の前記基板を押圧して貼り合わせる加圧室、および、前記搬送アームに受け渡す前記基板を仮置きするロードロック室の一方である請求項１から４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記搬送アームは、前記基板の面に垂直な方向に重なって配された一対の搬送アームを含み、
前記一対の搬送アームは互いに独立して動作し、
前記位置計測部が前記一対の搬送アームの一方の位置を計測する場合に、他方の前記搬送アームは前記基板の面方向について前記一方の搬送アームに対してずれた位置にある請求項１から５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記処理室に連結され、前記搬送アームが配置される連結室を備え、
前記連結室は、筐体および蓋により密閉空間を形成しており、
前記位置計測部は、前記筐体に固定される請求項１から６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記搬送アームが前記基板を保持しているか否かを検知する検知部をさらに備え、
前記検知部は、前記搬送アームが前記基板を前記処理室に搬送するときに前記基板を保持しているか否かを検知する請求項１から７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記位置計測部の計測回数は、前記検知部の検知回数よりも少ない請求項８に記載の基板処理装置。
複数の前記処理室を備え、
前記検知部は、複数の前記処理室を連結する連結室の周縁における前記処理室の各々の近傍にそれぞれ配され、
前記位置計測部は、前記連結室の周縁における前記複数の処理室のいずれに対しても前記検知部よりも遠い位置に配される請求項８または９に記載の基板処理装置。
前記複数の処理室の少なくとも一つは、減圧環境で複数の前記基板を押圧して貼り合わせる加圧室であり、前記複数の処理室の少なくとも一つは、前記搬送アームに受け渡す前記基板を仮置きするロードロック室であり、
前記検知部は、前記連結室内における前記加圧室の近傍に配され、
前記位置計測部は、前記連結室内における前記ロードロック室の近傍に配される請求項１０に記載の基板処理装置。
基板を処理する処理室と、
前記基板を前記処理室に搬送する搬送アームと、
前記搬送アームに設けられ、前記搬送アームの位置を計測する第１位置計測部と、
前記第１位置計測部とは別に設けられ、前記搬送アームの位置および前記基板の位置を計測する第２位置計測部と、
前記第１位置計測部により計測された位置と前記第２位置計測部により計測された位置との差に基づいて、前記基板を保持した状態で前記搬送アームの位置を補正する補正部と、
を備え、
前記第２位置計測部は、前記搬送アームが前記基板を保持した状態における前記基板の位置、および、前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における前記搬送アームの位置をそれぞれ計測し、
前記補正部は、
前記搬送アームが前記基板を保持した状態における、前記第１位置計測部により計測された前記搬送アームの位置に対応する前記基板の位置と、前記第２位置計測部により計測された前記基板の位置との差と、
前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における、前記第１位置計測部により計測された前記搬送アームの位置と、前記第２位置計測部により計測された前記搬送アームの位置との差と
の差が閾値を超えたら警告する基板処理装置。
基板を処理する処理室と、
前記基板を前記処理室に搬送する搬送アームと、
前記基板を保持していない前記搬送アームを目標位置に移動したときの前記搬送アームの実際の位置、および、前記基板を保持した前記搬送アームを目標位置に移動したときの前記基板の実際の位置を計測する計測部と、
前記目標位置と前記計測部により計測された位置との差を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記差に基づいて前記基板を保持した状態で前記搬送アームの位置を補正する補正部と、
を備え、
前記算出部は、前記搬送アームが前記基板を保持した状態における、前記目標位置に対応する基板の位置と前記基板の実際の位置との差、および、前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における、前記目標位置と前記搬送アームの実際の位置との差をそれぞれ算出し、
前記補正部は、前記搬送アームが前記基板を保持した状態における前記差と、前記搬送アームが前記基板を保持しない状態における前記差との差が閾値を超えたら警告する基板処理装置。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の基板処理装置により基板を処理することを含む積層半導体装置製造方法。