JP5888310B2 - 積層半導体装置を製造する製造装置および製造方法 - Google Patents

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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 (10)

  1. 基板保持部材に保持された基板を他の基板と接合する接合装置と、
    前記基板保持部材を識別する識別情報に対応付けて格納された、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含む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接合装置へ供給する保持部材供給部と、
    を備え、前記基板と前記他の基板と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。
  2. 前記使用履歴を格納する履歴格納部を更に備える請求項１に記載の製造装置。
  3. 前記基板保持部材が加圧および加熱の少なくとも一方がされ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、前記加圧履歴または前記加熱履歴として、前記基板保持部材が加圧および加熱の少なくも一方がされた回数を格納し、
    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、前記劣化情報格納部に格納された前記閾値を超えた場合に、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請求項２に記載の製造装置。
  4. 前記基板保持部材の使用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、前記使用履歴として、前記基板保持部材が使用された回数を格納し、
    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、前記劣化情報格納部に格納された前記閾値を超えた場合に、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請求項２に記載の製造装置。
  5. 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使用履歴を格納する請求項２から４のいずれか１項に記載の製造装置。
  6. 基板保持部材に保持された基板を他の基板と接合する接合段階と、
    前記基板保持部材を識別する識別情報に対応付けて格納された、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含む使用履歴に基づいて、使用を中止すべき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段階と、
    前記保持部材特定段階で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接合段階よりも前に供給する保持部材供給段階と、
    を備え、前記基板と前記他の基板とを接合することにより積層半導体装置を製造する製造方法。
  7. 前記基板保持部材の前記加熱履歴または前記加圧履歴の少なくとも前記一方を履歴格納部に格納する履歴格納段階を更に含む請求項６に記載の製造方法。
  8. 前記基板保持部材が加圧および加熱の少なくとも一方がされた回数の閾値を劣化情報格納部に格納する劣化情報格納段階を備え、
    前記履歴格納段階は、前記加圧履歴または前記加熱履歴として、前記基板保持部材が加圧および加熱の少なくも一方がされた回数を格納する段階を備え、
    前記保持部材特定段階は、格納された前記回数が、前記劣化情報格納部に格納された前記閾値を超えた場合に、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段階を含む請求項７に記載の製造方法。
  9. 前記基板保持部材の使用回数の閾値を劣化情報格納部に格納する劣化情報格納段階を備え、
    前記履歴格納段階は、前記基板保持部材の使用回数を格納する段階を備え、
    前記保持部材特定段階は、格納された前記使用回数が、前記劣化情報格納部に格納された前記閾値を超えた場合に、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段階を含む請求項７に記載の製造方法。
  10. 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において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使用履歴を格納する段階を含む請求項７から９のいずれか１項に記載の製造方法。
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