TW201351576A - 基板貼合裝置及基板貼合方法 - Google Patents

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菅谷功
倉田尚彦
岡田政志
三石創
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Abstract

本發明之基板貼合裝置係彼此貼合第一基板與第二基板，且具備：接合部，其係彼此接合彼此對準而重疊之第一基板與第二基板；檢測部，其係在藉由接合部接合之前，檢測第一基板及第二基板之至少一方的凹凸狀態；及判斷部，其係判斷藉由檢測部檢測出之凹凸狀態是否符合指定之條件；藉由判斷部判斷為凹凸狀態不符合指定條件時，接合部不進行第一基板及第二基板之接合。

Description

基板貼合裝置及基板貼合方法
本發明係關於一種基板貼合裝置及基板貼合方法。
習知有積層複數個基板而貼合之積層型半導體裝置(參照專利文獻1)。貼合基板時，係以半導體裝置之線寬程度的精度將基板定位重疊，進一步進行接合。
[專利文獻1]日本特開2005-251972號公報
因貼合基板之凹凸狀態，即使在面方向對準而接合基板，仍有可能基板之一部分不密合。
本發明第一樣態提供一種基板貼合裝置，係彼此貼合第一基板與第二基板，其特徵為具備：接合部，其係彼此接合彼此對準而重疊之第一基板與第二基板；檢測部，其係在藉由接合部接合之前，檢測第一基板及第二基板之至少一方的凹凸狀態；及判斷部，其係判斷藉由檢測部檢測出之凹凸狀態是否符合指定之條件；藉由判斷部判斷為凹凸狀態不符合指定條件時，接合部不進行第一基板及第二基板之接合。
本發明第二樣態提供一種基板貼合方法，係彼此貼合第一基 板與第二基板，其特徵為包含：對準工序，其係將第一基板及第二基板彼此對準而重疊；接合工序，其係彼此接合對準之第一基板與第二基板；檢測工序，其係在接合工序之前，檢測第一基板及第二基板之至少一方的凹凸狀態；及判斷工序，其係判斷藉由檢測工序檢測出之凹凸狀態是否符合指定之條件；藉由判斷工序判斷為凹凸狀態不符合指定條件時，不進行接合工序。
上述之發明內容並非已列舉本發明全部必要之特徵。此等特徵群之子組合亦可成為發明。
100‧‧‧基板貼合裝置
102‧‧‧常溫部
104‧‧‧高溫部
106‧‧‧護蓋
108‧‧‧隔熱壁
110‧‧‧綜合控制部
112‧‧‧重疊控制部
114‧‧‧檢測部
116‧‧‧判斷部
118‧‧‧搬運控制部
120‧‧‧FOUP
121‧‧‧基板
122‧‧‧劃線線條
123‧‧‧積層基板
124‧‧‧缺口
126‧‧‧元件區域
128‧‧‧對準標記
132、134、136‧‧‧裝載機
140‧‧‧預對準器
150‧‧‧基板保持器
152‧‧‧永久磁鐵
154‧‧‧磁性體板
156‧‧‧放置面
158、252‧‧‧靜電夾盤
170‧‧‧重疊部
180‧‧‧保持器暫存盒
190‧‧‧接合部
191‧‧‧負載鎖定室
192‧‧‧框體
193、195‧‧‧快門
194‧‧‧壓下部
196‧‧‧加熱板
198‧‧‧平台
199‧‧‧搬入口
210‧‧‧框體
212‧‧‧壁材
220‧‧‧保持部
222‧‧‧干擾計
224‧‧‧反射鏡
226‧‧‧攝像部
230‧‧‧微動載台
231、251‧‧‧顯微鏡
240‧‧‧移動載台部
241‧‧‧導軌
242‧‧‧移動平台
244‧‧‧粗動載台
246‧‧‧重力消除部
248‧‧‧球面座
250‧‧‧固定載台
254‧‧‧負載傳感器
312‧‧‧觀察部
314‧‧‧算出部
316‧‧‧載台驅動部
318‧‧‧裝載機驅動部
第一圖係基板貼合裝置100之模式平面圖。
第二圖係基板保持器150之斜視圖。
第三圖係基板保持器150之斜視圖。
第四圖係重疊部170之模式剖面圖。
第五圖係重疊部170之模式剖面圖。
第六圖係接合部之模式剖面圖。
第七圖係顯示基板121之狀態轉變的剖面圖。
第八圖係顯示基板121之狀態轉變的剖面圖。
第九圖係顯示基板121之狀態轉變的剖面圖。
第十圖係顯示基板121之狀態轉變的剖面圖。
第十一圖係基板121之模式斜視圖。
第十二圖係顯示綜合控制部110之一部分的區塊圖。
第十三圖係顯示判斷部116之控制程序的流程圖。
第十四圖係顯示判斷部116之詳細控制程序的一例之流程圖。
第十五圖係顯示判斷部116之詳細控制程序的其他例之流程圖。
第十六圖係顯示判斷部116之詳細控制程序的另外例之流程圖。
第十七圖係顯示判斷部116之詳細控制程序的另外例之流程圖。
第十八圖係顯示判斷部116之其他控制程序的流程圖。
第十九圖係顯示判斷部116之另外控制程序的流程圖。
以下，通過發明之實施形態說明本發明，不過以下之實施形態並非限定申請專利範圍之發明者。此外，不限定為實施形態中說明之特徵的全部組合對發明之解決手段係必須者。
第一圖係基板貼合裝置100之模式平面圖。基板貼合裝置100係貼合複數個基板121來製作積層基板123。
另外，在基板貼合裝置100中貼合之基板121，除了單結晶矽晶圓、化合物半導體晶圓等之半導體晶圓之外，亦可為玻璃基板等。此外，有時貼合之基板121的至少一方包含複數個元件。再者，貼合之基板121的一方或兩方亦可係其本身已重疊晶圓而製造之積層基板123。
基板貼合裝置100包含形成於共通之護蓋106內部的常溫部102及高溫部104。在常溫部102之護蓋106外面配置綜合控制部110與複數個FOUP(前方開口統一箱(Front Opening Unified Pod))120。
綜合控制部110個別控制基板貼合裝置100之各部動作，並且統一控制基板貼合裝置100之全體動作。此外，綜合控制部110包含實施基板貼合裝置100之電源開啟、各種設定及輸入資訊等時，使用者從外部操作 之操作部、及對使用者傳送資訊之顯示部等。再者，綜合控制部110亦有時包含與對基板貼合裝置100附帶配備之其他機器連接的連接部。
FOUP 120收容複數個基板121或積層基板123。此外，FOUP 120對基板貼合裝置100可個別裝卸。藉此，在基板貼合裝置100中貼合之複數個基板121，在收容於FOUP 120狀態下，可一起裝填於基板貼合裝置100。此外，在基板貼合裝置100中製造之積層基板123收容於其他之FOUP 120，並從基板貼合裝置100一起搬出。
在常溫部102之護蓋106內側配置裝載機132,134、預對準器140、重疊部170及保持器暫存盒180。常溫部102之內部實施溫度管理，以維持與設置基板貼合裝置100之環境的室溫概略相同溫度。藉此，由於重疊部170之動作精度穩定，因此提高重疊基板121時之定位精度。
裝載機132面向FOUP 120配置，並從FOUP 120搬出貼合之基板121。從FOUP 120搬出之基板121運送至預對準器140。另外，圖示之例，預對準器140係與保持器暫存盒180上下重疊配置。
此外，裝載機132從裝載機134送交在基板貼合裝置100中製造之積層基板123，而收納於FOUP 120。如此，裝載機132運送貼合前之基板121，或貼合而製造之積層基板123。
再者，在基板貼合裝置100中貼合之基板121，大多以既薄又脆之材料形成。因而，在基板貼合裝置100之內部，係使基板121保持於強度及剛性比基板121高之基板保持器150上，藉由一體處理基板121與基板保持器150，亦可保護基板121。
基板保持器150具有平坦之保持面，且具有在該保持面吸著 基板121之靜電夾盤等基板保持功能。基板保持器150從配置於常溫部102內之保持器暫存盒180取出而使用。此外，基板保持器150從搬出之積層基板123分離而返回保持器暫存盒180。因而基板保持器150在基板貼合裝置100之內部反覆使用。
預對準器140在使基板121保持於基板保持器150情況下，將基板保持器150及基板121彼此對準。藉此，基板121對基板保持器150之搭載位置及搭載方向一定，減輕在重疊部170之定位作業的負擔。
沿著重疊部170之圖中側面配置的裝載機134，從保持器暫存盒180取出基板保持器150，並搬運至預對準器140。此外，裝載機134在預對準器140中將保持基板121之基板保持器150搬入重疊部170。
另外，保持器暫存盒180收容複數個基板保持器150。此外，亦可對保持器暫存盒180設計冷卻從高溫部104搬出之基板保持器150的功能。
再者，裝載機134將重疊部170中與基板保持器150一起重疊之基板121搬運至高溫部104側。此外，裝載機134從高溫部104側搬出積層基板123時，亦可搬運被一對基板保持器150夾著的積層基板123。如此，裝載機134除了基板121或積層基板123之外，亦可搬運1片或2片基板保持器150。因而，裝載機134發揮比裝載機132搬運能力大之功用。
重疊部170具有配置於框體210內側之固定載台250及微動載台230。固定載台250對框體210固定，並朝下保持基板保持器150及基板121。微動載台230搭載基板保持器150及基板121，在重疊部170內部對固定載台250相對移動，對準一對基板121並重疊。
重疊部170中，框體210之外面藉由壁材212閉鎖。藉此避免來自周圍之輻射熱等影響到重疊部170。
此外，重疊部170具有配置於壁材212內側之干擾計222及攝像部226。干擾計222利用搭載於微動載台230之反射鏡224，高精度測定微動載台230之位置。攝像部226觀察搭載於微動載台230之基板121的表面，檢測表面性狀。藉此，可對保持於固定載台250之基板121，精確定位搭載於微動載台230之基板121。
高溫部104被隔熱壁108包圍而維持高內部溫度，並且遮斷向外部之熱輻射。高溫部104具備負載鎖定室191、接合部190及裝載機136。
負載鎖定室191具有交互開關之快門193,195，防止高溫部104之高溫氣體洩漏至常溫部102。裝載機136在負載鎖定室191中，從常溫部102之裝載機134，與基板保持器150一起送交重疊之基板121。裝載機136將重疊後之基板121搬入複數個接合部190的其中一個。
接合部190加壓貼合定位後之基板121。藉此，基板121成為積層基板123。另外，接合部190亦可伴隨加壓而將基板121加熱。
積層基板123再度藉由裝載機136，與基板保持器150一起從接合部190搬出，而搬入負載鎖定室191。從高溫部104側搬入負載鎖定室191之積層基板123及基板保持器150依序交接至常溫部102側之裝載機134。此外，基板保持器150從積層基板123分離。
如此，面向FOUP 120而配置之裝載機132，單獨將從基板保持器150分離之積層基板123收納於FOUP 120。此外，基板保持器150返回保持器暫存盒180，再度使用於貼合其他基板121之情況。
因此，在基板貼合裝置100中，接合部190加壓貼合在重疊部170中定位並重疊之基板121。但是，例如各個基板121接合之接合面潔淨且平滑時，亦有時可在重疊部170中接合基板121。此種情況下，亦可省略包含接合部190之高溫部104。
第二圖係顯示仰視朝下插入重疊部170之基板保持器150情形的斜視圖。基板保持器150係具有與保持之基板121接觸的圓形放置面156之圓板狀部件，且以氧化鋁陶瓷等堅硬材料形成。此外，基板保持器150具有對埋設之電極施加電壓時，在放置面156靜電吸著基板121之靜電夾盤158。
再者，基板保持器150具備沿著側周而配置之複數個永久磁鐵152。永久磁鐵152在各個放置面156之外側，對基板保持器150之緣部固定。
第三圖係顯示俯視朝下插入重疊部170之基板保持器150情形的斜視圖。該基板保持器150亦具有放置面156及靜電夾盤158者，係具有與第二圖所示之基板保持器150相同的形狀及構造。
基板保持器150具有磁性體板154，以代替永久磁鐵152。磁性體板154對應於永久磁鐵152而配置。此外，各個磁性體板154可在放置面156之法線方向變位地，對基板保持器150彈性安裝。藉此，將第二圖所示之基板保持器150與第三圖所示之基板保持器150相對重疊時，永久磁鐵152吸著磁性體板154，而自律性維持一對基板保持器150面方向之相對位置。
第四圖係重疊部170之模式縱剖面圖。重疊部170具有框體210、與配置於框體210內側之移動載台部240及固定載台250。
固定載台250從框體210之頂面經由複數個負載傳感器254而朝下懸掛。固定載台250具備靜電夾盤252。藉此，固定載台250在下面吸著保持基板保持器150，其保持有提供貼合之基板121的一方。
圖示之例係第二圖所示之裝設有永久磁鐵152之基板保持器150保持於固定載台250。複數個負載傳感器254對固定載台250從下方向上方個別計測施加之負載，而檢測基板121在面方向之負載分布。
在框體210之頂面，於固定載台250之側方配置朝下之顯微鏡251。顯微鏡251具有使光學系統對焦於微動載台230所保持之基板121表面的自動對焦功能，以觀察基板121之表面。另外，由於顯微鏡251固定於框體210，因此顯微鏡251與固定載台250之相對位置不變化。
移動載台部240包含移動平台242、粗動載台244、重力消除部246、球面座248及微動載台230。移動平台242搭載粗動載台244、重力消除部246及微動載台230，並沿著固定於框體210之內部底面的導軌241移動。藉由移動平台242之移動，移動載台部240在固定載台250之正下方與從固定載台250正下方離開的位置之間移動。
粗動載台244在包含圖中以箭頭表示之X方向成分及Y方向成分的水平方向，對移動平台242移動。對移動平台242相對移動時，微動載台230亦隨著粗動載台244而移動。
重力消除部246檢測微動載台230之微細變位並伸縮，以減少微動載台230之表觀重量。藉此，減輕使微動載台230變位之致動器的負載，而使位置之控制精度提高。
微動載台230具有保持部220，保持基板保持器150，其係保 持供貼合之基板121。在基板121之定位動作中，微動載台230起初隨著粗動載台244之移動而移動。在其次的階段，微動載台230對粗動載台244變位。微動載台230對粗動載台244之變位，包含對整個X、Y、Z軸的並進及旋轉。
此外，微動載台230具有固定於側方之顯微鏡231。由於顯微鏡231對微動載台230固定，因此微動載台230及顯微鏡231之相對位置不變化。顯微鏡231具有使光學系統對焦於基板121表面之自動對焦功能，以觀察保持於固定載台250之基板121表面。
第五圖係重疊部170之模式剖面圖。與第四圖共同之要素上註記相同參考符號，省略重複之說明。
在圖示之重疊部170中，移動載台部240沿著導軌241移動，分別保持基板保持器150及基板121之微動載台230及固定載台250形成彼此相對的狀態。再者，將保持之一對基板定位後，使微動載台230上升，一對基板121彼此接近。
接近之一對基板121接觸而重疊時，經由形成於至少一方基板121的焊接凸塊等，而相互電性結合基板121上的焊墊。如此，相互結合一對基板121上之元件，可形成積層基板123。換言之，形成積層基板123情況下，係以焊墊、凸塊等之位置一致的方式，在重疊部170中執行一對基板121相互之定位。
不過，一對基板121最後係在接合部190中接合。因而，在重疊部170中，基板121係在相互定位狀態下被固定。固定後之基板121，亦可為彼此接觸之狀態，或是彼此離開之狀態。
第六圖係接合部190之模式剖面圖。接合部190具有從框體 192之底部依序積層之平台198及加熱板196，以及從框體192之頂面垂下之壓下部194及加熱板196各個加熱板196內藏加熱器。此外，在框體192之一個側面設置搬入口199。
接合部190中一併搬入已經定位而重疊之基板121、以及夾著基板121之一對基板保持器150。搬入之基板保持器150及基板121放置於平台198之加熱板196上面。
接合部190首先使加熱板196升溫，並且使壓下部194下降而壓入上側之加熱板196。藉此，將夾在加熱板196之間的基板保持器150及基板121加熱及加壓而接合，基板121成為積層基板123。製造後之積層基板123藉由裝載機136從接合部190搬出。
鑑於上述之用途，要求基板保持器150具有即使在接合部190中反覆承受加熱及加壓仍不致惡化的強度與耐熱性。此外，藉由加熱板196加熱成高溫時，有時基板121表面會與周圍氣體產生化學反應。因此，將基板121加熱加壓時，宜將框體192內部排氣形成真空環境。因而，亦可設置氣密閉鎖搬入口199而可開關的門。
再者，亦可在接合部190中設置將加熱、加壓後之積層基板123冷卻的冷卻部。藉此，可搬出即使未達到室溫仍冷卻某種程度之積層基板123，迅速返回FOUP 120。
第七圖、第八圖、第九圖及第十圖係顯示基板121在基板貼合裝置100中之狀態轉變圖。參照此等圖式，說明基板貼合裝置100之動作。
在基板貼合裝置100中，首先藉由裝載機134而從保持器暫存盒180搬出之基板保持器150，以比預定高之精度定位於預對準器140上。其 次，藉由裝載機132從FOUP 120逐片搬出之基板121，在預對準器140中，對基板保持器150以預定精度以上之位置精度搭載於基板保持器150上。
如此，如第七圖所示，準備保持有基板121之基板保持器150。搭載了基板121之基板保持器150藉由裝載機134依序搬運至重疊部170。藉此，例如，最初搬運之基板121及基板保持器150藉由裝載機134反轉而保持於固定載台250。
其次搬入之基板121及基板保持器150，維持原來方向保持於微動載台230。如此，如第八圖所示，一對基板121以彼此相對之狀態保持於重疊部170。
其次，藉由使微動載台230上升，已相互定位之一對基板121在維持定位的狀態下重疊。藉此，裝載機134可在維持基板121間之間隙狀態下一體搬運已相互定位之一對基板121及基板保持器150。
另外，在此階段，一對基板121尚未接合。因而，該階段時，可解除基板保持器150之固定，不致損傷基板121而可重新進行基板121之定位。
繼續，裝載機134、136將夾著一對基板121之基板保持器150裝入接合部190。在接合部190中永久性貼合加熱、加壓之一對基板121，如第十圖所示地成為積層基板123。因而，裝載機134、136分離基板保持器150及積層基板123，基板保持器150被搬運至保持器暫存盒180，積層基板123被搬運至FOUP 120。如此，製造積層基板123之一連串工序完成。
第十一圖係提供接合而彼此相對之一對基板121的概念斜視圖。基板121具有藉由缺口124而一部分欠缺的圓板型形狀，表面分別具有 複數個元件區域126及對準標記128。
缺口124對應於基板121之結晶配向性等而形成。因而，處理基板121時，係將缺口124作為指標來決定基板121之方向。
在基板121之表面周期性配置複數個元件區域126。各個元件區域126中組裝藉由光微影技術等將基板121加工所形成的半導體裝置。此外，在各個元件區域126中亦包含將基板121貼合於其他基板121時成為連接端子的焊墊等。
另外，在複數個元件區域126相互之間具有尚未配置元件、電路等功能性要素的空白區域。空白區域中配置每個元件區域126切開時切斷基板121之劃線線條122。
再者，在劃線線條122上配置成為將基板121定位時之指標的對準標記128。由於劃線線條122在切斷基板121形成小晶片的過程會鋸掉而消滅，因此，藉由設置對準標記128，避免壓迫基板121之有效面積。
另外，圖中描繪之元件區域126及對準標記128較大，例如形成於直徑為300mm之基板121的元件區域126數量有時達到數百個以上。此外，亦有時利用形成於元件區域126之配線圖案等作為對準標記128。
將貼合之一對基板121在重疊部170中定位時，藉由顯微鏡231、251觀察相對之基板121的對準標記128，計測基板121之相互相對位置。再者，藉由移動用於消除計測之相對位置偏差的微動載台230，基板121可對準位置。
不過，即使是相同曝光裝置，並使用相同遮罩所製作之基板121，有時因光微影過程中之溫度等環境條件的差異等，每個基板在厚度方 向產生不同之變形，導致凹凸狀態變化。此外，有時因附著於基板121表面之雜質，造成接合之面的凹凸狀態變化。
基板121上接合之面的凹凸狀態變化大時，即使藉由排列於基板121面方向之對準標記128對準而貼合，仍會產生一方基板121之接合面與另一方基板之接合面不密合的區域，因基板121上之電路造成積層構造的良率降低。
但是，在基板貼合裝置100中，係預先檢測基板121之凹凸狀態，判斷為不適合貼合之基板121，不嘗試貼合，而從生產線除去。藉此可使基板貼合裝置100之良率與生產量提高。
第十二圖係顯示基板貼合裝置100中之綜合控制部110的一部分區塊圖。綜合控制部110具有重疊控制部112、檢測部114、判斷部116及搬運控制部118。
檢測部114檢測凹凸狀態係在接合部190中接合基板121之前執行。或是，檢測部114檢測基板121之凹凸狀態，亦可在重疊部170中重疊基板121之前執行。藉此，可預防因重疊了凹凸狀態不適合貼合之基板121，而造成生產量及良率降低。
檢測部114例如從藉由配置於重疊部170等之攝像部226傾斜拍攝照明之基板121的影像，檢測包含全體起伏之基板121的凹凸狀態。此外，檢測部114亦可從設於重疊部170之顯微鏡231、251的自動對焦機構之動作檢測基板121之凹凸狀態。另外，檢測部114之配置不限於上述者，亦可配置於可在搬入重疊部170前檢測基板121之凹凸狀態的任何部位。更具體而言，亦可配置於從FOUP 120至預對準器140或重疊部170之搬運路徑 上，亦可設於預對準器140之載台上。此外，亦可兼用預對準器140及重疊部170之至少一方作為檢測部114之一部分。
此時，檢測部114亦可藉由檢測在基板121之接合面的突出部分，來檢測基板121之凹凸狀態。亦即，藉由對依據保持檢測對象之基板121的基板保持器150之保持面與基板121之厚度而預想的標準面，測定超過預定之臨限值，例如3μm而突出之區域，來檢測基板121之凹凸狀態。基於檢測基板121之凹凸狀態的目的而觀察突出部分時，亦可藉由測定突出部分之高度、寬度、廣度中之至少一個來評估凹凸狀態。
另外，上述之例係將攝像部226配置於重疊部170，不過亦可在其他部位設置攝像部226。此外，亦可將攝像部226配置於包含重疊部170內部之部位。
此外，檢測出之突出部分對基板121全體面積係局部時，檢測部114亦可檢測該突出部分作為附著於基板121之附著物。如此，檢測部114亦可檢測基板121突出部分之材料，亦即突出部分是否藉由基板121本身而形成，或是藉由附著物而形成。
再者，檢測部114亦可檢測基板121之突出部分的突出方向。藉此，有時可藉由基板121之重疊、接合等施加於基板121之負載，瞭解縮小或減輕檢測出之突出部分，抑制良率降低。此外，藉由檢測突出部分之突出方向，為了消除該突出部分而施加外力時，可選擇有效消除突出部分之方法。
又再者，檢測部114亦可依據重疊部170之負載傳感器254所測定的負載分布檢測基板121之凹凸狀態。亦即，在基板121中突出部分大 情況下，重疊基板121時，該突出部分會產生大負載。另外，依據負載傳感器254之輸出檢測凹凸狀態時，在重疊基板121作業中，亦可參照負載傳感器254之輸出，亦可基於專門檢測凹凸狀態之目的，將1片基板121擠壓於固定載台250，參照負載傳感器254之輸出。
檢測部114進一步亦可從顯微鏡231、251具有之對焦機構取得關於顯微鏡231、251與基板121表面之距離的資訊來檢測凹凸狀態。亦即，顯微鏡231、251觀察基板121之接合面時，使光學系統對基板121之接合面對焦。因而，可從顯微鏡231、251之對焦機構獲得關於基板121之接合面為止的距離資訊或是關於接合面位置之資訊，來檢測基板121之凹凸狀態。
此外，檢測部114亦可在基板保持器150中檢測基板121之凹凸狀態。亦即，基板121具有大凹凸時，基板121與基板保持器150之接觸面積減少。藉此，由於流經吸著於基板保持器150之基板121表面的電流變化，因此可電性檢測基板121之凹凸狀態。更具體而言，藉由在吸著基板121之基板保持器150的靜電夾盤上施加交流電壓而測定阻抗，可檢測有凹凸之基板121中何種程度的部分與平坦之基板保持器150密合。
另外上述之例，係以基板保持器150使用靜電夾盤保持基板121之情況為例，不過具有真空夾盤之基板保持器150中亦可檢測基板之凹凸狀態。基板保持器150具備真空夾盤時，藉由測定依基板121之凹凸狀態而從基板保持器150及基板121間隙侵入的氣體而變化之負壓，可檢測基板121之凹凸狀態。
再者，檢測部114亦可參照預對準器140中之預對準動作，檢 測基板121之凹凸狀態。藉此，由於可在將基板121搬入重疊部170前瞭解凹凸狀態，因此可早期執行消除或減輕凹凸狀態的對策，可使基板貼合裝置100之生產量提高。
在綜合控制部110中，重疊控制部112包含觀察部312、算出部314及載台驅動部316。觀察部312依據從重疊部170之顯微鏡231、251取得的圖像資訊，就貼合之一對基板121分別檢測對準標記128之位置。
算出部314藉由統記性處理觀察部312檢測出之對準標記128的位置資訊，從對準標記128之位置算出一對基板121之相對位置的偏差。藉此，算出搬入重疊部170之一對基板121的相對位置偏差，作為位置偏差量。
載台驅動部316依據從算出部314所取得之位置偏差量，驅動微動載台230，以消除位置偏差量。藉此，在重疊部170中將一對基板121相互定位。
判斷部116依據檢測部114檢測出之基板121的凹凸狀態，判斷凹凸狀態是否符合指定之條件。本實施形態係判斷部116依據前述基板121之凹凸狀態，判斷是否應執行基板121之貼合。亦即判斷部116當基板121之凹凸狀態甚大時，不嘗試重疊或接合，而指示搬運控制部118不進行接合，使該基板121返回FOUP 120。藉此，防止基板121之重疊花費許多時間，造成基板貼合裝置100之生產量降低。
此時，判斷部116不限於判斷基板121可否貼合，亦可在貼合該基板121時，預測最後獲得之製品的良率，當預測良率比預定之臨限值差時，判斷為不可貼合該基板121。此外，判斷部116亦可藉由基板保持器150 對基板121之吸著力、為了在重疊部170中重疊而施加於基板121之負載、以及在接合部190中接合時施加於基板121之負載，斟酌、判斷是否減輕或消除基板121之突出部分。
搬運控制部118包含裝載機驅動部318。裝載機驅動部318可驅動4個裝載機132、134、136，搬運基板121及基板保持器150，送交搬運目的地實施處理。因而判斷部116可對搬運控制部118產生依判斷結果之指令，選擇對基板121之處理。
第十三圖係顯示綜合控制部110中判斷部116之判斷處理的執行程序流程圖。判斷部116首先評估從檢測部114取得之檢測結果(步驟S101)，調查保持於基板保持器150狀態下之基板121表面有無突出部分(步驟S102)。
在步驟S102中，於基板121表面未檢測出突出部分時(步驟S102：否(NO))，判斷部116判斷基板121之表面平坦且平滑，而在基板貼合裝置100中開始對該基板121實施重疊。另外，在步驟S102中，於基板121表面檢測出突出部分時(步驟S102：是(YES))，判斷部116判斷基板121之突出部分是否藉由附著於基板121之附著物而形成(步驟S103：是)，或是因基板121本身變形等而形成(步驟S103：否)。
在步驟S103中，判斷為基板121之突出部分並非藉由附著物所形成者時(步驟S103：否)，判斷部116判斷為檢測出之凹凸狀態係因基板本身之變形而引起者，並判斷重疊部170能否在其狀態下執行對準(步驟S109)。
在步驟S109中，判斷為重疊部170無法執行對準時(步驟 S109：否)，結束對基板121之處理。另外，判斷部116判斷為可執行用於重疊之對準時(步驟S109：是)，進入步驟S110。
在步驟103中，判斷為基板121之突出部分係藉由附著物而形成時(步驟S103：是)，判斷部116判斷是否需要洗淨基板121而除去附著物(步驟S104)。在步驟S104中，判斷為不需要洗淨基板121時(步驟S104：是)判斷部116不洗淨基板121，而進入步驟S110。
在步驟S110中，預測積層基板123之良率。良率例如可如以下作預測。首先，依據檢測部114檢測出之基板121的凹凸狀態，算出貼合該基板121時預想與相對之基板121不密合的區域位置及廣度。其次，藉由統計算出之區域中包含的元件數，可預測最後獲得之半導體裝置的良率。
藉此，判斷積層基板123之良率到達預定之目標值時(步驟S110：是)，判斷部116執行該基板121從重疊至接合之一連串處理。另外，判斷為良率未達目標值時(步驟S110：否)，判斷部116不提供於(步驟S111)重疊及接合，而結束對該基板121之處理。判斷為不適合貼合之基板121，與後述步驟S107：否之情況同樣，亦可收集累積在準備捨棄之一個FOUP 120中。如此，藉由在重疊前除去預測在重疊部170中無法對準之基板121，可防止基板貼合裝置100之生產量降低。
上述步驟S110中，亦可進一步考慮能否藉由重疊而改善基板121之凹凸狀態，判斷良率是否達到預定之目標值。此時判斷部116判斷伴隨藉由重疊部170重疊基板121，能否例如藉由施加於基板121之數N至十數N的力，改善基板121之凹凸狀態。在突出部分並非附著物情況下，判斷藉由重疊時之力，一方基板121是否以至少一方基板121上產生之凹凸接近平 坦的方式而變形，或是一方基板121以至少一方基板121上產生之凹凸與另一方基板121之間形成互補關係的方式而變形。另外，突出部分係附著物情況下，如後述，依據附著物之形狀、大小、材料等，判斷是否藉由重疊時之力摧毀附著物，使附著物從基板121表面起之突出量比指定值小。預測藉由重疊而改善基板121之凹凸狀態時，判斷部116以藉由重疊改善凹凸狀態為前提，判斷是否可達成良率。另外，重疊基板121時，亦可藉由監控基板121產生之聲音、施加於基板121之壓力分布等，確認基板121之凹凸狀態已改善。
此外，基板121之凹凸狀態藉由重疊而變化，可藉由從基板121檢測出之突出部分的形狀、高度、數量、位置等而預測。突出部分之形狀係對稱形時，或是平穩時，可預測是藉由重疊而施加於基板之負載變形，突出部分接近平坦。此外，基板121之突出部分的高度低時，亦可預想凹凸狀態藉由重疊所施加之負載而改善。
在上述步驟S110中，亦可進一步考慮基板121之凹凸狀態是否藉由接合部190之接合而改善，判斷良率是否到達預定之目標值。此時，判斷部116判斷是否藉由伴隨接合部190之接合，藉由壓下基板之十t以上的力而改善基板121的凹凸狀態。
預測為藉由接合而改善基板121之凹凸狀態時，判斷部116將藉由接合而改善凹凸狀態作為前提，判斷是否可達成良率。基板121之凹凸狀態藉由接合之變化，與基板121之凹凸狀態藉由重疊之變化同樣，可依據基板121之突出部分的形狀、高度等來預測。接合基板121時，將比重疊大之負載施加於基板121。此外，預測藉由重疊部170及接合部190而改善基 板121之凹凸狀態時，判斷部116亦可判斷其改善花費之時間是否超過指定時間，判斷為超過時，不實施改善，而執行從重疊至接合的一連串處理。
在步驟S104中，判斷為基板121需要洗淨時(步驟S104：否)，判斷部116指示洗淨基板121(步驟S105)。此外，判斷部116就指示洗淨之基板121，統計已經洗淨幾次(步驟S106)。再者，判斷部116調查每個基板121所記錄之洗淨次數是否到達預定之臨限值(步驟S107)。
對基板121之洗淨處理次數尚未到達臨限值時(步驟S107：是)，判斷部116對該基板121執行洗淨處理，嘗試除去附著物(步驟S108)。再者，檢測部114再度檢測洗淨處理後之基板121的凹凸狀態後，判斷部116從檢測結果之評估(步驟S101)重新執行處理。因而，基板121在上述臨限值次數範圍內反覆洗淨至附著物除去。
基板121之洗淨方法，除了從基板貼合裝置100搬出基板121，使用洗淨液洗淨之方法外，亦可實施在基板121表面噴吹乾燥空氣或惰性氣體的送風處理。再者，例如亦可初次洗淨採用送風處理，二次以後藉由洗淨液洗淨。再者，在每次重複洗淨時亦可變更洗淨液之種類。
判斷部116指示洗淨基板121時，亦可將基板121搬出基板貼合裝置100外部，進行洗淨處理。亦可將須洗淨之複數個基板121累積在FOUP 120等，在以後一併實施洗淨處理。
在步驟S107中，判斷為對基板121洗淨處理之次數已經達到臨限值時(步驟S107：否)，判斷部116判斷為即使繼續反覆對基板121洗淨，除去附著物而改善基板121之狀態的可能性低。因而，判斷部116結束對該基板121之處理。
藉由判斷部116處理結束之基板121，例如亦可累積在一個FOUP 120中。亦可就處理結束之各個基板121記錄檢測出之凹凸狀態，當彼此具有互補之凹凸狀態的基板121組合產生時，組合此種基板121嘗試貼合。
另外，上述實施形態中，判斷部116實施之上述一連串判斷程序，係對保持於基板保持器150之基板121實施。除此之外，亦可由檢測部114在基板121保持於基板保持器150之前的階段，檢測基板121之凹凸狀態，進一步預測該基板121在保持於基板保持器150時之基板121的凹凸狀態。藉此，可預先除去具有異常大凹凸之基板121，預防基板保持器150對基板121之吸著不良。藉由預測基板121保持於基板保持器150之狀態，可加快觀察保持於基板保持器150之基板121表面時顯微鏡的對焦，使檢測部114之處理速度提高。
在判斷部116實施之上述一連串判斷程序中，基板121之翹曲等，對基板121全體造成大之凹凸狀態亦可加入判斷材料中。此種範圍大之凹凸狀態，例如可藉由取得在基板121之研磨處理等前工序中檢測出的資訊來掌握。就此種造成基板121全體之凹凸狀態，亦可將藉由重疊及接合而改善狀態納入考慮，由判斷部116作判斷。
再者，亦可將該基板121與貼合對象之其他基板121接觸，檢測接觸狀態下之面壓分布，作為預測能否改善基板121之凹凸狀態的一個材料。再者，亦可藉由使基板121在接觸狀態下滑動，藉由基板121之摩擦檢測表面性狀。又再者，亦可採取使基板121接觸時產生之碰撞聲音、及施加力於基板121而變形時產生的聲音等，來檢測基板121之凹凸狀態及凹凸狀態的改善。
第十四圖係顯示在上述步驟S104及S109中判斷部116詳細之控制程序的一例流程圖。在步驟S104及S109中，判斷部116依據從檢測部114取得關於凹凸狀態之資訊，判斷突出部分之大小是否在容許範圍內(步驟S201)。大小之容許範圍例如設定於在該突出部分之對準標記進入顯微鏡231、251之自動對焦功能中的景深內的範圍。其他例之大小容許範圍，例如設定於即使對準標記因該突出部分而從設計位置偏離，整體對準中之殘差仍在臨限值以內的範圍。
判斷部116藉由比較預設之臨限值與突出部分之大小，當基板121之突出部分的大小為容許範圍內時，判斷為重疊部170可對準基板121(步驟S109：是)。包含形成有附著物時，突出部分之大小，可依據藉由顯微鏡觀察基板121之表面時獲得的圖像與顯微鏡之倍率算出，此外，亦可依據是否超過依據顯微鏡之景深、自動對焦範圍等而預設的臨限值作判斷。
在步驟201中，突出部分之大小超出容許範圍時，判斷部116從檢測部114取得關於凹凸狀態之資訊，例如調查突出部分數量是否在容許範圍內(步驟S202)。數量之容許範圍例如設定於即使對準標記因該數量之突出部分而從設計位置偏離，整體對準中之殘差仍在臨限值以內的範圍。
判斷部116在突出部分之數量未超過預定之臨限值時，不論在步驟S201之判斷為何，均判斷為重疊部170可對準基板121(步驟S202：是)。基板121上之附著物數量，除了在觀察圖像中實際統計的方法之外，亦可藉由對觀察圖像之圖像處理來算出。
另外，在步驟S202中，判斷為突出部分之數量超出上述臨限值時，判斷部116從檢測部114取得之關於凹凸狀態的資訊，進一步例如 調查突出部分之位置是否位於容許區域(步驟S203)。容許區域之例在劃線線條122上。
突出部分之位置位於容許區域時，不論上述步驟S202之判斷為何，均判斷為重疊部170亦可對準基板121(步驟S109：是)。
但是，在步驟203中，突出部分之位置位於容許區域以外時，判斷部116判斷為重疊部170已經無法對準判斷對象之基板121(步驟S109：否)。如此，判斷部116當基板121之凹凸狀態符合任何一個條件時，亦可判斷為可對準。
亦可將判斷為不適合貼合之各個基板121檢測出的凹凸狀態，與每個基板121所設定之條碼等識別資訊相關連作記錄，決定依基板121之凹凸狀態而組合之組。此時，貼合之基板121例如亦可組合彼此具有互補之凹凸狀態的基板121，亦可組合彼此在相同位置具有突出部分等之基板121。
再者，基板121具有凸塊時，亦可藉由研磨加工等改善凸塊平坦度，嘗試再度貼合。又再者，亦可儲存關於判斷為無法貼合之基板121的資訊，反映在搬入基板貼合裝置100以前之工序的改善。
第十五圖係顯示在上述步驟S104及S109中判斷部116之詳細控制程序的其他例之流程圖。此時，判斷部116亦在步驟S104及S109中就關於從檢測部114取得之凹凸狀態的資訊，判斷突出部分之大小是否在容許範圍(步驟S301)。
判斷部116調查基板121之突出部分的大小是否進入容許範圍。基板121之突出部分的大小超出容許範圍時，判斷部116對判斷對象之 基板121，立即判斷為重疊部170無法對準(步驟S109：否)。
另外，突出部分之大小在容許範圍內時(步驟S301：是)，判斷部116從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊調查突出部分數量是否在容許範圍(步驟S302)。此時，突出部分數量在容許範圍時(步驟S302：是)，判斷部116就該基板121判斷為重疊部170可執行對準(步驟S109：是)。
但是，在步驟S302中，突出部分數量超出容許範圍時(步驟S302：否)，判斷部116進一步從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊，例如調查突出部分之位置是否包含於容許區域內(步驟S303)。突出部分位於容許區域時，判斷部116就該基板121判斷為重疊部170可進行對準(步驟S109：是)。
但是，在步驟S303中，突出部分之位置位於容許區域外時，判斷部116判斷為重疊部170已經無法對準判斷對象之基板121(步驟S109：否)。如此，判斷部116亦可對一部分條件立即就其他條件合併複數個條件，判斷為可對準。
第十六圖係顯示在上述步驟S104及S109中判斷部116之詳細控制程序的另外例之流程圖。此時，判斷部116在步驟S104及S109中就關於從檢測部114取得之凹凸狀態的資訊，判斷突出部分之大小是否在容許範圍(步驟S401)。
判斷部116於基板121之突出部分的大小超出容許範圍時(步驟S401：否)，對判斷對象之基板121立即判斷為重疊部170無法對準(步驟S109：否)。另外，突出部分之大小在容許範圍內時(步驟S401：是)，判斷部116從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊調查突出部分數量是否在容 許範圍(步驟S402)。
突出部分數量超出容許範圍時(步驟S402：否)，判斷部116判斷為重疊部170無法對準基板121(步驟S109：否)。突出部分數量在容許範圍內時(步驟S401：是)，判斷部116從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊，調查突出部分之位置是否在容許區域(步驟S403)。
突出部分之位置包含於容許區域內時，判斷部116就該基板121判斷為重疊部170可對準(步驟S109：是)。但是，在步驟S403中，突出部分之位置位於容許區域外時，判斷部116判斷為重疊部170無法對準該基板121(步驟S109：否)。如此，判斷部116在即使一個條件超出容許範圍時仍判斷為可對準。
第十七圖係顯示在上述步驟S104及S109中判斷部116之詳細控制程序的另外例之流程圖。此時，判斷部116亦在步驟S104及S109中就關於從檢測部114取得之凹凸狀態的資訊，判斷突出部分之大小是否在容許範圍(步驟S501)。
判斷部116於基板121之突出部分的大小在容許範圍內時(步驟S501：是)，對判斷對象之基板121立即判斷為重疊部170可對準(步驟S109：是)。另外，突出部分之大小超出容許範圍時(步驟S501：否)，判斷部116從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊調查突出部分數量是否在容許範圍(步驟S502)。
突出部分數量在容許範圍內時(步驟S502：是)，判斷部116從檢測部114取得之凹凸狀態相關資訊，調查突出部分之位置是否存在於容許區域內(步驟S503)。此外，突出部分數量超出容許範圍時(步驟S502： 否)，判斷部116判斷為重疊部170無法對準基板121(步驟S109：否)。
突出部分之位置包含於容許區域內時，判斷部116就該基板121判斷為重疊部170可對準(步驟S109：是)。但是，在步驟S503中，突出部分之位置位於容許區域外時，判斷部116判斷為重疊部170無法對準該基板121(步驟S109：否)。如此，判斷部116在即使一個條件在容許範圍內時仍判斷為基板121可對準。
另外，第十四圖、第十五圖、第十六圖及第十七圖所示之控制程序，均不過是一例，判斷部116亦可參照更多凹凸資訊下判斷。例如判斷部116亦可參照突出部分之大小、數量及位置以外的其他條件，作為此種凹凸資訊作判斷。此外，亦可檢測形成於基板121表面之凸塊的高度偏差、附著於基板121表面之附著物等作為凹凸資訊。
例如，檢測部114檢測凸塊之平坦度作為基板121之凹凸資訊，亦即，檢測複數個形成於基板121上之凸塊高度的偏差作為凹凸資訊時，判斷部116亦可依藉由凸塊頂面高度所決定之凸塊平坦度判斷基板121可否接合。此時，不論基板121之平坦度為何，只要因基板121厚度不均而在基板121上產生凹凸時，判斷部116仍係依凸塊平坦度下判斷。凸塊平坦度例如可使用共焦點顯微鏡、立體形狀測定器等來計測。
依據檢測出之凸塊平坦度，判斷為無法達成良率時(步驟S110：否)、判斷為無法藉由重疊而改善良率時(步驟S111：否)、及判斷為無法藉由接合而改善良率時(步驟S112：否)，判斷部116在搬運控制部118中產生指令，從接合製程除去該基板121。
從接合製程除去之基板121，亦可斟酌檢測出之基板121的凸 塊平坦度，摸索藉由接合使良率提高的其他組合。此外，亦可嘗試藉由再度研磨等以改善凸塊之平坦度。再者，亦可對於從接合製程除去之基板121本身的接合有所期待，考慮就該基板121檢測出之平坦度，調整其他基板121之凸塊形成、研磨等的製程條件。
在上述步驟S103，檢測部114檢測出附著於基板121表面之附著物作為基板121之凹凸資訊時，在步驟S110中，判斷部116亦可依據附著物之材料(組合)、大小等預測良率。附著物之材料可藉由在可見光或紅外光照明下觀察附著物之色、反射率、透過率、形狀等來推斷。
此外，檢測附著物之材料時，判斷部116可判斷該附著物之硬度(楊氏模量)、有無產生排氣等。再者，推斷附著物之物性時，可預測保留該附著物情況下接合基板121時，因該附著物造成積層半導體裝置之良率降低。
亦即，例如附著物之材料具有高楊氏模量，預測即使藉由接合而加壓仍不致壓壞時，則附著物造成良率降低之程度更大。此外，附著物之楊氏模量低，即使藉由接合之加壓而容易變形時，當附著物之尺寸大時，仍不能忽略附著物造成之良率降低。再者，即使藉由接合加壓可接合，若從附著物產生排氣時，由於可能使基板121化學性變質，因此附著物仍會影響良率。
另外，在基板貼合裝置100中，可附著於基板121之附著物，可例示有碳化矽(SiC)等陶瓷材料、SUS304等不銹鋼材料、YH75等鋁材料的金屬、PEEK(聚醚醚酮)等耐熱樹脂所代表之樹脂微粒子。下述表1例示此等之物性。
如上述，基板貼合裝置100中，可附著於基板121之附著物的材料分別具有固有之物理特性。因而，可依檢測出之附著物的組合，推測對基板121之接合良率的影響。
另外，所謂容許粒徑，係指即使保留附著物情況下接合基板121，推測最後製品之良率仍然在容許範圍內的附著物之粒徑。因而，例如在設定有加熱基板121之接合條件情況下，容許粒徑可能因接合溫度而變化。
依據檢測出之附著物的組合、大小，預估無法達成良率時(步驟S110：否)、預估無法藉由重疊而改善時(步驟111：否)、預估無法藉由接合而改善時(步驟S112：否)，則從接合製程除去該基板。除去之基板亦可經過洗淨等之製程，再度嘗試接合。此外，亦可依檢測出之附著物的材料，推測附著物之產生原因，來執行基板貼合裝置100之清掃或保養。
此外，上述之例係就判斷部116判斷重疊部170能否對準基板121時(步驟S109)作說明。但是，上述之控制程序，於判斷部116判斷在基板貼合裝置100中貼合基板121而製造之積層基板123的良率時(步驟S110)，亦可在步驟S111及步驟S112中適用。
另外，上述之例係就判斷部116對一片基板121之處理依序說 明，不過在基板貼合裝置100中，係並聯處理超過3片之複數個基板121。因而，判斷部116中之處理亦可對複數個基板121並聯執行。
第十八圖係顯示綜合控制部110中之判斷部116的判斷處理其他執行程序之流程圖。該執行程序中判斷部116首先評估從檢測部114取得之檢測結果(步驟S601)，調查能否在保持於基板保持器150之狀態的基板121表面檢測突出部分(步驟S602)。
在步驟S602中，判斷部116與第十三圖所示之程序的步驟S102中同樣的，依據突出部分之大小、數量、位置等，判斷在基板121表面有無突出部分。在步驟S602中未檢測出突出部分時(步驟S602：否)，判斷部116判斷為基板121之表面平坦且平滑，而開始在基板貼合裝置100中對該基板121重疊。
在步驟S602中，於基板121表面檢測出突出部分時(步驟S602：是)，判斷部116將保持基板121之基板保持器150更換為其他基板保持器150(步驟S603)。再者，判斷部116再度評估保持於其他基板保持器150之基板121(步驟S604)，再度檢測突出部分(步驟S605)。
步驟S605中，在保持於其他基板保持器150之基板121表面未檢測出突出部分時(步驟S605：否)，推斷從基板121表面消除之突出部分是否因為更換前之基板保持器150的表面性狀者。因此，判斷部116開始讓基板貼合裝置100對平坦之基板121重疊。另外，所謂基板保持器150之表面性狀，除了基板保持器150之吸著面的平坦性之外，還包含在基板保持器150之吸著面附著附著物時產生的表面起伏。
在步驟S605中於基板121表面檢測出突出部分時(步驟 S602：是)，由於即使更換基板保持器150仍無法消除基板121之突出部分，因此判斷突出部分之產生原因為基板121本身厚度不均等，存在於基板121本身者。因此，判斷部116對保持於更換後之基板保持器150的基板121，在第十三圖所示之程序中，從步驟S103起執行以後的程序。
亦即，判斷部116首先判斷基板121之突出部分是否藉由附著於基板121之附著物而形成(步驟S103：是)，或是藉由基板121本身之變形等而形成(步驟S103：否)。判斷為基板121之突出部分藉由附著物而形成時(步驟S103：是)，判斷部116判斷是否需要洗淨(步驟S104)，不需要洗淨時(步驟S104：是)，在保留附著物情況下對準基板121而貼合。
在步驟S104中，判斷基板121需要洗淨時(步驟S104：否)，判斷部116指示基板121之洗淨後(步驟S105)，統計洗淨次數(步驟S106)、及調查洗淨次數未達賦予之臨限值(步驟S107)後，執行洗淨處理(步驟S108)。洗淨次數已經超過賦予之臨限值時(步驟S107：否)結束對該基板121之處理。
在步驟S103中，判斷為基板121之突出部分並非附著物時(步驟S103：否)，判斷部116判斷重疊部170能否在其狀態下完成對準(步驟S109)。此時，判斷為無法完成對準時(步驟S109：否)，判斷部結束對該基板121之處理。
在步驟S109中判斷為可對準時(步驟S109：是)，判斷部116預測對準後繼續執行重疊及接合時，從積層基板123獲得之半導體裝置等的良率(步驟S110)。該預測中，預測為可達成良率時，判斷部116開始基板121之重疊(步驟S110：是)。
此外，判斷為在其狀態下無法達成良率時(步驟S110：否)，判斷部116預測能否藉由在重疊基板之階段的特別處理以達成良率(步驟S111)。該預測中，預測為可達成良率時(步驟S111：是)，判斷部116將對基板121之判斷變更為可達成良率，而開始基板121之重疊(步驟S110：是)。
再者，於步驟S111中判斷為無法達成良率時(步驟S111：否)，判斷部116預測能否藉由在重疊基板之階段的加壓以達成良率(步驟S112)。該預測中，預測為可達成良率時(步驟S112：是)，判斷部116將對基板121之判斷變更為可達成良率，而開始基板121之重疊(步驟S110：是)。
如此，上述形態可嚴格區別因基板保持器150之性狀造成基板121的突出部分，抑制因產生突出部分造成基板121之良率降低。此外，即使判斷為基板121本身有突出部分時，藉由嘗試對基板121作各種判斷，可抑制基板121之良率降低。已經說明在步驟S109：否、步驟S112：否及步驟S107：否時，判斷為不適合貼合之基板121從貼合生產線排除。
第十九圖係顯示在步驟S603中，為了更換而從基板121取出之基板保持器150的處理程序之一例的流程圖。從基板121取出之基板保持器，首先藉由檢測部114檢查在保持基板121之保持面上的突出部分。
其次，判斷部116將檢測部114之檢測結果，與基板121表面同樣地作評估(步驟S702)。藉此，判斷部116檢測在基板保持器150之保持面有無突出部分(步驟S703)。在步驟S703中，於保持面上未檢測出突出部分時(步驟S703：否)，表示該基板保持器150為具有平坦之保持面者，而返回基板貼合裝置100之保持器暫存盒180。返回之該基板保持器150再度用於基板121之貼合。亦可不將該基板保持器150返回保持器暫存盒180，而搬 運至預對準器140。
在步驟S703中，於保持面檢測出突出部分時(步驟S703：是)，判斷部116繼續調查檢測出之突起部分是否因附著物而引起者(步驟S704)。判斷基板保持器之突起部分並非因附著物而引起者時(步驟S704：否)，判斷部116判斷為突起部分是因基板保持器150本身之變形而引起者，並基於保養之目的，而將該基板保持器150從基板貼合裝置100搬出。
在步驟S704中，判斷出基板保持器150之突出部分是藉由附著物所形成時(步驟S704：是)，判斷部116產生洗淨該基板保持器150之指示(步驟S705)。此時，判斷部統計對該基板保持器150執行洗淨處理之次數(步驟S706)，調查統計之洗淨次數並未超過預定之臨限值(步驟S707)。
在步驟S707中，對該基板保持器150之洗淨次數已達到上述臨限值時(步驟S707：否)，判斷部116判斷為並未藉由洗淨而除去該基板保持器150之附著物，基於保養之目的，而將該基板保持器150從基板貼合裝置100搬出。
在步驟S707中，對該基板保持器150之洗淨次數尚未到達上述臨限值時(步驟S707：是)，判斷部116執行該基板保持器150之洗淨處理(步驟S708)，洗淨後，再度執行從附著面評估(步驟S710)開始之一連串處理。藉此，經洗淨處理而除去附著物時，該基板保持器150返回基板貼合裝置100之保持器暫存盒180，再度使用於基板121之貼合。
如此，上述實施形態中，將基板121上形成突出部分之原因，區分為在基板保持器150時與在基板121時，原因在基板保持器150上時，藉由更換基板保持器150而迅速消除基板121之突出部分。此外，基板121之突 出部分的原因在於基板121本身時，摸索在突出部分存在情況下執行貼合的條件，來抑制基板貼合裝置100中之良率降低。
另外，基板保持器150之評估及藉由送風處理之洗淨等，例如可使用基板貼合裝置100中之預對準器140來執行。此外，藉由更換而從生產線離開之基板保持器150，亦可暫時存放在基板貼合裝置100內，藉由在基板貼合裝置100外部之分批處理進行保養維修。保養維修時，例如藉由研磨基板保持器150之保持面，而使保持面平坦。
以上，使用實施形態說明本發明，不過本發明之技術性範圍不限定於上述實施形態中記載之範圍。熟悉本技術之業者明瞭上述實施形態中可加入各種變更或改良。從申請專利範圍中可明瞭，加入此種變更或改良之形態亦可包含於本發明之技術性範圍。
希注意，申請專利範圍、說明書及圖式中顯示之裝置、系統、程式及方法中的動作、程序、步驟、及階段等各處理之執行順序，並未特別明示「之前」、「事先」等，此外，不限於將之前處理的輸出在之後的處理使用的情況，可按任意順序實現。關於申請專利範圍、說明書及圖式中之動作流程，即使權宜上使用「首先」、「其次」等作說明，並非表示必須以該順序實施。
100‧‧‧基板貼合裝置
102‧‧‧常溫部
104‧‧‧高溫部
106‧‧‧護蓋
108‧‧‧隔熱壁
110‧‧‧綜合控制部
120‧‧‧FOUP
121‧‧‧基板
123‧‧‧積層基板
132、134、136‧‧‧裝載機
140‧‧‧預對準器
150‧‧‧基板保持器
170‧‧‧重疊部
180‧‧‧保持器暫存盒
190‧‧‧接合部
191‧‧‧負載鎖定室
193、195‧‧‧快門
210‧‧‧框體
212‧‧‧壁材
222‧‧‧干擾計
224‧‧‧反射鏡
226‧‧‧攝像部
230‧‧‧微動載台
250‧‧‧固定載台

Claims (64)

  1. 一種基板貼合裝置，係彼此貼合第一基板與第二基板，其特徵為具備：接合部，其係彼此接合彼此對準而重疊之第一基板與第二基板；檢測部，其係在藉由前述接合部接合之前，檢測前述第一基板及前述第二基板之至少一方的凹凸狀態；及判斷部，其係判斷藉由前述檢測部檢測出之前述凹凸狀態是否符合指定之條件；藉由前述判斷部判斷為前述凹凸狀態不符合指定條件時，前述接合部不進行前述第一基板及前述第二基板之接合。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述判斷部係依據前述凹凸狀態，判斷前述第一基板及前述第二基板可否接合。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測前述第一基板之接合面的前述凹凸狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測因前述第一基板之變形引起的前述凹凸狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測因附著於前述第一基板之附著物引起的前述凹凸狀態。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測因配置於前述第一基板表面之凸塊的高度偏差而引起的前述凹凸狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測因前述第一基板之厚度不均而引起的前述凹凸狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測存在 於參與前述第一基板之接合的面之突出部分。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測前述突出部分之高度。
  10. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測前述突出部分之廣度。
  11. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係檢測前述突出部分之突出方向。
  12. 如申請專利範圍第8項之基板貼合裝置，其中前述判斷部係依據前述突出部分之材料判斷可否接合。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係依據彼此重疊前述第一基板及前述第二基板時，施加於前述第一基板之負載的分布，來檢測前述凹凸狀態。
  14. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中進一步具備光學系統，其係觀察前述第一基板，前述檢測部係依據光學系統對前述第一基板之對焦狀態而檢測前述凹凸狀態。
  15. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係依據拍攝前述第一基板之影像檢測前述凹凸狀態。
  16. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中進一步具備保持部件，其係保持前述第一基板，前述檢測部係檢測在前述第一基板對前述保持部件保持狀態下之前述凹凸狀態。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板貼合裝置，其中前述保持部件係藉由靜電力吸著前述第一基板而保持，前述檢測部係依據流入前述第一基板之電流量來檢測前述凹凸狀態。
  18. 如申請專利範圍第16項之基板貼合裝置，其中前述保持部件係吸著前述第一基板而保持，前述檢測部係依據施加於前述第一基板之交流電壓的阻抗來檢測前述凹凸狀態。
  19. 如申請專利範圍第16項之基板貼合裝置，其中前述保持部件係藉由負壓吸著前述第一基板而保持，前述檢測部係依據前述保持部件中之前述負壓的變動來檢測前述凹凸狀態。
  20. 如申請專利範圍第16項之基板貼合裝置，其中前述檢測部檢測前述第一基板上產生之前述凹凸狀態是否因前述保持部件而引起。
  21. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中具備搬運部，其係將前述第一基板及前述第二基板分別搬運至前述接合部，前述檢測部係在將前述基板搬入前述接合部之前檢測前述凹凸狀態。
  22. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中具備預對準部，其係在彼此對準前述第一基板及前述第二基板之前檢測各個之位置，前述檢測部在前述預對準部中檢測前述凹凸狀態。
  23. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中具備重疊部，其係重疊 前述第一基板及前述第二基板，前述檢測部在前述重疊部重疊前述第一基板及前述第二基板時，依據前述第一基板及前述第二基板之接合面內產生的壓力分布，檢測前述第一基板及前述第二基板之至少一方的前述凹凸狀態。
  24. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述檢測部係在彼此重疊前述第一基板及前述第二基板之後，且在前述接合部接合之前，檢測前述凹凸狀態。
  25. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述判斷部係依據接合前述第一基板及前述第二基板時之良率，判斷可否接合。
  26. 如申請專利範圍第25項之基板貼合裝置，其中前述判斷部係依據藉由前述檢測部檢測出之前述凹凸狀態，算出接合前述第一基板及前述第二基板時之接著區域及非接著區域至少一方的大小及位置之至少一方，據此算出前述良率。
  27. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述判斷部預測在前述接合部中接合時產生之前述第一基板及前述第二基板的至少一方之變形作判斷。
  28. 如申請專利範圍第1項之基板貼合裝置，其中前述判斷部於前述檢測部檢測出附著於前述第一基板及前述第二基板之至少一方的附著物時，判斷是否應除去前述附著物。
  29. 如申請專利範圍第28項之基板貼合裝置，其中前述檢測部除去前述判斷部判斷為應除去之前述附著物後，重新檢測前述凹凸狀態。
  30. 如申請專利範圍第29項之基板貼合裝置，其中前述判斷部在前述第一 基板及前述第二基板之至少一方，反覆進行前述附著物之檢測與前述除去的次數超過指定之臨限值時，判斷為無法接合前述一方基板。
  31. 一種基板貼合方法，係彼此貼合第一基板與第二基板，其特徵為包含：對準工序，其係將前述第一基板及前述第二基板彼此對準而重疊；接合工序，其係彼此接合前述對準之前述第一基板與前述第二基板；檢測工序，其係在前述接合工序之前，檢測前述第一基板及前述第二基板之至少一方的凹凸狀態；及判斷工序，其係判斷藉由前述檢測工序檢測出之前述凹凸狀態是否符合指定之條件；藉由前述判斷工序判斷為前述凹凸狀態不符合指定條件時，不進行前述接合工序。
  32. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述判斷工序係判斷在前述接合工序可否接合前述第一基板及前述第二基板。
  33. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測前述第一基板之接合面的前述凹凸狀態。
  34. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測因前述第一基板之變形引起的前述凹凸狀態。
  35. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測因附著於前述第一基板之附著物引起的前述凹凸狀態。
  36. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測因配置於前述第一基板表面之凸塊的高度偏差而引起的前述凹凸狀態。
  37. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測因前述第一基板之厚度不均而引起的前述凹凸狀態。
  38. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測存在於參與前述第一基板之接合的面之突出部分。
  39. 如申請專利範圍第38項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測前述突出部分之高度。
  40. 如申請專利範圍第38項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測前述突出部分之廣度。
  41. 如申請專利範圍第38項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測前述突出部分之突出方向。
  42. 如申請專利範圍第38項之基板貼合方法，其中前述判斷工序係依據前述突出部分之材料判斷可否接合。
  43. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係依據彼此重疊前述第一基板及前述第二基板時，施加於前述第一基板之負載的分布，來檢測前述凹凸狀態。
  44. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含觀察工序，其係觀察前述第一基板，前述檢測工序係依據光學系統對前述第一基板之對焦狀態而檢測前述凹凸狀態。
  45. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係依據拍攝前述第一基板之影像檢測前述凹凸狀態。
  46. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係檢測在 前述第一基板對保持前述第一基板之前述保持部件保持狀態下的前述凹凸狀態。
  47. 如申請專利範圍第46項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係依據流入藉由靜電力吸著於前述保持部件而保持的前述第一基板之電流量來檢測前述凹凸狀態。
  48. 如申請專利範圍第46項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係依據施加於前述第一基板之交流電壓的阻抗來檢測前述凹凸狀態。
  49. 如申請專利範圍第46項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係依據藉由負壓吸著前述第一基板而保持之前述保持部件中之前述負壓的變動來檢測前述凹凸狀態。
  50. 如申請專利範圍第46項之基板貼合方法，其中前述檢測工序檢測前述第一基板上產生之前述凹凸狀態是否因前述保持部件而引起。
  51. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中具備搬運工序，其係將前述第一基板及前述第二基板分別搬運至進行前述接合工序之前述接合部，前述檢測工序係在將前述基板搬入前述接合部之前檢測前述凹凸狀態。
  52. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含預對準工序，其係在彼此對準前述第一基板及前述第二基板之前檢測各個之位置，前述檢測工序在前述預對準工序中檢測前述凹凸狀態。
  53. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中具備重疊工序，其係重疊前述第一基板及前述第二基板，前述檢測工序在前述重疊工序重疊 前述第一基板及前述第二基板時，依據前述第一基板及前述第二基板之接合面內產生的壓力分布，檢測前述第一基板及前述第二基板之至少一方的前述凹凸狀態。
  54. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述檢測工序係在彼此重疊前述第一基板及前述第二基板之後，且在前述接合工序接合之前，檢測前述凹凸狀態。
  55. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述判斷工序係依據接合前述第一基板及前述第二基板時之良率，判斷可否接合。
  56. 如申請專利範圍第55項之基板貼合方法，其中前述判斷工序係依據藉由前述檢測工序檢測出之前述凹凸狀態，算出接合前述第一基板及前述第二基板時之接著區域及非接著區域至少一方的大小及位置之至少一方，據此算出前述良率。
  57. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述判斷工序預測在前述接合工序中接合時產生之前述第一基板及前述第二基板的至少一方之變形作判斷。
  58. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中前述判斷工序於前述檢測工序檢測出附著於前述第一基板及前述第二基板之至少一方的附著物時，判斷是否應除去前述附著物。
  59. 如申請專利範圍第58項之基板貼合方法，其中前述檢測工序除去前述判斷工序判斷為應除去之前述附著物後，重新檢測前述凹凸狀態。
  60. 如申請專利範圍第59項之基板貼合方法，其中前述判斷工序在前述第一基板及前述第二基板之至少一方，反覆進行前述附著物之檢測與前 述除去的次數超過指定之臨限值時，判斷為無法接合前述一方基板。
  61. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含搬運工序，其係前述判斷工序判斷為前述第一基板及前述第二基板之至少一方不可接合時，將前述一方基板搬運至FOUP。
  62. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含組合工序，其係前述判斷工序判斷為前述第一基板及前述第二基板之至少一方不可接合時，組合前述一方基板與可接合之其他基板。
  63. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含修正工序，其係前述判斷工序判斷為前述第一基板及前述第二基板之至少一方不可接合時，修正設於前述一方基板之凸塊的高度。
  64. 如申請專利範圍第31項之基板貼合方法，其中包含調整工序，其係前述判斷工序判斷為前述第一基板及前述第二基板之至少一方不可接合時，依據前述一方基板之資料調整用於形成基板之製程條件。
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