基板カバー
【課題】基板の素子形成領域に塵芥が付着することを防止する。
【解決手段】複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の素子形成領域の表面を、素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、素子形成領域の裏面を露出させた基板カバー。上記基板カバーは、半導体基板に対して気密に接して、素子形成領域を気密に包囲してもよい。また、上記基板カバーは、半導体基板に対して接する領域は、半導体基板のノッチまたはオリエンテーションフラットと相補的な形状を有してもよい。
【解決手段】複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の素子形成領域の表面を、素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、素子形成領域の裏面を露出させた基板カバー。上記基板カバーは、半導体基板に対して気密に接して、素子形成領域を気密に包囲してもよい。また、上記基板カバーは、半導体基板に対して接する領域は、半導体基板のノッチまたはオリエンテーションフラットと相補的な形状を有してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の素子等が形成された半導体基板を積層する積層型半導体装置の製造方法がある（特許文献１参照）。貼り合わせに係る作業は、基板貼り合わせ装置の内部で局所的にクリーン化された領域で実行され、塵芥等の基板への付着による歩留り低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の基板容器から局所的にクリーン化された領域へと半導体基板を搬送する過程で、半導体基板が一時的に大気環境に晒される場合がある。このため、加工前の半導体基板に塵芥が付着する可能性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の態様のひとつとして、複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の素子形成領域の表面を、素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、素子形成領域の裏面を露出させた基板カバーが提供される。
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】基板貼り合わせ装置１００全体の構造を示す平面図である。
【図２】基板貼り合わせ装置１００全体の構造を示す縦断面図である。
【図３】加圧装置１３０の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図４Ａ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｂ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｃ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｄ】半導体基板１０２の状態の変遷を示す図である。
【図５】基板カバー１４３の形状を示す斜視図である。
【図６】基板カバー１４３の縦断面図である。
【図７】基板カバー１４３を見上げた様子を示す斜視図である。
【図８】基板カバー１４３の部分拡大断面図である。
【図９】基板カバー１４３の他の形状を示す斜視図である。
【図１０】基板カバー１４３のまた他の形状を示す斜視図である。
【図１１】基板カバー１４３の更に他の形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、基板カバー１４３を用いる基板貼り合わせ装置１００の平面図である。また、図２は、基板貼り合わせ装置１００の縦断面図である。これら図面を参照して、基板貼り合わせ装置１００全体の構造を説明する。
【００１０】
基板貼り合わせ装置１００は、筐体１１０に収容された位置合わせ装置１２０、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１、環境ローダ１５０、ロードロック１６０、回転補正部１７０および大気ローダ１８０を備える。また、筐体の外面には、複数のＦＯＵＰ１９０が装着される。
【００１１】
ＦＯＵＰ１９０は、複数の半導体基板１０２を収容する。ＦＯＵＰ１９０を基板貼り合わせ装置１００に装着することにより、複数の半導体基板１０２を一括して基板貼り合わせ装置１００に装填できる。なお、ＦＯＵＰ１９０に収容された半導体基板１０２の各々には、基板カバー１４３が予めかぶせられている。基板カバー１４３の詳細については後述する。
【００１２】
筐体１１０の内部において、ＦＯＵＰ１９０の直前には大気ローダ１８０が配される。大気ローダ１８０は、フォーク１８４および支持アーム１８６を有する。フォーク１８４は、基板カバー１４３を装着された半導体基板１０２を載せて保持する。フォーク１８４は支持アーム１８６を介して支持され、支持アーム１８６の進退に応じて移動する。
【００１３】
更に、大気ローダ１８０は、基板貼り合わせ装置１００の外部と同じ大気環境において、ＦＯＵＰ１９０が配された筐体１１０の一辺に沿って配されたガイドレール１８２に案内されて移動する。これにより、ＦＯＵＰ１９０のいずれかから搬出された基板カバー１４３付きの半導体基板１０２を回転補正部１７０に搬送する。
【００１４】
回転補正部１７０は、大気ローダ１８０により搬入された半導体基板１０２を、改めて大気ローダ１８０に搭載して搬出させる過程で、大気ローダ１８０に対する半導体基板１０２の搭載方向を補正する。これにより、回転補正部１７０を経た後は、大気ローダ１８０に対する半導体基板１０２の向きが一定しているものとして取り扱うことができる。
【００１５】
回転補正部１７０において大気ローダ１８０に対する搭載方向を補正された半導体基板１０２は、再び大気ローダ１８０により、ロードロック１６０に搬入される。なお、大気ローダ１８０は、ロードロック１６０から搬出した半導体基板１０２を、ＦＯＵＰ１９０のいずれかに戻す場合にも用いられる。
【００１６】
ロードロック１６０は、大気ローダ１８０側と、後述する環境ローダ１５０側とに、それぞれ個別に開閉できるシャッタ１６４、１６２を有する。ロードロック１６０の内部は、図示していない真空源に結合されて排気される。
【００１７】
また、ロードロック１６０の内部には、プリアライナ１６６が配される。プリアライナ１６６には、後述する基板ホルダ１０４がまず搭置され、続いて、基板ホルダ１０４の上に半導体基板１０２が載せられる。このとき、半導体基板１０２は、基板ホルダ１０４に対する相対位置のばらつきが一定の範囲内に納まるようにプリアライメントされる。プリアライナ１６６の動作は、回転補正部１７０に隣接して配されたプリアライナ制御部１１６により制御される。
【００１８】
基板ホルダ１０４は、平滑な保持面を有して、真空吸着、静電吸着等により半導体基板１０２を保持面に保持する。これにより、脆弱な半導体基板１０２を保護して取り扱いを容易にする。基板ホルダ１０４は、ロードロック１６０に対して環境ローダ１５０側に配されたホルダストッカ１４０に収容され、環境ローダ１５０により、ロードロック１６０内のプリアライナ１６６に搬入される。
【００１９】
基板貼り合わせ装置１００の筐体１１０内部における図中の上端近傍には、位置合わせ装置１２０が配される。位置合わせ装置１２０は、下ステージ１２６、Ｘ駆動部１２３、Ｙ駆動部１２１および上ステージ２２６を有する。下ステージ１２６は、側方に配されたＸ駆動部１２３およびＹ駆動部１２１により、Ｘ方向およびＹ方向に移動する。下ステージ１２６には、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が搭載される。
【００２０】
また、下ステージ１２６には、ダクト１２５を通じて、電圧源および減圧源に結合される。これにより、下ステージ１２６の上面に、基板ホルダ１０４等を吸着して保持することができる。更に、基板ホルダ１０４による半導体基板１０２の静電吸着を維持し続けることができる。
【００２１】
更に、下ステージ１２６の上には、互いに直交して配された一対の反射鏡１２８が搭載される。反射鏡１２８は、下ステージ１２６の位置および変位を測定する場合に、図示していない干渉計の出射光を反射する。
【００２２】
特に図２から明らかなように、位置合わせ装置１２０は、上ステージ２２６も備える。上ステージ２２６は、位置合わせ装置１２０の天井面から懸下され、下向きに固定される。従って、上ステージ２２６には、下ステージ１２６に保持された半導体基板１０２と対向するように、他の半導体基板１０２を保持した他の基板ホルダ１０４が保持される。
【００２３】
既に説明したように、下ステージ１２６はＸ−Ｙ方向に移動するので、例えば、固定された上ステージ２２６に対して下ステージ１２６の位置を調節することにより、一対の半導体基板１０２の位置を合わせることができる。位置合わせされた一対の半導体基板１０２は、下ステージ１２６をＺ方向に移動させて、互いに重ね合わせることにより仮接合される。仮接合された半導体基板１０２は、再び環境ローダ１５０により、後述する加圧装置１３０に搬送される。
【００２４】
なお、基板貼り合わせ装置１００は、位置合わせ装置１２０に隣接して配された位置合わせ制御部１１２を備える。位置合わせ制御部１１２は、位置合わせ装置１２０による上記の一連の位置合わせ動作を制御する。
【００２５】
位置合わせ装置１２０は、耐熱壁１２９により包囲される。これにより、後述する加圧装置１３０等から輻射される熱が位置合わせ装置１２０の精度に及ぼす影響を遮断する。耐熱壁１２９の一面（図示の例では下側の一面）には装入口１２７が配され、これを通じて、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が位置合わせ装置１２０搬入される。
【００２６】
また、位置合わせ装置１２０は、基板貼り合わせ装置１００の筐体１１０に対して、防振脚１１１を介して支持される。これにより、大気ローダ１８０、環境ローダ１５０、加圧装置１３０等の動作により生じる振動が、位置合わせ装置１２０の位置合わせ精度に与える影響が遮断される。
【００２７】
なお、この実施形態では、環境ローダ１５０の稼働領域を真空雰囲気とし、位置合わせ装置１２０の装入口１２７にはロードロックを設けなかった。しかしながら、例えば、位置合わせ装置１２０の内部雰囲気を窒素ガス等で置換した場合、後述する加圧装置１３０で発生した熱が雰囲気を媒体として位置合わせ装置１２０に伝わり、位置合わせ精度に影響を与える場合がある。そこで、位置し合わせ装置１２０内部およびその周辺に熱媒体となる雰囲気がある場合は、装入口１２７にロードロックを設けることが好ましい。
【００２８】
基板貼り合わせ装置１００の中程には、環境ローダ１５０が配される。環境ローダ１５０は、基板ホルダ１０４を搭載する一対のフォーク１５２と、一対のフォーク１５２を共通に支持して移動させるフォールディングアーム１５４とを有する。
【００２９】
なお、上ステージ２２６は、その下面に半導体基板１０２を保持するので、上ステージ２２６に基板ホルダ１０４を装填する環境ローダ１５０は、半導体基板１０２およびそれを保持した基板ホルダ１０４の表裏を反転させる。このため、環境ローダ１５０は、フォーク１５２を反転させる機能と、フォーク１５２が反転した場合に半導体基板１０２および基板ホルダ１０４の落下を防止する補助フォーク１５３とを備える。
【００３０】
一対のフォーク１５２は、例えば、位置合わせ装置１２０に搬入する室温の基板ホルダ１０４を搬送する場合と、後述する加圧装置１３０から搬出される高温の基板ホルダ１０４を搬送する場合とで使い分けることができる。これにより、環境ローダ１５０から基板ホルダ１０４に伝わった熱により、位置合わせ装置１２０における位置合わせ精度が低下することが防止される。
【００３１】
また、環境ローダ１５０は、ロードロック１６０、位置合わせ装置１２０、複数のホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１および複数の加圧装置１３０に包囲される。これにより、環境ローダ１５０は、基板貼り合わせ装置１００を形成する各要素に対して、半導体基板１０２を搬入または搬出できる。
【００３２】
ロードロック１６０、位置合わせ装置１２０、ホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１および複数の加圧装置１３０の相互の間は、気密壁１５９により気密に封鎖される。気密壁１５９の内側を排気することにより、位置合わせ装置１２０、加圧装置１３０および環境ローダ１５０を真空雰囲気で動作させることができる。
【００３３】
ホルダストッカ１４０は、使用前または使用後の、その時点で使用していない基板ホルダ１０４を収容して待機させる。カバーストッカ１４１は、使用後の基板カバー１４３を収容して保存する。保存された基板カバー１４３は、清掃された上で再使用されてもよい。また、使用した基板カバー１４３は破棄してもよい。加圧装置１３０については、図３を参照して後述する。
【００３４】
図３は、加圧装置１３０単独の構造を模式的に示す縦断面図である。加圧装置１３０は、筐体１３２の底部から積層された定盤１３８および加熱プレート１３６と、筐体１３２の天井面から順次垂下された圧下部１３４および加熱プレート１３６とを有する。加熱プレート１３６の各々はヒータを内蔵する。また、筐体１３２の側面のひとつには装入口１３１が設けられる。
【００３５】
加圧装置１３０には、既に位置合わせして重ね合わされた一対の半導体基板１０２が、それを挟む一対の基板ホルダ１０４と共に搬入され、定盤１３８上の加熱プレート１３６上面に載置される。加圧装置１３０は、圧下部１３４により上側の加熱プレート１３６を降下させて、半導体基板１０２および基板ホルダ１０４を加熱プレート１３６に挟む。
【００３６】
この状態で加熱プレート１３６を昇温させて半導体基板１０２を加熱した後に、更に、圧下部１３４により上側の加熱プレート１３６を押し下げる。これにより、加熱プレート１３６の間に挟まれた半導体基板１０２および基板ホルダ１０４が加圧され、半導体基板１０２は恒久的に接着される。
【００３７】
なお、図示は省いたが、加熱、加圧した後に、半導体基板１０２を冷却する冷却部を、加圧装置１３０に更に設けてもよい。これにより、室温までには至らなくても、ある程度冷却してから接着した半導体基板１０２を搬出して、ＦＯＵＰ１９０に迅速に戻すことができる。なお、加圧装置１３０の動作は、加圧制御部１１３により制御される。
【００３８】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄは、基板貼り合わせ装置１００における半導体基板１０２の状態の変遷を示す図である。まず、図４Ａに示すように、環境ローダ１５０がホルダストッカ１４０から搬出してロードロック１６０に搬入した基板ホルダ１０４に対して、大気ローダ１８０がロードロック１６０に搬入した半導体基板１０２が搭載される。
【００３９】
基板ホルダ１０４は、例えば静電吸着等により半導体基板１０２を吸着して保持する。このように半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が２組用意される。なお、以下の工程においては、半導体基板１０２と、それを保持した基板ホルダ１０４とは一体的に取り扱われる。
【００４０】
次に、図４Ｂに示すように、それぞれが半導体基板１０２を保持した一対の基板ホルダ１０４は、位置合わせ装置１２０において、一方が反転される。これにより、半導体基板１０２が対向した状態で相互に位置合わせされる。位置合わせされた半導体基板１０２は、重ね合わされて仮接合される。
【００４１】
なお、位置合わせ装置１２０においては、重ね合わせられた半導体基板１０２は、仮接合されているに過ぎない。このため、位置合わせされた状態を維持する目的で、基板ホルダ１０４の溝１０５にクリップ１０６が嵌められる。これにより、環境ローダ１５０は、位置合わせ装置１２０による位置合わせを保持したまま、半導体基板１０２を加圧装置に搬送できる。
【００４２】
仮接合された半導体基板１０２は、環境ローダ１５０により加圧装置１３０に搬入される。加圧装置１３０により加熱、加圧されることにより、仮接合された一対の半導体基板１０２は恒久的に接着されて積層型半導体基板１０３となる。
【００４３】
基板ホルダ１０４は、基板貼り合わせ装置１００の仕様に応じて、加圧装置１３０からロードロック１６０までの間に積層型半導体基板から取り外され、ホルダストッカ１４０に戻される。積層型半導体基板１０３は、大気ローダ１８０により単体でＦＯＵＰ１９０に戻される。
【００４４】
上記のような基板貼り合わせ装置１００において、基板カバー１４３は、以下のように使用される。まず、ＦＯＵＰ１９０に収容された半導体基板１０２は、基板カバー１４３を予め装着されている。大気ローダ１８０は、基板カバー１４３を装着させたまま、半導体基板１０２をＦＯＵＰ１９０から搬出して回転補正部１７０に搬送する。
【００４５】
回転補正部１７０は、半導体基板１０２に形成されたノッチあるいはオリエンテーションフラットを指標にして、基板カバー１４３を装着したまま半導体基板１０２の大気ローダ１８０に対する搭載方向を補正する。次に、大気ローダ１８０は、回転補正を終えた半導体基板１０２を、回転補正部１７０から搬出して、奥のシャッタ１６２が閉鎖されたロードロック１６０に搬入する。この場合も、半導体基板１０２は、基板カバー１４３を装着されたまま搬送される。
【００４６】
半導体基板１０２がロードロック１６０に搬入されると、ロードロック１６０のもう一方のシャッタ１６４も閉鎖される。これにより、ロードロック１６０の内部は、大気からも、環境ローダ１５０を含む真空雰囲気からも遮断される。
【００４７】
この状態で、ロードロック１６０の内部は、真空源に連通して減圧される。また、ロードロック１６０の内部において、半導体基板１０２は、プリアライナ１６６により基板ホルダ１０４に対してプリアライメントされる。やがてプリアライメントが完了すると共に、ロードロック１６０の内部が真空雰囲気と同程度まで減圧されると、環境ローダ１５０側のシャッタ１６２が開放され、プリアライメントが完了した半導体基板１０２および基板ホルダ１０４が、環境ローダ１５０によりロードロック１６０から搬出される。
【００４８】
ここで、環境ローダ１５０に基板カバー１４３を単独で取り扱う機能がある場合は、ロードロック１６０から、まず、基板カバー１４３を単独で取り出して、カバーストッカ１４１に格納してもよい。あるいは、カバーストッカ１４１にカバー取り外し機能を設け、基板カバー１４３を装着したままの半導体基板１０２を基板ホルダ１０４に保持させて、環境ローダ１５０によりカバーストッカ１４１に搬送して、基板カバー１４３を取り外させてもよい。
【００４９】
いずれの場合も、基板カバー１４３がカバーストッカ１４１に収納された後は、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が、位置合わせ装置１２０に搬送される。搬送された基板ホルダ１０４は、位置合わせ装置１２０にとって１枚目の基板ホルダ１０４であれば、反転されて上ステージ２２６に保持される。また、位置合わせ装置１２０にとって２枚目の基板ホルダ１０４であれば、下ステージ１２６に保持される。
【００５０】
このように、半導体基板１０２が大気環境にある期間は、基板カバー１４３が半導体基板１０２の素子形成領域を覆うので、塵芥等が付着することが防止される。従って、真空環境では、半導体基板１０２の清浄な面を貼り合わせることができる。また、ロードロック１６０の内側のシャッタ１６２が開いた直後に基板カバー１４３をカバーストッカに回収するので、環境ローダ１５０の周囲に塵芥等が持ち込まれて拡散することが抑制される。
【００５１】
なお、ロードロック１６０の減圧と、半導体基板１０２および基板ホルダ１０４に対するプリアライメントとを並行して実行することにより、基板貼り合わせ装置１００のスループットを向上させることができる。この場合、基板カバー１４３が装着されたままの半導体基板１０２に対してプリアライメントを実施するので、基板カバー１４３は、プリアライナ１６６の検出系に対して透明であることが望ましい。例えば、プリアライナ１６６が光学的な検出系によりプリアライメントを実行する場合、基板カバー１４３は、光学的に透明であることが望ましい。
【００５２】
また、基板カバー１４３は真空環境に搬入されるので、真空環境においてガス等を発生しない安定な材料であることが好ましい。具体的には、フッ素系樹脂であるポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロエルキルビニルエーテル共重合体等を材料として例示できる。
【００５３】
図５は、半導体基板１０２とそれに装着する基板カバー１４３の形状を示す斜視図である。半導体基板１０２は、上面に素子形成領域１０９を、側端面にノッチ１０７を、それぞれ有する。基板カバー１４３は、下端に近づくほど内径が広がる鍔部１４５を有する。
【００５４】
図６は、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を示す断面図である。鍔部１４５の上端において、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の外径よりも小さな内径を有する。また、鍔部１４５の下端において、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の外径よりも大きな内径を有する。
【００５５】
これにより、基板カバー１４３を上方から半導体基板１０２に被せた場合、基板カバー１４３は、鍔部１４５の内面において半導体基板１０２に当接する。これにより、半導体基板１０２の素子形成領域１０９から離間した状態で素子形成領域１０９を覆うことができる。また、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の縁部に線状に接するので、素子形成領域１０９には接触しない。
【００５６】
図７は、基板カバー１４３を、下から見上げた様子を示す斜視図である。基板カバー１４３の鍔部１４５の内面には、基板カバー１４３の径方向に、内側に判って突出する係止突起１４７を有する。係止突起１４７は、半導体基板１０２のノッチ１０７と相補的な形状を有する。
【００５７】
これにより、基板カバー１４３を半導体基板１０２に装着した場合、半導体基板１０２のノッチ１０７と係止突起１４７とが嵌まり合い、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を気密にすることができる。従って、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を、例えば外部に対して減圧することにより、基板カバー１４３を半導体基板１０２に吸着させ、基板カバー１４３の半導体基板１０２に対する位置ずれを防止できる。
【００５８】
基板カバー１４３の内側を減圧する方法としては、基板カバー１４３を半導体基板１０２に載せた状態で基板カバー１４３の中央を僅かに押し下げて、基板カバー１４３の弾性により半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を減圧させてもよい。また、減圧雰囲気下で半導体基板１０２に基板カバー１４３を載せた後、基板カバー１４３を載せた半導体基板１０２を常圧の雰囲気に戻すことにより、基板カバー１４３の内側を相対的に減圧させることもできる。
【００５９】
図８は、半導体基板１０２および基板カバー１４３の接触部を拡大して示す部分断面図である。半導体基板１０２の多くは、素子形成領域１０９を含む面と側方端面との境界を面取りされて、面取り部１０８を有する。従って、基板カバー１４３の傾斜した鍔部１４５は、半導体基板１０２の面取り部１０８に主に接する。これにより、基板カバー１４３は、素子形成領域１０９側から装着されているにもかかわらず、素子形成領域１０９を含む半導体基板１０２の表面には全く接触しない。
【００６０】
また、基板カバー１４３の下端は、図中に点線Ａにより示す半導体基板１０２の下面よりも高い位置にある。これにより、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を、例えば基板ホルダ１０４に保持させた場合に、基板カバー１４３が基板ホルダ１０４に接触することがない。従って、基板ホルダ１０４との接触により、基板カバー１４３がずれることを防止できる。
【００６１】
なお、基板カバー１４３の内側において、半導体基板１０２に接触する領域には、弾性を有する材料を貼付または塗布した軟質部１４９を設けてもよい。これにより、基板カバー１４３の半導体基板１０２に対する滑り止めになる。また、前述したように、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を減圧する場合には、両者の間の気密性が向上される。
【００６２】
図９は、基板カバー１４３の他の形態を示す部分拡大断面図である。この基板カバー１４３は、半導体基板１０２の下面よりも下方まで延在する裾部１４６を下端に有する。これにより、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を基板ホルダ１０４に保持させた場合、基板カバー１４３は、基板ホルダ１０４に当接する。
【００６３】
ここで、基板ホルダ１０４に例えば段差Ｓを設けて、基板カバー１４３が段差Ｓに接触させることで、基板ホルダ１０４に搭載した後は、半導体基板１０２ではなく、基板ホルダ１０４が基板カバー１４３を支持する。これにより、ロードロック１６０から真空環境に搬入された半導体基板１０２から基板カバー１４３を取り除くことが容易になる。
【００６４】
図１０は、基板カバー１４３のまた他の形態を示す図である。図９に示したように、基板カバー１４３の下端が、半導体基板１０２の下面よりも下方まで延在する場合、大気ローダ１８０が半導体基板１０２を搬送する場合に、フォーク１８４が基板カバー１４３に接してずれる場合がある。
【００６５】
そこで、図１０に示すように、フォーク１８４が半導体基板１０２の下面に接した場合に、基板カバー１４３の鍔部１４５下端に切欠き状の逃げ部１４２を設けてもよい。この逃げ部１４２にフォーク１８４を通すことにより、大気ローダ１８０は、基板カバー１４３と干渉することなく半導体基板１０２を搬送できる。
【００６６】
図１１は、基板カバー１４３の更に他の形態を示す図である。この基板カバー１４３は、天井面外縁部の複数個所において、水平部分が径方向外側に延長された延長部１４４を有する。これにより、この基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２は、水平な延長部１４４を通じて、上方から半導体基板１０２の縁部を観察できる。
【００６７】
この場合、観察方向が基板カバー１４３に対して直交するので、基板カバー１４３を透過することによる光学的影響が小さい。従って、半導体基板１０２の縁部を正確にて検出できる。
【００６８】
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、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。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、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６９】
特許請求の範囲、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、後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうることに留意されたい。特許請求の範囲、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。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 基板貼り合わせ装置、１０２ 半導体基板、１０３ 積層型半導体基板、１０４ 基板ホルダ、１０５ 溝、１０６ クリップ、１０７ ノッチ、１０８ 面取り部、１０９ 素子形成領域、１１０、１３２ 筐体、１１１ 防振脚、１１２ 位置合わせ制御部、１１３ 加圧制御部、１１６ プリアライナ制御部、１２０ 位置合わせ装置、１２１ Ｙ駆動部、１８２ ガイドレール、１２３ Ｘ駆動部、１２５ ダクト、１２６ 下ステージ、１２７ 装入口、１２８ 反射鏡、１２９ 耐熱壁、１３０ 加圧装置、１３１ 装入口、１３４ 圧下部、１３６ 加熱プレート、１３８ 定盤、１４０ ホルダストッカ、１４１ カバーストッカ、１４２ 逃げ部、１４３ 基板カバー、１４４ 延長部、１４５ 鍔部、１４６ 裾部、１４７ 係止突起、１４９ 軟質部、１５０ 環境ローダ、１５２、１８４ フォーク、１５３ 補助フォーク、１５４ フォールディングアーム、１５９ 気密壁、１６０ ロードロック、１６２、１６４ シャッタ、１６６ プリアライナ、１７０ 回転補正部、１８０ 大気ローダ、１８６ 支持アーム、１９０ ＦＯＵＰ、２２６ 上ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の素子等が形成された半導体基板を積層する積層型半導体装置の製造方法がある（特許文献１参照）。貼り合わせに係る作業は、基板貼り合わせ装置の内部で局所的にクリーン化された領域で実行され、塵芥等の基板への付着による歩留り低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の基板容器から局所的にクリーン化された領域へと半導体基板を搬送する過程で、半導体基板が一時的に大気環境に晒される場合がある。このため、加工前の半導体基板に塵芥が付着する可能性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の態様のひとつとして、複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の素子形成領域の表面を、素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、素子形成領域の裏面を露出させた基板カバーが提供される。
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】基板貼り合わせ装置１００全体の構造を示す平面図である。
【図２】基板貼り合わせ装置１００全体の構造を示す縦断面図である。
【図３】加圧装置１３０の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図４Ａ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｂ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｃ】半導体基板１０２の状態を示す図である。
【図４Ｄ】半導体基板１０２の状態の変遷を示す図である。
【図５】基板カバー１４３の形状を示す斜視図である。
【図６】基板カバー１４３の縦断面図である。
【図７】基板カバー１４３を見上げた様子を示す斜視図である。
【図８】基板カバー１４３の部分拡大断面図である。
【図９】基板カバー１４３の他の形状を示す斜視図である。
【図１０】基板カバー１４３のまた他の形状を示す斜視図である。
【図１１】基板カバー１４３の更に他の形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、基板カバー１４３を用いる基板貼り合わせ装置１００の平面図である。また、図２は、基板貼り合わせ装置１００の縦断面図である。これら図面を参照して、基板貼り合わせ装置１００全体の構造を説明する。
【００１０】
基板貼り合わせ装置１００は、筐体１１０に収容された位置合わせ装置１２０、加圧装置１３０、ホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１、環境ローダ１５０、ロードロック１６０、回転補正部１７０および大気ローダ１８０を備える。また、筐体の外面には、複数のＦＯＵＰ１９０が装着される。
【００１１】
ＦＯＵＰ１９０は、複数の半導体基板１０２を収容する。ＦＯＵＰ１９０を基板貼り合わせ装置１００に装着することにより、複数の半導体基板１０２を一括して基板貼り合わせ装置１００に装填できる。なお、ＦＯＵＰ１９０に収容された半導体基板１０２の各々には、基板カバー１４３が予めかぶせられている。基板カバー１４３の詳細については後述する。
【００１２】
筐体１１０の内部において、ＦＯＵＰ１９０の直前には大気ローダ１８０が配される。大気ローダ１８０は、フォーク１８４および支持アーム１８６を有する。フォーク１８４は、基板カバー１４３を装着された半導体基板１０２を載せて保持する。フォーク１８４は支持アーム１８６を介して支持され、支持アーム１８６の進退に応じて移動する。
【００１３】
更に、大気ローダ１８０は、基板貼り合わせ装置１００の外部と同じ大気環境において、ＦＯＵＰ１９０が配された筐体１１０の一辺に沿って配されたガイドレール１８２に案内されて移動する。これにより、ＦＯＵＰ１９０のいずれかから搬出された基板カバー１４３付きの半導体基板１０２を回転補正部１７０に搬送する。
【００１４】
回転補正部１７０は、大気ローダ１８０により搬入された半導体基板１０２を、改めて大気ローダ１８０に搭載して搬出させる過程で、大気ローダ１８０に対する半導体基板１０２の搭載方向を補正する。これにより、回転補正部１７０を経た後は、大気ローダ１８０に対する半導体基板１０２の向きが一定しているものとして取り扱うことができる。
【００１５】
回転補正部１７０において大気ローダ１８０に対する搭載方向を補正された半導体基板１０２は、再び大気ローダ１８０により、ロードロック１６０に搬入される。なお、大気ローダ１８０は、ロードロック１６０から搬出した半導体基板１０２を、ＦＯＵＰ１９０のいずれかに戻す場合にも用いられる。
【００１６】
ロードロック１６０は、大気ローダ１８０側と、後述する環境ローダ１５０側とに、それぞれ個別に開閉できるシャッタ１６４、１６２を有する。ロードロック１６０の内部は、図示していない真空源に結合されて排気される。
【００１７】
また、ロードロック１６０の内部には、プリアライナ１６６が配される。プリアライナ１６６には、後述する基板ホルダ１０４がまず搭置され、続いて、基板ホルダ１０４の上に半導体基板１０２が載せられる。このとき、半導体基板１０２は、基板ホルダ１０４に対する相対位置のばらつきが一定の範囲内に納まるようにプリアライメントされる。プリアライナ１６６の動作は、回転補正部１７０に隣接して配されたプリアライナ制御部１１６により制御される。
【００１８】
基板ホルダ１０４は、平滑な保持面を有して、真空吸着、静電吸着等により半導体基板１０２を保持面に保持する。これにより、脆弱な半導体基板１０２を保護して取り扱いを容易にする。基板ホルダ１０４は、ロードロック１６０に対して環境ローダ１５０側に配されたホルダストッカ１４０に収容され、環境ローダ１５０により、ロードロック１６０内のプリアライナ１６６に搬入される。
【００１９】
基板貼り合わせ装置１００の筐体１１０内部における図中の上端近傍には、位置合わせ装置１２０が配される。位置合わせ装置１２０は、下ステージ１２６、Ｘ駆動部１２３、Ｙ駆動部１２１および上ステージ２２６を有する。下ステージ１２６は、側方に配されたＸ駆動部１２３およびＹ駆動部１２１により、Ｘ方向およびＹ方向に移動する。下ステージ１２６には、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が搭載される。
【００２０】
また、下ステージ１２６には、ダクト１２５を通じて、電圧源および減圧源に結合される。これにより、下ステージ１２６の上面に、基板ホルダ１０４等を吸着して保持することができる。更に、基板ホルダ１０４による半導体基板１０２の静電吸着を維持し続けることができる。
【００２１】
更に、下ステージ１２６の上には、互いに直交して配された一対の反射鏡１２８が搭載される。反射鏡１２８は、下ステージ１２６の位置および変位を測定する場合に、図示していない干渉計の出射光を反射する。
【００２２】
特に図２から明らかなように、位置合わせ装置１２０は、上ステージ２２６も備える。上ステージ２２６は、位置合わせ装置１２０の天井面から懸下され、下向きに固定される。従って、上ステージ２２６には、下ステージ１２６に保持された半導体基板１０２と対向するように、他の半導体基板１０２を保持した他の基板ホルダ１０４が保持される。
【００２３】
既に説明したように、下ステージ１２６はＸ−Ｙ方向に移動するので、例えば、固定された上ステージ２２６に対して下ステージ１２６の位置を調節することにより、一対の半導体基板１０２の位置を合わせることができる。位置合わせされた一対の半導体基板１０２は、下ステージ１２６をＺ方向に移動させて、互いに重ね合わせることにより仮接合される。仮接合された半導体基板１０２は、再び環境ローダ１５０により、後述する加圧装置１３０に搬送される。
【００２４】
なお、基板貼り合わせ装置１００は、位置合わせ装置１２０に隣接して配された位置合わせ制御部１１２を備える。位置合わせ制御部１１２は、位置合わせ装置１２０による上記の一連の位置合わせ動作を制御する。
【００２５】
位置合わせ装置１２０は、耐熱壁１２９により包囲される。これにより、後述する加圧装置１３０等から輻射される熱が位置合わせ装置１２０の精度に及ぼす影響を遮断する。耐熱壁１２９の一面（図示の例では下側の一面）には装入口１２７が配され、これを通じて、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が位置合わせ装置１２０搬入される。
【００２６】
また、位置合わせ装置１２０は、基板貼り合わせ装置１００の筐体１１０に対して、防振脚１１１を介して支持される。これにより、大気ローダ１８０、環境ローダ１５０、加圧装置１３０等の動作により生じる振動が、位置合わせ装置１２０の位置合わせ精度に与える影響が遮断される。
【００２７】
なお、この実施形態では、環境ローダ１５０の稼働領域を真空雰囲気とし、位置合わせ装置１２０の装入口１２７にはロードロックを設けなかった。しかしながら、例えば、位置合わせ装置１２０の内部雰囲気を窒素ガス等で置換した場合、後述する加圧装置１３０で発生した熱が雰囲気を媒体として位置合わせ装置１２０に伝わり、位置合わせ精度に影響を与える場合がある。そこで、位置し合わせ装置１２０内部およびその周辺に熱媒体となる雰囲気がある場合は、装入口１２７にロードロックを設けることが好ましい。
【００２８】
基板貼り合わせ装置１００の中程には、環境ローダ１５０が配される。環境ローダ１５０は、基板ホルダ１０４を搭載する一対のフォーク１５２と、一対のフォーク１５２を共通に支持して移動させるフォールディングアーム１５４とを有する。
【００２９】
なお、上ステージ２２６は、その下面に半導体基板１０２を保持するので、上ステージ２２６に基板ホルダ１０４を装填する環境ローダ１５０は、半導体基板１０２およびそれを保持した基板ホルダ１０４の表裏を反転させる。このため、環境ローダ１５０は、フォーク１５２を反転させる機能と、フォーク１５２が反転した場合に半導体基板１０２および基板ホルダ１０４の落下を防止する補助フォーク１５３とを備える。
【００３０】
一対のフォーク１５２は、例えば、位置合わせ装置１２０に搬入する室温の基板ホルダ１０４を搬送する場合と、後述する加圧装置１３０から搬出される高温の基板ホルダ１０４を搬送する場合とで使い分けることができる。これにより、環境ローダ１５０から基板ホルダ１０４に伝わった熱により、位置合わせ装置１２０における位置合わせ精度が低下することが防止される。
【００３１】
また、環境ローダ１５０は、ロードロック１６０、位置合わせ装置１２０、複数のホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１および複数の加圧装置１３０に包囲される。これにより、環境ローダ１５０は、基板貼り合わせ装置１００を形成する各要素に対して、半導体基板１０２を搬入または搬出できる。
【００３２】
ロードロック１６０、位置合わせ装置１２０、ホルダストッカ１４０、カバーストッカ１４１および複数の加圧装置１３０の相互の間は、気密壁１５９により気密に封鎖される。気密壁１５９の内側を排気することにより、位置合わせ装置１２０、加圧装置１３０および環境ローダ１５０を真空雰囲気で動作させることができる。
【００３３】
ホルダストッカ１４０は、使用前または使用後の、その時点で使用していない基板ホルダ１０４を収容して待機させる。カバーストッカ１４１は、使用後の基板カバー１４３を収容して保存する。保存された基板カバー１４３は、清掃された上で再使用されてもよい。また、使用した基板カバー１４３は破棄してもよい。加圧装置１３０については、図３を参照して後述する。
【００３４】
図３は、加圧装置１３０単独の構造を模式的に示す縦断面図である。加圧装置１３０は、筐体１３２の底部から積層された定盤１３８および加熱プレート１３６と、筐体１３２の天井面から順次垂下された圧下部１３４および加熱プレート１３６とを有する。加熱プレート１３６の各々はヒータを内蔵する。また、筐体１３２の側面のひとつには装入口１３１が設けられる。
【００３５】
加圧装置１３０には、既に位置合わせして重ね合わされた一対の半導体基板１０２が、それを挟む一対の基板ホルダ１０４と共に搬入され、定盤１３８上の加熱プレート１３６上面に載置される。加圧装置１３０は、圧下部１３４により上側の加熱プレート１３６を降下させて、半導体基板１０２および基板ホルダ１０４を加熱プレート１３６に挟む。
【００３６】
この状態で加熱プレート１３６を昇温させて半導体基板１０２を加熱した後に、更に、圧下部１３４により上側の加熱プレート１３６を押し下げる。これにより、加熱プレート１３６の間に挟まれた半導体基板１０２および基板ホルダ１０４が加圧され、半導体基板１０２は恒久的に接着される。
【００３７】
なお、図示は省いたが、加熱、加圧した後に、半導体基板１０２を冷却する冷却部を、加圧装置１３０に更に設けてもよい。これにより、室温までには至らなくても、ある程度冷却してから接着した半導体基板１０２を搬出して、ＦＯＵＰ１９０に迅速に戻すことができる。なお、加圧装置１３０の動作は、加圧制御部１１３により制御される。
【００３８】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄは、基板貼り合わせ装置１００における半導体基板１０２の状態の変遷を示す図である。まず、図４Ａに示すように、環境ローダ１５０がホルダストッカ１４０から搬出してロードロック１６０に搬入した基板ホルダ１０４に対して、大気ローダ１８０がロードロック１６０に搬入した半導体基板１０２が搭載される。
【００３９】
基板ホルダ１０４は、例えば静電吸着等により半導体基板１０２を吸着して保持する。このように半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が２組用意される。なお、以下の工程においては、半導体基板１０２と、それを保持した基板ホルダ１０４とは一体的に取り扱われる。
【００４０】
次に、図４Ｂに示すように、それぞれが半導体基板１０２を保持した一対の基板ホルダ１０４は、位置合わせ装置１２０において、一方が反転される。これにより、半導体基板１０２が対向した状態で相互に位置合わせされる。位置合わせされた半導体基板１０２は、重ね合わされて仮接合される。
【００４１】
なお、位置合わせ装置１２０においては、重ね合わせられた半導体基板１０２は、仮接合されているに過ぎない。このため、位置合わせされた状態を維持する目的で、基板ホルダ１０４の溝１０５にクリップ１０６が嵌められる。これにより、環境ローダ１５０は、位置合わせ装置１２０による位置合わせを保持したまま、半導体基板１０２を加圧装置に搬送できる。
【００４２】
仮接合された半導体基板１０２は、環境ローダ１５０により加圧装置１３０に搬入される。加圧装置１３０により加熱、加圧されることにより、仮接合された一対の半導体基板１０２は恒久的に接着されて積層型半導体基板１０３となる。
【００４３】
基板ホルダ１０４は、基板貼り合わせ装置１００の仕様に応じて、加圧装置１３０からロードロック１６０までの間に積層型半導体基板から取り外され、ホルダストッカ１４０に戻される。積層型半導体基板１０３は、大気ローダ１８０により単体でＦＯＵＰ１９０に戻される。
【００４４】
上記のような基板貼り合わせ装置１００において、基板カバー１４３は、以下のように使用される。まず、ＦＯＵＰ１９０に収容された半導体基板１０２は、基板カバー１４３を予め装着されている。大気ローダ１８０は、基板カバー１４３を装着させたまま、半導体基板１０２をＦＯＵＰ１９０から搬出して回転補正部１７０に搬送する。
【００４５】
回転補正部１７０は、半導体基板１０２に形成されたノッチあるいはオリエンテーションフラットを指標にして、基板カバー１４３を装着したまま半導体基板１０２の大気ローダ１８０に対する搭載方向を補正する。次に、大気ローダ１８０は、回転補正を終えた半導体基板１０２を、回転補正部１７０から搬出して、奥のシャッタ１６２が閉鎖されたロードロック１６０に搬入する。この場合も、半導体基板１０２は、基板カバー１４３を装着されたまま搬送される。
【００４６】
半導体基板１０２がロードロック１６０に搬入されると、ロードロック１６０のもう一方のシャッタ１６４も閉鎖される。これにより、ロードロック１６０の内部は、大気からも、環境ローダ１５０を含む真空雰囲気からも遮断される。
【００４７】
この状態で、ロードロック１６０の内部は、真空源に連通して減圧される。また、ロードロック１６０の内部において、半導体基板１０２は、プリアライナ１６６により基板ホルダ１０４に対してプリアライメントされる。やがてプリアライメントが完了すると共に、ロードロック１６０の内部が真空雰囲気と同程度まで減圧されると、環境ローダ１５０側のシャッタ１６２が開放され、プリアライメントが完了した半導体基板１０２および基板ホルダ１０４が、環境ローダ１５０によりロードロック１６０から搬出される。
【００４８】
ここで、環境ローダ１５０に基板カバー１４３を単独で取り扱う機能がある場合は、ロードロック１６０から、まず、基板カバー１４３を単独で取り出して、カバーストッカ１４１に格納してもよい。あるいは、カバーストッカ１４１にカバー取り外し機能を設け、基板カバー１４３を装着したままの半導体基板１０２を基板ホルダ１０４に保持させて、環境ローダ１５０によりカバーストッカ１４１に搬送して、基板カバー１４３を取り外させてもよい。
【００４９】
いずれの場合も、基板カバー１４３がカバーストッカ１４１に収納された後は、半導体基板１０２を保持した基板ホルダ１０４が、位置合わせ装置１２０に搬送される。搬送された基板ホルダ１０４は、位置合わせ装置１２０にとって１枚目の基板ホルダ１０４であれば、反転されて上ステージ２２６に保持される。また、位置合わせ装置１２０にとって２枚目の基板ホルダ１０４であれば、下ステージ１２６に保持される。
【００５０】
このように、半導体基板１０２が大気環境にある期間は、基板カバー１４３が半導体基板１０２の素子形成領域を覆うので、塵芥等が付着することが防止される。従って、真空環境では、半導体基板１０２の清浄な面を貼り合わせることができる。また、ロードロック１６０の内側のシャッタ１６２が開いた直後に基板カバー１４３をカバーストッカに回収するので、環境ローダ１５０の周囲に塵芥等が持ち込まれて拡散することが抑制される。
【００５１】
なお、ロードロック１６０の減圧と、半導体基板１０２および基板ホルダ１０４に対するプリアライメントとを並行して実行することにより、基板貼り合わせ装置１００のスループットを向上させることができる。この場合、基板カバー１４３が装着されたままの半導体基板１０２に対してプリアライメントを実施するので、基板カバー１４３は、プリアライナ１６６の検出系に対して透明であることが望ましい。例えば、プリアライナ１６６が光学的な検出系によりプリアライメントを実行する場合、基板カバー１４３は、光学的に透明であることが望ましい。
【００５２】
また、基板カバー１４３は真空環境に搬入されるので、真空環境においてガス等を発生しない安定な材料であることが好ましい。具体的には、フッ素系樹脂であるポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロエルキルビニルエーテル共重合体等を材料として例示できる。
【００５３】
図５は、半導体基板１０２とそれに装着する基板カバー１４３の形状を示す斜視図である。半導体基板１０２は、上面に素子形成領域１０９を、側端面にノッチ１０７を、それぞれ有する。基板カバー１４３は、下端に近づくほど内径が広がる鍔部１４５を有する。
【００５４】
図６は、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を示す断面図である。鍔部１４５の上端において、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の外径よりも小さな内径を有する。また、鍔部１４５の下端において、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の外径よりも大きな内径を有する。
【００５５】
これにより、基板カバー１４３を上方から半導体基板１０２に被せた場合、基板カバー１４３は、鍔部１４５の内面において半導体基板１０２に当接する。これにより、半導体基板１０２の素子形成領域１０９から離間した状態で素子形成領域１０９を覆うことができる。また、基板カバー１４３は、半導体基板１０２の縁部に線状に接するので、素子形成領域１０９には接触しない。
【００５６】
図７は、基板カバー１４３を、下から見上げた様子を示す斜視図である。基板カバー１４３の鍔部１４５の内面には、基板カバー１４３の径方向に、内側に判って突出する係止突起１４７を有する。係止突起１４７は、半導体基板１０２のノッチ１０７と相補的な形状を有する。
【００５７】
これにより、基板カバー１４３を半導体基板１０２に装着した場合、半導体基板１０２のノッチ１０７と係止突起１４７とが嵌まり合い、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を気密にすることができる。従って、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を、例えば外部に対して減圧することにより、基板カバー１４３を半導体基板１０２に吸着させ、基板カバー１４３の半導体基板１０２に対する位置ずれを防止できる。
【００５８】
基板カバー１４３の内側を減圧する方法としては、基板カバー１４３を半導体基板１０２に載せた状態で基板カバー１４３の中央を僅かに押し下げて、基板カバー１４３の弾性により半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を減圧させてもよい。また、減圧雰囲気下で半導体基板１０２に基板カバー１４３を載せた後、基板カバー１４３を載せた半導体基板１０２を常圧の雰囲気に戻すことにより、基板カバー１４３の内側を相対的に減圧させることもできる。
【００５９】
図８は、半導体基板１０２および基板カバー１４３の接触部を拡大して示す部分断面図である。半導体基板１０２の多くは、素子形成領域１０９を含む面と側方端面との境界を面取りされて、面取り部１０８を有する。従って、基板カバー１４３の傾斜した鍔部１４５は、半導体基板１０２の面取り部１０８に主に接する。これにより、基板カバー１４３は、素子形成領域１０９側から装着されているにもかかわらず、素子形成領域１０９を含む半導体基板１０２の表面には全く接触しない。
【００６０】
また、基板カバー１４３の下端は、図中に点線Ａにより示す半導体基板１０２の下面よりも高い位置にある。これにより、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を、例えば基板ホルダ１０４に保持させた場合に、基板カバー１４３が基板ホルダ１０４に接触することがない。従って、基板ホルダ１０４との接触により、基板カバー１４３がずれることを防止できる。
【００６１】
なお、基板カバー１４３の内側において、半導体基板１０２に接触する領域には、弾性を有する材料を貼付または塗布した軟質部１４９を設けてもよい。これにより、基板カバー１４３の半導体基板１０２に対する滑り止めになる。また、前述したように、半導体基板１０２および基板カバー１４３の間を減圧する場合には、両者の間の気密性が向上される。
【００６２】
図９は、基板カバー１４３の他の形態を示す部分拡大断面図である。この基板カバー１４３は、半導体基板１０２の下面よりも下方まで延在する裾部１４６を下端に有する。これにより、基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２を基板ホルダ１０４に保持させた場合、基板カバー１４３は、基板ホルダ１０４に当接する。
【００６３】
ここで、基板ホルダ１０４に例えば段差Ｓを設けて、基板カバー１４３が段差Ｓに接触させることで、基板ホルダ１０４に搭載した後は、半導体基板１０２ではなく、基板ホルダ１０４が基板カバー１４３を支持する。これにより、ロードロック１６０から真空環境に搬入された半導体基板１０２から基板カバー１４３を取り除くことが容易になる。
【００６４】
図１０は、基板カバー１４３のまた他の形態を示す図である。図９に示したように、基板カバー１４３の下端が、半導体基板１０２の下面よりも下方まで延在する場合、大気ローダ１８０が半導体基板１０２を搬送する場合に、フォーク１８４が基板カバー１４３に接してずれる場合がある。
【００６５】
そこで、図１０に示すように、フォーク１８４が半導体基板１０２の下面に接した場合に、基板カバー１４３の鍔部１４５下端に切欠き状の逃げ部１４２を設けてもよい。この逃げ部１４２にフォーク１８４を通すことにより、大気ローダ１８０は、基板カバー１４３と干渉することなく半導体基板１０２を搬送できる。
【００６６】
図１１は、基板カバー１４３の更に他の形態を示す図である。この基板カバー１４３は、天井面外縁部の複数個所において、水平部分が径方向外側に延長された延長部１４４を有する。これにより、この基板カバー１４３を装着した半導体基板１０２は、水平な延長部１４４を通じて、上方から半導体基板１０２の縁部を観察できる。
【００６７】
この場合、観察方向が基板カバー１４３に対して直交するので、基板カバー１４３を透過することによる光学的影響が小さい。従って、半導体基板１０２の縁部を正確にて検出できる。
【００６８】
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、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。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、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６９】
特許請求の範囲、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、後の処理で用いる場合でない限り、任意の順序で実現しうることに留意されたい。特許請求の範囲、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。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 基板貼り合わせ装置、１０２ 半導体基板、１０３ 積層型半導体基板、１０４ 基板ホルダ、１０５ 溝、１０６ クリップ、１０７ ノッチ、１０８ 面取り部、１０９ 素子形成領域、１１０、１３２ 筐体、１１１ 防振脚、１１２ 位置合わせ制御部、１１３ 加圧制御部、１１６ プリアライナ制御部、１２０ 位置合わせ装置、１２１ Ｙ駆動部、１８２ ガイドレール、１２３ Ｘ駆動部、１２５ ダクト、１２６ 下ステージ、１２７ 装入口、１２８ 反射鏡、１２９ 耐熱壁、１３０ 加圧装置、１３１ 装入口、１３４ 圧下部、１３６ 加熱プレート、１３８ 定盤、１４０ ホルダストッカ、１４１ カバーストッカ、１４２ 逃げ部、１４３ 基板カバー、１４４ 延長部、１４５ 鍔部、１４６ 裾部、１４７ 係止突起、１４９ 軟質部、１５０ 環境ローダ、１５２、１８４ フォーク、１５３ 補助フォーク、１５４ フォールディングアーム、１５９ 気密壁、１６０ ロードロック、１６２、１６４ シャッタ、１６６ プリアライナ、１７０ 回転補正部、１８０ 大気ローダ、１８６ 支持アーム、１９０ ＦＯＵＰ、２２６ 上ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の前記素子形成領域の表面を、前記素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、前記素子形成領域の裏面を露出させた基板カバー。
【請求項２】
前記半導体基板に対して気密に接して、前記素子形成領域を気密に包囲する請求項１に記載の基板カバー。
【請求項３】
前記半導体基板に対して接する領域は、前記半導体基板のノッチまたはオリエンテーションフラットと相補的な形状を有する請求項２に記載の基板カバー。
【請求項４】
外側から前記半導体基板の形状を観察し得る透明な材料により形成される請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板カバー。
【請求項５】
前記半導体基板を搭載して搬送する搬送部との干渉を避ける逃げ部を有する請求項１から請求項４までの何れかに記載の基板カバー。
【請求項６】
前記半導体基板を保持する基板保持部材に対して接する下端部を更に有する請求項１から請求項５までの何れかに記載の基板カバー。
【請求項１】
複数の半導体素子が形成された素子形成領域を有する半導体基板の前記素子形成領域の表面を、前記素子形成領域に対して離間した状態で覆うとともに、前記素子形成領域の裏面を露出させた基板カバー。
【請求項２】
前記半導体基板に対して気密に接して、前記素子形成領域を気密に包囲する請求項１に記載の基板カバー。
【請求項３】
前記半導体基板に対して接する領域は、前記半導体基板のノッチまたはオリエンテーションフラットと相補的な形状を有する請求項２に記載の基板カバー。
【請求項４】
外側から前記半導体基板の形状を観察し得る透明な材料により形成される請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板カバー。
【請求項５】
前記半導体基板を搭載して搬送する搬送部との干渉を避ける逃げ部を有する請求項１から請求項４までの何れかに記載の基板カバー。
【請求項６】
前記半導体基板を保持する基板保持部材に対して接する下端部を更に有する請求項１から請求項５までの何れかに記載の基板カバー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２８７６９２（Ｐ２０１０−２８７６９２Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３９６１７（Ｐ２００９−１３９６１７）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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