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
【課題】ロボット搬送アームの撓みを計測し、事故を未然に防止する。
【解決手段】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、搬送アームを目標位置に移動した場合の搬送アームの実際の位置を計測する計測部と、目標位置と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を備える基板処理装置が提供される。複数の処理室の少なくとも一つは、減圧環境で複数の基板を押圧して貼り合わせる加圧室であり、複数の処理室の少なくとも他の一つは、搬送アームに受け渡す基板を仮置きするロードロック室である請求項１に記載の基板処理装置。
【解決手段】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、搬送アームを目標位置に移動した場合の搬送アームの実際の位置を計測する計測部と、目標位置と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を備える基板処理装置が提供される。複数の処理室の少なくとも一つは、減圧環境で複数の基板を押圧して貼り合わせる加圧室であり、複数の処理室の少なくとも他の一つは、搬送アームに受け渡す基板を仮置きするロードロック室である請求項１に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ロボット搬送アームは、基板等を載置するときに、基板等の重量により許容範囲において撓むが、ベアリングの磨耗等により撓みが大きくなり、許容範囲を超えることがある。この場合に、そのまま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基板載置部等に接触して破損するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、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、搬送アームを目標位置に移動した場合の搬送アームの実際の位置を計測する計測部と、目標位置と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を備える基板処理装置が提供される。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
【図１】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。
【図２】搬送アームの垂直方向の変形を計測する過程を概略に示す。
【図３】搬送アームの垂直方向の変形を概略的に説明する。
【図４】計測ポイントの例を示す。
【図５】基板載置部を利用して搬送アームの垂直方向の変形を計測する実施形態を示す。
【図６】積層半導体装置の製造方法を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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は、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に、対向するように配置される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２は、搬送アームの垂直方向の変形を計測する過程を概略に示す。図２は、ロードロック室２２０及び連結室２５０の側面断面を示す。ロードロック室２２０は、基板載置部３００と、昇降機構３４２と、センサー４１２とを含む。
【００３２】
基板載置部３００は、上置き台３０２と、下置き台３０４と、接続柱３０６とを有する。上置き台３０２及び下置き台３０４は、上下平行に配置され、接続柱３０６により連結される。下置き台３０４は、ロードロック室２２０の下部に設置された昇降機構３４２に連結される。その連結により、基板載置部３００の全体は、昇降機構３４２の駆動により上下に移動できる。
【００３３】
上置き台３０２及び下置き台３０４は、それぞれホルダ対１２０を載置することができる。例えば、上置き台３０２は、常温部１０４から搬入されるホルダ対１２０を載置し、下置き台３０４は、高温部１０６から搬入されるホルダ対１２０を載置する。
【００３４】
昇降機構３４２は、基板載置部３００を上下に駆動する。昇降機構３４２は、その内部にセンサー４１６が設けられ、基板載置部３００にかかる負荷及びその変化を検出することができる。センサー４１６は、計測部の一例である。センサー４１６として、ロードセルが例示できる。センサー４１６により計測したデータは、搬送アームの制御部３３０に送信される。
【００３５】
センサー４１２は、搬送アーム２３０、２３２を予め定められた目標位置に移動した場合、垂直方向における搬送アーム２３０、２３２の実際の位置を計測する。ここで、「目標位置」とは、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の座標が予め定められた位置を言う。センサー４１２は、計測部の一例である。センサー４１２により計測したデータは、搬送アームの制御部３３０に送信される。
【００３６】
センサー４１２として、レーザーセンサー等が例示できる。例えば、センサー４１２は、レーザーセンサーであって、ガラス窓４１４を越して、予め定められた目標位置に延伸した搬送アーム２３０のフィンガー２３４の先端にレーザービームを当てて、センサー４１２からフィンガー２３４の先端までの距離を計測することにより、搬送アーム２３０の垂直方向の位置を計測することができる。
【００３７】
センサー４１２は、剛性の高いロードロック室２２０の筐体の上部に設けられるので、ロードロック室２２０の構造的不安定による計測誤差を回避できる。センサー４１２は、剛性の高いロードロック室２２０の筐体の底部に設けられてもよい。センサー４１２は、連結室２５０に配されてもよい。センサー４１２は、予め定められた距離まで搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２が延伸した状態で、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の垂直方向の変形を計測できる位置に配されて良い。
【００３８】
連結室２５０は、搬送アーム２３０、２３２を収容する。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。センサー４１２又はセンサー４１６が搬送アーム２３０、２３２の一方の位置を計測する場合に、搬送アーム２３０、２３２はホルダ対１２０の面方向について互いにずれた位置にある。
【００３９】
搬送アーム２３０は、その先端にフィンガー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２３２も、同様に、その先端にフィンガー２３６を有する。図２は、搬送アーム２３０が延伸して、搬送アーム２３２が退避した状態を示す。
【００４０】
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。制御部３３０は、センサー４１２及びセンサー４１６から受信した計測データに基づいて、搬送アーム２３０、２３２を制御する。制御部３３０は、センサー４１２及びセンサー４１６から受信した計測データに基づいて、搬送アーム２３０、２３２の実際の位置を算出することができる。制御部３３０は、算出部の一例でもある。
【００４１】
図３は、搬送アーム２３０の垂直方向の変形を概略的に説明する図面である。例えば、搬送アーム２３０が上置き台３０２との間にホルダ対１２０を受け渡す高さでは、フィンガー２３４がホルダ対１２０を保持しなければ、フィンガー２３４と上置き台３０２との間隔をＨとする。上置き台３０２には、ホルダ対１２０に静電吸着の電力を供給する給電端子３４６があり、その高さをｈとする。また、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持し、更に磨耗等により垂直方向に生じる総変形をδとする。この場合に、ベアリングの磨耗等により、総変形δが（Ｈ−ｈ）を超えると、フィンガー２３４は、給電端子３４６に、極端の場合には上置き台３０２に衝突して破損するおそれがある。
【００４２】
例えば、Ｈ＝８ｍｍ、ｈ＝１．５ｍｍである場合に、総変形δが（Ｈ−ｈ）＝６．５ｍｍを超えてはならない。搬送アーム２３０が４ｋｇのホルダ対１２０を保持して、１２３５ｍｍまで延伸したときに、搬送アーム２３０の撓みδ０が６ｍｍである場合に、フィンガー２３４と給電端子３４６の頂点との間に残った間隔は０．５ｍｍだけである。
【００４３】
図２に示す実施形態において、制御部３３０は、ホルダ対１２０を保持した状態で搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動する。センサー４１２は、搬送アーム２３０の垂直方向における実際の位置を計測する。制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１２により計測された位置との差を算出し、その差が閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。上記目標位置と計測位置との差は、図３に示すδである。例えば、閾値を６．３ｍｍに設定して、δ＞６．３ｍｍになると、制御部３３０は、搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。これにより、搬送アーム２３０の破損事故を未然に防ぐことができる。なお当該警告は、基板貼り合せ装置１００の使用者に、上記差が閾値を超えたことを認識させるものであって、ＬＥＤの点灯、操作画面への表示、音声の出力等を含む。さらに、当該警告は、基板貼り合せ装置１００に連結された他の装置への情報の出力であってもよい。
【００４４】
図４は、計測ポイントの例を示す。制御部３３０が搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動してから、センサー４１２は、フィンガー２３４の先端であるＡ又はＢを測定ポイントとして、搬送アーム２３０の垂直方向における実際の位置を計測してよい。なお、ロードロック室２２０及び連結室２５０に複数のセンサーを設けて、Ａ、Ｂ及びＣのいずれか２ポイントを計測してもよく、Ａ、Ｂ及びＣの３点を計測してもよく、更に測定ポイントを増やして計測しても良い。
【００４５】
例えば、Ａ、Ｂ及びＣの３点が計測され、その計測データが制御部３３０に送信されると、制御部３３０は、そのデータに基づいて、搬送アーム２３０の傾きを計算することができる。従って、制御部３３０に傾きの閾値が設定されておけば、垂直な方向における搬送アーム２３０の傾きがその閾値を超えたら、制御部３３０は、搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発することができる。
【００４６】
上記の実施形態では、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持した状態における搬送アーム２３０の垂直方向の実際位置を計測する例を挙げたが、ホルダ対１２０の代わりに、搬送アーム２３０がホルダ対１２０の質量に相当する対象物を保持した状態で計測してもよい。例えば、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持すると、フィンガー２３４の先端が塞がれて、センサー４１２が直接フィンガー２３４の先端の位置を計測できないとき、搬送アーム２３０がホルダ対１２０と同じ質量を有し、ホルダ対１２０より一回り小さいダミー基板を保持した状態で計測が行われてもよい。
【００４７】
なお、搬送アーム２３０が既知の厚さを有するダミー基板を保持して、センサー４１２は、そのダミー基板までの間隔を計測して、計測データに基づいて制御部３３０が搬送アーム２３０の位置を算出してもよい。また、センサー４１２は、搬送アーム２３０がホルダ対１２０等を保持しない状態で、搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動した場合の、垂直な方向における搬送アーム２３０の実際の位置を計測してもよい。この場合、搬送アーム２３０がホルダ対１２０等を保持しない状態に対応して、閾値が定められ、制御部３３０に設定されてもよい。
【００４８】
図５は、基板載置部を利用して搬送アームの垂直方向の変形を計測する実施形態を示す。制御部３３０は、ホルダ対１２０を保持した状態で搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に、例えばフィンガー２３４の先端が下置き台３０４との間に垂直方向に予め定められた間隔を有すべき位置に移動する。昇降機構３４２は、基板載置部３００を徐々に上昇させる。下置き台３０４がフィンガー２３４の先端に接触すると、センサー４１６は、基板載置部３００にかかる負荷の変化を検出することができる。制御部３３０は、その検出データに基づいて、フィンガー２３４の実際の位置を算出することができる。
【００４９】
また、昇降機構３４２の内部に設けられたエンコーダを計測部として用いてもよい。この場合に、下置き台３０４がフィンガー２３４の先端に接触すると、昇降機構３４２のエンコーダは、目標プロファイルに対して非線形の検出データを出力する。従って、エンコーダの検出データを利用してもフィンガー２３４の実際の位置を検出することができる。
【００５０】
制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１６により計測された搬送アーム２３０の実際の位置との差を算出し、その差が閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。閾値は、上述の方法によって設定してよい。
【００５１】
図５に示す実施形態において、搬送アーム２３０は、ホルダ対１２０の代わりに、それと同じ質量を有するダミー基板を保持してもよく、基板等を保持しなくてもよい。搬送アーム２３０が基板等を保持しないときには、それに対応する閾値が定められてよい。制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１６により計測された搬送アーム２３０の実際の位置との差を算出し、その差が当該閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発してよい。
【００５２】
上述の実施形態において、主に搬送アーム２３０の例を挙げたが、搬送アーム２３２についても同様の計測をすることができる。また、定期的に搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の変形を計測することにより、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の保守時期、例えばベアリングの交換時期を予測して、機械の破損事故を未然に防ぐことができる。上記予測は、定期的に搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の変形を計測することにより、予め定められた変形量となる時期を計測値から外挿して予測することであってよい。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
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、２４０ 加圧室、２５０ 連結室、３００ 基板載置部、３０２ 上置き台、３０４ 下置き台、３０６ 接続柱、３３０ 制御部、３４２ 昇降機構、３４６ 給電端子、４１２ センサー、４１４ ガラス窓、４１６ センサー
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ロボット搬送アームは、基板等を載置するときに、基板等の重量により許容範囲において撓むが、ベアリングの磨耗等により撓みが大きくなり、許容範囲を超えることがある。この場合に、そのまま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基板載置部等に接触して破損するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、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、搬送アームを目標位置に移動した場合の搬送アームの実際の位置を計測する計測部と、目標位置と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を備える基板処理装置が提供される。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
【図１】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。
【図２】搬送アームの垂直方向の変形を計測する過程を概略に示す。
【図３】搬送アームの垂直方向の変形を概略的に説明する。
【図４】計測ポイントの例を示す。
【図５】基板載置部を利用して搬送アームの垂直方向の変形を計測する実施形態を示す。
【図６】積層半導体装置の製造方法を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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は、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に、対向するように配置される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２は、搬送アームの垂直方向の変形を計測する過程を概略に示す。図２は、ロードロック室２２０及び連結室２５０の側面断面を示す。ロードロック室２２０は、基板載置部３００と、昇降機構３４２と、センサー４１２とを含む。
【００３２】
基板載置部３００は、上置き台３０２と、下置き台３０４と、接続柱３０６とを有する。上置き台３０２及び下置き台３０４は、上下平行に配置され、接続柱３０６により連結される。下置き台３０４は、ロードロック室２２０の下部に設置された昇降機構３４２に連結される。その連結により、基板載置部３００の全体は、昇降機構３４２の駆動により上下に移動できる。
【００３３】
上置き台３０２及び下置き台３０４は、それぞれホルダ対１２０を載置することができる。例えば、上置き台３０２は、常温部１０４から搬入されるホルダ対１２０を載置し、下置き台３０４は、高温部１０６から搬入されるホルダ対１２０を載置する。
【００３４】
昇降機構３４２は、基板載置部３００を上下に駆動する。昇降機構３４２は、その内部にセンサー４１６が設けられ、基板載置部３００にかかる負荷及びその変化を検出することができる。センサー４１６は、計測部の一例である。センサー４１６として、ロードセルが例示できる。センサー４１６により計測したデータは、搬送アームの制御部３３０に送信される。
【００３５】
センサー４１２は、搬送アーム２３０、２３２を予め定められた目標位置に移動した場合、垂直方向における搬送アーム２３０、２３２の実際の位置を計測する。ここで、「目標位置」とは、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の座標が予め定められた位置を言う。センサー４１２は、計測部の一例である。センサー４１２により計測したデータは、搬送アームの制御部３３０に送信される。
【００３６】
センサー４１２として、レーザーセンサー等が例示できる。例えば、センサー４１２は、レーザーセンサーであって、ガラス窓４１４を越して、予め定められた目標位置に延伸した搬送アーム２３０のフィンガー２３４の先端にレーザービームを当てて、センサー４１２からフィンガー２３４の先端までの距離を計測することにより、搬送アーム２３０の垂直方向の位置を計測することができる。
【００３７】
センサー４１２は、剛性の高いロードロック室２２０の筐体の上部に設けられるので、ロードロック室２２０の構造的不安定による計測誤差を回避できる。センサー４１２は、剛性の高いロードロック室２２０の筐体の底部に設けられてもよい。センサー４１２は、連結室２５０に配されてもよい。センサー４１２は、予め定められた距離まで搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２が延伸した状態で、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の垂直方向の変形を計測できる位置に配されて良い。
【００３８】
連結室２５０は、搬送アーム２３０、２３２を収容する。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。センサー４１２又はセンサー４１６が搬送アーム２３０、２３２の一方の位置を計測する場合に、搬送アーム２３０、２３２はホルダ対１２０の面方向について互いにずれた位置にある。
【００３９】
搬送アーム２３０は、その先端にフィンガー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２３２も、同様に、その先端にフィンガー２３６を有する。図２は、搬送アーム２３０が延伸して、搬送アーム２３２が退避した状態を示す。
【００４０】
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。制御部３３０は、センサー４１２及びセンサー４１６から受信した計測データに基づいて、搬送アーム２３０、２３２を制御する。制御部３３０は、センサー４１２及びセンサー４１６から受信した計測データに基づいて、搬送アーム２３０、２３２の実際の位置を算出することができる。制御部３３０は、算出部の一例でもある。
【００４１】
図３は、搬送アーム２３０の垂直方向の変形を概略的に説明する図面である。例えば、搬送アーム２３０が上置き台３０２との間にホルダ対１２０を受け渡す高さでは、フィンガー２３４がホルダ対１２０を保持しなければ、フィンガー２３４と上置き台３０２との間隔をＨとする。上置き台３０２には、ホルダ対１２０に静電吸着の電力を供給する給電端子３４６があり、その高さをｈとする。また、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持し、更に磨耗等により垂直方向に生じる総変形をδとする。この場合に、ベアリングの磨耗等により、総変形δが（Ｈ−ｈ）を超えると、フィンガー２３４は、給電端子３４６に、極端の場合には上置き台３０２に衝突して破損するおそれがある。
【００４２】
例えば、Ｈ＝８ｍｍ、ｈ＝１．５ｍｍである場合に、総変形δが（Ｈ−ｈ）＝６．５ｍｍを超えてはならない。搬送アーム２３０が４ｋｇのホルダ対１２０を保持して、１２３５ｍｍまで延伸したときに、搬送アーム２３０の撓みδ０が６ｍｍである場合に、フィンガー２３４と給電端子３４６の頂点との間に残った間隔は０．５ｍｍだけである。
【００４３】
図２に示す実施形態において、制御部３３０は、ホルダ対１２０を保持した状態で搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動する。センサー４１２は、搬送アーム２３０の垂直方向における実際の位置を計測する。制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１２により計測された位置との差を算出し、その差が閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。上記目標位置と計測位置との差は、図３に示すδである。例えば、閾値を６．３ｍｍに設定して、δ＞６．３ｍｍになると、制御部３３０は、搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。これにより、搬送アーム２３０の破損事故を未然に防ぐことができる。なお当該警告は、基板貼り合せ装置１００の使用者に、上記差が閾値を超えたことを認識させるものであって、ＬＥＤの点灯、操作画面への表示、音声の出力等を含む。さらに、当該警告は、基板貼り合せ装置１００に連結された他の装置への情報の出力であってもよい。
【００４４】
図４は、計測ポイントの例を示す。制御部３３０が搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動してから、センサー４１２は、フィンガー２３４の先端であるＡ又はＢを測定ポイントとして、搬送アーム２３０の垂直方向における実際の位置を計測してよい。なお、ロードロック室２２０及び連結室２５０に複数のセンサーを設けて、Ａ、Ｂ及びＣのいずれか２ポイントを計測してもよく、Ａ、Ｂ及びＣの３点を計測してもよく、更に測定ポイントを増やして計測しても良い。
【００４５】
例えば、Ａ、Ｂ及びＣの３点が計測され、その計測データが制御部３３０に送信されると、制御部３３０は、そのデータに基づいて、搬送アーム２３０の傾きを計算することができる。従って、制御部３３０に傾きの閾値が設定されておけば、垂直な方向における搬送アーム２３０の傾きがその閾値を超えたら、制御部３３０は、搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発することができる。
【００４６】
上記の実施形態では、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持した状態における搬送アーム２３０の垂直方向の実際位置を計測する例を挙げたが、ホルダ対１２０の代わりに、搬送アーム２３０がホルダ対１２０の質量に相当する対象物を保持した状態で計測してもよい。例えば、搬送アーム２３０がホルダ対１２０を保持すると、フィンガー２３４の先端が塞がれて、センサー４１２が直接フィンガー２３４の先端の位置を計測できないとき、搬送アーム２３０がホルダ対１２０と同じ質量を有し、ホルダ対１２０より一回り小さいダミー基板を保持した状態で計測が行われてもよい。
【００４７】
なお、搬送アーム２３０が既知の厚さを有するダミー基板を保持して、センサー４１２は、そのダミー基板までの間隔を計測して、計測データに基づいて制御部３３０が搬送アーム２３０の位置を算出してもよい。また、センサー４１２は、搬送アーム２３０がホルダ対１２０等を保持しない状態で、搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に移動した場合の、垂直な方向における搬送アーム２３０の実際の位置を計測してもよい。この場合、搬送アーム２３０がホルダ対１２０等を保持しない状態に対応して、閾値が定められ、制御部３３０に設定されてもよい。
【００４８】
図５は、基板載置部を利用して搬送アームの垂直方向の変形を計測する実施形態を示す。制御部３３０は、ホルダ対１２０を保持した状態で搬送アーム２３０を予め定められた目標位置に、例えばフィンガー２３４の先端が下置き台３０４との間に垂直方向に予め定められた間隔を有すべき位置に移動する。昇降機構３４２は、基板載置部３００を徐々に上昇させる。下置き台３０４がフィンガー２３４の先端に接触すると、センサー４１６は、基板載置部３００にかかる負荷の変化を検出することができる。制御部３３０は、その検出データに基づいて、フィンガー２３４の実際の位置を算出することができる。
【００４９】
また、昇降機構３４２の内部に設けられたエンコーダを計測部として用いてもよい。この場合に、下置き台３０４がフィンガー２３４の先端に接触すると、昇降機構３４２のエンコーダは、目標プロファイルに対して非線形の検出データを出力する。従って、エンコーダの検出データを利用してもフィンガー２３４の実際の位置を検出することができる。
【００５０】
制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１６により計測された搬送アーム２３０の実際の位置との差を算出し、その差が閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発する。閾値は、上述の方法によって設定してよい。
【００５１】
図５に示す実施形態において、搬送アーム２３０は、ホルダ対１２０の代わりに、それと同じ質量を有するダミー基板を保持してもよく、基板等を保持しなくてもよい。搬送アーム２３０が基板等を保持しないときには、それに対応する閾値が定められてよい。制御部３３０は、上記目標位置とセンサー４１６により計測された搬送アーム２３０の実際の位置との差を算出し、その差が当該閾値を超えたら搬送アーム２３０の動作を停止して、警告を発してよい。
【００５２】
上述の実施形態において、主に搬送アーム２３０の例を挙げたが、搬送アーム２３２についても同様の計測をすることができる。また、定期的に搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の変形を計測することにより、搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の保守時期、例えばベアリングの交換時期を予測して、機械の破損事故を未然に防ぐことができる。上記予測は、定期的に搬送アーム２３０又は搬送アーム２３２の変形を計測することにより、予め定められた変形量となる時期を計測値から外挿して予測することであってよい。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
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、２４０ 加圧室、２５０ 連結室、３００ 基板載置部、３０２ 上置き台、３０４ 下置き台、３０６ 接続柱、３３０ 制御部、３４２ 昇降機構、３４６ 給電端子、４１２ センサー、４１４ ガラス窓、４１６ センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する複数の処理室に連結された連結室と、
前記連結室に配され、前記基板を前記複数の処理室の間で搬送する搬送アームと、
前記搬送アームを目標位置に移動した場合の前記搬送アーム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
を備える基板処理装置。
【請求項２】
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他の一つは、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る請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記連結室および前記ロードロック室の少なくともいずれか一方に配される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記計測部は、前記搬送アームが前記基板の質量に相当する対象物を保持した状態で、前記搬送アームを目標位置に移動した場合の、前記基板の面に垂直方向における前記搬送アームの実際の位置を計測する請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記搬送アームが対象物を保持しない状態で、前記搬送アームを目標位置に移動した場合の前記搬送アームの実際の位置を計測する請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記算出部により算出された前記差が閾値を超えたら警告する警告部を更に備える請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記計測部は、前記搬送アームを複数の位置で計測し、
前記警告部は、前記搬送アームの傾きが閾値を超えたら警告する請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記警告部は、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が閾値を超えたら前記搬送アームの動作を停止する請求項６又は７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
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二つ配され、
二つの前記搬送アームは互いに独立して動作し、
前記計測部が二つの前記搬送アームの一方の位置を計測する場合に、二つの前記搬送アームは前記基板の面方向について互いにずれた位置にある請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか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。
【請求項１１】
請求項１０に記載の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。
【請求項１】
基板を処理する複数の処理室に連結された連結室と、
前記連結室に配され、前記基板を前記複数の処理室の間で搬送する搬送アームと、
前記搬送アームを目標位置に移動した場合の前記搬送アーム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
を備える基板処理装置。
【請求項２】
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他の一つは、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る請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記連結室および前記ロードロック室の少なくともいずれか一方に配される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記計測部は、前記搬送アームが前記基板の質量に相当する対象物を保持した状態で、前記搬送アームを目標位置に移動した場合の、前記基板の面に垂直方向における前記搬送アームの実際の位置を計測する請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記搬送アームが対象物を保持しない状態で、前記搬送アームを目標位置に移動した場合の前記搬送アームの実際の位置を計測する請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記算出部により算出された前記差が閾値を超えたら警告する警告部を更に備える請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記計測部は、前記搬送アームを複数の位置で計測し、
前記警告部は、前記搬送アームの傾きが閾値を超えたら警告する請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記警告部は、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が閾値を超えたら前記搬送アームの動作を停止する請求項６又は７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
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二つ配され、
二つの前記搬送アームは互いに独立して動作し、
前記計測部が二つの前記搬送アームの一方の位置を計測する場合に、二つの前記搬送アームは前記基板の面方向について互いにずれた位置にある請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか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。
【請求項１１】
請求項１０に記載の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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９２６７６（Ｐ２０１１−１９２６７６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５５０６２（Ｐ２０１０−５５０６２）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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