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WO2008153086A1 - 基板検出装置、基板位置決め装置、これらを有する基板貼り合わせ装置、ウェハ外形検出装置、ウェハ位置決め装置、及び、ウェハ外形検出装置及びウェハ外形検出装置を有するウェハ貼り合せ装置 - Google Patents

基板検出装置、基板位置決め装置、これらを有する基板貼り合わせ装置、ウェハ外形検出装置、ウェハ位置決め装置、及び、ウェハ外形検出装置及びウェハ外形検出装置を有するウェハ貼り合せ装置 Download PDF

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Publication number
WO2008153086A1
WO2008153086A1 PCT/JP2008/060724 JP2008060724W WO2008153086A1 WO 2008153086 A1 WO2008153086 A1 WO 2008153086A1 JP 2008060724 W JP2008060724 W JP 2008060724W WO 2008153086 A1 WO2008153086 A1 WO 2008153086A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wafer
substrate
edge
detection device
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2008/060724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshihisa Tanaka
Kazuyasu Oone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009519295A priority Critical patent/JP5343847B2/ja
Publication of WO2008153086A1 publication Critical patent/WO2008153086A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H10P72/53—
    • H10P72/0608—

Definitions

  • Substrate detection device, substrate positioning device, substrate bonding device having these, wafer outer shape detection device, wafer positioning device, and wafer bonding device having wafer eight shape detection device and wafer outer shape detection device
  • the present invention relates to a substrate detection device, a substrate positioning device, a substrate bonding device having these, a wafer contour detection device, a wafer positioning device, a wafer contour detection device, and a wafer contour detection, which are used in the field of manufacturing electronic devices.
  • the present invention relates to a wafer bonding apparatus having the apparatus. Background art
  • One of the promising means to achieve the improvement of operation speed, functional advancement, and capacity increase of electronic devices is the three-dimensional stacking of wafers on which electronic devices are formed. This is because the derailment length of the circuit can be shortened, and the device can be made faster and the heat generation can be reduced by laminating a wafer with a lead wire penetrating inside the semiconductor substrate (wafer) and connecting and thinning the lead wire. . In addition, by increasing the number of layers in the wafer stack, the circuit functions can be improved and the memory capacity can be increased.
  • a bonding electrode is formed on the wafer surface after circuit formation, and positioning is performed so that the electrodes of two wafers or a wafer that has already been stacked and the next wafer to be stacked are aligned.
  • a wafer bonding apparatus has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 005-3 0 2 8 5 8).
  • a wafer outer shape detection device that irradiates light from above the wafer and detects the outer shape of the wafer with a photodetector arranged below the wafer is used. ing.
  • the conventional wafer outline detection device when detecting the outline of a laminated wafer in which a plurality of wafers are laminated (hereinafter also referred to as a wafer), the maximum outline of the entire wafer is detected, and the bonding surface There is a problem that the outer shape of the wafer corresponding to the above cannot be detected correctly. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above problems, and includes a substrate detection device, a substrate positioning device, a substrate bonding device having these, a wafer outer shape detection device, a wafer positioning device, and a wafer eight shape detection. It is an object of the present invention to provide a wafer bonding apparatus having an apparatus and a wafer outer shape detection apparatus.
  • a first aspect of the present invention provides a substrate detection apparatus comprising a detection unit that detects an uppermost substrate constituting an uppermost layer among a plurality of stacked substrates.
  • the detection unit is an edge detection device that detects an edge of the uppermost substrate, a rotation device that rotates the plurality of stacked substrates, and the rotation device.
  • the apparatus further comprises a servo device that causes the edge detection device to follow the displacement of the edge of the rotating uppermost substrate, and a position detection device that detects a position of the edge detection device.
  • the edge detecting device detects a step of the edge of the uppermost substrate.
  • the edge detection device is characterized by detecting an inclination of the uppermost layer substrate.
  • the edge detection device detects a change in optical characteristics of the edge of the uppermost substrate.
  • the optical characteristic includes at least one of a color and a reflectance of the uppermost substrate.
  • the apparatus includes: the substrate detection device; a substrate holder stage that positions the substrate holder that holds the substrate; and a transport unit that transfers the substrate to the substrate holder.
  • a featured substrate positioning apparatus is provided.
  • the substrate positioning device, and a substrate bonding unit that joins the two substrates positioned using the substrate positioning device via the substrate holder there is provided a substrate bonding apparatus characterized by comprising:
  • a rotating device for rotating a wafer an edge detecting device for detecting an edge of the wafer placed on the rotating device, and the edge detecting device for the edge of the wafer.
  • a wafer contour detecting device characterized by comprising: a servo device that follows displacement; and a position detecting device that detects a position of the edge detecting device with respect to a radial direction of the wafer.
  • the edge detecting device detects a step of the eight edge.
  • the edge detecting device detects the inclination of the eight edge.
  • the edge detection device detects a change in optical characteristics of the wafer edge.
  • the optical characteristic includes at least one of the color of the wedge edge and the reflectance.
  • a fixed edge detection device that is disposed in the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer and detects the wafer edge.
  • a notch position formed on an outer peripheral portion of the wafer is detected based on at least one signal of the edge detection device and the fixed edge detection device. And Further, according to the fourth aspect of the present invention, the number of stacked layers of the wafer is detected by the edge detection device, and the notch position is detected by the edge detection device when the wafer is a laminated wafer. And
  • the number of stacked layers of the wafer is detected by the edge detection device, and when the wafer is a single layer wafer, the notch is detected by the fixed edge detection device. The position is detected.
  • an error display is displayed when the detected number of stacked wafers is different from the wafer stacking information at the time of wafer insertion. Further, according to the fourth aspect of the present invention, it is characterized in that either the edge detection device or the fixed edge detection device is selected based on the wafer stacking information at the time of wafer insertion. .
  • the wafer outer shape detecting device a wafer holder stage for positioning a wafer holder for holding the wafer, and a transfer means for transferring the wafer to the wafer holder are provided.
  • a wafer positioning device is provided.
  • the wafer relative to a predetermined position of the wafer holder based on a detection result of the eccentric amount, notch position or orientation flat position of the wafer using the wafer outer shape detection apparatus. And correcting the notch position or the orientation flat position, and positioning the wafer on the wafer holder.
  • the wafer positioning device a wafer bonding unit that joins two wafers positioned using the wafer positioning device via a wafer holder
  • a wafer bonding apparatus characterized by comprising:
  • the present invention it is possible to correctly measure the outer shape corresponding to the uppermost bonding surface of the substrates, the substrate detection device, the substrate positioning device, and the substrate bonding device including these. Can be provided.
  • a wafer outer shape detecting device, a wafer positioning device, and a wafer bonding device having a wafer outer shape detecting device and a wafer outer shape detecting device capable of correctly measuring the outer shape corresponding to the uppermost bonding surface of the wafer.
  • the above-mentioned apparatus can measure the amount of deviation of the substrate or wafer at the time of bonding for each layer, so that the bonding conditions can be optimized.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the wafer outline detecting apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a wafer contour detection sequence diagram of the wafer contour detector.
  • FIG. 4A shows an enlarged view of the edge of wafer 11.
  • Fig. 4B shows an example of the signal from the edge detection sensor 15 in the wafer radial direction.
  • FIG. 5A shows an enlarged view of the edge of wafer 11.
  • Fig. 5B shows an example of the signal from the edge detection sensor 15 along the wafer radial direction.
  • FIG. 5C shows an example in which a signal defining the edge range is formed based on the signal of FIG. 5B.
  • FIG. 6 is an edge tracking control block diagram of the edge detection device of the wafer outline detection device according to the first embodiment.
  • Figure 7 shows an example of the result of detecting the wafer surface height variation.
  • Figure 8 shows an example of the servo pull-in characteristics with respect to the edge.
  • Figure 9 shows an example of the wafer outline measurement result by the edge detection sensor.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a wafer positioning apparatus.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a wafer outline detecting apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is a wafer contour detection sequence diagram of the wafer contour detector of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a wafer positioning apparatus according to the second embodiment.
  • a semiconductor wafer will be described as a representative, but it goes without saying that various substrates such as a glass substrate, a ceramic substrate, and a ferrite substrate can be used in addition to the semiconductor wafer used for manufacturing an electronic device. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wafer bonding apparatus according to an embodiment.
  • the wafer bonding apparatus 1 includes a wafer positioning apparatus 50 having a built-in wafer outer shape detection apparatus 10 described later, and two positioned wafers bonded together via a wafer holder. It is composed of a wafer bonding part 90 that forms eight.
  • the wafer that has been put into the wafer outer shape detection device 10 of the wafer positioning device 50 is transferred to the wafer outer shape detection device 10 by the wafer outer shape detection device 10 or the wafer outer shape corresponding to the uppermost bonding surface. Notch position or orientation flat position is detected.
  • a substrate corresponding to the notch position or orientation flat position may be formed on a substrate other than a semiconductor wafer.
  • the notch portion or orientation flat position of the wafer is positioned at a predetermined position of a wafer holder described later by a wafer positioning device 50 described later.
  • the wafer and wafer holder set positioned on the wafer holder by the wafer positioning device 50 are transferred to the wafer bonding unit 90 by the transfer robot 2, and the two wafers are joined by the wafer bonding unit 90 via the wafer holder.
  • a bonded wafer 11 hereinafter referred to simply as a single wafer or a laminated wafer
  • FIG. 02 is a schematic configuration diagram of the wafer contour detection device 10 according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a wafer contour detection sequence diagram of the wafer contour detector 10.
  • Fig. 4A, Fig. 4B, Fig. 5A, Fig. 5B, and Fig. 5C show examples of wafer detection output.
  • FIG. 6 is an edge tracking control block diagram of the edge detection apparatus in the wafer outline detection apparatus according to the first embodiment.
  • a wafer 11 on which two wafers 1 1 a and 1 1 b are bonded together is placed on a turntable 13 fixed to the rotary shaft of a rotary motor 1 2, which will be described later. 1 (see Fig. 10).
  • the wafers l l a and 1 l b may be single-plate wafers or laminated wafers.
  • the rotary motor evening 1 2 mouths for detecting a rotational position of the rotary motor 1 2 (rotation angle) - Tari - encoder 1 4 is incorporated.
  • the case where the (laminated) wafer 11 is placed on the turntable 13 will be described, but it goes without saying that it may be a single wafer 11.
  • the wafer 1 1 Above the wafer 1 1 is an edge detection sensor 1 5 for detecting the outer edge of the wafer 1 1, and this edge detection sensor 1 5 is supported, and the edge detection sensor 1 1 5 is attached to the edge of the wafer 1 1 Servo mechanism 16 to follow is arranged.
  • the support mechanism 16 is composed of a linear motor 18 including a linear encoder 17, and moves the edge detection sensor 15 in the radial direction of the wafer 11.
  • control device 20 composed of various control units to be described later for processing each signal.
  • the edge detection sensor 15 can extract the displacement in the thickness direction of the wafer 11, and as shown in Figs. 4A and 4B, it can detect the level difference at the edge of the wafer 11. It is a system. In addition, the edge detection sensor 15 can also measure the thickness of the wafer 11, and if the wafer 11 is a laminated wafer, the number of laminations is detected if the wafer thickness for each layer is known in advance. You can also.
  • the edge detection sensor 15 has a tilt detection function and can detect a portion where the edge region of the wafer 1 1 is tilted. As shown in FIGS. 5A to 5C, the wafer 1 1 It is possible to determine the area of one edge.
  • the edge detection sensor 15 can detect a change in reflectance, and when the reflectance is different in the vicinity of the edge of each layer of the wafer 11 (for example, 1 1 a, lib), Edge identification of a specific layer becomes possible.
  • the edge detection sensor 15 can detect the hue, and when the hue is different in the vicinity of the edge of each layer of the wafer 11, it is possible to determine the edge of a specific layer.
  • a linear contact optical displacement meter capable of extracting a thickness direction displacement is used, which has the widest linear puddle for edge following.
  • the linear motor 18 is a mechanism that enables the edge detection sensor 15 to be driven in the radial direction of the wafer 11, and is a movable that generates electromagnetic driving force using a three-phase coil and magnet.
  • the movable portion is driven by electromagnetic driving force with respect to the fixed portion.
  • the edge detection sensor 15 is fixed to the movable part.
  • the linear motor 18 also has a built-in guide mechanism and positioning resolution of several meters. Note that the resolution required for edge detection on wafer 11 depends on the number of sampling data, but approximately 1 0 ⁇ 111 is required. Therefore, if the driving configuration has a positioning ability of 111, single-phase VCM A pneumatic actuator with evening air driving force other than driving or electromagnetic driving force may be used. In addition, it is desirable to use a mechanical system with low sliding resistance, such as a guide, to follow the edge.
  • a single layer wafer, a laminated (bonded) wafer, or the like is used as the wafer 11.
  • a 200 mm wafer mainly stacked is targeted, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary encoder 14 is built in the rotation mode 12 (not shown) and detects the rotation angle according to the rotation angle of the rotation mode 12 and can determine the angle by pulse count.
  • the rotary encoder 1 4 resets the count with a home sensor (not shown) when the rotary motor 1 2 is initialized, and the data processing unit (CPU) 2 1 converts the count value to the motor rotation angle.
  • the mouth-tally encoder 14 is built-in, but may be externally attached.
  • the turntable 1 3 is attached to the rotor of the rotary motor 1 2 and has a function of sucking the wafer 1 1.
  • the sucked wafer 1 1 rotates as the rotary motor 1 2 rotates.
  • vacuum suction is used, and vacuum introduction to the turntable 13 is performed by relaying a mouth union (not shown) or the like. In place of vacuum suction, electrostatic suction or the like can be used.
  • the linear motor driver 2 2 in the control device 20 is a control driver for driving the linear motor 18 and transmits a position command to position the linear motor 18 to a predetermined position and transmits a thrust command. Then, the mover can be driven with a predetermined thrust, and various parameters such as the driving conditions of the linear motor 18 can be set, and the linear motor can be driven according to the parameters.
  • the rotary motor driver 2 3 is a controller driver for driving the rotary motor 1 2 .
  • a rotation command is sent, rotation at the commanded rotation speed is possible, and a position command to the target rotation angle is sent. Then, positioning to a predetermined rotation angle becomes possible, and various parameters such as the drive condition of the rotation mode 12 can be set, and the rotation motor 12 can be driven according to the parameters.
  • Block B 3 has the current sensitivity characteristics (AZV) of the linear motor driver 22
  • Block B 4 has the thrust characteristics (NZA) of the linear motor 28
  • Block B 5 (dotted line) is mounted on the mover.
  • the edge detection sensor 15 moves in the radial direction of the wafer as a single block.
  • the edge detection sensor 15 measures the wafer surface when it is inside the wafer 1 lb edge (on the wafer inner circumference side). If it is outside the edge, it measures the state where the lower wafer 1 1 a surface or measurement surface is not present.
  • a signal output Es as shown in FIG. 4B is obtained according to the radius of the wafer 11.
  • the threshold E t is set to a value lower than the value of Es corresponding to the surface height of the wafer 11 b on the uppermost surface of the wafer 11.
  • E t—E s ⁇ ⁇ 0.
  • a voltage of + E (V) is generated if ⁇ is positive, and a voltage of -E (V) is generated if ⁇ is negative.
  • + E (V) corresponds to the thrust polarity where the movement of the edge detection sensor 15 on the wafer radius moves toward the inner periphery, and one E (V) corresponds to the thrust polarity which moves toward the outer periphery.
  • the edge detector performs phase compensation using the filter of block B 2 to stabilize the feedback control operation.
  • the measurement data reading unit 25 shown in Fig. 2 has a function to read the output voltage of the edge detection sensor 15, lip encoder —or encoder 14 or linear encoder 17 in time synchronization or encoder count synchronization. Have.
  • the read data is transmitted to the data processing unit 21.
  • the data processor (CPU) 21 Performs arithmetic processing and storage, issues an edge follow-up servo on / off command to the support control unit, issues commands to each driver, reads the status of the driver, etc. Determine the status and issue processing commands corresponding to the status.
  • the wafer 11 is loaded on the turntable 13 of the rotary motor 12 by automatic transfer by a robot (not shown) or manual transfer by a person.
  • the threshold E t it is necessary to obtain the surface height of the uppermost wafer 1 1 b (see Fig. 2) of the wafer to be measured.
  • it is necessary to position the edge detection sensor 15 to the inner peripheral side of the wafer 11b. Taking the case of a 200 mm wafer as an example, the edge near R 100 mm with respect to the rotation center of the turntable 13 is an edge.
  • the edge detection sensor 15 since the edge detection sensor 15 has a deviation when the wafer 11 is loaded on the turntable 13, it is necessary to set a positioning position in consideration of the deviation amount.
  • the control device 20 may register the number of stacked wafers in the control device 20 in advance, and if the measured wafer height is different from the registered value, the data processing unit 21 may determine an error. Is possible.
  • the data processing unit 21 issues a support ON command to the servo control unit 24 so that the wafer 11 is in the edge-following state (the state shown in the block diagram of FIG. 6) while the rotation is stopped.
  • FIG. Figure 8 shows an example of the servo pull-in characteristic for the edge. Since the movement of the edge detection sensor 15 is expressed by the output of the linear encoder 17, the transient pull-in completion status can be obtained by monitoring the output of the linear encoder 17.
  • the servo control unit 24 starts the rotary motor 12 at the stage when the pull-in of the servo is completed, and rotates the wafer 11 at a predetermined rotational speed. Since the servo control unit 24 may have an error in the tracking of the edge servo due to the start of rotation, a wait sequence (wait time) that delays the data acquisition timing by a fixed time is set. This time depends on the rotation speed of the rotation motor 12 and the mounting eccentricity of the wafer 11, and the wait time becomes longer when the rotation speed and eccentricity are large. Note that when the eccentricity is about 5 mm, the circuit constant for the fill of block B 2 in Fig. 6 is the weight if the lead lug fill is set to 30 Hz and the rotation speed is 0.2 rps or less. The time can be 0.
  • the external data of wafer 1 1 b is the rotary motor 1 2 rotary encoder 1 4
  • the value and the corresponding position of the edge detection sensor 15 are stored in the measurement data reading unit 25 as pair data.
  • FIG. 9 shows an example of the wafer outer shape detection result detected by the edge detection sensor 15, in which the wafer edge and the notch position are detected over one round.
  • the support control unit 24 after measuring the data for one rotation, transfers the stored data to the data processing unit 21.
  • the control device 20 extracts from the wafer outer shape data the data without a notch part (not shown) or an orientation flat part (not shown) formed on the outer peripheral part of the wafer lib, and the diameter of the wafer 11 b, Calculate the eccentricity.
  • the control device 20 uses the calculated value to re-extract the wafer outer periphery data excluding the notch or orientation flat part, and the wafer with the correct diameter, eccentric coordinates, and notch part (notch wafer) or orientation flat part. It is determined whether it is a wafer that has a notch part or an orientation flat part. If it is a notch wafer, the angle of the notch position is calculated. If it is an orientation flat wafer, the angle of the orientation flat position is calculated.
  • the angle reference is based on the origin of the rotary motor 12.
  • the notch position is about 3.14 r a d.
  • the data processing unit 21 can also determine an error.
  • step S3 the rotary motor 1 2 is driven and positioned up to the front of the notch position, the data processor 2 1 is servo-controlled while the rotary motor 1 2 is stopped.
  • a servo ON command is sent to part 24 so that the edge follows the edge.
  • the support controller 24 determines the rotation of the wafer at a predetermined angle after determining whether the support pull-in is complete. Do it only once.
  • the control device 2 0 uses the local contour including the notch position as the edge detection sensor 15 position corresponding to the rotary encoder 1 4 value of the rotary motor 1 2 position (linear encoder 1 7 value). 2 Memorize in 5.
  • the data processing unit 2 1 uses the origin of the rotary motor 1 2 as a reference, and the eccentric coordinates of the wafer 1 1 b on the turntable 1 3 and the notch wafer. If so, the re-measured notch position angle is calculated. If it is an orientation flat wafer, the eccentric flat position angle corrected for eccentricity is calculated.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the wafer positioning apparatus 50, and the XY Z axes are determined and described as shown in FIG.
  • the wafer loading robot 5 1 is a robot for loading the wafer 1 1 from a predetermined storage location onto the turntable 1 3 of the rotary motor 1 2.
  • the wafer 5 1 is sucked and held at the tip of the arm 5 1 a and transferred. I do.
  • the wafer loading robot 51 has an articulated structure, and the arm 51a can be expanded and contracted.
  • the wafer transfer mechanism (Y axis) 5 3 is a mechanism for transferring the wafer 1 1 from the rotary motor 1 2 position to the wafer holder stage 5 4, and holds the wafer 1 1 at the tip of the arm 5 3 a by suction. Transport.
  • the wafer transfer mechanism (Z-axis) 55 is a drive unit that moves the wafer 11 up and down in the vertical direction, and has suction pins for sucking and holding the wafer 11.
  • the wafer holder 5 6 is a base material for holding the removable wafer 1 1. It has a surface that adsorbs 1. .
  • the wafer holder stage (0 axis) 5 4 a has a mechanism for mounting the wafer transfer mechanism (Z axis) 55 on the drive unit that rotates the wafer holder 56 and holding the wafer holder 56 by suction.
  • Wafer holder stage (X-axis) 5 4 b is a drive unit that moves wafer holder 56 in the X-axis direction, and is equipped with wafer holder stage axis 5 4 a.
  • Wafer holder stage (Y-axis) 5 4 c is a drive unit that moves wafer holder 56 in the Y-axis direction, and is equipped with wafer holder stage (X-axis) 5 4 b.
  • the wafer holder loading robot 5 7 is a mouth pot for transferring the wafer holder 56 to the wafer holder stage 54. Note that the wafer holder loading pot.pot 5 7 may also be used as the wafer loading pot 51.
  • the wafer positioning device 50 includes a driver controller for each of the drive mechanisms of the rotary motor lifting mechanism unit 52, the wafer transfer mechanism unit (Y axis) 53, and the wafer transfer mechanism unit (Z axis) 55.
  • Wafer holder stage (0-axis) 5 4 a, (X-axis) 5 4 b, (Y-axis) 5 4 c
  • Drive mechanism controller (not shown) including drive controller and control unit (CPU), etc. have.
  • These dry controllers and the data processing unit 21 shown in FIG. 2 communicate to perform the following wafer positioning sequence control.
  • the wafer positioning sequence is explained step by step
  • Step S 1 1 Wafer loading sequence
  • Wafer loading pot 5 1 carries wafer 1 1 onto turntable 1 3.
  • Step S12 Wafer holder loading sequence
  • the wafer holder loading pot 5 7 carries the wafer holder 5 6 onto the wafer holder stage 5 4.
  • the wafer contour detection device 10 positions the notch (orientation flat) position to a predetermined angle based on the angle of the notch (orientation flat) position obtained in step S13.
  • Step 15 Move the wafer holder stage delivery position
  • the wafer contour detector 10 positions the wafer holder stage 5 4 at a position corresponding to the eccentric coordinates based on the wafer eccentric coordinates obtained in step S 1 3, and the center of the wafer holder stage 5 4 and the wafer 1 1 bAlign the center.
  • Step S 17 Transfer wafer 1 1 from wafer transfer mechanism (Y axis) 5 3 to Weno, transfer mechanism (Z axis) 5 4 a
  • the wafer positioning device 50 moves the wafer transfer mechanism (Y axis) 5 3 in the Y direction to the transfer position with the wafer holder stage 54, and the wafer transfer mechanism (Z axis) 5 4 a carries the wafer.
  • Mechanism part (Y-axis) 5 3 Moves upward after stopping, Wafer transfer mechanism part (Z-axis) 5 4
  • the suction pin (not shown) of the a is turned on and lifted to the delivery position, the suction state of the suction pin Is monitored until the suction force is generated.
  • the wafer transfer mechanism (Y axis) 5 3 side arm 5 3 a Turn off.
  • the wafer positioning device 50 further raises the suction pins to lift the wafer 11 to the upper standby position, and then the wafer transfer machine Retract the structural part (Y-axis) 5 3.
  • Step S 1 8 Wafer transfer mechanism (axis) 5 4 a to transfer wafer 1 1 to wafer holder 5 6
  • the notch position of the uppermost wafer 1 lb of the wafer 11 is positioned at a predetermined position of the wafer holder 56.
  • the set of the wafer 11 and the wafer holder 5 6 positioned on the wafer holder 56 is based on the other wafer 111 and the set of the wafer holder 56 and the mark 58 formed on the wafer holder 56.
  • 1 is pressed and heated through the wafer holder 56 in the wafer bonding section 90 shown in FIG. 1 and bonded, for example, to the electrodes, which are the bonding sections of the two wafers 11, 11. ) Wafer 1 1 (see Fig. 1) is completed.
  • the wafer bonding apparatus 1 by using the wafer outer shape detection apparatus 10 to detect the edge of the uppermost wafer 11 b of the wafer 11 1 and the notch position, Even if wafer 1 1 before bonding is wafer 1 1 with multiple substrates bonded together, it is possible to correctly detect the outer shape and notch position of wafer lib corresponding to the uppermost bonding surface of wafer 1 1. It becomes possible. Also, based on the edge detection result of the wafer outline detector 10, the eccentricity and notch position of the wafer 11 (lib) are corrected, and the wafer 1 is placed at a predetermined position on the wafer holder 56 by the wafer positioning device 50. 1 (1 1 b) can be accurately positioned.
  • a set of two wafers 11 (lib) and a wafer holder 56 is formed at the bonding part 90. It is possible to manufacture a bonded wafer with no bonding position deviation by pressurizing and heating the wafer via the wafer holder 56.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a wafer contour detection device according to the second embodiment
  • FIG. 12 is a wafer contour detection sequence diagram of the wafer contour detection device 110.
  • FIG. FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a wafer positioning apparatus according to the second embodiment.
  • a wafer outline detecting device 110 is disposed in the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer 11 on which the transparent line sensor 11 2 rotates.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only the added transmission line sensor 1 1 2 will be described.
  • the transmissive line sensor 1 1 2 is a commonly used wafer outline detection sensor that emits line-shaped parallel light from the light emitting part 1 1 2 a, and the transmitted light is detected by the light receiving part 1 1 2 b. And a sensor that outputs the position of the boundary between the shielding portions.
  • the transmissive line sensor 1 1 2 is provided together with the edge detection sensor 15 in the first embodiment.
  • the installation angle of the transmission line sensor 1 1 2 and the edge detection sensor 15 can be arbitrarily set in the wafer rotation direction.
  • Step S6 External shape measurement with two types of sensors.
  • the edge detection sensor 15 measures the step S 1 shown in FIG. Simultaneous transmission
  • the mold line sensor 1 1 2 measures the outer shape of the wafer 11 at the time of turning the turntable 1 3 in step S 1 shown in FIG.
  • Step S7 Select two types of sensors
  • step S1 shown in Fig. 3 if the wafer 1 1 is detected as a single-layer wafer from the edge detection sensor —1 5 height measurement, the transmission line sensor 1 1 The external shape measurement result of 2 is used.
  • the outer shape and notch position of the wafer 11 are measured using the edge detection sensor 15.
  • the wafer 11 is a single layer, even the transmission line sensor 1 1 2 has no problem in outline detection, so the measurement time can be shortened.
  • Step S8 Detection of wafer stacking status
  • wafer 1 1 is a laminated wafer in step S 6, execute steps S 3 to S 5 shown in Fig. 3 with the edge detection sensor 15, and simultaneously use the transmission line sensor 1 1 2.
  • ⁇ Perform ⁇ -type measurement.
  • Step S9 Processing such as eccentricity coordinate calculation
  • the control device 20 uses the measurement result of the edge detection sensor 15 to calculate the eccentric coordinates of the wafer 11 and the notch position.
  • the calculation result is used for wafer positioning in the wafer positioning apparatus 50 described in the first embodiment.
  • the deviation of the overlapping state of the wafer 11 can be detected from the output results of both the edge detection sensor 1 15 and the transmission line sensor 1 1 1 2. It is possible to manage the quality of the wafer bonding process performed in the previous step.
  • the wedge detection sensor 15 and the transmission line sensor 1 1 2 are shared, so that the single layer wafer and the laminated wafer 8 are shared. This makes it possible to shorten the time required to detect the Ue-8 when there is a mixture.
  • the configuration other than the wafer contour detection apparatus 110 is the same as that of the first embodiment, and the description of the subsequent processes after the wafer contour detection is omitted.

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

　ウェハ１１を回転する回転装置１２と、前記回転装置に載置された前記ウェハのエッジを検出するエッジ検出装置１５と、前記エッジ検出装置を前記ウェハエッジの変位に追従させるサーボ装置１６と、前記ウェハ半径方向に対する前記エッジ検出装置の位置を検出する位置検出装置１７と、を具備してなるウェハ外形検出装置１０。

Description

明 細 書 基板検出装置、 基板位置決め装置、 これらを有する基板貼り合わせ装置、 ゥェ ハ外形検出装置、 ウェハ位置決め装置、 及び、 ゥェ八外形検出装置及びウェハ外 形検出装置を有するウェハ貼り合せ装置 技術分野
本発明は、 エレクトロニクスデバイス製造分野で使用される、 基板検出装置、 基板位置決め装置、 これらを有する基板貼り合わせ装置、 ウェハ外形検出装置、 ゥェ八位置決め装置、 および、 ウェハ外形検出装置およびウェハ外形検出装置を 有するウェハ貼り合わせ装置に関する。 背景技術
エレクトロニクスデバイスの動作速度向上、 機能高度化、 大容量化など達成す るための有力な手段の一つとして、 エレクトロニクスデバイスを形成したウェハ の 3次元積層が挙げられる。 これは半導体基板 （ウェハ） 内部に貫通した導線を 設けたウェハを積層して導線を接続 ·薄加工することにより、 回路の脱線長を短 く出来、 デバイスの高速化と低発熱化を実現出来る。 また、 ウェハ積層の層数を 増すことにより、 回路の機能を高め、 メモリ容量を増やすことが出来る。
ウェハの 3次元積層を行なうには、 回路形成が終わったウェハ表面に接合電極 を形成し、 2枚のウェハ、 あるいは既に積層されたウェハとさらに積層する次の ウェハの電極同士が合うように位置決めして貼り合わせるウェハ貼り合わせ装 置が提案されている （例えば、 特開 2 0 0 5— 3 0 2 8 5 8号公報） 。
従来のウェハ貼り合わせ装置では、 ウェハの外形を検出するために、 ウェハの 上方から光を照射し、 ウェハの下方に配置された光検出器でウェハの外形を検出 するウェハ外形検出装置が使用されている。 しかしながら、 従来のウェハ外形検出装置では、 複数のウェハが積層された状 態の積層ウェハ （以後、 これもウェハと記す） の外形を検出する際、 ウェハ全体 の最大外形が検出され、 貼り合わせ面に対応するウェハの外形を正しく検出する ことができないと言う問題がある。 発明の開示
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、 基板検出装置、 基板 位置決め装置、 これらを有する基板貼り合わせ装置、 ウェハ外形検出装置、 ゥェ ハ位置決め装置、 および、 ゥェ八外形検出装置およびウェハ外形検出装置を有す るウェハ貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の第 1態様は、 積層された複数の基板のうち 最上層を構成する最上層基板を検出する検出部を備えることを特徴とする基板 検出装置を提供する。
また、 本発明の第 1態様によれば、 前記検出部は、 前記最上層基板のエッジを 検出するエッジ検出装置であり、 積層された前記複数の基板を回転する回転装置 と、 該回転装置により回転する前記最上層基板の前記エッジの変位に前記エッジ 検出装置を追従させるサーボ装置と、 前記エッジ検出装置の位置を検出する位置 検出装置とをさらに備えることを特徴とする。
また、 本発明の第 1態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記最上層基板の 前記エッジの段差を検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 1態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記前記最上層基 板の傾きを検出することを特徵とする。
また、 本発明の第 1態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記最上層基板の 前記エッジの光学特性の変化を検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 1態様によれば、 前記光学特性は、 前記最上層基板の色、 反 射率の少なくとも一方を含むことを特徴とする。 また、 本発明の第 2態様によれば、 前記基板検出装置と、 前記基板を保持する 基板ホルダを位置決めする基板ホルダステージと、 前記基板を前記基板ホルダに 移送する搬送手段と、 を有することを特徴とする基板位置決め装置を提供する。 また、 本発明の第 3態様によれば、 前記基板位置決め装置と、 前記基板位置決 め装置を用いて位置決めされた 2体の前記基板を、 前記基板ホルダを介して接合 する基板貼り合わせ部と、 を有することを特徴とする基板貼り合わせ装置を提供 する。
また、 本発明の第 4態様によれば、 ウェハを回転する回転装置と、 前記回転装 置に載置された前記ウェハのエッジを検出するエッジ検出装置と、 前記エッジ検 出装置を前記ウェハエッジの変位に追従させるサーポ装置と、 前記ウェハ半径方 向に対する前記エッジ検出装置の位置を検出する位置検出装置と、 を具備してな ることを特徵とするウェハ外形検出装置を提供する。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記ゥェ八エッジ の段差を検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記ゥェ八エッジ の傾きを検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置は、 前記ウェハエッジ の光学特性の変化を検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記光学特性は、 前記ゥェ八エッジの色、 反射率の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記ウェハの外周部近傍に配置され、 前記 ウェハエッジを検出する固定式エッジ検出装置を、 さらに有することを特徴とす る。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置と、 前記固定式エッジ 検出装置の少なくとも一方の信号に基づき、 前記ウェハの外周部に形成されたノ ツチ位置を検出することを特徴とする。 また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置により前記ウェハの積 層数を検出し、 前記ウェハが積層ウェハの時は、 前記エッジ検出装置により前記 ノッチ位置を検出することを特徵とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 前記エッジ検出装置により前記ウェハの積 層数を検出し、 前記ゥェ八が単層ウェハの時は、 前記固定式エッジ検出装置によ り前記ノッチ位置を検出することを特徴とする。
また、 本発明の第 4態様によれば、 検出された前記ウェハの積層数が、 当該ゥ ェハ投入時のウェハ積層情報と異なる時、 エラ一表示をすることを特徴とする。 また、 本発明の第 4態様によれば、 前記ウェハ投入時のウェハ積層情報に基づ き、 前記エッジ検出装置か、 前記固定式エッジ検出装置かのいずれか一方を選択 することを特徵とする。
また、 本発明の第 5態様によれば、 前記ウェハ外形検出装置と、 ウェハを保持 するウェハホルダを位置決めするウェハホルダステージと、 前記ウェハを前記ゥ ェハホルダに移送する搬送手段と、 を有することを特徴とするウェハ位置決め装 置を提供する。
また、 本発明の第 5態様によれば、 前記ウェハ外形検出装置を用いた、 前記ゥ ェハの偏心量、 ノッチ位置或いはオリフラ位置の検出結果に基づき、 前記ウェハ ホルダの所定位置に対する、 前記ウェハの偏心量、 および前記ノッチ位置或いは 前記オリフラ位置の補正を行い、 前記ウェハホルダに前記ウェハを位置決めする ことを特徴とする。
また、 本発明の第 6態様によれば、 前記ゥェ八位置決め装置と、 前記ウェハ位 置決め装置を用いて位置決めされた 2体のウェハを、 ウェハホルダを介して接合 するウェハ貼り合わせ部と、 を有することを特徴とするウェハ貼り合わせ装置を 提供する。
本発明によれば、 基板の最上面の貼り合わせ面に対応する外形を正しく計測す ることができる、 基板検出装置、 基板位置決め装置、 これらを有する基板貼り合 わせ装置を提供することができる。
また、 ウェハの最上面の貼り合わせ面に対応する外形を正しく計測することが できる、 ウェハ外形検出装置、 ウェハ位置決め装置、 および、 ウェハ外形検出装 置およびウェハ外形検出装置を有するウェハ貼り合せ装置を提供することがで きる。
また、 上記装置により貼り合せ時の基板或いはウェハずれ量を各層ごとに計測 でき、 貼り合せ条件の最適化を図ることが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置の概略構成図である。
図 2は、 第 1実施の形態にかかるウェハ外形検出装置の概略構成図である。 図 3は、 ウェハ外形検出装置のウェハ外形検出シーケンス図である。
図 4 Aは、 ウェハ 1 1のエッジ部拡大図を示す。
図 4 Bは、 ウェハ半径方向に亘るエッジ検出センサー 1 5からの信号の一例を 示す。
図 5 Aは、 ウェハ 1 1のエッジ部拡大図を示す。
図 5 Bは、 ウェハ径方向に亘るエッジ検出センサー 1 5からの信号の一例を示 す。
図 5 Cは、 図 5 Bの信号を基にエッジ範囲を規定する信号を形成した例を示す。 図 6は、 第 1実施の形態にかかるウェハ外形検出装置のエッジ検出装置のエツ ジ追従制御プロック線図を示す。
図 7は、 ウェハ表面の高さ変動検出結果の一例。
図 8は、 エッジに対するサーボ引き込み特性の一例。
図 9は、 ェッジ検出センサ一によるウェハ外形測定結果の一例。
図 1 0は、 ウェハ位置決め装置の概略構成図。
図 1 1は、 第 2実施の形態にかかるウェハ外形検出装置の概略構成図。 図 1 2は、 第 2実施の形態のウェハ外形検出装置のウェハ外形検出シーケンス 図である。
図 1 3は、 第 2実施の形態にかかるウェハ位置決め装置の概略構成図である。 発明の実施の形態
以下、 本発明の実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置について詳細に説明 する。
なお、 以下の全実施の形態では、 半導体ウェハを代表として説明するが、 エレ クトロニクスデバイス製造に用いられる半導体ウェハ以外の、 例えばガラス基板、 セラミック基板、 フェライト基板等の各種基板も使用できることは言うまでもな い。
また、 エレクトロニクスデバイスが形成されたチップにも使用できることは言 うまでもない。
図 1は、 実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置の概略構成図である。
実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置 1は、 後述するウェハ外形検出装置 1 0を内蔵するウェハ位置決め装置 5 0と、 位置決めされた 2体のウェハをゥェ ハホルダを介して接合して積層ゥェ八を形成するウェハ貼り合わせ部 9 0とか ら構成されている。
前工程を終了してゥヱハ位置決め装置 5 0のウェハ外形検出装置 1 0に投入 されたウェハは、 ウェハ外形検出装置 1 0で最上面の貼り合わせ面に対応するゥ ェハの外形や、 ウェハのノッチ位置、 或いはオリフラ位置が検出される。
なお、 半導体ウェハ以外の基板では、 ノッチ位置、 或いはオリフラ位置に相当 するものが形成されていれば良い。
ウェハ外形検出装置 1 0の検出結果に基づき、 ウェハのノッチ部分或いはオリ フラ位置が後述するゥェ八位置決め装置 5 0で後述するウェハホルダの所定位 置に位置決めされる。 ウェハ位置決め装置 5 0でウェハホルダに位置決めされたウェハとウェハホ ルダのセットは、 搬送ロボット 2でウェハ貼り合わせ部 9 0に搬送され、 2体の ウェハがウェハホルダを介してウェハ貼り合わせ部 9 0で接合されて貼り合わ せウェハ 1 1 (以後、 単板ウェハ、 積層ウェハとも単にウェハと記す） が形成さ れる。
(第 1実施の形態）
次に、 第 1実施の形態にかかるウェハ外形検出装置 1 0について説明する。
02は、 第 1実施の形態にかかるウェハ外形検出装置 1 0の概略構成図である。 図 3は、ウェハ外形検出装置 1 0のウェハ外形検出シーケンス図である。図 4 A、 図 4 B、 図 5 A、 図 5 B、 図 5 Cは、 それぞれウェハの:^ッジ検出出力の例を示 す。 図 6は、 第 1実施の形態にかかるウェハ外形検出装置におけるエッジ検出装 置のエツジ追従制御ブロック線図を示す。
図 2において、 例えば 2枚のウェハ 1 1 aと 1 1 bが貼り合わされたウェハ 1 1が、 回転モー夕 1 2の回転軸に固定されたターンテーブル 1 3に後述するゥェ ハ投入ロボット 5 1 (図 1 0参照） を介して載置される。 なお、 ウェハ l l a、 1 l bは、 単板ウェハの場合も積層ウェハの場合もある。
回転モー夕 1 2には、 回転モータ 1 2の回転位置 （回転角度） を検出するため の口—タリ—エンコーダ 1 4が内蔵されている。 以降の説明では、 ターンテープ ル 1 3上に （積層） ウェハ 1 1が載置されている場合について説明するが、 単板 のウェハ 1 1であっても良いことは言うまでも無い。
ウェハ 1 1の上方には、 ウェハ 1 1の外形エッジ部分を検出するためのエッジ 検出センサ一 1 5と、 このエッジ検出センサー 1 5を支持し、 エッジ検出センサ 一 1 5をウェハ 1 1のエッジに追従させるサーボ機構 1 6が配置されている。サ —ポ機構 1 6は、 リニアエンコーダ 1 7を内蔵するリニアモータ 1 8から構成さ れ、 エッジ検出センサー 1 5をウェハ 1 1の半径方向に移動させる。
また、 回転モータ 1 2、 エッジ検出センサ一 1 5、 リニアモータ 1 8等を制御 すると共に、 各信号を処理するための後述する各種制御部からなる制御装置 2 0、 を有している。
以下、 ウェハ外形検出装置 1 0の構成要素について説明する。
エッジ検出センサ一 1 5は、 ウェハ 1 1の厚み方向の変位を抽出することが可 能であり、 図 4 A、 図 4 Bに示すように、 ウェハ 1 1のエッジ部分の段差検出が できるセンサー系となっている。 また、 エッジ検出センサー 1 5は、 併せてゥェ ハ 1 1の厚みも測定でき、 ウェハ 1 1が積層ウェハの場合は層毎のウェハ厚みが 事前に分っていれば、 積層数を検出することもできる。
図 4 Aは、 ウェハ 1 1のエッジ部拡大図を、 図 4 Bは、 ウェハ半径方向に亘る エッジ検出センサー 1 5からの信号の一例を示す。
また、 エッジ検出センサー 1 5は、 傾き検出機能を有し、 ウェハ 1 1のエッジ の領域が傾斜している部分の検出が可能であり、 図 5 Aから図 5 Cに示すように、 ウェハ 1 1のエッジの領域を判別することが可能である。
図 5 Aは、 ウェハ 1 1のエッジ部拡大図を、 図 5 Bは、 ウェハ径方向に亘るェ ッジ検出センサー 1 5からの信号の一例を、 図 5 Cは、 図 5 Bの信号を基にエツ ジ範囲を規定する信号を形成した例をそれぞれ示す。
また、 エッジ検出センサー 1 5は、 反射率の変化を検出可能であり、 ウェハ 1 1の各層のウェハ （例えば、 1 1 a、 l i b ) のエッジ近傍で、 反射率が異なつ ている場合に、 特定の層のエツジ判別が可能となる。
また、 エッジ検出センサ一 1 5は、 色相の検出が可能であり、 ウェハ 1 1各層 毎のエツジ近傍で、 色相が異なつている場合に特定の層のェッジ判別が可能とな る。
また、 本実施の形態では、 エッジ追従のためのリニアパンドが最も広い、 厚み 方向変位抽出が可能である穽接触の光学式変位計を用いている。
リニアモータ 1 8は、 エッジ検出センサー 1 5をウェハ 1 1の半径方向に駆動 可能にする機構であり、 3相コイルと磁石を利用して電磁駆動力を発生する可動 部と固定部とを有し、 固定部に対し電磁駆動力によって可動部が駆動される構造 を有する。 エッジ検出センサ一 1 5は可動部に固定されている。 また、 リニアモ —夕 1 8には案内機構も内蔵され、 位置決め分解能も数 m程度の能力をもつ。 なお、 ウェハ 1 1のエッジ検出に必要な分解能は、 サンプリングデータ数にも よるが、 1 0 ^ 111程度が必要でぁるので数 111の位置決め能カのぁる駆動形態で あれば単相 V C M駆動や電磁駆動力以外の空圧駆動力をもった空圧ァクチユエ —夕などを用いても良い。 また、 エッジに追従するのに案内などの摺動抵抗が小 さい機構系のものが望ましい。
リニアエンコーダ 1 7は、リニアモータ 1 8に内蔵され、可動部の駆動方向（ゥ ェハ半径方向） 位置検出を行うものである。 リニアエンコーダ 1 7は、 パルス力 ゥントで位置を判定できるが、 リニアモータ 1 8初期化の際に原点センサー （不 図示） でカウントリセットを行う。 またカウント値からウェハ半径方向位置への 変換は制御装置 2 0のデータ処理部 （C P U) 2 1で行う。 なお、 本実施の形態 では、 リニアエンコーダ 1 7を内蔵としているが、 リニアエンコーダ 1 7は外付 けであっても構わない。
ウェハ 1 1は、 単層ウェハ、 積層 （貼り合わせ） ウェハなどを用いる。 本実施 の形態では、 主に積層した 2 0 0 mmウェハを対象としているが、 これに限られ るものではない。
回転モータ 1 2は、 不図示の回転子と固定子を有し、 固定子に対し回転子は電 磁力等でトルクを発生し回転できる構造となっている。
ロータリーエンコーダ 1 4は、 回転モー夕 1 2に内蔵され （不図示） 、 回転モ —夕 1 2の回転角度に応じた回転角検出を行うものであり、 パルスカウントで角 度を判定できる。 ロータリ一エンコーダ 1 4は回転モータ 1 2の初期化の際に原 点センサー （不図示） でカウントリセットを行い、 カウント値からモ一夕回転角 度への変換はデータ処理部 （C P U) 2 1で行う。 なお、 本実施の形態では、 口 —タリーエンコーダ 1 4は内蔵としているが、 外付けであっても構わない。 ターンテーブル 1 3は、 回転モータ 1 2の回転子に取り付けられ、 ウェハ 1 1 を吸着する機能をもつ。 吸着されたウェハ 1 1は回転モータ 1 2の回転とともに 回るようになる。 なお、 本実施の形態では、 真空吸着を用い、 ターンテーブル 1 3までの真空導入は口一タリユニオン（不図示）などを中継して行うものとする。 なお、 真空吸着に代えて静電吸着等を用いることもできる。
制御装置 2 0内のリニアモー夕ドライバ 2 2は、 リニアモータ 1 8を駆動する ためのコントロールドライバであって、 位置指令を送信してリニアモー夕 1 8を 所定位置へと位置決めし、 推力指令を送信すると所定推力で可動子を駆動するこ とができ、 リニアモー夕 1 8の駆動条件などの様々なパラメ一夕が設定可能で、 パラメータに応じたリニアモー夕駆動を可能にしている。
回転モー夕ドライバ 2 3は、 回転モータ 1 2を駆動するためのコント口一ルド ライバであって、 回転指令を送信すると指令回転数での回転が可能となり、 目的 回転角への位置指令を送信すると所定回転角へ位置決め可能となり、 回転モー夕 1 2の駆動条件などの様々なパラメ一夕が設定可能で、 パラメータに応じた回転 モータ 1 2の駆動を可能にしている。
サ一ポ制御部 2 4は、 エッジ検出センサー 1 5をウェハ 1 1のエッジに追従さ せるためのサーポ機能を有する電気回路であり、 回路の機能構成を図 6のプロッ ク図を参照して説明する。
本回路の機能は、 ブロック図の中のブロック B 1、 B 2、 それと E tと E sの 比較器である。 また、 ブロック B 3はリニアモー夕ドライバ 2 2の電流感度特性 (AZV)を、 ブロック B 4はリニアモー夕 2 8の推力特性（NZA)を、 ブロック B 5 (点線部） は可動子に搭載されたエッジ検出センサ一 1 5のウェハ半径方向 に運動する状態を 1個のプロックとして示したものである。
ブロック B 5はリニアモー夕可動子とエッジ検出センサ一 1 5で構成される 可動部質量により、 推力が加速度特性（(mZ s 2) ZN)により加速度となり、 加 速度の時間積分が速度 (mZ s )に、 速度の時間積分が位置 (m)に変換される流れ を積分要素で表している。
エッジ検出センサー 15は、 図 2、 図 4A、 図 4B、 図 5Aから図 5Cに示す ように、 ウェハ 1 l bのエッジより内側 （ウェハ内周側） だとウェハ表面を計測 し、 ウェハ 11 bのエッジより外側だと下層ウェハ 1 1 a表面もしくは測定表面 が無い状態を計測する。
エッジ検出センサー 15の厚み方向の変位抽出機能を用いるとウェハ 1 1の 半径に従って図 4 Bに示すような信号出力 E sが得られる。 その際に、 閾値 E t はウェハ 1 1の最上面のウェハ 1 1 b表面高さに相当する E sの値に対し低め の値にセットする。 図 6のブロック図での E sと E tの比較を考えると、 ブロッ ク B 1は図 4 Aのウェハ 1 1 bのエッジに対しウェハ 1 l bの外周側にエッジ 検出センサー 15があると E t -E s = ε>0 となり、 逆にウェハ 11 bのェ ッジに対しウェハ 1 1 bの内周側にエッジ検出センサー 15があると E t— E s = ε<0 となる。 図 6のブロック図の Β 1では εの極性に対し、 εが正であ れば +E(V)の電圧を発生し、 εが負であれば— E(V)の電圧を発生する。 +E (V)はエッジ検出センサー 15のウェハ半径上での動きが内周側へ動く推力極 性に対応し、 一 E(V)は外周側へ動く推力極性に対応する。 エッジ検出装置は、 このフィ一ドバック制御動作の安定化の為にブロック B 2のフィルタを用いて 位相補償を行う。 これらの回路構成によりウェハ 1 1 bのエッジへの自動追従が 可能となる。 エッジ検出装置は、 エッジへの追従状態を保つことで、 エッジ検出 センサー 15の位置をリニアエンコーダ 17情報から読み取り、 エッジ位置の情 報として扱うことが可能となる。
図 2に示す、 計測データ読込み部 25は、 エッジ検出センサー 15、 口一タリ —エンコーダ 14、 或いはリニアエンコーダ 17等の出力電圧を時間同期、 ある いはエンコーダカウント同期に合わせてデータを読み込む機能を有する。 読み取 つたデータはデータ処理部 21に伝える。
データ処理部（CPU) 21は、 ウェハ外形検出装置 10の場合、 計測データの 演算処理や記憶を行ったり、 サ一ポ制御部にエッジ追従サーポのオンオフ指令を 出したり、 各ドライバへの指令を行ったり、 ドライバの状態を読み取る等の処理 を行ったり、 投入されたウェハの状態判別を行い状態に対応する処理指令等を行 ラ。
次に、 図 3を参照して、 ウェハ外形検出 （計測） のシーケンスをステップ毎に 説明する。
ウェハ 1 1は、 不図示のロボットによる自動搬送、 あるいは人による手動搬送 で回転モータ 1 2のターンテーブル 1 3上に積載される。
ステップ （S 1 ) ：ゥェ八表面計測
閾値 E tの設定のためには、 計測すべきウェハの最上層ウェハ 1 1 b (図 2参 照）の表面高さを求める必要がある。その最上層の表面高さを計測するためには、 エッジ検出センサー 1 5をウェハ 1 1 bの内周側へ位置決めする必要がある。 2 0 0 mmウェハの場合を例にすると、 ターンテーブル 1 3の回転中心に対して R = 1 0 0 mm近傍がエッジとなる。 しかし、 エッジ検出センサー 1 5は、 ウェハ 1 1のターンテーブル 1 3への積載時のずれがあるためにそのずれ量を考慮し た位置決め位置の設定が必要となる。 なるべくエツジに近い位置でゥェ八表面の 高さデ一夕を取ることが正確な閾値設定には必要なので、 ターンテーブル 1 3上 でのウェハ 1 1偏芯量は 5 mm以下が望ましい。 よってエッジ検出センサー 1 5 は、 ターンテーブル 1 3中心から半径 R = 9 0〜9 4 mm付近に位置決め設定す ることが望ましい。 なお、 この数値はターンテーブル 1 3に載置するウェハ 1 1 のサイズによって変更される。
次に、 ウェハ外形検出装置 1 0は、 ターンテーブル 1 3を回転し、 ウェハ回転 角に対応したウェハ 1 l bの面ブレを計測する。 計測終了後は、 ターンテーブル 1 3の回転を停止する。 エッジの段差が小さい場合は、 ウェハ 1 1の面ブレも考 慮した閾値設定をすることで対象となるエッジに間違いなくエッジ検出センサ —1 5を追従させることができるようになる。 従って、 ターゲット閾値 E tは、 最上層のウェハ 1 1 bの表面高さから一定量のオフセットをもった回転角に依 存するパラメータとなる。 図 7は、 ウェハ 1 1 b表面の高さ変動の一例である。 オフセット量の目安は、 追従する段差の半分程度である。 制御上はこのオフセ ット量をアナログ電圧換算あるいはデジタル値換算して制御する。 以上によりゥ ェハ回転角 0に対応したターゲット閾値 E t ( Θ ) (図 7参照） が得られると共 に、 それを記憶する。 また、 制御装置 2 0は、 予めウェハ積層数を制御装置 2 0 内に登録しておき、 計測したウェハ高さが、 登録値と異なった場合はデータ処理 部 2 1でエラ一判定することも可能である。
ステップ （S 2 ) ：エッジサーボ〇N〜ウェイト処理まで
データ処理部 2 1は、 ウェハ 1 1が回転停止状態でサーボ制御部 2 4にエッジ 追従状態 （図 6のブロック図の状態） になるようにサ一ポ O N指令を出す。
エッジが静止している場合は、 エッジ検出センサー 1 5の振る舞いは図 8のよ うになる。 図 8は、 エッジに対するサーボ引き込み特性の一例を示す。 エッジ検 出センサー 1 5の動きはリニアエンコーダ 1 7の出力で表されるから.、 過渡的な 引き込み完了の状態はリニアエンコーダ 1 7の出力を監視することで得ること が出来る。
サーボ制御部 2 4は、 サ一ポ引き込みが完了した段階で回転モータ 1 2を起動 し、 所定の回転数でウェハ 1 1を回す。 サーポ制御部 2 4は、 回転開始によるェ ッジサーボの追従に誤差が乗る場合があるので、 データ取得のタイミングを一定 時間遅らせるウェイトシーケンス （ウェイト時間） が設定されている。 この時間 は、 回転モー夕 1 2の回転数とウェハ 1 1の取り付け偏芯量に依存し、 回転数及 び偏芯量が大きいとウェイト時間は長くなる。 なお、 偏芯量が 5 mm程度の時の 図 6のブロック B 2のフィル夕の回路定数は、 リードラグフィル夕 3 0 H zの設 定で回転数が 0 . 2 r p s以下であればウェイト時間は 0でも構わない。
ステップ （S 3 ) ：ウェハ外形データ取得
ウェハ 1 1 bの外形データは、 回転モー夕 1 2のロータリーエンコーダ 1 4の 値と、これに対応するエッジ検出センサ一 1 5の位置（リニアエンコーダ 1 7値） がー対データとして計測デ一夕読み込み部 2 5に記憶される。 図 9は、 エッジ検 出センサー 1 5で検出されたウェハ外形検出結果の一例を示し、 一周に亘るゥェ ハエッジとノッチ位置とが検出されている。
サ一ポ制御部 2 4は、 1 回転分データを計測したら、 データ処理部 2 1へ記憶 データを転送する。 制御装置 2 0は、 ウェハ外形データから、 ウェハ l i bの外 周部に形成された後述するノッチ部分あるいは不図示のオリフラ部分の無いデ 一夕を抽出し、 そのデータからウェハ 1 1 bの直径、 偏芯を算出する。
制御装置 2 0は、 その算出値を用いて、 ノッチ部分あるいはオリフラ部を除く ウェハ外周データを再抽出し、 正確な直径、 偏芯座標、 ノッチ部分を有するゥェ ハ （ノッチウェハ） なのかオリフラ部分を有するウェハ （オリフラウェハ） なの かノツチ部分もオリフラ部分も無いウェハなのかを判定し、 ノツチウェハであれ ば、 ノッチ位置の角度を、 オリフラウェハであればオリフラ位置の角度を算出す
'る。 その場合の角度基準は、.回転モータ 1 2の原点を基準とする。 例えば、 図 9 の場合、 ノッチ位置は約 3 . 1 4 r a dとなる。
また、 予めウェハ 1 1の種類を制御装置 2 0内に登録しておき、 計測したゥェ ハ 1 1の結果が登録しているデータと異なった場合は、 例えば、 ノッチの無いゥ ェハが投入された場合、 あるいはノッチでなくオリフラウェハが投入された場合、 データ処理部 2 1でエラー判定することも可能である。
ステップ （S 4 ) ：ウェハノッチ部精密計測
ノッチウェハの場合はノッチ位置の角度を正確に計算するために、 ウェハ回転 速度を落とした状態でノッチ位置近傍の再データ取得を行う。 ノッチ位置のおお よその角度はステップ S 3で求められるので、 そのノッチ位置の手前まで、 回転 モータ 1 2を駆動させ位置決めし、 回転モー夕 1 2が停止状態でデータ処理部 2 1はサーボ制御部 2 4にエッジ追従状態になるようにサ一ボ O N指令を出す。 サ —ポ制御部 2 4は、 サ一ポ引き込み完了の判断を行った後にウェハ回転を所定角 度分だけ行う。 制御装置 2 0は、 ノッチ位置を含む局所的な外形を、 回転モー夕 1 2のロータリ一エンコーダ 1 4値に対応するエッジ検出センサー 1 5位置 （リ ニァエンコーダ 1 7値） として計測データ読み込み部 2 5に記憶する。
ステップ （S 5 ) ：ウェハ偏芯、 ノッチ位置算出
ステップ S 3の結果とステップ S 4で取得した計測データを用いてデータ処 理部 2 1は、 回転モータ 1 2の原点を基準としてターンテーブル 1 3上のウェハ 1 1 bの偏芯座標とノッチウェハであれば再測定したノッチ位置角度を算出し、 オリフラウェハであれば偏芯補正したォリフラ位置角度を算出する。
以上で、 ウェハ 1 1 bの偏芯とノッチ位置検出を終了し、 ここで求められたゥ ェハ 1 1 bの偏芯量とノッチ位置角度は、 次工程で補正に用いられる。
次に、 ウェハ外形検出装置 1 0を内蔵するウェハ位置決め装置 5 0の構成とゥ ェハ位置決めシーケンスについて説明する。
以下、 ハードウェア構成について説明する。 図 1 0は、 ウェハ位置決め装置 5 0の概略構成図であり、 図 1 0中に示すように XY Z軸を決め説明する。
ウェハ投入ロポット 5 1は、 ウェハ 1 1を所定の保管場所から回転モー夕 1 2 のターンテーブル 1 3上へ積載するためのロボットであり、 アーム 5 1 a先端で ウェハ 1 1を吸着保持し搬送を行う。 また、 ウェハ投入ロボット 5 1は、 多関節 構造でアーム 5 1 aの伸縮が可能である。
回転モータ昇降機構部 5 2は、 回転モータ 1 2を垂直方向に上下動させる駆動 部である。
ウェハ搬送機構部（Y軸） 5 3は、 ウェハ 1 1を回転モータ 1 2位置からウェハ ホルダステージ 5 4へ搬送するための機構部であり、 アーム 5 3 a先端でウェハ 1 1を吸着保持し搬送を行う。
ウェハ搬送機構部（Z軸） 5 5は、 ウェハ 1 1を垂直方向に上下動させる駆動部 であり、 ウェハ 1 1を吸着保持するための吸着ピンを有する。
ウェハホルダ 5 6は、 着脱可能なウェハ 1 1を保持する基材であり、 ウェハ 1 1を吸着する面を有する。 .
ウェハホルダステージ （0軸） 5 4 aは、 ウェハホルダ 5 6を回転させる駆動 部でウェハ搬送機構部 （Z軸） 5 5を搭載し、 ウェハホルダ 5 6を吸着保持する 機構を有する。
ウェハホルダステージ （X軸） 5 4 bは、 ウェハホルダ 5 6を X軸方向に移動 させる駆動部でウェハホルダステージ 軸） 5 4 aを搭載している。
ウェハホルダステージ （Y軸） 5 4 cは、 ウェハホルダ 5 6を Y軸方向に移動 させる駆動部でウェハホルダステージ （X軸） 5 4 bを搭載している。
ウェハホルダ投入ロボット 5 7は、 ウェハホルダ 5 6をウェハホルダステージ 5 4上へ搬送する口ポットである。 なお、 ウェハホルダ投入口.ポット 5 7は、 ゥ ェハ投入ロポット 5 1と兼用でも構わない。
また、 ウェハ位置決め装置 5 0は、 回転モー夕昇降機構部 5 2、 ウェハ搬送機 構部 （Y軸） 5 3、 ウェハ搬送機構部 （Z軸） 5 5の駆動機構それぞれのドライ バコントロ一ラと、 ウェハホルダステージ（0軸） 5 4 a、 （X軸） 5 4 b、 (Y 軸） 5 4 cの駆動機構それぞれのドライバコントローラ、および制御部（C P U) 等を含む不図示の駆動系コントローラを有している。 そして、 これらドライノ コ ントローラと図 2に示すデータ処理部 2 1とが通信し以下のウェハ位置決めシ 一ケンス制御が行われる。
ウェハ位置決めシーケンスについてステップ毎に説明する
ステップ S 1 1 ：ウェハ投入シーケンス
ウェハ投入ロポット 5 1は、 ターンテーブル 1 3上へウェハ 1 1を搬送する。 ステップ S 1 2 ：ウェハホルダ投入シーケンス
ウェハホルダ投入ロポット 5 7は、 ウェハホルダステ一ジ 5 4上へウェハホルダ 5 6 搬送する。
ステップ S 1 3 ：ウェハ外形計測シーケンス
制御装置 2 0は、 図 3に示すステップ S 1〜ステップ S 5を実行する。 ステップ S 1 4：ウェハノッチ （オリフラ） 位置決め
ウェハ外形検出装置 1 0は、 ステップ S 1 3で求められたノッチ （オリフラ） 位 置の角度に基づきノッチ （オリフラ） 位置を所定の角度へ位置決めする。
ステップ 1 5 ：ウェハホルダステージ受け渡し位置移動
ウェハ外形検出装置 1 0は、 ステップ S 1 3で求められたウェハ偏芯座標に基づ き偏芯座標に応じた位置にウェハホルダステージ 5 4を位置決めしウェハホル ダステージ 5 4の中心とウェハ 1 1 b中心を合わせる。
ステップ S 1 6 ：ウェハ 1 1を回転モータ 1 2からウェハ搬送機構部 （Y軸) 5 3へ搬送
ウェハ外形検出装置 1 0は、 回転モー夕昇降機構部 5 2で回転モータ 1 2を下降 させ、 ターンテーブル 1 3に吸着されているウェハ 1 1をウェハ搬送機構部 （Y 軸） アーム 5 3 aへ搬送する。 ターンテーブル 1 3でのウェハ吸着はウェハ搬送 機構部 （Y軸） アーム 5 3 aへのウェハ 1 1の吸着を確認した後に吸着オフしゥ ェハ搬送機構部 （Y軸） アーム 5 3 aへの搬送が完了する。 回転モー夕昇降機構 部 5 2は下方退避位置へ移動しウェハ搬送機構部 （Y軸） 5 3のウェハホルダス テ一ジ 5 4側への駆動が可能となる。
ステップ S 1 7 ：ウェハ搬送機構部（Y軸） 5 3からウエノ、搬送機構部（Z軸） 5 4 aへウェハ 1 1を搬送
ウェハ位置決め装置 5 0は、 ウェハ搬送機構部 （Y軸） 5 3をウェハホルダステ ージ 5 4との受け渡し位置まで Y方向に移動し、 ウェハ搬送機構部 （Z軸） 5 4 aがウェハ搬送機構部 （Y軸） 5 3停止後に上方向に移動し、 ウェハ搬送機構部 ( Z軸） 5 4 aの不図示の吸着ピンを吸着オン状態にし、 受け渡し位置まで上昇 させたら吸着ピンの吸着状態を監視しながら、 吸着力が発生するまで上方向へ微 動させ、 吸着ピン側の吸着力が所定の閾値を超えたらウェハ搬送機構部 （Y軸） 5 3側のアーム 5 3 aの吸着をオフする。 ウェハ位置決め装置 5 0は、 吸着ピン をさらに上昇し、 上方待機位置までウェハ 1 1を持ち上げ、 その後ウェハ搬送機 構部 （Y軸） 5 3を退避する。
ステップ S 1 8 ：ウェハ搬送機構部 （Ζ軸） 5 4 aからウェハホルダ 5 6へゥ ェハ 1 1を搬送
ウェハ位置決め装置 5 0は、 ウェハ搬送機構部 （Z軸） 5 4 aの吸着ピンをゥェ ハ吸着状態で保持しつつ下降させ、 ゥヱ八ホルダ 5 6を吸着オン状態にし、 吸着 ピンを受け渡し位置まで下降し、 ウェハホルダの吸着力が所定の閾値を超えたら 吸着ピン側の吸着をオフする。 吸着ピンは、 さらに下降して下方待機位置にて動 作終了する。 なお、 吸着力の確認は真空圧の確認でも構わないし、 真空圧確認を 無視した時間管理の搬送でも構わない。
以上のシーケンスによって、 ウェハ 1 1の最上面ウェハ 1 l bのノッチ位置が、 ウェハホルダ 5 6の所定の位置に位置決めされる。
このようにして、 ウェハホルダ 5 6に位置決めされたウェハ 1 1とウェハホル ダ 5 6のセットは、 別のウェハ 1 1どウェハホルダ 5 6のセットとウェハホルダ 5 6に形成されたマーク 5 8を基準にして位置決めされ、 図 1に示すウェハ貼り 合わせ部 9 0で、ウェハホルダ 5 6を介して加圧 '加熱されて 2体のウェハ 1 1、 1 1の接合部である例えば電極が接合され貼り合わせ （積層） ウェハ 1 1 (図 1 参照） が完成する。
第 1実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置 1によれば、 ウェハ外形検出装 置 1 0を用いてウェハ 1 1の最上面のウェハ 1 1 bのエッジ検出、 およびノッチ 位置を検出することで、 貼り合わせ前のウェハ 1 1が複数の基板を貼り合わせら れたウェハ 1 1であっても、 ウェハ 1 1の最上面の貼り合わせ面にあたるウェハ l i bの外形、 およびノッチ位置を正しく検出することが可能になる。 また、 ゥ ェハ外形検出装置 1 0のエッジ検出結果に基づき、 ウェハ 1 1 ( l i b ) の偏心 量、 ノッチ位置を補正し、 ウェハ位置決め装置 5 0によりウェハホルダ 5 6の所 定の位置にウェハ 1 1 ( 1 1 b ) を正確に位置付けすることが可能になる。 その 後、 貼り合わせ部 9 0で 2体のウェハ 1 1 ( l i b ) とウェハホルダ 5 6のセッ トを、 ウェハホルダ 5 6を介して加圧 '加熱して接合することで、 接合位置ずれ の無い貼り合わせゥェ八 1 1を製造することが可能になる。
(第 2実施の形態）
次に、 本発明の第 2実施の形態にかかるゥェ八張り合わせ装置について説明す る。 本実施の形態にかかるウェハ貼り合わせ装置の主な相違点は、 第 1実施の形 態のウェハ外形検出装置に、 透過型ラインセンサーを用いた固定式のゥェ八外形 検出センサーが追加された点であり、 その他の同様の構成には同じ符号を付し説 明を省略する。 また、 図 1に示すゥェ八貼り合わせ装置の構成、 および作用も同 様であり説明を省略する。 - 図 1 1は、 第 2実施の形態にかかるウェハ外形検出装置の概略構成図であり、 図 1 2はウェハ外形検出装置 1 1 0のウェハ外形検出シーケンス図である。 また、 図 1 3は、 第 2実施の形態にかかるウェハ位置決め装置の概略構成図である。 図 1 1において、 ウェハ外形検出装置 1 1 0は、 図 2に示す各構成に加え、 透 過型ラインセンサー 1 1 2が回転するウェハ 1 1の外周部近傍に配置されてい る。 第 1実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略し、 追加された 透過型ラインセンサー 1 1 2についてのみ説明する。
透過型ラインセンサー 1 1 2は、 一般的に用いられるウェハ外形検出センサー で発光部 1 1 2 aからライン状の平行光を照射し、 その透過光を受光部 1 1 2 b で感知し透過部と遮蔽部の境界の位置を出力するセンサ一である。 透過型ライン センサー 1 1 2は、 第 1の実施の形態中のエッジ検出センサー 1 5と併設される。 なお、 透過型ラインセンサ一 1 1 2とエッジ検出センサー 1 5の設置角度は、 ゥ ェハ回転方向に任意に設定可能である。
次に、 第 2実施の形態にかかるウェハ外形検出装置 ΐ 0を用いたウェハ外形 計測シーケンスを図 1 2を参照しつつステップ毎に説明する。
ステップ S 6 ： 2種類のセンサーによる外形計測 .
エッジ検出センサ一 1 5は、 図 3に示すステップ S 1の計測を行う。 同時に透過 型ラインセンサー 1 1 2は図 3に示すステップ S 1のターンテーブル 1 3回転 時にウェハ 1 1の外形計測を行う。
ステップ S 7 ： 2種類のセンサーの選択
ノッチ位置の精密検出は、 図 3に示すステップ S 1終了時に、 エッジ検出センサ —1 5の高さ結果計測からウェハ 1 1が単層ウェハであることが検出されたら、 透過型ラインセンサー 1 1 2の外形計測結果を用いる。
一方、 ウェハ 1 1が積層ウェハであることが検出された場合、 エッジ検出セン サ一 1 5を用いてウェハ 1 1の外形とノッチ位置を計測する。 ウェハ 1 1が単層 の場合は、 透過型ラインセンサー 1 1 2でも外形検出には問題無いので計測時間 が短縮できる。
ステップ S 8 ：ウェハの積層状態の検出
ステップ S 6でウェハ 1 1が積層ウェハであった場合には、 エッジ検出センサ一 1 5で図 3に示すステップ S 3〜S 5を実行し、 同時に透過型ラインセンサ一 1 1 2を用いて^ μ形計測を行う。
ステップ S 9 ：偏芯座標計算等の処理
制御装置 2 0は、 エッジ検出センサー 1 5の計測結果を用いて、 ウェハ 1 1の偏 芯座標の算出、 ノッチ位置の算出を行う。 算出結果は、 第 1実施の形態で説明し た、 ウェハ位置決め装置 5 0におけるウェハの位置決めに使用される。
なお、 このステップにおいて、 エッジ検出センサ一 1 5と透過型ラインセンサ 一 1 1 2の両センサ一の出力結果からウェハ 1 1の重なり状態のずれを検出す ることができ、 このずれ状態から前に行われたウェハ貼りあわせ工程の品質を管 理することが可能である。
以上述べたように、 第 2実施の形態にかかるウェハ外形検出装置 1 1 0では、 ッジ検出センサー 1 5と透過型ラインセンサー 1 1 2を共用することで、 単層 ウェハと積層ゥェ八が混在する場合のゥェ八外形検出時間を短縮することが可 能になる。 なお、 ウェハ外形検出装置 1 1 0以外の構成は第 1実施の形態と同様であり、 ウェハ外形検出以降の後工程の説明は省略する。
また、 エッジ検出センサー 1 5を、 ウェハの表側、 裏側の両側に配置し、 ゥェ ハの I D管理を行うことで、 最下層のウェハの中心に対する上層のウェハの中心 ずれを各層ごとに検出することができるため、 各層の中心ずれの履歴を残すこと が可能となる。
また、 上述の実施の形態は例に過ぎず、 上述の構成や形状に限定されるもので はなく、 本発明の範囲内において適宜修正、 変更が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 積層された複数の基板のうち最上層を構成する最上層基板を検出する検出 部を備えることを特徴とする基板検出装置。
2 . 前記検出部は、前記最上層基板のエッジを検出するエッジ検出装置であり、 積層された前記複数の基板を回転する回転装置と、
該回転装置により回転する前記最上層基板の前記エッジの変位に前記エッジ 検出装置を追従させるサーポ装置と、
前記エッジ検出装置の位置を検出する位置検出装置とをさらに備えることを 特徴とする請求項 1に記載の基板検出装置。
3 . 前記エッジ検出装置は、 前記最上層基板の前記エッジの段差を検出するこ とを特徴とする請求項 2に記載の基板検出装置。
4. 前記エッジ検出装置は、 前記前記最上層基板の傾きを検出することを特徴 とする請求項 2に記載の基板検出装置。
5 . 前記エッジ検出装置は、 前記最上層基板の前記エッジの光学特性の変化を 検出することを特徴とする請求項 2に記載の基板検出装置。
6 . 前記光学特性は、 前記最上層基板の色、 反射率の少なくとも一方を含むこ とを特徴とする請求項 5に記載の基板検出装置。
7 . 請求項 1力、ら 6のいずれか 1項に記載の基板検出装置と、
前記基板を保持する基板ホルダを位置決めする基板ホルダステージと、 前記基板を前記基板ホルダに移送する搬送手段と、 を有することを特徴とする 基板位置決め装置。
8 . 請求項 7に記載の基板位置決め装置と、
前記基板位置決め装置を用いて位置決めされた 2体の前記基板を、 前記基板ホ ルダを介して接合する基板貼り合わせ部と、 を有することを特徴とする基板貼り 合わせ装置。
9 . ウェハを回転する回転装置と、
前記回転装置に載置された前記ゥェ八のエッジを検出するエッジ検出装置と、 前記エッジ検出装置を前記ウェハエッジの変位に追従させるサーポ装置と、 前記ゥェ八半径方向に対する前記エッジ検出装置の位置を検出する位置検出 装置と、 を具備してなることを特徴とするウェハ外形検出装置。
1 0 . 前記エッジ検出装置は、 前記ウェハエッジの段差を検出^"ることを特徴 とする請求項 9に記載のウェハ外形検出装置。
1 1 . 前記エッジ検出装置は、 前記ウェハエッジの傾きを検出することを特徴 とする請求項 9に記載のゥヱハ外形検出装置。
1 2 . 前記エッジ検出装置は、 前記ウェハエッジの光学特性の変化を検出する ことを特徴とする請求項 9に記載のウェハ外形検出装置。
1 3 . 前記光学特性は、 前記ウェハエッジの色、 反射率の少なくとも一方を含 むことを特徴とする請求項 1 2に記載のウェハ外形検出装置。
1 . 前記ウェハの外周部近傍に配置され、 前記ウェハエッジを検出する固定 式エッジ検出装置を、 さらに有することを特徴とする請求項 9から 1 3のいずれ か 1項に記載のウェハ外形検出装置。
1 5 . 前記エッジ検出装置と、 前記固定式エッジ検出装置の少なくとも一方の 信号に基づき、 前記ウェハの外周部に形成されたノッチ位置を検出することを特 徵とする請求項 1 4に記載のウェハ外形検出装置。
1 6 . 前記エッジ検出装置により前記ウェハの積層数を検出し、
前記ウェハが積層ウェハの時は、 前記エッジ検出装置により前記ノッチ位置を 検出することを特徴とする請求項 1 5に記載のウェハ外形検出装置。
1 7 . 前記エッジ検出装置により前記ウェハの積層数を検出し、
前記ウェハが単層ウェハの時は、 前記固定式エッジ検出装置により前記ノッチ 位置を検出することを特徴とする請求項 1 6に記載のゥェ八外形検出装置。
1 8 . 検出された前記ウェハの積層数が、 当該ウェハ投入時のウェハ積層情報 と異なる時、 エラ一表示をすることを特徴とする請求項 1 7に記載のウェハ外形 検出装置。
1 9 . 前記ウェハ投入時のウェハ積層情報に基づき、 前記エッジ検出装置か、 前記固定式エッジ検出装置かのいずれか一方を選択することを特徴とする請求 項 1 8に記載のウェハ外形検出装置。 2 0 . 請求項 9から 1 9のいずれか 1項に記載のウェハ外形検出装置と、 ウェハを保持するウェハホルダを位置決めするウェハホルダステージと、 前記ウェハを前記ウェハホルダに移送する搬送手段と、 を有することを特徴と するウェハ位置決め装置。
2 1 . 前記ウェハ外形検出装置を用いた、 前記ウェハの偏心量、 ノッチ位置或 いはオリフラ位置の検出結果に基づき、 前記ウェハホルダの所定位置に対する、 前記ウェハの偏心量、 および前記ノツチ位置或いは前記オリフラ位置の補正を行 い、 前記ウェハホルダに前記ウェハを位置決めすることを特徴とする請求項 2 0 に記載のウェハ位置決め装置。
2 2 . 請求項 2 0または 2 1に記載のウェハ位置決め装置と、
前記ウェハ位置決め装置を用いて位置決めされた 2体のウェハを、 ウェハホル ダを介して接合するウェハ貼り合わせ部と、 を有することを特徴とするウェハ貼 り合わせ装置。
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