JP5459025B2

JP5459025B2 - Substrate laminating apparatus, laminated semiconductor device manufacturing method, laminated semiconductor device, substrate laminating method, and laminated semiconductor device manufacturing method

Info

Publication number: JP5459025B2
Application number: JP2010088116A
Authority: JP
Inventors: 功菅谷; 義昭鬼頭
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: JP2011222632A

Description

本発明は、基板貼り合せ装置、積層半導体装置製造方法及び積層半導体装置に関する。 The present invention relates to a substrate bonding apparatus, a method for manufacturing a laminated semiconductor device, and a laminated semiconductor device.

特許文献１には、回路が形成された２枚の基板を、接合すべき電極同士が接触するように重ね合わせて、加圧及び加熱を行いながら当該２枚の基板を接合する基板接合装置が記載されている。
特許文献１特開２００９−４９０６６号公報 Patent Document 1 discloses a substrate bonding apparatus that stacks two substrates on which circuits are formed so that electrodes to be bonded are in contact with each other, and bonds the two substrates while applying pressure and heating. Have been described.
Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-49066

しかし、基板接合過程において、重ね合わせた複数の基板を基板接合装置に投入する度に、室温から予め定められた温度に加熱して、加圧をしながら基板が接合するまでその温度を保持し、その後温度を室温に下げて、接合された基板を取り出すプロセスを繰り返す。昇温、保温、降温には、相当の時間を要するので、この基板を接合する過程は、積層半導体装置の製造スループットのネックとなり、それを改善するには複数の基板接合装置を設けることを要する。 However, in the substrate bonding process, each time a plurality of superimposed substrates are put into the substrate bonding apparatus, the temperature is heated from room temperature to a predetermined temperature, and the temperature is maintained until the substrates are bonded while applying pressure. Then, the temperature is lowered to room temperature, and the process of taking out the bonded substrate is repeated. Since it takes a considerable amount of time to raise, keep, and lower the temperature, the process of bonding the substrates becomes a bottleneck in the manufacturing throughput of the laminated semiconductor device, and it is necessary to provide a plurality of substrate bonding apparatuses to improve it. .

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、複数の基板を貼り合わせる装置であって、前記複数の基板を重ね合せた重ね合せ基板を予め定められた温度まで昇温する昇温部と、前記昇温部により昇温された複数の前記重ね合せ基板における基板同士が結合する温度に前記重ね合せ基板の温度を保持する保温部とを備える基板貼り合わせ装置が提供される。 In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for laminating a plurality of substrates, wherein the temperature of a superposed substrate obtained by laminating the plurality of substrates is increased to a predetermined temperature. There is provided a substrate bonding apparatus including a temperature raising unit and a heat retaining unit that holds the temperature of the superimposed substrate at a temperature at which the substrates of the plurality of superimposed substrates heated by the temperature raising unit are bonded to each other. .

本発明の第２の態様においては、上記基板貼り合せ装置により基板を貼り合せることを含む積層半導体装置製造方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a laminated semiconductor device including bonding a substrate with the substrate bonding apparatus.

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。 In a third aspect of the present invention, a stacked semiconductor device manufactured by the above-described stacked semiconductor device manufacturing method is provided.

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。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

一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。It is a top view which shows typically the whole structure of the board | substrate bonding apparatus 100 which is one Embodiment. 昇温ユニット２５０を模式的に示す正面図である。3 is a front view schematically showing a temperature raising unit 250. FIG. 昇温ユニット２５０が重ね合せ基板に加圧する過程を示す。The process by which the temperature raising unit 250 presses the superimposed substrate is shown. 上ステージ３１０が上基板ホルダ１２４を重ね合せ基板４２０から分離する過程を示す。A process in which the upper stage 310 separates the upper substrate holder 124 from the superimposed substrate 420 is shown. 押上ピン３２２が重ね合せ基板４２０を押し上げて、下基板ホルダ１２５から分離する過程を示す。A process in which the push-up pins 322 push up the overlapping substrate 420 and separate from the lower substrate holder 125 is shown. 押上ピン３２２が重ね合せ基板４２０を押し上げて、下基板ホルダ１２５から分離する過程を示す。A process in which the push-up pins 322 push up the overlapping substrate 420 and separate from the lower substrate holder 125 is shown. 保温部２６０を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows the heat retention part 260 typically. 保温部２６０の加圧ヘッド４１４が重ね合せ基板４２０に加圧する過程を示す。A process in which the pressure head 414 of the heat retaining unit 260 pressurizes the superimposed substrate 420 is shown. 図６におけるＡ−Ａ断面を示す。The AA cross section in FIG. 6 is shown. 加熱部材４６０を用いた保温部２６０の実施形態を示す。An embodiment of a heat retaining unit 260 using a heating member 460 is shown. 積層半導体装置を製造する製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method which manufactures a laminated semiconductor device.

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。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、一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。 FIG. 1 is a plan view schematically showing the overall structure of a substrate bonding apparatus 100 according to an embodiment. The substrate bonding apparatus 100 includes a housing 102, a room temperature unit 104, a high temperature unit 106, and substrate cassettes 112, 114, and 116. The normal temperature part 104 and the high temperature part 106 are provided in the common housing 102.

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。 The substrate cassettes 112, 114, and 116 are detachably attached to the housing 102 outside the housing 102. The substrate cassettes 112, 114, and 116 accommodate the first substrate 122 and the second substrate 123 that are bonded in the substrate bonding apparatus 100. A plurality of first substrates 122 and second substrates 123 are collectively loaded into the substrate bonding apparatus 100 by the substrate cassettes 112, 114, and 116. Further, the first substrate 122 and the second substrate 123 bonded in the substrate bonding apparatus 100 are collected in a lump.

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と、ステージ装置１４０と、基板ホルダラック１２８と、一対のロボットアーム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。常温部１０４は、大気中で第１基板１２２および第２基板１２３を搬送する。 The room temperature unit 104 includes a pre-aligner 126, a stage device 140, a substrate holder rack 128, and a pair of robot arms 132 and 134, which are disposed inside the housing 102. The inside of the housing 102 is temperature-controlled so as to maintain substantially the same temperature as the room temperature of the environment where the substrate bonding apparatus 100 is installed. The room temperature unit 104 transports the first substrate 122 and the second substrate 123 in the atmosphere.

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が第１基板１２２および第２基板１２３の位置を確実に位置決めすることができる。 Since the pre-aligner 126 is highly accurate, the position of each first substrate 122 or the second substrate 123 is temporarily aligned so that the position of the first substrate 122 or the second substrate 123 is within the narrow adjustment range of the stage device 140. To do. Thereby, the stage apparatus 140 can position the position of the 1st board | substrate 122 and the 2nd board | substrate 123 reliably.

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。上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５は、それぞれ、第１基板１２２および第２基板１２３を静電吸着により保持する。 The substrate holder rack 128 accommodates and waits for a plurality of upper substrate holders 124 and a plurality of lower substrate holders 125. The upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 hold the first substrate 122 and the second substrate 123 by electrostatic adsorption, respectively.

ステージ装置１４０は、貼り合せの対象である第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。 The stage device 140 aligns the positions of the electrodes to be bonded on the first substrate 122 and the second substrate 123 to be bonded and superimposes them. A heat insulating wall 145 and a shutter 146 are provided surrounding the stage device 140. The space surrounded by the heat insulating wall 145 and the shutter 146 is communicated with an air conditioner or the like, and the temperature is controlled, so that the alignment accuracy in the stage device 140 is maintained.

ステージ装置１４０は、第１ステージ１４１と、第２ステージ１４２と、制御部１４８とを有する。第１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。第１ステージ１４１の下面が真空吸着により上基板ホルダ１２４を保持する。 The stage apparatus 140 includes a first stage 141, a second stage 142, and a control unit 148. The first stage 141 is fixed to the lower surface of the top plate of the stage device 140. The lower surface of the first stage 141 holds the upper substrate holder 124 by vacuum suction.

第２ステージ１４２は、第１ステージ１４１に対向して、ステージ装置１４０の底板の上に、ＸＹＺ方向に移動可能に配置される。第２ステージ１４２は、傾斜機能を有する。第２ステージ１４２の上面が真空吸着により下基板ホルダ１２５を保持する。 The second stage 142 is disposed on the bottom plate of the stage device 140 so as to be movable in the XYZ direction so as to face the first stage 141. The second stage 142 has a tilt function. The upper surface of the second stage 142 holds the lower substrate holder 125 by vacuum suction.

制御部１４８は、第２ステージ１４２の移動を制御する。制御部１４８は、第２ステージ１４２を移動させて、第１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、第２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、上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５に設けられた位置止め機構により仮止めされる。 The control unit 148 controls the movement of the second stage 142. The controller 148 moves the second stage 142 and aligns the position of the second substrate 123 with respect to the first substrate 122 held on the first stage 141. The controller 148 can raise the second stage 142 so that the first substrate 122 and the second substrate 123 overlap each other. Thereafter, the first substrate 122 and the second substrate 123 sandwiched between the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 are temporarily fixed by a positioning mechanism provided in the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125.

ここで、重ね合わされて、本接合される前の第１基板１２２と第２基板１２３は、「重ね合せ基板」と記載されることがある。本接合された第１基板１２２および第２基板１２３は、「積層基板」と記載されることがある。また、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の組合せは、「ホルダ対」と記載されることがある。 Here, the first substrate 122 and the second substrate 123 that are overlapped and before the main bonding are sometimes described as “overlapped substrates”. The first substrate 122 and the second substrate 123 that are joined together may be described as a “laminated substrate”. The combination of the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 and the first substrate 122 and the second substrate 123 sandwiched between them may be described as a “holder pair”.

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。 The first substrate 122 and the second substrate 123 loaded in the substrate bonding apparatus 100 are devices in which elements, circuits, terminals, and the like are formed in addition to a single silicon wafer, a compound semiconductor wafer, a glass substrate, and the like. It's okay. Further, the loaded first substrate 122 and second substrate 123 may be laminated substrates that are already formed by laminating a plurality of wafers.

一対のロボットアーム１３２、１３４のうち、基板カセット１１２、１１４、１１６に近い側に配置されたロボットアーム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ロボットアーム１３４は、ステージ装置１４０、基板ホルダラック１２８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。 Of the pair of robot arms 132, 134, the robot arm 132 disposed on the side closer to the substrate cassettes 112, 114, 116 is the first substrate 122 between the substrate cassettes 112, 114, 116, the pre-aligner 126 and the stage apparatus 140. The second substrate 123 is transported. On the other hand, the robot arm 134 arranged on the side far from the substrate cassettes 112, 114, 116 is between the stage device 140, the substrate holder rack 128, and the load lock chamber 220, the first substrate 122, the second substrate 123, and the upper substrate. The holder 124 and the lower substrate holder 125 are transported.

ロボットアーム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。第１ステージ１４１に第１基板１２２を保持させる場合に、ロボットアーム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を取り出して第２ステージ１４２に載置する。第２ステージ１４２は、基板カセット１１２、１１４、１１６に近い側に移動する。ロボットアーム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、第２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。 The robot arm 134 is also responsible for loading and unloading the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 with respect to the substrate holder rack 128. When holding the first substrate 122 on the first stage 141, the robot arm 134 first takes out one upper substrate holder 124 from the substrate holder rack 128 and places it on the second stage 142. The second stage 142 moves to the side closer to the substrate cassettes 112, 114, and 116. The robot arm 132 takes out the pre-aligned first substrate 122 from the pre-aligner 126 and places it on the upper substrate holder 124 on the second stage 142 for electrostatic adsorption.

第２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。ロボットアーム１３４は、第２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、裏返して第１ステージ１４１に近づける。第１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。 The second stage 142 moves again to the side far from the substrate cassettes 112, 114, 116. The robot arm 134 receives the upper substrate holder 124 that electrostatically attracts the first substrate 122 from the second stage 142, turns it over, and approaches the first stage 141. The first stage 141 holds the upper substrate holder 124 by vacuum suction.

ロボットアーム１３４は、第２ステージ１４２に下基板ホルダ１２５を載置する。ロボットアーム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、第２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、第１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。 The robot arm 134 places the lower substrate holder 125 on the second stage 142. The robot arm 132 places and holds the second substrate 123 thereon. Thus, the surface of the second substrate 123 held on the second stage 142 on which the circuits and the like are formed is opposed to the surface of the first substrate 122 held on the first stage 141 and on which the circuits and the like are formed. Placed in.

高温部１０６は、断熱壁１０８、ロードロック室２２０、ロボットアーム２３０、昇温ユニット２４０、昇温ユニット２５０、保温部２６０および冷却室２７０を有する。断熱壁１０８は、高温部１０６を包囲して、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。 The high temperature unit 106 includes a heat insulating wall 108, a load lock chamber 220, a robot arm 230, a temperature increasing unit 240, a temperature increasing unit 250, a heat retaining unit 260, and a cooling chamber 270. The heat insulating wall 108 surrounds the high temperature part 106 and blocks heat radiation to the outside of the high temperature part 106. Thereby, the influence which the heat of the high temperature part 106 has on the normal temperature part 104 is suppressed. The inside of the high temperature part 106 is maintained in a constant vacuum state. Thereby, contamination and oxidation of the substrate carried into the high temperature part 106 can be suppressed.

ロボットアーム２３０は、昇温ユニット２４０、昇温ユニット２５０、保温部２６０、冷却室２７０とロードロック室２２０との間で第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。 The robot arm 230 includes a first substrate 122, a second substrate 123, an upper substrate holder 124, and a lower substrate holder 125 between the temperature raising unit 240, the temperature raising unit 250, the heat retaining unit 260, and the cooling chamber 270 and the load lock chamber 220. Transport.

ロードロック室２２０は、常温部１０４と高温部１０６とを連結する。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。 The load lock chamber 220 connects the normal temperature part 104 and the high temperature part 106. The load lock chamber 220 includes shutters 222 and 224 that open and close alternately on the room temperature section 104 side and the high temperature section 106 side.

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、ロボットアーム１３４がホルダ対をロードロック室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。ロボットアーム２３０が、ロードロック室２２０からホルダ対を搬出して、昇温ユニット２４０に装入する。 When a holder pair including the first substrate 122, the second substrate 123, the upper substrate holder 124, and the lower substrate holder 125 is carried into the high temperature unit 106 from the normal temperature unit 104, first, the shutter 222 on the normal temperature unit 104 side is opened. Then, the robot arm 134 carries the holder pair into the load lock chamber 220. Next, the shutter 222 on the room temperature section 104 side is closed, and the inside of the load lock chamber 220 is evacuated. When the degree of vacuum inside the load lock chamber 220 becomes the degree of vacuum on the high temperature part 106 side, the shutter 224 on the high temperature part 106 side is opened. The robot arm 230 unloads the holder pair from the load lock chamber 220 and loads it into the temperature raising unit 240.

昇温ユニット２４０及び昇温ユニット２５０は、ホルダ対を順次高い温度まで昇温する。例えば、基板接合温度が４５０℃である場合に、昇温ユニット２４０は、ホルダ対を室温から２００℃まで加熱する。その後、ロボットアーム２３０が、昇温ユニット２４０からホルダ対を搬出して昇温ユニット２５０に装入する。昇温ユニット２５０は、ホルダ対を更に４５０℃まで加熱する。ここで、基板接合温度とは、貼り合せの対象である第１基板１２２と第２基板１２３における接合すべき電極同士が接合される温度を言い、電極に設けられたバンプ等が接合される温度を含む。 The temperature raising unit 240 and the temperature raising unit 250 sequentially raise the temperature of the holder pair to a higher temperature. For example, when the substrate bonding temperature is 450 ° C., the temperature raising unit 240 heats the holder pair from room temperature to 200 ° C. Thereafter, the robot arm 230 unloads the holder pair from the temperature raising unit 240 and inserts the holder pair into the temperature raising unit 250. The temperature raising unit 250 further heats the holder pair to 450 ° C. Here, the substrate bonding temperature refers to a temperature at which electrodes to be bonded on the first substrate 122 and the second substrate 123 to be bonded are bonded to each other, and a temperature at which bumps provided on the electrodes are bonded. including.

昇温ユニット２５０は、基板接合温度において、ホルダ対を加圧して重ね合せ基板を仮接合する。その後、昇温ユニット２５０がホルダ対から上基板ホルダ１２４および下基板ホルダ１２５を外して、ロボットアーム２３０が仮接合された重ね合せ基板を取り出して接合温度を有する保温部２６０に装入する。なおこれに代えて、昇温ユニット２４０および昇温ユニット２５０のそれぞれは、受け取ったホルダ対を室温から予め定められた温度、例えば４５０℃まで加熱して、昇温ユニット２４０および昇温ユニット２５０のそれぞれから重ね合わせ基板を保温部２６０に受け渡してもよい。 The temperature raising unit 250 presses the holder pair at the substrate bonding temperature to temporarily bond the overlapping substrates. Thereafter, the temperature raising unit 250 removes the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 from the pair of holders, takes out the superimposed substrate to which the robot arm 230 is temporarily bonded, and inserts it into the heat retaining unit 260 having the bonding temperature. Instead of this, each of the temperature raising unit 240 and the temperature raising unit 250 heats the received holder pair from room temperature to a predetermined temperature, for example, 450 ° C. The superposed substrate may be transferred to the heat retaining unit 260 from each.

保温部２６０は、昇温ユニット２５０により加熱された重ね合せ基板を複数収容して、基板接合温度において、重ね合せ基板を保温加圧して、本接合することにより基板の貼り合せを完成する。ロボットアーム２３０は、本接合された積層基板を保温部２６０から取り出して、冷却室２７０に装入して冷却する。 The heat retaining unit 260 accommodates a plurality of superposed substrates heated by the temperature raising unit 250, heats and pressurizes the superposed substrates at the substrate bonding temperature, and completes the bonding of the substrates. The robot arm 230 takes out the finally bonded laminated substrate from the heat retaining unit 260 and inserts it into the cooling chamber 270 to cool it.

昇温ユニット２４０、昇温ユニット２５０、保温部２６０及び冷却室２７０は、それぞれロボットアーム２３０により基板及び基板ホルダを搬出入できる搬入口を有する。昇温ユニット２４０、昇温ユニット２５０、保温部２６０及び冷却室２７０は、搬出入以外の場合に搬入口がシャッタにより閉められ、外部と遮断され、互いの温度影響を防ぐ。 The temperature raising unit 240, the temperature raising unit 250, the heat retaining unit 260, and the cooling chamber 270 each have a carry-in port through which a substrate and a substrate holder can be carried in and out by the robot arm 230. In the temperature raising unit 240, the temperature raising unit 250, the heat retaining unit 260, and the cooling chamber 270, the carry-in entrance is closed by a shutter in a case other than carry-in / out, and is shut off from the outside to prevent mutual temperature effects.

高温部１０６から常温部１０４に上基板ホルダ１２４、下基板ホルダ１２５及び積層基板を搬出する場合は、常温部１０４から高温部１０６に搬入する場合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、ホルダ対を高温部１０６に搬入または搬出できる。 When the upper substrate holder 124, the lower substrate holder 125, and the laminated substrate are carried out from the high temperature unit 106 to the normal temperature unit 104, a series of operations for carrying in the high temperature unit 106 from the normal temperature unit 104 is executed in reverse order. By a series of these operations, the holder pair can be carried into or out of the high temperature unit 106 without leaking the internal atmosphere of the high temperature unit 106 to the normal temperature unit 104 side.

高温部１０６から搬出される積層基板は、ロボットアーム１３４、１３２および第２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。搬出される上基板ホルダ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。 The laminated substrate unloaded from the high temperature unit 106 is returned to and stored in one of the substrate cassettes 112, 114, 116 by the robot arms 134, 132 and the second stage 142. The upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 that are carried out are returned to the substrate holder rack 128 and wait.

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、ロボットアーム１３４、２３０および第２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、ロボットアーム１３４、２３０は、真空吸着又は静電吸着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。 In many areas in the substrate bonding apparatus 100, the robot arms 134, 230 and the first arm 122 are held with the upper substrate holder 124 holding the first substrate 122 or with the lower substrate holder 125 holding the second substrate 123. It is conveyed by the two stage 142. When the upper substrate holder 124 that holds the first substrate 122 or the lower substrate holder 125 that holds the second substrate 123 is transported, the robot arms 134 and 230 are arranged such that the upper substrate holder 124 or the lower substrate by vacuum adsorption or electrostatic adsorption. The holder 125 is sucked and held.

図２は、昇温ユニット２５０の構造を模式的に示す正面図である。昇温ユニット２５０は、断熱室３００と、上ステージ３１０と、下ステージ３２０と、昇降部３３０とを備える。断熱室３００は、上ステージ３１０、下ステージ３２０及び昇降部３３０を内部に収容する。 FIG. 2 is a front view schematically showing the structure of the temperature raising unit 250. The temperature raising unit 250 includes a heat insulating chamber 300, an upper stage 310, a lower stage 320, and an elevating unit 330. The heat insulation chamber 300 accommodates the upper stage 310, the lower stage 320, and the elevating part 330 therein.

断熱室３００は、断熱材から形成される断熱壁を有し、ホルダ対を加熱する場合に、外部への熱輻射が遮断され、ロボットアーム等周辺に存在する装置、機器への悪影響を防ぐことができる。断熱室３００において、その天板に上ステージ３１０が固定され、その底板に昇降部３３０のベースが固定される。断熱室３００は、上ステージ３１０と下ステージ３２０によりホルダ対に加圧する場合に、装置の反力により変形すること防ぐ目的で、高剛性材料により形成される。 The heat insulating chamber 300 has a heat insulating wall formed of a heat insulating material. When the holder pair is heated, heat radiation to the outside is cut off, and adverse effects on devices and equipment existing around the robot arm and the like are prevented. Can do. In the heat insulating chamber 300, the upper stage 310 is fixed to the top plate, and the base of the elevating unit 330 is fixed to the bottom plate. The heat insulating chamber 300 is formed of a highly rigid material for the purpose of preventing deformation due to the reaction force of the apparatus when the holder pair is pressed by the upper stage 310 and the lower stage 320.

上ステージ３１０は、加熱及び冷却する機能を有し、ホルダ対を加熱及び冷却することができる。昇降部３３０は、ベースに固定されたシリンダ３３４と、そのシリンダに結合するピストン３３２を含む。ピストン３３２は、外部からの制御信号により上下昇降する。 The upper stage 310 has a function of heating and cooling, and can heat and cool the holder pair. The elevating part 330 includes a cylinder 334 fixed to the base and a piston 332 coupled to the cylinder. The piston 332 moves up and down by a control signal from the outside.

下ステージ３２０は、ピストン３３２の上面に設置される。下ステージ３２０は、ピストン３３２と共に上下に移動することができる。下ステージ３２０は、加熱及び冷却する機能を有し、ホルダ対を加熱及び冷却することができる。 The lower stage 320 is installed on the upper surface of the piston 332. The lower stage 320 can move up and down together with the piston 332. The lower stage 320 has a function of heating and cooling, and can heat and cool the holder pair.

図２は、ホルダ対が昇温ユニット２５０に装填され、下ステージ３２０に設置された状態を示す。ホルダ対を下ステージ３２０に載置した後、ピストン３３２を上昇させると、上ステージ３１０及び下ステージ３２０によりホルダ対を挟むことができる。 FIG. 2 shows a state where the holder pair is loaded in the temperature raising unit 250 and installed on the lower stage 320. After the holder pair is placed on the lower stage 320, when the piston 332 is raised, the holder pair can be sandwiched between the upper stage 310 and the lower stage 320.

昇温ユニット２５０は、加圧制御信号に従って、更にピストン３３２を上昇させ、上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５を介して、第１基板１２２及び第２基板１２３に所定の圧力を加えて、接合することができる。加圧することにより、第１基板１２２及び第２基板１２３の間に接合すべき電極同士を均一に接触させることができ、均一な接合が実現できる。 The temperature raising unit 250 further raises the piston 332 according to the pressurization control signal, and applies a predetermined pressure to the first substrate 122 and the second substrate 123 via the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 to join them. can do. By applying pressure, the electrodes to be bonded can be uniformly contacted between the first substrate 122 and the second substrate 123, and uniform bonding can be realized.

昇温ユニット２４０及び冷却室２７０は、昇温ユニット２５０と同様の構造を有してよい。冷却室２７０は、上下ステージに加熱機構を持たず、冷却機構だけを有してもよい。 The temperature raising unit 240 and the cooling chamber 270 may have the same structure as the temperature raising unit 250. The cooling chamber 270 may have only a cooling mechanism without having a heating mechanism on the upper and lower stages.

但し、第１基板１２２と第２基板１２３が完全に接合されるまで、昇温ユニット２５０でホルダ対を保温し、加圧することは長い時間を要する。例えば、昇温ユニット２５０で本接合を完成するのに３０分程度かかる場合がある。よって、基板接合における保温および加圧は、積層半導体装置の製造におけるスループットのネックとなる。それに対して昇温ユニット２５０を単に増やすと、昇温ユニット２５０は精密に動作する下ステージ３２０および昇降部３３０を有するので装置全体が高額になる。 However, until the first substrate 122 and the second substrate 123 are completely joined, it takes a long time to heat and pressurize the holder pair with the temperature raising unit 250. For example, it may take about 30 minutes to complete the main joining by the temperature raising unit 250. Therefore, the heat retention and pressurization in the substrate bonding becomes a bottleneck of throughput in manufacturing the laminated semiconductor device. On the other hand, if the temperature raising unit 250 is simply increased, the temperature raising unit 250 has the lower stage 320 and the raising / lowering unit 330 that operate precisely, so that the entire apparatus becomes expensive.

そこで、本実施形態は、昇温ユニット２５０において短時間で加熱および加圧して第１基板１２２と第２基板１２３を仮接合した後に、当該仮接合された重ね合せ基板を保温部２６０に移して、長時間かけて保温する。例えば、重ね合せ基板が上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５から取り出されて搬送されても、第１基板１２２と第２基板１２３が分離することがない程度まで、昇温ユニット２５０で第１基板１２２と第２基板１２３を仮接合する。この仮接合の時間は、例えば１０分である。仮接合後に、重ね合せ基板を保温部２６０に移して、第１基板１２２と第２基板１２３を完全に接合するまで、複数の重ね合せ基板を同時に保温して、加圧する。この保温および加圧の時間は例えば２０分である。この方法により、昇温ユニット２５０の回転率を高め、積層半導体装置を製造する全体のスループットを高めることができる。 Therefore, in the present embodiment, after the first substrate 122 and the second substrate 123 are temporarily joined by heating and pressurizing in the temperature raising unit 250 in a short time, the temporarily joined superposed substrate is moved to the heat retaining unit 260. Keep warm for a long time. For example, even if the superimposed substrate is removed from the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 and conveyed, the first substrate 122 and the second substrate 123 are not separated from each other by the temperature raising unit 250. 122 and the second substrate 123 are temporarily joined. The temporary joining time is, for example, 10 minutes. After the temporary bonding, the overlapped substrate is moved to the heat retaining portion 260, and the plurality of overlapped substrates are simultaneously heated and pressurized until the first substrate 122 and the second substrate 123 are completely bonded. This heat retention and pressurization time is, for example, 20 minutes. By this method, the rotation rate of the temperature raising unit 250 can be increased, and the overall throughput of manufacturing the stacked semiconductor device can be increased.

図３は、昇温ユニット２５０が重ね合せ基板に加圧する過程を示す。下ステージ３２０が上昇して、上ステージ３１０と共に上下からホルダ対を挟み、ホルダ対に圧力を加える。昇温ユニット２５０が短時間でホルダ対を加熱し、加圧することにより、第１基板１２２と第２基板１２３を仮接合する。上ステージ３１０及び下ステージ３２０は、それぞれ真空吸着により上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５を保持することができる。 FIG. 3 shows a process in which the temperature raising unit 250 presses the overlapping substrate. The lower stage 320 rises, sandwiches the holder pair from above and below together with the upper stage 310, and applies pressure to the holder pair. The temperature raising unit 250 heats and pressurizes the holder pair in a short time, thereby temporarily joining the first substrate 122 and the second substrate 123. The upper stage 310 and the lower stage 320 can hold the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125 by vacuum suction, respectively.

上ステージ３１０は、制御により上下伸縮可能な３本の押えピン３１２を有する。押えピン３１２は、ホルダ対から上基板ホルダ１２４を分離するときに重ね合せ基板４２０を押さえる。上基板ホルダ１２４には、押えピン３１２が通過する３つの貫通孔１６４が設けられる。上ステージ３１０は、更にヒータ３１４及び冷却機構３１６を有する。ヒータ３１４及び冷却機構３１６は、ホルダ対の加熱、冷却及び保温をする。 The upper stage 310 has three presser pins 312 that can be vertically expanded and contracted by control. The presser pin 312 presses the stacked substrate 420 when the upper substrate holder 124 is separated from the holder pair. The upper substrate holder 124 is provided with three through holes 164 through which the presser pins 312 pass. The upper stage 310 further includes a heater 314 and a cooling mechanism 316. The heater 314 and the cooling mechanism 316 heat, cool and keep the holder pair.

下ステージ３２０は、制御により上下伸縮可能な３本押上ピン３２２を有する。押上ピン３２２は、下基板ホルダ１２５から重ね合せ基板４２０を分離するときに重ね合せ基板４２０を持ち上げる。下基板ホルダ１２５には、押上ピン３２２が通過する３つの貫通孔１６５が設けられる。下ステージ３２０は、更にヒータ３２４及び冷却機構３２６を有する。ヒータ３２４及び冷却機構３２６は、ホルダ対の加熱、冷却及び保温をする。 The lower stage 320 has three push-up pins 322 that can be vertically expanded and contracted by control. The push-up pins 322 lift the superimposed substrate 420 when separating the superimposed substrate 420 from the lower substrate holder 125. The lower substrate holder 125 is provided with three through holes 165 through which the push-up pins 322 pass. The lower stage 320 further includes a heater 324 and a cooling mechanism 326. The heater 324 and the cooling mechanism 326 heat, cool and keep the holder pair.

図４は、上ステージ３１０が上基板ホルダ１２４を重ね合せ基板４２０から分離する過程を示す。上記仮接合の後に上ステージ３１０及び下ステージ３２０は、真空吸着により、それぞれ上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５を吸着する。下ステージ３２０は、真空吸着を維持しながら、予め定められた距離を降下する。下ステージ３２０の降下と共に、押えピン３１２は、下方に進出して第１基板１２２の裏面を押さえる。従って、上基板ホルダ１２４が真空吸着により上ステージ３１０に保持されたままであるが、重ね合せ基板４２０が押えピン３１２に押さえられて、下ステージ３２０に吸着された下基板ホルダ１２５と共に降下するので、上基板ホルダ１２４は重ね合せ基板４２０から分離される。 FIG. 4 shows a process in which the upper stage 310 separates the upper substrate holder 124 from the superimposed substrate 420. After the temporary bonding, the upper stage 310 and the lower stage 320 suck the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125, respectively, by vacuum suction. The lower stage 320 descends a predetermined distance while maintaining vacuum suction. As the lower stage 320 is lowered, the presser pin 312 advances downward to press the back surface of the first substrate 122. Accordingly, the upper substrate holder 124 remains held on the upper stage 310 by vacuum suction, but the superimposed substrate 420 is pressed by the presser pin 312 and descends together with the lower substrate holder 125 sucked by the lower stage 320. The upper substrate holder 124 is separated from the superimposed substrate 420.

図５は、押上ピン３２２が重ね合せ基板４２０を押し上げて、下基板ホルダ１２５から分離する過程を示す。押えピン３１２が重ね合せ基板４２０を押さえる力を弱めてから、押上ピン３２２は押えピン３１２の押さえ力より大きい力で重ね合せ基板４２０を押し上げる。下基板ホルダ１２５が真空により下ステージ３２０に吸着されたままであるので、重ね合せ基板４２０は下基板ホルダ１２５から分離される。重ね合せ基板４２０は、上部から押えピン３１２により弱い力で押さえられているので、押上ピン３２２により押し上げられるときに跳ねて位置ずれになることはない。 FIG. 5 shows a process in which the push-up pins 322 push up the overlapping substrate 420 and separate it from the lower substrate holder 125. After weakening the force with which the presser pin 312 presses the overlapping substrate 420, the push-up pin 322 pushes up the overlapping substrate 420 with a force larger than the pressing force of the presser pin 312. Since the lower substrate holder 125 remains attracted to the lower stage 320 by vacuum, the superimposed substrate 420 is separated from the lower substrate holder 125. Since the overlapping substrate 420 is pressed from above by the presser pins 312 with a weak force, it does not jump and be displaced when it is pushed up by the presser pins 322.

図６に示すように、押上ピン３２２が重ね合せ基板４２０を持ち上げた後、押えピン３１２が退避する。その後、ロボットアーム２３０が重ね合せ基板４２０を昇温ユニット２５０から搬出して保温部２６０に移す。 As shown in FIG. 6, after the push-up pins 322 lift the overlapping substrate 420, the presser pins 312 are retracted. Thereafter, the robot arm 230 carries the superimposed substrate 420 out of the temperature raising unit 250 and moves it to the heat retaining unit 260.

図７及び図８は、保温部２６０を模式的に示す正面図である。図９は、図８に示すＡ−Ａ方向から観察した保温部２６０の断面図である。保温部２６０は、保温部筐体４００と、プレス部４０２と、プレス部４０４と、支持部４０６と、加圧ヘッド４１２と、加圧ヘッド４１４と、搬送ロボット４３０とを備える。 7 and 8 are front views schematically showing the heat retaining unit 260. FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the heat retaining portion 260 observed from the AA direction shown in FIG. The heat retaining unit 260 includes a heat retaining unit casing 400, a press unit 402, a press unit 404, a support unit 406, a pressure head 412, a pressure head 414, and a transport robot 430.

保温部筐体４００は、断熱材から形成される断熱壁を有し、重ね合せ基板４２０を加熱する場合に、外部への熱輻射が遮断され、ロボットアーム等周辺に存在する装置、機器への悪影響を防ぐことができる。保温部筐体４００は、両側にそれぞれプレス部４０２とプレス部４０４とを有する。プレス部４０２とプレス部４０４との間に挟まれて、支持部４０６が設けられる。 The heat insulation unit housing 400 has a heat insulating wall formed of a heat insulating material, and when the laminated substrate 420 is heated, heat radiation to the outside is blocked and the robot arm and other devices and equipment existing in the periphery are blocked. Adverse effects can be prevented. The heat retaining unit casing 400 includes a press unit 402 and a press unit 404 on both sides. A support portion 406 is provided between the press portion 402 and the press portion 404.

支持部４０６は、上部に重ね合せ基板４２０を保持する円弧状の保持面を有する。当該保持面が図７の左右方向に延伸して、支持部４０６は、当該保持面に、重ね合せ基板４２０の接合面が縦になるように、複数の重ね合せ基板４２０を鉛直方向に支持することができる。支持部４０６は、内部にヒータ４４６が設けられ、重ね合せ基板４２０を保持しながら重ね合せ基板４２０を加熱及び保温することができる。保温部筐体４００は、２重構造であって、外部側が断熱材から形成され、内部側には支持部４０６により保持された重ね合せ基板４２０の周辺にヒータが設けられ、重ね合せ基板４２０を加熱及び保温できる構造であってもよい。 The support portion 406 has an arc-shaped holding surface that holds the superimposed substrate 420 on the top. The support surface extends in the left-right direction in FIG. 7, and the support unit 406 supports the plurality of superimposed substrates 420 in the vertical direction so that the bonding surface of the superimposed substrate 420 is vertical to the support surface. be able to. The support portion 406 is provided with a heater 446 therein, and can heat and keep the overlapping substrate 420 while holding the overlapping substrate 420. The heat retaining unit casing 400 has a double structure, the outer side is formed of a heat insulating material, and the inner side is provided with a heater around the superimposed substrate 420 held by the support unit 406. The structure which can be heated and kept warm may be sufficient.

プレス部４０２およびプレス部４０４は、それぞれ加圧ヘッド４１２及び加圧ヘッド４１４を有する。加圧ヘッド４１２及び加圧ヘッド４１４は、図９に示すように、重ね合せ基板４２０より大きい直径を有する円柱状を有し、プレス部４０２およびプレス部４０４の駆動により、図７の矢印が示すように、左右方向に移動することができる。加圧ヘッド４１２及び加圧ヘッド４１４は、支持部４０６に保持されて直列的に並んだ複数の重ね合せ基板４２０を、両側から水平方向に挟み、加圧することができる。保温部筐体４００は、加圧ヘッド４１２と加圧ヘッド４１４により重ね合せ基板４２０に加圧する場合に、装置の反力により変形することを防ぐ目的で、高剛性材料により形成される。また、加圧ヘッド４１２及び加圧ヘッド４１４は、それぞれヒータ４４２及びヒータ４４４を含み、支持部４０６に保持された重ね合せ基板４２０を左右両側から加熱及び保温することができる。 The press unit 402 and the press unit 404 have a pressure head 412 and a pressure head 414, respectively. As shown in FIG. 9, the pressure head 412 and the pressure head 414 have a columnar shape having a diameter larger than that of the superimposed substrate 420, and the arrows in FIG. 7 indicate that the press unit 402 and the press unit 404 are driven. Thus, it can move in the left-right direction. The pressure head 412 and the pressure head 414 can press a plurality of stacked substrates 420 held by the support portion 406 and arranged in series in a horizontal direction from both sides. The heat retaining unit housing 400 is formed of a highly rigid material for the purpose of preventing deformation due to the reaction force of the apparatus when the pressure head 412 and the pressure head 414 press the overlapping substrate 420. Further, the pressure head 412 and the pressure head 414 include a heater 442 and a heater 444, respectively, and can heat and keep the overlapping substrate 420 held by the support portion 406 from both the left and right sides.

搬送ロボット４３０は、保温部２６０の内部で重ね合せ基板４２０を搬送する。搬送ロボット４３０は、保温部筐体４００の天井に設けられたレール４３６に沿って横移動できる。搬送ロボット４３０は、昇降機構を有し、上下移動により保持した重ね合せ基板４２０を支持部４０６に載置することも、支持部４０６に載置された重ね合せ基板４２０を持ち上げることもできる。 The transfer robot 430 transfers the superimposed substrate 420 inside the heat retaining unit 260. The transfer robot 430 can move laterally along a rail 436 provided on the ceiling of the heat retaining unit casing 400. The transfer robot 430 has an elevating mechanism, and can place the superimposed substrate 420 held by the vertical movement on the support portion 406 or lift the superimposed substrate 420 placed on the support portion 406.

搬送ロボット４３０は、横軸回転機構４３２を有する。搬送ロボット４３０は、図７の実線で示すように縦に保持した重ね合せ基板４２０を、横軸回転機構４３２を通じて、破線で示すように横に保持することができる。搬送ロボット４３０は、また縦軸回転機構４３４によりＺ軸を中心に回転することができる。よって、搬送ロボット４３０は、横軸回転機構４３２及び縦軸回転機構４３４を通じて、保持する重ね合せ基板４２０の向きを任意に変更することができる。搬送ロボット４３０は、ロボットアーム２３０との間に重ね合せ基板４２０を受け渡すことにより、仮接合された重ね合せ基板４２０を搬入して支持部４０６に載置し、また完全接合された積層基板４２２を搬出する。 The transfer robot 430 includes a horizontal axis rotation mechanism 432. The transfer robot 430 can hold the superposed substrate 420 held vertically as shown by the solid line in FIG. 7 horizontally as shown by the broken line through the horizontal axis rotation mechanism 432. The transfer robot 430 can be rotated around the Z axis by a vertical axis rotation mechanism 434. Accordingly, the transfer robot 430 can arbitrarily change the orientation of the held overlapping substrate 420 through the horizontal axis rotation mechanism 432 and the vertical axis rotation mechanism 434. The transfer robot 430 delivers the superimposed substrate 420 to and from the robot arm 230, thereby loading the temporarily bonded superimposed substrate 420 and placing it on the support unit 406. Unload.

図７は、既に複数の重ね合せ基板４２０が載置された保温部２６０に、新しい重ね合せ基板４２０が搬入される過程を示す。加圧ヘッド４１４が左方向に退避して、新しい重ね合せ基板４２０が設置できるスペースを空けておき、搬送ロボット４３０が降下して保持した重ね合せ基板４２０を支持部４０６に載置する。その後、図８の実線矢印が示すように、加圧ヘッド４１４が右方向に進出して、加圧ヘッド４１２と共に重ね合せ基板４２０を挟み、加圧する。 FIG. 7 shows a process in which a new superimposed substrate 420 is carried into the heat retaining unit 260 on which a plurality of superimposed substrates 420 are already placed. The pressure head 414 is retracted to the left, leaving a space where a new overlapping substrate 420 can be placed, and the overlapping substrate 420 lowered and held by the transfer robot 430 is placed on the support unit 406. Thereafter, as indicated by the solid line arrow in FIG. 8, the pressure head 414 advances to the right, sandwiches the overlapping substrate 420 together with the pressure head 412, and pressurizes.

このように、保温部２６０は、同時に複数の重ね合せ基板４２０を重ねて保温しながら加圧することができる。図７に示すように、昇温ユニット２５０から移送される重ね合せ基板４２０は、次々と左側から支持部４０６に装填される。従って、重ね合せ基板４２０の列において、右側に向かって、保温及び加圧時間が長い重ね合せ基板４２０が並んでいる。 In this manner, the heat retaining unit 260 can pressurize while keeping a plurality of stacked substrates 420 stacked at the same time. As shown in FIG. 7, the stacked substrates 420 transferred from the temperature raising unit 250 are loaded on the support unit 406 one after another from the left side. Therefore, in the row of the superimposed substrates 420, the superimposed substrates 420 are arranged in a long time toward the right side.

予め定められた時間の保温及び加圧がされて、本接合された積層基板４２２は、支持部４０６の右側から取り出されて搬出される。例えば、積層基板４２２を取り出すときは、図８の破線矢印が示すように、加圧ヘッド４１２および加圧ヘッド４１４が加圧を停止し、加圧ヘッド４１２が右方向に少し退避して、搬送ロボット４３０が重ね合せ基板４２０の列における右端の積層基板４２２を取り出して、ロボットアーム２３０に渡して搬出する。そして、加圧ヘッド４１４が右方向に進出して、空きスペースを詰めて、加圧ヘッド４１２と共に残った重ね合せ基板４２０を挟んで加圧する。 The laminated substrate 422 that has been subjected to heat retention and pressurization for a predetermined time and is finally bonded is taken out from the right side of the support portion 406 and carried out. For example, when the laminated substrate 422 is taken out, as shown by the broken line arrows in FIG. 8, the pressure head 412 and the pressure head 414 stop the pressurization, and the pressure head 412 is slightly retracted in the right direction to be conveyed. The robot 430 takes out the rightmost laminated substrate 422 in the row of the superimposed substrates 420, transfers it to the robot arm 230, and carries it out. Then, the pressure head 414 advances in the right direction, fills an empty space, and presses with the overlapping substrate 420 remaining together with the pressure head 412 interposed therebetween.

上述のように、基板の接合過程において、時間を要する保温加圧を保温部２６０に分担させ、保温部２６０により複数の重ね合せ基板４２０を同時に保温加圧することにより、昇温ユニット２５０の回転率を高めることができるので、昇温ユニットを増やすことなく、プロセス全体のスループットを高めることができる。 As described above, in the substrate bonding process, the heat retention and pressure that requires time is shared by the heat retaining unit 260, and the plurality of stacked substrates 420 are simultaneously retained and pressurized by the heat retaining unit 260. Therefore, the throughput of the entire process can be increased without increasing the temperature raising unit.

図１０は、加熱部材４６０を用いた保温部２６０の実施形態を示す。保温部２６０は、重ね合せ基板４２０を支持部４０６に載置するとき、重ね合せ基板４２０同士の間に挟む加熱部材４６０を更に有する。加熱部材４６０は、接合温度に加熱及び保温されることができる。重ね合せ基板４２０同士の間に挟まれた加熱部材４６０の加熱保温により、重ね合せ基板４２０はより安定且つ均一に保温されることができる。 FIG. 10 shows an embodiment of the heat retaining unit 260 using the heating member 460. The heat retaining unit 260 further includes a heating member 460 that is sandwiched between the superimposed substrates 420 when the superimposed substrates 420 are placed on the support unit 406. The heating member 460 can be heated and kept at a bonding temperature. By the heat insulation of the heating member 460 sandwiched between the overlapping substrates 420, the overlapping substrate 420 can be more stably and uniformly maintained.

加熱部材４６０は、例えば、重ね合せ基板４２０と同じ又は大きい径を有する円板であってよい。加熱部材４６０は、内部にヒータが設けられてよい。加熱部材４６０のヒータの一例として、熱線が設けられた電気ヒータであってよい。加熱部材４６０の側面には電気ヒータの受電用電極が設けられ、支持部４０６には重ね合せ基板４２０の重ね合せ方向（図１０における左右方向）に延伸するレール状の給電用電極が設けられてよい。加熱部材４６０は、支持部４０６に載置される場合に、側面にある受電用電極が支持部４０６に設けられた給電用電極に接するように載置されて、電力供給を受けることができる。なお、加熱部材４６０は、受電用電極が支持部４０６の給電用電極のレール上で滑走できるので、加圧される場合に支持部４０６上で左右に移動されても受電が維持できる。 The heating member 460 may be, for example, a disk having the same or larger diameter as the superimposed substrate 420. The heating member 460 may be provided with a heater inside. As an example of the heater of the heating member 460, an electric heater provided with a heat wire may be used. A receiving electrode for the electric heater is provided on the side surface of the heating member 460, and a rail-like power supply electrode extending in the overlapping direction of the overlapping substrate 420 (left and right direction in FIG. 10) is provided on the support portion 406. Good. When the heating member 460 is placed on the support portion 406, the heating member 460 can be placed so that the power receiving electrode on the side surface is in contact with the power feeding electrode provided on the support portion 406 and can receive power. In addition, since the power receiving electrode can slide on the rail of the power feeding electrode of the support portion 406, the heating member 460 can maintain power reception even if it is moved left and right on the support portion 406 when being pressurized.

上述の実施形態において、ホルダ対が昇温ユニット２５０で解体され、重ね合せ基板４２０だけが保温部２６０に投入されるが、ホルダ対は、そのまま保温部２６０に投入されて、保温され加圧されてもよい。上述の実施形態において、重ね合せ基板４２０が仮接合されるまで、第１基板１２２及び第２基板１２３がそれぞれ上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５により保持され搬送されるが、第１基板１２２及び第２基板１２３は、上基板ホルダ１２４及び下基板ホルダ１２５を使用せず、直接搬送されてもよい。 In the above-described embodiment, the holder pair is disassembled by the temperature raising unit 250, and only the superposed substrate 420 is put into the heat retaining unit 260, but the holder pair is put into the heat retaining unit 260 as it is and kept warm and pressurized. May be. In the above-described embodiment, the first substrate 122 and the second substrate 123 are held and transported by the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125, respectively, until the superimposed substrate 420 is temporarily bonded. The second substrate 123 may be directly transferred without using the upper substrate holder 124 and the lower substrate holder 125.

上述の実施形態において、保温部２６０が横方向に並んだ複数の重ね合せ基板４２０を両側から水平方向に挟み加圧するが、保温部２６０は、縦方向に並んだ複数の重ね合せ基板４２０を上下から挟み加圧する構造を有してもよい。なお、昇温ユニット２５０において仮接合された重ね合せ基板４２０が、更に加圧されず保温されるだけでも本接合が完成できる場合には、保温部２６０は、プレス部を有さずに、保温だけにより重ね合せ基板４２０を本接合してもよい。また、保温部２６０内部には、Ｎ_２が導入され、Ｎ_２雰囲気の中で重ね合せ基板４２０が保温され加圧されてよい。この場合に、保温部２６０の搬入口にはシャッタの代わりにロードロックが設けられてよい。また、保温部２６０は本接合が完了する手前まで、または、完了後の予め定められた時間まで重ね合わせ基板４２０を保温して、その後に当該重ね合わせ基板４２０が保温部２６０から搬出されてもよい。 In the above-described embodiment, the heat retaining unit 260 horizontally presses the plurality of stacked substrates 420 arranged in the horizontal direction from both sides, and the heat retaining unit 260 moves the plurality of stacked substrates 420 aligned in the vertical direction up and down. It may have a structure in which it is sandwiched and pressurized. In addition, when the superposition substrate 420 temporarily joined in the temperature raising unit 250 can be completed even if it is not pressurized and kept warm, the heat retaining part 260 does not have a press part and keeps the heat. The superposed substrate 420 may be subjected to main bonding only by this. Further, N ₂ may be introduced into the heat retaining unit 260, and the laminated substrate 420 may be kept warm and pressurized in an N ₂ atmosphere. In this case, a load lock may be provided at the carry-in entrance of the heat retaining unit 260 instead of the shutter. Further, the heat retaining unit 260 retains the temperature of the superimposed substrate 420 before the completion of the main bonding or until a predetermined time after the completion of the completion, and even if the superimposed substrate 420 is subsequently unloaded from the heat retaining unit 260. Good.

保温部２６０は、固定式の支持部４０６ではなく、移動式の支持部を有してもよい。例えば、保温部２６０は、接合温度に保温される保温チャンバーと、その保温チャンバーを通過するコンベアとを含み、重ね合せ基板４２０が当該コンベアに載置されて、保温チャンバーを通過することにより、予め定められた時間の保温がなされ、本接合が完成できる構造を有してよい。この場合に、コンベアは、回転するロータリー式であってよい。 The heat retaining unit 260 may include a movable support unit instead of the fixed support unit 406. For example, the heat retaining unit 260 includes a heat retaining chamber that is maintained at the bonding temperature and a conveyor that passes through the heat retaining chamber. The overlapped substrate 420 is placed on the conveyor and passes through the heat retaining chamber in advance. It may have a structure in which heat is maintained for a predetermined time and the main joining can be completed. In this case, the conveyor may be a rotary type that rotates.

図１１は、積層半導体装置を製造する製造方法の概略を示す。図１１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、上記の基板接合装置を用いた基板接合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、基板接合工程に続いて、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。 FIG. 11 shows an outline of a manufacturing method for manufacturing a stacked semiconductor device. As shown in FIG. 11, the laminated semiconductor device is a base material for the laminated semiconductor device, Step S110 for designing the function / performance of the laminated semiconductor device, Step S120 for producing a mask (reticle) based on the design step. The substrate is manufactured through a step S130 for manufacturing a substrate, a substrate processing step S140 including lithography using a mask pattern, a device assembly step S150 including a substrate bonding process using the above-described substrate bonding apparatus, an inspection step S160, and the like. The device assembly step S150 includes processing processes such as a dicing process, a bonding process, and a package process following the substrate bonding process.

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。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

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、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。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

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、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、１３２ロボットアーム、１３４ロボットアーム、１４０ステージ装置、１４１第１ステージ、１４２第２ステージ、１４５断熱壁、１４６シャッタ、１４８制御部、１６４貫通孔、１６５貫通孔、２２０ロードロック室、２２２シャッタ、２２４シャッタ、２３０ロボットアーム、２４０昇温ユニット、２５０昇温ユニット、２６０保温部、２７０冷却室、３００断熱室、３１０上ステージ、３１２押えピン、３１４ヒータ、３１６冷却機構、３２０下ステージ、３２２押上ピン、３２４ヒータ、３２６冷却機構、３３０昇降部、３３２ピストン、３３４シリンダ、４００保温部筐体、４０２プレス部、４０４プレス部、４０６支持部、４１２加圧ヘッド、４１４加圧ヘッド、４２０重ね合せ基板、４２２積層基板、４３０搬送ロボット、４３２横軸回転機構、４３４縦軸回転機構、４３６レール、４４２ヒータ、４４４ヒータ、４４６ヒータ、４６０加熱部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate bonding apparatus, 102 Case, 104 Normal temperature part, 106 High temperature part, 108 Heat insulation wall, 112 Substrate cassette, 114 Substrate cassette, 116 Substrate cassette, 122 First substrate, 123 Second substrate, 124 Upper substrate holder, 125 Lower substrate holder, 126 Pre-aligner, 128 Substrate holder rack, 132 Robot arm, 134 Robot arm, 140 Stage device, 141 First stage, 142 Second stage, 145 Heat insulation wall, 146 Shutter, 148 Control unit, 164 Through hole, 165 Through-hole, 220 Load lock chamber, 222 Shutter, 224 Shutter, 230 Robot arm, 240 Heating unit, 250 Heating unit, 260 Heat retaining unit, 270 Cooling chamber, 300 Heat insulation chamber, 310 Upper stage, 312 Presser pin 314 Heater, 316 Cooling mechanism, 320 Lower stage, 322 Push-up pin, 324 Heater, 326 Cooling mechanism, 330 Lifting / lowering unit, 332 Piston, 334 Cylinder, 400 Thermal insulation unit housing, 402 Press unit, 404 Press unit, 406 Support unit 412 Pressure head, 414 Pressure head, 420 Stacked substrate, 422 Stacked substrate, 430 Transport robot, 432 Horizontal axis rotation mechanism, 434 Vertical axis rotation mechanism, 436 Rail, 442 Heater, 444 Heater, 446 Heater, 460 Heating Element

Claims

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる装置であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板をそれぞれが有する複数の重ね合わせ基板を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記複数の重ね合わせ基板のそれぞれの前記複数の半導体基板同士を接合する接合部と、
を備え、
前記収容部は、複数の重ね合わせ基板を直列的に並べて保持し、
前記接合部は、前記複数の重ね合わせ基板の少なくとも一つの前記重ね合わせ基板の接合が完了する前に他の前記重ね合わせ基板の接合を開始する基板貼り合わせ装置。 A device for bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
An accommodating portion for accommodating a plurality of overlapping substrates each having the plurality of semiconductor substrates superimposed;
A bonding portion for bonding the plurality of semiconductor substrates of each of the plurality of superimposed substrates accommodated in the accommodating portion;
With
The accommodating portion holds a plurality of stacked substrates arranged in series,
The bonding unit is a substrate bonding apparatus that starts bonding of the other overlapping substrates before the bonding of at least one of the plurality of overlapping substrates is completed.

前記接合部は、前記複数の重ね合わせ基板を加熱する加熱部を有する請求項１に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding unit includes a heating unit that heats the plurality of stacked substrates.

前記接合部は、前記複数の重ね合わせ基板を直列的に挟んでプレスするプレス部を有する請求項１または２に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding unit includes a pressing unit that presses the plurality of stacked substrates in series.

前記接合部は、前記複数の重ね合わせ基板の間に配置される加熱部材をさらに有する請求項１から３のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。 The said bonding part is a board | substrate bonding apparatus as described in any one of Claim 1 to 3 which further has a heating member arrange | positioned between these several laminated substrates.

前記重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を仮接合する仮接合部を備え、
前記接合部は、仮接合された前記複数の重ね合わせ基板を接合する請求項１から４のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。 A temporary bonding portion for temporarily bonding the plurality of semiconductor substrates of the superimposed substrate;
The said bonding part is a board | substrate bonding apparatus as described in any one of Claim 1 to 4 which joins these several overlapping substrates temporarily joined.

前記重ね合わせ基板は、少なくとも前記仮接合部に基板ホルダに保持された状態で搬入される請求項５に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 5, wherein the superimposed substrate is carried in at least the temporary bonding portion while being held by a substrate holder.

前記仮接合部は、前記重ね合わせ基板を第１の温度で加熱し、
前記接合部は、前記仮接合部により加熱された前記複数の重ね合わせ基板のそれぞれの前記基板同士が互いに結合する第２の温度で前記重ね合わせ基板を加熱する請求項５または６に記載の基板貼り合わせ装置。 The temporary bonding portion heats the superimposed substrate at a first temperature,
The substrate according to claim 5 or 6, wherein the bonding portion heats the overlapping substrate at a second temperature at which the substrates of the plurality of overlapping substrates heated by the temporary bonding portion are bonded to each other. Bonding device.

前記仮接合部における加熱時間は、前記接合部における加熱時間よりも短い請求項７に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 7, wherein a heating time in the temporary bonding portion is shorter than a heating time in the bonding portion.

前記第１の温度と前記第２の温度は同一である請求項８に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 8, wherein the first temperature and the second temperature are the same.

前記仮接合部は、前記重ね合わせ基板をそれぞれ異なる温度に昇温する複数の昇温ユニットを有する請求項６から９のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置。 The said temporary joining part is a board | substrate bonding apparatus as described in any one of Claim 6 to 9 which has several temperature raising units which heat up the said overlapping board | substrate to different temperature, respectively.

前記重ね合わせ基板は、前記複数の昇温ユニットのうち温度が低い昇温ユニットから温度が高い昇温ユニットに順に投入され、前記接合部から搬出された後は、温度が高い昇温ユニットから低いほうへ順に投入される請求項１０に記載の基板貼り合わせ装置。 The superposed substrate is inserted in order from a low temperature rising unit to a high temperature rising unit among the plurality of temperature rising units, and after being unloaded from the joint, the temperature is low from the high temperature rising unit. The board | substrate bonding apparatus of Claim 10 thrown in order toward the direction.

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる装置であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板を第１の温度で加熱する第１加熱部と、
前記第１加熱部で加熱された複数の前記重ね合わせ基板を直列的に並べて第２の温度で加熱する第２加熱部と、
を備える基板貼り合わせ装置。 A device for bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A first heating unit that heats the stacked substrate including the plurality of stacked semiconductor substrates at a first temperature;
A second heating unit configured to serially heat a plurality of the stacked substrates heated by the first heating unit and to heat the stacked substrates at a second temperature;
A substrate bonding apparatus comprising:

前記第１加熱部における加熱時間は、前記第２加熱部における加熱時間よりも短い請求項１２に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 12, wherein a heating time in the first heating unit is shorter than a heating time in the second heating unit.

前記第１の温度と前記第２の温度は同一である請求項１３に記載の基板貼り合わせ装置。 The substrate bonding apparatus according to claim 13, wherein the first temperature and the second temperature are the same.

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる装置であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板を第１の時間の間加熱する第１加熱部と、
前記第１加熱部で加熱された複数の前記重ね合わせ基板を直列的に並べて前記第１の時間よりも長い第２の時間の間加熱する第２加熱部と、
を備える基板貼り合わせ装置。 A device for bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A first heating unit that heats the stacked substrate having the plurality of stacked semiconductor substrates for a first time;
A second heating unit configured to heat a plurality of the stacked substrates heated by the first heating unit in series and heat for a second time longer than the first time;
A substrate bonding apparatus comprising:

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる装置であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を接合する接合部と、
前記複数の半導体基板が接合された複数の前記重ね合わせ基板を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記複数の重ね合わせ基板を加熱する加熱部と、
を備え、
前記収容部は、複数の重ね合わせ基板を直列的に並べて保持し、
前記加熱部は、前記複数の重ね合わせ基板の少なくとも一つの前記重ね合わせ基板の加熱が完了する前に他の前記重ね合わせ基板の加熱を開始する基板貼り合わせ装置。 A device for bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A bonding portion for bonding the plurality of semiconductor substrates of the overlapping substrate having the plurality of semiconductor substrates superimposed;
An accommodating portion for accommodating the plurality of superimposed substrates to which the plurality of semiconductor substrates are bonded;
A heating unit for heating the plurality of superimposed substrates housed in the housing unit;
With
The accommodating portion holds a plurality of stacked substrates arranged in series,
The heating unit is a substrate bonding apparatus that starts heating the other overlapping substrate before the heating of at least one of the plurality of overlapping substrates is completed.

請求項１から１６のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ装置により基板を貼り合わせることを含む積層半導体装置製造方法。 A method for manufacturing a laminated semiconductor device, comprising: bonding a substrate with the substrate bonding apparatus according to claim 1.

請求項１７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。 A stacked semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a stacked semiconductor device according to claim 17.

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる方法であって、
複数の半導体基板を重ね合わせることにより重ね合わせ基板を作成する重ね合わせ工程と、
複数の前記重ね合わせ基板を収容部に収容する収容工程と、
前記収容部に収容された前記複数の重ね合わせ基板のそれぞれの前記複数の半導体基板同士を接合する接合工程と、
を含み、
前記収容工程は、前記複数の重ね合わせ基板を直列的に並べて保持し、
前記接合工程は、前記複数の重ね合わせ基板の少なくとも一つの前記重ね合わせ基板の接合が完了する前に他の前記重ね合わせ基板の接合を開始する基板貼り合わせ方法。 A method of bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
An overlaying step of creating an overlay substrate by overlaying a plurality of semiconductor substrates;
A housing step of housing a plurality of the stacked substrates in a housing portion;
A bonding step of bonding the plurality of semiconductor substrates of each of the plurality of stacked substrates stored in the storage unit;
Including
The accommodating step holds the plurality of superimposed substrates in series,
The bonding step is a substrate bonding method in which the bonding of the other overlapping substrates is started before the bonding of at least one of the plurality of overlapping substrates is completed.

前記接合工程は、前記複数の重ね合わせ基板を加熱する加熱工程を含む請求項１９に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to claim 19, wherein the bonding step includes a heating step of heating the plurality of stacked substrates.

前記接合工程は、前記複数の重ね合わせ基板を直列的に挟んでプレスするプレス工程を含む請求項１９または２０に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to claim 19 or 20, wherein the bonding step includes a pressing step of pressing the plurality of stacked substrates in series.

前記接合工程は、前記複数の重ね合わせ基板の間に加熱部材を配置する工程をさらに含む請求項１９から２１のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to any one of claims 19 to 21, wherein the bonding step further includes a step of arranging a heating member between the plurality of overlapping substrates.

前記重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を仮接合する仮接合工程を備え、
前記接合工程は、仮接合された前記複数の重ね合わせ基板を接合する請求項１９から２２のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。 A temporary bonding step of temporarily bonding the plurality of semiconductor substrates of the superimposed substrate;
The substrate bonding method according to any one of claims 19 to 22, wherein, in the bonding step, the plurality of temporarily bonded substrates are bonded.

前記重ね合わせ基板を基板ホルダに保持する保持工程を含み、
前記仮接合工程は、前記基板ホルダに保持された前記重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を接合する請求項２３に記載の基板貼り合わせ方法。 A holding step of holding the superimposed substrate on a substrate holder;
The substrate bonding method according to claim 23, wherein in the temporary bonding step, the plurality of semiconductor substrates of the superimposed substrate held by the substrate holder are bonded.

前記接合工程の前に、前記基板ホルダと前記重ね合わせ基板とを分離する分離工程を含み、
前記接合工程は、前記基板ホルダから分離された前記重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を接合する請求項２４に記載の基板貼り合わせ方法。 Before the bonding step, including a separation step of separating the substrate holder and the overlapping substrate,
The substrate bonding method according to claim 24, wherein in the bonding step, the plurality of semiconductor substrates of the superimposed substrate separated from the substrate holder are bonded.

前記仮接合工程は、前記重ね合わせ基板を第１の温度で加熱し、
前記接合工程は、前記仮接合工程により加熱された前記複数の重ね合わせ基板のそれぞれの前記基板同士が互いに結合する第２の温度で前記重ね合わせ基板を加熱する請求項２３または２５に記載の基板貼り合わせ方法。 In the temporary bonding step, the overlapping substrate is heated at a first temperature,
26. The substrate according to claim 23, wherein the bonding step heats the overlapping substrate at a second temperature at which the substrates of the plurality of overlapping substrates heated by the temporary bonding step are bonded to each other. Pasting method.

前記仮接合工程における加熱時間は、前記接合工程における加熱時間よりも短い請求項２６に記載の基板貼り合わせ方法。 27. The substrate bonding method according to claim 26, wherein a heating time in the temporary bonding step is shorter than a heating time in the bonding step.

前記第１の温度と前記第２の温度は同一である請求項２７に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to claim 27, wherein the first temperature and the second temperature are the same.

前記仮接合工程は、複数の昇温ユニットのうち温度が低い昇温ユニットから温度が高い昇温ユニットに順に前記重ね合わせ基板を投入し、前記仮接合工程の後、温度が高い昇温ユニットから低いほうへ順に前記重ね合わせ基板を投入する請求項２４から２８のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法。 In the temporary bonding step, among the plurality of temperature rising units, the superposed substrate is put in order from a temperature rising unit having a low temperature to a temperature rising unit having a high temperature. 29. The substrate bonding method according to any one of claims 24 to 28, wherein the stacked substrates are introduced in order from the lowest.

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる方法であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板を第１の温度で加熱する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程で加熱された複数の前記重ね合わせ基板を直列的に並べて第２の温度で加熱する第２加熱工程と、
を含む基板貼り合わせ方法。 A method of bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A first heating step of heating the stacked substrate having the plurality of semiconductor substrates stacked at a first temperature;
A second heating step in which a plurality of the stacked substrates heated in the first heating step are arranged in series and heated at a second temperature;
A substrate bonding method including:

前記第１加熱工程における加熱時間は、前記第２加熱工程における加熱時間よりも短い請求項３０に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to claim 30, wherein a heating time in the first heating step is shorter than a heating time in the second heating step.

前記第１の温度と前記第２の温度は同一である請求項３１に記載の基板貼り合わせ方法。 The substrate bonding method according to claim 31, wherein the first temperature and the second temperature are the same.

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる方法であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板を第１の時間の間加熱する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程で加熱された複数の前記重ね合わせ基板を直列的に並べて前記第１の時間よりも長い第２の時間の間加熱する第２加熱工程と、
を含む基板貼り合わせ方法。 A method of bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A first heating step of heating the stacked substrate having the plurality of stacked semiconductor substrates for a first time;
A second heating step in which a plurality of the stacked substrates heated in the first heating step are arranged in series and heated for a second time longer than the first time;
A substrate bonding method including:

それぞれに回路が形成された複数の半導体基板を貼り合わせる方法であって、
重ね合わされた前記複数の半導体基板を有する重ね合わせ基板の前記複数の半導体基板を接合する接合工程と、
前記複数の半導体基板が接合された複数の前記重ね合わせ基板を収容部に収容する収容工程と、
前記収容部に収容された前記複数の重ね合わせ基板を加熱する加熱工程と、
を含み、
前記収容工程は、前記複数の重ね合わせ基板を直列的に並べて保持し、
前記加熱工程は、前記複数の重ね合わせ基板の少なくとも一つの前記重ね合わせ基板の加熱が完了する前に他の前記重ね合わせ基板の加熱を開始する基板貼り合わせ方法。 A method of bonding a plurality of semiconductor substrates each having a circuit formed thereon,
A bonding step of bonding the plurality of semiconductor substrates of the overlapping substrate having the plurality of semiconductor substrates superimposed;
A housing step of housing a plurality of the stacked substrates to which the plurality of semiconductor substrates are bonded in a housing portion;
A heating step of heating the plurality of stacked substrates housed in the housing portion;
Including
The accommodating step holds the plurality of superimposed substrates in series,
The heating step is a substrate bonding method in which heating of the other overlapping substrate is started before the heating of at least one of the plurality of overlapping substrates is completed.

請求項１９から３４のいずれか一項に記載の基板貼り合わせ方法により前記複数の半導体基板を貼り合わせる工程と、
前記複数の半導体基板が貼り合わされた前記重ね合わせ基板を積層半導体装置に個片化する工程と、
を含む積層半導体装置の製造方法。 A step of bonding the plurality of semiconductor substrates by the substrate bonding method according to any one of claims 19 to 34;
Dividing the stacked substrate on which the plurality of semiconductor substrates are bonded into a laminated semiconductor device;
A method for manufacturing a laminated semiconductor device comprising: