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WO2018012300A1 - 積層基板製造方法、積層基板製造装置、積層基板製造システム、および基板処理装置 - Google Patents

積層基板製造方法、積層基板製造装置、積層基板製造システム、および基板処理装置 Download PDF

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WO2018012300A1
WO2018012300A1 PCT/JP2017/023942 JP2017023942W WO2018012300A1 WO 2018012300 A1 WO2018012300 A1 WO 2018012300A1 JP 2017023942 W JP2017023942 W JP 2017023942W WO 2018012300 A1 WO2018012300 A1 WO 2018012300A1
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WO
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substrate
substrates
manufacturing
magnification
predetermined condition
Prior art date
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Application number
PCT/JP2017/023942
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English (en)
French (fr)
Inventor
菅谷　功
創 三ッ石
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
Nippon Kogaku KK
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.)
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Publication date
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Priority to KR1020187036761A priority patent/KR102429940B1/ko
Priority to JP2018527512A priority patent/JP7067474B2/ja
Priority to KR1020227012597A priority patent/KR102537289B1/ko
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Priority to US18/475,895 priority patent/US20240021447A1/en
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    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer substrate manufacturing method, a multilayer substrate manufacturing apparatus, a multilayer substrate manufacturing system, and a substrate processing apparatus.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-098186
  • a method of manufacturing a laminated substrate by bonding a first substrate and a second substrate includes information on respective curvatures of the first substrate and the second substrate.
  • a step of determining whether the first substrate and the second substrate satisfy a predetermined condition, and a step of bonding the first substrate and the second substrate when the predetermined condition is satisfied. is provided.
  • an apparatus for manufacturing a laminated substrate by bonding a first substrate and a second substrate includes information on the respective curvatures of the first substrate and the second substrate.
  • a laminated substrate manufacturing apparatus including a bonding portion for bonding a first substrate and a second substrate determined to satisfy a predetermined condition based on the first substrate.
  • a substrate processing apparatus for processing the first substrate and the second substrate, and a bonding apparatus for bonding the first substrate and the second substrate processed by the substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus includes: an acquisition unit configured to acquire information about each curvature of the first substrate and the second substrate; and the first substrate and the second substrate based on the information.
  • a stack including a determination unit that determines whether or not a predetermined condition is satisfied, and a control unit that outputs an instruction signal for bonding the first substrate and the second substrate to the bonding apparatus when the predetermined condition is satisfied.
  • a substrate manufacturing system is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a multilayer substrate manufacturing apparatus 100.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a substrate 210.
  • FIG. It is a flowchart which shows the procedure which superimposes the board
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 223 that holds a substrate 211.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an overlapping unit 300.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a deviation amount of each part in a substrate 211.
  • 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210;
  • 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210;
  • It is a schematic diagram explaining the combination determination method of the board
  • FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210; 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210; It is a schematic diagram explaining the combination determination method of the board
  • FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210; 3 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 221 that holds a substrate 211.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a correction unit 601.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a layout of an actuator 412.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an operation of a correction unit 601. It is the elements on larger scale which show the superimposition process of the board
  • 6 is a schematic diagram for explaining the operation of a correction unit 602.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a correction unit 602.
  • 6 is a schematic plan view of a correction unit 603.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the operation of a correction unit 603.
  • 5 is a flowchart showing a procedure for determining a combination of substrates 210;
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100.
  • the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 includes a housing 110, a substrate cassette 120 that accommodates a substrate 210 to be superimposed, a substrate cassette 130 that accommodates a multilayer substrate 230 formed by superimposing the substrates 210, a control unit 150, and a transport unit.
  • Unit 140 stacking unit 300, holder stocker 400 that houses substrate holder 220 that holds substrate 210, and pre-aligner 500.
  • the inside of the housing 110 is temperature-controlled, and is kept at room temperature, for example.
  • the transport unit 140 transports a single substrate 210, a substrate holder 220, a substrate holder 220 holding the substrate 210, a stacked substrate 230 formed by stacking a plurality of substrates 210, and the like.
  • the control unit 150 controls each unit of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 in an integrated manner.
  • the control unit 150 receives a user instruction from the outside, and sets manufacturing conditions for manufacturing the laminated substrate 230.
  • the control unit 150 has a user interface that displays the operation state of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 toward the outside.
  • the overlapping unit 300 has a pair of stages that each hold the substrate 210 and oppose each other. After the substrates 210 held on the stage are aligned with each other, they are brought into contact with each other to form a stacked substrate 230. To do.
  • the pre-aligner 500 aligns the substrate 210 and the substrate holder 220 and holds the substrate 210 on the substrate holder 220.
  • the substrate holder 220 is made of a hard material such as alumina ceramics, and sucks and holds the substrate 210 by an electrostatic chuck, a vacuum chuck, or the like.
  • an unprocessed silicon wafer in addition to the substrate 210 on which elements, circuits, terminals, and the like are formed, an unprocessed silicon wafer, a GeGe-added SiGe substrate, a Ge single crystal substrate, a III-V group Alternatively, a compound semiconductor wafer such as II-VI group, a glass substrate, or the like can be bonded.
  • the objects to be joined may be a circuit board and an unprocessed substrate, or may be unprocessed substrates.
  • the substrate 210 to be bonded may itself be a stacked substrate 230 having a plurality of substrates already stacked.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the substrate 210 to be overlaid in the laminated substrate manufacturing apparatus 100.
  • the substrate 210 includes a notch 214, a plurality of circuit regions 216, and a plurality of alignment marks 218.
  • the circuit region 216 is periodically arranged on the surface of the substrate 210 in the surface direction of the substrate 210.
  • Each circuit region 216 is provided with a structure such as a wiring or a protective film formed by a photolithography technique or the like.
  • the circuit region 216 is also provided with connection portions such as pads and bumps that serve as connection terminals when the substrate 210 is electrically connected to another substrate 210, a lead frame, or the like.
  • the connection part is also an example of a structure formed on the surface of the substrate 210.
  • the alignment mark 218 is an example of a structure formed on the surface of the substrate 210, and is arranged on the scribe line 212 arranged between the circuit regions 216.
  • the alignment mark 218 is an index for aligning the substrate 210 with another substrate 210.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for manufacturing the laminated substrate 230 by laminating two substrates 210 in the laminated substrate manufacturing apparatus 100.
  • a combination of the substrates 211 and 213 to be bonded to each other is determined from among the plurality of substrates 210 (step S101). Since a plurality of methods for determining the combination of the substrates 211 and 213 can be exemplified, a description will be given with reference to FIG.
  • the substrates 211 and 213 to be superimposed are respectively held on the substrate holders 221 and 223 (step S102). Thereafter, the substrate holders 221 and 223 holding the substrates 211 and 213 individually are sequentially carried into the overlapping unit 300 as shown in FIG. 5 (step S103).
  • the substrate holder 223 has a flat and smooth holding surface 225.
  • the overlapping unit 300 includes a frame 310, an upper stage 322, and a lower stage 332.
  • the upper stage 322 is fixed downward on the top plate 316 of the frame 310.
  • the upper stage 322 has a holding function such as a vacuum chuck or an electrostatic chuck.
  • the substrate 213 held by the substrate holder 223 having the flat holding surface 225 is held by the upper stage 322 positioned on the upper side in the drawing, and the substrate holder 221 having the holding surface 225 that is curved. Is held by the lower stage 332 located on the lower side in the drawing.
  • the combination of the upper stage 322 and the lower stage 332 and the substrate holders 221 and 223 is not limited to this. Further, a flat substrate holder 223 or a substrate holder 221 with a curved holding surface may be carried into both the upper stage 322 and the lower stage 332.
  • the microscope 324 and the activation device 326 are fixed to the side of the upper stage 322 on the top plate 316.
  • the microscope 324 can observe the upper surface of the substrate 211 held on the lower stage 332.
  • the activation device 326 generates plasma that cleans the upper surface of the substrate 211 held on the lower stage 332.
  • the lower stage 332 is mounted on the upper surface in the figure of the Y-direction drive unit 333 superimposed on the X-direction drive unit 331 disposed on the bottom plate 312 of the frame 310.
  • the X-direction drive unit 331 moves in the direction indicated by the arrow X in the drawing in parallel with the bottom plate 312.
  • the Y direction drive unit 333 moves on the X direction drive unit 331 in parallel with the bottom plate 312 in the direction indicated by the arrow Y in the drawing.
  • the lower stage 332 moves two-dimensionally in parallel with the bottom plate 312.
  • the lower stage 332 is supported by an elevating drive unit 338 that elevates in the direction indicated by the arrow Z perpendicular to the bottom plate 312. As a result, the lower stage 332 can move up and down with respect to the Y-direction drive unit 333.
  • the amount of movement of the lower stage 332 by the X direction drive unit 331, the Y direction drive unit 333, and the lift drive unit 338 is accurately measured using an interferometer or the like.
  • the microscope 334 and the activation device 336 are mounted on the side of the lower stage 332 in the Y direction driving unit 333, respectively.
  • the microscope 334 can observe the lower surface of the downward substrate 213 held by the upper stage 322.
  • the activation device 336 generates plasma that cleans the lower surface of the substrate 213 held by the upper stage 322.
  • the activation devices 326 and 336 are provided in a device different from the superposition unit 300, and the substrate and the substrate holder whose upper surfaces are activated are transported from the activation devices 326 and 336 to the superposition unit 300 by a robot. May be.
  • the overlapping unit 300 may further include a rotation driving unit that rotates the lower stage 332 around a rotation axis perpendicular to the bottom plate 312 and a swing driving unit that swings the lower stage 332. Accordingly, the lower stage 332 can be made parallel to the upper stage 322, and the substrate 211 held by the lower stage 332 can be rotated to improve the alignment accuracy of the substrates 211 and 213.
  • the microscopes 324 and 334 are calibrated by causing the control unit 150 to focus on each other and to observe a common index. As a result, the relative positions of the pair of microscopes 324 and 334 in the overlapping unit 300 are measured.
  • control unit 150 operates the X-direction driving unit 331 and the Y-direction driving unit 333 to apply the microscopes 324 and 334 to each of the substrates 211 and 213.
  • the provided alignment mark 218 is detected (step S104 in FIG. 3).
  • the relative positions of the substrates 211 and 213 can be determined by detecting the positions of the alignment marks 218 of the substrates 211 and 213 with the microscopes 324 and 334 whose relative positions are known (step S105). As a result, when the substrates 211 and 213 are aligned, the positional deviation between the alignment marks 218 corresponding to the substrates 211 and 213 is equal to or less than the threshold value, or the corresponding circuit region 216 between the substrates 211 and 213 is used. Alternatively, the relative movement amount of the substrates 211 and 213 may be calculated so that the displacement of the connection portion is equal to or less than the threshold value.
  • the misregistration refers to the misalignment between the corresponding alignment marks 218 and the misalignment between the corresponding connecting portions between the stacked substrates 211 and 213, and the distortion that occurs in each of the two substrates 211 and 213. Includes misalignment due to the difference in quantity. The distortion will be described later.
  • control unit 150 records the relative positions of the pair of substrates 211 and 213, and chemically bonds the bonding surfaces of the pair of substrates 211 and 213. It is activated (step S106 in FIG. 3). First, the control unit 150 resets the position of the lower stage 332 to the initial position and then moves it horizontally to scan the surfaces of the substrates 211 and 213 with the plasma generated by the activation devices 326 and 336. Thereby, the surfaces of the substrates 211 and 213 are cleaned, and the chemical activity is increased.
  • the surfaces of the substrates 211 and 213 can be activated by sputter etching using an inert gas, ion beam, fast atom beam, or the like. In the case of using an ion beam or a fast atom beam, the overlapping portion 300 can be generated under reduced pressure.
  • the substrates 211 and 213 can be activated by ultraviolet irradiation, ozone asher or the like. Further, for example, the surface of the substrates 211 and 213 may be activated by chemical cleaning using a liquid or gas etchant. After the activation of the surface of the substrate 210, the surfaces of the substrates 211 and 213 may be hydrophilized by a hydrophilizing device.
  • control unit 150 aligns the substrates 211 and 213 with each other (step S ⁇ b> 107 in FIG. 3).
  • control unit 150 selects circuit regions corresponding to each other on the substrates 211 and 213 based on the relative positions of the microscopes 324 and 334 detected first and the positions of the alignment marks 218 on the substrates 211 and 213 detected in step S104.
  • the lower stage 332 is moved so that the positions of 216 coincide.
  • control unit 150 operates the elevation drive unit 338 to raise the lower stage 332 and bring the substrates 211 and 213 into contact with each other. Thereby, a part of board
  • the substrates 211 and 213 Since the surfaces of the substrates 211 and 213 are activated, when a part of them contacts, adjacent regions are autonomously adsorbed and bonded to each other by the intermolecular force between the substrates 211 and 213. Therefore, for example, by releasing the holding of the substrate 213 from the substrate holder 223 held by the upper stage 322, the region where the substrates 211 and 213 are joined sequentially expands from the contacted portion to the adjacent region. As a result, a bonding wave in which the contact area gradually expands occurs, and the bonding of the substrates 211 and 213 proceeds. Eventually, the substrates 211 and 213 are in contact with each other and bonded (step S108). Thereby, the substrates 211 and 213 form the laminated substrate 230.
  • control unit 150 may release the holding of the substrate 213 by the substrate holder 223 in the process in which the contact area between the substrates 211 and 213 is expanded as described above. Further, the holding of the substrate holder 223 by the upper stage 322 may be released.
  • the bonding of the substrates 211 and 213 may be advanced, and both the two substrates 211 and 213 are released. May be. Further, the substrates 211 and 213 may be joined by bringing the upper stage 322 and the lower stage 332 closer together while holding the substrates 213 and 211 on both the upper stage 322 and the lower stage 332.
  • the laminated substrate 230 formed in this way is carried out together with the substrate holder 221 from the overlapping unit 300 by the transport unit 140 (step S109). Thereafter, the laminated substrate 230 and the substrate holder 221 are separated in the pre-aligner 500, and the laminated substrate 230 is conveyed to the substrate cassette 130.
  • the position between the substrates 211 and 213 may be changed even if the overlapping portion 300 is aligned in the surface direction of the substrate 210 based on the alignment mark 218 or the like.
  • the distortion generated in the substrate 211 (213) is the displacement of the structure on the substrate 211 (213) from the design coordinates, that is, the design position.
  • the distortion generated in the substrate 211 (213) includes plane distortion and steric distortion.
  • the plane strain is a strain generated in a direction along the bonding surface of the substrates 211 and 213, and is a linear strain in which a position displaced with respect to a design position of each structure of the substrates 211 and 213 is expressed by linear transformation.
  • non-linear distortion other than linear distortion which cannot be expressed by linear transformation.
  • Linear distortion includes a magnification at which the amount of displacement increases from the center along the radial direction at a constant rate of increase.
  • the magnification is a value obtained by dividing the deviation from the design value at the distance X from the center of the substrates 211 and 213 by X, and the unit is ppm.
  • the magnification includes an isotropic magnification in which the displacement vector from the design position has the same amount of X and Y components, and an isotropic magnification in which the displacement vector from the design position has a different amount of component.
  • the design position of the structure on each of the two substrates 211 and 213 to be bonded is common, and the difference in magnification based on the design position on each of the two substrates 211 and 213 is the two substrates.
  • the positional deviation amounts 211 and 213 are obtained.
  • linear distortion includes orthogonal distortion.
  • Orthogonal distortion is a large amount of displacement as the structure is further away from the origin in the Y-axis direction when the X-axis and Y-axis are set orthogonal to each other with the center of the substrate as the origin, and the structure is displaced in parallel in the X-axis direction from the design position. It is a distortion.
  • the amount of displacement is the same in each of a plurality of regions crossing the Y axis parallel to the X axis, and the absolute value of the amount of displacement increases as the distance from the X axis increases.
  • the direction of displacement on the positive side of the Y axis is opposite to the direction of displacement on the negative side of the Y axis.
  • the three-dimensional distortion of the substrates 211 and 213 is a displacement in a direction other than the direction along the bonding surface of the substrates 211 and 213, that is, a direction intersecting the bonding surface.
  • the three-dimensional distortion includes a curve generated in the whole or a part of the substrates 211 and 213 when the substrates 211 and 213 are bent entirely or partially.
  • “the substrate is bent” means that the substrate 211, 213 changes to a shape including the surface of the substrate 211, 213 that does not exist on the plane specified by the three points on the substrate 211, 213. Means.
  • the curvature is a distortion in which the surface of the substrate forms a curved surface, and includes, for example, warping and bending of the substrates 211 and 213.
  • warpage refers to strain remaining on the substrates 211 and 213 in the state where the influence of gravity is eliminated.
  • the distortion of the substrates 211 and 213 in which the influence of gravity is added to the warp is called deflection.
  • the warpage of the substrates 211 and 213 includes a global warp in which the entire substrates 211 and 213 are bent with a substantially uniform curvature, and a local warp in which a local curvature change occurs in a part of the substrates 211 and 213. It is.
  • magnification is classified into an initial magnification, a flattening magnification, and a joining process magnification depending on the cause of occurrence.
  • the initial magnification is the stress generated in the process of forming the alignment mark 218, the circuit region 216, etc. on the substrates 211, 213, the anisotropy due to the crystal orientation of the substrates 211, 213, the arrangement of the scribe line 212, the circuit region 216, etc. Due to periodic changes in rigidity caused by the above, the deviation from the design specifications of the substrates 211 and 213 occurs from the stage before the substrates 211 and 213 are superimposed. Therefore, the initial magnification of the substrates 211 and 213 can be known before starting the stacking of the substrates 211 and 213. For example, the control unit 150 acquires information on the initial magnification from the process equipment that manufactured the substrates 211 and 213. May be.
  • the flattening magnification corresponds to a change in magnification that occurs when the substrates 211 and 213 in which warping or other distortion has occurred are flattened by bonding or adsorption to a flat holding member. That is, when the warped substrate 210 is attracted and held by, for example, the flat substrate holder 223 shown in FIG. 4, the substrate 210 becomes flat following the shape of the holding surface 225.
  • the substrate 210 changes from a warped state to a flat state, the amount of distortion of the substrate 210 changes compared to before the substrate 210 is held.
  • the amount of positional deviation with respect to the design specification of the circuit area 216 on the surface of the substrate 210 changes compared to before being held.
  • the change in the amount of distortion of the substrate 210 differs depending on the structure of the structure such as the circuit region 216 formed on the substrate 210, the process for forming the structure, the magnitude of the warp of the substrate 210 before holding, and the like.
  • the flattening magnification is determined by examining the correlation between the distortion and the magnification in advance when the substrates 211 and 213 are warped. It can be calculated from the state of distortion including the amount of warp and the warp shape.
  • the bonding process magnification is a change in magnification newly generated due to distortion generated in the substrates 211 and 213 during the bonding process.
  • FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13 are diagrams for explaining the joining process magnification. 10, 11, and 12, in the substrates 211 and 213 that are in the process of being joined by the overlapping portion 300, the contact region where the substrates 211 and 213 are in contact with each other and the substrates 211 and 213 are not in contact with each other.
  • a region Q in the vicinity of a boundary K with a non-contact region that is separated and will be overlapped will be shown in an enlarged manner.
  • the boundary K extends from the center side of the substrates 211 and 213 toward the outer periphery side. Moving. In the vicinity of the boundary K, the substrate 213 released from being held by the substrate holder 223 is stretched. Specifically, at the boundary K, the substrate 213 extends on the lower surface side in the drawing of the substrate 213 and the substrate 213 contracts on the upper surface side in the drawing with respect to the central surface in the thickness direction of the substrate 213.
  • the magnification of the design specification of the circuit region 216 on the surface of the substrate 213 is increased with respect to the substrate 211 at the outer end of the region bonded to the substrate 211 in the substrate 213. It distorts as if. For this reason, the amount of elongation of the substrate 213 between the lower substrate 211 held by the substrate holder 222 and the upper substrate 213 released from the substrate holder 223, that is, as shown by a dotted line deviation in the drawing, A positional shift due to a difference in magnification occurs.
  • the extension amount of the substrate 213 fixed by bonding is accumulated as the boundary K moves to the outer periphery of the substrates 211 and 213.
  • the amount of the bonding process magnification as described above can be calculated based on physical quantities such as the rigidity of the substrates 211 and 213 to be superposed and the viscosity of the atmosphere sandwiched between the substrates 211 and 213.
  • the amount of deviation generated by superimposing the substrates manufactured in the same lot as the substrates 211 and 213 to be superimposed is measured and recorded in advance, and the recorded measurement values are joined in joining the substrates 211 and 213 of the lot.
  • the control unit 150 may acquire the information regarding the joining process magnification to be generated.
  • FIG. 13 is a diagram showing a distribution of misalignment due to a difference in magnification between the two substrates 211 and 213 constituting the laminated substrate 230.
  • the illustrated shift has a shift amount that gradually increases in a radial direction from the center point of the laminated substrate 230.
  • the illustrated magnification includes an initial magnification and a flattening magnification generated before the substrates 211 and 213 are overlapped, and a bonding process magnification generated in the process of overlapping the substrates 211 and 213.
  • the other substrate 213 is released while holding one substrate, for example, the substrate 211. Therefore, when the substrates 211 and 213 are bonded, the held substrate 211 is fixed in shape, whereas the released substrate 213 is bonded while being distorted. Therefore, it is not necessary to consider the bonding process magnification for the substrate 211 to be bonded while being fixed, but it is desirable to consider the bonding process magnification for the substrate 213 to be released.
  • the fixed substrate 211 When the fixed substrate 211 is held in a distorted state due to the shape of the substrate holder 221, etc., it is desirable to consider both the bonding process magnification and the planarization magnification for the released substrate 213. Furthermore, when the substrate 213 has a distortion such as a warp, it is desirable to consider the bonding process magnification and the flattening magnification in consideration of the distortion.
  • the final magnification difference after superposition of the substrates 211 and 213 to be superposed is the difference between the initial magnifications that the substrates 211 and 213 have from the beginning, and the substrates 211 and 213 are the substrate holders 221 and 223.
  • the difference between the flattening magnifications generated when held in the same manner and the bonding process magnification of the substrate 213 released from holding in the bonding process are overlapped.
  • the positional deviation generated in the laminated substrate 230 formed by laminating the substrates 211 and 213 is related to the initial magnification difference, the flattening magnification difference, and the size of the bonding process magnification.
  • the magnification generated in the substrates 211 and 213 is related to substrate distortion such as warpage.
  • the initial magnification difference, the flattening magnification difference, and the bonding process magnification can be predicted by measurement, calculation, etc. before bonding as described above. Therefore, based on the magnification estimated for the substrates 211 and 213, the combination of the substrates 211 and 213 to be bonded is determined before bonding, and the positional deviation in the laminated substrate 230 manufactured by bonding is excessive. Can be suppressed.
  • FIG. 14 shows the contents of the procedure for determining the combination of the substrates 211 and 213 to be overlapped in step S101 shown in FIG.
  • the control unit 150 of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 firstly includes a group of substrates 211 and 213 such as one substrate cassette 120 or a plurality of substrates 210 belonging to the same lot. Information on the curvature of the substrates 211 and 213 is collected for each of the above (step S201).
  • the control unit 150 forms an acquisition unit that acquires information related to curvature including warpage of the substrates 211 and 213 to be superimposed.
  • Information on the curvature of the substrates 211 and 213 includes information obtained by measuring the substrate 210 such as the magnitude, direction, warped portion, and internal stress of the substrates 211 and 213, and the substrate 211, Information on the cause of warping of 213 and information such as the magnitude and direction of warping of the substrates 211 and 213 estimated from the cause are included.
  • the substrate 211 and 213 are rotated around the center while supporting the centers in the plane direction, and the substrate 211 is measured by a non-contact distance meter such as a microscope provided in the overlapping unit 300.
  • the front surface or the back surface of 213 is observed, and the position of the front surface or the back surface is measured based on the distribution of distance information obtained from the automatic focusing function of the optical system of the microscope.
  • substrates 211 and 213 are calculated
  • the average value of displacement at each of the plurality of positions of the substrates 211 and 213 is the magnitude of global warpage.
  • the difference between the bending and warping in the substrates 211 and 213 can be known based on the result of measuring the substrates 211 and 213 in which no warping has occurred under the same conditions. Therefore, the amount of warpage of the substrates 211 and 213 can be calculated by measuring the deflection of the substrates 211 and 213 where the warpage has occurred and subtracting the difference.
  • the residual stress of the substrates 211 and 213 is measured by Raman scattering or the like in a state where the substrates 211 and 213 are adsorbed by the substrate holder 221 and forced flat, and the residual stress is used as information on the warp of the substrate. Also good.
  • the information regarding the warpage of the substrates 211 and 213 may be measured by a pre-processing apparatus such as an exposure apparatus or a film forming apparatus used in a process performed before the multilayer substrate manufacturing apparatus 100. Further, the warpage of the substrates 211 and 213 may be measured before the substrates 211 and 213 are carried into the overlapping portion 300.
  • the pre-aligner 500 may be provided with a measuring device that measures the warpage of the substrates 211 and 213.
  • the warpage of the substrates 211 and 213 when information on the warpage of the substrates 211 and 213 is obtained analytically without measuring the warpage of the substrates 211 and 213, information on the structure and material of the structure such as the circuit region 216 formed on the substrates 211 and 213. Based on the above, the magnitude and direction of the warp generated in the substrates 211 and 213 may be estimated.
  • the information regarding the processing process for the substrates 211 and 213 generated in the process of forming the structure that is, the chemical history such as the thermal history accompanying the film formation and the etching, is included in the information as the information causing the warp. Based on this, warpage occurring in the substrates 211 and 213 may be estimated.
  • Peripheral information such as the tendency, variation, deposition procedure, and conditions of the deposition apparatus such as the CVD apparatus may be referred to. These pieces of peripheral information may be measured again for the purpose of estimating warpage.
  • past data or the like obtained by processing equivalent substrates may be referred to, or assumed for substrates equivalent to the substrates 211 and 213 to be superimposed.
  • the data of the warpage amount and the magnification ratio, the difference between the warpage amount and the magnification difference, or the combination of the warpage amount where the magnification difference, that is, the positional deviation amount is less than the threshold value, is prepared in advance. May be. Further, data may be prepared by analytically obtaining the warpage amount by a finite element method or the like based on the film formation structure and film formation conditions of the substrates 211 and 213 to be superimposed.
  • the measurement of the strain amount with respect to the substrates 211 and 213 may be performed outside the multilayer substrate manufacturing apparatus 100, or the substrate 211, the multilayer substrate manufacturing apparatus 100, or the system including the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 may include the substrate 211, A device for measuring strain 213 may be incorporated. Furthermore, the number of measurement items may be increased by using both internal and external measuring devices.
  • the control unit 150 selects one arbitrary first substrate 213 from the plurality of substrates 210 that acquired the information regarding the bending in step S201 (step S202), and temporarily selects the selected first substrate 213.
  • the magnification finally remaining in each is calculated (step S203).
  • the control unit 150 compares the calculated difference between the final magnifications with a predetermined threshold value, so that the provisional combination of the first substrate 213 and the second substrate 211 is added to the laminated substrate 230. On the other hand, it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied (step S204).
  • the predetermined condition is, for example, a threshold value corresponding to the maximum deviation amount that allows electrical conduction between the substrates 211 and 213 as a result of bonding the substrates 211 and 213 together.
  • the value corresponds to the amount of positional deviation between the substrates 211 and 213 when the structures are at least partially in contact with each other.
  • the threshold value is, for example, 1.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or less. When the amount of displacement is larger than the threshold value, the connecting portions do not contact each other, or appropriate electrical conduction cannot be obtained, or a predetermined bonding strength cannot be obtained between the bonding portions.
  • the threshold value may be set according to a correction amount by a correction unit such as a substrate holder or a correction mechanism for distortion correction described later.
  • step S204 determines in step S204 that the provisional combination of the substrates 211 and 213 satisfies a predetermined condition (step S204: YES)
  • step S204: YES the control unit 150 performs step S102 on the combination of the substrates 211 and 213.
  • step S204: NO the control unit 150 performs provisional bonding of the substrates 211 and 213 combined. Measures are executed so that these substrates 211 and 213 can satisfy the conditions without executing them (step S205).
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating one of the countermeasure procedures executed in step S205 described above.
  • the control unit 150 determines one first substrate 213 on which a countermeasure is to be executed (step S301).
  • the control unit 150 acquires information regarding the curvature measured in step S201 (FIG. 14) for the selected first substrate 213 (step S302).
  • the control unit 150 determines the difference between the information acquired about the selected first substrate 213 and the final magnification difference that satisfies a predetermined condition when the first substrate 213 is bonded to form the laminated substrate 230. From the above, the range of magnification allowed for the second substrate 211 that can be combined with the first substrate 213, that is, the magnification finally generated in the second substrate 211 as a result of being bonded to the first substrate 213 The range of is calculated. At this time, for example, the control unit 150 calculates a magnification that can cancel the bonding process magnification generated in the first substrate 213 in the process of overlaying, and sets a numerical range centered on the value as an allowable range.
  • the second substrate 211 having a state of distortion such as warping corresponding to the magnification in the range is selected from the plurality of substrates that have already obtained information on the curvature in step S201 (FIG. 14), and the second substrate 211 is selected.
  • the first substrate 213 is combined (step S303).
  • the control unit 150 estimates the final magnification of the second substrate 211 based on the information related to the curvature such as warpage, and determines the second substrate whose final magnification falls within the above-described range (step S303). . In this manner, a combination of substrates that can form the laminated substrate 230 that satisfies a predetermined condition when bonded is formed.
  • step S303 when the substrates 211 and 213 are overlapped in a flat state, the difference between the magnifications held by the substrate holders 221 and 213, that is, the initial magnification and flatness of each of the substrates 211 and 213 are flat. It is preferable to combine the first substrate 213 and the second substrate 211 so that the difference in the sum with the conversion magnification becomes small.
  • the magnification of each of the substrates 211 and 213 held by the substrate holders 223 and 221 can be calculated from information related to warpage, or can be estimated from the relationship between the amount of warpage and the magnification.
  • step S303 the first substrate 213 held by the substrate holder 223 having a convex holding surface and the second substrate 211 held by the substrate holder 221 having a flat holding surface are combined with the first substrate 213.
  • the magnification in the state of being held by the substrate holder 221 having a flat holding surface that is, the sum of the initial magnification and the flattening magnification, and the final magnification on the first substrate 213
  • the second substrate 211 in which the difference between the initial magnification and the magnification of the bonding process magnification is less than the threshold is combined.
  • the relationship between the final magnification in the substrates 211 and 213 and the warped state of the substrate may be obtained experimentally in advance.
  • magnification in a state where the second substrate 211 is held by the substrate holder 221 and the final magnification of the first substrate 213 can be calculated from the information regarding the curvature or the relationship between the amount of warpage and the magnification, respectively.
  • the magnification at the stage of superimposing the substrates 211 and 213 or the final magnification after the superposition is estimated based on distortion such as warpage of the substrates 211 and 213.
  • distortion such as warpage of the substrates 211 and 213.
  • the positioning in the superimposing unit 300 can be performed at high speed by suppressing the difference in magnification by determining the combination of the substrates before the alignment in the superimposing unit 300 or before detecting the alignment mark.
  • the throughput of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 can be improved.
  • the determination of the combination based on the information related to the curvature of the substrate 210 is preferably before the stage of superimposing the substrates 211 and 213 (step S103 shown in FIG. 3), as described above. It is preferably before the activation of the surfaces of the substrates 211 and 213 to be superimposed (step S106 shown in FIG. 3). Thereby, it can be avoided that the activation of the substrates 211 and 213 is wasted when the combination to be superimposed cannot be determined despite the activation of the substrates 211 and 213.
  • the combination range is expanded to other lots or other substrate cassettes 120 for the substrates 210 in which the combination in which the magnification difference is within the allowable range cannot be determined in one lot or cassette. Also good.
  • a cassette that accommodates the substrates 210 for which the combination is not determined may be provided, and the cassette may be kept on standby until a substrate 210 to be combined is found.
  • the combination of the first substrate 213 and the second substrate 211 is determined based on the positional deviation amount and the magnification estimated from the information about the curvature of the first substrate 213 and the second substrate 211.
  • the combination may be determined based on the strain state such as the strain type and strain amount of the first substrate 213 and the strain state of the second substrate 211.
  • the state of distortion is one of information related to curvature, and includes a warped state such as a warp shape and a warp amount.
  • the condition to be satisfied for the combination includes that the combination of the strain state of the first substrate 213 and the strain state of the second substrate 211 corresponds to a predetermined strain state combination. . In this manner, the combination can be determined based on the shape, such as the state of distortion in the first substrate 213 and the second substrate 211.
  • the combination of the substrates 211 and 213 may be determined in consideration of local warpage of the substrates 211 and 213.
  • the warpage state of the warped regions of the substrates 211 and 213 can be measured and estimated in the same manner as the global warp described above, and information on local warpage and distortion can be related.
  • the warpage state in a state where the two substrates 211 and 213 face each other is combined with a substrate having a mirror image relation with respect to a plane along the surface of the two substrates 211 and 213.
  • the same distortion can be generated in the region where the local warpage of both the substrates 211 and 213 occurs, so that the displacement due to the difference in distortion in the local warpage region is suppressed.
  • the substrate 210 to be superposed initially has various warping states at random as shown on the left side of FIG. Therefore, when the control unit 150 of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 acquires information about each curvature of the substrate 210 in step S201, the control unit 150 relates to the curvature of the substrate 210 included in one lot or the substrate cassette 120 based on the acquired information. After obtaining the information, the substrates 210 are arranged according to the warp size.
  • the arrangement of the substrates 210 is such that, without moving the substrate 210, the control unit 150 processes the code for identifying the substrate 210 in association with the accommodation position in the substrate cassette 120.
  • the plurality of substrates 210 accommodated in the substrate cassette 120 may be ordered. As a result, by sequentially combining and superposing a plurality of substrates 210 arranged in order, the difference in magnification becomes uniform in the cassette or lot, and the laminated substrate 230 with high quality is manufactured as a whole.
  • control unit 150 of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 causes the substrates in the substrate cassette 120 to be accommodated in the substrate cassette 120 using a sorter or the like so that the pair of substrates 210 whose positional deviation is equal to or less than the threshold value are adjacent to each other.
  • a sorter or the like By simply sequentially processing 210, it is possible to execute bonding in an appropriate combination. Thereby, the load of the control unit 150 can be reduced and the throughput can be improved.
  • the combination may be determined by an apparatus different from the multilayer substrate manufacturing apparatus 100.
  • the shape including the warp of the substrate 210 is measured by an apparatus different from the laminated substrate manufacturing apparatus 100.
  • Another apparatus includes a substrate processing apparatus that processes the substrate 210 to be bonded in a pre-bonding stage, such as an exposure apparatus, a film forming apparatus, and a polishing apparatus.
  • the plurality of substrates 210 are sorted into individual substrate cassettes 120 for each warp amount, for example.
  • identification information for identifying each substrate 210 in one substrate cassette 120 and information regarding the curvature of each substrate 210 are stored in association with each other.
  • This sorting may use a sorter. When sorting within the same lot, there is no need to re-insert the substrate 210 from the cassette that originally contained the substrate into the dedicated substrate cassette. However, when sorting between lots, it may be re-inserted into the dedicated substrate cassette. May be set side by side in the multilayer substrate manufacturing apparatus.
  • the control unit of the substrate processing apparatus reads data from a data server that stores data in which a plurality of substrates 210 and information related to curvature are associated with each other, determines a combination, or performs a combination with a combination processing unit that determines a combination. An instruction signal to that effect is output and processed.
  • the control unit of the substrate processing apparatus outputs a signal indicating an instruction to join the combined substrate 210 to the laminated substrate manufacturing apparatus 100.
  • the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 joins the substrates in the set substrate cassette according to an instruction from the control unit of the substrate processing apparatus based on a signal received from the control unit of the substrate processing unit.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining one of the countermeasure procedures executed in step S205 (FIG. 14).
  • the control unit 150 selects an arbitrary combination of the first substrate 213 and the second substrate 211 from the group of substrates 210 that collect information related to the curvature of the substrate (step S401). That is, the control unit 150 functions as a selection unit that selects a combination of the first substrate 213 and the second substrate 211 that satisfy a predetermined condition from the plurality of substrates 210.
  • the combination selected here is a combination for which it is already determined in step S204 (FIG. 14) that the condition is not satisfied.
  • control unit 150 acquires information regarding the curvature measured in step S201 (FIG. 14) for the selected pair of substrates 211 and 213 (step S402). Accordingly, the control unit 150 grasps the difference between the final magnification and the given condition in the combination of the first substrate 213 and the second substrate 211, and calculates the correction amount to be executed to satisfy the condition. it can. That is, the control unit 150 functions as an estimation unit that estimates the amount of displacement when the two substrates 211 and 213 are bonded together.
  • the correction amount is a distortion amount generated in at least one of the two substrates 210 so that the positional deviation between the two substrates 211 and 213 bonded to each other is equal to or less than a threshold value.
  • the estimated magnification is changed by changing the state of distortion of at least one of the substrates 211 and 213 by the substrate holder 223 and the correcting unit 602 described later (step S403), and the selected first substrate 213 is selected.
  • the final magnification should be close to the design specification magnification.
  • the amount of distortion of the substrates 211 and 213 may be changed by changing the shape of at least one of the substrates 211 and 213 in a state where the substrates 211 and 213 are not overlapped.
  • the shape of each of the substrates 211 and 213 may be changed so as to conform to the design specifications, but either one of the substrates 211 and 213 may be matched to one of the stacked substrates 211 and 213. The shape may be changed.
  • the nonlinear distortion of the substrate recorded as information on the substrates 211 and 213 may be corrected together.
  • control unit 150 calculates an initial magnification corresponding to the magnification generated in the overlaying process, such as the bonding process magnification, and the second substrate 211 having a magnification with which the difference from the calculated initial magnification is equal to or less than a threshold value. You may decide.
  • control unit 150 corrects the determined magnification of the second substrate 211 by the correction units 601, 602, 603, etc., so that the magnification difference between the substrates 211, 213 after superposition becomes equal to or less than the threshold value. To do. Thus, the magnification difference between the substrates 211 and 213 in the laminated substrate 230 can be extremely reduced.
  • step S403 If it is found that even if any of the substrates 211 and 213 is corrected in step S403, the predetermined condition cannot be satisfied, the combination of the substrates 211 and 213 is changed according to the procedure shown in FIG. May be. In addition, the substrates 211 and 213 for which a combination is still not found may be temporarily removed from the process and waited until a substrate that can be combined is generated.
  • the substrates 211 and 213 are processed on condition that the substrates 211 and 213 to be bonded satisfy the initial conditions.
  • a range in which the condition can be satisfied is obtained by adding another predetermined value to the initial threshold value. It may be expanded. Accordingly, it is possible to suppress the decrease in accuracy to a range assumed in advance and to improve the yield of the substrates 211 and 213.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a method for correcting the initial magnification of the substrate 210 as one of the methods for correcting the distortion of the substrate 210 in step S403 (FIG. 16). In the figure, a state where the substrate 211 is held by the substrate holder 221 is shown.
  • the substrate holder 221 has a cross-sectional shape in which the thickness gradually increases from the peripheral portion toward the central portion. Accordingly, the holding surface 225 is curved.
  • the substrate 211 adsorbed and held by the substrate holder 221 is in close contact with the holding surface 225 and is curved following the shape of the holding surface 225. Therefore, when the surface of the holding surface is a curved surface, for example, a cylindrical surface, a spherical surface, a parabolic surface, etc., the shape of the adsorbed substrate 213 changes so as to form such a curved surface.
  • the substrate 211 is adsorbed to the holding surface 225 having such a shape, in the curved state of the substrate 211, the substrate 211 is compared with the central portion A in the thickness direction of the substrate 213 indicated by a dashed line in the drawing.
  • the shape changes so that the surface of the substrate 211 expands in the surface direction from the center toward the peripheral edge.
  • the shape changes so that the surface of the substrate 211 is reduced in the surface direction from the center toward the peripheral portion.
  • the upper surface of the substrate 211 in the drawing is enlarged as compared with the flat state of the substrate 211.
  • the correction amount for the magnification can be adjusted.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a correction unit 601 that can be incorporated in the overlapping unit 300 as an example of a bending unit.
  • the correction unit 601 is provided on the lower stage 332 of the overlapping unit 300, and is used when the substrate 211 is curved by changing the shape for correction in the above-described step S403 (see FIG. 17). To do.
  • the correction unit 601 includes a base 411, a plurality of actuators 412, and a suction unit 413.
  • the base 411 supports the suction part 413 via the actuator 412.
  • the suction unit 413 has a suction mechanism such as a vacuum chuck or an electrostatic chuck, and forms the upper surface of the lower stage 332.
  • the suction unit 413 sucks and holds the carried substrate holder 221.
  • a plurality of actuators 412 are arranged along the lower surface of the suction part 413 below the suction part 413.
  • the plurality of actuators 412 are individually driven by supplying a working fluid from the outside through the pump 415 and the valve 416 under the control of the control unit 150.
  • the plurality of actuators 412 expand and contract in the thickness direction of the lower stage 332, that is, the overlapping direction of the substrates 211 and 213, with different expansion / contraction amounts, and ascend or descend the region where the adsorbing portion 413 is coupled.
  • the plurality of actuators 412 are respectively coupled to the suction unit 413 through links.
  • the central portion of the suction portion 413 is coupled to the base portion 411 by a support column 414.
  • the surface of the adsorption unit 413 is displaced in the thickness direction for each region where the actuator 412 is coupled.
  • FIG. 20 is a schematic plan view of the correction unit 601, and shows a layout of the actuator 412 in the correction unit 601.
  • the actuators 412 are arranged radially around the support column 414.
  • the arrangement of the actuators 412 can be regarded as a concentric shape with the support column 414 as the center.
  • the arrangement of the actuator 412 is not limited to that shown in the figure, and may be arranged in a lattice shape, a spiral shape, or the like. Accordingly, the substrate 211 can be corrected by changing the shape into a concentric shape, a radial shape, a spiral shape, or the like.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the correction unit 601.
  • the actuator 412 can be expanded and contracted by individually opening and closing the valve 416 to change the shape of the suction portion 413. Therefore, if the suction unit 413 is sucking the substrate holder 221 and the substrate holder 221 is holding the substrate 211, the shape of the suction unit 413 is changed to change the substrate holder 221 and the substrate 211. The shape can be changed and curved.
  • the actuators 412 are concentric, that is, arranged in the circumferential direction of the lower stage 332. Therefore, as shown by a dotted line M in FIG. 21, the actuator 412 is arranged in a group, and the driving amount is increased toward the periphery, so that the center is raised on the surface of the suction portion 413, and the spherical surface and the paraboloid.
  • the shape can be changed to a surface, a cylindrical surface or the like.
  • the substrate 211 can be curved by changing its shape following a spherical surface, a paraboloid, or the like. Therefore, the correction unit 601 is shaped so that the surface of the substrate 211 expands in the plane direction on the upper surface in the drawing of the substrate 211 as compared to the central portion B in the thickness direction of the substrate 213 indicated by the alternate long and short dash line in the drawing. To change. Further, the shape of the lower surface of the substrate 211 is changed so that the surface of the substrate 211 is reduced in the surface direction.
  • nonlinear distortion is caused by changing the shape of the substrate 211 to a shape including a plurality of uneven portions in addition to other shapes such as a cylindrical surface. Can also be corrected.
  • the suction portion 413 has a shape that rises at the center.
  • the magnification of the circuit region 216 on the surface of the substrate 211 is reduced by increasing the operation amount of the actuator 412 at the peripheral portion of the suction portion 413 and causing the central portion to be depressed with respect to the peripheral portion of the suction portion 413. You can also.
  • the correcting unit 601 is incorporated in the lower stage 332 in the overlapping unit 300, but the substrate 213 may be corrected in the upper stage 322 by incorporating the correcting unit 601 in the upper stage 322. Furthermore, the correction unit 601 may be incorporated in both the upper stage 322 and the lower stage 332. Further, the correction may be shared between the upper stage 322 and the lower stage 332.
  • the correction of the magnification of the substrates 211 and 213 is not limited to the above method, and other correction methods such as thermal expansion or thermal contraction by temperature adjustment may be further introduced.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a method for correcting the bonding process magnification of the substrate 210 as one of the methods for correcting the distortion of the substrate 210 in step S403 (FIG. 16).
  • the magnification of the lower substrate 211 in the drawing is increased by being held by the substrate holder 221 whose center protrudes.
  • the corrected magnification of the substrate 211 allows for the bonding process magnification of the substrate 213. Therefore, the deviation due to the difference in magnification between the substrates 211 and 213 is reduced.
  • the holding surface 225 of the substrate holder 221 has a shape that rises at the center. However, by preparing the substrate holder 223 with the central portion depressed with respect to the peripheral portion of the holding surface 225 and holding the substrate 211, the magnification on the surface of the substrate 211 can be reduced, and the design specifications of the circuit region 216 can be reduced. The misalignment can also be adjusted.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of another correction unit 602 that is incorporated in the overlapping unit 300 and can correct the bonding process magnification of the substrates 211 and 213.
  • the correction unit 602 is incorporated in the substrate holders 221 and 223 used in the overlapping unit 300.
  • the correction unit 602 can be used in combination with the substrate holder 221 having the curved holding surface 225, the correction unit 601 described above, and the like. Further, the correction unit 602 can also be used as an electrostatic chuck used when the substrate holder 221 attracts the substrate 211.
  • the correction unit 602 includes a switch 434, an electrostatic chuck 436, and a voltage source 432.
  • the electrostatic chuck 436 is embedded in the substrate holders 221 and 223.
  • Each of the electrostatic chucks 436 is coupled to a common voltage source 432 via a separate switch 434.
  • each of the electrostatic chucks 436 generates an attracting force on the surfaces of the substrate holders 221 and 223 when the switch 434 that opens and closes under the control of the control unit 150 is closed, and attracts the substrates 211 and 213. To do.
  • the electrostatic chuck 436 in the correction unit 602 is disposed on the entire holding surface that holds the substrate 213 in the substrate holders 221 and 223. Thereby, each of the substrate holders 221 and 223 has a plurality of suction regions. Therefore, when one of the switches 434 is closed, the corresponding electrostatic chuck 436 generates an attracting force, and acts on the substrates 211 and 213 at an arbitrary position on the holding surface of the substrate holder 223. Let When all the switches 434 are closed, all the electrostatic chucks 436 generate an attracting force and firmly hold the substrates 211 and 213 on the substrate holders 221 and 223.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining the correction operation of the correction unit 602. In FIG. 24, as in FIG. 22, a part of the substrates 211 and 213 in the process of overlapping is shown.
  • the correction unit 602 applies an attracting force to the substrate 213 from above in the drawing in the region near the boundary K where the shape of the substrate 213 has changed, the correction is not performed. A larger shape change occurs in the substrate 213 with respect to the shape change. Thereby, the correction
  • the lower substrate 211 is lifted from the substrate holder 221 and curved in this region due to the pulling force from the upper substrate 213. To do. As a result, the shape changes so that the surface of the lower substrate 211 extends, so that the difference from the amount of extension of the surface of the upper substrate 213 is reduced by this amount of extension. Therefore, by adjusting the bending amount, that is, the elongation amount of the substrate 211, it is possible to reduce the positional shift due to the magnification difference between the substrates 211 and 213.
  • the holding force may be weakened instead of completely disappearing.
  • the magnification of the substrate 211 can also be adjusted by adjusting the holding force of the substrate 211 by the substrate holder 221, and the displacement due to the difference in magnification with the substrate 213 can be corrected.
  • the difference in magnification between the substrates 211 and 213 can be suppressed by the operation of the correction unit 602.
  • the electrostatic chuck 436 disposed on the entire substrate holders 221 and 223 can generate or block an attracting force individually. Therefore, even if the unevenness of the elongation amount on the substrates 211 and 213 is distributed in a complicated manner, the correction unit 602 can correct it.
  • the substrates 211 and 213 are superposed on the substrate 211 held by the lower stage 332 by releasing the holding of the substrate 213 by the upper stage 322 all at once.
  • the adhesive force of the electrostatic chuck 436 is sequentially erased from the center of the substrate toward the outside in the surface direction of the upper stage 322, thereby suppressing the autonomous bonding of the substrates 213 and the substrates 211 and 213.
  • the expansion of the contact area, that is, the moving speed, moving time, moving direction, etc. of the boundary K may be controlled. Thereby, the change of magnification is accumulated as it approaches the outer periphery, and it can be suppressed that the magnification difference increases as it approaches the outer periphery.
  • FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of another correction unit 603 that can be incorporated in the superposition unit 300 and correct the bonding process magnification of the substrates 211 and 213.
  • the correction unit 603 is incorporated in the substrate holder 223 used in the upper stage 322 of the overlapping unit 300.
  • the correction unit 603 includes a plurality of openings 426 that are provided in the substrate holder 223 and open toward the substrate 213 held by the substrate holder 223. One end of each opening 426 communicates with the pressure source through the upper stage 322 and the valve 424.
  • the pressure source 422 is, for example, a pressurized fluid such as compressed dry air.
  • the valves 424 are individually opened and closed under the control of the control unit 150. When the valve 424 is opened, pressurized fluid is ejected from the corresponding opening 426.
  • FIG. 26 is a diagram showing a layout of the opening 426 in the correction unit 603.
  • the opening 426 is disposed on the entire holding surface that holds the substrate 213 in the substrate holder 223. Therefore, by opening any of the valves 424, the pressurized fluid can be ejected downward in the figure at an arbitrary position on the holding surface of the substrate holder 223.
  • the substrate holder 223 holds the substrate 213 by, for example, an electrostatic chuck.
  • the electrostatic chuck can eliminate the attracting force by cutting off the power supply, but there is a time lag until the substrate 213 held by the residual charge or the like is released. Therefore, immediately after the power supply to the electrostatic chuck is interrupted, the pressurized fluid is ejected from the opening 426 of the entire substrate holder 223, and the substrate 213 can be immediately released.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing the correction operation of the correction unit 603. In FIG. 27, as in FIG. 24, a part of the substrates 211 and 213 in the process of overlapping is shown.
  • the correction unit 603 operates to suppress the elongation of the substrate 213, it is possible to correct the displacement due to the magnification difference between the substrates 211 and 213.
  • the opening part 426 can inject a pressurized fluid separately. Therefore, even when the distribution of the extension amount of the substrate 213 to be corrected is not uniform, it can be corrected with a different correction amount for each region of the substrate 213.
  • the correction unit 603 is provided in the upper stage 322 in the above example.
  • the correction unit 603 is provided on the lower stage 332 so that the extension amount of the lower substrate 211 in the drawing is increased. It may be corrected.
  • the correction unit 603 may be provided on both the lower stage 332 and the upper stage 322, and correction may be executed on both the substrates 211 and 213.
  • magnification correction using the substrate holder 221 having the curved holding surface 225 shown in FIG. Magnification correction by the correction unit 601 shown, the correction unit 602 shown in FIG. 23, the correction unit 603 shown in FIG.
  • the combination in which the positional deviation amounts of the two substrates 211 and 213 can be corrected by the correction means described above is determined. That is, the combination of the substrates 211 and 213 in which the difference between the positional deviation amount of the substrates 211 and 213 and the threshold value of the positional deviation amount, that is, the necessary correction amount is smaller than the maximum correction amount of the correction unit described above is determined.
  • the convex amount of the substrate holder 221 can be continuously changed by changing the shape of the substrate holder 221 having the curved holding surface 225 with a correction mechanism including the actuator 412 and the like, and thus the substrate holder 221 can be changed.
  • the amount of correction by can be adjusted.
  • the correction amount using the temperature difference between the substrates 211 and 213, the adsorption force with respect to the substrates 211 and 213, and the like can adjust the correction amount for the warp and distortion of the substrates 211 and 213.
  • the correction range can be expanded and the utilization efficiency of the board
  • the information acquired by the acquisition unit includes a correction method, a correction amount, and the like when correcting the distortion. It may be the information. Further, the information acquired by the acquisition unit may be information other than the correction amount for calculating the correction amount.
  • the information other than the correction amount includes, for example, the lot number of the substrate 210, the ID of the equipment used when the substrate 210 is processed in the previous process, the history of the processing performed on the substrate 210 before being overlaid, The specification etc. of the board
  • substrate 210 can be illustrated.
  • the predetermined condition may be whether the amount of misalignment, or the difference between the amount of misalignment and the threshold of the amount of misalignment, that is, the required correction amount, is less than or equal to the magnitude that can be corrected by the correcting means described above. .
  • this condition is satisfied, correction is performed by the correction means described above.
  • a combination of substrates that satisfy the condition is determined along the steps shown in FIG.
  • the substrates 211 and 213 having good compatibility with respect to the stacking can be combined. Thereby, it is possible to efficiently manufacture the laminated substrate 230 in which the positional deviation caused by the magnification or the like is equal to or less than the threshold. Even if the substrates 211 and 213 to be overlapped have a difference in magnification or the like, correction for suppressing the difference in magnification can be executed efficiently, and the productivity and yield of the laminated substrate 230 with little misalignment can be improved.
  • the magnification estimated from the information regarding the curvature of the substrates 211 and 213, the magnification before bonding measured by the global alignment or the enhanced global alignment based on the alignment mark 218 on the substrates 211 and 213, or the bonding A difference from the subsequent magnification is obtained, and when the difference is larger than a predetermined threshold value, this difference may be reflected on the next measurement and determination threshold values. Thereby, the alignment accuracy of the substrates 211 and 213 can be further improved.
  • control unit 150 determines the position information of the alignment mark 218 as information on the substrates 211 and 213 for each of the substrates 211 and 213, or when the combination of the substrates 211 and 213 to be overlapped is determined. Alternatively, the state of distortion of the substrates 211 and 213 may be calculated and recorded.
  • the suitability of the combination is determined based on the state of the magnification distortion generated in the substrates 211 and 213 .
  • the substrates 211 and 213 are used.
  • the suitability of the combination may be determined based on the state of orthogonal distortion generated in each of the above.
  • orthogonal distortion occurs in each of the two substrates 211 and 213, it is detected whether or not the amount of positional deviation between the two substrates 211 and 213 is equal to or less than a threshold by rotating one of the substrates. If the value is equal to or less than the threshold value, it may be determined that the combination is appropriate.
  • FIG. 28 is a flowchart for explaining another procedure of countermeasures executed in step S205 (FIG. 14).
  • the control unit 150 selects an arbitrary first substrate 213 from the group of substrates 210 that collect information related to bending (step S501).
  • the combination selected here is the substrate 213 taken out from the combination determined not to satisfy the condition in step S204 (FIG. 14).
  • control unit 150 acquires information on the curvature measured in step S201 (FIG. 14) for the selected first substrate 213 (step S502).
  • the control unit 150 can calculate the magnification of the second substrate 211 that satisfies a predetermined condition by combining with the first substrate 213. Therefore, the control unit 150 outputs information indicating the required specifications of the second substrate 211 to the manufacturing facility for the substrates 211 and 213, and sets the conditions when the laminated substrate 230 is combined with the selected first substrate 213.
  • a second substrate 211 that can be filled is manufactured (step S503).
  • the laminated substrate 230 that reliably satisfies the conditions can be manufactured using the first substrate 213.
  • the first substrate is added to the substrate 210 that has been stocked without finding the combination in another lot or other line. If there is something that conforms to 213, it may be used.
  • the substrate 210 to be combined cannot be determined, the substrate 210 having an appropriate magnification combined with the substrate 210 may be manufactured.
  • the second substrate 211 may be manufactured later with respect to the existing first substrate 213 so that the difference in final magnification is equal to or less than a threshold value.
  • the amount of warpage of the substrate 211 at which the final magnification difference is equal to or less than the threshold value is calculated backward, and information on the warpage of the first substrate 213 is formed in the manufacturing process of the substrate 211 including the film formation from the wafer production.
  • the substrate 211 may be intentionally warped by feeding back to the film apparatus.
  • the throughput of superimposing the substrates 211 and 213 can be improved.
  • the warp amount at which the magnification difference between the two substrates 211 and 213 is zero is manufactured as a target value, and the error from the target value is eliminated by using the combination of the substrates 211 and 213 and the correction mechanism as described above. May be.
  • a substrate whose difference in magnification is equal to or less than a threshold value with respect to the remaining substrate can be manufactured. Good. Thereby, the yield of the substrates 211 and 213 can be improved.
  • the predetermined condition is the distortion predicted to occur during the bonding process from the time when the first substrate 213 and the second substrate 211 are loaded into the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 until the bonding is completed.
  • the amount is less than half of the width dimension of the connection terminal provided on each of the first substrate 213 and the second substrate 211.
  • the bending states of the first substrate 213 and the second substrate 211 when this condition is satisfied are stored in advance, and it is determined whether or not the condition is satisfied from the measured bending state.
  • 100 laminated substrate manufacturing apparatus 110 housing, 120, 130 substrate cassette, 140 transport unit, 150 control unit, 210, 211, 213 substrate, 212 scribe line, 214 notch, 216 circuit area, 218 alignment mark, 220, 221 222, 223 substrate holder, 225 holding surface, 426 opening, 230 laminated substrate, 300 overlapping portion, 310 frame, 312 bottom plate, 316 top plate, 322 upper stage, 324, 334 microscope, 326, 336 activation device, 331 X-direction drive unit, 332 lower stage, 333 Y-direction drive unit, 338 elevating drive unit, 400 holder stocker, 411 base, 412 actuator, 413 adsorption unit, 414 strut, 415 pump, 416, 424 valve, 22 pressure source, 427 pressurized fluid 432 voltage source 434 switches, 436 electrostatic chuck, 500 pre-aligner, 601,603,602 correction unit

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Abstract

第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて積層基板を製造する方法であって、第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、第１の基板および第２の基板が所定の条件を満たすか否かを判断する段階と、所定の条件を満たす場合に、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる段階とを含む。上記積層基板製造方法において、第１の基板を第２の基板に貼り合わせた後の位置ずれ量を、情報に基づいて推測する段階を含み、所定の条件は、位置ずれ量が閾値以下であることを含んでもよい。

Description

積層基板製造方法、積層基板製造装置、積層基板製造システム、および基板処理装置
　本発明は、積層基板製造方法、積層基板製造装置、積層基板製造システム、および基板処理装置に関する。
　二つの基板を積層することにより、積層基板を製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１　特開２０１３－０９８１８６号公報
　二つの基板の位置合わせをしてから二つの基板を重ね合わせても、基板間に位置ずれが生じる場合がある。
　本発明の第１の態様においては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて積層基板を製造する方法であって、第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、第１の基板および第２の基板が所定の条件を満たすか否かを判断する段階と、所定の条件を満たす場合に、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる段階とを含む積層基板製造方法が提供される。
　本発明の第２の態様においては、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて積層基板を製造する装置であって、第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて所定の条件を満たすと判断された第１の基板と第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ部を含む積層基板製造装置が提供される。
　本発明の第３の態様においては、第１の基板および第２の基板を処理する基板処理装置と、基板処理装置で処理された第１の基板と第２の基板とを貼り合せる貼り合せ装置とを備えるシステムであって、基板処理装置は、第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報を取得する取得部と、情報に基づいて、第１の基板および第２の基板が所定の条件を満たすか否かを判断する判断部と、所定の条件を満たす場合に、第１の基板および第２の基板を貼り合わせる指示信号を貼り合せ装置に出力する制御部とを含む積層基板製造システムが提供される。
　上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
積層基板製造装置１００の模式図である。 基板２１０の模式的平面図である。 基板２１０を重ね合わせる手順を示す流れ図である。 基板２１１を保持した基板ホルダ２２３の模式的断面図である。 重ね合わせ部３００の模式的断面図である。 重ね合わせ部３００の模式的断面図である。 重ね合わせ部３００の模式的断面図である。 重ね合わせ部３００の模式的断面図である。 重ね合わせ部３００の模式的断面図である。 基板２１１、２１３の重ね合わせ過程を示す部分拡大図である。 基板２１１、２１３の重ね合わせ過程を示す部分拡大図である。 基板２１１、２１３の重ね合わせ過程を示す部分拡大図である。 基板２１１における各部のずれ量を示す模式図である。 基板２１０の組み合わせを決定する手順を示す流れ図である。 基板２１０の組み合わせを決定する手順を示す流れ図である。 基板２１０の組み合わせ決定方法を説明する模式図である。 基板２１０の組み合わせを決定する手順を示す流れ図である。 基板２１１を保持した基板ホルダ２２１の模式的断面図である。 補正部６０１の模式的断面図である。 アクチュエータ４１２のレイアウトを示す模式図である。 補正部６０１の動作を示す模式図である。 基板２１１、２１３の重ね合わせ過程を示す部分拡大図である。 補正部６０２の動作を説明する模式図である。 補正部６０２の模式的断面図である。 補正部６０３の模式的断面図である。 補正部６０３の模式的平面図である。 補正部６０３の動作を説明する模式図である。 基板２１０の組み合わせを決定する手順を示す流れ図である。
　以下、発明の実施の形態を説明する。下記の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。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。
　図１は、積層基板製造装置１００の模式的平面図である。積層基板製造装置１００は、筐体１１０と、重ね合わせる基板２１０を収容する基板カセット１２０と、基板２１０を重ね合わせて作製された積層基板２３０を収容する基板カセット１３０と、制御部１５０と、搬送部１４０、重ね合わせ部３００、基板２１０を保持する基板ホルダ２２０を収容するホルダストッカ４００、およびプリアライナ５００を備える。筐体１１０の内部は温度管理されており、例えば、室温に保たれる。
　搬送部１４０は、単独の基板２１０、基板ホルダ２２０、基板２１０を保持した基板ホルダ２２０、複数の基板２１０を積層して形成した積層基板２３０等を搬送する。制御部１５０は、積層基板製造装置１００の各部を相互に連携させて統括的に制御する。また、制御部１５０は、外部からのユーザの指示を受け付けて、積層基板２３０を製造する場合の製造条件を設定する。更に、制御部１５０は、積層基板製造装置１００の動作状態を外部に向かって表示するユーザインターフェイスも有する。
　重ね合わせ部３００は、各々が基板２１０を保持して対向する一対のステージを有し、ステージに保持した基板２１０を相互に位置合わせした後、互いに接触させて重ね合わせることにより積層基板２３０を形成する。
　プリアライナ５００は、基板２１０と基板ホルダ２２０との位置合わせを行い、基板２１０を基板ホルダ２２０に保持させる。基板ホルダ２２０は、アルミナセラミックス等の硬質材料により形成されており、静電チャックや真空チャック等により基板２１０を吸着して保持する。
　上記のような積層基板製造装置１００においては、素子、回路、端子等が形成された基板２１０の他に、未加工のシリコンウエハ、Ｇｅを添加したＳｉＧｅ基板、Ｇｅ単結晶基板、ＩＩＩ－Ｖ族またはＩＩ－ＶＩ族等の化合物半導体ウエハ、および、ガラス基板等を接合することもできる。接合する対象は、回路基板および未加工基板であっても、未加工基板同士であってもよい。接合される基板２１０は、それ自体が、既に積層された複数の基板を有する積層基板２３０であってもよい。
　図２は、積層基板製造装置１００において重ね合わせる基板２１０の模式的平面図である。基板２１０は、ノッチ２１４と、複数の回路領域２１６と、複数のアライメントマーク２１８とを有する。
　回路領域２１６は、基板２１０の表面に、基板２１０の面方向に周期的に配される。回路領域２１６の各々には、フォトリソグラフィ技術等より形成された配線、保護膜等の構造物が設けられる。回路領域２１６には、基板２１０を他の基板２１０、リードフレーム等に電気的に接続する場合に接続端子となるパッド、バンプ等の接続部も配される。接続部も、基板２１０の表面に形成された構造物の一例である。
　アライメントマーク２１８は、基板２１０の表面に形成された構造物の一例であり、回路領域２１６相互の間に配されたスクライブライン２１２に配される。アライメントマーク２１８は、基板２１０を他の基板２１０と位置合わせするときの指標である。
　図３は、積層基板製造装置１００において二つの基板２１０を積層して積層基板２３０を作製する手順を示す流れ図である。まず、複数の基板２１０の内から、相互に重ね合わせて接合する基板２１１、２１３の組み合わせを決定する（ステップＳ１０１）。基板２１１、２１３の組み合わせを決定する方法は複数例示できるので、基板２１０の重ね合わせ手順について説明した後に、図１４以降を参照して説明する。
　次に、プリアライナ５００において、重ね合わせる基板２１１、２１３をそれぞれ基板ホルダ２２１、２２３に保持する（ステップＳ１０２）。その後、基板２１１、２１３を個別に保持した基板ホルダ２２１、２２３を、図５に示すように、重ね合わせ部３００に順次搬入する（ステップＳ１０３）。図４に示す例では、基板ホルダ２２３は、平坦且つ平滑な保持面２２５を有する。
　重ね合わせ部３００は、枠体３１０、上ステージ３２２および下ステージ３３２を備える。上ステージ３２２は、枠体３１０の天板３１６に下向きに固定される。上ステージ３２２は、真空チャック、静電チャック等の保持機能を有する。
　なお、図示の状態では、平坦な保持面２２５を有する基板ホルダ２２３に保持された基板２１３が、図中上側に位置する上ステージ３２２に保持されており、湾曲する保持面２２５を有する基板ホルダ２２１が、図中下側に位置する下ステージ３３２に保持されている。しかしながら、上ステージ３２２および下ステージ３３２と、基板ホルダ２２１、２２３との組み合わせはこれに限らない。また、上ステージ３２２および下ステージ３３２の両方に、平坦な基板ホルダ２２３または保持面が湾曲した基板ホルダ２２１を搬入してもよい。
　天板３１６には、顕微鏡３２４および活性化装置３２６が上ステージ３２２の側方に固定される。顕微鏡３２４は、下ステージ３３２に保持された基板２１１の上面を観察できる。活性化装置３２６は、下ステージ３３２に保持された基板２１１の上面を清浄化するプラズマを発生する。
　下ステージ３３２は、枠体３１０の底板３１２に配されたＸ方向駆動部３３１に重ねられたＹ方向駆動部３３３の図中上面に搭載される。Ｘ方向駆動部３３１は、底板３１２と平行に、図中に矢印Ｘで示す方向に移動する。Ｙ方向駆動部３３３は、Ｘ方向駆動部３３１上で、底板３１２と平行に、図中に矢印Ｙで示す方向に移動する。Ｘ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３３の動作を組み合わせることにより、下ステージ３３２は、底板３１２と平行に二次元的に移動する。
　また、下ステージ３３２は、底板３１２に対して垂直に、矢印Ｚで示す方向に昇降する昇降駆動部３３８により支持される。これにより、下ステージ３３２は、Ｙ方向駆動部３３３に対して昇降できる。
　Ｘ方向駆動部３３１、Ｙ方向駆動部３３３および昇降駆動部３３８による下ステージ３３２の移動量は、干渉計等を用いて精密に計測される。
　Ｙ方向駆動部３３３には、顕微鏡３３４および活性化装置３３６が、それぞれ下ステージ３３２の側方に搭載される。顕微鏡３３４は、上ステージ３２２に保持された下向きの基板２１３の下面を観察できる。活性化装置３３６は、上ステージ３２２に保持された基板２１３の下面を清浄化するプラズマを発生する。尚、この活性化装置３２６および３３６を重ね合わせ部３００とは別の装置に設け、上面を活性化した基板および基板ホルダを活性化装置３２６，３３６から重ね合わせ部３００にロボットにより搬送するようにしてもよい。
　なお、重ね合わせ部３００は、底板３１２に対して垂直な回転軸の回りに下ステージ３３２を回転させる回転駆動部、および、下ステージ３３２を揺動させる揺動駆動部を更に備えてもよい。これにより、下ステージ３３２を上ステージ３２２に対して平行にすると共に、下ステージ３３２に保持された基板２１１を回転させて、基板２１１、２１３の位置合わせ精度を向上させることができる。
　顕微鏡３２４、３３４は、制御部１５０により、焦点を相互に合わせたり共通の指標を観察させたりすることにより較正される。これにより、重ね合わせ部３００における一対の顕微鏡３２４、３３４の相対位置が測定される。
　図５に示した状態に続いて、図６に示すように、制御部１５０は、Ｘ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３３を動作させて、顕微鏡３２４、３３４により基板２１１、２１３の各々に設けられたアライメントマーク２１８を検出させる（図３のステップＳ１０４）。
　こうして、相対位置が既知である顕微鏡３２４、３３４で基板２１１、２１３のアライメントマーク２１８の位置を検出することにより、基板２１１、２１３の相対位置が判る（ステップＳ１０５）。これにより、基板２１１、２１３を位置合わせする場合には、基板２１１、２１３で対応するアライメントマーク２１８間の位置ずれが閾値以下となるように、または、基板２１１、２１３間で対応する回路領域２１６または接続部の位置ずれが閾値以下となるように、基板２１１、２１３の相対移動量を算出すればよい。位置ずれは、積層された基板２１１、２１３の間で、対応するアライメントマーク２１８同士の位置ずれ、および、対応する接続部同士の位置ずれを指し、二つの基板２１１、２１３のそれぞれに生じる歪みの量の差に起因する位置ずれを含む。歪みについては後述する。
　図６に示した状態に続いて、図７に示すように、制御部１５０は、一対の基板２１１、２１３の相対位置を記録し、一対の基板２１１、２１３の各々の接合面を化学的に活性化する（図３のステップＳ１０６）。制御部１５０は、まず、下ステージ３３２の位置を初期位置にリセットした後に水平に移動させて、活性化装置３２６、３３６の生成したプラズマにより基板２１１、２１３の表面を走査させる。これにより、基板２１１、２１３のそれぞれの表面が清浄化され、化学的な活性が高くなる。
　プラズマに暴露する方法の他に、不活性ガスを用いたスパッタエッチング、イオンビーム、または、高速原子ビーム等により基板２１１、２１３の表面を活性化することもできる。イオンビームや高速原子ビームを用いる場合は、重ね合わせ部３００を減圧下において生成することが可能である。また更に、紫外線照射、オゾンアッシャー等により基板２１１、２１３を活性化することもできる。更に、例えば、液体または気体のエッチャントを用いて、基板２１１、２１３の表面を化学的に清浄化することにより活性化してもよい。基板２１０の表面の活性化後、基板２１１、２１３の表面を親水化装置により親水化してもよい。
　図７に示した状態に続いて、図８に示すように、制御部１５０は、基板２１１、２１３を相互に位置合わせする（図３のステップＳ１０７）。制御部１５０は、まず、最初に検出した顕微鏡３２４、３３４の相対位置と、ステップＳ１０４において検出した基板２１１、２１３のアライメントマーク２１８の位置とに基づいて、基板２１１、２１３の互いに対応する回路領域２１６の位置が一致するように、下ステージ３３２を移動させる。
　図８に示した状態に続いて、図９に示すように、制御部１５０は、昇降駆動部３３８を動作させて下ステージ３３２を上昇させ、基板２１１、２１３を相互に接触させる。これにより、基板２１１、２１３の一部が接触して接合する（ステップＳ１０８）。
　基板２１１、２１３の表面は活性化されているので、一部が接触すると、基板２１１、２１３同士の分子間力により、隣接する領域が自律的に相互に吸着されて接合される。よって、例えば、上ステージ３２２に保持された基板ホルダ２２３への基板２１３の保持を解除することにより、基板２１１、２１３が接合された領域は、接触した部分から隣接する領域に順次拡がる。これにより、接触した領域が順次拡がっていくボンディングウェイブが発生し、基板２１１、２１３の接合が進行する。やがて、基板２１１、２１３は、全面にわたって接触し、且つ、接合される（ステップＳ１０８）。これにより、基板２１１、２１３は、積層基板２３０を形成する。
　なお、上記のように基板２１１、２１３の接触領域が拡大していく過程で、制御部１５０は、基板ホルダ２２３による基板２１３の保持を解除してもよい。また、上ステージ３２２による基板ホルダ２２３の保持を解除してもよい。
　更に、上ステージ３２２において基板２１３を解放せずに、下ステージ３３２において基板２１１を解放することにより、基板２１１、２１３の接合を進行させてもよく、二つの基板２１１、２１３の両方を解放してもよい。更に、上ステージ３２２および下ステージ３３２の双方において基板２１３、２１１を保持したまま、上ステージ３２２および下ステージ３３２を更に近づけることにより、基板２１１、２１３を接合させてもよい。
　こうして形成された積層基板２３０は、搬送部１４０により重ね合わせ部３００から基板ホルダ２２１と共に搬出される（ステップＳ１０９）。その後、プリアライナ５００において積層基板２３０と基板ホルダ２２１とが分離され、積層基板２３０は基板カセット１３０に搬送される。
　二つの基板２１０のそれぞれに生じる歪みの量が互いに異なると、重ね合わせ部３００において、アライメントマーク２１８等に基づいて基板２１０の面方向について位置合わせをしても、基板２１１，２１３の間の位置ずれの量が閾値以下となる相対移動量および相対回転量を算出できず、基板２１１、２１３の位置ずれを解消することができない場合がある。そこで、図３に示したステップＳ１０１においては、基板２１１、２１３を互いに貼り合わせた結果の最終的な倍率の相違による位置ずれが閾値以下となるように、重ね合わせる基板２１１、２１３の組み合わせを決定する。
　ここで、基板２１１（２１３）に生じる歪みとは、基板２１１（２１３）における構造物の設計座標すなわち設計位置からの変位である。基板２１１（２１３）に生じる歪みは、平面歪みと立体歪みとを含む。
　平面歪みは、基板２１１、２１３の接合面に沿った方向に生じた歪みであり、基板２１１、２１３のそれぞれの構造物の設計位置に対して変位した位置が線形変換により表される線形歪みと、線形変換により表すことができない、線形歪み以外の非線形歪みとを含む。
　線形歪みは、変位量が中心から径方向に沿って一定の増加率で増加する倍率を含む。倍率は、基板２１１、２１３の中心からの距離Xにおける設計値からのずれ量をXで除算することにより得られる値であり、単位はｐｐｍである。倍率には、設計位置からの変位ベクトルが同じ量のＸ成分およびＹ成分を有する等方倍率と、設計位置からの変位ベクトルが、互いに異なる量の成分を有する非等方倍率とが含まれる。
　本実施例では、貼り合わされる二つの基板２１１、２１３のそれぞれにおける構造物の設計位置は共通であり、二つの基板２１１、２１３のそれぞれにおける設計位置を基準とした倍率の差が、二つの基板２１１、２１３の位置ずれ量となる。
　また、線形歪みは、直交歪みを含む。直交歪みは、基板の中心を原点として互いに直交するＸ軸およびＹ軸を設定したときに、構造物が原点からＹ軸方向に遠くなるほど大きな量で、設計位置からＸ軸方向に平行に変位している歪である。当該変位量は、Ｘ軸に平行にＹ軸を横切る複数の領域のそれぞれにおいて等しく、変位量の絶対値は、Ｘ軸から離れるに従って大きくなる。さらに直交歪は、Ｙ軸の正側の変位の方向とＹ軸の負側の変位の方向とが互いに反対である。
　基板２１１、２１３の立体歪みは、基板２１１、２１３の接合面に沿った方向以外の方向すなわち接合面に交差する方向への変位である。立体歪みには、基板２１１、２１３が全体的にまたは部分的に曲がることにより基板２１１、２１３の全体または一部に生じる湾曲が含まれる。ここで、「基板が曲がる」とは、基板２１１、２１３が、当該基板２１１、２１３上の３点により特定された平面上に存在しない点を基板２１１、２１３の表面が含む形状に変化することを意味する。
　また、湾曲とは、基板の表面が曲面をなす歪みであり、例えば基板２１１、２１３の反りおよび撓みが含まれる。本実施例においては、反りは、重力の影響を排除した状態で基板２１１、２１３に残る歪みをいう。反りに重力の影響を加えた基板２１１、２１３の歪みを、撓みと呼ぶ。なお、基板２１１、２１３の反りには、基板２１１、２１３全体が概ね一様な曲率で屈曲するグローバル反りと、基板２１１、２１３の一部で局所的な曲率の変化が生じるローカル反りとが含まれる。
　ここで、倍率は、発生原因によって初期倍率、平坦化倍率、及び、接合過程倍率に分類される。
　初期倍率は、アライメントマーク２１８、回路領域２１６等を基板２１１、２１３に形成するプロセスで生じた応力、基板２１１、２１３の結晶配向に起因する異方性、スクライブライン２１２、回路領域２１６等の配置に起因する周期的な剛性の変化等により、基板２１１、２１３の設計仕様に対する乖離として、基板２１１、２１３を重ね合わせる前の段階から生じている。よって、基板２１１、２１３の初期倍率は、基板２１１、２１３の積層を開始する前から知ることができ、例えば、基板２１１、２１３を製造したプロセス機器から初期倍率に関する情報を制御部１５０が取得してもよい。
　平坦化倍率は、反り等の歪みが生じた基板２１１、２１３が、接合により、または、平坦な保持部材への吸着により平坦化された場合に生じる倍率の変化に対応する。すなわち、反りが生じた基板２１０を、例えば図４に示した平坦な基板ホルダ２２３に吸着して保持させると、基板２１０は、保持面２２５の形状に倣って平坦になる。ここで、基板２１０が、反りを有する状態から平坦な状態に変化すると、保持する前に比べて基板２１０の歪み量が変化する。
　これにより、基板２１０の表面における回路領域２１６の設計仕様に対する位置ずれ量が保持する前に比べて変化する。基板２１０の歪み量の変化は、基板２１０に形成された回路領域２１６等の構造物の構造、当該構造物を形成するためのプロセス、保持前の基板２１０の反りの大きさ等に応じて異なる。平坦化倍率の大きさは、接合過程倍率と同様に、基板２１１、２１３に反り等の歪みが生じている場合に、その歪みと倍率との相関を予め調べておくことにより、基板２１１、２１３の反り量および反り形状等を含む歪みの状態から算出できる。
　接合過程倍率は、接合の過程で基板２１１、２１３に生じる歪みに起因して、新たに生じる倍率の変化である。図１０、図１１、図１２、および図１３は、接合過程倍率を説明する図である。図１０、１１、１２には、重ね合わせ部３００で接合される過程にある基板２１１、２１３における、基板２１１、２１３が相互に接触した接触領域と、基板２１１、２１３が相互に接触せずに離れていてこれから重ね合わせされる非接触領域との境界Ｋの付近の領域Ｑを拡大して示す。
　図１０に示すように、重ね合わされた二つの基板２１１、２１３の接触領域が中央から外周に向かって面積を拡大する過程で、境界Ｋは、基板２１１、２１３の中央側から外周側に向かって移動する。境界Ｋ付近において、基板ホルダ２２３による保持から解放された基板２１３には伸びが生じる。具体的には、境界Ｋにおいて、基板２１３の厚さ方向の中央の面に対して、基板２１３の図中下面側においては基板２１３が伸び、図中上面側においては基板２１３が収縮する。
　これにより、図中に点線で示すように、基板２１３において、基板２１１に接合された領域の外端においては、基板２１３の表面における回路領域２１６の設計仕様に対する倍率が基板２１１に対して拡大したかのように歪む。このため、図中に点線のずれとして現れるように、基板ホルダ２２２に保持された下側の基板２１１と、基板ホルダ２２３から解放された上側の基板２１３との間に、基板２１３の伸び量すなわち倍率の相違に起因する位置ずれが生じる。
　更に、図１１に示すように、上記の状態で基板２１１、２１３が接触して接合されると、基板２１３の拡大された倍率が固定される。更に、図１２に示すように、接合により固定される基板２１３の伸び量は、基板２１１、２１３の外周に境界Ｋが移動するほど累積される。
　上記のような接合過程倍率の量は、重ね合わされる基板２１１、２１３の剛性、基板２１１、２１３に挟まれる雰囲気の粘性等の物理量に基づいて算出できる。また、重ね合される基板２１１、２１３と同一のロットで製造された基板を重ね合わせて生じたずれ量を予め測定して記録し、記録した測定値を当該ロットの基板２１１、２１３の接合において生じる接合過程倍率に関する情報として制御部１５０が取得してもよい。
　図１３は、積層基板２３０を構成する二つの基板２１１、２１３の倍率差による位置ずれの分布を示す図である。図示のずれは、積層基板２３０の中心点から面方向に放射状に漸増するずれ量を有する。なお、図示の倍率は、基板２１１、２１３を重ね合わせる前に生じた初期倍率および平坦化倍率と、基板２１１、２１３を重ね合わせる過程で生じた接合過程倍率とを含む。
　なお、基板２１１、２１３を接合する場合は、一方の基板、例えば基板２１１を保持した状態で他方の基板２１３を解放する。このため、基板２１１、２１３が接合される時点では、保持された基板２１１が形状を固定されているのに対して、解放された基板２１３は歪みつつ接合される。よって、固定されたまま接合される基板２１１については接合過程倍率を考慮する必要はないが、解放される基板２１３については、接合過程倍率を考慮することが望ましい。
　固定された基板２１１が、基板ホルダ２２１の形状等により歪んだ状態で保持されている場合、解放された基板２１３に対しては、接合過程倍率と平坦化倍率との両方を考慮することが望ましく、更に、その基板２１３に反り等の歪みがある場合は、この歪みを加味した接合過程倍率と平坦化倍率とが考慮されることが望ましい。
　このように、重ね合わされる基板２１１、２１３における重ね合わせ後の最終的な倍率差は、基板２１１、２１３が当初より有している初期倍率の差に、基板２１１、２１３を基板ホルダ２２１、２２３等に保持させた場合に生じる平坦化倍率の差と、接合の過程で保持が解放される基板２１３の接合過程倍率とが重なって形成される。
　上述のように、基板２１１、２１３を積層して形成される積層基板２３０に生じる位置ずれは、初期倍率差、平坦化倍率差、および接合過程倍率の大きさと関連する。また、基板２１１、２１３に生じる倍率は、反り等の基板の歪みと関連する。
　更に、これら初期倍率差、平坦化倍率差、および接合過程倍率は、上記のように、接合前の測定、計算等により予測できる。よって、基板２１１、２１３について予測された倍率に基づいて、接合する基板２１１、２１３の組み合わせを接合前に判断して対応することにより、貼り合わせにより製造された積層基板２３０における位置ずれが過大になることを抑制できる。
　図１４は、図３に示したステップＳ１０１で重ね合う基板２１１、２１３の組み合わせを決定する手順の内容を示す。
　重ね合わせる基板２１１、２１３の組み合わせを決定する場合、積層基板製造装置１００の制御部１５０は、まず、ひとつの基板カセット１２０、あるいは、同じロットに属する複数の基板２１０等、一群の基板２１１、２１３の各々について、基板２１１、２１３の湾曲に関する情報を収集する（ステップＳ２０１）。
　制御部１５０は、重ね合わせる基板２１１、２１３の反りを含む湾曲に関する情報を取得する取得部を形成する。
　基板２１１、２１３の湾曲に関する情報には、基板２１１、２１３の反りの大きさ、向き、反っている部分、内部応力等のように、基板２１０を測定することにより得られる情報と、基板２１１、２１３に反りを生じさせる原因に関する情報、および、その原因から推定される基板２１１、２１３の反りの大きさおよび向き等の情報とが含まれる。
　基板２１１、２１３の反りを測定するとき、基板２１１、２１３を面方向の中心を支持して中心の周りに回転させながら、例えば重ね合わせ部３００に設けた顕微鏡等の非接触距離計により基板２１１、２１３の表面または裏面を観察し、顕微鏡の光学系が有する自動合焦機能から得られた距離情報の分布に基づいて、表面または裏面の位置を計測する。
　これにより、基板２１１、２１３の撓みの大きさ、向き等を測定できる。基板２１１、２１３の撓みの大きさおよび向きは、支持された中心を基準としたときの基板２１１、２１３の厚さ方向の表面または裏面の複数の位置の変位から求められる。本実施例では、基板２１１、２１３のそれぞれの複数の位置における変位の平均値が、グローバル反りの大きさである。基板２１１、２１３における撓みと反りとの差は、反りが生じていない基板２１１、２１３を同じ条件で測定した結果に基づいて知ることができる。よって、反りが生じている基板２１１、２１３の撓みを測定した上で、当該差分を減じることにより、基板２１１、２１３の反り量を算出できる。
　更に、基板２１１、２１３を基板ホルダ２２１等により吸着して強制的に平坦にした状態で、ラマン散乱等により基板２１１、２１３の残留応力を計測して、この残留応力を基板の反りに関する情報としてもよい。更に、基板２１１、２１３の反りに関する情報は、積層基板製造装置１００よりも前に行われるプロセスで使用される露光装置、成膜装置等の前処理装置において測定してもよい。また、基板２１１、２１３の反りの測定を、基板２１１、２１３を重ね合わせ部３００に搬入する前に行ってもよい。例えば、積層基板製造装置１００において、プリアライナ５００に、基板２１１、２１３の反りを測定する測定装置を設けてもよい。
　一方、基板２１１、２１３の反りを測定せずに、解析的に基板２１１、２１３の反りに関する情報を取得する場合、基板２１１、２１３に形成した回路領域２１６等の構造物の構造、材料に関する情報に基づいて、基板２１１、２１３に生じる反りの大きさおよび向き等を推定してもよい。また、上記構造物を形成する過程で生じた基板２１１、２１３に対する処理プロセス、すなわち、成膜等に伴う熱履歴、エッチング等の化学処理に関する情報を反りの原因となる情報として、これらの情報に基づいて基板２１１、２１３に生じる反りを推定してもよい。
　また、基板２１１、２１３に生じる反りを推定する場合に、基板２１１、２１３に生じた反りの原因となり得る基板２１１、２１３の表面構造、基板２１０に積層された薄膜の膜厚、成膜に用いたＣＶＤ装置等の成膜装置の傾向、ばらつき、成膜の手順、条件等の周辺情報を併せて参照してもよい。これらの周辺情報は、反りを推定することを目的として、改めて測定してもよい。
　更に、上記のような基板２１１、２１３の反りを推定するには、同等の基板を処理した過去のデータ等を参照してもよいし、重ね合わせる基板２１１、２１３と同等の基板に対して想定されるプロセスの実験をして、反り量と倍率の関係、反り量の違いと倍率差の関係、または、倍率の差すなわち位置ずれ量が閾値以下となる反り量の組み合わせのデータを予め用意してもよい。更に、重ね合わせる基板２１１、２１３の成膜構造、成膜条件に基づいて、有限要素法等により反り量を解析的に求めてデータを用意してもよい。
　なお、基板２１１、２１３に対する歪み量の測定は、積層基板製造装置１００の外部で実行してもよいし、積層基板製造装置１００、または、積層基板製造装置１００を含むシステムの内部に基板２１１、２１３の歪みを測定する装置を組み込んでもよい。更に、内外の測定装置を併用して、測定項目を増やしてもよい。
　次に、制御部１５０は、ステップＳ２０１において湾曲に関する情報を取得した複数の基板２１０から任意の１枚の第１の基板２１３を選択し（ステップＳ２０２）、選択した第１の基板２１３と暫定的に組み合わされる第２の基板２１１とを重ね合わせた場合にそれぞれに最終的に残る倍率を算出する（ステップＳ２０３）。以降の記載において、二つの基板２１１、２１３に最終的に残る倍率を最終倍率という。更に、制御部１５０は、算出された最終倍率の差を、予め定められた閾値と比較することにより、上記第１の基板２１３および第２の基板２１１の暫定的な組み合わせが、積層基板２３０に対して予め定められた条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
　なお、本実施例において、予め定められた条件とは、例えば、基板２１１、２１３を互いに貼り合わせた結果、基板２１１，２１３間に電気的な導通が可能となる最大ずれ量に対応する閾値であり、基板２１１、２１３にそれぞれ接続部等の構造物が設けられている場合は、構造物同士が少なくとも一部で接触するときの基板２１１，２１３間の位置ずれ量に対応する値である。閾値は、例えば１．０μｍ以下であり、より好ましくは、０．５μｍ以下である。位置ずれ量が閾値よりも大きい場合は、接続部同士が接触しない又は適切な電気的導通を得ることができない、もしくは接合部間に所定の接合強度が得られない。閾値は、後述する歪み補正のための基板ホルダや補正機構等の補正部による補正量に応じて設定してもよい。
　制御部１５０は、ステップＳ２０４において、基板２１１、２１３の暫定的な組み合わせが予め定めた条件を満たしていると判断した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、この基板２１１、２１３の組み合わせに対してステップＳ１０２（図３）以降の貼り合わせのプロセスを実行させる。一方、ステップＳ２０４において、基板２１１、２１３の組み合わせが予め定めた条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、制御部１５０は、暫定的に組み合わせた基板２１１、２１３の貼り合わせを実行することなく、これらの基板２１１、２１３が条件を満たすことができるように対策を実行させる（ステップＳ２０５）。
　図１５は、上記のステップＳ２０５において実行する対策の手順のひとつを説明する流れ図である。制御部１５０は、まず、対策を実行する一枚の第１の基板２１３を決定する（ステップＳ３０１）。次に、制御部１５０は、選択した第１の基板２１３について、ステップＳ２０１（図１４）で測定された湾曲に関する情報を取得する（ステップＳ３０２）。
　次いで、制御部１５０は、選択した第１の基板２１３について取得した情報と、第１の基板２１３を貼り合わせて積層基板２３０とした場合に予め定められた条件を満足する最終倍率の差の値とから、第１の基板２１３に組み合わせることができる第２の基板２１１に許容される倍率の範囲、すなわち、第１の基板２１３と貼り合わせた結果、最終的に第２の基板２１１に生じる倍率の範囲を算出する。このとき、制御部１５０は、例えば重ね合わせの過程で第１の基板２１３に生じる接合過程倍率を相殺できる倍率を算出し、その値を中心とした数値範囲を許容範囲とする。
　次に、当該範囲の倍率に対応する反り等の歪みの状態を有する第２の基板２１１を、ステップＳ２０１（図１４）において湾曲に関する情報を既に取得した複数の基板の中から選択して、第１の基板２１３に組み合わせる（ステップＳ３０３）。このとき、制御部１５０は、反り等の湾曲に関する情報に基づいて第２の基板２１１の最終倍率を推定し、その最終倍率が上記した範囲内に入る第２の基板を決定する（ステップＳ３０３）。こうして、貼り合わせた場合に、所定の条件を満たす積層基板２３０を形成できる基板の組み合わせが形成される。
　上記のステップＳ３０３において、基板２１１、２１３を各々が平坦な状態で重ね合わせる場合は、基板ホルダ２２１、２１３に保持させた状態の倍率の差、すなわち、基板２１１，２１３のそれぞれの初期倍率と平坦化倍率との和の差が小さくなるように、第１の基板２１３および第２の基板２１１を組み合わせることが好ましい。各基板２１１、２１３の、基板ホルダ２２３、２２１に保持された状態の倍率は、反りに関する情報から算出し、または、反り量と倍率との関係から推測することもできる。
　また、ステップＳ３０３において、凸面の保持面を有する基板ホルダ２２３に保持した第１の基板２１３と、平坦な保持面を有する基板ホルダ２２１に保持した第２の基板２１１とを、第１の基板２１３の保持を解除することにより重ね合わせる場合は、平坦な保持面を有する基板ホルダ２２１に保持された状態での倍率すなわち初期倍率と平坦化倍率との和と、第１の基板２１３における最終倍率となる初期倍率と接合過程倍率との和に対する差が小さい倍率との差が閾値以下となる第２の基板２１１を組み合わせる。この場合、基板２１１、２１３における最終倍率と基板の反り状態との関係は、予め実験的に求めておいてもよい。
　また、第２の基板２１１が基板ホルダ２２１に保持された状態の倍率、および、第１の基板２１３の最終倍率は、それぞれ湾曲に関する情報または反り量と倍率との関係から算出できる。
　このように、基板２１１、２１３の組み合わせを決定する段階で、基板２１１、２１３の反り等の歪みに基づいて基板２１１、２１３を重ね合わせる段階における倍率または重ね合わせた後の最終倍率を推定することにより、倍率の相違に起因する位置ずれを防止または抑制できる。また、重ね合わせる段階の倍率の差が閾値以下となる基板２１０を組み合わせることにより、倍率の相違による接合不良が防止される。
　また、重ね合わせる段階の倍率の差が小さい基板２１０を組み合わせることにより、少なくとも位置ずれを小さくすることができ、更に、後述するように基板２１０に何らかの補正をする場合であっても、少ない補正で位置ずれを解消できる。更に、重ね合わせ部３００において位置合わせをする段階よりも前またはアライメントマークの検出を行う前に基板の組み合わせを決定することによって倍率の相違を抑制することにより、重ね合わせ部３００における位置合わせを高速化し、積層基板製造装置１００のスループットを向上させることができる。
　なお、基板２１０の湾曲に関する情報に基づいた組み合わせの決定は、上記のように、基板２１１、２１３の重ね合わせの段階（図３に示したステップＳ１０３）よりも前であることが好ましいと同時に、重ね合わせる基板２１１、２１３の表面の活性化（図３に示したステップＳ１０６）よりも前であることが好ましい。これにより、基板２１１、２１３を活性化したにもかかわらず、重ね合わせの対象となる組み合わせが決定できなかった場合に、基板２１１、２１３の活性化が無駄になることを回避できる。
　上記実施例において、ひとつのロットまたはカセット内で、倍率差が許容範囲に収まる組み合わせを決定できなかった基板２１０に対しては、組み合わせの範囲を、他のロットまたは他の基板カセット１２０に拡げてもよい。この場合、組み合わせが決定されない基板２１０を収容するカセットを設け、組み合わせるべき基板２１０が見つかるまで、当該カセットで待機させておいてもよい。
　上記実施例では、第１の基板２１３および第２の基板２１１の湾曲に関する情報から推測した位置ずれ量および倍率等に基づいて、第１の基板２１３および第２の基板２１１の組み合わせを決定したが、これに代えて、第１の基板２１３の歪みの種類および歪み量等の歪みの状態、および、第２の基板２１１の歪みの状態に基づいて組み合わせを決定してもよい。歪みの状態は、湾曲に関する情報の一つであり、反り形状および反り量等の反り状態が含まれる。この場合、組み合わせのために満たすべき条件は、第１の基板２１３の歪みの状態と第２の基板２１１の歪みの状態との組み合わせが、予め定めた歪みの状態の組み合わせに該当することを含む。このように第１の基板２１３および第２の基板２１１における歪みの状態のような、形状に基づいて組み合わせを決定することができる。
　また、上記した実施例において、基板２１１、２１３のローカル反りを考慮して基板２１１、２１３の組み合わせを決定してもよい。基板２１１、２１３の反った領域の反り状態を上記したグローバル反りと同様に測定および推定することができ、また、ローカル反りに関する情報と歪みとを関係付けておくことができる。この場合、二つの基板２１１、２１３が対向した状態での反り状態が、二つの基板２１１、２１３の表面に沿った平面に関して鏡像関係になる基板を組み合わせる。そして、この組み合わされた二つの基板２１１、２１３を接合するときは、両方の基板２１１、２１３を基板ホルダ２２１、２１３から解放することが好ましい。これにより、両基板２１１、２１３のローカル反りが生じている領域に同等の歪みを生じさせることができるので、ローカル反り領域における歪みの差による位置ずれが抑制される。
　重ね合わせに供する基板２１０は、当初は、図１６の図中左側に示すように、様々な反りの状態をランダムに有する。そこで、積層基板製造装置１００の制御部１５０は、ステップＳ２０１において基板２１０の各々の湾曲に関する情報を取得すると、取得した情報に基づいて、ひとつのロットまたは基板カセット１２０に含まれる基板２１０の湾曲に関する情報を取得した上で、基板２１０を反りの大きさに従って配列する。
　ここで、基板２１０の配列は、基板２１０を移動させなくても、基板２１０を識別するコードと基板カセット１２０内での収容位置とを関連付けて制御部１５０が処理することにより、例えば、ひとつの基板カセット１２０に収容された複数の基板２１０に序列をつけてもよい。これにより、序列をつけられた複数の基板２１０を順次組み合わせて重ね合わせることにより、倍率差がカセットまたはロット内で均一になり、全体に品質の高い積層基板２３０が製造される。
　一方、ソーター等を用いて、位置ずれが閾値以下となる基板２１０のペアが隣り合うように基板カセット１２０に収容することにより、積層基板製造装置１００の制御部１５０は、基板カセット１２０内の基板２１０を、単純に順次処理することにより、適切な組み合わせで貼り合わせを実行できる。これにより、制御部１５０の負荷を減らして、スループットを向上できる。
　また、以下に述べるように、積層基板製造装置１００内で基板２１０の組み合わせを決定することに代えて、積層基板製造装置１００とは別の装置で組み合わせを決定してもよい。
　この場合、積層基板製造装置１００とは別の装置で基板２１０の反りを含む形状を計測する。別の装置は、接合される基板２１０を接合の前段階で処理する基板処理装置、例えば露光装置、成膜装置および研磨装置等を含む。
　この歪んだ基板２１０の形状の情報に基づいて、複数の基板２１０を例えば反り量毎に個別の基板カセット１２０に仕分ける。または、一つの基板カセット１２０内で各基板２１０を識別する識別情報と、各基板２１０の湾曲に関する情報とを対応付けて記憶しておく。この仕分けは、ソーターを用いてもよい。同一ロット内で仕分ける場合は、基板２１０が元々収容されていたカセットから専用の基板カセットに入れ直す必要はないが、ロット間で仕分ける場合は、専用の基板カセットに入れ直してもよく、複数の基板カセットを積層基板製造装置に並べてセットしてもよい。
　基板処理装置の制御部は、複数の基板２１０と湾曲に関する情報とを対応付けたデータを格納したデータサーバからデータを読み込んで組み合せを決定し、または、組み合わせを決定する組合せ処理部に組合せを行う旨の指示信号を出力して処理させる。基板処理装置の制御部は、組み合わせた基板２１０の組を接合する指示を示す信号を、積層基板製造装置１００に出力する。積層基板製造装置１００は、基板処理部の制御部から受けた信号に基づき、セットされた基板カセット内の基板を、基板処理装置の制御部の指示に従って接合する。
　図１７は、ステップＳ２０５（図１４）において実行する対策の手順のひとつを説明する流れ図である。まず、制御部１５０は、基板の湾曲に関する情報を収集した一群の基板２１０から任意の第１の基板２１３および第２の基板２１１の組み合わせを選択する（ステップＳ４０１）。すなわち、制御部１５０は、複数の基板２１０の中から所定の条件を満たす第１の基板２１３および第２の基板２１１の組み合わせを選択する選択部として機能する。ただし、ここで選択された組み合わせは、ステップＳ２０４（図１４）において、条件を満たしていないことが既に判断された組み合わせである。
　次に、制御部１５０は、選択した一組の基板２１１、２１３について、ステップＳ２０１（図１４）で測定された湾曲に関する情報を取得する（ステップＳ４０２）。これにより、制御部１５０は、この第１の基板２１３および第２の基板２１１の組み合わせにおける最終倍率と所与の条件との乖離を把握して、条件を満たすために実行すべき補正量を算出できる。すなわち、制御部１５０は、二つの基板２１１、２１３を貼り合せたときの位置ずれ量を推測する推測部として機能する。ここで、補正量とは、互いに接合される二つの基板２１１、２１３の位置ずれが閾値以下となるように、二つの基板２１０の少なくとも一方に生じさせる歪み量である。
　よって、基板ホルダ２２３および後述する補正部６０２等により基板２１１、２１３の少なくとも一方の歪みの状態を変化させることにより、推定される倍率を変化させ（ステップＳ４０３）、選択した第１の基板２１３の最終倍率を、設計仕様の倍率に近づける。
　なお、基板２１１、２１３を重ね合わせていない状態で、基板２１１、２１３の少なくとも一方の形状を変化させることにより、基板２１１、２１３の歪み量を変化させてもよい。また、基板２１１、２１３の各々を設計仕様に沿うように形状を変化させてもよいが、積層する基板２１１、２１３のいずれか一方に他方を合わせるように、基板２１１、２１３のいずれか一方の形状を変化させてもよい。また、上記した基板２１１、２１３に関する情報として記録された基板の非線形歪み等も合わせて補正してもよい。
　更に、制御部１５０は、接合過程倍率のように重ね合わせの過程で生じる倍率に見合った当初倍率を算出して、算出した当初倍率に対する差が閾値以下となる倍率を有する第２の基板２１１を決定してもよい。
　また更に、制御部１５０は、決定した第２の基板２１１の倍率を、補正部６０１、６０２，６０３等により補正して、重ね合わせ後の基板２１１、２１３の倍率差が閾値以下となるようにする。こうして、積層基板２３０における基板２１１、２１３の倍率差を極めて小さくすることができる。
　なお、ステップＳ４０３でいずれかの基板２１１、２１３を補正しても、予め定められた条件を満たすことができないことが判明した場合は、図１４に示した手順に従って基板２１１、２１３の組み合わせを変更してもよい。また、それでも組み合わせが見つからなかった基板２１１、２１３は、いったんプロセスからはずして、組み合わせることができる基板が生じるまで待機させてもよい。
　更に、上記の例では、貼り合わせる基板２１１、２１３が、あくまでも当初の条件を満たすことを条件として基板２１１、２１３を処理した。しかしながら、例えば、条件を満足できない基板２１１、２１３の組み合わせが発生して他の基板２１１を選択する段階に、当初の閾値に、予め定めた他の値を加えることにより、条件を満足できる範囲を拡げてもよい。これにより、精度の低下を予め想定した範囲に抑制すると共に、基板２１１、２１３の歩留りを向上できる。
　図１８は、ステップＳ４０３（図１６）において基板２１０の歪みを補正する方法のひとつとして、基板２１０の初期倍率を補正する方法を説明する図である。同図には、基板２１１を基板ホルダ２２１に保持させた状態が示される。
　ここで、基板ホルダ２２１は、周縁部から中央部に向けて厚さが徐々に増加する断面形状を有する。これにより、湾曲した保持面２２５を有する。基板ホルダ２２１に吸着して保持された基板２１１は、保持面２２５に密着して、保持面２２５の形状に倣って湾曲する。よって、保持面の表面が曲面、例えば、円筒面、球面、放物面等をなす場合は、吸着された基板２１３も、そのような曲面をなすように形状が変化。
　このような形状の保持面２２５に基板２１１が吸着された場合、基板２１１が湾曲した状態では、図中に一点鎖線で示す基板２１３の厚さ方向の中心部Ａに比較して、基板２１１の図中の上面である表面では、基板２１１の表面が中心から周縁部に向けて面方向に拡大するように形状が変化する。また、基板２１１の図中の下面である裏面においては、基板２１１の表面が中心から周縁部に向けて面方向に縮小するように形状が変化する。
　このように、基板２１１を基板ホルダ２２１に保持させることにより、基板２１１の図中上側の表面は、基板２１１が平坦な状態に比較すると拡大される。このような形状の変化により、他の基板２１３との倍率差による位置ずれを補正できる。なお、湾曲した保持面２２５の曲率が異なる複数の基板ホルダ２２１を用意すれば、倍率に対する補正量を調節することもできる。
　図１９は、湾曲部の一例として重ね合わせ部３００に組み込むことができる補正部６０１の模式的断面図である。補正部６０１は、図示の例では、重ね合わせ部３００の下ステージ３３２に設けられ、上記したステップＳ４０３（図１７参照）において、補正のために基板２１１の形状を変化させて湾曲させる場合に使用する。
　補正部６０１は、基部４１１、複数のアクチュエータ４１２、および吸着部４１３を含む。基部４１１は、アクチュエータ４１２を介して吸着部４１３を支持する。
　吸着部４１３は、真空チャック、静電チャック等の吸着機構を有し、下ステージ３３２の上面を形成する。吸着部４１３は、搬入された基板ホルダ２２１を吸着して保持する。
　アクチュエータ４１２は、吸着部４１３の下方で吸着部４１３の下面に沿って複数配されている。また、複数のアクチュエータ４１２は、制御部１５０の制御の下で、外部からポンプ４１５およびバルブ４１６を通じて作動流体が供給されることにより個別に駆動する。これにより複数のアクチュエータ４１２は、下ステージ３３２の厚さ方向すなわち基板２１１，２１３の重ね合わせ方向に、個々に異なる伸縮量で伸縮して、吸着部４１３の結合された領域を上昇または下降させる。
　また、複数のアクチュエータ４１２は、それぞれリンクを介して吸着部４１３に結合される。吸着部４１３の中央部は、支柱４１４により基部４１１に結合される。補正部６０１においてアクチュエータ４１２が動作した場合、アクチュエータ４１２が結合された領域毎に吸着部４１３の表面が厚さ方向に変位する。
　図２０は、補正部６０１の模式的平面図であり、補正部６０１におけるアクチュエータ４１２のレイアウトを示す図である。補正部６０１において、アクチュエータ４１２は、支柱４１４を中心として放射状に配される。また、アクチュエータ４１２の配列は、支柱４１４を中心とした同心円状ともとらえることができる。アクチュエータ４１２の配置は図示のものに限られず、例えば格子状、渦巻き状等に配置してもよい。これにより、基板２１１を、同心円状、放射状、渦巻き状等に形状を変化させて補正することもできる。
　図２１は、補正部６０１の動作を説明する図である。図示のように、バルブ４１６を個別に開閉することによりアクチュエータ４１２を伸縮させて、吸着部４１３の形状を変化させることができる。よって、吸着部４１３が基板ホルダ２２１を吸着しており、且つ、基板ホルダ２２１が基板２１１を保持している状態であれば、吸着部４１３の形状を変化させることにより、基板ホルダ２２１および基板２１１の形状を変化して湾曲させることができる。
　図２０に示した通り、アクチュエータ４１２は、同心円状、即ち、下ステージ３３２の周方向に配列されていると見做すことができる。よって、図２１に点線Ｍで示すように、周毎のアクチュエータ４１２をグループにして、周縁に近づくほど駆動量を大きくすることにより、吸着部４１３の表面において中央を隆起させて、球面、放物面、円筒面等の形状に変化させることができる。
　これにより、湾曲した基板ホルダ２２１に基板２１１を保持させた場合と同様に、基板２１１を、球面、放物面等に倣って形状を変化させて湾曲させることができる。よって、補正部６０１においては、図中に一点鎖線で示す基板２１３の厚さ方向の中心部Ｂに比較すると、基板２１１の図中上面では、基板２１１の表面が面方向に拡大するように形状を変化させる。また、基板２１１の図中下面においては、基板２１１の表面が面方向に縮小するように形状を変化させる。更に、複数のアクチュエータ４１２の伸縮量を個別に制御することにより、円筒面等の他の形状の他、複数の凹凸部を含む形状に基板２１１の形状を変化させて湾曲させることにより、非線形歪みを補正することもできる。
　よって、制御部１５０を通じて補正部６０１のアクチュエータ４１２を個別に動作させることにより、基板２１１の表面における回路領域２１６の設計仕様に対するずれを、部分的または全体的に調整できる。また、アクチュエータ４１２の動作量により形状を変化させる量を調整できる。
　上記の例では、吸着部４１３が、中央で盛り上がる形状を有していた。しかしながら、吸着部４１３の周縁部においてアクチュエータ４１２の動作量を増加させて、吸着部４１３の周縁部に対して中央部を陥没させることにより、基板２１１の表面における回路領域２１６の倍率を縮小することもできる。
　また、上記の例では、重ね合わせ部３００を下ステージ３３２に補正部６０１を組み込んだが、上ステージ３２２に補正部６０１を組み込んで、上ステージ３２２において基板２１３を補正してもよい。また更に、上ステージ３２２および下ステージ３３２の両方に補正部６０１を組み込んでもよい。更に、上ステージ３２２と下ステージ３３２とで補正を分担してもよい。基板２１１、２１３の倍率の補正は、上記方法に限られず、温度調節による熱膨張または熱収縮等、他の補正方法を更に導入してもよい。
　図２２は、ステップＳ４０３（図１６）において基板２１０の歪みを補正する方法のひとつとして、基板２１０の接合過程倍率を補正する方法を説明する図である。図中下側の基板２１１は、中央が突出した基板ホルダ２２１に保持されることにより、倍率が拡大されている。ここで補正された基板２１１の倍率は、基板２１３の接合過程倍率を見込んだものである。よって、基板２１１、２１３の倍率の相違に起因するずれは低減される。
　基板ホルダ２２１の保持面２２５が、中央で盛り上がる形状を有していた。しかしながら、保持面２２５の周縁部に対して中央部が陥没した基板ホルダ２２３を用意して基板２１１を保持させることにより、基板２１１表面における倍率を縮小することができ、回路領域２１６の設計仕様に対する位置ずれを調整することもできる。
　図２３は、重ね合わせ部３００に組み込んで基板２１１、２１３の接合過程倍率を補正できる他の補正部６０２の模式的断面図である。補正部６０２は重ね合わせ部３００で使用される基板ホルダ２２１、２２３に組み込まれている。この補正部６０２は、湾曲した保持面２２５を有する基板ホルダ２２１、上記した補正部６０１等と併用することもできる。また、補正部６０２を、基板ホルダ２２１が基板２１１を吸着する場合に用いる静電チャックと兼用することもできる。
　補正部６０２は、スイッチ４３４、静電チャック４３６、および電圧源４３２を有する。静電チャック４３６は、基板ホルダ２２１、２２３に埋設される。静電チャック４３６の各々は、個別のスイッチ４３４を介して、共通の電圧源４３２に結合される。これにより、静電チャック４３６の各々は、制御部１５０の制御の下に開閉するスイッチ４３４が閉じた場合に、基板ホルダ２２１、２２３の表面で吸着力を発生して、基板２１１、２１３を吸着する。
　補正部６０２における静電チャック４３６は、基板ホルダ２２１、２２３において基板２１３を保持する保持面全体に配される。これにより、基板ホルダ２２１，２２３はそれぞれ複数の吸着領域を有する。よって、スイッチ４３４のいずれかが閉じた場合に、対応する静電チャック４３６が吸着力を発生して、基板ホルダ２２３の保持面における任意の位置で、基板２１１、２１３に対して吸着力を作用させる。なお、全てのスイッチ４３４を閉じた場合は、全ての静電チャック４３６が吸着力を発生して、基板２１１、２１３を基板ホルダ２２１、２２３に強固に保持させる。
　図２４は、補正部６０２の補正動作を説明する図である。図２４においては、図２２と同様に、重ね合わせの過程にある基板２１１、２１３の一部が示される。
　重ね合わせ過程において、基板２１３の形状に変化が生じている境界Ｋ付近の領域に、補正部６０２により、図中上方から基板２１３に対して吸着力を作用させると、補正をしなかった場合の形状の変化に対して、より大きな形状の変化が基板２１３に生じる。これにより、静電チャック４３６を動作させた箇所において、基板２１３の伸び量をより大きくする補正ができる。
　また、重ね合わせ過程において、基板ホルダ２２１による基板２１１の保持を部分的に解除すると、当該領域においては、上側の基板２１３からの引っ張り力により、下側の基板２１１が基板ホルダ２２１から浮き上がって湾曲する。これにより、下側の基板２１１の表面が伸びるように形状が変化するので、この伸び量の分、上側の基板２１３の表面の伸び量との差が小さくなる。従って、基板２１１の曲げ量すなわち伸び量を調整することにより、基板２１１、２１３間の倍率差による位置ずれを小さくすることができる。
　なお、下ステージ３３２において補正目的で基板２１１の保持を解除する場合には、保持力を完全に消失させることに換えて、保持力を弱くするにとどめてもよい。このように、基板ホルダ２２１による基板２１１の保持力を調整することによっても、基板２１１の倍率を調節でき、基板２１３との倍率差による位置ずれを補正できる。
　このように、補正部６０２の動作により、基板２１１、２１３相互の倍率の相違を抑制できる。また、基板ホルダ２２１、２２３全体に配された静電チャック４３６は、個別に吸着力を発生または遮断できる。よって、基板２１１、２１３における伸び量の不均一が複雑に分布している場合であっても、補正部６０２により補正することができる。
　なお、上記の例では、下ステージ３３２が保持する基板２１１に対して、上ステージ３２２による基板２１３の保持を一気に解放することにより、基板２１３の自律的な接合により基板２１１、２１３を重ね合わせた。しかしながら、静電チャック４３６の吸着力を、上ステージ３２２の面方向について基板の中心部から外側に向かって順次消去することにより、基板２１３の自律的な接合を抑制して、基板２１１、２１３の接触領域の拡がりすなわち境界Ｋの移動速度、移動時間、移動方向等を制御してもよい。これにより、外周に近づくほど倍率の変化が累積されて、外周に近づくほど倍率差が増加することを抑制できる。
　図２５は、重ね合わせ部３００に組み込んで基板２１１、２１３の接合過程倍率を補正できる他の補正部６０３の模式的断面図である。補正部６０３は重ね合わせ部３００の上ステージ３２２で使用される基板ホルダ２２３に組み込まれている。
　補正部６０３は、基板ホルダ２２３に設けられ、基板ホルダ２２３に保持された基板２１３に向かって開口した複数の開口部４２６を含む。開口部４２６の各々の一端は、上ステージ３２２を通じて、バルブ４２４を介して圧力源に連通する。圧力源４２２は、例えば、圧縮された乾燥空気等の加圧流体である。バルブ４２４は、制御部１５０の制御の下に個別に開閉される。バルブ４２４が開いた場合は、対応する開口部４２６から加圧流体が噴射される。
　図２６は、補正部６０３における開口部４２６のレイアウトを示す図である。開口部４２６は、基板ホルダ２２３において基板２１３を保持する保持面全体に配される。よって、バルブ４２４のいずれかを開くことにより、基板ホルダ２２３の保持面における任意の位置で、加圧流体を図中下方に向かって噴射できる。
　基板ホルダ２２３は、例えば静電チャックにより基板２１３を保持する。静電チャックは、電力供給を遮断することにより吸着力を解消できるが、残留電荷等により保持していた基板２１３が解放されるまでにタイムラグが生じる。そこで、静電チャックへの給電を遮断した直後に、基板ホルダ２２３全体の開口部４２６から加圧流体を噴射して、基板２１３を即座に解放できる。
　図２７は、補正部６０３の補正動作を示す模式図である。図２７においては、図２４と同様に、重ね合わせの過程にある基板２１１、２１３の一部が示される。
　重ね合わせの過程において、基板２１３の形状が変化している境界Ｋ付近の領域に、補正部６０３により、図中上方から加圧流体４２７を噴射すると、基板２１３が他方の基板２１１に向かって押されて形状の変化量が減少する。これにより、加圧流体を吹きつけた箇所において、基板２１３の伸び量をより小さくする補正ができる。
　このように、補正部６０３が動作することにより、基板２１３における伸びを抑制できるので、基板２１１、２１３相互の間の倍率差による位置ずれを補正できる。なお、補正部６０３において、開口部４２６は、個別に加圧流体を噴射できる。よって、補正すべき基板２１３の伸び量の分布が不均一な場合も、基板２１３の領域毎に異なる補正量で補正できる。
　なお、上記の例では、上ステージ３２２に補正部６０３を設ける場合について説明した。しかしながら、下ステージ３３２に保持された基板２１１を解放して基板２１３に貼り合わせる構造の重ね合わせ部３００では、補正部６０３を下ステージ３３２に設けて、図中下側の基板２１１の伸び量を補正してもよい。更に、下ステージ３３２および上ステージ３２２の両方に補正部６０３を設けて、両方の基板２１１、２１３で補正を実行してもよい。
　また、図１５を用いて説明した基板２１１、２１３の組み合わせによる倍率差の抑制に加えて、図１８に示した曲面状の保持面２２５を有する基板ホルダ２２１を用いた倍率補正、図１９等に示した補正部６０１、図２３に示した補正部６０２、図２５等に示した補正部６０３等による倍率補正を併用してもよい。
　この場合、所定の条件に適合する二つの基板２１１、２１３の組み合わせを決定する際、二つの基板２１１、２１３の位置ずれ量が、上記した補正手段で補正可能な大きさを有する組み合わせを決定する。つまり、基板２１１、２１３の位置ずれ量と位置ずれ量の閾値との差すなわち必要となる補正量が、上記した補正手段の最大補正量よりも小さくなる基板２１１、２１３の組み合わせを決定する。
　これにより、湾曲に関する情報に基づいて第１の基板２１３に合わせて第２基板２１１を決定するときに解消できなかった歪み差による位置ずれを減少させることができるので、位置ずれ量が閾値以下となる組み合わせを決定することができない場合でも、補正手段を用いることにより組み合わせ数を増やすことができる。
　なお、アクチュエータ４１２等を備えた補正機構で曲面状の保持面２２５を有する基板ホルダ２２１の形状を変化させることにより、基板ホルダ２２１の凸量を連続的に変化させることができるので、基板ホルダ２２１による補正量を調整することができる。また、基板２１１、２１３の温度差、基板２１１、２１３に対する吸着力等を利用した補正機構により、基板２１１、２１３の反り、歪み等に対する補正量を調整できる。これにより、補正範囲を拡げて、基板２１０の利用効率を更に向上できる。
　また、上記した例のように基板の湾曲に関する情報に基づいて、補正機構により基板間の位置ずれを補正する場合、取得部が取得する情報は、歪みを補正する場合の補正方法、補正量等の情報であってもよい。更に、取得部が取得する情報は、補正量を算出するための補正量以外の情報であってもよい。ここで、補正量以外の情報とは、例えば、基板２１０のロット番号、基板２１０を前工程で処理する場合に使用した設備のＩＤ、重ね合わせるまでに基板２１０に対してなされた処理の履歴、基板２１０の仕様等を例示できる。
　また、図１７に示す手順で上記した補正手段を用いて位置ずれを補正する場合、図１４のＳ２０４において、二つの基板２１１、２１３の湾曲に関する情報から算出または推測した二つの基板２１１、２１３の位置ずれ量、もしくは、位置ずれ量と位置ずれ量の閾値との差すなわち必要となる補正量が、上記した補正手段で補正可能な大きさ以下であるか否かを、所定の条件としてもよい。この条件を満たす場合は、上記した補正手段により補正を行い、条件を満たさない場合は、図１５に示すステップに沿って、当該条件を満たす基板の組み合わせを決定する。
　このように、基板２１１、２１３の湾曲に関する情報を予め取得して、重ね合わせ後の倍率を含む歪みまたは位置ずれを推測することにより、積層に関して相性のよい基板２１１、２１３を組み合わせることができる。これにより、倍率等に起因する位置ずれが閾値以下となる積層基板２３０を効率よく製造できる。また、重ね合わせる基板２１１、２１３に倍率等の相違があっても、倍率差を抑制する補正を効率よく実行でき、位置ずれの少ない積層基板２３０の生産性と歩留りを向上できる。
　また、上記の実施例において、基板２１１、２１３の湾曲に関する情報から予測した倍率と、基板２１１、２１３上のアライメントマーク２１８に基づくグローバルアライメントまたはエンハストグローバルアライメントにより計測した接合前の倍率、または接合後の倍率との差分を求め、当該差分が予め定めた閾値よりも大きい場合は、次回からの測定および判定の閾値等にこの差分を反映させてもよい。これにより、基板２１１、２１３の位置合わせ精度を、より向上させることができる。
　この場合、制御部１５０は、基板２１１、２１３毎に、あるいは、重ね合わせる基板２１１、２１３の組み合わせが決まっている場合は当該組み合わせ毎に、基板２１１、２１３に関する情報として、アライメントマーク２１８の位置情報から基板２１１、２１３の歪みの状態を算出して記録してもよい。
　また、上記した実施例では、基板２１１、２１３に生じた倍率歪みの状態に基づいて組合せの適否を判断した例を示したが、これに代えて、または、これに加えて、基板２１１、２１３のそれぞれに生じた直交歪みの状態に基づいて組み合わせの適否を判断してもよい。二つの基板２１１、２１３のそれぞれに直交歪みが生じている場合には、一方の基板を回転させることにより、二つの基板２１１、２１３間の位置ずれ量が閾値以下となるか否かを検出し、閾値以下となる場合には、適切な組み合わせであると判断してもよい。
　図２８は、ステップＳ２０５（図１４）において実行する対策の他の手順を説明する流れ図である。まず、制御部１５０は、湾曲に関する情報を収集した一群の基板２１０から任意の第１の基板２１３を選択する（ステップＳ５０１）。ただし、ここで選択された組み合わせは、ステップＳ２０４（図１４）において、条件を満たしていないと判断された組み合わせから取り出された基板２１３である。
　次に、制御部１５０は、選択した第１基板２１３について、ステップＳ２０１（図１４）で測定された湾曲に関する情報を取得する（ステップＳ５０２）。これにより、制御部１５０は、この第１の基板２１３に組み合わせることにより所定の条件を満たす第２の基板２１１の倍率を算出できる。そこで、制御部１５０は、基板２１１、２１３の製造設備に第２の基板２１１の要求仕様を示す情報を出力して、選択した第１の基板２１３と組み合わせて積層基板２３０とした場合に条件を満たすことができる第２の基板２１１を製造させる（ステップＳ５０３）。
　こうして、第１の基板２１３に組み合わせることを前提として第２の基板２１１を製造することにより、第１の基板２１３を用いて、条件を確実に満たす積層基板２３０を作製できる。なお、ステップＳ５０３において、第１の基板２１３に組み合わせる第２の基板２１１を製造する他に、他のロットまたは他のラインで、組み合わせを見出せずにストックされていた基板２１０に、第１の基板２１３に適合するものがあれば、それを用いてもよい。
　更に、組み合わせる基板２１０を決定できなかった場合に、当該基板２１０に組み合わせる適切な倍率を有する基板２１０を作製してもよい。
　例えば、既存の第１の基板２１３に対して、最終倍率の差が閾値以下となるような第２の基板２１１を後から製造してもよい。この場合、最終的な倍率差が閾値以下となる基板２１１の反り量を逆算して、ウエハの製造から、成膜を含む基板２１１の製造過程で、第１の基板２１３の反りに関する情報を成膜装置にフィードバックして、基板２１１を意図的に反らせてもよい。
　こうして、倍率差が生じない基板を用意することにより、基板２１１、２１３の重ね合わせのスループットを向上させることができる。この場合、二つの基板２１１、２１３の倍率差がゼロとなる反り量を目標値として製造し、目標値からの誤差分は上記したように基板２１１、２１３の組み合わせや補正機構を用いて解消してもよい。
　また、上記のように製造する基板は、第１の基板２１３に対して組み合わせる第２の基板２１１を決定した後に、残った基板に対して、倍率差が閾値以下となる基板を製造してもよい。これにより、基板２１１、２１３の歩留りを向上できる。
　また、本実施例では、第１の基板２１３および第２の基板２１１の組み合わせが、積層基板２３０に対して予め定められた条件を満たすか否かを判断する例を示したが、これに代えて、第１の基板２１３および第２の基板２１１のそれぞれが所定の条件を満たすか否かを個別に判断してもよい。この場合、所定の条件は、第１の基板２１３および第２の基板２１１のそれぞれにおいて、積層基板製造装置１００に搬入されてから貼り合わせが完了するまでの貼り合わせ過程中に生じると予測した歪み量が、第１の基板２１３および第２の基板２１１のそれぞれに設けられた接続端子の幅寸法の半分以下となることである。もしくは、この条件を満たすときの第１の基板２１３および第２の基板２１１のそれぞれの湾曲状態を予め記憶しておき、測定した湾曲状態から条件を満たすか否かを判断する。
　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得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また、本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　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。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。
１００　積層基板製造装置、１１０　筐体、１２０、１３０　基板カセット、１４０　搬送部、１５０　制御部、２１０、２１１、２１３　基板、２１２　スクライブライン、２１４　ノッチ、２１６　回路領域、２１８　アライメントマーク、２２０、２２１、２２２、２２３　基板ホルダ、２２５　保持面、４２６　開口部、２３０　積層基板、３００　重ね合わせ部、３１０　枠体、３１２　底板、３１６　天板、３２２　上ステージ、３２４、３３４　顕微鏡、３２６、３３６　活性化装置、３３１　Ｘ方向駆動部、３３２　下ステージ、３３３　Ｙ方向駆動部、３３８　昇降駆動部、４００　ホルダストッカ、４１１　基部、４１２　アクチュエータ、４１３　吸着部、４１４　支柱、４１５　ポンプ、４１６、４２４　バルブ、４２２　圧力源、４２７　加圧流体、４３２　電圧源、４３４　スイッチ、４３６　静電チャック、５００　プリアライナ、６０１、６０３、６０２　補正部

Claims (23)

  1. 　第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて積層基板を製造する方法であって、
    　前記第１の基板および前記第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板が所定の条件を満たすか否かを判断する段階と、
    　前記所定の条件を満たす場合に、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる段階と、
    を含む積層基板製造方法。
  2. 　前記第１の基板を前記第２の基板に貼り合わせた後の位置ずれ量を、前記情報に基づいて推測する段階を含み、
    　前記所定の条件は、前記位置ずれ量が閾値以下であることを含む
    請求項１に記載の積層基板製造方法。
  3. 　前記情報は、前記第１の基板の歪みの状態および前記第２の基板の歪みの状態を含み、
    　前記所定の条件は、前記第１の基板の前記歪みの状態と前記第２の基板の前記歪みの状態との組み合わせが、予め定めた組み合わせに該当することを含む
    請求項１または２に記載の積層基板製造方法。
  4. 　前記判断する段階において前記所定の条件を満たさない場合に、
    　前記第１の基板および前記第２の基板を互いに貼り合わせたときの位置ずれ量が閾値以下となるように、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方の形状を変化させる段階をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  5. 　前記判断する段階において前記所定の条件を満たさない場合に、
    　前記所定の条件を満たさないと判断された前記第２の基板に代えて、前記第１の基板と貼り合わせたときの位置ずれ量が閾値以下となる第２の基板を、他の複数の第２の基板から選択する段階と
    をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  6. 　前記判断する段階において前記所定の条件を満たさない場合に、
    　前記第１の基板に貼り合わせた場合に前記第１の基板を前記第２の基板に貼り合わせた後の位置ずれ量が閾値以下になる基板を製造する段階を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  7. 　前記第１の基板と貼り合わせた状態での倍率が、前記第１の基板の倍率に対して所定の範囲内になるように、前記第２の基板を製造する段階を備える請求項６に記載の積層基板製造方法。
  8. 　前記所定の条件は、前記第１の基板および前記第２の基板を互いに貼り合わせたときの位置ずれ量、または、前記位置ずれ量と閾値との差が、前記第１の基板および前記第２の基板の位置ずれを補正する補正部により補正可能な大きさであることを含む、請求項１から３、および、請求項５から７のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  9. 　前記情報は、前記第１の基板における反りの大きさ、反りの方向、撓みの大きさ、および、撓みの方向の少なくとも一つを示す情報を含む請求項１から８のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  10. 　前記情報は、前記第１の基板の中心を基準としたときの複数の位置における変位から求まる全体的な湾曲の情報を含む請求項９に記載の積層基板製造方法。
  11. 　前記情報は、前記第１の基板の製造プロセスを示す情報を含む請求項１から１０のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  12. 　前記情報は、前記第１の基板の製造プロセスから推定した形状を示す情報を含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  13. 　前記情報は、前記第１の基板における応力分布を示す情報を含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  14. 　前記情報は、前記第１の基板に形成された構造物の仕様を示す情報を含む請求項１から１３のいずれか一項に記載の積層基板製造方法。
  15. 　互いに貼り合わされる第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板を貼り合わせたときの位置ずれ量を推測する段階を含む積層基板製造方法。
  16. 　複数の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、複数の基板のうち互いに貼り合わせる二つの基板を選択する段階を含む積層基板製造方法。
  17. 　第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて積層基板を製造する装置であって、
    　前記第１の基板および前記第２の基板の湾曲に関する情報に基づいて所定の条件を満たすと判断された前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ部を備える積層基板製造装置。
  18. 　前記情報に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板が前記所定の条件を満たすか否かを判断する判断部を備え、
    　前記判断部は、前記所定の条件を満たさない場合に、前記所定の条件を満たさないと判断された前記第２の基板に代えて、前記第１の基板と貼り合わせたときの位置ずれ量が予め定めた値以下となる第２の基板を、他の複数の第２の基板から選択する請求項１７に記載の積層基板製造装置。
  19. 　前記所定の条件を満たさない場合に、前記第１の基板および前記第２の基板を互いに貼り合わせたときの位置ずれ量が予め定めた値以下となるように、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方の形状を変化させて補正する補正部をさらに備える請求項１７または１８に記載の積層基板製造装置。
  20. 　第１の基板および第２の基板を処理する基板処理装置と、
    　前記基板処理装置で処理された前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せる貼り合せ装置と
    を備えるシステムであって、
    　前記基板処理装置は、
    　前記第１の基板および前記第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板が所定の条件を満たすか否かを判断する判断部と、
    　前記所定の条件を満たす前記第１の基板および前記第２の基板を貼り合わせる指示信号を前記貼り合せ装置に出力する制御部と、
    を含む積層基板製造システム。
  21. 　前記判断部は、前記所定の条件を満たさないと判断した場合に、前記第１の基板と貼り合わせたときの位置ずれ量が閾値以下となる第２の基板を複数の第２の基板から選択し、
    　前記制御部は、前記判断部により選択された前記第２の基板と前記第１の基板とを貼り合わせる指示信号を前記貼り合せ装置に出力する請求項２０に記載の積層基板製造システム。
  22. 　互いに貼り合わされる第１の基板および第２の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板を貼り合わせたときの位置ずれ量を推測する推測部を備える基板処理装置。
  23. 　複数の基板のそれぞれの湾曲に関する情報に基づいて、複数の基板のうち互いに貼り合わせる二つの基板を選択する選択部を備える基板処理装置。
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