JP2011029458A - Method and apparatus for manufacturing multilayer semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型半導体素子の製造方法、及び積層型半導体素子の製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a stacked semiconductor element, and an apparatus for manufacturing a stacked semiconductor element.
半導体装置の実効的な実装密度を向上させる技術のひとつとして、複数の半導体チップを積層させた構造がある。パッケージング前の半導体チップを積層した構造を有する積層型半導体モジュールは、実装密度向上が向上されると共に、半導体チップ相互の配線が短縮されるので、処理速度も向上される。また、製造プロセスの異なる半導体チップを積層することにより、単種の半導体チップでは形成できない機能を持たせることもできる。 One technique for improving the effective mounting density of semiconductor devices is a structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked. In the stacked semiconductor module having a structure in which semiconductor chips before packaging are stacked, the mounting density is improved and the wiring between the semiconductor chips is shortened, so that the processing speed is also improved. In addition, by stacking semiconductor chips having different manufacturing processes, a function that cannot be formed by a single type of semiconductor chip can be provided.
積層型半導体モジュールの製造工程においては、接合過程における接着材の硬化に時間がかかる。このため、半導体チップと半導体チップを積層して接合するよりも、半導体チップを半導体基板であるウェハに積層して接合した後に更に切り分ける手順、もしくは2枚のウェハを積層して接合した後に切り分ける手順の方が生産性は高い。下記の特許文献1は、後者の一例として、複数の半導体素子が形成されたウェハとインターポーザを貼り合わせた後に半導体素子を切り離す半導体素子の製造方法が記載されている。
In the manufacturing process of the stacked semiconductor module, it takes time to cure the adhesive in the joining process. For this reason, rather than stacking and bonding semiconductor chips and semiconductor chips, a procedure for further separating the semiconductor chips after stacking and bonding to a wafer, which is a semiconductor substrate, or a procedure for separating after stacking and bonding two wafers Is more productive.
しかしながら、製造過程におけるウェハレベルでの設計値と実際の値との差(以下、誤差という)は、チップレベルの誤差に比較して、無視できない大きさになる。ウェハレベルでの誤差は、例えば、ウェハの膨張及び歪みに依るもの、露光装置による露光ずれに依るもの、重ね合わせるウェハのそれぞれが異なる装置で処理されたことに起因するもの等が考えられる。したがって、設計値通りの座標に半導体チップまたはウェハを重ねた場合、ある回路領域では互いに位置合わせに成功したとしても、別の回路領域では全くずれてしまうことがあった。 However, the difference between the design value and the actual value at the wafer level in the manufacturing process (hereinafter referred to as an error) becomes a size that cannot be ignored compared to the error at the chip level. The error at the wafer level may be, for example, due to wafer expansion and distortion, due to exposure deviation by the exposure apparatus, or due to processing of each of the wafers to be overlapped by different apparatuses. Therefore, when semiconductor chips or wafers are superimposed on the coordinates as designed, even if the alignment is successful in one circuit area, the other circuit area may be completely displaced.
それにより、半導体チップをウェハに積層する場合、半導体チップの指標とウェハ上の対応する回路領域の指標のそれぞれを顕微鏡で観察して位置を確認してから積層するという工程を、半導体チップごとに繰り返していた。このようにして複数の半導体チップをウェハに積層する場合、位置合せのための処理時間が著しく長くなり、生産性に支障を来していた。 Thus, when stacking semiconductor chips on a wafer, the process of stacking the semiconductor chip index and the corresponding circuit area index on the wafer after observing the position with a microscope is confirmed for each semiconductor chip. It was repeated. When a plurality of semiconductor chips are stacked on a wafer in this way, the processing time for alignment has become remarkably long, which hinders productivity.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、積層型半導体素子の製造方法であって、複数の回路領域が形成された半導体基板上に設けられた複数の指標の実測座標値をそれぞれ取得する取得ステップと、予め保持されている複数の指標の設計座標値を、所定の誤差パラメータによって規定される座標変換式により変換した変換座標値と、取得ステップによって取得した複数の指標の実測座標との差が最小となるように、誤差パラメータを算出する算出ステップと、回路領域に対応して個片化された複数の半導体チップを、設計座標値と座標変換式によりそれぞれ配置位置を決定して半導体基板上の複数の回路領域のそれぞれに配置する配置ステップとを含む。 In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a stacked semiconductor device, in which measured coordinate values of a plurality of indexes provided on a semiconductor substrate on which a plurality of circuit regions are formed. Each of the acquisition step, the design coordinate values of a plurality of indices stored in advance, converted coordinate values converted by a coordinate conversion formula defined by a predetermined error parameter, and the plurality of indices acquired by the acquisition step The calculation step for calculating the error parameter so that the difference from the actual measurement coordinate is minimized, and the arrangement positions of the plurality of semiconductor chips separated into pieces corresponding to the circuit area by design coordinate values and coordinate conversion formulas, respectively. Determining and disposing each of the plurality of circuit regions on the semiconductor substrate.
また、本発明の第2の態様においては、積層型半導体素子の製造装置であって、複数の回路領域が形成された半導体基板上に設けられた複数の指標の実測座標値をそれぞれ取得する取得部と、予め保持されている複数の指標の設計座標値を、所定の誤差パラメータによって規定される座標変換式により変換した変換座標値と、取得部によって取得した複数の指標の実測座標との差が最小となるように、誤差パラメータを算出する算出部と、回路領域に対応して個片化された複数の半導体チップを、設計座標値と座標変換式によりそれぞれ配置位置を決定して半導体基板上の複数の回路領域のそれぞれに配置する配置部とを含む。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a manufacturing apparatus for a stacked semiconductor device, which obtains measured coordinate values of a plurality of indices provided on a semiconductor substrate on which a plurality of circuit regions are formed, respectively. The difference between the converted coordinate value obtained by converting the design coordinate values of a plurality of indices and a plurality of indices held in advance by a coordinate conversion formula defined by a predetermined error parameter, and the measured coordinates of the plurality of indices acquired by the acquisition section And a calculation unit for calculating an error parameter, and a plurality of semiconductor chips separated into pieces corresponding to a circuit area, by determining the arrangement position by design coordinate value and coordinate conversion formula, respectively, a semiconductor substrate And an arrangement portion arranged in each of the plurality of circuit regions.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、ウェハに半導体チップを配置する概念を表す斜視図である。半導体基板であるウェハ101には、複数の回路領域111が造り込まれている。図示するように、矩形で囲まれる複数の回路領域111は、ウェハ101の上面に二次元的に広く配列されている。そして、ウェハ101上におけるそれぞれの回路領域111の配置位置に関する設計座標値は、個別に管理されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a concept of arranging semiconductor chips on a wafer. A plurality of
また、ウェハ101上には、回路領域111と共に、複数のアライメントマークが設けられている。アライメントマークは、回路領域111の外側に設けられた、ウェハ101の位置制御に用いられる指標である。それぞれのアライメントマークは、例えばウェハ101の中心を原点とする座標値として、設計座標値が個別に管理されている。なお、図では、例として3つのアライメントマーク121、122、123が示されているが、個数は3つに限らない。求められる位置合せの精度に応じて個数を増やせば良いが、実用上の観点からは、回路領域111の個数よりも少ないことが好ましい。アライメントマークの個数と位置合せの精度の関係については後述する。
A plurality of alignment marks are provided on the
複数の半導体チップ131は、ウェハ101と同様に造り込まれた回路領域を、ダイシングにより切り分けられて個片化されて作られる。個片化された半導体チップ131の各々は、ウェハ101の回路領域111に対して1対1で積層される。したがって、回路領域111に対向する面である半導体チップ131の下面に、回路領域111の回路に対応した回路が形成されている。
The plurality of
同時に、半導体チップ131の下面には、そのハンドリングの基準として用いるチップ指標が設けられており、ウェハ101上に配置する時に用いられる。このチップ指標は、回路の機能とは無関係に別途設けられたものでも良いし、回路内の特徴的な構造、例えば貫通電極であるTSV(Through Si Via)の先端をチップ指標として利用しても良い。なお、このチップ指標の具体的な利用については後述する。
At the same time, a chip index used as a handling reference is provided on the lower surface of the
半導体チップ131は、回路が設けられていない面である上面がCMP等により研削されて薄化されていることが好ましい。例えば、ウェハの厚さが600μm程度であるのに対し、研削により100μm未満の厚さにすることができる。このように研削されて薄化された半導体チップを積層することで、完成品である積層型半導体素子の単位体積あたりの実装密度を高めることができる。さらには、積層する半導体チップの数を2枚、3枚…として層を増やすことにより、より効果的に実装密度を高くすることもできる。
The
次に、半導体チップ131をウェハ101の回路領域111へ配置する装置と、その動作について説明する。図2は、アライナー200の概略構成図である。アライナー200は、積層型半導体素子の製造装置として機能する。
Next, an apparatus for placing the
ウェハ載置用XYテーブル201は、架台上に設けられたベース203に対して図に示すxy方向に移動する。ウェハ載置用XYテーブル201の移動は、制御部230の制御により、x方向およびy方向のそれぞれに設けられたモータを駆動することにより実現される。ウェハ載置用XYテーブル201の上面には、図1を用いて説明したウェハ101が載置される。載置されたウェハ101は、ウェハ載置用XYテーブル201に設けられている負圧吸着機構により吸着して保持される。これにより、ウェハ101をミクロンオーダーで任意の位置に移動させることが可能となる。なお、ウェハ載置用XYテーブル201に設けられている負圧吸着機構は、制御部230により吸着状態と非吸着状態とをスイッチ制御される。
The wafer mounting XY table 201 moves in the xy direction shown in the drawing with respect to the
半導体チップ載置用XYテーブル202は、ウェハ載置用XYテーブル201と同様に、架台上に設けられたベース203に対してxy方向に移動する。半導体チップ載置用XYテーブル202の移動は、制御部230の制御により、x方向およびy方向のそれぞれに設けられたモータを駆動することにより実現される。半導体チップ載置用XYテーブル202の上面には、図1を用いて説明した半導体チップ131が複数載置される。載置された半導体チップ131は、半導体チップ載置用XYテーブル202に設けられている負圧吸着機構により吸着して保持される。これにより、載置された半導体チップ131をミクロンオーダーで任意の位置に移動させることが可能となる。なお、半導体チップ載置用XYテーブル202に設けられている負圧吸着機構は、制御部230により、載置された複数の半導体チップ131に対して、個別に吸着状態と非吸着状態とをスイッチ制御することができる。
Similarly to the wafer mounting XY table 201, the semiconductor chip mounting XY table 202 moves in the xy direction with respect to the
半導体チップ載置用XYテーブル202に載置された半導体チップ131は、個別に、ウェハ載置用XYテーブル201に載置されたウェハ101の所定の回路領域111に、ハンドラ220により移動される。ハンドラ220は、アーム221、微調部222、吸着部223を含むように構成されている。アーム221はz軸周りに回転し、吸着部223を、ウェハ載置用XYテーブル201の上方、半導体チップ載置用XYテーブル202の上方へ移動させることができる。吸着部223は、移動対象の個々の半導体チップ131を吸着保持する。微調部222は、吸着部223が半導体チップ131を吸着保持した状態で、x方向、y方向およびz軸周りの回転方向に微少量変位させることができる。
The
また、微調部222はz方向に微少量進退し、吸着部223と協調して、半導体チップ載置用XYテーブル202の上方では半導体チップ131を吸着し、ウェハ載置用XYテーブル201の上方では吸着を開放して、ウェハ101の所定の回路領域111に半導体チップ131を静置する。なお、回路領域111に静置された半導体チップ131は、接着剤等によりウェハ101に対して仮止めされるが、仮止めは、微調部222のz方向への進退により、半導体チップ131が回路領域111に対して若干加圧されることにより実現される。したがって、いったん回路領域111に半導体チップ131が仮止めされれば、重ね合わされた状態で、すなわち積層された状態で他の装置にウェハ101を搬出することができる。
Further, the
ハンドラ220の各構成要素の動作は、制御部230により制御される。制御部230は、ハンドラ220の各構成要素の動作に限らず、上述のように、アライナー200全体の各構成要素の動作を制御する。したがって、例えば、吸着部223が、半導体チップ載置用XYテーブル202の上で半導体チップ131を吸着するタイミングで、半導体チップ載置用XYテーブル202の吸着機構はその半導体チップ131の吸着をオフにするという協調動作ができる。なお、ウェハ101、複数の半導体チップ131のアライナー200への搬入、複数の半導体チップ131が積層されたウェハ101のアライナー200からの搬出は、ロボットアームを用いて実現される。このような、外部装置の動作についての制御信号等の授受も、制御部230により行われる。
The operation of each component of the
撮像素子を備えたウェハ用顕微鏡211は、ウェハ載置用XYテーブル201の上方からウェハ101を観察できるようにアライナー200の筐体天井に固定されている。特にここでは、アライメントマーク121、122、123の位置を観察する。具体的には、例えばアライメントマーク121の位置情報を取得する場合、制御部230は、アライメントマーク121が撮像素子による取得画像の中心に来るように、ウェハ載置用XYテーブル201をx方向及びy方向へ移動させる。そして、その移動量によりアライメントマーク121の実際の位置としての実測座標値を取得する。同様に他のアライメントマークも、それぞれ実測座標値を取得する。
A
このように取得された複数のアライメントマークの実測座標値と、設計時に定めた設計座標値とがどれくらいずれているかにより導かれる座標変換式を用い、個別に管理されている回路領域111の設計座標値を補正して、半導体チップ131を配置する。具体的な座標変換式及び補正の適用については後述する。
The design coordinates of the
撮像素子を備えた半導体チップ用顕微鏡212は、吸着部223に保持された半導体チップ131を下方から観察できるように、ウェハ載置用XYテーブル201と半導体チップ載置用XYテーブル202の間に固定されている。特にここでは、チップ指標の位置を観察する。具体的には、制御部230は、チップ指標が撮像素子による取得画像の中心に来るように、アーム221及び微調部222を移動させる。この状態のハンドラ220の位置を基準として、補正された回路領域111の設計座標値までの移動量を計算し、半導体チップ131その回路領域111上に移動、配置する。
A
次に、座標変換式及び補正の適用について説明する。図3は、座標変換式を求めるための説明図である。ウェハ101上のアライメントマーク及び回路領域111の設計座標値と実際の値である実測座標値が異なるのは、ウェハの膨張及び歪みに依るもの、露光装置による露光ずれに依るものが原因の一つとして挙げられる。この誤差は、主要な誤差パラメータとして、ウェハ101の回転による回転量θとx方向及びy方向へのオフセットによるオフセット量(x0,y0)により、近似的に表現される。以下、これらを誤差パラメータとした例を説明する。
Next, application of the coordinate conversion formula and correction will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram for obtaining a coordinate conversion formula. The difference between the design coordinate value of the alignment mark on the
アライメントマーク121、122、123の設計座標値をそれぞれ(xd1,yd1),(xd2,yd2),(xd3,yd3)とする。また、実測座標値をそれぞれ(xr1,yr1),(xr2,yr2),(xr3,yr3)とする。また、回転量θとオフセット量(x0,y0)を用いた座標変換式により設計座標値を変換した座標値をそれぞれ(xc1,yc1),(xc2,yc2),(xc3,yc3)とする。このとき、座標変換式は(1)式で表される。
…(1)
The design coordinate values of the alignment marks 121, 122, and 123 are ( xd1 , yd1 ), ( xd2 , yd2 ), and ( xd3 , yd3 ), respectively. In addition, the actually measured coordinate values are (x r1 , y r1 ), (x r2 , y r2 ), and (x r3 , y r3 ), respectively. Also, the coordinate values obtained by converting the design coordinate values by the coordinate conversion formula using the rotation amount θ and the offset amount (x 0 , y 0 ) are respectively (x c1 , y c1 ), (x c2 , y c2 ), (x c3 , yc3 ). At this time, the coordinate conversion formula is expressed by formula (1).
... (1)
誤差パラメータであるθと(x0,y0)は、実測座標値を用いて、以下の式(2)で表される残差平方和が最小となるものとして求められる。
具体的には、最小二乗法などの公知の手法により算出されるので、詳細については省略する。
The error parameters θ and (x 0 , y 0 ) are obtained by using the measured coordinate values and assuming that the residual sum of squares expressed by the following equation (2) is minimized.
Specifically, since it is calculated by a known method such as a least square method, the details are omitted.
このようにして誤差パラメータであるθと(x0,y0)が定まると、(1)式の座標変換式が確定する。すると、回路領域111の設計座標値に対してこの座標変換式を適用すれば、個々の回路領域111の実測座標値を取得しなくても、それに近い座標値を補正された設計座標値として、計算により求めることができる。したがって、制御部230は、配置対象となる回路領域111をウェハ用顕微鏡211で観察することなく、吸着部223により吸着された半導体チップ131を、座標変換式を適用して得られた座標値に直接に持っていくことができる。このようにして、全ての半導体チップ131を、それぞれの対象となる回路領域111に積層して配置する。
When θ and (x 0 , y 0 ), which are error parameters, are determined in this way, the coordinate conversion formula (1) is determined. Then, if this coordinate conversion formula is applied to the design coordinate value of the
なお、誤差パラメータをウェハ101の回転による回転量θとx方向及びy方向へのオフセットによるオフセット量(x0,y0)に限ることはない。より精密に誤差を補正したい場合には、誤差パラメータを増やせば良い。例えば、座標系の直交度誤差、ウェハのx方向及びy方向の線形伸縮などの誤差パラメータを適用して座標変換式を組むこともできる。座標系が実際には一方の軸が微小角回転量ω回転した斜交座標系であり、また、x方向の伸縮倍率がRx、y方向の伸縮倍率がRyであるときは、座標変換式は(3)式で表される。
ただし、この場合は、誤差パラメータが増えるので、これらを確定するためには実測するアライメントマークの個数を増やす必要がある。つまり、誤差パラメータを増やす場合には、それに応じてアライメントマークの個数を増加させる必要があると言える。 However, in this case, since the error parameters increase, in order to determine these, it is necessary to increase the number of alignment marks to be actually measured. That is, when the error parameter is increased, it can be said that the number of alignment marks needs to be increased accordingly.
次に、ウェハ101がウェハ載置用XYテーブル201に載置され、半導体チップ131が半導体チップ載置用XYテーブル202に載置された状態から、積層型半導体素子が製造されるまでの流れを説明する。図4は、一連の処理を説明するフロー図である。
Next, the flow from the state where the
ステップS101では、制御部230は、ウェハ載置用XYテーブル201に載置されたウェハ101上のアライメントマーク121、122、123を、ウェハ用顕微鏡211による画像取得とウェハ載置用XYテーブル201の移動を連携させて観察する。これにより、アライメントマーク121、122、123の実測座標値を取得する。取得した実測座標値は、制御部230が備える記憶部に記憶する。
In step S <b> 101, the
ステップS102では、制御部230が含む演算部は、取得した実測座標値と、予め記憶部で管理されている設計座標値をそれぞれ記憶部から読み出し、図3を用いて説明した手順に従って、誤差パラメータを算出する。誤差パラメータが算出されると、座標変換式が確定するので、これを記憶部で記憶する。
In step S102, the calculation unit included in the
ステップS103では、制御部230はハンドラ220を駆動し、半導体チップ131を半導体チップ載置用XYテーブル202からピックアップする。このとき、制御部230は、対象となる半導体チップ131をハンドラ220がピックアップしやすいように、必要に応じて半導体チップ載置用XYテーブル202を移動させても良い。そして、制御部230は、ピックアップした半導体チップ131が半導体チップ用顕微鏡212上方の光軸付近まで来るように、ハンドラ220を駆動する。すると、半導体チップ用顕微鏡212は、吸着部223に吸着されている半導体チップ131のチップ指標の位置を観察できる状態になる。制御部230は、半導体チップ用顕微鏡212による取得画像とアーム221及び微調部222の移動を連携させて、チップ指標が取得画像の中心となる状態にする。そして、制御部230の演算部は、今吸着している半導体チップ131が積層しようとする回路領域111の補正された設計座標値を、ステップS102で確定した座標変換式を用いて求める。これにより、現在のチップ指標の位置を始点とし、補正された設計座標値を終点とする経路が確定するので、制御部230はこの経路に従ってハンドラ220を駆動し、半導体チップ131をその回路領域111に配置する。そして、微調部222をウェハ101方向に駆動して若干加圧することで、半導体チップ131を仮固定する。このステップS103の動作を、配置しようとする半導体チップ131の個数分だけ繰り返す。
In step S <b> 103, the
ステップS103により、ウェハ101上には、複数の半導体チップ131が仮固定された状態になるので、ステップS104では、制御部230は外部の制御部と連携し、ロボットアームを用いてアライナー200から搬出する。アライナー200から搬出されたウェハ101は、接合装置に搬入され、加圧加熱されて半導体チップ131がウェハ101に確実に接合される。
In step S103, a plurality of
半導体チップ131が接合されたウェハ101は、ステップS105でダイサに搬入され、接合された半導体チップ131に沿って、ウェハ101がダイシングされる。この一連の処理により積層型半導体素子が製造される。
The
なお、上記においては、半導体チップ131をウェハ101に仮固定した段階で、アライナー200から搬出して、接合装置に搬入する処理工程で説明した。しかし、ステップS103の仮固定の工程において、接着層、温度、圧力等の条件を変更することにより、仮固定ではなく本工程としての固定、接合に替えることもできる。その場合、ステップS104の接合工程は省略される。
In the above description, the processing steps are described in which the
また、上記においては主にウェハ101の個々の回路領域111には、それぞれ一枚の半導体チップ131を積層する構成について説明したが、積層する半導体チップ131の枚数は一枚に限らない。更に実装密度を高めるためには、3層、4層…と積層数を増やすことが求められるので、ステップS103の処理を繰り返し、配置した半導体チップ131のさらにその上に、別の半導体チップ131を積み重ねても良い。
In the above description, the configuration in which one
以上のように、積層する半導体チップ131のウェハ101上の配置位置を、ウェハ101の個々の回路領域111を観察することなく、演算により確定できるので、位置合せのための処理時間を大幅に短縮でき、生産性を向上させることが可能となる。
As described above, the arrangement position of the
次に、図5を用いて上述の実施形態の変形例を説明する。図5は、ウェハに半導体チップを配置する他の概念を表す斜視図である。上述の実施形態では、ウェハ101上の複数の指標として、回路領域111の外側に設けられたアライメントマーク121、122、123を用いた。変形例においては、ウェハ501の回路領域511内部に設けられた回路指標512を利用する。
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing another concept of arranging semiconductor chips on a wafer. In the above-described embodiment, the alignment marks 121, 122, and 123 provided outside the
回路指標512は、回路領域511内部に設けられているが、回路と無関係に別途設けられている必要はなく、回路の構成要素であって、指標として利用できるものを回路指標としても良い。例えば、積層型半導体素子においては、層間の接続に貫通電極であるTSV(Through Si Via)がよく利用されるが、TSVの先端はウェハ用顕微鏡211によっても観察できるので、これを回路指標として用いることができる。
The
回路領域511の内部にはそれぞれ回路指標512が存在するが、これらを全て観察して実際の座標値を求めるのではなく、誤差パラメータの個数に応じて決定される個数分の回路指標512を選択してそれを選択指標とし、選択指標のみ実際の座標値を求める。上述の実施形態において、3つのアライメントマーク121、122、123の実測座標値を取得したのと同様に、ここでは、3つの選択指標521、522、523の実測座標値を求める。
There are
上述の実施形態と同様に、ウェハ載置用XYテーブル201に載置されたウェハ501上の選択指標521、522、523を、ウェハ用顕微鏡211による画像取得とウェハ載置用XYテーブル201の移動を連携させて観察する。これにより、選択指標521、522、523の実測座標値を取得する。または、選択指標521、522、523がある回路領域511にも半導体チップ131は配置されるので、この3つに関しては、従来技術と同様に、回路領域511の全体と半導体チップ131の双方を観察して位置合せをしつつ実際に半導体チップ131を仮止めまで行い、その結果から実測座標値を取得する。このようにして実測座標値が取得できれば、上述の手法と同様に座標変換式を確定することができる。したがって、残りの半導体チップ131の配置に関しては、それぞれ実際に回路領域511を観察することなく行うことが可能となるので、位置合せのための処理時間を大幅に短縮できる。
As in the above-described embodiment, the
この他にも、ウェハ101上の複数の指標は、ウェハを半導体チップに個片化するときにカッター等が通過するスクライブライン上に設けられても良い。また、回路領域の内側に設ける場合には、回路領域がLSI領域であっても良い。
In addition, the plurality of indexes on the
次に、更なる変形例を説明する。上述の実施例においては、ステップS103で半導体チップ131を仮固定した後、ステップS104でウェハ101ごとアライナー200から搬出し、接合工程へ進めた。しかし、仮固定した複数の半導体チップ131の上に、更に別のウェハを積層することもできる。つまり、個片化された複数の半導体チップ131を2枚のウェハで挟み込むように積層する。このように積層されたウェハと半導体チップは、接合装置において加圧加熱しやすく、また、より実装密度の高い積層型半導体素子を製造することができる。
Next, further modifications will be described. In the above embodiment, after the
具体的には、個々の半導体チップ131は、ステップS102で確定した座標変換式を用いて補正された設計座標値に配置されているので(ステップS103)、更に積層するウェハのアライメントマークの実測座標値との残差平方和が最小となるように、ウェハを積層する。積層するウェハは、ハンドラ220とは別の搬送ロボットにより下向きで搬送される。また、下向きに搬送されるウェハについては、搬送経路において半導体チップ用顕微鏡212を共用してアライメントマークの実測座標値を求めても良いし、もちろん他の装置で予め求めておいても良い。
Specifically, since the
その後は、上述の実施例と同様に、制御部230は外部の制御部と連携し、ロボットアームを用いてアライナー200から搬出し、接合装置に搬入する。そして、2枚のウェハ及びこれらに挟まれた複数の半導体チップ131は、接合装置で加圧加熱されて一体化される。一体化されて積層化された後は、ダイサでダイシングされてより実装密度の高い積層型半導体素子が製造される。
Thereafter, similarly to the above-described embodiment, the
上記した例では、ウェハ101に仮固定した複数の半導体チップ131の上に、更に別のウェハを積層する例を示したが、これに代えて、ウェハ101と複数の半導体チップ131とを加熱加圧により一体化した後、複数の半導チップ131の上に更に別のウェハを積層することができる。
In the example described above, an example in which another wafer is stacked on the plurality of
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
101 ウェハ、111 回路領域、121、122、123 アライメントマーク、131 半導体チップ、200 アライナー、201 ウェハ載置用XYテーブル、202 半導体チップ載置用XYテーブル、203 ベース、211 ウェハ用顕微鏡、 212 半導体チップ用顕微鏡 、220 ハンドラ、221 アーム、222 微調部、223 吸着部、230 制御部、501 ウェハ、511 回路領域、512 回路指標、521、522、523 選択指標 101 wafer, 111 circuit area, 121, 122, 123 alignment mark, 131 semiconductor chip, 200 aligner, 201 wafer mounting XY table, 202 semiconductor chip mounting XY table, 203 base, 211 wafer microscope, 212 semiconductor chip Microscope, 220 handler, 221 arm, 222 fine tuning unit, 223 suction unit, 230 control unit, 501 wafer, 511 circuit area, 512 circuit index, 521, 522, 523 selection index
Claims (8)
予め保持されている前記複数の指標の設計座標値を、所定の誤差パラメータによって規定される座標変換式により変換した変換座標値と、前記取得ステップによって取得した前記複数の指標の実測座標との差が最小となるように、前記誤差パラメータを算出する算出ステップと、
前記複数の回路領域に対応して個片化された複数の半導体チップを、前記設計座標値と前記座標変換式によりそれぞれ配置位置を決定して前記半導体基板上の前記複数の回路領域のそれぞれに配置する配置ステップと
を含む積層型半導体素子の製造方法。 An acquisition step for acquiring measured coordinate values of a plurality of indices provided on a semiconductor substrate on which a plurality of circuit regions are formed, and
The difference between the converted coordinate value obtained by converting the design coordinate values of the plurality of indexes held in advance by a coordinate conversion formula defined by a predetermined error parameter, and the measured coordinates of the plurality of indexes acquired by the acquisition step A calculation step for calculating the error parameter so that is minimized,
The plurality of semiconductor chips separated into pieces corresponding to the plurality of circuit areas are respectively arranged by the design coordinate values and the coordinate conversion formulas, and are arranged in each of the plurality of circuit areas on the semiconductor substrate. A method for manufacturing a stacked semiconductor element, comprising an arranging step of arranging.
前記配置ステップは、前記実測座標値を取得して配置した半導体チップ以外の個片化された半導体チップを前記半導体基板上に配置する請求項3に記載の積層型半導体素子の製造方法。 The obtaining step obtains the measured coordinate values when individually observing and arranging the number of the selected index among the singulated semiconductor chips on the selected index,
The method of manufacturing a stacked semiconductor device according to claim 3, wherein in the placing step, individual semiconductor chips other than the semiconductor chips placed by obtaining the measured coordinate values are placed on the semiconductor substrate.
予め保持されている前記複数の指標の設計座標値を、所定の誤差パラメータによって規定される座標変換式により変換した変換座標値と、前記取得部によって取得した前記複数の指標の実測座標との差が最小となるように、前記誤差パラメータを算出する算出部と、
前記複数の回路領域に対応して個片化された複数の半導体チップを、前記設計座標値と前記座標変換式によりそれぞれ配置位置を決定して前記半導体基板上の前記複数の回路領域のそれぞれに配置する配置部と
を含む積層型半導体素子の製造装置。 An acquisition unit for acquiring measured coordinate values of a plurality of indices provided on a semiconductor substrate on which a plurality of circuit regions are formed;
The difference between the converted coordinate value obtained by converting the design coordinate values of the plurality of indexes held in advance by a coordinate conversion formula defined by a predetermined error parameter, and the measured coordinates of the plurality of indexes acquired by the acquisition unit A calculation unit for calculating the error parameter so that is minimized,
The plurality of semiconductor chips separated into pieces corresponding to the plurality of circuit areas are respectively arranged by the design coordinate values and the coordinate conversion formulas, and are arranged in each of the plurality of circuit areas on the semiconductor substrate. An apparatus for manufacturing a stacked semiconductor element, including an arrangement portion to be arranged.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPS6144429A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Alignment method |
JPH06302490A (en) * | 1992-12-25 | 1994-10-28 | Nikon Corp | Method and device for alignment |
JP2005175263A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device, manufacturing method therefor, and electronic equipment |
WO2005067046A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Nikon Corporation | Stacked device and method for stacking integrated circuit devices |
JP2009164399A (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Renesas Technology Corp | Production method of displacement correcting apparatus and semiconductor device |
-
2009
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6144429A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Alignment method |
JPH06302490A (en) * | 1992-12-25 | 1994-10-28 | Nikon Corp | Method and device for alignment |
JP2005175263A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device, manufacturing method therefor, and electronic equipment |
WO2005067046A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Nikon Corporation | Stacked device and method for stacking integrated circuit devices |
JP2009164399A (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Renesas Technology Corp | Production method of displacement correcting apparatus and semiconductor device |
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