JP5207037B2

JP5207037B2 - 接着剤注入装置

Info

Publication number: JP5207037B2
Application number: JP2008100816A
Authority: JP
Inventors: 正久東; 英樹岡本; 栄作中尾
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: JP2009253110A

Description

本発明は積層型半導体装置の製造に関し、特に３次元の半導体装置あるいは半導体集積回路を製造する際の、積層されたウェハ間へ絶縁性樹脂からなる接着剤を注入する接着剤注入装置に関する。

半導体製造において、半導体装置あるいは半導体集積回路が予め作製されたウェハを複数枚積層し、これら積層ウェハ間を垂直配線で電気的に接続して３次元半導体積層回路装置を構成することが知られている。この３次元半導体積層回路装置の製造では、半導体装置あるいは半導体集積回路が予め作製された上層ウェハと下層ウェハと貼り合わせて積層化し、上下２層のウェハ間に絶縁性樹脂を注入して３次元半導体積層回路装置を製造している。

例えば、特許文献１では、チップ状にカットして形成した複数枚の半導体チップを収容体内に積層し、この収容体内に複数のスリットを介して樹脂を注入することによって半導体チップ間に絶縁樹脂層を形成する半導体装置の製造方法が開示されている。

また、特許文献２では、積層ウェハの製造に際し、ウェハの貼り合わせ時にウェハ面に矩形のＣｕ壁を設けてシールを形成し、真空差圧法によって樹脂を注入する方法が開示されている。

図１６は、シールを用いてウェハ間の隙間に絶縁性接着材を注入する工程を説明するための図である。この注入工程では、接着剤注入装置２００において、ウェハに設けたＣｕバンプ２０１を囲むと共に、一部に入り口２０４を残してＣｕ壁２０３を形成して真空室内に置き（図１６（ａ））、真空状態において入り口２０４を絶縁性接着剤２０５に浸し（図１６（ｂ））、次いでＮ_２ガスをリークして真空状態を破って大気状態とし（図１６（ｃ））、ウェハの隙間に絶縁性接着剤２１５を注入させる（図１６（ｄ））。

また、特許文献２には、積層ウェハへの樹脂の注入方法として、積層されたウェハにシールを設けることなくウェハの全周に接着剤を配し、真空差圧法によって樹脂を注入する方法が開示されている。

図１７において、接着剤注入装置２１０は、真空チャンバ２１５内には、上治具２１２と下治具２１３からなる容器２１１と、この容器２１１を固定する上ステージ２１３と下ステージ２１４を備え、容器２１１内に積層ウェハ２２０を配置する。真空チャンバ２１５には、内部を真空状態とする真空排気装置２１６と、内部に不活性ガスを導入する不活性ガス導入部２１７と、容器２１１内に接着剤を供給する接着剤供給部２１８と接続されている。

不活性ガスを容器２１１内に導入することによって、容器と積層ウェハとの間に圧力差を生じさせ、これによって、積層ウェハの全周から接着剤を注入する。

特開２００４−２０７４１６号公報特開２００６−４９４４１号公報特開平１１−２６１００１号公報

上記したように、半導体ウェハをカットして形成される半導体チップを収容体内に積層し、これら半導体チップ間に樹脂を注入して絶縁樹脂層を形成する場合や、ウェハの外周端面をシールし、注入口からウェハ間の隙間に絶縁性接着材を注入する場合には、半導体ウェハをカットして半導体チップを形成する工程や、ウェハの外周端面にシールを形成する工程を別装置の容器内で行う必要がある。そのため、半導体チップやシールを形成したウェハを接着剤の注入を行う容器内に導入する際に一旦外気に取り出すことになる。この際、外気の雰囲気に露出することになり、ウェハ面に微粒子が付着するなどの汚染の影響を受けるおそれがあるという問題がある。

また、上記したように、容器と積層ウェハとの間に圧力差を利用して、積層ウェハの全周から接着剤を注入する場合には、単一の容器内に積層ウェハを配置した状態で処理を行うため、積層ウェハが大型化して接着剤の注入時間が増加した場合に、注入時間の増加はそのまま半導体装置の製造時間の増加に影響し、生産量が低減する要因となるという問題がある。

また、真空差圧法によって接着剤の樹脂を積層ウェハのウェハ間に注入する場合には、容器内を真空状態に減圧することから、容器の排気や、接着剤の樹脂内から気体を放出させる脱泡を行う必要があるが、これらの各処理に要する時間はそれぞれ異なる。そのため、接着剤注入の処理をインラインの一貫処理で行う場合には、この接着剤の注入処理に要する時間が全体の処理時間に大きく影響し、半導体装置の製造の生産性の向上を抑制する要因となっている。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、半導体装置や半導体回路装置の製造における積層ウェハの接着剤の注入処理において、積層ウェハの汚染を低減し、また、生産性の向上を図ることを目的とする。

本発明は、少なくとも２枚のウェハを貼り合わせた積層ウェハの隣接するウェハ間の隙間に接着剤を注入する装置であって、積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布する塗布手段を備える塗布室と、塗布した樹脂を硬化させるシール材硬化手段を備えるシール硬化室と、シールを形成した積層ウェハの隣接するウェハの隙間に、真空差圧法によって接着剤を注入する接着剤注入室と、接着剤注入室で用いる接着剤を用意する接着剤準備室とをインラインに配して備える。

また、本発明の接着剤注入室は、接着剤注入室内を真空排気する排気部と、この接着剤注入室内にガスを導入するガス導入部と、接着剤準備室から接着剤を受け取り、この接着剤を積層ウェハの外周端面に形成された接着剤の注入口に接触させる接液部とを備える。

本発明は、塗布室とシール硬化室によって積層ウェハにシール材を形成し、接着剤注入室によってシールを形成した積層ウェハの隙間に、接着剤準備室で用意した接着剤を注入する。これらの各室は仕切弁を介してインラインに配置することによって、接着剤の注入処理を、外気に露出することなく一貫処理で行う。

このインライン配置において、各処理に要する時間に応じて処理室の個数を設定することによって、各処理の処理時間のばらつきによる生産性の向上抑制を緩和することができる。

本発明の接着剤注入装置は、接着剤を硬化させる接着剤硬化手段を備える接着剤硬化室をインライン配置の接着剤注入室の下流側に備える。この接着剤硬化室は、接着剤注入室において積層ウェハの隙間に注入した接着剤を硬化する。

また、本発明が備える接着剤準備室は、接着剤を加熱する接着剤加熱手段を有する予備加熱室と、減圧によって接着剤中から気泡を排出させる脱泡室とを備える。この予備加熱室と脱泡室との間、および脱泡室と接着剤注入室との間を仕切弁を介して接続する。

予備加熱室は接着剤を加熱して接着剤の粘度を低下させ、注入時の注入速度を向上させる。予備加熱室で加熱した接着剤は、脱泡室に送られる。脱泡室では、接着剤中から気泡を排出させる。

予備加熱室を接着剤注入室と別室とすることによって、積層ウェハと接着剤と同室内で昇温させることによる積層ウェハへの影響を防ぐことができる。

また、脱泡室を接着剤注入室と別室とすることによって、接着剤を脱泡した際に生じる気泡の発生と崩壊によって、接着剤の飛沫が飛散してウェハ面が汚染されることを防ぐことができる。

また、接着剤注入室は、積層ウェハを加熱する積層ウェハ加熱手段を備える。積層ウェハ加熱手段で積層ウェハを加熱することによって、接着剤の粘度を低下させ、注入時の注入速度を向上させる。

接着剤注入室が備えるガス導入部は、接着剤注入室内を大気圧に戻す他、さらに、接着剤注入室内を大気圧以上に加圧する。これによって、積層ウェハの内外に圧力差を生成して、積層ウェハのウェハ間に差圧によって接着剤を注入する。大気圧以上に加圧することによって、接着剤の注入速度を向上させることができる。

また、シール硬化室に対して、接着剤注入室および接着剤準備室の経路を複数備える構成としてもよい。この複数の経路を設けることによって、接着剤の注入時間の増加によって処理時間が長時間化することを緩和することができる。

本発明の接着剤注入装置は、一連の工程を仕切弁によってインラインに接続した各室で行うことによって一貫処理を行うことができ、外気に曝すことがないため、汚染の影響を避けることができる。

なお、硬化装置における硬化の一形態は、樹脂を紫外線硬化性樹脂とし、塗布装置で塗布した樹脂に紫外線を照射して硬化させる。また、硬化の他の形態は、樹脂を熱硬化性樹脂とし、塗布装置で塗布した樹脂を加熱して熱硬化させる。

本発明によれば、半導体装置や半導体回路装置の製造における積層ウェハの接着剤の注入処理において、積層ウェハの汚染を低減し、また、生産性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。

図１は、３次元の積層型半導体装置の製造の概略を説明するための概略図である。図１において、積層型半導体装置は、積層ウェハの外周端面にシールを形成するシール形成工程を行う部分と、シールを形成した積層ウェハのウェハ間の隙間の接着剤を注入して積層ウェハを接着する接着工程を行う部分とを備える。

図１では、シール形成工程と接着工程をインライン状に配列した例を示している。シール形成工程はシール塗布部３とシール硬化部４によって行われ、接着工程はシール硬化部４の下流側に配置して接着剤注入部６によって行われる。

シール塗布部３はシール塗布室３０内に塗布装置を備え、シール硬化部４はシール硬化室４０内に硬化装置を備える、また、接着剤注入部６は接着剤注入室６０内に接着剤注入装置を備える。シール塗布室３０、シール硬化室４０、および接着剤注入室６０の各処理部の室間には仕切弁１１１、１１２が設けられる。また、シール塗布室３０と外気との間、および接着剤注入室６０と外気との間には仕切弁１１０，１１３が設けられる。

シール塗布部３は、仕切弁１１０を通して積層ウェハ１０をシール塗布室３０内に導入し、導入した積層ウェハ１０の外周端面にシール材の樹脂を塗布してシールを形成する。

シール硬化部４は、仕切弁１１１を通してシールを形成した積層ウェハ１０をシール硬化室４０に導入し、導入した積層ウェハ１０のシール材の樹脂をシール硬化装置４１によって硬化する。これによって、塗布されたシール剤の樹脂を硬化させてシールを形成する。このシールは、積層ウェハの隣接するウェハ間にシール剤である絶縁樹脂を差圧法によって導入させるための圧力差を形成するために境界部分を検出するものである。

シール硬化部４は、仕切弁１１２を通してシールを硬化させた積層ウェハ１０を接着剤注入部６の接着剤注入室６０内に導入し、導入した積層ウェハ１０のウェハ間に、接着剤６１を注入する。接着剤６１が導入された積層ウェハ１０は、接着剤注入室６０の仕切弁１１３を通して外気側に導出される。接着剤注入室６０は、接着剤注入室６０内を真空排気する真空ポンプ６４、接着剤注入室６０７内を大気に戻すためにＮ_２ガス等のガスを導入するガス導入部６５を備える。接着剤注入部６は、真空ポンプ６４の真空排気による真空状態と、ガス導入部６５のガス導入による大気圧あるいは大気圧を越える圧力による圧力状態との圧力差を利用した真空差圧法によって、積層ウェハ１０のウェハ間の隙間に接着剤を導入する。

なお、シール塗布室３０は、シール剤の絶縁樹脂を保持した容器を上下動させる昇降部３３を備え、また接着剤注入室６０は、接着剤の絶縁樹脂を保持した容器を上下動させる昇降部６３を備えている。

本発明は、積層ウェハ１０に対して行うシール形成工程（シール塗布処理、シール硬化処理）および接着工程（接着剤注入処理、接着剤硬化処理）等の各処理において、積層ウェハ１０をカセットに保持させ、このカセットを単位として行う。これによって、複数枚の積層ウェハをまとめて一括処理することができる。

図２は本発明のカセットを説明するための図である。なお、図２は示すカセットは一例であって、この構成に限られるものではない。

図２において、カセット１００は、積層ウェハ１０を軸方向において前後方向で挟む２つの枠体１００ａ，１００ｂと、この２つの枠体１００ａ，１１０ｂを連結する連結部材（１００ｃ〜１００ｅ）を備える。連結部材（１００ｃ〜１００ｅ）は、枠体１００ａ，１００ｂを連結すると共に、積層ウェハ１０をカセット１００に保持し、さらに、積層ウェハ１０を回転駆動する回転ローラの役割を持たせることもできる。

図２は、連結部材として、積層ウェハ１０に回転駆動力を伝える駆動ローラ１００ｃ、積層ウェハ１０を回転自在に支持すると共に、駆動ローラ１００ｃの回転駆動に応じて回転する従動ローラ１００ｄ、および、積層ウェハ１０を駆動ローラ１００ｃと従動ローラ１００ｄに対して押圧することで保持する押さえローラ１００ｅを備える構成を示している。

図２（ａ）はカセット１００のみの構成を示し、図２（ｂ）はカセット１００に積層ウェハ１０を保持させた状態を示している。駆動ローラ１００ｃは、駆動機構（図示していない）によって駆動され、支持する積層ウェハ１０を回転駆動する。従動ローラ１００ｄは、回転する積層ウェハ１０の回転に従って回転する。なお、従動ローラ１００ｄは、駆動ローラ１００ｃと伝達機構（図示していない）を介して連結することで駆動させたり、駆動機構（図示していない）によって回転駆動させてもよい。

押さえローラ１００ｅは、設置された積層ウェハ１０に対して接近および離隔自在とし、図２中において、積層ウェハ１０を上方から接触して押さえることで、積層ウェハ１０をカセット１００内に保持させることができる。なお、図２には、押さえローラ１００ｅを積層ウェハに押させる機構は図示しないが、例えば、押さえバネによって押さえることができる。

図３，４は、本発明の接着剤注入装置の動作の概略を説明するための図である。図３はフローチャートを示し、図４は動作の各状態例を示している。

はじめに、積層ウェハ１０の外周端面に、注入口を除いてシールを形成する。このシール形成工程は、積層ウェハ１０の外周端面にシール材の樹脂を塗布する工程（図４（ａ））(S1a)と、塗布したシール材の樹脂を硬化させる工程（図４（ｂ））（S1b）とを備える。シール材の樹脂硬化は、シール硬化装置４１によって行う。シール硬化装置４１は、例えば樹脂が紫外線硬化性樹脂である場合には紫外線を照射することで硬化させ、また、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には加熱することで硬化させる(S1)。

次に、積層ウェハ１０のウェハ間に絶縁性樹脂からなる接着剤を注入する。接着剤の注入は、積層ウェハ１０を収納する容器を真空ポンプで排気し(S2a)、積層ウェハ１０に注入口に、接着剤を接触させて接液し(S2b)、その後、容器内にＮ_２ガス等を導入することで内部の圧力を大気圧に開放あるいは、大気圧以上の圧力に加圧し、積層ウェハ１０内外の差圧を利用して、接液した接着剤を積層ウェハ１０の内部に注入する。この接着剤の注入において、積層ウェハ１０内への注入を容易とするために、接着剤を加熱して接着剤の粘度を下げてもよい（S2c）。これによって、積層ウェハ１０のウェハ間に接着剤６１を注入する(S2)。

積層ウェハ１０のウェハ間に接着剤を注入した後、注入口に付着している余剰の接着剤を拭き取る。接着剤の拭き取りは、例えば、拭き取り装置８１の拭き取り材を積層ウェハ１０の注入口に接触させることで行うことができる（図４（ｄ））（S3）。余剰の接着剤を拭き取った後、注入した接着剤を硬化させて積層ウェハを接着させる。接着剤の硬化は、例えば、加熱によって行うことができる（図４（ｅ））(S4)。

接着剤を硬化させた後、積層ウェハ１０を接着剤注入装置からを取り出す（S5）。

本発明は、積層ウェハ１０に対するこれら各工程を、複数枚の積層ウェハ１０をカセット１００に取り付けた状態でカセット単位で行う。

以下、シール形成装置のシール塗布部３の構成について、図５〜図８を用いて説明する。この構成例は、積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を浸透させた塗布ローラを接触させ、積層ウェハを軸回転させることによって、積層ウェハの外周端面を連続的にシールする例である。

はじめに、シール形成装置のシール塗布部３の構成例について説明する。図５は構成例の概略平面図であり、図６は構成例の概略斜視図である。

図５、図６において、シール塗布部３は、カセット１００に保持された積層ウェハ１０を導入し、積層ウェハ１０の外周端面にシール材の樹脂を塗布する。積層ウェハ１０は、カセット１００の駆動ローラ１００ｃと従動ローラ１００ｄ上に載置されると共に、押さえローラ１００ｅによって下方に押圧されて保持される。押さえローラ１００ｅは、例えば押さえバネ３５によって積層ウェハ１０を下方に押させる。なお、従動ローラ１００ｄは駆動ローラとしてもよい。積層ウェハ１０は、図示しない駆動機構で駆動される駆動ローラ１００ｃによって軸回転する。

また、シール塗布部３は、積層ウェハ１０の外周端面１１と接触してシール材の樹脂を塗布する塗布ローラ３４を備える。また、シール材の樹脂３１を保持する容器３２を備える。塗布ローラ３４の一部は、容器３２内に保持されるシール材の樹脂３１に漬すことによって、ローラ面にシール材の樹脂を含浸あるいは付着させる。

シール塗布部３は、駆動ローラ１００ｃ、従動ローラ１００ｄ、および押さえローラ１００ｆによって積層ウェハ１０を回転させると共に、積層ウェハ１０の外周端面１１の一部に塗布ローラ３４を押し当てる。塗布ローラ３４のローラ面には、シール材３１の樹脂が含浸あるいは付着されているため、塗布ローラ３４を積層ウェハ１０の外周端面１１の接触させることによって、シール材の樹脂はローラ面上から外周端面１１に転写され、外周端面１１には樹脂が塗布される。

なお、塗布ローラ３４の外周面にスクレーバ３６を当接することによって、ローラ面に余剰に付着した樹脂を取り除き、積層ウェハ１０の外周端面１１と接触する塗布面での樹脂量を一定に保持させることができる。

次に、シール材の樹脂の塗布動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。

はじめに、積層ウェハ１０をシール塗布部３に取り付け（S11）、塗布ローラ３４を図示していない上昇機構によって上昇させて、積層ウェハ１０の開始点３７ａに接触させる(S12a)。

積層ウェハ１０の開始点３７ａに接触させた後、駆動ローラ１００ｃによって積層ウェハ１０を回転させ、シール材の樹脂３１を塗布ローラ３４から積層ウェハ１０の外周端面１１に転写させる。

積層ウェハ１０を回転させながら樹脂３１を塗布する。これによって、積層ウェハ１０の外周端面１１において、塗布範囲１２にシール材の樹脂３１が塗布され、塗布除外範囲にはシール材の樹脂３１は塗布されない(S12b) 。

樹脂３１を塗布した後、図示しない昇降機構によって、塗布ローラ３４を積層ウェハ１０の外周端面１１から移動させて、塗布ローラ３４を積層ウェハ１０の外周端面１１から切り離す（S12c）。S12a〜S12cによって、塗布処理が行われる(S12)。

シール塗布部３において、積層ウェハ１０の外周端面１１にシール材の樹脂を塗布した後、積層ウェハ１０をシール硬化部４に移動させる。シール硬化部４において、積層ウェハ１０に塗布した樹脂を硬化させる。この樹脂の硬化は、例えば樹脂が紫外線硬化性樹脂である場合には紫外線を照射することで硬化させ、また、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には加熱することで硬化させる(S13)。シール材の樹脂を硬化させた後、積層ウェハをシール形成装置から取り出し(S14)、その後、積層ウェハのウェハ間の隙間に接着剤を注入してウェハを接着させる。

次に、接着剤注入部６の構成例について説明する。図８は構成例の概略平面図であり、図９は構成例の概略斜視図である。

図８、図９において、接着剤注入部６は、カセット１００に保持された積層ウェハ１０を導入し、外周端面にシール材の樹脂３１が形成された積層ウェハ１０のウェハ間に接着剤を注入する。積層ウェハ１０は、カセット１００内に注入口１６を下方位置に位置あわせた状態で接着剤注入室６０内に取り付けられる。このとき、複数の積層ウェハ１０は、シール塗布部３において位相合わせは完了している。

接着剤注入部６は、積層ウェハ１０の注入口１６と接触して接着剤を注入するために、接着剤６１の絶縁樹脂を保持する容器６２を備える。接着剤注入室６０は、内部を真空に減圧する真空ポンプ６４と、内部を大気圧の戻すあるいは加圧するためにガスを導入するガス導入部６５を備える。

容器６２は昇降部６３によって上下動自在であり、容器６２を上昇させることによって、接着剤６１を積層ウェハ１０の注入口１６に接液させ、また、容器６２を下降させることによって、接着剤６１を積層ウェハ１０の注入口１６から離すことができる。

次に、接着剤の樹脂の注入動作について、図１０のフローチャート、および図１１の注入動作を説明するための図を用いて説明する。

はじめに真空ポンプ６４によって接着剤注入室６０内を真空に排気する(S21)。シール形成工程によって外周端面にシールを形成した積層ウェハ１０を接着剤注入室６０内に導入し(S22)、接着剤注入室６０内でカセット１００を位置決めすることによって積層ウェハ１０の位置決めを行う（図１１（ａ））(S23)。

真空状態の接着剤注入室６０内に導入された積層ウェハ１０は、積層ウェハ１０のウェハ間の隙間も真空状態となっている。昇降部６３を駆動して容器６２を上昇させ、積層ウェハ１０の注入口１６に接着剤６１の液を接液させる（図１１（ｂ））（S24）。

その後、ガス導入部６５によって接着剤注入室６０内にＮ_２ガスを導入し、接着剤注入室６０内の圧力を、大気圧あるいは大気圧以上の圧力に高める。このガス導入による容器内の圧力上昇によって、積層ウェハ１０の内外に圧力差を生じさせる。この圧力差により、接着剤６１の樹脂は積層ウェハ１０のウェハ間の隙間に浸透し、接着剤の注入を行うことができる。このとき、接着剤６１を加熱して接着剤６１の粘性を下げることによって、接着剤６１の注入を容易とすることができる（図１１（ｃ））(S25)。

接着剤６１の注入が完了した後、昇降部６３を駆動して容器６２を下降させ、接着剤６１を積層ウェハ１０の注入口１６から離す（S26）。

接着剤６１を注入した積層ウェハ１０は、カセット１００に保持させた状態で、拭き取り部８の拭き取り室８０内に移動させる(S27)。

図１２は、拭き取り部８の一構成例を説明するための図である。図１２において、拭き取り部６は、積層ウェハ１０の注入口１６に付着している余剰の接着剤を拭き取るために、拭き取り装置８１を備える。拭き取り装置８１は、例えば、拭き取り材８２を２本のローラ間でエンドレスに回転自在に取り付け、この拭き取り材８２を回転させながら積層ウェハ１０の注入口１６に接触させることによって注入口１６に付着している余剰の接着剤を拭き取る。

拭き取り装置８１は昇降部（図示していない）によって上下動自在であり、拭き取り装置８１を上昇させることによって、拭き取り材を積層ウェハ１０の注入口１６に接触させ(S27)、拭き取り材を回転させることで余剰の接着剤を拭き取る(S28)。拭き取った後は、拭き取り装置８１を下降させ、カセット１００を拭き取り室８０内から取り出すことによって積層ウェハ１０の取り出しを行う(S29)。

次に、本発明の接着剤注入装置の別の構成について図１３を用いて説明する。図１３に示す構成では、シール硬化部４の下流側に設ける接着剤注入部６として複数の接着剤注入室６０Ａ，６０Ｂを設ける。

接着剤注入室６０Ａは仕切弁１１２Ａを介して接続され、接着剤注入室６０Ｂは仕切弁１１２Ｂを介して接続される。接着剤注入室６０Ａは、接着剤６１を入れた容器６２Ａ、容器６２Ａを上下動させる昇降部６３Ａ、接着剤注入室６０Ａ内を真空排気する真空ポンプ６４Ａ、接着剤注入室６０Ａ内にガスを導入するガス導入部６５Ａを備え、また、接着剤注入室６０Ｂは、接着剤６１を入れた容器６２Ｂ、容器６２Ｂを上下動させる昇降部６３Ｂ、接着剤注入室６０Ｂ内を真空排気する真空ポンプ６４Ｂ、接着剤注入室６０Ｂ内にガスを導入するガス導入部６５Ｂを備える。

シール硬化室４０Ａからは、仕切弁１１２Ａ，１１２Ｂを介してカセット１００に納められた積層ウェハ１０が導入される。

ここで、接着剤注入部６で行う注入速度がシール硬化部４における硬化速度よりも遅い場合には、積層ウェハの処理速度は、処理速度が遅い接着剤注入部６の速度に依存する。図１３に示す構成では、処理速度が遅い接着剤注入部６の接着剤注入室６０の室数を増やす構成とすることによって、接着剤注入装置の全体の処理速度を向上させる。

図１４は、本発明の接着剤注入装置１の全体の構成を説明するための概略構成図である。なお、上述したシール塗布部３，シール硬化部４，接着剤注入部６，拭き取り部８，接着剤硬化部９は、接着剤注入装置１の全体を形成する各構成部であり、図１４に示す構成は、接着剤注入の処理をより効率的なもとする一構成例である。

図１４において、接着剤注入装置１は、積層ウェハの処理の流れに沿って、前処理部２、シール塗布部３、シール硬化部４、排気部５、接着剤注入部６および接着剤準備部７、拭き取り部８、接着剤硬化部９を備え、各部を構成する前処理室２０、シール塗布室３０、シール硬化室４０、排気室５０、接着剤注入室６０および接着剤準備室７０、拭き取り室８０、接着剤硬化室９０をインラインに配置する。接着剤準備室７０は接着剤注入室６０と並列させて配置し、接着剤準備室７０で準備した接着剤を接着剤注入室６０に移動させて接着剤の注入処理を行い、一つのカセット１００について積層ウェハ１０に対して接着剤の注入が完了した後に再び接着剤準備室７０に戻し、次のカセット１００に保持される積層ウェハ１０での接着剤注入の準備を行う。

接着剤準備室７０は、接着剤を加熱して粘度を下げる予備加熱室７０ａと、減圧した接着剤内の気泡を放出させる接着剤脱泡室７０ｂとを備える。一方、接着剤注入室６０は、第１の接着剤注入室６０ａと第２の接着剤注入室６０ｂとを備える。第１の接着剤注入室６０ａと第２の接着剤注入室６０ｂとを、排気室５０と拭き取り室８０との間でインラインに配置する。第１の接着剤注入室６０ａは、接着剤脱泡室７０ｂから脱泡が完了した接着剤を受け取って接着剤の注入処理を行う。一方、第２の接着剤注入室６０ｂは、第１の接着剤注入室６０ａで注入処理に用いて後の残りの接着剤を予備加熱室７０ａに戻す。予備加熱室７０ａは、第２の接着剤注入室６０ｂから戻された接着剤を再度予備加熱し、接着剤脱泡室７０ｂに送り、脱泡処理を行わせる。

上記したように、接着剤は、予備加熱室７０ａ、接着剤脱泡室７０ｂ、第１の接着剤注入室６０ａ、第２の接着剤注入室６０ｂを循環する。

上記構成において、前処理部２の前処理室２０では、積層ウェハ１０をカセット１００に取り付ける。以後の積層ウェハ１０の処理は、カセット１００に取り付けられた状態で行われる。また、排気部５の排気室５０にはターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）および油回転真空ポンプ（ＤＲＰ）が接続され、第１の接着剤注入室６０ａの圧力に備えて減圧する。また、第１の接着剤注入室６０ａおよび接着剤脱泡室７０ｂには油回転真空ポンプ（ＤＲＰ）が接続される。

また、予備加熱室７０ａには、接着剤供給室７０ｃから接着剤の供給を受け、接着剤注入によって減った接着剤を補充する。

図１５は、接着剤注入装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。

図１５のフローチャートにおいて、接着剤注入装置１の動作は、シール形成処理S10と接着剤注入処理S20と、接着剤拭き取り処理S30と、接着剤硬化処理S40と、装置からの取り出し処理S50と、接着剤の準備処理S100とを備える。

シール形成処理S10では、図７のフローチャートで示したように、カセット１００に設置した積層ウェハ１０を接着剤注入装置１に取り付け（S10a）、積層ウェハ１０の外周端面にシール材を塗布し（S10b）、塗布したシール材を硬化させ（S10c）、積層ウェハ１０をカセット１００に設置した状態でシール処理の装置から取り出す（S10d）。

一方、接着剤の準備処理S100において、導入した接着剤(S101)に予備加熱処理や脱泡処理を施しておく（S102）。

接着剤注入処理S20では、S10のシール形成処理によってシールを施した積層ウェハ１０と、準備処理S100で用意した接着剤６１とを用いて、積層ウェハ１０の注入口に接着剤６１を接液させ(S20a)、加熱して粘性を低下させると共に、減圧と大気圧への開放あるいは加圧によって、接着剤６１を積層ウェハ１０のウェハ間に注入を行って（S20b）、注入を完了させた後（S20c）、積層ウェハ１０をカセット１００と共に接着剤６１から離液させる（S20d）。

接着剤の注入処理S20の後は、接着剤拭き取り処理S30、接着剤硬化処理S40、装置からの取り出し処理S50を行う。

本発明によれば、一連の処理をライン内で行うことによって、外部の雰囲気に曝されないため、注入を行う接着剤の汚染を防ぐことができる。

本発明のシール形成方法、シール形成装置は、３次元の半導体装置、３次元の半導体回路装置に適用することができる。

３次元の積層型半導体装置の製造の概略を説明するための概略図である。本発明のカセットを説明するための図である。本発明の接着剤注入装置の動作の概略を説明するためのフローチャートである。本発明の接着剤注入装置の動作の概略を説明するための動作の各状態例を示す図である。本発明のシール形成装置のシール塗布部の構成例を説明するための概略平面図である。本発明のシール形成装置のシール塗布部の構成例を説明するための概略斜視図である。本発明のシール材の樹脂の塗布動作を説明するためのフローチャートである。本発明の接着剤注入部の構成例を説明するための概略平面図である。本発明の接着剤注入部の構成例を説明するための概略斜視図である。本発明の接着剤の樹脂の注入動作を説明するためのフローチャートである。本発明の接着剤の樹脂の注入動作を説明するための図である。本発明の拭き取り部の一構成例を説明するための図である。本発明の接着剤注入装置の別の構成を説明するための図である。本発明の接着剤注入装置１の全体の構成を説明するための概略構成図である。本発明の接着剤注入装置の動作例を説明するためのフローチャートである。従来のシールを用いてウェハ間の隙間に絶縁性接着材を注入する工程を説明するための図である。従来のウェハの全周に接着剤を配し真空差圧法によって樹脂を注入する工程を説明するための図である。

符号の説明

１…接着剤注入装置、２…前処理部、３…シール塗布部、４…シール硬化部、５…排気部、６…接着剤注入部、７…接着剤準備部、８…拭き取り部、９…接着剤硬化部、１０…積層ウェハ、１０ａ〜１０ｎ…積層ウェハ、１０Ａ，１０Ｂ…ウェハ、１０Ｃ…間隔、１１…ウェハ端面、１２…塗布範囲、１３…塗布除外範囲、１４…ノッチ、１５…オリフラ、１６…注入口、１７…位置決め部材、１８…シール、２０…前処理室、３０…シール塗布室、３１…シール材、３２…容器、３３…昇降部、３４…塗布ローラ、３５…押さえバネ、３６…スクレーバ、３７…シール材塗布部、３７ａ…塗布開始部、３７ｂ…塗布終了部、３８…保持ローラ、４０…シール硬化室、４１…シール硬化装置、５０…排気室、６０ａ，６０ｂ…接着剤注入室、６１…接着剤、６２…容器、６３…昇降部、６４…真空排気ポンプ、６５…ガス導入部、７０…予備加熱室、７０ａ…脱泡室、７０ｃ…接着剤供給室、８０…拭き取り室、８１…拭き取り装置、８２…拭き取り材、９０…接着剤硬化室、９１…接着剤硬化装置、１１０〜１１３…仕切弁。

Claims

少なくとも２枚のウェハを貼り合わせた積層ウェハの隣接するウェハ間の隙間に接着剤を注入する装置であって、
前記積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布する塗布手段を備える塗布室と、
前記塗布した樹脂を硬化させるシール材硬化手段を備えるシール硬化室と、
前記シールを形成した積層ウェハの隣接するウェハの隙間に、真空差圧法によって接着剤を注入する接着剤注入室と、
前記接着剤注入室で用いる接着剤を用意する接着剤準備室とをインラインに配して備え、
前記接着剤注入室は、
この接着剤注入室内を真空排気する排気部と、
この接着剤注入室内にガスを導入するガス導入部と、
前記接着剤準備室から接着剤を受け取り、当該接着剤を積層ウェハの外周端面に形成された接着剤の注入口に接触させる接液部とを備えることを特徴とする、接着剤注入装置。
前記接着剤を硬化させる接着剤硬化手段を備える接着剤硬化室を、前記インライン配置の接着剤注入室の下流側に備えることを特徴とする、請求項１に記載の接着剤注入装置。
前記接着剤準備室は、
前記接着剤を加熱する接着剤加熱手段を有する予備加熱室と
減圧によって前記接着剤中から気泡を排出させる脱泡室とを備え、
前記予備加熱室と前記脱泡室との間、および前記脱泡室と前記接着剤注入室との間を仕切弁を介して接続し、前記予備加熱室で加熱した接着剤を前記脱泡室に送り、当該脱泡室から接着剤を前記接着剤注入室に送ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接着剤注入装置。
前記接着剤注入室は、
前記積層ウェハを加熱する積層ウェハ加熱手段を備えることを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の接着剤注入装置。
前記接着剤注入室が備えるガス導入部は、
前記接着剤注入室内を大気圧に戻す、あるいは前記接着剤注入室内を大気圧以上に加圧することを特徴とする、請求項１から４の何れか一つに記載の接着剤注入装置。
前記シール硬化室に対して、前記接着剤注入室および接着剤準備室の経路を複数備えることを特徴とする、請求項１から５の何れか一つに記載の接着剤注入装置。