JP5207038B2 - 積層ウェハ端面のシール形成方法 - Google Patents

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の絶縁性樹脂の注入において、積層したウェハの端面にシールを形成するシール形成方法に関する。

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、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１３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、ウェハに設けたＣｕバンプ１２２を囲むと共に、一部に入り口１２４を残してＣｕ壁１２３を形成して真空室内に置き（図１３（ａ））、真空状態において入り口１２４を絶縁性接着剤１２５に浸し（図１３（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１３（ｃ））、ウェハの隙間に絶縁性接着剤１２５を注入させる（図１３（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１４において、接着剤注入装置１００は、真空チャンバ１０５内には、上治具１０２と下治具１０３からなる容器１０１と、この容器１０１を固定する上ステージ１０３と下ステージ１４を備え、容器１０１内に積層ウェハ１１０を配置する。真空チャンバ１０５には、内部を真空状態とする真空排気装置１０６と、内部に不活性ガスを導入する不活性ガス導入部１０７と、容器１０１内に接着剤を供給する接着剤供給部１０８と接続されている。

不活性ガスを容器１０１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。図１５は、積層ウェハ１１０の全周から接着剤を注入する状態を模式的に示している。図中の矢印１１１は接着剤の注入状態を示している。
特開平１１−２６１００１号公報 特開２００６−４９４４１号公報

上記した、矩形のＣｕ壁を形成し、Ｃｕ壁内に樹脂を注入する方法では、壁部分が矩形形状であることからウェハの周縁の部分に無駄となる部分が生じるという問題がある。

また、上記した、積層ウェハの全周から接着剤を注入する方法では、矩形のＣｕ壁を形成することによるウェハ周縁における無駄部分の発生を防ぐことができるが、この工程はウェハの大面積部分に樹脂を注入し浸漬するために、引き続いて行う後工程において、樹脂拭き取り工程が必要となり、工程数が増加するという問題がある。

そこで、本出願人は、他の特許出願において積層ウェハの端面部分にシールを形成することを提案している。

図１６は円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法の一例を示している。図１６に示す方法では、円形の積層ウェハ１３０を回転させながらディスペンサ１４０からシール材の樹脂を滴下させることによって、積層ウェハ１３０の外周の端面１３１にシール材の樹脂１３４を塗布する。このシール材の樹脂１３４の塗布において、外周の一部に非塗布部を設けこの部分への塗布を避けることによって、積層ウェハ１３０のウェハ間に接着剤を注入するための注入口１３７を形成する必要がある。この例では、注入口１３７を形成するために、積層ウェハ１３０の回転角度を制御している。

この積層ウェハの端面部分にシールを形成する際に、円形の積層ウェハがその外周面にノッチやオリフラ等を設け構成である場合には、種々の課題が生じることが予想される。

このノッチやオリフラ等により生じる問題の一つとして、塗布工程が複雑となるという点がある。

積層ウェハの外形形状が円形であるため、積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布するには、積層ウェハと塗布機構の少なくも一方を回転させる必要がある。

図１７は、積層ウェハ１３０を回転させながら、ディスペンサ１４０から吐出したシール材の樹脂をウェハ端面１３１に塗布させる例を示している。この塗布においては、均一な塗布を行うにために、ディスペンサ１４０とウェハ端面１３１との距離を一定に保持させる必要がある。

積層ウェハ１３０の外周面にノッチやオリフラ等の不均等な形状が形成されている場合には、このノッチやオリフラの部分と、ウェハ端面１３１の他の部分とは積層ウェハの中心からの距離が異なるため、ノッチやオリフラ部分を塗布するときには、ディスペンサ１４０と積層ウェハ１３０との距離が一定と成るように、ディスペンサ１４０あるいは積層ウェハ１３０の位置を制御する機構が必要である。

この制御機構は、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ノッチ１３２やオリフラの形状に合わせてディスペンサ１４０の高さを制御する必要があり、ディスペンサの駆動制御が複雑となる他、ノッチやオリフラの形状が変化した場合には、その形状に合わせてディスペンサの駆動制御を変更する必要がある。

ノッチやオリフラ等により生じる他の問題として、ノッチやオリフラの機能低下の点がある。

ノッチやオリフラは、積層ウェハの回転方向を確認するために設けられる形状であり、シール材の樹脂を塗布した後の、例えば、接着剤の注入工程においても使用される。したがって、接着剤の注入工程の前後において、ノッチやオリフラの形状が変化することは望ましくない。

図１８（ａ）はノッチ１３２内にシール材の樹脂１３４が入り込み、ノッチ１３２内がシール材１３５で埋められた状態を示している。この状態では、ノッチ１３２の凹部とウェハ端面１３１との識別が困難となり、積層ウェハの回転方向を確認することが困難となる。また、オリフラ１３３とウェハ端面１３１の円形部分との境界では、変曲点を形成し法線方向が異なるため、シール材の樹脂１３４の塗布が不均一となるおそれがあり、積層ウェハの方向のずれの発生を招き、最終製品の歩留まりにも影響することになる。

そのため、ノッチの凹部を埋めたシール材や、オリフラ部分で不均一に塗布されたシール材は除去しておく必要がある。しかしながら、ノッチやオリフラに付着した不要なシール材の樹脂を除去することは、工程の増加を招く他、外力を加える工程であるため、積層ウェハに形成された半導体素子を損傷する危険性もあるという問題がある。特に、シール材の樹脂を硬化させた後に不要なシール材の樹脂を除去する場合には、半導体素子が損傷される危険性が高まることになる。

また、ノッチやオリフラ等により生じるさらに別の問題として、シールの機能低下の点がある。ノッチやオリフラは、ウェハ端面１３１との境界部分で変曲点を形成しているため、図１８（ｂ）に示すように、シール材の樹脂１３４の塗布が不十分となってシール材の樹脂が不足して、抜け部分１３６が発生するおそれがある。

上記したように、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法では、塗布工程が複雑となるという問題点、ノッチやオリフラの機能やシールの機能が低下するという問題点等が想定される。

そこで、本発明は、前記した円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定される問題点を解決することを目的とする。

本発明は、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定される塗布工程の複雑さの問題を解決して、簡易な方法で円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することを目的とする。

本発明は、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定されるノッチやオリフラの機能の低下の問題を解決して、ノッチやオリフラの機能低下を招くことなく、円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することを目的とする。

本発明は、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定されるシールの機能の低下の問題を解決して、シールの機能低下を招くことなく、円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することを目的とする。

本発明は、複数層からなる円形平板状の基板の端面にシール材の樹脂を塗布する方法であって、ウェハが備えるノッチやオリフラの部分をシール材の樹脂の非塗布部分として塗布を行い、この非塗布部分を接着剤の注入口とする。

これによって、シール材の樹脂の塗布において、中心からの距離が円形の外周面と異なる共に、変曲点を伴うノッチやオリフラの部分を避けることができるため、シール材の樹脂の塗布を簡易なものとすることができ、また、ノッチやオリフラの機能の低下やシール機能の低下を防ぐことができる。

本発明のシール形成方法は、少なくとも２枚の積層ウェハ間に接着剤を注入するための空間を形成するために、積層ウェハの外周端面にシールを形成するシール形成方法である。積層ウェハは円形形状であり、この積層ウェハを位置決めするためのノッチ又はオリフラを外周端面に有する。このシール形成において、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工程を備える。この塗布工程は、少なくともノッチ又はオリフラを内側に含む範囲を非塗布部として積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布し、シール材の樹脂を塗布しない非塗布部分により形成される開口部を、接着剤を注入するための注入口とする。

塗布工程を行う塗布手段は、塗布ローラやディスペンサ等、種々の手段を適用することができる。塗布ローラを用いて塗布を行う場合には、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塗布位置を移動させることによって、積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布する。塗布ローラと積層ウェハの外周端面とを分離することによって、非塗布部分への塗布を止めることができる。

また、ディスペンサを用いて塗布を行う場合には、積層ウェハの外周端面にディスペンサからシール材の樹脂を連続的に線引き滴下させ、積層ウェハを軸回転させることによって塗布位置を移動させることによって、積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布する。ディスペンサと積層ウェハの外周端面とを距離を大きくすることによって線引き滴下を停止させ、非塗布部分への塗布を止めることができる。

また、塗布工程において、シール材の樹脂を塗布する前に、積層ウェハが備えるノッチ又はオリフラを指標として積層ウェハの回転位置の位置決めを行い、この位置決めに基づいて、積層ウェハの外周端面に樹脂を塗布する塗布部分と、樹脂を塗布しない非塗布部分の位置を定める。

さらに、シール形成方法は、塗布したシール材の樹脂を硬化させる硬化工程を含む構成とすることができる。硬化工程において、積層ウェハの外周端面に塗布した樹脂の硬化は複数の形態により行うことができる。

硬化の一形態は、樹脂を紫外線硬化性樹脂とし、塗布工程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、塗布工程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、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定される問題点を解決することができる。

より詳細には、本発明によれば、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定される塗布工程の複雑さの問題を解決して、簡易な方法で円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することができる。

本発明によれば、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定されるノッチやオリフラの機能の低下の問題を解決して、ノッチやオリフラの機能低下を招くことなく、円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することができる。

本発明によれば、円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによって端面部分にシールを形成する方法に想定されるシールの機能の低下の問題を解決して、シールの機能低下を招くことなく、円形の積層ウェハの外周面にシール材の樹脂を塗布することができる。

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に接着剤を充填する注入工程を行う部分とを備える。

図１では、シール形成工程と注入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２と樹脂硬化部３を含むシール形成装置１によって行われる。注入工程は、シール形成装置１の下流側に配置して樹脂注入部４によって行われる。シール塗布部２はシール塗布室５内に塗布装置を備え、樹脂硬化部３は樹脂硬化室６内に硬化装置を備え、および樹脂注入部４は樹脂注入室７内にウェハ接着装置を備える。シール塗布室５、樹脂硬化室６、および樹脂注入室７の各部間には仕切弁８ｂ，８ｃが設けられる。また、シール塗布室５と外気との間、および樹脂注入室７と外気との間には仕切弁８ａ，８ｄが設けられる。

シール塗布部２は、仕切弁８ａを通して積層ウェハ１０をシール塗布室５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。

樹脂硬化部３は、仕切弁８ｂを通してシールを形成した積層ウェハ１０を樹脂硬化室６内に導入し、導入した積層ウェハ１０のシール材の樹脂を硬化装置６０によって硬化する。塗布してシールを形成する。

樹脂注入部４は、仕切弁８ｃを通してシールを硬化させた積層ウェハ１０を樹脂注入室７内に導入し、導入した積層ウェハ１０のウェハ間の隙間に、接着剤７０を注入する。接着剤７０が導入された積層ウェハ１０は、樹脂注入室７の仕切弁８ｄを通して外気側に導出される。樹脂注入部４は、樹脂注入室７内を真空排気する真空ポンプ７１、樹脂注入室７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７２を備える。樹脂注入部４は、真空ポンプ７１の真空排気による真空状態と、ガス導入部７２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。

以下、シール形成装置１のシール塗布部２の構成について、第１の構成例を図２〜図８を用いて説明し、第２の構成例を図９〜図１２を用いて説明する。第１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り、また、第２の構成例は、積層ウェハの外周端面にディスペンサからシール材の樹脂を連続的に線引き滴下させ、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１のシール塗布部２の第１の構成例について説明する。図２は第１の構成例の概略平面図であり、図３は第１の構成例の概略斜視図である。

図２、図３において、シール塗布部２は、積層ウェハ１０を支持すると共に、積層ウェハ１０を軸回転させる駆動ローラ２３と従動ローラ２４を備える他、積層ウェハ１０を下方に押圧する押さえローラ２５を備える。押さえローラ２５は、例えば押さえバネ２６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２４は駆動ローラとしてもよい。

また、シール塗布部２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２２を備える。また、シール材の樹脂２０を保持する容器２１を備える。塗布ローラ２２の一部は、容器２１内に保持されるシール材の樹脂２０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２は、駆動ローラ２３、従動ローラ２４、および押さえローラ２５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２２を押し当てる。塗布ローラ２２のローラ面には、シール材の樹脂が含浸あるいは付着されているため、塗布ローラ２２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２２の外周面にスクレーバ２７を当接あるいは近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、本発明のシール形成方法によって形成した塗布例について、図４を用いて説明する。

図４（ａ）は積層ウェハ１０にノッチ１４が設けられた場合の塗布例を示し、図４（ｂ）は積層ウェハ１０にオリフラ１５が設けられた場合の塗布例を示している。

図４（ａ）において、積層ウェハ１０は、外周面のウェハ端面１１にノッチ１４を有している。本発明のシール形成方法では、このノッチ１４を含む範囲をシール材の樹脂を塗布しない非塗布部１３とし、その他の外周面にシール材の樹脂を塗布して塗布部１２を形成する。塗布部１２は、非塗布部１３を除いて積層ウェハ１０の外周面をシールし、積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入する空間を形成する。また、非塗布部１３は、この積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入するための注入口１６を形成することになる。

非塗布部１３は、積層ウェハ１０の外周面において、積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入するに十分な所定幅に設定することができる。また、ノッチ１４はこの非塗布部１３の範囲内の任意の位置に設定することができ、非塗布部１３の範囲の端部から均等位置、あるいは不均等な位置に配置することができる。

少なくともノッチ１４の部分にシール材の樹脂を塗布しないことによって、ノッチによるシール材の樹脂が不均一に塗布されることを防ぐことができ、ノッチ部分にシール材の樹脂が塗布されることによるノッチ機能の低下や、シールの機能の低下を抑制することができる。

図４（ｂ）において、積層ウェハ１０は、外周面のウェハ端面１１にオリフラ１５を有している。本発明のシール形成方法では、このオリフラ１５を含む範囲をシール材の樹脂を塗布しない非塗布部１３とし、その他の外周面にシール材の樹脂を塗布して塗布部１２を形成する。塗布部１２は、非塗布部１３を除いて積層ウェハ１０の外周面をシールし、積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入する空間を形成する。また、非塗布部１３は、この積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入するための注入口１６を形成することになる。

非塗布部１３は、積層ウェハ１０の外周面において、積層ウェハ１０の内部に接着剤を注入するに十分な所定幅に設定することができる。また、非塗布部１３の幅は、少なくともオリフラ１５の幅よりも広く設定し、非塗布部１３の範囲内において任意の位置に設定することができ、非塗布部１３の範囲の端部から均等位置、あるいは不均等な位置に配置することができる。

少なくともオリフラ１５の部分にシール材の樹脂を塗布しないことによって、オリフラによるシール材の樹脂が不均一に塗布されることを防ぐことができ、オリフラ部分にシール材の樹脂が塗布されることによるオリフラ機能の低下や、シールの機能の低下を抑制することができる。

次に、第１の構成例によるシール材に樹脂の塗布動作について、図５のフローチャートおよび図６の動作を説明する図を用いて説明する。

はじめに、積層ウェハ１０をシール塗布部２に取り付け（S1）、積層ウェハ１０の位置決めを行う。積層ウェハ１０の位置決めは、積層ウェハ１０の設けたノッチ１４あるいはオリフラ１５を用いて行うことができる。

図６（ａ）、（ｂ）は、積層ウェハ１０の位置決めを行う状態を示している。積層ウェハ１０には、ノッチ１４あるいはオリフラ１５が設けられている。なお、図６では、ノッチ１４とオリフラ１５とを併設した例を示しているが、何れか一方を備える構成とすることができる。

積層ウェハ１０の外周端面１１に設けるシールは、真空差圧法による圧力差によってウェハ間の隙間に接着剤を注入するためにウェハの外周部分を囲む構成部材である。このシールは、この囲み部分を形成するために、シール材の樹脂を塗布する部分（塗布部１２）と、接着剤を内部に注入する注入口１６を形成するために、シール材の樹脂を塗布しない部分（非塗布部１３）とを備える。そのため、積層ウェハ１０は、シール材の樹脂を塗布する部分と塗布しない部分を区分けするために、積層ウェハ１０の位置決めを行う必要がある。

この位置決めは、ノッチ１４あるいはオリフラ１５と駆動機構側に設けた対応部分とを位置合わせすることによって行う他に、ノッチ１４あるいはオリフラ１５を用いて積層ウェハの位置を検出することで行うことができる。

なお、図６では、ノッチ１４あるいはオリフラ１５の位置を、注入口１６あるいは非塗布部１３の位置とする例を示しているが、ノッチ１４あるいはオリフラ１５と、注入口１６あるいは非塗布部１３との位置関係は任意に定めることができる。図６は、ノッチ１４の位置をシール材の塗布の開始点２８ａとする例を示している。

図６（ｂ）において、積層ウェハ１０を駆動ローラ２３によって回転させ、シール材の塗布の開始点２８ａが塗布ローラ２２の上方位置となるように、積層ウェハ１０の回転位置を位置決めする(S2)。

積層ウェハ１０の回転位置を位置決めした後、塗布ローラ２２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２８ａに接触させる(S3)。

積層ウェハ１０の開始点２８ａに接触させた後、駆動ローラ２３によって積層ウェハ１０を回転させ、シール材の樹脂２０を塗布ローラ２２から積層ウェハ１０の外周端面１１に転写させる。図５（ｄ）は、塗布ローラ２２から積層ウェハ１０の外周端面１１にシール材の樹脂２０を転写する途中状態を示している(S4)。

積層ウェハ１０を回転させながらシール材の樹脂２０を所定角度まで塗布する。図６（ｅ）は、積層ウェハ１１を終点２８ｂまで回転させた状態を示している。これによって、積層ウェハ１０の外周端面１１において、塗布部１２にシール材の樹脂２０が塗布され、非塗布部にはシール材の樹脂２０は塗布されない(S5)。

シール材の樹脂２０を塗布した後、図示しない昇降機構によって、塗布ローラ２２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２２を積層ウェハ１０の外周端面１１から切り離す（S6）。

このシール材の樹脂の塗布を、積層ウェハの外周端面において注入口を除く全周に亘って連続して行い、これによってウェハの隙間内部を気密状態とする。

シール塗布部２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を樹脂硬化部３に移動させる。樹脂硬化部３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(S7)。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(S8)、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。

図７，８は複数の積層ウェハにシールを形成する構成例を示している。複数の積層ウェハ１０ａ，１０ｂ，…１０ｎを軸方向に配置し、各積層ウェハを保持ローラ２９で保持すると共に、前記した構成と同様に、駆動ローラ２３，従動ローラ２４，および押さえローラ２５によって回転駆動可能とする。

前記した構成と同様に、複数の積層ウェハ１０ａ，１０ｂ，…１０ｎの一端に塗布ローラ２２を接触させることによって、複数の積層ウェハ１０の外周端面１１に同時にシール形成する。

次に、シール形成装置１のシール塗布部２の第２の構成例について説明する。図９は第２の構成例の概略斜視図である。

図９において、シール塗布部２は、積層ウェハ１０を支持すると共に、積層ウェハ１０を軸回転させる駆動ローラ２３と従動ローラ２４を備える。

また、シール塗布部２は、積層ウェハ１０の外周端面１１にシール材の樹脂を線引き滴下するディスペンサ３０を備える。

シール塗布部２は、ディスペンサ３０から積層ウェハ１０の外周端面１１にシール材の樹脂を滴下させ、この状態で駆動ローラ２３、従動ローラ２４によって積層ウェハ１０を回転させることによって、外周端面１１にシール材の樹脂を線引きする。これによって、外周端面１１には樹脂が連続して塗布される。

次に、第２の構成例によるシール材に樹脂の塗布動作について、図１０のフローチャートおよび図１１の動作を説明する図を用いて説明する。

はじめに、積層ウェハ１０をシール塗布部２に取り付け（S11）、積層ウェハ１０の位置決めを行う。積層ウェハ１０の位置決めは、積層ウェハ１０の設けたノッチ１４あるいはオリフラ１５を用いて行うことができる。

図１１（ａ）、（ｂ）は、積層ウェハ１０の位置決めを行う状態を示している。積層ウェハ１０には、ノッチ１４あるいはオリフラ１５が設けられている。なお、図１１では、ノッチ１４とオリフラ１５とを併設した例を示しているが、何れか一方を備える構成とすることができる。

積層ウェハ１０の外周端面１１に設けるシールは、真空差圧法による圧力差によってウェハ間の隙間に接着剤を注入するためにウェハの外周部分を囲む構成部材である。このシールは、この囲み部分を形成するために、シール材の樹脂を塗布する部分（塗布部１２）と、接着剤を内部に注入する注入口１６を形成するために、シール材の樹脂を塗布しない部分（非塗布部１３）とを備える。そのため、積層ウェハ１０は、シール材の樹脂を塗布する部分と塗布しない部分を区分けするために、積層ウェハ１０の位置決めを行う必要がある。

この位置決めは、ノッチ１４あるいはオリフラ１５と駆動機構側に設けた対応部分とを位置合わせすることによって行う他に、ノッチ１４あるいはオリフラ１５を用いて積層ウェハの位置を検出することで行うことができる。

なお、図１１では、ノッチ１４あるいはオリフラ１５の位置を、注入口１６あるいは非塗布部１３の位置とする例を示しているが、ノッチ１４あるいはオリフラ１５と、注入口１６あるいは非塗布部１３との位置関係は任意に定めることができる。図１１は、ノッチ１４の位置をシール材の塗布の開始点２８ａとする例を示している。

図１１（ｂ）において、積層ウェハ１０を駆動ローラ２３によって回転させ、シール材の塗布の開始点２８ａがディスペンサ３０の下方位置となるように、積層ウェハ１０の回転位置を位置決めする(S12)。

積層ウェハ１０の回転位置を位置決めした後、ディスペンサ３０を図示していない上昇機構によって下降させて、積層ウェハ１０の開始点２８ａに接触させる（図１１（ｃ））(S13)。

ディスペンサ３０を積層ウェハ１０の開始点２８ａに接触させた後、ディスペンサ３０からシール材の樹脂２０の吐出を開始し(S14)、ディスペンサ３０を積層ウェハ１０から離す。樹脂は粘度を有しているため、シール材の樹脂は、糸を引くようにして積層ウェハ１０のウェハ端面１１に繋がっている(S15)。

ディスペンサ３０の吐出口からシール材の樹脂２０を吐出されながら、駆動ローラ２３によって積層ウェハ１０を回転させると、外周端面１１にはシール材の樹脂２０が線引き滴下される。図１１（ｄ）は、ディスペンサ３０から積層ウェハ１０の外周端面１１にシール材の樹脂２０を線引き滴下する途中状態を示している(S16)。

積層ウェハ１０を回転させながら樹脂２０を所定角度まで塗布する。図１１（ｅ）は、積層ウェハ１１を終点２８ｂまで回転させた状態を示している。これによって、積層ウェハ１０のウェハ端面１１において、塗布部１２にシール材の樹脂２０が塗布され、非塗布部１３にはシール材の樹脂２０は塗布されない(S17)。

シール材の樹脂２０を塗布した後、図示しない昇降機構によって、ディスペンサ３０を積層ウェハ１０のウェハ端面１１から移動させて、ディスペンサ３０を積層ウェハ１０のウェハ端面１１に一端接触させ（図１１（ｅ））(S18)、ディスペンサ３０からの樹脂の吐出を停止した後(S19)、切り離す（図１１（ｆ））。ディスペンサ３０を一端接触させた後に、ディスペンサ３０を遠ざけて切り離すことによって、シール材の樹脂２０の終点位置２８ｂを位置決めすることができる（S20）。

シール塗布部２において、積層ウェハ１０のウェハ端面１１にシール材の樹脂２０を塗布した後、積層ウェハ１０を樹脂硬化部３に移動させる。樹脂硬化部３において、積層ウェハ１０に塗布したシール材の樹脂を硬化させる。このシール材の樹脂の硬化は、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(S21)。シール材の樹脂２０を硬化させた後、積層ウェハ１０をシール形成装置から取り出し(S22)、その後、積層ウェハ１０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。

図１２は複数の積層ウェハにシールを形成する構成例を示している。複数の積層ウェハ１０ａ，１０ｂ，…１０ｎを軸方向に配置し、各積層ウェハを保持ローラ２９で保持すると共に、前記した構成と同様に、駆動ローラ２３，従動ローラ２４によって回転駆動可能とする。

前記した構成と同様に、複数の積層ウェハ１０ａ，１０ｂ，…１０ｎの外周端面にディスペンサ３０に線引き滴下させることによって、複数の積層ウェハ１０のウェハ端面１１にシール形成する。

なお、図１２に示す構成では、一つのディスペンサ３０を複数の積層ウェハの積層方向に移動させることでシールを形成する他、複数のディスペンサを複数の積層ウェハの積層方向に配列することによって複数の積層ウェハ１０のウェハ端面１１に同時にシール形成することができる。

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。

本発明の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 シール塗布部の第１の構成例について説明する図である。 本発明のシール形成装置の第１の構成例の概略平面図である。 本発明のシール形成方法による塗布例を示す図である。 本発明の第１の構成例による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。 本発明の第１の構成例によるシール材の樹脂の塗布動作を説明するための図である。 本発明の複数の積層ウェハにシールを形成する構成例を示す平面図である。 本発明の複数の積層ウェハにシールを形成する構成例を示す斜視図である。 本発明のシール形成装置の第２の構成例の概略斜視図である 本発明の第２の構成例による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。 本発明の第２の構成例によるシール材の樹脂の塗布動作を説明するための図である。 本発明のシール形成装置の第２の形態において、複数の積層ウェハにシールを形成する構成例を示す図である。 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。 従来の積層ウェハの全周から接着剤を注入する状態を模式的に示す図である。 円形の積層ウェハの外周面にシール材を塗布することによるシールの形成方法の一例を示す図である。 ディスペンサによるシール材の樹脂のウェハ端面への塗布例を示す図である。 ノッチあるいはオリフラ上へのシール材の塗布により課題を説明するための図である。

符号の説明

１…シール形成装置、２…シール塗布部、３…樹脂硬化部、４…樹脂注入部、５…シール塗布室、６…樹脂硬化室、７…樹脂注入室、８…仕切弁、１０，１０ａ〜１０ｎ…積層ウェハ、１０Ａ，１０Ｂ…ウェハ、１０Ｃ…間隔、１１…ウェハ端面、１２…塗布部、１３…非塗布部、１４…ノッチ、１５…オリフラ、１６…注入口、２０…シール材の樹脂、２１…容器、２２…塗布ローラ、２３…駆動ローラ、２４…従動ローラ、２５…押さえローラ、２６…押さえバネ、２７…スクレーバ、２８…シール材塗布部、２８ａ…塗布開始点、２８ｂ…塗布終了点、２９…保持ローラ、３０…ディスペンサ、５０…昇降部、６０…硬化装置、７０…接着剤、７１…真空ポンプ、７２…ガス導入部。

Claims (6)

1. 少なくとも２枚の積層ウェハ間に接着剤を注入するための空間を形成するために、積層ウェハの外周端面にシールを形成するシール形成方法であって、
   前記積層ウェハは円形形状であり、当該積層ウェハを位置決めするためのノッチ又はオリフラを外周端面に有し、
   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工程を備え、
   当該塗布工程は、少なくとも前記ノッチ又はオリフラを内側に含む範囲を非塗布部として積層ウェハの外周端面にシール材の樹脂を塗布し、このシール材の樹脂を塗布しない非塗布部分により形成される開口部を、接着剤を注入するための注入口とすることを特徴とする、積層ウェハ端面のシール形成方法。
2. 前記塗布工程において、
   前記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塗布位置を移動させることを特徴とする、請求項１に記載の積層ウェハ端面のシール形成方法。
3. 前記塗布工程において、
   前記積層ウェハの外周端面にディスペンサからシール材の樹脂を連続的に線引き滴下させ、積層ウェハを軸回転させることによって塗布位置を移動させることを特徴とする、請求項１に記載の積層ウェハ端面のシール形成方法。
4. 前記塗布工程において、シール材の樹脂を塗布する前に、
   前記積層ウェハが備えるノッチ又はオリフラを指標として積層ウェハの回転位置の位置決めを行い、
   当該位置決めに基づいて、積層ウェハの外周端面に樹脂を塗布する塗布部分と、樹脂を塗布しない非塗布部分の位置を定め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積層ウェハ端面のシール形成方法。
5. 塗布したシール材の樹脂を硬化させる硬化工程を含み、
   前記硬化工程は、前記塗布工程で塗布した紫外線硬化性の樹脂に紫外線を照射して硬化させ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積層ウェハ端面のシール形成方法。
6. 塗布したシール材の樹脂を硬化させる硬化工程を含み、
   前記硬化工程は、前記塗布工程で塗布した熱硬化性の樹脂を加熱して熱硬化させ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積層ウェハ端面のシール形成方法。