JP5375607B2 - ウエハ接合方法、ウエハ接合装置およびウエハホルダ - Google Patents
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Description
特願2007−164081 出願日 2007年6月21日
ウェハ準備工程(S1)においては、図2aに示すように、最終的なチップ形態にした場合に実装される回路素子が形成されたウェハ11を準備する。この工程ではリソグラフィ技術を中核として、薄膜形成技術、エッチング技術、不純物拡散技術等により、ウェハ11に、トランジスタ、抵抗体、キャパシタ、配線、貫通電極等を含む半導体装置13が形成されたウェハ11を作る。
ウェハ保持工程(S2)においては、図2bに示すように、ウェハホルダ21上に静電吸着方式によりウェハ11を保持させる。また他のウェハホルダ21にウェハ11を保持させることにより、重ね合わせる一対のウェハ11双方がウェハホルダ21に保持される。なお、ウェハ11の保持方法は、静電吸着以外の方法、例えば真空吸着等でもよい。また、保持させるウェハ11の一方が、複数の基板を積層して接着することにより形成された3次元構造を既に有する場合もある。
ウェハ重ね合わせ工程(S3)においては、図2cに示すように、それぞれがウェハホルダ21に保持された1対のウェハ11を互いに対面させた状態で近接させる。また、ウェハホルダ21の基準マーク25の位置関係を顕微鏡31により観察して、2つのウェハホルダ21上の基準マーク25、25の位置関係が測定される。
ウェハ仮固定工程(S4)においては、位置合わせされた2つのウェハ11の間隔が狭められて、相互に重ね合わされる。ウェハ11が重ね合わされると、ウェハホルダ21の外周部に形成された凹部29に複数の仮固定装置41を嵌めることにより、図3aに示すように、一対のウェハホルダ21が相互に仮固定される。
図3bに示すように、半導体装置の製造装置40において、仮固定されたブロック27は、重ね合わせ工程実施部45から加圧・加熱工程実施部47に搬送される。ブロック27の搬送は、搬送装置42の搬送アーム43が担う。この搬送の期間、即ち、ブロック27が重ね合わせ工程実施部45から搬出されてから、加圧・加熱工程実施部47に搬入されて加圧・加熱工程が開始されるまでの期間に、ブロック27において2つのウェハ11間に生じる位置ずれの可能性が後述する方法で検出される。
位置ずれ有無判定(S6)においては、検出された位置ずれの可能性の有無が判定される。検出された加速度が閾値よりも低く、位置ずれを生じる可能性がなければ、次の加圧・加熱工程(S7)に進む。換言すれば、加速度に基づく位置ずれの可能性の有無判定は、加圧・加熱工程が開始される直前であってもよい。これにより、位置ずれが生じたブロック27に対して加圧・加熱工程を実施して、歩留りを低下させることが防止される。
加圧・加熱工程実施部47に搬送されたブロック27は、図3cに示す、加圧・加熱工程実施部47に装填され、加圧・加熱工程実施部47の下部加圧板48と上部加圧板49の平行度の調整がなされ、上部加圧板49が、例えば油圧シリンダにより下部加圧板48に向け押圧される。2つのウェハ11がウェハホルダ21を介して加圧されたのち、ウェハホルダ21に内蔵されたヒータによりウェハ11が加熱され、電極が接合されてウェハ積層体50(図4参照)が形成される。
所定の層数のウェハ11が積層され、電極が接合されたウェハ積層体50は、図4に示すように、個々のチップ51にダイシングにより分離される。なお、ダイシングは公知のダイシングブレードにより、例えば図4のようにウェハ積層体50を破線に沿って切断することにより達成される。
図5aおよび図5bは、第1実施例にかかる位置ずれを検出する搬送装置42を示す図である。図5aおよび図5bでは、図3bに示す搬送装置42にブロック27が搭載された状態が示されている。図5aは側面から、図5bは図5aをA方向から見た様子をそれぞれ示す。
図7は、第1実施例の変形例の一例を示す。以下に説明する部分を除いては、実施例1と共通の構造を有するので重複する説明は省略する。
図8は、第2実施例にかかる位置ずれを検出できる搬送装置42を示す図であり、図3bに示す搬送装置42にブロック27が搭載されている状態を側面から示す図である。図8において、搬送装置42の構成は上記第1実施例の構成と同様なので、重複する説明は省く。
図9は、第3実施例にかかる位置ずれを検出する搬送装置42を示す図であり、図3bに示す搬送装置42にブロック27が搭載されている状態を面から見た図である。なお、搬送装置42の構成は上記第1実施例の構成と同様であり説明を省略する。
(第4実施例)
図10は、第4実施例に係る搬送装置42の制御部80を模式的に示す図である。なお、搬送装置42自体の構造は他の実施例における構造と共通なので重複する説明は省く。図示のように、搬送装置42は、制御部80および搬送アーム駆動部90を備える。
Claims (31)
- 位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハを前記位置合わせ部から接合部に搬送する搬送工程と、
前記複数のウエハを前記接合部で接合する接合工程と、
前記接合工程で接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断工程とを有し、
前記判断工程で、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合は、前記接合工程で接合処理を行い、
前記判断工程で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合工程での接合処理を行わないウエハ接合方法。 - 前記判断工程では、前記複数のウエハを前記接合部に搬入する前に前記位置ずれの有無を判断し、前記判断工程で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記接合部への前記複数のウエハの搬入を中止する請求項1に記載のウエハ接合方法。
- 前記判断工程では、前記接合部への前記複数のウエハの搬入後に前記位置ずれの有無を判断し、前記判断工程で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記接合工程での接合処理が開始する前に前記複数のウエハを前記接合部から搬出する請求項1に記載のウエハ接合方法。
- 前記判断工程で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記複数のウエハの位置合わせを再実施する請求項1から3のいずれか一項に記載のウエハ接合方法。
- 前記判断工程で前記位置ずれがあると判断した場合に、前記複数のウエハの位置ずれの有無を検査する検査工程を有し、前記検査工程で前記位置ずれが生じていない場合は、前記位置合わせをせずに前記接合工程を実施する請求項1から4のいずれか一項に記載のウエハ接合方法。
- 前記複数のウエハは、ウエハホルダに保持され、前記ウエハホルダに保持された状態で位置合わせ部において位置合わせされて重ね合わされる請求項1から5のいずれか一項に記載のウエハ接合方法。
- 前記判断工程では、前記ウエハホルダの加速度により前記位置ずれの有無を判断する請求項6に記載のウエハ接合方法。
- 前記判断工程では、前記ウエハホルダを搬送する搬送部の加速度により前記位置ずれの有無を判断する請求項6に記載のウエハ接合方法。
- 前記ウエハホルダは、他のウエハホルダとの間で前記複数のウエハを保持した状態で前記他のウエハホルダと共に搬送部により搬送され、
前記判断工程では、前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダの相対位置により前記位置ずれの有無を判断する請求項6に記載のウエハ接合方法。 - 前記ウエハホルダは、他のウエハホルダとの間で前記複数のウエハを保持した状態で前記他のウエハホルダと共に搬送部により搬送され、
前記位置ずれは、前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダを搬送する搬送部と前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダの一方との相対位置により前記位置ずれの有無を判断する請求項6に記載のウエハ接合方法。 - 搬送の異常を含む異常が検知された場合も、前記位置ずれがないと判断された前記ウエハホルダを前記接合部まで搬送して前記ウエハを圧着させる請求項6から10のいずれか一項に記載のウエハ接合方法。
- 位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハを接合部で接合する接合工程と、
前記接合工程で接合の処理が開始する前に、ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断工程とを有し、
前記判断工程で、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合は、前記接合工程で接合処理を行い、
前記判断工程で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合工程での接合処理を行わないウエハ接合方法。 - 位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハを保持するウエハホルダを前記位置合わせ部から接合部に搬送する搬送工程と、
前記ウエハホルダに保持された前記複数のウエハを前記接合部で接合する接合工程と、
前記接合工程で接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断工程とを有し、
前記判断工程で、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合は、前記接合工程で接合処理を行い、
前記判断工程で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合工程での接合処理を行わないウエハ接合方法。 - 位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハをウエハホルダに保持して接合部で接合する接合工程と、
前記接合工程で接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断工程とを有し、
前記判断工程で、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合は、前記接合工程で接合処理を行い、
前記判断工程で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合工程での接合処理を行わないウエハ接合方法。 - 複数のウエハを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせされた前記複数のウエハを接合する接合部と、
前記位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハを前記位置合わせ部から前記接合部に搬送する搬送部と、
前記接合部での接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断部とを備え、
前記判断部は、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合に、前記接合部で接合処理を行い、
前記判断部で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合部での接合処理を行わないウエハ接合装置。 - 前記判断部は、前記複数のウエハを前記接合部に搬入する前に前記位置ずれの有無を判断し、前記判断部で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記接合部への前記複数のウエハの搬入を中止する請求項15に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部は、前記接合部への前記複数のウエハの搬入後に前記位置ずれの有無を判断し、前記判断部で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記接合部での接合処理が開始する前に前記複数のウエハを前記接合部から搬出する請求項15に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部で前記位置ずれがあると判断した場合は、前記複数のウエハの位置合わせを再実施する請求項15から17のいずれか一項に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部で前記位置ずれがあると判断した場合に、前記複数のウエハの位置ずれの有無を検査する検査部を備え、前記検査部で前記位置ずれが生じていない場合に、前記複数のウエハを前記接合部に搬送する請求項15から18のいずれか一項に記載のウエハ接合装置。
- 前記複数のウエハは、ウエハホルダに保持され、前記ウエハホルダに保持された状態で位置合わせ部において位置合わせされて重ね合わされる請求項15から19のいずれか一項に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部は、前記ウエハホルダに取り付けられた加速度センサにより検出された前記ウエハホルダの加速度により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部は、前記搬送部に取り付けられた加速度センサにより検出された前記ウエハホルダの加速度により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。
- 前記判断部はサーボ制御部を含み、前記サーボ制御部のエンコーダにより検出された前記ウエハホルダの加速度により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。
- 前記ウエハホルダは、他のウエハホルダとの間で前記複数のウエハを保持した状態で前記他のウエハホルダと共に前記搬送部により搬送され、
前記判断部は、前記ウエハホルダに取り付けられたギャップセンサにより検出された前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダの相対位置により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。 - 前記ウエハホルダは、他のウエハホルダとの間で前記複数のウエハを保持した状態で前記他のウエハホルダと共に前記搬送部により搬送され、
前記判断部は、前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダのそれぞれの位置から算出された前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダの相対位置により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。 - 前記ウエハホルダは、他のウエハホルダとの間で前記複数のウエハを保持した状態で前記他のウエハホルダと共に前記搬送部により搬送され、
前記判断部は、前記搬送部と前記ウエハホルダおよび前記他のウエハホルダの一方との相対位置により前記位置ずれの有無を判断する請求項20に記載のウエハ接合装置。 - 前記判断部は、搬送の異常を含む異常が検知された場合も、前記位置ずれがないと判断された前記ウエハホルダを前記接合部まで搬送させる請求項20から26のいずれか一項に記載のウエハ接合装置。
- 複数のウエハを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせされた前記複数のウエハを接合する接合部と、
前記接合部での接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断部とを備え、
前記判断部は、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合に、前記接合部で接合処理を行い、
前記判断部で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合部での接合処理を行わないウエハ接合装置。 - 複数のウエハを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせされた前記複数のウエハを接合する接合部と、
前記接合部での接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断部とを備え、
前記判断部は、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合に、前記接合部で接合処理を行い、
前記判断部で前記位置ずれが前記予め定められた閾値以上あると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合部での接合処理を行わないウエハ接合装置。 - 複数のウエハを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせされた前記複数のウエハを接合する接合部と、
前記位置合わせ部において位置合わせされた複数のウエハを保持するウエハホルダを前記位置合わせ部から前記接合部に搬送する搬送部と、
前記接合部での接合の処理が開始する前に、前記ウエハ同士の位置ずれの有無を判断する判断部とを備え、
前記判断部は、予め定められた閾値以上の前記位置ずれがないと判断した場合に、前記接合部で接合処理を行い、
前記判断部で前記予め定められた閾値以上の前記位置ずれがあると判断した場合は、前記複数のウエハを前記接合部とは異なる領域に搬送して前記接合部での接合処理を行わないウエハ接合装置。 - 第一のウエハと第二のウエハとを互いに位置合わせして接合するときに前記第一のウエハを保持するウエハホルダであって、
前記第二のウエハに対して位置合わせされた前記第一のウエハと共に搬送されて、前記第二のウエハを保持する他のウエハホルダとの間の位置ずれを検出するセンサを備えるウエハホルダ。
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