WO2026018641A1 - 半導体デバイスの接合方法 - Google Patents

半導体デバイスの接合方法

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semiconductor
semiconductor device
bonding
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広 菊地
優太 戸張
隼 菱沼
瑾 李
純一 井田
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Kurita Water Industries Ltd
Yamaha Robotics Co Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
Yamaha Robotics Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a method for bonding semiconductor devices.
  • Semiconductor devices such as semiconductor chips, are manufactured by cutting 8-inch or 12-inch wafers to the required size.
  • a dicing film is attached to the backside to prevent the cut semiconductor chips from falling apart, and the wafer is cut from the front side using a dicing saw or laser beam.
  • the dicing film attached to the backside is slightly cut but not cut, still holding each semiconductor chip in place. Then, each cut semiconductor chip is picked up one by one from the dicing film and sent to the next process, such as flip-chip bonding.
  • Patent Document 1 proposes a semiconductor chip cleaning method in which gas-dissolved water is sprayed onto the surface of a semiconductor chip to remove minute inorganic foreign matter such as wafer cutting debris, in order to remove even minute foreign matter ranging from a few microns to submicrons in size, and a wiping member attached to the tip of a wiping arm is used to remove minute organic foreign matter adhering to the surface of the semiconductor chip.
  • the cleaning method described in Patent Document 1 makes it possible to thoroughly remove minute foreign matter ranging from a few microns to submicrons that has adhered to the surface of a semiconductor chip.
  • Semiconductor devices such as semiconductor chips have conductive parts made of copper or aluminum. These conductive parts are easily oxidized when they come into contact with pure water or ozone water. Oxidized conductive parts can cause problems such as poor bonding and reduced electrical conductivity.
  • the cleaning method described in Patent Document 1 has the risk of new oxides being generated on the conductive parts of the semiconductor device during the cleaning process, and also of oxides remaining on those conductive parts. Therefore, in order to improve bonding quality, there is a demand for suppressing oxidation on the surface of the semiconductor chip or reducing the amount of oxides in the bonding process carried out after the cleaning process.
  • the present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a method for joining semiconductor devices that can suppress oxidation of conductive parts on the surface of semiconductor devices or reduce the amount of oxide.
  • a method for joining semiconductor devices includes a hydrogen water treatment step in which hydrogen water is used to perform a hydrogen water treatment to suppress or reduce oxides in the conductive portions of multiple semiconductor devices, and a joining step in which each of the multiple semiconductor devices is joined to each other, directly joining opposing surfaces of the conductive portions that have been subjected to the hydrogen water treatment.
  • the present invention provides a method for bonding semiconductor devices that can suppress oxidation of conductive portions on the surface of semiconductor devices or reduce the amount of oxide.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overview of hybrid bonding.
  • 1 is a graph showing the effect of hydrogen water in suppressing oxides. An example of the configuration of a semiconductor chip manufacturing apparatus will be described.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a wafer after dicing to be cleaned.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of the positional relationship between a first arm and a second arm.
  • 1 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a semiconductor device bonding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a hydrogen water treatment process.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a removal process.
  • a method for bonding semiconductor devices according to one embodiment of the present invention is characterized in that the surfaces of the conductive portions of multiple semiconductor devices are treated with hydrogen water or hydrogen water containing microbubbles prior to bonding (hereinafter referred to as "hybrid bonding"), which directly bonds opposing surfaces of the conductive portions of multiple semiconductor devices.
  • Semiconductor devices include, for example, semiconductor wafers, semiconductor chips obtained by dicing a semiconductor wafer, and devices mounted on an interposer.
  • semiconductor devices will be described as "semiconductor chips" in the form of chips obtained by dicing a semiconductor wafer.
  • Figure 1 is a diagram showing an example of an overview of hybrid bonding.
  • Figure 1(a) shows the arrangement of two semiconductor chips 11 before hybrid bonding.
  • the metal pads 11a of the two semiconductor chips 11 are arranged so as to face each other.
  • Figure 1(b) shows the bonded state of the two semiconductor chips 11 after hybrid bonding.
  • the opposing metal pads 11a of the two semiconductor chips 11 e.g., integrated circuits IC
  • solder bumps e.g., solder bumps.
  • Hybrid bonding allows for the interconnection of a larger number of semiconductor chips 11 without being restricted by the space constraints imposed by solder bumps.
  • hybrid bonding makes it possible to achieve extremely short pitches of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m when connecting silicon wafers and silicon dies, and 5 ⁇ m or less when connecting silicon wafers together.
  • Metal pads 11a are metal regions on the semiconductor chip 11 that enable electrical connections, and are made of metals such as aluminum or copper.
  • the semiconductor chip 11 establishes electrical connections with the outside world through metal pads 11a.
  • hybrid bonding involves electrically and directly bonding the metal pads 11a of two semiconductor chips 11, for example. Therefore, in hybrid bonding, the state of conductivity is significantly affected by the state of oxides on the surface of the metal pads 11a compared to bonding via solder bumps. In other words, when bonding via solder bumps, even if oxides have formed on the surface of the metal pads 11a, a normal conductive state can be established by the thermal energy of the solder bumps. On the other hand, when bonding the metal pads 11a directly, if oxides have formed on the surface of the metal pads 11a, the oxides, which act as electrical resistance, may prevent a normal conductive state from being established.
  • hydrogen water which has the effect of reducing or inhibiting oxides in metal materials, is used in the hybrid bonding pretreatment, thereby suppressing the generation of oxides on the surface of the semiconductor chip 11.
  • the reason why hydrogen water has the effect of inhibiting or reducing oxidation is that, for example, copper exhibits the property of progressing oxidation in pure water with a pH of around 7 because copper oxide is stable, whereas pure copper is stable in hydrogen water and does not exhibit the property of progressing oxidation.
  • FIG 2 is a graph showing the effect of hydrogen water in suppressing oxide generation.
  • the horizontal axis represents bond energy and the vertical axis represents strength.
  • the solid line L1 shows the relationship between bond energy and strength when pure copper is immersed in hydrogen water for one hour
  • the dashed line L2 shows the relationship between bond energy and strength when pure copper is not immersed in hydrogen water.
  • Bond energy refers to the difference in potential energy between a system consisting of multiple elements that attract each other, when the system is gathered together, and when the particles exist separately. In other words, bond energy is the energy required to separate a given amount of material into atoms.
  • Strength is an indicator of the stability of a material. In other words, the greater the strength, the more stable the material.
  • the strength of pure copper at its stable binding energy is greater when immersed in hydrogen water for one hour (solid line L1 in Figure 2) than when not immersed in hydrogen water (dashed line L2 in Figure 2).
  • Figure 2 shows that when pure copper is immersed in hydrogen water, the pure copper state is more stable than the copper oxide state when it is not immersed in hydrogen water.
  • immersing pure copper in hydrogen water has the effect of making it less susceptible to oxidation. It is believed that a similar effect is also achieved with metals other than copper.
  • the composition ratio of pure copper on the surface increases, confirming the effect of inhibiting copper oxidation or removing copper oxide.
  • the semiconductor device bonding method of the present invention can reduce the proportion of oxides on the copper surface by bringing the conductive portion (metal pad 11a) of the semiconductor chip 11, which is made of metal (e.g., pure copper), into contact with hydrogen water.
  • FIG. 3 is a side view showing an example of the configuration of semiconductor chip manufacturing apparatus 100.
  • semiconductor chip manufacturing apparatus 100 includes a turntable 110 that rotates wafer 10, a first arm 120 to which a hydrogen water nozzle 121 is attached, and a second arm 130 that holds a wipe material 136.
  • semiconductor chip manufacturing apparatus 100 also includes a bonding device (not shown).
  • the turntable 110 includes, for example, a turntable 111, a rotation shaft 112, and a rotation drive unit 113.
  • the rotation shaft 112 passes through a water tray 114 located below the turntable 111, with the turntable 111 attached to its upper end and the rotation drive unit 113 attached to its lower end.
  • the turntable 111 is a circular flat plate, and the diced wafer 10 is placed on its upper surface.
  • FIG 4 is a plan view showing an example of a diced wafer 10 to be cleaned.
  • the wafer 10 is a disk-shaped silicon crystal attached to the top surface of a dicing film 20, which serves as a support material.
  • the upper side of the outer periphery of the dicing film 20 is attached to a ring 30.
  • the wafer 10 has lattice-shaped cuts 12 made from above with a dicing saw, dividing it into multiple semiconductor chips 11.
  • multiple semiconductor chips 11, which have been formed after dicing the wafer 10, are placed on the upper surface of the turntable 111 via a dicing film 20.
  • the turntable 110 rotates the turntable 111 using a rotation drive unit 113. This causes the turntable 110 to rotate the semiconductor chips 11 placed on the upper surface of the turntable 111.
  • the first arm 120 includes, for example, a hydrogen water nozzle 121, an ultrasonic oscillator 122, an arm body 123, and an XY drive unit 124.
  • the hydrogen water nozzle 121 is positioned above the turntable 110 and sprays hydrogen water onto the surface of a semiconductor chip 11 placed on the upper surface of the turntable 110. At this time, spin cleaning may be performed in which hydrogen water is sprayed onto the surface of the semiconductor chip 11 while the turntable 111 is rotating to clean it.
  • the base end of the hydrogen water nozzle 121 is connected to a hydrogen water production device (not shown).
  • An ultrasonic oscillator 122 that ultrasonically vibrates the hydrogen water is attached to the outer peripheral surface near the lower end of the hydrogen water nozzle 121.
  • the hydrogen water nozzle 121 sprays ultrasonically vibrated hydrogen water, i.e., hydrogen water containing microbubbles, onto the surface of the semiconductor chip 11.
  • the hydrogen water nozzle 121 can be moved in the X and Y directions along the surface of the semiconductor chip 11 by the main body arm 61 and the XY drive unit 124.
  • Hydrogen water is water in which hydrogen has been dissolved.
  • hydrogen water is water in which hydrogen has been dissolved so that the degree of saturation at atmospheric pressure is between 60% and 100%.
  • Hydrogen water may also contain an alkaline component, such as ammonia-added hydrogen water, which is hydrogen water with ammonia added.
  • the second arm 130 comprises an arm body 131, an XY drive unit 132, a Z drive unit 133, a rotation drive unit 134, a hydrogen water nozzle 135, a wiping material 136, a wiping material holder 137, etc.
  • the arm body 131 is movable in the X and Y directions along the surface of the semiconductor chip 11 by the XY drive unit 132. Attached to the underside of the tip of the arm body 131 is a wiping material holder 137, to the lower end of which is attached the wiping material 136.
  • the wiping material 136 captures and removes minute organic foreign matter adhering to the surface of the semiconductor chip 11.
  • the wiping material 136 has a multi-layer structure that includes, for example, a sheet material capable of adsorbing foreign matter, and a compressible and deformable cushion material.
  • the sheet material is a fibrous material, such as a nonwoven fabric made of intertwined microfibers.
  • the sheet material is not limited to fibrous materials and may also be a thin film of a porous material.
  • the sheet material absorbs foreign matter such as organic matter, and then peels it off from the surface of the semiconductor chip 11, disposing of the foreign matter together with the cleaning liquid.
  • the cushion material is, for example, a sponge made from foamed resin material.
  • a hydrogen water nozzle 135 is attached to the tip of the arm body 131, with the base end connected to a hydrogen water tank (not shown) and the lower end flowing hydrogen water onto the surface of the semiconductor chip 11.
  • the hydrogen water may be ammonia-added hydrogen water, which is hydrogen water to which alkali has been added.
  • the hydrogen water may have a resistivity of 0.05 to 1 M ⁇ cm.
  • Attached to the upper end of the arm body 131 are a rotation drive unit (not shown) that rotates the wiping material 136, and a Z drive unit 133 that drives the wiping material holding unit 137 in the vertical direction to bring the wiping material 136 into contact with the surface of the semiconductor chip 11.
  • Figure 5 is a plan view showing an example of the positional relationship between the first arm 120 and the second arm 130.
  • the second arm 130 swings around the rotation axis 131X.
  • the wiping material 136 held at the tip of the second arm 130 spaced away from the rotation axis 131X moves back and forth between the center and peripheral edge of the turntable 111.
  • the first arm 120 swings around the rotation axis 123X.
  • the hydrogen water nozzle 121 which is held at the tip of the first arm 120 away from the rotation axis 123X, moves back and forth between the center and periphery of the turntable 111.
  • the first arm 120 moves in conjunction with the movement of the second arm 130, and the hydrogen water nozzle 121 moves to the center of the turntable 111 at the same time that the wiping material 136 moves to the center of the turntable 111.
  • the hydrogen water nozzle 121 sprays hydrogen water from the wiping material 136 within a predetermined range at the same time that it moves to the center of the turntable 111. This allows hydrogen water to be sprayed onto the surfaces of all semiconductor chips 11 on the wafer, thereby suppressing the generation of oxides on the surfaces of the semiconductor chips 11.
  • Figure 6 is a flowchart illustrating an example of the processing steps of the semiconductor device bonding method of one embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram illustrating an overview of the hydrogen water treatment process.
  • Figure 8 is a diagram illustrating an overview of the removal process.
  • the wafer 10 is attached to the upper surface of the dicing film 20, as described above.
  • the dicing film 20 is composed of a base material and an adhesive layer that covers the upper surface of the base material, and the wafer 10 is attached to the upper surface of the adhesive layer.
  • the wafer 10 is diced by a dicing device (not shown).
  • the dicing device is a device that cuts the semiconductor wafer 10 attached to the dicing film 20 into semiconductor chips 11.
  • the dicing device cuts notches 12 into the wafer 10 to cut the wafer 10 into multiple semiconductor chips 11.
  • step S103 of Figure 6 large foreign particles generated during the dicing process are removed. Note that in the post-dicing cleaning process, cleaning using hydrogen water, for example, is preferred. Hydrogen water containing microbubbles may also be used in the post-dicing cleaning process.
  • the adhesive layer of the dicing film 20 is also cut along with the wafer 10.
  • inorganic foreign matter such as silicon chips and organic foreign matter such as chips from the adhesive layer 32 are generated when the notches 12 are made in the wafer 10.
  • fine foreign matter on the order of a few microns to submicrons is not removed, and the fine inorganic foreign matter remains attached to the surface of the semiconductor chip 11 and the side of the semiconductor chip 11 facing the notches 12.
  • the fine organic foreign matter remains attached to the top surface of the semiconductor chip 11.
  • step S201 of FIG. 6 hydrogen water is sprayed from the hydrogen water nozzle 121 onto the surface of the semiconductor chip 11 to clean the surface of the semiconductor chip 11.
  • the hydrogen water (liquid, not gas) sprayed from the hydrogen water nozzle 121 is ultrasonically vibrated by the ultrasonic oscillator 122 as it passes through the hydrogen water nozzle 121, causing it to contain fine bubbles.
  • spin cleaning may be performed by spraying hydrogen water (liquid, not gas) onto the surface of the semiconductor chip 11 while rotating the turntable 111 on which the semiconductor chip 11 is placed.
  • spin cleaning with hydrogen water has the effect of suppressing oxidation of the metal pad 11a or further reducing oxides.
  • step S202 of Figure 6 hydrogen water is continuously flowed from the hydrogen water nozzle 135 onto the surface of the semiconductor chip 11 while the rotary drive unit 134 rotates the wiping material holder 137 attached to the tip of the second arm 130.
  • the Z drive unit 133 controlled by the load adjustment unit (not shown), causes the wiping material 136 attached to the wiping material holder 137 to touch the surface of the semiconductor chip 11 with very weak force, removing organic and inorganic foreign matter adhering to the surface of the semiconductor chip 11.
  • the foreign matter Pa peels off from the surface and floats in the hydrogen water when it is touched with very weak force by the wiping material 136.
  • the wiping material holding portion 137 may be rotated. Note that the rotation of the turntable 110 causes the wiping material holding portion 137 to revolve around the rotation axis 112.
  • the arm body 131 may be moved in the X and Y directions by the XY drive portion 132, or the wiping material holding portion 137 may be revolved around the rotation axis 112 by the rotation drive portion 134.
  • the force with which the wiping material 136 touches the surface of the semiconductor chip 11 may be adjusted by a load adjustment portion (not shown).
  • the removal process can effectively remove not only inorganic foreign matter but also organic foreign matter from the surface of the semiconductor chip 11.
  • minute organic foreign matter is removed from the surface of the semiconductor chip 11, leaving the surface of the semiconductor chip 11 clean.
  • step S203 in Figure 6 the hydrogen water cleaning process of step S203 in Figure 6 is carried out.
  • step S203 of Figure 6 for example, after the removal process, foreign matter Pa floating in the hydrogen water is washed away with hydrogen water. Spin cleaning may be performed at this time. This makes it possible to more effectively remove fine inorganic foreign matter while reducing oxides and suppressing the generation of oxides. Note that step S203 may be omitted.
  • oxidation of the metal pad 11a e.g., pure copper
  • the metal pad 11a can be contacted only with hydrogen water instead of pure water or ozone water, without contacting it with pure water.
  • treatment is performed with hydrogen water without chemical treatment, so there is no impact on the environment.
  • the metal pad 11a of one semiconductor chip 11 which has a clean surface where oxide generation is suppressed, is directly bonded to the metal pad 11a of another semiconductor chip 11 using a bonding device (not shown).
  • the metal pad 11a of one semiconductor chip 11 may also be directly bonded to a predetermined metal pad on a substrate.
  • a drying step (not shown) may be performed after the removal step shown in step S202 in FIG. 3 or the hydrogen water cleaning step shown in step S203, and the semiconductor chip 11 may be dried before bonding.
  • the bonding device has been described as a hybrid bonding device, it may be any device that directly bonds the metal pads 11a of the semiconductor chip 11 to the metal connection portions of the object to be bonded, such as a flip-chip bonding device or a die bonding device.
  • the subject of the semiconductor device bonding method is not limited to semiconductor chips 11 attached to a dicing film 20, but can also be applied to cases where only good semiconductor chips 11 are picked out from a plurality of semiconductor chips 11 and attached to a glass plate with an adhesive, and the glass plate with the attached semiconductor chips 11 is placed on a rotating table 110 to clean the surfaces of the semiconductor chips 11.
  • the glass plate constitutes the support material.
  • the semiconductor chips 11 may be attached to a silicon wafer or substrate instead of a glass plate, and the silicon wafer or substrate may be placed on the rotating table 110 to clean the semiconductor chips 11. In this case, the silicon wafer or substrate constitutes the support material.
  • a drying step may be performed after each of the hydrogen water treatment step, removal step, and hydrogen water cleaning step to dry the surface of the semiconductor chip 11. This allows for bonding of semiconductor chips 11 with higher levels of cleanliness.
  • the method for bonding semiconductor devices includes a hydrogen water treatment process (hydrogen water treatment step) for performing a hydrogen water treatment using hydrogen water to suppress oxidation or reduce oxides on metal pads 11a (conductive portions) of multiple semiconductor chips 11 (semiconductor devices), and a bonding process (bonding step) for bonding multiple semiconductor chips 11 (semiconductor devices) to each other, in which opposing surfaces of the metal pads 11a (conductive portions) that have been subjected to the hydrogen water treatment are directly bonded together.
  • This makes it possible to provide a bonding method that can suppress oxidation or reduce oxides on the metal pads 11a, which are conductive portions on the surfaces of the semiconductor chips 11 that are semiconductor devices.
  • the semiconductor device is a chip-shaped semiconductor chip 11 obtained by dicing a semiconductor wafer, and the method further includes a dicing process (dicing step) of dicing the wafer 10 (semiconductor wafer) to create the semiconductor chip 11 before the hydrogen water treatment process (hydrogen water treatment step).
  • a dicing process dicing step of dicing the wafer 10 (semiconductor wafer) to create the semiconductor chip 11 before the hydrogen water treatment process (hydrogen water treatment step).
  • the method for bonding semiconductor devices further includes a removal step (removal step) between the hydrogen water treatment step (hydrogen water treatment step) and the bonding step (bonding step) in which hydrogen water is sprayed onto the semiconductor chip 11 (semiconductor device) while a wiper 36 containing hydrogen water is brought into contact with the surface of the semiconductor chip 11 (semiconductor device) to remove foreign matter.
  • a removal step between the hydrogen water treatment step (hydrogen water treatment step) and the bonding step (bonding step) in which hydrogen water is sprayed onto the semiconductor chip 11 (semiconductor device) while a wiper 36 containing hydrogen water is brought into contact with the surface of the semiconductor chip 11 (semiconductor device) to remove foreign matter.
  • the semiconductor device bonding method further includes a hydrogen water cleaning process (hydrogen water cleaning step) in which the surface of the semiconductor chip 11 (semiconductor device) is washed with hydrogen water after the removal process (removal step).
  • a hydrogen water cleaning process hydrogen water cleaning step
  • the surface of the semiconductor chip 11 semiconductor device
  • the removal process removal step
  • the hydrogen water sprayed in the hydrogen water treatment process has a hydrogen gas saturation degree of 60% to 100% under atmospheric pressure, thereby making it possible to suppress oxidation or reduce the amount of oxide on the metal pad 11a, which is the conductive portion on the surface of the semiconductor chip 11, which is the semiconductor device.

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Abstract

水素水を用いて複数の半導体デバイスの導電部の酸化物を低減させる水素水処理を実行する水素水処理ステップと、前記複数の半導体デバイスの各々を互いに接合する接合ステップであって、前記水素水処理が実行された前記導電部における対向面同士を直接接合する接合ステップと、を含む。

Description

半導体デバイスの接合方法
　本発明は、半導体デバイスの接合方法に関する。
　半導体デバイスである例えば半導体チップは、８インチや１２インチの大きさのウエハを所定の大きさに切断して製造される。切断の際には切断した半導体チップがばらばらにならないように、裏面にダイシングフィルムを貼り付け、表面側からダイシングソーやレーザ光線等によってウエハを切断する。この際、裏面に貼り付けられたダイシングフィルムは若干切り込まれるが切断されないで各半導体チップを保持した状態となっている。そして、切断された各半導体チップは一つずつダイシングフィルムからピックアップされてフリップチップボンディング等の次の工程に送られる。
　ダイシングの際には、半導体ウエハの切削屑やダイシングフィルムの切削屑等の異物が半導体チップの表面に付着するので、ダイシングの際やダイシング後に半導体チップの表面や切断されたウエハの表面の洗浄が行われる。近年、半導体チップのメタルパッドにハンダを介さず他の半導体チップのメタルパッドを直接ボンディングするボンディング方法が用いられている。このようなボンディングを行う場合には、表面に数ミクロン～サブミクロンの大きさの微細な異物が付着していてもボンディング品質が低下する場合がある。
　そこで、特許文献１には、数ミクロン～サブミクロンの微細な異物まで除去するために、ガス溶解水を半導体チップの表面に噴射してウエハの切削屑等の無機系の微細な異物の除去を行い、拭き取りアームの先端に取り付けた拭き取り部材により半導体チップの表面に付着している有機系の微細な異物の除去を行う半導体チップ洗浄方法が提案されている。特許文献１に記載の洗浄方法によれば、半導体チップの表面に付着した数ミクロン～サブミクロンの微細な異物まできれいに除去できる。
国際公開２０２１／１３２１３３号
　半導体チップなどの半導体デバイスは、銅やアルミニウムで形成される導電部を備える。導電部は、純水やオゾン水などに接触することにより容易に酸化する。酸化された導電部は、ボンディングでの接合状態を悪化させ、電気伝導性を低下させるという問題が生じる。
　この点、特許文献１に記載の洗浄方法では、洗浄のプロセスにおいて半導体デバイスの導電部に酸化物が新たに生じるおそれがあり、また、当該導電部に酸化物が残存するおそれがある。そこで、ボンディング品質を向上させるために、洗浄のプロセスの後に実行される接合工程において、半導体チップの表面の酸化を抑制又は、酸化物の低減をするという要請がある。
　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、半導体デバイスの表面の導電部の酸化を抑制又は、酸化物の低減が可能な半導体デバイスの接合方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る半導体デバイスの接合方法は、水素水を用いて複数の半導体デバイスの導電部の酸化物を抑制又は低減させる水素水処理を実行する水素水処理ステップと、前記複数の半導体デバイスの各々を互いに接合する接合ステップであって、前記水素水処理が実行された前記導電部における対向面同士を直接接合する接合ステップと、を含む。
　本発明によれば、半導体デバイスの表面の導電部の酸化を抑制又は酸化物を低減可能な半導体デバイスの接合方法を提供することができる。
ハイブリッドボンディングの概要の一例を示す図である。 水素水による酸化物抑制の効果を示すグラフである。 半導体チップ製造装置の構成の一例について説明する。 洗浄対象であるダイシング後のウエハの一例を示す平面図である。 第１アームと第２アームとの位置関係の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態の半導体デバイスの接合方法の処理手順の一例を説明するフローチャートである。 水素水処理工程の概要を示す図である。 除去工程の概要を示す図である。
　添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の一実施形態の半導体デバイスの接合方法は、複数の半導体デバイスの導電部のそれぞれにおける対向面同士を直接接合するボンディング（以下、「ハイブリッドボンディング」という。）の前に、水素水又はマイクロバブルを含む水素水により複数の半導体デバイスの導電部の表面を処理することを特徴としている。
　半導体デバイスとは、例えば、半導体ウエハ、半導体ウエハをダイシングしてチップ化した半導体チップ、インターポーザに搭載されたデバイスなどを含む。以下では、一例として、半導体デバイスを、半導体ウエハをダイシングしたチップ状の「半導体チップ」として説明する。
　図１を参照して、ハイブリッドボンディングの概要について説明する。図１は、ハイブリッドボンディングの概要の一例を示す図である。図１（ａ）には、ハイブリッドボンディングされる前の二つの半導体チップ１１の配置状態を示す。図１（ａ）に示すように、二つの半導体チップ１１のそれぞれのメタルパッド１１ａが対向するように配置される。図１（ｂ）には、ハイブリッドボンディングされたときの二つの半導体チップ１１の接合状態を示す。図１（ｂ）に示すように、ハイブリッドボンディングにおいて、例えば二つの半導体チップ１１（例えば集積回路ＩＣ）のそれぞれの対向するメタルパッド１１ａがハンダバンプを介さずに直接接合される。
　ハイブリッドボンディングは、ハンダパンプによる空間の制約を受けず、より多くの半導体チップ１１の相互接続を可能とする。例えば、ハイブリッドボンディングを用いた場合、シリコンウエハとシリコンダイとの接続において例えば５μｍ～２５μｍ、シリコンウエハ同士の接続において５μｍ以下という極めて短いピッチを実現可能となる。
　メタルパッド１１ａは、電気的接合を可能にするための半導体チップ１１上の金属領域であり、アルミニウムや銅などの金属で形成される。半導体チップ１１は、メタルパッド１１ａを通じて外部との電気的接合を確立する。
　このように、ハイブリッドボンディングでは、例えば、二つの半導体チップ１１のメタルパッド１１ａのそれぞれを電気的に直接接合する。そのため、ハイブリッドボンディングでは、ハンダバンプを介した接合と比較してメタルパッド１１ａの表面の酸化物の発生状態によって導電状態が大きく影響を受ける。すなわち、ハンダバンプを介した接合の場合は、メタルパッド１１ａの表面に酸化物が発生していたとしてもハンダバンプの熱エネルギーによって正常に導電状態を確立できるものの、一方、メタルパッド１１ａを直接接合する場合は、メタルパッド１１ａの表面に酸化物が発生していると、電気的に抵抗となる酸化物の影響で導電状態が正常に確立できないおそれがある。
　そこで、本実施形態の半導体デバイスの接合方法では、ハイブリッドボンディングの前処理において、金属材料における、酸化物を減らし、又は酸化を抑制する効果を有する水素水を用いることにより、半導体チップ１１の表面の酸化物の発生を抑制する。水素水に酸化抑制効果、又は酸化物低減効果がある根拠は、例えば銅は、ＰＨが７付近の純水中では酸化銅が安定であるため酸化が進行する特性を示し、一方、水素水中では純銅が安定であるため酸化が進行しないという特性を示すためである。
　図２を参照して、純粋な銅（以下、「純銅」という。）を水素水に浸けることで酸化物の発生が抑制される実験結果について、具体的に説明する。図２は、水素水による酸化物抑制の効果を示すグラフである。図２は、横軸が結合エネルギーを示し、縦軸が強度を示すグラフである。図２では、純銅を水素水に１時間浸けた場合の結合エネルギーと強度との関係を実線Ｌ１で示し、純銅を水素水に浸けていない場合の結合エネルギーと強度との関係を破線Ｌ２で示す。
　結合エネルギーとは、互いに引き合う複数の要素からなる系において、その系がひとところに寄り集まって存在する状態と、粒子がバラバラに存在する状態とのポテンシャルエネルギーの差のことをいう。換言すると、結合エネルギーとは、所定の量の物資を、原子と原子とに切り離す際に必要なエネルギーのことである。
　強度とは、物質の安定性を示す指標である。すなわち、強度が大きければ大きいほど、物質が安定していることを示す。
　図２に示すように、純銅の安定的な結合エネルギー（例えば９３３ｅＶ）における純銅の強度について、水素水に１時間浸けた場合（図２の実線Ｌ１）は、水素水に浸けない場合（図２の破線Ｌ２）と比較して、純銅の強度が大きくなる。すなわち、図２には、純銅を水素水に浸けた場合は、水素水に浸けない場合よりも、純銅である状態が酸化銅である状態よりも安定することが示されている。このように、純銅を水素水に浸けた場合、純銅が酸化されにくくなるという効果を生じる。銅とは異なる金属についても同様の効果を生じると考える。つまり、酸化した銅を水素水に１時間漬けることにより、表面における純銅の組成比が増えていることから、銅の酸化を抑制、もしくは酸化銅を除去する効果が確認できる。
　このような性質を利用して、本発明の半導体デバイスの接合方法では、金属（例えば純銅）で形成される半導体チップ１１の導電部（メタルパッド１１ａ）を水素水に接触させることにより、銅表面における酸化物の割合を低減させることができる。
　以下、水素水を用いて半導体チップ１１の表面の酸化を抑制又は酸化物の低減が可能な半導体デバイスの接合方法について、半導体チップ製造装置１００の構成を例に説明する。
　図３を参照して、半導体チップ製造装置１００の構成について説明する。図３は、半導体チップ製造装置１００の構成の一例を示す側面図である。図３に示すように、半導体チップ製造装置１００は、ウエハ１０を回転させる回転台１１０、水素水ノズル１２１が取り付けられた第１アーム１２０、ワイプ材１３６を保持する第２アーム１３０を含む。なお、半導体チップ製造装置１００は不図示のボンディング装置を含む。
　回転台１１０は、例えば、回転盤１１１、回転軸１１２、回転駆動部１１３を含む。回転軸１１２は、回転盤１１１の下側に配置された水受け１１４を貫通し、上端に回転盤１１１が取り付けられており、下端には、回転駆動部１１３が取り付けられている。回転盤１１１は円形の平板で、上面にダイシング後のウエハ１０が載置されている。
　図４を参照して、半導体デバイスの接合方法における洗浄対象のダイシング後のウエハについて説明する。図４は、洗浄対象であるダイシング後のウエハ１０の一例を示す平面図である。図４に示すように、ウエハ１０は、円板状のシリコン結晶であって支持材であるダイシングフィルム２０の上面に貼り付けられている。ダイシングフィルム２０の外周縁の上側は、リング３０に取り付けられている。ウエハ１０は、上側からダイシングソーで格子状に切込み１２が入れられ、複数の半導体チップ１１に分割されている。
　図３に戻り、回転盤１１１の上面には、ウエハ１０をダイシングした後の複数の半導体チップ１１がダイシングフィルム２０を介して載置されている。回転台１１０は、回転駆動部１１３によって回転盤１１１を回転させる。これにより、回転台１１０は、回転盤１１１の上面に載置された半導体チップ１１を回転させる。
　第１アーム１２０は、例えば、水素水ノズル１２１、超音波発振器１２２、アーム本体１２３、ＸＹ駆動部１２４を含む。水素水ノズル１２１は、回転台１１０の上側に配置され、回転台１１０の上面に載置された半導体チップ１１の表面に水素水を噴射する。このとき、回転盤１１１を回転させながら半導体チップ１１の表面に水素水を噴射して洗浄するスピン洗浄を実行してもよい。
　水素水ノズル１２１の基端側は、図示しない水素水製造装置に接続されている。水素水ノズル１２１の下端近傍の外周面には、水素水を超音波加振する超音波発振器１２２が取り付けられている。すなわち、水素水ノズル１２１は、超音波加振された水素水である、マイクロバブルを含む水素水を半導体チップ１１の表面に噴射する。水素水ノズル１２１は、本体アーム６１およびＸＹ駆動部１２４によって半導体チップ１１の表面に沿ったＸＹ方向に移動可能である。
　水素水は、水素を水に溶解した水である。水素水は、例えば大気圧下における飽和度が６０％～１００％となるように水素を溶解した水である。なお、水素水は、アルカリ成分を添加したものでもよく、例えば水素水にアンモニアを添加したアンモニア添加水素水でもよい。
　第２アーム１３０は、アーム本体１３１、ＸＹ駆動部１３２、Ｚ駆動部１３３、回転駆動部１３４、水素水ノズル１３５、ワイプ材１３６、ワイプ材保持部１３７などを備えている。アーム本体１３１は、ＸＹ駆動部１３２によって半導体チップ１１の表面に沿ったＸＹ方向に移動可能になっている。アーム本体１３１の先端の下側には、下端にワイプ材１３６が取り付けられるワイプ材保持部１３７が取り付けられている。ワイプ材１３６は、半導体チップ１１の表面に付着した有機物の微細な異物を取り込んで除去する。
　ワイプ材１３６は、例えば、異物を吸着可能なシート材と、圧縮変形可能なクッション材と、を含む多層構造で構成されている。シート材は、繊維状の材料であり、例えば、マイクロファイバーを交絡させた不織布である。シート材は、繊維状の材料に限定されず、多孔質の材料の薄膜であってもよい。シート材は、有機物等の異物を取り込んで、さらに半導体チップ１１の表面から剥離してこの異物を洗浄液とともに廃棄する。クッション材は、例えば、樹脂材料を発泡させたスポンジである。
　アーム本体１３１の先端には、基端側が図示しない水素水タンクに接続されて下端から水素水を半導体チップ１１の表面に流す水素水ノズル１３５が取り付けられている。なお、水素水は、水素水にアルカリを添加したアンモニア添加水素水でもよい。ここで、水素水は、比抵抗が０．０５～１ＭΩ・ｃｍのものでもよい。
　アーム本体１３１の先端の上側には、ワイプ材１３６を回転駆動する回転駆動部（不図示）と、ワイプ材保持部１３７を上下方向に駆動してワイプ材１３６を半導体チップ１１の表面に触れさせるＺ駆動部１３３が取り付けられている。
　図５を参照して、第１アーム１２０と第２アーム１３０との位置関係の一例について説明する。図５は、第１アーム１２０と第２アーム１３０との位置関係の一例を示す平面図である。図５に示すように、第２アーム１３０は、回転軸１３１Ｘを中心に揺動している。回転軸１３１Ｘから離間した第２アーム１３０の先端に保持されているワイプ材１３６は、回転盤１１１の中央部と周縁部との間を往復移動している。
　第１アーム１２０は、回転軸１２３Ｘを中心に揺動している。回転軸１２３Ｘから離間した第１アーム１２０の先端に保持されている水素水ノズル１２１は、回転盤１１１の中央部と周縁部との間を往復移動している。図５に示すように、例えば、第２アーム１３０の動きに第１アーム１２０が連動し、ワイプ材１３６が回転盤１１１の中央部に移動したタイミングで水素水ノズル１２１が回転盤１１１の中央部に移動する。水素水ノズル１２１は、回転盤１１１の中央部に移動したタイミングでワイプ材１３６から所定の範囲内に水素水を噴射する。これにより、ウエハ上の全ての半導体チップ１１の表面に水素水を噴射できるため、半導体チップ１１の表面の酸化物の発生を抑制することができる。
　図６、図７、図８を参照して、半導体デバイスの接合方法の処理手順について説明する。図６は、本発明の一実施形態の半導体デバイスの接合方法の処理手順の一例を説明するフローチャートである。図７は、水素水処理工程の概要を示す図である。図８は、除去工程の概要を示す図である。
　図６のステップＳ１０１に示すウエハ製造工程において、ウエハ１０は、前述したように、ダイシングフィルム２０の上面に貼り付けられている。ダイシングフィルム２０は、基材と該基材の上面を覆う粘着層とで構成されており、粘着層の上面にウエハ１０が貼り付けられている。
　図６のステップＳ１０２に示すダイシング工程（ダイシングステップ）において、ウエハ１０は、ダイシング装置（不図示）によってダイシングされる。ダイシング装置とは、ダイシングフィルム２０に貼り付けられた半導体のウエハ１０を切断して半導体チップ１１とする装置である。ダイシング装置は、ウエハ１０に切込み１２を入れてウエハ１０を複数の半導体チップ１１に切断する。
　図６のステップＳ１０３に示すダイシング後洗浄工程において、ダイシング工程で発生する異物のうち大きな異物を除去する。なお、ダイシング後洗浄工程では、例えば水素水を用いて洗浄することが好適である。また、ダイシング後洗浄項ではマイクロバブルを含む水素水を用いてもよい。
　この際、ダイシングフィルム２０の粘着層もウエハ１０と共に切断される。ダイシング工程では、ウエハ１０に切込み１２を入れる際にシリコンの切り屑等の無機系の異物と、粘着層３２の切り屑のような有機系の異物とが発生する。しかし、数ミクロン～サブミクロンオーダーの微細な異物は除去されず、無機系の微細な異物は、半導体チップ１１の表面や切込み１２に面する半導体チップ１１の側面に付着した状態となっている。また、有機系の微細な異物は、半導体チップ１１の上面に付着した状態となっている。
　次に、図６のステップＳ２０１に示す水素水処理工程（水素水処理ステップ）において、水素水ノズル１２１から水素水を半導体チップ１１の表面に噴射して半導体チップ１１の表面が洗浄される。なお、図７（ａ）に示すように、水素水ノズル１２１から噴射される水素水（ガスではない液体）は、水素水ノズル１２１を通る際に超音波発振器１２２で超音波加振され、微細な泡を含むものとなる。また、半導体チップ１１が載置される回転盤１１１を回転させながら半導体チップ１１の表面に水素水（ガスではない液体）を噴射してスピン洗浄を実行してもよい。水素水によるスピン洗浄は、例えば純水によるスピン洗浄と比較して、メタルパッド１１ａの酸化の抑制又は酸化物をさらに低減させる効果を有する。
　この微細な泡によって、図７（ｂ）に示すように、半導体チップ１１の表面や切込み１２の中で発泡し、その衝撃で半導体チップ１１の表面の微細な無機系の異物Ｐａが除去される。水素水は、半導体チップ１１のメタルパッド１１ａの酸化を抑制し、既に発生している酸化物を減らすことができる。また、上述したように水素水を用いたスピン洗浄を実行することで、さらに酸化物を除去することが可能となる。さらに言うと、水素水は有機物を腐食しない性質を有するため、水素水を用いることによって、有機物であるダイシングフィルム２０の基材３１を損傷させずに無機系の異物が除去される。また、アルカリ添加水素水を用いた場合、除去した異物が半導体チップ１１の表面に再付着することを抑制できるので、洗浄後の半導体チップ１１の表面の清浄度をより高くすることができる。
　なお、水素水は有機物を腐食しないので、半導体チップ１１の上面に付着している粘着層の切り屑のような有機系の微細な異物を除去できないことがあるため、水素水処理工程が終了しても、図８（ａ）に示すように、半導体チップ１１の上面には、有機系の微細な異物Ｐａが付着することがある。そこで、図６のステップＳ２０２に進んで、除去工程を実行する。
　図６のステップＳ２０２に示す除去工程（除去ステップ）において、例えば、水素水ノズル１３５から半導体チップ１１の表面に連続的に水素水を流しながら、回転駆動部１３４で第２アーム１３０の先端に取付けたワイプ材保持部１３７を回転させる。図８（ｂ）に示すように、除去工程は、荷重調整部（不図示）によって制御されたＺ駆動部１３３がワイプ材保持部１３７に取り付けたワイプ材１３６を半導体チップ１１の表面にごく弱い力で触れて半導体チップ１１の表面に付着している有機系及び無機系の異物を除去する。当該異物Ｐａは、ワイプ材１３６でごく弱い力で触れるだけで表面から剥がれて水素水中に浮遊する。
　除去工程において、ワイプ材保持部１３７を自転させてもよい。なお、回転台１１０の回転によりワイプ材保持部１３７は回転軸１１２の周りに公転する。また、ＸＹ駆動部１３２によってアーム本体１３１をＸＹ方向に移動させてもよいし、回転駆動部１３４でワイプ材保持部１３７を回転軸１１２の周りに公転させてもよい。また、除去工程の際に、荷重調整部（不図示）によってワイプ材１３６を半導体チップ１１の表面に触れる力の調整を行ってもよい。
　これにより、除去工程によって半導体チップ１１の表面から無機系の異物だけでなく有機系の異物も効果的に除去することができる。そして、除去工程が終了すると、有機系の微細な異物が半導体チップ１１の表面から除去され、半導体チップ１１の表面は、清浄な表面となる。
　なお、水素水中に浮遊する異物Ｐａは、そのまま放置すると半導体チップ１１の表面に再度付着することがあるため、図６のステップＳ２０３の水素水洗浄工程を実行する。
　図６のステップＳ２０３に示す水素水洗浄工程（水素水洗浄ステップ）おいて、例えば除去工程の後に水素水中に浮遊している異物Ｐａを水素水で洗い流す。このときスピン洗浄を実行してもよい。これにより、酸化物を減らしつつ、酸化物の発生を抑制しながら、無機系の微細な異物をより効果的に除去することができる。なお、ステップＳ２０３を省略してもよい。
　以上のように、半導体デバイスの接合方法では、例えばハイブリッドボンディングされる半導体チップ１１のメタルパッド１１ａ（例えば純銅）を水素水に接触させることによって、メタルパッド１１ａの酸化を抑制又は、その酸化物を減少させることができる。この場合、純粋及びオゾン水などをメタルパッド１１ａに接触させることなく、これらの純水等に代えて、水素水のみに接触させてもよい。また、半導体デバイスの接合方法では、薬液処理も行なわず水素水で処理を行うため、環境に影響を与えることもない。なお、半導体デバイスの接合方法は、水素水のみに接触させることが好適ではあるものの、例えば少なくとも水素水処理工程以降の工程において、水素水以外の純水やオゾン水などに接触させない処理手順であればよい。
　図６のステップＳ３０１に示す接合工程（接合ステップ）において、酸化物の発生が抑制された清浄な表面のメタルパッド１１ａを有する半導体チップ１１のメタルパッド１１ａが、他の半導体チップ１１のメタルパッド１１ａとボンディング装置（不図示）によって直接接合される。半導体チップ１１のメタルパッド１１ａは、基板の上の所定のメタルパッドに直接接合されてもよい。
　なお、半導体デバイスの接合方法において、図３のステップＳ２０２に示す除去工程やステップＳ２０３に示す水素水洗浄工程の後に乾燥工程（不図示）を実行し、半導体チップ１１を乾燥させてからボンディングを行うようにしてもよい。また、ボンディング装置は、ハイブリッドボンディング装置として説明したが、例えば、フリップチップボンディング装置、ダイボンディング装置等、半導体チップ１１のメタルパッド１１ａを被接合物のメタル接続部に直接接合する装置であればよい。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
　例えば、半導体デバイスの接合方法の対象は、ダイシングフィルム２０の上に貼り付けられた半導体チップ１１に限定されず、複数の半導体チップ１１の中から良品の半導体チップ１１のみをピックアップしてガラス板の上に粘着剤を介して貼り付け、複数の半導体チップ１１が貼り付けられてガラス板を回転台１１０の上に載置して半導体チップ１１の表面の洗浄を行う場合にも適用することができる。この場合、ガラス板は、支持材を構成する。また、ガラス板ではなく、シリコンウエハあるいは基板の上に半導体チップ１１を貼り付け、シリコンウエハあるいは基板を回転台１１０に載置して半導体チップ１１の洗浄を行うようにしてもよい。その場合、シリコンウエハ、基板は、支持材を構成する。
　例えば、これまで説明した半導体デバイスの接合方法において、水素水処理工程、除去工程および水素水洗浄工程のそれぞれの後に乾燥工程を実施し、半導体チップ１１の表面を乾燥させてもよい。より清浄度の高い半導体チップ１１をボンディングすることができる。
　［付記１］
　半導体デバイスの接合方法は、水素水を用いて複数の半導体チップ１１（半導体デバイス）のメタルパッド１１ａ（導電部）の酸化を抑制又は酸化物を低減させる水素水処理を実行する水素水処理工程（水素水処理ステップ）と、複数の半導体チップ１１（半導体デバイス）の各々を互いに接合する接合工程（接合ステップ）であって、水素水処理が実行されたメタルパッド１１ａ（導電部）における対向面同士を直接接合する接合工程（接合ステップ）と、を含む。これにより、半導体デバイスである半導体チップ１１の表面の導電部であるメタルパッド１１ａの酸化を抑制、又は酸化物の低減可能な接合方法を提供することができる。
　［付記２］
　上記付記１における半導体デバイスの接合方法において、半導体デバイスは、半導体ウエハがダイシングされたチップ状の半導体チップ１１であり、水素水処理工程（水素水処理ステップ）の前に、ウエハ１０（半導体ウエハ）をダイシングして半導体チップ１１を作成するダイシング工程（ダイシングステップ）をさらに含む。これにより、金属（例えば純銅）で形成される半導体チップ１１のメタルパッド１１ａを水素水に接触させることにより酸化物の発生を抑制可能となる。
　［付記３］
　上記付記１又は２において、半導体デバイスの接合方法は、水素水処理工程（水素水処理ステップ）において、超音波加振された水素水を用いて、半導体チップ１１（半導体デバイス）のメタルパッド１１ａ（導電部）の酸化物を低減させるとともに、当該半導体チップ１１（半導体デバイス）の表面を洗い流す。これにより、半導体チップ１１のメタルパッド１１ａの酸化を抑制し、既に発生している酸化物を減らすことができる。
　［付記４］
　上記付記１から３のいずれか一つにおいて、半導体デバイスの接合方法は、水素水処理工程（水素水処理ステップ）と接合工程（接合ステップ）との間において、半導体チップ１１（半導体デバイス）に水素水を噴射しながら半導体チップ１１（半導体デバイス）の表面に水素水を含んだワイプ材３６を触れさせて、異物を除去する除去工程（除去ステップ）をさらに含む。これにより、除去工程によって半導体チップ１１の表面から無機系の異物だけでなく有機系の異物も効果的に除去することができ、半導体チップ１１の表面を清浄な表面にすることができる。
　［付記５］
　上記付記４において、半導体デバイスの接合方法は、除去工程（除去ステップ）の後に、水素水を用いて半導体チップ１１（半導体デバイス）の表面を洗い流す水素水洗浄工程（水素水洗浄ステップ）を更に含む。これにより、酸化物を減らしつつ、酸化物の発生を抑制しながら、無機系の微細な異物をより効果的に除去することができる。
　［付記６］
　上記付記５において、半導体デバイスの接合方法は、水素水洗浄工程（水素水洗浄ステップ）において、超音波加振された水素水を用いて半導体チップ１１（半導体デバイス）の表面を洗い流す。これにより、より酸化物を減らしつつ、酸化物の発生を抑制しながら、無機系の微細な異物をより効果的に除去することができる。
　［付記７］
　上記付記１から６のいずれか一つにおいて、半導体デバイスの接合方法は、水素水処理工程（水素水処理ステップ）で噴射される水素水は、大気圧下における水素ガスの飽和度が６０％～１００％である。これにより、半導体デバイスである半導体チップ１１の表面の導電部であるメタルパッド１１ａの酸化を抑制又は酸化物の低減可能となる。
　１０…ウエハ、１１…半導体チップ、１２…切込み、２０…ダイシングフィルム、３０…リング、１１０…回転台、１１１…回転盤、１１２…回転軸、１１３…回転駆動部、１１４…水受け、１２０…第１アーム、１２１…水素水ノズル、１２２…超音波発振器、１２３…アーム本体、１２４…ＸＹ駆動部、１３０…第２アーム、１３１…アーム本体、１３２…ＸＹ駆動部、１３３…Ｚ駆動部、１３４…回転駆動部、１３５…水素水ノズル、１３６…ワイプ材、１３７…ワイプ材保持部、１００…半導体チップ製造装置。
 

Claims (7)

  1. 　水素水を用いて複数の半導体デバイスの導電部の酸化を抑制又は酸化物を低減させる水素水処理を実行する水素水処理ステップと、
    　前記複数の半導体デバイスの各々を互いに接合する接合ステップであって、前記水素水処理が実行された前記導電部における対向面同士を直接接合する接合ステップと、を含む半導体デバイスの接合方法。
  2. 　前記半導体デバイスは、半導体ウエハがダイシングされたチップ状の半導体チップであり、
    　前記水素水処理ステップの前に、前記半導体ウエハをダイシングして前記半導体チップを作成するダイシングステップをさらに含む、請求項１に記載の半導体デバイスの接合方法。
  3. 　前記水素水処理ステップにおいて、超音波加振された水素水を用いて、前記半導体デバイスの導電部の酸化物を低減させるとともに、当該半導体デバイスの表面を洗い流す、請求項１又は２に記載の半導体デバイスの接合方法。
  4. 　前記水素水処理ステップと前記接合ステップとの間において、前記半導体デバイスに水素水を噴射しながら前記半導体デバイスの表面に水素水を含んだワイプ材を触れさせて、異物を除去する除去ステップをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体デバイスの接合方法。
  5. 　前記除去ステップの後に、水素水を用いて前記半導体デバイスの表面を洗い流す水素水洗浄ステップを更に含む、請求項４に記載の半導体デバイスの接合方法。
  6. 　前記水素水洗浄ステップにおいて、超音波加振された水素水を用いて前記半導体デバイスの表面を洗い流す、請求項５に記載の半導体デバイスの接合方法。
  7. 　前記水素水処理ステップで噴射される水素水は、大気圧下における水素ガスの飽和度が６０％～１００％である、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体デバイスの接合方法。
     
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