(57)【要約】【課題】安価なコストで積層半導体装置のボイドを除去する。【解決手段】第１の基板と第２の基板とを積層して積層半導体装置を製造する製造方法であって、第１の基板と第２の基板とを積層する積層工程と、積層工程の後に、第１の基板と第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングするトリミング工程とを含む。トリミング工程においてトリミングする領域の大きさは、上記気泡のうち少なくとも一部の気泡が除去される大きさであってもよい。【選択図】図４
2020136329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板とを積層して積層半導体装置を製造する製造方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板とを積層する積層工程と、
前記積層工程の後に、前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングするトリミング工程と、
を含む製造方法。
【請求項２】
前記トリミング工程において前記トリミングする領域の大きさは、前記気泡のうち少なくとも一部の気泡が除去される大きさである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記積層工程より前に、
前記トリミングする領域よりも内側に、少なくとも１つの金属製の電極を形成するとともに、前記トリミングする領域内には前記電極を形成しない、電極形成工程をさらに含む請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記トリミング工程の後に、前記トリミングされた基板を薄化する薄化工程と、
前記トリミングされた基板における薄化した面に第３の基板を積層する第２の積層工程と、
前記トリミングされた基板と前記第３の基板を積層した後に、前記トリミングされた基板と前記第３の基板の間の気泡の位置に基づいて、前記トリミングされた基板および前記第３の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングする第２のトリミング工程と
をさらに含む請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第２のトリミング工程でトリミングする領域は、前記トリミング工程でトリミングする領域よりも小さい請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記トリミングする領域の大きさは、前記気泡の位置と、金属製の電極の位置とに応じて設定される請求項２から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記トリミングする領域の大きさは、前記トリミングされる基板の周縁から前記領域までの距離が、前記周縁からの前記気泡の距離よりも大きく、前記電極が形成されない領域の前記周縁からの距離よりも小さくなるように設定される請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
積層された第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングする領域の大きさを決定する決定方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、トリミングする領域の大きさを決定する決定方法。
【請求項９】
前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡のうち少なくとも一部の気泡が除去される領域をトリミングする領域として決定する請求項８に記載の決定方法。
【請求項１０】
積層される第１の基板および第２の基板の少なくとも一方に電極を形成する位置を決定する決定方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板とを積層した場合に前記第１の基板と前記第２の基板との間に生じる気泡の位置を予測するステップと、
前記予測した前記気泡の位置に基づいて、前記電極を形成する位置を決定するステップと、
を含む決定方法。
【請求項１１】
前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡のうち少なくとも一部の気泡の位置よりも内側を、前記電極を形成する位置として決定する請求項１０に記載の決定方法。
【請求項１２】
第１の基板と第２の基板とを積層して積層半導体装置を製造する製造システムであって、
前記第１の基板と前記第２の基板とを積層する積層装置と、
積層の後に、前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングするトリミング装置と、
を含む製造システム。
【請求項１３】
積層された第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部を、前記第１の基板と前記第２の基板の間の気泡の位置に基づいてトリミングするトリミング装置。
【請求項１４】
第１の基板と第２の基板とを積層した場合に予測される前記第１の基板と前記第２の基板との間の気泡の位置に基づいて電極が形成された前記第１の基板と前記第２の基板とを積層する積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層半導体装置を製造する製造方法、トリミングする領域の大きさを決定する決定方法、電極を形成する位置を決定する決定方法、積層半導体装置を製造する製造システム、トリミング装置、および積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互に積層される基板の表面に対して特定の気体を供給しつつ基板を積層することにより、積層された基板の周縁部にボイドが発生するのを抑制するものがある（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、この場合には特定の気体を供給するための機構を設ける必要があり、積層された基板の製造コストが嵩んでいた。
【特許文献１】特開２０１５−０４１７４４号公報
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様においては、積層半導体装置を製造する製造方法が提供される。積層半導体装置を製造する製造方法は、第１の基板と第２の基板とを積層して積層半導体装置を製造する製造方法であって、第１の基板と第２の基板とを積層する積層工程と、積層工程の後に、第１の基板と第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングするトリミング工程とを含む。
【０００４】
本発明の第２の態様においては、トリミングする領域の大きさを決定する決定方法が提供される。トリミングする領域の大きさを決定する決定方法は、積層された第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングする領域の大きさを決定する決定方法であって、第１の基板と第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、トリミングする領域の大きさを決定する。
【０００５】
本発明の第３の態様においては、電極を形成する位置を決定する決定方法が提供される。電極を形成する位置を決定する決定方法は、積層される第１の基板および第２の基板の少なくとも一方に電極を形成する位置を決定する決定方法であって、第１の基板と第２の基板とを積層した場合に第１の基板と第２の基板との間に生じる気泡の位置を予測するステップと、予測した気泡の位置に基づいて、電極を形成する位置を決定するステップと、を含む。
【０００６】
本発明の第４の態様においては、積層半導体装置を製造する製造システムが提供される。積層半導体装置を製造する製造システムは、第１の基板と第２の基板とを積層する積層装置と、積層の後に、第１の基板と第２の基板の間の気泡の位置に基づいて、第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部をトリミングするトリミング装置と、を含む。
【０００７】
本発明の第５の態様においては、トリミング装置が提供される。トリミング装置は、積層された第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の周縁部を、第１の基板と第２の基板の間の気泡の位置に基づいてトリミングする。
【０００８】
本発明の第６の態様においては、積層装置が提供される。積層装置は、第１の基板と第２の基板とを積層した場合に予測される前記第１の基板と前記第２の基板との間の気泡の位置に基づいて電極が形成された前記第１の基板と前記第２の基板とを積層する。
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１における基板１０１の概略構成を示す平面図である。
【図２】積層基板１２０の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】積層基板１２０の概略構成を示す平面図である。
【図４】積層半導体装置の製造工程を示す図である。
【図５】積層基板１２０のトリミング工程後の概略構成を示す平面図である。
【図６】積層半導体製造装置２００の概略構成を示す図である。
【図７】積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【図８】積層装置３００の動作を示すフローチャートである。
【図９】積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【図１０】積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【図１１】積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【図１２】積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【図１３】積層基板１２０の概略構成を示す縦断面図である。
【図１４】トリミング装置４００の概略構成を示す側面図である。
【図１５】トリミング装置４００によりトリミングされる積層基板１２０の一例を示す。
【図１６】距離Ｌ１、トリミング幅Ｌ２、および電極非形成幅Ｌ３の関係を示す図である。
【図１７】トリミング幅Ｌ２および電極非形成幅Ｌ３を決定する処理を示すフローチャートである。
【図１８】研磨装置５００の概略構成を示す側面図である。
【図１９】実施の形態２における積層半導体装置の製造工程を示す図である。
【図２０】実施の形態３における積層半導体装置の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の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、実施の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。
【００１２】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１における基板１０１の概略構成を示す平面図である。基板１０１は、複数の素子領域１０６と、ノッチ１０７と、複数のアライメントマーク１０８と、スクライブライン１０９と、を有する。
【００１３】
基板１０１は、例えば、シリコン単結晶基板に、ウエハプロセス装置で複数の素子領域１０６を形成して作製される。また、基板１０１の材料として、Ｇｅを添加したＳｉＧｅ基板、Ｇｅ単結晶基板、ＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族等の化合物半導体ウエハを用いてもよい。
【００１４】
複数の素子領域１０６は、基板１０１の表面に周期的に配される。素子領域１０６の各々には、フォトリソグラフィ技術等より形成された半導体装置が配置される。また、素子領域１０６には、基板１０１を他の基板やリードフレームに電気的に接続する場合に接続電極となるパッド、バンプ等も配される。接続電極は例えば銅などの導電体により形成され、基板１０１の表面上に露出していてもよいし、酸化膜で覆われていてもよい。ノッチ１０７は、基板１０１の結晶配向性等を示す指標として設けられる。したがって、ノッチ１０７の位置を検出することにより、基板１０１における素子領域１０６の方向を検知できる。
【００１５】
アライメントマーク１０８は、素子領域１０６が形成されていないブランク領域に配され、基板１０１を位置合わせする場合の指標となる。ブランク領域には、素子領域１０６を切り分けてダイにする過程で切断されるスクライブライン１０９も配される。スクライブライン１０９は、基板１０１をダイシングする過程で鋸代となって消滅するので、アライメントマーク１０８を設けることにより、基板１０１の利用効率を損ねることなくアライメントマーク１０８を設けることができる。
【００１６】
図２は、基板１０１と基板１０２とが積層された積層基板１２０の概略構成を示す縦断面図である。図３は、積層基板１２０を基板１０１の側からみた平面図である。基板１０２は、基板１０１と対応する構成を有する。対応する構成の例として、基板１０２が、基板１０１と同じ構成であってもよいし、基板１０１の素子領域１０６の各々に重なる素子領域を有するが異なる機能の半導体装置を有したものであってもよい。
【００１７】
図２に示すように、積層基板１２０の基板１０１と基板１０２の間にはボイド１１０が発生することがある。ボイド１１０は、基板１０１、１０２を積層する過程において発生する気泡である。ボイド１１０は、例えば、基板１０１、１０２の周縁部が平坦ではないことにより、積層の過程で当該平坦ではない部分に空気等の気体が残ることで発生する。また、ボイド１１０は、基板１０１、１０２の積層の過程で、基板１０１、１０２の中央部分から周縁部に向かって基板１０１、１０２間を移動した気体が周縁部から外方に急激に押し出されることにより、断熱膨張による結露が生じることによっても発生する。
【００１８】
なお、「周縁部」とは、基板１０１、１０２の周縁から径方向内側に所定の距離の範囲を占める部分をいう。基板１０１、１０２の「周縁」とは、基板１０１、１０２の径方向の端部をいう。所定の距離とは、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍである。基板１０１の周縁の位置と基板１０２の周縁の位置とが異なる場合には、「周縁部」は、いずれか一方の基板の周縁から所定の距離の範囲を占める部分でもよいし、二つの基板１０１，１０２の周縁の中間の位置から所定の距離の範囲を占める部分でもよい。
【００１９】
図２及び図３の例では、ボイド１１０は、積層基板１２０の周縁から一定の距離Ｌ１に円弧上に多数発生している。さらに、積層基板１２０の周縁から距離Ｌ１よりも内側の位置にも多少のボイド１１１が発生している。積層基板１２０がボイド１１０、１１１を含んでいると、ボイド１１０、１１１の発生個所から剥離するおそれがある。そこで、本実施形態では、積層基板１２０の周縁部をトリミングすることにより、複数のボイド１１０、１１１のうちの少なくとも一部を除去する。
【００２０】
図４は、積層半導体装置の製造工程を示す図である。図４（ａ）は積層工程後の積層基板１２０を示し、図４（ｂ）はトリミング工程後の積層基板１２０を示し、図４（ｃ）は薄化工程後の積層基板１２０を示す。図５は、図４（ｃ）の積層基板１２０を基板１０１の側から見た平面図である。
【００２１】
積層工程において、基板１０１と基板１０２とが積層される。これにより積層基板１２０が形成される。図４（ｂ）に示すように、積層工程時に図２および図３で説明したボイド１１０、１１１が発生している。
【００２２】
トリミング工程において、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０の位置に基づいて、基板１０１および基板１０２の少なくとも一方の周縁部をトリミングする。図４（ｂ）の例においては、積層基板１２０のうち基板１０１の周縁部が厚み方向全体にわたって取り除かれるとともに、基板１０２の周縁部が厚み方向の一部だけ取り除かれている。トリミングされる積層基板１２０の径方向の幅であるトリミング幅Ｌ２は、基板１０１と基板１０２の間の複数のボイド１１０の位置に基づいて設定される。図４（ｂ）の例で、トリミングする領域の大きさであるトリミング幅Ｌ２は、基板１０１と基板１０２の間の複数のボイド１１０、１１１のうち少なくとも一部のボイド１１０が除去される幅である。
【００２３】
薄化工程において、積層基板１２０のうち基板１０１の露出している側が研磨されて、薄化される。付言すれば、薄化される基板１０１は、積層基板１２０のうちトリミング工程で厚み方向全体にわたって周縁部が取り除かれた基板である。
【００２４】
以上の通り、実施の形態１では、積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行う。これにより、図４（ｂ）および図５に示すように、トリミング工程において積層基板１２０に生じたボイド１１０が除去される。なお、図５に示す例においては、トリミング幅Ｌ２よりも径方向内側にあるボイド１１１については、除去されていないが、後述する方法でトリミング幅Ｌ２を決定するときに、ボイド１１１を除去するようにトリミング幅Ｌ２を決定してもよい。
【００２５】
積層半導体装置は、その後個片化されてパッケージ化される。なお、図２から図５は工程の順序を説明するものであって、各工程、上記距離Ｌ１、トリミング幅Ｌ２等の詳細については後述する。
【００２６】
図６は、積層半導体製造装置２００の概略構成を示す図である。積層半導体製造装置２００は、搬送装置２１０と、積層装置３００と、トリミング装置４００と、研磨装置５００と、基板収納部６００と、制御部７００とを備える。
【００２７】
搬送装置２１０は、複数の腕部２１１と、把持部２１２とを有する。複数の腕部２１１は、その接続部においてアクチュエータを備えており、アクチュエータの作用により、把持部２１２で把持した基板１０１（または基板１０２、以下、特にことわらない限り図６の説明について同様）を回転もしくは進退させ、各装置に搬入し、もしくは各装置から搬出する。搬送装置２１０は、把持部２１２の付け根にもアクチュエータを備えており、把持部２１２が基板１０１を保持した状態で、把持部２１２を回転させ、基板１０１を反転させることができる。
【００２８】
把持部２１２は、基板１０１を吸着可能なように真空、負圧による吸引部を備えており、この吸引部による吸引を制御することにより基板１０１を着脱する。なお、把持部２１２による把持は、吸引に限らず、例えば静電吸着により吸着するように構成してもよい。搬送装置２１０は、以上のような動作により、基板１０１を各装置間で搬送し、かつ、上向きもしくは下向きである予定された向きで各装置に引き渡すことができる。
【００２９】
基板収納部６００は、基板１０１を単体でストックする基板カセットや、基板ホルダ２２０を単体で、もしくは基板１０１を載置したままの状態でストックする基板ホルダラックを備える。加工前の基板１０１は、外部装置より基板収納部６００に搬入され、同様に、加工後の基板１０１は、基板収納部６００より外部装置へ搬出される。基板収納部６００は、加工の途中段階の基板１０１を一時的に保管する場所としての機能も有する。
【００３０】
基板収納部６００に収容された一対の基板１０１、１０２は、搬送装置２１０によって積層装置３００内に搬入される。積層装置３００は、搬入された一対の基板１０１、１０２を積層して接合する。積層された積層基板１２０は、搬送装置２１０によって積層装置３００から搬出され、トリミング装置４００内に搬入される。トリミング装置４００は、積層基板１２０の周縁部をトリミング幅Ｌ２でトリミングする。
【００３１】
トリミングされた基板１０１は、搬送装置２１０によってトリミング装置４００から搬出され、研磨装置５００内に搬入される。研磨装置５００では、基板１０１を所定の厚さになるまで研磨して薄化する。研磨装置５００によって薄化された基板１０１は、搬送装置２１０によって基板収納部６００に搬入される。
【００３２】
制御部７００は、搬送装置２１０、積層装置３００、トリミング装置４００、研磨装置５００、および基板収納部６００における動作を制御することによって、積層半導体製造装置２００全体の動作を制御する。
【００３３】
図７は、積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。積層装置３００は、枠体３１０と、上ステージ３２２と、下ステージ３３２とを有する。
【００３４】
枠体３１０は、水平な床面３０１に対して平行な底板３１２および天板３１６と、床板に対して垂直な複数の支柱３１４とを有する。底板３１２、支柱３１４および天板３１６は、積層装置３００の他の部材を収容する直方体の枠体３１０を形成する。
【００３５】
上ステージ３２２は、天板３１６の図中下面に、下向きに固定される。上ステージ３２２は、真空チャック、静電チャック等の保持機能を有し、基板１０１を保持した基板ホルダ２２０を保持できる。
【００３６】
天板３１６の下面には、顕微鏡３２４、活性化装置３２６が上ステージ３２２の側方に固定される。顕微鏡３２４は、後述する下ステージ３３２に保持された基板１０１の上面を観察できる。活性化装置３２６は、下ステージ３３２に保持された基板１０１の上面を清浄化するプラズマを発生する。
【００３７】
下ステージ３３２は、底板３１２の上面に配されたＸ方向駆動部３３１に重ねられたＹ方向駆動部３３３の図中上面に搭載される。Ｘ方向駆動部３３１は、底板３１２と平行に、図中に矢印Ｘで示す方向に移動する。Ｙ方向駆動部３３３は、Ｘ方向駆動部３３１上で、底板３１２と平行に、図中に矢印Ｙで示す方向に移動する。これら、Ｘ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３３の移動を組み合わせることにより、下ステージ３３２は、底板３１２と平行に、二次元的に移動できる。
【００３８】
また、下ステージ３３２は、底板３１２に対して垂直に、矢印Ｚで示す方向に昇降する昇降駆動部３３８により支持される。これにより、下ステージ３３２は、Ｙ方向駆動部３３３に対して昇降できる。
【００３９】
Ｙ方向駆動部３３３には、顕微鏡３３４および活性化装置３２６が、それぞれ下ステージ３３２の側方に更に搭載される。顕微鏡３３４は、上ステージ３２２に保持された下向きの基板１０１の下面を観察できる。活性化装置３３６は、上ステージ３２２に保持された基板１０１の下面を清浄化するプラズマを発生する。
【００４０】
また更に、Ｙ方向駆動部３３３は、下ステージ３３２を貫通して垂直に昇降する複数のプッシュアップピン３３９を有する。プッシュアップピン３３９は、下ステージ３３２から図中上方に突出した場合に、基板ホルダ２２０の縁部２２４を支持して、基板１０１および基板ホルダ２２０を下ステージ３３２に対して昇降させる。
【００４１】
図８は、積層装置３００の動作を示すフローチャートである。図９から図１２は、積層装置３００の概略構成を示す縦断面図である。
【００４２】
一対の基板１０１、１０２を積層する場合、まず、搬送装置２１０が、基板収納部６００から積層装置３００に基板１０１、１０２を搬入する（Ｓ１０１）。
【００４３】
搬送装置２１０は、基板１０１および基板ホルダ２２０を反転させて、基板１０１が基板ホルダ２２０の下面に保持された状態で、下ステージ３３２から上方に突出したプッシュアップピン３３９の上端に載せる。
【００４４】
次に、プッシュアップピン３３９が上昇して、基板ホルダ２２０の上面を上ステージ３２２の下面に向かって押し付ける。更に、真空チャック、静電チャック等の保持機構の動作により、上ステージ３２２は基板ホルダ２２０および基板１０１を保持する。
【００４５】
次に、搬送装置２１０は、上面に基板１０１を保持した他の基板ホルダ２２０を下ステージ３３２のプッシュアップピン３３９に受け渡し、次いで、プッシュアップピン３３９が下降する。更に、真空チャック、静電チャック等の保持機構の動作により、下ステージ３３２は基板ホルダ２２０および基板１０２を保持する。
【００４６】
次に、制御部７００は、顕微鏡３２４、３３４を較正する（Ｓ１０２）。まず、下ステージ３３２を搭載したＸ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３３を移動させることにより、顕微鏡３２４、３３４が互いを観察できる状態にする。これにより、顕微鏡３２４、３３４の位置が相互に一致した場合の、下ステージ３３２の位置を検出する。制御部７００は、この状態の下ステージ３３２の位置を初期位置として記憶して、下ステージ３３２の移動量を制御する場合の基準とする。
【００４７】
次に、顕微鏡３２４、３３４で、基板１０１、１０２の各々におけるアライメントマーク１０８の位置を検出する（Ｓ１０３）。即ち、図９に示すように、下ステージ３３２を移動させながら顕微鏡３２４、３３４により基板１０１、１０２を観察して、基板１０１、１０２の各々に設けられたアライメントマーク１０８の位置を検出する。
【００４８】
次いで、制御部７００は、顕微鏡３２４、３３４の各々と上ステージ３２２または下ステージ３３２との相対位置が予め判っているので、アライメントマーク１０８を検出した時点の下ステージ３３２の位置に基づいて、一対の基板１０１、１０２の相対位置を算出して記憶する。制御部７００は、ステップＳ１０２において検出した初期位置と、ステップＳ１０３において検出した基板１０１、１０２の相対位置とに基づいて、一対の基板１０１、１０２のアライメントマーク１０８の位置ずれ量が閾値以下となる下ステージ３３２の移動量を算出する。
【００４９】
次に、基板１０１の位置合わせをさせる場合の上方を保持したまま、Ｘ方向駆動部３３１およびＹ方向駆動部３３３が動作して、下ステージ３３２の位置を初期位置にリセットする（Ｓ１０４）。これにより、上ステージ３２２と下ステージ３３２は、互いにずれた位置に移動する。
【００５０】
次に、一対の基板１０１、１０２の各々の接合面を活性化する（Ｓ１０５）。即ち、図１０に示すように、活性化装置３２６、３３６を動作させながら、図中に矢印Ｓで示すように下ステージ３３２を水平に移動させて、活性化装置３２６、３３６により走査することにより、基板１０１、１０２の接合面全体を活性化する。なお、基板１０１に、素子、回路、端子等が形成されている場合、接合面は、その回路等が形成された面であってもよい。
【００５１】
基板１０１、１０２の活性化方法としては、例えば、下ステージ３３２に保持された基板１０２を、天板３１６に支持された活性化装置３２６で発生したプラズマＰに暴露して、基板１０２の表面を清浄化する。また、上ステージ３２２に保持された基板１０１を、Ｙ方向駆動部３３３に搭載された活性化装置３３６で発生したプラズマＰに暴露して、基板１０１の表面を清浄化する。これにより、一対の基板１０１、１０２は、清浄化された表面を接触させると互いが接合する状態になる。
【００５２】
なお、図示の積層装置３００は、基板１０１、１０２を活性化する場合に使用する活性化装置３２６を備えている。しかしながら、別途用意された活性化装置３２６を用いて予め活性化した基板１０１を搬入することにより、積層装置３００の活性化装置３２６を省略した構造にすることもできる。また、この場合は、基板１０１を発生するプラズマを真空環境で発生させることができる。
【００５３】
基板１０１は、プラズマに暴露する方法の他に、不活性ガスを用いたスパッタエッチング等によりを活性化することもできる。また、紫外線照射、オゾンアッシャー等により基板１０１を活性化することもできる。更に、例えば、液体または気体のエッチャントを用いて、基板１０１の表面を化学的に清浄化することにより活性化してもよい。
【００５４】
次に、図１１に示すように、制御部７００は、算出した下ステージ３３２の移動量に基づいて、下ステージ３３２に保持された基板１０２を、上ステージ３２２に保持された基板１０１に対して位置合わせする（Ｓ１０６）。
【００５５】
次に、下ステージ３３２が上昇して、一対の基板１０１、１０２を相互に積層する（Ｓ１０７）。即ち、図１２に示すように、昇降駆動部３３８が下ステージ３３２を上昇させて、一対の基板１０１、１０２の接合面を相互に接触させる。一対の基板１０１、１０２の接合面は、ステップＳ１０５において活性化されているので、接触した基板１０１、１０２は互いに化学的に結合して積層基板１２０を形成する。搬送装置２１０は、積層基板１２０を搬出する（Ｓ１０９）。
【００５６】
なお、基板の「積層」は、接着剤などを介さずに直接重ね合わせた二つの基板を、予め定められた値を超える接合強度が得られるように恒久的に一体化することを含む。予め定められた値の例は、薄化工程において二つの基板が剥離しない程度の強度である。また、「積層」は、基板が接続電極を備える場合に、二つの基板の接続電極が互いに電気的に結合され、基板の間で電気的な導通が確保された状態にすることを含む。さらに、「積層」は上記の通り、二つの基板の積層面を活性化することにより、二つの基板が重ね合わされて積層面同士が化学的に結合された状態を含んでもよい。さらに、「積層」は二つの基板を重ね合わせた後に、アニール処理等により接合強度を高めた状態を含んでもよい。
【００５７】
図１３は、積層装置３００に保持された状態の基板１０１、１０２の概略構成を示す縦断面図である。図１３において、基板１０１、１０２は、上下の基板ホルダ２２０に挟まれている。基板ホルダ２２０は、保持部２２２および縁部２２４を有する。保持部２２２は、保持する基板１０１、１０２の面積と略同じ広さを有し、静電チャック等により基板１０１、１０２を吸着して保持する。これにより、基板１０１、１０２は保持部２２２に密着した状態になる。
【００５８】
縁部２２４は、保持部２２２によりも径方向外側に延在する。これにより、基板ホルダ２２０の保持部２２２に保持された基板１０１、１０２に直接に接触することなく、基板ホルダ２２０を外部から取り扱うことができる。
【００５９】
図１３に示すように、上下の基板ホルダ２２０は共に略一定の厚さを有するが、積層基板１２０を上方から支持する一方の基板ホルダ２２０は、縁部２２４が平坦であるのに対して、保持部２２２の中央が下方に隆起した形状を有する。ただし、図１３において、基板ホルダ２２０の保持部２２２の隆起は誇張して描かれている。
【００６０】
上側の基板ホルダ２２０の保持部２２２の中央が上記のように隆起していることにより、基板１０１、１０２を積層する過程において、積層された基板１０１、１０２の中央部分が最初に接触して周縁に向かって接合が順次進むので、基板１０１、１０２の間の気体は、積層された基板１０１、１０２の縁部側に向かって移動し、基板１０１、１０２の外部に排出される。このため、積層された基板１０１、１０２の間に気体が残存することが抑制され、ボイドの発生を抑制することができる。
【００６１】
図１４は、トリミング装置４００の概略構成を示す側面図である。トリミング装置４００は、基台４０３と、テーブル支持部４０４と、回転定盤４０５と、第１ステージ４０６と、垂直フレーム４０７と、第２ステージ４０８と、水平フレーム４０９と、第３ステージ４１０と、回転軸４１１と、ブレードホルダ４１６と、エアシリンダ４１７と、トリミングブレード４２０と、顕微鏡４３０と、モータＭ１〜Ｍ５とを有する。トリミング装置４００は、積層された基板１０１および基板１０２の少なくとも一方の周縁部を、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０の位置に基づいてトリミングする。
【００６２】
回転定盤４０５は、積層基板１２０を、基板１０１が上向きに露出する状態で吸着により保持する。トリミングブレード４２０は、回転定盤４０５の上方に設置され、回転定盤４０５に保持された積層基板１２０の表面と対向する。トリミング装置４００は、トリミングブレード４２０を積層基板１２０に上方から接触させた状態で双方を相対移動させることにより積層基板１２０の表面の任意の箇所をトリミングする。積層基板１２０は搬送装置２１０によりトリミング装置４００に搬入され、回転定盤４０５に載置される。
【００６３】
第１ステージ４０６は、基台４０３上に紙面に垂直な方向であるＹ方向に延びて設けられたレール上を移動自在に設けられる。第２ステージ４０８は、第１ステージ４０６から垂直に延びる垂直フレーム４０７上を移動自在に設けられる。第３ステージ４１０は、第２ステージ４０８から水平に延びる水平フレーム４０９上を移動自在に設けられる。
【００６４】
第１ステージ４０６内にはモータＭ１が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第１ステージ４０６がＹ方向に移動する。第２ステージ４０８内にはモータＭ２が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第２ステージ４０８が垂直フレーム４０７に沿ってＺ方向に移動する。
【００６５】
第３ステージ４１０内にはモータＭ３が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第３ステージ４１０が水平フレーム４０９に沿ってＸ方向に移動する。このため、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の回転動作を組み合わせることにより、第３ステージ４１０を回転定盤４０５上方の任意の位置に移動させることができる。
【００６６】
回転定盤４０５は、基台４０３上に設けられたテーブル支持部４０４から上方に延びて設けられた回転軸４１１の上端部に水平に取り付けられる。回転軸４１１は、テーブル支持部４０４内に設けられたモータＭ４を制御部７００により回転駆動することによりＺ軸回りに回転させることができ、これにより回転定盤４０５がＸＹ面内で回転する。
【００６７】
トリミングブレード４２０は、第３ステージ４１０から下方に延びて設けられたブレードホルダ４１６の下端部に取り付けられる。ブレードホルダ４１６の内部には、モータＭ５とトリミングブレード４２０とを接続するシャフトを備えており、ウォームギアを介すことにより、円盤状のトリミングブレード４２０がＸ軸周りに回転する。ブレードホルダ４１６は、第３ステージ４１０内に設けられたトリミングブレード４２０を昇降移動させる昇降機構としてのエアシリンダ４１７の駆動により上下方向に移動可能である。
【００６８】
第３ステージ４１０のうち、回転定盤４０５に保持された積層基板１２０の表面と対向する位置には、顕微鏡４３０が設置される。顕微鏡４３０を用いることにより、積層基板１２０のアライメントマーク１０８を観察できる。従って、顕微鏡４３０により得られた映像から、回転定盤４０５に載置された積層基板１２０の正確な位置を知ることができる。積層基板１２０のアライメントマーク１０８が観察できれば、この位置を基準として積層基板１２０のトリミングができる。
【００６９】
図１５は、トリミング装置４００により積層基板１２０がトリミングされている工程を示す。トリミングブレード４２０はＸ軸周りに回転しており、エアシリンダ４１７のＺ軸方向への下降によりトリミングブレード４２０が基板１０１の表面に押し当てられて積層基板１２０がトリミングされる。
【００７０】
トリミング幅Ｌ２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の回転動作を組み合わせて第３ステージ４１０を位置決めすることにより制御される。トリミングの深さは、エアシリンダ４１７の上下動により制御される。回転定盤４０５は回転中心Ｃを中心としてＺ軸周りに回転しているので、積層基板１２０もＺ軸周りに回転し、これにより積層基板１２０は回転中心Ｃ周りに円周状にトリミングされる。
【００７１】
図１６は、距離Ｌ１、トリミング幅Ｌ２および電極非形成幅Ｌ３の関係を示す図である。図１７は、トリミング幅Ｌ２および電極非形成幅Ｌ３を決定する処理を示すフローチャートである。図１７に示される実施形態において、トリミング工程においてトリミングする領域の大きさは、ボイド１１０の位置と、金属製の電極の位置とに応じて設定される。例えば、トリミング工程においてトリミングする領域の大きさは、トリミングされる積層基板１２０の周縁からトリミングする領域までの距離が、積層基板１２０の周縁からのボイド１１０の距離よりも大きく、電極１１２が形成されない領域の積層基板１２０の周縁からの距離よりも小さくなるように、下記の通り設定される。なお、トリミングする領域の大きさは、ボイド１１０の位置のみに基づいて設定されてもよい。
【００７２】
図１７のフローチャートにおいて、まず、ボイド１１０の発生位置が実測される（Ｓ２０１）。この場合に、製造ラインで製造する予定の基板１０１、１０２と同一の構成を有する基板１０１、１０２を実際に積層して積層基板１２０を形成する。積層基板１２０で発生したボイド１１０を検出して、積層基板１２０の周縁からの距離Ｌ１を実測することにより、複数のボイド１１０に対するそれぞれの距離Ｌ１のデータを収集する。この場合に、基板１０１、１０２がシリコン基板であれば、赤外線を用いることによりボイド１１０を検出することができる。
【００７３】
ここで、距離Ｌ１は、基板１０１、１０２の種類、表面粗さ、活性化条件、接合時間、基板１０１、１０２の表面に形成された膜の材質、膜の密度等に依存する。なお、距離Ｌ１のデータを収集する場合に、製造ラインで製造する予定の基板１０１、１０２と同一の構成を有する基板１０１、１０２を用いることに代えて、電極等が形成されていないダミーの基板を積層して距離Ｌ１のデータを収集してもよい。この場合であっても、ダミーの基板の種類、表面粗さ、活性化条件、接合時間、膜の材質、膜の密度等は、製造ラインで製造する予定の基板１０１、１０２に近い方が好ましい。
【００７４】
上記ステップＳ２０１で得られた距離Ｌ１のデータに基づいて、トリミング幅Ｌ２が決定される（Ｓ２０２）。この場合に、トリミング幅Ｌ２は、積層基板１２０のトリミングにより少なくとも一部のボイド１１０が除去されるように、すなわち、積層基板１２０のトリミング領域内に少なくとも一部のボイド１１０が含まれるように、決定される。例えば、複数のボイド１１０の積層基板１２０の周縁からの距離Ｌ１の平均Ｌａを算出し、図１６に示すように当該平均Ｌａにマージンαを加算して、Ｌａ＋αをトリミング幅Ｌ２に決定する。
【００７５】
マージンαの一例は、基板１０１と基板１０２とを積層する場合に生じる位置ずれの値である。マージンαは位置ずれの値に限られず、当該位置ずれよりもさらに大きな値としてもよい。また、トリミングする領域内に、所定の割合または個数のボイドが入るようにトリミング幅Ｌ２を決定してもよいし、距離Ｌ１が最も大きいボイドの距離Ｌ１以上になるように即ち全てのボイドがトリミングする領域に入るようにトリミング幅Ｌ２を決定してもよい。
【００７６】
上記ステップＳ２０２で得られたトリミング幅Ｌ２に基づいて、電極１１２が形成されない幅である電極非形成幅Ｌ３が決定される（Ｓ２０３）。この場合に、電極非形成幅Ｌ３はトリミング幅Ｌ２よりも大きくなるよう決定される。例えば、図１６に示すように、トリミング幅Ｌ２にマージンβを加算して、Ｌ２＋βを電極非形成幅Ｌ３に決定する。マージンβの一例は、マージンαと同様である。以上のように決定された電極非形成幅Ｌ３に基づいて、基板１０１、１０２に電極１１２を形成する電極形成工程が実現される。電極形成工程は、トリミングする領域よりも内側に、少なくとも１つの金属製の電極１１２を形成し、トリミングする領域内には電極１１２を形成しない工程である。電極形成工程は、積層工程より前に実行される。なお、電極１１２は、基板１０１および基板１０２の一方に形成されてもよい。
【００７７】
これにより、電極非形成幅Ｌ３よりも径方向の内側には少なくとも１つの電極１１２が形成され、電極非形成幅Ｌ３内には電極１１２は形成されないように基板１０１、１０２が製造される。仮に、ステップＳ２０１において積層された基板１０１、１０２において、電極非形成幅Ｌ３内に電極１１２が存在してしまっていたとすると、製造ラインで用いる基板１０１、１０２を形成するプロセスを変更することとなる。
【００７８】
以上の決定方法によれば、複数のボイド１１０の積層基板１２０の周縁からの距離Ｌ１の平均Ｌａ、トリミング幅Ｌ２、電極非形成幅Ｌ３については、Ｌａ＜Ｌ２＜Ｌ３の関係が成立する。これにより、トリミング工程において電極１１２の材料、例えば銅が削られることによるコンタミネーションを抑制することができる。なお、基板１０１、１０２が３０ｃｍウエハの場合、Ｌａ、Ｌ２、Ｌ３は例えばそれぞれ数ｍｍであり、α、βはサブｍｍ程度である。
【００７９】
なお、トリミング幅Ｌ２を決定する場合に、距離Ｌ１の平均Ｌａ以外の値を用いてもよい。例えば、収集したデータの所定割合以上が含まれる距離に、マージンαを加算してトリミング幅Ｌ２としてもよい。所定割合は、５０％、９０％、１００％等であってよい。これにより、当該所定割合に概ね応じた割合でボイド１１０が除去される。上記決定方法によってトリミング幅Ｌ２が決定されると、個々の積層基板１２０のボイド１１０の位置に関わらず、当該トリミング幅Ｌ２でトリミングが実行されることになる。
【００８０】
また、トリミング幅Ｌ２を決定するときに、複数のボイド１１０の積層基板１２０の周縁からの距離Ｌ１のうちの最大値、すなわち積層基板１２０の周縁から最も遠い位置に生じたボイド１１０の距離Ｌ１を用いて、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係が成立するように、Ｌ２を決定してもよい。更に、電極非形成幅Ｌ３が予め決定されている場合は、トリミング幅Ｌ２を決定するときに、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係が成立するように、Ｌ２を決定してもよい。
【００８１】
なお、図１７に示される決定方法では、積層された基板１０１と基板１０２との間のボイド１１０の位置に基づいてトリミングする領域の大きさを設定したが、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０の位置および電極を形成する位置に基づいて、トリミングする領域の大きさを設定してもよい。
【００８２】
図１８は、実施の形態１における研磨装置５００の概略構成を示す側面図である。研磨装置５００は、例えば、液体供給装置を備えるＣＭＰ装置を用いることができる。研磨装置５００は、基台５０３と、テーブル支持部５０４と、回転定盤５０５と、第１ステージ５０６と、垂直フレーム５０７と、第２ステージ５０８と、水平フレーム５０９と、第３ステージ５１０と、回転軸５１１と、スピンドル５１６と、エアシリンダ５１７と、研磨ヘッド５２０と、研磨パッド５２１と、モータＭ６〜Ｍ１０とを有する。
【００８３】
回転定盤５０５は、積層基板１２０を基板１０１が上向きに露出する状態で吸着により保持する。研磨ヘッド５２０は、回転定盤５０５の上方に設置され、研磨ヘッド５２０の下面には、回転定盤５０５に保持された基板１０１の表面と対向する研磨パッド５２１が配置される。
【００８４】
研磨装置５００では、研磨パッド５２１の直径は積層基板１２０の直径よりも小さく、研磨パッド５２１を積層基板１２０に上方から接触させた状態で双方を相対移動させることにより積層基板１２０の表面全体を研磨できるようになっている。積層基板１２０は搬送装置２１０により研磨装置５００に搬入され、回転定盤５０５に載置される。
【００８５】
第１ステージ５０６は、基台５０３上に紙面に垂直な方向であるＹ方向に延びて設けられたレール上を移動自在に設けられる。第２ステージ５０８は、第１ステージ５０６から垂直に延びる垂直フレーム５０７上を移動自在に設けられる。第３ステージ５１０は、第２ステージ５０８から水平に延びる水平フレーム５０９上を移動自在に設けられる。
【００８６】
第１ステージ５０６内にはモータＭ６が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第１ステージ５０６が上記レールに沿ってＹ方向に移動する。第２ステージ５０８内にはモータＭ７が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第２ステージ５０８が垂直フレーム５０７に沿ってＺ方向に移動する。
【００８７】
第３ステージ５１０内にはモータＭ８が設けられており、これを制御部７００により回転駆動することにより第３ステージ５１０が水平フレーム５０９に沿ってＸ方向に移動する。このため、モータＭ６，Ｍ７，Ｍ８の回転動作を組み合わせることにより、第３ステージ５１０を回転定盤５０５上方の任意の位置に移動させることができる。
【００８８】
回転定盤５０５は、基台５０３上に設けられたテーブル支持部５０４から上方に延びて設けられた回転軸５１１の上端部に水平に取り付けられる。回転軸５１１は、テーブル支持部５０４内に設けられたモータＭ９を制御部７００により回転駆動することによりＺ軸回りに回転し、これにより回転定盤５０５がＸＹ面内で回転する。
【００８９】
研磨ヘッド５２０は、第３ステージ５１０から下方に延びて設けられたスピンドル５１６の下端部に取り付けられる。スピンドル５１６は、第３ステージ５１０内に設けられたモータＭ１０を制御部７００により回転駆動することによりＺ軸回りに回転し、これにより研磨ヘッド５２０全体が回転して研磨パッド５２１がＸＹ面内で回転する。スピンドル５１６は、第３ステージ５１０内に設けられた研磨ヘッド５２０を昇降移動させる昇降機構としてのエアシリンダ５１７の駆動により上下方向に移動可能である。
【００９０】
基板１０１の薄化工程は、研磨装置５００により基板１０１が所定の厚さになるまで研磨することにより実現される。研磨装置５００では、回転定盤５０５に載置された基板１０１に対し、所定の接触圧で研磨パッド５２１を押し当て、モータＭ６，Ｍ７を駆動して研磨ヘッド５２０をＸＹ方向に揺動させる。基板１０１の研磨中には、研磨液供給装置より研磨液であるシリカ粒を含んだスラリーを圧送して研磨パッド５２１の下面側に研磨液が供給される。このように基板１０１の表面は、研磨液の供給を受けつつ基板１０１自身の回転運動と研磨パッド５２１の回転及び揺動運動とにより満遍なく研磨される。
【００９１】
なお、研磨装置５００は、研磨するＣＭＰ装置本体に連続して、研磨後の基板１０１を洗浄する洗浄装置および洗浄後の基板１０１を乾燥する乾燥装置を備えてもよい。この場合、搬送装置２１０によって搬出される基板１０１は、研磨された後に洗浄及び乾燥を施された、異物の付着のない基板１０１とすることができる。
【００９２】
以上、実施の形態１に係る積層半導体製造装置２００によれば、積層基板１２０における基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０をトリミングにより除去する。これにより、安価なコストでボイド１１０を除去することができ、積層半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００９３】
実施の形態１において、基板１０１および基板１０２を積層して製造される積層型デバイスは、ＣＭＯＳイメージセンサまたは裏面照射型の撮像装置であってもよい。この場合、基板１０１から得られる第１のダイは、フォトダイオードを有する画素が設けられた光センサの基板であり、基板１０２から得られる第２のダイは、光センサの出力信号を演算処理する演算素子を有する論理回路が設けられた基板であってもよい。第２のダイには、光センサから受ける信号をＡＤ変換するＡＤ変換器が設けられていてもよい。  
【００９４】
［変形例１］
上記実施の形態１では、図１７のＳ２０１において、製造ラインで積層する基板１０１、１０２と同じ製造工程で製造された基板１０１、１０２を積層した積層基板１２０に実際に生じたボイド１１０を検出することにより、距離Ｌ１のデータを収集した。しかしながら、距離Ｌ１のデータはシミュレーションでボイド１１０が生じる位置を予測することにより生成してもよい。この場合、積層する基板１０１、１０２の種類、表面粗さ、活性化条件、接合時間、膜の材質、膜の密度等の条件を考慮したモデルを生成し、生成したモデルを使用してボイドの発生する距離Ｌ１のデータを生成する。シミュレーションであるという点から、ボイドが実際に発生した位置に基づく例とはなっていないが、予測によるボイドの位置に基づく例とはなっているといえる。この場合には、ボイドの検出のために、製造ラインで積層する基板１０１、１０２と同じ製造工程で製造された基板１０１、１０２を積層しなくてもよいという利点がある。
【００９５】
上記のように、図１７のＳ２０１に代えて、シミュレーションで予測したボイド１１０が生じる位置を用い、Ｓ２０３において電極非形成幅Ｌ３を決定することにより、積層される基板１０１および基板１０２の少なくとも一方に電極を形成する位置を決定する決定方法が提供される。この決定方法は、基板１０１と基板１０２とを積層した場合に基板１０１と基板１０２との間に生じるボイド１１０の位置を予測するステップと、予測したボイド１１０の位置に基づいて、電極を形成する位置を決定するステップと、を含む。
【００９６】
また、上記実施の形態１における積層装置３００は、シミュレーションで予測したボイド１１０が生じる位置を用いて決定された電極非形成幅Ｌ３に基づいて電極が形成された基板１０１と基板１０２とを積層してもよい。
【００９７】
［変形例２］
上記実施の形態１では、トリミングする領域の大きさをトリミング幅Ｌ２により規定したが、トリミングする領域の大きさは、トリミングする領域の面積、トリミングの終点位置、トリミングする時間の長さによって規定してもよい。
【００９８】
［実施の形態２］
図１９は、実施の形態２における積層半導体装置の製造工程を示す図である。図１９（ａ）は積層工程後の積層基板１２０を示し、図１９（ｂ）はトリミング工程後の積層基板１２０を示し、図１９（ｃ）は薄化工程後の積層基板１２０を示す。さらに、図１９（ｄ）は第２の積層工程後の積層基板１２１を示し、図１９（ｅ）は第２のトリミング工程後の積層基板１２１を示し、図１９（ｆ）は第２の薄化工程後の積層基板１２１を示す。図１９（ａ）〜（ｃ）は、図４（ａ）〜（ｃ）と同じであるため、説明を省略する。
【００９９】
第２の積層工程において、積層基板１２０の薄化した面に対してさらに基板１０３が積層されることにより、積層基板１２１が形成される。図１９（ｄ）の例では積層基板１２０のうちの基板１０１に、基板１０３が積層される。基板１０３は、基板１０１と対応する構成を有する。対応する構成は、例えば、基板１０３が、基板１０１と同じ構成であってもよいし、基板１０１の素子領域１０６の各々に重なる素子領域を有するが異なる機能の半導体装置を有したものであってもよいことは、基板１０２と同様である。
【０１００】
第２のトリミング工程は、積層基板１２０と基板１０３を積層した後に、積層基板１２０と基板１０３の間のボイドの位置に基づいて、積層基板１２０および基板１０３の少なくとも一方の周縁部をトリミングする。第２のトリミング工程において、積層基板１２１を構成する基板１０１、１０２、１０３のうち基板１０１の周縁部が、すでにトリミングされた周縁からトリミング幅Ｌ４でトリミングされ、基板１０２の周縁部がトリミング幅Ｌ２＋Ｌ４でトリミングされる。図１９（ｅ）の例においては、積層基板１２１のうち、基板１０１、１０２の周縁部が厚み方向全体にわたって取り除かれるとともに、基板１０３の周縁部が厚み方向の一部だけ取り除かれている。
【０１０１】
図１９（ｅ）に示される第２のトリミング工程でトリミングする領域は、図１９（ｂ）に示されるトリミング工程でトリミングする領域よりも小さい。すなわち、第２のトリミング工程でトリミングされるトリミング幅Ｌ４は、積層基板１２１における基板１０１と基板１０３の間のボイド１１０の位置に基づいて決定される。このとき、基板１０１と基板１０３の間のボイド１１０は、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０と比較してトリミングされた基板の周縁から近い位置にできるため、トリミング幅Ｌ４は、トリミング幅Ｌ２より狭くてもよい。これにより、積層基板１２１の面積を維持して、積層半導体装置の回収効率を上げることができる。
【０１０２】
第２の薄化工程において、積層基板１２１のうち基板１０２が薄化される。付言すれば、基板１０２は、積層基板１０２のうちトリミング工程で厚み方向全体にわたって周縁部が取り除かれた基板である。
【０１０３】
以上の通り、実施の形態２では、積層基板１２０について積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行い、その後、積層基板１２１についても積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行う。これにより、各積層工程で生じ得るボイド１１０が除去される。これにより、基板を３枚積層する場合においても、安価なコストでボイド１１０を除去することができ、積層半導体装置の製造コストを低減することができる。
【０１０４】
尚、図１９（ｅ）および図１９（ｆ）では、基板１０２および基板１０１をトリミングし、基板１０２を薄化した例を示したが、積層基板１２１と基板１０３を積層した後、基板１０３をトリミングし、基板１０３を薄化してもよい。
【０１０５】
また、実施の形態２において、基板１０１、１０２、１０３を積層して製造される積層型デバイスは、ＣＭＯＳイメージセンサまたは裏面照射型の撮像装置であってもよい。この場合、基板１０２から得られる第１のダイは、フォトダイオードを有する画素が設けられた光センサの基板であり、基板１０１から得られる第２のダイは、光センサの出力信号を演算処理する演算素子を有する論理回路が設けられた基板であってもよい。第２のダイには、光センサから受ける信号をＡＤ変換するＡＤ変換器が設けられていてもよい。基板１０３から得られる第３のダイには、第２のダイにおける演算処理の結果を記憶する記憶素子とするメモリ回路が設けられていてもよく、第２のダイから受ける信号に基づいて画像処理する処理回路や、第１のダイおよび第２のダイを制御する制御回路等が設けられていてもよい。第１のダイが得られる基板を基板１０３とし、第３のダイが得られる基板を基板１０１としてもよいが、画素が設けられた基板を先に接合することが好ましい。    
【０１０６】
［実施の形態３］
図２０は、実施の形態３における積層半導体装置の製造工程を示す図である。図２０（ｄ）は第２の積層工程後の積層基板１２１を示し、図２０（ｅ）は第２のトリミング工程後の積層基板１２１を示し、図２０（ｆ）は第２の薄化工程後の積層基板１２１を示す。さらに、図２０（ｇ）は第３の積層工程後の基板１２２を示し、図２０（ｈ）は第３のトリミング工程後の基板１２２を示し、図２０（ｉ）は第３の薄化工程後の基板１２２を示す。図２０（ｄ）は図１９（ａ）〜（ｃ）の続きであり、図２０において、図２０（ｄ）より前の工程は省略されている。図２０（ｄ）〜（ｆ）は、図１９（ｄ）〜（ｆ）と同じであるため、説明を省略する。
【０１０７】
第３の積層工程において、積層基板１２１に対してさらに基板１０４が積層されることにより、積層基板１２２が形成される。図２０（ｇ）の例においては、積層基板１２１のうちの基板１０２に、基板１０４が積層される。基板１０４は、基板１０２と対応する構成を有する。対応する構成は、例えば、基板１０４が、基板１０２と同じ構成であってもよいし、基板１０２の素子領域の各々に重なる素子領域を有するが異なる機能の半導体装置を有したものであってもよい。
【０１０８】
第３のトリミング工程において、積層基板１２２を構成する基板１０１、１０２、１０３，１０４のうち基板１０１および基板１０２の周縁部がトリミング幅Ｌ５でトリミングされ、基板１０３の周縁部がＬ２＋Ｌ４＋Ｌ５のトリミング幅でトリミングされる。図２０（ｈ）の例においては、積層基板１２２のうち、基板１０１、１０２、１０３の周縁部が厚み方向全体にわたって取り除かれるとともに、基板１０４の周縁部が厚み方向の一部だけ取り除かれている。
【０１０９】
この場合のトリミング幅Ｌ５は、積層基板１２２における基板１０２と基板１０４の間のボイド１１０の位置に基づいて決定される。このとき、基板１０２と基板１０４の間のボイド１１０は、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０と比較して基板の周縁から近い位置にできるため、トリミング幅Ｌ５は、トリミング幅Ｌ２より狭くてもよい。同様の理由により、トリミング幅Ｌ５はトリミング幅Ｌ４より狭くてもよい。これにより、積層された基板１２２の面積を維持して、積層半導体装置の回収効率を上げることができる。
【０１１０】
以上の通り、実施の形態２では、積層基板１２０について積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行い、その後、積層基板１２１についても積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行い、さらに積層基板１２２ついても積層工程、トリミング工程、および、薄化工程をこの順序で行う。これにより、各積層工程で生じ得るボイド１１０が除去される。これにより、基板を４枚積層する場合においても、安価なコストでボイド１１０を除去することができ、積層半導体装置の製造コストを低減することができる。
【０１１１】
尚、図２０（ｅ）および図２０（ｆ）では、基板１０２および基板１０１をトリミングし、基板１０２を薄化した例を示したが、積層基板１２１と基板１０３を積層した後、基板１０３をトリミングし、基板１０３を薄化してもよい。また、図２０（ｈ）および図２０（ｉ）では、基板１０３、基板１０２および基板１０１をトリミングし、基板１０３を薄化した例を示したが、積層基板１２１と基板１０４を積層した後、基板１０４をトリミングし、基板１０４を薄化してもよい。
【０１１２】
［他の実施の形態１］
上記実施の形態１から３では、基板１０１を２枚から４枚積層する場合について説明した。しかしながら、基板１０１を５枚以上積層する場合についても本発明は適用可能である。この場合においても、積層工程、トリミング工程および薄化工程をこの順序で繰り返していくことにより、ボイド１１０を除去することができる。
【０１１３】
［他の実施の形態２］
上記実施の形態１では、トリミング工程において、基板１０１と基板１０２の周縁部をトリミングすることにより、基板１０１と基板１０２の間のボイド１１０を除去した。しかしながら、周縁部がトリミングされる基板は、基板１０１と基板１０２の少なくとも一方の基板であればよく、例えば、基板１０１の周縁部のみをトリミングすることにより、ボイド１１０を除去してもよい。同様に、図１９に示される実施の形態２において、基板１０１と基板１０２の周縁部のみをトリミングすることにより、ボイド１１０を除去してもよく、図２０に示される実施の形態３において、基板１０１から基板１０３の周縁部のみをトリミングすることにより、ボイド１１０を除去してもよい。
【０１１４】
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。
【０１１５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１６】
１００〜１０４  基板、１０６  素子領域、１０７  ノッチ、１０８  アライメントマーク、１０９  スクライブライン、１１０、１１１  ボイド、１１２  電極、１２０〜１２２  積層基板、２００  積層半導体製造装置、２１０  搬送装置、２１１  腕部、２１２  把持部、２２０基板ホルダ、２２２  保持部、２２４  縁部、３００  積層装置、３０１  床面、３１０  枠体、３１２  底板、３１４  支柱、３１６  天板、３２２  上ステージ、３２４、３３４  顕微鏡、３２６、３３６  活性化装置、３３１  Ｘ方向駆動部、３３２  下ステージ、３３３  Ｙ方向駆動部、３３８  昇降駆動部、３３９  プッシュアップピン、４００  トリミング装置、４０３  基台、４０４  テーブル支持部、  ４０５  回転定盤、４０６  第１ステージ、４０７  垂直フレーム、４０８  第２ステージ、４０９  水平フレーム、４１０  第３ステージ、４１１  回転軸、４１６  ブレードホルダ、４１７  エアシリンダ、４２０  トリミングブレード、４３０  顕微鏡、５００  研磨装置、５０３  基台、５０４  テーブル支持部、５０６  第１ステージ、５０７  垂直フレーム、５０８  第２ステージ、５０９  水平フレーム、５１０  第３ステージ、５０５  回転定盤、５１１  回転軸、５１６  スピンドル、５１７  エアシリンダ、５２０  研磨ヘッド、５２１  研磨パッド、Ｌ１〜Ｌ５  距離、Ｍ１〜Ｍ１０  モータ、Ｃ  回転中心
【図１】
2020136329.tif 000003
【図２】
2020136329.tif 000004
【図３】
2020136329.tif 000005
【図４】
2020136329.tif 000006
【図５】
2020136329.tif 000007
【図６】
2020136329.tif 000008
【図７】
2020136329.tif 000009
【図８】
2020136329.tif 000010
【図９】
2020136329.tif 000011
【図１０】
2020136329.tif 000012
【図１１】
2020136329.tif 000013
【図１２】
2020136329.tif 000014
【図１３】
2020136329.tif 000015
【図１４】
2020136329.tif 000016
【図１５】
2020136329.tif 000017
【図１６】
2020136329.tif 000018
【図１７】
2020136329.tif 000019
【図１８】
2020136329.tif 000020
【図１９】
2020136329.tif 000021
【図２０】
2020136329.tif 000022