(57)【要約】    【解決課題】  ウェハ積層して積層ウェハ間で電極接合を行う、ウェハレベルでの積層型半導体装置を製造する場合、互いに位置合わせがなされたウェハどうしを重ね合わせて次工程に搬送する必要がある。この時、重ね合わされたウェハが互いに位置ズレを起こさないように仮固定する必要がある。この工程を短時間に、簡単な装置構成で行うことが費用対効果の観点から求められている。    【解決手段】  積層すべきウェハを静電吸着機能を有するウェハホルダに保持し、積層すべきウェハを互いに近接、接触させた後で互いのウェハホルダ間に電圧を加えて静電吸着力により仮固定を行う。また、仮固定されたウェハ、ウェハホルダを搬送するためにウェハホルダに電源を内蔵しておく。    【選択図】図１
2006332563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層すべきウェハ対を仮固定する方法であって、
積層すべきウェハをそれぞれのウェハホルダに保持して重ね合わせ、
それぞれのウェハホルダに内蔵された電極間に電圧を与え、生じる静電吸着力により仮固定を行うことを特徴とするウェハ固定方法。
【請求項２】
１対のウェハを積層するウェハ積層方法であって、
積層すべきウェハをウェハホルダに保持するウェハ保持工程、
該ウェハホルダに保持されたウェハどうしの位置合わせを行うアライメント工程、
一方のウェハを鏡面反転してウェハどうしを重ね合わせるウェハ重ね工程、
重ねられたウェハを仮固定する仮固定工程、
を有し、
該ウェハ保持工程ではそれぞれのウェハホルダでの双極型静電吸着力によりウェハをウェハホルダに保持し、
該ウェハ仮固定工程ではそれぞれのウェハホルダに内蔵された電極間に電圧を与え、生じる静電吸着力により仮固定することを特徴とするウェハ積層方法。
【請求項３】
１対のウェハを積層するウェハ積層方法であって、
積層すべきウェハをウェハホルダに保持するウェハ保持工程、
ホルダに保持されたウェハどうしの位置合わせを行うアライメント工程、
一方のウェハを鏡面反転してウェハどうしを重ね合わせるウェハ重ね工程、
重ねられたウェハを仮固定する仮固定工程を有し、
該ウェハ保持工程ではそれぞれのウェハホルダに真空吸着力によりウェハを保持し、
該ウェハ仮固定工程ではそれぞれのウェハホルダに内蔵された電極間に電圧を与え、生じる静電吸着力により仮固定することを特徴とするウェハ積層方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載されたウェハ積層方法であって、
静電吸着力を維持するための電源を内蔵したウェハホルダを使用することを特徴とするウェハ積層方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載されたウェハ積層方法であって、
ウェハホルダを搬送する搬送アームから、それぞれのウェハホルダに双極型静電吸着力発生用の電圧を供給することを特徴とするウェハ積層方法。
【請求項６】
積層された２枚のウェハを静電力により挟み保持し搬送するための１対のウェハホルダであって、
双極型の静電電極、
該電極に電力を供給するための開口部を有し、
一方のウェハホルダは他方のウェハホルダに電力を供給するための貫通孔を更に有することを特徴とするウェハホルダ。
【請求項７】
ウェハを真空吸着により保持し搬送するためのウェハホルダであって、
真空吸着のための排気導管を２つ有し、且つ各導管は逆止弁を有すること
を特徴とするウェハホルダ。
【請求項８】
積層型半導体装置の製造方法であって、
ウェハ準備工程、ウェハ積層工程、電極接合工程、チップ分離工程を有する積層型半導体装置製造方法であって、
該ウェハ積層工程は、
請求項２乃至５に記載されたウェハ積層方法を用いることを特徴とする積層型半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層型半導体装置の製造方法に関するもので、特には高精細な半導体装置が形成されたウェハを積層接続する工程等に用いられる、位置合わせされたウェハの搬送技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年携帯型の電子機器、例えば携帯電話やノートパソコン、携帯型オーディオ機器、デジタルカメラの進歩が著しい。これに伴って、用いられる半導体装置に対してもチップ自体の性能向上に加え、チップの実装技術においても改良が求められ、特に、チップ実装面積の低減と半導体装置の高速駆動化の観点からの実装技術の改良が求められている。
【０００３】
チップ実装面積の低減のために、チップを積層することにより実装面積を増加させずに実装チップ量を増加させ、実効的な実装面積の低減をはかることが行われている。例えば、  特開２００１−２５７３０７、２００２−０５０７３５号、特開２０００−３４９２２８にはこのような技術が開示されている。第１のものは、チップとチップやチップと実装基板をワイヤによって接続するワイヤボンド方式によるものである。第２のものは、チップの裏面に設けられたマイクロバンプを介して、チップとチップやチップと実装基板を接続するフリップチップ方式によるものである。第３のものは、ワイヤボンド方式、フリップチップ方式の双方を用いて、チップとチップやチップと実装基板を接続するものである。
【０００４】
半導体装置の高速駆動化のためには、チップの厚さを薄くし、貫通電極を用いることにより実現する方法が有力である。例えば、厚さをミクロン単位にして実装する例が特開２０００−２０８７０２に示されている。
【０００５】
ワイヤボンド方式は半導体ベアチップの周囲にワイヤを張る。このため半導体ベアチップ自体の占有面積以上の大きな占有面積を必要とし、またワイヤは１本づつ張るので時間がかかる。これに対して、フリップチップ方式では半導体ベアチップの裏面に形成されたマイクロバンプにより接続するため、接続のための面積を特には必要とすることがなく、半導体ベアチップの実装に必要な面積は半導体ベアチップ自体の占有面積にほぼ等しく出来る。また接続面が接続に必要な全てのバンプを有するように出来るため、配線基板との接続は一括して行える。従ってフリップチップ方式は半導体ベアチップの実装に必要な占有面積を極小化して高密度実装化し、電子機器の小型化を図ると共に工期短縮ためには最も適する方法となっている。
【０００６】
このようなチップと実装基板、及びチップとチップ間の接続方法の改良に加え、製造コスト面を低減する手段として、半導体チップが形成されたウェハを個々のチップに分離する前に再配線層や接続バンプの形成、場合によっては樹脂による封止が行われている。このウェハレベルでの処理が有効である半導体装置は、製造の歩留まりが高く、ピン数が少ない半導体装置であり、特にメモリーの生産に利点が多い。（NIKKEI MICRODEVICE 2000年2月号,56頁  及び  NIKKEI ELECTRONICS 2003.9.1 P.127）。
【０００７】
一方、このような半導体装置を製造するための製造装置の開発も鋭意なされている。例えば、貼り合わせるべきウェハの位置あわせを行って接合するための装置が文献により紹介されている。（P.Lindner等：2002 Electronic Component and Technology Conference P.1439）。他に、特開平９−１４８２０７号にも同様な技術が開示されている。
【０００８】
ところで、先に記したように、フリップチップによる電極接合には一般的にバンプを形成し、バンプとパッド、バンプとバンプ間の接合が行われる。この接合には、半田のような低融点の金属共昌結合による方法、非導電性樹脂の硬化時の収縮を利用した機械的な押圧による方法、導電性微粒子を分散させた非等方性導電性樹脂を介在させて導電性微粒子により接合を行う方法、バンプを加熱・加圧してバンプの金属分子を互いに拡散させた金属拡散接合による方法がある。
【０００９】
このようなバンプを用いて接合する場合の問題として、熱処理を伴うことが上げられる。熱処理を行う時の第１の問題点は、装置の温度が上昇し、機械的な部材は熱膨張により所定の機械的な精度が保たれなくなることである。第２の問題は、熱処理には一般的に処理時間がかかることである。このことにより、積層装置の稼働時間の中で熱処理の時間の割合が長くなり、生産性が悪くなる。この第２の問題点は加熱を伴わない電極接合方法にも生じる問題であり、生産性の改善が望まれている所である。
【００１０】
この問題に対し、積層すべき２枚のウェハの位置あわせ工程及び重ね合わせ工程を行う装置と、電極接合工程を行う装置を別装置にする方法が検討され、この時重ね合わせ工程後に位置ズレが生じないように仮接続とか仮固定という処理がなされている。この種の技術として、特許文献１（特許２９３２８４０号公報）には樹脂を用いた仮付け方式、特許文献２（特開平１０−１１２４７６号公報）には低加圧での仮固定方式が提案され、特許文献３（特許３０３０２０１号公報）には、熱硬化性樹脂による仮固定と本固定への基板の移送工程が開示されている。特許文献４（特開２００４−２０７６４４号公報）には紫外線硬化型の樹脂を用いた仮固定法が開示されている。また、特許文献５（特開平７−３２６６４１号公報）には磁石による仮固定と搬送工程が開示されている。
【特許文献１】特許２９３２８４０号公報
【特許文献２】特開平１０−１１２４７６号公報
【特許文献３】特許３０３０２０１号公報
【特許文献４】特開２００４−２０７６４４号公報
【特許文献５】特開平７−３２６６４１号公報
【特許文献６】特開２００４−１０３７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、積層されたウェハの仮固定・仮接続から接合装置への搬送に関して以下のような問題点があった。即ち、上記特許文献１、２、４に開示された樹脂による仮固定や電極自体の結合力による仮留めでは保持力を開放したときに位置ズレが生じやすく、また樹脂の半硬化にも時間がかかる。特許文献５に開示された方法では、ホルダ間のギャップ間隔の制御により仮接合力の調整を行うために再現精度が低く、またギャップ間隔を保持して搬送することが機構的に困難である。さらに、位置合わせされた２枚のウェハを保持・搬送する工程を要する特許文献３の方法では移送中にウェハが互いに位置ズレをおこさないように固定力を与えなければならない。固定力として、特許文献６（特開２００４−１０３７９９号公報）には基板を保持したプレートをベース部材に固定するために電磁石と永久磁石を併用する提案がなされているが、未だ仮固定に対して好適な結果は得られていない。即ち、従来の仮固定法では、更に狭くなる半導体チップの最小線幅に対して、位置あわせ精度を維持することが不可能であることが明らかになってきた。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ウェハを保持しながら搬送するのに適したウェハホルダ、２枚のウェハをサブミクロンの位置精度で重ね合わせを行い、そのウェハ積層体を、その位置あわせ精度を維持したまま仮固定し、次段の工程に搬送することを可能にするウェハホルダ及び積層型半導体装置製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための手段は、
積層すべきウェハ対を仮固定する方法であって、
積層すべきウェハをそれぞれのウェハホルダに保持して重ね合わせ、
それぞれのウェハホルダに内蔵された電極間に電圧を与え、生じる静電吸着力により仮固定を行うウェハ固定方法である。
【００１４】
本願発明の仮固定方法はウェハホルダ間の静電吸着力を用いて行うことを基本においている。ウェハホルダに内蔵された電極に電圧を印可した時に生じる静電吸着力は保持面に対して垂直な方向に作用する。従って、位置あわせされたウェハ間の位置関係を保ったまま保持し、次工程への搬送が可能になる。
【００１５】
上記課題を解決するための他の手段は、
１対のウェハを積層するウェハ積層方法であって、
積層すべきウェハをウェハホルダに保持するウェハ保持工程、
該ウェハホルダに保持されたウェハどうしの位置合わせを行うアライメント工程、
一方のウェハを鏡面反転してウェハどうしを重ね合わせるウェハ重ね工程、
重ねられたウェハを仮固定する仮固定工程、
を有し、
該ウェハ保持工程ではそれぞれのウェハホルダ上で双極型静電吸着力によりウェハをウェハホルダに保持し、
該ウェハ仮固定工程では該ウェハホルダ間の静電吸着力により仮固定するウェハ積層方法である。
【００１６】
ウェハを積層する場合に、互いに積層されるべきウェハをウェハホルダに保持して搬送する必要があるが、本願のような方法を採ることにより、双極型の電極を配置した静電吸着力を利用してウェハをウェハホルダに保持し、仮固定時にはそれらの電極を利用したウェハホルダ間の静電吸着力を利用して仮固定できる。
【００１７】
また、他の手段は、
１対のウェハを積層するウェハ積層方法であって、
積層すべきウェハをウェハホルダに保持するウェハ保持工程、
ホルダに保持されたウェハどうしの位置合わせを行うアライメント工程、
一方のウェハを鏡面反転してウェハどうしを重ね合わせるウェハ重ね工程、
重ねられたウェハを仮固定する仮固定工程を有し、
該ウェハ保持工程ではそれぞれのウェハホルダに真空吸着力によりウェハを保持し、
該ウェハ仮固定工程では該ウェハホルダ間の双極型静電吸着力により仮固定するウェハ積層方法である。
【００１８】
ウェハを積層する場合に、互いに積層されるべきウェハをウェハホルダに保持して位置合わせ装置等に保持する必要があるが、本願のような方法を採ることにより、真空吸着によりウェハをウェハホルダに保持するための排気経路の一部を使って仮固定時の真空吸着の排気が可能になる。この結果、ウェハホルダの構成が単純になり、その製作が容易になる。
また、本願発明では、上記方法を実施する際に、静電吸着力を維持する電源を内蔵したウェハホルダを用いている。このため、ウェハホルダの搬送時に配線を引きずる必要がなく、搬送距離の制限も無くなる。
【００１９】
更に、本願発明では、双極型の静電吸着用の電圧を供給する方法として、ウェハホルダの搬送時に搬送アームより、それぞれのウェハホルダに双極型静電吸着力発生用の電圧を供給するようにしている。このため、ウェハホルダの搬送時に配線を引きずる必要がなく、搬送距離の制限も無くなる。
【００２０】
更に、本願発明では、上記の様なウェハ積層方法を用いて積層型半導体装置を製造する事にしている。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明は、積層されたウェハの位置合わせを保ったまま、電極接合装置に搬送することが可能になり、積層型半導体装置の製造歩留まりの向上に大きく貢献するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
先ず、図１を参照しながら仮固定方法を説明する。図１（ａ）は積層すべきウェハ１００がそれぞれのウェハホルダ１０１に保持され、位置あわせが完了された状態を示している。ウェハをウェハホルダに保持する手段は図示されていないが、真空吸着法や静電吸着法の公知の技術でおこなうことができる。位置あわせされたウェハは図中の矢印の方向に移動させられて互いのウェハ上の電極が接触するようになる。この時点まではそれぞれのウェハホルダに配置された電極１５１，１５２間の電源（対向双極型静電吸着用の電源という）１２０はオフされた状態であり、互いのウェハホルダ間には吸引力は働いていない。電極どうしが接触すると、電源１２０がオンになされて電極間に電界が発生し、ウェハホルダの誘電体表面層を介してウェハホルダどうしは吸着する。（本願発明では、対向する電極間に電圧を印可し、生じる誘電電荷により静電吸着力を得る方法を対向双極型静電吸着と記す。）  この吸着力はウェハホルダのウェハ保持面に垂直であるため、ウェハを横ずらしする力は生じない。従って、ウェハの位置関係は安定して保持される。
【００２３】
本願発明のようなウェハホルダの対向双極型吸着機構（静電チャック部）の機構、及びその製造方法は基本的には公知の単極型や双極型静電チャックの機構及び製造方法を用いることができる。例えば、ＳｉＣはウェハの熱膨張係数を考慮すると適切な材料であり、これを用いた静電チャックの製法は特開平１１−１３５６０２号に開示されている。
【００２４】
本願発明のようなウェハホルダ間に印可する電圧は、保持するウェハの厚さによって変化する。本願発明発明はウェハの積層を行ってチップの密度を実質的に上げるものに関するものであり、従って積層数によって保持するウェハの厚さが変化し、積層時の仮固定に必要な電圧は５００Ｖ〜数ＫＶとなる。（積層されたウェハはウェハ間に樹脂が封止されたものがあり、この樹脂の有無や接合電極の面積率によって変化する。）
次に図２を参照しながら、本願発明のウェハ積層方法の説明を行う。
【００２５】
ウェハ積層接合はＰ１，Ｐ２，Ｐ３工程からなっている。
Ｐ１：ウェハ保持工程
半導体製造の前工程により形成された複数の半導体装置２０３を有するウェハ１００をホルダ１０１により静電吸着力により保持する。図３（ａ）に記されたように、本願発明ではウェハホルダ１０１が双極型の静電吸着用の電極３１０，３１２を有している。この電極に電源３２０より電圧を供給するとウェハ１００はウェハホルダ１０１に吸着される。
【００２６】
この時、吸着するウェハは既に積層されたウェハ（ウェハ積層体）であることもある。即ち、一方のウェハは、複数のウェハが重ね合わされて形成された、場合によっては研削等によって薄層化された、ウェハ積層形態であることもある。
Ｐ２：アライメント工程及びウェハ重ね合わせ工程
ホルダに保持された２枚のウェハの位置あわせ（アライメント）を行う。アライメントは顕微鏡２０４を用いて、ウェハ又はウェハホルダ上のマークを検出して行う。例えば特開平７−１４９８２に開示されたような技術が参考になる。ウェハホルダを使用して積層すべきウェハどうしの位置合わせが完了すると、位置合わせされたウェハどうしを近接させ、ウェハ上の接続電極どうしを接触させる。
Ｐ３：ウェハ仮固定工程及び搬送工程
２つのウェハホルダが近接すると互いの電極間には電場が生じ、接続電極が近接した状態になるとウェハホルダ間には対向双極型の静電吸着力が働くようになり、ウェハは仮固定された状態になる。  この様子を図３（ｂ）に示す。ウェハホルダ１０１の電極３１２とウェハホルダ１０１’間、電極３１０と３１４間に静電吸着力が働き、２つの重ね合わされたウェハは仮固定される。この時の電圧供給は図３（ｃ）のようになっている。この工程において、電源の一方が接地されていると、２つのホルダが近接されると互いに吸引力が働くが、この力が強すぎるとウェハどうしの位置合わせに支障をきたすことがある。この場合には、保持時には保持電源３２０の電圧を低下させ、電極が接触した後で電圧を上昇させる方法がある。更に他の方法としては、図３（ｂ）では電源の一端を接地しているのに対して、図３（ｄ）のように互いの電源が共通電位を有さないようにしておく。このような結線にして互いの電極を接触させ、接触後に電源３２０の接続を図３（ｃ）のように切り替えることでも良い。この場合、図では共通の接地電位を有するように記されているが、必ずしも共通電位を有する必要はないし、その場合電位の正負に関しても一方のウェハホルダに正電位、他方のウェハホルダに負電位を与える形態でも良い。
【００２７】
この仮固定工程を、他の方法、例えば樹脂による仮工程を行うと、樹脂の硬化時間が必要となって生産性の低下を伴う。また、接合力の制御が出来ず、アライメント状態を維持できないこともある。更に、２つのウェハ間の電極接合状態を外部より電極を通じて検知し、その結果、電極同士のアライメントに不具合が有った時、本願発明のウェハホルダを使用して仮固定を行っておれば簡単に仮固定したウェハを解放して再度アライメントをやり直せるが、他の方法では簡単には修正が行えず、歩留まりの低下を招く。
【００２８】
仮固定されたウェハとそれを保持するウェハホルダは搬送装置により次工程に搬送される。搬送装置は公知のロボットアームにより構成されるが、さらに好適な搬送装置に関しては後述する。
【００２９】
次に、ウェハ積層方法の他の手段を説明する。この手段が先の手段と異なる点はウェハをウェハホルダに保持する保持方法である。ここでは真空吸着量を利用している。図４を参照しながら、この点を説明する。
【００３０】
積層すべきウェハ１００がウェハホルダ１０１，１０１’に保持され、ウェハホルダ１０１，１０１’は搬送装置または処理装置（例えばアライメント装置）の支持面上に保持されている（図４（ａ））。ウェハホルダ１０１，１０１’に設けられた排気孔４１０，４１０’を通した排気（矢印）によりウェハ１００を真空吸着し、ウェハホルダは静電吸着用の電極３１０，３１２及び３１４，３１６を有している。尚、電圧を印可するための電源及び配線は省略されている。この状態は互いのウェハが位置あわせされた状態であり、ウェハホルダ１０１を図中で下の方向に移動させて互いにウェハ上の接続用電極を接触させる。電極の接触が完了すると、図４（ｂ）の様に静電電極３１０，３１２，３１４，３１６に電圧が印可され、ウェハホルダは対向双極型の静電吸着力により互いに吸着され、これによりウェハ電極が仮固定される。静電電極に電圧が印可されると同時にウェハホルダ１０１の排気孔からの排気は停止される。ウェハ１０１’の排気孔４１０’からの排気は継続されてウェハホルダを支持面に保持している。
【００３１】
次に本願発明での静電電極への電圧供給について説明する。図５（ａ）はウェハホルダ１０１の平面図であり、（ｂ）は断面図である。ウェハホルダ１０１は電圧維持装置５００を有し、電圧保持用のコンデンサ５１０が配備されている。静電吸着開始時には外部電源との接続点５３２，５３４を介して電極５２０，５２２に電圧が印可されると同時にコンデンサにも同電圧が印可されて電荷が蓄積される。ここで、５３２と５３４のどちらか一方はアース接地された配線を採る。吸着が完了し、必要な処理が行われてウェハ又はウェハ積層体を搬送する場合には外部電源は切り離される。静電電極からの漏れ電流があるが、コンデンサに蓄積された電荷により電圧降下は防止される。図５のような電極構成、電圧維持装置の取り付けでは電圧維持装置の厚みをウェハホルダの厚みより小さくすることが好ましい。ウェハホルダにウェハ積層体を挟み保持して加圧する場合に障害とならないようにするためである。また、外周部に接続点を有することはウェハの処理として加熱を伴う場合にも熱対策が容易になる。なお、コンデンサを中央部に配した、同種の技術としては、例えば特開２００２−２９９４２６号公報が参考になる。
【００３２】
電圧供給の他の方法を図６により説明する。図６（ａ）を参照する。ウェハホルダ１０１は搬送アーム又は処理装置の保持面６５０に保持される。保持面６５０には電極接続用のパッド６５２，６５３が設けられている。ウェハホルダ１０１には静電吸着用の電極６１２、貫通孔６７２，６７３、電極６１２に固定された接続部材６６３があり、接続部６６３は貫通孔６７３を通って電極パッド６５３より電極６１２に所定の電圧を印可する。他方のウェハホルダ１０１’には静電吸着用の電極６１０、およびこれらに固定された接続子６６２を有している。図６（ａ）はウェハ１００どうしを重ね合わせた状態であり、接続子６６２は貫通孔６７２を通って電極パッド６５２より電極６１０に所定の電圧を印可する。このウェハホルダの材料は熱的な観点よりセラミックスが好ましく、特にはＳｉＣがウェハの熱膨張の観点から好ましい。また、電極パッドは銅をスパッタリングにより数ミクロン厚に形成して製作されている。接続部材、接続子は柔軟性を有する金属、例えば錫や金により作られている。
【００３３】
次に、他の実施例を図６（ｂ）により説明する。この図はウェハ１００を互いに重ね合わせた状態を示している。ウェハホルダ１０１には静電吸着用の電極６１２、この電極６１２に接続された埋め込み導電体６７３、他方のウェハホルダへの電圧供給用埋め込み貫通導電体６７２，これに接続した中継パッド６８０を有している。この構成により、ウェハホルダ１０１の電極６１２には搬送アーム又は処理装置の保持面６５０に設けられた電極パッド６５３より埋め込み導電体６７３を通して電圧が印可可能になる。一方ウェハホルダ１０１’は、静電吸着用の電極６１０，この電極に接続されたバネ特性を有する導電体６９０，接続導体６９２を有している。ウェハホルダ１０１’の電極６１０には搬送アーム又は処理装置の保持面６５０に設けられた電極パッド６２５より貫通導電体６７２，中継パッド６８０，接続導体６９２，バネ性導電体６９０を通して電圧が印可される。
このようなウェハホルダはセラミックス、特にはＳｉＣが保持するウェハの熱膨張の点から好ましい。バネ性導電体は例えば、コイルバネや板バネを導体、特には銅により作成することができる。
【００３４】
次に、図７を参照して本願発明の搬送時に適したウェハホルダの説明を行う。図７（ａ）に示されているように、ウェハホルダは排気用として７２０、７２２の導管を有している。図７（a）では吸着保持面とウェハ間は非接触状態になっているが、排気経路を明確にするためのものであり、実際には多数のピンが配置されていたり、また排気取り込み口も１つではない。ウェハ１００はウェハホルダ１０１に真空吸着により保持されて搬送される。そこで本ウェハホルダ１０１は搬送時に搬送装置に固定するための排気用として排気ポート７３０を有している。また本ウェハホルダは処理装置に保持されるので、処理時に処理装置に固定するための排気用として排気ポート７３２を有している。搬送時は排気ポート７３０より排気されるが、その時もう一方の排気ポート７３２に空気が流れ込まないように排気ポート７３０には逆止弁が設けられている。同様にウェハホルダ１０１を処理装置に保持する時には、排気ポート７３２より排気するが、この時排気ポート７３０より空気が流入しないように、排気ポート７３０にも逆止弁が設けられている。この逆止弁の例を図７（ｂ）に示した。排気導管７２０の先端部は管径が大きくなって排気ポート７３０を形成止、中に弾性を有する材料（例えば耐熱性を有するシリコンゴム）からなる球状の弁が置かれている。この弁は、メッシュ７５１により排気ポートより外れ落ちることが防止されている。排気ポート７３０を用いて排気する場合には、排気ポート７３２の弁は気圧差により排気導管７２２を閉じ留事になり、逆に排気ポート７３２より排気する場合には排気ポート７３０の弁が閉じられることになる。これにより、ウェハホルダの搬送時から処理時にわたってウェハホルダの真空吸着機構を連続して動作させることが可能になり、且つ排気用のホースを引きずる必要がない。また、図８には本願発明のウェハホルダを搬送する搬送機構の例を示した。ウェハホルダ１０１はウェハ１００を静電吸着（電極・配線等は不図示）や真空吸着により保持し、搬送保持用のアーム８１０と８１２により挟み保持される。アーム８１２には必要に応じて図６に示されたようなで電極パッドや図７に示した排気ポート７３０に接続する吸引口が設けられている。また、この搬送機構にはアームをθ方向に回転させる機構とφ方向に回転させる機構を備えている。したがって、このような搬送機構により、静電電極により所定の電位を与えながら、またはウェハホルダを真空排気しながら搬送が可能になり、また２つのアームに挟まれているのでφ方向に回転させてもウェハホルダが落下することはない。尚、図８（ｃ）はφ方向に１８０度回転させた状態を示す。
【００３５】
次に、本願発明のウェハ積層接合方法及び積層型半導体装置の製造方法を説明する。
本願発明の積層型半導体装置の製造方法は、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の工程からなっている。これらの工程を図２により説明する。
Ｑ１：半導体装置をウェハ上に形成するウェハ準備工程
通常の半導体露光装置を用いてマスク上の回路パターンをレジストが塗布されたウェハ９９上に縮小投影し、レジストを現像した後にエッチングや不純物の熱拡散処理を行って回路素子２０３が形成されたウェハ１００を得る。得られたウェハの回路面とは反対側には他のウェハのチップと接続するための電極パッド又はバンプが形成されている。（例えば、特開昭６０−２３５４４６号公報参照）
Ｑ２：ウェハ積層工程
ウェハ保持工程、アライメント及び重ね合わせ工程、仮固定及び搬送工程からなり、上述のウェハ積層方法が適用される工程である。
Ｑ３：ウェハ電極接合工程
発熱体を内蔵する加熱板２１９にホルダ及びホルダに保持されたウェハ積層体を吸着させ、加圧部材２５１、２５２とを用い、加圧シリンダにより加圧する。所定の圧力を所定の時間加えることによりウェハ上の電極（金属バンプとパッド、金属バンプと金属バンプ）が接合される。この時、場合によっては、ウェハ間に樹脂を封入して加熱することもある。また、加熱は伴わない方法でもよい。（例えば、特開２００２−６４２６６号公報）。
【００３６】
このウェハ準備工程、ウェハ積層工程、ウェハ電極接合工程は積層するウェハの層数だけ繰り返し行う。また、積層されたウェハ積層体を薄層化する工程や、薄層化工程を経たウェハを積層することもある。
Ｑ３：ウェハ上のチップを個々のチップに分離する、分離工程
ウェハレベルで積層接合されたウェハをダイシングラインに従って切断し、チップとして分離する。切断は通常、ダイシングブレードを用いて切断するダイシングソー方式、レーザ光線によりウェハ表面を溶融させて割る方式、ダイヤモンドカッタにより切断ラインを引いて割る方法が採られている。しかしながら、ウェハ積層体をチップに分離する方式としてはダイシングソー方式が好ましい。
【００３７】
このように積層型半導体装置を製造することにより、積層型半導体装置の製造歩留まりが向上し、製造コストの増加を抑えることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
半導体装置の高密度化、高速駆動化は産業上必至の要請であり、そのための本願発明の利用は、従って、産業上必至である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の対向双極型静電吸着による仮接続の概念を示す図である。
【図２】本発明のウェハ積層方法及び積層型半導体装置の製造方法を示す図である。
【図３】本発明のウェハ仮固定の手順を示す図である。
【図４】本発明の他の仮固定の概念図である。
【図５】本発明の電源内蔵チャックを示す図である。
【図６】本発明の電力供給方式を示す図である。
【図７】本発明の真空吸着搬送用逆止弁を示す図である。
【図８】搬送アームの例である。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ・・・  積層すべきウェハ（ウェハ積層体）
１０１  ・・・  ウェハホルダ
１５１，１５２，３１０，３１２，３１４  ・・・  静電吸着用電極
１２０，３２０  ・・・  電源
５１０  ・・・  コンデンサ
５２０，５２２，５３２，５３４  ・・・  静電吸着用電極
６１０，６１２  ・・・  静電吸着用電極
６５２，６５３，６８０  ・・・  電極パッド
６７２，６７３  ・・・  埋め込み電極
７３０  ・・・  逆止弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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