(57)【要約】【課題】ウェハの接着面に付着した異物によるウェハ割れを防止でき、かつ、半導体チップの生産効率を向上できるウェハ接着装置を提供すること。【解決手段】本発明によれば、例えば一方のウェハ２Ａの接着面２１に異物が付着していた場合に、他方のウェハ２Ｂの接着面２１において、前記一方のウェハ２Ａの接着面２１に付着した異物に対応する各位置に、前記異物を収容可能な穴２２を形成する。従って、一方のウェハ２Ａの接着面２１に付着した各異物を、他方のウェハ２Ｂの接着面２１に形成された各穴２２に収容することができ、異物によるウェハ割れを確実に防止することができる。また、レーザで穴２２を形成するのにかかる時間は、空気の噴射等により異物を除去するのにかかる時間に比べ短時間ですむので、レーザで穴２２を形成することで、ウェハ２Ａ，２Ｂの接着時間を従来に比べて大幅に短縮することができ、生産効率を大幅に向上できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のウェハを貼り合わせるウェハ接着装置であって、
各ウェハの接着面に異物が付着しているか否か、および異物が付着していた場合には、当該異物の位置および大きさを検出する異物検出手段と、
異物が付着していることが検出された一方のウェハとは他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置に、前記異物を収容可能な穴を形成する穴形成手段と、
両ウェハ同士を貼り合わせる接着手段とを備えている
ことを特徴とするウェハ接着装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウェハ接着装置において、
前記穴形成手段は、ウェハを貫通する貫通穴を形成する
ことを特徴とするウェハ接着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のウェハ接着装置において、
前記異物検出手段は、
各ウェハの接着面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段より得られた各ウェハの接着面の画像に基づき、各ウェハの接着面に異物が付着しているか否かを判定する異物有無判定手段と、
前記異物有無判定手段に異物が付着していると判定されたウェハの接着面に付着した異物の位置および大きさを記憶する異物情報記憶手段とを備えている
ことを特徴とするウェハ接着装置。
【請求項４】
２枚のウェハを貼り合わせるウェハ接着方法であって、
各ウェハの接着面に異物が付着しているか否かを検出し、異物が付着していた場合には、当該異物の位置および大きさを記憶する異物検出工程と、
異物が付着していることが検出された一方のウェハとは他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置に、前記異物を収容可能な穴を形成する穴形成工程と、
両ウェハ同士を貼り合わせる接着工程とを備えている
ことを特徴とするウェハ接着方法。
【請求項５】
互いに貼り合わされた２枚のウェハを備え、
少なくとも一方のウェハの接着面には異物が付着しており、
他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置には、前記異物を収容する穴が形成されている
ことを特徴とするウェハ。
【請求項６】
請求項５に記載のウェハにおいて、
前記穴は、ウェハを貫通する貫通穴である
ことを特徴とするウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ接着装置、ウェハ接着方法、およびウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェハ同士を貼り合わせる際に、どちらか一方のウェハの接着面に異物が付着しているとウェハが割れてしまうおそれがあった。そのため、従来、ウェハ同士を貼り合わせる前に、各ウェハの接着面の外観検査を行い、各ウェハの接着面に付着する異物の位置を検出し、当該異物に向けて空気を噴射して吹き飛ばしたり、静電気力によって吸着するなどして異物を各ウェハの接着面から除去していた（特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３７１２１号公報
【特許文献２】特開平７−１９５０４６号公報
【０００４】
しかしながら、このような方法では、一部の異物が除去されずにウェハ表面に残った場合、当該残存異物が原因でウェハ割れが発生することがあった。また、このような残存異物によるウェハ割れを防ぐために、異物除去後に、ウェハの接着面全面を再度検査し、当該検査により残存異物が確認された場合、その残存異物を再度除去することにより、ウェハ表面に付着する異物を全て除去することも考えられるが、このような方法では、再検査に時間がかかるため、半導体チップの生産において、ウェハ同士を接着する接着工程に時間がかかり、生産効率が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ウェハの接着面に付着した異物によるウェハ割れを確実に防止でき、かつ、半導体チップの生産効率を向上できるウェハ接着装置、ウェハ接着方法、およびウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のウェハ接着装置は、２枚のウェハを貼り合わせるウェハ接着装置であって、各ウェハの接着面に異物が付着しているか否か、および異物が付着していた場合には、当該異物の位置および大きさを検出する異物検出手段と、異物が付着していることが検出された一方のウェハとは他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置に、前記異物を収容可能な穴を形成する穴形成手段と、両ウェハ同士を貼り合わせる接着手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、穴形成手段によってウェハに形成される「穴」とは、ウェハを貫通しない凹状の穴、およびウェハを貫通する貫通穴の両方の意味を含む。
本発明によれば、一方のウェハの接着面に付着した各異物は、他方のウェハの接着面に形成された各穴に収容されるので、異物によるウェハ割れを確実に防止することができる。このため、本装置を用いて製造されたウェハを用いてチップを製造する場合、異物を含んだチップが不良品として廃棄処分されることになるが、本装置はウェハ割れを確実に防止することができ、異物を含まない部分（チップ）を生かせるので、残存異物によりウェハ割れが発生しウェハ全体が不良となってしまう場合に比べ、歩留を向上できる。
また、レーザでウェハに穴を形成するのにかかる時間は、空気の噴射や静電気によって異物を除去するのにかかる時間に比べて非常に短時間ですむので、レーザで穴を形成することで、本装置のほうが従来の装置に比べ、非常に短時間でウェハ同士を接着することができる。従って、半導体チップの生産に本装置を用いることで、生産効率を大幅に向上させることができる。
【０００８】
本発明のウェハ接着装置では、前記穴形成手段は、ウェハを貫通する貫通穴を形成することが好ましい。
本発明によれば、ウェハに貫通穴を形成するので、接着後のウェハ表面に穴が露出する。これにより、本装置を用いて製造されたウェハを用いてチップを製造する際に、ウェハ表面に穴が露出したチップを、内部に異物を含む不良チップとして容易に識別することができ、当該内部に異物を含むチップを廃棄しやすい。
また、貫通穴を形成すればよいので、凹状の穴を形成することに比べ、レーザ等の出力の調整が容易で装置の構成を簡単にできる。
【０００９】
本発明のウェハ接着装置では、前記異物検出手段は、各ウェハの接着面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段より得られた各ウェハの接着面の画像に基づき、各ウェハの接着面に異物が付着しているか否かを判定する異物有無判定手段と、前記異物有無判定手段に異物が付着していると判定されたウェハの接着面に付着した異物の位置および大きさを記憶する異物情報記憶手段とを備えていることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、異物検出手段は、撮像手段を用いることにより、ウェハの接着面に付着する異物の位置および大きさを検出するので、例えばレーザを用いても異物の位置および大きさを検出することができるが、レーザ等を用いる場合に比べ、装置コストを低廉にできる。
【００１１】
本発明のウェハ接着方法は、２枚のウェハを貼り合わせるウェハ接着方法であって、各ウェハの接着面に異物が付着しているか否かを検出し、異物が付着していた場合には、当該異物の位置および大きさを記憶する異物検出工程と、異物が付着していることが検出された一方のウェハとは他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置に、前記異物を収容可能な穴を形成する穴形成工程と、両ウェハ同士を貼り合わせる接着工程とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前述のウェハ接着装置と同様の効果を奏することができる。
【００１３】
本発明のウェハは、互いに貼り合わされた２枚のウェハを備え、少なくとも一方のウェハの接着面には異物が付着しており、他方のウェハの接着面において、前記一方のウェハの接着面に付着した異物に対応する位置には、前記異物を収容する穴が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、本発明のウェハを製造する際において、前述のウェハ接着装置と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
本発明のウェハでは、前記穴は、ウェハを貫通する貫通穴であることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、本発明のウェハを製造する際において、ウェハを貫通する貫通穴を形成する前述のウェハ接着装置と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るウェハ接着装置１のブロック図である。
ウェハ接着装置１は、一対の第１ウェハ２Ａおよび第２ウェハ２Ｂを、当該ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１（図３参照）に付着した異物によるウェハ割れを防止しながら接着する装置である。このウェハ接着装置１は、保持接着手段３と、第１，第２撮像手段４Ａ，４Ｂと、第１，第２穴形成手段５Ａ，５Ｂと、装置本体６とを備えて構成されている。
【００１８】
保持接着手段３は、テーブル３１と図示しないアーム等を備えて構成されている。テーブル３１上には、各ウェハ２Ａ，２Ｂが接着面２１を第１，第２撮像手段４Ａ，４Ｂ側に向けた状態で載置されている。保持接着手段３は、詳しくは後述するが、各ウェハ２Ａ，２Ｂの外観検査を行い各ウェハ２Ａ，２Ｂに穴２２（図４参照）を形成した後に、図示しないアームを用いて両ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１を対向させ、両ウェハ２Ａ，２Ｂ同士を貼り合わせる。なお、貼り合わせは、片方または両方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に酸化シリコンの薄膜を形成し、両ウェハ２Ａ，２Ｂを圧着させた後に高温状態に保持する等の既知の方法で行えばよい。
【００１９】
第１，第２撮像手段４Ａ，４Ｂは、複数の撮像素子を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備えて構成され、保持接着手段３に保持された両ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１を撮像し、当該画像の画像情報を装置本体６に出力する。
第１，第２穴形成手段５Ａ，５Ｂは、パルスレーザを各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に照射し、各ウェハ２Ａ，２Ｂに凹状の穴２２を形成する。
【００２０】
装置本体６は、ＣＰＵ等から構成され保持接着手段３、第１，第２撮像手段４Ａ，４Ｂ、および第１，第２穴形成手段５Ａ，５Ｂを制御する制御手段７と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等から構成された記憶手段８とを備えている。
制御手段７は、撮像手段４Ａ，４Ｂから入力された各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１の画像情報に基づき、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に異物が付着しているか否かの判定を行う異物有無判定手段７１と、異物有無判定手段７１によって接着面２１に異物が付着していると判定された場合に、異物が付着していると判定された当該ウェハ２Ａ，２Ｂに付着した異物情報を、後述する記憶手段８に記憶させる異物情報記憶手段７２とを備えて構成されている。
なお、本発明の異物検出手段は、これら異物有無判定手段７１、異物情報記憶手段７２、および前述した第１，第２撮像手段４Ａ，４Ｂを備えて構成されている。
【００２１】
記憶手段８は、異物位置記憶部８１と、異物形状記憶部８２と、異物高記憶部８３とを備え、異物情報記憶手段７２から入力された異物情報を記憶する。具体的には、異物位置記憶部８１は、各ウェハ２Ａ，２Ｂに付着した異物の位置座標を記憶する。異物形状記憶部８２は、各ウェハ２Ａ，２Ｂに付着した異物の平面形状を記憶する。異物高記憶部８３は、各ウェハ２Ａ，２Ｂに付着した異物の各ウェハ２Ａ，２Ｂからの高さ寸法を記憶する。  
【００２２】
以下に本実施形態のウェハ接着装置１によるウェハ２Ａ，２Ｂの接着工程について説明する。
図２は、ウェハ接着装置１によるウェハ２Ａ，２Ｂの接着工程のフローを示す図、図３〜図６は、各ウェハ２Ａ，２Ｂの各工程Ｓ１〜Ｓ６における側断面図である。
【００２３】
ウェハ接着工程では、図２に示すように、まず、制御手段７が各撮像手段４Ａ，４Ｂに各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１を撮像させる（撮像工程Ｓ１：図３参照）。撮像工程Ｓ１の後、異物有無判定手段７１（制御手段７）が撮像手段４Ａ，４Ｂから入力された各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１の画像情報に基づき、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に異物が付着しているか否かを判定する（異物有無判定工程Ｓ２）。なお、異物有無判定手段７１は、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１の全領域、すなわち、回路パターンが形成された領域、および回路パターンが形成されていない両領域に付着する異物の有無を判定する。
【００２４】
ここで、異物有無判定手段７１がウェハ２Ａ，２Ｂに異物が付着していると判定した場合、異物情報記憶手段７２が、異物が付着していると判定されたウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着した異物の位置座標を記憶手段８の異物位置記憶部８１に記憶する。また、異物情報記憶手段７２は、異物の平面形状を異物形状記憶部８２に、異物の当該ウェハ２Ａ，２Ｂからの高さ寸法を異物高記憶部８３に記憶する（異物情報記憶工程Ｓ３）。なお、本発明の異物検出工程は、これら撮像工程Ｓ１、異物有無判定工程Ｓ２、および異物情報記憶工程Ｓ３を備えて構成されている。
【００２５】
異物情報記憶工程Ｓ３の後、穴形成手段５Ａ，５Ｂが、異物が付着していると判定された一方のウェハ２Ａ，２Ｂとは他方のウェハ２Ａ，２Ｂ（第１ウェハ２Ａに異物が付着していると判定された場合には、第２ウェハ２Ｂが他方のウェハとなる。）の接着面２１において、一方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着した異物に対応する各位置に、レーザで、異物の平面形状より大きく、かつ異物の高さ寸法より深い凹状の穴２２を形成する（穴形成工程Ｓ４：図４参照）。なお、異物有無判定手段７１が一方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１には異物が付着していないと判定した場合には、他方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１には穴２２を形成しない。
【００２６】
これらの工程Ｓ１〜Ｓ４の後、保持接着手段３が両ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１を対向させ（接着面対向工程Ｓ５：図５参照）、両ウェハ２Ａ，２Ｂを貼り合わせる（接着工程Ｓ６：図６参照）。
【００２７】
本実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）本実施形態のウェハ接着装置１によれば、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１において、他方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着した異物に対応する各位置に、異物の平面形状より大きく、かつ異物の高さ寸法より深い凹状の穴２２を形成するので、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着した異物を各穴２２に収容することができ、異物によるウェハ割れを確実に防ぐことができる。このため、本装置１を用いて製造されたウェハ２（図６参照）を用いてチップを製造する場合、異物を含んだチップが不良品として廃棄処分されることになるが、本装置１は、ウェハ割れを確実に防止することができ、異物を含まない部分を生かせるので、残存異物によりウェハ割れが発生しウェハ全体が不良となってしまう場合に比べ、歩留を向上できる。
【００２８】
（２）レーザでウェハ２Ａ，２Ｂに穴２２を形成するのにかかる時間は、空気の噴射や静電気によって異物を除去するのにかかる時間に比べて非常に短時間ですむので、空気の噴射や静電気によって異物を除去してからウェハ同士を貼り合わせる従来の装置に比べ、本装置１は非常に短時間でウェハ２Ａ，２Ｂ同士を接着することができる。従って、半導体チップの生産に本装置１を用いることで、半導体チップの生産効率を大幅に向上できる。
【００２９】
（３）本装置１は、撮像手段４Ａ，４Ｂを用いることにより、ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着する異物の位置および大きさを検出するので、例えばレーザを用いても異物の位置および大きさを検出することができるが、異物の位置および大きさの検出にレーザ等を用いる場合に比べ、装置コストを低廉にできる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態のウェハ接着装置について説明する。
図７は、本実施形態に係るウェハ２０の側断面図である。
前記第１実施形態のウェハ接着装置１では、各ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１において、他方のウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に付着した異物に対応する各位置に、異物の平面形状より大きく、かつ異物の高さ寸法より深い凹状の穴２２を形成した。これに対し、本実施形態のウェハ接着装置では、第１，第２ウェハ２０Ａ，２０Ｂの接着面２１０において、図７に示すように、他方のウェハ２０Ａ，２０Ｂの接着面２１０に付着した異物に対応する各位置に（例えば、第１ウェハ２０Ａの接着面において、第２ウェハ２０Ｂに付着した異物に対応する各位置に）、異物の平面形状より大きく、かつウェハ２０Ａ，２０Ｂを貫通する貫通穴２２０を形成することが特徴である。なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略若しくは簡略化する。
【００３１】
本実施形態の記憶手段８は、異物位置記憶部８１および異物形状記憶部８２を有しており、異物情報記憶手段７２は、異物位置記憶部８１に異物の位置座標を記憶させ、異物形状記憶部８２に異物の平面形状を記憶させる。本実施形態のウェハ接着装置のその他の構成は、前記第１実施形態のウェハ接着装置１と同様である。このような本実施形態のウェハ接着装置でも、ウェハ２０Ａ，２０Ｂに貫通穴２２０を形成するので、ウェハ割れを確実に防ぐことができ、前記実施形態と同様の効果（１）〜（３）を奏することできるうえ、以下の効果を奏することができる。
【００３２】
（４）本実施形態のウェハ接着装置は、ウェハ２０Ａ，２０Ｂに貫通穴２２０を形成するので、接着後のウェハ２０表面に穴２２０が露出する。これにより、本実施形態のウェハ接着装置を用いて製造されたウェハ２０を用いてチップを製造する際に、ウェハ２０表面に穴２２０が露出したチップを、内部に異物を含む不良チップとして容易に識別でき、当該内部に異物を含むチップを廃棄しやすくなる。
【００３３】
（５）そのうえ、本実施形態では、貫通穴２２０を形成すればよいので、凹状の穴２２を形成することに比べ、レーザの出力調整が容易で、簡単に穴２２０を形成することができる。
【００３４】
〔実施形態の変形〕
以上、本実施形態について具体的に示したが、前記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変形が可能である。
例えば、各第１，第２ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの接着面に異物が付着していた場合、前記第１実施形態では、両ウェハ２Ａ，２Ｂの接着面２１に凹状の穴２２を形成し、前記第２実施形態では、両ウェハ２０Ａ，２０Ｂの接着面２１０に貫通穴２２０を形成していたが、一方のウェハには凹状の穴を形成し、他方のウェハには貫通穴を形成してもよい。
【００３５】
前記各実施形態では、異物検出手段は、ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを撮像することにより、ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの接着面２１，２１０に付着する異物の位置および大きさを検出していたが、異物検出手段は、例えば、レーザ表面走査装置を備え、ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂの接着面２１にレーザを走査させることにより、異物の位置および大きさを検出してもよく、撮像することで異物を検出することに限定されない。
【００３６】
前記各実施形態では、保持接着手段３は、第１，第２ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを保持する保持手段と、第１，第２ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを貼り合わせる接着手段とが一体化されていたが、第１，第２ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを保持する保持手段と、第１，第２ウェハ２Ａ，２Ｂ，２０Ａ，２０Ｂを貼り合わせる接着手段とが分かれていてもよい。
【００３７】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るウェハ接着装置のブロック図。
【図２】前記実施形態におけるウェハの接着工程のフローを示す図。
【図３】前記実施形態におけるウェハの各接着工程における側断面図。
【図４】前記実施形態におけるウェハの各接着工程における側断面図。
【図５】前記実施形態におけるウェハの各接着工程における側断面図。
【図６】前記実施形態におけるウェハの各接着工程における側断面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るウェハの側断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…ウェハ接着装置、２Ａ，２０Ａ…第１ウェハ（ウェハ）、２Ｂ，２０Ｂ…第２ウェハ（ウェハ）、２，２０…ウェハ（２枚のウェハが貼り合わされて形成されたウェハ）、３…保持接着手段（接着手段）、４Ａ，４Ｂ…撮像手段（異物検出手段）、５Ａ，５Ｂ…穴形成手段、２１，２１０…接着面、２２，２２０…穴（２２０が貫通穴）７１…異物有無判定手段（異物検出手段）、７２…異物情報記憶手段（異物検出手段）、Ｓ１…撮像工程（異物検出工程）、Ｓ２…異物有無判定工程（異物検出工程）、Ｓ３…異物情報記憶工程（異物検出工程）、Ｓ４…穴形成工程、Ｓ６…接着工程。
【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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