(57)【要約】【課題】一方のシリコンウエハ上に接続用のバンプを形成し、もう一方のシリコンウエハ上にパッドを形成し、接着剤を塗布し、両ウエハを貼り合わせた場合、位置ズレが発生し、バンプとパッドの位置ズレが発生する。【解決手段】上記した課題を解決するため本発明では次のような手段を採った。ウエハ層間に接着剤を塗布し、ウエハ同士を光学的にパターンを検知し、仮位置合わせする。その後、Ｘ線などウエハを透過できる方法を用いて、位置確認を行う。位置確認情報を元に、ウエハの位置を調整する。位置が定まったところで、接着剤を塗布・硬化させる。ここで用いる接着剤は、光硬化型接着剤を用いることが望ましい。加熱・圧着の工程でバンプとパッドを接合させると同時に、層間接着剤を硬化させる。【選択図】  図１０
2009049051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッドが形成された第１の半導体基板とバンプが形成された第２の半導体基板を層間接着剤を介して接続して３次元実装を行うための半導体基板の接合方法であって、
前記第１の半導体基板のパッドが形成された面と前記第２の半導体基板のバンプが形成された面を前記層間接着剤を介して接触する状態とする第１の工程と、
前記層間接着剤を介して接触する状態にある前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の位置を調整する第２の工程と、
前記第２の工程で位置を調整された前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の周辺に接着剤を塗布し、周辺に塗布された前記接着剤を硬化させる第３の工程と、
前記第３の工程の後、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板を加熱・圧着して、前記パッドと前記バンプを電気的に接続させるとともに前記層間接着剤を硬化させる第４の工程と、
を有することを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の半導体基板及び前記第２の半導体基板は半導体ウエハであることを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の半導体基板及び前記第２の半導体基板はチップとなる領域を複数個有する半導体基板であることを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記層間接着剤は熱硬化型接着剤であり、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の周辺に塗布する前記接着剤は光硬化型接着剤であることを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の工程を真空中で行うことを特徴とする半導体装置の接合方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の工程において、光学的な検知により位置を調整して、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板を前記層間接着剤を介して接触する状態とし、
前記第２の工程において、Ｘ線による検知により位置を調整して、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の位置を調整する
ことを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第２の工程におけるＸ線による検知のためのアラインメントマークを、半導体基板の一方の面に隣接する半導体基板との位置の調整を行うためのアラインメントマークと、前記半導体基板の他方の面に隣接する半導体基板との位置を調整を行うためのアラインメントマークを別の位置に配置することを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の半導体基板又は前記第２の半導体基板のいずれかの代わりに、インタポーザを用いて、インタポーザと半導体基板を接合させることを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体基板の接合方法であって、
前記第１の半導体基板又は前記第２の半導体基板のいずれかとして、複数の半導体基板が接合された積層体又はインタポーザと半導体基板が接合された積層体を用いて、前記積層体に更に半導体基板を接合することを特徴とする半導体基板の接合方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の半導体基板の接合方法によって製造された積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体基板を層間接着剤を介して接続して３次元実装を行うための半導体基板の接合方法及びそれにより製造された積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の薄形、小形化は、それに搭載される部品の小形化によって成されてきた。従来、小型化に対し、ＬＳＩの微細加工技術によるところが大きかった。しかし、ＬＳＩの加工に更なる微細加工技術を導入することは、膨大な設備投資が必要であり、製品の低コスト化に対するニーズを満たすことが出来ない。この技術課題を解決するため、シリコンウエハの面に対して垂直方向へ貫通電極を形成し、そのシリコンウエハの表裏面に電極を形成し、その電極同士を接続し、シリコンウエハを積層し、従来は平面方向（２次元実装）へ展開していた実装を３次元方向へ展開する開発が進められている（３次元実装）。
３次元積層することで、デバイスを形成する方法として、特許文献１、２に記載の工程が提案されている。しかし、これらの文献では、積層に関して、ウエハ一括で積層するか、又は、チップに切り出してから行うかについての詳細な記述は見当たらない。
【０００３】
ウエハを一括して積層する方法については、下記工程が提案されている。
［特許文献３］複数個の半導体パッケージをウエハレベルで一括して作製した後に個々の半導体パッケージに切り離されたものであって、前記半導体パッケージが、２個以上の半導体装置を絶縁層を介して貼り合せた積層体であり、前記半導体装置が、それぞれ、基板とその表面に形成されたデバイスパターンとを含んでおり、かつ下方の半導体装置のデバイスパターン面がその上に積層された半導体装置の非デバイスパターン面と対面しているように構成する。
【０００４】
［特許文献４］異なる２体のウェハを重ね合わせ、互いの電極同士を接合させる場合、ウェハホルダ上の異物によりウェハが変形したり、また異物は無くウェハ面には凹凸があり、ウェハの表面にある電極の全てを接触させることが出来ないという問題がある。この解決方法として、ウェハホルダのウェハ保持面を、複数の保持領域に分割し、且つ各保持領域ではウェハを吸着する力、ウェハを他方のウェハに押しつける力を独立に制御できるようにする。これにより、ある保持領域ではウェハを吸着しながら他の領域ではウェハを他方のウェハの押圧することが可能になり、ウェハ表面の凹凸にもかかわらず、一様な接合が得られるとされている。
【０００５】
［特許文献５］ウェハを積層して積層型半導体装置を製造するとき、重ね合わせるウェハ上のマークを検出してウェハ間のアライメントを行う。この時、すでに積層されたウェハを観察するとウェハ上のアライメントマークが複数個視野内に入り、検出精度が低下する。このために重ね精度が低下して積層型半導体装置の製造歩留りが悪くなる。この解決手段として、隣接して積層されるウェハ上のマークを互いに所定の間隔を有して形成する。これにより、例え同じ視野内に複数のマークが入ってもマークの分離が容易になる。
【０００６】
［特許文献６］半導体同士、特にウエハー同士を接合するに際し、表面被覆樹脂の望ましくない挙動の発生を防止し、金属電極同士を確実に接合できるようにした、望ましくは低温にてボイドの発生なく所定の接合面全面にわたって確実に接合できるようにした、半導体の接合方法およびその方法により作成された積層半導体を提供する。解決手段として、表面に電極が露出された半導体同士を接合するに際し、少なくとも一方の半導体表面における電極間に樹脂を充填して樹脂層を形成し、少なくとも一方の半導体の電極を表面から突き出させ、両半導体の電極同士を接触させて加圧し、接触部で電極を押し拡げた後、前記樹脂層の表面を他方の半導体の表面に接触させる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３６１８７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３５８０号公報
【特許文献３】特開２００４−３１９７０７号公報
【特許文献４】特開２００５−３０２８５８号公報
【特許文献５】特開２００６−１００６５６号公報
【特許文献６】特開２００３−２４９６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ウエハを一括して積層する方法については、上記の方法が提案されているが、上記の方法には、以下の問題点がある。
【０００９】
一方のシリコンウエハ上に接続用のバンプを形成し、もう一方のシリコンウエハ上にパッドを形成し、層間に接着剤を塗布し、両ウエハを貼り合わせた場合、接触した段階で位置ズレが発生し、バンプとパッドの位置ズレが発生し、歩留まりが低下する。
【００１０】
本発明は、半導体基板同士を接着した際に、半導体基板のズレを防止しバンプとパッドを正確に接合することを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１２】
本発明は、第１の半導体基板のパッドが形成された面と第２の半導体基板のバンプが形成された面を前記層間接着剤を介して接触する状態とする第１の工程と、層間接着剤を介して接触する状態にある前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の位置を調整する第２の工程と、前記第２の工程で位置を調整された前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板の周辺に接着剤を塗布し、周辺に塗布された前記接着剤を硬化させる第３の工程と、前記第３の工程の後、前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板を加熱・圧着して、前記パッドと前記バンプを電気的に接続させるとともに前記層間接着剤を硬化させる第４の工程と、を有する半導体基板の接合方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記の半導体基板の接合方法によって製造された半導体基板の積層体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によればウエハ同士を接着した際に、ウエハのズレを防止し、バンプとパッドを接合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図を併用しつつ説明する。なお、全ての図において、同一符号は同一部位を示しているため、重複する説明を省いている場合があり、また説明を容易にするため各部の寸法比を実際とは変えてある。ここでは、本発明の有効な適用先である、３次元実装を例に取り、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１６】
本実施例では、一方のシリコンウエハに形成された錫めっき（純錫、又は、錫を９０％以上含有する合金）はんだバンプと、他方のシリコンウエハに形成されたニッケル（純ニッケル、又は、ニッケルを９０％以上含有する合金）パッドを接続する。また、本実施例では、はんだバンプ径は１０〜１００μｍ、高さは１０〜１００μｍである。以下では、シリコンウエハの接合方法について説明するが、大型の半導体基板、例えばチップとなる領域を複数個有する半導体基板であっても同様である。
【００１７】
まず、３次元実装工程の概略について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１８】
［図１（１）］
シリコンウエハ１に、ドライプロセスを用いて孔を形成し、その側壁を熱酸化して絶縁し（本工程については、図示せず）、ポリシリコン２を用いて導体を充填する。ここでの寸法は、半導体の前工程プロセス、及び製造しようとする半導体素子により異なるが、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）を想定した場合、ポリシリコン２の直径が２０〜３０ミクロン、深さが５０〜１００ミクロン、ポリシリコン２のピッチが４０〜１００ミクロン程度である。ここでは、導体として、ポリシリコンを用いたが、
給電膜成膜→電気めっき→表面研磨
導体膜成膜→触媒付与→無電解めっき→表面研磨
の方法を用いることも出来る。ただし、この場合、シリコンが露出している部分からの金属イオン（特に銅）の浸透の懸念があるため、半導体工程には不向きである。ここでは、図示していないが、ポリシリコン端子の上部にアルミを用いて封止することが好ましい。
【００１９】
［図１（２）］
ポリシリコン２を埋め込んだシリコンウエハ１の表面に、半導体前工程を用いて、半導体素子層３を形成する。必要に応じて、半導体素子層３上に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原材料とした無機物（最終的には、ＳｉＯ２膜）、ポリイミドなどの有機物を用いて、ポリシリコン２の端子部以外の表面に絶縁膜４を形成する。また、必要に応じて、素子の上にも絶縁膜４を形成する。図では詳細に記していないが、端子部分はエッチングにより開口しておく。
【００２０】
［図１（３）］
微小バンプ５を形成する。本工程については、図３及び図４に詳細を記す。
【００２１】
［図２（４）］
微小バンプ５の上に、層間接着剤６を塗布し、インタポーザ８とシリコンウエハを積層し、熱圧着又は超音波により、インタポーザ８上のパッド（図示していない。）とシリコンウエハ上のバンプ５を電気的に接続させるとともに、層間接着剤６を硬化させ、インタポーザ８とシリコンウエハを接合する。なお、逆に、シリコンウエハ上にパッドを形成し、インタポーザ８上にバンプを形成してもよい。インタポーザ８は一般にシリコン又は樹脂で作成されている。ここでは、搭載ウエハとして、インタポーザ８上に形成しているが、別のシリコンウエハ上に形成された素子でも同様な工程となる。接合方法の詳細は、図８〜図１０を用いて後述する。
【００２２】
［図２（５）］
半導体素子３が形成されたシリコンウエハ１の半導体素子３の反対面を研磨し、ポリシリコンの端子を露出させる。その後、微小パッド２０を形成する。本工程については、図５及び図６詳細を記す。この工程により、インタポーザ８上に１層目のウエハ３１が積層された積層体が得られる。
【００２３】
［図２（６）］
図２（５）の工程で得られたインタポーザ８上に１層目のウエハ３１が積層された積層体に、２層目のウエハ３２を、図２（４）の工程と同様に積層する。２層目のウエハ３２も図１（１）〜（３）の工程で作成されたものである。５’は２層目のウエハ上に設けられたバンプであり、６’は１層目のウエハ３１と２層目のウエハ３２の間に設けられた層間接着剤である。１層目のウエハ３１のパッド２０上又は２層目のウエハ３２のバンプ５’上に層間接着剤６’を塗布し、１層目のウエハ３１の上に、２層目のウエハ３２を積層し、熱圧着又は超音波により、１層目のウエハ３１上のパッド２０と２層目のウエハ３２上のバンプ５’を電気的に接続させるとともに、層間接着剤６’を硬化させ、ウエハ３１とウエハ３２とを接合させる。接合方法の詳細は、図８〜図１０を用いて後述する。
【００２４】
［図３（７）］
図２（５）の工程と同様に、２層目のウエハ３２の半導体素子が形成された面の反対面を研磨し、ポリシリコンの端子を露出させる。その後、微小パッド２０’を形成する。以上の工程により、インタポーザ８上にウエハ３１が接合され、更にその上にウエハ３２’が接合された積層体が製造される。図２（６）、図３（７）の工程を繰り返し、必要な枚数のウエハが積層された積層体を製造する。
【００２５】
［図３（８）］
本実施例による積層された半導体装置の全体図を示す。図３（８）は、６枚のウエハが積層されたウエハの積層体９、インタポーザ８、コントロールチップ１０から構成されている。なお、コントロールチップ１０は、必ずしも最上部に必要でなく、ウエハの積層体９の中間部、インタポーザ８の上などその設置場所は電気特性、コントロールチップ１０の大きさを考慮して決定される。インタポーザに接続用バンプ１１を形成し、３次元積層半導体装置とする。
【００２６】
（バンプの形成方法）
図４及び図５を用いて、図１（３）に示すバンプ形成方法を示す。
［図４（１）］
シリコンウエハ１上にスパッタを用いてチタン１３、銅１４を成膜した。スパッタ膜としては、チタン（５０ナノメートル）／銅（０．５マイクロメートル）の多層膜を形成した。ここでのチタンの機能は、その上下に位置する銅とウエハ（図では、シリコンウエハ１となっているが、実際の半導体素子では、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリイミドである）との接着を確保することにあり、その膜厚はそれらの接着を維持する最低限でかまわない。所要膜厚は、スパッタエッチング及びスパッタの条件、チタンの膜質などによっても変動する。なお、本実施例で使用したクロム膜に代えてクロム膜やチタン／白金膜、タングステンなどでも代替できる。
【００２７】
一方、銅の膜厚は、後の工程で行う電気錫めっきを行ったときに、膜厚分布が生じない最小限度の膜厚が好ましく、めっき前処理として行う酸洗などでの膜減り量も考慮に入れたうえで膜厚分布を誘発しない膜厚を決定する。銅の膜厚を必要以上に厚くした場合、例えば１マイクロメートルを越える銅厚の場合には、スパッタ時間が長くなって生産効率が低下するという問題に加えて、後の工程で実施する給電膜１２のエッチング除去の際に長時間エッチングが避けられず、その結果として錫１５下の銅１４のサイドエッチングが大きくなる。
【００２８】
［図４（２）］
レジスト７用いて、微小バンプのパターンを形成した。ここで用いたレジストは、電気錫めっきに対する耐性があれば良く、レジスト剥離時に電気錫めっきに大きなダメージを与えるものでなければ制約はない。ここでは、ノボラック系ポジ型レジストを用いた。文献によると、錫は、強アルカリに浸食されるとあるため、アルカリを剥離剤として用いるドライフィルムを用いることは、不可能と考えられるが、発明者らの実験によると４５℃の３％水酸化溶液に３分浸しても浸食されることはなかった。このことからレジスト材料としてドライフィルムを用いることも可能である。ここで、アルカリに対する耐性があるということが後述するリフロー工程で錫が溶融しないことと関係する。つまり、電気錫めっき表面が酸化膜で覆われているため、アルカリでも溶解しないものと考えられる。
【００２９】
［図４（３）］
電気錫めっきを用いて、図４（２）の工程で形成したパターンに錫１５を析出させた。ここでは、純錫を用いたが、錫の中に、銀や銅を微量混合させた、はんだめっきを用いても良い。銅の上に直接、錫１５を形成することも可能であるが、信頼性を確保するため、ニッケル２１下地を形成することが望ましい。
【００３０】
［図５（４）］
図４（２）の工程で形成したレジスト７を剥離した。ここで用いる剥離液は、レジストが溶解し、かつ、電気錫めっきに影響を及ぼさない物であれば、制約はない。本実施例では、有機溶剤（アセトン、又は酢酸ブチル）を用いた。また、先に示したように、電気錫めっきは、アルカリに対する耐性もある程度あるため、３％水酸化ナトリウム溶液を用いることも可能である。
【００３１】
［図５（５）］
図４（１）の工程で形成した給電膜１２をエッチングを用いて除去した。銅１４のエッチングには、塩化鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本実施例ではアンモニアを含有するアルカリ系エッチング液を用いた。ここでのエッチングでは、１０秒以上のエッチング時間がないと制御が困難となって実用的観点では不利であるが、余りに長い時間エッチングを行うと、例えば５分を越えてエッチングするような場合には、サイドエッチングが大きくなり、タクトが長くなるという問題も生じる。そのため、エッチング液及びエッチング条件は、適宜実験により求めるのがよい。引き続いて実施する給電膜のチタン１３部分のエッチングには、過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いた。いずれのエッチングにおいても電気錫めっきが浸食されなければ、用いるものに制約はない。
【００３２】
［図５（６）］
錫の融点以上に加熱し、電気錫めっきを溶融させ、球形にした。
【００３３】
（パッドの形成方法）
図６及び図７を用いて、図２（５）、図３（７）に示すパッド形成方法を示す。
［図６（１）］
図４（１）と同様である。
【００３４】
［図６（２）］
レジスト７を用いて、微小パッドのパターンを形成した。ここで用いたレジストは、電気ニッケルめっきに対する耐性があれば良く、レジスト剥離時にニッケルに大きなダメージを与えるものでなければ制約はない。ここでは、ノボラック系ポジ型レジストを用いた。
【００３５】
［図６（３）］
電気ニッケルめっきを用いて、図６（２）の工程で形成したパターンにニッケル２１を析出させた。ここでは、純ニッケルを用いたが、ニッケルの中に、銀や銅を微量混合させても良い。
【００３６】
［図７（４）］
図６（２）の工程で形成したレジスト７を剥離した。ここで用いる剥離液は、レジストが溶解し、かつ、電気ニッケルめっきに影響を及ぼさない物であれば、制約はない。本実施例では、有機溶剤（アセトン、又は酢酸ブチル）を用いた。
【００３７】
［図７（５）］
図６（１）の工程で形成した給電膜１２をエッチングを用いて除去した。銅１４のエッチングには、塩化鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本実施例ではアンモニアを含有するアルカリ系エッチング液を用いた。ここでのエッチングでは、１０秒以上のエッチング時間がないと制御が困難となって実用的観点では不利であるが、余りに長い時間エッチングを行うと、例えば５分を越えてエッチングするような場合には、サイドエッチングが大きくなり、タクトが長くなるという問題も生じる。そのため、エッチング液及びエッチング条件は、適宜実験により求めるのがよい。引き続いて実施する給電膜のチタン１３部分のエッチングには、過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いた。いずれのエッチングにおいても電気ニッケルめっきが浸食されなければ、用いるものに制約はない。
【００３８】
（ウエハの接合方法）
本実施例では、ウエハ同士を接着した際に、ウエハのズレを防止しバンプとパッドを正確に接合するために、次の方法を採用した。ウエハ層間に接着剤を塗布し、ウエハ同士を光学的にパターンを検知し、仮位置合わせする。その後、Ｘ線などウエハを透過できる方法を用いて、位置確認を行う。位置確認情報を元に、ウエハの位置を調整する。位置が定まったところで、接着剤を塗布・硬化させる。ここで用いる接着剤は、光硬化型接着剤を用いることが望ましい。加熱・圧着の工程でバンプとパッドを接合させると同時に、層間接着剤を硬化させる。
【００３９】
以下、図８〜図１０を用いて、図２（６）の工程に示す接合方法を詳細に説明する。ここでは、接合方法を示すため、ウエハ単位での図示とし、バンプやパッドは図示していない。また、図２（６）に示すインタポーザ８も図示せず、２枚のウエハの接合として説明する。
【００４０】
［図８（１）］
位置合わせ治具２３にウエハ（ウエハ１と称するウエハ２２）を装着する。例えば、メカニカルチャック等の周知の技術を用いて装着する。
【００４１】
［図８（２）］
ウエハ１の次層のウエハを積層する部分に層間接着剤６を塗布する。ここでは、接合時の加圧で、ウエハ周辺から接着剤が流れ出さない程度の量を制御することが望ましい。層間接着剤６は熱硬化型接着剤を用いる。なお、層間接着剤６を塗布する面は、ウエハのパッドが形成された面でも、バンプが形成された面でも、どちらでもよい。
【００４２】
［図８（３）］
治具２６にウエハ（ウエハ２と称するウエハ２４）を装着し、接合する側のもう一方のウエハを搬送し、光学的検出器２５でパターンを確認し、位置を合わせる。すなわち、ウエハ１のパッド（又はバンプ）が形成された面とウエハ２のバンプ（又はパッド）が形成された面を対向させ、光学的検出器２５を用いて光学的な検知により位置を調整して合わせる。光学的検知器２５は上下のウエハのパターンを光学的に検知する装置（例えば２視野顕微鏡）である。光学的検知器２５を用いて、ウエハ１及びウエハ２に周知の方法で設けられたアラインメントマークを検出し、これを利用して位置を合わせる。なお、アラインメントマークではなく、ウエハ上に形成されたパターン（例えばパッドやバンプのパターン）を光学的検知器２５で検知し、それを用いて位置合わせを行ってもよい。
【００４３】
［図９（４）］
ウエハ同士が層間接着剤６を介して接触する状態とする。このウエハ同士を層間接着剤６を介して接触する状態とする工程を、真空中で行い、ウエハ接合時の泡の取り込みを防止することが望ましい。そのために、図８（３）の工程において、位置合わせ装置全体を真空装置内に入れ、位置合わせを行ったのち、そのまま真空中でウエハ同士が層間接着剤６を介して接触する状態とするのが望ましい。ウエハ間に挟まれた未硬化の接着剤は、潤滑材の役割を果たすため、次の工程以降の位置調整でウエハを動かすことが出来る。ウエハ同士を層間接着剤６を介して接触する状態とした後の段階では、真空装置内から取り出しても泡を取り込むことがないため、大気中での作業が可能となる。なお、図８（３）の工程で位置合わせを行っているが、このままウエハ１とウエハ２を加熱・圧着して接合すると、位置ズレが発生し、バンプとパッドの位置ズレが生じ、歩留まりが低下する。位置ズレが生じる原因は明確には解明してはいないが、未硬化の層間接着剤６があるために横にすべってしまうのではないかと考えられる。そのため、図９（５）以降の工程が必要となる。
【００４４】
［図９（５）］
ウエハ同士の位置を確認する。ウエハは光学的に透過する事が出来ないため、ここでは、ウエハの上側にＸ線発生装置４１を設置し、下側にＸ線検出器（例えばＸ線撮像装置）４２を設置し、ウエハ１、ウエハ２に形成されたＸ線用アラインメントマーク（図に示していない。）を検出して、位置を確認する。Ｘ線用アラインメントマークはＸ線が透過しない材料（例えば金属）で作成する。例えば、図４〜５のバンプ形成工程や、図６〜図７のパッド形成工程においてニッケル２１を形成する工程で、同時にＸ線用アラインメントマークをニッケルで形成することができる。Ｘ線用アラインメントマークの代わりに、バンプ及びパッド自体をＸ線で検出してもよい。なお、治具２３、２６は、Ｘ線が通過する位置は、Ｘ線が通過できるようにしておく。例えば、アラインメントマークの部分はＸ線が透過できる材料で作成しておく。
【００４５】
［図９（６）］
位置合わせ情報を元に、位置を調整する。例えば、Ｘ線検出器（例えばＸ線撮像装置）４２で検出されたウエハ１のＸ線用アラインメントマークとウエハ２のＸ線用アラインメントマークの像が一致するように、位置を調整する。
【００４６】
［図１０（７）］
接着剤２７をウエハ周辺に塗布し、接着剤２７を硬化させる。接着剤２７は図に示すようにウエハ周辺の一部に塗布すれば十分であるが、ウエハの周囲全体に塗布してもよい。ここで用いる接着剤は、光硬化型接着剤２７を用いることが工程を簡便にする上から望ましい。光硬化型接着剤２７を用いれば、光によって光硬化型接着剤２７を硬化させることができ、このとき熱硬化型接着剤である層間接着剤６は硬化することがないからである。
【００４７】
［図１０（８）］
バンプの融点以上で加熱しながら加圧する。この時、バンプ５上の層間接着剤６は押し退けられ、パッド２０と接続する。熱硬化型接着剤である層間接着剤６は、加熱していくと、一度粘度が下がりバンプ５上の層間接着剤６は押し退けられ、更に加熱すると、バンプ５が溶けバンプ５とパッド２０が電気的に接続され、更に加熱すると、層間接着剤６が硬化し、ウエハ１とウエハ２の積層体が形成される。
【００４８】
［図１０（９）］
ウエハの積層体を取り出す。
【００４９】
このようにして製造された図１０（９）に示すウエハ１とウエハ２の積層体を、図８（１）のウエハ１（２２）として、図８（１）〜図１０（９）の工程を繰り返すことにより、必要な枚数だけウエハを積層することができる。また、図２（４）に示すウエハとインタポーザ８との接合も、図８（１）のウエハ１（２２）の代わりにインタポーザ８を用いて、図８（１）〜図１０（９）の工程を行えばよい。また、そのようにして製造されたインタポーザとウエハの積層体を、図８（１）のウエハ１（２２）として、図８（１）〜図１０（９）の工程を繰り返すことにより、インタポーザ８上に必要な枚数だけウエハを積層することができる。
【００５０】
（Ｘ線用アラインメントマークの配置）
図９（５）（６）の工程のＸ線による位置確認、位置調整において、Ｘ線は全てのウエハを透過するため、ウエハを３枚以上積層する場合、各ウエハの同じ位置にＸ線用アラインメントマークを配置すると、各ウエハのアラインメントマークが重なりあってしまう。そこで、本実施例では、図１１に示すように、Ｘ線用アラインメントマークを位置をずらせて配置する。図１１は、インタポーザ８の上に、１層目のウエハ５１、２層目のウエハ５２、３層目のウエハ５３、４層目のウエハ５４が積層された積層体の一部が示されている。ウエハ５１にはアラインメントマーク６１が形成され、ウエハ５２にはアラインメントマーク６２、６３が形成され、ウエハ５３にはアラインメントマーク６４、６５が形成され、ウエハ５４にはアラインメント６６が形成される。１層目のウエハ５１と２層目のウエハ５２の位置調整にはアラインメントマーク６１と６２を用い、２層目のウエハ５２と３層目のウエハ５３の位置調整にはアラインメントマーク６３と６４を用い、３層目のウエハ５３と４層目のウエハ５４の位置調整にはアラインメントマーク６５と６６を用いる。すなわち、例えば、ウエハ５２には、ウエハ５２の一方の面に隣接するウエハ５１との位置の調整を行うためのアラインメントマーク６２と、ウエハ５２の他方の面に隣接するウエハ５３との位置の調整を行うためのアラインメントマーク６３が別の位置に配置される。これにより、Ｘ線による位置調整を精度よく行うことができる。なお、Ｘ線用アラインメントマークを、図８（３）の工程で行う光学的検出による位置調整のアラインメントマークと共用してもよい。また、アラインメントマークの形状は一般的に使用されているアラインメントマークの形状でよい。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】３次元実装工程（その１）
【図２】３次元実装工程（その２）
【図３】３次元実装工程（その３）
【図４】バンプ形成工程（その１）
【図５】バンプ形成工程（その２）
【図６】パッド形成工程（その１）
【図７】パッド形成工程（その２）
【図８】接合方法（その１）
【図９】接合方法（その２）
【図１０】接合方法（その３）
【図１１】Ｘ線用アラインメントマークの配置
【符号の説明】
【００５３】
１…シリコンウエハ、２…ポリシリコン、３…半導体素子層、４…絶縁膜、５…バンプ、６…層間接着剤、７…レジスト、８…インタポーザ、９…ウエハの積層体、１０…コントロールチップ、１１…接続用バンプ、１２…給電膜、１３…チタン、１４…銅、１５…錫、２０…パッド、２１…ニッケル、２２…ウエハ１と称するウエハ、２３…位置合わせ治具、２４…ウエハ２と称するウエハ、２５…光学的検出器、２６…治具、２７…光硬化型接着剤、３１…１層目のウエハ、３２…２層目のウエハ、４１…Ｘ線発生装置、４２…Ｘ線検出器、５１〜５４ウエハ、６１〜６６…Ｘ線用アラインメントマーク
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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