JP2010087035A - Apparatus for manufacturing three-dimensional semiconductor device and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の集積回路チップを複数段積層して構成した3次元半導体装置の製造装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a three-dimensional semiconductor device configured by stacking a plurality of integrated circuit chips in a plurality of stages.
近年の集積回路装置の動作の高速化に伴い、集積回路チップの3次元実装技術が注目されている。3次元実装は、2次元実装に比べ、信号の配線長が劇的に短くなり、その伝播遅延時間が大幅に短縮されるので、集積回路装置の動作の高速化に大きな効果がある。また、一方では、信号の伝播遅延時間を短縮することを目的に、集積回路チップの内外において、配線材料の低抵抗化、例えば、アルミ配線から銅配線への移行が進行しつつある。そして、それに伴い、集積回路チップに形成される端子(バンプ)の材料もハンダから銅へと移行している。 With the recent increase in operation speed of integrated circuit devices, three-dimensional mounting technology for integrated circuit chips has attracted attention. Compared to the two-dimensional mounting, the three-dimensional mounting has a significant effect on increasing the operation speed of the integrated circuit device because the signal wiring length is drastically shortened and the propagation delay time thereof is greatly shortened. On the other hand, for the purpose of shortening the signal propagation delay time, the resistance of the wiring material, for example, the transition from aluminum wiring to copper wiring is progressing inside and outside the integrated circuit chip. Along with this, the material of terminals (bumps) formed on the integrated circuit chip has also shifted from solder to copper.
特許文献1には、メモリ集積回路チップを複数段積層して構成した3次元半導体装置の例が開示されている。特許文献1に開示されている3次元半導体装置を構成するメモリ集積回路チップの端子は、チップの上面と下面とを貫通する貫通電極により構成され、その貫通電極の上部および下部は、銅のバンプ電極であり、その銅のバンプ電極にはニッケルおよび金のメッキが施されている。 Patent Document 1 discloses an example of a three-dimensional semiconductor device configured by stacking a plurality of memory integrated circuit chips. The terminals of the memory integrated circuit chip constituting the three-dimensional semiconductor device disclosed in Patent Document 1 are formed by through electrodes that penetrate the upper and lower surfaces of the chip, and the upper and lower portions of the through electrodes are copper bumps. The copper bump electrode is plated with nickel and gold.
この銅の電極に対するニッケルおよび金のメッキは、銅の酸化を防止するために行う。すなわち、銅は、酸化しやすいため、常温の大気中でも、その表面に容易に酸化膜(自然酸化膜)が形成される。自然酸化膜が形成されると、電気抵抗が増大するとともに、銅の端子同士の接合性が低下する。そこで、銅の端子は、金など酸化されにくく、接合が容易な金属で覆われることが多い。
しかしながら、メモリ集積回路チップの端子にニッケルや金メッキなどを施すと、そのメッキ工程が余分に必要となり、また、金など貴金属を使用することで、その製造コストが増大することになる。従って、特許文献1に開示された方法によって3次元半導体装置を製造した場合、その製造コストが大きくなるという問題がある。 However, if nickel or gold plating or the like is applied to the terminals of the memory integrated circuit chip, an extra plating step is required, and the use of a noble metal such as gold increases the manufacturing cost. Therefore, when a three-dimensional semiconductor device is manufactured by the method disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the manufacturing cost increases.
そこで、本発明は、3次元半導体装置の製造コストを低減することを可能にする3次元半導体装置の製造装置およびその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof that can reduce the manufacturing cost of the three-dimensional semiconductor device.
本発明は、少なくともその上面に銅で形成された端子を有する基体基板上に、その上面および下面の両面に銅で形成された端子を有する集積回路チップを複数個積層し、互いに対向する面に形成された前記端子同士を接合して構成した3次元半導体装置を製造する3次元半導体装置の製造装置である。その3次元半導体装置の製造装置は、基体基板および集積回路チップのそれぞれを水素プラズマ雰囲気に曝し、基体基板および集積回路チップのそれぞれが有する銅の端子に形成された酸化膜を除去する水素プラズマクリーナ部と、その水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する基体基板、または、その水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する集積回路チップが基体基板上に少なくとも1つ積層して接合された製造途上の3次元半導体装置の上面に、水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する集積回路チップの他の1つを載置し、互いに対向する面に形成された前記端子同士を非酸素雰囲気下で圧着して接合するチップマウント部と、水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子をそれぞれ有する基体基板および集積回路チップを、非酸素雰囲気下で水素プラズマクリーナ部からチップマウント部へ搬送する搬送部と、を備えることを特徴とする。 According to the present invention, a plurality of integrated circuit chips having terminals formed of copper on both the upper surface and the lower surface are stacked on a base substrate having terminals formed of copper on at least the upper surface thereof, and the surfaces facing each other are laminated. It is a manufacturing apparatus of a three-dimensional semiconductor device that manufactures a three-dimensional semiconductor device configured by joining the formed terminals. The three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus exposes each of a base substrate and an integrated circuit chip to a hydrogen plasma atmosphere, and removes an oxide film formed on a copper terminal of each of the base substrate and the integrated circuit chip. And a substrate substrate having a terminal from which an oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner section, or an integrated circuit chip having a terminal from which the oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner section is laminated on the substrate substrate. The other one of the integrated circuit chips having the terminal from which the oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner unit is placed on the upper surface of the three-dimensional semiconductor device that is being bonded and formed on the surfaces facing each other. In addition, a chip mount part that joins the terminals together in a non-oxygen atmosphere and a hydrogen plasma cleaner part. The base substrate and the integrated circuit chip having a terminal oxide film is removed, respectively, and a transport unit for transporting the hydrogen plasma cleaner unit in a non-oxygen atmosphere to the chip mounting part, characterized in that it comprises a.
本発明の3次元半導体装置の製造装置によれば、3次元半導体装置を製造するために用いられる集積回路チップの端子に酸化膜が形成されていても、その酸化膜は、水素プラズマクリーナ部で除去される。また、その酸化膜が除去された端子を有する集積回路チップは、非酸素雰囲気の下でチップマウント部へ搬送され、チップマウント部では、非酸素雰囲気の下で複数の集積回路チップの酸化膜のない銅の端子同士が接合されることにより、3次元半導体装置が製造される。 According to the apparatus for manufacturing a three-dimensional semiconductor device of the present invention, even if an oxide film is formed on a terminal of an integrated circuit chip used for manufacturing the three-dimensional semiconductor device, the oxide film is a hydrogen plasma cleaner section. Removed. Further, the integrated circuit chip having the terminal from which the oxide film has been removed is transported to the chip mount section under a non-oxygen atmosphere, and the chip mount section includes a plurality of integrated circuit chip oxide films under a non-oxygen atmosphere. A three-dimensional semiconductor device is manufactured by bonding copper terminals that are not present together.
従って、本発明の3次元半導体装置の製造装置で3次元半導体装置を製造する場合には、その3次元半導体装置を製造するために用いられる集積回路チップの端子にニッケルや金などのメッキを施す必要がない。従って、その材料として、金などの貴金属を必要とせず、また、そのメッキ工程も不要となる。 Accordingly, when a three-dimensional semiconductor device is manufactured by the three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, the terminals of the integrated circuit chip used for manufacturing the three-dimensional semiconductor device are plated with nickel, gold, or the like. There is no need. Therefore, no precious metal such as gold is required as the material, and the plating process is not required.
本発明によれば、3次元半導体装置の製造コストが低減される。 According to the present invention, the manufacturing cost of the three-dimensional semiconductor device is reduced.
以下、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1は、本発明の実施形態に係る集積回路チップ接合装置の構成の例を、上面からの配置図として示した図、図2は、本実施形態に係る集積回路チップ接合装置で製造される積層メモリ集積回路装置の断面構造の例を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an integrated circuit chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention as an arrangement view from the top surface, and FIG. 2 is manufactured by the integrated circuit chip bonding apparatus according to the present embodiment. It is the figure which showed the example of the cross-section of a laminated memory integrated circuit device.
図1に示した集積回路チップ接合装置1は、基体基板上に複数の集積回路チップを積層し、それぞれに形成された端子同士を接合して3次元半導体装置を製造する装置である。ここでは、集積回路チップ接合装置1の詳細な説明をする前に、図2を参照して、3次元半導体装置の一例である積層メモリ集積回路装置4の構成について説明する。 The integrated circuit chip bonding apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that manufactures a three-dimensional semiconductor device by stacking a plurality of integrated circuit chips on a base substrate and bonding terminals formed on each of them. Here, before describing the integrated circuit chip bonding apparatus 1 in detail, the configuration of the stacked memory integrated circuit apparatus 4 which is an example of a three-dimensional semiconductor device will be described with reference to FIG.
図2(a)に示すように、積層メモリ集積回路装置4は、基体基板を構成するインタポーザ42に、メモリ集積回路が形成された複数のメモリチップ41およびインタフェースチップ43が積層され、相互の端子が接合されて構成される。ここで、メモリチップ41およびインタフェースチップ43は、いずれもSiウェーハから切り出されたベアチップである。
As shown in FIG. 2A, in the stacked memory integrated circuit device 4, a plurality of
図2(b)に示すように、メモリチップ41は、Si基板410の表層部に図示しないメモリ集積回路が形成され、そのメモリ集積回路の複数の入出力信号線や電源線は、それぞれ貫通電極411に接続されている。貫通電極411は、Si基板の上面から下面までを貫通するビアホールにCuなどの導電性のよい金属が充填されて構成される。ここで、メモリチップ41の上面で貫通電極411の上部には、Cuバンプ412が形成され、また、メモリチップ41の下面で貫通電極411の下部には、Cuバンプ413が形成されている。
As shown in FIG. 2B, in the
このようなCuバンプ412,413は、接合端子として機能し、他のメモリチップ41のCuバンプ413,412、または、インタポーザ42上に形成されたCuバンプ424などに接合される。
図2(c)は、メモリチップ41の貫通電極411およびその周辺部分を拡大して示した図である。貫通電極411は、Cuバンプ412,413と電気的に接続され、また、Si基板410のSiサブストレートとは、酸化シリコンや窒化シリコンなどからなる絶縁膜414,415,416によって電気的に絶縁されている。
FIG. 2C is an enlarged view of the through
図2(d)に示すように、インタポーザ42は、ビアホール421が形成されたポリイミドなどの絶縁基板420によって構成され、そのビアホール421にはCuなどの導電性のよい金属が充填されている。また、インタポーザ42の上面には、それぞれのビアホール421内の金属に接続されたCu配線422が形成されており、その下面のビアホール421の位置には、Cuバンプ423が形成されている。さらに、メモリチップ41のCuバンプ413が接合する位置のCu配線422上には、Cuバンプ424が形成されている。
As shown in FIG. 2D, the
インタポーザ42は、再配置基板とも呼ばれ、その下面に接合されたインタフェースチップ43を介して、メモリチップ41の信号線を外部システムと接続するための信号線に変換する機能を有する。従って、インタポーザ42の下面には、外部システム接続用のハンダバンプ44が形成され、インタフェースチップ43により外部システム接続用に変換された信号線は、Cu配線422を介して各ハンダバンプ44に接続される。
The
また、図2(a)に示すように、インタポーザ42上に積層され接合された複数のメモリチップ41の間隙には、絶縁樹脂などからなるアンダフィル材45が充填され、さらに、その外周は、モールド材46によって覆われる。以上のようにして、積層メモリ集積回路装置4は、最終的にはBGA(Ball Grid Array)パッケージ形態の3次元半導体装置としてまとめ上げられる。
Further, as shown in FIG. 2A, the gaps between the plurality of
続いて、図1を参照しつつ、さらに、図3以下の図面を参照して、図2に示した積層メモリ集積回路装置4を製造するための集積回路チップ接合装置1の構成の例、および、その構成要素の詳細について説明する。 Next, referring to FIG. 1 and referring to FIG. 3 and subsequent drawings, an example of the configuration of the integrated circuit chip bonding apparatus 1 for manufacturing the stacked memory integrated circuit device 4 shown in FIG. Details of the components will be described.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る集積回路チップ接合装置1は、水素プラズマクリーナ部2およびチップマウント部3を含んで構成される。ここで、水素プラズマクリーナ部2は、積層メモリ集積回路装置4を製造するときに用いられるメモリチップ41および基体基板40上のCu端子(Cuバンプ412,413,423,424など)に形成された自然酸化膜を除去する装置である。また、チップマウント部3は、基体基板40の上にメモリチップ41を順次積層し、それぞれの上面および下面に設けられ、互いに接するCu端子同士を接合する装置である。
As shown in FIG. 1, an integrated circuit chip bonding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a hydrogen plasma cleaner unit 2 and a chip mount unit 3. Here, the hydrogen plasma cleaner unit 2 is formed on the
なお、本実施形態では、基体基板40は、複数のインタポーザ42(図1では4つのインタポーザ42)を平面的に繋げて1つの基板としたものであり、また、ウェーハ5は、ウェーハ保護シート51が貼付され、複数のメモリチップ41にダイシングされた形態のものをいう。なお、ウェーハ保護シート51が貼付されたウェーハ5は、搬送の便宜のために、図示しない保護リングに保持されている。
In the present embodiment, the base substrate 40 is a substrate in which a plurality of interposers 42 (four
図1において、水素プラズマクリーナ部2は、基体基板供給部21aと、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aと、ウェーハ供給部21bと、ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bと、により構成される。ここで、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aおよびウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bは、別途、図3を用いて詳しく説明するように、水素プラズマが生成される真空チャンバである。
In FIG. 1, the hydrogen plasma cleaner unit 2 includes a substrate
基体基板供給部21aは、マガジンなどに収容された基体基板40を基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aへ搬入するための搬入口であり、マガジンローダやロードロックチャンバ(図示せず)などにより構成される。なお、ロードロックチャンバとは、少なくとも2つの搬入・搬出用のゲートを有する密閉チャンバであり、通常、その中には搬送装置が設けられている。
The base
このような基体基板供給部21aにおいて、マガジンローダにセットされた基体基板40は、ロードロックチャンバ内へ取り込まれると、ロードロックチャンバ内の搬送装置を介して、さらに、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22a内へと搬送される。
In such a base
この基体基板40の搬送動作において、基体基板40がロードロックチャンバ内へ取り込まれるときには、ロードロックチャンバのマガジンローダ側(大気側)のゲートは開けられ、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aとの間のゲートは閉じられる。また、基体基板40が基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aへ搬送されるときには、大気側のゲートは閉じられ、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aとの間のゲートは開けられる。
In the transfer operation of the base substrate 40, when the base substrate 40 is taken into the load lock chamber, the magazine loader side (atmosphere side) gate of the load lock chamber is opened, and the gate to the base substrate cleaning
基体基板供給部21aと同様に、ウェーハ供給部21bは、ウェーハ保護シート51が貼付されたウェーハ5をウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bへ搬入するための搬入口であり、ウェーハローダや同様のロードロックチャンバ(図示せず)などにより構成される。さらに、同様の動作により、ウェーハローダにセットされたウェーハ5がウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bへ搬送される。
Similar to the base
図3は、本実施形態に係る集積回路チップ接合装置1におけるプラズマチャンバ22の概略構成の例を示した図である。ここで、プラズマチャンバ22は、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aおよびウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bの総称である。なお、図3では、ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bを例にして、プラズマチャンバ22の説明を行っている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the plasma chamber 22 in the integrated circuit chip bonding apparatus 1 according to the present embodiment. Here, the plasma chamber 22 is a general term for the substrate cleaning
図3に示すように、プラズマチャンバ22の内部は、水素ガスが水素ガス供給口222から供給される一方で、排気口223からは図示しない真空ポンプなどにより真空に引かれ、その内部の圧力は、例えば、10Pa程度に保たれる。また、上部電極224と下部電極225との間には、高周波電源226から供給されるマイクロ波などの高周波の電圧が印加され、プラズマチャンバ22の内部に水素イオン(H+)プラズマが生成される。
As shown in FIG. 3, the inside of the plasma chamber 22 is supplied with hydrogen gas from a hydrogen
その結果、下部電極225の上方に載置されたウェーハ5、つまり、メモリチップ41は、その生成された水素イオン(H+)プラズマに曝される。従って、メモリチップ41のCuバンプ412,413は、水素イオン(H+)プラズマに曝される。ここで、Cuバンプ412,413に自然酸化膜が形成されていた場合には、水素イオン(H+)プラズマがその自然酸化膜に還元作用を及ぼして、酸化銅(CuO)を真性の銅(Cu)に変える。
As a result, the wafer 5 placed above the
従って、メモリチップ41をプラズマチャンバ22に入れて、水素イオン(H+)プラズマに所定の時間(例えば、20秒間)曝すことにより、そのCuバンプ412,413に形成されていた自然酸化膜は除去される。
Therefore, the natural oxide film formed on the Cu bumps 412 and 413 is removed by placing the
以上のようにして、メモリチップ41のCuバンプ412,413に形成されていた自然酸化膜が除去されると、そのメモリチップ41、つまり、ウェーハ5は、ウェーハ保護シート51に貼付された状態で、チップマウント部3側に設けられたロードロックチャンバ(図示せず)内の搬送ロボットにより、プラズマチャンバ22(ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22b)の内部から取り出され、チップマウント部3へ搬出される。
As described above, when the natural oxide film formed on the Cu bumps 412 and 413 of the
同様に、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aによって、基体基板40(インタポーザ42)のCuバンプ423,424の自然酸化膜が除去される。そして、Cuバンプ423,424の自然酸化膜が除去された基体基板40は、トレイに収容された状態で、チップマウント部3側に設けられたロードロックチャンバ(図示せず)内の搬送装置により、プラズマチャンバ22(基体基板クリーニングプラズマチャンバ22a)の内部から取り出され、チップマウント部3へ搬出される。
Similarly, the natural oxide films on the Cu bumps 423 and 424 of the base substrate 40 (interposer 42) are removed by the base substrate cleaning
続いて、再度、図1を参照して、チップマウント部3の構成および機能について説明する。図1に示すように、チップマウント部3は、基体基板搬送部31a、ウェーハ搬送部31b、マウントステージ32、ウェーハステージ33、走行軌道341およびコレット支持体342を含むコレット34、マウント済基板回収部35a、使用済ウェーハ回収部35bなどを含んで構成される。
Next, the configuration and function of the chip mount unit 3 will be described again with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the chip mount unit 3 includes a base
基体基板搬送部31aは、吸着ハンドやコンベアなどを備えた搬送装置などによって構成され、基体基板40を、適宜、基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aから取り出し、搬送し、マウントステージ32上に載置する。
The base
同様に、ウェーハ搬送部31bは、ウェーハ5を保持した保護リング把持するハンドを有する搬送ロボットを含んで構成され、ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bから搬出されるウェーハ5を受け取り、そのウェーハ5をウェーハステージ33上に載置する。
Similarly, the
次に、図1および図4に示すように、マウントステージ32およびウェーハステージ33の上方には、両者をまたぐように、走行軌道341が設けられている。ここで、図4は、走行軌道341を含むコレット34の移動機構の例を側面視で示した図である。
Next, as shown in FIGS. 1 and 4, a traveling track 341 is provided above the
コレット支持体342は、下垂するアーム343を備え、アーム343の下端部にコレット34が取り付けられる。アーム343は、適宜、伸張または収縮して、コレット34を上下方向に移動させる。また、コレット支持体342は、走行軌道341に取り付けられ、コレット34を支持した状態で、走行軌道341上を自在に走行する。なお、図4では、上下方向をZ軸、走行軌道341の方向をY軸としている。
The
また、図示を省略しているが、ウェーハステージ33およびマウントステージ32は、それぞれ、走行軌道341と交る方向(図1ではX軸方向)に自在に移動する移動機構を有している。
Although not shown, each of the wafer stage 33 and the
また、チップマウント部3は、これらの移動機構を連動させて制御する制御装置(図示せず)を備えており、その制御装置の制御によって、ウェーハステージ33上またはマウントステージ32上の任意の水平位置に、コレット34を位置付けることができる。また、制御装置は、アーム343を、適宜、伸張または収縮させてコレット34の高さ位置を定めることができる。
In addition, the chip mount unit 3 includes a control device (not shown) that controls these moving mechanisms in conjunction with each other, and is controlled by the control device so that any horizontal surface on the wafer stage 33 or the
コレット34は、その下端部に真空吸着などによる吸着部を備えている。そこで、コレット34がその吸着部にメモリチップ41を吸着するときには、制御装置は、まず、コレット支持体342およびウェーハステージ33をY方向またはX方向に、適宜、移動させることにより、コレット34を、吸着対象のメモリチップ41の直上位置に位置づける。そして、アーム343を伸張させることにより、吸着部がメモリチップ41に接する位置までコレット34を下降させて、メモリチップ41を吸着させる。その後、アーム343を収縮させて、コレット34を上昇させる。
The
なお、ウェーハステージ33は、メモリチップ41のウェーハ保護シート51からの剥離を容易にするためのチップ突き上げ機構(図示せず)を有している。チップ突き上げ機構は、コレット34がメモリチップ41を吸着したときに同期して、ウェーハ保護シート51の下部から、その吸着されたメモリチップ41を突き上げて、その剥離の動作を補助する。
The wafer stage 33 has a chip push-up mechanism (not shown) for facilitating peeling of the
コレット34がメモリチップ41を吸着して上昇すると、制御装置は、再び、コレット支持体342およびウェーハステージ33をY方向またはX方向に、適宜、移動させ、コレット34を、マウントステージ32上に載置された基体基板40上方の所定の位置に位置づける。
When the
そして、制御装置は、アーム343を伸張させることにより、コレット34をその先端部に吸着しているメモリチップ41が基体基板40に接する位置まで下降させる。このとき、制御装置は、コレット支持体342またはコレット34に付属するカメラなどの撮像装置(図示せず)から取得される映像に基づき、詳細な位置合わせを行い、メモリチップの下面のCuバンプ413と基体基板40(インタポーザ42)の上面のCuバンプ424とが接触するように位置を調整する。
Then, the control device extends the arm 343 to lower the
コレット34は、さらに、電磁コイルなどを介して制御装置によって駆動されるばね機構(図示せず)を有し、そのばね機構によって吸着部を外方向(図4では下方)に押し出す押圧力を生成する。
The
そこで、制御装置は、メモリチップ41が基体基板40に接したことを検知したときには、そのばね機構を駆動して、メモリチップ41を上部より押圧し、メモリチップ41の下面のCuバンプ413と基体基板40(インタポーザ42)の上面のCuバンプ424とを圧着して、接合する。
Therefore, when the control device detects that the
なお、ここでは、メモリチップ41が基体基板40に接合されるとしたが、基体基板40上にすでに接合済みのメモリチップ41が積層されている場合もある。その場合には、制御装置は、コレット34に吸着されたメモリチップ41が積層されたメモリチップ41に接したことを検知して、ばね機構を駆動して、吸着されたメモリチップ41を上部より押圧し、その吸着されたメモリチップ41の下面のCuバンプ413と積層済のメモリチップ41の上面のCuバンプ412とを圧着して、接合する。
Although the
図5は、マウントステージ32上に載置された基体基板40上に2層のメモリチップ41が接合して積層され、その上にさらに新たなメモリチップ41が接合される様子を示した図である。ここで、図5(a)は、コレット34が搬送中のメモリチップ41を吸着している様子を示し、図5(b)は、基体基板40上の2層のメモリチップ41の上に新たなメモリチップ41が載置され、そのメモリチップ41にばね機構などによる押圧力が加えられ、互いに接するCuバンプ413,412が接合する様子を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which two layers of
ここで、図1に示す基体基板搬送部31a、ウェーハ搬送部31b、並びに、マウントステージ32、ウェーハステージ33およびコレット34(走行軌道341とコレット支持体342とを含む)が配置された領域は、大気を遮断するための筐体に覆われているものとする。そして、その筐体の内部は、図示しない不活性気体供給部から供給される窒素などの不活性気体で満たされ、大気圧よりやや高い圧力が保たれているものとする。すなわち、この筐体内部は、非酸素の雰囲気に保たれている。
Here, the region where the
従って、基体基板40およびメモリチップ41は、プラズマチャンバ22から取り出され、メモリチップ41が基体基板40上に積層されるまでの工程は、非酸素雰囲気の下で行われる。すなわち、基体基板40およびメモリチップ41上のCuバンプ423,424,412,413に形成された自然酸化膜は、プラズマチャンバ22により除去されているので、その後、Cuバンプ423,424,412,413同士が接合されるときに至るまで、真性の銅(Cu)が露出した状態にある。そのため、そのCuバンプ423,424,412,413同士は、それほど大きくない押圧力、つまり、コレット34のばね機構によって生成される程度の押圧力で圧着して、接合することができる。
Accordingly, the base substrate 40 and the
なお、Cuバンプ423,424,412,413同士の圧着に際しては、マウントステージ32やコレット34の内部にヒータを埋め込んでおき、そのCuバンプ423,424,412,413を加熱した上で圧着するとしてもよい。その場合には、常温での圧着に比べ、Cuバンプ424,412,413同士のより安定した結合が得られたり、押圧力を小さくしたり、押圧力の印加時間を短縮したりすることができる。
When the Cu bumps 423, 424, 412, and 413 are pressed together, a heater is embedded in the
図6は、チップマウント部3によって所定数のメモリチップ41が基体基板40へ積層されたマウント済基板の構成の例を示した図である。図6に示した例では、4つのインタポーザ42により構成された基体基板40上に、6段のメモリチップ41が積層されている。このように、基体基板40上に所定の数のメモリチップ41があらかじめ定められた所定の段数積層されたものを、以下、マウント済基板と呼ぶ。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of a mounted substrate in which a predetermined number of
チップマウント部3の制御装置は、コレット34によって基体基板40上に積層されるメモリチップ41の段数および総数を管理し、基体基板40へのメモリチップ41の積層完了、つまり、マウント済基板の製造完了を検知し、その旨を、マウント済基板回収部35a(図1参照)へ通知する。
The control device of the chip mount unit 3 manages the number and the total number of the
マウント済基板回収部35aは、搬送ロボットなどによって構成され、制御装置からマウント済基板の製造完了の通知を受けたときには、そのマウント済基板をマウントステージ32から回収して、チップマウント部3の外へ搬出する。
The mounted
また、同様に、使用済ウェーハ回収部35b(図1参照)は、搬送ロボットなどによって構成され、制御装置からウェーハ保護シート51上の使用可能なメモリチップ41がなくなったことを通知する通知を受けたときには、そのウェーハ保護シート51をウェーハステージ33から回収して、チップマウント部3の外へ搬出する。
Similarly, the used
なお、使用可能なメモリチップ41とは、通常、ウェーハ5がダイシングされる前に実施される所定の検査装置を用いた検査によって、そのメモリチップ41が電気的にも機能的にも正常に動作することが確認されたものをいう。従って、その検査装置によって、正常に動作することが確認されなかったメモリチップ41は不良品であるため、使用されない。
Note that the
チップマウント部3の外へ搬出されたマウント済基板は、積層メモリ集積回路装置4の製造途上の半製品である。マウント済基板は、その後、他の製造装置によって、メモリチップ41積層部分の周囲がモールド材46によってモールドされ、次いで、インタポーザ42の単位で切断される。さらに、インタポーザ42の下面にインタフェースチップ43が接合されるとともに、ハンダバンプ44が形成されて、積層メモリ集積回路装置4が完成する。
The mounted substrate carried out of the chip mount unit 3 is a semi-finished product in the process of manufacturing the stacked memory integrated circuit device 4. After that, the mounted substrate is molded by the molding material 46 around the stacked portion of the
以上のように、積層メモリ集積回路装置4の製造に、本実施形態で説明した集積回路チップ接合装置1を用いると、基体基板40とメモリチップ41とを接合したり、メモリチップ41同士を接合したりする場合、その接合端子に金やニッケルのメッキを施す必要がないので、積層メモリ集積回路装置4の製造コストを低減することができる。
As described above, when the integrated circuit chip bonding apparatus 1 described in this embodiment is used for manufacturing the stacked memory integrated circuit device 4, the base substrate 40 and the
(実施形態の変形例−1)
続いて、図7を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図7は、本実施形態の変形例に係る集積回路チップ接合装置の構成の例を示した図である。図1を用いて説明した集積回路チップ接合装置1においては、積層メモリ集積回路装置4を製造するために必要なメモリチップ41は、ウェーハ保護シート51に貼付されたウェーハ5がダイシングされた形態で供給されるものとしてきた。それに対し、この実施形態の変形例では、ダイシング後のメモリチップ41がトレイ6に収容された形態で、集積回路チップ接合装置1’に供給される。
(Modification 1 of embodiment)
Subsequently, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of an integrated circuit chip bonding apparatus according to a modification of the present embodiment. In the integrated circuit chip bonding apparatus 1 described with reference to FIG. 1, the
トレイ6は、複数の区画が設けられたメモリチップ41の容器であり、メモリチップ41は、その1つの区画に1個ずつ平置きされる。このとき、トレイ6には、検査装置で正常に動作することが確認されたメモリチップ41が収容される。
The tray 6 is a container for the
メモリチップ41が収容されたトレイ6は、トレイ供給部21b’を介して、トレイクリーニングプラズマチャンバ22b’の中へ搬入され、その中でメモリチップ41のCuバンプ412,413に形成された自然酸化膜が除去される。Cuバンプ412,413の自然酸化膜が除去されたメモリチップ41は、トレイ6に収容されたまま、チップマウント部3’へ搬送される。
The tray 6 in which the
チップマウント部3’では、メモリチップ41がトレイ6に平置きされているため、コレット34によって容易に吸着して搬送することができる。従って、メモリチップ41をコレット34により基体基板40上に積層していくチップマウント部3’の動作は、図1で説明したチップマウント部3の動作とほとんど同じである。そこで、そのチップマウント部3の動作の説明は省略する。
In the chip mount portion 3 ′, since the
コレット34によって基体基板40に所定数のメモリチップ41が所定段数積層されると、マウント済基板回収部35aは、その所定数のメモリチップ41が積層された基体基板40をマウント済基板として集積回路チップ接合装置1’の外へ搬出する。同様に、使用済トレイ回収部35b’は、適宜、空になったトレイ6を集積回路チップ接合装置1’の外へ搬出する。
When a predetermined number of
さらに、いくつかの実施形態の変形が可能である。 In addition, some embodiment variations are possible.
(実施形態の変形例−2)
ここまでに説明した集積回路チップ接合装置1においては、基体基板40は、複数のインタポーザ42がつながって構成されたものとしたが、この実施形態の変形例では、基体基板40は、1つのインタポーザ42によって構成されるものとする。
(Modification 2 of embodiment)
In the integrated circuit chip bonding apparatus 1 described so far, the base substrate 40 is configured by connecting a plurality of
この場合には、基体基板40、つまり、インタポーザ42は、図7に示したトレイ6と同様のトレイに収容された形態でプラズマチャンバ22へ搬入され、インタポーザ42のCuバンプ423,424の自然酸化膜が除去される。そして、インタポーザ42を収容したトレイは、プラズマチャンバ22から搬出され、マウントステージ32上に載置される。その後、図1で説明した場合とほとんど同様にして、インタポーザ42の上部に所定段数のメモリチップ41が積層され、その所定段数のメモリチップ41が積層されたインタポーザ42は、トレイに収容された形態で、集積回路チップ接合装置から搬出される。
In this case, the base substrate 40, that is, the
なお、この実施形態の変形例−2では、メモリチップ41は、図1のようにウェーハ5がダイシングされ、ウェーハ保護シート51上に貼付されたものであってもよく、また、実施形態の変形例−1のようにトレイ6に収容されたものであってもよい。
In the modified example-2 of this embodiment, the
(実施形態の変形例−3)
インタポーザ42は、シリコンウェーハ上に形成された絶縁膜を利用して製造される場合がある。その場合には、図1でいう基体基板40には、そのインタポーザ42が形成されたシリコンウェーハが対応する。
(Modification 3 of embodiment)
The
従って、この場合には、集積回路チップ接合装置1には、基体基板40に代えて、シリコンウェーハが搬入されることになるので、図1でいう基体基板クリーニングプラズマチャンバ22aは、ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bと同様の構成のものとなる。あるいは、ウェーハクリーニングプラズマチャンバ22bを、インタポーザ42が形成されたウェーハとメモリチップ41が形成されたウェーハとで共用するようにしてもよい。
Therefore, in this case, a silicon wafer is carried into the integrated circuit chip bonding apparatus 1 instead of the base substrate 40. Therefore, the base substrate cleaning
なお、この実施形態の変形例−3でも、メモリチップ41は、図1のようにウェーハ5がダイシングされ、ウェーハ保護シート51上に貼付されたものであってもよく、また、実施形態の変形例−1のようにトレイ6に収容されたものであってもよい。
In the modified example-3 of this embodiment, the
以上のような実施形態の変形例−1,2,3においても、インタポーザ42とメモリチップ41とを接合したり、メモリチップ41同士を接合したりする場合、その接合端子に金やニッケルのメッキを施す必要がないので、積層メモリ集積回路装置4の製造コストを低減することができる。
Also in the modified examples 1, 2, and 3 of the embodiment as described above, when the
(実施形態の変形例−4)
以上に説明した実施形態およびその変形例では、メモリチップ41は、シリコンのベアチップにCuバンプが形成されたものであるとしているが、メモリチップ41およびインタポーザ42は、CSP(Chip Size Package)などの技術によってシリコンベアチップが所定のパッケージに収納され、そのパッケージにCu端子が設けられたフリップチップなどであってもよい。この場合には、インタポーザ42およびメモリチップ41は、ともにトレイに収容された形態で集積回路チップ接合装置に搬入され、インタポーザ42上にメモリチップ41が積層される。
(Modification 4 of embodiment)
In the above-described embodiment and its modifications, the
この実施形態の変形例においても、その接合端子に金やニッケルのメッキを施す必要がないので、積層メモリ集積回路装置4の製造コストを低減することができる。 Also in the modification of this embodiment, it is not necessary to apply gold or nickel plating to the junction terminals, so that the manufacturing cost of the stacked memory integrated circuit device 4 can be reduced.
(実施形態の変形例−5)
以上に説明した実施形態およびその変形例では、3次元集積回路装置は、図2に示したような積層メモリ集積回路装置4であるとしているが、それに限定されることなく、基体基板40(インタポーザ42)上に積層される集積回路チップが論理集積回路やアナログ集積回路またはそれらが混載されたものであってもよい。とくに、前記の変形例−4のように、集積回路チップがパッケージ化されたフリップチップなどの場合には、積層される集積回路チップが論理集積回路、メモリ集積回路、アナログ集積回路またはそれらが混載されたものであることが多くなると考えられる。
(Modification 5 of embodiment)
In the above-described embodiment and its modification, the three-dimensional integrated circuit device is the stacked memory integrated circuit device 4 as shown in FIG. 2, but the substrate substrate 40 (interposer) is not limited thereto. 42) The integrated circuit chip stacked thereon may be a logic integrated circuit, an analog integrated circuit, or a combination thereof. In particular, in the case of a flip chip or the like in which an integrated circuit chip is packaged as in Modification 4 above, the integrated circuit chip to be stacked is a logic integrated circuit, a memory integrated circuit, an analog integrated circuit, or a combination thereof. It is thought that there are many things that have been made.
(実施形態の変形例−6)
以上に説明した実施形態およびその変形例では、基体基板40(インタポーザ42)およびその上に積層される集積回路チップ(メモリチップ41)の端子は、銅(Cu)で形成されたバンプであるとしているが、基体基板40および集積回路チップの一部または全部のバンプがハンダやアルミニウムなどで形成されていてもよい。その場合には、その実施形態における集積回路チップ接合装置では、「Cuバンプ」と「ハンダバンプ」との接合や「Cuバンプ」と「Alバンプ」との接合などが行われる。
(Modification 6 of embodiment)
In the embodiment described above and the modification thereof, it is assumed that the terminals of the base substrate 40 (interposer 42) and the integrated circuit chip (memory chip 41) stacked thereon are bumps formed of copper (Cu). However, some or all of the bumps of the base substrate 40 and the integrated circuit chip may be formed of solder, aluminum, or the like. In that case, in the integrated circuit chip bonding apparatus according to the embodiment, bonding of “Cu bump” and “solder bump”, bonding of “Cu bump” and “Al bump”, or the like is performed.
(実施形態の変形例−7)
以上に説明した実施形態およびその変形例では、図1に示す基体基板搬送部31a、ウェーハ搬送部31b、並びに、マウントステージ32、ウェーハステージ33およびコレット34(走行軌道341とコレット支持体342とを含む)が配置された領域は、筐体で覆われ、その筐体内を窒素などの不活性気体で満たすとしているが、必ずしも筐体内全体を不活性気体で満たす必要はない。
(Modification 7 of Embodiment)
In the embodiment described above and its modification, the base
例えば、マウントステージ32やウェーハステージ33などの近傍に図示しない不活性気体供給部から供給させる不活性気体を噴出する噴出口を設け、その噴出口から噴出する不活性気体をマウントステージ32やウェーハステージ33などに吹き付けることによって、その近傍に局所的な非酸素雰囲気を形成するようにしてもよい。
For example, an outlet for ejecting an inert gas supplied from an inert gas supply unit (not shown) is provided in the vicinity of the
この場合には、基体基板40やメモリチップ41の搬送時には、酸素を含んだ空気に曝されることになるが、その搬送が短時間に行われることを考慮すれば、基体基板40およびメモリチップ41のCuバンプの酸化量はわずかである。
In this case, when the base substrate 40 or the
1 集積回路チップ接合装置
2 水素プラズマクリーナ部
3 チップマウント部
4 積層メモリ集積回路装置
5 ウェーハ
6 トレイ
21a 基体基板供給部
21b ウェーハ供給部
22 プラズマチャンバ
22a 基体基板クリーニングプラズマチャンバ
22b ウェーハクリーニングプラズマチャンバ
31a 基体基板搬送部
31b ウェーハ搬送部
32 マウントステージ
33 ウェーハステージ
34 コレット
35a マウント済基板回収部
35b 使用済ウェーハ回収部
40 基体基板
41 メモリチップ
42 インタポーザ
43 インタフェースチップ
44 ハンダバンプ
45 アンダフィル材
46 モールド材
51 ウェーハ保護シート
222 水素ガス供給口
223 排気口
224 上部電極
225 下部電極
226 高周波電源
333 ウェーハステージ33
341 走行軌道
342 コレット支持体
343 アーム
410 Si基板
411 貫通電極
412,412 Cuバンプ
413 Cuバンプ
414 絶縁膜
420 絶縁基板
421 ビアホール
422 Cu配線
423,424 Cuバンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Integrated circuit chip bonding apparatus 2 Hydrogen plasma cleaner part 3 Chip mount part 4 Stacked memory integrated circuit apparatus 5 Wafer 6
341
Claims (8)
前記基体基板および前記集積回路チップのそれぞれを水素プラズマ雰囲気に曝し、前記基体基板および前記集積回路チップのそれぞれが有する銅の端子に形成された酸化膜を除去する水素プラズマクリーナ部と、
前記水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する前記基体基板、または、前記基体基板に前記水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する前記集積回路チップが少なくとも1つ積層された製造途上の3次元半導体装置の上面に、前記水素プラズマクリーナ部によって酸化膜が除去された端子を有する前記集積回路チップの他の1つを載置し、互いに対向する面に形成された前記端子同士を非酸素雰囲気下で圧着して接合するチップマウント部と、
を備えること
を特徴とする3次元半導体装置の製造装置。 A plurality of integrated circuit chips having terminals formed of copper on both the upper surface and the lower surface thereof are stacked on a base substrate having terminals formed of copper on at least the upper surface, and formed on surfaces facing each other. A three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional semiconductor device configured by joining terminals together,
A hydrogen plasma cleaner unit that exposes each of the base substrate and the integrated circuit chip to a hydrogen plasma atmosphere and removes an oxide film formed on a copper terminal of each of the base substrate and the integrated circuit chip;
The base substrate having a terminal from which an oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner section, or at least one integrated circuit chip having a terminal from which the oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner section is stacked on the base substrate. The other one of the integrated circuit chips having a terminal from which an oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner is placed on the upper surface of a three-dimensional semiconductor device that is being manufactured, and formed on surfaces facing each other. A chip mount part for joining the terminals by pressure bonding in a non-oxygen atmosphere;
An apparatus for manufacturing a three-dimensional semiconductor device, comprising:
を特徴とする請求項1に記載の3次元半導体装置の製造装置。 3. The substrate according to claim 1, wherein the base substrate and the integrated circuit chip each having a terminal from which an oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaner are transported to the chip mount in a non-oxygen atmosphere. -Dimensional semiconductor device manufacturing equipment.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の3次元半導体装置の製造装置。 The three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the integrated circuit chip is a silicon bare chip.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の3次元半導体装置の製造装置。 The three-dimensional semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the integrated circuit chip is a packaged integrated circuit chip in which a silicon bare chip is housed in a predetermined package.
前記基体基板および前記集積回路チップのそれぞれを水素プラズマ雰囲気に曝し、前記基体基板および前記集積回路チップのそれぞれが有する銅の端子に形成された酸化膜を除去する水素プラズマクリーニング工程と、
前記水素プラズマクリーニング工程によって酸化膜が除去された端子を有する前記基体基板、または、前記基体基板に前記水素プラズマクリーニング工程によって酸化膜が除去された端子を有する前記集積回路チップが少なくとも1つ積層された製造途上の3次元半導体装置の上面に、前記水素プラズマクリーニング工程によって酸化膜が除去された端子を有する前記集積回路チップの他の1つを載置し、互いに対向する面に形成された前記端子同士を非酸素雰囲気下で圧着して接合するチップマウント工程と、
を備えること A plurality of integrated circuit chips having terminals formed of copper on both the upper surface and the lower surface thereof are stacked on a base substrate having terminals formed of copper on at least the upper surface, and formed on surfaces facing each other. A manufacturing method of a three-dimensional semiconductor device for manufacturing a three-dimensional semiconductor device configured by joining terminals together,
A hydrogen plasma cleaning step of exposing each of the base substrate and the integrated circuit chip to a hydrogen plasma atmosphere and removing an oxide film formed on a copper terminal of each of the base substrate and the integrated circuit chip;
The base substrate having the terminal from which the oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaning process, or at least one integrated circuit chip having the terminal from which the oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaning process is stacked on the base substrate. The other one of the integrated circuit chips having a terminal from which an oxide film has been removed by the hydrogen plasma cleaning process is placed on the upper surface of a three-dimensional semiconductor device that is in the process of manufacturing, and formed on surfaces facing each other. A chip mounting process in which the terminals are bonded by pressure bonding in a non-oxygen atmosphere;
Having
を特徴とする請求項5に記載の3次元半導体装置の製造方法。 6. The base substrate and the integrated circuit chip, each having a terminal from which an oxide film has been removed in the hydrogen plasma cleaner process, are transported in a non-oxygen atmosphere and supplied to the chip mount unit. A manufacturing method of the three-dimensional semiconductor device described in 1.
を特徴とする請求項5または請求項6に記載の3次元半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional semiconductor device according to claim 5, wherein the integrated circuit chip is a silicon bare chip.
を特徴とする請求項5または請求項6に記載の3次元半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional semiconductor device according to claim 5, wherein the integrated circuit chip is a packaged integrated circuit chip in which a silicon bare chip is housed in a predetermined package.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9728519B2 (en) | 2014-10-30 | 2017-08-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonding method of semiconductor chip and bonding apparatus of semiconductor chip |
CN109524367A (en) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 东芝存储器株式会社 | Semiconductor device |
CN116230601A (en) * | 2022-12-29 | 2023-06-06 | 扬州韩思半导体科技有限公司 | Plasma photoresist removing device for manufacturing semiconductor wafer |
-
2008
- 2008-09-29 JP JP2008251651A patent/JP2010087035A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9728519B2 (en) | 2014-10-30 | 2017-08-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonding method of semiconductor chip and bonding apparatus of semiconductor chip |
US10847497B2 (en) | 2014-10-30 | 2020-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonding method of semiconductor chip and bonding apparatus of semiconductor chip |
US11018112B2 (en) | 2014-10-30 | 2021-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonding method of semiconductor chip and bonding apparatus of semiconductor chip |
CN109524367A (en) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 东芝存储器株式会社 | Semiconductor device |
CN109524367B (en) * | 2017-09-19 | 2023-09-08 | 铠侠股份有限公司 | Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips |
CN116230601A (en) * | 2022-12-29 | 2023-06-06 | 扬州韩思半导体科技有限公司 | Plasma photoresist removing device for manufacturing semiconductor wafer |
CN116230601B (en) * | 2022-12-29 | 2023-11-10 | 扬州韩思半导体科技有限公司 | Plasma photoresist removing device for manufacturing semiconductor wafer |
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