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特開2024-97401半導体チップのアライメント方法、接合方法、半導体装置、並びに電子部品製造システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024097401
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】半導体チップのアライメント方法、接合方法、半導体装置、並びに電子部品製造システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/52 20060101AFI20240711BHJP
【ＦＩ】
H01L21/52 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023000829
(22)【出願日】2023-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000146722
【氏名又は名称】ヤマハロボティクスホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菱沼 隼
(72)【発明者】
【氏名】菊地 広
(72)【発明者】
【氏名】戸張 優太
(72)【発明者】
【氏名】福島 誉史
【テーマコード（参考）】
5F047
【Ｆターム（参考）】
5F047AA17
5F047BA00
5F047BB11
5F047CA00
(57)【要約】
【課題】積層接合する半導体チップのアライメントの精度を向上させる。
【解決手段】
ウェーハに半導体チップを積層接合する接合方法であって、ウェーハの表面と、半導体チップの相対面とに酸化チタンをコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程（Ｓ１０１）と、表面薄膜と、相対面薄膜とに光を照射して親水化する親水化工程（Ｓ１０２）と、前記ウェーハの親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程（Ｓ１０３）と、液滴の上に半導体チップを載置し、液滴の表面張力により、半導体チップのチップ親水化領域をウェーハの親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程（Ｓ１０４）と、半導体チップのチップ親水化領域をウェーハの親水化領域に接触させてチップ親水化領域と親水化領域とを親水化接合する接合工程（Ｓ１０５）とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】
ウェーハに半導体チップを積層接合する接合方法であって、ウェーハの表面と、半導体チップの相対面とに酸化チタンをコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程（Ｓ１０１）と、表面薄膜と、相対面薄膜とに光を照射して親水化する親水化工程（Ｓ１０２）と、前記ウェーハの親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程（Ｓ１０３）と、液滴の上に半導体チップを載置し、液滴の表面張力により、半導体チップのチップ親水化領域をウェーハの親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程（Ｓ１０４）と、半導体チップのチップ親水化領域をウェーハの親水化領域に接触させてチップ親水化領域と親水化領域とを親水化接合する接合工程（Ｓ１０５）とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する際の前記第１半導体チップのアライメント方法であって、
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、
前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、
前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、を含むこと、
を特徴とするアライメント方法。
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、
前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、
前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、を含むこと、
を特徴とするアライメント方法。
【請求項2】
請求項１に記載のアライメント方法であって、
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とするアライメント方法。
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とするアライメント方法。
【請求項3】
請求項１または２に記載のアライメント方法であって、
前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、
前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、
前記光は紫外線であること、
を特徴とするアライメント方法。
前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、
前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、
前記光は紫外線であること、
を特徴とするアライメント方法。
【請求項4】
請求項３に記載のアライメント方法であって、
前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板であること、
を特徴とするアライメント方法。
前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板であること、
を特徴とするアライメント方法。
【請求項5】
平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する接合方法であって、
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、
前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、
前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、
前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合する接合工程と、
を備えることを特徴とする接合方法。
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、
前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、
前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、
前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合する接合工程と、
を備えることを特徴とする接合方法。
【請求項6】
請求項５に記載の接合方法であって、
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とする接合方法。
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とする接合方法。
【請求項7】
請求項６に記載の接合方法であって、
熱拡散接合工程を更に含み、
前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、
前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、
前記薄膜形成工程は、前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、
前記親水化工程は、前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合すること、
を特徴とする接合方法。
熱拡散接合工程を更に含み、
前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、
前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、
前記薄膜形成工程は、前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、
前記親水化工程は、前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合すること、
を特徴とする接合方法。
【請求項8】
請求項６に記載の接合方法であって、
前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成する対向貫通電極形成工程と、
熱拡散接合工程と、を更に含み、
前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合すること、
を特徴とする接合方法。
前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成する対向貫通電極形成工程と、
熱拡散接合工程と、を更に含み、
前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合すること、
を特徴とする接合方法。
【請求項9】
請求項５から８のいずれか１項に記載の接合方法であって、
前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、
前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、
前記光は紫外線であること、
を特徴とする接合方法。
前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、
前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、
前記光は紫外線であること、
を特徴とする接合方法。
【請求項10】
請求項５から８のいずれか１項に記載の接合方法であって、
前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板であること、
を特徴とする接合方法。
前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板であること、
を特徴とする接合方法。
【請求項11】
請求項５から８のいずれか１項に記載の接合方法で前記電子部品と前記第１半導体チップとを接合した半導体装置。
【請求項12】
平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する電子部品製造システムであって、
薄膜形成装置と、親水化装置と、ボンディング装置とを備え、
前記薄膜形成装置は、
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記親水化装置に供給し、
前記親水化装置は、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化し、親水化した前記電子部品と前記第１半導体チップとを前記ボンディング装置に供給し、
前記ボンディング装置は、前記親水化装置から供給された前記電子部品に前記第１半導体チップを接合し、
前記電子部品を吸着固定するステージと、
前記第１半導体チップを把持、開放するコレットと、
前記電子部品の前記表面に液滴を付着させるディスペンサと、
前記コレットを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるボンディングヘッドと、
前記ディスペンサを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるディスペンサヘッドと、
前記第１半導体チップを前記ステージの吸着固定された前記電子部品に押圧する押圧デバイスと、
前記コレットと、前記ディスペンサと、前記ボンディングヘッドと、前記ディスペンサヘッドと、前記押圧デバイスの動作を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、情報処理を行うプロセッサを備え、
前記プロセッサは、
前記ディスペンサによって、前記ステージに吸着固定された前記電子部品の親水化された前記親水化領域に前記液滴を付着させ、
前記コレットによって、前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせ、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
薄膜形成装置と、親水化装置と、ボンディング装置とを備え、
前記薄膜形成装置は、
前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記親水化装置に供給し、
前記親水化装置は、
前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化し、親水化した前記電子部品と前記第１半導体チップとを前記ボンディング装置に供給し、
前記ボンディング装置は、前記親水化装置から供給された前記電子部品に前記第１半導体チップを接合し、
前記電子部品を吸着固定するステージと、
前記第１半導体チップを把持、開放するコレットと、
前記電子部品の前記表面に液滴を付着させるディスペンサと、
前記コレットを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるボンディングヘッドと、
前記ディスペンサを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるディスペンサヘッドと、
前記第１半導体チップを前記ステージの吸着固定された前記電子部品に押圧する押圧デバイスと、
前記コレットと、前記ディスペンサと、前記ボンディングヘッドと、前記ディスペンサヘッドと、前記押圧デバイスの動作を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、情報処理を行うプロセッサを備え、
前記プロセッサは、
前記ディスペンサによって、前記ステージに吸着固定された前記電子部品の親水化された前記親水化領域に前記液滴を付着させ、
前記コレットによって、前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせ、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
【請求項13】
請求項１２に記載の電子部品製造システムであって、
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とする電子部品製造システム。
前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域であること、
を特徴とする電子部品製造システム。
【請求項14】
請求項１３に記載の電子部品製造システムであって、
加熱装置を更に備え、
前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、
前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、
前記薄膜形成装置は、
前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、
前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記プロセッサは、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
加熱装置を更に備え、
前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、
前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、
前記薄膜形成装置は、
前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、
前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記プロセッサは、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
【請求項15】
請求項１３に記載の電子部品製造システムであって、
電極形成装置と、
加熱装置と、を更に備え、
前記薄膜形成装置は、前記電子部品の前記表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの前記相対面とに前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面薄膜と前記相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記電極形成装置に供給し、
前記電極形成装置は、前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成し、前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成し、
前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記プロセッサは、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
電極形成装置と、
加熱装置と、を更に備え、
前記薄膜形成装置は、前記電子部品の前記表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの前記相対面とに前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面薄膜と前記相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記電極形成装置に供給し、
前記電極形成装置は、前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成し、前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成し、
前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、
前記プロセッサは、
前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、
前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合させること、
を特徴とする電子部品製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層される半導体チップのアライメント方法、接合方法、半導体装置、及び電子部品製造システムの構成に関する。
【背景技術】
【0002】
電極にはんだバンプを形成した半導体チップの上に半導体チップを積層して押圧により仮接合した後、リフロー炉において加熱し、はんだが液状になる際の表面張力と界面張力によりセルフアライメントを行わせ、その後、温度を低下させてはんだを固化させて半導体チップを積層接合する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、はんだを固化させた後、半導体チップの隙間に樹脂を充填して封止を行い、積層した半導体装置とする。
【0003】
また、キャリア基板に複数の半導体チップを仮接着し、キャリア基板を支持基板の上に接合されている他の半導体チップに押圧して、半導体チップを他の半導体チップに積層接合する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、キャリア基板の全面に二酸化シリコンの薄膜を形成した後、仮接着領域以外の部分をエッチングで除去することにより、仮接着領域に親水性を持つ二酸化シリコンの薄膜を形成する。そして、この仮接着領域に水を落として水の膜を形成し、この水の膜の上に上記と同様の方法で表面を親水化した半導体チップを載置し、水の表面張力により半導体チップの位置を自動的に整合させ、水の吸着力によって半導体チップをキャリア基板に仮接着する。この方法では、半導体チップと他の半導体チップとの積層接合が終了したら、加熱によりキャリア基板と半導体チップとの間の水を蒸発させた後、キャリア基板を半導体チップから取り外す。
【0004】
特許文献２に記載された方法においては、半導体チップと他の半導体チップとの接合は、半導体チップの電極に形成されたマイクロバンプ同士を圧接させることにより行い、半導体チップと他の半導体チップとの間の隙間には、絶縁性の接着剤が充填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１１０９９５号公報
【特許文献2】国際公開第２００６／０７７７３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１に記載された従来技術では、溶融したはんだにより積層した半導体チップのセルフアライメントを行うことはできるが、はんだを固化させた後に隙間に樹脂を充填することが必要となるなど、工程が複雑であり、改善の余地があった。
【0007】
また、特許文献２に記載された従来技術では、水の表面張力によってキャリア基板と半導体チップの位置を自動的に整合させる。しかし、実際に積層接合される他の半導体チップと半導体チップとの位置については自動的に整合されず、積層接合する半導体チップと他の半導体チップとの位置がずれてしまう可能性があった。
【0008】
そこで、本発明は、積層接合する半導体チップのアライメントの精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のアライメント方法は、平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する際の前記第１半導体チップのアライメント方法であって、前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、を含むこと、を特徴とする。
【0010】
このように、液滴の表面張力により積層接合する電子部品に対して第１半導体チップの位置をセルフアライメントするので、電子部品と第１半導体チップとを高い精度でアライメントすることができる。
【0011】
本発明のアライメント方法において、前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域でもよい。
【0012】
これにより、電子部品と第１半導体チップとのアライメント精度を向上させることができる。
【0013】
本発明のアライメント方法において、前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、前記光は紫外線でもよい。
【0014】
これにより、簡便な方法で電子部品と第１半導体チップのアライメントを行うことができる。
【0015】
本発明のアライメント方法において、前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板でもよい。
【0016】
これにより、簡便な方法でいろいろな種類の電子部品と第１半導体チップとのアライメントを行うことができる。
【0017】
本発明の接合方法は、平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する接合方法であって、前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成する薄膜形成工程と、前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化する親水化工程と、前記電子部品の親水化した前記親水化領域に液滴を付着させる液滴付着工程と、前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせるセルフアライメント工程と、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合する接合工程と、を備えることを特徴とする。
【0018】
このように、液滴の表面張力により積層接合する電子部品に対して第１半導体チップの位置をセルフアライメントし、その状態で電子部品と第１半導体チップとを接合するので、電子部品と第１半導体チップとを高いアライメント精度で接合することができる。
【0019】
本発明の接合方法において、前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域でもよい。
【0020】
これにより、電子部品と第１半導体チップとのアライメント精度を向上させることができる。
【0021】
本発明の接合方法において、熱拡散接合工程を更に含み、前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、前記薄膜形成工程は、前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、前記親水化工程は、前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合してもよい。
【0022】
この様に、同一高さに形成した電子部品の表面薄膜と電子部品の電極の先端面とをそれぞれ同一高さに形成した第１半導体チップの相対面薄膜と第１半導体チップの対向電極の先端面とに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後に電子部品と第１半導体チップとの間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【0023】
本発明の接合方法において、前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成する対向貫通電極形成工程と、熱拡散接合工程と、を更に含み、前記接合工程は、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に接触させて前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、前記熱拡散接合工程は、前記接合体を加熱して、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合してもよい。
【0024】
このように、電子部品の表面薄膜と貫通電極の先端面とをそれぞれ第１半導体チップの相対面薄膜と対向貫通電極の先端面とに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後に電子部品と第１半導体チップとの間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【0025】
本発明の接合方法において、前記光励起親水化反応物質は、酸化チタン、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素、窒素添加シリコンカーバイト、窒化ケイ素、又は炭素添加一酸化ケイ素のいずれか１つから選択され、前記液滴は、水素水、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水のいずれか１つから選択された液体で構成され、前記光は紫外線でもよい。
【0026】
これにより、簡便な方法で電子部品と第１半導体チップのアライメントを行うことができる。
【0027】
本発明の接合方法において、前記電子部品は、ウェーハ、前記第１半導体チップと異なる第２半導体チップ、又は基板でもよい。
【0028】
これにより、簡便な方法でいろいろな種類の電子部品と第１半導体チップとの接合を行うことができる。
【0029】
本発明の半導体装置は、上記の接合方法で前記電子部品と前記第１半導体チップとを接合したことを特徴とする。
【0030】
簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を提供することができる。
【0031】
本発明の電子部品製造システムは、平板状の電子部品に第１半導体チップを積層接合する電子部品製造システムであって、薄膜形成装置と、親水化装置と、ボンディング装置とを備え、前記薄膜形成装置は、前記電子部品の表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの相対面とに光励起親水化反応物質をコーティングして表面薄膜と相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記親水化装置に供給し、前記親水化装置は、前記表面薄膜の一部である親水化領域と、前記親水化領域に対向する前記相対面薄膜のチップ親水化領域と、に光を照射して前記親水化領域と前記チップ親水化領域とを親水化し、親水化した前記電子部品と前記第１半導体チップとを前記ボンディング装置に供給し、前記ボンディング装置は、前記親水化装置から供給された前記電子部品に前記第１半導体チップを接合し、前記電子部品を吸着固定するステージと、前記第１半導体チップを把持、開放するコレットと、前記電子部品の前記表面に液滴を付着させるディスペンサと、前記コレットを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるボンディングヘッドと、前記ディスペンサを前記ステージに沿った方向と前記ステージに接離する方向にそれぞれ移動させるディスペンサヘッドと、前記第１半導体チップを前記ステージの吸着固定された前記電子部品に押圧する押圧デバイスと、前記コレットと、前記ディスペンサと、前記ボンディングヘッドと、前記ディスペンサヘッドと、前記押圧デバイスの動作を調整する制御部と、を備え、前記制御部は、情報処理を行うプロセッサを備え、前記プロセッサは、前記ディスペンサによって、前記ステージに吸着固定された前記電子部品の親水化された前記親水化領域に前記液滴を付着させ、前記コレットによって、前記液滴の上に前記第１半導体チップの親水化した前記チップ親水化領域を載置し、前記液滴の表面張力により、前記第１半導体チップの前記チップ親水化領域を前記電子部品の前記親水化領域に対してセルフアライメントさせ、前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合させること、を特徴とする。
【0032】
このように、液滴の表面張力により積層接合する電子部品に対して第１半導体チップの位置をセルフアライメントし、その状態で電子部品と第１半導体チップとを整合するので、電子部品と第１半導体チップとを高いアライメント精度で接合することができる。
【0033】
本発明の電子部品製造システムにおいて、前記親水化領域と前記チップ親水化領域とは、外形形状が同一で、前記第１半導体チップの外形形状よりも小さい領域でもよい。
【0034】
これにより、電子部品と第１半導体チップとのアライメント精度を向上させることができる。
【0035】
本発明の電子部品製造システムにおいて、加熱装置を更に備え、前記電子部品は、前記表面から突出する少なくとも１つの電極を備え、前記第１半導体チップは、各前記電極に対向する位置で前記相対面から突出する少なくとも１つの対向電極を備え、前記薄膜形成装置は、前記表面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面の各前記電極を含まない領域に各前記電極の突出高さと同一厚さの前記表面薄膜を形成し、前記相対面に前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記相対面の各前記対向電極を含まない領域に各前記対向電極の突出高さと同一厚さの前記相対面薄膜を形成し、前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、前記プロセッサは、前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記電極の各先端面と各前記対向電極の各先端面とを熱拡散接合してもよい。
【0036】
この様に、同一高さに形成した電子部品の表面薄膜と電子部品の電極の先端面とをそれぞれ同一高さに形成した第１半導体チップの相対面薄膜と第１半導体チップの対向電極の先端面とに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後に電子部品と第１半導体チップとの間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【0037】
本発明の電子部品製造システムにおいて、電極形成装置と、加熱装置と、を更に備え、前記薄膜形成装置は、前記電子部品の前記表面と、前記表面に相対する前記第１半導体チップの前記相対面とに前記光励起親水化反応物質をコーティングして前記表面薄膜と前記相対面薄膜とを形成し、前記表面薄膜を形成した前記電子部品と前記相対面薄膜を形成した前記第１半導体チップを前記電極形成装置に供給し、前記電極形成装置は、前記表面薄膜が形成された前記電子部品に前記電子部品と前記表面薄膜とを前記電子部品の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通電極を形成し、前記相対面薄膜が形成された前記第１半導体チップに前記第１半導体チップと前記相対面薄膜とを前記第１半導体チップの厚さ方向に貫通し、前記貫通電極と対向する少なくとも１つの対向貫通電極を形成し、前記親水化装置は、前記表面薄膜の前記親水化領域と、前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化し、前記プロセッサは、前記押圧デバイスによって、前記相対面薄膜の親水化した前記チップ親水化領域を前記表面薄膜の親水化した前記親水化領域に押圧して前記表面薄膜の前記親水化領域と前記相対面薄膜の前記チップ親水化領域とを親水化接合するとともに、各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とが接触する接合体を形成し、前記加熱装置は、前記接合体を加熱し、接触している各前記貫通電極の各先端面と各前記対向貫通電極の各先端面とを熱拡散接合させてもよい。
【0038】
このように、電子部品の表面薄膜と貫通電極の先端面とをそれぞれ第１半導体チップの相対面薄膜と対向貫通電極の先端面とに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後に電子部品と第１半導体チップとの間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【0039】
本発明は、積層接合する半導体チップのアライメントの精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】実施形態のアライメント方法、接合方法を示すフローチャートである。
【図2】半導体チップの断面図である。
【図4】半導体チップのチップ親水化領域を親水化する親水化工程を示す説明図である。
【図13】ウェーハと半導体チップとの断面図であって、半導体チップのチップ親水化領域とウェーハの親水化領域とが親水化接合し、ウェーハの電極の先端面と半導体チップの対向電極の先端面とが接触している接合体を示す図である。
【図14】半導体チップの相対薄膜の他の形状を示す平面図である。
【図15】半導体チップの相対薄膜の他の形状を示す平面図である。
【図16】実施形態の電子部品製造システムの構成を示す説明図である。
【図25】他の実施形態の接合方法を示すフローチャートである。
【図26】積層接合される他の半導体チップの断面図であって、相対面に相対面薄膜を形成した状態を示す図である。
【図28】他の半導体チップが積層接続されるウェーハの断面図であって、表面薄膜と貫通電極とが形成された状態を示す図である。
【図29】他の実施形態の電子部品製造システムの構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、図面を参照しながら実施形態のアライメント方法、接合方法について説明する。以下の説明では、図２に示す半導体チップ３２を図６に示す平板状の電子部品であるウェーハ３１の上に積層接合する際の、半導体チップ３２のウェーハ３１に対するアライメント方法と、接合方法について説明する。以下の説明では、ウェーハ３１の半導体チップ３２が積層される面を表面３１ａ、表面３１ａに相対して重ね合わされる半導体チップ３２の面を相対面３２ａとして説明する。
【0042】
図６に示す様に、ウェーハ３１には表面３１ａから先端面３６ａが突出する複数の電極３６が形成されている。また、図２に示すように、半導体チップ３２には相対面３２ａから先端面３３ａが突出し、ウェーハ３１の電極３６と同一のピッチで配置された複数の対向電極３３が形成されている。半導体チップ３２をウェーハ３１のチップ搭載領域３１ｂ（図６参照）の上側となるように位置合わせすると、各対向電極３３はウェーハ３１の各電極３６と対向する。
【0043】
実施形態のアライメント方法は、図１のステップＳ１０１に示す薄膜形成工程と、図１のステップＳ１０２に示す親水化工程と、図１のステップＳ１０３に示す液滴付着工程と、図１のステップＳ１０４に示すセルフアライメント工程とを含んでいる。また、実施形態の接合方法は、薄膜形成工程（Ｓ１０１）と、親水化工程（Ｓ１０２）と、液滴付着工程（Ｓ１０３）と、セルフアライメント工程（Ｓ１０４）に加え、図１のステップＳ１０５に示す接合工程と、図１のステップＳ１０６に示す熱拡散接合工程とを含んでいる。
【0044】
最初に薄膜形成工程について説明する。薄膜形成工程は、半導体チップ３２の相対面３２ａの上に相対面薄膜３４を形成すると共に、ウェーハ３１の表面３１ａに表面薄膜３７を形成する工程である。
【0045】
図３を参照しながら、半導体チップ３２の相対面３２ａに相対面薄膜３４を形成する場合について説明する。図３中の左図に示す様に、半導体チップ３２の相対面３２ａの上に光励起親水化反応物質である酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングする。酸化チタンのコーティングは、形成される薄膜３４ａの厚さが、対向電極３３の相対面３２ａからの突出高さと略同一となるように行う。この際、対向電極３３の先端面３３ａにも酸化チタンの薄膜３４ｂが形成される。
【0046】
相対面３２ａの上に薄膜３４ａ、３４ｂを形成したら、図３中の右図に示す様に、対向電極３３の先端面３３ａを含まない領域をマスキングし、エッチングにより対向電極３３の先端面３３ａの上に形成された薄膜３４ｂを除去する。先に述べたように、相対面３２ａの上に形成される薄膜３４ａの厚さは、対向電極３３の相対面３２ａからの突出高さと略同一であるから、エッチングで先端面３３ａの上に形成された薄膜３４ｂを除去すると、電極３６を含まない領域に形成された相対面薄膜３４ができる。そして、相対面薄膜３４の上面の高さは、対向電極３３の先端面３３ａの高さと同一高さとなる。このように、薄膜形成工程は、半導体チップ３２の相対面３２ａに酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングして相対面３２ａの対向電極３３を含まない領域に対向電極３３の突出高さと同一厚さの相対面薄膜３４を形成する。
【0047】
図６に示すウェーハ３１の表面３１ａに表面薄膜３７を形成する場合は、上記と同様に、表面３１ａの上に酸化チタン（ＴｉＯ２）を電極３６の表面３１ａからの突出高さと略同一となるようコーティングし、エッチングにより、電極３６の先端面３６ａの上に形成された酸化チタン（ＴｉＯ２）の薄膜を除去する。このように、薄膜形成工程では、ウェーハ３１の表面３１ａに酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングして表面３１ａの各電極３６を含まない領域に電極３６の突出高さと同一厚さの表面薄膜３７を形成する。
【0048】
次に親水化工程について説明する。親水化工程は、図４中の矢印に示す様に、半導体チップ３２の相対面３２ａに形成した相対面薄膜３４の表面に紫外線を照射し、光励起親水化反応物質である酸化チタン（ＴｉＯ２）を親水化させる工程である。図５に示す様に、紫外線を照射して親水化する領域は相対面薄膜３４の全体ではなく、半導体チップ３２の各対向電極３３の周囲を含む相対面薄膜３４の一部であるチップ親水化領域３５である。チップ親水化領域３５の外形形状は、半導体チップ３２の外形形状よりも小さく、半導体チップ３２と相似形となっている。
【0049】
親水化工程では、図８の矢印に示すように、ウェーハ３１の表面３１ａの上に形成した表面薄膜３７に紫外線を当てて酸化チタン（ＴｉＯ２）を親水化する。図７に示すように、親水化する領域は、表面薄膜３７のチップ搭載領域３１ｂの内側の一部である親水化領域３８である。チップ搭載領域３１ｂは、半導体チップ３２の外形と同一形状であり、親水化領域３８の形状は、チップ搭載領域３１ｂの形状より小さい相似形となっている。本実施形態のアライメント方法、接合方法では、親水化工程において親水化するウェーハ３１の親水化領域３８と、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５とは外形形状が同一の領域であり、半導体チップ３２をウェーハ３１のチップ搭載領域３１ｂの上側となるように位置合わせすると、チップ親水化領域３５は、ウェーハ３１の親水化領域３８と対向する。
【0050】
次に、液滴付着工程について説明する。液滴付着工程は、図９に示す様に、ウェーハ３１の親水化した親水化領域３８の上面に、例えば、水素水を付着させる工程である。水素水とは、水素ガスを溶解した水である。親水化領域３８の上に付着した水素水は親水性のある親水化領域３８全体に広がるが、親水化されていない親水化領域３８の外側の表面薄膜３７には広がっていかない。このため、水素水は親水化領域３８の外縁から立ち上がって半球状に盛り上がる液滴３９となる。液滴付着工程では、図７に示す複数の親水化領域３８それぞれの上面に水素水の液滴３９を付着させる（図９参照）。
【0051】
次に、セルフアライメント工程について説明する。セルフアライメント工程は、図１０に示すように、液滴３９の上に半導体チップ３２のチップ親水化領域３５を載置し、液滴３９の表面張力により、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５をウェーハ３１の親水化領域３８に対してセルフアライメントさせる工程である。
【0052】
図１０に示す様に、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５がウェーハ３１に対向するように、半導体チップ３２を上下反転させる。そして、半導体チップ３２をウェーハ３１のチップ搭載領域３１ｂに合わせて、液滴３９の上に半導体チップ３２を載置する。チップ親水化領域３５に接触した液滴３９は、チップ親水化領域３５全体に広がるが、チップ親水化領域３５の外側には広がらない。このため、液滴３９は、下側が親水化領域３８の外縁で区画され、上側がチップ親水化領域３５の外縁で区画され、表面張力で親水化領域３８の外縁とチップ親水化領域３５の外縁とを接続する外側に膨らんだ側面を有する柱条の液柱３９ａとなる。液柱３９ａは半導体チップ３２を支持する。先に説明したように、ウェーハ３１の親水化領域３８と、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５とは外形形状が同一の領域であるから、図１１に示すように、半導体チップ３２は、液柱３９ａの表面張力によって下側のウェーハ３１の親水化領域３８の外縁と上側の半導体チップ３２のチップ親水化領域３５の外縁とが同一位置となるようにセルフアライメントされる。
【0053】
そして、図１１に示すように半導体チップ３２のチップ親水化領域３５がウェーハ３１の親水化領域３８に対してセルフアライメントされると、ウェーハ３１の各電極３６と半導体チップ３２の各対向電極３３の各位置が一致する。
【0054】
次に、図１２～図１３を参照しながら接合工程と熱拡散接合工程について説明する。接合工程は、半導体チップ３２の相対面薄膜３４のチップ親水化領域３５を表面薄膜３７の親水化領域３８に接触させて表面薄膜３７の親水化領域３８と相対面薄膜３４のチップ親水化領域３５と親水化接合する工程である。熱拡散接合工程は、親水化接合工程で接合したウェーハ３１と半導体チップ３２の接合体２８（図１３参照）を加熱して、接触している各電極３６の各先端面３６ａと各対向電極３３の各先端面３３ａとを熱拡散接合させる工程である。
【0055】
図１２に示す様に、半導体チップ３２を下に向かって押圧すると、液柱３９ａを構成する水素水は、外面から流出し、液柱３９ａは次第に高さが低くなってくる。そして、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５をウェーハ３１の親水化領域３８に接触させ、更に、チップ親水化領域３５を親水化領域３８に押圧すると、チップ親水化領域３５と親水化領域３８とが親水化接合により接合され、接合体２８が形成される。先に説明したように、チップ親水化領域３５が形成されている相対面薄膜３４の上面と対向電極３３の先端面３３ａとは同一面となっており、親水化領域３８が形成されている表面薄膜３７の上面と電極３６の先端面３６ａとは同一面となっている。このため、チップ親水化領域３５と親水化領域３８とが接触すると、対向電極３３の先端面３３ａと電極３６の先端面３６ａも接触する。そして、この接合体２８を加熱装置６０（図１６参照）において加熱すると、接触している各電極３６の各先端面３６ａと各対向電極３３の各先端面３３ａとが熱拡散接合により接合され、半導体装置となる。
【0056】
以上、説明したように、実施形態のアライメント方法は、液柱３９ａの表面張力によりウェーハ３１の親水化領域３８に対して半導体チップ３２のチップ親水化領域３５の位置をセルフアライメントするので、ウェーハ３１と半導体チップ３２とを高い精度でアライメントすることができる。
【0057】
また、実施形態の接合方法は、液柱３９ａの表面張力によりウェーハ３１の親水化領域３８に対して半導体チップ３２のチップ親水化領域３５の位置をセルフアライメントし、その状態でウェーハ３１と半導体チップ３２とを接合するので、ウェーハ３１と半導体チップ３２とを高いアライメント精度で接合することができる。
【0058】
更に、実施形態の接合方法は、同一高さに形成したウェーハ３１の表面薄膜３７の親水化領域３８と電極３６の先端面３６ａとをそれぞれ同一高さに形成した半導体チップ３２の相対面薄膜３４のチップ親水化領域３５と対向電極３３の先端面３３ａとに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後にウェーハ３１と半導体チップ３２との間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、簡便な方法で、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【0059】
以上の説明では、半導体チップ３２のチップ親水化領域３５は外形形状が半導体チップ３２の外形形状と相似形であるとして説明したが、各対向電極３３の周囲を含む領域であれば、例えば、図１４に示す様に相対面薄膜１３４の複数個所を親水化して複数のチップ親水化領域１３５を設けてもよい。また、図１５に示す様に、各対向電極３３の周囲の相対面薄膜２３４にそれぞれチップ親水化領域２３５を設けてもよい。この場合、ウェーハ３１の親水化領域３８の形状を上記のチップ親水化領域１３５、２３５と同一の形状としてもよい。
【0060】
また、以上の説明では、光励起親水化反応物質として酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることとして説明したがこれに限らない。例えば、三酸化タングステン、臭化銀、塩化銀、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒素添加シリコンカーバイト（ＳｉＣＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、又は炭素添加一酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）の内の一つを用いてもよい。
【0061】
また、以上の説明では、液滴３９は水素水を用いて形成することとして説明したがこれに限らず、オゾン水、炭素水、アルカリ性電解水、又はファインバブル水の内の一つを用いてもよい。
【0062】
また、以上の説明では、紫外線を用いて相対面薄膜３４、表面薄膜３７を親水化することとして説明したがこれに限らず、可視光線により親水化を行ってもよい。
【0063】
【0064】
図１６に示すように、電子部品製造システム１００は、薄膜形成装置５０と、親水化装置５２と、ボンディング装置１０と、加熱装置６０と、第１搬送装置５５と、第２搬送装置６５とを備えている。
【0065】
薄膜形成装置５０は、内部に、酸化チタン（ＴｉＯ２）のコーティングを行うコーティング装置と、エッチング装置と、図示しない搬送装置とを含んでいる。
【0066】
薄膜形成装置５０は、図２に示す半導体チップ３２の相対面３２ａに酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングした後、対向電極３３の先端面３３ａに形成された薄膜３４ｂを除去して相対面薄膜３４と形成すると共に、図６に示すウェーハ３１の表面３１ａに酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングした後、電極３６の先端面３６ａに形成された薄膜を除去して表面薄膜３７を形成する。先に図２、３を参照して説明したように、薄膜形成装置５０は、相対面３２ａの対向電極３３を含まない領域に対向電極３３の突出高さと同一厚さの相対面薄膜３４を形成し、表面３１ａの各電極３６を含まない領域に電極３６の突出高さと同一厚さの表面薄膜３７を形成する。そして、相対面薄膜３４が形成された半導体チップ３２と表面薄膜３７が形成されたウェーハ３１とを親水化装置５２に供給する。
【0067】
親水化装置５２は、内部に紫外線照射装置を含んでいる。親水化装置５２は、半導体チップ３２の相対面薄膜３４に紫外線を照射してチップ親水化領域３５を形成する。また、親水化装置５２は、ウェーハ３１の表面薄膜３７に紫外線を照射して親水化領域３８を形成する。
【0068】
第１搬送装置５５は、図１６中の矢印５６、５７に示す様に、親水化装置５２によって親水化された半導体チップ３２とウェーハ３１とをボンディング装置１０に搬送する。
【0069】
ボンディング装置１０は、第１搬送装置５５によって親水化装置５２から供給されたウェーハ３１の上面に半導体チップ３２を接合して接合体２８とする装置である。ボンディング装置１０の詳細は、後で図１７、１８を参照して説明する。
【0070】
第２搬送装置６５は、図１６中の矢印６６に示す様に、ボンディング装置１０が接合した接合体２８を加熱装置６０に搬送する。
【0071】
加熱装置６０は、ボンディング装置１０から供給された接合体２８を加熱して接触している各電極３６の各先端面３６ａと各対向電極３３の各先端面３３ａとを熱拡散接合させる。
【0072】
次に図１７、図１８を参照してボンディング装置１０の構成について説明する。ボンディング装置１０は、図１７に示す、ステージ１１と、コレット１２と、ボンディングヘッド１３と、ガイドレール１５と、第１カメラ１４と、載置台１７と、ディスペンサ２２と、ディスペンサヘッド２３と、第２カメラ２４と、図１８に示す押圧デバイス２６と、図１７、１８に示す制御部４０とを含んでいる。尚、以下の説明では、ガイドレール１５の延びる方向をＹ方向、水平面でＹ方向と直角方向をＸ方向、上下方向をＺ方向として説明する。また、載置台１７の側をＹ方向マイナス側、ステージ１１の側をＹ方向プラス側、図１において紙面手前側をＸ方向プラス側、紙面の向こう側をＸ方向マイナス側、上方向をＺ方向プラス側、下方向をＺ方向マイナス側として説明する。
【0073】
ステージ１１は、上面にウェーハ３１を吸着固定する。コレット１２は、ボンディングヘッド１３の下端に接続され、先端に半導体チップ３２を吸着して半導体チップ３２を把持すると共に、半導体チップ３２を開放する。
【0074】
ボンディングヘッド１３は、内部にＹ方向駆動モータ１３Ｍを備え、ガイドレール１５にガイドされて図１７中の矢印９１に示す様にＹ方向に移動する。また、ボンディングヘッド１３は、図１７中の矢印９２に示すようにコレット１２をＺ方向に移動させるＺ方向駆動モータ１２Ｍを内蔵している。また、ガイドレール１５は、図示しないＸ方向駆動装置によりＸ方向に移動する。従って、ボンディングヘッド１３と図示しないＸ方向駆動装置とは、コレット１２をステージ１１の吸着面１１ａに沿った方向であるＸＹ方向と、吸着面１１ａに接離する方向であるＺ方向とに移動させる。
【0075】
第１カメラ１４は、ボンディングヘッド１３に取り付けられて、ステージ１１に吸着されたウェーハ３１或いは載置台１７の上に載置された半導体チップ３２の画像を取得する。
【0076】
載置台１７は、親水化装置５２によってチップ親水化領域３５が親水化された半導体チップ３２が一時的に載置される台である。載置台１７は、例えば、超音波加振や空気圧等により、上面に半導体チップ３２を非接触で載置できるようにしてもよい。
【0077】
ディスペンサ２２は、ディスペンサヘッド２３の下端に接続され、先端から水素水を滴下させる。
【0078】
ディスペンサヘッド２３は、ボンディングヘッド１３と同様、内部にＹ方向駆動モータ２３Ｍを備え、ガイドレール１５にガイドされて図１７中の矢印９３に示す様にＹ方向に移動する。また、ディスペンサヘッド２３は、図１７中の矢印９４に示すようにディスペンサ２２をＺ方向に移動させるＺ方向駆動モータ２２Ｍを内蔵している。ボンディングヘッド１３と同様、ディスペンサヘッド２３と図示しないＸ方向駆動装置とは、ディスペンサ２２をステージ１１の吸着面１１ａに沿った方向であるＸＹ方向と、吸着面１１ａに接離する方向であるＺ方向とに移動させる。
【0079】
第２カメラ２４は、ディスペンサヘッド２３に取り付けられて、ステージ１１に吸着されたウェーハ３１或いはウェーハ３１の上に取付けられた半導体チップ３２の画像を取得する。
【0080】
図１８に示す様に、押圧デバイス２６は、ボンディング装置１０の上部フレーム１５ａに取り付けられた本体２６ａと、本体２６ａの下側に取り付けられた押圧板２７とで構成される。本体２６ａは内部に押圧板２７を図１８中の矢印９５に示す様に、Ｚ方向に駆動するＺ方向駆動モータ２６Ｍを備えている。
【0081】
制御部４０は、情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ４１と、動作プログラムや制御データを格納するメモリ４２とを備えるコンピュータである。第１カメラ１４、第２カメラ２４が取得した画像データは、制御部４０に入力される。制御部４０は、入力された画像データの画像分析を行うことにより、ウェーハ３１のチップ搭載領域３１ｂの位置、或いは、半導体チップ３２の位置を検出する。また、ボンディングヘッド１３の内部に取り付けられているＺ方向駆動モータ１２Ｍは、コレット１２のＺ方向の位置を検出して制御部４０に出力する。同様に、ディスペンサヘッド２３の内部に取り付けられているＺ方向駆動モータ２２Ｍは、ディスペンサ２２のＺ方向の位置を検出して制御部４０に出力する。
【0082】
ボンディングヘッド１３のＹ方向駆動モータ１３Ｍ、Ｚ方向駆動モータ１２Ｍ、ディスペンサヘッド２３のＹ方向駆動モータ２３Ｍ、Ｚ方向駆動モータ２２Ｍ、Ｘ方向駆動装置、コレット１２、ディスペンサ２２、押圧デバイス２６のＺ方向駆動モータ２６Ｍは、制御部４０の指令によって動作する。ボンディングヘッド１３のＹ方向駆動モータ１３Ｍ、Ｚ方向駆動モータ１２Ｍ、Ｘ方向駆動装置は、制御部４０からの指令に基づいて、コレット１２のＸＹＺ位置を調整する。また、コレット１２は、制御部４０からの指令によって半導体チップ３２の吸着把持、開放を行う。同様に、ディスペンサヘッド２３のＹ方向駆動モータ２３Ｍ、Ｚ方向駆動モータ２２Ｍ、Ｘ方向駆動装置は、制御部４０からの指令に基づいて、ディスペンサ２２のＸＹＺ位置を調整する。また、ディスペンサ２２は、制御部４０からの指令によって水素水の滴下を行う。そして、押圧デバイス２６のＺ方向駆動モータ２６Ｍは、制御部４０の指令に基づいて、押圧板２７のＺ方向の位置を調整する。
【0083】
【0084】
図１９に示すように、載置台１７の上には、親水化装置５２によってチップ親水化領域３５が親水化された半導体チップ３２（図４参照）が、チップ親水化領域３５が下側となるように載置されている。また、ステージ１１の上には、親水化領域３８が親水化されたウェーハ３１（図７、８参照）が吸着固定されている。制御部４０は、ボンディングヘッド１３のＹ方向駆動モータ１３Ｍを駆動してコレット１２の位置を載置台１７の上に移動させておく。
【0085】
制御部４０は、ディスペンサヘッド２３のＹ方向駆動モータ２３Ｍを駆動してディスペンサ２２の位置をウェーハ３１の親水化領域３８の上に移動させた後、先端を所定の高さまで降下させる。そして、制御部４０は、図１９中の矢印９６に示すようにディスペンサ２２を駆動して水素水を親水化領域３８の上に滴下する。制御部４０は、ウェーハ３１の各親水化領域３８にも同様に水素水を滴下する。滴下された水素水は、ウェーハ３１の親水化領域３８の上で図９に示すような液滴３９となる。制御部４０は、各親水化領域３８への水素水の滴下が終了したら、図２０に示すように、Ｙ方向駆動モータ２３Ｍを駆動してディスペンサヘッド２３をステージ１１の外に移動させる。
【0086】
制御部４０は、図１９に示すボンディングヘッド１３のＺ方向駆動モータ１２Ｍを駆動してコレット１２を半導体チップ３２の上に降下させ、コレット１２によって半導体チップ３２を把持し、Ｚ方向駆動モータ１２Ｍによってコレット１２を上昇させて、半導体チップ３２をピックアップする。そして、Ｙ方向駆動モータ１３Ｍを駆動して、図２０に示すように、半導体チップ３２をウェーハ３１のチップ搭載領域３１ｂ（図７、８参照）の上まで移動させる。そして、制御部４０は、図２０中の矢印９８に示すように、Ｚ方向駆動モータ１２Ｍを駆動してコレット１２をウェーハ３１の親水化領域３８の液滴３９の上まで降下させ、図２１に示す様に半導体チップ３２の把持を開放して液滴３９の上に半導体チップ３２を載置する。すると、図１０、１１を参照して説明したように、半導体チップ３２は、液柱３９ａの表面張力によって下側のウェーハ３１の親水化領域３８の外縁と上側の半導体チップ３２のチップ親水化領域３５の外縁とが同一位置となるようにセルフアライメントされる。
【0087】
次に制御部４０は、図２２に示すように、押圧デバイス２６をステージ１１の上に移動させ、Ｚ方向駆動モータ２６Ｍを駆動して図２２中の矢印９９に示す様に、押圧板２７を半導体チップ３２の上に向かって降下させ、図２３に示す様に、複数の半導体チップ３２を同時にウェーハ３１に押圧する。これにより、図１３を参照して説明したように、チップ親水化領域３５と親水化領域３８とが接触して親水化接合されると共に、対向電極３３の先端面３３ａと電極３６の先端面３６ａとが接触した接合体２８が形成される。形成された接合体２８は、図２４、図１６中の矢印６６に示すように、第２搬送装置６５によって加熱装置６０に搬入される。そして、この接合体２８を加熱装置６０（図１６参照）において加熱すると、接触している各電極３６の各先端面３６ａと各対向電極３３の各先端面３３ａとが熱拡散接合により接合され、半導体装置が完成する。
【0088】
以上、説明した実施形態の電子部品製造システム１００は、先に説明した接合方法と同様、液柱３９ａの表面張力によりウェーハ３１の親水化領域３８に対して半導体チップ３２のチップ親水化領域３５の位置をセルフアライメントし、その状態でウェーハ３１と半導体チップ３２とを接合するので、ウェーハ３１と半導体チップ３２とを高いアライメント精度で接合することができる。
【0089】
また、実施形態の電子部品製造システム１００は、先に説明した接合方法と同様、同一高さに形成したウェーハ３１の表面薄膜３７の親水化領域３８と電極３６の先端面３６ａとをそれぞれ同一高さに形成した半導体チップ３２の相対面薄膜３４のチップ親水化領域３５と対向電極３３の先端面３３ａとに親水化接合と熱拡散接合により接合するので、接合後にウェーハ３１と半導体チップ３２との間に隙間が形成されることが無く、隙間に接着剤等を充填する必要もない。このため、接合品質の高い半導体装置を製造することができる。
【0090】
【0091】
他の接合方法は、図２５のステップＳ２０１に示す薄膜形成工程と、図２５のステップＳ２０２に示す対向貫通電極形成工程と、図２５のステップＳ２０３に示す貫通電極形成工程と、図２５のステップＳ１０２～Ｓ１０６に示す親水化工程と、液滴付着工程と、セルフアライメント工程と、接合工程と、熱拡散接合工程とを含んでいる。
【0092】
図２６に示すように、半導体チップ３３２は、先に説明した半導体チップ３２と異なり、相対面３３２ａから先端面３３ａが突出する対向電極３３を有していない。また、ウェーハ３３１も表面３３１ａから先端面３６ａが突出する電極３６を有していない。
【0093】
薄膜形成工程は、図２６に示す様に、半導体チップ３３２の相対面３３２ａに光励起親水化反応物質である酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングし、相対面薄膜３３４を形成すると共に、ウェーハ３３１の表面３３１ａに酸化チタン（ＴｉＯ２）をコーティングして表面薄膜３３５を形成する。
【0094】
対向貫通電極形成工程は、相対面薄膜３３４が形成された半導体チップ３３２に半導体チップ３３２と相対面薄膜３３４とを半導体チップ３３２の厚さ方向に貫通する対向貫通電極３３３を形成する工程である。対向貫通電極形成工程は、図２７の左図に示すように、相対面薄膜３３４が形成された半導体チップ３３２に半導体チップ３３２と相対面薄膜３３４とを半導体チップ３３２の厚さ方向に貫通する対向貫通孔３３２ｈを形成するエッチング工程と、図２７の右図に示すように、形成した対向貫通孔３３２ｈに銅等の金属を充填する金属充填工程とを含んでいる。対向貫通孔３３２ｈに金属を充填すると、図２７の右図に示す様な対向貫通電極３３３が形成される。金属充填工程は、対向貫通電極３３３の先端面３３３ａが相対面薄膜３３４の上面３３４ｃと同一面となるように金属を充填する。従って、相対面薄膜３３４の上面３３４ｃと対向貫通電極３３３の先端面３３３ａとは同一面となっている。
【0095】
同様に、貫通電極形成工程は、表面薄膜３３７が形成されたウェーハ３１にウェーハ３１と表面薄膜３３７とをウェーハ３３１の厚さ方向に貫通する貫通孔（図示せず）を形成するエッチング工程と、形成した貫通孔に金属を充填する金属充填工程とを含んでいる。貫通孔に金属を充填すると、図２８に示す様な貫通電極３３６が形成される。金属充填工程は、貫通電極３３６の先端面３３６ａが表面薄膜３３７の上面３３７ｃと同一面となるように金属を充填する。従って、表面薄膜３３７の上面３３７ｃと貫通電極３３６の先端面３３６ａとは同一面となっている。
【0096】
【0097】
【0098】
次に上記の他の接合方法を実行して半導体装置を製造する電子部品製造システム２００について説明する。先に、図１６～図２４を参照して説明した電子部品製造システム１００と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
【0099】
【0100】
電極形成装置５１は、内部にエッチング装置（図示せず）と金属充填装置（図示せず）とを備えている。エッチング装置は、薄膜形成装置５０によって相対面薄膜３３４が形成された半導体チップ３３２に対向貫通孔３３２ｈを形成する。金属充填装置は、対向貫通孔３３２ｈに銅等の金属を充填して対向貫通電極３３３を形成する。また、エッチング装置は、薄膜形成装置５０によって表面薄膜３３７が形成されたウェーハ３１に貫通孔（図示せず）を形成し、金属充填装置は、貫通孔に金属を充填して貫通電極３３６を形成する。
【0101】
ウェーハ３３１の貫通電極３３６と半導体チップ３３２の対向貫通電極３３３とは、同一のピッチで形成される。このため、半導体チップ３３２をウェーハ３３１のチップ搭載領域３３１ｂの上側となるように位置合わせすると、半導体チップ３３２の各対向貫通電極３３３はウェーハ３１の各貫通電極３３６とが対向する。
【0102】
金属充填装置は、対向貫通電極３３３の先端面３３３ａが相対面薄膜３３４の上面３３４ｂと同一面となるように金属を充填する。従って、相対面薄膜３３４の上面３３４ｂと対向貫通電極３３３の先端面３３３ａとは同一面となっている。同様に、金属充填装置は、貫通電極３３６の先端面３３６ａが表面薄膜３３７の上面３３７ｂと同一面となるように金属を充填する。従って、表面薄膜３３７の上面３３７ｃと貫通電極３３６の先端面３３６ａとは同一面となる。
【0103】
電子部品製造システム２００では、先に説明した電子部品製造システム１００と同様、親水化装置５２が半導体チップ３３２にチップ親水化領域３５を形成すると共に、ウェーハ３１に親水化領域３８を形成して、第１搬送装置５５によって半導体チップ３３２とウェーハ３３１をボンディング装置１０に搬送する。ボンディング装置１０は、先に図１９～２４を参照して説明したと同様の動作でウェーハ３３１の上に半導体チップ３３２を接合して接合体２８とする。接合体２８は、第２搬送装置６５で加熱装置６０に搬送され、加熱装置６０によって加熱され、貫通電極３３６の先端面３３６ａと対向貫通電極３３３の先端面３３３ａとを熱拡散接合させて、半導体装置とする。
【0104】
電子部品製造システム２００は、先に説明した電子部品製造システム１００と同様の作用／効果を奏する。
【0105】
以上、説明した接合方法、電子部品製造システム１００、２００では、ウェーハ３１、３３１の上に半導体チップ３２、３３２を接合するとして説明したがこれに限らず、半導体チップ３２、３３２の上に他の半導体チップを積層接合する場合に適用してもよい。また、ウェーハ３１に代えて、基板の上に半導体チップ３２、３３２を積層接合する場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【0106】
１０ ボンディング装置、１１ ステージ、１１ａ 吸着面、１２ コレット、１２Ｍ、２２Ｍ、２６Ｍ Ｚ方向駆動モータ、１３ ボンディングヘッド、１３Ｍ、２３Ｍ Ｙ方向駆動モータ、１５ ガイドレール、１５ａ 上部フレーム、１７ 載置台、２２ ディスペンサ、２３ ディスペンサヘッド、２６ 押圧デバイス、２６ａ 本体、２７ 押圧板、２８ 接合体、３１、３３１ ウェーハ、３１ａ、３３１ａ 表面、３１ｂ、３３１ｂ チップ搭載領域、３２、３３２ 半導体チップ、３２ａ、３３２ａ 相対面、３３ 対向電極、３３ａ、３３３ａ 先端面、３４、１３４、２３４、３３４ 相対面薄膜、３４ａ、３４ｂ 薄膜、３５、１３５、２３５ チップ親水化領域、３６ 電極、３６ａ、３３６ａ 先端面、３７、３３７ 表面薄膜、３８ 親水化領域、３９ 液滴、３９ａ 液柱、４０ 制御部、４１ ＣＰＵ、４２ メモリ、５０ 薄膜形成装置、５１ 電極形成装置、５２ 親水化装置、５５ 第１搬送装置、６０ 加熱装置、６５ 第２搬送装置、１００、２００ 電子部品製造システム、３３２ｈ 対向貫通孔、３３３ 対向貫通電極、３３４ｃ、３３７ｃ 上面、３３６ 貫通電極。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
