特表 2023-537162 位置合わせマークを備えるウェハ組立体、その形成方法及びウェハ位置合わせ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-30

(54)【発明の名称】位置合わせマークを備えるウェハ組立体、その形成方法及びウェハ位置合わせ方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20230823BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/68 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023511603

(86)(22)【出願日】2020-09-28

(85)【翻訳文提出日】2023-03-15

(86)【国際出願番号】 CN2020118560

(87)【国際公開番号】W WO2022032825

(87)【国際公開日】2022-02-17

(31)【優先権主張番号】202010814889.2

(32)【優先日】2020-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523050379

【氏名又は名称】ウーハン シンシン セミコンダクター マニュファクチュアリング カンパニー リミテッド

(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】イェ グォリャン

(72)【発明者】

【氏名】フー シン

(72)【発明者】

【氏名】イー ホンシェン

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131DA33

5F131FA32

5F131KA16

5F131KB07

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

(57)【要約】

位置合わせマークを備えるウェハ組立体、その形成方法及びウェハ位置合わせ方法を提供する。上記位置合わせマークが、第１のウェハ及び第２のウェハの接合層と誘電体層とに配設され、第１のウェハ内では、第１のドット識別子及び第１のブロック識別子の２つの層を通過した反射光を重畳することによって、これらの位置合わせマークのパターンの明瞭性が確保される。上記第１のドット識別子は第１の接合層に位置し、その第１のドット識別子の上面は第１の接合層の上面と面一になっており、第１のドット識別子が接合面上にあることによって、微視的な平坦性と接合後に間隙のないことが確保され、それと同時に、この接合面上にある第１のドット識別子により、異なる層間の重ね合わせ精度誤差も解消される。第２のウェハは第１のウェハと同様である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置合わせマークを備えるウェハ組立体であって、
第１のウェハであって、第１の基板と、前記第１の基板上に位置する第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層に埋め込まれた第１のブロックマークと、前記第１の誘電体層上に位置する第１の接合層と、前記第１の接合層に埋め込まれた第１のドットマークとを含み、前記第１のドットマークの上面が前記第１の接合層の上面と面一である、第１のウェハと、
第２のウェハであって、第２の基板と、前記第２の基板上に位置する第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層に埋め込まれた第２のブロックマークと、前記第２の誘電体層上に位置する第２の接合層と、前記第２の接合層に埋め込まれた第２のドットマークとを含み、前記第２のドットマークの上面が前記第２の接合層の上面と面一である、第２のウェハと、
を備え、
前記第１の基板上への前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第１の基板上への前記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、前記第２の基板上への前記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第２の基板上への前記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
前記第１のブロックマークが前記第２のブロックマークと整合し、
前記第１のドットマークが前記第２のドットマークと整合する、
ウェハ組立体。

【請求項2】

前記第１のドットマークと前記第１のブロックマークを同一平面に投影したときに、前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線から前記第１のブロックマークの投影像の外輪郭線までの最小垂直距離が、重ね合わせ誤差よりも大きい、請求項１に記載のウェハ組立体。

【請求項3】

前記第１のドットマークが、ほぼ等しい大きさを有する、ほぼ等しい間隔で隔置された不連続なドットからなる配列で構成され、前記不連続なドットの前記配列は、前記不連続なドットに対応する穴に金属を充填することによって形成され、前記第１のブロックマークが、前記第１のドットマークと比較して、少なくとも大きな連続領域を有する、請求項１に記載のウェハ組立体。

【請求項4】

前記第１のドットマークが、配列された複数の矩形中実ブロックを含み、前記第１のブロックマークが、矩形の中実ブロック、十字形の中実ブロック、三角形の中実ブロック、又は、前記第１の基板に対して垂直な方向に延びる貫通開口を含んだメッシュである、請求項３に記載のウェハ組立体。

【請求項5】

前記第１のドットマークの外輪郭線の形状が、前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状と同じであり、前記第１のブロックマークの外輪郭線から前記第１のドットマークの外輪郭線まで所定の距離が設けられ、前記所定の距離は重ね合わせ誤差よりも大きい、請求項４に記載のウェハ組立体。

【請求項6】

矩形である前記第１のドットマークの外輪郭線の形状が、略矩形である前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状と異なる、請求項３に記載のウェハ組立体。

【請求項7】

前記第１のドットマークの外輪郭線の形状が、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と同じである、請求項１～３のいずれか一項に記載のウェハ組立体。

【請求項8】

前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状が、前記第２のブロックマークの外輪郭線の形状と同じである、請求項７に記載のウェハ組立体。

【請求項9】

前記第１のドットマークの外輪郭線の形状が、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と異なる、請求項１～３のいずれか一項に記載のウェハ組立体。

【請求項10】

前記第１のドットマークの外輪郭線の形状と前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状がそれぞれ、十字であり、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と前記第２のブロックマークの外輪郭線の形状がそれぞれ、４つの三角形で構成され、前記４つの三角形は、中心点に対して対称に配置され、１つの三角形を中心点の周りに時計回り又は反時計回りに９０°、１８０°及び２７０°回転させることによって得られる、請求項９に記載のウェハ組立体。

【請求項11】

第１の金属層が前記第１の誘電体層に配設され、前記第１のブロックマークは金属で作られ、前記第１のブロックマークと前記第１の金属層は、同じプロセスで単一の金属層から形成され、第２の金属層が前記第２の誘電体層に配設され、前記第２のブロックマークは金属で作られ、前記第２のブロックマークと前記第２の金属層は、同じプロセスで単一の金属層から形成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のウェハ組立体。

【請求項12】

第１の配線層が前記第１の接合層に配設され、前記第１の配線層及び前記第１のドットマークはそれぞれ、金属で作られ、前記第１のドットマークと前記第１の配線層は、同じプロセスで単一の金属層から形成され、第２の配線層が前記第２の接合層に配設され、前記第２の配線層及び前記第２のドットマークはそれぞれ、金属で作られ、前記第２のドットマークと前記第２の配線層は、同じプロセスで単一の金属層から形成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のウェハ組立体。

【請求項13】

位置合わせマークを備えるウェハ組立体の形成方法であって、
第１の基板と前記第１の基板上に位置する第１の誘電体層とを含んだ第１のウェハを提供し、
前記第１の誘電体層に第１のブロックマークを形成し、
前記第１の誘電体層と前記第１のブロックマークとを覆う第１の接合層を形成し、
前記第１の接合層に第１のドットマークを形成するステップであって、前記第１のドットマークの上面が前記第１の接合層の上面と面一である、ステップと、
第２の基板と前記第２の基板上に位置する第２の誘電体層とを含んだ第２のウェハを提供し、
前記第２の誘電体層に第２のブロックマークを形成し、
前記第２の誘電体層と前記第２のブロックマークとを覆う第２の接合層を形成し、
前記第２の接合層に第２のドットマークを形成するステップであって、前記第２のドットマークの上面が前記第２の接合層の上面と面一である、ステップと、
を含み、
前記第１の基板上への前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第１の基板上への前記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、前記第２の基板上への前記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第２の基板上への前記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
前記第１のブロックマークが前記第２のブロックマークと整合し、
前記第１のドットマークが前記第２のドットマークと整合する、
方法。

【請求項14】

ウェハ位置合わせ方法であって、
請求項１～１２のいずれか一項に記載の第１のウェハ及び第２のウェハを提供するステップと、
前記第１のウェハに光を照射して、前記第１のドットマーク及び前記第１のブロックマークからの反射光により前記第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
前記第２のウェハに光を照射して、前記第２のドットマーク及び前記第２のブロックマークからの反射光により前記第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
前記第１のウェハ上の前記位置合わせマークの前記パターン及び前記第２のウェハ上の前記位置合わせマークの前記パターンに基づいて、前記第１のウェハ及び／又は前記第２のウェハの移動を制御して、前記第１のウェハと前記第２のウェハの位置合わせを達成するステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集積回路製造技術の分野に関し、詳細には、位置合わせマークを備えるウェハ組立体、及びかかるウェハ組立体の形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）の発展に伴い、３Ｄ属配線を実現する接合技術によってウェハを積層する３次元（３Ｄ）パッケージング技術が開発され、それによって配線距離が短縮され、伝送速度が高まり、デバイスが小型化された。

【0003】

３Ｄ積層の要として、ウェハの接合にハイブリッド接合が含まれている。このハイブリッド接合は、金属間接合と誘電体間接合とを含むものであり、金属配線と十分な機械的支持の両方を提供することができる。

【0004】

ハイブリッド接合によってウェハを上下に接合する場合、事前に、それらのウェハを垂直方向に位置合わせする必要がある。しかしながら、既存の位置合わせ方法は最適ではなく、例えば、位置合わせマーク内にある金属特徴物からの反射によって接合装置によるマークの認識が困難になったり、重ね合わせ誤差があったり、マーク内の金属特徴物と接合層との間の段差によって接合後に間隙が生じたりするなどの、複数の問題を伴う。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、位置合わせマークを備えるウェハ組立体、かかるウェハ組立体の形成方法及びウェハ位置合わせ方法を提供することである。この位置合わせマークにより、位置合わせマークの認識が容易になり、異なる層間の重ね合わせ誤差がなくなり、明瞭なパターンの取り込みと接合後の間隙防止とが可能になり得る。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、位置合わせマークを備えるウェハ組立体であって、
第１のウェハであって、第１の基板と、前記第１の基板上に位置する第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層に埋め込まれた第１のブロックマークと、前記第１の誘電体層上に位置する第１の接合層と、前記第１の接合層に埋め込まれた第１のドットマークとを含み、前記第１のドットマークの上面が前記第１の接合層の上面と面一である、第１のウェハと、
第２のウェハであって、第２の基板と、前記第２の基板上に位置する第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層に埋め込まれた第２のブロックマークと、前記第２の誘電体層上に位置する第２の接合層と、前記第２の接合層に埋め込まれた第２のドットマークとを含み、前記第２のドットマークの上面が前記第２の接合層の上面と面一である、第２のウェハと、
を備え、
前記第１の基板上への前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第１の基板上への前記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、前記第２の基板上への前記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第２の基板上への前記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
前記第１のブロックマークが前記第２のブロックマークと整合し、
前記第１のドットマークが前記第２のドットマークと整合する、
ウェハ組立体を提供する。

【0007】

さらに、前記第１のドットマークと前記第１のブロックマークを同一平面に投影したときに、前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線から前記第１のブロックマークの投影像の外輪郭線までの最小垂直距離は、重ね合わせ誤差よりも大きくなり得る。

【0008】

さらに、前記第１のドットマークは、ほぼ等しい大きさを有する、ほぼ等しい間隔で隔置された不連続なドットからなる配列で構成されることができ、前記不連続なドットの前記配列は、前記不連続なドットに対応する穴に金属を充填することによって形成され、前記第１のブロックマークは、前記第１のドットマークと比較して、少なくとも大きな連続領域を有する。

【0009】

さらに、前記第１のドットマークは、配列された複数の矩形中実ブロックを含むことができ、前記第１のブロックマークは、矩形の中実ブロック、十字形の中実ブロック、三角形の中実ブロック、又は、前記第１の基板に対して垂直な方向に延びる貫通開口を含んだメッシュである。

【0010】

さらに、前記第１のドットマークの外輪郭線の形状は、前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状と同じであってよく、前記第１のブロックマークの外輪郭線から前記第１のドットマークの外輪郭線まで所定の距離が設けられ、前記所定の距離は重ね合わせ誤差よりも大きい。

【0011】

さらに、矩形である前記第１のドットマークの外輪郭線の形状は、略矩形である前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状と異なっていてもよい。

【0012】

さらに、前記第１のドットマークの外輪郭線の形状は、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と同じであってもよい。

【0013】

さらに、前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状は、前記第２のブロックマークの外輪郭線の形状と同じであってもよい。

【0014】

さらに、前記第１のドットマークの外輪郭線の形状は、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と異なっていてもよい。

【0015】

さらに、前記第１のドットマークの外輪郭線の形状と前記第１のブロックマークの外輪郭線の形状はそれぞれ、十字であってもよく、前記第２のドットマークの外輪郭線の形状と前記第２のブロックマークの外輪郭線の形状はそれぞれ、４つの三角形で構成され、前記４つの三角形は、中心点に対して対称に配置され、１つの三角形を中心点の周りに時計回り又は反時計回りに９０°、１８０°及び２７０°回転させることによって得られる。

【0016】

さらに、第１の金属層が前記第１の誘電体層に配設されることができ、前記第１のブロックマークは金属で作られ、前記第１のブロックマークと前記第１の金属層は、同じプロセスで単一の金属層から形成され、第２の金属層が前記第２の誘電体層に配設され、前記第２のブロックマークは金属で作られ、前記第２のブロックマークと前記第２の金属層は、同じプロセスで単一の金属層から形成される。

【0017】

さらに、第１の配線層が前記第１の接合層に配設されることができ、前記第１の配線層及び前記第１のドットマークはそれぞれ、金属で作られ、前記第１のドットマークと前記第１の配線層は、同じプロセスで単一の金属層から形成され、第２の配線層が前記第２の接合層に配設され、前記第２の配線層及び前記第２のドットマークはそれぞれ、金属で作られ、前記第２のドットマークと前記第２の配線層は、同じプロセスで単一の金属層から形成される。

【0018】

本発明はまた、位置合わせマークを備えるウェハ組立体の形成方法であって、
第１の基板と前記第１の基板上に位置する第１の誘電体層とを含んだ第１のウェハを提供し、前記第１の誘電体層に第１のブロックマークを形成し、前記第１の誘電体層と前記第１のブロックマークとを覆う第１の接合層を形成し、前記第１の接合層に第１のドットマークを形成するステップであって、前記第１のドットマークの上面が前記第１の接合層の上面と面一である、ステップと、
第２の基板と前記第２の基板上に位置する第２の誘電体層とを含んだ第２のウェハを提供し、前記第２の誘電体層に第２のブロックマークを形成し、前記第２の誘電体層と前記第２のブロックマークとを覆う第２の接合層を形成し、前記第２の接合層に第２のドットマークを形成するステップであって、前記第２のドットマークの上面が前記第２の接合層の上面と面一である、ステップと、
を含み、
前記第１の基板上への前記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第１の基板上への前記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、前記第２の基板上への前記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、前記第２の基板上への前記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
前記第１のブロックマークが前記第２のブロックマークと整合し、
前記第１のドットマークが前記第２のドットマークと整合する、
方法を提供する。

【0019】

本発明はまた、ウェハ位置合わせ方法であって、
前記で定義された第１のウェハ及び第２のウェハを提供するステップと、
前記第１のウェハに光を照射して、前記第１のドットマーク及び前記第１のブロックマークからの反射光により前記第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
前記第２のウェハに光を照射して、前記第２のドットマーク及び前記第２のブロックマークからの反射光により前記第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
前記第１のウェハ上の前記位置合わせマークの前記パターン及び前記第２のウェハ上の前記位置合わせマークの前記パターンに基づいて、前記第１のウェハ及び／又は前記第２のウェハの移動を制御して、前記第１のウェハと前記第２のウェハの位置合わせを達成するステップと、
を含む方法を提供する。

【発明の効果】

【0020】

従来技術と比較して、本発明は以下の利点を提供する。
本発明は、位置合わせマークを備えるウェハ組立体、その形成方法及びウェハ位置合わせ方法を提供する。これらはハイブリッド接合での使用に適している。前記位置合わせマークが、第１のウェハ及び第２のウェハの接合層と誘電体層とに配設される。第１のウェハでは、別々の層に配設された第１のドットマークと第１のブロックマークからの反射光を重畳することによって、これらの位置合わせマークのパターンの明瞭性が確保される。前記第１のドットマークは第１の接合層に配設されており、その第１のドットマークの上面は第１の接合層の上面と面一になっている。第１のドットマークが接合面上にあることによって、接合面が微視的に平坦であること、接合後そこに間隙が残らないことが確保される。それに加えて、この接合面上にある第１のドットマークにより、異なる層間の重ね合わせ誤差も解消される。第２のウェハも同様である。したがって、前記位置合わせマークを用いることによって、接合装置では、異なる層間の重ね合わせ誤差を解消でき、パターンを明瞭に取り込むと同時に、接合面間の間隙の問題を防止することができる。本発明の位置合わせマークは、接合品質を損なうことなく、接合精度を効果的に高める上に、接合装置の認識能力を高め、プロセスの安定性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体の概略図である。

【図2】別の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体の概略図である。

【図3】別の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体の概略図である。

【図4】本発明の各実施形態による位置合わせマークを備えるウェハ組立体の概略断面図である。

【図5a】第１の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図5b】第１の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図5c】第１の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図5d】第１の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図6a】第２の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図6b】第２の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図6c】第２の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図7a】第３の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図7b】第３の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図7c】第３の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図8a】第４の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図8b】第４の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図8c】第４の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図9】第５の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【図10】第６の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の各実施形態は、位置合わせマークを備えるウェハ組立体、かかるウェハ組立体の形成方法及びウェハ位置合わせ方法を提供する。本発明について以下に、特定の実施形態及び添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の利点及び特徴は、以下の説明から一層明らかになるであろう。尚、図面については、縮尺は必ずしも正確ではなく、各実施形態を簡単かつ明確に説明し易くすることのみを目的として、非常に簡略化された形で提供している。

【0023】

本発明の一実施形態では、位置合わせマークを備えるウェハ組立体であって、
第１のウェハであって、第１の基板と、上記第１の基板上に位置する第１の誘電体層と、上記第１の誘電体層に埋め込まれた第１のブロックマークと、上記第１の誘電体層上に位置する第１の接合層と、上記第１の接合層に埋め込まれた第１のドットマークとを含み、上記第１のドットマークの上面が上記第１の接合層の上面と面一である、第１のウェハと、
第２のウェハであって、第２の基板と、上記第２の基板上に位置する第２の誘電体層と、上記第２の誘電体層に埋め込まれた第２のブロックマークと、上記第２の誘電体層上に位置する第２の接合層と、上記第２の接合層に埋め込まれた第２のドットマークとを含み、上記第２のドットマークの上面が上記第２の接合層の上面と面一である、第２のウェハと、
を備え、
上記第１の基板上への上記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、上記第１の基板上への上記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、上記第２の基板上への上記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、上記第２の基板上への上記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
上記第１のブロックマークが上記第２のブロックマークと整合し、
上記第１のドットマークが上記第２のドットマークと整合する、
ウェハ組立体が提供される。

【0024】

この位置合わせマークを備えるウェハ組立体の開発中、本発明者らは以下のことを見出した。図１に示されているように、第１のウェハ１０が第１のブロックマーク１０４のみを備え、第１のブロックマーク１０４が第１の誘電体層１０２に位置し、第１の金属層１０６と同一の層にある場合、かつ、第２のウェハ２０が第２のブロックマーク２０４のみを備え、第２のブロックマーク２０４が第２の誘電体層２０２に位置し、第２の金属層２０６と同一の層にある場合、接合装置は、第１のウェハ１０と第２のウェハ２０の上下の接合を、それらの位置合わせマークを認識して両ウェハの相対位置を調整することによって、正確に行うことができる。しかし、図１に示されている位置合わせマークの配置では、接合装置からの光は、第１のブロックマーク１０４に到達するまでに、第１の接合層１０３を通過しなければならない。これにより、接合装置によるマークの認識が困難になる。それに加えて、第１のブロックマーク１０４の上面の非平坦性により、接合装置による認識がさらに困難になる。さらに、第１のブロックマーク１０４と第２のブロックマーク２０４を正確に位置合わせしても、第１の接合層１０３と第２の接合層２０３の表面同士が正確に位置合わせされるとは限らない。第１のブロックマーク１０４と第１の接合層１０３は別々の層に位置し、第２のブロックマーク２０４と第２の接合層２０３は別々の層に位置することから、第１のブロックマーク１０４が位置する層と第１の接合層１０３との間、及び第２のブロックマーク２０４が位置する層と第２の接合層２０３との間に、重ね合わせ誤差が生じる。

【0025】

図１の配置に伴うこれらの問題を克服するために、上記の代わりに接合層にブロックマークを配置することができる。図２に示されているように、第１のウェハ１０は、第１の接合層１０３に位置する第１のブロックマーク１０４のみを備え、第２のウェハ２０は、第２の接合層２０３に位置する第２のブロックマーク２０４のみを備える。この配置により、接合装置は、第１のウェハ１０と第２のウェハ２０の上下の位置合わせと接合を、それらの位置合わせマークを認識して両ウェハの相対位置を調整することによって、正確に行うことができる。図２に示されているこの位置合わせマークの配置により、図１の配置における、位置合わせマークが位置する層と接合層との間の重ね合わせ誤差の問題が回避される。図２の位置合わせマークの配置では、マークパターンは明瞭で、簡単に認識できるものの、以下の点で問題がある。つまり、接合層とその接合層にあるブロックマークは、化学機械研磨（ＣＭＰ）による加工時に、使用されているＣＭＰスラリに対する研磨速度が異なるため、その加工後、ブロックマークが接合層よりも突出する。つまり、ブロックマークと接合層との間に高さの差、したがって段差が生じる。微視的形態におけるそのような非平坦性が、接合面間の間隙を招く。

【0026】

図２の配置に伴う、段差の存在に起因する非平坦性による接合面間の間隙の問題を克服するために、ブロックマークをドットマークに置き換えることができる。図３に示されているように、第１のウェハ１０は、第１の接合層１０３に位置する第１のドットマーク１０５のみを備え、第２のウェハ２０は、第２の接合層２０３に位置する第２のドットマーク２０５のみを備える。図３の配置では、ＣＭＰ後のドットマークと接合層の間に大きな高さの差や段差がなくなり、非平坦性による接合面間の間隙の形成が回避される。しかしながら、図３の配置におけるドット位置合わせマークには、それらを明瞭かつ容易に認識できないという問題がある。

【0027】

次の実施形態による位置合わせマークを備えるウェハ組立体は、図１～３に示されている位置合わせマークの配置をよく検討して、それに基づき開発したものである。図４に示されているように、本発明の一実施形態による第１の位置合わせマーク配置を備えるウェハ組立体は、
第１のウェハ１０であって、第１の基板１０１と、上記第１の基板１０１上に位置する第１の誘電体層１０２と、上記第１の誘電体層１０２に埋め込まれた第１のブロックマーク１０４と、上記第１の誘電体層１０２上に位置する第１の接合層１０３と、上記第１の接合層１０３に埋め込まれた第１のドットマーク１０５とを含み、上記第１のドットマーク１０５の上面が上記第１の接合層１０３の上面と面一である、第１のウェハ１０と、
第２のウェハ２０であって、第２の基板２０１と、上記第２の基板２０１上に位置する第２の誘電体層２０２と、上記第２の誘電体層２０２に埋め込まれた第２のブロックマーク２０４と、上記第２の誘電体層２０２上に位置する第２の接合層２０３と、上記第２の接合層２０３に埋め込まれた第２のドットマーク２０５とを含み、上記第２のドットマーク２０５の上面が上記第２の接合層２０３の上面と面一である、第２のウェハ２０と、
を備え、
上記第１の基板１０１上への上記第１のドットマーク１０５の投影像の外輪郭線（すなわち、第１のドットマーク１０５における最も外側のドットの、第１の基板１０１上への投影像の最外縁を結んだ線）が、上記第１の基板１０１上への上記第１のブロックマーク１０４の投影像を取り囲み、上記第２の基板２０１上への上記第２のドットマーク２０５の投影像の外輪郭線（すなわち、第２のドットマーク２０５における最も外側のドットの、上記第２の基板２０１上への投影像の最外縁を結んだ線）が、上記第２の基板２０１上への上記第２のブロックマーク２０４の投影像を取り囲み、
上記第１のブロックマーク１０４が上記第２のブロックマーク２０４と整合し、
上記第１のドットマーク１０５が上記第２のドットマーク２０５と整合する。

【0028】

尚、図４では、第１のドットマーク１０５、第１のブロックマーク１０４、第２のドットマーク２０５及び第２のブロックマーク２０４はいずれも、破線のボックスで示されている。これは、これら４種類のマークがそれぞれの層に存在していることを示しているにすぎず、図示のような形状及び相対位置であることを示しているのではない。これらの４種類のマークの特定の形状及び相対位置については、それに対応する上面図に最も適切に示されている。「第１のブロックマーク１０４は第２のブロックマーク２０４と整合する」とは、接合装置が第１のブロックマーク１０４と第２のブロックマーク２０４を認識することによって、第１のウェハ１０と第２のウェハ２０の相対位置を調整できることを意味することを意図している。「第１のドットマーク１０５は第２のドットマーク２０５と整合する」とは、接合装置が第１のドットマーク１０５と第２のドットマーク２０５を認識することによって、第１のウェハ１０と第２のウェハ２０の相対位置を調整できることを意味することを意図している。

【0029】

具体的には、第１の誘電体層１０２に、第１の金属層１０６が配設され得る。第１のブロックマーク１０４はアルミニウム、銅、タングステンなどの金属で形成され得る。第１のブロックマーク１０４と第１の金属層１０６は、同じプロセスで単一の金属層から形成され得る。第２の誘電体層２０２に、第２の金属層２０６が配設され得る。第２のブロックマーク２０４はアルミニウム、銅、タングステンなどの金属で形成され得る。第２のブロックマーク２０４と第２の金属層２０６は、同じプロセスで単一の金属層から形成され得る。

【0030】

接合装置による第１のウェハ１０の位置合わせマークの認識は、接合装置が発した光を、２つの異なる層にある第１のドットマーク１０５と第１のブロックマーク１０４が反射し、それらの反射光を重畳することによって行うことができ、それによって明瞭なパターン識別が確保される。第１のドットマーク１０５が第１の接合層１０３に位置し、その第１のドットマーク１０５の上面が第１の接合層１０３の上面と面一になっていることから、第１の接合層１０３の上面が微視的に平坦であること、接合後そこに間隙が残らないことが確保される。それに加えて、図１の配置でマークが接合層に存在せずその全てが誘電体層に配置されていたことに伴う、接合層と誘電体層の間の重ね合わせ誤差の問題も回避され得る。第１のドットマークと第１のブロックマークを同一平面に投影したときのそれらの投影像の外輪郭線間の最小垂直距離が、重ね合わせ誤差よりも大きいことにより、第１のドットマークの外輪郭線と第１のブロックマークの外輪郭線の識別が可能になる。

【0031】

第１のドットマークの外輪郭線は、第１のドットマークの（最も外側のドットの）最外縁を結んだ線とみなすことができる。あるいは、第１のドットマークは一体とみなすことができる。この場合、外輪郭線は、単に全体の外輪郭線になり得る。

【0032】

第１のドットマークは、不連続なドットの配列で構成され得る。このドット配列は、互いに間隔を空けて配列された穴に、金属を充填することによって形成され得る。配列内の各ドットの大きさと離間距離は、ほぼ等しくし得る。第１のドットマークと比較して、第１のブロックマークは、少なくとも比較的大きな連続領域を有する。第１のドットマークのドット配列は、ドットの部分集合で構成されてもよい。この部分集合は、それぞれ任意の形状の外側輪郭を有することができ、特定の規則に従って配置されて第１のドットマークを構成し得る。本発明は特定のドットの形状に限定されず、これらのドットの形状は任意であり、例えば矩形、三角形、不規則形のいずれであってもよい。

【0033】

具体的には、第１のドットマークは、矩形ドットの配列を含むことができ、第１のブロックマークは、第１の基板に対して垂直な方向に延びる貫通開口の配列（メッシュ）を任意選択で含んだ矩形の中実ブロック、あるいは十字形の中実ブロック又は三角形の中実ブロックとすることができる。

【0034】

第１のドットマークの外輪郭線は、第１のブロックマークの外輪郭線と同じ形状であってもよい（図５ａ～５ｄ及び図６ａ～６ｃを参照）。第１のドットマークの外輪郭線から第１のブロックマークの外輪郭線まで所定の距離が設けられる。この所定の距離は、重ね合わせ誤差よりも大きくし得る。

【0035】

図４及び５ａ～５ｄに示されているように、第１のドットマーク１０５ａは矩形ドットの配列を含むことができ（図５ｂ参照）、第１のブロックマーク１０４ａは矩形の中実ブロックであり得る（図５ｃ参照）。図５ａは、第１のドットマーク１０５ａと第１のブロックマーク１０４ａを併せた上面図を示す。第１のドットマーク１０５ａの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ａの外輪郭線はどちらも、矩形とすることができる。第１のブロックマーク１０４ａの外輪郭線から第１のドットマーク１０５ａの外輪郭線まで所定の距離ｄ_１が設けられる（ここでは図５ａの、第１の方向と第２の方向、より正確には水平方向と垂直方向、又はＸ方向とＹ方向の両方向に）。所定の距離ｄ_１は、第１のドットマーク１０５ａの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ａの外輪郭線を識別できるようにするために、重ね合わせ誤差より大きくし得る。第１の基板１０１上への第１のドットマーク１０５ａの投影像の外輪郭線は、第１の基板１０１上への第１のブロックマーク１０４ａの投影像を取り囲み、第２の基板２０１上への第２のドットマーク２０５ａの投影像の外輪郭線は、第２の基板２０１上への第２のブロックマークの投影像を取り囲む。一実施例として、第２のブロックマーク及び第２のドットマーク２０５ａは、それぞれ第１のブロックマーク１０４ａ、第１のドットマーク１０５ａと同じ構造及び形状であり得るが、大きさが異なり得る。図５ｄは、第２のドットマーク２０５ａと第１のドットマーク１０５ａを併せた上面図を示す。一実施例として、第２のドットマーク２０５ａと第１のドットマーク１０５ａはどちらも、ドットの部分配列で構成されてもよく、各ドットは矩形の外形形状を有する。上記ドットマークは、１つのドット部分配列を中心点の周りに時計回り又は反時計回りに９０°、１８０°及び２７０°回転させることによって形成される風車形状を有し得る。位置合わせを容易にするために、第２のドットマーク２０５ａのパターンの幾何学的中心は、第１のドットマーク１０５ａのパターンの幾何学的中心と一致し得る。同様に、第２のブロックマークの外輪郭線から第２のドットマークの外輪郭線まで所定の距離が設けられ（ここでは図６ｂの、第１の方向と第２の方向、例えば水平方向と垂直方向、又はＸ方向とＹ方向の両方向に。Ｘ方向の所定の距離は、Ｙ方向の所定の距離と等しくてもよいし、等しくなくてもよい）、上記所定の距離は、重ね合わせ誤差よりも大きくし得る。上下のウェハ（すなわち第１のウェハ１０と第２のウェハ２０）のそれぞれの誘電体層と接合層へのブロックマークとドットマークの配置を、それらのマークがウェハの厚さ方向に沿ってそれぞれ異なる層に配設されるように行い、かつ、接合層のドットマークのパターンが、誘電体層のブロックマークのパターンと類似しており、そのブロックマークのパターンよりもわずかに大きいことによって、確実に、接合面上にある大きい方であるドットマークのパターンが、接合装置によって認識される特徴パターンとなり、異なる層間の重ね合わせ誤差がなくなる。

【0036】

次に、図４及び６ａ～６ｃを参照する。図６ａは、第１のドットマーク１０５ｂと第１のブロックマーク１０４ｂを併せた上面図を示す。図６ｂは、第２のドットマーク２０５ｂと第２のブロックマーク２０４ｂを併せた上面図を示す。図６ｃは、第２のブロックマーク２０４ｂ、第１のドットマーク１０５ｂ及び第１のブロックマーク１０４ｂを併せた上面図を示す。位置合わせを容易にするために、第２のブロックマーク２０４ｂのパターンの幾何学的中心は、第１のブロックマーク１０４ｂのパターンの幾何学的中心と一致し得る。第１のドットマーク１０５ｂの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ｂの外輪郭線は、同じ十字形状であってもよい。第１のブロックマーク１０４ｂの外輪郭線から第１のドットマーク１０５ｂの外輪郭線まで所定の距離ｄ_２が設けられる。所定距離ｄ_２は、第１のドットマーク１０５ｂの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ｂの外輪郭線を識別できるようにするために、重ね合わせ誤差より大きくし得る。

【0037】

あるいは、第１のドットマークの外輪郭線と第１のブロックマークの外輪郭線は、異なる形状を有してもよい。その場合、第１のドットマークの外輪郭線は矩形にでき、第１のブロックマークの外輪郭線は略矩形にできる。具体的には、図４及び図７ａ～７ｃに示されているように、第１のドットマーク１０５ｃは、矩形ドットの配列を含むことができ（図７ｂを参照）、第１のブロックマーク１０４ｃは、第１の基板１０１に対して垂直な方向に延びる貫通開口の配列（メッシュ状）を含み得る（図７ｃを参照）。第１のブロックマーク１０４ｃの外輪郭線は略矩形にでき、例えば、第１のブロックマーク１０４ｃは全体に矩形状にみえるが、凸凹部分を有する閉じた線である外周縁を有する。図７ａは、第１のドットマーク１０５ｃと第１のブロックマーク１０４ｃを併せた上面図を示す。本発明の各実施形態によれば、第１のブロックマーク１０４ｃは、基板に対して垂直な方向に延びる貫通開口の配列（グリッド状）を含み得る。このようにして、ブロックマークが大きな面積の完全な中実体（貫通開口無し）である場合における、ＣＭＰ中にくぼみが形成されやすいという問題、したがって微視的形態が平坦でなくなるため、接合面間に間隙が生じる可能性がある問題を回避することができる。

【0038】

第１のドットマークの外輪郭線と第２のドットマークの外輪郭線は、同じ形状であってもよい（図５ｄ及び６ａ～６ｂを参照）。この場合、第１のブロックマークの外輪郭線と第２のブロックマークの外輪郭線も同じ形状であり得る（図６ａ及び６ｂを参照）。

【0039】

あるいは、第１のドットマークの外輪郭線と第２のドットマークの外輪郭線は、異なる形状であってもよい（図８ｃを参照）。具体的には、図４及び８ａ～８ｃを参照することができる。図８ａは、第１のドットマーク１０５ｄと第１のブロックマーク１０４ｄを併せた上面図を示す。図８ｂは、第２のドットマーク２０５ｄと第２のブロックマーク２０４ｄを併せた上面図を示す。図８ｃは、第２のドットマーク２０５ｄ、第２のブロックマーク２０４ｄ、第１のドットマーク１０５ｄ及び第１のブロックマーク１０４ｄを併せた上面図を示す。位置合わせを容易にするために、第２のブロックマーク２０４ｄのパターンの幾何学的中心は、第１のブロックマーク１０４ｄのパターンの幾何学的中心と一致することができ、第２のドットマーク２０５ｄのパターンの幾何学的中心は、第１のドットマーク１０５ｄのパターンの幾何学的中心と一致し得る。第１のドットマーク１０５ｄの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ｄの外輪郭線はどちらも、十字形にすることができ、第２のドットマーク２０５ｄは、図８ｂに示されているように、三角形の外輪郭形状を有する１つのドット部分配列を中心点の周りに時計回り又は反時計回りに９０°、１８０°及び２７０°回転させることによって形成されるドットマークにすることができる。さらに、第２のドットマーク２０５ｄの外輪郭線と第２のブロックマーク２０４ｄの外輪郭線は、同じ形状とすることができる。

【0040】

第１のドットマークの外輪郭線と第１のブロックマークの外輪郭線は、同じ形状であってもよい（図５ａ、６ａ及び８ａを参照）。

【0041】

あるいは、第１のドットマークの外輪郭線と第１のブロックマークの外輪郭線は、異なる形状であってもよい（図７ａ、９及び１０を参照）。図９に示されているように、第１のドットマーク１０５ｅの外輪郭線は矩形にでき、第１のブロックマーク１０４ｅの外輪郭線は三角形とすることができる。第１の基板上への第１のドットマーク１０５ｅの投影像の外輪郭線は、第１の基板上への第１のブロックマーク１０４ｅの投影像を取り囲む。第１のドットマーク１０５ｅと第１のブロックマーク１０４ｅを同一平面に投影したときに、第１のドットマーク１０５ｅの投影像の外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ｅの投影像の外輪郭線との間の最小垂直距離ｄ_３は、重ね合わせ誤差よりも大きい。つまり、第１のドットマーク１０５ｅの外輪郭線と第１のブロックマーク１０４ｅの外輪郭線を識別できるようにするために、２つの外輪郭線の間の最小距離は重ね合わせ誤差よりも大きい。図１０に示されているように、第１のドットマーク１０５ｆの外輪郭線は三角形にでき、第１のブロックマーク１０４ｆの外輪郭線は矩形とすることができる。第１のドットマーク１０５ｆの外輪郭線から第１のブロックマーク１０４ｆの外輪郭線までの最小垂直距離ｄ_４は、重ね合わせ誤差より大きくし得る。

【0042】

本発明の各実施形態によれば、図４に示されているように、第１の配線層１０７が第１の接合層１０３に配設され得る。第１の配線層１０７と第１のドットマーク１０５はどちらも、アルミニウム、銅、タングステンなどの金属で形成され得る。第１のドットマーク１０５と第１の配線層１０７は、同じプロセスで単一の金属層から形成され得る。第１の配線層１０７の上面は、第１のドットマーク１０５及び第１の接合層１０３の上面と面一であり得る。第２の配線層２０７が第２の接合層２０３に配設され得る。第２の配線層２０７と第２のドットマーク２０５はどちらも、アルミニウム、銅、タングステンなどの金属で形成され得る。第２のドットマーク２０５と第２の配線層２０７は、同じプロセスで単一の金属層から形成され得る。第２の配線層２０７の上面は、第２のドットマーク２０５及び第２の接合層２０３の上面と面一であり得る。第１のウェハ１０と第２のウェハ２０とが互いに位置合わせされた後、金属間接合（例えば、第１の配線層１０７対第２の配線層２０７）と誘電体間接合（例えば、第１の接合層１０３対第２の接合層２０３）とを伴うハイブリッド接合が行われ得る。第１の配線層１０７は、第１のウェハ１０から電気信号を取り出すために設けられる。第１の配線層１０７は、例えば、第１の金属層１０６に電気的に接続され得る。第２の配線層２０７は、第２のウェハ２０から電気信号を取り出すために設けられる。第２の配線層２０７は、例えば、第２の金属層２０６に電気的に接続され得る。上記接合の結果、第１の配線層１０７は、第２の配線層２０７と接触して、２つのウェハを互いに電気的に接続する。

【0043】

第１の誘電体層１０３は、酸化シリコン、窒化シリコン、有機誘電体材料であるベンゾシクロブテン及び有機誘電体材料であるポリイミドのうちの１つ、又は２つ以上の組み合わせで形成され得る。例えば、第１の誘電体層１０３は、酸化シリコン層１０３ａと、その酸化シリコン層１０３ａ上に位置する窒化シリコン層１０３ｂとを含み得る。第２の誘電体層２０３は、第１の誘電体層１０３と同じ材料で形成され得る。

【0044】

第１の基板１０１及び第２の基板２０１はそれぞれ、半導体デバイスに適した任意の半導体材料（シリコン、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなど）で作られた半導体基板であり得る。他の実施形態では、第１の基板１０１及び第２の基板２０１はそれぞれ、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板やシリコン・ゲルマニウム・オン・インシュレータ（ＳｉＧｅＯＩ）基板などの様々な複合基板のいずれかであり得る。本発明が特定の種類の基板に限定されず、実際の用途の要件に従って適切な選択を行うことができることを当業者なら理解するであろう。こういった基板内には、様々なデバイス構成要素（半導体デバイスの構成要素に限らない。図示せず）が形成され得る。第１の基板１０１及び第２の基板２０１には、予め、ゲート構造、コンタクトホール、誘電体層、金属ボンディングワイヤ及びビアなどの他の層又は構成要素が形成されていてもよい。

【0045】

本発明は、また、位置合わせマークを備えるウェハ組立体の形成方法であって、
第１の基板と上記第１の基板上に位置する第１の誘電体層とを含んだ第１のウェハを提供し、上記第１の誘電体層に第１のブロックマークを形成し、上記第１の誘電体層と上記第１のブロックマークとを覆う第１の接合層を形成し、上記第１の接合層に第１のドットマークを形成するステップであって、上記第１のドットマークの上面が上記第１の接合層の上面と面一である、ステップと、
第２の基板と上記第２の基板上に位置する第２の誘電体層とを含んだ第２のウェハを提供し、上記第２の誘電体層に第２のブロックマークを形成し、上記第２の誘電体層と上記第２のブロックマークとを覆う第２の接合層を形成し、上記第２の接合層に第２のドットマークを形成するステップであって、上記第２のドットマークの上面が上記第２の接合層の上面と面一である、ステップと、
を含み、
上記第１の基板上への上記第１のドットマークの投影像の外輪郭線が、上記第１の基板上への上記第１のブロックマークの投影像を取り囲み、上記第２の基板上への上記第２のドットマークの投影像の外輪郭線が、上記第２の基板上への上記第２のブロックマークの投影像を取り囲み、
上記第１のブロックマークが上記第２のブロックマークと整合し、
上記第１のドットマークが上記第２のドットマークと整合する、
方法を提供する。

【0046】

本発明は、また、ウェハ位置合わせ方法であって、
上記で定義された第１のウェハ及び第２のウェハを提供するステップと、
上記第１のウェハに光を照射して、上記第１のドットマーク及び上記第１のブロックマークからの反射光により上記第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
上記第２のウェハに光を照射して、上記第２のドットマーク及び上記第２のブロックマークからの反射光により上記第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得するステップと、
上記第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンと上記第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンに対して画像処理を行い、その処理の結果に基づいて、上記第１のウェハ及び／又は上記第２のウェハを移動させて、上記第１のウェハと上記第２のウェハの位置合わせを達成するステップと、
を含む方法を提供する。

【0047】

具体的には、接合装置は、第１のウェハと第２のウェハを互いに位置合わせした後、それらを互いに接合し得る。接合装置は、第１のウェハ及び／又は第２のウェハ上の位置合わせマークの監視と上記位置合わせマークの位置の検出を行うための光学装置を含み得る。接合装置は、光源、カメラ、及びそのカメラ内に光学レンズを含み得る。図４に示された構成によれば、上記光源は、第１のウェハ上に光を照射することができ、その光は、別々の層に配設された第１のドットマーク１０５と第１のブロックマーク１０４によって接合装置内の上記光学レンズへと反射され得る。上記光学レンズは、これらの反射光から、第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得し得る。別々の層に配設された第１のドットマーク１０５と第１のブロックマーク１０４からの上記反射光は重畳され得る。これは、第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンの明瞭性を確保するためである。その後、第１のウェハを移動させることができる。

【0048】

接合装置は、第２のウェハ２０に光を照射することができ、その光は、別々の層に配設された第２のドットマーク２０５と第２のブロックマーク２０４によって接合装置内の光学レンズへと反射され得る。上記光学レンズは、これらの反射光から第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンを取得し得る。別々の層に配設された第２のドットマーク２０５と第２のブロックマーク２０４からの上記反射光は重畳され得る。これは、第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンの明瞭性を確保するためである。

【0049】

第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンと第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンに対して画像処理を行うことができ、その処理の結果に基づいて、第１のウェハ及び／又は第２のウェハを移動させて、第１のウェハと第２のウェハの位置合わせを達成し得る。上記両ウェハは、互いに位置合わせされた後に互いに接合され得る。第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンと第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンに対して行われる画像処理は、例えば、図８ｃに概略的に示すように、第１のウェハ上の位置合わせマークのパターンを第２のウェハ上の位置合わせマークのパターンと組み合わせることを含み得る。これに基づいて、第１のウェハ及び／又は第２のウェハを移動させることができる。

【0050】

要約すると、本発明は、位置合わせマークを備えるウェハ組立体、その形成方法及びウェハ位置合わせ方法を提供する。これらはハイブリッド接合での使用に適している。上記位置合わせマークが、第１のウェハ及び第２のウェハの接合層と誘電体層とに配設される。第１のウェハでは、別々の層に配設された第１のドットマークと第１のブロックマークからの反射光を重畳することによって、これらの位置合わせマークのパターンの明瞭性が確保される。上記第１のドットマークは第１の接合層に配設されており、その第１のドットマークの上面は第１の接合層の上面と面一になっている。第１のドットマークが接合面上にあることによって、接合面が微視的に平坦であること、接合後そこに間隙が残らないことが確保される。それに加えて、この接合面上にある第１のドットマークにより、異なる層間の重ね合わせ誤差も解消される。第２のウェハも同様である。したがって、上記位置合わせマークを用いることによって、接合装置では、異なる層間の重ね合わせ誤差を解消でき、パターンを明瞭に取り込むと同時に、接合面間の間隙の問題を防止することができる。本発明の位置合わせマークは、接合品質を損なうことなく、接合精度を効果的に高める上に、接合装置の認識能力を高め、プロセスの安定性を確保することができる。

【0051】

本明細書に開示する各実施形態の説明は、他の実施形態との相違点に焦点を当てて、順次行っている。各実施形態間の同一又は類似の部分については、互いに参照することができる。方法の実施形態については、装置の実施形態に対応しているため、説明を比較的簡潔にしており、詳細は装置の実施形態を参照することができる。

【0052】

上記の説明は、単に本発明のいくつかの好ましい実施形態の説明であり、いかなる意味においてもその範囲を限定することを意図するものではない。上記の教示に基づいて当業者によってなされた変更及び修正は全て、添付の特許請求の範囲に記載の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0053】

１０ 第１のウェハ、 １０１ 第１の基板、 １０２ 第１の誘電体層、 １０３ 第１の接合層、 １０４ａ～ｆ 第１のブロックマーク、 １０５ａ～ｆ 第１のドットマーク、 １０６ 第１の金属層、 １０７ 第１の配線層、 ２０ 第２のウェハ、 ２０１ 第２の基板、 ２０２ 第２の誘電体層、 ２０３ 第２の接合層、 ２０４ａ～ｄ 第２のブロックマーク、 ２０５ａ～ｄ 第２のドットマーク、 ２０６ 第２の金属層、 ２０７ 第２の配線層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】