JP2017120800A - 半導体素子、半導体素子の製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板間の接合に用いられる樹脂による基板の汚染を抑える。【解決手段】半導体素子１は、基板１０、基板２０、接続部４０及び樹脂３０を含む。基板２０は、基板１０と対向し、基板１０の端部１２に対応する位置に凹部２２を有する。接続部４０は、基板１０と基板２０との間に介在され、それらを電気的に接続する。樹脂３０は、基板１０と基板２０との間に留まって設けられ、接続部４０を覆い、一部が基板２０の凹部２２内に存在する。凹部２２は、接合時に流動する樹脂３０の樹脂溜りとして機能し、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む樹脂汚染が抑えられる。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子、半導体素子の製造方法及び電子機器に関する。

複数の半導体チップを積層する技術が知られている。この技術に関し、例えば、複数の半導体チップを積層したチップ積層体の形成後、流動性を有するアンダーフィル材等の樹脂を供給し、その樹脂でチップ積層体の周囲を覆うと共に、半導体チップ間の隙間を埋める手法が提案されている。また、このようにして得られる複合チップ積層体を、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）等の樹脂を塗布した配線基板上に搭載し、複合チップ積層体と配線基板とを熱圧着法等で電気的に接続すると共に、それらを樹脂で接着する手法が提案されている。

特開２０１４−７２２８号公報

ところで、半導体チップや配線基板といった各種基板同士を間に樹脂を介在させて熱圧着法等で接合する手法では、加圧に伴い、樹脂が基板の側面、更には接合面（表面）と反対側の面（裏面）に流出する、樹脂汚染が生じることがある。このような樹脂汚染は、基板接合体及びこれを含む半導体素子の品質に影響を及ぼす可能性があり、例えば、基板の裏面の端子が樹脂で覆われ、その端子に他の基板の端子を接合する際に接合不良が発生する、といったことが起こり得る。

本発明の一観点によれば、第１基板と、前記第１基板と対向し、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、前記第１基板と前記第２基板との間に留まって設けられ、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する樹脂とを含む半導体素子が提供される。

また、本発明の一観点によれば、樹脂を介して第１基板と第２基板とを対向させる第１工程と、前記第１基板と前記第２基板とを接近させ、前記第１基板と前記第２基板とを介在される接続部によって電気的に接続する第２工程とを含み、前記第２基板は、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有し、前記第２工程において、前記樹脂は、前記第１基板と前記第２基板との間に留まり、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する半導体素子の製造方法が提供される。

また、本発明の一観点によれば、上記のような半導体素子を備える電子機器が提供される。

開示の技術によれば、基板間の接合に用いられる樹脂による基板の汚染を抑え、高品質の半導体素子を実現することが可能になる。また、そのような半導体素子を備える高品質の電子機器を実現することが可能になる。

接合形態の一例の説明図である。 接合形態の別例の説明図である。 第１の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る半導体素子の形成方法の説明図（その１）である。 第１の実施の形態に係る半導体素子の形成方法の説明図（その２）である。 第１の実施の形態に係る半導体素子の形成方法の説明図（その３）である。 第１の実施の形態に係る半導体素子の形成方法の説明図（その４）である。 半導体チップの構成例を示す図である。 半導体チップ形成方法の一例を示す図である。 インターポーザの構成例を示す図である。 凹部の形状の説明図である。 凹部の配置の説明図である。 第２の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る半導体素子の別例を示す図である。 第４の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第４の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。 第５の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第６の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。 第６の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。 電子機器の一例を示す図である。

はじめに、基板同士の接合の一形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は接合形態の一例の説明図である。図１（Ａ）には、接合前の状態の一例の要部断面模式図を示し、図１（Ｂ）には、接合後の状態の一例の要部断面模式図を示している。また、図２は接合形態の別例の説明図である。図２には、接合後の状態の別例の要部断面模式図を示している。

図１（Ａ）に示す下側の基板１００は、例えば、半導体チップ、半導体チップに個片化する前のウェハ、或いはインターポーザやプリント基板等の回路基板である。基板１００は、その一面（表面）１００ａに設けられた端子１１０と、表面１００ａと反対側の面（裏面）１００ｂに設けられた端子１２０とを有する。ここでは、複数の端子１１０及び複数の端子１２０を例示する。また、ここでは、表面１００ａ側の端子１１０として、表面１００ａから突出するように設けられたポスト（ピラー）１１１と、そのポスト１１１の先端に設けられた半田１１２とを含むものを例示し、裏面１００ｂ側の端子１２０として、パッドを例示する。端子１１０と端子１２０とは、基板１００内に設けられた導体１３０、例えばＴＳＶ（Through Silicon Via）形成技術やスルーホール形成技術等を用いて形成される導体１３０を介して、電気的に接続される。

図１（Ａ）に示す上側の基板２００は、例えば、半導体チップ、ウェハ、或いは回路基板である。基板２００は、下側の基板１００の端子１１０が設けられている面と対向する面（表面）２００ａに、端子２１０を有する。ここでは、複数の端子２１０を例示する。基板２００の端子２１０は、基板１００の端子１１０と対応する位置に設けられる。また、ここでは、端子２１０として、表面２００ａから突出するように設けられたポスト２１１と、そのポスト２１１の先端に設けられた半田２１２とを含むものを例示する。この例では、上側の基板２００よりも下側の基板１００の方が大きな平面サイズ（平面視の外形サイズ）とされる。

基板１００と基板２００との接合前には、図１（Ａ）に示すように、基板１００と基板２００との間、例えば基板２００の表面２００ａに、樹脂３００が設けられる。樹脂３００には、ＮＣＰのようなペースト状の樹脂材料、ＮＣＦ（Non Conductive Film）のようなフィルム状の樹脂材料が用いられる。

基板１００と基板２００との接合時には、図１（Ｂ）に示すように、上側の基板２００が、ボンディングツール（ヘッド）５００で吸引保持され、加熱されながら、吸着ステージ（ステージ）６００上に吸引保持された下側の基板１００側に加圧される。その際、基板２００の端子２１０は、加圧に伴って樹脂３００を押し破り、端子２１０の半田２１２が、対応する基板１００側の端子１１０の半田１１２と接触し、加熱により溶融一体化されることで、半田接合部４００が形成される。更に、半田接合部４００の形成時の加熱により、或いは半田接合部４００の形成後の硬化処理（加熱、紫外線等の光の照射等）により、樹脂３００が硬化される。これにより、基板１００と基板２００とが、ポスト１１１、半田接合部４００及びポスト２１１を介して電気的及び機械的に接続され、更に、樹脂３００によって基板１００と基板２００との間の接合強度が高められる。

基板１００と基板２００との接合時には、その接合時の加圧に伴って基板１００と基板２００とが一定のギャップとなる位置まで接近することで、図１（Ｂ）に示すように、基板１００と基板２００との間から外側に、余剰の樹脂３００が押し出される。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、下側の基板１００の方が上側の基板２００よりも大きな平面サイズである場合の接合を例示した。これに対し、下側の基板１００が上側の基板２００と同じか又は基板２００よりも小さな平面サイズである場合には、次の図２に示すようなことが起こり得る。

図２には一例として、下側の基板１００が上側の基板２００と同じ平面サイズである場合を示している。例えば、上記図１（Ａ）に示したような、表面２００ａに樹脂３００が設けられた基板２００を、それと同じ平面サイズの基板１００に、加熱及び加圧を行って接合する。その際には、上記同様、ポスト１１１とポスト２１１とが半田接合部４００で接合されると共に、基板１００と基板２００との接近に伴う余剰の樹脂３００が、基板１００と基板２００との間から外側に押し出される。

しかし、図２に例示するように下側の基板１００が上側の基板２００と同じ平面サイズであると、それらの間から外側に押し出された余剰の樹脂３００が、基板１００の側面１００ｃへと流れ、更に側面１００ｃを伝って裏面１００ｂに回り込むことが起こり得る。例えば、基板１００とそれを吸引保持するステージ６００との間には、裏面１００ｂの構造上、不可避的に隙間が生じる場合がある。そのような隙間とステージ６００による吸引力とにより、裏面１００ｂへの樹脂３００の回り込み（裏面１００ｂとステージ６００との間の隙間への樹脂３００の流れ込み）が生じ得る。

基板１００の裏面１００ｂへの樹脂３００の回り込み、基板１００の裏面１００ｂの樹脂３００による汚染は、基板１００と基板２００との接合（積層）構造を含む半導体素子の製造、品質に影響を及ぼし得る。

例えば、基板１００の裏面１００ｂに設けられた端子１２０が、裏面１００ｂに回り込んだ樹脂３００で覆われてしまうことがある。このように裏面１００ｂの端子１２０が樹脂３００で覆われてしまうと、その端子１２０に他の基板の端子を接合しようとした時に、それらの電気的な接続が樹脂３００で阻害されてしまうといった接合不良が発生する可能性がある。このような接合不良を回避するために、端子１２０と他の端子との接合に先立ち、端子１２０を覆っている樹脂３００を除去する工程を追加することも可能であるが、その場合、工数の増加による製造効率の低下、製造コストの増加を招く可能性がある。

以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような技術を用い、上記のような基板の樹脂汚染を抑える。
まず、第１の実施の形態について説明する。

図３は第１の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図３には、第１の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。
図３に示す半導体素子１は、下側の基板１０、上側の基板２０、及び基板１０と基板２０との間に設けられた樹脂３０を含む。

下側の基板１０は、例えば、半導体チップ、半導体チップに個片化する前のウェハ、或いはインターポーザ等の回路基板である。基板１０は、その一面（表面）１０ａに設けられた端子１１を有する。ここでは、複数の端子１１を例示する。また、ここでは、表面１０ａ側の端子１１として、表面１０ａから突出するように設けられたポスト１１ａを含むものを例示する。ポスト１１ａには、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の材料が用いられる。

尚、下側の基板１０には、表面１０ａと反対側の面（裏面）１０ｂに、例えば複数のパッドのような端子が設けられてもよい。この場合、基板１０には、ＴＳＶ形成技術やスルーホール形成技術等を用いて形成される導体を設け、その導体を介して表面１０ａ側の端子１１と裏面１０ｂ側の端子とを電気的に接続することができる。

上側の基板２０は、例えば、半導体チップ、半導体チップに個片化する前のウェハ、或いはインターポーザ等の回路基板である。基板２０は、下側の基板１０の端子１１が設けられている面と対向する面（表面）２０ａに、端子２１を有する。ここでは、複数の端子２１を例示する。基板２０の端子２１は、基板１０の端子１１と対応する位置に設けられる。また、ここでは、端子２１として、表面２０ａから突出するように設けられたポスト２１ａを含むものを例示する。ポスト２１ａには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の材料が用いられる。

尚、上側の基板２０には、表面２０ａと反対側の面（裏面）２０ｂに、例えば複数のパッドのような端子やポストを含む端子が設けられてもよい。この場合、基板２０には、ＴＳＶ形成技術やスルーホール形成技術等を用いて形成される導体を設け、その導体を介して表面２０ａ側の端子２１と裏面２０ｂ側の端子とを電気的に接続することができる。

半導体素子１において、下側の基板１０は、例えば、上側の基板２０と同じか又は上側の基板２０よりも小さな平面サイズ（平面視の外形サイズ）とされる。この例では、下側の基板１０と上側の基板２０との平面サイズを同じにしている。

上側の基板２０は、下側の基板１０と対向する表面２０ａ側であって、下側の基板１０の端部１２に対応する位置に、有底の凹部２２（切り欠き部）を有する。ここで、基板１０の端部１２は、例えば、端子１１が設けられる領域よりも外側の部位である。基板２０には、基板１０のこのような端部１２に対応する位置に、凹部２２が設けられる。凹部２２は、例えば、基板２０の側面２０ｃに達する形状とされる。凹部２２は、例えば、基板２０の全周端部に設けられる。基板２０の端子２１は、例えば、そのような全周端部に設けられた凹部２２よりも内側の領域に設けられる。

基板１０の端子１１（ポスト１１ａ）と、基板２０の端子２１（ポスト２１ａ）とは、図３に示すように、半田接合部４１によって接合される。半田接合部４１には、スズ（Ｓｎ）を含む半田を用いることができる。例えば、半田接合部４１の半田としては、Ｓｎ半田、Ｓｎ及び銀（Ａｇ）を含むＳｎ−Ａｇ半田、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕを含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田、Ｓｎ及びインジウム（Ｉｎ）を含むＳｎ−Ｉｎ半田、Ｓｎ及びビスマス（Ｂｉ）を含むＳｎ−Ｂｉ半田等の材料が用いられる。基板１０と基板２０とは、ポスト１１ａ、半田接合部４１及びポスト２１ａを含む接続部４０によって、電気的及び機械的に接続される。

樹脂３０は、接続部４０によって接続された基板１０と基板２０との間に設けられる。樹脂３０は、基板１０の側面１０ｃの少なくとも一部、基板２０の側面２０ｃの少なくとも一部が露出するように、基板１０と基板２０との間に留まって設けられる。接続部４０は、樹脂３０で覆われる。樹脂３０には、絶縁性を有する各種樹脂材料、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。樹脂３０には、絶縁性を有するフィラーが含有されてもよい。樹脂３０は、ＮＣＰのようなペースト状の樹脂材料、ＮＣＦのようなフィルム状の樹脂材料を用いて形成することができる。樹脂３０により、接続部４０を介して接合された基板１０と基板２０との間の接合強度の向上が図られる。

樹脂３０の一部は、上側の基板２０に設けられた凹部２２内に存在する。凹部２２内には、後述のように樹脂３０を介して基板１０と基板２０とを接合する際に、加圧され流動する樹脂３０の一部が流れ込む。凹部２２は、接合時に樹脂３０の一部が流れ込む樹脂溜りとして機能する。半導体素子１では、下側の基板１０と上側の基板２０とを接合する際に樹脂３０の一部が凹部２２内に流れ込むことで、下側の基板１０の裏面１０ｂへの樹脂３０の回り込みが抑えられる。

ここで、半導体素子１の形成方法の一例について、図４〜図７を参照して説明する。
図４〜図７は第１の実施の形態に係る半導体素子の形成方法の説明図である。以下、形成方法の一例を、図４〜図７を参照して順に説明する。

図４及び図５は樹脂及び凹部を有する基板の形成工程の一例を示す図である。図４（Ａ）には、樹脂形成工程の一例の要部断面模式図を示し、図４（Ｂ）には、凹部形成工程の一例の要部断面模式図を示している。図５には、樹脂及び凹部を有する基板の一例の要部斜視模式図を示している。

図４（Ａ）に示すような、所定の位置に端子２１（一例として複数）が設けられた基板２０Ａが準備される。基板２０Ａは、凹部２２が形成される前の基板２０である。端子２１は、ポスト２１ａと、その先端に設けられた半田２１ｂとを含む。端子２１は、基板２０が接合される基板１０の端子１１と対応する位置に設けられる。準備された基板２０Ａの、端子２１が設けられている表面２０ａ側に、表面２０ａに保持される程度の一定の粘性を有する、ＮＣＰやＮＣＦ等の樹脂３０が設けられる。

このように表面２０ａに樹脂３０を設けた基板２０Ａの、その端部に、図４（Ｂ）に示すような、所定の寸法（幅Ｗ、深さＤ等）で凹部２２が設けられる。凹部２２は、ダイサーやレーザー等を用い、端部の樹脂３０及び基板２０Ａを部分的に除去することで、形成される。凹部２２は、例えば図５に示すように、基板２０Ａ（基板２０Ａから形成される基板２０）の、全周端部に設けられる。

このようにして、図４（Ｂ）及び図５に示すような、表面２０ａに樹脂３０を有し、端部に凹部２２を有する基板２０が得られる。
尚、ここでは、まず、基板２０Ａに樹脂３０を設け、次いで、端部の樹脂３０及び基板２０Ａを部分的に除去する例を示した。このほか、まず、基板２０Ａに凹部２２を設け、次いで、その凹部２２よりも内側の領域の表面２０ａに樹脂３０を設けるようにすることもできる。

図６は接合相手基板の形成工程の一例を示す図である。図６には、接合相手基板形成工程の一例の要部断面模式図を示している。
基板２０の接合相手として、図６に示すような、所定の位置に端子１１（一例として複数）が設けられた基板１０が準備される。端子１１は、ポスト１１ａと、その先端に設けられた半田１１ｂとを含む。端子１１は、基板２０の端子２１と対応する位置に、設けられる。

基板１０の、端子１１が設けられている表面１０ａ側には、例えば図６に示すように、アルゴン（Ａｒ）プラズマ処理１４が施されてもよい。Ａｒプラズマ処理１４を施すと、後述の接合時における、表面１０ａに対する樹脂３０の濡れ性を高めることが可能になる。それにより、表面１０ａと樹脂３０との密着性の向上、表面１０ａと樹脂３０との間のボイド抑制等を図ることが可能になる。

尚、基板１０と同様に、基板２０Ａの表面２０ａに、樹脂３０を設ける前に、Ａｒプラズマ処理を施し、表面２０ａとそこに設けられる樹脂３０との密着性の向上、表面２０ａと樹脂３０との間のボイド抑制等を図るようにしてもよい。また、基板２０の凹部２２に、Ａｒプラズマ処理を施し、後述の接合時における、凹部２２と樹脂３０との密着性の向上、凹部２２と樹脂３０との間のボイド抑制等を図るようにしてもよい。

上記のような基板１０及び基板２０が用いられ、半導体素子１が形成される。
図７は半導体素子の形成工程の一例を示す図である。図７（Ａ）には、基板接合前の状態の一例の要部断面模式図を示し、図７（Ｂ）には、基板接合時の状態の一例の要部断面模式図を示し、図７（Ｃ）には、基板接合後の状態の一例の要部断面模式図を示している。

基板１０は、図７（Ａ）に示すように、その裏面１０ｂ側を吸着ステージ（ステージ）６０によって吸引されて保持される。一方、表面２０ａに樹脂３０が設けられ、端部に凹部２２が設けられた基板２０は、図７（Ａ）に示すように、その裏面２０ｂ側をボンディングツール（ヘッド）５０によって吸引されて保持される。ヘッド５０に吸引保持された基板２０は、ステージ６０上に吸引保持された基板１０の上方に、端子２１が端子１１と位置合わせされ、対向配置される。

基板２０は、例えばヘッド５０が備える加熱機構によって加熱されながら、図７（Ｂ）に示すように、基板１０側に加圧される。この加圧に伴い、基板１０と基板２０とは接近し、それらのギャップが狭まっていく。それにより、基板１０と基板２０との間の樹脂３０は、側方（基板１０の端部１２及び基板２０の凹部２２の方）に向かって流動する。樹脂３０は、加圧に伴って基板１０の端部１２に到達すると共に、一部が基板２０の凹部２２内に流れ込む。

更に加圧が進行すると、基板２０の端子２１の半田２１ｂが、対応する基板１０の端子１１の半田１１ｂと接触し、加熱により溶融一体化され、図７（Ｃ）に示すような半田接合部４１が形成される。これにより、基板１０と基板２０とが、ポスト１１ａ、半田接合部４１及びポスト２１ａを含む接続部４０により、所定のギャップ（接続部４０による接合高さ）で接合された状態が得られる。

このような接続部４０による接合状態が得られる過程で、基板１０と基板２０との間の樹脂３０は、側方に向かって流動する。しかし、側方に向かって流動する樹脂３０の一部は、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、基板２０の凹部２２内に流れ込む。このように樹脂３０が凹部２２内に流れ込むことで、側方に向かって流動する樹脂３０の速度、基板１０（及び基板２０）の外側に押し出される樹脂３０の速度が遅くなり、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量が抑えられる。

そして、接続部４０の形成時の加熱により、或いは接続部４０の形成後の硬化処理（加熱、紫外線等の光の照射等）により、樹脂３０が硬化される。これにより、基板１０と基板２０とが接続部４０を介して電気的及び機械的に接続され、更に、樹脂３０によって基板１０と基板２０との間の接合強度が高められた半導体素子１が得られる。

半導体素子１では、接合時に流動する樹脂３０が、基板２０の凹部２２内に流れ込み、それによって基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度、量が抑えられる。そのような状態で樹脂３０が硬化される。これにより、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象が抑えられる。

凹部２２は、基板２０Ａに設けられる樹脂３０の量（図４（Ｂ））、接続部４０を介した接合後の基板１０と基板２０との間のギャップ（図７（Ｃ））を基に、その容積、即ち幅Ｗ、深さＤ、長さＬ等（図４（Ｂ）及び図５）の寸法が設定される。図４（Ｂ）及び図５に示したような基板２０の形成時には、ダイサーやレーザー等が用いられ、所定の容積、寸法となるように凹部２２が形成される。

例えば、上記図２に示した基板１００及び基板２００の平面サイズが２３ｍｍ×２３ｍｍ、接合後の基板１００と基板２００との間のギャップが３０μｍ、接合に伴って外側に押し出される一辺あたりの樹脂３００の量が０．５２ｍｍ³であったとする。一方、図７（Ｃ）に示す基板１０及び基板２０の平面サイズが２３ｍｍ×２３ｍｍ、接合後の基板１０と基板２０との間のギャップが３０μｍであり、基板２０の全周端部に幅Ｗが０．１ｍｍ、深さＤが０．１ｍｍの凹部２２（図５）を設けたとする。このような凹部２２を設けると、一定の粘性を有する樹脂３０は、曲率半径が約０．０５ｍｍの形状を保って外側に押し出され、一辺あたりのその量は０．５６ｍｍ³となる。これは、上記図２の例で押し出される樹脂３００の量である０．５２ｍｍ³を網羅する値である。従って、例示のような寸法の凹部２２を設けると、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象を抑え、それによる裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることができる。

図４〜図７に示すような方法により、図３に示すような半導体素子１が形成される。半導体素子１では、基板２０の凹部２２が樹脂溜りとして機能し、基板１０との接合に伴って流動する樹脂３０が、凹部２２内に流れ込む。これにより、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度、量が抑えられ、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象が抑えられる。基板１０を吸引保持するステージ６０と、基板１０の裏面１０ｂとの間に、その裏面１０ｂの構造上（端子や保護膜等の構造上）、隙間があったとしても、そのような隙間への樹脂３０の回り込み、それによる裏面１０ｂの樹脂汚染が抑えられる。

上記のような半導体素子１において、凹部２２が設けられる基板２０には、前述のように、例えば半導体チップを用いることができる。
図８は半導体チップの構成例を示す図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）にはそれぞれ、半導体チップの一例の要部断面模式図を示している。

例えば図８（Ａ）に示す半導体チップ７０Ａは、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板７１と、半導体基板７１上に設けられた配線層７２とを含む。
半導体基板７１の表面には、トランジスタ、抵抗、容量等の回路素子が形成される。ここでは、半導体基板７１に形成される回路素子として、素子分離領域７１ａで画定される素子領域に形成された１つのトランジスタ７１ｂを例示している。

配線層７２は、絶縁部７２ａ内に設けられた、配線７２ｂａ、ビア７２ｂｂ、電極７２ｂｃ等の導体部を含む。絶縁部７２ａには、有機系又は無機系の各種絶縁材料が用いられる。配線７２ｂａ、ビア７２ｂｂ、電極７２ｂｃ等の導体部には、Ｃｕ、アルミニウム（Ａｌ）等の各種導体材料が用いられる。

配線層７２の電極７２ｂｃ上には、一面（裏面）７０ｂから突出するポスト７３ａと、その先端に設けられた半田７３ｂとを含む端子７３が設けられる。ポスト７３ａには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の材料が用いられる。半田７３ｂには、Ｓｎ−Ａｇ半田等のＳｎを含む半田が用いられる。半導体基板７１に形成されるトランジスタ７１ｂ等の回路素子は、配線層７２の配線７２ｂａ、ビア７２ｂｂ、電極７２ｂｃ等の導体部を介して、端子７３と電気的に接続される。

配線層７２の導体部は更に、半導体基板７１に設けられたＴＳＶ７８を介して、一面（表面）７０ａの端子７４と電気的に接続される。端子７４は、表面７０ａから突出するポスト７４ａと、その先端に設けられた半田７４ｂとを有する。ポスト７４ａには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の材料が用いられる。半田７４ｂには、Ｓｎ−Ａｇ半田等のＳｎを含む半田が用いられる。端子７４は、ＴＳＶ７８を介して、配線層７２に設けられる配線７２ｂａ等の導体部と電気的に接続される。

図８（Ａ）に示す半導体チップ７０Ａでは、半導体基板７１に凹部７５が設けられ、その凹部７５よりも内側の領域に、ＮＣＰやＮＣＦ等の樹脂８０が設けられる。
例えば上記基板２０として、この図８（Ａ）に示すような半導体チップ７０Ａが用いられる。半導体チップ７０Ａでは、その樹脂８０及び凹部７５が設けられた半導体基板７１側を、接合相手の半導体チップ等の基板（上記基板１０に相当）と接合する時、半導体基板７１に設けられた凹部７５が、接合時の加圧に伴って流動する樹脂８０の樹脂溜りとなる。これにより、樹脂８０が接合相手基板の側面を伝って更にその裏面に回り込む現象が抑えられる。

また、図８（Ｂ）に示す半導体チップ７０Ｂは、配線層７２に凹部７５が設けられ、その凹部７５よりも内側の領域に、ＮＣＰやＮＣＦ等の樹脂８０が設けられる。半導体チップ７０Ｂでは、樹脂８０が設けられる面（表面）７０ａ側に、配線層７２の導体部に繋がる端子７３が設けられ、それとは反対の面（裏面）７０ｂ側に、半導体基板７１のＴＳＶ７８に繋がる端子７４が設けられる。図８（Ｂ）に示す半導体チップ７０Ｂは、このような点で、図８（Ａ）に示す半導体チップ７０Ａと相違する。このように凹部７５は、半導体基板７１のほか、配線層７２に設けられてもよい。

例えば上記基板２０として、この図８（Ｂ）に示すような半導体チップ７０Ｂが用いられる。半導体チップ７０Ｂでは、その樹脂８０及び凹部７５が設けられた配線層７２側を、接合相手の半導体チップ等の基板（上記基板１０に相当）と接合する時、配線層７２に設けられた凹部７５が、接合時の加圧に伴って流動する樹脂８０の樹脂溜りとなる。それにより、樹脂８０が接合相手基板の側面を伝って更にその裏面に回り込む現象を抑えることが可能になる。

尚、図８（Ａ）に示す半導体チップ７０Ａの別例として、凹部７５を、半導体基板７１を貫通して配線層７２に達するように設けることもできる。また、図８（Ｂ）に示す半導体チップ７０Ｂの別例として、凹部７５を、配線層７２を貫通して半導体基板７１に達するように設けることもできる。

半導体チップ７０Ａ及び半導体チップ７０Ｂは、例えば次のような方法で形成することができる。
図９は半導体チップ形成方法の一例を示す図である。図９（Ａ）には、樹脂形成工程の一例の要部断面模式図を示し、図９（Ｂ）には、凹部形成工程の一例の要部断面模式図を示し、図９（Ｃ）には、ダイシング工程の一例の要部断面模式図を示している。

図９（Ａ）に示すようなウェハ７０が準備され、例えばその一面に樹脂８０が設けられる。ウェハ７０は、複数のダイシングライン７６を有し、ダイシングライン７６で囲まれた領域が、個片化前の半導体チップ７０Ａ又は半導体チップ７０Ｂが形成される領域（半導体チップ形成領域）７７となる。このようなウェハ７０の、トランジスタ等の回路素子が形成される半導体基板側、又はそのような半導体基板上に設けられる配線層側に、樹脂８０が設けられる。尚、ここでは、ウェハ７０の内部構造、ウェハ７０に設ける端子の図示を省略している。

次いで、図９（Ｂ）に示すように、樹脂８０が設けられたウェハ７０に対し、ダイサーやレーザー等が用いられ、ダイシングライン７６に沿って所定寸法の有底（ハーフカット構造）の凹部７５ａが設けられる。例えば、断面視で凹部７５ａの中央をダイシングライン７６が通るように、凹部７５ａが設けられる。

その後、ダイサーが用いられ、ダイシングライン７６に沿って、ウェハ７０（及び樹脂８０）を切断するダイシングが行われる。これにより、図９（Ｃ）に示すような、個片化された半導体チップ７０Ａ（図８（Ａ））又は半導体チップ７０Ｂ（図８（Ｂ））が得られる。得られる半導体チップ７０Ａ又は半導体チップ７０Ｂの端部には、図９（Ｂ）の工程で設けられた凹部７５ａが、この図９（Ｃ）の工程でのダイシングによって２分割されることで、凹部７５が形成される。

例えばこのようにして得られる半導体チップ７０Ａ又は半導体チップ７０Ｂが、樹脂８０を介して所定の接合相手基板と接合される。
尚、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のようにして樹脂８０及び凹部７５を設けたウェハ７０は、そのダイシング前に、別のウェハ（ダイシング前のウェハ）と接合されてもよい。別のウェハとの接合後に、ダイシングライン７６の位置に沿ってダイシングを行うことで、ウェハ７０から個片化される半導体チップ７０Ａ又は半導体チップ７０Ｂと、別のウェハから個片化される半導体チップとが、樹脂８０を介して接合された構造を得てもよい。

また、基板２０には、インターポーザのような回路基板が用いられてもよい。
図１０はインターポーザの構成例を示す図である。図１０には、インターポーザの一例の要部断面模式図を示している。

図１０に示すインターポーザ９０は、基材９１と、配線９２ａ及びビア９２ｂ等の導体部とを含む。基材９１には、Ｓｉやガラス等の材料が用いられる。導体部には、Ｃｕ等の各種導体材料が用いられる。

インターポーザ９０の一面（裏面）９０ｂの、配線９２ａの一部（電極）上に、裏面９０ｂから突出するポスト９３ａと、その先端に設けられた半田９３ｂとを有する端子９３が設けられる。インターポーザ９０の他面（表面）９０ａの、配線９２ａの一部（電極）上には、表面９０ａから突出するポスト９４ａと、その先端に設けられた半田９４ｂとを有する端子９４が設けられる。ポスト９３ａ及びポスト９４ａには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の材料が用いられる。半田９３ｂ及び半田９４ｂには、Ｓｎ−Ａｇ半田等のＳｎを含む半田が用いられる。インターポーザ９０の表面９０ａと裏面９０ｂの配線９２ａ間は、ビア９２ｂを介して電気的に接続される。

このようなインターポーザ９０の、例えば表面９０ａ側に凹部９５が設けられ、その凹部９５よりも内側の領域に樹脂８０が設けられる。
例えば上記基板２０として、この図１０に示すようなインターポーザ９０が用いられてもよい。インターポーザ９０でも、その樹脂８０及び凹部９５が設けられた面側を、接合相手の半導体チップ等の基板（上記基板１０に相当）と接合する時、凹部９５が、接合時の加圧に伴って流動する樹脂８０の樹脂溜りとなる。それにより、樹脂８０が接合相手基板の側面を伝って更にその裏面に回り込む現象を抑えることが可能になる。

基板２０に設ける凹部２２について更に説明する。
図１１は凹部の形状の説明図である。図１１（Ａ）〜（Ｄ）にはそれぞれ、凹部を有する基板の一例の要部断面模式図を示している。

基板２０の凹部２２は、図１１（Ａ）に示すように、断面視で、その内壁面２２ａと底面２２ｂのコーナー２２ｃが丸みを帯びた形状（Ｒ形状）とされてもよい。例えば、コーナー２２ｃを、その曲率半径が０．０１ｍｍ以上となるような湾曲面とする。図１１（Ａ）に示すようなコーナー２２ｃを有する凹部２２は、例えば、ダイサーやレーザー等を用い、表面２０ａ側から切削加工を施すことで、形成することができる。この場合、用いるダイサーの外周刃の形状やレーザーの照射条件によって、コーナー２２ｃの曲率半径を調整することができる。

上記図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示したように、基板２０と基板１０との接合時には、加圧に伴って流動する樹脂３０が凹部２２内に流れ込む。凹部２２のコーナー２２ｃを、この図１１（Ａ）に示すような湾曲面としていると、凹部２２内に流れ込む樹脂３０が、凹部２２の内壁面２２ａ、コーナー２２ｃ、底面２２ｂに密着し易くなる。樹脂３０は、コーナーを湾曲面としていないものに比べて、内壁面２２ａ及び底面２２ｂのほか、湾曲面としたコーナー２２ｃにも密着し易くなり、凹部２２とそこに流れ込む樹脂３０との間のボイドの発生が抑えられるようになる。

尚、基板２０の凹部２２と樹脂３０との間にボイドが存在していると、基板１０と基板２０とが接合された構造の温度が上昇した時に、ボイド内のガスが膨張し、基板２０から樹脂３０が剥離してしまうことが起こり得る。このような基板２０からの樹脂３０の剥離は、樹脂３０を介して接合される基板１０と基板２０との間の接合強度を低下させ、基板１０と基板２０との接合構造及びこれを含む半導体素子１の信頼性、品質を低下させる恐れがある。従って、基板２０の凹部２２と樹脂３０との間には、ボイドが存在していないことが望ましい。

また、基板２０の凹部２２は、図１１（Ｂ）に示すように、断面視で、基板２０の側面２０ｃに向かって階段状に深くなる形状とされてもよい。図１１（Ｂ）に示すような階段状の凹部２２は、例えば、外周刃の幅が異なる又は同じダイサーを用い、表面２０ａ側から異なる深さで切削加工を施すことで、形成することができる。

凹部２２を、このようなに深さが段階的に変化する階段状とすることで、基板２０と基板１０との接合時に凹部２２内に流れ込む樹脂３０と、その凹部２２の内面との接触面積を増大させることが可能になる。これにより、基板２０と樹脂３０との間の接着強度が高められ、樹脂３０を介して接合される基板２０と基板１０との間の接合強度が一層高められるようになる。

尚、この図１１（Ｂ）に示すような階段状の凹部２２の、各ステップの内壁面と底面のコーナーを、上記図１１（Ａ）の例に従い、湾曲面（Ｒ形状）とすることもできる。
また、基板２０の凹部２２は、図１１（Ｃ）に示すように、断面視で、基板２０の側面２０ｃに向かってテーパー状に深くなる形状とされてもよく、図１１（Ｄ）に示すように、断面視で、基板２０の側面２０ｃに向かって湾曲状に深くなる形状とされてもよい。図１１（Ｃ）に示すようなテーパー状の凹部２２は、例えば、外周刃がＶ字型のダイサーを用いて表面２０ａ側から切削加工を施すことで形成することができる。図１１（Ｄ）に示すような湾曲状の凹部２２は、例えば、外周刃がＵ字型のダイサーを用いて表面２０ａ側から切削加工を施すことで形成することができる。

凹部２２を、この図１１（Ｃ）や図１１（Ｄ）に示すように深さが連続的に変化する形状とすると、基板２０と基板１０との接合時に凹部２２内に流れ込む樹脂３０が、凹部２２の内面に密着し易くなる。これにより、樹脂３０と凹部２２との間のボイドの発生が抑えられるようになる。

基板２０には、この図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）に示すような形状の例に従い、各種形状の凹部２２を設けることができる。
また、図１２は凹部の配置の説明図である。図１２（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ、凹部を有する基板の一例の要部斜視模式図を示している。

上記図５には、基板２０の全周端部に凹部２２を設ける例を示した。このように基板２０の全周端部に凹部２２を設けることで、基板２０の全周に大容積で樹脂溜りを設け、基板１０の裏面１０ｂへの樹脂３０の回り込みを抑える。

このほか、基板２０の凹部２２は、基板２０の全周端部のうち、一部分に配置されてもよい。
例えば図１２（Ａ）に示すように、基板２０の少なくとも一辺に沿った端部に凹部２２を設けてもよい。図１２（Ａ）には一例として、対向する二辺２０ｄ，２０ｅに沿った各端部に凹部２２を設けた場合を図示している。凹部２２を、この図１２（Ａ）に示すような配置とすれば、例えば、全周端部に設ける場合に比べて、凹部２２の形成に要する工数、コストの削減を図ることが可能になる。

また、図１２（Ｂ）に示すように、基板２０の少なくとも一辺に沿った端部の一部に凹部２２を設けてもよい。図１２（Ｂ）には一例として、四辺２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇに沿った各端部の中央部に、それぞれ凹部２２を設けた場合を図示している。例えば、凹部２２を設けていない基板２０と、基板１０との接合時には、加圧に伴い、樹脂３０が、四隅の角部よりも、辺２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇに沿った端部の外側に押し出され易い場合がある。このような場合、基板２０に、図１２（Ｂ）に示すような配置の凹部２２を設けると、樹脂３０が、辺２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇに沿った端部の外側に押し出されるのを抑えることが可能になる。尚、各辺２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇに沿った端部に設ける凹部２２の数は、図示のものに限定されない。

また、図１２（Ｃ）に示すように、基板２０の少なくとも一角の端部に凹部２２を設けてもよい。図１２（Ｃ）には一例として、四隅の角の端部に、凹部２２を設けた場合を図示している。例えば、樹脂３０を介して基板１０と基板２０とが接合される半導体素子１では、中央部に比べて角部に大きな変形、応力が生じ易い場合がある。このような場合、基板２０に、図１２（Ｃ）に示すような配置の凹部２２を設けていると、半導体素子１における角部に比較的多量の樹脂３０が集中し、樹脂３０による接着強度の向上、応力緩和等を図ることが可能になる。

基板２０には、この図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すような配置の例に従い、各種配置で凹部２２を設けることができる。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る半導体素子１では、基板２０に凹部２２を設ける。これにより、基板２０を、樹脂３０を介して基板１０と接合する際、加圧に伴って流動する樹脂３０が凹部２２内に流れ込み、一定量以上の樹脂３０が基板１０の外側に押し出されるのを抑えることが可能になる。これにより、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象、それによる裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることが可能になる。

従って、基板１０の裏面１０ｂに、他の基板を電気的に接続するための端子が設けられていても、その端子の、裏面１０ｂに回り込む樹脂３０による被覆、他の基板との電気的な接続不良の発生を抑えることが可能になる。また、接合不良を回避するため、他の基板との接合に先立ち、裏面１０ｂに回り込んだ樹脂３０を除去する工程を追加することも不要になる。また、基板１０の裏面１０ｂが外表面となるような場合には、裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることで、綺麗な外観の半導体素子１を実現することも可能になる。

第１の実施の形態によれば、高品質の半導体素子１を実現することが可能になり、そのような高品質の半導体素子１を、工数の増加による製造効率の低下、製造コストの増加を抑えて実現することが可能になる。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１３は第２の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図１３には、第２の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。

図１３に示す半導体素子１Ａは、上側の基板２０に凹部が設けられず、その接合相手となる下側の基板１０に樹脂溜りとなる有底の凹部１３（切り欠き部）が設けられている点で、上記第１の実施の形態に係る半導体素子１（図３）と相違する。

基板１０の凹部１３は、基板２０と対向する表面１０ａ側であって、基板２０の端部２３に対応する位置に設けられる。ここで、基板２０の端部２３は、例えば、端子２１が設けられる領域よりも外側の部位である。基板１０には、基板２０のこのような端部２３に対応する位置に、凹部１３が設けられる。凹部１３は、例えば、基板１０の側面１０ｃに達する形状とされる。

基板１０は、例えば、基板２０と同じか又は基板２０よりも小さな平面サイズとされる。この例では、基板１０と基板２０との平面サイズを同じにしている。
図１４は第２の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。図１４（Ａ）には、基板接合前の状態の一例の要部断面模式図を示し、図１４（Ｂ）には、基板接合時の状態の一例の要部断面模式図を示し、図１４（Ｃ）には、基板接合後の状態の一例の要部断面模式図を示している。

表面１０ａ側の端部に凹部１３が設けられた基板１０は、図１４（Ａ）に示すように、その裏面１０ｂ側をステージ６０によって吸引されて保持される。一方、表面２０ａに樹脂３０が設けられた基板２０は、図１４（Ａ）に示すように、その裏面２０ｂ側をヘッド５０によって吸引されて保持される。ヘッド５０に吸引保持された基板２０は、ステージ６０上に吸引保持された基板１０の上方に、端子２１が端子１１と位置合わせされ、対向配置される。

基板２０は、例えばヘッド５０が備える加熱機構によって加熱されながら、図１４（Ｂ）に示すように、基板１０側に加圧される。この加圧に伴い、基板１０と基板２０とが接近し、基板１０と基板２０との間の樹脂３０が、側方（基板１０の凹部１３及び基板２０の端部２３の方）に向かって流動し、一部が基板１０の凹部１３内に流れ込む。

更に加圧が進行すると、基板２０の端子２１の半田２１ｂが、対応する基板１０の端子１１の半田１１ｂと接触し、加熱により溶融一体化され、図１４（Ｃ）に示すような半田接合部４１が形成される。これにより、基板１０と基板２０とが、ポスト１１ａ、半田接合部４１及びポスト２１ａを含む接続部４０により、所定のギャップ（接続部４０による接合高さ）で接合された状態が得られる。

このような接続部４０による接合状態が得られる過程で、基板１０と基板２０との間の樹脂３０は、側方に向かって流動する。しかし、一部が凹部１３内に流れ込むことで、側方に向かって流動する樹脂３０の速度、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度が遅くなり、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量が抑えられる。

そして、接続部４０の形成時の加熱により、或いは接続部４０の形成後の硬化処理（加熱、紫外線等の光の照射等）により、樹脂３０が硬化される。これにより、基板１０と基板２０とが接続部４０を介して電気的及び機械的に接続され、更に、樹脂３０によって基板１０と基板２０との間の接合強度が高められた半導体素子１Ａが得られる。

半導体素子１Ａでは、接合時に流動する樹脂３０が、基板１０の凹部１３に流れ込み、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度、量が抑えられる。そのような状態で樹脂３０が硬化される。これにより、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象が抑えられる。

このように、下側の基板１０に凹部１３を設ける場合にも、基板１０の裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることが可能である。
半導体素子１Ａに用いる基板１０の凹部１３は、例えば上記図４（Ｂ）等の例に従い、先端に半田が設けられたポスト１１ａを含む端子１１を備えた基板１０の、その端部を、ダイサーやレーザー等を用いて部分的に除去することで、形成することができる。尚、上記図１４（Ａ）に示すように、接合にあたって基板２０側に樹脂３０を設ける場合には、基板１０側に樹脂３０を設けることを要しない。

また、半導体素子１Ａの基板１０としては、例えば、上記図８（Ａ）又は図９（Ｃ）に示すような半導体チップ７０Ａ、上記図８（Ｂ）又は図９（Ｃ）に示すような半導体チップ７０Ｂを用いることができる。このほか、半導体素子１Ａの基板１０として、上記図９（Ａ）に示すようなウェハ７０、上記図１０に示すようなインターポーザ９０等を用いることもできる。尚、上記図１４（Ａ）に示すように、接合にあたって基板２０側に樹脂３０を設ける場合には、基板１０として用いる半導体チップ７０Ａ，７０Ｂ、ウェハ７０、インターポーザ９０等には、樹脂８０を設けることを要しない。また、基板１０として用いる半導体チップ７０Ａ，７０Ｂ、ウェハ７０、インターポーザ９０等には、凹部７５が設けられる面と反対側の面（ステージ側の面）にポスト等の突起状端子を設けることを要しない。

また、半導体素子１Ａに用いる基板１０の凹部１３は、上記図１１（Ａ）と同様に、断面視で内壁面と底面のコーナーを湾曲面（Ｒ形状）とすることができる。これにより、基板１０と基板２０との接合時に、凹部１３とそこに流れ込む樹脂３０との間のボイドの発生を抑えることが可能になる。このほか、凹部１３は、上記図１１（Ｂ）と同様に、断面視で階段状とし、凹部１３とそこに流れ込む樹脂３０との接触面積を増大させ、それにより、基板１０と基板２０との接合強度を高めるようにしてもよい。凹部１３はまた、上記図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ）と同様に、断面視でテーパー状、湾曲状とすることで、凹部１３とそこに流れ込む樹脂３０との間のボイドの発生を抑えるようにしてもよい。

また、半導体素子１Ａに用いる基板１０の凹部１３は、例えば上記図５と同様に、基板１０の全周端部に設けることができる。このほか、凹部１３は、基板１０の全周端部の一部分に配置されてもよく、例えば上記図１２（Ａ）と同様に、基板１０の或る辺に沿った端部に設け、凹部１３の形成に要する工数、コストの削減を図るようにしてもよい。凹部１３はまた、上記図１２（Ｂ）と同様に、基板１０の或る辺に沿った端部の一部に設け、当該辺の外側に押し出される樹脂３０の量を抑えるようにしてもよい。凹部１３は、上記図１２（Ｃ）と同様に、基板１０の或る角の端部に設け、当該角に樹脂３０を集中させ、基板１０と基板２０との接合強度の向上等を図るようにしてもよい。

第２の実施の形態によれば、下側の基板１０に凹部１３を設け、それにより基板１０の裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることで、高品質の半導体素子１Ａを実現することができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。
図１５は第３の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図１５には、第３の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。

図１５に示す半導体素子１Ｂは、凹部１３が設けられた基板１０と、凹部２２が設けられた基板２０とが、樹脂３０を介して接合されている点で、上記第１の実施の形態に係る半導体素子１（図３）、第２の実施の形態に係る半導体素子１Ａ（図１３）と相違する。

凹部１３を有する基板１０は、上記第２の実施の形態で述べた例に従って形成することができる。凹部２２を有する基板２０は、上記第１の実施の形態で述べた例に従って形成することができる。

基板１０は、例えば、基板２０と同じか又は基板２０よりも小さな平面サイズとされる。この例では、基板１０と基板２０との平面サイズを同じにしている。
凹部１３を有する基板１０と、凹部２２を有する基板２０との接合時には、その接合時の加圧に伴って流動する樹脂３０の一部が、凹部１３内及び凹部２２内に流れ込む。これにより、流動する樹脂３０の速度、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度が遅くなり、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量が抑えられる。そして、接続部４０が形成され、樹脂３０が硬化されて、半導体素子１Ｂが得られる。

このように基板１０及び基板２０にそれぞれ凹部１３及び凹部２２を設けることで、外側に押し出される樹脂３０の速度、量を抑え、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象、それによる裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることも可能である。

半導体素子１Ｂの基板１０には、例えば、上記第２の実施の形態で述べたような凹部を有しない基板２０を接合相手基板とする場合に比べて、浅い凹部１３が形成され得る。同様に、半導体素子１Ｂの基板２０には、例えば、上記第１の実施の形態で述べたような凹部を有しない基板１０を接合相手基板とする場合に比べて、浅い凹部２２が形成され得る。

即ち、凹部１３及び凹部２２の寸法（容積）は、凹部１３及び凹部２２を設けなかった場合に基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量を基に、設定される。そのため、半導体素子１Ｂのように、凹部１３及び凹部２２の両方を設ける場合は、凹部１３のみを設ける場合や凹部２２のみを設ける場合に比べて、各々の寸法を小さくすることも可能であり、その結果、上記のような浅い凹部１３、浅い凹部２２が形成され得る。

また、凹部１３及び凹部２２を設けなかった場合に基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量を、凹部１３を設けるのみ又は凹部２２を設けるのみでは網羅できない場合、半導体素子１Ｂのように、凹部１３と凹部２２の双方を設けることが可能である。例えば、そのような樹脂３０の量を網羅できる十分な深さの凹部２２を基板２０の内部構造上形成できない場合や、十分な深さの凹部１３を基板１０の内部構造上形成できない場合、凹部１３と凹部２２の双方を設けることが可能である。

また、凹部１３及び凹部２２を設けなかった場合に基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量を、凹部１３を設けるのみ又は凹部２２を設けるのみで網羅できる場合でも、十分な容積を確保するために、凹部１３と凹部２２の双方を設けてもよい。

尚、基板１０及び基板２０にそれぞれ凹部１３及び凹部２２を設ける場合、凹部１３と凹部２２とは、必ずしも対応する位置に設けられていることを要しない。
図１６は第３の実施の形態に係る半導体素子の別例を示す図である。図１６（Ａ）には、第３の実施の形態に係る半導体素子の別例の要部断面模式図を示し、図１６（Ｂ）には、図１６（Ａ）のＳ１面の断面模式図を示し、図１６（Ｃ）には、図１６（Ａ）のＳ２面の断面模式図を示している。

図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示すように、半導体素子１Ｂａは、凹部１３が設けられた基板１０と、凹部２２が設けられた基板２０とが、樹脂３０を介して接合され、凹部１３と凹部２２とが、対応しない位置に設けられた構造を有する。

凹部１３と凹部２２の合計で所定の容積、即ち凹部１３及び凹部２２を設けなかった場合に基板１０の外側に押し出される樹脂３０の量を網羅できる容積が確保できれば、このように凹部１３と凹部２２とは、対応しない位置に設けられていてもよい。凹部１３と凹部２２とが、このような非対応の位置関係にあっても、基板１０と基板２０との接合時に樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象を抑え、裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることが可能である。

第３の実施の形態によれば、下側の基板１０及び上側の基板２０にそれぞれ凹部１３及び凹部２２を設け、それにより基板１０の裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることで、高品質の半導体素子１Ｂ及び半導体素子１Ｂａを実現することができる。

次に、第４の実施の形態について説明する。
図１７は第４の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）にはそれぞれ、第４の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。

図１７（Ａ）に示す半導体素子１Ｃは、下側の基板１０の端部に、側面１０ｃよりも内側に位置する凹部１３が設けられ、このような基板１０が、凹部２２を有する上側の基板２０と接合されている点で、上記第１の実施の形態に係る半導体素子１（図３）と相違する。

また、図１７（Ｂ）に示す半導体素子１Ｄは、下側の基板１０の端部に、側面１０ｃよりも内側に位置する凹部１３が設けられ、このような基板１０が、凹部を有しない上側の基板２０と接合されている点で、上記第２の実施の形態に係る半導体素子１Ａ（図１３）と相違する。

半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄにおいて、基板１０は、例えば、基板２０と同じか又は基板２０よりも小さな平面サイズとされる。この例では、基板１０と基板２０との平面サイズを同じにしている。

図１８は第４の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。図１８（Ａ）には、基板接合前の状態の一例の要部断面模式図を示し、図１８（Ｂ）には、基板接合時の状態の一例の要部断面模式図を示し、図１８（Ｃ）には、基板接合後の状態の一例の要部断面模式図を示している。

図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）には一例として、図１７（Ａ）に示した半導体素子１Ｃの形成工程を例示している。半導体素子１Ｃの形成では、図１８（Ａ）に示すように、ヘッド５０に吸引保持された基板２０が、ステージ６０上に吸引保持された基板１０の上方に、端子２１が端子１１と位置合わせされ、対向配置される。基板２０は、例えばヘッド５０が備える加熱機構によって加熱されながら、基板１０側に加圧される。この加熱及び加圧の過程で、図１８（Ｂ）及び図１８（Ｃ）に示すように、基板１０と基板２０とが接近してそれらの間の樹脂３０が流動し、図１８（Ｃ）に示すように、接続部４０が形成され、樹脂３０が硬化され、半導体素子１Ｃが得られる。尚、図１７（Ｂ）に示した半導体素子１Ｄも、これと同様の手順で得ることができる。

ここで、基板１０には、その側面１０ｃよりも内側に凹部１３が設けられていることで、図１８（Ｂ）及び図１８（Ｃ）に示すように、凹部１３の側面１０ｃ側の壁１３ａが、上側の基板２０との接合時に流動する樹脂３０を堰き止めるダムとして機能する（ダム効果）。これにより、樹脂３０の側面１０ｃへの到達を一層抑えて、裏面１０ｂへの回り込み、裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることが可能になる。

半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄに用いる基板１０の、壁１３ａを有する凹部１３は、ダイサーやレーザー等を用いて形成することができる。
半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄの基板１０としては、例えば、上記図８（Ａ）又は図９（Ｃ）に示すような半導体チップ７０Ａ、上記図８（Ｂ）又は図９（Ｃ）に示すような半導体チップ７０Ｂを用いることができる。このほか、半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄの基板１０として、上記図９（Ａ）に示すようなウェハ７０、上記図１０に示すようなインターポーザ９０等を用いることもできる。

また、半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄに用いる基板１０の、壁１３ａを有する凹部１３は、断面視で内壁面と底面のコーナーを湾曲面（Ｒ形状）とすることができる。このほか、凹部１３は、その内面を、断面視で階段状、例えば、側面１０ｃに向かって徐々に深くなる形状、側面１０ｃに向かって徐々に浅くなる形状、或いは側面１０ｃに向かって徐々に深くなった後徐々に浅くなる形状とすることもできる。凹部１３は、また、断面視でテーパー状、例えばＶ字形状としたり、断面視で湾曲状、例えばＵ字形状としたりすることもできる。

また、半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄに用いる基板１０の、壁１３ａを有する凹部１３は、基板１０の全周端部に設けることができるほか、全周端部の一部分、例えば或る辺や角の端部に、配置することもできる。

第４の実施の形態によれば、基板１０に壁１３ａを有する凹部１３を設け、それにより基板１０の裏面１０ｂの樹脂汚染を抑えることで、高品質の半導体素子１Ｃ及び半導体素子１Ｄを実現することができる。

尚、ここでは、下側の基板１０に壁１３ａを有する凹部１３を設ける場合を例示したが、上側の基板２０に、同様の壁を有する凹部２２を設けることも可能である。このような構成としても、接合時に流動する樹脂を、その凹部２２内に流れ込ませ、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度、量を抑えることが可能である。

次に、第５の実施の形態について説明する。
図１９は第５の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図１９には、第５の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。

上記第１〜第４の実施の形態では、基板１０と基板２０の、２枚の基板を積層して接合する構造を例示したが、接合する基板の枚数はこれに限定されない。
例えば、図１９に示す半導体素子１Ｅのように、上記第１の実施の形態で述べたような基板１０と基板２０との接合構造の、その基板２０上に更に、別の基板２０Ｅが接合されてもよい。接合される基板２０Ｅには、図１９に例示するように、その端部に凹部２２Ｅが設けられてもよい。基板２０上への基板２０Ｅの接合は、上記のような基板１０上への基板２０の接合と同様にして行うことができる。

基板２０Ｅは、基板２０の裏面２０ｂと対向する面（表面）２０Ｅａに、ポスト２１Ｅａを含む端子２１Ｅを有する。基板２０Ｅのポスト２１Ｅａと、基板２０の裏面２０ｂに設けられた端子２４のポスト２４ａとが、Ｓｎ−Ａｇ半田等が用いられた半田接合部４１Ｅによって接合され、基板２０Ｅと基板２０とが接続部４０Ｅによって電気的及び機械的に接続される。基板２０Ｅと基板２０との間には、ＮＣＰやＮＣＦ等から形成される樹脂３０Ｅが設けられ、樹脂３０Ｅによって基板２０Ｅと基板２０との間の接合強度が高められる。

尚、ここでは、基板２０上に、凹部２２Ｅを有する基板２０Ｅを１枚、積層して接合する場合を例示したが、基板２０上には、各種基板を１枚又は２枚以上、積層して接合することが可能である。また、基板２０上に限らず、基板１０下に、各種基板を１枚又は２枚以上、積層して接合することも可能である。

また、上記第２〜第４の実施の形態で述べた基板２０上や基板１０下に、各種基板を積層して接合することも可能である。
次に、第６の実施の形態について説明する。

図２０は第６の実施の形態に係る半導体素子の一例を示す図である。図２０には、第６の実施の形態に係る半導体素子の一例の要部断面模式図を示している。
図２０に示す半導体素子１Ｆは、端子１１としてパッド１１ｃを有する基板１０と、端子２１としてパッド２１ｃを有する基板２０とが、半田接合部４３で接合されている点で、上記第１の実施の形態に係る半導体素子１（図３）と相違する。

このような半導体素子１Ｆは、例えば次のようにして形成される。
図２１は第６の実施の形態に係る半導体素子の形成工程の一例を示す図である。図２１（Ａ）には、基板接合前の状態の一例の要部断面模式図を示し、図２１（Ｂ）には、基板接合時の状態の一例の要部断面模式図を示し、図２１（Ｃ）には、基板接合後の状態の一例の要部断面模式図を示している。

この例では、図２１（Ａ）に示すような、パッド２１ｃ上に半田ボールバンプ４３ａが設けられ、表面２０ａに樹脂３０が設けられた、凹部２２を有する基板２０が準備される。このような基板２０がヘッド５０に吸引保持されて、ステージ６０上に吸引保持された基板１０の上方に、パッド２１ｃ（端子２１）がパッド１１ｃ（端子１１）と位置合わせされ、対向配置される。基板２０は、例えばヘッド５０が備える加熱機構によって加熱されながら、基板１０側に加圧される。この加熱及び加圧の過程で、図２１（Ｂ）及び図２１（Ｃ）に示すように、基板１０と基板２０とが接近してそれらの間の樹脂３０が流動する。また、図２１（Ｃ）に示すように、パッド２１ｃ上の半田ボールバンプ４３ａがパッド１１ｃと接触し、パッド２１ｃとパッド１１ｃとが半田接合部４３で接合される。更に、樹脂３０が硬化され、硬化された樹脂３０によって基板１０と基板２０との接合強度が高められる。これにより、半導体素子１Ｆが得られる。

このように基板１０と基板２０とが半田ボールバンプ４３ａを用いて接合される半導体素子１Ｆにおいても、接合時に流動する樹脂３０が、基板２０の凹部２２に流れ込み、基板１０の外側に押し出される樹脂３０の速度、量が抑えられる。これにより、樹脂３０が基板１０の側面１０ｃを伝って裏面１０ｂに回り込む現象が抑えられ、裏面１０ｂの樹脂汚染が抑えられる。

上記第２〜第５の実施の形態で述べた半導体素子１Ａ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅにおける基板１０と基板２０との接続を、この第６の実施の形態と同様に、パッド１１ｃ、半田接合部４３及びパッド２１ｃによって行うこともできる。このような接続を採用した場合でも、上記同様の効果を得ることができる。

以上の第１〜第６の実施の形態で述べた半導体素子１，１Ａ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ等（半導体素子のほか、半導体装置、電子装置等とも称され得る）は、各種電子機器に用いることができる。例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等）、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に用いることができる。

図２２は電子機器の一例を示す図である。図２２には、電子機器の一例を模式的に図示している。図２２に示すように、例えば上記図３に示したような半導体素子１が、先に例示したような各種の電子機器２に搭載（内蔵）される。

半導体素子１では、基板２０に凹部２２が設けられることで、基板１０との接合時にその裏面１０ｂへの樹脂３０の回り込み、それによる裏面１０ｂの樹脂汚染が抑えられる。これにより、高品質の半導体素子１が実現され、そのような半導体素子１を搭載する高品質の電子機器２が実現される。

他の半導体素子１Ａ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ等を搭載する各種電子機器も同様に実現される。
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１） 第１基板と、
前記第１基板と対向し、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１基板と前記第２基板との間に留まって設けられ、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する樹脂と
を含むことを特徴とする半導体素子。

（付記２） 前記凹部は、前記第２基板の端部に設けられることを特徴とする付記１に記載の半導体素子。
（付記３） 前記凹部は、内壁面と底面とが湾曲したコーナーで繋がることを特徴とする付記１又は２に記載の半導体素子。

（付記４） 前記凹部は、深さが段階的に変化することを特徴とする付記１又は２に記載の半導体素子。
（付記５） 前記凹部は、深さが連続的に変化することを特徴とする付記１又は２に記載の半導体素子。

（付記６） 前記凹部は、前記第２基板の側面に達することを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の半導体素子。
（付記７） 前記凹部は、前記第２基板の側面よりも内側に設けられ、当該側面の側に壁を有することを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の半導体素子。

（付記８） 前記凹部は、前記第２基板の全周端部に設けられることを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の半導体素子。
（付記９） 前記凹部は、前記第２基板の全周端部の一部分に設けられることを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の半導体素子。

（付記１０） 前記一部分は、前記第１基板の一辺に沿った端部の全体又は一部を含むことを特徴とする付記９に記載の半導体素子。
（付記１１） 前記一部分は、前記第１基板の一角の端部を含むことを特徴とする付記９に記載の半導体素子。

（付記１２） 樹脂を介して第１基板と第２基板とを対向させる第１工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを接近させ、前記第１基板と前記第２基板とを介在される接続部によって電気的に接続する第２工程と
を含み、
前記第２基板は、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有し、
前記第２工程において、前記樹脂は、前記第１基板と前記第２基板との間に留まり、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在することを特徴とする半導体素子の製造方法。

（付記１３） 前記第１工程前に、表面に前記樹脂を設けた第３基板に、前記樹脂及び前記第３基板の一部を除去して前記凹部を形成することによって、前記樹脂が設けられた前記第２基板を準備する工程を含み、
前記第１工程では、前記第１基板上に、前記樹脂が設けられた前記第２基板を、前記樹脂側を前記第１基板に向けて配置することを特徴とする付記１２に記載の半導体素子の製造方法。

（付記１４） 第１基板と、
前記第１基板と対向し、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１基板と前記第２基板との間に留まって設けられ、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する樹脂と
を含む半導体素子を備えることを特徴とする電子機器。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 半導体素子
２ 電子機器
１０，２０，２０Ａ，２０Ｅ，１００，２００ 基板
１０ａ，２０ａ，２０Ｅａ，７０ａ，９０ａ，１００ａ，２００ａ 表面
１０ｂ，２０ｂ，７０ｂ，９０ｂ，１００ｂ 裏面
１０ｃ，２０ｃ，１００ｃ 側面
１１，２１，２１Ｅ，２４，７３，７４，９３，９４，１１０，１２０，２１０ 端子
１１ａ，２１ａ，２１Ｅａ，２４ａ，７３ａ，７４ａ，９３ａ，９４ａ，１１１，２１１ ポスト
１１ｂ，２１ｂ，７３ｂ，７４ｂ，９３ｂ，９４ｂ，１１２，２１２ 半田
１１ｃ，２１ｃ パッド
１２，２３ 端部
１３，２２，２２Ｅ，７５，７５ａ，９５ 凹部
１３ａ 壁
１４ Ａｒプラズマ処理
２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ 辺
２２ａ 内壁面
２２ｂ 底面
２２ｃ コーナー
３０，３０Ｅ，８０，３００ 樹脂
４０，４０Ｅ 接続部
４１，４１Ｅ，４３，４００ 半田接合部
４３ａ 半田ボールバンプ
５０，５００ ヘッド
６０，６００ ステージ
７０ ウェハ
７０Ａ，７０Ｂ 半導体チップ
７１ 半導体基板
７１ａ 素子分離領域
７１ｂ トランジスタ
７２ 配線層
７２ａ 絶縁部
７２ｂａ，９２ａ 配線
７２ｂｂ，９２ｂ ビア
７２ｂｃ 電極
７６ ダイシングライン
７７ 半導体チップ形成領域
７８ ＴＳＶ
９０ インターポーザ
９１ 基材
１３０ 導体

Claims (9)

1. 第１基板と、
   前記第１基板と対向し、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に留まって設けられ、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する樹脂と
   を含むことを特徴とする半導体素子。
2. 前記凹部は、内壁面と底面とが湾曲したコーナーで繋がることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。
3. 前記凹部は、深さが段階的に変化することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。
4. 前記凹部は、深さが連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。
5. 前記凹部は、前記第２基板の側面に達することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体素子。
6. 前記凹部は、前記第２基板の側面よりも内側に設けられ、当該側面の側に壁を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体素子。
7. 樹脂を介して第１基板と第２基板とを対向させる第１工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを接近させ、前記第１基板と前記第２基板とを介在される接続部によって電気的に接続する第２工程と
   を含み、
   前記第２基板は、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有し、
   前記第２工程において、前記樹脂は、前記第１基板と前記第２基板との間に留まり、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在することを特徴とする半導体素子の製造方法。
8. 前記第１工程前に、表面に前記樹脂を設けた第３基板に、前記樹脂及び前記第３基板の一部を除去して前記凹部を形成することによって、前記樹脂が設けられた前記第２基板を準備する工程を含み、
   前記第１工程では、前記第１基板上に、前記樹脂が設けられた前記第２基板を、前記樹脂側を前記第１基板に向けて配置することを特徴とする請求項７に記載の半導体素子の製造方法。
9. 第１基板と、
   前記第１基板と対向し、前記第１基板の端部に対応する位置に凹部を有する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に留まって設けられ、前記接続部を覆い、一部が前記凹部内に存在する樹脂と
   を含む半導体素子を備えることを特徴とする電子機器。

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