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JP7717631B2 - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents
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JP7717631B2 - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents

電子装置及びその製造方法

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Description

本発明の実施形態は、電子装置及びその製造方法に関する。
複数の構造体同士が接合された電子装置がある。この電子装置の製造方法においては、各構造体に設けられた接合電極同士が接合される。電子装置において、歩留まりの向上が望まれる。
特許第6306568号公報
本発明の実施形態は、歩留まりの向上が可能な電子装置及びその製造方法を提供する。
本発明の実施形態によれば、電子装置は、第1構造体と、第2構造体と、を含む。第1構造体は、第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む。第2構造体は、第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む。前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合される。前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有する。
図1(a)~図1(c)は、実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。 図2(a)~図2(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図3(a)~図3(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図4(a)~図4(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。 図6(a)及び図6(b)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図7(a)~図7(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図8(a)~図8(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図9(a)及び図9(b)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図10(a)~図10(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的平面図である。 図12(a)~図12(f)は、実施形態に係る電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図13(a)及び図13(b)は、実施形態に係る電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図14(a)及び図14(b)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図15(a)~図15(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図16(a)及び図16(b)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図17(a)~図17(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図18(a)~図18(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図19(a)~図19(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 図20(a)~図20(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。 実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。 実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本発明の実施形態は、電子装置(電気装置)に係る。電子装置は、例えば電力により動作する装置、または電気的な信号を利用する装置である。電子装置としては、例えば半導体装置が挙げられる。以下の実施形態において、電子装置は例えば半導体装置でもよい。
図1(a)~図1(c)は、実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図1(a)は、実施形態に係る電子装置100を例示する模式的断面図である。図1(a)に表したように、電子装置100は、第1構造体10及び第2構造体20を含む。図1(b)は、第1構造体10を例示する模式的平面図である。図1(c)は、第2構造体20を例示する模式的平面図である。
第1構造体10は、第1基体11、第1配線部21、第1接合電極31、及び第1硬部41を含む。第1構造体10は、第1絶縁膜51を含んでもよい。
第2構造体20は、第2基体12、第2配線部22、第2接合電極32を含む。第2構造体20は、第2絶縁膜52を含んでもよい。
実施形態の説明において、第1基体11から第1接合電極31へ向かう方向をZ方向とする。Z方向に対して垂直な1つの方向をX方向とする。Z方向及びX方向に対して垂直な方向をY方向とする。Z方向は、第1基体11から第2基体12へ向かう方向である。Z方向は、第1構造体10と第2構造体20との積層方向である。
第1基体11は、半導体を含む。具体的には、第1基体11は、例えばシリコン及び化合物半導体(例えばSiC、GaN等)の少なくともいずれかを含む。第1基体11は、例えば半導体基板を含む。基板とは、ウェハでもよいし、チップでもよい。第1基体11は、例えばシリコン基板である。ただし、実施形態において、第1基体11は基板に限らない。第1基体11は、ウェハまたはチップの一部でもよい。
第1配線部21(導電部)は、第1基体11に設けられる。第1配線部21は、複数の配線を含んでもよい。第1配線部21の一部は、第1基体11の第1面11f側に設けられる。例えば第1配線部21は、Al、AlCu、AlSiCu、Ti、TiN、Cu、TaN、W、及びその合金からなる群より選択された少なくとも1つを含む。第1配線部は、複数の配線層を含んでもよい。
この例では、第1絶縁膜51が第1面11fに設けられる。第1絶縁膜51の一部は、第1配線部21と第1基体11との間に位置する。第1絶縁膜51は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン及びポリイミドの少なくともいずれかを含む。
第1接合電極31は、第1配線部21と電気的に接続される。第1接合電極31は、第1基体11の第1面11f側において、第1配線部21と接する。第1接合電極31は、例えば展延性の金属を含む。具体的には、第1接合電極31は、例えば金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、及びイリジウム(Ir)からなる群より選択された少なくとも1つかを含む。第1接合電極31の材料は、電気抵抗が低く、延性を有することが望ましい。第1接合電極31は、積層された複数の導電層を含んでもよい。
第1硬部41は、第1基体11と第2基体12(または第2接合電極32)との間に設けられる。この例では、第1硬部41は、第1基体11と第1接合電極31との間(より具体的には第1配線部21と第1接合電極31との間)に設けられる。例えば、第1硬部41の第1基体11側の面41hは、第1配線部21の第2基体12側の面21fと接する。
図1(b)に表したように、第1硬部41は、Z方向に垂直な面内において、第1接合電極31が設けられた範囲R1内に位置する。例えば、Z方向に沿って見た場合に、第1硬部41の全体は、第1接合電極31と重なり、範囲R1の外には設けられていない。なお、範囲R1は、Z方向に沿って見た場合に、1つの接合電極31の外周に囲まれた範囲である。この例では、範囲R1は、矩形の領域である。第1接合電極31の形状、第2接合電極32の形状および第1硬部41の形状は、矩形に限らず、円形、多角形などでも構わない。
図1(a)及び図1(b)に表した例では、第1硬部41は、範囲R1の中央部に位置し、第1接合電極31に覆われ、第1接合電極31に包含されるように配置されている。例えば、第1硬部41の四方の側面41s、及び第1硬部41の第2基体12側の面41gは、第1接合電極31と接している。ただし、第1硬部41の配置は、これに限らず、例えば、範囲R1の端部に第1硬部41を設けてもよい。面41gは、第2接合電極32と接していてもよい。
図1(b)に表したように、第1硬部41の平面形状は、矩形である。但し、これに限らず、第1硬部41の平面形状は任意である。1つの範囲R1内に、複数の第1硬部41が設けられてもよい。図1(a)の例では、面41gは、X-Y平面に沿って延びる平面である。但し、これに限らず、第1硬部41の形状は任意である。例えば、第1硬部41は、曲面を有していてもよいし、錐体状または錐台状でもよい。
第1硬部41の硬度(または剛性)は、第1接合電極31の硬度(または剛性)よりも高い。つまり、第1硬部41は、第1接合電極31の材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を含む。硬度(または剛性)の指標には、ヤング率またはビッカース硬さを用いてもよい。例えば、第1硬部41の材料のヤング率は、第1接合電極31の材料のヤング率よりも大きい。例えば、第1硬部41の材料のビッカース硬さは、第1接合電極31の材料のビッカース硬さよりも大きい。
第1硬部41は、例えば脆性材料を含む。第1硬部41は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁膜、アルミニウム、タングステン、チタン、パラジウム、その窒化物、その合金、及びその酸化物からなる群より選択された少なくとも一つを含む。より具体的には、第1硬部41には、例えばTEOS(Tetraethyl orthosilicate)膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、窒化チタン等を含む金属膜(導電膜)、及びタングステンシリサイド等を含むシリサイド膜の少なくともいずれかを用いることができる。このように、第1硬部41は、絶縁膜でも金属膜でもよく、第1接合電極31に比べて硬度(または剛性)が高ければよい。
第1硬部41の硬度(または剛性)は、第2接合電極32の硬度(または剛性)よりも高くてもよい。つまり、第1硬部41は、第2接合電極32の材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を含んでもよい。
第2基体12は、半導体を含む。具体的には、第2基体12は、例えばシリコン及び化合物半導体の少なくともいずれかを含む。第2基体12は、例えば半導体基板を含む。第2基体12は、例えばシリコン基板である。ただし、実施形態において、第2基体12は基板に限らない。第2基体12は、ウェハまたはチップの一部でもよい。
第2配線部22(導電部)は、第2基体12に設けられる。第2配線部22は、複数の配線を含んでもよい。第2配線部22の一部は、第2基体12の第2面12f側に設けられる。例えば第2配線部22は、Al、AlCu、AlSiCu、Ti、TiN、Cu、TaN、W、及びその合金からなる群より選択された少なくとも1つを含む。第2配線部は、複数の配線層を含んでもよい。
この例では、第2絶縁膜52が第2面12fに設けられる。第2絶縁膜52の一部は、第2配線部22と第2基体12との間に位置する。第2絶縁膜52は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン及びポリイミドの少なくともいずれかを含む。
第2接合電極32は、第2配線部22と電気的に接続される。第2接合電極32は、第2基体12の第2面12f側において、第2配線部22と接する。第2接合電極32は、例えば展延性の金属を含む。具体的には、第2接合電極32は、例えば金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、及びイリジウム(Ir)から選択された少なくとも一つを含む。第2接合電極32は、積層された複数の導電層を含んでもよい。
第1接合電極31と第2接合電極32とは、第1基体11と第2基体12との間において、互いに接合される。接合には、例えば圧着が用いられる。ただし、接合は圧着に限らず、接合電極同士を接合可能な任意の方法でよい。例えば熱圧着法では熱を加えながら圧着させる、または圧着させたのちに熱を加えて接合させる。
後述するように、第1構造体10は、第1素子部61(例えば図21参照)を含んでもよい。第2構造体20は、第2素子部62(例えば図21参照)を含んでもよい。第1素子部61は、第1配線部21と電気的に接続される。第2素子部62は、第2配線部22と電気的に接続される。例えば、第1構造体10及び第2構造体20は、デバイス(素子及び配線)が形成されたウェハ、またはデバイスが形成されたチップである。
第1素子部61及び第2素子部62のそれぞれは、例えば、トランジスタ、集積回路、制御電極、高周波素子、センサ素子、記憶素子、発光素子、及び受光素子の少なくともいずれかを含む。トランジスタは、信号増幅、スイッチングまたは電力制御など、任意の目的で用いられるものでよい。制御電極は、例えば電場、磁場をコントロールしたり、検出したりする。センサ素子は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で作られた加速度や圧力等を検出するものである。センサ素子は、歪みゲージや、フォトダイオードなどの受光素子でもよい。記憶素子は、例えばDRAMまたは不揮発メモリである。発光素子は、例えば半導体レーザまたは発光ダイオードである。ただし、これに限らず、第1素子部61及び第2素子部62は、配線と接続されて機能する任意の素子でよい。
第1接合電極31と第2接合電極32との接合によって、第1構造体10と第2構造体20とは電気的に接続される。第1接合電極31及び第2接合電極32を介して、第1構造体10と第2構造体20との間で、電気信号の入出力が可能である。例えば、第1素子部61と第2素子部62との間で、電気信号の入出力が可能である。
上述したように実施形態においては、第1硬部41が設けられる。これにより、例えば、第1接合電極31と第2接合電極32との接合における不良(例えばオープン不良またはショート不良)の発生を抑制することができる。したがって、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
例えば、第1接合電極31を第2接合電極32に押しつけた状態で、第1接合電極31と第2接合電極32とが互いに接合される。この際、比較的硬度の高い第1硬部41を設けることによって、第1接合電極31を第2接合電極32にしっかりと押しつけやすく、第1接合電極31と第2接合電極32との密着性を向上させやすい。言い換えれば、第1接合電極31と第2接合電極32との接触圧力を大きくすることができる。これにより、第1接合電極31と第2接合電極32との間のオープン不良の発生を抑制することができる。
または、接合電極同士の接触圧力が大きすぎると、接合電極が変形し、基体間の距離が短くなることも考えられる。この場合、基体間の距離が短くなり、接合電極が変形して、面内方向(X、Y方向)に広がる可能性がある。接合電極が変形することで、接合電極が基体に設けられた別の導電部(配線など)と接触し、その結果、ショート不良が発生することも考えられる。これに対し、比較的硬度の高い第1硬部41は、例えば、第1接合電極31よりも変形しにくい。そのため、第1硬部41をスペーサまたはストッパとして用いることで、第1基体11と第2基体12との間の距離が短くなりすぎることを抑制できる。つまり、第1硬部41によって第1基体11と第2基体12との間の距離を調整することができる。これにより、第1接合電極31、第2接合電極32の変形を抑制し、ショート不良の発生を抑制することができる。
上述したように、この例では、第1硬部41は、第1接合電極31と第1配線部21との間に設けられる。これにより、例えば、第1接合電極31と第2接合電極32との密着性をより向上させやすい。
図1(a)に表したように、第2接合電極32のX方向の長さは、第1接合電極31のX方向の長さよりも、長くてもよい。これにより、例えば、接合時における第1接合電極31と第2接合電極32との合わせずれの影響を抑制できる。同様に、第2接合電極32のY方向の長さは、第1接合電極31のY方向の長さよりも、長くてもよい。逆に、第1電極31の方が長くてもよい。例えば、第1接合電極31のX方向の長さは、第2接合電極32のX方向の長さよりも、長くてもよいし、第1接合電極31のY方向の長さは、第2接合電極32のY方向の長さよりも、長くてもよい。
なお、第1接合電極31と第2接合電極32との境界は、明確に観察されなくてもよい。すなわち、互いに接合された第1接合電極31及び第2接合電極32とは、一体的に設けられた導電部であってもよい。この場合、当該導電部のうちの、第1基体11側の部分を第1接合電極31と見なし、第2基体12側の部分を第2接合電極32と見なすことができる。
図2(a)~図2(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図2(a)は、実施形態に係る電子装置101を例示する模式的断面図である。図2(b)は、第1構造体10を例示する模式的平面図である。図2(c)は、第2構造体20を例示する模式的平面図である。
電子装置101においては、第1硬部41が、第1配線部21と第1基体11との間に設けられる。これ以外については、電子装置101には、電子装置100と同様の説明を適用できる。
図2(a)及び図2(b)に表したように、第1硬部41の第1基体11側の面41hは、第1絶縁膜51の第2基体12側の面51hと接する。第1硬部41は、第1配線部21に覆われ、第1配線部21に包含されるように配置されている。第1硬部41の四方の側面41s、及び第1硬部41の第2基体12側の面41gは、第1配線部21と接している。この場合、面41gは、基本的に第1配線部21を介して第1接合電極31と接触するが、例えば第1硬部41の高さが第1配線部21の高さよりも高い場合には、面41gと第1接合電極31とが接していてもよい。
電子装置101においても、電子装置100と同様に、第1接合電極31と第2接合電極32との接合における不良の発生を抑制することができる。これにより、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
図3(a)~図3(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図3(a)は、実施形態に係る電子装置102を例示する模式的断面図である。図3(b)は、第1構造体10を例示する模式的平面図である。図3(c)は、第2構造体20を例示する模式的平面図である。
電子装置102においては、第2構造体20は、第2硬部42を含む。これ以外については、電子装置102には、電子装置100と同様の説明を適用できる。
第2硬部42は、第1基体11(または第1接合電極31)と第2基体12との間に設けられる。この例では、第2硬部42は、第2基体12と第2接合電極32との間(より具体的には第2配線部22と第2接合電極32との間)に設けられる。例えば、第2硬部42の第2基体12側の面42hは、第2配線部22の第1基体11側の面22fと接する。
図3(c)に表したように、第2硬部42は、Z方向に垂直な面内において、第2接合電極32が設けられた範囲R2内に位置する。例えば、Z方向に沿って見た場合に、第2硬部42の全体は、範囲R2の外には設けられていない。第2硬部42の全体は、第1接合電極31及び第2接合電極なお、範囲R2は、Z方向に沿って見た場合に、1つの接合電極32の外周に囲まれた範囲である。この例では、範囲R2は、矩形の領域である。第2硬部42の形状は、矩形に限らず、円形、多角形などでも構わない。
図3(a)及び図3(c)に表した例では、第2硬部42は、範囲R2の中央部に位置し、第2接合電極32に覆われ、第2接合電極32に包含されるように配置されている。例えば、第2硬部42の四方の側面42s、及び第1硬部41の第2基体12側の面42gは、第2接合電極32と接している。ただし、第2硬部42の配置は、これに限らず、例えば、範囲R2の端部に第2硬部42を設けてもよい。面42gは、第1接合電極31と接していてもよい。
この例では、第1硬部41の少なくとも一部は、第2硬部42の少なくとも一部とZ方向において重なる。第2硬部42の面42gは、第1硬部41の面41gと接していてもよい。
図3(c)に表したように、第2硬部42の平面形状は、矩形である。但し、これに限らず、第2硬部42の平面形状は任意である。1つの範囲R2内に、複数の第2硬部42が設けられてもよい。図3(a)の例では、面42gは、X-Y平面に沿って延びる平面である。但し、これに限らず、第2硬部42の形状は任意である。例えば、第2硬部42は、曲面を有していても良いし、錐体状または錐台状でもよい。
第2硬部42の硬度(または剛性)は、第2接合電極32の硬度(または剛性)よりも高い。つまり、第2硬部42は、第2接合電極32の材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を含む。第2硬部42の材料は、第1硬部41における説明と同様の材料を用いることができる。第2硬部42の材料は、第1硬部41の材料と同じでも良いし、異なっていてもよい。
第2硬部42の硬度(または剛性)は、第1接合電極31の硬度(または剛性)よりも高くてもよい。つまり、第2硬部42は、第1接合電極31の材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を含んでもよい。
第2硬部42を設けることによって、上述の電子装置と同様にして、例えば第1接合電極31と第2接合電極との密着性をより向上させやすい。例えば、第1接合電極31と第2接合電極32との間のオープン不良の発生をより抑制することができる。
または、第1硬部41と第2硬部42とによって第1基体11と第2基体12との間の距離を調整することができる。これにより、例えば、1接合電極31、第2接合電極32の変形を抑制し、ショート不良の発生をより抑制することができる。
上述したように、第1硬部41の少なくとも一部は、第2硬部42の少なくとも一部とZ方向において重なる。この場合には、第1硬部41と第2硬部42との間において、第1接合電極31と第2接合電極32との密着性をより向上させやすい。または、第1硬部41と第2硬部42とが接する場合には、第1硬部41及び第2硬部42は、例えばストッパとして機能する。接合における不良の発生をより抑制することができる。
図3(a)に表したように、第2硬部42のX方向の長さは、第1硬部41のX方向の長さよりも、長くてもよい。これにより、例えば、接合時における第1硬部41と第2硬部42との合わせずれの影響を抑制できる。同様に、第2硬部42のY方向の長さは、第1硬部41のY方向の長さよりも、長くてもよい。
第2硬部42は、第2配線部22と第2基体12との間に設けられてもよい。第2硬部42の第2基体12側の面42hは、第2絶縁膜52の第1基体11側の面52hと接していてもよい。第2硬部42は、第2配線部22に覆われ、第2配線部22に包含されるように配置されてもよい。第2硬部42の四方の側面42s、及び第2硬部42の第1基体11側の面42gは、第2配線部22と接していてもよい。この場合、面42gは、基本的に第2配線部22を介して第2接合電極32と接触するが、例えば第2硬部42の高さが第2配線部22の高さよりも高い場合には、面42gと第2接合電極32とが接していてもよい。
図4(a)~図4(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。 図4(a)は、実施形態に係る電子装置103を例示する模式的断面図である。図4(b)は、第1構造体10を例示する模式的平面図である。図4(c)は、第2構造体20を例示する模式的平面図である。
電子装置103においては、第1硬部41及び第2硬部42の形状が、電子装置102と異なる。これ以外については、電子装置103の構造の説明には、電子装置102と同様の説明を適用できる。
この例では、第1硬部41は、第2硬部42とZ方向において重ならない。例えば、第1硬部41の少なくとも一部は、Z方向に垂直な面内において(Z方向に沿って見た場合に)、第2硬部42の一部42aと、第2硬部42の別の一部42bとの間に位置する。
より具体的には、Z方向に沿って見た場合に、第1硬部41は、第2硬部42に囲まれる。図4(b)に表したように、第1硬部41は、Z方向に沿って見た場合に、第1接合電極31の中央に位置する。図4(c)に表したように、第2硬部42は、Z方向に沿って見た場合に、中央に矩形の開口を有する。第2硬部42の外周及び内周は矩形状である。Z方向に沿って見た場合に、第2硬部42の内周の内側に第1硬部41が位置する。
このような第1硬部41及び第2硬部42の位置及び形状によって、例えば第1硬部41のX-Y平面内の移動が、第2硬部42によって規制される。例えば、後述する接合工程においては、第1構造体10の第2構造体20に対する位置が、X-Y平面に沿ってずれることを抑制することができる。なお、第1硬部41の形状及び第2硬部42の開口部の形状は、矩形に限らず、円形、多角形でも構わない。
図5は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。
図5に表した電子装置104においては、第1構造体10は、絶縁膜53をさらに含む。第2構造体20は、絶縁膜54をさらに含む。電子装置104においては第1硬部41の位置及び形状が、電子装置100と比べて異なる。これ以外については、電子装置104の構造の説明には、電子装置100と同様の説明を適用することができる。
絶縁膜53は、第1配線部21と第1接合電極31との間に設けられる。絶縁膜53は、第1配線部21と第1接合電極31とに接する。第1接合電極31は、絶縁膜53に設けられた開口53aにおいて、第1配線部21と接する。
第1硬部41は、絶縁膜53と第2基体12との間に設けられる。この例では、2つの第1硬部41が、絶縁膜53と第1接合電極31との間に設けられる。絶縁膜53の開口53aのX方向の位置は、一方の第1硬部41のX方向の位置と、他方の第1硬部41のX方向の位置と、の間である。または、第1硬部41は、中央に開口を有する矩形状であってもよい。この場合、Z方向に沿って見た場合に、第1硬部41の内周の内側に絶縁膜53の開口53aが位置する。
絶縁膜54は、第2配線部22と第2接合電極32との間に設けられる。絶縁膜54は、第2配線部22と第2接合電極32とに接する。第2接合電極32は、絶縁膜54に設けられた開口54aにおいて、第2配線部22と接する。絶縁膜53及び絶縁膜54のそれぞれは、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン及びポリイミドの少なくともいずれかを含む。
電子装置104においても、電子装置100と同様に、第1接合電極31と第2接合電極32との接合における不良の発生を抑制することができる。これにより、電子装置の歩留まりを向上させることができる。なお、開口53a及び開口54aは、接合電極の中央でなくてもよく、例えば片側にオフセットしていてもよい。
図6(a)及び図6(b)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。図6(a)は、実施形態に係る電子装置105を例示する模式的平面図である。なお、図6(a)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図6(b)は、図6(a)に示すA-A線断面を例示する模式的断面図である。
電子装置105においては、第1構造体10及び第2構造体20は、それぞれ、半導体基板(チップ)である。図6(a)に表したように、第1構造体10及び第2構造体20のそれぞれの平面形状は、矩形状である。なお、第1構造体10及び第2構造体20に含まれる複数の要素は、すべて同じ大きさや形状でなくてもよい。第1構造体10と第2構造体20とは、互いに同じ大きさや形状でなくてもよい。
電子装置105においては、第1構造体10は、複数の第1接合電極31と、複数の第1硬部41と、を含む。複数の第1接合電極31は、例えば、X方向及びY方向に並ぶ。言い換えれば、複数の第1接合電極31は、X-Y平面上にアレイ状に配置される。
第2構造体20は、複数の第2接合電極32を含む。複数の第2接合電極32は、例えば、X方向及びY方向に並ぶ。複数の第2接合電極32は、複数の第1接合電極31に対応して配置される。すなわち、複数の第2接合電極32のそれぞれは、複数の第1接合電極31のそれぞれと接続されるように配置される。具体的には、Z方向に沿って見た場合に、複数の第2接合電極32のそれぞれは、複数の第1接合電極31のそれぞれと重なる。つまり、Z方向に沿って見た場合に、1つの第2接合電極32は、1つの接合電極31と重なる。
複数の第1硬部41のそれぞれは、複数の第1接合電極31のそれぞれに対応して設けられる。Z方向に沿ってみたときに、複数の第1硬部41のそれぞれは、複数の第1接合電極31のそれぞれと重なる。つまり、Z方向に沿って見た場合に、1つの第1硬部41は、1つの接合電極31と重なる。例えば、Z方向に沿って見た場合に、全ての第1接合電極31は、少なくとも1つの第1硬部41と重なる。
電子装置105によれば、接合電極が複数設けられる場合でも、上述の電子装置に関する説明と同様に、各接合電極において接合の不良を抑制することができる。これにより、電子装置の歩留まりをより向上させることができる。なお、電極の形状、配置は必ずしも均一的である必要はない。電極は、整列している必要もない。また、硬部の形状もすべて同じである必要はない。硬部の配置は、電極の配置された場所によって変えることができる。
図7(a)~図7(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。図7(a)は、実施形態に係る電子装置106を例示する模式的平面図である。なお、図7(a)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図7(b)は、図7(a)に示すB-B線断面を例示する模式的断面図である。図7(c)は、図7(a)に示すC-C線断面を例示する模式的断面図である。
電子装置106は、第1硬部41の配置において、電子装置105と異なる。これ以外については、電子装置106の構成には、電子装置105と同様の説明を適用できる。
図7(a)に表したように、第1基体11(第1構造体10)は、Z方向に垂直な面内において、中央領域C1と、中央領域C1の外側に位置する外側領域S1と、を含む。すなわち、Z方向に沿ってみた場合に、中央領域C1の少なくとも一部は、外側領域S1の少なくとも一部と、第1基体11の中心点Cp1と、の間に位置する。図7(a)のような平面視において、中心点Cp1から見て、中央領域C1の少なくとも一部の外側に外側領域S1が配置される。
第1接合電極31は、中央領域C1及び外側領域S1のそれぞれに複数設けられる。言い換えれば、複数の第1接合電極31の一部は、中央領域C1に設けられ、複数の第1接合電極31の別の一部は、外側領域S1に設けられる。この例では、外側領域S1は、第1接合電極31がアレイ状に配列された領域のうちの4つの角部を含む。中央領域C1は、第1接合電極31がアレイ状に配列された領域のうちの、最外周の第1接合電極31(例えば図7(a)に示す第1接合電極31x)を含む領域であってもよい。
図7(b)は、中央領域C1の断面を例示し、図7(c)は、外側領域S1の断面を例示している。第1硬部41は、中央領域C1に複数設けられ、外側領域S1には設けられない。複数の第1硬部41のそれぞれは、Z方向に沿ってみた場合に、中央領域C1に設けられた複数の第1接合電極31のそれぞれと重なる、つまり、Z方向に沿って見た場合に、1つの第1硬部41は、中央領域C1に設けられた1つの接合電極31と重なる。
チップの中央領域においては、チップの外側領域に比べて、接合電極同士の接合における不良(例えばオープン不良)が発生しやすい場合がある。例えば、チップの中央領域では、外側領域に比べて、接合時における接合電極同士の密着性が低い場合がある。これに対して、実施形態によれば、中央領域C1に第1硬部41が設けられる。これにより、例えば、中央領域C1において、上述の電子装置に関する説明と同様に、接合の不良を抑制することができ、電子装置の歩留まりを向上させることができる。なお、電極の形状、配置は必ずしも均一的である必要はない。電極は、整列している必要もない。また、硬部の形状もすべて同じである必要はない。硬部の配置は、電極の配置された場所によって変えることができる。
図8(a)~図8(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。図8(a)は、実施形態に係る電子装置107を例示する模式的平面図である。なお、図8(a)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図8(b)は、図8(a)に示すD-D線断面を例示する模式的断面図である。図8(c)は、図8(a)に示すE-E線断面を例示する模式的断面図である。
電子装置107は、第1硬部41の配置において、電子装置106と異なる。これ以外については、電子装置107の構成には、電子装置106と同様の説明を適用できる。
図8(b)は、中央領域C1の断面を例示し、第8(c)は、外側領域S1の断面を例示している。第1硬部41は、外側領域S1に複数設けられ、中央領域C1には設けられない。複数の第1硬部41のそれぞれは、Z方向に沿ってみた場合に、外側領域S1に設けられた複数の第1接合電極31のそれぞれと重なる、つまり、Z方向に沿って見た場合に、1つの第1硬部41は、外側領域S1に設けられた1つの接合電極31と重なる。
チップの外側領域においては、チップの中央領域に比べて、接合電極同士の接合における不良(例えばショート不良)が発生しやすい場合がある。例えば、チップの外側領域では、中央領域に比べて、接合時における接合電極の変形が生じやすい場合がある。これに対して、実施形態によれば、外側領域S1に第1硬部41が設けられる。これにより、例えば、外側領域S1において、上述の電子装置に関する説明と同様に、接合の不良を抑制することができ、電子装置の歩留まりを向上させることができる。なお、電極の形状、配置は必ずしも均一的である必要はない。電極は、整列している必要もない。また、硬部の形状もすべて同じである必要はない。硬部の配置は、電極の配置された場所によって変えることができる。
図9(a)及び図9(b)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。図9(a)は、実施形態に係る電子装置108を例示する模式的平面図である。図9(b)は、図9(a)の一部の拡大図である。なお、図9(a)及び図9(b)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。
電子装置108においては、第1構造体10及び第2構造体20は、それぞれ、半導体基板(ウェハ)である。第1構造体10及び第2構造体20は、複数のチップ領域CRを含む。複数のチップ領域CRは、X方向及びY方向に並ぶ。
図9(b)は、複数のチップ領域CRのうちの1つを表す。この例では、各チップ領域CRの構成には、図6(a)及び図6(b)に関して説明した電子装置105と同様の説明を適用することができる。例えば、全てのチップ領域CRに第1硬部41が設けられる。すなわち、全てのチップ領域CRのそれぞれにおいて、Z方向に沿ってみた場合に、複数の接合電極31のそれぞれは、複数の第1硬部41のそれぞれと重なる。
このように各構造体(各基体)は、ウェハでもよい。この場合においても、上述の電子装置に関する説明と同様に、各接合電極において接合の不良を抑制することができる。これにより、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
図10(a)~図10(c)は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式図である。図10(a)は、実施形態に係る電子装置109を例示する模式的平面図である。図10(b)は、図10(a)の一部の拡大図である。なお、図10(a)及び図10(b)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図10(c)は、図10(b)に示すF-F線断面を例示する模式的断面図である。
電子装置109は、第1硬部41の配置において、電子装置108と異なる。これ以外については、電子装置109の構成には、電子装置108と同様の説明を適用できる。
図10(a)に表したように、第1基体11(第1構造体10)は、Z方向に垂直な面内において、中央領域C2と、中央領域C2の外側に位置する外側領域S2と、を含む。すなわち、Z方向に沿ってみた場合に、中央領域C2の少なくとも一部は、外側領域S2の少なくとも一部と、第1基体11の中心点Cp2と、の間に位置する。図10(a)のような平面視において、中心点Cp2から見て、中央領域C2の少なくとも一部の外側に外側領域S2が配置される。
チップ領域CRは、中央領域C2及び外側領域S2のそれぞれに複数設けられる。言い換えれば、複数のチップ領域CRの一部は、中央領域C2に設けられ、複数のチップ領域の別の一部は、外側領域S2に設けられる。中央領域C2に設けられたチップ領域CRの構成には、図9(b)に関して説明したチップ領域CRと同様の説明を適用することができる。すなわち、例えば、中央領域C2の全てのチップ領域CRに第1硬部41が設けられる。
図10(b)及び図10(c)は、外側領域S2に設けられたチップ領域CRを例示する。図10(b)及び図10(c)に表したように、外側領域S2のチップ領域CRにおいて、第1構造体10は、第1基体11と、第1配線部21と、第1接合電極31と、第1絶縁膜51とを含み、第2構造体20は、第2基体12と、第2配線部22と、第2接合電極32と、第2絶縁膜52とを含む。この例では、複数の第1硬部41は、外側領域S2に設けられない。
ウェハの中央領域においては、ウェハの外側領域に比べて、接合電極同士の接合における不良(例えばオープン不良)が発生しやすい場合がある。例えば、ウェハの中央領域では、外側領域に比べて、接合時における接合電極同士の密着性が低い場合がある。これに対して、実施形態によれば、中央領域C2に第1硬部41が設けられる。これにより、例えば、中央領域C2において、上述の電子装置に関する説明と同様に、接合の不良を抑制することができ、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
図11は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的平面図である。
なお、図11においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図11に表した電子装置110は、第1硬部41の配置において、電子装置109と異なる。これ以外については、電子装置110の構成には、電子装置108と同様の説明を適用できる。
電子装置110の中央領域C2に設けられたチップ領域CRの構成には、図10(b)及び図10(c)に関して説明したチップ領域CRと同様の説明を適用できる。すなわち、この例では、複数の第1硬部41は、中央領域C2に設けられない。
電子装置110の外側領域S2に設けられたチップ領域CRの構成には、図9(b)に関して説明したチップ領域CRと同様の説明を適用できる。すなわち、例えば、外側領域S2の全てのチップ領域CRに第1硬部41が設けられる。
ウェハの外側領域においては、ウェハの中央領域に比べて、接合電極同士の接合における不良(例えばショート不良)が発生しやすい場合がある。例えば、ウェハの外側領域では、中央領域に比べて、接合時における接合電極の変形が生じやすい場合がある。これに対して、実施形態によれば、外側領域S2に第1硬部41が設けられる。これにより、例えば、外側領域S2において、上述の電子装置に関する説明と同様に、接合の不良を抑制することができ、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
次に、上述した実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。
図12(a)~図12(f)、図13(a)及び図13(b)は、実施形態に係る電子装置の製造方法を例示する模式図である。
これらの図は、図1(a)~図1(c)に関して説明した電子装置100の製造方法を表す。図12(a)~図12(c)は、第1構造体10の製造過程の一部を表す工程順模式的断面図である。図12(d)は、図12(c)に表した第1構造体10を表す模式的平面図である。図12(e)及び図12(f)は、第2構造体20の製造過程の一部を表す工程順模式的断面図である。
図12(a)に表したように、第1基体11に第1配線部21(及び第1素子部)を形成する(配線層形成工程)。第1配線部21の一部は、第1基体11の上に配置される。
図12(b)に表したように、第1配線部21の上に、第1硬部41を形成する(硬部形成工程)。硬部形成工程においては、第1基体11及び第1配線部21の少なくとも一部の上に第1硬層41fを形成し、第1硬層41fをパターニングして第1硬部41を形成する。
なお、実施形態の説明において、ある要素の上に層を形成することは、その層を当該要素の上に直接的に形成することだけでなく、その層を当該要素の上に間接的に形成する場合を含んでもよい。すなわち、ある要素の上に層を形成することとは、その層と当該要素とが接する場合だけでなく、その層と当該要素との間に別の層が形成されていてもよい。
この例では、第1配線部21及び第1絶縁膜51の上に、直接、第1硬層41fが成膜される。すなわち、第1硬層41fは、第1配線部21及び第1絶縁膜51と接する。第1硬層41fは、例えばシリコン酸化膜である。その後、例えば、第1硬層41fを、フォトリソグラフィ及びエッチング(例えば反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching))によってパターニングする。パターニングにおいては、例えば、対象の層の上にレジスト膜を成膜し、フォトリソグラフィによってレジスト膜の一部を残す。その残ったレジスト膜をマスクとして、エッチングによって対象の層を加工した後、レジスト膜を剥離する。パターニングによって、第1硬層41fのうち、第1配線部21の一部の上に位置する部分が残り、それ以外が除去される。これにより、第1硬部41が形成される。
図12(c)に表したように、第1配線部21及び第1硬部41の上に金属層31fを形成し、金属層31fをパターニングして第1接合電極31を形成する(電極形成工程)。
この例では、第1配線部21及び第1硬部41の上に、直接、金属層31fが成膜される。すなわち、金属層31fは、第1配線部21及び第1硬部41と接する。その後、例えば、金属層31fを、フォトリソグラフィ及びエッチング(例えば反応性イオンエッチング)によってパターニングする。パターニングによって、金属層31fのうち、第1配線部21の一部の上に位置する部分及び第1硬部41の上に位置する部分が残り、それ以外が除去される。これにより、第1接合電極31が形成される。
第1接合電極31は、複数の層を含んでもよい。例えば、第1接合電極31は、Ti/Pd層(バリアメタル層)と、Au層と、を含む。この場合、例えば、第1配線部21及び第1硬部41の上にTi/Pd層(Pd層の上にTi層が積層された層)を形成し、パターニングする。Ti/Pd層の上にAu層を形成し、レジストを剥離する。これにより、第1接合電極31を形成してもよい。
図12(c)及び図12(d)に表したように、後述する接合工程の前において、第1接合電極31は、第1電極部31bと、第1突出部31pと、を含む。第1突出部31pは、第1電極部31bからZ方向に突出した部分である。例えば、第1突出部31pは、第1硬部41に対応して突出した部分である。第1硬部41は、第1突出部31pと第1基体11との間に位置する。図12(d)に表したように、第1突出部31pの平面形状は、第1硬部41の平面形状に対応した形状であり、この例において矩形である。
例えば、接合工程の前における第1接合電極31は、階段状である。すなわち、図12(c)に表したように、第1電極部31bは、第1電極面31bfを有し、第1突出部31pは、第1電極面31bfとは高さの異なる第1端面31pfを有する。第1端面31pfは、第1突出部31pのZ方向における先端面であり、第1電極面31bfからZ方向に突出する。第1電極面31bf及び第1端面31pfは、それぞれ、X-Y平面に沿って延びる。なお、第1硬部41の高さは、第1接合電極31の上面よりも高くても構わない。
なお、実施形態において、第1接合電極31は、必ずしも階段状でなくてもよい。例えば、第1接合電極31は、錐体状または錐台状でもよい。例えば、図12(c)のような断面視において、第1突出部31pの先端面は、直線状だけでなく、曲線状でもよいし、角を有していてよい。
図12(e)に表したように、第2基体12に第2配線部22(及び第2素子部)を形成する(配線層形成工程)。第2配線部22の一部は、第2基体12の上に配置される。
図12(f)に表したように、第2配線部22の上に金属層32fを形成し、金属層32fをパターニングして第2接合電極32を形成する(電極形成工程)。
図13(a)及び図13(b)は、第1構造体10と第2構造体20との接合を例示する工程順模式断面図である。図13(a)及び図13(b)に示すように、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合する(接合工程)。これにより、第1構造体10と第2構造体20とが接合される。
具体的には、図13(a)に表したように、図12(c)の第1構造体10と、図12(f)の第2構造体20と、を配置する。すなわち、第1基体11と第2基体12との間において、第1接合電極31と第2接合電極32とが対向するように、第1構造体10と第2構造体20とを重ねる。そして、第1接合電極31と第2接合電極32とを接触させて、圧着する。すなわち、第1構造体10に第2構造体20に向かう圧力を印加し、第2構造体20に第1構造体10に向かう圧力を印加する。これにより、Z方向において第1接合電極31と第2接合電極32とを互いに押しつけ合い、第1接合電極31と第2接合電極32とが圧着される。
このような接合工程においては、まず、第1突出部31p(第1端面31pf)と第2接合電極32とが接触し、圧力が印加される。圧力の印加にともなって、図13(b)に表したように、第1突出部31pが潰れて、圧着される。そして、第1電極部31b(第1電極面31bf)と第2接合電極32とが接触し、圧着される。以上により、電子装置100を製造することができる。この工程では圧力と同時に熱を加えて圧着効果を高めることができる。
このように、接合工程は、Z方向において第1突出部31pと第2接合電極32とを接触させることを含む。ここで、第1接合電極31が第1突出部31pを有することにより、接合工程の最初において、接合電極同士の接触面積を小さくすることができる。すなわち、第1突出部31pと第2接合電極32と接触面積(例えば第1端面31pfの面積)は、接合電極が突出部を有さない場合の接合電極同士の接触面積(例えば第1接合電極の面積)に比べて、小さい。接触面積を小さくすることで、単位面積あたりの圧力を大きくすることができる。これにより、例えば、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができ、接合電極同士の接合における不良(例えばオープン不良)の発生を抑制することができる。したがって、電子装置の歩留まりを向上させることができる。
上述したように第1構造体10には、第1硬部41が設けられる。これにより、第1突出部31pを形成することができる。例えば、上述したように、硬部形成工程は、第1硬層41fをパターニングして第1硬部41を形成する。これにより、第1硬部41及び第1突出部31pを選択的に形成することができる。また、第1突出部31pの位置や形状を制御しやすい。
なお、実施形態に係る各製造方法おいては、例えば、硬部を設けない場合においても、複数回のパターニングを組み合わせることで、接合電極に突出部を形成することができる。この場合においても、接合電極同士の接触面積を小さくすることで、接合における不良の発生を抑制することができる。
硬部形成工程は、第1配線部21の一部を形成する前に行われてもよい。例えば、基体11または第1絶縁膜51の上に、第1硬部41を形成する。これにより、図2(a)に関して説明した第1硬部41が形成される。その後、第1基体11及び第1硬部41の上に、第1配線部21の一部を形成し、さらにその上に、第1接合電極31を形成する。その後、上記と同様に接合工程を行うことで、図2(a)に関して説明した電子装置101を製造することができる。
図14(a)及び図14(b)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
図14(a)及び図14(b)は、第1構造体10と第2構造体20との接合を例示する工程順模式断面図である。これらの図は、図3(a)~図3(c)に関して説明した電子装置102の製造方法を表す。図14(a)に表したように、第1構造体10は、第1硬部41を含み、接合工程の前において第1接合電極31は、第1電極部31bと、第1突出部31pと、を含む。第2構造体20は、第2硬部42を含む。第2硬部42は、第2構造体20の形成において、第1構造体10と同様の硬部形成工程を追加することで形成することができる。すなわち、例えば、第2配線部22を形成する配線層形成工程の後に、パターニングによって第2硬部42を形成する硬部形成工程を追加する。その後に、第2接合電極32を形成する電極工程を行う。
図14(a)に表したように、接合工程の前において、第2接合電極32は、第2電極部32bと、第2突出部32pと、を含む。第2突出部32pは、第2電極部32bから-Z方向に突出した部分である。例えば、第2突出部32pは、第2硬部42に対応して突出した部分である。すなわち、第2硬部42は、第2突出部32pと第2基体12との間に位置する。第2突出部32pの平面形状は、第2硬部42の平面形状に対応した形状であり、この例において矩形である。なお、-Z方向は、第2基体12から第2接合電極32へ向かう方向であり、図14(a)においてはZ方向の逆方向である。
例えば、接合工程の前における第2接合電極32は、階段状である。すなわち、図14(a)に表したように、第2電極部32bは、第2電極面32bfを有し、第2突出部32pは、第2電極面32bfとは高さの異なる第2端面32pfを有する。第2端面32pfは、第2突出部32pの-Z方向における先端面であり、第2電極面32bfから-Z方向に突出する。第2電極面32bf及び第2端面32pfは、それぞれ、X-Y平面に沿って延びる。
なお、実施形態において、第2接合電極32は、必ずしも階段状でなくてもよい。例えば、第2接合電極32は、錐体状または錐台状でもよい。例えば、図14(a)のような断面視において、第2突出部32pの先端面は、直線状だけでなく、曲線状でもよいし、角を有していてよい。
図14(a)及び図14(b)に示すように、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合する(接合工程)。これにより、第1構造体10と第2構造体20とが接合される。
接合工程においては、まず、第1接合電極31と第2突出部32p(第2端面32pf)が接触し、圧力が印加される。この例では、第1突出部31p(第1端面31pf)と第2突出部32p(第2端面32pf)とが接触する。圧力の印加にともなって、図14(b)に表したように、第1突出部31p及び第2突出部32pが潰れて、圧着される。そして、第1電極部31b(第1電極面31bf)と第2電極部32b(第1電極面32bf)とが接触し、圧着される。このようにして、電子装置102を製造することができる。このとき、第1硬部41と第2硬部42とが接触してもよい。
この例においても、接合電極が突出部を有する。これにより、例えば、接合電極同士の接触面積を小さくすることができ、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。
例えば、図14(a)に表したように、接合工程の前において、第2突出部32pのX方向の長さは、第1突出部31pのX方向の長さよりも長い。これにより、例えば、接合時における第1接合電極31と第2接合電極32との合わせずれの影響を抑制できる。なお、接合時の圧力が大きい場合は、第1硬部41と第2硬部42とが接触し、第1硬部41と第2硬部42とを合わせた厚さよりも、第1接合電極31と第2接合電極32とを合わせた厚さが薄くなることが抑制される。
図15(a)~図15(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
図15(a)及び図15(b)は、第1構造体10と第2構造体20との接合を例示する工程順模式断面図である。図15(c)は、接合工程の前における第2構造体20を例示する模式的平面図である。これらの図は、図4(a)~図4(c)に関して説明した電子装置103の製造方法を表す。図15(a)に表したように、第1構造体10は、第1硬部41を含み、接合工程の前において第1接合電極31は、第1電極部31bと、第1突出部31pと、を含む。第2構造体20は、第2硬部42を含み、接合工程の前において第2接合電極32は、第2電極部32bと、第2突出部32pと、を含む。電子装置103の製造方法は、第2硬部42及び第2突出部32pの位置及び形状において、上述した電子装置102の製造方法と異なる。
図15(c)に表したように、第2突出部32pの平面形状は、第2硬部42の平面形状に対応した形状であり、この例において、中央に矩形の開口(凹部)を有する。第2突出部32pの外周及び内周は矩形状である。
接合工程においては、例えば、第1突出部31p(第1端面31pf)と第2電極部32b(第2電極面32bf)とが接触し、第2突出部32p(第2端面32pf)と第1電極部31b(第1電極面31bf)とが接触する。すなわち、接合工程は、Z方向において第1突出部31pと、第2接合電極32の凹部(第2電極部32b)とを接触させることを含む。圧力の印加にともなって、図15(b)に表したように、第1突出部31p及び第2突出部32pが潰れて、圧着される。このようにして、電子装置103を製造することができる。
図16(a)及び図16(b)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
図16(a)及び図16(b)は、第1構造体10と第2構造体20との接合を例示する工程順模式断面図である。図16(a)に表したように、この例では、接合工程の前において第1構造体10の1つの第1接合電極31は、1つの第1電極部31bと複数の第1突出部31pとを含む。1つの第1接合電極31において、複数の第1突出部31pに対応する複数の第1硬部41が設けられている。
同様に、図16(a)に表したように、この例では、接合工程の前において第2構造体20の1つの第2接合電極32は、1つの第1電極部32bと複数の第2突出部32pとを含む。1つの第2接合電極32において、複数の第2突出部32pに対応する複数の第2硬部42が設けられている。
図16(b)に表したように、第1接合電極31と第2接合電極32とが接合される。このとき、例えば、各第1突出部31pの少なくとも一部と、各第2突出部32pの少なくとも一部とが、Z方向において重なるように配置されている。例えば、各第1硬部41の少なくとも一部と、各第2硬部42の少なくとも一部とが、Z方向において重なるように配置されている。
このように、1つの第1接合電極31につき、複数の第1硬部41及び複数の第1突出部31pが設けられてもよい。1つの第2接合電極32につき、複数の第2硬部32及び複数の第2突出部32pが設けられてもよい。このような場合においても、接合電極が突出部を有することで、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。
図17(a)~図17(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
図17(a)及び図17(b)は、第1構造体10と第2構造体20との接合を例示する工程順模式断面図である。図17(c)は、接合工程の前における第2構造体20を例示する模式的平面図である。図17(a)に表した第1構造体10は、図13(a)に示した第1構造体10と同様でよい。
第2構造体20の第2配線部22には、凹部22p(開口部)が設けられている。例えば、図17(c)に表したように、凹部22pは、第2配線部22に設けられた矩形の開口である。
図17(a)及び図17(c)に表したように、接合工程の前において、第2接合電極32は、第2電極部32b(凹部)と、第2突出部32pと、を含む。この例では、第2電極部32bは、第2配線部22の凹部22pに設けられた部分である。第2電極部32bの一部は、凹部22p内に配置されている。すなわち、第2接合電極32のうち、第2配線部22の凹部22pに対応して設けられた矩形の凹部が第2電極部32bである。第2突出部32pは、凹部22pの周りにおいて、第2配線部22の上に設けられた部分である。図17(c)の平面視において、第2突出部32pは、第2電極部32bを囲む。
図17(a)に表したように、この例では、第1突出部31pと第2電極部32bとがZ方向において重なるように配置されており、第1電極部31bと第2突出部32pとがZ方向において重なるように配置されている。接合工程においては、例えば、第1突出部31pと第2電極部32b(凹部)とが接触し、第2突出部32pと第1電極部31bとが接触する。すなわち、接合工程は、Z方向において第1突出部31pと、第2接合電極32の凹部(第2電極部32b)とを接触させることを含む。
凹部22pの形成においては、例えば、第2配線部22となる導電層を第2基体12上に成膜した後に、リソグラフィ及びエッチング等によって当該導電層をパターニングする。これにより、凹部22pを有する第2配線部22を形成することができる。その後、凹部22pを含む第2配線部22の上に、第2接合電極32となる金属層を成膜しパターニングする。これにより、第2配線部22の凹凸に応じた凹凸を第2接合電極32に形成できる。このように、第2配線部22をパターニングすることによって、第2接合電極32に凹凸(すなわち第2電極部32b及び第2突出部32p)を形成してもよい。このような場合においても、接合電極が突出部を有することで、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。
なお、第2配線部22をパターニングする場合を例示したが、実施形態においては、第1配線部21をパターニングすることによって、第1接合電極31に凹凸(すなわち第1電極部31b及び第1突出部31p)を形成してもよい。また、形成する凹凸の位置及び形状は、上記に限らず、適宜変更することができる。例えば、第1配線部21又は第2配線部22に設ける凹部(開口)は、矩形に限らず、円形、多角形などでもよいし、接合電極の中央に位置してもよいし、端部に位置してもよい。
図18(a)~図18(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
これらの図は、図6(a)及び図6(b)に関して説明した電子装置105の製造方法を表す。すなわち、第1構造体10及び第2構造体20は、それぞれ、半導体基板(チップ)である。図18(a)、図18(b)は、それぞれ、接合工程の前における第1構造体10、第2構造体20を表す模式的平面図である。なお、図18(a)及び図18(b)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図18(c)は、接合工程を例示する模式的断面図である。
図18(a)に表した第1構造体10において、各第1接合電極31は、第1電極部31bと、第1突出部31pとを含む。各第1硬部41は、各第1突出部31pと、第1基体11(第1配線部21)と、の間に位置する。このような第1接合電極は、上述の製造方法と同様にして形成することができる。すなわち、第1硬層41fをパターニングして第1硬部41を形成する。第1硬部41の上に金属層31f形成し、パターニングして第1接合電極31を形成する。
図18(b)に表した第2構造体20において、各第2接合電極32には、第2突出部が設けられていない。ただし、図14(a)または図15(a)と同様に、図18(b)の第2接合電極32のそれぞれにおいても、第2突出部を設けてもよい。
図18(c)に表したように、第1接合電極31と第2接合電極32とが対向するように、第1構造体10と第2構造体20とを重ねて、第1接合電極31と第2接合電極32を圧着する(接合工程)。接合工程においては、まず、複数の第1突出部31pのそれぞれと、複数の第2接合電極32のそれぞれとが接触し、圧力が印加される。その後、複数の第1電極部31bのそれぞれと、複数の第2接合電極32のそれぞれとが接触し、接合される。
このように複数の第1接合電極31のそれぞれに、第1突出部31pを設けてもよい。これにより、例えば、各第1接合電極31において、第2接合電極32との接触面積を小さくすることができ、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。
図19(a)~図19(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
これらの図は、図7(a)~図7(c)に関して説明した電子装置106の製造方法を表す。図19(a)、図19(b)は、それぞれ、接合工程の前における第1構造体10、第2構造体20を表す模式的平面図である。なお、図19(a)及び図19(b)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図19(c)は、接合工程を例示する模式的断面図である。
図19(a)に表したように、第1基体11は、Z方向に垂直な面内において、中央領域C1と、中央領域C1の外側に位置する外側領域S1と、を含む。この例では、第1硬部41は、中央領域C1に複数設けられ、外側領域S1には設けられない。
第1接合電極31は、中央領域C1と外側領域S1とのそれぞれに設けられる。複数の第1接合電極31は、第1突出部31pを含む電極(第1凸型電極)と第1突出部31pを含まない電極(第1非凸型電極)と、を含む。第1突出部31pを含む第1接合電極31は、中央領域C1に設けられ、外側領域S1には設けられない。第1突出部31pを含まない第1接合電極31は、外側領域S1に設けられ、中央領域C1には設けられない。
図19(c)に表したように、接合工程の前において、第1凸型電極(中央領域C1に設けられた第1接合電極31)の高さH1は、第1非凸型電極(外側領域S1に設けられた第1接合電極31)の高さH2よりも高い。そのため、第1凸型電極は、第1非凸型電極よりも、第2基体12側に突出している。なお、電極の高さとは、Z方向に沿った電極の長さである。すなわち、第1接合電極31の高さは、第1配線部21から第1接合電極31の先端面までの距離である。
第1硬部41を形成する硬部形成工程は、中央領域C1及び外側領域S1の上に第1硬層41fを形成し、第1硬層41fをパターニングして中央領域C1に選択的に複数の第1硬部を形成する。すなわち、パターニングによって、第1硬層41fのうち、中央領域C1の一部及び外側領域S1に設けられた部分を除去し、中央領域C1の第1配線部21の一部の上に設けられた部分を残す。
第1接合電極31を形成する電極形成工程は、中央領域C1及び外側領域S1の上に金属層31fを形成する。そして、電極形成工程は、金属層31fをパターニングして中央領域C1及び外側領域S1のそれぞれに選択的に複数の第1接合電極31を形成する。
図19(b)に表した第2構造体20において、各第2接合電極32には、第2突出部が設けられていない。例えば、全ての第2接合電極32の高さは、実質的に同じである。
図19(c)に表したように、第1接合電極31と第2接合電極32とが対向するように、第1構造体10と第2構造体20とを重ねて、第1接合電極31と第2接合電極32とを圧着する(接合工程)。この接合工程においては、まず中央領域C1において、各第1突出部31pと、各第2接合電極32とが接触し、圧力が印加される。その後、中央領域C1において、各第1電極部31bと、各第2接合電極32とが接触し、接合される。外側領域S1において、各第1接合電極31と、各第2接合電極32とが接触し、接合される。
実施形態によれば、中央領域C1の各第1接合電極31において、第2接合電極32との接触面積を小さくすることができ、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。硬部形成工程は、第1硬層41fをパターニングして第1硬部41を形成する。これにより、第1硬部41及び第1突出部31pを中央領域C1に選択的に形成することができる。
図20(a)~図20(c)は、実施形態に係る別の電子装置の製造方法を例示する模式図である。
これらの図は、図8(a)~図8(c)に関して説明した電子装置107の製造方法を表す。図20(a)、図20(b)は、それぞれ、接合工程の前における第1構造体10、第2構造体20を表す模式的平面図である。なお、図20(a)及び図20(b)においては、見易さのため、一部の要素を省略して表示を簡単化している。図20(c)は、接合工程を例示する模式的断面図である。
図20(a)に表したように、第1基体11は、Z方向に垂直な面内において、中央領域C1と、中央領域C1の外側に位置する外側領域S1と、を含む。この例では、第1硬部41は、外側領域S1に複数設けられ、中央領域C1には設けられない。
第1接合電極31は、中央領域C1と外側領域S1とのそれぞれに設けられる。複数の第1接合電極31は、第1突出部31pを含む電極(凸型電極)と第1突出部31pを含まない電極(非凸型電極)と、を含む。第1突出部31pを含む第1接合電極31は、外側領域S1に設けられ、中央領域C1には設けられない。第1突出部31pを含まない第1接合電極31は、中央領域C1に設けられ、外側領域S1には設けられない。
図20(c)に表したように、接合工程の前において、凸型電極(外側領域S1に設けられた第1接合電極31)の高さH3は、非凸型電極(中央領域C1に設けられた第1接合電極31)の高さH4よりも高い。そのため、凸型電極は、非凸型電極よりも、第2基体12側に突出している。
第1硬部41を形成する硬部形成工程は、中央領域C1及び外側領域S1の上に第1硬層41fを形成し、第1硬層41fをパターニングして外側領域S1に選択的に複数の第1硬部を形成する。すなわち、パターニングによって、第1硬層41fのうち、外側領域S1の一部及び中央領域C1に設けられた部分を除去し、外側領域S1の第1配線部21の一部の上に設けられた部分を残す。
第1接合電極31を形成する電極形成工程は、中央領域C1及び外側領域S1の上に金属層31fを形成する。そして、電極形成工程は、金属層31fをパターニングして中央領域C1及び外側領域S1のそれぞれに選択的に複数の第1接合電極31を形成する。
図20(b)に表した第2構造体20は、図19(b)の第2構造体20に関する説明と同様である。
接合工程においては、まず外側領域S1において、各第1突出部31pと、各第2接合電極32とが接触し、圧力が印加される。その後、外側領域S1において、各第1電極部31bと、各第2接合電極32とが接触し、接合される。中央領域C1において、各第1接合電極31と、各第2接合電極32とが接触し、接合される。
実施形態によれば、外側領域S1の各第1接合電極31において、第2接合電極32との接触面積を小さくすることができ、第1接合電極31と第2接合電極32とを接合しやすくすることができる。硬部形成工程は、第1硬層41fをパターニングして第1硬部41を形成する。これにより、第1硬部41及び第1突出部31pを外側領域S1に選択的に形成することができる。
第1硬部41のZ方向に沿った長さL1は、第1電極部31bのZ方向に沿った長さL2よりも短くてもよい。すなわち、第1突出部31pのZ方向に沿った長さL3は、第1電極部31bのZ方向に沿った長さL2よりも短くてもよい。
第1硬部41のZ方向に沿った長さL1は、第1電極部31bのZ方向に沿った長さL2よりも長くてもよい。すなわち、第1突出部31pのZ方向に沿った長さL3は、第1電極部31bのZ方向に沿った長さL2よりも長くてもよい。この場合には、例えば、第1硬部41をストッパとして機能させやすい。
上記の製造方法においては、第1構造体10及び第2構造体20が、それぞれ、チップである場合を説明した。ただし、第1構造体10及び第2構造体20は、それぞれ、ウェハであってもよい。その場合、例えば、電子装置108(図9(a)及び図9(b))、電子装置109(図10(a)~図10(c))、または、電子装置110(図11)を、同様の製造方法により製造することができる。
例えば、図10に表した電子装置109の製造方法に関しては、接合前の第1構造体10において、中央領域C2の第1接合電極31が凸型電極であり、外側領域S2の第1接合電極31が非凸型電極である。例えば、図11に表した電子装置110の製造方法に関しては、接合前の第1構造体10において、中央領域C2の第1接合電極31が非凸型電極であり、外側領域S2の第1接合電極31が凸型電極である。
上記では、チップとチップとの接合、またはウェハとウェハとの接合について例示した。ただし、実施形態は、チップとウェハとの接合であってもよい。
図21は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。
図21に表した電子装置111は、第1構造体10と、第2構造体20と、を含む。第1構造体10は、第1基体11と、第1配線部21と、第1接合電極31と、第1素子部61と、を含む。この例では、第1構造体10は、加速度又は角速度を検知するMEMSプロセスで形成したセンサ素子である。例えば、第1素子部61は、第1構造体に生じる加速度等によって、位置が変位する電極を含む。例えば、電極の変位によって、電極の静電容量が変化する。その静電容量を検出することで、加速度等を検出することができる。第1配線部21は、第1素子部61の電極と電気的に接続される。
第2構造体20は、第2基体12と、第2配線部22と、第2接合電極32と、第2素子部62と、を含む。この例では、第2構造体20は、LSI(Large-Scale Integration)チップである。例えば、第2素子部62は、電界効果型トランジスタ等の電気素子を含む。例えば、第2基体12は、半導体基板12aと、半導体基板12aの上に形成された多層配線部12b(層間絶縁膜)と、を含む。電界効果型トランジスタ等の電気素子は、半導体基板12aに設けられる。第2配線部22は、第2基体12の上に設けられた配線層22aと、多層配線部12bに設けられた多層配線層22bと、を含む。配線層22aは、多層配線層22bを介して、第2素子部62と電気的に接続される。第2配線部22は、電極パッド部22cを含んでもよい。例えば、電極パッド部22cを介して、外部からLSIチップに電力や信号が供給される。
第2接合電極32は、第1接合電極31と接合される。これにより、MEMSプロセスで形成したセンサ素子である第1構造体10は、LSIチップである第2構造体20と接合される。例えば、第1素子部61によって検出された電気的信号は、第1配線部21、第1接合電極31、第2接合電極32、第2配線部(配線層22a、多層配線層22b)を介して、第2素子部62に入力される。第2素子部62において、第1素子部61によって検出された信号を処理することができる。なお、配線等の図示は省略している。
例えば、第1接合電極31または第1配線部21の少なくとも一部に第1硬部41が設けられる。例えば、接合工程の前において第1接合電極31の少なくとも一部は、凸型電極である。例えば、第2接合電極32または第2配線部22の少なくとも一部に第2硬部42が設けられる。例えば、接合工程の前において第2接合電極32の少なくとも一部は、凸型電極である。これにより、上述の電子装置と同様にして、電子装置111においても、歩留まりを向上させることができる。
図22は、実施形態に係る別の電子装置を例示する模式的断面図である。
図22に表した電子装置112は、第1構造体10と、第2構造体20と、第3構造体30と、を含む。第1構造体10は、第2構造体20と第3構造体30との間に位置する。第1構造体10は、第2構造体20と接続されるとともに、第3構造体30と接続される。このように、実施形態に係る電子装置は、3つ以上の構造体(例えばチップまたはウェハ)が積層されたデバイスであってもよい。
第1構造体10は、第1基体11と、第1配線部21と、第1接合電極31と、第1素子部61と、第4接合電極34と、を含む。第1基体11、第1接合電極31及び第1素子部61は、例えば、図21における説明と同様である。第1配線部21は、配線層21aと、配線層21bと、配線層21cと、を含む。配線層21aは、第1基体11の第2構造体20側に設けられる。配線層21bは、第1基体の第3構造体30側に設けられる。配線層21cは、配線層21aと配線層21cとを接続する。配線層21cは、例えば第1基体11を貫通する貫通ビアである。第4接合電極34は、配線層21bと接し、配線層21bと電気的に接続される。
第2構造体20は、例えば、図21における説明と同様にLSIチップである。第1構造体10と第2構造体20とは、図21における説明と同様に電気的に接続される。
第3構造体30は、第3基体13と、第3配線部23と、第3接合電極33と、第3素子部63と、を含む。この例では、第3構造体30は、加速度又は圧力を検知するMEMSである。例えば、第3素子部63は、第3構造体30に加えられた圧力等によって変位する錘またはダイアフラムを含む。例えば、第3素子部63は、錘またはダイアフラムの変位を検出するセンサ部(例えば歪みゲージ)を含む。センサ部は、錘またはダイアフラムの変位を静電容量により検出する電極であってもよい。第3配線部23は、第3素子部63のセンサ部と電気的に接続される。第3接合電極33は、第3配線部23と接し、第3配線部23と電気的に接続される。
第3接合電極33は、第4接合電極34と接合される。これにより、第3構造体30は、第1構造体10と接合される。MEMSである第3構造体30は、第1基体11を介して、LSIチップである第2構造体20と電気的に接続される。例えば、第3素子部63によって検出された電気的信号は、第3配線部23、第3接合電極33、第4接合電極34、第1配線部21(配線層21b、21c、21a)、第1接合電極31、第2接合電極32、第2配線部(配線層22a、多層配線層22b)を介して、第2素子部62に入力される。第2素子部62において、第3素子部63によって検出された信号を処理することができる。
例えば、第1硬部41と同様に、第3接合電極33または第3配線部23に硬部が設けられる。あるいは、第1硬部41と同様に、第4接合電極34または配線層21bに硬部が設けられる。例えば、接合前において、第3接合電極33または第4接合電極34の少なくとも一部は、凸型電極である。これにより、上述の電子装置と同様にして、電子装置112においても、歩留まりを向上させることができる。
以上、実施形態に係る電子装置及びその製造方法について説明した。以下では、より具体的な実施例について説明する。
近年、3次元積層技術により、異なる機能を持った半導体デバイスを接合し、単一のウェハプロセスでは技術難易度の高い製品を形成することが進められている。その接合にはいわゆるマイクロバンプ構造(接続用電極)が用いられる。
例えば(制御回路等が形成された)LSI基板上に高さ1~2μm程度、大きさ3~5μm程度のAuの接合電極を複数形成する。Au接合電極の形成方法は配線上にレジストでパターニングしたのちにメッキ法でAuを形成し電極とする。一方、別の例えばMEMSセンサ機能を持った基板上に、同様にAuの接合電極を形成する。それぞれ基板薄膜化・ダイシングによりチップ化したのちに接合電極を対向させ、熱圧着法で貼り合せる。MEMSセンサ機能と制御機能を合わせ持った半導体チップを一体形成できる。
しかし、熱圧着法での接合時にチップに応力(荷重)を加える時、チップ周辺部への応力集中が起こり、周辺部分のみ接合され、中央部分は接合されないといった不具合が起きやすい。また圧着時の応力を増した場合は、接合用Au電極の変形が大きくなり配線からはみ出して、電気的に分離した別の配線とショートを起こすといった不具合が、発生しやすい。また、チップ化せずにそれぞれウェハ状態で貼り合せた場合では、ウェハの周辺部分と中央部分で接合の歩留まり(ショート不良、オープン不良)に差が生じる場合がある。
また、基板またはチップ接合時の応力・荷重の影響だけでなく、メッキで電極を形成している場合はメッキ電流密度によりチップ内またはウェハ面内でメッキ成長の違い、すなわち電極高さのバラつきが生じる場合がある。前述と同様に接合時に部分的に接合されず歩留まりが劣化するという不具合が発生しやすい。
これに対して、実施例においては、任意の箇所の接合電極の表面部分に段差を形成し、部分的に接合用電極の高さを変えることで、熱圧着等の接合プロセスにおいて電極同士の接合をより確実にする。また、段差構造を形成するための(電極の)下層膜によりストッパ構造が形成され、接合時に過剰に圧力が加わってもAu電極の変形が抑えられるので、配線部分のショートを抑制することができる。
実施例においては、1または複数のウェハ、チップ、または基板(例えばCMOS回路が形成されたウェハ、チップ、基板や、センサ等が形成されたウェハ、チップ、基板、または接続用の配線が形成されたウェハ、チップ、基板等)上に形成された複数のマイクロバンプ構造(接合電極)において、接合電極の高さがウェハ、チップ、基板内の任意の箇所で異なる。高さが異なる接合電極には、高さの異なる上面が複数存在する。接合電極の材料より硬度・剛性の大きい材料が、接合電極の下層で、その接続する配線の上または下に形成されている。また、実施例は、該接合用電極を使って接合されたウェハ、チップ、または基板を含む。
(実施例1)
シリコン基板上にCMOSプロセスで形成された駆動・検出回路を持つ基板(例えばLSI基板とする)と、MEMSプロセスで形成されたセンサデバイスと、が形成された基板(例えばMEMS基板)を、チップ化したのちに接合させることを想定する。実施形態に係る部分的に高さの異なる接合電極(便宜上凸型電極とする)の形成方法は、どちらの基板に適用しても同様である。そのため、以下の説明では、LSI基板側に凸型電極を形成することを想定する。
まず一般的なCMOSプロセス等でシリコン基板上に駆動回路・演算回路等を形成する。接合電極が形成される配線層の最上層は接続されるMEMS部に合わせたパターンである。最上層の配線は例えば、Al配線で形成される。
凸型電極を形成したい箇所にAl配線上にスペーサとしてTEOS膜でパターンを形成する。例えば、Al配線を形成したのちに全面にTEOS膜を100nm~1μm程度成膜する。レジストマスクによるリソグラフィと異方性エッチングにより、TEOS膜を加工して凸型電極を形成したい箇所に対応するAl配線上にTEOSのパターンを形成する。
その配置は、使用する貼合装置・方法により応力・荷重分布のバラつきがあるので、そのバラつきを補償するような配置パターンになる。例えばチップ同士を接合させる場合にはチップの周辺部分に押し込み荷重・応力が集中しやすい。そこで、チップの中央部分に主に凸型の接合電極を配置する。それに対応するためにTEOSのスペーサはチップの中央部分に配置する。逆に、押し込み荷重がチップ中央部分に集中し易い装置の場合はチップ周辺部分に凸形状の電極を配置するのが有効になる。そのためTEOS膜のスペーサはチップの周辺に対応した電極に対応するように形成する。スペーサ自体の形状は例えば接合電極の大きさが5μm角の場合、TEOSの大きさは1μm角とする。
次にバリアメタルとしてTi/Pdを全面に形成する。例えばその厚さは、100/50nmである。例えばスパッタ法により形成する。次にリソグラフィにより接合電極を形成するパターンを形成する。メッキ法によりAuをリソグラフィによりパターニングされた箇所に形成する。例えばその厚さは1~2μmである。次にレジストを除去したのちにWet法によりバリアメタルを除去することでAuの接合電極を形成できる。TEOS膜がある箇所は、Au電極上面が高くなる。スペーサは単層ではなく、第一のスペーサを形成したのちに再度TEOS薄膜を形成し、リソグラフィ及びエッチングによるパターニングを行うことで階段状の凸部を形成することができる。
MEMS基板側も同様に接合電極を配置する配線層上にAuの接合電極を形成する。今回の場合は凸型形状ではないため、TEOS膜を形成せずに、配線層上にバリアメタルを直接形成して接合電極を形成する。
LSI基板及びMEMS基板のそれぞれウェハを所望の厚さまで薄膜化したのちに、ダイシングによってチップ化する。その後、貼り合せ面を対向させて、それぞれにチップを接合させる。通常どちらかのウェハを固定ステージ上に置き、他方を可動ステージに吸着したうえで可動ステージを近づけて貼り合せ面(それぞれのAuの接合電極)を接触させる。電極同士の位置合わせは接合装置によるが、それぞれのチップ内に合わせマークを作成しておき、接合装置で光学的に読み取ってステージの微動で位置合わせを行う場合が多い。片方または両方のステージに荷重を加えて接合電極同士を熱圧着させる。Auの場合は200℃~400℃程度にステージを加熱させる。
凸形状になった個所の面積は接合電極全体の面積より小さいので、最初に接触した箇所は見かけ上の圧力は大きくなり、Au電極が変形しやすい。そのためより電気的歩留まりを得やすい。
このようにしてLSIの駆動検出回路とMEMSセンサ部が一体となったデバイスが形成できる。
(実施例2)
実施例2はウェハ同士で積層させることを想定した場合である。
接合電極の形成方法は実施例1の場合と同様であるが凸型電極としたい箇所はウェハに対して中央部(中央領域)または周辺部(外側領域)になる。使用するウェハ接合装置によりウェハの周辺あるいは中央の押し込み荷重分布があるため、ウェハ面内での押し込み荷重のバラつきが接合電極歩留まりに対応することになる。
この場合、凸型電極を配置する箇所、すなわち配線上に形成するスペーサは、各チップ同一パターンですべてのチップに形成せずに、例えばウェハ中央部のチップにのみ形成する(ウェハ周辺部分に押し込み荷重が大きい場合)。
実施例1と同様に配線上にスペーサとして例えばTEOS膜を形成した後にレジストマスクによるパターニングと異方性エッチングによる加工を行うが、この時、レジストマスクのウェハ中央部に対してのみリソグラフィを行い、周辺部にはリソグラフィを行わない。ステッパを使用してリソグラフィを行う場合は、露光するチップを限定し、ウェハの中央部分のチップのみ露光を行うことで周辺はレジストを残すことができる。また全面露光装置の場合はレチクル(フォトマスク)作成時のパターンで中央のみスペーサ膜のパターンが形成されるようにデータを作成する(ただし、ステッパの場合等で、ウェハ周辺が欠けたパターンになる場合もあるが、ここは最終的には製品として動作しない箇所になる)。
実施例1と同様に配線層上にウェハに対して中央部に例えばTEOS膜のスペーサを形成したのちに全面にバリアメタルを形成する。接合Au電極を形成するためのリソグラフィは、実施例1と同様で、ウェハ面内で同一のパターンとする(欠けたパターンがあるのは同じ)。
Au電極の形成方法も実施例1と同じくメッキ等で処理を行い、レジスト除去、バリアメタルのエッチング等を行うことで接合Au電極が形成できる。この時、ウェハに対して中央部に凸型電極が形成されている。
ウェハを所望の厚さに薄膜化してからステージ上に貼り合せしたいウェハ同士を載せ、荷重を加えることでウェハ接合を行う。接合後ダイシングによりチップ化することで積層されたデバイスが形成することができる。
ウェハ接合装置の押し込み荷重バラつきが中央部分の方が大きく、ウェハ周辺部分の接合歩留まりがよくない(オープン)の場合は、前記TEOSスペーサ膜のパターニングでウェハ周辺部に形成するようにする。
(実施例3)
実施例3は、スペーサを配線層の下層に形成する場合である。
配線層、例えばAl配線を形成する前に、層間膜上にシリコン窒化膜を形成し、凸型電極を形成したい箇所のみ、レジストパターニングと異方性エッチングでスペーサを形成する。あるいは層間膜自体をレジストパターニングとエッチングで加工して所望の領域にスペーサに相当する段差を形成する。その後、Alを全面に形成し、パターニングすることで配線層が形成される。この時配線層の所望の箇所に段差形状のパターニングがされている。
次に全面にバリアメタルを形成し、接合Au電極を形成する箇所にレジストでパターニングする。メッキによりAuを形成し、レジストと不要なバリアメタルを除去することで接合電極が形成される。配線層の下にスペーサまたは段差があるので実施例1と同じように所望の領域には段差形状の接合電極が形成される。
(実施例4)
実施例4は、スペーサをストッパ構造として用いる場合である。
接合装置の押し込み荷重分布・応力分布による接合電極の歩留まり不良として接合電極同士が接触しないことによるオープン不良があるが、一方でオープン不良を防ぐために押し込み量(荷重・応力)を大きくして過剰に押し込んでしまうことで接合用電極材料の変形が想定以上に変形し、電極を配置している配線層間でショート不良が発生することがある。その場合は必要以上に基板間が近づかないようにすることで電極材料の変形によるショートを回避できる。本実施例は接合により応力が加わってもスペーサ部は変形しにくいことを利用して、接合基板間の距離をコントロールする。
実施例1または2と同様に凸型電極を形成する。電極材料のAuは展延性を持つため、接合するため電極同士を圧着させた場合にAuは変形するが、脆性材料であるTEOS膜は変形しないためスペーサTEOS膜がストッパになり、荷重が大きくてもスペーサの厚さ分、デバイスの接合間距離が保たれる。
この時の凸型電極は意図的に電極変形が大きくなるよう接合荷重・応力を大きくするので、スペーサを厚くしておくか、接合する両方のデバイスにスペーサを形成しておくのが望ましい。その配置は基板が変形しない範囲で凸型電極を少なく配置しても良い。接合プロセスがウェハ、チップのどちらであっても適用できる。スペーサ付き電極の配置は、特に荷重の加わる箇所のみでも構わない。
(実施例5)
接合時に押し込み荷重を加えることで位置ずれが発生してしまう場合があるが、本実施例は、スペーサを囲い構造にして位置ずれが起きないようにする例である。この場合接合する両側の基板にスペーサを形成する。片側のスペーサはドット形状にパターニングし、対向する側は「ロ」の字形状(中心に開口又は凹部を有する矩形状)にパターニングする。ドット形状のスペーサが「ロ」の字形状のスペーサに接合時に包含されるように配置する。接合時に荷重を加え基板がズレようとする力が作用した場合でも、例えば、そのズレを抑えることができるアンカー効果がある。
本発明は、上記の各例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することが出来る。
接合電極の形成方法はスパッタ法でなくメッキ法でも構わない。この場合、接合電極材料(例えばAu)を全面に形成した後に所望の電極形状にリソグラフィとエッチングで形成することで接合用電極が形成される。スペーサ膜は接合電極材をスパッタする前に形成しておく。
接合に電気的に寄与しないダミー電極(例えば素子部と電気的に接続されない電極)を配置して、その形状を凸型にしてもよい。特に基板接合時の押し付け圧力が大きくなる場合に電気的に接合する電極とは別に応力を負担するダミー電極を配置することで、電気的な接合電極の均一性を向上させて、接合歩留まりを向上させることができる。
チップ同士で接合する場合もウェハ同士で接合する場合も、ウェハ全面(すべての接合電極)に凸型電極を形成しても良い。この場合は凸部の面積が小さいため、接合時の(最初に接触する)接触面積を小さくすることができるので小さな荷重でも十分な接合が形成することができる。例えば、接合時の押し付け荷重・応力に分布がある場合でもその影響を小さくすることで、接合歩留まりを向上させることができる。
接合時は2種類の基板またはチップを貼り付けるが、一旦接合した基板上にさらに別の基板を接合するなど、3種類以上の基板またはチップの接合でもよい。この場合(接合電極の面積が同じ、すなわちそれぞれに加わる見かけ上の押し付け荷重が同じ程度の場合)最初に接合したチップまたはウェハに加える荷重よりその後に加える荷重を小さくしないと、最初に接合した接合部が荷重による変形が進むので、最初の接合部が変形によるショートリスクがあるのに対して、後に接合する箇所は十分な接合ができなくなるということがある。そのため、2番目に接合する接合電極を上述の凸型電極とすることで、見かけ上の接合にかかわる接触面積を小さくすることで、見かけ上の押し付け荷重・応力を小さくすることができる。そのため、例えば、まず2番目の接合に対して熱圧着が進み、最初の接合箇所への影響力を小さくすることができる。
実施形態は、1つの基板上に複数のチップを貼り付けることにも対応する。
貼り合せる基板(ウェハまたはチップ)は、コントロール機能を持ったCMOS回路(LSI)、電極・貫通孔を持ったMEMS電極構造、MEMS加速度センサやジャイロなどの慣性MEMS、圧力センサなどのセンサ素子、DRAMや不揮発性メモリなどの記憶素子、CMOSセンサなどの受動素子、電力制御機能を持った素子、光素子、RF-MEMSなどの高周波素子、化合物半導体で形成された素子、及び、外部へのボンディングパッドなどの接続層などの配線の機能を持ったもの、の少なくともいずれかを含むことができる。ただし、貼り合せる基板(ウェハまたはチップ)の機能は、限定されない。
貼り合せる基板(ウェハまたはチップ)に関して、その大きさは、ウェハであれば300mmウェハであっても200mm以下のウェハであってもよい。チップの大きさも限定しない。
実施形態によれば、歩留まりの向上が可能な電子装置及びその製造方法が提供できる。
本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、電子装置に含まれる各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した電子装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての電子装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10 第1構造体
11 第1基体
11f 第1面
12 第2基体
12a 半導体基板
12b 多層配線部
12f 第2面
13 第3基体
20 第2構造体
21 第1配線部
21a、21b、21c 配線層
21f 面
22 第2接合電極
22 第2配線部
22a 配線層
22b 多層配線層
22c 電極パッド部
22f 面
23 第3配線部
30 第3構造体
31 第1接合電極
31b 第1電極部
31bf 第1電極面
31f 第1金属層
31x 第1接合電極
31p 第1突出部
31pf 第1端面
32 第2接合電極
32b 第2電極部
32bf 第2電極面
32f 第2金属層
32p 第2突出部
32pf 第2端面
33 第3接合電極
34 第4接合電極
41 第1硬部
41f 第1硬層
41g、41h 面
41s 側面
42 第2硬部
42a、42b 第2硬部の一部
42g、42h 面
42s 側面
51 第1絶縁膜
51h 面
52 第2絶縁膜
52h 面
53 第3絶縁膜
53a 開口
54 第4絶縁膜
54a 開口
61、62、63 素子部
100~112 電子装置
C1、C2 中央領域
CR チップ領域
Cp1、Cp2 中心点
H1~H4 高さ
L1~L3 長さ
R1、R2 範囲
S1、S2 外側領域

Claims (21)

  1. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を備え、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合され、
    前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極よりも小さく、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1接合電極及び前記第2接合電極の一方の前記第1方向に垂直な第2方向における端部は、前記第1接合電極及び前記第2接合電極の他方と接する、電子装置。
  2. 前記第1硬部は、前記第1接合電極と前記第1配線部との間に設けられた、請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記第2構造体は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられた第2硬部を含み、
    前記第2硬部は、前記第1方向に沿って見た場合に前記第2接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第2接合電極の硬度よりも高い硬度を有する、請求項1または2に記載の電子装置。
  4. 前記第1硬部の少なくとも一部は、前記第2硬部の少なくとも一部と前記第1方向において重なる、請求項3に記載の電子装置。
  5. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を備え、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合され、
    前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第2構造体は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられた第2硬部を含み、
    前記第2硬部は、前記第1方向に沿って見た場合に前記第2接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第2接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1硬部の少なくとも一部は、前記第1方向に沿って見た場合に、前記第2硬部の一部と前記第2硬部の別の一部との間に位置する、電子装置。
  6. 前記第1接合電極、前記第2接合電極及び前記第1硬部は、複数設けられ、
    複数の前記第1硬部のそれぞれは、前記第1方向に沿って見た場合に、複数の前記第1接合電極のそれぞれと重なる、請求項1~5のいずれか1つに記載の電子装置。
  7. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を備え、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合され、
    前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記第2接合電極は、複数設けられ、
    前記第1接合電極は、第1素子部と電気的に接続され、
    前記第1素子部は、前記第1構造体に設けられ、トランジスタ、電極、センサ素子、記憶素子、及び発光素子の少なくともいずれかを含み、
    前記第1接合電極は、前記中央領域及び前記外側領域のそれぞれに複数設けられ、
    前記第1硬部は、前記中央領域に複数設けられ、前記外側領域には設けられず、
    複数の前記第1硬部のそれぞれは、前記第1方向に沿って見た場合に、前記中央領域に設けられた複数の前記第1接合電極のそれぞれと重なる、請求項1~5のいずれか1つに記載の電子装置。
  8. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を備え、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合され、
    前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記第2接合電極は、複数設けられ、
    前記第1接合電極は、前記中央領域及び前記外側領域のそれぞれに複数設けられ、
    前記第1硬部は、前記外側領域に複数設けられ、前記中央領域には設けられず、
    複数の前記第1硬部のそれぞれは、前記第1方向に沿って見た場合に、前記外側領域に設けられた複数の前記第1接合電極のそれぞれと重なる、電子装置。
  9. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された第1接合電極と、第1硬部と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を備え、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とは、前記第1基体と前記第2基体との間において、互いに接合され、
    前記第1硬部は、前記第1基体と前記第2基体との間に設けられ、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向に沿って見た場合に前記第1接合電極が設けられた範囲内に位置し、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1接合電極は、金、アルミニウム、銅、及びイリジウムからなる群より選択された少なくとも1つを含み、
    前記第1硬部は、酸化シリコン、窒化シリコン、タングステン、窒化チタン、パラジウム及びチタンからなる群より選択された少なくとも1つを含む、電子装置。
  10. 前記第1構造体に設けられ前記第1配線部と電気的に接続された第1素子部、および、前記第2構造体に設けられ前記第2配線部と電気的に接続された第2素子部、の少なくともいずれかをさらに備え、
    前記第1素子部及び前記第2素子部のそれぞれは、トランジスタ、電極、センサ素子、記憶素子、及び発光素子の少なくともいずれかを含む、請求項1~6、8、9のいずれか1つに記載の電子装置。
  11. 前記第1接合電極は、前記第1硬部よりも厚い、請求項1~10のいずれか1つに記載の電子装置。
  12. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、前記第1突出部と前記第2接合電極とは、前記第1突出部が潰れて圧着される、製造方法。
  13. 前記第1電極部は、前記第1方向と垂直な平面に沿って延びる第1電極面を有し、
    前記第1突出部は、前記第1電極面から前記第1方向に突出し、前記第1方向と垂直な平面に沿って延びる第1端面を有し、
    前記接合工程において、前記第1電極面と前記第2接合電極とが互いに接触して圧着される、請求項1に記載の製造方法。
  14. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記少なくとも1つの第2接合電極は、第2電極部と、前記第2基体から前記第2接合電極へ向かう方向において前記第2電極部から突出した第2突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第2突出部と前記第1接合電極とを接触させる、製造方法。
  15. 前記第1構造体は、前記第1突出部と前記第1基体との間に設けられた第1硬部を含み、
    前記第1硬部は、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有する、請求項1~1のいずれか1つに記載の製造方法。
  16. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記第1構造体は、前記第1突出部と前記第1基体との間に設けられた第1硬部を含み、
    前記第1硬部は、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記少なくとも1つの第2接合電極は、凹部を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記凹部とを接触させることを含む、製造方法。
  17. 前記第1基体及び前記第1配線部の少なくとも一部の上に第1硬層を形成し、前記第1硬層をパターニングして前記第1硬部を形成する硬部形成工程をさらに備えた、請求項1または1に記載の製造方法。
  18. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記第1構造体は、前記第1突出部と前記第1基体との間に設けられた第1硬部を含み、
    前記第1硬部は、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1基体及び前記第1配線部の少なくとも一部の上に第1硬層を形成し、前記第1硬層をパターニングして前記第1硬部を形成する硬部形成工程をさらに備え、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記硬部形成工程は、前記中央領域および前記外側領域の上に前記第1硬層を形成し、前記第1硬層をパターニングして前記中央領域に選択的に複数の前記第1硬部を形成する、製造方法。
  19. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記第1構造体は、前記第1突出部と前記第1基体との間に設けられた第1硬部を含み、
    前記第1硬部は、前記第1接合電極の硬度よりも高い硬度を有し、
    前記第1基体及び前記第1配線部の少なくとも一部の上に第1硬層を形成し、前記第1硬層をパターニングして前記第1硬部を形成する硬部形成工程をさらに備え、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記硬部形成工程は、前記中央領域および前記外側領域の上に前記第1硬層を形成し、前記第1硬層をパターニングして前記外側領域に選択的に複数の前記第1硬部を形成する、製造方法。
  20. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記第2接合電極は、複数設けられ、
    前記第1接合電極は、前記中央領域及び前記外側領域のそれぞれに複数設けられ、
    前記第1突出部を含む前記電極は、前記中央領域に設けられ、
    前記接合工程の前において、前記中央領域に設けられた前記第1突出部を含む前記電極の高さは、前記外側領域に設けられた前記第1接合電極の高さよりも高い、製造方法。
  21. 第1基体と、前記第1基体に設けられた第1配線部と、前記第1配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第1接合電極と、を含む第1構造体と、
    第2基体と、前記第2基体に設けられた第2配線部と、前記第2配線部と電気的に接続された少なくとも1つの第2接合電極と、を含む第2構造体と、
    を含む電子装置の製造方法であって、
    前記第1接合電極と前記第2接合電極とを接合する接合工程を備え、
    前記少なくとも1つの第1接合電極は、第1電極部と、前記第1基体から前記第1接合電極へ向かう第1方向において前記第1電極部から突出した第1突出部と、を含む電極を含み、
    前記接合工程は、前記第1方向において前記第1突出部と前記第2接合電極とを接触させることを含み、
    前記第1基体は、前記第1方向に垂直な面内において、中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外側領域と、を含み、
    前記第2接合電極は、複数設けられ、
    前記第1接合電極は、前記中央領域及び前記外側領域のそれぞれに複数設けられ、
    前記第1突出部を含む前記電極は、前記外側領域に設けられ、
    前記接合工程の前において、前記中央領域に設けられた前記第1突出部を含む前記電極の高さは、前記外側領域に設けられた前記第1接合電極の高さよりも高い、製造方法。
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