(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体と、
前記冷媒通路に連通する第１貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材と
を含み、
前記被覆部材は、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面の第１コーナー部を被覆し、前記第１コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する、一体化された部品である第１被覆部を含む
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１被覆部は、前記積層体の、前記第１側面、前記第２側面の少なくとも一部、前記第１側面と前記第１側面に隣接する第３側面との第２コーナー部、及び前記第３側面の少なくとも一部を被覆する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記積層体は、前記第１被覆部と対向する面に第１凹部と第１凸部を有し、
前記第１被覆部は、前記第１凹部と前記第１凸部にそれぞれ対応した第２凸部と第２凹部を有する内面を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記被覆部材は、前記第１被覆部に接合され、前記第１被覆部と共に前記積層体の側面を被覆する一体化された部品である第２被覆部を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体に、前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材を配設する工程を含み、
前記被覆部材を配設する工程は、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面のコーナー部を被覆し、前記コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する、一体化された部品である被覆部を、前記積層体に配設する工程を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記被覆部は、第１切り欠き部、及び前記第１側面に対応した第１凹凸部を設けた第１板状体と、第２切り欠き部、及び前記第２側面に対応した第２凹凸部を設けた第２板状体とを、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部が共に内側を向くように、前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部で嵌合して一体化される
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記被覆部は、
前記コーナー部、前記第１側面及び前記第２側面における一部に対応した内面を有する第１部材と、前記コーナー部、前記第１側面及び前記第２側面における他の一部に対応した内面を有する第２部材とを積層して一体化される
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
回路基板と、
前記回路基板に搭載された半導体装置と
を含み、
前記半導体装置は、
各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体と、
前記積層体の側面を被覆する被覆部材と
を含み、
前記被覆部材は、前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面のコーナー部を被覆し、前記コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する、一体化された部品である被覆部を含む
ことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法、及び半導体装置を含む電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、半導体素子を含む半導体装置、半導体装置を含む電子装置においては、動作時に発生する熱を効率的に除去して適正な動作温度を実現するための冷却技術の重要性が増してきている。
【０００３】
ところで、半導体装置の一形態として、複数の半導体チップを積み重ねて実装した積層体を含む半導体装置（三次元実装半導体装置、三次元実装半導体モジュール等と称される）が知られている。このような形態の半導体装置では、例えば、半導体チップの積層体の表面にヒートシンク等の冷却部材を設けたり、表面に沿って冷媒を流したりする技術を採用したとても、積層体内部を十分に冷却することができない場合がある。これに対し、近年、積層される半導体チップ間に空洞部を設け、その空洞部を冷媒通路として利用することで、各層（段）の半導体チップを冷却する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５１６０１号公報
【特許文献２】特開平６−２１２９１号公報
【特許文献３】特開２００５−５５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の半導体チップを積み重ねて実装した積層体を含む半導体装置では、動作時に発熱する半導体チップに熱膨張が発生し、その熱膨張により、半導体チップに応力が発生して反り等の変形が生じ得る。反り等の変形が生じると、積層体の半導体チップ間の接続部が破損してしまう可能性がある。このような破損を生じさせ得る反り等の変形は、積層体のコーナー部で、或いは積層体のコーナー部を起点に、生じ易い。反り等の変形は、積層体の接続部を破損させてその接続信頼性を低下させる恐れがあるほか、半導体チップ間に冷媒を流して冷却を行う積層体の冷却効率の低下を招く恐れもある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体と、前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材とを含み、前記被覆部材は、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面の第１コーナー部を被覆し、前記第１コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する、一体化された部品である第１被覆部を含む半導体装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の一観点によれば、各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体に、前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材を配設する工程を含み、前記被覆部材を配設する工程は、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面のコーナー部を被覆し、前記コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する、一体化された部品である被覆部を、前記積層体に配設する工程を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の一観点によれば、上記のような半導体装置を含む電子装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、積層体の反り等の変形が抑制され、接続信頼性及び冷却性能に優れた半導体装置が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図（その１）である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図（その２）である。
【図３】別形態の半導体装置の一例の説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体装置製造方法の一例の説明図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体装置製造方法の一例の説明図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る配管接合工程の一例の説明図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態に係る配管接合工程の一例の説明図（その２）である。
【図８】第１の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その１）である。
【図９】第１の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その２）である。
【図１０】第１の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その３）である。
【図１１】第１の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その４）である。
【図１２】第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その１）である。
【図１３】第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その２）である。
【図１４】第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その３）である。
【図１５】第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その４）である。
【図１６】第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その５）である。
【図１７】第２の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その１）である。
【図１８】第２の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その２）である。
【図１９】第２の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図（その３）である。
【図２０】第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その１）である。
【図２１】第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その２）である。
【図２２】第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その３）である。
【図２３】第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図（その４）である。
【図２４】第３の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図である。
【図２５】第４の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図である。
【図２６】第５の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１及び図２は第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図である。尚、図１は第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の要部外観模式図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ），（Ｄ）は側面図である。図２は第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の要部断面模式図であって、（Ａ）は図１（Ｄ）のＬ１−Ｌ１断面図、（Ｂ）は図１（Ｄ）のＬ２−Ｌ２断面図である。
【００１２】
図１に示す半導体装置１００は、三次元積層チップ（積層体）１０、及び三次元積層チップ１０の側面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（１０ａ〜１０ｄ）を被覆するアライメントチップ（被覆部材）２０を有している。
【００１３】
三次元積層チップ１０は、図２に示すように、各々半導体素子を含み半導体素子の動作によって発熱する複数の基板（発熱基板）１１と、各々冷媒が流通される冷媒通路（溝）１２ａが設けられた複数の基板（冷却基板）１２とが、積層された構造を有している。尚、図２には一例として、平面サイズの異なる発熱基板１１と冷却基板１２とを、交互に積層した三次元積層チップ１０を例示している。
【００１４】
発熱基板１１には、トランジスタ等の半導体素子を含んだ単体の半導体チップを用いることができる。このほか、そのような半導体チップを複数、樹脂等の所定の層内に埋設した擬似ＳＯＣ（System On Chip）等と称される基板を、発熱基板１１に用いることもできる。発熱基板１１は、それに含まれる半導体素子の動作に伴い発熱する。
【００１５】
冷却基板１２の冷媒通路１２ａは、積層される発熱基板１１に対応する領域に、三次元積層チップ１０の一の側面１０ａからその側面１０ａと対向する側面１０ｃまで（図１（Ａ）のＹ方向に）延在するように設けられている。冷却基板１２には、冷媒通路１２ａとして、例えば、複数本のマイクロチャネルを設けることができる。その場合、冷却基板１２は、マイクロチャネル基板、マイクロチャネル層等とも称される。
【００１６】
尚、図２には、冷却基板１２に複数本の冷媒通路１２ａを設けた場合を例示したが、冷媒通路１２ａの本数は図２の例に限定されるものではない。また、冷媒通路１２ａのサイズ（幅）は、積層される発熱基板１１に対応する領域内において任意に設定することができ、例えば、幅広の１本の冷媒通路１２ａを冷却基板１２に設けることもできる。
【００１７】
また、図２には、冷却基板１２を発熱基板１１と交互に積層した場合を例示したが、発熱基板１１の層（段）数、冷却基板１２の層（段）数及び配置は、図２の形態に限定されるものではない。例えば、三次元積層チップ１０内のある一対の発熱基板１１間に複数層の冷却基板１２が設けられるような形態を採用することもできる。
【００１８】
冷却基板１２には、例えば、図２に示すように、その上下に積層される発熱基板１１の間（或いは三次元積層チップ１０の形態によっては発熱基板１１と別の冷却基板１２の間）を電気的に接続する貫通ビア等の導電部１２ｂが設けられる。導電部１２ｂは、冷媒通路１２ａを避けて、冷却基板１２に設けられる（或いは、導電部１２ｂを避けて、冷媒通路１２ａが設けられる）。また、ここでは図示を省略するが、発熱基板１１にも同様に、貫通ビア等の導電部が設けられていてもよい。
【００１９】
冷却基板１２は、発熱基板１１に用いられる材料と近い熱膨張係数を有する材料を用いて形成されることが望ましい。例えば、発熱基板１１がシリコン等の半導体材料を用いて形成された半導体チップである場合には、冷却基板１２をシリコン等の半導体材料を用いて形成することができる。半導体装置１００の動作時に発熱基板１１が発熱すると、発熱基板１１とそれに積層される冷却基板１２との熱膨張係数差が大きい場合ほど、発熱基板１１と冷却基板１２との接続部に大きな応力がかかるようになる。冷却基板１２に、発熱基板１１に用いられる材料と熱膨張係数が近い材料を用いることで、発熱基板１１の発熱に伴ってそれらの接続部にかかる応力を低減することができるようになる。尚、冷却基板１２に用いる材料は、発熱基板１１に用いる材料と熱膨張係数が近い材料であれは、必ずしも同じ材料であることを要しない。
【００２０】
上記のような構成を有する三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、図１及び図２に示すように、アライメントチップ２０が設けられている。
ここではアライメントチップ２０として、２つのＬ字型のアライメントチップ（被覆部）２１及びアライメントチップ（被覆部）２２が組み合わされて用いられている。一方のＬ字型のアライメントチップ２１は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ａと側面１０ｂのコーナー部１０ｓを被覆し、そのコーナー部１０ｓから側面１０ａ及び側面１０ｂとを被覆するように設けられている。もう一方のＬ字型のアライメントチップ２２は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ｃと側面１０ｄのコーナー部１０ｔを被覆し、そのコーナー部１０ｔから側面１０ｃ及び側面１０ｄとを被覆するように設けられている。
【００２１】
このように三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに設けられる２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、互いの端部同士が接合される。即ち、アライメントチップ２１の、側面１０ａと接合される部分２１Ａの側端面２１Ａａが、アライメントチップ２２の、側面１０ｄと接合される部分２２Ａの端部２２Ａａに接合される。アライメントチップ２２の、側面１０ｃと接合される部分２２Ｂの側端面２２Ｂａが、アライメントチップ２１の、側面１０ｂと接合される部分２１Ｂの端部２１Ｂａに接合される。
【００２２】
このように、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２が組み合わされ、それらによって三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄが被覆されている。
【００２３】
発熱基板１１と冷却基板１２に、平面サイズの異なるものを用いている場合、それらが積層された三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄには、段差１３ができる。図２の例では、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、発熱基板１１の側面が凹部１３ａとなって現れ、より大きな平面サイズである冷却基板１２の側面が凸部１３ｂとなって現れている。アライメントチップ２１は、三次元積層チップ１０の側面１０ａ及び側面１０ｂと対向する内面に、側面１０ａ及び側面１０ｂに存在する段差１３の凹部１３ａと凸部１３ｂにそれぞれ対応した凸部２１ａと凹部２１ｂ（段差）が設けられている。もう一方のアライメントチップ２２も同様に、三次元積層チップ１０の側面１０ｃ及び側面１０ｄと対向する内面に、側面１０ｃ及び側面１０ｄに存在する段差１３の凹部１３ａと凸部１３ｂにそれぞれ対応した凸部２２ａと凹部２２ｂ（段差）が設けられている。
【００２４】
このように、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、被覆する三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄの形状に合わせて、側面１０ａ〜１０ｄにフィットするような内面形状とされている。
【００２５】
尚、このような内面形状を有するＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の形成方法については後述する。
上記のような２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに接合し、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄをアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２で被覆する。アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２と三次元積層チップ１０の接合法は、特に限定されないが、発熱基板１１及び冷却基板１２の耐熱温度に制限されるため、できるだけ低温で行うことのできる接合法を用いることが望ましい。例えば、表面活性化接合法、常温接合法、原子拡散接合法等は、比較的低温で強固な接合を得ることのできる有効な方法である。その他の接合法としては、接合する面に設けたシリコン酸化膜を親水化加工し、その水酸基を使って接合する酸化膜接合法、金属原子の拡散を利用する金属接合法等がある。更に、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等の樹脂材料を中間層（接合層）に用いて接合する接合法を用いることもできる。
【００２６】
三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を接合することにより、三次元積層チップ１０の周囲をアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２によって固定する。これにより、三次元積層チップ１０の動作時に発熱基板１１が発熱した場合でも、発熱基板１１の反り等の変形が抑制されるようになる。
【００２７】
例えば、このようなアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を設けていない場合、三次元積層チップ１０には、その動作時に発熱基板１１が発熱した際、熱膨張により、図３に示すような発熱基板１１の反り等の変形が生じてしまう場合がある。発熱基板１１の変形は、三次元積層チップ１０の最上層の発熱基板１１で発生し易く、特にそのエッジ部で変形量が大きくなり易い。このような変形によって、発熱基板１１と冷却基板１２の接続部が破損する等、三次元積層チップ１０の接続信頼性が損なわれてしまう恐れがある。図１及び図２に示すように、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２で三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄを被覆し、その周囲（エッジ部）を固定することで、発熱基板１１の反りを効果的に抑制することができる。
【００２８】
更に、三次元積層チップ１０にアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を設けていない場合には、発熱基板１１と冷却基板１２の接続部が、冷却基板１２の冷媒通路１２ａを流通される冷媒の圧力に耐えきれず、破損してしまう恐れもある。アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２で三次元積層チップ１０の周囲（エッジ部）を固定することで、このような冷媒圧力による接続部の破損も効果的に抑制することができる。
【００２９】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、三次元積層チップ１０と同じか若しくは近い熱膨張係数、或いは三次元積層チップ１０よりも小さい熱膨張係数を有する材料を用いて形成されることが望ましい。例えば、発熱基板１１がシリコン等の半導体材料を用いて形成された半導体チップであり、冷却基板１２がシリコン等の半導体材料を用いて形成されている場合には、アライメントチップ２０をシリコン等の半導体材料を用いて形成することができる。このようなアライメントチップ２０を三次元積層チップ１０の周囲に設けることにより、三次元積層チップ１０の動作時に発熱基板１１が発熱した場合でも、その発熱に起因した各発熱基板１１の変形を効果的に抑制することができる。三次元積層チップ１０に含まれる発熱基板１１毎に発熱量が異なるような場合、即ち発熱によって生じる応力が発熱基板１１毎に異なるような場合でも、各発熱基板１１の変形を効果的に抑制することができる。
【００３０】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２には、三次元積層チップ１０の冷却基板１２の冷媒通路１２ａに連通する貫通孔２３が設けられている。この例では、アライメントチップ２１の、三次元積層チップ１０の側面１０ａと対向する部分２１Ａ、及びアライメントチップ２２の、三次元積層チップ１０の側面１０ｃと対向する部分２２Ｂに、それぞれ貫通孔２３が設けられている。各貫通孔２３は、三次元積層チップ１０の冷却基板１２の各冷媒通路１２ａに対応して、設けられている。
【００３１】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の外面側に設けられた凹部２１ｄ及び凹部２２ｄにはそれぞれ、後述のように、冷媒の供給用と排出用の配管が接合され得る。その場合、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａには、一方の配管からアライメントチップ２０の一方（例えばアライメントチップ２１）の貫通孔２３を通じて冷媒が供給される。冷媒通路１２ａに供給された冷媒は、冷媒通路１２ａ内を流れ、アライメントチップ２０のもう一方（例えばアライメントチップ２２）の貫通孔２３を通じて他方の配管に排出される。
【００３２】
冷媒通路１２ａを流通させる冷媒には、液体又は気体の冷媒を用いることができる。液体の冷媒としては、例えば、水を利用することができ、より熱伝導率を高めるためのフィラーを水に分散させたものを用いることもできる。気体の冷媒としては、例えば、空気を利用することができる。
【００３３】
続いて、上記のような半導体装置１００の製造方法について説明する。
図４及び図５は第１の実施の形態に係る半導体装置製造方法の一例の説明図である。尚、図４（Ａ）はアライメントチップ接合工程の一例の要部平面模式図、図４（Ｂ）はアライメントチップ接合配設工程の一例の要部側面模式図である。図５（Ａ）はアライメントチップ接合後の状態の一例の要部平面模式図、図５（Ｂ）はアライメントチップ接合後の状態の一例の要部側面模式図である。
【００３４】
図４には、回路基板２１０上に実装された三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄにアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２（アライメントチップ２０）を設ける場合を例示している。
【００３５】
まず、回路基板２１０上に、三次元積層チップ１０が実装される。三次元積層チップ１０は、半田ボール等のバンプ１１０を介して、回路基板２１０に実装され、電気的に接続される（フリップチップ接続）。
【００３６】
このようにして回路基板２１０上に実装された三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２が接合される。尚、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の内部には、側面１０ａから側面１０ｃに達する上記冷媒通路１２ａが設けられている。また、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄには、発熱基板１１と冷却基板１２のサイズに応じた上記段差１３が存在している。
【００３７】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、予め、Ｌ字型の外形で形成され、三次元積層チップ１０に接合される内面が、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに存在する段差１３に対応する形状となるように形成される。図４及び図５に示すように、アライメントチップ２１は、三次元積層チップ１０のコーナー部１０ｓと側面１０ａ及び側面１０ｂとに跨って接合され、アライメントチップ２２は、三次元積層チップ１０のコーナー部１０ｔと側面１０ｃ及び側面１０ｄとに跨って接合される。このとき、アライメントチップ２１の側端面２１Ａａとアライメントチップ２２の端部２２Ａａとが接合され、アライメントチップ２２の側端面２２Ｂａとアライメントチップ２１の端部２１Ｂａとが接合される。
【００３８】
三次元積層チップ１０とアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２との接合の際は、各々の側面に存在する、対応する段差（図２の凹部１３ａ及び凸部１３ｂと、凸部２１ａ，２２ａ及び凹部２１ｂ，２２ｂ）を利用して、アライメントを行うことができる。そのため、三次元積層チップ１０とアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２とのアライメントを容易に行うことができ、大掛かりなアライメント作業、アライメント装置は不要である。
【００３９】
尚、ここでは図示を省略するが、このアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の接合により、側面１０ａと対向する部分２１Ａ及び側面１０ｃと対向する部分２２Ｂに設けられた上記貫通孔２３が、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａと連通する。
【００４０】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の三次元積層チップ１０への接合は、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の中間層（接合層）２４を用いて行うことができる。この場合は、まずアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の、三次元積層チップ１０と接合する面に、ＰＤＭＳを設ける。そして、そのＰＤＭＳにエキシマー光を照射して表面を活性化させた後、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を三次元積層チップ１０に圧接して接合する。
【００４１】
ＰＤＭＳ等の中間層２４の材料は、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２に、スプレーコート、ディップコート等の方法を用いて塗布することで、設けることができる。ＰＤＭＳ等の中間層２４は、三次元積層チップ１０とアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２とを接合する役割のほか、それらの接合部にかかる応力を緩和する役割を果たす。このような接合及び応力緩和の観点から、ＰＤＭＳ等の中間層２４の厚さは１０μｍ程度とすることが望ましい。
【００４２】
尚、ここではＰＤＭＳ等の中間層２４を用いた接合法を例示したが、三次元積層チップ１０とアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２との接合強度が保て、三次元積層チップ１０の耐熱温度以下で行えるものであれば、他の接合法を用いてもよい。
【００４３】
このように、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、Ｌ字型で、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄ及びコーナー部１０ｓ，１０ｔに対応する内面形状を有している。そのため、三次元積層チップ１０への接合の際、その側面１０ａ〜１０ｄ及びコーナー部１０ｓ，１０ｔの適正な位置にアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を容易に位置合わせし、接合することができる。
【００４４】
また、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を用いると、三次元積層チップ１０の４つの側面１０ａ〜１０ｄに各々４つのアライメントチップを用いる場合に比べ、アライメントチップ同士の接合部（継ぎ目）を減らすことができる。更に、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を用いることで、４つのアライメントチップを用いる場合に比べて、三次元積層チップ１０との位置ずれを抑制することができる。
【００４５】
例えば、三次元積層チップ１０の４つの側面１０ａ〜１０ｄに各々４つのアライメントチップを用いる場合には、それら４つのアライメントチップにそれぞれ位置ずれ（三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに沿った位置ずれ等）が発生し得る。アライメントチップに位置ずれが生じると、アライメントチップ間（継ぎ目）に隙間ができ、そこから冷媒がリークしてしまう恐れがある。これに対し、上記のような２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を用いると、継ぎ目が減り、且つ、位置ずれが生じ難いため、冷媒のリークに対する信頼性を向上させることができる。
【００４６】
図４に示すような方法により、図５に示すような、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄが２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２で被覆された半導体装置１００が得られる。また、この例では、回路基板２１０上にそのような半導体装置１００が搭載された電子装置２００が得られる。
【００４７】
上記のようにしてアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を三次元積層チップ１０に接合した後、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２には、それぞれ配管を接合することができる。
【００４８】
図６及び図７は第１の実施の形態に係る配管接合工程の一例の説明図である。尚、図６（Ａ）は配管接合工程の一例の要部平面模式図、図６（Ｂ）は配管接合工程の一例の要部側面模式図である。図７は図６（Ａ）のＬ３−Ｌ３断面模式図である。
【００４９】
三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄを被覆するアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２に、それぞれ配管２２０（配管２２１及び配管２２２）が接合される。一方の配管２２１は、アライメントチップ２１の、冷媒通路１２ａに連通する貫通孔２３が設けられている面側（部分２１Ａ）に、接合される。もう一方の配管２２２は、アライメントチップ２２の、冷媒通路１２ａに連通する貫通孔２３が設けられている面側（部分２２Ｂ）に、接合される。
【００５０】
アライメントチップ２１には、図７に示すように、配管２２１との接合時にその位置合わせを行うための凹凸等の構造部２１ｃを設けておくことができる。同様にアライメントチップ２２には、図７に示すように、配管２２２との接合時にその位置合わせを行うための凹凸等の構造部２２ｃを設けておくことができる。その場合、配管２２１及び配管２２２は、構造部２１ｃ及び構造部２２ｃの形状に対応した先端部形状とされる。このような構造部２１ｃ及び構造部２２ｃを利用することで、配管２２１及び配管２２２を適正な位置に容易に位置合わせし、接合することができる。
【００５１】
配管２２１及び配管２２２の接合法は、特に限定されない。例えば、配管２２１及び配管２２２の先端部をシリコンで作製し、その表面（アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２との接合面）に、中間層（接合層）２２３として、ＰＤＭＳを厚さ１０μｍで塗布する。そして、このようにしてＰＤＭＳを塗布した配管２２１及び配管２２２のシリコンの先端部に、エキシマー光を照射して表面活性化を行った後、それらの先端部をそれぞれアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２に圧接する。このように中間層２２３にＰＤＭＳを用いる接合法によれば、ＰＤＭＳがパッキンの役割を果たし、且つ、強固な接着が行えるため、信頼性の高い配管２２１及び配管２２２の接合を実現することができる。
【００５２】
このほか、配管２２１及び配管２２２の接合には、バネを用いる治具で配管２２１及び配管２２２を固定して接合する接合法、表面活性化接合法、常温接合法、樹脂や金属等を中間層に用いた接合法等を利用することもできる。
【００５３】
これらの接合法によって配管２２１及び配管２２２を、それぞれアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の所定の部分に接合することにより、それらの接合部からの冷媒の漏れ等を効果的に抑制することができる。
【００５４】
図６及び図７に示したような方法により、回路基板２１０上に搭載された半導体装置１００のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２にそれぞれ配管２２１及び配管２２２が接合された電子装置２００ａが得られる。
【００５５】
続いて、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２（アライメントチップ２０）の形成方法について説明する。
上記のようなＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２は、以下に例示するような方法で形成することができる。
【００５６】
アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成する基板としては、例えば三次元積層チップ１０に接合することを考慮して、その熱膨張係数に近い材料の基板を用いることが望ましい。ここでは一例として、厚さ５００μｍのシリコン基板を使用する。尚、シリコン基板の厚みは、目的のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成できる厚みがあれば、特に限定されない。ここで例示するアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の形成方法では、後述のように、両面にフォトレジスト等のパターン形成、エッチングを行うため、両面共に鏡面加工を施したシリコン基板を用いることが好ましい。
【００５７】
図８〜図１１は第１の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図である。尚、図８はアライメントチップと三次元積層チップとの配置関係の一例を示す図である。図９はアライメントチップ形成フローの一例を示す図であって、（Ａ）はパーツ準備工程の一例を示す図、（Ｂ）はパーツ嵌合工程の一例を示す図、（Ｃ）はパーツ切断工程の一例を示す図である。図１０（Ａ）は図９（Ａ）のＬ４−Ｌ４断面模式図、図１０（Ｂ）は図９（Ａ）のＬ５−Ｌ５断面模式図、図１１（Ａ）は図９（Ａ）のＬ６−Ｌ６断面模式図、図１１（Ｂ）は図９（Ａ）のＬ７−Ｌ７断面模式図である。
【００５８】
この例では、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２（アライメントチップ２０）と、三次元積層チップ１０との間に、図８に示すような配置（対応）関係があるものとする。
【００５９】
即ち、アライメントチップ２１の第１面２１＿１が三次元積層チップ１０の側面１０ａと対応する面であり、第１面２１＿１と反対側の面がアライメントチップ２１の第２面２１＿２である。また、アライメントチップ２１の第３面２１＿３が三次元積層チップ１０の側面１０ｂと対応する面であり、第３面２１＿３と反対側の面がアライメントチップ２１の第４面２１＿４である。
【００６０】
同様に、アライメントチップ２２の第１面２２＿１が三次元積層チップ１０の側面１０ｃと対応する面であり、第１面２２＿１と反対側の面がアライメントチップ２２の第２面２２＿２である。また、アライメントチップ２２の第３面２２＿３が三次元積層チップ１０の側面１０ｄと対応する面であり、第３面２２＿３と反対側の面がアライメントチップ２２の第４面２２＿４である。
【００６１】
このようなアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成するために、図９（Ａ）並びに図１０及び図１１に示すような、２種類の板状のパーツ３１０及びパーツ３２０（板状体）を準備する。
【００６２】
一方のパーツ３１０には、切り欠き部３１３が設けられると共に、その切り欠き部３１３を挟んだ両側の第１部分３１１及び第２部分３１２にそれぞれ、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すような断面形状の開口部３１１ａ及び開口部３１２ａが設けられる。
【００６３】
ここで、パーツ３１０の第１部分３１１の表面がアライメントチップ２１の第１面２１＿１（内面）となり、第１部分３１１の裏面がアライメントチップ２１の第２面２１＿２（外面）となる。また、パーツ３１０の第２部分３１２の表面がアライメントチップ２２の第２面２２＿２（外面）となり、第２部分３１２の裏面がアライメントチップ２２の第１面２２＿１（内面）となる。
【００６４】
パーツ３１０の第１部分３１１の開口部３１１ａには、貫通孔２３、アライメントチップ２１の第１面２１＿１側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａ、第２面２１＿２側に配置される配管２２１に対応した凹部２０ｂが含まれる。パーツ３１０の第２部分３１２の開口部３１２ａには、貫通孔２３、アライメントチップ２２の第１面２２＿１側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａ、第２面２２＿２側に配置される配管２２２に対応した凹部２０ｂが含まれる。開口部３１１ａの凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２１ｂに相当し、開口部３１１ａの凹部２０ｂは、上記した配管２２１が接合される凹部２１ｄに相当する。開口部３１２ａの凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２２ｂに相当し、開口部３１２ａの凹部２０ｂは、上記した配管２２２が接合される凹部２２ｄに相当する。
【００６５】
もう一方のパーツ３２０には、切り欠き部３２３が設けられると共に、その切り欠き部３２３を挟んだ両側の第１部分３２１及び第２部分３２２にそれぞれ、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すような断面形状の開口部３２１ａ及び開口部３２２ａが設けられる。
【００６６】
ここで、パーツ３２０の第１部分３２１の表面がアライメントチップ２１の第４面２１＿４（外面）となり、第１部分３２１の裏面がアライメントチップ２１の第３面２１＿３（内面）となる。また、パーツ３２０の第２部分３２２の表面がアライメントチップ２２の第３面２２＿３（内面）となり、第２部分３２２の裏面がアライメントチップ２２の第４面２２＿４（外面）となる。
【００６７】
パーツ３２０の第１部分３２１の開口部３２１ａには、アライメントチップ２１の第３面２１＿３側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａが含まれる。パーツ３２０の第２部分３２２の開口部３２２ａには、アライメントチップ２２の第３面２２＿３側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａが含まれる。開口部３２１ａの凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２１ｂに相当する。開口部３２２ａの凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２２ｂに相当する。
【００６８】
尚、パーツ３１０の開口部３１１ａ及び開口部３１２ａ、並びにパーツ３２０の開口部３２１ａ及び開口部３２２ａの形成方法の詳細については後述する。
上記のようなパーツ３１０及びパーツ３２０を形成した後、これらを、図９（Ｂ）に示すように、互いの切り欠き部３１３及び切り欠き部３２３で嵌合し、十字型のパーツに一体化する。その際は、パーツ３１０の第１部分３１１の表面（アライメントチップ２１の第１面２１＿１）と、パーツ３２０の第１部分３２１の裏面（アライメントチップ２１の第３面２１＿３）とが内側を向くように、嵌合する。同時に、パーツ３１０の第２部分３１２の裏面（アライメントチップ２２の第１面２２＿１）と、パーツ３２０の第２部分３２２の表面（アライメントチップ２２の第３面２２＿３）とが内側を向くように、嵌合する。
【００６９】
パーツ３１０とパーツ３２０の嵌合による一体化の際は、温度の制約がないため、どのような接合法も採用することができる。例えば、加熱によるシリコン−シリコンの直接接合法、表面活性化接合法、水酸基を利用した酸化膜接合法、樹脂や金属を中間層に用いた接合法等を採用することができる。
【００７０】
パーツ３１０及びパーツ３２０を嵌合して一体化した後、第１部分３１１と第１部分３２１の側と、第２部分３１２と第２部分３２２の側とに分離されるように、パーツ３１０とパーツ３２０の嵌合部を斜めに切断する。これにより、図９（Ｃ）に示すようなアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２が形成される。
【００７１】
このようにしてアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成する際の、上記図１０及び図１１に示したような開口部３１１ａ、開口部３１２ａ、開口部３２１ａ及び開口部３２２ａは、以下のような手順で形成することができる。
【００７２】
まず、パーツ３１０の形成方法について説明する。
図１２〜図１４は第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図である。尚、図１２〜図１４の（Ａ）〜（Ｄ）にはそれぞれ、パーツ３１０の形成においてアライメントチップ２０（アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２）の内面になる側と外面になる側に対して行う処理の説明図を、並べて図示している。
【００７３】
まず、図１２（Ａ）に示すように、パーツ３１０を形成する基板３１０ａの両面に、例えば厚さ１μｍ〜２μｍ程度のシリコン酸化膜３１０ｂを形成する。シリコン酸化膜３１０ｂは、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成することができる。
【００７４】
次いで、図１２（Ｂ）に示すように、シリコン酸化膜３１０ｂ上に、フォトレジスト４００を形成する。フォトレジスト４００は、スピンコート法等により、例えば厚さ５μｍ程度の膜として形成することができる。その場合、例えば、フォトレジスト４００は、そのレジスト材料を２０００回転のスピンコートで塗布し、塗布後、１２０℃の加熱処理を行うことで、形成することができる。
【００７５】
次いで、図１２（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用い、基板３１０ａの一方の面（表面）側に形成されたフォトレジスト４００のパターニングを行う。ここでは、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の内面になる側に、貫通孔２３の形成領域に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４００のパターニングを行う。尚、この段階では、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の外面になる側、及び基板３１０ａの他方の面（裏面）側に形成されたフォトレジスト４００に対しては、パターニングは行わない。
【００７６】
次いで、図１２（Ｄ）に示すように、パターニングしたフォトレジスト４００をマスクにして、表面側の露出するシリコン酸化膜３１０ｂをエッチングする。例えば、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、シリコン酸化膜３１０ｂをエッチングする。エッチング後のシリコン酸化膜３１０ｂは、後述のように深堀エッチングで貫通孔２３を形成する際（図１３（Ｃ））のマスクになる。尚、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の外面になる側、及び裏面側のシリコン酸化膜３１０ｂは、その上に形成されているフォトレジスト４００により、このときのエッチングからは保護される。
【００７７】
シリコン酸化膜３１０ｂのエッチング後、図１３（Ａ）に示すように、表面側のフォトレジスト４００をアッシング等で除去する。裏面側のフォトレジスト４００は、以下に述べる表面側のエッチングの間、裏面側のシリコン酸化膜３１０ｂが保護されるように、残しておく。
【００７８】
表面側のフォトレジスト４００の除去後、図１３（Ｂ）に示すように、再度フォトレジスト４０１を形成し、そのパターニングを行う。フォトレジスト４０１の形成及びパターニングには、上記のフォトレジスト４００について述べたのと同様の手法を用いることができる。ここでは、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の内面になる側については、冷却基板１２に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０１のパターニングを行う。基板３１０ａの、アライメントチップ２０の外面になる側については、配管２２０が接合される領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０１のパターニングを行う。
【００７９】
次いで、図１３（Ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜３１０ｂ及びフォトレジスト４０１をマスクにして、基板３１０ａを表面側から３００μｍ程度の深さまでエッチングする。即ち、基板３１０ａの表面側のシリコン酸化膜３１０ｂから露出した、貫通孔２３の形成領域に対応する領域に、深堀エッチングが施され、貫通孔２３が形成される。
【００８０】
この深堀エッチングには、例えば、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）法が好適に用いられる。ＤＲＩＥ法の第１のステップは、コイルパワー６００Ｗ、プロセスチャンバ内の圧力を１４．５Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３２Ｐａ）とし、八フッ化ブテン（Ｃ4Ｆ8）ガスを流量１３０ｓｃｃｍ（standard cubic centimeter per minutes）で７．５秒導入する処理を適用することができる。第２のステップとしてはコイルパワーを６００Ｗ、プロセスチャンバ内の圧力を１４．５Ｔｏｒｒとし、基板３１０ａへのＲＦパワーを３８０ｋＨｚで２３Ｗとした状態で、六フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスを流量１３０ｓｃｃｍで７．５秒導入する処理を適用することができる。この第１のステップと第２のステップを交互に繰り返すことで、基板３１０ａの深堀エッチングを行うことができる。
【００８１】
次いで、図１３（Ｄ）に示すように、フォトレジスト４０１をマスクにしてドライエッチングを行い、フォトレジスト４０１から露出する表面側のシリコン酸化膜３１０ｂを除去する。
【００８２】
表面側の所定領域のシリコン酸化膜３１０ｂを除去した後、図１４（Ａ）に示すように、フォトレジスト４０１及びシリコン酸化膜３１０ｂをマスクにして、基板３１０ａを表面側から１００μｍ程度の深さまでエッチングする。エッチングは、ＤＲＩＥ法により、上記同様の条件を用いて、行うことができる。このエッチングにより、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の内面になる側については、冷却基板１２に対応する凹部２０ａが形成される。基板３１０ａの、アライメントチップ２０の外面になる側については、配管２２０が接合される凹部２０ｂが形成される。
【００８３】
その後、図１４（Ｂ）に示すように、基板３１０ａの表面側に残るフォトレジスト４０１及びシリコン酸化膜３１０ｂを除去する。フォトレジスト４０１はアッシングで、シリコン酸化膜３１０ｂはドライエッチングで、それぞれ除去することができる。
【００８４】
図１４（Ｂ）に示した工程まで行った後は、図１４（Ｃ）に示すように、基板３１０ａの表面にサポート基板４１０を貼り合わせる。サポート基板４１０には、熱剥離シート等を用いることができる。サポート基板４１０の厚さは、例えば、５２５μｍとする。サポート基板４１０は、図１４（Ｂ）までの処理を終えた基板３１０ａの表面側を以後の工程で保護すると共に、以後の工程で基板３１０ａの取り扱いを容易にしてその破損を回避する役割を果たす。
【００８５】
このように基板３１０ａの表面側にサポート基板４１０を貼り合わせた後は、基板３１０ａの裏面側について、図１２（Ｃ）〜図１４（Ｂ）で述べたのと同様の処理を行う。このような処理を行い、図１４（Ｄ）のように、先に表面側から形成した凹部２０ｂに連通するように、裏面側から貫通孔２３及び凹部２０ａを形成し、先に表面側から形成した貫通孔２３（及び凹部２０ａ）と連通するように、裏面側から凹部２０ｂを形成する。これにより、図１０（Ａ）のような開口部３１１ａを有する第１部分３１１と、図１０（Ｂ）のような開口部３１２ａを有する第２部分３１２とを備えた１枚のパーツ３１０が完成する。
【００８６】
尚、第１部分３１１と第２部分３１２の間に設ける切り欠き部３１３は、図１２〜図１４に示したような基板３１０ａの処理時に、切り欠き部３１３を形成する領域に対し、同様に基板３１０ａを表面側、裏面側からエッチングすることで、形成することができる。基板３１０ａには、その表面側、裏面側からエッチングを行うことで、貫通する開口（貫通孔２３、凹部２０ａ及び凹部２０ｂ）が形成されるため、そのような開口と共に、所定の領域に切り欠き部３１３を形成することが可能である。
【００８７】
続いて、パーツ３２０の形成方法について説明する。
図１５及び図１６は第１の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図である。尚、図１５の（Ａ）〜（Ｄ）及び図１６の（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ、パーツ３２０の形成においてアライメントチップ２０（アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２）の内面になる側と外面になる側に対して行う処理の説明図を、並べて図示している。
【００８８】
まず、図１５（Ａ）に示すように、パーツ３２０を形成する基板３２０ａの一方の面（表面）に、フォトレジスト４０２を形成する。フォトレジスト４０２は、スピンコート法等により、例えば厚さ５μｍ程度の膜として形成することができる。その場合、例えば、フォトレジスト４０２は、そのレジスト材料を２０００回転のスピンコートで塗布し、塗布後、１２０℃の加熱処理を行うことで、形成することができる。
【００８９】
次いで、図１５（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用い、フォトレジスト４０２のパターニングを行う。ここでは、基板３２０ａの、アライメントチップ２０の内面になる側に、冷却基板１２に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０２のパターニングを行う。尚、基板３１０ａの、アライメントチップ２０の外面になる側に形成されたフォトレジスト４０２に対しては、パターニングは行わない。
【００９０】
次いで、図１５（Ｃ）に示すように、パターニングしたフォトレジスト４０２をマスクにして、基板３２０ａを表面側から１００μｍ程度の深さまでエッチングする。エッチングは、ＤＲＩＥ法により、上記のパーツ３１０の形成で行ったのと同様の条件を用いて、行うことができる。このエッチングにより、基板３２０ａの、アライメントチップ２０の内面になる側に、冷却基板１２に対応する凹部２０ａが形成される。
【００９１】
その後、図１５（Ｄ）に示すように、基板３２０ａの表面側のフォトレジスト４０２をアッシング等で除去する。
図１５（Ｄ）に示した工程まで行った後は、図１６（Ａ）に示すように、基板３２０ａの表面にサポート基板４２０を貼り合わせる。サポート基板４２０には、熱剥離シート等を用いることができる。サポート基板４２０の厚さは、例えば、５２５μｍとする。サポート基板４１０は、図１５（Ｄ）までの処理を終えた基板３２０ａの表面側を以後の工程で保護すると共に、以後の工程で基板３２０ａの取り扱いを容易にしてその破損を回避する役割を果たす。
【００９２】
このように基板３２０ａの表面側にサポート基板４２０を貼り合わせた後は、基板３２０ａの裏面側について、図１５（Ａ）〜（Ｄ）で述べたのと同様の処理を行う。これにより、図１１（Ａ）のような開口部３２１ａを有する第１部分３２１と、図１１（Ｂ）のような開口部３２２ａを有する第２部分３２２とを備えた１枚のパーツ３２０が完成する。
【００９３】
尚、第１部分３２１と第２部分３２２の間に設ける切り欠き部３２３は、基板３２０ａの、切り欠き部３２３を形成する領域に対し、表面側、裏面側からエッチングを行うことで、形成することができる。
【００９４】
このようにして形成されたパーツ３１０及びパーツ３２０（図９（Ａ））を、互いの切り欠き部３１３及び切り欠き部３２３で嵌合して一体化し（図９（Ｂ））、嵌合部で所定方向に斜めに切断することで、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を得る（図９（Ｃ））。そして、このようにして得られた２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、所定の接合法を用いて接合し、半導体装置１００、電子装置２００を得る（図４及び図５）。また、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２に配管２２１及び配管２２２を接合し、電子装置２００ａを得る（図６及び図７）。
【００９５】
以上説明したように、２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２によって三次元積層チップ１０の周囲、熱膨張に起因して反り等が生じ易いエッジ部を被覆することで、三次元積層チップ１０の接続信頼性を高めることができる。
【００９６】
また、Ｌ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を用い、三次元積層チップ１０のコーナー部１０ｓ及びコーナー部１０ｔ、段差１３を利用してアライメントを行う。そのため、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の位置合わせが容易になり、精密で複雑な位置合わせ機構を不要にできる。
【００９７】
更に、三次元積層チップ１０の側面方向に冷媒の供給口、排出口を設け、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の外面に設けた凹凸を利用して配管２２１及び配管２２２を接合する。そのため、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２で被覆された三次元積層チップ１０を含む半導体装置１００周辺のレイアウト設計を、柔軟に行うことが可能になる。
【００９８】
次に、第２の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第１の実施の形態で述べたアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の形成方法の別例を、第２の実施の形態として説明する。尚、三次元積層チップ１０の構成、配管２２１及び配管２２２の接合等は、上記第１の実施の形態で述べたのと同様とすることができる。
【００９９】
図１７〜図１９は第２の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図である。尚、図１７はアライメントチップ形成フローの一例を示す図であって、（Ａ）はパーツ準備工程の一例を示す図、（Ｂ）はパーツ嵌合工程の一例を示す図、（Ｃ）はパーツ嵌合後の状態の一例を示す図である。図１８は図１７（Ａ）のＬ８−Ｌ８断面模式図、図１９は図１７（Ａ）のＬ９−Ｌ９断面模式図である。
【０１００】
この第２の実施の形態に係る例においても、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２と、三次元積層チップ１０との間には、上記図８に示したような配置（対応）関係があるものとする。このようなアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成するために、この例では、図１７（Ａ）並びに図１８及び図１９に示すような、２種類の板状のパーツ３３０及びパーツ３４０（板状体）を形成する。
【０１０１】
一方のパーツ３３０には、対向する側端部にそれぞれ切り欠き部３３３が設けられると共に、図１８に示すような断面形状の開口部３３２が設けられる。
ここで、パーツ３３０の表面がアライメントチップ２１の第１面２１＿１（内面）となり、パーツ３３０の裏面がアライメントチップ２１の第２面２１＿２（外面）となる。或いは、パーツ３３０の表面がアライメントチップ２２の第１面２２＿１（内面）となり、パーツ３３０の裏面がアライメントチップ２２の第２面２２＿２（外面）となる。
【０１０２】
パーツ３３０の開口部３３２には、貫通孔２３、アライメントチップ２１の第１面２１＿１側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａ、第２面２１＿２側に配置される配管２２１に対応した凹部２０ｂが含まれる。或いは、パーツ３３０の開口部３３２には、貫通孔２３、アライメントチップ２２の第１面２２＿１側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａ、第２面２２＿２側に配置される配管２２２に対応した凹部２０ｂが含まれる。開口部３３２の凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２１ｂに相当し、開口部３３２の凹部２０ｂは、上記した配管２２１が接合される凹部２１ｄに相当する。或いは、開口部３３２の凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２２ｂに相当し、開口部３３２の凹部２０ｂは、上記した配管２２２が接合される凹部２２ｄに相当する。
【０１０３】
もう一方のパーツ３４０には、対向する側端部にそれぞれ、上記のパーツ３３０の切り欠き部３３３と噛み合う形状の切り欠き部３４３が設けられると共に、図１９に示すような断面形状の開口部３４２が設けられる。
【０１０４】
ここで、パーツ３４０の表面がアライメントチップ２１の第３面２１＿３（内面）となり、パーツ３４０の裏面がアライメントチップ２１の第４面２１＿４（外面）となる。或いは、パーツ３４０の表面がアライメントチップ２２の第３面２２＿３（内面）となり、パーツ３４０の裏面がアライメントチップ２２の第４面２２＿４（外面）となる。
【０１０５】
パーツ３４０の開口部３４２には、アライメントチップ２１の第３面２１＿３側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａが含まれる。或いは、パーツ３４０の開口部３４２には、アライメントチップ２２の第３面２２＿３側に配置される三次元積層チップ１０の冷却基板１２に対応した凹部２０ａが含まれる。開口部３４２の凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２１ｂに相当する。或いは、開口部３４２の凹部２０ａは、上記した三次元積層チップ１０の段差１３の凸部１３ｂに対応した凹部２２ｂに相当する。
【０１０６】
尚、パーツ３３０の開口部３３２、並びにパーツ３４０の開口部３４２の形成方法の詳細については後述する。
上記のようなパーツ３３０及びパーツ３４０を形成した後、これらを、図１７（Ｂ）に示すように、互いの切り欠き部３３３及び切り欠き部３４３で嵌合する。その際は、パーツ３３０の表面（アライメントチップ２１の第１面２１＿１又はアライメントチップ２２の第１面２２＿１）と、パーツ３４０の表面（アライメントチップ２１の第３面２１＿３又はアライメントチップ２２の第３面２２＿３）とを内側にして嵌合する。パーツ３３０とパーツ３４０の嵌合による一体化の際は、温度の制約がないため、どのような接合法も採用することができる。例えば、加熱によるシリコン−シリコンの直接接合法、表面活性化接合法、水酸基を利用した酸化膜接合法、樹脂や金属を中間層に用いた接合法等を採用することができる。
【０１０７】
図１７（Ｂ）のようにパーツ３３０とパーツ３４０を嵌合して一体化することで、図１７（Ｃ）に示すようなＬ字型のアライメントチップ２１、アライメントチップ２２が形成される。
【０１０８】
このようにしてアライメントチップ２１、アライメントチップ２２を形成する際の、上記図１８及び図１９に示したような開口部３３２及び開口部３４２は、以下のような手順で形成することができる。
【０１０９】
まず、パーツ３３０の形成方法について説明する。
図２０〜図２２は第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図である。
まず、図２０（Ａ）に示すように、パーツ３３０を形成する基板３３０ａの一方の面（表面）に、例えば厚さ１μｍ〜２μｍ程度のシリコン酸化膜３３０ｂを形成する。シリコン酸化膜３１０ｂは、プラズマＣＶＤ法等により形成することができる。
【０１１０】
次いで、図２０（Ｂ）に示すように、基板３３０ａの上に、フォトレジスト４０３を形成する。フォトレジスト４０３は、スピンコート法等により、例えば厚さ５μｍ程度の膜として形成することができる。その場合、例えば、フォトレジスト４０３は、そのレジスト材料を２０００回転のスピンコートで塗布し、塗布後、１２０℃の加熱処理を行うことで、形成することができる。
【０１１１】
次いで、図２０（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用い、基板３３０ａの表面側に形成されたフォトレジスト４０３のパターニングを行う。ここでは、貫通孔２３の形成領域に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０３のパターニングを行う。尚、この段階では、基板３３０ａの他方の面（裏面）側に形成されたフォトレジスト４０３に対しては、パターニングは行わない。
【０１１２】
次いで、図２０（Ｄ）に示すように、パターニングしたフォトレジスト４０３をマスクにして、露出するシリコン酸化膜３３０ｂをエッチングする。例えば、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、シリコン酸化膜３３０ｂをエッチングする。エッチング後のシリコン酸化膜３３０ｂは、後述のように深堀エッチングで貫通孔２３を形成する際（図２１（Ｃ））のマスクになる。
【０１１３】
シリコン酸化膜３３０ｂのエッチング後、図２１（Ａ）に示すように、フォトレジスト４０３をアッシング等で除去する。
その後、図２１（Ｂ）に示すように、再度フォトレジスト４０４を形成し、そのパターニングを行う。フォトレジスト４０４の形成及びパターニングには、上記のフォトレジスト４０３について述べたのと同様の手法を用いることができる。ここでは、冷却基板１２に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０４のパターニングを行う。
【０１１４】
次いで、図２１（Ｃ）に示すように、表面側のシリコン酸化膜３３０ｂ及びフォトレジスト４０４をマスクにして、基板３３０ａを表面側から３００μｍ程度の深さまでエッチングする。即ち、基板３３０ａの表面側のシリコン酸化膜３３０ｂから露出した、貫通孔２３の形成領域に対応する領域に、深堀エッチングが施され、貫通孔２３が形成される。
【０１１５】
この深堀エッチングには、例えば、ＤＲＩＥ法が好適に用いられる。ＤＲＩＥ法の第１のステップは、コイルパワー６００Ｗ、プロセスチャンバ内の圧力を１４．５Ｔｏｒｒとし、Ｃ4Ｆ8ガスを流量１３０ｓｃｃｍで７．５秒導入する処理を適用することができる。第２のステップとしてはコイルパワーを６００Ｗ、プロセスチャンバ内の圧力を１４．５Ｔｏｒｒとし、基板３３０ａへのＲＦパワーを３８０ｋＨｚで２３Ｗとした状態で、ＳＦ6ガスを流量１３０ｓｃｃｍで７．５秒導入する処理を適用することができる。この第１のステップと第２のステップを交互に繰り返すことで、基板３３０ａの深堀エッチングを行うことができる。
【０１１６】
次いで、図２１（Ｄ）に示すように、フォトレジスト４０４をマスクにしてドライエッチングを行い、フォトレジスト４０４から露出するシリコン酸化膜３３０ｂを除去する。
表面側の所定領域のシリコン酸化膜３３０ｂを除去した後、図２２（Ａ）に示すように、フォトレジスト４０４及びシリコン酸化膜３３０ｂをマスクにして、基板３３０ａを表面側から１００μｍ程度の深さまでエッチングする。エッチングは、ＤＲＩＥ法により、上記同様の条件を用いて、行うことができる。このエッチングにより、冷却基板１２に対応する凹部２０ａが形成される。
【０１１７】
その後、図２２（Ｂ）に示すように、基板３３０ａの表面側に残るフォトレジスト４０４及びシリコン酸化膜３３０ｂを除去する。フォトレジスト４０４はアッシングで、シリコン酸化膜３３０ｂはドライエッチングで、それぞれ除去することができる。
【０１１８】
図２２（Ｂ）に示した工程まで行った後は、図２２（Ｃ）に示すように、基板３３０ａの表面にサポート基板４３０を貼り合わせる。サポート基板４３０には、熱剥離シート等を用いることができる。サポート基板４３０の厚さは、例えば、５２５μｍとする。サポート基板４３０は、図２２（Ｂ）までの処理を終えた基板３３０ａの表面側を以後の工程で保護すると共に、以後の工程で基板３３０ａの取り扱いを容易にしてその破損を回避する役割を果たす。
【０１１９】
このように基板３３０ａの表面側にサポート基板４３０を貼り合わせた後は、基板３３０ａの裏面側について、フォトレジストの塗布とそのパターニングを行う。ここでは、配管２２０が接合される領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジストのパターニングを行う。そして、そのようにパターニングを行ったフォトレジストをマスクにして、基板３３０ａを裏面側から１００μｍ程度の深さまでエッチングする。エッチングは、ＤＲＩＥ法により、上記同様の条件を用いて、行うことができる。このエッチングにより、図２２（Ｄ）に示すような、配管２２０が接合される凹部２０ｂを形成する。このように基板３３０ａの裏面側から形成する凹部２０ｂは、先に表面側から形成した貫通孔２３（及び凹部２０ａ）と連通するように、形成される。
【０１２０】
これにより、図１８のような開口部３３２を有する１枚のパーツ３３０が完成する。
尚、切り欠き部３３３は、図２０〜図２２に示したような基板３３０ａの処理時に、切り欠き部３３３を形成する領域に対し、同様に基板３３０ａを表面側、裏面側からエッチングすることで、形成することができる。
【０１２１】
続いて、パーツ３４０の形成方法について説明する。
図２３は第２の実施の形態に係るパーツ形成方法の一例の説明図である。
まず、図２３（Ａ）に示すように、パーツ３４０を形成する基板３４０ａの一方の面（表面）に、フォトレジスト４０５を形成する。フォトレジスト４０５は、スピンコート法等により、例えば厚さ５μｍ程度の膜として形成することができる。その場合、例えば、フォトレジスト４０５は、そのレジスト材料を２０００回転のスピンコートで塗布し、塗布後、１２０℃の加熱処理を行うことで、形成することができる。
【０１２２】
次いで、図２３（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用い、フォトレジスト４０５のパターニングを行う。ここでは、冷却基板１２に対応する領域に開口を有するパターンが形成されるように、フォトレジスト４０５のパターニングを行う。
【０１２３】
次いで、図２３（Ｃ）に示すように、パターニングしたフォトレジスト４０５をマスクにして、基板３４０ａを表面側から１００μｍ程度の深さまでエッチングする。エッチングは、ＤＲＩＥ法により、上記のパーツ３３０の形成で行ったのと同様の条件を用いて、行うことができる。このエッチングにより、冷却基板１２に対応する凹部２０ａが形成される。
【０１２４】
その後、図２３（Ｄ）に示すように、基板３４０ａの表面側のフォトレジスト４０５をアッシング等で除去する。
これにより、図１９のような開口部３４２を有する１枚のパーツ３４０が完成する。
【０１２５】
尚、切り欠き部３４３は、基板３４０ａの、切り欠き部３４３を形成する領域に対し、表面側、裏面側からエッチングを行うことで、形成することができる。
このようにして形成されたパーツ３３０及びパーツ３４０（図１７（Ａ））を、互いの切り欠き部３３３及び切り欠き部３４３で嵌合して一体化する（図１７（Ｂ））ことで、アライメントチップ２１、アライメントチップ２２を得る（図１７（Ｃ））。そして、このようにして得られた２つのＬ字型のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに、所定の接合法を用いて接合し、半導体装置１００、電子装置２００を得る（図４及び図５）。また、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２に配管２２１及び配管２２２を接合し、電子装置２００ａを得る（図６及び図７）。
【０１２６】
次に、第３の実施の形態について説明する。
ここでは、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の形成方法の更に別の例を、第３の実施の形態として説明する。尚、三次元積層チップ１０の構成、配管２２１及び配管２２２の接合等は、上記第１の実施の形態で述べたのと同様とすることができる。
【０１２７】
図２４は第３の実施の形態に係るアライメントチップ形成方法の一例の説明図である。尚、図２４はアライメントチップ形成フローを示す図であって、（Ａ）はパーツ準備工程の一例を示す図、（Ｂ）はパーツ積層工程の一例を示す図である。
【０１２８】
この第３の実施の形態に係る例においても、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２と、三次元積層チップ１０との間には、上記図８に示したような配置（対応）関係があるものとする。このようなアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２を形成するために、この例では、アライメントチップ２１及びアライメントチップ２２の各々について、図２４（Ａ）に示すような、三次元積層チップ１０の各層（段）、即ち発熱基板１１と冷却基板１２にそれぞれ対応する２種類のＬ字型のパーツ３５０及びパーツ３６０（部材）を形成する。
【０１２９】
三次元積層チップ１０の各発熱基板１１に対応するパーツ３５０はそれぞれ、各発熱基板１１の隣接する２側面のコーナー部とその２側面とに対応する内面を有するパーツとして形成する。三次元積層チップ１０の各冷却基板１２に対応するパーツ３６０はそれぞれ、各冷却基板１２の隣接する２側面のコーナー部とその２側面とに対応する内面、及び冷媒通路１２ａに連通する上記貫通孔２３を有するパーツとして形成する。三次元積層チップ１０の各発熱基板１１及び各冷却基板１２に対応するパーツ３５０及びパーツ３６０の外面は、後述のように積層されて一体化された時に、配管２２０が接合される凹部が形成されるような形状とする。
【０１３０】
このようなパーツ３５０及びパーツ３６０は、上記第１の実施の形態、第２の実施の形態で述べたのと同様に、１枚の基板に対するフォトレジストパターンの形成及びそれを用いたエッチングによって、形成することができる。
【０１３１】
アライメントチップ２１、アライメントチップ２２について、所定の内面形状及び外面形状を有する各層のパーツ３５０及びパーツ３６０を形成した後、図２４（Ｂ）に示すように、それらを所定の順序で積層して接合する。これにより、アライメントチップ２１、アライメントチップ２２を形成する。パーツ３５０とパーツ３６０の接合は、温度の制約がないため、どのような接合法も採用することができる。例えば、加熱によるシリコン−シリコンの直接接合法、表面活性化接合法、水酸基を利用した酸化膜接合法、樹脂や金属を中間層に用いた接合法等を採用することができる。
【０１３２】
尚、ここでは、各層毎のＬ字型のパーツ３５０及びパーツ３６０を形成し、それらを積層して接合する方法を例示した。このほか、ウエハレベルで各層を形成し、それらを積層して接合し、その後、その積層体をダイシング等により切断することで、アライメントチップ２１、アライメントチップ２２を形成することもできる。
【０１３３】
次に、第４の実施の形態について説明する。
図２５は第４の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図である。尚、図２５において、（Ａ）はアライメントチップ接合前の状態の一例の要部平面模式図、（Ｂ）はアライメントチップ接合後の状態の一例の要部平面模式図、（Ｃ）配管接合後の状態の一例の要部平面模式図である。
【０１３４】
三次元積層チップ１０の側面を被覆するアライメントチップ２０としては、図２５に示すように、４つのＬ字型のアライメントチップ３１，３２，３３，３４（３１〜３４）を用いることもできる。
【０１３５】
ここで、アライメントチップ３１は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ａ及び側面１０ｂの各一部とそれらのコーナー部１０ｓを被覆する。アライメントチップ３２は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ｂ及び側面１０ｃの各一部とそれらのコーナー部１０ｕを被覆する。アライメントチップ３３は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ｃ及び側面１０ｄの各一部とそれらのコーナー部１０ｔを被覆する。アライメントチップ３４は、三次元積層チップ１０の隣接する側面１０ｄ及び側面１０ａの各一部とそれらのコーナー部１０ｖを被覆する。アライメントチップ３１は、アライメントチップ３２及びアライメントチップ３４と、互いの側端面同士が接合され、アライメントチップ３３も同様に、アライメントチップ３２及びアライメントチップ３４と、互いの側端面同士が接合される。
【０１３６】
尚、三次元積層チップ１０と各アライメントチップ３１〜３４との接合は、中間層（図示せず）を用いる接合法をはじめ、上記のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２と同様の接合法を用いることができる。また、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の内部には、側面１０ａから側面１０ｃに達する冷媒通路１２ａが設けられている。また、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄには、発熱基板１１と冷却基板１２のサイズに応じた段差１３が存在している。
【０１３７】
４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４はそれぞれ、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに存在する上記段差１３に対応した内面形状（冷却基板１２に対応する上記凹部２０ａを有する内面形状）とされる。また、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａが存在する一方の側面１０ａを被覆するアライメントチップ３１，３４の部分には、冷媒通路１２ａに連通する上記貫通孔２３が設けられ、その外面側には、配管２２１が接合される上記凹部２０ｂが設けられる。同様に、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａが存在するもう一方の側面１０ｃを被覆するアライメントチップ３２，３３の部分には、冷媒通路１２ａに連通する上記貫通孔２３が設けられ、その外面側には、配管２２２が接合される上記凹部２０ｂが設けられる。
【０１３８】
このような４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４を、図２５（Ａ）に示すように、三次元積層チップ１０に接合し、その側面１０ａ〜１０ｄを被覆することで、図２５（Ｂ）に示すような半導体装置１００Ａが得られる。図２５（Ｂ）に示す半導体装置１００Ａは、このように４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４が用いられている点で、上記第１の実施の形態等で述べた半導体装置１００と相違する。
【０１３９】
尚、図２５（Ｂ）には、回路基板２１０上に実装された三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄを、４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４で被覆した半導体装置１００Ａを図示している。また、図２５（Ｂ）には、回路基板２１０上にそのような半導体装置１００Ａが搭載された電子装置２００Ａを図示している。
【０１４０】
また、半導体装置１００Ａには、図２５（Ｃ）に示すように、アライメントチップ３１，３４の、冷媒通路１２ａが存在する側面１０ａを被覆している部分の外面（上記凹部２０ｂ）に、配管２２１が接合される。同様に、半導体装置１００Ａには、図２５（Ｃ）に示すように、アライメントチップ３２，３３の、冷媒通路１２ａが存在する側面１０ｃを被覆している部分の外面（上記凹部２０ｂ）に、配管２２２が接合される。これにより、回路基板２１０上に搭載された半導体装置１００Ａのアライメントチップ３１，３４及びアライメントチップ３２，３３にそれぞれ配管２２１及び配管２２２が接合された電子装置２００Ａａが得られる。
【０１４１】
上記のような４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４を三次元積層チップ１０の周囲に設けることで、三次元積層チップ１０に含まれる発熱基板１１の反り等の変形を抑制し、三次元積層チップ１０の接続信頼性を高めることができる。
【０１４２】
また、上記のような４つのＬ字型のアライメントチップ３１〜３４では、三次元積層チップ１０のコーナー部１０ｓ，１０ｕ，１０ｔ，１０ｖ及び側面の段差１３を利用してアライメントが行えるため、それらの位置合わせを精度良く、容易に行うことができる。
【０１４３】
次に、第５の実施の形態について説明する。
図２６は第５の実施の形態に係る半導体装置の一例の説明図である。尚、図２６において、（Ａ）はアライメントチップ接合前の状態の一例の要部平面模式図、（Ｂ）はアライメントチップ接合後の状態の一例の要部平面模式図、（Ｃ）配管接合後の状態の一例の要部平面模式図である。
【０１４４】
三次元積層チップ１０の側面を被覆するアライメントチップ２０としては、図２６に示すように、２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６を用いることもできる。
【０１４５】
ここで、アライメントチップ３５は、例えば、三次元積層チップ１０の側面１０ａ全体とそれに隣接する側面１０ｂ及び側面１０ｄの各一部、並びにそれらのコーナー部１０ｓ及びコーナー部１０ｖを被覆する。アライメントチップ３６は、例えば、三次元積層チップ１０の側面１０ｃ全体とそれに隣接する側面１０ｂ及び側面１０ｄの各一部、並びにそれらのコーナー部１０ｕ及びコーナー部１０ｔを被覆する。アライメントチップ３５とアライメントチップ３６は、互いの側端面同士が接合される。
【０１４６】
尚、三次元積層チップ１０とアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６との接合は、中間層（図示せず）を用いる接合法をはじめ、上記のアライメントチップ２１及びアライメントチップ２２と同様の接合法を用いることができる。また、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の内部には、側面１０ａから側面１０ｃに達する冷媒通路１２ａが設けられている。また、ここでは図示を省略するが、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄには、発熱基板１１と冷却基板１２のサイズに応じた段差１３が存在している。
【０１４７】
２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６はそれぞれ、三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄに存在する上記段差１３に対応した内面形状（冷却基板１２に対応する上記凹部２０ａを有する内面形状）とされる。また、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａが存在する一方の側面１０ａを被覆するアライメントチップ３５の部分には、冷媒通路１２ａに連通する上記貫通孔２３が設けられ、その外面には、配管２２１が接合される上記凹部２０ｂが設けられる。同様に、三次元積層チップ１０の冷媒通路１２ａが存在するもう一方の側面１０ｃを被覆するアライメントチップ３６の部分には、冷媒通路１２ａに連通する上記貫通孔２３が設けられ、その外面には、配管２２２が接合される上記凹部２０ｂが設けられる。
【０１４８】
このような２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６を、図２６（Ａ）に示すように、三次元積層チップ１０に接合し、その側面１０ａ〜１０ｄを被覆することで、図２６（Ｂ）に示すような半導体装置１００Ｂが得られる。図２６（Ｂ）に示す半導体装置１００Ｂは、このように２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６が用いられている点で、上記第１の実施の形態等で述べた半導体装置１００と相違する。
【０１４９】
尚、図２６（Ｂ）には、回路基板２１０上に実装された三次元積層チップ１０の側面１０ａ〜１０ｄを、２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６で被覆した半導体装置１００Ｂを図示している。また、図２６（Ｂ）には、回路基板２１０上にそのような半導体装置１００Ｂが搭載された電子装置２００Ｂを図示している。
【０１５０】
また、半導体装置１００Ｂには、図２６（Ｃ）に示すように、アライメントチップ３５の、冷媒通路１２ａが存在する側面１０ａを被覆している部分の外面（上記凹部２０ｂ）に、配管２２１が接合される。同様に、半導体装置１００Ｂには、図２６（Ｃ）に示すように、アライメントチップ３６の、冷媒通路１２ａが存在する側面１０ｃを被覆している部分の外面（上記凹部２０ｂ）に、配管２２２が接合される。これにより、回路基板２１０上に搭載された半導体装置１００Ｂのアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６にそれぞれ配管２２１及び配管２２２が接合された電子装置２００Ｂａが得られる。
【０１５１】
上記のような２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６を三次元積層チップ１０の周囲に設けることで、三次元積層チップ１０に含まれる発熱基板１１の反り等の変形を抑制し、三次元積層チップ１０の接続信頼性を高めることができる。
【０１５２】
また、上記のような２つのコ字型のアライメントチップ３５及びアライメントチップ３６では、三次元積層チップ１０のコーナー部１０ｓ，１０ｖ及びコーナー部１０ｕ，１０ｔ及び側面の段差を利用してアライメントが行える。そのため、アライメントチップ３５及びアライメントチップ３６の位置合わせを精度良く、容易に行うことができる。更に、継ぎ目の数が少なく、位置ずれが生じ難いため、冷媒のリークに対する信頼性を高めることができる。
【０１５３】
尚、以上述べたアライメントチップ２０（２１，２２，３１〜３４，３５，３６）は、三次元積層チップ１０の側面と共に、その最上層基板のエッジ部を上方から被覆できるような形状とすることができる。また、三次元積層チップ１０の側面と共に、その最下層基板のエッジ部を下方から被覆できるような形状とすることもできる。このような構造とすることで、三次元積層チップ１０のエッジ部がアライメントチップ２０によって上方、下方から押さえられ、三次元積層チップ１０に含まれる基板の、エッジ部の反り等の変形を、より一層効果的に抑制することが可能になる。
【０１５４】
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）  各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体と、
前記冷媒通路に連通する第１貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材と
を含み、
前記被覆部材は、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面の第１コーナー部を被覆し、前記第１コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する第１被覆部を含む
ことを特徴とする半導体装置。
【０１５５】
（付記２）  前記第１被覆部は、前記積層体の、前記第１側面、前記第２側面の少なくとも一部、前記第１側面と前記第１側面に隣接する第３側面との第２コーナー部、及び前記第３側面の少なくとも一部を被覆する
ことを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
【０１５６】
（付記３）  前記積層体は、前記第１被覆部と対向する面に第１凹部と第１凸部を有し、
前記第１被覆部は、前記第１凹部と前記第１凸部にそれぞれ対応した第２凸部と第２凹部を有する内面を備える
ことを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置。
【０１５７】
（付記４）  前記第１被覆部は、前記第１貫通孔を有する
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
（付記５）  前記被覆部材の前記第１貫通孔を有する面に配設された配管を含む
ことを特徴とする付記４に記載の半導体装置。
【０１５８】
（付記６）  前記被覆部材は、前記第１被覆部に接合され、前記第１被覆部と共に前記積層体の側面を被覆する第２被覆部を含む
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装置。
【０１５９】
（付記７）  前記第２基板は、積層される前記第１基板に電気的に接続された導電部を含む
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
【０１６０】
（付記８）  各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体を形成する工程と、
前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の側面を被覆する被覆部材を配設する工程と
を含み、
前記被覆部材を配設する工程は、
前記積層体の隣接する第１側面と第２側面のコーナー部を被覆し、前記コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を準備する工程と、
準備された前記被覆部を前記積層体に配設する工程と
を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１６１】
（付記９）  前記被覆部を準備する工程は、
第１切り欠き部と、前記第１側面に対応した第１凹凸部とを設けた第１板状体を準備する工程と、
第２切り欠き部と、前記第２側面に対応した第２凹凸部とを設けた第２板状体を準備する工程と、
前記第１板状体と前記第２板状体を、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部が共に内側を向くように、前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部で嵌合して一体化する工程と
を含む
ことを特徴とする付記８に記載の半導体装置の製造方法。
【０１６２】
（付記１０）  前記第１凹凸部と前記第２凹凸部のいずれか一方に、前記貫通孔が含まれる
ことを特徴とする付記９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１６３】
（付記１１）  前記第１板状体は、前記第１切り欠き部を挟んだ第１部分と第２部分とを有し、
前記第２板状体は、前記第２切り欠き部を挟んだ第３部分と第４部分とを有し、
前記第１板状体を準備する工程は、前記第１凹凸部を、前記第１部分の一主面側と、前記第２部分の他主面側とにそれぞれ設ける工程を含み、
前記第２板状体を準備する工程は、前記第２凹凸部を、前記第３部分の一主面側と、前記第４部分の他主面側とにそれぞれ設ける工程を含み、
前記第１板状体と前記第２板状体を、前記第１凹凸部と前記第２凹凸部が共に内側を向くように、前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部で嵌合して一体化する工程後に、
前記第１板状体と前記第２板状体の嵌合した部位を斜めに切断し、前記第１部分と前記第３部分とを含む第１部材と、前記第２部分と前記第４部分とを含む第２部材とに切り分ける工程を含む
ことを特徴とする付記８又は９に記載の半導体装置の製造方法。
【０１６４】
（付記１２）  前記被覆部を準備する工程は、
前記コーナー部、前記第１側面及び前記第２側面における一部に対応した内面を有する第１部材を準備する工程と、
前記コーナー部、前記第１側面及び前記第２側面における他の一部に対応した内面を有する第２部材を準備する工程と、
前記第１部材と前記第２部材とを積層して一体化する工程と
を含む
ことを特徴とする付記８に記載の半導体装置の製造方法。
【０１６５】
（付記１３）  前記第１部材は、前記第１基板に対応した内面を有し、
前記第２部材は、前記第２基板に対応した内面を有する
ことを特徴とする付記１２に記載の半導体装置の製造方法。
【０１６６】
（付記１４）  前記第２部材は、前記貫通孔を有する
ことを特徴とする付記１３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１５）  回路基板と、
前記回路基板に搭載された半導体装置と
を含み、
前記半導体装置は、
各々半導体素子を含む複数の第１基板と、各々冷媒通路を備える複数の第２基板とが積層された積層体と、
前記積層体の側面を被覆する被覆部材と
を含み、
前記被覆部材は、前記冷媒通路に連通する貫通孔を有し、前記積層体の隣接する第１側面と第２側面のコーナー部を被覆し、前記コーナー部から前記第１側面の少なくとも一部及び前記第２側面の少なくとも一部を被覆する被覆部を含む
ことを特徴とする電子装置。
【符号の説明】
【０１６７】
１０  三次元積層チップ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  側面
１０ｓ，１０ｔ，１０ｕ，１０ｖ  コーナー部
１１  発熱基板
１２  冷却基板
１２ａ  冷媒通路
１２ｂ  導電部
１３  段差
１３ａ，２０ａ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２１ｄ，２２ｄ  凹部
１３ｂ，２１ａ，２２ａ  凸部
２０，２１，２２，３１，３２，３３，３４，３５，３６  アライメントチップ
２１ｃ，２２ｃ  構造部
２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ  部分
２１Ａａ，２２Ｂａ  側端面
２１Ｂａ，２２Ａａ  端部
２１＿１，２２＿１  第１面
２１＿２，２２＿２  第２面
２１＿３，２２＿３  第３面
２１＿４，２２＿４  第４面
２３  貫通孔
２４，２２３  中間層
１００，１００Ａ，１００Ｂ  半導体装置
１１０  バンプ
２００，２００ａ，２００Ａ，２００Ａａ，２００Ｂ，２００Ｂａ  電子装置
２１０  回路基板
２２０，２２１，２２２  配管
３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０  パーツ
３１０ａ，３２０ａ，３３０ａ，３４０ａ  基板
３１０ｂ，３３０ｂ  シリコン酸化膜
３１１，３２１  第１部分
３１２，３２２  第２部分
３１１ａ，３２１ａ，３１２ａ，３２２ａ，３３２，３４２  開口部
３１３，３２３，３３３，３４３  切り欠き部
４００，４０１，４０２，４０３，４０４，４０５  フォトレジスト
４１０，４２０，４３０  サポート基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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