(57)【要約】【課題】複数の基板を接合してから研削する接合基板の周縁が、容易に破損することを防止する。【解決手段】第１基材１１の表面１１ａには、機能素子１４を保護する第２基材１２が重ねられ、第１基材１１と第２基材１２とは、離間層１３を介して接合される。第２基材１２の一方の面１２ａは、第１基材１１の表面１１ａの全域に重なる（覆う）重複領域Ａと、第１基材１１の表面１１ａとは重ならないその他の領域Ｂとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材および第２基材を有し、前記第１基材の一方の面と前記第２基材の一方の面とが接合された接合基板であって、
前記第１基材の他方の面には機械加工が施されており、前記第２基材の一方の面は、前記第１基材の一方の面に重なる領域と、その他の領域とを有することを特徴とする接合基板。
【請求項２】
前記第２基材のその他の領域は、前記第１基材の周縁よりも０．０１〜５ｍｍの範囲で外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の接合基板。
【請求項３】
前記第１基材の一方の面には機能素子が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接合基板。
【請求項４】
前記第１基材と前記第２基材との間には、前記機能素子と前記第２基材とを離間させる離間層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の接合基板。
【請求項５】
前記第１基材には、前記機能素子と他方の面に設けられた導電層とを電気的に接続するための貫通電極が形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の接合基板。
【請求項６】
第１基材の一方の面に、前記第１基材の一方の面に重なる領域と、その他の領域とを有する第２基材の一方の面を接合する工程と、第１基材の一方の面の反対側を機械加工により厚みを減じる工程とを備えたことを特徴とする接合基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板を積層した接合基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハなどの基板の表面に、例えばＭＥＭＳ素子や固体撮像素子などの機能素子を形成したウェハレベルパッケージでは、パッケージを薄型化するために、機能素子の形成面と反対側の裏面を研削して、厚みを減じることが行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３５６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような機能素子は微細な三次元構造を有しており、外部からの刺激や衝撃に対して非常に脆弱である。このため、基板の裏面側を研削するにあたって、機能素子を保護するために、予め基板の機能素子形成面に保護用の基板を接合しておく必要がある。
【０００４】
しかしながら、こうした２枚の基板を接合する際に、双方の基板を全くズレなく周縁を合わせて接合することは極めて困難であり、μｍ単位の接合位置ズレが生じることは避けられない。こうして周縁部が僅かにズレた状態で、機能素子を形成した基板の裏面側を研削すると、機能素子を形成した基板のほうが保護用の基板よりも外側に出ている部分では、研削により薄くなった基板のエッジ部分が、研削時やその後の工程でのハンドリングなどによって割れたり、欠けたりする可能性が高く、機能素子が損傷する懸念がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の基板を接合してから研削する接合基板の周縁が、容易に破損することを防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る接合基板は、第１基材および第２基材を有し、前記第１基材の一方の面と前記第２基材の一方の面とが接合された接合基板であって、
前記第１基材の他方の面には機械加工が施されており、前記第２基材の一方の面は、前記第１基材の一方の面に重なる領域と、その他の領域とを有することを特徴とする。
本発明の請求項２に係る接合基板は、請求項１において、前記第２基材のその他の領域は、前記第１基材の周縁よりも０．０１〜５ｍｍの範囲で外側に突出していることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る接合基板は、請求項１において、前記第１基材の一方の面には機能素子が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る接合基板は、請求項３において、前記第１基材と前記第２基材との間には、前記機能素子と前記第２基材とを離間させる離間層が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る接合基板は、請求項３または４において、前記第１基材には、前記機能素子と他方の面に設けられた導電層とを電気的に接続するための貫通電極が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る接合基板の製造方法は、第１基材の一方の面に、前記第１基材の一方の面に重なる領域と、その他の領域とを有する第２基材の一方の面を接合する工程と、第１基材の一方の面の反対側を機械加工により厚みを減じる工程とを備えたことを特徴とする
【発明の効果】
【０００７】
本発明の接合基板によれば、第１基材の一方の面が第２基材に重なるようにするとともに、第２基材の一方の面に第１基材の一方の面とは重ならないその他の領域を有することによって、第１基材に第２基材を接合する際に、接合時の誤差によって第１基材と第２基材との接合位置がズレてしまっても、第１基材の周縁が第２基材の周縁よりも外側に突出することを防止する。これにより、第１基材の機械加工、例えば研削面を形成する工程や、研削後の後工程において、研削によって厚みを減じた強度の小さい第１基材の周縁に割れや欠けが発生すること抑制し、第１基材に形成した機能素子の破損を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る接合基板について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の接合基板の一例である、機能素子を備えたウェハレベルパッケージを示す断面図である。接合基板（ウェハレベルパッケージ）１０は、第１基材１１と、この第１基材１１の一方の面（以下、表面と称する）１１ａに離間層１３を介して接合される第２基材１２とを備えている。第１基材１１は、例えば円形のシリコンプレートからなり、表面１１ａに多数の機能素子１４が形成されている。機能素子１４は、微細な３次元構造の素子、例えばＭＥＭＳ素子や固体撮像素子（ＣＣＤ）などである。
【０００９】
第１基材１１の表面（一方の面）１１ａの反対側は研削や研磨などの機械加工を施した面（以下、研削面と称する）１１ｂとされ、製造工程において、所定の厚みまでシリコンウェハを研削して形成される。この第１基材１１の研削面１１ｂには、機能素子１４にアクセスするための接点（バンプ）１５やこれに連なる導電層１６が形成される。そして第１基材１１の表面１１ａと研削面１１ｂとの間には、機能素子１４と導電層１６とを電気的に接続するための貫通電極１９が形成される。この貫通電極１９は内部に、例えばＣｕなどの導電材が充填されていればよい。更に、第１基材１１の研削面１１ｂには、これら接点１５や導電層１６を覆う絶縁性の封止樹脂層１７が形成されている。
【００１０】
第１基材１１の表面１１ａには、機能素子１４を保護する第２基材１２が重ねられ、第１基材１１の表面１１ａと第２基材１２の一方の面（以下、裏面と称する）１２ａとの接合において、機能素子１４に第２基材１２の裏面（一方の面）１２ａが直接当たることを防止するために、第１基材１１と第２基材１２とは、機能素子１４と第２基材１２の裏面１２ａとを離間させる離間層１３を介して接合される。この離間層１３は、例えば厚みが１０〜２００μｍ程度の樹脂、金属、ガラス、シリコンなどから形成される。また、離間層１３を介して第１基材１１と第２基材１２との接合は、例えば、エポキシ、ポリイミド、ＢＣＢなどの接着剤接合、ガラスフリット接合、Ａｕ，Ｓｎなどの共晶接合、ハンダ接合、常温接合、陽極接合などの各種接合方法が採用可能である。
【００１１】
離間層１３を介して第１基材１１の表面１１ａに接合される第２基材１２は、例えばガラス基板から形成されれは良い。こうした第２基材１２の裏面（一方の面）１２ａは、第１基材１１の表面１１ａの全域に重なる（覆う）重複領域Ａと、第１基材１１の表面１１ａとは重ならないその他の領域Ｂとを有する。例えば、第１基材１１が直径Ｗ１の円板である場合には、第２基材１２は直径Ｗ１よりも大きい直径Ｗ２の円板に形成されれは良い。
【００１２】
図２は第１基材に第２基材を接合してから第１基材を研削して厚みを減らし、研削面を形成した直後の第１基材と第２基材の周縁付近を示す拡大断面図である。第２基材１２の周縁１２ｂは、第１基材１１の周縁１１ｃよりも幅ΔＷだけ外側に突出した、第１基材１１の表面１１ａと重ならないその他の領域Ｂを形成している。こうしたその他の領域Ｂの幅ΔＷが、例えば０．０１〜５ｍｍ程度になるように第２基材１２が第１基材１１よりも大きく形成されていればよい。幅ΔＷが５ｍｍよりも大きいと、製造装置やハンドリングの治具などを特殊な仕様にする必要が生じ、現実的ではない。また、０．０１以下では、製造上の公差とほぼ同じ程度となる。
【００１３】
このように、第１基材１１の表面１１ａが第２基材１２に全域で重なるようにするとともに、第２基材１２の裏面１２ａに第１基材１１の表面１１ａとは重ならないその他の領域Ｂを有する大きさに第２基材１２を形成することによって、第１基材１１の表面１１ａに第２基材１２の裏面１２ａを接合する際に、接合工程での誤差により第１基材１１と第２基材１２との接合位置がズレてしまっても、第１基材１１の周縁１１ｃが第２基材１２の周縁１２ｂよりも外側に突出することを防止する。
【００１４】
接合工程で第１基材１１と第２基材１２との接合位置がズレてしまっても、第２基材１２の周縁１２ｂは第１基材１１の周縁１１ｃと同じか、それより外側に突出する大きさに形成することにより、第１基材１１の研削面１１ｂを形成する工程や、研削後の後工程において、研削によって厚みを減じた強度の小さい第１基材１１の周縁１１ｃが外側に突出することによる割れや欠けの発生を抑制し、第１基材１１に形成した機能素子１４の破損を確実に防止することができる。
【００１５】
なお、上述した実施形態では、第１基材および第２基材を円板として、第２基材の直径を第１基材の直径よりも大きく形成することで、第１基材と第２基材との接合位置がズレても第１基材の周縁（エッジ）が第２基材の周縁（エッジ）よりも外側に突出しない構成としたが、第１基材および第２基材の形状は円板に限定されるものではなく、矩形や多角形、楕円形など各種形状の基板同士を接合した接合基板に適用可能である。例えば、接合基板の形状が四角形の場合、四角形の互いに隣接する２辺は第１と第２基材の双方の周縁を互いに外側に突出しないように揃え、なおかつ、第２基材の一方の面に第１基材の一方の面の全域を覆う領域と、その他の領域とを形成するように、第１基材の残り２辺よりも第２基材の残り２辺が外側に突出して接合されていてもよい。
【００１６】
次に、本発明の接合基板の製造方法を説明する。図３は本発明の接合基板の製造方法を段階的に示す説明図である。本発明の接合基板の製造にあたっては、まず、図３（ａ）に示すように、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａに、ＭＥＭＳ素子や固体撮像素子（ＣＣＤ）などの機能素子１４を形成する。また、第２基材１２の一方の面（裏面）１２ａに離間層１３を形成する。第２基材１２は、一方の面（裏面）１２ａが第１基材１１の一方の面（表面）１１ａの全域に重なる領域Ａと、その他の領域Ｂとからなる大きさのものを用いる。
【００１７】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａと第２基材１２の一方の面（裏面）１２ａとを離間層１３を介して接合する（接合工程）。これにより、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａの全域は、第２基材１２に重ねられる。そして、第２基材１２のその他の領域Ｂは、第１基材１１の周縁１１ｃよりも外側に突出する。また、機能素子１４は離間層１３の厚み分だけ離れて第２基材１２に覆われる。
【００１８】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａの反対側に機械加工により厚みを減じた研削面１１ｂを形成する（研削工程）。この研削工程において、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａが周縁１１ｃまで全域に渡って第２基材１２に重なっているため、研削によって第１基材１１の厚みが減じられても、第１基材１１の周縁１１ｃが割れたり、欠けたりすることがない。従って、研削などで第１基材１１に外部から応力がかかっても、機能素子１４が損傷することを防止できる。
【００１９】
この後、図３（ｄ）に示すように、第１基材１１に、機能素子１４と、後工程で形成する導電層１６とを電気的に接続するための貫通電極１９を形成する。こうした貫通電極１９は、例えば、貫通穴の内部に導電材を充填したものであればよい。更に、図３（ｅ）に示すように、第１基材１１の研削面１１ｂに、貫通電極１９に接続される導電層１６や接点（バンプ）１５を形成し、最後にこれら接点１５や導電層１６を覆う絶縁性の封止樹脂層１７を第１基材１１の研削面１１ｂに積層すればよい。
【００２０】
こうした研削工程の後工程においても、第１基材１１の一方の面（表面）１１ａが周縁１１ｃまで全域に渡って第２基材１２に重なっており、第１基材１１の周縁（エッジ）１１ｃが第２基材１２のエッジ１２ｂよりも外側に突出していないので、ハンドリングなどによって第１基材１１が周縁１１ｃで割れたり、欠けたりすることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の接合基板を示す断面図である。
【図２】本発明の接合基板の周縁部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の接合基板の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０…接合基板（ウェハレベルパッケージ）、１１…第１基材、１１ａ…一方の面、１１ｂ…研削面、１１ｃ…周縁（エッジ）、１２…第２基材、、１２ａ…一方の面、１３…離間層、１４…機能素子、１９…貫通電極、Ａ…第１基材の一方の面の全域に重なる領域、Ｂ…その他の領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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