專利名稱：半導(dǎo)體裝置及制造該半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有貫通電極的半導(dǎo)體裝置及制造該半導(dǎo)體裝置 的方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了半導(dǎo)體元件的高集成度，實(shí)行將半導(dǎo)體裝置彼此層 壓的三維安裝。為了滿足這樣的技術(shù)，在半導(dǎo)體裝置的基板中設(shè)置貫 通電極。作為形成貫通電極的方法，例如，在日本特開專利公布 No.63-127550、 No.2005-294582以及No.2008-53568中所公開的技術(shù)。
在日本特開專利公布No.63-127550中所公開的技術(shù)使得在前表面 上形成源極電極以及在具有氧化物膜的GaAs基板中形成貫通孔，以便 到達(dá)源極電極，通過電子槍氣相沉積在貫通孔中形成Au膜，并且通過 非電解鍍敷形成貫通電極。這里，在該技術(shù)中，在形成了貫通電極之 后，單獨(dú)地形成背表面電極。
在日本特開專利公布No.2005-294582中所公幵的技術(shù)使得形成帶 有導(dǎo)電性小直徑插塞和導(dǎo)電性大直徑插塞的貫通電極。小直徑插塞位 于基板的前表面?zhèn)?，而大直徑插塞位于基板的背表面?zhèn)取Ｐ≈睆讲迦?的端部并入在大直徑插塞中。這里，在該技術(shù)中，將要成為背表面電 極的凸塊與大直徑插塞一體地形成。
在日本特開專利公布No.2008-53568中所公開的技術(shù)使得在貫通
6孔的側(cè)表面的下部上以及貫通孔的底表面上形成籽晶層，以及通過使 用籽晶層形成鍍敷層來形成貫通電極。在位于基板的前表面上的絕緣 層上形成的貫通電極和導(dǎo)電性圖案通過絕緣層中掩埋的電極插塞而彼 此連接。這里，在該技術(shù)中，要成為背表面電極的凸塊可以與貫通電 極一體地形成。
然而，根據(jù)在日本特開專利公布No.63-127550中所公開的技術(shù)， 單獨(dú)地形成貫通電極和背表面電極。在日本特開專利公布No.63-127550 中所公開的技術(shù)中，可以構(gòu)想通過按照原樣繼續(xù)進(jìn)行用于形成貫通電 極的非電解鍍敷來一體地形成凸塊和貫通電極。然而，通過非電解鍍 敷，鍍敷層各向同性地生長。由于該原因，當(dāng)采用該方法時，從凸塊 的中心軸到外周的距離比貫通電極的中心軸到外周的距離大凸塊的高 度的量，所以為了防止凸塊短路需要擴(kuò)大貫通電極的節(jié)距。因此，不 能采用該方法。
此外，根據(jù)在日本特開專利公布No.2005-294582中所公開的技術(shù)， 小直徑插塞用作貫通電極的一部分，所以難以減小貫通電極的電阻。 此外，根據(jù)在日本特開專利公布No.2008-53568中所公開的技術(shù)，導(dǎo)電 性圖案和貫通電極通過電極插塞而彼此連接，所以它們之間的電阻高。
以這種方式，根據(jù)在日本特開專利公布No.63-127550 、 No.2005-294582以及No.2008-53568中所公開的技術(shù)，不可能同時減小 絕緣層上的導(dǎo)電性圖案與貫通電極之間的電阻以及一體地形成貫通電 極和作為背表面電極的凸塊。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實(shí)施例中，提供了一種半導(dǎo)體裝置，包括 基板；
導(dǎo)電性圖案，位于基板的一個表面?zhèn)龋?br> 貫通孔，形成在基板中并且位于導(dǎo)電性圖案下方；絕緣層，位于貫通孔的一個表面?zhèn)壬系牡妆砻嫣帲?開口圖案，形成在絕緣層中，使得導(dǎo)電性圖案暴露于貫通孔的底 表面，其中從開口圖案的外周到貫通孔的中心軸的距離比從貫通孔的
外周到貫通孔的中心軸的距離?。?br> 貫通電極，形成在開口圖案中以及貫通孔中，以便連接到導(dǎo)電性 圖案；以及
凸塊，位于與基板的一個表面?zhèn)认喾吹谋砻鎮(zhèn)?，并且與貫通電極 一體地形成。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括 在一個表面?zhèn)壬暇哂袑?dǎo)電性圖案的基板中，從基板的相反表面?zhèn)?br> 形成貫通孔，以便貫通孔的底表面與導(dǎo)電性圖案經(jīng)由絕緣層中間物相
對；
在絕緣層中形成開口圖案，以便導(dǎo)電性圖案暴露于貫通孔的底部， 其中從開口圖案的外周到貫通孔的中心軸的距離比從貫通孔的外周到 貫通孔的中心軸的距離小；
通過使用導(dǎo)電性圖案作為籽晶層執(zhí)行非電解鍍敷，連續(xù)地形成貫 通電極和凸塊，貫通電極位于開口圖案中以及貫通孔中，并且凸塊位 于基板的相反表面?zhèn)取?br> 根據(jù)本發(fā)明，貫通電極直接與導(dǎo)電性圖案接觸。因而，可以減小 導(dǎo)電性圖案與貫通電極之間的電阻。絕緣層位于貫通孔的一個表面?zhèn)?上的底表面處，而開口圖案形成在絕緣層中。從開口圖案的外周到貫 通孔的中心軸的距離比貫通孔的外周到貫通孔的中心軸的距離小。由 于該原因，即使當(dāng)貫通電極和凸塊一體地形成時，也可以減小凸塊相 對于貫通孔的伸出量。因此，可以一體地形成貫通電極和凸塊。
根據(jù)本發(fā)明，可以同時減小導(dǎo)電性圖案與貫通電極之間的電阻， 以及一體地形成貫通電極和凸塊。


從下面結(jié)合附圖對某些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的說明，使本發(fā)明的上述 及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將更加明顯，在附圖中
圖l是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的橫截面圖2A和2B是示出制造圖1中所示的半導(dǎo)體裝置的方法的橫截面
圖3A和3B是示出在圖2A和2B的步驟之后的步驟的橫截面圖； 圖4A至4C是示出在圖3A和3B的步驟之后的步驟的橫截面圖； 圖5A和5B是示出制造根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖6是示出第二實(shí)施例的修改的橫截面圖7A至7C是示出制造根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖8A至8C是示出制造根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖9A至9C是示出制造根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖IO是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖；以及 圖11是示出根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，這里將參照說明性實(shí)施例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將認(rèn)識到，利用本發(fā)明的教導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)許多可替選的實(shí)施例，并且 本發(fā)明不限于為了解釋的目的而示出的實(shí)施例。
下面，將參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。這里，在所有圖中， 將用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的構(gòu)成要素，并且將不再重復(fù)對其的 說明。
(第一實(shí)施例)
9圖l是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的橫截面圖。該
半導(dǎo)體裝置包括基板100、貫通孔102、導(dǎo)電性圖案120、絕緣層IIO、 開口圖案U2、貫通電極300和凸塊302?；錓OO例如是諸如硅基板 的半導(dǎo)體基板。貫通孔102被形成在基板100中，并且位于導(dǎo)電性圖 案120下方。在圖l所示的實(shí)施例中，貫通孔102具有豎直形狀。
絕緣層110位于貫通孔102的一個表面?zhèn)壬系牡妆砻嫣帯Ｔ趫D1 所示的實(shí)施例中，絕緣層110位于基板100的前表面(一個表面)上。 絕緣層110例如是通過基板100的一個表面的熱氧化而形成的熱氧化 物膜，或者是通過CVD法在基板IOO的一個表面上形成的層間絕緣膜。 導(dǎo)電性圖案120位于基板IOO的一個表面?zhèn)?。在圖l所示的實(shí)施例中， 位于絕緣層IIO的前表面上的導(dǎo)電性圖案120，例如是在絕緣層110上 形成的互連層的一部分。
在位于貫通孔102與導(dǎo)電性圖案120之間的絕緣層110中，形成 開口圖案112，并且從開口圖案112的外周到貫通孔102的中心軸的距 離r3比從貫通孔102的外周到貫通孔102的中心軸的距離n小。當(dāng)貫 通孔102和導(dǎo)電性圖案120的橫截面形狀(頂視圖)是圓形的時，該 距離表示為半徑。此外，當(dāng)貫通孔102和導(dǎo)電性圖案120的橫截面形 狀(頂視圖)是多邊形時，rt和r3是在頂視圖中沿著連接中心軸和貫通 孔102的外周上的任意點(diǎn)(例如，頂點(diǎn))的直線而測量的距離。通過 提供幵口圖案112，導(dǎo)電性圖案120被暴露于貫通孔102的底表面。
貫通電極300被形成在開口圖案112和貫通孔102中，并且被連 接到導(dǎo)電性圖案120。凸塊302位于基板100的背表面?zhèn)?與所述一個 表面相反的表面上)，并且與貫通電極300 —體地形成。
根據(jù)該半導(dǎo)體裝置，貫通電極300與導(dǎo)電性圖案120直接接觸。 因而，導(dǎo)電性圖案120與貫通電極300之間的電阻減小。此外，絕緣 層110位于貫通孔102的所述一個表面?zhèn)壬系牡妆砻嫣?，并且在絕緣層110中形成的開口圖案112的距離r3比貫通孔102的距離r,小。因 而，如稍后詳細(xì)描述的，即使當(dāng)貫通電極300和凸塊302 —體地形成 時，也可以減小凸塊302相對于貫通孔102的伸出量(r2-n)。因此， 可以一體地形成貫通電極和凸塊。這里，。是從貫通孔102的中心軸到 凸塊302的底表面的外周的距離。距離"是由凸塊302的橫截面形狀 (頂視圖)以與q和r3相似的方式限定的。
接下來，將參照圖2A和2B至圖4A、 4B和4C來說明制造圖1 中所示的半導(dǎo)體裝置的方法。首先，如圖2A所示，在處于晶片狀態(tài)的 基板100的前表面上形成絕緣層110。接著，在絕緣層110上形成導(dǎo)電 性圖案120。絕緣層IIO例如是選自由Si02膜、SiN膜、SiON膜和樹
脂材料膜組成的組中的單層膜，或者是通過層壓選自該組中的膜而形
成的層壓膜。至少導(dǎo)電性圖案120的底表面包含選自由Al、 Cu和W 組成的組中的一種，或者由選自該組的至少兩種制成的合金。
當(dāng)絕緣層110是基板100的熱氧化物膜時，例如，通過與在基板 100的一個表面上形成的晶體管的柵極絕緣膜的相同步驟，形成絕緣層 110。在該情形中，例如，通過晶體管的柵極電極的相同步驟形成導(dǎo)電 性圖案120。
當(dāng)絕緣層110是層間絕緣膜時，絕緣層110可以是一層層間絕緣 膜或多層層間絕緣膜。此外，通過與位于絕緣層110的前表面上的互 連相同的步驟，形成導(dǎo)電性圖案120。
接著，在絕緣層110和導(dǎo)電性圖案120上形成必要層200和凸塊 (未示出)。該凸塊通過未示出的互連和接觸電連接到導(dǎo)電性圖案120。
接著，將支撐體(未示出)固定到基板100的前表面?zhèn)?，以及?基板100的背表面進(jìn)行研磨，并且使基板100變薄。這里，在該步驟 中，基板100可以被劃分成用于每個半導(dǎo)體裝置的單片，或者可以處于晶片狀態(tài)。
接著，如圖2B所示，在基板100的背表面上形成掩模圖案50。 接著，將該掩模圖案50用作掩模，從背表面?zhèn)葘錓OO進(jìn)行干法蝕 刻。通過該工藝，在基板IOO中形成貫通孔102。絕緣層110被暴露于 貫通孔102的底表面。絕緣層110在蝕刻基板100時還用作蝕刻停止 層。由于該原因，貫通孔102并不穿透絕緣層110。在絕緣膜110被夾 在貫通孔102與導(dǎo)電性圖案120之間的情況下，貫通孔102與導(dǎo)電性 圖案120相對。當(dāng)在平面圖中觀看基板100時，貫通孔102位于導(dǎo)電 性圖案120的內(nèi)部。
之后，如圖3A所示，去除掩模圖案50。隨后，在基板100的背 表面上以及在暴露于貫通孔102的底表面的絕緣層110上形成掩模圖 案52。接著，將掩模圖案52用作掩模，對絕緣層110進(jìn)行蝕刻。該工 藝選擇性地去除絕緣層110，以便在絕緣層110中形成開口圖案112。 在貫通孔102的底表面處，絕緣層110與貫通孔102的內(nèi)壁保持特定 寬度，并且具有環(huán)形形狀。該步驟使導(dǎo)電性圖案120暴露于貫通孔102 的底表面。
之后，如圖3B所示，去除掩模圖案52。隨后，在貫通孔102的 內(nèi)壁(側(cè)表面)上和基板100的背表面(相反的表面)上形成絕緣膜 130。絕緣膜130例如是選自由Si02膜、SiN膜、SiON膜和樹脂材料 膜組成的組中的單層膜，或者是通過層壓選自該組的膜而形成的層壓 膜。此時，在貫通孔102的底表面處也形成絕緣膜130。接著，去除在 貫通孔102的底表面處形成的絕緣膜130。當(dāng)由SiOj莫、SiN膜和SiON 膜中的任何一種形成絕緣膜130時，通過CVD法形成絕緣膜130，所 以在貫通孔102的底表面處形成的絕緣膜130的厚度比其他部分的厚 度小。因此，在貫通孔102的底表面處形成的絕緣膜130例如可以通 過回蝕刻來去除。在該情形下，通過多次重復(fù)形成絕緣膜130的步驟 和回蝕刻的步驟，可以形成具有期望厚度的絕緣膜130。此外，當(dāng)絕緣膜130是樹脂材料膜并且通過噴涂形成時，在貫通孔102的底表面處 形成的絕緣膜130例如可以通過使用掩模圖案進(jìn)行蝕刻來去除。這里， 在該圖所示的狀態(tài)中，開口圖案112處的距離r3與貫通孔102處的距 離^之差(rrr3)例如為1^im或更大且3^im或更小。
接著，在絕緣膜130上形成阻擋膜(未示出)。該阻擋膜是阻止 貫通電極300的金屬成分?jǐn)U散到基板100中的膜，并且例如是選自由 TiN膜、TaN膜、TiW膜、Ti膜、Ta膜和Cr膜組成的組中的一種，或 者是通過層壓選自該組的多層膜而形成的層壓膜。
隨后，如圖4A和4B所示，使用導(dǎo)電性圖案120作為籽晶層執(zhí)行 非電解鍍敷。在該工藝中，貫通電極300逐漸生長。貫通電極300是 由選自由Ni、 NiP、 NiB、 Cu、 Pd和Au組成的組中的一種而制成的膜， 由選自該組的至少兩種而制成的合金膜，或者通過層壓選自該組的至 少兩種而形成的層壓膜。這里，當(dāng)導(dǎo)電性圖案120為W或W合金并且 貫通電極300為Ni時，在執(zhí)行非電解鍍敷之前，可以對暴露于貫通孔 102的底表面處的導(dǎo)電性圖案120的前表面進(jìn)行Pd催化劑處理。
更詳細(xì)地，首先如圖4A所示，在開口圖案112中形成貫通電極 300。因為通過非電解鍍敷形成的層各向同性地生長，所以在該階段， 在貫通電極300的頂表面處形成具有與開口圖案112相同形狀的平坦 部。
之后，如圖4B所示，貫通電極300朝向絕緣層IIO上方各向同性 地生長。與此同時，貫通電極300的頂表面處的平坦部維持原樣。此 外，貫通電極300的頂表面處的平坦部將比貫通電極300的頂表面的 邊緣高出開口圖案112處的距離r3與貫通孔102處的距離r,之間的差 (r廣r3)的量。
然后，如圖4C所示，隨著非電解鍍敷的繼續(xù)進(jìn)行，貫通電極300的一部分從基板100突出變成凸塊302。以這種方式，凸塊302與貫通 電極300 —體地形成。當(dāng)凸塊302的頂表面的邊緣與位于基板100的 背表面上的絕緣膜130齊平時，貫通電極300的頂表面處的平坦部， 即，凸塊302的頂表面的平坦部仍然比凸塊302的頂表面的邊緣高出 (n-r3)的量。
之后，繼續(xù)進(jìn)行非電解鍍敷，直到凸塊302達(dá)到期望高度為止， 以便處于圖1所示的狀態(tài)。凸塊302的高度例如是lpm或更大且3(Him 或更小。這里，當(dāng)凸塊302的高度滿足(ri-r3)時，在圖4C所示的狀 態(tài)下，結(jié)束非電解鍍敷。此時，從凸塊302的外周到貫通電極300的 中心軸的距離等于從貫通電極300的外周到中心軸的距離。這里，Au 膜或Pd膜可以被形成為在凸塊302的前表面上具有小厚度。之后，去 除上述的支撐體，并且將半導(dǎo)體裝置制成單片。
接下來，將說明本實(shí)施例所示的半導(dǎo)體裝置的功能和效果。如上 所述，貫通電極300與位于絕緣層110上的貫通孔102直接接觸。因 此，導(dǎo)電性圖案120與貫通電極300之間的電阻減小。
此外，如上所述，在通過非電解鍍敷形成貫通電極300和凸塊302 的步驟中(圖4C)，當(dāng)凸塊302的頂表面的邊緣與位于基板100的背 表面上的絕緣膜130齊平時，貫通電極300的頂表面的平坦部，艮口， 凸塊302的頂表面的平坦部比凸塊302的頂表面的邊緣高出大約(r,-r3) 的量。因此，當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行非電解鍍敷以便進(jìn)一步增高凸塊302時，凸 塊302相對于貫通孔102的伸出量(r2-ri)可以減小通過將(n-r3)加 上30%的誤差所得到的量。因此，即使當(dāng)貫通電極300和凸塊302 — 體地形成時，凸塊302相對于貫通電極300的伸出量也可以減小。由 于該原因，可以減小貫通電極300的布置節(jié)距來實(shí)現(xiàn)高集成度。隨著 差(r-r3)變得更大，S卩，隨著開口圖案112中的距離r3與貫通孔102 中的距離r,之間的差變得更大，此效果將變得更顯著。
14這里，當(dāng)用公式來表示此效果時，得到下列公式(1)。
(r2-r!) = (h- (r廣f3) ) x (1±0.3)…(1) 這里，h表示凸塊302的高度。
此外，在凸塊302的前表面上形成具有與開口圖案112相同形狀 的平坦部。因此，無需對凸塊302的前表面執(zhí)行平坦化處理。
可以在凸塊302的前表面上形成平坦部的效果和可以減小凸塊 302的伸出量的效果處于彼此矛盾的關(guān)系中。當(dāng)在需要良好平衡地得到 這兩種效果時，開口圖案112中的距離r3與貫通孔102中的距離n之 間的差可優(yōu)選為lMm或更大且3ium或更小。
(第二實(shí)施例)
圖5A和5B是示出制造根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖。除了貫通孔102的形狀之外，該制造半導(dǎo)體裝置的方法與制 造第一實(shí)施例所示的半導(dǎo)體裝置的方法具有相同構(gòu)成。這里，圖5A示 出了第一實(shí)施例中的圖2B的狀態(tài)，以及圖5B示出第一實(shí)施例中的圖 1的狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，貫通孔102和貫通電極300具有其中從中心軸到 外周的距離比上端的從中心軸到外周的距離大的部分，并且該部分不 同于上端的部分。具體而言，貫通孔102具有弓形形狀，其中，從中 心軸到外周的距離在上端處以及底表面處小，并且該距離在高度方向 上隨著朝向中央部分趨近而逐漸變大。
通過調(diào)整在形成貫通孔102時的干法蝕刻條件，以便減小離子的 豎直行進(jìn)特性并且提高離子的散射特性，使得在基板100的平面內(nèi)方 向和厚度方向上都可以進(jìn)行蝕刻，可以形成這樣的形狀。具體而言， 減小干法蝕刻時的真空度，升高基板100的溫度，以及適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其他蝕刻條件。
根據(jù)本實(shí)施例，可以產(chǎn)生與第一實(shí)施例相似的效果。此外，在不 同于上端的部分中，貫通孔102和貫通電極300具有其中從中心軸到 外周的距離比上端的從中心軸到外周的距離大的部分。因此，能夠防
止貫通電極300和凸塊302從基板100中滑出。此外，與其中貫通孔 102的形狀被制成為豎直形狀的情形相比，蝕刻條件的控制更容易。
此外，在貫通孔102中，當(dāng)上端處的從中心軸到外周的距離比底 表面處的距離小時，在用于形成開口圖案112的蝕刻中，可以使用貫 通孔102的上端作為掩模，以自對準(zhǔn)方式形成開口圖案112。在該情形 中，在形成開口圖案112時將不需要使用掩模圖案。
這里，如圖6所示，貫通孔102可以具有這樣的形狀，g卩，從中 心軸到外周的距離在上端處以及底表面處更大，并且該距離在高度方 向上隨著朝向中央部分趨近而逐漸變小。同樣，在該情形中，可以產(chǎn) 生上述效果。
(第三實(shí)施例)
圖7A至7C是示出制造根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖。除了貫通孔102的形狀和形成貫通孔102的方法之外，該制 造半導(dǎo)體裝置的方法與制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法相
同。這里，圖7A和7B示出形成貫通孔102的方法，并且圖7C示出 第一實(shí)施例中的圖4C的狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，貫通孔102具有公知的扇貝形狀，并且具有多個 溝槽102a，所述多個溝槽102a在貫通孔102的外周方向上環(huán)繞四周， 并且被布置在內(nèi)壁上的上下方向上。在包含貫通孔102的中心軸的橫 截面圖中，每個溝槽102a的側(cè)表面形狀都是沿著圓弧進(jìn)行的形狀。在本實(shí)施例中，可以通過公知的博施法(Bosch method)來形成 貫通孔102。具體而言，如圖7A所示，首先在基板100的背表面上形 成掩模圖案50。隨后，使用掩模圖案50作為掩模對基板100進(jìn)行蝕刻。 這形成貫通孔102的一部分和最上部的溝槽102a。隨后，形成覆蓋最 上部的溝槽102a的保護(hù)膜104。保護(hù)性膜104例如是由氟化物制成的， 并且可以通過使用氟化物系列的鹵素氣體來形成。之后，重復(fù)將掩模 圖案50用作掩模的蝕刻和保護(hù)膜104的形成，直到在貫通孔102的底 部處暴露絕緣層110為止。
之后，如圖7B所示，清洗去除保護(hù)膜104。之后，形成開口 112 和絕緣膜130。形成它們的方法與第一實(shí)施例的相同。
之后，如圖7C所示，形成貫通電極300和凸塊302。形成它們的 方法與第一實(shí)施例的相同。
根據(jù)本實(shí)施例，可以產(chǎn)生與第一實(shí)施例的效果相似的效果。此外， 因為貫通孔102的內(nèi)壁和貫通電極300的側(cè)表面具有扇貝形狀，所以 可以防止貫通電極300從貫通孔102中滑出。此外，與其中貫通孔102 的形狀被制成為豎直形狀的情形相比，蝕刻條件的控制更容易。
(第四實(shí)施例)
圖8A至8C是示出制造根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖。除了替代開口圖案112而使用在絕緣膜130中形成的開口圖 案132之外，該制造半導(dǎo)體裝置的方法與制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo) 體裝置的方法相同。下面，將不再重復(fù)對與第一實(shí)施例相同的步驟的 說明。
首先，如圖8A所示，在基板100中形成貫通孔102。此時，貫通 孔102也穿透絕緣層110。在該狀態(tài)下，在貫通孔102的底表面處暴露 導(dǎo)電性圖案120。隨后，在貫通孔102的側(cè)表面和底表面上以及基板100的背表面上形成絕緣膜130。形成絕緣膜130的方法與第一實(shí)施例 的方法相同。
隨后，如圖8B所示，在絕緣膜130上形成掩模圖案54，并且使 用掩模圖案54作為掩模進(jìn)行蝕刻處理。通過該工藝，在絕緣膜130中 形成開口圖案132。開口圖案132的形狀與第一實(shí)施例中的開口圖案 112的形狀相同。
之后，如圖8C所示，去除掩模圖案54。接著，形成貫通電極300 和凸塊302。
根據(jù)本實(shí)施例也可以產(chǎn)生與第一實(shí)施例的效果相似的效果。此外， 替代在絕緣層IIO中形成開口圖案112，形成開口圖案132。這里，替 代第一實(shí)施例中的去除位于貫通孔102的底表面處的絕緣膜130的步 驟，實(shí)施形成開口圖案132的步驟。因此，減少制造步驟的數(shù)目。
(第五實(shí)施例)
圖9A至9C是示出制造根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法的橫 截面圖。除了形成開口圖案112的時序之外，該制造半導(dǎo)體裝置的方 法與制造根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的方法相同。下面，將不再重 復(fù)對與第一實(shí)施例相同的步驟的說明。
首先，如圖9A所示，在基板100中形成貫通孔102，以便在貫通 孔102的底表面處暴露絕緣層110。隨后，在貫通孔102的側(cè)表面上、 在位于貫通孔102的底表面處的絕緣層110上以及在基板100的背表 面上形成絕緣膜130。形成絕緣膜130的方法與第一實(shí)施例的方法相同。
隨后，如圖9B所示，在絕緣膜130上形成掩模圖案56，并且使 用掩模圖案56作為掩模來進(jìn)行蝕刻處理。通過該工藝，在絕緣膜130 和110中形成開口圖案112。之后，如圖9C所示，去除掩模圖案56。接著，形成貫通電極300 和凸塊302。
根據(jù)本實(shí)施例也可以產(chǎn)生與第一實(shí)施例的效果相似的效果。此外， 在形成絕緣膜130之后，形成開口圖案112，以便穿透絕緣膜130和 110。因此，不需要提供另一去除位于貫通孔102的底表面處的絕緣膜 130的步驟。所以，減少了制造步驟的數(shù)目。
(第六實(shí)施例)
圖IO是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。除了貫通 孔102具有錐形形狀以及從中心軸到外周的距離隨著其接近上端而變 得更大之外，該半導(dǎo)體裝置與根據(jù)第一實(shí)施例的相同。除了調(diào)整用于 形成貫通孔102的蝕刻條件以便允許貫通孔102具有錐形形狀之外， 制造該半導(dǎo)體裝置的方法也與第一實(shí)施例的方法相同。
根據(jù)本實(shí)施例，可以產(chǎn)生于第一實(shí)施例的效果相似的效果。此外， 與其中貫通孔102的形狀被制成為豎直形狀的情形相比，蝕刻條件的 控制將更容易。
(第七實(shí)施例)
圖11是示出根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。除了貫通 孔102具有倒錐形形狀以及從中心軸到外周的距離隨著其接近上端而 變得更小之外，該半導(dǎo)體裝置與第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置相同。除了 調(diào)整用于形成貫通孔102的蝕刻條件以便允許貫通孔102具有倒錐形 形狀之外，制造該半導(dǎo)體裝置的方法也與第一實(shí)施例的方法相同。
根據(jù)本實(shí)施例，可以產(chǎn)生于第一實(shí)施例的效果相似的效果。此外， 與其中貫通孔102的形狀被制成為豎直形狀的情形相比，蝕刻條件的 控制將更容易。
19如上所述，已參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說明。然而，這 些是本發(fā)明的示例，并且可以采用不同于上述那些構(gòu)造的各種構(gòu)造。
例如，貫通孔102的平面形狀不限于圓形，并且可以例如是諸如
四邊形或八邊形的多邊形。對于開口圖案112和132的形狀同樣如此。
上述半導(dǎo)體裝置中的每一個可以在一個且同一個基板100內(nèi)包括 多個貫通電極300。半導(dǎo)體裝置在貫通孔102的側(cè)表面上以及在與基板 100的一個表面相反的表面上具有絕緣層130。因此，即使在一個且同 一個基板100內(nèi)提供多個貫通電極300，多個貫通電極300也可以彼此 電絕緣。
顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍和 精神的情況下，可以進(jìn)行修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括基板；導(dǎo)電性圖案，位于所述基板的一個表面?zhèn)壬希回炌?，形成在所述基板中并且位于所述?dǎo)電性圖案下方；絕緣層，位于所述貫通孔的所述一個表面?zhèn)壬系牡妆砻嫣?；開口圖案，形成在所述絕緣層中，以便所述導(dǎo)電性圖案暴露于所述貫通孔的底表面，其中從開口圖案的外周到所述貫通孔的中心軸的距離比從所述貫通孔的外周到所述貫通孔的中心軸的距離??；貫通電極，形成在所述開口圖案以及所述貫通孔中，以便被連接到所述導(dǎo)電性圖案；以及凸塊，位于與所述基板的所述一個表面?zhèn)认喾吹谋砻鎮(zhèn)壬?，并且與所述貫通電極一體地形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述絕緣層被形成在所述基板的所述一個表面上，以及 所述導(dǎo)電性圖案被形成在所述絕緣層上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置， 其中，所述絕緣層是第一絕緣層； 所述半導(dǎo)體裝置進(jìn)一步包括第二絕緣層；以及 所述第二絕緣層被形成在所述基板的所述相反表面上以及所述貫通孔的側(cè)表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其中，從所述開口圖案的外周到所述貫通孔的中心軸的距離與從 所述貫通孔的外周到所述貫通孔的中心軸的距離之間的差為l(im或更 大且3nm或更小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 其中，滿足下列公式<formula>formula see original document page 3</formula>其中從所述貫通孔的外周到所述貫通孔的中心軸的距離為r1;從 所述凸塊的底表面的外周到所述貫通孔的中心軸的距離為r2;從所述開 口圖案的外周到所述貫通孔的中心軸的距離為r3;以及所述凸塊的高度 為h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述貫通孔具有下述部分，所述部分位于不同于所述貫通 孔的上端的地方，并且所述部分的從中心軸到外周的距離比所述上端 的從中心軸到外周的距離大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述貫通孔具有下述部分，所述部分位于不同于所述貫通 孔的底表面的地方，并且所述部分的從中心軸到外周的距離比所述底 表面的從中心軸到外周的距離小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述貫通孔的內(nèi)壁具有多個溝槽，所述多個溝槽沿著所述 貫通孔的外周方向環(huán)繞四周。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，從所述貫通孔的中心軸到所述貫通孔的外周的距離隨著其 接近上端而變得更大。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，其中，從所述貫通孔的中心軸到所述貫通孔的外周的距離隨著其 接近上端而變得更小。
11. 一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括-在一個表面?zhèn)壬暇哂袑?dǎo)電性圖案的基板中，從所述基板的相反表 面?zhèn)刃纬韶炌?，以便所述貫通孔的底表面與所述導(dǎo)電性圖案經(jīng)由絕 緣層中間物相對；在所述絕緣層中形成開口圖案，以便所述導(dǎo)電性圖案暴露于所述 貫通孔的底部，其中從所述開口圖案的外周到所述貫通孔的中心軸的 距離比從所述貫通孔的外周到所述貫通孔的中心軸的距離??；通過使用所述導(dǎo)電性圖案作為籽晶層執(zhí)行非電解鍍敷，連續(xù)地形 成貫通電極和凸塊，所述貫通電極位于所述開口圖案中以及所述貫通 孔中，并且所述凸塊位于所述基板的所述相反表面?zhèn)取?br> 12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法， 其中，在所述基板的所述一個表面上形成所述絕緣層； 在所述絕緣層上形成所述導(dǎo)電性圖案；以及當(dāng)形成所述貫通孔以便所述貫通孔的底表面與所述導(dǎo)電性圖案經(jīng) 由所述絕緣層中間物相對時，形成所述貫通孔以便穿透所述基板并且 不穿透所述絕緣層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，所述形成所述貫通孔以便所述貫通孔的底表面與所述導(dǎo)電 性圖案經(jīng)由所述絕緣層中間物相對，具有在所述基板中形成所述貫通孔，以便所述導(dǎo)電性圖案暴露于所述 貫通孔的底表面；以及在所述貫通孔的底表面處形成所述絕緣層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，至少所述導(dǎo)電性圖案的底表面包含選自由Al、 Cu和W組 成的第一組中的一種，或者由選自所述第一組中的至少兩種而制成的 合金，以及所述貫通電極是由選自由Ni、 NiP、 NiB、 Cu、 Pd和Au組成的第二組中的一種而制成的膜，由選自所述第二組中的至少兩種而制成的 合金膜，或者通過層壓選自所述第二組中的至少兩種而形成的層壓膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，所述絕緣層是選自由Si02膜、SiN膜、SiON膜和樹脂材料膜組成的第三組中的單層膜，或者是通過層壓選自所述第三組中的膜 而形成的層壓膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置及制造該半導(dǎo)體裝置的方法。在該半導(dǎo)體裝置中，貫通孔被形成在基板中，并且位于導(dǎo)電性圖案下方。絕緣層位于貫通孔的底表面處。導(dǎo)電性圖案位于基板的一個表面?zhèn)取Ｎ挥谪炌着c導(dǎo)電性圖案之間的絕緣層中形成開口圖案，其中從開口圖案的外周到貫通孔的中心軸的距離r₃比貫通孔中的距離r₁小。通過提供開口圖案，在貫通孔的底表面處暴露導(dǎo)電性圖案。凸塊位于基板的背表面?zhèn)龋⑶遗c貫通電極一體地形成。
文檔編號H01L23/485GK101599477SQ20091014602
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者小室雅宏, 松井聰, 高橋信明 申請人:恩益禧電子股份有限公司