貫通電極基板和使用貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置本案是申請(qǐng)日為2009年8月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?00980130037.3、發(fā)明名稱為“貫通電極基板及其制造方法和使用貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及貫通電極基板及其制造方法和使用著該貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置，該貫通電極基板具備貫通基板的表面和背面的貫通電極。在本說(shuō)明書中，所謂半導(dǎo)體裝置，是指利用半導(dǎo)體特性能夠發(fā)揮功能的裝置整體，半導(dǎo)體集成電路、電子設(shè)備也包含在半導(dǎo)體裝置的范圍內(nèi)。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子設(shè)備的高密度、小型化的發(fā)展，LSI芯片也縮小到了與半導(dǎo)體封裝同等的程度，僅僅依靠二維配置LSI芯片的高密度化正在達(dá)到其極限。因此，為了提高安裝密度，需要將LSI芯片分開而將其按三維層疊。另外，為了使層疊有LSI芯片的半導(dǎo)體封裝整體高速運(yùn)轉(zhuǎn)，需要使層疊電路彼此接近，縮短層疊電路間的配線距離。因此，為了適應(yīng)上述要求，對(duì)于LSI芯片間的中介層(interposer)，提出了具備能夠?qū)⒒宓谋砻婧捅趁鎸?dǎo)通的導(dǎo)通部的貫通電極基板(專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，貫通電極基板是通過(guò)利用電解電鍍將導(dǎo)電材料(Cu)填充到設(shè)置在基板上的貫通孔的內(nèi)部而形成的。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-54307號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特開2006-147971號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的課題在將貫通電極基板用于多個(gè)LSI芯片間的連接或者LSI芯片與MEMS器件等之間的連接的情況下，在通過(guò)電解電鍍而形成的導(dǎo)通部要求能夠可靠地確保導(dǎo)通性，并且要求其電阻值低等的電特性的提高。另一方面，在專利文獻(xiàn)2等中，公開了在貫通電極的制造工序中，減少孔隙(空隙)的技術(shù)。但是，專利文獻(xiàn)2中，雖然研究了確保導(dǎo)通部的導(dǎo)通性的途徑，但是并沒(méi)有研究導(dǎo)通部中的電特性。本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種貫通電極基板及使用著該貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置，在該貫通電極基板中，提高了將基板的表面和背面導(dǎo)通的導(dǎo)通部中的電特性。用于解決課題的手段根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，提供一種貫通電極基板，其包括：具有貫通表面和背面的貫通孔的基板；和填充在所述貫通孔內(nèi)并包含金屬材料的導(dǎo)通部，所述導(dǎo)通部至少包含面積加權(quán)后的平均晶粒直徑為13μm以上的金屬材料。優(yōu)選，上述導(dǎo)通部至少包含晶粒直徑為29μm以上的金屬材料。優(yōu)選，上述導(dǎo)通部的一端包含面積加權(quán)后的平均晶粒直徑比13μm小的金屬材料，上述導(dǎo)通部的另一端至少包含面積加權(quán)后的平均晶粒直徑在13μm以上的金屬材料。優(yōu)選，上述基板由硅構(gòu)成，上述導(dǎo)通部至少形成于設(shè)置在上述基板側(cè)的絕緣層上。優(yōu)選，上述貫通孔的開口直徑是10μm～100μm，并且上述基板的厚度是20～100μm。優(yōu)選，上述貫通孔的開口直徑是10μm～100μm，并且上述基板的厚度是300～800μm。也可以將上述貫通電極基板層疊多層。還提供一種半導(dǎo)體裝置，其至少包含一個(gè)具備連接端子部的半導(dǎo)體芯片，將上述連接端子部與上述貫通電極基板的導(dǎo)通部連接而構(gòu)成。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，還提供一種貫通電極基板的制造方法，其中，在基板上形成貫通表面和背面的貫通孔，在上述基板和上述貫通孔的表面形成絕緣膜，在上述基板的至少一個(gè)面及/或上述貫通孔形成金屬構(gòu)成的種子膜，通過(guò)對(duì)上述種子膜供給脈沖電壓的電解電鍍法，向上述貫通孔內(nèi)填充金屬材料。優(yōu)選，上述電解電鍍法通過(guò)對(duì)上述種子膜周期性地施加正電壓和負(fù)電壓而進(jìn)行。優(yōu)選，利用對(duì)上述種子膜供給第一時(shí)間直流電流的電解電鍍法，在上述貫通孔形成金屬材料之后，利用對(duì)上述種子膜供給第二時(shí)間脈沖電流的電解電鍍法，在上述貫通孔內(nèi)填充金屬材料。優(yōu)選，對(duì)上述種子膜供給脈沖電流的上述電解電鍍法包含在階段性地增大上述脈沖電流的電流密度的同時(shí)在上述貫通孔內(nèi)填充上述金屬材料的工序。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種貫通電極基板及使用著該貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置，在該貫通電極基板中，提高了將基板的表面和背面導(dǎo)通的導(dǎo)通部中的電特性。附圖說(shuō)明圖1是第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的截面圖。圖2是說(shuō)明第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的制造工序的圖。圖3是說(shuō)明第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的制造工序的圖。圖4是說(shuō)明用于電解電鍍的脈沖電壓的圖，該電解電鍍用于向第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的貫通孔104填充金屬材料。圖5是說(shuō)明用于電解電鍍的脈沖電壓的圖，該電解電鍍用于向第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的貫通孔104填充金屬材料。圖6是說(shuō)明用于電解電鍍的直流電壓的圖，該電解電鍍用于向第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的貫通孔104填充金屬材料。圖7是說(shuō)明EBSD裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是說(shuō)明通過(guò)EBSD進(jìn)行測(cè)定的試樣測(cè)定的概念的圖。圖9是表示測(cè)定了第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的金屬材料的晶粒直徑的區(qū)域的圖。圖10是實(shí)施例1涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖11是比較例1涉及的貫通電極基板的導(dǎo)通部的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖12是比較例2涉及的貫通電極基板的導(dǎo)通部的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖13是實(shí)施例1涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的直流電流區(qū)域106b中的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖14是實(shí)施例1涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的直流-脈沖切換區(qū)域106c中的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖15是實(shí)施例1涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的電流初期區(qū)域106e中的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖16是實(shí)施例1涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的電流后期區(qū)域106d中的金屬材料的面積加權(quán)后的晶粒直徑分布圖。圖17是表示基于電解電鍍法的填充電鍍的成長(zhǎng)速度差異及膜厚的示意圖。圖18是表示第一實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的導(dǎo)通部106的電鍍的膜厚d的測(cè)定位置的示意圖。圖19是用于說(shuō)明在本發(fā)明涉及的貫通電極基板100上層疊有LSI芯片的半導(dǎo)體裝置以及層疊有本發(fā)明涉及的貫通電極基板100的層疊型貫通電極基板300的截面圖。圖20是表示加速度處理電路的一例的圖，該加速度處理電路用于處理由物理量傳感器檢測(cè)出的加速度的位移信號(hào)。圖21是表示安裝著傳感器模塊的便攜式終端機(jī)的一例的圖。具體實(shí)施方式下面，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明涉及的貫通電極基板及其制造方法。然而，本發(fā)明的貫通電極基板能夠通過(guò)多種不同的方式實(shí)現(xiàn)，并不能限定于以下所示的實(shí)施方式及實(shí)施例記載的內(nèi)容進(jìn)行解釋。此外，在本實(shí)施方式和實(shí)施例所參照的附圖中，對(duì)于同一部分或者具有相同功能的部分賦予相同的符號(hào)，省略其重復(fù)說(shuō)明。1.貫通電極基板的結(jié)構(gòu)圖1是本實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的截面圖。本實(shí)施方式中的本發(fā)明的貫通電極基板100具備貫通成為核心部的基板102的表面和背面的貫通孔104。在貫通孔104的內(nèi)部形成有導(dǎo)通部106?；?02由硅等的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，利用后述的蝕刻、激光、噴砂等的方法形成有貫通孔104。基板102的厚度為例如10～800μm，但是并不限定于此。此外，在圖1中，為了方便說(shuō)明只表示了一個(gè)貫通孔104，但是也可以在基板102形成多個(gè)貫通孔104，在各個(gè)貫通孔104中形成導(dǎo)通部106。另外，優(yōu)選按照用途適當(dāng)?shù)剡x擇厚度在300～800μm或者20～100μm范圍的基板。在本實(shí)施方式中，在貫通孔104的內(nèi)壁及基板102的表面設(shè)置有用于確保電絕緣性的絕緣膜108。絕緣膜108由例如SiO2構(gòu)成，通過(guò)熱氧化法、CVD法等形成。絕緣膜108的厚度是0.1～2μm左右，只要能夠確保充分的絕緣性，則對(duì)其厚度沒(méi)有特別的限定。在本實(shí)施方式中，貫通孔104的開口直徑是10～100μm左右。此外，貫通孔104的開口直徑并不限定于此，可以根據(jù)貫通電極基板100的用途而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。在本實(shí)施方式中，導(dǎo)通部106是將貫通電極基板100的表面和背面導(dǎo)通的配線，填充有包含金屬材料的導(dǎo)電材料。本實(shí)施方式中，如后所述，導(dǎo)通部106通過(guò)電解電鍍填充導(dǎo)電材料。作為用于導(dǎo)通部106的金屬材料，例如能夠使用銅。在本實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100中，如后所述，導(dǎo)通部106的金屬材料包含面積加權(quán)后的平均晶粒直徑為13μm以上的晶粒。另外，本實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100中，如后所述，導(dǎo)通部106的金屬材料包含最大晶粒直徑為29μm以上的晶粒。本實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100中，能夠通過(guò)上述結(jié)構(gòu)提高導(dǎo)通部106的電特性。2.貫通電極基板100的制造方法這里，參照?qǐng)D2及圖3說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的本發(fā)明的貫通電極基板100的制造方法。2-1.貫通電極基板100的制造方法1(1)基板102的準(zhǔn)備及貫通孔104的穿孔(圖2(A))本實(shí)施方式中，要準(zhǔn)備由硅構(gòu)成的基板102。雖然基板102的厚度沒(méi)有特別限定，但是可以是300～800μm。在基板102的一個(gè)面?zhèn)刃纬蛇x自抗蝕劑、硅氧化膜、硅氮化膜、金屬等的掩模(未圖示)后，隔著該掩模沿厚度方向?qū)?02進(jìn)行蝕刻，形成貫通孔104。作為蝕刻方法，能夠使用RIE法、DRIE法等。此外，既可以只通過(guò)蝕刻形成貫通基板102的表面和背面的貫通孔104，也可以在基板102上形成有底孔后，利用背面研磨(backgrinding)技術(shù)進(jìn)行研磨使之開口，從而形成貫通孔104。也可以通過(guò)研磨將基板102的厚度形成在300μm以下。(2)絕緣膜108的形成(圖2(B))在基板102的表面形成絕緣膜108。在本實(shí)施方式中，絕緣膜108是氧化硅膜，通過(guò)熱氧化法或者CVD法形成。對(duì)于絕緣膜108，除了氧化硅膜之外，也可以使用氮化硅膜、氮化氧化硅膜、這些膜的層積膜等。(3)種子層的形成(圖2(C))在基板102的至少一個(gè)面形成有種子層110。種子層110通過(guò)在基板102側(cè)形成Ti層、并在其上形成Cu層(下面稱為Cu/Ti層)構(gòu)成，或者由Cu層/TiN層或Cu/Cr層等構(gòu)成。本實(shí)施方式中，在種子層110使用Cu/Cr層。種子層110的成膜方法能夠從PVD、濺射法等進(jìn)行適當(dāng)選擇。用于種子層110的金屬材料能夠根據(jù)導(dǎo)通部106的金屬材料進(jìn)行適當(dāng)選擇。種子層110成為用于利用電解電鍍形成導(dǎo)通部106的種子部和供電部。(4)導(dǎo)通部106的形成(圖2(D))使用電解電鍍法對(duì)種子層110供電，向貫通孔104內(nèi)填充金屬材料。本實(shí)施方式中，使用銅(Cu)作為填充到貫通孔104中的金屬材料。本實(shí)施方式中，如圖4和圖5所示，通過(guò)向種子層110呈脈沖狀地供給電流的電解電鍍法，向貫通孔104內(nèi)填充金屬材料。圖4所示的脈沖電流的供給方法是向種子層110供給不反轉(zhuǎn)極性的脈沖電流的方法。另外，圖5所示的脈沖電流的供給方法是向種子層110施加周期性地反轉(zhuǎn)極性的脈沖電流的方法?；趫D5所示的脈沖電流的供給的電鍍方法稱為PRC(PeriodicalReversedCurrent)法，是通過(guò)向種子層110周期性地施加正電壓和負(fù)電壓，從而按照一定的周期將流到種子層110的電流切換為正向(Forward)(電鍍側(cè)，即種子層1...