本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，例如，涉及具有金屬柱的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)：

為了將三維集成電路微細(xì)化，尋求貫通半導(dǎo)體基板的貫通電極即tsv(throughsiliconvia)、將半導(dǎo)體芯片彼此連接的凸起(bump)等金屬柱的微細(xì)化。

專利文獻(xiàn)1及2記載了使用自組織化(日語(yǔ)：自己組織化)的聚合物形成微細(xì)的周期圖案的技術(shù)。非專利文獻(xiàn)1記載了以下技術(shù)：通過(guò)對(duì)分散有焊錫粒子的各向異性導(dǎo)電性糊劑(paste)加熱，從而使焊錫粒子在電極部分凝集，電極和焊錫進(jìn)行金屬結(jié)合。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)第2013/146538號(hào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開(kāi)2014-5325號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社、2014年5月27日新聞稿〈url：http：//www.sekisui.co.jp/news/2014/1244746_20127.html〉

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1及2中，未對(duì)貫通電極、凸起等金屬柱的形成進(jìn)行記載。在非專利文獻(xiàn)1中，不能將凸起微細(xì)化。

本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于將金屬柱微細(xì)化。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明為一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：在延伸方向上延伸的金屬柱；從與所述延伸方向交叉的方向包圍所述金屬柱的聚合物層；以及經(jīng)由所述聚合物層與所述金屬柱分離，且在所述交叉的方向上包圍所述聚合物層的導(dǎo)向體。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，具備在所述延伸方向上層疊的第一基體及第二基體，所述金屬柱為將所述第一基體和所述第二基體電連接的凸起。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述導(dǎo)向體設(shè)置于所述第一基體和所述第二基體中的至少一方。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，具備：在所述第一基體的與所述第二基體對(duì)置的面上設(shè)置的多個(gè)第一電極；以及在所述第二基體的與所述第一基體對(duì)置的面上設(shè)置的多個(gè)第二電極，所述金屬柱分別將所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極電連接。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，具備：設(shè)置于所述第一基體且與所述多個(gè)第一電極電連接的第一電路；設(shè)置于所述第二基體且與所述多個(gè)第二電極電連接的第二電路；檢測(cè)所述多個(gè)第一電極中的至少一個(gè)第一電極是否與所述多個(gè)第二電極中的任一個(gè)第二電極連接的檢測(cè)電路；以及基于所述檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述第一電路與所述多個(gè)第一電極的連接及所述第二電路與所述多個(gè)第二電極的連接中的至少一方進(jìn)行切換的切換電路。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，具備半導(dǎo)體基板，所述導(dǎo)向體為在貫通所述半導(dǎo)體基板的貫通孔的內(nèi)面所形成的絕緣體膜，所述聚合物層填充于所述貫通孔內(nèi)，所述金屬柱為貫通所述聚合物層的貫通電極。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，在所述導(dǎo)向體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)所述金屬柱。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，在所述導(dǎo)向體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)所述金屬柱。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述導(dǎo)向體為親水性，所述聚合物層中的與所述導(dǎo)向體連接的區(qū)域?yàn)橛H水性。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層和在所述親水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層，所述金屬柱設(shè)置于所述疏水性聚合物層的內(nèi)側(cè)。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層和在所述親水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層，所述金屬柱在所述親水性聚合物層與所述疏水性聚合物層之間呈環(huán)狀設(shè)置。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層和在所述親水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層，在所述親水性聚合物層與所述疏水性聚合物層之間設(shè)置有多個(gè)所述金屬柱。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述導(dǎo)向體為疏水性，所述聚合物層中的與所述導(dǎo)向體連接的區(qū)域?yàn)槭杷浴?/p>

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層和在所述疏水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層，所述金屬柱設(shè)置于所述親水性聚合物層的內(nèi)側(cè)。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層和在所述疏水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層，所述金屬柱在所述疏水性聚合物層與所述親水性聚合物層之間呈環(huán)狀設(shè)置。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物層含有在所述導(dǎo)向體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的疏水性聚合物層和在所述疏水性聚合物層的內(nèi)側(cè)設(shè)置的親水性聚合物層，在所述疏水性聚合物層與所述親水性聚合物層之間設(shè)置有多個(gè)所述金屬柱。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述金屬柱為多粒子體。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述金屬柱的材料具有所述聚合物層的材料的熔點(diǎn)以下的熔點(diǎn)。

本發(fā)明為一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：層疊的第一基體及第二基體；在所述第一基體的與所述第二基體對(duì)置的面上設(shè)置的多個(gè)第一電極；在所述第二基體的與所述第一基體對(duì)置的面上設(shè)置的多個(gè)第二電極；分別將所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極連接的多個(gè)凸起；設(shè)置于所述第一基體，且與所述多個(gè)第一電極電連接的第一電路；設(shè)置于所述第二基體，且與所述多個(gè)第二電極電連接的第二電路；檢測(cè)所述多個(gè)第一電極中的至少一個(gè)第一電極是否與所述多個(gè)第二電極中的任一個(gè)第二電極連接的檢測(cè)電路；以及基于所述檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述第一電路與所述多個(gè)第一電極的連接及所述第二電路與所述多個(gè)第二電極的連接中的至少一方進(jìn)行切換的切換電路。

本發(fā)明為一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，含有：向?qū)蝮w內(nèi)填充含有金屬粒子和聚合物的混合物的工序；以及對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序，該工序使得所述聚合物凝集于所述導(dǎo)向體側(cè)，從而形成與所述導(dǎo)向體連接的聚合物層，且所述金屬粒子經(jīng)由所述聚合物層與所述導(dǎo)向體分離而凝集，從而由所述金屬粒子形成在所述導(dǎo)向體的延伸方向上延伸的金屬柱。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，含有在第一基體上配置第二基體的工序，所述進(jìn)行熱處理的工序含有形成所述金屬柱來(lái)作為將所述第一基體和所述第二基體電連接的凸起的工序。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，填充所述混合物的工序含有：通過(guò)在所述第一基體及所述第二基體中的至少一方的表面形成所述混合物，從而向在所述第一基體及所述第二基體中的至少一方的所述表面所形成的所述導(dǎo)向體內(nèi)填充所述混合物的工序。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，含有：形成貫通半導(dǎo)體基板的貫通孔的工序；以及在所述貫通孔的內(nèi)面形成絕緣膜作為所述導(dǎo)向體的工序，填充所述混合物的工序?yàn)橄蛩鲐炌變?nèi)填充所述混合物的工序，所述金屬柱為貫通所述聚合物層的貫通電極。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述導(dǎo)向體為親水性，所述聚合物至少含有親水性聚合物。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物含有親水性聚合物和疏水性聚合物，在對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序中，所述親水性聚合物凝集于所述導(dǎo)向體側(cè)，所述疏水性聚合物遠(yuǎn)離所述導(dǎo)向體而凝集。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述導(dǎo)向體為疏水性，所述聚合物至少含有疏水性聚合物。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，所述聚合物含有親水性聚合物和疏水性聚合物，在對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序中，所述疏水性聚合物凝集于所述導(dǎo)向體側(cè)，所述親水性聚合物遠(yuǎn)離所述導(dǎo)向體而凝集。

在上述結(jié)構(gòu)中，能夠構(gòu)成為，對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序是以比所述聚合物的熔點(diǎn)高的溫度對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序。

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以含有：向在水平方向上延伸的一對(duì)導(dǎo)向體之間填充含有金屬粒子和聚合物的混合物的工序；以及對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序，該工序使得所述聚合物凝集于各導(dǎo)向體側(cè)，從而形成與各導(dǎo)向體連接的聚合物層，且所述金屬粒子經(jīng)由所述聚合物層與各導(dǎo)向體分離而凝集，從而由所述金屬粒子形成在水平方向上延伸的金屬柱。該情況下，能夠得到一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：在水平方向上延伸的金屬柱；從與所述延伸方向交叉的方向夾著所述金屬柱的聚合物層；以及經(jīng)由所述聚合物層與所述金屬柱分離，且在所述交叉的方向上夾著所述金屬柱和所述聚合物層的一對(duì)導(dǎo)向體。另外，能夠容易地形成在水平方向上延伸的金屬柱。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以含有：將金屬膜形成于在水平方向上延伸的一對(duì)導(dǎo)向體的表面的工序；向各導(dǎo)向體之間填充含有金屬粒子和聚合物的混合物的工序；以及對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序，該工序使得所述金屬離子凝集于各導(dǎo)向體側(cè)，從而形成與各導(dǎo)向體連接并在各導(dǎo)向體的延伸方向上延伸的金屬柱，且所述聚合物經(jīng)由所述金屬柱與各導(dǎo)向體分離而凝集，從而形成在各導(dǎo)向體的延伸方向上延伸的聚合物層。該情況下，能夠得到一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：在延伸方向上延伸的聚合物層；從與所述延伸方向交叉的方向夾著所述聚合物層的金屬柱；以及經(jīng)由所述金屬柱而與所述聚合物層分離，且在所述交叉的方向上夾著所述金屬柱和所述聚合物層的一對(duì)導(dǎo)向體。另外，能夠以更狹小的間隔形成金屬柱，能夠縮窄由金屬柱構(gòu)成的金屬配線的間隔。另外，優(yōu)選含有去除在各導(dǎo)向體的表面露出的金屬膜的工序。在將各導(dǎo)向體設(shè)置于基體等的表面的情況下，以覆蓋基體等的表面和各導(dǎo)向體的表面的方式形成金屬膜，在各導(dǎo)向體之間的金屬膜上與各導(dǎo)向體隔開(kāi)間隔地形成導(dǎo)向體層，從而在導(dǎo)向體層的范圍內(nèi)使聚合物凝集，能夠形成使各金屬柱分離的聚合物層。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以含有：形成在水平方向上延伸的一對(duì)導(dǎo)向體的工序，該一對(duì)導(dǎo)向體的內(nèi)部為金屬制，且表面被親水性或疏水性的薄膜覆蓋；向各導(dǎo)向體之間填充含有金屬粒子和聚合物的混合物的工序；以及對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理的工序，該工序使得所述聚合物凝集于各導(dǎo)向體側(cè)，從而形成與各導(dǎo)向體連接的聚合物層，且所述金屬粒子經(jīng)由所述聚合物層與各導(dǎo)向體分離而凝集，從而由所述金屬粒子形成在各導(dǎo)向體的延伸方向上延伸的金屬柱。該情況下，能夠得到一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：在延伸方向上延伸的金屬柱；從與所述延伸方向交叉的方向夾著所述金屬柱的聚合物層；以及經(jīng)由所述聚合物層與所述金屬柱分離，且在所述交叉的方向上夾著所述金屬柱和所述聚合物層的、內(nèi)部為金屬制的一對(duì)導(dǎo)向體。另外，通過(guò)利用各導(dǎo)向體內(nèi)部的金屬制的部分及金屬柱來(lái)作為金屬配線，從而能夠以更狹小的間隔形成金屬配線。另外，優(yōu)選含有去除在各導(dǎo)向體的表面露出的薄膜的工序。

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以進(jìn)行以下工序，即，堆積多個(gè)板狀的支撐體，該板狀的支撐體是在表面設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向體并向各導(dǎo)向體之間填充所述混合物而成的，然后對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理。該情況下，能夠得到一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，將設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)所述金屬柱、一個(gè)或多個(gè)所述聚合物層以及多個(gè)所述導(dǎo)向體沿著表面延伸的板狀的支撐體，在與所述表面垂直的方向上堆積多個(gè)而成。另外，能夠在各支撐體堆積而成的各層一次性形成金屬柱。在熱處理后，也可以具有去除所形成的聚合物層的工序，由此，能夠形成多層配線。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒔饘僦⒓?xì)化。

附圖說(shuō)明

圖1的(a)～(d)是說(shuō)明實(shí)施例1的金屬柱的形成方法的圖。

圖2的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的金屬柱的形成方法的圖。

圖3的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的變形例1的金屬柱的形成方法的圖。

圖4的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的變形例2的金屬柱的形成方法的圖。

圖5的(a)～(e)是表示實(shí)施例3的金屬柱的形成方法的圖。

圖6的(a)～(e)是表示實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

圖7的(a)～(e)是表示實(shí)施例4的變形例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

圖8的(a)～(d)是表示實(shí)施例4的變形例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

圖9的(a)～(c)是表示實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(之一)。

圖10的(a)及(b)是表示實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(之二)。

圖11是表示實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖(之三)。

圖12是在實(shí)施例5中產(chǎn)生錯(cuò)位的例。

圖13是實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的框圖。

圖14是表示實(shí)施例6的檢測(cè)電路的一例的框圖。

圖15是說(shuō)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作的一例的框圖(之一)。

圖16是說(shuō)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作的一例的框圖(之二)。

圖17表示實(shí)施例7的金屬柱的形成方法，(a)是俯視圖，(b)是剖視圖。

圖18表示實(shí)施例8的金屬柱的形成方法，(a)是熱處理前的剖視圖，(b)是熱處理后的剖視圖。

圖19表示實(shí)施例8的變形例的金屬柱的形成方法，(a)是熱處理前的剖視圖，(b)是熱處理后的剖視圖。

圖20表示實(shí)施例9的金屬柱的形成方法，(a)是熱處理前的剖視圖，(b)是熱處理后的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例1

圖1的(a)～(d)是說(shuō)明實(shí)施例1的金屬柱的形成方法的圖。圖1的(a)及(c)是俯視圖，圖1的(b)及(d)分別是圖1的(a)及圖1的(c)的a-a剖視圖。

如圖1的(a)及(b)所示，向?qū)蝮w12內(nèi)填充含有金屬粒子22和聚合物24的混合物20。導(dǎo)向體12具有親水性或疏水性。作為具有親水性的導(dǎo)向體12，例如，能夠使用氧化硅或氮化硅等無(wú)機(jī)絕緣體、或者金屬。作為具有疏水性的導(dǎo)向體12，能夠使用疏水性聚合物等的有機(jī)絕緣膜。導(dǎo)向體12也可以是在基體等上形成的膜。導(dǎo)向體12也可以是使基體的表面具有親水性或疏水性而成的部件。例如，硅的表面為疏水性，但是若使硅的表面氧化而形成氧化硅膜，則成為親水性的表面。

在混合物20中，金屬粒子22分散于聚合物24中。金屬粒子22為例如金(au)、銅(cu)、銀(ag)、或者含有它們的合金等低電阻金屬。另外，金屬粒子22也可以由碳納米管構(gòu)成。另外，金屬粒子22為例如錫(sn)、銦(in)、或者含有它們的合金等熔點(diǎn)低的金屬。金屬粒子22為例如納米粒子，具有1nm～100nm程度的直徑。在混合物20中分散著的大量金屬粒子22也可以由一種金屬構(gòu)成，也可以由多種金屬構(gòu)成，也可以混合有金屬粒子和碳納米管。混合物20中的金屬粒子22的含有量?jī)?yōu)選為1～50vol.％。

作為聚合物24，能夠使用例如苯乙烯類聚合物、(甲基)丙烯酸酯類聚合物、乙烯類聚合物、或者二烯類聚合物等加成聚合類聚合物。而且，能夠使用尿素類聚合物、酰亞胺類聚合物、或者酰胺類聚合物等縮聚類聚合物。而且，能夠使用聚氨酯類聚合物、環(huán)氧類聚合物、苯并環(huán)丁烯等加成聚合類聚合物。另外，能夠使用它們的混合物。

更詳細(xì)而言，聚合物24為例如聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等有機(jī)聚合物。另外，作為聚合物24，例如，能夠使用聚烯烴(例如，聚乙烯或者聚丙烯)、聚烯氧化物(例如，聚氧化乙烯)、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚醚、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚有機(jī)硅氧烷、聚有機(jī)甲鍺烷、或者它們的混合物。

作為聚合物24，除了上述以外，也能夠使用專利文獻(xiàn)1、2所例示出的物質(zhì)、或者其它的聚合物。聚合物24也可以含有填料等的粒子。聚合物24含有的粒子為例如氧化硅等熱膨脹系數(shù)小的無(wú)機(jī)絕緣物。在導(dǎo)向體12為親水性時(shí)，聚合物24優(yōu)選至少含有親水性聚合物。在導(dǎo)向體12為疏水性時(shí)，聚合物24優(yōu)選至少含有疏水性聚合物。聚合物的親水性或者疏水性能夠通過(guò)聚合物24的極化、親水基或疏水基的有無(wú)、和/或聚合物24的分子量等來(lái)控制。

此外，廣泛使用接觸角來(lái)作為表示親水性、疏水性指標(biāo)。即，接觸角越小，則親水性越高，接觸角越大，則疏水性越高。例如，就作為聚合物24的例子舉出的物質(zhì)的接觸角而言，苯乙烯類聚合物為約90度，(甲基)丙烯酸酯類聚合物為約70度，乙烯類聚合物為約90度，尿素類聚合物為約80度，酰亞胺類聚合物為75～90度，酰胺類聚合物為50～70度，聚氨酯類聚合物為80～95度，環(huán)氧類聚合物為約90度，苯并環(huán)丁烯為約90度。本說(shuō)明書(shū)中，“親水性”、“疏水性”僅僅表示相對(duì)的性質(zhì)。

如圖1的(c)及(d)所示，對(duì)混合物20進(jìn)行熱處理。由此，金屬粒子22和聚合物24進(jìn)行相分離。此時(shí)，聚合物24凝集于導(dǎo)向體12側(cè)。由此，由所凝集的聚合物24形成與導(dǎo)向體12連接的聚合物層16。由于聚合物24凝集于導(dǎo)向體12側(cè)，因此金屬粒子22遠(yuǎn)離導(dǎo)向體12而凝集。由此，由所凝集的金屬粒子22形成經(jīng)由聚合物層16與導(dǎo)向體12分離的金屬柱14。這樣，聚合物24和金屬粒子22自組織化，在聚合物層16內(nèi)形成金屬柱14。金屬柱14在導(dǎo)向體12的延伸方向上延伸。在導(dǎo)向體12為親水性，且聚合物24含有親水性聚合物的情況下，聚合物24容易以與導(dǎo)向體12連接的方式凝集。由此，聚合物層16中的與導(dǎo)向體12連接的區(qū)域成為親水性。在導(dǎo)向體12為疏水性，且聚合物24含有疏水性聚合物的情況下，聚合物24容易以與導(dǎo)向體12連接的方式凝集。由此，聚合物層16中的與導(dǎo)向體12連接的區(qū)域成為疏水性。這樣，為了使聚合物24以與導(dǎo)向體12連接的方式凝集并在聚合物層16內(nèi)高效地形成金屬柱14，聚合物24的接觸角和導(dǎo)向體12的材料的接觸角越接近越好。

相比親水性聚合物，熔融金屬的極化率更高。極化率高的聚合物親水性高，親水性高的物質(zhì)和親水性低的物質(zhì)更容易進(jìn)行相分離。因此，相比親水性聚合物，疏水性聚合物更容易和熔融金屬進(jìn)行相分離。因此，在金屬粒子22熔融的情況下，優(yōu)選導(dǎo)向體12具有疏水性，聚合物24含有疏水性聚合物。另外，通過(guò)使用無(wú)機(jī)絕緣膜等，從而能夠容易地形成親水性的導(dǎo)向體12。因此，也可以是導(dǎo)向體12具有親水性，聚合物24含有親水性聚合物。

在這樣形成的半導(dǎo)體裝置中，聚合物層16從與延伸方向交叉的方向包圍金屬柱14。導(dǎo)向體12經(jīng)由聚合物層16與金屬柱14分離，從與延伸方向交叉的方向包圍聚合物層16。導(dǎo)向體12也可以不形成為完全包圍聚合物層16。即，在圖1的(c)中，包圍聚合物層16的一部分為疏水性，而一部分為親水性，這樣也可以。在圖1的(d)中，包圍聚合物層16的一部分為疏水性，而一部分為親水性，這樣也可以。

根據(jù)實(shí)施例1，聚合物24凝集于導(dǎo)向體12側(cè)，從而形成聚合物層16，金屬粒子22遠(yuǎn)離導(dǎo)向體12而凝集，從而形成金屬柱14。由此，金屬柱14形成為與導(dǎo)向體12分離。因此，能夠縮小金屬柱14的直徑和/或金屬柱14的間隔。這樣，能夠?qū)⒔饘僦?4微細(xì)化。通過(guò)將金屬柱14微細(xì)化，能夠降低其配線的電容。金屬柱14的直徑及間隔能夠設(shè)置成例如0.1μm～10μm。為了將金屬柱14微細(xì)化，優(yōu)選金屬柱14的直徑及間隔為1μm以下。金屬柱14的高度能夠設(shè)置成例如1μm～100μm。例如，能夠形成縱橫比為10以上的金屬柱14。

熱處理溫度只要是使金屬粒子22和聚合物24進(jìn)行相分離的溫度即可。例如，作為熱處理溫度，能夠采取150℃～300℃。進(jìn)一步優(yōu)選為200℃～250℃。為了進(jìn)行相分離，熱處理溫度優(yōu)選比聚合物24的熔點(diǎn)高。

作為金屬粒子22，能夠使用熔點(diǎn)比熱處理溫度低的材料(例如，熔點(diǎn)比聚合物24低的材料)。該情況下，通過(guò)使熱處理溫度比金屬粒子22的熔點(diǎn)高，從而金屬柱14熔融。因此，不會(huì)在金屬柱14上形成細(xì)孔。為了使金屬粒子22熔融，金屬柱14的熔點(diǎn)優(yōu)選為聚合物層16的熔點(diǎn)以下，但是也可以比聚合物層16的熔點(diǎn)高。在使用熔點(diǎn)比熱處理溫度高的材料來(lái)作為金屬粒子22的情況下，金屬柱14成為金屬粒子22彼此集合并接觸而成的具有細(xì)孔的多粒子體。

實(shí)施例2

實(shí)施例2是使用親水性聚合物與疏水性聚合物的混合物來(lái)作為聚合物24的例子。圖2的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的金屬柱的形成方法的圖。圖2的(a)是俯視圖，圖2的(b)是圖2的(a)的a-a剖視圖。在實(shí)施例2的圖2的(a)及(b)中，使用親水性聚合物與疏水性聚合物的混合物來(lái)作為聚合物24。相比親水性聚合物，疏水性聚合物具有疏水性。親水性聚合物和疏水性聚合物為互相不混和的聚合物。親水性聚合物和疏水性聚合物的選擇能夠通過(guò)聚合物24的極化、親水基的有無(wú)、和/或聚合物的分子量等而適當(dāng)選擇。

如圖2的(a)及(b)所示，通過(guò)對(duì)混合物進(jìn)行熱處理，從而親水性聚合物、疏水性聚合物以及金屬粒子進(jìn)行相分離。在導(dǎo)向體12為親水性時(shí)，親水性聚合物凝集于導(dǎo)向體12側(cè)，在導(dǎo)向體12側(cè)形成的第一聚合物層16a為親水性聚合物層。疏水性聚合物遠(yuǎn)離導(dǎo)向體12而凝集，在第一聚合物層16a的內(nèi)側(cè)形成疏水性聚合物層，即第二聚合物層16b。金屬粒子22凝集于疏水性聚合物的內(nèi)側(cè)，在第二聚合物層16b的內(nèi)側(cè)形成金屬柱14。在導(dǎo)向體12為疏水性時(shí)，疏水性聚合物凝集于導(dǎo)向體12側(cè)，親水性聚合物遠(yuǎn)離導(dǎo)向體12而凝集。由此，第一聚合物層16a成為疏水性聚合物層，第二聚合物層16b成為親水性聚合物層，此外，其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，省略說(shuō)明。

圖3的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的變形例1的金屬柱的形成方法的圖。圖3的(a)是俯視圖，圖3的(b)是圖3的(a)的a-a剖視圖。如圖3的(a)及(b)所示，在實(shí)施例2的變形例1中，在第一聚合物層16a的內(nèi)側(cè)形成金屬柱14。在金屬柱14的內(nèi)側(cè)形成第二聚合物層16b。這樣，在第一聚合物層16a與第二聚合物層16b之間呈環(huán)狀地形成金屬柱14。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，省略說(shuō)明。

圖4的(a)及(b)是表示實(shí)施例2的變形例2的金屬柱的形成方法的圖。圖4的(a)是俯視圖，圖4的(b)是圖4的(a)的a-a剖視圖。如圖4的(a)及(b)所示，在實(shí)施例2的變形例2中，在第一聚合物層16a與第二聚合物層16b之間形成多個(gè)金屬柱14。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2的變形例1相同，省略說(shuō)明。

根據(jù)實(shí)施例2及其變形例，聚合物24含有親水性聚合物和疏水性聚合物。由此，在導(dǎo)向體12為親水性時(shí)，在熱處理中，親水性聚合物凝集于導(dǎo)向體12側(cè)，疏水性聚合物遠(yuǎn)離導(dǎo)向體12而凝集。因此，第一聚合物層16a成為親水性聚合物層，第二聚合物層16b成為疏水性聚合物層。在導(dǎo)向體12為疏水性時(shí)，第一聚合物層16a成為疏水性聚合物層，第二聚合物層16b成為親水性聚合物層。這樣，在親水性聚合物和疏水性聚合物進(jìn)行相分離時(shí)，金屬粒子22也進(jìn)行相分離，因此，金屬粒子22比實(shí)施例1更容易凝集。因此，能夠高精度地形成金屬柱14。

在金屬粒子22熔融的情況下，相比親水性聚合物，熔融金屬更容易與疏水性聚合物進(jìn)行相分離。因此，使導(dǎo)向體12具有親水性，使第一聚合物層16a成為親水性聚合物層。由此，通過(guò)疏水性聚合物與熔融金屬的相分離而形成金屬柱14。因此，能夠更高精度地形成金屬柱14。

如實(shí)施例2所示，金屬柱14也可以設(shè)置于第二聚合物層16b的內(nèi)側(cè)。由此，能夠縮小金屬柱14的直徑。如實(shí)施例2的變形例1所示，也可以在第一聚合物層16a與第二聚合物層16b之間呈環(huán)狀地設(shè)置金屬柱14。如實(shí)施例2的變形例2所示，也可以在第一聚合物層16a與第二聚合物層16b之間設(shè)置多個(gè)金屬柱14。由此，能夠進(jìn)一步縮小金屬柱14的間隔。

選擇實(shí)施例2及其變形例的哪一個(gè)，能夠根據(jù)親水性聚合物及疏水性聚合物的材料和/或分子量等、金屬粒子22的材料和/或粒徑、熱處理?xiàng)l件而適當(dāng)設(shè)定。例如，在疏水性聚合物的疏水性弱的情況下，能夠形成類似于實(shí)施例2那樣的金屬柱14。在疏水性聚合物的疏水性強(qiáng)的情況下，能夠形成類似于實(shí)施例2的變形例1那樣的金屬柱14。通過(guò)在混合物20上設(shè)置作為種的多個(gè)電極，能夠形成類似于實(shí)施例2的變形例2那樣的金屬柱14。

實(shí)施例3

實(shí)施例3是在導(dǎo)向體12內(nèi)形成多個(gè)金屬柱14的例子，是中通孔(via-middle)法的例子。圖5的(a)～(e)是表示實(shí)施例3的金屬柱的形成方法的圖。圖5的(a)及(c)是俯視圖，圖5的(b)及(d)分別是圖5的(a)及(c)的a-a剖視圖，圖5的(e)是相當(dāng)于圖5的(a)及(c)的a-a截面的剖視圖。

如圖5(a)及圖5(b)所示，向?qū)蝮w12內(nèi)填充混合物20。如圖5的(c)及(d)所示，在導(dǎo)向體12及混合物20上形成具有多個(gè)開(kāi)口的絕緣膜26。絕緣膜26例如為氧化硅或氮化硅等的無(wú)機(jī)絕緣膜、或者樹(shù)脂等的有機(jī)絕緣膜。經(jīng)由絕緣膜26的多個(gè)開(kāi)口，以與混合物20連接的方式形成多個(gè)電極28。電極28例如為金、銅、鎳(ni)或者鈦(ti)等的金屬層。也可以在形成絕緣膜26及電極28后向?qū)蝮w12內(nèi)充填混合物20。

如圖5的(e)所示，對(duì)混合物20進(jìn)行熱處理。金屬粒子22以多個(gè)電極28為種而凝集，分別形成多個(gè)金屬柱14。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，省略說(shuō)明。

根據(jù)實(shí)施例3，在導(dǎo)向體12內(nèi)設(shè)置有多個(gè)金屬柱14。由此，即使不將導(dǎo)向體12微細(xì)化，也能夠?qū)⒔饘僦?4微細(xì)化。尤其是能夠縮小金屬柱14的間隔。根據(jù)電極28的配置，能夠任意地設(shè)定金屬柱14的配置。

另外，通過(guò)電極28與混合物20連接，從而以與多個(gè)電極28分別連接的方式設(shè)置多個(gè)金屬柱14。在電極28之間，絕緣膜26與混合物20連接，因此，金屬柱14不形成于電極28之間。由此，能夠使多個(gè)金屬柱14的間隔更加微細(xì)。

在金屬柱14為類似于錫或銦那樣的熔點(diǎn)低的金屬的情況下，為了在熱處理時(shí)不使電極28熔融，電極28優(yōu)選為熔點(diǎn)比金屬柱14高的材料。為了作為錫或銦的種而發(fā)揮功能，電極28優(yōu)選為鎳。在金屬柱14為類似于金或銅那樣的熔點(diǎn)高的金屬的情況下，為了在熱處理時(shí)不使電極28熔融，電極28也可以為與金屬柱14相同的材料。

在電極28為形成金屬柱14時(shí)的種的情況下，也可以不設(shè)置導(dǎo)向體12。另外，導(dǎo)向體12和聚合物的親水性、疏水性也可以不對(duì)應(yīng)。

實(shí)施例4

實(shí)施例4是將金屬柱14用于貫通半導(dǎo)體基板的貫通電極的例，是后通孔(via-last)法的例。圖6的(a)～(e)是表示實(shí)施例4的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

如圖6的(a)所示，在半導(dǎo)體基板10上形成含有晶體管等的晶體管區(qū)域30。半導(dǎo)體基板10為例如單晶硅基板。在半導(dǎo)體基板10上形成電極34。電極34為例如銅層或鎳層等金屬層。在半導(dǎo)體基板10上形成多層配線32。多層配線32為交替地層疊多個(gè)絕緣層和配線層的構(gòu)造。絕緣層為例如氧化硅層，配線層為銅層等導(dǎo)電層。由多層配線32和晶體管區(qū)域30內(nèi)的晶體管等形成電路。在多層配線32上形成電極38。電極38是銅層等導(dǎo)電層。電極38和電極34經(jīng)由多層配線32內(nèi)的配線36而電連接。也可以在電極38上形成凸起等。電極34也可以與晶體管區(qū)域30的晶體管電連接。

如圖6的(b)所示，對(duì)半導(dǎo)體基板10的下表面進(jìn)行研磨。由此，將半導(dǎo)體基板10薄膜化成例如10μm～100μm厚的程度。

如圖6的(c)所示，從半導(dǎo)體基板10的下表面形成貫通半導(dǎo)體基板10的孔18?？?8的形成使用深rie(reactiveionetching)法。在孔18的內(nèi)面形成導(dǎo)向體12?？?8的直徑例如為1μm～10μm。通過(guò)例如對(duì)半導(dǎo)體基板10進(jìn)行熱氧化，從而形成氧化硅膜的導(dǎo)向體12。作為導(dǎo)向體12，也可以使用例如cvd(chemicalvapordeposition)法來(lái)形成氧化硅膜等絕緣膜。由此，形成親水性的導(dǎo)向體12。另外，作為導(dǎo)向體12，也可以在孔18的內(nèi)面形成聚合物等的有機(jī)絕緣膜。例如，通過(guò)使pmda(pyromelliticdianhydride)和oda(oxydianiline)聚合，從而能夠形成疏水性的聚酰亞胺的導(dǎo)向體12。

如圖6的(d)所示，使用實(shí)施例1、實(shí)施例2及其變形例的金屬柱的形成方法，在孔18內(nèi)形成聚合物層16和金屬柱14。如圖6的(e)所示，在半導(dǎo)體基板10的下表面形成與金屬柱14電連接的電極40。電極40例如為銅層等金屬層。金屬柱14作為將電極34和電極40電連接的貫通電極而發(fā)揮功能。金屬柱14的直徑為例如0.1μm～數(shù)μm。

實(shí)施例4的變形例1是中通孔法的例子。圖7的(a)～(e)是表示實(shí)施例4的變形例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。如圖7的(a)所示，在半導(dǎo)體基板10的上表面形成晶體管區(qū)域30。

如圖7的(b)所示，從半導(dǎo)體基板10的上表面形成孔18。在孔18的內(nèi)面形成導(dǎo)向體12。如圖7的(c)所示，使用實(shí)施例1、實(shí)施例2及其變形例的金屬柱的形成方法，在孔18內(nèi)形成聚合物層16和金屬柱14。如圖7的(d)所示，在半導(dǎo)體基板10的上表面形成電極34、多層配線32以及電極38。如圖7的(e)所示，研磨半導(dǎo)體基板10的下表面，以使金屬柱14露出。在半導(dǎo)體基板10的下表面形成與金屬柱14電連接的電極40。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4相同，省略說(shuō)明。

實(shí)施例4的變形例2是在孔18內(nèi)形成多個(gè)金屬柱14的例子。圖8的(a)～(d)是表示實(shí)施例4的變形例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。如圖8的(a)所示，在半導(dǎo)體基板10的上表面形成晶體管區(qū)域30，在半導(dǎo)體基板10的上表面形成多層配線32。多層配線32內(nèi)的配線36將電極34和38電連接。在半導(dǎo)體基板10的上表面相鄰地形成多個(gè)電極34。

如圖8的(b)所示，研磨半導(dǎo)體基板10的下表面。以使相鄰的多個(gè)電極34露出的方式，從半導(dǎo)體基板10的下表面形成貫通半導(dǎo)體基板10的孔18。在孔18的內(nèi)面形成導(dǎo)向體12。

如圖8的(c)所示，使用實(shí)施例3的金屬柱的形成方法，在孔18內(nèi)形成多個(gè)金屬柱14和聚合物層16。金屬柱14以與電極34連接的方式形成。通過(guò)設(shè)定電極34的配置，從而能夠以任意的配置形成金屬柱14。如圖8的(d)所示，形成與金屬柱14連接的電極40。金屬柱14的間隔例如為0.1μm～數(shù)μm。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4相同，省略說(shuō)明。

根據(jù)實(shí)施例4及其變形例，如圖6的(c)、圖7的(b)以及圖8的(b)所示，形成貫通半導(dǎo)體基板10的貫通孔，即孔18。如圖6的(c)、圖7的(b)以及圖8的(b)所示，在孔18的內(nèi)面形成絕緣膜來(lái)作為導(dǎo)向體12。如圖6的(d)、圖7的(c)以及圖8的(c)所示，向孔18內(nèi)填充混合物。然后，使用實(shí)施例1～3及其變形例，作為貫通聚合物層16的貫通電極，形成金屬柱14。

在形成貫通半導(dǎo)體基板10的貫通電極的情況下，難以以低成本形成縱橫比高的微細(xì)的貫通電極。例如，在孔內(nèi)形成絕緣膜。為了抑制貫通電極與半導(dǎo)體基板的短路，使絕緣膜比較厚。在絕緣膜內(nèi)形成阻擋層及種晶層(seedlayer)。然后，考慮使用鍍層法來(lái)形成貫通電極的方法。在該方法中，制造工時(shí)變多，制造成本提高。另外，難以在縱橫比高的孔內(nèi)形成絕緣膜、阻擋層、種晶層。

在實(shí)施例4及其變形例中，聚合物層16作為用于抑制貫通電極與半導(dǎo)體基板的短路的絕緣膜而發(fā)揮功能，導(dǎo)向體12用于將孔18的內(nèi)面設(shè)置成親水性或疏水性。因此，作為導(dǎo)向體12使用的絕緣膜也可以是薄的。利用自組織化來(lái)形成聚合物層16，因此能夠加厚聚合物層16。因?yàn)槟軌蚣雍窬酆衔飳?6，所以，相對(duì)于孔18的縱橫比，能夠提高貫通電極的縱橫比。這樣，能夠以低成本形成縱橫比高的微細(xì)的貫通電極。

在形成金屬柱14后，不推薦施加使聚合物層16熔融的溫度。例如，不推薦對(duì)聚合物層16施加300℃以上的溫度。在實(shí)施例4中，在形成多層配線32后，形成金屬柱14。因此，在形成多層配線32的工序中，能夠施加比實(shí)施例4的變形例1高的溫度。

在實(shí)施例4的變形例2中，在孔18內(nèi)形成多個(gè)金屬柱14。因此，能夠?qū)⒇炌姌O的間隔微細(xì)化。也可以將在孔18內(nèi)形成多個(gè)金屬柱14的方法應(yīng)用于中通孔法。

此外，在實(shí)施例4及其變形例2中，因?yàn)殡姌O34成為形成金屬柱14時(shí)的種，所以也可以不設(shè)置導(dǎo)向體12。另外，導(dǎo)向體12和聚合物的親水性、疏水性也可以不對(duì)應(yīng)。

實(shí)施例5

實(shí)施例5是將金屬柱14用作將層疊的半導(dǎo)體芯片等的基體彼此連接的微凸起的例子。圖9的(a)～9(c)、圖10的(a)、圖10的(b)以及圖11是表示實(shí)施例5的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

如圖9的(a)所示，半導(dǎo)體芯片11具有半導(dǎo)體基板10、多層配線32以及電極38。在半導(dǎo)體基板10的上表面形成有晶體管區(qū)域30。在半導(dǎo)體基板10上形成有多層配線32。在多層配線32上形成有電極38。也可以設(shè)置有貫通半導(dǎo)體基板10的貫通電極。

如圖9的(b)所示，在半導(dǎo)體芯片11上形成導(dǎo)向體12。導(dǎo)向體12例如為絕緣膜，例如為氧化硅膜等無(wú)機(jī)絕緣體或者樹(shù)脂等有機(jī)絕緣體。導(dǎo)向體12的至少側(cè)面為親水性或疏水性。導(dǎo)向體12以包圍電極38的方式形成。

如圖9的(c)所示，在半導(dǎo)體芯片11上形成混合物20?；旌衔?0以覆蓋導(dǎo)向體12的方式形成。

如圖10的(a)所示，以混合物20彼此對(duì)置的方式配置半導(dǎo)體芯片11a及11b。半導(dǎo)體芯片11a及11b為例如圖9的(c)所示的半導(dǎo)體芯片11。由此，在半導(dǎo)體芯片11a及11b的互相對(duì)置的面配置多個(gè)電極38。如圖10的(b)所示，使半導(dǎo)體芯片11a及11b的混合物20接觸。

如圖11所示，通過(guò)進(jìn)行熱處理，聚合物凝集于導(dǎo)向體12側(cè)而形成聚合物層16。金屬粒子以電極38為種而凝集，形成將電極38彼此連接的金屬柱14。金屬柱14將半導(dǎo)體芯片11a和11b電連接。金屬柱14的直徑及間隔為例如0.1μm～10μm。金屬柱14的高度為例如1μm～數(shù)十μm。

根據(jù)實(shí)施例5，如圖10的(a)所示，在作為第一基體的半導(dǎo)體芯片11a上配置作為第二基體的半導(dǎo)體芯片11b。如圖11所示，使用實(shí)施例1～3及其變形例，形成金屬柱14來(lái)作為將半導(dǎo)體芯片11a和11b電連接的凸起。具體而言，金屬柱14分別將半導(dǎo)體芯片11a的多個(gè)電極38和半導(dǎo)體芯片11b的多個(gè)電極38連接。

在非專利文獻(xiàn)1的方法中，在相鄰的電極之間不形成凸起，因此難以縮小電極間隔。在實(shí)施例5中，因?yàn)樵O(shè)置有導(dǎo)向體12，所以即使電極38的間隔縮小也能夠形成金屬柱14。因此，能夠?qū)⑼蛊鹞⒓?xì)化。

在實(shí)施例5中，在半導(dǎo)體芯片11a及11b雙方設(shè)置有導(dǎo)向體12，但是只要在半導(dǎo)體芯片11a及11b中的至少一方設(shè)置有導(dǎo)向體12即可。另外，雖然向半導(dǎo)體芯片11a及11b雙方的導(dǎo)向體12填充了混合物20，但是，也可通過(guò)在半導(dǎo)體芯片11a及11b中的至少一方的表面形成混合物20，從而向在半導(dǎo)體芯片11a及11b中的至少一方的表面形成的導(dǎo)向體12內(nèi)填充混合物20。

在實(shí)施例5中，作為第一基體及第二基體，分別以半導(dǎo)體芯片11a及11b為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是第一基體及第二基體中的至少一方可以為插板(interposer)，也可以為配線基板。

實(shí)施例6

實(shí)施例6是半導(dǎo)體芯片具有檢測(cè)電路及切換電路的例子。圖12是在實(shí)施例5中產(chǎn)生了錯(cuò)位的例子。如圖12所示，在實(shí)施例5中，在使半導(dǎo)體芯片11a和11b對(duì)置地配置時(shí)，產(chǎn)生錯(cuò)位。在實(shí)施例5中，能夠縮小金屬柱14的間距。例如，能夠?qū)㈦姌O38的間距設(shè)置為1μm以下。另一方面，半導(dǎo)體芯片11a與11b的對(duì)準(zhǔn)精度為例如數(shù)μm。因此，若產(chǎn)生錯(cuò)位，則會(huì)導(dǎo)致通過(guò)金屬柱14將與本來(lái)應(yīng)該彼此連接的電極38不同的電極38彼此電連接。在實(shí)施例6中，解決這樣的課題。

圖13是實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的框圖。半導(dǎo)體芯片11a及11b分別具備檢測(cè)電路50a及50b、切換電路52a及52b、以及內(nèi)部電路54a及54b。檢測(cè)電路50a及50b、切換電路52a及52b以及內(nèi)部電路54a及54b含在由晶體管區(qū)域30內(nèi)的晶體管和多層配線32形成的電子電路中。多個(gè)電極38a及38b和檢測(cè)電路50a及50b通過(guò)多個(gè)配線60a及60b而分別電連接。檢測(cè)電路50a及50b和切換電路52a及52b通過(guò)多個(gè)配線62a及62b而分別電連接。切換電路52a及52b和內(nèi)部電路54a及54b通過(guò)多個(gè)配線64a及64b而分別電連接。半導(dǎo)體芯片11a的多個(gè)電極38a和半導(dǎo)體芯片11b的多個(gè)電極38b通過(guò)多個(gè)金屬柱14而分別電連接。

內(nèi)部電路54a及54b是實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片的原有功能的電路(第一電路及第二電路)，分別經(jīng)由電極38a及38b和配線60a及60b至64a及64b而電連接。檢測(cè)電路50a及50b檢測(cè)多個(gè)電極38a的至少一個(gè)電極38a是否與多個(gè)電極38b中的任一個(gè)電極38b連接。切換電路52a及52b基于檢測(cè)電路50a及50b的檢測(cè)結(jié)果，切換內(nèi)部電路54a與多個(gè)電極38a的連接、及內(nèi)部電路54b與多個(gè)電極38b的連接中的至少一方。

對(duì)使用邊界掃描(boundaryscan)電路來(lái)作為檢測(cè)電路50a及50b的例進(jìn)行說(shuō)明。圖14是表示實(shí)施例6的檢測(cè)電路的一例的框圖。省略了切換電路52a及52b的圖示。雖然對(duì)從半導(dǎo)體芯片11a向11b輸出信號(hào)的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是從半導(dǎo)體芯片11b向11a輸出信號(hào)的情況也相同。

如圖14所示，半導(dǎo)體芯片11a及11b分別具備檢測(cè)電路50a及50b以及內(nèi)部電路54a及54b。檢測(cè)電路50a及50b分別具備bs(邊界掃描)電路72a及72b、緩存74a及74b以及控制電路76a及76b。

bs電路72a基于控制電路76a的指示，在內(nèi)部電路54a工作時(shí)向緩存74a輸出內(nèi)部電路54a輸出的信號(hào)，在邊界掃描時(shí)，使從相鄰的bs電路72a所輸入的邊界掃描信號(hào)與時(shí)鐘同步地向其它bs電路72a輸出。緩存74a調(diào)整從bs電路72a所輸入的信號(hào)的電平等，并向電極38a輸出。

bs電路72b基于控制電路76b的指示，在內(nèi)部電路54b工作時(shí)，向內(nèi)部電路54b輸出緩存74b所輸出的信號(hào)，在邊界掃描時(shí)，使從相鄰的bs電路72b所輸入的邊界掃描信號(hào)與時(shí)鐘同步地向其它bs電路72b輸出。緩存74b調(diào)整輸入到電極38b的信號(hào)的電平等，并向bs電路72b輸出。

控制電路76a及76b控制bs電路72a及72b，進(jìn)行邊界掃描。配線78a及78b傳送邊界掃描信號(hào)。電極38a及38b輸入或輸出在內(nèi)部電路54a與54b之間傳送的信號(hào)。電極38a和38b通過(guò)金屬柱14而電連接。電極38c及38d輸入或輸出邊界掃描信號(hào)，且通過(guò)金屬柱14而連接。電極38e及38f輸入或輸出在控制電路76a與76b之間傳輸?shù)目刂菩盘?hào)，且通過(guò)金屬柱14而連接。

控制電路76a及76b進(jìn)行邊界掃描，從而能夠檢測(cè)多個(gè)電極38a的至少一個(gè)電極38a是否與多個(gè)電極38b中的任一個(gè)電極38b連接。

在由于半導(dǎo)體芯片11a與11b的錯(cuò)位而使電極38c和38d未連接，和/或電極38e與38f未連接的情況下，便不能進(jìn)行邊界掃描。因此，即使半導(dǎo)體芯片11a與11b錯(cuò)位，也要使電極38c和38d連接，電極38e和38f連接。例如，分別設(shè)置多個(gè)電極38c～38f。或者，增大電極38c～38f的面積。由此，即使半導(dǎo)體芯片11a和11b錯(cuò)位而接合，多個(gè)電極38c和多個(gè)38d的任一個(gè)也將連接。電極38e和38f也相同。

圖15及圖16是說(shuō)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體裝置的工作的一例的框圖。省略了檢測(cè)電路50的圖示。如圖15及圖16所示，切換電路52a及52b分別具備對(duì)多個(gè)配線62a及62b和多個(gè)配線64a及64b的連接進(jìn)行切換的多個(gè)開(kāi)關(guān)66a及66b。開(kāi)關(guān)66a及66b分別能夠任意地將與多個(gè)配線62a及62b連接的端子a～h、和與多個(gè)配線64a及64b連接的端子a～h連接或斷開(kāi)。

在圖15中，本來(lái)應(yīng)該連接的電極38a及38b彼此未偏離(shift)，通過(guò)金屬柱14而連接。開(kāi)關(guān)66a及66b將端子a～h分別與端子a～h連接。由此，以本來(lái)應(yīng)該連接的連接關(guān)系將內(nèi)部電路54a及54b彼此電連接。

在圖16中，電極38a及38b彼此偏離后連接。在圖16的例中，電極38b向左側(cè)偏離兩個(gè)而與電極38a連接。切換電路52a將端子a～f分別與端子b～g連接。切換電路52b將端子c～h分別與端子b～g連接。由此，以本來(lái)應(yīng)該連接的連接關(guān)系將內(nèi)部電路54a及54b彼此電連接。此外，內(nèi)部電路54a及54b的兩端的配線64a及64b虛設(shè)(dummy)。

根據(jù)實(shí)施例6，檢測(cè)電路50a及50b檢測(cè)電極38a及38b彼此的連接關(guān)系，切換電路52a及52b切換內(nèi)部電路54a與電極38a的連接、及內(nèi)部電路54b與電極38b的連接中的至少一方。由此，在半導(dǎo)體芯片11a及11b的對(duì)準(zhǔn)精度比電極38a及38b的間距大的情況下，即使電極38a及38b彼此的連接偏離本來(lái)的連接關(guān)系，也能夠?qū)?nèi)部電路54a及54b彼此以本來(lái)的連接關(guān)系連接。

在半導(dǎo)體芯片11a及11b彼此的對(duì)準(zhǔn)為無(wú)旋轉(zhuǎn)而平行地偏移的情況下，電極38a與電極38b的偏離的方向及量對(duì)于所有的電極38a及38b相同。因此，例如，在電極38a及38b以相同的間距排列的情況下，切換電路52a及52b只要按照使電極38a與電極38b的連接以相同方向且相同量進(jìn)行偏移的方式切換連接即可。另外，檢測(cè)電路50a及50b只要對(duì)一個(gè)電極38a檢測(cè)是否與任一個(gè)電極38b連接即可。由此，決定電極38a與38b的偏離方向及量。

也可以不設(shè)置檢測(cè)電路50a及50b的任意一方。也可以不設(shè)置切換電路52a及52b的任意一方。

在實(shí)施例6中，雖然以使用實(shí)施例5的方法來(lái)層疊半導(dǎo)體芯片11a及11b的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是在半導(dǎo)體芯片11a及11b用其它方法層疊的情況下，也能夠應(yīng)用檢測(cè)電路50a及50b、以及切換電路52a及52b。

實(shí)施例7

實(shí)施例7是形成在水平方向上延伸的金屬柱的例子。圖17的(a)及(b)是表示實(shí)施例7的金屬柱14的形成方法的圖。圖17的(a)是俯視圖，圖17的(b)是圖17的(a)的a-a剖視圖。與實(shí)施例1相同，向在基體的表面以在水平方向上延伸的方式設(shè)置的一對(duì)導(dǎo)向體12之間填充含有金屬粒子和聚合物的混合物。然后，如圖17的(a)及(b)所示，通過(guò)對(duì)混合物進(jìn)行熱處理，金屬粒子和聚合物進(jìn)行相分離。

此時(shí)，聚合物凝集于各導(dǎo)向體12側(cè)而形成一對(duì)聚合物層16，并且金屬粒子遠(yuǎn)離各導(dǎo)向體12而凝集，在各聚合物層16之間形成金屬柱14。各聚合物層16及金屬柱14沿著各導(dǎo)向體12的延伸方向，在水平方向上延伸。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，省略說(shuō)明。這樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，不僅能夠形成在垂直方向上延伸的金屬柱14，還能夠形成在水平方向上延伸的金屬柱14。另外，通過(guò)將各導(dǎo)向體12預(yù)先向右、左彎曲，從而不僅能夠形成筆直地延伸的金屬柱14，還能夠形成向右、左彎曲的金屬柱14。

實(shí)施例8

實(shí)施例8是表示縮窄金屬配線的間隔的方法的例子。圖18及圖19是表示實(shí)施例8的金屬柱14的形成方法的剖視圖。如圖18的(a)所示，在基體80的表面設(shè)置由氧化硅等構(gòu)成的一對(duì)導(dǎo)向體12，以覆蓋基體80的表面及各導(dǎo)向體12的表面的方式設(shè)置薄的金屬膜82。再在各導(dǎo)向體12的中間部的金屬膜82上，與各導(dǎo)向體12隔開(kāi)間隔地形成與各導(dǎo)向體12為相同材料的薄的導(dǎo)向體層84。與實(shí)施例1相同，向各導(dǎo)向體12的內(nèi)側(cè)的金屬膜82及導(dǎo)向體層84上填充含有金屬粒子22和聚合物24的混合物20。此時(shí)，金屬粒子22和金屬膜82優(yōu)選由相同種類的金屬或者接觸角相近的金屬構(gòu)成。

然后，如圖18的(b)所示，通過(guò)對(duì)混合物20進(jìn)行熱處理，從而金屬粒子22和聚合物24進(jìn)行相分離。此時(shí)，金屬粒子22凝集于使金屬膜82露出的各導(dǎo)向體12側(cè)而形成一對(duì)金屬柱14，并且聚合物24在各金屬柱14之間的導(dǎo)向體層84的范圍凝集而形成聚合物層16。去除在各導(dǎo)向體12的表面露出的金屬膜82及聚合物層16下的金屬膜82，從而能夠形成互相分離的金屬柱14。由此，相比類似于圖17的實(shí)施例7那樣的在聚合物層16之間形成金屬柱14的情況，能夠以更狹小的間隔形成金屬柱14，能夠縮窄由金屬柱14構(gòu)成的金屬配線的間隔。此外，金屬柱14可以構(gòu)成在垂直方向上延伸的配線，也可以構(gòu)成在水平方向上延伸的配線。

作為實(shí)施例8的變形例，如圖19的(a)所示，在基體80的表面設(shè)置一對(duì)金屬制的芯部86，且形成覆蓋基體80的表面及各芯部86的表面的由氧化硅等構(gòu)成的薄膜88。在此，各芯部86和覆蓋各芯部86的局部的薄膜88分別構(gòu)成導(dǎo)向體12。與實(shí)施例1相同地，向各導(dǎo)向體12的內(nèi)側(cè)的薄膜88上填充含有金屬粒子22和聚合物24的混合物20。

然后，如圖19的(b)所示，對(duì)混合物20進(jìn)行熱處理，從而金屬粒子22和聚合物24進(jìn)行相分離。此時(shí)，聚合物24沿著薄膜88而凝集，以在各導(dǎo)向體12之間覆蓋薄膜88的表面的方式形成聚合物層16，并且金屬粒子22凝集于聚合物層16的表面中央部而形成金屬柱14。去除各芯材86的上部的薄膜88，從而能夠形成金屬制的各芯材86及金屬柱14。通過(guò)將金屬制的各芯材86及金屬柱14用作金屬配線，從而相比圖17的實(shí)施例7，能夠以更狹小的間隔形成金屬配線。此外，金屬制的各芯材86及金屬柱14可以構(gòu)成在垂直方向上延伸的配線，也可以構(gòu)成在水平方向上延伸的配線。

實(shí)施例9

實(shí)施例9是表示一次進(jìn)行多層的配線的方法的例子。圖20的(a)及(b)是表示實(shí)施例9的金屬柱14的形成方法的剖視圖。如圖20的(a)所示，首先，作為最下層，在薄的板狀的支撐體90的表面以在水平方向上延伸的方式設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向體12，與實(shí)施例1相同地，向各導(dǎo)向體12之間填充含有金屬粒子22和聚合物24的混合物20。然后，在此基礎(chǔ)上，作為從下起的第二層，堆積支撐體90，相同地，設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向體12，填充混合物20。以下相同地進(jìn)行，從而層疊多個(gè)由支撐體90、導(dǎo)向體12以及混合物20構(gòu)成的層。此外，支撐體90優(yōu)選與各導(dǎo)向體12為相同材質(zhì)。

然后，如圖20的(b)所示，對(duì)混合物20進(jìn)行熱處理，從而金屬粒子22和聚合物24進(jìn)行相分離。此時(shí)，聚合物24凝集于支撐體90及各導(dǎo)向體12側(cè)而形成聚合物層16，并且金屬粒子22遠(yuǎn)離支撐體90及各導(dǎo)向體12而凝集，在聚合物層16的內(nèi)部形成金屬柱14。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，省略說(shuō)明。由此，能夠一次性在堆積多個(gè)支撐體90而成的各層形成金屬柱14。因此，通過(guò)去除聚合物層16，從而能夠形成多層配線。

如圖20的(a)及(b)所示，通過(guò)在支撐體90的各導(dǎo)向體12之間開(kāi)開(kāi)設(shè)孔92，從而能夠?qū)⒃谠撝误w90的表面形成的金屬柱14和在該支撐體90與其之下的支撐體90之間形成的金屬柱14連接，能夠?qū)⒏髦误w90之間的層彼此電連接。為了能夠去除所形成的聚合物層16，優(yōu)選以能夠從支撐體90的側(cè)方與各導(dǎo)向體12之間的空間連通的方式將各導(dǎo)向體12設(shè)置于支撐體90的表面。

以上，雖然對(duì)發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)敘述，但是本發(fā)明不限于該特定的實(shí)施例，在權(quán)利要求書(shū)記載的本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變形、變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10：半導(dǎo)體基板；

11、11a、11b：半導(dǎo)體芯片；

12：導(dǎo)向體；

14：金屬柱；

16：聚合物層；

16a：第一聚合物層；

16b：第二聚合物層；

18：孔；

20：混合物；

22：金屬粒子；

24：聚合物；

26：絕緣膜；

28、34、38、38a-38f、40：電極；

30：晶體管區(qū)域；

32：多層配線；

36：配線；

50a、50b：檢測(cè)電路；

52a、52b：切換電路；

54a、54b：內(nèi)部電路；

60a、60b、62a、62b、64a、64b：配線；

66a、66b：開(kāi)關(guān)；

72a、72b：bs電路；

74a、74b：緩存；

76a、76b：控制電路；

78a、78b：配線；

80：基體；

82：金屬膜；

84：導(dǎo)向體層；

86：芯部；

88：薄膜；

90：支撐體；

92：孔。