本發(fā)明涉及貫通電極基板及其制造方法以及

使用貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

近年來，作為大規(guī)模集成電路(LSI，large-scale integrated)芯片之間的插入件(interposer)，開發(fā)了具有用于使基板的正面和背面導(dǎo)通的導(dǎo)通部的貫通電極基板。這種貫通電極基板通過電解鍍敷等向貫通孔內(nèi)部填充導(dǎo)電材料來形成貫通電極。作為貫通電極基板的現(xiàn)有技術(shù)，已公開了例如利用絕緣體上硅(SOI，Silicon-On-Insulator)晶片制成的貫通電極基板(參照專利文獻(xiàn)1)。該貫通電極基板在SOI晶片的支持基板層設(shè)置有盲孔，該盲孔具有達(dá)到埋入絕緣層的深度，并且通過在所述通孔的內(nèi)壁形成內(nèi)壁絕緣層而設(shè)置了貫通電極。另外，在去除了硅層而露出的埋入絕緣層中，在與貫通電極相應(yīng)的部分設(shè)置有接觸孔。

(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))

(專利文獻(xiàn))

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-38942號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(發(fā)明所要解決的問題)

如專利文獻(xiàn)1記載，現(xiàn)有的貫通電極基板具有如下的結(jié)構(gòu)：在表面上設(shè)置有絕緣層，貫通電極通過設(shè)置于該絕緣層的接觸孔而露出，從而可導(dǎo)通。在圖25及圖26中，通過剖視圖示出了這種貫通電極基板800的結(jié)構(gòu)?；w801具有相互對置的表面801a和表面801b，在貫通表面801a和表面801b的貫通孔中可配置貫通電極803。在此，可知基體801的表面801b和貫通電極803的表面803b形成為同一面。在基體801的表面801b及貫通電極803的表面803b上配置有布線804。

圖26為在圖25中示出的貫通電極基板800的被虛線所包圍的附近的放大圖，示出了貫通電極803的表面803b側(cè)的、周緣803c附近。就貫通電極基板800的形成而言，在設(shè)置于基體801的孔中，可形成通過電解鍍敷而填充的貫通電極803，但是存在在貫通電極803的側(cè)面803d和基體801之間產(chǎn)生微小的空間的情況。另外，在基體801中配置了貫通電極803之后，基體801的表面801b和貫通電極803的表面803b可利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)等而被研磨，但是此時(shí)也存在表面803b側(cè)的周緣803c附近的基體801被去除而產(chǎn)生空間的情況。若存在因這種原因而產(chǎn)生的空間881，則布線804會發(fā)生斷線，從而發(fā)生與貫通電極803連接故障的情況。或者，會因空間881中充滿氣體而導(dǎo)致布線804的連接可靠性下降。

圖27及圖28為另一方式的貫通電極基板900的剖視圖。圖28為示出貫通電極基板900的形成過程的圖，為圖27中的由虛線包圍的附近的放大圖。參照圖27，配置有貫通基體901的表面901a和表面901b的貫通電極903。在此，將從基體901的表面901a側(cè)和表面901b側(cè)露出的貫通電極903分別作為表面903a和表面903b。另外，與貫通電極903的與基體901相接的面作為側(cè)面903d。絕緣層930針對于基體901的表面901b上以及從表面901b到貫通電極903的表面903b上的一部分而配置。在絕緣層930上和未形成絕緣層930的貫通電極903的表面903b上配置有布線904。

在圖27中，針對基體901的表面901b上及貫通電極903的表面903b上的一部分形成有絕緣層930。由于在貫通電極903的周緣903c附近也形成有絕緣層930，因此，周緣903c的側(cè)面903d側(cè)被基體901覆蓋，而表面903b側(cè)被絕緣層930覆蓋。

通過形成絕緣層930，來覆蓋貫通電極903的周緣903c。然而，若絕緣層930與貫通電極903之間的緊貼性不好，則在制造工序的過程中絕緣層930會因底切(undercut)而產(chǎn)生間隙。這樣會使絕緣層930在結(jié)構(gòu)上欠缺穩(wěn)定性，因而會成為布線904斷線的原因。

本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種消除了在貫通電極與基體之間的邊界部發(fā)生的由結(jié)構(gòu)所引起的缺陷而使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的貫通電極基板。

(解決問題的方案)

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種貫通電極基板，其特征在于，具有：基體，具有相互對置的第一面和第二面；以及貫通電極，配置于貫通孔，所述貫通孔貫通基體的所述第一面和第二面，其中，貫通電極具有在第一面及第二面上從基體露出的第一面?zhèn)鹊亩嗣婧偷诙鎮(zhèn)鹊亩嗣?，第一面?zhèn)鹊亩嗣婧偷诙鎮(zhèn)鹊亩嗣嬷械囊环交螂p方的周緣被基體覆蓋。

另外，基體可以具有位于貫通電極的周緣或周緣的外側(cè)且沿著所述周緣的環(huán)狀的凸部。

另外，基體可以包括玻璃。

另外，基體包括硅，可以在貫通孔的內(nèi)壁面上配置有絕緣膜。

另外，在周緣被基體覆蓋的第一面?zhèn)鹊亩嗣婧偷诙鎮(zhèn)鹊亩嗣嬷械囊环交螂p方的內(nèi)側(cè)，可以配置與基體相同材質(zhì)的部件。

另外，在周緣被基體覆蓋的第一面?zhèn)鹊亩嗣婧偷诙鎮(zhèn)鹊亩嗣嬷械囊环交螂p方，可以配置多個(gè)布線。

另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供一種貫通電極基板的制造方法，其特征在于包括以下步驟：在具有相互對置的第一面和第二面的基體的第一面上形成開口部，該開口部的深度未達(dá)到第二面；利用導(dǎo)電性材料填充開口部來形成電極；在基體的第二面上，形成在電極的內(nèi)側(cè)區(qū)域的一部分具有開口，并覆蓋電極的周緣的掩模；在設(shè)置有掩模的狀態(tài)下，對基體的第二面進(jìn)行蝕刻，使電極的內(nèi)側(cè)區(qū)域的一部分露出，且使所述基體的一部分殘存在所述電極的周緣。

另外，掩?？梢孕纬蔀榄h(huán)狀。

另外，掩模可以至少一部分地包含各向同性蝕刻。

另外，隨著蝕刻的進(jìn)行，蝕刻掩?？梢员蝗コ?。

另外，根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，提供一種具有上述貫通電極基板的半導(dǎo)體裝置。

(發(fā)明的效果)

根據(jù)本發(fā)明，配置有貫通基體的相互對置的兩個(gè)面的貫通電極，貫通電極的至少一個(gè)面的周緣被基體覆蓋，因此能夠提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的貫通電極基板。

附圖說明

圖1為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，設(shè)置有盲孔(有底孔)的基板的截面的示意圖。

圖2為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，設(shè)置有貫通電極的基板的截面的示意圖。

圖3為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，形成有掩模的基板的截面的示意圖。

圖4為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，蝕刻過程中的基板的截面的示意圖。

圖5為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，蝕刻過程中的基板的截面的示意圖。

圖6為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，蝕刻過程中的基板的截面的示意圖。

圖7為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，完成了蝕刻的基板的截面的示意圖。

圖8為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，完成了蝕刻的基板的俯視圖及立體圖。

圖9為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，形成了布線層的基板的截面的示意圖。

圖10為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，形成了絕緣層的基板的截面的示意圖。

圖11為用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板的貫通電極的俯視圖。

圖12為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例的貫通電極基板的制造方法中，完成了蝕刻的基板的截面的示意圖。

圖13為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例的貫通電極基板的制造方法中，貫通電極比基體的凸部更加突出的狀態(tài)的示意圖。

圖14為示出在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例的貫通電極基板的制造方法中，將比基體的凸部更加突出的貫通電極平坦化了的狀態(tài)的示意圖。

圖15為示出在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，蝕刻過程中的基板的截面的示意圖。

圖16為示出在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，形成了掩模的基板的截面的示意圖。

圖17為示出在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，完成了蝕刻的基板的截面的示意圖。

圖18為示出在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板的制造方法中，形成了布線層及絕緣層的基板的截面的示意圖。

圖19為示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的貫通電極基板的上部面及截面的示意圖。

圖20為示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的貫通電極基板的上部面及截面的示意圖。

圖21為示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的貫通電極基板的截面的示意圖。

圖22為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的圖。

圖23為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的另一示例的圖。

圖24為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的又一示例的圖。

圖25為示出現(xiàn)有技術(shù)的貫通電極基板的截面的示意圖。

圖26為示出現(xiàn)有技術(shù)的貫通電極基板的截面的示意圖。

圖27為示出現(xiàn)有技術(shù)的貫通電極基板的截面的示意圖。

圖28為示出現(xiàn)有技術(shù)的貫通電極基板的截面的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對本發(fā)明的貫通電極基板進(jìn)行詳細(xì)的說明。此外，本發(fā)明的貫通電極基板不限定于以下的實(shí)施方式，可進(jìn)行各種變形來實(shí)施。在所有的實(shí)施方式中，對相同的結(jié)構(gòu)要素賦予同一附圖標(biāo)記來進(jìn)行說明。另外，為了便于說明，存在附圖的尺寸比例與實(shí)際比例不同，或在附圖中省略了結(jié)構(gòu)的一部分的情況。

<第一實(shí)施方式>

以下，參照圖1至圖11，對本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板100的結(jié)構(gòu)及制造方法進(jìn)行說明。

(整體結(jié)構(gòu))

首先，利用圖7及圖8對貫通電極基板100的結(jié)構(gòu)的概況進(jìn)行說明。圖8為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板100的俯視圖及立體圖。圖8的(a)部分為從構(gòu)成貫通電極基板100的基體101的第二面101b側(cè)觀察的俯視圖，圖8的(b)部分為從基體101的第二面101b側(cè)的斜向觀察的立體圖。另外，圖7示出從圖8的(a)部分的A-A’方向觀察的截面的示意圖。

關(guān)于貫通電極基板100，貫通電極103配置于基體101中?；w101具有相互對置的第一面101a和第二面101b。貫通電極103的第一面103a從基體101的第一面101a側(cè)露出，第二面103b從基體101的第二面101b側(cè)露出。另外，貫通電極103的側(cè)面103d與基體101相接。

貫通電極103的第二面103b的周緣103c及其周邊被基體101覆蓋，除此之外的內(nèi)側(cè)的區(qū)域從基體101露出。即，周緣103c的側(cè)面103d側(cè)及第二面103b側(cè)均被基體101覆蓋?；w101覆蓋貫通電極103的周緣103c及其周邊的第二面103b的部分與其余部分相比厚度更薄，形成了薄壁區(qū)域(厚度薄的區(qū)域)101e。

(貫通電極基板100的制造方法)

接下來，利用圖1至圖8，對根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板100的制造方法進(jìn)行說明。

在圖1中示出在貫通電極基板100的制造方法中，在基體101中設(shè)置有盲孔102的基板的截面?；w101的至少表面具有絕緣性。作為基體101，可使用例如玻璃(鈉鈣玻璃、低膨脹玻璃、無堿玻璃等)、藍(lán)寶石、樹脂等。在這種情況下，基體101的厚度可以形成在100μm～1mm的范圍內(nèi)。

另外，作為基體101，可以是在具有導(dǎo)電性的基板的表面上設(shè)置有絕緣膜的、表面具有絕緣性的基體。例如，可以在硅等的具有導(dǎo)電性的基板的表面形成絕緣膜。在這種情況下，絕緣膜的厚度可在0.1μm～5μm的范圍內(nèi)。此外，優(yōu)選地，在使用包含硅的基板作為基體101的情況下，優(yōu)選如下的結(jié)構(gòu)：通過在盲孔102的內(nèi)壁面上形成絕緣膜，而在最終的貫通孔的內(nèi)壁面上設(shè)置絕緣膜。然而，在這種情況下，需要進(jìn)行在如下所述的圖7中的用于去除絕緣膜的蝕刻工序。

基體101具有相互對置的第一面101a和第二面101b。在基體101的第一面101a側(cè)形成掩模(未圖示)，通過蝕刻而形成盲孔102?？衫梅磻?yīng)離子蝕刻(RIE，Reactive Ion Etching)、深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE，Deep RIE)等的干法蝕刻加工、濕法蝕刻加工、激光加工等作為蝕刻的方法，來形成不貫通基體101的第二面101b側(cè)的盲孔102。

盲孔102的深度可依據(jù)基體101的厚度而不同，但可以為例如100μm～500μm。盲孔102的開口的大小無特別限定，可以為例如10μm～100μm。另外，如各圖所示，盲孔102的形狀典型的為在基體101的厚度方向上呈直線狀，但不限于此。例如，也可以為第一面101a側(cè)的開口部寬、第二面101b側(cè)的底部窄的錐形。另外，盲孔102的中央部可以為凸?fàn)?、凹狀或它們的組合形狀。此外，對于盲孔102在俯視圖上的形狀也無特別限定，典型的為圓形，但除圓形以外還可以為矩形或多邊形。

接下來，對貫通電極103的形成進(jìn)行說明。圖2為示出在盲孔102中形成了貫通電極103的狀態(tài)的剖視圖。通過以填埋盲孔102的方式設(shè)置導(dǎo)電性材料來形成貫通電極103。作為導(dǎo)電性材料，可以使用例如Cu(銅)等的金屬。在使用Cu等的金屬作為貫通電極103的情況下，可使用電解鍍敷填充法。在進(jìn)行電解鍍敷的情況下，在形成種子層、即用于形成鍍層的基底層之后，實(shí)施電解鍍敷(未圖示)。另外，在將該電解鍍敷圖案用于圖案形成的情況下，利用由光刻法制成的阻擋層，使要形成鍍層的部分露出。在填充了貫通電極103之后，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)等來使基體101的第一面101a和貫通電極103的第一面103a平坦化。

在此，將配置在盲孔102中的貫通電極103的、盲孔102的開口側(cè)(基體101的第一面101a側(cè))作為第一面103a，將盲孔102的底側(cè)(基體101的第二面101b側(cè))作為第二面103b。將第二面103b的端部作為周緣103c。另外，將除了第一面103a和第二面103b之外的、與基體101相接的面作為側(cè)面103d。

接下來，對掩模130的形成進(jìn)行說明。圖3為示出在基體101的第二面101b側(cè)形成了用于蝕刻的掩模130的狀態(tài)的剖視圖。在基體101的第二面101b中，當(dāng)從第二面101b側(cè)透視觀察時(shí)，掩模130配置于貫通電極103的第二面103b的周緣103c附近。此時(shí)，掩模130的至少一部分配置為位置比周緣103c更靠內(nèi)側(cè)。如此配置掩模130的原因是，在配置了掩模130之后對基體101的第二面101b進(jìn)行了各向同性蝕刻時(shí)，使貫通電極103的第二面103b的周緣103c附近的蝕刻遲緩，使貫通電極103的第二面103b的周緣103c不會露出。

在貫通電極103呈圓柱形的情況下，在基體101的第二面101b上，掩模130可仿照貫通電極103的周緣103c而配置為環(huán)狀。在貫通電極103呈除圓柱之外的形狀的情況下，可沿著貫通電極103的第二面103b的俯視的形狀來配置掩模130。

在設(shè)置了掩模130之后，從形成了盲孔102的基體101的第一面101a的相反側(cè)、即從作為盲孔102的底側(cè)的基體101的第二面101b側(cè)進(jìn)行各向同性的蝕刻。作為各向同性蝕刻的一個(gè)示例，對濕法蝕刻的工序進(jìn)行說明。在基體101為玻璃的情況下，使用例如氫氟酸作為蝕刻液。在這種情況下，對于掩模130可使用耐氫氟酸的材料，并利用阻擋層制版蝕刻工序?qū)⒗玢t、銅等圖案化來形成。此外，在進(jìn)行濕法蝕刻之前形成保護(hù)層，使得基體101的第一面101a側(cè)不被蝕刻。

圖4至圖7為示出進(jìn)行各向同性蝕刻的狀態(tài)的剖視圖。尤其是，圖7為示出完成了各向同性蝕刻的狀態(tài)的剖視圖，示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的貫通電極基板100。

參照圖4及圖5，可知在初始的各向同性蝕刻時(shí)，在基體101的第二面101b配置有掩模130的部分未被蝕刻。但是，隨著各向同性的濕法蝕刻的推進(jìn)，蝕刻會從未配置掩模130的部分在橫向上侵入，因此未配置掩模130的部分也漸漸發(fā)生蝕刻。圖6為示出掩模130與基體101的第二面101b相接的部分被完全蝕刻，掩模130剝離的狀態(tài)。

從圖6的狀態(tài)進(jìn)一步蝕刻，最終蝕刻進(jìn)行至圖7中示出的狀態(tài)。參照圖7，在貫通電極103的第二面103b的周緣103c附近，基體101不是被完全地蝕刻，而是基體101的一部分殘存下來作為薄壁區(qū)域101e。另一方面，除了貫通電極103的周緣103c附近之外的第二面103b也進(jìn)行蝕刻而從基體101露出。即，貫通電極103呈配置于貫通基體101的第一面101a與第二面103b之間的貫通孔中的狀態(tài)。像這樣，通過使貫通電極103的周緣103c附近的基體101的一部分不被完全蝕刻，成為使貫通電極103的周緣103c及其附近的第二面103b被基體101覆蓋的結(jié)構(gòu)。

在此，再次利用圖8，來說明完成了圖7中示出的各向同性蝕刻的基板的狀態(tài)。圖8的(a)部分為從基體101的第二面101b側(cè)觀察的俯視圖。關(guān)于貫通電極103的第二面103b，周緣103c及其附近被基體101的第二面101b的一部分所覆蓋。另一方面，貫通電極103的第二面103b的內(nèi)側(cè)的區(qū)域從基體101的第二面101b露出。

圖8的(b)部分為從基體101的第二面101b側(cè)的斜向觀察的立體圖。參照圖8的(b)部分，可知在配置有形成為圓形的貫通電極103的周緣103c的部分以及直至位于其外側(cè)的部位形成了環(huán)狀的凸部101c。由于配置了掩模130的部分與未配置掩模130的部分相比，蝕刻的推進(jìn)變得遲緩，從而可形成凸部101c。通過形成凸部101c，貫通電極103的周緣103c變?yōu)槠鋫?cè)面103d側(cè)及第二面101b側(cè)均被基體101覆蓋的結(jié)構(gòu)。

接下來，利用圖9至圖11來對在貫通電極基板100上形成布線層104及絕緣層105的方法進(jìn)行說明。

圖9為在基體101的第二面101b上及貫通電極103的第二面103b上形成了布線層104的貫通電極基板110的剖視圖。布線層104可使用導(dǎo)電性材料。作為導(dǎo)電性材料，例如，可通過將金屬材料涂敷于基體101的第二面101b側(cè)，并利用光刻進(jìn)行圖案化的方法等來形成。此外，雖然在圖9中未圖示，但是除了布線層104之外，還可以搭載其他的電子部件等。

接下來，利用圖10對絕緣層105的形成進(jìn)行說明。圖10為示出從圖9中示出的情況進(jìn)一步形成了絕緣層105的貫通電極基板120的截面，并且為從圖11的B-B’方向觀察的剖視圖。絕緣層105可使用例如感光性樹脂。在這種情況下，在基體101的第二面101b及布線層104上形成感光性樹脂之后，利用光刻進(jìn)行圖案化，并利用烘焙而形成絕緣層105。另外，在絕緣層105中形成達(dá)到布線層104的開口部106。

圖11為從貫通電極基板120的絕緣層105側(cè)觀察的俯視圖。布線層104形成為包圍圓形的貫通電極103的周緣103c。布線層104進(jìn)一步形成為在從貫通電極103到開口部106的方向上延伸，并以矩形狀包圍形成有開口部106的區(qū)域。此外，在表示貫通電極103的周緣103c的圓內(nèi)側(cè)所示出的圓表示在貫通電極103的第二面103b中，從基體101的第二面101b側(cè)露出的區(qū)域。

如上所述，就第一實(shí)施方式的貫通電極基板100的形成而言，存在使貫通電極103的周緣103c附近的基體101殘存的工序，但不存在對貫通電極103的第二面103b和基體101的第二面101b進(jìn)行研磨的工序。因此，第一實(shí)施方式的貫通電極基板100不會發(fā)生如圖25及圖26所說明的以下問題：由于對貫通電極803的表面803b和基體801的表面801b的研磨而發(fā)生的基體801的缺損或基體801的缺損所伴隨的布線804的斷線、因基體801與貫通電極103之間的空間的產(chǎn)生而引起的關(guān)于布線804的連接的可靠性降低等問題。

進(jìn)而，在第一實(shí)施方式的貫通電極基板100中，貫通電極103的第二面103b的周緣103c的側(cè)面103d側(cè)、第二面103b側(cè)均被基體101覆蓋。另一方面，在圖27及圖28中說明的另一現(xiàn)有的貫通電極基板中，貫通電極903的周緣903c側(cè)部被基體901覆蓋，上部面被絕緣層930覆蓋，但在絕緣層930的形成過程中，絕緣層930會因底切而產(chǎn)生間隙，因此結(jié)構(gòu)上欠缺穩(wěn)定性。因此，在第一實(shí)施方式的貫通電極基板100中，不具有相當(dāng)于現(xiàn)有的貫通電極基板中的絕緣層930的結(jié)構(gòu)，也不存在其形成過程，因而不會發(fā)生在絕緣層930的形成過程中發(fā)生的上述問題。

因此，通過第一實(shí)施方式的貫通電極基板100及其制造方法，可提供在結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的貫通電極基板。

(變型例)

接下來，利用圖12至14對本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例進(jìn)行說明。

在實(shí)施方式1中，在具有相互對置的第一面101a和第二面101b的基體101的第一面101a側(cè)形成盲孔102，在盲孔102填充中貫通電極103，并基體101的第二面101b側(cè)進(jìn)行蝕刻，使貫通電極103露出。在變型例中，在基體101的第一面101a側(cè)形成盲孔102之后，不是在盲孔102中形成貫通電極103，而是先從基體101的第二面101b側(cè)進(jìn)行蝕刻。

圖12示出了在基體101中形成盲孔102，從基體101的第二面101b側(cè)進(jìn)行蝕刻，使盲孔102貫通的狀態(tài)。變型例1實(shí)施的蝕刻與實(shí)施方式1中說明的方法相同。即，圖12可以說是在實(shí)施方式1中，省略圖2所示的貫通電極103的形成過程，而進(jìn)行了圖3至7中示出的蝕刻工序的狀態(tài)。

在利用蝕刻使盲孔102貫通之后，從盲孔102的當(dāng)初的開口側(cè)填充金屬，由此形成貫通電極103。由于在使盲孔102貫通之后填充金屬，因而在填充金屬時(shí)易于排出不需要的氣體，不易在貫通電極103中產(chǎn)生氣泡。若形成貫通電極103，則可形成與實(shí)施方式1中的圖7所說明的相同的貫通電極基板100。

但是，在變型例1中，如圖13所示，當(dāng)形成貫通電極103時(shí)，存在貫通電極103的第二面103b比凸部101c更加突出的情況(參照圖13的103f)。在這種情況下，在形成貫通電極103之后，可利用CMP等來使第二面103b平坦化。圖14為示出使第二面103b平坦化，并形成了第一實(shí)施方式的變型例的貫通電極基板100a的狀態(tài)的圖。若實(shí)施CMP，則會因碟形凹陷(dishing)現(xiàn)象而使得貫通電極基板100a的第二面103b的中央部分凹陷，因此需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)以便在中央部分不會發(fā)生過度的凹陷。

<實(shí)施方式2>

接下來，利用圖1、圖2、圖8的(a)部分、以及圖15至圖18，對本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板200的結(jié)構(gòu)及制造方法進(jìn)行說明。

(整體結(jié)構(gòu))

第二實(shí)施方式的貫通電極基板200的俯視圖與在第一實(shí)施方式的說明中使用的圖8的(a)部分相同。另外，圖18示出從圖8的(a)部分的A-A’方向觀察的截面的示意圖。

關(guān)于貫通電極基板200，可在基體101中配置貫通電極103。基體101具有相互對置的第一面101a和第二面101b。貫通電極103的第一面103a從基體101的第一面101a側(cè)露出，第二面103b從基體101的第二面101b側(cè)露出。另外，貫通電極103的側(cè)面103d與基體101相接。

貫通電極103的周緣103c的側(cè)面103d側(cè)及第二面103b側(cè)均被基體101覆蓋。基體101基本上在整體上具有恒定的厚度，但覆蓋貫通電極103的第二面的部分的厚度薄，形成了薄壁區(qū)域(厚度薄的區(qū)域)101e。

(貫通電極基板200的制造方法)

在第二實(shí)施方式中，直至在基體101中形成盲孔102、并且填充貫通電極103的制造方法與使用圖1及圖2說明的實(shí)施方式1的貫通電極基板100的制造方法相同。

圖15為示出從圖2的狀態(tài)開始從基體101的第二面101b側(cè)開始遍及第二面101b全體地進(jìn)行了蝕刻的狀態(tài)的圖。作為蝕刻的方法，可通過濕法蝕刻加工、干法蝕刻加工、激光加工等來進(jìn)行。此外，虛線101b’示出進(jìn)行蝕刻之前的、基體101的第二面101b的位置。關(guān)于蝕刻，并不是進(jìn)行蝕刻直至貫通電極103的第二面103b露出，而是在基體101的第二面101b與貫通電極103的第二面103b之間留有厚度a。

在利用各向同性濕法蝕刻進(jìn)行蝕刻工序的情況下，例如，可使用氫氟酸作為蝕刻液，并以使得基體101的第一面101a側(cè)不被蝕刻的方式形成保護(hù)層。在這種情況下，進(jìn)行蝕刻以使厚度a為例如30μm以下。這是因?yàn)椋诤笫龅难谀Ｖ蟮奈g刻過程中，若厚度a大，則除了在基體101的厚度方向上的蝕刻之外，蝕刻在橫向上的發(fā)展所引起的影響也不容忽視。另外，在利用濕法蝕刻進(jìn)行蝕刻時(shí)，由于會發(fā)生蝕刻的不均勻，因而優(yōu)選厚度a為1μm以上。

另外，在利用RIE或DRIE等的各向異性干法蝕刻來進(jìn)行蝕刻工序的情況下，不特別限定厚度a的上限。但是，優(yōu)選厚度a為1μm以上。

接下來，對用于使貫通電極103從基體101的第二面101b露出的掩模的形成進(jìn)行說明。圖16為示出在基體101的第二面101b上形成了掩模131的狀態(tài)的剖視圖。此外，在圖16中示出的掩模配置示出了利用各向異性蝕刻來進(jìn)行掩模形成之后的蝕刻工序的情況下的掩模的形成。

在第二實(shí)施方式中，為了使貫通電極103的第二面103b從基體101露出，在要露出的貫通電極103的第二面103b的區(qū)域中不形成掩模131，而在除此之外的部分中形成掩模131。更詳細(xì)的說明如下：當(dāng)從基體101的第二面101b側(cè)透視觀察時(shí)，從不存在貫通電極103的一側(cè)直至越過貫通電極103的周緣103c的部分形成掩模131，使得掩模131與周緣103c重疊。掩模131可利用例如阻擋層的圖案化來進(jìn)行。

接下來，對用于使貫通電極103從基體101的第二面101b露出的蝕刻進(jìn)行說明。圖17為從圖16所示的狀態(tài)進(jìn)行了各向異性蝕刻之后的狀態(tài)的圖，為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的貫通電極基板200的剖視圖。

利用各向異性蝕刻，未配置掩模131的基體101會受到蝕刻。如上所述，掩模131形成為與周緣103c重疊，因此貫通電極103的第二面103b除了周緣103c附近的部分之外從基體101露出。掩模131配置至越過貫通電極103的周緣103c的部分，因而在周緣103c的附近，在其側(cè)面103d側(cè)及第二面103b側(cè)，基體101均未蝕刻而殘存。圖中的131’示出了配置了掩模131的部位。各向異性蝕刻的工序完成之后，可使掩模131剝離。

圖18為示出在圖17所示的貫通電極基板200中形成布線層104，進(jìn)而形成了絕緣層105的貫通電極基板220的剖視圖。在完成了蝕刻之后，形成布線層104、并形成絕緣層105的方法與實(shí)施方式1相同。

如上所述，在第二實(shí)施方式的貫通電極基板200中，貫通電極103的第二面103b的周緣103c的側(cè)面103d側(cè)和第二面103b側(cè)也均被基體101覆蓋。另外，第二實(shí)施方式中的貫通電極基板200的制造方法與第一實(shí)施方式的貫通電極基板200的制造方法同樣，不會發(fā)生在圖25至圖28中說明的現(xiàn)有技術(shù)中的制造過程中的問題。因此，關(guān)于貫通電極基板200，可提供與第一實(shí)施方式中同樣的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的貫通電極基板。

<第三實(shí)施方式>

接下來，參照圖19及圖20，對本發(fā)明的第三實(shí)施方式的貫通電極基板300及400的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

在第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式中，貫通電極103的第二面103b的除周緣103c的附近外全都從基體101露出，但本發(fā)明不限于此。在除貫通電極103的周緣103c附近之外的部位，也可以使基體101的一部分在阻擋劑處理中不被去除而是殘存。

圖19為示出第三實(shí)施方式的貫通電極基板300的俯視圖及剖視圖。若參照圖19的(a)部分及圖19的(b)部分，可知呈圓形的島狀的基體101d配置于貫通電極103的中央附近。在此，貫通電極103的第二面103b形成有呈環(huán)狀的開口部。

圖20為示出第三實(shí)施方式的貫通電極基板400的俯視圖及剖視圖。參照圖20的(a)部分及圖20的(b)部分可知，環(huán)狀的基體101f配置于貫通電極103的中央附近。在此，貫通電極103的第二面103b包括：環(huán)狀的開口部，位于以環(huán)狀殘存的基體101f的外側(cè)；以及圓形的開口部，位于以環(huán)狀殘存的基體101f的內(nèi)側(cè)。

除了圖19及圖20示出的形狀之外，還可以通過對于基體101的第二面101b適當(dāng)?shù)剡x擇利用阻擋劑進(jìn)行掩模的圖案，使貫通電極103的第二面103b的開口部形成規(guī)定的形狀。此外，在第三實(shí)施方式中，為了易于進(jìn)行貫通電極103的第二面103b的開口部的形成，也可以使貫通電極103的第二面103b的面積大于第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式的情況。

像這樣，在第三實(shí)施方式中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定貫通電極103的第二面103b的開口部的形狀及寬闊度，能夠調(diào)節(jié)貫通電極103與在貫通電極103的第二面103b及基體101的第二面101b上配置的布線層(未圖示)之間的電阻值。

另外，在第三實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式相比，貫通電極103的第二面103b側(cè)的凹凸增加，因而提高了當(dāng)配置布線層或使其他絕緣層層疊化時(shí)的緊貼性。

<實(shí)施方式4>

接下來，參照圖21，對本發(fā)明的第四實(shí)施方式的貫通電極基板500的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在第四實(shí)施方式中，形成有與貫通電極103的第二面103b相連接的第一布線505及第二布線506。

對第四實(shí)施方式的貫通電極基板500的制造方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。首先，直至第一實(shí)施方式中的圖8中示出的狀態(tài)，形成基體101及貫通電極103。接下來，在圖21的左側(cè)的基體101的第二面101b上和相鄰的貫通電極103的第二面103b上的一部分上形成第一布線505。接下來，在第一布線505及與其相鄰的貫通電極103的第二面103b上的一部分上形成絕緣層507。最后，在絕緣層507、貫通電極103的第二面103b及右側(cè)的基體101的第二面101b上形成第二布線506。在此，第一布線505與第二布線506經(jīng)由貫通電極103而相互電連接，然而由于可隔著絕緣層507而形成，因此除此之外的部分不電連接。

第四實(shí)施方式的貫通電極基板500的制造方法不限于上述制造方法。例如，也可以在第二實(shí)施方式中說明的貫通電極基板200上，同樣地形成第一布線505、絕緣層507及第二布線506。另外，如在第三實(shí)施方式中所說明的，也可以在貫通電極103的第二面103b上形成兩個(gè)開口部，形成的開口部分別與第一布線505、第二布線506相連接。

另外，在貫通電極103的第二面103b上，還可以形成布線層及絕緣層，以便使三個(gè)以上的布線相連接。

根據(jù)第四實(shí)施方式的貫通電極基板500，由于經(jīng)由貫通電極103連接多個(gè)布線，因此能夠在貫通電極103上實(shí)現(xiàn)布線的分支。

<第五實(shí)施方式>

在第五實(shí)施方式中，對使用第一至第四實(shí)施方式中的貫通電極基板制造的半導(dǎo)體裝置1000進(jìn)行說明。

圖22為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置1000的圖。半導(dǎo)體裝置1000由三個(gè)貫通電極基板610、620、630層疊而成，并與LSI基板700相連接。貫通電極基板610形成有例如動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)等的半導(dǎo)體元件，并且具有由布線層104(未圖示)等形成的連接端子611、612。這三個(gè)貫通電極基板610、620、630的一個(gè)以上可以為由玻璃、藍(lán)寶石等形成的基板構(gòu)成的貫通電極基板。連接端子612經(jīng)由凸塊(bump)751與LSI基板700的連接端子701相連接。連接端子611經(jīng)由凸塊752與貫通電極基板620的連接端子622相連接。貫通電極基板620的連接端子621與貫通電極基板630的連接端子632經(jīng)由凸塊753相連接。凸塊751、752、753可使用例如銦、銅、金等的金屬。

此外，在層疊貫通電極基板的情況下，不限于三層，也可以為兩層，還可以為四層以上。另外，在貫通電極基板與其他基板之間的連接中，不限于利用凸塊的技術(shù)，還可使用共晶接合等其他接合技術(shù)。另外，還可進(jìn)行聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等的涂敷、烘焙，將貫通電極基板與其他基板粘接起來。

圖23為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的另一示例的圖。圖23所示的半導(dǎo)體裝置1000a由微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)器件、中央處理器(CPU，Central Processing Unit)、存儲器等的半導(dǎo)體芯片(LSI芯片)710、720及貫通電極基板600層疊而成，并與LSI基板700相連接。

在半導(dǎo)體芯片710與半導(dǎo)體芯片720之間配置有貫通電極基板600，并經(jīng)由凸塊754、755相連接。在LSI基板700上放置半導(dǎo)體芯片710，LSI基板700與半導(dǎo)體芯片720通過導(dǎo)線705相連接。在該示例中，貫通電極基板600可用作將多個(gè)半導(dǎo)體芯片層疊來進(jìn)行三維安裝的插入件，并且能夠通過層疊功能各自不同的多個(gè)半導(dǎo)體芯片，來制造多功能的半導(dǎo)體裝置。例如，可通過將半導(dǎo)體芯片710用作三軸加速度傳感器，將半導(dǎo)體芯片720用作二軸磁傳感器，來制造出用一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)五軸運(yùn)動傳感器的半導(dǎo)體裝置。

在半導(dǎo)體芯片為由MEMS器件形成的傳感器等的情況下，存在傳感結(jié)果利用模擬信號來輸出的情況。在這種情況下，還可以將低通濾波器、放大器等形成于半導(dǎo)體芯片或貫通電極基板600。

圖24為示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的又一示例的圖。上述兩個(gè)示例(圖22、圖23)為三維安裝，而此示例為適用于二維和三維的合并安裝的例子。在圖24所示的半導(dǎo)體裝置1000b中，LSI基板700與六個(gè)貫通電極基板610、620、630、640、650、660層疊并相連接。但是，并不是所有貫通電極基板都層疊配置，也并排配置在LSI基板700的面內(nèi)方向上。這些貫通電極基板610、620、630、640、650、660中的一個(gè)以上也可以為由玻璃、藍(lán)寶石等形成的基板構(gòu)成的貫通電極基板。

在圖24的示例中，在LSI基板700上連接有貫通電極基板610、650，在貫通電極基板610上連接有貫通電極基板620、640，在貫通電極基板620上連接有貫通電極基板630，在貫通電極基板650上連接有貫通電極基板660。此外，如圖23所示的示例，即使將貫通電極基板用作用于連接多個(gè)半導(dǎo)體芯片的插入件，也可采用這種二維與三維的合并安裝。例如，貫通電極基板630、640、660等還可以置換為半導(dǎo)體芯片。

通過如上所述的方法制造的半導(dǎo)體裝置1000、1000a、1000b可搭載于例如便攜式終端(移動電話、智能電話及筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)等)、信息處理裝置(臺式個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等)、家電等各種電子設(shè)備。這些電子設(shè)備具有由用于通過執(zhí)行應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)各種功能的CPU等形成的控制部，各種功能包括使用來自半導(dǎo)體裝置1000的輸出信號的功能。

(附圖標(biāo)記的說明)

100、200、300、400、500：貫通電極基板；101：基體；102：盲孔；

103：貫通電極；104：布線層；105：絕緣層；106：開口部；130、131：掩模。