專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別涉及適合于立體安裝技術(shù)所構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
如今，以移動(dòng)電話(huà)機(jī)、筆記本電腦、PDA(Personal data assistance個(gè)人數(shù)字助理)等為主的具有便攜性的電子機(jī)器，為了小巧輕便，已實(shí)現(xiàn)設(shè)置在內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片等各種電子部件的小型化，并且安裝其電子部件的空間受到極大的限制。為此，例如在半導(dǎo)體芯片中，對(duì)其封裝方法下功夫，現(xiàn)在提出了一種所謂CSP(Chip Scale Package芯片級(jí)封裝)的封裝技術(shù)。
這種利用CSP技術(shù)制造出的半導(dǎo)體芯片，由于其安裝面積和半導(dǎo)體芯片面積在同等程度，可以實(shí)現(xiàn)高密度安裝。
但是，上述電子機(jī)器，可以預(yù)測(cè)今后會(huì)要求越來(lái)越小型化和多功能化，因此有必要進(jìn)一步提高半導(dǎo)體芯片的安裝密度。
在這種背景下，例如提出了特開(kāi)2002-50738號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的三維安裝技術(shù)。該三維安裝技術(shù)，將具有同樣功能的半導(dǎo)體芯片和不同功能的半導(dǎo)體芯片進(jìn)行疊層，各半導(dǎo)體芯片間通過(guò)配線(xiàn)進(jìn)行連接，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片的高密度安裝的技術(shù)。
但是，在上述三維安裝技術(shù)中，各半導(dǎo)體芯片間配線(xiàn)連接的技術(shù)極為重要。這時(shí)因?yàn)橛啥鄠€(gè)半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置為了發(fā)揮預(yù)期功能而按設(shè)計(jì)進(jìn)行布線(xiàn)顯然是必要條件，并且需要強(qiáng)化半導(dǎo)體芯片間的連接，確保半導(dǎo)體裝置的可靠性。
用于三維安裝技術(shù)的半導(dǎo)體芯片，具有例如在半導(dǎo)體基板的表面和背面形成的電極、從半導(dǎo)體基板的表面向背面貫通的貫通孔，具有通過(guò)該貫通孔上下電極之間電連接的電極結(jié)構(gòu)。然后，擁有象這樣的電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片疊層以后，在某半導(dǎo)體芯片背面形成的電極與在其它半導(dǎo)體芯片的表面形成的電極進(jìn)行連接，由此半導(dǎo)體芯片間通過(guò)布線(xiàn)連接起來(lái)。
在這樣的半導(dǎo)體裝置中，電極的連接狀態(tài)，即電連接狀態(tài)成為確保該半導(dǎo)體裝置可靠性的重要因素，例如當(dāng)出現(xiàn)電連接不良時(shí)，在該半導(dǎo)體裝置中恐怕就會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。
另一方面，由于形成上述電極結(jié)構(gòu)需要許多工序，因此存在制造效率差的問(wèn)題。還有，上述電極結(jié)構(gòu)中需要形成貫通孔，根據(jù)該貫通孔的位置，有時(shí)造成半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)的自由度受到限制，因此需要考慮了設(shè)計(jì)的自由度的電極結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以確保良好電連接狀態(tài)的可靠性高的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過(guò)減少形成電極結(jié)構(gòu)的工序數(shù)來(lái)提高制造效率，同時(shí)可以降低制造成本，提高設(shè)計(jì)自由度，確?？煽啃缘陌雽?dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，包含在基板上層疊電極的構(gòu)成，其中，在上述電極以及上述基板的層疊方向上，形成貫通這些電極以及基板的貫通孔，在貫通孔內(nèi)部插通導(dǎo)電部件；另一方面在上述電極和上述導(dǎo)電部件之間配置絕緣部件，該絕緣部件包含至少比上述電極位于上層的壁部；上述導(dǎo)電部件，從上述貫通孔跨過(guò)上述絕緣部件的壁部與上述電極連接。
依據(jù)這樣的半導(dǎo)體裝置，可以由插通貫通孔內(nèi)部的導(dǎo)電部件讓半導(dǎo)體裝置的表背之間導(dǎo)通，在該表面以及/或者背面上層疊另外的半導(dǎo)體裝置，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的三維安裝。
然后，由于對(duì)電極設(shè)置擔(dān)當(dāng)連接端子作用的導(dǎo)電部件的插通孔(貫通孔)，與在基板上的沒(méi)有形成電極的區(qū)域上形成貫通孔的情況相比，可以節(jié)省該基板的空間，實(shí)現(xiàn)該半導(dǎo)體裝置的高功能化以及小型化。并且，在這樣構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置中導(dǎo)電部件和電極之間的連接，由于不是在貫通孔內(nèi)直接進(jìn)行，而是跨過(guò)絕緣部件的壁部與電極連接，導(dǎo)電部件經(jīng)過(guò)絕緣部件而與電極連接，即導(dǎo)電部件與絕緣部件和電極雙方密接構(gòu)成。這時(shí)，導(dǎo)電部件和絕緣部件以及電極的密接面至少只在絕緣部件的壁部分處產(chǎn)生段差，與在貫通孔內(nèi)外將導(dǎo)電部件和電極連接的情況相比，可以提高其連接強(qiáng)度(密接力)，其結(jié)果可以在導(dǎo)電部件和電極之間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電連接狀態(tài)。因此，依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，不容易產(chǎn)生基于電接觸不良的誤動(dòng)作，可以提供可靠性高的三維安裝的半導(dǎo)體裝置。
此外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，上述絕緣部件只要具有配置在電極上的部分即可，至少位于電極的貫通孔內(nèi)面?zhèn)?，只要讓?dǎo)電部件和電極在貫通孔內(nèi)外的導(dǎo)通絕緣的構(gòu)成即可。再有，在基板和電極之間也可以具有層間絕緣膜，這時(shí)，該層間絕緣膜具有同軸的貫通孔的構(gòu)成。
上述絕緣部件，以覆蓋上述電極的上層面以及貫通孔內(nèi)面的形式形成，在基板面內(nèi)與上述貫通孔不同的位置上具備至少用于連接上述電極和上述導(dǎo)電部件的連接孔，可以在該連接孔和上述貫通孔之間配置上述壁部。這時(shí)，形成從貫通孔跨過(guò)壁部與連接孔連接的導(dǎo)電部件，該連接狀態(tài)可以更加穩(wěn)定化。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，在上述基板和上述電極之間至少形成層間絕緣膜，對(duì)該層間絕緣膜也形成上述貫通孔，可以在上述基板和上述層間絕緣膜之間的邊界部分上在上述貫通孔內(nèi)面形成段差。這時(shí)，根據(jù)該段差，可以提高對(duì)導(dǎo)電部件的貫通孔內(nèi)面的密接性，例如不容易出現(xiàn)導(dǎo)電部件從貫通孔拔出的不良情況。
在上述基板和上述電極之間形成層間絕緣膜，對(duì)該層間絕緣膜也形成上述貫通孔，可以在上述基板和上述層間絕緣膜之間的邊界部分上在上述貫通孔內(nèi)面均勻形成。這時(shí)，例如對(duì)貫通孔內(nèi)面實(shí)施鍍覆處理時(shí)，可以對(duì)內(nèi)面均勻?qū)嵤╁兏蔡幚怼?br> 在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，絕緣部件具有用于讓導(dǎo)電部件和電極之間的連接狀態(tài)穩(wěn)定的構(gòu)成，進(jìn)一步，從電極到基板在貫通孔內(nèi)面形成的構(gòu)成時(shí)，可以防止該貫通孔內(nèi)的漏電流產(chǎn)生。
在本發(fā)明中，上述導(dǎo)電部件，具有進(jìn)行向上述貫通孔的孔軸方向的連接端子、即在基板上下方向(層疊方向)的電連接的功能。在此，優(yōu)選上述導(dǎo)電部件，在上述基板的與形成了電極的面相反側(cè)的面中，其一部分從上述貫通孔向外側(cè)凸出。這時(shí)，在凸出的部分容易與外部電連接。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括層疊工藝，在基板上形成電極；電極孔形成工藝，對(duì)上述電極形成直到上述基板表面為止開(kāi)口的電極孔；絕緣層形成工藝，至少以從上述電極孔內(nèi)面覆蓋該電極的上層的形式形成絕緣層；開(kāi)口部形成工藝，對(duì)上述絕緣層，在與上述電極孔內(nèi)面?zhèn)鹊幕宕┛最A(yù)定部對(duì)應(yīng)的位置上形成開(kāi)口部；基板孔形成工藝，以該絕緣層作為掩模對(duì)上述基板形成連通與上述電極孔的基板孔；連接孔形成工藝，在上述基板面內(nèi)，在與上述電極孔不同的區(qū)域?qū)ι鲜鼋^緣層開(kāi)口并讓上述電極的上層面露出；和導(dǎo)電部件填充工藝，以至少?gòu)纳鲜鲭姌O孔以及基板孔的內(nèi)部與上述露出的電極連接的形式，對(duì)該電極孔以及基板孔內(nèi)，以及上述絕緣層的連接孔內(nèi)填充導(dǎo)電部件。
依據(jù)包含這樣的工藝的制造方法，可以制造上述本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。即，依據(jù)上述制造方法，可以提供一種導(dǎo)電部件從電極孔以及基板孔(這些形成貫通孔)跨過(guò)絕緣層(絕緣部件)與電極連接所構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置，具體講，導(dǎo)電部件以從貫通孔跨過(guò)絕緣層的形式在連接孔與電極成平面連接的構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以進(jìn)一步包括在上述電極上形成絕緣膜的工藝；上述電極孔形成工藝，可以包括第1工藝，其對(duì)為覆蓋上述基板上的上述電極而形成的上述絕緣膜的、位于該電極上的部分的至少一部開(kāi)口；第2工藝，其以開(kāi)口后的上述絕緣膜作為掩模，對(duì)上述電極的一部分開(kāi)口而形成上述電極孔。
以從上述電極孔內(nèi)面覆蓋電極上層的形式形成的絕緣層作為掩模，對(duì)基板進(jìn)行穿孔時(shí)具有以下效果。即，通常采用的光刻膠掩模，由于缺乏干蝕刻的耐蝕性，為了設(shè)置70μm的深度的孔需要10μm左右的抗蝕劑掩模，厚膜造成成本上升，在處理過(guò)程中也增大了面積比而效率差。但是，如果采用上述那樣的絕緣層，膜厚可以減薄到數(shù)μm的程度(例如2μm的程度)，可以實(shí)現(xiàn)成本降低同時(shí)效率高的制造過(guò)程。此外，作為掩模采用的絕緣膜，除了在電極上直接層疊的構(gòu)成以外，還可以在電極上通過(guò)介入其它部件而進(jìn)行層疊。
在此，上述基板的孔徑、以及上述電極的孔徑可以按照大致相同形成。這時(shí)，貫通孔的內(nèi)面可以均形成，對(duì)該貫通孔內(nèi)面的后加工、后處理(例如鍍覆處理等)可以均勻?qū)嵤?br> 可以安裝上述基板的孔徑D1、以及上述電極的孔徑D2，滿(mǎn)足關(guān)系D1＜D2那樣實(shí)施開(kāi)口，襟翼不，假定上述絕緣膜的開(kāi)口徑為D3，可以按照滿(mǎn)足關(guān)系D1＜D2＜D3那樣實(shí)施開(kāi)口。這時(shí)，在形成的貫通孔內(nèi)面上形成段差，可以提高由該段差在內(nèi)部形成的導(dǎo)電部件的貫通孔的密接性。
依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，由于在下側(cè)沒(méi)有形成電子元件的電極上穿孔(貫通孔)，成為半導(dǎo)體裝置的外部連接端子的導(dǎo)電部件插通到孔內(nèi)部，與在和電極不同位置上形成導(dǎo)電部件時(shí)(即在電極上不形成貫通孔時(shí))相比，可以有效利用半導(dǎo)體裝置的面積，其結(jié)果可以提高半導(dǎo)體裝置的設(shè)計(jì)自由度。再有，貫通孔在與電極不同位置上形成時(shí)，由于基板上的安裝面積的限制，因而對(duì)導(dǎo)電部件的大小有限制，在本發(fā)明中可以形成和電極同等程度大小的貫通孔，由此增大了與另外的半導(dǎo)體裝置之間的接觸面積，最終可以提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
進(jìn)一步，具備半導(dǎo)體裝置層疊工藝，其將采用上述方法獲得的半導(dǎo)體裝置，通過(guò)介入各半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)電部件進(jìn)行層疊。
依據(jù)這樣的工藝，可以實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的半導(dǎo)體裝置的三維安裝，進(jìn)而可以提供小型并可靠性高的半導(dǎo)體裝置。
此外，在本發(fā)明中，作為形成半導(dǎo)體裝置的貫通孔的孔形狀(軸截面形狀、或者開(kāi)口形狀)，除了圓形以外，可以采用四角形等多角形。對(duì)一個(gè)電極形成多個(gè)貫通孔，在各貫通孔內(nèi)插通導(dǎo)電部件，可以實(shí)現(xiàn)三維安裝，這時(shí)，可以提高上下連接的機(jī)械穩(wěn)定性以及電穩(wěn)定性。
在此，電極一般采用鋁為主體構(gòu)成，也可以采用銅形成，其形狀根據(jù)設(shè)計(jì)而有各種不同，例如可以是一邊約為100μm程度的角形。此外，對(duì)填充到貫通孔內(nèi)的導(dǎo)電部件，也可以采用鋁或者銅，填充銅時(shí)可以采用銅鑲嵌法。即，采用CVD法、電鍍法等在貫通孔內(nèi)填充銅，通過(guò)用CMP研磨除去表面的方法，可以形成導(dǎo)電部件。這樣以銅作為連接端子用的導(dǎo)電部件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)適合高速器件的低電阻化，獲得非常有利的半導(dǎo)體裝置。


圖1表示第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的概略構(gòu)成的截面示意圖。
圖2A～圖2C表示圖1的半導(dǎo)體裝置的一制造工藝的截面示意圖。
圖3A～圖3B表示繼圖2C后，半導(dǎo)體裝置的一制造工藝的截面示意圖。
圖4A～圖4B表示繼圖3B后，半導(dǎo)體裝置的一制造工藝的截面示意圖。
圖5A～圖5B表示繼圖4B后，半導(dǎo)體裝置的一制造工藝的截面示意圖。
圖6A～圖6B表示繼圖5B后，半導(dǎo)體裝置的一制造工藝的截面示意圖。
圖7表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的概略構(gòu)成的截面示意圖。
圖8表示半導(dǎo)體裝置一變形例的概略構(gòu)成的截面示意圖。
圖9表示第3實(shí)施方式的電路基板的概略構(gòu)成的立體圖。
圖10表示電子機(jī)器一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，在本實(shí)施方式中，在各圖中，為了在圖面上可以看清各層或者各部件，對(duì)各層與各部件分別采用了不同的比例尺。
圖1表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，其主要部位的截面示意圖，半導(dǎo)體裝置100，在硅基板10上通過(guò)由熱氧化膜形成的絕緣膜12和由Sio2形成的層間絕緣膜14疊層電極焊盤(pán)16所構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置主體部1進(jìn)行三維安裝而形成。
半導(dǎo)體裝置主體部1在硅基板10上層疊厚度約4000的絕緣膜12、厚度約10000的層間絕緣膜14、和厚度約8000的電極焊盤(pán)16而形成，同時(shí)具備在層疊方向貫通硅基板10、絕緣膜14、電極焊盤(pán)16的貫通孔11，在該貫通孔11內(nèi)部插通由導(dǎo)電材料構(gòu)成的連接端子24。并且，在電極焊盤(pán)16上形成比該電極焊盤(pán)16的貫通孔11直徑大的鈍化膜18。進(jìn)一步，在電極焊盤(pán)16和鈍化膜18上層疊絕緣層20，該絕緣層20在沒(méi)有形成電極焊盤(pán)16上的鈍化膜18的區(qū)域具備連接孔28，同時(shí)還具備面對(duì)貫通孔11的絕緣壁部13。而且，絕緣層20形成為從電極焊盤(pán)16延伸至貫通孔11的內(nèi)面，位于電極焊盤(pán)16和連接端子24之間，將這些絕緣。
更具體講，絕緣層20形成為覆蓋電極焊盤(pán)16的上層面以及貫通孔11的內(nèi)面，至少在貫通孔11和基板10內(nèi)的面內(nèi)不同位置上，具備用于連接電極焊盤(pán)16和連接端子24的連接孔28，在這些連接孔28和貫通孔11之間配置絕緣壁部13。這樣的絕緣壁部13至少具備沿貫通孔11的內(nèi)面從該電極焊盤(pán)16表面凸出的環(huán)狀凸部，自身也具有沿貫通孔11的孔部。
在這種具有絕緣壁部13的絕緣層20的孔內(nèi)側(cè)，通過(guò)介入下底膜22，由上述連接端子24插通。在貫通孔11內(nèi)部形成的連接端子24以從貫通孔11跨過(guò)絕緣層20的絕緣壁部13的形式在連接孔28中與電極焊盤(pán)16連接。此外，在本實(shí)施方式中，貫通孔11內(nèi)面的基板10和絕緣膜12之間的邊界附近形成有段差，由此在與連接端子24的孔的接觸面上也形成有段差。再有，貫通孔11的開(kāi)口形狀(孔軸截面形狀)為圓形，其它也可以采用四角形等的多角形狀。
電極焊盤(pán)16分別將厚度為100的由鈦構(gòu)成的第1層16a、厚度約1000的由TiN構(gòu)成的第2層16b、厚度約5000的由AlCu構(gòu)成的第3層16c、和厚度約400的由TiN構(gòu)成的第4層(罩蓋層)16d依次層疊而形成。如上所述電極焊盤(pán)16的孔內(nèi)面形成了具有絕緣壁部13的絕緣層20，另一方面，連接端子24從貫通孔跨過(guò)絕緣壁部13通過(guò)連接孔28與電極焊盤(pán)16進(jìn)行平面連接。即，填充到貫通孔11內(nèi)部的連接端子24，覆蓋面向電極焊盤(pán)16的貫通孔11的位置選擇性形成了絕緣層20的絕緣壁部13，同時(shí)在與貫通孔11的孔面不同的位置中，也填充到在絕緣膜20上形成的連接孔28中，與電極焊盤(pán)16連接。連接孔28，以也貫通電極焊盤(pán)16的第4層(罩蓋層)16d的形式開(kāi)口到第3層16c。
提供用于以上那樣的電極焊盤(pán)16和連接端子24之間的連接的連接孔28，對(duì)一個(gè)電極焊盤(pán)16也可以形成多個(gè)，這時(shí)，可以強(qiáng)固電極焊盤(pán)16和連接端子24之間的機(jī)械強(qiáng)度，提高其連接穩(wěn)定性。
再有，連接端子24的上層有由錫-銀構(gòu)成的電鍍薄膜19，通過(guò)該電鍍薄膜19層疊連接不同的半導(dǎo)體裝置主體部。此外，在半導(dǎo)體裝置主體部1中，從硅基板10的貫通孔11連接端子24多少凸出一些形成，該凸出部分與不同的半導(dǎo)體裝置主體的連接端子通過(guò)電鍍薄膜連接，在層疊后的各半導(dǎo)體裝置主體的層間用填充底層填料25。
依據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100，通過(guò)插通貫通孔11內(nèi)部的連接端子24，可以讓半導(dǎo)體裝置主體部1的表背之間成為導(dǎo)通，由于在該表面以及或者背面上可以層疊另外的半導(dǎo)體裝置主體部，可以三維安裝半導(dǎo)體裝置主體部1。然后，由于在電極焊盤(pán)16內(nèi)部設(shè)置貫通孔11，在硅基板10上沒(méi)有形成電極焊盤(pán)16的區(qū)域上形成貫通孔的情況相比，可以節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)該半導(dǎo)體裝置的高功能化以及小型化。
再有，在這樣的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100中，連接端子24和電極焊盤(pán)16之間的連接，不是從貫通孔11內(nèi)部的連接端子24對(duì)電極焊盤(pán)16通過(guò)孔面直接進(jìn)行，而是以沿著貫通孔11的內(nèi)面橫跨從電極焊盤(pán)16凸出構(gòu)成的絕緣壁部13的形式與電極焊盤(pán)16連接，即連接端子24是與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16雙方接觸所構(gòu)成。這時(shí)，在連接端子24與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16的接觸面上至少會(huì)產(chǎn)生絕緣壁部13的厚度量(電極焊盤(pán)16上凸出的量)產(chǎn)生段差，與沒(méi)有段差而面均勻的連接端子24與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16密接的情況相比，可以提高其密接力，其結(jié)果可以在連接端子24和電極焊盤(pán)16之間形成穩(wěn)定的電連接狀態(tài)。因此，不容易產(chǎn)生由于電連接不良而造成半導(dǎo)體裝置100的誤動(dòng)作的情況，可以提高高半導(dǎo)體裝置100的可靠性。
以下，對(duì)圖1所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法的中一例進(jìn)行說(shuō)明。圖2A～圖6B是制造半導(dǎo)體裝置100的一系列工藝中有關(guān)本發(fā)明的工藝的截面示意圖。此外，在本實(shí)施方式中，雖然以對(duì)硅晶圓等半導(dǎo)體基板進(jìn)行各種處理的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，不是對(duì)形成有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)的半導(dǎo)體基板本身進(jìn)行處理，而是對(duì)各個(gè)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行以下所示的處理。此外，半導(dǎo)體芯片在一般情況下為正方體(包括立放體)，但并不限定于其形狀，也可以是圓柱狀(包括球狀)。
首先，對(duì)處理對(duì)象的半導(dǎo)體基板的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在圖2A中，在形成了由圖中未畫(huà)出的晶體管、存儲(chǔ)器元件以及其它電子元件構(gòu)成的集成電路的由硅等構(gòu)成的基板(硅基板)10的表面上，形成有絕緣膜12。該絕緣膜12例如采用基板10的基本材料Si(硅)的氧化膜(SiO2)形成。
在絕緣膜12上形成有由例如硼磷硅酸玻璃(以下稱(chēng)為BPSG)構(gòu)成的層間絕緣膜14，在具有多層布線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置中，如有3層配線(xiàn)界結(jié)構(gòu)時(shí)，在層間絕緣膜14的上面，層疊下一層間絕緣膜14a，以及層疊更一下層間絕緣膜14b。即具有n層多層配線(xiàn)結(jié)構(gòu)的情況下，就由n層量的層間絕緣膜層疊而成(圖示未畫(huà)出)。在各自層間絕緣膜中，適用膜厚為5000～10000的硅氧化膜或低介電常數(shù)膜。在層間絕緣膜14上面，形成有在圖中未畫(huà)出的部位與在基板10上形成的集成回路進(jìn)行電連接的作為電極的電極焊盤(pán)16。該電極焊盤(pán)16通過(guò)依次層疊由Ti(鈦)構(gòu)成的第1層16a、由TiN(氮化鈦)構(gòu)成的第2層16b、由AlCu(鋁、銅)構(gòu)成的第3層16c、由TiN構(gòu)成的第4層(罩蓋層)16d而形成。
電極焊盤(pán)16，例如通過(guò)濺射在層間絕緣膜14上的整個(gè)面上形成由第1層16a～第4層16d構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，采用抗蝕劑等通過(guò)圖案化形成給定形狀(例如圓形形狀)。此外，在本實(shí)施方式中，雖然以電極焊盤(pán)16由上述層疊結(jié)構(gòu)形成的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，電極焊盤(pán)16也可以只由Al形成，優(yōu)選采用電阻低的銅形成。再有，電極焊盤(pán)16并不限定于上述構(gòu)成，根據(jù)需要的電特性、物理特性以及化學(xué)特性也可以適當(dāng)進(jìn)行變更。
再有，電極焊盤(pán)16沿在基板10上多個(gè)形成的半導(dǎo)體芯片的面的至少一邊(多種情況是2邊或者4邊)并排形成。該電極焊盤(pán)16也有沿各半導(dǎo)體芯片的面的邊形成的情況，和在中央部并排形成的情況。此外，電極焊盤(pán)16的下方?jīng)]有形成電子電路。
在層間絕緣膜14上，形成有覆蓋電極焊盤(pán)16而作為保護(hù)層的鈍化膜18。該鈍化膜18可以由SiO2(氧化硅)、SiN(氮化硅)以及聚銑亞胺樹(shù)脂等形成。
接著，對(duì)由以上構(gòu)成的半導(dǎo)體基板進(jìn)行的各工藝依次說(shuō)明。首先，采用旋轉(zhuǎn)噴涂法、浸漬法、噴涂法等方法，在如圖2A所示鈍化膜18的整個(gè)面上涂敷抗蝕劑(圖中未畫(huà)出)。該抗蝕劑用于讓覆蓋電極焊盤(pán)16的鈍化膜18開(kāi)口，可以采用光刻膠、電子線(xiàn)抗蝕劑、X射線(xiàn)抗蝕劑的任何一種，也可以是正型或者也可以是負(fù)型。
在鈍化膜18上涂敷抗蝕劑后，即進(jìn)行預(yù)烘烤，通過(guò)采用形成了給定圖案的掩模進(jìn)行曝光處理以及顯影處理，將抗蝕劑圖案化成給定形狀。此外，抗蝕劑的形狀根據(jù)電極焊盤(pán)16的開(kāi)口形狀設(shè)定，具體講具有直徑為60μm的圓形開(kāi)口。這樣進(jìn)行抗蝕劑的圖案化之后，進(jìn)行后烘烤，如圖2B所示，將覆蓋在電極焊盤(pán)16上的鈍化膜18的一部分進(jìn)行蝕刻形成開(kāi)口部H1。圖2B表示對(duì)鈍化膜18進(jìn)行開(kāi)口形成開(kāi)口部H1的狀態(tài)的截面圖。
此外，蝕刻技術(shù)優(yōu)選適用干蝕刻。干蝕刻也可以是反應(yīng)性離子蝕刻(RIEReactive Ion Etching)。再有，作為蝕刻，也可以適用濕蝕刻。在鈍化膜18上形成的開(kāi)口部H1的截面形狀根據(jù)后述工藝中形成的電極焊盤(pán)16的開(kāi)口狀設(shè)定，其直徑設(shè)定成比在電極焊盤(pán)16上形成的開(kāi)口直徑大的直徑以上工藝結(jié)束后，以形成了開(kāi)口部H1的鈍化膜18上的抗蝕劑71作為掩模，采用干蝕刻對(duì)電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14以及絕緣膜12進(jìn)行開(kāi)口。圖2C表示對(duì)電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14以及絕緣膜12開(kāi)口形成開(kāi)口部H2后的截面圖。此外，作為干蝕刻技術(shù)中可采用RIE、這里，電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14以及絕緣膜12在同一工藝中進(jìn)行開(kāi)口，但也可以例如對(duì)電極焊盤(pán)16進(jìn)行開(kāi)口后，在其它工藝中再對(duì)層間絕緣膜14和絕緣膜12進(jìn)行開(kāi)口。即在上述過(guò)程中，雖然采用同一抗蝕劑掩模反復(fù)進(jìn)行蝕刻，在各蝕刻工藝結(jié)束后，可以對(duì)抗蝕劑重新進(jìn)行圖案化。進(jìn)一步，對(duì)在電極焊盤(pán)16上形成的開(kāi)口部H2開(kāi)口之后剝離抗蝕劑，以電極焊盤(pán)16的最表面的TiN作為掩模，對(duì)層間絕緣膜14以及絕緣膜12進(jìn)行蝕刻。如圖2C所示，也可以讓基板10顯露出來(lái)。
根據(jù)以上的工藝，如圖2C所示基板10的表面露出來(lái)。此后，作為開(kāi)口面罩使用的鈍化膜18上形成的抗蝕劑，采用剝離液或者灰化等進(jìn)行剝離。
這樣，如果對(duì)電極焊盤(pán)16開(kāi)口以后，再在其它工藝中對(duì)層間絕緣膜14以及絕緣膜12進(jìn)行開(kāi)口，即可提供包含如圖8所示的半導(dǎo)體裝置主體3的半導(dǎo)體裝置300。即在電極焊盤(pán)16上形成的貫通孔的孔徑與在層間絕緣膜14以及絕緣膜12上形成的貫通孔的孔徑不同，其結(jié)果在該電極焊盤(pán)16和層間絕緣膜14的邊界附近，在貫通孔11內(nèi)面形成有段差。這種情況下就很難出現(xiàn)連接端子24從貫通孔11被拔出的現(xiàn)象，因而可以提高連接狀態(tài)的穩(wěn)定性。
接著，如圖3A所示，形成用于對(duì)基板10穿孔的蝕刻用硬掩模29。該硬掩模29形成為覆蓋鈍化膜18以及電極焊盤(pán)16的上層面，以及開(kāi)口部H2的內(nèi)面，例如由SiO2等絕緣材料通過(guò)CVD法等形成。這樣硬掩模29全面形成后，如圖3A所示，在開(kāi)口部H2的底部形成硬掩模29的開(kāi)口部H5，讓基板10的表面露出開(kāi)口部H2。在此，通過(guò)采用具有與開(kāi)口部H對(duì)應(yīng)的開(kāi)口的抗蝕劑，進(jìn)行硬掩模29的穿孔。
此外，在蝕刻中優(yōu)先適用干蝕刻。干蝕刻也可以采用反應(yīng)性離子蝕刻(RIEReactive Ion Etching)。
然后，采用包括該開(kāi)口部H5的硬掩模29，通過(guò)干蝕刻，如圖3B所示，對(duì)基板10進(jìn)行穿孔。此外，在此，作為干蝕刻，除了RIE以外，可以采用ICP(Inductively Coupled Plasma)。圖3B表示對(duì)基板10穿孔后的形成了孔部H3的狀態(tài)的截面示意圖。此外，硬掩模29的開(kāi)口部H5，考慮到基板穿孔時(shí)的多余蝕刻(邊蝕刻)，假定開(kāi)口直徑為30μm～50μm(如30μm)。
在此，由于以在鈍化膜18和電極焊盤(pán)16上以及開(kāi)口部H1、H2內(nèi)面形成的硬掩模29作為抗蝕劑掩模對(duì)基板10穿孔，如圖3B所示，在基板10上形成的孔部H3的孔徑應(yīng)該比電極焊盤(pán)16上的開(kāi)口部H2的口徑要小。其結(jié)果，在連通開(kāi)口部H1、H2以及孔部H3的貫通孔中，形成基板10的一部分凸出構(gòu)成的段差部。
此外，對(duì)于硬掩模29的膜厚，相對(duì)于基板10形成70μm左右深度的孔時(shí)，例如以正硅酸四乙酯(Tetra Ethyl Ortho SilicateSi(OC2H6)4以下稱(chēng)為T(mén)EOS)作為原料，采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDepositon)形成的硅氧化膜，即由PE-TEOS法形成的硅氧化膜需要為2μm左右。作為硬掩模29的形成方法，除了PE-TEOS法以外，也可以采用臭氧和TEOS通過(guò)熱CVD法形成硅氧化膜SiO2，即O3-TEOS法、或者SiH4-N2O系、SiH4-O2系的等離子體激發(fā)CVD法形成。通過(guò)基板穿孔工藝，可以樣硬掩模29薄膜化，在該穿孔工藝后膜厚可以減少1000～9000左右。即在本實(shí)施方式中，硬掩模29的膜厚設(shè)定成比過(guò)蝕刻量大的值。
這里，通常所使用的光刻膠掩模，由于缺乏干蝕刻的耐蝕性，對(duì)于70μm的孔時(shí)需要有10μm的抗蝕劑掩模，隨著膜厚增加成本也會(huì)上漲，處理過(guò)程也會(huì)增大縱橫比，效率不好。但是，依據(jù)上述那樣的硬掩模29，可以減薄膜厚，在降低成本的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高效率的制造過(guò)程。
還有，作為硬掩模29的開(kāi)口部H5的開(kāi)口形狀，在本實(shí)施方式中雖然采用圓形，也可以采用四角形等多角形，在開(kāi)口工藝中適合采用PFC系干蝕刻或者BHF系的濕蝕刻的任何一個(gè)。
以上工藝結(jié)束后，在孔部H3的孔內(nèi)側(cè)凸出殘留下來(lái)的硬氧化膜29的凸出部29a采用蝕刻可以除掉。即，對(duì)于殘留在電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14、絕緣膜12的開(kāi)口部?jī)?nèi)壁殘留下來(lái)的硬掩模29，將選擇性除去比孔部H3凸出的部分29a，如圖4A所示在電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14、絕緣膜12的開(kāi)口部?jī)?nèi)壁殘存薄膜的硬掩模29進(jìn)行蝕刻。圖4A表示電極焊盤(pán)16上方以及開(kāi)口部H2的內(nèi)壁上殘存硬掩模29的狀態(tài)的截面示意圖。通過(guò)進(jìn)行這樣的蝕刻，以具有比孔部H3的開(kāi)口直徑大的開(kāi)口直徑的形式，可以在電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14、絕緣膜12的開(kāi)口部?jī)?nèi)壁上形成薄膜硬掩模29。此外，相當(dāng)于這時(shí)的薄硬掩模29的電極焊盤(pán)16內(nèi)的對(duì)應(yīng)開(kāi)口徑與形成的基板貫通孔的開(kāi)口徑以及形成了電極孔的開(kāi)口徑對(duì)應(yīng)。例如，相當(dāng)于薄膜硬掩模29的電極焊盤(pán)16內(nèi)相當(dāng)?shù)牟糠值拈_(kāi)口徑，假定基板貫通孔的開(kāi)口徑為30μm，電極孔的開(kāi)口徑為60μm，則成為其間的值40μm～58μm(例如50μm)的程度。
其次，除掉凸出部29a除去用的抗蝕劑后，即對(duì)硬掩模29及孔部H3內(nèi)的絕緣膜進(jìn)行覆蓋處理。這里，使用PE-TEOS法形成1～3μm厚度的硅氧化膜后，其結(jié)果如圖4B所示，在連通基板10、絕緣膜12、14、以及電極焊盤(pán)16的貫通孔11內(nèi)部可以形成絕緣膜20。而且，絕緣膜20也可以是采用等離子CVD法形成1～3μm厚度的硅氮化膜。而且，也可以通過(guò)將上述硅氧化膜和硅氮化膜層疊至1～3μm，形成絕緣膜20。并且，硅氧化膜與硅氮化膜層疊時(shí)，通過(guò)在形成硅氧化膜后再形成硅氮化膜，硅氧化膜可以在比硅氮化膜接近基板10的位置上形成。
接著，在絕緣膜20上涂敷抗蝕劑(圖中未畫(huà)出)。該抗蝕劑用于對(duì)電極焊盤(pán)16的一部分上方開(kāi)口，在涂敷該抗蝕劑后，進(jìn)行預(yù)烘烤，進(jìn)一步采用形成了給定圖案的掩模進(jìn)行曝光處理及顯影處理，只在電極焊盤(pán)16上方以外的部分以及孔部H3及其周?chē)繗埩艨刮g劑的形狀，例如按照孔部H3(包含周?chē)?為中心的圓環(huán)形狀，對(duì)抗蝕劑圖案化。
抗蝕劑的圖案化結(jié)束后，進(jìn)行后烘烤，之后通過(guò)采用蝕刻將覆蓋電極焊盤(pán)16上的絕緣膜20除掉，如圖5A所示，成為在電極焊盤(pán)16的開(kāi)口周?chē)鷼埓娼^緣壁部13的狀態(tài)，在該電極焊盤(pán)16的一部分上開(kāi)設(shè)連接孔。圖5A表示除掉覆蓋電極焊盤(pán)16的絕緣膜20的一部分后的狀態(tài)的截面圖。如圖5A所示，在電極焊盤(pán)16的開(kāi)口周?chē)恳酝獾膮^(qū)域上形成連接孔28，成為讓電極焊盤(pán)16的一部分露出的狀態(tài)。此外，通過(guò)該連接孔28，可以與后述工藝中形成的連接端子(電極部)和電極焊盤(pán)16連接。
以上工藝結(jié)束后，進(jìn)行在絕緣膜20的表面、電極焊盤(pán)16的露出部、和貫通孔11的內(nèi)部以及底部上形成包含勢(shì)壘層以及片層的底膜22的工藝。圖5B表示形成了底膜22的狀態(tài)的截面示意圖。如圖5B所示，底膜22充分覆蓋絕緣壁部13和連接孔28內(nèi)部，在電極焊盤(pán)16和絕緣膜20上連續(xù)形成。
底膜22的形成結(jié)束后，涂敷用于形成連接端子的抗蝕劑。然后，采用電化學(xué)鍍覆(ECP)法，以包括貫通孔11內(nèi)部以及連接孔28內(nèi)部的形式在底膜22上進(jìn)行鍍覆處理，采用銅埋入到貫通孔11內(nèi)部，同時(shí)跨過(guò)絕緣壁部13在連接孔28內(nèi)部埋入銅，進(jìn)行形成連接端子24的形成工藝。這樣，在與貫通孔11不同的區(qū)域的連接孔28中，連接端子24和電極焊盤(pán)16電連接，形成成為基板10的表面?zhèn)鹊耐獠侩姌O的連接端子24之后，進(jìn)行抗蝕劑剝離，通過(guò)將勢(shì)壘層以及片層的不需要部分(圖中未畫(huà)出)蝕刻除去，形成如圖6B所示狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)以上工藝制造的半導(dǎo)體裝置主體部，對(duì)基板10的背面進(jìn)行研磨，直到連接端子24露出到基板10的背面，形成與露出的連接端子24電連接的電極。再有，也可以在連接端子24附近從背面開(kāi)始掩?；?0后，通過(guò)對(duì)基板10的背面蝕刻而讓連接端子24露出，讓連接端子24露出到基板10的背面。然后，在基板10的表面以及背面上均形成有電極的半導(dǎo)體裝置主體部進(jìn)行層疊，或者在基板10的表面以及背面上均形成有電極的半導(dǎo)體裝置主體部包含至少一個(gè)層疊，在半導(dǎo)體裝置主體部之間布線(xiàn)，制造出可以高密度安裝的三維安裝型(層疊型)的半導(dǎo)體裝置。
此外，為了層疊各半導(dǎo)體裝置主體部，上下配置的半導(dǎo)體裝置主體部的電極，也可以通過(guò)焊錫等焊料進(jìn)行電導(dǎo)通、連接。也可以采用只為接合半導(dǎo)體裝置主體部的粘接劑。該粘接劑可以是液狀或膠狀，也可以是片狀的粘接片。粘接劑，可以是環(huán)氧樹(shù)脂為主的材料，也可以是絕緣性的材料。
再有，如果不僅是通過(guò)粘接劑將半導(dǎo)體裝置主體部之間接合，還要電導(dǎo)通時(shí)，也可以采用包含導(dǎo)電性物質(zhì)的粘接劑。該導(dǎo)電性物質(zhì)，例如焊料、焊錫等粒子構(gòu)成，將這些分散到粘接材料中。這樣，在將被連接體之間接合時(shí)，該粒子作為接合的焊接作用，可以進(jìn)一步顯著提高接合性。
粘接劑，也可以是導(dǎo)電粒子分散后的異方性導(dǎo)電粘接劑(ACA)，例如異方性導(dǎo)電膜(ACF)或者異方性導(dǎo)電漿(ACP)。異方性導(dǎo)電粘接劑，是在粘合劑中分散導(dǎo)電粒子(填料)的材料，有時(shí)也添加分散劑。作為異方性導(dǎo)電粘接劑的粘合劑，多使用熱硬化性的粘接劑。這時(shí)，在布線(xiàn)圖案和電極之間，通過(guò)介入導(dǎo)電粒子，實(shí)現(xiàn)兩者之間的電連接。
再有，電極間進(jìn)行電連接時(shí)，也可以使用Au-Au、Au-Sn、焊錫等金屬接合。例如，在殿軍機(jī)中設(shè)置這些材料，只施加熱、只施加超音波振動(dòng)、或者施加超音波振動(dòng)以及熱等，將兩者接合。兩者接合后，通過(guò)振動(dòng)讓設(shè)置在電極中的材料擴(kuò)散，形成金屬接合。
象上述那樣層疊形成的三維安裝型的半導(dǎo)體裝置位于其最下(或最上)部的半導(dǎo)體裝置主體部的連接端子24與外部端子連接。該外部端子可以采用焊錫或者金屬等形成，但并不限定于此，只要是導(dǎo)電性材料形成即可。再有，焊錫球并不一定需要，也可以將半導(dǎo)體裝置主體部安裝在基板上，構(gòu)成半導(dǎo)體模塊。進(jìn)一步，也可以不形成焊錫球，在母板安裝時(shí)利用在母板側(cè)涂敷的焊錫膏，通過(guò)其熔融時(shí)的表面張力可以進(jìn)行電連接。
如以上所述，依據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，對(duì)鈍化膜18開(kāi)口，接著對(duì)電極焊盤(pán)16開(kāi)口在電極焊盤(pán)16上形成開(kāi)口部H2后，在鈍化膜18的上面和開(kāi)口部?jī)?nèi)壁，進(jìn)一步在電極焊盤(pán)16、層間絕緣膜14、絕緣膜12的開(kāi)口部?jī)?nèi)壁上形成的、其開(kāi)口底部上據(jù)歐自身的開(kāi)口部H5所構(gòu)成的硬掩模29作為掩模，對(duì)基板10穿孔。為此，從基板10到電極焊盤(pán)16的層疊方向中在貫通孔內(nèi)面上形成段差部，可以防止在該貫通孔內(nèi)部的連接端子24的拔出。
依據(jù)本實(shí)施方式，由于在沒(méi)有形成半導(dǎo)體元件的區(qū)域上配置的電極焊盤(pán)16上穿孔開(kāi)口部H2(貫通孔11)，形成連接端子24，與在電極焊盤(pán)16的形成位置不同的位置上形成連接端子24的情況相比，可以有效利用半導(dǎo)體裝置的面積，其結(jié)果可以提高半導(dǎo)體裝置設(shè)計(jì)的自由度。在此，當(dāng)在與電極焊盤(pán)16的形成位置不同的位置上形成連接端子24時(shí)，連接端子24的大小雖然受到限制，在本實(shí)施方式中由于可以讓連接端子24的大小和電極焊盤(pán)16同等程度的大小，由此與其它半導(dǎo)體裝置連接的面積增大，其結(jié)果，可以提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
此外，在本實(shí)施方式中，作為構(gòu)成連接端子24的導(dǎo)電部件材料，采用銅，在填充銅時(shí)可以采用Cu鑲嵌法。即，采用CVD法、電鍍法等填充孔部H3，通過(guò)用CMP研磨除去表面的方法，可以形成連接端子24。當(dāng)然，連接端子24也可以采用銅以外的金屬如鋁作為主要成分構(gòu)成。
下面對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖7表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，其主要部位的部分截面示意圖。相當(dāng)于第1實(shí)施方式的圖1。第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200，將在硅基板10上通過(guò)介入絕緣膜12和層間絕緣膜14層疊電極焊盤(pán)16所構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置主體部1，多個(gè)層疊所構(gòu)成，和第1實(shí)施方式大不相同的點(diǎn)再有，貫通硅基板10、絕緣膜12、層間絕緣膜14以及電極焊盤(pán)16的貫通孔11為均勻形成。因此，和圖1相同的構(gòu)成，采用和該圖1相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。
各半導(dǎo)體裝置主體部2，具備在硅基板10和電極焊盤(pán)16層疊方向均勻貫通的貫通孔11，在該貫通孔11內(nèi)部插通由導(dǎo)電材料構(gòu)成的連接端子24。已于這樣的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200，由于貫通孔11的內(nèi)面上按照均勻而沒(méi)有段差的狀態(tài)形成，容易向該貫通孔11內(nèi)面進(jìn)行鍍覆處理等，和具有段差的情況相比可以形成均勻的薄膜。
在本實(shí)施方式中，也可以由插通貫通孔11內(nèi)部的連接端子24讓半導(dǎo)體裝置主體部2的表背之間導(dǎo)通，可以在該表面以及/或者背面上層疊另外的半導(dǎo)體裝置主體部，可以三維安裝半導(dǎo)體裝置主體部2。然后，由于貫通孔11設(shè)置在電極焊盤(pán)16內(nèi)部，和在硅基板10上的沒(méi)有形成電極焊盤(pán)16的區(qū)域上形成貫通孔的情況相比，可以節(jié)省空間，可以實(shí)現(xiàn)該半導(dǎo)體裝置的高功能化或者小型化。
再有，在這樣的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置2100中，連接端子24和電極焊盤(pán)16之間的連接，不是從貫通孔11內(nèi)部的連接端子24對(duì)電極焊盤(pán)16直接進(jìn)行，而是以沿著貫通孔11的內(nèi)面橫跨從電極焊盤(pán)16凸出構(gòu)成的絕緣壁部13的形式與電極焊盤(pán)16平面連接，連接端子24越過(guò)絕緣壁部13與電極焊盤(pán)16連接，即，即連接端子24是與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16雙方接觸所構(gòu)成。這時(shí)，在連接端子24與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16的接觸面上至少會(huì)產(chǎn)生絕緣壁部13的厚度量產(chǎn)生段差，與沒(méi)有段差而面均勻的連接端子24與絕緣壁部13以及電極焊盤(pán)16密接的情況相比，可以提高其密接力，其結(jié)果可以在連接端子24和電極焊盤(pán)16之間形成穩(wěn)定的電連接狀態(tài)。因此，不容易產(chǎn)生由于電連接不良而造成半導(dǎo)體裝置200的誤動(dòng)作的情況，可以提高高半導(dǎo)體裝置100的可靠性。
此外，對(duì)于圖7所示的半導(dǎo)體裝置200的制造方法，如圖2B～圖2C所示，對(duì)另外，關(guān)于圖7所示半導(dǎo)體裝置200的制造方法，對(duì)電極焊盤(pán)16以及絕緣膜12、14的開(kāi)口工藝、對(duì)基板10的穿孔工藝可以采用同一工藝進(jìn)行。這樣，各層的開(kāi)口直徑可以大致相同，可以形成沒(méi)有段差11、或者段差少的貫通孔11。此外，即使采用這樣的方法也可以產(chǎn)生若干段差，該段差部分也可以采用蝕刻除去。
上述那樣對(duì)基板10的穿孔工藝進(jìn)行之后，形成如圖4B所示的絕緣膜20、圖5所示的連接孔28以及底膜22，通過(guò)填充連接端子24，即可得到貫通孔11內(nèi)沒(méi)有段差的半導(dǎo)體裝置主體部2。
圖9表示本發(fā)明的電路基板一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的斜視圖。如圖9所示，本實(shí)施方式的電路基板102，具有在基板101上搭載上述半導(dǎo)體裝置100(200、300)的構(gòu)成。對(duì)于基板101例如一般采用玻璃環(huán)氧樹(shù)脂基板等有機(jī)系基板。在基板101上例如由銅等構(gòu)成的布線(xiàn)圖案形成所希望的電路，這些布線(xiàn)圖案和半導(dǎo)體裝置100的布線(xiàn)圖案機(jī)械連接。或者采用上述異方性導(dǎo)電膜進(jìn)行電導(dǎo)通。
再有，作為具有包括本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的電路基板的電子機(jī)器，如圖10所示的筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)201。圖9所示的電路基板配置在各電子機(jī)器的框體內(nèi)部。
再有，電子機(jī)器并不限于上述筆記本計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話(huà)機(jī)，可以適用于各種電子機(jī)器?？梢赃m用于例如包括液晶投影機(jī)、多媒體對(duì)應(yīng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)以及工程工作站(EWS)、文字處理機(jī)、電視機(jī)、觀察窗型或者監(jiān)聽(tīng)直視型的錄象機(jī)、電子記事本、電子計(jì)算器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)裝置、POS終端、或含觸摸屏的裝置等的電子機(jī)器中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包含在基板上層疊電極的構(gòu)成，其特征在于，在所述電極以及所述基板的層疊方向上，形成貫通這些電極以及基板的貫通孔，在貫通孔內(nèi)部插通導(dǎo)電部件；另一方面在所述電極和所述導(dǎo)電部件之間配置絕緣部件，該絕緣部件包含至少比所述電極位于上層的壁部；所述導(dǎo)電部件，從所述貫通孔跨過(guò)所述絕緣部件的壁部與所述電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述絕緣部件，以覆蓋所述電極的上層面以及貫通孔內(nèi)面的形式形成，在基板面內(nèi)與所述貫通孔不同的位置上具備至少用于連接所述電極和所述導(dǎo)電部件的連接孔，在該連接孔和所述貫通孔之間配置所述壁部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在所述基板和所述電極之間至少形成層間絕緣膜，對(duì)該層間絕緣膜也形成所述貫通孔，在所述基板和所述層間絕緣膜之間的邊界部分上在所述貫通孔內(nèi)面形成段差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在所述基板和所述電極之間至少形成層間絕緣膜，對(duì)該層間絕緣膜也形成所述貫通孔，在所述基板和所述層間絕緣膜之間的邊界部分上在所述貫通孔內(nèi)面均勻形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電部件，作為擔(dān)當(dāng)向所述貫通孔的孔軸方向的電連接的連接端子發(fā)揮作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電部件，在所述基板的與形成了電極的面相反側(cè)的面中，其一部分從所述貫通孔向外側(cè)凸出。
7.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，將權(quán)利要求1或者2所述的半導(dǎo)體裝置多個(gè)層疊構(gòu)成，各半導(dǎo)體裝置通過(guò)所述導(dǎo)電部件電連接。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括層疊工藝，在基板上形成電極；電極孔形成工藝，對(duì)所述電極形成直到所述基板表面為止開(kāi)口的電極孔；絕緣層形成工藝，至少以從所述電極孔內(nèi)面覆蓋該電極的上層的形式形成絕緣層；開(kāi)口部形成工藝，對(duì)所述絕緣層，在與所述電極孔內(nèi)面?zhèn)鹊幕宕┛最A(yù)定部對(duì)應(yīng)的位置上形成開(kāi)口部；基板孔形成工藝，以該絕緣層作為掩模對(duì)所述基板形成連通與所述電極孔的基板孔；連接孔形成工藝，在所述基板面內(nèi)，在與所述電極孔不同的區(qū)域?qū)λ鼋^緣層開(kāi)口并讓所述電極的上層面露出；和導(dǎo)電部件填充工藝，以至少?gòu)乃鲭姌O孔以及基板孔的內(nèi)部與所述露出的電極連接的形式，對(duì)該電極孔以及基板孔內(nèi)，以及所述絕緣層的連接孔內(nèi)填充導(dǎo)電部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述電極上形成絕緣膜的工藝；所述電極孔形成工藝，包括第1工藝，其對(duì)為覆蓋所述基板上的所述電極而形成的所述絕緣膜的、位于該電極上的部分的至少一部開(kāi)口；第2工藝，其以開(kāi)口后的所述絕緣膜作為掩模，對(duì)所述電極的一部分開(kāi)口而形成所述電極孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述基板的孔徑、以及所述電極的孔徑按照大致相同形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述基板的孔徑D1、以及所述電極的孔徑D2，滿(mǎn)足關(guān)系D1＜D2。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述基板的孔徑D1、所述電極的孔徑D2，以及所述絕緣膜的開(kāi)口徑D3，滿(mǎn)足關(guān)系D1＜D2＜D3。
13.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具備半導(dǎo)體裝置層疊工藝，其采用由權(quán)利要求8或9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置，各半導(dǎo)體裝置通過(guò)該導(dǎo)電部件進(jìn)行層疊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種確保良好電連接狀態(tài)的可靠性高的半導(dǎo)體裝置，具備在基板(10)上層疊了電極(16)的構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置主體部(1)，在電極(16)以及基板(10)的層疊方向上，形成貫通這些電極(16)和基板(10)的貫通孔(11)，在貫通孔(11)內(nèi)部插通導(dǎo)電部件(24)，另一方面，在電極(16)上形成至少面向貫通孔(11)的絕緣部件，導(dǎo)電部件(24)于從貫通孔(11)橫跨該絕緣部件與電極(16)連接。
文檔編號(hào)H01L25/065GK1534772SQ20041003148
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者增田員拓 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社