ビアに相互接続を形成する方法及び該相互接続を含むマイクロエレクトロニック・ワークピース
【課題】マイクロエレクトロニック・ワークピースの異なる高さで導電要素を電気的に連結するために深いビアに相互接続を形成する技術を提供する。
【解決手段】ブラインドビア又は他の種類の孔に相互接続を形成する方法及びそのような相互接続を有するマイクロエレクトロニック・ワークピース。ブラインドビアは、ワークピース全体を薄くすることなくワークピースの背面(14)の一部分から材料の一塊を最初に除去することによって形成することができる。この一括除去処理は、例えば、ワークピース内の中間深さまで延びるが導電要素の接触面(26)までは延びない第1の開口部(30)を形成することができる。第1の開口部を形成した後に、第1の開口部の中間深さから導電要素の接触面まで第2の開口部(40)が形成される。第2の開口部は、第1の開口部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法は、更に、ブラインドビアを導電材料で充填する段階、及び続いて空洞(30)が除去されるまでワークピースを外部側面から薄くする段階を含む。
【解決手段】ブラインドビア又は他の種類の孔に相互接続を形成する方法及びそのような相互接続を有するマイクロエレクトロニック・ワークピース。ブラインドビアは、ワークピース全体を薄くすることなくワークピースの背面(14)の一部分から材料の一塊を最初に除去することによって形成することができる。この一括除去処理は、例えば、ワークピース内の中間深さまで延びるが導電要素の接触面(26)までは延びない第1の開口部(30)を形成することができる。第1の開口部を形成した後に、第1の開口部の中間深さから導電要素の接触面まで第2の開口部(40)が形成される。第2の開口部は、第1の開口部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法は、更に、ブラインドビアを導電材料で充填する段階、及び続いて空洞(30)が除去されるまでワークピースを外部側面から薄くする段階を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロエレクトロニック・ワークピースの異なる高さで導電要素を電気的に連結するために深いビアに相互接続を形成することに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロエレクトロニック素子、超小型機械素子、及び微小形態を備えた他の素子は、一般的にワークピース上に構成要素のいくつかの層を構成することによって形成される。マイクロエレクトロニック素子の場合には、単一のワークピース上に複数のダイが作製され、各ダイは、一般的に、集積回路と集積回路に連結された複数の結合パッドとを含む。ダイは、互いに分離されてパッケージ化され、モジュールに取り付けるか又は他の製品に設置することができる個々のマイクロエレクトロニック素子を形成する。
【0003】
そのようなダイを作製してパッケージ化する1つの態様は、異なる層に設けられた導電構成要素を電気的に連結する相互接続を形成することである。一部の用途では、ダイを貫通して又はダイの相当の部分を通って延びる相互接続を形成することが望ましい場合がある。そのような相互接続は、ダイの一方の側面の近くの結合パッド又は他の導電要素をダイの他方の側面の近くの導電要素に電気的に連結する。ウェーハ貫通相互接続は、例えば、ウェーハの背面からウェーハの前面上の結合パッドまで深いビアを形成することによって構成される。ビアは、多くの場合に、一端が閉じているという点でブラインドビアである。ブラインドビアは、次に導電材料で充填される。ウェーハの更に別の処理の後に、それは、最終的に薄くされ、最終的なダイの厚みが減少する。半田用のボール又は他の外部電気接点が、次にウェーハの背面でウェーハ貫通相互接続に取り付けられる。
【0004】
ブラインドビアにウェーハ貫通相互接続を形成する上での1つの問題は、ウェーハにそのように深く狭い孔を形成することが困難であることである。ブラインドビアは、多くの場合にワークピースの厚みが約750−1,500μmである段階で形成される。ブラインドビアは、ワークピースの相当な部分を通る孔のエッチングによって形成することができるが、深く狭い孔のエッチングには相当長い時間を要する。更に、孔の深さを制御することが困難であり、エッチング液がワークピースの背面上の形態を損傷させる場合がある。
【0005】
ブラインドビアはまた、ワークピース中に孔を穿孔するレーザによって形成される。ワークピースを通して深く狭い孔を穿孔するレーザは、いくつかの用途では実用的ではない。第1に、孔の深さの制御が困難なことである。より具体的には、孔を十分深くしないと結合パッドを露出することができず、又は孔の穿孔が深すぎると結合パッドが除去される場合がある。第2に、ワークピース内に深く穿孔するレーザは、ウェーハ内の隣接する構造に影響を及ぼす場合がある広い熱影響域と清浄化が困難なスラグとを生成する。従って、製造工程のこの段階におけるワークピースのそのような深くて高いアスペクト比の孔のエッチング又はレーザ穿孔は、多くの用途で実用的でないであろう。
【0006】
ウェーハ貫通相互接続を形成する上での別の問題は、深く狭いブラインドビアを充填することが困難なことである。蒸着処理は、例えば、そのような孔の側壁を均一に被覆することができず、これは、孔が導電材料で充填される前に孔の開口部を「摘み取らせる」場合がある。得られる相互接続は、空隙を有するであろう。メッキ処理はまた、シード層が、開口部でのメッキ速度をビア内の深部よりも高くする同様の不均一性を有するので、空隙を生成する場合がある。
【0007】
更に、ワークピースがその後の工程に使用される自動処理機器に耐えるほど十分な構造的一体性を有していない場合があるために、相互接続を形成する前にワークピースを更に薄くするのは実現可能ではない。例えば、非常に薄いウェーハは容易に撓むので、ウェーハ処理に使用される真空チャックへの適合が部分的であることになる。そのような薄いウェーハはまた、非常に弱く、簡単に損傷又は破壊される。従って、超小型形態にブラインドビア及び他の深い孔をより有効に形成する必要性が存在する。
【発明の開示】
【0008】
A.概要
以下の開示は、ブラインドビア又は他の種類の孔に相互接続を形成する方法と、そのような相互接続を有するマイクロエレクトロニック・ワークピースとのいくつかの実施形態を説明する。ブラインドビアは、導電要素の接触面まで延び、相互接続は、導電要素を係合して導電要素をワークピースの異なるレベルの他の形態に電気的に連結する。以下に説明するように、本発明の多くの実施形態は、ブラインドビアを効率的に形成し、また、空隙を軽減する方法でブラインドビアを導電材料で充填する。
【0009】
ブラインドビアは、ワークピース全体を薄くすることなく、高速一括除去処理を使用して、ワークピースの背面の選択された領域から有意な厚みの材料を最初に除去することによって形成することができる。一括除去処理は、例えば、ワークピース内の中間深さまで延びるが、導電要素の接触面までは延びない第1の開口部を形成することができる。第1の開口部は、材料を中間レベルまで迅速に除去する研磨ディスク、レーザ、又は等方性エッチングを使用して形成することができる。第1の開口部は、相互接続に望ましい幅よりも広い第1の幅を有する溝又は他の凹部とすることができる。第1の開口部を形成した後に、第1の開口部の中間レベルから導電要素の接触面まで第2の開口部が形成される。第2の開口部は、第1の開口部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。第2の開口部は、より精密なレーザ又はエッチング処理を使用して形成することができる。この2段階処理は、相互接続のためのブラインドビアを形成するのに必要な時間を短縮し、ビアの深さを終端させるためのより良い制御を提供し、ワークピースに対する望ましくない付帯的な損傷(例えば、熱影響域など)を低減することが期待される。
【0010】
相互接続を形成する方法の一実施形態は、ワークピースに複数の空洞を形成する段階と、空洞から導電要素の接触面までブラインドビアを構成する段階とを含む。空洞は、ワークピースの第1の外部側面での第1の幅と、ワークピースの中間レベルまで延びる深さとを有する。ブラインドビアは、空洞の中間レベルから導電要素の接触面まで延びている。ブラインドビアは、空洞の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法のいくつかの実施形態は、ブラインドビアを導電材料で充填する段階と、空洞が取り除かれるまで外部側面からワークピースを続いて薄くする段階とを含む。ワークピースは、ワークピースの外面から材料を除去することによって薄くし、少なくとも中間深さで背面を形成することができる。例えば、ワークピースの背面は、背面が導電要素の接触面と空洞の中間レベルとの間に形成されるまで研磨及び/又は平坦化することができる。
【0011】
相互接続を形成する方法の別の実施形態は、ワークピースの選択された領域を取り除いて第1の幅と終端面とを有するワークピースの大きな面積の凹部を形成する段階を含む。終端面は、導電要素の接触面から離間している。この実施形態は、更に、凹部の終端面から導電要素の接触面まで延びるブラインドビアを形成する段階を含む。ブラインドビアは、凹部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法の付加的な実施形態は、更に、ブラインドビアが導電材料で充填されるまでブラインドビア内に導電材料を堆積させる段階と、凹部が導電材料で充填される前にブラインドビア内への導電材料の堆積を終結させる段階とを含む。
【0012】
本発明の別の態様は、導電要素の接触面に係合した相互接続を形成するのに適切な構造を有するマイクロエレクトロニック・ワークピースに関する。一実施形態では、マイクロエレクトロニック・ワークピースは、基板の能動側に複数のマイクロエレクトロニック・ダイを有する基板を含む。ダイは、ブラインド接触面(例えば、ワークピースの外面上に露出していない接触面)を有する導電要素を含む。ワークピースは、更に、基板の背面の空洞と、空洞から基板内に更に延びるビアとを含む。空洞は、背面での第1の幅と、背面から能動側と背面の間の中間レベルまで延びる第1の深さとを有する。ビアは、空洞に整列して、空洞の中間レベルから導電要素のうちの1つの接触面まで延びている。ビアは、空洞の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。ワークピースは、更にビアに導電材料を含む。導電材料は、ビアを充填した後に空洞内に空隙が残るように、ビアを充填するが空洞を充填しない。空洞内の空隙は、より具体的には、ウェーハが薄くされた後に除去される未充填の凹部とすることができる。
【0013】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの別の実施形態は、基板の能動側に複数のダイを有する基板を含む。ワークピースは、更に、基板の背面から基板内の中間レベルまで延びる第1の開口部を含む。第1の開口部は、その後ワークピースが薄くされる時に除去される基板の犠牲的部分に位置する。ワークピースは、更に、第1の開口部に整列した第2の開口部を含むことができる。第2の開口部は、導電要素のうちの1つで接触面まで延びている。第2の開口部は、少なくとも部分的に導電材料で充填される。
【0014】
本発明のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、ワークピースの能動側に近接する結合パッドから延びるウェーハ貫通相互接続に関連して以下に説明するが、以下に説明する方法とワークピースは、マイクロエレクトロニック・ワークピース内の他の種類の相互接続に使用することができる。多くの場合にマイクロエレクトロニック素子の製作に関連する公知の構造又は処理を説明するいくつかの詳細は、明瞭にするために以下の説明では示さない。また、本発明のいくつかの他の実施形態は、この節で説明したものとは異なる構成、構成要素、又は手順を有することができる。従って、当業者は、本発明が付加的な要素を伴う他の実施形態を有するができ、又は本発明が図1A−7Cに関連して以下に示して説明する要素のいくつかを伴わない他の実施形態を有することができることを理解するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
B.ブラインドビアにおける相互接続の形成
図1A−1Eは、本発明の実施形態によるワークピース10へのブラインドビアと相互接続の形成を示している。図1Aは、ブラインドビアと相互接続が形成される前の初期段階におけるワークピース10を示している。ワークピース10は、第1の側面14と第2の側面16とを有する基板12を含むことができる。ワークピース10はまた、基板12の第2の側面16に複数のマイクロエレクトロニック・ダイ20を含むことができる。各マイクロエレクトロニック・ダイは、集積回路22と、集積回路22と作動的に連結された複数の導電要素24とを含むことができる。図1Aに示す導電要素24は、接触面26を含む第2の側面16に露出されなかった結合パッドなどの内部形態である。図1Aに示す実施形態では、接触面26は、それらがワークピース10の外部にはない点で、ブラインド又は埋め込まれた表面である。
【0016】
図1Bは、第1の側面14が上向きで第2の側面16が下向きになるようにワークピース10が反転した本方法の一括除去段階におけるワークピース10を示している。この段階で、ワークピース10には、1つ又はそれよりも多くの第1の開口部30が形成される。第1の開口部30は、基板12の第1の側面14に第1の幅W1、及びワークピース内の中間レベルに深さDを有する空洞又は凹部とすることができる。より具体的には、第1の開口部30は、第1の幅と深さDにおける終端面32とによって分離された1つ又はそれよりも多くの側壁34を有することができる。第1の開口部30の深さDは、ワークピース10の厚みが、初期厚みTiから導電要素24に整列したワークピースの領域内で最終的な望ましい厚みTfに少なくとも最も近い厚みまで減少するように選択される。第1の開口部30の終端面32は、従って、ワークピースが薄くされた後のワークピース10のレベル内の望ましい最終厚みTfに最も近い位置に設けられる。その結果、第1の開口部30は、ワークピースが薄くされた時に除去されるワークピース10の犠牲的部分に位置している。
【0017】
第1の開口部30は、溝又は孔のパターンとすることができる。第1の開口部30は、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザ、研磨ディスク、研磨先端付きルータ、及び/又は微小電極放電ユニットを使用して形成することができる。レーザは、レーザビームがウェーハを横切って直線、正方形、又は円形パターンの多数のパスを形成する「穿孔」方法を使用して第1の開口部30を迅速に形成することができる。研磨ディスクは、溝のパターンを第1の側面内に切断して溝型の第1の開口部30を形成するのに十分に適している。レーザ、研磨用物品、及び積極的エッチングを使用して第1の開口部30を形成する1つの態様は、ワークピース全体を薄くすることなく大きな面積の凹部がワークピース10の犠牲的部分に迅速に形成されることである。
【0018】
図1Cは、ワークピース10に複数の第2の開口部40が形成される精密除去段階におけるワークピース10を示している。第2の開口部40は、第1の開口部30の終端面32における中間深さから導電要素24の接触面26まで延びている。第1の開口部30と第2の開口部40は、図1Cに示す実施形態では実質的に異なる幅を有する。例えば、第2の開口部40は、終端面32の中間レベルにおいて第2の幅W2を有し、この幅は、第1の開口部30の第1の幅W1よりも狭い。第2の幅W2は、通常は相互接続の望ましい幅とほぼ等しく、第2の開口部40の深さは、少なくとも相互接続の望ましい長さと同じ程度である。従って、第2の開口部40は、内部に導電材料が堆積されて相互接続を形成するブラインドビアをもたらす。以下でより詳細に説明するように、図2A−4を参照すると、第2の開口部40は、レーザ穿孔技術、エッチング処理、又はワークピースに精密な孔を形成する他の適切な技術を使用して形成することができる。
【0019】
図1Dは、ワークピース10上に導電材料50を堆積して第2の開口部40を充填する充填段階を示している。第2の開口部40中の導電材料50の各部分は、相互接続52を形成する。ワークピース10上に堆積された導電材料50は、第2の開口部40の少なくとも一部分を充填し、導電材料50は、好ましくは完全に第2の開口部40を充填する。第1の開口部30は、しかし、導電材料50で完全に充填される必要はない。従って、導電材料50で第2の開口部40を充填した後に第1の開口部30に未充填の空隙60を残すことができる。図1Dに示す実施形態では、導電材料50は、蒸着処理、メッキ処理、及び/又は第2の開口部40を充填する他の適切な処理を使用して堆積させることができる。図5A−7Cを参照して、導電材料50で第2の開口部40を充填するいくつかの特定的な実施形態を以下に説明する。
【0020】
図1Eは、ワークピース10を望ましい最終厚みTfまで薄くする段階を示している。ドライ研磨、ウェット研磨、及び/又は平坦化(例えば、CMP)によってワークピース10を薄くすることができる。図示の実施形態では、ワークピース10は、初期の第1の側面から背面18まで薄くされている。背面18は、接触面26と終端面32の間のレベルで形成される(図1B及び1C)。いくつかの用途では、ワークピース10の初期厚みTiは、約750μmであり、最終厚みTfは、約150−350μmである。薄くする段階は、従って、第1の開口部30を除去して(図1B−1D)、相互接続52が相互に電気的に分離されるようにワークピース10内のある一定のレベルに背面18を形成する。
【0021】
図1A−1Eに示すような相互接続52を形成するいくつかの実施形態は、レーザ穿孔又はエッチングの従来型のブラインドビアと比較していくつかの利点を提供することが期待される。例えば、第1の開口部30が高速一括除去処理を使用して形成されるので、第2の開口部40をより速く形成することができる。従って、第2の開口部40を形成するためのより低速であるがより精密な処理は、従来の処理のようにワークピース10から同じ程度の材料を除去する必要はない。その結果、図1A−1Eに示す方法のいくつかの実施形態は、深い相互接続を形成するために処理機能を上げるべきである。
【0022】
図1A−1Eに示す方法の実施形態のうちのいくつかの別の利点は、狭い第2の開口部40が、初期の厚みTiから接触面26までの幅W2が同じ従来の孔と比較して遥かに低いアスペクト比を有することである。これは、ワークピース10の初期の厚みTiを貫通して延びる従来の高アスペクト比の孔が、相互接続に空隙又は他の不連続部を形成することなく導電材料で充填することが困難であるために有意な恩典を提供する。より低アスペクト比の第2の開口部40は、導電材料で充填することが遥かに容易であり、第2の開口部40を充填するためのより多くの堆積技術を使用することができる。
【0023】
図1A−1Eに示す方法の実施形態のうちのいくつかの更に付加的な利点は、第2の開口部40の幅と深さを正確に制御することができ、かつ熱影響域を軽減することができることである。例えば、ワークピース10の初期厚みTi全体を通るレーザ穿孔と比較して、第2の開口部40は、接触面26と終端面32の間のワークピースの遥かに薄い部分を通して形成することができる。これは、必要なエネルギが少ないことを意味し、結果的により小さな熱影響域、孔内のより少ないスラグ、及びより良好な終端をもたらして過剰除去又は過少除去を回避する。
【0024】
図1A−1Eに関連して示して説明した個々の段階の実施形態は、いくつかの異なる2次的な処理によって実行することができる。図2A−4は、第2の開口部40を形成するための精密除去段階のいくつかの実施形態を示し、図5A−7Cは、第2の開口部40を充填する充填段階とワークピースを薄くする段階のいくつかの実施形態を示している。図2A−7Cに示す各段階のより詳細な実施形態は、図1A−1Eを参照して上述したこれらの段階の一般的な実施形態に追加して提供されている。従って、図1A−1Eで説明した段階の実施形態は、図2A−7Cを参照して説明する段階の実施形態に制限されないものである。
【0025】
C.第2の開口部を形成する方法の実施形態
図2Aと2Bは、第2の開口部40を形成するための精密除去段階(図1C)の一実施形態を示す概略断面図である。図1A−2Bにおいて、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。図2Aに関して、この段階は、レーザビームLを導電要素24と整列させる段階、及びレーザビームLを第1の孔30を通るように向ける段階を含む。図2Bに示すように、レーザビームLは、第1の開口部30の終端面32で始まって導電要素24との接触面26で終わるまで基板を除去する。この処理は、次に、各導電要素24において繰り返されて複数の開口部40を形成する。接触面26と終端面32の間の距離が接触面26と第1の側面14の間の距離よりも相当に短いために、第2の開口部40は、従来の方法よりも遥かに高い精度で形成することができる。図1Dと1Eを参照して上述したように、第2の開口部40は、導電材料で充填することができ、ワークピース10を薄くして第2の開口部に相互接続を形成することができる。
【0026】
図3A−3Dは、第2の開口部40を形成するための精密除去段階の別の実施形態を示している。図3Aは、図1Bを参照して上述したようにワークピース10の一部分を示し、従って、図1A−3Dにおいて同じ参照番号は同じ構成要素を指している。図3Bに関して、この段階は、蒸着処理を使用してワークピース10にシード層310を堆積させる段階と、公知のメッキ技術又は他の技術を使用してシード層310に電気泳動レジストの層320を堆積させる段階とを含む。この実施形態はまた、レジスト層320をパターン化する段階を含み、対応する導電要素24に整列した開口部330を形成する(1つの開口部330と1つの導電要素のみが示されている)。
【0027】
この段階は、2相エッチング処理を続けて第2の開口部40を形成する。図3Cに関して、エッチング処理の第1の相は、接触面26上に酸化物を形成する(示していない)まで基板のシリコンを選択的に除去する。図3Dに関して、エッチング処理の第2の相は、接触面26から酸化物を選択的に除去する。図3Cと3Dに示す2相エッチング処理は、接触面26上への酸化物の形成が処理の第1段階のエッチング停止をもたらし、金属の接触面26が処理の第2段階のエッチング停止をもたらすために有利である。従って、精密除去段階のこの実施形態は、第2の開口部40を接触面26で正確に終端させることができる。
【0028】
図4は、第2の開口部40を形成するための精密除去段階の別の実施形態を示している。この実施形態では、図3Bを参照して上述したように電気泳動レジスト層320が堆積及びパターン化されて開口部330を形成する。第2の開口部40は、しかし、終端面32から接触面26までシード層310とワークピース10とを通してエッチングする単相のエッチング処理を使用して形成される。
【0029】
D.第2の開口部を充填する方法の実施形態
導電要素24の接触面26を露出させるために第2の開口部40を形成した後で、図1D及び1Eを参照して上述したように導電材料で第2の開口部40が充填され、ワークピースを薄くして相互接続を構成する。図5A−7Cは、第2の開口部40を充填する段階とワークピース10を薄くする段階のいくつかの実施形態を示している。
【0030】
図5A−7Cは、メッキ処理を使用して第2の開口部40を充填する実施形態を示している。図5Aに関して、充填する段階のこの実施形態は、ワークピース10に酸化物層500を堆積して第2の開口部40に誘電性ライナを形成する段階を含む。図5Bに示すように、本方法は、ワークピース10をエッチングするスペーサによって続行され、エッチング液の方向に対して横方向である表面から酸化物500を選択的にエッチングする。例えば、ワークピース10の背面14がエッチング液の方向に対して垂直の時、スペーサエッチングは、背面14、終端面32、及び接触面26の境界領域28から酸化物層500を除去する。第2の開口部40の側壁及び第1の開口部30の側壁34上の酸化物層500の部分は、ワークピース10に残る。従って、第2の開口部40の側壁は、誘電体層と一列に並んで基板12を電気的に分離する。
【0031】
図5C及び5Dは、導電材料を第2の開口部40にメッキするための一実施形態を示している。図5Cに関して、充填段階のこの実施形態は、ワークピース10にシード層510を堆積させる段階を含む。シード層510は、化学蒸着法、物理蒸着法、及び/又は原子層成長法のような蒸着技術を使用して堆積させることができる。シード層510用の適切な材料は、銅、タングステン、コバルト、アルミニウム、及び半導体産業で使用される他の材料を含む。一部の用途(例えば、銅メッキ)では、一般的にシード層510を堆積させる前にワークピース上に障壁層(例えば、タンタル)が堆積される。図5Dに関して、この段階は、1つの極性でシード層510に対して、かつ反対の極性でメッキ槽(図示せず)の電極に対して電位を印加することによって続けることができ、導電層520をシード層510にメッキすることができる。他の実施形態では、無電解メッキ処理を使用して導電層520をシード層510にメッキすることができる。導電層520は、第2の開口部40のアスペクト比を十分に低くして摘み取りを避けることができるために、空隙なしに第2の開口部40を充填することができる。導電層520は、一般的に、第1の開口部30を完全に充填することがなく、そのために第1の開口部30は、第2の開口部40を充填した後に未充填の空隙60を有する。導電層520は、銅、金、ニッケル、又は望ましい導電率を有する他の適切な材料又は材料の合金を含むことができる。
【0032】
図5Eは、第2の開口部40の導電材料520を電気的に分離するためにワークピース10が薄くされた後に薄くする段階の実施形態を示している。この実施形態によって形成された相互接続530は、第2の開口部40に残っているシード層510及び導電層520の部分によって形成される。第2の開口部40に残っている酸化物層500の部分は、相互接続530を基板12から電気的に分離する。ワークピース10は、図1Eを参照して上述したような方法で薄くすることができる。
【0033】
図6A−6Cは、導電材料が第2の開口部40にメッキされて相互接続を形成する充填段階の別の実施形態を示している。図6Aは、図5Bを参照して上述した実施形態と同様の方法で第2の開口部40の側壁を酸化物層500と一列に並べた後のワークピース10を示している。図6Aに示す実施形態は、更に、ワークピース10の第2の側面16から材料を除去して導電要素24の結合パッド面29を露出させる段階を含む。図6Bは、導電材料600のプラグで第2の開口部40を選択的に充填する下から上にメッキ処理している状態のワークピース10を示している。この実施形態では、結合パッド面29が導電部材610を圧迫するように導電部材610がワークピース10に係合する。この実施形態は、ワークピース10をメッキ溶液620内に置き、電気部材610と電極630に電位を印加することによって継続される。それに応じて導電要素24を通って電流が流れ、そのために電解液620中のイオンが接触面26上にメッキされ、徐々に終端面32の方向に互いの上にメッキされる。メッキ処理は、第2の開口部40が完全に又は部分的に導電材料600で充填された時に終了することができる。図6Cは、薄くされて第2の開口部40に相互接続610を形成した後のワークピース10を示している。
【0034】
図7A−7Cは、導電材料を第2の開口部40に堆積させるための充填段階の更に別の実施形態を示している。図7Aに関して、接触面26は、あらゆる酸化物を接触面26から除去する洗浄によって浄化され、接触面26に導電材料の薄層700を形成する。図7Bに関して、この実施形態は、無電解メッキ処理を使用して導電材料710を第2の開口部40にメッキすることによって継続される。一実施形態では、無電解メッキ処理は、第2の開口部40の残りをニッケルで充填するニッケルの「下から上の」メッキ処理とすることができる。他の実施形態では、無電解メッキ処理は、ニッケルの薄層(例えば、5ミクロン)だけをメッキすることができ、第2の開口部40の残りは、半田堆積物を使用して充填し、第2の開口部にプラグ、ポスト、又は他の構造体を形成することができる。図7Cは、薄くされて層700と導電材料710とによって形成された相互接続720を形成した後のワークピース10を示している。
【0035】
本発明の特定的な実施形態を本明細書に例示的に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることが以上から認められるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲による以外は制限されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1A】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1B】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1C】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1D】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1E】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図2A】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分をより詳細に示す断面図である。
【図2B】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分をより詳細に示す断面図である。
【図3A】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3B】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3C】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3D】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図4】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5A】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5B】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5C】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5D】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5E】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6A】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6B】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6C】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7A】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7B】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7C】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【符号の説明】
【0037】
14 ワークピースの背面
26 導電要素の接触面
30 第1の開口部、空洞
40 第2の開口部
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロエレクトロニック・ワークピースの異なる高さで導電要素を電気的に連結するために深いビアに相互接続を形成することに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロエレクトロニック素子、超小型機械素子、及び微小形態を備えた他の素子は、一般的にワークピース上に構成要素のいくつかの層を構成することによって形成される。マイクロエレクトロニック素子の場合には、単一のワークピース上に複数のダイが作製され、各ダイは、一般的に、集積回路と集積回路に連結された複数の結合パッドとを含む。ダイは、互いに分離されてパッケージ化され、モジュールに取り付けるか又は他の製品に設置することができる個々のマイクロエレクトロニック素子を形成する。
【0003】
そのようなダイを作製してパッケージ化する1つの態様は、異なる層に設けられた導電構成要素を電気的に連結する相互接続を形成することである。一部の用途では、ダイを貫通して又はダイの相当の部分を通って延びる相互接続を形成することが望ましい場合がある。そのような相互接続は、ダイの一方の側面の近くの結合パッド又は他の導電要素をダイの他方の側面の近くの導電要素に電気的に連結する。ウェーハ貫通相互接続は、例えば、ウェーハの背面からウェーハの前面上の結合パッドまで深いビアを形成することによって構成される。ビアは、多くの場合に、一端が閉じているという点でブラインドビアである。ブラインドビアは、次に導電材料で充填される。ウェーハの更に別の処理の後に、それは、最終的に薄くされ、最終的なダイの厚みが減少する。半田用のボール又は他の外部電気接点が、次にウェーハの背面でウェーハ貫通相互接続に取り付けられる。
【0004】
ブラインドビアにウェーハ貫通相互接続を形成する上での1つの問題は、ウェーハにそのように深く狭い孔を形成することが困難であることである。ブラインドビアは、多くの場合にワークピースの厚みが約750−1,500μmである段階で形成される。ブラインドビアは、ワークピースの相当な部分を通る孔のエッチングによって形成することができるが、深く狭い孔のエッチングには相当長い時間を要する。更に、孔の深さを制御することが困難であり、エッチング液がワークピースの背面上の形態を損傷させる場合がある。
【0005】
ブラインドビアはまた、ワークピース中に孔を穿孔するレーザによって形成される。ワークピースを通して深く狭い孔を穿孔するレーザは、いくつかの用途では実用的ではない。第1に、孔の深さの制御が困難なことである。より具体的には、孔を十分深くしないと結合パッドを露出することができず、又は孔の穿孔が深すぎると結合パッドが除去される場合がある。第2に、ワークピース内に深く穿孔するレーザは、ウェーハ内の隣接する構造に影響を及ぼす場合がある広い熱影響域と清浄化が困難なスラグとを生成する。従って、製造工程のこの段階におけるワークピースのそのような深くて高いアスペクト比の孔のエッチング又はレーザ穿孔は、多くの用途で実用的でないであろう。
【0006】
ウェーハ貫通相互接続を形成する上での別の問題は、深く狭いブラインドビアを充填することが困難なことである。蒸着処理は、例えば、そのような孔の側壁を均一に被覆することができず、これは、孔が導電材料で充填される前に孔の開口部を「摘み取らせる」場合がある。得られる相互接続は、空隙を有するであろう。メッキ処理はまた、シード層が、開口部でのメッキ速度をビア内の深部よりも高くする同様の不均一性を有するので、空隙を生成する場合がある。
【0007】
更に、ワークピースがその後の工程に使用される自動処理機器に耐えるほど十分な構造的一体性を有していない場合があるために、相互接続を形成する前にワークピースを更に薄くするのは実現可能ではない。例えば、非常に薄いウェーハは容易に撓むので、ウェーハ処理に使用される真空チャックへの適合が部分的であることになる。そのような薄いウェーハはまた、非常に弱く、簡単に損傷又は破壊される。従って、超小型形態にブラインドビア及び他の深い孔をより有効に形成する必要性が存在する。
【発明の開示】
【0008】
A.概要
以下の開示は、ブラインドビア又は他の種類の孔に相互接続を形成する方法と、そのような相互接続を有するマイクロエレクトロニック・ワークピースとのいくつかの実施形態を説明する。ブラインドビアは、導電要素の接触面まで延び、相互接続は、導電要素を係合して導電要素をワークピースの異なるレベルの他の形態に電気的に連結する。以下に説明するように、本発明の多くの実施形態は、ブラインドビアを効率的に形成し、また、空隙を軽減する方法でブラインドビアを導電材料で充填する。
【0009】
ブラインドビアは、ワークピース全体を薄くすることなく、高速一括除去処理を使用して、ワークピースの背面の選択された領域から有意な厚みの材料を最初に除去することによって形成することができる。一括除去処理は、例えば、ワークピース内の中間深さまで延びるが、導電要素の接触面までは延びない第1の開口部を形成することができる。第1の開口部は、材料を中間レベルまで迅速に除去する研磨ディスク、レーザ、又は等方性エッチングを使用して形成することができる。第1の開口部は、相互接続に望ましい幅よりも広い第1の幅を有する溝又は他の凹部とすることができる。第1の開口部を形成した後に、第1の開口部の中間レベルから導電要素の接触面まで第2の開口部が形成される。第2の開口部は、第1の開口部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。第2の開口部は、より精密なレーザ又はエッチング処理を使用して形成することができる。この2段階処理は、相互接続のためのブラインドビアを形成するのに必要な時間を短縮し、ビアの深さを終端させるためのより良い制御を提供し、ワークピースに対する望ましくない付帯的な損傷(例えば、熱影響域など)を低減することが期待される。
【0010】
相互接続を形成する方法の一実施形態は、ワークピースに複数の空洞を形成する段階と、空洞から導電要素の接触面までブラインドビアを構成する段階とを含む。空洞は、ワークピースの第1の外部側面での第1の幅と、ワークピースの中間レベルまで延びる深さとを有する。ブラインドビアは、空洞の中間レベルから導電要素の接触面まで延びている。ブラインドビアは、空洞の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法のいくつかの実施形態は、ブラインドビアを導電材料で充填する段階と、空洞が取り除かれるまで外部側面からワークピースを続いて薄くする段階とを含む。ワークピースは、ワークピースの外面から材料を除去することによって薄くし、少なくとも中間深さで背面を形成することができる。例えば、ワークピースの背面は、背面が導電要素の接触面と空洞の中間レベルとの間に形成されるまで研磨及び/又は平坦化することができる。
【0011】
相互接続を形成する方法の別の実施形態は、ワークピースの選択された領域を取り除いて第1の幅と終端面とを有するワークピースの大きな面積の凹部を形成する段階を含む。終端面は、導電要素の接触面から離間している。この実施形態は、更に、凹部の終端面から導電要素の接触面まで延びるブラインドビアを形成する段階を含む。ブラインドビアは、凹部の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。本方法の付加的な実施形態は、更に、ブラインドビアが導電材料で充填されるまでブラインドビア内に導電材料を堆積させる段階と、凹部が導電材料で充填される前にブラインドビア内への導電材料の堆積を終結させる段階とを含む。
【0012】
本発明の別の態様は、導電要素の接触面に係合した相互接続を形成するのに適切な構造を有するマイクロエレクトロニック・ワークピースに関する。一実施形態では、マイクロエレクトロニック・ワークピースは、基板の能動側に複数のマイクロエレクトロニック・ダイを有する基板を含む。ダイは、ブラインド接触面(例えば、ワークピースの外面上に露出していない接触面)を有する導電要素を含む。ワークピースは、更に、基板の背面の空洞と、空洞から基板内に更に延びるビアとを含む。空洞は、背面での第1の幅と、背面から能動側と背面の間の中間レベルまで延びる第1の深さとを有する。ビアは、空洞に整列して、空洞の中間レベルから導電要素のうちの1つの接触面まで延びている。ビアは、空洞の第1の幅よりも狭い第2の幅を有する。ワークピースは、更にビアに導電材料を含む。導電材料は、ビアを充填した後に空洞内に空隙が残るように、ビアを充填するが空洞を充填しない。空洞内の空隙は、より具体的には、ウェーハが薄くされた後に除去される未充填の凹部とすることができる。
【0013】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの別の実施形態は、基板の能動側に複数のダイを有する基板を含む。ワークピースは、更に、基板の背面から基板内の中間レベルまで延びる第1の開口部を含む。第1の開口部は、その後ワークピースが薄くされる時に除去される基板の犠牲的部分に位置する。ワークピースは、更に、第1の開口部に整列した第2の開口部を含むことができる。第2の開口部は、導電要素のうちの1つで接触面まで延びている。第2の開口部は、少なくとも部分的に導電材料で充填される。
【0014】
本発明のいくつかの実施形態の具体的な詳細は、ワークピースの能動側に近接する結合パッドから延びるウェーハ貫通相互接続に関連して以下に説明するが、以下に説明する方法とワークピースは、マイクロエレクトロニック・ワークピース内の他の種類の相互接続に使用することができる。多くの場合にマイクロエレクトロニック素子の製作に関連する公知の構造又は処理を説明するいくつかの詳細は、明瞭にするために以下の説明では示さない。また、本発明のいくつかの他の実施形態は、この節で説明したものとは異なる構成、構成要素、又は手順を有することができる。従って、当業者は、本発明が付加的な要素を伴う他の実施形態を有するができ、又は本発明が図1A−7Cに関連して以下に示して説明する要素のいくつかを伴わない他の実施形態を有することができることを理解するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
B.ブラインドビアにおける相互接続の形成
図1A−1Eは、本発明の実施形態によるワークピース10へのブラインドビアと相互接続の形成を示している。図1Aは、ブラインドビアと相互接続が形成される前の初期段階におけるワークピース10を示している。ワークピース10は、第1の側面14と第2の側面16とを有する基板12を含むことができる。ワークピース10はまた、基板12の第2の側面16に複数のマイクロエレクトロニック・ダイ20を含むことができる。各マイクロエレクトロニック・ダイは、集積回路22と、集積回路22と作動的に連結された複数の導電要素24とを含むことができる。図1Aに示す導電要素24は、接触面26を含む第2の側面16に露出されなかった結合パッドなどの内部形態である。図1Aに示す実施形態では、接触面26は、それらがワークピース10の外部にはない点で、ブラインド又は埋め込まれた表面である。
【0016】
図1Bは、第1の側面14が上向きで第2の側面16が下向きになるようにワークピース10が反転した本方法の一括除去段階におけるワークピース10を示している。この段階で、ワークピース10には、1つ又はそれよりも多くの第1の開口部30が形成される。第1の開口部30は、基板12の第1の側面14に第1の幅W1、及びワークピース内の中間レベルに深さDを有する空洞又は凹部とすることができる。より具体的には、第1の開口部30は、第1の幅と深さDにおける終端面32とによって分離された1つ又はそれよりも多くの側壁34を有することができる。第1の開口部30の深さDは、ワークピース10の厚みが、初期厚みTiから導電要素24に整列したワークピースの領域内で最終的な望ましい厚みTfに少なくとも最も近い厚みまで減少するように選択される。第1の開口部30の終端面32は、従って、ワークピースが薄くされた後のワークピース10のレベル内の望ましい最終厚みTfに最も近い位置に設けられる。その結果、第1の開口部30は、ワークピースが薄くされた時に除去されるワークピース10の犠牲的部分に位置している。
【0017】
第1の開口部30は、溝又は孔のパターンとすることができる。第1の開口部30は、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザ、研磨ディスク、研磨先端付きルータ、及び/又は微小電極放電ユニットを使用して形成することができる。レーザは、レーザビームがウェーハを横切って直線、正方形、又は円形パターンの多数のパスを形成する「穿孔」方法を使用して第1の開口部30を迅速に形成することができる。研磨ディスクは、溝のパターンを第1の側面内に切断して溝型の第1の開口部30を形成するのに十分に適している。レーザ、研磨用物品、及び積極的エッチングを使用して第1の開口部30を形成する1つの態様は、ワークピース全体を薄くすることなく大きな面積の凹部がワークピース10の犠牲的部分に迅速に形成されることである。
【0018】
図1Cは、ワークピース10に複数の第2の開口部40が形成される精密除去段階におけるワークピース10を示している。第2の開口部40は、第1の開口部30の終端面32における中間深さから導電要素24の接触面26まで延びている。第1の開口部30と第2の開口部40は、図1Cに示す実施形態では実質的に異なる幅を有する。例えば、第2の開口部40は、終端面32の中間レベルにおいて第2の幅W2を有し、この幅は、第1の開口部30の第1の幅W1よりも狭い。第2の幅W2は、通常は相互接続の望ましい幅とほぼ等しく、第2の開口部40の深さは、少なくとも相互接続の望ましい長さと同じ程度である。従って、第2の開口部40は、内部に導電材料が堆積されて相互接続を形成するブラインドビアをもたらす。以下でより詳細に説明するように、図2A−4を参照すると、第2の開口部40は、レーザ穿孔技術、エッチング処理、又はワークピースに精密な孔を形成する他の適切な技術を使用して形成することができる。
【0019】
図1Dは、ワークピース10上に導電材料50を堆積して第2の開口部40を充填する充填段階を示している。第2の開口部40中の導電材料50の各部分は、相互接続52を形成する。ワークピース10上に堆積された導電材料50は、第2の開口部40の少なくとも一部分を充填し、導電材料50は、好ましくは完全に第2の開口部40を充填する。第1の開口部30は、しかし、導電材料50で完全に充填される必要はない。従って、導電材料50で第2の開口部40を充填した後に第1の開口部30に未充填の空隙60を残すことができる。図1Dに示す実施形態では、導電材料50は、蒸着処理、メッキ処理、及び/又は第2の開口部40を充填する他の適切な処理を使用して堆積させることができる。図5A−7Cを参照して、導電材料50で第2の開口部40を充填するいくつかの特定的な実施形態を以下に説明する。
【0020】
図1Eは、ワークピース10を望ましい最終厚みTfまで薄くする段階を示している。ドライ研磨、ウェット研磨、及び/又は平坦化(例えば、CMP)によってワークピース10を薄くすることができる。図示の実施形態では、ワークピース10は、初期の第1の側面から背面18まで薄くされている。背面18は、接触面26と終端面32の間のレベルで形成される(図1B及び1C)。いくつかの用途では、ワークピース10の初期厚みTiは、約750μmであり、最終厚みTfは、約150−350μmである。薄くする段階は、従って、第1の開口部30を除去して(図1B−1D)、相互接続52が相互に電気的に分離されるようにワークピース10内のある一定のレベルに背面18を形成する。
【0021】
図1A−1Eに示すような相互接続52を形成するいくつかの実施形態は、レーザ穿孔又はエッチングの従来型のブラインドビアと比較していくつかの利点を提供することが期待される。例えば、第1の開口部30が高速一括除去処理を使用して形成されるので、第2の開口部40をより速く形成することができる。従って、第2の開口部40を形成するためのより低速であるがより精密な処理は、従来の処理のようにワークピース10から同じ程度の材料を除去する必要はない。その結果、図1A−1Eに示す方法のいくつかの実施形態は、深い相互接続を形成するために処理機能を上げるべきである。
【0022】
図1A−1Eに示す方法の実施形態のうちのいくつかの別の利点は、狭い第2の開口部40が、初期の厚みTiから接触面26までの幅W2が同じ従来の孔と比較して遥かに低いアスペクト比を有することである。これは、ワークピース10の初期の厚みTiを貫通して延びる従来の高アスペクト比の孔が、相互接続に空隙又は他の不連続部を形成することなく導電材料で充填することが困難であるために有意な恩典を提供する。より低アスペクト比の第2の開口部40は、導電材料で充填することが遥かに容易であり、第2の開口部40を充填するためのより多くの堆積技術を使用することができる。
【0023】
図1A−1Eに示す方法の実施形態のうちのいくつかの更に付加的な利点は、第2の開口部40の幅と深さを正確に制御することができ、かつ熱影響域を軽減することができることである。例えば、ワークピース10の初期厚みTi全体を通るレーザ穿孔と比較して、第2の開口部40は、接触面26と終端面32の間のワークピースの遥かに薄い部分を通して形成することができる。これは、必要なエネルギが少ないことを意味し、結果的により小さな熱影響域、孔内のより少ないスラグ、及びより良好な終端をもたらして過剰除去又は過少除去を回避する。
【0024】
図1A−1Eに関連して示して説明した個々の段階の実施形態は、いくつかの異なる2次的な処理によって実行することができる。図2A−4は、第2の開口部40を形成するための精密除去段階のいくつかの実施形態を示し、図5A−7Cは、第2の開口部40を充填する充填段階とワークピースを薄くする段階のいくつかの実施形態を示している。図2A−7Cに示す各段階のより詳細な実施形態は、図1A−1Eを参照して上述したこれらの段階の一般的な実施形態に追加して提供されている。従って、図1A−1Eで説明した段階の実施形態は、図2A−7Cを参照して説明する段階の実施形態に制限されないものである。
【0025】
C.第2の開口部を形成する方法の実施形態
図2Aと2Bは、第2の開口部40を形成するための精密除去段階(図1C)の一実施形態を示す概略断面図である。図1A−2Bにおいて、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。図2Aに関して、この段階は、レーザビームLを導電要素24と整列させる段階、及びレーザビームLを第1の孔30を通るように向ける段階を含む。図2Bに示すように、レーザビームLは、第1の開口部30の終端面32で始まって導電要素24との接触面26で終わるまで基板を除去する。この処理は、次に、各導電要素24において繰り返されて複数の開口部40を形成する。接触面26と終端面32の間の距離が接触面26と第1の側面14の間の距離よりも相当に短いために、第2の開口部40は、従来の方法よりも遥かに高い精度で形成することができる。図1Dと1Eを参照して上述したように、第2の開口部40は、導電材料で充填することができ、ワークピース10を薄くして第2の開口部に相互接続を形成することができる。
【0026】
図3A−3Dは、第2の開口部40を形成するための精密除去段階の別の実施形態を示している。図3Aは、図1Bを参照して上述したようにワークピース10の一部分を示し、従って、図1A−3Dにおいて同じ参照番号は同じ構成要素を指している。図3Bに関して、この段階は、蒸着処理を使用してワークピース10にシード層310を堆積させる段階と、公知のメッキ技術又は他の技術を使用してシード層310に電気泳動レジストの層320を堆積させる段階とを含む。この実施形態はまた、レジスト層320をパターン化する段階を含み、対応する導電要素24に整列した開口部330を形成する(1つの開口部330と1つの導電要素のみが示されている)。
【0027】
この段階は、2相エッチング処理を続けて第2の開口部40を形成する。図3Cに関して、エッチング処理の第1の相は、接触面26上に酸化物を形成する(示していない)まで基板のシリコンを選択的に除去する。図3Dに関して、エッチング処理の第2の相は、接触面26から酸化物を選択的に除去する。図3Cと3Dに示す2相エッチング処理は、接触面26上への酸化物の形成が処理の第1段階のエッチング停止をもたらし、金属の接触面26が処理の第2段階のエッチング停止をもたらすために有利である。従って、精密除去段階のこの実施形態は、第2の開口部40を接触面26で正確に終端させることができる。
【0028】
図4は、第2の開口部40を形成するための精密除去段階の別の実施形態を示している。この実施形態では、図3Bを参照して上述したように電気泳動レジスト層320が堆積及びパターン化されて開口部330を形成する。第2の開口部40は、しかし、終端面32から接触面26までシード層310とワークピース10とを通してエッチングする単相のエッチング処理を使用して形成される。
【0029】
D.第2の開口部を充填する方法の実施形態
導電要素24の接触面26を露出させるために第2の開口部40を形成した後で、図1D及び1Eを参照して上述したように導電材料で第2の開口部40が充填され、ワークピースを薄くして相互接続を構成する。図5A−7Cは、第2の開口部40を充填する段階とワークピース10を薄くする段階のいくつかの実施形態を示している。
【0030】
図5A−7Cは、メッキ処理を使用して第2の開口部40を充填する実施形態を示している。図5Aに関して、充填する段階のこの実施形態は、ワークピース10に酸化物層500を堆積して第2の開口部40に誘電性ライナを形成する段階を含む。図5Bに示すように、本方法は、ワークピース10をエッチングするスペーサによって続行され、エッチング液の方向に対して横方向である表面から酸化物500を選択的にエッチングする。例えば、ワークピース10の背面14がエッチング液の方向に対して垂直の時、スペーサエッチングは、背面14、終端面32、及び接触面26の境界領域28から酸化物層500を除去する。第2の開口部40の側壁及び第1の開口部30の側壁34上の酸化物層500の部分は、ワークピース10に残る。従って、第2の開口部40の側壁は、誘電体層と一列に並んで基板12を電気的に分離する。
【0031】
図5C及び5Dは、導電材料を第2の開口部40にメッキするための一実施形態を示している。図5Cに関して、充填段階のこの実施形態は、ワークピース10にシード層510を堆積させる段階を含む。シード層510は、化学蒸着法、物理蒸着法、及び/又は原子層成長法のような蒸着技術を使用して堆積させることができる。シード層510用の適切な材料は、銅、タングステン、コバルト、アルミニウム、及び半導体産業で使用される他の材料を含む。一部の用途(例えば、銅メッキ)では、一般的にシード層510を堆積させる前にワークピース上に障壁層(例えば、タンタル)が堆積される。図5Dに関して、この段階は、1つの極性でシード層510に対して、かつ反対の極性でメッキ槽(図示せず)の電極に対して電位を印加することによって続けることができ、導電層520をシード層510にメッキすることができる。他の実施形態では、無電解メッキ処理を使用して導電層520をシード層510にメッキすることができる。導電層520は、第2の開口部40のアスペクト比を十分に低くして摘み取りを避けることができるために、空隙なしに第2の開口部40を充填することができる。導電層520は、一般的に、第1の開口部30を完全に充填することがなく、そのために第1の開口部30は、第2の開口部40を充填した後に未充填の空隙60を有する。導電層520は、銅、金、ニッケル、又は望ましい導電率を有する他の適切な材料又は材料の合金を含むことができる。
【0032】
図5Eは、第2の開口部40の導電材料520を電気的に分離するためにワークピース10が薄くされた後に薄くする段階の実施形態を示している。この実施形態によって形成された相互接続530は、第2の開口部40に残っているシード層510及び導電層520の部分によって形成される。第2の開口部40に残っている酸化物層500の部分は、相互接続530を基板12から電気的に分離する。ワークピース10は、図1Eを参照して上述したような方法で薄くすることができる。
【0033】
図6A−6Cは、導電材料が第2の開口部40にメッキされて相互接続を形成する充填段階の別の実施形態を示している。図6Aは、図5Bを参照して上述した実施形態と同様の方法で第2の開口部40の側壁を酸化物層500と一列に並べた後のワークピース10を示している。図6Aに示す実施形態は、更に、ワークピース10の第2の側面16から材料を除去して導電要素24の結合パッド面29を露出させる段階を含む。図6Bは、導電材料600のプラグで第2の開口部40を選択的に充填する下から上にメッキ処理している状態のワークピース10を示している。この実施形態では、結合パッド面29が導電部材610を圧迫するように導電部材610がワークピース10に係合する。この実施形態は、ワークピース10をメッキ溶液620内に置き、電気部材610と電極630に電位を印加することによって継続される。それに応じて導電要素24を通って電流が流れ、そのために電解液620中のイオンが接触面26上にメッキされ、徐々に終端面32の方向に互いの上にメッキされる。メッキ処理は、第2の開口部40が完全に又は部分的に導電材料600で充填された時に終了することができる。図6Cは、薄くされて第2の開口部40に相互接続610を形成した後のワークピース10を示している。
【0034】
図7A−7Cは、導電材料を第2の開口部40に堆積させるための充填段階の更に別の実施形態を示している。図7Aに関して、接触面26は、あらゆる酸化物を接触面26から除去する洗浄によって浄化され、接触面26に導電材料の薄層700を形成する。図7Bに関して、この実施形態は、無電解メッキ処理を使用して導電材料710を第2の開口部40にメッキすることによって継続される。一実施形態では、無電解メッキ処理は、第2の開口部40の残りをニッケルで充填するニッケルの「下から上の」メッキ処理とすることができる。他の実施形態では、無電解メッキ処理は、ニッケルの薄層(例えば、5ミクロン)だけをメッキすることができ、第2の開口部40の残りは、半田堆積物を使用して充填し、第2の開口部にプラグ、ポスト、又は他の構造体を形成することができる。図7Cは、薄くされて層700と導電材料710とによって形成された相互接続720を形成した後のワークピース10を示している。
【0035】
本発明の特定的な実施形態を本明細書に例示的に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることが以上から認められるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲による以外は制限されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1A】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1B】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1C】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1D】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図1E】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図2A】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分をより詳細に示す断面図である。
【図2B】本発明の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分をより詳細に示す断面図である。
【図3A】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3B】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3C】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図3D】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階でのワークピースの一部分を示す断面図である。
【図4】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5A】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5B】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5C】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5D】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図5E】本発明の別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6A】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6B】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図6C】本発明の更に別の実施形態により相互接続を形成する方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7A】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7B】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【図7C】本発明の別の実施形態による方法の段階を示すワークピースの一部分の断面図である。
【符号の説明】
【0037】
14 ワークピースの背面
26 導電要素の接触面
30 第1の開口部、空洞
40 第2の開口部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの導電要素のブラインド接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
ワークピースに該ワークピースの第1の外部側面での第1の幅と該ワークピースの中間レベルまで延びる深さとを有する空洞を形成する段階と、
前記空洞の前記中間レベルから前記ワークピースの導電要素のブラインド接触面まで前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有するブラインドビアを構成する段階と、
前記ブラインドビアを導電材料で充填する段階と、
前記空洞が除去されるまで前記第1の外部側面から前記ワークピースを薄くする段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記マイクロエレクトロニック・ワークピースは、接触面を備えた複数の導電要素を有する複数のダイを含み、
前記空洞を形成する段階は、複数の凹部を前記ワークピースの前記外部側面に該凹部の一部分が前記接触面の1つ又はそれよりも多くと整列するように形成する段階を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記凹部は、前記ワークピース内の前記外部側面から前記中間レベルまでの深さを有する溝及び/又は孔であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記凹部を形成する段階は、前記ワークピース内に溝及び/又は孔をレーザで切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記凹部を形成する段階は、研磨ディスクを使用して前記ワークピース内に溝を切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項8】
前記凹部を形成する段階は、研磨先端付きルータを使用して前記ワークピース内に溝及び/又は孔を切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
前記凹部を形成する段階は、前記ワークピース内に溝及び/又は孔をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
前記ワークピース内に溝及び/又は孔をエッチングする段階は、該ワークピースの前記外部側面上にレジストの層をパターン化する段階と該ワークピースを等方性エッチングする段階とを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記第2の幅と前記空洞の前記中間レベルから前記接触面までの第2の深さとを有する孔をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記孔をエッチングする段階は、単相エッチング手順を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記孔をエッチングする段階は、第1のエッチング液が前記空洞の前記中間レベルから前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記第2の幅を有する孔を前記空洞の前記中間レベルから前記接触面までレーザで穿孔する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記ブラインドビアを導電材料で充填する段階は、該導電材料を該ブラインドビアの中にメッキする段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、
前記ワークピース上及び前記ブラインドビア内にシード層を堆積させる段階と、
メッキ溶液の存在下で前記シード層に電位を印加する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記導電要素は、前記ワークピースの反対側の外部側面上に露出され、
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、
前記導電要素を前記ワークピースの前記反対側の外部側面からの電気接点と係合させる段階と、
メッキ溶液の存在下で前記電気接点を通じて前記導電要素に電位を印加し、前記ブラインドビア内で該導電要素の前記接触面上への下から上のメッキを引き起こす段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、該ブラインドビア内で該導電要素の前記接触面上に材料を無電解メッキする段階を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、前記接触面上に亜鉛の層を形成する亜鉛溶液で該接触面を洗浄する段階と、該ブラインドビア内で該亜鉛の層上にニッケルを無電解メッキする段階とを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項20】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの導電要素のブラインド接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、第1の幅を有して該ワークピースの外面から該ワークピース内の中間の深さまで延びる第1の開口部を形成する段階と、
前記第1の開口部の前記中間の深さから前記接触面まで延びて前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2の開口部を形成する段階と、
導電材料で前記第2の開口部を充填する段階と、
前記ワークピースの前記外面から材料を除去して、少なくとも前記第1の開口部の前記中間の深さに表面を形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項21】
前記第1の開口部を形成する段階は、前記外面の中に空洞を形成する段階を含み、前記第2の開口部を形成する段階は、ブラインドビアを構成する段階を含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項24】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項25】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項26】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項27】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項28】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項29】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項30】
背面と、前面と、該前面で複数のマイクロエレクトロニック・ダイとを有するマイクロエレクトロニック・ワークピース内に埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、(a)該ワークピースの背面で第1の幅を有する第1のオリフィスと、(b)該ワークピースの該背面から該ワークピース内に埋め込まれた接触面から離間した該ワークピースの中間レベルまで延びる第1の深さとを有する第1の開口部を形成する段階と、
(a)前記中間レベルで前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2のオリフィスと、(b)前記接触面まで延びる第2の深さとを有する第2の開口部であって、それによって該接触面が該第2の開口部を通して露出されるような第2の開口部を前記ワークピースに形成する段階と、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階と、
前記接触面と前記中間レベルの間に後部表面が形成されるまで前記ワークピースの前記背面から材料を除去する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項31】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項33】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項34】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項35】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項36】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項37】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項38】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項39】
マイクロエレクトロニック・ワークピースに埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、第1の幅を有して該ワークピースの外面から該ワークピース内の中間の深さまで延びる第1の開口部を形成する段階と、
前記中間の深さから前記接触面まで延びて前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2の開口部を前記ワークピースに前記第1の開口部に整列して形成する段階と、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階と、
前記第1の開口部を除去して、前記中間の深さと前記接触面の間の領域に後部表面を形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項40】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項45】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項46】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項47】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項48】
マイクロエレクトロニック・ワークピースに埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースの選択された領域を除去して、第1の幅と該ワークピース内の第1の深さにおける該ワークピースに埋め込まれた接触面から離間した終端面とを有する大きな面積の凹部を該ワークピースに形成する段階と、
前記凹部の前記終端面から前記接触面まで延びて該凹部の前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有するブラインドビアを形成する段階と、
導電材料を前記ブラインドビアの中に該ブラインドビアが該導電材料で充填されるまで堆積させる段階と、
前記凹部が前記導電材料で充填される前に前記ブラインドビアの中への該導電材料の前記堆積を終結させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項49】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項50】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項51】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項52】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項53】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項54】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項55】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項56】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項57】
能動側面と背面とを有する基板と、
ブラインド接触面を有する導電要素を含む、前記基板の前記能動側面における複数のマイクロエレクトロニック・ダイと、
前記背面での第1の幅と、該背面から前記能動側面と該背面の間の中間レベルまで延びる第1の深さとを有する、前記基板の該背面における空洞と、
前記空洞に整列して前記中間レベルから前記導電要素のうちの1つの接触面まで延び、かつ前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する、前記基板におけるビアと、
前記ビアを充填するが前記空洞を充填しない、該ビアにおける導電材料であって、そのために該ビアを該導電材料で充填した後に該空洞に空隙が残るような導電材料と、
を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニック・ワークピース。
【請求項58】
能動側面と背面とを有する基板と、
ブラインド接触面を有する導電要素を含む、前記基板の前記能動側面における複数のダイと、
前記背面から前記基板内の中間レベルまで延び、かつマイクロエレクトロニック・ワークピースが薄くされる時に実質的に除去される該基板の犠牲的部分に位置する第1の開口部と、
前記第1の開口部に整列して前記導電要素のうちの1つの接触面まで延びる第2の開口部と、
前記第2の開口部における導電材料と、
を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニック・ワークピース。
【請求項1】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの導電要素のブラインド接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
ワークピースに該ワークピースの第1の外部側面での第1の幅と該ワークピースの中間レベルまで延びる深さとを有する空洞を形成する段階と、
前記空洞の前記中間レベルから前記ワークピースの導電要素のブラインド接触面まで前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有するブラインドビアを構成する段階と、
前記ブラインドビアを導電材料で充填する段階と、
前記空洞が除去されるまで前記第1の外部側面から前記ワークピースを薄くする段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記マイクロエレクトロニック・ワークピースは、接触面を備えた複数の導電要素を有する複数のダイを含み、
前記空洞を形成する段階は、複数の凹部を前記ワークピースの前記外部側面に該凹部の一部分が前記接触面の1つ又はそれよりも多くと整列するように形成する段階を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記凹部は、前記ワークピース内の前記外部側面から前記中間レベルまでの深さを有する溝及び/又は孔であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記凹部を形成する段階は、前記ワークピース内に溝及び/又は孔をレーザで切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記凹部を形成する段階は、研磨ディスクを使用して前記ワークピース内に溝を切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項8】
前記凹部を形成する段階は、研磨先端付きルータを使用して前記ワークピース内に溝及び/又は孔を切り込む段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
前記凹部を形成する段階は、前記ワークピース内に溝及び/又は孔をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
前記ワークピース内に溝及び/又は孔をエッチングする段階は、該ワークピースの前記外部側面上にレジストの層をパターン化する段階と該ワークピースを等方性エッチングする段階とを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記第2の幅と前記空洞の前記中間レベルから前記接触面までの第2の深さとを有する孔をエッチングする段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記孔をエッチングする段階は、単相エッチング手順を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記孔をエッチングする段階は、第1のエッチング液が前記空洞の前記中間レベルから前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記第2の幅を有する孔を前記空洞の前記中間レベルから前記接触面までレーザで穿孔する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記ブラインドビアを導電材料で充填する段階は、該導電材料を該ブラインドビアの中にメッキする段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、
前記ワークピース上及び前記ブラインドビア内にシード層を堆積させる段階と、
メッキ溶液の存在下で前記シード層に電位を印加する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記導電要素は、前記ワークピースの反対側の外部側面上に露出され、
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、
前記導電要素を前記ワークピースの前記反対側の外部側面からの電気接点と係合させる段階と、
メッキ溶液の存在下で前記電気接点を通じて前記導電要素に電位を印加し、前記ブラインドビア内で該導電要素の前記接触面上への下から上のメッキを引き起こす段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、該ブラインドビア内で該導電要素の前記接触面上に材料を無電解メッキする段階を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階は、前記接触面上に亜鉛の層を形成する亜鉛溶液で該接触面を洗浄する段階と、該ブラインドビア内で該亜鉛の層上にニッケルを無電解メッキする段階とを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項20】
マイクロエレクトロニック・ワークピースの導電要素のブラインド接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、第1の幅を有して該ワークピースの外面から該ワークピース内の中間の深さまで延びる第1の開口部を形成する段階と、
前記第1の開口部の前記中間の深さから前記接触面まで延びて前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2の開口部を形成する段階と、
導電材料で前記第2の開口部を充填する段階と、
前記ワークピースの前記外面から材料を除去して、少なくとも前記第1の開口部の前記中間の深さに表面を形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項21】
前記第1の開口部を形成する段階は、前記外面の中に空洞を形成する段階を含み、前記第2の開口部を形成する段階は、ブラインドビアを構成する段階を含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記空洞を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項24】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項25】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項26】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項27】
前記空洞を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項28】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項29】
前記空洞を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを構成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項30】
背面と、前面と、該前面で複数のマイクロエレクトロニック・ダイとを有するマイクロエレクトロニック・ワークピース内に埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、(a)該ワークピースの背面で第1の幅を有する第1のオリフィスと、(b)該ワークピースの該背面から該ワークピース内に埋め込まれた接触面から離間した該ワークピースの中間レベルまで延びる第1の深さとを有する第1の開口部を形成する段階と、
(a)前記中間レベルで前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2のオリフィスと、(b)前記接触面まで延びる第2の深さとを有する第2の開口部であって、それによって該接触面が該第2の開口部を通して露出されるような第2の開口部を前記ワークピースに形成する段階と、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階と、
前記接触面と前記中間レベルの間に後部表面が形成されるまで前記ワークピースの前記背面から材料を除去する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項31】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項33】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項34】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項35】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項36】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項37】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項38】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項30に記載の方法。
【請求項39】
マイクロエレクトロニック・ワークピースに埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースに、第1の幅を有して該ワークピースの外面から該ワークピース内の中間の深さまで延びる第1の開口部を形成する段階と、
前記中間の深さから前記接触面まで延びて前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2の開口部を前記ワークピースに前記第1の開口部に整列して形成する段階と、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階と、
前記第1の開口部を除去して、前記中間の深さと前記接触面の間の領域に後部表面を形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項40】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記第1の開口部を形成する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項45】
前記第1の開口部を形成する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項46】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項47】
前記第1の開口部を形成する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように前記ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記第2の開口部を形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記第2の開口部を導電材料で充填する段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を該第2の開口部の中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項48】
マイクロエレクトロニック・ワークピースに埋め込まれた接触面に係合した相互接続を形成する方法であって、
マイクロエレクトロニック・ワークピースの選択された領域を除去して、第1の幅と該ワークピース内の第1の深さにおける該ワークピースに埋め込まれた接触面から離間した終端面とを有する大きな面積の凹部を該ワークピースに形成する段階と、
前記凹部の前記終端面から前記接触面まで延びて該凹部の前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有するブラインドビアを形成する段階と、
導電材料を前記ブラインドビアの中に該ブラインドビアが該導電材料で充填されるまで堆積させる段階と、
前記凹部が前記導電材料で充填される前に前記ブラインドビアの中への該導電材料の前記堆積を終結させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項49】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項50】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項51】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記溝から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項52】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して溝を該溝の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記溝から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項53】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項54】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項55】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨ツールを使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、前記孔から前記接触面までエッチングする段階を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項56】
前記ワークピースの前記選択された領域を除去する段階は、レーザ及び/又は研磨剤を使用して孔を該孔の一部分が前記導電要素と整列するように該ワークピースの中に切り込む段階を含み、
前記ブラインドビアを形成する段階は、第1のエッチング液が前記孔から前記接触面上の酸化物までエッチングする第1の相と、第2のエッチング液が該酸化物から該接触面までエッチングする第2の相とを含む2相エッチング手順を含み、
前記導電材料を堆積させる段階は、下から上へのメッキ処理を使用して該導電材料を前記ブラインドビアの中にメッキする段階を含む、
ことを特徴とする請求項48に記載の方法。
【請求項57】
能動側面と背面とを有する基板と、
ブラインド接触面を有する導電要素を含む、前記基板の前記能動側面における複数のマイクロエレクトロニック・ダイと、
前記背面での第1の幅と、該背面から前記能動側面と該背面の間の中間レベルまで延びる第1の深さとを有する、前記基板の該背面における空洞と、
前記空洞に整列して前記中間レベルから前記導電要素のうちの1つの接触面まで延び、かつ前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する、前記基板におけるビアと、
前記ビアを充填するが前記空洞を充填しない、該ビアにおける導電材料であって、そのために該ビアを該導電材料で充填した後に該空洞に空隙が残るような導電材料と、
を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニック・ワークピース。
【請求項58】
能動側面と背面とを有する基板と、
ブラインド接触面を有する導電要素を含む、前記基板の前記能動側面における複数のダイと、
前記背面から前記基板内の中間レベルまで延び、かつマイクロエレクトロニック・ワークピースが薄くされる時に実質的に除去される該基板の犠牲的部分に位置する第1の開口部と、
前記第1の開口部に整列して前記導電要素のうちの1つの接触面まで延びる第2の開口部と、
前記第2の開口部における導電材料と、
を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニック・ワークピース。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【公表番号】特表2008−511174(P2008−511174A)
【公表日】平成20年4月10日(2008.4.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−529900(P2007−529900)
【出願日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【国際出願番号】PCT/US2005/028149
【国際公開番号】WO2006/023318
【国際公開日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【出願人】(500014068)マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド (69)
【氏名又は名称原語表記】MICRON TECHNOLOGY, INC.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成20年4月10日(2008.4.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【国際出願番号】PCT/US2005/028149
【国際公開番号】WO2006/023318
【国際公開日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【出願人】(500014068)マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド (69)
【氏名又は名称原語表記】MICRON TECHNOLOGY, INC.
【Fターム(参考)】
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