絶縁性外郭部と、該外郭部内に位置しかつ該外郭部から分離された導電性領域と、で構成されたＴＳＶ相互接続構造体の製造
【課題】本発明は、相互接続構造体の製造方法に関する。
【解決手段】本発明の相互接続構造体の製造方法は、基板（１００）内における、閉じた外郭部を形成する少なくとも一つのトレンチ（１０３，１０５）及び前記閉じた外郭部の内側に位置する少なくとも一つのホール（１０２，１０４）の形成を含み、トレンチ及びホールが、基板の領域によって分離され、また、本方法は、トレンチを誘電性材料（１１１）で充填するステップと、ホールを導電性材料（１１７，１２２）で充填するステップと、を含む。
【解決手段】本発明の相互接続構造体の製造方法は、基板（１００）内における、閉じた外郭部を形成する少なくとも一つのトレンチ（１０３，１０５）及び前記閉じた外郭部の内側に位置する少なくとも一つのホール（１０２，１０４）の形成を含み、トレンチ及びホールが、基板の領域によって分離され、また、本方法は、トレンチを誘電性材料（１１１）で充填するステップと、ホールを導電性材料（１１７，１２２）で充填するステップと、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クス及びマイクロシステムの分野に係り、特に、ビア相互接続構造の、特に、シリコン貫通ビア（ＴＳＶ）型の、マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの分野に関する。
【０００２】
これが、改善された相互接続構造を実現する。
【背景技術】
【０００３】
超小型電子チップの積層体の製造に関連して、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）相互接続部材、すなわち、基板上に積層された一つ又は複数のチップとの接続を形成するための、基板を貫通する接続部材を製造することが知られている。
【０００４】
“ビア”とも呼ばれるこれらの接続素子が、従来から、基板を介した電流の経路を確保し、基板の両側に位置する装置を接続する内部導電部と、該内部導電部を覆い、ビアが基板内に形成された他の周囲ビア及び半導体基板に対して絶縁されることを確保する外部絶縁部と、から形成される。
【０００５】
このタイプのビアを製造する主なステップは、：
−基板内にホールを形成するステップと、
−ホールの壁に絶縁層を形成するステップと、
−例えば、ドープされたポリシリコン、タングステン、又は銅等の導電性材料の堆積によりホールを充填するステップと、
である。
【０００６】
貫通ビアの製造により、以下に関連する課題が生じる：
−通常極めて高い、その形状係数のため、ホールを充填するステップ；
−使用される充填材料に関連する機械的応力；
−使用される誘電性絶縁体及びビアの誘電性材料の厚さに依存する、過度に高い漂遊容量又は不十分な絶縁。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２は、閉じた（ｃｌｏｓｅｄ）及び絶縁性の外郭部（ｃｏｎｔｏｕｒ）を形成するトレンチを使用して基板の部分を絶縁することにより、導電性又は半導体基板内に形成された貫通ビアの製造方法を開示しており、基板の絶縁された半導体領域を介して伝導が生じる。
【０００８】
特許文献３は、誘電性材料で充填された正方形外郭部によって絶縁された正方形金属スタッドの形状の相互接続構造を提供する。
【０００９】
特許文献４は、その周囲に形成された絶縁性領域を貫通する環状ビアの製造方法を開示している。
【００１０】
基板を貫通するビア相互接続構造体の新たな製造方法を見つけるという課題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００４／８４３００号
【特許文献２】米国特許第６８１５８２７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／１８１４９４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／３２９５１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第一に、本発明は、相互接続構造体の製造方法に係り、基板内に、少なくとも一つのトレンチのような、閉じた外郭部を形成する少なくとも第一開口の形成を含み、及び、例えば、少なくとも一つのホールの形状である、前記閉じた外郭部の内側に位置した少なくとも一つの第二開口の形成を含み、第一開口及び第二開口が、基板の領域によって分離され、本方法は、第一開口を誘電性材料で充填し、第二開口を導電性材料で充填するステップをさらに含む。
【００１３】
また、本発明は、相互接続構造体の製造方法に係り、基板内に、少なくとも一つのトレンチのような、閉じた外郭部を形成する少なくとも第一開口の形成を含み、及び、例えば、少なくとも一つのホールの形状である、前記閉じた外郭部の内側に位置した少なくとも一つの第二開口の形成を含み、第一開口及び第二開口が、基板の領域によって分離され、本方法は、第一及び第二開口を誘電性材料又は導電性材料で充填し、一つの開口内のこの材料を除去し、他の材料によってこの開口を充填するステップをさらに含む。
【００１４】
第一開口及び第二開口が、同時に形成される。
【００１５】
導電性領域から分離された絶縁性領域を形成することで、良質な絶縁及びを達成し、容量効果を制限することが可能となる。このような構造が、例えば、ＲＦ回路用に製造される場合に、この利点が求められる。
【００１６】
このような方法を用いることで、第一開口と第二開口との間の領域を容易に特定の寸法に合わせ、前記領域とともに、接触を回復させるための保護領域を形成することが可能となる。
【００１７】
一つの可能な実施形態によると、第一開口及び第二開口の形成の後で、；
−前記誘電性材料を、第一開口及び第二開口内に堆積させることが可能である、
−誘電性材料を、第二開口から除去する、
−導電性材料を、第二開口内に形成する。
【００１８】
他の可能な実施形態によると、第一及び第二開口が形成された後で、；
−第一開口及び第二開口内に導電性材料を形成し、
−第一開口から導電性材料を除去し、
−第一開口内に誘電性材料を堆積することが可能である。
【００１９】
また、本方法が、第二開口からの誘電性材料の除去と、第二開口内における導電性材料の形成との間に、第二開口を拡大させるステップを含むことが可能である。
【００２０】
この拡大ステップが、第二の、テーパー開口を形成するように実施されることが可能である。
【００２１】
このような形状を備えて設けられた開口が、さらに容易に充填されることが可能である。
【００２２】
第二開口の壁及び底を覆うように、導電性材料が、第二開口内に形成されることが可能であり、本方法が、第二開口内を、絶縁性材料で、少なくとも部分的に充填することにより構成されるステップをさらに含む。
【００２３】
一つの可能な実施形態によると、第二開口の残部を絶縁性材料で充填することにより構成されるステップが、第一開口内に前記誘電性材料を堆積する前記ステップの間に実施されることが可能であり、前記絶縁性材料が、第二開口内における前記誘電性材料の少なくとも部分的な充填を可能にする。
【００２４】
基板が、導電性材料又は半導体材料の基部（ｂａｓｅ）を有することが可能である。
【００２５】
前記導電性充填材料が、所定の金属材料であることが可能であり、第一開口及び第二開口内における導電性材料の堆積の後、次に、第一開口からの導電性材が除去され、シリサイドのような、所定の半導体材料と所定の金属材料との合金を形成するように、熱処理が実施されることが可能である。
【００２６】
導電性材料で充填された第二開口が、導電性部材を形成する。本方法は、前記導電性部材上に少なくとも一つの接続スタッドの形成をさらに含むことが可能である。
【００２７】
本方法は、前記導電性部材の端部を露出させるように、基板を薄くするステップをさらに含むことが可能である。
【００２８】
一つの可能性によると、導電性スタッドが、前記導電性部材の前記端部上に形成されることが可能である。
【００２９】
基板が、その表面の一方上に位置した一つ又は複数の導電性領域を備えることが可能であり、前記導電性領域の少なくとも一つを露出させるように、その表面の他方からエッチングすることにより、ホールの前記形成が実施される。
【００３０】
第一及び第二開口の形成が、前記閉じた外郭部の内側に位置した一つ又は複数の他の開口の形成をさらに含むことが可能である。
【００３１】
第一及び第二開口の形成が、前記閉じた外郭部を囲む他の閉じた外郭部を形成する少なくとも一つの他の開口の形成をさらに含むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｂ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｃ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｄ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｅ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｆ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｇ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｈ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｉ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図２Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｅ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｆ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図３Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図４Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の他の実施形態を図示したものである。
【図４Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の他の実施形態を図示したものである。
【図５Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図６Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｅ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、添付の図面を参照し、単なる情報として提供される非制限的な実施形態の説明を読むことにより、いっそう理解されるだろう。
【００３４】
ある図面から次の図面への移動を容易にするために、異なる図面の同一な、同様な又は同等な部分には、同じ参照符号が付されている。
【００３５】
図面を見やすくするために、図面中に図示された異なる部分が、必ずしも、均一なスケールで示されていない。
【００３６】
本発明による方法を使用して製造されたＴＳＶ相互接続構造体の実施例が、図１Ａ−１Ｉに示されている。
【００３７】
これらの構造が、基板の厚さの少なくとも一部に入り込む少なくとも一つの導電性部材と、一つ又は複数の他の相互接続構造及び基板の残りの部分から導電性部材を絶縁させることを可能にする少なくとも一つの絶縁性領域と、を備える。
【００３８】
図１Ａは、基板内に形成され、例えばＳｉＯ２等の誘電性材料の基部を含む領域１３０を備え、円形の閉じた外郭部Ｃ１及び第一外郭部Ｃ１の内側に導電性部材１２０を形成する、相互接続構造の第一実施例を図示し（上面図）、導電性部材１２０が、例えば、銅等の金属ベースであることが可能であり、他の円形外郭部Ｃ２を形成する。
【００３９】
図１Ｂの実施例において、誘電性領域１３０が、長方形外郭部Ｃ１０を形成し、一方、また、導電性部材１２０が、外郭部Ｃ１０の内側に位置しかつ外郭部Ｃ１０から分離された長方形外郭部Ｃ２０を形成する。
【００４０】
図１Ｃにおいて、第三実施例の構造が提供される。この実施例において、誘電性領域１３０が、円形外郭部Ｃ１の形態となり、この内側に、複数の異なる導電性部材１２０が備えられる。
【００４１】
この実施例において、導電性部材１２０が、円筒型である。
【００４２】
第四実施例の構造は、導電性部材が、長方形ひし形の形状となる先の実施例とは異なる（図１Ｄ）。
【００４３】
他の実施例の相互接続構造が、リング状の誘電性材料領域１３０と、前記リングの内側の円筒状スタッド状の導電性部材１２０と、を備える（図１Ｅ）。
【００４４】
図１Ｆにおいて、第六実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部Ｃ１の形状であり、一方、導電性部材１２０が、リングを結合する導電性領域を介して互いに接続された複数の導電リングの形状である。
【００４５】
図１Ｇにおいて、第七実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部の形状であり、一方、導電性部材１２０が、らせん形状である。
【００４６】
図１Ｈにおいて、他の実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部の形状であり、一方、導電性部材が、格子又はメッシュ形状である。
【００４７】
図１Ｉにおいて、第九実施例の相互接続構造が提供される。この実施例において、絶縁性領域１３０が、第一円形外郭部を形成し、一方、導電性部材１２０が、第一円形外郭部の内側に位置する。他の導電性部材１２２が、他の円形外郭部を形成し、その内側に、絶縁性領域１３０と導電性部材１２０とが、配置される。
【００４８】
他の円形外郭部の形状の他の誘電性領域１３２が、導電性部材１２０，１２２と絶縁性領域１３０とを囲む。
【００４９】
提供された各実施例の構造において、前記領域によって囲まれる導電性部材と絶縁性領域とが、基板の厚さの少なくとも一部に入り込み、その基部として半導体材料を有することが可能である基板の少なくとも一つの領域によって、互いに離隔される。
【００５０】
ここで、例えば、図１Ａに関連して先に記載されたタイプの相互接続構造体の本発明による製造方法の第一実施例が、図２Ａ−２Ｆに関連して提供される。
【００５１】
この実施例において、出発材料が、例えばＳｉベースの半導体基板１００であることが可能であり、一つ又は複数のトレンチ１０３，１０５、及び一つ又は複数のホール１０２，１０４が、同時に形成され、トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４が、基板１００の厚さｅの少なくとも一部に入り込む。
【００５２】
ホール及びトレンチが、例えば、１００ナノメートルと１ミリメートルの間の深さを有することが可能である。
【００５３】
トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４を形成するために、第一に、例えば、ＳｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４のベースを有することが可能なマスク層１０７と、樹脂層１０９とを堆積することが可能であり、開口が形成される。次に、基板が、これらの開口を介してエッチングされる（図２Ａ）。
【００５４】
少なくとも一つのトレンチ１０３が、基板部１００及びホール１０２，１０４の周囲に閉じた外郭部を形成するように、トレンチが形成される。
【００５５】
少なくとも一つのホール１０２が、基板部１００の周囲に閉じた外郭部を形成するように、ホールが形成される。
【００５６】
次に、樹脂層１０９が除去され、次に、トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４が、例えば、ＳｉＯ２である誘電性材料１１１を使用して充填される。充填が、例えば、ＳＡＣＶＤ（“Ｓｕｂ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）タイプの堆積によって、実施されることが可能である（図２Ｂ）。
【００５７】
次に、ホール１０２，１０４と対向して位置する開口１１５を含む他の樹脂マスク１１３が、形成される。次に、例えば、前記マスク１１３の開口１１５を介して、酸化物−型の誘電体に対して、ドライエッチング又はＨＦを使用する化学エッチングによって、ホール１０２，１０４から、誘電性材料１１１が除去される。
【００５８】
次に、ホール１０２，１０４を充填するように、金属材料１１７が、堆積される（図２Ｄ）。
【００５９】
例えば、金属材料１１７が、例えば、ＣＶＤ（“Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）によって堆積されることが可能なタングステン、又は、例えば、ＥＣＤ（“Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）によって堆積されることが可能な銅であることが可能である。
【００６０】
次に、ホール１０２，１０４の口を超えて広がる金属材料１１７が、除去される。
【００６１】
マスク層１０７上であり、トレンチ１０３，１０５の口を超えてはみ出す誘電性材料１１１も除去するように、この除去が、例えば、ＣＭＰ（“Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ”）を使用して実施されることが可能である（図２Ｅ）。
【００６２】
この結果、部材１２０が、基板１００の厚さの部分に入りこみ、かつ、基板１００の厚さの部分に入り込みもする領域１３０によって形成された絶縁外郭部の内側に位置する金属基部を備えて形成され、導電性部材１２０が、基板１００の領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００６３】
次に、導電性部材１２０と接続されるように、導電性スタッド１２１が、基板の前面上であり、金属材料１１７で充填されたホール１０２，１０４上に、形成される。
【００６４】
次に、ホール１０２，１０４の底部が露出されるように、基板１００が、その背面を介して薄くされることが可能である。この結果、導電性部材１２０へのアクセスが提供される。
【００６５】
一つの可能性によると、薄くすることで、ハンドル基板２００が、取り付けられることが可能である。
【００６６】
次に、導電性スタッド１３１が、基板の背面上に形成され、導電性部材１２０と接触する。
【００６７】
ここで、本発明による、相互接続構造の製造方法の第二実施形態が、図３Ａ−３Ｄに関連して提供される。
【００６８】
図２Ａ−２Ｄに関連する上記の実施例での方法のようなステップが、第一に実行されることが可能である。
【００６９】
次に、ホール１０２，１０４の壁及び底を覆うように、金属材料１１７が、堆積されることが可能である（図３Ａ）。
【００７０】
堆積された金属材料が、３００から１０００ナノメートルでありうる厚さに準じる、例えば、Ｗ、又はＴｉ、又はＮｉ、又はＰｔ、又はＣｏであることが可能である。ホールが完全には充填されないように設けられた厚さで、金属材料が、堆積されることが可能である。
【００７１】
次に、ホール１０２，１０４内にシリサイド領域１２２を形成するためのステップが、熱処理を行うことにより、例えば、Ｎｉシリサイドを形成するために４００℃付近の温度で、実行される。
【００７２】
形成されたシリサイドが、例えば、以下の材料：ＷＳｉ２，ＴｉＳｉ２，ＮｉＳｉ，ＰｔＳｉ，ＣｏＳｉ２の一つであることが可能であり、例えば、１から３マイクロメートルの間の厚さを有することが可能である（図３Ｂ）。
【００７３】
この結果、導電性部材１２２が、導電性材料の基部を有して形成され、基板１００の厚さの部分に入りこみ、また基板１００の厚さの一部に入り込む領域１３０によって形成された絶縁性外郭部の内側に位置し、導電性部材１２２が、基板１００の半導体領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００７４】
次に、導電性部材１２２と接触するように、導電性スタッド１２１が、基板１００の半導体材料と金属１１７との間の反応の結果として生じる金属合金で充填された半導体ホール１０２，１０４上に形成される（図３Ｃ）。
【００７５】
次に、その背面を介して、ホール１０２，１０４の底部が露出されるように、基板１００が薄くされることが可能である。この結果、導電性部材１２２へのアクセスが提供される。
【００７６】
一つの実現性によると、薄くすることで、ハンドル基板２００が、取り付けられることが可能である。
【００７７】
次に、導電性スタッド１３１が、基板の背面上に形成され、導電性部材１２２と接触する。
【００７８】
先に提供された方法の実施例のいずれかの一つの代替方法によると、ホール１０２，１０４を金属材料１１７で充填する前に、ホール１０２，１０４が、例えば、層１０７及び１１１を介したその等方性エッチングにより、拡大されることが可能である。
【００７９】
傾斜した壁及びテーパー形状を有するホール１０２，１０４を形成するように、エッチングが実施されることが可能である。ホール１０２，１０４のこのような形状により、その充填を容易にすることが可能である。
【００８０】
次に、金属材料１１７が、ホール１０２，１０４の壁上及び底部に、均一な厚さで堆積される。
【００８１】
堆積後に、ホール１０２，１０４の中心部が充填されないように、堆積された金属材料１１７の厚さが設けられることが可能である。
【００８２】
次に、この部分が、誘電性材料１２７を使用して充填される（図４Ａ）。
【００８３】
図４Ｂに図示された一つの可能性によると、ホールの中心部が、トレンチ１０３，１０５を充填するために使用する誘電性材料１１１を使用して、充填されることが可能である（図４Ｂ）。
【００８４】
相互接続構造の製造方法の他の実施例が、図５Ａ−５Ｄに示されている。
【００８５】
図２Ａに関連して上述したようなステップが第一に実施されることが可能である。
【００８６】
次に、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５が、金属材料１１７を使用して充填されることが可能である。
【００８７】
充填物が、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３の口からはみ出してもよい（図５Ａ）。ホール１０２，１０４からはみ出す金属が、ＣＭＰによって除去される。
【００８８】
次に、他の樹脂マスク１１４が、トレンチ１０３，１０５と対向して位置した開口１１６を含んで形成される。
【００８９】
金属材料１１７が、例えば、化学エッチングによって、前記マスク１１４の開口１１６を介して、トレンチ１０３，１０５から除去され、前記化学エッチングは、金属材料がタングステンである場合はＨＦ−ＨＮＯ３を使用する（図５Ｂ）。マスク１１４が、ストリップ法を使用して除去される。
【００９０】
次に、トレンチ１０３，１０５が、誘電性材料１１１を使用して充填される。
【００９１】
ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である（図５Ｃ）。
【００９２】
この結果、部材１２０が、基板１００の厚さの部分に入りこみ、かつ、基板１００の厚さの部分に入り込みもする領域１３０によって形成された絶縁性外郭部の内側に位置する金属材料の基部を備えて形成され、導電性部材１１７が、基板１００の半導体領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００９３】
次に、ホール１０２，１０４を覆わないように、開口が、誘電性材料１１１の層内に形成される。
【００９４】
次に、導電性スタッド１２１が、金属−ベースの導電性部材１１７上に形成される。
【００９５】
基板１００の背面上でホール１０２，１０４を覆わないように基板１００を薄くするステップ、次に、基板１００の背面上であって導電性部材１１７と接触する導電性スタッド１３１を形成するステップが、実施される（図５Ｄ）。
【００９６】
本発明による相互接続の製造方法が、基板１００内で、一旦、それが、ハンドル基板２００とともに組み立てられた時点で、例えば、“後処理（ｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）”ステップの間に実施されることが可能である。
【００９７】
ＴＳＶ−タイプの構造体を製造するための“後処理”法の実施例が、図６Ａ−６Ｅに図示されている。
【００９８】
製造された構造体を、例えば、図１Ｅに関連して上述されたものと同様な形態とすることが可能である。
【００９９】
この実施例において、本方法の出発構造体が、ハンドル基板２００上に取り付けられ、場合により薄くされた基板１００によって形成される。
【０１００】
一つ又は複数のトレンチ１０３，１０５が、第一に形成され、及び、一つ又は複数のホール３０２，３０４がマスク１０９を介して形成され、トレンチ１０３，１０５及びホール３０２，３０４が、基板１００の厚さを貫通する。
【０１０１】
ホール３０２，３０４が、導電性スタッド３２１と対向して形成され、前記スタッド３２１を覆わない。
【０１０２】
少なくとも一つのトレンチ１０３が、基板部及びホール３０２，３０４の周囲に、閉じた外郭部を形成するように、トレンチが形成される。
【０１０３】
ホール３０２，３０４が、基板１００の材料によって囲まれる（図６Ａ）。
【０１０４】
次に、トレンチ１０３，１０５が、誘電性材料１１１を使用して充填される（図５Ｃ）。
【０１０５】
ホール３０２，３０４の底及び壁を覆い、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である（図６Ｂ）。
【０１０６】
次に、誘電性材料１１１が、例えば、誘電体がＳｉＯ２である場合にはＨＦを使用する化学エッチングによって、樹脂マスク３１４の開口を介して、ホール３０２，３０４から除去される（図６Ｃ）。次に、樹脂マスク３１４が除去された後、ホール３０２，３０４が、金属材料１１７を使用して充填される（図６Ｄ）。
【０１０７】
ホール３０２，３０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である。この場合、ホール３０２，３０４からはみ出す余分な金属材料１１７が、例えば、ＣＭＰ研磨によって除去される。
【０１０８】
この結果、導電性部材１２０が、接続スタッド３２１と接触して形成される。次に、他の導電性スタッド３３１が形成され、接続スタッド３２１が配置される表面と対向する基板１００の表面上で導電性部材１２０と接触する（図６Ｅ）。
【符号の説明】
【０１０９】
１００ 基板
１０２，１０４ ホール
１０３，１０５ トレンチ
１０７ マスク層
１０９ 樹脂層
１１１ 誘電性材料
１１３ 樹脂マスク
１１５ 開口
１１７ 金属材料
１２０ 導電性部材
１２１，１３１ 導電性スタッド
１３０ 誘電性領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの分野に係り、特に、ビア相互接続構造の、特に、シリコン貫通ビア（ＴＳＶ）型の、マイクロエレクトロニクス及びマイクロシステムの分野に関する。
【０００２】
これが、改善された相互接続構造を実現する。
【背景技術】
【０００３】
超小型電子チップの積層体の製造に関連して、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）相互接続部材、すなわち、基板上に積層された一つ又は複数のチップとの接続を形成するための、基板を貫通する接続部材を製造することが知られている。
【０００４】
“ビア”とも呼ばれるこれらの接続素子が、従来から、基板を介した電流の経路を確保し、基板の両側に位置する装置を接続する内部導電部と、該内部導電部を覆い、ビアが基板内に形成された他の周囲ビア及び半導体基板に対して絶縁されることを確保する外部絶縁部と、から形成される。
【０００５】
このタイプのビアを製造する主なステップは、：
−基板内にホールを形成するステップと、
−ホールの壁に絶縁層を形成するステップと、
−例えば、ドープされたポリシリコン、タングステン、又は銅等の導電性材料の堆積によりホールを充填するステップと、
である。
【０００６】
貫通ビアの製造により、以下に関連する課題が生じる：
−通常極めて高い、その形状係数のため、ホールを充填するステップ；
−使用される充填材料に関連する機械的応力；
−使用される誘電性絶縁体及びビアの誘電性材料の厚さに依存する、過度に高い漂遊容量又は不十分な絶縁。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２は、閉じた（ｃｌｏｓｅｄ）及び絶縁性の外郭部（ｃｏｎｔｏｕｒ）を形成するトレンチを使用して基板の部分を絶縁することにより、導電性又は半導体基板内に形成された貫通ビアの製造方法を開示しており、基板の絶縁された半導体領域を介して伝導が生じる。
【０００８】
特許文献３は、誘電性材料で充填された正方形外郭部によって絶縁された正方形金属スタッドの形状の相互接続構造を提供する。
【０００９】
特許文献４は、その周囲に形成された絶縁性領域を貫通する環状ビアの製造方法を開示している。
【００１０】
基板を貫通するビア相互接続構造体の新たな製造方法を見つけるという課題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００４／８４３００号
【特許文献２】米国特許第６８１５８２７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／１８１４９４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／３２９５１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第一に、本発明は、相互接続構造体の製造方法に係り、基板内に、少なくとも一つのトレンチのような、閉じた外郭部を形成する少なくとも第一開口の形成を含み、及び、例えば、少なくとも一つのホールの形状である、前記閉じた外郭部の内側に位置した少なくとも一つの第二開口の形成を含み、第一開口及び第二開口が、基板の領域によって分離され、本方法は、第一開口を誘電性材料で充填し、第二開口を導電性材料で充填するステップをさらに含む。
【００１３】
また、本発明は、相互接続構造体の製造方法に係り、基板内に、少なくとも一つのトレンチのような、閉じた外郭部を形成する少なくとも第一開口の形成を含み、及び、例えば、少なくとも一つのホールの形状である、前記閉じた外郭部の内側に位置した少なくとも一つの第二開口の形成を含み、第一開口及び第二開口が、基板の領域によって分離され、本方法は、第一及び第二開口を誘電性材料又は導電性材料で充填し、一つの開口内のこの材料を除去し、他の材料によってこの開口を充填するステップをさらに含む。
【００１４】
第一開口及び第二開口が、同時に形成される。
【００１５】
導電性領域から分離された絶縁性領域を形成することで、良質な絶縁及びを達成し、容量効果を制限することが可能となる。このような構造が、例えば、ＲＦ回路用に製造される場合に、この利点が求められる。
【００１６】
このような方法を用いることで、第一開口と第二開口との間の領域を容易に特定の寸法に合わせ、前記領域とともに、接触を回復させるための保護領域を形成することが可能となる。
【００１７】
一つの可能な実施形態によると、第一開口及び第二開口の形成の後で、；
−前記誘電性材料を、第一開口及び第二開口内に堆積させることが可能である、
−誘電性材料を、第二開口から除去する、
−導電性材料を、第二開口内に形成する。
【００１８】
他の可能な実施形態によると、第一及び第二開口が形成された後で、；
−第一開口及び第二開口内に導電性材料を形成し、
−第一開口から導電性材料を除去し、
−第一開口内に誘電性材料を堆積することが可能である。
【００１９】
また、本方法が、第二開口からの誘電性材料の除去と、第二開口内における導電性材料の形成との間に、第二開口を拡大させるステップを含むことが可能である。
【００２０】
この拡大ステップが、第二の、テーパー開口を形成するように実施されることが可能である。
【００２１】
このような形状を備えて設けられた開口が、さらに容易に充填されることが可能である。
【００２２】
第二開口の壁及び底を覆うように、導電性材料が、第二開口内に形成されることが可能であり、本方法が、第二開口内を、絶縁性材料で、少なくとも部分的に充填することにより構成されるステップをさらに含む。
【００２３】
一つの可能な実施形態によると、第二開口の残部を絶縁性材料で充填することにより構成されるステップが、第一開口内に前記誘電性材料を堆積する前記ステップの間に実施されることが可能であり、前記絶縁性材料が、第二開口内における前記誘電性材料の少なくとも部分的な充填を可能にする。
【００２４】
基板が、導電性材料又は半導体材料の基部（ｂａｓｅ）を有することが可能である。
【００２５】
前記導電性充填材料が、所定の金属材料であることが可能であり、第一開口及び第二開口内における導電性材料の堆積の後、次に、第一開口からの導電性材が除去され、シリサイドのような、所定の半導体材料と所定の金属材料との合金を形成するように、熱処理が実施されることが可能である。
【００２６】
導電性材料で充填された第二開口が、導電性部材を形成する。本方法は、前記導電性部材上に少なくとも一つの接続スタッドの形成をさらに含むことが可能である。
【００２７】
本方法は、前記導電性部材の端部を露出させるように、基板を薄くするステップをさらに含むことが可能である。
【００２８】
一つの可能性によると、導電性スタッドが、前記導電性部材の前記端部上に形成されることが可能である。
【００２９】
基板が、その表面の一方上に位置した一つ又は複数の導電性領域を備えることが可能であり、前記導電性領域の少なくとも一つを露出させるように、その表面の他方からエッチングすることにより、ホールの前記形成が実施される。
【００３０】
第一及び第二開口の形成が、前記閉じた外郭部の内側に位置した一つ又は複数の他の開口の形成をさらに含むことが可能である。
【００３１】
第一及び第二開口の形成が、前記閉じた外郭部を囲む他の閉じた外郭部を形成する少なくとも一つの他の開口の形成をさらに含むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｂ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｃ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｄ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｅ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｆ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｇ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｈ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図１Ｉ】従来技術による相互接続構造の異なる実施例を図示したものである。
【図２Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｅ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図２Ｆ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第一実施形態を図示したものである。
【図３Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図３Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第二実施形態を図示したものである。
【図４Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の他の実施形態を図示したものである。
【図４Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の他の実施形態を図示したものである。
【図５Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図５Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第四実施例の実施形態を図示したものである。
【図６Ａ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｂ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｃ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｄ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【図６Ｅ】本発明によるＴＳＶ相互接続構造の製造方法の第五実施形態を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、添付の図面を参照し、単なる情報として提供される非制限的な実施形態の説明を読むことにより、いっそう理解されるだろう。
【００３４】
ある図面から次の図面への移動を容易にするために、異なる図面の同一な、同様な又は同等な部分には、同じ参照符号が付されている。
【００３５】
図面を見やすくするために、図面中に図示された異なる部分が、必ずしも、均一なスケールで示されていない。
【００３６】
本発明による方法を使用して製造されたＴＳＶ相互接続構造体の実施例が、図１Ａ−１Ｉに示されている。
【００３７】
これらの構造が、基板の厚さの少なくとも一部に入り込む少なくとも一つの導電性部材と、一つ又は複数の他の相互接続構造及び基板の残りの部分から導電性部材を絶縁させることを可能にする少なくとも一つの絶縁性領域と、を備える。
【００３８】
図１Ａは、基板内に形成され、例えばＳｉＯ２等の誘電性材料の基部を含む領域１３０を備え、円形の閉じた外郭部Ｃ１及び第一外郭部Ｃ１の内側に導電性部材１２０を形成する、相互接続構造の第一実施例を図示し（上面図）、導電性部材１２０が、例えば、銅等の金属ベースであることが可能であり、他の円形外郭部Ｃ２を形成する。
【００３９】
図１Ｂの実施例において、誘電性領域１３０が、長方形外郭部Ｃ１０を形成し、一方、また、導電性部材１２０が、外郭部Ｃ１０の内側に位置しかつ外郭部Ｃ１０から分離された長方形外郭部Ｃ２０を形成する。
【００４０】
図１Ｃにおいて、第三実施例の構造が提供される。この実施例において、誘電性領域１３０が、円形外郭部Ｃ１の形態となり、この内側に、複数の異なる導電性部材１２０が備えられる。
【００４１】
この実施例において、導電性部材１２０が、円筒型である。
【００４２】
第四実施例の構造は、導電性部材が、長方形ひし形の形状となる先の実施例とは異なる（図１Ｄ）。
【００４３】
他の実施例の相互接続構造が、リング状の誘電性材料領域１３０と、前記リングの内側の円筒状スタッド状の導電性部材１２０と、を備える（図１Ｅ）。
【００４４】
図１Ｆにおいて、第六実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部Ｃ１の形状であり、一方、導電性部材１２０が、リングを結合する導電性領域を介して互いに接続された複数の導電リングの形状である。
【００４５】
図１Ｇにおいて、第七実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部の形状であり、一方、導電性部材１２０が、らせん形状である。
【００４６】
図１Ｈにおいて、他の実施例の構造が提供され、誘電性領域１３０が、円形外郭部の形状であり、一方、導電性部材が、格子又はメッシュ形状である。
【００４７】
図１Ｉにおいて、第九実施例の相互接続構造が提供される。この実施例において、絶縁性領域１３０が、第一円形外郭部を形成し、一方、導電性部材１２０が、第一円形外郭部の内側に位置する。他の導電性部材１２２が、他の円形外郭部を形成し、その内側に、絶縁性領域１３０と導電性部材１２０とが、配置される。
【００４８】
他の円形外郭部の形状の他の誘電性領域１３２が、導電性部材１２０，１２２と絶縁性領域１３０とを囲む。
【００４９】
提供された各実施例の構造において、前記領域によって囲まれる導電性部材と絶縁性領域とが、基板の厚さの少なくとも一部に入り込み、その基部として半導体材料を有することが可能である基板の少なくとも一つの領域によって、互いに離隔される。
【００５０】
ここで、例えば、図１Ａに関連して先に記載されたタイプの相互接続構造体の本発明による製造方法の第一実施例が、図２Ａ−２Ｆに関連して提供される。
【００５１】
この実施例において、出発材料が、例えばＳｉベースの半導体基板１００であることが可能であり、一つ又は複数のトレンチ１０３，１０５、及び一つ又は複数のホール１０２，１０４が、同時に形成され、トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４が、基板１００の厚さｅの少なくとも一部に入り込む。
【００５２】
ホール及びトレンチが、例えば、１００ナノメートルと１ミリメートルの間の深さを有することが可能である。
【００５３】
トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４を形成するために、第一に、例えば、ＳｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４のベースを有することが可能なマスク層１０７と、樹脂層１０９とを堆積することが可能であり、開口が形成される。次に、基板が、これらの開口を介してエッチングされる（図２Ａ）。
【００５４】
少なくとも一つのトレンチ１０３が、基板部１００及びホール１０２，１０４の周囲に閉じた外郭部を形成するように、トレンチが形成される。
【００５５】
少なくとも一つのホール１０２が、基板部１００の周囲に閉じた外郭部を形成するように、ホールが形成される。
【００５６】
次に、樹脂層１０９が除去され、次に、トレンチ１０３，１０５及びホール１０２，１０４が、例えば、ＳｉＯ２である誘電性材料１１１を使用して充填される。充填が、例えば、ＳＡＣＶＤ（“Ｓｕｂ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）タイプの堆積によって、実施されることが可能である（図２Ｂ）。
【００５７】
次に、ホール１０２，１０４と対向して位置する開口１１５を含む他の樹脂マスク１１３が、形成される。次に、例えば、前記マスク１１３の開口１１５を介して、酸化物−型の誘電体に対して、ドライエッチング又はＨＦを使用する化学エッチングによって、ホール１０２，１０４から、誘電性材料１１１が除去される。
【００５８】
次に、ホール１０２，１０４を充填するように、金属材料１１７が、堆積される（図２Ｄ）。
【００５９】
例えば、金属材料１１７が、例えば、ＣＶＤ（“Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）によって堆積されることが可能なタングステン、又は、例えば、ＥＣＤ（“Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”）によって堆積されることが可能な銅であることが可能である。
【００６０】
次に、ホール１０２，１０４の口を超えて広がる金属材料１１７が、除去される。
【００６１】
マスク層１０７上であり、トレンチ１０３，１０５の口を超えてはみ出す誘電性材料１１１も除去するように、この除去が、例えば、ＣＭＰ（“Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ”）を使用して実施されることが可能である（図２Ｅ）。
【００６２】
この結果、部材１２０が、基板１００の厚さの部分に入りこみ、かつ、基板１００の厚さの部分に入り込みもする領域１３０によって形成された絶縁外郭部の内側に位置する金属基部を備えて形成され、導電性部材１２０が、基板１００の領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００６３】
次に、導電性部材１２０と接続されるように、導電性スタッド１２１が、基板の前面上であり、金属材料１１７で充填されたホール１０２，１０４上に、形成される。
【００６４】
次に、ホール１０２，１０４の底部が露出されるように、基板１００が、その背面を介して薄くされることが可能である。この結果、導電性部材１２０へのアクセスが提供される。
【００６５】
一つの可能性によると、薄くすることで、ハンドル基板２００が、取り付けられることが可能である。
【００６６】
次に、導電性スタッド１３１が、基板の背面上に形成され、導電性部材１２０と接触する。
【００６７】
ここで、本発明による、相互接続構造の製造方法の第二実施形態が、図３Ａ−３Ｄに関連して提供される。
【００６８】
図２Ａ−２Ｄに関連する上記の実施例での方法のようなステップが、第一に実行されることが可能である。
【００６９】
次に、ホール１０２，１０４の壁及び底を覆うように、金属材料１１７が、堆積されることが可能である（図３Ａ）。
【００７０】
堆積された金属材料が、３００から１０００ナノメートルでありうる厚さに準じる、例えば、Ｗ、又はＴｉ、又はＮｉ、又はＰｔ、又はＣｏであることが可能である。ホールが完全には充填されないように設けられた厚さで、金属材料が、堆積されることが可能である。
【００７１】
次に、ホール１０２，１０４内にシリサイド領域１２２を形成するためのステップが、熱処理を行うことにより、例えば、Ｎｉシリサイドを形成するために４００℃付近の温度で、実行される。
【００７２】
形成されたシリサイドが、例えば、以下の材料：ＷＳｉ２，ＴｉＳｉ２，ＮｉＳｉ，ＰｔＳｉ，ＣｏＳｉ２の一つであることが可能であり、例えば、１から３マイクロメートルの間の厚さを有することが可能である（図３Ｂ）。
【００７３】
この結果、導電性部材１２２が、導電性材料の基部を有して形成され、基板１００の厚さの部分に入りこみ、また基板１００の厚さの一部に入り込む領域１３０によって形成された絶縁性外郭部の内側に位置し、導電性部材１２２が、基板１００の半導体領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００７４】
次に、導電性部材１２２と接触するように、導電性スタッド１２１が、基板１００の半導体材料と金属１１７との間の反応の結果として生じる金属合金で充填された半導体ホール１０２，１０４上に形成される（図３Ｃ）。
【００７５】
次に、その背面を介して、ホール１０２，１０４の底部が露出されるように、基板１００が薄くされることが可能である。この結果、導電性部材１２２へのアクセスが提供される。
【００７６】
一つの実現性によると、薄くすることで、ハンドル基板２００が、取り付けられることが可能である。
【００７７】
次に、導電性スタッド１３１が、基板の背面上に形成され、導電性部材１２２と接触する。
【００７８】
先に提供された方法の実施例のいずれかの一つの代替方法によると、ホール１０２，１０４を金属材料１１７で充填する前に、ホール１０２，１０４が、例えば、層１０７及び１１１を介したその等方性エッチングにより、拡大されることが可能である。
【００７９】
傾斜した壁及びテーパー形状を有するホール１０２，１０４を形成するように、エッチングが実施されることが可能である。ホール１０２，１０４のこのような形状により、その充填を容易にすることが可能である。
【００８０】
次に、金属材料１１７が、ホール１０２，１０４の壁上及び底部に、均一な厚さで堆積される。
【００８１】
堆積後に、ホール１０２，１０４の中心部が充填されないように、堆積された金属材料１１７の厚さが設けられることが可能である。
【００８２】
次に、この部分が、誘電性材料１２７を使用して充填される（図４Ａ）。
【００８３】
図４Ｂに図示された一つの可能性によると、ホールの中心部が、トレンチ１０３，１０５を充填するために使用する誘電性材料１１１を使用して、充填されることが可能である（図４Ｂ）。
【００８４】
相互接続構造の製造方法の他の実施例が、図５Ａ−５Ｄに示されている。
【００８５】
図２Ａに関連して上述したようなステップが第一に実施されることが可能である。
【００８６】
次に、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５が、金属材料１１７を使用して充填されることが可能である。
【００８７】
充填物が、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３の口からはみ出してもよい（図５Ａ）。ホール１０２，１０４からはみ出す金属が、ＣＭＰによって除去される。
【００８８】
次に、他の樹脂マスク１１４が、トレンチ１０３，１０５と対向して位置した開口１１６を含んで形成される。
【００８９】
金属材料１１７が、例えば、化学エッチングによって、前記マスク１１４の開口１１６を介して、トレンチ１０３，１０５から除去され、前記化学エッチングは、金属材料がタングステンである場合はＨＦ−ＨＮＯ３を使用する（図５Ｂ）。マスク１１４が、ストリップ法を使用して除去される。
【００９０】
次に、トレンチ１０３，１０５が、誘電性材料１１１を使用して充填される。
【００９１】
ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である（図５Ｃ）。
【００９２】
この結果、部材１２０が、基板１００の厚さの部分に入りこみ、かつ、基板１００の厚さの部分に入り込みもする領域１３０によって形成された絶縁性外郭部の内側に位置する金属材料の基部を備えて形成され、導電性部材１１７が、基板１００の半導体領域によって絶縁性領域１３０から分離される。
【００９３】
次に、ホール１０２，１０４を覆わないように、開口が、誘電性材料１１１の層内に形成される。
【００９４】
次に、導電性スタッド１２１が、金属−ベースの導電性部材１１７上に形成される。
【００９５】
基板１００の背面上でホール１０２，１０４を覆わないように基板１００を薄くするステップ、次に、基板１００の背面上であって導電性部材１１７と接触する導電性スタッド１３１を形成するステップが、実施される（図５Ｄ）。
【００９６】
本発明による相互接続の製造方法が、基板１００内で、一旦、それが、ハンドル基板２００とともに組み立てられた時点で、例えば、“後処理（ｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）”ステップの間に実施されることが可能である。
【００９７】
ＴＳＶ−タイプの構造体を製造するための“後処理”法の実施例が、図６Ａ−６Ｅに図示されている。
【００９８】
製造された構造体を、例えば、図１Ｅに関連して上述されたものと同様な形態とすることが可能である。
【００９９】
この実施例において、本方法の出発構造体が、ハンドル基板２００上に取り付けられ、場合により薄くされた基板１００によって形成される。
【０１００】
一つ又は複数のトレンチ１０３，１０５が、第一に形成され、及び、一つ又は複数のホール３０２，３０４がマスク１０９を介して形成され、トレンチ１０３，１０５及びホール３０２，３０４が、基板１００の厚さを貫通する。
【０１０１】
ホール３０２，３０４が、導電性スタッド３２１と対向して形成され、前記スタッド３２１を覆わない。
【０１０２】
少なくとも一つのトレンチ１０３が、基板部及びホール３０２，３０４の周囲に、閉じた外郭部を形成するように、トレンチが形成される。
【０１０３】
ホール３０２，３０４が、基板１００の材料によって囲まれる（図６Ａ）。
【０１０４】
次に、トレンチ１０３，１０５が、誘電性材料１１１を使用して充填される（図５Ｃ）。
【０１０５】
ホール３０２，３０４の底及び壁を覆い、ホール１０２，１０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である（図６Ｂ）。
【０１０６】
次に、誘電性材料１１１が、例えば、誘電体がＳｉＯ２である場合にはＨＦを使用する化学エッチングによって、樹脂マスク３１４の開口を介して、ホール３０２，３０４から除去される（図６Ｃ）。次に、樹脂マスク３１４が除去された後、ホール３０２，３０４が、金属材料１１７を使用して充填される（図６Ｄ）。
【０１０７】
ホール３０２，３０４及びトレンチ１０３，１０５の口からはみ出すように、充填が実施されることが可能である。この場合、ホール３０２，３０４からはみ出す余分な金属材料１１７が、例えば、ＣＭＰ研磨によって除去される。
【０１０８】
この結果、導電性部材１２０が、接続スタッド３２１と接触して形成される。次に、他の導電性スタッド３３１が形成され、接続スタッド３２１が配置される表面と対向する基板１００の表面上で導電性部材１２０と接触する（図６Ｅ）。
【符号の説明】
【０１０９】
１００ 基板
１０２，１０４ ホール
１０３，１０５ トレンチ
１０７ マスク層
１０９ 樹脂層
１１１ 誘電性材料
１１３ 樹脂マスク
１１５ 開口
１１７ 金属材料
１２０ 導電性部材
１２１，１３１ 導電性スタッド
１３０ 誘電性領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１００）を貫通する少なくとも一つのビアを備えた相互接続構造体の製造方法であって、前記基板内における、閉じた外郭部をなす少なくとも一つの第一開口（１０３，１０５）、及び前記閉じた外郭部の内側に位置する少なくとも一つの第二開口（１０２，１０４）を同時に形成するステップを含み、前記第一開口及び第二開口が、前記基板の領域によって分離され、
前記方法が、誘電性材料（１１１）又は導電性材料（１１７）で、各々、前記第一開口及び第二開口を充填するステップと、
前記第二開口又は第一開口の各々内の前記材料を除去するステップと、
前記第二開口又は第一開口の各々内に、導電性材料（１１７，１２２）又は誘電性材料の各々を堆積又は形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする相互接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第二開口が、前記基板を貫通しておらず、前記第二開口を導電性材料で充填した後に、前記方法が、一つの相互接続ビアを形成するように前記第二開口を露出させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第一開口及び第二開口に前記導電性材料を堆積し、前記第一開口から前記導電性材料を除去した後で、前記導電性材料と前記基板の材料との合金（１２２）を形成するように熱処理が実施されることを特徴とする請求項１記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第二開口の壁及び底を覆うように、前記導電性材料（１１７）が、前記第二開口内に形成され、
次に、前記方法が、絶縁性材料（１２７）で前記第二開口の残部内を充填することにより構成されるステップを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第一開口（１０３，１０５）内に前記誘電性材料（１１１）を堆積し、前記第二開口の残部内に前記誘電性材料（１１１）を堆積すると同時に、前記第二開口の残部を絶縁性材料で充填することにより構成されるステップが実施されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第二開口（１０２，１０４）から前記誘電性材料（１１１）を除去するステップと、前記第二開口内に前記導電性材料（１１７，１２２）を堆積又は形成するステップとの間に、前記第二開口を拡大させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１，２，４及び５のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記基板（１００）が、所定の導電性材料又は半導体材料の基部を含み、
前記導電性材料（１１７）が、金属であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項８】
導電性材料で充填された前記第二開口（１０２，１０４）が、導電性部材（１２０，１２２）を形成し、
前記方法が、前記導電性部材上に少なくとも一つの接続スタッド（１２１）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第二開口が、導電性部材を形成する導電性材料で充填され、
前記方法が、前記導電性部材（１２０,１２２）の一端部を露出させるように、前記基板の少なくとも一表面を薄くするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性部材（１２０，１２２）の前記一端部上に、導電性スタッド（１３１）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記基板が、その表面の一方上に位置した一つ又は複数の導電性領域（３２１）を有し、
前記導電性領域の少なくとも一つを露出するように、前記第二開口を形成するステップが、その表面を他方からエッチングすることにより実施されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記同時に形成するステップが、前記閉じた外郭部の内側に位置した一つ又は複数の他の開口を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記同時に形成するステップが、前記閉じた外郭部を囲む他の閉じた外郭部を形成する少なくとも一つの他の開口を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１】
基板（１００）を貫通する少なくとも一つのビアを備えた相互接続構造体の製造方法であって、前記基板内における、閉じた外郭部をなす少なくとも一つの第一開口（１０３，１０５）、及び前記閉じた外郭部の内側に位置する少なくとも一つの第二開口（１０２，１０４）を同時に形成するステップを含み、前記第一開口及び第二開口が、前記基板の領域によって分離され、
前記方法が、誘電性材料（１１１）又は導電性材料（１１７）で、各々、前記第一開口及び第二開口を充填するステップと、
前記第二開口又は第一開口の各々内の前記材料を除去するステップと、
前記第二開口又は第一開口の各々内に、導電性材料（１１７，１２２）又は誘電性材料の各々を堆積又は形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする相互接続構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第二開口が、前記基板を貫通しておらず、前記第二開口を導電性材料で充填した後に、前記方法が、一つの相互接続ビアを形成するように前記第二開口を露出させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第一開口及び第二開口に前記導電性材料を堆積し、前記第一開口から前記導電性材料を除去した後で、前記導電性材料と前記基板の材料との合金（１２２）を形成するように熱処理が実施されることを特徴とする請求項１記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第二開口の壁及び底を覆うように、前記導電性材料（１１７）が、前記第二開口内に形成され、
次に、前記方法が、絶縁性材料（１２７）で前記第二開口の残部内を充填することにより構成されるステップを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第一開口（１０３，１０５）内に前記誘電性材料（１１１）を堆積し、前記第二開口の残部内に前記誘電性材料（１１１）を堆積すると同時に、前記第二開口の残部を絶縁性材料で充填することにより構成されるステップが実施されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第二開口（１０２，１０４）から前記誘電性材料（１１１）を除去するステップと、前記第二開口内に前記導電性材料（１１７，１２２）を堆積又は形成するステップとの間に、前記第二開口を拡大させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１，２，４及び５のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記基板（１００）が、所定の導電性材料又は半導体材料の基部を含み、
前記導電性材料（１１７）が、金属であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項８】
導電性材料で充填された前記第二開口（１０２，１０４）が、導電性部材（１２０，１２２）を形成し、
前記方法が、前記導電性部材上に少なくとも一つの接続スタッド（１２１）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第二開口が、導電性部材を形成する導電性材料で充填され、
前記方法が、前記導電性部材（１２０,１２２）の一端部を露出させるように、前記基板の少なくとも一表面を薄くするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性部材（１２０，１２２）の前記一端部上に、導電性スタッド（１３１）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記基板が、その表面の一方上に位置した一つ又は複数の導電性領域（３２１）を有し、
前記導電性領域の少なくとも一つを露出するように、前記第二開口を形成するステップが、その表面を他方からエッチングすることにより実施されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記同時に形成するステップが、前記閉じた外郭部の内側に位置した一つ又は複数の他の開口を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記同時に形成するステップが、前記閉じた外郭部を囲む他の閉じた外郭部を形成する少なくとも一つの他の開口を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の相互接続構造体の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図１Ｇ】
【図１Ｈ】
【図１Ｉ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【公開番号】特開２０１１−１２９９１８（Ｐ２０１１−１２９９１８Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２７７８６８（Ｐ２０１０−２７７８６８）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（５０２１２４４４４）コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７８６８（Ｐ２０１０−２７７８６８）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（５０２１２４４４４）コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ (383)
【Ｆターム（参考）】
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