JP2007095743A

JP2007095743A - 貫通孔配線及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007095743A
Application number: JP2005279490A
Authority: JP
Inventors: Hisatoku Shiroishi; 久徳城石; Masanao Kamakura; 將有鎌倉; Takumi Taura; 巧田浦; Akira Tomoida; 亮友井田; Norihiro Yamauchi; 規裕山内
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】端部に電極パッドを備えた貫通孔配線及びその製造方法において、信頼性の向上、及び工程数の低減と生産性の向上を実現する。
【解決手段】半導体基板１に貫通孔２を形成し、貫通孔２内壁面を含む表面に絶縁層３を形成する。半導体基板１の一方の面１ａに通電用のシード層４を形成し、他方の面１ｂの貫通孔２周縁部に電極パッド用のシード層５を形成する。シード層４とシード層５とは互いに接触することなく形成されている。次に、めっき用電極Ｅと通電用のシード層４との間に通電して貫通孔２内部にめっき金属６を充填するボトムアップめっきを行う。めっき金属６がシード層５まで到達すると、シード層４とシード層５とが導通し、その後、シード層５への通電に伴うめっき金属６の成長により貫通孔配線と一体でシード層５の上に電極パッドが形成され、端部に電極パッドを備えた貫通孔配線が完成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体基板の表裏面を貫通する配線とその端部における電極パッドとを一体で形成してなる貫通孔配線及びその製造方法に関する。

従来の、半導体基板の表裏面を貫通する貫通孔配線であって、その端面に電極パッドを備えた貫通孔配線の例を、図８を参照して説明する。貫通孔配線９０は、半導体基板９１の所定位置の表裏面を貫通する貫通孔９２に、絶縁層９３を介して充填した導電体９４からなる。貫通孔配線９０の一端には、貫通孔配線９０から配線を取り出すための電極パッド９５が形成されている。

上述の電極パッド９５を備えた貫通孔配線９０の製造方法を、図９（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図９（ａ）に示すように、例えば、集積回路等が形成されたシリコン、ガリウムヒ素、インジウム燐などの半導体基板９１に、エッチング加工やレーザ加工などを用いて、半導体基板９１の所定の位置にその表裏面を貫通するように貫通孔９２を形成し、その内壁や基板表面にＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や熱酸化法などを用いて酸化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁性を有する絶縁層９３を形成し、その後、半導体基板９１の一方の面の絶縁層９３上に、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて銅やニッケルなどの導電性を有するシード層９６を形成する。そして、シード層９６とめっき用電極Ｅとの間でめっき電流を流して、ボトムアップ方式のめっきを行う。

上述のボトムアップ方式のめっきを行うと、図９（ｂ）の左図から右図に示すように、導電体９４が成長する。この導電体９４は、例えば、銅やニッケルなどのめっき金属からなり、シード層９６を起端として貫通孔内部の絶縁層９３上に貫通孔９２を充填するように形成される。次に、図９（ｃ）に示すように、半導体基板９１の表裏面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）等によって絶縁層９３が露出するまで研磨して、貫通孔９２内の導電体９４からなる貫通孔配線９０が形成される。最後に、図９（ｄ）に示すように、貫通孔配線９０の端面上に、スパッタ等による成膜やパターニング等により電極パッド９５が形成される。

また、他の従来の技術として、基板に形成したホールに充填した導体と、この導体に接続する基板上における配線パターンと、を同時に形成する方法が知られている。この方法は、基板に所定のサイズのホールを形成する工程と、ホール内壁及び基板上にめっきシード層を形成する工程と、めっきシード層上に所定のレジストパターンを形成する工程と、ホール内部及び基板上にめっき層を形成する工程と、基板上のめっき層をレジストパターンが露出する所望の厚さに薄化する工程と、レジストパターン及びシード層を除去して基板上に配線パターンを形成すると共に、ホール内を充填したコンタクトを形成する工程と、を含み、さらに、必要に応じて、基板の裏面をコンタクトの底面が露出するまで研磨してスルーホールを形成する工程をも含むものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２４７５４９号公報

しかしながら、上述した図８や図９（ａ）〜（ｄ）に示されるような貫通孔配線９０及びその製造方法においては、以下に示すような問題があり、これを、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図１０（ａ）の左図は正常に形成された貫通孔配線９０を示し、右図は正常に電極パッド９５が形成された状態を示す。ところが、図１０（ｂ）や図１０（ｃ）の左図に示す貫通孔配線９０は、その端部の端面辺縁部や端面中央部に導電体９４の欠落９４ａ，９４ｂを有する不具合が生じている。このため、図１０（ｂ）や図１０（ｃ）の右図に示すように、これらの貫通孔配線９０の端部に形成した電極パッド９５との間に、断線部分９５ａ，９５ｂが生じ、これが貫通孔配線９０と電極パッド９５との導通不良、高抵抗化、不安定な動作などの問題を生じる原因となる。

上述の欠落９４ａ，９４ｂは、従来の技術において、例えば、半導体基板９１をＣＭＰ等により処理して、絶縁層９３が露出するまで導電体９４を研磨する工程に問題がある。例えば、研磨前の状態である、上述の図９（ｃ）右図において、研磨により除去されるシード層９６側の導電体９４の厚みや、貫通孔９２より突出した導電体９４の突起部の高さが、半導体基板９１の表裏の各面内で大きくばらつくことがある。このような場合に、導電体９４が一番厚い部分、又は突起が一番高い部分において、絶縁層９３が露出するまで研磨すると、導電体９４が薄いか、その突起が低い部分において、貫通孔９２内の導電体９４の研磨が過度に進む。また、貫通孔９２の開口端における導電体９４が、研磨荷重によって機械的・化学的なダメージを受けることにより、導電体９４の剥離や溝ができ、欠落９４ａが発生する。また、貫通孔９２の開口端における導電体９４がＣＭＰの研磨液（スラリー）の化学的エッチングによって半導体基板９１表面の水準よりもへこんでしまう、いわゆるディッシングが生じて、欠落９４ｂが生じる。

また、上述した特許文献１に示されるようなホール内導体と基板上配線パターンを形成する方法においては、レジストパターン及びシード層を除去して基板上に配線パターンを形成するために、基板上のめっき層をレジストパターンが露出する所望の厚さに薄化する工程を含んでいる。一般に、基板の研磨工程は含まない方が、工程の単純化などの観点から望ましい。しかしながら、特許文献１に示される方法においては研磨工程が必須となっている。

また、特許文献１に示される方法においては、ホール内壁及び基板上に形成したシード層上にめっきの成長がコンフォーマルに進行するので、アスペクト比の高いホールの場合には、不良の原因となるボイドがホール内に発生するという問題があり、適用範囲が制限される。また、基板の裏面を研磨してスルーホールとするので、基板が高価な場合に基板を研磨除去して廃棄することによるコスト高の問題や、ホールの深さをばらつきなく一定に形成する工程管理の難しさなどの問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、信頼性が高く良品率を向上でき、また、工程数を減らして生産性を向上できる、端部に電極パッドを備えた貫通孔配線及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、半導体基板にその表裏面を貫通する貫通孔を設けると共に、この貫通孔の内部に絶縁層を介してめっき金属を充填して形成された貫通孔配線であって、前記半導体基板の一方の面に前記めっき金属を充填するために形成されためっき金属充填用のシード層と、前記半導体基板の他方の面の貫通孔周縁部に形成された電極パッド用のシード層と、前記電極パッド用のシード層の上に形成された電極パッドと、を備え、前記電極パッド用のシード層と前記めっき金属充填用のシード層とは互いに接触することなく形成され、前記電極パッドは貫通孔配線を形成する前記めっき金属と一体で形成されているものである。

請求項２の発明は、半導体基板にその表裏面を貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔を形成した半導体基板の貫通孔内壁面を含む表面に絶縁層を形成し、前記絶縁層で絶縁された貫通孔内部にめっき金属を充填して配線を形成する貫通孔配線の製造方法において、前記半導体基板に前記貫通孔と絶縁層とを形成した後に、当該半導体基板の一方の面に通電用のシード層を形成すると共に、他方の面の貫通孔周縁部に電極パッド用のシード層を形成し、前記各シード層を形成した後に、前記他方の面に対向離間して配置させためっき用電極と前記通電用のシード層との間に通電して前記貫通孔内部に前記一方の面側から他方の面側に向けて順次めっき金属を充填し、前記めっき金属の充填が進行して当該めっき金属が前記電極パッド用のシード層に導通した後、当該シード層への通電に伴うめっき金属の成長により当該貫通孔配線と一体で電極パッドを形成するものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の貫通孔配線の製造方法において、前記電極パッド用のシード層は、前記半導体基板の他方の面に貫通孔周縁部を含む広い領域にシード層を形成した後に、当該広いシード層における貫通孔周縁部のシード層以外の領域のシード層をレジスト層により覆い隠し、露出した貫通孔周縁部のシード層を電極パッド用のシード層とするものである。

請求項４の発明は、請求項２に記載の貫通孔配線の製造方法において、前記電極パッド用のシード層は、前記半導体基板の他方の面に貫通孔周縁部を含む広い領域にシード層を形成した後に、当該広いシード層における貫通孔周縁部のシード層以外の領域のシード層を除去することにより、残った貫通孔周縁部のシード層を電極パッド用のシード層とするものである。

請求項１の発明によれば、電極パッドが、貫通孔配線を形成するめっき金属と一体で、かつ、電極パッド用シード層の上に形成されているので、シード層がない場合や、めっき金属と一体形成ではない場合に比べて、電極パッドの半導体基板に対する密着性がより強化されており、電極パッドを備えた貫通孔配線の信頼性がより高いものとなっている。また、電極パッド用とめっき金属充填用の各シード層が互いに接触していないので、電極パッド用のシード層上には、電極パッドとして適切な厚さのめっき金属が成膜されており、従って、研磨の工程を経ることなく電極パッドを形成できており、貫通孔配線の生産性の向上と低コスト化が実現できる。なお、「電極パッドが貫通孔配線を形成するめっき金属と一体」とは、電極パッドが、貫通孔配線を形成するめっき金属と空間的に連続した同質のめっき金属によって形成されていることをいう。

請求項２の発明によれば、めっき用電極と通電用のシード層とを用いて、いわゆるボトムアップ方式により、めっき金属を貫通孔内部に充填できるので、ボイドのない貫通孔配線を形成できる。また、めっき処理の最終段階において、貫通孔内のめっき金属が電極パッド用のシード層に導通し、その後、自動的に電極パッド用のシード層に通電され、この通電により電極パッドが形成されるので、電極パッドとして適切な厚みのめっき金属が成長した段階でめっき処理を終了できる。従って、研磨の工程を経ることなく適切な厚みの電極パッドを形成でき、貫通孔配線の生産性の向上と低コスト化が実現できる。また、電極パッドが、貫通孔配線を形成するめっき金属と一体で、かつ、電極パッド用シード層の上に形成するので、シード層がない場合や、めっき金属と一体形成ではない場合に比べて、半導体基板に対する密着性が強化され信頼性がより向上した電極パッドを備えた貫通孔配線を製造できる。

請求項３の発明によれば、レジスト層のパターニングにより所望の形状の電極パッド用シード層を容易に形成でき、めっき処理後にレジスト層とその下層の不要なシード層を除去することにより、所望の形状の電極パッドを容易に得ることができる。

請求項４の発明によれば、周知のパターニング技術を用いて、所望の形状の電極パッド用シード層を容易に形成でき、その後のめっき処理によって、所望の形状の電極パッドを容易に得ることができる。

以下、本発明の半導体基板の表裏面を貫通する配線とその端部に電極パッドを備えた貫通孔配線及びその製造方法について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の貫通孔配線１０の製造方法が適用された半導体基板１とその一部拡大透視表示された貫通孔配線１０部分を示す。貫通孔配線１０は、半導体基板１の厚み方向に貫通する孔に電気導体を充填して形成されている。貫通孔配線１０は、例えば、ウエハレベルパッケージング等に用いられる半導体基板や、集積回路チップとプリント配線基板との間に介在させる、いわゆるインターポーザ用の半導体基板や、互いに積層される集積回路チップの半導体基板などに形成され、半導体基板１の一方の面１ａと他方の面１ｂとにおける回路を電気接続する。貫通孔配線１０の端面には電極パッド１１や、必要に応じて配線パターン１２が形成されている。

（第１の実施形態）
図２は本発明の第１の実施形態に係る貫通孔配線１０の製造方法のフローチャートを示し、図３は同方法のボトムアップ方式によるめっきの様子を示し、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｄ）は同方法の主要工程段階における半導体基板１の断面を工程順に示す。まず貫通孔配線１０の製造方法の概要を、図２、図３を参照して説明する。半導体基板１にその表裏面を貫通する貫通孔２を形成し（Ｓ１）、貫通孔２を形成した半導体基板１の貫通孔２内壁面を含む表面に絶縁層３を形成する（Ｓ２）。

次に、貫通孔２と絶縁層３とを形成した半導体基板１の一方の面１ａに通電用のシード層４を形成し（Ｓ３）、さらに、他方の面１ｂの貫通孔２周縁部に電極パッド用のシード層５を形成する（Ｓ４）。なお、この電極パッド用のシード層５とめっき金属充填用のシード層４とは、互いに接触することなく形成されている。次に、他方の面１ｂに対向離間して配置させためっき用電極Ｅと通電用のシード層４との間に通電して貫通孔２内部に一方の面１ａ側から他方の面１ｂ側に向けて順次めっき金属６を充填するボトムアップめっきを行う（Ｓ５）。

上述のボトムアップめっきによるめっき金属の充填が進行してめっき金属６が電極パッド用のシード層５まで到達すると、通電用のシード層４と電極パッド用のシード層５とが導通する。この導通の後は、シード層５への通電に伴うめっき金属６の成長により貫通孔配線１０と一体でシード層５の上に電極パッド１１（図５（ｄ）参照）が形成される。電極パッド１１の厚みが所定の厚みになったところでめっき処理を終了することにより、端部に所定厚みの電極パッド１１を備えた貫通孔配線１０が完成する（Ｓ６）。次に、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｄ）及び前述の図３を参照して、各工程の詳細説明を行う。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上述のステップＳ１，Ｓ２に対応する。半導体基板１は、例えば、シリコン基板である。貫通孔２は、ウエットエッチングやドライエッチング、例えば、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）などによって形成される。絶縁層３は、配線の絶縁を確保するためのものであり、例えば、半導体基板１の熱酸化による酸化膜成長や、ＣＶＤ法による成膜等の方法によって形成される。図４（ｄ）に示す状態は、半導体基板１の一方の面１ａに通電用のシード層４を形成し（上述のステップＳ３の完了状態）、さらに、他方の面１ｂの全面に電極パッド用のシード層５を形成するための広いシード層を形成した状態である。

上述の図４（ｄ）の状態から、図５（ａ）の状態を経て、電極パッド用のシード層５が形成された図５（ｂ）の状態に至る工程が、ステップＳ４の工程である。最終の電極パッド用のシード層５を形成するため、まず、図４（ｄ）に示すように、半導体基板１の他方の面１ｂに貫通孔２周縁部を含む広い領域にシード層５を形成し、その後、図５（ａ）に示すように、所定の電極パッドの形にパターニングされたレジスト層５ａを貫通孔２周縁部に形成する。

次に、上述のレジスト層５ａをエッチングマスクとして、例えば、ドライエッチングを行うことにより、貫通孔２周縁部のシード層以外の領域のシード層を除去し、さらにレジスト層５ａを除去して、図５（ｂ）に示すように、残った貫通孔２周縁部のシード層からなる電極パッド用のシード層５を形成する。このような電極パッド用シード層５の形成方法によれば、周知のパターニング技術を用いて、所望の形状の電極パッド用シード層５を容易に形成できる。

上述の各シード層４，５は、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などの成膜法によって形成される。シード層４，５を形成する金属材料は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）などである。また、シード層４は、これをカソード電極とするため、基板１の一方の面１ａの、例えば、全面に形成する。シード層４，５は、半導体基板１とめっき金属６との間に介在して、配線材料であるめっき金属６が半導体基板１の表面に強固に密着するように保持して、めっき金属６の剥離や欠け、断線などを防止する。

上述の通電用のシード層４は、図３に示すように、めっき用電源Ｖに接続されてカソード電極となる。貫通孔２の開口周辺のシード層４とめっき用電極Ｅとの間に発生する電界によって、貫通孔２内部にめっき電流が流れ、半導体基板１の一方の面１ａ側から、他方の面１ｂ側に向けて、めっき金属６が成長する（すなわち、ボトムアップ方式のめっき、ステップＳ５）。

図５（ｃ）は、ボトムアップ方式のめっき工程中の様子を示す。めっき金属６は、導電性でめっき成長が可能な材料であればよい。例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などは低抵抗であり、また、めっき金属６として広く用いられているものであり、好適である。

ボトムアップ方式のめっきが進行し、めっき金属６により貫通孔２内が充填され、貫通孔２の開口周縁部の電極パッド用のシード層５とめっき金属６が接触すると、シード層５にも電流が流れるようになり、貫通孔２の内部とシード層５の表面とにおいて、同時にめっき金属の成長が進行する（Ｓ６）。電極パッド１１の厚みが所定の厚みになったところでめっき処理を終了することにより、図５（ｄ）に示すように、端部に電極パッド１１を備えた貫通孔配線１０が完成する。

上述のように、パターニングされた電極パッド用のシード層５の上に、適切な膜厚となるようにめっき金属を成長させて電極パッド１１を形成できるので、研磨工程、例えばＣＭＰによる研磨工程を省くことができ、研磨に起因する不具合の発生がなく貫通孔配線１０や電極パッド１１の信頼性が向上する。また、研磨工程省略による生産性の向上が図られる。さらに、貫通孔配線１０と電極パッド１１とを同時に一体で形成することができるので、コンタクト不良（導通不良）の問題を解決できる。

（第２の実施形態）
図６（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係る貫通孔配線１０の製造方法の主要工程段階における半導体基板１の断面を工程順に示す。この実施形態における製造方法は、上述の第１の実施形態とは、電極パッド用のシード層５の形成方法とこれに関連して派生する後処理（用済みのレジスト層とシード層の除去）の部分が異なるのみであり、この相違点に注目して第２の実施形態を説明する。図６（ａ）は、上述の図４（ｄ）と同じ図であり、半導体基板１の表裏面に通電用のシード層４と電極パッド用シード層を形成するための広いシード層５が形成された状態を示す。

次に、広いシード層５における貫通孔２周縁部のシード層のみをシード層として機能させるため、図６（ｂ）に示すように、貫通孔２周縁部を除いた領域のシード層をパターニングされたレジスト層５ｂにより覆い隠す。これにより、露出した状態の貫通孔２周縁部のシード層のみが、電極パッド用のシード層５として機能する。

上述のレジスト層５ｂ付きの、電極パッド用のシード層５が形成された状態の半導体基板１に対し、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、貫通孔２内へのボトムアップ方式によるめっき金属６の充填による貫通孔配線１０の形成、及び電極パッド用シード層５上へのめっき金属６の堆積による電極パッド１１の形成を行う。その後、レジスト層５ｂ、及びその下層の不要なシード層を、一般的なエッチング処理により除去して、図６（ｅ）に示すように、端部に電極パッド１１を備えた貫通孔配線１０が完成する。

上述のような電極パッド用シード層５の形成方法によれば、レジスト層５ｂのパターニングにより所望の形状のシード層５を容易に形成できる。また、レジスト層５ｂの存在する状態においてめっき金属６の成長を行うことにより、めっき金属６の側方への成長が制限されるので、電極パッド用のシード層５のパターン形状に忠実な（横太りのない）電極パッド１１が容易に得られる。

（第３の実施形態）
図７（ａ）〜（ｇ）は本発明の第３の実施形態に係る貫通孔配線１０の製造方法の主要工程段階における半導体基板１の断面を工程順に示す。この実施形態における製造方法は、上述の第１の実施形態とは、電極パッド用のシード層の形成方法が異なるのみであり、この相違点に注目して第３の実施形態を説明する。図７（ａ）は、上述の図４（ｃ）と同じ図であり、貫通孔２を形成した半導体基板１の貫通孔２内壁面を含む表面に絶縁層３を形成した状態を示す。

次に、図７（ｂ）に示すように、上述の絶縁層３が形成された半導体基板１の他方の面１ｂに、パターニングされたレジスト層５ｃを形成し、さらに、図７（ｃ）に示すように、半導体基板１の一方の面１ａ、及び他方の面１ｂにスパッタ成膜法などを用いてシード層４，５となる導電膜を成膜する。ここで、レジスト層５ｃのパターニングにおいては、電極パッドを形成する領域、すなわち貫通孔２周縁部の領域が露出するようにパターンを形成する。

次に、図７（ｄ）に示すように、半導体基板１からレジスト層５ｃを、その上面における不要なシード層と共に、いわゆるリフトオフ法によって除去する。これにより、図７（ｅ）に示すように、通電用のシード層４と、所望の形状の電極パッド用のシード層５とを備えた半導体基板１が得られる。この図７（ｅ）、及び図７（ｆ）（ｇ）を参照する工程は、上述の図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照して説明した工程と同じであり、説明を省略する。

以上の各実施形態において、電極パッド１１の形成について述べたが、電極パッド１１に接続された配線パターン１２（図１参照）を、電極パッド１１と同様に、貫通孔配線１０と一体で形成することができる。配線パターン１２の形成は、電極パッド用のシード層５を、貫通孔２周縁部のシード層に配線パターン用のシード層を加えて形成することにより実現できる。

また、以上の各実施形態において、半導体基板１の一方の面１ａにおける貫通孔配線１０の端面について、特に述べていないが、この面１ａにおけるシード層４上のめっき金属６に対して、周知のエッチング技術を用いたパターニングを行うことにより、貫通孔配線１０の電極パッド１１を形成することができる。また、この面１ａに対して研磨を行い、貫通孔配線１０の端面を露出させたり、さらに、研磨面に電極パッド１１を形成することができる。この場合、片面だけの研磨処理で済むので、半導体基板１の両面に研磨を施す場合に比べて、工程の省略や貫通孔配線１０の信頼性の向上ができる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば電極パッド１１の形状は、矩形に限らず円形や楕円形でもよい。また、半導体基板として主にシリコン基板について説明したが、シリコン基板の他に、ガリウムヒ素やインジウム燐などの半導体基板に対しても、本発明の製造方法を適用できる。また、これらの半導体基板は、基板材料そのものの状態の他に、表面に集積回路等が形成され状態であっても本発明の製造方法が適用できる。

本発明の貫通孔配線の製造方法を適用して形成された半導体基板とその一部拡大透視表示による電極パッドを有する貫通孔配線部の斜視図。本発明の第１の実施形態に係る半導体基板の貫通孔配線の製造方法についてのフローチャート。同上製造方法における貫通孔配線をボトムアップ方式で形成する様子を模式的に示す半導体基板及びめっき用電極の断面図。（ａ）〜（ｄ）は同上製造方法を工程順に示す半導体基板の断面図。（ａ）〜（ｄ）は同上製造方法の図４（ｄ）に示した工程に続いて行われる工程を工程順に示す半導体基板の断面図。（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体基板の貫通孔配線の製造方法を工程順に示す半導体基板の断面図。（ａ）〜（ｇ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体基板の貫通孔配線の製造方法を工程順に示す半導体基板の断面図。従来の電極パッド付き貫通孔配線の断面図。（ａ）〜（ｄ）は従来の電極パッド付き貫通孔配線の製造方法を代表的な工程において示す半導体基板の断面図。（ａ）は電極パッド形成前のコンフォーマル成長のめっきによる貫通孔配線とパッド電極を設けた貫通孔配線の断面図、（ｂ）（ｃ）は従来の製造方法における問題点を説明する電極パッド形成前のコンフォーマル成長のめっきによる貫通孔配線と電極パッドを設けた貫通孔配線の断面図。

符号の説明

１半導体基板
２貫通孔
３絶縁層
４シード層
５シード層
６めっき金属
１０貫通孔配線
１１電極パッド
１ａ一方の面
１ｂ他方の面
５ａ，５ｂ，５ｃレジスト層
Ｅめっき用電極

Claims

半導体基板にその表裏面を貫通する貫通孔を設けると共に、この貫通孔の内部に絶縁層を介してめっき金属を充填して形成された貫通孔配線であって、
前記半導体基板の一方の面に前記めっき金属を充填するために形成されためっき金属充填用のシード層と、
前記半導体基板の他方の面の貫通孔周縁部に形成された電極パッド用のシード層と、
前記電極パッド用のシード層の上に形成された電極パッドと、を備え、
前記電極パッド用のシード層と前記めっき金属充填用のシード層とは互いに接触することなく形成され、前記電極パッドは貫通孔配線を形成する前記めっき金属と一体で形成されていることを特徴とする貫通孔配線。
半導体基板にその表裏面を貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔を形成した半導体基板の貫通孔内壁面を含む表面に絶縁層を形成し、前記絶縁層で絶縁された貫通孔内部にめっき金属を充填して配線を形成する貫通孔配線の製造方法において、
前記半導体基板に前記貫通孔と絶縁層とを形成した後に、当該半導体基板の一方の面に通電用のシード層を形成すると共に、他方の面の貫通孔周縁部に電極パッド用のシード層を形成し、
前記各シード層を形成した後に、前記他方の面に対向離間して配置させためっき用電極と前記通電用のシード層との間に通電して前記貫通孔内部に前記一方の面側から他方の面側に向けて順次めっき金属を充填し、
前記めっき金属の充填が進行して当該めっき金属が前記電極パッド用のシード層に導通した後、当該シード層への通電に伴うめっき金属の成長により当該貫通孔配線と一体で電極パッドを形成することを特徴とする貫通孔配線の製造方法。
前記電極パッド用のシード層は、前記半導体基板の他方の面に貫通孔周縁部を含む広い領域にシード層を形成した後に、当該広いシード層における貫通孔周縁部のシード層以外の領域のシード層をレジスト層により覆い隠し、露出した貫通孔周縁部のシード層を電極パッド用のシード層とすることを特徴とする請求項２に記載の貫通孔配線の製造方法。
前記電極パッド用のシード層は、前記半導体基板の他方の面に貫通孔周縁部を含む広い領域にシード層を形成した後に、当該広いシード層における貫通孔周縁部のシード層以外の領域のシード層を除去することにより、残った貫通孔周縁部のシード層を電極パッド用のシード層とすることを特徴とする請求項２に記載の貫通孔配線の製造方法。