JP2007294652A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】貫通電極と半導体チップの電極との接触不良による歩留まりの低下を防止する。
【解決手段】複数の半導体チップ101A,101B,101C,101Dが積層されてなる半導体集積回路装置であって、複数の半導体チップ101A〜101Dを貫通するように形成された貫通電極104,105と、複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成され、貫通電極104,105を貫通させる開口部を有する複数の電極102と、複数の電極102のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビア103とを備え、ビア103は、側面が貫通電極104,105と接触するように形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体集積回路装置及びその製造方法、特に、貫通電極を有する半導体集積回路装置及びその半導体集積回路装置を複数積層することにより、高機能化、小型化、薄型化を図ることができる積層型の半導体集積回路装置及びその製造方法に関する。
近年、半導体集積回路装置は高機能化に伴い回路が大規模になり、半導体チップ面積が増大している。その中で、電子機器では、小型化及び薄型化が必要とされている。それらのニーズに応えるために、半導体集積回路装置のパッケージング技術では、SiP(System in Package)技術が提案されている。このようなSiP技術を用いると、1つの半導体パッケージ上に半導体チップを2個以上積み重ねて半導体集積回路装置を実現することができるので、電子機器の小型化及び薄型化を達成することが可能である。
しかしながら、現状のSiP技術では、ワイヤーボンディング技術とCSP(Chip Size Package)技術とを組み合わせて用いることにより、半導体チップと半導体パッケージとを接続することによって、半導体パッケージ上に半導体チップを積み重ねて半導体集積回路装置を実現するので、半導体チップをZ軸方向に積み重ねるのに限界がある。
そこで、近年、半導体パッケージ上に半導体チップを積み重ねて、各半導体チップを貫通するスルーホールを空けて、スルーホール内に導電材料が埋め込まれてなる貫通電極を設けて、貫通電極により、各半導体チップの電極と半導体パッケージとを接続することによってSiP化する、SiP技術が提案されている。
以下に、貫通電極を有する半導体集積回路装置について、図17を参照しながら説明する(例えば、特許文献1参照)。図17は、従来例に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。
図17に示すように、半導体パッケージ900上に、半導体チップ901A、半導体チップ901B、半導体チップ901C、及び半導体チップ901Dが下から順に積層されている。また、各半導体チップ901A〜901Dを構成する各層(詳細は図示せず)には、電極902が形成されており、各半導体チップ901A〜901Dに含まれる複数の電極902は、各々が下から順に積層するように配置されている。
従来例に係る半導体集積回路装置は、半導体チップ901A〜901Dを貫通する貫通電極903,904により、各半導体チップ901A,901B,901C,901Dの各電極902と半導体パッケージ900とを接続することによって、半導体パッケージ900上に半導体チップ901A〜901Dが積層されてなる半導体集積回路装置である。
このように、従来例に係る半導体集積回路装置では、貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとを接続するので、Z軸方向に制約を受けずに、半導体パッケージ上に半導体チップを積み重ねて半導体集積回路装置を実現することができる。
特開2004−152811号公報
しかしながら、従来例に係る半導体集積回路装置では、以下に示す問題がある。
貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとを電気的に接続するには、貫通電極が各半導体チップの各電極と電気的に接続する必要がある。しかしながら、従来例に係る半導体集積回路装置では、貫通電極が各半導体チップの各電極と電気的に接続する箇所は、各半導体チップの各電極の側面との接触部分のみである。
そのため、貫通電極(特に、貫通電極における電極と接触する部分)の形成不具合(例えば、スルーホール内への導電材料の不充分な充填、又はボイドの発生等の形成不具合)が発生すると、貫通電極と半導体チップの電極とが接触することができずに、貫通電極と半導体チップの電極との接触不良(電気的接続不良)による歩留まりの低下が発生するという第1の問題がある。
また、貫通電極が各半導体チップの各電極と電気的に接続する箇所は、各半導体チップの各電極の側面との接触部分のみであるため、貫通電極が各半導体チップの各電極と電気的に接続する部分の面積は小さく、貫通電極と各半導体チップの各電極との接触抵抗が高くなるという第2の問題がある。
前記に鑑み、本発明は、貫通電極と半導体チップの電極との接触不良による歩留まりの低下を防止することを第1の目的とし、貫通電極と半導体チップの電極との接触抵抗の低減を図ることを第2の目的とする。
前記第1及び第2の目的を達成するために、本発明の第1の半導体集積回路装置は、複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、複数の半導体チップを貫通するように形成された貫通電極と、複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成され、貫通電極を貫通させる開口部を有する複数の電極と、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアとを備え、ビアは、側面が貫通電極と接触するように形成されていることを特徴とする。
本発明の第1の半導体集積回路装置によると、貫通電極は、電極の内側面に加えてビアの側面にも接触することができる。
このため、貫通電極が電極と電気的に接続する箇所として、電極の内側面との接触部分に加えてビアの側面との接触部分を有することにより、従来のように貫通電極が電極の内側面のみと接触する場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積を増大させることができる。そのため、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
本発明の第1の半導体集積回路装置において、ビアの形状は、貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状であることが好ましい。
このようにすると、貫通電極とビアとの接触面積を増大させることができるため、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
前記第1及び第2の目的を達成するために、本発明の第2の半導体集積回路装置は、複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、複数の半導体チップを貫通するように形成された貫通電極と、複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成され、貫通電極を貫通させる開口部を有する複数の電極と、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアとを備え、複数の電極の開口部のうち、上層に位置する開口部の開口径が下層に位置する開口部の開口径よりも大きくなるように形成されており、貫通電極は、複数の電極の各上面の一部のうちの少なくとも1つと接触していることを特徴とする。
本発明の第2の半導体集積回路装置によると、貫通電極は、電極の上面の一部と接触することができる。ここで、貫通電極と電極の上面の一部との接触面積は、貫通電極と電極の内側面との接触面積と比べてはるかに大きい。
このため、貫通電極が電極と電気的に接続する箇所として、電極の内側面との接触部分ではなく、電極の上面の一部との接触部分を有することにより、従来のように貫通電極が電極の内側面と接触する場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積を増大させることができる。そのため、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
本発明の第2の半導体集積回路装置において、ビアは、側面が貫通電極と接触するように形成されていることが好ましい。
このようにすると、貫通電極は、電極の上面の一部に加えて、ビアの側面にも接触することができる。
このため、貫通電極が電極と電気的に接続する箇所として、電極の上面の一部との接触部分に加えて、ビアの側面との接触部分を有するため、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
本発明の第2の半導体集積回路装置において、ビアの形状は、貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状であることが好ましい。
このようにすると、貫通電極とビアとの接触面積を増大させることができるため、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
前記第1の目的を達成するために、本発明の第3の半導体集積回路装置は、複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、複数の半導体チップの各々が有する半導体基板を貫通するように形成された貫通電極と、複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成された複数の電極と、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間の各々を電気的に接続する複数のビアとを備え、貫通電極と、複数のビアにおける各層のうちの最下層に形成されたビアとが電気的に接続していることを特徴とする。
本発明の第3の半導体集積回路装置によると、半導体基板のみを貫通する貫通電極が、最下層に形成されたビアと電気的に接続している。
このように、半導体基板のみを貫通する貫通電極を形成することによって、従来のように各層及び半導体基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極材料の良好な充填を確保することができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止することができる。
更には、本発明の第3の半導体集積回路装置によると、各層及び半導体基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極の形成工程の工程数を削減することができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置において、半導体チップに含まれる複数の電極のうちの少なくとも1つは、半導体チップの内部回路と電気的に接続していることが好ましい。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置において、貫通電極の近傍に形成され、各層を貫通して半導体基板の表面に到達するシールド配線を更に備えていることが好ましい。
このようにすると、貫通電極の近傍にシールド配線を配置するので、例えば内部回路から貫通電極へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置において、貫通電極は、半導体チップの端部を貫通するように形成されており、シールド配線は、貫通電極と半導体チップの内部回路との間に介在していることが好ましく、また、貫通電極は、半導体チップの中央部を貫通するように形成されており、シールド配線は、貫通電極の周囲を囲うように形成されていることが好ましい。
このように、半導体チップにおける貫通電極の形成位置に応じて、シールド配線の形状を適宜調整することにより、半導体チップの面積が増大することを最小限に抑えながら、シールド配線を設けることができる。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置において、複数の半導体チップのうち、中間層に位置する半導体チップにおいて、半導体チップを構成する各層の中央部を貫通するように形成された内部貫通電極を更に備え、貫通電極と内部貫通電極とは、各層上に形成された配線層を介して電気的に接続しており、貫通電極及び内部貫通電極は、電圧供給源に接続されていることが好ましい。
このようにすると、電圧供給源と電気的に接続する内部貫通電極によって、複数の半導体チップのうちの中間層に位置する半導体チップの中央部に電圧を供給することができる。そのため、従来のように電圧降下によって中間層に位置する半導体チップへの電圧供給を不安定にさせることなく、中間層に位置する半導体チップの中央部へ電圧を安定に供給することができる。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置において、貫通電極は、複数の半導体チップを貫通するように形成された第1の貫通電極と、複数の半導体チップを貫通するように形成され且つ第1の貫通電極とは異なる第2の貫通電極とを含み、内部貫通電極は、各層の中央部を貫通するように形成された第1の内部貫通電極と、各層の中央部を貫通するように形成され且つ第1の内部貫通電極とは異なる第2の内部貫通電極とを含み、第1の貫通電極と第1の内部貫通電極とは、各層上に形成された配線層を介して電気的に接続しており、第2の貫通電極と第2の内部貫通電極とは、各層上に形成された配線層とは異なる配線層を介して電気的に接続しており、第1の貫通電極及び第1の内部貫通電極は、電圧供給源に接続されており、第2の貫通電極及び第2の内部貫通電極は、電圧供給源とは異なる電圧供給源に接続されていることが好ましい。
このようにすると、第1の貫通電極及び第2の貫通電極の各々によって、中間層に位置する半導体チップの中央部へ電圧を供給することができるので、中間層に位置する半導体チップの中央部へ電圧を効率良く供給することができる。
更には、このようにすると、例えば、第1の貫通電極を第1の電圧を供給する電圧供給源と電気的に接続させると共に、第2の貫通電極を第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給する電圧供給源と電気的に接続させることにより、中間層に位置する半導体チップの中央部へ第1の電圧及び第2の電圧を供給することができるので、中間層に位置する半導体チップの中央部へ多電圧を供給することができる。
前記第1及び第2の目的を達成するために、本発明の第1の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(a)と、電極の内側面及びビアの側面を露出させるように、各層を貫通して、半導体チップが有する半導体基板内部に到達する溝部を形成する工程(b)と、溝部を構成する半導体基板の側面に絶縁膜を形成する工程(c)と、工程(c)の後に、溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(d)と、半導体基板の下面を研磨して、貫通電極の下面を露出させる工程(e)と、複数の半導体チップを積層して、複数の貫通電極の各々を互いに電気的に接続する工程(f)とを備えたことを特徴とする。
本発明の第1の半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極は、電極の内側面に加えてビアの側面にも接触することができる。
このため、貫通電極を電極の内側面に加えてビアの側面にも接触させることにより、従来のように貫通電極を電極の内側面のみと接触させる場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
前記第1及び第2の目的を達成するために、本発明の第2の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(a)と、電極の内側面及びビアの側面を露出させるように、各層を貫通して、半導体チップが有する半導体基板内部に到達する溝部を形成する工程(b)と、溝部の側面に絶縁膜を形成する工程(c)と、工程(c)の後に、溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(d)と、半導体基板の下面を研磨して、貫通電極の下面を露出させる工程(e)と、複数の半導体チップを積層して、複数の貫通電極の各々を互いに電気的に接続する工程(f)とを備え、工程(a)における電極を形成する工程は、工程(b)において電極の上面の一部が露出するように、各々が階段状にずれるように配置される電極を形成する工程であることを特徴とする。
本発明の第2の半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極は、電極の上面の一部と接触することができる。ここで、貫通電極と電極の上面の一部との接触面積は、貫通電極と電極の内側面との接触面積と比べてはるかに大きい。
このため、貫通電極を電極の上面の一部と接触させることにより、従来のように貫通電極を電極の内側面と接触させる場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
本発明の第2の半導体集積回路装置の製造方法において、工程(c)は、絶縁膜におけるビアの側面に存在する部分を除去する工程を更に含むことが好ましい。
このようにすると、貫通電極は、電極の上面の一部に加えて、ビアの側面にも接触することができる。
このため、貫通電極が電極と電気的に接続する箇所として、電極の上面の一部との接触部分に加えて、ビアの側面との接触部分を有するため、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
前記第1の目的を達成するために、本発明の第3の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体チップが有する半導体基板中に溝部を形成する工程(a)と、溝部の側面に絶縁膜を形成する工程(b)と、工程(b)の後に、溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(c)と、半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(d)と、半導体基板の下面を研磨して、貫通電極の下面を露出させる工程(e)とを備え、工程(d)におけるビアを形成する工程は、各層のうちの最下層に形成されたビアが、貫通電極と電気的に接続するように形成する工程であることを特徴とする。
本発明の第3の半導体集積回路装置の製造方法によると、半導体基板のみを貫通する貫通電極が、最下層に形成されたビアと電気的に接続している。
このように、半導体基板のみを貫通する貫通電極を形成することによって、従来のように各層及び半導体基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極材料の良好な充填を確保することができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止することができる。
更には、本発明の第3の半導体集積回路装置の製造方法によると、各層及び半導体基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極の形成工程の工程数を削減することができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
本発明の第1〜第3の半導体集積回路装置の製造方法において、複数の電極を形成する工程は、複数の電極の各々に近接する複数のシールド用配線を形成する工程を含み、複数のビアを形成する工程は、半導体基板と複数のシールド用配線における各層のうちの最下層に形成されたシールド用配線とを電気的に接続するシールド用コンタクトを形成する工程と、複数のシールド用配線のうちの互いに隣り合う層にあるシールド用配線間を電気的に接続する複数のシールド用ビアを形成する工程とを含むことが好ましい。
このようにすると、貫通電極の近傍にシールド配線を配置するので、例えば内部回路から貫通電極へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
本発明に係る半導体集積回路装置及びその製造方法によると、貫通電極が電極と電気的に接続する箇所として、電極の内側面との接触部分に加えてビアの側面との接触部分を有する(又は電極の内側面との接触部分ではなく電極の上面の一部との接触部分を有する)ことにより、従来のように貫通電極が電極の内側面と接触する場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積を増大させることができる。そのため、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図1(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図1(a) は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図であり、図1(b) は、電極間接続用ビアの構造について示す拡大上面図である。
図1(a) に示すように、半導体パッケージ100上に、半導体チップ101A、半導体チップ101B、半導体チップ101C、及び半導体チップ101Dが下から順に積層されている。半導体チップ101A、半導体チップ101B、半導体チップ101C、及び半導体チップ101Dの各々を構成する各層(詳細は図示せず)には、電極102が形成されており、各半導体チップ101A,101B,101C,101Dに含まれる複数の電極102は、各々が下から順に積層するように配置されている。また、各層には、複数の電極102のうちの互いに隣り合う層にある電極間の各々を電気的に接続するリング状の電極間接続用ビア103が形成されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体チップ101A〜101Dを貫通する貫通電極104,105により、各半導体チップ101A〜101Dの各電極102と半導体パッケージ100とを接続することによって、半導体パッケージ100上に、半導体チップ101A〜101Dが積層されてなる半導体集積回路装置である。
ここで、貫通電極104は、図1(a) に示すように、半導体チップ101A,101B,101C,101Dを貫通する貫通電極104a,104b,104c,104dを有し、貫通電極104a〜104dが電気的に接続されてなる貫通電極である。また、貫通電極105は、図1(a) に示すように、半導体チップ101A,101B,101C,101Dを貫通する貫通電極105a,105b,105c,105dを有し、貫通電極105a〜105dが電気的に接続されてなる貫通電極である。
また、電極間接続用ビア103の形状は、図1(b) に示すように、電極102を貫通する貫通電極104の側面に沿うように形成されたリング状であり、電極間接続用ビア103の側面は、貫通電極104と接触するように形成されている。
ここで、各半導体チップ101A〜101Dに含まれる複数の電極102のうち、各層のうちの最下層に形成された電極102は、各半導体チップ101A〜101Dの内部回路と電気的に接続している。このように、本実施形態では、半導体チップに含まれる複数の電極のうち、各層のうちの最下層に形成された電極は、言い換えれば、「半導体チップの内部回路と電気的に接続している配線」であり、一方、各層のうちの最下層に形成された電極以外の電極は、電極間接続用ビアを介して、「半導体チップの内部回路と電気的に接続している配線」と電気的に接続している配線である。
本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、
貫通電極104,105は、電極102の内側面に加えて、電極間接続用ビア103の内側面にも接触している。そのため、貫通電極104,105(特に、貫通電極104,105における電極102と接触する部分)の形成不具合(例えば、貫通電極材料の不充分な充填、又はボイドの発生等の形成不具合)によって、貫通電極104,105と電極102との接触不良が発生することがあっても、貫通電極104,105と電極間接続用ビア103とが接触しているので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止することができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、貫通電極104,105は、電極102の内側面に加えて、電極間接続用ビア103の内側面にも接触している。そのため、貫通電極104,105が電極102と電気的に接続する箇所は、電極102の内側面との接触部分に加えて、電極間接続用ビア103の内側面との接触部分であるため、貫通電極104,105が電極102と電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
以上のように、貫通電極が各電極と電気的に接続する箇所として、従来では、各電極の内側面との接触部分のみとなるように構成するのに対し、本実施形態では、各電極の内側面との接触部分に加えて、各電極間接続用ビアの内側面との接触部分となるように構成することにより、貫通電極と電極とが電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。
図2に示すように、半導体チップ200A,200Bは、半導体基板201A,201B、配線・素子形成領域202A,202B、及び絶縁膜203A,203Bを有している。配線・素子形成領域202A,202Bの各層(詳細は図示せず)には電極204が形成されており、各半導体チップ200A,200Bに含まれる複数の電極204は、各々が下から順に積層するように配置されている。また、各層には、複数の電極204のうちの互いに隣り合う層にある電極間の各々を電気的に接続する電極間接続用ビア205が形成されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体チップ200A,200Bを貫通する貫通電極206により、各半導体チップ200A,200Bの各電極204と半導体パッケージ(図示せず)とを接続することによって、半導体パッケージ上に半導体チップ200A,200Bが積層されてなる半導体集積回路装置である。ここで、貫通電極206は、図2に示すように、半導体チップ200A,200Bを貫通する貫通電極206A,206Bを有し、貫通電極206A,206Bが電気的に接続されてなる貫通電極である。
また、電極間接続用ビア205の形状は、貫通電極206の側面に沿うように形成されたリング状であり、電極間接続用ビア205の側面は、貫通電極206と接触するように形成されている。
ここで、各半導体チップ200A,200Bに含まれる複数の電極204のうち、各層のうちの最下層に形成された電極は、各半導体チップ200A,200Bの内部回路と電気的に接続している。一方、各層のうちの最下層に形成された電極以外の電極は、電極間接続用ビア205を介して、半導体チップの内部回路と電気的に接続する電極と電気的に接続している。
本実施形態と前述の第1の実施形態との相違点は、以下に示す点である。
本実施形態に係る半導体集積回路装置では、貫通電極へのクロストーク等の電磁干渉を防止することを目的に、貫通電極206A,206Bの周囲を囲うシールド配線207A,207Bを設ける点である。具体的には、図2に示すように、配線・素子形成領域202A,202Bの各層を貫通し且つ半導体基板201A,201Bの内部に到達するリング状のシールド配線207A,207Bが、貫通電極206A,206Bの周囲を囲うように配置されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、シールド配線207A,207Bが、半導体チップ200A,200Bを貫通する貫通電極206A,206Bの周囲を囲うように配置されているので、貫通電極206と互いに隣り合う貫通電極(図示せず)から貫通電極206へのクロストーク、及び配線・素子形成領域202A,202Bに位置する配線・素子から貫通電極206へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、前述の第1の実施形態と同様に、貫通電極206は、電極204の内側面に加えて電極間接続用ビア205の内側面にも接触している。そのため、貫通電極206が電極204と電気的に接続する箇所として、電極204の内側面との接触部分に加えて電極間接続用ビア205の内側面との接触部分を有するため、貫通電極206と電極204とが電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極206と電極204との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極206と電極204との接触抵抗の低減を図ることができる。
ここで、実際には、半導体基板201A,201Bの厚さは、配線・素子形成領域202A,202Bの厚さ、及び絶縁膜203A,203Bの厚さに比べてはるかに厚いものであるが、図2では、図の簡略化のために、半導体基板201A,201Bの厚さの縮小率が、配線・素子形成領域202A,202Bの厚さ、及び絶縁膜203A,203Bの厚さの縮小率に比べて大きくなるように表示している。この表示については、以降の各実施形態においても同様である。
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図3(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図3(a) 及び(b) は、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略上面図である。
図3(a) に示すように、半導体チップ300Aの端部に貫通電極304Aが形成されている場合では、半導体チップの内部回路領域301Aに位置する内部回路と貫通電極304Aとの間に介在するように、半導体チップの内部回路と貫通電極304Aとが対向する面に沿って側面型シールド配線305が設けられている。
一方、図3(b) に示すように、半導体チップ300Bの中央部に貫通電極304Bが形成されている場合では、半導体チップの内部回路領域301Bに位置する内部回路と貫通電極304Bとの間に介在するように、貫通電極304Bの周囲を囲う全側面型シールド配線306が設けられている。
ここで、図3(a) 及び(b) に示すように、電極間接続用ビア303A,303Bの形状は、前述の第1の実施形態と同様に、電極302A,302Bを貫通する貫通電極304A,304Bの側面に沿うように形成されたリング状であり、電極間接続用ビア303A,303Bの側面は、貫通電極304A,304Bと接触するように形成されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、半導体チップにおける貫通電極304A,304Bの形成位置に応じて、側面型シールド配線305又は全側面型シールド配線306を適宜選択して設けることにより、半導体チップの面積が増大することを最小限に抑えながら、シールド配線を設けることができる。
更に、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、図3(a) 及び(b) に示すように、貫通電極304A,304Bと半導体チップの内部回路との間に介在するように、シールド配線305,306を設けるため、前述の第2の実施形態と同様に、配線・素子形成領域に位置する配線・素子から貫通電極304A,304Bへのクロストーク、及び貫通電極304A,304Bと互いに隣り合う貫通電極(図示せず)から貫通電極304A,304Bへのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、前述の第1及び第2の実施形態と同様に、貫通電極304A,304Bは、電極302A,302Bの内側面に加えて電極間接続用ビア303A,303Bの内側面にも接触している。そのため、貫通電極304A,304Bが電極302A,302Bと電気的に接続する箇所として、電極302A,302Bの内側面との接触部分に加えて電極間接続用ビア303A,303Bの内側面との接触部分を有するため、貫通電極304A,304Bが電極302A,302Bと電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置について、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。
図4に示すように、半導体パッケージ400上に、半導体チップ401A、半導体チップ401B、及び半導体チップ401Cが下から順に積層されている。半導体チップ401A,401B,401Cが有する半導体基板402A,402B,402C上に形成された各層(詳細は図示せず)には、電極403が形成されており、各半導体チップ401A,401B,401Cに含まれる複数の電極403は、図4に示すように、各々が下から順に積層するように配置されている。また、各層には、複数の電極403のうちの互いに隣り合う層にある電極間の各々を電気的に接続する電極間接続用ビア404が形成されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体チップ401A〜401Cを貫通する貫通電極405,406,407,408により、各半導体チップ401A〜401Cの各電極403と半導体パッケージ400とを接続することによって、半導体パッケージ400上に半導体チップ401A〜401Cが積層されてなる半導体集積回路装置である。
ここで、貫通電極405は、半導体チップ401Aの貫通電極405a、半導体チップ401Bの貫通電極405b、及び半導体チップ401Cの貫通電極405cが下から順に積層されてなる貫通電極である。同様に、貫通電極406は、半導体チップ401Aの貫通電極406a、半導体チップ401Bの貫通電極406b、及び半導体チップ401Cの貫通電極406cが下から順に積層されてなる貫通電極である。同様に、貫通電極407は、半導体チップ401Aの貫通電極407a、半導体チップ401Bの貫通電極407b、及び半導体チップ401Cの貫通電極407cが下から順に積層されてなる貫通電極である。同様に、貫通電極408は、半導体チップ401Aの貫通電極408a、半導体チップ401Bの貫通電極408b、及び半導体チップ401Cの貫通電極408cが下から順に積層されてなる貫通電極である。
本実施形態と前述の第1〜第3の実施形態との相違点は、以下に示す点である。
本実施形態に係る半導体集積回路装置では、図4に示すように、半導体チップ401A〜401Cのうちの中間層に位置する半導体チップ401Bに、半導体チップ401Bを構成する各層の中央部を貫通する内部貫通電極409,410を設ける点である。
図4に示すように、半導体チップ401Bの表面には、第1配線膜411、第1絶縁膜412、第2配線膜413及び第2絶縁膜414が下から順に形成されている。また、第1配線膜411と内部貫通電極410との間、第1配線膜411と貫通電極406との間、及び第1配線膜411と貫通電極407との間には、絶縁膜415が形成されている。一方、第2配線膜413と貫通電極405との間、及び第2配線膜413と貫通電極408との間には、絶縁膜415が形成されている。
内部貫通電極410は、図4に示すように、第2配線膜413、第1絶縁膜412、絶縁膜415及び各層の中央部を貫通し、下端が各層のうちの最下層に形成された電極403の上面と接続している。一方、内部貫通電極409は、第1配線膜411及び各層の中央部を貫通し、下端が各層のうちの最下層に形成された電極403の上面と接続している。
このようにして、内部貫通電極410は、第2配線膜413を介して、貫通電極406及び貫通電極407と電気的に接続している。一方、内部貫通電極409は、第1配線膜411を介して、貫通電極405及び貫通電極408と電気的に接続している。
また、図4に示すように、電極間接続用ビア404の形状は、貫通電極又は内部貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状であり、電極間接続用ビア404の側面は、貫通電極又は内部貫通電極と接触するように形成されている。
本実施形態に係る半導体集積回路装置の電圧供給について、以下に説明する。
半導体チップ401A、半導体チップ401B及び半導体チップ401Cへの電圧供給は、貫通電極405、貫通電極406、貫通電極407及び貫通電極408によって行われる。具体的には、例えば第1の電圧を供給する第1の電圧供給源(図示せず)と電気的に接続する貫通電極405及び貫通電極408によって、半導体チップ401A〜401Cへ電圧(例えば第1の電圧)が供給される。一方、例えば第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給する第2の電圧供給源(図示せず)と電気的に接続する貫通電極406及び貫通電極407によって、半導体チップ401A〜401Cへ電圧(例えば第2の電圧)が供給される。
半導体チップ401Bの中央部への電圧供給は、内部貫通電極409,410によって行われる。具体的には、第2配線膜413を介して貫通電極406,407と電気的に接続する内部貫通電極410によって、半導体チップ401Bの中央部へ電圧(例えば第2の電圧)が供給される。一方、第1配線膜411を介して貫通電極405,408と電気的に接続する内部貫通電極409によって、半導体チップ401Bの中央部へ電圧(例えば第1の電圧)が供給される。
このように、本実施形態では、内部貫通電極409及び内部貫通電極410の各々によって、中間層に位置する半導体チップ401Bの中央部へ電圧が効率良く供給される。更には、第1の電圧供給源と電気的に接続する内部貫通電極409によって、半導体チップ401Bの中央部へ第1の電圧を供給すると共に、第2の電圧供給源と電気的に接続する内部貫通電極410によって、半導体チップ401Bの中央部へ第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給することができる。
本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、内部貫通電極409,410によって、中間層に位置する半導体チップ401Bの中央部へ電圧を供給するため、従来のように電圧降下によって中間層に位置する半導体チップの中央部への電圧供給を不安定にさせることなく、半導体チップ401Bの中央部へ電圧を安定に供給することができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、電圧供給源(図示せず)が複数ある場合は、電圧供給源の数と対応する数の内部貫通電極409,410を設け、内部貫通電極409,410の数に応じて、配線膜411,413を多層化し、各内部貫通電極409,410を各電圧供給源(図示せず)と電気的に接続することによって、各電圧供給源を各内部貫通電極409,410毎に専用化することができるので、半導体チップ401Bの中央部へ電圧を効率良く供給することができる。
更には、内部貫通電極409を第1の電圧を供給する第1の電圧供給源と電気的に接続すると共に、内部貫通電極410を第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給する第2の電圧供給源と電気的に接続することによって、半導体チップ401Bの中央部へ第1の電圧及び第2の電圧を供給することができるので、半導体チップ401Bの中央部へ多電圧を供給することができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置によると、前述の第1〜第3の実施形態と同様に、貫通電極405,406,407,408は、電極403の内側面に加えて電極間接続用ビア404の内側面にも接触している。そのため、貫通電極405,406,407,408が電極403と電気的に接続する箇所は、電極403の内側面との接触部分に加えて電極間接続用ビア404の内側面との接触部分であるため、貫通電極405,406,407,408が電極403と電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
(第5の実施形態)
以下に、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について、図6(a) 〜(d) 及び図7(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図6(a) 〜(d) 及び図7(a) 〜(d) は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。
ここで、本実施形態の特徴点は、第1の目的(:歩留まり低下の防止)及び第2の目的(:接触抵抗の低減)を達成するために、前述の第1〜第4の実施形態と同様に、貫通電極を電極間接続用ビアの側面と接触させる点である。図5は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。図5に示すように、貫通電極528は、第2,第3電極515,521の側面に加えて電極間接続用第1,第2ビア512,519の側面と接触している。
まず、図6(a) に示すように、公知の半導体集積回路装置の製造方法を用いて、シリコン基板500の表面に、素子分離膜501を形成すると共に、シリコン基板500上における素子分離膜501によって囲われた活性領域に、トランジスタ502等の素子を形成する。続いて、シリコン基板500上に、トランジスタ502を覆うように、第1の層間絶縁膜503を堆積する。
次に、図6(b) に示すように、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜503に、シリコン基板500の活性領域に到達するリング状の素子接続用コンタクトホール、及びシリコン基板500に到達するリング状のシールド配線用コンタクトホールを開口する。続いて、素子接続用コンタクトホール及びシールド配線用コンタクトホールの各内部に導電材料を埋め込むことにより、リング状の素子接続用コンタクト504及びリング状のシールド配線用コンタクト505を形成する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜503に、素子接続用コンタクト504の上端に到達するリング状の第1素子配線溝、シールド配線用コンタクト505の上端に到達するリング状のシールド配線用第1配線溝、及びシールド配線用第1配線溝の開口部の内側に開口部を有するリング状の第1電極用の溝を形成する。続いて、第1素子配線溝、シールド配線用第1配線溝、及び第1電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面が素子接続用コンタクト504の上端と接続するリング状の第1素子配線506、下面がシールド配線用コンタクト505の上端と接続するリング状のシールド配線用第1配線507、及びリング状の第1電極508を形成する。
次に、図6(c) に示すように、第1の層間絶縁膜503上に、第2の層間絶縁膜509を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜509に、第1素子配線506の上面に到達するリング状の素子配線間接続用第1ビアホール、シールド配線用第1配線507の上面に到達するリング状のシールド配線用第1ビアホール、及び第1電極508の上面に到達するリング状の電極間接続用第1ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜509に、素子配線間接続用第1ビアホールと連通するリング状の第2素子配線溝、シールド配線用第1ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第2配線溝、及び電極間接続用第1ビアホールと連通するリング状の第2電極用の溝を開口する。
次に、素子配線間接続用第1ビアホール及び第2素子配線溝、シールド配線用第1ビアホール及びシールド配線用第2配線溝、並びに電極間接続用第1ビアホール及び第2電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がリング状の素子配線間接続用第1ビア510の上端と接続するリング状の第2素子配線513、下面がリング状のシールド配線用第1ビア511の上端と接続するリング状のシールド配線用第2配線514、及び下面がリング状の電極間接続用第1ビア512の上端と接続するリング状の第2電極515を形成する。
本実施形態の製造方法では、説明の簡略化のために、図6(d) に示す次工程において最上層の配線層の形成工程を行うが、実際の製造方法では、図6(c) に示す工程を繰り返し行うことにより、より多数の配線層が多層化されてなる多層配線基板を形成しても良い。
次に、図6(d) に示すように、第2の層間絶縁膜509上に、第3の層間絶縁膜516を形成する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜516に、第2素子配線513の上面に到達するC字状の素子配線間接続用第2ビアホール、シールド配線用第2配線514の上面に到達するC字状のシールド配線用第2ビアホール、及び第2電極515の上面に到達するリング状の電極間接続用第2ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜516に、シールド配線用第2ビアホールと連通するC字状のシールド配線用第3配線溝、並びに素子配線間接続用第2ビアホール及び電極間接続用第2ビアホールと連通するリング状の第3電極用の溝を開口する。次に、素子配線間接続用第2ビアホール、シールド配線用第2ビアホール及びシールド配線用第3配線溝、並びに電極間接続用第2ビアホール及び第3電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がC字状のシールド配線用第2ビア518の上端と接続するC字状のシールド配線用第3配線520、並びに下面がC字状の素子配線間接続用第2ビア517及びリング状の電極間接続用第2ビア519の各上端と接続するリング状の第3電極521を形成する。次に、第3の層間絶縁膜516上に、例えば、窒化膜よりなる第1の絶縁膜522を堆積する。
ここで、図6(d) に示すように、第3電極521は、下面が素子配線間接続用第2ビア517の上端と接続しており、第1電極508、第2電極515及び第3電極521のうちの最上層の第3の層間絶縁膜516に形成された第3電極521が、内部回路と電気的に接続している。
また、ここで、図6(d) に示すように、素子等の内部回路と電気的に接続する第3電極521が形成された第3の層間絶縁膜516中のシールド配線用第2ビア518及び第3配線520は、形状がリング状ではなくC字状となるように形成されている。このように、内部回路と電気的に接続する電極とシールド配線用ビア及び配線とが接触しないように、シールド配線用ビア及び配線の形状を調整する必要がある。
次に、図7(a) に示すように、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の絶縁膜522に、リング状の第3電極521の上面の一部、及び第3の層間絶縁膜516における第3電極521のリング内に存在する部分を露出させる溝部形成用開口部523を形成する。続いて、第3電極521をマスクに用いて、ドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜516、第2の層間絶縁膜509、及び第1の層間絶縁膜503におけるリング状の第3電極521のリング内に露出する部分を選択的に除去し、更に続いて、シリコン深堀用ドライエッチャーを用いたドライエッチングにより、シリコン基板500における第3電極521のリング内に露出する部分を選択的に除去する。これにより、第3の層間絶縁膜516、第2の層間絶縁膜509及び第1の層間絶縁膜503を貫通し、シリコン基板500内部に到達する貫通電極形成用溝部524を形成する。このとき、シリコン基板500のエッチング深さは、例えば50μm以上であり、シリコン基板500の厚さの途中で終了させる。次に、CVD法により、第1の絶縁膜522の上面、溝部形成用開口部523の底部及び側壁、並びに貫通電極形成用溝部524の底部及び側壁に、例えば、TEOS酸化膜よりなる側壁絶縁膜形成用絶縁膜525を堆積する。
次に、図7(b) に示すように、側壁絶縁膜形成用絶縁膜525上に、溝部形成用開口部523及び貫通電極形成用溝部524の各内部を埋め込むように、レジストを塗布する。続いて、該レジストに対する選択的な露光の後、該レジストにおける露光部分のみを選択的に除去することによって、シリコン基板500及び第1の層間絶縁膜503中に、側壁絶縁膜形成用絶縁膜525を介して、未露光のレジスト526を残存させる。次に、ウェットエッチングにより、側壁絶縁膜形成用絶縁膜525におけるレジスト526が存在していない部分を選択的に除去することにより、リング状の第3電極521の上面、リング状の第3,第2電極521,515の内側面、及びリング状の電極間接続用第2,第1ビア519,512の内側面を露出させると共に、シリコン基板500及び第1の層間絶縁膜503中の貫通電極形成用溝部524の側壁に、側壁絶縁膜525aを形成する。このように、側壁絶縁膜の形成工程は、後工程の貫通電極(図7(d) 参照)の形成工程において、貫通電極528とシリコン基板500との間に、側壁絶縁膜525aが介在するように行う必要がある。
次に、図7(c) に示すように、シリコン基板500及び第1の層間絶縁膜503中に側壁絶縁膜525aを介して残存するレジスト526のみを選択的に除去する。次に、溝部形成用開口部523及び貫通電極形成用溝部524内に、シード層(図示せず)を形成した後、無電解メッキ技術により、第1の絶縁膜522上に、溝部形成用開口部523及び貫通電極形成用溝部524内を埋め込むように、導電体527を成長させる。
次に、図7(d) に示すように、CMP技術により、導電体527における第1の絶縁膜522上に存在する部分を選択的に除去すると共に、シリコン基板500の下面を研磨することにより、導電体527の下面を露出させる。このようにして、半導体チップを貫通する貫通電極528を形成する。
その後、図示しないが、シリコン基板500の下面に、第2の絶縁膜(図5:529参照)を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の絶縁膜における貫通電極528の下面に存在する部分を選択的に除去する。
以上のようにして、図5に示すように、貫通電極528、及び貫通電極528の周囲を囲うように配置されたシールド配線530を有する半導体チップを製造することができる。
ここで、貫通電極528は、第2電極515及び第3電極521の各内側面に加えて、電極接続用第1ビア512及び第2ビア519の各内側面、並びに第3電極521の上面の一部と接触している。
また、シールド配線530は、シールド配線用コンタクト505、シールド配線用第1配線507、シールド配線用第1ビア511、シールド配線用第2配線514、シールド配線用第2ビア518、及びシールド配線用第3配線520が下から順に電気的に接続されてなるシールド配線である。
以上のようにして製造された半導体チップを半導体パッケージ上に積層して、各半導体チップの各貫通電極を互いに電気的に接続する。これにより、貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとが電気的に接続されてなる半導体集積回路装置を製造することができる。
本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極528は、第2電極515及び第3電極521の各内側面に加えて、電極間接続用第1ビア512及び第2ビア519の各内側面、並びに第3電極521の上面の一部と接触している。
そのため、貫通電極528が第1,第2,第3電極508,515,521と電気的に接続する箇所として、第2電極515及び第3電極521の各内側面との接触部分に加えて、電極間接続用第1ビア512及び第2ビア519の各内側面との接触部分、並びに第3電極521の上面の一部との接触部分を有するため、貫通電極が第1,第2,第3電極508,515,521と電気的に接続する部分の面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極528と半導体チップの内部回路(例えばトランジスタ502等の内部回路)との間に介在するように、貫通電極528の周囲を囲うシールド配線530を配置するため、前述の第2及び第3の実施形態と同様に、内部回路から貫通電極528へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
(第6の実施形態)
以下に、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について、図9(a) 〜(d) 及び図10(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図9(a) 〜(d) 及び図10(a) 〜(d) は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。
ここで、本実施形態の特徴点は、第1の目的(:歩留まり低下の防止)及び第2の目的(:接触抵抗の低減)を達成するために、貫通電極を電極の上面の一部と接触させる点であり、前述の第1〜第5の実施形態では、貫通電極を電極間接続用ビアの側面と接触させるのに対し、本実施形態では、貫通電極を電極の上面の一部と接触させる。図8は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。図8に示すように、貫通電極620は第1,第2,第3電極604,609,614の各上面の一部と接触している。
図9(a) に示すように、表面にトランジスタ等の素子(図示せず)を有するシリコン基板600上に、第1の層間絶縁膜601を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜601に、シリコン基板600に到達するリング状のシールド配線用コンタクトホールを開口する。続いて、シールド配線用コンタクトホールの内部に導電材料を埋め込むことにより、リング状のシールド配線用コンタクト602を形成する。
次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜601に、シールド配線用コンタクト602の上端に到達するリング状のシールド配線用第1配線溝、及びシールド配線用第1配線溝の開口部の内側に開口部を有するリング状の第1電極用の溝を開口する。続いて、シールド配線用第1配線溝及び第1電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がシールド配線用コンタクト602の上端と接続するリング状のシールド配線用第1配線603、及びリング状の第1電極604を形成する。
次に、図9(b) に示すように、第1の層間絶縁膜601上に、第2の層間絶縁膜605を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜605に、シールド配線用第1配線603の上面に到達するリング状のシールド配線用第1ビアホール、及び第1電極604の上面に到達するリング状の電極間接続用第1ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜605に、シールド配線用第1ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第2配線溝、及び電極間接続用第1ビアホールと連通するリング状の第2電極用の溝を開口する。次に、シールド配線用第1ビアホール及びシールド配線用第2配線溝、並びに電極間接続用第1ビアホール及び第2電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がリング状のシールド配線用第1ビア606の上端と接続するリング状のシールド配線用第2配線608、及び下面がリング状の電極間接続用第1ビア607の上端と接続するリング状の第2電極609を形成する。このとき、図9(b) に示すように、リング状の第2電極609の内径がリング状の第1電極604の内径よりも大きくなるように、第2電極609を形成する。
次に、図9(c) に示すように、第2の層間絶縁膜605上に、第3の層間絶縁膜610を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜610に、シールド配線用第2配線608の上面に到達するリング状のシールド配線用第2ビアホール、及び第2電極609の上面に到達するリング状の電極間接続用第2ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜610に、シールド配線用第2ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第3配線溝、及び電極間接続用第2ビアホールと連通するリング状の第3電極用の溝を開口する。次に、シールド配線用第2ビアホール及びシールド配線用第3配線溝、並びに電極間接続用第2ビアホール及び第3電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がリング状のシールド配線用第2ビア611の上端と接続するリング状のシールド配線用第3配線613、及び下面がリング状の電極間接続用第2ビア612の上端と接続するリング状の第3電極614を形成する。このとき、図9(c) に示すように、リング状の第3電極614の内径がリング状の第2電極609の内径よりも大きくなるように、第3電極614を形成する。
ここで、後工程の貫通電極形成用溝部形成工程(図9(d) 参照)において、各電極の上面の一部が露出するように、電極形成工程(図9(a) 〜(c) 参照)において、上層に位置するリング状の電極の内径が、下層に位置するリング状の電極の内径よりも大きくなるように形成することによって、各電極が階段状にずれるように配置する。
尚、本実施形態の製造方法では、説明の簡略化のために、図9(c) に示す工程において、最上層の配線層の形成工程を行うが、実際の製造方法では、前工程の図9(b) に示す工程を繰り返し行うことにより、より多数の配線層が多層化されてなる多層配線基板を形成しても良い。
また、本実施形態では、説明の簡略化のために、トランジスタ(前述の図5:502参照)等の素子と電気的に接続する素子接続用コンタクト(前述の図5:504参照)、第1,第2素子配線(前述の図5:506,513参照)、及び素子配線間接続用第1,第2ビア(前述の図5:510,517)についての説明を省略したが、本実施形態では、前述の第5の実施形態と同様に、素子接続用コンタクト、素子配線、及び素子配線間接続用ビアを備えており、各層間絶縁膜601,605,610に形成された電極604,609,614のうちの少なくとも1つの電極が、素子と電気的に接続する電極となるように構成されている。ここで、前述の第5の実施形態と同様に、素子と電気的に接続する電極とシールド配線用ビア及び配線とが接触しないように、素子と電気的に接続する電極が形成された層間絶縁膜中のシールド配線用ビア及び配線の形状は調整されている。
次に、図9(c) に示すように、第3の層間絶縁膜610上に、例えば、窒化膜よりなる第1の絶縁膜615を堆積した後、第1の絶縁膜615に、リング状の第3電極614の上面の一部、及び第3の層間絶縁膜610における第3電極614のリング内に存在する部分を露出させる溝部形成用開口部616を形成する。
次に、図9(d) に示すように、ドライエッチングにより、第3電極614、第2電極609及び第1電極604の各々をマスクに用いて、第3の層間絶縁膜610におけるリング状の第3電極614のリング内に露出する部分、第2の層間絶縁膜605におけるリング状の第2電極609のリング内に露出する部分、並びに第1の層間絶縁膜601におけるリング状の第1電極604のリング内に露出する部分を選択的に除去し、更に続いて、シリコン深掘用ドライエッチャーを用いたドライエッチングにより、シリコン基板600におけるリング状の第1電極604のリング内に露出する部分を選択的に除去する。このようにして、各層間絶縁膜610,605,601を貫通し、シリコン基板600内部に到達する貫通電極形成用溝部617を形成する。このとき、シリコン基板600のエッチング深さは、例えば50μm以上であり、シリコン基板600の厚さの途中で終了させる。
ここで、前述のように、前工程の電極形成工程(図9(a) 〜(c) 参照)において、上層に位置するリング状の電極の内径が、下層に位置するリング状の電極の内径よりも大きくなるように形成することによって、各電極が階段状にずれるように配置するので、図9(d) に示すように、貫通電極形成用溝部の形成工程の際に、各電極の上面の一部を露出させることができる。
次に、図10(a) に示すように、CVD法により、第1の絶縁膜615の上面、溝部形成用開口部616の底部及び側壁、並びに貫通電極形成用溝部617の底部及び側壁に、例えば、TEOS酸化膜よりなる側壁絶縁膜形成用絶縁膜618を堆積する。
次に、図10(b) に示すように、異方性ドライエッチングにより、側壁絶縁膜形成用絶縁膜618における、第1の絶縁膜615の上面、溝部形成用開口部616の底部、及び貫通電極形成用溝部617の底部に存在する部分を選択的に除去することにより、リング状の第3電極614、第2電極609及び第1電極604の各上面の一部を露出させると共に、溝部形成用開口部616及び貫通電極形成用溝部617の側壁に、側壁絶縁膜618aを形成する。このように、側壁絶縁膜の形成工程は、後工程の貫通電極(図10(d) 参照)の形成工程において、貫通電極620とシリコン基板600との間に、側壁絶縁膜618aが介在するように行う必要がある。
次に、図10(c) に示すように、溝部形成用開口部616及び貫通電極形成用溝部617内に、シード層(図示せず)を形成した後、無電解メッキ技術により、第1の絶縁膜615上に、溝部形成用開口部616及び貫通電極形成用溝部617内を埋め込むように、導電体619を成長させる。
次に、図10(d) に示すように、CMP技術により、導電体619における第1の絶縁膜615上に存在する部分を選択的に除去すると共に、半導体基板600の下面を研磨することにより、導電体619の下面を露出させる。このようにして、半導体チップを貫通する貫通電極620を形成する。
その後、図示しないが、シリコン基板600の下面に、第2の絶縁膜(図8:621参照)を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の絶縁膜における貫通電極620の下面に存在する部分を選択的に除去する。
以上のようにして、図8に示すように、半導体チップを貫通する貫通電極620、及び貫通電極620の周囲を囲うように配置されたシールド配線622を有する半導体チップを製造する。
ここで、貫通電極620は、リング状の第1電極604、第2電極609、及び第3電極614の各上面の一部と接触している。
また、ここで、シールド配線622は、シールド配線用コンタクト602、シールド配線用第1配線603、シールド配線用第1ビア606、シールド配線用第2配線608、シールド配線用第2ビア611、及びシールド配線用第3配線613が下から順に電気的に接続されてなるシールド配線である。
以上のようにして製造された半導体チップを半導体パッケージ上に積層して、各半導体チップの各貫通電極を互いに電気的に接続する。これにより、貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとが電気的に接続されてなる半導体集積回路装置を製造することができる。
以下に、本実施形態について、前述の第5の実施形態と比較しながら詳細に説明する。
第1に本実施形態では、図8に示すように、貫通電極620を第1,第2,第3電極604,609,614の全ての各上面の一部と接触させるのに対し、前述の第5の実施形態では、図5に示すように、貫通電極528を第2,第3電極515,521の各内側面に加えて電極間接続用第1,第2ビア512,519の各内側面(並びに第3電極521の上面の一部)と接触させる。
ここで、図示の簡略化のために、図面では、縦方向の縮小率が横方向の縮小率よりも小さくなるように図示している。そのため、実際には、貫通電極と電極の上面の一部とが接触する部分の面積は、貫通電極と電極間接続用ビアの内側面とが接触する部分の面積、及び貫通電極と電極の内側面とが接触する部分の面積に比べてはるかに大きい。
そのため、本実施形態では、貫通電極620を第1,第2,第3電極604,609,614の全ての各上面の一部と接触させることによって、前述の第5の実施形態のように、貫通電極528を第2,第3電極515,521の各内側面に加えて電極間接続用第1,第2ビア512,519の各内側面(並びに第3電極521の上面の一部)と接触させる場合と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができる。
このため、本実施形態では、貫通電極620と第1,第2,第3電極604,609,614との間、貫通電極620と第1,第2ビア606,611との間に側壁絶縁膜618aが介在しているにも拘わらず、前述の第5の実施形態と比較して、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
第2に本実施形態では、側壁絶縁膜形成工程として、図10(a) に示すように、側壁絶縁膜形成用絶縁膜618の堆積の後、図10(b) に示すように、異方性ドライエッチングにより、第1,第2,第3電極604,609,614の各上面の一部を露出させながら、側壁絶縁膜618aの形成(図10(b) 参照)を行う。
これに対し、前述の第5の実施形態では、側壁絶縁膜形成工程として、図7(a) に示すように、側壁絶縁膜形成用絶縁膜525の堆積の後、図7(b) に示すように、レジストの塗布工程、レジストの選択的露光工程、及びレジストの選択的除去工程を順に行った後に、ウェットエッチングにより、第2,第3電極515,521及び電極間接続用第1,第2ビア512,519の各内側面を露出させながら、側壁絶縁膜の形成525aを行い、更には、図7(c) に示すように、レジスト526の除去工程を行う。
このように、本実施形態では、貫通電極を電極の上面の一部と接触させることによって、前述の第5の実施形態のように、貫通電極を電極の内側面に加えて電極間接続用ビアの内側面と接触させる場合と比較して、側壁絶縁膜形成工程の工程数の削減を図ることができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
以上のように、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極620を第1,第2,第3電極604,609,614の各上面の一部と接触させる。ここで、上述のように、電極の上面の一部と貫通電極との接触面積は、電極の内側面と貫通電極との接触面積、及び電極間接続用ビアの内側面と貫通電極との接触面積と比べてはるかに大きい。
そのため、従来のように、貫通電極を電極の内側面と接触させる場合と比較して、貫通電極と電極との接触面積を増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減を図ることができる。
更には、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、上述のように、前述の第5の実施形態と比較して、貫通電極が電極と電気的に接続する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
加えて、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、上述のように、前述の第5の実施形態と比較して、側壁絶縁膜形成工程の工程数の削減を図ることができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極620と半導体チップの内部回路との間に介在するように、貫通電極620の周囲を囲うシールド配線622を配置するため、前述の第2及び第3の実施形態と同様に、内部回路(例えば、配線・素子形成領域に位置する配線・素子等の内部回路)から貫通電極620へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
(第7の実施形態)
以下に、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について、図12(a) 〜(d) 及び図13(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図12(a) 〜(d) 及び図13(a) 〜(d) は、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。
ここで、本実施形態の特徴点は、第1の目的(:歩留まり低下の防止)及び第2の目的(:接触抵抗の低減)を達成するために、前述の第6の実施形態と同様に、貫通電極を電極の上面の一部と接触させる点に加えて、前述の第1〜第5の実施形態と同様に、貫通電極を電極間接続用ビアの側面と接触させる点である。これにより、歩留まり低下の更なる防止及び接触抵抗の更なる低減を図ることを目的とする。図11は、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。図11に示すように、貫通電極721は、第1,第2,第3電極704,709,714の各上面の一部と接触しているだけでなく、更には、第2,第3電極709,714の各内側面に加えて電極間接続用第1,第2ビア707,712の各内側面と接触している。
図12(a) に示すように、表面にトランジスタ等の素子(図示せず)を有するシリコン基板700上に、第1の層間絶縁膜701を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜701に、シリコン基板700に到達するリング状のシールド配線用コンタクトホールを開口した後、シールド配線用コンタクトホールの内部に導電材料を埋め込むことにより、リング状のシールド配線用コンタクト702を形成する。
次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜701に、シールド配線用コンタクト702の上端に到達するリング状のシールド配線用第1配線溝、及びシールド配線用第1配線溝の開口部の内側に開口部を有するリング状の第1電極用の溝を開口した後、シールド配線用第1配線溝及び第1電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がシールド配線用コンタクト702の上端と接続するリング状のシールド配線用第1配線703、及びリング状の第1電極704を形成する。
次に、図12(b) に示すように、第1の層間絶縁膜701上に、第2の層間絶縁膜705を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜705に、シールド配線用第1配線703の上面に到達するリング状のシールド配線用第1ビアホール、及び第1電極704の上面に到達するリング状の電極間接続用第1ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜705に、シールド配線用第1ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第2配線溝、及び電極間接続用第1ビアホールと連通するリング状の第2電極用の溝を開口する。次に、シールド配線用第1ビアホール及びシールド配線用第2配線溝、並びに電極間接続用第1ビアホール及び第2電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がリング状のシールド配線用第1ビア706の上端と接続するリング状のシールド配線用第2配線708、及び下面がリング状の電極間接続用第1ビア707の上端と接続するリング状の第2電極709を形成する。このとき、図12(b) に示すように、リング状の第2電極709の内径がリング状の第1電極704の内径よりも大きくなるように、第2電極709を形成する。
次に、図12(c) に示すように、第2の層間絶縁膜705上に、第3の層間絶縁膜710を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜710に、シールド配線用第2配線708の上面に到達するリング状のシールド配線用第2ビアホール、及び第2電極709の上面に到達するリング状の電極間接続用第2ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜710に、シールド配線用第2ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第3配線溝、及び電極間接続用第2ビアホールと連通するリング状の第3電極用の溝を開口する。次に、シールド配線用第2ビアホール及びシールド配線用第3配線溝、並びに電極間接続用第2ビアホール及び第3電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がリング状のシールド配線用第2ビア711の上端と接続するリング状のシールド配線用第3配線713、及び下面がリング状の電極間接続用第2ビア712の上端と接続するリング状の第3電極714を形成する。このとき、図12(c) に示すように、リング状の第3電極714の内径がリング状の第2電極709の内径よりも大きくなるように、第3電極714を形成する。
このように、後工程の貫通電極形成用溝部形成工程(図12(d) 参照)において、各電極の上面の一部が露出するように、電極形成工程(図12(a) 〜(c) 参照)において、上層に位置するリング状の電極の内径が、下層に位置するリング状の電極の内径よりも大きくなるように形成することによって、各電極が階段状にずれるように配置する。
尚、本実施形態の製造方法では、説明の簡略化のために、図12(c) に示す工程において、最上層の配線層の形成工程を行うが、実際の製造方法では、前工程の図12(c) に示す工程を繰り返し行うことにより、より多数の配線層が多層化されてなる多層配線基板を形成しても良い。
また、本実施形態では、説明の簡略化のために、トランジスタ(前述の図5:502参照)等の素子と電気的に接続する素子接続用コンタクト(前述の図5:504参照)、第1,第2素子配線(前述の図5:506,513参照)、及び素子配線間接続用第1,第2ビア(前述の図5:510,517)についての説明を省略したが、本実施形態では、前述の第5の実施形態と同様に、素子接続用コンタクト、素子配線、及び素子配線間接続用ビアを備えており、各層間絶縁膜701,705,710に形成された電極704,709,714のうちの少なくとも1つの電極が、素子と電気的に接続する電極となるように構成されている。ここで、前述の第5の実施形態と同様に、素子と電気的に接続する電極とシールド配線用ビア及び配線とが接触しないように、素子と電気的に接続する電極が形成された層間絶縁膜中のシールド配線用ビア及び配線の形状は調整されている。
次に、図12(c) に示すように、第3の層間絶縁膜710上に、例えば、窒化膜よりなる第1の絶縁膜715を堆積した後、第1の絶縁膜715に、リング状の第3電極714の上面の一部、及び第3の層間絶縁膜710における第3電極714のリング内に存在する部分を露出させる溝部形成用開口部716を形成する。
次に、図12(d) に示すように、第3電極714、第2電極709及び第1電極704の各々をマスクに用いて、ドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜710におけるリング状の第3電極714のリング内に存在する部分、第2の層間絶縁膜705におけるリング状の第2電極709のリング内に存在する部分、及び第1の層間絶縁膜701におけるリング状の第1電極704のリング内に存在する部分を選択的に除去し、更に続いて、シリコン深掘用ドライエッチャーを用いたドライエッチングにより、シリコン基板700におけるリング状の第1電極704のリング内に存在する部分を選択的に除去する。このようにして、第3,第2,第1の層間絶縁膜710,705,701を貫通し、シリコン基板700内部に到達する貫通電極形成用溝部717を形成する。このとき、シリコン基板700のエッチング深さは、例えば50μm以上であり、シリコン基板700の厚さの途中で終了させる。
次に、図13(a) に示すように、CVD法により、第1の絶縁膜715の上面、溝部形成用開口部716の底部及び側壁、並びに貫通電極形成用溝部717の底部及び側壁に、例えば、TEOS酸化膜よりなる側壁絶縁膜形成用絶縁膜718を堆積する。
次に、図13(b) に示すように、側壁絶縁膜形成用絶縁膜718上に、溝部形成用開口部716及び貫通電極形成用溝部717内を埋め込むように、レジストを塗布する。続いて、該レジストに対する選択的な露光の後、該レジストにおける露光部分のみを選択的に除去することによって、シリコン基板700及び第1の層間絶縁膜701中に、側壁絶縁膜形成用絶縁膜718を介して、未露光のレジスト719を残存させる。次に、ウェットエッチングにより、側壁絶縁膜形成用絶縁膜718におけるレジスト719が残存する部分以外の部分を選択的に除去することにより、第3,第2,第1電極714,709,704の各上面の一部、第3,第2電極714,709の各内側面、及び電極間接続用第2,第1ビア712,707の各内側面を露出させると共に、シリコン基板700及び第1の層間絶縁膜701中の貫通電極形成用溝部717の側壁に、側壁絶縁膜718aを形成する。このように、側壁絶縁膜の形成工程は、後工程の貫通電極(図13(d) 参照)の形成工程において、貫通電極721とシリコン基板700との間に、側壁絶縁膜718aが介在するように行う必要がある。
次に、図13(c) に示すように、シリコン基板700及び第1の層間絶縁膜701中に側壁絶縁膜718aを介して残存するレジスト719のみを選択的に除去する。次に、溝部形成用開口部716及び貫通電極形成用溝部717内にシード層(図示せず)を形成した後、無電解メッキ技術により、第1の絶縁膜715上に、溝部形成用開口部716及び貫通電極形成用溝部717内を埋め込むように導電体720を成長させる。
次に、図13(d) に示すように、CMP技術により、導電体720における第1の絶縁膜715上に存在する部分を選択的に除去すると共に、シリコン基板700の下面を研磨することにより、導電体720の下面を露出させる。このようにして、半導体チップを貫通する貫通電極721を形成する。
その後、図示しないが、シリコン基板700の下面に、第2の絶縁膜(図11:722参照)を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の絶縁膜における貫通電極721の下面に存在する部分を選択的に除去する。
以上のようにして、図11に示すように、貫通電極721、及び貫通電極721の周囲を囲うように配置されたシールド配線723を有する半導体チップを製造する。
ここで、貫通電極721は、第1,第2,第3電極704,709,714の各上面の一部、第2,第3電極709,714の各内側面、及び電極間接続用第1,第2ビア707,712の各内側面と接触している。
また、ここで、シールド配線723は、シールド配線用コンタクト702、シールド配線用第1配線703、シールド配線用第1ビア706、シールド配線用第2配線708、シールド配線用第2ビア711、及びシールド配線用第3配線713が下から順に電気的に接続されてなるシールド配線である。
以上のようにして製造された半導体チップを半導体パッケージ上に積層して、各半導体チップの各貫通電極を互いに電気的に接続する。これにより、貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとが電気的に接続されてなる半導体集積回路装置を製造することができる。
本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極721は、前述の第6の実施形態と同様に、第1,第2,第3電極704,709,714の各上面の一部と接触しているだけではなく、更には、貫通電極721は、前述の第5の実施形態と同様に、第2,第3電極709,714の各内側面に加えて電極間接続用第1,第2ビア707,712の各内側面にも接触している。
そのため、前述の第6の実施形態と比較して、貫通電極721が第1,第2,第3電極704,709,714と電気的に接触する部分の面積をより一層増大させることができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下をより一層防止すると共に、貫通電極と電極との接触抵抗の低減をより一層図ることができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極721と半導体チップの内部回路との間に介在するように、貫通電極721の周囲を囲うシールド配線723を配置するので、前述の第2及び第3の実施形態と同様に、内部回路(例えば、配線・素子形成領域に位置する配線・素子等の内部回路)から貫通電極721へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
尚、本発明の第6及び第7の実施形態では、第2電極の内径が第1電極の内径よりも大きく、且つ第3電極の内径が第2電極の内径よりも大きくなるように形成することによって、貫通電極を第1,第2,第3電極の全ての各上面の一部に接触させる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第3電極の内径が第2電極の内径よりも大きくなるように形成する、又は第2電極の内径が第1電極の内径よりも大きくなるように形成することによって、貫通電極を第1,第2,第3電極の各上面の一部のうちの少なくとも1つに接触させる場合においても、本発明と同様の効果を得ることができる。
(第8の実施形態)
以下に、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について、図15(a) 〜(d) 及び図16(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図15(a) 〜(d) 及び図16(a) 〜(d) は、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。
ここで、本実施形態の特徴点は、第1の目的(:歩留まり低下の防止)を達成するために、半導体チップを貫通する貫通電極ではなく、半導体チップが有する半導体基板のみを貫通する貫通電極を用いる点であり、前述の第1〜第7の実施形態では、第1の目的及び第2の目的(:接触抵抗の低減)を達成するのに対し、本実施形態では、第1の目的のみを達成する。図14は、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。図14に示すように、半導体基板800のみを貫通する貫通電極805が、最下層の第1の層間絶縁膜808に形成された貫通電極接続用ビア811と電気的に接続している。
まず、図15(a) に示すように、半導体基板800上に、絶縁膜801を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングにより、半導体基板800を露出させる開口部を形成する。続いて、絶縁膜801をマスクに用いて、シリコン深堀用ドライエッチャーを用いたドライエッチングにより、シリコン基板800における開口部内に露出する部分を選択的に除去することにより、シリコン基板800中に貫通電極形成用溝部802を形成する。このとき、シリコン基板800のエッチング深さは、例えば50μm以上であり、シリコン基板800の厚さの途中で終了させる。
次に、図15(b) に示すように、CVD法により、絶縁膜801の上面、並びに貫通電極形成用溝部802の底部及び側壁に、例えば、TEOS酸化膜よりなる側壁絶縁膜形成用絶縁膜803を堆積する。次に、貫通電極形成用溝部802内にシード層(図示せず)を形成した後、無電解メッキ技術により、側壁絶縁膜形成用絶縁膜803上に、貫通電極形成用溝部802内を埋め込むように、導電体804を成長させる。
次に、図15(c) に示すように、CMP技術により、導電体804における半導体基板800上に存在する部分を選択的に除去すると共に、ドライエッチング又はウェットエッチング等により、絶縁膜801、及び側壁絶縁膜形成用絶縁膜803における半導体基板800上に存在する部分を選択的に除去する。これにより、貫通電極形成用溝部802内に、側壁絶縁膜803aを介して、導電体が埋め込まれてなる貫通電極805を形成する。
次に、図15(d) に示すように、公知の半導体集積回路装置の製造方法を用いて、半導体基板800の表面に素子分離膜806を形成すると共に、半導体基板800上における素子分離膜806によって囲われた活性領域にトランジスタ807等の素子を形成する。次に、半導体基板800上に、トランジスタ807を覆うように第1の層間絶縁膜808を堆積する。
次に、図16(a) に示すように、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜808に、半導体基板800の活性領域に到達するリング状の素子接続用コンタクトホール、半導体基板800に到達するリング状のシールド配線用コンタクトホール、及び貫通電極805の上面に到達するリング状の貫通電極接続用ビアホールを開口した後、素子接続用コンタクトホール、シールド配線用コンタクトホール、及び貫通電極接続用ビアホールの各内部に導電材料を埋め込むことにより、第1の層間絶縁膜808に、下端が半導体基板800の活性領域と接続するリング状の素子接続用コンタクト809、下端が半導体基板800と接続するリング状のシールド配線用コンタクト810、及び下端が貫通電極805の上面と接続するリング状の貫通電極接続用ビア811を形成する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の層間絶縁膜808に、素子接続用コンタクト809の上端に到達するリング状の第1素子配線溝、シールド配線用コンタクト810の上端に到達するリング状のシールド配線用第1配線溝、及び貫通電極接続用ビア811の上端に到達する第1電極用の溝を開口した後、第1素子配線溝、シールド配線用第1配線溝、及び第1電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面が素子接続用コンタクト809の上端と接続するリング状の第1素子配線812、下面がシールド配線用コンタクト810の上端と接続するリング状のシールド配線用第1配線813、及び下面が貫通電極接続用ビア811の上端と接続する第1電極814を形成する。
次に、図16(b) に示すように、第1の層間絶縁膜808上に、第2の層間絶縁膜815を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜815に、第1素子配線812の上面に到達するリング状の素子配線間接続用第1ビアホール、シールド配線用第1配線813の上面に到達するリング状のシールド配線用第1ビアホール、及び第1電極814の上面に到達するリング状の電極間接続用第1ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の層間絶縁膜815に、素子配線間接続用第1ビアホールと連通するリング状の第2素子配線溝、シールド配線用第1ビアホールと連通するリング状のシールド配線用第2配線溝、及び電極間接続用第1ビアホールと連通する第2電極用の溝を開口する。
次に、素子配線間接続用第1ビアホール及び第2素子配線溝、シールド配線用第1ビアホール及びシールド配線用第2配線溝、並びに電極間接続用第1ビアホール及び第2電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、第2の層間絶縁膜815に、下面がリング状の素子配線間接続用第1ビア816の上端と接続するリング状の第2素子配線819、下面がリング状のシールド配線用第1ビア817の上端と接続するリング状のシールド配線用第2配線820、及び下面がリング状の電極間接続用第1ビア818の上端と接続する第2電極821を形成する。
本実施形態の製造方法では、説明の簡略化のために、次工程の図16(c) に示す工程において、最上層の配線層の形成工程を行うが、実際の製造方法では、図16(c) に示す工程を繰り返し行うことにより、より多数の配線層が多層化されてなる多層配線基板を形成しても良い。
次に、図16(c) に示すように、第2の層間絶縁膜815上に、第3の層間絶縁膜822を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜822に、第2素子配線819の上面に到達するC字状の素子配線間接続用第2ビアホール、シールド配線用第2配線820の上面に到達するC字状のシールド配線用第2ビアホール、及び第2電極821の上面に到達するリング状の電極間接続用第2ビアホールを開口する。続いて、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第3の層間絶縁膜822に、シールド配線用第2ビアホールと連通するC字状のシールド配線用第3配線溝、並びに電極間接続用第2ビアホール及び素子配線間接続用第2ビアホールと連通する第3電極用の溝を開口する。次に、素子配線間接続用第2ビアホール、シールド配線用第2ビアホール及びシールド配線用第3配線溝、並びに電極間接続用第2ビアホール及び第3電極用の溝の各内部に導電材料を埋め込むことにより、下面がC字状のシールド配線用第2ビア824の上端と接続するC字状のシールド配線用第3配線826、並びに下面がC字状の素子配線間接続用第2ビア823及びリング状の電極間接続用第2ビア825の各上端と接続する第3電極827を形成する。
ここで、図16(c) に示すように、第3電極827は、下面が素子配線間接続用第2ビア823の上端と接続しており、第1,第2,第3の層間絶縁膜808,815,822に形成された第1,第2,第3電極814,821,827のうちの、最上層の第3の層間絶縁膜822に形成された第3電極827が、内部回路と電気的に接続している。
また、ここで、図16(c) に示すように、素子等の内部回路と電気的に接続する第3電極827が形成された第3の層間絶縁膜822中のシールド配線用第2ビア824及び第3配線826は、形状がリング状ではなくC字状となるように形成されている。このように、内部回路と電気的に接続する電極とシールド配線用ビア及び配線とが接触しないように、シールド配線用ビア及び配線の形状を調整する必要がある。
次に、図16(c) に示すように、第3の層間絶縁膜822上に、例えば、窒化膜よりなる第1の絶縁膜828を堆積する。次に、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第1の絶縁膜828に、第3電極827の上面の一部を露出させる開口部829を形成する。
次に、図16(d) に示すように、シリコン基板800の下面を研磨することにより、貫通電極805の下面を露出させる。
その後、図示しないが、シリコン基板800の下面に、第2の絶縁膜(図14:830参照)を堆積した後、リソグラフィー及びドライエッチングにより、第2の絶縁膜における貫通電極805の下面に存在する部分を選択的に除去する。
以上のようにして、図14に示すように、半導体基板800のみを貫通する貫通電極805、及び貫通電極805の周囲を囲うように配置されたシールド配線831を有する半導体チップを製造する。
ここで、貫通電極805は、最下層の第3の層間絶縁膜822に形成された貫通電極接続用ビア811と電気的に接続している。
また、ここで、シールド配線831は、シールド配線用コンタクト810、シールド配線用第1配線813、シールド配線用第1ビア817、シールド配線用第2配線820、シールド配線用第2ビア824、及びシールド配線用第3配線826が下から順に電気的に接続されてなるシールド配線である。
以上のようにして製造された半導体チップを半導体パッケージ上に積層して、各半導体チップの各貫通電極を互いに電気的に接続する。これにより、貫通電極により、各半導体チップの各電極と半導体パッケージとが電気的に接続されてなる半導体集積回路装置を製造することができる。
本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、シリコン基板800のみを貫通する貫通電極805が、最下層の第1の層間絶縁膜808に形成された貫通電極接続用ビア811と電気的に接続している。
このように、シリコン基板800のみを貫通する貫通電極805を形成することによって、従来例のように各層間絶縁膜及びシリコン基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極形成用溝部内802への導電体の良好な充填を確保することができるので、貫通電極と電極との接触不良による歩留まりの低下を防止することができる。
更には、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、前述の第5〜第7の実施形態のように、第3,第2,第1層間絶縁膜及びシリコン基板を貫通する貫通電極を形成する場合と比較して、貫通電極の形成工程の工程数を削減することができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
また、本実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法によると、貫通電極805の近傍にシールド配線831を配置する、具体的には、貫通電極805と電気的に接続する貫通電極接続用ビア811、第1,第2,第3電極814,821,827、及び電極間接続用第1,第2ビア818,825の周囲を囲うシールド配線831を配置するので、例えば、貫通電極805と互いに隣り合う貫通電極(図示せず)、及び配線・素子形成領域に位置する配線・素子等の内部回路から貫通電極805へのクロストーク等の電磁干渉を防止することができる。
尚、本発明の第8の実施形態では、貫通電極接続用ビア811及び電極間接続用第1,第2ビア818,825の形状がリング状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、貫通電極接続用ビア811及び電極間接続用第1,第2ビア818,825の形状は、貫通電極805と第1,第2,第3電極814,821,827とを電気的に接続することが可能な形状であれば良い。
尚、本発明の第1〜第8の実施形態では、電極間接続用ビアの形状を貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状とすることによって、貫通電極の全側面に電極間接続用ビアの内側面を接触させる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、貫通電極の全側面のうちの一部に電極間接続用ビアの側面を接触させた場合においても、本発明の効果を得ることができる。
尚、本発明の第1〜第8の実施形態では、第1,第2,第3電極のうちの互いに隣り合う層にある各電極間の全てに電極間接続用ビアを形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
尚、第1〜第4の実施形態では、各半導体チップに含まれる複数の電極のうち、各層のうちの最下層に形成された電極が、各半導体チップの内部回路と電気的に接続している場合を具体例に挙げて説明し、一方、第5及び第8の実施形態では、各半導体チップに含まれる複数の電極のうち、各層のうちの最上層に形成された電極が、各半導体チップの内部回路と電気的に接続している場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体チップの内部回路と電気的に接続する電極は、各層のうちの最下層に形成された電極、及び各層のうちの最上層に形成された電極に限定されるものではなく、半導体チップに含まれる複数の電極のうちの少なくとも1つの電極であれば良い。また、例えば、半導体チップの内部回路と電気的に接続する電極を新たに設け、該電極が複数の電極のうちの少なくとも1つの電極と電気的に接続している場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明は、貫通電極を有する半導体集積回路装置及びその製造方法に有用である。
(a) は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図であり、(b) は、電極間接続用ビアの構造について示す拡大上面図である。 本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。 (a) 及び(b) は、本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略上面図である。 本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。 本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第6の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第7の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する半導体チップの構造について示す断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 (a) 〜(d) は、本発明の第8の実施形態に係る半導体集積回路装置の製造方法について示す要部工程断面図である。 従来例に係る半導体集積回路装置の構造について示す概略断面図である。
符号の説明
100 半導体パッケージ
101A,101B,101C,101D 半導体チップ
102 電極
103 電極間接続用ビア
104(104a,104b,104c,104d) 貫通電極
105(105a,105b,105c,105d) 貫通電極
200A,200B 半導体チップ
201A,201B 半導体基板
202A,202B 配線・素子形成領域
203A,203B 絶縁膜
204 電極
205 電極間接続用ビア
206(206A,206B) 貫通電極
207A,207B シールド配線
300A,300B 半導体チップ
301A,301B 内部回路領域
302A,302B 電極
303A,303B 電極間接続用ビア
304A,304B 貫通電極
305 側面型シールド配線
306 全側面型シールド配線
400 半導体パッケージ
401A,401B,401C 半導体チップ
402A,402B,402C 半導体基板
403 電極
404 電極間接続用ビア
405(405a,405b,405c) 貫通電極
406(406a,406b,406c) 貫通電極
407(407a,407b,407c) 貫通電極
408(408a,408b,408c) 貫通電極
409,410 内部貫通電極
411 第1配線膜
412 第1絶縁膜
413 第2配線膜
414 第2絶縁膜
415 絶縁膜
500,600,700 シリコン基板
501 素子分離膜
502 トランジスタ
503,601,701 第1の層間絶縁膜
504 素子接続用コンタクト
505,602,702 シールド配線用コンタクト
506 第1素子配線
507,603,703 シールド配線用第1配線
508,604,704 第1電極
509,605,705 第2の層間絶縁膜
510 素子配線間接続用第1ビア
511,606,706 シールド配線用第1ビア
512,607,707 電極間接続用第1ビア
513 第2素子配線
514,608,708 シールド配線用第2配線
515,609,709 第2電極
516,610,710 第3の層間絶縁膜
517 素子配線間接続用第2ビア
518,611,711 シールド配線用第2ビア
519,612,712 電極間接続用第2ビア
520,613,713 シールド配線用第3配線
521,614,714 第3電極
522,615,715 第1の絶縁膜
523,616,716 溝部形成用開口部
524,617,717 貫通電極形成用溝部
525,618,718 側壁絶縁膜形成用絶縁膜
525a,618a,718a 側壁絶縁膜
526,719 レジスト
527,619,720 導電体
528,620,721 貫通電極
529,621,722 第2の絶縁膜
530,622,723 シールド配線
800 半導体基板
801 絶縁膜
802 貫通電極形成用溝部
803 側壁絶縁膜形成用絶縁膜
803a 側壁絶縁膜
804 導電体
805 貫通電極
806 素子分離膜
807 トランジスタ
808 第1の層間絶縁膜
809 素子接続用コンタクト
810 シールド配線用コンタクト
811 貫通電極接続用ビア
812 第1素子配線
813 シールド配線用第1配線
814 第1電極
815 第2の層間絶縁膜
816 素子配線間接続用第1ビア
817 シールド配線用第1ビア
818 電極間接続用第1ビア
819 第2素子配線
820 シールド配線用第2配線
821 第2電極
822 第3の層間絶縁膜
823 素子配線間接続用第2ビア
824 シールド配線用第2ビア
825 電極間接続用第2ビア
826 シールド配線用第3配線
827 第3電極
828 第1の絶縁膜
829 開口部
830 第2の絶縁膜
831 シールド配線
900 半導体パッケージ
901A 半導体チップ
901B 半導体チップ
901C 半導体チップ
901D 半導体チップ
902 電極
903,904 貫通電極

Claims (17)

  1. 複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、
    前記複数の半導体チップを貫通するように形成された貫通電極と、
    前記複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成され、前記貫通電極を貫通させる開口部を有する複数の電極と、
    前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアとを備え、
    前記ビアは、側面が前記貫通電極と接触するように形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 前記ビアの形状は、前記貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状であることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
  3. 複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、
    前記複数の半導体チップを貫通するように形成された貫通電極と、
    前記複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成され、前記貫通電極を貫通させる開口部を有する複数の電極と、
    前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアとを備え、
    前記複数の電極の開口部のうち、上層に位置する開口部の開口径が下層に位置する開口部の開口径よりも大きくなるように形成されており、
    前記貫通電極は、前記複数の電極の各上面の一部のうちの少なくとも1つと接触していることを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 前記ビアは、側面が前記貫通電極と接触するように形成されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路装置。
  5. 前記ビアの形状は、前記貫通電極の側面に沿うように形成されたリング状であることを特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路装置。
  6. 複数の半導体チップが積層されてなる半導体集積回路装置であって、
    前記複数の半導体チップの各々が有する半導体基板を貫通するように形成された貫通電極と、
    前記複数の半導体チップの各々を構成する各層にそれぞれ形成された複数の電極と、
    前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間の各々を電気的に接続する複数のビアとを備え、
    前記貫通電極と、前記複数のビアにおける前記各層のうちの最下層に形成されたビアとが電気的に接続していることを特徴とする半導体集積回路装置。
  7. 前記半導体チップに含まれる前記複数の電極のうちの少なくとも1つは、前記半導体チップの内部回路と電気的に接続していることを特徴とする請求項1〜6に記載の半導体集積回路装置。
  8. 前記貫通電極の近傍に形成され、前記各層を貫通して前記半導体基板の表面に到達するシールド配線を更に備えていることを特徴とする請求項1〜7に記載の半導体集積回路装置。
  9. 前記貫通電極は、前記半導体チップの端部を貫通するように形成されており、
    前記シールド配線は、前記貫通電極と前記半導体チップの内部回路との間に介在していることを特徴とする請求項8に記載の半導体集積回路装置。
  10. 前記貫通電極は、前記半導体チップの中央部を貫通するように形成されており、
    前記シールド配線は、前記貫通電極の周囲を囲うように形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体集積回路装置。
  11. 前記複数の半導体チップのうち、中間層に位置する半導体チップにおいて、
    前記半導体チップを構成する各層の中央部を貫通するように形成された内部貫通電極を更に備え、
    前記貫通電極と前記内部貫通電極とは、前記各層上に形成された配線層を介して電気的に接続しており、
    前記貫通電極及び前記内部貫通電極は、電圧供給源に接続されていることを特徴とする請求項1〜10のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路装置。
  12. 前記貫通電極は、前記複数の半導体チップを貫通するように形成された第1の前記貫通電極と、前記複数の半導体チップを貫通するように形成され且つ前記第1の貫通電極とは異なる第2の前記貫通電極とを含み、
    前記内部貫通電極は、前記各層の中央部を貫通するように形成された第1の前記内部貫通電極と、前記各層の中央部を貫通するように形成され且つ前記第1の内部貫通電極とは異なる第2の前記内部貫通電極とを含み、
    前記第1の貫通電極と前記第1の内部貫通電極とは、前記各層上に形成された配線層を介して電気的に接続しており、
    前記第2の貫通電極と前記第2の内部貫通電極とは、前記各層上に形成された前記配線層とは異なる配線層を介して電気的に接続しており、
    前記第1の貫通電極及び前記第1の内部貫通電極は、電圧供給源に接続されており、
    前記第2の貫通電極及び前記第2の内部貫通電極は、前記電圧供給源とは異なる電圧供給源に接続されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体集積回路装置。
  13. 半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(a)と、
    前記電極の内側面及び前記ビアの側面を露出させるように、前記各層を貫通して、前記半導体チップが有する半導体基板内部に到達する溝部を形成する工程(b)と、
    前記溝部を構成する前記半導体基板の側面に絶縁膜を形成する工程(c)と、
    前記工程(c)の後に、前記溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(d)と、
    前記半導体基板の下面を研磨して、前記貫通電極の下面を露出させる工程(e)と、
    複数の前記半導体チップを積層して、複数の前記貫通電極の各々を互いに電気的に接続する工程(f)とを備えたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  14. 半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(a)と、
    前記電極の内側面及び前記ビアの側面を露出させるように、前記各層を貫通して、前記半導体チップが有する半導体基板内部に到達する溝部を形成する工程(b)と、
    前記溝部の側面に絶縁膜を形成する工程(c)と、
    前記工程(c)の後に、前記溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(d)と、
    前記半導体基板の下面を研磨して、前記貫通電極の下面を露出させる工程(e)と、
    複数の前記半導体チップを積層して、複数の前記貫通電極の各々を互いに電気的に接続する工程(f)とを備え、
    前記工程(a)における前記電極を形成する工程は、前記工程(b)において前記電極の上面の一部が露出するように、各々が階段状にずれるように配置される前記電極を形成する工程であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  15. 前記工程(c)は、前記絶縁膜における前記ビアの側面に存在する部分を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項14に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
  16. 半導体チップが有する半導体基板中に溝部を形成する工程(a)と、
    前記溝部の側面に絶縁膜を形成する工程(b)と、
    前記工程(b)の後に、前記溝部を埋め込む導電体からなる貫通電極を形成する工程(c)と、
    前記半導体チップを構成する各層にそれぞれ複数の電極を形成すると共に、前記複数の電極のうちの互いに隣り合う層にある電極間を電気的に接続する複数のビアを形成する工程(d)と、
    前記半導体基板の下面を研磨して、前記貫通電極の下面を露出させる工程(e)とを備え、
    前記工程(d)における前記ビアを形成する工程は、前記各層のうちの最下層に形成された前記ビアが、前記貫通電極と電気的に接続するように形成する工程であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  17. 前記複数の電極を形成する工程は、前記複数の電極の各々に近接する複数のシールド用配線を形成する工程を含み、
    前記複数のビアを形成する工程は、前記半導体基板と前記複数のシールド用配線における前記各層のうちの最下層に形成されたシールド用配線とを電気的に接続するシールド用コンタクトを形成する工程と、前記複数のシールド用配線のうちの互いに隣り合う層にあるシールド用配線間を電気的に接続する複数のシールド用ビアを形成する工程とを含むことを特徴とする請求項13〜16のうちのいずれか1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
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