JP2012195383A - Method of forming barrier film and ic chip package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バリヤー膜の形成方法及びICチップパッケージに関し、特に蒸着重合法を利用してバリヤー膜を形成する方法及びこのバリヤー膜を有するICチップパッケージに関する。 The present invention relates to a method for forming a barrier film and an IC chip package, and more particularly to a method for forming a barrier film using a vapor deposition polymerization method and an IC chip package having the barrier film.
従来、半導体デバイス(ICチップ)の分野では、Siウェハ上にデバイスを作製した後、デバイスとデバイスとを電気的に接続するためにワイヤーボンディングの技術を用いてきた。しかし、デバイスが微細化するにつれて接続するワイヤーのピッチが狭くなって、接続工程が困難になるという問題が生じ、また、ワイヤーによる信号遅延が深刻な問題になってきた。同時に、デバイスの微細化も限界に近付いてきて、大容量、高速動作の限界に達してきた。 Conventionally, in the field of semiconductor devices (IC chips), after a device is fabricated on a Si wafer, a wire bonding technique has been used to electrically connect the devices to each other. However, as the device is miniaturized, the pitch of the wires to be connected is narrowed, resulting in a problem that the connection process becomes difficult, and signal delay due to the wires has become a serious problem. At the same time, miniaturization of devices is approaching its limit, reaching the limit of large capacity and high speed operation.
この解決法の一つとして、デバイスを重ねて接着し、穴を掘って、その穴中に埋め込んだCu、Alからなる配線膜で接続する技術が開発されつつある。例えば、フラッシュメモリーの分野では、メモリーを多数枚重ねた大容量フラッシュメモリーが一部製品化されている。これらの技術を総称してTSVとか3次元実装と呼んでいる。前述のようなメモリー系では、同じデバイスを多数枚重ねて容量を稼ぐものや、メモリーとロジックのように異なる種類のデバイスを重ねて配線を短くして高速動作を目的にするもの等、その組み合わせは目的に応じて自由に選択されている。 As one of the solutions, a technique is being developed in which devices are stacked and bonded, a hole is dug, and a connection is made with a wiring film made of Cu and Al embedded in the hole. For example, in the field of flash memory, large-capacity flash memories in which a large number of memories are stacked are partly commercialized. These technologies are collectively called TSV or three-dimensional packaging. In the memory system as described above, a combination of a plurality of the same devices to gain capacity, a combination of different types of devices such as memory and logic to shorten the wiring and aim at high speed operation, etc. Is freely selected according to the purpose.
TSV技術では、大きく分けて、ICチップ(又はSiウェハ)同士の接着前に穴を開けて配線膜としてのCu膜等を埋めるビアファースト工程と、接着後に穴を開けてCu膜等を形成するビアラスト工程とに分けられている。 The TSV technology is broadly divided into a via first process in which holes are formed before bonding IC chips (or Si wafers) to fill a Cu film or the like as a wiring film, and a hole is formed after bonding to form a Cu film or the like. It is divided into the vialast process.
上記ビアラスト工程では、接着剤も含めて穴を開けてCuを埋め込むため、プロセスの最高温度が接着剤の耐熱性で決まってくる。接着剤の種類にもよるが、一般には200℃以下が望ましい。 In the via last process, since the hole including the adhesive is made and Cu is embedded, the maximum temperature of the process is determined by the heat resistance of the adhesive. Although it depends on the type of adhesive, generally 200 ° C. or lower is desirable.
一方で、この穴の形状はφ2〜20μm程度で、深さ50〜200μm程度である。従って、アスペクト比(A/R)としては10〜100程度に至る。これだけのA/Rの穴内に均一に成膜するには、従来使われていたスパッタリング法では無理であり、CVD法による必要がある。 On the other hand, the shape of this hole is about φ2 to 20 μm and the depth is about 50 to 200 μm. Accordingly, the aspect ratio (A / R) reaches about 10 to 100. In order to form a uniform film in such A / R holes, it is impossible to use the sputtering method conventionally used, and it is necessary to use the CVD method.
また、今まで半導体デバイス作製工程で使われていたバリヤー膜は、CVD法により形成されたTi、TiN、Ta、及びTaNの膜が主流であり(例えば、特許文献1参照)、成膜温度が300℃以上と高く、低温での実施を目的とするTSV技術を利用した工程では使用できない。すなわち、TSV技術を利用した工程向けに新たなバリヤー膜を開発することが求められている。さらに、従来は、配線膜はSiO2膜の上に形成していたため、バリヤー膜は導電体で良かった。しかし、TSV技術を利用した工程では、下地はSiで導体(半導体)であるので、バリヤー膜としては絶縁性も要求される。従って材料的にも新規開発が必要である。 Further, the barrier films that have been used in the semiconductor device manufacturing process so far are mainly Ti, TiN, Ta, and TaN films formed by the CVD method (see, for example, Patent Document 1), and the film forming temperature is high. It is as high as 300 ° C. or higher, and cannot be used in a process using TSV technology intended for implementation at a low temperature. That is, it is required to develop a new barrier film for a process using the TSV technology. Further, conventionally, since the wiring film is formed on the SiO 2 film, the barrier film may be a conductor. However, in the process using the TSV technology, since the base is Si and a conductor (semiconductor), the barrier film also requires insulation. Therefore, new development is also necessary in terms of materials.
上記バリヤー膜の上には、通常、公知の方法により、配線膜としてCu膜がCVD法により形成される(例えば、特許文献2参照)。 On the barrier film, a Cu film is usually formed as a wiring film by a CVD method by a known method (for example, see Patent Document 2).
なお、上記したように、従来技術では、通常、CuやAl等の配線膜のバリヤー膜として、スパッタリング法又はCVD法により金属や金属窒化物の膜を形成していた。特に、A/Rが高く(例えば、5以上)なるとCVD法を使う必要があった。従って、バリヤー膜原料として有機金属材料又は金属の塩化物やフッ化物を使うので、その成膜温度は300℃以上が一般的である。有機金属材料の場合は、有機物を分解して除去するために高温による熱エネルギーが必要である。また、金属の塩化物やフッ化物の場合は、一般に反応温度は低いが、塩素やフッ素を膜中から除去するためには高温が必要である。また、従来技術では、金属等からなるバリヤー膜表面の酸化を防ぐために、バリヤー膜形成後に真空中で連続してAlやCu等の成膜が必要であった。 As described above, in the prior art, a metal or metal nitride film is usually formed by a sputtering method or a CVD method as a barrier film of a wiring film such as Cu or Al. In particular, when A / R is high (for example, 5 or more), it is necessary to use the CVD method. Therefore, since an organic metal material or a metal chloride or fluoride is used as a barrier film material, the film forming temperature is generally 300 ° C. or higher. In the case of an organometallic material, thermal energy at a high temperature is required to decompose and remove organic matter. In the case of a metal chloride or fluoride, the reaction temperature is generally low, but a high temperature is required to remove chlorine and fluorine from the film. In the prior art, in order to prevent oxidation of the barrier film surface made of metal or the like, it is necessary to continuously form films of Al, Cu, etc. in vacuum after the barrier film is formed.
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、真空中にて2種類のモノマーを同時に又は別々に蒸着して、基板上にて反応させ、その後必要に応じて加熱し、重合反応で所望の膜を得るいわゆる蒸着重合法を利用することにより、低温で絶縁特性、バリヤー特性、ホール内の均一成膜特性に優れたバリヤー膜を形成する方法及びこのバリヤー膜を備えたICチップパッケージを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in which two types of monomers are vapor-deposited simultaneously or separately in a vacuum, reacted on a substrate, and then heated as necessary. And a method of forming a barrier film having excellent insulation characteristics, barrier characteristics, and uniform film formation characteristics in holes by using a so-called vapor deposition polymerization method for obtaining a desired film by a polymerization reaction, and the barrier film. Another object is to provide an IC chip package.
本発明のバリヤー膜の形成方法に係る第1の形成方法の発明は、ICチップが形成されているSiウェハを複数枚積み重ねて接合し、TSV技術により、この接合されたSiウェハにICチップ同士を電気的に接続するための穴を開けた後、複数のICチップを繋ぐ該穴の中に導電体膜を形成する前に、該穴の中にバリヤー膜を形成する方法であって、2種類以上のモノマーを真空中にて蒸発させ、蒸着重合法により該穴の中にポリイミドからなるバリヤー膜を形成することを特徴とする。 The invention of the first forming method according to the barrier film forming method of the present invention is to stack and bond a plurality of Si wafers on which IC chips are formed, and to connect the IC chips to the bonded Si wafers by TSV technology. A method for forming a barrier film in a hole after electrically forming a hole for electrically connecting a plurality of IC chips and before forming a conductor film in the hole, More than one kind of monomer is evaporated in a vacuum, and a barrier film made of polyimide is formed in the hole by vapor deposition polymerization.
上記第1の形成方法の発明において、該モノマーを同時に又は別々に蒸発させて蒸着せしめることを特徴とする。 The invention of the first forming method is characterized in that the monomer is evaporated by simultaneous or separate evaporation.
上記第1の形成方法の発明において、該モノマーが芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とからなるものであることを特徴とする。 In the invention of the first formation method, the monomer is composed of an aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride.
本発明のバリヤー膜の形成方法に係る第2の形成方法の発明は、ICチップが形成されているSiウェハを複数枚積み重ねて接合し、TSV技術により、この接合されたSiウェハにICチップ同士を電気的に接続するための穴を開けた後、複数のICチップを繋ぐ該穴の中に導電体膜を形成する前に、該穴の中にバリヤー膜を形成する方法であって、2種類以上のモノマーを真空中にて蒸発させ、蒸着重合法により該穴の中にポリマーからなるバリヤー膜を形成することを特徴とする。 The invention of the second forming method according to the barrier film forming method of the present invention is to stack and bond a plurality of Si wafers on which IC chips are formed, and to connect the IC chips to the bonded Si wafers by TSV technology. A method for forming a barrier film in a hole after electrically forming a hole for electrically connecting a plurality of IC chips and before forming a conductor film in the hole, More than one kind of monomer is evaporated in a vacuum, and a barrier film made of a polymer is formed in the hole by vapor deposition polymerization.
上記第2の形成方法の発明において、該モノマーを同時に又は別々に蒸発させて蒸着せしめることを特徴とする。 The invention of the second formation method is characterized in that the monomer is evaporated by simultaneous or separate evaporation.
上記第2の形成方法の発明において、該ポリマーがポリイミドであることを特徴とする。 In the invention of the second formation method, the polymer is polyimide.
上記第2の形成方法の発明において、該モノマーが芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とからなるものであることを特徴とする。 In the invention of the second formation method, the monomer is composed of an aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride.
本発明のICチップパッケージに係る第1のICチップパッケージの発明は、ICチップがそれぞれに形成された複数枚のSiウェハの各Siウェハが積み重ねられて接合されているSiウェハ積層物を有するICチップパッケージであって、該Siウェハ積層物には接合後にTSV技術により開けられた穴が設けられ、該穴の中には、2種類以上のモノマーを用いて蒸着重合してなるポリイミドからなるバリヤー膜が形成されており、そしてこのバリヤー膜の上には導電体膜が形成されていることを特徴とする。 The invention of the first IC chip package according to the IC chip package of the present invention is an IC having a Si wafer laminate in which the respective Si wafers of a plurality of Si wafers each formed with an IC chip are stacked and bonded. A chip package, wherein the Si wafer laminate is provided with a hole formed by TSV technology after bonding, and a barrier made of polyimide formed by vapor deposition polymerization using two or more types of monomers in the hole. A film is formed, and a conductor film is formed on the barrier film.
上記第1のICチップパッケージの発明において、該モノマーが芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とからなるものであることを特徴とする。 In the first IC chip package invention, the monomer is composed of an aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride.
本発明のICチップパッケージに係る第2のICチップパッケージの発明は、ICチップがそれぞれに形成された複数枚のSiウェハの各Siウェハが積み重ねられて接合されているSiウェハ積層物を有するICチップパッケージであって、該Siウェハ積層物には接合後にTSV技術により開けられた穴が設けられ、該穴の中には、蒸着重合してなるポリマーからなるバリヤー膜が形成されており、そしてこのバリヤー膜の上には導電体膜が形成されていることを特徴とする。 The invention of the second IC chip package according to the IC chip package of the present invention is an IC having a Si wafer laminate in which the respective Si wafers of a plurality of Si wafers each formed with an IC chip are stacked and bonded. A chip package, wherein the Si wafer laminate is provided with a hole formed by TSV technology after bonding, and a barrier film made of a polymer obtained by vapor deposition polymerization is formed in the hole; and A conductive film is formed on the barrier film.
上記第2のICチップパッケージの発明において、該ポリマーがポリイミドであることを特徴とする。 In the invention of the second IC chip package, the polymer is polyimide.
上記第2のICチップパッケージの発明において、該ポリマーが芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との蒸着重合体であることを特徴とする。 In the invention of the second IC chip package, the polymer is a vapor deposition polymer of an aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride.
本発明によれば、TSV技術を適用して開けた穴内に、蒸着重合法により250℃以下で成膜可能であり、且つA/Rで10以上でも十分な付き回りを示し、バリヤー膜として十分使用可能なバリヤー膜を形成することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to form a film at a temperature of 250 ° C. or less by a vapor deposition polymerization method in a hole opened by applying the TSV technology, and even if the A / R is 10 or more, sufficient coverage is obtained, which is sufficient as a barrier film. There is an effect that a usable barrier film can be formed.
また、本発明によれば、上記バリヤー膜を備えたICチップパッケージは、信号遅延の問題が生じる恐れもなく、また、大容量、高速動作も可能であるという効果を奏する。 Further, according to the present invention, the IC chip package provided with the barrier film has the effects that there is no fear of signal delay and that large capacity and high speed operation are possible.
以下、本発明に係るバリヤー膜の形成方法の実施の形態及びICチップパッケージの実施の形態について説明し、その後に、各構成要件について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for forming a barrier film and an embodiment of an IC chip package according to the present invention will be described, and thereafter each component will be described in detail.
本発明に係るバリヤー膜の形成方法の実施の形態によれば、この形成方法は、Siウェハ表面上にICチップ(ICデバイス)が形成されている複数枚のSiウェハを、ICチップが形成されていないSiウェハの裏面側とICチップが形成されている別のSiウェハの表面側とが接するように積み重ね、例えばシロキサン樹脂やエポキシ樹脂等から選ばれた接着剤を用いて接合し、3次元実装工程(TSV技術・工程)により、この接合されたSiウェハ積層物にICチップ同士を電気的に接続するための穴を開けた後、複数のICチップを繋ぐCuやAlやWやNi等からなる導電体膜を穴内、また、穴の周辺に形成する前に、穴内やその周辺にバリヤー膜を形成する方法であって、2種類以上のモノマーを、好ましくは芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを真空中で蒸発させ、例えば各モノマーを同時に蒸発させ又は時間をずらせて別々に蒸発させ、穴内やその周辺で蒸着重合させ、好ましくはポリイミド等のポリマーからなるバリヤー膜を形成することからなる。本明細書中で「穴内」といった場合は、穴内とその周辺とを含むものとする。この場合、穴の周辺に形成された膜は、目的とするデバイスに応じてエッチング除去する。 According to the embodiment of the barrier film forming method according to the present invention, this forming method is such that an IC chip is formed on a plurality of Si wafers on which IC chips (IC devices) are formed on the surface of the Si wafer. Stacked so that the back side of the non-Si wafer and the front side of another Si wafer on which the IC chip is formed are in contact with each other, for example, bonded using an adhesive selected from siloxane resin, epoxy resin, etc. Cu, Al, W, Ni, etc. which connect a plurality of IC chips after opening a hole for electrically connecting IC chips to this bonded Si wafer laminate by a mounting process (TSV technology / process) Before the conductor film made of is formed in or around the hole, a barrier film is formed in or around the hole, and two or more types of monomers, preferably aromatic diamine, are preferably used. Tetracarboxylic dianhydride is evaporated in a vacuum, for example, each monomer is evaporated at the same time or separately for different periods of time, and vapor deposition polymerization is performed in and around the hole, preferably a barrier film made of a polymer such as polyimide. Forming. In this specification, “inside the hole” includes the inside of the hole and the periphery thereof. In this case, the film formed around the hole is removed by etching according to the target device.
また、本発明に係るICチップパッケージの実施の形態によれば、このICチップパッケージは、ICチップがそれぞれに形成された複数枚のSiウェハの各SiウェハがICチップの形成されていないSiウェハの裏面側とICチップの形成されている別のSiウェハの表面側とが接するように積み重ねられて、例えばシロキサン樹脂やエポキシ樹脂等から選ばれた接着剤により接合されているSiウェハ積層物を有し、このSiウェハ積層物には、接合後にTSV技術により開けられた穴が設けられ、穴内やその周辺には、2種類以上のモノマー、好ましくは芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを用いて蒸着重合してなるポリイミド等のポリマーからなるバリヤー膜が形成されており、そしてこのバリヤー膜の上にはCuやAlやWやNi等からなる導電体膜が形成されていることからなる。 Further, according to the embodiment of the IC chip package according to the present invention, the IC chip package includes a plurality of Si wafers each formed with an IC chip and each Si wafer having no IC chip formed thereon. The Si wafer laminate is stacked so that the back surface side of the substrate and the surface side of another Si wafer on which the IC chip is formed are in contact with each other, and bonded with an adhesive selected from, for example, a siloxane resin or an epoxy resin. This Si wafer laminate is provided with holes opened by TSV technology after bonding, and two or more types of monomers, preferably aromatic diamine and tetracarboxylic dianhydride, are formed in and around the holes. A barrier film made of a polymer such as polyimide is formed by vapor deposition polymerization using Cu, and Cu or A is formed on the barrier film. Conductive film made of, W or Ni, etc. consists of are formed.
従来技術では、上記したように、配線膜のバリヤー膜として、スパッタリング法又はCVD法により金属や金属窒化物を形成していた。特に、A/Rが高く(例えば、5以上)なるとCVD法を使う必要があった。従って、その成膜温度は300℃以上という高温による熱エネルギーが必要であり、また、使用する原料に由来する塩素やフッ素を膜中から除去するために高温が必要であった。さらに、従来技術では、金属を含むバリヤー膜表面の酸化を防ぐために、バリヤー膜形成後に真空中で連続して配線膜を形成することが必要であった。 In the prior art, as described above, a metal or metal nitride is formed by a sputtering method or a CVD method as a barrier film of a wiring film. In particular, when A / R is high (for example, 5 or more), it is necessary to use the CVD method. Accordingly, the film formation temperature requires heat energy at a high temperature of 300 ° C. or higher, and high temperature is necessary for removing chlorine and fluorine derived from the raw material to be used from the film. Furthermore, in the prior art, in order to prevent oxidation of the barrier film surface containing metal, it is necessary to continuously form a wiring film in vacuum after the barrier film is formed.
しかし、上記した本発明によれば、バリヤー膜は有機物からなるポリマー膜であるために、成膜温度も低い上、このポリマー膜を形成した後に、得られたSiウェハを一度大気中に出して、次の工程を進めることも可能である。 However, according to the present invention described above, since the barrier film is a polymer film made of an organic substance, the film forming temperature is low, and after the polymer film is formed, the obtained Si wafer is once taken out into the atmosphere. It is also possible to proceed with the next step.
また、本発明の場合、アニール処理が必要な場合は、アニール後にAl、Cu等の成膜を行うことも出来る。 In the case of the present invention, if annealing is required, Al, Cu, etc. can be formed after annealing.
さらに、AlやCu膜等のバリヤー膜に対する密着性向上のために、以下述べるシランカップリング剤を、ポリイミド成膜前又は成膜中に、また、AlやCu等の成膜前(アニール後)に所望量、例えば、成膜中の場合は、ポリイミド1molに対して0.01〜0.1mol程度、また、成膜前の場合は、10分子層程度のような微量を添加することも可能である。 Furthermore, in order to improve adhesion to barrier films such as Al and Cu films, the silane coupling agent described below is applied before or during polyimide film formation, and before film formation of Al or Cu (after annealing). In addition, a desired amount, for example, about 0.01 to 0.1 mol with respect to 1 mol of polyimide in the case of film formation, or a minute amount of about 10 molecular layers can be added before film formation. It is.
本発明に従って形成できるバリヤー膜を構成するポリマーとしては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアゾメチン、ポリ尿素又はそれらの任意の混合物等を挙げることができ、好ましくはポリイミドを挙げることができる。 Examples of the polymer constituting the barrier film that can be formed according to the present invention include polyimide, polyamide, polyazomethine, polyurea, or any mixture thereof, and preferably polyimide.
上記ポリイミドを形成することのできる一方のモノマーである芳香族ジアミンとしては、例えば、4,4’ジフェニルエーテル、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、2,4−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、3,7−ジアミノ−ジメチルジベンゾチオフェン−5,5−ジオキシド、4,4’−ジアミノベンゾフェン、3’,3’−ジアミノベンゾフェン、4,4’−ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、1,n−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−2,2−ジメチルプロパン、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、5(6)−アミノ−1−(4−アミノメチル)−3,3,3−トリメチルインダン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジカルボシキ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,6−ジヒドロキシ−1,3−フェニレンジアミン、3,3’−ヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニル、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、及び1,3−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等から選ばれた少なくとも1種類を使用できる。 Examples of the aromatic diamine which is one monomer capable of forming the polyimide include, for example, 4,4′diphenyl ether, 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis (Trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 3,7-diamino-dimethyldibenzothiophene-5,5-dioxide, 4,4′-diaminobenzophene, 3 ′, 3′-diaminobenzophene, 4 , 4′-bis (4-aminophenyl) sulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-di Minobenzanilide, 1, n-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) -2,2-dimethylpropane, 1,2-bis [2- (4-aminophenoxy) Ethoxy] ethane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 5 (6) -amino-1- (4-aminomethyl) -3,3,3-trimethylindane, 1,4-bis (4- Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′- Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [ -(3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,6- Dihydroxy-1,3-phenylenediamine, 3,3′-hydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3 ′, 4,4′-tetraaminobiphenyl, 1-amino-3-aminomethyl-3,5 , 5-trimethylcyclohexane, 1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and the like can be used.
また、ポリイミドを形成することができる他方のモノマーであるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、二無水ピロメリット酸、オキシジフタル酸二無水物、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノン−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,4,3’,4’テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、m(p)−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、シクロブタン1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、及び1−カルボキシメチル−2,3,5−シクロペンタントリカルボン酸−2,6:3,5−二無水物等から選ばれた少なくとも1種類を使用できる。
Examples of the tetracarboxylic dianhydride that is the other monomer capable of forming polyimide include dianhydride pyromellitic acid, oxydiphthalic dianhydride, biphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetra. Carboxylic dianhydride, benzophenone-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, diphenylsulfone-3,4,3 ′, 4′tetracarboxylic dianhydride, 4,4 ′-( 2,2-hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, m (p) -terphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride,
上記した本発明における蒸着重合の場合、通常の溶液重合法(溶媒として、例えばジメチルホルムアミド等を用いる)により溶液重合を行ってポリアミック酸(ポリアミド酸)溶液を得、次いで溶媒を除去し、脱水閉環してポリイミド膜を得る方法の場合と同様に、上記で例示した溶液重合法で通常用いることができる芳香族ジアミン及びテトラカルボン酸二無水物から適宜選択して用いれば、同様に蒸着重合したポリイミド膜を得ることができる。 In the case of the above-described vapor deposition polymerization in the present invention, a solution polymerization is carried out by a usual solution polymerization method (for example, using dimethylformamide or the like as a solvent) to obtain a polyamic acid (polyamic acid) solution, and then the solvent is removed and dehydration ring closure. In the same manner as in the method of obtaining a polyimide film, if it is appropriately selected from aromatic diamines and tetracarboxylic dianhydrides that can be usually used in the solution polymerization method exemplified above, a similarly vapor-polymerized polyimide is used. A membrane can be obtained.
上記したシランカップリング剤としては、分子内に有機材料と反応結合する官能基、及び無機材料と反応結合する官能基を同時に有する有機ケイ素化合物で、次式の構造を持つもの等が知られている。 As the above-mentioned silane coupling agent, an organosilicon compound having a functional group that reacts with an organic material in a molecule and a functional group that reacts with an inorganic material at the same time and has a structure of the following formula is known. Yes.
Z−R−Si−(X)2
上記式中、Zは、有機材料と反応結合する官能基で、例えばビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、又はメルカプト基等であり、Xは、無機材料と反応する官能基又はハロゲン原子で、例えばメトキシ基及びエトキシ基等から選ばれたアルコキシ基、アセトキシ基、フェノキシ基、又は塩素原子等である。
Z—R—Si— (X) 2
In the above formula, Z is a functional group that reacts with an organic material, such as a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group, or a mercapto group, and X is a functional group that reacts with an inorganic material or a halogen atom. For example, an alkoxy group selected from a methoxy group and an ethoxy group, an acetoxy group, a phenoxy group, or a chlorine atom.
上記したようにバリヤー膜に対するAl膜やCu膜等からなる配線膜の密着性向上のために、既知の方法に従って、所定の順番で、所定量添加してもよいシランカップリング剤としては、例えば以下のものを挙げることができる。 As described above, in order to improve the adhesion of the wiring film made of an Al film, a Cu film or the like to the barrier film, according to a known method, a silane coupling agent that may be added in a predetermined amount in a predetermined order is, for example, The following can be mentioned.
例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、1,2−エタンジアミン,N−{3−(トリメトキシシリル)プロピル}−,N−{(エテニルフェニル)メチル}誘導体・塩酸塩40%メタノール溶液、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン(メタノール溶液)、アミノシラン混合物、及びアミノシラン(IPA溶液)に加えて、アルキルアルコキシシランとして、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラ、トリメチルメトキシシランメトキシ、メチルトリエトキシシランエトキシ、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン、アルキルクロロシランとして、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、及びn−オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン及び1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、並びにオリゴマーとして、メチルメトキシシロキサン、メチルメトキシシロキサン、ジメチル−フェニルメトキシシロキサン、ジエチル−フェニルメトキシシロキサン、及びアルキルアルコキシシロキサン等から選ばれた少なくとも1種類を使用できる。
For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylamino Propyltrimethoxysilane, 1,2-ethanediamine, N- {3- (trimethoxysilyl) propyl}-, N-{(ethenylphenyl) methyl} derivative /
上記シランカップリング剤は、公知の方法(例えば、特開2006−231134号公報)により、ポリイミド成膜前又は成膜中、また、AlやCu等の成膜前(アニール後)に所望量添加すればよい。 The silane coupling agent is added in a desired amount by a known method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-231134) before or during polyimide film formation, and before film formation of Al or Cu (after annealing). do it.
次に、本発明に係るバリヤー膜の形成方法を実施するための成膜装置について、模式的な一構成例を示す図1を参照して説明する。 Next, a film forming apparatus for carrying out the barrier film forming method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing a schematic configuration example.
図1に示す成膜装置1は、被処理基板Sを載置できる真空槽11を有しており、この真空槽11は、真空槽内を減圧にするための排気系12を備えている。真空槽11内には第一原料モノマー(A)用のタングステンボート13a及び第二原料モノマー(B)用のタングステンボート13bが配置され、タングステンボート13a及び13bのそれぞれには、その上部にシャッター14a及び14bが設置されている。被処理基板Sは、トレイ15上に載置され、固定されて、その処理表面を第一及び第二原料モノマー(A及びB)と対向するように、真空槽11の上方に設置されている。また、タングステンボート13a及び13bは、図示していないが、固体又は液体の原料モノマーの蒸気を発生させるための加熱手段を備えている。
A
なお、第一及び第二原料モノマー(A及びB)が室温で固体である場合、タングステンボート13a及び13b上には、図示していないが、モノマーの蒸発量を同じように調整するためのスリット板をそれぞれ装着することが好ましい。
In addition, when the first and second raw material monomers (A and B) are solid at room temperature, on the
上記した成膜装置1を用いてバリヤー膜を形成する場合、例えば、まず、表面に第1の半導体素子領域(ICチップ)が形成された第1のSiウェハの表面側と、表面に第2の半導体素子領域(ICチップ)が形成されている第2のSiウェハの裏面側とを、シロキサン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。かくして得られたSiウェハ積層物に対して、TSV技術により、ドライエッチングで、所定のプロセス条件下、第2のSiウェハに形成されている第2の半導体素子領域と第1のSiウェハに形成されている第1の半導体素子領域とを電気的に接続する穴を開ける。この穴の開けられたSiウェハ積層物を本発明における被処理基板Sとして用いる。
When the barrier film is formed using the
このTSV技術によるエッチングについて、第1のSiウェハ及び第2のSiウェハを有するSiウェハ積層物からなるICチップパッケージの模式的な一構成例を示す図2を参照して説明する。 Etching by the TSV technique will be described with reference to FIG. 2 showing a schematic configuration example of an IC chip package made of a Si wafer laminate having a first Si wafer and a second Si wafer.
図2に示すICチップパッケージ2は、第1のSiウェハ21の表面側と第2のSiウェハ22の裏面側とがシロキサン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤層23を介して積層されたものである。第1のSiウェハ21の表層の一部には第1の半導体素子領域(ICチップ)21aが公知の方法により形成されており、また、第2のSiウェハ22の表層の一部には第2の半導体素子領域(ICチップ)22aが公知の方法により形成されている。また、第1のSiウェハ21と接着剤層23との間には絶縁層24が、また、第2のSiウェハ22と接着剤層23との間には絶縁層25が設けられている。かかるSiウェハ積層物に対して、TSV技術により、所定のドライエッチング条件下、第2のSiウェハ22に形成されている第2のICチップ22aと第1のSiウェハ21に形成されている第1のICチップ21aとを電気的に接続する穴を開ける。かくして得られた穴の中及びその周辺に、上記したようにして、2種類以上のモノマー、好ましくは芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを用いて蒸着重合によりポリイミド等のポリマーからなるバリヤー膜26を形成する。その後、このバリヤー膜26の穴(ホール)の底部をエッチ除去し、その後バリヤー膜26及び露出した第1の半導体素子領域21aの上に、CuやAlやWやNi等からなる導電体膜27を形成する。かくして本発明のICチップパッケージ2が得られる。
The
上記ドライエッチングは、例えば、第2のSiウェハ22の上に設けられたSiNハードマスク(例えば、0.5μm厚さ)を介して行う。すなわち、第2のICチップ22a、第2のSiウェハ22、絶縁層25、接着剤層23、及び絶縁層24を順次エッチングし、第1のICチップ21aの上までエッチングし、上記接続穴を開ける。
The dry etching is performed through, for example, a SiN hard mask (for example, 0.5 μm thick) provided on the
上記マスクのエッチング工程は、例えば、真空槽内の圧力を0.67Paに設定し、Ar/C4F8/O2ガスを180/20/10sccmの流量で流し、アンテナ用高周波電源からの供給電力として1200Wを印加し、そしてバイアス用高周波電源からの供給電力として400Wを印加して行われる。 In the mask etching process, for example, the pressure in the vacuum chamber is set to 0.67 Pa, Ar / C 4 F 8 / O 2 gas is allowed to flow at a flow rate of 180/20/10 sccm, and supplied from the high frequency power supply for the antenna This is performed by applying 1200 W as power and applying 400 W as power supplied from the bias high-frequency power source.
第2のSiウェハ22(例えば、10μm厚さ)のエッチング工程は、例えば、真空槽内の圧力を6.65Paに設定し、SF6/O2/HBrガスを150/55/0sccmの流量で流し、アンテナ用高周波電源からの供給電力として1000Wを印加し、そしてバイアス用高周波電源からの供給電力として50Wを印加して行われる。 In the etching process of the second Si wafer 22 (for example, 10 μm thick), for example, the pressure in the vacuum chamber is set to 6.65 Pa, and SF 6 / O 2 / HBr gas is flowed at a flow rate of 150/55/0 sccm. And 1000 W is applied as power supplied from the antenna high-frequency power source, and 50 W is applied as power supplied from the bias high-frequency power source.
SiO2からなる絶縁層(例えば、0.5μm厚さ)のエッチング工程は、例えば、真空槽内の圧力を2Paに設定し、Ar/C4F8/O2ガスを180/20/10sccmの流量で流し、アンテナ用高周波電源からの供給電力として1200Wを印加し、そしてバイアス用高周波電源からの供給電力として400Wを印加して行われる。 The etching process of the insulating layer made of SiO 2 (for example, 0.5 μm thick) is performed, for example, by setting the pressure in the vacuum chamber to 2 Pa and Ar / C 4 F 8 / O 2 gas at 180/20/10 sccm. Flowing at a flow rate, 1200 W is applied as power supplied from the antenna high-frequency power source, and 400 W is applied as power supplied from the bias high-frequency power source.
上記接着剤層23のエッチング工程は、例えば、真空槽内の圧力を1.5Paに設定し、SF6/O2/N2ガスを30/200/85sccmの流量で流し、アンテナ用高周波電源からの供給電力として2000Wを印加し、そしてバイアス用高周波電源からの供給電力として300Wを印加して行われる。
In the etching process of the
上記SiO2からなる絶縁層は、例えば、TEOSを原料ガスとして用い、公知のプロセス条件(例えば、特開2001−345315号公報参照)下で形成すればよい。 The insulating layer made of SiO 2 may be formed, for example, using TEOS as a source gas and under known process conditions (see, for example, JP-A-2001-345315).
かくして得られた被処理基板Sをトレイ15上に載置して固定する。また、図1に示す成膜装置1の真空槽11内の蒸発用タングステンボート13a及び13bに、それぞれ、第一原料モノマーA(例えば、ピロメリット酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物)及び第二原料モノマーB(例えば、4,4’−ジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン)を充填し、上記被処理基板Sが載置・固定されたトレイ15を真空槽11内の上方に設置する。次いで真空槽11内を所定の圧力(例えば、1E−4Pa)まで排気した後、各タングステンボート13a及び13bを各モノマーA及びBの蒸気を発生することができる所定の温度に加熱して、各シャッター14a及び14bを開けて、第一原料モノマーと第二原料モノマーとの蒸気が等モルずつ同時に飛ぶようにして、又はシャッター14a及び14bのそれぞれを交互に開けて、それぞれの蒸気が等モルずつ時間をずらして飛ぶようにして、被処理基板S上で蒸着重合せしめ、所定の膜厚のポリアミック酸(ポリアミド酸)膜を形成する。両原料とも室温で固体である場合には、タングステンボート13a及び13b上には、図示していないが、蒸発量を同じようにするためにスリット板を装着して、等モルずつ蒸発するようにすることが好ましい。被処理基板S上で原料モノマーAとBとが分子状で混ざった瞬間に反応して、ポリアミド酸が生成される。その後、所定の温度(例えば、250℃以下)で所定の時間の間、N2雰囲気等の不活性雰囲気中でアニール処理を行う。これにより、ポリアミド酸がイミド化し、目的とするポリイミド膜からなるバリヤー膜が得られる。
The substrate S to be processed thus obtained is placed on the
かくして得られた被処理基板Sを別のCVD装置に搬入して、公知のプロセス条件(例えば、特開2009−130288号公報)下で、配線膜としての所定の厚さのCu膜やAl膜等を形成すると、本発明のICチップパッケージが得られる。250℃以下の成膜温度で絶縁特性、バリヤー特性、ホール内の均一成膜特性に優れたバリヤー膜が形成される。 The substrate to be processed S thus obtained is carried into another CVD apparatus, and a Cu film or Al film having a predetermined thickness as a wiring film under known process conditions (for example, JP 2009-130288 A). Etc., the IC chip package of the present invention is obtained. A barrier film excellent in insulation characteristics, barrier characteristics, and uniform film formation characteristics in a hole is formed at a film formation temperature of 250 ° C. or less.
バリヤー膜としてポリイミド膜を形成する場合の実施例を示す。本実施例では、図1に示す成膜装置を用いて、蒸発用タングステンボート13a及び13bに、それぞれ、第一原料モノマー(A)としてピロメリット酸二無水物及び第二原料モノマー(B)として4,4’−ジフェニルエーテルを充填し、トレイ15上に固定したSiウェハSを真空槽11内に搬入し、1E−4Paまで排気し、また、タングステンボート13a及び13bを所定の温度に加熱し、シャッター14a及び14bを開けて、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジフェニルエーテルとの蒸気が等モルずつ同時に飛ぶようにして、厚さ300nmのポリアミック酸(ポリアミド酸)膜を形成した。両原料とも室温で固体であるため、タングステンボート13a及び13b上には、図示していないが、蒸発量を同じようにするためにスリット板を装着して行った。SiウェハS上でピロメリット酸二無水物と4,4’−ジフェニルエーテルとが分子状で混ざった瞬間に反応して、ポリアミック酸が生成される。その後、150℃で6時間の間、N2雰囲気中でアニール処理を行った。これにより、80%以上がイミド化していることが解った。このSiウェハSを別のCu−CVD装置に搬入して、公知のプロセス条件で厚さ30nmのCu膜を形成した。Cu膜の形成されたSiウェハSを取り出し、その断面をSEMにより観察して、SiウェハS上のポリイミドの各場所における膜厚を測定した。Cu膜は密着性確認のために形成したものである。各場所における測定したポリイミド膜の膜厚を以下の表1に示す。本実施例で使用したSiウェハSは、穴径5μmで、深さ50μm及び70μmのホールパターンを有するものであった。SiウェハS上の膜厚測定場所は、図3に示すように、SiウェハSの上表面A、ホール内の側壁上部B、ホール内の側壁中部C、ホール内の側壁下部D、ホール内の下部Eである。
An example in which a polyimide film is formed as a barrier film is shown. In this example, pyromellitic dianhydride and second raw material monomer (B) as the first raw material monomer (A) were respectively formed on the
表1から明らかなように、穴径5μmで、深さ50及び70μmのいずれにおいても、十分に均一なポリイミド膜が形成されていることが解る。また、上記観察中に、Cu膜の剥離はなかったので、密着性も十分に得られていることが解る。 As is apparent from Table 1, it can be seen that a sufficiently uniform polyimide film is formed at a hole diameter of 5 μm and at a depth of 50 μm and 70 μm. Moreover, since there was no peeling of Cu film | membrane during the said observation, it turns out that adhesiveness is fully acquired.
次いで、上記ポリイミド膜の膜厚を変化させながら、Siウェハ上のホールパターンのない場所に、0.5mmφのAl膜を形成し、このAl膜とSiウェハとの間に電圧を掛けてV−I特性を測定した。ポリイミド膜厚(nm)と、実用電圧である3V印加時の電流密度(リーク電流密度(A/cm2))との関係を図4に示す。 Next, while changing the film thickness of the polyimide film, an Al film having a diameter of 0.5 mm is formed on the Si wafer where there is no hole pattern, and a voltage is applied between the Al film and the Si wafer. I characteristics were measured. FIG. 4 shows the relationship between the polyimide film thickness (nm) and the current density (leakage current density (A / cm 2 )) when 3 V, which is a practical voltage, is applied.
図4から明らかなように、リーク電流は、ポリイミド膜厚の増加と共に減少するが、膜厚が薄いと高い。リーク電流が高いことは、実用上は好ましくない特性であるが、膜厚200nmで10−7A/cm2、300nmで10−8A/cm2台の値が得られていることから、目的に合わせて膜厚を調整すれば、十分実用可能な値が得られているといえる。 As is apparent from FIG. 4, the leakage current decreases with an increase in the polyimide film thickness, but is high when the film thickness is thin. A high leakage current is an unpreferable characteristic for practical use, but values of 10 −7 A / cm 2 at a film thickness of 200 nm and 10 −8 A / cm 2 at a film thickness of 300 nm are obtained. If the film thickness is adjusted according to the above, it can be said that a sufficiently practical value is obtained.
実施例1に記載の方法に従って蒸着重合せしめて形成した膜に対して赤外線吸収(IR)スペクトルを測定した。 An infrared absorption (IR) spectrum was measured on a film formed by vapor deposition polymerization according to the method described in Example 1.
次いで、蒸着膜のポリアミド酸及びポリイミドの生成率を求めるため、100℃、150℃でIRスペクトルの経時変化を測定した。その結果を図5に示す。 Next, in order to determine the production rate of the polyamic acid and the polyimide in the deposited film, the time course of the IR spectrum was measured at 100 ° C. and 150 ° C. The result is shown in FIG.
図5において、横軸は経過時間(hr)を示し、縦軸はアミド化率(%)及びイミド化率(%)を示す。それぞれ、1650cm−1、1380cm−1の吸収の最大値を100%として各時間での吸収の深さの測定から求めた。図5から明らかなように、100℃での蒸着直後の膜は、70%程度ポリアミド酸となっていて、加熱によりアミド化が進行していることが分かる。温度を150℃に上げると、時間の経過と共にポリアミド酸が脱水し、ポリイミドに変化していくことが分かる。6時間後には、80%程度がポリイミドに変化している。 In FIG. 5, the horizontal axis indicates elapsed time (hr), and the vertical axis indicates amidation rate (%) and imidation rate (%). Each, 1650 cm -1, was determined from the measurement of the depth of the absorption at each time the maximum value of absorption at 1380 cm -1 as 100%. As is clear from FIG. 5, the film immediately after vapor deposition at 100 ° C. is about 70% polyamic acid, and it can be seen that amidation proceeds by heating. It can be seen that when the temperature is raised to 150 ° C., the polyamic acid is dehydrated over time and changed to polyimide. After 6 hours, about 80% has changed to polyimide.
実施例1に記載の方法に従って蒸着重合せしめてポリイミド膜を形成した。但し、シャッター14a及び14bの開閉を調節し、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジフェニルエーテルとの蒸気が等モルずつ時間をずらせて別々に飛ぶようにして、SiウェハS上に所定の厚さのポリイミド膜を形成した。
A polyimide film was formed by vapor deposition polymerization according to the method described in Example 1. However, the opening and closing of the
その結果、穴径5μmで、深さ50及び70μmのいずれにおいても、表1に示す結果とほぼ同様に均一なCu成膜ができており、Cu膜の剥離もなかった。また、実施例1の場合と同様にV−I特性を測定したところ、リーク電流とポリイミド膜厚との関係は図4の場合と同様であり、目的に合わせて膜厚を調整すれば、十分実用可能な値が得られていた。 As a result, even when the hole diameter was 5 μm and the depth was 50 μm and 70 μm, a uniform Cu film was formed in substantially the same manner as the result shown in Table 1, and there was no peeling of the Cu film. Further, when the VI characteristics were measured in the same manner as in Example 1, the relationship between the leakage current and the polyimide film thickness was the same as in FIG. 4, and it would be sufficient if the film thickness was adjusted according to the purpose. A practical value was obtained.
本発明によれば、TSV技術により、接合されたSiウェハにICチップ同士を電気的に接続するための穴を開けた後、穴の中にバリヤー膜を形成する方法であって、2種類以上のモノマーを真空中にて蒸発させ、蒸着重合法により250℃以下の成膜温度で穴の表面にバリヤー膜を形成することができると共に、A/Rが10以上でも十分な付き回りを示し、十分使用可能なバリヤー膜及びこのバリヤー膜を有するICチップパッケージを提供できるので、TSV工程を利用する半導体デバイス分野で利用可能である。 According to the present invention, there is a method for forming a barrier film in a hole after opening a hole for electrically connecting IC chips to a bonded Si wafer by TSV technology. In the vacuum, the monomer can be evaporated in a vacuum, and a barrier film can be formed on the surface of the hole at a film forming temperature of 250 ° C. or lower by vapor deposition polymerization. Since a sufficiently usable barrier film and an IC chip package having this barrier film can be provided, it can be used in the field of semiconductor devices using the TSV process.
1 成膜装置 S 被処理基板(ウェハ)
11 真空槽 12 排気系
13a、13b(蒸発用)タングステンボート
14a、14b シャッター 15 トレイ
A 第一原料モノマー B 第二原料モノマー
2 ICチップパッケージ 21 第1のSiウェハ
21a 第1の半導体素子領域(ICチップ)
22 第2のSiウェハ 22a 第2の半導体素子領域(ICチップ)
23 接着剤層 24、25 絶縁層
26 バリヤー膜 27 導電体膜
1 Deposition equipment S Substrate (wafer)
11
22
23
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