(57)【要約】【課題】半導体装置を構成するＳｉ基板に貫通電極を形成する際、ドライエッチング時に生ずるチャージにより形成される外側ノッチの無い半導体装置を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板１２の一方の面１４から他方の面１６に向けて貫通電極１３を形成した半導体装置１０であって、貫通電極１３を構成する貫通孔２１は、一方の面１４側の開口部よりも他方の面１６側の開口部を狭く形成し、他方の面１６側の開口部にＳｉ結晶面に沿った傾斜面２３を有することを特徴とする。このような半導体装置１０においてＳｉ基板１２の他方の面１６には絶縁膜２０を介して電極パッド２４が設けられ、傾斜面２３は絶縁膜２０との境界面に形成されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板の一方の面から他方の面に形成された電極パッドの裏面に到達する貫通電極を形成した半導体装置であって、
前記貫通電極を構成する貫通孔は、前記一方の面側の開口部よりも前記他方の面側の開口部を狭く形成し、前記他方の面側の開口部にＳｉ結晶面に沿った傾斜面を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記Ｓｉ基板の前記他方の面には第１の絶縁膜を介して前記電極パッドが設けられ、
前記傾斜面は、前記Ｓｉ基板と前記第１の絶縁膜との境界面における前記Ｓｉ部分に形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記貫通孔の内側には、側壁および前記傾斜面に沿った第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
Ｓｉ基板に対して絶縁膜をエッチングストッパーとしてドライエッチングにより貫通孔を形成する半導体装置の製造方法であって、
被エッチング面に対して貫通電極形成部に開口を有する有機系レジストマスクを形成する成膜工程と、
前記ドライエッチングを行うためのチャンバ内に第１のエッチングガスを充填することにより前記Ｓｉ基板と共に前記レジストマスクの一部をエッチングする第１のエッチング工程と、
前記チャンバ内に前記第１のエッチングガスに加え第２のエッチングガスを充填することで前記第１のエッチングガスと前記レジストマスクとの反応生成物と、前記第２のエッチングガスとによりアルカリ基を持つエッチャントを生成し、当該エッチャントにより前記Ｓｉ基板に対して面方位の異方性エッチングを行う第２のエッチング工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ドライエッチングはエッチングレートと時間によって管理し、
前記Ｓｉ基板の板厚が前記貫通孔の半径の１／２以下となる時間経過後に前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程へと移行することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１のエッチングガスをＳＦ系ガス、前記第２のエッチングガスをＣＦ系ガスとしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１のエッチング工程は、ＳＦ系ガスによりエッチングを行いＣＦ系ガスにより保護膜形成を行うドライエッチングにより行い、
前記第２のエッチング工程は、ＣＦ系ガスの充填割合を増加させることにより行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の半導体装置を実装したことを特徴とする回路基板。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の半導体装置を搭載したことを特徴とする電
子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に係り、特に貫通電極を形成した半導体装置、及びその製造方法、この半導体装置を搭載した回路基板、並びに電子機器に関する。  
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表されるように、電子情報機器では、小型化・軽量化と共に機能の高度化、高速化が進んでいる。その心臓部となるＩＣにも小型化・軽量化、及び高機能化が求められると共に、短ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）、低コスト化を含めた高付加価値化が必要となっている。
【０００３】
一般的にシステムＬＳＩと呼ばれているものは、製品化に時間や費用を要する。また、デバイス素子、例えばＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）素子などとＩＣとの融合の実装領域においても、小型化・軽量化が進んでおり、システム化における対応が難しくなってきている。
【０００４】
これまでのシステムパッケージング技術は、ワイヤボンディング技術を用いて三次元的にチップを積層させ実装面積の低減、パッケージの軽薄短小化を図り、合わせて高機能を実現してきたが、ワイヤボンディング技術に依存したままでは、さらなる軽薄短小化、高機能化を図る事は困難とされてきた。
【０００５】
このような実状の下近年では、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉ  Ｖｉａ）と呼ばれる技術により、ＩＣを構成するシリコン基板に貫通孔を形成し、この貫通孔を利用して貫通電極を形成することにより、積層チップ間の電気的導通を図る上での配線距離を最短化し、システムパッケージの軽薄短小化を実現している。
【０００６】
ＴＳＶに関しては、特許文献１−４に示されるように、種々の技術が開示されている。例えば特許文献１に開示されている技術では、ドライエッチングでＳｉ基板表面に窪みを形成し、レーザビームにより貫通孔を形成し、ウエットエッチングにより貫通孔の中間部を広げるという技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、Ｓｉ基板の表面からレーザビームやドライエッチングにより貫通孔を形成する際、貫通孔の側壁を一方の面の開口部から他方の面の開口部にかけて開口面積が小さくなるようなテーパ状に形成し、絶縁膜の形成を容易化する事が記載されている。
【０００８】
また、特許文献３には、ボッシュプロセスを利用してＳｉ基板に貫通孔を形成することで、貫通孔の側壁を垂直に形成する事が記載されている。
さらに特許文献４には、ドライエッチングによりＳｉ基板に貫通孔を形成する際、オーバーエッチングを行う事で、貫通孔の底部の幅を貫通孔の中間部よりも広くすることで、貫通孔の形成により生じる撓みに伴う電極パッドの変形による接続不良を防止する事が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８７９８１６号公報
【特許文献２】特許第３９７０２１１号公報
【特許文献３】特開２００７−３１１５８４号公報
【特許文献４】特開２００６−１２８１７２号公報
【特許文献５】ＵＳ６１８７６８５Ｂ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献のうち、特許文献１に開示されている技術は、貫通孔内面への絶縁膜の形成が困難となる可能性があり、また、中間部が拡大されている事により微細化による配置形態の狭ピッチ化には不向きである。これに対して特許文献２に開示されている技術は、貫通孔内面への絶縁膜の形成は容易となるが、開口部が大きいためにやはり、微細化による配置形態の狭ピッチ化には不向きである。
【００１１】
また、特許文献３に開示されている技術では、量産化に際してはエッチングレートのばらつき等により、貫通孔形成時のオーバーエッチングが必須となることが考えられる。この場合、特許文献４に開示されているように、貫通孔底部と絶縁膜との間に外側に向けたノッチが形成されることとなる。この絶縁膜界面部分のノッチは開口部からは影となるため、貫通孔内壁面への絶縁膜形成が困難となる。また、Ｓｉ基板の厚さばらつきやエッチングレートのばらつきによりオーバーエッチング量は変動するため、ノッチ形状を制御することが難しいという問題がある。なお、特許文献５には、ドライエッチング施工時におけるノッチの原因となる絶縁膜界面部分でのチャージをリリースする方法が提案されているが、積層チップのような張り合わせ基板では、パルス印加面と被エッチング体が同一ではないため、その効果が期待できない。
【００１２】
そこで本発明では、半導体装置を構成するＳｉ基板に貫通電極を形成する際、ドライエッチング時に生ずるチャージにより形成される外側ノッチを無くし、貫通孔内壁面に対する絶縁膜の形成を容易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１４】
［適用例１］Ｓｉ基板の一方の面から他方の面に形成された電極パッドの裏面に到達する貫通電極を形成した半導体装置であって、前記貫通電極を構成する貫通孔は、前記一方の面側の開口部よりも前記他方の面側の開口部を狭く形成し、前記他方の面側の開口部にＳｉ結晶面に沿った傾斜面を有することを特徴とする半導体装置。
このような特徴を有することにより、貫通孔における外側ノッチを無くすことができる。また、貫通孔内壁面に対する絶縁膜の形成を容易化することができる。
【００１５】
［適用例２］適用例１に記載の半導体装置であって、前記Ｓｉ基板の前記他方の面には第１の絶縁膜を介して前記電極パッドが設けられ、前記傾斜面は、前記Ｓｉ基板と前記第１の絶縁膜との境界面における前記Ｓｉ部分に形成されることを特徴とする半導体装置。
このような特徴を有することにより、傾斜面上に形成する絶縁膜（第２の絶縁膜）と、境界部に設けられた第１の絶縁膜との間の絶縁膜の継続性が保たれ、Ｓｉ基板と貫通電極との絶縁性を確実なものとすることができる。
【００１６】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の半導体装置であって、前記貫通孔の内側には、側壁および前記傾斜面に沿った第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。
このような特徴を有することにより、Ｓｉ基板との絶縁を図りつつ、Ｓｉ基板の一方の面と、他方の面に設けられた電極パッドとの導通を図ることができる。あるいはＳｉ基板の一方の面に設けられたあるいは設けられるであろう電極パターンと、他方の面に設けら
れた電極パッド間の導通を図ることができる。
【００１７】
［適用例４］Ｓｉ基板に対して絶縁膜をエッチングストッパーとしてドライエッチングにより貫通孔を形成する半導体装置の製造方法であって、被エッチング面に対して貫通電極形成部に開口を有する有機系レジストマスクを形成する成膜工程と、前記ドライエッチングを行うためのチャンバ内に第１のエッチングガスを充填することにより前記Ｓｉ基板と共に前記レジストマスクの一部をエッチングする第１のエッチング工程と、前記チャンバ内に前記第１のエッチングガスに加え第２のエッチングガスを充填することで前記第１のエッチングガスと前記レジストマスクとの反応生成物と、前記第２のエッチングガスとによりアルカリ基を持つエッチャントを生成し、当該エッチャントにより前記Ｓｉ基板に対して面方位の異方性エッチングを行う第２のエッチング工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００１８】
このような特徴を有する半導体装置の製造方法によれば、貫通電極を形成する際、貫通孔におけるエッチングストッパーとしての絶縁膜との境界面に貫通孔の中心側に向かう傾斜面を形成することができる。このため、貫通孔内壁面に対する絶縁膜の形成を容易・確実に行うことが可能となる。
【００１９】
［適用例５］適用例４に記載の半導体装置の製造方法であって、前記ドライエッチングはエッチングレートと時間によって管理し、前記Ｓｉ基板の板厚が前記貫通孔の半径の１／２以下となる時間経過後に前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程へと移行することを特徴とする半導体装置の製造方法。
このようなタイミングで第１のエッチング工程と第２のエッチング工程とを切り替えることにより、Ｓｉ基板の厚みやエッチングレートにばらつきがある場合でも傾斜面形成を確実に行うことができる。
【００２０】
［適用例６］適用例４または適用例５に記載の半導体装置の製造方法であって、前記第１のエッチングガスをＳＦ系ガス、前記第２のエッチングガスをＣＦ系ガスとしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
このような組み合わせのドライエッチングを行う事により、第２のエッチング工程においてウエットライクなエッチングを確実に行う事ができる。
【００２１】
［適用例７］適用例６に記載の半導体装置の製造方法であって、前記第１のエッチング工程は、ＳＦ系ガスによりエッチングを行いＣＦ系ガスにより保護膜形成を行うドライエッチングにより行い、前記第２のエッチング工程は、ＣＦ系ガスの充填割合を増加させることにより行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００２２】
このような手法で半導体装置の製造を行う事により、アスペクト比の高い貫通孔形成を行いつつ、エッチングストッパーとしての絶縁膜との境界面に貫通孔の中心側に向かう傾斜面を形成することができる。
【００２３】
［適用例８］適用例１乃至適用例３のいずれか１に記載の半導体装置を実装したことを特徴とする回路基板。
【００２４】
［適用例９］適用例１乃至適用例３のいずれか１に記載の半導体装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る半導体装置の特徴的構成を示す部分拡大図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、再配置配線層の形成を示す図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、ガラスサポートの接合とＳｉ基板の薄型化を示す図である。
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、Ｓｉ基板に対するレジストマスクの形成を示す図である。
【図５】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、Ｓｉ基板に対する第１のエッチング工程を示す図である。
【図６】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、Ｓｉ基板に対する第２のエッチング工程を示す図である。
【図７】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、貫通孔と電極パッドを連通させる工程を示す図である。
【図８】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、貫通孔と一方の面に絶縁膜を形成する工程を示す図である。
【図９】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、貫通孔内面に形成した絶縁膜のボトムエッチングの様子を示す図である。
【図１０】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、貫通電極と電極パッドの形成を説明するための図である。
【図１１】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、第１の樹脂層の形成を示す図である。
【図１２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、配線パターンを形成する様子を示す図である。
【図１３】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図であって、第２の樹脂層の形成を示す図である。
【図１４】ボッシュプロセスの様子を説明する図である。
【図１５】実施形態に係る半導体装置を実装した回路基板を示す図である。
【図１６】実施形態に係る半導体装置を搭載する電子機器の一例としてのパーソナルコンピュータを示す図である。
【図１７】実施形態に係る半導体装置を搭載する電子機器の一例としての携帯電話を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の半導体装置、および半導体装置の製造方法、回路基板、並びに電子機器に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して本発明の半導体装置に係る第１の実施形態について説明する。なお図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の要部を示す部分拡大断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る半導体装置１０は、Ｓｉ基板１２と、このＳｉ基板１２に設けられた貫通電極（以下、ＴＳＶと称す）１３、および集積回路（不図示）の能動面に形成された再配置配線層２６を基本として構成されている。
【００２８】
Ｓｉ基板１２は、（１００）面を主面として構成された基板であり、一方の面１４と他方の面１６を有する。一方の面１４と他方の面１６にはそれぞれ絶縁膜１８，２０（２０は第１の絶縁膜）が形成されている。絶縁膜１８，２０の種類は例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）であれば良く、場合によっては他の絶縁材料であっても良い。
【００２９】
他方の面１６には、絶縁膜２０を介して電極パッド２４が形成されている。電極パッド２４の構成材料は、再配置配線層２６を構成する配線パターンに使用される金属であれば良く、例えばアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金（Ａｌ合金）、または銅（Ｃｕ）などを挙げることができる。
【００３０】
ＴＳＶ１３は、一方の面１４から電極パッド２４の裏面にかけて形成されている。ＴＳＶ１３は、貫通孔２１と絶縁膜２２（第２の絶縁膜）、および導電性金属２７により構成されている。貫通孔２１はＳｉ基板１２に対し、一方の面１４に形成された絶縁膜１８の開口部から他方の面１６に形成された絶縁膜１８の開口部にかけて形成されている。他方の面１６側における貫通孔２１の開口部には、Ｓｉ基板１２の結晶面である（１１１）面（開口面に対するθ＝５４．７°）に沿った傾斜面２３が設けられている。このため貫通孔２１は、他方の面１６に形成された絶縁膜２０との境界面に、内側に凸の傾斜部１５を有する形態となる。
【００３１】
貫通孔２１は上述した電極パッド２４と垂直方向に重なる位置に形成され、一方の面１４に形成された絶縁膜１８から他方の面１６に形成された絶縁膜２０にかけて、貫通孔２１の内壁面に沿って絶縁膜２２が形成されている。絶縁膜２２の材料は、上述した一方の面１４と他方の面１６に形成された絶縁膜１８，２０と同様に、ＳｉＯ２とすることができる。貫通孔２１の内壁面における絶縁膜２２の形成は、化学蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の蒸着法とすることが望ましい。ＣＶＤは貫通孔２１における一方の面１４側から行うため、他方の面１６側の開口部にＳｉ基板１２の結晶面に沿った傾斜面２３を形成したことにより、微小狭隘な貫通孔２１における他方の面１６側の開口部近傍においても、確実に絶縁膜２２を形成することが可能となる。
【００３２】
貫通孔２１の内部に形成された絶縁膜２２の内側には、導電性金属２７が配置されている。導電性金属２７は、一方の面１４側の開口部では、絶縁膜１８を介して電極パッド２８を形成し、実装側電極を構成するためのパターンの基点を構成する。一方、他方の面１６側の開口部では、電極パッド２４に接続されており、その役割として一方の面に形成した電極パッド２８と、他方の面に形成された電極パッド２４との電気的導通を図ることとなる。
【００３３】
上記のような構成のＴＳＶ１３を有する電極パッド２４は複数形成されることが一般的であり、この場合Ｓｉ基板１２の縁辺近傍に当該縁辺に沿って配置されることが多い。Ｓｉ基板１２の縁辺近傍に形成された電極パッド２４よりも内面側に集積回路（不図示）を形成することにより、ＴＳＶ１３の形成に伴う集積回路の破壊を抑制することが可能となるからである。
【００３４】
一方の面１４側に形成された金属パッド２８の周囲には、第１の樹脂層３０が形成され、半導体装置１０の仕様に応じた再配置配線を行うための配線パターン３２が形成された後、実装用の外部パッドを除く全面に第２の樹脂層３４が形成されて、配線パターン３２の保護を図っている。ここで、第１の樹脂層３０と第２の樹脂層３４は共にパッシベーション膜としての役割を担い、その構成材料としては例えば、第１の樹脂層３０としてポリイミド系の樹脂、第２の樹脂層３４としてソルダーレジストを採用することを挙げることができる。
【００３５】
次に、上記のような特徴的構成を持つ半導体装置の製造方法について、図２−図１３を参照して説明する。
【００３６】
まず、図２に示すように、Ｓｉ基板１２の他方の面に集積回路（不図示）を形成する。集積回路の外側領域であって、Ｓｉ基板１２の縁辺近傍に絶縁膜２０を介して電極パッド２４を形成し、再配置配線層２６を形成する。絶縁膜２０の形成は、ＣＶＤによれば良い。次に、図３に示すように、他方の面１６に再配置配線層２６を形成したＳｉ基板１２に対し、再配置配線層２６の上面に樹脂層（不図示）を形成してガラスサポート５０を接合する。ここで、ガラスサポート５０はＳｉ基板１２を加工する際の機械的強度を補う役割
を担い、樹脂層はＳｉ基板１２とガラスサポート５０との接合に加え、再配置配線層２６の凹凸を平坦化して接合時に負荷される応力を分散させる応力緩和層としての役割を担う。
【００３７】
ガラスサポート５０接合後Ｓｉ基板１２を反転させ、研削または研磨により、Ｓｉ基板１２を薄型化する。これにより、Ｓｉ基板１２の厚みをボッシュプロセスを利用した垂直孔開け加工の許容厚み範囲内に加工することができる。
【００３８】
Ｓｉ基板１２の薄型化が終了した後、図４に示すようにＳｉ基板１２における一方の面に対してレジストマスク５２を形成する。レジストマスク５２の形成は、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法等の方法によりフォトレジスト、電子線レジスト、Ｚ線レジスト等のレジスト材料による膜をＳｉ基板１２上に形成しこれをパターン形成すれば良い。レジストマスク５２のパターニングは、プリベークして溶剤を飛ばしたレジスト膜に対して所望するパターンに合ったマスクを利用してレジスト膜を露光、現像することにより成される。露光、現像に際しては、それぞれのレジスト材料に合ったエネルギーの照射、およびレジスト材料にあったエッチング液によるエッチングによれば良い。
【００３９】
次に図５に示すように、レジストマスク５２の開口部に晒されたＳｉ基板１２を第１のエッチングガスによりドライエッチングし、Ｓｉ基板１２に貫通孔形成開口部２１ａを形成する。この時、Ｓｉ基板１２と同時にレジストマスク５２の一部を微小にエッチングすることで、第１のエッチングガスとレジストマスク成分との生成物が形成される。ここで、第１のエッチングガスの成分は、例えばＳＦ系ガスとすれば良く、具体的な例を挙げるとすれば六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスとすれば良い。
【００４０】
ドライエッチングのプロセスは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）で行えば良く、さらに具体的には、深堀ＲＩＥ（ＤｅｅｐＲＩＥ）を行うためのボッシュプロセス（Ｂｏｓｃｈ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いることが望ましい。ボッシュプロセスは、エッチングとエッチングにより形成した開口部の側壁保護を繰り返しながら行うエッチングプロセスであり、アスペクト比の高いエッチングが可能となる。
【００４１】
ボッシュプロセスの具体的な工程について図１４を参照して説明する。まず、Ｓｉ基板のエッチングを行うチャンバ内にＳＦ６ガスを充填し、電磁波などを与えてプラズマ化する（ステップ１）。プラズマ化したＳＦ６ガス中のラジカル種が、レジストマスクの開口部に晒されたＳｉ基板を等方性エッチングし、イオン種がＳｉ基板の厚み方向へ向かう異方性エッチングを行うことでエッチング部を構成する（ステップ２）。次にチャンバ内にＣ４Ｆ８などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系ガス（ＣＦ系ガス）を充填してエッチング部に保護膜を形成する（ステップ３）。次いでＳＦ６ガスによるドライエッチングでは、プラズマ化したＳＦ６ガス中のイオン種がスパッタリングによりエッチング部底面に形成された保護膜を破壊し、等方性エッチングと異方性エッチングとによるエッチング部の形成が成される（ステップ４）。この後、ステップ３と同様に、Ｃ４Ｆ８ガスによる保護膜の形成を行い（ステップ５）、さらにＳＦ６ガスによるエッチング工程を繰り返すことで、アスペクト比の高い深堀が実現される（ステップ６）。
【００４２】
このような工程によれば、エッチングと側壁保護の繰り返し回数と１回のエッチングでのエッチングレートに基づきＳｉ基板１２のエッチング深さを算出することができる。なお、ボッシュプロセスによらないドライエッチングでＳｉ基板１２のエッチングを行う場合には、エッチングガスに依存したＳｉ基板１２のエッチングレートによりＳｉ基板１２のエッチング深さを算出することができる。
【００４３】
第１のエッチングガスによるＳｉ基板１２のエッチングが所定回数、あるいは所定時間終了し、第１のエッチングガスによるエッチングが所望の深さに到ったと推定された後、チャンバ内に第２のエッチングガスを充填する。なお、第１のエッチングガスによるエッチング深さは、貫通孔形成開口部２１ａの底面から他方の面１６までの厚みが、貫通孔形成開口部２１ａの半径の１／２程度となる深さとすると良い。また、本実施形態に係る第２のエッチングガスとしては、ＣＦ系ガス、例えばＣ４Ｆ８ガスとすれば良く、第１のエッチングガスによるエッチング工程においてボッシュプロセスを採用した場合には、チャンバに対して充填するＣ４Ｆ８ガスの充填量を上げることで、第２のエッチングガスの充填とみなすこととなる。
【００４４】
第２のエッチングガスの充填により、貫通孔形成開口部２１ａの底面には、Ｓｉ基板１２の（１１１）面に沿った結晶面が現れる。これは、第１のエッチングガスとレジストマスクとの生成物と、第２のエッチングガスとが反応し、アルカリ基（ＯＨ基）を有するエッチャントが生成され、このエッチャントによりＳｉ基板１２の結晶面に沿った異方性エッチングが成されたものと考えられる。
【００４５】
この考えは、Ｓｉ基板１２における（１００）面よりもエッチングレートが低い（１１１）面は、イオンによるスパッタリングが無いウエットエッチングを行った場合に加工面に現れる。これに対して第２のエッチングガス充填後の加工面の性状とウエットエッチングによる加工の特徴が酷似していることより、第２のエッチングガスの充填時に生ずる現象は、アルカリ基を用いたウエットライクなエッチングであるという考えに基づく。
【００４６】
エッチング開始面を（１００）面とした場合（１１１）面は、開口面に対してθ＝５４．７°の角度を持つため、貫通孔形成開口部２１ａのエッチング面には断面形状Ｖ字型の加工面が現れる。このため、第２のエッチングガスによるエッチングを継続して貫通孔を形成した場合、他方の面側の開口部には図６に示すように、貫通孔２１の内側に向けて凸となる傾斜部１５が形成されることとなる。
【００４７】
このように、貫通孔２１の内側に凸となる傾斜部１５を形成することにより、Ｓｉ基板１２の厚みやエッチングレートのばらつきを考慮して貫通孔２１形成後のオーバーエッチングを行った場合でも、絶縁膜２０との境界面におけるチャージによる外側ノッチの形成を抑制することができる。
【００４８】
貫通孔２１を形成した後、貫通孔２１の底面として晒された他方の面１６側の絶縁膜２０をエッチングし、貫通孔２１の底面に電極パッド２４を晒させる（図７参照）。本実施形態のように、絶縁膜２０をＳｉＯ２とした場合、エッチングはＣＦ系ガス（例えばＣＦ４ガス）を用いたドライエッチングとすれば良い。
【００４９】
ドライエッチングにより絶縁膜２０に貫通孔を形成した後、一方の面に形成したレジストマスク５２を剥離し、貫通孔２１の内面、および一方の面１４に対して絶縁膜２２，１８を形成する。絶縁膜２２，１８の形成は、ＣＶＤによれば良い。ＣＶＤにより形成される絶縁膜２２，１８は図８に示すように、Ｓｉ基板１２における一方の面１４、貫通孔２１の側壁、および貫通孔２１の底面に形成されることとなる。なお、ＣＶＤで形成する絶縁膜２２，１８は、ＳｉＯ２であれば良い。図８に示すように、貫通孔２１の側面に形成された絶縁膜２２は、他方の面１６における開口部付近では傾斜部１５を形成する傾斜面２３（図１、図６、図７参照）に沿って形成されることとなり、微小狭隘な貫通孔２１の底部においても確実に成膜が成されることとなる。
【００５０】
上記のように形成した絶縁膜２２，１８に対し、貫通孔底面の絶縁膜をエッチングするボトムエッチングを施す。これにより図９に示すように、電極パッド２４と貫通孔２１を
連通させつつＳｉ基板１２と電極パッド２４との間の絶縁を図ることができる。なお、ボトムエッチングは上記と同様に、ＣＦ系ガスによるドライエッチングによれば良い。
【００５１】
次に図１０に示すように、絶縁膜２２を形成した貫通孔２１の内部にメッキを施し、導電性金属２７を形成し、貫通電極１３を構成する。貫通孔２１の内部に対するメッキは、物理蒸着（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）であるイオンプレーティングやスパッタリングによれば良い。このような技術を用いてＳｉ基板１２における一方の面側全面に金属膜を形成し、必要な電極パッド２８形成部分のみを残すようにエッチングを施すことで導電性金属２７および電極パッド２８を有する貫通電極１３を形成することができる。
【００５２】
金属パッド２８を形成した一方の面１４側の開口部周囲には、図１１に示すように第１の樹脂層３０を形成する。第１の樹脂層３０の形成は、例えばスピンコート法による膜形成と、エッチングによるパターン形成によれば良い。その後図１２に示すように、樹脂層上には半導体装置の仕様に応じた配線パターン３２を形成する。配線パターンを形成した後、図１３に示すように、第２の樹脂層３４による保護層の形成が成される。
【００５３】
なお、本発明に係る半導体装置１０としては、上記実施形態に示したような特徴を有する半導体装置１０を複数積層してチップ化したものであっても良い。
【００５４】
図１５は、本発明に係る半導体装置１０を実装した回路基板１００を示す図である。回路基板１００には、例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用いることができる。回路基板１００には、銅やアルミ、金などの導電性金属からなる配線パターン（不図示）が形成されており、これらの配線パターンと半導体装置１０をバンプ１１０等を介して電気的、物理的に接続することにより構成される。
【００５５】
本発明に係る電子機器の一例として、図１６に示すパーソナルコンピュータや、図１７に示す携帯電話等を挙げることができる。いずれも上記実施形態に示した半導体装置１０を内部機器として搭載していることを特徴とする。
【符号の説明】
【００５６】
１０………半導体装置、１２………Ｓｉ基板、１３………貫通電極、１４………一方の面、１５………傾斜部、１６………他方の面、１８………絶縁膜、２０………絶縁膜、２１………貫通孔、２２………絶縁膜、２３………傾斜面、２４………電極パッド、２６………再配置配線層、２７………導電性金属、２８………電極パッド、３０………第１の樹脂層、３２………配線パターン、３４………第２の樹脂層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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