(57)【要約】【課題】  半導体装置のような素子を接続する方法および半導体装置のような接続された素子を有する装置を提供する。【解決手段】  第１のコンタクト構造体を有する第１の素子が、第２のコンタクト構造体を有する第２の素子に接続される。単一のマスクを使用して第１の素子にビアを形成して第１のコンタクトおよび第２のコンタクトを露出させる。第１のコンタクト構造体をマスクとして使用して第２のコンタクト構造体を露出させる。接触部材が、第１および第２のコンタクト構造体との接触状態で形成される。第１のコンタクト構造体は、孔または隙間を有してもよく、この孔または隙間を介して第１および第２のコンタクト構造体が接続される。第１のコンタクト構造体の裏面がエッチングにより露出されてもよい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合される第１および第２の素子を相互に接続する方法であって、
前記第１の素子の露出面側に１つのマスクを形成することと、
このマスクを使用して前記第１の素子をエッチングして、前記第１の素子における第１のコンタクト構造体を露出させ、前記第１および第２の素子間の接合界面を通してエッチングし、そして前記第２の素子における第２のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１および第２のコンタクト構造体を接続することと、を具備している方法。
【請求項２】
前記第１のコンタクト構造体を露出させることは、
前記第１のコンタクト構造体の平坦な表面を露出させることと、
前記平坦な表面を前記第２のコンタクト構造体に接続をすることと、
を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のコンタクト構造体の側面を露出させることを具備している請求項２に記載の方法。
【請求項４】
孔を有するように前記第１のコンタクト構造体を形成することと、
前記孔を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２に記載の方法。
【請求項５】
コンタクト構造体前記第１のコンタクト構造体を少なくとも１対の接触素子として、これら接触素子間に空間を有するようにして形成することと、
前記空間を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２に記載の方法。
【請求項６】
孔を有するように前記第１のコンタクト構造体を形成することと、
前記孔を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項７】
コンタクト構造体前記第１のコンタクト構造体を少なくとも１対の接触素子として、これら接触素子間に空間を有するようにして形成することと、
前記空間を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項８】
接合後、前記第１の素子の基板の一部を少なくとも除去することと、
この除去工程後、前記エッチング工程を行なうことと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数の第１の素子が前記第２の素子に接合される方法であって、
前記第１の素子各々の露出面側に前記１つのマスクを形成することと、
この１つのマスクを使用して前記第１の素子の各々をエッチングして前記第１の素子の各々における第１コンタクト構造体を露出させ、前記第１の素子の各々と前記第２の素子との間の接合界面を通してエッチングし、そして前記第２の素子における複数の第２のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１および第２のコンタクト構造体を接続することと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
接合後、前記第１の素子各々の基板の一部を少なくとも除去することと、
この除去工程後、前記エッチング工程を行なうことと、
を具備している請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記接続工程は、
金属種層を前記第１および第２のコンタクト構造体と接触状態で形成することと、
前記金属種層に金属コンタクトを形成することと、
を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記金属コンタクトの形成後、前記金属コンタクトおよび前記第１の素子を化学的・機械的ポリッシイングすることを具備している請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の素子上に誘電体層を形成することと、
前記誘電体層上に前記マスクを形成することと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記マスクを前記第１の素子の露出面側に直接形成することを具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記マスクを前記第１の素子の裏側に形成することと、
前記第１のコンタクト構造体の裏面を露出ことと、
前記第２のコンタクト構造体の上面を露出ことと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記エッチング工程中に前記第１の素子にビアを形成することと、
前記ビアの側壁部に誘電体層を形成することと、
前記誘電体層をエッチングして前記第１および第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記誘電体層に金属種層を前記第１および第２のコンタクト構造体との接触状態で形成することと、
前記金属種層上に金属コンタクトを形成することと、
を具備している請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記マスクを使用して前記第１の素子に第１のビアを形成することと、
前記第１のコンタクト構造体を使用して前記第２の素子に第２のビアを形成することと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の素子は、前記第１のコンタクト構造体を有する第１の装置を有し、前記第２の素子は、前記第２のコンタクト構造体を有する第２の装置を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の素子は、前記第１のコンタクト構造体を有する第１の装置を有し、前記第２の素子は、前記第２のコンタクト構造体を含む複数の接続構造体を有するモジュールを有している、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１のコンタクト構造体上に形成された縁部分と、前記第２のコンタクト構造体上に形成され、第１のコンタクト構造体上には形成されていない第２の縁部分とを有するように前記マスクを形成することを具備している請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のコンタクト構造体が前記第２のコンタクト構造体に直接接触するように、前記第１の素子を前記第２の素子に接合させることを具備している請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
複数の第１の素子を前記第２の素子に接合させる方法であって、
前記第１の素子の各々の露出面側に前記１つのマスクを形成することと、
この１つのマスクを使用して前記第１の素子の各々をエッチングして前記第１の素子の各々における第１コンタクト構造体を露出させ、前記第１の素子の各々と前記第２の素子との間の接合界面を通してエッチングし、そして前記第２の素子における複数の第２のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１および第２のコンタクト構造体を接続することと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
複数の第１のコンタクト構造体を、夫々の複数の第２のコンタクト構造体に接続することを具備している請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のコンタクト構造体を露出させた後に前記エッチングを停止することと、
前記第１のコンタクト構造体上にマスク材を形成することと、
この形成工程の後に前記エッチングを再び開始して前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記形成工程は、前記第１のコンタクト構造体を金属材料で無電解めっきすることを含んでいる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
素子に接合される第１の基板部分を有する第１の装置を素子に、この基板部分が露出されるように、接続する方法であって、
前記基板部分上に第１のマスクを形成することと、
前記第１のマスクを使用して前記第１の装置をエッチングして前記第１の装置における第１のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１のコンタクト構造体を第２のマスクとして使用してエッチングして前記素子における第２のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１および第２のコンタクト構造体を接続することと、
を具備している方法。
【請求項２８】
第１のコンタクト構造体を露出させることは、
第１のコンタクト構造体の平坦な表面を露出させることと、
前記平坦な表面を前記第２のコンタクト構造体に接続することと、
を備えている請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第１のコンタクト構造体の側面を露出させることを備えている請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
孔を有するように前記第１のコンタクト構造体を形成することと、
この孔を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のコンタクト構造体を少なくとも１対の接触素子として、これら接触素子間に空間を残して形成することと、
前記空間を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
孔を有するように前記第１のコンタクト構造体を形成することと、
前記孔を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１のコンタクト構造体を少なくとも１対の接触素子として、前記接触素子間に空間を残して形成することと、
前記空間を通してエッチングして前記第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
接合後、前記第１の装置の基板の一部を少なくとも除去することと、
この除去工程の後に前記エッチング工程を行なうことと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
複数の第１の装置が前記素子に接合される方法であって、
前記第１の装置の各々の露出面側に前記の１つのマスクを形成することと、
この１つのマスクを使用して前記第１の装置の各々をエッチングして前記第１の装置の各々における第１のコンタクト構造体を露出させ、前記第１の装置の各々と前記素子との間の接合界面を通してエッチングし、そして前記素子における複数の第２のコンタクト構造体を露出させることと、
前記第１および第２のコンタクト構造体を接続することと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
接合後、前記第１の素子各々の基板の一部を少なくとも除去することと、
この除去工程後に前記エッチング工程を行なうことと、
を具備している請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
複数の第１のコンタクト構造体を夫々の複数の第２のコンタクト構造体に接続することを具備している請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記接続工程は、
金属種層を前記第１および第２のコンタクト構造体との接触状態で形成することと、
前記金属種層上に金属コンタクトを形成することと、
を備えている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記金属コンタクトの形成後、前記金属コンタクトおよび前記第１の装置を化学的・機械的ポリッシイングすることを具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１の装置上に誘電体層を形成することと、
前記誘電体層上に前記マスクを形成することと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４１】
前記マスクを前記第１の装置の裏側に形成することと、
前記第１のコンタクト構造体の裏面を露出させることと、
前記第２のコンタクト構造体の上面を露出させることと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４２】
前記エッチング工程中に前記第１の装置にビアを形成することと、
このビアの側壁部に誘電体層を形成することと、
前記誘電体層をエッチングして前記第１および第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４３】
前記誘電体層上に金属種層を前記第１および第２のコンタクト構造体との接触状態で形成することと、
前記金属種層上に金属コンタクトを形成することと、
を具備している請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記マスクを使用して前記第１の装置に第１のビアを形成することと、
前記第１のコンタクト構造体を使用して前記素子に第２のビアを形成することと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４５】
前記素子は、前記第２のコンタクト構造体を含む複数の接続構造体を有するモジュールを有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１のコンタクト構造体が前記第２のコンタクト構造体に直接接触するように前記第１の装置を前記素子に接合することを具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１の装置をエッチングして前記第１のコンタクト構造体を露出させた後、
前記第１のコンタクト構造体上にマスク材を形成することと、
マスク材を形成する前記工程の後、前記第１のコンタクト構造体を第２のマスクとして使用してエッチングして前記素子における第２のコンタクト構造体を露出させることと、
を具備している請求項２７に記載の方法。
【請求項４８】
マスク材を形成する前記工程は、前記第１のコンタクト構造体を金属材料で無電解めっきすることを含んでいる、請求項２７に記載の方法。
【請求項４９】
第１のコンタクト構造体を有する第１の素子と、
第２のコンタクト構造体を有する第２の素子と、を具備しており、
前記第１の素子は、前記第２の素子に接続されており、
前記第１の素子に形成され、前記第１の素子の裏面から前記第１のコンタクト構造体まで延びている第１のビアと、
前記第１のコンタクト構造体から前記第２のコンタクト構造体まで延びていて、前記第１のビアに連通している第２のビアと、
前記第１および第２のコンタクト構造体に接続された接触部材と、
を具備している装置。
【請求項５０】
前記第１のコンタクト構造体は、前記接触部材に接続された平坦な表面を有している、請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記第１のコンタクト構造体は、前記接触部材に接続された平坦な表面および側面を有している、請求項４９に記載の装置。
【請求項５２】
前記第１のコンタクト構造体は、孔を有しており、
前記接触部材は、前記孔を通って前記第２のコンタクト構造体まで延びている、
請求項４９に記載の装置。
【請求項５３】
前記第１のコンタクト構造体は、間に間隔を置いた少なくとも１対のコンタクト構造体を有し、
前記接触部材は、前記空間を通って前記第２のコンタクト構造体まで延びている、
請求項４９に記載の装置。
【請求項５４】
前記第１のコンタクト構造体の裏面が、前記接触部材に接続されている、
請求項４９に記載の装置。
【請求項５５】
前記第１および第２のビアの各々の側面に形成された誘電性膜を具備しており、
前記接触部材は、前記誘電性膜に形成された第１の金属層と、この第１の金属層上に形成された第２の金属層とを備えている、
請求項４９に記載の装置。
【請求項５６】
前記第１の素子の形成されたマスクを具備している請求項４９に記載の装置。
【請求項５７】
前記マスクは、前記第１のビアを形成するために、前記第１の素子からエッチングされる材料に対して高いエッチング感度を有している、
請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記マスクは、前記第１のビアを形成するために、前記第１の素子からエッチングされる材料に対して高いエッチング感度を有している、
請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
前記マスクは、アルミニウム、タングステン、白金、ニッケルまたはモリブデンのうちの少なくとも１つまたはそれらの組合せよりなる、
請求項５７に記載の装置。
【請求項６０】
前記第１のコンタクト構造体は、孔を有しており、
前記マスクは、前記第１のビアの幅を定めており、
前記孔は、前記第１のビアの幅を定めている、
請求項５６に記載の装置。
【請求項６１】
前記第１の素子は、第１の半導体装置を有し、
前記第２の素子は、第２の半導体装置とモジュールとのうちの一方を有しているである、
請求項４９に記載の装置。
【請求項６２】
前記第１のコンタクト構造体は、前記第２のコンタクト構造体に直接接続されている、
請求項４９に記載の装置。
【請求項６３】
前記第１のコンタクト構造体に形成されたマスクを具備している請求項４９に記載の装置。
【請求項６４】
前記第１のコンタクト構造体に形成された無電解めっき層を具備している請求項４９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、出願第０９／５３２，８８６号（現在、米国特許第６，５００，７９４号および出願第１０／０１１，４３２号（これらの出願の全内容は参照によりここに組み入れられる）に関連されている。
【０００２】
本発明は、３次元集積回路の分野に関し、より詳細には、直接ウエハ接合を使用しての３次元集積回路の作成に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体集積回路（ＩＣ）は、代表的には、シリコンウエハの表面の中および上に作成され、その結果、ＩＣの大きさが増大するにつれて、ＩＣ領域が大きくならなければならない。一般にムーアの法則と称せられるＩＣにおけるトランジスタの大きさの減少の連続的な改良により、所定のＩＣ領域におけるトランジスタの数が可なり多くなった。しかしながら、この増大されたトランジスタの密度にかかわらず、高められたＩＣの複雑性および機能性が連続的に要求された結果、ＩＣチップの面積が連続的に増大されてきた。このチップの面積の増大の結果、チップの歩留まりが減少し、それに応じて、チップのコストが高くなってきた。
【０００４】
ＩＣ作成の他の傾向は、より一般的にシステムオンチップ（ＳｏＣ）と称せられる単一のＩＣ内の異なる種類の回路の数を多くすることであった。この作成は、代表的には、回路の種類の増大数に対処するために、異なる種類の回路を製造するためのマスクのレベルの数の増大およびＩＣ領域の増大を必要とする。また、マスクのレベルおよびＩＣ領域のこの増大の結果、歩留まりが減少し、それに応じて、チップのコストが高くなる。
【０００５】
この望まれない歩留まりの減少およびコストの増大を回避する方法は、ＩＣを垂直方向に積み重ね、次いでＩＣを相互に接続することである。これらのＩＣは、異なる大きさのものであることでができ、異なる大きさのウエハから生じることができ、異なる機能（すなわち、アナログ、デジタル、光学的機能）を備えることができ、異なる材料（すなわち、シリコン、ＧａＡｓ、ＩｎＰなど）で製造されることできる。ＩＣは、歩留まりを向上させるように公知の良好なダイ（ＫＧＤ）を組み合わすために、積み重ね前に試験されることができる。この積み重ねの次に相互に接続する第２の方法の成功は、積み重ねおよび相互接続の歩留まりおよびコストが、増大されたＩＣ領域またはＳｏＣと関連された歩留まりおよびコストと比較して有利であることに依存している。この方法を実現するための一般方法は、直接接合を使用してＩＣを積み重ね、従来のウエハの薄肉化、写真平板法マスク化、ビアのエッチングおよび相互接続金属被覆を使用してＩＣを相互に接続することである。
【０００６】
この方法の相互接続部分のコストは、ビアをエッチングし、そして電気的相互接続部を形成するのに必要とされる写真平板法マスク化レベルの数に直接に関係付けられる。かくして、ビアをエッチングし、そして電気的相互接続部を形成するのに必要とされる写真平板法マスク化レベルの数を最小にすることが望ましい。
【０００７】
垂直積み重ねおよび相互接続の１つの変法は、（基板上の）ＩＣが向い合って、すなわち、ＩＣ側同士で接合される場合である。この変法は、代表的には、ダイがＩＣ側を下にしてＩＣ側を上にしたウエハに接合されるダイ-ウエハ形式でなされる。この形式では、接合後、ダイは、代表的には、ダイ基板のほとんどを除去することにより可なり薄くされる。ダイ基板は、一般に、基板におけるトランジスタの位置に因り全体的に除去されることができない。かくして、基板は、代表的には、トランジスタに対する損傷を回避するのに十分な残留基板を残して実施可能な最も大きな程度まで除去される。それで、ダイＩＣへの相互接続は、好ましくは、ビアの近傍に必要なトランジスタが無いように、残留基板を通してダイＩＣにおける相互接続位置までビアをエッチングすることにより行なわれる。更に、最も高い相互接続密度を達成するために、ダイＩＣ全体を通りウエハＩＣの中までのこのビアをウエハＩＣにおける相互接続位置まで続けることが好ましい。このビアは、代表的には、ダイＩＣおよびウエハＩＣにおける相互接続位置からの所望の電気的分離をもたらす絶縁性誘電材を通って延びている。このビアの形成後、代表的には、ダイＩＣにおける相互接続位置をウエハＩＣにおける相互接続位置と相互接続することが必要である。これは、好ましくは、導電材をこれとビアの側壁部上の露出基板との間の絶縁層に設けて導電材と基板との間の望まれない導電を回避することでなされる。
【０００８】
この構造の作成は、代表的には、構成すべき４つの写真平板法マスク化レベルをとっている。これらのレベルは、１）基板を通してのビアのエッチング、２）ダイＩＣおよびウエハＩＣにおける所望の導電材を露出させる、ダイＩＣおよびウエハＩＣにおける絶縁誘電材を通してのビアのエッチング、３）ダイＩＣおよびウエハＩＣにおける所望の導電材を露出させる、ダイＩＣにおける相互接続位置をウエハＩＣにおける相互接続位置と相互接続する導電材を電気的に分離する絶縁層を通って露出された基板ビア側壁部までのビアのエッチング、４）ダイＩＣにおける露出された相互接続点とウエハＩＣにおける露出された相互接続点との間の導電材との相互接続である。
【０００９】
絶縁（誘電）材を通してのビアのエッチングを定めるパターンは、代表的には、ダイＩＣにおける相互接続点を適切に露出させ、且つ基板ビア側壁部上の絶縁材の除去を回避するために、基板を通してのビアのエッチングを定めるパターンより小さい。これらのパターンは基板におけるビアの後に形成されるので、このパターン化は、代表的には、基板ビアをパターン化する低い地形学的レベルでなされる。この結果、非平坦な構造体にわたるパターン化が生じ、逸れにより構造体の大きさ決めを制限して最も高い相互接続密度を達成するために望ましい小さい特徴サイズを変化させ、且つ機能性トランジスタが存在する最も小さい可能なシリコン基板を消費する。
【００１０】
かくして、構造体を備える装置、および地形学的輪郭の最も高いレベルまたは高いレベルのうちの１つで平坦な表面に実現されることができる少ない数のマスク化工程を必要とする構造体を作成する方法を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、単一のマスク化工程を使用して第１の装置における基板を通してビアをエッチングして第１および第２の装置におけるコンタクトをそれらの相互接続のために露出させる方法および装置に向けられている。
【００１２】
１つの例として、基板の残留部分を通してビアをエッチングしたり、絶縁材を通してエッチングして２つの別々の垂直方向に積重ねられたＩＣ装置における導電材を露出させたり、所望の露出された残留構造体部分の表面を所望の絶縁材で覆ったり、所望の露出された残留基板部分の表面から所望の絶縁材を除去することなしに所望の絶縁材を導電材から除去することにより２つの別々のＩＣ装置における導電材を露出させたりするために、単一のマスク化工程が使用されることができる。
【００１３】
更に、本発明は、単一のマスク化工程より低い地形学的レベルにおいてマスク化工程が行われない、２つの別々のＩＣ装置における相互接続点間の相互接続部を備えている方法および装置に向けられている。
【００１４】
本発明の目的は、単一のマスク化工程を使用して材料を通してビアをエッチングして上面より低い少なくとも２つの異なる地形学的レベルに導電材を露出させることである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、２つの表面下の導電性層の上方のレベルで２つの表面下の導電性層を相互に接続する相互接続レベルをマスクすることである。
【００１６】
本発明の他の目的は、凹部におけるマスクのパターン化を回避することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、２つの積重ねＩＣ間の相互接続密度を最大にすることである。
【００１８】
本発明の他の目的は、２つの積重ねＩＣ間に相互接続部を形成するのに使用される基板の量を最小にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これらの目的および他の目的は、第１のコンタクト構造体を有する第１の素子と、第２のコンタクト構造体を有する第２の素子とを有する装置により達成される。第１の素子は、第２の素子に接合されている。第１の素子には、第１のビアが形成されており、この第１のビアは、第１の素子の裏面から第１のコンタクト構造体まで延びている。第２のビアが、第１のコンタクト構造体から第２のコンタクト構造体まで延びていて、第１のビアと連通している。接触部材が、第１および第２のコンタクト構造体を接続している。
【００２０】
これらの目的および他の目的は、相互に接続される第１および第２の素子を相互に接続する方法であって、前記第１の素子の露出面側に１つのマスクを形成することと、前記マスクを使用して第１の素子をエッチングし、第１の素子における第１のコンタクト構造体を露出させ、第１および第２の素子間の接合界面を通してエッチングし、そして第２の素子における第２のコンタクト構造体を露出させることと、第１および第２のコンタクト構造体を接続することとを有している方法により達成される。
【００２１】
本発明およびその付随する多くの利点のより完全な理解は、添付図面と関連して考察すると、下記の詳細な説明を参照することにより理解されるにつれて容易に達成されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面、特に、図１を参照して本発明による方法の第１の実施の形態を説明する。なお、ここでは、図面は、一定の比率で描かれるのではないが、本発明の概念を示すために描かれている。
【００２３】
基板１０は、コンタクト構造体１２を有する装置領域１１を有している。基板１０は、所望の用途に応じて、半導体材料または絶縁材料のような多くの材料で製造され得る。代表的には、基板１０は、シリコンまたはＩＩＩ-Ｖ物質で製造される。コンタクト構造体１２は、代表的には、基板に形成される装置構造体または回路構造体（図示せず）に接触する金属パッドまたは相互接続構造体である。また、基板１０は、コンタクト構造体１２が接続される集積回路を有してもよく、基板１０は、コンタクト構造体のみを有するモジュールであってもよい。例えば、基板１０は、これに接合される構造体を相互接続するための、または例えば、プリント回路盤における他野モジュールまたは構造体との実装または集積のための接続部を生じるためのモジュールであってもよい。モジュールは、石英またはセラミックのような絶縁材で製造されてもよい。
【００２４】
基板１０を表面１３に接合するために、３つの分離されたダイ１４ないし１６が位置決めされる。各ダイは、基板部分１９と、装置領域１８と、コンタクト構造体１７とを有している。ダイは、ダイシングなどにより他のウエハから予め分離されてもよい。ダイ１４ないし１６は、所望の用途に応じて半導体材料のような多数の材料で製造され得る。代表的には、基板は、シリコンまたはＩＩＩ-Ｖ族物質で製造される。コンタクト構造体１７は、装置領域内に形成されている装置もしくは回路構造体にコンタクトを与える、代表的には金属パッドもしくは相互接続構造体である。パッド１２、１７のサイズは、各々、変化してもよい。サイズおよび相対サイズは、アラインメント許容差、回路設計パラメータまたは他の要因により決まる。パッドのサイズは、本発明の概念を示すように描かれており、制限するものと意味されるものではない。また、装置領域１８は、コンタクト構造体１７が接続される集積回路を有してもよい。装置の層、回路または回路層を残して、基板部分１９の実質的にすべてが除去されてもよい。また、ダイ１４ないし１６の基板は、接合後に所望の厚さまで薄くされてもよい。
【００２５】
ダイ１４ないし１６は、ウエハ１０と同じ技術のものであってもよいし、或いは異なる技術のものであってもよい。ダイ１４ないし１６は、各々、同じまたは異なる装置または材料であってもよい。ダイ１４ないし１６の各々は、装置領域１８に形成された導電性構造体１７を有している。構造体１７は、間に隙間を残して間隔を隔てられており、或いは全体を横切って延びてもよい孔を有する単一の構造体でもよい。換言すると、孔は、コンタクト構造体における穴でもよいし、或いはコンタクト構造体を２つに分割してもよい。隙間または孔のサイズは、特定の接合技術のための写真平板基本原則により定められ、すなわち、十分に低い接触抵抗で確実に形成されるべき次々の接触接続構造体１２、１７については、少なくとも最小の幅である。
【００２６】
隙間または孔の最適なサイズを定める更なる要因は、隙間または孔のサイズに対する導電性構造体１７、１２間の垂直離隔により得られる距離プラス導電性構造体の厚さの比である。これにより、構造体１７、１２間の電気的接続を可能にするために構造体１７、１２間に後で形成されるビアのアスペクト比を定める。この垂直離隔は、代表的には、出願第０９／５０５,２８３号（その内容は参照によりここに組み入れられる）に記載のように、酸化物-酸化物直接接合については、１ないし５ミクロンであるか、或いは出願第１０／３５９,６０８号（その内容は参照によりここに組み入れられる）に記載のように、金属直接接合については、可能性としてゼロである。更に、導電性構造体１７の厚さは、代表的には、０.５ないし５ミクロンである。使用される処理技術により決まる０.５ないし５の代表的な所望のビアのアスペクト比では、隙間のサイズの代表的な範囲は、酸化物-酸化物接合については、０.３ないし２０ミクロンであり、或いは金属直接接合については、０.１ないし１０ミクロンである。
【００２７】
ダイ１４ないし１６は、構造体１７および隙間または孔が対応するコンタクト構造体１２にわたって位置決めされるように、コンタクト構造体１２と概ねアラインメントされる。コンタクト構造体１２のサイズは、ダイ１４ないし１６が構造体１７間の隙間と簡単にアラインメントされるように選択される。こサイズは、ダイ１４ないし１６を基板１０に設置するために使用される方法のアラインメント精度に依存している。市販の製造工具を使用する代表的な方法は、１ないし１０ミクロンの範囲におけるアラインメント精度を許容するが、これらの工具の将来の改良の結果、もっと小さいアラインメント精度になりそうに思われる。隙間または孔の外側の構造体１７の横方向広がりは、好ましくは、少なくともこのアラインメント精度により得られる距離である。
【００２８】
構造体１７の１組だけが各ダイ１４ないし１６について示されているが、各ダイが幾つかの、または非常に多い構造体を有し得るように、構造体１７の横方向広がりが代表的には各ダイ１４ないし１６の横方向広がりより非常に小さいことは理解されるであろう。例えば、構造体１７は、１ないし１００ミクロンの範囲の横方向広がりを有してもよく、ダイ１４ないし１６は、１ないし１００ｍｍの範囲の横方向広がりを有してもよい。かくして、１０４およびそれ以上の程度の大きさを有するダイ１４ないし１６における構造体の量は、実際に実現可能である。
【００２９】
図２Ａに示されているように、ダイ１４の表面２０は、基板１０の表面１３に接合されている。これは、多くの方法により達成され得るが、好ましくは、出願第０９／５０５，２８３号に記載のような接合方法を使用して室温で接合される。基板１０へのダイ１４ないし１６の接合は図２に示されている。接合後、ダイ１４ないし１６の基板は薄くされる。薄くすることは、代表的には、磨き、研削、エッチングまたはこれらの３つの技術の組合せにより、薄くされた基板２１を残して、或いは基板部分１９を完全に除去して達成される。図２Ｂは、基板部分１９が完全に或いはほぼ完全に除去される例を示している。また、ダイ１４ないし１６の基板は接合前に薄くされてもよい。
【００３０】
３つのダイは、図２Ａでは、単一の基板１０に接合されて示されているが、もっと多いまたは少ない数のダイを基板１０に接合することも可能である。また、図２Ｃに示されている基板１０のサイズに匹敵するサイズの他の基板を接合することが可能であり、図２Ｃでは、互いに間隔を隔てられた導電性構造体２４が導電性構造体１２に概ねアラインメントされるように、装置領域２３を有する基板２２がウエハ１０に接合されている。基板２２は、アラインメントを容易にするために接合の前に薄くされてもよいし、或いは除去されてもよい。基板２２は、接合後に薄くされてもよく、望むなら、基板の実質的にすべてが除去されてもよい。以下の図で説明される手順は、図２Ｂおよび図２Ｃに示されている構造体にも適用可能であるが、簡潔のために別の図面が省かれている。
【００３１】
図３Ａに示されているように、共形の誘電性膜３０が、基板１０およびダイ１４ないし１６の表面１３に形成されている。この膜は、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤまたはＰＥＣＶＤにより形成されてもよく、好ましくは、シリコン酸化物のような膜酸化膜よりなる。また、図３Ｂに示されているように、付着またはスパン-オン酸化物のような充填材またはポリイミドまたはベンゾシクロブタンのようなポリマー３２が、ダイ１４ないし１６におよび／またはそれらの間に形成されてもよい。材料３２は、この方法における種々の時点で形成され得る。図３Ｂは、膜３０、３１を形成する前に材料３２が形成される例を示している。また、充填材は、選択される材料または温度の考慮事項のような多くの要因に応じて、図３Ａに示されている構造体を形成した後、マスク４０（図４）を形成した後、或いは方法における種々の他の時点で形成されてもよい。平らな表面を有することにより、表面にフォトレジストを形成すること、およびかかる膜に孔、例えば、図４に示されている孔４１を形成することを改良し得る。
【００３２】
引き続き、ハードマスク３１が、誘電性膜３０に形成され、そして構造体１７と概ねアラインメントされる孔４１を残すようにパターン化される（図４）。このハードマスクは、好ましくは、薄くされた基板２１および装置領域１８、１１を通してコンタクト構造体１２までビアをエッチングするのに使用される次のエッチング法に対して高いエッチング感度を有する材料で構成されている。ハードマスクの例は、アルミニウム、タングステン、白金、ニッケルおよびモリブデンであり、エッチング法の例は、薄くされたシリコン基板を通してビアをエッチングするＳＦ６-系反応性イオンエッチング、および装置領域１８、１１を通してコンタクト構造体１２まで次のビアをエッチングするＣＦ４-系反応性イオンエッチングである。
【００３３】
孔４１は、ハードマスク３１および誘電性膜３０の標準の写真平板パターン化およびエッチング技術を使用して形成される。例えば、孔は、写真平板法を使用してフォトレジストに形成されることができる。この孔は、ダイ１４ないし１６（または基板２２）または基板１０上のアラインメントマークにアラインメントされることができる。アラインメントのために、光学またはＩＲ像形成が使用されることができる。次いで、ハードマスク３１は、その材料に応じた適切な湿式薬品溶液または乾式反応性イオンエッチング剤でエッチングされて孔に誘電性膜３０を出現させることができる。次いで、誘電性膜３０は、ハードマスク３１と同様にして、その材料に応じた適切な湿式薬品溶液または乾式反応性イオンエッチング剤でエッチングされることができる。ハードマスク用の湿式薬品溶液の例は、ハードマスクがアルミニウムであれば、アルミニウムエッチング剤タイプＡである。誘電性膜材料用の反応性イオンエッチング剤の例は、誘電性膜材料がシリコン酸化物であれば、ＣＦ４-系反応性イオンエッチング剤である。これらのおよび他のハードマスクおよび誘電性膜材料用に、多くの他の湿式および乾式エッチング剤が可能である。孔４１の幅は、好ましくは、孔がダイ１４ないし１６（または基板２２）にアラインメントされるならば、構造体１７間の間隔より広く、或いは好ましくは、孔が下方の基板２０にアラインメントされるならば、ダイ１４ないし１６（または基板２２）を基板２０に設置するために使用される方法のアラインメント精度に加えて、構造体１７間の間隔より広い。
【００３４】
ハードマスク４０を使用して、図５に示されているように、ダイ１４ないし１６の基板部分がエッチングされてビア５０を形成する。エッチングは、代表的には誘電材である、導電性構造体１２、１７を取り囲む材料を通して継続されて導電性構造体１７の裏面および側面部分および導電性構造体１２の上面を露出させる。ダイ１４ないし１６の基板材料を通してエッチングするのに、例えば、ＳＦ６-系の第１組のガスおよび条件が使用され、コンタクト構造体１７を取り囲む誘電体層を通してエッチングするのに、例えば、ＣＦ４-系の第２組のガスおよび条件が使用され得る。両方のエッチングは、真空を解消することなしにガスおよび条件を適切に切り換えることによって１つの室で行なわれてもよい。導電性構造体１２を露出させるエッチングは、図６Ａに示されている。このエッチングは、導電性構造体１７の隙間または孔を通って導電性構造体１２まで延びているビア部分６０を生じる。
【００３５】
導電性構造体１２、１７を露出させる誘電体ビアエッチングは、好ましくは、導電性構造体１７に対する不利益な量のエッチングを回避するように導電性構造体１７に対する高いエッチング感度を有している。しかしながら、誘電体ビアエッチングおよび導電性構造体の幾つかの組合せがあり、その結果、導電性構造体１７に対する不利益な量のエッチングが生じることがある。例えば、導電性構造体１７が十分に薄い場合、或いは導体１２、１７間の垂直距離が十分に大きい場合、不利益な影響が生じることがある。
【００３６】
不利益な量のエッチングの例は、シリコン酸化物誘電体により取り囲まれるアルミニウム導電性構造体１７と、幾つかのＣＦ４-系反応性イオンエッチング剤との幾つかの組合せであり、この場合、アルミニウム導電性構造体エッチング率対シリコン酸化物誘電体エッチング率の比は、導電性構造体１７の厚さ対導電性構造体１２、１７間のシリコン酸化物誘電体の厚さの比に匹敵するか、或いはそれより高い。
【００３７】
コンタクト構造体１７に対する不利益な量のエッチングが生じるような状況では、導電性構造体１７の厚さが増大されることがあり、或いは導電性構造体１７を誘電体のビアエッチング剤から保護するために、中間工程が加えられる。誘電体エッチングが初めに上方導電性構造体１７の裏面および側面部分を露出させる場合、誘電体エッチングの継続の結果、導電性構造体の不利益なエッチングが生じる前に、金属材料のようなハードマスクが、導電性構造体１７の出現部分に選択的に付着されることができる。ハードマスクの選択的な付着の後、誘電体エッチングは、導電性構造体１７に対する不利益なエッチングなしに継続されることができる。ハードマスクの選択的な付着の例は、無電解ニッケルめっきである。これは、例えば、図６Ｂに示されており、この図６では、コンタクト構造体１７を露出させた後で、いずれかの顕著な不利益なエッチングが起こる前にエッチングが停止されている。次いで、コンタクト構造体１７は、無電解めっきを使用して、保護ハードマスク材料６１、例えば、ニッケルで被覆される。ニッケルのような材料は、引き続く構造体１２、１７の接続において装置に留まってもよい。変更例として、必要であれば、材料６１は、接続構造体１２、１７を形成する前に除去されてもよい。
【００３８】
なお、保護ハードマスク６１は、ハードマスク４０に選択的に付着されてもよい。例は、ハードマスク４０が導電性であり、保護ハードマスク６１の付着が無電解めっきで達成される場合である。これは、ハードマスク４０の必要な厚さを減少させるために有利である。ハードマスク４０に保護ハードマスク材料６１を付着する更なる利点は、ビア６０の異方性エッチングからコンタクト構造体１７の一部を守ると言う結果になるビア５０の孔の制限である。図７Ａは、引き続く工程をよりはっきり示すために素子１４ないし１６のうちの１つを詳細に示している。共形の絶縁膜７０が、マスク４０および導電性構造体１２、１７と、ビア６０、６０の側壁部上に形成されてビア５０、６０を部分的に埋めている。適当な絶縁膜の例は、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはパリレーンである。絶縁膜は、限定されないが、物理的蒸着、化学的蒸着および蒸気相付着を含めて、多くの代表的な付着方法を使用して形成され得る。物理的蒸着の例は、スパッタリングであり、化学的蒸着の例は、プラズマ強化化学的蒸着であり、蒸気相付着の例は、後続する固体の気化の後に、熱分解および付着を行なうことである。
【００３９】
マスク４０、またはマスク４０と誘電性膜３０とは、例えば、エッチングにより共形の絶縁膜７０の形成前に除去されてもよい。図７Ｂは、マスク４０が除去される場合を示している。マスク４０、またはマスク４０と膜３０とを除去するエッチングがビア５０、６０により露出される材料に対して選択的であれば、これはマスクなしで行なわれることができる。このエッチングがビア５０、６０により露出される材料に対して選択的でなければ、ビア５０、６０におけるエッチングを受ける材料は、適当な材料でマスクされてもよい。例えば、ハードマスク４０およびコンタクト構造体１２、１７がすべてアルミニウムであれば、ビアは、コンタクト構造体１２、１７が覆われるような深さまで容易に除去可能なスピンオン粘性液状材料で部分的に埋められることができる。ビアは、まずビア５０、６０が形成されるハードマスク４０により形成された表面を適当に平坦化する適切なスピンオン膜の厚さを選択することによりスピンオン粘性液状材料で部分的に埋められることができる。この膜厚の適用の結果、ビアの内側の膜厚が、ビアの外側より非常に厚くなる。次いで、表面全体の適当なエッチングにより、コンタクト構造体１２、１７を覆う材料をビア５０、６０に残しながら、上記材料をハードマスク４０の表面から除去する。容易に除去可能なスピンオン材料および適当なエッチングの例は、それぞれ、フォトレジストおよびＯ２プラズマエッチングである。
【００４０】
共形の膜７０が異方的にエッチングされてビア５０、６０の側壁部に膜７０を残しながら、構造体１２、１７を露出させる。構造体１７の裏面は、好ましくは、接触表面積を増大するために出張りを生じるように露出され、その結果、接触抵抗が減少される。接触抵抗を最小にするためには、１ミクロンを上回る代表的な出張り幅が好適であるが、この距離は、装置および方法のパラメータに基づいて変化する。図８Ａおよび図８Ｂは、ぞれぞれ、共形の絶縁膜７０の形成前にマスク４０が除去されていない、および除去されたエッチング済みの共形の膜７０を示している。
【００４１】
膜３０、４０の両方が、層７０を形成する前に除去されてもよい。この場合、共形の層７０のエッチングの後に、他の絶縁層が、例えば、酸化または付着により、基板部分２１（または部分２１が完全に除去されている装置領域１９）に形成されてもよい。
【００４２】
また、表面積を更に増大し、接触抵抗を低下させるために、異方性エッチングにおいてコンタクト構造体１７の側面が露出されてもよい。これは、図８Ａおよび図８Ｂにも示されている。次いで、ビア５０、６０は、金属で更に埋められるか、完全に埋められてもよい。金属でビア５０、６０を埋める方法としては、限定されないが、物理的堆積（ＰＶＤ）、化学的堆積（ＣＶＤ）、または電気めっきがある。電気めっきは、代表的には、ＰＶＤまたはＣＶＤよりも厚い膜の付着のために使用され、代表的には、薄いＰＶＤまたはＣＶＤ種層の付着が、電気めっきの前に行なわれる。ＰＶＤの例は、アルミニウムまたは銅のスパッタリングであり、ＣＶＤの例は、タングステンのＣＶＤであり、電気めっきの例は、スパッタリングされた銅種層を使用した銅の電気めっきである。
【００４３】
図９Ａは、マスク式電気めっき方法の例を示しており、この方法によれば、まず、金属種層９０が、構造体に付着されてコンタクト構造体１２、１７に電気接触を行い、その後、例えば、フォトレジストを使用してマスクを形成する。マスク９１および種層９０への電気接触を使用して、金属コンタクト９２がビア５０、６０を埋める。図９Ｂには、共形の絶縁膜７０の形成前にマスク４０が除去されている構造体が示されており、図９Ｃは、種層が使用されていない構造体を示している。次いで、ビア５０、６０の外側の金属コンタクト９２の過剰部分を除去するために、磨き工程、例えば、科学的・機械的ポリッシング工程が使用されることができる。この磨き工程は、ダイ１４ないし１６の露出面側の金属種層９０を除去することもできる。更に、磨き工程は、ダイ１４ないし１６の露出面側のハードマスク４０を除去することができる。ハードマスク４０の除去は、ハードマスクが前述のアルミニウムの場合のように導電性であれば、そのように形成された金属充填ビアを互いから電気的に絶縁するために、好適である。更に、この磨き工程は、共形の誘電性膜３０を除去してもよく、その結果、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されているように、ダイ１４ないし１６の露出面側に実質的に平らな表面および平らな金属構造体１００が生じ、図１０Ｂにおける構造体は、金属でビアを埋める前に種層が使用されないと言う点で図１０Ａにおける構造体と異なっている。図１０Ａおよび図１０Ｂの構造体は、限定されないが、ワイヤ接合またはフリップチップパッケージングを支持するための写真平板に基づいた相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆を含む次の処理に適している。この処理としては、代表的には、相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆のために電気絶縁をもたらすために、ダイ１４ないし１６の露出面側に電気絶縁材料を形成することが挙げられる。
【００４４】
図１１には、ＣＭＰ後にダイ１４ないし１６に形成された付着またはスパンオン酸化物またはポリマーのような絶縁材９６と、金属構造体１００と接触状態で絶縁材９６に形成された相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆９５とを備えている例が示されている。絶縁材９６を形成する前に、図３Ｂに示されているように、他の充填材が使用されてもよい。金属被覆は、高いビア密度および／または高い程度のルーティング複雑性に対処するために、ここでは図示されていない絶縁層により分離された幾つかのレベルを有してもよい。変更例として、磨き工程が共形の誘電性膜３０を除去しない場合、共形の誘電性膜は残留し、そして金属被覆構造体のための適切な電気絶縁をもたらしてもよい。
【００４５】
本発明による方法の第の実施の形態が図１２に示されている。ハードマスク１０１が、いずれの介在誘電層なしにダイ１４ないし１６に形成されている。ハードマスク１０１は、好ましくは、薄くされた基板２１および装置領域１８、１１を通ってコンタクト構造体１２までビアをエッチングするのに使用される次のエッチング法に対して高いエッチング感度を有する材料よりなる。ハードマスクの例は、アルミニウム、タングステン、白金、ニッケルまたはモリブデンであり、エッチング法の例は、薄くされたシリコン基板を通してビアをエッチングするＳＦ６-系の反応性イオンエッチング、および装置領域１８、１１を通してコンタクト構造体１２まで次のビアをエッチングするＣＦ４-系の反応性イオンエッチングである。孔１０２がマスク１０１に形成され、構造体は、好ましくは（図８Ａおよび図８Ｂに示されている８０のような）出張りを形成するために構造体１７の上面を露出させながら、構造体１２、１７を露出させるように、ダイ基板および装置領域を通してエッチングするために第１の実施の形態におけるように処理される。金属被覆が、マスク１０３を使用して図７ないし図９に示されているように行なわれて金属コンタクト１０４を形成して図１３に示されている構造体を生じる。ＣＭＰ（図１４）の後、構造体は、限定されないが、図１１に示されている金属被覆構造体のような、ワイヤ接合またはフリップチップパッケージングを支持するための写真平板に基づいた相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆を含む次の処理に適している。この処理としては、ダイ１４ないし１６の露出面側に経路決めされる前記相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆のために電気絶縁をもたらすために、ダイ１４ないし１６の露出面側に電気絶縁材料を形成することが挙げられる。相互接続ルーティングまたはアンダーバンプ金属被覆を更に助成するために、例えば、ＣＭＰ法の前または後にダイ間のいずれの空間、孔または溝をも埋めることにより、構造体の表面を平坦化するために、ポリアミドまたはベンゾシクロブタン材料のような平坦化材料が形成されてもよい。
【００４６】
本発明は、他の構造体について使用されてもよい。例えば、１対のコンタクト１７が必要とされないが、ダイまたはウエハにおける単一のコンタクトが、これが接合される基板におけるコンタクトに接続されてもよい。これは、図１５に示されており、図１５では、金属コンタクト１０７が、構造体１０８が構造体１２からずらされている状態で、コンタクト構造体１２、１０８を相互に接続している。マスクの第１の縁部分が、構造体１０８の上方に形成されており、第２の縁部分が、構造体１２の上方ではなく、構造体１２の上方に形成されている。コンタクト１０７の一部（左側）が基板部分１０９の上面から構造体１０８まで直接に延びており、コンタクト１０７の他の部分（右側）が基板部分１０９の上面から構造体１２まで直接に延びている。
【００４７】
相互に接続するように基板に接合されたダイまたはウエハの裏側を通してエッチングするために、単一のマスクが使用される。代表的には複雑化され、問題を生じ、且つ基準化を制限してしまう写真平板法は、ビアには必要とされない。エッチングは、接合界面を通して進行する。更に、相互に接続されるべきコンタクトの上面を露出させてコンタクトの表面積を増大し、且つ接触抵抗を減少させることが可能である。異なる技術の装置が、相互に接続されて、装置の性能を最適化し、そして単一の方法順序の異なる技術で製造の試みと関連される問題を回避することができる。
【００４８】
更なる実施の形態が図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１７に示されている。基板１１０は、コンタクト構造体１１２を備えた装置領域１１１を有している。各々が基板部分１２１およびコンタクト１１７を有するダイ１１４ないし１１６が、図１６Ａに示されているように、表面１１３上で基板１１０に接合されている。この実施の形態では、コンタクト構造体１１２を覆う材料がない。第１または第２の実施の形態について説明された単一のマスク化方法の後、図１６Ｂおよび図１７に示されている構造体が生じられる。ビア５０が、基板１１８を通してエッチングされてコンタクト構造体１１７の平らな（裏）面を露出させる。エッチングは、コンタクト構造体１１２の上面を露出させるように継続される。種層９０を設けて或いは設けることなしに、コンタクト１２０がビアに形成されてコンタクト構造体１１２、１１７を接続する。図３Ｂに関して以上で説明したように、装置を平坦化するために、充填材が使用されてもよい。
【００４９】
更に他の実施の形態が図１８および図１９に示されている。この実施の形態では、コンタクト構造体１２２または１２３を覆う材料がない。ダイ１１４ないし１１６におけるコンタクト構造体１２３は、ダイ１１４ないし１１６の表面を越えて延びてもよく、コンタクト構造体１２２は、表面１１３を越えて延びてもよい。露出金属を有するダイ１１４ないし１１６は、出願第１０／３５９，６０８号に記載のように、露出金属を有する表面１１３に接合されている。ダイ１１４ないし１１６と表面１１０との接合は、コンタクト構造体１２２、１２３間に圧縮力を弾性的に生じて、接触抵抗を十分に低くして構造体１２２、１２３間の接触を生じる。先行の実施の形態について述べた単一のマスク化方法後に、図１９に示されている構造体が生じられる。
【００５０】
前述の教示を鑑みて、本発明の多くの変更例および変形例が可能である。従って、本発明の範囲内で、本発明がここに特定的に述べたもの以外の方法で実施されてもよいことは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】面を上にしたウエハに面を下にして接続されるべきダイを示す図である。
【図２Ａ】基板に接合されたダイの図である。
【図２Ｂ】ダイの基板の一部が除去された状態で基板に接合されたダイの図である。
【図２Ｃ】他の基板に接合された基板の図である。
【図３Ａ】図２Ａの構造体上の誘電性膜およびマスク層の形成を示す図である。
【図３Ｂ】平坦化材料を形成した後の誘電性膜およびマスク層の形成を示す図である。
【図４】図３Ａおよび図３Ｂの誘電性膜およびマスク層に形成された孔を示す図である。
【図５】図４に示されているように形成された孔を使用してダイをエッチングすることを示す図である。
【図６Ａ】ダイおよびウエハにおけるコンタクト構造体を露出させるべき更なるエッチングを示す図である。
【図６Ｂ】ハードマスクを形成する方法の変更例の図である。
【図７Ａ】共形の絶縁側壁層の異方性エッチングを示す図である。
【図７Ｂ】ハードマスクが除去される実施の形態の変形例の図である。
【図８Ａ】共形の絶縁側壁層の異方性エッチングを示す図である。
【図８Ｂ】ハードマスクが除去される実施の形態の変形例の図である。
【図９Ａ】金属種層および金属充填材を備えている金属コンタクトの形成を示す図である。
【図９Ｂ】ハードマスクが除去される実施の形態の変形例の図である。
【図９Ｃ】種層が形成されない実施の形態の変形例の図である。
【図１０Ａ】科学的・機械的ポリッシングの後の図９Ａまたは図９Ｂの構造体の図である。
【図１０Ｂ】科学的・機械的ポリッシングの後の図９Ｃの構造体の図である。
【図１１】図１０Ａの構造体の金属被覆を示す図である。
【図１２】介在誘電体層の無いマスク層を使用した第２の実施の形態の図である。
【図１３】第２の実施の形態における金属コンタクトの形成を示す図である。
【図１４】科学的・機械的ポリッシングの後の図１３の構造体を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図１６Ａ】コンタクト構造体が装置のうちの１つの表面に位置決めされている実施の形態を示す図である。
【図１６Ｂ】更なる処理の後の図１６Ａの構造体の図である。
【図１７】本発明による方法を使用して製造され、図１６Ａおよび図１６Ｂに示されている構造体を有する装置を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態の図である。
【図１９】本発明による方法を使用して製造され、図１８に示されている構造体を有する装置を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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