(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層を有する多層配線構造体と、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第１面側に配置された第１パッドと、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第２面側に配置された第２パッドと、
前記第１パッドの面に対して垂直な方向に突出し、前記第１パッドよりも面積が小さいピラーと、
前記ピラーの側面に配置され、前記ピラーよりも融点が高いバリア層と、を有し、
前記第１パッド及び前記ピラーは、連続していることを特徴とするインターポーザ。
【請求項２】
複数の配線層を有する多層配線構造体と、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第１面側に配置された第１パッドと、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第２面側に配置された第２パッドと、
前記第１パッドの面に対して垂直な方向に突出し、前記第１パッドよりも面積が小さいピラーと、を有し、
前記第１パッド及び前記ピラーは、連続しており、
前記ピラーは、前記ピラーの延長方向に沿ってスリットを備えることを特徴とするインターポーザ。
【請求項３】
複数の配線層を有する多層配線構造体と、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第１面側に配置された第１パッドと、
前記複数の配線層に電気的に接続され、前記多層配線構造体の第２面側に配置された第２パッドと、
前記第１パッドの面に対して垂直な方向に突出し、前記第１パッドよりも面積が小さいピラーと、を有し、
前記第１パッド及び前記ピラーは、連続しており、
前記ピラーは、前記第１パッドよりも面積が小さい領域において、複数設けられていることを特徴とするインターポーザ。
【請求項４】
基板上にピラーを形成し、
前記ピラー上に前記ピラーよりも面積が大きく、前記ピラーから連続する第１パッドを形成し、
前記第１パッド上に前記第１パッドに電気的に接続される複数の配線層を有する多層配線構造体を形成し、
前記多層配線構造体上に前記複数の配線層に電気的に接続される第２パッドを形成し、
前記基板を除去することで前記ピラーを露出させ、
前記基板の除去は、
前記基板を薄板化する第１工程と、
前記第１工程とは異なる条件で前記ピラーを露出させる第２工程と、を含むことを特徴とするインターポーザの製造方法。
【請求項５】
前記第１工程は、前記基板を研削する工程であり、
前記第２工程は、前記基板のエッチングレートに比べて前記ピラーのエッチングレートが遅い条件で前記基板をエッチングする工程であることを特徴とする請求項４に記載のインターポーザの製造方法。
【請求項６】
基板上に複数の開口部を有する絶縁層を形成し、
前記複数の開口部の内部に複数のピラーを形成し、
前記ピラー上に前記ピラーよりも面積が大きく、前記ピラーから連続する第１パッドを形成し、
前記第１パッド上に前記第１パッドに電気的に接続される複数の配線層を有する多層配線構造体を形成し、
前記多層配線構造体上に前記複数の配線層に電気的に接続される第２パッドを形成し、
前記基板を除去することで前記ピラーを露出させ、
前記第１パッドは、前記複数の開口部を覆う領域において、前記複数の前記ピラー上及び前記絶縁層上に形成されることを特徴とするインターポーザの製造方法。
【請求項７】
基板上にピラーを形成し、
前記ピラー上に前記ピラーよりも面積が大きく、前記ピラーから連続する第１パッドを形成し、
前記第１パッド上に前記第１パッドに電気的に接続される複数の配線層を有する多層配線構造体を形成し、
前記多層配線構造体上に前記複数の配線層に電気的に接続される第２パッドを形成し、
前記基板を除去することで前記ピラーを露出させ、
前記基板上に開口部を有する絶縁層を形成し、
前記ピラーは、前記開口部の内部に形成され、
前記第１パッドは、前記ピラー上及び前記絶縁層上に形成され、
前記基板の除去に後に、前記絶縁層を薄膜化することを特徴とするインターポーザの製造方法。
【請求項８】
基板上にピラーを形成し、
前記ピラー上に前記ピラーよりも面積が大きく、前記ピラーから連続する第１パッドを形成し、
前記第１パッド上に前記第１パッドに電気的に接続される複数の配線層を有する多層配線構造体を形成し、
前記多層配線構造体上に前記複数の配線層に電気的に接続される第２パッドを形成し、
前記基板を除去することで前記ピラーを露出させ、
前記基板上に開口部を有する絶縁層を形成し、
前記ピラーは、前記開口部の内部に形成され、
前記第１パッドは、前記ピラー上及び前記絶縁層上に形成され、
前記開口部の内部にバリア層を形成し、
前記ピラーは、前記バリア層上に形成され、
前記基板及び前記バリア層を除去することで前記ピラーを露出させることを特徴とするインターポーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインターポーザ及びインターポーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高性能化に伴い、集積回路はより微細化・複雑化している。このような集積回路には、回路駆動のために必要な電源やロジック信号を外部装置から入力するための接続端子が配置されている。しかしながら、集積回路の微細化・複雑化によって集積回路上の接続端子は非常に狭いピッチで配置されており、外部装置の接続端子のピッチと比較して数倍から数十倍程度小さい。
【０００３】
上記のように、各々の接続端子のピッチが異なる集積回路と外部装置とを接続する場合に、接続端子のピッチを変換するための仲介基板となるインターポーザが使用される。インターポーザでは、基板の一方の面に配置された第１端子には集積回路が実装され、他方の面に配置された第２端子には外部装置が実装され、第１端子と第２端子とは当該基板を貫通する貫通電極によって接続されている。
【０００４】
また、インターポーザとしては、シリコン基板を使用した貫通電極基板であるＴＳＶ（Through-Silicon Via）やガラス基板を使用した貫通電極基板であるＴＧＶ（Through-Glass Via）が開発されている（例えば、特許文献１）。特に、ＴＧＶは、例えば４．５世代と呼ばれる、ガラス基板の縦横サイズが７３０ｍｍ×９２０ｍｍの大型のガラス基板を使用して製造することができるため、製造コストを下げることができる点で有利である。
【０００５】
ここで、近年は外部装置の微細化に伴い、微細化に対応可能な外部装置の実装方法の開発が進められている。特に、最近はフリップチップボンディングに代わり、電極パッドから電極パッドの面に垂直な方向に延びた柱状のピラーを形成し、ピラーの先端に配置したはんだを介して外部装置を実装するピラー接続法が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７８６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のようにピラー接続法を用いて外部装置を実装する場合、電極パッドとピラーとの安定した接続及び抵抗値を確保する必要がある。ここで、従来の構造を図５８に示す。図５８に示すように、従来の構造では、電極パッド９２０とピラー９３０との間にバリア金属層９４０が配置されている。電極パッド９２０とピラー９３０とはバリア金属層９４０によって分離されるため、電極パッド９２０の結晶粒界９２２とピラー９３０の結晶粒界９３２とは不連続である。
【０００８】
電極パッド９２０及びピラー９３０に通電すると、高電界によって加速された電子ｅがピラー９３０中の金属原子に衝突し、微小な空孔（マイクロボイド９３４）が発生する。このマイクロボイド９３４はピラー９３０の表面を移動してピラー９３０とバリア金属層９４０との界面に偏析する。このように、マイクロボイド９３４の偏析が進むと、ピラー９３０とバリア金属層９４０との界面に大きな空孔（ボイド９３６）が形成されてしまうため、電流経路が制限されてしまう。電流経路が局所的に制限されると、その電流経路において過剰な発熱が起き、最終的には電極パッド９２０とピラー９３０とが断線してしまう。この経時劣化をエレクトロマイグレーションという。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、電極パッドとピラーとの間の経時劣化が抑制された、信頼性が高いインターポーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態に係るインターポーザは、複数の配線層を有する多層配線構造体と、複数の配線層に電気的に接続され、多層配線構造体の第１面側に配置された第１パッドと、複数の配線層に電気的に接続され、多層配線構造体の第２面側に配置された第２パッドと、第１パッドの面に対して垂直な方向に突出し、第１パッドよりも面積が小さいピラーと、を有し、第１パッド及びピラーは、連続している。
【００１１】
上記のインターポーザによれば、ピラーで発生したマイクロボイドが第１パッドとピラーとの間で移動を規制されないため、第１パッドとピラーとの間に大きなボイドが形成されることを抑制することができる。
【００１２】
また、第１パッド及びピラーは、同一材料であってもよい。
【００１３】
上記のインターポーザによれば、第１パッド及びピラーの物性を変化させることなく、第１パッドとピラーとの間に形成されたボイドを埋めることができる。
【００１４】
また、第１パッド及びピラーは、一体形成されていてもよい。
【００１５】
上記のインターポーザによれば、ピラーで発生したマイクロボイドが第１パッドとピラーとの間に偏析することを抑制することができる。
【００１６】
また、第１パッドの結晶粒界とピラーの結晶粒界とは、連続していてもよい。
【００１７】
上記のインターポーザによれば、第１パッド又はピラーを構成する金属原子は粒界に沿って移動しやすいためボイドを埋める又はボイドの成長を抑制することができる。
【００１８】
また、第１面側に配置され、第１パッドを側方から支持する絶縁層をさらに有してもよい。
【００１９】
上記のインターポーザによれば、第１パッド及びピラーの機械的強度を向上させることができる。
【００２０】
また、絶縁層は、ピラーを側方から支持してもよい。
【００２１】
上記のインターポーザによれば、ピラーの機械的強度を向上させることができ、さらにピラーの表面を移動するマイクロボイドの進行を遅くすることができる。
【００２２】
また、絶縁層がピラーを側方から支持する高さは、ピラーの高さの２０％以上６０％以下であってもよい。
【００２３】
上記のインターポーザによれば、ピラーの機械的強度を向上させることができ、さらにピラーの表面を移動するマイクロボイドの進行を遅くすることができる。
【００２４】
また、ピラーの側面に配置され、ピラーよりも融点が高いバリア層をさらに有してもよい。
【００２５】
上記のインターポーザによれば、ピラーの機械的強度を向上させることができ、さらにピラーの側方がバリア層によって支持されている領域では、ピラーの表面を移動するマイクロボイドの進行を遅くすることができる。さらに、ピラーの側面の酸化を抑制することができる。
【００２６】
また、ピラーは、ピラーの延長方向に沿ってスリットを備えてもよい。
【００２７】
上記のインターポーザによれば、第１パッドとピラーとの間の応力集中を抑制することができる。また、スリットの内部にはんだが形成されることで、はんだとピラーとの密着性を向上させることができる。
【００２８】
また、ピラーは、第１パッドよりも面積が小さい領域において、複数設けられていてもよい。
【００２９】
上記のインターポーザによれば、あるピラーと第１パッドとが断線した場合であっても、他のピラーと第１パッドとの接続によって電気的接続を維持することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法は、基板上にピラーを形成し、ピラー上にピラーよりも面積が大きく、ピラーから連続する第１パッドを形成し、第１パッド上に第１パッドに電気的に接続される複数の配線層を有する多層配線構造体を形成し、多層配線構造体上に複数の配線層に電気的に接続される第２パッドを形成し、基板を除去することでピラーを露出させる。
【００３１】
上記のインターポーザの製造方法によれば、ピラーで発生したマイクロボイドが第１パッドとピラーとの間で移動を規制されないため、第１パッドとピラーとの間に大きなボイドが形成されることを抑制することが可能な構造を得ることができる。
【００３２】
また、ピラー及び第１パッドを同一工程で形成してもよい。
【００３３】
上記のインターポーザの製造方法によれば、第１パッド及びピラーの物性を変化させることなく、第１パッドとピラーとの間に形成されたボイドを埋めることが可能な構造を得ることができる。
【００３４】
また、基板の除去は、基板を薄板化する第１工程と、第１工程とは異なる条件でピラーを露出させる第２工程と、を含んでもよい。
【００３５】
上記のインターポーザの製造方法によれば、ピラーの形状変化を抑制することができる。
【００３６】
また、第１工程は、基板を研削する工程であり、第２工程は、基板のエッチングレートに比べてピラーのエッチングレートが遅い条件で基板をエッチングする工程であってもよい。
【００３７】
上記のインターポーザの製造方法によれば、ピラーの形状変化を抑制することができる。
【００３８】
また、基板上に開口部を有する絶縁層を形成し、ピラーは、開口部の内部に形成され、第１パッドは、ピラー上及び絶縁層上に形成されてもよい。
【００３９】
上記のインターポーザの製造方法によれば、第１パッド及びピラーの物性を変化させることなく、第１パッドとピラーとの間に形成されたボイドを埋めることが可能な構造を得ることができる。
【００４０】
また、基板上に複数の開口部を有する絶縁層を形成し、ピラーは、複数の開口部の内部に複数形成され、第１パッドは、複数の開口部を覆う領域において、複数のピラー上及び絶縁層上に形成されてもよい。
【００４１】
上記のインターポーザの製造方法によれば、あるピラーと第１パッドとが断線した場合であっても、他のピラーと第１パッドとの接続によって電気的接続を維持することが可能な構造を得ることができる。
【００４２】
また、基板の除去に後に、さらに絶縁層を薄膜化してもよい。
【００４３】
上記のインターポーザの製造方法によれば、機械的強度が高いピラーを得ることができる。
【００４４】
また、開口部の内部にバリア層を形成し、ピラーは、バリア層上に形成され、基板及びバリア層を除去することでピラーを露出させてもよい。
【００４５】
上記のインターポーザの製造方法によれば、機械的強度が高いピラーを得ることができる。また、ピラーの側方がバリア層によって支持されている領域では、ピラーの表面を移動するマイクロボイドの進行を遅くすることが可能な構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、電極パッドとピラーとの間の経時劣化が抑制された、信頼性が高いインターポーザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインターポーザにおけるパッド及びピラーの結晶状態を示す断面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインターポーザにおいて、電界の印加によって発生するマイクロボイドの動きを説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインターポーザにおいて、パッドとピラーとの間に発生したボイドを埋める様子を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラーを形成する領域に開口部が設けられた絶縁層を形成する工程を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッド上に絶縁層を形成する工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、絶縁層上及びパッド上に第１導電層（バリア層）及びシード層を形成する工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、シード層上にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストマスクから露出したシード層上にめっき層を形成する工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、シード層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、めっき層から露出したシード層及び第１導電層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、第１配線層上に多層配線構造を形成する工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から薄板化する工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側からエッチングして除去する工程を示す断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、有機絶縁層及び無機絶縁層の上方にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層をマスクとして有機絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、開口部が設けられた絶縁層上にバリアメタル及び導電層を形成する工程を示す断面図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、導電層上にさらに導電層を形成する工程を示す断面図である。
【図３３】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。
【図３４】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストによって覆われていた導電層及びバリア金属層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図３５】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。
【図３６】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から研削する工程を示す断面図である。
【図３７】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側からエッチングして除去する工程を示す断面図である。
【図３８】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー先端のバリア金属層を除去する工程を示す断面図である。
【図３９】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図４０】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図４１】本発明の一実施形態に係るインターポーザのピラーの形状を示す平面図である。
【図４２】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラーを形成する領域に開口部が設けられた絶縁層を形成する工程を示す断面図である。
【図４３】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。
【図４４】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。
【図４５】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。
【図４６】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。
【図４７】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から研削及びエッチングして除去する工程を示す断面図である。
【図４８】本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。
【図４９】本発明の一実施形態に係るインターポーザのピラーの形状を示す平面図である。
【図５０】本発明の一実施形態に係るインターポーザのピラーの形状を示す平面図である。
【図５１】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図５２】本発明の一実施形態に係るインターポーザの概要を示す断面図である。
【図５３】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図５４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の別の例を示す図である。
【図５５】本発明の一実施形態に係る半導体装置のさらに別の例を示す図である。
【図５６】本発明の一実施例における試験用サンプルの概要を示す断面図である。
【図５７】本発明の一実施例における試験結果を示す図である。
【図５８】従来の構造で発生していた問題のメカニズムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〈実施形態１〉
以下、本発明の実施形態１に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、第１部材と第２部材との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で基板の第１面及び第２面は基板の特定の面を指すものではなく、基板の表面方向又は裏面方向を特定するもので、つまり基板に対する上下方向を特定するための名称である。
【００４９】
［インターポーザの構成］
図１を用いて、本発明の実施形態１に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態１のインターポーザ１０は、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、及び絶縁層１６９を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。
【００５０】
多層配線構造体１１０は複数の配線層を有する。具体的には、多層配線構造体１１０は、第１配線層１４０及び第２配線層１５０を有する。第１配線層１４０は、第１導電層１４２及び第２導電層１４４を含む。第２配線層１５０は、第１導電層１５２及び第２導電層１５４を含む。また、多層配線構造体１１０は、第１パッド１２０と第１配線層１４０とを離隔する絶縁層１３９、第１配線層１４０と第２配線層１５０とを離隔する絶縁層１４９、及び第２配線層１５０と第２パッド１６０とを離隔する絶縁層１５９を有する。ここで、絶縁層１３９は第１パッド１２０を側方から支持している。また、図１では、多層配線構造体１１０上に設けられた第２パッド１６０上に、集積回路が形成されたチップを実装するためのバンプ２２０が配置されている。
【００５１】
絶縁層１３９には開口部１３７が設けられており、開口部１３７を介して第１配線層１４０は第１パッド１２０に接続されている。絶縁層１４９には開口部１４７が設けられており、開口部１４７を介して第２配線層１５０は第１配線層１４０に接続されている。絶縁層１５９には開口部１５７が設けられており、開口部１５７を介して第２パッド１６０は第２配線層１５０に接続されている。絶縁層１６９には開口部１６７が設けられており、第２パッド１６０の一部を露出する。ここで、絶縁層１３９、１４９、１５９、１６９は有機絶縁層であってもよく、無機絶縁層であってもよい。
【００５２】
上記の構造を換言すると、第１パッド１２０は、多層配線構造体１１０の第１面１１２側に配置され、第１配線層１４０に電気的に接続されている。また、第２パッド１６０は、多層配線構造体１１０の第２面１１４側に配置され、第２配線層１５０に電気的に接続されている、ということもできる。
【００５３】
図１では、ピラー１３０が開口部１３７と同じ位置に配置されている。図示しないが、ピラー１３０と開口部１３７とは平面視において互いに重畳している。このようにすることで、ピラー１３０の先端部にはんだを形成して外部装置に実装する際に、ピラー１３０は開口部１３７に配置された第１配線層１４０によって支持されるため、実装の際に受ける力によってピラー１３０が多層配線構造体１１０の方向に沈み込んでしまうことを抑制することができる。また、図１では、ピラー１３０の径と開口部１３７の径とが略同一の構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、開口部１３７の径がピラー１３０の径よりも大きく、平面視において、ピラー１３０が開口部１３７の内側に位置するようにピラー１３０が配置されていてもよい。ここでは、ピラー１３０と開口部１３７とが平面視において重畳する構成を例示したが、この構成に限定されず、両者が平面視においてずれて配置されていてもよい。
【００５４】
図１では、第１配線層１４０、第２配線層１５０、及び第２パッド１６０が２層の導電層で構成された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、第１配線層１４０、第２配線層１５０、及び第２パッド１６０は１層の導電層で構成されていてもよく、３層以上の導電層で構成されていてもよい。また、図１では、絶縁層が１層で構成された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、絶縁層は２層以上の絶縁層で構成されていてもよい。２層以上の絶縁層で構成される場合、無機絶縁層と有機絶縁層との組み合わせで構成されていてもよい。例えば、絶縁層１３９、１４９、１５９、１６９の全て又はいずれかが無機絶縁層上に有機絶縁層が形成された構造であってもよい。
【００５５】
［インターポーザの各部材の材質］
図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材（各層）の材料について詳細に説明する。
【００５６】
第１パッド１２０及びピラー１３０は、例えば銅（Ｃｕ）を用いることができる。また、第１パッド１２０及びピラー１３０は、Ｃｕ以外にも金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等の金属またはこれらを用いた合金などから選択された材料を用いることができる。
【００５７】
第１導電層１４２、１５２、１６２は、下地の絶縁層１３９、１４９、１５９と密着性がよい導電材料を使用することができる。例えば、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、あるいはこれらの合金などを使用することができる。特に、第１導電層１４２、１５２、１６２の上に形成される第２導電層１４４、１５４、１６４がＣｕを含む場合、第１導電層１４２、１５２、１６２は、Ｃｕの拡散を抑制する材料を使用することができ、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化モリブデン（ＭｏＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）等を使用してもよい。また、上記の材料以外にも、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの高融点金属を用いることができる。つまり、第１導電層１４２、１５２、１６２は第２導電層１４４、１５４、１６４のバリア層としての機能を有する。ここで、第１導電層１４２、１５２、１６２の厚さは、特に制限はないが、例えば、５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲で適宜選択することができる。
【００５８】
第２導電層１４４、１５４、１６４は、第１導電層１４２、１５２、１６２との密着性が良く、電気伝導度が高い導電材料を使用することができる。例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属またはこれらを用いた合金などから選択することができる。
【００５９】
絶縁層１３９、１４９、１５９、１６９は、無機絶縁層、有機絶縁層、又は無機絶縁層と有機絶縁層との積層構造を用いることができる。
【００６０】
無機絶縁層としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、窒化シリコンカーバイト（ＳｉＣＮ）、炭素添加シリコンオキサイド（ＳｉＣＯ）などを使用することができる。ここで、絶縁層１３９、１４９、１５９、１６９として、上記の無機絶縁層を単層で使用してもよく、積層で使用してもよい。
【００６１】
有機絶縁層としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン 、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。また、上記の樹脂に、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等、無機フィラーを併用して用いてもよい。ここで、絶縁層１３９、１４９、１５９、１６９に使用する樹脂は、応力緩和を目的として、常温にて１×１０９［ｄｙｎｅ／ｃｍ２］以下のヤング率を有する樹脂を使用してもよい。
【００６２】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
図２乃至図４を用いて、本発明のインターポーザにおける第１パッド及びピラーの構造について詳しく説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るインターポーザにおけるパッド及びピラーの結晶状態を示す断面模式図である。図２に示すように、第１パッド１２０及びピラー１３０が連続しているため、第１パッド１２０とピラー１３０との境界には界面が確認されない。また、第１パッド１２０に示す点線及びピラー１３０に示す点線はいずれも結晶粒界１２２、１３２を示す。つまり、結晶粒界１２２及び結晶粒界１３２によって囲まれた領域が１つの単結晶である。図２に示すように、第１パッド１２０の結晶粒界１２２とピラー１３０の結晶粒界１３２とは連続している。
【００６３】
図２では、第１パッド１２０及びピラー１３０が一体形成されているため、第１パッド１２０とピラー１３０との間に界面が確認されず、結晶粒界が連続している。ただし、電界によって加速された電子がピラー１３０の金属原子に衝突することで発生するマイクロボイドが、第１パッド１２０とピラー１３０との界面に偏析する現象を抑制することができればよく、第１パッド１２０とピラー１３０との間に界面が存在してもよく、結晶粒界が連続していなくてもよい。また、上記の現象を抑制することができれば、第１パッド１２０とピラー１３０とが異なる材料であってもよい。
【００６４】
図３を用いて、本発明のインターポーザにおける第１パッド及びピラーによる作用効果を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るインターポーザにおいて、電界の印加によって発生するマイクロボイドの動きを説明する図である。第１パッド１２０及びピラー１３０に通電すると、高電界によって加速された電子ｅがピラー１３０中の金属原子に衝突し、マイクロボイド１３４が発生する。発生したマイクロボイド１３４はピラー１３０の表面を移動して第１パッド１２０に到達する。そして、第１パッド１２０の表面を移動する。
【００６５】
従来の構造では、図５８に示すようにピラー９３０の表面を移動するマイクロボイド９３４はバリア金属層９４０によって移動が規制されるため、ピラー９３０とバリア金属層９４０との界面に大きなボイド９３６を形成してしまっていた。しかし、本発明のインターポーザによると、第１パッド１２０とピラー１３０との間にバリア金属層が配置されていないため、ピラー１３０表面を移動するマイクロボイド１３４の移動は、第１パッド１２０とピラー１３０との間で規制されず、第１パッド１２０に進行する。したがって、従来のように第１パッド１２０とピラー１３０との間に大きなボイドが形成されることを抑制することができる。
【００６６】
図４は、本発明の一実施形態に係るインターポーザにおいて、パッドとピラーとの間に発生したボイドを埋める様子を説明する図である。本発明のインターポーザによると、第１パッド１２０とピラー１３０との間にバリア金属層が配置されていないため、第１パッド１２０とピラー１３０との間に大きなボイドが形成されることが抑制される。また、第１パッド１２０とピラー１３０との間にボイド１３６が形成された場合であっても、第１パッド１２０から第１パッド１２０の金属原子１２４がボイド１３６に供給されるため、ボイド１３６を埋める又はボイド１３６の成長を抑制することができる。
【００６７】
以上のように、実施形態１に係るインターポーザによると、第１パッド１２０とピラー１３０とが連続していることで、ピラー１３０で発生したマイクロボイド１３４は第１パッド１２０とピラー１３０との間で移動を規制されない。したがって、マイクロボイド１３４が第１パッド１２０とピラー１３０との間に偏析する現象が抑制されるため、第１パッド１２０とピラー１３０との間に大きなボイドが形成されることを抑制することができる。つまり、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。
【００６８】
また、第１パッド１２０及びピラー１３０が同一材料であれば、第１パッド１２０及びピラー１３０の物性を変化させることなく、第１パッド１２０とピラー１３０との間に形成されたボイド１３６を埋めることができる。また、第１パッド１２０及びピラー１３０が一体形成されていることで、ピラー１３０で発生したマイクロボイド１３４が第１パッド１２０とピラー１３０との間に偏析することを抑制できる。また、第１パッド１２０の結晶粒界１２２とピラー１３０の結晶粒界１３２とが連続していることで、金属原子１２４は粒界に沿って移動しやすいためボイド１３６を埋める又はボイド１３６の成長を抑制する効果はより顕著になる。さらに、マイクロボイド１３４も粒界に沿って移動しやすいため、第１パッド１２０とピラー１３０との間にマイクロボイド１３４が偏析することを抑制できる。
【００６９】
［インターポーザの製造方法］
図５乃至図１９を用いて、本発明の実施形態１に係るインターポーザの製造方法を説明する。図５乃至図１９において、図１に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、シリコン基板を使用してインターポーザを作製する製造方法について説明する。
【００７０】
図５は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラーを形成する領域に開口部が設けられた絶縁層を形成する工程を示す図である。図５に示すように、基板１００上に開口部１０７が設けられた絶縁層１０９を形成する。ここで、開口部１０７は後の工程でピラー１３０が形成される位置に設けられる。絶縁層１０９は、ＣＶＤ法を用いた無機絶縁層又は塗布法を用いた有機絶縁層によって形成することができる。また、絶縁層１０９は、単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。ここで、有機絶縁層として、感光性樹脂又は非感光性樹脂を使用することができる。
【００７１】
図６は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す図である。図６に示すように、絶縁層１０９上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン２１０を形成する。レジストパターン２１０は、少なくとも図１に示す第１パッド１２０のパターンが形成される位置が開口されるように設けられる。
【００７２】
図７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。図７に示すように、レジストパターン２１０を形成後、基板１００に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン２１０から露出している基板１００上に、図１に示すピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する。ここでは、同一の工程でピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する製造方法を例示したが、この製造方法に限定されない。例えば、ピラー１３０及び第１パッド１２０を異なる工程で形成してもよい。具体的には、電解めっき法によってピラー１３０を形成し、第１パッド１２０をスパッタリング法によって形成してもよい。
【００７３】
図８は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。図８に示すように、ピラー１３０及び第１パッド１２０を形成した後に、レジストパターン２１０を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
【００７４】
図９は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッド上に絶縁層を形成する工程を示す断面図である。図９に示すように、第１パッド１２０上及び絶縁層１０９上に絶縁層１３９を形成する。ここで、絶縁層１３９は第１パッド１２０のパターン端部を覆うように基板の全面に形成され、第１パッド１２０の一部を露出する開口部１３７が設けられる。絶縁層１３９は、ＣＶＤ法を用いた無機絶縁層又は塗布法を用いた有機絶縁層によって形成することができる。また、絶縁層１３９は、単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。
【００７５】
絶縁層１３９を積層で形成する場合は、目的に応じて異なる性質を有する材料を形成することができる。例えば、第１パッド１２０の材料としてＣｕ等の熱拡散しやすい材料が用いられた場合、絶縁層１３９を第１無機絶縁層、第２無機絶縁層、及び有機絶縁層のようにそれぞれ性質の異なる層の積層構造を用いることができる。第１無機絶縁層としては、Ｃｕの熱拡散を抑制する性質の層を第１パッド１２０上にＣＶＤ法で形成することができる。また、第２無機絶縁層としては、第１無機絶縁層よりも有機絶縁層との密着性が良好な層を第１無機絶縁層上にＣＶＤ法で形成することができる。また、有機絶縁層としては、第１パッド１２０のパターンによって形成された段差を緩和又は平坦化し、誘電率が低い層を上記の第２無機絶縁層上に塗布法で形成することができる。ここで、有機絶縁層として、感光性樹脂又は非感光性樹脂を使用することができる。
【００７６】
図１０は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、絶縁層上及びパッド上に第１導電層（バリア層）及びシード層を形成する工程を示す断面図である。図１０に示すように、絶縁層１３９上及び開口部１３７の底部で露出された第１パッド１２０上に、後に形成する第２導電層１４４（又はめっき層３２６）に対するバリア層として機能する第１導電層１４２を形成し、第１導電層１４２上に、後に第２導電層１４４の一部となるシード層３２５を形成する。なお、第１導電層１４２は絶縁層１３９とシード層３２５との密着層としても機能する。つまり、絶縁層１３９とシード層３２５との密着性に比べて、絶縁層１３９と第１導電層１４２との密着性の方が高い。ただし、絶縁層１３９とシード層３２５との密着性が良好であれば、第１導電層１４２を省略することもできる。第１導電層１４２及びシード層３２５は、それぞれＰＶＤ法又はＣＶＤ法等により形成することができる。シード層３２５に使用する材料は、後にシード層３２５上に形成するめっき層３２６と同じ材質を選択することができる。シード層３２５は、後の工程でめっき層３２６を形成する際に、電解めっき法におけるシードとして用いられる。ここで、第１導電層１４２及びシード層３２５の各々は、好ましくは２０ｎｍ以上１μｍ以下の膜厚で形成するとよい。また、第１導電層１４２及びシード層３２５の各々は、より好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の膜厚で形成するとよい。第１導電層１４２及びシード層３２５の膜厚を同じでもよく、異なっていてもよい。
【００７７】
図１１は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、シード層上にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。図１１に示すように、シード層３２５上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン３２９を形成する。レジストパターン３２９は、少なくとも図１に示す第１配線層１４０のパターンが形成される領域を露出するように形成される。
【００７８】
図１２は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストマスクから露出したシード層上にめっき層を形成する工程を示す断面図である。図１２に示すように、レジストパターン３２９を形成後、シード層３２５に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン３２９から露出しているシード層３２５上に、図１に示す第１配線層１４０のパターンが形成される領域にめっき層３２６を形成する。ここで、シード層３２５及びめっき層３２６を合わせて第２導電層１４４という。
【００７９】
図１３は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、シード層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。図１３に示すように、めっき層３２６を形成した後に、レジストパターン３２９を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
【００８０】
図１４は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、めっき層から露出したシード層及び第１導電層をエッチングする工程を示す断面図である。図１４に示すように、レジストパターン３２９によって覆われ、上にめっき層３２６が形成されなかった領域のシード層３２５及び第１導電層１４２を除去（エッチング）することで、各々の配線を電気的に分離する。シード層３２５及び第１導電層１４２のエッチングによって、めっき層３２６の表面もエッチングされて薄膜化するため、この薄膜化の影響を考慮してめっき層３２６の膜厚を設定することが好ましい。この工程におけるエッチングとしては、ウェットエッチング、ドライエッチング、又はミリングを使用することができる。この工程によって、シード層３２５から形成された第１導電層１４２及びめっき層３２６から形成された第２導電層１４４が形成され、第１配線層１４０が形成される。なお、図１４では、シード層３２５及びめっき層３２６を区別せずに一体型の第２導電層１４４として表記した。
【００８１】
図１５は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、第１配線層上に多層配線構造を形成する工程を示す断面図である。図１４に示した構造に対して、図９乃至図１４に示す工程を繰り返すことで第１配線層１４０上に絶縁層１４９を介して第２配線層１５０（第１導電層１５２及び第２導電層１５４の積層構造）を形成し、第２配線層１５０上に絶縁層１５９を介して第２パッド１６０（第１導電層１６２及び第２導電層１６４の積層構造）を形成する。つまり、図５乃至図１５に示す工程によって、基板１００上に、複数の配線層を有する多層配線構造体１１０を形成する。
【００８２】
図１６は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。図１６に示すように、多層配線構造体１１０の上部に接着層２４０を介して支持基板２００を貼り付ける。ここで、接着層２４０には、部材を挟んで両面に粘着層が配置されている。接着層２４０の粘着層のうち多層配線構造体１１０側の粘着層（以下、基板粘着層という）は、刺激（この例では所定温度以上の熱）の印加によって粘着力が低下する。接着層２４０の支持基板２００側の粘着層（以下、支持粘着層という）は、例えば、感圧粘着剤であってもよい。また、支持粘着層は、少なくとも基板粘着層の粘着力が低下する刺激の程度においては、粘着力がほとんど低下しない。また、基板粘着層及び支持粘着層は両方又は一方が導電性を有していてもよい。
【００８３】
図１７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から薄板化する工程を示す断面図である。図１７に示すように、基板１００を裏面側（基板１００の多層配線構造体１１０とは反対側）から研削することで基板１００を薄板化する。ここで、基板１００の薄板化としては、機械研削又はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いることができる。ここで、基板１００の薄板化は、例えば基板１００の板厚が１０μｍ程度になるまで薄板化する。これは、例えば機械研削によって基板１００の薄板化を行う場合、機械研削の面内ばらつきの影響で研削レートが早い領域において、ピラー１３０の形状が変化してしまうことを抑制するためである。
【００８４】
図１８は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側からエッチングして除去する工程を示す断面図である。図１８に示すように、薄板化された基板１００を裏面側からエッチングして除去する。ここで、例えば、絶縁層１０９としてポリイミドを用いた場合、基板１００のシリコンとポリイミドとのエッチングレートの選択比が５以上になるように、ＣＦ系又はＣＨＦ系のガスを含む混合ガスを用いたドライエッチングによって、薄板化された基板１００を裏面側からエッチングして除去する。ここで、絶縁層１０９としてポリイミド、基板１００としてシリコンを用いた構造のエッチングの例を示したが、この例に限定されない。ここで用いられるエッチング条件は、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比が３以上になるように選択すればよい。好ましくは、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比が５以上になるように選択すればよい。また、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比を３以上にすることができない場合であっても、少なくとも基板１００とピラー１３０との選択比が５以上になるようにエッチング条件を選択すればよい。
【００８５】
図１９は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。図１９に示すように、ピラー１３０を残しつつ、露出した絶縁層１０９を基板１００の裏面側からエッチングすることで、ピラー１３０を下方に突出させる。換言すると、ピラー１３０の側面又は側方の絶縁層１０９をエッチングすることで、ピラー１３０が第１パッド１２０及び絶縁層１３９から下方に突出した形状を得る。ここで、例えば、絶縁層１０９としてポリイミドを用いて、ピラー１３０としてＣｕを用いた場合、ピラー１３０を残存させて絶縁層１０９をエッチングするように、ＮＨ３、Ｈ２、又はＯ２ガスを用いたドライエッチングによって絶縁層１０９をエッチングすることができる。
【００８６】
ここで、図１９では、絶縁層１０９だけがエッチングされ、絶縁層１０９と絶縁層１３９との界面でエッチングがストップする製造方法について説明したが、この製造方法に限定されない。例えば、詳しくは後述するが、絶縁層１０９が全てエッチングされず、絶縁層１０９の一部がピラー１３０の側面又は側方に残存していてもよい。つまり、絶縁層１０９がピラー１３０を側方から支持する構造であってもよい。また、絶縁層１０９に加えて絶縁層１３９の一部もエッチングされ、第１パッド１２０の側面の一部が露出されていてもよい。また、絶縁層１０９だけをエッチングし、絶縁層１３９をエッチングしないようにするために、絶縁層１０９と絶縁層１３９との間に絶縁層１０９のエッチングにおけるエッチングストッパを設けてもよい。
【００８７】
そして、図１９に示すようにピラー１３０が形成された状態の多層配線構造体１１０に対して所定温度以上の熱処理を行う。この熱処理によって、接着層２４０の多層配線構造体１１０側の粘着層である基板粘着層の粘着力が低下し、多層配線構造体１１０から接着層２４０及び支持基板２００を剥離することができる。ここで、熱処理は多層配線構造体１１０及び支持基板２００全体を加熱する方法であってもよく、レーザ照射等によって接合箇所を局所的に加熱する方法であってもよい。支持基板２００を剥離して表面に露出した第２パッド１６０に接するバンプ２２０を形成することで、図１に示すインターポーザ１０を得ることができる。
【００８８】
〈実施形態２〉
本発明の実施形態２に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図２０乃至図２７を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態２に係るインターポーザ２０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００８９】
［インターポーザの構成］
図２０を用いて、本発明の実施形態２に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態２のインターポーザ２０は、多層配線構造体１１０、無機絶縁層３００、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、及び絶縁層１６９を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。無機絶縁層３００は多層配線構造体１１０及び第１パッド１２０の下方に配置され、ピラー１３０を側方から支持する。
【００９０】
図２０に示す多層配線構造体１１０は、図１に示す多層配線構造体１１０と同様の構造を用いることができる。したがって、ここでは多層配線構造体１１０の詳細な説明は省略する。
【００９１】
［インターポーザの各部材の材質］
図２０に示すインターポーザ２０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。ただし、インターポーザ２０の無機絶縁層３００としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、窒化シリコンカーバイト（ＳｉＣＮ）、炭素添加シリコンオキサイド（ＳｉＣＯ）などを使用することができる。ここで、無機絶縁層３００として、上記の無機絶縁層を単層で使用してもよく、積層で使用してもよい。
【００９２】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ２０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、第１パッド１２０の下方にピラー１３０を側方から支持する無機絶縁層３００が設けられている点を除いて、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００９３】
以上のように、実施形態２に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、ピラー１３０は側方から無機絶縁層３００によって支持されているため、ピラー１３０の機械的強度を向上させることができる。また、ピラー１３０の側方が無機絶縁層３００によって支持されている領域では、マイクロボイドの進行を遅くすることができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。
【００９４】
［インターポーザの製造方法］
図２１乃至図２７を用いて、本発明の実施形態２に係るインターポーザの製造方法を説明する。図２１乃至図２７において、図２０に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、シリコン基板を使用してインターポーザを作製する製造方法について説明する。
【００９５】
図２１は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、有機絶縁層及び無機絶縁層の上方にレジストマスクを形成する工程を示す断面図である。図２１に示すように、基板１００上に絶縁層１０９及び無機絶縁層３００を形成し、無機絶縁層３００上に開口部３１２が設けられたレジストパターン３１０を形成する。ここで、開口部３１２は後の工程でピラー１３０が形成される位置に設けられる。絶縁層１０９は、ＣＶＤ法を用いた無機絶縁層又は塗布法を用いた有機絶縁層によって形成することができる。また、絶縁層１０９は、単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。ここで、有機絶縁層として、感光性樹脂又は非感光性樹脂を使用することができる。無機絶縁層３００はＣＶＤ法を用いて形成することができる。ここで、無機絶縁層３００は単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。
【００９６】
図２２は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。図２２に示すように、レジストパターン３１０をマスクとして無機絶縁層３００に開口部３０２を形成する。開口部３０２はドライエッチングによって形成してもよく、ウェットエッチングによって形成してもよい。図２２では、無機絶縁層３００のみをエッチングする方法を例示したが、無機絶縁層３００のエッチングと同時に絶縁層１０９をエッチングしてもよい。
【００９７】
図２３は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層上のレジストマスクを除去する工程を示す断面図である。図２３に示すように、無機絶縁層３００に開口部３０２を形成した後に、レジストパターン３１０を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
【００９８】
図２４は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、無機絶縁層をマスクとして有機絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。図２４に示すように、開口部３０２が設けられた無機絶縁層３００をハードマスクとして、絶縁層１０９をエッチングすることで絶縁層１０９に開口部１０７を形成する。開口部１０７は例えばＯ２ガスを用いたドライエッチングを用いて形成することができる。
【００９９】
図２５は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。図２５に示すように、無機絶縁層３００上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン２１０を形成する。レジストパターン２１０は、少なくとも図２０に示す第１パッド１２０のパターンが形成される位置が開口されるように設けられる。
【０１００】
図２６は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。図２６に示すように、レジストパターン２１０を形成後、基板１００に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン２１０から露出している基板１００上に、図２０に示すピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する。ここでは、同一の工程でピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する製造方法を例示したが、この製造方法に限定されない。例えば、ピラー１３０及び第１パッド１２０を異なる工程で形成してもよい。具体的には、電解めっき法によってピラー１３０を形成し、第１パッド１２０をスパッタリング法によって形成してもよい。
【０１０１】
図２７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。図２７に示すように、ピラー１３０及び第１パッド１２０を形成した後に、レジストパターン２１０を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
【０１０２】
以降の製造方法については、図９乃至図１９に示す製造方法と同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、図１９に示す絶縁層１０９を基板１００の裏面側からエッチングする工程において、無機絶縁層３００のエッチングレートと絶縁層１０９のエッチングレートとの選択比が大きい条件で絶縁層１０９をエッチングすることが好ましい。このようにすることで、インターポーザ２０の製造工程において、下方に突出したピラー１３０を形成する際に、無機絶縁層３００をエッチングストッパとしても利用することができる。
【０１０３】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図２８を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態３に係るインターポーザ３０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【０１０４】
［インターポーザの構成］
図２８を用いて、本発明の実施形態３に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態３のインターポーザ３０は、絶縁層１０９、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、及び絶縁層１６９を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。絶縁層１０９は多層配線構造体１１０及び第１パッド１２０の下方に配置され、ピラー１３０を側方から支持する。
【０１０５】
ここで、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合は、２０％以上６０％以下であることが好ましい。より好ましくは、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合は３０％以上５０％以下であるとよい。ここで、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が下限よりも小さいと、ピラー１３０を支持する絶縁層１０９の領域が小さくなってしまうため、ピラー１３０の強度が低下してしまう。一方、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が上限よりも大きいと、表面の露出されるピラー１３０の表面積が小さくなってしまうため、ピラー１３０の先端と外部装置との間の接続不良が発生しやすくなってしまう。
【０１０６】
図２８に示す多層配線構造体１１０は、図１に示す多層配線構造体１１０と同様の構造を用いることができる。したがって、ここでは多層配線構造体１１０の詳細な説明は省略する。
【０１０７】
［インターポーザの各部材の材質］
図２８に示すインターポーザ３０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。ただし、インターポーザ３０の絶縁層１０９としては、無機絶縁層、有機絶縁層、又は無機絶縁層と有機絶縁層との積層構造を用いることができる。
【０１０８】
無機絶縁層としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、窒化シリコンカーバイト（ＳｉＣＮ）、炭素添加シリコンオキサイド（ＳｉＣＯ）などを使用することができる。ここで、絶縁層１０９として、上記の無機絶縁層を単層で使用してもよく、積層で使用してもよい。
【０１０９】
有機絶縁層としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン 、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。また、上記の樹脂に、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等、無機フィラーを併用して用いてもよい。
【０１１０】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ３０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、第１パッド１２０の下方にピラー１３０を側方から支持する絶縁層１０９が設けられている点を除いて、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１１１】
以上のように、実施形態３に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、ピラー１３０は側方から絶縁層１０９によって支持されているため、ピラー１３０の機械的強度を向上させることができる。また、ピラー１３０の側方が絶縁層１０９によって支持されている領域では、マイクロボイドの進行を遅くすることができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。
【０１１２】
［インターポーザの製造方法］
本発明の実施形態３に係るインターポーザ３０の製造方法は、実施形態１に係るインターポーザ１０の製造方法と類似の方法で作製することができる。具体的には、インターポーザ１０の製造方法において、図１８に示す絶縁層１０９の一部を残すように絶縁層１０９をエッチングすることで、図２８に示すインターポーザ３０を得ることができる。それ以外の製造方法については、インターポーザ１０の製造方法と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１３】
ここで、絶縁層１０９のエッチングにおいて、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が、２０％以上６０％以下になるように絶縁層１０９をエッチングすることが好ましい。より好ましくは、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が３０％以上５０％以下になるように絶縁層１０９をエッチングするとよい。ここで、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が下限よりも小さいと、ピラー１３０を支持する絶縁層１０９の領域が小さくなってしまうため、ピラー１３０の強度が低下してしまう。一方、ピラー１３０の高さに対する絶縁層１０９の厚さの割合が上限よりも大きいと、表面の露出されるピラー１３０の表面積が小さくなってしまうため、ピラー１３０の先端と外部装置との間の接続不良が発生しやすくなってしまう。
【０１１４】
〈実施形態４〉
本発明の実施形態４に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図２９を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態４に係るインターポーザ４０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【０１１５】
［インターポーザの構成］
図２９を用いて、本発明の実施形態４に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態４のインターポーザ４０は、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、絶縁層１６９、及びバリア層１７０を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。バリア層１７０は第１パッド１２０の下方及びピラー１３０の側方に配置され、ピラー１３０を側方から支持する。
【０１１６】
図２９に示す多層配線構造体１１０は、図１に示す多層配線構造体１１０と同様の構造を用いることができる。したがって、ここでは多層配線構造体１１０の詳細な説明は省略する。
【０１１７】
［インターポーザの各部材の材質］
図２９に示すインターポーザ４０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。ただし、インターポーザ４０のバリア層１７０としては、ピラー１３０よりも融点が高い材料を用いることができる。具体的に、バリア層１７０として、高融点金属と呼ばれる材料を用いることができ、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）などを用いることができる。また、バリア層１７０としては、上記の金属の化合物又は上記の金属の合金を用いることもできる。図２９では、バリア層１７０が単層である構造を例示したが、バリア層１７０が上記の材料の積層であってもよい。
【０１１８】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ４０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、第１パッド１２０の下方及びピラー１３０を側方にバリア層１７０が設けられている点を除いて、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１１９】
以上のように、実施形態４に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、ピラー１３０は側方からバリア層１７０によって支持されているため、ピラー１３０の側方がバリア層１７０によって支持されている領域では、マイクロボイドの進行を遅くすることができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、バリア層１７０はピラー１３０の酸化を抑制することができる。
【０１２０】
［インターポーザの製造方法］
図３０乃至図３９を用いて、本発明の実施形態４に係るインターポーザの製造方法を説明する。図３０乃至図３９において、図２９に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、シリコン基板を使用してインターポーザを作製する製造方法について説明する。
【０１２１】
図３０は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、開口部が設けられた絶縁層上にバリア金属層及び導電層を形成する工程を示す断面図である。図３０に示すように、基板１００上に開口部１０７が設けられた絶縁層１０９を形成し、絶縁層１０９上及び開口部１０７内部に後にバリア層１７０となるバリア金属層４１０並びに後に第１パッド１２０及びピラー１３０となる導電層４２０を形成する。ここでは、バリア金属層４１０及び導電層４２０はスパッタリング法によって形成する。ただし、バリア金属層４１０及び導電層４２０は蒸着法によって形成してもよく、無電解めっき法によって形成してもよい。ここで、開口部１０７は後の工程でピラー１３０が形成される位置に設けられる。絶縁層１０９は、ＣＶＤ法を用いた無機絶縁層又は塗布法を用いた有機絶縁層によって形成することができる。また、絶縁層１０９は、単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。ここで、有機絶縁層として、感光性樹脂又は非感光性樹脂を使用することができる。
【０１２２】
図３１は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。図３１に示すように、導電層４２０上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン２１０を形成する。レジストパターン２１０は、少なくとも図２９に示す第１パッド１２０のパターンが形成される位置が開口されるように設けられる。
【０１２３】
図３２は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、導電層上にさらに導電層を形成する工程を示す断面図である。図３２に示すように、レジストパターン２１０を形成後、バリア金属層４１０及び導電層４２０に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン２１０から露出している導電層４２０をさらに成長させて厚膜化する。ここで、レジストパターン２１０下のバリア金属層４１０及び導電層４２０は、全面をエッチングすることで除去するため、厚膜化された導電層４２０も膜減りする。したがって、上記の膜減り量を考慮して厚膜化する導電層４２０の量を調整する。
【０１２４】
図３３は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。図３３に示すように、導電層４２０を厚膜化した後に、レジストパターン２１０を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。フォトレジストを除去することで、導電層４２０の厚膜領域４２２及び薄膜領域４２４を得ることができる。
【０１２５】
図３４は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストによって覆われていた導電層及びバリア金属層をエッチングする工程を示す断面図である。図３４に示すように、レジストパターン２１０によって覆われ、厚膜化されなかった領域の導電層４２０及びバリア金属層４１０を除去（エッチング）することで、各々の配線を電気的に分離する。導電層４２０及びバリア金属層４１０のエッチングによって、導電層４２０の表面もエッチングされて薄膜化するため、この薄膜化の影響を考慮して導電層４２０の膜厚を設定することが好ましい。この工程におけるエッチングとしては、ウェットエッチングやドライエッチングを使用することができる。この工程によって、図２９に示す第１パッド１２０、ピラー１３０、及びバリア層１７０を形成することができる。
【０１２６】
図３５は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。図３５に示すように、実施形態１の図９乃至図１６と同様の製造方法によって多層配線構造体１１０を形成し、多層配線構造体１１０の上部に接着層２４０を介して支持基板２００を貼り付ける。ここで、接着層２４０には、部材を挟んで両面に粘着層が配置されている。接着層２４０の粘着層のうち多層配線構造体１１０側の粘着層（基板粘着層）は、刺激（この例では所定温度以上の熱）の印加によって粘着力が低下する。接着層２４０の支持基板２００側の粘着層（支持粘着層）は、例えば、感圧粘着剤であってもよい。また、支持粘着層は、少なくとも基板粘着層の粘着力が低下する刺激の程度においては、粘着力がほとんど低下しない。また、基板粘着層及び支持粘着層は両方又は一方が導電性を有していてもよい。
【０１２７】
図３６は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から研削する工程を示す断面図である。図３６に示すように、基板１００を裏面側から研削することで基板１００を薄板化する。ここで、基板１００の薄板化としては、機械研削又はＣＭＰを用いることができる。ここで、基板１００の薄板化は、例えば基板１００の板厚が１０μｍ程度になるまで薄板化する。これは、例えば機械研削によって基板１００の薄板化を行う場合、機械研削の面内ばらつきの影響で研削レートが早い領域において、ピラー１３０の形状が変化してしまうことを抑制するためである。
【０１２８】
図３７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側からエッチングして除去する工程を示す断面図である。薄板化された基板１００を裏面側からエッチングして除去する。ここで、例えば、絶縁層１０９としてポリイミドを用いた場合、基板１００のシリコンとポリイミドとのエッチングレートの選択比が５以上になるように、ＣＦ系又はＣＨＦ系のガスを含む混合ガスを用いたドライエッチングによって、薄板化された基板１００を裏面側からエッチングして除去する。ここで、絶縁層１０９としてポリイミド、基板１００としてシリコンを用いた構造のエッチングの例を示したが、この例に限定されない。ここで用いられるエッチング条件は、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比が３以上になるように選択すればよい。好ましくは、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比が５以上になるように選択すればよい。また、基板１００と絶縁層１０９とのエッチングレートの選択比を３以上にすることができない場合は、少なくとも基板１００とバリア層１７０との選択比が５以上になるようにエッチング条件を選択すればよい。
【０１２９】
図３８は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー先端のバリア金属層を除去する工程を示す断面図である。図３８に示すように、ピラー１３０を構成するバリア層１７０のうち絶縁層１０９から露出したバリア層１７０を除去することで、導電層４２０によって形成されたピラー１３０を露出する。バリア層１７０は、フッ化水素（ＨＦ）によるウェットエッチング又はＣｌガスを用いたドライエッチングによって除去することができる。ここでは、絶縁層１０９から露出したバリア層１７０を除去して導電層４２０を露出する製造方法を例示したが、バリア層１７０を除去せず、ピラー１３０がバリア層１７０によって覆われていてもよい。
【０１３０】
図３９は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。図３９に示すように、ピラー１３０及びバリア層１７０を残しつつ、露出した絶縁層１０９を基板１００の裏面側からエッチングすることで、ピラー１３０及びバリア層１７０を下方に突出させる。換言すると、ピラー１３０及びバリア層１７０の側面又は側方の絶縁層１０９をエッチングすることで、ピラー１３０及びバリア層１７０が第１パッド１２０及び絶縁層１３９から下方に突出した形状を得る。ここで、例えば、絶縁層１０９としてポリイミドを用いて、ピラー１３０としてＣｕを用いて、バリア層１７０としてＷを用いた場合、ピラー１３０及びバリア層１７０を残存させて絶縁層１０９をエッチングするように、ＮＨ３、Ｈ２、又はＯ２ガスを用いたドライエッチングによって絶縁層１０９をエッチングすることができる。
【０１３１】
ここで、図３９では、絶縁層１０９だけがエッチングされ、絶縁層１０９と絶縁層１３９との界面でエッチングがストップする製造方法について説明したが、この製造方法に限定されない。例えば、図２８に示す実施形態３のインターポーザ３０ように、絶縁層１０９が全てエッチングされず、絶縁層１０９の一部がピラー１３０及びバリア層１７０の側面又は側方に残存していてもよい。つまり、絶縁層１０９がピラー１３０及びバリア層１７０を側方から支持する構造であってもよい。また、絶縁層１０９に加えて絶縁層１３９の一部もエッチングされ、バリア層１７０又は第１パッド１２０の側面の一部が露出されていてもよい。また、絶縁層１０９だけをエッチングし、絶縁層１３９をエッチングしないようにするために、絶縁層１０９と絶縁層１３９との間に絶縁層１０９のエッチングにおけるエッチングストッパを設けてもよい。
【０１３２】
そして、図３９に示すようにピラー１３０及びバリア層１７０が形成された状態の多層配線構造体１１０に対して所定温度以上の熱処理を行う。この熱処理によって、接着層２４０の多層配線構造体１１０側の粘着層である基板粘着層の粘着力が低下し、多層配線構造体１１０から接着層２４０及び支持基板２００を剥離することができる。ここで、熱処理は多層配線構造体１１０及び支持基板２００全体を加熱する方法であってもよく、レーザ照射等によって接合箇所を局所的に加熱する方法であってもよい。支持基板２００を剥離して表面に露出した第２パッド１６０に接するバンプ２２０を形成することで、図２９に示すインターポーザ４０を得ることができる。
【０１３３】
〈実施形態５〉
本発明の実施形態５に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図４０を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態５に係るインターポーザ５０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【０１３４】
［インターポーザの構成］
図４０を用いて、本発明の実施形態５に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態５のインターポーザ５０は、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、及び絶縁層１６９を有する。ピラー１３０は、ピラー１３０の延長方向に沿ってスリット３３０を備え、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。
【０１３５】
ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。はんだはスリット３３０によって隔てられたピラー１３０の先端だけに形成されてもよく、スリット３３０を塞ぐようにピラー１３０の先端に形成されてもよい。また、はんだの一部がスリット３３０の内部に形成されていてもよい。図４０では、スリット３３０はピラー１３０の高さと同じ深さに形成されている構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、スリット３３０はピラー１３０の高さの半分の深さに形成されてもよい。また、スリット３３０は場所によって深さが異なるように形成されてもよい。
【０１３６】
図４０に示す多層配線構造体１１０は、図１に示す多層配線構造体１１０と同様の構造を用いることができる。したがって、ここでは多層配線構造体１１０の詳細な説明は省略する。
【０１３７】
［インターポーザの各部材の材質］
図４０に示すインターポーザ５０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。
【０１３８】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ５０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、ピラー１３０にスリット３３０が設けられている点を除いて、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。図４１は、本発明の一実施形態に係るインターポーザのピラーの形状を示す平面図である。図４１に示すように、ピラー１３０は第１パッド１２０よりも面積が小さいピラー領域３４０において複数設けられている。図４１に示すピラー１３０は円柱形のピラー１３０がピラー領域３４０に複数設けられており、ピラー１３０間をスリット３３０と呼んでいる。図４１では、ピラー１３０が円柱形状の構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、三角柱形状や四角柱形状などの多角柱形状であってもよい。また、柱形状だけでなく、錐形状であってもよい。
【０１３９】
以上のように、実施形態５に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、ピラー１３０がピラー領域３４０に複数配置されていることで、仮に、あるピラー１３０と第１パッド１２０とが断線した場合であっても、他のピラー１３０と第１パッド１２０との接続によって電気的接続が維持される。また、各ピラー１３０の径が小さくなることで、第１パッド１２０とピラー１３０との間の応力集中を抑制することができる。また、スリット３３０の内部にはんだが形成されることで、はんだとピラー１３０との密着性を向上させることができる。
【０１４０】
［インターポーザの製造方法］
図４２乃至図４８を用いて、本発明の実施形態５に係るインターポーザの製造方法を説明する。図４２乃至図４８において、図４０に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、シリコン基板を使用してインターポーザを作製する製造方法について説明する。
【０１４１】
図４２は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラーを形成する領域に開口部が設けられた絶縁層を形成する工程を示す断面図である。図４２に示すように、基板１００上に複数の開口部３５０が設けられた絶縁層１０９を形成する。ここで、複数の開口部３５０は後の工程で複数のピラー１３０が形成される位置に設けられる。つまり、複数の開口部３５０間の絶縁層１０９が残っている領域は後の工程でスリットが形成される位置に対応する。絶縁層１０９は、ＣＶＤ法を用いた無機絶縁層又は塗布法を用いた有機絶縁層によって形成することができる。また、絶縁層１０９は、単層で形成してもよく、又は積層で形成してもよい。ここで、有機絶縁層として、感光性樹脂又は非感光性樹脂を使用することができる。
【０１４２】
図４３は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、パッドを形成する領域が開口されたレジストを形成する工程を示す断面図である。図４３に示すように、絶縁層１０９上にフォトレジストを塗布した後に、露光及び現像を行うことによりレジストパターン２１０を形成する。レジストパターン２１０は、少なくとも図４０に示す第１パッド１２０のパターンが形成される位置が開口されるように設けられる。
【０１４３】
図４４は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー及びパッドを形成する工程を示す断面図である。図４４に示すように、レジストパターン２１０を形成後、基板１００に通電して電解めっき法を行い、レジストパターン２１０から露出している基板１００上に、図４０に示すピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する。ここでは、同一の工程でピラー１３０及び第１パッド１２０を形成する製造方法を例示したが、この製造方法に限定されない。例えば、ピラー１３０及び第１パッド１２０を異なる工程で形成してもよい。具体的には、電解めっき法によってピラー１３０を形成し、第１パッド１２０をスパッタリング法によって形成してもよい。
【０１４４】
図４５は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、レジストを除去する工程を示す断面図である。図４５に示すように、ピラー１３０及び第１パッド１２０を形成した後に、レジストパターン２１０を構成するフォトレジストを有機溶媒により除去する。なお、フォトレジストの除去には、有機溶媒を用いる代わりに、酸素プラズマによるアッシングを用いることもできる。
【０１４５】
図４６は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、多層配線構造体に支持基板を貼り付ける工程を示す断面図である。図４６に示すように、実施形態１の図９乃至図１６と同様の製造方法によって多層配線構造体１１０を形成し、多層配線構造体１１０の上部に接着層２４０を介して支持基板２００を貼り付ける。ここで、接着層２４０には、部材を挟んで両面に粘着層が配置されている。接着層２４０の粘着層のうち多層配線構造体１１０側の粘着層（基板粘着層）は、刺激（この例では所定温度以上の熱）の印加によって粘着力が低下する。接着層２４０の支持基板２００側の粘着層（支持粘着層）は、例えば、感圧粘着剤であってもよい。また、支持粘着層は、少なくとも基板粘着層の粘着力が低下する刺激の程度においては、粘着力がほとんど低下しない。また、基板粘着層及び支持粘着層は両方又は一方が導電性を有していてもよい。
【０１４６】
図４７は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、基板を裏面側から研削及びエッチングして除去する工程を示す断面図である。図４７に示すように、実施形態１の図１７及び図１８と同様に、機械研削又はＣＭＰを用いた基板１００の薄板化、及びエッチングによる基板１００の除去によって、ピラー１３０の先端を露出させる。
【０１４７】
図４８は、本発明の一実施形態に係るインターポーザの製造方法において、ピラー側面の絶縁層をエッチングする工程を示す断面図である。図４８に示すように、ピラー１３０を残しつつ、露出した絶縁層１０９を基板１００の裏面側からエッチングすることで、ピラー１３０を下方に突出させる。換言すると、ピラー１３０の側面又は側方の絶縁層１０９をエッチングすることで、ピラー１３０が第１パッド１２０及び絶縁層１３９から下方に突出した形状を得る。ここで、例えば、絶縁層１０９としてポリイミドを用いて、ピラー１３０としてＣｕを用いた場合、ピラー１３０を残存させて絶縁層１０９をエッチングするように、ＮＨ３、Ｈ２、又はＯ２ガスを用いたドライエッチングによって絶縁層１０９をエッチングすることができる。
【０１４８】
ここで、図４８では、絶縁層１０９だけがエッチングされ、絶縁層１０９と絶縁層１３９との界面でエッチングがストップする製造方法について説明したが、この製造方法に限定されない。例えば、絶縁層１０９が全てエッチングされず、絶縁層１０９の一部がピラー１３０の側面又は側方に残存していてもよい。つまり、絶縁層１０９がピラー１３０を側方から支持する構造であってもよい。また、絶縁層１０９に加えて絶縁層１３９の一部もエッチングされ、第１パッド１２０の側面の一部が露出されていてもよい。また、絶縁層１０９だけをエッチングし、絶縁層１３９をエッチングしないようにするために、絶縁層１０９と絶縁層１３９との間に絶縁層１０９のエッチングにおけるエッチングストッパを設けてもよい。また、パターンが密な領域において絶縁層１０９のエッチングレートが遅くなるエッチング条件を用いて、スリット３３０の領域に他の領域に比べて絶縁層１０９が多く残るようにしてもよい。
【０１４９】
そして、図４８に示すようにピラー１３０が形成された状態の多層配線構造体１１０に対して所定温度以上の熱処理を行う。この熱処理によって、接着層２４０の多層配線構造体１１０側の粘着層である基板粘着層の粘着力が低下し、多層配線構造体１１０から接着層２４０及び支持基板２００を剥離することができる。ここで、熱処理は多層配線構造体１１０及び支持基板２００全体を加熱する方法であってもよく、レーザ照射等によって接合箇所を局所的に加熱する方法であってもよい。支持基板２００を剥離して表面に露出した第２パッド１６０に接するバンプ２２０を形成することで、図４０に示すインターポーザ５０を得ることができる。
【０１５０】
ここで、実施形態５のピラー１３０の変形例について説明する。図４９及び図５０は、本発明の一実施形態に係るインターポーザのピラーの形状を示す平面図である。実施形態５では、図４１に示すように、ピラー領域３４０に同一形状の複数のピラー１３０が配置された構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、図４９に示すように、ピラー１３０及びスリット３３０がともにリング状（環状）であってもよい。又は、図５０に示すように、ピラー１３０及びスリット３３０がともに線状であってもよい。
【０１５１】
〈実施形態６〉
本発明の実施形態６に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図５１を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態６に係るインターポーザ６０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【０１５２】
［インターポーザの構成］
図５１を用いて、本発明の実施形態６に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態６のインターポーザ６０は、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、及び絶縁層１６９を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。ピラー１３０はその先端にはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。
【０１５３】
多層配線構造体１１０は複数の配線層を有する。具体的には、多層配線構造体１１０は、第１配線層１４０及び第２配線層１５０を有する。第１配線層１４０は、第１導電層１４２及び第２導電層１４４を含む。第２配線層１５０は、第１導電層１５２及び第２導電層１５４を含む。また、多層配線構造体１１０は、第１パッド１２０と第１配線層１４０とを離隔する第１無機絶縁層３６０、第２無機絶縁層３７０、及び有機絶縁層３８０、第１配線層１４０と第２配線層１５０とを離隔する絶縁層１４９、並びに第２配線層１５０と第２パッド１６０とを離隔する絶縁層１５９を有する。ここで、第１無機絶縁層３６０、第２無機絶縁層３７０、及び有機絶縁層３８０は第１パッド１２０を側方から支持している。また、図５１では、多層配線構造体１１０上に設けられた第２パッド１６０上に、集積回路が形成されたチップを実装するためのバンプ２２０が配置されている。
【０１５４】
第１無機絶縁層３６０、第２無機絶縁層３７０、及び有機絶縁層３８０には開口部３９０が設けられており、開口部３９０を介して第１配線層１４０は第１パッド１２０に接続されている。絶縁層１４９には開口部１４７が設けられており、開口部１４７を介して第２配線層１５０は第１配線層１４０に接続されている。絶縁層１５９には開口部１５７が設けられており、開口部１５７を介して第２パッド１６０は第２配線層１５０に接続されている。絶縁層１６９には開口部１６７が設けられており、第２パッド１６０の一部を露出する。ここで、絶縁層１４９、１５９、１６９は有機絶縁層であってもよく、無機絶縁層であってもよい。また、図５１では、第１パッド１２０と第１配線層１４０との間に配置された絶縁層が３層構造であり、その他の絶縁層１４９、１５９、１６９が１層構造である構造を例示したが、絶縁層１４９、１５９、１６９が第１無機絶縁層３６０、第２無機絶縁層３７０、及び有機絶縁層３８０と同様の３層構造であってもよい。
【０１５５】
上記の構造を換言すると、第１パッド１２０は、多層配線構造体１１０の第１面１１２側に配置され、第１配線層１４０に電気的に接続されている。また、第２パッド１６０は、多層配線構造体１１０の第２面１１４側に配置され、第２配線層１５０に電気的に接続されている、ということもできる。
【０１５６】
図５１では、ピラー１３０が開口部３９０と同じ位置に配置されている。図示しないが、ピラー１３０と開口部３９０とは平面視において互いに重畳している。このようにすることで、ピラー１３０の先端部にはんだを形成して外部装置に実装する際に、ピラー１３０は開口部３９０に配置された第１配線層１４０によって支持されるため、実装の際に受ける力によってピラー１３０が多層配線構造体１１０の方向に沈み込んでしまうことを抑制することができる。また、図５１では、ピラー１３０の径と開口部３９０の径とが略同一の構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、開口部３９０の径がピラー１３０の径よりも大きく、平面視において、ピラー１３０が開口部３９０の内側に位置するようにピラー１３０が配置されていてもよい。ここでは、ピラー１３０と開口部３９０とが平面視において重畳する構成を例示したが、この構成に限定されず、両者が平面視においてずれて配置されていてもよい。
【０１５７】
図５１では、第１配線層１４０、第２配線層１５０、及び第２パッド１６０が２層の導電層で構成された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、第１配線層１４０、第２配線層１５０、及び第２パッド１６０は１層の導電層で構成されていてもよく、３層以上の導電層で構成されていてもよい。
【０１５８】
［インターポーザの各部材の材質］
図５１に示すインターポーザ６０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。ただし、インターポーザ６０の第１無機絶縁層３６０としては、第１パッド１２０及びピラー１３０の金属材料の拡散を抑制する材料を用いることができる。例えば、第１パッド１２０及びピラー１３０としてＣｕを用いた場合、第１無機絶縁層３６０として、窒化シリコン（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコンカーバイト（ＳｉＣＮ）などの窒化化合物を用いることができる。
【０１５９】
第２無機絶縁層３７０としては、その上に形成する有機絶縁層３８０との密着性が良い材料を用いることができる。例えば、第１無機絶縁層３６０として、ＳｉＮ、ＡｌＮ、又はＳｉＣＮを用いた場合、第２無機絶縁層３７０として酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭素添加シリコンオキサイド（ＳｉＣＯ）などの酸化化合物を用いることができる。ここで、第２無機絶縁層３７０と有機絶縁層３８０との密着性は第１無機絶縁層３６０と有機絶縁層３８０との密着性よりも高い。
【０１６０】
有機絶縁層３８０としては、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリベンゾオキサゾール、シアネート樹脂、アラミド、ポリオレフィン、ポリエステル、ＢＴレジン、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン 、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルポリサルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミドなどを用いることができる。また、上記の樹脂に、ガラス、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等、無機フィラーを併用して用いてもよい。
【０１６１】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ６０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１６２】
以上のように、実施形態６に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、実施形態２０の無機絶縁層３００と同様に、インターポーザ６０の製造工程において、下方に突出したピラー１３０を形成する際に、第１無機絶縁層３６０をエッチングストッパとしても利用することができる。
【０１６３】
〈実施形態７〉
本発明の実施形態７に係るインターポーザの構造及びその製造方法について、図５２を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態７に係るインターポーザ７０において、図１に示したインターポーザ１０と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【０１６４】
［インターポーザの構成］
図５２を用いて、本発明の実施形態７に係るインターポーザの構成について詳細に説明する。実施形態７のインターポーザ７０は、多層配線構造体１１０、第１パッド１２０、ピラー１３０、第２パッド１６０、絶縁層１６９、バリア金属４３０、及び接触金属４４０を有する。ピラー１３０は、第１パッド１２０の面に対して垂直な方向に突出した形状をしており、ピラー１３０の平面視における面積は第１パッド１２０の平面視における面積に比べて小さい。ここで、第１パッド１２０及びピラー１３０は連続している。換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は同一材料である。また、換言すると、第１パッド１２０及びピラー１３０は一体形成されている。バリア金属４３０及び接触金属４４０はピラー１３０の先端に配置されており、接触金属４４０が表面に露出している。ピラー１３０はその先端にバリア金属４３０及び接触金属４４０を介してはんだが形成され、当該はんだを介して外部装置を実装する。
【０１６５】
図５２に示す多層配線構造体１１０は、図１に示す多層配線構造体１１０と同様の構造を用いることができる。したがって、ここでは多層配線構造体１１０の詳細な説明は省略する。
【０１６６】
［インターポーザの各部材の材質］
図５２に示すインターポーザ７０に含まれる各部材（各層）の材料は、図１に示すインターポーザ１０に含まれる各部材と同様の材料を用いることができる。ただし、インターポーザ７０の接触金属４４０としては耐食性が高く、酸化しにくく、外部素子との接触抵抗が低い材料を使用することが好ましい。例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）などを使用することができる。また、バリア金属４３０としては、ピラー１３０及び接触金属４４０と密着性が良く、接触金属４４０の拡散を抑制することができる材料が好ましい。例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、クロム（Ｃｒ）などを用いることができる。また、上記の材料以外にも、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの高融点金属を用いることができる。
【０１６７】
［第１パッド１２０及びピラー１３０の構造］
インターポーザ７０の第１パッド１２０及びピラー１３０の構造は、インターポーザ１０と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１６８】
以上のように、実施形態７に係るインターポーザによると、インターポーザ１０と同様に、エレクトロマイグレーションを抑制することができる。その結果、第１パッド１２０とピラー１３０との間の経時劣化を抑制することができ、信頼性が高いインターポーザを得ることができる。また、はんだが接触金属４４０と接触するため、接触抵抗を低減することができる。
【０１６９】
＜実施形態８＞
実施形態８においては、実施形態１乃至実施形態７におけるインターポーザを用いて製造される半導体装置について説明する。
【０１７０】
図５３は、本発明の実施形態８に係る半導体装置を示す図である。半導体装置１０００は、３つのインターポーザ１３１０、１３２０、１３３０が積層され、例えば、ＤＲＡＭ等の半導体素子が形成されたＬＳＩ基板１４００に接続されている。インターポーザ１３１０は、接続端子１５１１、１５１２、及びピラー１６１０を有している。ここで、接続端子１５１１が例えば図１に示すインターポーザ１０の第２パッド１６０又はバンプ２２０に相当し、接続端子１５１２は第１パッド１２０に相当し、ピラー１６１０はピラー１３０に相当する。これらのインターポーザ１３１０、１３２０、１３３０はそれぞれが異なる材質の基板から形成されたインターポーザであってもよい。接続端子１５１２は、ＬＳＩ基板１４００の接続端子１５００とピラー１６１０により接続されている。接続端子１５１１は、インターポーザ１３２０の接続端子１５２２とピラー１６２０により接続されている。インターポーザ１３２０の接続端子１５２１と、インターポーザ１３３０の接続端子１５３２と、についても、接続端子がピラー１６３０により接続する。ピラー１６１０、１６２０、１６３０は、例えば、Ｃｕ等の金属を用いる。
【０１７１】
なお、インターポーザを積層する場合には、３層に限らず、２層であってもよいし、さらに４層以上であってもよい。また、ポリイミド、エポキシ樹脂等を塗布、焼成して、インターポーザと他の基板とを接着してもよい。
【０１７２】
図５４は、本発明の実施形態８に係る半導体装置の別の例を示す図である。図５４に示す半導体装置１０００は、ＭＥＭＳデバイス、ＣＰＵ、メモリ等の半導体チップ（ＬＳＩチップ）１４１０、１４２０、およびインターポーザ１３００が積層され、ＬＳＩ基板１４００に接続されている。
【０１７３】
半導体チップ１４１０と半導体チップ１４２０との間にインターポーザ１３００が配置され、ピラー１６４０、バンプ１６５０により接続されている。ＬＳＩ基板１４００上に半導体チップ１４１０が載置され、ＬＳＩ基板１４００と半導体チップ１４２０とはワイヤ１７００により接続されている。この例では、インターポーザ１３００は、複数の半導体チップを積層して３次元実装するためのインターポーザとして用いられ、それぞれ機能の異なる複数の半導体チップを積層することで、多機能の半導体装置を製造することができる。例えば、半導体チップ１４１０を３軸加速度センサとし、半導体チップ１４２０を２軸磁気センサとすることによって、５軸モーションセンサを１つのモジュールで実現した半導体装置を製造することができる。
【０１７４】
半導体チップがＭＥＭＳデバイスにより形成されたセンサなどである場合には、センシング結果がアナログ信号により出力されるようなときがある。この場合には、ローパスフィルタ、アンプ等についても半導体チップまたはインターポーザ１３００に形成してもよい。
【０１７５】
図５５は、本発明の実施形態８に係る半導体装置の別の例を示す図である。上記２つの例（図５３、図５４）は、３次元実装であったが、この例では、２次元と３次元との併用実装に適用した例である（２．５次元という場合もある）。図５５に示す例では、ＬＳＩ基板１４００には、６つのインターポーザ１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、１３６０が積層されて接続されている。ただし、全てのインターポーザが積層して配置されているだけでなく、基板面内方向にも並んで配置されている。これらのインターポーザはそれぞれが異なる材質の基板から形成されたインターポーザであってもよい。
【０１７６】
図５５の例では、ＬＳＩ基板１４００上にインターポーザ１３１０、１３５０が接続され、インターポーザ１３１０上にインターポーザ１３２０、１３４０が接続され、インターポーザ１３２０上にインターポーザ１３３０が接続され、インターポーザ１３５０上にインターポーザ１３６０が接続されている。なお、図５４に示す例のように、インターポーザ１３００を複数の半導体チップを接続するためのインターポーザとして用いても、このよう２次元と３次元との併用実装が可能である。例えば、インターポーザ１３３０、１３４０、１３６０などが半導体チップに置き換えられてもよい。
【０１７７】
上記のように製造された半導体装置１０００は、例えば、携帯端末（携帯電話、スマートフォンおよびノート型パーソナルコンピュータ等）、情報処理装置（デスクトップ型パーソナルコンピュータ、サーバ、カーナビゲーション等）、家電等、様々な電気機器に搭載される。
【実施例】
【０１７８】
以下、本発明の実施形態に係るインターポーザ及びその比較例のインターポーザと同様の構造の第１パッド及びピラーを有する試験用サンプルを作製し、通電試験によって発生した不良率を評価した結果について説明する。
【０１７９】
図５６は、本発明の一実施例における試験用サンプルの概要を示す断面図である。実施例に用いた試験用サンプルは、実施形態で説明した多層配線構造体１１０とは異なり、第１パッド１２０に第１配線層１４０のみが接続されている。試験用サンプルのピラー１３０の先端にははんだバンプ１９０が配置されている。また、実施例に用いた試験用対向基板は、テスト基板６００、テスト配線層６１０、ビア６２０、テストパッド６３０、及び層間膜６４０を有する。テスト配線層６１０はテスト基板６００上に配置されている。層間膜６４０はテスト配線層６１０上に配置されており、層間膜６４０に設けられた開口部にビア６２０が配置されている。テストパッド６３０は層間膜６４０上及びビア６２０上に配置されており、ビア６２０はテスト配線層６１０とテストパッド６３０とを接続している。
【０１８０】
図５６に示す矢印は、本実施例における通電試験の電流のルートを示す。図５６に示すように、電流は第１配線層１４０とテスト配線層６１０とがピラー１３０及びはんだバンプ１９０を介して接続されている。例えば図５６の場合は、５個のピラー１３０及びはんだバンプ１９０を介して通電する。
【０１８１】
図５７は、本発明の一実施例における試験結果を示す図である。図５７には、実施例１乃至実施例５、及び比較例１の試験用サンプルに対して通電試験を行い、発生した不良率を評価した結果を示す。ここで、実施例１は実施形態１（図１）の構造に対応し、実施例２は実施形態３の構造（図２８）に対応し、実施例３は実施形態４の構造（図２９）に対応し、実施例４は実施形態５の構造（図４０）に対応し、実施例５は実施形態６の構造（図５１）に対応し、比較例１は従来例の構造（図５８）に対応する。また、図５７の試験に用いた試験用サンプルは図５６に示す構造が連続して形成されており、１００個のピラー１３０及びはんだバンプ１９０を介して通電する構造の試験用サンプルである。また、図５７の試験は、試験温度が１３０℃の環境下で４０ｍＡの通電を１０００時間行った後に抵抗値を測定し、試験前後で抵抗値が１０％以上上昇したサンプルを不良と判断した。試験は各々の構造のサンプルをそれぞれ１００個準備し、不良発生率を算出した。
【０１８２】
図５７に示すように、比較例１の不良率が約８０％であるのに対して、実施例１乃至実施例５の不良率はいずれも１０％未満である。特に、実施例３に関しては不良と判断されたサンプルは存在しなかった。
【０１８３】
以上のように、実施例１乃至実施例５の通電試験後の不良発生率の評価結果から、実施例１乃至実施例５の第１パッド及びピラーの構造によると、エレクトロマイグレーションを抑制することで第１パッドとピラーとの間の経時劣化を抑制することができる。
【０１８４】
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１８５】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０：インターポーザ、  １００：基板、  １０７：開口部、  １０９、１３９、１４９、１５９、１６９：絶縁層、  １１０：多層配線構造体、  １１２：第１面、  １１４：第２面、  １２０：第１パッド、  １２２：結晶粒界、  １２４：金属原子、  １３０：ピラー、  １３２、９３２：結晶粒界、  １３４、９３４：マイクロボイド、  １３６、９３６：ボイド、  １３７、１４７、１５７、１６７、３０２、３５０、３９０：開口部、  １４０：第１配線層、  １４２、１５２、１６２：第１導電層、  １４４、１５４、１６４：第２導電層、  １５０：第２配線層、  １６０：第２パッド、  １７０：バリア層、  １９０：はんだバンプ、  ２００：支持基板、  ２１０、３１０、３２９：レジストパターン、  ２２０：バンプ、  ２４０：接着層、  ３００：無機絶縁層、  ３１２：開口部、  ３２５：シード層、  ３２６：めっき層、  ３３０：スリット、  ３４０：ピラー領域、  ３６０：第１無機絶縁層、  ３７０：第２無機絶縁層、  ３８０：有機絶縁層、  ４１０、９４０：バリア金属層、  ４２０：導電層、  ４２２：厚膜領域、  ４２４：薄膜領域、  ４３０：バリア金属、  ４４０：接触金属、  ６００：テスト基板、  ６１０：テスト配線層、  ６２０：ビア、  ６３０：テストパッド、  ６４０：層間膜、  ９２０：電極パッド、  ９２２：結晶粒界、  ９３０：ピラー、  １０００：半導体装置、  １３００、１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、１３６０：インターポーザ、  １４００：ＬＳＩ基板、  １４１０、１４２０：半導体チップ、  １５００、１５１１、１５１２、１５２１、１５２２、１５３２：接続端子、  １６１０、１６２０、１６３０、１６４０、１６５０：バンプ、  １７００：ワイヤ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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