【手続補正書】
【提出日】平成21年6月15日(2009.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
図２８Ｂに示すような二重導電体の変形形態では、このように、環７０４の深さおよびバイア溝２７０２の深さがともに、基板が最終的に薄くされる点を確実に越えることが極めて望ましい。言いかえると、ウェハの全体厚さが５００μｍであり、ウェハの基板が２００μｍまで薄くされる場合、バイア溝２７０２の深さは、少なくとも３００μｍとメタライゼーションの適切な厚さとを加えた深さでなければならないので、環７０４の元の深さは、バイア溝２７０２の深さを超えている必要があると考えられる。この要件の理由は、二つの導電体の間の電気絶縁が必要だからである。上記説明のことは、幾つかの実装では、溝３０２の最下部のコーティング欠陥は、薄くするプロセスの間にどのみち除去されるので、ほとんどまたは全く影響を与えない、という理由にもなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
図３１に示すように、上記説明から明らかなように、３つの導電体（すなわち、三軸つまりトリアックス）の変形形態を、図２８Ｂで得られた手法を取り、図２８Ｂに示す範囲まで薄くする（すなわち、溝底部のメタライゼーション材料が完全に除去されるまで）だけで、構築することもできるのが利点である。この３つの導電体の変形形態は、外側のメタライゼーションを、内側メタライゼーションおよび／または導電体と、その近くのデバイスを装着している半導体材料との間のシールドとして作用させ、外側メタライゼーションと内側導電体との間のメタライゼーションを、両者間のシールドとして、または第３の導電体として作用させることができるという利点がある。従って、同一の３つの導電体の変形形態は、それ自体で幾つかの代替の利点を提供する。言うまでもなく、単一の導電体、２つの導電体および３つの導電体の変形形態の間の関係の観点について、何れか一項目（すなわち、コーティング（熱的に生成または適用された）、ボイド充填、ポスト−ペネトレーション接点（下記に説明）等）について使用法を説明した全てのオプションは、概ね交換可能に全てに適用できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図３３は、図３２のようにメタライゼーション後に残るボイド３３１０が充填されていないこと以外は、図２３のものと類似の、電子チップ３３００の上部に配置される代替のチップ実装の部分の断面略図を示し、レーザー１０４の上面接点９０４へ電気接続されるべき、電子チップ３３００上の接点パッド３３０２が、ボイド３３１０の直下になるように、チップ１０２が電子チップ３２００へハイブリッド化される。はんだバンプ３３０４が、接点パッド３３０２上にあり、それを用いて二つのチップ３３０２、３３００のこの部分を、互いに物理的、電気的に結合する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
図３２または図３３の実装でボイド３２１０、３３１０を充填しないので、毛細管現象を用いて、はんだ３２０４、３３０４をボイド３２１０、３３１０内に引き込むことができ、または圧力を用いて、変形可能材料３２０４、３３０４を変形させてボイドに入れさせることができ、それにより、ａ）良好な電気接続を確実にし、ｂ）チップを互いにアライメントさせるのに役立つ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図３６に示すように図３４の実装に対して（図３５の実装に対しても同じことが同様に言えるが、図示しない）、絶縁体によるコーティングまたは絶縁保護コーティング３６００をオプションで実行することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
簡単に上記に説明したように、用いる変形形態とは無関係に、上記の環状溝（およびその変形形態を用いる場合は半導体材料の周囲）は、何らかの閉じた形とすることができる。しかし、上記の拡張として、言うまでもないが、バイア溝が環状溝と同一形状である必要はなく、または環状溝の幅が一様である必要もないが、ほとんどの実装では、両方ともに同一形状であり、実装を容易にするという理由、およびキャパシタンス、抵抗、またはその両方が理由である。図３７ａ）〜図３７ｈ）は、要点を示すために環状溝の断面の数少ない例示を示す。図３７ａ）では、環状溝３７０２を三角形であるとして示す。結果として、三角形の頂点３７０６では、辺３７０８より溝３７０２の幅３７０４が広くなる。図３７ｂ）では、環状溝３７１０を矩形として示す。結果として、隅部３７１２では、辺３７１４より溝３７１０の幅が広くなり、長辺３７１６は短辺３７１８よりも遠く離れる。図３７ｃ）では、環状溝３７２０を二つの異なる楕円により画成されるとして示す。結果として、環状溝３７２０の楕円の幅は位置により変化する。図３７ｄ）では、環状溝３７２２を正方形として示す。結果として、隅部では、辺より溝３７２２の幅が広くなるが、辺は一様な距離だけ離れている、図３７ｅ）では、環状溝３７２４を、外周３７２６では矩形であるが、内周３７２８では円形として示す。図３７ｆ）では、環状溝３７３０を、外周３７３２では円形であるが、内周３７３４では矩形として示す。図３７ｇ）では、環状溝３７３６は、凹凸形（腎臓形）であり、外周３７３８および内周３７４０は、互いに縮尺した関係にあり、溝幅は一定である。図３７ｈ）では、環状溝３７４２は、図３７ｇ）と類似形状の外周３７４４および六角形の内周３７４６を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
図３８は、スタックするためにウェハを準備するためのプロセスを、簡略化し、かつ全体を概観する形で示す。図３８Ａ）は、最初に完全に形成したウェハ、特に、デバイス３８０２およびその下地の基板３８０４、の一部を簡略化した形で示す。プロセス全体は以下のとおりである。最初に、材料３８０６をウェハのデバイス側に堆積させる（図３８Ｂ））。次いで、材料３８０６および下地の接点用の場所をエッチングして、溝３８０８を生成する（図３８Ｃ））。溝３８０８の壁３８１０は絶縁３８１２して、ドープした半導体材料が、生成される接点と電位短絡するのを防ぐ（図３８Ｄ））。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
特定の場合には、厚めのウェハ４２０２を用いて（図４２Ａ））取扱いの強度を確保することが望ましい。ウェハが特に厚く、所望のバイアの直径が、ウェハの所望の厚さの約１／２０〜１／３０未満の状況では、幾つかの変形形態に対して代替プロセスを用いて、厚めのウェハに適合させることができる。このような「背面対前面」バイアを形成するプロセスを図４２Ｂ）〜図４２Ｅ）に簡略化した形で示す。最初に、デバイス装着ウェハ４２０２の背面内にバイア４２０４をエッチングする（図４２Ｂ））。次いで、バイアを本明細書で説明するプロセス（すなわち、単一導電体、同軸、３軸等）の一つを用いて、またはプリフォームしたポスト４２０６を挿入するような何らかの他のプロセスにより導電性とすることができる（図４２Ｃ））。本手法は、展性材料または剛性ポスト材料のどちらかを有する背面を作り出すことができる。次いで、導電体４２０６の上に対応するバイア４２０８を上部（すなわち、前面またはデバイス側）から、背面側導電体４２０６の底部が終わる所まで下方にエッチングする（図４２Ｄ））。次に、オプションで、前面側デバイスを保護し、所望するなら、デバイスへの接点つまり経路変更を、例えば、本明細書で説明する手法を用いて実行し（不図示）、背面に対して用いたのと基本的に同一の方法でバイアを導電性にする（図４２Ｅ））。変形形態によっては、背面側導電体の底部の材料は、エッチストップおよび／または前面側から導電体をめっきするためのシード層として役立つという利点がある。これは、背面側に導電体を形成するために用いる手法と比較して処理ステップ数を低減できる。更に、他の変形形態では、背面バイアからの導電体と、前面バイアからの導電体との間の物理的接続がないのを所望する場合、両者間にウェハの適切な量を残すことができ、その状況では容量型結合により接続が行われる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
更に、背面対前面の手法を用いることができ、その手法では、一方の側が不完全に充填されたバイアを有するので、そのバイアの未充填部分を「ポスト」を受ける「スロット」４２１０（図４２Ｆ））として役立てることができ（すなわち、プレス嵌合つまり締まり嵌め）、それにより、アライメントおよび／または物理的接続および電気接続を提供する。この種のプレス嵌合つまり締まり嵌めは、図４２Ｆ）で説明する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
別の代替の変形形態では、上記のバイア生成の背面対前面方法を用いて、容量結合を用いるチップ間データ送信が可能になるように、チップを途中まで貫通するだけの接続を生成できる。容量結合は、接点が近接しているほど機能し、接続密度はクロストークにより制限されるので、本明細書で説明する手法の変形形態は、この種の通信を用いるチップを生成するのに理想的である。これらの手法は、接点間の距離の最小化を可能にするし、その上、シールドを提供できるように同軸、３軸ポストを用いれば、近接接続によるクロストークの最小化が直ちに可能になる。更に、容量接点には、部品間の実際の電気接点が不要という利点がある。図４３Ａ）〜図４３Ｄ）に示す本手法により、チップ４３０２の上面の接点に十分近接するような方法で、バイア４３０４はチップ４３０２背面からエッチングして（図４３Ｂ））、物理的に接点から離間させるが、充填した場合に、充填物と接点間に加えられる信号の容量結合を良好にするために十分近接させる。次いで、バイア４３０４をメタルのスタッド、単一の導電体、同軸または３軸の導電体４３０６で充填して良好な容量結合を可能にする（図４３Ｃ））。この方法で、ウェハ全体の厚さを、ウェハの取扱い強度が十分で、しかも接続が適切な距離をもつよう維持できる。本手法は、一つのウェハの背面を別のウェハの前面へスタックすることにより、スタックを行うことが出来るという利点を更に提供する。この方法で、図４３Ｄ）に示すように、チップのマルチスタックを行うことができる。これは、チップを前面対背面ではなく、面対面とする必要がある手法と極めて対照的である。その理由は、そのような手法では、第３のチップを他の２つのチップの片方の背面に置き、次いで、クロストークの可能性を避けるために、まばらな接点密度が必要なウェハ全体を通じての通信を行わなければならないので、チップ４３０８，４３１０のマルチスタック化（すなわち、３つ以上のチップのスタック）が簡単にできないからである。言うまでもないが、本明細書で説明する手法によれば同軸または３軸のバイアを用いて、信号のシールドを強化し、クロストークを防ぐことができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
上記説明から、本発明者らの手法の多用途性は、より明らかになる筈である。本発明者らの手法を通じて利用できる、広くてかつ多用途の可能性の範囲を示す更なる変形形態を、生成できるという利点がある。図４４Ａ）に示す、一つのそのような変形形態は、「プリコネクト」の変形形態であり、これは上記および多の手法と異なる。というのは、処理されるウェハ４４０１が、本明細書で説明したような処理が開始される“前に”（すなわち、環状溝が形成される前に）、プリフォームされた下地のウェハ４４０２（本明細書では「ベース」ウェハと称する）へ付与されるからである。本変形形態では、任意の基本的接続形成プロセスを用いることができる。本変形形態プロセスを以下のように進行させる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
最初に、バイアが基板を完全に、確実に貫通するのに必要な程度まで、初期ウェハ４４０１を薄くする（図４４Ａ））。このステップは、オプションであり、使用する特定のエッチングプロセスが、問題なくチップ全体で貫通する場合は実行しなくてよい。次いで、初期ウェハ４４０１を、ベースウェハ４４０２へアライメントし（図４４Ｂ））、接着剤、ウェハ融着、またはウェハ平坦度が非常によければ、共有結合性接合を用いて接着させる（図４４Ｃ））。次に、環状バイア４４０４を、ベースウェハ４４０２のパッドの上にくるように初期ウェハ４４０１に生成し、バイアがベースウェハの対象となるパッドを囲むように、ベースウェハ４４０２まで延ばす（図４４Ｄ））。次いで、後続の導電体の堆積が絶縁されるように、環状バイア４４０４を絶縁体４４０６で充填する（図４４Ｅ））。次に、ベースウェハのパッドの上にボイド４４０８を生成するために、中央ポストの全てまたは一部を、ベースウェハ４４０２の対象のパッドまでエッチングして取り去る（図４４Ｆ））。最後に、ボイド４４０８をメタライズし（図４４Ｇ））、オプションで、本明細書で説明した手法の一つを用いて絶縁体４４１０で完全に充填するか（図４４Ｈ））、またはメタライズがボイド４４０８の中心を完全に充填しない場合、絶縁体４４１２で充填できる（図４４Ｉ））。その結果、メタル充填は、ベースウェハ４４０２パッドまで電気接続を形成し、ベースウェハパッドを初期ウェハ４４０１を通して上まで効果的に延ばし、二つのチップを互いに物理的に結合する。本手法を用いることにより、半導体材料からなる中心ポストは、絶縁体がベースウェハパッドと相互作用しないように、ベースウェハのパッドを保護する。これは、従来手法を用いて同じことを試みる場合、これらの従来手法では、ベースウェハパッドを露出させたままにし、従って、塗布した絶縁体により汚染されることがあるので、何が起きるか分からないというのとは著しい違いがある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
注意すべきは、本明細書で用いる場合、用語「液相」は、説明している金属または合金が完全に（または実質的に完全に）液体である状態を意味するよう意図している。本明細書で用いるように、メタルが非液体かまたは半液体状態の場合、本明細書で説明するように付着できるほどメタルは十分軟質であるが、その同じ金属または合金が純粋な液体または液相で流れるように、流れるほど十分な液体ではない。本発明者らのプロセスのほとんどの変形形態は、非液相および非固相の状態の金属または合金により機能する。別の方法、金属または合金の相状態図上で表すと、本発明者らのプロセスの変形形態は、固相（完全固体）温度と液相（完全液体）温度との間で機能し、ほとんどは両者間の平衡点近くで動作する。この差は、例えば、図３３〜図３６に示すように、チップを別の要素に結合するのを参照すると、更に理解を深めることができる。これらの図では、材料３３０４が液相状態のはんだ（金属または合金）である場合、チップを溶融はんだの上に「浮遊」させ、毛細管現象が、はんだをバイア３２１０、３３１０内に吸い上げるので、バイア３２１０、３３１０は、はんだボールの上に自動求心される。本明細書で説明するタック−融合プロセスのほとんどの変形形態に対して用いられるような、非液相または半液相の状態では、金属または合金が、タック段階中および融合段階中の両方でなる状態は、金属または合金が著しく軟化されるであろうが（すなわち、材料のいくらかが液相状態になるが）チップを浮遊させたり、またはバイア３２１０、３３１０を自動求心させるほどには十分液体でないという程度の状態である。従って、何らかの力の印加が（外部から加える力でも、外部力を加えずにチップ重量で生じる力でもよい）、メタルまたは合金をバイア３２１０、３３１０内に入れるのに必要となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
図４９に示すように、各チップを上下のチップへ接続するのに役立つように、オプションの接点４９０２、４９０４が、メタライズ２４０２および導電体２８０２の上部および底部に付加されている。上記のように、メタライズまたはメタル接点を直接用いることができる。特定の実装に応じて、オプションの接点４９０２、４９０４を付加する場合、接点４９０２、４９０４は、任意の従来技術の種類、単純な従来の接点パッド、本明細書で説明するように形成される非ポスト−ペネトレーション接点、または本明細書で説明するようなポスト−ペネトレーション接点とすることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
従って、言うまでもなく、図４９のポスト−ペネトレーション手法を用いることにより、スタックを一層容易に実行することができる。図５０は、ポスト−ペネトレーション手法を用いてスタックされる図４９に示すチップの簡略化したスタックの一部を示す。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６３】
次に、バリア層を、ドーター上の接点へ形成する（図６４ａ））。この場合はニッケルであるが、ＩＣパッド５３０２、５３０４、５３０６、５３０８内に拡散するメタルに対するバリア、またはチップのカバーガラス５３１０、５３１２の下のメタルの侵入により個々のチップが受ける損傷に対するバリアとして機能する。オプションでは、キャップ層６４０２、６４０４、この場合は金、をバリア上面に堆積して、特に、本手法が、ポスト−ペネトレーション接点に関わるタック−融合結合プロセスで用いられる場合に、結合プロセス中の好ましくない拡散を同様に防ぐ。キャップはマザーウェハにも膜形成する（図６４ｂ））。この時点で、マザーウェハ上の剛性接点が完了する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
次いで、展性接点６７０２、６７０４をスタンドオフの上に作製し（図６７ａ））、誘電体を除去し、完全に形成した展性接点（図６８ａ））を残す。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３００】
上記を、図４７と類似する一対のチップ１４６００、１４６０２の各部分を示す図１４６Ａ）および図１４６Ｂ）を参照して簡単に説明する。しかし、図４７のチップと異なり、一方のチップ１４６０２は、図４７のプロファイル化していない剛性接点と対照的な、プロファイル化した剛性接点１４６０４を有する。他方のチップ１４６００は、図４７に示す展性接点と類似の展性接点１４６０６を有する。図１４６Ｂ）に示すように、二つの接点１４６０４、１４６０６が接合されると、ポスト−ペネトレーション嵌合が形成される。しかし、図４７の接点と違って、ここでは、プロファイル化した接点１４６０４の個々のミニポストそれぞれが、展性接点１４６０６にペネトレーションし、それにより、同一圧力量を用いて、展性接点１４６０６へ結合される同一「投影面積」の非プロファイル化接点に利用可能な広さよりも、更に大きな広さの拡散接続のための面対面の接点面積を提供する。更に、プロファイル化した接点の幾つかの実装は、不完全な接続と関係付けられるリスクを最小化する利点を提供する。この独立した態様も図１４６Ｂ）に示すが、二つの接点１４６０４、１４６０６間の接続が理想に満たないという事実にもかかわらず（すなわち、剛性接点１４６０４の谷１４６１０近傍に間隙１４６０８が存在する）、剛性接点１４６０４上のプロファイル側面１４６１０が提供する追加の接点面積は、接続が容認できることを意味する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０４】
図１４７〜図１５２は、マザー１４７０２およびドーター１４７０４ウェハの接点対のための、ウェル取り付けの考え方を実施するための一変形形態のプロセスを示す（図１４７）。この変形形態では、ドーターウェハのカバーガラス開口部がテンプレートとして用いられ、例えば、ポリイミド、ＳＵ８、他のエポキシ、ガラス、および／または誘電体（図１４８ａ））を用いて、恒久的なウェル１４８０２内に作製される。マザーウェハ１４７０２上では類似の手法を用いる。但し、ウェル１４８０４は、カバーガラスが境界を成す全体領域を取り囲まない（図１４８ｂ））。次いで、展性材料１４９０２および（オプションの）展性カバー材料１４９０４を、ウェル１４８０２をその深さ全体まで充填しないよう注意して、ドーターウェハ１４７０４のウェル１４８０２に挿入する（図１４９ａ））。同様に、剛性材料１４９０８をマザーウェハ１４７０２のパッド面から堆積させる（図１４９ｂ））。次いで、マザーウェハ１４７０２上のウェル１４８０４を除去する（図１５０）が、ドーターウェハ上のウェル１４８０２はその位置に保つ。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０５】
結果として、ドーターウェハのウェル１４８０２は、結合プロセスのタック段階（図１５１）中および融合段階（図１５２）中はもとより、ペネトレーションプロセス中、ボンディング材料（例えば、カバー１４９０４および展性材料１４９０２）を拘束する。それは、ウェルが、他のウェハまたはその上の何らかの面に当たってから、何か他のことを実行するような高さを有するので、深さ制限も定めることができる（図１５２）。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１０】
クラスＩ（図１５３）：ウェル接続のこのクラスでは、ドーターウェハ１５３０２は展性材料１５３０３を含み、マザーウェハ１５３０４は剛性ウェル１５３０５（半導体ウェハ内でエッチングされるとして示す）を有する。ウェル１５３０５は拡散層メタル１５３０６、例えば、Ａｕだけで壁面が被覆される。２枚のウェハ１５３０２，１５３０４を結合するには、ドーターウェハ１５３０２上の展性材料１５３０３をウェル１５３０５の内側に変形するように挿入し、嵌合させる。タック段階中に温度および圧力を追加して、展性材料１５３０３および拡散層１５３０６にタック接続を形成させる。融合段階の間、ドーターウェハ１５３０２の展性材料１５３０３とマザーウェハ１５３０４の拡散層１５３０６とが相互拡散してメタル結合を形成する。特定の実装に応じて、展性材料は、タック段階中の２枚のウェハの嵌合を強くするために、ウェルより僅かに大きくしてもよく、またはもっと容積のある材料を少なくとも含むことができ、融合段階完了後にボイドがないようにすることができる。注意すべきは、このクラスはマザー／ドーターの慣行に反することである。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１１】
クラスＩＩ（図１５４）：このクラスはクラスＩに類似するが、ウェルまたは展性「ポスト」１５４０３を、自動的またはもっと容易に、両者間でアライメントさせるための形状に形成している。注意すべきは、このクラスもマザー／ドーターの慣行に反するということである。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１２】
クラスＩＩＩ（図１５５）：このクラスでは、ポスト１５４０６は「剛性」材料であり、ウェル１５４０５は、ある特定の厚さまで展性材料１５４０３で被覆される。これは、上記説明の基本的なプロファイル化展性接点手法と同様である。但し、展性材料１５４０３は、カバーガラスとＩＣパッドとの間の高さの差から自然に得られるにすぎない窪みより、もっと目立って窪むプロファイルを有する。繰り返すが、集積した（すなわち、タック−融合プロセスの完了）後にボイドがないように、ポスト１５４０６およびウェル１５４０５の寸法を選択することが望ましい。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１３】
クラスＩＶ（図１５６）：このクラスでは、ウェル１５６０５は拡散層で被覆される（クラスＩおよびＩＩと同様に）ポスト１５６０３は剛性材料で作製されるが、同様に展性材料の層で外側が被覆される。これは、クラスＩおよびＩＩと同一の状況を作り出す。但し、剛性材料の材料コストが展性材料のコストより低い場合、例えば、剛性材料がほとんど銅であり、展性材料のほとんどが金である場合、ドーターウェハのコストを下げることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１４】
上記説明の手法を用いて、ウェルは、例えば、誘電体を用いて形成するか、または窪ませる（すなわち、エッチングにより半導体内へ作製する）かして形成できる。更に、ウェルは、バイア形成プロセスの副産物とすることができる。例えば、完全に充填されないバイアの一部とすることもできる。図１５７Ａおよび図１５７Ｂはそれぞれ、一組の、深さ１３５μｍまで延びる直径１５μｍのバイア１５７０２、および深さ１５５μｍまで延びる直径２５μｍのバイア１５７０４の長手方向断面の写真である。図１５８は、形成された底部に至るまで、その全てが充填されているわけでない類似のバイア１５８０２の写真である。結果的に、バイアの底部が露出するまでウェハの背面を薄くすることにより、自然なウェルが形成される。そのままで、このウェルはクラスＩのウェルに用いることができる。代替として、それぞれの口部でフレア部つまりテーパ部をエッチングすることにより、クラスＩＩのウェルを得ることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１５】
図１５９〜図１６７は、クラスＩＩ型の剛性ウェル取り付け手法の更なる変形形態を示す。剛性穴のウェルのこの変形は、完全に形成したウェハ、および特に、カバーガラス１５９０４（図１５９）を通して露出するそのウェハのパッド１５９０２の内の一つで開始する。オプションで、最初に、バリア層１６００２をＩＣパッド１５９０２上に堆積させる（図１６０）。次いで、フォトレジストのパターン化により、カバーガラス１５９０４の内の幾つかも含むＩＣパッド１５９０２周囲の領域１６１０２を露出させる（図１６１）。ウェルは、ＩＣ上のカバーガラスにより形成される凹部中に、メタル１６２０２蒸着プロセスにより自動的に形成される（図１６２）。これにより、他の剛性ウェル穴のプロセスの幾つかよりも、容易にパターン化できる。フォトレジスト１６２０４剥離が、完全に形成された剛性ウェル１６３０２の背後に残っている過剰で不要なメタルを除去する（図１６３）。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１６】
他のクラスＩＩの変形形態と同様に、この変形形態は、マザー／ドーターの慣行に反する。なぜなら、図１６３のウェハの相手側を支持するウェハ１６４０２は、先に説明した意味での剛性「ポスト」を持たないが、代わりに展性材料のキャップ１６４０６により、関係部分が被覆されるスタンドオフ１６４０４を有するからである（図１６４）。剛性穴形成自体は、良好な嵌合および十分な表面積により、スタンドオフ（図１６４）上の展性部分のペネトレーションを可能にする。図１６５に示すように、加熱により、展性キャップが濡れて、ポストに付着する。図１６６に示すように、タック段階中、展性キャップ１６４０６は液相または半液相となり、図１６５のボイド１６５０２を充填する。これは、ボイド中に捉えられたガスが熱サイクル中に膨張および収縮することで、接点の信頼性を低下させる可能性があるので望ましい。展性キャップが、タック段階中または融合段階の開始時にボイドを充填すると、融合段階により、展性キャップが、剛性キャップおよび展性材料とともに拡散することができ、融合した最終接続１６７０２を形成する（図１６７）。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３１７】
図１４３−２Ｏ）、図１４３−２Ｐ）または図１４６のプロファイル化接点を用いて、更に代替のウェル取り付けの変形形態を形成できる。この変形形態では、万一何かが起きたときに、液相材料が乗り越えるのを防ぐ壁を形成するようにして、剛性材料のパターンによりウェルを形成する。従って、本手法により、剛性−展性の原理の使用、不使用にかかわらず、プロセスの使用が可能になり、非常に高密度の接続が可能になる。なぜなら、適切に設計すると、ウェルはどの液相材料も収容し、または展性材料の横方向の膨らみの行き過ぎを防止するからであり、いずれにせよ、高密度接点で高い歩留りを可能にする。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３２３】
図１６８〜図１７０に示すように、このプロセスでは、最初の付着段階（プレタック段階）中に、デバイスを接続するための別々の接点を用いる。図１７１Ａおよび図１７１Ｂは、図１６８〜図１７０にと類似する、代替の離れた接点の変形形態の平面図を示す。これら別々の接点は、電気接点から完全に離す、例えば、個々のチップ（図１７１Ａ）の周辺に、もしくは周辺の廻りに離すことができ、または実際の電気接点１６８０６間に点在させることができる（図１６８、図１７１Ｂ）。更に、本明細書で説明するような離れた接点は、主接点の全ての変形形態と互換性があり、狭いピッチにする必要がないので、主電気接点より高さ、幅をずっと大きくできるという利点がある。好ましくは、主接点を付着プロセス中に接触させる必要がないように、十分な高さとするのがよい（図１６９）。注意すべきは、この付着または接着プロセスは、高い強度でなくてもよいということである。結合したチップに強度を提供できるのは、主接点の後続の融合プロセスである。図１７０は、融合プロセスに続く図１６９のウェハを示し、その結果、主接点が高い強度の結合で、恒久的に互いに組み合わされる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３３０】
第１グループの変形形態は、複雑な接点形状（すなわち、従来の単一正方形または単一ドット以外の接点形状）に関わる。そのような一実施例は、シールドされた接点の生成を含み、最も単純なものは、正方形１７２０２（図１７２Ａ））または円形１７２０４（図１７２Ｂ））の断面の２同軸（ｃｏａｘ）または３同軸（ｔｒｉａｘ）スルーチップ接続に類似し、もっと複雑な場合、不規則な開いたまたは閉じた幾何形状１７２０６（図１７２Ｃ））である。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３３１】
２同軸または３同軸接点の場合、内側接点は信号を伝送するよう接続される、一方、外側の閉じたリングは接地面として作用するか、または接地面に接続される。同軸バイア１７３０２（図１７３）とともに用いる場合、それにより接点は別のチップに至る経路全体で確実にシールドされる。更に、または代替として、同軸接点１７４０２をバイア自体から独立して使用することにより（図１７４）、それぞれの接点自体を確実にシールドできる。これにより、チップ間接点の距離を、同軸手法を利用しない場合より近接させることができる。更に、それぞれの接点の外側接点リングを互いに接続し、および／またはウェハ上の電気絶縁されたメタルへ接続して接地面を形成し、および／またはチップ間のシールド１７５０２を形成する（図１７５）。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３６０】
注意すべきは、図２１２〜図２１５と併せて提示したＡｕ／Ｓｎの範囲が、より典型的な範囲の代表例である、ということである。実際には、適切な温度調節が行われる場合（すなわち、Ａｕ含有量が多いと、より高温、Ａｕ含有量が少ないと、より低温）、およそＡｕ０．７Ｓｎ０．３〜Ａｕ０．９Ｓｎ０．１の範囲またはもっと広い幅を用いることができる。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３７９】
現在は、複雑な集積回路チップは、図２２２Ａ）に示すように生成され、パッケージ化される。フロントエンド処理を通じて低速機能、高速機能、Ｉ／Ｏおよび高速機能（すなわち、コアのアナログおよびデジタル機能）を１チップ上に全て生成する。次に、バックエンド処理によりチップへ層のメタライゼーションが追加され、各種のオンチップデバイス間の接続を生成する。最後に、チップが完成すると、ピングリッドアレイ、ボールグリッドアレイ、従来型ＩＣパッケージ等のような個別のパッケージへ付着される。その手法は、全てのデバイスが同一チップ上にあるので、どれかのオンチップデバイスに必要な最高速度／最大コストの技術で、全てのデバイスを実装しなければならないことを含め、多くの欠点がある。その結果、コストの高い領域が、もっと低速またはもっと安価な技術で容易に実装できる低速度および／または低コストデバイスにより無駄になる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３９４】
図２２４〜図２３１は、本手法を簡略化した概観で示す。図２２４ａ）に示すように、トランジスタおよび完成した他のデバイスを形成するフロントエンド処理を有するＦＥウェハ２２４０２が、サポートを提供するフォトレジストまたは他の除去可能で保護可能な材料２２５０２を用いて保護される、フロント側デバイスを有する（図２２５）。次いで、ＦＥウェハを必要に応じて、組み合わせるＦＥ／ＢＥチップに必要な、または所望される高さに基づいて数μｍ以上の厚さまで薄くする（すなわち、下地の基板の一部または全てを除去する）（図２２６ａ））。次いでバイアを、例えば、本明細書で説明するような背面側プロセスを用いて、または背面側から実行するだけの本明細書で説明するような前面側バイアプロセスを用いて、ＦＥウェハの背面から中に向かって、適切なデバイス接続場所の点まで生成する（図２２７ａ））。オプションで、更に、デバイス側で僅かに拡がるとともに、例えば、ウェルもしくは逆ウェルの手法または片側のプレス嵌合接続を用いて、例えば、展性接点を背面側に有する一つ以上のスルーバイア２２７０２を、それぞれのダイの周辺に生成する。このようなバイアは、例えば、共有結合またはウェハ表面結合手法をウェハ間に用いる場合、ＦＥおよびＢＥウェハチップを、横方向に対して互いに「ロック」するのに役立てることができる。更に、ヒートパイプ編成（Ａ  ｈｅａｔ−ｐｉｐｅ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）または非電気的通信編成（ｎｏｎ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）（両者とも詳細に後述する）の一部となるバイア形式での相互チップ接続への適合性を追加することができる。次いで、バイアを導電性にすると（図２２８）、この時点で、ＦＥウェハをＢＥウェハへ結合する準備が整う。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３９７】
図２３３〜図２３５は、先行する手法の更なる変形形態を示す。図２２４〜図２３１の手法と同様に、代替の変形形態の態様が、基板２３２０４上のドープされた半導体デバイス２３２０２（すなわち、トランジスタ、レーザー、光検出器、コンデンサ、ダイオード等）から構成された別のＦＥウェハ（図２３２Ａ））、およびメタライズ化された相互デバイスの接続層を含むＢＥウェハ（図２３２Ｂ））で開始される。但し、図２２４〜図２３１の手法と異なり、ＢＥウェハは裏返して、ＦＥウェハの上面にアライメント、結合され、これは基板を薄くする前に行われる（図２３３Ａ））。代替として、図２３２Ａ）と同一の手法を、ＢＥウェハを薄くしてから付着する場合を示す図２３３Ｂ）のように実行することができる。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４１１】
同様に、マザー接点（図２４０参照）では、マザー接点２３８０４は以下の構成を有することができる：
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０４２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０４２３】
図２４３Ｂは、融合段階完了直後の類似の接続対である。ここでは、恒久的接続が明らかであり、バリアを用いる価値があることを示す。注意すべきは、図２４３Ａおよび図２４３Ｂの両図で、展性材料は、ほとんどバリア間にトラップされているということである。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３０Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３０Ｂ】
2008547207.tif 000001
【手続補正３９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３１】
2008547207.tif 000002
【手続補正４０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３２】
2008547207.tif 000003
【手続補正４１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３５】
2008547207.tif 000004
【手続補正４２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４２】
2008547207.tif 000005
【手続補正４３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４３】
2008547207.tif 000006
【手続補正４４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４４】
2008547207.tif 000007
【手続補正４５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４７】
2008547207.tif 000008
【手続補正４６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４８】
2008547207.tif 000009
【手続補正４７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５１】
2008547207.tif 000010
【手続補正４８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５３】
2008547207.tif 000011
【手続補正４９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８８】
2008547207.tif 000012
【手続補正５０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８９】
2008547207.tif 000013
【手続補正５１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４０】
2008547207.tif 000014
【手続補正５２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４６】
2008547207.tif 000015
【手続補正５３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４７】
2008547207.tif 000016
【手続補正５４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４８】
2008547207.tif 000017
【手続補正５５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４９】
2008547207.tif 000018
【手続補正５６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５０】
2008547207.tif 000019
【手続補正５７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５１】
2008547207.tif 000020
【手続補正５８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５２】
2008547207.tif 000021
【手続補正５９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５３】
2008547207.tif 000022
【手続補正６０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５４】
2008547207.tif 000023
【手続補正６１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５５】
2008547207.tif 000024
【手続補正６２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５６】
2008547207.tif 000025
【手続補正６３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５７Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５７Ａ】
2008547207.tif 000026
【手続補正６４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５７Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５７Ｂ】
2008547207.tif 000027
【手続補正６５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５８】
2008547207.tif 000028
【手続補正６６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６１】
2008547207.tif 000029
【手続補正６７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６２】
2008547207.tif 000030
【手続補正６８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６３】
2008547207.tif 000031
【手続補正６９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６６】
2008547207.tif 000032
【手続補正７０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６７】
2008547207.tif 000033
【手続補正７１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７２】
2008547207.tif 000034
【手続補正７２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７３】
2008547207.tif 000035
【手続補正７３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７４】
2008547207.tif 000036
【手続補正７４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７５】
2008547207.tif 000037
【手続補正７５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７６】
2008547207.tif 000038
【手続補正７６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２０Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２０Ａ】
2008547207.tif 000039