基板、基板的制造方法、半导体装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基板、基板的制造方法，半导体装置以及电子设备，该基板具有：设置于底层基板上的第一绝缘层、设置于第一绝缘层上的第二绝缘层、设置于第二绝缘层上的第三绝缘层及设置于第三绝缘层上的焊盘电极，形成贯通基板到达焊盘电极的孔，第一绝缘层中的该孔的直径大于第二绝缘层中的该孔的直径，第一绝缘层和第二绝缘层由彼此不同的材料形成，且第二绝缘层和第三绝缘层由彼此不同的材料形成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种基板、基板的制造方法，半导体装置以及电子设备，该基板具有：设置于底层基板上的第一绝缘层、设置于第一绝缘层上的第二绝缘层、设置于第二绝缘层上的第三绝缘层及设置于第三绝缘层上的焊盘电极，形成贯通基板到达焊盘电极的孔，第一绝缘层中的该孔的直径大于第二绝缘层中的该孔的直径，第一绝缘层和第二绝缘层由彼此不同的材料形成，且第二绝缘层和第三绝缘层由彼此不同的材料形成。【专利说明】基板、基板的制造方法、半导体装置及电子设备
本专利技术涉及基板、该基板的制造方法、具有基板的半导体装置、以及具有半导体装置的电子设备。
技术介绍
近年，便携式电子设备逐渐普及，在这些便携式电子设备中，随着功能的高度化而使用安装有多个半导体装置的高功能电路装置的情况逐渐增多。并且还要求便携式电子设备小型化、轻量化。于是，提出了一种如下所述的制造方法:在半导体基板上形成被称为TSV(Through Silicon Via:Si贯通电极)的多个贯通电极,在缩小贯通电极间距离而实现高密度化的同时，实现半导体装置的小型化。在这种半导体装置中，要求半导体基板上所形成的贯通电极具有电气和机械的可靠性，但是，在现有技术中，作为提高了可靠性的半导体装置，已知有如下所述的半导体装置:在半导体基板和电极焊盘之间具有形成有层间膜贯通孔的三层层间绝缘膜，层间膜贯通孔的侧壁为三段的阶梯形状。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2010-263130号公报但是，当三层的层间绝缘膜由相同材料形成时，由于依靠干蚀刻等传统施工方法难以形成阶梯形状，因此需要更复杂的工序，从而成为成品率和可靠性降低的原因。
技术实现思路
因此，着眼于上述问题点，本专利技术的目的在于提供提高了电气和机械的连接可靠性的基板、该基板的制造方法、具有基板的半导体装置、以及具有半导体装置的电子设备。本专利技术至少解决了上述技术问题的一部分，可以作为以下应用例来实现。应用例I一种基板，其特征在于，具有:底层基板、设置于上述底层基板的第一面的第一绝缘层、设置于上述第一绝缘层上的第二绝缘层、设置于上述第二绝缘层上的第三绝缘层、以及设置于上述第三绝缘层上的焊盘电极，在上述基板中，形成有从上述底层基板的上述第一面的相反侧的第二面开始贯通上述底层基板、上述第一绝缘层、上述第二绝缘层以及上述第三绝缘层并到达上述焊盘电极的孔，在上述孔中，具有覆盖上述底层基板、上述第一绝缘层、上述第二绝缘层以及上述第三绝缘层的第四绝缘层，具有与上述焊盘电极连接且被上述第四绝缘层覆盖的导电体，上述第一绝缘层中的上述孔的直径大于上述第二绝缘层中的上述孔的直径，上述第一绝缘层和上述第二绝缘层由彼此不同的材料形成，且上述第二绝缘层和上述第三绝缘层由彼此不同的材料形成。根据上述结构，例如当通过干蚀刻贯通第一绝缘层和第二绝缘层时，通过用比第一绝缘层蚀刻速率慢的材料形成第二绝缘层，第二绝缘层能够形成比第一绝缘层小的开口部。因而，由此能够增加第一绝缘层和第二绝缘层和第四绝缘层的接合面积，形成能够确保贯通电极整体机械强度的基板。应用例2上述基板的特征在于，上述第二绝缘层中的上述孔的直径大于上述第三绝缘层中的上述孔的直径。根据上述结构，第四绝缘层的层压于第一绝缘层和第二绝缘层的部分、以及层压于第二绝缘层和第三绝缘层的部分，在第一绝缘层和第二绝缘层附近以及第二绝缘层和第三绝缘层附近形成L字形。由此，能够增加第一绝缘层和第二绝缘层和第三绝缘层和第四绝缘层的接合面积，形成能够确保贯通电极整体机械强度的基板。应用例3上述基板的特征在于，上述第二绝缘层中被上述第四绝缘层覆盖的部分越向上述孔的中心，厚度越薄。根据上述结构，能够增加第二绝缘层和第四绝缘层的接触面积而提高接合强度。并且，由于第二绝缘层被第四绝缘层覆盖的部分形成得较薄，因此，能够减小施加热应力时的第二绝缘层与导电体的热膨胀收缩差所导致的施加给焊盘电极与导电体接触部分的应力。应用例4上述基板的特征在于，所述第三绝缘层中被上述第四绝缘层覆盖的部分越向上述孔的中心，厚度越薄。根据上述结构，能够增加第二绝缘层以及第三绝缘层和第四绝缘层的接触面积而提高接合强度。并且，由于第二绝缘层以及第三绝缘层被第四绝缘层覆盖的部分形成得较薄，因此，能够减小施加热应力时第二绝缘层以及第三绝缘层与导电体的热膨胀收缩差所导致的施加给焊盘电极与导电体接触部分的应力。应用例5一种半导体装置，其特征在于，包括:应用例I所述的基板；元件电路，形成于上述底层基板的上述第一面侧；以及再配线层，与上述导电体连接，且形成于上述底层基板的上述第二面侧。根据上述记载，形成使用有具有电气和机械可靠性的贯通电极的半导体装置。应用例6一种电子设备，其特征在于，具有应用例5记载的半导体装置。根据上述记载，形成使用有具有电气和机械可靠性的贯通电极的电路装置。应用例7—种基板的制造方法，其特征在于，具有:在底层基板的第一面上形成第一绝缘层的工序；在上述第一绝缘层上，由与上述第一绝缘层不同的材料形成第二绝缘层的工序；在上述第二绝缘层上，由与上述第二绝缘层不同的材料形成第三绝缘层的工序；在上述第三绝缘层上形成焊盘电极的工序；形成从上述底层基板的上述第一面的相反侧的第二面开始，贯通上述底层基板、上述第一绝缘层、上述第二绝缘层以及上述第三绝缘层并到达上述焊盘电极的孔的工序；在上述孔中，形成覆盖上述底层基板、上述第一绝缘层、上述第二绝缘层以及上述第三绝缘层的第四绝缘层的工序；以及在上述孔的被上述第四绝缘层覆盖的区域形成与上述焊盘电极连接的导电体的工序，其中，在形成上述孔的工序中，将上述第一绝缘层中的上述孔的直径形成为大于上述第二绝缘层中的上述孔的直径。根据上述方法，例如当通过干蚀刻贯通第一绝缘层和第二绝缘层时，通过利用比第一绝缘层蚀刻速率慢的材料形成第二绝缘层，第二绝缘层能够形成比第一绝缘层小的开口部。因而，由此能够增加第一绝缘层和第二绝缘层和第四绝缘层的接合面积，形成能够确保贯通电极整体机械强度的贯通电极。应用例8上述基板的制造方法的特征在于，在形成上述孔的工序中，将上述第二绝缘层中的上述孔的直径形成为大于上述第三绝缘层中的上述孔的直径。根据上述方法，第四绝缘层的层压于第一绝缘层和第二绝缘层的部分，以及层压于第二绝缘层和第三绝缘层的部分，以给第一绝缘层和第二绝缘层的贯通口内周镶边的方式而形成。即、从截面方向观察层压结构体时，在第一绝缘层和第二绝缘层附近形成L字形，并且在第二绝缘层和第三绝缘层附近也形成L字形。由此能够增加第一绝缘层和第二绝缘层和第三绝缘层和第四绝缘层的接合面积，能够确保贯通电极整体机械强度。应用例9根据应用例7记载的基板的制造方法，其特征在于，在形成上述孔的工序中，通过干蚀刻除去上述第一绝缘层、上述第二绝缘层以及上述第三绝缘层。根据上述方法，上述底层基板的贯通口下的上述第一绝缘层和上述第二绝缘层和上述第三绝缘层从上述底层基板的贯通口中心开始被蚀刻，因此，上述第一绝缘层和上述第二绝缘层和上述第三绝缘层的贯通口与上述底层基板的贯通口等距离。应用例10上述基板的制造方法的特征在于，在形成上述第二绝缘层的工序中，由与上述第一绝缘层干蚀刻速率不同的材料形成上述第二绝缘层。根据上述方法，例如当通过干蚀刻贯通第一绝缘层和第二绝缘层时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板，其特征在于，具有：底层基板、设置于所述底层基板的第一面上的第一绝缘层、设置于所述第一绝缘层上的第二绝缘层、设置于所述第二绝缘层上的第三绝缘层、以及设置于所述第三绝缘层上的焊盘电极，其中，在所述基板上，形成有从所述底层基板的所述第一面的相反侧的第二面开始贯通所述底层基板、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层以及所述第三绝缘层并到达所述焊盘电极的孔，在所述孔中，具有覆盖所述底层基板、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层以及所述第三绝缘层的第四绝缘层，具有与所述焊盘电极连接且被所述第四绝缘层覆盖的导电体，所述第一绝缘层中的所述孔的直径大于所述第二绝缘层中的所述孔的直径，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层由彼此不同的材料形成，且所述第二绝缘层和所述第三绝缘层由彼此不同的材料形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：依田刚，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：