專利名稱：形成穿透電極的方法以及具有穿透電極的基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成穿透電極(penetration electrode)的方法以及其上粘附有穿透電極的基片。尤其涉及一種適合于當(dāng)制造用于在電子裝置以及光學(xué)裝置等裝置中布線使用的穿透電極，或者是當(dāng)裝置堆疊連接時(shí)用于布線層的穿透電極時(shí)的一種形成穿透電極的方法。本發(fā)明也涉及其上粘附有穿透電極的基片。
背景技術(shù)：
為了縮小電子裝置和光學(xué)裝置的尺寸，提高其性能，或?yàn)榱藢⑦@些裝置堆疊，有時(shí)用穿透電極將基片的正面和背面電連接。現(xiàn)有技術(shù)中，穿透電極的制造采用如圖1A至圖1C所示的方法。
如圖1A所示，由導(dǎo)電薄膜2形成的布線(wiring)和墊片(pad)配置在基片1的一個(gè)主表面A。該布線和墊片用于實(shí)現(xiàn)與其它基片或裝置電連接。
首先如圖1B所示，微孔從基片1的另一主表面B徑直延伸至導(dǎo)電薄膜2的下面。用于形成微孔3的方法的實(shí)施例包括以感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)為代表的深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)、采用氫氧化鉀溶液或類似溶液的各向異性蝕刻以及激光處理。必要時(shí)，可以在主表面B和微孔3的孔壁表層涂一層絕緣層。
之后如圖1C所示，導(dǎo)電物質(zhì)4從主表面B置入微孔3中，以便能夠完全充滿微孔3的內(nèi)部。置入導(dǎo)電物質(zhì)4的方法可以是熔融金屬置入法或刷涂法。此時(shí)，為使導(dǎo)電薄膜2形成的布線和墊片與導(dǎo)電物質(zhì)4實(shí)現(xiàn)電連接，穿透基片1前后的穿透電極形成在微孔3的后端(參見(jiàn)已公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)(JP-A)2002-158191號(hào))。
如上所述，在現(xiàn)有的形成穿透電極的方法中，由于微孔的一端被導(dǎo)電薄膜形成的布線和墊片封住，而且導(dǎo)電薄膜的厚度經(jīng)常小于幾μm或更小，因此這部分的機(jī)械強(qiáng)度很小，而且在有些情況下，制造過(guò)程中會(huì)發(fā)生傳送時(shí)薄膜破損的情況。
而且，采用刷涂法將導(dǎo)電漿置入微孔中時(shí)，為了在微孔的后端實(shí)現(xiàn)可靠性高的電連接，我們希望將刷涂壓力增大一些，然而，當(dāng)刷涂壓力增大的時(shí)候，會(huì)發(fā)生置入的導(dǎo)電漿通過(guò)導(dǎo)電薄膜溢出的現(xiàn)象。
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入微孔中，在導(dǎo)電物質(zhì)形成的布線和墊片不破損的情況下，其一端僅僅被布線和墊片封住，本發(fā)明還提供一種其上粘附有穿透電極的基片。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入穿透基片且其中一個(gè)開(kāi)口被導(dǎo)電薄膜封住的微孔中。在微孔上設(shè)置有包覆導(dǎo)電薄膜的保護(hù)元件。該保護(hù)元件設(shè)置于導(dǎo)電薄膜的至少一部分中，微孔就形成于此。導(dǎo)電物質(zhì)從與被導(dǎo)電薄膜封住的口徑相對(duì)的微孔的口徑置入。
本發(fā)明的方法中，優(yōu)選的是，導(dǎo)電物質(zhì)由金屬制成，且采用熔融金屬置入法置入微孔中。
可選的是，導(dǎo)電物質(zhì)由導(dǎo)電漿制成，且采用刷涂法置入微孔中。
除此之外，本發(fā)明還提供一種其上粘附有穿透電極的基片，該穿透電極采用本發(fā)明的形成穿透電極的方法形成。


圖1A、1B、1C所示為現(xiàn)有形成穿透電極的方法中制造過(guò)程的主體部分的截面視圖。
圖2A、2B、2C和2D所示為本發(fā)明所述方法的一個(gè)實(shí)施例中制造過(guò)程的主體部分的截面視圖。
圖3A和3B所示為本發(fā)明所述方法的另一實(shí)施例中主體部分的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
上面描述并示意了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，上述內(nèi)容應(yīng)該理解為是本發(fā)明的例證，不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以做出對(duì)本發(fā)明的增加、刪除、替換和其它修改。此外，本發(fā)明不應(yīng)被理解為僅限于上述內(nèi)容，而應(yīng)理解為后附權(quán)利要求書所述的范圍。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖2A至2D所示為本發(fā)明形成穿透電極的方法的一個(gè)實(shí)施例的制造過(guò)程。
圖2A所示為一個(gè)其上將形成有穿透電極的基片10。本發(fā)明中使用了各種基片，如半導(dǎo)體基片、陶瓷基片和玻璃基片。基片的厚度可根據(jù)基片的計(jì)劃用途來(lái)選擇，大約在50μm至1mm之間。
該實(shí)施例中，采用硅基片作為基片10。如圖2A所示，由二氧化硅膜形成的絕緣層11形成于基片10的兩個(gè)主表面A和B，二氧化硅膜的厚度為幾μm或更小，優(yōu)選的是大約1μm。
導(dǎo)電薄膜12形成于基片10的一個(gè)主表面A上。必要時(shí)，導(dǎo)電薄膜12可以形成圖案和用于與其它基片和裝置電連接時(shí)使用的墊片和布線。
如鋁、金、鉑、鈦、銀、銅、鉍、錫、鎳、鉻、鋅等金屬或這些金屬的合金可以選作導(dǎo)電薄膜12。導(dǎo)電薄膜12可以采用各種現(xiàn)有的公知方法形成，例如濺射法、真空沉積法、電鍍法等。導(dǎo)電薄膜12的厚度正常情況下為幾μm或更小。
接著如圖2B所示，微孔13沿著基片10的主表面B側(cè)延伸至導(dǎo)電薄膜12而形成。首先，微孔13所形成處的主表面B的絕緣層11被去除。之后，主表面A側(cè)上的基片10和絕緣層11采用DRIE方法蝕刻，直到接觸到導(dǎo)電薄膜12。用于形成微孔13的方法可以采用氫氧化鉀等溶液或激光處理等各向異性蝕刻，還可以是以感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)為代表的深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)。同時(shí)，當(dāng)該微孔形成時(shí)或形成之后，在微孔13的孔壁上形成一層新的絕緣層11，結(jié)果，如圖2B所示，在微孔13的結(jié)構(gòu)中，其一端被導(dǎo)電薄膜12封住。
根據(jù)所制造的穿透電極15的配置，所形成的微孔13的直徑可以在大約5至200μm的范圍內(nèi)。
之后如圖2C所示，保護(hù)元件20與基片10的主表面A相聯(lián)結(jié)，由此導(dǎo)電薄膜12可以由保護(hù)元件20支撐。任何具有平面部分且能夠通過(guò)平面部分支撐導(dǎo)電薄膜12的元件都可以用作保護(hù)元件20。這類元件包括玻璃基片、半導(dǎo)體基片，如硅、陶瓷基片和塑料基片。優(yōu)選的是，保護(hù)元件20采用熱熔膠、紫外強(qiáng)力膠等與基片10的主表面A相聯(lián)結(jié)。采用熱熔膠是最好的，這是因?yàn)椴捎脽崛勰z可以使粘附到基片10的保護(hù)元件20僅僅通過(guò)加熱基片10就能夠去除。需要注意的是，保護(hù)元件20僅僅支撐導(dǎo)電薄膜12的微孔結(jié)構(gòu)部分就可以了。然而，如圖2C所示，優(yōu)選的是保護(hù)元件20支撐整個(gè)導(dǎo)電薄膜12。
之后如圖2D所示，采用刷涂法或熔融金屬置入法，從主表面B向微孔13中置入導(dǎo)電物質(zhì)14。
如果采用刷涂法，那么如銅漿、銀漿、碳漿、金-錫漿等導(dǎo)電漿可以用作導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔13中。
如果采用熔融金屬置入法，那么如錫和銦等低熔點(diǎn)金屬或焊料，如金-錫焊料、錫-鉛焊料、錫焊料、鉛焊料、金焊料、銦焊料、鋁焊料等，可以用作導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔13中。
如果導(dǎo)電物質(zhì)14如銅漿采用刷涂法置入，那么刷涂壓力設(shè)置在一個(gè)足夠大的水平，以保證導(dǎo)電薄膜12和導(dǎo)電物質(zhì)14之間的電連接。該實(shí)施例中，由于導(dǎo)電薄膜12的一個(gè)表面被保護(hù)元件20支撐，即使導(dǎo)電物質(zhì)14以較高的壓力置入微孔13中，也不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電薄膜12破損的現(xiàn)象。
通過(guò)這種方法，導(dǎo)電物質(zhì)14被置入微孔13中，形成了將基片10的前后端電連接的穿透電極15。
該實(shí)施例中，由于導(dǎo)電物質(zhì)14被置入微孔13中，在導(dǎo)電薄膜12由布線和墊片等封住微孔13一端的物質(zhì)形成之后，由于導(dǎo)電薄膜12被保護(hù)元件20支撐，因此脆弱的導(dǎo)電薄膜12形成的布線和墊片也就受到保護(hù)元件20的保護(hù)。由此，能防止現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳送過(guò)程中布線和墊片的破損現(xiàn)象的發(fā)生。
此外，和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在較高的壓力下將導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13而不破壞導(dǎo)電薄膜12的布線和墊片等成為可能，因此能夠形成具有高可靠性的電連接的穿透電極15。
此外，由于采用該方法制得的其上粘附有穿透電極的基片提供了在導(dǎo)電薄膜12不發(fā)生破損的情況下導(dǎo)電物質(zhì)14與導(dǎo)電薄膜12之間高度可靠的電連接，因此可靠性得到提高。
圖3A至3B所示為本發(fā)明所述形成穿透電極的方法的另一實(shí)施例。在前述實(shí)施例中，微孔13在基片10中形成后，保護(hù)元件20與基片10相聯(lián)結(jié)，而該實(shí)施例中，如圖3A所示，通過(guò)將保護(hù)元件20聯(lián)結(jié)在基片10的主表面A上，導(dǎo)電薄膜12受到保護(hù)，之后微孔13才在基片10中形成，如圖3B所示。然后，采用刷涂法或熔融金屬置入法將導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13中，以形成穿透電極15。
該實(shí)施例中，除可以實(shí)現(xiàn)和前述實(shí)施例相同的效果，還可以實(shí)現(xiàn)另外的效果。在微孔13形成之前采用保護(hù)元件支撐導(dǎo)電薄膜12，可以防止微孔13的形成過(guò)程中或向后續(xù)程序傳送的過(guò)程中導(dǎo)電薄膜12的破損。例證圖2A至2D所示為根據(jù)該方法制造其上粘附有穿透電極的基片的示意圖。
采用厚度為100μm的硅基片作為基片10。如圖2A所示，由二氧化硅膜形成的厚度大約為1μm的絕緣層11形成于基片11的兩個(gè)主表面A和B上，然后將鋁制的導(dǎo)電薄膜12形成于主表面A上。
之后，如圖2B所示，微孔13從主表面B延伸至導(dǎo)電薄膜12。首先，主表面B上的絕緣層11在微孔13形成的位置被去除。之后，主表面A上的基片10和絕緣層11采用DRIE法蝕刻，直至接觸到導(dǎo)電薄膜12。在微孔13的孔壁上形成一層新的絕緣層11，以便形成由導(dǎo)電薄膜12封住其一端的微孔13。微孔13的直徑為100μm。
之后，如圖2C所示，厚度為300μm由玻璃基片形成的保護(hù)元件20采用粘合劑聯(lián)結(jié)在基片10的主表面A，以便保護(hù)元件20支撐該導(dǎo)電薄膜12。
之后，如圖2D所示，采用刷涂法從主表面B將由銅漿形成的導(dǎo)電物質(zhì)14置入微孔13中。此時(shí)，設(shè)置刷涂壓力，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電薄膜與銅漿之間的電連接。因此，制成了與基片10的前后端電連接的穿透電極15。制得的穿透電極沒(méi)有諸如導(dǎo)電薄膜12撕破或破損的缺陷，而且導(dǎo)電薄膜12和置入微孔13之間的導(dǎo)電基片14之間能實(shí)現(xiàn)很好的電連接。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，由于導(dǎo)電物質(zhì)在布線和墊片等封住微孔一端的物質(zhì)的導(dǎo)電薄膜受保護(hù)元件的保護(hù)之后被置入微孔中，因此，脆弱的導(dǎo)電薄膜形成的布線和墊片受保護(hù)元件的保護(hù)，而且防止現(xiàn)有技術(shù)中的傳送過(guò)程中布線和墊片的破損。
而且，和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在較高的壓力下將導(dǎo)電物質(zhì)置入微孔而不破壞導(dǎo)電薄膜12的布線和墊片等成為可能，因此能夠形成具有高可靠性的電連接的穿透電極。
此外，由于本發(fā)明的其上粘附有穿透電極的基片具有采用本發(fā)明的方法制作的穿透電極，因此使得在無(wú)需破損導(dǎo)電薄膜的情況下，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電物質(zhì)和導(dǎo)電薄膜之間的可靠的電連接并提高可靠性成為可能。
權(quán)利要求
1.一種形成穿透電極的方法，包括在基片上至少穿透電極形成位置的部分所對(duì)應(yīng)的基片的第一表面上配置一層導(dǎo)電薄膜；在至少所述導(dǎo)電薄膜上形成一個(gè)保護(hù)元件；將所述保護(hù)元件與所述基片相聯(lián)結(jié)；穿透所述基片形成一個(gè)微孔；以及在配置導(dǎo)電薄膜，形成所述保護(hù)元件并將其聯(lián)結(jié)，并形成所述微孔之后，將所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中，所述導(dǎo)電物質(zhì)和導(dǎo)電薄膜形成一個(gè)穿過(guò)所述基片的導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電薄膜封住基片第一表面上的微孔的第一開(kāi)口，且所述導(dǎo)電物質(zhì)通過(guò)和第一表面相對(duì)的基片的第二表面上的微孔的第二開(kāi)口置入所述微孔。
2.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)由金屬制成，且采用熔融金屬置入法置入微孔中。
3.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)由導(dǎo)電漿制成，且采用刷涂法置入微孔中。
4.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，還包括在所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中之后，從導(dǎo)電薄膜和基片上去除保護(hù)元件。
5.如權(quán)利要求4所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述保護(hù)元件通過(guò)加熱所述基片從導(dǎo)電薄膜和基片上去除。
6.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，將所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔中的步驟包括對(duì)所述導(dǎo)電薄膜朝向所述微孔的第一開(kāi)口的一側(cè)施加第一壓力，當(dāng)對(duì)所述導(dǎo)電薄膜朝向所述微孔的第一開(kāi)口的一側(cè)施加第一壓力時(shí)，所述保護(hù)元件在適當(dāng)?shù)奈恢弥嗡鰧?dǎo)電薄膜。
7.如權(quán)利要求6所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述第一壓力大于施加于所述導(dǎo)電薄膜朝向所述保護(hù)元件的一側(cè)的第二壓力。
8.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電物質(zhì)充滿所述微孔。
9.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，還包括在所述導(dǎo)電物質(zhì)置入所述微孔之前，在所述微孔的側(cè)壁上形成一層絕緣層。
10.如權(quán)利要求9所述的形成穿透電極的方法，還包括在基片的所述第二表面上形成一層絕緣層；以及在基片的所述第一表面上配置所述導(dǎo)電薄膜及形成所述微孔之前，在基片的所述第一表面上形成一層絕緣層，其中所述微孔也穿透所述第一表面上的所述絕緣層，在所述第一表面上的絕緣層的微孔處形成一開(kāi)口，其中在所述第二表面上的絕緣層的微孔處有一開(kāi)口，以及其中微孔側(cè)壁上的絕緣層、第一表面上的絕緣層和第二表面上的絕緣層是彼此相連的。
11.如權(quán)利要求1所述的形成穿透電極的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜與所述導(dǎo)電物質(zhì)為不同的材料。
12.一種具有穿透電極的基片，包括一個(gè)基片；位于具有穿透電極的基片的至少一部分中的基片第一表面上的導(dǎo)電薄膜；穿透基片且由導(dǎo)電物質(zhì)充滿的微孔，所述微孔的一端由導(dǎo)電薄膜封住，所述導(dǎo)電物質(zhì)與所述導(dǎo)電薄膜相接觸；以及保護(hù)元件，位于封住所述微孔的一端的所述導(dǎo)電薄膜的至少一部分上，在所述導(dǎo)電薄膜與所述微孔相對(duì)的一側(cè)，所述保護(hù)元件與所述基片相聯(lián)結(jié)。
13.如權(quán)利要求12所述的具有穿透電極的基片，還包括襯于所述微孔的側(cè)壁的第一絕緣層；以及基片第一表面上的第二絕緣層，位于所述導(dǎo)電薄膜與所述基片之間，所述微孔穿透由導(dǎo)電薄膜封住的所述微孔一端的第二絕緣層，所述導(dǎo)電物質(zhì)與所述導(dǎo)電薄膜之間的連通不被所述第二絕緣層隔斷，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層相連。
14.如權(quán)利要求13所述的具有穿透電極的基片，還包括第三絕緣層，位于所述基片的與所述第一表面相對(duì)的第二表面上；其中，在填充所述導(dǎo)電物質(zhì)的微孔處有一個(gè)穿過(guò)所述第三絕緣層的開(kāi)口，以及其中，所述第三絕緣層與所述第一絕緣層相連。
全文摘要
一種形成穿透電極的方法，其中導(dǎo)電物質(zhì)被置入一微孔中，該微孔只有一端被由導(dǎo)電物質(zhì)形成的布線和墊片封住，而布線和墊片沒(méi)有破損。在形成穿透電極的方法中，導(dǎo)電物質(zhì)被置入微孔中，所述微孔穿透基片且一個(gè)開(kāi)口被導(dǎo)電薄膜封住。在支撐導(dǎo)電薄膜的保護(hù)元件在基片的導(dǎo)電薄膜側(cè)的表面上配置之后，導(dǎo)電物質(zhì)從微孔的另一開(kāi)口置入。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1516241SQ20031012126
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者山本敏, 滝沢功 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)