半导体装置及半导体装置的制造方法_2

文档序号:9812405阅读:来源:国知局
开口 62。此处,进行蚀刻直至成为开口 62的底面到达逻辑电路的配线的深度为止。其后,在开口 62的内周面,例如通过钽或氮化钽而形成阻隔金属23。
[0033]继而,如图3A所示,在除去抗蚀剂6之后,例如通过电解电镀或CVD在开口 62及第I低黏接性膜21上积层铜层40而将铜埋入于开口 62中。
[0034]然后,例如通过CMP (Chemical Mechanical Polishing,化学机械研磨)对铜层40进行研磨,如图3B所示形成电极4的第I部位41。其后,通过进而继续利用CMP的研磨而如图3C所示,使电极4的第I部位41的表面自第I低黏接性膜21的表面后退数nm (例如3 ?9nm)。
[0035]另外,对于贴合于第I基板31的第2基板32,也通过与上述步骤同样的步骤而在表面形成第2低黏接性膜22,且形成电极4的第2部位42。然后,使电极4的第2部位42的表面自第2低黏接性膜22的表面后退数nm。形成在第2基板32侧的电极4的第2部位42通过与第I部位41同样的步骤而形成,因此成为与第I部位41同等的粗度。
[0036]其后,对第I低黏接性膜21的表面及第2低黏接性膜22的表面进行等离子处理,由此使第I低黏接性膜21的表面及第2低黏接性膜22的表面活性化,在第I低黏接性膜21的表面及第2低黏接性膜22的表面产生悬键。进而,利用纯水清洗第I低黏接性膜21的表面及第2低黏接性膜22的表面而使羟基附着于悬键。
[0037]然后,如图4A所示,以第I基板31表面的第I低黏接性膜21与第2基板32表面的第2低黏接性膜22相向的方式对应配置第I基板31与第2基板32。其后,如图4B所示,使第I低黏接性膜21的表面及第2低黏接性膜22的表面接合而将第I基板31与第2基板32贴合。
[0038]此时,当第I基板31及第2基板32的位置对准精度不充分,或电极4的第I部位41及第2部位42的形成位置产生偏移时,如图4B所示,第I部位41的位置与第2部位42的位置产生偏移。
[0039]该情况下,在本实施方式中使电极4的第I部位41自第I低黏接性膜21的表面后退数nm,因此第I部位41不会接触于第2低黏接性膜22的表面,从而能够抑制第I部位41的铜向第2基板32扩散。
[0040]同样,在本实施方式中使电极4的第2部位42自第2低黏接性膜22的表面后退数nm,因此第2部位42不会接触于第I低黏接性膜21的表面,从而能够抑制第2部位42的铜向第I基板31扩散。
[0041]另外,在该阶段中,电极4的第I部位41与第2部位42未连接,第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22的接合力也不充分。具体而言,如果仅将第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22接合,则为以贴合面的羟基彼此氢键结而得的分子间力这样的相对弱的接合力接合的状态。
[0042]由此,为使电极4的第I部位41与第2部位42连接、且使第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22的接合力增大而进行热处理。由此,如图4C所示,电极4的第I部位41及第2部位42热膨胀而连接。同时,自第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22的接合面蒸发水分子,从而第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22利用由供给结合所产生的较强的接合力而接合。
[0043]通过此时的热膨胀,有时暂时性地使第I部位41与第2低黏接性膜22接触,且使第2部位42与第I低黏接性膜21接触,但其后当热处理结束而电极4恢复至常温时,电极4会热收缩。
[0044]此处,第I低黏接性膜21及第2低黏接性膜22如上述般,由氮化硅、添加有碳的氮化娃、添加有碳的氧化娃等的绝缘膜、或Low-k材料等形成。
[0045]因此,当电极4热收缩时,能够在第I部位41的周面中与第2基板32对向的部位与第2低黏接性膜22之间形成空隙51,且能够在第2部位42的周面中与第I基板31对向的部位与第I低黏接性膜21之间形成空隙52。进而,通过第I部位41与第2部位42的连接部分因热收缩变细而形成有第3部位43,从而完成图1所示的半导体装置I。
[0046]此处,如上所述,将第I基板31及第2基板32贴合之前的第I部位41的粗度与第2部位42的粗度相等,因此隔着电极4的第3部位43而在两侧形成有相同大小的空隙51、52 (参照图1)。
[0047]由此,埋设于一基板即第I基板31的电极4的一部分即第I部位41,在与另一基板即第2基板32上的第2低黏接性膜22之间,隔着与埋设于另一基板即第2基板32的电极4的一部分即第2部位42和一基板即第I基板31上的第I低黏接性膜21之间的空隙52大致相同大小的空隙51而设置。因此,能够使第I低黏接性膜21与第2低黏接性膜22的接合面全体的接合强度均匀。
[0048]另外,于在热处理时暂时性地导致第I部位41与第2低黏接性膜22接触,且第2部位42与第I低黏接性膜21接触的情况下,只要使电极4的第I部位41及第2部位42的表面进而后退数nm,则能够防止该暂时性的接触的产生。
[0049]如上述般,实施方式的半导体装置包括:一对基板,隔着相较于半导体氧化膜而对金属的黏接性更低的低黏接性膜而设置;及金属电极,贯通低黏接性膜而连接一对基板。金属电极在一对基板之间包括较埋设于一对基板的部位更细的部位。
[0050]进而,实施方式的埋设于一基板的金属电极的一部分在与另一基板上的低黏接性膜之间隔着空隙而设置。通过该空隙而能够抑制半导体装置的设置于一基板表面的金属电极的金属向另一基板扩散。
[0051]另外,在上述实施方式中,列举如下情况为例,即在第I基板及第2基板的两者设置低黏接性膜,且使电极的第I部位及第2部位的两者自低黏接膜的表面后退来贴合第I基板与第2基板,但此为一例。
[0052]S卩,低黏接性膜也可设置在第I基板及第2基板中的任一者。此外,也可使电极的第I部位及第2部位中的任一者自低黏接性膜的表面后退来贴合第I基板与第2基板。以下,参照图5A?图6B对该构成的变形例进行说明。
[0053]图5A及图5B是表示实施方式的变形例I的半导体装置Ia的示意性的剖面的说明图,图6A及图6B是表示实施方式的变形例2的半导体装置Ib的示意性的剖面的说明图。另外,对图5A?图6B所示的构成要素中与图1所示的构成要素相同的构成要素附上与图1所示的符号相同的符号,由此省略其说明。
[0054]在变形例I中,如图5A所示使用:第I基板31,形成有第I低黏接性膜21,使电极的第I部位41a表面与第I低黏接性膜21的表面为同一平面;及第2基板32,形成有第2低黏接性膜22,使电极的第2部位42表面自第2低黏接性膜22表面后退。
[0055]当贴合该第I基板31与第2基板32并进行加热处理时,如图5B所示,第I部位41a及第2部位42热膨胀而连接,从而成为电极4a。其后,当热处理结束而电极4a恢复至常温时,能够在半导体装置Ia中在电极4a的第2部位42的周面中与第I基板31对向的部位与第I低黏接性膜21之间形成空隙53。
[0056]由此,在半导体装置Ia中,第2部位42的周面中与第I基板31对向的部位不会接触于第I低黏接性膜21,因此能够防止第2部位42的金属经由第I低黏接性膜21向第I基板31侧扩散。
[0057]因此,半导体装置Ia于在第I部位41a附近存在因金属的扩散而特性劣化的元件,且不在第2部位42附近存在因金属的扩散而特性劣化的元件的情况下,能够防止第I部位41a附近的元件的特性劣化。
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