特開 2024-134694 接合型配線部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134694

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】接合型配線部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3205 20060101AFI20240927BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/88 T

H01L21/92 602H

H01L21/92 602J

H01L21/92 602B

H01L21/92 603B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045023

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】東 和幸

(72)【発明者】

【氏名】小原 佳

(72)【発明者】

【氏名】津村 一道

【テーマコード（参考）】

5F033

【Ｆターム（参考）】

5F033HH07

5F033HH18

5F033HH33

5F033JJ01

5F033JJ07

5F033JJ18

5F033JJ33

5F033KK12

5F033MM30

5F033NN03

5F033NN12

5F033PP15

5F033PP26

5F033QQ08

5F033QQ09

5F033QQ13

5F033QQ19

5F033VV07

5F033XX07

5F033XX13

(57)【要約】

【課題】信頼性の高い接合型配線部材の提供。
【解決手段】接合型配線部材は、第１基板と、第１絶縁層と、第１絶縁層内に設けられた第１配線層と、第１絶縁層の表面から第１配線層に達する第１接続孔とを有する第１配線部と、第１方向において第１配線部に対向する第２基板と、第１方向において第１接続孔と第２基板との間に設けられた接合金属部と、第１接続孔に設けられ、第１接続孔の底面において第１配線層と接する第１導電膜と、第１導電膜と接合金属部との間に設けられ、第１導電膜及び接合金属部に接する第２導電膜とを備える。第１導電膜は、第２導電膜の材料及び接合金属部の材料と異なる材料からなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板に積層され、第１絶縁層と、前記第１絶縁層内に設けられた第１配線層と、前記第１絶縁層の表面から前記第１配線層に達する第１接続孔とを有する第１配線部と、
第１方向において前記第１配線部に対向する第２基板と、
前記第１方向において前記第１接続孔と前記第２基板との間に設けられた接合金属部と、
前記第１接続孔に設けられ、前記第１接続孔の底面において前記第１配線層と接する第１導電膜と、
前記第１導電膜と前記接合金属部との間に設けられ、前記第１導電膜及び前記接合金属部に接する第２導電膜と、
を備え、
前記第１導電膜は、前記第２導電膜の材料及び前記接合金属部の材料と異なる材料からなる接合型配線部材。

【請求項2】

前記第１導電膜は、前記第１接続孔内に位置する第１部分と、前記第１絶縁層の前記表面上に位置する第２部分とを有し、
前記接合金属部は、前記第１接続孔内に位置する第１金属部と、前記第１導電膜の前記第２部分に対向する第２金属部とを有し、
前記第２導電膜は、前記第２金属部と前記第２部分との間において前記第１導電膜及び前記接合金属部に接する請求項１に記載の接合型配線部材。

【請求項3】

前記第２導電膜は、前記第１金属部の側面と前記第１部分との間において前記第１導電膜及び前記接合金属部に接する請求項２に記載の接合型配線部材。

【請求項4】

前記接合金属部は、前記第２金属部と前記第２部分とが直接接する部分を有する請求項２または３に記載の接合型配線部材。

【請求項5】

複数の前記接合金属部が、前記第１方向に直交する方向に並んで設けられ、
複数の前記第２導電膜が互いに分離して、前記複数の接合金属部のそれぞれの下に設けられ、
前記第１導電膜は、前記第２導電膜を介して前記複数の接合金属部どうしを電気的に接続している請求項１～３のいずれか１つに記載の接合型配線部材。

【請求項6】

前記第２基板に積層され、前記第１方向において前記第１配線部と前記第２基板との間に位置し、第２絶縁層と、前記第２絶縁層内に設けられた第２配線層と、前記第２絶縁層の表面から前記第２配線層に達する第２接続孔とを有する第２配線部と、
前記第２接続孔に設けられ、前記第２接続孔の底面において前記第２配線層と接する第３導電膜と、
前記第３導電膜と前記接合金属部との間に設けられ、前記第３導電膜及び前記接合金属部に接する第４導電膜と、
をさらに備え、
前記第３導電膜は、前記第４導電膜の材料及び前記接合金属部の材料と異なる材料からなる請求項１～３のいずれか１つに記載の接合型配線部材。

【請求項7】

前記第１基板は、第１貫通孔を有し、
前記第１配線部は、前記第１方向において前記第１貫通孔に連続する第１配線部貫通孔を有し、
前記第２基板は、前記第１方向において前記第１配線部貫通孔及び前記第１貫通孔に連続する第２貫通孔を有する請求項１に記載の接合型配線部材。

【請求項8】

前記第１配線部貫通孔の側面に設けられた第５導電膜をさらに備える請求項７に記載の接合型配線部材。

【請求項9】

前記第２貫通孔の側面に設けられ、前記第１導電膜、前記第２導電膜、及び前記接合金属部を介して前記第１配線層と電気的に接続された電極膜をさらに備える請求項７または８に記載の接合型配線部材。

【請求項10】

前記接合金属部は、主に金を含み、
前記第１導電膜は、主に窒化チタンを含み、
前記第２導電膜は、主にパラジウム、チタン、またはパラジウム膜とチタン膜との積層膜を含む請求項１～３のいずれか１つに記載の接合型配線部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、接合型配線部材に関する。

【背景技術】

【0002】

金属どうしの接合により２つのチップを接合させた構造が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１５２０１４号公報

【特許文献2】特開２０１９－１６１００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態は、信頼性の高い接合型配線部材の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態によれば、接合型配線部材は、第１基板と、前記第１基板に積層され、第１絶縁層と、前記第１絶縁層内に設けられた第１配線層と、前記第１絶縁層の表面から前記第１配線層に達する第１接続孔とを有する第１配線部と、第１方向において前記第１配線部に対向する第２基板と、前記第１方向において前記第１接続孔と前記第２基板との間に設けられた接合金属部と、前記第１接続孔に設けられ、前記第１接続孔の底面において前記第１配線層と接する第１導電膜と、前記第１導電膜と前記接合金属部との間に設けられ、前記第１導電膜及び前記接合金属部に接する第２導電膜と、を備え、前記第１導電膜は、前記第２導電膜の材料及び前記接合金属部の材料と異なる材料からなる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の接合型配線部材の模式断面図である。

【図2】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図3】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図4】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図5】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図6】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図7】第１実施形態の接合型配線部材の製造方法を示す模式断面図である。

【図8】第２実施形態の接合型配線部材の模式断面図である。

【図9】第３実施形態の接合型配線部材の模式断面図である。

【図10】実施形態における第１導電膜の配置例を示す模式平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、同一または同様の要素には、同じ符号を付している。

【0008】

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の接合型配線部材１は、第１チップ１００と第２チップ２００とを備える。第１チップ１００と第２チップ２００とは、接合金属部５０を介して接合され、第１方向Ｚにおいて積層されている。第１方向Ｚに直交する２方向を、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙとする。第２方向Ｘと第３方向Ｙとは互いに直交する。

【0009】

第１チップ１００は、第１基板１０を有する。第１基板１０は、第１面１１と、第１方向Ｚにおいて第１面１１の反対側に位置する第２面１２とを有する。第１基板１０は、例えば、シリコン基板である。

【0010】

第２チップ２００は、第２基板２０を有する。第２基板２０は、第１方向Ｚにおいて第１基板１０の第１面１１と対向する第３面２１と、第１方向Ｚにおいて第３面２１の反対側に位置する第４面２２とを有する。第２基板２０は、例えば、シリコン基板である。

【0011】

第１チップ１００は、第１基板１０に積層された第１配線部３０を有する。第１配線部３０は、第１基板１０の第１面１１に設けられている。第１方向Ｚにおいて、第１配線部３０は、第１基板１０と第２基板２０との間に位置する。第１配線部３０は、第１絶縁層３３と、第１絶縁層３３内に設けられた第１配線層３１とを有する。第１配線層３１は、例えば、銅を主に含む材料からなる。図１には、１層の第１配線層３１を示すが、第１配線部３０は複数層の第１配線層３１を有していてもよい。

【0012】

第１絶縁層３３は、第１方向Ｚにおいて第２基板２０に対向する表面３３ａを有する。第１配線部３０は、第１絶縁層３３の表面３３ａから第１配線層３１に達する第１接続孔３２を有する。第１接続孔３２は、第１絶縁層３３の表面３３ａ側に開口を有し、第１配線層３１側に底面を有する。第１配線部３０は、例えば、複数の第１接続孔３２を有する。複数の第１接続孔３２の位置に対応して、複数の接合金属部５０が第２方向Ｘ及び第３方向Ｙの少なくともいずれか一方向に並んでいる。接合金属部５０は、第１方向Ｚにおいて第１接続孔３２と第２基板２０との間に設けられている。

【0013】

第１チップ１００は、第１接続孔３２に設けられ、第１接続孔３２の底面において第１配線層３１と接する第１導電膜６１をさらに有する。第１導電膜６１は、第１絶縁層３３の表面３３ａ、第１接続孔３２の側面及び底面に連続して設けられている。第１導電膜６１は、第１接続孔３２内に位置する第１部分６１ａと、第１絶縁層３３の表面３３ａ上に位置する第２部分６１ｂとを有する。

【0014】

第１チップ１００は、第１導電膜６１と接合金属部５０との間に設けられ、第１導電膜６１及び接合金属部５０に接する第２導電膜７１をさらに有する。複数の第２導電膜７１が互いに分離して、複数の接合金属部５０のそれぞれの下に設けられている。

【0015】

接合金属部５０は、第１導電膜６１及び第２導電膜７１を介して、第１配線層３１と電気的に接続されている。接合金属部５０は、第１接続孔３２内に位置する第１金属部５１ａと、第１導電膜６１の第２部分６１ｂに対向する第２金属部５１ｂとを有する。

【0016】

第２導電膜７１は、接合金属部５０の第２金属部５１ｂと、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとの間において第１導電膜６１及び接合金属部５０に接する。また、第２導電膜７１は、接合金属部５０の第１金属部５１ａの側面と、第１導電膜６１の第１部分６１ａとの間において第１導電膜６１及び接合金属部５０に接する。

【0017】

また、図１おいて例えば左側に位置する接合金属部５０は、第２金属部５１ｂと、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとが、第２導電膜７１を介さずに直接接する部分を有する。

【0018】

第１導電膜６１は、第２導電膜７１の材料及び接合金属部５０の材料と異なる材料からなる。ここでの材料は、各部材を主に構成する材料を表す。例えば、接合金属部５０は主に金を含み、第１導電膜６１は主に窒化チタンを含み、第２導電膜７１は主にパラジウムまたはチタンを含む。第２導電膜７１は、パラジウム膜及びチタン膜の積層膜であってもよい。

【0019】

後述するように、第２導電膜７１は、接合金属部５０をめっき法で形成するときのシード層として機能し、接合金属部５０を析出した後、第１絶縁層３３の表面３３ａ上の第２導電膜７１の不要部分を除去する工程が行われる。例えば図１において左側に位置する接合金属部５０と第１接続孔３２との位置合わせのずれが生じると、第１接続孔３２内にエッチング液が浸入し、第１接続孔３２内の第２導電膜７１の一部が消失してしまうことが起こり得る。この場合、第１接続孔３２内において、第１配線層３１と、接合金属部５０の第１金属部５１ａとの間に隙間が形成され、第１配線層３１と接合金属部５０との導通不良または接触抵抗の上昇が起こり得る。

【0020】

本実施形態によれば、第１接続孔３２内に第１配線層３１と接する第１導電膜６１を、第２導電膜７１と異なる材料で予め形成しておくことで、第２導電膜７１のエッチング工程の後も第１接続孔３２内に第１配線層３１と接する第１導電膜６１を確実に残すことができる。これにより、第１配線層３１を、第１導電膜６１を介して接合金属部５０と電気的に接続することができる。この結果、接合型配線部材１の信頼性を高くすることができる。

【0021】

また、本実施形態によれば、図１において左側に位置する接合金属部５０に示されるように、接合金属部５０は、第２金属部５１ｂが第２導電膜７１を介して第１導電膜６１と接続している部分と、第２金属部５１ｂが第２導電膜７１を介さずに第１導電膜６１と直接接する部分５１ｂ１を有している。このため、接合金属部５０と第１導電膜６１との密着性を向上することができ、膜自体の持つストレスや以降の工程における熱ストレスによる剥がれを抑制することができる。

【0022】

第２チップ２００は、第１チップ１００と同様の構成を有することができる。例えば、第２チップ２００は、第２基板２０に積層された第２配線部４０を有する。第２配線部４０は、第２基板２０の第３面２１に設けられている。第１方向Ｚにおいて、第２配線部４０は、第１配線部３０と第２基板２０との間に位置する。第２配線部４０は、第２絶縁層４３と、第２絶縁層４３内に設けられた第２配線層４１とを有する。第２配線層４１は、例えば、銅を主に含む材料からなる。図１には、１層の第２配線層４１を示すが、第２配線部４０は複数層の第２配線層４１を有していてもよい。

【0023】

第２絶縁層４３は、第１方向Ｚにおいて第１配線部３０に対向する表面４３ａを有する。第２配線部４０は、第２絶縁層４３の表面４３ａから第２配線層４１に達する第２接続孔４２を有する。第２接続孔４２は、第２絶縁層４３の表面４３ａ側に開口を有し、第２配線層４１側に底面を有する。第２配線部４０は、例えば、複数の接合金属部５０の位置に対応して複数の第２接続孔４２を有する。接合金属部５０は、第１方向Ｚにおいて第１接続孔３２と第２接続孔４２との間に設けられている。

【0024】

第２チップ２００は、第２接続孔４２に設けられ、第２接続孔４２の底面において第２配線層４１と接する第３導電膜６２をさらに有する。第３導電膜６２は、第２絶縁層４３の表面４３ａ、第２接続孔４２の側面及び底面に連続して設けられている。第３導電膜６２は、第２接続孔４２内に位置する第３部分６２ａと、第２絶縁層４３の表面４３ａ上に位置する第４部分６２ｂとを有する。

【0025】

第２チップ２００は、第３導電膜６２と接合金属部５０との間に設けられ、第３導電膜６２及び接合金属部５０に接する第４導電膜７２をさらに有する。複数の第４導電膜７２が互いに分離して、複数の接合金属部５０のそれぞれの上に設けられている。

【0026】

接合金属部５０は、第３導電膜６２及び第４導電膜７２を介して、第２配線層４１と電気的に接続されている。接合金属部５０は、第２接続孔４２内に位置する第３金属部５２ａと、第３導電膜６２の第４部分６２ｂに対向する第４金属部５２ｂとを有する。

【0027】

第４導電膜７２は、接合金属部５０の第４金属部５２ｂと、第３導電膜６２の第４部分６２ｂとの間において第３導電膜６２及び接合金属部５０に接する。また、第４導電膜７２は、接合金属部５０の第３金属部５２ａの側面と、第３導電膜６２の第３部分６２ａとの間において第３導電膜６２及び接合金属部５０に接する。

【0028】

第１チップ１００の第１配線層３１は、第１導電膜６１、第２導電膜７１、接合金属部５０、第４導電膜７２、及び第３導電膜６２を介して、第２チップ２００の第２配線層４１と電気的に接続されている。

【0029】

１つの接合金属部５０は、後述するように、第１チップ１００側に設けられた第１接合金属部５１と、第２チップ２００側に設けられた第２接合金属部５２とが、熱と力を加えることで金属拡散接合されて一体となったものである。

【0030】

次に、図２～図７を参照して、第１実施形態の接合型配線部材１の製造方法について説明する。

【0031】

図２に示すように、第１基板１０の第１面１１に第１配線部３０を形成する。第１配線部３０の第１絶縁層３３の表面３３ａから第１配線層３１に達する第１接続孔３２を形成する。第１接続孔３２は、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により形成することができる。第１接続孔３２は、第１絶縁層３３の表面３３ａに開口を有する有底の孔である。

【0032】

第１接続孔３２を形成した後、図３に示すように、第１接続孔３２内に第１導電膜６１を形成する。第１導電膜６１は、例えば、窒化チタンを主に含む膜をスパッタ法により形成した後、リソグラフィによりパターニングされたレジストマスクを用いたＲＩＥ法により形成することができる。第１導電膜６１は、第１接続孔３２の側面及び底面に設けられた第１部分６１ａと、第１接続孔３２の周辺において第１絶縁層３３の表面３３ａに設けられた第２部分６１ｂとを有する。

【0033】

第１導電膜６１を形成した後、図４に示すように、第１接続孔３２内及び第１絶縁層３３の表面３３ａ上に第２導電膜７１を形成する。第２導電膜７１は、例えば、パラジウムまたはチタンを主に含む膜として、スパッタ法により形成することができる。第２導電膜７１は、第１接続孔３２内の第１導電膜６１の第１部分６１ａ、第１絶縁層３３の表面３３ａ上の第１導電膜６１の第２部分６１ｂ、及び第１絶縁層３３の表面３３ａを連続して覆う。第２導電膜７１は、第１導電膜６１の第１部分６１ａ及び第２部分６１ｂに接している。

【0034】

第２導電膜７１を形成した後、第１接合金属部５１を形成する。図５に示すように、レジストマスク９１を用いためっき法により、第１接合金属部５１が、金を主に含む金膜膜として形成される。第２導電膜７１は、めっきのシード層として機能する。第１接合金属部５１は、第１接続孔３２内に位置する第１金属部５１ａと、第２導電膜７１を介して第１導電膜６１の第２部分６１ｂ上に位置する第２金属部５１ｂとを有する。第１接合金属部５１は、第１接続孔３２内及び第１絶縁層３３の表面３３ａ上において第２導電膜７１に接している。

【0035】

第１接合金属部５１を形成した後、レジストマスク９１を除去する。レジストマスク９１の除去により、図６に示すように、第１接合金属部５１に覆われていない第２導電膜７１の一部が第１接合金属部５１から露出する。この状態で、第２導電膜７１の露出部をウェットエッチング法により除去する。第１接合金属部５１は、第２導電膜７１の材料と異なる材料からなるため、このウェットエッチングのときのマスクとして機能する。

【0036】

図７に示すように、第１接合金属部５１の下に第２導電膜７１が残り、第１絶縁層３３の表面３３ａ上の第２導電膜７１は除去される。このとき、第１導電膜６１は、第２導電膜７１の材料と異なる材料からなるため、上記ウェットエッチングに対する耐性を有する。これにより、第１接続孔３２内において第１配線層３１に接する第１導電膜６１を確実に残すことができる。

【0037】

前述した図５に示すレジストマスク９１は、第２導電膜７１の全面に形成された後、露光及び現像処理によりパターニングされ、レジストマスク９１に複数の開口９１ａが形成される。開口９１ａは、第１接続孔３２上及び第１導電膜６１の第２部分６１ｂ上に位置する。このとき、開口９１ａの位置ずれが発生し得る。図５において、右側の開口９１ａ１は位置ずれが発生していない状態を、左側の開口９１ａ２は、中心位置が開口９１ａ１よりも右側にずれた状態を示す。

【0038】

開口９１ａ２に位置ずれが発生すると、図６に示すように、開口９１ａ２内に形成された第１接合金属部５１の第２金属部５１ｂに、例えば第２方向Ｘの幅が小さくなった部分５１ｂ１が形成される。上記ウェットエッチングのとき、部分５１ｂ１の下の第２導電膜７１のエッチングが速く進行し、第２導電膜７１が消失しやすい。部分５１ｂ１の下の第２導電膜７１が消失すると、部分５１ｂ１と、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとの間に隙間が形成され、その隙間を通じて第１接続孔３２内にエッチング液が浸入してしまう。これにより、図７に示すように、第１接続孔３２内の一部の第２導電膜７１が消失し得る。

【0039】

本実施形態によれば、第１接続孔３２内に第１配線層３１と接する第１導電膜６１を、第２導電膜７１と異なる材料で予め形成しておくことで、第２導電膜７１のエッチング工程の後も第１接続孔３２内に第１配線層３１と接する第１導電膜６１を確実に残すことができる。レジストマスク９１の開口９１ａ２が右側にずれた場合、第１接合金属部５１の第２金属部５１ｂにおいて、部分５１ｂ１とは反対の右側に延びた他の部分５１ｂ２の幅（第２方向Ｘの幅）は部分５１ｂ１の幅（第２方向Ｘの幅）よりも大きくなる。そのため、他の部分５１ｂ２と、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとの間に第２導電膜７１を残すことができる。これにより、エッチング液が他の部分５１ｂ２側から第１接続孔３２内に侵入せず、第１接続孔３２の右側の側面において、第１接合金属部５１の第１金属部５１ａと、第１導電膜６１の第１部分６１ａとの間にも第２導電膜７１を残すことができる。したがって、第１接合金属部５１と第１接続孔３２との位置ずれが生じても、位置がずれた方向側（この例では右側）においては、第１導電膜６１及び第２導電膜７１を介して、第１配線層３１と第１接合金属部５１とを電気的に接続することができる。

【0040】

上述した第１チップ１００と同様の工程により、第２チップ２００も形成することができる。第２チップ２００においても、第３導電膜６２は、第４導電膜７２の材料及び接合金属部５０の材料と異なる材料からなる。例えば、接合金属部５０は主に金を含み、第３導電膜６２は主に窒化チタンを含み、第４導電膜７２は主にパラジウムまたはチタンを含む。したがって、第２チップ２００においても、第４導電膜７２のエッチング工程の後も第２接続孔４２内に第２配線層４１と接する第３導電膜６２を確実に残すことができる。これにより、第２配線層４１を、第３導電膜６２及び第４導電膜７２を介して接合金属部５０と電気的に接続することができる。

【0041】

第１チップ１００及び第２チップ２００を形成した後、第１チップ１００の第１接合金属部５１と、第２チップ２００の第２接合金属部５２とを対向させ、接触させる。この後、熱と力を加えて、第１接合金属部５１及び第２接合金属部５２の金属（この例では金）どうしを拡散させ、第１接合金属部５１及び第２接合金属部５２を接合する。

【0042】

前述した図７に示すように、第１接合金属部５１の部分５１ｂ１と、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとの間に隙間が形成され得る。しかし、第１チップ１００と第２チップ２００との接合時の押圧力により、図１に示すように、第１接合金属部５１の部分５１ｂ１が第１導電膜６１の第２部分６１ｂに接し、上記隙間は塞がる。

【0043】

第１チップ１００と第２チップ２００との接合時の押圧力、第１接続孔３２内に成膜された第１導電膜６１自体の持つストレスや以降の工程における熱ストレスなどにより、特に第１導電膜６１における第１接続孔３２の底面の隅に位置する部分にクラックが生じる可能性が考えられる。前述したように、第１接合金属部５１の部分５１ｂ１と、第１導電膜６１の第２部分６１ｂとの間に隙間が形成されてしまっても、第１チップ１００と第２チップ２００との接合時にその隙間が塞がる。このため、第１チップ１００と第２チップ２００との接合時の加熱により、第１導電膜６１に形成されたクラックを通じて第１配線層３１が異常酸化することを抑制できる。

【0044】

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態の接合型配線部材２の模式断面図である。

【0045】

第２実施形態の接合型配線部材２において、第１基板１０は第１貫通孔１３を有し、第１配線部３０は第１配線部貫通孔３５を有する。第１貫通孔１３及び第１配線部貫通孔３５は、第１方向Ｚに延び、第１方向Ｚにおいて互いに連続する。第２基板２０は第２貫通孔２３を有し、第２配線部４０は第２配線部貫通孔４５を有する。第２貫通孔２３及び第２配線部貫通孔４５は、第１方向Ｚに延び、第１方向Ｚにおいて、第１配線部貫通孔３５及び第１貫通孔１３に連続する。

【0046】

第２貫通孔２３、第２配線部貫通孔４５、第１配線部貫通孔３５、及び第１貫通孔１３内を、例えば、荷電粒子ビームが通過する。それぞれが貫通孔を有する２つのチップ（第１チップ１００及び第２チップ２００）を接合することで、単独のチップでは形成することが難しい深い貫通孔を持った接合型配線部材２を構成することができる。

【0047】

接合型配線部材２は、第１配線部貫通孔３５の側面に設けられた第５導電膜８１と、第２配線部貫通孔４５の側面に設けられた第６導電膜８２とをさらに備える。

【0048】

第１配線部貫通孔３５の側面は第５導電膜８１で覆われ、第１配線部３０の第１絶縁層３３は第１配線部貫通孔３５の側面において露出していない。第２配線部貫通孔４５の側面は第６導電膜８２で覆われ、第２配線部４０の第２絶縁層４３は第２配線部貫通孔４５の側面において露出していない。これにより、接合型配線部材２の使用環境下、使用準備中、または保管中における第１絶縁層３３の側面及び第２絶縁層４３の側面への吸湿を抑制し、第１配線層３１及び第２配線層４１の酸化を抑制することができる。この結果、接合型配線部材２の信頼性を高めることができる。

【0049】

また、第５導電膜８１及び第６導電膜８２により、第１絶縁層３３の側面及び第２絶縁層４３の側面への帯電を抑制し、荷電粒子ビームの異常偏向を抑制することができる。

【0050】

第５導電膜８１は、第１導電膜６１を形成するときに、第１導電膜６１と同じ材料で第１導電膜６１に連続して形成することができる。第６導電膜８２は、第３導電膜６２を形成するときに、第３導電膜６２と同じ材料で第３導電膜６２に連続して形成することができる。

【0051】

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の接合型配線部材３の模式断面図である。

【0052】

第１チップ１００と第２チップ３００とが、接合金属部５０を介して接合されている。第２チップ３００は、第２基板２０を有する。配線部は第１チップ１００の第１基板１０のみに積層され、第２チップ３００の第２基板２０には積層されていない。第２基板２０は、第１配線部貫通孔３５及び第１貫通孔１３と連続した第２貫通孔２３を有する。第２基板２０の第３面２１に第２接合金属部５２が設けられている。

【0053】

第２基板２０の第２貫通孔２３の側面には、第１電極膜８３と第２電極膜８４が設けられている。第１電極膜８３と第２電極膜８４とは、第２方向Ｘにおいて離れて対向し、第２貫通孔２３内においてつながっていない。

【0054】

第１電極膜８３及び第２電極膜８４のそれぞれの下端部は、第２接合金属部５２と接続している。第１電極膜８３及び第２電極膜８４のそれぞれは、接合金属部５０、第２導電膜７１及び第１導電膜６１を介して、第１配線層３１と電気的に接続されている。第１電極膜８３と電気的に接続された第１配線層３１と、第２電極膜８４と電気的に接続された第１配線層３１とは、電気的に接続されず、第１電極膜８３及び第２電極膜８４のそれぞれに異なる電位を与えることができる。これにより、第２貫通孔２３内を通過する荷電粒子ビームを偏向させることができる。

【0055】

第２基板２０が、例えば、シリコン基板のように導電性を有する場合には、第１電極膜８３と第２基板２０との間、及び第２電極膜８４と第２基板２０との間に絶縁膜８５が設けられる。第２基板２０が、絶縁性基板である場合には、第１電極膜８３及び第２電極膜８４を第２基板２０に直接形成してもよい。

【0056】

図１０は、第１チップ１００における第１絶縁層３３の表面３３ａ及び接合金属部５０の配置例を示す模式平面図である。

【0057】

例えば、複数の接合金属部５０が、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに並んで設けられている。複数の第２導電膜７１が互いに分離して、複数の接合金属部５０のそれぞれの下に設けられている。

【0058】

第１導電膜６１は、第２導電膜７１を介して複数の接合金属部５０どうしを電気的に接続している。図１０に示す例では、第１導電膜６１は、第３方向Ｙにおいて隣り合う接合金属部５０間に連続して形成され、第３方向Ｙにおいて隣り合う接合金属部５０どうしを電気的に接続している。または、第１導電膜６１は、第２方向Ｘにおいて隣り合う接合金属部５０間に連続して形成され、第２方向Ｘにおいて隣り合う接合金属部５０どうしを電気的に接続してもよい。

【0059】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１～３…接合型配線部材、１０…第１基板、１３…第１貫通孔、２０…第２基板、２３…第２貫通孔、３０…第１配線部、３１…第１配線層、３２…第１接続孔、３３…第１絶縁層、３５…第１配線部貫通孔、４０…第２配線部、４１…第２配線層、４２…第２接続孔、４３…第２絶縁層、４５…第２配線部貫通孔、５０…接合金属部、５１…第１接合金属部、５２…第１接合金属部、６１…第１導電膜、６２…第３導電膜、７１…第２導電膜、７２…第４導電膜、８１…第５導電膜、８２…第６導電膜、８３…第１電極膜、８４…第２電極膜、１００…第１チップ、２００…第２チップ、３００…第２チップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】