JP5481832B2 - スパッタ装置及びスパッタ方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面と裏面を貫通する貫通電極を備えた貫通電極基板を製造するためのスパッタ装置及びスパッタ方法に関する。

近年、電子機器の高密度化、小型化が進み、ＬＳＩチップが半導体パッケージと同程度まで縮小化しており、パッケージ内におけるチップの２次元配置による高密度化は限界に達しつつある。そこで、パッケージ内におけるチップの実装密度を上げるため、ＬＳＩチップを分けて３次元に積層する必要がある。また、ＬＳＩチップを積層した半導体パッケージ全体を高速動作させるために積層回路間の距離を近づける必要がある。

そこで、上記のような要求に応えるため、ＬＳＩチップ間のインターポーザとして基板の表面と裏面を導通する導通部を備えた貫通電極基板が提案されている。このような貫通電極基板では、貫通孔内部に電解メッキによって導電材（Ｃｕ等）を充填することで貫通電極が形成されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

上記特許文献１、２によれば、貫通孔を備えた基板の一方の面にシード層を形成し、このシード層に給電して貫通孔内部に導電材を充填する方法が提案されている。シード層は、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の成膜法を用いて形成される。

上記のような貫通電極基板を形成する際に用いられるスパッタ装置が提案されている。このようなスパッタ装置では、基板を載置するステージの近傍からターゲットの近傍までの間にチャンバの内壁を保護する防着板を備え、防着板に印加する電位を制御することにより、防着板からの剥離ダストを抑制しながら、基板に対して成膜を行うようにしている（例えば、特許文献３）。
特開２００６−１４７９７１号公報 特開２００７−９５７４３号公報 特開２００３−７３８０１号公報

しかし、上記特許文献１、２に提案されている成膜法によりシード層を形成する際には、貫通孔内部に金属粒子が堆積してしまう。このため、従来の成膜法を用いて形成された金属シード層を給電層として、電解メッキによって導電材を充填すると、導電材中にボイドが生じる。このボイドは、貫通孔内部への導電材の充填不足を招き、貫通電極の導電性能を低下させる原因となる。

本発明は上記に鑑み、シード層を形成する際に貫通孔内部に金属粒子が堆積することを防止し、導電材を充填する際にボイドが生じることを防止するスパッタ装置及びスパッタ方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るスパッタ装置は、反応室と、前記反応室の内部に配置され、ターゲットホルダに保持された所定の金属材料からなるターゲットと、前記反応室の内部に前記ターゲットと離間して配置され、貫通孔が形成された基板を保持する基板保持部材と、前記基板の成膜面の背面側に位置する前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する気体供給口と、を備え、前記基板保持部材は、前記気体供給口の周囲に配置され、前記気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔を有し、前記気体供給口から前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、前記ターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスパッタ装置は、反応室と、基板の成膜面の背面側に位置する前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する第１気体供給口と、前記第１気体供給口と異なる位置の前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する第２気体供給口と、前記第１気体供給口に供給する前記希ガスの流量を調整する第１流量調整装置と、前記第２気体供給口に供給する前記希ガスの流量を調整する第２流量調整装置と、前記反応室の内部に配置され、ターゲットホルダに保持された所定の金属材料からなるターゲットと、前記反応室の内部に前記ターゲットと離間して配置され、貫通孔が形成された基板を保持する基板保持部材と、を備え、前記基板保持部材は、前記第１気体供給口の周囲に配置され、前記第１気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔を有し、前記第１気体供給口から前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に前記希ガスを供給するとともに、前記第２気体供給口から前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、前記ターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスパッタ方法は、スパッタ装置を用いて貫通孔が形成された基板に対して成膜処理を行う際に、前記基板の成膜面の背面側に位置する反応室の壁面に設けられた気体供給口の周囲に配置され、前記気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔から前記基板の貫通孔を通して前記スパッタ装置の反応室の内部に希ガスを供給しながら、ターゲットを保持するターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスパッタ方法は、スパッタ装置を用いて貫通孔が形成された基板に対して成膜処理を行う際に、前記基板の成膜面の背面側に位置する反応室の壁面に設けられた第１気体供給口の周囲に配置され、前記第１気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔から前記基板の貫通孔を通して前記スパッタ装置の反応室の内部に希ガスを供給するとともに、前記第１気体供給口と異なる位置の前記反応室の壁面に設けられた第２気体供給口から前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、ターゲットを保持するターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成し、前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量を、前記第２気体供給口から前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量より多くしたことを特徴とする。

本発明によれば、シード層を形成する際に貫通孔内部に金属粒子が堆積することを防止し、導電材を充填する際にボイドが生じることを防止するスパッタ装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。

＜スパッタ装置の構成＞
図１は、スパッタ装置１００の要部構成を示す図である。図１において、スパッタ装置１００は、反応室を形成するチャンバ１０１と、チャンバ１０１内部の上部に配設されターゲットホルダ１０２と、チャンバ１０１内部の下部に配設された基板ホルダ１０５と、チャンバ１０１外部の下部に配設された気体吸気口１０６と、チャンバ１０１外部の下方左側部に配設された気体排出口１１０と、を備える。

ターゲットホルダ１０２は、平板状のターゲット１０３を保持する。ターゲットホルダ１０２には、外部の電源（直流電源又はＲＦ電源）１１２から所定の直流電圧又は所定の交流電圧が印加される。ターゲット１０３としては、薄膜を形成する材料となるアルミニウムＡｌ、チタンＴｉ、クロムＣｒ等の金属板が用いられる。

基板ホルダ１０５は、平板状の基板１０４を保持する。基板ホルダ１０５は、基板１０４の外周部を保持する環状支持部材１０６により構成される。環状支持部材１０６は、電気的に接地されている。環状支持部材１０６には、気体供給口１０７と連通する連通孔１０６Ａが形成されている。環状支持部材１０６の内部には、基板１０４の背面側となる位置に平板状の噴き上げ板１０８が配設されている。噴き上げ板１０８には、複数の噴き上げ孔１０８Ａが形成されている。なお、基板１０４としては、例えば、シリコン基板等が用いられる。この基板１０４には、後述する貫通電極が形成される。このため、基板ホルダ１０５により保持される基板１０４には、予め複数の貫通孔が形成されているが、図１では貫通孔の図示は省略している。

噴き上げ板１０８の詳細な構成について図２を参照して説明する。図２（Ａ）は噴き上げ板１０８の断面図、図２（Ｂ）は噴き上げ板１０８の下方から見た平面図である。図２（Ｂ）に示すように、噴き上げ板１０８には、所定の間隔を空けて複数の噴き上げ孔１０８Ａ（この場合は５個）が形成されている。なお、噴き上げ孔１０８Ａの形成位置及び数は限定するものではない。噴き上げ板１０８は、周辺部が非接触部１０８Ｂを介して環状支持部材１０６に固定されている。この固定位置により、図２（Ａ）に示すように、基板１０４の背面側と噴き上げ板１０８の上面側との間には空洞１１４が形成される。

気体供給口１０７は、一方の端部がチャンバ１０１内部の壁面に固定され、他方の端部にマスフローコントローラ１０９が接続されている。マスフローコントローラ１０９は、外部に接地されたガスボンベ（図示せず）から供給されるアルゴンＡｒ等の希ガスの流量を制御する。マスフローコントローラ１０９における流量制御は、外部の制御装置（図示せず）から入力される流量制御信号等に応じて行われる。気体供給口１０７には、マスフローコントローラ１０９により流量が調整されたアルゴンＡｒ等の希ガスが供給される。気体吸気口１０７から供給される希ガスは、連通孔１０６Ａを通り、噴き上げ板１０８の噴き上げ孔１０８Ａにより基板１０４の背面側に噴き上げられる。したがって、供給された希ガスは、基板１０４に形成された複数の貫通孔を通ってチャンバ１０１内部に供給される。チャンバ１０１内部に供給される希ガスの流量は、貫通電極基板１０４の表面に薄膜を形成するための成膜処理条件に応じて、マスフローコントローラ１０９により一定に制御される。

気体排気口１１０は、一方の端部がチャンバ１０１内部の壁面に固定され、他方の端部が真空ポンプ１１１に接続されている。真空ポンプ１１１は、チャンバ１０１内部を所望の高真空（例えば、Ｐａ）に排気する。

＜スパッタ装置の成膜処理＞
図１において、チャンバ１０１の内部は、真空ポンプ１１１により所望の高真空（例えば、１０^−５〜１０^−７Ｐａ）まで排気される。高真空状態になったチャンバ１０１の内部には、マスフローコントローラ１０９により流量調整された希ガスが、気体供給口１０７、連通孔１０６Ａ、噴き上げ板１０８、基板１０４の貫通孔を通って供給される。ターゲットホルダ１０２に電源１１２から電圧が印加されると、ターゲット１０３と基板１０４との間に電位差が発生する。この電位差により、チャンバ１０１内部に供給された希ガスは電離してプラズマ１１３となる。例えば、ターゲット１０３に負電圧を印加すると、アルゴンガスから電離したＡｒ^＋イオンがターゲット１０２に衝突し、ターゲット１０２から金属原子を飛び出させる。この金属原子が基板１０４表面に堆積し、基板１０４表面に薄膜が形成される。

＜貫通電極の形成方法＞
次に、基板１０４に貫通電極を形成する工程について、図３を参照して説明する。図３（Ａ）〜（Ｅ）は、基板１０４に貫通電極を形成する工程を順に示す図である。この場合、図３（Ｃ）に示す工程において、上記スパッタ装置１００が用いられる。なお、図３（Ａ）〜（Ｅ）では、説明を簡略化するため、基板１０４に形成される一つの貫通電極のみを示している。実際の基板１０４には、仕様等に応じて所望の孔径（例えば、１０μｍ〜１００μｍ）の複数の貫通電極が所望の間隔で複数形成される。

（１）貫通孔の形成
まず、図３（Ａ）において、基板１０４をエッチングして、基板１０４の上面から下面に貫通した貫通孔１０４Ａを穿設する。

（２）絶縁膜の形成
次に、図３（Ｂ）において、基板１０４の上面と下面、及び貫通孔１０４Ａの内壁に絶縁膜１２０を形成する。絶縁層１２０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物等の無機絶縁層からなる。この絶縁層１２０は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等を用いて形成される。

（３）シード層の形成
次に、図３（Ｃ）において、絶縁層１２０を形成した基板１０４に対して、上記スパッタ装置１００を用いて下面側にシード層１２１を形成する。図１に示したスパッタ装置１００では、基板ホルダ１０５はチャンバ１０１内部の下側に配設されている。このため、基板１０４は、シード層１２１の形成面がターゲット１０３に向くように基板ホルダ１０５に保持される。

スパッタ装置１００では、上述のように、高真空状態になったチャンバ１０１の内部には、マスフローコントローラ１０９により流量調整された希ガスが、気体供給口１０７、連通孔１０６Ａ、噴き上げ板１０８、基板１０４の貫通孔を通って供給される。この場合、図４に示すように、基板１０４の背面側から供給される希ガス（例えば、アルゴンガス）は、基板１０４に形成された微細な貫通孔１０４Ａを通ってチャンバ１０１内部に供給される。この場合、希ガスは、微細な貫通孔１０４Ａからチャンバ１０１内部に噴き上げられる。この希ガス噴き上げ時の圧力により、ターゲット１０３から飛び出した金属原子が貫通孔１０４Ａの内部に堆積することを防止することが可能になる。したがって、ターゲット１０３から飛び出した金属原子は、ターゲット１０３に向かって保持された基板１０４の表面に主に堆積し、シード層１２１となる薄膜を形成する。なお、シード層１２１は、材料としてチタンＴｉ等を用いて一層に形成してもよいし、チタンＴｉと銅Ｃｕを用いて２層に形成してもよい。シード層１２１を２層に形成する場合は、銅Ｃｕの層を後述する導通部１２２と接触する層として形成することが好ましい。

（４）導通部の形成
次に、図３（Ｄ）において、電解メッキによって基板１０４のシード層１２１を給電層として貫通孔１０４Ａ内部に導電材（Ｃｕ等）を充填して、導通部１２２を形成する。この場合、図３（Ｄ）に示すように、導通部１２２は、シード層１２１を形成した面にも形成される。

（５）貫通電極の形成
次に、図３（Ｅ）において、基板１０４のシード層１２１及び導通部１２２が形成された面をエッチングして、導通部１２２とシード層１２１を除去して、貫通電極１３０の形成は完了する。

以上のように、第１の実施の形態に示したスパッタ装置１００では、成膜処理が行われる基板１０４の背面側からプラズマを発生させる希ガスをチャンバ１０１内部に供給するようにした。このため、希ガスは、基板１０４に予め形成された微細な貫通孔１０４Ａを通ってチャンバ１０１内部に噴き上げられて、ターゲット１０３から飛び出した金属原子が貫通孔１０４Ａの内部に堆積することを防止することが可能になった。その結果、電解メッキによって導電材を貫通孔１０４Ａの内部に充填する際に、図５に示すように導電材中にボイド１２３が生じることを防止し、貫通電極１３０の導電性能が低下することを防止することが可能になった。なお、スパッタ処理における成膜処理条件と、基板１０４に形成する貫通孔１０４の孔径との具体的な対応関係等は、以下に開示する第２の実施の形態において説明する。

（第２の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施の形態を詳細に説明する。

＜スパッタ装置の構成＞
図６は、スパッタ装置２００の要部構成を示す図である。図６において、図１に示したスパッタ装置１００と同一の構成部分には、同一符号を付して、その構成説明を省略する。

図６において、スパッタ装置２００は、チャンバ１０１外部の下方右側部に第２気体供給口２０１を配設している。第２気体供給口２０１は、一方の端部がチャンバ１０１内部の壁面に固定され、他方の端部に第２マスフローコントローラＭＦＣ２（第２流量調整装置）が接続されている。これらの構成により、上記気体供給口１０７は、第１気体供給口１０７とし、上記マスフローコントローラ１０９は、第１マスフローコントローラＭＦＣ１（第１流量調整装置）とする。

第２マスフローコントローラＭＦＣ２は、外部に接地されたガスボンベ（図示せず）から供給されるアルゴンＡｒ等の希ガスの流量を制御する。第２マスフローコントローラＭＦＣ２における流量制御は、外部の制御装置（図示せず）から入力される流量制御信号等に応じて行われる。第２気体供給口２０１には、第２マスフローコントローラＭＦＣ２により流量が調整されたアルゴンＡｒ等の希ガスが供給される。第２気体吸気口２０１から供給される希ガスの流量は、第１気体供給口１０７から供給される希ガスの流量より少なく設定される。したがって、第１気体供給口１０７及び第２気体吸気口２０１から供給される希ガスの流量は、貫通電極基板１０４の表面に薄膜を形成するための成膜処理条件に応じて、第１、第２マスフローコントローラＭＦＣ１，ＭＦＣ２により一定に制御される。

＜スパッタ装置の成膜処理＞
図６において、チャンバ１０１の内部は、真空ポンプ１１１により所望の高真空（例えば、１０^−５〜１０^−７Ｐａ）まで排気される。高真空状態になったチャンバ１０１の内部には、第１マスフローコントローラＭＦＣ１により流量調整された希ガスが、第１気体供給口１０７、連通孔１０６Ａ、噴き上げ板１０８、基板１０４の貫通孔を通って供給されるとともに、第２マスフローコントローラＭＦＣ２により流量調整された希ガスが第２気体吸気口２０１から供給される。この時、第１マスフローコントローラＭＦＣ１の気体流量は、第２マスフローコントローラＭＦＣ２の気体流量より多く設定される。ターゲットホルダ１０２に電源１１２から電圧が印加されると、ターゲット１０３と基板１０４との間に電位差が発生する。この電位差により、チャンバ１０１内部に供給された希ガスは電離してプラズマ１１３となる。例えば、ターゲット１０３に負電圧を印加すると、アルゴンガスから電離したＡｒ^＋イオンがターゲット１０２に衝突し、ターゲット１０２から金属原子を飛び出させる。この金属原子が基板１０４表面に堆積し、基板１０４表面に薄膜が形成される。

図６に示したスパッタ装置２００では、貫通孔が形成された基板１０４に対して成膜処理を行う際に、第１マスフローコントローラＭＦＣ１から供給する希ガスの流量を、第２マスフローコントローラＭＦＣ２から供給する希ガスの流量より多く設定したことに特徴がある。これら第１マスフローコントローラＭＦＣ１と第２マスフローコントローラＭＦＣ２における各気体流量の具体例については、以下に示す成膜処理条件の具体例において説明する。

次に、図６に示したスパッタ装置２００と同様に構成したスパッタ装置３００を用いて、貫通孔が形成された基板に対して成膜処理を行う場合の具体例について、図７及び図８を参照して説明する。

＜スパッタ装置３００の構成＞
図７は、スパッタ装置３００の要部構成を簡略化して示した図である。図７において、スパッタ装置３００は、反応室を形成するチャンバ３０１と、チャンバ３０１内部の下部に配設されターゲット３０２と、チャンバ３０１内部の上部に配設された基板３０３と、基板３０３の背面側からチャンバ３０１内部にアルゴンガスを供給する２台の第１マスフローコントローラＭＦＣ１と、チャンバ３０１の左右側部からチャンバ３０１内部にアルゴンガスを供給する２台の第２マスフローコントローラＭＦＣ２と、ターゲット３０２と基板３０３の間に直流電圧を印加する直流電源３１０と、を備える。また、図７において、３０４はプラズマを示し、３２０は真空ポンプを示す。なお、図７に示すスパッタ装置３００のターゲット３０２と基板３０３の各配設位置は、図６に示したスパッタ装置２００のターゲット１０３と基板１０４の各配設位置と異なっているが、成膜処理プロセスが異なることはない。すなわち、ターゲットと基板の配置関係は、スパッタ装置内部の構成上の違いだけであり、成膜処理プロセスに影響を与える要素ではない。

＜スパッタ装置の成膜処理＞
図７において、チャンバ３０１の内部は、真空ポンプ３２０により所望の高真空（例えば、１０^−５〜１０^−７Ｐａ）まで排気される。高真空状態になったチャンバ３０１の内部には、チャンバ３０１の上部から２台の第１マスフローコントローラＭＦＣ１により流量調整されたアルゴンガスが基板３０３の貫通孔を通って供給されるとともに、チャンバ３０１の左右側部から２台の第２マスフローコントローラＭＦＣ２により流量調整されたアルゴンガスが供給される。この時、第１マスフローコントローラＭＦＣ１から供給する希ガスの流量は、第２マスフローコントローラＭＦＣ２から供給する希ガスの流量より多く設定される。例えば、第１マスフローコントローラＭＦＣ１から供給する希ガスの流量を１００（ｓｃｃｍ）、第２マスフローコントローラＭＦＣ２から供給する希ガスの流量を３０（ｓｃｃｍ）に設定される。他の具体例については、以下に示す図８において説明する。

次に、ターゲット３０２と基板３０３の間に直流電源３１０から直流電圧が印加されると、ターゲット３０２と基板３０３との間に電位差が発生する。この電位差により、チャンバ３０１内部に供給されたアルゴンガスは電離してプラズマ３０４となる。この場合、基板３０３に正電圧（＋）を印加し、ターゲット３０３に負電圧（−）を印加している。アルゴンガスから電離したＡｒ^＋イオンがターゲット３０２に衝突し、ターゲット３０２から金属原子（ターゲット原子）を飛び出させる。この金属原子が基板３０３表面に堆積し、基板３０３表面に薄膜が形成される。

上記成膜処理における具体的な成膜処理条件を図８に示す。図８は、成膜処理条件として、第１マスフローコントローラＭＦＣ１により調整される気体流量「ＭＦＣ１流量（ｓｃｃｍ）」と、第２マスフローコントローラＭＦＣ２により調整される気体流量「ＭＦＣ２流量（ｓｃｃｍ）」と、基板３０３に形成された貫通孔の貫通孔径「φ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）」とを対応付けた場合を示している。図８において、「従来の成膜処理条件」は、第２マスフローコントローラＭＦＣ２のみからアルゴンガスをチャンバ３０１内部に供給する場合を示す。また、「本案の成膜処理条件」は、第１マスフローコントローラＭＦＣ１と第２マスフローコントローラＭＦＣ２の双方からアルゴンガスをチャンバ３０１内部に供給する場合を示す。

まず、「従来の成膜処理条件」では、第２マスフローコントローラＭＦＣ２からチャンバ３０１内部に供給するアルゴンガスの流量を３０（ｓｃｃｍ）に調整し、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に変更して、成膜処理を行っている。この成膜処理の後、上述の電解メッキによって導電材を基板３０３の貫通孔の内部に充填した。そして、貫通孔径φ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）毎に導通部の良（図中の○）、不良（図中の×）を判定した。この場合、いずれの貫通孔径でも導通部は不良（×）であった。

上記「従来の成膜処理条件」により貫通電極が形成された基板の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）で撮影した結果を図９に示す。図９に示すように、貫通電極内にボイドが生じていることが判る。したがって、第２マスフローコントローラＭＦＣ２のみからチャンバ３０１内部にアルゴンガスを供給する成膜処理条件では、図９に示すようなアスペクト比が大きい貫通電極を形成することが困難であることが判った。図９に示した貫通電極の成膜処理条件は、図８に示したＭＦＣ２流量：３０（ｓｃｃｍ），ＭＦＣ１流量：０（ｓｃｃｍ），貫通孔径：φ５０（μｍ）に設定した場合である。また、貫通孔の深さは、４００μｍである。

次に、「本案の成膜処理条件」として、第１マスフローコントローラＭＦＣ１と第２マスフローコントローラＭＦＣ２からチャンバ３０１内部に各々供給するアルゴンガスの流量を３０（ｓｃｃｍ）に調整し、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に変更して、成膜処理を行っている。この成膜処理の後、上述の電解メッキによって導電材を基板３０３の貫通孔の内部に充填した。この場合、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に変更したが、何れの場合も形成された貫通電極は不良（×）となった。

「本案の成膜処理条件」として、第１マスフローコントローラＭＦＣ１からチャンバ３０１内部に供給するアルゴンガスの流量を５０（ｓｃｃｍ）に調整し、第２マスフローコントローラＭＦＣ２からの供給流量を０（ｓｃｃｍ）に調整し、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に変更して、成膜処理を行っている。この成膜処理の後、上述の電解メッキによって導電材を基板３０３の貫通孔の内部に充填した。この場合、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ）に設定して形成された貫通電極は良（○）となり、貫通孔径をφ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に設定して形成された貫通電極は不良（×）となった。

また、「本案の成膜処理条件」として、第１マスフローコントローラＭＦＣ１からチャンバ３０１内部に供給するアルゴンガスの流量を１００（ｓｃｃｍ）に調整し、第２マスフローコントローラＭＦＣ２からの供給流量を０（ｓｃｃｍ）又は３０（ｓｃｃｍ）に調整し、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ），φ７０（μｍ）に変更して、成膜処理を行っている。この成膜処理の後、上述の電解メッキによって導電材を基板３０３の貫通孔の内部に充填した。この場合、基板３０３の貫通孔径をφ３０（μｍ），φ５０（μｍ）に設定して形成された貫通電極は共に良（○）となり、貫通孔径をφ７０（μｍ）に設定して形成された貫通電極は不良（×）となった。

以上の「本案の成膜処理条件」の結果から、少なくとも第２マスフローコントローラＭＦＣ２のみからアルゴンガスを供給する場合よりも、第１マスフローコントローラＭＦＣ１からチャンバ３０１内部にアルゴンガスを供給する方が、良好な貫通電極を形成できることが判った。

上記「本案の成膜処理条件」により貫通電極が形成された基板の断面をＳＥＭで撮影した結果を図１０に示す。図１０に示すように、貫通電極内にボイドが生じていないことが判る。したがって、第１マスフローコントローラＭＦＣ１からチャンバ３０１内部に供給するアルゴンガスの流量を、第２マスフローコントローラＭＦＣ２から供給するアルゴンガスの流量より多くすることにより、アスペクト比が大きい貫通電極を形成する際に用いる成膜処理としては良好な結果が得られることが判った。図１０に示した貫通電極の成膜処理条件は、図８に示したＭＦＣ２流量：０（ｓｃｃｍ），ＭＦＣ１流量：１００（ｓｃｃｍ），貫通孔径：φ５０（μｍ）に設定した場合である。また、貫通孔の深さは、４００μｍである。

なお、図８に示した各成膜処理条件は、あくまで一例であり、基板に形成する貫通電極の貫通孔径に応じて、その成膜処理条件を変更可能であることは勿論である。

また、第２の実施の形態において、上記成膜処理以外に貫通電極を形成する他の工程は、第１の実施の形態において図３で説明した各工程と同様であるため説明は省略する。

本発明の第１の実施の形態に係るスパッタ装置の要部構成を示す図である。 ターゲットホルダの構成を示す図であり、（Ａ）はターゲットホルダの断面図、（Ｂ）はターゲットホルダの平面図である。 貫通電極基板に貫通電極を形成する工程を示す図であり、（Ａ）は貫通孔の形成工程を示す図、（Ｂ）は絶縁膜の形成工程を示す図、（Ｃ）はシード層の形成工程を示す図、（Ｄ）は導通部の形成工程を示す図、（Ｅ）は完成した貫通電極の断面図である。 スパッタ装置による成膜処理において基板の貫通孔から希ガスが噴き上げられる状態を示す図である。 導通部内部にボイドが生じた状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るスパッタ装置の要部構成を示す図である。 スパッタ装置の要部構成を簡略化して示す図である。 成膜処理条件の具体例を示す図である。 従来の成膜処理条件により形成した貫通電極のＳＥＭ写真を示す図である。 本発明に係る成膜処理条件により形成した貫通電極のＳＥＭ写真を示す図である。

符号の説明

１００，２００，３００…スパッタ装置、１０１，３０１…チャンバ、１０２…ターゲットホルダ、１０３，３０２…ターゲット、１０４，３０３…基板、１０４Ａ…貫通孔、１０５…基板ホルダ、１０７…気体供給口（第１気体供給口）、１０８…噴き上げ板、１０９…マスフローコントローラ、１２１…シード層、１２２…導通部、１３０…貫通電極、２０１…第２気体供給口、ＭＦＣ１…第１マスフローコントローラ、ＭＦＣ２…第２マスフローコントローラ。

Claims (8)

1. 反応室と、
   前記反応室の内部に配置され、ターゲットホルダに保持された所定の金属材料からなるターゲットと、
   前記反応室の内部に前記ターゲットと離間して配置され、貫通孔が形成された基板を保持する基板保持部材と、
   前記基板の成膜面の背面側に位置する前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する気体供給口と、を備え、
   前記基板保持部材は、前記気体供給口の周囲に配置され、前記気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔を有し、
   前記気体供給口から前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、前記ターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とするスパッタ装置。
2. 前記ターゲットから飛び出した金属原子が前記貫通孔の内部に堆積しない流量で前記気体供給口から前記希ガスのみを供給することを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
3. 反応室と、
   基板の成膜面の背面側に位置する前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する第１気体供給口と、
   前記第１気体供給口と異なる位置の前記反応室の壁面に設けられ、前記反応室の内部に希ガスを供給する第２気体供給口と、
   前記第１気体供給口に供給する前記希ガスの流量を調整する第１流量調整装置と、
   前記第２気体供給口に供給する前記希ガスの流量を調整する第２流量調整装置と、
   前記反応室の内部に配置され、ターゲットホルダに保持された所定の金属材料からなるターゲットと、
   前記反応室の内部に前記ターゲットと離間して配置され、貫通孔が形成された基板を保持する基板保持部材と、を備え、
   前記基板保持部材は、前記第１気体供給口の周囲に配置され、前記第１気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔を有し、
   前記第１気体供給口から前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に前記希ガスを供給するとともに、前記第２気体供給口から前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、前記ターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とするスパッタ装置。
4. 前記第１流量調整装置は、前記第１気体供給口に供給する前記希ガスの流量を、前記第２流量調整装置により前記第２気体供給口に供給される前記希ガスの流量より多く設定し、
   前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量を、前記第２気体供給口から前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量より多くしたことを特徴とする請求項３記載のスパッタ装置。
5. 前記第１流量調整装置と前記第２流量調整装置とは、前記ターゲットから飛び出した金属原子が前記貫通孔の内部に堆積しない流量で前記第１気体供給口と前記第２気体供給口とから前記希ガスのみを供給することを特徴とする請求項３又は４に記載のスパッタ装置。
6. スパッタ装置を用いて貫通孔が形成された基板に対して成膜処理を行う際に、前記基板の成膜面の背面側に位置する反応室の壁面に設けられた気体供給口の周囲に配置され、前記気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔から前記基板の貫通孔を通して前記スパッタ装置の反応室の内部に希ガスを供給しながら、ターゲットを保持するターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成することを特徴とするスパッタ方法。
7. スパッタ装置を用いて貫通孔が形成された基板に対して成膜処理を行う際に、前記基板の成膜面の背面側に位置する反応室の壁面に設けられた第１気体供給口の周囲に配置され、前記第１気体供給口から前記基板の背面側に連通する連通孔から前記基板の貫通孔を通して前記スパッタ装置の反応室の内部に希ガスを供給するとともに、前記第１気体供給口と異なる位置の前記反応室の壁面に設けられた第２気体供給口から前記反応室の内部に前記希ガスを供給しながら、ターゲットを保持するターゲットホルダに電圧を印加し、前記基板の成膜面に前記ターゲットの金属材料からなる膜を形成し、
   前記基板の貫通孔を通して前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量を、前記第２気体供給口から前記反応室の内部に供給される前記希ガスの流量より多くしたことを特徴とするスパッタ方法。
8. 前記基板の貫通孔を通して前記スパッタ装置の反応室の内部に前記希ガスのみを供給することを特徴とする請求項６又は７記載のスパッタ方法。