Si貫通ビアはチップの厚みほどの長さで配線でき、複数のロジックブロックを垂直方向に積層することにより、ブロックを水平方向に並べた配線よりも平均配線長が大幅に短くなる。また、Si貫通ビアは高密度、高アスペクト比で配線でき、複雑なマルチチップ・モジュールのインテグレーションを完全にSi基板内で実現できる。この技術を使えば、これまでの高度なマルチチップモジュールよりも、物理的な実装密度が格段に高まる。さらに、立体的に配置したロジックブロックは電気的に近接するので、平面上の長距離配線が抱えるRC遅延の問題を排除できる。

　最近の技術開発動向としては、二次元配置からワイヤ、バンプ、マイクロビアによる三次元積層に移行し、さらに短い配線、小さな実装面積、高い効率が可能になるSi貫通ビアによる三次元ICに向かっている。今日では、ワイヤボンディングは密度と性能の両面で限界に達し、フリップチップはチップの積層に広く適用できない。そのため、Si貫通ビアは体積を縮小して性能を向上するために、近い将来必須技術になると考えられる。三次元ICによるデバイスとその市場に関しては、フラッシュメモリー、イメージセンサー、メモリーとロジックの異種デバイスの積層が有望で、Si貫通ビアが適用できる量産製品としてイメージセンサーとフラッシュメモリーの市場が2008年までに立ち上がりそうだ。

・ビアの形成
・絶縁膜、バリア、シードの成膜
・Cuめっき、配線めっきの除去と再配線(RDL：Redistribution Lines)
・ウェーハシンニング(Wafer Thinning)
・ウェーハ／チップアライメント、ボンディング、ダイシング

　これらの技術のほとんどはパッケージング産業にとって新しく、高いリスクを伴う高額の投資が必要なため、大手の半導体メーカーでも三次元ICはまだ研究開発段階にある状況だ。

・ビアホールの形成：レーザーあるいは深堀り反応性イオンエッチング(DRIE：Deep Reactive Ion Etch)
・ビアの充填：材料(ポリシリコン、Cu、W、導電性ポリマーなど)と技術(電気めっき、CVD、ポリマーコーティングなど)
・プロセスフロー：ビア先付あるいはビア後付
・積層：ウェーハとウェーハ、チップとウェーハ、チップとチップ
・ボンディング：CuとCuの直付、接着、ダイレクト融解、はんだ、ハイブリッドなど
・薄厚ウェーハの扱い：キャリア搬送の是非

　失敗のリスクと試行錯誤を最小化するために、Si貫通ビア技術の開発中あるいは開発を計画している大半の企業にとって、製造装置と材料メーカーおよびパッケージングの研究者が協力関係を樹立することが不可欠になっている。

　パッケージング産業が技術的な課題を克服してコスト効率が高いSi貫通ビア技術を開発するために、2006年9月にEMC-3Dコンソーシアムが発足した。EMC-3Dは、三次元ICの製造装置と材料のメーカーのコンソーシアムで、積層チップや高度なMEMS/センサーのパッケージングを、Si貫通ビアによる三次元配線で実現するために、技術的経済的問題に対処することを主眼としている。大手の装置メーカーは材料メーカーとともに、パッケージングの研究グループと協力して、コスト効率が高い製造とインテグレーションの問題に取り組んでいる。

・仏Alcatel Micro Machining Systems社(ビアエッチング技術)
・アイルランドXSiL社(レーザー・ドリル、レーザーダイシング技術)
・米Semitool社(ビアめっき、再配線めっき、ウェーハシンニング技術)
・オーストリアEV Group社(ウェーハ/ダイアライメント、積層技術)

・独IZM(Fraunhofer Institute for Reliability and Mikrointegration)
・仏LETI(Laboratoire d'electronique et de technologie de I'information)
・韓国SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)
・韓国KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology)
・米TAMU(Texas A&M University)

・米Rohm and Haas Electronic Materials Packaging and Finish-ing Technologies社
・米Enthon社
・米AZ Electronic Materials社
・米Honeywell社、米Isonics社(ウェーハシンニングサービスを共同提供)

　コンソーシアムはリサーチパートナーとの協業を通じて、厚さ50μmの薄厚ウェーハ(200/300mm)上に直径5μmから30μmのマイクロビアを、ビアファーストおよびビアラストの両手法により形成するプロセスを開発する。

・ビアDRIEエッチングとレーザードリル
・絶縁膜、バリア、シード成膜
・再配線可能なマイクロビアパターニング
・高アスペクト比Cuめっき
・キャリアボンディング/デボンディング
・シーケンシャル・ウェーハシンニング
・裏面絶縁膜、バリア、シード成膜
・裏面リソグラフィ
・裏面電極メタルめっき
・ウェーハ上のチップ配置と接合
・レーザーダイシング

　コンソーシアムはこれら加えて、ウェーハとウェーハを接合してダイシングとデボンディングの実証実験予定している。また、コンソーシアムは統合された三次元プロセスの保有コストについて、ウェーハあたり200ドルを目標にしている。