【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子封装领域,具体地,涉及一种新型分步电镀填充硅基TSV转接板的方法。
技术介绍
TSV(ThroughSiliconVia,硅通孔)的三维封装(3D-TSV)具有高速互连、高密度集成、小型化等特点,同时表现出同质和异质功能整合等优点,成为近年来半导体技术最热门的研究方向之一。尽管3D-TSV封装技术具有诸多优势,但目前仍存在一些不利因素制约3D-TSV集成封装技术的发展。具体包括:制备工艺繁琐、复杂,设计软件和方法的缺失、功率密度增加导致的热机械问题、关键工艺与设备问题以及系统测试难题等。其中,3D-TSV封装涉及的关键工艺技术包括:高深宽比(TSV深度/TSV直径)TSV的刻蚀、高深宽比TSV的无缺陷填充、晶圆减薄、多层对准与键合技术等。这些工艺尚不成熟,从而制约了3D-TSV封装技术的应用与发展。良率、可靠性问题对于3D-TSV封装技术是一个巨大的挑战。3D-TSV封装技术的失效模式主要是热机械载荷引起的,包括焊点的失效、TSV本身的失效、芯片的破裂与疲劳失效、界面间的分层与裂纹等。无论先通孔工艺还是后通孔工艺,Cu-TSV与TSVPad是分步完成的。Cu-TSV与TSV-Pad间存在界面间的热应力,且TSV填充是盲孔填充,电镀完成后需要进行晶圆减薄等工艺。同时,TSV通孔填充较难实现无孔洞填充。
技术实现思路
针对上述传统工艺中填充TSV的缺点,本专利技术提出一种电镀填充硅基T ...
【技术保护点】
一种电镀填充硅基TSV转接板的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:1)采用刻蚀有TSV通孔的晶圆,所述晶圆上带有二氧化硅绝缘层、钛阻挡层和Cu种子层,然后将晶圆制备成带有双面干膜光刻胶的通孔晶圆,单面粘贴绝缘膜;2)将经过步骤1)处理的单面粘贴绝缘膜的晶圆,进行预润湿处理,以保证通孔内有效填充;3)经过步骤2)处理的晶圆,该晶圆含有不同孔径通孔,将该晶圆未粘贴绝缘膜的一面与阳极对面平行放置于镀液中;4)采用电镀技术单面填充经步骤3)处理的硅通孔TSV和焊盘Pad;5)除去经过步骤1)粘贴在通孔晶圆一面上的绝缘膜;6)将经过步骤5)除去绝缘膜的晶圆的一面与阳极对面平行放置于含有添加剂的镀液中;7)采用电镀技术填充通孔中经过步骤6)后未被填充的硅通孔部分和另一面的Pad区域;8)将步骤7)中电镀填充后的硅通孔TSV硅片,用氢氧化钠溶液除去干膜光刻胶并用去离子水清洗,使用氨水和双氧水的混合液去除Cu种子层并用去离子水清洗,制备无暇链接的Cu‑TSV与Cu‑Pad。
【技术特征摘要】
1.一种电镀填充硅基TSV转接板的方法,其特征在于,所述方法包括以下
步骤:
1)采用刻蚀有TSV通孔的晶圆,所述晶圆上带有二氧化硅绝缘层、钛阻挡
层和Cu种子层,然后将晶圆制备成带有双面干膜光刻胶的通孔晶圆,单面粘贴
绝缘膜;
2)将经过步骤1)处理的单面粘贴绝缘膜的晶圆,进行预润湿处理,以保证通
孔内有效填充;
3)经过步骤2)处理的晶圆,该晶圆含有不同孔径通孔,将该晶圆未粘贴绝缘
膜的一面与阳极对面平行放置于镀液中;
4)采用电镀技术单面填充经步骤3)处理的硅通孔TSV和焊盘Pad;
5)除去经过步骤1)粘贴在通孔晶圆一面上的绝缘膜;
6)将经过步骤5)除去绝缘膜的晶圆的一面与阳极对面平行放置于含有添加
剂的镀液中;
7)采用电镀技术填充通孔中经过步骤6)后未被填充的硅通孔部分和另一面
的Pad区域;
8)将步骤7)中电镀填充后的硅通孔TSV硅片,用氢氧化钠溶液除去干膜光
刻胶并用去离子水清洗,使用氨水和双氧水的混合液去除Cu种子层并用去离子
水清洗,制备无暇链接的Cu-TSV与Cu-Pad。
2.根据权利要求1所述的一种电镀填充硅基TSV转接板的方法,其特征在
于,在执行步骤1)时,采用热压或粘贴技术将绝缘膜粘贴在通孔晶圆的一面上。
3.根据权利要求2所述的一种电镀填充硅基TSV转接板的方法,其特征在
于,所述的绝缘膜为既能防止导电、又能避免镀液从粘贴绝缘膜的一侧扩散进入
TSV内的有机或无机薄膜;所述绝缘膜的厚度在0.1μm以上。
4.根据权利要求1所述的一种电镀填充硅基TSV转接板的方法,其特征在
于,在执...
【专利技术属性】
技术研发人员:张亚舟,孙云娜,丁桂甫,汪红,任宇芬,陈明明,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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