填充通孔的方法和用于执行该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种填充通孔的方法和用于执行该方法的装置。所述方法包括：在形成于基板中的通孔上提供具有流动性的填充材料，形成穿过所述基板的电场以用所述填充材料填充所述通孔，以及固化在所述通孔中的所述填充材料。所述装置包括用于支撑所述基板的台架，用于形成所述电场的上电极和下电极，以及与所述上电极和下电板相连接的电源。

Method for filling through hole and device for carrying out the method

The invention discloses a method for filling through holes and a device for carrying out the method. The method includes providing a fluid filling material on a through hole formed in a substrate, forming an electric field through the substrate to fill the through hole with the filling material, and the filling material solidified in the through hole. The device comprises a platform for supporting the substrate, an upper electrode and a lower electrode for the formation of the electric field, and a power source connected to the upper electrode and the lower electric plate.

【技术实现步骤摘要】
填充通孔的方法和用于执行该方法的装置
本专利技术公开了一种填充通孔的方法和用于执行该方法的装置。更具体地，本专利技术涉及一种通过使用电场来用填充材料填充形成于基板中的通孔的方法以及用于执行其的装置。
技术介绍
通常，半导体器件可以通过重复地执行一系列制造步骤而形成在用作半导体基板的硅晶片上，且如上所述而形成的半导体器件可以通过切割工艺、结合工艺和封装工艺被形成至半导体封装中。近来，随着半导体器件的集成度已达到物理极限，用于三维堆叠半导体器件的3D封装技术已引起了关注。特别地，已经积极研究和开发了使用穿透硅通孔(TSV)的三维集成电路的商业化技术。TSV工艺技术能够被分成用于在前端工艺之前执行通孔形成和进行填充的先通孔工艺(via-firstprocess)以及用于在前端工艺之后执行通孔形成和进行填充的后通孔工艺(via-lastprocess)。在先通孔工艺中，可以通过化学气相沉积工艺来用多晶硅填充通孔。然而，由于多晶硅具有相对较高的电阻，因此器件的特征可能会退化。在后通孔工艺中，可以通过电解电镀工艺来用铜填充通孔。然而，难于均匀地形成铜晶种层且因此可能在TSV电极中产生空隙。此外，难于确定电解电镀工艺最佳条件。
技术实现思路
本专利技术提供了一种填充通孔的新方法和适于执行该方法的装置，其能够解决如上所述的现有技术的问题。根据本专利技术的一个方面，一种填充通孔的方法可以包括：在形成于基板中的通孔上提供具有流动性的填充材料，形成穿过基板的电场以用填充材料填充通孔，以及固化在通孔中的填充材料。根据本专利技术的一些示例性实施例，提供填充材料可以包括在通孔上提供膏状焊料并熔化膏状焊料。根据本专利技术的一些示例性实施例，填充材料可以包括具有预定粘性的焊膏。根据本专利技术的一些示例性实施例，该方法还可以包括加热填充材料以去除溶剂并在将填充材料填充在通孔中之后熔化焊料。根据本专利技术的一些示例性实施例，填充材料可以通过丝网印刷工艺、孔版印刷工艺、喷墨印刷工艺或点胶工艺提供。根据本专利技术的一些示例性实施例，形成电场可以包括将AC电压施加至分别被设置在基板的上侧和下侧上的上电极和下电极。根据本专利技术的一些示例性实施例，上电极和下电极可以被设置成使得在上电极和基板之间的距离等于在基板和下电极之间的距离。根据本专利技术的一些示例性实施例，形成电场可以包括将DC电压施加至分别被设置在基板的上侧和下侧上的上电极和下电极，以使得将填充材料移至通孔中。根据本专利技术的一些示例性实施例，形成电场还可以包括将AC电压施加至上和下电极，以使得填充材料在通孔中对齐。根据本专利技术的另一个方面，一种用于填充通孔的装置可以包括用于支撑其中形成通孔的基板的台架，被设置在台架的上侧上的上电极，被设置在台架的下侧上的下电极，以及与上电极和下电极相连接以形成穿过基板的电场的电源，其中被设置在通孔上且具有流动性的填充材料可以通过电场被填充在通孔中。根据本专利技术的一些示例性实施例，台架可以具有环形以支撑基板的边缘部分。根据本专利技术的一些示例性实施例，台架可以具有网形，以使得形成通孔的一部分向下暴露。根据本专利技术的一些示例性实施例，台架可以由多孔陶瓷材料制成。根据本专利技术的一些示例性实施例，装置还可以包括用于熔化填充材料的加热器。根据本专利技术的一些示例性实施例，电源可以将AC电压施加至上电极和下电极。根据本专利技术的一些示例性实施例，电源可以将DC电压施加至上电极和下电极以使得填充材料被移至通孔中且随后将AC电压施加至上电极和下电极以使得填充材料在通孔中对齐。根据本专利技术的一些示例性实施例，在上电极和基板之间的距离可以等于在基板和下电极之间的距离。上面对本专利技术的概述不旨在描述本专利技术的每个所阐明的实施例或每个实施方案。下面的具体实施方式和权利要求更特别地例示了这些实施例。附图说明根据以下结合附图的描述，可以更加详细地理解示例性实施例，其中：图1为示出根据本专利技术的一个示例性实施例的填充通孔的方法的流程图；图2为适于执行如在图1中所示的通孔填充方法的装置的示意图；图3为示出如在图1中所示的通孔填充方法的示意图；图4为示出根据本专利技术的另一个示例性实施例的填充通孔的方法的流程图；图5为示出如在图2中所示的台架的另一个实例的示意图；以及图6为示出如在图2中所示的台架的另一个实例的示意图。虽然各种实施例适合于各种修改和替代形式，但其具体细节已通过示例的方式在附图中示出且将更详细地进行描述。然而，应理解的是其意图不是将所要求保护的本专利技术限制于所述的特定实施例。相反地，其意图是涵盖落在如通过权利要求所限定的主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。具体实施方式在下文中，参考附图更详细地描述本专利技术的实施例。然而，本专利技术不限于下面描述的实施例且以各种其他形式来进行实施。下面的实施例并不是用于完全完成本专利技术，而是用于将本专利技术的范围完全传达给本领域的技术人员。在说明书中，当一个组件被称为在......上或被连接至另一个组件或层时，其能够直接位于另一个组件或层上，被直接连接至其，或还可以存在中间组件或层。与此不同的是，将理解的是当一个组件被称为直接在另一个组件或层上或被直接连接至其时，其表示不存在中间组件。此外，尽管像第一、第二和第三的术语用于在本专利技术的各种实施例中描述各种区域和层，但区域和层并不限于这些术语。以下使用的术语仅用于描述具体实施例，而不用于限制本专利技术。额外地，除非在此另有限定外，包括技术或科学术语的所有术语可以具有与本领域的技术人员通常所理解的相同的意义。参考理想实施例的示意图来描述本专利技术的实施例。相应地，可以根据附图的形式来预期制造方法中的变化和/或容许误差。相应地，本专利技术的实施例不被描述为限于附图中的具体形式或区域且包括形式的偏差。该区域可以完全是示意性的，且其形式可以不描述或描绘在任何给定区域中的准确形式或结构，且不旨在限制本专利技术的范围。图1为示出根据本专利技术的一个示例性实施例的填充通孔的方法的流程图，且图2为适于执行如在图1中所示的通孔填充方法的装置的示意图。参照图1和2，根据本公开的一个示例性实施例的填充通孔的方法可以用于通过用填充材料20(参考图3)填充形成于基板10中的通孔(viahole)12(参考图3)来形成TSV电极30(参考图3)。通孔12可以通过深度反应离子蚀刻(DRIE)工艺形成且可以用填充材料20，诸如熔化的焊料和焊膏进行填充。特别地，通孔12可以通过背磨工艺向后暴露且因此基板10可以由通孔12穿透，如在图中所示。根据本专利技术的一个示例性实施例，用于填充通孔12的装置100可以包括在其中执行通孔填充工艺的工艺室102以及被设置在工艺室102中以支撑其中形成通孔12的基板10的台架110。台架110可以支撑基板10的边缘部分，以使得通孔12向下暴露。例如，基板10可以是上面形成有半导体集成电路的半导体裸片，且台架110可以具有矩形环形以支撑半导体裸片的边缘部分。在这种情况下，半导体裸片可以在通过切割工艺从晶片进行个体化之后被转送至工艺室102中。此外，基板10可以是上面形成有半导体裸片的晶片。在这种情况下，台架110可以具有圆环形以支撑晶片的边缘部分或具有开口的板形以使得晶片的下表面向下暴露。填充材料20可以被设置在通孔12上。例如，包括导电材料，诸如铜(Cu)、锡(Sn)、银(Ag)等的膏状焊料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填充通孔的方法，所述方法包括：在形成于基板中的通孔上提供具有流动性的填充材料；形成穿过所述基板的电场以用所述填充材料填充所述通孔；以及固化在所述通孔中的所述填充材料。

【技术特征摘要】
2016.12.27 KR 10-2016-0180171;2017.02.28 KR 10-2011.一种填充通孔的方法，所述方法包括：在形成于基板中的通孔上提供具有流动性的填充材料；形成穿过所述基板的电场以用所述填充材料填充所述通孔；以及固化在所述通孔中的所述填充材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供所述填充材料包括：在所述通孔上提供膏状焊料；以及熔化所述膏状焊料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述填充材料包括具有预定粘性的焊膏。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括加热所述填充材料以去除溶剂并在将所述填充材料填充在所述通孔中之后熔化焊料。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述填充材料是通过丝网印刷工艺、孔版印刷工艺、喷墨印刷工艺或点胶工艺来提供的。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成所述电场包括：将AC电压施加至被分别设置在所述基板的上侧和下侧上的上电极和下电极。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述上电极和下电极被设置成使得在所述上电极和所述基板之间的距离等于在所述基板和所述下电极之间的距离。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成所述电场包括：将DC电压施加至被分别设置在所述基板的上侧和下侧上的上电...

【专利技术属性】
技术研发人员：史允基，李梦龙，
申请(专利权)人：细美事有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR