一种TSV填孔方法技术

本发明专利技术公开了一种TSV填孔方法，属于微电子组件技术领域。该方法在硅基片上进行刻蚀盲孔、研磨抛光形成通孔，接着通过通孔溅射、前处理、阶梯电镀等工艺，获得填充率可达100％的TSV铜孔。本发明专利技术方法具有过程简便、填充率高的优点，且方法简单易行、一致性好，便于批量化生产，特别适用于高密度电气互连应用，是实现高速、高频、高密度组件的关键技术。

【技术实现步骤摘要】
一种TSV填孔方法
本专利技术属于微电子组件
，具体涉及一种TSV填孔方法。
技术介绍
随着应用需求的不断增多，电子产品发展速度加快，对组件的传输速度、使用频率、集成度等都提出的更高的要求。TSV(ThroughSiliconVia，穿硅过孔)作为一种新兴技术，特别适用于高速、高频、高密度要求的组件中，发挥着至关重要的作用。在TSV的制备过程中，填孔工序是关键工序，其填充质量直接影响着传输特性、热特性、集成特性，是研究中的重点。目前，常用的TSV填孔有盲孔填镀、通孔填镀两种。盲孔填镀难度大，往往需要突破性改进，如改变孔内绝缘层斜坡状态、消除盲孔底部残余气泡、改善电镀液成分等，这些改进耗时费力、效果不佳。相比之下，通孔填镀难度较低、便于操作，但面临着表面Cu层过厚、填充率低的问题。现有技术通过底部键合、电化学镀等方式可以改善填充效果，但是过程仍然相对繁琐。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种TSV填孔方法，该方法简单易行，能够极大地提升TSV孔的填充率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种TSV填孔方法，其包括以下步骤：(1)在Si基片正面进行光刻和刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TSV填孔方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在Si基片正面进行光刻和刻蚀，形成孔径为5～150μm、深度为100～350μm的盲孔，然后去胶；(2)将步骤(1)处理后的基片背面进行研磨、抛光处理直至露出刻蚀孔，然后进行清洗、烘干，接着双面生长SiO2层，所述SiO2层覆盖基片的正反面以及孔内壁；(3)将步骤(2)处理后的基片进行背面贴膜处理；(4)将步骤(3)处理后的基片进行正面溅射处理，依次溅射Ti和Cu，其中，Ti厚度为400nm～800nm，Cu厚度为100nm～500nm；(5)对步骤(4)处理后的基片进行刻蚀处理，去除基片正面及孔内上部的Cu溅射层，并依次进行流水清洗、水枪...

【技术特征摘要】
1.一种TSV填孔方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在Si基片正面进行光刻和刻蚀，形成孔径为5～150μm、深度为100～350μm的盲孔，然后去胶；(2)将步骤(1)处理后的基片背面进行研磨、抛光处理直至露出刻蚀孔，然后进行清洗、烘干，接着双面生长SiO2层，所述SiO2层覆盖基片的正反面以及孔内壁；(3)将步骤(2)处理后的基片进行背面贴膜处理；(4)将步骤(3)处理后的基片进行正面溅射处理，依次溅射Ti和Cu，其中，Ti厚度为400nm～800nm，Cu厚度为100nm～500nm；(5)对步骤(4)处理后的基片进行刻蚀处理，去除基片正面及孔内上部的Cu溅射层，并依次进行流水清洗、水枪冲洗和氮气吹干；(6)将步骤(5)处理后的基片进行背面曝光处理，采用紫外光曝光60秒以上，之后揭膜；(7)将步骤(6)处理后的基片用稀酸进行超声清洗，接着依次水洗、水超声、水洗；(8)将步骤(7)处理后的基片采用阶梯电流密度进行镀铜处理，完成TSV孔的填充。2.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤(3)所述的对步骤(2)处理后的基片进行背面贴膜处理，具体为：采用贴膜机在硅片背面贴UV膜，并沿硅片边缘切去多余的膜，切去多余膜时在UV膜上多留出一个角，以便于后续揭膜。3.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤(5)所述对步骤(4)处理后的基片进行刻蚀处理，去除基片正面及孔内上部的Cu溅射层，并依次进行流水清洗、水枪冲洗和氮气吹干，具体包括以下步骤：(501)将Si基片正面向下，悬浮放置在Cu刻蚀液中，所述Cu刻蚀液为HCl和FeCl3的混合溶液，其中FeCl3的浓度为2～5mol/L，HCl的浓度为1％～5％；(502)控制刻蚀Cu时间为5～20秒，使基片正面的Cu以及孔内距正面孔口不大于1/3处的Cu被刻蚀掉；(503)将步骤(502)处理后的基片置于流动的去离子水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，贾世旺，党元兰，刘晓兰，徐亚新，周拥华，龚孟磊，庄治学，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13