一种通孔的激光加工方法技术

本发明专利技术提供了一种通孔的激光加工方法，其激光活化的铜层可以防止二次钻蚀时使得上部通孔孔径差距较大，克服了现有技术中一步直接钻孔导致的通孔上部的孔径过宽，不能满足较大的高宽比的需要；且活化的铜层可以作为后续的电镀的种子层，且通过激光活化的铜层，其表面粗糙度较大，具有很好的附着力。

【技术实现步骤摘要】
一种通孔的激光加工方法
本专利技术涉及半导体工件加工领域，属于分类号H01L23/00下，具体为一种通孔的激光加工方法。
技术介绍
在半导体制程中，基板或器件间的上下互通互连，往往需要通孔来实现。由于尺寸逐渐缩小，较小的高宽比（截面）的通孔已经无法满足尺寸需要。如附图3所示，在激光钻孔过程中，由于在开始钻蚀的部分（衬底10的顶面）温度较高，钻蚀过快，其上部的侧壁部分也会受到持续的高温，如若按照图3所示的情形继续进行钻蚀，衬底10顶面部分的通孔位置的孔径将远大于所述衬底底面部分的通孔位置的孔径。这在实际生产中是极为不利的。
技术实现思路
基于解决上述问题，本专利技术提供了一种通孔的激光加工方法，包括如下步骤：（1）提供一待钻孔的半导体衬底，具有相对的正面和背面；（2）在所述衬底上利用激光钻蚀出盲孔，所述盲孔未贯穿所述衬底且具有第一孔径D；（3）在所述盲孔中填充可活化铜有机物；（4）利用上述激光照射所述盲孔，使得所述可活化铜有机物中的有机物挥发，并在所述盲孔的侧壁留下活化的铜层；（5）利用上述激光继续进行钻蚀所述盲孔底部直至贯穿所述衬底，形成贯通孔，所述贯通孔具有第二孔径r；（6）在所述贯通孔中填充导电物质形成最终的通孔。根据本专利技术的实施例，所述步骤（4）中的激光的能量小于所述步骤（5）中的激光能量。根据本专利技术的实施例，其中，第一孔径D>第二r。根据本专利技术的实施例，其中，10μm≤D≤25μm，5μm≤r≤15μm。根据本专利技术的实施例，所述活化的铜层的厚度小于或等于2μm。根据本专利技术的实施例，在所述步骤（6）中填充导电物质包括电镀铜、电镀镍等。根据本专利技术的实施例，所述活化的铜层的粗糙度大于0.05μm。根据本专利技术的实施例，所述步骤（5）中形成贯通孔的具体方法包括：加大激光的能量，使得激光束对准所述盲孔的底部，所述活化的铜层作为保护层，防止激光对盲孔侧壁的进一步烧蚀，直至完全钻蚀贯穿所述衬底。本专利技术的优点如下：激光活化的铜层可以防止二次钻蚀时使得上部通孔孔径差距较大，克服了现有技术中一步直接钻孔导致的通孔上部的孔径过宽，不能满足较大的高宽比的需要；且活化的铜层可以作为后续的电镀的种子层，且通过激光活化的铜层，其表面粗糙度较大，具有很好的附着力。附图说明图1-7为本专利技术的通孔的激光加工方法的示意图。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种高纵宽比的通孔加工方法。参见图1-7，本专利技术的通孔的激光加工方法，包括如下步骤：参见图1，提供一待钻孔的半导体衬底10，具有相对的正面和背面；所述衬底10一般为硅衬底，也可以是含砷的衬底、氮化镓衬底等，其上可以形成有有源器件，例如MOS等，也可以形成有无源器件，例如MIM电容器、电阻器等。该预形成的通孔一般为贯通孔。参见图2，在所述衬底10上利用激光钻蚀出盲孔11，所述盲孔11未贯穿所述衬底10且具有第一孔径D；该第一孔径D相较于现有通孔一般是较小的，该盲孔的底端是较小的，其孔径不单独说明。该激光钻蚀工艺采用常规的氦氖激光器等。参见图3，在所述盲孔11中填充可活化铜有机物12；该可活化铜有机物12中的有机物部分可以被激光的能量进行热挥发，且铜的络合物经由激光而可以被还原形成铜。填充可以采用沉积、旋涂、涂覆的方式进行。参见图4、5，利用上述激光照射所述盲孔11，使得所述可活化铜有机物12中的有机物挥发，并在所述盲孔11的侧壁留下活化的铜层15；如图4所示，激光器13可以与图2中所使用的激光器一致，只是功率和能量不同，其在图4中发射激光14，该激光14的能量小于图2中形成盲孔11的能量。所述活化的铜层15的厚度小于或等于2μm，该活化方法得到的铜层15粗糙度往往较大，其有利于附着力，所述活化的铜层15的粗糙度大于0.05μm。参见图6，利用上述激光14继续进行钻蚀所述盲孔11底部直至贯穿所述衬底10，形成贯通孔16，所述贯通孔16具有第二孔径r；该激光的能量与图2中形成盲孔11的激光能量一致，但是大于图4中所使用的活化的激光能量。具体操作过程中，只要在活化完铜层和挥发完有机物后，加大激光的能量，使得激光束对准所述盲孔11的底部，所述活化的铜层15作为保护层，防止激光对盲孔11侧壁的进一步烧蚀，直至完全钻蚀贯穿所述衬底10。其中，第一孔径D>第二r；其中，10μm≤D≤25μm，5μm≤r≤15μm。参见图7，在所述贯通孔16中填充导电物质形成最终的通孔17。填充导电物质包括电镀铜、电镀镍等。当然，上述方法是优选为较薄的衬底所使用的，当衬底较厚时，往往可以多次钻蚀形成多个盲孔，多次填充可活化铜有机物12，多次活化形成多个上下互连的铜层，以形成较深的通孔。最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通孔的激光加工方法，包括如下步骤：（1）提供一待钻孔的半导体衬底，具有相对的正面和背面；（2）在所述衬底上利用激光钻蚀出盲孔，所述盲孔未贯穿所述衬底且具有第一孔径D；（3）在所述盲孔中填充可活化铜有机物；（4）利用上述激光照射所述盲孔，使得所述可活化铜有机物中的有机物挥发，并在所述盲孔的侧壁留下活化的铜层；（5）利用上述激光继续进行钻蚀所述盲孔底部直至贯穿所述衬底，形成贯通孔，所述贯通孔具有第二孔径r；（6）在所述贯通孔中填充导电物质形成最终的通孔。

【技术特征摘要】
1.一种通孔的激光加工方法，包括如下步骤：（1）提供一待钻孔的半导体衬底，具有相对的正面和背面；（2）在所述衬底上利用激光钻蚀出盲孔，所述盲孔未贯穿所述衬底且具有第一孔径D；（3）在所述盲孔中填充可活化铜有机物；（4）利用上述激光照射所述盲孔，使得所述可活化铜有机物中的有机物挥发，并在所述盲孔的侧壁留下活化的铜层；（5）利用上述激光继续进行钻蚀所述盲孔底部直至贯穿所述衬底，形成贯通孔，所述贯通孔具有第二孔径r；（6）在所述贯通孔中填充导电物质形成最终的通孔。2.根据权利要求1所述的通孔的激光加工方法，其特征在于：所述步骤（4）中的激光的能量小于所述步骤（5）中的激光能量。3.根据权利要求1所述的通孔的激光加工方法，其特征在于：其中，第一孔径D...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，
申请(专利权)人：苏州福唐智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32