一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺制造技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体涉及一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺。本发明专利技术的电镀工艺方法，包括以下步骤：在硅片上形成通孔，在通孔内和硅片表面制作钝化层；在所述硅片的正反面制作电镀用种子层；将所述硅片置于电镀腔内，从所述硅片的一面喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液通过硅片表面的通孔；在硅片表面施加电流，在通孔内沉积金属直到所述通孔内和硅片两面均沉积有金属，抛光所述硅片的正反两面，得到带有TSV金属柱的硅片结构。本发明专利技术采用通孔工艺代替原来的盲孔工艺，用双面制作种子层的方式实现深TSV通孔的导电，然后通过对转接板正面喷射电镀液，背面吸电镀液的方式，加快TSV孔内电镀液的更换，实现深孔的侧壁电镀。

【技术实现步骤摘要】
一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺。
技术介绍
毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到广泛应用，2018年市场达到11亿美元，成为新兴产业。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上（SOC），因此需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中实现发射和接收信号的功能。但是射频芯片需要在转接板的底部做接地互联，因此需要在转接板上挖空腔才能把射频芯片以及辅助芯片嵌进转接板，有些芯片厚度较大，则对转接板的厚度也有较高的要求，但是转接板往往受限于TSV技术的深度，不能做的太厚，这样就极大的限制了射频模组的应用范围。而导致TSV不能做的太深的原因则主要是深孔TSV底部是盲孔结构，药液很难进入，且电镀时很难进行药水的交换，不利于电镀的进行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺。本专利技术的电镀工艺方法采用通孔工艺代替原来的盲孔工艺，用双面做种子层的方式实现深TSV通孔的导电，然后通过对转接板正面喷药液，背面吸药液的方式，加快TSV孔内的药液更换，能够实现深孔的侧壁电镀。为解决现有技术的不足，本专利技术采用以下技术方案：一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺，包括以下步骤：步骤S1，在硅片的一面制作TSV盲孔，减薄所述硅片的另一面使所述TSV盲孔底端露出形成通孔，在所述通孔侧壁和硅片表面制作钝化层；步骤S2，在所述钝化层上制作电镀用种子层；步骤S3，将所述硅片置于电镀腔内，电镀腔镂空，导电环夹住所述硅片，从所述硅片的一面喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液通过硅片表面的通孔；步骤S4，在所述硅片表面施加电流，在所述通孔内沉积金属，直到所述通孔侧壁和硅片上下表面均沉积有金属，抛光所述硅片的上下表面，得到带有TSV金属柱的硅片结构。进一步地，所述TSV盲孔通过光刻刻蚀工艺形成，孔直径为1-1000μm，深度为10-1000μm。进一步地，所述钝化层通过热氧或者薄膜沉积工艺制作而成，厚度为0.1-10μm。进一步地，所述种子层为金属层，通过物理溅射、磁控溅射或者蒸镀工艺形成在所述钝化层上。进一步地，所述种子层是一层或多层，厚度为0.001-100μm，采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡和镍中的一种或多种制成。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用通孔工艺代替盲孔工艺，通过在硅片的上下表面和通孔侧壁形成种子层的方式实现深TSV通孔的导电，然后通过对转接板正面喷射电镀液，背面吸电镀液的方式加快TSV孔内电镀液的更换，能够方便地对深孔的侧壁电镀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1中刻蚀有TSV盲孔的硅片的结构示意图。图2是本专利技术实施例1中形成有通孔的硅片的结构示意图。图3是本专利技术实施例1中沉积有钝化层的硅片的结构示意图。图4是本专利技术实施例1中沉积有种子层的硅片的结构示意图。图5是本专利技术实施例1中在硅片表面及通孔中喷射电镀液的结构示意图。图6是本专利技术实施例1中的硅片在电镀腔内喷射电镀液的结构示意图。图7是本专利技术实施例1中硅片表面及通孔中均沉积有金属的结构示意图。图8是本专利技术实施例1中表面抛光后带有金属柱的硅片的结构示意图。附图标记说明：101-硅片；102-TSV盲孔；102’-通孔；103-钝化层；104-种子层；105-金属。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。本专利技术的各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本专利技术的专利技术目的。实施例1一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺，包括以下步骤：步骤S1，在硅片101的上表面制作TSV盲孔102，减薄硅片101的下表面使TSV盲孔102的底端露出形成通孔102’，在通孔102’侧壁和硅片101上、下表面制作钝化层103；如图1所示，通过光刻刻蚀工艺在硅片101的上表面制作TSV盲孔102，孔直径为1μm，深度为10μm；如图2所示，减薄硅片101的反面使TSV盲孔102底端露出，形成通孔102’；如图3所示，在通孔102’侧壁和硅片101上、下表面通过热氧工艺制作钝化层103，钝化层103的厚度为0.1μm；步骤S2，在钝化层103上制作金属层作为电镀种子层104；如图4所示，通过物理溅射工艺在钝化层103上制作一层铜层作为电镀种子层104，种子层104的厚度为0.001μm；步骤S3，把硅片101置于电镀腔内，电镀腔镂空，导电环夹住硅片101，从硅片101一面喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液通过硅片表面通孔102’；如图5、6所示，把硅片101置于电镀腔内，电镀腔镂空导电环夹住硅片101，由泵体对电镀液进行高速循环，从硅片101的一面施加压力喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液在压力下通过硅片表面通孔102’实现里面金属的沉积；步骤S4，如图7和8所示，在硅片101表面施加电流，在通孔102’内沉积金属，直至通孔102’内和硅片上下表面都沉积有金属，抛光硅片101上下表面，得到带有TSV金属柱的硅片结构。实施例2一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺，包括以下步骤：步骤S1，在硅片101的一面制作TSV盲孔102，减薄硅片101的另一面使TSV盲孔102的底端露出形成通孔102’，在通孔102’侧壁和硅片101表面制作钝化层103；通过光刻刻蚀工艺在硅片101的上表面制作TSV盲孔102，孔直径为500μm，深度为500μm；减薄硅片101的下表面使TSV盲孔102底端露出，形成通孔102’；在通孔102’侧壁和硅片101上下表面通过薄膜沉积工艺制作钝化层103，钝化层103的厚度为5μm；步骤S2，在钝化层103上制作金属层作为电镀种子层104；在硅片101正反面制作金属层作为电镀种子层104，通过磁控溅射工艺在钝化层103上制作种子层104，种子层为一层，厚度为100μm，采用镍制作形成；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，在硅片（101）的一面制作TSV盲孔（102），减薄所述硅片（101）的另一面使所述TSV盲孔（102）底端露出形成通孔（102’），在所述通孔（102’）侧壁和硅片（101）表面制作钝化层（103）；/n步骤S2，在所述钝化层（103）上制作电镀用种子层（104）；/n步骤S3，将所述硅片（101）置于电镀腔内，电镀腔镂空，导电环夹住所述硅片（101），从所述硅片（101）的一面喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液通过硅片（101）表面的通孔（102’）；/n步骤S4，在所述硅片（101）表面施加电流，在所述通孔（102’）内沉积金属（105），直到所述通孔（102’）侧壁和硅片（101）上下表面均沉积有金属（105），抛光所述硅片（101）的上下表面，得到带有TSV金属柱的硅片结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有TSV金属柱的硅片结构的电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在硅片（101）的一面制作TSV盲孔（102），减薄所述硅片（101）的另一面使所述TSV盲孔（102）底端露出形成通孔（102’），在所述通孔（102’）侧壁和硅片（101）表面制作钝化层（103）；
步骤S2，在所述钝化层（103）上制作电镀用种子层（104）；
步骤S3，将所述硅片（101）置于电镀腔内，电镀腔镂空，导电环夹住所述硅片（101），从所述硅片（101）的一面喷射电镀液，另一面施加吸力，使电镀液通过硅片（101）表面的通孔（102’）；
步骤S4，在所述硅片（101）表面施加电流，在所述通孔（102’）内沉积金属（105），直到所述通孔（102’）侧壁和硅片（101）上下表面均沉积有金属（105），抛光所述硅片（101）的上下表面，得到带有TSV金属柱的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雷，冯光建，高群，郭西，顾毛毛，
申请(专利权)人：浙江集迈科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33