在硅基片上形成通孔或凹陷的方法技术

通过向硅基片照射激光束而在其一面上形成有导电图形的硅基片中形成通孔或凹陷的方法，该方法包括以下步骤，在硅基片的一侧形成用于保护导电图形的防护膜，在包括防护膜顶部硅基片的整个表面上形成附着在防护膜上的金属电镀膜，向由防护膜及金属电镀膜覆盖的硅基片预定位置照射激光束，以便在硅基片中形成通孔或凹陷，剥离金属电镀膜并清除围绕通孔或凹陷开口周边金属电镀膜上的碎片，这些碎片是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的，并使用不损坏防护膜的清除溶液，清除通孔或凹陷内壁上的沉积物，它们是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景1.本专利技术的领域本专利技术涉及一种在硅基片上形成通孔的方法。更具体来说，本专利技术涉及一种用于在硅基片上形成孔的方法，该方法使用激光束照射在其一面上形成有一种图形的硅基片，并形成通孔或凹陷。2.相关技术的说明近年来电子器件的性能变得更高而它们的尺寸已变得更小。伴随这一趋势，多个半导体芯片排布在一个外壳中的所谓“多芯片封装(MCP)”作为半导体器件已经被制造，以便改进器件的性能并降低器件的尺寸。图7中所示的三维MCP，其中多个半导体芯片在厚度的方向上叠置，特别具有与多个半导体芯片排布在一个平面方向的二维MCP相比对电子器件小型化更大的贡献，并因而受到积极的研究(例如参见日本未审查专利公开文献(Kokai)No.2001-94039 and 10-163411)。在这种三维MCP中，这样叠置的半导体芯片必须彼此电连接。为此，称为“通路(via)”102的部件用来电连接如图7中所示彼此叠置的半导体芯片100，从集成效率和安装效率方面来说，该部件比使用导线彼此电连接半导体芯片100是更有利的。为了如图7所示通过通路102电和相互连接半导体芯片100，必须在半导体芯片100中形成通孔104。过去已经采用使用等离子加工的方法或使用激光加工的方法，在主要由用于半导体芯片100的硅形成的基片中，形成一个孔或多个孔，诸如用于形成通路的通孔。在这些孔的形成方法中，使用等离子加工方法能够在硅基片中形成整洁的孔，只有极少量的碎片粘附在诸如通孔这样的孔的内表面。然而，使用等离子工艺的孔的形成方法不能消除形成孔诸如通孔的高成本，因而需要一种孔形成方法，该方法要能够在硅基片中以较低的成本形成孔。与使用等离子加工的方法相比，通过激光加工在半导体基片中形成孔的方法能够以较低的成本在半导体基片中形成孔，诸如通孔，但是不能形成整洁的孔。在图8中所示的使用激光加工的孔的形成方法中，当激光束204照射到通过真空固定在工作台202上的硅基片200时，在硅基片200中形成的一个凹陷206a逐渐变深，并最后在硅基片200中形成通孔206。沉积物(激光渣)208，作为由于激光束204的照射所致从硅基片200散开并沉积的碎片，出现在激光束204的照射侧由此而形成的通孔206的开口周围附近部分。此外，碎片还粘附在通孔206的内壁及面向工作台202的硅基片的表面，如图9所示。当激光渣208和碎片这样被留下时，它们在后继的工艺步骤中剥离硅基片200，转变为其它物质并可能招致产品可靠性的降低。当硅基片200在苛性钾(KOH)溶液等中被洗涤时，激光渣208和碎片能够被清除，但是在硅基片200上的一侧形成的导电图形210在洗涤期间有可能被苛性钾溶液损坏。而且，当激光束形成通孔206时，在形成通孔206期间热量在硅基片200内聚集，且导电图形210也可能被热损伤。因而，过去在工业上还没有采用使用激光加工在硅基片中成孔的方法。然而，与使用等离子加工的成孔方法相比，通过激光加工在硅基片中成孔的方法能够以较低的成本形成诸如通孔这样的孔。因而，如果激光加工期间硅基片200的热消散性质能够被改进，并如果围绕在诸如通孔这样所形成的孔开口周围形成的激光渣208和沉积在孔内壁上的碎片能够易于被清除，则使用激光加工的成孔方法能够有利地在工业上使用。本专利技术的概述于是本专利技术的目的是要提供一种通过激光加工硅基片的成孔方法，该方法能够解决上述各问题，能够改进加工期间热消散性质，并能够易于清除围绕在所形成的孔诸如通孔的开口周围形成的渣滓，及沉积在孔的内壁表面上的碎片。为了解决上述的问题，专利技术人首先在硅基片的导电图形形成面上形成了对苛性钾稳定的二氧化硅(SiO2)防护膜，然后在包括这一防护膜的上表面的硅基片整个表面上形成镍(Ni)镀膜，并然后照射激光束从而形成通孔。结果是，专利技术人已发现，能够消除由激光加工的热量对导电图形可能的损坏，由激光加工形成的通孔能够易于被清洗，并能够形成整洁的通孔。这样专利技术人完成了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供了通过向硅基片照射激光束，在其一面上形成有导电图形的硅基片中形成通孔或凹陷的方法，该方法包括以下步骤，在硅基片的一侧(图形形成侧)形成用于防护导电图形的防护膜，在包括防护膜顶部的硅基片的整个表面上形成附着在防护膜上的金属电镀膜，向由防护膜及金属电镀膜覆盖的硅基片预定位置照射激光束，以便在硅基片中形成通孔或凹陷，剥离金属电镀膜并清除围绕通孔或凹陷开口周边金属电镀膜上的沉积物，这些沉积物是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积的，并使用不损坏防护膜的清除溶液，清除沉积在通孔或凹陷内壁上的诸如碎片等沉积物，这些沉积物是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积的。在上述专利技术中，可以形成二氧化硅(SiO2)膜作为防护膜，以便允许它也能用作为绝缘膜。当镀镍(Ni)膜作为金属镀膜形成时，能够改进与作为防护膜的二氧化硅(SiO2)膜的附着性。当苛性钾(KOH)溶液用作为清除通孔或凹陷内壁上的沉积物的清除溶液时，沉积物能够易于被清除。除了KOH溶液之外，NaOH或HF溶液也可以使用。在照射激光束以便在硅基片中连续形成多个通孔或凹陷的情形下，先前的通孔或凹陷形成之后，后继的通孔或凹陷可以在基片上一位置形成，该位置的选择要使得，通过向基片照射激光束形成前一个通孔或凹陷所产生的热量在后继的通孔或凹陷形成期间基本上不聚集在基片中。另外，在前一个通孔或凹陷形成之后，也可以在形成前一个与后一个通孔或凹陷之间的时间间隔形成后继的通孔或凹陷，该时间间隔的选择要使得向基片照射激光束形成前一个通孔或凹陷所产生的热量，在后一个通孔或凹陷形成期间基本上不聚集在基片中。这样，能够防止由于激光束的照射热量在硅基片中的聚集。而且在上述的本专利技术中，当硅基片被放置在工作台上，且激光束被照射在其上并穿过硅基片而形成通孔时，由激光束的照射所形成的碎片被工作台面反射并且沉积在硅基片表面。然而使用具有碎片反射-防护装置的工作台，就能够防止碎片被工作台表面反射及沉积在硅基片上。在硅基片中形成多个通孔之后，通过向各通孔再次照射激光束能够清除通孔内的碎片。当在硅基片中形成通孔时，如果激光束18从硅基片不具有导电图形的另一侧照射以形成通孔，则能够减少在硅基片图形形成侧上形成的激光渣滓。根据本专利技术，激光加工是在在其上已形成有导电图形的硅基片的整个表面上形成有金属镀膜的条件下进行的。因而，能够改进硅基片的热消散性质，并在激光加工期间所产生的热量能够从硅基片快速消散。因而，能够消除激光加工期间硅基片中的热聚集对导电图形可能的热损坏。由于在激光加工之后金属电镀膜被剥离，故能够清除在激光加工期间在诸如通孔等孔的开口周边附近形成的沉积物(激光渣等)。防护膜对用于清除激光加工期间沉积在硅基片上的沉积物的清除溶液是稳定的，这种防护膜保护了硅基片的图形形成面。因而当激光加工之后以清除液清洗硅基片以便清除通孔或凹陷的内壁时，能够消除对硅基片上导电图形可能的损坏。如上所述，本专利技术能够改进激光加工期间硅基片的热消散性质，能够易于清除在由激光加工形成的通孔或凹陷开口周边附近部分沉积或堆积的激光渣，以及沉积在通孔或凹陷的内壁上的碎片，并能够通过激光加工易于形成整洁的通孔或凹陷。附图的简要说明从考虑以下参照附图所进行的详细说明，业内本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过向硅基片照射激光束而在其一侧上有形成的导电图形的硅基片中形成通孔或凹陷的方法，该方法包括以下步骤： 在硅基片的一侧形成用于防护导电图形的防护膜， 在包括防护膜顶部的硅基片的整个表面上形成附着在防护膜上的金属镀膜， 向由防护膜及金属镀膜覆盖的硅基片预定位置照射激光束，以便在硅基片中形成通孔或凹陷， 剥离金属镀膜并清除围绕通孔或凹陷开口周边的金属镀膜上的碎片，这些碎片是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的，以及 使用不损坏防护膜的清除溶液，清除沉积在通孔或凹陷内壁上的沉积物，这些沉积物是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的。

【技术特征摘要】
JP 2001-10-15 316762/20011.通过向硅基片照射激光束而在其一侧上有形成的导电图形的硅基片中形成通孔或凹陷的方法，该方法包括以下步骤在硅基片的一侧形成用于防护导电图形的防护膜，在包括防护膜顶部的硅基片的整个表面上形成附着在防护膜上的金属镀膜，向由防护膜及金属镀膜覆盖的硅基片预定位置照射激光束，以便在硅基片中形成通孔或凹陷，剥离金属镀膜并清除围绕通孔或凹陷开口周边的金属镀膜上的碎片，这些碎片是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的，以及使用不损坏防护膜的清除溶液，清除沉积在通孔或凹陷内壁上的沉积物，这些沉积物是在通过激光束照射形成通孔或凹陷期间沉积在其上的。2.按权利要求1的方法，其中防护膜由二氧化硅，氮化硅，金刚石状碳，或树脂形成。3.按权利要求1的方法，其中其中防护膜由二氧化硅形成。4.按权利要求1的方法，其中金属镀膜由镍，铜或铝形成。5.按权利要求1的方法，其中金属镀膜由镍形成。6.按权利要求1的方法，其中通孔或凹陷内壁上的沉积物由KOH，NaOH或HF溶液清除。7.按权利要求1的方法，其中通孔或凹陷内壁上的沉积物由...

【专利技术属性】
技术研发人员：真篠直宽，
申请(专利权)人：新光电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]