【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述的实施例大致上关于用于先进晶片级半导体封装的微通孔(micro-via)结构及其形成方法。
技术介绍
1、随着小型化电子器件和部件的发展的其他趋势，对具有更大电路密度的更快处理能力的需求针对集成电路芯片、电路板和封装结构的制造中利用的材料、结构和工艺提出了相应的需求。因此，半导体器件发展的一个重点领域为具有减小的横向尺寸的器件互连(即，互连或互连结构)的结构和制造方法。
2、众所周知，垂直互连通路(vertical interconnect access)(或“通孔”)是互连结构的一个示例，并且激光钻孔是形成通孔的既定方法。尽管为了更高的互连密度而趋向于更小的通孔，但是形成具有如此小直径(例如，直径接近10μm或更小)的通孔的习知方式(特别是在大批量制造设定中)可能牺牲通孔的某些质量参数，从而获得期望的尺寸。这种质量参数的示例通常包括通孔形态、均匀性和通孔垫清洁度。
3、此外，目前用于激光钻通孔的方式通常依赖紫外线(uv)激光或脉冲co2激光而直接在面板中钻通孔。这两种方式皆需要复杂的光束成形光学器件来将由激光源发射的高斯激光束轮廓转换为顶帽(即，平顶)形束轮廓，而这种顶帽形束轮廓通常不能以一致且具成本效益的方式钻出小于40μm的直径。因此，掩模可与激光钻孔结合使用，从而实现期望的通孔尺寸。然而，目前的掩模技术需要用于掩模图案化的湿蚀刻和/或激光钻孔，这可能导致对任何下卧的层的损伤和/或不想要的碎屑的形成。此外，某些方式利用由与下卧的导电层和/或互连实质上相同的材料形成的掩模，使得在通孔的激光钻孔
4、因此，本领域需要形成高质量、小直径通孔(例如，微通孔)的改进的方法。
技术实现思路
1、本公开大致上关于用于先进晶片级半导体封装的微通孔结构及其形成方法。
2、在某些实施例中，提供在半导体器件中形成微通孔结构的方法。此方法包括：在半导体器件上方层压介电层；在介电层上方沉积金属层；以及在金属层上方施加、图案化和显影抗蚀剂，以在抗蚀剂层中形成对应于微通孔结构的期望的横向尺寸的沟槽。此方法进一步包括穿过显影的抗蚀剂层中的沟槽蚀刻金属层，以将沟槽延伸至金属层中，并且暴露介电层的一部分。此方法还包括激光烧蚀介电层的暴露部分，以在其中形成具有期望的横向尺寸的微通孔结构。
3、在某些实施例中，提供在半导体器件中形成微通孔结构的方法。此方法包括：在半导体器件的导电层上方层压介电层；在介电层上方沉积金属层；以及在金属层上方施加、图案化和显影抗蚀剂，以在抗蚀剂层中形成对应于微通孔结构的期望的横向尺寸的沟槽。此方法进一步包括：穿过显影的抗蚀剂层中的沟槽选择性地蚀刻金属层，以将沟槽延伸至金属层中，并且暴露介电层的一部分；激光烧蚀介电层的暴露部分，以在其中形成具有期望的横向尺寸的微通孔结构；使微通孔结构暴露于清洁工艺，以从微通孔结构移除碎屑；以及从介电层选择性地移除金属层。
4、在某些实施例中，提供在半导体器件中形成微通孔结构的方法。此方法包括：在半导体器件的导电层上方层压介电层；在介电层上方沉积铬层；以及在铬层上方施加、图案化和显影抗蚀剂，以在抗蚀剂层中形成对应于微通孔结构的期望的横向尺寸的沟槽。此方法进一步包括：穿过显影的抗蚀剂层中的沟槽选择性地蚀刻铬层，以将沟槽延伸至铬层中，并且暴露介电层的一部分；激光烧蚀介电层的暴露部分，以在其中形成具有期望的横向尺寸的微通孔结构，其中半导体器件的导电层用作激光终止。此方法进一步包括：从铬层移除抗蚀剂；使微通孔结构暴露于清洁工艺，以从微通孔结构移除碎屑；以及通过湿式蚀刻工艺从介电层选择性地移除金属层。清洁工艺包括基于氟的干式等离子体蚀刻和基于甲醇的湿式清洁。
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1.一种在半导体器件中形成微通孔结构的方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层包括具有陶瓷填料的环氧树脂材料。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层包括铬(Cr)、钨(W)、钼或铜。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述金属层包括铬(Cr)。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述金属层通过物理气相沉积(PVD)沉积在所述介电层上方。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述抗蚀剂是光抗蚀剂，并且经由选择性暴露于UV辐射被图案化。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述抗蚀剂使用直写数字光刻被图案化。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层使用基于氧的等离子体被干蚀刻。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层使用近红外(NIR)或中红外(中IR)激光被激光烧蚀。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层使用具有脉冲丛发模式的紫外(UV)激光被激光烧蚀。
11.一种在半导体器件中形成微通孔结构的方法，包括：
12.如权利要求1
13.如权利要求12所述的方法，其中所述金属层通过物理气相沉积(PVD)沉积在所述介电层上方。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述抗蚀剂使用直写数字光刻被图案化。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述金属层使用基于氧的等离子体被选择性地干蚀刻。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述介电层使用近红外(NIR)或中红外(中IR)激光被激光烧蚀。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述介电层使用具有脉冲丛发模式的紫外(UV)激光被激光烧蚀。
18.如权利要求11所述的方法，其中所述微通孔结构具有在约2μm与约10μm之间的横向尺寸。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述微通孔结构具有在约2μm与约15μm之间的第一横向尺寸，以及在约1μm与约8.5μm之间的第二横向尺寸。
20.一种在半导体器件中形成微通孔结构的方法，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种在半导体器件中形成微通孔结构的方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层包括具有陶瓷填料的环氧树脂材料。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层包括铬(cr)、钨(w)、钼或铜。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述金属层包括铬(cr)。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述金属层通过物理气相沉积(pvd)沉积在所述介电层上方。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述抗蚀剂是光抗蚀剂，并且经由选择性暴露于uv辐射被图案化。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述抗蚀剂使用直写数字光刻被图案化。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述金属层使用基于氧的等离子体被干蚀刻。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层使用近红外(nir)或中红外(中ir)激光被激光烧蚀。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述介电层使用具有脉冲丛发模式的紫外(uv)激光被激光烧蚀。
11.一种在半导体器件中形成微通...
【专利技术属性】
技术研发人员：类维生，K·莱斯彻基什，R·胡克，朴起伯，K·赵，T·查克拉博蒂，陈翰文，S·文哈弗贝克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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