[發明專利]貫通電極的形成方法與半導體基板

有效

• 申請號: 201010128069.4
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101826473A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 曾我部智浩;土門孝彰;井之口大輔;高木干夫;遠池健一
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/485
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

1.一種貫通電極的形成方法，該方法包括：

非貫通孔形成工序，其中，在半導體基板的規定位置，形成 在上述半導體基板的外面具有開口的第1非貫通孔、在上述第1 非貫通孔的底部具有小于上述第1非貫通孔的開口的第2非貫通 孔，由此形成2節狀的非貫通孔；

種子層形成工序，其中，在上述2節狀的非貫通孔的內面上 形成絕緣層，并且在上述絕緣層上形成提高與固體金屬的緊密粘 接性的種子層；

固體金屬設置工序，其中，呈沒有進入上述第2非貫通孔中 的形狀的固體金屬設置于上述第1非貫通孔上；

固體金屬軟化工序，其中，在減壓氣氛中對上述固體金屬加 熱，將上述固體金屬軟化或熔融，通過上述已軟化或熔融的金屬， 充滿上述第1非貫通孔內的至少一部分，將上述第2非貫通孔的 開口封閉；

金屬填充工序，其中，通過使上述半導體基板為加壓氣氛， 將上述已軟化或熔融的金屬填充于上述第2非貫通孔中；

去除工序，其中，去除上述半導體基板中的針對厚度方向， 上述第1和第2非貫通孔不存在的部分。

2.根據權利要求1所述的貫通電極的形成方法，其中，在上述 去除工序，上述半導體基板中的針對厚度方向，上述第1非貫通 孔存在的部分也針對上述厚度方向在規定長度的范圍實現去除。

3.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述絕緣層為SiO₂，上述種子層為Cu、Al或Sn，或 者為含有這些金屬的合金。

4.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述固體金屬為鋁。

5.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述固體金屬為銅或焊錫合金。

6.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述固體金屬為直徑小于上述第1非貫通孔，大于上 述第2非貫通孔的呈球體的金屬顆粒。

7.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述第1非貫通孔呈朝向上述半導體基板的開口側直 徑增加的圓錐狀。

8.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述非貫通孔形成工序為在晶圓狀態的上述半導體基 板上形成多個2節狀的非貫通孔的工序；

上述固體金屬設置工序包括散布工序，其中，在晶圓狀態的 上述半導體基板上，散布多個上述固體金屬，將其放置于上述第1 非貫通孔的底部；回收工序，其中，回收未放置于上述第1非貫 通孔的底部的上述固體金屬。

9.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成方 法，其中，上述非貫通孔形成工序為在晶圓狀態的上述半導體基 板上形成多個上述2節狀的非貫通孔的工序；

上述固體金屬設置工序將固體金屬連接體按照各固體金屬位 于上述2節狀的非貫通孔中的方式設置于晶圓狀態的上述半導體 基板上，上述固體金屬連接體為按照多個上述2節狀的非貫通孔 的形成間隔以相同的間隔隔開的多個上述固體金屬連接而成。

10.根據權利要求1或2中的任何一項所述的貫通電極的形成 方法，其中，上述非貫通孔形成工序為在晶圓狀態的上述半導體 基板上形成多個上述2節狀的非貫通孔的工序；

上述固體金屬設置工序采用具有多個固體金屬設置孔的盤， 該多個固體金屬設置孔以與多個上述2節狀的非貫通孔的形成間 隔相同的間隔隔開的方式形成，在各固體金屬設置孔中保持上述 固體金屬，將上述盤重合于晶圓狀態的上述半導體基板上，將多 個上述固體金屬分別轉移到上述2節狀的非貫通孔中。