[發(fā)明專利]顯露穿硅通孔的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210101810.7
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN103367239A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳逸男;徐文吉;葉紹文;劉獻(xiàn)文
• 申請（專利權(quán)）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顯露穿硅通孔(through?silicon?via，TSV)的方法。

背景技術(shù)

穿硅通孔是一種貫穿硅基材的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，主要功能是用來互連集成電路芯片，其制作方法大體上是先在各芯片預(yù)定處形成垂直通孔，再于各通孔內(nèi)形成絕緣層，于絕緣層上形成晶種層，然后以電鍍方法將通孔填滿金屬，再以晶背拋光使穿硅通孔的一端顯露出來。采用這種方式可以大幅縮小芯片尺寸，提高芯片的晶體管密度，改善層間電氣互聯(lián)性能，提升芯片運(yùn)行速度，降低芯片的功耗。

圖1至圖2例示一種顯露穿硅通孔的公知方法。如圖1所示，在完成穿硅通孔的制作后，穿硅通孔20的一端會稍微突出于半導(dǎo)體基板10或硅晶圓的底面，穿硅通孔20包括銅金屬層21、阻障層22及絕緣層23，在絕緣層23上最后會覆蓋氮化硅層31及硅氧層32。如圖2所示，接著，為了顯露出穿硅通孔20的銅金屬層21，通常會進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(chemical?mechanical?polishing，CMP)工藝，將硅氧層32、部分的氮化硅層31、絕緣層23及阻障層22磨平去除，其中，氮化硅層31作為一研磨停止層。隨后，在顯露出來的銅金屬層21上進(jìn)行濺鍍及凸塊下金屬化(under?bump?metallization，UBM)層的制作，再形成凸塊。

上述作法的缺點(diǎn)在于：完成CMP工藝之后，半導(dǎo)體基板10的底面為大致上平坦的表面，因此在UBM濺鍍之后，無法提供足夠的影像對比(image?contrast)給光刻機(jī)臺對準(zhǔn)(alignment)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明于是提供一種顯露穿硅通孔的方法，以解決上述問題。

本發(fā)明披露了一種顯露穿硅通孔的方法，其特征在于，包括：提供半導(dǎo)體基板，包括第一面及第二面；于所述半導(dǎo)體基板的第一面形成穿硅通孔結(jié)構(gòu)，包括金屬層、阻障層及絕緣層；去除掉部分厚度的半導(dǎo)體基板，從第二面顯露出穿硅通孔結(jié)構(gòu)；于所述半導(dǎo)體基板的第二面上沉積氮化硅層及氧化硅層；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，將氧化硅層、部分的氮化硅層、絕緣層及阻障層磨平去除，顯露出金屬層，其中顯露出金屬層的表面與氧化硅層的表面是齊平的；將部分厚度的氧化硅層蝕刻掉，使半導(dǎo)體基板的第二面上的金屬層突出于氧化硅層的表面；于所述半導(dǎo)體基板的第二面上進(jìn)行凸塊下金屬化層的制作；以及于凸塊下金屬化層上形成金屬凸塊。

為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施方式，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。然而如下的優(yōu)選實(shí)施方式與圖式僅供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖說明

圖1及圖2例示一種顯露穿硅通孔的公知方法。

圖3至圖6例示本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

10??????半導(dǎo)體基底????20????????穿硅通孔

21??????銅金屬層??????22????????阻障層

23??????絕緣層????????31????????氮化硅層

32??????硅氧層????????100???????半導(dǎo)體基底

100a????第一面????????100b??????第二面

120?????穿硅通孔結(jié)構(gòu)??121???????金屬層

122?????阻障層????????123???????絕緣層

130?????氮化硅層??????132???????氧化硅層

142?????UBM層?????????144???????金屬凸塊

具體實(shí)施方式

圖3至圖6例示本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例。如圖3所示，首先提供半導(dǎo)體基板100，包括第一面100a及第二面(或晶圓背面)100b。接著于半導(dǎo)體基板100的第一面100a形成一穿硅通孔結(jié)構(gòu)120，包括金屬層121、阻障層122及絕緣層123。其中，金屬層121可以是銅金屬層，阻障層122可以是厚度約600埃(angstrom)的鉭(Ta)金屬，絕緣層123可以是利用亞常壓熱化學(xué)氣相沉積(Sub-Atmospheric?Pressure?Thermal?Chemical?Vapor?Deposition，SACVD)形成的TEOS硅氧層。

接著，進(jìn)行晶圓背面拋光(wafer?backside?grinding)工藝或化學(xué)機(jī)械拋光工藝，研磨半導(dǎo)體基板100的第二面100b，去除掉部分厚度的半導(dǎo)體基板100，從第二面100b顯露出位穿硅通孔結(jié)構(gòu)120。