[發(fā)明專利]用于穿過低K布線層來圖案化穿板通孔的低K介電保護分隔物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280054946.5
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103918068B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設計）人: V·拉馬錢德蘭;S·顧
• 申請（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 亓云

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年11月9日由RAMACHANDRAN等人提交的美國臨時專利申請No.61/557,842的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及集成電路(IC)。更具體地，本公開涉及用于穿過低K布線層來圖案化穿板通孔(TSV)的低K介電保護分隔物。

背景技術(shù)

TSV(穿板通孔(也稱為硅通孔))可通過蝕穿基板(諸如硅基板、藍寶石基板或其他類型的基板)來創(chuàng)建。蝕刻還穿透基板頂上的材料，諸如低K?IMD(金屬間電介質(zhì))層以及導電(例如，金屬)層。

在蝕穿低K?IMD時，蝕刻化學物與低K?IMD層之間的相互作用可造成與TSV的低K界面的電和機械降級。蝕刻工藝可造成IMD側(cè)壁的顯著鋸齒以及造成對低K側(cè)壁材料的損壞。這可以在蝕穿多個低K互連層的最終TSV中看到(參見下文詳細討論的圖3)。

TSV因而使互連膜降級，并且結(jié)果所得的非理想TSV剖面可導致后續(xù)TSV制造步驟(包括內(nèi)襯沉積和填充)中的困難，以及降低TSV成品率和完整性。常規(guī)情況下，與蝕刻損壞和側(cè)壁粗糙度有關(guān)的問題是通過改進內(nèi)襯隔離和TSV填充工藝來克服的。

概述

根據(jù)本公開的一個方面，描述了用于穿過低K值布線層來圖案化穿板通孔(TSV)的低K介電保護分隔物。一種用于形成低K值介電保護分隔物的方法包括穿過低K值介電互連層來蝕刻通孔開口。保護層被沉積在該通孔開口中和該低K值介電互連層上。從該通孔開口的底部并從該低K值介電互連層的水平表面蝕刻該保護層的至少一部分。該蝕刻在通孔開口的側(cè)壁上留下保護性側(cè)壁分隔物。穿過通孔開口的底部并穿過半導體基板來蝕刻穿板通孔。穿板通孔用導電材料來填充。

在本公開的另一方面，描述了包括低K值介電保護分隔物的半導體管芯。該半導體管芯包括半導體基板。該半導體基板包括該半導體基板的表面上的低K值介電互連層。該半導體管芯還包括至少一個穿板通孔。在一種配置中，穿板通孔延伸穿過低K值介電互連層和半導體基板。該半導體管芯還包括穿板通孔與低K值介電互連層之間的保護性分隔物。

在本公開的另一方面，一種半導體管芯包括用于保護低K值介電互連層的裝置。該半導體管芯包括半導體基板。半導體基板包括該半導體基板的表面上的低K值介電互連層。該半導體管芯還包括至少一個穿板通孔。在一種配置中，穿板通孔延伸穿過低K值介電互連層和半導體基板。該半導體管芯還包括置于穿板通孔與低K值介電互連層之間的用于保護低K值介電互連層的裝置。

這已較寬泛地勾勒出本公開的特征和技術(shù)優(yōu)勢以力圖使下面的詳細描述可以被更好地理解。本公開的其他特征和優(yōu)點將在下文描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該領(lǐng)會，本公開可容易地被用作改動或設計用于實施與本公開相同的目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應認識到，這樣的等效構(gòu)造并不脫離所附權(quán)利要求中所闡述的本公開的教導。被認為是本公開的特性的新穎特征在其組織和操作方法兩方面連同進一步的目的和優(yōu)點在結(jié)合附圖來考慮以下描述時將被更好地理解。然而要清楚理解的是，提供每一幅附圖均僅用于解說和描述目的，且無意作為對本公開的限定的定義。

附圖簡述

為了更全面地理解本公開，現(xiàn)在結(jié)合附圖參閱以下描述。

圖1示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說包括低K互連模塊的集成電路(IC)封裝的截面圖。

圖2示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖1的IC封裝的截面圖，包括用于為分隔物層提供增加大小的開口的光阻層。

圖3示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖2的IC封裝的截面圖，其解說了低K互連模塊與TSV(穿板通孔)之間的界面的鋸齒。

圖4示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖3的IC封裝的截面圖，其解說了TSV的低K界面的電和機械降級。

圖5示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖4的IC封裝的截面圖，其包括保護層沉積。

圖6示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖5的IC封裝的截面圖，其包括側(cè)壁保護分隔物層。

圖7示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖6的IC封裝在穿板蝕刻之后的截面圖。

圖8示出了根據(jù)本公開的一個方面的解說圖7的IC封裝的截面圖，其包括具有內(nèi)襯隔離層和側(cè)壁保護分隔物層的穿板通孔。

圖9是根據(jù)本公開的一個方面的解說一種形成用于穿過低K布線層來圖案化穿板通孔(TSV)的低K介電保護分隔物的方法的框圖。

圖10是解說其中可有利地采用本公開的一方面的無線通信系統(tǒng)的框圖。

詳細描述