[發明專利]一種利用化學刻蝕露出TSV頭部的方法及相應器件

無效

• 申請號: 201310276354.4
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103346120A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 王磊;張文奇
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種利用化學刻蝕露出TSV頭部的方法，其特征在于，包括下述步驟：

（1）提供具有一定厚度的襯底，所述襯底具有正面和背面以及包含至少一個TSV，所述TSV從所述襯底正面垂直延伸一定深度至襯底內部，其深度小于襯底厚度，所述TSV內壁依次形成介質層、阻擋層和導電填充層；

（2）對所述襯底背面進行減薄，直至接近但未露出TSV底部，形成一層保護層，所述TSV底部距減薄后的襯底背面5～10μm；

（3）在所述襯底背面進行圖形化，光刻曝光，開窗露出對準標記，化學刻蝕形成對準標記圖形化區域；

（4）在所述襯底背面再次進行圖形化，露出TSV區域，化學刻蝕去除所述對準標記圖形化區域的保護層，露出TSV頭部，在所述襯底背面形成與TSV頭部相對應的凹穴，所述凹穴深度5～10μm；

（5）在所述襯底背面及凹穴內壁形成介質層并去除凹穴底部介質層；或在所述襯底背面及凹穴內壁形成介質層并去除凹穴底部介質層，再依次形成阻擋層、種子層和導電填充層；

（6）清洗、后續金屬互連工藝。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）中，所述對準標記圖形化區域刻蝕深度是所述保護層厚度的110%～200%。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）中，所述凹穴剖面為垂直的矩形或開口大于底部的梯形。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）中，化學刻蝕去除所述對準標記圖形化區域的保護層直至露出TSV頭部的介質層；或化學刻蝕保護層直至露出TSV頭部的導電填充層。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（5）中，所述的介質層為絕緣聚合物。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：步驟（5）中，介質層圖形化通過曝光顯影或直接利用去除液去除TSV頭部的絕緣聚合物，對殘留的絕緣聚合物加熱烘烤使其固化。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（6）中，所述的后續金屬互連工藝通過電鍍或絲網印刷制作焊球、凸點或柱與其他元器件互連。

8.一種基于權利要求1～7所述的方法制得的金屬互連器件，其特征在于：所述的器件包括上下兩個芯片，二者面對面鍵合，其中至少有一個芯片上設有若干TSV，所述的TSV頭部刻蝕形成了距離鍵合表面5～10μm的凹穴，所述凹穴內設有金屬焊球、凸點或柱。

9.根據權利要求8所述的器件，其特征在于：所述凹穴剖面為垂直的矩形或開口大于底部的梯形。

10.根據權利要求8所述的器件，其特征在于：在設有若干TSV的芯片鍵合表面及凹穴內壁設有介質層；或在設有若干TSV的芯片鍵合表面及凹穴內壁設有介質層，再依次設有阻擋層、種子層和導電填充層。