[發明專利]免金屬CMP的TSV工藝方法

有效

• 申請號: 201310413914.6
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103474394A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 薛愷;于大全
• 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
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.提供晶圓(1)作為襯底，在晶圓(1)中形成盲孔(3)，并在晶圓(1)上表面和盲孔(3)的內壁上制作絕緣層(2)；

S2.在晶圓(1)上表面和盲孔(3)內壁的絕緣層(2)上制作阻擋層(401)和種子層(402)；所述種子層(402)位于阻擋層(401)之外，種子層(402)的材料為金屬；

S3.在盲孔(3)中填充第二金屬材料(5)，所采用的第二金屬材料(5)和種子層(402)的材料相同；

S4.利用電化學拋光技術去除步驟S3填充盲孔(3)過程中在晶圓(1)表面的第二金屬材料(5)和所述種子層(402)；并控制盲孔(3)中填充的第二金屬材料(5)的頂部和阻擋層(401)之間的臺階高度在限定范圍之內；

S5.對晶圓(1)進行退火工藝；然后用濕法刻蝕工藝去除晶圓表面的阻擋層(401)；

S6.利用電化學拋光技術對盲孔(3)中填充的第二金屬材料(5)的頂部和晶圓表面之間的臺階進行修正，使得該臺階趨于消失；

S7.在晶圓(1)表面涂覆一層第一介質層(9)；

S8.實現第一介質層(9)的圖形化，在盲孔(3)頂部位置形成第一介質層通孔(10)；

S9.在第一介質層(9)上和第一介質層通孔(10)中形成第一再布線結構(11)。

2.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述步驟S9之后，還包括下述步驟：

S10.完成第一再布線結構(11)后，在晶圓表面涂覆一層第二介質層(12)；

S11.利用光刻工藝實現第二介質層(12)的圖形化，在第二介質層(12)中形成第二介質層通孔(13)；

S12.在晶圓表面利用電鍍工藝制作微凸點結構(14)，所述微凸點結構(14)通過第二介質層通孔(13)與第一再布線結構(11)電連接。

3.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述步驟S1中，具體利用深反應離子刻蝕工藝在晶圓(1)中形成盲孔(3)。

4.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述步驟S2中，具體利用PVD工藝在晶圓(1)上表面和盲孔(3)內壁的絕緣層(2)上淀積制作阻擋層(401)和種子層(402)。

5.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述阻擋層(401)的材料選自鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鎢、氮化鎢、釩、氮化釩、鈮、氮化鈮中的一種。

6.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述種子層(402)的材料和盲孔(3)中填充的第二金屬材料(5)均為銅。

7.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述步驟S3中，具體利用電鍍工藝在盲孔(3)中填充第二金屬材料(5)。

8.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所屬步驟S4中，控制盲孔(3)中填充的第二金屬材料(5)的頂部和阻擋層(401)之間的臺階高度在-3um到3um之內。

9.如權利要求1所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述步驟S5中，可以先用濕法刻蝕工藝去除晶圓表面的阻擋層(401)然后再對晶圓(1)進行退火工藝。

10.如權利要求2所述的免金屬CMP的TSV工藝方法，其特征在于：所述微凸點結構(14)含兩部分，下部為銅柱，頂部為用于改善鍵合效果的蓋帽結構。