[發明專利]穿硅通孔制造

在審

• 申請號: 202010170957.6
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111933575A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 羅伯特·愛德華·西嘉石;索恩·泰·陸;埃利尼塔·馬拉斯馬斯·占旺薩克
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;劉茜

1.一種方法，包括：

使頂部掩模沉積到硅晶片上，所述頂部掩模包括第一二氧化硅層；

使底部掩模沉積到所述硅晶片的底部上；

對穿硅通孔圖案進行光致圖案化并且將穿硅通孔蝕刻到所述頂部掩模中；

使用所述穿硅通孔圖案，將所述穿硅通孔蝕刻通過所述硅晶片到達所述底部掩模；

從所述硅晶片移除所述頂部掩模和所述底部掩模；

使第二熱二氧化硅層生長在所述硅晶片的頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上；

從所述硅晶片蝕刻去掉所述第二熱二氧化硅層；

使第三熱氧化硅層生長在所述硅晶片的所述頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上，由此形成鈍化層；

使粘附層濺射沉積在所述硅晶片的所述頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上；

使電鍍種晶層沉積在所述硅晶片的所述頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上；

在所述穿硅通孔中電鍍銅層；

使第二粘附層沉積在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上；

使第四二氧化硅層沉積在所述硅晶片的所述頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上；

蝕刻所述第四二氧化硅層以移除所述第四二氧化硅層的一部分；

使第五二氧化硅層沉積在所述硅晶片的所述頂部、所述硅晶片的所述底部和所述穿硅通孔上；

蝕刻所述第五二氧化硅層以移除所述第五二氧化硅層的一部分；

使第六二氧化硅層沉積在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上；

在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上對所述第六二氧化硅層進行化學機械拋光直到所述銅層；以及

對所述銅層、所述第一粘附層和所述第二粘附層進行化學機械拋光直到所述第三二氧化硅層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中：

所述頂部掩模為約1-4微米厚；并且

所述底部掩模包括鋁層，并且其中所述鋁層為約1-2微米厚。

3.根據權利要求1所述的方法，其中：

所述第二熱二氧化硅層為約1.5微米厚；并且

所述蝕刻所述第二熱二氧化硅層包括濕法蝕刻，其中所述濕法刻蝕使所述穿硅通孔變寬到約21微米，并且其中濕法蝕刻使所述硅晶片上的扇形部平滑。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述第三熱二氧化硅層為約1.5微米厚，并且其中所述使所述第三熱二氧化硅層生長會使所述穿硅通孔變窄到約19.5微米，并且其中所述第三二氧化硅層包括化學機械拋光停止層。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述使所述粘附層濺射沉積在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上包括使約2500埃的鈦，然后是約3微米的銅種晶層濺射沉積在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上，由此使所述穿硅通孔變窄到約19.4微米。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述在所述穿硅通孔中電鍍所述銅層導致所述銅層滲透到所述穿硅通孔中達到約3微米的深度，并且使所述穿硅通孔變窄到約13.4微米。

7.根據權利要求1所述的方法，其中在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上的所述第二粘附層包括通過原子層沉積(ALD)沉積的厚度為約2000埃的鈦鎢層和約1000埃的氮化鈦層中的至少一者。

8.根據權利要求1所述的方法，其中：

使所述第四二氧化硅層沉積在所述硅晶片的所述頂部和所述硅晶片的所述底部上包括使用原硅酸四乙酯(TEOS)化學過程的等離子體增強化學氣相沉積，由此使所述穿硅通孔變窄到約3.4微米，并且導致所述第四二氧化硅層為約5微米厚；以及

所述蝕刻所述第四二氧化硅層以移除所述第四二氧化硅層的一部分包括定向干法蝕刻，由此移除約4.5微米的所述第四二氧化硅層，并且導致所述穿硅通孔在所述硅晶片的所述頂部附近為約12.4微米，并且所述穿硅通孔在所述穿硅通孔的中點附近以及在所述硅晶片的所述底部附近為約4微米。