[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件以及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010561258.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111755384A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紅雷;黃柏榮
• 申請（專利權(quán)）人: 通富微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 深圳市威世博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

本申請?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體器件及其制備方法，所述制備方法包括：提供設(shè)置有多個導(dǎo)電硅通孔的晶圓，其中，所述晶圓包括相背設(shè)置的正面和背面，所述硅通孔自所述正面向所述背面延伸，且非貫通所述背面，所述硅通孔朝向所述背面一側(cè)設(shè)置有第一絕緣層；使所述晶圓的所述正面朝下，研磨所述晶圓的所述背面，以使所述第一絕緣層露出；去除所述第一絕緣層。通過上述方式，本申請能夠簡化硅通孔背面暴露工藝流程。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法。

背景技術(shù)

目前在半導(dǎo)體器件制備以及晶圓封裝過程中通常選用硅通孔TSV來實(shí)現(xiàn)垂直方向上相互堆疊的元器件之間電連接。而在硅通孔的背面暴露(BVR，backside via reveal)工藝中，要求硅通孔中金屬柱的整體厚度變化量小于2微米，以滿足后續(xù)鍵合以及堆疊的需要。

目前硅通孔的背面暴露工藝過程一般為：使晶圓的背面朝上，采用研磨工藝將晶圓的背面減薄至距離硅通孔10至20微米左右，此時硅通孔未從晶圓的背面露出；采用化學(xué)拋光工藝將晶圓的背面繼續(xù)減薄至距離硅通孔3至7微米左右，此時硅通孔仍未從晶圓的背面露出；采用干法蝕刻工藝將晶圓背面進(jìn)行蝕刻而不對硅通孔進(jìn)行蝕刻，以使得硅通孔從晶圓的背面露出3至7微米左右；采用化學(xué)氣相沉積工藝沉積氮化硅和/或氧化硅，且沉積的氮化硅和/或氧化硅覆蓋硅通孔；采用化學(xué)拋光工藝去除硅通孔頂部的部分氮化硅和/或氧化硅。

從上述工藝過程可以看出，現(xiàn)有的硅通孔背面暴露工藝較為復(fù)雜；且需要利用到化學(xué)拋光設(shè)備、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、干法蝕刻設(shè)備等多臺設(shè)備，上述多臺設(shè)備的總價值約1億人民幣，設(shè)備總價較高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體器件及其制備方法，以簡化硅通孔背面暴露工藝流程。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的一個技術(shù)方案是：提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：提供設(shè)置有多個導(dǎo)電硅通孔的晶圓，其中，所述晶圓包括相背設(shè)置的正面和背面，所述硅通孔自所述正面向所述背面延伸，且非貫通所述背面，所述硅通孔朝向所述背面一側(cè)設(shè)置有第一絕緣層；使所述晶圓的所述正面朝下，研磨所述晶圓的所述背面，以使所述第一絕緣層露出；去除所述第一絕緣層。

其中，所述去除所述第一絕緣層之前，還包括：在所述晶圓的所述背面以及露出的所述第一絕緣層上形成第二絕緣層；所述去除所述第一絕緣層包括：去除所述硅通孔位置處的所述第二絕緣層和所述第一絕緣層。

其中，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層的材質(zhì)相同，所述去除所述硅通孔位置處的所述第二絕緣層和所述第一絕緣層，包括：利用同一去除工藝去除所述硅通孔位置處的所述第二絕緣層和所述第一絕緣層。

其中，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層的材質(zhì)不同，所述去除所述硅通孔位置處的所述第二絕緣層和所述第一絕緣層，包括：利用第一去除工藝在所述第二絕緣層上形成第一開口，所述第一開口的位置與所述硅通孔的位置對應(yīng)，且所述第一開口的尺寸大于所述硅通孔的尺寸；利用第二去除工藝去除所述第一開口位置處的所述第一絕緣層。

其中，所述提供設(shè)置有多個導(dǎo)電硅通孔的晶圓，包括：在所述晶圓的所述正面形成非貫通的多個凹槽；在所述凹槽的底部形成所述第一絕緣層；在所述凹槽內(nèi)形成濺射金屬層；在所述濺射金屬層上形成金屬柱，所述金屬柱填充滿所述凹槽，且與所述晶圓的所述正面齊平，其中，所述濺射金屬層和所述金屬柱形成所述硅通孔。

其中，在研磨所述晶圓的所述背面之前，所述第一絕緣層的厚度為5-10微米。

其中，所述使所述晶圓的所述正面朝下，研磨所述晶圓的所述背面，以使所述第一絕緣層露出，包括：使所述晶圓的所述正面朝下，研磨所述晶圓的背面，直至所述第一絕緣層剛露出；或，使所述晶圓的所述正面朝下，研磨所述晶圓的背面，直至研磨掉部分所述第一絕緣層。