[發明專利]一種基于納米金屬的深孔互連結構制備方法

有效

• 申請號: 202011641344.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112786531B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 孫斐;楊冠南;劉宇;崔成強;張昱
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開一種基于納米金屬的深孔互連結構制備方法，先在待形成深孔互連結構的玻璃板上形成深孔；再通過點膠裝置將納米金屬膏對深孔進行填充；填充完畢后，刮除玻璃板表面溢出的殘余納米金屬顆粒；之后再對填充的納米金屬進行變深度燒結成型；最后對玻璃板進行濕法清洗，去除殘留納米金屬顆粒，玻璃板上的深孔互連結構制備完成。本發明是在深孔中采用納米金屬填充，然后燒結形成深孔互連的導體結構，無需采用電鍍銅的方式，避免造成對環境的污染。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種基于納米金屬的深孔互連結構制備方法。

背景技術

集成電路的尺寸已經可以縮小到納米級別，已逐漸接近尺寸上的物理極限，縮小特征尺寸的方法已經無法進一步提高集成電路的性能和功能，所以集成電路的發展面臨著一系列的問題與挑戰。

目前有通過三維集成技術解決上述的問題，相較于傳統的平面電路，三維集成技術在垂直方向上進行芯片的堆疊和集成，在不需要進一步縮小器件特征尺寸的條件下，提高了電路的集成度。三維集成技術可以集成多種材料、工藝及功能的芯片于一體，明顯地改進電路的電子性能，其中，基于TSV垂直互連的疊層封裝方式以其短距離互連和高密度集成的關鍵技術優勢，逐漸引領了封裝技術發展的趨勢。

而TSV垂直互連的封裝技術主要是在晶圓背面開TSV孔露出焊盤，利用金屬層將焊盤導出來引線，再在晶圓背面布線和植球，現有的TSV工藝中大多采用電鍍銅的工藝形成導體結構，但采用電鍍銅工藝會對環境造成極大的污染，非常不環保。例如公告號為CN105405781A、公布日為2016.3.16的中國專利：采用CMP工藝制作晶圓級封裝背部引線的方法，該專利在晶圓背面開TSV孔，并進行鍍銅工藝形成導體結構，會對環境造成極大的污染。因此，提供一種新型互連方式作為導體結構是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種基于納米金屬的深孔互連結構制備方法，該制備方法是在深孔中采用納米金屬填充，然后燒結形成深孔互連的導體結構，無需采用電鍍銅的方式，避免造成對環境的污染。

本發明的技術方案為：

一種基于納米金屬的深孔互連結構制備方法，包括以下步驟：

S1、使用激光加工或物理切割或化學腐蝕的方式，在待形成深孔互連結構的玻璃板上形成深孔；

S2、點膠裝置將納米金屬膏擠入深孔中，然后使用自動光學檢測系統判斷納米金屬膏是否完全填充深孔，當深孔未被完全填充，則繼續將納米金屬膏擠入深孔中，當深孔被完全填充后，移開點膠裝置；

S3、使用刮板刮除玻璃板表面溢出的殘余納米金屬顆粒；

S4、使用激光對深孔內的納米金屬進行變深度燒結成型；

S5、將帶有燒結完成的深孔的玻璃板進行濕法清洗，去除殘留納米金屬顆粒，玻璃板上的深孔互連結構制備完成。

進一步，所述深孔包括通孔或盲孔：

當為通孔時：

步驟S2中，將點膠裝置移動到正對玻璃板上的通孔，下壓點膠裝置，點膠裝置的點膠頭伸入通孔內將通孔密封后，再將納米金屬膏擠入通孔，使納米金屬膏填充在通孔中；

步驟S4中，納米金屬膏由通孔的中部向兩側的次序進行燒結；

當為盲孔時：

步驟S2中，將點膠裝置移動到正對玻璃板上的盲孔，下壓點膠裝置，直至點膠裝置的密封圈將盲孔完全封閉，然后使用抽真空裝置通過點膠裝置對盲孔內進行抽真空清除盲孔內的空氣，再將納米金屬膏擠入盲孔，使納米金屬膏填充在盲孔中；

步驟S4中，納米金屬膏由盲孔的底部向上側的次序進行燒結。