一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105895579A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610404060.9(22)申请日2016.06.08(71)申请人无锡微奥科技有限公司地址214035江苏省无锡市新区菱湖大道200号中国传感网国际创新园C2栋3楼(72)发明人孙其梁陈巧王伟丁金玲谢会开(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人许方(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法(57)摘要本发明公开了一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，该方法包括如下步骤：选择底硅层厚度大于等于TSV圆片厚度的SOI圆片，并将SOI圆片的底硅层厚度减到TSV圆片厚度；在SOI圆片底硅层表面光刻出所需的TSV盲孔图形；并沿光刻出的TSV盲孔图形刻蚀出TSV盲孔至SOI圆片的氧埋层停止；在SOI圆片底硅层表面依次淀积绝缘层、阻挡层和种子层，在淀积后的表面和TSV盲孔的内壁电镀一层金属铜，形成TSV互连；去除SOI圆片顶硅层；在去除了顶硅层后剩下的氧埋层表面光刻出TSV通孔图形，并沿TSV通孔图形刻蚀出TSV通孔；在氧埋层表面淀积或电镀一层导电材料，图形化并刻蚀形成电连线。本发明方法解决了盲孔刻蚀深度不均匀性带来的铜柱高度不均匀的问题，保证了TSV铜柱在一个平面上。CN105895579ACN105895579A权利要求书1/1页1.一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，选择底硅层厚度大于等于TSV圆片厚度的SOI圆片，并将SOI圆片的底硅层厚度减到TSV圆片厚度；步骤2，在SOI圆片的底硅层表面光刻出所需的TSV盲孔图形；步骤3，在SOI圆片的底硅层表面沿步骤2光刻出的TSV盲孔图形刻蚀出TSV盲孔至SOI圆片的氧埋层停止；步骤4，在SOI圆片的底硅层表面依次淀积绝缘层、阻挡层和种子层，在淀积后的表面和TSV盲孔的内壁电镀一层金属铜，形成TSV互连；步骤5，去除SOI圆片的顶硅层；步骤6，在去除了顶硅层后剩下的氧埋层表面光刻出TSV通孔图形，并沿TSV通孔图形刻蚀出TSV通孔至步骤4金属铜层停止，且TSV通孔的孔径小于TSV盲孔的孔径；步骤7，在氧埋层表面淀积或电镀一层导电材料，图形化并刻蚀形成电连线，从而完成TSV圆片的加工。2.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤1所述将SOI圆片的底硅层厚度减到TSV圆片厚度的方法为减薄和抛光方法。3.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤3所述刻蚀出TSV盲孔的工艺为硅深槽刻蚀工艺。4.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤5所述去除SOI圆片的顶硅层的方法为通过湿法TMAH或者KOH硅腐蚀液去除。5.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤5所述去除SOI圆片的顶硅层的方法为干法DRIE。6.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤6所述刻蚀出TSV通孔的方式为湿法BOE或者干法ICP方式。7.根据权利要求1所述基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，其特征在于，步骤7所述导电材料为金属铜、铝、钛或金。2CN105895579A说明书1/3页一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，属于微机电技术领域。背景技术[0002]现有加工TSV圆片的方法是使用普通硅片刻蚀盲孔，所以盲孔普遍存在深度不均匀性的问题，从而导致背面减薄时需要对不同高度的铜柱做平坦化处理。例如专利文献：一种TSV背面露头工艺（201310159364.X）。[0003]再如，基于SOI衬底高可靠性的TSV工艺方法（201310541039.X），是一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，该工艺方法使用氧埋层作为停止层解决了侧壁绝缘的技术问题（见说明书[0023]第8行），但是同样存在盲孔刻蚀深度不均匀性的问题，见说明书[0031]第（5）步“沿直径W2窗口继续刻蚀底层硅，直至通孔深度达到要求后停止，然后去除表面光刻胶，对TSV通孔进行清洗”。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，利用SOI片的氧埋层作为自停止层来加工TSV圆片，解决了盲孔刻蚀深度不均匀性带来的铜柱高度不均匀的问题，保证了TSV铜柱在一个平面上。[0005]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于SOI衬底的TSV圆片的加工方法，包括如