专利名称：一种通孔互连结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体、微传感器制作技术领域，特别涉及一种基于硅通孔(TSV， ThroughSilicon Via)互连的三维集成技术。
背景技术：
基于硅通孔互连的三维集成技术是一种有别于传统封装的技术，它可以提供垂直 方向的电学信号互连，降低连线的寄生参数，提高系统的工作速度，降低功耗。另外，它还可 以提供高密度的封装形式，减小微电子系统的面积、体积和重量，在便携式设备或对面积、 体积和重量有苛刻要求的领域有广泛的应用前景。硅通孔互连结构的制作，主要包括硅通 孔制作、硅通孔绝缘、硅通孔填充以及凸点制作等工艺，各工艺步骤间的顺序可以根据应用 场合的不同加以调整，形成多种硅通孔互连结构的制作工艺路线。硅通孔互连结构的直径 小、深宽比高，其制作尤其是硅通孔填充具有较大的挑战性。硅通孔填充一般有两种方法， 一种是保形电镀(Conformal Plating)的方法，一种是自下而上(Bottom-up)的电镀方法。 保形电镀方法如美国专利US7498258中所揭露的，采用通孔进行电镀，需要特殊的电镀设 备，而且电镀速度慢，对电镀液要求高，在硅片表面的镀层较厚，需要耗时进行化学机械抛 光(CMP ,Chemical Mechanical Polishing)。自下而上的电镀方法如美国专利US6852627、 US7704881中所揭露的，一般也需要提供一个通孔，采用辅助圆片作为电镀阴极，或利用电 镀横向生长的特性在圆片一面封闭硅通孔，实现自下而上的电镀方式。与保形电镀相比，自 下而上的电镀不需要特殊设备，速度快，而且对电镀液的要求低，硅片表面的镀层也可以控 制。但是，此方法种子层制作一般需要额外的工艺步骤，如制作辅助圆片、辅助圆片临时键 合，或需要在待电镀圆片背面预先进行种子层填充、电镀；种子层的制作质量控制不易，增 加了额外的成本，成品率不易得到保证。因此有必要寻找一种新的电镀速度快、制作工艺简 单的硅通孔的填充工艺或方法解决这个问题。此外，使用硅通孔互连结构传输高频信号时， 硅通孔间及硅通孔对其它电路的干扰不可忽略，需要采取一些减小干扰的措施。美国专利 申请US2009/0134500中揭露了一种使用隔离环降低硅通孔对电路造成干扰的方法。但这 种隔离环结构占用大量芯片面积，制作工艺复杂，而且不能有效隔离由硅衬底传导造成的 干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通孔互连结构的制作方法，以解决前面叙述的现有技 术问题，减少通孔互连结构制作的工艺步骤，降低成本，提高成品率。本发明的通孔互连结构制作方法，包括以下步骤1)在基片上制作盲孔，所谓盲孔即孔的底部是封闭的，可以是制作仅穿透基片的 第一表面，但不穿透基片的第二表面的盲孔，也可以是先制作穿透基片两个表面的通孔，然 后在基片第二表面封闭通孔的底部形成盲孔；2)在基片的第一表面上淀积种子层，种子层覆盖盲孔的侧壁和底部；
3)在种子层上保形淀积有机物薄膜；4)在有机物薄膜上贴干膜(dry film photoresist)，然后进行光刻，在盲孔位置 形成一个小于盲孔口径的开口；5)用等离子刻蚀的方式，以干膜为掩膜去除盲孔底部或者盲孔底部和侧壁下部的 有机膜薄膜，暴露出种子层；6)利用暴露的种子层对盲孔进行填充。上述步骤1)中所述基片可以是半导体材料，如硅、锗等单质半导体，或砷化镓、 磷化铟、氮化镓等化合物半导体；也可以是金属材料，如钛、钼、镍、铬等或其合金；还可 以是玻璃或石英等绝缘材料。基片一般是圆形，有为了区分或对准晶相而制作的缺口或 对准边，基片直径常用的有50毫米、100毫米、200毫米、300毫米、450毫米等。基片可 以是标准厚度的，从400微米到1000微米不等，也可以是经过减薄的，厚度从10微米到 400微米不等。所述基片可以是裸片，也可以在基片的第一表面和/或第二表面上有制 作完成的半导体器件、多层电学互连层或者微传感器结构，还可以有焊盘(PAD)或钝化层 (passivationlayer)。所述盲孔直径从1微米到1000微米不等，其横截面一般是圆形或方 形，也可以是六边形或八边形等其它形状；其纵剖面可以是上下一样宽的矩形、上面大下面 小或上面小下面大的梯形或其它形状；盲孔深度不小于其直径，一般为其直径的1倍到50 倍。盲孔可以用深反应离子刻蚀(DRIE)、激光烧蚀或湿法腐蚀的方法制作。盲孔底部可以 是基片第二表面上制作的多层电学互连的互连线或焊盘(PAD)。上述步骤1)制作盲孔之后，可以先在基片的第一表面上制作一层覆盖盲孔侧壁 的绝缘层，然后再进行步骤幻。绝缘层可以采用热氧化、物理气相淀积(PVD)、化学气相淀 积(CVD)或等离子增强化学气相淀积(PECVD)等方法制作，材料可以是无机物或有机物，其 中无机物例如氧化硅SiO2、氮化硅Si3N4、氧化铝Al2O3，有机物例如聚酰亚胺(PI)、聚对二 甲苯(parylene)、聚苯并环丁烯(BCB)或光刻胶，也可以是上述材料的混合物或复合绝缘 层。上述步骤幻在淀积种子层之前，可以先制作一层阻挡层。阻挡层可以采用物理气 相淀积(PVD)、原子层淀积(ALD)、化学气相淀积(CVD)或等离子增强化学气相淀积(PECVD) 等方法制作，材料可以是Ti/W、Ti/TiN、Ta/TaN等，但并不限于上述几种材料。种子层可以 采用物理气相淀积(PVD)、原子层淀积(ALD)、化学气相淀积(CVD)或等离子增强化学气相 淀积(PECVD)等方法制作，材料可以是金属，如铜Cu、金Au等，但并不限于上述材料。上述步骤幻可以采用化学气相淀积(CVD)、物理气相淀积(PVD)、旋涂(Spin)和 喷胶(Spray)等制作方法淀积有机物薄膜。有机物薄膜的材料可选自聚酰亚胺(PI)、聚对 二甲苯(parylene)、聚苯并环丁烯(BCB)和光刻胶等。有机物薄膜是保形淀积的，覆盖在整 个第一基片表面上，包括盲孔侧壁和底部。上述步骤4)在贴干膜前，可以对基片表面进行预处理以增强粘附性，例如在步骤 3)形成的有机物薄膜上用化学气相淀积(CVD)或旋涂(Spin)的方法再形成一具有粘附性 的有机物薄膜，材料如聚二甲基硅氧烷(PDMQ或光刻胶。上述步骤4)中所述干膜是光敏性质的，可以是负性光刻胶或正性光刻胶。上述步骤幻以干膜为掩膜，采用等离子刻蚀的方法除去盲孔底部的有机物薄膜， 使用的刻蚀气体包括氩气Ar、氧气O2、氮气N2、氦气He等。通过调整干膜光刻开口的大小，以及等离子体刻蚀的工艺，除去盲孔底部或底部及侧壁下部的有机物薄膜，暴露出相应部 位的种子层。对于仅暴露出盲孔底部种子层的情况，步骤6)对盲孔进行的是自下而上的填 充；对于盲孔底部和侧壁下部种子层的情况，适用于深宽比较大的盲孔结构，在步骤6)相 当于减小盲孔的深宽比，得到先保形填充、后自下而上填充的效果，既保证了填充质量，又 提高了填充效率。步骤6)对盲孔填充一般是用电镀的方法，也可以使用无电镀(Electroless Plating)的方法，或者二者结合使用；还可以是化学气相淀积(CVD)、等离子增强化学气相 淀积(PECVD)或物理气相淀积(PVD)等其它方法。所填充的导电材料一般是铜，也可以是 金、银、钼、镍、钨、铝等材料或其他金属、合金和混合物。本发明的通孔互连结构制作方法，在上述步骤6)之后，可以包括将干膜去除的步 骤，以及进行焊盘(PAD)、重布线层(RDL，Redistribution Layer)和凸点(Bump)制作的步
马聚ο在对盲孔进行填充之后，还可以对基片的第二表面进行减薄，制成通孔。在基片的 第二表面同样可以进行焊盘(PAD)、重布线层(RDL，Redistribution Layer)和凸点(Bump) 的制作。特别地，本发明的方法可以对通孔提供电磁屏蔽，减小通孔间及通孔对其它电路 的影响。对基片的第二表面进行减薄，形成通孔，并去除暴露出的通孔填充物质底面的种 子层，从而断开通孔侧壁的种子层和通孔内填充部分间的电学连接。然后在基片的第二表 面制作绝缘层，并在通孔处制作开口，暴露出通孔中的填充部分，但不暴露出通孔侧壁的种 子层。将通孔侧壁的种子层接到一个固定的电位(如接地)，而电学信号在通孔中心填充部 分传播，形成对通孔的电磁屏蔽。根据本发明方法制作的基片，采用晶圆到晶圆(Wafer to Wafer)、芯片到晶圆 (Chip tofefer)或芯片到芯片(Chip to Chip)的方式进行堆叠，形成基于通孔互连的三维 集成结构。此外，对于深宽较小的盲孔结构，例如深宽比小于6，本发明的一种变形，是简化工 艺步骤，略去上述步骤幻淀积有机物薄膜和步骤幻用等离子体刻蚀有机物薄膜，直接在种 子层上贴干膜，对干膜进行光刻开口，然后在干膜的保护下进行盲孔的填充。由于干膜光刻 中的开口小于盲孔的大小，因此悬空在盲孔边缘的干膜，减小了盲孔开口处和侧壁处的电 场，保护盲孔开口处和侧壁处不被电镀沉积，得到一种近似的自下而上电镀填充。这种方法 工艺步骤简单，而且提高了电镀填充效率。本发明的技术优势在于1、简化了通孔自下而上电镀填充的制作工艺，提高了成 品率，降低了通孔互联结构制作的工艺成本；2、提供了一种应力缓冲结构，通孔侧壁覆盖的 有机物薄膜可以缓解通孔互连结构的应力状态，提高其可靠性；3、提供了一种对通孔互联 结构的电磁屏蔽结构，有利于提高通孔电信号传输性能，减小通孔间及通孔对其它电路的 干扰。
图Ia是实施例1在基片上制作盲孔的步骤示意图Ib是实施例1在基片第一表面上制作种子层的步骤示意图；图Ic是实施例1在种子层上制作有机物薄膜的步骤示意图；图Id是实施例1在有机物薄膜上贴干膜并形成干膜开口的步骤示意图；图Ie是图Id所示结构的俯视图；图If是实施例1去除盲孔底部上的有机物薄膜的步骤示意图；图Ig是实施例1对盲孔进行填充的步骤示意图。图加是实施例2去除盲孔底部和侧壁下部上的有机物薄膜的步骤示意图；图2b是实施例2对盲孔进行填充的步骤示意图。图3a是实施例3直接在种子层上贴干膜并形成干膜开口的步骤示意图；图北是实施例3对盲孔进行填充的步骤示意图。图如是实施例4减薄基片第二表面的步骤示意图；图4b是实施例4在基片第二表面制作绝缘层并形成对通孔内导电材料电磁屏蔽 的步骤示意图。
具体实施例方式下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步描述。实施例11、首先，如图Ia所示，提供一基片110，制作盲孔120。基片可以是半导体材料，如 硅、锗等单质半导体或砷化镓、磷化铟、氮化镓等化合物半导体，也可以是金属材料，如钛、 钼、镍、铬等或其合金，还可以是玻璃或石英。基片一般是圆形，有为了区分或对准晶相而 制作的缺口或对准边。基片直径常用的有50毫米、100毫米、200毫米、300毫米、450毫米 等。基片可以是标准厚度的，从400微米到1000微米不等，也可以是经过减薄的，厚度从 10微米到400微米不等。基片110有第一基片表面111和第二基片表面112，第一基片表 面111或第二基片表面112可以有制作完成的半导体器件、多层电学互连层或者微传感器 结构。第一基片表面111或第二基片表面112还可以有焊盘或钝化层。第一基片表面111 上包含绝缘层，在图中没有画出。绝缘层可以采用热氧化、物理气相淀积(PVD)、化学气相 淀积(CVD)或等离子增强化学气相淀积(PECVD)的方法制作，材料可以是无机物如氧化硅 SiO2、氮化硅Si3N4、氧化铝Al2O3，或者是有机物如聚酰亚胺PI、聚对二甲苯parylene、聚苯 并环丁烯BCB或光刻胶，也可以是上述材料的混合物或复合绝缘层。若基片是玻璃、石英 等绝缘材料，可以不需要绝缘层。基片110包含一个及以上的盲孔120，盲孔120的直径从 1微米到1000微米不等，其横截面一般是圆形或方形，也可以是六边形或八边形等其它形 状，其纵剖面可以是上下一样宽的矩形、上面大下面小或上面小下面大的梯形或其它形状； 盲孔120的深度不小于其直径，一般为其直径的1倍到50倍。盲孔120可以是用深反应离 子刻蚀(DRIE)、激光烧蚀或湿法腐蚀的方法制作的。盲孔120的侧壁121上，也有上述第一 基片表面111上的绝缘层。侧壁121可以是粗糙的或有波纹的，不一定是如图所示光滑的 表面。盲孔120的底部122，可以没有上述第一基片表面111上的绝缘层。盲孔120的底部 122可以包含在基片内部(如图Ia所示)，也可以是在第二基片表面112上制作的多层电 学互连的互连线或焊盘(PAD)。2、接着，如图Ib所示，在基片第一表面111以及盲孔侧壁121和底部122制作上种子层130。种子层可以采用物理气相淀积(PVD)、原子层淀积(ALD)、化学气相淀积(CVD) 或等离子增强化学气相淀积(PECVD)等方法制作，材料可以是铜Cu、金Au等，但并不限于上 述材料。在制作种子层之前，可以先在基片第一表面111以及盲孔侧壁121和底部122上制 作阻挡层，阻挡层在图中没画出。阻挡层可以采用物理气相淀积(PVD)、原子层淀积(ALD)、 化学气相淀积(CVD)或等离子增强化学气相淀积(PECVD)等方法制作，材料可以是Ti/W、 Ti/TiN、Ta/TaN等，但并不限于上述几种材料。3、接着，如图Ic所示，在种子层130上淀积一层有机物薄膜210。淀积的方法包括 化学气相淀积(CVD)、物理气相淀积(PVD)、旋涂(Spin)和喷胶(Spray)等制作方法；有机 物薄膜的材料包括聚酰亚胺PI、聚对二甲苯parylene、聚苯并环丁烯BCB和光刻胶。有机 物薄膜210是保形淀积的，覆盖在整个种子层130上，包括盲孔侧壁121和底部122之上。 在淀积有机物薄膜210的同时，第二基片表面112也可能淀积上一层有机物薄膜，取决于使 用的淀积方法和材料。4、接着，如图Id所示，在有机物薄膜210上贴干膜310，并曝光显影，得到开口 320，暴露出盲孔120结构。在贴干膜310前，可以选择对基片110进行增强粘附性处理， 用化学气相淀积(CVD)或旋涂(Spin)的方法，在表面形成有机物薄膜，如聚二甲基硅氧烷 PDMS或光刻胶。干膜310是用热压的方式贴于基片110上的，可以贴一层或多层。干膜310 是光敏性质的，可以是负性光刻胶或正性光刻胶。贴干膜310后，可以进行裁剪、清洗等提 高光刻质量的步骤。曝光是指用特定的设备，如光刻机，在紫外或深紫外光照射下，将光刻 掩模版上的图形转移到干膜上；或者是用激光、电子束或离子束，不需要光刻掩模版，直接 将图形写在干膜上。曝光后，可以选择进行用热板、烘箱或红外的方式加热贴于基片110上 的干膜310，以提高光刻质量。显影是指将贴有干膜310的基片110浸泡于显影液中，或通 过喷洒显影液的方法，去除一部分干膜310，形成所需的图形。显影后包含一步用去离子水 清洗贴有干膜310的基片110的步骤。上述步骤完成后，得到的结构有如下特征干膜310 上在与基片110上盲孔120相对应的位置，得到开口 320 ；开口 320的直径小于盲孔120的 直径；在开口 320的周围，有一部分干膜悬空结构321。图Ie是图Id的俯视图，从中可以看 出干膜310覆盖于基片110表面，在盲孔120对应的地方有开口 320，开口的直径d小于盲 孔的直径D，得到一部分干膜悬空结构321。图Ie中所示的盲孔120和开口 320都是圆形， 但盲孔120也可以是方形、六边形和八边形等其它形状，开口 320的形状随着盲孔120形状 的变化而相应改变。5、接着，如图If所示，以干膜310作为掩膜，用等离子刻蚀的方法除去盲孔底部的 有机物薄膜210，暴露出盲孔底部122上的种子层130。使用的刻蚀气体包括氩气Ar、氧气 O2、氮气N2、氦气He等。由于干膜悬空结构321对盲孔侧壁上的有机物薄膜210起到了保 护作用，在等离子刻蚀的过程当中，不会对盲孔侧壁上的有机物薄膜210产生影响，仅仅刻 蚀除去盲孔底部的有机物薄膜210。6、接着，如图Ig所示，在盲孔120中填充导电材料410。填充一般是用电镀的方 法，也可以使用无电镀(Electroless Plating)的方法，或者二者结合使用；也可以是化学 气相淀积(CVD)、等离子增强化学气相淀积(PECVD)或物理气相淀积(PVD)等其它方法。填 充的材料一般是铜，也可以是金、银、钼、镍、钨、铝等材料或其他金属、合金和混合物。导电 材料410可以填充至与第一基片表面111相平，或是低于第一基片表面111，或是高于第一基片表面111，但不高于干膜上表面311 ；导电材料410可以是无孔隙完全填充，也可以是在 中间有一个或更多孔隙的填充。盲孔侧壁121上由于有有机物薄膜覆盖，不会直接有导电 材料沉积，导电材料从盲孔底部122上的种子层130处开始沉积。盲孔内的电场较为均勻， 可以实现自下而上的高速高质量电镀填充。7、接着可以进行通孔互连的三维集成技术的其它工艺步骤，包括干膜去除、重布 线层(RDL)制作、焊盘(PAD)制作、凸点(Bump)制作、晶圆减薄、划片、三维堆叠(Stacking) 等步骤中的一步或若干步骤的任何顺序的组合。也可以是其它尚未发明的通孔互连三维集 成技术的制作工艺。在此不再赘述。实施例2根据实施例1的步骤1至4在盲孔上依次形成种子层、有机物薄膜和制作开口的 干膜掩膜，接着，如图加所示，以干膜作为掩膜，用等离子刻蚀的方法除去盲孔底部122和 侧壁下部1 上的有机物薄膜210，暴露出盲孔底部122和侧壁下部IM上的种子层130。 使用的刻蚀气体包括氩气Ar、氧气O2、氮气N2、氦气He等。由于干膜悬空结构321对盲孔侧 壁上部125上的有机物薄膜210起到了保护作用，在等离子刻蚀的过程当中，不会对盲孔侧 壁上部125上的有机物薄膜210产生影响，仅仅刻蚀除去盲孔底部122和侧壁下部IM上 的有机物薄膜210。通过仿真模拟和有限次的实验，调整干膜开口 320的大小，可以调整盲 孔下部1 暴露出的面积。这样的制作方法相当于减小了盲孔填充时的深宽比，特别对于 大深宽比的盲孔，可以大大降低电镀填充难度，实现高速高质量的电镀填充。然后，如图2b所示，在盲孔120中填充导电材料410。填充一般是用电镀的方法， 也可以使用无电镀(Electroless Plating)的方法，或者二者结合使用；也可以是化学气 相淀积(CVD)、等离子增强化学气相淀积(PECVD)或物理气相淀积(PVD)等其它方法。填充 的材料一般是铜，也可以是金、银、钼、镍、钨、铝等材料或其他金属、合金和混合物。导电材 料410可以填充至与第一基片表面111相平，或是低于第一基片表面111，或是高于第一基 片表面111，但不高于干膜上表面311 ；导电材料410可以是无孔隙完全填充，也可以是在中 间有一个或更多孔隙的填充。盲孔侧壁上部125上由于有有机物薄膜覆盖，不会直接有导 电材料沉积，导电材料从盲孔底部122和侧壁下部IM上的种子层130处开始沉积。盲孔 内电镀填充的深宽比较小，可以高速高质量电镀填充。接下可以进行通孔互连的三维集成技术的其它工艺步骤，包括干膜去除、重布线 层(RDL)制作、焊盘(PAD)制作、凸点(Bump)制作、晶圆减薄、划片、三维堆叠(Stacking) 等步骤中的一步或若干步骤的任何顺序的组合。也可以是其它尚未发明的通孔互连三维集 成技术的制作工艺。在此不再赘述。实施例3根据实施例1的步骤1至2在盲孔上形成种子层，接着，如图3a所示，在种子层 130上贴干膜310，并曝光显影，得到开口 320，暴露出盲孔120结构。在贴干膜310前，可以 选择对基片110进行增强粘附性处理，用化学气相淀积(CVD)或旋涂(Spin)的方法，在表 面形成有机物薄膜，如聚二甲基硅氧烷PDMS或光刻胶。贴干膜310和形成开口 320的方式 同实施例1中所述。接着，如图北所示，在盲孔孔120中填充导电材料410。填充方法同实施例1。干 膜悬空结构321在盲孔孔120的电镀填充过程中，可以抑制盲孔开口转角1 和侧壁上部125处的电场集中，补偿盲孔侧壁下部IM和底部122处的电场，使得盲孔120内部电场较 为均勻，利于实现高质量快速的电镀填充。接下可以进行通孔互连的三维集成技术的其它工艺步骤，包括干膜去除、重布线 层(RDL)制作、焊盘(PAD)制作、凸点(Bump)制作、晶圆减薄、划片、三维堆叠(Stacking) 等步骤中的一步或若干步骤的任何顺序的组合。也可以是其它尚未发明的通孔互连三维集 成技术的制作工艺。在此不再赘述。实施例4根据实施例1的步骤1至6进行盲孔的制作和填充，然后，如图如所示，从基片 110的第二表面112进行减薄，至暴露出盲孔的底部122，并除去底部的种子层130。减薄可 以用研磨、湿法或干法等方法，或结合使用这些方法。研磨是将基片110放在研磨盘上，在 含有固体小颗粒的研磨液的作用下，削除基片110的第二表面112。湿法减薄是将基片110 不减薄的面进行保护，然后浸泡在基片腐蚀液中腐蚀基片的第二表面112。干法减薄是将基 片110的第二表面112暴露在一个腔体内，通入氟基、溴基气体，以及氧气O2、氩气Ar、氦气 He等气体，在交变电场的激发下形成等离子体，轰击基片110的第二表面112，以进行减薄。接着，如图4b所示，在基片110的第二表面112上制作绝缘层510，并制作开口 511。绝缘层可以采用热氧化、物理气相淀积(PVD)、化学气相淀积(CVD)、等离子增强化学 气相淀积(PECVD)、旋涂(Spin)或喷胶(Spray)等方法制作，材料可以是无机物如氧化硅 SiO2、氮化硅Si3N4、氧化铝Al2O3，或有机物如聚酰亚胺PI、聚对二甲苯parylene、聚苯并环 丁烯BCB和光刻胶，也可以是上述材料的混合物或复合绝缘层。开口 511可以采用等离子刻 蚀或光刻的方法制作，使用的刻蚀气体包括氩气Ar、氧气O2、氮气N2、氦气He等。开口 511 的直径小于或等于通孔中填充导电材料410，因此仅暴露出通孔中填充的导电材料410，而 不暴露出通孔侧壁121上的种子层130。将通孔侧壁121上的种子层接地，就形成了对通孔 中填充的导电材料410的电磁屏蔽。接下可以进行通孔互连的三维集成技术的其它工艺步骤，包括干膜去除、重布线 层(RDL)制作、焊盘(PAD)制作、凸点(Bump)制作、晶圆减薄、划片、三维堆叠(Stacking) 等步骤中的一步或若干步骤的任何顺序的组合。也可以是其它尚未发明的通孔互连三维集 成技术的制作工艺。在此不再赘述。以上所述仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围 即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种通孔互连结构的制作方法，包括如下步骤1)在基片上制作盲孔，该盲孔仅穿透基片的第一表面，但不穿透基片的第二表面，或者 是先制作穿透基片两个表面的通孔，然后在基片第二表面封闭通孔的底部形成盲孔；2)在基片的第一表面淀积种子层，种子层覆盖盲孔的侧壁和底部；3)在种子层上保形淀积有机物薄膜；4)在有机物薄膜上贴干膜，然后进行光刻，在盲孔位置形成一个小于盲孔口径的开Π ；5)用等离子刻蚀的方式，以干膜为掩膜去除盲孔底部或者盲孔底部和侧壁下部的有机 膜薄膜，暴露出种子层；6)利用暴露的种子层对盲孔进行填充。
2.如权利要求1所示的制作方法，其特征在于，步骤1)中所述基片是半导体材料、金属 材料或绝缘材料；所述基片为裸片，或者是在基片的第一表面和/或第二表面上具有下列 结构中的一种或多种半导体器件、电学互连层、微传感器结构、焊盘和钝化层。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤1)制作盲孔之后，先在基片的 第一表面上制作一层覆盖盲孔侧壁的绝缘层，然后再进行步骤2)。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤2)在淀积种子层之前，先在基片 的第一表面上制作一层阻挡层。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤3)所述有机物薄膜的材料为聚酰 亚胺、聚对二甲苯、聚苯并环丁烯或光刻胶。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤6)对盲孔进行填充使用电镀和/ 或无电镀的方法，或者是化学气相淀积、等离子增强化学气相淀积或物理气相淀积的方法; 填充盲孔的材料是铜、金、银、钼、镍、钨、铝或其合金。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤6)之后去除干膜，并进行焊盘、 重布线层和/或凸点的制作。
8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤6)之后对基片的第二表面进行 减薄形成通孔，并去除通孔内填充物质底面的种子层，然后在基片的第二表面制作绝缘层， 并在通孔处制作开口，暴露出通孔中的填充物质，但不暴露出通孔侧壁的种子层，形成对通 孔的电磁屏蔽。
9.一种通孔互连结构的制作方法，包括如下步骤1)在基片上制作盲孔，该盲孔仅穿透基片的第一表面，但不穿透基片的第二表面，或者 是先制作穿透基片两个表面的通孔，然后在基片第二表面封闭通孔的底部形成盲孔；2)在基片的第一表面淀积种子层，种子层覆盖盲孔的侧壁和底部；3)在种子层上贴干膜，然后进行光刻，在盲孔位置形成一个小于盲孔口径的开口；4)对盲孔进行填充。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述盲孔的深宽比小于6。
全文摘要
本发明公开了一种通孔互连结构的制作方法，包括在基片上制作盲孔，然后依次淀积种子层和有机物薄膜，贴干膜，并通过光刻在盲孔处形成小于盲孔口径的干膜开口，然后刻蚀去除盲孔底部的有机物薄膜，暴露出种子层，再对盲孔进行填充。进一步的，还公开了对通孔提供电子屏蔽的方法。本发明简化了通孔自下而上电镀填充的制作工艺，提高了成品率，降低了通孔互联结构制作的工艺成本；而且提供了一种应力缓冲结构，通孔侧壁覆盖的有机膜可以缓解通孔互连结构的应力状态，提高其可靠性；另外还提供了一种对通孔互联结构的电磁屏蔽结构，有利于提高通孔电信号传输性能，减小通孔间及对其它电路的干扰。
文档编号H01L21/768GK102130042SQ20101060355
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者孙新, 朱韫晖, 缪旻, 金玉丰, 马盛林 申请人:北京大学