直通硅晶穿孔及其制作工藝制造技術

本發明專利技術公開一種直通硅晶穿孔及其制作工藝，該直通硅晶穿孔包含一基底以及一導電插塞。基底具有一孔洞，位于一面中。導電插塞設置于孔洞中，且導電插塞具有一上半部突出于此面，其中上半部具有一頂部以及一底部，且頂部較底部細。另外，本發明專利技術又提供一種形成前述直通硅晶穿孔的制作工藝。首先，提供一基底，具有一面。接著，自基底的此面形成一孔洞。接續，形成一第一導電材料覆蓋孔洞以及面。續之，形成一圖案化光致抗蝕劑覆蓋面并暴露出孔洞。繼之，形成一第二導電材料于暴露出的第一導電材料上。而后，移除圖案化光致抗蝕劑。其后，移除位于面上的第一導電材料以形成一導電插塞于孔洞中。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開一種直通硅晶穿孔及其制作工藝，該直通硅晶穿孔包含一基底以及一導電插塞。基底具有一孔洞，位于一面中。導電插塞設置于孔洞中，且導電插塞具有一上半部突出于此面，其中上半部具有一頂部以及一底部，且頂部較底部細。另外，本專利技術又提供一種形成前述直通硅晶穿孔的制作工藝。首先，提供一基底，具有一面。接著，自基底的此面形成一孔洞。接續，形成一第一導電材料覆蓋孔洞以及面。續之，形成一圖案化光致抗蝕劑覆蓋面并暴露出孔洞。繼之，形成一第二導電材料于暴露出的第一導電材料上。而后，移除圖案化光致抗蝕劑。其后，移除位于面上的第一導電材料以形成一導電插塞于孔洞中。【專利說明】 直通硅晶穿孔及其制作工藝
本專利技術涉及一種直通硅晶穿孔及其制作工藝，且特別是涉及一種在形成一光致抗蝕劑之前先形成一導電填充材料于一孔洞中的直通硅晶穿孔及其制作工藝。
技術介紹
直通硅晶穿孔技術主要在于解決芯片間互連的問題，屬于一種新的三度空間立體封裝技術。當紅的直通硅晶穿孔技術通過三度空間的堆疊、經由硅穿孔創造出更符合輕、薄、短、小的市場需求產品，提供微機電系統(MEMS)、光電及電子元件等晶片級封裝所需的封裝制作工藝技術。 詳細而言，直通硅晶穿孔技術在晶片上以蝕刻或激光的方式鉆孔，再將導電材料如銅、多晶硅、鎢等填入導孔(Via)形成導電的通道(即連接內、外部的接合線路)。最后將晶片或管芯(die)薄化再加以堆疊、結合(bonding)，而成為三度空間的堆疊集成電路(3D1C)。如此一來,就可以取代打線連結(wire bonding)方式。改以蝕刻的方式鉆孔(Via)并形成導通電極，不僅可以省去打線空間，也可以縮小了電路板的使用面積與封裝件的體積。因為采用直通硅晶穿孔技術的構裝內部接合距離，即為薄化后的晶片或管芯的厚度，相較于采取打線連結的傳統堆疊封裝，三度空間堆疊集成電路的內部連接路徑更短，相對可使芯片間的傳輸電阻更小、速度更快、雜訊更小、效能更佳。尤其在中央處理器(CPU)與快取記憶體，以及記憶卡應用中的數據傳輸上，更能突顯直通硅晶穿孔技術的短距離內部接合路徑所帶來的效能優勢。此外，三度空間堆疊集成電路封裝后的尺寸等同于管芯尺寸。在強調多功能、小尺寸的可攜式電子產品領域，三度空間堆疊集成電路的小型化特性更是市場導入的首要因素。 然而，隨著半導體元件的尺寸微縮，此些半導體元件中的直通硅晶穿孔則會因具有高深寬比，而在現今的半導體制作工藝中難以形成。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種直通硅晶穿孔及其制作工藝，其在形成一光致抗蝕劑之前，先填充一導電材料于一孔洞中，以形成此直通硅晶穿孔的一部分，因而可減少后續光致抗蝕劑填入此孔洞的深度。 為達上述目的，本專利技術提供一種直通硅晶穿孔，包含一基底以及一導電插塞。基底具有一孔洞，位于一面中。導電插塞設置于孔洞中，且導電插塞具有一上半部突出于此面，其中上半部具有一頂部以及一底部,且頂部較底部細。 本專利技術提供一種直通硅晶穿孔制作工藝，包含下述步驟。首先，提供一基底，具有一面。接著，自基底的此面，形成一孔洞。接續，形成一第一導電材料覆蓋孔洞以及此面。續之，形成一圖案化光致抗蝕劑覆蓋面并暴露孔洞。繼之，形成一第二導電材料于暴露出的第一導電材料上。而后，移除圖案化光致抗蝕劑。其后，移除位于面上的第一導電材料以形成一導電插塞于孔洞中。 基于上述，本專利技術提出一種直通硅晶穿孔及其制作工藝，其在形成一圖案化光致抗蝕劑之前，先填充一第一導電材料于一基底的一孔洞中。因此，可減少光致抗蝕劑填入孔洞的深度，以使光致抗蝕劑易于移除。再者，在形成圖案化光致抗蝕劑之后，填入一第二導電材料于孔洞中的第一導電材料上，然后移除圖案化光致抗蝕劑，接著再移除位于孔洞外的第一導電材料以形成一導電插塞。由于位于孔洞外的第一導電材料以例如蝕刻的方法移除，因而導電插塞突出于基底的一上半部，會具有一頂部較一底部細。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是繪示本專利技術一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖； 圖2-圖4是繪示本專利技術一第一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖； 圖5-圖10是繪示本專利技術一第二實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖； 圖11是繪示本專利技術一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖； 圖12是繪示本專利技術一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖。 主要元件符號說明 100、200:直通硅晶穿孔 110、310、410:基底 120、120’、220、220’:阻障層 130、130，、230、230’:晶種層 140:主導電材料 150、250:導電墊 242:第一導電材料 242a:孔洞部分 242b:表面部分 246:第二導電材料 320、420:層間介電層 340、440:多層的內連線結構 C1、C2:導電插塞 Kl、K2:圖案化光致抗蝕劑 M:M0S 晶體管 S1:面 S2:正面 S3:背面 Tl:上半部 Tll:頂部 T12:底部 T2:下半部 V、V1、V2:孔洞 【具體實施方式】 圖1是繪示本專利技術一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖。如圖1所示，提供一基底110，具有一孔洞V。在本實施例中，孔洞V形成于基底110的一面SI，其中面SI可為一主動面相對的另一面，或者與主動面相同的一面，但本專利技術不以此為限。基底110例如是一硅基底、一含硅基底、一三五族覆硅基底(例如GaN-on-silicon)、一石墨烯覆硅基底(graphene-on-silicon)或一娃覆絕緣(silicon-on-1nsulator, SOI)基底等半導體基底。孔洞V可例如以蝕刻形成，但本專利技術不以此為限。孔洞V具有一高深寬比，用以形成一直通硅晶穿孔結構。一般而言，孔洞V的深寬比介于3.5?10，而其臨界尺寸(criticaldimens1n,⑶)小于18微米(micrometer, μ m),但本專利技術不以此為限。 以下提出二實施例，接續圖1的步驟，以形成直通硅晶穿孔。 圖2-圖4是繪示本專利技術一第一實施例的直通硅晶穿孔制作工藝的剖面示意圖。如圖2所示，先選擇性地形成一襯墊層(未繪示)順應地覆蓋基底110。襯墊層(未繪示)例如是一氧化層，用以將基底110電性絕緣，但本專利技術不以此材料為限。然后，形成一阻障層120于襯墊層上。阻障層120可包含一氮化鈦層或一氮化鉭層等所組成的單層或多層的結構，但本專利技術不以此為限。 之后，選擇性形成一晶種層130于阻障層120上。晶種層130可以物理氣相沉積(physical vapor deposit1n, PVD)制作工藝形成,提供后續形成于其上的主導電材料附著之用，但本專利技術不以此為限。形成一圖案化光致抗蝕劑Kl覆蓋面SI但暴露孔洞V。詳細而言，可先形成一光致抗蝕劑(未繪示)全面覆蓋面SI并至少填充一部分的孔洞V。然后，圖案化光致抗蝕劑以覆蓋面SI但暴露出孔洞V。 如圖3所示，填入一主導電材料140于暴露出的孔洞V并形成于部分的晶種層130上。主導電材料140可例如由銅(copper, Cu)所組成，且可例如由電鍍方法形成，但本專利技術不以此為限。接著，形成一導電墊150于主導電材料1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直通硅晶穿孔，包含：基底，具有一孔洞，位于一面中；導電插塞，設置于該孔洞中，且該導電插塞具有一上半部，突出于該面，其中該上半部具有一頂部以及一底部，且該頂部較該底部細。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭建利，陳春宏，林明哲，林永昌，
申請(專利權)人：聯華電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71