[发明专利]一种利用锡须生长填充微孔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子制造及封装领域，具体的地说是一种利用锡须生长填充微孔的方法。

背景技术

在封装结构整体厚度不变甚至有所降低的趋势下，芯片堆叠中所用各层芯片的厚度就不可避免的需要减薄。硅通孔金属互联线技术(TSV)是一种芯片内的纵向互联技术，其电信号从硅片的通孔中穿过，相比传统的平面金属互联线，TSV能显著地提高封装密度，具有节省空间，降低信号延迟提高芯片性能等优点。当硅片厚度降低时，硅片不易夹持，必须附着在玻璃基体或先打盲孔再减薄。对于金属填盲孔，用普通的方法经常由于孔内气体和金属表面张力的作用而使得填孔时出现空洞等缺陷，因此急需找到一种降低甚至消除这些缺陷的方法。随着TSV孔径越来越小，深宽比越来越大，利用电镀填孔时电镀液难以进入微孔，高质量的TSV电镀填充金属更加困难，因此我们尝试用加速晶须生长来填充微小通孔。

发明内容

本发明公开了一种利用锡须生长填充通孔或微孔的方法，利用金属自发生长晶须的特性并通过加速晶须生长来填满空洞或通孔。

一种利用锡须生长填充盲孔的方法，包括以下步骤：

(1)在基片上加工有盲孔的表面依次沉积粘附层和金属层；

(2)在金属层表面盲孔以外的部分旋涂光刻胶；

(3)在盲孔内电镀沉积金属直至盲孔开口处，沉积的金属内部自然形成空洞；

(4)在盲孔表面以及相邻盲孔之间旋涂光刻胶；

(5)腐蚀掉步骤(4)旋涂光刻胶处以外部分的金属层和粘附层，从而形成连通盲孔的金属互连线；

(6)将金属互连线的两端接电极，通电，促使盲孔内的金属晶须加速生长至晶须填满空洞。

进一步地，在所述步骤(6)通电前还在基片表面旋涂一层厚胶或Ni层。

进一步地，在所述步骤(6)通电前还将基片置于加热装置内，利用加热装置使基片升温至盲孔内的金属容易生长晶须的温度后，再对金属互连线保温通电。

进一步地，还包括步骤(7)利用光刻和腐蚀工艺去除盲孔以外的金属层。

进一步地，所述盲孔内沉积的金属为Cd、Sn、Zn、Al或Ag中的任意一种。

一种利用锡须生长填充通孔的方法，包括以下步骤：

(I)依次在基片上加工有通孔的表面沉积粘附层和金属层；

(II)在通孔表面以及相邻通孔之间旋涂光刻胶；

(III)腐蚀掉旋涂光刻胶处以外部分的金属层和粘附层，从而形成连通通孔的金属互连线；

(IV)将金属互连线的两端接电极，通电，促使金属层晶须加速生长至填满通孔。

进一步地，在所述步骤(IV)通电前还在基片表面旋涂一层厚胶或Ni层。

进一步地，在所述步骤(IV)通电前还将基片置于加热装置内，利用加热装置使基片升温至金属层容易生长晶须的温度后，再对金属互连线保温通电。

进一步地，还包括步骤(V)利用光刻和腐蚀工艺去除通孔以外的金属层。

本发明的技术效果体现在：本发明利用锡须等晶须自发生长和在通电情况下的加速生长来填充微盲孔或通孔。这种方法能够有效填充微盲孔电镀过程中留下的空洞，也可以避免由于电镀液存在表面张力而无法进入微通孔进行电镀的缺陷，从而实现小直径通孔的填充

附图说明

图1为本发明制作了盲孔的硅片的示意图；

图2为本发明沉积粘附层后的示意图；

图3为本发明沉积金属薄层后的示意图；

图4为本发明光刻后的示意图；

图5为本发明电镀后的示意图；

图6为本发明表面涂上厚胶的示意图；

图7为本发明通电后得到的填满金属的盲孔的示意图；

图8为本发明制作了通孔的硅片的示意图；

图9为本发明沉积粘附层并加厚金属层后的示意图；

图10为本发明光刻腐蚀去掉其他部分的金属后的示意图；

图11为本发明涂覆厚胶或Ni层的示意图；

图12为本发明通电后通孔被填满的示意图；

图13为本发明最后得到的微孔被填满的硅片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。