[发明专利]用于制造具有电覆镀通孔的构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有电覆镀通孔的构件、尤其是微机械构件的方法。

背景技术

延伸穿过半导体衬底的电接触结构用于微机电构件（MEMS，micro-electro-mechanical system：微机电系统）。因此，例如使用这种又称作穿通接触部（Durchkontakt）、覆镀通孔（Durchkontaktierung）、VIA（vertical interconnect access：垂直互连接入）或在硅衬底的情况下例如称作TSV（Through Silicon Via：硅过孔）的接触结构，以便将构件的不同层面电连接。在此，所述垂直的覆镀通孔允许特别节省空间的结构类型。除简单的再布线以外，这种覆镀通孔能够实现各个组件相互堆叠成一个所谓的三维封装。因此，可以以三维封装的形式节省空间地构建例如传感器芯片、传感器罩和分析处理电路（ASIC），其中借助电覆镀通孔实现各个组件之间的垂直的电连接。对于各个组件的堆叠和覆镀接通也可以术语“MEMS三维集成”。

在垂直接通的实现中，力求具有尽可能小的基面的接触结构。电覆镀通孔同时具有尽可能小的体电阻（Durchgangswiderstand）。为了实现这点，通常在半导体衬底中产生很窄的、具有几乎垂直的壁的孔。这例如可以借助通常的开槽方法或激光实现。在随后在接触孔的侧壁和底部上沉积薄的绝缘层并且打开接触孔底部处的绝缘层之后，完全地或部分地以金属填充所述孔。所述填充在此或者借助CVD方法（chemical vapour deposition：化学气相沉积）或通过借助电镀方法结合先前沉积的初始层（seed-layer：籽晶层）沉积金属层来实现。

因为在所述方案中覆镀通孔的制造完全在晶片工艺结束时进行，所以这些方法也称作后过孔（Via-Last）。在所述后过孔方法中关键的是绝缘层的差的质量，因为在具有高纵横比的深孔中由技术决定地仅仅能够以小的厚度实现绝缘材料的沉积。此外，典型地用作绝缘材料的氧化物具有相对较差的氧化物质量，因为在晶片工艺结束时仅仅可以使用具有较低最大工艺温度的沉积过程。此外，由于孔的高纵横比，打开孔的底部处的绝缘层特别困难。这尤其适用厚的绝缘层的情况。最后，典型地在金属沉积之前实施的扩散势垒沉积也由于高纵横比和孔的深度在技术上很困难。

原则上也可以在更早的工艺阶段中制造覆镀通孔。因此，例如在晶片工艺的中间在晶片中产生盲孔，并且盲孔设有绝缘层以及势垒层（Barriere-schicht）。在随后以金属填充接触孔之后，可以通过简单的前侧工艺在金属填充和晶片的前侧上的结构之间产生连接。随后，可以进行其他的前侧工艺。在此典型地在晶片前侧、所谓的金属后端上建立金属印制导线之前制造所填充的盲孔。

在正常的晶片工序结束时，在背侧上磨削晶片，其中如此深地执行磨削，使得暴露盲孔的金属填充。最后，在晶片背侧上沉积绝缘层并且在绝缘层中打开至金属接触面的接触区域。然后，还可以通过另一在晶片背侧上沉积的金属层面进行金属接触部的再布线。在这种典型的中过孔（Via-Middle）工艺中，所使用的金属和硅衬底的热膨胀系数的不同可能导致先前施加的TSV结构在后端工艺期间的损坏。此外，磨削工艺证实是很困难的，因为同时必须磨削不同的材料——例如硅、氧化物、势垒材料和金属并且此外在此必须通过氧化物绝缘面尽可能地避免金属模糊（Metall-verschmierung）。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于制造电覆镀通孔的中过孔方法，所述中过孔方法在更高的后端工艺温度上是稳健的并且在所述中过孔方法中同时避免磨削期间的金属散布（Metallverschleppung）。所述任务通过根据权利要求1的方法解决。此外，所述任务通过根据权利要求11的构件解决。其他有利的实施方式在从属权利要求中说明。