[发明专利]硅圆片通孔金属填充工艺

权利要求书

1.一种硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述硅圆片通孔内通过电镀金属Sn或Sn合金，或者经多次电镀Sn及其合金金属，并通过热处理工艺在硅圆片上的通孔内形成填充金属，填充工艺步骤如下：

(1)在硅圆片上刻蚀深孔；

(2)在硅圆片表面形成一层绝缘层；

(3)在绝缘层表面溅射一层粘附层、阻挡层、种子层；

(4)采用光刻工艺暴露出通孔，并利用光刻胶保护硅圆片的其余部分；

(5)通过电镀工艺在孔内经一次或者多次电镀金属Sn或Sn合金金属；

(6)利用光刻胶保护通孔填充金属部分，利用腐蚀工艺去除硅圆片表面的粘附层，阻挡层和种子层；

(7)在惰性气体的保护下，进行热处理，最终形成硅圆片通孔内的填充金属。

2.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(1)的深孔可以是通孔或者是盲孔，孔可以通过反应离子刻蚀的方式形成，深宽比范围为1∶1～20∶1，直径为1um～300um，硅圆片的厚度在30um～600um。

3.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(2)中的绝缘层可以是二氧化硅或者氮化硅，通过热氧化或气相沉积的工艺形成绝缘层。

4.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(3)中的粘附层的材料为Ti、Ni，阻挡层的材料为W、Ta、TaN，种子层材料为Cu、Sn、Ni、Au。

5.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(5)中可以直接在种子层上先采用Sn或Sn合金电镀液Ag-Sn、Au-Sn、Cd-Sn、Co-Sn、Cu-Sn、Ni-Sn、Sn-Zn、Pb-Sn，Sn-Ag-Cu电镀液，通过电镀形成Sn或Sn合金填充金属，或者在种子层表面先电镀或沉积形成一层Sn的合金金属，然后采用电镀Sn工艺在形成的其它金属上形成一层Sn，通过热处理工艺形成Sn合金。

6.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(6)选用不同的腐蚀溶液去除粘附层，阻挡层和种子层。如氯化铁溶液，氢氟酸溶液。

7.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述步骤(7)中采用的保护气体为氮气或氮氢混合气。

8.根据权利要求1所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述通孔内最终形成的金属填充物为柱状或环状结构。

9.根据权利要求2所述的硅圆片通孔金属填充工艺，其特征在于所述硅圆片表面刻蚀的孔为盲孔的条件下，则在步骤(7)之后采用机械磨削及化学机械抛光减薄工艺，对硅圆片进行减薄暴露出金属填充物。