[发明专利]一种TSV背面露头工艺

权利要求书

1.一种TSV背面露头工艺，包括衬底减薄工艺和介质保护层的制作及刻蚀工艺，其特征在于，所述衬底减薄工艺包括步骤：

提供一具有TSV结构的半导体衬底，所述TSV结构包括位于TSV侧壁上的介质层、阻挡层和被该介质层、阻挡层包裹的导电柱；

对所述半导体衬底的背面进行一研磨工艺，研磨后的半导体衬底背面与TSV底部之间留有一间隔；

对研磨后的半导体衬底背面实施第一次刻蚀，该刻蚀采用的刻蚀液对半导体衬底的刻蚀速率大于对TSV侧壁上介质层的刻蚀速率，使半导体衬底被刻蚀至所需厚度。

2.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：介质保护层的制作及刻蚀工艺包括步骤：

在半导体衬底背面涂覆一层感光性材料；

利用曝光显影技术对上述感光性材料进行局部光刻处理，露出TSV导电柱的头部；或者不曝光显影直接使用显影液去除一定深度的聚合物显露TSV导电柱的头部。

3.如权利要求2所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述感光性材料包括聚酰亚胺、苯并环丁烯或聚苯酯中的一种。

4.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：对半导体衬底背面实施第一次刻蚀之后，所述TSV侧壁上仍有介质层的，则所述衬底减薄工艺进一步包括步骤：

第二次刻蚀，将剩余介质层和阻挡层去除；

第三次刻蚀，将衬底面的高度刻蚀至小于或等于介质层和阻挡层的高度为止。

5.如权利要求4所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述第二次刻蚀采用0.5%-10%的HF溶液对所述介质层和阻挡层处理5s-60s。

6.如权利要求4所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述第三次刻蚀采用弱碱性刻蚀液进行刻蚀。

7.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述第一次刻蚀采用的刻蚀液包括氢氟酸和硝酸混合体系、氢氟酸，TMAH体系或氢氧化钾。

8.如权利要求7所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述氢氟酸和硝酸混合体系中氢氟酸和硝酸的体积百分比的范围在1：5到1：25之间，所述TMAH体系的重量百分比为3w%-30w%。

9.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述半导体衬底为硅，所述介质层为二氧化硅时，所述第一次刻蚀中选用的刻蚀液为HF:HNO₃：H₂O=1:20:10（vol.%）。

10.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述半导体衬底为硅，所述介质层为二氧化硅时，所述第一次刻蚀中选用的刻蚀液对硅和二氧化硅的选择比为10：1-100:1。

11.如权利要求1所述的TSV背面露头工艺，其特征在于：所述半导体衬底为硅，所述介质层为二氧化硅，所述第一次刻蚀时选择的刻蚀液对于硅和二氧化硅的选择比正好满足将硅衬底刻蚀到预定深度时，所需高度的二氧化硅被刻蚀干净。