[发明专利]一种通孔底部阻挡层的刻蚀方法

说明书

本发明提供了一种通孔底部阻挡层的刻蚀方法，包括以下步骤：向反应腔室内通入刻蚀气体，并开启上电极电源和下电极电源，以去除基片上位于通孔底部的阻挡层；其中，刻蚀气体包括氧气和含氟类气体，且氧气的气流量大于含氟类气体的气流量；同时，反应腔室的腔室压力、下电极电源的下电极功率和基片温度的设置方式为：通过降低腔室压力、下电极功率和基片温度，以避免在基片表面上产生裂缝。本发明提供的通孔底部阻挡层的刻蚀方法，可以避免在基片的表面上产生裂缝，因而可以降低了后道工艺沉积金属层后与晶圆直接接触造成短路的风险，从而可以提高良品率和产能。

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种通孔底部阻挡层的刻蚀方法。

背景技术

硅通孔技术(through silicon via，以下简称TSV)是通过在芯片和芯片之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的最新技术，TSV技术由于能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能，因而成为目前电子封装技术中最先进的一种技术。

请参阅图1，TSV封装工艺一般包括以下步骤：步骤S1，对晶圆(Si)减薄，以满足封装厚度较小的要求；步骤S2，将晶圆粘结在基板Glass上，且在晶圆下方形成空腔CV，以避免晶圆与基板Glass直接接触来保护晶圆；步骤S3，刻蚀晶圆，以形成垂直或者倾斜的通孔；步骤S4，在通孔的内表面上沉积阻挡层polymer，以形成电隔离层来防止漏电；步骤S5，采用刻蚀方法去除通孔底部阻挡层polymer，以露出可导电的作为金属焊垫的金属层pad；步骤S6，沉积金属层和后续的金属化线路。

上述步骤S5通常采用电感耦合等离子体干法刻蚀来实现，典型的工艺参数为：采用CF₄和O₂作为刻蚀气体进行单步刻蚀，其中CF₄为主刻蚀气体，O₂为辅助气体；CF₄的气流量为100sccm；O₂的气流量为20sccm；反应腔室压力为30mT；上电极电源的输出功率为1500W；下电极电源的输出功率为300W；基片的预设温度为20℃。

在实际应用中，采用上述通孔底部阻挡层polymer的刻蚀方法往往会存在以下问题：为防止在刻蚀之后通孔侧壁和上表面上剩余的阻挡层polymer过薄而影响后续器件的电性能，一般沉积的阻挡层polymer和光刻胶层PR较厚，例如，阻挡层polymer一般为6～8μm，光刻胶层PR的厚度一般为8～14μm，这使得阻挡层polymer和光刻胶层PR散热性差，因而会造成阻挡层polymer和光刻胶层PR热量累积，极易造成基片表面过热而产生裂缝A，如图2所示，继续进行后续金属化线路之后，如图3所示其表面仍然存在裂缝A，该裂缝A会自该光刻胶层PR表面延伸至晶圆，从而极易造成后续的沉积金属层与晶圆短接，进而严重影响器件的电性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种，其可以避免在基片的表面上产生裂缝，因而可以降低了后道工艺沉积金属层后与晶圆直接接触造成短路的风险，从而可以提高良品率和产能。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种通孔底部阻挡层的刻蚀方法，包括以下步骤：向反应腔室内通入刻蚀气体，并开启上电极电源和下电极电源，以去除基片上位于通孔底部的阻挡层；其中，所述刻蚀气体包括氧气和含氟类气体，且所述氧气的气流量大于所述含氟类气体的气流量；同时，所述反应腔室的腔室压力、所述下电极电源的下电极功率和基片温度的设置方式为：通过降低所述腔室压力、下电极功率和基片温度，以避免在基片表面上产生裂缝。

其中，所述腔室压力的范围在8～20mT。

其中，所述腔室压力的范围在8～15mT。

其中，所述含氟类气体的气流量占总气流量的范围在10～30％。

其中，所述氧气的气流量的范围在50～300sccm。