[发明专利]一种超薄玻璃转接板的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃转接板的制作方法，尤其涉及一种超薄玻璃转接板的制作方法。

背景技术

在三维堆叠的芯片结构中，玻璃转接板因其优良的电绝缘性、低廉的制作成本及良好工艺兼容性，越来越成为人们的研究热点。但至玻璃上制作通孔并进行可靠地金属填充有一定的挑战性。目前已经提出了多种玻璃打孔方法，如激光打孔、干法刻蚀、湿法刻蚀和玻璃回流法等。激光打孔的缺点在于只能单个打孔，时间成本较高，且激光打孔过程中造成孔壁出现微裂纹等损伤会影响填充金属的可靠性；干法刻蚀工艺刻蚀速率慢，一般不高于1um/min，且成本较高；湿法刻蚀属于各相同性刻蚀，很难制作高密度、小尺寸的垂直通孔。

另外，对于超薄玻璃转接板制作也有多种方法提出，如采用超薄玻璃(<100um)、玻璃减薄等方法。采用超薄玻璃的难点在于工艺过程中对超薄玻璃的拿持，很容易让玻璃碎掉。而是用玻璃减薄这种方法的难点在于玻璃的减薄速度很慢，且在减薄到一定程度后，减薄的过程会使得玻璃片碎掉，这就要求载片和玻璃之间的高键合质量。

公开号为US20130050226的美国专利中涉及到了多种制作玻璃通孔的方法。一、玻璃衬底上下两面采用湿法刻蚀，并使上下孔位置对准，该方法刻蚀速率高，但属于各相同性刻蚀，无法制作高密度垂直互联结构；二、玻璃衬底上下两面采用喷砂法，并使上下孔位置对准，与湿法一样，该方法无法制作高密度垂直互联结构，侧壁及表面损伤较大；三、等离子体刻蚀，该方法可获得垂直的高密度的互联结构，缺点是玻璃刻蚀速率非常低，没有高选择比的刻蚀掩膜材料。

公开号为US20130034688的美国专利中涉及了一种采用准分子激光器打孔的方法，该方法可在不同厚度(30-700um)的玻璃上制作高密度的玻璃通孔，缺点是玻璃通孔呈锥形，对于后续通孔无缝填充金属可造成较大影响，激光法只能单个制作通孔，很难同时制作多通孔，增加了时间成本。

公开号为US20110229687的美国专利中涉及了一种类似Bosch工艺制作TSV(硅片通道)的方法。首先在玻璃表面制作掩膜层并定义开口，然后通过刻蚀-制作钝化层-去除底部钝化层-刻蚀循环步骤进行玻璃通孔制作。刻蚀步骤采用刻蚀溶液或者刻蚀剂蒸汽。采用湿法时，沉积钝化层及刻蚀底部钝化层增加了工艺步骤，且湿法刻蚀属于各相同性刻蚀，扇贝结构尺寸较大。采用蒸汽时，刻蚀速率会大大降低，影响了刻蚀效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超薄玻璃转接板的制作方法，其具有工艺步骤少、制作效率高和制作成本低的特点，以解决现有技术中超薄玻璃转接板的制作过程中存在的上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超薄玻璃转接板的制作方法，其包括以下步骤：

1)清洗硅基载片并在硅基载片上制作铜质的种子层

2)在所述种子层的上方涂一定厚度的光刻胶，经光刻工艺后，形成超高密度、极小尺寸的盲孔结构；

3)采用bottom-up(自底向上)电镀工艺，制作无缝填充于盲孔中的金属铜柱；

4)去除光刻胶和种子层并进行热退火处理，此时硅基载片上形成金属铜柱；

5)采用玻璃回流工艺，使得软化玻璃材料完全包围金属铜柱，形成无缝接触结构，

6)对回流后的玻璃材料进行平坦化并露出金属铜柱；

7)制作顶层布线并集成器件；然后去除硅基载片，制作底层布线。

特别地，所述步骤1)中的种子层通过化学镀或物理气相沉淀的任一种表面处理工艺制作。

特别地，所述步骤1)中的种子层厚度为200-500nm。

特别地，所述步骤4)中的的热退火处理采用在氮气下，400℃退火30分钟。

特别地，所述步骤5)中的玻璃回流温度低于金属铜柱的熔点。

特别地，所述步骤5)中选用与金属柱所用金属的热膨胀系数相同或相接近的玻璃材料，以减小高温工艺带来的影响。

特别地，所述玻璃选用低回流温度的玻璃材料，或者在玻璃回流工艺之前，在金属铜柱上通过物理气相沉淀一层Ti/TiN缓冲层，以减小高温工艺带来的影响。

特别地，所述步骤6)中采用化学机械抛光工艺，将回流后的玻璃材料进行平坦化。

特别地，所述步骤7)中采用化学机械抛光或湿法工艺去除硅基载片。

特别地，所述硅基载片采用晶圆形式的单晶硅片，晶圆或者面板形式的多晶硅片的任一种。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述超薄玻璃转接板的制作方法具有以下优点：