[发明专利]无缺陷穿硅通孔结构的制备方法

权利要求书

1.一种无缺陷穿硅通孔结构的制备方法，其特征在于，所述无缺陷穿硅通孔结构的制备方法包括如下步骤：

1）提供第一晶圆，所述第一晶圆包括相对的第一表面及第二表面；于所述第一晶圆内形成穿硅通孔，所述穿硅通孔贯通所述第一表面及所述第二表面；

2）于所述第一晶圆的第一表面上形成第一金属层；其中，步骤2）包括如下步骤：

2-1）于所述第一晶圆的表面及所述穿硅通孔的侧壁形成第二氧化硅层；

2-2）于位于所述第一晶圆第一表面上的所述第二氧化硅层表面及所述穿硅通孔侧壁形成金属材料层；

2-3）于所述金属材料层表面形成光刻胶层，所述光刻胶层覆盖位于所述第二氧化硅层表面的所述金属材料层及位于所述穿硅通孔侧壁的所述金属材料层；

2-4）去除位于所述穿硅通孔内的所述光刻胶层；其中，将步骤2-3）得到的结构中所述第一晶圆的第二表面面向光刻机光源持续曝光，将曝光后的所述光刻胶层进行显影，以去除位于所述穿硅通孔内的所述光刻胶层，所述穿硅通孔内周围的所述光刻胶层保留；

2-5）去除位于所述穿硅通孔内的所述金属材料层，保留于所述第一晶圆的第一表面上的所述金属材料层即为所述第一金属层；其中，将步骤2-4）得到的结构置于金属腐蚀液中，基于步骤2-4）剩余的光刻胶层去除位于所述穿硅通孔内的所述金属材料层；

2-6）去除所述光刻胶层；

3）提供第二晶圆，于所述第二晶圆的一表面形成第二金属层；所述第二晶圆的晶向与所述第一晶圆的晶向相同；

4）将所述第一晶圆与所述第二晶圆贴置在一起，且所述第一金属层远离所述第一晶圆的表面及所述第二金属层远离所述第二晶圆的表面为贴合面；

5）将所述第二晶圆旋转，以裸露出部分所述第一金属层；

6）将所述第二晶圆与所述第一晶圆键合在一起，所述贴合面为键合面；

7）将裸露的所述第一金属层经由导电介质与电镀夹具相连接，并将所述电镀夹具置于电镀液中；

8）将所述电镀夹具、键合后的所述第一晶圆及所述第二晶圆置于真空环境中真空处理后进行电镀，以在所述穿硅通孔内形成至少填满所述穿硅通孔的电镀金属层；所述穿硅通孔内形成的所述电镀金属层填满所述穿硅通孔；

其中，基于所述穿硅通孔内的金属材料层的形成和去除的步骤，有效避免了穿硅通孔侧壁金属横向生长带来的底部空洞问题，使得金属能够逐渐自底向上生长，直至完全填满整个穿硅通孔，得到无缺陷的穿硅通孔结构；

9）去除所述导电介质及所述第二晶圆。

2.根据权利要求1所述的无缺陷穿硅通孔结构的制备方法，其特征在于，步骤1）包括如下步骤：

1-1）提供一所述第一晶圆；

1-2）于所述第一晶圆的表面形成第一氧化硅层；

1-3）于所述第一氧化硅层的表面形成图形化光刻胶层，所述图形化光刻胶层内形成有开口，所述开口定义出所述穿硅通孔的位置形状；

1-4）依据所述图形化光刻胶层刻蚀所述第一氧化硅层及所述第一晶圆，以于所述第一晶圆内形成所述穿硅通孔；

1-5）去除所述图形化光刻胶层及所述第一氧化硅层。

3.根据权利要求1所述的无缺陷穿硅通孔结构的制备方法，其特征在于，步骤2-6）包括如下步骤：

2-6-1）利用丙酮对所述第一晶圆的第一表面进行清洗，以去除所述光刻胶层，所述丙酮清洗后，所述第一晶圆的第一表面残留有部分所述光刻胶层；

2-6-2）将步骤2-6-1）得到的结构置于氧等离子体或氮等离子体氛围中进行处理，以去除所述第一晶圆第一表面残留的所述光刻胶层。

4.根据权利要求1所述的无缺陷穿硅通孔结构的制备方法，其特征在于，步骤5）中，将所述第二晶圆围绕其中心旋转90°。

5.根据权利要求1所述的无缺陷穿硅通孔结构的制备方法，其特征在于，步骤6）中，将所述第二晶圆与所第一晶圆置于真空氛围下进行键合，键合温度介于300℃~400℃之间，键合压力介于2500mbar~3500mbar之间，键合时间介于1h~2h之间。