[发明专利]一种单片层间通孔的制备方法

说明书

本发明提出了一种单片层间通孔的制备方法。所述单片层间通孔的制备方法包括以下步骤：(1)掩膜图形的制备：将硅片依次进行旋涂、前烘、曝光、显影和坚膜；(2)去氧化层预处理：将形成掩膜图形的硅片置于酸溶液中浸泡，除去硅片表面氧化的SiO₂薄膜；(3)生物化学变温刻蚀：将去氧化层的硅片置于生物化学刻蚀液中浸泡，进行生物化学变温刻蚀，形成单片层间通孔；其中，所述生物化学刻蚀液为含产碱厌氧菌的刻蚀液。本发明提出的基于生物化学方式制单片层间通孔的方法可以保证良好的刻蚀效果以及通孔刻蚀质量的前提下，有效的杜绝现有刻蚀方法中出现的各项问题。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，具体涉及单片层间通孔的制备方法。

背景技术

随着集成半导体制造工艺技术的不断突破，集成电路器件的性能飞速发展， 而与之对应的微电子封装技术逐渐成为了制约半导体技术发展的重要因素。为 了实现半导体器件更小的尺寸、更快的处理速度，更低的制造成本。越来越多 超越传统封装理念的先进封装技术被提出。其中三维封装技术通过层间互连实 现互连通信，有效缩短了互连长度，降低了互连寄生参数，减少了功耗；三维 封装技术通过系统集成，减少了封装尺寸，提升了封装密度；三维封装技术通 过更多不同功能模块的集成，提升了系统的功能性，因而被广泛的应用于各种 多功能高速电路及小型化系统中。

目前，TSV(Through SiliconVia)技术是实现集成电路三维封装的主要技术， 目前所制备的TSV结构，其功能局限在不同层芯片模块之间的互连。同时，TSV 技术占据了较大的硅基板面积，影响了系统的封装密度、芯片布局，增减了系 统的寄生参数及层间布线的难度。

单片层间通孔(Monolithic Inter-TierVias，MIVs)工艺是一种新型的集成 电路制作工艺，其不仅可以实现不同层芯片模块级别之间的互联。同时也可以 实现门极级别的逻辑门集成整合，以至于晶体管级别的PMOS与NMOS的切分 互连。实现更加灵活的集成电路的设计布局，提高系统的封装密度，降低系统 的寄生参数。相比于传统的TSV技术的刻蚀直径(5-100μm)，MIVs技术所 需要更低的刻蚀直径(0.05-5μm)，以及更高的深宽比与刻蚀质量。

然而，目前单片层间通孔常采用的离子束刻蚀(IBE)、深硅刻蚀(DRIE)、 反应离子刻蚀(RIE)、聚焦离子束刻蚀(FIB)、电感耦合(ICP)等离子刻 蚀在加工微纳米通孔通常会出现一定的倾角问题；刻蚀速率在不同晶粒区域也 会不同，引起非均匀的刻蚀面问题；刻蚀后的反应气体残留污染问题等。

因此，有必要提供一种新型的单片层间通孔的制备方法来解决现有技术中 存在的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种单片层间通孔的制 备方法。所述单片层间通孔的制备方法是一种基于生物化学方式制单片层间通 孔的方法，可以保证刻蚀效果的良好通孔刻蚀质量的前提下，有效的杜绝现有 刻蚀方法中存在的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种单片层间通孔的制备方法，所述单片层间通孔 的制备方法包括以下步骤：

(1)掩膜图形的制备：将硅片依次进行旋涂、前烘、曝光、显影和坚膜；

(2)去氧化层预处理：将形成掩膜图形的硅片置于酸溶液中浸泡，除去硅 片表面氧化的SiO₂薄膜；

(3)生物化学变温刻蚀：将去氧化层的硅片置于生物化学刻蚀液中浸泡， 进行生物化学变温刻蚀，形成单片层间通孔；

其中，所述生物化学刻蚀液为含产碱厌氧菌的刻蚀液。