[发明专利]一种利用化学刻蚀露出TSV头部的方法及相应器件

摘要

本发明公开了一种利用化学刻蚀露出TSV头部的方法及相应器件，提供至少嵌入一个TSV结构的衬底，将衬底减薄至距TSV头部一定厚度，且TSV头部未从衬底背面露出，化学刻蚀先制作对准标记，再利用该对准标记刻蚀形成TSV凹穴，使导电填充层显露，接着在衬底背面和TSV凹穴内沉积介质层，最后可根据需求进行阻挡层、种子层、金属化、集成等工艺。该方法使得刻蚀量减少98%，刻蚀速度大幅提高；对TSV孔内金属无腐蚀无氧化；避免使用底填材料，无需钝化层，有效降低成本，同时可实现同种衬底材料接触，热膨胀系数的一致性可大大降低制作过程中应力造成的诸如翘曲、开裂等负面影响，同时保证其机械强度，最终提高产品良率。

主权项

一种利用化学刻蚀露出TSV头部的方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）提供具有一定厚度的衬底，所述衬底具有正面和背面以及包含至少一个TSV，所述TSV从所述衬底正面垂直延伸一定深度至衬底内部，其深度小于衬底厚度，所述TSV内壁依次形成介质层、阻挡层和导电填充层；（2）对所述衬底背面进行减薄，直至接近但未露出TSV底部，形成一层保护层，所述TSV底部距减薄后的衬底背面5～10μm；（3）在所述衬底背面进行图形化，光刻曝光，开窗露出对准标记，化学刻蚀形成对准标记图形化区域；（4）在所述衬底背面再次进行图形化，露出TSV区域，化学刻蚀去除所述对准标记图形化区域的保护层，露出TSV头部，在所述衬底背面形成与TSV头部相对应的凹穴，所述凹穴深度5～10μm；（5）在所述衬底背面及凹穴内壁形成介质层并去除凹穴底部介质层；或在所述衬底背面及凹穴内壁形成介质层并去除凹穴底部介质层，再依次形成阻挡层、种子层和导电填充层；（6）清洗、后续金属互连工艺。