TSV转接板空腔金属化与再布线层一体成型技术

发布时间：2021-07-12 00:13

　　为满足射频微波应用的需求并实现三维异质集成,提出了一种带有大尺寸空腔结构的硅通孔（TSV）转接板,研究了其空腔金属化与表面金属再布线层（RDL）一体成型技术。首先,刻蚀空腔并整面沉积一层2μm厚的SiO₂;然后,在不损伤其他部分绝缘层的条件下,通过干法刻蚀完成TSV背面SiO₂刻蚀;最后,通过整面电镀实现空腔金属化和RDL一体成型,并通过金属反向刻蚀形成RDL。重点研究了对TSV背面SiO₂刻蚀时对空腔拐角的保护方法,以及在形成表面RDL时对空腔侧壁金属层的保护方法。最终获得了带有120μm深空腔的TSV转接板样品,其中空腔侧壁和表面RDL的金属层厚度均为8μm。 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

带有大尺寸空腔结构的TSV转接板

TSV正面工艺完成后与载片进行键合,然后进行减薄和化学机械抛光(CMP)实现TSV露头[11]。本研究中TSV转接板表面RDL和空腔金属化采用一体成型方案,即先刻蚀空腔并整面沉积一层厚度为2 μm的SiO2,然后在不损伤其他部分绝缘层的条件下完成TSV背面SiO2刻蚀,最后通过电镀实现空腔金属化和RDL一体成型,并进行金属刻蚀形成RDL,其具体工艺流程如图2所示。首先通过深反应离子刻蚀(DRIE)形成深度为120 μm的空腔,如图2(a)所示。然后通过化学气相沉积(CVD)形成厚度为2 μm的SiO2绝缘层,并在刻蚀掩膜的保护下,通过干法刻蚀将TSV顶部的SiO2层打开使TSV露头,以便形成金属互连,如图2(b)和(c)所示。再通过物理气相沉积(PVD)在空腔内部和硅表面溅射连续的电镀种子层,接着电镀一层厚度为8 μm金属铜作为RDL互连层,如图2(d)所示。最后通过光刻形成刻蚀掩膜,并刻蚀得到RDL图形,如图2(e)所示。

使用真空压干膜法制备刻蚀掩膜时,由于空腔尺寸太大,干膜无法沿空腔侧壁完美压合,一方面会在空腔底部形成空隙,另一方面空腔拐角处很难被覆盖,如图3(a)所示。在干法刻蚀过程中,空隙内残留气体易受到高真空负压的影响而膨胀,引起干膜爆裂,导致空腔内SiO2受到损伤,如图3(b)所示。因此,真空压干膜法不能满足工艺需求。3.1.2 旋涂光刻胶法

【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜电路通孔结构光刻胶喷涂工艺[J]. 魏晓旻,柳龙华,邱颖霞.  电子工业专用设备. 2014(04)



本文编号：3278784