專利名稱：硅通孔填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種硅通孔填充方法。
背景技術(shù)：
硅通孔工藝是一種新興的集成電路制作工藝，適合用作多方面性能提升，用于無線局域網(wǎng)與手機中功率放大器，將極大的提高電路的頻率特性和功率特性。硅通孔工藝將制作在硅片上表面的電路通過硅通孔中填充的金屬連接至硅片背面，結(jié)合三維封裝工藝， 使得IC布局從傳統(tǒng)二維并排排列發(fā)展到更先進三維堆疊，這樣元件封裝更為緊湊，芯片引線距離更短，從而可以極大的提高電路的頻率特性和功率特性。現(xiàn)有第一種硅通孔工藝制作方法中，需要通過先進的刻蝕工藝在硅片基體中制作出具有極大深寬比的孔或溝槽，孔或溝槽深度大致為100微米；在該孔或溝槽中填充金屬， 將硅片背面減薄后將電極通過背面引出。該現(xiàn)有工藝的難度在于100微米溝槽刻蝕和金屬填充?，F(xiàn)有第二種硅通孔工藝制作方法是在硅片減薄后在硅片背面制作通孔和金屬填充，該方法需要特殊的通孔刻蝕設(shè)備進行減薄后硅片加工?，F(xiàn)有第二種硅通孔工藝制作方法是通過在前段工藝中制作溝槽并采用二氧化硅填充溝槽，然后硅片減薄后將二氧化硅填充的溝槽露出來，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)二氧化硅后進行金屬填充，該方法可以避免減薄后進行通孔刻蝕，但工藝較復(fù)雜，且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅通孔填充方法，便于與現(xiàn)有集成電路工藝集成、并能利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進行加工，能降低工藝難度和成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的硅通孔填充方法包括如下步驟步驟一、硅片上淀積一層二氧化硅，利用光刻定義出硅通孔區(qū)域，依次刻蝕所述硅通孔區(qū)域的所述二氧化硅和所述硅片并形成深溝槽。步驟二、在所述深溝槽中淀積一層鈦或氮化鈦；所述鈦或氮化鈦同時也淀積到所述深溝槽外部的表面區(qū)域。步驟三、在所述深溝槽中淀積鎢，所述鎢完全填充所述深溝槽的頂部；所述鎢同時也淀積到所述深溝槽外部的表面區(qū)域。步驟四、進行化學機械研磨將形成于所述深溝槽外部的表面區(qū)域的所述鎢去除、 將形成于所述深溝槽頂部的所述鎢研磨到和所述二氧化硅的表面相平；制作所述硅片的正面金屬互連線及正面后段工藝。步驟五、對所述硅片的背面進行減薄，將所述深溝槽的底部露出，并同時將步驟三中所述鎢填充后在所述深溝槽底部形成的空洞露出來。步驟六、從所述硅片的背面對所述深溝槽底部的空洞進行金屬填充，并制作背面金屬圖形。進一步的改進是，步驟一中所述深溝槽的深度為50微米 250微米、寬度為1. 5 微米 5微米。進一步的改進是，步驟二中所述鈦或氮化鈦的厚度為200A 2000A。進一步的改進是，步驟三中所述鎢淀積的溫度為400度 500度、六氟化鎢流量為 Osccm lOOsccm、氧氣流量為 800sccm 1500sccmo進一步的改進是，步驟三中填充于所述深溝槽的頂部的所述鎢和步驟六中填充于所述深溝槽底部的空洞的所述金屬相連接形成硅通孔，所述硅通孔將所述硅片的正面金屬互連線和所述硅片的背面金屬圖形連接起來并形成導(dǎo)電通道。進一步的改進是，步驟六中從所述硅片的背面對所述深溝槽底部的空洞進行填充的金屬為銅或金。本發(fā)明通過正面刻蝕、正面金屬填充和背面金屬填充結(jié)合，能夠便于與現(xiàn)有集成電路工藝集成、并能利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進行加工，能降低工藝難度和成本。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1是本發(fā)明實施例流程圖；圖2-圖7是本發(fā)明實施例方法的制作過程中的硅片剖面示意圖。
具體實施例方式如圖1所示是本發(fā)明實施例流程圖。如圖2至圖7所示，是本發(fā)明實施例方法的制作過程中的硅片剖面示意圖。本發(fā)明實施例硅通孔填充方法包括如下步驟步驟一、如圖2所示，硅片1上淀積一層二氧化硅2，利用光刻定義出硅通孔區(qū)域以及引線孔區(qū)域，刻蝕所述引線孔區(qū)域的所述二氧化硅2形成引線孔4、同時也將所述硅通孔區(qū)域的所述二氧化硅2刻蝕，再刻蝕所述硅通孔區(qū)域的所述硅片并形成深溝槽3。所述深溝槽3的深度為100微米。步驟二、如圖3所示，采用化學氣相淀積方式在所述深溝槽3中淀積一層鈦或氮化鈦5 ；所述鈦或氮化鈦5同時也淀積到所述深溝槽3外部的表面區(qū)域即所述深溝槽3外部的二氧化硅2和引線孔4的表面。所述鈦或氮化鈦5的厚度為200A 2000A。步驟三、如圖4所示，在所述深溝槽3中淀積鎢6，所述鎢6完全填充所述深溝槽3 的頂部；所述鎢6同時也淀積到所述深溝槽3外部的表面區(qū)域。所述鎢6在所述深溝槽3 的底部形成有空洞7。所述鎢6淀積的溫度為400度 500度、六氟化鎢流量為Osccm lOOsccm、氫氣流量為 800sccm 1500sccm。步驟四、如圖5所示，進行化學機械研磨將形成于所述深溝槽3外部的表面區(qū)域的所述鎢6去除、將形成于所述深溝槽3頂部的所述鎢6研磨到和所述二氧化硅2的表面相平；制作所述硅片1的正面金屬互連線8及正面后段工藝形成其它正面層9。步驟五、如圖6所示，對所述硅片1的背面進行減薄，將所述深溝槽3的底部露出， 并同時將所述深溝槽3底部形成的所述空洞7露出來。步驟六、如圖7所示，從所述硅片1的背面淀積金屬層10，并用所述金屬層10對所述深溝槽3底部的所述空洞7進行填充，并制作背面金屬圖形。所述金屬層10為銅或金。
以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種硅通孔填充方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、硅片上淀積一層二氧化硅，利用光刻定義出硅通孔區(qū)域，依次刻蝕所述硅通孔區(qū)域的所述二氧化硅和所述硅片并形成深溝槽；步驟二、在所述深溝槽中淀積一層鈦或氮化鈦；所述鈦或氮化鈦同時也淀積到所述深溝槽外部的表面區(qū)域；步驟三、在所述深溝槽中淀積鎢，所述鎢完全填充所述深溝槽的頂部；所述鎢同時也淀積到所述深溝槽外部的表面區(qū)域；步驟四、進行化學機械研磨將形成于所述深溝槽外部的表面區(qū)域的所述鎢去除、將形成于所述深溝槽頂部的所述鎢研磨到和所述二氧化硅的表面相平；制作所述硅片的正面金屬互連線及正面后段工藝；步驟五、對所述硅片的背面進行減薄，將所述深溝槽的底部露出，并同時將步驟三中所述鎢填充后在所述深溝槽底部形成的空洞露出來；步驟六、從所述硅片的背面對所述深溝槽底部的空洞進行金屬填充，并制作背面金屬圖形。
2.如權(quán)利要求1所述硅通孔填充方法，其特征在于步驟一中所述深溝槽的深度為50 微米 250微米、寬度為1. 5微米 5微米。
3.如權(quán)利要求1所述硅通孔填充方法，其特征在于步驟二中所述鈦或氮化鈦的厚度為 200A 2000A。
4.如權(quán)利要求1所述硅通孔填充方法，其特征在于步驟三中所述鎢淀積的溫度為400 度 500度、六氟化鎢流量為Osccm lOOsccm、氫氣流量為800sccm 1500sccm。
5.如權(quán)利要求1所述硅通孔填充方法，其特征在于步驟三中填充于所述深溝槽的頂部的所述鎢和步驟六中填充于所述深溝槽底部的空洞的所述金屬相連接形成硅通孔，所述硅通孔將所述硅片的正面金屬互連線和所述硅片的背面金屬圖形連接起來并形成導(dǎo)電通道。
6.如權(quán)利要求1所述硅通孔填充方法，其特征在于步驟六中從所述硅片的背面對所述深溝槽底部的空洞進行填充的金屬為銅或金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅通孔填充方法，包括步驟硅片上淀積二氧化硅，形成深溝槽；在深溝槽中淀積一層鈦或氮化鈦；在深溝槽中淀積鎢；進行化學機械研磨表面的鎢去除；制作正面金屬互連線及正面后段工藝；對硅片的背面進行減薄，將形成于深溝槽的底部的空洞露出；從硅片的背面對深溝槽底部的空洞進行金屬填充，并制作背面金屬圖形。本發(fā)明通過正面刻蝕、正面金屬填充和背面金屬填充結(jié)合，能夠便于與現(xiàn)有集成電路工藝集成、并能利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進行加工，能降低工藝難度和成本。
文檔編號H01L21/768GK102412193SQ20111015271
公開日2012年4月11日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者彭虎, 肖勝安 申請人:上海華虹Nec電子有限公司