專利名稱：芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片互聯(lián)工藝中芯片通孔的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，芯片的后期封裝技術(shù)也從原來(lái)的單芯片封裝技術(shù)(S0C， system on chip)發(fā)展為多芯片封裝技術(shù)(SOP，system onpackage)。目前使用的多芯片技 術(shù)，都是基于在單個(gè)芯片制作完成后，再刻蝕出芯片間的互聯(lián)通孔(簡(jiǎn)稱TSV通孔，through silicon via)來(lái)連接芯片。在這種情況下，由于芯片是串聯(lián)連接，芯片的分壓決定了電源只 能負(fù)載有限的芯片數(shù)目。再者，由于目前的工藝當(dāng)中，需要刻蝕出TSV，，因其工藝要求在芯 片四周需要連線的位置刻蝕穿硅襯底，故它的高寬比(AR， Aspect Racial)比較高，且對(duì)后 續(xù)的金屬填充能力也有更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，
其將芯片互聯(lián)通孔制備集成在芯片制備工藝中，可通過(guò)并聯(lián)方式連接多個(gè)芯片。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，集成
在現(xiàn)有的芯片制備流程中，在硅片上完成器件制備以及氧化硅襯墊層之后，金屬前介質(zhì)層
淀積之前，增加一先在硅片預(yù)定位置處刻蝕形成芯片互聯(lián)通孔的步驟和后用導(dǎo)電樹脂填充
所述刻蝕出的芯片互聯(lián)通孔的步驟；在后續(xù)的金屬化工藝中，將芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹
脂逐層通過(guò)接觸孔和金屬進(jìn)行電連接導(dǎo)出，直至在最后的絕緣層上留引腳；之后刻蝕芯片
背面的硅至露出芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹脂，而后沿切割道將硅片切割形成單個(gè)芯片；最
后將通過(guò)芯片背面的芯片互聯(lián)通孔將兩個(gè)芯片背靠背連接以及通過(guò)芯片正面的接觸孔正
面對(duì)正面連接形成多個(gè)芯片的互聯(lián)。 本發(fā)明的芯片互聯(lián)技術(shù)中的芯片互聯(lián)通孔的制備方法，集成在原有的芯片的制備 流程中，與現(xiàn)有的芯片互聯(lián)技術(shù)相比，僅需改變?nèi)舾晒饪萄谀ぐ娴膱D形，并沒(méi)有增加工藝步 驟，而且在TSV通孔刻蝕中，只需刻蝕硅片，故比現(xiàn)有互聯(lián)工藝中刻蝕的通孔要淺，可降低 對(duì)通孔填充工藝的要求。此外，本發(fā)明的芯片互聯(lián)通孔的制備，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)同一電源，通過(guò) TSV通孔將芯片背靠背連接和通過(guò)接觸孔將芯片正面對(duì)正面連接，形成多個(gè)芯片的并聯(lián)連 接。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的實(shí)例中TSV通孔刻蝕前的截面示意圖；
圖2為本發(fā)明的實(shí)例中TSV通孔刻蝕后的截面示意圖；
圖3為本發(fā)明的實(shí)例中淀積導(dǎo)電樹脂后的截面示意圖；
圖4為本發(fā)明的實(shí)例中去除多余導(dǎo)電樹脂后的截面示意3
圖5為本發(fā)明的實(shí)例中淀積金屬前介質(zhì)層后的截面示意圖； 圖6為本發(fā)明的實(shí)例中形成接觸孔后的截面示意圖； 圖7為本發(fā)明的實(shí)例中芯片制備完成并進(jìn)行背面刻蝕后的截面示意圖； 圖8為本發(fā)明的實(shí)例中兩個(gè)芯片互聯(lián)后的截面示意圖； 圖9為本發(fā)明的制備流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，集成在芯片制備過(guò)程中(見(jiàn) 圖9)，在完成器件制作中前道氧化硅襯墊層(oxide liner)做完后，金屬前介質(zhì)層淀積之 前，增加在硅片上進(jìn)行互聯(lián)通孔TSV的刻蝕和將導(dǎo)電樹脂填充所刻蝕出的芯片互聯(lián)通孔中 步驟。上述器件制備完成是指已經(jīng)在硅片上形成場(chǎng)隔離區(qū)，源極、漏極、柵極的制備，側(cè)墻制 備，已經(jīng)源極、漏極和柵極上形成金屬硅化物等(這一過(guò)程與現(xiàn)有工藝中的相同)。接下來(lái) 進(jìn)行金屬化工藝，該金屬化工藝與現(xiàn)有通用的流程相同，為通過(guò)鎢塞和互聯(lián)金屬形成電連 接，在本發(fā)明的金屬化工藝過(guò)程中僅需改變光刻掩膜版的圖形，使TSV通孔處也通過(guò)常規(guī) 金屬化工藝中的鎢塞和金屬引出，直至最后絕緣層中在TSV通孔處留接觸孔。而后將制備 完成的硅片切割形成單個(gè)芯片。在需要進(jìn)行芯片互聯(lián)時(shí)，將硅片背部研磨或者刻蝕至將TSV 通孔中的導(dǎo)電樹脂露出，然后通過(guò)TSV通孔將芯片背靠背連接起來(lái)，并完成芯片的并聯(lián)。
具體工藝流程為 1、按照現(xiàn)有的通用工藝制備基本器件，包括場(chǎng)隔離區(qū)形成、柵極形成、LDD注入?yún)^(qū) 形成、柵極側(cè)墻形成、源漏注入?yún)^(qū)形成以及金屬硅化物形成，之后在器件區(qū)制備前道氧化硅 襯墊層(見(jiàn)圖l)，接著利用光刻在預(yù)定的硅片位置處定義出芯片互聯(lián)通孔(TSV通孔)；
2、然后以上述形成的光刻膠圖形為刻蝕掩膜，刻蝕硅片形成TSV通孔，在本發(fā)明 中該次刻蝕不需要將硅片刻穿，再去膠清洗(見(jiàn)圖2)，故降低了刻蝕通孔的高寬比；
3、淀積導(dǎo)電樹脂以完全填充上述刻蝕出的TSV通孔(見(jiàn)圖3);
4、將硅片表面的導(dǎo)電樹脂去掉(見(jiàn)圖4); 5、淀積金屬前介質(zhì)層(PMD， pre-metal dielectric)，可為氧化硅介質(zhì)層(見(jiàn)圖 5); 6、之后進(jìn)行后道的金屬化工藝，先通過(guò)光刻工藝定義出接觸孔位置，后刻蝕金屬 前介質(zhì)層形成接觸孔(包括源級(jí)接觸孔、漏級(jí)接觸孔、柵極接觸孔和TSV通孔上的接觸孔)， 淀積鎢塞將TSV通孔引出以形成電連接，(見(jiàn)圖6); 7、接著逐層制備通孔和互聯(lián)金屬層，以制作完成整個(gè)芯片(其中通孔和金屬互聯(lián) 工藝中逐層將TSV通孔引出)，直至最后絕緣層中在TSV通孔處留接觸孔；
8、硅片背面研磨或者刻蝕，至露出TSV通孔中的導(dǎo)電樹脂，而后沿切割道將硅片 切割形成單個(gè)芯片(見(jiàn)圖7); 9、將多個(gè)芯片通過(guò)TSV通孔將芯片背靠背連接以及通過(guò)接觸孔將芯片正面靠正 面連接，形成多個(gè)芯片的并聯(lián)(見(jiàn)圖8)。
權(quán)利要求
芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，集成在現(xiàn)有的芯片制備流程中，其特征在于在硅片上完成器件制備以及氧化硅襯墊層之后，金屬前介質(zhì)層淀積之前，增加一先在硅片預(yù)定位置處刻蝕形成芯片互聯(lián)通孔的步驟和后用導(dǎo)電樹脂填充所述刻蝕出的芯片互聯(lián)通孔的步驟；在后續(xù)的金屬化工藝中，將芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹脂逐層通過(guò)接觸孔和金屬進(jìn)行電連接導(dǎo)出，直至在最后的絕緣層上留接觸孔；之后刻蝕芯片背面的硅至露出芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹脂，而后沿切割道將單個(gè)切割硅片形成單個(gè)芯片；最后將多個(gè)芯片通過(guò)TSV通孔將芯片背靠背連接和通過(guò)接觸孔將芯片正面對(duì)正面連接，形成多個(gè)芯片的并聯(lián)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，其特征在于，所 述先在硅片預(yù)定位置處刻蝕形成芯片互聯(lián)通孔的步驟和后用導(dǎo)電樹脂填充所述刻蝕出的 芯片互聯(lián)通孔的步驟包括1) 利用光刻工藝在預(yù)定的硅片位置處定義出芯片互聯(lián)通孔；2) 以光刻形成的光刻膠圖案為刻蝕掩膜，刻蝕硅片形成芯片互聯(lián)通孔，接著去除光刻 膠并清洗；3) 淀積導(dǎo)電樹脂以填充所述的芯片互聯(lián)通孔，之后去除硅片表面的導(dǎo)電樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種芯片互聯(lián)工藝中芯片互聯(lián)通孔的制備方法，集成在現(xiàn)有的芯片制備流程中，其特征在于在硅片上完成器件制備以及氧化硅襯墊層之后，金屬前介質(zhì)層淀積之前，增加一先在硅片預(yù)定位置處刻蝕形成芯片互聯(lián)通孔的步驟和后用導(dǎo)電樹脂填充所述刻蝕出的芯片互聯(lián)通孔的步驟；在后續(xù)的金屬化工藝中，將芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹脂逐層通過(guò)接觸孔和金屬進(jìn)行電連接導(dǎo)出，直至在最后的絕緣層上留引腳；后將去除芯片背面的硅片至露出芯片互聯(lián)通孔中的導(dǎo)電樹脂；最后將通過(guò)芯片背面的芯片互聯(lián)通孔將芯片背靠背連接。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101728283SQ20081004384
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者朱駿, 陳福成 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司