[发明专利]一种对深盲孔进行电镀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路电镀技术领域，尤其涉及一种对深盲孔进行电镀的方法。

背景技术

随着集成电路的发展，集成电路中金属互连系统的尺寸急剧减小，金属布线的层数逐渐增加，而单个器件变得越来越小，这就造成了器件互连线越来越细，在大电流通过的条件下，器件的散热就是需要解决的主要问题，如果生成的热不能及时解决，短期内，随着温度的上升，金属连线的电阻率将持续增加，从而会大幅度地提高了金属连线上的信号延迟，以至于很难得到预期的速度性能，如果器件长期工作器件就有可能烧断，从而，就有可能使整个电路失效。

背孔可以有效的解决散热的问题，依据传热学中的Fourier实验定律，介质在无穷小时段dt内沿法线方向n流过一个无穷小面积dS的热量dQ与介质温度沿曲面dS法线方向的方向导数成正比：

dQ=-k(x;y;z)∂u/∂endSdt]]>

其中k(x；y；z)称为介质在点(x；y；z)处的热传导系数，它取正值，从上式可以看出，散热量的快慢与散热系数有很大的关系，而金属是热的良导体，散热系数比半导体材料大得多，因而，把半导体材料刻蚀成背孔，同时部分引线通过背孔引出，这样，背孔填充金属化，既可以散热，又可以充当引线，就可以大大提高器件的可靠性。

背孔金属化可以运用蒸发、溅射和电镀，但蒸发、溅射所需要的成本较高，同时，蒸发、溅射超过一定厚度应力较大，容易引起衬底的变形，从而影响器件的性能；电镀所需的成本较低，较容易实现，在电镀的实现环节上，而深盲孔的电镀是一个难点，其主要原因是盲孔的深宽比超过2∶1时，传统的阴极移动等方法，溶液在盲孔内的交换将受到限制，溶液的交换困难，这样就会导致金属离子不易移动到盲孔内，直接的结果是盲孔底部及四壁就很少或不会沉积金属，而盲孔的外表面就会沉积大量的金属，这样的结果就是盲孔内壁还是没有得到金属化，在大电流的情况下，还是起不到散热的效果，器件就会被烧坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对深盲孔进行电镀的方法，以解决深盲孔电镀的问题，满足集成电镀的背金的电镀，特别是在大功率的集成电路的散热的需要。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对深盲孔进行电镀的方法，该方法包括：

步骤1：清洗半导体衬底；

步骤2：在半导体衬底上生长一层介质，作为刻蚀阻挡层；

步骤3：在刻蚀阻挡层上涂上一层光刻胶，然后曝光、显影，光刻出需要刻蚀的区域；

步骤4：刻蚀出没有被光刻胶覆盖的介质层；

步骤5：采用丙酮和乙醇去掉光刻胶；

步骤6：用ICP刻蚀出所需要厚度的盲孔；

步骤7：腐蚀掉剩下的阻挡层；

步骤8：在半导体衬底上蒸发或溅射电镀种子层，以覆盖整个半导体衬底为准；

步骤9：根据盲孔的深度调节喷镀所需要气体与溶液所需要的强度，根据半导体衬底的面积与厚度计算电镀的电流与时间，在电镀种子层上进行电镀，电镀出一层金属层。

上述方案中，步骤2中所述刻蚀阻挡层采用蒸发、溅射或化学气相沉积(CVD)方法制作在半导体衬底上。

上述方案中，步骤4中所述刻蚀采用干法或湿法方式进行。

上述方案中，步骤8中所述在半导体衬底上蒸发或溅射的电镀种子层，其厚度为300埃至8000埃。

上述方案中，步骤9中所述电镀采用液体喷射与气体搅拌相结合的方式。

上述方案中，所述半导体衬底材料的盲孔深度为≤120um，盲孔孔径为≥40um。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1)、本发明提供的这种对深盲孔进行电镀的方法，解决了深盲孔电镀的问题，满足了集成电镀的背金的电镀，特别是在大功率的集成电路的散热的需要。

2)、本发明提供的对深盲孔进行电镀的方法，是在普通电镀工艺的基础上发展起来，工艺成熟，具有推广价值。