[发明专利]用于填充晶片中的空腔的方法、相应填充的盲孔和具有相应填充的绝缘沟槽的晶片

说明书

技术领域

本发明涉及用于填充晶片中的空腔的方法、晶片中借助于这样的方法填充的盲孔和具有借助于这样的方法填充的绝缘沟槽的晶片。 

现有技术

在晶片制造领域中，例如由EP 1744353A1公开了以填充材料填充金属的中空通孔(Hohlvias)形式的敷镀通孔(Durchkontaktierung)。 

发明内容

根据权利要求1的根据本发明的用于填充晶片中的空腔的方法和根据权利要求9的借助于这样的方法填充的盲孔以及根据权利要求10的具有借助于这样的方法填充的绝缘沟槽的晶片提供了用于无缩孔地填充空腔的可行方案。 

本发明基于以下构思，在以漆类的填充材料填充晶片中的空腔时，如果在用于从填充材料中排出溶剂的第一烘焙步骤之后添加与第一烘焙步骤时相同的温度或者更高的温度下的另一烘焙步骤，其中，所述另一烘焙步骤在真空下进行，则可以去除出现的气泡。在排出了气泡之后，使填充材料在高于第一和第二烘焙步骤时的温度下的第三烘焙步骤中硬化。通过这样的方式，可以无缩孔地填充晶片中的空腔、例如盲孔或者硅敷镀通孔的绝缘沟槽。借助根据本发明的方法可以实现直到30μm的沟槽宽度和大于200μm的深度的回填以及具有大于1/40的高纵横比 的回填(Verfüllung)。此外，晶片中的空腔的回填能够实现如此程度的结构化的晶片的再加工。尤其是，随后可再借助标准光刻方法使所述晶片结构化，因为填充材料使晶片表面平面化。尤其借助于旋转涂敷将漆类的填充材料施加到晶片表面上。则可以使用一些标准设备，如旋转涂漆装置 (Spinbelacker)和真空炉，从而使所述方法所需的开销保持得很小。 

在从属权利要求中给出本发明相应主题的有利扩展构型和改进。 

特别有利的是，填充材料是在第二温度下呈流质的材料。可以借助于由毛细力和真空处理支持的回填来填充具有侧凹或者渐宽(auflaufend)或渐窄的(zulaufend)沟槽的本身构造复杂的空腔以及甚至横向延伸的空腔。此外，填充材料的弹性模数应当足够高。此外有利的是，填充材料的热膨胀系数尽可能地近似于晶片材料的热膨胀系数，其中，所述晶片材料尤其是硅。这可以例如通过以下方式实现：通过引入附加填充材料、例如二氧化硅纳米微粒使填充材料的热膨胀系数近似于硅的热膨胀系数。 

所述填充材料的其他值得期望的特性是小的吸水性以及对于某些应用情况高的电阻。使用耐温的填充材料能够以较高温度、尤其是直到450℃下的工艺步骤实现晶片的再加工，从而可能实现多层布线、平面化等。耐高温的填充材料允许晶片的例如包含氧化沉积的再加工。这样可以实现具有作为绝缘的中间层的氧化物或聚合物的多层布线。最后，所述填充材料可以实现为感光的，这能够实现填充材料的光刻结构化。 

根据本发明的一个优选实施方式，所述填充材料涉及聚合物。特别适合的是聚酰亚胺或者苯并环丁烯化合物，尤其是商品名称为Cyclotene30-22-63的物质B阶段的二乙烯基硅氧烷二苯并环丁烯树脂(B-staged divinylsiloxane-bis-benzocyclobutene resin)。 

根据本发明的一个优选实施方式，所述第三温度低于250℃。因为在此情况下所述方法的所有工艺步骤在低于250℃的温度下进行，所以所述方法在晶片处理结束时也可用于其元件仅可耐受较小热负荷的晶片。 

根据本发明的一个优选实施方式，空腔涉及金属的中空通孔或者涉及硅敷镀通孔的绝缘沟槽。 

根据本发明的一个优选实施方式，所述方法包括另一步骤，在所述另一步骤中，使施加到晶片的预先确定的表面上的填充材料结构化，以露出金属的中空通孔的或者硅敷镀通孔的接触端子。通过使填充材料保留在晶片表面上并且仅仅使接触端子敞开，位于晶片表面上的填充材料可以用于晶片表面上的金属的重新布线和多层布线的绝缘。 

根据本发明的一个替代的特别有利的实施方式，所述方法包括另一步 骤，在所述另一步骤中，从晶片表面去除施加到晶片的预先确定的表面上的填充材料，以露出金属的中空通孔的或者硅敷镀通孔的接触端子。这可以三种不同方式实现。可以通过活性离子蚀刻来背蚀刻位于晶片表面上的填充材料。替换地，可以在第三烘焙步骤中的硬化之前通过借助溶剂的清洗或湿化学的旋转蚀刻来去除所述填充材料。作为第三替换方式，可以通过抛光研磨来去除所述填充材料。 

附图说明

附图示出： 

图1：相应于本发明的第一实施方式的具有硅敷镀通孔的绝缘沟槽的晶片的横截面图；