[发明专利]金属浆料填充方法、金属浆料填充装置和孔塞制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路的安装技术，特别是涉及向基板的非贯通孔内填充金属浆料的方法和装置以及在基板的孔内制作孔塞的方法。

背景技术

最近，随着电子设备的小型化、便携化、高功能化，期待将硅基板多层地进行叠层的三维安装。其中，使用贯通硅基板的硅贯通孔（TSV：Through Silicon Via）进行芯片相互间的电路连接的TSV技术，作为能够容易地实现高密度化、高容量化、高性能化的三维安装技术备受关注。

通常，TSV加工的工艺根据晶片工艺中的工序序列，分为在配线工序（BEOL：Back End Of Line）之前进行的先钻孔（Via－first）和在BEOL之后进行的后钻孔（Via－Last）两种。先钻孔虽然对TSV的微细加工有利，使孔径变细、形成多个TSV很容易，但存在孔的导体限于电阻率高的多晶硅这样的制约。与此相对，后钻孔虽然使孔径变细、增加TSV的个数较难，但具有孔的导体能够使用电阻率低的Ag（銀）、Cu（銅）的优点和设计的自由度大等的优点。迄今为止，在后钻孔的TSV加工工艺中，为了将导体埋入非贯通的孔，使用镀层加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－40457号公报

发明内容

发明想要解决的问题

但是，镀层加工需要高价且大规模的电镀装置。并且，镀层加工不仅要在非贯通孔的内壁上预先形成隔壁用的绝缘膜，而且必须预先形成电镀电极用的种晶层（seed layer），需要用于形成种晶层的溅射装置。另外，TSV的孔通常以50μm以下的微细的孔径形成。因此，难以通过镀层加工将TSV的非贯通孔从其底部到顶部无空隙地进行填充也成为问题。并且，在镀层加工中，使镀层生长至在孔的上面和外面露出的高度，其后通过化学的机械研磨（CMP）使孔内的镀层与基板表面的水平一致，后处理也麻烦，成本变高。

本发明解决上述现有技术的问题点，提供一种能够向基板的非贯通孔简便且高效地填充金属浆料的金属浆料填充方法和金属浆料填充装置。

另外，本发明提供一种能够向基板的非贯通孔无空隙地填充金属浆料的金属浆料填充方法和金属浆料填充装置。

并且，本发明提供一种能够在基板的非贯通孔内简便且高效地、与基板的被处理面的水平一致地制作导体的孔塞的孔塞制作方法。

用于解决问题的方案

本发明的第一方面提供一种金属浆料填充方法，其用于向形成于基板的表面的一个或多个非贯通孔填充金属浆料，具有：将衬垫的作用面以与上述基板的表面夹着比规定的阈值小的间隙的方式接近上述基板的表面，使得至少一个上述非贯通孔被覆盖的工序；从形成于上述衬垫的作用面的一个或多个排气口排出上述间隙内的空气，对上述间隙中进行减压的工序；和从形成于上述衬垫的作用面的一个或多个注入口向位于上述间隙中的全部或一部分的上述非贯通孔供给金属浆料的工序。

另外，本发明的第一方面的金属浆料填充装置，其用于向形成于基板的表面的一个或多个非贯通孔填充金属浆料，具有：衬垫，其具有相对上述基板的表面夹着比规定的阈值小的间隙接近上述基板的表面，使得至少一个上述非贯通孔被覆盖的作用面；排气部，其具有形成于上述衬垫的作用面的一个或多个排气口，经由上述排气口将上述间隙内的空气排出，对上述间隙中进行减压；和金属浆料供给部，其具有形成于上述衬垫的作用面的一个或多个注入口，从上述注入口向位于上述间隙中的全部或一部分的上述非贯通孔供给上述金属浆料。

在本发明的上述第一方面中，使基板的表面与衬垫的作用面以夹着比规定的阈值小的间隙的方式接近，且利用排气部经由衬垫作用面的排气口将间隙内的空气排出，由此，间隙中的空气排出速度超过空气流入速度，间隙内的空气减少，间隙和非贯通孔中变为负压状态（减压状态）。在该状态下，金属浆料供给部经由衬垫作用面的注入口向间隙内供给金属浆料。从注入口所注入的金属浆料在变为负压状态的间隙中迅速地向四周扩展，在其扩展的过程中流入所到之处的非贯通孔中。此时，非贯通孔的内部也变为负压状态，所以金属浆料顺畅地流入其中，该非贯通孔被填充有金属浆料。