[发明专利]通孔的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种通孔的形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展，两层以上的多层金属互连技术广泛使用。

三维集成电路是利用先进的晶片堆叠技术制备而成，其是将具有不同功能的芯片堆叠成具有三维结构的集成电路（IC）。相较于二维结构的集成电路，三维集成电路信息传递路径缩短，运作速度加快，且功耗低。目前，利用现代电子封装技术实现高密度的三维集成，已经成为微机电系统（MEMS）集成的重要技术途径。

在众多的三维集成堆叠技术中，硅通孔（Through-Silicon-Via,TSV）技术具有实现高密度、高深宽比（high aspect ratio）连接的优势,成为半导体工艺中的重要一环。

因此，需要一种制作通孔的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种通孔的形成方法，以防止在通孔形成过程中产生钻蚀（notching）。

本发明的实施例提供了一种通孔的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括相对的第一表面和第二表面，所述衬底的第一表面形成有刻蚀停止层；在所述衬底的第二表面上形成掩膜层，所述掩膜层中形成有开口；沿所述开口、采用第一刻蚀工艺刻蚀所述衬底至第一深度形成第一通孔，所述第一通孔的底部距离刻蚀停止层不超过10μm；以及沿所述第一通孔、采用第二刻蚀工艺刻蚀所述衬底至刻蚀停止层。其中，所述第二刻蚀工艺比第一刻蚀工艺相比，减小了刻蚀去除衬底材料的能力，同时保证了通孔的垂直轰击能力，减小对通孔侧壁的影响。

可选地，所述第二刻蚀工艺的工艺参数包括：反应腔压强在1-300mtorr之间，所述反应温度0-60℃之间，所述反应气体采用SF₆、O₂和CF₄，其中所述SF₆气体流量在50-1000sccm之间，所述O₂气体流量在10-800sccm之间，所述CF₄气体流量在10-800sccm之间。

可选地，所述第一刻蚀工艺包括多个间隔进行的第三刻蚀步骤，所述第三刻蚀步骤刻蚀的深度小于所述第一深度。

可选地，所述第三刻蚀步骤的工艺参数包括：反应腔压强在1-300mtorr之间，反应温度在0-60℃之间，所述反应气体采用SF₆以及C₄F₈，其中所述SF₆气体流量在50-1000sccm之间，所述C₄F₈气体流量在10-1000sccm之间。

可选地，每两个第三刻蚀步骤之间包括在形成的通孔侧壁和底部形成保护层、以及去除通孔底部保护层的步骤。

可选地，所述形成保护层的工艺参数包括：反应腔压强在1-300mtorr之间，反应温度在0-60℃之间，所述反应气体采用SF₆以及C₄F₈，其中所述SF₆气体流量在10-1000sccm之间，所述C₄F₈气体流量在10-1000sccm之间。

可选地，所述去除通孔底部的保护层的工艺参数包括：反应腔压强在1-300mtorr之间，反应温度在0-60℃之间，反应气体采用SF₆以及C₄F₈，其中所述SF₆气体流量在50-1000sccm之间，所述C₄F₈气体流量在10-1000sccm之间。

可选地，所述衬底包括硅材料。

可选地，所述刻蚀停止层包括氧化硅材料。

与现有技术相比，本发明分别采用两种不同的刻蚀工艺完成整个通孔的刻蚀，并且在第一刻蚀工艺完成后预留不超过10μm的衬底给第二刻蚀工艺进行刻蚀，所述第二刻蚀工艺比第一刻蚀工艺相比，减小了刻蚀去除衬底材料的能力，同时保证了通孔的垂直轰击能力，减小对通孔侧壁的影响，采用本发明所述的通孔形成方法可以有效避免在通孔形成过程中产生钻蚀（notching）。