[发明专利]一种TSV填孔方法

权利要求书

1.一种TSV填孔方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在Si基片正面进行光刻和刻蚀，形成孔径为5～150μm、深度为100～350μm的盲孔，然后去胶；

（2）将步骤（1）处理后的基片背面进行研磨、抛光处理直至露出刻蚀孔，然后进行清洗、烘干，接着双面生长SiO₂层，所述SiO₂层覆盖基片的正反面以及孔内壁；

（3）将步骤（2）处理后的基片进行背面贴膜处理；

（4）将步骤（3）处理后的基片进行正面溅射处理，依次溅射Ti和Cu，其中，Ti厚度为400nm～800nm，Cu厚度为100nm～500nm；

（5）对步骤（4）处理后的基片进行刻蚀处理，去除基片正面及孔内部靠近正面孔口的Cu溅射层，并依次进行流水清洗、水枪冲洗和氮气吹干；

（6）将步骤（5）处理后的基片进行背面曝光处理，采用紫外光曝光60秒以上，之后揭膜；

（7）将步骤（6）处理后的基片用稀酸进行超声清洗，接着依次水洗、水超声、水洗；

（8）将步骤（7）处理后的基片采用阶梯电流密度进行镀铜处理，完成TSV孔的填充。

2.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤（3）所述的对步骤（2）处理后的基片进行背面贴膜处理，具体为：采用贴膜机在硅片背面贴UV膜，并沿硅片边缘切去多余的膜，切去多余膜时在UV膜上多留出一个角，以便于后续揭膜。

3.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤（5）所述对步骤（4）处理后的基片进行刻蚀处理，去除基片正面及孔内部靠近正面孔口的Cu溅射层，并依次进行流水清洗、水枪冲洗和氮气吹干，具体包括以下步骤：

（501）将Si基片正面向下，悬浮放置在Cu刻蚀液中，所述Cu刻蚀液为HCl和FeCl₃的混合溶液，其中FeCl₃的浓度为2～5mol/L，HCl的浓度为1%～5%；

（502）控制刻蚀Cu时间为5～20秒，使基片正面的Cu以及孔内距正面孔口不大于1/3处的Cu被刻蚀掉；

（503）将步骤（502）处理后的基片置于流动的去离子水中进行冲洗，冲洗时间不少于5分钟；

（504）将步骤（503）处理后的基片进行氮气吹干处理。

4.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤（7）所述的将步骤（6）处理后的基片用稀酸进行超声清洗，接着依次水洗、水超声、水洗，具体包括以下步骤：

（701）将步骤（6）处理后的基片，采用1%～10%稀盐酸超声清洗5～20秒；

（702）将步骤（701）处理后的基片置于流动的去离子水中进行冲洗，冲洗时间不少于5分钟；

（703）将步骤（702）处理后的基片进行超声水洗，水洗时间为5～20秒；

（704）将步骤（703）处理后的基片置于流动的去离子水中进行冲洗，冲洗时间不少于5分钟。

5.根据权利要求1所述的一种TSV填孔方法，其特征在于：步骤（8）所述的将步骤（7）处理后的基片采用阶梯电流密度进行镀铜处理，具体包括以下步骤：

（801）将步骤（7）处理后的基片夹持在电镀夹具上，并置于铜填孔镀液中，其中镀液的成分为：Cu²⁺浓度50g/L～100g/L，CH₃SO₃H 5g/L～10g/L，Cl^-浓度40mg/L～60mg/L，加速剂2ml/L～10ml/L，抑制剂3ml/L～20ml/L，整平剂1ml/L～10 ml/L；

（802）将电镀电流密度设置在0.01A/dm²～0.03A/dm²内，电镀10～50分钟；

（803）调整电镀电流密度至0.03A/dm²～0.08A/dm²内，电镀60～120分钟；

（804）调整电镀电流密度至0.08A/dm²～0.13A/dm²内，电镀30～60分钟；

（805）调整电镀电流密度至0.13A/dm²～0.18A/dm²内，电镀30～60分钟；

（806）调整电镀电流密度至0.18A/dm²～0.25A/dm²内，电镀180～600分钟；

（807）将步骤（806）处理后的基片在流动的去离子水中进行冲洗，冲洗时间不少于5分钟；

（808）将步骤（807）处理后的基片用氮气吹干。