[发明专利]制造半导体装置的方法

说明书

公开了制造半导体装置的方法。所述方法可以包括形成包括金属图案的第一结构和在第一结构上的第二结构。金属图案包括面对第二结构的上表面。所述方法还可以包括：蚀刻第二结构以形成暴露金属图案的过孔；使过孔中的第一蚀刻残余物氧化以将第一蚀刻残余物转化为氧化的第一蚀刻残余物；以及去除氧化的第一蚀刻残余物。在去除氧化的第一蚀刻残余物之后，金属图案的上表面可以包括包含凹槽并具有第一表面粗糙度的第一部分和与第一部分不同并具有第二表面粗糙度的第二部分。第一表面粗糙度可以比第二表面粗糙度大。

本申请要求于2019年5月28日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0062329号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种包括通孔的半导体装置和一种制造该半导体装置的方法。

背景技术

在包括诸如移动电话或膝上型电脑的装置的电子工业中，对轻重量、小形状因子、高速度、多功能、高性能和高可靠性的电子装置的需求不断增加。为了满足这样的需求，正在研究和开发半导体封装技术。在使用布线接合方法的二维连接集成电路(IC)的常规互连技术中，存在若干技术缺点，诸如布线中的信号损耗、高功耗以及对装置设计的限制。为了克服这些缺点，提出了利用竖直互连线连接多个堆叠的半导体芯片的三维集成电路(3D-IC)封装技术。这里，用于将半导体芯片彼此竖直地连接的竖直互连线被称为通孔、通过电极或硅通孔(TSV)。在基于TSV的3D-IC封装技术中，可以能够在给定区域内放置更多的IC并且能够减小电路之间的布线的长度。近来，已经进行了各种研究来提高使用基于TSV的3D-IC封装技术制造的半导体封装件的可靠性和电特性。

发明内容

发明构思的一些实施例提供了具有改善的可靠性的半导体装置。

发明构思的一些实施例提供了制造具有改善的可靠性的半导体装置的方法。

根据发明构思的一些实施例，半导体装置可以包括：第一结构，包括金属图案；第二结构，在第一结构上；以及通孔，延伸穿过第二结构。通孔可以电连接到金属图案。金属图案包括面对第二结构的上表面，金属图案的上表面包括凹槽。金属图案的上表面包括限定凹槽并具有第一表面粗糙度的第一部分和与第一部分不同并具有第二表面粗糙度的第二部分。第一表面粗糙度可以比第二表面粗糙度大。

根据发明构思的一些实施例，制造半导体装置的方法可以包括形成包括金属图案的第一结构和在第一结构上的第二结构。金属图案包括面对第二结构的上表面。所述方法还可以包括：蚀刻第二结构以形成暴露金属图案的过孔；使过孔中的第一蚀刻残余物氧化以将第一蚀刻残余物转化为氧化的第一蚀刻残余物；以及去除氧化的第一蚀刻残余物。在去除氧化的第一蚀刻残余物后，金属图案的上表面可以包括包含凹槽并具有第一表面粗糙度的第一部分和与第一部分不同并具有第二表面粗糙度的第二部分。第一表面粗糙度可以比第二表面粗糙度大。

根据发明构思的一些实施例，制造半导体装置的方法可以包括：形成包括金属图案的第一结构和在第一结构上的第二结构；蚀刻第二结构以形成暴露金属图案的通孔；使过孔中的第一蚀刻残余物氧化以将第一蚀刻残余物转化为氧化的第一蚀刻残余物；以及去除氧化的第一蚀刻残余物。使第一蚀刻残余物氧化的步骤可以包括在金属图案上形成金属氧化物。所述方法还可以包括在去除氧化的第一蚀刻残余物之前或之后使金属氧化物还原。可以在单个工艺室中原位执行蚀刻第二结构的步骤和氧化第一蚀刻残余物的步骤。

根据发明构思的一些实施例，制造半导体装置的方法可以包括提供包括金属图案的第一结构和在第一结构上的第二结构。金属图案可以包括面对第二结构的上表面。所述方法还可以包括执行蚀刻工艺以在第二结构中形成孔。孔可以暴露金属图案的上表面。所述方法还可以包括：对第一结构和第二结构执行氧化工艺以使金属图案的由孔暴露的部分氧化；使金属图案的因执行氧化工艺而被氧化的部分还原；以及在执行氧化工艺之后，对第一结构和第二结构执行清洁工艺以清洁孔。可以原位执行蚀刻工艺和氧化工艺，可以在执行清洁工艺之前或之后执行使金属图案的所述部分还原的步骤。