发明名称 大深宽比TSV通孔分步刻蚀和侧壁修饰方法
摘要 本发明公开了一种大深宽比TSV通孔分步刻蚀和侧壁修饰方法,首先在P<100>型单晶硅晶圆表面用PE CVD方法淀积一层SiO2,并在SiO2表面涂光刻胶,曝光显影,露出需要刻蚀的二氧化硅窗口;然后用等离子干法刻蚀方法在露出的窗口处进行二氧化硅层的刻蚀,一直刻蚀至单晶硅晶圆表面;最后进行优化的多步Bosch刻蚀工艺。本发明不引入K+污染,不经高温工艺处理,具有通孔尺寸占用芯片面积小、经济效益高,与IC工艺兼容,不仅能制作出高密度、大深宽比通孔,减少通孔侧壁“扇贝”尺寸、提高侧壁平整度,降低后续侧壁绝缘工艺难度,还能提升击穿电压,增加TSV立体集成器件可靠性。
申请公布号 CN103715131A 申请公布日期 2014.04.09
申请号 CN201210371478.6 申请日期 2012.09.29
申请人 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 发明人 单光宝;刘松;孙有民;蔚婷婷;李翔
分类号 H01L21/768(2006.01)I 主分类号 H01L21/768(2006.01)I
代理机构 西北工业大学专利中心 61204 代理人 顾潮琪
主权项 一种大深宽比TSV通孔分步刻蚀和侧壁修饰方法,其特征在于包括下述步骤:1)在P<100>型单晶硅晶圆表面用PE CVD方法淀积一层1μm~1.5μm SiO2,并在SiO2表面涂光刻胶,曝光显影,露出需要刻蚀的二氧化硅窗口,所述的窗口图形为圆孔,孔直径5μm~30μm;2)用等离子干法刻蚀方法在露出的窗口处进行二氧化硅层的刻蚀,一直刻蚀至单晶硅晶圆表面;3)进行优化的多步Bosch刻蚀工艺,刻蚀气体使用SF6,钝化气体使用C4F8,刻蚀机台Bias、Source功率值、气体流量值、刻蚀/钝化时间比在以下每一步骤变化时均在初始值的基础上变化,所述初始值为单步Bosch刻蚀工艺参数的设定值,具体工艺步骤如下:步骤1.刻蚀通孔顶部时,C4F8流量增加初始值的1/6~1/3,SF6流量减少初始值的1/6~1/3;在初始值的基础上,增加钝化时间1s~2s,减少刻蚀时间1s~2s,Bias为初始值,Source功率值减少初始值的1/6~1/5;此步骤作业时间为10min~15min;步骤2.刻蚀通孔中部时,气体流量值、刻蚀/钝化时间比、Source功率值改为初始值,Bias功率值增加初始值的1/5~1/4;此步骤作业时间20min~30min;步骤3.刻蚀通孔底部时,在初始值的基础上增大1/6~1/3SF6流量,减少1/6~1/3C4F8流量,增加刻蚀间1s~2s,减少钝化时间1s~2s;Bias功率值增加初始值的1/4~1/2,Source功率值增加初始值的1/6~1/5;此步骤作业时间10min~15min;步骤4.通孔刻蚀深度达到要求后,停止钝化气体C4F8保护,通入各向同性刻蚀气体SF6,SF6气体流量100sccm~150sccm,Bias、Source功率值为初始值;此步骤作业时间30s~1min。
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