发明名称 于通孔中形成互连之方法及具有该互连之微电子工作件
摘要 本发明系揭示一种于盲孔或其他类型孔中形成互连之方法,及具有该互连之微电子工作件。该盲孔可以藉由先从该工作件之背侧之一部分去除大量材料而形成,且未将整个工作件薄化。该大量去除制程,例如可以形成一延伸至该工作件内之一中间深度的第一开孔,但是未延伸至导电性元件之接触表面。在形成该第一开孔之后,一第二开孔系从该第一开孔内之中间深度形成至该导电性元件之接触表面。该第二开孔具有一较小于该第一开孔之第一宽度的第二宽度。此方法尚包括以一导电性材料填充该盲孔,及将该工作件从外侧起薄化,直到该孔穴消失。
申请公布号 TWI296432 申请公布日期 2008.05.01
申请号 TW094128766 申请日期 2005.08.23
申请人 美光科技公司 发明人 史蒂芬D 奥利维;凯尔K 克比;威廉M 海雅特
分类号 H01L21/768(2006.01) 主分类号 H01L21/768(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成一互连以结合于一微电子工作件之一 导电性元件之一未穿透接触表面之方法,该方法包 含: 形成一孔穴于该工作件内,该孔穴具有一位于该工 作件之一第一外侧处的第一宽度及一延伸至该工 作件内之一中间高度的深度; 从该孔穴内之该中间高度建构一盲孔至该接触表 面,该盲孔具有一较小于该第一宽度之第二宽度; 以一导电性材料填充该盲孔;及 将该工作件从该第一外侧起薄化,直到该孔穴消失 。 2.如请求项1之方法,其中形成该孔穴包含于该工作 件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分系对准于 该导电性元件。 3.如请求项1之方法,其中形成该孔穴包含于该工作 件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对准于该导 电性元件。 4.如请求项1之方法,其中该微电子工作件包括复数 个晶粒,该等晶粒具有复数个设有接触表面之导电 性元件,及其中形成该孔穴包含于该工作件之该外 侧内形成复数个凹部,以致使该等凹部之一部分系 对准于一或多个该等接触表面。 5.如请求项4之方法,其中该等凹部系渠沟及/或孔, 其具有一从该外侧至该工作件内之该中间高度的 深度。 6.如请求项4之方法,其中形成该等凹部包含于该工 作件内以雷射切削复数个渠沟及/或孔。 7.如请求项4之方法,其中形成该等凹部包含使用一 研磨碟片于该工作件内切削复数个渠沟。 8.如请求项4之方法,其中形成该等凹部包含使用一 末端设有研磨剂之铣床机于该工作件内切削复数 个渠沟及/或孔。 9.如请求项4之方法,其中形成该等凹部包含于该工 作件内蚀刻复数个渠沟及/或孔。 10.如请求项9之方法,其中于该工作件内蚀刻复数 个渠沟及/或孔包含将一光阻剂层制图于该工作件 之该外侧上,及等向性蚀刻该工作件。 11.如请求项1之方法,其中建构该盲孔包含蚀刻一 孔,其具有该第二宽度及一从该孔穴内之中间高度 延伸至该接触表面的第二深度。 12.如请求项11之方法,其中蚀刻该孔包含一单相态 蚀刻制程。 13.如请求项11之方法,其中蚀刻该孔包含一双相态 蚀刻制程,其包括一第一相态,其中一第一蚀刻剂 系从该孔穴内之中间高度蚀刻至该接触表面上之 一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀刻剂系从 该氧化物蚀刻至该接触表面。 14.如请求项1之方法,其中建构该盲孔包含雷射钻 制一孔,其具有从该孔穴内之中间高度至该接触表 面的该第二宽度。 15.如请求项1之方法,其中以一导电性材料填充该 盲孔包含将该导电性材料电镀至该盲孔内。 16.如请求项15之方法,其中将该导电性材料电镀至 该盲孔内包含: 将一晶种层沉积至该工作件上及该盲孔内;及 在一电镀液内施加一电位至该晶种层。 17.如请求项15之方法,其中该导电性元件系在该工 作件之一相对立外侧上曝露,及其中将该导电性材 料电镀至该盲孔内包含: 将该导电性元件结合于一来自该工作件之相对立 外侧的电接点;及 在一电镀液内施加一电位通过该电接点至该导电 性元件,以利于该盲孔内之该导电性元件之该接触 表面上造成由下而上之电镀。 18.如请求项15之方法,其中将该导电性材料电镀至 该盲孔内,其包含将该材料以无电极式电镀至该盲 孔内之该导电性元件之该接触表面上。 19.如请求项15之方法,其中将该导电性材料电镀至 该盲孔内,其包含以一锌溶液洗涤该接触表面而在 该接触表面上形成一锌层,及将镍以无电极式电镀 至该盲孔内之该锌层上。 20.一种形成一互连以结合于一微电子工作件之一 导电性元件之一未穿透接触表面之方法,该方法包 含: 形成一第一开孔于该工作件内,该第一开孔具有一 第一宽度,且从该工作件之一外面延伸至该工作件 内之一中间深度; 形成一第二开孔,其系从该第一开孔内之中间深度 延伸至该接触表面,其中该第二开孔具有一较小于 该第一宽度之第二宽度; 以一导电性材料填充该第二开孔;及 将该材料从该工作件之外面去除,以形成一至少位 于该第一开孔之中间深度处的表面。 21.如请求项20之方法,其中形成该第一开孔包含于 该外面内形成一孔穴,及形成该第二开孔包含建构 一盲孔。 22.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含于该工作件内切削一渠沟,以致使 该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 建构该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该接触 表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀 刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含将该导电 性材料电镀至该盲孔内。 23.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含于该工作件内切削一渠沟,以致使 该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 建构该盲孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该盲孔 内。 24.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含使用一雷射及/或一研磨工具于该 工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分系对 准于该导电性元件; 建构该盲孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该盲孔内。 25.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含使用一雷射及/或一研磨剂于该工 作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分系对准 于该导电性元件; 建构该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该接触 表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀 刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该盲孔 内。 26.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含于该工作件内切削一孔,以致使该 孔之一部分系对准于该导电性元件; 建构该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接触表 面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀刻 剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该盲孔内。 27.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含于该工作件内切削一孔,以致使该 孔之一部分系对准于该导电性元件; 建构该盲孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该盲孔 内。 28.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含使用一雷射及/或一研磨工具于该 工作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对准于 该导电性元件; 建构该盲孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该盲孔内。 29.如请求项21之方法,其中: 形成该孔穴包含使用一雷射及/或一研磨剂于该工 作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对准于该 导电性元件; 建构该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接触表 面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀刻 剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该盲孔 内。 30.一种形成一互连以结合于一微电子工作件内所 嵌埋之一接触表面之方法,该工作件具有一背侧、 一前侧、及复数个设于该前侧之微电子晶粒,该方 法包含: 形成一第一开孔于该工作件内,该第一开孔具有(a) 一第一细孔,其具有一位于该工作件之背侧处的第 一宽度,及(b)一第一深度,系从该工作件之背侧延 伸至该工作件内之一中间高度,其中该中间高度相 隔于该接触表面; 形成一第二开孔于该工作件内,该第二开孔具有(a) 一第二细孔,其具有一位于该中间高度处的第二宽 度,及(b)一第二深度,其延伸至该接触表面,以致使 该接触表面透过该第二开孔而曝露,其中该第二宽 度较小于该第一宽度; 以一导电性材料填充该第二开孔;及 将该材料从该工作件之背侧去除,直到一背表面形 成于该接触表面与该中间高度之间。 31.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一渠沟,以 致使该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该 接触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第 二蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 32.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一渠沟,以 致使该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面; 及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 33.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨工具 于该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分 系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面; 及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 34.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨剂于 该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分系 对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该 接触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第 二蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 35.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一孔,以致 使该孔之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接 触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二 蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含将该导电 性材料电镀至该第二开孔内。 36.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一孔,以致 使该孔之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 37.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨工具 于该工作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对 准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 38.如请求项30之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨剂于 该工作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对准 于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接 触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二 蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 39.一种形成一互连以结合于一微电子工作件内所 嵌埋之一接触表面之方法,该方法包含: 形成一第一开孔于该工作件内,该第一开孔具有一 第一宽度且从该工作件之一外表面延伸至该工作 件内之一中间深度; 形成一第二开孔于该工作件内且对准于该第一开 孔,该第二开孔系从该中间深度延伸至该接触表面 ,其中该第二开孔具有一较小于该第一宽度之第二 宽度; 以一导电性材料填充该第二开孔;及 将该第一开孔消除,以利形成一背表面于该中间深 度与该接触表面之间之一区域内。 40.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一渠沟,以 致使该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该 接触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第 二蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 41.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一渠沟,以 致使该渠沟之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面; 及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 42.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨工具 于该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分 系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面; 及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 43.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨剂于 该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之一部分系 对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该 接触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第 二蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 44.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一孔,以致 使该孔之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接 触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二 蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 45.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含于该工作件内切削一孔,以致 使该孔之一部分系对准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 46.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨工具 于该工作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对 准于该导电性元件; 形成该第二开孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔包含将该导电性 材料电镀至该第二开孔内。 47.如请求项39之方法,其中: 形成该第一开孔包含使用一雷射及/或一研磨剂于 该工作件内切削一孔,以致使该孔之一部分系对准 于该导电性元件; 形成该第二开孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一 第一相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接 触表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二 蚀刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 以一导电性材料填充该第二开孔,其包含使用一由 下而上之电镀制程将该导电性材料电镀至该第二 开孔内。 48.一种形成一互连以结合于一微电子工作件内所 嵌埋之一接触表面的方法,该方法包含: 去除该工作件之一选定区域,以在该工作件内形成 一大面积之凹部,其具有一第一宽度及一位于该工 作件内之一第一深度处的端表面,其中该端表面相 隔于该接触表面; 形成一盲孔,系从该凹部之端表面延伸至该接触表 面,其中该盲孔具有一较小于该凹部之第一宽度的 第二宽度; 将一导电性材料沉积至该盲孔内,直到该盲孔被填 以该导电性材料;及 在该凹部被填以该导电性材料之前,结束将该导电 性材料沉积至该盲孔内。 49.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含于该工作件内切削 一渠沟,以致使该渠沟之一部分系对准于该导电性 元件; 形成该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该接触 表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀 刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含将导电性材料电镀至该盲 孔内。 50.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含于该工作件内切削 一渠沟,以致使该渠沟之一部分系对准于该导电性 元件; 形成该盲孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料,其包含使用一由下而上之电镀 制程将该导电性材料电镀至该盲孔内。 51.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含使用一雷射及/或一 研磨工具于该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟 之一部分系对准于该导电性元件; 形成该盲孔包含从该渠沟蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含将导电性材料电镀至该盲 孔内。 52.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含使用一雷射及/或一 研磨剂于该工作件内切削一渠沟,以致使该渠沟之 一部分系对准于该导电性元件; 形成该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该渠沟蚀刻至该接触 表面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀 刻剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含使用一由下而上之电镀制 程将该导电性材料电镀至该盲孔内。 53.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含于该工作件内切削 一孔,以致使该孔之一部分系对准于该导电性元件 ; 形成该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接触表 面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀刻 剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含将导电性材料电镀至该盲 孔内。 54.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含于该工作件内切削 一孔,以致使该孔之一部分系对准于该导电性元件 ; 形成该盲孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含使用一由下而上之电镀制 程将该导电性材料电镀至该盲孔内。 55.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含使用一雷射及/或一 研磨工具于该工作件内切削一孔,以致使该孔之一 部分系对准于该导电性元件; 形成该盲孔包含从该孔蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含将导电性材料电镀至该盲 孔内。 56.如请求项48之方法,其中: 去除该工作件之选定区域包含使用一雷射及/或一 研磨剂于该工作件内切削一孔,以致使该孔之一部 分系对准于该导电性元件; 形成该盲孔包含一双相态蚀刻制程,其包括一第一 相态,其中一第一蚀刻剂系从该孔蚀刻至该接触表 面上之一氧化物,及一第二相态,其中一第二蚀刻 剂系从该氧化物蚀刻至该接触表面;及 沉积该导电性材料包含使用一由下而上之电镀制 程将该导电性材料电镀至该盲孔内。 57.一种微电子工作件,包含: 一基板,其具有一主动侧及一背侧; 复数个微电子晶粒,其设于该基板之主动侧,该等 晶粒包括具有未穿透之接触表面的导电性元件; 一孔穴,其设于该基板之背侧内,该孔穴具有一位 于该背侧处的第一宽度及一从该背侧延伸至该主 动侧与该背侧之间之一中间高度的深度; 一通孔,其设于该基板内,该通孔对准于该孔穴,且 从该中间高度延伸至其中一该导电性元件之一接 触表面,其中该通孔具有一较小于该第一宽度之第 二宽度;及 一导电性材料,其设于该通孔内,该导电性材料填 入该通孔但是未填入该孔穴,以致使一空隙可在该 导电性材料填入该通孔后仍留在该孔穴内。 58.一种微电子工作件,包含: 一基板,其具有一主动侧及一背侧; 复数个晶粒,其设于该基板之主动侧,该等晶粒包 括具有未穿透之接触表面的导电性元件; 一第一开孔,系从该背侧延伸至该基板内之一中间 高度,其中该第一开孔系位于随后当该工作件薄化 时会被去除之该基板之一牺牲部分内; 一第二开孔,其对准于该第一开孔且延伸至其中一 该导电性元件之一接触表面;及 一导电性材料,其设于该第二开孔内。 图式简单说明: 图1A-1E系截面图,说明根据本发明之一实施例之一 形成互连的方法之多数个阶段中之工作件之一部 分。 图2A-2B系截面图,详细说明根据本发明之一实施例 之一形成互连的方法之多数个阶段中之工作件之 一部分。 图3A-3D系截面图,说明根据本发明之另一实施例之 一形成互连的方法之多数个阶段中之工作件之一 部分。 图4系一工作件之一部分截面图,说明根据本发明 之又一实施例之一形成互连的方法之一阶段。 图5A-5E系一工作件之一部分截面图,说明根据本发 明之再一实施例之一形成互连的方法之多数个阶 段。 图6A-6C系一工作件之一部分截面图,说明根据本发 明之又再一实施例之一形成互连的方法之多数个 阶段。 图7A-7C系一工作件之一部分截面图,说明根据本发 明之另一实施例之一形成互连的方法之多数个阶 段。
地址 美国
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