專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電路器件三維集成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種電路器件三維集成的方法。
背景技術(shù)：
電路器件，如集成電路、傳感器及MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng)， Micro-Electro-Mechanical System)等，在目前已發(fā)展到系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC, System on a Chip )這一階段，采用系統(tǒng)級(jí)芯片的制作技術(shù)能在單芯片上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部 功能，SOC發(fā)展中的一個(gè)難題是不同制作工藝的兼容問(wèn)題，制作SOC的過(guò)程中 可能需要采用多種標(biāo)準(zhǔn)的制作工藝，但這些制造工藝的制造方法和采用的襯底 材料都不同，很難實(shí)施在同一個(gè)芯片上，即使襯底材料相同，在制造中也要考 慮各電路模塊的制造可行性。這一方面使得不能對(duì)SOC的各個(gè)電路模塊進(jìn)行充 分的優(yōu)化，另一方面在一個(gè)襯底上實(shí)現(xiàn)多個(gè)電路模塊，不僅需要增加掩模版數(shù) 量，且安排各電路模塊的制作順序也有很大的限制，增加了電路制造的成本、 限制了芯片性能的提高。
為了解決上述問(wèn)題，可以使用電路器件三維互連的方式實(shí)現(xiàn)三維集成，電 路器件的三維互連是在平面電路基礎(chǔ)上，利用垂直平面的第三維來(lái)實(shí)現(xiàn)單個(gè)芯 片內(nèi)多層電路器件的互連，即把一個(gè)大的平面電路劃分為若干邏輯上相關(guān)聯(lián)的 功能模塊分布在多個(gè)芯片層上，然后通過(guò)穿透襯底的三維垂直互連金屬線(xiàn)，將 多層芯片進(jìn)行三維互連和集成。三維互連能夠?qū)崿F(xiàn)不同功能、不同工藝的多個(gè) 電路器件的垂直集成，大幅度降低了電路器件的集成難度，且能提高了集成電 路速度、減少了芯片的功耗。三維互連可以集成多層不同工藝或不同村底材料 的電路器件，為提升SOC性能提供了良好的解決方案。
目前實(shí)現(xiàn)電路器件三維互連的技術(shù)主要包括基于盲孔的實(shí)現(xiàn)方式和基于通 孔的實(shí)現(xiàn)方式?；诿た椎膶?shí)現(xiàn)方式，在電路器件的襯底圓片上利用單面刻蝕 制作單面開(kāi)口的盲孔，然后采用大馬士革電鍍的方式，向單面開(kāi)口的盲孔中填
充金屬以實(shí)現(xiàn)三維互連。該方法中襯底圓片保持原來(lái)的厚度，在金屬填充好之后借助與輔助圓片4定合、并減薄制作有垂直互連線(xiàn)的襯底圓片，從而使得襯底 圓片填充的金屬線(xiàn)能夠穿透襯底形成三維互連。
基于通孔的實(shí)現(xiàn)方式，首先在電路器件的襯底圓片上制作通孔，然后以電 鍍方式在通孔中填充金屬，填充金屬時(shí)可以進(jìn)行雙面操作，即在單面電鍍封住 通孔的開(kāi)口后，利用自底向上電鍍的方式填充金屬材料。
在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行研究后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，基于盲孔的實(shí)現(xiàn)方式，由于只能 采用大馬士革電鍍，很容易使盲孔在開(kāi)口處首先被封住，形成填充金屬線(xiàn)內(nèi)部 的孔洞。為了保證三維互連的可靠性，在襯底上制作的盲孔不能過(guò)深，因此實(shí) 現(xiàn)襯底圓片三維互連的深寬比有很大限制?；谕椎膶?shí)現(xiàn)方式填充通孔時(shí)容
易，但是為了保"^正在襯底圓片上的可操作性，單層襯底圓片的厚度往往超過(guò)200
微米，雖然具有較高的深寬比，但同時(shí)限制了互連線(xiàn)密度的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路器件三維集成的方法，所述技術(shù)方案如下 一種電路器件三維集成的方法，所述方法包括 在帶有電路器件的第一襯底圓片的正面制造盲孔；
將所述第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行鍵合，其中，所述輔助圓片上 與第 一襯底圓片鍵合的 一 面有電鍍用的金屬種子層；
將所述第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使所述盲孔開(kāi)口形成通孔； 以所述輔助圓片上的所述金屬種子層為起點(diǎn)，釆用自底向上的電鍍方式在 所述通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬；
將第一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行4建合。 本發(fā)明實(shí)施例在將電路器件進(jìn)行三維集成時(shí)，通過(guò)在電路器件的襯底圓片 上制造盲孔，并對(duì)盲孔開(kāi)口形成通孔，利用輔助圓片釆用自底向上的電鍍方式 向通孔內(nèi)填充金屬，避免了電鍍盲孔可能出現(xiàn)的孔洞和縫隙，實(shí)現(xiàn)了電路器件 高密度、高深寬比的三維集成，同時(shí)也降低了電路器件三維集成和互連的工藝 難度。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例提供的襯底圓片的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1提供的電路器件三維集成的方法流程圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2提供的電路器件三維集成的方法流程圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2提供的制作了盲孔的襯底圓片的示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2提供的在盲孔內(nèi)淀積了絕緣層及擴(kuò)散阻擋層的村底 圓片的示意圖6是本發(fā)明實(shí)施例2提供的襯底圓片與輔助圓片4建合后的示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例2提供的進(jìn)行了減薄處理后的襯底圓片的示意圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例2提供的去除了通孔底部高分子聚合物的襯底圓片的 示意圖9是本發(fā)明實(shí)施例2提供的在通孔內(nèi)填充了金屬的襯底圓片的示意圖； 圖10是本發(fā)明實(shí)施例2提供的在通孔上制作了金屬凸點(diǎn)的襯底圓片的示意
圖11是本發(fā)明實(shí)施例2提供的兩層襯底圓片4建合的示意圖12是本發(fā)明實(shí)施例2提供的去除了輔助圓片的兩層襯底圓片鍵合的示意
圖13是本發(fā)明實(shí)施例2提供的三層襯底圓片鍵合的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。 實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路器件三維互連的方法，該方法能夠?qū)㈦娐菲?件的襯底圓片進(jìn)行高密度、高深寬比的三維垂直互連，有效的實(shí)現(xiàn)了電路器件 的三維互連及三維集成。
在本實(shí)施例中，首先以實(shí)現(xiàn)兩層電路器件的襯底圓片的三維互連為例進(jìn)行
說(shuō)明，圖1所示為本實(shí)施例所使用的襯底圓片Wl，該襯底圓片上包括了制作好 的電路器件，如集成電路、MEMS器件、或微傳感器等器件；該村底圓片Wl 上還包括多層金屬互連線(xiàn)12,以及金屬互連線(xiàn)12的層間介質(zhì)層或者表面鈍化 層ll。其中，襯底圓片的材料可以是硅、應(yīng)變硅、鍺硅、砷化鎵(GaAs)或者 絕緣體上硅(SOI )。在本實(shí)施例中，將襯底圓片集成了電路器件的一面稱(chēng)為正面，另一面稱(chēng)為 背面。在以下描述中，按照鍵合的層面關(guān)系，將襯底圓片分為第一襯底圓片和
第二村底圓片，其層面關(guān)系為第一村底圓片的背面與第二襯底圓片的正面進(jìn) 行鍵合。在三維垂直互連的過(guò)程中，需要在第一襯底圓片上進(jìn)行以下操作，以 實(shí)現(xiàn)第一襯底圓片和第二襯底圓片的三維垂直互連及三維集成。參見(jiàn)圖2，具體 操作如下
201:在第一襯底圓片的正面制造盲孔。
202:將該第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行鍵合，其中，該輔助圓片上 與第一村底圓片鍵合的一面有電鍍用的金屬種子層。
具體的，可以利用高分子聚合物作為中間層的鍵合材料，將該第一層襯底 圓片的正面與輔助圓片的背面實(shí)現(xiàn)臨時(shí)鍵合。
203:將該第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使該盲孔開(kāi)口形成通孔；
204:以該輔助圓片上的金屬種子層為起點(diǎn)，采用自底向上的電鍍方式在該 第 一村底圓片的通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬。
由于采用了自底向上的電鍍方式將導(dǎo)電金屬填充至通孔，導(dǎo)電金屬是從通 孔的底部填入，直至填充至通孔的開(kāi)口處。因此，在填充的過(guò)程中，通孔可以 充分的被導(dǎo)電金屬填滿(mǎn)，不易產(chǎn)生空隙。
205:將第 一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行4建合。
由于第一通孔內(nèi)填充有導(dǎo)電金屬，通過(guò)通孔內(nèi)填充的金屬線(xiàn)，就可以實(shí)現(xiàn) 第 一襯底圓片與第二襯底圓片的電連接，再利用鍵合材料將兩襯底圓片進(jìn)行鍵 合，就實(shí)現(xiàn)了兩襯底圓片的三維互連。
從上述制作過(guò)程可以看出，本發(fā)明實(shí)施例由于采用了自底向上的填充方式， 因此能夠允許在襯底圓片上制作較深的盲孔，提高了三維集成的深寬比；由于 對(duì)襯底材料進(jìn)行了減薄處理，因此可以提高三維集成的密度。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的方法還可以用于制作多層襯底圓片，當(dāng)需 要互連新的襯底圓片時(shí)，則需要去除第一襯底圓片上的輔助圓片，并在該第一 襯底圓片上制作互連焊盤(pán)；以供新的襯底圓片進(jìn)行互連。此時(shí)，將新的襯底圓 片等同為201中的第一襯底圓片，將已鍵合的第一襯底圓片和第二襯底圓片當(dāng) 做一個(gè)整體等同為205中的第二襯底圓片，按照201-205中的方法對(duì)新的襯底圓片進(jìn)行處理后，將新的襯底圓片的背面鍵合到第一襯底圓片的正面，即實(shí)現(xiàn)了 新的村底圓片的三維互連。同理，按照上述方法重復(fù)進(jìn)行鍵合，就可以實(shí)現(xiàn)多 層襯底圓片的4建合，此處不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例在將電路器件進(jìn)行三維集成時(shí)，通過(guò)在電路器件的襯底圓片 上制造盲孔，并對(duì)盲孔開(kāi)口形成通孔，利用輔助圓片采用自底向上的電鍍方式 向通孔內(nèi)填充金屬，避免了電鍍盲孔可能出現(xiàn)的孔洞和縫隙，實(shí)現(xiàn)了電路器件 高密度、高深寬比的三維集成，同時(shí)也降低了電路器件三維集成和互連的工藝 難度。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電路器件三維集成的方法，該方法能夠?qū)㈦娐菲?件的襯底圓片進(jìn)行高密度、高深寬比的三維垂直互連，有效的實(shí)現(xiàn)了電路器件 的三維集成和三維互連。
在本實(shí)施例中，首先以實(shí)現(xiàn)兩層電路器件的襯底圓片的三維互連為例進(jìn)行
說(shuō)明，圖1所示為本實(shí)施例所使用的襯底圓片Wl，該襯底圓片上包括了制作好 的電路器件，如集成電路、MEMS器件、或微傳感器等器件；該襯底圓片Wl 上還包括多層金屬互連線(xiàn)12,以及金屬互連線(xiàn)12的層間介質(zhì)層或者表面鈍化 層ll。其中，村底圓片Wl的材料可以是硅、應(yīng)變硅、鍺硅、砷化鎵(GaAs) 或者絕緣體上硅(SOI )。
在本實(shí)施例中，將襯底圓片集成了電路器件的一面稱(chēng)為正面，另一面稱(chēng)為 背面。在以下描述中，按照鍵合的層面關(guān)系，將襯底圓片分為第一襯底圓片和 第二襯底圓片，其層面關(guān)系為第一襯底圓片的背面與第二村底圓片的正面進(jìn) 行鍵合。在三維垂直互連的過(guò)程中，需要在第一襯底圓片上進(jìn)行以下操作，以 實(shí)現(xiàn)第一襯底圓片和第二襯底圓片的三維垂直互連及三維集成。參見(jiàn)圖3，具體 操作如下
301:在第一襯底圓片的正面制造盲孔14。
具體的，制造盲孔14可采用以下方法反應(yīng)離子深刻蝕、激光燒蝕、機(jī)械 加工等方法。以采用反應(yīng)離子刻蝕法為例，在第一襯底圓片正面制造盲孔的過(guò) 程如下在第一襯底圓片Wl的表面鈍化層11之上淀積刻蝕保護(hù)層薄膜13，以 保護(hù)層薄膜13作為掩膜，利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)對(duì)表面鈍化層11進(jìn)行干法刻蝕，再利用反應(yīng)離子深刻蝕對(duì)襯底圓片Wl進(jìn)行深刻蝕來(lái)制造盲孔14，如圖4
所示為制作了盲孔14的襯底圓片。其中，保護(hù)層薄膜13的材料可以是氮化 硅(SixNy)、氧化硅、鋁、光刻膠等材料。淀積刻蝕保護(hù)層薄膜13時(shí)可采用 低壓化學(xué)汽相淀積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積、濺射、或者旋涂等方法。
另外，在制造了盲孔14以后，還可以在該第一層襯底圓片的正面向盲孔14 內(nèi)淀積側(cè)壁絕緣層及擴(kuò)散阻擋層15，以進(jìn)行保護(hù)，在盲孔14內(nèi)淀積了側(cè)壁絕緣 層及擴(kuò)散阻擋層15的第一襯底原片如圖5所示。在本實(shí)施例中，淀積方法可以 為等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積，原子層淀積、濺射等方式；淀積的側(cè)壁絕緣層 的材料可以為但不限于氧化硅、氮化硅、高分子材料等；擴(kuò)散阻擋層的材料可 以為但不限于氮化硅、氮化鈦、氮化鉭等材料。
302:利用高分子聚合物作為中間層Bl的鍵合材料，將該第一襯底圓片的 正面與輔助圓片F(xiàn)l的背面實(shí)現(xiàn)臨時(shí)鍵合，其中，該輔助圓片F(xiàn)l與第一襯底圓 片鍵合的一面有電鍍用的金屬種子層Fl 1 。
第一襯底圓片與輔助圓片F(xiàn)l鍵合后的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示，其中，中間層 Bl即鍵合襯底圓片與輔助圓片的一層鍵合材料。輔助圓片F(xiàn)l上帶有金屬種子 層Fll的一面與第一襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合，金屬種子層Fll與第一襯底圓 片的正面通過(guò)鍵合材料鍵合在一起。其中，作為中間層的鍵合材料的高分子聚 合物，為可化學(xué)去除或可光敏變性的高分子 爻合物材料，包括但不限于光刻膠、 WaferBondTM、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚酰亞胺(PI)、聚二曱基硅氧烷(PDMS )、 聚曱基丙酸烯甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚對(duì)苯二亞曱 基乙烯(PET)、以及特富龍等材料。輔助圓片F(xiàn)l其他部分的材料可以是但不限 于玻璃、不銹鋼、鈦、硅等。
303:對(duì)該第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使該盲孔14從背面開(kāi)口，形 成通孔14。
具體的，參見(jiàn)圖7，對(duì)該第一襯底圓片進(jìn)行減薄處理，即對(duì)圖6中所示第一 村底圓片Wl的背面進(jìn)行減薄，使盲孔14從第一襯底圓片的背面開(kāi)口形成通孔 14。其中，對(duì)襯底圓片的背面減薄可以采用機(jī)械研磨、化學(xué)機(jī)械拋光、化學(xué)腐 蝕、等離子刻蝕等方式或其組合的方式。
304:從該第一村底圓片背面將中間層Bl位于通孔底部的鍵合材料去除。 具體的，如圖8所示既為將第一襯底圓片Wl中的通孔14底部的中間層Bl的鍵合材料去除后的第一襯底圓片的結(jié)構(gòu)圖，其中，去除中間層B1的鍵合
材料的方法可以是但不限于化學(xué)腐蝕、等離子刻蝕或二者結(jié)合的方式。
另外，還可以進(jìn)一步從該襯底圓片的背面向通孔14內(nèi)部淀積側(cè)壁絕緣層和 擴(kuò)散阻擋層，以進(jìn)行保護(hù)。進(jìn)行淀積的方法與301中在盲孔14內(nèi)進(jìn)行淀積的方 法相同，此處不再贅述。
305:以該輔助圓片F(xiàn)l上的金屬種子層Fll為起點(diǎn)，利用自底向上電鍍方 式在該第一層襯底圓片的通孔14內(nèi)填充導(dǎo)電金屬。
具體的，參見(jiàn)圖9，由于通孔14在底部連通金屬種子層，以輔助圓片F(xiàn)l 的金屬種子層Fll為起點(diǎn)，采用自底向上的電鍍方式將導(dǎo)電金屬填充至通孔14。 導(dǎo)電金屬是從通孔14的底部填入，直至填充至通孔14的開(kāi)口處。因此，在填 充導(dǎo)電金屬的過(guò)程中，通孔14可以充分的被導(dǎo)電金屬填滿(mǎn)，不易產(chǎn)生空隙。填 充了導(dǎo)電金屬后的襯底圓片的結(jié)構(gòu)圖如圖9所示。其中，填充的金屬包括但不 限于銅、鴒、金、鎳、鉻等可以電鍍的金屬，或其混合的合金。
306:在該第一層襯底圓片背面制作金屬凸點(diǎn)17，并將第一襯底圓片的背面 與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合。
具體的，如圖IO所示，在第一襯底圓片的背面，在填充了導(dǎo)電金屬的通孔 14的開(kāi)口處，制作用于電連接第二襯底圓片的金屬凸點(diǎn)17。制作金屬凸點(diǎn)17 的金屬材料可以是但不限于銅、銀、錫、金、銦、鉛中的一種或幾種材料，或 上述材料的合金材料。金屬凸點(diǎn)17的制造方法可以是但不限于是電鍍、濺射等 方式。
第一襯底圓片與第二襯底圓片鍵合后的結(jié)構(gòu)圖如圖ll所示。第一襯底圓片 的通孔14內(nèi)填充的導(dǎo)電金屬與第二襯底圓片上的焊盤(pán)或?qū)щ姲宓饶軌蛳嗷ソ?觸，由此實(shí)現(xiàn)了第一襯底圓片與第二襯底圓片的垂直電連接，再利用鍵合材料 將兩襯底圓片進(jìn)行4建合，就實(shí)現(xiàn)了兩襯底圓片的三維互連。
之后，如圖12所示，可以再進(jìn)一步去除第一村底圓片正面處的中間層Bl 和輔助圓片F(xiàn)l，保留^t合后的第一襯底圓片與第二襯底圓片。
通過(guò)上述操作，就完成了兩層襯底圓片的垂直互連，如果還需要在第一襯 底圓片的正面再鍵合第三襯底圓片時(shí)，則通過(guò)在第 一襯底圓片的正面進(jìn)行金屬 再布線(xiàn)，并在通孔14的開(kāi)口處制作新的焊盤(pán)18,以供第三襯底圓片進(jìn)行三維互 連和集成。然后，按照301-306中對(duì)第一襯底圓片進(jìn)行處理的方法，對(duì)第三襯底圓片進(jìn)行處理，在第三襯底圓片上制造通孔并填充金屬之后，就可以將第三襯 底圓片4建合到第 一襯底圓片上，由此就實(shí)現(xiàn)了三層村底圓片的垂直互連。
參見(jiàn)圖13所示為采用上述方法實(shí)現(xiàn)三層襯底圓片三維互連的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，Wl為第一襯底圓片，W2為處于最底部的第二襯底圓片，W3為處于最 頂層的第三襯底圓片；16、 36分別表示在襯底圓片Wl、 W3上制作的三維互連 銅柱；17、 37分別表示在襯底圓片Wl、 W3的背面制作的金屬凸點(diǎn)；18、 28、 38分別表示村底圓片Wl、 W2、 W3正面的用于鍵合或封裝的焊盤(pán)；19、 29分 別表示在襯底圓片W1、 W2正面的鍵合層。
以上實(shí)現(xiàn)了三層襯底圓片的三維互連。能夠想到的是，本發(fā)明實(shí)施例的方 法還可以用于多層襯底圓片的三維互連。當(dāng)需要鍵合新的村底圓片時(shí)，則需要 去除第三襯底圓片上的輔助圓片，并在該第三襯底圓片上制作互連焊盤(pán)；以供 新的襯底圓片進(jìn)行互連。此時(shí)，將新的襯底圓片等同為301中的第一襯底圓片， 將已鍵合的所有的襯底圓片當(dāng)做一個(gè)整體等同為306中的第二襯底圓片，按照 301-306中的方法對(duì)將新的襯底圓片進(jìn)行處理，將新的襯底圓片的背面鍵合到第 三襯底圓片的正面，即實(shí)現(xiàn)了新的襯底圓片的鍵合。同理，按照上述方法重復(fù) 進(jìn)行鍵合，就可以實(shí)現(xiàn)多層襯底圓片的鍵合，此處不再贅述。
從上述制作過(guò)程可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn) 采用先深刻蝕制作盲孔，后減薄制作通孔的方式，不會(huì)引起橫向鉆蝕，不同尺 寸和不同位置處的刻蝕速度差異也不會(huì)影響后續(xù)工藝的進(jìn)行；由于輔助圓片的 支撐作用，最終可以使單層襯底圓片很薄，有利于實(shí)現(xiàn)襯底圓片高密度的三維 集成互連。另外，由輔助圓片提供電鍍用的金屬種子層，在向通孔填充金屬時(shí)， 金屬種子層將通孔的一端封閉，直接采用自底向上的電鍍方式進(jìn)行填充，因此 前期能夠允許在襯底圓片上制作較深的盲孔，提高了三維集成的深寬比；并且 自底向上的電鍍方式避免了電鍍盲孔出現(xiàn)的孔洞和縫隙現(xiàn)象，降低了工藝難度， 縮短了加工時(shí)間。
本發(fā)明實(shí)施例在將電路器件進(jìn)行三維集成時(shí)，通過(guò)在襯底圓片上制造盲孔， 并對(duì)襯底圓片進(jìn)行減薄使盲孔形成通孔，利用輔助圓片釆用自底向上的電鍍方 式向通孔內(nèi)填充金屬，避免了電鍍盲孔可能出現(xiàn)的孔洞和縫隙，實(shí)現(xiàn)了電路器 件高密度、高深寬比的三維互連，同時(shí)也降低了電路器件三維集成和互連的工 藝難度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述方法包括在帶有電路器件的第一襯底圓片的正面制造盲孔；將所述第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行鍵合，其中，所述輔助圓片上與第一襯底圓片鍵合的一面有電鍍用的金屬種子層；將所述第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使所述盲孔開(kāi)口形成通孔；以所述輔助圓片上的所述金屬種子層為起點(diǎn)，采用自底向上的電鍍方式，在所述通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬；將所述第一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述將 第一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行4定合，包括在所述第 一襯底圓片背面的通孔處制作金屬凸點(diǎn)，利用所述金屬凸點(diǎn)將所 述第 一村底圓片與第二襯底圓片進(jìn)行電連接；利用鍵合材料將所述第 一襯底圓片的背面與第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述將 所述第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行^t合，包括利用高分子聚合物作為鍵合材料，將所述第一村底圓片與輔助圓片帶有金 屬種子層的一面進(jìn)行鍵合，所述鍵合材料為可化學(xué)腐蝕或光敏變性的高分子聚 合物材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述在 所述通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬之前，還包括將位于通孔底部的鍵合材料去除。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述將所述第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行鍵合之前，還包括在所述第一襯底圓片正面向盲孔內(nèi)淀積側(cè)壁絕緣層及擴(kuò)散阻擋層； 所述將第 一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合之前，還包括從所述第一襯底圓片的背面向通孔內(nèi)部淀積側(cè)壁絕緣層及擴(kuò)散阻擋層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述將 第 一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合之后，還 包括去除所述輔助圓片，并在所述第一襯底圓片上制作互連焊盤(pán)； 在帶有電路器件的第三襯底圓片的正面制造盲孔；將所述第三襯底圓片的正面與新的輔助圓片進(jìn)4亍#;合，其中，所述新的輔 助圓片上與第三襯底圓片4建合的一面有電鍍用的金屬種子層；將所述第三襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使所述第三襯底圓片上的盲孔開(kāi) 口形成通孔；以所述新的輔助圓片上的所述金屬種子層為起點(diǎn)，采用自底向上的電鍍方 式在所述第三襯底圓片上的通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬；將所述第三村底圓片的背面與第 一村底圓片的正面進(jìn)行4建合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述將 所述第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，包括釆用機(jī)械研磨、化學(xué)機(jī)械拋光、化學(xué)腐蝕或反應(yīng)離子刻蝕的方式，以及任 意組合方式對(duì)所述第一襯底圓片背面進(jìn)行減薄。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路器件三維集成的方法，其特征在于，所述在 帶有電路器件的第一襯底圓片的正面制造盲孔，包括利用反應(yīng)離子深刻蝕技術(shù)，或激光燒蝕技術(shù)，或機(jī)械加工技術(shù)在第一襯底 圓片正面制造盲孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電路器件三維集成的方法，所述方法包括在帶有電路器件的第一襯底圓片的正面制造盲孔；將第一襯底圓片的正面與輔助圓片進(jìn)行鍵合，將所述第一襯底圓片進(jìn)行背面減薄處理，使所述盲孔開(kāi)口形成通孔；以所述輔助圓片上的金屬種子層為起點(diǎn)，采用自底向上的電鍍方式在所述通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬；將第一襯底圓片的背面與帶有電路器件的第二襯底圓片的正面進(jìn)行鍵合。本發(fā)明實(shí)施例在將電路器件三維集成時(shí)，在電路器件的襯底圓片上制造盲孔并開(kāi)口形成通孔，利用輔助圓片采用自底向上的電鍍方式向通孔內(nèi)填充金屬，避免了電鍍盲孔可能出現(xiàn)的孔洞和縫隙，實(shí)現(xiàn)了高密度、高深寬比的三維互連，同時(shí)也降低了三維集成和互連的工藝難度。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101645401SQ20091009240
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者劉理天, 宋崇申, 徐向明, 王喆垚 申請(qǐng)人:清華大學(xué)