專(zhuān)利名稱(chēng)：使用蝕刻停止層形成貫穿晶片電學(xué)互連及其它結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用薄電介質(zhì)膜形成貫穿晶片電學(xué)互連及其它結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,818464披露了 一種用于提供具有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙面蝕刻技術(shù)，這些通孔通過(guò)饋通(feed-through )金屬化工藝來(lái)氣密密封。饋通金屬化工藝可包括使用電鍍技術(shù)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)例如可以用作封裝光電子或其它裝置或者集成電路的封裝的蓋。貫穿晶片電學(xué)互連可以提供例如從封裝的外部到封裝在該封裝內(nèi)的裝置或電路的電學(xué)接觸。
根據(jù)前述專(zhuān)利中披露的具體實(shí)施例，在包含掩埋蝕刻停止層的硅晶片上進(jìn)行該雙面蝕刻技術(shù)。該貫穿晶片電學(xué)互連可以令人滿(mǎn)意地獲得，不過(guò)將掩埋蝕刻停止層包含在半導(dǎo)體晶片中是昂貴的。類(lèi)似地，使用電鍍技術(shù)形成該饋通金屬化是昂貴的。
本發(fā)明可以克服對(duì)于這種掩埋蝕刻停止層的需求且不需要使用電鍍技術(shù)來(lái)形成該饋通金屬化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一方面，貫穿晶片互連的制作包括形成犧牲膜。例如， 一種提供貫穿晶片互連的方法包括在預(yù)先存在的半導(dǎo)體晶片內(nèi)形成犧牲電介質(zhì)膜；沉積金屬化于該晶片的一面上，從而覆蓋面向該晶片這一面的該犧牲膜的露出部分；除去面向該晶片另 一 面的該犧牲膜的露出部分；以及沉積金屬化于該晶片的所述另一面上，從而接觸先前沉積的金屬化。
7在一些實(shí)施方式中，該犧牲膜為二氧化硅或氮化硅。
在另一方面，披露了一種在包含第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片互連的方法。該方法包括在該晶片的第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)微通孔，以及在該第二面上提供蝕刻停止層，其中該蝕刻停止層覆蓋該微通孔中的表面。在該晶片的該第一面內(nèi)蝕刻形成腔體至一深度，使得在該微通孔蝕刻形成的區(qū)域中，該蝕刻停止層的部分在該腔體內(nèi)露出。該方法還包括沉積金屬化于該晶片的一面上，以及隨后從與該微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域除去該蝕刻停止層的區(qū)域。沉積金屬化于該晶片的另一面上，使得在與該微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，沉積在該第一面上的金屬化與沉積在該第二面上的金屬化接觸以形成該貫穿晶片互連。
在另一實(shí)施方式中，可以在第二面內(nèi)蝕刻形成微通孔之前，在該晶片的第一面內(nèi)蝕刻形成該腔體。因此，例如， 一種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)
體晶片中提供貫穿晶片互連的方法，可以包括在該晶片的第一面內(nèi)蝕刻形成腔體；在該晶片的該第一面上提供蝕刻停止層，其中該蝕刻停止層覆蓋該腔體中的表面；以及在該晶片的該第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)微通孔至一深度，使得該一個(gè)或多個(gè)微通孔到達(dá)該蝕刻停止層?？梢猿练e金屬化于該晶片的一面上，以及隨后從與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域除去該蝕刻停止層的區(qū)域?？梢猿练e金屬化于該晶片的另一面上，使得在與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，沉積在該第一面上的金屬化與沉積在該第二面上的金屬化接觸以形成該貫穿晶片互連。
盡管前述技術(shù)使用雙面蝕刻(即，從一面蝕刻以形成^f效通孔以及^v另一面蝕刻以形成腔體)，在一些應(yīng)用中，可以?xún)H從晶片的一面蝕刻形成貫穿晶片開(kāi)口。
在一些應(yīng)用中，這些技術(shù)可以形成氣密密封的貫穿晶片互連。該薄金屬膜也可以用于形成電容性和其它結(jié)構(gòu)，例如薄膜電感器和懸臂結(jié)構(gòu)。
其它特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下述詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求將變得顯而易見(jiàn)。


圖1A至圖1F示出使用薄犧牲電介質(zhì)膜形成貫穿晶片互連的雙面蝕刻工藝的實(shí)施方式。圖2 A至圖2 F示出使用薄犧牲電介質(zhì)膜形成貫穿晶片互連的雙面蝕刻工
藝的另一實(shí)施方式。
圖3示出使用薄電介質(zhì)膜形成貫穿晶片電容性互連的雙面蝕刻工藝的示例。
圖4A至圖4E示出使用薄犧牲電介質(zhì)膜形成金屬懸臂結(jié)構(gòu)或電感器的 單面蝕刻工藝的實(shí)施方式。
圖5示出根據(jù)圖4A至圖4E的工藝的金屬懸臂結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖6示出根據(jù)圖4A至圖4E的工藝的電感器的俯視圖。
圖7A示出形成為貫穿半導(dǎo)體晶片中的單個(gè)開(kāi)口的多個(gè)電學(xué)互連的示例。
圖7B示出圖7A的貫穿晶片互連的俯一見(jiàn)圖。
圖8A和圖8B示出用于形成貫穿單個(gè)密封通孔(via)的多個(gè)電學(xué)互連 的工藝的步驟。
圖9A和圖9B示出與圖8A和圖8B的工藝相關(guān)的電學(xué)互連的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
披露這樣的實(shí)施方式，其包括對(duì)半導(dǎo)體晶片執(zhí)行雙面和單面蝕刻技術(shù)以 定義開(kāi)口，其中貫穿晶片金屬化可以發(fā)生在該開(kāi)口內(nèi)。圖1A至圖1F示出使 用雙面蝕刻技術(shù)的貫穿晶片互連工藝的實(shí)施方式的示例，其中在蝕刻形成腔 體之前，通孔蝕刻形成于半導(dǎo)體晶片100中。在圖1A，半導(dǎo)體晶片100包 括第一面102和第二.面104。分別具有底部107、 109的微通孔106、 108可 以在半導(dǎo)體晶片IOO的第二面104上被蝕刻至預(yù)定深度。例如，半導(dǎo)體晶片 IOO可以是在氫氧化鉀(KOH)中可以被各向異性蝕刻的硅(Si)晶片。
圖1A示出兩個(gè)錐形微通孔106、 108。然而，微通孔可以在半導(dǎo)體晶片 的一面內(nèi)形成為不同形狀，例如方形或矩形。此外，微通孔的數(shù)目不限于兩 個(gè)； 一個(gè)或者超過(guò)兩個(gè)微通孔可以蝕刻形成。微通孔的數(shù)目及其形狀例如可 以基于半導(dǎo)體尺寸和工藝條件以及電路連接性要求來(lái)確定。
接著，在圖1B，蝕刻停止層110沉積在半導(dǎo)體晶片IOO的被蝕刻的第 二面104上。蝕刻停止層110可以由例如二氧化硅(SiO2)和/或氮化珪(Si3Nj 組成?？梢允褂美鐭嵫趸に嚿L(zhǎng)二氧化硅層。如果使用熱氧化工藝，則 蝕刻停止層材料可以覆蓋晶片的兩面。二氧化硅層也可以用作半導(dǎo)體晶片IOO的隔離或鈍化層。
蝕刻掩模層112沉積在半導(dǎo)體晶片100的第二面104上蝕刻停止層110 上方。蝕刻掩模層112也可以由例如二氧化硅和/或氮化硅組成。蝕刻停止層 110和蝕刻掩模層112不一定使用相同的層組成。例如，蝕刻掩模層112可 以由使用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD )工藝沉積的氮化硅組成。
此外，如圖1B所示，蝕刻掩模層114沉積在半導(dǎo)體晶片100的第一面 102上。蝕刻掩模層H4定義用于隨后在晶片第一面102內(nèi)形成的一個(gè)或多 個(gè)腔體的開(kāi)口 。
接著，從半導(dǎo)體晶片100的第一面102定義和蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)腔體 (例如，腔體116)，如圖1C所示。用于形成腔體116的蝕刻技術(shù)可以與用 于形成微通孔106、 108的蝕刻技術(shù)相同。腔體116可以蝕刻至預(yù)定深度， 使得薄膜120、 122保留在分別由微通孔106、 108定義的區(qū)域內(nèi)。薄膜120、 122由蝕刻停止層110的材料形成。在該示例中，蝕刻形成的腔體116大于 擺支通孔106、 108。
在圖1C所示的實(shí)施方式中，腔體116以及每一個(gè)微通孔106、 108的蝕 刻深度的總和超過(guò)半導(dǎo)體晶片的總厚度，使得腔體116的底部分別伸展超過(guò) 微通孔106、 108的底部107、 109。每個(gè)薄膜120、 122的一部分因此在腔體 116內(nèi)露出。蝕刻掩模層112、 114隨后可以剝離。例如，如果蝕刻掩模層 112、 114由氮化硅組成，反應(yīng)離子蝕刻(RIE)工藝可用于剝離這些層。在 一些實(shí)施方式中，使用磷酸的濕法蝕刻工藝可以用于剝離蝕刻掩模層。
在圖1D中，半導(dǎo)體晶片IOO被氧化。在半導(dǎo)體晶片IOO由硅組成的示 例中，該氧化物層可以使用例如熱氧化工藝來(lái)生長(zhǎng)。氧化物118(例如Si02) 的厚區(qū)(例如1200nm)可以形成于半導(dǎo)體晶片表面上(例如，在硅存在的 區(qū)域)。氧化物(例如Si02)的較薄區(qū)(例如400nm)保留在沒(méi)有硅的區(qū)域。 例如，蝕刻停止層110的薄膜120、 122保留在先前分別由微通孔106、 108 定義的區(qū)域內(nèi)。
接著，如圖1E所示，薄金屬膜124沉積在半導(dǎo)體晶片IOO的第二面l(M 上。金屬膜124分別覆蓋薄膜120、 122以形成金屬膜132、 134。例如，可 以通過(guò)物理氣相沉積(PVD )或其它工藝沉積銅的薄膜(例如3至4微米)。
隨后可以除去在腔體116內(nèi)露出的薄膜120、 122 (即蝕刻停止材料)的 部分。例如，可以使用氫氟酸(HF)基蝕刻劑除去蝕刻停止材料的這些部分。由于硅IOO上的氧化物118厚于薄膜120、 122,薄膜120、 122的露出部分 可以被蝕刻掉，部分氧化物118保留在硅100的區(qū)域上方，從而提供電學(xué)隔 離。由于在硅上存在較厚氧化物，在蝕刻停止層膜120、 122的飪刻時(shí)不需 要單獨(dú)的蝕刻掩模。
接著，如圖1F所示，薄金屬膜130沉積在晶片的第一面102上。薄膜 130可以直接沉積在金屬膜132、 134的露出部分上以形成半導(dǎo)體晶片100 的兩面之間的電學(xué)接觸。在孩￡通孔106、 108先前^皮定義的區(qū)域中，第一面 薄金屬膜130接觸第二面金屬膜124,形成貫穿晶片連接126、 128。
在備選實(shí)施方式中，在金屬膜124沉積在半導(dǎo)體晶片IOO的第二面104 上之前，薄金屬膜130可以沉積在第一面102上且薄膜120、 122可以除去。
圖2A至圖2F示出使用雙面蝕刻技術(shù)的貫穿晶片互連工藝的實(shí)施方式的 示例，其中在蝕刻形成微通孔之前，在半導(dǎo)體晶片200中蝕刻形成腔體。如 圖2A所示，半導(dǎo)體晶片200包括第一面202和第二面204。從半導(dǎo)體晶片 200的第 一面202蝕刻形成腔體(例如腔體206 )。
例如，半導(dǎo)體晶片200可以是硅晶片。腔體206可以蝕刻至預(yù)定深度， 在硅晶片中形成薄硅膜208(例如20|im )。標(biāo)準(zhǔn)蝕刻技術(shù)可用于形成腔體206。 例如，可以在氬氧化鉀中各向異性蝕刻形成腔體206。
在圖2B中，蝕刻停止層210沉積在半導(dǎo)體晶片200的被蝕刻的第二面 202上。蝕刻停止層210可以由例如熱生長(zhǎng)二氧化硅和/或氮化^5圭層組成。該 二氧化硅層還可以用作電介質(zhì)層。
此外，如圖2B所示，蝕刻掩模層212可以沉積在半導(dǎo)體晶片200的第 一面202上蝕刻停止層210上方。蝕刻掩模層212也可以由例如二氧化硅和 /或氮化硅組成。蝕刻停止層210和蝕刻掩模層212不一定使用相同的層組成。
接著，蝕刻掩模層214也可以沉積在第二面204上。例如，氮化硅蝕刻 掩模層可以使用LPCVD工藝來(lái)沉積。
現(xiàn)在可以從半導(dǎo)體晶片200的第二面204蝕刻形成開(kāi)口以定義微通孔。 圖2C示出與先前形成的大腔體206相對(duì)的微通孔216、 218。微通孔216、 218可以蝕刻至蝕刻停止層210。由蝕刻停止層210和蝕刻掩模層212組成 的薄膜217、 219保留在腔體206和微通孔216、 218之間的區(qū)域內(nèi)。用于建 立微通孔的蝕刻技術(shù)可以與用于形成腔體的蝕刻技術(shù)相同。
微通孔可具有不同形狀和變化的數(shù)量。圖2C示出兩個(gè)錐形微通孔216、
ii218。在另一實(shí)施方式中，可以蝕刻形成僅一個(gè)或者超過(guò)兩個(gè)微通孔，且微 通孔可具有矩形或其它形狀。
接著，如圖2D所示，蝕刻掩模層212、 214被剝離。例如，反應(yīng)離子蝕 刻(RIE)可用于剝離氮化硅蝕刻掩模層。半導(dǎo)體晶片200隨后可以在熱氧 化工藝中氧化以在半導(dǎo)體晶片200的兩面上形成較厚氧化物區(qū)219、 221。由 蝕刻停止層210組成的薄膜220、222分別保留在腔體206和微通孔216、218 之間。氧化物層219、 221生長(zhǎng)到比膜220、 222厚的厚度。
薄金屬膜224沉積在半導(dǎo)體晶片200的第二面204上，如圖2E所示。 薄金屬膜224應(yīng)沿著微通孔延伸且應(yīng)覆蓋薄膜220、 222。例如，可以通過(guò) PVD或其它工藝沉積銅的薄膜(例如3至4pm)。
如圖2F所示，薄膜220、 222 (即蝕刻停止材料)被除去。例如，HF 蝕刻工藝可用于除去薄膜220、 222。較厚氧化物層219可保留在硅的區(qū)域上 以提供電學(xué)隔離。由于在硅上存在較厚氧化物219,在蝕刻停止層膜220、 222的除去時(shí)不需要單獨(dú)的蝕刻掩模。
接著，薄金屬膜226沉積在第一面202上。薄膜226可以分別直接沉積 在微通孔216、 218的區(qū)域上，以形成半導(dǎo)體晶片200的兩面之間的電學(xué)接 觸。第二面薄金屬膜224接觸第 一面薄金屬膜226以形成貫穿晶片連接228 、 230。
在備選實(shí)施方式中，在金屬膜224沉積在晶片的第二面上之前，薄金屬 膜226可以沉積在晶片的第一面上且薄膜220、 222可以除去。
一旦完成前述貫穿晶片金屬化，金屬結(jié)構(gòu)可以通過(guò)附加蝕刻和沉積步驟 而形成于半導(dǎo)體晶片的一面或兩面上，以提供例如電學(xué)互連和焊盤(pán)。
盡管前述技術(shù)使用雙面蝕刻(即，從一面蝕刻以形成微通孔以及從另一 面蝕刻以形成更大的腔體)，在一些應(yīng)用中，可以?xún)H從晶片的一面蝕刻形成 貫穿晶片開(kāi)口。例如，可以從晶片的一面(例如第一面)蝕刻形成大腔體， 一直貫穿到晶片的第二面，該第二面上具有蝕刻停止(例如Si02)層。這兩 個(gè)金屬沉積和蝕刻停止膜除去可以如上所述進(jìn)行(見(jiàn)下文圖4A至4D)。
該金屬膜還可以用于其它應(yīng)用。例如，該金屬膜可用于測(cè)量封裝的密封 性，該封裝收納例如光學(xué)裝置、電磁裝置、化學(xué)裝置、微機(jī)械裝置、微機(jī)電 系統(tǒng)(MEMS)裝置或微光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)裝置、或者包含微小、微 米和亞微米尺寸元件的其它裝置。在一個(gè)示例中，使用光學(xué)輪廓儀來(lái)檢測(cè)金屬膜的形狀變化。該變化用于確定通過(guò)將晶片(或者晶片的一部分，例如在 劃片之后)附著到另一襯底而形成的密封外殼中的相對(duì)壓力和/或漏氣率。
此外，盡管薄蝕刻停止層膜的一個(gè)應(yīng)用是用于形成貫穿晶片電學(xué)互連， 其它應(yīng)用包括形成電容性、電感性或其它結(jié)構(gòu)。例如，蝕刻停止層可以?xún)H部 分(或者根本不)除去以形成貫穿晶片電容性結(jié)構(gòu)。往回參考圖2E，薄金
屬膜224示為已經(jīng)沉積在半導(dǎo)體晶片的一面上，該半導(dǎo)體晶片內(nèi)形成了薄膜 220、 222。并不除去薄膜220、 222 (如圖2F所示)，薄金屬膜226可以直 接沉積在厚氧化物219上以及薄膜220、 222上以形成電容性結(jié)構(gòu)。這種貫 穿晶片電容性結(jié)構(gòu)的示例示于圖6。該電容性結(jié)構(gòu)是由置于一對(duì)金屬層224、 226之間的薄氧化物層220 (或222)組成，且形成于大腔體206和微通孔 216、 218之間的邊界。盡管所示實(shí)施方式使用雙面蝕刻工藝(以形成大腔體 和微通孔)，貫穿晶片電容性結(jié)構(gòu)也可以使用單面蝕刻工藝來(lái)制作。
在其它實(shí)施方式中，具有貫穿晶片互連的薄金屬膜可被圖案化以形成例 如電感器(例如線(xiàn)圈)或可移動(dòng)懸臂的裝置。圖4A至圖4E示出用于制作 電感器或金屬懸臂結(jié)構(gòu)的示例。該工藝包括形成薄Si02犧牲膜。圖5示出金 屬懸臂結(jié)構(gòu)328A的示例的俯視圖；圖6示出電感器328B的示例的俯視圖。
如圖4A所示，半導(dǎo)體晶片300包括第一面302和第二面304。蝕刻掩 模和蝕刻停止層310 (例如Si02和/或S^N4的層)沉積在晶片的兩面302、 304上，且腔體306被蝕刻貫穿晶片300。如果Si3N4用作該蝕刻掩模層，其 被除去。因此，由蝕刻停止層310形成的較薄膜312保留在晶片第二面304 的表面上。薄蝕刻停止層膜312也延伸橫過(guò)腔體306的底部。
接著，如圖4B所示，進(jìn)行較長(zhǎng)的熱氧化工藝以形成厚氧化物層319于 硅存在的區(qū)域上。該氧化工藝應(yīng)足夠長(zhǎng)，使得得到的氧化物319厚于延伸橫 過(guò)腔體306底部的薄膜層312。
在熱氧化工藝之后，較薄金屬膜324沉積在晶片一面(例如第二面)上， 如圖4C所示。薄氧化物膜312隨后例如通過(guò)HF蝕刻工藝除去。在熱氧化 工藝期間形成的較厚氧化物區(qū)域319可以保留并用作隔離層。薄金屬膜326 隨后沉積在晶片的第一面上，如圖4D所示。沉積在晶片第一面上的金屬膜 326沿著腔體306的側(cè)面和底部延伸。
接著，如圖4E所示，位于腔體306底部的金屬化328可圖案化形成懸 臂結(jié)構(gòu)328A，例如圖5的情形，或者形成電感器328B，例如圖6的情形。
13金屬化圖案中的開(kāi)放間隙用330表示。位于腔體底部的金屬化328可以使用 例如標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法蝕刻技術(shù)來(lái)圖案化。沿著腔體306側(cè)面的金屬化用作從 晶片上表面到懸臂結(jié)構(gòu)328A或電感器328B的導(dǎo)電線(xiàn)。
圖4A至圖4D的技術(shù)也可以用于形成在半導(dǎo)體晶片中貫穿單個(gè)非氣密 通孔334的多個(gè)電學(xué)互連。例如，在沉積薄金屬膜324于晶片第一面上之后， 如圖4D所示，金屬化324、 326可被圖案化以形成貫穿晶片電學(xué)互連332， 如圖7A所示。位于腔體底部的金屬化324、 326可以使用例如標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕 法蝕刻技術(shù)來(lái)圖案化。圖7A的通孔334和貫穿晶片互連332的俯視圖示于 圖7B。
圖4A至圖4C的技術(shù)也可以用于形成在半導(dǎo)體晶片中貫穿單個(gè)氣密通 孔的多個(gè)電學(xué)互連。在沉積薄金屬膜324于晶片一面上以覆蓋薄電介質(zhì)膜 312之后，如圖4C所示，薄電介質(zhì)膜在電學(xué)互連將形成的位置被選擇性蝕 刻，且薄金屬膜326沉積在晶片第一面上，如圖8A所示。在電介質(zhì)膜312 被蝕刻的區(qū)域，位于第 一面上的金屬化326接觸位于第二面上的金屬化324 以形成貫穿氣密通孔的電學(xué)互連340。圖9A為在選擇性蝕刻電介質(zhì)膜312 之后以及沉積金屬膜326之前的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。該圖示出了被選擇性 蝕刻的電介質(zhì)膜312的剩余部分以及底下金屬膜324的露出部分。
在沉積薄金屬膜326之后，金屬化324、 3%使用標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法蝕刻 技術(shù)來(lái)圖案化，如圖8B所示以及圖9B的俯視圖所示。例如，金屬膜324、 326可以從晶片的兩面蝕刻以定義分離的電學(xué)互連340?；ミB340相互電學(xué) 隔離。
其它實(shí)施方式落在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片互連的方法，該方法包括在該晶片的第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)微通孔；在該第二面上提供蝕刻停止層，其中該蝕刻停止層覆蓋該一個(gè)或多個(gè)微通孔中的表面；在該晶片的該第一面內(nèi)蝕刻形成腔體至一深度，使得在該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成的區(qū)域中，該蝕刻停止層的部分在該腔體內(nèi)露出；沉積金屬化于該晶片的一面上；隨后從與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域除去該蝕刻停止層的區(qū)域；以及沉積金屬化于該晶片的另一面上，使得在與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，沉積在該第一面上的金屬化與沉積在該第二面上的金屬化接觸以形成該貫穿晶片互連。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該半導(dǎo)體晶片包括硅，且該蝕刻停 止層包括二氧化硅或氮化硅的至少 一種。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該半導(dǎo)體晶片包括硅，以及其中提 供蝕刻停止層包括熱生長(zhǎng)二氧化硅層。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該腔體的尺寸大于該一個(gè)或多個(gè)微 通孔的每一個(gè)的相應(yīng)尺寸。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該晶片的第一面內(nèi)的該腔體被蝕刻 至一深度，從而在該腔體內(nèi)露出該蝕刻停止層的薄膜。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括蝕刻該腔體至一深度，使得該腔體 的深度和該 一個(gè)或多個(gè)微通孔的平均深度之和超過(guò)該晶片的總厚度。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括在沉積金屬化于該晶片的一面上之 前，提供隔離層于該半導(dǎo)體晶片的表面上。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括在該第一面內(nèi)蝕刻形成該腔體之后，選擇性生長(zhǎng)氧化物層于該晶片的第 一面和第二面上，使得該蝕刻停止層的部分仍在該腔體內(nèi)露出，以及其中該 氧化物層的厚度大于該蝕刻停止層的厚度；以及其中除去該蝕刻停止層的區(qū)域包括使用蝕刻該蝕刻停止層和該氧化物 層二者的蝕刻劑。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，包括熱生長(zhǎng)該氧化物層。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中該氧化物層的厚度至少三倍于該蝕 刻停止層。
11. 一種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片互連的方 法，該方法包4舌在該晶片的第 一面內(nèi)蝕刻形成腔體；在該晶片的該第一面上提供蝕刻停止層，其中該蝕刻停止層覆蓋該腔體 中的表面；在該晶片的該第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)^[效通孔至一深度，使得該一 個(gè)或多個(gè)微通孔到達(dá)該蝕刻停止層； 沉積金屬化于該晶片的一面上；隨后從與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域除去該蝕刻 停止層的區(qū)域；以及沉積金屬化于該晶片的另一面上，使得在與該一個(gè)或多個(gè)微通孔蝕刻形 成位置相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，沉積在該第一面上的金屬化與沉積在該第二面上的 金屬化接觸以形成該貫穿晶片互連。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該半導(dǎo)體晶片包括硅，且該蝕刻 停止層包括二氧化硅或氮化硅的至少一種。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該半導(dǎo)體晶片包括硅，以及其中 提供蝕刻停止層包括熱生長(zhǎng)二氧化硅層。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該腔體的尺寸大于該一個(gè)或多個(gè) 微通孔的每一個(gè)的相應(yīng)尺寸。
15. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)微通孔被蝕刻至一 深度，從而在該腔體內(nèi)露出該蝕刻停止層的薄膜。
16. 如權(quán)利要求11所述的方法，包括在沉積金屬化于該晶片的一面上 之前，提供隔離層于該半導(dǎo)體晶片的表面上。
17. 如權(quán)利要求11所述的方法，包括在該第二面內(nèi)蝕刻形成微通孔之后，選擇性提供氧化物層于該晶片的第 一面和第二面上，使得該蝕刻停止層的部分仍在該腔體內(nèi)露出，以及其中該氧化物層的厚度大于該蝕刻停止層的厚度；以及層二者的蝕刻劑。 —'z _ ^
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，包括熱生長(zhǎng)該氧化物層。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中該氧化物層的厚度至少三倍于該 蝕刻停止層。
20. —種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片互連的方 法，該方法包括在該半導(dǎo)體晶片的第二面上提供蝕刻停止層； 在該晶片的第一面內(nèi)蝕刻形成開(kāi)口 ，從而露出該蝕刻停止層的部分； 沉積金屬化于該晶片的一面上； 隨后除去該蝕刻停止層的對(duì)應(yīng)于該開(kāi)口的區(qū)域；以及 沉積金屬化于該晶片的另 一面上，使得在與該開(kāi)口蝕刻形成位置相對(duì)應(yīng) 的區(qū)域內(nèi)，沉積在該第 一面上的金屬化與沉積在該第二面上的金屬化接觸以形成該貫穿晶片互連。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，包括在沉積金屬化于該晶片的一面上 之前，提供隔離層于該半導(dǎo)體晶片的表面上。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，包括在該第一面內(nèi)蝕刻形成該開(kāi)口之后，選擇性提供氧化物層于該晶片的第 一面和第二面上，使得該蝕刻停止層的部分仍露出到該第一面內(nèi)的該開(kāi)口， 以及其中該氧化物層的厚度大于該蝕刻停止層的厚度；以及其中除去該蝕刻停止層的區(qū)域包括使用蝕刻該蝕刻停止層和該氧化物 層二者的蝕刻劑。
23. —種在具有第 一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片結(jié)構(gòu)的方 法，該方法包括在預(yù)先存在的半導(dǎo)體晶片內(nèi)或上形成犧牲電介質(zhì)膜； 沉積金屬化于該晶片的 一 面上，從而覆蓋面向該晶片這一 面的該犧牲膜 的露出部分；除去面向該晶片另 一面的該犧牲膜的露出部分；以及 沉積金屬化于該晶片的所述另一面上，從而接觸先前沉積的金屬化。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中該犧牲膜包含二氧化硅和氮化硅的至少一種。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中除去該犧牲膜的露出部分包括蝕 刻該露出部分。
26. 如權(quán)利要求23所述的方法，包括圖案化該金屬化以形成電感器。
27. 如權(quán)利要求23所述的方法，包括圖案化該金屬膜以形成可移動(dòng)懸 臂結(jié)構(gòu)。
28. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中面向該晶片另一面的該犧牲膜的 露出部分僅一些被除去，該方法還包括圖案化該金屬化以形成該半導(dǎo)體晶片內(nèi)貫穿單個(gè)氣密通孔的多個(gè)電學(xué)互連。
29. —種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供電容性結(jié)構(gòu)的方 法，該方法包4舌在該晶片的第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)微通孔； 提供蝕刻停止層于該第二面上，其中該蝕刻停止層覆蓋該一個(gè)或多個(gè)微 通孔中的表面；在該晶片的該第一面內(nèi)蝕刻形成腔體至一深度，使得在該一個(gè)或多個(gè)微 通孔蝕刻形成的區(qū)域中，該蝕刻停止層的部分在該腔體內(nèi)露出；以及沉積金屬化于該晶片的兩面上，以形成包含夾置于金屬化的層之間的該 蝕刻停止層的部分的電容性結(jié)構(gòu)。
30. —種在具有第一面和第二面的半導(dǎo)體晶片中提供電容性結(jié)構(gòu)的方 法，該方法包4舌在該晶片的第 一面內(nèi)蝕刻形成腔體；在該晶片的該第一面上提供蝕刻停止層，其中該蝕刻停止層覆蓋該腔體中的表面；在該晶片的該第二面內(nèi)蝕刻形成一個(gè)或多個(gè)微通孔至一深度，使得該一個(gè)或多個(gè)微通孔到達(dá)該蝕刻停止層；以及沉積金屬化于該晶片的兩面上，以形成包含夾置于金屬化的層之間的該 蝕刻停止層的部分的電容性結(jié)構(gòu)。
31. —種方法，包括在預(yù)先存在的半導(dǎo)體晶片內(nèi)形成犧牲膜；沉積金屬化于該晶片的一面上，從而覆蓋面向該晶片這一面的該犧牲膜 的露出部分；除去面向該晶片另 一面的該犧牲膜的露出部分，使得該金屬化的至少一 部分形成金屬膜。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，包括圖案化該金屬膜以形成電感器。
33. 如權(quán)利要求31所述的方法，包括圖案化該金屬膜以形成可移動(dòng)懸 臂結(jié)構(gòu)。
34. —種收納孩t元件的封裝的制作方法，該方法包括 在預(yù)先存在的半導(dǎo)體晶片內(nèi)形成犧牲膜；沉積金屬化于該晶片的 一 面上，從而覆蓋面向該晶片這一 面的該犧牲膜 的露出部分；除去面向該晶片另 一面的該犧牲膜的露出部分，使得該金屬化的至少一 部分形成金屬膜；使用具有該金屬膜的該半導(dǎo)體晶片作為該封裝的一部分以收納該微元 件；以及使用該金屬膜評(píng)估該封裝的密封性。
35. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中評(píng)估該封裝的密封性包括檢測(cè)該 金屬膜的形狀的變化。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，包括使用該變化來(lái)確定相對(duì)壓力或漏氣率。
全文摘要
在半導(dǎo)體晶片中提供貫穿晶片互連，包括在半導(dǎo)體晶片的可能凹陷部分內(nèi)形成犧牲膜(110)；沉積金屬化(124)于該晶片的一面上，從而覆蓋面向該晶片這一面的該犧牲膜的露出部分；可能地在蝕刻之后除去以露出面向該晶片另一面的該犧牲膜的露出部分；以及沉積金屬化(130)于該晶片的另一面上，從而接觸先前沉積的金屬化。還披露了使用薄金屬膜提供電容性和其它結(jié)構(gòu)的技術(shù)。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101517729SQ200780035751
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
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