用于涂覆基板的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及涂覆設有過孔的基板。在此背景下，發(fā)生問題是由于涂層試劑圍住過孔中的空氣。這對于表面的平面化來說是不利的。為解決此問題，本發(fā)明提供了用于涂覆設有過孔的基板的方法，其中執(zhí)行以下步驟：調整處理該基板；并且將基板涂覆以電絕緣材料使得過孔被完全地填充。
【專利說明】
用于涂覆基板的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及用于涂覆設有過孔的基板的方法。待涂覆的該基板尤其是微構造晶圓，例如半導體材料的晶圓。
【背景技術】
[0002]過孔是用于將基板的一側上的導電結構連接到布置在基板的另一側上的導電結構的基板中的凹入部。通過此種方式，可以制造三維部件，例如MCP(多芯片封裝件)或者MEMS (微機電系統)。
[0003]過孔可以形成為開口，這使得能夠將基板的一側連接到另一側，或者形成為盲孔，此盲孔形成從基板的一側到布置在另一側并且閉合過孔的部件的連接。通過位于過孔的壁上的導電層(例如銅導電層)提供電接觸。
[0004]為了屏蔽和/或電隔離此導電層，可以將電絕緣材料施加到基板。所述材料覆蓋基板上的電導體并且還填充了過孔。
[0005]為了隨后的處理步驟，期望電絕緣材料具有盡可能平面與平坦的表面。此種類型的表面不容易獲得，尤其是在過孔的區(qū)域中，因為過孔具有與直徑相比非常大的深度，意味著它們僅能夠被不良地填充電絕緣材料。
[0006]本領域中已知用于使設有過孔的基板均勻地涂覆電絕緣材料的多種途徑。TO2010/023156AI公開了一種方法，其中，振動基板，以輔助電絕緣材料流入過孔中并且完全地填充它們。
[0007]US 5，993，546公開了一種方法，其中，施加到基板的涂層受到高壓以使涂層流入過孔中。
[0008]然而，已經發(fā)現，所有這些途徑或者不能產生期望的結果或者技術上復雜。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供用于通過電絕緣材料涂覆基板的方法，其中設置在基板中的過孔填充以電絕緣材料以使絕緣材料具有盡可能平坦的表面。
[0010]為實現此目的，本發(fā)明提供了用于涂覆設有過孔的基板的方法，其中在第一步驟中調整處理(condit1n)此基板。在第二步驟中，基板涂覆以電絕緣材料使得過孔完全地填充以電絕緣材料以使絕緣材料具有平坦表面。本發(fā)明基于如下理念:通過調整處理尤其是過孔的區(qū)域中的基板的表面，改善施加的涂層的流動性。這確保了電絕緣涂層更好地流入到過孔中并且完全地填充它們，意味著涂層基板隨后具有(至少幾乎具有)平坦表面。
[0011]調整處理步驟優(yōu)選地在大體壓力下進行。這具有不需要復雜裝置的優(yōu)點。
[0012]在本發(fā)明的一個實施方式中，等離子處理基板以調整處理它。這以導電性涂層的流動性顯著地提高的方式修改了基板的表面。
[0013]在另選實施方式中，使基板氧化以調整處理它。這還使得能夠以非常簡單的方式，以電絕緣涂層的流動性提高的方式修改基板的表面。
[0014]在本發(fā)明的其它實施方式中，將溶劑施加到基板以調整處理它。本實施方式基于如下發(fā)現:通過溶劑潤濕基板的表面極大地提高了電絕緣涂層的流動性，使得涂層完全地填充具有甚至大于直徑兩倍的深度的過孔。
[0015]優(yōu)選地通過旋轉涂覆施加溶劑。通過此種方式，可以以簡單的方式通過溶劑將基板的全部表面都均勻地潤濕。
[0016]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，將設有溶劑的基板引入到真空室中，減小真空室中的壓力，并且在一段保持持時間以后真空室再次通氣。此方法步驟基于如下發(fā)現:暫時施加的真空改善了溶劑到過孔中的滲透。這似乎是因為在過孔中的溶劑層下方初始地封住的氣泡在排空過程中膨脹，換句話說氣泡向上移動并且溶劑被抽吸到過孔中。當壓力隨后地增加回到大氣壓力時，已經完成交換溶劑與空氣的處理。
[0017]已經發(fā)現將溶劑傳送到過孔中不需要精真空或高真空。相反，真空室中的壓力從大氣壓減小0.1到0.9巴是足夠的。可以在相對不那么昂貴的真空室中產生此類型的真空。
[0018]保持時間可以大約是1到60秒，使得能夠執(zhí)行短的處理時間。
[0019]在本發(fā)明的一個實施方式中，基板在真空室中加熱。基板優(yōu)選地被加熱到大于30°c的溫度。由于加熱，在過孔中的溶劑層下方封住的空氣比由于真空已經實現的膨脹更多，這改善了過孔中溶劑與空氣的交換。
[0020]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，在已經施加溶劑以后，基板被傳送到另一個室中，基板在其中涂覆以絕緣材料。這防止了真空室被電絕緣材料污染。
[0021]優(yōu)選地，通過旋轉涂覆施加電絕緣材料。通常在晶圓處理的領域建立此方法，導致高的處理可靠性與低成本。
[0022]電絕緣材料可以是抗蝕劑、環(huán)氧樹脂或另一個電介質?？梢粤己玫靥幚磉@些材料，并且可以利用所述材料良好地制造具有平坦表面的涂層。
[0023]可以在施加以后固化絕緣材料。為此目的，基板可以與涂層一起暴露于紫外光或者熱源。
【附圖說明】
[0024]在下面，參照在附圖中示出的多個實施方式更加詳細地公開了本發(fā)明，在附圖中:
[0025]圖1是經涂覆的設有過孔的基板的一部分的截面圖；
[0026]圖2示意性地示出了根據本發(fā)明的方法；
[0027]圖3更加詳細地示出了圖2的方法的調整處理步驟；以及
[0028]圖4是示出在圖3的調整處理過程中壓力隨著時間發(fā)展的圖表。
【具體實施方式】
[0029]圖1示意性示出了基板10(“晶圓”)，此基板可以例如由半導體材料構成?；?0可以設有多種電部件或電子部件，其中在此情形中僅示意性示出了電接觸件12。
[0030]在與接觸件相對的側面上，基板10設有電導體14，此電導體可以形成為條帶導體或者導電涂層。為了將接觸件12連接到導體14，基板10設有過孔16，換句話說，設有從至少一個表面基本上垂直于基板的平面延伸的開口。在此情形中，過孔16形成為從導體14的側面延伸通過基板10到達接觸件12的開口。
[0031]由于在示出的實施方式中過孔16在底面通過接觸件12閉合，因此它是盲孔。對于過孔16來說還能夠將導體14連接到布置在基板的底面上的第二導體。在此情形中，過孔可以是貫通孔。
[0032]圖1中示出的基板10的細節(jié)僅包括單個過孔16。實際上，基板設有非常大數量的過孔。當在下面討論“此”過孔16時，這同樣適用于基板設有的其它過孔，其以與附圖中示出的過孔相同的方式處理。
[0033]在此情形中，通過位于過孔16的壁上的導電涂層18提供接觸件12與導體14之間的電連接。涂層18可以事后施加，以將先前施加的導體14連接到接觸件12，或者與導體14在相同的工作步驟中施加。
[0034]基板10的設有導體14的一側涂覆有電絕緣材料20。材料20用于電隔離并且選擇性還用于屏蔽。適當的材料例如是光刻膠(抗蝕劑)、環(huán)氧樹脂或者另一種電介質。
[0035]如可以在圖1中看到的，電絕緣材料20具有平坦表面。這尤其因為電絕緣材料20完全填充了過孔16，雖然過孔16的深度是過孔16的直徑的一到兩倍(并且在一些情形中可以使用甚至更大的深度比)。
[0036]圖2示意性示出了通過其可以以完全填充過孔16的方式施加電絕緣材料20的方法。
[0037]在第一方法步驟I中，調整處理基板10。這在這里通過箭頭P示意性示出?？梢酝ㄟ^等離子處理基板10或氧化基板10來執(zhí)行此調整處理。還可以通過施加溶劑執(zhí)行此調整處理。此兩種變型的組合也是可能的。
[0038]在調整處理以后，基板10被向前傳送到另一個處理站中，在此處理站中，此基板被涂覆以電絕緣材料(方法步驟II)。
[0039]可以通過旋轉涂覆施加此涂層，在這種方式中，基板10布置在可以通過電機32設置成旋轉(參見箭頭R)的支撐件30上。期望的電絕緣材料被使用噴嘴34施加到基板10，施加到旋轉的基板10。
[0040]隨后，基板10被向前傳送到又一個處理站中，電絕緣材料在其中固化(方法步驟III)。電絕緣材料20可以特別地通過使其暴露于紫外光或者加熱而固化(參見示意性示出的熱源36)。
[0041]圖3詳細地示出了方法步驟I。在這里示出的調整處理實施方式中，基板10通過旋轉涂覆而涂覆以溶劑40。這在大氣壓下發(fā)生。
[0042]為了涂覆，可以將基板10布置在可以通過電機44設定旋轉的支撐件42上(再次參見箭頭R)。
[0043]此溶劑可以例如是丙酮、PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯)、乳酸或匪P(N_甲基吡咯烷酮)。
[0044]在施加溶劑40以后，基板10向前傳送到真空室50中，在真空室50中其沉積在可以設有加熱器54(示意性示出)的支撐件52上。可以利用加熱器54將基板10(以及因此施加到基板1的溶劑40)加熱例如到大于30 0C的溫度。
[0045]當將基板10引入到真空室50時，所述室50被排空。為此目的可以使用示意性示出的真空栗56或文丘里噴嘴。在一個實施方式中，壓力可以從大氣壓力減小到大約0.3巴的壓力(此外參見圖4)。
[0046]當過孔被排空時，位于其中的空氣的一部分也被抽吸到外部。這還局部地影響了位于基板10上的溶劑40的層。
[0047]當獲得了期望的真空時，真空室50中的壓力保持恒定或者預定保持時間(t^ljt2)。保持時間可以例如是大約10到60秒。在此保持時間期間，在過孔中溶劑層下方初始封住的氣泡向上移動，同時溶劑40向下移動到過孔16中。因此，過孔的壁完全由溶劑40潤濕。
[0048]可以通過對基板10加熱來輔助初始封在過孔中的氣泡的上升。由于真空室中空氣壓力的降低，這致使過孔中的氣泡比起已經實現的膨脹更多。
[0049]一旦保持時間結束，真空室50就再次通氣，致使其中的壓力上升到大氣壓力。在此處理中，空氣被抽吸到過孔16中，還將溶劑抽吸到過孔中。這確保了溶劑40完全地潤濕過孔16的壁。
[0050]一旦真空室50返回到初始壓力，就將基板10移除并且傳送到其它處理站，在那里可以執(zhí)行步驟II，換句話說，執(zhí)行以電絕緣材料20進行的涂覆。由于過孔16的壁被溶劑潤濕，因此電絕緣材料20非常良好地流入到過孔16中并且完全地填充它們。因此，不存在因夾雜空氣等導致的問題，并且因此即使在過孔16的區(qū)域中電絕緣材料20也具有(至少幾乎具有)平坦表面。
【主權項】
1.一種用于涂覆設有過孔(16)的基板(10)的方法，其中執(zhí)行以下步驟: 調整處理所述基板(10); 利用電絕緣材料涂覆所述基板(10)，使得所述過孔(16)完全地由所述電絕緣材料填充以使所述絕緣材料具有平坦表面。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調整處理步驟在大氣壓力下進行。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板(10)被等離子處理以調整處理它。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板(10)被氧化以調整處理它。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將溶劑(40)施加到所述基板(10)以調整處理它。6.根據權利要求5結合權利要求3所述的方法，其特征在于，通過等離子處理與施加溶劑的組合來調整處理所述基板(10)。7.根據權利要求5結合權利要求2所述的方法，其特征在于，通過氧化與施加溶劑的組合來調整處理所述基板(10)。8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，通過旋轉涂覆施加所述溶劑(40)。9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，將設有所述溶劑(40)的基板(10)引入到真空室(50)中，減小所述真空室(50)中的壓力，并且在保持時間以后再次使所述真空室(50)通氣。10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，將所述真空室(50)中的壓力從大氣壓力降低0.1至Ij0.9巴。11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述保持時間大約是10秒到60秒。12.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述基板(10)在所述真空室(50)中被加熱。13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述基板(10)被加熱到大于30°C的溫度。14.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在已經施加所述溶劑(40)以后所述基板(10)被傳送到另一個室中，在該另一個室中對所述基板涂覆所述絕緣材料(20)。15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過旋轉涂覆施加所述電絕緣材料(20)。16.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，施加電介質、抗蝕劑或環(huán)氧樹脂作為所述電絕緣材料(20)。17.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電絕緣材料(20)在施加以后固化。
【文檔編號】H01L21/02GK106057639SQ201610217798
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月8日 公開號201610217798.4, CN 106057639 A, CN 106057639A, CN 201610217798, CN-A-106057639, CN106057639 A, CN106057639A, CN201610217798, CN201610217798.4
【發(fā)明人】卡特琳·費舍爾, 佛羅萊恩·帕利奇卡, 達倫·羅伯特·索思沃思, 威廉·惠特尼
【申請人】蘇斯微技術光刻有限公司