在基材上形成穿导孔的方法及具有穿导孔的基材

摘要

本发明关于在基材上形成穿导孔的方法及具有穿导孔的基材。该方法包括：(a)提供一基材，该基材具有一第一表面及一第二表面；(b)形成一开槽于该基材的第一表面，该开槽具有一侧壁及一底面；(c)形成一导电金属于该开槽的该侧壁与该底面，而形成一中心槽；(d)形成一环槽于该基材的第一表面，该环槽围绕该导电金属；(e)形成一绝缘材料于该中心槽及该环槽内；及(f)去除部分该基材的第二表面，以显露该导电金属及该绝缘材料。藉此，可以在穿导孔内形成较厚的绝缘材料，而且该绝缘材料在该穿导孔内并不会有厚度不均匀的问题。此外，该绝缘材料同时形成于该中心槽及该环槽内。因此，可简化该基材的工艺，且降低制造成本。

说明书

技术领域

本发明关于一种在基材上形成穿导孔的方法及具有穿导孔的基材，详言之，关于一种在基材穿导孔的侧壁上形成绝缘层的方法及具有穿导孔的基材。

背景技术

参考图1至图3，显示已知在基材上形成穿导孔的方法的示意图。首先，参考图1，提供一基材1，该基材1具有一第一表面11及一第二表面12。接着，于该基材1的第一表面11上形成数个沟槽13。接着，利用化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition，CVD)形成一绝缘层14于该等沟槽13的侧壁，且形成数个容置空间15。该绝缘层14的材质通常为二氧化硅。

接着，参考图2，填入一导电金属16于该等容置空间15内。该导电金属16的材质通常为铜。最后，研磨或蚀刻该基材1的第一表面11及第二表面12，以显露该导电金属16，如图3所示。

在该已知的方法中，由于该绝缘层14利用化学气相沉积法所形成，因此该绝缘层14在该等沟槽13的侧壁的厚度会有先天上的限制，通常小于0.5μm。此外，该绝缘层14在该等沟槽13的侧壁的厚度会有不均匀的问题，亦即，位于该等沟槽13上方侧壁上的绝缘层14的厚度与位于该等沟槽13下方侧壁上的绝缘层14的厚度并不会完全一致。因而造成电容不一致的情况。

因此，有必要提供一种在基材上形成穿导孔的方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种在基材上形成穿导孔的方法，其包括以下步骤：(a)提供一基材，该基材具有一第一表面及一第二表面；(b)形成一开槽于该基材的第一表面，该开槽具有一侧壁及一底面；(c)形成一导电金属于该开槽的该侧壁与该底面，而形成一中心槽；(d)形成一环槽于该基材的第一表面，该环槽围绕该导电金属；(e)形成一绝缘材料于该中心槽及该环槽内；及(f)去除部分该基材的第二表面，以显露该导电金属及该绝缘材料。

本发明更提供一种在基材上形成穿导孔的方法，其包括以下步骤：(a)提供一基材，该基材包括一基材本体及一线路层，该基材本体具有一第一表面及一第二表面，该线路层位于该基材本体的第二表面；(b)形成一开槽于该基材本体的第一表面，该开槽具有一侧壁及一底面，其中该开槽贯穿该基材本体，且显露该线路层；(c)形成一导电金属于该开槽的该侧壁与该底面，而形成一中心槽，其中该导电金属接触该线路层；(d)形成一环槽于该基材本体的第一表面，该环槽围绕该导电金属；及(e)形成一绝缘材料于该中心槽及该环槽内。

本发明再提供一种具有穿导孔的基材，其包括一基材、一导电金属及一绝缘材料。该基材包括一基材本体及一线路层。该基材本体具有一第一表面、一第二表面及一穿导孔。该穿导孔贯穿该基材本体。该线路层位于该基材本体的第二表面。该导电金属位于该穿导孔内。该导电金属具有一环状侧部及一底部，其中该环状侧部内定义为一中心槽。一环槽形成于该环状侧部及该穿导孔的侧壁之间。该底部接触该线路层。该绝缘材料位于该中心槽及该环槽内。

在本发明中，可以在该穿导孔内形成较厚的绝缘材料。再者，该绝缘材料在该穿导孔内并不会有厚度不均匀的问题。并且，本发明可以利用聚合物作为绝缘材料，因而可以针对特定的工艺选用不同的聚合物材质。此外，该绝缘材料同时形成于该中心槽及该环槽内。因此，可简化该基材的工艺，且降低制造成本。

附图说明

图1至图3显示已知在基材上形成穿导孔的方法的示意图；

图4至图19显示本发明在基材上形成穿导孔的方法的第一实施例的示意图；

图20至图32显示本发明在基材上形成穿导孔的方法的第二实施例的示意图；

图33显示本发明具有穿导孔的基材的第三实施例的示意图；及

图34显示本发明具有穿导孔的基材的第四实施例的示意图。

具体实施方式

参考图4至图19，显示本发明在基材上形成穿导孔的方法的第一实施例的示意图。参考图4及图5，其中图4为基材的俯视图，图5为图4中沿着线5-5的剖面图。首先，提供一基材21，该基材21具有一第一表面211及一第二表面212。该基材21可为一具有功能的晶圆(Functional Wafer)、一不具功能的晶圆(Dummy Wafer)或一硅基材。接着，形成一开槽231(图6)于该基材21的第一表面211，该开槽231具有一侧壁232及一底面233，在本实施例中，形成一第一光阻层241于该基材21的第一表面211，且于该第一光阻层241上形成一第一开口242。

接着，参考图6，根据该第一开口242，以蚀刻方式于该基材21上形成该开槽231。该开槽231位于该基材21的第一表面211，且具有该侧壁232及该底面233。之后，移除该第一光阻层241。

接着，参考图7，利用电镀方式，形成一导电金属222于该开槽231的该侧壁232及该底面233及该基材21的第一表面211，而形成一中心槽234。在本实施例中，该导电金属222的材质为铜，且该导电金属222的厚度等于或大于6μm。

接着，参考图8，以蚀刻或研磨的方式，去除位于该基材21的第一表面211的导电金属222。

接着，参考图9至图11，形成一环槽235于该基材21的第一表面211，该环槽235围绕该导电金属222(图11)。参考图9及图10，其中图9为基材的俯视图，图10为图9中沿着线10-10的剖面图。在本实施例中，形成一第二光阻层243于该基材21的第一表面211，且于该第二光阻层243上形成一第二开口244。该第二开口244的位置相对于该开槽231的位置，且该第二开口244的直径大于该开槽231的直径。接着，参考图11，根据该第二开口244，以蚀刻方式于该基材21上形成该环槽235，该环槽235围绕该导电金属222，且并未贯穿该基材21。

在本实施例中，该环槽235的底壁与该导电金属222的底部切齐，亦即，该环槽235的深度与该导电金属222的高度相同。然而，可以理解的是，该环槽235的深度也可以小于该导电金属222的高度，使得该导电金属222的底部嵌于该基材21，如图12所示。

接着，参考图13，移除该第二光阻层243。

接着，参考图14至图17，形成一绝缘材料22于该中心槽234及该环槽235内。在本实施例中，该绝缘材料22为一聚合物263，且位于该环槽235内的该绝缘材料22的厚度为3-10μm。在本发明中，该绝缘材料22形成于该中心槽234及该环槽235的方法包含但不限于以下三种。

第一种方式，先形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物263于该基材21的第一表面211上，且于该中心槽234及该环槽235的相对位置，如图14所示。或可局部形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物263于该中心槽234及该环槽235的相对位置。接着，再以真空吸附方式将该聚合物263吸入(Impelling)该中心槽234及该环槽235内，以形成该绝缘材料22，如图15所示。

第二种方法，先形成数个第一排气孔237及数个第二排气孔238，如图16及图17所示，其中图16为基材的俯视图，图17为图16中沿着线17-17的剖面图。该等第一排气孔237连通该中心槽234至该基材21的第二表面212，该等第二排气孔238连通该环槽235至该基材21的第二表面212。接着，形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物263于该基材21的第一表面211上，且于该中心槽234及该环槽235的相对位置，或可局部形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物263于该中心槽234及该环槽235的相对位置。接着，填入该聚合物263至该中心槽234、该环槽235、该等第一排气孔237及该等第二排气孔238内，以形成该绝缘材料22。

第三种方式以喷涂方式(Spray Coating)使该聚合物263雾化且沉积于该中心槽234及该环槽235内，以形成该绝缘材料22。

接着，参考图18及图19，蚀刻或研磨该基材21的第一表面211，以去除位于该基材21的第一表面211的绝缘材料22(该聚合物263)。或者，以蚀刻或研磨的方式，去除部分该基材21的第一表面211及第二表面212，以显露该导电金属222及该绝缘材料22，以制得本发明的具有穿导孔的基材2的第一实施例。在本实施例中，该绝缘材料22及该导电金属222形成一穿导孔。

较佳地，形成至少一重布层(Redistribution Layer)37(图33)于该基材21的该第一表面211或该第二表面212，或者，于该基材21的该第一表面211及该第二表面212。

在本发明中，可以在该穿导孔之中心槽234及环槽235内形成较厚的绝缘材料22。再者，该绝缘材料22在该穿导孔之中心槽234及环槽235内并不会有厚度不均匀的问题。并且，本发明可以利用聚合物263作为绝缘材料22，因而可以针对特定的工艺选用不同的聚合物材质。此外，该绝缘材料22同时形成于该中心槽234及该环槽235内，亦即，该绝缘材料22于同一步骤内，同时形成于该中心槽234及该环槽235内，而可省略一道步骤。因此，可简化该基材2的工艺，且降低制造成本。

参考图20至图32，显示本发明在基材上形成穿导孔的方法的第二实施例的示意图。参考图20及图21，其中图20为基材的俯视图，图21为图20中沿着线21-21的剖面图。首先，提供一基材，该基材可为一具有功能的晶圆(Functional Wafer)，其包括一基材本体31及一线路层314。该基材本体31具有一第一表面311及一第二表面312，且该线路层314位于该基材本体31的第二表面312。较佳地，该基材更包括一保护层313(即一氧化层)位于该线路层314及该基材本体31的第二表面312之间。

接着，形成一开槽331(图22)于该基材本体31的第一表面311。该开槽331具有一侧壁332及一底面333。在本实施例中，形成一第一光阻层341于该基材本体31的第一表面311，且于该第一光阻层341上形成一第一开口342。

接着，参考图22，根据该第一开口342，以蚀刻方式于该基材本体31上形成该开槽331。该开槽331位于该基材本体31的第一表面311，且具有该侧壁332及该底面333。该开槽331贯穿该基材本体31及该保护层313，且显露该线路层314。之后，移除该第一光阻层341。

接着，参考图23，利用电镀方式，形成一导电金属322于该开槽331的该侧壁332及该底面333及该基材本体31的第一表面311，而形成一中心槽334。该导电金属322接触该线路层314。在本实施例中，该导电金属322的材质为铜，且该导电金属322的厚度等于或大于6μm。

接着，参考图24，以蚀刻或研磨的方式，去除位于该基材本体31的第一表面311的导电金属322。

接着，参考图25至图27，形成一环槽335于该基材本体31的第一表面311，该环槽335围绕该导电金属322(图27)。参考图25及图26，其中图25为基材的俯视图，图26为图25中沿着线26-26的剖面图。在本实施例中，形成一第二光阻层343于该基材本体31的第一表面311，且于该第二光阻层343上形成一第二开口344。该第二开口344的位置相对于该开槽331的位置，且该第二开口344的直径大于该开槽331的直径。接着，参考图27，根据该第二开口344，以蚀刻方式于该基材本体31上形成该环槽335。该环槽335围绕该导电金属322。在本实施例中，该环槽335贯穿该基材本体31，但并未贯穿该保护层313。

接着，参考图28，移除该第二光阻层343。

接着，参考图29至图30，形成一绝缘材料32于该中心槽334及该环槽335内。在本实施例中，该绝缘材料32为一聚合物363，且位于该环槽335内的该绝缘材料32的厚度为3-10μm。在本发明中，该绝缘材料32形成于该中心槽334及该环槽335的方法包含但不限于以下二种。

第一种方式，先形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物363于该基材本体31的第一表面311上，且于该中心槽334及该环槽335的相对位置，如图29所示。或可局部形成(例如喷涂(Dispersing))该聚合物363于该中心槽334及该环槽335的相对位置。接着，再以真空吸附方式将该聚合物363吸入(Impelling)该中心槽334及该环槽335内，以形成该绝缘材料32，如图30所示。

第二种方式以喷涂方式(Spray Coating)使该聚合物363雾化且沉积于该中心槽334及该环槽335内，以形成该绝缘材料32。

接着，参考图31及图32，蚀刻或研磨该基材本体31的第一表面311，以去除位于该基材本体31的第一表面311的绝缘材料32(该聚合物363)，以制得本发明的具有穿导孔的基材3的第二实施例。在本实施例中，该绝缘材料32及该导电金属322形成一穿导孔。

接着，参考图33，形成一钝化层38(Passivation Layer)于该基材本体31的第一表面311；形成一开口于该钝化层38；及形成一重布层37于该基材本体31的第一表面311及该开口内。然而，可以理解的是，若该聚合物363(图30)为感光材料，位于该基材本体31的第一表面311的绝缘材料32(该聚合物363)不必移除。接着，形成一开口于该聚合物363上，及形成一重布层37于该开口内，如图34所示。

再参考图33，显示本发明具有穿导孔的基材的第三实施例的示意图。该具有穿导孔的基材4包括一基材、一导电金属322及一绝缘材料32。该基材包括一基材本体31及一线路层314。该基材本体31具有一第一表面311、一第二表面312及一穿导孔315。该穿导孔315贯穿该基材本体31。该线路层314位于该基材本体31的第二表面312。

该导电金属322位于该穿导孔315内。该导电金属322具有一环状侧部3221及一底部3222，其中该环状侧部3221内定义为一中心槽334。一环槽335形成于该导电金属322的环状侧部3221及该穿导孔315的侧壁之间，且该导电金属322的底部3222接触该线路层314。在本实施例中，该导电金属322的材质为铜，且该导电金属322的厚度等于或大于6μm。

该绝缘材料32位于该中心槽334及该环槽335内。在本实施例中，该绝缘材料32为一聚合物363，且位于该环槽335内的该绝缘材料32的厚度为3-10μm。

较佳地，该基材4更包括一保护层313(即一氧化层)及一重布层37。该保护层313位于该线路层314及该基材本体31的第二表面312之间，且该导电金属322贯穿该保护层313。

该重布层37位于该基材本体31的第一表面311，其中该重布层37接触该导电金属322。在本实施例中，该聚合物363(图30)为感光材料，且具有一开口。该重布层37位于该开口内。

然而，可以理解的是，若该聚合物363(图30)并非感光材料，位于该基材本体31的第一表面311的该绝缘材料32(该聚合物363)必须被移除。接着，形成一钝化层38于该基材本体31的第一表面311，形成一开口于该钝化层38，且形成一重布层37于该基材本体31的第一表面311及该开口内。因此，该基材更包括该钝化层38，其位于该基材本体31的第一表面311，其中该钝化层38具有一开口，且该重布层37位于该开口内。

再参考图34，显示本发明具有穿导孔的基材的第四实施例的示意图。本实施例的具有穿导孔的基材5与第三实施例的具有穿导孔的基材4(图33)大致相同，其中相同的组件赋予相同的编号。本实施例与第三实施例的不同处在于，在本实施例中，形成该绝缘材料32的聚合物363(图30)为感光材料，该绝缘材料32亦位于该基材本体31的第一表面311，且具有一开口，该重布层37位于该开口内。

惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求书所列。