穿硅孔怎样竖直打穿晶圆把上下芯片接上

两颗芯片叠在一起时，信号要穿过整片硅，不能只在金属层之间跳。穿硅孔是从硅的一面竖直打到另一面的深孔，再在孔里做上导体。这不是连接上下两层金属的那个短孔。也不是把两片硅面对面焊成一层。

孔又深又窄。深和宽的比很大，刻蚀要一轮轮做，侧壁会留下一圈圈的波纹。波纹太大，后面的衬层会在波纹的凹处断掉。波纹要浅。只看孔的深度，不看侧壁波纹，衬层会在凹处整圈断开。

打进硅里的深孔，截面上是一条又深又窄的空槽，侧壁带波纹，周围都是硅。孔若中途停住，没有打到预定深度，背面以后露不出导体。孔若横向掏大，相邻的孔会在硅里碰上。深度和侧壁要一起看。

孔壁必须先有绝缘，导体不能直接挨着整片硅。挨上了，孔和衬底连成一块，漏电从这里走。绝缘是薄薄一层，要贴着波纹走完整个深度。这一层只负责把硅和孔里的导体隔开。不是把铜关在金属线沟槽里的那一层。

绝缘在孔口附近厚，越往下越薄。孔底最容易不够。底上不够，漏电从底走，孔口的厚度再合格也没用。截面要看到孔底，不要只卡在孔口。只卡孔口，整批的底都会漏。

导体从孔壁往中心长。孔太深，口会先封死，中间留下空洞。空洞把导体分成上下两截，信号在这里断开。这和浅槽里的一条细缝不同，这里的空洞常常又大又靠中段。磨孔口磨不掉中段的空洞。

空洞若靠近背面那一端，露口时会把空洞打开，口上是一个坑，而不是一块实心导体。后面的连接会落空。空洞若靠正面这一端，背面看起来是实的，正面已经断了。两端都要看，不能只看准备露出来的那一端。

衬层在孔壁上应当连续。靠近孔口厚一些，靠近孔底明显更薄，但还不能断。波纹的凹处最容易先断。凹处断了，导体从断口碰到硅。顶视图看不见侧壁凹处。放行要有沿深度剖开的截面。

孔与孔之间的硅若太窄，两孔的波纹会掏穿中间的硅。两根导体在硅里短路，版图上它们仍是分开的。这和孔口的导体连在一起不同。硅里短路要看孔的中段，不要只看表面间距。

孔周围的硅会受力。靠得太近的管子，阈值会漂。孔的位置和管子要隔开一段距离。距离不够，电学是孔旁边一圈管子一起漂，远处的管子正常。这不是掺杂不匀。先量孔到管子的距离，不要先改管子的注入。

背面要把硅磨到孔刚刚露出来。磨早了，孔还埋在硅里，导体没有出口。磨晚了，孔被磨短，旁边的硅也薄了，片子发翘，孔壁的绝缘可能被磨穿。终点是看见导体。不是为了把整片减到某个固定厚度。

露出的口应当是实心的导体，四周还有一圈绝缘。口上若是一个坑，中段的空洞被打开了。口上若全是硅，孔没有打到这一深度。两种都不能拿去和另一颗芯片连接。先分清是空洞还是没打够，再决定回到哪一步。

孔中心的空洞要和衬层断口分开。空洞是导体内部一个封住的泡，外面的绝缘还可以是连续的。断口是绝缘缺了一块，导体和硅碰上。只报一个孔不合格，后面不知道该改填充还是改绝缘。截面里要把泡和断口都写上。

片内分开看三件事：孔有没有打够深，绝缘在孔底断没断，中段有没有空洞。打不够，多半是刻蚀停早或孔口太窄。孔底绝缘断，多半是衬层没铺到或波纹太深。中段空洞，多半是口先封死。只加填充时间，打不够深的孔仍然没有出口。

边缘的孔和中心的孔，刻蚀速率不一样。边缘先打到停止的位置，中心还差一截。只抽中心，边缘的孔可能已经横向掏大。深度图要把边缘放进去。中心进了带子、边缘已经掏穿，不能按中心放行。

晶圆越往背面磨越容易翘。翘了，露口的高度会一边已经露出、另一边还埋着。只看一片的中心，半边的孔没有出口。弯曲要和露口一起量。中心露出了、边缘还埋着，不能按中心放行。

绝缘若在填充之前吸了潮，填充时会鼓泡，泡留在导体和硅之间。这和中段没填实的空洞位置不同。鼓泡贴着衬层，中段空洞在导体正中。先分清位置，不要用同一个办法去补。

换刻蚀条件或清腔之后，波纹和深度会跳。刚清完的前几片当陪片。波纹突然变深，衬层会整批在凹处断开。按片数清理。清完不跑陪片，第一片正式片的漏电会从孔壁走。陪片的深度不要写成正式片的目标。

同一片上不同直径的孔，深宽比不同，空洞和衬层厚度不能用同一张带子。大孔填得满，不代表最小的孔没有空洞。放行剖最小的孔。大孔只用来看机台有没有整片漂。

整条链路是：孔打到深度且侧壁波纹浅，绝缘贴到孔底不断，导体中段没有封住的空洞，背面磨到刚刚露出口，孔和旁边的管子隔开。孔口还是硅，或者中段已经有一个封住的泡，就不要送去和另一颗芯片连接。深度、绝缘和空洞要分开报。

孔口若在刻蚀时被一层沉积堵住，下面还是空的，深度读数会停在口上。截面沿孔剖开，会看见口是封的、下面是一段空腔。这和打够深度再填充不是一回事。先看口有没有被自己的沉积堵住。堵住了，加刻蚀时间只会把口旁的硅掏得更宽。

绝缘衬层若只铺在孔的上半段，下半段的硅是裸的。填充之后，下半段的导体整圈挨着硅，漏电从下半段走，孔口的绝缘仍然是好的。截面要沿整根孔看，不能只看上半段。上半段合格、下半段裸硅，这片不能算衬层完成。

露出口之后，口的高度若高低不齐，高的一侧导体凸出，低的一侧还埋在硅里。连接时只有凸出的点碰上，埋着的点是空的。高度图要把整片的口都量到。只量中心几个口，边缘一圈可能还埋着。

孔壁的波纹若一边深、一边浅，衬层会在深的那一侧先断。断口不在孔的正中，稍微偏一点的截面就剖不着。漏电是一部分孔特别高，不是所有孔一起高。先找波纹不对称的孔，不要先把衬层的目标厚度整体加厚。加厚会让本来已经偏厚的一侧把孔堵得更窄。

导体填满之后还要看它和孔底绝缘之间有没有一条缝。缝绕着孔底走一圈，电学上像断路，中段却是实心的。这和中段那个封住的泡不是同一个位置。泡在正中，缝在底。只报中段填满，底上的缝仍然会让信号断掉。

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