随着半导体制造工艺向深亚微米及纳米级发展，传统的光刻技术逐渐接近极限，集成电路晶体管数目的增加和特征尺寸的缩小越发缓慢和困难，“摩尔定律”的延续面临巨大挑战。同时，传统封装中信号传输距离长带来的互连延迟问题日益严重，难以满足芯片高速和低功耗的要求。为克服集成电路和传统封装面临的难题，三维集成技术应运而生。其中硅通孔( Through Silicon Via，TSV) 技术被认为是实现三维集成最有前景的技术。
TSV 技术通过在芯片与芯片、晶圆与晶圆之间制作垂直通孔，实现芯片之间的直接互连。它能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片间的互连线最短、外形尺寸最小，显著提高芯片速度，降低芯片功耗，因此成为目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。然而，硅是一种半导体材料，TSV 周围的载流子在电场或磁场作用下可以自由移动，对邻近的电路或信号产生影响，影响芯片性能。玻璃材料没有自由移动的电荷，介电性能优良，热膨胀系数( CTE) 与硅接近，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔( Through Glass Via，TGV) 技术可以避免TSV的问题，是理想的三维集成解决方案。此外，TGV 技术无需制作绝缘层，降低了工艺复杂度和加工成本。TGV 及相关技术在光通信、射频、微波、微机电系统、微流体器件和三维集成领域有广泛的应用前景。
1、实验
1.1、ICP 玻璃刻蚀基本原理
实验采用北方微电子公司的GSE200C 刻蚀机台。系统有两路频率均为13.56 MHz 的射频功率源。射频源功率连接真空反应腔室上方的线圈来激发腔室内的刻蚀气体，射频偏压功率连接真空反应腔室内的静电卡盘来控制离子能量和方向。石英玻璃的主要成分为SiO2，Si-O 键的键强为200 kcal /mol( 约8 eV) ，大于Si-Si 键80 kcal /mol( 约3.4 eV) 键强的2 倍，这是SiO2的ER 慢于Si 的主要原因。因此，SiO2刻蚀以物理刻蚀为主，化学刻蚀为辅，通常采用碳氟气体，如CF4、CHF3、C4F8等，并加入一定量的惰性气体。一般来说，碳原子数与氟原子数的比越高，就能形成越多的聚合物和越高的刻蚀选择比，有利于深孔刻蚀，故本实验碳氟气体选用C4F8。惰性气体中He、Ar 为半导体工艺常用气体，且成本较其他惰性气体有优势。而相比于He，Ar 具有用于物理刻蚀的相对大的质量，有利于提高SiO2的ER，故本实验惰性气体选用Ar。C4F8在等离子体放电过程中主要离解为C2F4，C2F4进一步离解为更小的CFx自由基。在CFx( CF，CF2，CF3) 自由基中，CF2含量最多。
工艺过程中主要反应为：
1.2、实验方法
正交实验安排如表2。为了消除或减小人为因素引起的系统误差的影响，实际实验过程中对表中实验次序进行随机化处理。
1.3、样品制备
实验样品为双面抛光石英玻璃，纯度为SiO2 >99.995%，厚度为500 μm。玻璃掩膜制作采用物理气相沉积(PVD) Al 层，Al 层厚6 μm; 采用Cl2 /BCl3干法刻蚀进行图形化，获得孔径为50 μm，节距( pitch) 为70 μm 的TGV 通孔阵列。
3、结论
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