10:1 的熔融石英深孔里，怎么把一层膜镀匀

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 510×515mm 熔融石英基板，密布 35～100μm 通孔

先看一组数字

一块 510×515mm 的高纯熔融石英基板，密布孔径 35～100μm 的通孔，深径比 10:1——孔径 50μm，孔深就是 500μm。整片孔壁上，要沉积一层种子层：Ti 400nm 打底，Cu 2μm 导电；膜层厚度均匀误差小于 5%，百格测试附着力 5B。

10:1 是什么概念？拿一根 5 厘米长的吸管，在内壁均匀喷一层漆，不许流挂、不许露底、不许断线。只不过这里的「吸管」有上万个，而且每一根都要一模一样。

玻璃的表面太光滑，性质也太稳定——金属落上去，很难站住。直接电镀，铜无法在玻璃表面成膜。

所以主流 TGV 工艺路线里，金属化的第一步几乎都是同一件事：先以 PVD 沉积一层种子层。Ti 负责抓住玻璃，Cu 负责导电，给后面的电镀铺路。这层 Ti 只有 400nm，是头发丝直径的1/200，却握着后面所有工序的入场券——种子层一旦失效，电镀填铜无从谈起。

行业对这一步的定位是：PVD 种子层沉积，是 TGV 量产关键中的关键。

这里还有一层背景：TSV 要先在衬底表面和孔壁做绝缘层，TGV 的基材本身就是绝缘的，这道工序省了，流程更短、成本也更低。但省下的是成本，迎来的是新问题——玻璃不导电，等离子体环境里电荷无处可去，只能在表面积累，沉积稳定性随之受影响。

溅射是「视线型」沉积：靶材被离子轰击，溅出的金属粒子沿直线飞行，够得着的表面才落得上膜。

平面好办，四面八方都照得到。麻烦的是深孔——10:1 的孔，像一口又深又窄的井，问题集中在三处：

— 10:1 深孔的三处失效风险（左：孔壁截面示意）

三处叠加，孔型的一致性就成了决定良率的核心变量。

传统直流磁控溅射，金属粒子离化率低、方向散，满足不了深孔沉积的要求。解法是三项技术的组合：

一是提高离化率，让粒子拐弯。把溅出的金属大量电离，带电之后，粒子不再依赖直线飞行，而是沿电场方向拐进孔内，孔底、侧壁都够得着——这是 10:1 深孔镀得匀的前提。

二是真空里一次做完双面。立式双面溅射，一次装片，两面同步成膜，翻片和破真空的次数压到最少——玻璃基板每多暴露一次大气，就多一分氧化和颗粒污染的风险。

三是进腔前后都做等离子处理。进腔前等离子清洗活化，去掉吸附水和有机残留；沉积用 Ti/TiN 做黏附与阻挡层，一头抓住玻璃，一头挡住铜扩散。

 

离化后的金属粒子沿电场拐弯，进入深孔

均匀误差 <5%，附着力 5B——这两个数字来自量产检测流程，可复核。

每一批基板要过四道交叉验证：X-Ray 查通孔填充有没有空洞，SEM 看孔壁膜层连不连续，方阻测整片导电均不均匀，百格测附着力掉不掉。四项结果交叉一致，这一批才能放行。

单点达标并不难。难的是上万个孔、成百个批次、连续数月，精度始终停在同一条线上。衡量 TGV 良率的口径，从来不是最好的一片能做到多少，而是最差的一片是多少。

产线是一条连续线：Loader 进片，Degas 除气，Pre-clean 清洗，Ti 溅射，Cu 溅射，Unloader 出片——八个腔体模块串成一条线，全程不落地。

装备自主，工艺参数就能调到合适为止：离化率不够，改源；均匀性不够，改排布；孔型换了，换模块。若依托外购设备做工艺开发，优化空间只能落在设备既有的参数窗口之内；装备自主，则可以按工艺需求反向定义这个窗口，从设备结构层面求解。

 

这也是 2023 年成立光电 BU 时，我们选择与装备端同步推进的原因：应用端提要求，装备端改结构，一轮一轮迭代。

TGV 全流程七步：玻璃原片 → 激光成孔 → 等离子清洗 → PVD 金属化 → 电镀填铜 → CMP 抛光 → RDL 布线。

这七步里，我们做到第五步：把一片绝缘的玻璃，做成表面平坦、随时可以布线的金属化基板，交到第七步手里。

目前的交付能力：最大 510×515mm，孔径35～100μm，Ti 400nm ＋ Cu 2μm；深径比 10:1 稳定量产，15:1 在研发线上跑通；从裸玻璃到金属化基板，一站式交付。

一块玻璃，从绝缘体变成能通电的基板，靠的不是某台设备的单点能力，而是整条链上每一环的稳定输出。我们守的，是其中公认最难的那几环。