一種tsv孔制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子制造或處理半導(dǎo)體或固體器件方法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TSV孔制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)的不斷進步，集成電路的特征尺寸不斷縮小，互連密度不斷提高。同時用戶對高性能低耗電的要求不斷提高。在這種情況下，靠進一步縮小互連線的線寬來提高性能的方式受到材料物理特性和設(shè)備工藝的限制，二維互連線的電阻電容(RC)延遲逐漸成為限制半導(dǎo)體芯片性能提高的瓶頸。硅穿孔(Through Silicon Via，簡稱TSV)工藝通過在晶圓中形成金屬立柱，并配以金屬凸點，可以實現(xiàn)晶圓(芯片)之間或芯片與基板間直接的三維互連，這樣可以彌補傳統(tǒng)半導(dǎo)體芯片二維布線的局限性。這種互連方式與傳統(tǒng)的堆疊技術(shù)如鍵合技術(shù)相比具有三維方向堆疊密度大、封裝后外形尺寸小等優(yōu)點，從而大大提高芯片的速度并降低功耗。因此，TSV技術(shù)已經(jīng)被廣泛認為是繼鍵合、載帶焊和倒裝芯片之后的第四代封裝技術(shù)，將逐漸成為高密度封裝領(lǐng)域的主流技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的TSV工藝步驟多，工藝要求高，電鍍填充TSV后有一層Overburden, Overburden層的去除需要采用CMP工藝，CMP工藝成本高，在實現(xiàn)晶圓(芯片)之間或芯片與基板間直接的三維互連時還需要進一步制造RDL，使RDL與TSV底部的金屬焊盤連接，增加了 RDL制造工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種TSV孔制造工藝，其工藝步驟簡單，工藝要求低，減少了 CMP工藝和RDL制造工藝，較好地降低了工藝成本。
[0005]本發(fā)明的其技術(shù)方案是這樣的:一種TSV孔制造工藝，其包括以下步驟:
(1)、在晶圓硅襯底上制作TSV孔；
(2)、在TSV孔開口側(cè)全部制作絕緣層；
(3)、在TSV孔上涂覆可以圖形化的犧牲層材料，并經(jīng)過圖形化形成孔和再布線(RDL)層圖形；
(4)、在TSV孔開口側(cè)的絕緣層和犧牲層材料上全部成型種子層；
(5)、在種子層上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層；
(6)、刻蝕晶圓硅襯底上的光刻膠及其光刻膠對應(yīng)的種子層和電鍍金屬層，成型RDL層。
[0006]其進一步特征在于:所述絕緣層為聚合物或者氧化硅類材料；
所述犧牲層材料為光刻膠；
其中第(6)步采用濕法工藝去除犧牲層材料、種子層和電鍍金屬層。
[0007]本發(fā)明的上述方法中，由于在種子層上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層；刻蝕晶圓娃襯底上光刻膠對應(yīng)的光刻膠、種子層和電鍍金屬層，成型RDL層,在去除光刻膠的時候，將上方的金屬層(即overburden)剝離掉，減少了 CMP的的磨削工藝,直接形成第一層RDL。其工藝步驟簡單，工藝要求低，減少了 CMP工藝和RDL制造工藝，較好地降低了工藝成本。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明在晶圓硅襯底上制作TSV孔示意圖；
圖2為本發(fā)明TSV孔開口側(cè)全部制作絕緣層示意圖；
圖3為成型犧牲層材料示意圖；
圖4為成型種子層示意圖圖5為電鍍填充TSV孔,形成電鍍金屬層不意圖；
圖6為去除犧牲層材料、種子層和電鍍金屬層，成型RDL層示意圖。
【具體實施方式】
[0009]根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]一種TSV孔制造工藝，其包括以下步驟:
見圖1，(1)、在晶圓硅襯底I上制作TSV孔2 ;見圖2，(2)、在TSV孔2開口側(cè)全部制作絕緣層3，絕緣層3可以為聚合物也可以為氧化硅一類材料；
見圖3，(3)、在TSV孔上涂覆可以圖形化的犧牲層材料，并經(jīng)過圖形化形成孔和再布線(RDL)層圖形，犧牲層材料為光刻膠；見圖4，(4)、在TSV孔I開口側(cè)的聚合物絕緣層3和光刻膠4上全部成型種子層5 ；
見圖5，(5)、在種子層5上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層6 ；
見圖6，(6)、步采用濕法工藝去除晶圓硅襯底上的光刻膠4及其光刻膠對應(yīng)的種子層5和電鍍金屬層6，成型RDL層7，采用濕法工藝。在去除光刻膠的同時，順帶能剝離掉上方的金屬層。
[0011]由于在種子層上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層；去除晶圓硅襯底上光刻膠對應(yīng)的光刻膠、種子層和電鍍金屬層，成型RDL層，其工藝步驟簡單，工藝要求低，減少了 CMP工藝和RDL制造工藝，較好地降低了工藝成本。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
1.可以減少CMP,在電鍍填充孔的同時,在表面也會電鍍一層金屬層,這層表面金屬就稱為overburden,因為去除光刻膠的時候,可以將上方的金屬層(即overburden)剝離掉，而傳統(tǒng)方法為采用CMP的方法來磨掉這層金屬，成本高，而且不容易控制。
[0013]2.CMP工藝后，在TSV孔上方需要制作RDL (再布線層)，制作RDL需要種子層一光刻一電鍍一去種子層，等等一系列工藝步驟，而采用本發(fā)明，無需再重復(fù)那些步驟，就可以形成第一層RDL，(當(dāng)然，如果需要，制作第二層RDL時，還是要重復(fù)傳統(tǒng)的工藝步驟)。
[0014]以上所述僅為說明發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種TSV孔制造工藝，其特征在于:其包括以下步驟: (1)、在晶圓硅襯底上制作TSV孔； (2)、在TSV孔開口側(cè)全部制作絕緣層； (3)、在TSV孔上涂覆可以圖形化的犧牲層材料，并經(jīng)過圖形化形成孔和再布線(RDL)層圖形； (4)、在TSV孔開口側(cè)的絕緣層和光刻膠上全部成型種子層； (5)、在種子層上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層； (6)、去除晶圓娃襯底上的光刻膠及其光刻膠對應(yīng)的種子層和電鍍金屬層，成型RDL層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TSV孔制造工藝，其特征在于:步驟(6)中，采用濕法工藝去除犧牲層材料，同時去除犧牲層上方的種子層和電鍍金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種TSV孔制造工藝，其特征在于:所述絕緣層為聚合物或者氧化硅類材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種TSV孔制造工藝，其特征在于:所述犧牲層材料為光刻膠。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種TSV孔制造工藝，其工藝步驟簡單，工藝要求低，減少了CMP工藝和RDL制造工藝，較好地降低了工藝成，其包括以下步驟：（1）、在晶圓硅襯底上制作TSV孔；（2）、在TSV孔開口側(cè)全部制作絕緣層；（3）、在TSV孔上涂覆可以圖形化的犧牲層材料，并經(jīng)過圖形化形成孔和再布線（RDL）層圖形；（4）、在TSV孔開口側(cè)的絕緣層和犧牲層材料上全部成型種子層；（5）、在種子層上進行電鍍填充，成型電鍍金屬層；（6）、去除晶圓硅襯底上的光刻膠及其光刻膠對應(yīng)的種子層和電鍍金屬層，成型RDL層。
【IPC分類】H01L21-768
【公開號】CN104576521
【申請?zhí)枴緾N201510040335
【發(fā)明人】靖向萌
【申請人】華進半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月27日