采用cmp工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路的特征尺寸不斷縮小，器件互連密度不斷提高。傳統(tǒng)的二維封裝已經(jīng)不能滿足業(yè)界的需求，因此基于TSV垂直互連的轉(zhuǎn)接板封裝方式以其短距離互連，高密度集成以及低成本的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢，逐漸引領(lǐng)了封裝技術(shù)發(fā)展的趨勢。
[0003]TSV轉(zhuǎn)接板技術(shù)主要工藝是在轉(zhuǎn)接板的正面開TSV孔，再布線和植球。有的技術(shù)則直接利用TSV做通道，可以作為MEMS或者微流控器件的物質(zhì)傳輸通道。并且在光通信領(lǐng)域，該大孔的TSV通道則可以實現(xiàn)從晶圓背面插入光纖，從而把光信號引入到晶圓正面的功能。轉(zhuǎn)接板通孔的直徑很大，孔側(cè)壁幾乎垂直，后續(xù)的光刻涂膠會發(fā)生側(cè)壁光刻膠脫落，孔底部曝光顯影等不能保證效果，對最后的去膠清洗等工藝也較為不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0005]鑒于上述和/或現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝中存在的TSV轉(zhuǎn)接板上開大通孔的TSV通道，后續(xù)光刻涂膠發(fā)生側(cè)壁光刻膠脫落、孔底部曝光顯影不能保證效果的問題，提出了本發(fā)明。
[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，先沉積絕緣層，在絕緣層表面布線，最后開TSV槽，使TSV轉(zhuǎn)接板工藝更加可靠，降低成本。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓背面沉積第一絕緣層，在第一絕緣層上通過光刻工藝制作出RDL區(qū)域;再經(jīng)光刻工藝制作出TSV孔開口圖形，在TSV孔開口圖形刻蝕出TSV孔；
(2)晶圓背面的第一絕緣層表面沉積第二絕緣層，第二絕緣層覆蓋第一絕緣層的表面、RDL區(qū)域的側(cè)壁和底部、以及TSV孔的側(cè)壁和底部;然后在晶圓背面的第二絕緣層上制作金屬薄膜；
(3)采用CMP工藝研磨晶圓背面直到露出第二絕緣層，使RDL區(qū)域的金屬薄膜與晶圓背面的第二絕緣層平齊，從而在RDL區(qū)域形成RDL線路;最后采用TSV背部露頭工藝使TSV孔的底部開口露出來。
[0008]進一步的，所述步驟(1)具體采用以下工藝:
步驟1-1、在晶圓背面沉積第一絕緣層；
步驟1-2、在第一絕緣層的表面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出RDL區(qū)域的開口圖形，通過干法刻蝕或者濕法腐蝕工藝在RDL區(qū)域的開口圖形處對第一絕緣層進行刻蝕形成RDL區(qū)域，刻蝕深度小于第一絕緣層的厚度，刻蝕后在RDL區(qū)域的底部保留一定厚度的第一絕緣層；
步驟1-3、在制作好RDL區(qū)域的第一絕緣層表面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出TSV孔開口圖形；
步驟1-4、在TSV開口圖形處對第一絕緣層進行干法刻蝕，形成TSV孔；
步驟1-5、去除第一絕緣層表面的光刻膠。
[0009]進一步的，所述步驟(2)具體采用以下工藝:
步驟2-1、在晶圓背面的第一絕緣層上沉積第二絕緣層，第二絕緣層覆蓋在第一絕緣層的表面、RDL區(qū)域的側(cè)壁和底部、以及TSV孔的側(cè)壁和底部；晶圓背面的第二絕緣層厚度為50nm-5ym，TSV孔底部第二絕緣層厚度為lOOnm?2μπι ；
步驟2-2、在晶圓背面沉積金屬薄膜，金屬薄膜覆蓋晶圓背面的第二絕緣層。
[0010]進一步的，所述步驟(3)具體采用以下工藝:
步驟3-1、對晶圓背面進行CMP工藝，磨去凸出的金屬薄膜，露出第二絕緣層；
步驟3-2、做完晶圓的背面工藝后，對晶圓的正面進行減薄，通過刻蝕工藝使TSV孔的底部露出，減薄后晶圓厚度為lOOnm?500μπι;然后對露出的TSV孔底部進行刻蝕或者直接研磨，或者覆蓋絕緣層后再研磨，最終打開TSV孔的底部，使TSV孔底部暢通，形成底部開口。
[00?1 ] 進一步的，所述第一絕緣層的厚度為10nm?50μηι。
[0012]進一步的，所述RDL區(qū)域的刻蝕深度為10nm?50μηι。
[0013]進一步的，所述TSV孔的開口寬度為10nm~5mm，深度為100nm~500ym;所述TSV孔的側(cè)壁為垂直的或坡面。
[0014]進一步的，還包括制作多層RDL線路:在步驟(3)得到的晶圓背面沉積絕緣層，經(jīng)光刻工藝制作RDL區(qū)域后再進行TSV孔的刻蝕;接著制作金屬薄膜后采用CMP工藝研磨露出絕緣層。
[0015]所述采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓背面沉積第一絕緣層，在第一絕緣層上通過光刻工藝制作出RDL區(qū)域;再經(jīng)光刻工藝制作出TSV孔開口圖形，在TSV孔開口圖形刻蝕出TSV孔；
(2)所述晶圓采用高阻硅，在晶圓背面的第一絕緣層上制作金屬薄膜；
(3)采用CMP工藝研磨晶圓背面直到露出第一絕緣層，使RDL區(qū)域的金屬薄膜與晶圓背面的第一絕緣層平齊，從而在RDL區(qū)域形成RDL線路;最后采用TSV背部露頭工藝使TSV孔的底部開口露出來。
[0016]本發(fā)明所述的采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，利用CMP(化學(xué)機械研磨)技術(shù)，先沉積絕緣層，在絕緣層表面布線，最后開TSV槽，使TSV轉(zhuǎn)接板工藝變可靠，成本降低。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:圖1?圖12為本發(fā)明所述制作過程的示意圖，其中:
圖1為在晶圓背面沉積第一絕緣層的示意圖。
[0018]圖2-1為在第一絕緣層表面制作RDL區(qū)域的示意圖。
[0019]圖2-2為圖2-1的俯視圖。
[0020]圖3-1為制作TSV開口圖形的示意圖。
[0021]圖3-2為去除光刻膠后圖3-1的俯視圖。
[0022]圖4為制作TSV孔的示意圖。
[0023]圖5為去除第一絕緣層表面光刻膠的示意圖。
[0024]圖6為晶圓背面沉積第二絕緣層的示意圖。
[0025]圖7為在晶圓背面制作金屬薄膜的示意圖。
[0026]圖8為對晶圓背面進彳丁CMP工藝的不意圖。
[0027]圖9為對晶圓的正面進行減薄打開TSV孔底部開口的示意圖。
[0028]圖10為兩層RDL線路的示意圖。
[0029]圖11為TSV孔與RDL線路不相連的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖12為TSV孔與RDL線路不相連的兩層RDL線路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031]圖中序號:晶圓1、RDL區(qū)域2、TSV孔開口圖形3、TSV孔4、第一絕緣層5-1、第二絕緣層5-2、金屬層6。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0033]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0034]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實施制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0035]另，本發(fā)明中提出的術(shù)語“背面”、“正面”、“側(cè)壁”或“底中”以及“表面”等指示方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，基于此種理解，若針對特定部件或組件“面”或“側(cè)”的減薄或增厚，亦可以指代基于此特定部件或組件“面”或“側(cè)”的延伸，而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不理解為對本發(fā)明的限制。
[0036]實施例一:一種采用CMP工藝制作轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓1背面先沉積第一絕緣層5-1，在第一絕緣層5-1上通過光刻工藝制作出RDL區(qū)域2，即RDL走線圖形；再經(jīng)光刻工藝制作出TSV孔開口圖形3，在TSV孔開口圖形3刻蝕出TSV孔4;具體采用以下步驟:
步驟1-1、如圖1所示，在晶圓1背面沉積第一絕緣層5-1，第一絕緣層5-1的材料可以是二氧化硅、氮化硅等無機物，也可以是光阻、樹脂等有機物，第一絕緣層5-1的作用是做絕緣材料，避免后續(xù)的金屬材料和晶圓導(dǎo)通;所述第一絕緣層5-1的厚度為10nm?50μπι;
步驟1-2、制作RDL區(qū)域2:如圖2-1、圖2-2所示，在第一絕緣層5-1的表面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出RDL區(qū)域2的開口圖形，RDL區(qū)域2包括焊盤、走線、以及連接TSV孔的區(qū)域;再通過干法刻蝕或者濕法腐蝕等工藝在RDL區(qū)域2的開口圖形處對第一絕緣層5-1進行刻蝕形成RDL區(qū)域2，刻蝕深度為10nm?50μπι，并且刻蝕深度小于第一絕緣層5-1的厚度，使刻蝕形成RDL區(qū)域2后在RDL區(qū)域的底部保留一定厚度的第一絕緣層5-1;所述RDL區(qū)域2可以包括TSV孔區(qū)域，也可以只包括RDL引線區(qū)域與后續(xù)TSV孔區(qū)域相連的走線區(qū)域，或者與TSV孔區(qū)域不連接；
步驟1-3、制作TSV孔開口圖形:如圖3-1所示，在制作好RDL區(qū)域2的第一絕緣層5-1表面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出TSV孔開口圖形3，TSV孔開口圖形3的位置可以如圖3-2所示與RDL區(qū)域2不相連