本發(fā)明涉及一種芯片封裝側壁植球工藝，屬于半導體技術領域。

背景技術：

隨著半導體技術的發(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鍵技術優(yōu)勢，逐漸引領了封裝技術發(fā)展的趨勢。但是一般的二維封裝中芯片的四周側壁沒有焊墊或者凸點，而打線只能是芯片的正面PAD（焊盤）對應連接端的正面PAD或者金手指，因此這些芯片不能進行側壁的布線或焊接。

在轉接板芯片進行正面組裝的過程中，往往需要在轉接板芯片的側壁進行打線焊接，以使其能夠把信號導出轉接板，或者直接在側壁上進行打線或芯片貼裝，針對這些要求，目前業(yè)界一般是做一個槽，槽內鍍滿金屬，通過切割，把金屬切成連段，則斷面即成為焊接用的凸點。但是這種工藝會造成金屬污染硅片側壁，或者金屬太厚會造成切刀的損傷，不利于大規(guī)模量產。

技術實現(xiàn)要素：

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。

鑒于上述和/或現(xiàn)有半導體封裝中存在的二維封裝芯片的不能進行側壁的布線或焊接的問題，提出了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種芯片封裝側壁植球工藝，通過刻蝕工藝使金屬焊墊露出，避免了金屬離子對硅材質的污染；通過植球工藝在晶圓表面進行植球，晶圓四周側壁有焊錫球，有利于側壁焊接。

按照本發(fā)明提供的技術方案，所述芯片封裝側壁植球工藝，其特征是，包括以下步驟：

（1）在晶圓上制RDL走線層和TSV孔，在TSV孔中制作TSV孔金屬，RDL走線層的末端和TSV孔互連的地方作為焊盤；

（2）在晶圓上制作溝槽，露出TSV孔金屬的側面或側面和底面；

（3）在RDL走線層的末端上表面進行植球工藝，回流后在焊盤和TSV孔金屬的側壁形成凸點；

（4）通過切割或背部減薄使芯片分離，得到側壁帶凸點的單一芯片。

在一個具體實施方式中，所述步驟（1）的具體步驟為：在晶圓表面制作RDL走線槽和TSV孔，在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層，再對晶圓進行正面電鍍，使TSV孔和RDL走線槽內鍍滿金屬，通過CMP工藝使晶圓表面RDL走線槽和TSV孔之外的金屬都被去除。

在一個具體實施方式中，所述步驟（1）的具體步驟為：在晶圓表面制作TSV孔，在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層，再在TSV孔內鍍滿金屬，接著通過光刻和電鍍工藝制作RDL走線層，此時RDL走線在晶圓表面突出。

在一個具體實施方式中，在所述步驟（3）之前對晶圓表面進行CMP研磨，去除晶圓表面焊盤上的錫球，使表面平整后，再做切割。

在一個具體實施方式中，所述TSV孔金屬露出的側面或側面和底面進行化鍍工藝。

在一個具體實施方式中，所述化鍍金屬是銅、鈦、鎳、鈀、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種；單層金屬厚度為10nm~10μm，多層金屬厚度為20nm~20μm。

在一個具體實施方式中，在進行化鍍工藝之前對露出的金屬先進行表面去氧化層處理，除掉金屬表面的氧化層。

在一個具體實施方式中，所述溝槽深度方向上由TSV孔的頂部向下延伸；所述溝槽寬度方向上由TSV孔的側壁向TSV孔內部方向延伸；或者，寬度方向上由一側TSV孔的側壁延伸至另一側TSV孔的側壁；或者，寬度方向上由一側TSV孔的內部延伸至另一側TSV孔的側壁或內部。

在一個具體實施方式中，所述溝槽移除深度比TSV孔深，或者只移除TSV孔上面的一部分，或者將TSV孔外側晶圓材質全部移除并把TSV孔底部晶圓材質一起移除，使TSV孔金屬懸掛在晶圓一側。

在一個具體實施方式中，所述晶圓的材質為硅片、藍寶石片、碳化硅片、石英片或玻璃片；所述絕緣層的材質為氧化硅、氮化硅、氧化鋁、碳化硅或者有機薄膜；所述種子層的材質為銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種；所述TSV孔金屬的材質為是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種。

本發(fā)明利用干法刻蝕工藝，在優(yōu)先做好的焊墊邊緣進行基底材料去除，使金屬焊墊露出，然后再通過植球工藝，得到四周有焊墊的單一芯片。本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過刻蝕工藝使金屬焊墊露出，避免了金屬離子對硅材質的污染；通過植球工藝在晶圓表面進行植球，晶圓四周側壁有焊錫球，有利于側壁焊接。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，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，對于本領域普通技術人員來講，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1a為在晶圓上制作得到RDL走線槽的示意圖。

圖1b為RDL走線槽末端制作得到TSV孔的示意圖。

圖1c為在圖1b基礎上制作得到絕緣層的示意圖。

圖1d為在圖1c基礎上在晶圓表面電鍍金屬的示意圖。

圖1e為在圖1d基礎上去除TSV和RDL之外區(qū)域表面金屬的示意圖。

圖1f為在晶圓上制作得到TSV孔的示意圖。

圖1g為在圖1f基礎上在TSV孔中制作得到金屬的示意圖。

圖1h為在圖1f的基礎上制作RDL走線層的示意圖。

圖1i-1為在圖1e基礎上制作得到溝槽的示意圖。

圖1i-2為圖1i-1的俯視圖。

圖1j-1為在圖1i-1基礎上通過焊錫膏進行植球的示意圖。

圖1j-2為在圖1i-1基礎上通過沉積助焊劑和錫球進行植球的示意圖。

圖1k為在圖1j-1、圖1j-2基礎上回流形成凸點的示意圖。

圖1l為在圖1k基礎上得到單一芯片的示意圖。

圖1m為在圖1k基礎上去除晶圓表面錫球的示意圖。

圖中標號：晶圓101、RDL走線槽102、TSV孔103、絕緣層104、種子層105、RDL 走線層107、溝槽108。

具體實施方式

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，下面結合具體附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(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，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內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。

其次，本發(fā)明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結構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，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實施制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

本發(fā)明所述芯片封裝側壁植球工藝，具體包括步驟：

A：在晶圓表面通過光刻和刻蝕工藝做出RDL走線槽，然后通過光刻工藝定義出TSV，通過干法刻蝕的方式做出TSV孔；

如圖1a所示，以晶圓101做底材，通過光刻工藝在晶圓的表面定義出RDL走線槽102；此處晶圓101可以是轉接板也可以是功能芯片；晶圓101的厚度為100μm~775μm，直徑為150mm~300mm；晶圓101的材質可以是硅片，也可以是藍寶石片、碳化硅片或者石英片、玻璃片等。通過干法或者濕法刻蝕工藝做出RDL走線槽102，RDL走線槽102寬度為1μm~100μm，深度為1μm~100μm，其功能是連接晶圓上的有源區(qū)域的導電體；

如圖1b所示，通過光刻工藝在RDL走線槽102的末端定義出TSV區(qū)域，通過干法刻蝕工藝做出TSV孔103，TSV孔103可以是圓柱形的，也可以是方塊形的或者扁平形、橢圓柱形的、倒梯形的，其一邊跟RDL走線槽102相連接，其形狀跟后續(xù)的打線或者貼片工藝有關；TSV孔的深度為10μm~500μm；所述RDL走線槽102的末端跟TSV103互連的地方為焊盤，焊盤和RDL走線槽在一個平面上，通過一次刻蝕工藝做出。

或者只需要在晶圓上定義出TSV區(qū)域就可以，如圖1f所示；在TSV孔103的基礎上，通過光刻和電鍍的工藝來制作RDL 走線層107，此時RDL走線層107是在晶圓101表面突出來的（如圖1h所示，圖1h中104為絕緣層，109為種子層，107為RDL走線層）。

B：在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層；

如圖1c所示，在晶圓101的表面通過氣相沉積工藝或者旋涂工藝或者電鍍有機物工藝制作出絕緣層104，也可以通過熱氧法直接長出一層絕緣膜；該絕緣層104的材質可以是氧化硅、氮化硅、氧化鋁、碳化硅或者有機薄膜等，其作用是阻止后續(xù)金屬離子或者金屬膜跟晶圓導通或者污染晶圓；絕緣層104的厚度為10nm~100μm；

通過濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層表面沉積金屬層做種子層（圖中未示出種子層），其材質可以是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度在10nm~10μm，多層金屬厚度在20nm~20μm。

C：通過電鍍工藝對晶圓進行正面電鍍，使TSV孔和RDL走線槽內都鍍滿金屬，通過CMP工藝使晶圓表面RDL走線槽和TSV孔之外的金屬都被去除；

如圖1d所示，通過電鍍工藝，在種子層上面整面電鍍金屬，使RDL走線槽102和TSV孔103內都填滿金屬；通過CMP工藝對晶圓101表面的金屬進行去除，得到具有RDL和TSV的結構（如圖1e所示）；圖1g所示則為只有TSV工藝的晶圓，其表面CMP后只剩下TSV內有金屬；此處金屬材質可以是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度為10nm~1000μm，多層金屬厚度為20nm~2000μm；對于圖1g所示的只有TSV結構的晶圓，還需要在其表面通過光刻和電鍍工藝制作RDL走線層107，RDL走線層107的末端跟TSV103頂部互連的地方為焊盤；

D：通過光刻工藝定義出溝槽，溝槽位于TSV孔的一側，通過刻蝕工藝使TSV孔的側壁金屬露出來，通過化鍍工藝使露出的金屬表面沉積其它金屬膜以利于植球；

如圖1i-1、圖1i-2所示，通過光刻工藝在晶圓101上定義出溝槽108區(qū)域；所述溝槽108深度方向上由TSV孔103的頂部向下延伸，寬度方向上由TSV孔103的側壁向TSV孔103內部方向延伸；或者，寬度方向上由一側TSV孔103的側壁延伸至另一側TSV孔103的側壁；或者，寬度方向上由一側TSV孔103的內部延伸至另一側TSV孔103的側壁或內部；通過干法或者濕法刻蝕工藝對該溝槽108區(qū)域的晶圓材質進行移除，其最終結果是露出TSV孔金屬的側面或者側面和底面；所述移除深度可以比TSV孔103深，也可以只移除TSV孔103上面的一部分，也可以將TSV孔103外側晶圓材質全部移除并把TSV孔103底部晶圓材質一起移除，使TSV孔103金屬懸掛在晶圓一側；此處露出的金屬如果不適合植球工藝，則對晶圓正面進行化鍍工藝，化鍍金屬可以是銅、鈀、鈦、鎳、鈀、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度在10nm~10μm，多層金屬厚度在20nm~20μm；在進行化鍍工藝之前如果金屬上存在氧化層也可以對露出的金屬先進行表面去氧化層處理，通過溶劑除掉金屬表面的氧化層；

E：在金屬表面進行植球工藝，使焊盤表面帶焊球或者焊錫膏，回流后在焊盤和TSV的側壁形成錫球；

如圖1j-1、圖1j-2所示，利用鋼網(wǎng)在晶圓表面進行植球工藝，植球可以通過沉積助焊劑和錫球202的方式（如圖1j-2所示），也可以直接用焊錫膏201來做（如圖1j-1所示）；過回流爐后，焊球在焊盤和TSV側壁金屬上均勻分布，形成扁平狀凸點203，如圖1k所示；

F：通過切割工藝或者背部減薄工藝使芯片分離，得到側壁帶金屬焊盤的單一芯片；

如圖1l所示，通過切割工藝切除焊盤金屬之間的晶圓材質，使芯片分離成單一的個體；也可以通過減薄晶圓背部的工藝，直接將晶圓減薄到溝槽的位置，則芯片自動分離為單一的個體；

如圖1m所示，也可以在切割前對晶圓表面進行CMP研磨，去除晶圓表面焊盤上的錫球，使表面平整后，再做切割。

應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。