采用cmp工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用CMP工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，屬于半導體技術領域。
【背景技術】
[0002]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(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鍵技術優(yōu)勢，逐漸引領了封裝技術發(fā)展的趨勢。
[0003]TSV轉(zhuǎn)接板技術主要工藝是在轉(zhuǎn)接板的正面開TSV，再布線和植球。有的技術則直接利用TSV做通道，可以作為MEMS或者微流控器件的物質(zhì)傳輸通道。并且在光通信領域，該大通孔的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)有技術中存在的不足，提供一種采用CMP工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，避免了先開TSV孔后進行光刻的工藝流程，使TSV轉(zhuǎn)接板工藝更加可靠，降低成本。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術方案，所述采用CMP工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓背面通過光刻工藝制作出RDL走線圖形，得到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)晶圓的背面沉積絕緣層，絕緣層覆蓋晶圓的背面、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絕緣層，使RDL區(qū)域的金屬薄膜與晶圓背面的絕緣層平齊，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、在晶圓的背面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出RDL區(qū)域的開口圖形，再通過干法刻蝕或者濕法腐蝕工藝在RDL區(qū)域的開口圖形處對晶圓背面進行刻蝕形成RDL區(qū)域；
步驟1-2、在制作好RDL區(qū)域的晶圓背面涂光刻膠，經(jīng)曝光顯影露出TSV孔開口圖形； 步驟1-3、在TSV開口圖形處對晶圓的背面進行干法刻蝕，形成TSV孔；
步驟1-4、去除晶圓背面的光刻膠，并對晶圓的背面和TSV孔進行清洗。
[0009]進一步的，所述步驟1-1中，RDL區(qū)域的刻蝕深度為lOOnm?30μπι。
[0010]進一步的，所述TSV孔的開口寬度為10nm?5mm，深度為lOOnm?500μπι。
[0011 ]進一步的，所述步驟(2)具體采用以下工藝:
步驟2-1、在晶圓背面沉積絕緣層，使絕緣層覆蓋在晶圓的背面、RDL區(qū)域的側(cè)壁和底部、以及TSV孔的側(cè)壁和底部；晶圓背面絕緣層厚度為50nm?5ym，TSV孔底部絕緣層厚度為100nm ?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絕緣層。
[0012]進一步的，在所述步驟2-2之后還包括沉積一層絕緣層的步驟。
[0013]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，磨去所有凸出的絕緣層和金屬薄膜，露出與晶圓接觸的絕緣層，在RDL區(qū)域形成RDL線路；
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100nm?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。
[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工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓背面通過光刻工藝制作出RDL走線圖形，得到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，在刻蝕TSV孔后的晶圓背面制作金屬薄膜；
(3)采用CMP工藝研磨晶圓背面直到露出晶圓的背面，使RDL區(qū)域的金屬薄膜與晶圓背面平齊，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工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，利用CMP(化學機械研磨)技術，先制作表面布線，最后開TSV槽，避免了先開TSV后進行光刻的工藝流程，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1-1?圖11為本發(fā)明所述制作過程的示意圖，其中:
圖1-1為在晶圓背面制作RDL區(qū)域的示意圖。
[0018]圖1-2為圖1-1的俯視圖。
[0019]圖2-1為制作TSV開口圖形的示意圖。
[0020]圖2-2為去除光刻膠后圖2-1的俯視圖。
[0021]圖3為制作TSV孔的示意圖。
[0022]圖4為去除晶圓背面光刻膠的示意圖。
[0023]圖5為晶圓背面沉積絕緣層的不意圖。
[0024]圖6為在晶圓背面制作金屬薄膜的示意圖。
[0025]圖7為對晶圓背面進行CMP工藝的示意圖。
[0026]圖8為對晶圓的正面進行減薄打開TSV孔底部開口的示意圖。
[0027]圖9為兩層RDL線路的示意圖。
[0028]圖10為TSV孔與RDL線路不相連的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖11為TSV孔與RDL線路不相連的兩層RDL線路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖中序號:晶圓1、RDL區(qū)域2、TSV孔開口圖形3、TSV孔4、絕緣層5、金屬層6。
【具體實施方式】
[0031]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。
[0032]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(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。
[0033]其次，本發(fā)明結(jié)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(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。
[0034]另，本發(fā)明中提出的術語“背面”、“正面”、“側(cè)壁”或“底中”以及“表面”等指示方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，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。
[0035]實施例一:一種采用CMP工藝制作大通孔晶圓轉(zhuǎn)接板的方法，包括以下步驟:
(1)在晶圓1背面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1-1、圖1-2所示，在晶圓1背面制作RDL區(qū)域2:在晶圓1的背面涂光刻膠，光刻膠覆蓋晶圓1的背面，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的開口圖形處對晶圓1背面進行刻蝕形成RDL區(qū)域2，刻蝕深度為lOOnm?30ym；所述RDL區(qū)域2可以包括TSV孔區(qū)域，也可以包括RDL引線區(qū)域以及與后續(xù)TSV孔區(qū)域相連的區(qū)域，或者與TSV孔區(qū)域不連接；
步驟1-2、如圖2-1所示，制作TSV孔開口圖形:在制作好RDL區(qū)域2的晶圓1背面涂光刻膠，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2-2所示與RDL區(qū)域2不相連接，或者位于RDL區(qū)域2邊緣，通過走線連接TSV孔，或者TSV孔區(qū)域直接在RD