基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，其包括以下步骤：在已完成通孔、绝缘层制备、通孔已填充金属的圆片背面制作具有开口的介质层，所述开口对应每一个有填充金属的位置；在开口中电镀或化镀填充金属形成柱体；去除所述具有开口的介质层材料，露出金属柱体；再在背面金属柱体周边的间隙中填充聚合物并固化；通过化学机械抛光露出填充金属；最后在金属柱体位置制作背面焊盘。其优点是：这样的制作方法可以大幅提升硅基板的结构强度，提高生产效率，提升产品成品率和良率。该方法同样也可以用于制作砷化镓、氮化镓衬底的基板。
【专利说明】基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，属于集成电路的封装【技术领域】。
【背景技术】
[0002]硅通孔工艺(TSV)是目前集成电路的主要发展方向，因其高频特性出色，能减小传输延时、降低噪声、封装尺寸小、热膨胀可靠性高等优点受到业界的重视，可应用范围也较广。
[0003]现有硅通孔工艺是目前发展的主要方向，它首先在硅上采用基于“B0SCH”技术的深反应离子刻蚀(DRIE, Deep Reactive 1n Etch)或激光刻蚀等方法制作通孔,然后利用PECVD技术制备绝缘层，再用电镀工艺淀积金属填充通孔完成电互联。这一工艺中或前或后都会将圆片减薄，有的圆片厚度可能减薄至30 ym。由于硅属于脆性材料，其结构强度会变得非常之差，基板碎裂的可能就会变得极其大，整个电路的可靠性也就大大下降。
[0004]因此，目前急需发展一种增强硅基板结构强度的工艺方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，它能够简化工艺，并能增强硅通孔工艺圆片的结构强度。
[0006]为达到上述目的，本发明所述基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法为:在已完成通孔、绝缘层制备，且通孔已填充金属的圆片背面制作具有开口的介质层，所述开口对应每一个有填充金属的位置；在开口中电镀或化镀填充金属形成柱体；去除所述具有开口的介质层材料，露出金属柱体；再在背面金属柱体周边的间隙中填充聚合物并固化；通过化学机械抛光露出填充金属；最后在金属柱体位置制作背面焊盘。
[0007]所述具有开口的介质层的制作方法为:在所述圆片背面涂覆光刻胶，通过光刻工艺在对应每一个有填充金属的位置制作开口。
[0008]所述聚合物可采用聚酰亚胺、乙烯基树脂、环氧树脂或聚对二甲苯。
[0009]本发明的优点是:采用这样的技术方案，能够一次性完成多块基板的结构强度增强，极大的提闻了使用该类结构的基板的可罪性，提闻生广效率，提升广品成品率和良率；并且能适应大规模的工业生产，从而降低了制造的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明使用的已完成通孔、绝缘层制备、通孔已填充金属的圆片结构示意图。
[0011]图2是圆片背面完成开口制作后的示意图。
[0012]图3是圆片背面柱状金属制作后的示意图。
[0013]图4是圆片背面填充聚合物后的示意图。[0014]图中:1娃衬底；2娃衬底内填充金属；3聚合物；4娃衬底背面填充金属。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0016]图1至图4给出了本发明基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法的具体流程。
[0017]本发明首先需要一个已完成通孔、绝缘层制备，且通孔已填充金属的圆片，如图1所示。其制作方法在【背景技术】中已有所述。
[0018]在圆片背面制作具有开口 6的介质层5，所述开口 6对应每一个有填充金属2的位置,如图2所示。
[0019]在开口 6中电镀或化镀填充金属4形成柱体，然后去除所述具有开口的介质层材料，露出金属柱体，如图3所示。
[0020]如图4所示，再在背面金属柱体周边的间隙中填充聚合物3并固化，通过化学机械抛光露出填充金属，最后在金属柱体位置制作背面焊盘。切割之后，即得到结构强度增强的硅通孔工艺硅基板。所述聚合物3可以采用聚酰亚胺、乙烯基树脂、环氧树脂、聚对二甲苯
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[0021]所述聚合物3介电常数较大，可直接填充电镀金属4，省去制备绝缘层工艺。
[0022]以下为一个具体实施例:200 U m厚度硅通孔工艺圆片结构强度增强的制作方法。采用200 厚度已完成硅通孔工艺(通孔填充金属为铜)的圆片，在所述圆片背面涂覆光刻胶，厚度为10?15 iim，通过光刻工艺在对应每一个有填充金属的位置制作开口。再在圆片背面开口内使用电镀工艺淀积铜，之后去除多余光刻胶，在整个圆片背面喷涂聚对二甲苯材料，之后通过化学机械抛光工艺露出背面淀积的铜，在铜柱位置制作焊盘，即得到结构强度增强过的基板。
[0023]本发明所述的制作方法不仅可以用于制作以硅为衬底的圆片级基板，同样也可以用于制作砷化镓、氮化镓衬底的基板。
【权利要求】
1.基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:在已完成通孔、绝缘层制备，且通孔已填充金属的圆片背面制作具有开口的介质层，所述开口对应每一个有填充金属的位置；在开口中电镀或化镀填充金属形成柱体；去除所述具有开口的介质层材料，露出金属柱体；再在背面金属柱体周边的间隙中填充聚合物并固化；通过化学机械抛光露出填充金属；最后在金属柱体位置制作背面焊盘。
2.根据权利要求1所述基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，其特征在于:所述具有开口的介质层的制作方法为:在所述圆片背面涂覆光刻胶，通过光刻工艺在对应每一个有填充金属的位置制作开口。
3.根据权利要求1所述基于圆片级硅通孔工艺基板的结构强度增强的制作方法，其特征在于:所述聚合物为聚酰亚胺、乙烯基树脂、环氧树脂或聚对二甲苯。
【文档编号】H01L21/768GK103700618SQ201310688929
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】吉勇, 燕英强, 丁荣峥 申请人:中国电子科技集团公司第五十八研究所