一种tsv孔制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电子制造或处理半导体或固体器件方法的技术领域，具体涉及一种TSV孔制造工艺。
【背景技术】
[0002]随着微电子技术的不断进步，集成电路的特征尺寸不断缩小，互连密度不断提高。同时用户对高性能低耗电的要求不断提高。在这种情况下，靠进一步缩小互连线的线宽来提高性能的方式受到材料物理特性和设备工艺的限制，二维互连线的电阻电容(RC)延迟逐渐成为限制半导体芯片性能提高的瓶颈。硅穿孔(Through Silicon Via，简称TSV)工艺通过在晶圆中形成金属立柱，并配以金属凸点，可以实现晶圆(芯片)之间或芯片与基板间直接的三维互连，这样可以弥补传统半导体芯片二维布线的局限性。这种互连方式与传统的堆叠技术如键合技术相比具有三维方向堆叠密度大、封装后外形尺寸小等优点，从而大大提高芯片的速度并降低功耗。因此，TSV技术已经被广泛认为是继键合、载带焊和倒装芯片之后的第四代封装技术，将逐渐成为高密度封装领域的主流技术。
[0003]现有的TSV工艺步骤多，工艺要求高，电镀填充TSV后有一层Overburden, Overburden层的去除需要采用CMP工艺，CMP工艺成本高，在实现晶圆(芯片)之间或芯片与基板间直接的三维互连时还需要进一步制造RDL，使RDL与TSV底部的金属焊盘连接，增加了 RDL制造工艺。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供了一种TSV孔制造工艺，其工艺步骤简单，工艺要求低，减少了 CMP工艺和RDL制造工艺，较好地降低了工艺成本。
[0005]本发明的其技术方案是这样的:一种TSV孔制造工艺，其包括以下步骤:
(1)、在晶圆硅衬底上制作TSV孔；
(2)、在TSV孔开口侧全部制作绝缘层；
(3)、在TSV孔上涂覆可以图形化的牺牲层材料，并经过图形化形成孔和再布线(RDL)层图形；
(4)、在TSV孔开口侧的绝缘层和牺牲层材料上全部成型种子层；
(5)、在种子层上进行电镀填充，成型电镀金属层；
(6)、刻蚀晶圆硅衬底上的光刻胶及其光刻胶对应的种子层和电镀金属层，成型RDL层。
[0006]其进一步特征在于:所述绝缘层为聚合物或者氧化硅类材料；
所述牺牲层材料为光刻胶；
其中第(6)步采用湿法工艺去除牺牲层材料、种子层和电镀金属层。
[0007]本发明的上述方法中，由于在种子层上进行电镀填充，成型电镀金属层；刻蚀晶圆娃衬底上光刻胶对应的光刻胶、种子层和电镀金属层，成型RDL层,在去除光刻胶的时候，将上方的金属层(即overburden)剥离掉，减少了 CMP的的磨削工艺,直接形成第一层RDL。其工艺步骤简单，工艺要求低，减少了 CMP工艺和RDL制造工艺，较好地降低了工艺成本。
【附图说明】
[0008]图1为本发明在晶圆硅衬底上制作TSV孔示意图；
图2为本发明TSV孔开口侧全部制作绝缘层示意图；
图3为成型牺牲层材料示意图；
图4为成型种子层示意图图5为电镀填充TSV孔,形成电镀金属层不意图；
图6为去除牺牲层材料、种子层和电镀金属层，成型RDL层示意图。
【具体实施方式】
[0009]根据附图对本发明作进一步说明。
[0010]一种TSV孔制造工艺，其包括以下步骤:
见图1，(1)、在晶圆硅衬底I上制作TSV孔2 ;见图2，(2)、在TSV孔2开口侧全部制作绝缘层3，绝缘层3可以为聚合物也可以为氧化硅一类材料；
见图3，(3)、在TSV孔上涂覆可以图形化的牺牲层材料，并经过图形化形成孔和再布线(RDL)层图形，牺牲层材料为光刻胶；见图4，(4)、在TSV孔I开口侧的聚合物绝缘层3和光刻胶4上全部成型种子层5 ；
见图5，(5)、在种子层5上进行电镀填充，成型电镀金属层6 ；
见图6，(6)、步采用湿法工艺去除晶圆硅衬底上的光刻胶4及其光刻胶对应的种子层5和电镀金属层6，成型RDL层7，采用湿法工艺。在去除光刻胶的同时，顺带能剥离掉上方的金属层。
[0011]由于在种子层上进行电镀填充，成型电镀金属层；去除晶圆硅衬底上光刻胶对应的光刻胶、种子层和电镀金属层，成型RDL层，其工艺步骤简单，工艺要求低，减少了 CMP工艺和RDL制造工艺，较好地降低了工艺成本。
[0012]本发明的有益效果:
1.可以减少CMP,在电镀填充孔的同时,在表面也会电镀一层金属层,这层表面金属就称为overburden,因为去除光刻胶的时候,可以将上方的金属层(即overburden)剥离掉，而传统方法为采用CMP的方法来磨掉这层金属，成本高，而且不容易控制。
[0013]2.CMP工艺后，在TSV孔上方需要制作RDL (再布线层)，制作RDL需要种子层一光刻一电镀一去种子层，等等一系列工艺步骤，而采用本发明，无需再重复那些步骤，就可以形成第一层RDL，(当然，如果需要，制作第二层RDL时，还是要重复传统的工艺步骤)。
[0014]以上所述仅为说明发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种TSV孔制造工艺，其特征在于:其包括以下步骤: (1)、在晶圆硅衬底上制作TSV孔； (2)、在TSV孔开口侧全部制作绝缘层； (3)、在TSV孔上涂覆可以图形化的牺牲层材料，并经过图形化形成孔和再布线(RDL)层图形； (4)、在TSV孔开口侧的绝缘层和光刻胶上全部成型种子层； (5)、在种子层上进行电镀填充，成型电镀金属层； (6)、去除晶圆娃衬底上的光刻胶及其光刻胶对应的种子层和电镀金属层，成型RDL层。
2.根据权利要求1所述的一种TSV孔制造工艺，其特征在于:步骤(6)中，采用湿法工艺去除牺牲层材料，同时去除牺牲层上方的种子层和电镀金属层。
3.根据权利要求1或者2所述的一种TSV孔制造工艺，其特征在于:所述绝缘层为聚合物或者氧化硅类材料。
4.根据权利要求1或者2所述的一种TSV孔制造工艺，其特征在于:所述牺牲层材料为光刻胶。
【专利摘要】本发明提供了一种TSV孔制造工艺，其工艺步骤简单，工艺要求低，减少了CMP工艺和RDL制造工艺，较好地降低了工艺成，其包括以下步骤：（1）、在晶圆硅衬底上制作TSV孔；（2）、在TSV孔开口侧全部制作绝缘层；（3）、在TSV孔上涂覆可以图形化的牺牲层材料，并经过图形化形成孔和再布线（RDL）层图形；（4）、在TSV孔开口侧的绝缘层和牺牲层材料上全部成型种子层；（5）、在种子层上进行电镀填充，成型电镀金属层；（6）、去除晶圆硅衬底上的光刻胶及其光刻胶对应的种子层和电镀金属层，成型RDL层。
【IPC分类】H01L21-768
【公开号】CN104576521
【申请号】CN201510040335
【发明人】靖向萌
【申请人】华进半导体封装先导技术研发中心有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月27日