[发明专利]硅穿孔的制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种基板穿孔的制造方法，且特别是有关于一种硅穿孔的制造方法。

背景技术

随着电子产品微小化以及高运作速度需求的增加，多芯片封装结构逐渐广泛地应用在各种电子装置中。多芯片封装结构可经由将两个或两个以上的芯片组合在单一封装结构中，来提升系统的运作速度。此外，多芯片封装结构可减少芯片间连接线路的长度而降低信号延迟以及存取时间。

图1绘示已知的多芯片封装结构的剖面图。请参照图1，已知的多芯片封装结构100包括一线路板110、一第一芯片120与一第二芯片130，其中第一芯片120配置于线路110上并经由多个导电凸块140电性连接至线路板110。第二芯片130配置于第一芯片120上，并经由多个导电凸块150与多个贯穿第一芯片120的导电柱160电性连接至线路板110。

一般来说，形成第一芯片120的方法如下所述。首先，经由蚀刻或激光钻孔的方式形成多个贯穿第一芯片120的贯孔122。然后，在贯孔122的内壁122a上以化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)形成一绝缘层170。之后，于贯孔122内电镀一导体层180。

然而，以化学气相沉积法形成的绝缘层170的厚度会有先天上的限制，通常小于0.5μm。此外，形成在贯孔122内的绝缘层170的厚度不均，也就是说，邻近贯孔122两端的绝缘层170的厚度不同。当绝缘层170的厚度不均时，容易有电容不一致的情形产生。

另外，当在高深宽比的贯孔122内电镀导体层180时，容易在贯孔122的两端的周缘C1、C2上因尖端放电效应而沉积大量的导体。在周缘C1、C2所沉积的导体会阻碍电镀液，使电镀液不易流入贯孔122内，以致于导体层180厚度不均且工艺良率偏低。

发明内容

本发明提出一种硅穿孔的制造方法，经由晶圆外与贯孔内形成有压力差的方式，使熔化的焊料可经由前述压力差填入于中空部中，以形成导电柱。

本发明提出一种硅穿孔的制造方法如下所述。首先，提供一晶圆，晶圆具有一主动面、一背面以及覆盖于主动面的一保护层。接着，形成至少一第一蚀孔，第一蚀孔贯穿晶圆。然后，形成一第一绝缘材料于保护层上，以形成一第一绝缘层，且部分第一绝缘材料填入于第一蚀孔中，以形成一绝缘柱体。之后，形成至少一第二蚀孔，第二蚀孔贯穿绝缘柱体，以使绝缘柱体于第一蚀孔中形成一中空部。接着，形成一焊料于中空部的端部上，并加热焊料，以使焊料熔化，其中晶圆外与中空部内形成有一第一压力差，焊料经由第一压力差填入于中空部中，以形成一导电柱。

在本发明的一实施例中，形成绝缘柱体的方法包括形成第一绝缘材料于保护层上并覆盖第一蚀孔的端部，其中晶圆外与第一蚀孔内形成有一第二压力差，第一绝缘材料经由第二压力差填入于第一蚀孔中。

在本发明的一实施例中，第一绝缘材料的材质包括一聚合物(Polymer)。

在本发明的一实施例中，形成一第一绝缘材料于保护层上之后，更包括形成一第二绝缘层于晶圆的背面。

在本发明的一实施例中，形成至少一第二蚀孔的步骤中，第二蚀孔更可贯穿绝缘柱体以及第二绝缘层。

在本发明的一实施例中，形成至少一第一蚀孔的步骤如下所述。首先，对贴附于保护层上的一干膜或涂布于保护层上的一光阻剂进行显影工艺，以形成至少一开口图案。接着，进行干式蚀刻，以去除显露于开口图案下方的晶圆。

在本发明的一实施例中，进行干式蚀刻之后，当第一蚀孔未贯穿至晶圆的背面时，更包括研磨晶圆的背面，以显露第一蚀孔。

在本发明的一实施例中，形成至少一第一蚀孔的步骤包括以激光烧蚀晶圆。

在本发明的一实施例中，形成一压力差于晶圆外与中空部内的步骤包括在未形成一焊料于中空部的端部上之前，将晶圆放置于第一气压的环境内，以及在加热焊料之后，将第一气压提高为第二气压，以形成压力差。

在本发明的一实施例中，第一气压的环境为真空环境。

在本发明的一实施例中，第一蚀孔的口径大于第二蚀孔的口径。

本发明提出一种前述实施例的硅穿孔的制造方法的后续工艺，其中焊料形成一导电柱之后，更包括形成一重布线层于第一绝缘层上，重布线层电性连接导电柱的一端部。

在本发明的一实施例中，焊料形成一导电柱之后，更包括形成一凸块底金属层(Under Bump Metallurgy layer，UBM layer)于晶圆的背面，凸块底金属层电性连接导电柱的另一端部。