[发明专利]免CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺

说明书

技术领域

本发明涉及晶圆封装工艺，尤其是一种替代CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺方案。

背景技术

随着人们对电子产品的要求向小型化、多功能、环保型等方向的发展，人们努力寻求将电子系统越做越小，集成度越来越高，功能越做越多、越来越强，由于2.5D封装及3D封装具有高的封装密度受到广泛的关注。

在2.5D封装中，利用临时键合技术实现载片晶圆和器件晶圆的键合。临时键合具有如下优势：首先，载片晶圆为薄器件晶圆提供了机械上的支持保护，这样就可以通过标准器件晶圆制造厂的设备来进行背面工艺。对于超薄器件晶圆，可以实现器件晶圆级的工艺处理。因此，通过临时键合技术，利用器件晶圆厂的每台设备都能够处理薄器件晶圆，而无需重新改装设备，而且不需特殊的终止受动器、夹具或器件晶圆盒。

在现有技术器件晶圆背面工艺中，为背面RDL（再布线层）做准备，需进行减薄、湿法刻蚀/干法刻蚀、背面钝化、背面CMP等工艺，中国专利CN103943557 A中提到，利用CMP工艺实现RDL表面聚合物钝化层平坦化工艺。但CMP工艺具有工艺复杂，成本高且产能较低等问题。

CMP指化学机械抛光工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种免CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺，在2.5D封装中,通过合理的工艺集成设计将临时键合、背面硅研磨、背面硅刻蚀、背面介质层涂覆、背面介质层研磨工艺的合理组合,在不采用CMP工艺的情况下实现背面TSV漏孔及背面介质层过孔的自对准工艺。本发明采用的技术方案是：

一种免CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺，包括下述步骤：

S1.提供一完成正面工艺的器件晶圆；器件晶圆包括衬底和衬底中的TSV盲孔；

S2.提供一载片晶圆，利用临时键合工艺将器件晶圆正面与载片晶圆进行键合，形成临时键合体；

S3.对器件晶圆的衬底背面进行机械研磨，从而进行减薄；

S4.对衬底背面进行刻蚀，使得TSV盲孔露出衬底背面；

S5.在器件晶圆的衬底背面涂覆背面介质层，完全覆盖步骤S4中TSV盲孔露出部分；

S6.利用机械研磨工艺处理背面介质层，使得TSV盲孔从背面介质层中露出。

进一步地，步骤S2中，所提供的载片晶圆的厚度均匀性小于5μm。

进一步地，步骤3中，衬底背面研磨后临时键合体的厚度均匀性要小于8μm。

进一步地，步骤S4中刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。

进一步地，步骤S4中，TSV盲孔露出衬底背面的高度h<5μm。

本发明的优点在于：本发明提出的免CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺方案，通过优化工艺集成方案避免了硅通孔背面露头过程中的CMP工艺，使工艺成本大幅降低，产出效率得到显著提高。

利用工艺集成优化提高临时键合体厚度均匀性，使其达到背面研磨工艺处理介质层的要求，利用背面研磨工艺对背面介质层进行处理,从而达到背面TSV漏孔及背面介质层过孔的自对准效果。

附图说明

图1为本发明的完成正面工艺的器件晶圆示意图。

图2为本发明的器件晶圆正面与载片晶圆临时键合示意图。

图3为本发明的器件晶圆衬底背面进行机械研磨示意图。

图4为本发明的器件晶圆衬底背面刻蚀示意图。

图5为本发明的衬底背面涂覆背面介质层示意图。

图6为本发明的背面介质层机械研磨示意图。

图7为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例提出的免CMP工艺的硅通孔背面漏孔工艺方案，包括下述步骤：

S1.提供一完成正面工艺的器件晶圆100；如图1所示，器件晶圆100按照现有常规工艺完成了正面结构的制作；器件晶圆100包括衬底1、衬底1中的TSV盲孔2、TSV盲孔2孔壁上的绝缘层和种子层（该两层用标记3标示）、正面RDL层4、正面介质层6和连接正面RDL层的连接凸点6等；TSV盲孔2中填充有导电金属，比如铜。

衬底1为硅衬底。TSV孔即硅通孔，在步骤S1中，由于TSV孔还未实现背面露孔，因此称之为TSV盲孔。RDL即再布线结构。

S2.如图2所示，提供一载片晶圆200，利用临时键合工艺将器件晶圆100正面与载片晶圆200进行键合，形成临时键合体；