[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，半导体衬底包括第一表面和相对的第二表面，半导体衬底的第一表面具有焊盘；沿半导体衬底的第二表面刻蚀所述半导体衬底，在半导体衬底中形成暴露焊盘的通孔；在所述通孔内以及通孔外的种子层表面部分形成再布线金属层；进行浸润步骤，向种子层和再布线金属层的表面喷吐稀释液，使得通孔内保留部分稀释液；进行浸润步骤后，进行化学刻蚀步骤，向种子层和再布线金属层表面喷吐刻蚀溶液，刻蚀去除再布线金属层两侧的半导体衬底第二表面上的部分厚度的种子层；重复进行浸润步骤和化学刻蚀步骤。本发明方法防止通孔内的再布线金属层被蚀穿。

技术领域

本发明涉及封装领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

随着半导体技术不断发展，目前半导体器件的特征尺寸已经变得非常小，希望在二维的封装结构中增加半导体器件的数量变得越来越困难，因此三维封装成为一种能有效提高芯片集成度的方法。目前的三维封装包括基于金线键合的芯片堆叠(Die Stacking)、封装堆叠(Package Stacking)和基于硅通孔(Through Silicon Via，TSV)的三维堆叠。其中，利用硅通孔的三维堆叠技术具有以下三个优点：(1)高密度集成；(2)大幅地缩短电互连的长度，从而可以很好地解决出现在二维系统级芯片(SOC)技术中的信号延迟等问题；(3)利用硅通孔技术，可以把具有不同功能的芯片(如射频、内存、逻辑、MEMS、图像传感器等)集成在一起来实现封装芯片的多功能。因此，所述利用硅通孔互连结构的三维堆叠技术日益成为一种较为流行的芯片封装技术。

但是采用硅通孔技术形成的半导体结构的性能仍有待提升。

发明内容

本发明解决的问题是提高封装结构的集成度。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一表面和相对的第二表面，所述半导体衬底的第一表面具有至少一个焊盘；沿半导体衬底的第二表面刻蚀所述半导体衬底，在半导体衬底中形成通孔，所述通孔的底部暴露焊盘的表面；在所述半导体衬底的第二表面以及通孔的侧壁和底部表面形成种子层；在所述种子层上形成掩膜层，所述掩膜层中具有暴露出通孔以及半导体衬底第二表面上部分种子层的开口；采用电镀工艺在所述开口内的种子层表面形成再布线金属层；去除所述掩膜层；进行浸润步骤，向种子层和再布线金属层的表面 喷吐稀释液，使得通孔内保留部分稀释液；进行浸润步骤后，进行化学刻蚀步骤，向种子层和再布线金属层表面喷吐刻蚀溶液，刻蚀去除再布线金属层两侧的半导体衬底第二表面上的部分厚度的种子层；重复进行浸润步骤和化学刻蚀步骤，直至完全去除再布线金属层两侧的半导体衬底第二表面上的种子层。

可选的，所述半导体衬底的第一表面具有若干感光区、MEMS传感器或者集成电路，半导体衬底第一表面上的焊盘与图像感光区、MEMS传感器或者集成电路电连接。

可选的，所述半导体衬底的第一表面具有若干感光区，每个感光区两侧的半导体衬底第一表面具有至少一个焊盘，所述半导体衬底的第一表面上还具有若干环绕感光区的围堤结构，所述围堤结构中具有若干暴露出观光区的空腔；位于围堤结构上密封围堤结构的空腔的开口的玻璃基板。

可选的，在进行浸润步骤和化学刻蚀步骤时，刻蚀装置中的夹持单元夹持玻璃基板使得半导体衬底中形成的通孔的开口朝下。

可选的，进行浸润步骤和化学刻蚀步骤时，所述夹持单元使得半导体衬底旋转。

可选的，进行浸润步骤时，所述稀释液从下向上喷吐到种子层和再布线金属层的表面。

可选的，所述稀释液为去离子水或有机溶剂。

可选的，所述稀释液为去离子水，进行浸润步骤时，半导体衬底的转速为250～350转/分钟，浸润时间为1～2分钟，环境温度为22～24摄氏度。

可选的，进行化学刻蚀步骤时，所述刻蚀溶液从下向上喷吐到种子层和再布线金属层的表面。