采用cmp工艺制作转接板的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用CMP工艺制作转接板的方法，属于半导体技术领域。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的发展，集成电路的特征尺寸不断缩小，器件互连密度不断提高。传统的二维封装已经不能满足业界的需求，因此基于TSV垂直互连的转接板封装方式以其短距离互连，高密度集成以及低成本的关键技术优势，逐渐引领了封装技术发展的趋势。
[0003]TSV转接板技术主要工艺是在转接板的正面开TSV孔，再布线和植球。有的技术则直接利用TSV做通道，可以作为MEMS或者微流控器件的物质传输通道。并且在光通信领域，该大孔的TSV通道则可以实现从晶圆背面插入光纤，从而把光信号引入到晶圆正面的功能。转接板通孔的直径很大，孔侧壁几乎垂直，后续的光刻涂胶会发生侧壁光刻胶脱落，孔底部曝光显影等不能保证效果，对最后的去胶清洗等工艺也较为不利。
【发明内容】
[0004]本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有半导体封装中存在的TSV转接板上开大通孔的TSV通道，后续光刻涂胶发生侧壁光刻胶脱落、孔底部曝光显影不能保证效果的问题，提出了本发明。
[0006]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种采用CMP工艺制作转接板的方法，先沉积绝缘层，在绝缘层表面布线，最后开TSV槽，使TSV转接板工艺更加可靠，降低成本。
[0007]按照本发明提供的技术方案，所述采用CMP工艺制作转接板的方法，包括以下步骤:
(1)在晶圆背面沉积第一绝缘层，在第一绝缘层上通过光刻工艺制作出RDL区域;再经光刻工艺制作出TSV孔开口图形，在TSV孔开口图形刻蚀出TSV孔；
(2)晶圆背面的第一绝缘层表面沉积第二绝缘层，第二绝缘层覆盖第一绝缘层的表面、RDL区域的侧壁和底部、以及TSV孔的侧壁和底部;然后在晶圆背面的第二绝缘层上制作金属薄膜；
(3)采用CMP工艺研磨晶圆背面直到露出第二绝缘层，使RDL区域的金属薄膜与晶圆背面的第二绝缘层平齐，从而在RDL区域形成RDL线路;最后采用TSV背部露头工艺使TSV孔的底部开口露出来。
[0008]进一步的，所述步骤(1)具体采用以下工艺:
步骤1-1、在晶圆背面沉积第一绝缘层；
步骤1-2、在第一绝缘层的表面涂光刻胶，经曝光显影露出RDL区域的开口图形，通过干法刻蚀或者湿法腐蚀工艺在RDL区域的开口图形处对第一绝缘层进行刻蚀形成RDL区域，刻蚀深度小于第一绝缘层的厚度，刻蚀后在RDL区域的底部保留一定厚度的第一绝缘层；
步骤1-3、在制作好RDL区域的第一绝缘层表面涂光刻胶，经曝光显影露出TSV孔开口图形；
步骤1-4、在TSV开口图形处对第一绝缘层进行干法刻蚀，形成TSV孔；
步骤1-5、去除第一绝缘层表面的光刻胶。
[0009]进一步的，所述步骤(2)具体采用以下工艺:
步骤2-1、在晶圆背面的第一绝缘层上沉积第二绝缘层，第二绝缘层覆盖在第一绝缘层的表面、RDL区域的侧壁和底部、以及TSV孔的侧壁和底部；晶圆背面的第二绝缘层厚度为50nm-5ym，TSV孔底部第二绝缘层厚度为lOOnm?2μπι ；
步骤2-2、在晶圆背面沉积金属薄膜，金属薄膜覆盖晶圆背面的第二绝缘层。
[0010]进一步的，所述步骤(3)具体采用以下工艺:
步骤3-1、对晶圆背面进行CMP工艺，磨去凸出的金属薄膜，露出第二绝缘层；
步骤3-2、做完晶圆的背面工艺后，对晶圆的正面进行减薄，通过刻蚀工艺使TSV孔的底部露出，减薄后晶圆厚度为lOOnm?500μπι;然后对露出的TSV孔底部进行刻蚀或者直接研磨，或者覆盖绝缘层后再研磨，最终打开TSV孔的底部，使TSV孔底部畅通，形成底部开口。
[00?1 ] 进一步的，所述第一绝缘层的厚度为10nm?50μηι。
[0012]进一步的，所述RDL区域的刻蚀深度为10nm?50μηι。
[0013]进一步的，所述TSV孔的开口宽度为10nm~5mm，深度为100nm~500ym;所述TSV孔的侧壁为垂直的或坡面。
[0014]进一步的，还包括制作多层RDL线路:在步骤(3)得到的晶圆背面沉积绝缘层，经光刻工艺制作RDL区域后再进行TSV孔的刻蚀;接着制作金属薄膜后采用CMP工艺研磨露出绝缘层。
[0015]所述采用CMP工艺制作转接板的方法，包括以下步骤:
(1)在晶圆背面沉积第一绝缘层，在第一绝缘层上通过光刻工艺制作出RDL区域;再经光刻工艺制作出TSV孔开口图形，在TSV孔开口图形刻蚀出TSV孔；
(2)所述晶圆采用高阻硅，在晶圆背面的第一绝缘层上制作金属薄膜；
(3)采用CMP工艺研磨晶圆背面直到露出第一绝缘层，使RDL区域的金属薄膜与晶圆背面的第一绝缘层平齐，从而在RDL区域形成RDL线路;最后采用TSV背部露头工艺使TSV孔的底部开口露出来。
[0016]本发明所述的采用CMP工艺制作转接板的方法，利用CMP(化学机械研磨)技术，先沉积绝缘层，在绝缘层表面布线，最后开TSV槽，使TSV转接板工艺变可靠，成本降低。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:图1?图12为本发明所述制作过程的示意图，其中:
图1为在晶圆背面沉积第一绝缘层的示意图。
[0018]图2-1为在第一绝缘层表面制作RDL区域的示意图。
[0019]图2-2为图2-1的俯视图。
[0020]图3-1为制作TSV开口图形的示意图。
[0021]图3-2为去除光刻胶后图3-1的俯视图。
[0022]图4为制作TSV孔的示意图。
[0023]图5为去除第一绝缘层表面光刻胶的示意图。
[0024]图6为晶圆背面沉积第二绝缘层的示意图。
[0025]图7为在晶圆背面制作金属薄膜的示意图。
[0026]图8为对晶圆背面进彳丁CMP工艺的不意图。
[0027]图9为对晶圆的正面进行减薄打开TSV孔底部开口的示意图。
[0028]图10为两层RDL线路的示意图。
[0029]图11为TSV孔与RDL线路不相连的结构示意图。
[0030]图12为TSV孔与RDL线路不相连的两层RDL线路结构的示意图。
[0031]图中序号:晶圆1、RDL区域2、TSV孔开口图形3、TSV孔4、第一绝缘层5-1、第二绝缘层5-2、金属层6。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实施制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0035]另，本发明中提出的术语“背面”、“正面”、“侧壁”或“底中”以及“表面”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，基于此种理解，若针对特定部件或组件“面”或“侧”的减薄或增厚，亦可以指代基于此特定部件或组件“面”或“侧”的延伸，而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不理解为对本发明的限制。
[0036]实施例一:一种采用CMP工艺制作转接板的方法，包括以下步骤:
(1)在晶圆1背面先沉积第一绝缘层5-1，在第一绝缘层5-1上通过光刻工艺制作出RDL区域2，即RDL走线图形；再经光刻工艺制作出TSV孔开口图形3，在TSV孔开口图形3刻蚀出TSV孔4;具体采用以下步骤:
步骤1-1、如图1所示，在晶圆1背面沉积第一绝缘层5-1，第一绝缘层5-1的材料可以是二氧化硅、氮化硅等无机物，也可以是光阻、树脂等有机物，第一绝缘层5-1的作用是做绝缘材料，避免后续的金属材料和晶圆导通;所述第一绝缘层5-1的厚度为10nm?50μπι;
步骤1-2、制作RDL区域2:如图2-1、图2-2所示，在第一绝缘层5-1的表面涂光刻胶，经曝光显影露出RDL区域2的开口图形，RDL区域2包括焊盘、走线、以及连接TSV孔的区域;再通过干法刻蚀或者湿法腐蚀等工艺在RDL区域2的开口图形处对第一绝缘层5-1进行刻蚀形成RDL区域2，刻蚀深度为10nm?50μπι，并且刻蚀深度小于第一绝缘层5-1的厚度，使刻蚀形成RDL区域2后在RDL区域的底部保留一定厚度的第一绝缘层5-1;所述RDL区域2可以包括TSV孔区域，也可以只包括RDL引线区域与后续TSV孔区域相连的走线区域，或者与TSV孔区域不连接；
步骤1-3、制作TSV孔开口图形:如图3-1所示，在制作好RDL区域2的第一绝缘层5-1表面涂光刻胶，经曝光显影露出TSV孔开口图形3，TSV孔开口图形3的位置可以如图3-2所示与RDL区域2不相连