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1、(10)申请公布号 CN 102903671 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 9 0 3 6 7 1 A *CN102903671A* (21)申请号 201210385959.2 (22)申请日 2012.10.12 H01L 21/768(2006.01) (71)申请人江阴长电先进封装有限公司 地址 214429 江苏省无锡市江阴市高新技术 产业开发园区（澄江东路号） (72)发明人陈栋 张黎 胡正勋 陈锦辉 赖志明 (74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人楼然 (54) 发明名称 一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法 (。
2、57) 摘要 本发明涉及芯片背面硅通孔结构的成形方 法，属于半导体芯片封装技术领域。本发明一种新 型的芯片背面硅通孔结构，它包括芯片本体（1） 和设置在芯片本体（1）正面的芯片电极（2），所述 芯片本体（1）的背面设置二次干法刻蚀形成的硅 通孔（101），所述硅通孔（101）为外大内小的喇 叭形，硅通孔（101）的底部直达芯片电极（2）下 表面。本发明的工艺方法形成的喇叭形的硅通孔 （101），孔壁光滑度好，消除了孔壁波纹和侧向内 凹缺陷；工艺兼容性好，有利于后续覆盖完整的 绝缘层和孔内金属填充。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 1/1页 2 1.本发明涉及一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法，其工艺过程如下： 步骤一：取带有芯片电极（2）的芯片本体（1）和载体（3），通过健合工艺，将载体（3）与 芯片本体（1）的正面粘接； 步骤二：将上述结构上下翻转180，通过减薄工艺，将芯片本体（1）的背面减薄到后 续工艺需要的厚度； 步骤三：在上述芯片本体（1）的背面通过涂胶或贴膜的方法形成胶层（4），再通过曝 光、显影或激光开孔的方法形成胶层开口（401）； 步骤四：通过干法刻蚀的方法，利用上述形成胶层开口（401）的胶层（4）作为掩模，在 芯片本体。
4、（1）背面刻蚀出直孔状的硅通孔（101）； 步骤五：通过腐蚀、灰化或刻蚀方法，将上述步骤中的胶层（4）去除； 步骤六：再次通过干法刻蚀的方法，使步骤四中的直孔状硅通孔（101）形成喇叭形孔 状的硅通孔（101）。 2.根据权利要求1所述的芯片背面硅通孔结构的成形方法，其特征在于：所述胶层（4） 去除的前后均进行干法刻蚀。 3.根据权利要求1所述的芯片背面硅通孔结构的成形方法，其特征在于：在步骤二中， 减薄方法为磨片、药水腐蚀或干法刻蚀。 4.根据权利要求1所述的芯片背面硅通孔结构的成形方法，其特征在于：在步骤六中， 载体（3）在后续工艺中保留或与芯片本体（1）分离。 5.根据权利要求1所述的芯。
5、片背面硅通孔结构的成形方法，其特征在于：在步骤六中， 载体（3）在后续工艺中与芯片本体（1）分离。 权 利 要 求 书CN 102903671 A 1/3页 3 一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法 技术领域 0001 本发明涉及芯片背面硅通孔结构的成形方法，属于半导体芯片封装技术领域。 背景技术 0002 随着半导体技术的发展，出现了硅通孔互联技术，即以填充金属的硅通孔在垂直 方向（Z轴方向）重新分布电极或线路，实现互联从芯片一侧转移到另一侧，结合平面上 （X,Y平面）的重新布线技术，使得互联可以在整个X,Y,Z方向进行；通过硅通孔互联技术， 极大增加了封装的灵活性，同时为三维堆叠封装创造。
6、了条件。 0003 硅通孔互联通常包含硅通孔制作、绝缘层形成以及金属填充。对于行业内常用的 直孔来说，形成过程主要采用“BOSCH”刻蚀方法，即交替的使用刻蚀及钝化的工艺。但直孔 不利于后续孔内金属填充过程中溶液进入，容易导致填充不良。而且“BOSCH”刻蚀方法最 终会在孔壁上留下高低起伏的圈状纹路(scallop) 即孔壁波纹，如图1所示，并且在硅与 下层材料的界面留下侧向内凹（notch），如图2所示。而这些孔壁波纹和侧向内凹都会导致 后续绝缘层覆盖不足，影响绝缘层形成的质量。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服当前硅通孔成形方法的不足，提供一种不是直孔、孔壁光 滑度好和工艺兼容性好。
7、的新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法。 0005 本发明的目的是这样实现的：本发明涉及一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形 方法，其工艺过程如下： 步骤一：取带有芯片电极的芯片本体和载体，通过健合工艺，将载体与芯片本体的正面 粘接； 步骤二：将上述结构上下翻转180，通过减薄工艺，将芯片本体的背面减薄到后续工 艺需要的厚度； 步骤三：在上述芯片本体的背面通过涂胶或贴膜的方法形成胶层，再通过曝光、显影或 激光开孔的方法形成胶层开口； 步骤四：通过干法刻蚀的方法，利用上述形成胶层开口的胶层作为掩模，在芯片本体背 面刻蚀出直孔状的硅通孔； 步骤五：通过腐蚀、灰化或刻蚀方法，将上述步骤中的胶层去除； 步。
8、骤六：再次通过干法刻蚀的方法，使步骤四中的直孔状硅通孔形成喇叭形孔状的硅 通孔。 0006 本发明所述胶层去除的前后均进行干法刻蚀。 0007 本发明步骤二中的减薄方法为磨片、药水腐蚀或干法刻蚀。 0008 本发明步骤六中的载体在后续工艺中保留或与芯片本体分离。 0009 本发明的有益效果是： （1）通过去胶后的干法刻蚀，由于越往孔内部干法刻蚀反应越弱，形成外大内小、光滑 说 明 书CN 102903671 A 2/3页 4 的喇叭形硅通孔，有利于后续孔内金属填充的进行。 0010 （2）通过去胶后的干法刻蚀，直孔状硅通孔的孔壁受到再次刻蚀，可以显著降低直 孔刻蚀过程中导致的孔壁粗糙，形成光滑。
9、的表面，提高了孔壁的光滑度；同时，孔壁受到额 外径向刻蚀，刻蚀直孔的过程形成的底部侧向内凹（notch）和孔壁波纹可以被消除，这有利 用形成覆盖完整的绝缘层。 附图说明 0011 图1为采用“BOSCH”刻蚀方法成形的硅通孔的孔壁波纹缺陷的SEM图。 0012 图2为采用“BOSCH”刻蚀方法成形的硅通孔的内凹（notch）缺陷的SEM图。 0013 图3为本发明一种新型的芯片背面硅通孔结构的示意图。 0014 图4图11为本发明一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法的示意图。 0015 图12为本发明成形方法的SEM图。 0016 图中： 芯片本体1 硅通孔101 芯片电极2 载体3 胶层4。
10、 胶层开口401。 具体 实施方式 0017 参见图3，本发明一种新型的芯片背面硅通孔结构，它包括芯片本体1和设置在芯 片本体1正面的芯片电极2，所述芯片本体1的背面设置硅通孔101，所述硅通孔101为外 大内小的喇叭形，硅通孔101的底部直达芯片电极2下表面。 0018 本发明一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法，其工艺过程如下： 步骤一：取带有芯片电极2的芯片本体1和载体3，通过健合工艺，将载体3与芯片本 体1的正面粘接，由于实际应用的不同，这种粘接可以是永久性的，即粘接后成为不可分割 的一部分；也可以是临时的，即载体与晶圆或芯片本体1粘接只是为了工艺暂时需要，最终 与晶圆芯片本体1分离。
11、开来；粘接方法可以是胶体粘接、共晶健合、金属健健合或者共价键 健合。参见图4和图5。 0019 步骤二：将上述结构上下翻转180，通过减薄工艺，将芯片本体1的背面减薄到 后续工艺需要的厚度；减薄方法为磨片、药水腐蚀或干法刻蚀。参见图6。 0020 步骤三：在上述芯片本体1的背面通过涂胶或贴膜的方法形成胶层4，再通过曝 光、显影或激光开孔的方法形成胶层开口401。参见图7。 0021 步骤四：通过干法刻蚀的方法，利用上述形成胶层开口401的胶层4作为掩模，在 芯片本体1背面刻蚀出直孔状的硅通孔101；参见图8。 0022 步骤五：通过腐蚀、灰化或刻蚀方法，将上述步骤中的胶层4去除。参见图9。 0。
12、023 步骤六：再次通过干法刻蚀的方法，使步骤四中的直孔状硅通孔101形成喇叭形 孔状的硅通孔101，并且降低了硅通孔101的孔壁粗糙度，消除了侧向内凹。载体3在后续 说 明 书CN 102903671 A 3/3页 5 工艺中保留或与芯片本体1分离。参见图10和图11。 0024 本发明一种新型的芯片背面硅通孔结构的成形方法的SEM图参见图12，硅通孔 101呈外大内小、孔壁光滑度好的喇叭形孔，喇叭形硅通孔101的工艺过程有效地避免了孔 壁波纹缺陷和内凹（notch）缺陷的发生，有利于覆盖完整的绝缘层和后续孔内金属填充。 说 明 书CN 102903671 A 1/4页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102903671 A 2/4页 7 图4 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102903671 A 3/4页 8 图7 图8 图9 说 明 书 附 图CN 102903671 A 4/4页 9 图10 图11 图12 说 明 书 附 图CN 102903671 A 。