CN111524820B - 晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,铅锡合金凸块形成工艺包括以下步骤：S1：硅通孔工序，在晶圆的正面蚀刻形成沉孔，S2：金属填充，在沉孔内填充金属，S3：正面黄光工艺，在晶圆的正面进行黄光工艺，在晶圆的正面形成正面重布线层，S4：键合，通过粘合剂将晶圆的正面键合在玻璃载板上，S5：减薄，对晶圆的背面进行减薄，使沉孔露出形成通孔，S6：背面黄光工艺，S7：玻璃载板开窗，S8:两面UBM，S9:双面黄光工艺，S10:双面电镀，S11:去光阻，S12:去UBM，S13：解键合。本发明晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺通过开窗式玻璃载板，实行同时双面凸块工艺，不须凸块的包覆与去除工序，提高了品质与生产力，减少了不良品的产生，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆生产领域，具体是晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺。
背景技术
集成电路技术在过去的几十年里一直遵循摩尔定律不断发展，即单位集成电路面积上可容纳的晶体管数目大约每隔18个月可以增加一倍。然而，当晶体管尺寸减小到纳米级后，想再通过减小晶体管尺寸来提升集成电路的性能己经变得非常困难，而随着人类生活品质的提高，随身携带多样性的发展，最终产品需依轻、薄、小、快的规格发展，近年来，在封装技术上，已从传统的引线连接晶粒再连接印刷电路板的方式，发展到2.5D，及三维(3D)的封装技术。“穿透硅通道(Through-Silicon Vias)”技术的成熟化，使得可以上下转直多层堆叠，凸块技术解决了上下层堆叠中互连需求。与传统的引线键合互联封装相比，硅通孔技术加上凸块技术连接，有导电好，功耗低及封装体积小的优点。
在生产过程中，一般采取硅通道(Through-Silicon Vias)”技术，采用铜为通孔及重佈线的材料，完成晶圆正面凸块电镀工序后，实行包覆凸块工艺，再用玻璃载板键合，使得键合后可以薄化晶圆(20-200um)，依序完成另外一面的重佈线工艺后，再实行晶圆另外一面凸块的电镀工序，解键合，去除凸块的包覆，再后续工序。
为了薄化各层晶圆厚度,以达到最终多层堆叠的厚度极小化及导电好及功耗低的优点，需键合玻璃载板，实行晶圆薄化工序，键合玻璃载板之前，需先完成正面的前段工艺及凸块电镀工序，实行包覆正面凸块工序，完成薄化后，再实行完成背面的凸块电镀工序。解键合，还需去除凸块的包覆，再后续工序。
发明内容
本发明的目的在于提供晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺，通过开窗式玻璃载板，实行同时双面凸块工艺，不须凸块的包覆与去除工序，提高了品质与生产力，减少了不良品的产生，降低了成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,铅锡合金凸块形成工艺包括以下步骤：
S1：硅通孔工序
在晶圆的正面蚀刻形成沉孔。
S2：金属填充
在沉孔内填充金属。
S3：正面黄光工艺
在晶圆的正面进行黄光工艺，在晶圆的正面形成正面重布线层。
S4：键合
通过粘合剂将晶圆的正面键合在玻璃载板上。
S5：减薄
对晶圆的背面进行减薄，使沉孔露出形成通孔。
S6：背面黄光工艺
在晶圆的减薄面上进行黄光工艺形成背面重布线层。
S7：玻璃载板开窗
在玻璃载板上蚀刻开窗形成窗口。
S8:两面生成凸块下金属层(UBM)
在晶圆的两面进行生成凸块下金属层，在背面重布线层上形成第一凸点金属化层，在窗口内的正面重布线层上形成第二凸点金属化层。
S9:双面黄光工艺
对晶圆的正面和背面分别进行黄光工艺，在第一凸点金属化层上形成第一光阻层，在第二凸点金属化层上形成第二光阻层。
S10:双面电镀
在晶圆的两面分布形成第一电镀层和第二电镀层。
S11:去光阻
除去晶圆两面的第一光阻层和第二光阻层。
S12:去UBM
除去晶圆两面的第一凸点金属化层和第二凸点金属化层。
S13：解键合
将晶圆从玻璃载板上解键合。
进一步的，所述金属为铜/铜合金。
进一步的，所述粘合剂通过UV键合将晶圆和玻璃载板粘合在一起，温度要求为50-200℃，使用的时间为30分钟以下。
进一步的，所述粘合剂通过加热键合将晶圆和玻璃载板粘合在一起,温度要求为150-300℃，使用的时间为30分钟以下。
进一步的，所述S7玻璃载板开窗中开窗的位置正对晶粒的位置。
进一步的，所述S10双面电镀中采用铅锡合金对晶圆的双面进行电镀。
进一步的，所述S10双面电镀中采用银锡合金对晶圆的双面进行电镀。
进一步的，所述S13解键合中采用镭射的方式进行解键合。
进一步的，所述S13解键合中采用热分解的方式进行解键合。
本发明的有益效果：
本发明晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺通过开窗式玻璃载板，实行同时双面凸块工艺，不须凸块的包覆与去除工序，提高了品质与生产力，减少了不良品的产生，降低了成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明硅通孔工序结构示意图；
图2是本发明金属填充结构示意图；
图3是本发明正面黄光工艺结构示意图；
图4是本发明键合结构示意图；
图5是本发明减薄结构示意图；
图6是本发明背面黄光工艺结构示意图；
图7是本发明玻璃载板开窗结构示意图；
图8是本发明两面UBM结构示意图；
图9是本发明双面黄光工艺结构示意图；
图10是本发明双面电镀结构示意图；
图11是本发明双面电镀局部放大结构示意图；
图12是本发明去光阻结构示意图；
图13是本发明去UBM结构示意图；
图14是本发明解键合结构示意图；
图15是本发明晶圆部分结构放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,铅锡合金凸块形成工艺包括以下步骤：
S1：硅通孔工序
在晶圆1的正面蚀刻形成沉孔2，如图1所示。
S2：金属填充
在沉孔2内填充金属3，金属3为铜/铜合金，如图2所示。
S3：正面黄光工艺
在晶圆1的正面进行黄光工艺，在晶圆1的正面形成正面重布线层4，如图3所示。
S4：键合
通过粘合剂5将晶圆1的正面键合在玻璃载板6上，粘合剂5通过UV键合将晶圆1和玻璃载板6粘合在一起，温度要求为50-200℃，使用的时间为30分钟以下，或者粘合剂5通过加热键合将晶圆1和玻璃载板6粘合在一起,温度要求为150-300℃，使用的时间为30分钟以下。
如图4所示。
S5：减薄
对晶圆1的背面进行减薄，使沉孔2露出形成通孔，如图5所示。
S6：背面黄光工艺
在晶圆1的减薄面上进行黄光工艺形成背面重布线层7，如图6所示。
S7：玻璃载板开窗
在玻璃载板6上蚀刻开窗形成窗口8，开窗的位置正对晶粒的位置，如图7所示。
S8:两面UBM
在晶圆1的两面进行UBM，在背面重布线层7上形成第一凸点金属化层10，在窗口8内的正面重布线层4上形成第二凸点金属化层9，如图8所示。
S9:双面黄光工艺
对晶圆1的正面和背面分别进行黄光工艺，在第一凸点金属化层10上形成第一光阻层12，在第二凸点金属化层9上形成第二光阻层11，如图9所示。
S10:双面电镀
采用铅锡合金/银锡合金对晶圆1的双面进行电镀，在晶圆1的两面分布形成第一电镀层13和第二电镀层14，如图10所示，
S11:去光阻
除去晶圆1两面的第一光阻层12和第二光阻层11，如图11所示。
S12:去UBM
除去晶圆1两面的第一凸点金属化层10和第二凸点金属化层9，如图12所示。
S13：解键合
采用镭射/热分解的方式将晶圆1从玻璃载板6上解键合，如图13所示。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，铅锡合金凸块形成工艺包括以下步骤：
S1：硅通孔工序
在晶圆(1)的正面蚀刻形成沉孔(2)；
S2：金属填充
在沉孔(2)内填充金属(3)；
S3：正面黄光工艺
在晶圆(1)的正面进行黄光工艺，在晶圆(1)的正面形成正面重布线层(4)；
S4：键合
通过粘合剂(5)将晶圆(1)的正面键合在玻璃载板(6)上；
S5：减薄
对晶圆(1)的背面进行减薄，使沉孔(2)露出形成通孔；
S6：背面黄光工艺
在晶圆(1)的减薄面上进行黄光工艺形成背面重布线层(7)；
S7：玻璃载板开窗
在玻璃载板(6)上蚀刻开窗形成窗口(8)；
S8:两面UBM
在晶圆(1)的两面进行UBM，在背面重布线层(7)上形成第一凸点金属化层(10)，在窗口(8)内的正面重布线层(4)上形成第二凸点金属化层(9)；
S9:双面黄光工艺
对晶圆(1)的正面和背面分别进行黄光工艺，在第一凸点金属化层(10)上形成第一光阻层(12)，在第二凸点金属化层(9)上形成第二光阻层(11)；
S10:双面电镀
在晶圆(1)的两面分布形成第一电镀层(13)和第二电镀层(14)；
S11:去光阻
除去晶圆(1)两面的第一光阻层(12)和第二光阻层(11)；
S12:去UBM
除去晶圆(1)两面未被电镀层遮蔽的第一凸点金属化层(10)和第二凸点金属化层(9)；
S13：解键合
将晶圆(1)从玻璃载板(6)上解键合。
2.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述金属(3)为铜/铜合金。
3.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述粘合剂(5)通过UV键合将晶圆(1)和玻璃载板(6)粘合在一起，温度要求为50-200℃，使用的时间为30分钟以下。
4.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述粘合剂(5)通过加热键合将晶圆(1)和玻璃载板(6)粘合在一起,温度要求为150-300℃，使用的时间为30分钟以下。
5.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述S7玻璃载板开窗中开窗的位置正对晶粒的位置。
6.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述S10双面电镀中采用铅锡合金对晶圆(1)的双面进行电镀。
7.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述S13解键合中采用镭射的方式进行解键合。
8.根据权利要求1所述的晶圆双面铅锡合金凸块形成工艺,其特征在于，所述S13解键合中采用热分解的方式进行解键合。
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