硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法
【專利摘要】本發明提供一種硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法，包括：對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理，以使硅通孔金屬柱從硅基板背面露出，并與硅基板背面相距第一預設距離；在露出硅通孔金屬柱的硅基板背面形成隔離層，該隔離層的厚度小于第一預設距離；在露出于隔離層表面的硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，該金屬凸塊環包硅通孔金屬柱表面。該方案在硅通孔金屬柱本體上，將伸出硅基板背面的部分進行表面處理，形成可焊接用的金屬凸塊。簡化了工藝，降低了生產和工藝風險。
【專利說明】硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體【技術領域】，尤其涉及一種硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法。
【背景技術】
[0002]在娃通孔(through silicon via, TSV)工藝的背面凸塊(bump)工藝中，常常使傳統bump的工藝,進行背面bump的加工，即將圓片經過物理氣相沉積(Physical VaporDeposit1n, PVD)、photo (包括涂膠、曝光、顯影等)，電鍍、剝離、腐蝕等工藝環節，其工藝復雜，出現問題的幾率較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法。
[0004]本發明提供一種硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法，包括:
[0005]對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理，以使所述硅通孔金屬柱從所述硅基板背面露出，并與所述硅基板背面相距第一預設距離；
[0006]在露出所述硅通孔金屬柱的所述硅基板背面形成隔離層，所述隔離層的厚度小于所述第一預設距離；
[0007]在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，所述金屬凸塊環包所述硅通孔金屬柱表面。
[0008]本發明提供的硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法，在硅通孔金屬柱本體上，將伸出硅基板背面的部分進行表面處理，形成可焊接用的金屬凸塊。簡化了工藝，降低可生產和工藝風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明提供的硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法一個實施例的流程圖；
[0010]圖2為本發明提供的硅基板背面薄化處理前的結構示意圖；
[0011]圖3為本發明提供的硅基板正面鍵合載體晶片后的結構示意圖；
[0012]圖4為本發明提供的硅基板背面薄化處理后的結構示意圖；
[0013]圖5為本發明提供的硅基板背面形成隔離層后的結構示意圖；
[0014]圖6為本發明提供的硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊后的結構示意圖；
[0015]圖7為本發明提供的去除載體晶片后的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本發明提供的硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法一個實施例的流程圖，如圖1所示，該方法具體包括:
[0017]S101，對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理，以使硅通孔金屬柱從硅基板背面露出，并與硅基板背面相距第一預設距離；
[0018]本實施例是在已完成硅穿孔工藝形成硅通孔金屬柱之后，給出的一種如何進一步形成硅通孔金屬柱背面凸塊的方法。如圖2所示，在已完成硅穿孔工藝形成硅通孔金屬柱21的硅基板2的結構中，硅通孔金屬柱21設置在硅基板2內部，且距離硅基板2背面存在一定距離，硅基板2正面通常還設置有至少一個頂層凸塊22，可用于多層基板間的互聯。
[0019]可選的，由于通常在硅通孔工藝背面形成金屬凸塊的工藝過程中，硅基板已經減薄到100微米左右，不便于工藝操作。因此，如圖3所示，本實施例在執行步驟101之前可先在硅基板2正面通過鍵合層23鍵合一層具有固定厚度的載體晶片24作為附加的承載來提高硅基板的整體厚度，以提高或許工藝的可操作性。本實施例后續方法步驟中，也將參照圖3對硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法進行說明。
[0020]如圖4所示，為形成硅通孔金屬柱背面凸塊，先要對圖3所示硅基板2進行薄化處理，包括如化學機械研磨、蝕刻等方法使得硅通孔金屬柱21露出。具體的，在本實施例中，硅通孔金屬柱21與薄化處理后的硅基板2背面相距第一預設距離。
[0021]S102，在露出硅通孔金屬柱的硅基板背面形成隔離層，該隔離層的厚度小于第一預設距離；
[0022]如圖5所示，為本發明提供的硅基板背面形成隔離層后的結構示意圖。其中，該隔離層25為介電材料，如SiN、氧化物等，可通過旋涂法，直接印刷，或是化學氣相沉積(Chemical vapor deposit1n,CVD))等方法形成。該隔離層25的厚度小于上述第一預設距離，即硅通孔金屬柱21露出隔離層25表面一段距離。
[0023]S103,在露出于隔離層表面的娃通孔金屬柱上形成金屬凸塊，該金屬凸塊環包娃通孔金屬柱表面；
[0024]如圖6所示，為本發明提供的硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊后的結構示意圖。其中，金屬凸塊26可以為單一金屬也可以為復合金屬材料,各金屬凸塊26之間不相互接觸。進一步的，本實施例給出了在露出于隔離層25表面的硅通孔金屬柱21上形成金屬凸塊26的幾種具體實現方式，包括:
[0025]在硅通孔金屬柱21表面依次使用化學鍍方式形成鎳層和錫層，以形成金屬凸塊26 ；
[0026]在硅通孔金屬柱表面使用化學鍍方式形成鎳層，然后將形成的鎳層的硅通孔金屬柱21表面浸潰到熔融錫液中，以形成金屬凸塊26 ；
[0027]將硅通孔金屬柱21表面直接浸潰到熔融錫液中，以形成金屬凸塊26。
[0028]進一步的，如圖7所示，在形成金屬凸塊26之后，還要將硅基板2正面通過鍵合層23鍵合的載體晶片24去除掉，方法是可根據鍵合層23具體采用的粘結材料適應性采用熱分解或化學分解等方法去除鍵合層23，進而去除載體晶片24。
[0029]本發明提供的硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法，對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理，以使硅通孔金屬柱從硅基板背面露出，并與硅基板背面相距第一預設距離；在露出硅通孔金屬柱的硅基板背面形成隔離層，該隔離層的厚度小于第一預設距離；在露出于隔離層表面的硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，該金屬凸塊環包硅通孔金屬柱表面。該方案在硅通孔金屬柱本體上，將伸出硅基板背面的部分進行表面處理，形成可焊接用的金屬凸塊。簡化了工藝，降低了生產和工藝風險。
[0030]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種硅通孔金屬柱背面凸塊制造方法，其特征在于，包括: 對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理，以使所述硅通孔金屬柱從所述硅基板背面露出，并與所述硅基板背面相距第一預設距離； 在露出所述硅通孔金屬柱的所述硅基板背面形成隔離層，所述隔離層的厚度小于所述第一預設距離； 在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，所述金屬凸塊環包所述娃通孔金屬柱表面。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對設置有至少一個硅通孔金屬柱的硅基板背面進行薄化處理之前，還包括: 在所述硅基板正面鍵合一層具有固定厚度的載體晶片。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊之后，還包括: 對鍵合的所述載體晶片進行脫膠處理，以去除所述載體晶片。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，包括: 在所述硅通孔金屬柱表面依次使用化學鍍方式形成鎳層和錫層，以形成所述金屬凸塊。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，包括: 在所述硅通孔金屬柱表面使用化學鍍方式形成鎳層，將形成所述鎳層的所述硅通孔金屬柱表面浸潰到熔融錫液中，以形成所述金屬凸塊。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在露出于所述隔離層表面的所述硅通孔金屬柱上形成金屬凸塊，包括: 將所述硅通孔金屬柱表面浸潰到熔融錫液中，以形成所述金屬凸塊。
【文檔編號】H01L21/60GK104269362SQ201410459765
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】丁萬春 申請人:南通富士通微電子股份有限公司