防止硅通深孔侧壁刻蚀的底部刻蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种防止硅通深孔侧壁刻蚀的底部刻蚀方法，在晶圆级芯片尺寸封装中进行深孔底部刻蚀之前，通过在晶圆的背面覆盖一层干膜，再通过光刻工艺，暴露出小孔孔底进行刻蚀，有效解决了晶圆级芯片尺寸封装中深孔侧壁被刻蚀，孔底有异物残留，表面材料被严重刻蚀的问题，简化了工艺，提高了产品的良率，同时，有效改善了产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，在晶圆级芯片尺寸封装中进行深孔底部刻蚀之前，通过在晶圆的背面覆盖一层干膜，再通过光刻工艺，暴露出小孔孔底进行刻蚀，有效解决了晶圆级芯片尺寸封装中深孔侧壁被刻蚀，孔底有异物残留，表面材料被严重刻蚀的问题，简化了工艺，提高了产品的良率，同时，有效改善了产品的可靠性。【专利说明】
本专利技术涉及半导体芯片的晶圆级芯片尺寸封装16^61 01111) 8(^16%4叫1叩，11X3？〉工艺领域，具体是涉及一种。
技术介绍
晶圆级芯片尺寸封装(冊；!^!' 16乂61 01111) 80&16即土叫丨叩，孔⑶?)是封装方式的一种，它是一种先将整片晶圆进行封装，再切割得到单颗芯片的封装方法。利用硅通孔技术将金属芯片引脚即？爪脚电性引到晶圆的背面，可以实现芯片封装后面积尺寸不变，且拥有极短的电性传输距离，使芯片运行速度加快，功率降低，是目前封装领域的先进技术。然而晶圆各芯片单元？爪脚下面的晶圆氧化层，是阻碍芯片电性背面导出的一个重要因素。如何解决深孔底部开窗除去晶圆氧化层，形成硅通深孔(通常为深径比大于等于2:1的孔)，露出？爪脚，同时又保证晶圆结构性能等不受影响，成为晶圆级芯片尺寸封装工艺的一个棘手难题。 目前，深孔底部开窗一般采用光刻胶涂布，在孔底位置曝光显影后，刻蚀材料刻蚀孔底。但是，这种刻蚀孔底的方法不能防止深孔侧壁的刻蚀，刻蚀完成后，深孔内残留的光刻胶不易去除干净，也会影响后续制程。并且刻蚀过程中，表面的刻蚀速率要大于底部刻蚀速率，虽然可以通过加厚表面材料厚度，或调节设备参数等来改善表面刻蚀程度，但是其工艺相对复杂，且不易精确控制。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种，在晶圆级芯片尺寸封装过程中，能够有效改善深孔中的垂直刻蚀效果，防止深孔侧壁刻蚀，避免在深孔开窗时引入光刻胶，解决光刻胶残留的问题，且能够阻碍刻蚀工艺对晶圆表面的刻蚀，提高产品的良率，有效改善产品的可靠性。 本专利技术的技术方案是这样实现的: 一种，包括如下步骤: 3、准备包含若干个芯片单元的晶圆，设该晶圆的功能面为正面，所述功能面具有？爪脚和晶圆氧化层； 6、对晶圆背面的硅基板进行减薄； 0、在晶圆背面的硅基板上覆盖一层钝化层，并在该钝化层上形成与功能面内的？爪脚位置对应的第一开口； 么在晶圆背面的硅基板上的第一开口位置刻蚀形成深径比大于等于2:1的深孔，并使深孔的孔底暴露出晶圆正面的晶圆氧化层； 6、在钝化层表面和深孔内覆盖一层绝缘层； ？、在步骤6后的深孔外的绝缘层的表面上覆盖一层干膜； 8、在步骤？后的干膜上形成与深孔位置对应的第二开口 ； 11、刻蚀步骤8后的深孔孔底的绝缘层和晶圆氧化层，并暴露出？爪脚； 1、去除步骤11后的干膜； 』、在步骤1后的绝缘层表面和深孔内依次覆盖金属线路层和用于保护金属线路层的保护层； 1在步骤』后的保护层上开口，并在开口后的金属线路层上植球； 1、切割步骤&后晶圆，形成单颗封装芯片。 作为本专利技术的进一步改进，在步骤3中，所述芯片单元为感光芯片或由模拟电路、数字电路组成的集成电路的电子元件，所述芯片单元为感光芯片时，所述晶圆的功能面设有保护盖板。 作为本专利技术的进一步改进，在步骤8中，所述第二开口的直径小于所述深孔的直径。 作为本专利技术的进一步改进，所述深孔的形成方式为干法刻蚀或湿法刻蚀。 作为本专利技术的进一步改进，对晶圆背面的硅基板进行减薄的方式为研磨或刻蚀。 作为本专利技术的进一步改进，在步骤0中，通过曝光显影工艺，在钝化层上对应晶圆正面脚位置处形成第一开口。 作为本专利技术的进一步改进，在步骤8中，通过曝光显影工艺，在绝缘层上对应深孔位置处形成第二开口。 本专利技术的有益效果是:本专利技术提供一种，在晶圆级芯片尺寸封装中进行深孔底部刻蚀之前，通过在晶圆的背面覆盖一层干膜，再通过光刻工艺，在所述干膜上开一定尺寸的开口，暴露出深孔孔底进行刻蚀，有效解决了晶圆级芯片尺寸封装中深孔侧壁被刻蚀，孔底有异物残留，表面材料被严重刻蚀的问题，简化了工艺，提闻了广品的良率，同时，有效改善了广品的可罪性。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术封装工艺流程图； 图2为专利技术覆盖干膜并于其上开口后的结构剖面示意图； 图3为本专利技术封装完成后的结构剖面示意图。 结合附图，作以下说明: 1——娃基板2——晶圆氧化层 3——？爪脚4——钝化层 5——绝缘层6——干膜 7——深孔8——第二开口 9——切割道10——金属线路层 11——保护层12——焊料凸点 【具体实施方式】 如图1、图2和图3所示，一种，包括如下步骤: 1准备包含若干个芯片单元的晶圆，设该晶圆的功能面为正面，所述功能面具有？爪脚3和晶圆氧化层2； 6、对晶圆背面的娃基板1进彳丁减薄； 0、在晶圆背面的硅基板上覆盖一层钝化层4，并在该钝化层上形成与功能面内的？爪脚位置对应的第一开口 ；具体实施时，在晶圆背面的硅基板覆盖一层钝化层4，如光刻胶材料，经曝光显影工艺后，在钝化层4的对应的？爪脚3的上方位置形成第一开口，暴露出待刻深孔7的上开口。 么在晶圆背面的硅基板上的第一开口位置刻蚀形成深径比大于等于2:1的深孔7，并使深孔7的孔底暴露出晶圆正面的晶圆氧化层； 6、在钝化层表面和深孔7内覆盖一层绝缘层5 ；可将钝化层4与深孔7暴露于空气的面称之为第一表面，于第一表面上覆盖一层绝缘层5 ； ？、在步骤6后的深孔7外的绝缘层的表面上覆盖一层干膜6 ；即在绝缘层5的水平表面贴一层干膜6。 8、在步骤？后的干膜上形成与深孔7位置对应的第二开口 8 ； 卜、刻蚀步骤8后的深孔7孔底的绝缘层和晶圆氧化层，并暴露出？爪脚3；即在干膜6开第二开口后，整面作用的刻蚀材料通过第二开口进入具有绝缘层的深孔内，通过控制干膜开口的尺寸及设备参数，使刻蚀效果在垂直方向上表现优越，对深孔底部进行刻蚀，刻蚀至去除底部绝缘层及晶圆氧化层2，暴露出合适面积的？爪脚3。上述刻蚀过程对表面绝缘层5的刻蚀程度大于孔底绝缘层5的刻蚀，所述干膜6能有效阻止刻蚀材料对表面绝缘层5的减薄。即通过掩膜覆盖表层，在深孔位置形成开口，可暴露出深孔底部，同时能阻挡表面材料的刻蚀。 1、去除步骤11后的干膜；此时，绝缘层5表面及晶圆氧化层2和？爪脚3三者暴露于空气的面形成第二表面； 』、在步骤1后的绝缘层表面和深孔内依次覆盖金属线路层10和用于保护金属线路层的保护层11 ；即在第二表面上形成金属线路层10，涂布一绝缘材料作为保护层11，防止金属线路暴露在空气中被氧化。 1在步骤』后的保护层上开口，并在开口后的金属线路层上植球，形成焊料凸点12 ； 1、切割步骤&后晶圆，形成单颗封装芯片。即沿各芯片单元之间的切割道9对晶圆进行切割，将晶圆切割成单颗芯片。 优选的，在步骤3中，所述芯片单元为感光芯片或由模拟电路、数字电路组成的集成电路的电子元件吗，但其类型不限于此。若芯片单元为感光芯片，可以在晶圆的正面设置一保护盖板和支撑围堰层等，如性质良好的光学玻璃。 优选的，在步骤8中，所述第二开口的直径小于所述深孔的直径。即该第二开口为直径较深孔直径小的圆形孔，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止硅通深孔侧壁刻蚀的底部刻蚀方法，其特征在于：包括如下步骤：a、准备包含若干个芯片单元的晶圆，设该晶圆的功能面为正面，所述功能面具有PIN脚(3)和晶圆氧化层(2)；b、对晶圆背面的硅基板(1)进行减薄；c、在晶圆背面的硅基板上覆盖一层钝化层(4)，并在该钝化层上形成与功能面内的PIN脚位置对应的第一开口；d、在晶圆背面的硅基板上的第一开口位置刻蚀形成深径比大于等于2：1的深孔(7)，并使深孔的孔底暴露出晶圆正面的晶圆氧化层；e、在钝化层表面和深孔内覆盖一层绝缘层(5)；f、在步骤e后的深孔外的绝缘层的表面上覆盖一层干膜(6)；g、在步骤f后的干膜上形成与深孔位置对应的第二开口(8)；h、刻蚀步骤g后的深孔孔底的绝缘层和晶圆氧化层，并暴露出PIN脚；i、去除步骤h后的干膜；j、在步骤i后的绝缘层表面和深孔内依次覆盖金属线路层(10)和用于保护金属线路层的保护层(11)；k、在步骤j后的保护层上开口，并在开口后的金属线路层上植球，形成焊料凸点(12)；l、切割步骤k后晶圆，形成单颗封装芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范俊，黄小花，王晔晔，沈建树，翟玲玲，钱静娴，
申请(专利权)人：华天科技昆山电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32