本發(fā)明涉及一種芯片封裝側(cè)壁植球工藝，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路的特征尺寸不斷縮小，器件互連密度不斷提高，傳統(tǒng)的二維封裝已經(jīng)不能滿足業(yè)界的需求，因此基于TSV垂直互連的轉(zhuǎn)接板封裝方式以其短距離互連，高密度集成以及低成本的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)，逐漸引領(lǐng)了封裝技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。但是一般的二維封裝中芯片的四周側(cè)壁沒(méi)有焊墊或者凸點(diǎn)，而打線只能是芯片的正面PAD（焊盤）對(duì)應(yīng)連接端的正面PAD或者金手指，因此這些芯片不能進(jìn)行側(cè)壁的布線或焊接。

在轉(zhuǎn)接板芯片進(jìn)行正面組裝的過(guò)程中，往往需要在轉(zhuǎn)接板芯片的側(cè)壁進(jìn)行打線焊接，以使其能夠把信號(hào)導(dǎo)出轉(zhuǎn)接板，或者直接在側(cè)壁上進(jìn)行打線或芯片貼裝，針對(duì)這些要求，目前業(yè)界一般是做一個(gè)槽，槽內(nèi)鍍滿金屬，通過(guò)切割，把金屬切成連段，則斷面即成為焊接用的凸點(diǎn)。但是這種工藝會(huì)造成金屬污染硅片側(cè)壁，或者金屬太厚會(huì)造成切刀的損傷，不利于大規(guī)模量產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述和/或現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝中存在的二維封裝芯片的不能進(jìn)行側(cè)壁的布線或焊接的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種芯片封裝側(cè)壁植球工藝，通過(guò)刻蝕工藝使金屬焊墊露出，避免了金屬離子對(duì)硅材質(zhì)的污染；通過(guò)植球工藝在晶圓表面進(jìn)行植球，晶圓四周側(cè)壁有焊錫球，有利于側(cè)壁焊接。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述芯片封裝側(cè)壁植球工藝，其特征是，包括以下步驟：

（1）在晶圓上制RDL走線層和TSV孔，在TSV孔中制作TSV孔金屬，RDL走線層的末端和TSV孔互連的地方作為焊盤；

（2）在晶圓上制作溝槽，露出TSV孔金屬的側(cè)面或側(cè)面和底面；

（3）在RDL走線層的末端上表面進(jìn)行植球工藝，回流后在焊盤和TSV孔金屬的側(cè)壁形成凸點(diǎn)；

（4）通過(guò)切割或背部減薄使芯片分離，得到側(cè)壁帶凸點(diǎn)的單一芯片。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述步驟（1）的具體步驟為：在晶圓表面制作RDL走線槽和TSV孔，在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層，再對(duì)晶圓進(jìn)行正面電鍍，使TSV孔和RDL走線槽內(nèi)鍍滿金屬，通過(guò)CMP工藝使晶圓表面RDL走線槽和TSV孔之外的金屬都被去除。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述步驟（1）的具體步驟為：在晶圓表面制作TSV孔，在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層，再在TSV孔內(nèi)鍍滿金屬，接著通過(guò)光刻和電鍍工藝制作RDL走線層，此時(shí)RDL走線在晶圓表面突出。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，在所述步驟（3）之前對(duì)晶圓表面進(jìn)行CMP研磨，去除晶圓表面焊盤上的錫球，使表面平整后，再做切割。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述TSV孔金屬露出的側(cè)面或側(cè)面和底面進(jìn)行化鍍工藝。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述化鍍金屬是銅、鈦、鎳、鈀、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種；單層金屬厚度為10nm~10μm，多層金屬厚度為20nm~20μm。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，在進(jìn)行化鍍工藝之前對(duì)露出的金屬先進(jìn)行表面去氧化層處理，除掉金屬表面的氧化層。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述溝槽深度方向上由TSV孔的頂部向下延伸；所述溝槽寬度方向上由TSV孔的側(cè)壁向TSV孔內(nèi)部方向延伸；或者，寬度方向上由一側(cè)TSV孔的側(cè)壁延伸至另一側(cè)TSV孔的側(cè)壁；或者，寬度方向上由一側(cè)TSV孔的內(nèi)部延伸至另一側(cè)TSV孔的側(cè)壁或內(nèi)部。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述溝槽移除深度比TSV孔深，或者只移除TSV孔上面的一部分，或者將TSV孔外側(cè)晶圓材質(zhì)全部移除并把TSV孔底部晶圓材質(zhì)一起移除，使TSV孔金屬懸掛在晶圓一側(cè)。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述晶圓的材質(zhì)為硅片、藍(lán)寶石片、碳化硅片、石英片或玻璃片；所述絕緣層的材質(zhì)為氧化硅、氮化硅、氧化鋁、碳化硅或者有機(jī)薄膜；所述種子層的材質(zhì)為銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種；所述TSV孔金屬的材質(zhì)為是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫的一種或者幾種。

本發(fā)明利用干法刻蝕工藝，在優(yōu)先做好的焊墊邊緣進(jìn)行基底材料去除，使金屬焊墊露出，然后再通過(guò)植球工藝，得到四周有焊墊的單一芯片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)刻蝕工藝使金屬焊墊露出，避免了金屬離子對(duì)硅材質(zhì)的污染；通過(guò)植球工藝在晶圓表面進(jìn)行植球，晶圓四周側(cè)壁有焊錫球，有利于側(cè)壁焊接。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1a為在晶圓上制作得到RDL走線槽的示意圖。

圖1b為RDL走線槽末端制作得到TSV孔的示意圖。

圖1c為在圖1b基礎(chǔ)上制作得到絕緣層的示意圖。

圖1d為在圖1c基礎(chǔ)上在晶圓表面電鍍金屬的示意圖。

圖1e為在圖1d基礎(chǔ)上去除TSV和RDL之外區(qū)域表面金屬的示意圖。

圖1f為在晶圓上制作得到TSV孔的示意圖。

圖1g為在圖1f基礎(chǔ)上在TSV孔中制作得到金屬的示意圖。

圖1h為在圖1f的基礎(chǔ)上制作RDL走線層的示意圖。

圖1i-1為在圖1e基礎(chǔ)上制作得到溝槽的示意圖。

圖1i-2為圖1i-1的俯視圖。

圖1j-1為在圖1i-1基礎(chǔ)上通過(guò)焊錫膏進(jìn)行植球的示意圖。

圖1j-2為在圖1i-1基礎(chǔ)上通過(guò)沉積助焊劑和錫球進(jìn)行植球的示意圖。

圖1k為在圖1j-1、圖1j-2基礎(chǔ)上回流形成凸點(diǎn)的示意圖。

圖1l為在圖1k基礎(chǔ)上得到單一芯片的示意圖。

圖1m為在圖1k基礎(chǔ)上去除晶圓表面錫球的示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：晶圓101、RDL走線槽102、TSV孔103、絕緣層104、種子層105、RDL 走線層107、溝槽108。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)施制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。

本發(fā)明所述芯片封裝側(cè)壁植球工藝，具體包括步驟：

A：在晶圓表面通過(guò)光刻和刻蝕工藝做出RDL走線槽，然后通過(guò)光刻工藝定義出TSV，通過(guò)干法刻蝕的方式做出TSV孔；

如圖1a所示，以晶圓101做底材，通過(guò)光刻工藝在晶圓的表面定義出RDL走線槽102；此處晶圓101可以是轉(zhuǎn)接板也可以是功能芯片；晶圓101的厚度為100μm~775μm，直徑為150mm~300mm；晶圓101的材質(zhì)可以是硅片，也可以是藍(lán)寶石片、碳化硅片或者石英片、玻璃片等。通過(guò)干法或者濕法刻蝕工藝做出RDL走線槽102，RDL走線槽102寬度為1μm~100μm，深度為1μm~100μm，其功能是連接晶圓上的有源區(qū)域的導(dǎo)電體；

如圖1b所示，通過(guò)光刻工藝在RDL走線槽102的末端定義出TSV區(qū)域，通過(guò)干法刻蝕工藝做出TSV孔103，TSV孔103可以是圓柱形的，也可以是方塊形的或者扁平形、橢圓柱形的、倒梯形的，其一邊跟RDL走線槽102相連接，其形狀跟后續(xù)的打線或者貼片工藝有關(guān)；TSV孔的深度為10μm~500μm；所述RDL走線槽102的末端跟TSV103互連的地方為焊盤，焊盤和RDL走線槽在一個(gè)平面上，通過(guò)一次刻蝕工藝做出。

或者只需要在晶圓上定義出TSV區(qū)域就可以，如圖1f所示；在TSV孔103的基礎(chǔ)上，通過(guò)光刻和電鍍的工藝來(lái)制作RDL 走線層107，此時(shí)RDL走線層107是在晶圓101表面突出來(lái)的（如圖1h所示，圖1h中104為絕緣層，109為種子層，107為RDL走線層）。

B：在晶圓表面制作絕緣層，在絕緣層上沉積種子層；

如圖1c所示，在晶圓101的表面通過(guò)氣相沉積工藝或者旋涂工藝或者電鍍有機(jī)物工藝制作出絕緣層104，也可以通過(guò)熱氧法直接長(zhǎng)出一層絕緣膜；該絕緣層104的材質(zhì)可以是氧化硅、氮化硅、氧化鋁、碳化硅或者有機(jī)薄膜等，其作用是阻止后續(xù)金屬離子或者金屬膜跟晶圓導(dǎo)通或者污染晶圓；絕緣層104的厚度為10nm~100μm；

通過(guò)濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層表面沉積金屬層做種子層（圖中未示出種子層），其材質(zhì)可以是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度在10nm~10μm，多層金屬厚度在20nm~20μm。

C：通過(guò)電鍍工藝對(duì)晶圓進(jìn)行正面電鍍，使TSV孔和RDL走線槽內(nèi)都鍍滿金屬，通過(guò)CMP工藝使晶圓表面RDL走線槽和TSV孔之外的金屬都被去除；

如圖1d所示，通過(guò)電鍍工藝，在種子層上面整面電鍍金屬，使RDL走線槽102和TSV孔103內(nèi)都填滿金屬；通過(guò)CMP工藝對(duì)晶圓101表面的金屬進(jìn)行去除，得到具有RDL和TSV的結(jié)構(gòu)（如圖1e所示）；圖1g所示則為只有TSV工藝的晶圓，其表面CMP后只剩下TSV內(nèi)有金屬；此處金屬材質(zhì)可以是銅、鈦、鎳、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度為10nm~1000μm，多層金屬厚度為20nm~2000μm；對(duì)于圖1g所示的只有TSV結(jié)構(gòu)的晶圓，還需要在其表面通過(guò)光刻和電鍍工藝制作RDL走線層107，RDL走線層107的末端跟TSV103頂部互連的地方為焊盤；

D：通過(guò)光刻工藝定義出溝槽，溝槽位于TSV孔的一側(cè)，通過(guò)刻蝕工藝使TSV孔的側(cè)壁金屬露出來(lái)，通過(guò)化鍍工藝使露出的金屬表面沉積其它金屬膜以利于植球；

如圖1i-1、圖1i-2所示，通過(guò)光刻工藝在晶圓101上定義出溝槽108區(qū)域；所述溝槽108深度方向上由TSV孔103的頂部向下延伸，寬度方向上由TSV孔103的側(cè)壁向TSV孔103內(nèi)部方向延伸；或者，寬度方向上由一側(cè)TSV孔103的側(cè)壁延伸至另一側(cè)TSV孔103的側(cè)壁；或者，寬度方向上由一側(cè)TSV孔103的內(nèi)部延伸至另一側(cè)TSV孔103的側(cè)壁或內(nèi)部；通過(guò)干法或者濕法刻蝕工藝對(duì)該溝槽108區(qū)域的晶圓材質(zhì)進(jìn)行移除，其最終結(jié)果是露出TSV孔金屬的側(cè)面或者側(cè)面和底面；所述移除深度可以比TSV孔103深，也可以只移除TSV孔103上面的一部分，也可以將TSV孔103外側(cè)晶圓材質(zhì)全部移除并把TSV孔103底部晶圓材質(zhì)一起移除，使TSV孔103金屬懸掛在晶圓一側(cè)；此處露出的金屬如果不適合植球工藝，則對(duì)晶圓正面進(jìn)行化鍍工藝，化鍍金屬可以是銅、鈀、鈦、鎳、鈀、金、銀、鎢、鋁、錫等的一種或者幾種；單層金屬厚度在10nm~10μm，多層金屬厚度在20nm~20μm；在進(jìn)行化鍍工藝之前如果金屬上存在氧化層也可以對(duì)露出的金屬先進(jìn)行表面去氧化層處理，通過(guò)溶劑除掉金屬表面的氧化層；

E：在金屬表面進(jìn)行植球工藝，使焊盤表面帶焊球或者焊錫膏，回流后在焊盤和TSV的側(cè)壁形成錫球；

如圖1j-1、圖1j-2所示，利用鋼網(wǎng)在晶圓表面進(jìn)行植球工藝，植球可以通過(guò)沉積助焊劑和錫球202的方式（如圖1j-2所示），也可以直接用焊錫膏201來(lái)做（如圖1j-1所示）；過(guò)回流爐后，焊球在焊盤和TSV側(cè)壁金屬上均勻分布，形成扁平狀凸點(diǎn)203，如圖1k所示；

F：通過(guò)切割工藝或者背部減薄工藝使芯片分離，得到側(cè)壁帶金屬焊盤的單一芯片；

如圖1l所示，通過(guò)切割工藝切除焊盤金屬之間的晶圓材質(zhì)，使芯片分離成單一的個(gè)體；也可以通過(guò)減薄晶圓背部的工藝，直接將晶圓減薄到溝槽的位置，則芯片自動(dòng)分離為單一的個(gè)體；

如圖1m所示，也可以在切割前對(duì)晶圓表面進(jìn)行CMP研磨，去除晶圓表面焊盤上的錫球，使表面平整后，再做切割。

應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。