[发明专利]TSV转接板的制作方法及TSV转接板

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种TSV转接板的制作方法及TSV转接板。

背景技术

随着微电子技术的不断进步，仅依靠在单一芯片上集成更多的器件来提高芯片的性能已经无法满足实际的需求。因此，叠置芯片封装技术逐渐成为技术发展的主流。叠置芯片封装技术是在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内的垂直方向叠置多个芯片的封装技术。其中，穿透硅通孔(Through Si via，TSV)转接板是实现上下芯片互连的连接板，TSV转接板主要包括TSV通孔、转接电路和凸点三个部分，其不仅可以减小互连线的长度，而且可以降低电路的功耗。

图1为利用TSV转接板连接衬底和芯片的示意图。请参阅图1，衬底1和待集成的芯片3通过TSV转接板2连接。TSV转接板2是借助设置在其上、下表面的凸点21与衬底1和芯片3上的导电线路连接，位于TSV转接板2上、下表面的凸点21是借助贯穿其厚度的导电柱22连接。

目前，TSV通孔和凸点制备是通过下述方法完成：即，首先在TSV转接板2上制作通孔，然后用导电材料填充通孔，从而在TSV转接板2内形成贯穿其厚度的导电柱，最后在TSV转接板2的表面制作凸点21。图2a-图2h为目前凸点制作过程的示意图。请参阅图2a-图2h，凸点的具体制作过程如下：

利用光刻技术在未经处理的硅片5上制作通孔51，如图2b所示；然后通过PCD溅射工艺在通孔51的侧壁以及硅片5的表面沉积阻挡层52和籽晶层53，如图2c所示；利用电镀工艺在通孔51内沉积金属铜54，如图2d所示；利用化学机械研磨(CMP)将高出籽晶层53的金属铜54去除，如图2e所示；在硅片5的表面涂覆光刻胶55，并利用曝光、显影工艺在硅片5的表面形成制作凸点的图形，如图2f所示；在凸点位置电镀铜，然后磨平，如图2g所示；再次利用光刻技术将光刻胶55去除，从而在硅片5的表面形成凸点21，如图2h所示。

由上可知，目前制作凸点的过程需要两次光刻工艺，使得TSV转接板的成本较高。而且，光刻胶为有机物，其对电镀工艺有不良影响，容易降低凸点的导电性，从而降低TSV转接板电连接的可靠性。

发明内容

为至少解决上述问题之一，本发明提供一种TSV转接板的制作方法及TSV转接板，其不仅制作成本低，而且可以提高TSV转接板的可靠性。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种TSV转接板的制作方法，包括以下步骤：

获取衬底；

在所述衬底的表面制作牺牲层；

利用光刻和刻蚀技术在所述衬底上制作贯穿所述衬底和所述牺牲层的通孔；

在所述通孔位置制作导电柱和凸点，所述凸点位于所述导电柱的顶端，而且所述凸点的顶部高出所述牺牲层的上表面；

将位于所述牺牲层上表面的材料去除；

将位于所述衬底上表面的所述牺牲层去除，从而在所述通孔位置获得凸点。

其中，所述衬底为硅片。

其中，所述牺牲层为金属钛或SiN或SiO₂。

其中，所述导电柱和所述凸点的制作过程为：

在所述通孔的孔壁上制作阻挡层；

在所述阻挡层的表面制作籽晶层；

用导电的金属材料填充所述通孔，从而形成导电柱；

在所述导电柱的顶端制作所述凸点。

其中，所述阻挡层和所述籽晶层通过物理气相沉积工艺制作。

其中，通过电镀工艺制作所述导电柱，所述导电柱采用金属铜制作。

其中，通过电镀工艺制作所述凸点，所述凸点采用金属铜或含铅的导电材料制作。

其中，利用化学机械研磨的方式去除位于所述牺牲层表面的材料。

其中，利用化学腐蚀的方式将所述牺牲层去除。

其中，在去除所述牺牲层后，通过加热回流方式使所述凸点形成球状的凸点。

本发明还提供一种TSV转接板，其通过本发明提供的所述的制作方法制作而成。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的TSV转接板的制作方法是在制作通孔和凸点之前，首先在衬底的表面制作一层牺牲层，借助牺牲层可以仅在制作通孔时进行一次光刻工艺即可进行后续的填充通孔和制作凸点步骤，这不仅简化了工艺流程，从而降低了生产成本，提高了生产效率；而且由于在填充通孔和制作凸点时不再进行光刻工艺，避免的光刻胶对凸点和导电柱的导电性能的影响，从而可以提高TSV转接板的可靠性。