[发明专利]一种无需临时键合的超薄硅转接板的制作方法

摘要

本发明提供一种无需临时键合与解键合工艺的超薄硅转接板的制作方法，用于解决现有技术中设备成本高昂、工艺步骤多、胶体残留污染的问题。根据本发明提供的制作方法，超薄硅转接板形成在普通硅片的硅腔内，拿持及后续再布线层工艺、芯片贴装均可像普通硅晶圆一样进行操作，免去临时键合和解键合昂贵而繁杂的工艺步骤。本发明基于湿法腐蚀制作的硅腔底部平面具有光滑的表面，无须进行表面研磨抛光工艺步骤，结合喷胶和激光直写光刻工艺可以完成再布线层的制作，大大降低了工艺成本。本发明基于激光加工制作的硅通孔具有倾斜侧壁，有利于在硅通孔侧壁表面形成高质量的通孔阻挡层，并有利于在通孔内形成覆盖完整、连续的通孔侧壁金属层。

主权项

1.一种无需临时键合的超薄硅转接板的制作方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：准备一厚度为D的硅片晶圆(1)；步骤2：利用湿氧氧化工艺在所述步骤1制得的硅片晶圆(1)的正反两面各沉积一层二氧化硅掩模(2)，所述二氧化硅掩模(2)的厚度为1μm；在所述硅片晶圆(1)的正反两面的二氧化硅掩模(2)上旋涂一层第一光刻胶掩模(3)；根据所需的图案对所述硅片晶圆(1)正面的第一光刻胶掩模(3)进行光刻，形成光刻区域，所述光刻区域图案的宽度为W1；利用二氧化硅腐蚀液去除所述光刻区域覆盖的二氧化硅掩模(2)，形成图案化的二氧化硅掩模(2)；清除所述硅片晶圆(1)正反两面残余的第一光刻胶掩模(3)；步骤3：利用湿法腐蚀硅工艺在所述步骤2制得的硅片晶圆(1)的正面形成一硅腔(4)；所述硅腔(4)的截面呈倒梯形，所述硅腔(4)的顶部开口宽度为W1，硅腔底面(6)的宽度为W2；所述硅腔底面(6)下方剩余的硅片晶圆(1)形成厚度为d的转接板功能区域，未经湿法腐蚀硅工艺区域的硅片晶圆(1)厚度仍为D；其中，厚度d的范围在50‑200μm之间；宽度W1大于宽度W2，厚度d小于厚度D；步骤4：采用皮秒激光加工工艺在所述硅腔底面(6)形成倒梯形的硅通孔(7)；步骤5：利用等离子体增强的化学气相沉积技术在所述硅通孔(7)的侧壁表面形成二氧化硅阻挡层(8)；步骤6：利用磁控溅射的物理沉积技术在所述二氧化硅阻挡层(8)的表面形成正面金属层(9)；步骤7：采用喷胶技术在所述硅片晶圆(1)的正面，所述硅腔底面(6)和硅腔侧壁(5)的正面金属层(9)表面喷涂所需图案的光刻胶；利用激光直写光刻技术对所述硅腔底面(6)的光刻胶进行光刻，形成图案化的第二光刻胶掩模(10)；步骤8：采用电镀的方法对所述第二光刻胶掩模(10)进行金属图形的加厚，在所述硅腔底面(6)形成正面再布线层(11)；步骤9：利用去胶溶液去除所述第二光刻胶掩模(10)，并利用干法刻蚀技术去除所述正面金属层(9)；步骤10：在所述硅片晶圆(1)的背面，利用磁控溅射的物理沉积技术形成背面金属层(12)；步骤11：在所述硅片晶圆(1)的背面，利用喷胶和对准光刻技术形成所需图案的背面光刻胶掩模(13)；步骤12：利用电镀的方法对所述背面光刻胶掩模(13)进行金属图形的加厚，形成背面再布线层(14)；步骤13：利用去胶溶液去除所述背面光刻胶掩模(13)，利用干法刻蚀技术去除所述背面金属层(12)；步骤14：在所述硅片晶圆(1)的背面，利用晶圆植球技术形成转接板微球(15)；步骤15：保留所述硅腔底面(6)所在区域的硅片晶圆(1)，去除周边区域的硅片晶圆(1)，制得超薄硅转接板(17)。