[发明专利]TSV结构及TSV露头方法

说明书

本发明提供了一种TSV结构及TSV露头方法。该TSV结构包括：衬底；TSV导电柱，贯穿于衬底正面和衬底背面设置，且TSV导电柱具有延伸出衬底背面的露头部分；光敏性有机绝缘层，覆盖于衬底背面并包裹露头部分，光敏性有机绝缘层具有远离衬底背面的第一表面，且光敏性有机绝缘层中具有由第一表面向TSV导电柱延伸的通孔。由于上述TSV结构中采用光敏性有机绝缘层替代了现有技术中的SiO₂或SiN等绝缘介质，仅需要光刻即可实现TSV露头，从而不需要TSV刻蚀非常均匀，降低了工艺难度，并且不需要CMP工艺，工艺成本低廉。

技术领域

本发明涉及微电子封装技术领域，具体而言，涉及一种TSV结构及TSV露头方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路的特征尺寸不断缩小，器件互连密度不断提高。传统的二维封装已经不能满足业界的需求，因此基于TSV垂直互连的叠层封装方式以其短距离互连和高密度集成的关键技术优势，逐渐引领了封装技术发展的趋势。

前段TSV技术是把TSV导电柱做在晶圆里面的，在使用TSV导电柱进行三维集成封装时，需要对衬底进行减薄使得TSV露头，实现TSV导电柱的背面导电引出。

后续工艺一般是先用气相法沉积一层绝缘介质把晶圆背面保护起来，然后从晶圆背面进行CMP抛光工艺，对TSV导电柱上的绝缘介质进行去除以实现露头。然而TSV导电柱露出的高度并不统一，高度差异甚至超过10μm，因此需要对TSV导电柱刻蚀均匀性非常高，否则极有可能对晶圆表面造成损伤，或者导致某些区域较低的导电柱没有被成功移除绝缘介质，造成后续的互联失效，而且还需要昂贵的CMP工艺。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种TSV结构及TSV露头方法，以解决现有技术中的TSV露头方法易造成结构损伤或失效问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种TSV结构，包括：衬底；TSV导电柱，贯穿于衬底正面和衬底背面设置，且TSV导电柱具有延伸出衬底背面的露头部分；光敏性有机绝缘层，覆盖于衬底背面并包裹露头部分，光敏性有机绝缘层具有远离衬底背面的第一表面，且光敏性有机绝缘层中具有由第一表面向TSV导电柱延伸的通孔。

进一步地，沿衬底背面指向第一表面的方向上，露头部分的高度大于0.5μm。

进一步地，沿衬底背面指向第一表面的方向上，通孔的高度大于2μm。

进一步地，光敏性有机绝缘层为PI层或PBO层。

进一步地，光敏性有机绝缘层的第一表面高于TSV导电柱与通孔接触的表面。

进一步地，TSV结构还包括绝缘介质层，绝缘介质层包裹TSV导电柱。

根据本发明的另一方面，提供了一种TSV露头方法，包括以下步骤：S1，在衬底中设置TSV导电柱，使TSV导电柱贯穿衬底正面和衬底背面，且TSV导电柱的一端延伸出衬底背面形成露头部分；S2，在衬底背面形成光敏性有机绝缘层，以使光敏性有机绝缘层包裹露头部分，光敏性有机绝缘层具有远离衬底背面的第一表面；S3，在对应TSV导电柱对应的位置形成贯穿光敏性有机绝缘层的通孔。

进一步地，步骤S1包括以下步骤：S11，在衬底中形成TSV导电柱，以使TSV导电柱与衬底正面连通；S12，沿衬底背面减薄衬底，优选减薄后衬底背面至TSV导电柱之间的最短距离为10～50μm；S13，沿衬底背面刻蚀衬底，以使TSV导电柱的一端延伸出衬底背面形成露头部分，优选刻蚀后露头部分的顶部至衬底背面之间的最短距离大于0.5μm。

进一步地，TSV结构还包括绝缘介质层，步骤S11包括以下步骤：在衬底中形成TSV盲孔，以使TSV盲孔与衬底正面连通；形成覆盖于TSV盲孔底部以及TSV盲孔内壁上的绝缘介质层；在TSV盲孔中形成TSV导电柱，以使绝缘介质层包裹于TSV导电柱。