[发明专利]一种利用TSV和TGV的减薄晶圆封装工艺

说明书

本发明公开一种利用TSV和TGV的减薄晶圆封装工艺，包括以下步骤：S1、晶圆键合玻璃载板，在背面制作TSV连通孔；S2、在TSV连通孔电镀形成Ni/Pd/Cu种子层；S3将Cu填充入TSV连通孔；S4、做晶圆铜柱凸块；S5、电镀Ni/Pd/Au金属叠层；S6、在玻璃载板的背面制作TGV连通孔；S7、在TGV连通孔电镀形成Ni/Pd/Cu种子层，S8、将Cu填充入TGV连通孔并形成铜柱凸块；S9、在玻璃载板的背面形成RDL；S10、蚀刻除多余Ni/Pd/Cu种子层；S11、玻璃载板铜柱凸块表面电镀Ni/Pd/Au金属叠层；S12、将TSV及TGV的连通孔连线分别焊接Clip或Board，完成3D架构。本发明不需要Cu CMP工序的TSV/TGV平坦填孔电镀，正反面分别完成TSV及TGV的连通孔连线制作双面布线连接，可上下再焊接Clip或是Board，完成高集积度、低延时传导的3D架构。

技术领域

本发明涉及晶圆加工领域，具体的是一种利用TSV和TGV的减薄晶圆封装工艺。

背景技术

随着通讯电子的兴起，人们对小型化和高灵敏度模块或系统的需求越来越高，对信号质量的要求也越来越严格。高密度集成技术，如系统级封装(System-in-Package，SiP)等技术得到了迅速发展，然而混合信号多芯片系统的小型化集成封装却成为了该领域的技术难点之一。以系统级封装为代表的新型3D封装技术，除了三维芯片堆叠(Stacked Diepackage)，封装堆叠(Package on Package，POP)等技术外，一些新材料和新技术的应用为封装小型化带来契机，如柔性基板，硅通孔(Through Silicon Via，TSV)转接板技术和玻璃通孔(Through Glass Via，TGV)转接板技术成为垂直3D互联的热点研究方向之一。

硅通孔技术(Through Silicon Via，TSV)技术是一项高密度封装技术，正在逐渐取代目前工艺比较成熟的引线键合技术，被认为是第四代封装技术。TSV技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电气互连。硅通孔技术可以通过垂直互连减小互联长度，减小信号延迟，降低电容/电感，实现芯片间的低功耗，高速通讯，增加宽带和实现器件集成的小型化。

玻璃材料和陶瓷材料没有自由移动的电荷，介电性能优良，热膨胀系数与硅接近，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔(Through Glass Via，TGV)技术可以避免TSV绝缘性不良的问题，是理想的三维集成解决方案。玻璃通孔(TGV)技术被认为是下一代三维集成的关键技术，该技术的核心为深孔形成工艺。此外，TGV技术无需制作绝缘层，降低了工艺复杂度和加工成本。TGV及相关技术在光通信、射频、微波、微机电系统、微流体器件和三维集成领域有广泛的应用前景。

传统的ECP技术填充连通TSV或TGV，需要填充金属入矽通孔(TSV)后，再用CMP化学机械抛光技术才能移除通孔外表面的金属层，达成通孔填充的平坦化，但在超薄晶圆或玻璃载板的结构中，采用CMP将限制基板的厚度，倘若太薄，会应力不均而造成破片或机械损伤。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种利用TSV和TGV的减薄晶圆封装工艺，利用化学电镀做接触及阻隔层，并提供之后电镀铜时的种子层，利用电极电镀可填充TSV或TGV的通孔，利用黄光图案形成RDL或凸起的Post和PAD，封装导线连接前再去除光阻，利用化学镀Ni/Pd/Au金属叠层的包覆，可形成对外导线的完美熔合键接。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用TSV和TGV的减薄晶圆封装工艺，包括以下步骤：

S1、将晶圆正面键合玻璃载板，完成背面减薄，通过黄光制程或Laser穿孔结合蚀刻技术在晶圆背面制作TSV连通孔；

S2、在TSV连通孔侧壁及底部化学电镀Ni/Pd/Cu种子层seed layer；