[发明专利]一种基于异质键合的多层玻璃基板工艺和结构

说明书

本发明公开了一种基于异质键合的多层玻璃基板工艺，是于玻璃基板表面蚀刻出沟槽，沉积金属于沟槽中形成金属线路，然后覆盖无机介质层；再制作出与金属线路连接的Via连接结构，得到单层单元；根据布线要求，将至少两个单层单元上下叠放并使Via连接结构相对应，通过玻璃/金属异质键合形成多层玻璃基板。本发明实现了内嵌多层布线的玻璃基板结构，可实现细线宽线距，满足高密度布线，具有更好的性能以及更广泛的应用。

技术领域

本发明涉及半导体封装基板的技术领域，尤其涉及一种基于异质键合的多层玻璃基板工艺和结构。

背景技术

随着芯片与电子产品中高性能、小尺寸、高可靠性以及超低功耗的要求越来越高，促使封装技术不断突破发展。相对于其他材质的基板，玻璃基板能解决有机基板布线密度不足等问题，实现芯片与芯片、芯片与封装基板间更高密度的互连。

现有封装玻璃基板的应用，通常是在玻璃基板上形成贯穿厚度方向的导电柱，通过导电柱实现玻璃基板相对两表面布线层的互联。随着集成电路应用多元化，三维集成先进封装的需求越来越强烈，如何实现玻璃基板的多层再布线结构成为难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种基于异质键合的多层玻璃基板工艺和结构。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种基于异质键合的多层玻璃基板工艺，包括以下步骤：

1)于玻璃基板的上表面蚀刻出沟槽，沉积金属于沟槽中形成金属线路；

2)于玻璃基板上表面沉积无机介质层；

3)分别在玻璃基板的上、下表面蚀刻出Via孔洞，填充金属制作出与金属线路连接的Via连接结构，得到单层单元；

4)根据布线要求，按照步骤1)～3)的方法制作出至少两个单层单元；将至少两个单层单元上下叠放并使Via连接结构相对应，通过异质键合形成多层玻璃基板。

可选的，步骤1)中，采用电镀工艺于沟槽中沉积金属，然后采用CMP工艺对金属平坦化至与所述玻璃基板的上表面平齐。

可选的，所述无机介质层是SiO₂层或SiN层，厚度为0.1um～5um。

可选的，步骤3)中，采用电镀工艺分别于所述上、下表面的Via孔洞中沉积金属，然后采用CMP工艺对金属平坦化至分别与所述玻璃基板的上、下表面平齐形成所述Via连接结构。

可选的，所述异质键合，是对待键合表面进行活化后，在室温下对待键合面进行对准和预键合，然后在200～350℃条件下热退火。

可选的，还包括在所述多层玻璃基板的上、下表面分别制作与所述Via连接结构连接的顶部再布线层和底部再布线层的步骤。

可选的，还包括分别于所述多层玻璃基板的上、下表面制作阻焊层，并且在所述下表面制作与所述底部再布线层连接的锡球的步骤。

可选的，步骤1)和步骤3)中，所述金属是铜。

上述工艺制备的基于异质键合的多层玻璃基板，包括上、下叠设并通过异质键合的至少两个单层单元，所述单层单元包括玻璃基板和设于玻璃基板上表面的无机介质层，所述单层单元内嵌设水平方向的金属线路以及垂直方向的Via连接结构，且相邻单层单元的Via连接结构对应连接。

本发明的有益效果为：

1)实现了内嵌多层布线的玻璃基板结构，相对于其他材质基板，玻璃基板具有更低的介电损耗；可实现细线宽线距，满足高密度布线；CTE可调，可靠性更好；兼容晶圆级工艺，灵活性更高等优点，具有更好的性能以及更广泛的应用；