專利名稱：一種tsv背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)及方法，尤其是一種TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)及方法，屬于微電子封裝的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求向小型化、多功能、環(huán)保型等方向的發(fā)展，人們努力尋求將電子系統(tǒng)做得越做越小，集成度越來越高，功能越做越多、越來越強(qiáng)，由此產(chǎn)生了許多新技術(shù)、新材料和新設(shè)計(jì)，其中疊層芯片封裝技術(shù)以及系統(tǒng)級(jí)封裝(System-1n-Package,SiP)技術(shù)就是這些技術(shù)的典型代表之一。三維封裝技術(shù)，是指在將封裝結(jié)構(gòu)由二維布局拓展到三維布局，在相同封裝體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高密度、更高性能的系統(tǒng)集成。(N0R/NAND)及SDRAM的疊層封裝。[al])而硅穿孔(Through Silicon Via，TSV)是實(shí)現(xiàn)三維封裝中的關(guān)鍵技術(shù)之一。這歸因于TSV在現(xiàn)有的硅基工藝基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了三維堆疊結(jié)構(gòu)，增大元器件密度，減小互連延時(shí)問題，實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)。硅穿孔工藝是一種新興的集成電路制作工藝，適合用作多方面性能提升，在高頻高速以及大功率應(yīng)用中，能極大的提高電路的頻率特性和功率特性。硅穿孔工藝將制作在硅片表面的電路通過硅通孔中填充的金屬連接至硅片背面，結(jié)合三維封裝工藝，使得IC(集成電路)芯片布局從傳統(tǒng)二維分布發(fā)展到更先進(jìn)三維結(jié)構(gòu)，使封裝結(jié)構(gòu)更為緊湊，芯片引線距離更短，從而可以極大的提高電路的頻率特性和功率特性。但是，傳統(tǒng)的TSV工藝解決方案，要么無法控制金屬沾污，要么TSV刻蝕深度、背面研磨厚度、CMP等工藝的誤差會(huì)疊加在一起，使得TSV漏孔高度無法控制，給后續(xù)工藝帶來極大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)及方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，工藝步驟簡(jiǎn)單，避免金屬污染，加工精度高，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)，包括襯底，所述襯底具有第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；襯底內(nèi)設(shè)有貫通所述襯底的信號(hào)連接通孔與工藝監(jiān)控通孔，所述信號(hào)連接通孔的側(cè)壁及工藝監(jiān)控通孔的側(cè)壁均覆蓋有絕緣層，且所述絕緣層覆蓋襯底的第一主面；信號(hào)連接通孔內(nèi)填充有信號(hào)連接導(dǎo)體，工藝監(jiān)控通孔內(nèi)填充有與信號(hào)連接導(dǎo)體相同的材料；襯底的第一主面上設(shè)置用于與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接的第一連接導(dǎo)體，襯底的第二主面上設(shè)置與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接的第二連接導(dǎo)體，且第二連接導(dǎo)體通過信號(hào)連接導(dǎo)體與第一連接導(dǎo)體電連接；第二連接導(dǎo)體與襯底絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體通過絕緣層與襯底絕緣隔離。所述襯底的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層，第二連接導(dǎo)體通過背面介質(zhì)層與襯底絕緣隔離。
所述襯底的第一主面上設(shè)置第一絕緣隔離層，襯底的第二主面上設(shè)置第二絕緣隔離層，第一連接導(dǎo)體與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接后穿出第一絕緣隔離層外，第二連接導(dǎo)體與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接后穿出第二絕緣隔離層外。所述襯底包括硅襯底。一種TSV背面漏孔的封裝方法，所述封裝方法包括如下步驟:
a、提供襯底，所述襯底具有兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面，所述兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面包括第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；選擇性地掩蔽和刻蝕襯底的第一主面，以在襯底內(nèi)得到所需的工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽，其中，工藝監(jiān)控溝槽在襯底內(nèi)的刻蝕深度大于信號(hào)連接溝槽在襯底內(nèi)的刻蝕深度；
b、在上述襯底的第一主面上淀積絕緣層，所述絕緣層覆蓋在襯底的第一主面，且絕緣層覆蓋工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽對(duì)應(yīng)的側(cè)壁及底壁；
C、在上述襯底的第一主面上淀積導(dǎo)體材料，所述導(dǎo)體材料覆蓋在襯底的第一主面上，并填充在工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽內(nèi)；
d、去除上述襯底第一主面上的導(dǎo)體材料，并得到位于工藝監(jiān)控溝槽內(nèi)的導(dǎo)體及位于信號(hào)連接溝槽內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體；
e、在上述襯底的第一主面上設(shè)置第一連接導(dǎo)體，所述第一連接導(dǎo)體通過絕緣層與襯底絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體與信號(hào)連接溝槽內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體電連接，且所述第一連接導(dǎo)體穿出襯底第一主面上的第一絕緣隔離層；
f、在上述襯底的第一主面上鍵合固定基板；
g、利用上述基板對(duì)襯底的 第二主面進(jìn)行減薄，直至露出工藝監(jiān)控溝槽的槽底；
h、在上述工藝監(jiān)控溝槽的槽底設(shè)置遮擋層，所述遮擋層覆蓋工藝監(jiān)控溝槽的槽底并覆蓋工藝監(jiān)控溝槽槽底外側(cè)的第二主面；
1、利用工藝監(jiān)控溝槽進(jìn)行定位，將襯底的第二主面減薄至信號(hào)連接溝槽槽底的下方； j、在上述襯底的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層，所述背面介質(zhì)層覆蓋在襯底的第二主
面，并包覆上述工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽的槽底；
k、將上述背面介質(zhì)層及工藝監(jiān)控溝槽進(jìn)行減薄，直至信號(hào)連接溝槽內(nèi)信號(hào)連接導(dǎo)體的高度與工藝監(jiān)控溝槽內(nèi)監(jiān)控導(dǎo)體的高度一致；
1、在上述襯底的第二主面上設(shè)置第二連接導(dǎo)體及第二絕緣隔離層，所述第二連接導(dǎo)體支撐于背面介質(zhì)層上并與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接，且第二連接導(dǎo)體穿出對(duì)應(yīng)的第二絕緣隔離層；
m、對(duì)襯底第一主面上的基板解鍵合，以去除所述位于襯底第一主面上的基板。所述步驟f中，基板通過鍵合膠鍵合固定于襯底的第一主面。所述導(dǎo)體材料體的材料包括銅、鶴。所述步驟b中，在設(shè)置絕緣層的第一主面上設(shè)置用于形成阻擋層和種子層的阻擋種子層。所述襯底包括硅襯底。所述基板包括玻璃基板、硅基板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):在襯底內(nèi)設(shè)置工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽，通過工藝監(jiān)控溝槽能形成工藝監(jiān)控通孔，通過信號(hào)連接溝槽能形成信號(hào)連接通孔，在工藝監(jiān)控通孔內(nèi)設(shè)置監(jiān)控導(dǎo)體，在信號(hào)連接溝槽內(nèi)設(shè)置信號(hào)連接導(dǎo)體，信號(hào)連接導(dǎo)體的兩端分別電連接第一連接導(dǎo)體及第二連接導(dǎo)體，通過工藝監(jiān)控溝槽與信號(hào)連接溝槽之間的深度差實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)連接通孔及信號(hào)連接導(dǎo)體的精確控制，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝步驟簡(jiǎn)單，避免金屬污染，加工精度高，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。


圖1為封裝結(jié)構(gòu)中工藝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)工藝監(jiān)控通孔的開口度示意圖。圖2為封裝結(jié)構(gòu)中芯片區(qū)域內(nèi)信號(hào)連接通孔開口度的一種示意圖。圖3為封裝結(jié)構(gòu)中芯片區(qū)域內(nèi)信號(hào)連接通孔開口度的另一種示意圖。圖4為封裝結(jié)構(gòu)中工藝監(jiān)控區(qū)域分布的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為封裝結(jié)構(gòu)中工藝 監(jiān)控區(qū)域分布的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。19為本發(fā)明具體工藝實(shí)施步驟剖視圖，其中:
圖6為本發(fā)明在襯底內(nèi)得到工藝監(jiān)控溝槽及信號(hào)連接溝槽后的剖視圖。圖7為本發(fā)明在襯底的第一主面上設(shè)置絕緣層后的剖視圖。圖8為本發(fā)明在襯底的第一主面上設(shè)置阻擋種子層后的剖視圖。圖9為本發(fā)明在襯底的第一主面上設(shè)置導(dǎo)體材料體后的剖視圖。圖10為本發(fā)明在襯底內(nèi)得到信號(hào)連接導(dǎo)體及監(jiān)控導(dǎo)體后的剖視圖。圖11為本發(fā)明在襯底的第一主面上設(shè)置第一連接導(dǎo)體后的剖視圖。圖12為本發(fā)明在襯底的第一主面上鍵合固定基板后的剖視圖。圖13為本發(fā)明對(duì)襯底的第二主面進(jìn)行減薄后的剖視圖。圖14為本發(fā)明在襯底的第二主面上設(shè)置遮擋層后的剖視圖。圖15為本發(fā)明利用遮擋層對(duì)襯底的第二主面進(jìn)行再次減薄后的剖視圖。圖16為本發(fā)明在襯底的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層后的剖視圖。圖17為本發(fā)明對(duì)背面介質(zhì)層進(jìn)行減薄后的剖視圖。圖18為本發(fā)明在襯底的第二主面上設(shè)置第二連接導(dǎo)體后的剖視圖。圖19為本發(fā)明將基板與襯底解鍵合后的剖視圖。附圖標(biāo)記說明:1_襯底、2-工藝監(jiān)控溝槽、3-信號(hào)連接溝槽、4-絕緣層、5-阻擋種子層、6-導(dǎo)體材料、7-監(jiān)控導(dǎo)體、8-信號(hào)連接導(dǎo)體、9-第一絕緣隔離層、10-第一連接導(dǎo)體、11-鍵合膠、12-基板、13-遮擋層、14-背面介質(zhì)層、15-第二連接導(dǎo)體、16-第二絕緣隔離層、17-工藝監(jiān)控通孔開口、18-信號(hào)連接通孔開口及19-工藝監(jiān)控區(qū)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在芯片的三維封裝應(yīng)用中，TSV背面漏孔處理的金屬沾污控制是一大難題。如果用背面研磨或CMP工藝直接將TSV從背面漏孔，會(huì)導(dǎo)致TSV金屬填充物與晶圓背面的硅直接接觸，可能會(huì)引起金屬離子在硅中擴(kuò)散，最終導(dǎo)致有源器件特性因金屬離子沾污而發(fā)生漂移甚至失效。如果背面研磨或CMP不直接將TSV漏孔，而是在接近TSV底部的時(shí)候停住，然后用高選擇比的刻蝕工藝刻蝕硅，通過硅的刻蝕使TSV露出，利用TSV工藝本身的絕緣層和阻擋層控制金屬的擴(kuò)散，這將是一個(gè)很好的解決方案。但是TSV刻蝕深度的工藝誤差在2%左右，背面研磨的工藝誤差在3 μ m左右，加起來工藝誤差在5 μ m以上，目前的工藝是無法承受這么大的工藝誤差的。因此，如何控制背面工藝的精度就成了主要的問題
如圖19所示:為了解決上述問題，本發(fā)明包括襯底1，所述襯底I具有第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；襯底I內(nèi)設(shè)有貫通所述襯底I的信號(hào)連接通孔與工藝監(jiān)控通孔，所述信號(hào)連接通孔的側(cè)壁及工藝監(jiān)控通孔的側(cè)壁均覆蓋有絕緣層4，且所述絕緣層4覆蓋襯底I的第一主面；信號(hào)連接通孔內(nèi)填充有信號(hào)連接導(dǎo)體8，工藝監(jiān)控通孔內(nèi)填充有監(jiān)控導(dǎo)體7 ;襯底I的第一主面上設(shè)置用于與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接的第一連接導(dǎo)體10，襯底I的第二主面上設(shè)置與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接的第二連接導(dǎo)體15，且第二連接導(dǎo)體15通過信號(hào)連接導(dǎo)體8與第一連接導(dǎo)體10電連接；第二連接導(dǎo)體15與襯底I絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體10通過絕緣層4與襯底I絕緣隔離。具體地，所述襯底I包括硅襯底。所述襯底I的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層14，第二連接導(dǎo)體15通過背面介質(zhì)層14與襯底I絕緣隔離。所述襯底I的第一主面上設(shè)置第一絕緣隔離層9，襯底I的第二主面上設(shè)置第二絕緣隔離層16，第一連接導(dǎo)體10與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接后穿出第一絕緣隔離層9外，第二連接導(dǎo)體15與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接后穿出第二絕緣隔離層16外。如圖6 19所示:上述結(jié)構(gòu)的封裝結(jié)構(gòu)，可以采用下述工藝步驟制備得到，所述封裝方法具體包括如下步驟:
a、提供襯底I,所 述襯底I具有兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面,所述兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面包括第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；選擇性地掩蔽和刻蝕襯底I的第一主面，以在襯底I內(nèi)得到所需的工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3，其中，工藝監(jiān)控溝槽2在襯底I內(nèi)的刻蝕深度大于信號(hào)連接溝槽3在襯底I內(nèi)的刻蝕深度；
如圖6所示:所述襯底I包括硅襯底，襯底I的兩個(gè)主面中，襯底I的第一主面可以為正面，第二主面為背面；刻蝕襯底1，并在襯底I內(nèi)得到工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3可以采用常規(guī)的工藝步驟，為了能夠?qū)π盘?hào)連接溝槽3的后續(xù)工藝進(jìn)行監(jiān)控，本發(fā)明實(shí)施例中，工藝監(jiān)控溝槽2的深度大于信號(hào)連接溝槽3在襯底I內(nèi)的刻蝕深度；如圖1為一般工藝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)工藝監(jiān)控通孔開口 17的示意圖，圖2和圖3為現(xiàn)有一般芯片區(qū)域內(nèi)信號(hào)連接通孔18的示意圖，可見，工藝監(jiān)控通孔開口 17大于信號(hào)連接通孔開口 18，根據(jù)對(duì)襯底I刻蝕的性質(zhì)，根據(jù)開口度的大小來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)在襯底I內(nèi)的刻蝕深度，工藝監(jiān)控區(qū)域19在襯底I可以集中設(shè)置在一個(gè)區(qū)域，也可以分布在幾個(gè)不同的區(qū)域范圍內(nèi)，如圖4和圖5所示。本發(fā)明實(shí)施例中，通過工藝監(jiān)控溝槽2能夠形成后續(xù)的工藝監(jiān)控通孔，信號(hào)連接溝槽3能夠形成信號(hào)連接通孔；通過工藝監(jiān)控溝槽2能夠增大檢測(cè)信號(hào)并節(jié)省面積。本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)?shù)玫焦に嚤O(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3后，還需要對(duì)襯底I進(jìn)行清洗，確保沒有殘留。b、在上述襯底I的第一主面上淀積絕緣層4，所述絕緣層4覆蓋在襯底I的第一主面，且絕緣層4覆蓋工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3對(duì)應(yīng)的側(cè)壁及底壁；
如圖7所示:所述絕緣層4可以采用二氧化硅層，當(dāng)在襯底I的第一主面上設(shè)置絕緣層4后，絕緣層4覆蓋在工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3對(duì)應(yīng)的側(cè)壁及底壁。C、在上述襯底I的第一主面上淀積導(dǎo)體材料6，所述導(dǎo)體材料6覆蓋在襯底I的第一主面上，并填充在工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3內(nèi)；
如圖8和圖9所示:所述導(dǎo)體材料6的材料可以為銅，當(dāng)導(dǎo)體材料6的材料為銅時(shí)，在襯底I的第一主面上還設(shè)置阻擋種子層5，所述阻擋種子層5包括一層阻擋層及一層種子層，通過阻擋層及種子層能夠滿足銅材料的工藝要求，在襯底I的第一主面上設(shè)置阻擋種子層5為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段。當(dāng)在襯底I的第一主面上設(shè)置阻擋種子層5后，在導(dǎo)體材料6，導(dǎo)體材料6會(huì)覆蓋在阻擋種子層5上，并填充在工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3內(nèi)。d、去除上述襯底I第一主面上的導(dǎo)體材料6，并得到位于工藝監(jiān)控溝槽2內(nèi)的監(jiān)控填充體7及位于信號(hào)連接溝槽3內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體8 ；
如圖10所示:去除上述襯底I上的導(dǎo)體材料6及覆蓋于襯底I第一主面上的阻擋種子層5，使得填充于工藝監(jiān)控溝槽2內(nèi)的導(dǎo)體材料6形成監(jiān)控填充體7，同時(shí)，信號(hào)連接溝槽3內(nèi)的導(dǎo)體材料6形成信號(hào)連接導(dǎo)體8，且信號(hào)連接導(dǎo)體8與監(jiān)控導(dǎo)體7之間相獨(dú)立，互不連接。e、在上述襯底I的第一主面上設(shè)置第一連接導(dǎo)體10，所述第一連接導(dǎo)體10通過絕緣層4與襯底I絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體10與信號(hào)連接溝槽3內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接，且所述第一連接導(dǎo)體10穿出襯底I第一主面上的第一絕緣隔離層9 ；
如圖11所示:為了能夠?qū)⑿盘?hào)連接導(dǎo)體8與外部的連接，本發(fā)明實(shí)施例中，在襯底I的第一主面上設(shè)置第一連接導(dǎo)體10，所述第一連接導(dǎo)體10與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接接觸；襯底I的第一主面上還設(shè)置第一絕緣隔離層9，用于隔離信號(hào)連接導(dǎo)體8及監(jiān)控導(dǎo)體7與外部的連接，第一連接導(dǎo)體10穿出第一絕緣隔離層9外的部分呈凸點(diǎn)狀，第一絕緣隔離層9覆蓋第一主面上方的其余部分。f、在上述襯底I的第一主面上鍵合固定基板12 ；
如圖12所示:本發(fā)明實(shí)施例中，基板12通過鍵合膠11鍵合固定在襯底I的第一主面上，基板12可以為玻璃基板，通 過基板12的中轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)襯底I第二主面的需要的工藝操作。g、利用上述基板12對(duì)襯底I的第二主面進(jìn)行減薄，直至露出工藝監(jiān)控溝槽2的槽底；
如圖13所示:利用基板12能夠方便對(duì)襯底I的第二主面進(jìn)行減薄，使得工藝監(jiān)控溝槽2的槽底與襯底I的第二主面位于同一水平面上，即將襯底I的第二主面減薄剛好至工藝監(jiān)控溝槽2的槽底，并使得工藝監(jiān)控溝槽2槽底的監(jiān)控填充體7露出。h、在上述工藝監(jiān)控溝槽2的槽底設(shè)置遮擋層13，所述遮擋層13覆蓋工藝監(jiān)控溝槽2的槽底并覆蓋工藝監(jiān)控溝槽2槽底外側(cè)的第二主面；
如圖14所示:通過遮擋層13遮擋位于工藝監(jiān)控溝槽2內(nèi)的監(jiān)控導(dǎo)體7及絕緣層4，本發(fā)明實(shí)施例中，遮擋層13為光刻膠，遮擋層13向外延伸覆蓋工藝監(jiān)控溝槽2槽底外的部分；利用遮擋層13能夠防止金屬污染。1、利用工藝監(jiān)控溝槽2進(jìn)行定位，將襯底I的第二主面減薄至信號(hào)連接溝槽3槽底的下方；
如圖15所示:當(dāng)利用遮擋層13對(duì)工藝監(jiān)控溝槽2的進(jìn)行保護(hù)后，利用工藝監(jiān)控溝槽2與信號(hào)連接溝槽3之間的深度差異，能夠精確得到對(duì)應(yīng)的刻蝕量，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)連接溝槽3的精確刻蝕，本發(fā)明實(shí)施例中，將第二主面減薄至信號(hào)連接溝槽3槽底的下方，第二主面的減薄厚度可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。當(dāng)經(jīng)過上述減薄后，在襯底I的第二主面上形成若干柱狀或條狀的結(jié)構(gòu)。j、在上述襯底I的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層14，所述背面介質(zhì)層14覆蓋在襯底I的第二主面，并包覆上述工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3的槽底；
如圖16所示:所述背面介質(zhì)層14也為絕緣材料制作，背面介質(zhì)層14在襯底I第二主面的厚度大于之前減薄的厚度，即能夠?qū)⒙冻龅谋O(jiān)控填充體7及信號(hào)連接導(dǎo)體8全部進(jìn)行包覆。k、將上述背面介質(zhì)層14及工藝監(jiān)控溝槽2進(jìn)行減薄，直至信號(hào)連接溝槽3內(nèi)信號(hào)連接導(dǎo)體8的高度與工藝監(jiān)控溝槽2內(nèi)監(jiān)控填充體7的高度一致；
如圖17所示:對(duì)背面介質(zhì)層14進(jìn)行減薄，使得信號(hào)連接導(dǎo)體8與監(jiān)控導(dǎo)體7的高度一致，即信號(hào)連接導(dǎo)體8與監(jiān)控導(dǎo)體7位于同一水平面上，完成對(duì)信號(hào)連接溝槽3的工藝步驟，經(jīng)過上述步驟后，能夠在襯底I內(nèi)得到工藝監(jiān)控通孔及信號(hào)連接通孔的結(jié)構(gòu)。1、在上述襯底I的第二主面上設(shè)置第二連接導(dǎo)體15及第二絕緣隔離層16，所述第二連接導(dǎo)體15支撐于背面介質(zhì)層14上并與信號(hào)連接導(dǎo)體8電連接，且第二連接導(dǎo)體15穿出對(duì)應(yīng)的第二絕緣隔離層16 ；
如圖18所示:在上述第二主面上設(shè)置第二連接導(dǎo)體15，第二連接導(dǎo)體15與信號(hào)連接導(dǎo)體8的另一端端部接觸電連接，實(shí)現(xiàn)第一連接導(dǎo)體10與第二連接導(dǎo)體15的電連接，第二連接導(dǎo)體15穿出第二絕緣隔離層16的部分呈凸點(diǎn)狀；第二連接導(dǎo)體15在第二主面上的分布狀態(tài)與第一連接導(dǎo)體10在第一主面上的分布狀態(tài)相似。m、對(duì)襯底I第一主面上的基板12解鍵合，以去除所述位于襯底I第一主面上的基板12。

如圖19所示:對(duì)基板12進(jìn)行解鍵合，從而能夠得到所需的封裝結(jié)構(gòu)，通過封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行后續(xù)的三維封裝連接。如圖f圖19所示:在襯底I內(nèi)設(shè)置工藝監(jiān)控溝槽2及信號(hào)連接溝槽3，通過工藝監(jiān)控溝槽2能形成工藝監(jiān)控通孔，通過信號(hào)連接溝槽3能形成信號(hào)連接通孔，在工藝監(jiān)控通孔內(nèi)設(shè)置監(jiān)控填充體7，在信號(hào)連接溝槽內(nèi)設(shè)置信號(hào)連接導(dǎo)體8，信號(hào)連接導(dǎo)體8的兩端分別電連接第一連接導(dǎo)體10及第二連接導(dǎo)體15，通過工藝監(jiān)控溝槽2與信號(hào)連接溝槽3之間的深度差實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)連接通孔及信號(hào)連接導(dǎo)體8的精確控制，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝步驟簡(jiǎn)單，避免金屬污染，加工精度高，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)，包括襯底(I )，所述襯底(I)具有第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；其特征是:襯底(I)內(nèi)設(shè)有貫通所述襯底(I)的信號(hào)連接通孔與工藝監(jiān)控通孔，所述信號(hào)連接通孔的側(cè)壁及工藝監(jiān)控通孔的側(cè)壁均覆蓋有絕緣層(4)，且所述絕緣層(4)覆蓋襯底(I)的第一主面；信號(hào)連接通孔內(nèi)填充有信號(hào)連接導(dǎo)體(8)，工藝監(jiān)控通孔內(nèi)填充有監(jiān)控導(dǎo)體(7);襯底(I)的第一主面上設(shè)置用于與信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接的第一連接導(dǎo)體(10)，襯底(I)的第二主面上設(shè)置與信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接的第二連接導(dǎo)體(15)，且第二連接導(dǎo)體(15)通過信號(hào)連接導(dǎo)體(8)與第一連接導(dǎo)體(10)電連接；第二連接導(dǎo)體(15)與襯底(I)絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體(10)通過絕緣層(4)與襯底(I)絕緣隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述襯底(I)的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層(14)，第二連接導(dǎo)體(15)通過背面介質(zhì)層(14)與襯底(I)絕緣隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述襯底(I)的第一主面上設(shè)置第一絕緣隔離層(9)，襯底(I)的第二主面上設(shè)置第二絕緣隔離層(16)，第一連接導(dǎo)體(10)與信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接后穿出第一絕緣隔離層(9)外，第二連接導(dǎo)體(15)與信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接后穿出第二絕緣隔離層(16)外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述襯底(I)包括硅襯底 。
5.一種TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是，所述封裝方法包括如下步驟: (a)、提供襯底(I)，所述襯底(I)具有兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面,所述兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的主面包括第一主面及與所述第一主面對(duì)應(yīng)的第二主面；選擇性地掩蔽和刻蝕襯底(I)的第一主面，以在襯底(I)內(nèi)得到所需的工藝監(jiān)控溝槽(2 )及信號(hào)連接溝槽(3 )，其中，工藝監(jiān)控溝槽(2 )在襯底(I)內(nèi)的刻蝕深度大于信號(hào)連接溝槽(3)在襯底(I)內(nèi)的刻蝕深度； (b)、在上述襯底(I)的第一主面上淀積絕緣層(4)，所述絕緣層(4)覆蓋在襯底(I)的第一主面，且絕緣層(4 )覆蓋工藝監(jiān)控溝槽(2 )及信號(hào)連接溝槽(3 )對(duì)應(yīng)的側(cè)壁及底壁； (C)、在上述襯底(I)的第一主面上淀積導(dǎo)體材料(6)，所述導(dǎo)體材料(6)覆蓋在襯底(O的第一主面上，并填充在工藝監(jiān)控溝槽(2)及信號(hào)連接溝槽(3)內(nèi)； (d)、去除上述襯底(I)第一主面上的導(dǎo)體材料(6)，并得到位于工藝監(jiān)控溝槽(2 )內(nèi)的監(jiān)控導(dǎo)體(7)及位于信號(hào)連接溝槽(3)內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體(8)； (e)、在上述襯底(I)的第一主面上設(shè)置第一連接導(dǎo)體(10)，所述第一連接導(dǎo)體(10)通過絕緣層(4)與襯底(I)絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體(10)與信號(hào)連接溝槽(3)內(nèi)的信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接，且所述第一連接導(dǎo)體(10)穿出襯底(I)第一主面上的第一絕緣隔離層(9); (f)、在上述襯底(I)的第一主面上鍵合固定基板(12)； (g)、利用上述基板(12)對(duì)襯底(I)的第二主面進(jìn)行減薄，直至露出工藝監(jiān)控溝槽(2)的槽底； (h)、在上述工藝監(jiān)控溝槽(2)的槽底設(shè)置遮擋層(13)，所述遮擋層(13)覆蓋工藝監(jiān)控溝槽(2)的槽底并覆蓋工藝監(jiān)控溝槽(2)槽底外側(cè)的第二主面； (i )、利用工藝監(jiān)控溝槽(2 )進(jìn)行定位，將襯底(I)的第二主面減薄至信號(hào)連接溝槽(3 )槽底的下方； (j )、在上述襯底(I)的第二主面上設(shè)置背面介質(zhì)層(14)，所述背面介質(zhì)層(14)覆蓋在襯底(I)的第二主面，并包覆上述工藝監(jiān)控溝槽(2)及信號(hào)連接溝槽(3)的槽底； (k)、將上述背面介質(zhì)層(14)及工藝監(jiān)控溝槽(2)進(jìn)行減薄，直至信號(hào)連接溝槽(3)內(nèi)信號(hào)連接導(dǎo)體(8)的高度與工藝監(jiān)控溝槽(2)內(nèi)監(jiān)控導(dǎo)體(7)的高度一致； (I )、在上述襯底(I)的第二主面上設(shè)置第二連接導(dǎo)體(15)及第二絕緣隔離層(16)，所述第二連接導(dǎo)體(15)支撐于背面介質(zhì)層(14)上并與信號(hào)連接導(dǎo)體(8)電連接，且第二連接導(dǎo)體(15)穿出對(duì)應(yīng)的第二絕緣隔離層(16)； U)、對(duì)襯底(I)第一主面上的基板(12)解鍵合，以去除所述位于襯底(I)第一主面上的基板(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是:所述步驟(f)中，基板(12)通過鍵合膠(11)鍵合固定于襯底(I)的第一主面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是:所述導(dǎo)體材料體(6)的材料包括銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是:所述步驟(b)中，在設(shè)置絕緣層(4)的第一主面上設(shè)置用于形成阻擋層和種子層的阻擋種子層(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是:所述襯底(I)包括硅襯 。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述TSV背面漏孔的封裝方法，其特征是:所述基板(12)包括玻璃 基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TSV背面漏孔的封裝結(jié)構(gòu)及方法，其包括襯底，襯底內(nèi)設(shè)有貫通的信號(hào)連接通孔與工藝監(jiān)控通孔，所述信號(hào)連接通孔的側(cè)壁及工藝監(jiān)控通孔的側(cè)壁均覆蓋有絕緣層，且所述絕緣層覆蓋襯底的第一主面；信號(hào)連接通孔內(nèi)填充有信號(hào)連接導(dǎo)體，工藝監(jiān)控通孔內(nèi)填充有監(jiān)控填充體；襯底的第一主面上設(shè)置用于與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接的第一連接導(dǎo)體，襯底的第二主面上設(shè)置與信號(hào)連接導(dǎo)體電連接的第二連接導(dǎo)體，且第二連接導(dǎo)體通過信號(hào)連接導(dǎo)體與第一連接導(dǎo)體電連接；第二連接導(dǎo)體與襯底絕緣隔離，第一連接導(dǎo)體通過絕緣層與襯底絕緣隔離。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，工藝步驟簡(jiǎn)單，避免金屬污染，加工精度高，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
文檔編號(hào)H01L23/544GK103219303SQ20131010659
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
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