專利名稱：制作微型連接器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作微型連接器的方法，尤指一種制作具有高密度薄型 且正反面導(dǎo)通的微型連接器的方法。
背景技術(shù)：
就目前電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)而言，電子產(chǎn)品的多功能化與微型化已成為 主要的方向，且其多功能的表現(xiàn)往往需要整合數(shù)個(gè)芯片的運(yùn)作方可達(dá)成，然 而各芯片之間的連接若透過印刷電路板的電路布局加以達(dá)成，勢(shì)必造成電子產(chǎn)品的體積增加。為了改善此問題，單一系統(tǒng)芯片(systemonchip，SOC)的整 合因而逐漸盛行。但由于系統(tǒng)芯片工藝技術(shù)復(fù)雜、成品率不高且價(jià)格太高， 因此目前許多含有集成電路與微機(jī)電產(chǎn)品的半導(dǎo)體元件，均朝向系統(tǒng)封裝 (system in package, SIP)的封裝方式進(jìn)行，以降低生產(chǎn)成本及提高產(chǎn)品成品率。系統(tǒng)封裝主要的概念是利用微型連接器為媒介，將多個(gè)欲整合應(yīng)用并互 相連接的芯片裝設(shè)在其上，并將上述芯片與微型連接器一并封裝成一系統(tǒng)封 裝結(jié)構(gòu)，而各芯片之間則利用連接器內(nèi)部所設(shè)置的導(dǎo)線層加以電性連接，因 此，微型連接器在系統(tǒng)封裝上占了相當(dāng)重要的角色。隨著產(chǎn)品朝向輕、薄、 短、小發(fā)展，縮小系統(tǒng)封裝的體積勢(shì)在必行，因此改善孩i型連接器的尺寸與 各芯片的連接方式已成為一重要的課題。已知硅微型連接器只有單面具有電 連接點(diǎn)，在堆疊上有其限制，雖然已知印刷電路板具有正反兩面導(dǎo)通的特性， 但又由于印刷電路板的體積過大，因此為了縮小封裝體積，制作具有高密度 薄型、三維堆疊、工藝簡化且大量生產(chǎn)的微型連接器，成為業(yè)界極力努力的 方向。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種制作高密度薄型且正反面導(dǎo)通的微型 連接器的方法。根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作微型連接器的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，首 先提供晶片，該晶片包含有第一表面與第二表面。接著在該晶片的該第一表 面形成第一介電層，然后圖案化該第一介電層，該第一介電層包含有多個(gè)第 一開口，并且各該第一開口暴露出該第一表面。隨后在這些第一開口暴露出 的該第一表面蝕刻出多個(gè)孔。再在各該孔內(nèi)形成內(nèi)部導(dǎo)電層以填滿各該孔， 以及在該第一介電層上形成第一表面導(dǎo)電層。接著圖案化該第一表面導(dǎo)電 層，以暴露出該第一介電層，并且在該第一表面導(dǎo)電層與該第一介電層上形 成第一絕緣圖層。然后進(jìn)行薄化工藝，將該晶片的該第二表面薄化，以暴露 出各該孔中的該內(nèi)部導(dǎo)電層。隨后在該晶片的該第二表面形成第二介電層， 然后圖案化該第二介電層，該第二介電層包含有多個(gè)第二開口對(duì)應(yīng)在該第二 表面的這些孔。再在該第二介電層上形成第二表面導(dǎo)電層，并且填滿各該第 二開口。然后圖案化該第二表面導(dǎo)電層。最后在該第二表面導(dǎo)電層與該第二 介電層上形成第二絕緣圖層。本發(fā)明的制作微型連接器的方法系透過深蝕刻、無電電鍍與薄化工藝， 在晶片上制作出具有穿孔的正反面導(dǎo)通的導(dǎo)電層，并且通過薄化工藝薄化至 所需的厚度，以提供體積小且高密度的封裝，更具有簡化、連貫且可大量生 產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1至圖17為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例制作微型連接器的方法示意圖。 圖18至圖19為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例制作微型連接器的方法示意圖。附圖標(biāo)記說明10晶片12第一介電層14第一表面16第二表面18掩模圖案20第一開口22孑匕24表面保護(hù)層26金屬層28內(nèi)部導(dǎo)電層30第一表面導(dǎo)電層32第一絕緣圖層34粘著層36承栽晶片38第二介電層40第二表面導(dǎo)電層42第二絕緣圖層 44 微型連接器具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖1至圖17,圖1至圖17為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例制作微型連接 器的方法示意圖。如圖1所示，首先提供晶片10,例如硅晶片，且晶片10 包含有第一表面14與第二表面16,然后在晶片的第一表面14上形成第一介 電層12。在本實(shí)施例中，第一介電層12為熱沉積方式形成的氧化層，其作 用在提供絕緣效果，以避免漏電流問題，第一介電層12的形成方式與材料 并不限，例如可為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等絕緣材料所構(gòu)成。如圖2所示，接著在第一介電層12上形成掩模圖案18。掩模圖案18 可為光致抗蝕劑圖案，利用半導(dǎo)體光刻工藝將所需要的圖形表現(xiàn)在晶片10 上。如圖3所示，然后圖案化第一介電層12,利用掩模圖案18作為掩模， 蝕刻第一介電層12未被掩模保護(hù)的區(qū)域。第一介電層12包含有對(duì)應(yīng)掩模圖 案18的多個(gè)第一開口 20，并且各第一開口 20暴露出第一表面14。如圖4 所示，接著在第一開口 20暴露出的第一表面14,蝕刻出多個(gè)孔22。本實(shí)施 例的孔22為垂直側(cè)壁，但可依據(jù)元件的需求制作具有不同形狀側(cè)壁的孔22， 例如圓弧側(cè)壁或傾斜側(cè)壁等，如圖5與圖6所示，并且依據(jù)不同形狀的孔 22可利用不同的蝕刻方式，例如垂直側(cè)壁的孔22可利用千式蝕刻中的深 反應(yīng)離子蝕刻工藝，圓弧側(cè)壁的孔可利用使用氟化氫為蝕刻液的濕式蝕刻， 傾斜側(cè)壁的孔則可利用4吏用氬氧化鉀或氯氧化四曱基銨或乙二胺鄰苯二酚 為蝕刻液的濕式蝕刻工藝?？?2深度則可依元件需求來做調(diào)整。如圖7所示，接下來對(duì)晶片IO的第二表面16進(jìn)行表面保護(hù)。晶片10 表面的保護(hù)可在第二表面16上形成表面保護(hù)層24，例如形成光致抗蝕劑 層或粘著熱分離膠帶或紫外線膠帶在第二表面16上，其目的是為了輕易地 將接下來電鍍?cè)诘诙砻?6上的金屬移除，因此并不限在使用上述的材料， 而亦可為其它材料例如臘或聚酰亞胺(polyimide)等。如圖8所示，對(duì)整片晶片IO進(jìn)行表面活化工藝，然后進(jìn)行無電電鍍工 藝，在各孔內(nèi)形成內(nèi)部導(dǎo)電層28以填滿各孔，并在掩才莫圖案18與晶片10 的第二表面16上形成金屬層26。由于進(jìn)行無電電鍍工藝之前，需先對(duì)欲電 鍍的部分進(jìn)行表面活化處理。本實(shí)施例將整片晶片IO表面活化后，置入無電電鍍金屬的溶液中進(jìn)行無電電鍍。表面活化工藝可采用干式的等離子體轟 擊，以提升欲電鍍表面的活化能，或是利用置放在氯化鈀溶液將鈀離子附著 在欲電鍍表面。另外，無電電鍍工藝中電鍍的金屬可為金、銅或其它金屬材料。如圖9所示，移除第二表面16的表面保護(hù)層24與電鍍?cè)谄渖系慕饘賹?26，并且進(jìn)行剝離工藝，移除掩模圖案18與電鍍?cè)谘谀D案18上的金屬層 26，暴露出孔內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)電層28與第一介電層12。如圖IO所示，之后進(jìn)行 金屬鍍膜工藝，在第一表面14上電鍍第一表面導(dǎo)電層30。第一表面導(dǎo)電層 30的材料以與無電電鍍工藝所電鍍的內(nèi)部導(dǎo)電層28的金屬種類相同為優(yōu)選 的作法。本實(shí)施例的金屬鍍膜工藝可為蒸鍍工藝、濺鍍工藝或其它鍍膜工藝。如圖11所示，接著圖案化第一表面導(dǎo)電層30,使第一表面導(dǎo)電層30 形成所需的導(dǎo)電圖案。如圖12所示，然后在第一表面導(dǎo)電層30與第一介電 層12上形成第一絕緣圖層32。第一絕緣圖層32的圖案才艮據(jù)欲連接芯片的需 求而決定，所暴露出的第一表面導(dǎo)電層30可作為微型連接器的電連接點(diǎn)用 來連"^外部芯片(圖未示)。如圖13所示，接著利用粘著層34將承載晶片36(handlewafer)粘貼在第 一絕緣圖層32上。如圖14所示，進(jìn)行薄化工藝，將晶片IO的第二表面16 薄化，使各孔22內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)電層28被暴露出。由于承載晶片36的功用在 于確保晶片10薄至小于200微米仍可進(jìn)行制造，因此若拋光后的厚度大在 200微米時(shí)，則不需在第一絕緣圖層32上粘貼粘著層34與承載晶片36。薄 化工藝可利用拋光以及化學(xué)機(jī)械拋光工藝，將晶片10的厚度依照需求拋光 至所需的厚度。如圖15所示，接著翻轉(zhuǎn)晶片10，在晶片IO的第二表面16上形成第二 介電層38，然后圖案化第二介電層38。第二介電層38包含有多個(gè)第二開口 對(duì)應(yīng)在第二表面16的孔22。如圖16所示，再在第二介電層38上形成第二 表面導(dǎo)電層40，并且填滿各第二開口，然后圖案化第二表面導(dǎo)電層40,使 第二表面導(dǎo)電層40形成所需的導(dǎo)電圖案。第二表面導(dǎo)電層40通過第二開口 得以與內(nèi)部導(dǎo)電層28電性連接。如圖17所示，最后在第二表面導(dǎo)電層40 與第二介電層38上形成第二絕緣圖層42,然后進(jìn)行切割以及移除粘著層34 與承載晶片36，即為所需的微型連接器44。第二絕緣圖層42暴露出的第二 表面導(dǎo)電層40作為微型連接器44的電連接點(diǎn)，用來連接外部芯片(圖未示)。第二表面導(dǎo)電層40與第一表面導(dǎo)電層30通過與內(nèi)部導(dǎo)電層28連接而能夠 互相電性連接，本發(fā)明的微型連接器44具有正反面電性導(dǎo)通的特性，可將 微型連接器44上面與下面的芯片垂直堆疊并且電性連接在一起。請(qǐng)參考圖18至圖19，并同時(shí)參考圖1至圖7與圖10至圖17。圖18至 圖19為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例制作微型連接器的方法示意圖。為了簡化說 明，與上述相同的制作步驟，將不在本實(shí)施例中詳述，并且相同的元件將使 用相同的名稱與符號(hào)。本實(shí)施例的方法與上述實(shí)施例的方法相異之處從對(duì)第 二表面16進(jìn)行表面保護(hù)之后至圖案化第一表面導(dǎo)電層30之前。如圖18所 示，本實(shí)施例在對(duì)第二表面16進(jìn)行表面保護(hù)之后，先移除掩模圖案18,然 后依然對(duì)整片晶片IO進(jìn)行表面活化工藝。如圖19所示，之后進(jìn)行無電電鍍 工藝，在第一介電層12上形成第一表面導(dǎo)電層30，在各孔22內(nèi)填滿內(nèi)部導(dǎo) 電層28，以及在第二表面16形成一金屬層26。最后，如圖IO所示，移除 第二表面16的表面保護(hù)層24與電鍍?cè)诘诙砻嫔系慕饘賹?6后，在各孔 22內(nèi)即形成內(nèi)部導(dǎo)電層28以及在第一介電層12上即形成第一表面導(dǎo)電層 30。接著如同上述實(shí)施例圖案化第一表面導(dǎo)電層30,并且之后皆與上述實(shí)施 例相同。綜而言之，本發(fā)明制作微型連接器的方法，透過深蝕刻、無電電鍍與薄 化工藝，在晶片上制作出具有穿孔的正反面導(dǎo)通的導(dǎo)電層，使得不同的芯片 可通過本發(fā)明的微型連接器進(jìn)行三維堆疊的電性連接方式。另外，本發(fā)明通 過薄化工藝可將微型連接器薄化至所需的厚度，以提供體積小且高密度的封 裝，并且本發(fā)明在硅晶片上利用半導(dǎo)體工藝制作出微型連接器具有簡化、連 貫且可大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制作微型連接器的方法，包含有提供晶片，該晶片包含有第一表面與第二表面；在該晶片的該第一表面形成第一介電層，然后圖案化該第一介電層，該第一介電層包含有多個(gè)第一開口，并且各該第一開口暴露出該第一表面；在這些第一開口暴露出的該第一表面蝕刻出多個(gè)孔；在各該孔內(nèi)形成內(nèi)部導(dǎo)電層填滿各該孔，并且在該第一介電層上形成第一表面導(dǎo)電層；圖案化該第一表面導(dǎo)電層，以暴露出該第一介電層；在該第一表面導(dǎo)電層與該第一介電層上形成第一絕緣圖層；進(jìn)行薄化工藝，將該晶片的該第二表面薄化，以暴露出各該孔內(nèi)的該內(nèi)部導(dǎo)電層；在該晶片的該第二表面形成第二介電層，然后圖案化該第二介電層，該第二介電層包含有多個(gè)第二開口對(duì)應(yīng)在該第二表面的這些孔；在該第二介電層上形成第二表面導(dǎo)電層填滿各該第二開口，然后圖案化該第二表面導(dǎo)電層；以及在該第二表面導(dǎo)電層與該第二介電層上形成第二絕緣圖層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一表面導(dǎo)電層與該內(nèi)部導(dǎo)電層以 及該第二表面導(dǎo)電層電性連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖案化的第一介電層表面還包含有 一掩模圖案，且在各該孔內(nèi)形成填滿各該孔的該內(nèi)部導(dǎo)電層，并且在該第一 介電層上形成該第一表面導(dǎo)電層的步驟包含有在各該孔內(nèi)形成該內(nèi)部導(dǎo)電層，并同時(shí)在該掩模圖案的表面形成導(dǎo)電層；進(jìn)行剝離工藝，去除該掩模圖案并一并移除位于該掩模圖案表面的該導(dǎo) 電層；以及在該第一介電層上形成該第一表面導(dǎo)電層。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中該內(nèi)部導(dǎo)電層利用無電電鍍方式制作。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中該第一表面導(dǎo)電層利用蒸鍍或?yàn)R鍍方式制作。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該內(nèi)部導(dǎo)電層與該第一表面導(dǎo)電層利 用同一無電電鍍方式制作。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包含有在形成該內(nèi)部導(dǎo)電層在各該孔內(nèi) 之前，先對(duì)該晶片進(jìn)行表面活化工藝。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，還包含有在該表面活化工藝之前，先將該 晶片的該第二表面進(jìn)行表面保護(hù)工藝。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中該表面保護(hù)工藝在該第二表面上形成 光致抗蝕劑層。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中該表面保護(hù)工藝在該第二表面上粘 著熱分離膠帶或紫外線膠帶。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包含有在該薄化工藝之前，利用粘著 層將承栽晶片粘貼在該第一表面上。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該粘著層包含有熱釋放膠帶或紫外 線膠帶。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中各該孔具有垂直的側(cè)壁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作微型連接器的方法，其包括提供晶片，在晶片的第一表面蝕刻出多個(gè)孔，并且形成填滿各孔的內(nèi)部導(dǎo)電層，以及在第一表面上形成第一表面導(dǎo)電層。接著在第一表面導(dǎo)電層上形成第一絕緣圖層。之后進(jìn)行薄化工藝，將晶片的第二表面薄化，暴露出各孔內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)電層。最后在第二表面形成第二表面導(dǎo)電層，且該第二表面導(dǎo)電層通過該內(nèi)部導(dǎo)電層與該第一表面導(dǎo)電層電性連接。
文檔編號(hào)H01L21/48GK101261940SQ20071008543
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者邱銘彥 申請(qǐng)人:探微科技股份有限公司