半导体结构及其制造方法技术

本公开阐述了一种半导体结构及其制造方法，其中，该半导体结构具有设置在半导体晶圆的晶圆活性面上的绝缘层，用于覆盖所述晶圆活性面。绝缘层在一些实施例中可以是保护层，而在其他实施例中可以是覆盖层。绝缘层具有通孔开口以暴露接触垫以引出电气连接。具体地，通过多步蚀刻工艺(例如两步蚀刻工艺)形成通孔开口而不损坏接触垫。两步蚀刻工艺包括第一激光蚀刻工艺，使用普通脉冲(P)和普通能量(E)在所述覆盖层中形成通孔半开口；以及第二蚀刻工艺，使用低P和低E的激光蚀刻工艺或等离子蚀刻工艺。第二蚀刻工艺避免损坏所述接触垫。工艺。第二蚀刻工艺避免损坏所述接触垫。工艺。第二蚀刻工艺避免损坏所述接触垫。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法
[0001]交叉引用
[0002]本公开要求于2020年11月17日提交的美国专利临时申请(申请号：63/114,536)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及半导体
，尤其涉及具有通孔开口的半导体结构。本公开还涉及制造所述具有通孔开口的半导体结构的方法。

技术介绍

[0004]在半导体晶圆上同时处理半导体器件或晶粒。加工完成后，晶圆被分割成单独的晶粒。例如，执行晶圆分割工艺将晶圆分离成单独的晶粒，包括沿切割线或锯线锯切晶圆。然后封装晶粒以形成封装器件，包括在钝化层上形成具有互连的再分布层。
[0005]可在半导体晶圆的活性面上提供绝缘层。绝缘层被图案化以形成通孔开口，用于暴露位于晶圆的活性面上的接触垫。然而，在绝缘层中形成通孔开口的传统技术会对接触垫造成损坏，从而影响接触垫引出晶圆的活性面上的功能电路的可靠性。
[0006]因此，业界存在迫切需求，即在位于半导体晶圆的活性面上的绝缘层中形成通孔开口，但同时不损坏接触垫。

技术实现思路

[0007]本公开的实施例提供了一种半导体结构。所述半导体结构包括：一半导体晶圆，具有相对的晶圆活性面与晶圆非活性面，其中多个接触垫形成于所述晶圆活性面上；一绝缘层，位于所述晶圆活性面上，用于覆盖所述晶圆活性面和接触垫；以及多个形成于所述绝缘层中的通孔开口，用于将所述接触垫从绝缘层中暴露，而不损坏所述接触垫。所述半导体结构可以进一步分割成晶粒结构以供进一步处理。
[0008]在一些实施例中，所述半导体结构还包括位于所述晶圆活性面和绝缘层之间的粘附促进层，用于将所述绝缘层粘附到晶圆活性面。
[0009]在一些实施例中，所述半导体结构，其中通过多步蚀刻工艺去除对应于接触垫的绝缘层顶部而形成通孔开口。
[0010]在一些实施例中，所述半导体结构，其中在所述多步蚀刻工艺的最后蚀刻步骤之前，通过在所述通孔开口中留下一剩余绝缘层而形成半孔开口。
[0011]在一些实施例中，所述半导体结构还包括一设置在所述绝缘层上的掩膜层，其中所述掩膜层在所述多步蚀刻工艺中形成多个掩膜层开口，用于将所述对应于接触垫的绝缘层顶部从所述掩膜层中暴露。
[0012]在一些实施例中，所述半导体结构，其中未从所述掩模层开口中暴露的绝缘层相对于所述通孔开口形成了尖锐边缘。
[0013]在一些实施例中，所述半导体结构还包括一设置在所述绝缘层上的图案化掩膜
层，其中所述图案化掩膜层具有多个掩膜层开口，用于将所述对应于接触垫的绝缘层顶部从所述掩膜层中暴露。
[0014]本公开还提供了一种制造半导体结构的方法。所述方法包括以下步骤：提供一半导体晶圆，其具有相对的晶圆活性面和晶圆非活性面，其中在所述圆活性面上形成多个接触垫；在所述晶圆活性面上设置一绝缘层，用于覆盖所述晶圆活性面和接触垫；以及在所述绝缘层中形成通孔开口，用于将所述接触垫从绝缘层中暴露，而不损坏所述接触垫。
[0015]在一些实施例中，所述的方法还包括在所述晶圆活性面和绝缘层之间形成一粘附促进层，用于将所述绝缘层粘附到晶圆活性面。
[0016]在一些实施例中，所述方法，其中在所述绝缘层中形成通孔开口的步骤还包括：进行至少一次蚀刻步骤，用于部分去除对应于接触垫的绝缘层顶部而形成半孔开口，其中在所述半通孔开口中留下一剩余绝缘层；以及进行最后蚀刻步骤，用于去除所述半孔开口中的剩余绝缘层，从而将所述接触垫从绝缘层中暴露。
[0017]在一些实施例中，所述方法，其中所述至少一次蚀刻步骤和最后蚀刻步骤分别采用高功率激光蚀刻工艺和低功率激光蚀刻工艺进行。
[0018]在一些实施例中，所述方法，还包括在最后蚀刻步骤之后，采用等离子体工艺去除在所述通孔开口中的剩余绝缘层的残留物。
[0019]在一些实施例中，所述方法，其中所述至少一次蚀刻步骤和最后蚀刻步骤分别采用高功率激光蚀刻工艺和等离子体工艺进行。
[0020]在一些实施例中，所述方法，还包括：在所述至少一次蚀刻步骤之前，在所述绝缘层上设置一掩膜层以完全覆盖绝缘层，其中所述掩膜层被蚀刻而形成多个掩膜层开口，用于暴露所述对应于接触垫的绝缘层顶部；以及在所述最后蚀刻步骤之后将所述掩模层从绝缘层上去除。
[0021]在一些实施例中，所述方法还包括：在所述至少一次蚀刻步骤之前，在所述绝缘层上设置一图案化掩膜层以，用于暴露所述对应于接触垫的绝缘层顶部；以及在所述最后蚀刻步骤之后将所述图案化掩模层从绝缘层上去除。
[0022]在一些实施例中，所述的方法还包括：将所述半导体晶圆分割成多个单独的半导体晶粒，其中所述绝缘层保留在每个单独的半导体晶粒上，并且在绝缘层中具有至少一个所述通孔开口。
[0023]本公开还提供了一种两步蚀刻方法，用于将具有一晶粒活性面的半导体晶粒制造为一晶粒结构。其中在所述晶粒活性面上的一绝缘层中形成至少一个通孔开口，并且位于所述晶粒活性面上并被所述绝缘层覆盖的接触垫，通过所述至少一个通孔开口而从所述绝缘层中暴露。所述两步蚀刻工艺包括以下步骤：进行第一蚀刻步骤，用于部分移除对应于接触垫的绝缘层顶部，其中在所述至少一个通孔开口中留有一剩余绝缘层；以及进行第二蚀刻步骤，用于移除所述至少一个通孔开口中的剩余绝缘层，用于将所述接触垫从绝缘层中暴露。
[0024]在一些实施例中，所述两步蚀刻方法还包括在所述晶粒(芯片)活性面和绝缘层之间形成粘合促进层，用于将所述绝缘层粘附到所述晶粒活性面。
[0025]在一些实施例中，所述两步蚀刻方法，还包括：在所述第一蚀刻步骤之前，在所述绝缘层上设置一掩膜层以完全覆盖绝缘层，其中在所述第一蚀刻步骤中，所述掩膜层被蚀
刻而具有对应于所述至少一个通孔开口的至少一个掩膜层开口；以及在所述第二蚀刻步骤之后，从绝缘层上去除所述掩模层。
[0026]在一些实施例中，所述两步蚀刻方法还包括：在所述第一蚀刻步骤之前，在所述绝缘层上设置一图案化掩膜层，其中所述图案化掩膜层具有对应于所述至少一个通孔开口的至少一个掩膜层开口；以及在第二蚀刻步骤之后，从绝缘层上去除所述图案化掩膜层。
[0027]通过参考以下描述和附图，本文公开的实施例的优点和特征将变得显而易见。此外，应当理解，这里描述的各种实施例的特征不是相互排斥，并且可以各种组合和排列存在。
附图说明
[0028]附图并入并形成说明书的一部分，其中相同的数字表示相同的部分，图示了本公开的优选实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的各种实施例的原理。
[0029]图1是根据本公开的示例性实施例而提出的对晶圆的两步蚀刻工艺的流程图；
[0030]图2a至图2m是根据本公开的一个示例性实施例，使用图1中两步蚀刻工艺而制造半导体结构的示意图；
[0031]图3a至图3f是根据本专利技术另一示例性实施例，使用图1中具有掩膜层的两步蚀刻工艺而制造半导体结构的示意图；
[0032]图4a至图4e是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：一半导体晶圆，具有相对的晶圆活性面与晶圆非活性面，其中多个接触垫形成于所述晶圆活性面上；一绝缘层，位于所述晶圆活性面上，用于覆盖所述晶圆活性面和接触垫；以及多个形成于所述绝缘层中的通孔开口，用于将所述接触垫从绝缘层中暴露，而不损坏所述接触垫。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述晶圆活性面和绝缘层之间的粘附促进层，用于将所述绝缘层粘附到晶圆活性面。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，通过多步蚀刻工艺去除对应于接触垫的绝缘层顶部而形成通孔开口。4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，在所述多步蚀刻工艺的最后蚀刻步骤之前，通过在所述通孔开口中留下一剩余绝缘层而形成半孔开口。5.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：一设置在所述绝缘层上的掩膜层，其中所述掩膜层在所述多步蚀刻工艺中形成多个掩膜层开口，用于将所述对应于接触垫的绝缘层顶部从所述掩膜层中暴露。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，未从所述掩膜层开口中暴露的绝缘层相对于所述通孔开口形成了尖锐边缘。7.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，还包括：一设置在所述绝缘层上的图案化掩膜层，其中所述图案化掩膜层具有多个掩膜层开口，用于将所述对应于接触垫的绝缘层顶部从所述掩膜层中暴露。8.一种制造半导体结构的方法，其特征在于，包括：提供一半导体晶圆，其具有相对的晶圆活性面和晶圆非活性面，其中在所述晶圆活性面上形成多个接触垫；在所述晶圆活性面上设置一绝缘层，用于覆盖所述晶圆活性面和接触垫；以及在所述绝缘层中形成通孔开口，用于将所述接触垫从绝缘层中暴露，而不损坏所述接触垫。9.如权利要求8所述的制造半导体结构的方法，其特征在于，还包括：在所述晶圆活性面和绝缘层之间形成一粘附促进层，用于将所述绝缘层粘附到晶圆活性面。10.如权利要求8所述的制造半导体结构的方法，其特征在于，在所述绝缘层中形成通孔开口的步骤还包括：进行至少一次蚀刻步骤，用于部分去除对应于接触垫的绝缘层顶部而形成半孔开口，其中在所述半通孔开口中留下一剩余绝缘层；以及进行最后蚀刻步骤，用于去除所述半孔开口中的剩余绝缘层，从而将所述接触垫从绝缘层中暴露。11.如权利要求10所述的制造半导体结构的方法，其特征在于，所述至少一次蚀刻步骤和最后蚀刻步骤分别采用高功率激光蚀刻工艺和低功率激光蚀刻工艺进行。
12.如权利要求11所述的制造半导体结构的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉星，
申请(专利权)人：PEP创新私人有限公司，
类型：发明
国别省市：