封裝件中的非垂直貫通孔的制作方法
【專利摘要】封裝件包括器件管芯、具有沙漏輪廓的貫通孔和成型材料，在該成型材料中模制器件管芯和貫通孔，其中成型材料的頂面與器件管芯的頂面基本齊平。介電層覆蓋成型材料和器件管芯。多條再分布線(RDL)延伸到介電層中，以電耦接至器件管芯和貫通孔。本發(fā)明還提供了封裝件中的非垂直貫通孔。
【專利說明】
封裝件中的非垂直貫通孔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般地涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及封裝件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，半導體芯片/管芯變得越來越小。與此同時，需要將更多的功能件集成到半導體管芯中。因此，半導體管芯需要將越來越多的I/O焊盤封裝于更小區(qū)域中，并且I/o焊盤的密度隨著時間的推移而迅速增大。結(jié)果，半導體管芯的封裝變得更加困難，這會對封裝產(chǎn)量產(chǎn)生負面影響。
[0003]傳統(tǒng)的封裝技術(shù)可被劃分為兩類。在第一類中，在切割之前封裝晶圓上管芯。該封裝技術(shù)具有一些有利特征，諸如產(chǎn)量更大、成本更低。而且，需要更少的底部填充物或模塑料。然而，該封裝技術(shù)也具有缺點。由于管芯的尺寸變得越來越小，所以相應(yīng)的封裝件只能是多輸入類型的封裝件，其中每一個管芯的I/O焊盤局限于相應(yīng)的管芯表面的正上方的區(qū)域。對于有限的管芯面積，由于I/o焊盤的間距的限制導致I/O焊盤的數(shù)量受到限制。如果減小焊盤的間距，那么會出現(xiàn)焊料橋接。另外地，在固定的球尺寸的要求情況下，焊球必須具有某一尺寸，這反過來限制了能夠封裝在管芯表面上的焊球的數(shù)量。
[0004]在另一類封裝中，在封裝之前從晶圓上切割管芯。該封裝技術(shù)的有利特征是有可能形成多輸出封裝件，這意味著管芯上的I/O焊盤可以被重新分布于比管芯更大的區(qū)域上，因此封裝在管芯的表面上的I/o焊盤的數(shù)量可以增大。該封裝技術(shù)的另一個有利特征是封裝“已知的好管芯”，并且丟棄有缺陷的管芯，因此不會在有缺陷的管芯上浪費成本和精力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種封裝件，包括:器件管芯；貫通孔，其中，所述貫通孔具有沙漏輪廓；成型材料，在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平；介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯；以及多條再分布線(RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。
[0006]在該封裝件中，所述貫通孔的底面與所述成型材料的底面共面。
[0007]在該封裝件中，所述貫通孔的最小寬度位于所述貫通孔的中間高度處，并且所述貫通孔的頂部寬度和底部寬度都大于所述最小寬度。
[0008]在該封裝件中，所述頂部寬度大于所述最小寬度，所述頂部寬度與所述最小寬度之間的差值大于約5um。
[0009]在該封裝件中，從所述貫通孔的頂面至所述貫通孔的中間高度處，所述貫通孔的寬度連續(xù)并平滑地減小。
[0010]在該封裝件中，從所述貫通孔的中間高度至所述貫通孔的底面處，所述貫通孔的寬度連續(xù)并平滑地增大。
[0011]在該封裝件中，所述貫通孔的側(cè)壁的頂部傾斜角度小于約88度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種封裝件，包括:器件管芯；貫通孔，包括:貫通孔主體；和貫通孔蓋，位于所述貫通孔主體上方并連接至所述貫通孔主體，其中，所述貫通孔蓋比所述貫通孔主體寬，所述貫通孔蓋的底面與所述貫通孔主體的頂面共面；成型材料， 在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平；介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯；以及多條再分布線 (RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。[〇〇13] 在該封裝件中，所述貫通孔的底面與所述成型材料的底面共面，并且所述貫通孔的頂面與所述成型材料的頂面共面。
[0014]在該封裝件中，整個所述貫通孔主體比整個所述貫通孔蓋窄。
[0015]在該封裝件中，所述貫通孔蓋的寬度大于所述貫通孔主體的頂部寬度，所述貫通孔蓋的寬度與所述貫通孔主體的頂部寬度之間的差值在約5um和約50um之間的范圍內(nèi)。
[0016]在該封裝件中，所述貫通孔蓋具有平坦的頂面和彎曲的側(cè)壁，所述彎曲的側(cè)壁將所述平坦的頂面連接至所述底面，所述貫通孔蓋的底面是平坦的。
[0017]在該封裝件中，所述貫通孔主體具有沙漏輪廓。
[0018]在該封裝件中，所述貫通孔主體具有直的并且基本垂直的側(cè)壁。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種封裝件，包括:器件管芯；貫通孔，包括:下部，具有第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁具有第一傾斜角度；和上部，位于所述下部上方并連接至所述下部，其中，所述上部具有第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁具有的第二傾斜角度小于所述第一傾斜角度；成型材料，在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平；介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯； 以及多條再分布線(RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。
[0020]在該封裝件中，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁是基本直的，并且所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁通過可識別的突變的傾斜角度互相連接。
[0021]在該封裝件中，所述貫通孔具有的頂面和底面分別與所述成型材料的頂面和底面共面。
[0022]在該封裝件中，所述第一側(cè)壁的第一傾斜角度大于所述第二側(cè)壁的第二傾斜角度，所述第一傾斜角度與所述第二傾斜角度之間的差值大于約2度。
[0023]在該封裝件中，所述貫通孔具有底部寬度和小于所述底部寬度的頂部寬度，所述底部寬度與所述頂部寬度之間的差值大于約5um。
[0024]在該封裝件中，所述貫通孔的上部的高度與所述貫通孔的整個高度的比率小于約 0? 4〇【附圖說明】
[0025]當結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。
[0026]圖1至圖17示出了根據(jù)一些實施例的封裝具有沙漏輪廓的相應(yīng)貫通孔的器件管芯的中間階段的截面圖。
[0027]圖18至圖21示出了根據(jù)一些實施例的封裝具有蘑菇形的相應(yīng)貫通孔的器件管芯的中間階段的截面圖。
[0028]圖22至圖29示出了根據(jù)一些實施例的封裝具有楔形上部的相應(yīng)貫通孔的器件管芯的中間階段的截面圖。
[0029]圖30示出了根據(jù)一些實施例的形成封裝件的工藝流程。【具體實施方式】
[0030]以下公開內(nèi)容提供了許多不同實施例或?qū)嵗?，用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征。 以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可以在多個實例中重復參考標號和/或字符。這種重復是為了簡化和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0031]此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、 “在…上面”、“上部”等空間關(guān)系術(shù)語以描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語意欲包括使用或操作過程中的器件的不同的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。
[0032]根據(jù)多個示例性實施例，提供了一種封裝件及其形成方法。示出了形成該封裝件的中間階段。討論了實施例的變型例。在多個附圖和所有的說明性實施例中，類似的參考標號用于指示類似的元件。
[0033]圖1至圖17示出了根據(jù)一些實施例的形成封裝件的中間階段的截面圖。在圖30 所示的工藝流程300中也簡要地示出了圖1至圖17所示的步驟。在隨后的討論中，參考圖 30中的工藝步驟討論圖1至圖17所示的工藝步驟。
[0034]圖1示出了載體20和設(shè)置在載體20上的剝離層22。載體20可以是玻璃載體、 陶瓷載體等。載體20在俯視圖中可具有圓形并具有硅晶圓的尺寸。例如，載體20可具有 8英寸的直徑、12英寸的直徑等。剝離層22可由聚合物基材料(諸如，光熱轉(zhuǎn)換(LTHC)材料)形成，從隨后的步驟中形成的上面結(jié)構(gòu)中一起去除該該剝離層和載體20。在一些實施例中，剝離層22由環(huán)氧樹脂基熱剝離材料形成。在其他實施例中，剝離層22由紫外線形成。 可以作為流體分配剝離層22并且進行固化。在可選實施例中，剝離層22是層壓膜，并被層壓在載體20上。使剝離層22的變平，并且具有高程度的共面性。
[0035]介電層24形成在剝離層22上。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，介電層24由聚合物形成，該聚合物還可以是諸如聚苯并惡唑(PB0)、聚酰亞胺等的光敏材料，使用光刻工藝可以容易地圖案化這些材料。在可選實施例中，介電層24由以下材料形成:氮化物(諸如，氮化硅)、氧化物(諸如，氧化硅)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼硅酸鹽玻璃(BSG)、摻硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)等。
[0036]參考圖2,再分布線(RDL) 26形成在介電層24上方。相應(yīng)的步驟示出為圖30所示的工藝流程中的步驟310。由于RDL 26位于器件管芯36 (圖8)的背面上，所以RDL 26還被稱為背面RDL。RDL 26的形成可包括:在介電層24上方形成晶種層(未示出)，在晶種層上方形成諸如光刻膠的圖案化的掩模(未示出)，然后在暴露的晶種層上執(zhí)行金屬鍍。然后，去除圖案化的掩模，隨后去除先前被已去除的圖案化的掩模覆蓋的晶種層，保留圖2中的RDL 26。根據(jù)一些實施例，晶種層包括鈦層和鈦層上方的銅層。例如，可使用物理汽相沉積(PVD)來形成晶種層。例如，可使用化學鍍來執(zhí)行鍍敷。
[0037]參考圖3,介電層28形成在RDL 26上。介電層28的底面與RDL 26和介電層24的頂面接觸。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，介電層28由聚合物形成，該聚合物可以是諸如PB0、 聚酰亞胺等的光敏聚合物。在可選實施例中，介電層28由以下材料形成:氮化物(諸如，氮化硅)、氧化物(諸如，氧化硅)、PSG、BSG、BPSG等。然后，圖案化介電層28,以在介電層28 中形成開口 29。因此，通過介電層28中的開口 29暴露RDL 26。
[0038]圖4至圖7示出了形成金屬柱38。在通篇描述中，由于金屬柱38穿透隨后形成的成型材料，所以金屬柱38也可選地被稱為貫通孔38。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟312。參考圖4,例如，通過物理汽相沉積(PVD)來形成金屬晶種層30。根據(jù)一些實施例，金屬晶種層30可包括銅，并且可以包括鈦層和鈦層上方的銅層。光刻膠32形成在金屬晶種層30上方。根據(jù)一些實施例，光刻膠32是層壓在金屬晶種層30上的干膜。 在可選實施例中，通過旋涂形成光刻膠32。
[0039]然后使用光刻掩模(未示出)在光刻膠32上執(zhí)行曝光，該光刻掩模包括允許光穿過的透明部分和阻擋光的不透明部分。如圖5所示，在顯影之后，在光刻膠32中形成開口 34。金屬晶種層30暴露于開口 34。開口 34具有沙漏輪廓，其中，底部寬度W1和頂部寬度 W2大于中間寬度W3。而且，開口 34的最小寬度接近開口 34的中間高度處。
[0040]選擇光刻膠32的材料，以使生成的開口 34具有沙漏輪廓。在一些示例性實施例中，光刻膠包括TOK P50系列光刻膠(由Tokyo Ohka Kogyo America Incorporated所制造)。在一些實施例中，T0K P50可包括聚丙烯酸酯、交聯(lián)劑和光敏引發(fā)劑。通過正在使用的適當?shù)墓饪棠z材料，并且調(diào)整曝光和顯影的工藝條件，可生成沙漏輪廓。
[0041]接下來，如圖6所示，通過鍍敷形成貫通孔38?？刂棋兎蟊嚷?，以確保所鍍敷的貫通孔38的形狀跟蹤開口 34的形狀。在隨后的步驟中，去除光刻膠32,因此暴露下面的金屬晶種層30的一部分。然后，在蝕刻步驟中去除金屬晶種層30的暴露部分。在圖7中示出了所生成的貫通孔38。在通篇描述中，金屬晶種層30的剩余部分也被稱為貫通孔38的一部分。
[0042]貫通孔38具有竿形，其中，中間部分窄于相應(yīng)的頂部和相應(yīng)的底部。應(yīng)該注意，圖 7示出了貫通孔38在一個垂直的平面中的形狀。如果從任何其他的垂直平面觀看，則貫通孔38還是具有沙漏輪廓。貫通孔38的俯視圖形狀可以是圓形、長方形、正方形、六邊形等。
[0043]圖8示出了器件管芯36的放置。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟314。應(yīng)該意識到，盡管示出了單個器件管芯36,但是在該步驟期間也可將與器件管芯36 相同的多個器件管芯放置在介電層28上方。器件管芯36通過管芯貼裝膜(DAF)45附接至介電層28,該管芯貼裝膜可以是粘合膜。器件管芯36可以是其中包括有邏輯晶體管的邏輯器件管芯。在一些示例性實施例中，為移動應(yīng)用設(shè)計器件管芯36,器件管芯36可以是電源管理集成電路(PMIC)管芯、收發(fā)器(TRX)管芯等。
[0044]在一些示例性實施例中，預先形成金屬柱50(諸如，銅柱)作為器件管芯36的最頂部，并且金屬柱50電耦接于集成電路器件，諸如器件管芯36中的晶體管。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，聚合物填充相鄰的金屬柱50之間的間隙，以形成頂部介電層47。根據(jù)一些示例性實施例，頂部介電層47可由PBO形成。根據(jù)一些實施例，頂部介電層47的頂面高于金屬柱50的頂面。
[0045]接下來，如圖9所示，在器件管芯36上模制(mold)成型材料44。相應(yīng)的步驟在圖 30所示的工藝流程中示出為步驟316。成型材料44填充相鄰貫通孔38之間的間隙和貫通孔38與器件管芯36之間的間隙。成型材料44可包括模塑料、成型底部填充物、環(huán)氧樹脂或樹脂。成型材料44的頂面可高于貫通孔38和金屬柱50的頂端。
[0046]進一步參考圖10,執(zhí)行諸如化學機械拋光(CMP)步驟或研磨步驟的平坦化以減薄成型材料44,直到暴露貫通孔38和金屬柱50。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟318。由于平坦化，貫通孔38的頂端與金屬柱50的頂面基本齊平(共面)，并且與成型材料44的頂面基本共面。
[0047]圖11至圖15示出了形成正面RDL。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟320。參考圖11，形成介電層52。在一些實施例中，介電層52由諸如PB0、聚酰亞胺等的聚合物形成。在可選實施例中，介電層52由氮化硅、氧化硅等形成。開口 53形成在介電層52中，以暴露貫通孔38和金屬柱50?？赏ㄟ^光刻工藝來執(zhí)行開口 53的形成。
[0048]接下來，參考圖12,形成再分布線(RDL) 54,以連接至金屬柱50和貫通孔38。RDL 54還可互連金屬柱50與貫通孔38。RDL 54包括介電層52上方的金屬跡線(金屬線)和延伸到介電層52的開口中的通孔，以電連接至貫通孔38和金屬柱50。RDL 54在鍍敷工藝中形成，其中每一個RDL 54都包括晶種層(未示出)和晶種層上方的被鍍金屬材料。晶種層和被鍍材料可由相同的材料或不同的材料形成。RDL 54可包括金屬或金屬合金，包括鋁、 銅、鎢和它們的合金。RDL 54由非焊接材料形成。RDL 54的通孔部分可與金屬柱50的頂面物理接觸。
[0049]參考圖13,介電層56形成在RDL 54和介電層52上方?？梢允褂镁酆衔飦硇纬山殡妼?6,可從與介電層52的材料相同的候選材料中選擇該介電層。例如，介電層56可包括 PB0、聚酰亞胺、BCB等?？蛇x地，介電層56可包括無機介電材料，諸如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅等。開口 59也可形成在介電層56中，以暴露RDL 54。開口 59的形成可包括光刻工藝。
[0050]圖14示出了形成RDL 58，RDL 58電連接至RDL 54。RDL 58的形成可采用與形成 RDL 54的方法和材料類似的方法和材料。由于RDL 58和54都位于器件管芯36的正面上， 所以RDL 58和54也都被稱為正面RDL。
[0051]如圖15所示，形成附加的介電層62,以覆蓋RDL 58和介電層56,該介電層62可以是聚合物層?？梢詮男纬山殡妼?2和56所使用的材料相同的候選聚合物中選擇介電層 62。然后，開口 63形成在介電層62中，以暴露RDL 58的金屬焊盤部分。
[0052]圖16示出了根據(jù)一些示例性實施例形成凸點下金屬化層(UBM)64和電連接件66。 相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟322。UBM 64的形成可包括沉積和圖案化。電連接件66的形成可包括將焊球放置在UBM 64的暴露部分上，然后使該焊球回流。在可選實施例中，電連接件66的形成包括執(zhí)行鍍敷步驟，以形成RDL 58上方的焊料區(qū)，然后使該焊料區(qū)回流。電連接件66也可包括金屬柱或金屬柱與焊料帽，這些結(jié)構(gòu)也可通過鍍敷來形成。在通篇描述中，包括器件管芯36、貫通孔38、成型材料44和對應(yīng)的RDL與介電層的組合結(jié)構(gòu)將被稱為封裝件100,封裝件100可以是俯視圖為圓形的復合晶圓。
[0053]接下來，封裝件100與載體20上分離。在分離過程中，將膠帶(未示出)附接至介電層62和電連接件66上。在隨后的步驟中，將諸如紫外線或激光的光線投射到剝離層 22上，使剝離層22分解，并且從封裝件100去除載體20和剝離層22。執(zhí)行管芯切割步驟， 將封裝件100切割為多個封裝件，每一個都包括與器件管芯36相同的器件管芯和周圍的貫通孔38。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟324。生成的其中一個封裝件示出為圖17中的封裝件102。
[0054]圖17示出了將封裝件102與另一個封裝件200接合。相應(yīng)的步驟在圖30所示的工藝流程中示出為步驟326。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過焊料區(qū)69來執(zhí)行接合，該接合使RDL 26的金屬焊盤部分連接至封裝件200中的金屬焊盤。在一些實施例中，封裝件200 包括器件管芯202,該器件管芯可以是諸如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)管芯、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)管芯等的存儲器管芯。在一些示例性實施例中，該存儲器管芯也可接合至封裝件襯底204。
[0055]在圖17所生成的封裝件中，貫通孔38具有頂部寬度W2’、底部寬度W1和小于頂部寬度W2’和底部寬度W1的最小寬度W3’。寬度W3’可位于或接近貫通孔38的中間高度處。 根據(jù)一些示例性實施例，寬度差(W1-W3’)小于約50um且大于約5um。寬度差(W2’ -W3’) 也是小于約50um且大于約5um。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，從貫通孔38的頂部到底部，貫通孔38的寬度從頂部寬度W2’逐漸并連續(xù)地減小至最小寬度W3’，然后從最小寬度W3’逐漸并連續(xù)地增大至底部寬度W1。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，貫通孔38的側(cè)壁的底部傾斜角度0 1和頂部傾斜角度0 2小于約88°。
[0056]通過形成沙漏輪廓，相比于垂直的貫通孔增大了貫通孔38的頂部面積。結(jié)果，還增大了貫通孔38與上面的RDL 54以及與介電層52之間的界面面積。因此減小了施加在界面上的應(yīng)力。因此，減小了介電層52的裂縫和介電層52從下面的結(jié)構(gòu)脫落的可能性。
[0057]圖18至圖21示出了根據(jù)可選實施例的形成封裝件的中間階段的截面圖。除非另有指定，否則這些實施例中的部件的材料和形成方法在本質(zhì)上與圖1至圖17所示的實施例中通過類似的參考標號標注的類似部件相同。因此，可在圖1至圖17所示的實施例的討論中發(fā)現(xiàn)關(guān)于圖18至圖21 (以及圖22至圖29)所示部件的形成工藝和材料的具體細節(jié)。
[0058]這些實施例的最初步驟在本質(zhì)上與圖1至圖5所示的相同。接下來，如圖18所示， 鍍敷貫通孔38。該鍍敷持續(xù)直到貫通孔38的頂面與光刻膠32的頂面齊平。進一步用過鍍敷工藝繼續(xù)該鍍敷，在該過鍍敷工藝期間，在光刻膠32的頂面上方鍍敷貫通孔38。在過鍍敷期間，貫通孔38水平生長，以形成貫通孔蓋38A，該貫通孔蓋38A是貫通孔38的頂部。 因此，所生成的貫通孔38具有蘑菇輪廓，其中帽38A所具有的寬度突然大于貫通孔38的下面的主體部分38B。
[0059]接下來，去除光刻膠32,并且通過蝕刻去除被光刻膠32覆蓋的部分晶種層30。在圖19中示出所生成的結(jié)構(gòu)。如圖20所示，然后將器件管芯36放置在介電層28上。隨后的工藝步驟在本質(zhì)上與圖9至圖17所示的相同。在圖21中示出所生成的結(jié)構(gòu)。
[0060]在與圖10所示的步驟類似的平坦化步驟中，去除貫通孔蓋38A的頂部，而保留貫通孔蓋38A的底部。生成的貫通孔蓋38A所具有的平坦的頂面與成型材料44和金屬柱50的頂面齊平。如圖21所示，貫通孔38包括貫通孔蓋38A和下面的貫通孔主體38B。根據(jù)一些實施例，貫通孔本體38B所具有的沙漏輪廓類似于圖17中的輪廓。沙漏輪廓的具體細節(jié)與圖17的相同，因此本文不再重復。貫通孔本體38B也可包括其他輪廓。例如，作為所示出的貫通孔38的其中一個實例，貫通孔主體38B可具有豎直側(cè)壁38’。例如，豎直側(cè)壁38’ 可以是垂直的或基本垂直的，該豎直側(cè)壁38’所具有的傾斜角度在約89°和約91°之間。
[0061]貫通孔主體38B具有頂部寬度W2’。貫通孔蓋38A具有底部寬度W4,其中從寬度 W2’至寬度W4的轉(zhuǎn)變可以是突變的或漸變的。寬度W4大于寬度W2’，并且寬度W4可大于相應(yīng)的下面的貫通孔主體38B的所有寬度。根據(jù)一些實施例，寬度W4在約40um和約140um 之間的范圍內(nèi)。根據(jù)一些實施例，寬度差(W4-W2’)小于約50um且大于約5um。在一些實施例中，寬度差(W4-W2’)在約10um和約30um之間的范圍內(nèi)。貫通孔蓋38A的厚度T1在約5um和約10um之間的范圍內(nèi)。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，貫通孔蓋38A具有平坦的頂面38T、平坦的底面38BT和將平坦的頂面38T連接至平坦的底面38BT的彎曲側(cè)壁38S。
[0063]有利地，隨著貫通孔蓋38A的形成，增大了貫通孔38的頂部面積。結(jié)果，增大了覆蓋窗口，其中，如果在形成RDL 54的過程中出現(xiàn)了未對準，則RDL 54的通孔部分仍然接合在貫通孔38上。這些實施例可用于細間距的貫通孔，其中貫通孔38是小型的，因此RDL 54 的通孔部分更有可能與貫通孔38未對準。這些實施例的進一步的優(yōu)點是，還增大了貫通孔 38與上面的RDL 54以及與介電層52的界面面積，從而導致了應(yīng)力減小，并且減小了貫通孔 38與上面的RDL以及與介電層分層的可能性。
[0064]圖22至圖29示出了根據(jù)又一個可選實施例形成封裝件。在圖1至圖4中示出這些實施例的最初步驟。接下來，如圖22和圖23所示，執(zhí)行深焦曝光(deeper-focus exposure) 和淺焦曝光(shallower-focus exposure)。深焦曝光的焦點比淺焦曝光的焦點更深入光刻膠32。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，深焦曝光的焦點位于深度D1處(從光刻膠32的頂面，未示出)。淺焦曝光的焦點位于大于深度D1的深度D2處。在一些實施例中，第一曝光(圖 22)是使用光刻掩模68的深焦曝光，而第二曝光(圖23)是淺焦曝光。在可選實施例中，第一曝光(圖22)是使用光刻掩模68的淺焦曝光，而第二曝光(圖23)是深焦曝光。
[0065]如圖24所示，在深焦曝光和淺焦曝光之后，顯影光刻膠32,以形成開口 34。所生成的開口 34可具有下部34A和上部34B，其中下部34A具有基本直的側(cè)壁34A’，并且上部 34B具有基本直的側(cè)壁34B’，其中側(cè)壁34A’和相應(yīng)的上面的側(cè)壁34B’具有可識別的連接， 其中具有可識別的側(cè)壁的傾斜角度減小。側(cè)壁34A’的傾斜角度是0 1，而側(cè)壁34B’的傾斜角度是9 3,傾斜角度0 3小于傾斜角度0 1。差值(0 1- 0 3)大于約2°。根據(jù)一些實施例，側(cè)壁34B’的傾斜角度0 3在約85°和約90°之間的范圍內(nèi)，而在一些實施例中，側(cè)壁 34A’的傾斜角度0 1在約89°和約91°之間。
[0066]接下來，如圖25所示，通過鍍敷形成貫通孔38。然后去除光刻膠32,并且通過蝕刻去除被光刻膠32覆蓋的部分晶種層30。在圖26中示出了所生成的結(jié)構(gòu)。然后，如圖27 所示，將器件管芯36放置在介電層28上。然后，如圖28所示，應(yīng)用成型材料44,并且執(zhí)行平坦化。隨后的工藝步驟基本與圖11至圖17所示出的相同。在圖29中示出所生成的結(jié)構(gòu)。
[0067]參考圖29,貫通孔38具有下部38C和楔形上部38D，這兩部分分別形成在開口部分34A和34B (圖24)中。因此，下部38C和上部38D的輪廓與相應(yīng)的下部開口部分34A和上部開口部分34B的輪廓相同。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，貫通孔38的底部寬度W1和頂部寬度W2’具有差值(W1-W2’)，其中，該差值小于約50um且大于約5um。在一些實施例中， 楔形上部38D的高度H1與整個貫通孔38的高度H2具有小于約0.4比率。
[0068]有利地，貫通孔38具有楔形上部38D，通過形成貫通孔的楔形上部的部分，減小了通過貫通孔施加于RDL的剪應(yīng)力，并且提高了所生成的封裝件的可靠性。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，一種封裝件包括器件管芯、具有沙漏輪廓的貫通孔和成型材料，在該成型材料中模制器件管芯和貫通孔，其中成型材料的頂面與器件管芯的頂面基本齊平。介電層覆蓋成型材料和器件管芯。多個RDL延伸到介電層中，以電耦接至器件管芯和貫通孔。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的可選實施例，一種封裝件包括器件管芯和貫通孔，該貫通孔包括貫通孔主體和貫通孔蓋，該貫通孔蓋位于貫通孔主體上方并連接至貫通孔主體。貫通孔蓋比貫通孔主體寬。該封裝件還包括成型材料，在該成型材料中模制器件管芯和貫通孔，其中成型材料的頂面與器件管芯的頂面基本齊平。介電層覆蓋成型材料和器件管芯，介電層的底面接觸器件管芯的頂面和成型材料的頂面。多個RDL延伸到介電層中，以電耦接至器件管芯和貫通孔。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的又一個可選實施例，一種封裝件包括器件管芯和貫通孔，該貫通孔包括具有第一側(cè)壁的下部和位于下部上方并連接至下部的上部，其中該第一側(cè)壁具有第一傾斜角度。上部具有第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁具有第二傾斜角度，并且該第二傾斜角度小于第一傾斜角度。該封裝件還包括成型材料，在該成型材料中模制器件管芯和貫通孔，其中成型材料的頂面與器件管芯的頂面基本齊平。介電層覆蓋成型材料和器件管芯。多個RDL延伸到介電層中，以電耦接至器件管芯和貫通孔。
[0072]上面論述了若干實施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或更改其他用于達到與這里所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項】
1.一種封裝件，包括: 器件管芯； 貫通孔，其中，所述貫通孔具有沙漏輪廓； 成型材料，在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平； 介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯；以及 多條再分布線(RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述貫通孔的底面與所述成型材料的底面共面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述貫通孔的最小寬度位于所述貫通孔的中間高度處，并且所述貫通孔的頂部寬度和底部寬度都大于所述最小寬度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封裝件，其中，所述頂部寬度大于所述最小寬度，所述頂部寬度與所述最小寬度之間的差值大于約5um。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封裝件，其中，從所述貫通孔的頂面至所述貫通孔的中間高度處，所述貫通孔的寬度連續(xù)并平滑地減小。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封裝件，其中，從所述貫通孔的中間高度至所述貫通孔的底面處，所述貫通孔的寬度連續(xù)并平滑地增大。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝件，其中，所述貫通孔的側(cè)壁的頂部傾斜角度小于約88度。8.—種封裝件，包括: 器件管芯； 貫通孔，包括: 貫通孔主體；和 貫通孔蓋，位于所述貫通孔主體上方并連接至所述貫通孔主體，其中，所述貫通孔蓋比所述貫通孔主體寬，所述貫通孔蓋的底面與所述貫通孔主體的頂面共面； 成型材料，在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平； 介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯；以及 多條再分布線(RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝件，其中，所述貫通孔的底面與所述成型材料的底面共面，并且所述貫通孔的頂面與所述成型材料的頂面共面。10.一種封裝件，包括: 器件管芯； 貫通孔，包括: 下部，具有第一側(cè)壁，所述第一側(cè)壁具有第一傾斜角度；和 上部，位于所述下部上方并連接至所述下部，其中，所述上部具有第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁具有的第二傾斜角度小于所述第一傾斜角度； 成型材料，在所述成型材料中模制所述器件管芯和所述貫通孔，其中，所述成型材料的頂面與所述器件管芯的頂面基本齊平；介電層，覆蓋所述成型材料和所述器件管芯；以及多條再分布線(RDL)，延伸到所述介電層中，以電耦接至所述器件管芯和所述貫通孔。
【文檔編號】H01L23/485GK105990290SQ201510641267
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年9月30日
【發(fā)明人】黃震麟, 張容華, 高志杰, 林俊成
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司