用于半導(dǎo)體封裝件的模制層的形成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種形成模制層的方法，包括以下操作：形成襯底，襯底具有在其上的至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)具有柱結(jié)構(gòu)的襯底，使得柱結(jié)構(gòu)位于襯底下方；將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液中；以及將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與容器分離，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)且與柱結(jié)構(gòu)接觸的模制層。本發(fā)明還提供了一種用于半導(dǎo)體封裝件的模制層的形成方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于半導(dǎo)體封裝件的模制層的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體封裝件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。在IC制造技術(shù)的進(jìn)展中產(chǎn)生了多個(gè)IC時(shí)代，并且，每個(gè)時(shí)代制造比先前時(shí)代更小且更復(fù)雜的電路。將執(zhí)行不同功能的各種類(lèi)型的半導(dǎo)體器件集成和封裝到單個(gè)組裝件或封裝件中。隨著對(duì)于微型化、更高速度和更低功耗的需求，對(duì)于半導(dǎo)體管芯的更小封裝技術(shù)的需求也在增加。然而，隨著諸如垂直塞的部件不斷按比例縮小，傳統(tǒng)的封裝技術(shù)已經(jīng)不能在所有方面都滿(mǎn)足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]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，提供了一種形成模制層的方法，包括:形成襯底，在所述襯底上具有至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)具有所述柱結(jié)構(gòu)的襯底，使得所述柱結(jié)構(gòu)面朝下；將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液；以及將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)且與所述柱結(jié)構(gòu)接觸的模制層。
[0004]在該方法中，在將所述襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離的操作之后，還包括翻轉(zhuǎn)所述翻轉(zhuǎn)的襯底并且固化所述模制層。
[0005]在該方法中，將所述襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括:將所述模制材料液設(shè)置在所述容器中，其中，所述容器具有底座和圍繞所述底座的側(cè)壁并且被配置為容納所述模制材料液；以及將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中。
[0006]在該方法中，所述側(cè)壁包括:底部部分，與所述底座連接；以及凸緣，從所述底部部分向上延伸，其中，所述底部部分具有未被所述凸緣占用的頂面。
[0007]在該方法中，將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括:在所述底部部分的頂面上設(shè)置所述翻轉(zhuǎn)的襯底的邊緣。
[0008]在該方法中，所述底部部分的高度比所述柱結(jié)構(gòu)的高度大大約20 μπι至100 μm。
[0009]在該方法中，所述側(cè)壁具有底部部分和從所述底部部分向上延伸的凸緣，并且所述凸緣構(gòu)成所述容器的入口。
[0010]在該方法中，所述入口的寬度比所述襯底的寬度大大約0.3mm至3mm。
[0011 ] 在該方法中，將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括加熱所述模制材料液。
[0012]在該方法中，加熱所述模制材料液的操作包括將所述模制材料液加熱至大約50°C至200 °C的溫度。
[0013]在該方法中，將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括:按壓所述襯底的沒(méi)有所述柱結(jié)構(gòu)的背面，使得所述柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中。
[0014]在該方法中，所述柱結(jié)構(gòu)的高度大約為30 μπι至300 μm。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種形成模制層的方法，包括:形成襯底，在所述襯底上具有多個(gè)柱結(jié)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)所述襯底，使所述柱結(jié)構(gòu)面朝下；將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液，使得所述模制材料液填充所述柱結(jié)構(gòu)之間的間隔；將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)且與所述柱結(jié)構(gòu)接觸的模制材料層；固化所述模制材料層，以形成模制層；以及研磨所述模制層，以暴露所述柱結(jié)構(gòu)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括:在載體襯底上形成多個(gè)柱結(jié)構(gòu)并且在所述載體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體管芯，其中，所述半導(dǎo)體管芯具有位于其上的多個(gè)焊盤(pán)；翻轉(zhuǎn)所述載體襯底，使得所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯位于所述載體襯底下方；將翻轉(zhuǎn)的載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯浸入容納在容器中的模制材料液；將所述翻轉(zhuǎn)的載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯且與所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯接觸的模制層；以及研磨所述模制層，以暴露所述半導(dǎo)體管芯的焊盤(pán)和所述柱結(jié)構(gòu)。
[0017]在該方法中，形成所述柱結(jié)構(gòu)的操作包括:在所述載體襯底上方形成介電層；在所述介電層上方形成導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上方形成具有多個(gè)開(kāi)口的掩模層；在所述導(dǎo)電層上形成銅材料并且填充所述掩模層的開(kāi)口 ；從所述導(dǎo)電層上去除所述掩模層，以暴露部分所述導(dǎo)電層，以及去除所述導(dǎo)電層的暴露部分，以形成所述柱結(jié)構(gòu)。
[0018]在該方法中，在研磨所述模制層的操作之后，還包括:在所述模制層上形成再分布層，其中，所述再分布層連接所述柱結(jié)構(gòu)與所述焊盤(pán)。
[0019]在該方法中，在形成所述再分布層的操作之后，還包括:在所述再分布層上形成鈍化層，其中，所述鈍化層具有暴露部分所述再分布層的多個(gè)孔；以及在所述再分布層的暴露部分上設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電凸塊。
[0020]在該方法中，在設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電凸塊的操作之后，還包括:將所述載體襯底與所述介電層分離。
[0021 ] 在該方法中，在所述載體襯底與所述介電層分離的操作之后，還包括:在所述介電層中與所述柱結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)的位置處形成多個(gè)孔，以暴露所述柱結(jié)構(gòu)。
[0022]在該方法中，在所述介電層中形成所述孔的操作之后，還包括:將半導(dǎo)體封裝件附接在暴露的柱結(jié)構(gòu)上。
【附圖說(shuō)明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)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。
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的形成模制層(molding layer)的方法的流程圖。
[0025]圖2-16共同地示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的制造方法作為一系列截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?，用于?shí)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(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并不旨在限制本發(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直接接觸的實(shí)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(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0027]應(yīng)該理解，盡管本文中可以使用第一、第二等術(shù)語(yǔ)來(lái)描述各個(gè)元件，但不是通過(guò)這些術(shù)語(yǔ)來(lái)限制這些元件。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用于區(qū)分一個(gè)元件與另一元件。例如，第一元件可以被稱(chēng)為第二元件，并且類(lèi)似地，在不背離多個(gè)實(shí)施例的范圍的情形下，第二元件可以被稱(chēng)為第一元件。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任一個(gè)或所有組合。
[0028]應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱(chēng)為“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，可以直接地連接或耦接到其他元件或者可能存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)為“直接連接”或“直接耦接”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。
[0029]本發(fā)明通常涉及形成模制層的方法，具體地，用于半導(dǎo)體器件的模制層。總之，模制層是用于覆蓋襯底上的導(dǎo)電通孔結(jié)構(gòu)和/或半導(dǎo)體管芯。下文將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。
[0030]通常，通過(guò)在襯底上分配模制材料，隨后通過(guò)模制工藝和固化工藝形成模制層。然而，例如，當(dāng)導(dǎo)電通孔之間的間隔的高度/寬度比率大于大約3或更大時(shí)，形成模制層的傳統(tǒng)方法存在導(dǎo)電通孔塞之間的間隔不能被完全填充的問(wèn)題，因此間隔中出現(xiàn)了空隙。這些空隙在隨后工藝中可能縮小工藝窗口或裕度，并且不利地導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝件的可靠性問(wèn)題。
[0031]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的形成模制層的方法100的流程圖。方法100包括操作102、操作104、操作106和操作108。圖2_16共同地示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的更具體的制造方法作為一系列截面圖。應(yīng)該理解，盡管這些方法中的每一個(gè)都示出了許多操作、過(guò)程和/或特性，但是并非所有的這些操作、過(guò)程和/或特性都是必要的，并且也可以存在其他未示出的操作、過(guò)程和/或特性。而且，在一些實(shí)施例中，操作和/或過(guò)程的順序可以與這些圖中示出的順序不同。另外，在一些實(shí)施方式中，所示的過(guò)程還可以劃分為子過(guò)程，而在其他實(shí)施方式中，所示的一些過(guò)程可以彼此同時(shí)進(jìn)行。
[0032]在操作102中，在襯底上形成一個(gè)或多個(gè)柱結(jié)構(gòu)。圖2至圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的處于操作102的各個(gè)制造階段的截面圖。應(yīng)該注意的是，結(jié)合圖2至圖4制造階段和部件僅是實(shí)例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以有很多的替換、改變和修改。
[0033]在圖2中，在襯底202上方形成介電層210。在一些實(shí)施例中，襯底202包括去粘結(jié)層204，在該去粘結(jié)層上沉積介電層210。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，去粘結(jié)層204可以調(diào)節(jié)介電層210與去粘結(jié)層204之間的界面粘合，使得在隨后的工藝中介電層210可能與去粘結(jié)層204分離。介電層210可以包括聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)J-硅酸鹽玻璃(PSG)、硼硅酸鹽玻璃(BSG)、摻硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氮化硅、氧化硅、它們的任何組合等。可以通過(guò)很多適合的方法形成介電層210，諸如旋涂、化學(xué)汽相沉底(CVD)和等離子體增強(qiáng)的CVD(PECVD)等。另外，在本說(shuō)明書(shū)的一些實(shí)施例中，襯底202可以可選地被稱(chēng)為載體襯底202。在一些實(shí)例中，襯底202可以包括硅晶圓、玻璃襯底或者由陶瓷材料、有機(jī)材料、IV族和/或V族元素(諸如娃、鍺、鎵、砷)和它們的組合所形成的其他適合的襯底。襯底202可以包括塊狀襯底或者絕緣體上的硅襯底。
[0034]如圖2所示，此后，在介電層210上方形成導(dǎo)電層220。導(dǎo)電層220可以包括晶種層和/或凸塊下金屬(UBM)層。在一些實(shí)施例中，UBM層可以包括具有粘合層和潤(rùn)濕層的多層。例如，粘合層可以由諸如鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢化鈦(TiW)等的材料形成。例如，潤(rùn)濕層可以由諸如鎳(Ni)和Cu等形成。此外，在一些實(shí)施例中，晶種層可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)等或它們的組合。
[0035]在圖3中，在導(dǎo)電層220上方形成具有多個(gè)開(kāi)口 232的掩模層230。開(kāi)口 232穿過(guò)掩模層230，并且暴露掩模層下方的部分導(dǎo)電層220。例如，掩模層230可以是通過(guò)光刻技術(shù)制造的光刻膠層。在一些實(shí)施例中，掩模層230的厚度為約30 μπι到約300 μπι ;具體地，為約50 μ m到約280 μ m ;更具體地，為約100 μ m到約250 μ m。
[0036]隨后，如圖3所示，形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)240以填充掩模層230的開(kāi)口 232，并且該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電層220接觸。例如，可以通過(guò)電鍍操作、無(wú)電鍍操作、物理汽相沉積(PVD)、電子束物理汽相沉積(EBPVD)或其他適合的技術(shù)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)240。例如，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)240可以包括諸如銅、鋁、鉛、鎢等或它們的組合的材料。
[0037]在圖4中，從導(dǎo)電層220上去除掩模層230以暴露部分導(dǎo)電層220，從而形成位于襯底上方的一個(gè)或多個(gè)柱結(jié)構(gòu)250。換句話說(shuō)，襯底202’具有形成在其上的至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)250。在一些實(shí)施例中，如圖4所示，還去除導(dǎo)電層220的暴露部分以形成包括導(dǎo)電層220的剩余部分和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)240的柱結(jié)構(gòu)250。另外，當(dāng)去除導(dǎo)電層220時(shí)，暴露出介電層210的一部分。例如，可以通過(guò)諸如灰化工藝、剝離工藝和/或從沖洗工藝的任何適合的操作去除掩模層230。在一些實(shí)施例中，柱結(jié)構(gòu)250在隨后的操作中組成模制通孔(TMV)結(jié)構(gòu)。
[0038]在一些實(shí)施例中，如圖5所示，半導(dǎo)體管芯260附接在介電層210上。半導(dǎo)體管芯260可以包括多個(gè)焊盤(pán)262和某些基本半導(dǎo)體層，諸如襯底層、有源電路層、ILD層和Hffi層(未在圖5中分別示出)。在一些實(shí)例中，焊盤(pán)262位于柱結(jié)構(gòu)250頂面與介電層210之間的水平位置處。半導(dǎo)體管芯260可以包括各種器件，諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二級(jí)管和/或其他期望的器件。例如，可以互連半導(dǎo)體管芯260中的器件以執(zhí)行一種或多種功能，諸如存儲(chǔ)器、放大器、功率分布、傳感器、輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，提供的以上實(shí)例僅是為了說(shuō)明的目的，并不旨在以任何方式限制本發(fā)明。
[0039]在一些實(shí)例中，形成在襯底202上方的柱結(jié)構(gòu)250的高度Hl為約30 μπι到約300 μ m ;具體地為約50 μ m到約250 μ m ;更具體地為約60 μ m到約200 μ m。在又一些實(shí)例中，柱結(jié)構(gòu)250的高度Hl大于半導(dǎo)體管芯260的高度H2。
[0040]在操作104中，如圖6所示，翻轉(zhuǎn)襯底202，該襯底具有附接于其上的柱結(jié)構(gòu)250，使得一個(gè)或者多個(gè)柱結(jié)構(gòu)250位于襯底202下方。換句話說(shuō)，柱結(jié)構(gòu)250面朝下。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯260和柱結(jié)構(gòu)250位于載體襯底202的同一表面上，使得半導(dǎo)體管芯260以及柱結(jié)構(gòu)250位于襯底202下方。
[0041]在操作106中，附接在翻轉(zhuǎn)的襯底202上的一個(gè)或多個(gè)柱結(jié)構(gòu)250浸入或者浸沒(méi)在包含在容器270中的模制材料液272中。在各實(shí)施例中，襯底202具有多個(gè)柱結(jié)構(gòu)250，并且柱結(jié)構(gòu)之間的間隔S填充有模制材料液272。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯260和柱結(jié)構(gòu)250位于載體襯底202的相一表面上，使得柱結(jié)構(gòu)250和半導(dǎo)體管芯260同時(shí)浸沒(méi)在模制材料液272中。
[0042]在一些實(shí)施例中，操作106可以包括下面描述的過(guò)程。首先，模制材料液272放置在容器270中。另外，容器270具有底座274和圍繞底座274的側(cè)壁276，該容器被配置為容納模制材料液272。隨后，柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中，使得模制材料液272流入柱結(jié)構(gòu)250之間的間隔S中，并且圍繞柱結(jié)構(gòu)250和半導(dǎo)體管芯260。此外，當(dāng)柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中時(shí)，模制材料液272接觸介電層210。
[0043]在一些實(shí)例中，容器270的側(cè)壁276包括底部部分277和凸緣278。底部部分277連接到底座274，并且凸緣278從底部部分277向上延伸。側(cè)壁276的凸緣278構(gòu)成容器270的入口 278a，其中當(dāng)柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中時(shí)，入口 278a面向襯底202。在一些實(shí)例中，容器270的入口 278a的寬度Wl比襯底202的寬度W2大大約0.3mm至3.0mm ；具體地，大大約0.5mm至約2.0mm ;更具體地，大大約0.8mm至約1.5mm。注意，底部部分277具有未被凸緣278占用的頂面277a。此外，底部部分277的頂面277a和凸緣278構(gòu)成的臺(tái)階等，以嚙合襯底202。在一些實(shí)施例中，操作106包括將翻轉(zhuǎn)的襯底202的邊緣202a設(shè)置在底部部分277的頂面277a上的過(guò)程。換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，當(dāng)柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中時(shí)，底部部分277的頂面277a被配置為支撐翻轉(zhuǎn)的襯底202。在又一些實(shí)例中，襯底的邊緣202a沒(méi)有任何去粘結(jié)層204和介電層210，并且邊緣202a的寬度W3為約0.2mm到約6mm ;具體地，為約0.5mm至5mm ;更具體地，為約Imm至3mm。在又一些實(shí)例中，底部部分277的頂面277a的寬度W4比寬度W3大大約0.02mm至0.8mm ;具體地，大大約0.1mm至0.5mm ;更具體地，大大約0.2米至0.4_。在又一些實(shí)例中，底部部分277的高度H3比柱結(jié)構(gòu)250的高度Hl大大約20 μ m至約100 μ m ;具體地，大大約30 μ m至約70 μ m ;更具體地，大大約40 μ m至約60 μ m。
[0044]據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，操作106可以包括加熱容器270中的模制材料液272的過(guò)程。在一些實(shí)施例中，通過(guò)操作溫度可以調(diào)節(jié)和控制模制材料液272的流動(dòng)性能和粘度。在一些實(shí)例中，模制材料液272被加熱到約為50°C至200°C的溫度，具體地、大約120°C至約180°C，更具體地大約為130°C至約160°C，以允許模制材料液272填充柱結(jié)構(gòu)250之間的間隔S。在又一些實(shí)施例中，在至少2分鐘的持續(xù)時(shí)間段內(nèi)(例如，約2分鐘至約10分鐘，具體地，約3分鐘至約8分鐘)，附接在襯底202上的柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中。在實(shí)例中，模制材料液272可以包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和硅，在溫度約為25°C的情況下，該模制材料液的粘度約為50paXs至150paXs ;具體地，為約70paXs至IlOpaX S。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，操作106可以包括按壓襯底202的背面202b的過(guò)程，使得附接在襯底202上的柱結(jié)構(gòu)250浸沒(méi)在模制材料液272中。在一些實(shí)例中，在襯底202的正面202c上形成所有柱結(jié)構(gòu)250，并且施加外力的背面202b上沒(méi)有任何柱結(jié)構(gòu)250。
[0046]在操作108中，如圖7所示，與模制材料液272附接的柱結(jié)構(gòu)250與容器270分離并且移出該容器，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)250并且與該柱結(jié)構(gòu)接觸的模制層280。在各個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，在將具有柱結(jié)構(gòu)250的翻轉(zhuǎn)的襯底202從容器270中移出的操作108之后，方法100還包括將翻轉(zhuǎn)的襯底202翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的過(guò)程，使得模制層280位于襯底202上方。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯260和柱結(jié)構(gòu)250位于在襯底202的相一表面上，因此，模制層280覆蓋柱結(jié)構(gòu)250和半導(dǎo)體管芯260并且與柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯接觸。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，方法100可以包括在操作108之后和/或之前固化模制層280的操作。在一些實(shí)施例中，當(dāng)柱結(jié)構(gòu)250浸入模制材料液272中時(shí)，在容器270中預(yù)固化模制材料液272，然后，附接于襯底202上的預(yù)固化的模制材料液與容器270分離。此后，襯底202上的預(yù)固化的模制材料被進(jìn)一步固化以形成硬化的模制層280。在又一些實(shí)施例中，在柱結(jié)構(gòu)250浸入模制材料液272中之后，在足夠的時(shí)間段內(nèi)將模制材料液272加熱到預(yù)設(shè)溫度，使得模制材料液272在容器270中幾乎被硬化。此后，在其上具有硬化的模制材料的襯底202與容器270分開(kāi)，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)250和半導(dǎo)體管芯260的硬化的模制層280。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以跳過(guò)或省略操作108之后的后固化處理。
[0048]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，在操作108之后，方法100可以可選地包括其他操作或過(guò)程。圖8至圖16是示出可以在操作108之后執(zhí)行的操作和/或過(guò)程的截面圖。
[0049]在圖8中，減薄或者研磨模制層280以暴露半導(dǎo)體管芯260的焊盤(pán)262和柱結(jié)構(gòu)250。在一些實(shí)施例中，同時(shí)研磨柱結(jié)構(gòu)250和模制層280，因此，研磨的柱結(jié)構(gòu)250構(gòu)成穿過(guò)模制層280的多個(gè)模制通孔(TMV)。減薄和研磨的模制層280具有與介電層210相對(duì)的基本平整的表面。
[0050]在圖9中，在柱結(jié)構(gòu)250和研磨的模制層280上形成再分布層290。此外，再分布層290連接柱結(jié)構(gòu)250與半導(dǎo)體管芯260的焊盤(pán)262。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯260的有源器件(未示出)電連接到焊盤(pán)262，因此，半導(dǎo)體管芯260的有源器件可以通過(guò)再分布層290橋接并且還電連接到柱結(jié)構(gòu)250 ( S卩，TMV結(jié)構(gòu))。
[0051]在圖10中，在形成再分布層290之后，在再分布層290上方形成鈍化層300和多個(gè)導(dǎo)電凸塊310。鈍化層300具有暴露部分再分布層290的多個(gè)孔302。此后，在再分布層290的暴露部分上形成或安裝導(dǎo)電凸塊310。例如，導(dǎo)電凸塊310可以是多個(gè)焊球等。在一些實(shí)施例中，焊球310可以包括金屬材料，諸如錫、銀和銅等?？蛇x地，互連焊盤(pán)可以是被配置為安裝在印刷電路板(PCB)上的多個(gè)觸點(diǎn)柵格陣列(LGA)焊盤(pán)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊310是被配置為接收其他導(dǎo)電凸塊的球柵陣列(BGA)焊盤(pán)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)電鍍操作或者其他任何適合的操作設(shè)置導(dǎo)電凸塊310?？梢栽谠俜植紝?90上與孔302對(duì)準(zhǔn)的位置處形成多個(gè)UBM結(jié)構(gòu)(未示出)。UBM結(jié)構(gòu)可以有助于防止導(dǎo)電凸塊310與半導(dǎo)體管芯的集成電路之間的擴(kuò)散，并且還提供導(dǎo)電凸塊310與再分布層290之間的低電阻電連接。在一些實(shí)例中，UBM結(jié)構(gòu)可以包括多層，該多層具有由鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢化鈦(TiW)等形成的粘合層和由鎳(Ni)、銅(Cu)等形成的潤(rùn)濕層。
[0052]在圖11中，形成導(dǎo)電凸塊310之后，襯底202(即，載體襯底202)與介電層210分離或分開(kāi)，從而得到所示的封裝件320。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于來(lái)說(shuō)，所示的封裝件320可以用作封裝件疊層結(jié)構(gòu)的底部封裝件320。例如，準(zhǔn)分子激光技術(shù)或其他合適的操作可以用于使襯底202與介電層210分開(kāi)。在一些實(shí)例中，在襯底202與介電層210分離期間和/或之后，封裝件320放置在載體330上。
[0053]在圖12中，在載體襯底202與介電層210分離之后，在介電層210中與柱結(jié)構(gòu)250對(duì)準(zhǔn)的位置處形成多個(gè)小孔(hole，又稱(chēng)孔或開(kāi)口)210a。因此，通過(guò)小孔210a暴露柱結(jié)構(gòu)250。可以使用任何適合的方法或操作在介電層210中形成小孔210a。例如，可以使用光刻工藝和刻蝕工藝在介電層210中形成小孔210a。在一些實(shí)施例中，可以去除剩余的導(dǎo)電層220并且暴露柱結(jié)構(gòu)250。
[0054]在圖13中，在介電層210中形成小孔210a之后，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝件340附接在底部封裝件320上。在一些實(shí)施例中，每個(gè)半導(dǎo)體封裝件340都包括與柱結(jié)構(gòu)250對(duì)準(zhǔn)并連接的多個(gè)導(dǎo)電球342。因此，半導(dǎo)體管芯260可以通過(guò)焊盤(pán)262、再分布層290和柱結(jié)構(gòu)250電連接到半導(dǎo)體封裝件340。在一些實(shí)施例中，可以使用回流工藝將半導(dǎo)體封裝件340接合至底部封裝件320。在一些實(shí)例中，導(dǎo)電球342可以是球柵陣列(BGA)或適用于耦接至柱結(jié)構(gòu)250的其他凸塊結(jié)構(gòu)。另外，半導(dǎo)體封裝件340可以包括存儲(chǔ)器管芯、邏輯管芯、處理器管芯等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，提供的以上實(shí)例僅僅是為了說(shuō)明的目的，并不旨在以任何方式限制本發(fā)明。
[0055]在圖14中，在底部封裝件320和/或半導(dǎo)體封裝件340上形成封裝材料350，從而形成封裝件疊層結(jié)構(gòu)360。根據(jù)一些實(shí)施例，封裝層350可以是由適合的底部填充材料形成的模塑料層。底部填充材料可以填充底部封裝件320與每個(gè)半導(dǎo)體封裝件340之間的縫隙。在一些實(shí)施例中，底部填充材料可以包括分配在封裝件320與340之間的縫隙處的環(huán)氧樹(shù)脂?？梢砸后w形式提供環(huán)氧樹(shù)脂，并且該環(huán)氧樹(shù)脂可在固化工藝之后硬化。
[0056]在圖15中，圖15所示的封裝件疊層結(jié)構(gòu)360被翻轉(zhuǎn)，使得導(dǎo)電凸塊310面朝上并且封裝材料350面朝下。在圖16中，例如，執(zhí)行諸如切割工藝的分離工藝，以形成許多單獨(dú)的封裝件疊層器件362。例如，可以沿著劃線區(qū)域370執(zhí)行切割操作。因此，產(chǎn)生了多塊封裝件疊層器件362。在一些實(shí)施例中，得到的封裝件疊層器件362在結(jié)構(gòu)上基本相同。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，提供圖8至圖16所示出的以上實(shí)例和/或?qū)嵤├齼H僅是為了說(shuō)明的目的，以進(jìn)一步解釋本發(fā)明的應(yīng)用，并不旨在以任何方式限制本發(fā)明。
[0057]本發(fā)明的各實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)包括提供形成模制層的新方法。新方法可用于形成覆蓋多個(gè)通孔塞的模制層，通過(guò)具有較大高度/寬度比率的間隔將多個(gè)通孔塞間隔開(kāi)。值得注意的是，模制層可以極好地填充通孔塞之間的微小間隔，因此，為半導(dǎo)體管芯或芯片提供了可靠的封裝結(jié)構(gòu)。
[0058]根據(jù)一些實(shí)施例的一個(gè)方面，提供形成模制層的方法。該方法包括以下操作:(i)形成襯底，該襯底上具有至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)；(ii)翻轉(zhuǎn)具有柱結(jié)構(gòu)的襯底，使得柱結(jié)構(gòu)位于襯底下方；(iii)將翻轉(zhuǎn)襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液中；以及(iv)將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與容器分離，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)并與柱結(jié)構(gòu)接觸的模制層。
[0059]根據(jù)一些實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供形成模制層的方法。該方法包括以下操作:
(i)形成具有位于其上的多個(gè)柱結(jié)構(gòu)的襯底；(ii)翻轉(zhuǎn)襯底，使得柱結(jié)構(gòu)位于襯底下方；(iii)將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液中，使得模制材料液填充柱結(jié)構(gòu)之間的間隔；(iv)將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與容器分離，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)并與柱結(jié)構(gòu)接觸的模制材料層；(V)固化模制材料層，以形成模制層；以及(vi)研磨模制層，以暴露柱結(jié)構(gòu)。
[0060]根據(jù)一些實(shí)施例的另一個(gè)方面，一種方法包括以下操作:(i)在載體襯底上形成多個(gè)柱結(jié)構(gòu)并且將半導(dǎo)體管芯設(shè)置在載體襯底上，其中，半導(dǎo)體管芯具有位于其上的多個(gè)焊盤(pán)；(ii)翻轉(zhuǎn)載體襯底，使得柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯位于載體襯底下方；以及(iii)將翻轉(zhuǎn)的載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯浸入容納在容器中的模制材料液中；(iv)將翻轉(zhuǎn)載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯與容器分離，以形成覆蓋柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯并與柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯接觸的模制層；以及研磨模制層，以暴露半導(dǎo)體管芯的焊盤(pán)和柱結(jié)構(gòu)。
[0061]以上概述了若干實(shí)施例的特征，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(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于執(zhí)行與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本公開(kāi)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(jìn)行多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形成模制層的方法，包括: 形成襯底，在所述襯底上具有至少一個(gè)柱結(jié)構(gòu)； 翻轉(zhuǎn)具有所述柱結(jié)構(gòu)的襯底，使得所述柱結(jié)構(gòu)面朝下； 將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液；以及將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)且與所述柱結(jié)構(gòu)接觸的模制層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在將所述襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離的操作之后，還包括翻轉(zhuǎn)所述翻轉(zhuǎn)的襯底并且固化所述模制層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括: 將所述模制材料液設(shè)置在所述容器中，其中，所述容器具有底座和圍繞所述底座的側(cè)壁并且被配置為容納所述模制材料液；以及 將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述側(cè)壁包括: 底部部分，與所述底座連接；以及 凸緣，從所述底部部分向上延伸，其中，所述底部部分具有未被所述凸緣占用的頂面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入所述模制材料液中的操作包括:在所述底部部分的頂面上設(shè)置所述翻轉(zhuǎn)的襯底的邊緣。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述底部部分的高度比所述柱結(jié)構(gòu)的高度大大約 20 μ m 至 100 μ m。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述側(cè)壁具有底部部分和從所述底部部分向上延伸的凸緣，并且所述凸緣構(gòu)成所述容器的入口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述入口的寬度比所述襯底的寬度大大約0.3mm至 3mm。9.一種形成模制層的方法，包括: 形成襯底，在所述襯底上具有多個(gè)柱結(jié)構(gòu)； 翻轉(zhuǎn)所述襯底，使所述柱結(jié)構(gòu)面朝下； 將翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)浸入容納在容器中的模制材料液，使得所述模制材料液填充所述柱結(jié)構(gòu)之間的間隔； 將所述翻轉(zhuǎn)的襯底的柱結(jié)構(gòu)與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)且與所述柱結(jié)構(gòu)接觸的模制材料層； 固化所述模制材料層，以形成模制層；以及 研磨所述模制層，以暴露所述柱結(jié)構(gòu)。10.一種方法，包括: 在載體襯底上形成多個(gè)柱結(jié)構(gòu)并且在所述載體襯底上設(shè)置半導(dǎo)體管芯，其中，所述半導(dǎo)體管芯具有位于其上的多個(gè)焊盤(pán)； 翻轉(zhuǎn)所述載體襯底，使得所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯位于所述載體襯底下方； 將翻轉(zhuǎn)的載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯浸入容納在容器中的模制材料液； 將所述翻轉(zhuǎn)的載體襯底的柱結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯與所述容器分離，以形成覆蓋所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯且與所述柱結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯接觸的模制層；以及研磨所述模制層，以暴露所述半導(dǎo)體管芯的焊盤(pán)和所述柱結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L21/56GK106098569SQ201510782717
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日
【發(fā)明人】陳憲偉, 陳潔
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司