封裝的半導(dǎo)體器件、封裝半導(dǎo)體器件的方法以及PoP器件的制作方法
【專利摘要】公開了封裝的半導(dǎo)體器件、封裝半導(dǎo)體器件的方法以及疊層封裝（PoP）器件。在一些實(shí)施例中，一種封裝半導(dǎo)體器件的方法包括在載具上方形成封裝通孔（TPV），以及將半導(dǎo)體器件連接至載具。半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在其表面上的接觸焊盤以及設(shè)置在接觸焊盤上方的絕緣材料。在載具上方且在TPV和半導(dǎo)體器件之間形成模塑材料。使用激光鉆孔工藝在絕緣材料中且在接觸焊盤上方形成開口，以及在絕緣材料和絕緣材料中的開口的上方形成再分布層（RDL）。將RDL的一部分連接至每個接觸焊盤的頂面。
【專利說明】封裝的半導(dǎo)體器件、封裝半導(dǎo)體器件的方法以及PoP器件
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2013年3月15日提交的名稱為“Packaging Devices and Methodsof Manufacture Thereof”的第61/794，882號的美國臨時申請的權(quán)益,其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]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)體器件及其封裝方法和封裝器件。

【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體器件用于多種電子應(yīng)用，舉例來說，諸如個人計算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和其他電子設(shè)備。通常通過在半導(dǎo)體襯底上方按順序沉積絕緣層或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)體材料層，并且使用光刻對各種材料層進(jìn)行圖案化以在其上形成電路部件和元件來制造半導(dǎo)體器件。通常在單個半導(dǎo)體晶圓上生產(chǎn)數(shù)十個或數(shù)百個集成電路。通過沿著劃線切割集成電路來分割獨(dú)立管芯。然后，舉例來說，單獨(dú)地以多芯片模式、以其他封裝類型對獨(dú)立管芯進(jìn)行封裝或者在末端應(yīng)用中將獨(dú)立管芯直接安裝的電路板或其他表面上。
[0005]半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)通過不斷減小最小部件尺寸來不斷地改進(jìn)各種電子部件(例如晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，從而允許更多的器件被集成到給定區(qū)域中。在一些應(yīng)用中，這些更小的電子部件也需要比過去的封裝件利用更少面積的更小的封裝件。三維集成電路(3DIC)和堆疊封裝(PoP)器件是新近的一些封裝設(shè)計，其中多個管芯垂直地堆疊在封裝件中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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，提供了一種封裝半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括:在載具上方形成多個封裝通孔(TPV);將半導(dǎo)體器件連接至所述載具，所述半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在其表面上的多個接觸焊盤以及設(shè)置在所述多個接觸焊盤上方的絕緣材料；在所述載具上方且在所述多個TPV和所述半導(dǎo)體器件之間形成模塑材料；使用激光鉆孔工藝在所述絕緣材料中形成多個開口，所述多個開口中的每個開口均被設(shè)置在所述多個接觸焊盤中的一個接觸焊盤的上方；以及在所述絕緣材料以及所述絕緣材料中的所述多個開口的上方形成再分布層(RDL)，其中所述RDL的一部分連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面。
[0007]在該方法中，所述絕緣材料包括鈍化層和設(shè)置在所述鈍化層上方的聚合物層。
[0008]在該方法中，所述絕緣材料中的所述多個開口中的每個開口在所述鈍化層和所述聚合物層內(nèi)都具有基本相同的寬度。
[0009]在該方法中，在所述絕緣材料中形成所述多個開口包括在所述聚合物層中形成多個第一開口，并且所述鈍化層包括多個第二開口，所述鈍化層中的所述多個第二開口中的每一個第二開口都設(shè)置在所述多個接觸焊盤中的一個接觸焊盤上方；并且在所述聚合物層中形成所述多個第一開口包括在所述鈍化層中的一個第二開口內(nèi)形成所述聚合物層中的所述多個第一開口中的一個第一開口。
[0010] 在該方法中，所述多個第一開口中的每一個第一開口都包括所述聚合物層中的頂部開口，并且所述多個第二開口中的每一個第二開口都包括所述鈍化層中的底部開口。
[0011 ] 在該方法中，位于所述聚合物層中的多個頂部開口中的每一個頂部開口都具有第一寬度，位于所述鈍化層中的多個底部開口中的每一個底部開口都具有第二寬度，并且所述第二寬度大于所述第一寬度。
[0012]在該方法中，所述絕緣材料包含具有第一高度的頂面，所述模塑材料包含具有第二高度的頂面，所述第二高度與所述第一高度基本相同，并且所述RDL的一部分的布線具有連接至所述絕緣材料的頂面的底面。
[0013]在該方法中，所述RDL的通孔部分連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面，并且每個通孔部分的底面具有第三高度，所述第三高度低于所述模塑材料的第二高度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種封裝半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括:在載具上方形成多個封裝通孔(TPV);將多個集成電路管芯連接至所述載具，所述多個集成電路管芯中的每個都包括多個接觸焊盤、設(shè)置在所述多個接觸焊盤的一部分上方的鈍化層以及設(shè)置在所述鈍化層上方的聚合物層；在所述載具、所述多個TPV以及所述多個集成電路管芯的上方形成模塑材料；從所述多個集成電路管芯的所述聚合物層的頂面上方去除所述模塑材料；使用激光鉆孔工藝在所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的所述多個集成電路管芯的所述聚合物層中形成開口 ；在所述聚合物層的頂面以及所述聚合物層中的多個開口的上方形成再分布層(RDL)，所述RDL的一部分連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面；去除所述載具；以及分割所述多個集成電路管芯以形成多個封裝的半導(dǎo)體器件。
[0015]在該方法中，形成所述多個TPV包括:在所述載具上方形成晶種層；以及將導(dǎo)電材料鍍在所述晶種層上方。
[0016]在該方法中，形成所述多個TPV進(jìn)一步包括:在所述晶種層上方形成光刻膠層；對所述光刻膠層進(jìn)行圖案化以露出所述晶種層的第一部分；將所述導(dǎo)電材料鍍在所述晶種層的露出的第一部分的上方；去除所述光刻膠層以露出所述晶種層的第二部分；以及去除所述晶種層的露出的第二部分。
[0017]在該方法中，從所述多個集成電路管芯的所述聚合物層的頂面上方去除所述模塑料包括選自基本由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、研磨工藝、蝕刻工藝和它們的組合所組成的組中的工藝。
[0018]在該方法中，所述方法進(jìn)一步包括:在形成所述多個TPV之前，在所述載具上方形成絕緣材料；以及在分割所述多個集成電路管芯之前，在所述絕緣材料中形成多個開口，所述絕緣材料中的所述多個開口中的每個開口都設(shè)置在所述多個TPV中的一個TPV上方。
[0019]該方法進(jìn)一步包括:使所述多個TPV凹進(jìn)。
[0020]該方法進(jìn)一步包括:在所述多個TPV中的每個TPV的表面上方形成焊膏。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種封裝的半導(dǎo)體器件，包括:集成電路管芯，包括第一面和與第一面相對的第二面；多個接觸焊盤，設(shè)置在所述集成電路管芯的第一面上；鈍化層，設(shè)置在所述集成電路管芯的第一面的上方，所述鈍化層包括所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的開口 ；聚合物層，設(shè)置在所述鈍化層上方，所述聚合物層包括所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的激光鉆孔開口 ；模塑材料，被設(shè)置成環(huán)繞所述集成電路管芯、所述鈍化層和所述聚合物層，所述模塑材料的表面與所述聚合物層的表面基本共面；多個封裝通孔(TPV)，設(shè)置在所述模塑材料內(nèi)；再分布層(RDL)，設(shè)置在所述模塑材料、所述多個TPV以及所述聚合物層的上方，所述RDL的布線穿過所述聚合物層中的激光鉆孔開口和所述鈍化層中的開口連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤；以及絕緣材料，設(shè)置在所述集成電路管芯的第二面和所述模塑材料的上方，所述絕緣材料包括所述多個TPV中的每個TPV上方的開口。
[0022]在該封裝的半導(dǎo)體器件中，所述鈍化層中的開口和所述絕緣材料中的開口包含參差不齊的輪廓、粗糙的輪廓或基本光滑的輪廓；或者所述聚合物層中的激光鉆孔開口包含參差不齊的輪廓或粗糙的輪廓。
[0023]在該封裝的半導(dǎo)體器件中，所述RDL包括設(shè)置在其上的凸塊下金屬化(UBM)結(jié)構(gòu)，并且所述封裝的半導(dǎo)體器件包括連接至所述UBM結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料的多個部分。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種疊層封裝(PoP)器件，包括:根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝的半導(dǎo)體器件，其中，所述封裝的半導(dǎo)體器件包括第一封裝的半導(dǎo)體器件；以及第二封裝的半導(dǎo)體器件，通過所述絕緣材料中的開口經(jīng)由導(dǎo)電材料連接至所述多個TPV中的每個TPV的端部。
[0025]該P(yáng)oP器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二封裝的半導(dǎo)體器件上方的模塑材料或者設(shè)置在所述第一封裝的半導(dǎo)體器件和所述第二封裝的半導(dǎo)體器件之間的底部填充材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了更充分地理解本發(fā)明實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)將結(jié)合附圖做出的下列描述作為參考，其中:
[0027]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件的一部分的截面圖；
[0028]圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0029]圖3、圖4和圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件的一部分的截面圖；
[0030]圖6至圖24示出根據(jù)一些實(shí)施例處于各個階段的封裝半導(dǎo)體器件的工藝流程的截面圖；
[0031]圖25是本文描述的封裝的半導(dǎo)體器件與另一封裝的半導(dǎo)體器件一起封裝在3DIC配置中的截面圖；以及
[0032]圖26是根據(jù)一些實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]在下面詳細(xì)地論述本發(fā)明實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在多種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明概念。所論述的具體實(shí)施例僅是制造和使用所公開的主題的示例性具體方式，而不限制不同實(shí)施例的范圍。
[0034]本發(fā)明的實(shí)施例包括用于封裝半導(dǎo)體器件的新型方法和結(jié)構(gòu)。本文所描述的示例性實(shí)施例提供形成3DIC封裝通孔(TPV)互連結(jié)構(gòu)的新型低成本方法。封裝件包括具有最小數(shù)量的薄絕緣材料層的再分布層(RDL)，從而提供成本節(jié)約并降低或消除翹曲。
[0035]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件100的一部分的截面圖。封裝的半導(dǎo)體器件100包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例封裝的半導(dǎo)體器件130。首先在半導(dǎo)體晶圓上制造多個半導(dǎo)體器件130。半導(dǎo)體器件130包括設(shè)置在其表面上的接觸焊盤104、鈍化層106和聚合物層108，在本文將進(jìn)一步對其進(jìn)行描述。對半導(dǎo)體器件130進(jìn)行分割，然后單獨(dú)地封裝在模塑料114內(nèi)，模塑料114包括在其中形成的多個封裝通孔(TPV) 112，多個封裝通孔為封裝件提供垂直電連接。封裝的半導(dǎo)體器件100包括RDL120，RDL120包括:布線122a，通過鈍化層106和聚合物層108中的開口 131連接至半導(dǎo)體器件102的接觸焊盤104;和布線122b，電連接在布線122a和凸塊下金屬化結(jié)構(gòu)122c之間，凸塊下金屬化結(jié)構(gòu)122c為導(dǎo)電材料126提供安裝區(qū)域。布線122a在本文中也被稱為RDL120的第一部分122a，而布線122b在本文中也被稱為RDL120的第二部分。RDL120為封裝件提供水平電連接。就用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件100的新型封裝方法將作進(jìn)一步的描述。
[0036]半導(dǎo)體器件130包括襯底102。作為實(shí)例，襯底102可以包含硅、其他類型的塊狀半導(dǎo)體材料或其他材料。襯底102可以包括在其上形成的一個或多個IC (未示出)。作為實(shí)例，根據(jù)IC的電氣設(shè)計，IC可以包含有源和無源器件、導(dǎo)電層和介電層。舉例來說，襯底102包含已在半導(dǎo)體晶圓在制造多個IC并對該多個IC進(jìn)行分割后的半導(dǎo)體晶圓的一部分。
[0037]在襯底102上方形成多個接觸焊盤104。在圖1中僅示出一個接觸焊盤104 ;然而，在襯底102的表面上形成多個接觸焊盤104 (參見圖2)。接觸焊盤104與襯底102內(nèi)的元件或部分布線(未示出)電連接并提供與襯底102的外部的電連接。使用沉積和圖案化工藝由沉積在襯底102上方的導(dǎo)電層形成接觸焊盤104。作為實(shí)例，接觸焊盤104可以包含鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、其他導(dǎo)電材料或他們的多層或組合。作為實(shí)例，可以使用物理汽相沉積(PVD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、電鍍工藝或化學(xué)鍍工藝來形成接觸焊盤104。接觸焊盤104可以具有相同的尺寸或具有不同的尺寸。
[0038]在襯底102的表面上方以及接觸焊盤104的頂面上方形成鈍化層106，以用于結(jié)構(gòu)支撐和物理隔離。作為實(shí)例，鈍化層106包含氮化硅(SiN)、二氧化硅(Si02)、氮氧化硅(S1N)、聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(ΡΒ0)、其他絕緣材料或者他們的組合或多層。在一些實(shí)施例中，鈍化層106具有約0.1ym至約6 ym的厚度并且與襯底102和接觸焊盤104的頂面的形貌(topography)基本共形?？蛇x地,鈍化層106可以包含其他材料和尺寸。在一些實(shí)施例中不包含鈍化層106。
[0039]在一些實(shí)施例中，通過使用掩模限定的光刻膠蝕刻工藝去除鈍化層106的一部分以露出接觸焊盤104的一部分而覆蓋接觸焊盤104的另一部分來制造鈍化層106中的開口。例如，在鈍化層106中在每一個接觸焊盤104上方都形成開口。在其他實(shí)施例中，在鈍化層106中在接觸焊盤104上方不形成開口。在一些實(shí)施例中，在后續(xù)沉積的聚合物層108中形成開口的同時，在鈍化層106中形成開口，在本文中對其作進(jìn)一步的描述。舉例來說，在沉積聚合物108之前，使用光刻工藝在鈍化層106中形成開口的實(shí)施例中，鈍化層106中的開口可以具有基本光滑的側(cè)壁。
[0040]在鈍化層106上形成聚合物層108，如果在鈍化層106中包括開口，則聚合物層108遵循鈍化層106的輪廓并填充鈍化層106的開口位于接觸焊盤104上方的一部分。聚合物層108可以由諸如環(huán)氧樹脂、P1、BCB、PB0等聚合物形成，但是其他相對軟的、通常是有機(jī)的介電材料也可以用于聚合物層108。旋轉(zhuǎn)涂布、膠帶層壓或其他常用的形成方法可以用于施加聚合物層108。舉例來說，聚合物層108的厚度可以介于約5μπι和約30 μ m之間?？蛇x地，聚合物層108可以包含其他尺寸。聚合物層108和鈍化層106在本文中被統(tǒng)稱為絕緣材料106/108 (例如在一些權(quán)利要求中)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在分割半導(dǎo)體器件130之前對聚合物層108和鈍化層106不進(jìn)行圖案化。通過在載具(未在圖1中示出；參見本文中將進(jìn)一步描述的圖10中的載具150)上形成TPV112對分割的半導(dǎo)體器件130進(jìn)行封裝，然后通過粘合劑110 (在圖1中示出)將半導(dǎo)體器件130附接至載具150。舉例來說，在一些實(shí)施例中，粘合劑110包含管芯附接膜(DAF)。
[0042]在一些實(shí)施例中，TPVl 12包括:晶種層116，包含Cu、Cu合金、Ti/Cu雙層或其他導(dǎo)電材料；和導(dǎo)電材料118,鍍在或形成在晶種層116上方并包含Cu、Cu合金或其他導(dǎo)電材料。舉例來說，TPV112的厚度或高度(例如在圖1中的垂直方向上)為約0.05μπι至約2μπι，其寬度(例如在圖1中的水平方向上)包含封裝的半導(dǎo)體器件100的關(guān)鍵尺寸(CD)。舉例來說，在一些實(shí)施例中，⑶可以為約20 μ m至約300 μ m?？蛇x地，TPV112和⑶可以包含其他材料和尺寸。
[0043]在TPV112以及半導(dǎo)體器件130上方形成模塑料114。作為實(shí)例，模塑料114包含由諸如環(huán)氧樹脂的絕緣材料、填充材料、應(yīng)力釋放劑(SRA)、助粘劑(adhes1n promoter )、其他材料或他們的組合組成的模塑料。作為實(shí)例，使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、研磨工藝、蝕刻工藝、其他方法或他們的組合從聚合物層108的頂面上方去除模塑料114。在一些實(shí)施例中還去除了 TPV112的頂部，從而降低他們的高度或厚度。
[0044]然后在聚合物層108中在每個接觸焊盤104上方都形成開口 131。在一些實(shí)施例中，開口 131也形成在鈍化層106中。在一些實(shí)施例中，使用激光鉆孔工藝在聚合物層108或者聚合物層108和鈍化層106中形成開口 131。激光鉆孔工藝使聚合物層108中或者聚合物層108和鈍化層106中的開口 131的例如側(cè)壁形成參差不齊的或粗糙的輪廓。
[0045]然后在模塑料114、TPVl 12和圖案化的聚合物層108或者圖案化的聚合物層108和鈍化層106的上方形成RDL120。在聚合物層108或者聚合物層108和鈍化層106中的開口 131內(nèi)形成RDL120的一部分。有利地，不需要在聚合物層108或者聚合物層108和鈍化層106內(nèi)形成導(dǎo)電插塞，從而節(jié)省了時間和成本，并進(jìn)一步使更少數(shù)量的鈍化層、聚合物層或其他絕緣層用于封裝的半導(dǎo)體器件100。
[0046]RDL120包括第一部分122a和與第一部分122a連接的第二部分122b。第一部分122a包含在聚合物層108的頂面的一部分上方以及在鈍化層108或者聚合物層108和鈍化層106中的開口 131內(nèi)形成的布線。第一部分122a包括設(shè)置在聚合物層108和鈍化層106內(nèi)的通孔部分123a。通孔部分123a的側(cè)壁與開口 131的側(cè)壁的形貌一致，因此，通孔部分123a可以包含由于用于形成開口 131的激光鉆孔工藝而形成的參差不齊的或粗糙的側(cè)壁。
[0047]在RDL120的第一部分122a、TPVl 12的上方以及在模塑料114和聚合物層108的露出部分的上方形成絕緣材料124a。舉例來說,在一些實(shí)施例中，絕緣材料124a包含所描述的與聚合物層108類似的材料。舉例來說，絕緣材料124a的厚度為約I μ m至約20 μ m。可選地，絕緣材料124a可以可選地包含其他材料和尺寸。
[0048]對絕緣材料124a進(jìn)行圖案化以在RDL120的第一部分122a的一部分上方形成開口，以及在絕緣材料124a和RDL120的第一部分122a的露出部分的上方形成RDL120的第二部分122b。RDL120的第二部分122b包括在絕緣材料124a中的開口內(nèi)延伸并與RDL120的第一部分122a的一部分的頂面接觸的通孔部分123b。在RDL120的第二部分122b和絕緣材料124a的露出部分的上方形成絕緣材料124b，絕緣材料124b包含描述的與絕緣材料124a類似的材料和尺寸。對絕緣材料124b進(jìn)行圖案化以在RDL120的部分第二部分122b的上方形成開口，并且在絕緣材料124b的開口上方以及在絕緣材料124b的頂部上方形成UBM結(jié)構(gòu)122c。UBM結(jié)構(gòu)122c的一部分與RDL120的第二部分122b的一部分的頂面接觸。
[0049]作為實(shí)例，在一些實(shí)施例中，RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c包含由諸如金屬的導(dǎo)電材料所組成的厚度為約2 μ m至約10 μ m的布線。作為實(shí)例，RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c可以包含諸如T1、Al、N1、鎳釩(NiV)、Cu或他們的組合或多層的金屬。舉例來說，可以使用電鍍、化學(xué)鍍、濺射、化學(xué)汽相沉積方法和/或光刻工藝來形成RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c。RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c可以包含單層或多層。舉例來說，RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c可以包括T1、TiW、Cr或其他材料的粘合層和/或包含約0.05 μ m至約2 μ m的Cu、Cu合金、Ti/Cu雙層或其他導(dǎo)電材料的晶種層?？蛇x地，RDL120的第一部分122a和第二部分122b以及UBM結(jié)構(gòu)122c可以包含其他材料和尺寸，并且可以使用其他方法形成。
[0050]在UBM結(jié)構(gòu)122c上方形成導(dǎo)電材料126。UBM結(jié)構(gòu)122c用于將導(dǎo)電材料126通過RDL120的第一部分122a和第二部分122b電連接至接觸焊盤104。導(dǎo)電材料126直徑或?qū)挾瓤梢源笥赨BM結(jié)構(gòu)122c的直徑或?qū)挾取?dǎo)電材料126包含共晶材料并且可以包含導(dǎo)電凸塊或?qū)щ娗?。作為?shí)例，在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電材料126包含焊料凸塊或焊球。本文使用的詞語“焊料”包括基于鉛的焊料和無鉛焊料，例如，用于基于鉛的焊料的Pb-Sn組成；包括InSb ;錫、銀和銅(“SAC”)組分的無鉛焊料；以及具有共同的熔點(diǎn)并在電氣應(yīng)用中形成導(dǎo)電焊料連接的其他共晶材料。對于無鉛焊料，可以使用不同組分的SAC焊料，舉例來說，諸如 SAC105 (Sn98.5%, Agl.0%, Cu0.5%)、SAC305、SAC405，或者包括諸如重量百分比(wt%)約為0.5的Ni或Bi的微量元素的焊料。在不使用銀(Ag)的情況下，也可以由SnCu化合物形成諸如焊球的無鉛導(dǎo)電材料126?？蛇x地，無鉛焊料連接件可以包括錫和銀(Sn-Ag)而不使用銅。導(dǎo)電材料126可以是形成為柵格(被稱為“球柵陣列”或“BGA”)的導(dǎo)電材料126的陣列中的一個。導(dǎo)電材料126可以可選地被布置成其他形狀。
[0051]在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電材料126包含形狀為部分球形的導(dǎo)電球?？蛇x地,導(dǎo)電材料126可以包含其他形狀。舉例來說，導(dǎo)電材料126還可以包含非球形導(dǎo)電連接件。在一些實(shí)施例中，使用焊球滴落工藝(ball drop process)附接導(dǎo)電材料126。在一些實(shí)施例中，在導(dǎo)電材料126安裝工藝期間或者在導(dǎo)電材料安裝工藝之后，可以對導(dǎo)電材料126的共晶材料進(jìn)行回流。本文中導(dǎo)電材料126 (例如在一些權(quán)利要求中)被稱為連接至UBM結(jié)構(gòu)122c的導(dǎo)電材料的多個部分。
[0052]有利地，本文所述的新型封裝方法需要減少數(shù)量的絕緣材料，諸如絕緣材料124a和124b。例如，避免了在聚合物層108和絕緣材料124a之間對附加絕緣材料的需要，因?yàn)橥撞糠?23a形成在聚合物層108內(nèi)而不是形成在聚合物層108和絕緣材料124a之間的附加絕緣材料內(nèi)。而且，在一些實(shí)施例中，RDL120不需要包括第二部分122b或絕緣材料124b。在一些實(shí)施例中，可以在絕緣材料124a中所形成的開口內(nèi)以及在絕緣材料124a的一部分的頂面上方形成導(dǎo)電材料126，從而進(jìn)一步減少絕緣材料和RDL120的布線層的數(shù)量。
[0053]舉例來說，在一些實(shí)施例中，聚合物層108包含聚合物-1a層，絕緣材料124a包含聚合物-2層，以及絕緣材料124b包含聚合物-3層。根據(jù)一些實(shí)施例在聚合物-1a層內(nèi)未形成導(dǎo)電凸塊。而是使用激光鉆孔在聚合物-1a層中形成開口 131，使得RDL120的第一部分122a包含通孔部分123a。在一些實(shí)施例中，在接觸焊盤104上方的聚合物-1a層中形成開口 131，該接觸焊盤包括在硅襯底102上方形成的鋁(Al焊盤)。
[0054]在一些實(shí)施例中，RDL120的第一部分122a包含RDLl層，而RDL120的第二部分122b包含RDL2層。RDLl層形成在聚合物-1a層的一部分上方并在聚合物-1a層的開口 131中作為襯層。RDL2層形成在聚合物-2層上方并且與RDLl層的一部分電接觸。聚合物_3層形成在RDL2層和聚合物-2層上方。對聚合物-3層進(jìn)行圖案化，并且在聚合物-3層的一部分上方形成UBM結(jié)構(gòu)122c。
[0055]圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件100的截面圖。圖2所示的示圖是翻轉(zhuǎn)的圖1所示的示圖。例如，導(dǎo)電材料126在封裝的半導(dǎo)體器件100的底面上形成在RDL120的上方。在圖2中沒有示出或者標(biāo)記出圖1所示的一些元件，諸如UBM結(jié)構(gòu)122c。RDL120包括在圖1所示的聚合物層108以及絕緣材料124a和124b內(nèi)形成的第一部分122a和第二部分122b。
[0056]在圖2中示出兩個半導(dǎo)體器件130 ;然而，根據(jù)一些實(shí)施例，多個半導(dǎo)體器件130(例如兩個或更多個半導(dǎo)體器件130)可以一起被封裝在單個封裝件中。可選地，隨后沿著劃線136分割半導(dǎo)體器件130以形成單獨(dú)封裝的半導(dǎo)體器件100。
[0057]圖2還示出了在半導(dǎo)體器件130上與RDL120相對的面上所設(shè)置的絕緣材料132。在一些實(shí)施例中，在絕緣材料132中在每個TPVl 12上方形成開口 134，以允許與封裝的半導(dǎo)體器件100的另一面形成電連接，在本文中將進(jìn)一步對其進(jìn)行描述。可以使用激光鉆孔或光刻工藝形成開口 134。在一些實(shí)施例中，在封裝的半導(dǎo)體器件100中不包括絕緣材料132。圖2還示出了在圖1中更詳細(xì)地示出的其部分。
[0058]圖3、圖4和圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的封裝的半導(dǎo)體器件100的一部分的截面圖。圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的各種元件的一些高度和相對尺寸。絕緣材料106/108(例如，聚合物層108)包含具有第一高度Ii1的頂面125，模塑料114包含具有第二高度h2的頂面。在一些實(shí)施例中，第二高度h2與第一高度Ii1基本相同。RDL120的一部分(例如，第一部分122a)包含布線，該布線的底面與具有第一高度Ii1的絕緣材料106/108的頂面125連接。舉例來說，在一些實(shí)施例中，第一部分122a包含RDLl層，RDLl層的底部高度Ii1基本等于研磨后的模塑材料114的頂部高度h2。
[0059]在一些實(shí)施例中，如圖3所示，RDL120包括與接觸焊盤104的頂面連接的通孔部分123a (例如RDL120的第一部分122a的通孔部分123a)。底部通孔123a的底面包含第三高度h3，第三高度h3小于模塑材料114的第二高度h2。舉例來說，在一些實(shí)施例中，第一部分122a包含通孔部分123a的高度h3的RDLl層，通孔部分123a的高度h3小于研磨后的模塑材料114的頂部高度h2。舉例來說，在一些實(shí)施例中，聚合物層108包含具有由于鈍化所產(chǎn)生的連續(xù)輪廓和關(guān)鍵尺寸(⑶)的聚合物-1a層。
[0060]圖4示出一些實(shí)施例的截面圖，其中，聚合物層108中的開口包含具有尺寸Cl1的第一寬度，鈍化層106中的開口包含具有尺寸d2的第二寬度。在一些實(shí)施例中，具有尺寸d2的第二寬度大于具有尺寸Cl1的第一寬度。作為實(shí)例，尺寸Cl1可以為約5 μ m至約40 μ m，尺寸d2可以為約15 μ m至約40 μ m?？蛇x地,尺寸(I1和d2可以包含其他值。
[0061]具有尺寸Cl1的位于聚合物層108中的開口 131在本文中也被稱為位于聚合物層108中的第一開口或者頂部開口，并且具有尺寸(12的位于鈍化層106中的開口在本文中也被稱為位于鈍化層106中的第二開口或者底部開口(例如在一些權(quán)利要求中)。在半導(dǎo)體器件130的制造工藝期間，可以對鈍化層106進(jìn)行圖案化以在接觸焊盤104上方形成鈍化層106中的多個第二開口。位于鈍化層106中的多個第二開口中的每一個均被設(shè)置在多個接觸焊盤104中的一個接觸焊盤上方。在一些實(shí)施例中，形成聚合物層108中的多個第一開口 131包括在鈍化層106的多個第二開口中的一個內(nèi)形成聚合物層108的多個第一開口131中的每一個,從而使尺寸d2大于尺寸(I1。舉例來說,在一些實(shí)施例中,聚合物層108中的第一開口 131可以使用激光鉆孔形成并且可以包含參差不齊的輪廓或粗糙的輪廓，鈍化層106中的較大的第二開口可以使用光刻形成并且可以包含基本光滑的輪廓。舉例來說，在一些實(shí)施例中，聚合物層108包含具有接觸焊盤104上的⑶開口的聚合物-1a層，接觸焊盤104上的⑶開口小于接觸焊盤104上的鈍化層106的⑶開口。
[0062]圖5示出一些實(shí)施例，其中絕緣材料106/108的多個開口 131中的每個開口在鈍化層106和聚合物層108內(nèi)均具有相同寬度。例如，在一些實(shí)施例中，尺寸Cl1與尺寸(12基本相同。在沉積聚合物層108之前可以對鈍化層106進(jìn)行圖案化以在接觸焊盤104上方形成第二開口，或者可選地，可以不對鈍化層106進(jìn)行圖案化。舉例來說，可以在形成開口 131的同時去除鈍化層106的一部分，或者可選地，通過形成開口 131可以不去除鈍化層106的一部分。舉例來說，在一些實(shí)施例中，鈍化層108中的第一開口 131和鈍化層106中的第二開口都可以使用激光鉆孔來形成并且可以包含參差不齊的輪廓或者粗糙的輪廓。舉例來說，在一些實(shí)施例中，聚合物層108包含具有接觸焊盤104上的⑶開口的聚合物-1a層，其中位于接觸焊盤104上的⑶開口基本等于接觸焊盤104上的鈍化層106的⑶開口。
[0063]圖6至圖24示出根據(jù)一些實(shí)施例處于各個階段的封裝半導(dǎo)體器件130的工藝流程的截面圖。圖6至圖9示出可以用于準(zhǔn)備用于封裝的半導(dǎo)體器件130的加工步驟。在圖6中，提供了包含圖1所示的多個襯底102的晶圓，該晶圓包括在其上形成的接觸焊盤104、鈍化層106和聚合物層108。在一些實(shí)施例中，在施加聚合物層108之后，該聚合物層108的厚度為約14 111至約3(^111。在施加聚合物層108之后，對晶圓的相對面進(jìn)行減薄，并且如圖7所示將晶圓102附接至由框架140支撐的膠帶138或者其他類型的載具器件。如圖8所示，通過沿著劃線142切割襯底102以及在襯底102上形成的材料來分割半導(dǎo)體器件130，從而如圖9所示，形成獨(dú)立半導(dǎo)體器件130。在將半導(dǎo)體器件130附接至載具150 (參見圖16，本文中將進(jìn)一步對其進(jìn)行描述)之前，對襯底102的減薄的面施加粘合劑110。
[0064] 圖10至圖24示出根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件130的封裝工藝流程的各個步驟。在圖10中，提供包含載具晶圓的載具150。載具150可以包含玻璃、半導(dǎo)體材料或者其他材料。將粘合劑152連接至載具150。粘合劑152可以包含膠、膠帶或者具有粘合性質(zhì)的其他材料。在粘合劑152上方形成絕緣材料132。舉例來說，絕緣材料132可以包含如與所述的聚合物層108相似的材料和尺寸。舉例來說，在一些實(shí)施例中，絕緣材料132包含PBO、P1、阻焊劑(SR, solder resist)或他們的組合或多層?？蛇x地,絕緣材料132可以包含其他材料。舉例來說，在一些實(shí)施例中，層152和層132可以包含膠/聚合物基緩沖層。
[0065]如圖11所示，在絕緣材料132上方形成晶種層116。舉例來說，可以通過物理汽相沉積(PVD)或其他方法來形成晶種層116。舉例來說，在一些實(shí)施例中，晶種層116用作凸塊下金屬化(UBM)層。例如，在圖25中，晶種層116用作UBM層，其中將可以包含多個焊料凸塊或者焊球的導(dǎo)電材料179連接至TPVl 12，本文中將進(jìn)一步對其進(jìn)行描述。
[0066]如圖12所示，在晶種層116上方形成光刻膠154層。也如圖12所示，使用光刻根據(jù)用于多個TPV的圖案對光刻膠154層進(jìn)行圖案化，以露出晶種層116的第一部分。如圖13所示，使用鍍工藝在晶種層116的露出的第一部分上方形成導(dǎo)電材料118。如圖14所示，然后剝離或者去除光刻膠154層，以露出晶種層116的第二部分。如圖15所示，然后使用蝕刻工藝或者其他工藝去除晶種層116的露出的第二部分，保留形成在載具150的整個表面上的多個TPV112。作為實(shí)例，TPV在俯視圖中可以包含約20 μ m至約300 μ m的寬度并且在俯視圖中可以包含圓形、卵形、正方形、矩形或多邊形?？蛇x地，TPV112可以包含其他形狀和尺寸。
[0067]如圖16所示，將包括在其上形成的粘合劑110的多個半導(dǎo)體器件130放置到載具150上。作為實(shí)例，人工地使用拾取與放置機(jī)器或者使用其他方法將半導(dǎo)體器件130附接至設(shè)置在載具150上方的絕緣材料132。如圖17所示，在TPV112、半導(dǎo)體器件130和絕緣材料132的露出部分的上方形成模塑材料114。如圖18所示，去除模塑料114的頂面以露出聚合物層108的頂面和TPV112的頂面。也如圖18所示以及如先前對于圖1所述的，使用激光鉆孔工藝在聚合物層108中形成開口 131。
[0068]如圖19和圖20所示以及如本文中先前所述，然后繼續(xù)進(jìn)行封裝工藝以形成RDL120并在RDL120上方形成導(dǎo)電材料126。在一些實(shí)施例中，在封裝工藝中這時對封裝的半導(dǎo)體器件進(jìn)行電測試。
[0069]如圖21所示，將封裝的半導(dǎo)體器件與載具150解除接合(debond)，然后將導(dǎo)電材料126附接至由框架160或其他載具支撐的膠帶162。如圖22所示，使用激光鉆孔或光刻工藝在絕緣材料132中形成開口 134。在使用激光鉆孔工藝來形成開口 134的實(shí)施例中，絕緣材料132中的開口 134的側(cè)壁包含參差不齊的或粗糙的輪廓。在使用光刻工藝來形成開口 134的實(shí)施例中，絕緣材料132中的開口 134的側(cè)壁包含基本光滑的輪廓。在一些實(shí)施例中，在分割多個半導(dǎo)體器件130以形成封裝的半導(dǎo)體器件100之前在絕緣材料132中形成開口 134。
[0070]在一些實(shí)施例中，然后使TPV112的材料凹陷(未示出)。舉例來說，可以使用蝕刻工藝使TPV112凹陷約0.Ιμπι至約5μπι。可選地，可以使TPV112凹陷其他量。在其他實(shí)施例中，不使TPVl 12凹陷。
[0071]然后，如圖22所示，沿著劃線136分割封裝的半導(dǎo)體器件，并且如圖23所示，將封裝的半導(dǎo)體器件100從膠帶162除去以形成獨(dú)立封裝的半導(dǎo)體器件100。在一些實(shí)施例中，如圖24所示，在每個TPVl 12的表面上方形成焊膏164。在其他實(shí)施例中，未施加焊膏164。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖24所示，封裝的半導(dǎo)體器件100包括半導(dǎo)體器件102，半導(dǎo)體器件102包括設(shè)置在第一面166a上的RDL120和設(shè)置在第二面166b上的絕緣材料132。TPVl 12垂直地延伸穿過封裝件。封裝的半導(dǎo)體器件100包括新型的集成輸出(InFO, fan out)互連方案。
[0073]圖25是本文所述的封裝的半導(dǎo)體器件100與另一封裝的半導(dǎo)體器件170 —起封裝在包含堆疊封裝(PoP)器件180的3DIC配置中的截面圖。例如在一些權(quán)利要求中，封裝的半導(dǎo)體器件100在本文中也被稱為第一封裝的半導(dǎo)體器件，以及封裝的半導(dǎo)體器件170在本文中也被稱為第二封裝的半導(dǎo)體器件。
[0074]為了組裝PoP器件180，提供封裝的半導(dǎo)體器件170，其包括附接至中介層襯底172的一個或多個半導(dǎo)體器件130b和130c。根據(jù)一些實(shí)施例，封裝的半導(dǎo)體器件170封裝有包含圖1所示的半導(dǎo)體器件130的半導(dǎo)體器件130a。作為實(shí)例，封裝的半導(dǎo)體器件170的襯底172包含硅襯底、硅中介層或玻璃中介層、印刷電路板(PCB)、有機(jī)層壓襯底或其他類型的襯底。襯底172包括在其中設(shè)置的多個襯底通孔(TSV) 174。TSV174從襯底172的第一面延伸到襯底172的第二面。TSV174包含導(dǎo)電材料并提供從襯底172的第一面到第二面的垂直電連接。接合焊盤175連接至位于襯底172的第一面上的一個或多個TSV174，并且接觸焊盤173連接至位于襯底172的第二面上的一個或多個TSV174。
[0075]半導(dǎo)體器件130b連接至位于襯底172的半導(dǎo)體器件安裝區(qū)域中的襯底172?？梢允褂谜澈蟿?、膠帶或者其他裝置將半導(dǎo)體器件130b附接至襯底172。使用接合引線176b將半導(dǎo)體襯底130b電連接至接合焊盤175?？梢允褂谜澈蟿?、膠帶或其他裝置將半導(dǎo)體器件130c附接至半導(dǎo)體器件130b的頂面。使用接合引線176c將半導(dǎo)體器件130c電連接至接合焊盤175。在附圖中，為簡明起見，將半導(dǎo)體器件130b和130c示出為連接至同一接合焊盤175 ;然而，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件130b和130c均連接至位于襯底172上的不同的接合焊盤175。
[0076]在一些實(shí)施例中，封裝的半導(dǎo)體器件170可以包括一個半導(dǎo)體器件130b，或者封裝的半導(dǎo)體器件170可以包括兩個或多個堆疊的半導(dǎo)體器件130b和130c，半導(dǎo)體器件130b和130c可以具有不同的尺寸或者相同的尺寸。作為實(shí)例，半導(dǎo)體器件130b和130c可以包含一個或多個半導(dǎo)體材料層、一個或多個導(dǎo)電材料層、一個或多個介電材料層或者他們的組合。在一些實(shí)施例中，第二封裝的半導(dǎo)體器件170通過導(dǎo)電材料179連接至第一封裝的半導(dǎo)體器件100的每個TPVl 12的端部，導(dǎo)電材料179包含如所述的導(dǎo)電材料126的材料。
[0077]在一些實(shí)施例中，在第二封裝的半導(dǎo)體器件170上方，例如在垂直堆疊的半導(dǎo)體器件130b和130c上方、在接合布線176b和176c上方以及在襯底172的露出部分上方形成模塑材料178，模塑材料178包含與所述的模塑材料114類似的材料。在其他實(shí)施例中，在PoP器件180中不包括模塑材料178。在一些實(shí)施例中，在第一封裝的半導(dǎo)體器件100和第二封裝的半導(dǎo)體器件170之間設(shè)置包含絕緣材料的底部填充材料182。在其他實(shí)施例中，在PoP器件180中不包含底部填充材料182。
[0078]在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件130a包含邏輯器件，并且半導(dǎo)體器件130b和130c包含存儲器件，諸如動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)器件?？蛇x地，半導(dǎo)體器件130a、130b和130c可以包含其他類型的器件和集成電路。
[0079]圖26是根據(jù)一些實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體器件130的方法的流程圖190。在步驟192中，在載具150上方形成TPV112 (也參見圖11至圖15);以及在步驟194中，將半導(dǎo)體器件130連接至載具150(參見圖16)。半導(dǎo)體器件130包括在其表面上設(shè)置的接觸焊盤104和在接觸焊盤104上方設(shè)置的絕緣材料106/108 (參見圖1)。在步驟196中，在載具150上方且在TPV112和半導(dǎo)體器件130之間形成模塑材料114 (參見圖17和圖18)。在步驟198中，在絕緣材料106/108中的接觸焊盤104上方形成開口 131 (參見圖18)。根據(jù)一些實(shí)施例使用激光鉆孔工藝在絕緣材料106/108中形成開口 131。在步驟199中，在絕緣材料106/108上方以及在絕緣材料106/108中的開口 131的上方形成再分布層(RDL)120 (參見圖19)。將RDL120的一部分連接至每個接觸焊盤104的頂面(參見圖1)。
[0080]本發(fā)明的一些實(shí)施例包括封裝半導(dǎo)體器件130的方法。其他實(shí)施例包括使用本文所述的新型方法進(jìn)行封裝的封裝的半導(dǎo)體器件100。本發(fā)明的一些實(shí)施例包括PoP器件180，PoP器件180包括使用本文中參照圖25所述的新型方法進(jìn)行封裝的封裝的半導(dǎo)體器件 100。
[0081]本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括提供用于半導(dǎo)體器件的新型封裝方法。本文所述的示例性實(shí)施例提供形成3DIC封裝通孔(TPV)互連結(jié)構(gòu)的新型低成本方法。提供具有位于再分布層(RDL)內(nèi)的薄聚合物層的封裝器件，從而有利于阻止或者降低管芯翹曲、管芯傾斜以及過研磨。在一些實(shí)施例中，在工藝流程中不包括或者不需要薄聚合物層(例如，聚合物層108)的鈍化。在一些應(yīng)用中，聚合物層的減薄提供了控制管芯翹曲的能力。聚合物層比在封裝器件中常用的較厚的聚合物層更均勻。新型封裝器件和方法在例如將其用于封裝厚度為小于約40 μ m的薄集成電路管芯時是特別有利的。
[0082]在一些實(shí)施例中，通過激光鉆孔形成位于集成電路管芯或者半導(dǎo)體器件130上的通孔金屬(例如，RDL120的第一部分122a)。在一些實(shí)施例中，在管芯上未形成導(dǎo)電凸塊；而是RDL的一部分用于與集成電路管芯上的接觸焊盤104電接觸。在一些實(shí)施例中，RDL底部高度約等于或者小于研磨后的模塑材料的頂部高度。薄聚合物層具有通過鈍化的連續(xù)的輪廓和開口。與使用光刻對薄聚合物層進(jìn)行圖案化相比，激光鉆孔的薄聚合物層具有更粗糙的輪廓。在一些實(shí)施例中，在聚合物層中位于接觸焊盤上方的的開口具有小于或者等于在鈍化層中位于接觸焊盤上方的開口的寬度，其中鈍化層被設(shè)置在薄聚合物層下方。
[0083]通過在聚合物層108內(nèi)形成來減少或者消除RDL的斷裂或者電氣開路，其中通孔部分123a是RDL120的部分122a的一部分，從而增加了產(chǎn)量并降低成本。在一些實(shí)施例中，通過激光鉆孔在聚合物層108中形成開口 131避免了用于聚合物層108的聚合物材料以及模塑材料114的表面潤濕敏感性。而且，新型的封裝方法、結(jié)構(gòu)和設(shè)計很容易應(yīng)用于制造和封裝工藝流程中。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明時，容易理解其他有利的特征。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種封裝半導(dǎo)體器件的方法包括在載具上方形成多個TPV,以及將半導(dǎo)體器件連接至載具。半導(dǎo)體器件包括在其表面上設(shè)置的多個接觸焊盤和設(shè)置在該多個接觸焊盤上的絕緣材料。該方法包括在載具上方且在多個TPV和半導(dǎo)體器件之間形成模塑材料，以及使用激光鉆孔工藝在絕緣材料中形成多個開口，多個開口中的每個開口均被設(shè)置在多個接觸焊盤中的一個接觸焊盤上方。該方法包括在絕緣材料和位于絕緣材料中的多個開口的上方形成RDL，其中，RDL的一部分與多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面連接。
[0085]根據(jù)其他實(shí)施例，一種封裝半導(dǎo)體器件的方法包括在載具上方形成多個TPV，以及將多個集成電路管芯連接至載具。多個集成電路管芯中的每個集成電路管芯均包括多個接觸焊盤、設(shè)置在多個接觸焊盤的一部分上方的鈍化層以及設(shè)置在鈍化層上方的聚合物層。在載具、多個TPV、多個集成電路管芯上方形成模塑材料，并且從多個集成電路管芯的聚合物層的頂面上方去除模塑材料。方法包括使用激光鉆孔工藝在多個集成電路管芯的聚合物層中且在多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方形成開口，以及在聚合物層的頂面和位于聚合物層中的多個開口的上方形成RDL。RDL的一部分與多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面連接。該方法包括去除載具并分割多個集成電路管芯以形成多個封裝的半導(dǎo)體器件。
[0086]根據(jù)其他實(shí)施例，封裝的半導(dǎo)體器件包括集成電路管芯，該集成電路管芯包括第一面和與第一面相對的第二面；以及設(shè)置在集成電路管芯的第一面上的多個接觸焊盤。鈍化層設(shè)置在集成電路管芯的第一面的上方，鈍化層包括位于多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的開口。聚合物層設(shè)置在鈍化層上方，聚合物層包括位于多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的激光鉆孔開口。模塑材料被設(shè)置成環(huán)繞集成電路管芯、鈍化層和聚合物層，其中模塑材料的表面與聚合物層的表面基本共面。多個TPV設(shè)置在模塑材料內(nèi)，并且RDL設(shè)置在模塑材料、多個TPV和聚合物層的上方。RDL包括穿過聚合物層中的激光鉆孔開口和鈍化層中的開口連接至多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的布線。絕緣材料設(shè)置在集成電路管芯的第二面和模塑材料的上方，其中絕緣材料包括位于多個TPV中的每個TPV上方的開口。
[0087]盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例及其優(yōu)勢，但應(yīng)該理解，可以在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，進(jìn)行各種改變、替換和更改。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易地理解本文所述的許多部件、功能、工藝和材料可以發(fā)生變化而仍保留在本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明應(yīng)很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實(shí)施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求預(yù)期在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種封裝半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在載具上方形成多個封裝通孔(TPV)； 將半導(dǎo)體器件連接至所述載具，所述半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在其表面上的多個接觸焊盤以及設(shè)置在所述多個接觸焊盤上方的絕緣材料； 在所述載具上方且在所述多個TPV和所述半導(dǎo)體器件之間形成模塑材料； 使用激光鉆孔工藝在所述絕緣材料中形成多個開口，所述多個開口中的每個開口均被設(shè)置在所述多個接觸焊盤中的一個接觸焊盤的上方；以及 在所述絕緣材料以及所述絕緣材料中的所述多個開口的上方形成再分布層(RDL)，其中所述RDL的一部分連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述絕緣材料包括鈍化層和設(shè)置在所述鈍化層上方的聚合物層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述絕緣材料中的所述多個開口中的每個開口在所述鈍化層和所述聚合物層內(nèi)都具有基本相同的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述絕緣材料中形成所述多個開口包括在所述聚合物層中形成多個第一開口，并且所述鈍化層包括多個第二開口，所述鈍化層中的所述多個第二開口中的每一個第二開口都設(shè)置在所述多個接觸焊盤中的一個接觸焊盤上方；并且在所述聚合物層中形成所述多個第一開口包括在所述鈍化層中的一個第二開口內(nèi)形成所述聚合物層中的所 述多個第一開口中的一個第一開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個第一開口中的每一個第一開口都包括所述聚合物層中的頂部開口，并且所述多個第二開口中的每一個第二開口都包括所述鈍化層中的底部開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，位于所述聚合物層中的多個頂部開口中的每一個頂部開口都具有第一寬度，位于所述鈍化層中的多個底部開口中的每一個底部開口都具有第二寬度，并且所述第二寬度大于所述第一寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述絕緣材料包含具有第一高度的頂面，所述模塑材料包含具有第二高度的頂面，所述第二高度與所述第一高度基本相同，并且所述RDL的一部分的布線具有連接至所述絕緣材料的頂面的底面。
8.一種封裝半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在載具上方形成多個封裝通孔(TPV)； 將多個集成電路管芯連接至所述載具，所述多個集成電路管芯中的每個都包括多個接觸焊盤、設(shè)置在所述多個接觸焊盤的一部分上方的鈍化層以及設(shè)置在所述鈍化層上方的聚合物層； 在所述載具、所述多個TPV以及所述多個集成電路管芯的上方形成模塑材料； 從所述多個集成電路管芯的所述聚合物層的頂面上方去除所述模塑材料； 使用激光鉆孔工藝在所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的所述多個集成電路管芯的所述聚合物層中形成開口； 在所述聚合物層的頂面以及所述聚合物層中的多個開口的上方形成再分布層(RDL)，所述RDL的一部分連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤的頂面； 去除所述載具；以及分割所述多個集成電路管芯以形成多個封裝的半導(dǎo)體器件。
9.一種封裝的半導(dǎo)體器件，包括: 集成電路管芯，包括第一面和與第一面相對的第二面； 多個接觸焊盤，設(shè)置在所述集成電路管芯的第一面上； 鈍化層，設(shè)置在所述集成電路管芯的第一面的上方，所述鈍化層包括所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的開口； 聚合物層，設(shè)置在所述鈍化層上方，所述聚合物層包括所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤上方的激光鉆孔開口； 模塑材料，被設(shè)置成環(huán)繞所述集成電路管芯、所述鈍化層和所述聚合物層，所述模塑材料的表面與所述聚合物層的表面基本共面； 多個封裝通孔(TPV)，設(shè)置在所述模塑材料內(nèi)； 再分布層(RDL)，設(shè)置在所述模塑材料、所述多個TPV以及所述聚合物層的上方，所述RDL的布線穿過所述聚合物層中的激光鉆孔開口和所述鈍化層中的開口連接至所述多個接觸焊盤中的每個接觸焊盤；以及 絕緣材料，設(shè)置在所述集成電路管芯的第二面和所述模塑材料的上方，所述絕緣材料包括所述多個TPV中的每個TPV上方的開口。
10.一種疊層封裝(PoP)器件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝的半導(dǎo)體器件，其中，所述封裝的半導(dǎo)體器件包括第一封裝的半導(dǎo)體器件；以及 第二封裝的半導(dǎo)體器件，通過所述絕緣材料中的開口經(jīng)由導(dǎo)電材料連接至所述多個TPV中的每個TPV的端部。
【文檔編號】H01L25/16GK104051383SQ201310329154
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】蔡柏豪, 洪瑞斌, 林俊成 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司