半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了半導(dǎo)體器件及其制造方法。在一些實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底以及設(shè)置在襯底上方的多個接觸焊盤。接觸焊盤被布置為球柵陣列（BGA），并且BGA包括多個拐角。金屬壩被設(shè)置在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
【專利說明】半導(dǎo)體器件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請涉及以下共同未決和共同受讓的專利申請:序列號為13/938,821的2013年 7 月 10 日提交的標(biāo)題為 “Die-on-1nterposer Assembly with Dam Structure andMethod of Manufacturing the Same”的專利申請,該申請全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及包括球柵陣列(BGA)的半導(dǎo)體器件。

【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體器件用于各種電子應(yīng)用中，諸如，個人計算機、手機、數(shù)碼相機以及其他電子設(shè)備。通常通過在半導(dǎo)體襯底上方依次地沉積絕緣層或介電層、導(dǎo)電層以及半導(dǎo)體材料層，并且使用光刻來圖案化多個材料層以在其上形成電路部件和元件，從而制造半導(dǎo)體器件。通常在單個半導(dǎo)體晶圓上制造幾十個或上百個集成電路。通過沿著劃線切割集成電路，來劃分單個管芯。例如，以多芯片組件或者其他類型的封裝方式將各個管芯單獨封裝。
[0005]半導(dǎo)體工業(yè)通過不斷減小最小特征尺寸來不斷提高多種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器和電容器等)的集成度，這使得更多的部件集成到給定區(qū)域中。在一些應(yīng)用中，諸如集成電路管芯的這些較小的電子部件還要求比過去的封裝占用更小面積的較小封裝。
[0006]已經(jīng)開發(fā)出的用于半導(dǎo)體器件的具有較小封裝的一種封裝類型是晶圓級封裝(WLP )，其中，集成電路被封裝在封裝件中，而封裝件通常包括重分布層(RDL )或鈍化后互連件(PPI)，其用于扇出(fan-out)封裝件的接觸焊盤的引線，從而可在比集成電路的接觸焊盤更大的間距上制造電接觸件。例如，WLP通常用于封裝要求高速、高密度以及更大引腳數(shù)的集成電路(1C)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；多個接觸焊盤，設(shè)置在襯底上方，接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，BGA包括多個拐角；以及金屬壩，設(shè)置在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
[0008]優(yōu)選地，金屬壩被設(shè)置為接近在BGA的一側(cè)上位于多個拐角中的每一個拐角中的至少四個接觸焊盤。
[0009]優(yōu)選地，當(dāng)從下往上看襯底時，金屬壩是不連續(xù)的。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)從下往上看襯底時，金屬壩主要包括正方形、矩形、多邊形、圓形或橢圓形的形狀。
[0011]優(yōu)選地，該半導(dǎo)體器件還包括:連接至多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的導(dǎo)電凸塊，導(dǎo)電凸塊具有約270 μ m或更小的直徑。
[0012]優(yōu)選地，金屬壩包括第一金屬壩，還包括接近第一金屬壩的第二金屬壩。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；多個接觸焊盤，設(shè)置在襯底上方，接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，BGA包括多個拐角；導(dǎo)電材料，設(shè)置在多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的上方；以及金屬壩，設(shè)置在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
[0014]優(yōu)選地,金屬壩具有約25 μ m或更大的寬度。
[0015]優(yōu)選地，金屬壩與多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤間隔約100 μ m或更大。
[0016]優(yōu)選地，導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電凸塊，導(dǎo)電凸塊具有第一高度，金屬壩具有第二高度，并且第二高度為第一高度的約1/3或更大。
[0017]優(yōu)選地，該半導(dǎo)體器件還包括:保護材料，在襯底上方設(shè)置在位于多個接觸焊盤中的每個上方的導(dǎo)電材料之間以及金屬壩和導(dǎo)電材料之間。
[0018]優(yōu)選地，保護材料具有約50 μ m至約130 μ m的厚度。
[0019]優(yōu)選地，當(dāng)將保護材料旋涂在空白晶圓上時，保護材料包括厚度大于約10 μ m的材料。
[0020]優(yōu)選地，保護材料具有約70%或更大的透射率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括:在襯底上方形成多個接觸焊盤，多個接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，BGA包括多個拐角；在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍的襯底上方形成金屬壩；在多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的上方形成導(dǎo)電材料；以及在位于多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤上方的導(dǎo)電材料之間以及金屬壩和導(dǎo)電材料之間的襯底上方形成保護材料。
[0022]優(yōu)選地，形成金屬壩包括鍍金屬壩。
[0023]優(yōu)選地，該方法還包括:在形成多個接觸焊盤的同時，形成金屬壩的第一部分，并且形成金屬壩包括:在多個接觸焊盤和金屬壩的第一部分上方形成光刻膠層；圖案化光刻膠層，以暴露金屬壩的第一部分；在金屬壩的第一部分上方鍍金屬壩的第二部分；以及去除光刻膠層。
[0024]優(yōu)選地，形成保護材料包括旋涂材料，材料選自基本上由樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹月旨、聚苯并惡唑(PBO)或它們的組合組成的組中。
[0025]優(yōu)選地，形成保護材料包括:覆蓋襯底的表面，形成基本均勻的保護材料的層。
[0026]優(yōu)選地，襯底包括中介襯底或集成電路管芯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更完整地理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖來參考以下描述，其中:
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括接近拐角區(qū)域的金屬壩的半導(dǎo)體器件的底視圖；
[0029]圖2是示出了根據(jù)一些實施例的包括圖1中所示的多個半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體晶圓的底視圖；
[0030]圖3是圖2中所示的半導(dǎo)體晶圓的一部分的截面圖；
[0031]圖4至圖7示出了根據(jù)一些實施例的制造包括金屬壩的半導(dǎo)體器件的方法在各個階段的截面圖；
[0032]圖8至圖11示出根據(jù)一些實施例的制造半導(dǎo)體器件的金屬壩的方法在各個階段的截面圖；
[0033]圖12是示出了根據(jù)一些實施例的包括金屬壩的半導(dǎo)體器件的拐角區(qū)域的底視圖；
[0034]圖13是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0035]圖14和圖15是示出了根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件的多種形狀的金屬壩的底視圖；以及
[0036]圖16是示出了根據(jù)一些實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。
[0037]除非另外說明，否則不同圖中的相應(yīng)標(biāo)號和字符通常代表相應(yīng)的部件。繪制圖以清楚地示出實施例的相關(guān)方面而不必按比例繪制圖。

【具體實施方式】
[0038]下面詳細地論述本發(fā)明的一些實施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供了可以在多種具體環(huán)境中實現(xiàn)的多個可應(yīng)用的發(fā)明概念。所論述的特定實施例僅示出制造和使用本發(fā)明的特定方式，并且不限制本公開的范圍。
[0039]本發(fā)明的一些實施例涉及制造半導(dǎo)體器件及其結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明將描述包括具有接近拐角區(qū)域的金屬壩結(jié)構(gòu)的球柵陣列(BGA)的新型半導(dǎo)體器件?？梢詫呻娐饭苄?、中介封裝件或其他類型的封裝器件實施新型結(jié)構(gòu)和制造方法。
[0040]首先參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件100的底視圖。半導(dǎo)體器件100包括襯底102。例如，襯底102可以包括包含硅或其他半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體襯底，并且可以被絕緣層覆蓋。襯底102可以包括未示出的有源部件或電路。在一些實施例中，襯底102不包括有源部件或電路。例如，襯底102可以包括位于單晶硅上方的氧化硅。襯底102可以包括其他導(dǎo)電層或其他半導(dǎo)體元件，例如，晶體管、二極管、電阻器、電感器和電容器等?；衔锇雽?dǎo)體(例如，GaAs、InP、Si/Ge或SiC)可以代替硅來使用。例如，襯底102可以包括絕緣體上硅(SOI)或絕緣體上鍺(G0I)襯底。在一些實施例中，襯底102包括集成電路管芯，而集成電路管芯包括在其上形成的電路(未示出)。在一些實施例中，又例如，襯底102包括中介襯底(interposer substrate),諸如,用于WLP的中介襯底。
[0041]襯底102包括形成在其上的多個接觸焊盤104。圖1中未示出接觸焊盤104，參考圖3。接觸焊盤104以行和列的形式按照球柵陣列(BGA)的方式來布置。示出了完全填充的BGA，可選地，BGA可以包括預(yù)定區(qū)域中的接觸焊盤104組，而在其他區(qū)域中沒有形成接觸焊盤。
[0042]包括導(dǎo)電凸塊或焊球的導(dǎo)電材料106連接至接觸焊盤104。在一些實施例中，導(dǎo)電材料106包括諸如焊料的共晶材料。本文中使用的術(shù)語“焊料”包括:鉛基焊料和無鉛焊料，諸如，用于鉛基焊料的Pb-Sn組合物，無鉛焊料包括InSb和錫銀銅(“SAC”)組合物；以及具有共同熔點并且在電子應(yīng)用中形成導(dǎo)電焊料連接件的其他共晶材料。例如，對于無鉛焊料，可以使用不同組成的SAC焊料，諸如，SAC105 (Sn98.5%、Agl.0%和Cu0.5%)、SAC305以及SAC405。諸如焊球的無鉛導(dǎo)電材料120也可由SnCu化合物形成，而不使用銀(Ag)?？蛇x地，無鉛焊料連接件可以包括錫和銀(Sn-Ag)，而不使用銅。
[0043]導(dǎo)電材料106可以包括微凸塊、可控塌陷芯片連接(C4)凸塊或其他類型的連接件。例如，導(dǎo)電材料106可以包括球形或非球形連接件。在一些實施例中，導(dǎo)電材料106包括基本為球形同時其接近接觸焊盤104處的一側(cè)為平面。使用“焊球下降”工藝或其他方法，將導(dǎo)電材料106附接到接觸焊盤104上。
[0044]在位于每個接觸焊盤104上方的導(dǎo)電材料106之間的襯底102上方設(shè)置保護材料108。在一些實施例中，保護材料108包括旋涂到襯底102上的樹脂。例如，在一些實施例中，保護材料108包括封裝樹脂。保護材料108包括涂覆在導(dǎo)電材料106之間的襯底102上方的保護膜。例如，保護材料108包括絕緣材料，并且包括樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚苯并惡唑(ΡΒ0)、其他類型的樹脂和/或它們的結(jié)合。可選地，保護材料108可以包括其他材料。
[0045]在一些實施例中，保護材料108包括具有約70%以上的透射率的材料?？蛇x地，保護材料108的透射率可以包括其他值。保護材料108可以包括由日本旭化成電子材料有限公司(Asahi Kasei E-materials Corporat1n)制造的超低溫固化型聚酰亞胺結(jié)構(gòu),其具有約80%的透射率。例如，保護材料108可以包括ΡΒ0，其具有約82%的透射率?？蛇x地，其他材料可以用于保護材料108。例如，在一些實施例中，保護材料108包括當(dāng)其被旋涂在空白晶圓上時，厚度大于約10 μ m的材料。
[0046]在一些實施例中，保護材料108不包括模塑料。保護材料108避免了在襯底102和將要附接導(dǎo)電材料106的物件(諸如封裝襯底、印刷線路板(PWB)、母板、系統(tǒng)板或其他目標(biāo)系統(tǒng))之間應(yīng)用模塑料的要求。
[0047]金屬壩110設(shè)置在接觸焊盤104的BGA的每一個拐角周圍。在一些實施例中，金屬壩110包括導(dǎo)電材料，諸如，銅或銅合金。在一些實施例中，金屬壩110包括與接觸焊盤104相同的材料。保護材料108還設(shè)置在金屬壩110和導(dǎo)電材料106之間。金屬壩110確保BGA的拐角涂有保護材料108，例如，在BGA拐角的導(dǎo)電材料106的所有側(cè)面都涂有保護材料108。例如，在一些實施例中，金屬壩110改進了保護材料108的厚度的均勻性。
[0048]在圖1所示的實施例中，金屬壩110在底視圖中包括基本為正方形的形狀?？蛇x地，金屬壩I1可以包括其他形狀。例如，在一些實施例中，金屬壩110在襯底102的底視圖中可以主要包括正方形、矩形、多邊形、圓形或橢圓形的形狀?？蛇x地，金屬壩110可以包括其他形狀。
[0049]金屬壩110在襯底102的底視圖中是不連續(xù)的。例如，在圖1中，金屬壩110僅形成在接觸焊盤104的BGA的拐角周圍，而并不形成在BGA的側(cè)面的中心區(qū)域周圍。在一些實施例中，例如，金屬壩110僅在BGA中需要改進保護材料108的厚度的區(qū)域中形成。
[0050]金屬壩110與多個接觸焊盤104中的每一個間隔開尺寸Cl1，在一些實施例中，尺寸Cl1在約10ym以上。金屬壩110在半導(dǎo)體器件100的底視圖中包括寬度，在一些實施例中，該寬度為約25 μ m以上的尺寸d2。金屬壩110的側(cè)面沿著接觸焊盤104的BGA的側(cè)面延伸的長度為尺寸d3，例如，在一些實施例中，尺寸屯為集成電路管芯的長度或者寬度的約1/3以上?？蛇x地，尺寸Clpd2和屯可以包括其他值。
[0051]圖2是示出了根據(jù)一些實施例的包括圖1中示出的多個半導(dǎo)體器件100的半導(dǎo)體晶圓112的底視圖。例如，在襯底102包括中介襯底的實施例中，在半導(dǎo)體晶圓112上制造多個半導(dǎo)體器件100，并且沿著劃線114劃分半導(dǎo)體器件100，從而形成隨后可被單獨地或與其他器件100—起封裝的單個半導(dǎo)體器件100，單個半導(dǎo)體器件100可用于終端應(yīng)用中或者可用作封裝器件。
[0052]圖3是圖2中示出的半導(dǎo)體晶圓112的一部分的截面圖。在一些實施例中，半導(dǎo)體器件100包括重分布層(RDL) 116。在一些實施例中，接觸焊盤104是RDLl 16的一部分?？蛇x地，接觸焊盤104可以連接至RDL116或半導(dǎo)體器件100的其他類型的引線。例如，在一些實施例中，RDL116包括導(dǎo)電引線和絕緣材料層，并且可以包括凸塊下金屬化(UBM)結(jié)構(gòu)和/或鈍化后互連件(PPI)。又例如，在RDL116包括PPI的實施例中，PPI的引線可以包括PPI線和包括設(shè)置在襯底102上方的PPI焊盤104的接觸焊盤104。
[0053]圖4至圖7示出了根據(jù)一些實施例的包括金屬壩110的半導(dǎo)體器件100在制造的各個階段的截面圖。首先，提供襯底102。半導(dǎo)體器件100通常是正方形或矩形，并且具有四個拐角(參考圖1);然而，例如，在一些應(yīng)用中，半導(dǎo)體器件100可以具有其他形狀和數(shù)目的拐角。襯底102可以包括形成在其上的未示出的一個或多個集成電路(1C)。例如，根據(jù)IC的電路設(shè)計，IC可以包含有源和無源器件、導(dǎo)電層以及介電層。
[0054]如圖4所示，該方法包括在襯底102上方形成多個接觸焊盤104。多個接觸焊盤104被布置為包括多個拐角的BGA。在一些實施例中，在最上金屬化層或半導(dǎo)體層中，在接近襯底102的頂面處形成接觸焊盤104。
[0055]在襯底102上方使用導(dǎo)電材料層的圖案化和沉積工藝來形成接觸焊盤104。例如，接觸焊盤104可以包括鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、其他導(dǎo)電材料、或它們的多層或組合。例如，可以使用電鍍或化學(xué)鍍工藝形成接觸焊盤104。接觸焊盤104的尺寸、形狀和位置僅用于說明的目的。多個接觸焊盤104可以具有相同尺寸或不同尺寸。
[0056]接下來，如圖5所示，在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍的襯底102上方形成金屬壩110。在一些實施例中，金屬壩110被鍍到襯底102上。如圖5所示，在一些實施例中，在RDL116的絕緣材料上方形成金屬壩110。
[0057]如圖6所示，在多個接觸焊盤104中的每一個的上方形成導(dǎo)電材料106。例如，在一些實施例中，使用焊球下降工藝形成導(dǎo)電材料106。可選地，可以使用其他方法形成導(dǎo)電材料106。
[0058]如圖7所示，在襯底102上方并且位于多個接觸焊盤104中的每一個的上方的導(dǎo)電材料106之間以及在金屬壩110和導(dǎo)電材料106之間形成保護材料108。在一些實施例中，旋涂保護材料108。可選地，可以使用其他方法形成保護材料108。在一些實施例中，使用加熱工藝和/或紫外線(UV)能量處理工藝來固化保護材料108。在其他實施例中，不需要固化步驟。
[0059]圖8至圖11示出了根據(jù)一些實施例的制造半導(dǎo)體器件100的金屬壩110的方法在各個階段的截面圖。示出了包括PPI的RDL116。RDL116包括設(shè)置在襯底102上方的多個接觸件118。圖8至圖11中僅示出一個接觸件118 ;然而，根據(jù)一些實施例，在襯底102上方形成多個接觸件118。例如，接觸件118可以包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、其他導(dǎo)電材料或它們的多層或組合。
[0060]在接觸件118和襯底102上方形成包括絕緣材料的鈍化層120以用于結(jié)構(gòu)支撐和物理隔離。例如，鈍化層120包括氮化硅(SiN)、二氧化硅(Si02)、氮氧化硅(S1N)、聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、PB0、其他絕緣材料或它們的組合或多層?？梢酝ㄟ^使用掩模限定光刻膠蝕刻工藝去除部分鈍化層120以在鈍化層120中產(chǎn)生開口，從而暴露部分接觸件118，而接觸件118的其他部分被覆蓋。
[0061]在鈍化層120上方形成絕緣材料122。沿著鈍化層120的輪廓線，并且填充鈍化層120的開口中位于接觸件118上方的部分，在鈍化層120上形成絕緣材料122。絕緣材料122可以不完全填充接觸件118上方的鈍化層120的開口 ；相反，可以圖案化絕緣材料122以形成開口，從而暴露部分接觸件118，而覆蓋接觸件118的其他部分。在接觸件118上方使用光刻，在絕緣材料122和鈍化層120中形成開口，使得可以產(chǎn)生到接觸件118的電連接。絕緣材料122可以由聚合物(諸如，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)等)形成，但是還可以使用其他相對柔軟的、通常為有機的介電材料?？梢允褂眯炕蚱渌Ｓ玫男纬煞椒▉硎┘咏^緣材料122。在一些實施例中，例如，絕緣材料122包括“ΡΒ0”層。例如，絕緣材料122的厚度可以在約5 μ m和約30 μ m之間。可選地，絕緣材料122可以包括其他尺寸。
[0062]在接觸件118、圖案化的絕緣材料122以及圖案化的鈍化層120上方形成包括導(dǎo)電材料(諸如銅)的種晶層130。在一些實施例中，在種晶層130上方形成光刻膠134層，并且可以利用用于包括PPI線132的鈍化后互連件(PPI )、包括PPI焊盤104的接觸焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’的期望圖案，同時圖案化光刻膠層134。金屬壩110還包括種晶層130的部分130’。然后，通過圖案化的光刻膠層134，使用鍍工藝來鍍位于種晶層130上方的PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’，在形成PPI線132和PPI焊盤104的同時，形成金屬壩110。
[0063]例如，在一些實施例中，PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’可以具有小于約30 μ m的厚度，并且可以具有約2 μ m至約1ym的厚度。例如，PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’可以包括金屬，諸如，T1、Al、N1、鎳釩(NiV)、Cu或它們的組合或多層。例如，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，形成PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’。例如，PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’可以包括單層或使用T1、TiW、Cr或其他材料的粘合層的多層。可選地，PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’可以包括其他材料和尺寸，并且可以使用其他方法形成。例如，襯底102連接至多個PPI線132和PPI焊盤104，其中PPI線132和PPI焊盤104可以電連接至襯底102的接觸件118。
[0064]在一些實施例中，通過在接觸件118以及圖案化的絕緣材料122和鈍化層120上方沉積導(dǎo)電材料，并且使用光刻工藝圖案化導(dǎo)電材料，使用金屬蝕刻(subtractive etch)工藝同時形成PPI線132、PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’。然后，在PPI線132,PPI焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’上方形成絕緣材料134’。例如，在這些實施例中可以不包括種晶層130。
[0065]然后，在金屬壩110的第一部分132’和種晶層130’上方形成金屬壩110的第二部分136 (參考圖10)。如圖9所示，為了形成第二部分136，在光刻膠134或絕緣材料134’、PPI線132、接觸焊盤104以及金屬壩110的第一部分132’上方形成光刻膠層134’ ’。在一些實施例中，光刻膠層134’’包括干膜光刻膠，以實現(xiàn)具有足夠或較大厚度的金屬壩110。還可以使用其他類型的光刻膠134’’。還如圖9所示，光刻膠層134’’被圖案化為用于金屬壩110的第二部分136的期望圖案，以暴露金屬壩110的第一部分132’。例如，在一些實施例中，金屬壩110的第二部分136的圖案與金屬壩110的第一部分132’的圖案基本相同?？蛇x地，金屬壩110的第二部分136的圖案可以與金屬壩110的第一部分132’的圖案不同，但是未不出。例如，金屬壩I1的第二部分136的圖案與金屬壩110的第一部分132’的圖案相比，可以具有更大、更小或者相同的寬度。
[0066]然后，如圖10所示，使用鍍工藝，在第一部分132’上方形成金屬壩110的第二部分136。金屬壩110的第二部分136通過圖案化的光刻膠層134’ ’鍍到第一部分132’上。金屬壩110包括第一部分132’和第二部分136。在一些實施例中，金屬壩110還包括種晶層130’。然后，如圖11所示，通過使用光刻膠濕法剝離或其他去除工藝，去除光刻膠層134’’和光刻膠層134或絕緣材料134’。例如，還使用蝕刻工藝或其他工藝，去除保留在絕緣材料122的頂面上方的種晶層130。
[0067]在其他實施例中，可使用金屬蝕刻工藝，形成金屬壩110的第二部分136，又例如，通過沉積導(dǎo)電材料，并且使用光刻技術(shù)圖案化導(dǎo)電材料，形成金屬壩110的第二部分。
[0068]在圖8至圖11中所示的實施例中，在單個導(dǎo)電材料層中形成RDL116，而RDL116包括PPI線132和包括PPI焊盤104的接觸焊盤104。在其他實施例中，在RDLl 16中可以包括附加的導(dǎo)電材料層，并且在RDL116的最上方的導(dǎo)電材料層中形成接觸焊盤104，使得導(dǎo)電材料106可以連接至接觸焊盤104 (參考圖13)。例如，在一些實施例中，在RDLl 16的一個或多個導(dǎo)電材料層中形成金屬壩110。又例如，在一些實施例中，在形成接觸焊盤104的同一導(dǎo)電材料層中形成金屬壩110。
[0069]圖12是根據(jù)一些實施例的包括金屬壩110的半導(dǎo)體器件100的拐角區(qū)域的底視圖。在一些實施例中，將金屬壩I1設(shè)置為接近位于多個拐角的每一個拐角中的BGA的一側(cè)上的至少四個接觸焊盤104。例如，金屬壩110包括“L”形狀，L的每一側(cè)都沿著至少四個接觸焊盤104延伸。又例如，在一些實施例中，金屬壩110沿著位于接觸焊盤104的BGA的每一個拐角區(qū)域的兩側(cè)上的至少三個接觸焊盤104延伸。
[0070]在一些實施例中，如圖12中110’處的陰影(例如，虛線)所示，在接近BGA的拐角區(qū)域放置一個以上的金屬壩。例如，在一些實施例中，金屬壩110包括第一金屬壩110，并且半導(dǎo)體器件還包括接近第一金屬壩110的第二金屬壩110’。在其他實施例中，可選地，可將三個或多個金屬壩110或110’包括在接近BGA的拐角的半導(dǎo)體器件100上，但是未示出。
[0071]圖13是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件100的截面圖，示出了各個元件的一些尺寸。圖13示出了圖3中接近劃線114的更具體視圖。金屬壩110的厚度為尺寸d4，在一些實施例中，尺寸d4介于約50 μ m至約130 μ m之間。導(dǎo)電材料106的高度或直徑為尺寸d5，在一些實施例中，尺寸d5在約270 μ m以下。保護材料108的厚度為尺寸d6，在一些實施例中，尺寸d6介于約50 μ m至約130 μ m之間?？蛇x地,尺寸d4、d5和d6可以包括其他值。
[0072]在一些實施例中，由于在半導(dǎo)體器件100結(jié)構(gòu)中包括新型金屬壩110，保護材料108有利地為基本均勻的保護材料108層，其具有基本覆蓋襯底102的整個表面的尺寸d6。金屬壩110確保保護材料108在BGA的拐角區(qū)域中具有足夠高度，并且還防止保護材料108溢出和流經(jīng)金屬壩110。
[0073]在一些實施例中，導(dǎo)電材料106包括導(dǎo)電凸塊，導(dǎo)電凸塊的第一高度為尺寸(15，并且金屬壩110的第二高度為尺寸d4，其中，具有尺寸d4的第二高度約為具有尺寸d5的第一高度的1/3或更多?？蛇x地，尺寸d4和d5可以包括其他相對值。
[0074]圖14和圖15是示出了根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體器件100的多種形狀的金屬壩110的底視圖。例如，在圖14中，示出了形狀基本為多邊形的金屬壩110，而在圖15中，示出了形狀基本為圓形的金屬壩110。金屬壩110是不連續(xù)的，并且在半導(dǎo)體器件100的BGA的側(cè)面的中心區(qū)域中包括間隙。可選地，金屬壩110可以包括其他形狀。
[0075]圖16是示出了根據(jù)一些實施例的制造半導(dǎo)體器件100的方法的流程圖160。在步驟162中，在襯底102上方形成接觸焊盤104 (還參考圖4)，接觸焊盤104被布置為包括拐角的BGA。在步驟164中，在BGA的拐角周圍的襯底102上方形成金屬壩110 (參考圖5)。在步驟166中，在接觸焊盤104上方形成導(dǎo)電材料106 (參考圖6)。在步驟168中，在接觸焊盤104上方的導(dǎo)電材料106之間以及金屬壩110和導(dǎo)電材料106之間的襯底102上方形成保護材料108 (參考圖7)。
[0076]本發(fā)明的一些實施例包括制造包括本文所述的新型金屬壩的半導(dǎo)體器件的方法，并且還包括具有金屬壩的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的一些實施例還包括使用具有本文所述的金屬壩的封裝來封裝的封裝后的半導(dǎo)體器件。
[0077]本發(fā)明的一些實施例的優(yōu)點包括:提供了改進半導(dǎo)體器件的可靠性的新型金屬壩及其形成方法。公開一種新型BGA結(jié)構(gòu)，其包括接近BGA的拐角區(qū)域的金屬壩。由于半導(dǎo)體器件中包括金屬壩，因此避免了在BGA的拐角處的保護材料較薄或缺乏保護材料。在一些實施例中，在形成諸如接觸焊盤104的半導(dǎo)體器件的引線期間，形成部分的金屬壩。
[0078]可以使用通常使用的光刻和/或鍍工藝，有利地形成金屬壩。僅需要一個額外的光刻掩模和一次額外的光刻工藝以將新型壩包括在半導(dǎo)體器件設(shè)計中。在一些實施例中，使用兩次鍍工藝形成金屬壩；第一鍍工藝形成金屬壩的第一部分(還用于形成接觸焊盤)，而第二鍍工藝形成金屬壩的第二部分。
[0079]通過均勻施加保護材料，很好地保護了 BGA的拐角接觸焊盤，從而防止或降低了可靠性問題。保護材料在半導(dǎo)體器件的整個表面上方基本是均勻的。保護材料在拐角區(qū)域、中心區(qū)域和邊緣區(qū)域處基本具有相同的厚度。而且，在制造處理流程中可容易地實施新型金屬壩的結(jié)構(gòu)和設(shè)計。
[0080]例如，當(dāng)將金屬壩應(yīng)用于諸如SMT集成電路管芯和SMT封裝件的表面貼裝技術(shù)(SMT)器件中時，金屬壩特別有利。SMT器件包括旋涂保護材料，而不要求使用底部填充材料，節(jié)省了成本。金屬壩在涂覆工藝期間阻擋保護材料，確保保護材料的高度在半導(dǎo)體器件中心和邊緣處均勻，并且還確保保護材料很好地保護關(guān)鍵的拐角導(dǎo)電凸塊。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，一種半導(dǎo)體器件包括襯底和設(shè)置在襯底上方的多個接觸焊盤。接觸焊盤被布置為BGA，并且BGA包括多個拐角。金屬壩設(shè)置在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
[0082]根據(jù)其他實施例，一種半導(dǎo)體器件包括襯底和設(shè)置在襯底上方的多個接觸焊盤。接觸焊盤被布置為BGA，并且BGA包括多個拐角。導(dǎo)電材料設(shè)置在多個接觸焊盤中的每一個的上方。金屬壩設(shè)置在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
[0083]根據(jù)其他實施例，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括在襯底上方形成多個接觸焊盤。多個接觸焊盤被布置為BGA，并且BGA包括多個拐角。該方法包括:在BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍的襯底上方形成金屬壩，并且在多個接觸焊盤中的每一個上方形成導(dǎo)電材料。在多個接觸焊盤中的每一個上方的導(dǎo)電材料之間以及金屬壩和導(dǎo)電材料之間的襯底上方形成保護材料。
[0084]雖然已經(jīng)詳細地描述了本公開的一些實施例及其優(yōu)點，但是應(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，可對本發(fā)明作出多種變化、替換和更改。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，本文描述的多個部件、功能、工藝和材料可以被改變，然而仍在本公開的范圍內(nèi)。而且，本申請的范圍不旨在限于本說明書中描述的工藝、機器、制造、物質(zhì)的組成、工具、方法和步驟的特定實施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將從本公開容易地想到，根據(jù)本發(fā)明，可以利用現(xiàn)有的或今后將開發(fā)的、與本發(fā)明所述的相應(yīng)實施例執(zhí)行基本相同的功能或?qū)崿F(xiàn)基本相同的結(jié)果的工藝、機器、制造、物質(zhì)的組成、工具、方法、或步驟。從而，所附權(quán)利要求旨在將這種工藝、機器、制造、物質(zhì)的組成、工具、方法、或步驟包括在它們的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 襯底； 多個接觸焊盤，設(shè)置在所述襯底上方，所述接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，所述BGA包括多個拐角；以及 金屬壩，設(shè)置在所述BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述金屬壩被設(shè)置為接近在所述BGA的一側(cè)上位于所述多個拐角中的每一個拐角中的至少四個接觸焊盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，當(dāng)從下往上看所述襯底時，所述金屬壩是不連續(xù)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，當(dāng)從下往上看所述襯底時，所述金屬壩主要包括正方形、矩形、多邊形、圓形或橢圓形的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括:連接至所述多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的導(dǎo)電凸塊，所述導(dǎo)電凸塊具有約270 μ m或更小的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述金屬壩包括第一金屬壩，還包括接近所述第一金屬壩的第二金屬壩。
7.一種半導(dǎo)體器件，包括: 襯底； 多個接觸焊盤，設(shè)置在所述襯底上方，所述接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，所述BGA包括多個拐角； 導(dǎo)電材料，設(shè)置在所述多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的上方；以及 金屬壩，設(shè)置在所述BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述金屬壩具有約25μ m或更大的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述金屬壩與所述多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤間隔約100 μ m或更大。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在襯底上方形成多個接觸焊盤，所述多個接觸焊盤被布置為球柵陣列(BGA)，所述BGA包括多個拐角； 在所述BGA的多個拐角中的每一個拐角周圍的所述襯底上方形成金屬壩； 在所述多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤的上方形成導(dǎo)電材料；以及在位于所述多個接觸焊盤中的每一個接觸焊盤上方的所述導(dǎo)電材料之間以及所述金屬壩和所述導(dǎo)電材料之間的所述襯底上方形成保護材料。
【文檔編號】H01L23/488GK104425419SQ201310594171
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】陳玉芬, 吳凱強, 呂俊麟, 郭宏瑞 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司