用于晶圓級封裝件的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
【專利說明】用于晶圓級封裝件的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2014 年 8 月 20 日提交的標題為“ Interconnect Structures for WaferLevel Package and Methods of Forming Same” 的美國專利申請第 14/464,487 號的部分繼續(xù)申請，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)明實施例涉及用于晶圓級封裝件的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在諸如晶圓級封裝(WLP)的傳統(tǒng)的封裝技術(shù)的方面中，再分布層(RDL)可以形成在管芯上方并且電連接至管芯中的有源器件。然后，可以形成諸如凸塊下金屬化層(UBM)上的焊料球的外部輸入/輸出(1/0)焊盤，以通過RDL電連接至管芯。這樣的封裝技術(shù)的有利特征在于，有可能形成扇出封裝件。因此，與管芯相比，管芯上的1/0焊盤可以再分布至更大的面積，并且因此，可以增加封裝在管芯的表面上的1/0焊盤的數(shù)量。
[0005]在這樣的封裝技術(shù)中，可以在管芯周圍形成模塑料，以提供用于支撐扇出互連結(jié)構(gòu)的表面面積。例如，RDL通常包括形成在管芯和模塑料上方的一個或多個聚合物層。導電部件(例如，導電線和/或通孔)形成在聚合物層中，并且將管芯上的1/0焊盤電連接至RDL上方的外部1/0焊盤。外部1/0焊盤可以設(shè)置在管芯和模塑料上方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種器件封裝件，包括:多個管芯；模塑料，沿著所述多個管芯的側(cè)壁延伸，其中，所述模塑料包括非平坦的頂面；聚合物層，位于所述模塑料上方并且接觸所述模塑料，其中，所述聚合物層的頂面的總厚度變化(TTV)小于所述模塑料的非平坦的頂面的TTV;以及導電部件，位于所述聚合物層上，其中，所述導電部件電連接至所述多個管芯中的至少一個。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種器件封裝件，包括:第一管芯；第二管芯，鄰近所述第一管芯；模塑料，沿著所述第一管芯和所述第二管芯的側(cè)壁延伸，其中，所述模塑料包括位于所述第一管芯與所述第二管芯之間的非平坦的頂面；聚合物層，位于所述模塑料上方并且接觸所述模塑料，其中，所述聚合物層包括位于所述模塑料的非平坦的頂面上方的非平坦的頂面，并且其中，所述聚合物層的非平坦的頂面具有小于約5微米(μπι)的總厚度變化(TTV);以及導電線，位于所述聚合物層上，其中，所述導電線的至少一部分接觸所述聚合物層的非平坦的頂面，并且其中，所述導電線電連接至所述第一管芯。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供了一種用于形成器件封裝件的方法，所述方法包括:在載體上設(shè)置多個管芯；在所述載體上方和在所述多個管芯周圍形成模塑料，其中，當形成所述模塑料時，所述多個管芯由膜層覆蓋，并且其中，所述模塑料包括位于所述多個管芯的相鄰管芯之間的非平坦的頂面；在所述多個管芯上方形成聚合物層并且所述聚合物層接觸所述模塑料的非平坦的頂面，其中，形成所述聚合物層包括平坦化工藝，以使得所述聚合物層的頂面的總厚度變化(TTV)小于所述模塑料的非平坦的頂面的TTV;以及在所述聚合物層上形成導電線。
【附圖說明】
[0009]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。應該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各種部件沒有按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。
[0010]圖1A至圖1D示出了根據(jù)一些實施例的器件封裝件的截面圖和頂視圖。
[0011]圖2至圖13示出了根據(jù)一些實施例的制造器件封裝件的中間步驟的截面圖。
[0012]圖14至圖20示出了根據(jù)一些其他實施例的制造器件封裝件的中間步驟的截面圖。
[0013]圖21A和圖21B示出了根據(jù)一些可選實施例的器件封裝件的截面圖。
[0014]圖22示出了根據(jù)一些實施例的用于形成器件封裝件的工藝流程。
【具體實施方式】
[0015]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的許多不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(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施例，并且也可以包括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。
[0016]另外，為便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關(guān)系術(shù)語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間關(guān)系術(shù)語旨在包括在使用或操作中的器件的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可以同樣作相應的解釋。
[0017]在具體地描述所示出的實施例之前，通常描述本發(fā)明公開的實施例的特定優(yōu)勢特征和各方面。一般而言，公開了一種用于將聚合物膜涂覆(如，用于再分布層(RDL)結(jié)構(gòu))在模塑料表面上的新的結(jié)構(gòu)和方法，這簡化了封裝件加工并降低了工藝成本。
[0018]下文描述的是一種用于形成扇出封裝件的方法和對應的結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，使用傳遞模塑工藝在管芯周圍形成模塑料。在形成模塑料之后，仍然可以暴露管芯的頂面。因此，不必對模塑料執(zhí)行研磨工藝(或其他回蝕刻技術(shù))以暴露管芯。由于傳遞模塑工藝，所以模塑料的頂面可以具有約5 μ m至約10 μ m的總厚度變化(TTV，如，頂面的最高點和最低點之間的距離)。例如，聚合物層(例如，第一 RDL)形成在模塑料和管芯上方并且使用壓力夾緊/層壓工藝來平坦化該聚合物層。平坦化之后的聚合物層的總厚度變化可以相對較小(例如，小于約5 μπι)，從而允許附加RDL層可靠地形成在聚合物層上方。因此，可以使用傳遞模塑和層壓工藝在管芯和模塑料上方形成扇出RDL結(jié)構(gòu)，這可以降低制造封裝件的總體成本。
[0019]圖1A示出了根據(jù)各個實施例的扇出器件封裝件100的截面圖。封裝件100包括管芯102、設(shè)置在管芯周圍的模塑料104、形成在管芯102和模塑料104上方的RDL 106 (例如，具有導電部件120)。管芯102可以是半導體管芯，并且可以是任何類型的集成電路，諸如處理器、邏輯電路、存儲器、模擬電路、數(shù)字電路、混合信號等。管芯102可以包括襯底、有源器件和互連結(jié)構(gòu)(沒有單獨示出)。例如，襯底可以包括摻雜或未摻雜的塊狀硅，或絕緣體上半導體(SOI)襯底的有源層。通常，SOI襯底包括形成在絕緣層上的諸如硅的半導體材料的層。例如，絕緣層可以是掩埋氧化物(BOX)層或氧化硅層。在諸如硅或玻璃襯底的襯底上提供絕緣層。可選地，襯底可以包括另一元素半導體，諸如鍺；化合物半導體，包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦；合金半導體，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GalnAs、GalnP和/或GalnAsP ;或它們的組合。也可以使用諸如多層或梯度襯底的其他襯底。
[0020]可以在襯底的頂面處形成有源器件，諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔絲等?？梢栽谟性雌骷鸵r底上方形成互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)可以包括層間介電層(ILD)和/或金屬間介電層(IMD)，層間介電層和/或金屬間介電層含有使用任何合適的方法形成的導電部件(例如，包括銅、鋁、鎢、它們的組合等的導電線和通孔)。ILD和頂D可以包括設(shè)置在這樣的導電部件之間的低k介電材料，例如，低k介電材料具有低于約4.0或甚至2.0的k值。例如，在一些實施例中，ILD和Π?可以由磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、S1xCy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、碳化硅材料、它們的化合物、它們的復合物、它們的組合等制成，并且可以通過諸如旋涂、化學汽相沉積(CVD)和等離子體增強的CVD(PECVD)的任何合適的方法形成。互連結(jié)構(gòu)電連接各個有源器件，以在管芯102內(nèi)形成功能電路。通過這樣的電路提供的功能可以包括存儲器結(jié)構(gòu)、處理結(jié)構(gòu)、傳感器、放大器、功率分布、輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，提供上述實例僅用于示出的目的，以進一步解釋本發(fā)明的應用并且不意欲以任何方式限制本發(fā)明。對于給定的應用可以適當?shù)厥褂闷渌娐贰?br>[0021]可以在互連結(jié)構(gòu)上方形成輸入/輸出(I/O)和鈍化部件。例如，接觸焊盤110可以形成在互連結(jié)構(gòu)上方并且可以通過互連結(jié)構(gòu)中的各種導電部件電連接至有源器件。接觸焊盤110可以包括導電材料，諸如鋁、銅等。此外，可以在互連結(jié)構(gòu)和接觸焊盤上方形成鈍化層112。在一些實施例中，鈍化層112可以由諸如氧化硅、氮化硅、未摻雜的硅酸鹽玻璃、氮氧化硅的等非有機材料形成。也可使用其他合適的鈍化材料。鈍化層112的部分可以覆蓋接觸焊盤110的邊緣部分。
[0022]諸如附加的鈍化層、導電柱和/或凸塊下