半导体封装件和方法_3

文档序号:9525592阅读:来源:国知局
形成第二接触焊盘227。然而,可使 用任意其他合适的工艺形成第二接触焊盘227。可形成厚度介于约0. 5μm至约4μm之间 (诸如,约1.45μm)的第二接触焊盘227。
[0067] 第二钝化层225可在第二金属化层223和第二接触焊盘227上方形成在第二衬底 221上。第二钝化层225可由诸如氧化硅、氮化硅、低k电介质(诸如碳掺杂氧化物)、极 低k电介质(诸如多孔碳掺杂二氧化硅)的一种或多种合适的介电材料、它们的组合等制 成。可通过诸如化学气相沉积(CVD)的工艺形成第二钝化层225 (但是可使用任意合适的 工艺),并且可具有介于约〇. 5μπι至约5μπι之间的厚度,诸如,约一旦处于合适 位置,就可以通过诸如化学机械抛光(CMP)的工艺(但是也可使用任意合适的去除工艺) 去除第二钝化层225的一部分,以暴露出第二接触焊盘227。
[0068] -旦第二半导体器件211已放置在通孔209之间,第二半导体器件211和通孔209 就可由第二密封剂213密封。可在模制器件(未在图2Α中单独示出)中实施密封。例如, 第二半导体器件211和通孔209可放置在模制器件的空腔内,并且该空腔可气密密封。第 二密封剂213可在空腔气密密封之前放置在空腔内或通过喷射口将第二密封剂213喷射到 空腔内。在一个实施例中,第二密封剂213可以为模塑料树脂,如聚酰亚胺、PPS、PEEK、PES、 耐热性水晶树脂、它们的组合等。
[0069] -旦已将第二密封剂213放置在模制空腔内使得第二密封剂213密封载体衬底 201、通孔209、和第二半导体器件211,那么,第二密封剂213可固化以使第二密封剂213硬 化来实现最佳保护。尽管准确的固化工艺至少部分地取决于为第二密封剂213选择的特定 材料,但是,在选择模塑料用作第二密封剂213的实施例中,通过诸如将第二密封剂213加 热到约100°C至约130°C之间的温度(诸如,约125°C)持续约60秒至约3000秒(诸如, 600秒)的工艺可发生固化。此外,引发剂和/或催化剂可包含在第二密封剂213内以更好 地控制固化工艺。
[0070] 然而,作为本领域的技术人员会认识到,上述的固化工艺仅为示例性工艺且并不 意味限制当前实施例。可以可选地使用诸如辐射或甚至允许第二密封剂213在环境温度下 硬化的其他固化工艺。可使用任意合适的固化工艺,并且所有这样的工艺完全旨在包含于 本文所讨论的实施例的范围内。
[0071] -旦已放置第二密封剂213,使第二密封剂213变薄以暴露出通孔209和,可选地, 第二半导体器件211,以进行进一步的处理。例如使用机械研磨或化学机械抛光(CMP)工艺 可实施变薄处理,在化学机械抛光中,使用化学蚀刻剂和研磨剂来反应且研磨掉第二密封 剂213和第二半导体器件211,直至已经暴露出通孔209和第二半导体器件211。这样,第 二半导体器件211和通孔209可具有与第二密封剂213同平面的平坦表面。
[0072] 然而,尽管上述的CMP工艺表现为一个说明性实施例,但是,不应限制于这些实施 例。可以可选地使用任意其他合适的去除工艺以使第二密封剂213和第二半导体器件211 变薄和暴露出通孔209。例如,可以可选地使用一系列化学蚀刻。可以可选地使用该工艺和 任意其他合适的工艺来使第二密封剂213和第二半导体器件211变薄,并且所有这样的工 艺完全旨在包含于实施例的范围内。
[0073] 使用第一重布层215来互连第二半导体器件211、通孔209和第一封装件100 (参 见图1)。在一个实施例中,通过诸如CVD或溅射的合适的形成工艺先由例如钛铜合金形成 晶种层(未示出)从而形成第一重布层215。然后可形成光刻胶(也未示出)来覆盖晶种 层,并且然后可图案化光刻胶以暴露出位于第一重布层215的期望所处位置的晶种层的部 分。
[0074] -旦光刻胶已形成且被图案化,诸如铜的导电材料就可通过诸如电镀的沉积工艺 形成在晶种层上。可形成厚度介于约1μm至约10μm之间(诸如约5μm)且宽度介于约 5μπι至约300μπι之间(诸如约5μπι)的导电材料。然而,虽然所讨论的材料和方法适用于 形成导电材料,但是,这些材料仅为示例性的。可以可选地使用诸如AlCu或Au的任意其他 合适的材料,以及诸如CVD或PVD的任意其他合适的形成工艺,并随后进行图案化工艺来形 成第一重布层215。
[0075] -旦已形成导电材料,通过诸如灰化的合适去除工艺可去除光刻胶。此外,去除光 刻胶之后,通过(例如)使用导电材料作为掩模的合适蚀刻工艺可去除晶种层的被光刻胶 覆盖的部分。
[0076] -旦已形成第一重布层215,则形成第二接触焊盘217以将第一重布层215电互连 接至例如第二外部连接件203。在一个实施例中,第二接触焊盘217类似于第一接触焊盘 1〇9(参照图1所述),诸如作为通过使用沉积工艺(诸如,溅射)形成、然后被图案化的铝 接触焊盘。然而,可由任意合适的材料且使用任意合适的工艺形成第二接触焊盘217。
[0077] 可在第一重布层215和第二接触焊盘217上方形成第一钝化层219,以便为第一重 布层215和其他上覆结构提供保护和隔离。在一个实施例中,第一钝化层219可以为聚苯 并恶唑(ΡΒ0),但是,可以可选地使用诸如聚酰亚胺或聚酰亚胺衍生物的任意合适的材料。 使用例如旋转涂覆工艺可将第一钝化层219设置成厚度介于约5μm至约25μm之间(诸 如约7μm),但是,可以可选地使用任意合适的方法和厚度。一旦设置在合适位置,通过诸如 化学机械抛光(CMP)的工艺去除第一钝化层219的一部分可通过第一钝化层219暴露出第 二接触焊盘217,但是,可以可选地使用任意合适的去除工艺。
[0078] 形成与第二接触焊盘217连接的第二外部连接件203。在一个实施例中,第二外部 连接件203类似于第一外部连接件113 (参照图1所述),诸如作为接触凸块(诸如,微凸块 或可控塌陷芯片连接(C4)凸块)。然而,任意其他合适类型的电连接件可以可选地用于第 二外部连接件203。
[0079] 图2B示出了形成第二封装件200的进一步处理。在一个实施例中,使用例如热工 艺改变粘合层202的粘合属性来使载体衬底201和粘合层202与结构的剩余部分脱离粘 合。在一个特定实施例中,使用诸如紫外线(UV)激光、二氧化碳(C02)激光、或红外线(IR) 激光的能量源辐射并加热粘合层202,直至粘合层202失去其至少一些的粘合属性。一旦实 施,载体衬底201和粘合层202可物理分离且从结构上去除。
[0080] 此外,一旦已经去除载体衬底201和粘合层202,可图案化聚合物层205以暴露出 通孔209和第二接触焊盘227。在一个实施例中,通过先将光刻胶(未在图2B中单独示出) 应用于聚合物层205,然后将光刻胶暴露于图案化能量源(例如,图案化光源)以诱导化学 反应从而诱导暴露于图案化光源的光刻胶的部分的物理变化,以此来图案化聚合物层205。 然后,根据期望的图案,将显影剂应用于曝光的光刻胶以利用物理变化且选择性地去除光 刻胶的曝光部分或光刻胶的未曝光部分,并且使用例如干蚀刻工艺去除聚合物层205的下 面的暴露部分。然而,可以可选地使用用于图案化聚合物层205的任意其他合适的方法。
[0081] 图2B还示出了与通孔209和第二接触焊盘227电连接的第三金属化层233的形 成,以将通孔209和第二接触焊盘227与例如诸如第二衬底401 (未在图2B中示出,但在参 照图4的下文中给出示出和描述)的外部器件互连。第三金属化层233由介电材料235和 导电材料237的交替层形成,其中,导电材料237与通孔垂直互连且可通过任意合适的工艺 (诸如,沉积、镶嵌、双镶嵌等)形成。在一个实施例中,可具有四层金属化层,但是,第三金 属化层233的准确数量取决于第二封装件200的设计。
[0082] 在一个实施例中,第二金属化层223被划分为三个不同区:信号区243、功率区 245、和接地区247。信号区243,正如其名,包括用于携带信号至通孔209和第二半导体器 件211以及携带来自通孔209和第二半导体器件211的信号的金属和通孔。在一个实施例 中,设计和设定信号区243内的通孔和金属的尺寸以便为提供至通孔209和第二半导体器 件211以及来自通孔209和第二半导体器件211的信号提供布线。例如,信号区243内的 通孔可具有介于约5μm至约20μm之间(诸如,约20μm)的第一直径,而金属可具有介于 约1.5μπι至约5.0μπι之间(诸如,2.0μπι)的第一厚度。然而,可以可选地使用任意其他 合适的尺
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