半导体装置和制造半导体装置的方法_2

文档序号:9728801阅读:来源:国知局
并且不应被视为限于在本文中列举的实施方式。相反,提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够充分地向本领域技术人员传达本发明。事实上,本发明旨在覆盖这些实施方式的替换、修改和等同方案,并且这些方案都包含在由随附权利要求书所限定的本发明的范围和精神内。此外,在下面关于本发明的具体描述中,为了提供对本发明的透彻理解,示出了许多特定细节,但是,本领域技术人员应该清楚,本发明可无需这些具体细节而实施。
[0021]本文可能使用的术语“左(左方)”、“右(右方)”、“顶(顶部)”、“底(底部)”、“上方(上部)”、“下方(下部)”、“垂直”和/或“水平”仅用于便利和例示的目的,并不意味着限制本技术的描述,因为参照对象的位置可能发生变化。在本申请中的各个附图中,为清楚和简洁起见,未示出引线键合结构。
[0022]将参照图2和图3A-3F描述根据本技术的一种实施方式的制造半导体装置的方法。图2是制造半导体装置的方法的流程图,图3A-3F是示出了图2所示制造半导体装置的方法的不同步骤的侧视示意图。
[0023]首先,参照图2和图3A,在步骤210中,在裸芯贴附工艺中将多个半导体裸芯堆叠在衬底310上。在图3A所示示例中,具有大致相同的形状和尺寸的半导体裸芯以错列结构堆叠在衬底310上。也就是,该半导体裸芯包括以具有朝向左方的悬伸部分的方式堆叠的下部子组314和以具有朝向右方的悬伸部分的方式堆叠的上部子组318。在该裸芯贴附工艺之前,半导体裸芯被安装在划片胶带中并且在例如划片的在前的工艺中经历热循环,由此,各个半导体裸芯上的硅衬底和硅衬底上的保护层之间的不匹配的CTE引起保护层中的热压应力,如之前参照图1C讨论过的。在每个半导体裸芯的裸芯贴附工艺过程中,当该半导体裸芯从划片胶带上被拾起并放置到半导体装置上之后,这种残余应力被释放,从不存在作用于相反方向的黏附力的悬伸部分处开始向上拉动该半导体裸芯。该半导体裸芯可为厚度小于30 μ m的存储器裸芯。由于这种较薄的半导体裸芯的弱机械强度,子组318中的每个半导体裸芯倾向于从该悬伸部分开始上弯,导致子组318中最上的半导体裸芯320的悬伸部分累积形成较大的上弯挠曲。如图3A所示,最上的半导体裸芯320的该悬伸部分具有相对于与衬底310的上表面平行的参考平面A-A的挠曲d。
[0024]然后,在如图2所示的步骤220中,检测该最上的半导体裸芯320的挠曲d。对于在裸芯贴附工艺中以相同或相似加工条件制造的一批产品,可借助于诸如卡尺、千分尺和工具显微镜等的高精密仪器仅检测一个或若干个样品装置的挠曲d。如果可基于经验数据估计该挠曲d,则也可省略该步骤220。然后,在步骤225,确定是否形成引导件。也就是,将最上的半导体裸芯320的上表面与半导体装置的模塑料的上表面之间的规定余隙值(也被称为模具盖值)与挠曲d的检测值进行比较。如果挠曲d接近规定模具盖值(Mold CapValue),例如,如果挠曲d的检测值小于该规定模具盖值、但挠曲d的检测值与该规定模具盖值之间的差值小于裸芯堆叠和模具盖的高度公差;或者甚至挠曲d的检测值等于或大于该规定模具盖值,则最上的半导体裸芯320会在随后的模制工艺中与模制模具接触并受损。在这种情况下,确定进行到步骤230以在最上的半导体裸芯上增加至少一个引导件,下面将进行更详细的讨论。如果该规定模具盖值大于挠曲d的检测值,并且其差值大于裸芯堆叠和模具盖的高度公差,则确定可省略形成引导件的步骤以便直接进入模制步骤240。
[0025]接着,在如图2和图3B所示的步骤230中,在最上的半导体裸芯320的上表面上形成至少一个引导件340。该引导件340的尺寸根据步骤220中检测到的挠曲d而制定。具体而言,该引导件340相对于半导体裸芯320的上表面具有高度h,并且这一高度h是根据该挠曲d设定的,以便在最上的半导体裸芯320的上表面与随后在模制工艺中形成的模塑料上表面之间提供间隔。例如,如果最上的半导体裸芯320在悬伸部分处的挠曲d小于该规定模具盖值,并且挠曲d的检测值与该规定模具盖值之间的差值小于裸芯堆叠和模具盖的高度公差,那么将引导件340的高度h和该规定模具盖值之和与挠曲d之间的差值设为大于裸芯堆叠和模具盖的高度公差。如果挠曲d的检测值等于或大于该规定模具盖值,那么可将引导件340的高度h设为小于或等于挠曲d的值,并且其最大值等于最上的半导体裸芯320的上表面与完成的封装体的上表面(即,模塑料的上表面)之间的规定模具盖值。在这种情况下,引导件340可用于在随后的模制工艺中至少部分地补偿该挠曲d(下面将更详细地讨论),并且避免过度补偿该半导体裸芯的上弯。
[0026]引导件340可具有立方体、长方体、半球、圆顶或球形形状,这取决于引导件340所用的材料。优选地,引导件340部分地位于最上的半导体320紧下方的半导体裸芯322上方。也就是,引导件340优选地不全部位于最上的半导体裸芯320的悬伸部分上。以这种方式,在最上的半导体裸芯32以外,引导件340可至少部分地还由半导体裸芯322支撑,以便增加设置该引导件340时的机械稳定性。该引导件340可由各种各样的材料形成,只要由那些材料制成的引导件340具有足以对抗该半导体裸芯的上弯而使该第一半导体裸芯320在向下方向上向回挠曲的机械强度。例如,引导件340可由在随后的模制工艺中使用的模塑料制成。在这种情况下,引导件340可通过以下方式形成:首先使用喷墨方法施加熔融模塑料的液滴,然后使最上的半导体裸芯320的上表面上的模塑料固化。可替换地,该引导件340还可通过将回收的伪控制器裸芯或回收的晶圆块附接至最上的半导体裸芯320的上表面上而设置。
[0027]接着,在如图2和图3C-3F所示的步骤240中,在模制工艺中使用模制模具通过模塑料包封多个半导体裸芯。特别地,如图3C所示,该模制模具包括载体380和至少部分地填充有模塑料330的型腔390。如图3B所示,所生成的结构的衬底310的底部表面附接至载体380,该载体380放置在型腔390上方,并且使半导体裸芯面朝下、向着该型腔390。接着,如图3D所示,载体380朝着型腔390下降,使得半导体裸芯被容纳在模制模具的型腔390内并且嵌入模塑料330的料浴中。在载体380的向下运动的终点处,该至少一个引导件340抵着型腔390的底部表面被按压,从而在第一半导体裸芯320的弯曲部分上施加向上方向的力F。在这种情况下,该第一半导体裸芯320在远离型腔390底部表面的方向上向回挠曲一定程度,直至载体380完全封闭模制模具的型腔390。在模制工艺中,该引导件340通过使半导体裸芯回弯来补偿该半导体裸芯的挠曲d,并且防止最上的半导体裸芯320接触模制模具型腔390的底部表面。以这种方式,该引导件340在第一半导体裸芯320的上表面与模塑料330的上表面之间提供间隔。此外,该引导件340在半导体裸芯堆叠的上表面与封装体表面之间提供大致均匀的余隙,这避免了在比如用于标签印刷的表面抛光的后续处理中产生缺陷的潜在风险。
[0028]接着,模塑料330在模制模具的型腔390内固化,如图3E所示。
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