种不同 装置所获得的值的平均值。
[0067] W图形方式示于图4A-4C中的信息也在下面W表格形式再现为表1的一部分。表1 中给出的值是在所示条件下固化后所测试的5个装置各批次的平均值。
[0070] 因此，如图4A-4C及表1中所示，机械性质在可接受的操作容差内，并且对于PBO层 使用常规箱式炉在340°C下固化60分钟W及PBO在350°C下快速固化15分钟而言，机械性质 基本上等同。
[0071] 有关失重溫度的额外信息也在下表2中针对基于如下四种不同固化条件的批次1-4给出：（1)低化环境中的六分钟热板固化、（2)低化环境中的15分钟热板固化、（3)低化环境 中的30分钟热板固化W及(4)4-5小时常规箱式炉固化。如下表帥所示，失重溫度随着固化 时间延长而升高，并且对于在350°C执行约15分钟的热板固化而言基本上达到平台阶段。
[0072]
[0073] 图5A-5CW图解形式示出了低溫PBO膜的机械材料性质如何根据固化条件而变化。 图5A示出了在如下四种不同固化条件下固化的材料的拉伸强度结果：（1)低化环境中的六 分钟热板固化、（2)低化环境中的15分钟热板固化、（3)低化环境中的30分钟热板固化W及 (4)4-5小时常规箱式炉固化。运四种条件每一者的拉伸强度值是五种不同装置所获得的值 的平均值。
[0074] 图5BW图解形式示出了在如下四种不同固化条件下固化的材料的伸长率结果： (1)低化环境中的六分钟热板固化、（2)低化环境中的15分钟热板固化、（3)低化环境中的30 分钟热板固化W及(4)4-5小时常规箱式炉固化。运四种条件每一者的伸长率百分比是五种 不同装置所获得的值的平均值。
[0075] 图5CW图解形式示出了在如下四种不同固化条件下固化的材料的弹性模量结果： (1)低化环境中的六分钟热板固化、（2)低化环境中的15分钟热板固化、（3)低化环境中的30 分钟热板固化W及(4)4-5小时常规箱式炉固化。运四种条件每一者的弹性模量是五种不同 装置所获得的值的平均值。
[0076] W图形方式示于图5A-5C中的信息也在下面W表格形式再现为表3的一部分。表3 中给出的值是在所示条件下固化后所测试的5个装置各批次的平均值。
[007引因此，如图5A-5C及表3中所示，机械性质在可接受的操作容差内，并且对于PBO层 使用常规箱式炉在200°C下固化60分钟W及PBO在220°C下快速固化15分钟而言，机械性质 基本上等同。
[0079]有关失重溫度的额外信息也在下表4中针对基于如下四种不同固化条件的批次1-4给出：（1)低化环境中的六分钟热板固化、（2)低化环境中的15分钟热板固化、（3)低化环境 中的30分钟热板固化W及(4)4-5小时常规箱式炉固化。如下表4中所示，失重溫度随着固化 时间延长而升高，但对于在220°C下在15分钟范围内的热板固化而言基本上达到平台阶段。
[0082] 图6示出了将包括通孔的聚合物、PBO或绝缘层有效形成为半导体封装一部分的方 法100的多个步骤。方法100包括多个步骤，包括步骤102,即提供半导体裸片。在半导体裸片 上形成聚合物层;步骤104。在聚合物层中形成通孔;步骤106。在第一工艺中使聚合物层的 表面交联;步骤108。在第二工艺中使聚合物层热固化;步骤110。聚合物层的固化可在短时 间段内提供最终膜性质，从而允许在固化的快速溫度升高期间保持睹通孔壁外形。
[0083] 因此，聚合物层可更简单固化而具有所需的膜性质，并且可比使用箱式炉或竖式 烙炉的常规工艺快超过10倍的速率固化。处理时间的缩短通过提高能在给定时间段内生产 的装置的数量而提高制造产量。使用热板进行聚合物固化，也能降低在给定固化周期内处 于处理不当的风险的晶圆的数量。如上文所指出，使聚合物层固化的方法100可适用于各种 聚合物和绝缘层，包括用于先进封装或电子器件应用的高溫电介质材料。
[0084] 在前述说明书中，已描述了本公开的各种实施例。然而，将明显的是，在不脱离如 所附权利要求书中所陈述的本发明的较宽精神和范围的前提下，可对本发明进行各种修改 和改变。因此，本说明书和附图应被视为说明性意义而非限制性意义。
【主权项】
1. 一种制造半导体器件的方法，所述方法包括： 提供半导体裸片； 在所述半导体裸片上方形成聚合物层； 在所述聚合物层中形成通孔； 在第一工艺中使所述聚合物层的表面交联；W及 在第二工艺中使所述聚合物层热固化。2. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层形成为聚苯并嗦挫 (PBO)、聚酷亚胺、苯并环下締(BCB)、娃氧烷基聚合物或环氧基聚合物的层。3. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层暴露于紫外(UV)福射 W在所述第一工艺中使所述聚合物层的所述表面交联，W随后在所述第二工艺期间控制所 述通孔的倾斜度。4. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过使用选自由传导加热、对流加热、 红外加热和微波加热所构成的组中的至少一种热工艺，使所述聚合物层在所述第二工艺中 热固化。5. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过W大于或等于10摄氏度/分钟的速 率升高所述聚合物层的溫度，使所述聚合物层热固化。6. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括使所述聚合物层在小于或等于60分钟 的时间内完全热固化，所述聚合物层的热固化包括溫度斜升、峰值溫度停留、溫度斜降和完 全热退火。7. 根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层形成为所述半导体器 件的永久部分。8. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过将所述聚合物层在大于或等于200 摄氏度的溫度下加热小于30分钟的时间，使所述聚合物层热固化。9. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层在100-200摄氏度范围 内的高溫下暴露于UV福射。10. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括使所述聚合物层在低化环境中热固化， 其中化占所述低化环境的小于或等于100百万分率。11. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将参考标记沿着所述通孔的一部分形 成为所述通孔的倾斜度的间断。12. -种制造半导体器件的方法，所述方法包括： 形成聚合物层； 在所述聚合物层中形成通孔； 使所述聚合物层交联；W及 使所述聚合物层固化。13. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层形成为聚苯并S惡挫 (PBO)、聚酷亚胺、苯并环下締(BCB)、娃氧烷基聚合物、环氧基聚合物或其他聚合物的层，所 述层形成为所述半导体器件的永久部分。14. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层暴露于紫外(UV)福 射W使所述聚合物层的表面交联，并且接着在所述固化期间控制所述通孔的倾斜度。15. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括使用选自传导加热、对流加热、红外 加热和微波加热的至少一种热工艺，使所述聚合物层热固化。16. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括通过W大于或等于10摄氏度/分钟的 速率升高所述聚合物层的溫度，使所述聚合物层热固化。17. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括使所述聚合物层在小于或等于60分 钟的时间内完全热固化，包括溫度斜升、峰值溫度停留、溫度斜降和完全热退火。18. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层固化成大于或等于 110兆帕的拉伸强度、大于或等于45%的断裂伸长率W及小于或等于2.4吉帕的弹性模量。19. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括W大于或等于50度的平均壁角形成 所述通孔。20. 根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括将所述聚合物层在100-200摄氏度范 围内的高溫下暴露于UV福射。21. 根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括沿着所述通孔的一部分形成参考标 记。22. -种制造半导体器件的方法，所述方法包括： 在绝缘层中形成通孔； 使所述绝缘层稳定；W及 在使所述绝缘层稳定后，使所述绝缘层固化。23. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将所述绝缘层形成为聚合物层，所述 聚合物层包含聚苯并濟;挫(PBO)、聚酷亚胺、苯并环下締(BCB)、娃氧烷基聚合物或环氧基聚 合物。24. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括使所述绝缘层的表面稳定W在固化 期间控制所述通孔的倾斜度。25. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括使用选自传导加热、对流加热、红外 加热和微波加热的至少一种热工艺，使所述绝缘层热固化。26. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括通过W大于或等于10摄氏度/分钟的 速率升高所述绝缘层的溫度，使所述绝缘层热固化。27. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括使所述绝缘层在小于或等于60分钟 的时间内完全热固化。28. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括在与使所述绝缘层固化的溫度不同 的溫度下，对所述绝缘层进行UV烘烤。29. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括使所述绝缘层在小于或等于100百万 分率化的环境中固化。30. 根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括在所述通孔周围形成参考标记。
【专利摘要】本发明描述了一种半导体器件及制造所述半导体器件的方法。提供半导体裸片。在所述半导体裸片上形成聚合物层。在所述聚合物层中形成通孔。在第一工艺中使所述聚合物层交联。在第二工艺中使所述聚合物层热固化。所述聚合物层可包含聚苯并唑(PBO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)或硅氧烷基聚合物。可通过UV烘烤使所述聚合物层的表面交联以在后续固化期间控制所述通孔的倾斜度。所述第二工艺还可包括使用传导加热、对流加热、红外加热或微波加热使所述聚合物层热固化。可通过以大于或等于10摄氏度/分钟的速率升高所述聚合物的温度，使所述聚合物层热固化，并且所述聚合物层可在小于或等于60分钟内完全固化。
【IPC分类】H01L21/312
【公开号】CN105556645
【申请号】CN201480051294
【发明人】W.B.罗杰斯, W.G.M.范登霍克
【申请人】德卡技术股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】US9159547, US20150079805, WO2015042121A1