本公开一般而言涉及半导体装置,并且更特别地涉及用于制造互连结构和电接口的方法。
背景技术:
1、减小半导体装置的尺寸提高了其性能,因为互连长度减小,而互连减小又导致信号传输速度的增加以及其功耗的减小。现有的半导体装置的制造方法通常基于对半导体管芯/芯片进行封装并将其安装在pcb上。为了允许它们之间的电气互连,在pcb和封装之间安装了中介物。因此,中介物应该协调半导体管芯/芯片的小焊盘和细间距互连器与pcb的相对大的焊盘和粗间距互连器。
2、目前,中介物由硅、玻璃或有机芯制成,配备有垂直和水平电连接。垂直电连接(通孔)通常通过钻出穿过基板的孔并用导电材料镀覆该孔来形成,这又限制了所获得的纵横比。
3、近期实现更短互连器长度的方案包括2.5d或3d中介物。但是,在2.5d或3d中介物中形成电连接需要钻孔,从而导致制造困难、可靠性差并且限制了通孔图案的设计和复杂度。另一种方案是制造由有机材料制成的超薄无芯中介物。但是,这些存在翘曲高、通孔开裂以及线/空间分辨率有限的问题。
技术实现思路
1、根据本公开的一些实施例,本公开的方面涉及半导体装置。更具体而言,但不限于,根据本公开的一些实施例,本公开的方面涉及一种无芯中介物及其制造方法。
2、根据一些实施例,本文提供了一种无芯中介物互连结构,该中介物包括一个或多个层,其中该一个或多个层中的每一层包括:被配置为允许电信号通过的一个或多个导电线(electrically conductive lines,例如,区域、图案、焊盘等),以及被配置为填充该一个或多个导电线中的每个导电线之间的间隙的电绝缘材料。根据一些实施例,该一个或多个导电线以预定义图案布置。在一些实施例中,该一个或多个层中的每一层的预定义图案可以不同。根据一些实施例,该一个或多个层基本上垂直堆叠,从而使得能够在导电区域之间即时(on-the-fly)形成垂直电连接。
3、有利的是,在一些实施例中,该一个或多个层中的每一层的垂直电连接(即,通孔)基本上同时形成。
4、有利的是,在一些实施例中,垂直电连接在没有钻孔的情况下形成,并且因此不受垂直电连接的纵横比(即,高度与直径之比)的限制。因此,在一些实施例中,有助于并实现了形成具有高密度、复杂图案且通孔高度基本上不受限制的通孔。
5、根据一些实施例,无芯中介物可以是柔性的。根据一些实施例,无芯中介物可以是半刚性的。根据一些实施例,无芯中介物可以是刚性的。每种可能性都是单独的实施例。
6、根据一些实施例,垂直电连接的纵横比基本上是无限的/不受限制的。
7、根据一些实施例,本文提供了一种用于系统级封装制造互连结构(例如,无芯中介物)的方法,该互连结构被配置用于将一个或多个集成电路封装/半导体管芯电连通/耦合到电路板,该方法包括:形成一个或多个导电线(例如,区域、焊盘、图案等)、通过电绝缘材料填充一个或多个导电线之间的一个或多个间隙、去除过量的电绝缘材料,从而获得互连结构的第一层、以及重复上述步骤以产生互连结构的附加的一个或多个层,其中附加的一个或多个层堆叠在第一层上方,从而使得能够在导电线之间即时形成垂直电连接。
8、根据一些实施例,可以通过光刻形成一个或多个导电线。
9、根据一些实施例,光刻可以包括形成种子层、在种子层上施加抗蚀剂、照射和对抗蚀剂进行显影、用导电材料填充已显影抗蚀剂之间的一个或多个间隙、去除已显影的抗蚀剂、以及去除种子层的残留物,使得形成导电材料的一个或多个导电线。
10、根据一些实施例,可以通过选择性激光烧结形成一个或多个导电线。
11、根据一些实施例,去除过量的电绝缘材料可以包括使用表面平刨工具/机器进行平坦化,从而形成互连结构的第一层和/或附加的一个或多个层的基本平坦的表面。
12、根据一些实施例,可以去除过量的电绝缘材料,直到互连结构的第一层和/或附加的一个或多个层的一部分被暴露。
13、根据一些实施例,该方法可以没有钻孔步骤。根据一些实施例,该方法可以没有蚀刻步骤。
14、根据一些实施例,根据所公开的方法形成的垂直电连接的纵横比可以基本上不受限制。
15、根据一些实施例,该方法可以包括固化和/或烘烤电绝缘材料。根据一些实施例,该方法可以包括对电绝缘材料进行热处理。
16、根据一些实施例,填充一个或多个间隙可以包括将电绝缘材料浇注/铺展在一个或多个导电线及该一个或多个导电线之间的间隙之上。
17、根据一些实施例,该方法可以包括在临时载体上形成互连结构的至少第一层。
18、根据一些实施例,电绝缘材料可以是电介质。
19、根据一些实施例,电绝缘材料可以包括一种或多种聚合物。
20、根据一些实施例,导电线结构的线/空间分辨率可以至少为约5/5 um。
21、根据一些实施例,垂直电连接可以包括贯穿芯片的垂直电连接。
22、根据一些实施例,互连结构可以被配置为允许尺寸为约100 x 100 um的导电焊盘与尺寸为约5 x 5 um或更小的导电焊盘之间的电耦合。
23、本公开的某些实施例可能包含上述优点中的一些优点、全部优点或不包括上述优点。根据本文所包含的各图、说明书和权利要求,一个或多个其他技术优点对于本领域技术人员来说是清楚的。而且,虽然上面已列举了具体优点,但各种实施例可能包含列举的优点中的全部优点、一些优点或者不包含列举的优点。
24、除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的技术人员通常所理解的相同的含义。在冲突的情况下,以专利说明书(包括定义)为准。如本文所使用的,不定冠词“一(a)”和“一(an)”意味着“至少一个”或“一个或多个”,除非上下文另有明确规定。
1.一种用于对互连结构进行系统级封装制造的方法,所述互连结构被配置用于将一个或多个集成电路封装/半导体管芯电连通/耦合到电路板,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个导电线通过光刻形成。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述光刻包括:
4.如权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个导电线通过选择性激光烧结形成。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中去除过量的电绝缘材料包括使用表面平刨工具/机器进行平坦化,从而形成所述互连结构的所述第一层和/或所述附加的一个或多个层的基本平坦的表面。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的方法,其中去除过量的电绝缘材料,直到所述互连结构的所述第一层和/或所述附加的一个或多个层的一部分被暴露。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的方法,其中所述方法没有钻孔步骤。
8.如权利要求7所述的方法,其中垂直电连接的纵横比基本不受限制。
9.如权利要求1-8中的任一项所述的方法,其中所述方法包括固化和/或烘烤电绝缘材料。
10.如权利要求1-9中的任一项所述的方法,其中填充之间的所述一个或多个间隙包括将电绝缘材料浇注/铺展在所述一个或多个导电线以及所述一个或多个导电线之间的间隙之上。
11.如权利要求1-10中的任一项所述的方法,其中电绝缘材料是电介质。
12.如权利要求11所述的方法,其中电绝缘材料包括一种或多种聚合物。
13. 如权利要求1-12中的任一项所述的方法,其中所述互连导电线的线/空间分辨率至少为约5/5 um。
14.如权利要求1-13中的任一项所述的方法,其中所述方法包括在临时载体上至少形成所述互连结构的第一层。
15.如权利要求14所述的方法,还包括去除临时载体。
16.如权利要求1-15中的任一项所述的方法,其中垂直电连接包括贯穿芯片的垂直电连接。
17. 如权利要求1-16中的任一项所述的方法,其中所述互连结构被配置为允许尺寸为约100 x 100 um的导电焊盘与尺寸为约5 x 5 um或更小的导电焊盘之间的电耦合。
18.一种无芯中介物互连结构,所述中介物包括一个或多个层,所述一个或多个层中的每一层包括:
19.如权利要求18所述的无芯中介物,其中所述一个或多个层中的每一层的预定义图案不同。
20.如权利要求18-19中的任一项所述的无芯中介物,其中电绝缘材料包括光可定义环氧树脂。
21.如权利要求18-20中的任一项所述的无芯中介物,其中垂直电连接的纵横比基本上是无限的。