半導(dǎo)體器件和形成具有垂直互連單元的低輪廓扇出式封裝的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件和形成具有垂直互連單元的低輪廓扇出式封裝的方法。一種半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體管芯。第一互連結(jié)構(gòu)被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯的外圍區(qū)上。半導(dǎo)體部件被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯上。半導(dǎo)體部件包括第二互連結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體部件被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯上以使第二互連結(jié)構(gòu)與第一互連結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。第一互連結(jié)構(gòu)包括多個(gè)互連單元，該多個(gè)互連單元圍繞半導(dǎo)體管芯的第一和第二相鄰側(cè)設(shè)置以形成互連單元的圍繞半導(dǎo)體管芯的L形邊界。第三互連結(jié)構(gòu)被形成在半導(dǎo)體管芯上，與第一互連結(jié)構(gòu)垂直。絕緣層被形成在半導(dǎo)體管芯和第一互連結(jié)構(gòu)上。形成通過(guò)絕緣層且進(jìn)入第一互連結(jié)構(gòu)的多個(gè)通孔，其中第二互連結(jié)構(gòu)被設(shè)置在該通孔內(nèi)。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體器件和形成具有垂直互連單元的低輪廓扇出式封裝的方法
[0001]要求保護(hù)本國(guó)優(yōu)先權(quán)
本申請(qǐng)要求保護(hù)2012年12月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/735，926的權(quán)益，通過(guò)引用將該申請(qǐng)合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體器件，并且更特別地涉及半導(dǎo)體器件以及形成具有垂直互連單元的扇出式封裝(fan-out package)或?qū)盈B封裝(package-on-package)半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體器件常見(jiàn)于現(xiàn)代電子產(chǎn)品中。半導(dǎo)體器件在電氣部件的數(shù)目和密度方面變化。分立的半導(dǎo)體器件通常包含一種類型的電氣部件，例如發(fā)光二極管(LED)、小型信號(hào)晶體管、電阻器、電容器、電感器以及功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)。集成半導(dǎo)體器件典型地包含幾百到幾百萬(wàn)個(gè)電氣部件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CXD )、太陽(yáng)能電池、以及數(shù)字微鏡器件(DMD )。
[0004]半導(dǎo)體器件執(zhí)行許多種功能，諸如信號(hào)處理、高速計(jì)算、發(fā)射和接收電磁信號(hào)、控制電子器件、將太陽(yáng)光變換成電、以及為電視顯示創(chuàng)建視覺(jué)投影。半導(dǎo)體器件見(jiàn)于娛樂(lè)、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)者產(chǎn)品的領(lǐng)域中。半導(dǎo)體器件還見(jiàn)于軍事應(yīng)用、飛機(jī)制造業(yè)、汽車、工業(yè)控制器以及辦公設(shè)備中。
[0005]半導(dǎo)體器件利用了半導(dǎo)體材料的電氣性質(zhì)。半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)允許通過(guò)施加電場(chǎng)或基底電流或者通過(guò)摻雜工藝來(lái)操縱其電導(dǎo)率。摻雜將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中以便操縱和控制半導(dǎo)體器件的電導(dǎo)率。
[0006]半導(dǎo)體器件包含有源和無(wú)源電氣結(jié)構(gòu)。包括雙極型和場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過(guò)改變摻雜級(jí)以及電場(chǎng)或基底電流的施加，晶體管提升或者約束電流的流動(dòng)。包括電阻器、電容器和電感器的無(wú)源結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了執(zhí)行各種各樣的電氣功能所必需的電壓和電流之間的關(guān)系。無(wú)源和有源結(jié)構(gòu)被電連接以形成電路，該電路使半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速操作和其他有用功能。
[0007]通常使用兩個(gè)復(fù)雜制造工藝(即前端制造和后端制造)來(lái)制造半導(dǎo)體器件，該前端制造和后端制造中的每一個(gè)都潛在地包括幾百個(gè)步驟。前端制造包括將多個(gè)管芯形成在半導(dǎo)體晶片的表面上。每個(gè)半導(dǎo)體管芯通常相同且包含通過(guò)電連接有源和無(wú)源部件而形成的電路。后端制造包括從完成的晶片單切(Singulate)個(gè)體半導(dǎo)體管芯以及封裝該管芯以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體管芯”指代該詞語(yǔ)的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式二者，并且相應(yīng)地可以指代單個(gè)半導(dǎo)體器件和多個(gè)半導(dǎo)體器件二者。
[0008]半導(dǎo)體制造的一個(gè)目標(biāo)是生產(chǎn)更小半導(dǎo)體器件。更小器件通常耗費(fèi)更少功率，具有更高性能，并可以被更高效地生產(chǎn)。此外，更小半導(dǎo)體器件具有更小的覆蓋區(qū)，這對(duì)于更小的最終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是期望的?？梢酝ㄟ^(guò)得到具有更小、更高密度的有源和無(wú)源部件的半導(dǎo)體管芯的前端工藝中的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更小的半導(dǎo)體管芯尺寸。后端工藝可以通過(guò)電互連以及封裝材料中的改進(jìn)來(lái)得到具有更小覆蓋區(qū)的半導(dǎo)體器件封裝。
[0009]對(duì)于蜂窩或智能電話產(chǎn)業(yè)中的封裝來(lái)說(shuō)，減小的封裝輪廓特別重要。三維(3D)扇出式半導(dǎo)體封裝和外部器件之間的電互連利用各種互連類型，諸如通過(guò)再分布層(RDL)的穿透式硅通孔(TSV)和穿孔式通孔(THV)互連。RDL用作包括具有封裝輸入/輸出(I/O)焊盤(pán)的電互連的封裝內(nèi)的電互連的中間層，所述封裝輸入/輸出(I/O)焊盤(pán)提供從半導(dǎo)體封裝內(nèi)的半導(dǎo)體管芯到半導(dǎo)體封裝外的點(diǎn)的電連接。RDL可以被形成在半導(dǎo)體封裝之內(nèi)的半導(dǎo)體管芯的前表面和后表面二者上并且具有薄晶片和面板處理能力。然而，將多個(gè)RDL形成在半導(dǎo)體管芯的前表面和后表面上可能需要與定制接合材料的臨時(shí)接合(這可能需要更高耐熱性)并可以是一種用于針對(duì)半導(dǎo)體封裝進(jìn)行電互連從而產(chǎn)生更高制造成本的緩慢且昂貴方法。另外，RDL的薄堆疊包括結(jié)構(gòu)限制和降低的設(shè)計(jì)靈活性。例如，RDL提供了有限的封裝處理機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。RDL缺少模塊性且難以在半導(dǎo)體封裝的特定區(qū)域中形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]存在對(duì)在減少RDL應(yīng)用的情況下形成低輪廓(low profile)3D半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的需要。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其包括下述步驟:提供半導(dǎo)體管芯；沿著半導(dǎo)體管芯的外圍區(qū)設(shè)置第一模塊化互連結(jié)構(gòu)；提供半導(dǎo)體部件，其包括在該半導(dǎo)體部件上形成的第二互連結(jié)構(gòu)；以及將該半導(dǎo)體部件設(shè)置在半導(dǎo)體管芯上以使第二互連結(jié)構(gòu)與第一模塊化互連結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。
[0011]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其包括下述步驟:提供半導(dǎo)體管芯；以及沿著半導(dǎo)體管芯的第一和第二側(cè)設(shè)置模塊化互連結(jié)構(gòu)。
[0012]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體器件，其包括半導(dǎo)體管芯和在該半導(dǎo)體管芯的表面上形成的第一互連結(jié)構(gòu)。沿著該半導(dǎo)體管芯的外圍區(qū)并且與第一互連結(jié)構(gòu)垂直地設(shè)置第二互連結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1圖示一種印刷電路板(PCB)，具有安裝到其表面的不同類型的封裝；
圖2a-2c圖示安裝到PCB的代表性半導(dǎo)體封裝的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；
圖3a_3c圖示具有由鋸道(saw street)分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體晶片；
圖4a-4n圖示形成具有3D垂直互連單元的低輪廓扇出式層疊封裝結(jié)構(gòu)的工藝；
圖5圖示具有互連單元的魯棒半導(dǎo)體封裝；
圖6a-6h圖示具有設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體管芯的相對(duì)表面上的互連單元的另一半導(dǎo)體封裝；
圖7圖示具有LGA焊盤(pán)的半導(dǎo)體封裝的可替換實(shí)施例；以及 圖8a-8g圖示具有在半導(dǎo)體封裝和背表面保護(hù)層之間形成的RDL的另一半導(dǎo)體封裝。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在以下描述中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中，相似的數(shù)字表示相同或類似的元件。盡管按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的最佳模式來(lái)描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明意圖覆蓋如可被包括在如由如得到下面的公開(kāi)和附圖支持的所附權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等同物。
[0015]通常使用兩個(gè)復(fù)雜制造工藝(前端制造和后端制造)來(lái)制造半導(dǎo)體器件。前端制造包括將多個(gè)管芯形成在半導(dǎo)體晶片的表面上。晶片上的每個(gè)管芯包含有源和無(wú)源電氣部件，它們被電連接以便形成功能性電路。有源電氣部件(諸如晶體管和二極管)具有控制電流的流動(dòng)的能力。無(wú)源電氣部件(諸如電容器、電感器和電阻器)創(chuàng)建執(zhí)行電路功能所必需的電壓和電流之間的關(guān)系。
[0016]通過(guò)一系列工藝步驟(包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻以及平坦化)將無(wú)源和有源部件形成在半導(dǎo)體晶片的表面上。摻雜通過(guò)諸如離子注入或熱擴(kuò)散之類的技術(shù)將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中。摻雜工藝通過(guò)響應(yīng)于電場(chǎng)或基底電流動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率來(lái)修改有源器件中半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率。晶體管包含如使晶體管能夠在施加電場(chǎng)或基底電流時(shí)提升或約束電流的流動(dòng)所必需的那樣布置的改變摻雜的類型和程度的區(qū)。
[0017]有源和無(wú)源部件由具有不同電氣性質(zhì)的材料的層形成?？梢酝ㄟ^(guò)各種各樣的沉積技術(shù)來(lái)形成這些層，所述沉積技術(shù)部分地由所沉積的材料的類型來(lái)確定。例如，薄膜沉積可以包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電解電鍍以及無(wú)電解鍍工藝。每個(gè)層通常被圖案化以便形成有源部件部分、無(wú)源部件部分或各部件之間的電連接部分。
[0018]后端制造指的是將完成的晶片切割或單切成個(gè)體半導(dǎo)體管芯并且然后為了結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離而封裝該半導(dǎo)體管芯。為了單切半導(dǎo)體管芯，沿著被稱為鋸道或痕的晶片非功能區(qū)對(duì)晶片刻痕(score)并使其斷裂。使用激光切割工具或鋸片來(lái)單切晶片。在單切之后，將個(gè)體半導(dǎo)體管芯安裝到包括用于與其他系統(tǒng)部件互連的接觸焊盤(pán)或管腳的封裝襯底。然后將在半導(dǎo)體管芯上形成的接觸焊盤(pán)連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤(pán)?？梢岳煤附油箟K、柱形凸塊(stud bump)、導(dǎo)電楽；料或線接合來(lái)進(jìn)行電連接。將密封劑或其他模制材料沉積在封裝上以提供物理支撐和電隔離。然后將完成的封裝插入到電氣系統(tǒng)中并且使半導(dǎo)體器件的功能對(duì)其他系統(tǒng)部件來(lái)說(shuō)可用。
[0019]圖1圖示具有芯片載體襯底或印刷電路板(PCB)52的電子器件50，在所述芯片載體襯底或印刷電路板(PCB)52的表面上安裝有多個(gè)半導(dǎo)體封裝。根據(jù)應(yīng)用，電子器件50可以具有一種類型的半導(dǎo)體封裝或多種類型的半導(dǎo)體封裝。為了說(shuō)明目的，在圖1中示出不同類型的半導(dǎo)體封裝。
[0020]電子器件50可以是獨(dú)立的系統(tǒng)，其使用半導(dǎo)體封裝來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)電氣功能?？商鎿Q地，電子器件50可以是更大系統(tǒng)的子部件。例如，電子器件50可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字視頻攝像機(jī)(DVC)或其他電子通信設(shè)備的一部分?？商鎿Q地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或可被插入到計(jì)算機(jī)中的其他信號(hào)處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲(chǔ)器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、射頻(RF)電路、分立器件、或者其他半導(dǎo)體管芯或電氣部件。為了使產(chǎn)品被市場(chǎng)接受，小型化和重量減輕是根本的?？梢詼p小半導(dǎo)體器件之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)更高密度。
[0021]在圖1中，PCB 52提供了用于在PCB上安裝的半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)支撐和電互連的一般襯底。使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、絲網(wǎng)印刷或其他適合的金屬沉積工藝來(lái)在表面上或在PCB 52的層內(nèi)形成導(dǎo)電信號(hào)跡線54。信號(hào)跡線54提供了半導(dǎo)體封裝、所安裝的部件以及其他外部系統(tǒng)部件中的每一個(gè)之間的電通信。跡線54還提供了向每一個(gè)半導(dǎo)體封裝的電源連接和接地連接。
[0022]在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級(jí)。第一級(jí)封裝是一種用于將半導(dǎo)體管芯機(jī)械和電附著到中間載體的技術(shù)。第二級(jí)封裝包括將中間載體機(jī)械和電附著到PCB。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有第一級(jí)封裝，在其中管芯直接機(jī)械和電安裝到PCB。
[0023]為了說(shuō)明的目的，在PCB 52上示出若干種類型的第一級(jí)封裝，包括接合線封裝56和倒裝芯片58。另外，在PCB 52上示出安裝了若干種類型的第二級(jí)封裝，包括球柵陣列(BGA) 60、凸塊芯片載體(BCC) 62、雙列直插式封裝(DIP) 64、焊盤(pán)柵陣列(LGA，land gridarray) 66、多芯片模塊(MCM) 68、四方扁平無(wú)引線封裝(QFN) 70以及四方扁平封裝72。根據(jù)系統(tǒng)需求，被配置有第一和第二級(jí)封裝方式的任何組合的半導(dǎo)體封裝以及其他電子部件的任何組合可以被連接到PCB 52。在一些實(shí)施例中，電子器件50包括單個(gè)附著的半導(dǎo)體封裝，而其他實(shí)施例要求多個(gè)互連封裝。通過(guò)在單個(gè)襯底上組合一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝，制造商可以將預(yù)制的部件合并到電子器件和系統(tǒng)中。因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝包括完善的功能，所以可以使用不太昂貴的部件和流線型制造工藝來(lái)制造電子器件。所得到的器件不太可能出現(xiàn)故障且在制造上不太昂貴，從而導(dǎo)致消費(fèi)者的成本降低。
[0024]圖2a_2c示出示例性半導(dǎo)體封裝。圖2a圖示安裝在PCB 52上的DIP 64的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)，其包含被實(shí)施為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)而在管芯內(nèi)形成且電互連的介電層、導(dǎo)電層、無(wú)源器件和有源器件的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器、以及在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)內(nèi)形成的其他電路元件。接觸焊盤(pán)76是導(dǎo)電材料(諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)或銀(Ag)的一個(gè)或多個(gè)層，并電連接到在半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在DIP64的組裝期間，使用金-硅共熔層或粘附材料(諸如熱環(huán)氧或環(huán)氧樹(shù)脂)將半導(dǎo)體管芯74安裝到中間載體78。封裝主體包括諸如聚合物或陶瓷之類的絕緣封裝材料。導(dǎo)體引線80和接合線82提供半導(dǎo)體管芯74和PCB 52之間的電互連。將密封劑84沉積在封裝上以便通過(guò)防止?jié)駳夂皖w粒進(jìn)入封裝且污染半導(dǎo)體管芯74或接合線82來(lái)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。
[0025]圖2b圖示安裝在PCB 52上的BCC 62的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。使用底部填充或環(huán)氧樹(shù)脂粘附材料92將半導(dǎo)體管芯88安裝在載體90上。接合線94提供接觸焊盤(pán)96和98之間的第一級(jí)封裝互連。將模塑料或密封劑100沉積在半導(dǎo)體管芯88和接合線94上以便為該器件提供物理支撐和電隔離。使用諸如電解電鍍或無(wú)電解鍍之類的合適金屬沉積工藝將接觸焊盤(pán)102形成在PCB 52的表面上以防止氧化。接觸焊盤(pán)102被電連接到PCB 52中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電信號(hào)跡線54。在BCC 62的接觸焊盤(pán)98和PCB 52的接觸焊盤(pán)102之間形成凸塊 104。
[0026]在圖2c中，利用倒裝芯片方式第一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58面朝下地安裝到中間載體106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)108包含被實(shí)施為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)而形成的介電層、導(dǎo)電層、無(wú)源器件和有源器件的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器、以及有源區(qū)108內(nèi)的其他電路元件。通過(guò)凸塊110將半導(dǎo)體管芯58電和機(jī)械連接到載體106。
[0027]利用使用凸塊112的BGA方式第二級(jí)封裝將BGA 60電和機(jī)械連接到PCB 52。通過(guò)凸塊110、信號(hào)線114和凸塊112將半導(dǎo)體管芯58電連接到PCB的52中的導(dǎo)電信號(hào)跡線54。將模塑料或密封劑116沉積在半導(dǎo)體管芯58和載體106上以便為器件提供物理支撐和電隔離。倒裝芯片半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電跡線的短導(dǎo)電路徑，以便減小信號(hào)傳播距離、降低電容和改進(jìn)總體電路性能。在另一實(shí)施例中，在沒(méi)有中間載體106的情況下可以使用倒裝芯片方式第一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58直接機(jī)械和電連接到PCB 52。
[0028]圖3a示出具有用于結(jié)構(gòu)支撐的基底襯底材料122 (諸如硅、鍺、砷化鎵、磷化銦或碳化硅)的半導(dǎo)體晶片120。在如上所述通過(guò)非有源、管芯間晶片區(qū)域或鋸道126分離的晶片120上形成多個(gè)半導(dǎo)體管芯或部件124。鋸道126提供切割區(qū)域以便將半導(dǎo)體晶片120單切成個(gè)體半導(dǎo)體管芯124。
[0029]圖3b示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的橫截面視圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯124具有背表面或非有源表面128和有源表面130，其包含被實(shí)施為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能而在管芯內(nèi)形成且電互連的介電層、導(dǎo)電層、無(wú)源器件和有源器件的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、以及在有源表面130內(nèi)形成以實(shí)施模擬或數(shù)字電路(諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、ASIC、存儲(chǔ)器或其他信號(hào)處理電路)的其他電路元件。半導(dǎo)體管芯124還可以包含用于RF信號(hào)處理的集成無(wú)源器件(IPD)，諸如電感器、電容器和電阻器。
[0030]使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍工藝或其他適合的金屬沉積工藝將導(dǎo)電層132形成在有源表面130上。導(dǎo)電層132可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、T1、W、Pd、Pt或其他適合的導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層132操作為電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤(pán)。導(dǎo)電層132可以被形成為在距半導(dǎo)體管芯124的邊緣第一距離處并排設(shè)置的接觸焊盤(pán)，如圖3b中所示?？商鎿Q地，導(dǎo)電層132可以被形成為接觸焊盤(pán)，該接觸焊盤(pán)在多個(gè)行中偏移以使得第一行接觸焊盤(pán)被設(shè)置成距管芯邊緣第一距離，并且與第一行交替的第二行接觸焊盤(pán)被設(shè)置成距管芯邊緣第二距離。
[0031]使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化將可選絕緣或鈍化層134形成在有源表面130上。絕緣層134包含二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鋁(Al2O3)或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。絕緣層134覆蓋有源表面130并且為有源表面130提供保護(hù)。通過(guò)蝕刻工藝或者通過(guò)使用激光器135的激光直接消融(LDA)來(lái)去除絕緣層134的一部分以便形成暴露導(dǎo)電層132的開(kāi)口 136且提供后續(xù)的電互連。
[0032]半導(dǎo)體晶片120經(jīng)受作為質(zhì)量控制工藝的一部分的電氣測(cè)試和檢查。人工目視檢查和自動(dòng)化光學(xué)系統(tǒng)被用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片120執(zhí)行檢查?？梢栽诎雽?dǎo)體晶片120的自動(dòng)化光學(xué)分析中使用軟件。目視檢查方法可以采用諸如掃描電子顯微鏡、高強(qiáng)度或紫外光、或者金相顯微鏡之類的設(shè)備。針對(duì)結(jié)構(gòu)特性(包括翹曲、厚度變化、表面顆粒、不規(guī)則性、裂縫、脫層和褪色)來(lái)檢查半導(dǎo)體晶片120。
[0033]半導(dǎo)體管芯124內(nèi)的有源和無(wú)源部件經(jīng)受對(duì)電氣性能和電路功能的晶片級(jí)處的測(cè)試。使用探頭或其他測(cè)試器件來(lái)針對(duì)功能和電氣參數(shù)測(cè)試每個(gè)半導(dǎo)體管芯124。探頭被用來(lái)進(jìn)行與每個(gè)半導(dǎo)體管芯124上的節(jié)點(diǎn)或接觸焊盤(pán)132的電接觸并向接觸焊盤(pán)提供電刺激。半導(dǎo)體管芯124對(duì)該電刺激做出反應(yīng)，測(cè)量該反應(yīng)并且將其與預(yù)期反應(yīng)進(jìn)行比較以測(cè)試半導(dǎo)體管芯的功能。電氣測(cè)試可以包括電路功能、引線完整性、電阻率、連續(xù)性、可靠性、結(jié)深度、靜電放電(ESD)、射頻(RF)性能、驅(qū)動(dòng)電流、閾值電流、泄漏電流、以及部件類型所專用的操作參數(shù)。半導(dǎo)體晶片120的檢查和電氣測(cè)試使通過(guò)的半導(dǎo)體管芯124能夠被指定為供在半導(dǎo)體封裝中使用的成品管芯(K⑶，known good die)。
[0034]在圖3c中，使用鋸片或激光切割工具138通過(guò)鋸道126將半導(dǎo)體晶片120單切成個(gè)體半導(dǎo)體管芯124?？梢葬槍?duì)KGD后單切的標(biāo)識(shí)來(lái)檢查和電氣測(cè)試該個(gè)體半導(dǎo)體管芯124。
[0035]圖4a_4n關(guān)于圖1和2a_2c圖示使用預(yù)制的模塊化互連單元形成低輪廓3D半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的工藝。圖4a示出包含犧牲基底材料(諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其他適合的低成本剛性材料)的載體或臨時(shí)襯底140的一部分的橫截面視圖。界面層或雙面膠帶142被形成在載體140上作為臨時(shí)粘附接合膜、蝕刻終止層或熱釋放層。
[0036]載體140可以是具有針對(duì)多個(gè)半導(dǎo)體管芯124的容量的圓形或矩形面板(大于300mm)。載體140可以具有比半導(dǎo)體晶片120的表面積更大的表面積。較大的載體降低了半導(dǎo)體封裝的制造成本，因?yàn)榭梢栽谳^大的載體上處理更多半導(dǎo)體管芯從而降低每單位的成本。針對(duì)所處理的載體或晶片的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)和配置半導(dǎo)體封裝和處理設(shè)備。
[0037]為了進(jìn)一步降低制造成本，與半導(dǎo)體管芯124的尺寸或半導(dǎo)體晶片120的尺寸無(wú)關(guān)地選擇載體140的尺寸。也就是說(shuō)，載體140具有固定或標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，它可以容納從一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶片120單切的各種尺寸半導(dǎo)體管芯124。在一個(gè)實(shí)施例中，載體140是直徑為330mm的圓形。在另一實(shí)施例中，載體140是寬為560mm且長(zhǎng)為600mm的矩形。半導(dǎo)體管芯124可以具有被放置在標(biāo)準(zhǔn)化載體140上的IOmmX IOmm的尺度?？商鎿Q地，半導(dǎo)體管芯124可以具有被放置在同一標(biāo)準(zhǔn)化載體140上的20mmX20mm的尺度。相應(yīng)地，標(biāo)準(zhǔn)化載體140可以處理任何尺寸半導(dǎo)體管芯124，這允許后續(xù)半導(dǎo)體處理設(shè)備針對(duì)普通載體而標(biāo)準(zhǔn)化，即與管芯尺寸或引入的晶片尺寸無(wú)關(guān)。可以使用根據(jù)任何引入的晶片尺寸處理任何半導(dǎo)體管芯尺寸的處理工具、設(shè)備和材料清單的普通集合來(lái)為標(biāo)準(zhǔn)載體設(shè)計(jì)和配置半導(dǎo)體封裝設(shè)備。普通或標(biāo)準(zhǔn)化載體140通過(guò)減少或消除對(duì)基于管芯尺寸或引入的晶片尺寸的專用半導(dǎo)體工藝線的需要來(lái)降低制造成本和資本風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)從所有半導(dǎo)體晶片中選擇用于任何尺寸半導(dǎo)體管芯的預(yù)定載體尺寸，可以實(shí)施靈活的生產(chǎn)線。
[0038]在圖4b中，使用例如拾取和放置操作將來(lái)自圖3c的半導(dǎo)體管芯124安裝到載體140的管芯附著區(qū)域150，其中有源表面130被定向成朝向載體?？梢詮腒GD選擇被安裝到管芯附著區(qū)域150的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124被按壓到界面層142中以使得絕緣層134的一部分被設(shè)置在界面層內(nèi)且被界面層包圍。
[0039]圖4b還示出預(yù)制包括芯襯底572的模塊化3D互連單元600，其中形成通過(guò)該芯襯底的多個(gè)穿透式導(dǎo)電通孔574-575。使用諸如印刷、PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝來(lái)將導(dǎo)電層或RDL 576形成在芯襯底572和導(dǎo)電通孔574-575上。導(dǎo)電層576包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層576電連接到導(dǎo)電通孔574-575。
[0040]使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、狹縫涂覆、滾筒涂覆、層壓、燒結(jié)或熱氧化將絕緣或鈍化層578形成在芯襯底572和導(dǎo)電層576上。絕緣層578包括Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、HfO2, BCB, P1、ΡΒ0、具有填料或纖維或者不具有填料或纖維的聚合物介電抗蝕劑、或者具有類似結(jié)構(gòu)和介電性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層578的一部分以便在導(dǎo)電通孔574上暴露導(dǎo)電層576的部分。
[0041]使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、狹縫涂覆、滾筒涂覆、層壓、燒結(jié)或熱氧化將絕緣或鈍化層582形成在芯襯底572上。絕緣層582包括Si02、Si3N4, SiON、Ta2O5, A1203、HfO2,BCB、P1、PBO、具有填料或纖維或者不具有填料或纖維的聚合物介電抗蝕劑、或者具有類似結(jié)構(gòu)和介電性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA或蝕刻來(lái)去除絕緣層582的一部分以便暴露導(dǎo)電通孔574-575的部分。
[0042]使用諸如印刷、PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝來(lái)將導(dǎo)電層或RDL 580形成在與導(dǎo)電層576相對(duì)的導(dǎo)電通孔574和芯襯底572上。導(dǎo)電層580包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、T1、W、或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層580電連接到導(dǎo)電通孔574?？商鎿Q地，在形成導(dǎo)電層576和導(dǎo)電層580之后形成通過(guò)芯襯底572的導(dǎo)電通孔574。
[0043]使用例如具有可選粘附劑的拾取和放置操作來(lái)將模塊化互連單元600安裝到載體140?；ミB單元600被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的外圍區(qū)中的界面層142上?；ミB單元600以L形布置而設(shè)置在載體140上，在管芯附著區(qū)域150的拐角周圍且至少部分地沿著半導(dǎo)體管芯124的兩個(gè)側(cè)的長(zhǎng)度，如圖4c中所示?；ミB單元600可以被群集在一起以形成互連單元的連續(xù)層，或者被設(shè)置在載體140上的隔離和預(yù)定部分之上。在一些實(shí)施例中，在安裝互連單元600之前將半導(dǎo)體管芯124安裝到載體140?？商鎿Q地，在安裝半導(dǎo)體管芯124之前將互連單元600安裝到載體140?？梢詫雽?dǎo)體管芯124和互連單元600同時(shí)安裝到載體 140。
[0044]互連單元600是容易地設(shè)置在半導(dǎo)體封裝內(nèi)以在半導(dǎo)體管芯124的側(cè)部分上或其周圍形成邊界、縫隙或框架的模塊化垂直互連部件。模塊化互連單元600被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍以便在減少在半導(dǎo)體封裝內(nèi)形成的RDL的數(shù)目或數(shù)量的同時(shí)提供垂直互連。例如，互連單元600在制造步驟期間提供具有改進(jìn)效率的部分背側(cè)RDL。設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元600還在封裝期間提供結(jié)構(gòu)支撐并且在施加密封劑和附加半導(dǎo)體部件期間減小移位?；ミB單元600在提供有價(jià)值的垂直互連的同時(shí)擴(kuò)展設(shè)計(jì)靈活性且減小z方向封裝高度。作為各個(gè)模塊化單元，互連單元600被設(shè)置在半導(dǎo)體封裝內(nèi)半導(dǎo)體管芯124周圍的具體預(yù)定位置處，以便優(yōu)化半導(dǎo)體封裝內(nèi)的空間。使用互連單元600減少了制造步驟，并大大增加了半導(dǎo)體封裝設(shè)計(jì)的靈活性。
[0045]在一些實(shí)施例中，互連單元600具有比半導(dǎo)體管芯124的高度或厚度更大的高度。在其他實(shí)施例中，互連單元600具有等于或小于半導(dǎo)體管芯的高度或厚度的高度。當(dāng)鄰近半導(dǎo)體管芯124安裝互連單元時(shí)，間隙或空間152可以保持圍繞管芯附著區(qū)域150在管芯附著區(qū)域150和互連單元600之間?？商鎿Q地，管芯附著區(qū)域150被分配成使得半導(dǎo)體管芯124鄰接或接觸互連單元600。
[0046]圖4d示出具有沉積在半導(dǎo)體管芯124和互連單元600上的密封劑160的復(fù)合襯底或重構(gòu)晶片170。可以將重構(gòu)晶片170處理成許多類型的半導(dǎo)體封裝，包括三維(3D)封裝(諸如層疊封裝(PoP))、嵌入式晶片級(jí)球柵陣列(eWLB)、扇入式晶片級(jí)芯片尺寸封裝(WLCSP)、重構(gòu)或嵌入式晶片級(jí)芯片尺寸封裝(effLCSP)、扇出式WLCSP、倒裝芯片封裝或其他半導(dǎo)體封裝。根據(jù)所得到的半導(dǎo)體封裝的規(guī)范來(lái)配置重構(gòu)晶片170。載體140上的半導(dǎo)體管芯124之間的距離被優(yōu)化以便以最低單位成本制造半導(dǎo)體封裝。載體140的較大表面積容納更多半導(dǎo)體管芯124并降低制造成本，因?yàn)獒槍?duì)每重構(gòu)晶片170處理了更多半導(dǎo)體管芯124。被安裝到載體140的半導(dǎo)體管芯124的數(shù)目可以比從半導(dǎo)體晶片120單切的半導(dǎo)體管芯124的數(shù)目更大。載體140和重構(gòu)晶片170提供了使用來(lái)自不同尺寸的半導(dǎo)體晶片120的不同尺寸半導(dǎo)體管芯124制造許多不同類型的半導(dǎo)體封裝的靈活性。
[0047]使用壓縮模制、傳遞模制、液體密封劑模制、真空層壓、旋涂或其他適合的敷料器來(lái)將密封劑或模塑料160沉積在半導(dǎo)體管芯124和互連單元600上。可替換地，可以以套式模具(chase mold)將密封劑160形成在重構(gòu)晶片170上。密封劑160可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹(shù)脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯、或者具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑160是非導(dǎo)電的并且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免于外部元件和污染物。在沉積密封劑160之前，重構(gòu)晶片170可能經(jīng)受高壓退火工藝。密封劑160被形成在半導(dǎo)體管芯124的背表面128上，并可能在后續(xù)的背研磨步驟中變薄。還可以沉積密封劑160以使得密封劑與背表面128共面。半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元600在密封期間減小半導(dǎo)體管芯124的移位并在封裝期間提供結(jié)構(gòu)支撐。
[0048]在圖4e中，通過(guò)化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝皮、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法脫模來(lái)從重構(gòu)晶片170去除載體140和界面層142，以暴露導(dǎo)電層132、互連單元600和密封劑160。還可以使用可選清潔工藝，諸如激光清潔、干式等離子體或濕法顯影。
[0049]在圖4f中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝將絕緣或鈍化層174形成在半導(dǎo)體管芯124、密封劑160和互連單元600上。絕緣層174包含Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、Al203、具有填料或者不具有填料的低溫(低于260°C)可固化聚合物介電抗蝕劑、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層174的一部分以便暴露互連單元600和半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132以用于后續(xù)電互連。
[0050]使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍工藝或其他金屬沉積適合工藝來(lái)將導(dǎo)電層180形成在絕緣層174、半導(dǎo)體管芯124和互連單元600上。導(dǎo)電層180包含Al、Cu、Sn、N1、AiuAg或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層180電連接到導(dǎo)電層132和導(dǎo)電通孔574。導(dǎo)電層180的部分可以根據(jù)半導(dǎo)體管芯124的設(shè)計(jì)和功能而電共用或電隔離，并操作為RDL到扇出且將電連接從半導(dǎo)體管芯延伸到互連單元600。
[0051]在圖4g中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝將絕緣或鈍化層182形成在絕緣層174和導(dǎo)電層180上。絕緣層182包含Si02、Si3N4, SiON、Ta205、Al203、具有填料或者不具有填料的低溫(低于260°C)可固化聚合物介電抗蝕劑、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層182的一部分以便暴露導(dǎo)電層180以用于后續(xù)電互連。
[0052]使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍或其他金屬沉積適合工藝來(lái)將導(dǎo)電層184形成在導(dǎo)電層180和絕緣層182上。導(dǎo)電層184包含Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層184電連接到導(dǎo)電層180。導(dǎo)電層184的部分可以根據(jù)半導(dǎo)體管芯124的設(shè)計(jì)和功能而電共用或電隔離。
[0053]在圖4h中，使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝將絕緣或鈍化層186形成在絕緣層182和導(dǎo)電層184上。絕緣層186包含Si02、Si3N4, SiON、Ta205、Al203、具有填料或者不具有填料的低溫(低于260°C)可固化聚合物介電抗蝕劑、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層186的一部分以便暴露導(dǎo)電層184以用于后續(xù)電互連。
[0054]圖4h還示出使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、落球或絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電凸塊材料沉積在導(dǎo)電層184上以及絕緣層186中的開(kāi)口內(nèi)。凸塊材料可以是Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料和其組合與可選的助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔的Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適合的附著或接合工藝將凸塊材料接合到導(dǎo)電層184。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將凸塊材料加熱到其熔點(diǎn)以上來(lái)使該凸塊材料回流以形成球或凸塊188。在一些應(yīng)用中，凸塊188被第二次回流以便改進(jìn)與導(dǎo)電層184的電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊188被形成在具有濕潤(rùn)層、阻擋層和粘附層的凸塊下金屬化(UBM)上。凸塊還可以被壓縮接合到導(dǎo)電層184。凸塊188表示能夠被形成在導(dǎo)電層184上的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用導(dǎo)電漿料、柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。在一些實(shí)施例中，在將第二半導(dǎo)體部件設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124上之后形成凸塊188。
[0055]綜合在一起來(lái)看，絕緣層174、182和186以及導(dǎo)電層180、184和凸塊188形成互連結(jié)構(gòu)190。在互連結(jié)構(gòu)190內(nèi)包括的絕緣和導(dǎo)電層的數(shù)目取決于電路布線(routing)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度并隨著該復(fù)雜度而變化。相應(yīng)地，互連結(jié)構(gòu)190可以包括任何數(shù)目的絕緣和導(dǎo)電層以促進(jìn)關(guān)于半導(dǎo)體管芯124的電互連。原本將被包括在背側(cè)互連結(jié)構(gòu)或RDL中的元件可以被集成為互連結(jié)構(gòu)190的一部分，以簡(jiǎn)化制造且降低關(guān)于包括前側(cè)和后側(cè)互連或RDL二者的封裝的制造成本。
[0056]在圖4i中，與載體140類似的可選載體或臨時(shí)襯底202被設(shè)置在互連結(jié)構(gòu)190上。載體202可以是背研磨帶、支撐帶以及包含犧牲基底材料的其他載體，所述犧牲基底材料諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其他適合的低成本剛性材料。載體202可以包括被配置成接納互連結(jié)構(gòu)190的界面層(諸如雙面膠帶)。載體202可選地為半導(dǎo)體封裝的后續(xù)工藝步驟提供附加支撐，如圖41-4n中所示?？商鎿Q地，在沒(méi)有載體202的情況下執(zhí)行后續(xù)工藝步驟。
[0057]圖4i還示出在利用研磨機(jī)206對(duì)表面進(jìn)行平坦化且減小密封劑160的厚度的研磨操作中密封劑160的與凸塊188相對(duì)的頂表面。還可以使用化學(xué)蝕刻或CMP工藝來(lái)去除機(jī)械損壞并利用背表面128對(duì)密封劑160進(jìn)行平坦化。在一個(gè)實(shí)施例中，在去除密封劑160的一部分之后，密封劑160具有范圍為100 μ m到400 μ m的厚度。研磨操作去除密封劑160的一部分向下直到半導(dǎo)體管芯124的背表面128?？商鎿Q地，密封劑層160保持在半導(dǎo)體管芯124的背表面128上。在一些實(shí)施例中，研磨操作暴露導(dǎo)電層576并可以暴露互連單兀600的導(dǎo)電材料574。可替換地，密封劑160的一部分保持在互連單元600上。
[0058]在圖4j中，絕緣層、聚合物基復(fù)合膜或翹曲平衡層210被形成在半導(dǎo)體管芯124的背表面128、密封劑160和互連單元600上。絕緣層210包括環(huán)氧樹(shù)脂、樹(shù)脂或者具有強(qiáng)化纖維或織物(諸如酚醛棉紙、環(huán)氧樹(shù)脂、樹(shù)脂、編織玻璃、毛玻璃、聚酯、以及其他強(qiáng)化纖維或織物)的聚合物。在另一實(shí)施例中，絕緣層210包含模塑料、具有或不具有填料的聚合物電介質(zhì)、Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、Al203的一個(gè)或多個(gè)層、利用編織玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基、或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料。在另一實(shí)施例中，絕緣層210包括預(yù)浸料、FR環(huán)氧樹(shù)脂_4、FR-1、CEM-1或CEM-3的一個(gè)或多個(gè)層壓層。使用具有或不具有熱量的真空或壓力層壓、PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、注射涂覆、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝來(lái)沉積絕緣層210。絕緣層210被選擇成具有與Cu的熱膨脹系數(shù)(CTE)類似的CTE，即在Cu的CTE的10ppm/°C內(nèi)。針對(duì)絕緣層210選擇的材料(諸如預(yù)浸料)增強(qiáng)半導(dǎo)體封裝的總體強(qiáng)度并改進(jìn)封裝翹曲，特別在150°C到260°C的溫度處。絕緣層210平衡遍及半導(dǎo)體器件的翹曲并在后續(xù)的器件集成期間提供附加的支撐。絕緣層210還保護(hù)半導(dǎo)體管芯124的暴露部分。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯124被絕緣層210、密封劑160和互連結(jié)構(gòu)190完全嵌入。
[0059]在圖4k中，通過(guò)LDA、蝕刻或其他適合的工藝去除絕緣層210和密封劑160的一部分，以便形成通過(guò)絕緣層210和密封劑160的通孔或開(kāi)口 216，從而暴露互連單元600的導(dǎo)電通孔574。在一些實(shí)施例中，通孔216的形成還包括去除絕緣層578的一部分。
[0060]在一些實(shí)施例中，在形成通孔216之后，使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、落球、絲網(wǎng)印刷、漿料印刷、噴射或其他適合的工藝將導(dǎo)電凸塊材料沉積在通孔216中以及互連單元600上。凸塊材料可以是Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料和其組合與可選的助焊劑溶液。助焊劑溶液是在浸潰工藝中旋涂、模板印刷或涂敷的。助焊劑溶液是具有溶劑的免清潔助焊劑或者水清潔助焊劑。凸塊材料可以是共熔的Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適合的附著或接合工藝將凸塊材料接合到互連單元600。在一些實(shí)施例中，將凸塊材料接合到在導(dǎo)電層576上形成的焊帽。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將凸塊材料加熱到其熔點(diǎn)以上來(lái)使該凸塊材料回流以形成球或凸塊224，如圖4m中所示。在一些應(yīng)用中，凸塊224被第二次回流以便改進(jìn)與互連單元600的電接觸。可以在具有或不具有來(lái)自載體202的支撐的情況下以及在具有來(lái)自分離載體的支撐的情況下使凸塊224回流。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊224被形成在具有濕潤(rùn)層、阻擋層和粘附層的UBM上。凸塊224還可以被壓縮接合到互連單元600。凸塊224表示能夠被形成在互連單元600上的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用導(dǎo)電漿料、柱形凸塊、微凸塊、具有Cu芯的焊料球、具有浸潰的焊接漿料或焊接涂覆的Cu球或圓柱、或設(shè)置在通孔216內(nèi)的其他電互連。
[0061]凸塊224連同互連結(jié)構(gòu)190、互連單元600和半導(dǎo)體管芯124 —起形成用于下一級(jí)互連的3D互連。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)利用在重構(gòu)晶片級(jí)沉積到通孔216中的漿料印刷的表面安裝技術(shù)(SMT)來(lái)形成凸塊224。在形成凸塊224之后，可以在凸塊上以及在凸塊周圍施加可選聚合物介電漿料堵塞以提供附加的支撐。通過(guò)印刷、噴涂、浸潰、噴射或其他適合的工藝來(lái)施加聚合物介電漿料堵塞，并且其后跟隨有真空下的可選回流或熱處理?？商鎿Q地，稍后在外部半導(dǎo)體封裝上形成凸塊，如圖41中所示。
[0062]圖4k還示出使用鋸片或激光切割工具226將復(fù)合襯底或重構(gòu)晶片170單切成各個(gè)半導(dǎo)體封裝227。通過(guò)在將附加的半導(dǎo)體器件安裝在重構(gòu)晶片170上之前單切該重構(gòu)晶片170，通過(guò)將附加的半導(dǎo)體器件安裝到各個(gè)半導(dǎo)體封裝227來(lái)完成半導(dǎo)體封裝的形成，而不是在重構(gòu)晶片級(jí)完成半導(dǎo)體封裝的形成?？商鎿Q地，在將附加的半導(dǎo)體器件安裝到重構(gòu)晶片170之后單切該重構(gòu)晶片170。半導(dǎo)體封裝227可能在單切之前或之后經(jīng)受電氣測(cè)試。
[0063]在將半導(dǎo)體器件單切成各個(gè)半導(dǎo)體封裝227并且去除載體202之后，將可選載體、載體托盤(pán)或臨時(shí)襯底228設(shè)置在互連結(jié)構(gòu)190上，如圖41中所示?？商鎿Q地，連同重構(gòu)晶片170—起單切載體202。載體228包括背研磨帶、支撐帶以及包含犧牲基底材料的其他載體，所述犧牲基底材料諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其他適合的低成本剛性材料。載體228可以包括被配置成接納互連結(jié)構(gòu)190和半導(dǎo)體封裝227或復(fù)合襯底170的界面層、雙面膠帶和開(kāi)口。載體228可選地為半導(dǎo)體封裝的后續(xù)工藝步驟提供附加支撐，如圖41-4n中所示。可替換地，在沒(méi)有載體228的情況下執(zhí)行后續(xù)工藝步驟。
[0064]圖41還示出從與圖3a_3c類似的半導(dǎo)體晶片單切的半導(dǎo)體封裝、半導(dǎo)體管芯或半導(dǎo)體部件230，其具有背表面252和有源表面254，該有源表面254包含被實(shí)施為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能而在管芯內(nèi)形成且電互連的介電層、導(dǎo)電層、無(wú)源器件和有源器件的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、以及在有源表面254內(nèi)形成以實(shí)施模擬電路或數(shù)字電路(諸如DSP、ASIC、存儲(chǔ)器或其他信號(hào)處理電路)的其他電路元件。半導(dǎo)體管芯230還可以包含用于RF信號(hào)處理的IPD，諸如電感器、電容器和電阻器。與圖3a-3c的半導(dǎo)體管芯124類似地，半導(dǎo)體管芯230在從半導(dǎo)體晶片單切之前或之后經(jīng)受電氣測(cè)試。
[0065]使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝將絕緣或鈍化層255形成在半導(dǎo)體管芯230上。絕緣層255包含Si02、Si3N4, SiON、Ta2O5^Al2O3或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層255的一部分以用于后續(xù)的電互連。
[0066]使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍工藝或其他適合的金屬沉積工藝來(lái)將導(dǎo)電層256形成在有源表面254上。導(dǎo)電層256可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層256操作為電連接到有源表面254上的電路的接觸焊盤(pán)256。導(dǎo)電層256可以被形成為在距半導(dǎo)體管芯230的邊緣第一距離處并排設(shè)置的接觸焊盤(pán)256?？商鎿Q地，導(dǎo)電層256可以被形成為接觸焊盤(pán)，該接觸焊盤(pán)在多個(gè)行中偏移以使得第一行接觸焊盤(pán)被設(shè)置成距管芯邊緣第一距離，并且與第一行交替的第二行接觸焊盤(pán)被設(shè)置成距管芯邊緣第二距離。
[0067]使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、落球或絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電凸塊材料沉積在導(dǎo)電層256上。凸塊材料可以是Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料和其組合與可選的助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔的Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適合的附著或接合工藝將凸塊材料接合到導(dǎo)電層256。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將凸塊材料加熱到其熔點(diǎn)以上來(lái)使該凸塊材料回流以形成球或凸塊258。在一些應(yīng)用中，凸塊258被第二次回流以便改進(jìn)與導(dǎo)電層256的電接觸。在一些實(shí)施例中，凸塊258被形成在具有濕潤(rùn)層、阻擋層和粘附層的UBM上。凸塊還可以被壓縮接合或熱壓縮接合到導(dǎo)電層256。凸塊258表示能夠被形成在導(dǎo)電層256上的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用導(dǎo)電漿料、柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。
[0068]在一些實(shí)施例中，凸塊258形成在導(dǎo)電層256上形成的BGA的一部分。BGA被形成為使得凸塊258與通孔216在互連單元600上的定向?qū)?zhǔn)?？商鎿Q地，凸塊258的第一部分與互連單元600上的通孔216對(duì)準(zhǔn)，并且凸塊258的第二部分與互連單元600隔離或者形成圍繞半導(dǎo)體管芯230的附加互連結(jié)構(gòu)的一部分。
[0069] 使用拾取和放置操作，將半導(dǎo)體管芯230安裝到個(gè)體半導(dǎo)體封裝227，其中有源表面254是朝向通孔216定向的并且凸塊258延伸到通孔216中以接觸互連單元600。如先前所討論，可以在堆疊組裝之前將凸塊224預(yù)先形成在通孔216之內(nèi)(圖4m)。在一些應(yīng)用中，半導(dǎo)體管芯230具有比半導(dǎo)體管芯124的寬度更大的寬度。在已經(jīng)將半導(dǎo)體管芯230安裝到半導(dǎo)體封裝227之后，半導(dǎo)體管芯230可以位于半導(dǎo)體管芯124的覆蓋區(qū)之外或者部分地位于該覆蓋區(qū)之外。在一些實(shí)施例中，互連結(jié)構(gòu)被形成在半導(dǎo)體管芯230的有源表面254上，并且凸塊258被形成在互連結(jié)構(gòu)的表面上。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230不具有凸塊258，并且半導(dǎo)體管芯230在互連單元600處通過(guò)在通孔216中預(yù)先形成的凸塊224與個(gè)體半導(dǎo)體封裝227連接，如圖4m中所示。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230在互連單元600處通過(guò)凸塊258和互連結(jié)構(gòu)的組合或者通過(guò)沒(méi)有凸塊258的互連結(jié)構(gòu)與個(gè)體半導(dǎo)體封裝227連接。凸塊258的形成可以恰在將半導(dǎo)體管芯230安裝到個(gè)體半導(dǎo)體封裝227之前或期間進(jìn)行。
[0070]在將半導(dǎo)體管芯230安裝在個(gè)體半導(dǎo)體封裝227上之前，將底部填充材料260、環(huán)氧樹(shù)脂粘附材料、環(huán)氧化合物或模制材料設(shè)置在半導(dǎo)體封裝227的覆蓋區(qū)內(nèi)的絕緣層210上，如圖4n中所示。虛線261指示半導(dǎo)體管芯230的管芯附著區(qū)域。通過(guò)如在個(gè)體半導(dǎo)體封裝227的覆蓋區(qū)內(nèi)的絕緣層210上設(shè)置的點(diǎn)的平衡位置來(lái)施加底部填充材料260。底部填充材料260在堆疊組裝以及將半導(dǎo)體管芯230安裝在個(gè)體半導(dǎo)體封裝227上期間支撐半導(dǎo)體管芯230?？商鎿Q地或者與底部填充材料260相結(jié)合，將非導(dǎo)電漿料設(shè)置在絕緣層210上，以在堆疊組裝以及將半導(dǎo)體管芯230安裝在個(gè)體半導(dǎo)體封裝227上期間提供附加支撐。底部填充材料260在安裝期間以及在后續(xù)的回流工藝期間提供支撐?？蛇x地，可以將底部填充材料260設(shè)置在半導(dǎo)體管芯230的有源表面254上。
[0071]在一些實(shí)施例中，凸塊258形成設(shè)置在半導(dǎo)體管芯230的有源表面254上的互連結(jié)構(gòu)的一部分以便促進(jìn)半導(dǎo)體管芯230的重新布線，與互連結(jié)構(gòu)190類似。凸塊258可以從互連結(jié)構(gòu)延伸以使得互連結(jié)構(gòu)、凸塊258、互連結(jié)構(gòu)190和互連單元600組成從半導(dǎo)體封裝227到半導(dǎo)體管芯230形成的L形互連。
[0072]在堆疊組裝之后或期間，通過(guò)化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝皮、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法脫模來(lái)去除載體228。可以將可選的密封劑沉積在半導(dǎo)體封裝227和半導(dǎo)體管芯230上。
[0073]圖5示出在與載體228分離之后在半導(dǎo)體管芯230和凸塊258安裝在半導(dǎo)體管芯124上的情況下使用圖4a-4n中所示的工藝形成的半導(dǎo)體封裝300。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230在半導(dǎo)體管芯124上橫向偏移，以使得半導(dǎo)體管芯230設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的一部分上?；ミB單元600被設(shè)置在半導(dǎo)體封裝300之內(nèi)與互連結(jié)構(gòu)190垂直，并垂直地延伸在互連結(jié)構(gòu)190上。在一些實(shí)施例中，凸塊258連同互連單元600的高度大于半導(dǎo)體管芯124的厚度。因此，在有源表面254和背表面128之間存在間隙。使絕緣層210介于有源表面254和背表面128之間的間隙中。可替換地，凸塊258連同互連單元600的高度等于或小于半導(dǎo)體管芯124的厚度。半導(dǎo)體管芯230的有源表面254可以倚靠在背表面128之上的絕緣層210上，其中在有源表面254和背表面128之間不存在間隙。在背表面128和密封劑160上形成且介于有源表面254和背表面128之間的絕緣層210提供物理支撐，控制總體封裝翹曲，并在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體管芯124免于外部元件和污染物。絕緣層210為半導(dǎo)體封裝300提供結(jié)構(gòu)支撐，平衡封裝上的壓力，并在后續(xù)的處理和工藝期間減小封裝300的翹曲或破裂。
[0074]半導(dǎo)體封裝300通過(guò)互連結(jié)構(gòu)190、互連單元600和凸塊258的組合來(lái)提供3D垂直電互連。利用減小的背側(cè)RDL來(lái)形成垂直互連?；ミB結(jié)構(gòu)190被形成在半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上以及密封劑160上，其中互連結(jié)構(gòu)190的一部分圍繞半導(dǎo)體管芯124的外圍?；ミB結(jié)構(gòu)190包括形成扇出式互連結(jié)構(gòu)的絕緣和導(dǎo)電層，并包括原本將被包括在背側(cè)RDL或互連結(jié)構(gòu)中的元件。互連單元600提供垂直互連以減小RDL層，并在沒(méi)有與將完整的RDL層或多個(gè)RDL形成在半導(dǎo)體封裝300的背側(cè)上相關(guān)聯(lián)的成本和更困難制造工藝的情況下提供部分背側(cè)RDL。在半導(dǎo)體封裝300內(nèi)使用互連單元600提供了設(shè)計(jì)靈活性且減小了半導(dǎo)體封裝300的高度。半導(dǎo)體封裝300是低輪廓3D封裝結(jié)構(gòu)。
[0075]使用預(yù)制的模塊化互連單元600在封裝期間提供了附加的靈活性，因?yàn)榭梢栽诜庋b工藝的各種階段處將互連單元600安裝到載體140或半導(dǎo)體封裝300。使用粘附劑安裝互連單元600不需要在半導(dǎo)體封裝300的封裝期間將層形成在載體140上?；ミB單元600是能夠設(shè)置在半導(dǎo)體封裝(諸如半導(dǎo)體封裝300)內(nèi)或從其去除的模塊化單元，而不像在半導(dǎo)體封裝內(nèi)形成的層那樣。設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元600在減少RDL應(yīng)用的情況下提供了垂直互連。圍繞半導(dǎo)體管芯124形成的互連單元600在封裝期間提供結(jié)構(gòu)支撐并在施加密封劑160和外部半導(dǎo)體部件(諸如半導(dǎo)體管芯230)期間減小移位。在一些實(shí)施例中，從導(dǎo)電層256通過(guò)凸塊258、互連單元600、導(dǎo)電層180、導(dǎo)電層184到凸塊188制成沿垂直平面的連續(xù)垂直互連。在減小半導(dǎo)體封裝300的高度的同時(shí)利用半導(dǎo)體封裝300實(shí)現(xiàn)了真正的3D互連。作為垂直結(jié)構(gòu)，互連單元600除了提供垂直電互連之外，還可以圍繞半導(dǎo)體管芯124的側(cè)部分或外圍區(qū)形成邊界、框架、縫隙或其他類似支撐結(jié)構(gòu)。互連單元600減少了在封裝內(nèi)形成的RDL的數(shù)量。互連單元600在沒(méi)有與在半導(dǎo)體封裝中形成多個(gè)RDL相關(guān)聯(lián)的成本、時(shí)間和其他制造約束的情況下提供部分背側(cè)RDL?；ミB單元600在減小z方向封裝高度的同時(shí)提供設(shè)計(jì)靈活性。
[0076]可以以與設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元600的布局或定向相匹配的定向?qū)⑼箟K258或外部器件(諸如半導(dǎo)體管芯230)的互連結(jié)構(gòu)設(shè)置或形成在半導(dǎo)體管芯230上。將凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)與互連單元600的布局相匹配減少了制造材料和成本。將互連單元600與凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)相匹配提供了一致且可靠的3D垂直互連。在一些實(shí)施例中，互連結(jié)構(gòu)190還與半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元600的定向相匹配。
[0077]通過(guò)將互連單元600設(shè)置成與堆積(build-up)層和RDL相對(duì)來(lái)創(chuàng)建垂直互連提供了封裝設(shè)計(jì)的增強(qiáng)靈活性?；ミB單元600不必設(shè)置在整個(gè)表面區(qū)域上，而是可以作為模塊化單元設(shè)置在半導(dǎo)體封裝300內(nèi)的定制位置處，這對(duì)于其他互連結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)難以完成。例如，將互連單元600設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的第一側(cè)部分上而不是圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分可以釋放半導(dǎo)體封裝300內(nèi)的寶貴空間并暴露圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分以用于附加的電氣部件?？商鎿Q地，在期望增加的垂直互連密度的情況下，互連單元600可以完全包圍半導(dǎo)體管芯124以得到密集卻靈活的垂直互連?；ミB單元600在優(yōu)化半導(dǎo)體封裝300內(nèi)的空間的同時(shí)節(jié)省了材料。
[0078]圖6a_6h圖示利用與圖4a_4n中的半導(dǎo)體封裝300類似的工藝形成的半導(dǎo)體封裝的可替換實(shí)施例的工藝流程。圖6a示出與圖4a的載體140類似的包含犧牲基底材料(諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其他適合的低成本剛性材料)的載體或臨時(shí)襯底308的一部分的橫截面視圖。界面層或雙面膠帶310被形成在載體308上作為臨時(shí)粘附接合膜、蝕刻終止層或熱釋放層。
[0079]圖6a示出使用例如拾取和放置操作將來(lái)自圖3c的半導(dǎo)體管芯124安裝到界面層310，其中有源表面130被定向成朝向載體308?？梢詮腒⑶選擇被安裝到管芯附著區(qū)域150的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124被按壓到界面層310中以使得絕緣層134的一部分被設(shè)置在界面層內(nèi)且被界面層包圍。
[0080]利用可選的粘附劑將與互連單元600類似的預(yù)制模塊化互連單元或互連結(jié)構(gòu)326安裝到界面層310。與互連單元600類似，利用處于面板/條帶級(jí)的典型層壓襯底來(lái)預(yù)制互連單元326并將該互連單元326單切成各個(gè)互連單元326?；ミB單元326包括互連層312、芯襯底323和導(dǎo)電通孔324?；ミB單元326被設(shè)置成距載體邊緣一定距離，即，間隙或空間保持在載體邊緣和互連單元326之間。可替換地,互連單元326擴(kuò)展到載體308的邊緣?；ミB單元326被設(shè)置成距半導(dǎo)體管芯124 —定距離，即，間隙或空間保持在半導(dǎo)體管芯124和互連單元326之間。
[0081]互連層312包括芯襯底323上的第一絕緣或鈍化層316，其包含Si02、Si3N4、Si0N、Ta2O5, Al2O3或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVDjp刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化來(lái)形成絕緣層316。
[0082]互連層312包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層316中形成的第一導(dǎo)電層318。導(dǎo)電層318可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層318用作用于互連單元326的Cu焊盤(pán)。
[0083]互連層312還包括在導(dǎo)電層318和絕緣層316上形成的第二絕緣或鈍化層320，其包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、Al2O3或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化來(lái)形成絕緣層320。
[0084]互連層312還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層320和導(dǎo)電層318上形成的第二導(dǎo)電層322。導(dǎo)電層322可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。導(dǎo)電層322電連接到導(dǎo)電層318和導(dǎo)電通孔324。根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層322的其他部分可以是電共用或電隔離的。
[0085]圖6b示出圍繞半導(dǎo)體管芯124將互連單元326安裝到界面層310?；ミB單元326被安裝在界面層310上半導(dǎo)體管芯124的相對(duì)側(cè)上，如圖6c中所示，其中半導(dǎo)體管芯124的有源表面130被定向成朝向界面層310和與界面層310相對(duì)的互連單元326的互連層312。
[0086]圖6b還示出使用漿料印刷、壓縮模制、傳遞模制、液體密封劑模制、真空層壓、旋涂或其他適合的敷料器將密封劑或模塑料325沉積在半導(dǎo)體管芯124、互連單元326、載體308和界面層310上?？商鎿Q地，使用套式模具來(lái)施加密封劑325。密封劑325可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹(shù)脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯、或者具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑325是非導(dǎo)電的并且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免于外部元件和污染物。密封劑325被形成在半導(dǎo)體管芯124的背表面128上，并可能在后續(xù)的背研磨步驟中變薄。
[0087]圖6c示出在密封劑325之前且在將互連單元326安裝到界面層310之后來(lái)自圖6b的半導(dǎo)體封裝的頂視圖。在一些實(shí)施例中，互連單元326被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的相對(duì)側(cè)上。虛線261表示用于半導(dǎo)體管芯230的后續(xù)安裝的管芯附著區(qū)域。
[0088]在圖6d中，通過(guò)化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝皮、化學(xué)機(jī)械平坦化CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法脫模來(lái)去除載體308和界面層310。還可以使用可選清潔工藝，諸如激光清潔、干式等離子體或濕法顯影。[0089]在圖6e中，在密封劑325、有源表面130和互連單元326上形成附加的堆積互連結(jié)構(gòu)330?；ミB結(jié)構(gòu)330包括在半導(dǎo)體管芯124上互連結(jié)構(gòu)330中形成的腔338。在一些實(shí)施例中，腔338是管芯附著區(qū)域。在一些實(shí)施例中，腔338暴露該腔上的有源表面130以用于隨后將半導(dǎo)體管芯230直接安裝到半導(dǎo)體管芯124。在一些實(shí)施例中，如圖6e中所示，互連結(jié)構(gòu)330的變薄部分保持在半導(dǎo)體管芯124上，以使得有源表面130沒(méi)有被腔338暴露。在互連結(jié)構(gòu)330的形成期間，可以通過(guò)部分機(jī)械研磨或激光消融來(lái)完全去除或部分去除絕緣層327。
[0090]互連結(jié)構(gòu)330包括絕緣或鈍化層332，其包含Si02、Si3N4, SiON、Ta2O5, Al2O3或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化來(lái)形成絕緣層332。
[0091]互連結(jié)構(gòu)330包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層332中形成的導(dǎo)電層334。導(dǎo)電層334可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層334的一部分電連接到互連單元326，且導(dǎo)電層334的一部分電連接到有源表面130上的導(dǎo)電層132。根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層334的其他部分可以是電共用或電隔離的。
[0092]互連結(jié)構(gòu)330還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層332中以及在導(dǎo)電層334上形成的導(dǎo)電層336。導(dǎo)電層336可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層336的一部分電連接到導(dǎo)電層334。根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層336的其他部分可以是電共用或電隔離的。
[0093]在圖6f中，密封劑325的與互連結(jié)構(gòu)330相對(duì)的表面經(jīng)受利用研磨機(jī)206對(duì)表面進(jìn)行平坦化且減小密封劑325的厚度的研磨操作，從而暴露導(dǎo)電層318?？商鎿Q地，使用淺LDA來(lái)通過(guò)密封劑325暴露互連單元326的導(dǎo)電層318。
[0094]在圖6g中，將從與圖3a_3c類似的半導(dǎo)體晶片單切的半導(dǎo)體封裝、半導(dǎo)體管芯或半導(dǎo)體部件230設(shè)置在腔338上。使用拾取和放置操作，將半導(dǎo)體管芯230安裝在互連結(jié)構(gòu)330的腔338內(nèi)。半導(dǎo)體管芯230的凸塊258被接合到腔338之內(nèi)且半導(dǎo)體管芯124的有源表面130之上的互連結(jié)構(gòu)330的導(dǎo)電部分(諸如導(dǎo)電層334)?？商鎿Q地，腔338暴露有源表面130，且半導(dǎo)體管芯230通過(guò)凸塊258與有源表面130上的導(dǎo)電層132直接連接。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230具有小于半導(dǎo)體管芯124的寬度的寬度。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的覆蓋區(qū)上。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230不具有凸塊258，并且取而代之，將凸塊預(yù)先形成在腔338內(nèi)。
[0095]圖6g還示出使用印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷、模板印刷、噴射、層壓或其他適合的工藝在背表面128上形成機(jī)械支撐層346。還可以使用可選的清潔工藝，諸如激光清潔、干式等離子體或濕法顯影。機(jī)械支撐層346的材料包括具有或不具有填料的光敏聚合物介電膜、光敏復(fù)合抗蝕劑、非光敏聚合物介電膜、液晶聚合物(LCP)、層壓復(fù)合膜、具有填料的絕緣漿料、液態(tài)模塑料、粒狀模塑料、聚酰亞胺、聚合物助焊劑、底部填料或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用LDA來(lái)去除機(jī)械支撐層346的一個(gè)或多個(gè)部分。機(jī)械支撐層346提供結(jié)構(gòu)支撐，平衡半導(dǎo)體封裝上的壓力，并減小翹曲和破裂。在一個(gè)實(shí)施例中，在進(jìn)行激光消融以暴露導(dǎo)電層318之前將機(jī)械支撐層346層壓在密封劑325和半導(dǎo)體管芯124的背表面128上。
[0096]圖6h示出作為半導(dǎo)體封裝306在半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上互連結(jié)構(gòu)330的腔338內(nèi)安裝半導(dǎo)體管芯230。通過(guò)化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝皮、化學(xué)機(jī)械平坦化CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法脫模來(lái)去除載體308和界面層310。還可以使用可選清潔工藝，諸如激光清潔、干式等離子體或濕法顯影。
[0097]可選底部填充材料340被設(shè)置在半導(dǎo)體管芯230和有源表面130之間圍繞凸塊258。在一些實(shí)施例中，如圖6h中所示，半導(dǎo)體管芯230延伸到高于互連結(jié)構(gòu)330的厚度。可替換地，半導(dǎo)體管芯230可以包括下述厚度:該厚度使得在將半導(dǎo)體管芯230安裝在腔338內(nèi)時(shí)，背表面252與互連結(jié)構(gòu)330的與在互連單元326上形成的表面相對(duì)的表面共面，或低于該表面?；ミB單兀326的至少一部分被密封劑325和互連結(jié)構(gòu)330完全嵌入。
[0098]圖6h還示出使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、落球或絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電凸塊材料沉積在互連單元326的導(dǎo)電層318上。凸塊材料可以是Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料和其組合與可選的助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔的Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適合的附著或接合工藝將凸塊材料接合到導(dǎo)電層318。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將凸塊材料加熱到其熔點(diǎn)以上來(lái)使該凸塊材料回流以形成球或凸塊348。在一些應(yīng)用中，凸塊348被第二次回流以便改進(jìn)與導(dǎo)電層318的電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊348被形成在具有濕潤(rùn)層、阻擋層和粘附層的UBM上。凸塊還可以被壓縮接合到導(dǎo)電層318。凸塊348表示能夠被形成在導(dǎo)電層318上的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)還可以使用導(dǎo)電漿料、柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。
[0099]圍繞半導(dǎo)體管芯124設(shè)置的模塊化互連單元326在減少RDL應(yīng)用的情況下提供垂直互連。與圖4c相類似，沿半導(dǎo)體管芯124的一側(cè)設(shè)置或者以圍繞半導(dǎo)體管芯124的L形配置而設(shè)置的互連單元326在封裝期間提供結(jié)構(gòu)支撐并在施加密封劑325和外部半導(dǎo)體部件(諸如半導(dǎo)體管芯230)期間減小移位。互連單元326可以圍繞半導(dǎo)體管芯124的一個(gè)或多個(gè)側(cè)部分或者在半導(dǎo)體管芯124的外圍區(qū)上形成邊界、框架、縫隙或其他類似支撐結(jié)構(gòu)?；ミB單元326減少了在封裝內(nèi)形成的RDL的數(shù)量。互連單元326在沒(méi)有與在半導(dǎo)體封裝中形成多個(gè)RDL相關(guān)聯(lián)的成本、時(shí)間和其他制造約束的情況下提供部分背側(cè)RDL。互連單元326在降低z方向封裝高度的同時(shí)提供設(shè)計(jì)靈活性。
[0100]可以以與設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元326的布局或定向相匹配的定向?qū)⑼箟K258或外部器件(諸如半導(dǎo)體管芯230)的互連結(jié)構(gòu)設(shè)置或形成在半導(dǎo)體管芯230上。將凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)與互連單元326的布局相匹配減少了制造材料和成本。將互連單元326與凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)相匹配提供了一致且可靠的3D垂直互連。
[0101]通過(guò)將互連單元326設(shè)置成與堆積層和RDL相對(duì)來(lái)創(chuàng)建垂直互連提供了封裝設(shè)計(jì)的增強(qiáng)靈活性?；ミB單元326不必設(shè)置在整個(gè)表面區(qū)域上，而是可以設(shè)置在半導(dǎo)體封裝306內(nèi)的定制位置處，這對(duì)于其他互連結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)難以完成。例如，將互連單元326設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的第一側(cè)部分上而不是圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分可以釋放半導(dǎo)體封裝306內(nèi)的寶貴空間并且暴露圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分以用于附加的電氣部件?？商鎿Q地，在期望增加的垂直互連密度的情況下，互連單元326可以完全包圍半導(dǎo)體管芯124以得到密集卻靈活的垂直互連?；ミB單元326幫助節(jié)省了材料并且還優(yōu)化了半導(dǎo)體封裝306內(nèi)的空間。
[0102]圖7示出利用與圖6a_6h中的半導(dǎo)體封裝306類似的工藝形成的半導(dǎo)體封裝350的可替換實(shí)施例。對(duì)于半導(dǎo)體封裝350，凸塊348被去除且用在互連層312上或互連層312內(nèi)形成的LGA焊盤(pán)352代替。LGA焊盤(pán)352針對(duì)半導(dǎo)體封裝350提供I/O而不是凸塊348以便減小封裝的高度或厚度。
[0103]還從半導(dǎo)體封裝350去除機(jī)械支撐層346。從半導(dǎo)體封裝350去除機(jī)械支撐層346和凸塊348提供了減小的輪廓并減少了制造步驟。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝350包括與背表面128、互連層312的底表面以及密封劑325的底表面共面的底表面。由此，針對(duì)半導(dǎo)體封裝350提供了纖細(xì)卻魯棒的輪廓。
[0104]圖8a_8g圖示利用與圖6a_6h中圖示的半導(dǎo)體封裝306類似的工藝形成的半導(dǎo)體封裝的可替換實(shí)施例的工藝流程。圖8a示出包含犧牲基底材料(諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結(jié)構(gòu)支撐的其他適合的低成本剛性材料)的與圖4a的載體140類似的載體或臨時(shí)襯底308的一部分的橫截面視圖。界面層或雙面膠帶310被形成在載體308上作為臨時(shí)粘附接合膜、蝕刻終止層或熱釋放層。
[0105]圖8a示出使用例如拾取和放置操作將來(lái)自圖3c的半導(dǎo)體管芯124安裝到界面層310，其中有源表面130被定向成朝向載體308?？梢詮腒⑶選擇被安裝到管芯附著區(qū)域150的半導(dǎo)體管芯124。半導(dǎo)體管芯124被按壓到界面層310中以使得絕緣層134的一部分被設(shè)置在界面層內(nèi)且被界面層包圍。
[0106]利用可選的粘附劑將與圖6a中的互連單元326類似的預(yù)制模塊化互連單元或互連結(jié)構(gòu)364安裝到界面層310。與互連單元600類似，利用處于面板/條帶級(jí)的典型層壓襯底來(lái)預(yù)制互連單元364并將互連單元364單切成各個(gè)互連單元364?；ミB單元364包括互連層366、絕緣層362、導(dǎo)電材料363和互連層374?；ミB單元364被設(shè)置成距半導(dǎo)體管芯124 —定距離。間隙或空間保持在半導(dǎo)體管芯124和互連單元364之間。
[0107]互連層366是互連單元364的一部分并針對(duì)互連單元364提供包括Cu焊盤(pán)的附加垂直互連。作為互連單元364的一部分，互連層366從互連單元364的覆蓋區(qū)延伸并處于該覆蓋區(qū)內(nèi)?；ミB層366包括絕緣或鈍化層367，其包含Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、Al203或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化來(lái)形成絕緣層367。
[0108]互連層366還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層367中形成的導(dǎo)電層368。導(dǎo)電層368可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。
[0109]互連層366還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層367中以及在導(dǎo)電層368上形成的導(dǎo)電層370。導(dǎo)電層370可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層370的一部分電連接到導(dǎo)電層368。根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層370的其他部分可以是電共用或電隔離的。導(dǎo)電層370形成用于互連單元364的Cu焊盤(pán)。
[0110]與互連層366相對(duì)的互連層374是互連單元364的一部分。作為互連單元364的一部分，互連層374從互連單元364的覆蓋區(qū)延伸并處于該覆蓋區(qū)內(nèi)。互連層374包括絕緣或鈍化層375，其包含Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、Al203或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化來(lái)形成絕緣層375。
[0111]互連層374還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層375中形成的導(dǎo)電層376。導(dǎo)電層376可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。
[0112]互連層374還包括使用諸如PVD、CVD、濺射、電解電鍍和無(wú)電解鍍之類的圖案化和金屬沉積工藝而在絕緣層375中以及在導(dǎo)電層376上形成的導(dǎo)電層378。導(dǎo)電層378可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層378的一部分電連接到導(dǎo)電層376。根據(jù)半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層378的其他部分可以是電共用或電隔離的。
[0113]圖8b示出圍繞半導(dǎo)體管芯124將互連單元364安裝到界面層310?；ミB單元364被安裝在半導(dǎo)體管芯124的側(cè)部分上界面層310上。
[0114]圖Sb還示出使用漿料印刷、壓縮模制、傳遞模制、液體密封劑模制、真空層壓、旋涂或其他適合的敷料器將密封劑或模塑料372沉積在半導(dǎo)體管芯124、互連單元364、載體308和界面層310上?？商鎿Q地，使用套式模具來(lái)施加密封劑372。密封劑372可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹(shù)脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯、或者具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑372是非導(dǎo)電的并且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免于外部元件和污染物。密封劑372被形成在半導(dǎo)體管芯124的背表面128上。
[0115]在圖8c中，在絕緣層375的表面、絕緣層134、有源表面130和密封劑372上形成堆積的互連結(jié)構(gòu)382?；ミB結(jié)構(gòu)382包括在密封劑372、絕緣層134、絕緣層375、導(dǎo)電層378和有源表面130上形成的絕緣或鈍化層383。在一些實(shí)施例中，絕緣層383包含具有填料或者不具有填料的低溫可固化聚合物介電抗蝕劑(即，在低于260°C處固化)、SiO2, Si3N4, SiON、Ta2O5, Al2O3、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVDjp刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝來(lái)沉積絕緣層383。通過(guò)LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層383的一部分以便在導(dǎo)電層132上形成開(kāi)口。該開(kāi)口暴露半導(dǎo)體管芯124的導(dǎo)電層132以用于后續(xù)電互連。
[0116]導(dǎo)電層384被形成在絕緣層383、絕緣層134上、被形成在半導(dǎo)體管芯124和互連單元364上、并且被設(shè)置在絕緣層383中的開(kāi)口內(nèi)以填充開(kāi)口并接觸導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層384的一個(gè)或多個(gè)層包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層384的沉積使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍或其他適合的工藝。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層384操作為RDL到扇出且將電連接從半導(dǎo)體管芯124延伸到半導(dǎo)體管芯124外的點(diǎn)(諸如互連單元364)。
[0117]絕緣或鈍化層385被共形地施加到絕緣層383和導(dǎo)電層384，并遵循絕緣層383和導(dǎo)電層384的輪廓。絕緣層385包含具有填料或者不具有填料的低溫可固化聚合物介電抗蝕劑(即，在低于260°C處固化)、SiO2, Si3N4, SiON、Ta205、Al2O3、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝來(lái)沉積絕緣層385。通過(guò)暴露或顯影工藝、LDA、蝕刻或者其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層385的一部分以便在絕緣層中形成開(kāi)口，其暴露導(dǎo)電層384的部分以用于后續(xù)電互連。
[0118]導(dǎo)電層386被形成在絕緣層385上、被形成在導(dǎo)電層384上、并且被設(shè)置在絕緣層385中的開(kāi)口內(nèi)以填充開(kāi)口并接觸導(dǎo)電層384。導(dǎo)電層386的一個(gè)或多個(gè)層包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其他適合導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層386的沉積使用PVD、CVD、電解電鍍、無(wú)電解鍍或其他適合的工藝。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層386操作為RDL到扇出且將電連接從半導(dǎo)體管芯124延伸到半導(dǎo)體管芯124外的點(diǎn)。
[0119]在圖8d中，密封劑372的與互連結(jié)構(gòu)382相對(duì)的表面經(jīng)受利用研磨機(jī)206來(lái)減小密封劑372的厚度的研磨操作，與圖6f類似。研磨操作暴露導(dǎo)電層370，如圖8e中所示?？商鎿Q地或與研磨操作相結(jié)合，使用淺LDA來(lái)通過(guò)密封劑372暴露互連單元364的導(dǎo)電層370，如圖8e中所示。在一些實(shí)施例中，使用化學(xué)蝕刻來(lái)去除密封劑372的一個(gè)或多個(gè)部分。圖Se還示出使用印刷、旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷、模板印刷、噴射、層壓或其他適合的工藝在背表面128和密封劑372上形成機(jī)械支撐層380。還可以使用可選的清潔工藝，諸如激光清潔、干式等離子體或濕法顯影。機(jī)械支撐層380的材料包括具有或不具有填料的光敏聚合物介電膜、光敏復(fù)合抗蝕劑、非光敏聚合物介電膜、LCP、層壓復(fù)合膜、具有填料的絕緣漿料、液態(tài)模塑料、粒狀模塑料、聚酰亞胺、聚合物助焊劑、底部填料或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。通過(guò)LDA來(lái)去除機(jī)械支撐層380的一個(gè)或多個(gè)部分。
[0120]在圖8f中，絕緣或鈍化層388被共形地形成在導(dǎo)電層386和絕緣層385上并遵循導(dǎo)電層386和絕緣層385的輪廓。絕緣層388包含具有填料或者不具有填料的低溫可固化聚合物介電抗蝕劑(即，在低于260°C處固化)、SiO2, Si3N4, SiON、Ta205、Al2O3、或者具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其他材料的一個(gè)或多個(gè)層。使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的工藝來(lái)沉積絕緣層388。通過(guò)暴露或顯影工藝、LDA、蝕刻或其他適合的工藝來(lái)去除絕緣層388的一部分以便在絕緣層中形成開(kāi)口 390，其暴露導(dǎo)電層386的部分以用于后續(xù)電互連。在一些實(shí)施例中，絕緣層388包括與密封劑372類似的密封劑。
[0121]圖8f還示出在絕緣層388中的開(kāi)口 390上設(shè)置從與圖3a_3c類似的半導(dǎo)體晶片單切的半導(dǎo)體封裝、半導(dǎo)體管芯或半導(dǎo)體部件230。使用拾取和放置操作，將半導(dǎo)體管芯230安裝在絕緣層388上，以使得凸塊258被設(shè)置在開(kāi)口 390內(nèi)以便與導(dǎo)電層386的暴露部分接合。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯230不具有凸塊258，并且取而代之，將凸塊預(yù)先形成在開(kāi)口 390內(nèi)。
[0122]圖8g示出作為半導(dǎo)體封裝400利用設(shè)置在絕緣層388的通孔390內(nèi)的凸塊258在半導(dǎo)體管芯124上安裝半導(dǎo)體管芯230。使用蒸發(fā)、電解電鍍、無(wú)電解鍍、落球或絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電凸塊材料沉積在導(dǎo)電層370上。凸塊材料可以是Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料和其組合與可選的助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔的Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適合的附著或接合工藝將凸塊材料接合到導(dǎo)電層370。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將凸塊材料加熱到其熔點(diǎn)以上來(lái)使該凸塊材料回流以形成球或凸塊392。在一些應(yīng)用中，凸塊392被第二次回流以便改進(jìn)與導(dǎo)電層370的電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊392被形成在具有濕潤(rùn)層、阻擋層和粘附層的UBM上。凸塊還可以被壓縮接合到導(dǎo)電層370。凸塊392表示能夠被形成在導(dǎo)電層370上的一種類型的互連結(jié)構(gòu)。互連結(jié)構(gòu)還可以使用導(dǎo)電漿料、柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。
[0123]圍繞半導(dǎo)體管芯124設(shè)置的模塊化互連單元364在減少RDL應(yīng)用的情況下提供垂直互連。與圖4c相類似，沿半導(dǎo)體管芯124的一側(cè)設(shè)置或者以圍繞半導(dǎo)體管芯124的L形配置而設(shè)置的互連單元364在封裝期間提供結(jié)構(gòu)支撐并在施加密封劑372和外部半導(dǎo)體部件(諸如半導(dǎo)體管芯230)期間減小移位?；ミB單元364可以圍繞半導(dǎo)體管芯124的一個(gè)或多個(gè)側(cè)部分或者在半導(dǎo)體管芯124的外圍區(qū)上形成邊界、框架、縫隙或其他類似支撐結(jié)構(gòu)。互連單元364增加了結(jié)構(gòu)支撐并在密封期間減小了半導(dǎo)體器件124的移位。互連單元364減少了在封裝內(nèi)形成的RDL的數(shù)量。互連單元364在沒(méi)有與在半導(dǎo)體封裝中形成多個(gè)RDL相關(guān)聯(lián)的成本、時(shí)間和其他制造約束的情況下提供部分背側(cè)RDL?；ミB單元364在減小z方向封裝高度的同時(shí)提供設(shè)計(jì)靈活性。機(jī)械支撐層380是背側(cè)保護(hù)/平衡層，其針對(duì)半導(dǎo)體
封裝400提供結(jié)構(gòu)支撐，平衡半導(dǎo)體封裝400上的壓力，并減小半導(dǎo)體封裝400的翹曲或破
m
? ο
[0124]可以以與設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124周圍的互連單元364的布局或定向相匹配的定向?qū)⑼箟K258或外部器件(諸如半導(dǎo)體管芯230)的互連結(jié)構(gòu)設(shè)置或形成在半導(dǎo)體管芯230上。將凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)與互連單元364的布局相匹配減少了制造材料和成本。將互連單元364與凸塊258或半導(dǎo)體管芯230的互連結(jié)構(gòu)相匹配提供了一致且可靠的3D垂直互連。
[0125]通過(guò)將互連單元364形成為與堆積層和RDL相對(duì)來(lái)創(chuàng)建垂直互連提供了封裝設(shè)計(jì)的增強(qiáng)靈活性?；ミB單元364不必設(shè)置在整個(gè)表面區(qū)域上，而是可以設(shè)置在半導(dǎo)體封裝400內(nèi)的定制位置處，這對(duì)于其他互連結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)難以完成。例如，將互連單元364設(shè)置在半導(dǎo)體管芯124的第一側(cè)部分上而不是圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分可以釋放半導(dǎo)體封裝400內(nèi)的寶貴空間并且暴露圍繞半導(dǎo)體管芯124的第二側(cè)部分以用于附加的電氣部件。可替換地，在期望增加的垂直 互連密度的情況下，互連單元364可以完全包圍半導(dǎo)體管芯124以得到密集卻靈活的垂直互連?；ミB單元364幫助節(jié)省了材料并且還優(yōu)化了半導(dǎo)體封裝400內(nèi)的空間。
[0126]盡管已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在不偏離如隨后的權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明范圍的情況下對(duì)這些實(shí)施例做出修改和改編。
【權(quán)利要求】
1.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供半導(dǎo)體管芯； 沿所述半導(dǎo)體管芯的外圍區(qū)設(shè)置第一模塊化互連結(jié)構(gòu)； 提供半導(dǎo)體部件，其包括在所述半導(dǎo)體部件上形成的第二互連結(jié)構(gòu)；以及將所述半導(dǎo)體部件設(shè)置在所述半導(dǎo)體管芯上以使所述第二互連結(jié)構(gòu)與所述第一模塊化互連結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括沿所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二相鄰側(cè)以L形形成所述第一模塊化互連結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括沿所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二相對(duì)側(cè)形成所述第一模塊化互連結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括預(yù)制所述第一模塊化互連結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括: 在所述半導(dǎo)體管芯的表面上以及在所述第一模塊化互連結(jié)構(gòu)上形成絕緣層； 形成通過(guò)所述絕緣層且延伸到所述第一模 塊化互連結(jié)構(gòu)中的多個(gè)通孔；以及 將所述第二互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述通孔內(nèi)。
6.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供半導(dǎo)體管芯；以及 沿所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二側(cè)設(shè)置模塊化互連結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括: 將密封劑沉積在所述半導(dǎo)體管芯和模塊化互連結(jié)構(gòu)上； 在所述半導(dǎo)體管芯、密封劑和模塊化互連結(jié)構(gòu)上形成絕緣層；以及 形成通過(guò)所述絕緣層和密封劑到所述模塊化互連結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述模塊化互連結(jié)構(gòu)包括: 提供襯底； 在所述襯底中形成多個(gè)開(kāi)口 ；以及 將導(dǎo)電材料沉積在所述襯底的開(kāi)口中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述模塊化互連結(jié)構(gòu)包括沿所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二相鄰側(cè)設(shè)置的L形。
10.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體管芯； 第一互連結(jié)構(gòu)，其被形成在所述半導(dǎo)體管芯的表面上；以及 第二互連結(jié)構(gòu)，其是沿所述半導(dǎo)體管芯的外圍區(qū)且與所述第一互連結(jié)構(gòu)垂直地設(shè)置的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中所述第二互連結(jié)構(gòu)包括: 襯底； 在所述襯底中形成的開(kāi)口；以及 在所述襯底的開(kāi)口中設(shè)置的導(dǎo)電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中所述第二互連結(jié)構(gòu)是圍繞所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二相鄰側(cè)設(shè)置的。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中所述第二互連結(jié)構(gòu)是圍繞所述半導(dǎo)體管芯的第一和第二相對(duì)側(cè)設(shè)置的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，還包括在所述第二互連結(jié)構(gòu)上設(shè)置的半導(dǎo)體部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，還包括在所述半導(dǎo)體管芯上設(shè)置的底部填充材料。
【文檔編號(hào)】H01L21/768GK103943553SQ201310669363
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】P.C.馬里穆圖, 沈一權(quán), 林耀劍, 崔源璟 申請(qǐng)人:新科金朋有限公司