DE102015106723B4 - Package mit einem Bauelementchip und Verfahren zur Herstellung eines Packages - Google Patents
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/12105—Bump connectors formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bumps on chip-scale packages
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/1302—Disposition
- H01L2224/13024—Disposition the bump connector being disposed on a redistribution layer on the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/20—Structure, shape, material or disposition of high density interconnect preforms
- H01L2224/21—Structure, shape, material or disposition of high density interconnect preforms of an individual HDI interconnect
- H01L2224/214—Connecting portions
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- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
- H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
- H01L2224/241—Disposition
- H01L2224/24135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/24145—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
- H01L2224/24146—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked the HDI interconnect connecting to the same level of the lower semiconductor or solid-state body at which the upper semiconductor or solid-state body is mounted
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/83001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
- H01L2224/83005—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92244—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a build-up interconnect
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/0651—Wire or wire-like electrical connections from device to substrate
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/04—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
- H01L2225/065—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/06503—Stacked arrangements of devices
- H01L2225/06555—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
- H01L2225/06568—Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking the devices decreasing in size, e.g. pyramidical stack
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1017—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support
- H01L2225/1035—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support the device being entirely enclosed by the support, e.g. high-density interconnect [HDI]
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1041—Special adaptations for top connections of the lowermost container, e.g. redistribution layer, integral interposer
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- H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
- H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
- H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
- H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
- H01L2225/1058—Bump or bump-like electrical connections, e.g. balls, pillars, posts
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
- H01L23/3128—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
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Abstract
Package, das Folgendes aufweist:
einen Bauelementchip (22), der Folgendes aufweist:
ein Metallpföstchen (50) an einer Oberseite des Bauelementchips (22); und
eine Lötregion (54) aus einem Lot an einer Seitenwand des Metallpföstchens (50);
ein Vergussmaterial (76), das den Bauelementchip (22)umgibt, wobei eine Oberseite des Vergussmaterials (76) bündig mit einer Oberseite des Bauelementchips (22) ist;
eine dielektrische Schicht (78), die das Vergussmaterial (76) und den Bauelementchip (22) überlappt, wobei eine Unterseite der dielektrischen Schicht (78) eine Oberseite des Bauelementchips (22) und eine Oberseite des Vergussmaterials (76) kontaktiert; und
eine Umverteilungsleitung (80) , die sich in die dielektrische Schicht (78) erstreckt, um elektrisch mit dem Metallpföstchen (50) gekoppelt zu werden.
einen Bauelementchip (22), der Folgendes aufweist:
ein Metallpföstchen (50) an einer Oberseite des Bauelementchips (22); und
eine Lötregion (54) aus einem Lot an einer Seitenwand des Metallpföstchens (50);
ein Vergussmaterial (76), das den Bauelementchip (22)umgibt, wobei eine Oberseite des Vergussmaterials (76) bündig mit einer Oberseite des Bauelementchips (22) ist;
eine dielektrische Schicht (78), die das Vergussmaterial (76) und den Bauelementchip (22) überlappt, wobei eine Unterseite der dielektrischen Schicht (78) eine Oberseite des Bauelementchips (22) und eine Oberseite des Vergussmaterials (76) kontaktiert; und
eine Umverteilungsleitung (80) , die sich in die dielektrische Schicht (78) erstreckt, um elektrisch mit dem Metallpföstchen (50) gekoppelt zu werden.
Description
- HINTERGRUND
- Im Zuge des Fortschritts auf dem Gebiet der Halbleitertechnik werden Halbleiterchips zunehmend kleiner. Gleichzeitig müssen mehr Funktionen in die Halbleiterchips integriert werden. Dementsprechend müssen bei den Halbleiterchips zunehmend größere Anzahlen von E/A-Kontaktinseln auf kleinere Flächen gepackt werden, und die Dichte der E/A-Kontaktinseln nimmt im Lauf der Zeit rasch zu. Infolge dessen wird die Verkapselung der Halbleiterchips immer schwieriger, wodurch die Produktionsausbeute der Kapseln sinkt.
- Herkömmliche Package-Techniken lassen sich in zwei Kategorien unterteilen. In der ersten Kategorie werden die Chips auf einem Wafer gekapselt, bevor sie zersägt werden. Diese Verkapselungstechnik hat einige vorteilhafte Merkmale, wie zum Beispiel ein größerer Durchsatz und geringere Kosten. Des Weiteren wird weniger Unterfüllung oder Vergussmasse benötigt. Jedoch hat diese Verkapselungstechnik auch Nachteile. Da die Chips immer kleiner werden und die jeweiligen Packages nur Fan-in-Packages sein können, sind die E/A-Kontaktinseln jedes Chips auf eine Region direkt über der Oberfläche des jeweiligen Chips beschränkt. Durch die begrenzten Flächen der Chips ist aufgrund der Beschränkung des Mittenabstands der E/A-Kontaktinseln die Anzahl der E/A-Kontaktinseln begrenzt. Wenn der Mittenabstand der Kontaktinseln verkleinert werden soll, so können Lotbrücken entstehen. Des Weiteren müssen Lotperlen wegen der Notwendigkeit einer festen Perlengröße eine bestimmte Größe aufweisen, was wiederum die Anzahl der Lotperlen begrenzt, die auf der Oberfläche eines Chips gepackt werden können.
- In der anderen Verkapselungskategorie werden Chips von Wafern abgesägt, bevor sie gekapselt werden. Ein vorteilhaftes Merkmal dieser Verkapselungstechnik ist die Möglichkeit des Ausbildens von Fan-out-Packages, was bedeutet, dass die E/A-Kontaktinseln auf einem Chip auf eine größere Fläche als der Chip umverteilt werden können, so dass die Anzahl der E/A-Kontaktinseln, die auf die Oberflächen der Chips gepackt werden können, vergrößert werden kann. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal dieser Verkapselungstechnik ist, dass „Known-good-Dies“ gekapselt und defekte Chips aussortiert werden, so dass keine Mühen und Kosten auf defekte Chips vergeudet werden.
- Ein Package mit einem Bauelementchip ist aus
US 2014/0 252 646 A1 US 2001/0 015 439 A1 US 2011/0121 295 A1 US 2011/0298 137 A1 DE 10 2011 001 405 A1 ebenfalls offenbart. Schließlich offenbartJP 2014 203 963 A - Figurenliste
- Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Figuren gelesen wird. Es ist anzumerken, dass gemäß der üblichen Praxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können vielmehr beliebig vergrößert oder verkleinert werden, um die Besprechung besser verständlich zu machen.
- Die
1 bis3 veranschaulichen die Querschnittsansichten von Zwischenstufen bei der Bildung von Bauelementchips gemäß einigen Ausführungsformen; - Die
4 bis18 veranschaulichen die Querschnittsansichten und eine perspektivische Ansicht von Zwischenstufen bei der Verkapselung von Bauelementchips gemäß einigen Ausführungsformen; - Die
19 bis21 sind Querschnittsansichten der Packages gemäß einigen Ausführungsformen; und -
22 ist ein Prozessfluss des in den1 bis18 gezeigten Verkapselungsprozesses. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung bereit. Konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele, und sie sollen nicht einschränkend sein. Zum Beispiel kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, bei denen die ersten und zweiten Merkmale in direktem Kontakt ausgebildet werden, und können auch Ausführungsformen enthalten, bei denen weitere Merkmale zwischen den ersten und zweiten Merkmalen ausgebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Merkmale möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und sieht nicht automatisch eine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
- Des Weiteren können räumlich relative Begriffe, wie zum Beispiel „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „oberhalb“, „oberer“ und dergleichen im vorliegenden Text zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen des Bauelements im Gebrauch oder Betrieb neben der in den Figuren gezeigten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht, oder sonstige Ausrichtungen), und die im vorliegenden Text verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
- Ein Package und das Verfahren zum Ausbilden desselben werden gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt. Es werden die Zwischenstufen zum Ausbilden des Package veranschaulicht. Es werden die Variationen der Ausführungsformen besprochen. In all den verschiedenen Ansichten und veranschaulichenden Ausführungsformen werden die gleichen Bezugszahlen zum Bezeichnen gleicher Elemente verwendet.
- Die
1 bis18 veranschaulichen die Querschnittsansichten von Zwischenstufen bei der Herstellung von Integrated Fan-Out (InFO)-Strukturen gemäß einigen Ausführungsformen. Die in den1 bis18 gezeigten Schritte sind außerdem schematisch in dem Prozessfluss300 veranschaulicht, wie in22 gezeigt. In der anschließenden Besprechung werden die in den1 bis18 gezeigten Prozessschritte unter Bezug auf die Prozessschritte in22 besprochen. -
1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht von Wafer20 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Der Wafer20 enthält mehrere Halbleiterchips22 . Der Wafer20 enthält des Weiteren ein Halbleitersubstrat30 , das sich in die Halbleiterchips22 erstreckt. Das Halbleitersubstrat30 kann ein Volumensiliziumsubstrat oder ein Silizium-auf-Isolator-Substrat sein. Alternativ kann das Halbleitersubstrat30 andere Halbleitermaterialien enthalten, einschließlich Gruppe-III-, Gruppe-IV- und Gruppe-V-Elemente. Ein integrierter Schaltkreis32 wird auf der Fläche30A des Halbleitersubstrats30 ausgebildet. Der integrierte Schaltkreis32 kann Komplementäre Metalloxidhalbleiter (CMOS)-Transistoren enthalten. - Die Bauelementchips
22 können des Weiteren ein Zwischenschichtdielektrikum (Inter-Layer Dielectric, ILD)33 über dem Halbleitersubstrat30 und eine Interconnect-Struktur34 über der ILD33 umfassen. Die Interconnect-Struktur34 enthält dielektrische Schichten38 und metallische Leitungen35 und Durchkontaktierungen36 , die in den dielektrischen Schichten38 ausgebildet sind. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden die dielektrischen Schichten38 aus dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert gebildet. Die Dielektrizitätskonstanten (k-Werte) der dielektrischen Materialien mit niedrigem k-Wert können zum Beispiel kleiner als etwa 2,8 oder kleiner als etwa 2,5 sein. Die metallischen Leitungen35 und die Durchkontaktierungen36 können aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder anderen metallhaltigen leitfähigen Materialien gebildet werden. Die metallischen Leitungen35 und die Durchkontaktierungen36 können mittels Single-Damascene- und/oder Dual-Damascene-Prozesse gebildet werden. - Die metallischen Kontaktinseln
40 werden über der Interconnect-Struktur34 ausgebildet und können durch metallische Leitungen35 und Durchkontaktierungen36 in der Interconnect-Struktur34 elektrisch mit dem Schaltkreis32 gekoppelt sein. Die metallischen Kontaktinseln40 können Aluminium-Kontaktinseln oder Aluminium-Kupfer-Kontaktinseln sein oder können andere Metalle enthalten. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind die metallischen Strukturelemente, die unter der metallischen Kontaktinsel40 liegen und diese kontaktieren, metallische Leitungen. In alternativen Ausführungsformen sind die metallischen Strukturelemente, die unter den metallischen Kontaktinseln40 liegen und diese kontaktieren, metallische Durchkontaktierungen. - Eine Passivierungsschicht
42 wird ausgebildet, um die Randabschnitte von metallischen Kontaktinseln40 zu bedecken. Die mittigen Abschnitte aller metallischen Kontaktinsel40 liegen durch eine Öffnung in der Passivierungsschicht42 frei. Die Passivierungsschicht42 kann aus einem nicht-porösen Material gebildet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist die Passivierungsschicht42 eine Verbundschicht, die eine (nicht gezeigte) Siliziumoxidschicht und eine (nicht gezeigte) Siliziumnitridschicht über der Siliziumoxidschicht umfasst. In alternativen Ausführungsformen umfasst die Passivierungsschicht42 undotiertes Silikatglas (USG), Siliziumoxynitrid und/oder dergleichen. Obgleich eine einzelne Passivierungsschicht42 gezeigt ist, können auch mehrere Passivierungsschichten vorhanden sein. - Die Polymerschicht
46 wird über der Passivierungsschicht42 ausgebildet und bedeckt die Passivierungsschicht42 . Die Polymerschicht46 kann ein Polymer, wie zum Beispiel ein Epoxidharz, Polyimid, Benzocyclobuten (BCB), Polybenzoxazol (PBO) und dergleichen umfassen. Die Polymerschicht46 wird strukturiert, um Öffnungen zu bilden, durch die metallische Kontaktinseln40 frei liegen. - Lötmetallisierungen (Under-Bump Metallurgies, UBM)
48 werden über den metallischen Kontaktinseln40 ausgebildet. UBMs48 umfassen erste Abschnitte über der Polymerschicht46 und zweite Abschnitte, die sich in die Öffnungen in der Polymerschicht46 und der Passivierungsschicht42 erstrecken, um elektrisch mit metallischen Kontaktinseln40 gekoppelt zu werden. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält jede UBMs48 eine Titanschicht und eine Keimschicht, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet wird. - Gemäß einigen Ausführungsformen werden Metallpföstchen
50 über den jeweiligen UBMs48 ausgebildet und enden zusammen mit den jeweiligen UBMs48 . Zum Beispiel sind die Ränder jedes Metallpföstchens50 auf die entsprechenden Ränder der jeweiligen UBM48 ausgerichtet. Dementsprechend sind die seitlichen Abmessungen der Metallpföstchen50 auch gleich den jeweiligen seitlichen Abmessungen der UBMs48 . Die UBMs48 können auch in physischem Kontakt mit den jeweiligen darüberliegenden Metallpföstchen50 stehen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden die Metallpföstchen50 aus einem Nicht-Lötmaterial gebildet, das nicht in Wiederaufschmelzprozessen zum Schmelzen von Lot schmilzt. Zum Beispiel können die Metallpföstchen50 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet werden. - Lotkappen
54 werden auf den Oberseiten der Metallpföstchen50 gebildet, wobei die Lotkappen54 aus einer Sn-Ag-Legierung, einer Sn-Cu-Legierung, einer Sn-Ag-Cu-Legierung oder dergleichen gebildet werden können und bleifreie Lotkappen oder bleihaltige Lotkappen sein können. Der betreffende Schritt ist als Schritt302 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden die gesamten Metallpföstchen50 aus einem homogenen metallischen Material gebildet, wobei die Lotkappen54 die Metallpföstchen50 kontaktieren. In alternativen Ausführungsformen können zusätzliche Metallschichten52 vorhanden sein, die als konformale Schichten gebildet sind, welche die Oberseiten und Seitenwandflächen der Metallpföstchen50 kontaktieren. Die Metallschichten52 sind mittels Strichlinien markiert, um anzuzeigen, dass sie gebildet werden können, aber nicht müssen. Jede der Metallschichten52 kann die jeweiligen Metallpföstchen50 vollständig umgeben und kann einen oberen Abschnitt enthalten, der die jeweiligen Metallpföstchen50 überlappt. Die Metallschichten52 können aus Titan, Nickel, Palladium, Gold oder Legierungen davon gebildet werden. Die Metallschichten52 werden als Diffusionssperrschichten verwendet. - In einigen beispielhaften Ausführungsformen enthält das Ausbilden der UBMs
48 und der Metallpföstchen50 das Ausführen eines physikalischen Aufdampf (PVD)-Prozesses, um eine Deck-UBM-Schicht zu bilden (nicht gezeigt, wobei die UBMs48 die übrig gebliebenen Abschnitte der UBM-Schicht sind), und das Ausbilden und Strukturieren einer (nicht gezeigten) Maskenschicht über der Deck-UBM-Schicht. Die Maskenschicht kann eine Fotoresistbeschichtung oder ein Trockenfilm sein. Dann werden Metallpföstchen50 und Lotkappen54 in den Öffnungen der Maskenschicht gebildet, wobei durch diese Öffnungen die Deck-UBM-Schicht frei liegt. Die Metallpföstchen50 und Lotkappen54 werden dann durch Plattierung gebildet. Nach dem Ausbilden der Metallpföstchen50 und Lotkappen54 wird die Maskenschicht entfernt. Die Abschnitte der UBM-Schicht, die durch die strukturierte Maskenschicht bedeckt sind, werden entfernt, wobei die Metallpföstchen50 und Lotkappen54 unentfernt zurückbleiben. - Ein Wiederaufschmelzen kann ausgeführt werden, so dass die Lotkappen
54 runde Oberseiten haben. Die wiederaufgeschmolzenen Lotkappen54 werden im Weiteren als Lötregionen54 bezeichnet. Das Lot in den Lotkappen54 enthält einige Abschnitte von übrig gebliebenen überlappenden Metallpföstchen50 und einige andere Abschnitte, die abwärts fließen, um die Seitenwände der Metallpföstchen50 zu kontaktieren, wie in2 gezeigt. Die Lötregionen54 brauchen nicht die unteren Abschnitte der Seitenwände der Metallpföstchen50 zu bedecken. - Als Nächstes wird ein Sondierungsschritt an den Lötregionen
54 ausgeführt, um die elektrischen Eigenschaften der Bauelementchips22 zu testen. Der betreffende Schritt ist als Schritt304 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Die Sondierung wird ausgeführt, indem Sondierstifte56 in Kontakt mit den Lötregionen54 gebracht werden. Die Sondierstifte56 sind Teile der Sondierkarte59 , die elektrisch mit einer (nicht gezeigten) Testausrüstung verbunden ist. Durch das Sondieren werden defekte Bauelementchips22 gefunden, und gute Chips werden ermittelt. Vorteilhafterweise sind Lötregionen54 weicher als die darunterliegenden Metallpföstchen50 . Dementsprechend ist der Kontakt zwischen den Sondierstiften56 und den Lötregionen54 besser als der Kontakt zwischen den Sondierstiften56 und den Metallpföstchen50 . Folglich ist die Sondierung zuverlässiger, als wenn die Lötregionen54 nicht vorhanden wären. - Nach der Sondierung wird die Polymerschicht
58 ausgebildet, um die Oberseite des Wafer20 zu bedecken, wie in3 gezeigt. Der betreffende Schritt ist als Schritt306 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Folglich werden die Metallpföstchen50 und Lötregionen54 in die Polymerschicht58 eingebettet, wobei die Oberseite der Polymerschicht58 höher ist als die oberen Enden der Lötregionen54 . Die Polymerschicht58 kann aus einem Material gebildet werden, das unter den gleichen in Frage kommenden Materialien (wie zum Beispiel PBO) der Polymerschicht46 ausgewählt ist. Dann wird ein Chipsägeprozess an dem Wafer20 ausgeführt, und die Halbleiterchips22 werden voneinander getrennt, wie in3 gezeigt. Der betreffende Schritt ist als Schritt308 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Die getrennten Halbleiterchips22 werden im Weiteren als die Bauelementchips22 bezeichnet. - Die
4 bis18 veranschaulichen die Verkapselung von Bauelementchips22 , um InFO-Strukturen zu bilden, so dass die darüberliegenden elektrischen Verbinder (wie zum Beispiel Lötregionen) zu Regionen verteilt werden können, die größer als die Bauelementchips22 sind.4 veranschaulicht den Träger60 und die auf dem Träger60 gebildete Trennschicht62 . Der Träger60 kann ein Glasträger, ein Keramikträger oder dergleichen sein. Der Träger60 kann in der Draufsicht eine runde Form und die Größe eines üblichen Siliziumwafers haben. Zum Beispiel kann der Träger60 einen Durchmesser von 20,32 cm (8 Inch), von 30,48 cm (12 Inch) oder dergleichen haben. Die Trennschicht62 kann aus einem polymerbasierten Material bestehen (wie zum Beispiel einem Licht-zu-Wärme-Umwandlungs (LTHC)-Material), das zusammen mit dem Träger60 von den darüberliegenden Strukturen, die in anschließenden Schritten ausgebildet werden, entfernt werden kann. In einigen Ausführungsformen besteht die Trennschicht62 aus epoxidharzbasiertem Wärmetrennmaterial. In anderen Ausführungsformen besteht die Trennschicht62 aus Ultraviolett (UV)-Leim. Die Trennschicht62 kann als Flüssigkeit aufgebracht und ausgehärtet werden. In alternativen Ausführungsformen ist die Trennschicht62 ein Laminatfilm und wird auf den Träger60 laminiert. Die Oberseite der Trennschicht62 ist planar und besitzt einen hohen Grad an Koplanarität. - Eine dielektrische Schicht
64 wird auf der Trennschicht62 gebildet. In einigen Ausführungsformen besteht die dielektrische Schicht64 aus einem Polymer, das auch ein lichtempfindliches Material sein kann, wie zum Beispiel Polybenzoxazol (PBO), Polyimid, Benzocyclobuten (BCB) oder dergleichen, das sich leicht mittels eines Fotolithografieprozesses strukturieren lässt. In alternativen Ausführungsformen besteht die dielektrische Schicht64 aus einem Nitrid, wie zum Beispiel Siliziumnitrid, einem Oxid, wie zum Beispiel Siliziumoxid, Phosphosilikatglas (PSG), Borsilikatglas (BSG), Bor-dotiertem Phosphosilikatglas (BPSG) oder dergleichen. - Wir wenden uns
5 zu. Über der dielektrischen Schicht64 werden Umverteilungsleitungen (Redistribution Lines, RDLs) 66 ausgebildet. Die RDLs66 werden auch als Rückseiten-RDLs bezeichnet, da sie auf der Rückseite des Bauelementchips22 angeordnet sind (18 ), wenn die Verkapselung vollendet ist. Die Herstellung von RDLs66 kann Folgendes enthalten: Ausbilden einer (nicht gezeigten) Keimschicht über der dielektrischen Schicht64 , Ausbilden einer (nicht gezeigten) strukturierten Maske, wie zum Beispiel ein Fotoresist, über der Keimschicht, und anschließendes Ausführen einer Metallplattierung auf der frei liegenden Keimschicht. Die strukturierte Maske und die Abschnitte der Keimschicht, die durch die strukturierte Maske bedeckt sind, werden dann entfernt, wodurch RDLs66 zurückbleiben, wie in5 zu sehen. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann zum Beispiel mittels PVD gebildet werden. Die Plattierung kann zum Beispiel mittels stromloser Plattierung ausgeführt werden. - Wir wenden uns
6 zu. Die dielektrische Schicht68 wird über den RDLs66 ausgebildet. Die in den4 bis6 gezeigten Schritte werden auch als Schritt310 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Die Unterseite der dielektrischen Schicht68 steht mit den Oberseiten der RDLs66 und der dielektrischen Schicht64 in Kontakt. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung besteht die dielektrische Schicht68 aus einem Polymer, das ein lichtempfindliches Material sein kann, wie zum Beispiel PBO, Polyimid, BCB oder dergleichen. In alternativen Ausführungsformen besteht die dielektrische Schicht68 aus einem Nitrid, wie zum Beispiel Siliziumnitrid, einem Oxid, wie zum Beispiel Siliziumoxid, PSG, BSG, BPSG oder dergleichen. Die dielektrische Schicht68 wird dann strukturiert, um Öffnungen70 darin zu bilden. Folglich werden die RDLs66 durch die Öffnungen70 in der dielektrischen Schicht68 frei gelegt. - Wir wenden uns
7 zu, wo Metallpföstchen72 gebildet werden. In der gesamten Beschreibung werden die Metallpföstchen72 alternativ auch als Durchkontaktierungen72 bezeichnet, da die Metallpföstchen72 das anschließend ausgebildete Vergussmaterial durchdringen. Der betreffende Schritt ist als Schritt312 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden die Durchkontaktierungen72 durch Plattierung gebildet. Das Plattieren der Durchkontaktierungen72 kann Folgendes enthalten: Ausbilden einer (nicht gezeigten) Deckkeimschicht über der Schicht68 , die sich in Öffnungen70 erstreckt (6 ), Ausbilden und Strukturieren eines (nicht gezeigten) Fotoresists, und Plattieren von Durchkontaktierungen72 auf den Abschnitten der Keimschicht, die durch die Öffnungen in dem Fotoresist frei liegen. Der Fotoresist und die Abschnitte der Keimschicht, die durch den Fotoresist bedeckt wurden, werden dann entfernt. Das Material der Durchkontaktierungen72 kann Kupfer, Aluminium oder dergleichen enthalten. Die Durchkontaktierungen72 haben die Formen von Stäben. Die Formen der Durchkontaktierungen72 können in der Draufsicht Kreise, Rechtecke, Quadrate, Sechsecke oder dergleichen sein. -
8 veranschaulicht die perspektivische Ansicht der Anordnung der Bauelementchips22 auf der in7 gezeigten Struktur, wobei die Bauelementchips22 als Reihen und Spalten angeordnet sind. Der betreffende Schritt ist als Schritt314 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Die guten Chips22 , die während des Sondierens gefunden werden, werden platziert, und defekte Chips22 kommen in den Ausschuss. Die Durchkontaktierungen72 sind in8 nicht gezeigt, obgleich sie ebenfalls vorhanden sind. -
9 veranschaulicht die Querschnittsansicht eines Abschnitts der in8 gezeigten Struktur. In9 sind nur ein einzelner Bauelementchip22 und seine umgebenden Durchkontaktierungen72 veranschaulicht. Es ist jedoch anzumerken, dass die in den9 bis17 gezeigten Prozessschritte auf Waferebene ausgeführt werden und an allen Bauelementchips22 auf dem Träger60 ausgeführt werden. In9 wird der Bauelementchip22 mittels eines Chipbefestigungsfilms (Die-Attach Film, DAF)74 , der ein Klebstofffilm sein kann, an der dielektrischen Schicht68 befestigt. - Als Nächstes wird, wie in
10 gezeigt, ein Vergussmaterial76 auf dem Bauelementchip22 vergossen. Der betreffende Schritt ist als Schritt316 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Das Vergussmaterial76 füllt die Spalte zwischen benachbarten Durchkontaktierungen72 und die Spalte zwischen den Durchkontaktierungen72 und dem Bauelementchip22 . Das Vergussmaterial76 kann eine Vergussmasse, eine Vergussunterfüllung, ein Epoxidharz oder ein Harz enthalten. Die Oberseite des Vergussmaterials76 ist höher als die oberen Enden der Metallpföstchen50 und der Durchkontaktierungen72 . - Als Nächstes wird, wie in
11 gezeigt, eine Planarisierung, wie zum Beispiel ein chemisch-mechanischer Polier (CMP)-Schritt oder ein Schleifschritt, ausgeführt, um das Vergussmaterial76 auszudünnen, bis die Durchkontaktierungen72 und die Metallpföstchen50 frei liegen. Der betreffende Schritt ist als Schritt318 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Infolge des Schleifens sind die oberen Enden der Durchkontaktierungen72 bündig (koplanar) mit den Oberseiten der Metallpföstchen50 und koplanar mit der Oberseite des Vergussmaterials76 . In den veranschaulichten beispielhaften Ausführungsformen wird die Planarisierung ausgeführt, bis die Metallpföstchen50 frei liegen. Dementsprechend werden die Abschnitte der Lötregionen54 , die die Metallpföstchen50 überlappen, entfernt. Die Abschnitte der Lötregionen54 an den Seitenwänden der Metallpföstchen50 bleiben nach der Planarisierung. In der Draufsicht der in11 gezeigten Struktur können die übrig gebliebenen Lötregionen54 gegebenenfalls einen vollständigen Ring bilden, der die jeweiligen Metallpföstchen50 umgibt. - Die Höhe
H1 der Abschnitte der an den Seitenwänden der Metallpföstchen50 übrig gebliebenen Lötregionen54 wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie zum Beispiel die Wiederaufschmelzdauer, die Temperatur des Wiederaufschmelzens, das Material der Metallpföstchen50 , die Lotmenge usw. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann das VerhältnisH1 /H2 im Bereich zwischen etwa 0,2 und etwa 0,5 liegen, wobei H2 die Höhe der Metallpföstchen50 ist. - Die
12 bis17 veranschaulichen das Ausbilden von vorderseitigen RDLs und Lötregionen. In12 wird die dielektrische Schicht78 gebildet. Der betreffende Schritt ist als Schritt320 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. In einigen Ausführungsformen besteht die dielektrische Schicht78 aus einem Polymer, wie zum Beispiel PBO, Polyimid oder dergleichen. In alternativen Ausführungsformen wird die dielektrische Schicht78 von Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder dergleichen gebildet. In der dielektrischen Schicht78 werden Öffnungen79 gebildet, um die Durchkontaktierungen72 und die Metallpföstchen50 frei zu legen. Das Ausbilden der Öffnungen79 kann durch einen Fotolithografieprozess ausgeführt werden. - Als Nächstes werden - unter Bezug auf
13 - Umverteilungsleitungen (Redistribution Lines, RDLs)80 gebildet, um mit den Metallpföstchen50 und den Durchkontaktierungen72 verbunden zu werden. Die RDLs80 können auch die Metallpföstchen50 und die Durchkontaktierungen72 miteinander verbinden. Die RDLs80 enthalten metallische Leiterbahnen (metallische Leitungen) über der dielektrischen Schicht78 sowie Durchkontaktierungen, die sich in Öffnungen79 erstrecken (12 ), um elektrisch mit den Durchkontaktierungen72 und den Metallpföstchen50 verbunden zu werden. Zum Zweck der übersichtlicheren Darstellung sind die metallischen Leitungen, die mit den äußerst linken und den äußerst rechten Metallpföstchen50 verbunden sind, nicht veranschaulicht, obgleich sie ebenfalls ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen werden die RDLs80 in einem Plattierungsprozess gebildet, wobei jede der RDLs80 eine (nicht gezeigte) Keimschicht und ein plattiertes Metallmaterial über der Keimschicht enthält. Die Keimschicht und das plattierte Material können aus dem gleichen Material oder aus anderen Materialien bestehen. Die RDLs80 können ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen, einschließlich Aluminium, Kupfer, Wolfram und Legierungen davon. Die RDLs80 werden aus Nicht-Lot-Materialien gebildet. Die Durchkontaktierungsabschnitte der RDLs80 können in physischem Kontakt mit den Oberseiten der Metallpföstchen50 stehen. Des Weiteren können die Durchkontaktierungsabschnitte der RDLs80 in physischem Kontakt mit den Oberseiten der Lötregionen54 stehen (wenn zum Beispiel eine Fehlausrichtung eintritt), oder können physisch von den Lötregionen54 getrennt (und elektrisch mit den Lötregionen54 gekoppelt) sein. - Wir wenden uns
14 zu, wo die dielektrische Schicht82 über den RDLs80 und der dielektrischen Schicht78 gebildet wird. Die dielektrische Schicht82 kann mittels eines Polymers gebildet werden, das unter den gleichen in Frage kommenden Materialien ausgewählt werden kann wie die der dielektrischen Schicht78 . Zum Beispiel kann die dielektrische Schicht82 PBO, Polyimid, BCB oder dergleichen umfassen. Alternativ kann die dielektrische Schicht82 anorganische dielektrische Materialien enthalten, wie zum Beispiel Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumoxynitrid oder dergleichen. Öffnungen84 werden ebenfalls in der dielektrischen Schicht82 gebildet, um die RDLs80 frei zu legen. Das Ausbilden der Öffnungen84 kann durch einen Fotolithografieprozess ausgeführt werden. -
15 veranschaulicht das Ausbilden der RDLs86 , die elektrisch mit RDLs80 verbunden sind. Für das Ausbilden der RDLs86 können ähnliche Verfahren und Materialien herangezogen werden wie zum Ausbilden der RDLs80 . Die RDLs86 und80 werden auch als vorderseitige RDLs bezeichnet, da sie auf der Vorderseite des Bauelementchips22 angeordnet sind. - Wie in
16 gezeigt, wird eine zusätzliche dielektrische Schicht88 , die eine Polymerschicht sein kann, gebildet, um RDLs86 und die dielektrische Schicht82 zu bedecken. Die dielektrische Schicht88 kann unter den gleichen in Frage kommenden Polymeren ausgewählt werden, die zum Ausbilden der dielektrischen Schichten78 und82 verwendet werden. Dann werden Öffnungen90 in der dielektrischen Schicht88 gebildet, um die metallischen Kontaktinselabschnitte der RDLs86 frei zu legen. -
17 veranschaulicht das Ausbilden von Lötmetallisierungen (der UBMs) 92 und elektrischen Verbinder94 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Das Ausbilden der UBMs92 kann Abscheiden und Strukturieren enthalten. Das Ausbilden von elektrischen Verbindern94 kann das Anordnen von Lotperlen auf den frei gelegten Abschnitten der UBMs92 und das anschließende Wiederaufschmelzen der Lotperlen enthalten. In alternativen Ausführungsformen enthält das Ausbilden von elektrischen Verbindern94 das Ausführen eines Plattierungsschrittes, um Lötregionen über den RDLs86 zu bilden, und das anschließende Wiederaufschmelzen der Lötregionen. Die elektrischen Verbinder94 können auch Metallpföstchen oder Metallpföstchen und Lotkappen enthalten, die ebenfalls durch Plattierung gebildet werden können. In der gesamten Beschreibung wird die kombinierte Struktur, die der Bauelementchip22 , die Durchkontaktierungen72 , das Vergussmaterial76 und die entsprechenden RDLs und die dielektrischen Schichten enthält, als Package100 bezeichnet, das ein Verbundwafer mit einer in der Draufsicht runden Form sein kann. - Als Nächstes wird das Package
100 von dem Träger60 entbondet. Der betreffende Schritt ist als Schritt322 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Die Trennschicht62 wird außerdem von dem Package100 abgesäubert. Das Entbonden kann ausgeführt werden, indem man ein Licht, wie zum Beispiel UV- oder Laserlicht, auf die Trennschicht62 richtet, um die Trennschicht62 zu zersetzen. - Bei der Entbondung kann ein (nicht gezeigtes) Band auf die dielektrische Schicht
88 und die elektrischen Verbinder94 geklebt werden. In anschließenden Schritten werden der Träger60 und die Trennschicht62 von dem Package100 entfernt. Ein Chipsägeschritt wird ausgeführt, um das Package100 in mehrere Packages zu zersägen, die jeweils einen Bauelementchip22 und Durchkontaktierungen72 enthalten. Eines der entstandenen Packages ist als Package102 in18 gezeigt. -
18 veranschaulicht das Verbonden des Package102 mit einem weiteren Package200 . Der betreffende Schritt ist als Schritt324 in dem in22 dargestellten Prozessfluss gezeigt. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird das Verbonden durch Lötregionen98 ausgeführt, die die metallischen Kontaktinselabschnitte der RDLs66 mit den metallischen Kontaktinseln in dem Package200 verbinden. In einigen Ausführungsformen enthält das Package200 Bauelementchips202 , die Speicherchips sein können, wie zum Beispiel Statische Direktzugriffsspeicher (SRAM)-Chips, Dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM)-Chips oder dergleichen. Die Speicherchips können in einigen beispielhaften Ausführungsformen auch an das Packagesubstrat204 gebondet werden. - Die
19 bis21 veranschaulichen die Querschnittsansichten von Packages, die gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gebildet wurden. Sofern nicht anders spezifiziert, sind die Materialien und Herstellungsverfahren der Komponenten in diesen Ausführungsformen im Wesentlichen die gleichen wie die gleichen Komponenten, die in den in den1 bis18 gezeigten Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Die Details bezüglich des Herstellungsprozesses und der Materialien der in den19 bis21 gezeigten Komponenten finden sich somit in der Besprechung der in den1 bis18 gezeigten Ausführungsformen. - Das Package in
19 ähnelt dem Package in18 , außer dass Lötregionen54 Abschnitte haben, die übrig bleiben und die Metallpföstchen50 überlappen. Diese entstehen, da in dem Planarisierungsschritt in 11 die Planarisierung gestoppt wird, bevor die Abschnitte der Lötregionen54 , die die Metallpföstchen50 überlappen, komplett entfernt werden. Dementsprechend trennen in der entstandenen Struktur, wie in19 gezeigt, Lötregionen54 die Durchkontaktierungsabschnitte der RDLs80 und die darunterliegenden Metallpföstchen50 physisch voneinander und verbinden die RDLs80 elektrisch mit den jeweiligen Metallpföstchen50 . Die Oberseiten der Lötregionen54 sind ebenfalls mit den Oberseiten der Durchkontaktierungen72 , des Vergussmaterials76 und der Polymerschicht58 planar. -
20 veranschaulicht die Querschnittsansicht eines Package gemäß alternativen Ausführungsformen. Die in20 gezeigte Struktur ähnelt der in19 gezeigten Struktur, außer dass die Durchkontaktierungsabschnitte der RDLs die Lötregionen54 durchdringen, um die Oberseiten der Metallpföstchen50 zu kontaktieren. Die Durchkontaktierungsabschnitte der RDLs80 können durch die jeweiligen Lötregionen54 umgeben sein. Der jeweilige Herstellungsprozess enthält einen Ätzschritt zum Ätzen durch die Lötregionen54 , wenn die dielektrische Schicht78 strukturiert wird. -
21 veranschaulicht die Querschnittsansicht eines Package gemäß alternativen Ausführungsformen. Die in20 gezeigte Struktur ähnelt der in18 gezeigten Struktur, außer dass Diffusionssperrschichten52 an den Seitenwänden der Metallpföstchen50 gebildet werden und die Metallpföstchen50 von den Lötregionen54 trennen. - Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung haben einige vorteilhafte Merkmale. Durch Ausbilden der Lötregionen an den Metallpföstchen und anschließendes Sondieren der jeweiligen Bauelementchips durch die Lötregionen wird die Zuverlässigkeit der Sondierung verbessert.
- Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Package einen Bauelementchip, der ein Metallpföstchen an einer Oberseite des Bauelementchips und eine Lötregion an einer Seitenwand des Metallpföstchens enthält. Ein Vergussmaterial umgibt den Bauelementchip, wobei eine Oberseite des Vergussmaterials im Wesentlichen bündig mit einer Oberseite des Bauelementchips ist. Eine dielektrische Schicht überlappt das Vergussmaterial und den Bauelementchip, wobei eine Unterseite der dielektrischen Schicht eine Oberseite des Bauelementchips und eine Oberseite des Vergussmaterials kontaktiert. Eine RDL erstreckt sich in die dielektrische Schicht, um elektrisch mit dem Metallpföstchen gekoppelt zu werden.
- Gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Package einen Bauelementchip, der Folgendes enthält: ein Substrat, ein Metallpföstchen auf einer Oberfläche des Bauelementchips, eine Lötregion mit einem Abschnitt an einer Seitenwand von, und in elektrischer Kopplung mit, dem Metallpföstchen, und eine Polymerschicht, die das Metallpföstchen umgibt. Das Metallpföstchen und/oder die Lötregion haben eine Oberseite im Wesentlichen bündig mit einer Oberseite der Polymerschicht, und die Polymerschicht und das Substrat enden gemeinsam. Das Package enthält des Weiteren ein Vergussmaterial, das den Bauelementchip umgibt, wobei Ränder des Vergussmaterials Ränder der Polymerschicht kontaktieren und eine Durchkontaktierung das Vergussmaterial durchdringt. Eine dielektrische Schicht befindet sich über dem Bauelementchip und dem Vergussmaterial. Eine erste Mehrzahl von Umverteilungsleitungen liegt über dem Vergussmaterial, wobei eine erste der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen einen Durchkontaktierungsabschnitt hat, der die dielektrische Schicht durchdringt, um die Oberseite des Metallpföstchens und/oder der Lötregion zu kontaktieren. Eine zweite Mehrzahl von Umverteilungsleitungen liegt unter dem Vergussmaterial, wobei eine zweite der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen elektrisch mit einer der zweiten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen über die Durchkontaktierung gekoppelt ist.
- Gemäß weiteren alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Verfahren das Ausbilden von Lötregionen auf Oberseiten und an Seitenwänden von Metallpföstchen eines Bauelementchips und das Sondieren des Bauelementchips durch Inkontaktbringen von Sondierstiften mit Lötregionen. Nach dem Sondieren wird der Bauelementchip in einem Vergussmaterial vergossen. Der Bauelementchip und das Vergussmaterial werden planarisiert, wobei Oberseiten der Lötregionen bündig mit einer Oberseite des Vergussmaterials sind und mindestens Abschnitte der Lötregion über den Metallpföstchen entfernt werden. Eine dielektrische Schicht ist über und in Kontakt mit dem Bauelementchip und dem Vergussmaterial gebildet. Umverteilungsleitungen werden gebildet und enthalten Durchkontaktierungsabschnitte, die die dielektrische Schicht durchdringen, wobei jeder der Durchkontaktierungsabschnitte mit den Lötregionen und/oder den Metallpföstchen in Kontakt steht.
Claims (20)
- Package, das Folgendes aufweist: einen Bauelementchip (22), der Folgendes aufweist: ein Metallpföstchen (50) an einer Oberseite des Bauelementchips (22); und eine Lötregion (54) aus einem Lot an einer Seitenwand des Metallpföstchens (50); ein Vergussmaterial (76), das den Bauelementchip (22)umgibt, wobei eine Oberseite des Vergussmaterials (76) bündig mit einer Oberseite des Bauelementchips (22) ist; eine dielektrische Schicht (78), die das Vergussmaterial (76) und den Bauelementchip (22) überlappt, wobei eine Unterseite der dielektrischen Schicht (78) eine Oberseite des Bauelementchips (22) und eine Oberseite des Vergussmaterials (76) kontaktiert; und eine Umverteilungsleitung (80) , die sich in die dielektrische Schicht (78) erstreckt, um elektrisch mit dem Metallpföstchen (50) gekoppelt zu werden.
- Package nach
Anspruch 1 , das des Weiteren eine Durchkontaktierung (72) aufweist, die das Vergussmaterial (76) durchdringt, wobei eine Oberseite der Durchkontaktierung (72) koplanar mit der Oberseite des Bauelementchips (22) ist. - Package nach
Anspruch 1 oder2 , wobei eine Unterseite der Umverteilungsleitung (80) eine Oberseite des Metallpföstchens (50) kontaktiert und eine Oberseite der Lötregion (54) koplanar mit der Oberseite des Metallpföstchens (50) ist. - Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Unterseite der Umverteilungsleitung (80) eine Oberseite der Lötregion (54) kontaktiert und die Lötregion (54) einen Abschnitt aufweist, der das Metallpföstchen (50) überlappt.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Durchkontaktierungsabschnitt der Umverteilungsleitung (80) einen oberen Abschnitt der Lötregion (54) durchdringt, um eine Oberseite des Metallpföstchens (50) zu kontaktieren.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren eine Diffusionssperrschicht aufweist, die das Metallpföstchen (50) umgibt, wobei die Diffusionssperrschicht in physischem Kontakt mit dem Metallpföstchen (50) und der Lötregion (54) steht und das Metallpföstchen (50) und die Lötregion (54) voneinander trennt.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Metallpföstchen (50) aus einem metallischen Nicht-Lot-Material besteht.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bauelementchip des Weiteren ein Polymer aufweist, das das Metallpföstchen (50) umgibt, wobei ein oberer Abschnitt einer Seitenwand des Metallpföstchens (50) in physischem Kontakt mit der Lötregion (54) steht und ein unterer Abschnitt der Seitenwand des Metallpföstchens in physischem Kontakt mit dem Polymer steht.
- Package, das Folgendes aufweist: einen Bauelementchip(22), der Folgendes aufweist: ein Substrat; ein Metallpföstchen (50) auf einer Oberfläche des Bauelementchips(22); eine Lötregion (54) aus einem Lot mit einem Abschnitt an einer Seitenwand von, und in elektrischer Kopplung mit, dem Metallpföstchen (50); und eine Polymerschicht, die das Metallpföstchen umgibt, wobei das Metallpföstchen (50) und/oder die Lötregion (54) eine Oberseite bündig mit einer Oberseite der Polymerschicht haben, und die Polymerschicht und das Substrat gemeinsam enden; ein Vergussmaterial (76), das den Bauelementchip (22) umgibt, wobei Ränder des Vergussmaterials (76) Ränder der Polymerschicht kontaktieren; eine Durchkontaktierung (72), die das Vergussmaterial (76) durchdringt; eine dielektrische Schicht (78) über dem Bauelementchip (22) und dem Vergussmaterial (76); eine erste Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80), die über dem Vergussmaterial (76) liegen, wobei eine erste der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) einen Durchkontaktierungsabschnitt hat, der die dielektrische Schicht durchdringt, um die Oberseite des Metallpföstchens (50) und/oder der Lötregion (54) zu kontaktieren; und eine zweite Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) unter dem Vergussmaterial, wobei eine zweite der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) elektrisch mit einer der zweiten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) über die Durchkontaktierung (72) gekoppelt ist.
- Package nach
Anspruch 9 , wobei die zweite der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) einen zusätzlichen Durchkontaktierungsabschnitt aufweist, der die dielektrische Schicht (78) durchdringt, um die Durchkontaktierung zu kontaktieren. - Package nach
Anspruch 9 oder10 , wobei der Durchkontaktierungsabschnitt der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) in physischem Kontakt mit der Oberseite des Metallpföstchens (50) steht. - Package nach
Anspruch 11 , wobei der Durchkontaktierungsabschnitt der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) physisch von der Lötregion (54) getrennt ist. - Package nach einem der
Ansprüche 9 bis11 , wobei der Durchkontaktierungsabschnitt der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) in physischem Kontakt mit der Oberseite der Lötregion (54) steht, wobei ein Abschnitt der Lötregion (54) das Metallpföstchen (50) überlappt. - Package nach
Anspruch 9 , wobei der Durchkontaktierungsabschnitt der ersten Mehrzahl von Umverteilungsleitungen (80) die Lötregion (54) durchdringt, um die Lötregion (54) physisch zu kontaktieren, und die Oberseite der Lötregion (54) mit der Oberseite der Polymerschicht bündig ist. - Verfahren, das Folgendes umfasst: Ausbilden von Lötregionen (54) aus einem Lot auf Oberseiten und an Seitenwänden von Metallpföstchen (50) eines Bauelementchips (22); Sondieren des Bauelementchips (22) durch Inkontaktbringen von Sondierstiften mit den Lötregionen (54); nach dem Sondieren, Vergießen des Bauelementchip (22) in einem Vergussmaterial; Planarisieren des Bauelementchips (22) und des Vergussmaterials (76), wobei Oberseiten der Lötregionen (54) bündig mit einer Oberseite des Vergussmaterials (76) sind und mindestens Abschnitte der Lötregion (54) über den Metallpföstchen (50) entfernt werden; Ausbilden einer dielektrischen Schicht (78) über und in Kontakt mit dem Bauelementchip (22) und dem Vergussmaterial (76); und Ausbilden von Umverteilungsleitungen (80), die Durchkontaktierungsabschnitte aufweisen, die die dielektrische Schicht (78) durchdringen, wobei jeder der Durchkontaktierungsabschnitte mit den Lötregionen (54) und/oder den Metallpföstchen (50) in Kontakt steht.
- Verfahren nach
Anspruch 15 , wobei alle Abschnitte der Lötregionen (54) über Oberseiten der Metallpföstchen (50) durch Planarisieren entfernt werden und die Durchkontaktierungsabschnitte der Umverteilungsleitungen (80) in physischem Kontakt mit den Oberseiten der Metallpföstchen (50) stehen. - Verfahren nach
Anspruch 15 oder16 , wobei nach dem Planarisieren Abschnitte der Lötregionen (54) übrig bleiben und die Metallpföstchen (50) überlappen und die Durchkontaktierungsabschnitte der Umverteilungsleitungen (80) in physischem Kontakt mit Oberseiten der übrig gebliebenen Abschnitte der Lötregionen stehen. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 15 bis17 , das des Weiteren Folgendes umfasst: Vergießen einer Durchkontaktierung (72) in dem Vergussmaterial (76), wobei nach dem Planarisieren eine Oberseite der Durchkontaktierung (72) bündig mit der Oberseite des Vergussmaterials (76) ist, wobei eine der Umverteilungsleitungen (80) einen zusätzlichen Durchkontaktierungsabschnitt aufweist, der die dielektrische Schicht (78) durchdringt, und der zusätzliche Durchkontaktierungsabschnitt in Kontakt mit der Oberseite der Durchkontaktierung steht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 15 bis18 , das des Weiteren nach dem Ausbilden der Lötregionen (54) und vor dem Sondieren ein Wiederaufschmelzen der Lötregionen (54) umfasst. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 15 bis19 , das des Weiteren nach dem Sondieren das Ausführen eines Chipsägevorgangs umfasst, um den Bauelementchip (22) von anderen Bauelementchips (22) eines jeweiligen Wafers zu trennen.
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