DE102015109751A1 - Metalloxid-schichtstruktur und verfahren zum ausbilden derselben - Google Patents

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    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
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    • 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
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49894—Materials of the insulating layers or coatings
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    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
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    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
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Abstract

Es werden einige Ausführungsformen von Strukturen und Verfahren beschrieben. Eine Struktur beinhaltet einen integrierten Schaltungschip, der wenigstens seitlich durch ein Verkapselungsmaterial verkapselt ist, und eine Umverteilungstruktur auf dem integrierten Schaltungschip und dem Verkapselungsmaterial. Die Umverteilungstruktur ist mit dem integrierten Schaltungschip elektrisch gekoppelt. Die Umverteilungstruktur enthält eine erste dielektrische Schicht auf wenigstens dem Verkapselungsmaterial, eine Metallisierungsstruktur auf der ersten dielektrischen Schicht, eine Metalloxid-Schichtstruktur auf der Metallisierungsstruktur und eine zweite dielektrische Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der Metallisierungsstruktur. Die Metalloxid-Schichtstruktur weist eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen auf, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, und eine Dicke der Metalloxid-Schichtstruktur beträgt wenigstens 50 Å. Die zweite dielektrische Schicht besteht aus einem photoempfindlichen Material. Die Metalloxid-Schichtstruktur ist zwischen der Metallisierungsstruktur und der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der am 13. Februar 2015 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/116,170 mit dem Titel ”Metal Oxide Layered Structure and Methods of Forming the Same”, wobei diese Anmeldung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Querverweis in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND
  • Halbleiterbauelemente werden in vielfältigen elektronischen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel in Personalcomputern, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderen elektronischen Geräten. Halbleiterbauelemente werden typischerweise hergestellt, indem nacheinander isolierende oder dielektrische Schichten, leitende Schichten und halbleitende Schichten von Material auf einem Halbleitersubstrat aufgebracht werden und die verschiedenen Materialschichten unter Verwendung von Lithografie strukturiert werden, um Schaltungskomponenten und Schaltungselemente darauf auszubilden. Typischerweise werden Dutzende oder Hunderte von integrierten Schaltungen auf einer einzigen Halbleiterscheibe (Wafer) hergestellt. Die einzelnen Chips werden vereinzelt, indem die integrierten Schaltungen entlang einer Ritzlinie gesägt werden. Die einzelnen Chips werden dann separat, zum Beispiel in Mehrchipmodulen oder in anderen Kapselungsarten, gekapselt.
  • Die Halbleiterindustrie verbessert weiterhin die Integrationsdichte verschiedener elektronischer Bauteile (z. B. Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren usw.) durch kontinuierliche Verkleinerung der minimalen Bauteilgröße, was es ermöglicht, dass mehr Bauteile in einen gegebenen Bereich integriert werden. Diese kleineren elektronischen Bauteile, wie etwa integrierte Schaltungschips, können auch kleinere Gehäuse (Packages) erfordern, welche bei manchen Anwendungen eine kleinere Fläche einnehmen als frühere Gehäuse.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden aus der vorliegenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren am besten ersichtlich. Es ist anzumerken, dass entsprechend der üblichen Praxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale im Interesse der Klarheit der Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
  • Die 1 bis 3 sind Schnittansichten allgemeiner Aspekte von Zwischenschritten während der Bearbeitung gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 4A und 4B zeigen eine erste beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 5A und 5B zeigen eine zweite beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 6A und 6B zeigen eine dritte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 7A und 7B zeigen eine vierte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 8A und 8B zeigen eine fünfte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • Die 9 bis 23 sind Schnittansichten von Zwischenschritten während eines Prozesses zum Ausbilden einer Chip-on-Package-(CoP-) und/oder einer Package-on-Package-(PoP-)Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 24 zeigt eine CoP-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 25 zeigt eine erste PoP-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 26 zeigt eine zweite PoP-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 27 zeigt eine dritte PoP-Struktur gemäß einigen Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Implementierung verschiedener Merkmale des vorgesehenen Gegenstands bereit. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele, und sie sind nicht als einschränkend anzusehen. Zum Beispiel kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der nachfolgenden Beschreibung Ausführungsformen beinhalten, bei denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen beinhalten, bei denen weitere Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet sein können, so dass sich das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt befinden. Weiterhin können sich in der vorliegenden Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und stellt an sich noch keinen Zusammenhang zwischen der verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen her.
  • Ferner können Begriffe, die räumliche Beziehungen bezeichnen, wie ”unterhalb”, ”unter”, ”untere(r)”, ”oberhalb” ”obere(r)” usw., hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) zu beschreiben, wie in den Figuren dargestellt. In ähnlicher Weise können solche Begriffe wie ”Vorderseite” und ”Rückseite” hier verwendet werden, um verschiedene Komponenten einfacher zu identifizieren, und können angeben, dass sich diese Komponenten zum Beispiel auf gegenüberliegenden Seiten einer anderen Komponente befinden. Die räumliche Beziehungen bezeichnenden Begriffe sollen andere Ausrichtungen der in Verwendung oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung, zusätzlich der in den Figuren abgebildeten Ausrichtung, mit einschließen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet (um 90 Grad gedreht oder in eine andere Ausrichtung bewegt) werden, und die hier verwendeten Begriffe zur Beschreibung räumlicher Beziehungen können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
  • Hier erläuterte Ausführungsformen können in einem speziellen Kontext erläutert werden, nämlich einem Fan-Out-Package oder Fan-In-Package auf Wafer-Ebene, wie es in einer Chip-on-Package-(CoP-) und/oder Package-on-Package-(PoP-)Struktur verwendet wird. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Anwendungen denkbar, wie etwa andere Kapselungstypen oder andere Konfigurationen, welche für einen Durchschnittsfachmann beim Studium dieser Beschreibung leicht ersichtlich sind. Es ist anzumerken, dass bei den hier erläuterten Ausführungsformen nicht unbedingt jede Komponente oder jedes Merkmal, die bzw. das in einer Struktur vorhanden sein kann, dargestellt ist. Zum Beispiel können zusätzliche Exemplare einer Komponente in einer Figur weggelassen werden, etwa wenn die Erläuterung einer der Komponenten ausreichend ist, um Aspekte der Ausführungsform zu vermitteln. Ferner können hier erläuterte Verfahrensausführungsformen als in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt erläutert werden; andere Ausführungsformen können jedoch in einer beliebigen logischen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Die 1 bis 3 zeigen Schnittansichten allgemeiner Aspekte von Zwischenschritten während der Bearbeitung gemäß einigen Ausführungsformen. 1 zeigt eine erste dielektrische Schicht 30, eine Metallisierungsstruktur 32 auf der ersten dielektrischen Schicht 30 und ein natürliches Oxid 34 auf der Metallisierungsstruktur 32. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste dielektrische Schicht 30 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa Polybenzoxazol (PBO), Polyimid, Benzocyclobuten (BCB) oder Ähnliches sein kann. Die erste dielektrische Schicht 30 kann durch einen geeigneten Abscheidungsprozess, wie etwa Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon, auf einem beliebigen Trägersubstrat ausgebildet werden, wobei einige Beispiele davon in Verbindung mit nachfolgenden Figuren beschrieben sind.
  • Als ein Beispiel wird zum Ausbilden einer Metallisierungsstruktur 32 eine Keimschicht (nicht dargestellt) auf der ersten dielektrischen Schicht 30 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Anwendung von zum Beispiel physikalischer Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD), Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht der Metallisierungsstruktur 32. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen, entfernt werden. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden die Metallisierungsstruktur 32.
  • Das natürliche Oxid 34 kann von dem Metall der Metallisierungsstruktur 32 gebildet werden, das in einer umgebenden Umwelt mit Sauerstoff reagiert. Zum Beispiel kann das natürliche Oxid 34 durch eine Reaktion zwischen dem Metall und Wasser, Wasserstoffperoxid oder Ähnlichem gebildet werden, wenn das Metall nach einer Ätzung gereinigt wird. Ferner kann das natürliche Oxid 34 durch eine Reaktion zwischen dem Metall und Sauerstoff in Luft gebildet werden, wenn das Metall Luft ausgesetzt wird. Das natürliche Oxid 34 kann auf vielerlei Weise gebildet werden.
  • In 2 wird eine Metalloxid-Schichtstruktur 36 auf der Metallisierungsstruktur 32 ausgebildet. Die Metalloxid-Schichtstruktur 36 kann bei einigen Ausführungsformen das natürliche Oxid 34 enthalten, oder bei anderen Ausführungsformen kann das natürliche Oxid 34 entfernt sein. Beispiele und weitere Einzelheiten verschiedener Metalloxid-Schichtstrukturen 36 werden unter Bezugnahme auf die 4A–B, 5A–B, 6A–B, 7A–B und 8A–B dargestellt und erläutert. Die Metalloxid-Schichtstruktur 36 weist eine Schicht aus einem Metalloxid auf, die im Wesentlichen aus Atomen eines Metalls, wie etwa Atomen des Metalls der Metallisierungsstruktur 32, und Atomen von Sauerstoff in einem Verhältnis von im Wesentlichen 1:1 besteht (nur der Einfachheit halber wird dieses Verhältnis im Folgenden als ”Mx:O = 1:1” bezeichnet). Ein Verhältnis von im Wesentlichen 1:1 kann Verhältnisse von 0,8:1 bis 1,2:1, wie etwa von 0,9:1 bis 1,1:1 beinhalten. Zum Beispiel enthält bei einigen Ausführungsformen, bei denen die Metallisierungsstruktur 32 Kupfer ist, die Metalloxid-Schichtstruktur 36 eine Schicht aus Kupfer(II)-oxid (CuO), und ein Verhältnis von Kupferatomen zu Sauerstoffatomen in dieser Schicht beträgt im Wesentlichen 1:1. Für einen Durchschnittsfachmann ist klar, dass auch andere zufällige Atome, wie etwa Stickstoff und/oder Kohlenstoff, in einer Schicht eines Metalloxids enthalten sein können, die im Wesentlichen aus Atomen eines Metalls und Atomen von Sauerstoff in einem Verhältnis von im Wesentlichen 1:1 besteht, zum Beispiel infolge einer Bearbeitung.
  • In 3 wird eine zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36 und der ersten dielektrischen Schicht 30 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite dielektrische Schicht 38 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa Polybenzoxazol (PBO), Polyimid, Benzocyclobuten (BCB) oder Ähnliches sein kann. Der Begriff ”photoempfindliches Material”, wie er hier verwendet wird, schließt ein entwickeltes Material ein, welches vor dem Entwickeln photoempfindlich war. Die zweite dielektrische Schicht 38 kann durch einen beliebigen geeigneten Abscheidungsprozess, wie etwa Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon, ausgebildet werden.
  • Die 4A und 4B zeigen eine erste beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur 36A und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur 36A gemäß einigen Ausführungsformen. 4A zeigt die Metallisierungsstruktur 32, welche in Schritt 200 von 4B ausgebildet wird, wie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Wie zu 1 weiter erläutert wurde, kann ein natürliches Oxid 34 auf der Metallisierungsstruktur 32 gebildet werden. In Schritt 202 von 4B wird das natürliche Oxid 34 entfernt. Das Entfernen kann durch einen geeigneten Reinigungsprozess erfolgen, wie etwa einen Stickstoff-(N2-)Plasma-Prozess. In Schritt 204 von 4B wird eine Metalloxidschicht 40 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 32 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 40 kann durch Behandlung der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. Beispielsweise kann die Metallisierungsstruktur 32 aus Kupfer bestehen, und die Metalloxidschicht 40 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen. Wie dargestellt, besteht die Metalloxid-Schichtstruktur 36A aus der Metalloxidschicht 40 mit Mx:O = 1:1. In Schritt 206 von 4B wird die zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36A ausgebildet, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
  • Die 5A und 5B zeigen eine zweite beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur 36B und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur 36B gemäß einigen Ausführungsformen. 5A zeigt die Metallisierungsstruktur 32, welche in Schritt 210 von 5B ausgebildet wird, wie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Wie zu 1 weiter erläutert wurde, kann ein natürliches Oxid 34 auf der Metallisierungsstruktur 32 gebildet werden. In Schritt 212 von 53 wird das natürliche Oxid 34 entfernt. Das Entfernen kann durch einen geeigneten Reinigungsprozess erfolgen, wie etwa einen Stickstoff-(N2-)Plasma-Prozess. In Schritt 214 von 5B wird eine Metalloxidschicht 42 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 32 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 42 kann durch Behandlung der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. In Schritt 216 von 5B wird ein natürliches Oxid 44 auf der Metalloxidschicht 42 gebildet. Das natürliche Oxid 44 kann gebildet werden, indem die Metallisierungsstruktur 32 und die Metalloxidschicht 42 einer Umgebung ausgesetzt werden, welche Sauerstoff enthält, wie etwa während eines Reinigungsprozesses, bei dem Wasser verwendet wird, oder indem die Struktur Luft ausgesetzt wird. Beispielsweise kann die Metallisierungsstruktur 32 aus Kupfer bestehen; die Metalloxidschicht 42 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen; und das natürliche Oxid 44 kann Kupfer(I)-oxid (Cu2O) sein. Wie dargestellt, besteht die Metalloxid-Schichtstruktur 36B aus der Metalloxidschicht 42 mit Mx:O = 1:1 und dem natürlichen Oxid 44. In Schritt 218 von 5B wird die zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36B ausgebildet, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
  • Die 6A und 6B zeigen eine dritte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur 36C und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur 36C gemäß einigen Ausführungsformen. 6A zeigt die Metallisierungsstruktur 32, welche in Schritt 220 von 6B ausgebildet wird, wie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Wie zu 1 weiter erläutert wurde, wird in Schritt 222 von 6B ein natürliches Oxid 46 unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 32 gebildet. In Schritt 224 von 6B wird eine Metalloxidschicht 48 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf dem natürlichen Oxid 46 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 48 kann durch Behandlung des natürlichen Oxids 46 und der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. Beispielsweise kann die Metallisierungsstruktur 32 aus Kupfer bestehen; das natürliche Oxid 46 kann Kupfer(I)-oxid (Cu2O) sein; und die Metalloxidschicht 48 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen. Wie dargestellt, besteht die Metalloxid-Schichtstruktur 36C aus dem natürlichen Oxid 46 und der Metalloxidschicht 48 mit Mx:O = 1:1. In Schritt 226 von 6B wird die zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36C ausgebildet, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
  • Die 7A und 7B zeigen eine vierte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur 36D und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur 36D gemäß einigen Ausführungsformen. 7A zeigt die Metallisierungsstruktur 32, welche in Schritt 230 von 7B ausgebildet wird, wie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Wie zu 1 weiter erläutert wurde, kann ein natürliches Oxid 34 auf der Metallisierungsstruktur 32 gebildet werden. In Schritt 232 von 7B wird das natürliche Oxid 34 entfernt. Das Entfernen kann durch einen geeigneten Reinigungsprozess erfolgen, wie etwa einen Stickstoff-(N2-)Plasma-Prozess. In Schritt 234 von 7B wird eine Metalloxidschicht 50 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 32 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 50 kann durch Behandlung der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. In Schritt 236 von 7B wird ein natürliches Oxid 52 auf der Metalloxidschicht 50 gebildet. Das natürliche Oxid 52 kann gebildet werden, indem die Metallisierungsstruktur 32 und die Metalloxidschicht 50 einer Umgebung ausgesetzt werden, welche Sauerstoff enthält, wie etwa während eines Reinigungsprozesses, bei dem Wasser verwendet wird, oder indem die Struktur Luft ausgesetzt wird. In Schritt 238 von 7B wird eine Metalloxidschicht 54 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf dem natürlichen Oxid 52 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 54 kann durch Behandlung des natürlichen Oxids 52, der Metalloxidschicht 50 und der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. Beispielsweise kann die Metallisierungsstruktur 32 aus Kupfer bestehen; die Metalloxidschicht 50 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen; das natürliche Oxid 52 kann Kupfer(I)-oxid (Cu2O) sein; und die Metalloxidschicht 54 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen. Wie dargestellt, besteht die Metalloxid-Schichtstruktur 36D aus der Metalloxidschicht 50 mit Mx:O = 1:1, dem natürlichen Oxid 52 und der Metalloxidschicht 54 mit Mx:O = 1:1. In Schritt 240 von 7B wird die zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36D ausgebildet, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
  • Die 8A und 8B zeigen eine fünfte beispielhafte Metalloxid-Schichtstruktur 36E und ein Verfahren zum Ausbilden der Metalloxid-Schichtstruktur 36E gemäß einigen Ausführungsformen. 8A zeigt die Metallisierungsstruktur 32, welche in Schritt 250 von 8B ausgebildet wird, wie im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Wie zu 1 weiter erläutert wurde, wird in Schritt 252 von 8B ein natürliches Oxid 56 unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 32 gebildet. In Schritt 254 von 8B wird eine Metalloxidschicht 58 mit Mx:O = 1:1 unmittelbar auf dem natürlichen Oxid 56 ausgebildet. Die Metalloxidschicht 58 kann durch Behandlung des natürlichen Oxids 56 und der Metallisierungsstruktur 32 mit einem sauerstoffhaltigen Plasma gebildet werden, wie etwa einem Plasma, das Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasser (H2O) oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfasst. Das sauerstoffhaltige Plasma kann weitere Plasmaarten umfassen, wie etwa Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Argon (Ar) oder Ähnliches, oder eine Kombination davon. In Schritt 256 von 8B wird ein natürliches Oxid 60 auf der Metalloxidschicht 58 gebildet. Das natürliche Oxid 60 kann gebildet werden, indem die Metallisierungsstruktur 32 und die Metalloxidschicht 58 einer Umgebung ausgesetzt werden, welche Sauerstoff enthält, wie etwa während eines Reinigungsprozesses, bei dem Wasser verwendet wird, oder indem die Struktur Luft ausgesetzt wird. Beispielsweise kann die Metallisierungsstruktur 32 aus Kupfer bestehen; das natürliche Oxid 56 kann Kupfer(I)-oxid (Cu2O) sein; die Metalloxidschicht 58 kann aus Kupfer(II)-oxid (CuO) bestehen; und das natürliche Oxid 60 kann Kupfer(I)-oxid (Cu2O) sein. Wie dargestellt, besteht die Metalloxid-Schichtstruktur 36E aus dem natürlichen Oxid 56, der Metalloxidschicht 58 mit Mx:O = 1:1 und dem natürlichen Oxid 60. In Schritt 258 von 8B wird die zweite dielektrische Schicht 38 auf der Metalloxid-Schichtstruktur 36E ausgebildet, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
  • Eine Metalloxid-Schichtstruktur 36, wie etwa die Metalloxid-Schichtstrukturen 36A, 36B, 36C, 36D und 36E, kann die Haftung zwischen der darunterliegenden Metallisierung und der darüberliegenden dielektrischen Schicht, welche, wie oben erläutert, ein photoempfindliches Material sein kann, fördern. Daher kann die Metalloxid-Schichtstruktur 36 als eine Haftstruktur bezeichnet werden. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Dicke der Metalloxid-Schichtstruktur 36 größer als oder gleich etwa 50 Å, liegt etwa in einem Bereich von etwa 50 Å bis etwa 200 Å und insbesondere in einem Bereich von etwa 50 Å bis etwa 100 Å. Es wurde festgestellt, dass eine Dicke einer Metalloxid-Schichtstruktur 36, die größer als oder gleich etwa 50 Å ist, die Haftung erhöht.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl spezielle Beispiele angegeben wurden, in denen Kupfer, Kupfer(II)-oxid und Kupfer(I)-oxid verwendet werden, auch andere Metalle und Oxide verwendet werden können. Für einen Durchschnittsfachmann ist leicht ersichtlich, welche verschiedenen Oxide gebildet werden können, wenn ein anderes Metall, wie etwa Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches, verwendet wird.
  • Die 9 bis 23 zeigen Schnittansichten von Zwischenschritten während eines Prozesses zum Ausbilden einer Chip-on-Package-(CoP-) und/oder einer Package-on-Package-(PoP-)Struktur gemäß einigen Ausführungsformen. 9 zeigt ein Trägersubstrat 100 und eine auf dem Trägersubstrat 100 ausgebildete Trennschicht 102. Das Trägersubstrat 100 kann ein Glasträgersubstrat, ein Keramikträgersubstrat oder Ähnliches sein. Das Trägersubstrat 100 kann ein Wafer sein, so dass mehrere Gehäuse gleichzeitig auf dem Trägersubstrat 100 ausgebildet sein können. Die Trennschicht 102 kann aus einem polymerbasierten Material ausgebildet sein, welches zusammen mit dem Trägersubstrat 100 von den darüberliegenden Strukturen, welche in nachfolgenden Schritten ausgebildet werden, entfernt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen ist die Trennschicht 102 ein epoxidbasiertes thermisches Trennmaterial, welches seine Hafteigenschaft verliert, wenn es erwärmt wird, wie etwa eine Licht-Wärmeumwandlungs-(Light-to-Heat-Conversion, LTHC)Trennschicht. Bei anderen Ausführungsformen kann die Trennschicht 102 ein Ultraviolett-(UV-)Klebstoff sein, welcher seine Hafteigenschaft verliert, wenn er UV-Licht ausgesetzt wird. Die Trennschicht 102 kann als eine Flüssigkeit abgegeben und ausgehärtet werden, kann ein Laminatfilm sein, der auf das Trägersubstrat 100 auflaminiert wird, oder Ähnliches. Die Oberseite der Trennschicht 102 kann eingeebnet sein und kann einen hohen Grad an Koplanarität aufweisen.
  • In den 9 bis 11 wird eine Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 ausgebildet. Die Rückseiten-Umverteilungstruktur umfasst dielektrische Schichte 104 und 110 und eine Metallisierungsstruktur 106. Wie in 9 dargestellt, ist die dielektrische Schicht 104 auf der Trennschicht 102 ausgebildet. Die Unterseite der dielektrischen Schicht 104 kann sich mit der Oberseite der Trennschicht 102 in Kontakt befinden. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 104 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 104 kann durch einen beliebigen geeigneten Abscheidungsprozess, wie etwa Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon, ausgebildet werden.
  • In 10 wird die Metallisierungsstruktur 106 auf der dielektrischen Schicht 104 ausgebildet. Als ein Beispiel wird zum Ausbilden einer Metallisierungsstruktur 106 eine Keimschicht (nicht dargestellt) über der dielektrischen Schicht 104 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von zum Beispiel PVD, Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht der Metallisierungsstruktur 106. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden die Metallisierungsstruktur 106.
  • Anschließend wird auf freiliegenden Flächen der Metallisierungsstruktur 106 eine Metalloxid-Schichtstruktur 108 ausgebildet. Die Metalloxid-Schichtstruktur 108 kann irgendeine der Strukturen aufweisen, die in den 4A, 5A, 6A, 7A und 8A dargestellt sind, oder dergleichen, und kann durch irgendeines der Verfahren ausgebildet werden, die in den 4B, 5B, 6B, 7B und 8B skizziert sind, oder dergleichen.
  • In 11 wird die dielektrische Schicht 110 auf der Metallisierungsstruktur 106 und der dielektrischen Schicht 104 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 110 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 110 kann durch Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 110 wird anschließend strukturiert, um Öffnungen auszubilden, um Abschnitte 112 der Metalloxid-Schichtstruktur 108 auf der Metallisierungsstruktur 106 freizulegen. Wenn die dielektrische Schicht 110 aus einem photoempfindlichen Material besteht, kann die Strukturierung erfolgen, indem die dielektrische Schicht 110 unter Verwendung einer Lithografiemaske belichtet wird und anschließend die dielektrische Schicht 110 entwickelt wird. Es können auch andere Strukturierungstechniken wie etwa Ätzen angewendet werden.
  • Wie dargestellt, weist die Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 zwei dielektrische Schichten 104 und 110 und eine Metallisierungsstruktur 106 auf. Bei anderen Ausführungsformen kann die Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 eine beliebige Anzahl von dielektrischen Schichten, Metallisierungsstrukturen und Vias (Kontaktlöcher) auf. Eine oder mehrere zusätzliche Metallisierungsstrukturen und dielektrischen Schichten können auf der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 ausgebildet werden, indem die Vorgänge zur Ausbildung einer Metallisierungsstruktur 106 und einer dielektrischen Schicht 110 wiederholt werden. Vias können während der Bildung einer Metallisierungsstruktur ausgebildet werden, indem die Keimschicht und Metall der Metallisierungsstruktur in den Öffnungen der darunter befindlichen dielektrischen Schicht ausgebildet werden. Die Vias können daher die verschiedenen Metallisierungsstrukturen miteinander verbinden und elektrisch koppeln.
  • In 12 werden Durchkontaktierungen 116 ausgebildet. Als ein Beispiel zur Ausbildung der Durchkontaktierungen 116 werden die freiliegenden Abschnitte 112 der Metalloxid-Schichtstruktur 108 entfernt, um Abschnitte der Metallisierungsstruktur 106 freizulegen, und danach wird eine Keimschicht (nicht dargestellt) auf der dielektrischen Schicht 110 und den freiliegenden Abschnitten der Metallisierungsstruktur 106 ausgebildet. Die freiliegenden Abschnitte 112 der Metalloxid-Schichtstruktur 108 können durch eine Sputter-Ätzung oder Ähnliches entfernt werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von zum Beispiel PVD, Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Die freiliegenden Abschnitte 112 der Metalloxid-Schichtstruktur 108 können in derselben Behandlungskammer entfernt werden, in der die Keimschicht gebildet wird. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht den Durchkontaktierungen 116. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden Durchkontaktierungen 116. Da die Abschnitte 112 der Metalloxid-Schichtstruktur 108 von der Metallisierungsstruktur 106 entfernt wurden, sind direkte Metall-Metall-Grenzflächen 118 zwischen den Durchkontaktierungen 116 und der Metallisierungsstruktur 106 ausgebildet.
  • Weiterhin wird in 12 ein integrierter Schaltungschip 119 durch einen Klebstoff 120 an die dielektrische Schicht 110 geklebt. Wie dargestellt, ist ein integrierter Schaltungschip 119 in einer Gehäusestruktur angeklebt, und bei anderen Ausführungsformen können mehrere integrierte Schaltungschips in einer Gehäusestruktur angeklebt sein. Bevor er an die dielektrische Schicht 110 geklebt wird, kann der integrierte Schaltungschip 119 mittels entsprechender Fertigungsprozesse bearbeitet werden, um eine integrierte Schaltung in dem integrierten Schaltungschip 119 auszubilden. Zum Beispiel umfasst der integrierte Schaltungschip 119 eine Halbleitersubstrat 122. Das Halbleitersubstrat 122 kann ein massives Halbleitersubstrat, ein Halbleiter-auf-Isolator-(Semiconductor-on-Insulator, SOI) Substrat, ein Mehrschicht- oder Gradientensubstrat oder Ähnliches sein. Das Halbleitermaterial des Halbleitersubstrats 122 kann dotiert oder undotiert sein und kann einen elementaren Halbleiter wie etwa Silicium oder Germanium; einen Verbindungs- oder Legierungshalbleiter, darunter SiGe, SiC, GaAs, GaP, InP, InAs, InSb, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, GaInAsP oder Ähnliches; oder eine Kombination davon beinhalten. Bauelemente, wie etwa Transistoren, Dioden, Kondensatoren, Widerstände usw., können in und/oder auf dem Halbleitersubstrat 122 ausgebildet sein und können durch Verbindungsstrukturen 124 miteinander verbunden sein, die zum Beispiel von Metallisierungsstrukturen in einer oder mehreren dielektrischen Schichten auf dem Halbleitersubstrat 122 gebildet sein können, um eine integriert Schaltung zu bilden.
  • Der integrierte Schaltungschip 119 umfasst ferner Kontaktflächen 126, wie etwa Aluminiumkontaktflächen, zu denen externe Verbindungen hergestellt werden. Die Kontaktflächen 126 sind auf der Seite angeordnet, die als eine aktive Seite des integrierten Schaltungschips 119 bezeichnet werden kann. Ein Passivierungsfilm 128 befindet sich auf dem integrierten Schaltungschip 119 und auf Abschnitten der Kontaktflächen 126. Öffnungen erstrecken sich durch den Passivierungsfilm 128 hindurch zu den Kontaktflächen 126. Chip-Verbinder (die connectors) 130, wie etwa leitfähige Säulen (die zum Beispiel ein Metall wie etwa Kupfer umfassen), befinden sich in den Öffnungen durch den Passivierungsfilm 128 und sind mechanisch und elektrisch mit den jeweiligen Kontaktflächen 126 gekoppelt. Die Chip-Verbinder 130 können zum Beispiel durch Plattieren oder Ähnliches ausgebildet werden. Die Chip-Verbinder 130 schließen die integrierte Schaltung des integrierten Schaltungschips 119 elektrisch an.
  • Ein dielektrisches Material 132 befindet sich auf der aktiven Seite des integrierten Schaltungschips 119, wie etwa auf dem Passivierungsfilm 128 und den Chip-Verbindern 130. Das dielektrische Material 132 verkapselt die Chip-Verbinder 130 seitlich, und das dielektrische Material 132 endet seitlich auf einer Linie mit dem integrierten Schaltungschip 119. Das dielektrische Material 132 kann ein Polymer wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches; ein Nitrid wie etwa Siliciumnitrid oder Ähnliches; ein Oxid wie etwa Siliciumoxid, PSG, BSG, BPSG oder Ähnliches; oder Ähnliches, oder eine Kombination davon sein, und kann zum Beispiel durch Rotationsbeschichtung, Laminierung, CVD oder Ähnliches ausgebildet sein.
  • Ein Klebstoff 120 befindet sich auf einer Rückseite des integrierten Schaltungschips 119 und klebt den integrierten Schaltungschip 119 an die Rückseiten-Umverteilungstruktur 114, wie etwa in der Abbildung an die dielektrische Schicht 110. Der Klebstoff 120 kann ein beliebiger geeigneter Klebstoff sein, ein Epoxidkleber oder Ähnliches. Der Klebstoff 120 kann auf eine Rückseite des integrierten Schaltungschips 119 aufgebracht sein, wie etwa auf eine Rückseite des jeweiligen Halbleiterwafers. Der integrierte Schaltungschip 119 kann vereinzelt werden, etwa durch Sägen oder Trennschleifen (Dicing), und mittels des Klebstoffs 120 an die dielektrische Schicht 110 geklebt werden, zum Beispiel unter Verwendung eines Pick-and-Place-Werkzeugs.
  • In 13 wird ein Verkapselungsmaterial 134 auf den verschiedenen Komponenten ausgebildet. Das Verkapselungsmaterial 134 kann eine Formmasse, Epoxidharz oder Ähnliches sein und kann durch Formpressen, Spritzpressen oder Ähnliches aufgebracht werden. Nach dem Aushärten kann das Verkapselungsmaterial 134 einem Schleifprozess unterzogen werden, um die Durchkontaktierungen 116 und Chip-Verbinder 130 freizulegen. Die Oberseiten der Durchkontaktierungen 116, der Chip-Verbinder 130 und des Verkapselungsmaterials 134 sind nach dem Schleifprozess koplanar. Bei einigen Ausführungsformen kann auf das Schleifen verzichtet werden, zum Beispiel wenn Durchkontaktierungen 116 und Chip-Verbinder 130 bereits freiliegen.
  • In den 14 bis 20 wird eine Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 ausgebildet. Wie dann in 20 dargestellt ist, umfasst die Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 dielektrische Schichten 136, 142, 152 und 162 und Metallisierungsstrukturen 138, 146 und 156.
  • In 14 wird die dielektrische Schicht 134 auf dem Verkapselungsmaterial 134, den Durchkontaktierungen 116 und den Chip-Verbindern 130 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 136 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 136 kann durch Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 136 wird anschließend strukturiert, um Öffnungen auszubilden, um Abschnitte 112 der Durchkontaktierungen 116 und Chip-Verbinder 130 freizulegen. Wenn die dielektrische Schicht 136 aus einem photoempfindlichen Material besteht, kann die Strukturierung erfolgen, indem die dielektrische Schicht 136 unter Verwendung einer Lithografiemaske belichtet wird und anschließend die dielektrische Schicht 136 entwickelt wird. Es können auch andere Strukturierungstechniken wie etwa Ätzen angewendet werden.
  • In 15 wird eine Metallisierungsstruktur 138 mit Vias auf der dielektrischen Schicht 136 ausgebildet. Als ein Beispiel wird zum Ausbilden einer Metallisierungsstruktur 138 eine Keimschicht (nicht dargestellt) über der dielektrischen Schicht 136 und in Öffnungen durch die dielektrische Schicht 136 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Anwendung von zum Beispiel PVD oder Ähnlichem gebildet werden. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht der Metallisierungsstruktur 138. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann ein Metall wie Kupfer, Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden die Metallisierungsstruktur 138 und Vias. Die Vias sind in Öffnungen durch die dielektrische Schicht 136 hindurch ausgebildet, z. B. zu den Durchkontaktierungen 116 und/oder den Chip-Verbindern 130.
  • Anschließend wird auf freiliegenden Flächen der Metallisierungsstruktur 138 eine Metalloxid-Schichtstruktur 140 ausgebildet. Die Metalloxid-Schichtstruktur 140 kann irgendeine der Strukturen aufweisen, die in den 4A, 5A, 6A, 7A und 8A dargestellt sind, oder dergleichen, und kann durch irgendeines der Verfahren ausgebildet werden, die in den 4B, 5B, 6B, 7B und 8B skizziert sind, oder dergleichen.
  • In 16 wird die dielektrische Schicht 142 auf der Metallisierungsstruktur 138 und der dielektrischen Schicht 136 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 142 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 142 kann durch Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 142 wird anschließend strukturiert, um Öffnungen auszubilden, um Abschnitte 144 der Metalloxid-Schichtstruktur 140 auf der Metallisierungsstruktur 138 freizulegen. Wenn die dielektrische Schicht 142 aus einem photoempfindlichen Material besteht, kann die Strukturierung erfolgen, indem die dielektrische Schicht 142 unter Verwendung einer Lithografiemaske belichtet wird und anschließend die dielektrische Schicht 142 entwickelt wird. Es können auch andere Strukturierungstechniken wie etwa Ätzen angewendet werden.
  • In 17 wird eine Metallisierungsstruktur 146 mit Vias auf der dielektrischen Schicht 142 ausgebildet. Als ein Beispiel zur Ausbildung der Metallisierungsstruktur 146 werden die freiliegenden Abschnitte 144 der Metalloxid-Schichtstruktur 140 entfernt, um Abschnitte der Metallisierungsstruktur 138 freizulegen, und danach wird eine Keimschicht (nicht dargestellt) auf der dielektrischen Schicht 142 und den freiliegenden Abschnitten der Metallisierungsstruktur 138 ausgebildet. Die freiliegenden Abschnitte 144 der Metalloxid-Schichtstruktur 140 können durch eine Sputter-Ätzung oder Ähnliches entfernt werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von zum Beispiel PVD, Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Die freiliegenden Abschnitte 144 der Metalloxid-Schichtstruktur 140 können in derselben Behandlungskammer entfernt werden, in der die Keimschicht gebildet wird. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht der Metallisierungsstruktur 146. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden die Metallisierungsstruktur 146 und Vias. Die Vias sind in Öffnungen durch die dielektrische Schicht 142 hindurch ausgebildet, z. B. zu Abschnitten der Metallisierungsstruktur 138. Da die Abschnitte 144 der Metalloxid-Schichtstruktur 140 von der Metallisierungsstruktur 138 entfernt wurden, sind direkte Metall-Metall-Grenzflächen 148 zwischen den Vias der Metallisierungsstruktur 146 und der Metallisierungsstruktur 138 ausgebildet.
  • Anschließend wird auf freiliegenden Flächen der Metallisierungsstruktur 146 eine Metalloxid-Schichtstruktur 150 ausgebildet. Die Metalloxid-Schichtstruktur 150 kann irgendeine der Strukturen aufweisen, die in den 4A, 5A, 6A, 7A und 8A dargestellt sind, oder dergleichen, und kann durch irgendeines der Verfahren ausgebildet werden, die in den 4B, 5B, 6B, 7B und 8B skizziert sind, oder dergleichen.
  • In 18 wird die dielektrische Schicht 152 auf der Metallisierungsstruktur 146 und der dielektrischen Schicht 142 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 152 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 152 kann durch Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 152 wird anschließend strukturiert, um Öffnungen auszubilden, um Abschnitte 154 der Metalloxid-Schichtstruktur 150 auf der Metallisierungsstruktur 146 freizulegen. Wenn die dielektrische Schicht 152 aus einem photoempfindlichen Material besteht, kann die Strukturierung erfolgen, indem die dielektrische Schicht 152 unter Verwendung einer Lithografiemaske belichtet wird und anschließend die dielektrische Schicht 152 entwickelt wird. Es können auch andere Strukturierungstechniken wie etwa Ätzen angewendet werden.
  • In 19 wird eine Metallisierungsstruktur 156 mit Vias auf der dielektrischen Schicht 152 ausgebildet. Als ein Beispiel werden zum Ausbilden einer Metallisierungsstruktur 156 die freiliegenden Abschnitt 154 der Metalloxid-Schichtstruktur 150 entfernt, um Abschnitte der Metallisierungsstruktur 146 freizulegen, und anschließend wird eine Keimschicht (nicht dargestellt) auf der dielektrischen Schicht 152 und den freiliegenden Abschnitten der Metallisierungsstruktur 146 ausgebildet. Die freiliegenden Abschnitte 154 der Metalloxid-Schichtstruktur 150 können durch eine Sputter-Ätzung oder Ähnliches entfernt werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von zum Beispiel PVD, Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Die freiliegenden Abschnitte 154 der Metalloxid-Schichtstruktur 150 können in derselben Behandlungskammer entfernt werden, in der die Keimschicht gebildet wird. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht der Metallisierungsstruktur 156. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Nickel, Cobalt, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden die Metallisierungsstruktur 156 und Vias. Die Vias sind in Öffnungen durch die dielektrische Schicht 152 hindurch ausgebildet, z. B. zu Abschnitten der Metallisierungsstruktur 146. Da die Abschnitte 154 der Metalloxid-Schichtstruktur 150 von der Metallisierungsstruktur 146 entfernt wurden, sind direkte Metall-Metall-Grenzflächen 158 zwischen den Vias der Metallisierungsstruktur 156 und der Metallisierungsstruktur 146 ausgebildet.
  • Anschließend wird auf freiliegenden Flächen der Metallisierungsstruktur 156 eine Metalloxid-Schichtstruktur 160 ausgebildet. Die Metalloxid-Schichtstruktur 160 kann irgendeine der Strukturen aufweisen, die in den 4A, 5A, 6A, 7A und 8A dargestellt sind, oder dergleichen, und kann durch irgendeines der Verfahren ausgebildet werden, die in den 4B, 5B, 6B, 7B und 8B skizziert sind, oder dergleichen.
  • In 20 wird die dielektrische Schicht 162 auf der Metallisierungsstruktur 156 und der dielektrischen Schicht 152 ausgebildet. Bei einigen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht 162 aus einem Polymer ausgebildet, welches ein photoempfindliches Material wie etwa PBO, Polyimid, BCB oder Ähnliches sein kann. Die dielektrische Schicht 162 kann durch Rotationsbeschichtung, Laminierung oder Ähnliches oder eine Kombination davon ausgebildet werden. Die dielektrische Schicht 162 wird anschließend strukturiert, um Öffnungen auszubilden, um Abschnitte 164 der Metalloxid-Schichtstruktur 160 auf der Metallisierungsstruktur 156 freizulegen. Wenn die dielektrische Schicht 162 aus einem photoempfindlichen Material besteht, kann die Strukturierung erfolgen, indem die dielektrische Schicht 162 unter Verwendung einer Lithografiemaske belichtet wird und anschließend die dielektrische Schicht 162 entwickelt wird. Es können auch andere Strukturierungstechniken wie etwa Ätzen angewendet werden.
  • Die Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 ist als ein Beispiel dargestellt. Es können auch mehr oder weniger dielektrische Schichten und Metallisierungsstrukturen in der Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 ausgebildet sein. Falls weniger dielektrische Schichten und Metallisierungsstrukturen ausgebildet werden sollen, können einige der oben erläuterten Schritte und Prozesse entfallen. Falls mehr dielektrische Schichten und Metallisierungsstrukturen ausgebildet werden sollen, können oben erläuterte Schritte und Prozesse wiederholt werden. Für einen Durchschnittsfachmann ist leicht ersichtlich, welche Schritte und Prozesse weggelassen oder wiederholt würden.
  • In 21 werden Kontaktflächen 168, welche als Under-Bump-Metallisierungen (Under Bump Metallurgies, UBMs) bezeichnet werden können, auf einer Außenseite der Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform werden Kontaktflächen 168 durch Öffnungen durch die dielektrische Schicht 162 hindurch zu der Metallisierungsstruktur 156 ausgebildet. Als ein Beispiel zur Ausbildung der Kontaktflächen 168 werden die freiliegenden Abschnitte 164 der Metalloxid-Schichtstruktur 160 entfernt, um Abschnitte der Metallisierungsstruktur 156 freizulegen, und danach wird eine Keimschicht (nicht dargestellt) auf der dielektrischen Schicht 162 und den freiliegenden Abschnitten der Metallisierungsstruktur 156 ausgebildet. Die freiliegenden Abschnitte 164 der Metalloxid-Schichtstruktur 160 können durch eine Sputter-Ätzung oder Ähnliches entfernt werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, welche eine einzelne Schicht oder eine zusammengesetzte Schicht, die mehrere aus verschiedenen Materialien ausgebildete Teilschichten umfasst, sein kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht. Die Keimschicht kann unter Verwendung von zum Beispiel PVD, Sputtern oder Ähnlichem gebildet werden. Die freiliegenden Abschnitte 164 der Metalloxid-Schichtstruktur 160 können in derselben Behandlungskammer entfernt werden, in der die Keimschicht gebildet wird. Anschließend wird ein Photoresist auf der Keimschicht ausgebildet und strukturiert. Der Photoresist kann durch Rotationsbeschichtung oder Ähnliches ausgebildet werden und kann zur Strukturierung belichtet werden. Die Struktur des Photoresists entspricht den Kontaktflächen 168. Die Strukturierung bildet Öffnungen durch den Photoresist hindurch aus, um die Keimschicht freizulegen. In den Öffnungen des Photoresists und auf den freigelegten Abschnitten der Keimschicht wird ein Metall ausgebildet. Das Metall kann durch Plattieren gebildet werden, wie etwa Elektroplattieren oder nichtelektrisches Plattieren oder Ähnliches. Das Metall kann Kupfer, Titan, Wolfram, Aluminium oder Ähnliches sein. Danach werden der Photoresist und Abschnitte der Keimschicht, auf denen das Metall nicht ausgebildet ist, entfernt. Der Photoresist kann durch einen geeigneten Vorgang des Plasmaätzens oder Strippens, wie etwa unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas oder dergleichen, entfernt werden. Nachdem der Photoresist entfernt worden ist, werden freiliegende Abschnitte der Keimschicht entfernt, etwa unter Anwendung eines geeigneten Ätzprozesses, wie etwa durch Nass- oder Trockenätzen. Die verbleibenden Abschnitte der Keimschicht und des Metalls bilden Kontaktflächen 168. Die Kontaktflächen 168 sind in Öffnungen durch die dielektrische Schicht 162 hindurch ausgebildet, z. B. zu Abschnitten der Metallisierungsstruktur 156. Da die Abschnitte 164 der Metalloxid-Schichtstruktur 160 von der Metallisierungsstruktur 156 entfernt wurden, sind direkte Metall-Metall-Grenzflächen 170 zwischen den Kontaktflächen 168 und der Metallisierungsstruktur 156 ausgebildet.
  • In 22 werden äußere elektrische Verbinder 172, wie etwa Lotkugeln, wie Kugeln einer Kugelgitteranordnung (Ball Grid Array, BGA), auf den Kontaktflächen 168 ausgebildet. Die äußeren elektrischen Verbinder 172 können ein bei niedriger Temperatur wiederverflüssigbares Material wie etwa Lot aufweisen, welches bleifrei oder bleihaltig sein kann. Die äußeren elektrischen Verbinder 172 können unter Anwendung eines geeigneten Ball-Drop-(Kugel-Tropf-)Prozesses ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann auf die Kontaktflächen 168 verzichtet werden, und die äußeren elektrischen Verbinder 172 können durch die Öffnungen durch die dielektrische Schicht 162 hindurch unmittelbar auf der Metallisierungsstruktur 156 ausgebildet werden.
  • In 23 wird ein Debonding (Entkleben) des Trägersubstrats durchgeführt, um das Trägersubstrat 100 von der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114, z. B. der dielektrischen Schicht 104, zu lösen (zu ”debonden”). Gemäß einigen Ausführungsformen beinhaltet das Debonding das Projizieren eines Lichts, wie etwa eines Laserlichts oder eines UV-Lichts, auf die Trennschicht 102, so dass sich die Trennschicht 102 unter der Wärme des Lichts zersetzt und das Trägersubstrat 100 entfernt werden kann. Die Struktur wird dann umgedreht und auf einem Band 174 angeordnet. Es werden Öffnungen durch die dielektrische Schicht 104 ausgebildet, um Abschnitte der Metallisierungsstruktur 106 freizulegen. Die Öffnungen können zum Beispiel unter Anwendung von Laserbohren, Ätzen oder Ähnlichem ausgebildet werden.
  • Obwohl dies nicht speziell dargestellt ist, ist für einen Durchschnittsfachmann leicht ersichtlich, dass typischerweise die in den 9 bis 23 ausgebildeten Strukturen auch gleichzeitig in anderen Bereichen des Trägersubstrats 100, welches ein Wafer sein kann, ausgebildet werden. Dementsprechend wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, etwa durch Sägen, um ein einzelnes Gehäuse 180 von anderen Gehäusen zu vereinzeln, welche möglicherweise gleichzeitig mit dem Gehäuse 180 ausgebildet worden sind.
  • Wie in den 24 bis 27 dargestellt, kann das Gehäuse 180 in vielfältige Chip-on-Package-(CoP-) und Package-on-Package-(PoP-)Strukturen integriert sein. Die 24 bis 27 zeigen beispielhafte Strukturen, und das Gehäuse 180 kann in eine beliebige Gehäusestruktur integriert sein. In den 24 bis 27 ist das Gehäuse 180 an einem Substrat 182 befestigt. Die äußeren elektrischen Verbinder 172 sind elektrisch und mechanisch mit Kontaktflächen 184 auf dem Substrat 182 gekoppelt. Das Substrat 182 kann zum Beispiel eine Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) oder Ähnliches sein.
  • In 24 ist ein integrierter Schaltungschip 300 (oder Chip) an der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 des Gehäuses 180 durch äußere elektrische Verbinder 302 befestigt. Der integrierte Schaltungschip 300 kann ein beliebiger integrierter Schaltungschip 300 sein, wie etwa ein Logikchip, ein analoger Chip, ein Speicherchip oder Ähnliches. Der integrierte Schaltungschip 300 ist elektrisch und mechanisch mit der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 durch äußere elektrische Verbinder 302 gekoppelt, die an der Metallisierungsstruktur 106 durch Öffnungen durch die dielektrische Schicht 104 hindurch befestigt sind. Die äußeren elektrischen Verbinder 302 können ein bei niedriger Temperatur wiederverflüssigbares Material wie etwa Lot aufweisen, wie etwa ein bleifreies Lot, und bei weiteren Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 302 Metallsäulen beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen sind die äußeren elektrischen Verbinder 302 Flip-Chip-Bumps (Controlled Collapse Chip Connection Bumps, C4-Bumps), Mikrobumps oder Ähnliches. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 302 wiederverflüssigt werden, um den integrierten Schaltungschip 300 an dem Gehäuse 180 zu befestigen. Es kann auch ein Unterfüllmaterial 304 zwischen dem integrierten Schaltungschip 300 und der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 des Gehäuses 180 und um die äußeren elektrischen Verbinder 302 herum vorgesehen werden.
  • In 25 ist eine Gehäusekomponente 310 an der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 des Gehäuses 180 durch äußere elektrische Verbinder 302 befestigt. Die Gehäusekomponente 310 enthält in diesem Beispiel einen integrierten Schaltungschip, der mittels Flip-Chip-Montage an einem Interposer befestigt ist. Der integrierte Schaltungschip kann ein beliebiger integrierter Schaltungschip sein, wie etwa ein Logikchip, ein analoger Chip, ein Speicherchip oder Ähnliches. Die Gehäusekomponente 310 ist elektrisch und mechanisch mit der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 durch äußere elektrische Verbinder 312 gekoppelt, die an der Metallisierungsstruktur 106 durch Öffnungen durch die dielektrische Schicht 104 hindurch befestigt sind. Die äußeren elektrischen Verbinder 312 können ein bei niedriger Temperatur wiederverflüssigbares Material wie etwa Lot aufweisen, wie etwa ein bleifreies Lot, und bei weiteren Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 312 Metallsäulen beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen sind die äußeren elektrischen Verbinder 312 C4-Bumps, Mikrobumps oder Ähnliches. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 312 wiederverflüssigt werden, um die Gehäusekomponente 310 an dem Gehäuse 180 zu befestigen.
  • In 26 ist ein Gehäuse 320 an der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 des Gehäuses 180 durch äußere elektrische Verbinder 322 befestigt. Das Gehäuse 320 umfasst ein Substrat, zwei gestapelte integrierte Schaltungschips auf dem Substrat, Drahtbonds, welche den integrierten Schaltungschip elektrisch mit dem Substrat koppeln, und ein Verkapselungsmaterial, das die gestapelten integrierten Schaltungschips und die Drahtbonds einkapselt. In einem Beispiel sind die integrierten Schaltungschips des Gehäuses 320 Speicherchips, wie etwa dynamische Direktzugriffsspeicher-(Dynamic Random Access Memory, DRAM)Chips. Das Gehäuse 320 ist elektrisch und mechanisch mit der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 durch äußere elektrische Verbinder 322 gekoppelt, die an der Metallisierungsstruktur 106 durch Öffnungen durch die dielektrische Schicht 104 hindurch befestigt sind. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 322 ein bei niedriger Temperatur wiederverflüssigbares Material wie etwa Lot aufweisen, wie etwa ein bleifreies Lot, und bei weiteren Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 322 Metallsäulen beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen sind die äußeren elektrischen Verbinder 322 C4-Bumps, Mikrobumps oder Ähnliches. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 322 wiederverflüssigt werden, um das Gehäuse 320 an der Metallisierungsstruktur 106 zu befestigen. Die integrierten Schaltungschips des Gehäuses 320 sind elektrisch und kommunikativ mit dem integrierten Schaltungschip 119 durch zum Beispiel die Drahtbonds und das Substrat in dem Gehäuse 320, die äußeren elektrischen Verbinder 322, die Rückseiten-Umverteilungstruktur 114, Durchkontaktierungen 116 und die Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 gekoppelt.
  • In 27 ist ein Gehäuse 330 an der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 des Gehäuses 180 durch äußere elektrische Verbinder 332 befestigt. Das Gehäuse kann dem Gehäuse 180 ähnlich sein und durch ähnliche Prozesse ausgebildet sein. zum Beispiel fehlen beim Gehäuse 330 im Vergleich zum Gehäuse 180 im Allgemeinen eine Rückseiten-Umverteilungstruktur und Durchkontaktierungen. In einem Beispiel kann der integrierte Schaltungschip des Gehäuses 330 ein Logikchip, ein analoger Chip, ein Speicherchip wie etwa ein dynamischer Direktzugriffsspeicher-(Dynamic Random Access Memory, DRAM)Chip oder Ähnliches sein. Das Gehäuse 330 ist elektrisch und mechanisch mit der Rückseiten-Umverteilungstruktur 114 durch äußere elektrische Verbinder 332 gekoppelt, die an der Metallisierungsstruktur 106 durch Öffnungen durch die dielektrische Schicht 104 hindurch befestigt sind. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 332 ein bei niedriger Temperatur wiederverflüssigbares Material wie etwa Lot aufweisen, wie etwa ein bleifreies Lot, und bei weiteren Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 332 Metallsäulen beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen sind die äußeren elektrischen Verbinder 332 C4-Bumps, Mikrobumps oder Ähnliches. Bei einigen Ausführungsformen können die äußeren elektrischen Verbinder 332 wiederverflüssigt werden, um das Gehäuse 330 an der Metallisierungsstruktur 106 zu befestigen. Die integrierten Schaltungschips des Gehäuses 330 sind elektrisch und kommunikativ mit dem integrierten Schaltungschip 119 durch zum Beispiel die Vorderseiten-Umverteilungstruktur des Gehäuses 330, die äußeren elektrischen Verbinder 332, die Rückseiten-Umverteilungstruktur 114, Durchkontaktierungen 116 und die Vorderseiten-Umverteilungstruktur 166 gekoppelt.
  • Bei einigen Ausführungsformen können weitere Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann durch Vorsehen einer Metalloxid-Schichtstruktur auf einer Metallisierungsstruktur und zwischen der Metallisierungsstruktur und einer dielektrischen Schicht, wie etwa einem photoempfindlichen dielektrischen Material, die Haftung verbessert werden. Diese verbesserte Haftung kann die Gefahr einer Delaminierung zwischen der Metallisierungsstruktur und der dielektrischen Schicht verringern.
  • Eine Ausführungsform ist eine Struktur. Die Struktur enthält einen integrierten Schaltungschip, der wenigstens seitlich durch ein Verkapselungsmaterial verkapselt ist, und eine Umverteilungstruktur auf dem integrierten Schaltungschip und dem Verkapselungsmaterial. Die Umverteilungstruktur ist mit dem integrierten Schaltungschip elektrisch gekoppelt. Die Umverteilungstruktur enthält eine erste dielektrische Schicht auf wenigstens dem Verkapselungsmaterial, eine Metallisierungsstruktur auf der ersten dielektrischen Schicht, eine Metalloxid-Schichtstruktur auf der Metallisierungsstruktur und eine zweite dielektrische Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der Metallisierungsstruktur. Die Metalloxid-Schichtstruktur weist eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen auf, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, und eine Dicke der Metalloxid-Schichtstruktur beträgt wenigstens 50 Å. Die zweite dielektrische Schicht besteht aus einem photoempfindlichen Material. Die Metalloxid-Schichtstruktur ist zwischen der Metallisierungsstruktur und der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet.
  • Eine weitere Ausführungsform ist eine Struktur. Die Struktur umfasst einen integrierten Schaltungschip, ein Verkapselungsmaterial, welches den integrierten Schaltungschip wenigstens seitlich verkapselt, eine erste dielektrische Schicht auf dem Verkapselungsmaterial und einer aktiven Seite des integrierten Schaltungschips, eine Metallisierungsstruktur auf der ersten dielektrischen Schicht, eine Haftschicht auf der Metallisierungsstruktur und eine zweite dielektrische Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der Haftschicht. Die Metallisierungsstruktur ist mit der aktiven Seite des integrierten Schaltungschips elektrisch gekoppelt. Die Haftschicht umfasst eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, und eine Dicke der Haftschicht beträgt wenigstens 50 Å. Die zweite dielektrische Schicht besteht aus einem photoempfindlichen Material.
  • Eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren. Das Verfahren umfasst Verkapseln eines integrierten Schaltungschips mit einem Verkapselungsmaterial; Ausbilden einer dielektrischen Schicht über dem Verkapselungsmaterial und dem integrierten Schaltungschip; Ausbilden einer Metallisierungsstruktur über der dielektrischen Schicht; Behandeln der Metallisierungsstruktur mit einem sauerstoffhaltigen Plasma, wobei durch die Behandlung eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, über der Metallisierungsstruktur ausgebildet wird, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht wenigstens 50 Å beträgt; und Ausbilden eines photoempfindlichen Materials über der Metalloxidschicht.
  • Im Obigen wurden Merkmale verschiedener Ausführungsformen dargelegt, um Fachleuten auf dem Gebiet ein besseres Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Für Fachleute sollte klar sein, dass sie die vorliegende Offenbarung in einfacher Weise als Grundlage zum Entwickeln oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen zum Bewirken der gleichen Zwecke und/oder Erzielen der gleichen Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Für Fachleute sollte außerdem klar sein, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von der Grundidee und vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass sie verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen daran vornehmen können, ohne von der Grundidee und vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Struktur, welche umfasst: einen integrierten Schaltungschip, der wenigstens seitlich durch ein Verkapselungsmaterial verkapselt ist; und eine Umverteilungstruktur auf dem integrierten Schaltungschip und dem Verkapselungsmaterial, wobei die Umverteilungstruktur mit dem integrierten Schaltungschip elektrisch gekoppelt ist, wobei die Umverteilungstruktur umfasst: eine erste dielektrische Schicht auf wenigstens dem Verkapselungsmaterial, eine Metallisierungsstruktur auf der ersten dielektrischen Schicht, eine Metalloxid-Schichtstruktur auf der Metallisierungsstruktur, wobei die Metalloxid-Schichtstruktur eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen umfasst, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, wobei eine Dicke der Metalloxid-Schichtstruktur wenigstens 50 Å beträgt, und eine zweite dielektrische Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der Metallisierungsstruktur, wobei die zweite dielektrische Schicht aus einem photoempfindlichen Material besteht, wobei die Metalloxid-Schichtstruktur zwischen der Metallisierungsstruktur und der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet ist.
  2. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Metalloxid-Schichtstruktur im Wesentlichen aus der Metalloxidschicht besteht, wobei die Metalloxidschicht der Metallisierungsstruktur unmittelbar benachbart ist.
  3. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Metalloxid-Schichtstruktur ferner eine natürliche Oxidschicht umfasst, wobei die natürliche Oxidschicht der Metallisierungsstruktur unmittelbar benachbart ist, wobei die Metalloxidschicht der natürlichen Oxidschicht unmittelbar benachbart ist.
  4. Struktur nach Anspruch 1, wobei die Metalloxid-Schichtstruktur ferner eine natürliche Oxidschicht umfasst, wobei die Metalloxidschicht der Metallisierungsstruktur unmittelbar benachbart ist, wobei die natürliche Oxidschicht der Metalloxidschicht unmittelbar benachbart ist.
  5. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke nicht mehr als 200 Å beträgt.
  6. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke nicht mehr als 100 Å beträgt.
  7. Struktur nach Anspruch 5, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht in einem Bereich von 50 Å bis 200 Å liegt.
  8. Struktur nach Anspruch 6, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht in einem Bereich von 50 Å bis 100 Å liegt.
  9. Struktur, welche umfasst: einen integrierten Schaltungschip; ein Verkapselungsmaterial, welches den integrierten Schaltungschip wenigstens seitlich verkapselt; eine erste dielektrische Schicht auf dem Verkapselungsmaterial und einer aktiven Seite des integrierten Schaltungschips; eine Metallisierungsstruktur auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die Metallisierungsstruktur mit der aktiven Seite des integrierten Schaltungschips elektrisch gekoppelt ist; eine Haftschicht auf der Metallisierungsstruktur, wobei die Haftschicht eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, umfasst, wobei eine Dicke der Haftschicht wenigstens 50 Å beträgt; und eine zweite dielektrische Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht und der Haftschicht, wobei die zweite dielektrische Schicht aus einem photoempfindlichen Material besteht.
  10. Struktur nach Anspruch 9, wobei die Metalloxidschicht der Metallisierungsstruktur unmittelbar benachbart ist.
  11. Struktur nach Anspruch 9, wobei die Haftschicht ferner eine natürliche Oxidschicht umfasst, wobei die natürliche Oxidschicht der Metallisierungsstruktur unmittelbar benachbart ist, wobei die Metalloxidschicht der natürlichen Oxidschicht unmittelbar benachbart ist.
  12. Struktur nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Dicke nicht mehr als 200 Å beträgt.
  13. Struktur nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Dicke nicht mehr als 100 Å beträgt.
  14. Struktur nach Anspruch 12, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht in einem Bereich von 50 Å bis 200 Å liegt.
  15. Struktur nach Anspruch 13, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht in einem Bereich von 50 Å bis 100 Å liegt.
  16. Verfahren, welches umfasst: Verkapseln eines integrierten Schaltungschips mit einem Verkapselungsmaterial; Ausbilden einer dielektrischen Schicht über dem Verkapselungsmaterial und dem integrierten Schaltungschip; Ausbilden einer Metallisierungsstruktur über der dielektrischen Schicht; Behandeln der Metallisierungsstruktur mit einem sauerstoffhaltigen Plasma, wobei durch die Behandlung eine Metalloxidschicht mit einem Verhältnis von Metallatomen zu Sauerstoffatomen, welches im Wesentlichen 1:1 beträgt, über der Metallisierungsstruktur ausgebildet wird, wobei eine Dicke der Metalloxidschicht wenigstens 50 Å beträgt; und Ausbilden eines photoempfindlichen Materials über der Metalloxidschicht.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, welches ferner das Entfernen eines natürlichen Oxids von der Metallisierungsstruktur vor dem Behandeln der Metallisierungsstruktur umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Behandeln der Metallisierungsstruktur die Ausbildung der Metalloxidschicht auf einem natürlichen Oxid bewirkt, wobei das natürliche Oxid zwischen der Metallisierungsstruktur und der Metalloxidschicht angeordnet ist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Dicke nicht mehr als 200 Å beträgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Dicke nicht mehr als 100 Å beträgt.
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