JP2022027741A - パッケージ構造体及びその形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ダイのさらなる小型化・高密度化が求められるパッケージ構造体及びその形成方法を提供する。【解決手段】パッケージ構造体は、集積回路チップと、集積回路チップに接合された再配線構造と、を含む。再配線構造は、第1の絶縁層と、第1の絶縁層と集積回路チップとの間に介在する第2の絶縁層と、第1の絶縁層及び第2の絶縁層に形成された第1の配線パターンとを有する。第1の配線パターンは、第1の導電性ライン1212Lと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビア1216Vとを含む。第1の導電性ラインは、第2の絶縁層内に配置されている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層に設けられている。第1の導電ラインは、第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッド部1216La1と、第2の導電性パッド部1216La3と、第1の導電性パッド部と第2の導電性パッド部とを接続する湾曲部1216La2と、を含む。【選択図】図22A
Description
この出願は、2020年7月31日に出願された米国仮出願第63/059228号の優先権を要求し、その中の内容が本願に記載されている。
本開示は、半導体のパッケージ構造に関する。
本開示は、半導体のパッケージ構造に関する。
半導体産業では、各種電子部品(例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等)の集積度の向上に伴い、急速な成長が進んでいる。多くの部分について、積分密度の向上は、最小の特徴量サイズを反復的に縮小することに起因しており、より多くの成分を所定の領域に積分することが可能となっている。電子デバイスの微細化の要求に伴い、半導体ダイのさらなる小型化・高密度化が求められている。このような包装システムの一例として、POP(Package On Package)技術がある。POPデバイスでは、ボトム型の半導体パッケージの上にトップ型の半導体パッケージを積層することにより、高集積化、高部品密度化が図られている。POP技術では、一般的に、プリント基板(PCB)上に、高機能かつ小面積の半導体装置を製造することが可能である。
本発明の態様は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明から最も理解されるであろう。なお、業界での標準的な実用に応じて、様々な特徴が縮尺されていないことに留意されたい。実際には、説明を明確にするために、各構成要素の寸法を任意に増減させることができる。
実施形態に係る集積回路ダイの断面図を示す。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造を形成する工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る導電性部材の斜視図である。
実施形態に係る導電パターンの平面図である。
再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の平面図である。
本実施形態に係るインターポーザダイの断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の製造工程の途中段階を示す断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る導電パターンの平面図である。
実施形態に係る導電パターンの平面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係る再配線及びアンダーバンプメタライズ構造の断面図である。
実施形態に係るパッケージ部品の平面図である。
以下の開示は、本発明の異なる特徴を実現するための様々な異なる実施の形態、実施例を提供する。以下、本発明を簡略化するために具体的な構成例を説明する。もちろん、これらは一例に過ぎず、これらに限定されるものではない。例えば、以下の説明において、第1の特徴と第2の特徴とを重ねて又は重ねて形成するとは、第1の特徴と第2の特徴とが直接接して形成されている態様を含んでもよいし、第1の特徴と第2の特徴とが直接接していなくてもよいように、第1の特徴と第2の特徴との間に付加的な特徴が形成されている態様を含んでもよい。また、本開示は、各実施例において、参照符号を繰り返してもよい。この繰り返しは、説明を簡単にするためのものであり、記載された各種の実施形態及び/又は構成との関係を示すものではない。
また、本明細書において、「下方」、「下方」、「下方」、「上方」、「上方」等の空間的な相対的な用語を用いて説明する場合がある。なお、空間的な相対的な用語とは、図に示した向きの他、使用時や動作時における機器の向きも含むものとする。他の方向(90度回転等)であってもよく、空間的な相対的な記述子についても同様に解釈することができる。
再配線及びアンダーバンプメタライズ(UBM)構造及びその形成方法を提供する。特に、再配線構造には、折り曲げ等の変形に対して破断することなく、より柔軟な形状の配線パターンが含まれる。曲げその他の変形は、半導体パッケージ内の材料の熱膨張係数(CTE)の不整合に起因する応力に起因するものと考えられる。例えば、平面視において、曲線状の「C」字状や「U」字状であってもよい。このフレキシブル形状の配線パターンの周囲は、高分子層等の誘電体層で囲まれている。フレキシブルな配線パターンと周囲の絶縁層との組み合わせは、再配線構造やパッケージ構造の応力を緩和するためのバッファとなる。また、UBM構造は、例えば、UBM構造に接合されたバンプから再配線構造の配線パターンに伝達される応力をCTEミスマッチにより低減する形状及び配置を有するビア部、パッド部及び柱部を備えている。例えば、UBM構造のパッド部の幅は、対応するUBM構造のピラー部の幅よりも大きい。また、UBM構造のビア部および柱部の中心は、平面視において、UBM構造のパッド部の中心に対して左右にずれている。また、再配線構造は、平面視において、UBM構造の対応するパッド部の中心に対して、スタックビアの中心が左右にずれるようにスタックビアを有することができる。CTEミスマッチは、曲げ変形による大きな応力に耐えることができる。しかし、開示された配線パターンの形状、スタックビアの配置、UBM構造の各構成要素の配置は、再配線構造の信頼性を高める。ここで開示された再配線構造及びUBM構造の形状及び構造は、インターポーザ、チップ・オン・ウエハ・オン基板(COWOS)構造、あるいは、統合ファン・アウト(INFO)パッケージ等のパッケージ等に用いることができる。
また、本明細書において、「下方」、「下方」、「下方」、「上方」、「上方」等の空間的な相対的な用語を用いて説明する場合がある。なお、空間的な相対的な用語とは、図に示した向きの他、使用時や動作時における機器の向きも含むものとする。他の方向(90度回転等)であってもよく、空間的な相対的な記述子についても同様に解釈することができる。
再配線及びアンダーバンプメタライズ(UBM)構造及びその形成方法を提供する。特に、再配線構造には、折り曲げ等の変形に対して破断することなく、より柔軟な形状の配線パターンが含まれる。曲げその他の変形は、半導体パッケージ内の材料の熱膨張係数(CTE)の不整合に起因する応力に起因するものと考えられる。例えば、平面視において、曲線状の「C」字状や「U」字状であってもよい。このフレキシブル形状の配線パターンの周囲は、高分子層等の誘電体層で囲まれている。フレキシブルな配線パターンと周囲の絶縁層との組み合わせは、再配線構造やパッケージ構造の応力を緩和するためのバッファとなる。また、UBM構造は、例えば、UBM構造に接合されたバンプから再配線構造の配線パターンに伝達される応力をCTEミスマッチにより低減する形状及び配置を有するビア部、パッド部及び柱部を備えている。例えば、UBM構造のパッド部の幅は、対応するUBM構造のピラー部の幅よりも大きい。また、UBM構造のビア部および柱部の中心は、平面視において、UBM構造のパッド部の中心に対して左右にずれている。また、再配線構造は、平面視において、UBM構造の対応するパッド部の中心に対して、スタックビアの中心が左右にずれるようにスタックビアを有することができる。CTEミスマッチは、曲げ変形による大きな応力に耐えることができる。しかし、開示された配線パターンの形状、スタックビアの配置、UBM構造の各構成要素の配置は、再配線構造の信頼性を高める。ここで開示された再配線構造及びUBM構造の形状及び構造は、インターポーザ、チップ・オン・ウエハ・オン基板(COWOS)構造、あるいは、統合ファン・アウト(INFO)パッケージ等のパッケージ等に用いることができる。
図1は、実施の形態に係る集積回路ダイ50の断面図を示す。集積回路チップ50は、後の工程でパッケージングされて集積回路パッケージとなる。集積回路チップ50は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、SoC(System-on-a-Chip)、AP(Application Processor)、マイクロコントローラ等のロジックチップであってもよい。)メモリダイ(例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)ダイ、SRAM(Static Random Access Memory)ダイなど。例えば、パワーマネージメントダイ(PMIC(Power Management Integrated Circuit)ダイ)、RF(Radio Frequency)ダイ、センサダイ、MEMS(Micro-Electro-Machine)ダイ、DSP(Digital Signal Processor)ダイなどの信号処理ダイ、AFE(Analog Front End)ダイなどのフロントエンドダイ、またはこれらの組み合わせなどが挙げられる。
集積回路ダイ50は、後の工程で個片化されて複数の集積回路ダイが形成される異なるデバイス領域を含むウェハに形成されてもよい。集積回路ダイ50は、適用される製造プロセスに応じて加工され、集積回路が形成されてもよい。例えば、集積回路DIE 50は、シリコン、ドープド、アンドープ等の半導体基板52、又はSOI(Semiconductor-on-Insulator)基板の活性層を備えている。半導体基板52は、ゲルマニウム等の他の半導体材料、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、インジウム砒素及び/又はインジウムアンチモンを含む化合物半導体、SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及び/又はGaInAsPを含む合金半導体、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。また、多層基板や傾斜基板等の他の基板を用いてもよい。半導体基板52は、表面と呼ばれる活性面(例えば、図1において上方を向く面)と、裏面と呼ばれる不活性面(例えば、図1において下方を向く面)とを有する。
半導体基板52の表面には、素子(トランジスタに代表される)54が形成されていてもよい。素子54は、能動素子(例えば、トランジスタ、ダイオード等)であってもよい。)コンデンサ、抵抗等。半導体基板52の表面上には、層間絶縁膜(ILD)56が形成されている。ILD 56は、デバイス54を囲んで覆うことができる。ILD 56は、PSG(Phospho-Silicate Glass)、BSG(Boro-Silicate Glass)、BPSG(Boro-doped Phospho-Silicate Glass)、USG(Undoped Silicate Glass)等の材料からなる1層以上の誘電体層を含んでいてもよい。
ILD 56を貫通し、素子54間を電気的及び物理的に接続する導電性プラグ58。例えば、素子54がトランジスタである場合、導電性プラグ58は、トランジスタのゲート領域とソース/ドレイン領域とを接続してもよい。導電性プラグ58は、タングステン、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、アルミニウム等、又はこれらの組み合わせで形成することができる。ILD 56及び導電性プラグ58上には、配線構造60が形成されている。配線構造60は、素子54同士を接続して集積回路を形成する。配線構造60は、例えば、ILD 56上の誘電体層の配線パターンにより形成することができる。配線パターンは、低誘電率絶縁層に形成された金属配線及びビアを含む。配線構造60の配線パターンは、導電性プラグ58によって素子54と電気的に接続されている。
集積回路DIE 50は、外部接続用のアルミパッド等のパッド62をさらに備える。パッド62は、集積回路DIE 50の活性側、例えばInや配線構造60上に設けられている。集積回路DIE 50上、例えば、配線構造60の一部やパッド62上には、1以上のパッシベーション膜64が形成されている。パッシベーション膜64には、パッド62に達する開口が形成されている。パッシベーション膜64の開口部には、導電性ピラー(例えば、銅等の金属からなる)等のダイコネクタ66が貫通しており、パッド62と物理的及び電気的に接続されている。ダイコネクタ66は、例えば、メッキ等により形成することができる。ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50の各集積回路を電気的に接続する。
必要に応じて、パッド62上に半田領域(例えば、半田ボールや半田バンプ)を配置してもよい。半田ボールは、集積回路ダイ50のチッププローブ(CP)検査を行うために用いられてもよい。また、集積回路ダイ50に対してCP試験を行い、集積回路ダイ50が既知のグッドダイ(KGD)であるか否かを確認してもよい。これにより、KGDである集積回路ダイ50のみがその後の処理を受けてパッケージングされ、CPテストに失敗したダイはパッケージングされない。検査後、後の工程で半田領域を除去してもよい。
絶縁層68は、集積回路DIE 50のアクティブ側、例えば、パッシベーション膜64上やダイコネクタ66上に設けられていてもよい。絶縁層68は、ダイコネクタ66を側方から封止しており、絶縁層68は、集積回路DIE 50と側方から接している。まず、絶縁層68の最表面がダイコネクタ66の最表面よりも上方に位置するように、絶縁層68がダイコネクタ66を埋設する。なお、ダイコネクタ66に半田領域が設けられている場合には、絶縁層68は、半田領域を埋め込んでもよい。また、絶縁層68を形成する前に半田領域を除去してもよい。
絶縁層68は、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリイミド、ベンゾシクロブテン(BCB)等のポリマー、窒化シリコン等の窒化物、酸化シリコン、PSG(Phospho Silicate Glass)、BSG(Borosilicate Glass)、BPSG(Boron-Doped Phospho-Silicate Glass)等の酸化物、又はこれらの組み合わせであってもよい。絶縁層68は、例えば、スピンコート、ラミネート、CVD(Chemical Vapor Deposition)等により形成することができる。幾つかの実施形態では、ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50の形成時に、絶縁層68を介して露出することが好ましい。幾つかの実施形態では、ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50をパッケージングする後の工程において、埋め込まれたまま露出していることが好ましい。ダイコネクタ66を露出させることにより、ダイコネクタ66に存在し得るはんだ領域を除去することができる。
幾つかの実施形態では、集積回路DIE 50は、複数の半導体基板52を含む積層デバイスである。例えば、集積回路DIE 50は、複数のメモリダイを有するHMC(Hybrid Memory Cube)モジュールやHBM(High Bandwidth Memory)モジュール等の記憶装置であってもよい。このような実施形態では、集積回路チップ50は、複数の半導体基板52が貫通電極(TSV)によって接続されている。半導体基板52は、配線構造60を有していてもよいし、有していなくてもよい。
図2-図11は、幾つかの実施形態におけるパッケージ部品100の製造工程の途中段階を示す断面図である。第1のパッケージ領域100Aと第2のパッケージ領域100Bとが示されており、これらのパッケージ領域100a、100Bに集積回路パッケージ50がパッケージ化されて集積回路パッケージが形成されている。集積回路パッケージは、集積ファンアウト(InFO)パッケージとも呼ばれる。
図2において、キャリア基板102が設けられ、キャリア基板102上に剥離層104が形成されている。キャリア基板102は、ガラスキャリア基板、セラミックキャリア基板等であってもよい。キャリア基板102はウエハであってもよく、キャリア基板102上に複数のパッケージを同時に形成することができる。
分離層104をポリマー系材料で形成し、その後の工程で形成される上層構造体からキャリア基材102とともに除去してもよい。幾つかの実施形態では、剥離層104は、加熱されると接着性を失うエポキシ系の熱剥離材料であり、例えば、LTHC(Lightto Heatconversion Coating)剥離コートなどである。他の実施形態では、剥離層104は、UV(Ultra Violet)光を照射すると粘着性を失うUV糊であってもよい。剥離層104は、液体として分注して硬化させてもよいし、キャリア基材102上に積層されたラミネートフィルム等であってもよい。分離層104の上面は平坦化されており、平坦性が高い。
図3では、分離層104上に再配線構造120が形成されている。分配構造120は、複数の絶縁層と、分離層104上に交互に形成された複数の配線パターン(図示せず)とを備えていてもよい。幾つかの実施形態では、再配線構造120は、図12-図15を参照して以下のようにして形成することができ、その際に詳細に説明する。
図4では、再配線構造120上にUBM(Under Bump Metal)構造144が形成され、再配線構造120と電気的に接触している。幾つかの実施形態では、テUBM構造144は、再配線構造120内に延在するビア部と、再配線構造120の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。幾つかの実施形態では、UBM構造144は、図15-図21を参照して以下のように形成されてもよく、その際の詳細な説明は省略する。
UBM構造144を形成した後、UBM構造144上に導電接続部146を形成する。導電接続部146としては、BGA(Ball Grid Array)コネクタ、半田ボール、金属ピラー、C4(controlled collapse chip connection)バンプ、マイクロバンプ、ENAPIG(無電解ニッケル-無電解パラジウム-イマージョンゴールド)形成バンプ等を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電接続部146は、半田、銅、アルミニウム、金、ニッケル、銀、パラジウム、錫等の導電性材料、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。導電接続部146は、蒸着、電解メッキ、印刷、半田転写、ボール配置等により、最初に半田の層を形成することにより形成される。構造体上に半田層を形成した後、所望のバンプ形状に成形するためにリフローを行ってもよい。他の実施形態では、導電接続部146は、スパッタ法、印刷法、電解メッキ法、無電解メッキ法、CVD法等により形成された金属ピラー(例えば、銅ピラー)で構成される。金属ピラーは、はんだフリーであり、略垂直な側壁を有していてもよい。幾つかの実施形態では、金属ピラーの上部には、金属キャップ層が形成されていることが好ましい。金属キャップ層は、ニッケル、錫、錫-鉛、金、銀、パラジウム、インジウム、ニッケル-パラジウム-金、ニッケル-金等、又はこれらの組み合わせを含み、めっき処理により形成されてもよい。
図5において、図4の構造体には、集積回路ダイ50(例えば、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50B)が取り付けられている。各パッケージ領域100a、100Bには、所望の種類及び数量の集積回路チップ50が接着されている。図示の実施形態では、第1のパッケージ領域100A及び第2のパッケージ領域100Bのそれぞれにおいて、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50Bを含む複数の集積回路ダイ50が互いに隣接して接着されている。第1の集積回路チップ50Aは、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、SoC(System-on-a-chip)、マイクロコントローラ等のロジックデバイスであってもよい。第2の集積回路チップ50Bは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)チップ、SRAM(Static Random Access Memory)チップ、HMC(Hybrid Memory Cube)モジュール、HBM(High Bandwidth Memory)モジュール等の記憶装置であってもよい。幾つかの実施形態では、集積回路ダイ50a、50Bは、SOCダイ等の同種のダイであってもよい。第1の集積回路ダイ50Aと第2の集積回路ダイ50Bとは、同一のテクノロジーノードの工程で形成されてもよいし、異なるテクノロジーノードの工程で形成されてもよい。例えば、第1の集積回路チップ50Aは、第2の集積回路チップ50Bよりも高度なプロセスノードであってもよい。集積回路ダイ50a、50Bは、異なるサイズ(例えば、異なる高さ及び/又は表面積)を有していてもよいし、同じサイズ(例えば、同じ高さ及び/又は表面積)を有していてもよい。
導電性コネクタ146に集積回路ダイ50を取り付ける。すなわち、集積回路ダイ50A、50Bのダイコネクタ66が導電コネクタ146に接続される。幾つかの実施形態では、導電性コネクタ146をリフローして、集積回路ダイ50をUBM構造144に取り付ける。導電接続部146は、再配線構造120内の配線パターンを含む再配線構造120と集積回路チップ50とを電気的及び/又は物理的に接続する。再配線構造120上には、ソルダーレジスト(図示せず)が形成されている。幾つかの実施形態では、導電接続部146は、ソルダーレジストの開口部に配置され、UBM構造144と電気的及び機械的に接続されてもよい。ソルダーレジストは、再配線構造120の領域を外部からのダメージから保護するために用いることができる。
導電性コネクタ146には、再配線構造120に集積回路チップ50が取り付けられた後にエポキシ系フラックスのエポキシ部の少なくとも一部が残存した状態でリフローされる前に、エポキシ系フラックス(図示せず)が形成されていてもよい。この残存したエポキシ部分は、アンダーフィルとして作用し、応力を低減し、導電性コネクタ146のリフローによる接合部を保護することができる。
図6において、各領域100A、100Bの集積回路ダイ50A、50Bと再配線構造120との間には、UBM構造144と導電接続部146とダイコネクタ66との間及びその周囲を含むアンダーフィル150が形成されている。アンダーフィル150は、集積回路ダイ50を取り付けた後にキャピラリーフロー法により形成してもよいし、集積回路ダイ50を取り付ける前に適宜の成膜方法により形成してもよい。なお、図6以降では図示していないが、アンダーフィル150は、隣接する領域100A、100Bの集積回路ダイ50間にも存在することが好ましい。
図7において、集積回路チップ50及びアンダーフィル150の周囲には、封止材152が形成されている。封止体152は、形成後、集積回路チップ50を封止する。封止材152としては、モールド化合物、エポキシ等を用いることができる。封止材152の塗布は、圧縮成形、トランスファー成形等により行うことができる。封止材152は、液状または半液状に塗布した後、硬化させてもよい。なお、封止部材152の上面を除去して平坦化する平坦化工程を行ってもよい。平坦化工程は、化学的機械的研磨(CMP)処理、研削処理、エッチング処理等を含んでいてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。幾つかの実施形態では、アンダーフィル150、封止材152、及び集積回路チップ50の表面は、同一面内(プロセスばらつき内)であることが好ましい。
図8において、キャリア基板102を再配線構造120から剥離するために、キャリア基板デボンディングを行う。剥離工程は、剥離層104にレーザ光やUV光などの光を照射し、光の熱により剥離層104が分解してキャリア基材102を除去する工程である。その後、構造体を裏返してテープ(図示せず)上に載置する。
図9では、再配線構造120に外部接続するためのUBM構造RES 160が形成されている。幾つかの実施形態では、このUBM構造160は、図4を参照して説明したUBM構造144と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでの説明は省略する。UBM構造160は、再配線構造120内に延在するビア部と、再配線構造120の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。
次に、UBM構造部160に導電接続部162を形成する。導電性接続部162としては、BGA(Ball Grid Array)コネクタ、半田ボール、金属ピラー、C 4(Compled Carted Busside Chip Connection)バンプ、マイクロバンプ、ENAPIG(無電解ニッケル-無電解パラジウム-浸漬金属技術)形成バンプ等を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電接続部162は、図4を参照して説明した導電接続部146と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
図10において、スクライブライン領域に沿って、例えば、第1のパッケージ領域100Aと第2のパッケージ領域100Bとの間に沿って、個片化工程を行う。ソーイングにより、第2のパッケージ領域100Bから第1のパッケージ領域100Aが個片化される。これにより、個片化された素子積層体は、第1のパッケージ領域100A及び第2のパッケージ領域100Bのいずれか一方から得られる。その後、個片化された各構造体を裏返してパッケージ基板200に実装する(図11参照)。
図11において、パッケージ部品100は、導電性コネクタ162を用いてパッケージ基板200に実装されてもよい。パッケージ基板200は、基板コア202と、基板コア202上のボンディングパッド204とを有する。基板コア202は、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド等の半導体材料で構成されていてもよい。また、シリコンゲルマニウム、シリコンカーバイド、ガリウム砒素、インジウム砒素、インジウム燐、シリコンゲルマニウムカーバイド、ガリウム砒素燐、ガリウムインジウム燐、及びこれらの組み合わせ等の化合物材料を用いてもよい。また、基板コア202は、SOI(Semiconductor-on-Insulator)基板であってもよい。一般に、SOI基板は、エピタキシャルシリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、SOI、SGOI、またはこれらの組み合わせなどの半導体材料の層を含む。基板コア202は、ガラス繊維強化樹脂コア等の絶縁性コアをベースとしたものである。芯材の一例は、FR 4等のガラス繊維樹脂である。コア材料としては、ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂や、その他のPCB材料やフィルムを用いることができる。基板コア202には、ABF等のビルドアップ膜やその他の積層体を用いることができる。
基板コア202は、能動素子及び受動素子(図示せず)を備えていてもよい。素子スタックの設計の構造や機能要件を生成するためには、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、これらの組み合わせ等、多種多様な素子を用いることができる。これらのデバイスは、任意の適切な方法を用いて形成され得る。
基板コア202は、図示しないメタライズ層及びビアを備え、ボンディングパッド204は、メタライズ層及びビアと物理的及び/又は電気的に接続されてもよい。メタライズ層は、能動素子及び受動素子上に形成され、各種素子を接続して機能回路を形成するためのものである。メタライズ層は、誘電体材料(例えば、誘電体材料)からなる配線層と、導電体材料からなる配線層とを接続するビア(例えば、銅)とを交互に形成することができ、任意の適切なプロセス(例えば、ダマシン法、デュアルダマシン法等)を用いて形成することができる。本実施形態では、基板コア202は、能動素子及び受動素子を実質的に含まない。
幾つかの実施形態では、導電接続部162をリフローして、パッケージ部品100をボンディングパッド204に取り付ける。導電接続部162は、基板コア202のメタライズ層を含むパッケージ基板200とパッケージ部品100とを電気的及び/又は物理的に接続する。基板コア202上には、ソルダーレジスト206が形成されている。導電接続部162は、ソルダーレジスト206の開口部に配置され、ボンディングパッド204と電気的及び機械的に接続されてもよい。ソルダーレジスト206は、基板コア202の領域を外部からのダメージから保護するために用いられる。
導電接続部162には、パッケージ部品100がパッケージ基板200に取り付けられた後に、エポキシ系フラックスのエポキシ部の少なくとも一部が残存した状態でリフローされる前に、エポキシ系フラックス(図示せず)が形成されていてもよい。この残存したエポキシ部分は、アンダーフィルとして作用し、応力を低減し、導電接続部162のリフローによる接合部を保護することができる。なお、パッケージ部品100とパッケージ基板200との間であって、導電接続部162の周囲には、アンダーフィル208が形成されていてもよい。アンダーフィル208は、パッケージ部品100を取り付けた後にキャピラリーフロー法により形成してもよいし、パッケージ部品100を取り付ける前に適宜の成膜方法により形成してもよい。
図12-図21は、再配線構造1200、UBM構造144及び導電性接続部146を形成する工程の途中段階を示す断面図である。再配線構造1200は、パッケージ部品100の配線構造120として実装されてもよい。このような実施形態において、図12-図21は、再配線構造120(再配線構造1200)の一部とUBM構造144と導電性接続部146とを含むパッケージ部品100(図11参照)の領域212を示している。
図12-図15は、再配線構造1200を形成する工程の途中段階を示す断面図である。再配線構造1200は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。配線パターンは、再配線又は再配線と呼ばれることもある。再配線構造1200は、4層の配線パターンを有する例を示している。再配線構造1200には、絶縁層や配線パターンが形成されていてもよい。なお、絶縁層や配線パターンを少なく形成する場合には、後述する工程や工程を省略してもよい。なお、より多くの絶縁層や配線パターンを形成する場合には、以下に説明する工程や工程を繰り返してもよい。
図12において、幾つかの実施形態では、分離層104上に絶縁層1202を堆積させた状態で、分布構造1200の形成を開始する(図2参照)。絶縁層1202は、PbO、ポリイミド、BCB等の感光性材料、又はこれらの組み合わせで形成され、リソグラフィマスクを用いてパターニングされてもよい。絶縁層1202は、スピンコート、ラミネート、CVD等により形成してもよいし、これらを組み合わせて形成してもよい。次に、絶縁層1202をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1202が感光性材料である場合には、絶縁層1202を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。
絶縁層1202を形成した後、配線パターン1204を形成する。配線パターン1204は、絶縁層1202の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1204L)を含む。また、配線パターン1204は、絶縁層1202を貫通する部分(例えば、導電性ビア1204v)を含む。
配線パターン1204を形成する一例として、絶縁層1202上及び絶縁層1202を貫通する開口内にシード層を形成する。シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。好ましくは、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。次に、シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、配線パターン505に対応する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。次に、フォトレジストの開口部及びシード層の露出部に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、配線パターン505が形成される。フォトレジスト及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
配線パターン1204を形成した後、配線パターン1204及び絶縁層1202上に絶縁層1206を堆積する。絶縁層1206は、絶縁層1202と同様の材料及び方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1206を形成した後、配線パターン1208を形成する。配線パターン1208は、絶縁層1206の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1208L)を含む。また、配線パターン1208は、絶縁層1206を貫通して配線パターン1204と物理的及び電気的に接続する部分(例えば、導電性ビア1208V)を含む。配線パターン1208は、配線パターン1204と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
配線パターン1208を形成した後、配線パターン1208及び絶縁層1206上に絶縁層1210を堆積する。絶縁層1210は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1210を形成した後、配線パターン1212を形成する。配線パターン1212は、絶縁層1210の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1212L)を含む。また、配線パターン1212は、絶縁層1210を貫通して配線パターン1208と物理的かつ電気的に接続する部分(例えば、導電性ビア1212V)を含む。配線パターン1212は、配線パターン1204と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
配線パターン1212を形成した後、配線パターン1212及び絶縁層1210上に絶縁層1214を堆積する。絶縁層1214は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1214を形成した後、絶縁層1214をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1214が感光性材料である場合には、絶縁層1214を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。続いて、絶縁層1214上及び絶縁層1214を貫通する開口内にシード層を形成する。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。
シード層を形成した後、シード層上にフォトレジスト1220を形成し、パターニングする。フォトレジスト1220は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1220のパターンは、配線パターン1216に対応する。このパターニングにより、フォトレジスト1220を開口してシード層を露出させる。
次に、図13に示すように、フォトレジスト1220の開口部及びシード層の露出部分に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電性材料は、フォトレジストを介して開口部を区画するようにコンフォーマルに形成されることが好ましい。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、配線パターン1216が形成される。配線パターン1216は、絶縁層1214の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1216L)を含む。さらに、配線パターン1216は、絶縁層1214を貫通して配線パターン1212と物理的かつ電気的に接続される部分(例えば、導電性ビア1216v)を含む。詳細は後述するが、導電性ライン1216 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1216Laを備えている。
図14において、フォトレジスト1220(図13参照)およびシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジスト1220の除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシング処理や剥離処理等により行うことができる。フォトレジスト1220を除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
図15において、配線パターン1216を形成した後、配線パターン1216及び絶縁層1214上に絶縁層1218を堆積する。絶縁層1218は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。図示の実施形態では、導電性ライン1216Laの下方に配置されたビア1204V、1208V、1212V、1216Vが上下に積層されている。
配線パターン1216は、配線パターン1204、1208、1212とは異なるサイズであってもよい。例えば、配線パターン1216の配線及び/又はビアは、配線パターン1204、1208、1212の配線及び/又はビアよりも太くてもよい。他の実施形態では、配線パターン1216の配線及び/又はビアは、配線パターン1204、1208、1212の配線及び/又はビアと同じ幅及び/又は厚さであってもよい。
幾つかの実施形態では、誘電体層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214とは異なる厚さを有する。例えば、絶縁層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214よりも厚くてもよい。他の実施形態では、絶縁層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214と同じ厚さであってもよい。
図15-図21は、UBM構造144を形成する途中の工程を示す断面図である。図15において、絶縁層1218を形成した後、絶縁層1218をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1218が感光性材料である場合には、絶縁層1218を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。パターン化された絶縁層1218は、配線パターン1216の一部、すなわち、導電性ライン1216Laの一部を露出させる。
図16において、絶縁層1218上及び絶縁層1218を貫通する開口内にシード層(図示せず)が形成される。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。
シード層を形成した後、シード層上にフォトレジスト1222を形成し、パターニングする。フォトレジスト1222は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1222のパターンは、UBM構造144のビア部144V及びパッド部144Pに対応する(図17参照)。このパターニングにより、フォトレジスト1220を開口してシード層を露出させる。
次に、図17に示すように、フォトレジスト1222の開口部及びシード層の露出部分に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電性材料は、フォトレジストを介して開口部を区画するようにコンフォーマルに形成されることが好ましい。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、UBM構造144のビア部144V及びパッド部144Pが形成される。UBM構造144のパッド部144Pは、絶縁層1218の主面に沿って延びている。UBM構造144のビア部144Vは、絶縁層1218を貫通し、配線パターン1216と物理的かつ電気的に接続されている。UBM構造144のパッド部144PをUBMパッド144Pと称する場合がある。UBM構造144のビア部144Vは、UBMビア144Vとも称され得る。
図18において、フォトレジスト1222(図17参照)及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジスト1222の除去は、例えば、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離により行うことができる。フォトレジスト1222を除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
図19において、UBMビア144VおよびUBMパッド144Pを形成した後、絶縁層1218およびUBMパッド144P上にフォトレジスト1224を形成し、パターニングする。フォトレジスト1224は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1224のパターンは、UBM構造144の柱部144C(図20参照)に対応する。このパターニングにより、フォトレジスト1224を開口し、UBMパッド144Pを露出させる。
次に、図20に示すように、フォトレジスト1224の開口部及びUBMパッド144Pの露出部に導電材料を形成し、UBM構造144の柱部144Cを形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。UBM構造144の柱部144CをUBM柱144Cと称する場合がある。
次に、UBM柱144C上に導電性接続部146を形成する。なお、導電性接続部146が半田材で構成されている場合には、フォトレジスト1224及びUBMカラム144CBYの開口部に半田材を電解めっきや無電解めっき等のめっきにより形成してもよい。
図21において、導電性接続部146を形成した後、フォトレジスト1224(図20参照)を除去する。フォトレジスト1224の除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。
図22Aは、図21に示した構造体の導電性を示す斜視図である。図22Bは、図22Aに示す構造体の断面BBに沿った平面図である。図22A及び図22Bを参照して、導電性ライン1216Laは、平面視において、湾曲形状の一端にUBMビア144Vが位置し、湾曲形状の他端にビア1216Vが位置するC字状またはU字状の形状を有している。本実施形態では、配線1216Laは、平面視において、UBMパッド144Pの周囲であって、UBMパッド144Pの周囲の内側に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1216及びフレキシブル絶縁層1218(図21参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材を提供することから、応力緩衝膜と呼ぶことができる。
導電性ライン1216Laは、UBMビア144Vの直下の第1の部分1216La1と、ビア1216Vの直上の第3の部分1216La3と、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3とを接続する第2の部分1216La2とを有する。第1の及び第3の部分1216La1、1216La3は、上下のビア144V、1216Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1216La2は、第1の及び第3の部分1216La1、1216La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1216La2の第1の部分1216La1に接続された第1の端子は、第3の部分1216La3に向かって延びていない。第2の部分1216La2の第3の部分1216La3に接続された第2の端子は、第1の部分1216La1に向かって延びていない。第2の部分1216La2は、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3との間の最短直線経路と重ならない。第2の部分1216La2の迂回パターンは、配線パターン1216の導電性を補助して、再配線構造及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がす。
幾つかの実施形態では、平面視において、パッド部1216La1、1216La3は、湾曲部1216La2よりも幅広である。これにより、パッド部1216La1、1216La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1216La1、1216La3の中心は、UBMパッド144Pの中心に対して左右にずれており、パッド部1216La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1216La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
UBMパッド144Pの平面形状は、円形であることが好ましい。他の実施形態では、UBMパッド144Pの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。UBMパッド144Pの直径は、60μm未満であることが好ましい。UBMカラム144Cは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMカラム144Cの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBM柱144Cの直径は、約60mよりも小さい。幾つかの実施形態では、UBMパッド144Pの径は、UBM柱144Cの径よりも大きいことが好ましい。UBM列144Cの中心は、平面視において、UBMパッド144Pの中心に対してずれている。UBMカラム144Cは、平面視において、ビア1216Vを完全に覆い、UBMビア144VINを部分的に覆っている。
UBMビア144V、UBMパッド144P、及びUBM柱144CからなるUBM構造144を上記のような形状及び配置で形成することにより、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合に起因してUBM構造144に接合された導電接続部146から再配線構造1200の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図23は、実施形態に係るパッケージ部品100(図11参照)の領域212の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造2300は、パッケージ部品100の分布構造120(図11参照)として実装されている。図23の構成は、図21の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。再配線構造2300は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。分布構造2300は、図12-図15を参照して説明した再配線構造1200と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。再配線構造2300の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144Cは、図23の構造が図21の構造の鏡像となるように配置されている。
図24は、実施形態に係るパッケージ部品100(図11参照)の平面図である。いくつかの実施形態では、図21及び図23を参照して説明したような再配線及びUBM構造を、集積回路ダイ50A及び50Bの歪みが大きくなりやすい領域(例えば、集積回路ダイ50A及び50Bの角部領域1226)に接合され、歪みを低減又は解消するための導電性の接続部146(図11参照)を形成してもよい。集積回路ダイ50A、50Bは、平面視において、第1の幅W1及び第2の幅W 2を有している。本実施形態では、幅W1は、約10 mm-約50 mmである。幅W 2は、10 mm以上50 mm以下であることが好ましい。角領域1226は、平面視において、第3の幅W3及び第4幅W 4を有する。本実施形態では、幅W3は、1とMとの間である。本実施形態では、幅W 4と幅Mとの間に位置する。幾つかの実施形態では、W3/W1は、1/50000以上1/2以下であることが好ましい。幾つかの実施形態では、W 4/W 2は、1/50000以上1/2以下である。いくつかの実施形態では、角部領域1226の大きさによっては、集積回路チップ50A、50Bの角部領域1226に1つ以上の導電性コネクタ146(図11参照)が接合されてもよい。
図25は、インターポーザダイ51の断面図である。インターポーザダイ51は、後の工程でパッケージングされ、集積回路パッケージとなる。幾つかの実施形態では、インターポーザダイ51は、図1に示した集積回路ダイ50と同様であってもよく、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。インターポーザダイ 51は、後の工程で個片化され、複数のインターポーザダイが形成されたウェハに形成されてもよい。インターポーザダイ 51は、適用される製造プロセスに応じて加工されてもよい。図示の実施形態では、インターポーザダイ51は、配線構造60を備えている。他の実施形態では、配線構造60は省略されてもよい。本実施形態では、インターポーザダイ51は、能動素子及び/又は受動素子を有していない。他の実施形態では、インターポーザダイ51の半導体基板52に能動素子及び/又は受動素子が形成されてもよい。幾つかの実施形態では、インターポーザダイは、半導体基板52を貫通する貫通ビア(TV)53を備えている。TV 53は、例えば、銅などの導電性材料により構成されている。
図26-図38は、実施形態に係るパッケージ部品300の製造工程の途中段階を示す断面図である。第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bが示されており、パッケージ領域300 A及び300Bの各々には、1以上の集積回路DIES 50(図1参照)及び1以上のインターポーザダイ51(図25参照)がパッケージ化されて集積回路パッケージが形成されている。幾つかの実施形態では、図26-図38を参照して説明する構成及び処理手順の一部は、図2-図11を参照して説明した構成及び処理手順と同様であるため、説明を省略する。
図26において、キャリア基板102が設けられ、キャリア基板102上には、図2を参照して説明したように、剥離層104が形成されているので、ここでの説明は省略する。
図27において、分離層104上に再配線構造106を形成してもよい。再配線構造106は、裏面再配線構造とも称される。図示する実施形態では、再配線構造106は、無絶縁層108と、配線パターン110(再配線、再配線ともいう)と、無絶縁層112とを有する。再配線構造106は任意であり、省略してもよい。なお、再配線構造106に代えて、外部配線層104上に形成された配線パターン付き絶縁層を用いてもよい。
分離層104上に絶縁層108を形成してもよい。絶縁層108の下面は、分離層104の上面に接していてもよい。幾つかの実施形態では、絶縁層108は、PBO、ポリイミド、BCB等のポリマーで形成される。他の実施形態では、絶縁層108は、窒化シリコン等の窒化物、酸化シリコン、PSG、BSG、BPSG等の酸化物等で形成される。絶縁層108は、スピンコート法、CVD法、ラミネート法等の任意の成膜方法、またはこれらの組み合わせにより形成することができる。
絶縁層108上に配線パターン110を形成してもよい。配線パターン110を形成する一例として、絶縁層108上にシード層を形成する。シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。次に、シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、配線パターン110に対応する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。フォトレジストの開口部及びシード層の露出部には、導電材料が形成される。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。その後、フォトレジストおよび導電材料が形成されていない部分のシード層を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。シード層及び導電性材料の残りの部分は、配線パターン110を形成する。
絶縁層112は、配線パターン110及び絶縁層108上に形成されていてもよい。絶縁層112は、絶縁層108と同様の材料及び方法を用いて形成することができる。次に、絶縁層112をパターニングして、配線パターン110の一部を露出する開口部114を形成する。パターニングは、例えば、絶縁層112が感光性材料である場合には、絶縁層112を露光してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。絶縁層112が感光性材料であれば、露光後に現像することができる。
図27は、1つの配線パターン110を有する再配線構造106を例示している。再配線構造106は、任意の数の誘電体層及び配線パターンを含んでいてもよい。より多くの誘電体層や配線パターンを形成する場合には、上述した工程や工程を繰り返してもよい。
図28において、開口114内には、再配線構造106の最上層の絶縁層(例えば、絶縁層112)から離れるように貫通ビア(TV)116が形成されている。TV 116を形成するための一例として、再配線構造106上、例えば、絶縁層112上及び開口部114によって露出された配線パターン110上にシード層(図示せず)を形成する。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。本発明の好ましい態様は、前記シード層は、チタン層と、前記チタン層上の銅層とを含むことを特徴とする。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、TVSに相当する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。フォトレジストの開口部及びシード層の露出部には、導電材料が形成される。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。フォトレジスト及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。シード層及び導電性材料の残りの部分は、TV 116を構成する。
図29において、インターポーザダイ51は、再配線構造106の絶縁層112に接着剤118によって接着されている。図示した例では、第1のパッケージ領域300 a及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれに、1つのインターポーザダイ 51が付着している。他の実施形態では、第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれにおいて、2つ以上のインターポーザダイ51が接着されてもよい。接着剤118は、インターポーザダイ51の裏側にあり、インターポーザダイ51 aを絶縁層112のような裏面再分配構造106に接着する。接着剤118は、任意の適切な接着剤、エポキシ、ダイアタッチフィルム(DAF)等であってよい。接着剤118は、インターポーザダイ51の裏面に塗布してもよいし、再配線構造106を利用しない場合はキャリア基板102の表面に塗布してもよいし、再配線構造106の上面に塗布してもよい。例えば、個片化する前に、インターポーザダイ51の裏面に接着剤118を塗布してインターポーザダイ51を分離してもよい。
図30において、各部品の周囲には、封止材122が形成されている。形成後、封止材122は、TV 116及びインターポーザダイ51を封止する。封止材122としては、モールド剤、エポキシ等を用いることができる。封止材122は、圧縮成形やトランスファー成形等により塗布され、TV 116やインターポーザダイ51を埋め込むようにキャリア基板102上に形成されてもよい。封止材は、液状または半液状に塗布した後、硬化させてもよい。
図31において、封止樹脂122に平坦化処理を施し、TV 116及びダイコネクタ66を露出させる。また、平坦化処理により、TV 116、絶縁層68及び/又はダイコネクタ66が露出するまで、TV 116、絶縁層68及び/又はダイコネクタ66の材料を除去してもよい。TV 116の上面、ダイコネクタ66、絶縁層68及び封止材122の上面は、平坦化処理後(プロセスばらつき内)において略面一となっている。平坦化処理は、例えば、CMP処理、研削処理、エッチング処理等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。幾つかの実施形態では、TV 116及び/又はダイコネクタ66が既に露出している場合には、平坦化処理を省略してもよい。
図32において、封止体122、TV 116及びインターポーザダイ51上に再配線構造130が形成されている。分配構造130は、複数の絶縁層と、交互に形成された複数の配線パターン(図示せず)とを備えていてもよい。幾つかの実施形態では、再配線構造130は、図39Aを参照して以下のようにして形成することができ、その際に詳細に説明する。
次に、再配線構造130上にUBM構造144を形成し、再配線構造130と電気的に接触させる。幾つかの実施形態では、テUBM構造144は、再配線構造130内に延在するビア部と、再配線構造130の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。なお、UBM構造144は、図39Aを参照して以下のように形成することができ、その際に詳細に説明する。THUBM 144を形成した後は、図4を参照して説明したように、UBM 144に導電接続部146を形成するため、ここでは説明を省略する。
図33において、図32の構造体には、集積回路ダイ50(例えば、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50B)が取り付けられている。パッケージ領域300A、300Bには、所望の種類および数量の集積回路ダイ50が接着されている。集積回路ダイ50は、パッケージモジュール50と称されてもよい。図示の実施形態では、第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれにおいて、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50Bを含む複数の集積回路ダイ50が互いに隣接して接着されている。いくつかの実施形態では、図5を参照して説明したように、導電性コネクタ146に集積回路ダイ50が取り付けられるので、ここでの説明は省略する。
図34において、領域300A、300Bの集積回路ダイ50A、50Bと再配線構造130との間には、図6で説明したUBM構造144と導電接続部146とダイコネクタ66との間及びその周囲を含むアンダーフィル150が形成されており、ここでの説明は省略する。
図35において、集積回路チップ50、導電接続部146及びアンダーフィル150の周囲には、図7で説明したように、封止部152が形成されているので、ここでの説明は省略する。幾つかの実施形態では、封止部材152の上面を除去して平坦化する平坦化工程を行ってもよい。平坦化工程は、CMP処理、研削処理、エッチング処理等を含んでいてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。なお、アンダーフィル150、封止材152、及び集積回路チップ50の表面は、同一面内(プロセスばらつき内)であることが好ましい。
図36において、再配線構造106からキャリア基板102を剥離するために、キャリア基板デボンディングを行う。剥離工程は、剥離層104にレーザ光やUV光などの光を照射し、光の熱により剥離層104が分解してキャリア基材102を除去する工程である。その後、構造体を裏返してテープ(図示せず)上に載置する。
図37において、図9を参照して説明したように、再配線構造106に外部接続するためのUBM構造RES 160が形成されているので、ここでの説明は省略する。続いて、図9を参照して説明したように、UBM構造体160に導電接続部162を形成するため、ここでの説明は省略する。
また、図37において、スクライブライン領域、例えば、第1のパッケージ領域300 aと第2のパッケージ領域300Bとの間に沿って、個片化工程を行う。ソーイングにより、第2のパッケージ領域300Bから第1のパッケージ領域300 aが個片化される。これにより、個片化された素子積層体は、第1のパッケージ領域300 a及び第2のパッケージ領域300Bのいずれか一方から得られる。その後、個片化された各構造体を裏返してパッケージ基板200に実装する(図38参照)。
図38において、図11を参照して説明したように、導電性コネクタ162を用いてパッケージ部品300をパッケージ基板200に実装することができるので、ここでの説明は省略する。幾つかの実施形態では、図11を参照して説明したように、パッケージ部品300とパッケージ基板200との間であって、導電接続部162の周囲にアンダーフィル208が形成されていてもよいので、ここでの説明は省略する。
図39Aは、パッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造3900は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図39Aの構成は、図21の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
幾つかの実施形態では、分布構造3900は、インターポーザダイ51のダイコネクタ66及び絶縁層68上に形成される(図38参照)。再配線構造3900は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、分布構造3900は、図12-図15を参照して説明した再配線構造1200と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。続いて、図15-図21を参照して説明したように、再配線構造上にUBM 144および導電性接続部146を形成するので、ここでの説明は省略する。詳細は後述するが、導電性ライン1216 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1216Laを備えている。また、導電性ライン1204 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1204 Laを備えている。
幾つかの実施形態では、分配構造3900を形成する前に、ダイコネクタ66上にパッド3902を形成する。幾つかの実施形態では、パッド3902は、図15-図21を参照して説明したUBMパッド144Pと同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでの説明は省略する。パッド3902は、UBMパッド3902と称してもよい。
図39Bは、図39Aに示す構造体の断面BBにおける導電性を示す平面図である。幾つかの実施形態では、導電性ライン1204 Laは、ビア1204Vが曲線形状の一端に位置し、ビア1204Vが曲線形状の他端に位置する平面視略C字状又はU字状に形成されている。幾つかの実施形態では、導電性ライン1204 Laは、平面視において、パッド3902の上方であって、パッド3902の外周内に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1204及びフレキシブル絶縁層1202(図39A参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材となるため、応力緩衝膜と呼ばれることもある。
幾つかの実施形態では、配線1204 Laは、ビア1204Vの直下の第1の部分1204La1と、ビア1204Vの直上の第3の部分1204La3と、第1の部分1204La1と第3の部分1204La3とを接続する第2の部分1204La2とを含む。第1の及び第3の部分1204La1、1204La3は、上下のビア1204V、1204Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1204La2は、第1の及び第3の部分1204La1、1204La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1204La2の迂回パターンは、配線パターン1204の導電性を補助し、再配線構造3900及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がす。
幾つかの実施形態では、パッド部1204La1、1204La3は、平面視において、湾曲部1204La2よりも幅広である。これにより、パッド部1204La1、1204La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1204La1、1204La3の中心は、パッド3902の中心に対して左右にずれており、パッド部1204La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1204La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
幾つかの実施形態では、パッド3902は、平面視で円形状を有する。他の実施形態では、パッド3902は、設計要求に基づいて任意の形状を有してよい。本実施形態では、パッド3902の直径は60μm未満である。ダイコネクタ66は、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、ダイコネクタ66は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、ダイコネクタ66の直径は、20μm未満である。幾つかの実施形態では、パッド3902の直径は、ダイコネクタ66の直径よりも大きい。ダイコネクタ66の中心は、平面視において、パッド3902の中心に対して第1の方向D1にずれている。本実施形態では、コネクタ66は、平面視において、ビア1204Vと完全に重なっており、ビア1208 Vと部分的に重なっている。このような形状及び配置を有するダイコネクタ66及びパッド3902を形成することにより、CTEミスマッチによりダイコネクタ66から再配線構造3900の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図39Cは、図39Aに示す構造体の断面CCにおける導電性を示す平面図である。本実施形態では、配線1216Laは、UBMビア144Vが湾曲形状の一端に位置し、ビア1216Vが湾曲形状の他端に位置する平面視略C字状又はU字状に形成されている。本実施形態では、配線1216Laは、平面視において、UBMパッド144Pの周囲であって、UBMパッド144Pの周囲の内側に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1216及びフレキシブル絶縁層1218(図39A参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材を提供するため、応力緩衝膜と呼ばれることもある。
配線1216Laは、UBMビア144Vの直下の第1の部分1216La1と、ビア1216Vの直上の第3の部分1216La3と、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3とを接続する第2の部分1216La2とを有する。第1の及び第3の部分1216La1、1216La3は、上下のビア144V、1216Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1216La2は、第1の及び第3の部分1216La1、1216La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1216La2の迂回パターンは、配線パターン1216の導電性を利用して、再配線構造及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がすためのものである。
幾つかの実施形態では、平面視において、パッド部1216La1、1216La3は、湾曲部1216La2よりも幅広である。これにより、パッド部1216La1、1216La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1216La1、1216La3の中心は、UBMパッド144Pの中心に対して左右にずれており、パッド部1216La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1216La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
UBMパッド144Pは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMパッド144Pの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBMパッド144Pの直径は60μm未満である。UBMカラム144Cは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMカラム144Cの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBM柱144Cの直径は、60μm未満である。幾つかの実施形態では、UBMパッド144Pの径は、UBM列144Cの径よりも大きく、UBM列144Cの中心は、平面視において、UBM構造144のパッド部144Pの中心に対して第2の方向D2にずれている。幾つかの実施形態では、第2の方向D2は、第1の方向D1とは異なる(図39B参照)。幾つかの実施形態では、第2の方向D2は、第1の方向D1とは反対方向である(図39B参照)。UBMカラム144Cは、平面視において、ビア1216Vを完全に覆い、UBMビア144Vを部分的に覆っている。
UBMビア144V、UBMパッド144P、及びUBM柱144CからなるUBM構造144を上記のような形状及び配置で形成することにより、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合に起因してUBM構造144に接合された導電接続部146から再配線構造3900の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図40は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4000は、パッケージ部品300の配線構造130(図38参照)として実装されている。図40の構成は、図39の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4000は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、分布構造4000は、図39Aを参照して説明した再配線構造3900と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。再配線構造4000の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図40の構造が図39 Aの構造の鏡像となるように配置されている。
図41は、パッケージ部品300(図38参照)の領域214の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造3900は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図41の構成は、図39の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。幾つかの実施形態では、図41の構成は、図39の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図39Aの構造とは異なり、図41の構造では、ダイコネクタ66とUBM列144Cの中心が、対応するパッド3902、144Pの中心に対して同じ方向にずれている。
図42は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4200は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図42の構成は、図41の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4200は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、図42の構成は、図41の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図42の構造が図41の構造の鏡像となるように配置されている。
図43は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示された実施形態では、再配線4300は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図43の構成は、図39 Aの構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。再配線4300は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図43の構成は、図39 Aの構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図39Aの構造とは異なり、パッド3902はUBMパッド144Pに対して左右にずれており、平面視でパッド3902とUBMパッド144Pとが部分的に重なるように配置されている。また、導電ライン1204 LAは、導電ライン1216Laに対して左右にずれているため、導電ライン1204 LAと導電ライン1216Laとは、平面視において部分的に重なっている。また、ビア1204VとUBMビア144Vとは、スタックビア1208V、1212V、1216Vに対して左右にずれており、スタックビア1208V、1212V、1216Vは、ビア1204VとUBMビア144Vとの間に左右に挟まれている。
図44は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4400は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図44の構成は、図43の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4400は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図44の構成は、図43の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図44の構造が図43の構造の鏡像となるように配置されている。
図45は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示された実施形態では、再配線4300は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図45の構成は、図43の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図45の構成は、図43の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図43の構造と区別すると、図45の構造では、ダイコネクタ66とUBM列144Cの中心が、対応するパッド3902とパッド144Pの中心に対して同じ方向にずれている。
図46は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4600は、パッケージ部品300の配線構造130(図38参照)として実装されている。図46の構成は、図45の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4600は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図46の構成は、図45の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図46の構造が図45の構造の鏡像となるように配置されている。
図47は、実施形態における実施形態に係るパッケージ部品300(図38参照)の平面図である。幾つかの実施形態では、インターポーザダイ51と積分回路ダイ50A、50Bの重なり部分との間には、図39A、40-46を参照して説明したような再配線及びUBM構造が形成されていてもよい。他の実施形態では、集積回路ダイ50A、50Bのうち、平面視においてインターポーザダイ51と重ならない部分の下方にも、図39A、40-46を参照して説明したような再配線およびUBM構造が形成されていてもよい。
その他の特徴や処理を含んでもよい。例えば、3D実装や3DICデバイスの検証試験を補助するための試験構造を備えていてもよい。テスト用構造体は、例えば、再配線層に形成されたテスト用パッドや、3D実装や3DICのテスト、プローブ及び/又はプローブカードの使用等が可能な基板に形成されたテスト用パッドを含んでいてもよい。検証試験は、最終的な構造だけでなく、中間的な構造に対して行ってもよい。また、ここに開示される構造及び方法は、公知の良品金型の中間検証を組み込んで歩留まりを向上させ、コストを低減する試験方法と併用してもよい。
実施形態によれば、効果が得られる。再配線及びUBM構造とその形成方法を提供する。特に、再配線構造には、折り曲げ等の変形に対して破断することなく、より柔軟な形状の配線パターンが含まれる。屈曲等の変形は、半導体パッケージ内の材料のCTEミスマッチに起因する応力に起因するものと考えられる。例えば、平面視において、曲線状の「C」字状や「U」字状であってもよい。このフレキシブル形状の配線パターンの周囲は、高分子層等の誘電体層で囲まれている。フレキシブルな配線パターンと周囲の絶縁層との組み合わせは、再配線構造やパッケージ構造の応力を緩和するためのバッファとなる。また、UBM構造は、例えば、UBM構造に接合されたバンプから再配線構造の配線パターンに伝達される応力をCTEミスマッチにより低減する形状及び配置を有するビア部、パッド部及び柱部を備えている。例えば、UBM構造のパッド部の幅は、対応するUBM構造のピラー部の幅よりも大きい。また、UBM構造のビア部および柱部の中心は、平面視において、UBM構造のパッド部の中心に対して左右にずれている。また、再配線構造は、平面視において、UBM構造の対応するパッド部の中心に対して、スタックビアの中心が左右にずれるようにスタックビアを有することができる。CTEミスマッチは、曲げ変形による大きな応力に耐えることができる。しかし、開示された配線パターンの形状、スタックビアの配置、UBM構造の各構成要素の形状及び配置は、再配線構造の信頼性を高める。
この実施形態によれば、パッケージ構造は、集積回路チップと、集積回路チップに接合された再配線構造と、集積回路チップと再配線構造との間のUBM(Under Bump Metal)構造とを含む。UBM構造は、集積回路チップと再配線構造とを電気的に接続する。再配線構造は、第1の絶縁層と、第1の絶縁層と集積回路チップとの間に介在する第2の絶縁層と、第1の絶縁層及び第2の絶縁層に形成された第1の配線パターンとを有する。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第2の絶縁層内に配置されている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層に設けられている。第1の導電ラインは、第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、第2の導電性パッドと、第1の導電性パッドと第2の導電性パッドとを接続する湾曲部とを含む。UBM構造は、第2の絶縁層を貫通し、第2の導電性パッドに接続された第2の導電性ビアと、第2の導電性ビアに接続された第3の導電性パッドと、第3の導電性パッドに接続された導電柱とを有する。第3の導電性パッドは、第2の導電性ビアと集積回路ダイとの間に介在する。導電柱は、第3の導電性パッドと集積回路ダイとの間に介在している。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。再配線構造は、第1の絶縁層および第3の絶縁層に、第3の絶縁層および第2の配線パターンをさらに含む。第1の絶縁層は、第3の絶縁層と第2の絶縁層との間に介在する。第2の配線パターンは、第2の導電性ラインと、第2の導電性ラインに接続された第3の導電性ビアとを含む。第2の導電性ラインは、第1の絶縁層内に配置されている。第3の導電性ビアは、第3の絶縁層に設けられている。第3の導電性ビアと第1の導電性ビアとは、上下に積層されている。第1の導電性ビアおよび第2の導電性ビアは、平面視において、第3の導電性パッドの外周内に配置されている。導電柱は、平面視において、第3の導電性パッドの外周内に配置されている。平面視において、導電柱の幅は、第3の導電性パッドの幅よりも小さい。導電柱の中心は、平面視において、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。第1の導電性ビアは、平面視において、導電柱と完全に重なっている。第2の導電性ビアは、平面視において、導電柱と部分的に重なっている。
他の実施形態によれば、インターポーザダイを備え、前記インターポーザダイは、ダイコネクタと、前記ダイコネクタに接続された第1の導電性パッドと、前記第1の導電性パッドに接合された再配線構造と、を含むパッケージ構造が提供される。再配線構造は、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第3の絶縁層と、第1の絶縁層及び第2の絶縁層に形成された第1の配線パターンとを有する。第1の絶縁層は、第2の絶縁層と第1の導電性パッドとの間に介在する。第2の絶縁層は、第3の絶縁層と第1の絶縁層との間に介在する。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第2の絶縁層内に配置されている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層を貫通して第1の導電性パッドに接続されている。前記第1の導電ラインは、前記第1の導電性ビアに接続された第2の導電性パッドと、第3の導電性パッドと、前記第2の導電性パッドと前記第3の導電性パッドとを接続する湾曲部と、を有する。再配線構造は、第2の絶縁層及び第3の絶縁層に第2の配線パターンをさらに含む。第2の配線パターンは、第2の導電性ビアを含む。第2の導電性ビアは、第2の絶縁層を貫通して第1の導電性ラインの第3の導電性パッドに接続されている。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。第1の導電性ビアおよび第2の導電性ビアは、平面視において、第1の導電性パッドの外周内に配置されている。平面視において、ダイコネクタの幅は、第1の導電性パッドの幅よりも小さい。平面視において、ダイコネクタの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。
さらに他の実施形態に係る方法は、キャリア基板上に再配線構造を形成する工程を含む。再配線構造を形成する工程は、キャリア基板上に第1の絶縁層を形成する工程を含む。第1の絶縁層の上面には、第1の配線パターンが形成されている。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第1の絶縁層の上面に沿って延びている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層を貫通している。第1の導電ラインは、第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、第2の導電性パッドと、第1の導電性パッドと第2の導電性パッドとを接続する湾曲部とを含む。さらに、第1の絶縁層および第1の配線パターン上に第2の絶縁層を形成し、再配線構造上にUBM(Under Bump Metal)構造を形成する。UBM構造を形成する工程は、第2の絶縁層に第2の導電性ビアを形成する工程を含む。第2の導電性ビアは、第2の導電性パッドに接続されている。第2の導電性ビア上には、第3の導電性パッドが形成されている。第3の導電性パッド上には、導電柱が形成されている。第3の導電性パッドは、導電柱と第2の導電性ビアとを電気的に接続する。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。UBM構造には、導電性コネクタを用いて集積回路チップが接合されている。平面視において、導電柱の中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対して第1の方向にずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対して第2の方向にずれている。第1の方向は、第2の方向とは異なる。
上述したいくつかの実施形態の概要は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、記載されている。当業者であれば、本明細書に記載された実施形態と同様の目的を達成するために、他の工程や構造を設計、変更すること、および/または同一の効果を達成することは容易であることを理解されるべきである。当業者であれば、これらと均等な構成については、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換及び変更を加えることが可能であることを認識すべきである。
集積回路ダイ50は、後の工程で個片化されて複数の集積回路ダイが形成される異なるデバイス領域を含むウェハに形成されてもよい。集積回路ダイ50は、適用される製造プロセスに応じて加工され、集積回路が形成されてもよい。例えば、集積回路DIE 50は、シリコン、ドープド、アンドープ等の半導体基板52、又はSOI(Semiconductor-on-Insulator)基板の活性層を備えている。半導体基板52は、ゲルマニウム等の他の半導体材料、炭化珪素、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐、インジウム砒素及び/又はインジウムアンチモンを含む化合物半導体、SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP及び/又はGaInAsPを含む合金半導体、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。また、多層基板や傾斜基板等の他の基板を用いてもよい。半導体基板52は、表面と呼ばれる活性面(例えば、図1において上方を向く面)と、裏面と呼ばれる不活性面(例えば、図1において下方を向く面)とを有する。
半導体基板52の表面には、素子(トランジスタに代表される)54が形成されていてもよい。素子54は、能動素子(例えば、トランジスタ、ダイオード等)であってもよい。)コンデンサ、抵抗等。半導体基板52の表面上には、層間絶縁膜(ILD)56が形成されている。ILD 56は、デバイス54を囲んで覆うことができる。ILD 56は、PSG(Phospho-Silicate Glass)、BSG(Boro-Silicate Glass)、BPSG(Boro-doped Phospho-Silicate Glass)、USG(Undoped Silicate Glass)等の材料からなる1層以上の誘電体層を含んでいてもよい。
ILD 56を貫通し、素子54間を電気的及び物理的に接続する導電性プラグ58。例えば、素子54がトランジスタである場合、導電性プラグ58は、トランジスタのゲート領域とソース/ドレイン領域とを接続してもよい。導電性プラグ58は、タングステン、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、アルミニウム等、又はこれらの組み合わせで形成することができる。ILD 56及び導電性プラグ58上には、配線構造60が形成されている。配線構造60は、素子54同士を接続して集積回路を形成する。配線構造60は、例えば、ILD 56上の誘電体層の配線パターンにより形成することができる。配線パターンは、低誘電率絶縁層に形成された金属配線及びビアを含む。配線構造60の配線パターンは、導電性プラグ58によって素子54と電気的に接続されている。
集積回路DIE 50は、外部接続用のアルミパッド等のパッド62をさらに備える。パッド62は、集積回路DIE 50の活性側、例えばInや配線構造60上に設けられている。集積回路DIE 50上、例えば、配線構造60の一部やパッド62上には、1以上のパッシベーション膜64が形成されている。パッシベーション膜64には、パッド62に達する開口が形成されている。パッシベーション膜64の開口部には、導電性ピラー(例えば、銅等の金属からなる)等のダイコネクタ66が貫通しており、パッド62と物理的及び電気的に接続されている。ダイコネクタ66は、例えば、メッキ等により形成することができる。ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50の各集積回路を電気的に接続する。
必要に応じて、パッド62上に半田領域(例えば、半田ボールや半田バンプ)を配置してもよい。半田ボールは、集積回路ダイ50のチッププローブ(CP)検査を行うために用いられてもよい。また、集積回路ダイ50に対してCP試験を行い、集積回路ダイ50が既知のグッドダイ(KGD)であるか否かを確認してもよい。これにより、KGDである集積回路ダイ50のみがその後の処理を受けてパッケージングされ、CPテストに失敗したダイはパッケージングされない。検査後、後の工程で半田領域を除去してもよい。
絶縁層68は、集積回路DIE 50のアクティブ側、例えば、パッシベーション膜64上やダイコネクタ66上に設けられていてもよい。絶縁層68は、ダイコネクタ66を側方から封止しており、絶縁層68は、集積回路DIE 50と側方から接している。まず、絶縁層68の最表面がダイコネクタ66の最表面よりも上方に位置するように、絶縁層68がダイコネクタ66を埋設する。なお、ダイコネクタ66に半田領域が設けられている場合には、絶縁層68は、半田領域を埋め込んでもよい。また、絶縁層68を形成する前に半田領域を除去してもよい。
絶縁層68は、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリイミド、ベンゾシクロブテン(BCB)等のポリマー、窒化シリコン等の窒化物、酸化シリコン、PSG(Phospho Silicate Glass)、BSG(Borosilicate Glass)、BPSG(Boron-Doped Phospho-Silicate Glass)等の酸化物、又はこれらの組み合わせであってもよい。絶縁層68は、例えば、スピンコート、ラミネート、CVD(Chemical Vapor Deposition)等により形成することができる。幾つかの実施形態では、ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50の形成時に、絶縁層68を介して露出することが好ましい。幾つかの実施形態では、ダイコネクタ66は、集積回路DIE 50をパッケージングする後の工程において、埋め込まれたまま露出していることが好ましい。ダイコネクタ66を露出させることにより、ダイコネクタ66に存在し得るはんだ領域を除去することができる。
幾つかの実施形態では、集積回路DIE 50は、複数の半導体基板52を含む積層デバイスである。例えば、集積回路DIE 50は、複数のメモリダイを有するHMC(Hybrid Memory Cube)モジュールやHBM(High Bandwidth Memory)モジュール等の記憶装置であってもよい。このような実施形態では、集積回路チップ50は、複数の半導体基板52が貫通電極(TSV)によって接続されている。半導体基板52は、配線構造60を有していてもよいし、有していなくてもよい。
図2-図11は、幾つかの実施形態におけるパッケージ部品100の製造工程の途中段階を示す断面図である。第1のパッケージ領域100Aと第2のパッケージ領域100Bとが示されており、これらのパッケージ領域100a、100Bに集積回路パッケージ50がパッケージ化されて集積回路パッケージが形成されている。集積回路パッケージは、集積ファンアウト(InFO)パッケージとも呼ばれる。
図2において、キャリア基板102が設けられ、キャリア基板102上に剥離層104が形成されている。キャリア基板102は、ガラスキャリア基板、セラミックキャリア基板等であってもよい。キャリア基板102はウエハであってもよく、キャリア基板102上に複数のパッケージを同時に形成することができる。
分離層104をポリマー系材料で形成し、その後の工程で形成される上層構造体からキャリア基材102とともに除去してもよい。幾つかの実施形態では、剥離層104は、加熱されると接着性を失うエポキシ系の熱剥離材料であり、例えば、LTHC(Lightto Heatconversion Coating)剥離コートなどである。他の実施形態では、剥離層104は、UV(Ultra Violet)光を照射すると粘着性を失うUV糊であってもよい。剥離層104は、液体として分注して硬化させてもよいし、キャリア基材102上に積層されたラミネートフィルム等であってもよい。分離層104の上面は平坦化されており、平坦性が高い。
図3では、分離層104上に再配線構造120が形成されている。分配構造120は、複数の絶縁層と、分離層104上に交互に形成された複数の配線パターン(図示せず)とを備えていてもよい。幾つかの実施形態では、再配線構造120は、図12-図15を参照して以下のようにして形成することができ、その際に詳細に説明する。
図4では、再配線構造120上にUBM(Under Bump Metal)構造144が形成され、再配線構造120と電気的に接触している。幾つかの実施形態では、テUBM構造144は、再配線構造120内に延在するビア部と、再配線構造120の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。幾つかの実施形態では、UBM構造144は、図15-図21を参照して以下のように形成されてもよく、その際の詳細な説明は省略する。
UBM構造144を形成した後、UBM構造144上に導電接続部146を形成する。導電接続部146としては、BGA(Ball Grid Array)コネクタ、半田ボール、金属ピラー、C4(controlled collapse chip connection)バンプ、マイクロバンプ、ENAPIG(無電解ニッケル-無電解パラジウム-イマージョンゴールド)形成バンプ等を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電接続部146は、半田、銅、アルミニウム、金、ニッケル、銀、パラジウム、錫等の導電性材料、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。導電接続部146は、蒸着、電解メッキ、印刷、半田転写、ボール配置等により、最初に半田の層を形成することにより形成される。構造体上に半田層を形成した後、所望のバンプ形状に成形するためにリフローを行ってもよい。他の実施形態では、導電接続部146は、スパッタ法、印刷法、電解メッキ法、無電解メッキ法、CVD法等により形成された金属ピラー(例えば、銅ピラー)で構成される。金属ピラーは、はんだフリーであり、略垂直な側壁を有していてもよい。幾つかの実施形態では、金属ピラーの上部には、金属キャップ層が形成されていることが好ましい。金属キャップ層は、ニッケル、錫、錫-鉛、金、銀、パラジウム、インジウム、ニッケル-パラジウム-金、ニッケル-金等、又はこれらの組み合わせを含み、めっき処理により形成されてもよい。
図5において、図4の構造体には、集積回路ダイ50(例えば、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50B)が取り付けられている。各パッケージ領域100a、100Bには、所望の種類及び数量の集積回路チップ50が接着されている。図示の実施形態では、第1のパッケージ領域100A及び第2のパッケージ領域100Bのそれぞれにおいて、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50Bを含む複数の集積回路ダイ50が互いに隣接して接着されている。第1の集積回路チップ50Aは、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、SoC(System-on-a-chip)、マイクロコントローラ等のロジックデバイスであってもよい。第2の集積回路チップ50Bは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)チップ、SRAM(Static Random Access Memory)チップ、HMC(Hybrid Memory Cube)モジュール、HBM(High Bandwidth Memory)モジュール等の記憶装置であってもよい。幾つかの実施形態では、集積回路ダイ50a、50Bは、SOCダイ等の同種のダイであってもよい。第1の集積回路ダイ50Aと第2の集積回路ダイ50Bとは、同一のテクノロジーノードの工程で形成されてもよいし、異なるテクノロジーノードの工程で形成されてもよい。例えば、第1の集積回路チップ50Aは、第2の集積回路チップ50Bよりも高度なプロセスノードであってもよい。集積回路ダイ50a、50Bは、異なるサイズ(例えば、異なる高さ及び/又は表面積)を有していてもよいし、同じサイズ(例えば、同じ高さ及び/又は表面積)を有していてもよい。
導電性コネクタ146に集積回路ダイ50を取り付ける。すなわち、集積回路ダイ50A、50Bのダイコネクタ66が導電コネクタ146に接続される。幾つかの実施形態では、導電性コネクタ146をリフローして、集積回路ダイ50をUBM構造144に取り付ける。導電接続部146は、再配線構造120内の配線パターンを含む再配線構造120と集積回路チップ50とを電気的及び/又は物理的に接続する。再配線構造120上には、ソルダーレジスト(図示せず)が形成されている。幾つかの実施形態では、導電接続部146は、ソルダーレジストの開口部に配置され、UBM構造144と電気的及び機械的に接続されてもよい。ソルダーレジストは、再配線構造120の領域を外部からのダメージから保護するために用いることができる。
導電性コネクタ146には、再配線構造120に集積回路チップ50が取り付けられた後にエポキシ系フラックスのエポキシ部の少なくとも一部が残存した状態でリフローされる前に、エポキシ系フラックス(図示せず)が形成されていてもよい。この残存したエポキシ部分は、アンダーフィルとして作用し、応力を低減し、導電性コネクタ146のリフローによる接合部を保護することができる。
図6において、各領域100A、100Bの集積回路ダイ50A、50Bと再配線構造120との間には、UBM構造144と導電接続部146とダイコネクタ66との間及びその周囲を含むアンダーフィル150が形成されている。アンダーフィル150は、集積回路ダイ50を取り付けた後にキャピラリーフロー法により形成してもよいし、集積回路ダイ50を取り付ける前に適宜の成膜方法により形成してもよい。なお、図6以降では図示していないが、アンダーフィル150は、隣接する領域100A、100Bの集積回路ダイ50間にも存在することが好ましい。
図7において、集積回路チップ50及びアンダーフィル150の周囲には、封止材152が形成されている。封止体152は、形成後、集積回路チップ50を封止する。封止材152としては、モールド化合物、エポキシ等を用いることができる。封止材152の塗布は、圧縮成形、トランスファー成形等により行うことができる。封止材152は、液状または半液状に塗布した後、硬化させてもよい。なお、封止部材152の上面を除去して平坦化する平坦化工程を行ってもよい。平坦化工程は、化学的機械的研磨(CMP)処理、研削処理、エッチング処理等を含んでいてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。幾つかの実施形態では、アンダーフィル150、封止材152、及び集積回路チップ50の表面は、同一面内(プロセスばらつき内)であることが好ましい。
図8において、キャリア基板102を再配線構造120から剥離するために、キャリア基板デボンディングを行う。剥離工程は、剥離層104にレーザ光やUV光などの光を照射し、光の熱により剥離層104が分解してキャリア基材102を除去する工程である。その後、構造体を裏返してテープ(図示せず)上に載置する。
図9では、再配線構造120に外部接続するためのUBM構造RES 160が形成されている。幾つかの実施形態では、このUBM構造160は、図4を参照して説明したUBM構造144と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでの説明は省略する。UBM構造160は、再配線構造120内に延在するビア部と、再配線構造120の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。
次に、UBM構造部160に導電接続部162を形成する。導電性接続部162としては、BGA(Ball Grid Array)コネクタ、半田ボール、金属ピラー、C 4(Compled Carted Busside Chip Connection)バンプ、マイクロバンプ、ENAPIG(無電解ニッケル-無電解パラジウム-浸漬金属技術)形成バンプ等を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電接続部162は、図4を参照して説明した導電接続部146と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
図10において、スクライブライン領域に沿って、例えば、第1のパッケージ領域100Aと第2のパッケージ領域100Bとの間に沿って、個片化工程を行う。ソーイングにより、第2のパッケージ領域100Bから第1のパッケージ領域100Aが個片化される。これにより、個片化された素子積層体は、第1のパッケージ領域100A及び第2のパッケージ領域100Bのいずれか一方から得られる。その後、個片化された各構造体を裏返してパッケージ基板200に実装する(図11参照)。
図11において、パッケージ部品100は、導電性コネクタ162を用いてパッケージ基板200に実装されてもよい。パッケージ基板200は、基板コア202と、基板コア202上のボンディングパッド204とを有する。基板コア202は、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド等の半導体材料で構成されていてもよい。また、シリコンゲルマニウム、シリコンカーバイド、ガリウム砒素、インジウム砒素、インジウム燐、シリコンゲルマニウムカーバイド、ガリウム砒素燐、ガリウムインジウム燐、及びこれらの組み合わせ等の化合物材料を用いてもよい。また、基板コア202は、SOI(Semiconductor-on-Insulator)基板であってもよい。一般に、SOI基板は、エピタキシャルシリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、SOI、SGOI、またはこれらの組み合わせなどの半導体材料の層を含む。基板コア202は、ガラス繊維強化樹脂コア等の絶縁性コアをベースとしたものである。芯材の一例は、FR 4等のガラス繊維樹脂である。コア材料としては、ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂や、その他のPCB材料やフィルムを用いることができる。基板コア202には、ABF等のビルドアップ膜やその他の積層体を用いることができる。
基板コア202は、能動素子及び受動素子(図示せず)を備えていてもよい。素子スタックの設計の構造や機能要件を生成するためには、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、これらの組み合わせ等、多種多様な素子を用いることができる。これらのデバイスは、任意の適切な方法を用いて形成され得る。
基板コア202は、図示しないメタライズ層及びビアを備え、ボンディングパッド204は、メタライズ層及びビアと物理的及び/又は電気的に接続されてもよい。メタライズ層は、能動素子及び受動素子上に形成され、各種素子を接続して機能回路を形成するためのものである。メタライズ層は、誘電体材料(例えば、誘電体材料)からなる配線層と、導電体材料からなる配線層とを接続するビア(例えば、銅)とを交互に形成することができ、任意の適切なプロセス(例えば、ダマシン法、デュアルダマシン法等)を用いて形成することができる。本実施形態では、基板コア202は、能動素子及び受動素子を実質的に含まない。
幾つかの実施形態では、導電接続部162をリフローして、パッケージ部品100をボンディングパッド204に取り付ける。導電接続部162は、基板コア202のメタライズ層を含むパッケージ基板200とパッケージ部品100とを電気的及び/又は物理的に接続する。基板コア202上には、ソルダーレジスト206が形成されている。導電接続部162は、ソルダーレジスト206の開口部に配置され、ボンディングパッド204と電気的及び機械的に接続されてもよい。ソルダーレジスト206は、基板コア202の領域を外部からのダメージから保護するために用いられる。
導電接続部162には、パッケージ部品100がパッケージ基板200に取り付けられた後に、エポキシ系フラックスのエポキシ部の少なくとも一部が残存した状態でリフローされる前に、エポキシ系フラックス(図示せず)が形成されていてもよい。この残存したエポキシ部分は、アンダーフィルとして作用し、応力を低減し、導電接続部162のリフローによる接合部を保護することができる。なお、パッケージ部品100とパッケージ基板200との間であって、導電接続部162の周囲には、アンダーフィル208が形成されていてもよい。アンダーフィル208は、パッケージ部品100を取り付けた後にキャピラリーフロー法により形成してもよいし、パッケージ部品100を取り付ける前に適宜の成膜方法により形成してもよい。
図12-図21は、再配線構造1200、UBM構造144及び導電性接続部146を形成する工程の途中段階を示す断面図である。再配線構造1200は、パッケージ部品100の配線構造120として実装されてもよい。このような実施形態において、図12-図21は、再配線構造120(再配線構造1200)の一部とUBM構造144と導電性接続部146とを含むパッケージ部品100(図11参照)の領域212を示している。
図12-図15は、再配線構造1200を形成する工程の途中段階を示す断面図である。再配線構造1200は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。配線パターンは、再配線又は再配線と呼ばれることもある。再配線構造1200は、4層の配線パターンを有する例を示している。再配線構造1200には、絶縁層や配線パターンが形成されていてもよい。なお、絶縁層や配線パターンを少なく形成する場合には、後述する工程や工程を省略してもよい。なお、より多くの絶縁層や配線パターンを形成する場合には、以下に説明する工程や工程を繰り返してもよい。
図12において、幾つかの実施形態では、分離層104上に絶縁層1202を堆積させた状態で、分布構造1200の形成を開始する(図2参照)。絶縁層1202は、PbO、ポリイミド、BCB等の感光性材料、又はこれらの組み合わせで形成され、リソグラフィマスクを用いてパターニングされてもよい。絶縁層1202は、スピンコート、ラミネート、CVD等により形成してもよいし、これらを組み合わせて形成してもよい。次に、絶縁層1202をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1202が感光性材料である場合には、絶縁層1202を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。
絶縁層1202を形成した後、配線パターン1204を形成する。配線パターン1204は、絶縁層1202の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1204L)を含む。また、配線パターン1204は、絶縁層1202を貫通する部分(例えば、導電性ビア1204v)を含む。
配線パターン1204を形成する一例として、絶縁層1202上及び絶縁層1202を貫通する開口内にシード層を形成する。シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。好ましくは、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。次に、シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、配線パターン505に対応する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。次に、フォトレジストの開口部及びシード層の露出部に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、配線パターン505が形成される。フォトレジスト及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
配線パターン1204を形成した後、配線パターン1204及び絶縁層1202上に絶縁層1206を堆積する。絶縁層1206は、絶縁層1202と同様の材料及び方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1206を形成した後、配線パターン1208を形成する。配線パターン1208は、絶縁層1206の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1208L)を含む。また、配線パターン1208は、絶縁層1206を貫通して配線パターン1204と物理的及び電気的に接続する部分(例えば、導電性ビア1208V)を含む。配線パターン1208は、配線パターン1204と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
配線パターン1208を形成した後、配線パターン1208及び絶縁層1206上に絶縁層1210を堆積する。絶縁層1210は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1210を形成した後、配線パターン1212を形成する。配線パターン1212は、絶縁層1210の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1212L)を含む。また、配線パターン1212は、絶縁層1210を貫通して配線パターン1208と物理的かつ電気的に接続する部分(例えば、導電性ビア1212V)を含む。配線パターン1212は、配線パターン1204と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
配線パターン1212を形成した後、配線パターン1212及び絶縁層1210上に絶縁層1214を堆積する。絶縁層1214は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。
絶縁層1214を形成した後、絶縁層1214をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1214が感光性材料である場合には、絶縁層1214を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。続いて、絶縁層1214上及び絶縁層1214を貫通する開口内にシード層を形成する。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。
シード層を形成した後、シード層上にフォトレジスト1220を形成し、パターニングする。フォトレジスト1220は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1220のパターンは、配線パターン1216に対応する。このパターニングにより、フォトレジスト1220を開口してシード層を露出させる。
次に、図13に示すように、フォトレジスト1220の開口部及びシード層の露出部分に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電性材料は、フォトレジストを介して開口部を区画するようにコンフォーマルに形成されることが好ましい。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、配線パターン1216が形成される。配線パターン1216は、絶縁層1214の主面に沿って延在する部分(例えば、配線1216L)を含む。さらに、配線パターン1216は、絶縁層1214を貫通して配線パターン1212と物理的かつ電気的に接続される部分(例えば、導電性ビア1216v)を含む。詳細は後述するが、導電性ライン1216 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1216Laを備えている。
図14において、フォトレジスト1220(図13参照)およびシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジスト1220の除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシング処理や剥離処理等により行うことができる。フォトレジスト1220を除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
図15において、配線パターン1216を形成した後、配線パターン1216及び絶縁層1214上に絶縁層1218を堆積する。絶縁層1218は、絶縁層1202と同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでは説明を省略する。図示の実施形態では、導電性ライン1216Laの下方に配置されたビア1204V、1208V、1212V、1216Vが上下に積層されている。
配線パターン1216は、配線パターン1204、1208、1212とは異なるサイズであってもよい。例えば、配線パターン1216の配線及び/又はビアは、配線パターン1204、1208、1212の配線及び/又はビアよりも太くてもよい。他の実施形態では、配線パターン1216の配線及び/又はビアは、配線パターン1204、1208、1212の配線及び/又はビアと同じ幅及び/又は厚さであってもよい。
幾つかの実施形態では、誘電体層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214とは異なる厚さを有する。例えば、絶縁層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214よりも厚くてもよい。他の実施形態では、絶縁層1218は、絶縁層1202、1206、1210、1214と同じ厚さであってもよい。
図15-図21は、UBM構造144を形成する途中の工程を示す断面図である。図15において、絶縁層1218を形成した後、絶縁層1218をパターニングする。パターニングは、例えば、絶縁層1218が感光性材料である場合には、絶縁層1218を露光、現像してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。パターン化された絶縁層1218は、配線パターン1216の一部、すなわち、導電性ライン1216Laの一部を露出させる。
図16において、絶縁層1218上及び絶縁層1218を貫通する開口内にシード層(図示せず)が形成される。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。
シード層を形成した後、シード層上にフォトレジスト1222を形成し、パターニングする。フォトレジスト1222は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1222のパターンは、UBM構造144のビア部144V及びパッド部144Pに対応する(図17参照)。このパターニングにより、フォトレジスト1220を開口してシード層を露出させる。
次に、図17に示すように、フォトレジスト1222の開口部及びシード層の露出部分に導電材料を形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。幾つかの実施形態では、導電性材料は、フォトレジストを介して開口部を区画するようにコンフォーマルに形成されることが好ましい。この導電性材料とシード層の下地部分との組み合わせにより、UBM構造144のビア部144V及びパッド部144Pが形成される。UBM構造144のパッド部144Pは、絶縁層1218の主面に沿って延びている。UBM構造144のビア部144Vは、絶縁層1218を貫通し、配線パターン1216と物理的かつ電気的に接続されている。UBM構造144のパッド部144PをUBMパッド144Pと称する場合がある。UBM構造144のビア部144Vは、UBMビア144Vとも称され得る。
図18において、フォトレジスト1222(図17参照)及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジスト1222の除去は、例えば、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離により行うことができる。フォトレジスト1222を除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。
図19において、UBMビア144VおよびUBMパッド144Pを形成した後、絶縁層1218およびUBMパッド144P上にフォトレジスト1224を形成し、パターニングする。フォトレジスト1224は、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジスト1224のパターンは、UBM構造144の柱部144C(図20参照)に対応する。このパターニングにより、フォトレジスト1224を開口し、UBMパッド144Pを露出させる。
次に、図20に示すように、フォトレジスト1224の開口部及びUBMパッド144Pの露出部に導電材料を形成し、UBM構造144の柱部144Cを形成する。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。UBM構造144の柱部144CをUBM柱144Cと称する場合がある。
次に、UBM柱144C上に導電性接続部146を形成する。なお、導電性接続部146が半田材で構成されている場合には、フォトレジスト1224及びUBMカラム144CBYの開口部に半田材を電解めっきや無電解めっき等のめっきにより形成してもよい。
図21において、導電性接続部146を形成した後、フォトレジスト1224(図20参照)を除去する。フォトレジスト1224の除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。
図22Aは、図21に示した構造体の導電性を示す斜視図である。図22Bは、図22Aに示す構造体の断面BBに沿った平面図である。図22A及び図22Bを参照して、導電性ライン1216Laは、平面視において、湾曲形状の一端にUBMビア144Vが位置し、湾曲形状の他端にビア1216Vが位置するC字状またはU字状の形状を有している。本実施形態では、配線1216Laは、平面視において、UBMパッド144Pの周囲であって、UBMパッド144Pの周囲の内側に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1216及びフレキシブル絶縁層1218(図21参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材を提供することから、応力緩衝膜と呼ぶことができる。
導電性ライン1216Laは、UBMビア144Vの直下の第1の部分1216La1と、ビア1216Vの直上の第3の部分1216La3と、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3とを接続する第2の部分1216La2とを有する。第1の及び第3の部分1216La1、1216La3は、上下のビア144V、1216Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1216La2は、第1の及び第3の部分1216La1、1216La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1216La2の第1の部分1216La1に接続された第1の端子は、第3の部分1216La3に向かって延びていない。第2の部分1216La2の第3の部分1216La3に接続された第2の端子は、第1の部分1216La1に向かって延びていない。第2の部分1216La2は、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3との間の最短直線経路と重ならない。第2の部分1216La2の迂回パターンは、配線パターン1216の導電性を補助して、再配線構造及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がす。
幾つかの実施形態では、平面視において、パッド部1216La1、1216La3は、湾曲部1216La2よりも幅広である。これにより、パッド部1216La1、1216La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1216La1、1216La3の中心は、UBMパッド144Pの中心に対して左右にずれており、パッド部1216La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1216La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
UBMパッド144Pの平面形状は、円形であることが好ましい。他の実施形態では、UBMパッド144Pの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。UBMパッド144Pの直径は、60μm未満であることが好ましい。UBMカラム144Cは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMカラム144Cの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBM柱144Cの直径は、約60mよりも小さい。幾つかの実施形態では、UBMパッド144Pの径は、UBM柱144Cの径よりも大きいことが好ましい。UBM列144Cの中心は、平面視において、UBMパッド144Pの中心に対してずれている。UBMカラム144Cは、平面視において、ビア1216Vを完全に覆い、UBMビア144VINを部分的に覆っている。
UBMビア144V、UBMパッド144P、及びUBM柱144CからなるUBM構造144を上記のような形状及び配置で形成することにより、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合に起因してUBM構造144に接合された導電接続部146から再配線構造1200の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図23は、実施形態に係るパッケージ部品100(図11参照)の領域212の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造2300は、パッケージ部品100の分布構造120(図11参照)として実装されている。図23の構成は、図21の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。再配線構造2300は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。分布構造2300は、図12-図15を参照して説明した再配線構造1200と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。再配線構造2300の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144Cは、図23の構造が図21の構造の鏡像となるように配置されている。
図24は、実施形態に係るパッケージ部品100(図11参照)の平面図である。いくつかの実施形態では、図21及び図23を参照して説明したような再配線及びUBM構造を、集積回路ダイ50A及び50Bの歪みが大きくなりやすい領域(例えば、集積回路ダイ50A及び50Bの角部領域1226)に接合され、歪みを低減又は解消するための導電性の接続部146(図11参照)を形成してもよい。集積回路ダイ50A、50Bは、平面視において、第1の幅W1及び第2の幅W 2を有している。本実施形態では、幅W1は、約10 mm-約50 mmである。幅W 2は、10 mm以上50 mm以下であることが好ましい。角領域1226は、平面視において、第3の幅W3及び第4幅W 4を有する。本実施形態では、幅W3は、1とMとの間である。本実施形態では、幅W 4と幅Mとの間に位置する。幾つかの実施形態では、W3/W1は、1/50000以上1/2以下であることが好ましい。幾つかの実施形態では、W 4/W 2は、1/50000以上1/2以下である。いくつかの実施形態では、角部領域1226の大きさによっては、集積回路チップ50A、50Bの角部領域1226に1つ以上の導電性コネクタ146(図11参照)が接合されてもよい。
図25は、インターポーザダイ51の断面図である。インターポーザダイ51は、後の工程でパッケージングされ、集積回路パッケージとなる。幾つかの実施形態では、インターポーザダイ51は、図1に示した集積回路ダイ50と同様であってもよく、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。インターポーザダイ 51は、後の工程で個片化され、複数のインターポーザダイが形成されたウェハに形成されてもよい。インターポーザダイ 51は、適用される製造プロセスに応じて加工されてもよい。図示の実施形態では、インターポーザダイ51は、配線構造60を備えている。他の実施形態では、配線構造60は省略されてもよい。本実施形態では、インターポーザダイ51は、能動素子及び/又は受動素子を有していない。他の実施形態では、インターポーザダイ51の半導体基板52に能動素子及び/又は受動素子が形成されてもよい。幾つかの実施形態では、インターポーザダイは、半導体基板52を貫通する貫通ビア(TV)53を備えている。TV 53は、例えば、銅などの導電性材料により構成されている。
図26-図38は、実施形態に係るパッケージ部品300の製造工程の途中段階を示す断面図である。第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bが示されており、パッケージ領域300 A及び300Bの各々には、1以上の集積回路DIES 50(図1参照)及び1以上のインターポーザダイ51(図25参照)がパッケージ化されて集積回路パッケージが形成されている。幾つかの実施形態では、図26-図38を参照して説明する構成及び処理手順の一部は、図2-図11を参照して説明した構成及び処理手順と同様であるため、説明を省略する。
図26において、キャリア基板102が設けられ、キャリア基板102上には、図2を参照して説明したように、剥離層104が形成されているので、ここでの説明は省略する。
図27において、分離層104上に再配線構造106を形成してもよい。再配線構造106は、裏面再配線構造とも称される。図示する実施形態では、再配線構造106は、無絶縁層108と、配線パターン110(再配線、再配線ともいう)と、無絶縁層112とを有する。再配線構造106は任意であり、省略してもよい。なお、再配線構造106に代えて、外部配線層104上に形成された配線パターン付き絶縁層を用いてもよい。
分離層104上に絶縁層108を形成してもよい。絶縁層108の下面は、分離層104の上面に接していてもよい。幾つかの実施形態では、絶縁層108は、PBO、ポリイミド、BCB等のポリマーで形成される。他の実施形態では、絶縁層108は、窒化シリコン等の窒化物、酸化シリコン、PSG、BSG、BPSG等の酸化物等で形成される。絶縁層108は、スピンコート法、CVD法、ラミネート法等の任意の成膜方法、またはこれらの組み合わせにより形成することができる。
絶縁層108上に配線パターン110を形成してもよい。配線パターン110を形成する一例として、絶縁層108上にシード層を形成する。シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。幾つかの実施形態では、シード層は、チタン層と、チタン層上の銅層とを含む。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。次に、シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、配線パターン110に対応する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。フォトレジストの開口部及びシード層の露出部には、導電材料が形成される。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。その後、フォトレジストおよび導電材料が形成されていない部分のシード層を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。シード層及び導電性材料の残りの部分は、配線パターン110を形成する。
絶縁層112は、配線パターン110及び絶縁層108上に形成されていてもよい。絶縁層112は、絶縁層108と同様の材料及び方法を用いて形成することができる。次に、絶縁層112をパターニングして、配線パターン110の一部を露出する開口部114を形成する。パターニングは、例えば、絶縁層112が感光性材料である場合には、絶縁層112を露光してもよいし、異方性エッチング等を用いてエッチングしてもよい。絶縁層112が感光性材料であれば、露光後に現像することができる。
図27は、1つの配線パターン110を有する再配線構造106を例示している。再配線構造106は、任意の数の誘電体層及び配線パターンを含んでいてもよい。より多くの誘電体層や配線パターンを形成する場合には、上述した工程や工程を繰り返してもよい。
図28において、開口114内には、再配線構造106の最上層の絶縁層(例えば、絶縁層112)から離れるように貫通ビア(TV)116が形成されている。TV 116を形成するための一例として、再配線構造106上、例えば、絶縁層112上及び開口部114によって露出された配線パターン110上にシード層(図示せず)を形成する。幾つかの実施形態では、シード層は、金属層であることが好ましく、単層であってもよいし、異なる材料からなる複数の副層からなる複合層であってもよい。本発明の好ましい態様は、前記シード層は、チタン層と、前記チタン層上の銅層とを含むことを特徴とする。シード層は、例えばPVD等を用いて形成することができる。シード層上にフォトレジストを形成し、パターニングする。フォトレジストは、スピンコート等により形成し、パターニングのために露光してもよい。フォトレジストのパターンは、TVSに相当する。このパターニングにより、フォトレジストに開口部が形成され、シード層が露出する。フォトレジストの開口部及びシード層の露出部には、導電材料が形成される。導電性材料は、電気めっき、無電解めっき等のめっきにより形成することができる。導電性材料としては、銅、チタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。フォトレジスト及びシード層の導電材料が形成されていない部分を除去する。フォトレジストの除去は、酸素プラズマ等を用いたアッシングや剥離等の任意の方法で行うことができる。フォトレジストを除去した後、露出したシード層をウェットエッチング、ドライエッチング等の適宜のエッチング工程を用いて除去する。シード層及び導電性材料の残りの部分は、TV 116を構成する。
図29において、インターポーザダイ51は、再配線構造106の絶縁層112に接着剤118によって接着されている。図示した例では、第1のパッケージ領域300 a及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれに、1つのインターポーザダイ 51が付着している。他の実施形態では、第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれにおいて、2つ以上のインターポーザダイ51が接着されてもよい。接着剤118は、インターポーザダイ51の裏側にあり、インターポーザダイ51 aを絶縁層112のような裏面再分配構造106に接着する。接着剤118は、任意の適切な接着剤、エポキシ、ダイアタッチフィルム(DAF)等であってよい。接着剤118は、インターポーザダイ51の裏面に塗布してもよいし、再配線構造106を利用しない場合はキャリア基板102の表面に塗布してもよいし、再配線構造106の上面に塗布してもよい。例えば、個片化する前に、インターポーザダイ51の裏面に接着剤118を塗布してインターポーザダイ51を分離してもよい。
図30において、各部品の周囲には、封止材122が形成されている。形成後、封止材122は、TV 116及びインターポーザダイ51を封止する。封止材122としては、モールド剤、エポキシ等を用いることができる。封止材122は、圧縮成形やトランスファー成形等により塗布され、TV 116やインターポーザダイ51を埋め込むようにキャリア基板102上に形成されてもよい。封止材は、液状または半液状に塗布した後、硬化させてもよい。
図31において、封止樹脂122に平坦化処理を施し、TV 116及びダイコネクタ66を露出させる。また、平坦化処理により、TV 116、絶縁層68及び/又はダイコネクタ66が露出するまで、TV 116、絶縁層68及び/又はダイコネクタ66の材料を除去してもよい。TV 116の上面、ダイコネクタ66、絶縁層68及び封止材122の上面は、平坦化処理後(プロセスばらつき内)において略面一となっている。平坦化処理は、例えば、CMP処理、研削処理、エッチング処理等であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。幾つかの実施形態では、TV 116及び/又はダイコネクタ66が既に露出している場合には、平坦化処理を省略してもよい。
図32において、封止体122、TV 116及びインターポーザダイ51上に再配線構造130が形成されている。分配構造130は、複数の絶縁層と、交互に形成された複数の配線パターン(図示せず)とを備えていてもよい。幾つかの実施形態では、再配線構造130は、図39Aを参照して以下のようにして形成することができ、その際に詳細に説明する。
次に、再配線構造130上にUBM構造144を形成し、再配線構造130と電気的に接触させる。幾つかの実施形態では、テUBM構造144は、再配線構造130内に延在するビア部と、再配線構造130の主面に沿って延在するパッド部と、パッド部上に設けられた柱部とを有していてもよい。なお、UBM構造144は、図39Aを参照して以下のように形成することができ、その際に詳細に説明する。THUBM 144を形成した後は、図4を参照して説明したように、UBM 144に導電接続部146を形成するため、ここでは説明を省略する。
図33において、図32の構造体には、集積回路ダイ50(例えば、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50B)が取り付けられている。パッケージ領域300A、300Bには、所望の種類および数量の集積回路ダイ50が接着されている。集積回路ダイ50は、パッケージモジュール50と称されてもよい。図示の実施形態では、第1のパッケージ領域300 A及び第2のパッケージ領域300Bのそれぞれにおいて、第1の集積回路ダイ50A及び第2の集積回路ダイ50Bを含む複数の集積回路ダイ50が互いに隣接して接着されている。いくつかの実施形態では、図5を参照して説明したように、導電性コネクタ146に集積回路ダイ50が取り付けられるので、ここでの説明は省略する。
図34において、領域300A、300Bの集積回路ダイ50A、50Bと再配線構造130との間には、図6で説明したUBM構造144と導電接続部146とダイコネクタ66との間及びその周囲を含むアンダーフィル150が形成されており、ここでの説明は省略する。
図35において、集積回路チップ50、導電接続部146及びアンダーフィル150の周囲には、図7で説明したように、封止部152が形成されているので、ここでの説明は省略する。幾つかの実施形態では、封止部材152の上面を除去して平坦化する平坦化工程を行ってもよい。平坦化工程は、CMP処理、研削処理、エッチング処理等を含んでいてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。なお、アンダーフィル150、封止材152、及び集積回路チップ50の表面は、同一面内(プロセスばらつき内)であることが好ましい。
図36において、再配線構造106からキャリア基板102を剥離するために、キャリア基板デボンディングを行う。剥離工程は、剥離層104にレーザ光やUV光などの光を照射し、光の熱により剥離層104が分解してキャリア基材102を除去する工程である。その後、構造体を裏返してテープ(図示せず)上に載置する。
図37において、図9を参照して説明したように、再配線構造106に外部接続するためのUBM構造RES 160が形成されているので、ここでの説明は省略する。続いて、図9を参照して説明したように、UBM構造体160に導電接続部162を形成するため、ここでの説明は省略する。
また、図37において、スクライブライン領域、例えば、第1のパッケージ領域300 aと第2のパッケージ領域300Bとの間に沿って、個片化工程を行う。ソーイングにより、第2のパッケージ領域300Bから第1のパッケージ領域300 aが個片化される。これにより、個片化された素子積層体は、第1のパッケージ領域300 a及び第2のパッケージ領域300Bのいずれか一方から得られる。その後、個片化された各構造体を裏返してパッケージ基板200に実装する(図38参照)。
図38において、図11を参照して説明したように、導電性コネクタ162を用いてパッケージ部品300をパッケージ基板200に実装することができるので、ここでの説明は省略する。幾つかの実施形態では、図11を参照して説明したように、パッケージ部品300とパッケージ基板200との間であって、導電接続部162の周囲にアンダーフィル208が形成されていてもよいので、ここでの説明は省略する。
図39Aは、パッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造3900は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図39Aの構成は、図21の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
幾つかの実施形態では、分布構造3900は、インターポーザダイ51のダイコネクタ66及び絶縁層68上に形成される(図38参照)。再配線構造3900は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、分布構造3900は、図12-図15を参照して説明した再配線構造1200と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。続いて、図15-図21を参照して説明したように、再配線構造上にUBM 144および導電性接続部146を形成するので、ここでの説明は省略する。詳細は後述するが、導電性ライン1216 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1216Laを備えている。また、導電性ライン1204 Lは、平面視で「C」字状又は「U」字状の導電性ライン1204 Laを備えている。
幾つかの実施形態では、分配構造3900を形成する前に、ダイコネクタ66上にパッド3902を形成する。幾つかの実施形態では、パッド3902は、図15-図21を参照して説明したUBMパッド144Pと同様の材料および方法を用いて形成することができるので、ここでの説明は省略する。パッド3902は、UBMパッド3902と称してもよい。
図39Bは、図39Aに示す構造体の断面BBにおける導電性を示す平面図である。幾つかの実施形態では、導電性ライン1204 Laは、ビア1204Vが曲線形状の一端に位置し、ビア1204Vが曲線形状の他端に位置する平面視略C字状又はU字状に形成されている。幾つかの実施形態では、導電性ライン1204 Laは、平面視において、パッド3902の上方であって、パッド3902の外周内に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1204及びフレキシブル絶縁層1202(図39A参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材となるため、応力緩衝膜と呼ばれることもある。
幾つかの実施形態では、配線1204 Laは、ビア1204Vの直下の第1の部分1204La1と、ビア1204Vの直上の第3の部分1204La3と、第1の部分1204La1と第3の部分1204La3とを接続する第2の部分1204La2とを含む。第1の及び第3の部分1204La1、1204La3は、上下のビア1204V、1204Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1204La2は、第1の及び第3の部分1204La1、1204La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1204La2の迂回パターンは、配線パターン1204の導電性を補助し、再配線構造3900及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がす。
幾つかの実施形態では、パッド部1204La1、1204La3は、平面視において、湾曲部1204La2よりも幅広である。これにより、パッド部1204La1、1204La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1204La1、1204La3の中心は、パッド3902の中心に対して左右にずれており、パッド部1204La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1204La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
幾つかの実施形態では、パッド3902は、平面視で円形状を有する。他の実施形態では、パッド3902は、設計要求に基づいて任意の形状を有してよい。本実施形態では、パッド3902の直径は60μm未満である。ダイコネクタ66は、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、ダイコネクタ66は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、ダイコネクタ66の直径は、20μm未満である。幾つかの実施形態では、パッド3902の直径は、ダイコネクタ66の直径よりも大きい。ダイコネクタ66の中心は、平面視において、パッド3902の中心に対して第1の方向D1にずれている。本実施形態では、コネクタ66は、平面視において、ビア1204Vと完全に重なっており、ビア1208 Vと部分的に重なっている。このような形状及び配置を有するダイコネクタ66及びパッド3902を形成することにより、CTEミスマッチによりダイコネクタ66から再配線構造3900の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図39Cは、図39Aに示す構造体の断面CCにおける導電性を示す平面図である。本実施形態では、配線1216Laは、UBMビア144Vが湾曲形状の一端に位置し、ビア1216Vが湾曲形状の他端に位置する平面視略C字状又はU字状に形成されている。本実施形態では、配線1216Laは、平面視において、UBMパッド144Pの周囲であって、UBMパッド144Pの周囲の内側に配置されている。湾曲した「C」字状または「U」字状の形状は、ばねのコイルのように作用して、破損することなく撓み変形することができる。再配線構造の配線パターンは、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合により、屈曲または変形することがある。このCTEミスマッチは、曲げ変形による高い応力に耐えることができる。しかし、開示されているような柔軟性の高い配線パターンの形状は、再配線構造の信頼性を高める。フレキシブル形状の配線パターン1216及びフレキシブル絶縁層1218(図39A参照)は、再配線構造及びパッケージ構造の応力を安全に逃がすための緩衝材を提供するため、応力緩衝膜と呼ばれることもある。
配線1216Laは、UBMビア144Vの直下の第1の部分1216La1と、ビア1216Vの直上の第3の部分1216La3と、第1の部分1216La1と第3の部分1216La3とを接続する第2の部分1216La2とを有する。第1の及び第3の部分1216La1、1216La3は、上下のビア144V、1216Vに接続されるパッド部であり、第2の部分1216La2は、第1の及び第3の部分1216La1、1216La3を接続する曲線状又は迂回状のパターンを有する。第2の部分1216La2の迂回パターンは、配線パターン1216の導電性を利用して、再配線構造及び/又はパッケージ構造の応力を安全に逃がすためのものである。
幾つかの実施形態では、平面視において、パッド部1216La1、1216La3は、湾曲部1216La2よりも幅広である。これにより、パッド部1216La1、1216La1は、上下のビアとの接続を良好にすることができ、再配線構造の信頼性を向上させることができる。パッド部1216La1、1216La3の中心は、UBMパッド144Pの中心に対して左右にずれており、パッド部1216La1の中心は第1の方向にずれ、パッド部1216La3の中心は第1の方向とは異なる第2の方向にずれている。幾つかの実施形態では、第1の方向は、第2の方向とは反対方向である。
UBMパッド144Pは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMパッド144Pの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBMパッド144Pの直径は60μm未満である。UBMカラム144Cは、平面視で円形状であることが好ましい。他の実施形態では、UBMカラム144Cの形状は、設計要求に基づいて任意の形状とすることができる。本実施形態では、UBM柱144Cの直径は、60μm未満である。幾つかの実施形態では、UBMパッド144Pの径は、UBM列144Cの径よりも大きく、UBM列144Cの中心は、平面視において、UBM構造144のパッド部144Pの中心に対して第2の方向D2にずれている。幾つかの実施形態では、第2の方向D2は、第1の方向D1とは異なる(図39B参照)。幾つかの実施形態では、第2の方向D2は、第1の方向D1とは反対方向である(図39B参照)。UBMカラム144Cは、平面視において、ビア1216Vを完全に覆い、UBMビア144Vを部分的に覆っている。
UBMビア144V、UBMパッド144P、及びUBM柱144CからなるUBM構造144を上記のような形状及び配置で形成することにより、半導体パッケージ内の材料のCTE不整合に起因してUBM構造144に接合された導電接続部146から再配線構造3900の配線パターン1204、1208、1212、1216に伝わる応力が低減される。
図40は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4000は、パッケージ部品300の配線構造130(図38参照)として実装されている。図40の構成は、図39の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4000は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、分布構造4000は、図39Aを参照して説明した再配線構造3900と同様に形成することができるので、ここでの説明は省略する。再配線構造4000の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図40の構造が図39 Aの構造の鏡像となるように配置されている。
図41は、パッケージ部品300(図38参照)の領域214の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造3900は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図41の構成は、図39の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。幾つかの実施形態では、図41の構成は、図39の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図39Aの構造とは異なり、図41の構造では、ダイコネクタ66とUBM列144Cの中心が、対応するパッド3902、144Pの中心に対して同じ方向にずれている。
図42は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4200は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図42の構成は、図41の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4200は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。幾つかの実施形態では、図42の構成は、図41の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図42の構造が図41の構造の鏡像となるように配置されている。
図43は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示された実施形態では、再配線4300は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図43の構成は、図39 Aの構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。再配線4300は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図43の構成は、図39 Aの構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図39Aの構造とは異なり、パッド3902はUBMパッド144Pに対して左右にずれており、平面視でパッド3902とUBMパッド144Pとが部分的に重なるように配置されている。また、導電ライン1204 LAは、導電ライン1216Laに対して左右にずれているため、導電ライン1204 LAと導電ライン1216Laとは、平面視において部分的に重なっている。また、ビア1204VとUBMビア144Vとは、スタックビア1208V、1212V、1216Vに対して左右にずれており、スタックビア1208V、1212V、1216Vは、ビア1204VとUBMビア144Vとの間に左右に挟まれている。
図44は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4400は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図44の構成は、図43の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4400は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図44の構成は、図43の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図44の構造が図43の構造の鏡像となるように配置されている。
図45は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示された実施形態では、再配線4300は、パッケージ部品300の分配構造130(図38参照)として実装されている。図45の構成は、図43の構成と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図45の構成は、図43の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。図43の構造と区別すると、図45の構造では、ダイコネクタ66とUBM列144Cの中心が、対応するパッド3902とパッド144Pの中心に対して同じ方向にずれている。
図46は、実施形態におけるパッケージ部品300の領域214(図38参照)の断面図である。図示の実施形態では、再配線構造4600は、パッケージ部品300の配線構造130(図38参照)として実装されている。図46の構成は、図45の構成と同様であり、同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。再配線構造4600は、絶縁層1202、1206、1210、1214、1218と、配線パターン1204、1208、1212、1216とを有する。なお、図46の構成は、図45の構成と同様に構成することができるので、ここでは説明を省略する。再配線構造4200の配線パターン1204、1208、1212、1216、UBMビア144V、UBMパッド144P、UBMカラム144C、パッド3902は、図46の構造が図45の構造の鏡像となるように配置されている。
図47は、実施形態における実施形態に係るパッケージ部品300(図38参照)の平面図である。幾つかの実施形態では、インターポーザダイ51と積分回路ダイ50A、50Bの重なり部分との間には、図39A、40-46を参照して説明したような再配線及びUBM構造が形成されていてもよい。他の実施形態では、集積回路ダイ50A、50Bのうち、平面視においてインターポーザダイ51と重ならない部分の下方にも、図39A、40-46を参照して説明したような再配線およびUBM構造が形成されていてもよい。
その他の特徴や処理を含んでもよい。例えば、3D実装や3DICデバイスの検証試験を補助するための試験構造を備えていてもよい。テスト用構造体は、例えば、再配線層に形成されたテスト用パッドや、3D実装や3DICのテスト、プローブ及び/又はプローブカードの使用等が可能な基板に形成されたテスト用パッドを含んでいてもよい。検証試験は、最終的な構造だけでなく、中間的な構造に対して行ってもよい。また、ここに開示される構造及び方法は、公知の良品金型の中間検証を組み込んで歩留まりを向上させ、コストを低減する試験方法と併用してもよい。
実施形態によれば、効果が得られる。再配線及びUBM構造とその形成方法を提供する。特に、再配線構造には、折り曲げ等の変形に対して破断することなく、より柔軟な形状の配線パターンが含まれる。屈曲等の変形は、半導体パッケージ内の材料のCTEミスマッチに起因する応力に起因するものと考えられる。例えば、平面視において、曲線状の「C」字状や「U」字状であってもよい。このフレキシブル形状の配線パターンの周囲は、高分子層等の誘電体層で囲まれている。フレキシブルな配線パターンと周囲の絶縁層との組み合わせは、再配線構造やパッケージ構造の応力を緩和するためのバッファとなる。また、UBM構造は、例えば、UBM構造に接合されたバンプから再配線構造の配線パターンに伝達される応力をCTEミスマッチにより低減する形状及び配置を有するビア部、パッド部及び柱部を備えている。例えば、UBM構造のパッド部の幅は、対応するUBM構造のピラー部の幅よりも大きい。また、UBM構造のビア部および柱部の中心は、平面視において、UBM構造のパッド部の中心に対して左右にずれている。また、再配線構造は、平面視において、UBM構造の対応するパッド部の中心に対して、スタックビアの中心が左右にずれるようにスタックビアを有することができる。CTEミスマッチは、曲げ変形による大きな応力に耐えることができる。しかし、開示された配線パターンの形状、スタックビアの配置、UBM構造の各構成要素の形状及び配置は、再配線構造の信頼性を高める。
この実施形態によれば、パッケージ構造は、集積回路チップと、集積回路チップに接合された再配線構造と、集積回路チップと再配線構造との間のUBM(Under Bump Metal)構造とを含む。UBM構造は、集積回路チップと再配線構造とを電気的に接続する。再配線構造は、第1の絶縁層と、第1の絶縁層と集積回路チップとの間に介在する第2の絶縁層と、第1の絶縁層及び第2の絶縁層に形成された第1の配線パターンとを有する。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第2の絶縁層内に配置されている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層に設けられている。第1の導電ラインは、第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、第2の導電性パッドと、第1の導電性パッドと第2の導電性パッドとを接続する湾曲部とを含む。UBM構造は、第2の絶縁層を貫通し、第2の導電性パッドに接続された第2の導電性ビアと、第2の導電性ビアに接続された第3の導電性パッドと、第3の導電性パッドに接続された導電柱とを有する。第3の導電性パッドは、第2の導電性ビアと集積回路ダイとの間に介在する。導電柱は、第3の導電性パッドと集積回路ダイとの間に介在している。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。再配線構造は、第1の絶縁層および第3の絶縁層に、第3の絶縁層および第2の配線パターンをさらに含む。第1の絶縁層は、第3の絶縁層と第2の絶縁層との間に介在する。第2の配線パターンは、第2の導電性ラインと、第2の導電性ラインに接続された第3の導電性ビアとを含む。第2の導電性ラインは、第1の絶縁層内に配置されている。第3の導電性ビアは、第3の絶縁層に設けられている。第3の導電性ビアと第1の導電性ビアとは、上下に積層されている。第1の導電性ビアおよび第2の導電性ビアは、平面視において、第3の導電性パッドの外周内に配置されている。導電柱は、平面視において、第3の導電性パッドの外周内に配置されている。平面視において、導電柱の幅は、第3の導電性パッドの幅よりも小さい。導電柱の中心は、平面視において、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。第1の導電性ビアは、平面視において、導電柱と完全に重なっている。第2の導電性ビアは、平面視において、導電柱と部分的に重なっている。
他の実施形態によれば、インターポーザダイを備え、前記インターポーザダイは、ダイコネクタと、前記ダイコネクタに接続された第1の導電性パッドと、前記第1の導電性パッドに接合された再配線構造と、を含むパッケージ構造が提供される。再配線構造は、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第3の絶縁層と、第1の絶縁層及び第2の絶縁層に形成された第1の配線パターンとを有する。第1の絶縁層は、第2の絶縁層と第1の導電性パッドとの間に介在する。第2の絶縁層は、第3の絶縁層と第1の絶縁層との間に介在する。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第2の絶縁層内に配置されている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層を貫通して第1の導電性パッドに接続されている。前記第1の導電ラインは、前記第1の導電性ビアに接続された第2の導電性パッドと、第3の導電性パッドと、前記第2の導電性パッドと前記第3の導電性パッドとを接続する湾曲部と、を有する。再配線構造は、第2の絶縁層及び第3の絶縁層に第2の配線パターンをさらに含む。第2の配線パターンは、第2の導電性ビアを含む。第2の導電性ビアは、第2の絶縁層を貫通して第1の導電性ラインの第3の導電性パッドに接続されている。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。第1の導電性ビアおよび第2の導電性ビアは、平面視において、第1の導電性パッドの外周内に配置されている。平面視において、ダイコネクタの幅は、第1の導電性パッドの幅よりも小さい。平面視において、ダイコネクタの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第1の導電性パッドの中心に対してずれている。
さらに他の実施形態に係る方法は、キャリア基板上に再配線構造を形成する工程を含む。再配線構造を形成する工程は、キャリア基板上に第1の絶縁層を形成する工程を含む。第1の絶縁層の上面には、第1の配線パターンが形成されている。第1の配線パターンは、第1の導電性ラインと、第1の導電性ラインに接続された第1の導電性ビアとを含む。第1の導電性ラインは、第1の絶縁層の上面に沿って延びている。第1の導電性ビアは、第1の絶縁層を貫通している。第1の導電ラインは、第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、第2の導電性パッドと、第1の導電性パッドと第2の導電性パッドとを接続する湾曲部とを含む。さらに、第1の絶縁層および第1の配線パターン上に第2の絶縁層を形成し、再配線構造上にUBM(Under Bump Metal)構造を形成する。UBM構造を形成する工程は、第2の絶縁層に第2の導電性ビアを形成する工程を含む。第2の導電性ビアは、第2の導電性パッドに接続されている。第2の導電性ビア上には、第3の導電性パッドが形成されている。第3の導電性パッド上には、導電柱が形成されている。第3の導電性パッドは、導電柱と第2の導電性ビアとを電気的に接続する。
実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。UBM構造には、導電性コネクタを用いて集積回路チップが接合されている。平面視において、導電柱の中心は、第3の導電性パッドの中心に対してずれている。平面視において、第1の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対して第1の方向にずれている。平面視において、第2の導電性ビアの中心は、第3の導電性パッドの中心に対して第2の方向にずれている。第1の方向は、第2の方向とは異なる。
上述したいくつかの実施形態の概要は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、記載されている。当業者であれば、本明細書に記載された実施形態と同様の目的を達成するために、他の工程や構造を設計、変更すること、および/または同一の効果を達成することは容易であることを理解されるべきである。当業者であれば、これらと均等な構成については、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換及び変更を加えることが可能であることを認識すべきである。
Claims (20)
- 集積回路ダイと、前記集積回路チップに接合された再配線構造を備えたパッケージ構造体であって、
前記再配線構造は、
第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記集積回路チップとの間に介在する第2の絶縁層と、
第1の絶縁層および第2の絶縁層に形成され、前記第2の絶縁層における第1の導電性ラインおよび前記第1の絶縁層において前記第1の導電性ラインに接続される第1の導電性ビアから成る第1の配線パターンと、
前記集積回路チップと前記再配線構造との間に、前記集積回路チップと前記再配線構造とを電気的に接続するUBM(アンダーバンプメタライズ)構造と、を備え、
前記第1の導電性ラインは、
前記第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、
第2の導電性パッドと、
前記第1の導電性パッドと前記第2の導電性パッドとを接続する湾曲部と、を有し、
前記UBM構造は、
前記第2の絶縁層を貫通し、前記第2の導電性パッドに接続された第2の導電性ビアと、
前記第2の導電性ビアに接続され、前記第2の導電性ビアと前記集積回路チップとの間に介在する第3の導電性パッドと、
前記第3の導電性パッドに接続され、前記第3の導電性パッドと前記集積回路チップとの間に介在する導電柱と、を有するパッケージ構造体。 - 前記再配線構造は、
前記第3の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に介在する第3の絶縁層と、
前記第1の絶縁層及び前記第3の絶縁層に形成され、第2の導電性ラインと、前記第2の導電性ラインに接続された第3の導電性ビアとを有し、前記第2の導電性ラインが前記第1の絶縁層に形成され、前記第3の導電性ビアが前記第3の絶縁層に形成され、前記第3の導電性ビアと前記第1の導電性ビアとが上下に積層された第2の配線パターンと、
を有する請求項1に記載のパッケージ構造体。 - 前記第1の導電性ビア及び前記第2の導電性ビアは、平面視において、前記第3の導電性パッドの周囲に配置されている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 前記導電柱は、平面視において、前記第3の導電性パッドの外周内に配置されている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記導電柱の幅は、前記第3の導電性パッドの幅よりも小さい請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記導電柱の中心は、前記第3の導電性パッドの中心に対してずれている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記第1の導電性ビアの中心は、前記第3の導電性パッドの中心に対してずれている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記第2の導電性ビアの中心は、前記第3の導電性パッドの中心に対してずれている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 前記第1の導電性ビアは、平面視で前記導電柱と完全に重なっている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- 前記第2の導電性ビアは、平面視において前記導電柱と部分的に重なっている請求項1に記載のパッケージ構造体。
- ダイコネクタを備えたインターポーザダイと、
前記ダイコネクタに接続された第1の導電性パッドと、
第1の導電性パッドに接合された再配線構造と、を備えたパッケージ構造体であって、
前記再配線構造は、
第1の絶縁層と、
前記第2の絶縁層と前記第1の導電性パッドとの間に介在する第2の絶縁層と、
前記第3の絶縁層と前記第1の絶縁層との間に介在する第3の絶縁層と、
前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層に形成され、前記第2の絶縁層における第1の導電性ラインおよび前記第1の絶縁層を延在して前記第1の導電性パッドに接続された第1の導電性ビアから成る第1の配線パターンと、
前記第2の絶縁層および前記第3の絶縁層に形成され、前記第2の絶縁層を延在して前記第1の導電性ラインの前記第3の導電性パッドに接続された第2の導電性ビアを含む第2の配線パターンと、を有し、
前記第1の導電性ラインは、
前記第1の導電性ビアに接続された第2の導電性パッドと、
第3の導電性パッドと、
前記第2の導電性パッドと前記第3の導電性パッドとを接続する湾曲部と、
を有するパッケージ構造体。 - 前記第1の導電性ビア及び前記第2の導電性ビアは、平面視において、前記第1の導電性パッドの外周内に配置されている請求項11に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記ダイコネクタの幅は、前記第1の導電性パッドの幅よりも小さい請求項11に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記ダイコネクタの中心は、前記第1の導電性パッドの中心に対してずれている請求項11に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記第1の導電性ビアの中心は、前記第1の導電性パッドの中心に対してずれている請求項11に記載のパッケージ構造体。
- 平面視において、前記第2の導電性ビアの中心は、前記第1の導電性パッドの中心に対してずれている請求項11に記載のパッケージ構造体。
- キャリア基板上に再配線構造を形成する工程と、
前記再配線構造上にUBM(アンダーバンプメタライズ)構造を形成する工程と、
を有するパッケージ構造の形成方法であって、
前記再配線構造を形成する工程は、
バリア基板上に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層の上面に沿って、第1の導電ラインと、前記第1の導電ラインに接続され、前記第1の絶縁層の上面に沿って延在する第1の導電性ビアとを含む第1の配線パターンを形成する工程と、
前記第1の絶縁層及び前記第1の配線パターン上に第2の絶縁層を形成する工程と、
を有し、
前記第1の導電性ラインは、
前記第1の導電性ビアに接続された第1の導電性パッドと、
第2の導電性パッドと、
前記第1の導電性パッドと前記第2の導電性パッドとを接続する湾曲部と、を有し、
前記UBM構造を形成する工程は、
前記第2の絶縁層に、前記第2の導電性パッドに接続された第2の導電性ビアを形成する工程と、
前記第2の導電性ビア上に第3の導電性パッドを形成する工程と、
前記第3の導電性パッド上に、前記第2の導電性ビアと電気的に接続する導電柱を形成する工程と、を有するパッケージ構造の形成方法。 - 導電性コネクタを用いて前記UBM構造体に前記集積回路チップを接合する工程をさらに含む請求項17に記載のパッケージ構造の形成方法。
- 平面視において、前記導電柱の中心は、前記第3の導電性パッドの中心に対してずれている請求項17に記載のパッケージ構造の形成方法。
- 前記第1の導電性ビアの中心は、平面視において前記第3の導電性パッドの中心に対して第1の方向にずれており、前記第2の導電性ビアの中心は、平面視において前記第3の導電性パッドの中心に対して第2の方向にずれており、前記第1の方向と前記第2の方向とは異なる請求項17に記載のパッケージ構造の形成方法。
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