KR20160111308A - 트렌치 형성을 통한 쏘잉 유도 박리의 제거 - Google Patents

트렌치 형성을 통한 쏘잉 유도 박리의 제거 Download PDF

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KR20160111308A
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타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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    • H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
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Abstract

패키지는, 디바이스 다이, 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료 - 상기 몰딩 재료의 상부 표면은 디바이스 다이의 상부 표면과 실질적으로 같은 높이임 - , 및 디바이스 다이 및 몰딩 재료 위의 하부 유전체 층을 포함한다. 복수의 재배선 라인(RDL)이 하부 유전체 층 안으로 연장하며 디바이스 다이에 전기적으로 연결한다. 상부 폴리머 층이 하부 유전체 층 위에 있으며, 트렌치 링이 상부 폴리머 층을 관통한다. 트렌치 링은 패키지의 에지에 인접하다. 패키지는 상부 폴리머 층 안으로 연장하는 UBM을 더 포함한다.

Description

트렌치 형성을 통한 쏘잉 유도 박리의 제거{ELIMINATE SAWING-INDUCED PEELING THROUGH FORMING TRENCHES}
본 출원은, "Eliminate Sawing-Induced Peeling Through Forming Trenches"이란 명칭으로 2015년 3월 16일 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/133,770호의 이점을 주장하며, 이 출원은 참조에 의해 여기에 포함된다.
반도체 기술의 발전에 따라, 반도체 칩/다이가 점점 더 작아지고 있다. 그 동안, 더 많은 기능들이 반도체 다이 내로 집적되어야 한다. 따라서, 반도체 다이는 점점 더 많은 수의 I/O 패드들이 더 작은 영역 안으로 패킹되게 하여야 하며, I/O 패드의 밀도는 시간이 지남에 따라 빠르게 늘어난다. 그 결과, 반도체 다이의 패키징은 더 어려워지며, 이는 패키징 수율에 악영향을 미친다.
종래의 패키징 기술은 2개의 카테고리로 나뉠 수 있다. 첫 번째 카테고리에서, 웨이퍼 상의 다이들은 쏘잉(sawing)되기 전에 패키징된다. 이 패키징 기술은 더 큰 쓰루풋과 더 낮은 비용과 같은 몇몇 이로운 특징을 갖는다. 또한, 더 적은 언더필 또는 몰딩 컴파운드가 필요하다. 그러나, 이 패키징 기술은 또한 단점도 갖는다. 다이의 크기가 점점 더 작아지고 있고 각자의 패키지가 오직 팬인(fan-in) 타입 패키지일 수 있으므로, 각 다이의 I/O 패드는 각자의 다이의 표면 바로 위의 영역에 한정된다. 다이의 한정된 영역으로, I/O 패드의 수는 I/O 패드의 피치 제한으로 인해 한정된다. 패드의 피치가 감소될 경우, 솔더 브릿지(solder bridge)가 발생할 수 있다. 또한, 고정된 볼 크기 요건 하에, 솔더 볼은 특정 크기를 가져야 하며, 이는 이어서 다이의 표면 상에 패킹될 수 있는 솔더 볼의 수를 한정한다.
다른 패키징 카테고리에서는, 다이들은 패키징되기 전에 웨이퍼로부터 쏘잉된다. 이 패키징 기술의 이로운 특징은, 팬아웃(fan-out) 패키지를 형성할 수 있는 가능성인데, 이는 다이 상의 I/O 패드가 다이보다 더 큰 영역으로 재분포될 수 있고, 따라서 다이 표면 상에 패킹된 I/O 패드의 수가 증가될 수 있음을 의미한다. 이 패키징 기술의 또다른 이점은, "기지의 양호한 다이(known-good-dies)"가 패키징되고 결함 다이가 폐기되며 따라서 결함 다이에 비용 및 수고가 낭비되지 않는다는 것이다.
패키지는, 디바이스 다이, 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료 - 상기 몰딩 재료의 상부 표면은 디바이스 다이의 상부 표면과 실질적으로 같은 높이임 - , 및 디바이스 다이 및 몰딩 재료 위의 하부 유전체 층을 포함한다. 복수의 재배선 라인(RDL)이 하부 유전체 층 안으로 연장하며 디바이스 다이에 전기적으로 연결한다. 상부 폴리머 층이 하부 유전체 층 위에 있으며, 트렌치 링이 상부 폴리머 층을 관통한다. 트렌치 링은 패키지의 에지에 인접하다. 패키지는 상부 폴리머 층 안으로 연장하는 UBM을 더 포함한다.
본 개시의 양상은 첨부 도면과 함께 볼 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 산업계에서의 표준 실시에 따라, 다양한 특징부들은 축척대로 도시된 것은 아님을 유의하여야 한다. 사실상, 다양한 특징부들의 치수는 설명을 명확하게 하기 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1 내지 도 16은 일부 실시예에 따라 패키지의 제조에 있어서의 중간 단계들의 단면도 및 평면도이다.
도 17 내지 도 20은 대안의 실시예에 따른 패키지의 단면도이다.
도 21은 일부 실시예에 따른 패키지의 평면도를 예시한다.
도 22는 일부 실시예에 따른 쏘잉된 패키지의 평면도를 예시한다.
도 23은 일부 실시예에 따른 패키지의 형성에 있어서의 프로세스 흐름을 예시한다.
다음의 개시는 본 발명의 상이한 특징들을 구현하기 위한 많은 다양한 실시예 또는 예를 제공한다. 컴포넌트 및 구성의 구체적 예가 본 개시를 단순화하도록 아래에 기재된다. 이들은 물론 단지 예일 뿐이고 한정하고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 이어지는 다음의 기재에서 제2 특징부 상에 또는 위에 제1 특징부를 형성하는 것은, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하여 형성되는 실시예를 포함할 수 있고, 또한 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하지 않도록 제1 특징부와 제2 특징부 사이에 추가의 특징부가 형성될 수 있는 실시예도 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순하고 명확하게 하기 위한 목적이며, 그 자체가 설명되는 다양한 실시예 및/또는 구성 간의 관계를 지시하는 것은 아니다.
또한, "밑에", "아래에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 예시된 바와 같이, 하나의 구성요소 또는 특징부의, 또다른 구성요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 설명하고자 기재를 용이하게 하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용시 또는 동작시 디바이스의 상이한 배향을 포함하는 것으로 의도된다. 장치는 달리 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 배향), 여기에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술자는 마찬가지로 그에 따라 해석될 수 있다.
패키지 및 이의 형성 방법이 다양한 예시적인 실시예에 따라 제공된다. 패키지를 형성하는 중간 단계들이 예시된다. 실시예의 변형이 설명된다. 다양한 도면 및 예시적인 실시예 전반에 걸쳐, 유사한 참조 번호는 유사한 구성요소를 지정하는데 사용된다.
도 1 내지 도 16은 일부 실시예에 따른 패키지의 형성에 있어서의 중간 단계들의 단면도들을 예시한다. 도 1 내지 도 16에 도시된 단계들은 또한, 도 23에 도시된 프로세스 흐름(300)에 개략적으로 예시되어 있다. 다음의 설명에서, 도 1 내지 도 16에 도시된 프로세스 단계들은 도 23의 프로세스 단계들을 참조하여 설명된다.
도 1은 캐리어(20) 및 캐리어(20) 상에 형성된 이형(release) 층(22)을 예시한다. 캐리어(20)는 글래스 캐리어, 세라믹 캐리어 등일 수 있다. 캐리어(20)는 원형 평면도 형상을 가질 수 있고, 실리콘 웨이퍼의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 캐리어(20)는 8인치 직경, 12인치 직경 등을 가질 수 있다. 이형 층(22)은 (LTHC; Light To Heat Conversion) 재료와 같은) 폴리머계 재료로 형성될 수 있으며, 이는 후속 단계에서 형성될 위의 구조물로부터 캐리어(20)와 함께 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 이형 층(22)은 에폭시계 열박리(thermal-release) 재료로 형성된다. 다른 실시예에서, 이형 층(22)은 UV 글루로 형성된다. 이형 층(22)은 액상으로서 분사되어 경화될 수 있다. 대안의 실시예에서, 이형 층(22)은 적층 막(laminate film)이고 캐리어(22) 위에 적층된다. 이형 층(22)의 상부 표면은 동일 높이이며(leveled), 높은 정도의 공면성(co-planarity)을 갖는다.
유전체 층(24)이 이형 층(22) 상에 형성된다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 유전체 층(24)은 폴리머로 형성되며, 이는 또한 포토 리소그래피 프로세스를 사용하여 쉽게 패터닝될 수 있는 PBO(polybenzoxazole), 폴리이미드 등과 같은 감광 재료일 수 있다. 대안의 실시예에서, 유전체 층(24)은 실리콘 질화물과 같은 질화물, 실리콘 산화물과 같은 산화물, PSG(PhosphoSilicate Glass), BSG(BoroSilicate Glass), BPSG(Boron-doped PhosphoSilicate Glass) 등으로 형성된다.
도 2를 참조하면, 재배선 라인(RDL; Redistribution Lines)(26)이 유전체 층(24) 위에 형성된다. 각 단계가 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 310으로 도시되어 있다. RDL(26)은 또한 후면(backside) RDL로도 지칭되는데, 디바이스 다이(36)(도 5)의 후면 상에 위치되기 때문이다. RDL(26)의 형성은, 유전체 층(24) 위에 시드 층(도시되지 않음)을 형성하고, 시드 층 위에 포토 레지시트와 같은 패터닝된 마스크(도시되지 않음)를 형성하고, 그 다음 노출된 시드 층에 대해 금속 도금을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 패터닝된 마스크 및 패터닝된 마스크에 의해 덮인 시드 층 부분이 제거되며, 도 2에서와 같이 RDL(26)을 남긴다. 일부 실시예에 따르면, 시드 층은 티타늄 층 및 티타늄 층 위의 구리 층을 포함한다. 시드 층은 예를 들어 물리적 기상 증착(PVD; Physical Vapor Deposition)을 사용하여 형성될 수 있다. 도금은 예를 들어 무전해 도금을 사용하여 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 유전체 층(28)이 RDL(26) 상에 형성된다. 유전체 층(28)의 하부 표면은 RDL(26) 및 유전체 층(24)의 상부 표면과 접촉한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 유전체 층(28)은 폴리머로 형성되며, 이는 PBO, 폴리이미드 등과 같은 감광 폴리머일 수 있다. 대안의 실시예에서, 유전체 층(28)은 실리콘 질화물과 같은 질화물, 실리콘 산화물과 같은 산화물, PSG, BSG, BPSG 등으로 형성된다. 그 다음, 유전체 층(28)이 그 안에 개구(30)를 형성하도록 패터닝된다. 따라서, RDL(26)은 유전체 층(28)의 개구(30)를 통해 노출된다.
도 4를 참조하면, 금속 포스트(post)(32)가 형성된다. 기재 전반에 걸쳐, 금속 포스트(32)는 나중에 형성되는 몰딩 재료를 관통하므로, 금속 포스트(32)는 대안으로서 쓰루 비아(through-via)(32)로 지칭된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 312로서 도시되어 있다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 쓰루 비아(32)는 도금에 의해 형성된다. 쓰루 비아(32)의 도금은, 층(28) 위에 개구(30)(도 3) 안으로 연장하는 전면(blanket) 시드 층(도시되지 않음)을 형성하고, 포토 레지스트(도시되지 않음)를 형성하여 패터닝하며, 포토 레지스트의 개구를 통해 노출되어 있는 시드 층 부분 상에 쓰루 비아(32)를 도금하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 포토레지스트 및 포토레지스트에 의해 덮였던 시드 층 부분이 제거된다. 쓰루 비아(32)의 재료는 구리, 알루미늄 등을 포함할 수 있다. 쓰루 비아(32)는 막대 형상을 갖는다. 쓰루 비아(32)의 평면도 형상은 원형, 직사각형, 정사각형, 육각형 등일 수 있다.
도 5는 디바이스 다이(36)의 배치를 예시한다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 314로서 도시되어 있다. 디바이스 다이(36)는 접착 필름일 수 있는 DAF(Die-Attach Film)(45)를 통해 유전체 층(28)에 부착된다. 디바이스 다이(36)는 로직 트랜지스터를 그 안에 포함하는 로직 디바이스일 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 디바이스 다이(36)는 모바일 애플리케이션을 위해 설계되고, PMIC(Power Management Integrated Circuit) 다이, TRX(Transceiver) 다이 등일 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, (구리 포스트와 같은) 금속 필라(pillar)(38)가 디바이스 다이(36)의 가장 상부 부분으로서 미리 형성되며, 금속 필라(38)는 디바이스 다이(36)의 트랜지스터와 같은 집적 회로 디바이스에 전기적으로 연결된다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 폴리머가 이웃하는 금속 필라(38) 사이의 갭을 채우며 상부 유전체 층(40)을 형성하는데, 상부 유전체 층(40)은 또한 아래의 패시베이션(passivation) 층의 상면에 있을 수 있고, 아래의 패시베이션 층과 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있으며, 아래의 패시베이션 층은 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 산화물, 또는 이들의 다층을 포함할 수 있다. 폴리머 층(40)은 일부 예시적인 실시예에 따라 PBO로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 몰딩 재료(44)가 디바이스 다이(36) 상에 몰딩된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 316으로서 도시되어 있다. 몰딩 재료(44)는 이웃하는 쓰루 비아(32) 사이의 갭 및 쓰루 비아(32)와 디바이스(36) 사이의 갭을 채운다. 몰딩 재료(44)는 몰딩 컴파운드, 몰딩 언더필, 에폭시, 또는 수지를 포함할 수 있다. 몰딩 재료(44)의 상부 표면은 금속 필라(38)의 상단부보다 더 높다.
도 6을 더 참조하면, 화학 기계적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polish) 단계 또는 그라인딩 단계와 같은 평탄화가, 몰딩 재료(44)를 쓰루 비아(32) 및 금속 필라(38)가 노출될 때까지 박형화하도록 수행된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 318로서 도시되어 있다. 그라인딩으로 인해, 쓰루 비아(32)의 상단부는 금속 필라(38)의 상부 표면과 실질적으로 같은 높이(공면)에 있고, 몰딩 재료(44)의 상부 표면과 실질적으로 공면을 이룬다.
도 7을 참조하면, 유전체 층(46)이 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 320으로서 도시되어 있다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 유전체 층(46)은 폴리머로 형성되며, 이는 또한 본 개시의 일부 실시예에 따라 감광 유전체 재료일 수 있다. 예를 들어, 유전체 층(46)은 PBO, 폴리이미드 등으로 형성될 수 있다. 대안의 실시예에서, 유전체 층(46)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 등으로 형성된다. 기재 전반에 걸쳐, 유전체 층(46)은 대안으로서 하부 RDL-매립 폴리머 층으로 지칭된다.
도 7을 참조하면, 유전체 층(46)은 포토 리소그래피 프로세스에서 패터닝된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 322로서 도시되어 있다. 예를 들어, 유전체 층(46)이 감광 재료로 형성되는 실시예에서, 포토 리소그래피 마스크(48)가 노광에 사용된다. 포토 리소그래피 마스크(48)는 광을 통과시킬 수 있는 투명 부분 및 광을 차단하는 불투명 부분을 포함한다. 그 다음, 노광이 수행되는데, 감광 유전체 층(46)을 노광시키도록 광(화살표)이 투사된다. 현상 및 베이킹 프로세스 후에, 도 8에 도시된 바와 같이, 개구(50)가 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 쓰루 비아(32) 및 금속 필라(38)가 개구(50)를 통해 노출된다. 후속 문단에서, 다이(36), 쓰루 비아(32), 및 대응하는 RDL(일부는 후속 단계에서 형성됨) 등을 포함하는, 이형 층(22) 위의 구조물 부분들은 결합하여 패키지(100)로 지칭되며, 이는 복수의 패키지(54)를 포함한다. 또한, 스크라이브 라인(52)이 패키지(52) 사이에 있고, 하부 RDL-매립 폴리머 층(46)의 에지는 패키지(54)의 경계를 정의한다. 스크라이브 라인(52)은 후속 다이 쏘잉 프로세스에서 쏘잉 블레이드(sawing blade)가 통과할 영역이다. 따라서, RDL-매립 폴리머 층(46)은 스크라이브 라인(52) 안으로 연장하지 않고, 패키지(54) 내에 있을 것이다. 패터닝의 결과로서, 스크라이브 라인(52)에서, 몰딩 재료(44)가 노출된다.
도 21은 패키지(54) 및 스크라이브 라인(52)의 평면도를 예시한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 스크라이브 라인(52)은 패키지들(54)을 분리하기 위한 그리드 패턴을 형성한다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 재배선 라인(RDL)(58)이 금속 필라(38) 및 쓰루 비아(32)에 접속하도록 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 324로서 도시되어 있다. RDL(58)은 또한 금속 필라(38)와 쓰루 비아(32)를 상호접속시킬 수 있다. RDL(58)은, 유전체 층(46) 위의 금속 트레이스(금속 라인) 뿐만 아니라, 쓰루 비아(32) 및 금속 필라(38)에 전기적으로 접속하도록 개구(50)(도 8) 안으로 연장하는 비아도 포함한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, RDL(58)은 도금 프로세스에서 형성되며, 각각의 RDL(58)은 시드 층(도시되지 않음) 및 시드 층 위의 도금된 금속성 재료를 포함한다. 시드 층 및 도금된 재료는 동일 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. RDL(58)은 알루미늄, 구리, 텅스텐, 및 이의 합금을 포함하는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. RDL(58)의 형성 후에, 스크라이브 라인(52)에서의 개구(50)(도 8)는 RDL(58)로 채워지지 않은 채로 남는다.
도 10을 참조하면, 폴리머 층(60)이 예를 들어 스핀 코팅을 통해 RDL(58) 및 유전체 층(46) 위에 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 326으로서 도시되어 있다. 폴리머 층(60)은 유전체 층(46)의 후보 재료와 동일한 후보 재료로부터 선택된 폴리머를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 층(60)은 PBO, 폴리이미드 등을 포함할 수 있다. 형성 후에, 폴리머(60)는 스크라이브 라인(52)에 있는 개구(50)(도 9)를 채우고, RDL(58)을 덮는다.
다음으로, 도 10에 또한 도시된 바와 같이, 포토 리소그래피 마스크(61)가 복합 패키지(100) 위에 배치된다. 그 다음, 노광이 수행되며, 광(화살표)이 폴리머 층(60)을 노광시키도록 투사된다. 현상 및 베이킹 프로세스 후에, 도 11에 도시된 바와 같이, 개구(64)(64A, 64B, 및 64C를 포함함)가 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 328로 도시되어 있다. RDL(58)의 패드 부분은, 패키지(54) 내의 이산(discrete) 개구들인 개구(64C)를 통해 노출된다. 개구(64B)도 또한 패키지(54) 내에 있고, 폴리머 층(60)의 상부 표면으로부터 유전체/폴리머 층(46)의 상부 표면으로 연장하며, 따라서 유전체 층(46)이 개구(64B)를 통해 노출된다. 일부 실시예에 따르면, 도 21에 도시된 바와 같이, 개구(64B)는 스크라이브 라인(52)에 가까운 트렌치 링을 형성하며, 예를 들어 개구(64B)와 각 스크라이브 라인(52) 사이의 간격은 약 100 ㎛보다 작다. 또한, 개구(64B)는, 각 다이(36) 및 각 패키지(54) 내의 전도성 특징부를 둘러싸고 따라서 중첩하지 않도록 형성될 수 있다. 대안으로서 서술하자면, 다이(36) 및 전도성 특징부는 본 개시의 일부 실시예에 따라 트렌치 링(64B) 바로 아래에 연장하지 않으며, 트렌치 링(64B)에 의해 둘러싸인 영역에 한정된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 스크라이브 라인(52)에서의 폴리머(60) 부분은 패키지(54)에서의 폴리머(60) 부분보다 훨씬 더 두껍다. 그 결과, 폴리머(60)를 패터닝하기 위한 리소그래피 프로세스에서, 스크라이브 라인(52)에서의 폴리머(60)의 하부 부분의 불충분한 노광으로 인해 패터닝 후에 잔여물(60')이 남을 수 있다. 스크라이브 라인(52)에 폴리머(60)의 어떠한 잔여물도 남지 않는 것도 또한 가능하다. 잔여물(60')이 남아있는지 아닌지의 여부는 층(46 및 60)의 두께 및 재료, 노광 조건 등을 포함한 다양한 요인에 의해 영향받는다는 것을 알아야 한다.
다음으로, 도 12를 참조하면, RDL(66)이 RDL(58)에 접속하도록 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 330으로서 도시되어 있다. RDL(66)은 폴리머 층(60) 위의 금속 트레이스(금속 라인) 뿐만 아니라, RDL(58)에 전기적으로 접속하도록 개구(64C)(도 11) 안으로 연장하는 비아도 포함한다. RDL(66)의 재료 및 형성 프로세스는 RDL(58)의 경우와 유사할 수 있다. 트렌치 링(64B) 및 스크라이브 라인(52)은 RDL(66)로 채워지지 않은 채로 유지된다.
도 13을 참조하면, 폴리머 층(68)이 예를 들어 스핀 코팅을 통해 RDL(66) 위에 형성된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 332로서 도시되어 있다. 폴리머 층(68)은 이하 상부 폴리머 층으로 지칭된다. 예시된 예시적인 실시예는 3개의 유전체 (폴리머) 층 및 대응하는 RDL을 도시하고 있지만, 다른 실시예에서 층의 개수는 예시된 바보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 폴리머 층(68)은 또한 유전체 층(46)의 후보 재료와 동일한 후보 재료로부터 선택된 폴리머를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 층(68)은 PBO, 폴리이미드 등을 포함할 수 있다. 형성 후에, 폴리머 층(68)은 개구(64A 및 64B)(도 12)를 채우고, RDL(66)을 덮는다.
다음으로, 도 13에 또한 도시된 바와 같이, 폴리머 층(68)은 패터닝된다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 334로서 도시되어 있다. 포토 리소그래피 마스크(70)가 복합 패키지(100) 위에 배치된다. 그 다음, 노광이 수행되며, 광(화살표)이 폴리머 층(68)을 노광시키도록 투사된다. 현상 및 베이킹 프로세스 후에, 도 14에 도시된 바와 같이, 개구(72)(72A, 72B, 및 72C를 포함함)가 형성된다. RDL(66)의 패드 부분은 패키지(54) 내의 이산 개구들인 개구(72C)를 통해 노출된다. 개구(72B)도 또한 패키지(54) 내에 있고, 폴리머 층(68)의 상부 표면으로부터 폴리머 층(60)의 상부 표면으로 연장하며, 따라서 폴리머 층(60)이 개구(72B)를 통해 노출된다. 일부 실시예에 따르면, 개구(72B)는 스크라이브 라인(52)에 가까운 트렌치 링을 형성한다(도 22 참조). 또한, 개구(72B)는, 각 패키지(54) 내의 각 다이(36) 및 전도성 특징부를 둘러싸고 따라서 중첩하지 않도록 형성될 수 있다. 대안으로 서술하자면, 패키지(54) 내의 다이(36) 및 전도성 특징부는 본 개시의 일부 실시예에 따라 트렌치 링(72B) 바로 아래로 연장하지 않고, 트렌치 링(72B)에 의해 둘러싸인 영역에 한정된다. 일부 예시적인 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 트렌치 링(72B)은 (폴리머 층(68)에 의해 채워지는) 트렌치 링(64B)의 내측에 형성된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 스크라이브 라인(52)에서의 폴리머(68) 부분은 패키지(54)에서의 폴리머(60) 부분보다 훨씬 더 두껍다. 그 결과, 폴리머(60)를 패터닝하기 위한 리소그래피 프로세스 후에, 도 14에 도시된 바와 같이, 잔여물 부분(68')(도 14)이 스크라이브 라인(52)에 남아 있다. 잔여물 부분(68')의 두께는 패키지(54) 내의 폴리머 층(68)의 부분의 두께보다 더 크거나, 같거나, 또는 더 작을 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 트렌치 링(64B)은 가장 가까운 스크라이브 라인(52)으로부터 거리 D1를 갖는다. 거리 D1은 약 10 ㎛보다 더 클 수 있고, 약 50 ㎛보다 더 작을 수 있다. 트렌치 링(64B)의 폭 W1은 약 10 ㎛보다 더 크고 약 50 ㎛보다 더 작을 수 있다. 트렌치 링(64B)과 트렌치 링(72B) 사이의 거리 D2는 약 10 ㎛과 약 50 ㎛ 사이의 범위일 수 있다. 트렌치 링(72B)의 폭 W2은 약 10 ㎛과 약 50 ㎛ 사이의 범위일 수 있다.
도 15는 일부 예시적인 실시예에 따라 UBM(Under-Bump Metallurgies)(74) 및 전기 커넥터(76)의 형성을 예시한다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스 흐름에서 단계 336으로서 도시되어 있다. UBM(74)의 형성은 증착 및 패터닝을 포함할 수 있다. 전기 커넥터(76)의 형성은, UBM(74)의 노출된 부분 상에 솔더 볼을 배치하고, 그 다음 솔더 볼을 리플로우하는 것을 포함할 수 있다. 대안의 실시예에서, 전기 커넥터(76)의 형성은, RDL(66) 위에 솔더 영역을 형성하도록 도금 단계를 수행하고, 그 다음 솔더 영역을 리플로우하는 것을 포함한다. 전기 커넥터(76)는 또한 금속 필라 또는 금속 필라와 솔더 캡을 포함할 수 있고, 이들은 또한 도금을 통해 형성될 수 있다.
다음으로, 패키지(100)가 캐리어(20)로부터 본딩 분리된다(de-bonded). 본딩 분리는, 이형 층(22)을 분해하도록 이형 층(22)에 대해 UV 광 또는 레이저와 같은 광을 투사함으로써 수행될 수 있다. 본딩 분리에서, 테이프(도시되지 않음)가 폴리머 층(68) 및 전기 커넥터(76)에 부착될 수 있다. 후속 단계에서, 캐리어(20) 및 이형 층(22)이 패키지(100)로부터 제거된다. 결과적인 구조는 도 16에 도시된다.
도 16에 도시된 바와 같이, 패키지(100)를 각각 디바이스 다이(22) 및 쓰루 비아(32)를 포함하는 복수의 패키지(54)로 쏘잉하도록 다이 쏘잉 단계가 수행된다. 쏘잉 블레이드에 의해 통과되는 경로는 경로(67)로 마킹되어 있다. 각 단계는 도 23에 도시된 프로세스에서 단계 338로서 도시되어 있다. 도 22는 패키지(100)로부터 쏘잉된 패키지(54) 중의 하나의 평면도를 예시한다. 도 15에 도시된 바와 같이 쏘잉 블레이드의 폭이 통상적으로 스크라이브 라인(52)의 폭보다 더 작으므로, 결과적인 패키지(54)는 원래 스크라이브 라인(52)의 작은 부분을 포함할 수 있다.
다시 도 16을 참조하면, 패키지(100)의 쏘잉에 있어서, 스크라이브 라인에서의 잔여물로 인해, 이웃하는 유전체/폴리머 층(46, 60, 및/또는 68)이 쏘잉될 수 있다. 이웃하는 유전체/폴리머 층(46, 60, 및 68)과 몰딩 재료(44) 간의 계면은 약한 부분이므로, 유전체/폴리머 층(46, 60, 및 68)의 위의 것들은 유전체/폴리머 층(46, 60, 및 68)과 몰딩 재료(44)의 아래의 것들로부터 박리될(delaminate) 수 있다. 박리는 계면을 통해 패키지(54) 안으로 전파하려고 한다. 트렌치 링(64B 및 72B)을 형성함으로써, 박리가 발생하는 경우, 박리는 트렌치 링에 의해 정지될 것이다. 예를 들어, 박리가 폴리머 층(46 및 60) 사이의 계면에서 발생하여 이 계면을 통해 전파한다고 가정하면, 박리는 63으로 표기된 위치에서 끝날 것이며, 이 또한 링이다. 박리가 폴리머 층(60 및 68) 사이의 계면에서 발생하여 이 계면을 통해 전파하는 경우, 박리는 65로 표기된 위치에서 끝날 것이며, 이 또한 링이다.
도 16은 또한, 또다른 패키지(200)와의 패키지(54)의 본딩을 예시한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 본딩은 솔더 영역(98)을 통해 수행되며, 솔더 영역(98)은 RDL(26)의 금속 패드 부분을 패키지(200) 내의 금속 패드에 연결한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 패키지(200)는, SRAM(Static Random Access Memory) 다이, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 다이 등과 같은 메모리 다이일 수 있는 디바이스 다이(202)를 포함한다. 메모리 다이는 또한, 일부 예시적인 실시예에서, 패키지 기판(204)에 본딩될 수 있다.
도 21은 패키지(100) 및 스크라이브 라인(52)의 평면도를 예시한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 트렌치 링(72B)은 디바이스 다이(36), 전기 커넥터(76) 및 RDL(58 및 66)을 둘러싸는 링을 형성한다. 트렌치 링(64B)도 또한 링을 형성한다. 본 개시의 일부 실시예에 따르면, 도 21에 도시된 바와 같이, 트렌치 링(72B)은 트렌치 링(64B)을 둘러싼다. 대안의 실시예에서(도시되지 않음), 트렌치 링(72B)은 트렌치 링(64B)에 의해 둘러싸일 수 있다. 패키지(100)를 쏘잉한 후에 얻어지는 패키지(54)는 도 22에 예시되어 있다.
도 17 내지 도 20은 대안의 실시예에 따른 패키지(100)(및 그 안의 패키지들(54))의 단면도를 예시한다. 도 17 내지 도 20 각각에서, 트렌치(64B 및 72B)는 패키지의 각자의 에지에 가까운 완전한 링을 형성할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 트렌치 링(64B) 및 트렌치 링(72B)은 서로 중첩하며, 트렌치 링(72B)의 폭 W2은 트렌치 링(64B)의 폭 W1보다 더 작다. 따라서, 트렌치 링(72B)은 트렌치 링(64B)으로 연장하는 폴리머 층(68) 부분으로 연장한다.
도 18은 대안의 실시예에 따른 패키지(100)(및 그 안의 패키지들(54))의 단면도를 예시한다. 이들 실시예에서, 트렌치 링(64B) 및 트렌치 링(72B)은 또한 서로 중첩하며, 트렌치 링(72B)의 폭 W2은 트렌치 링(64B)의 폭 W1보다 더 크다. 따라서, 폴리머 층(68)은 트렌치 링(64B)으로 연장하지 않는다. 트렌치 링(64B 및 72B)은 이들 실시예에서 커다란 트렌치 링으로서 합병된다.
도 19는 대안의 실시예에 따른 패키지(100)(및 그 안의 패키지들(54))의 단면도를 예시한다. 이들 실시예에서는, 폴리머 층(60)에 형성된 트렌치 링이 없다. 이들 실시예는, 도 11에 도시된 단계 후에 스크라이브 라인(52)에 남아있는 폴리머 층(60)의 잔여물 부분이 없을 때 사용될 수 있고, 따라서 폴리머 층(60)에 트렌치 링을 형성할 필요가 없다. 그러나, 더 많은 폴리머 층이 형성되면, 스크라이브 라인(52)에서의 트렌치가 점점 더 깊어지고, 따라서 폴리머 층(68)과 같은 상부 폴리머 층은 잔여물 부분을 더 많이 갖게 될 것이다. 따라서, 이들 실시예에서 트렌치 링(72B)이 폴리머 층(68)에 형성된다.
도 20은 대안의 실시예에 따른 패키지(100)(및 그 안의 패키지들(54))의 단면도를 예시한다. 이들 실시예에서, 트렌치 링(64B) 및 트렌치 링(72B)은 서로 중첩하며, 트렌치 링(72B)의 폭(W2')은 트렌치 링(64B)의 폭 W1보다 더 작다. 따라서, 트렌치 링(72B)은 트렌치 링(64B) 안으로 연장하는 폴리머 층(68) 부분으로 연장한다. 또한, 스크라이브 라인(52)의 대향측에 있는 2개의 패키지의 트렌치 링(72B)은 스크라이브 라인(52)으로 연장하며, 함께 병합된다. 그 결과, 패키지(100)가 쏘잉되어 분리된 최종 구조물에서, 트렌치 링(72B)은 패키지(54)의 에지로 연장한다.
본 개시의 실시예는 몇몇 이로운 특징을 갖는다. 트렌치 링은 InFO 패키지의 폴리머 층에 형성된다. 트렌치 링은, 패키지의 내측 부분으로 전파할 폴리머 층 간의 박리를 막기 위해 패키지의 쏘잉에 있어서 박리 스토퍼(delamination stopper)로서 사용될 수 있다. 본 개시의 실시예의 이로운 특징은, 트렌치 링의 형성이 UBM 및 RDL에 대한 개구의 형성과 동시에 달성되고 따라서 추가의 제조 비용이 수반되지 않는다는 것이다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 패키지는, 디바이스 다이, 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료 - 상기 몰딩 재료의 상부 표면은 디바이스 다이의 상부 표면과 실질적으로 같은 높이임 - , 및 디바이스 다이 및 몰딩 재료 위의 하부 유전체 층을 포함한다. 복수의 RDL이 하부 유전체 층 안으로 연장하며 디바이스 다이에 전기적으로 연결한다. 상부 폴리머 층이 하부 유전체 층 위에 있으며, 트렌치 링이 상부 폴리머 층을 관통한다. 트렌치 링은 패키지의 에지에 인접하다. 패키지는 상부 폴리머 층 안으로 연장하는 UBM을 더 포함한다.
본 개시의 대안의 실시예에 따르면, 패키지는, 디바이스 다이, 및 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료를 포함하며, 몰딩 재료의 상부 표면은 디바이스 다이의 상부 표면과 실질적으로 같은 높이이다. 쓰루 비아가 몰딩 재료를 관통하며, 쓰루 비아의 상부 표면은 디바이스 다이의 상부 표면과 실질적으로 공면을 이룬다. 패키지는, 디바이스 다이, 쓰루 비아, 및 몰딩 재료 위에 이들과 접촉하는 제1 폴리머 층을 더 포함한다. 복수의 RDL이, 디바이스 다이 및 쓰루 비아에 전기적으로 연결하도록 제1 폴리머 층 안으로 연장한다. 제2 폴리머 층이 제1 폴리머 층 및 복수의 RDL 위에 있으며, 제1 트렌치 링이 제2 폴리머 층의 상부 표면으로부터 제1 폴리머 층의 상부 표면으로 연장한다. 패키지는 제3 폴리머 층 위에 이와 접촉하는 제3 폴리머 층을 더 포함하며, 제2 트렌치 링이 제3 폴리머 층의 상부 표면으로부터 제2 폴리머 층의 상부 표면으로 연장한다. UBM이 제3 폴리머 층 안으로 연장한다.
본 개시의 또 대안의 실시예에 따르면, 방법은, 복수의 디바이스 다이들을 몰딩 재료에 몰딩하는 단계, 및 복수의 디바이스 다이들 및 몰딩 재료를 평탄화하는 단계를 포함하고, 디바이스 다이의 상부 표면은 몰딩 재료의 상부 표면과 같은 높이이다. 방법은, 복수의 디바이스 다이들 및 몰딩 재료 위에 이들과 접촉하는 제1 폴리머 층을 형성하는 단계, 및 제1 복수의 개구들을 형성하도록 제1 폴리머 층을 패터닝하는 단계를 더 포함하며, 제1 복수의 개구들을 통해 디바이스 다이들의 금속 필라가 노출된다. 제1 폴리머 층의 패터닝 단계에 의해 스크라이브 라인이 형성된다. 방법은, 제1 폴리머 층을 관통하는 비아 부분을 갖는 복수의 재배선 라인을 형성하는 단계, 제1 폴리머 층 위에 제2 폴리머 층을 형성하는 단계, 및 제2 복수의 개구들 및 제1 복수의 트렌치 링들을 형성하도록 제2 폴리머 층을 패터닝하는 단계를 더 포함하며, 제1 복수의 트렌치 링들 각각은 복수의 디바이스 다이 중의 하나를 둘러싼다. 제1 복수의 트렌치 링들은 스크라이브 라인에 의해 서로 분리된다. 복수의 UBM이 제2 폴리머 층 안으로 연장하도록 형성된다.
전술한 바는 당해 기술 분야에서의 숙련자들이 본 개시의 양상들을 보다 잘 이해할 수 있도록 여러 실시예들의 특징을 나타낸 것이다. 당해 기술 분야에서의 숙련자들은 여기에 소개된 실시예와 동일한 목적을 수행하고 그리고/또는 동일한 이점을 달성하기 위해 다른 프로세스 및 구조를 설계 또는 수정하기 위한 기반으로서 본 개시를 용이하게 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 당해 기술 분야에서의 숙련자라면 또한, 이러한 등가의 구성은 본 개시의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고, 본 개시의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고서 여기에 다양한 변경, 치환, 및 대안을 행할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (10)

  1. 패키지에 있어서,
    디바이스 다이;
    상기 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료 - 상기 몰딩 재료의 상부 표면은 상기 디바이스 다이의 상부 표면과 같은 높이임 - ;
    상기 디바이스 다이 및 상기 몰딩 재료 위의 하부 유전체 층;
    상기 하부 유전체 층 안으로 연장하며 상기 디바이스 다이에 전기적으로 연결하는 복수의 재배선 라인(RDL; redistribution line);
    상기 하부 유전체 층 위의 상부 폴리머 층으로서, 트렌치 링(trench ring)이 상기 상부 폴리머 층을 관통하며, 상기 트렌치 링은 상기 패키지의 에지에 인접한, 상기 상부 폴리머 층; 및
    상기 상부 폴리머 층 안으로 연장하는 UBM(Under-Bump Metallurgy)
    을 포함하는 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 트렌치 링은 상기 상부 폴리머 층의 일부분에 의해 상기 패키지의 에지로부터 이격되어 있으며, 상기 상부 폴리머 층의 일부분은 상기 트렌치 링을 둘러싸는 링을 형성하는 것인 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 트렌치 링은 i) 상기 패키지의 에지, 또는 ii) 상기 하부 유전체 층의 상부 표면 중 적어도 하나로 연장하는 것인 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 폴리머 층과 상기 하부 유전체 층 사이에 중간 폴리머 층을 더 포함하고, 추가의 트렌치 링이 상기 중간 폴리머 층을 관통하는 것인 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 폴리머 층과 상기 하부 유전체 층 사이에 중간 폴리머 층을 더 포함하고, 상기 중간 폴리머 층에는 트렌치 링이 형성되지 않는 것인 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 몰딩 재료를 관통하는 쓰루 비아(through-via)를 더 포함하고, 상기 쓰루 비아의 상부 표면은 상기 디바이스 다이의 상부 표면과 공면을 이루는(coplanar) 것인 패키지.
  7. 패키지에 있어서,
    디바이스 다이;
    상기 디바이스 다이를 둘러싸는 몰딩 재료 - 상기 몰딩 재료의 상부 표면은 상기 디바이스 다이의 상부 표면과 같은 높이임 - ;
    상기 몰딩 재료를 관통하는 쓰루 비아 - 상기 쓰루 비아의 상부 표면은 상기 디바이스 다이의 상부 표면과 공면을 이룸 - ;
    상기 디바이스 다이, 상기 쓰루 비아, 및 상기 몰딩 재료 위에 이들과 접촉하는 제1 폴리머 층;
    상기 디바이스 다이 및 상기 쓰루 비아에 전기적으로 연결하도록 상기 제1 폴리머 층 안으로 연장하는 복수의 재배선 라인(RDL);
    상기 제1 폴리머 층 및 상기 복수의 RDL 위의 제2 폴리머 층으로서, 제1 트렌치 링이 상기 제2 폴리머 층의 상부 표면으로부터 상기 제1 폴리머 층의 상부 표면으로 연장하는, 상기 제2 폴리머 층;
    상기 제3 폴리머 층 위에 이와 접촉하는 제3 폴리머 층으로서, 제2 트렌치 링이 상기 제3 폴리머 층의 상부 표면으로부터 상기 제2 폴리머 층의 상부 표면으로 연장하는, 상기 제3 폴리머 층; 및
    상기 제3 폴리머 층 안으로 연장하는 UBM
    을 포함하는 패키지.
  8. 방법에 있어서,
    복수의 디바이스 다이들을 몰딩 재료로 몰딩하는 단계;
    상기 복수의 디바이스 다이들 및 상기 몰딩 재료를 평탄화하는 단계로서, 상기 디바이스 다이들의 상부 표면들이 상기 몰딩 재료의 상부 표면과 같은 높이인, 평탄화 단계;
    상기 복수의 디바이스 다이들 및 상기 몰딩 재료 위에 이들과 접촉하는 제1 폴리머 층을 형성하는 단계;
    제1 복수의 개구들을 형성하도록 상기 제1 폴리머 층을 패터닝하는 단계로서, 상기 제1 복수의 개구들을 통해 상기 디바이스 다이들의 금속 필라(pillar)들이 노출되고, 상기 제1 폴리머 층을 패터닝하는 단계에 의해 스크라이브 라인이 형성되는 것인, 상기 제1 폴리머 층의 패터닝 단계;
    상기 제1 폴리머 층을 관통하는 비아 부분을 포함하는 복수의 재배선 라인을 형성하는 단계;
    상기 제1 폴리머 층 위에 제2 폴리머 층을 형성하는 단계;
    제2 복수의 개구들 및 제1 복수의 트렌치 링들을 형성하도록 상기 제2 폴리머 층을 패터닝하는 단계로서, 상기 제1 복수의 트렌치 링들 각각은 상기 복수의 디바이스 다이들 중의 하나를 둘러싸고, 상기 제1 복수의 트렌치 링들은 상기 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되는 것인, 상기 제2 폴리머 층의 패터닝 단계; 및
    상기 제2 폴리머 층 안으로 연장하는 복수의 UBM을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 제1 폴리머 층, 상기 제2 폴리머 층, 및 상기 몰딩 재료를 쏘잉(sawing)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 폴리머 층을 형성한 후에 그리고 상기 제2 폴리머 층을 형성하기 전에, 제3 폴리머 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 폴리머 층은 상기 제1 폴리머 층 위에 형성됨 - ; 및
    제3 복수의 개구들 및 제2 복수의 트렌치 링들을 형성하도록 상기 제3 폴리머 층을 패터닝하는 단계로서, 상기 제2 복수의 트렌치 링들 각각은 상기 복수의 디바이스 다이들 중의 하나를 둘러싸고, 상기 제2 복수의 트렌치 링들은 상기 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되는 것인, 상기 제3 폴리머 층의 패터닝 단계
    를 더 포함하는 방법.
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