TW202025403A - Semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本發明的技術構思有關於半導體封裝件,更詳細地關於一種晶圓級封裝件(wafer level package)。The technical concept of the present invention relates to a semiconductor package, and more specifically, to a wafer level package.
通常,對藉由對晶圓進行各種半導體工藝而製備的半導體晶片進行半導體封裝工藝來製造半導體封裝件。最近,為了節省半導體封裝件的生產成本,提出了一種晶圓級封裝技術,其在晶圓級進行半導體封裝工藝,且將經過半導體封裝工藝的晶圓級的半導體封裝件逐個切割。Generally, a semiconductor package is manufactured by performing a semiconductor packaging process on a semiconductor wafer prepared by performing various semiconductor processes on the wafer. Recently, in order to save the production cost of semiconductor packages, a wafer-level packaging technology has been proposed in which semiconductor packaging processes are performed at the wafer level and the wafer-level semiconductor packages that have undergone the semiconductor packaging process are cut one by one.
本發明的技術構思的目的在於提供半導體封裝件以及其製造方法。The technical idea of the present invention aims to provide a semiconductor package and its manufacturing method.
為了解決上述技術問題,本發明的技術思想提供一種半導體封裝件,所述半導體封裝件包括:半導體晶片,其包括設置在第一表面上的晶片墊;外部墊,其與所述半導體晶片的所述晶片墊電連接;外部連接端子,其遮蓋所述外部墊;以及中間層,其設置在所述外部墊與所述外部連接端子之間且包括第三金屬材料,所述第三金屬材料不同於包括在所述外部墊中的第一金屬材料和包括在所述外部連接端子中的第二金屬材料。In order to solve the above technical problems, the technical idea of the present invention provides a semiconductor package, the semiconductor package includes: a semiconductor chip, which includes a chip pad provided on the first surface; The chip pad is electrically connected; an external connection terminal, which covers the external pad; and an intermediate layer, which is disposed between the external pad and the external connection terminal and includes a third metal material, the third metal material being different The first metal material included in the external pad and the second metal material included in the external connection terminal.
根據示例性的實施例,所述中間層的所述第三金屬材料包括金(Au)。According to an exemplary embodiment, the third metal material of the intermediate layer includes gold (Au).
根據示例性的實施例,所述半導體封裝件還包括在所述半導體晶片的第一表面上的絕緣層,所述外部連接端子遮蓋所述外部墊的側壁,且與所述絕緣層的上表面面接觸(surface contact)。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package further includes an insulating layer on the first surface of the semiconductor wafer, and the external connection terminal covers the sidewall of the external pad and is in contact with the upper surface of the insulating layer. Surface contact.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,對於與所述半導體晶片的第一表面平行的第一方向,在所述外部墊的所述側壁的最上端與所述外部連接端子的外部表面之間,所述外部連接端子的沿著所述第一方向的厚度為10um至約30um之間。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that, for the first direction parallel to the first surface of the semiconductor wafer, the uppermost end of the side wall of the external pad is connected to the outside of the external connection terminal. Between the surfaces, the thickness of the external connection terminal along the first direction is between 10um and about 30um.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,還包括在所述半導體晶片的第一表面上的絕緣層,對於垂直於所述半導體晶片的第一表面的第二方向,以所述絕緣層的上表面為準,所述外部墊的沿著所述第二方向的高度為10um至50um之間。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized by further comprising an insulating layer on the first surface of the semiconductor wafer, and for the second direction perpendicular to the first surface of the semiconductor wafer, the insulating layer The upper surface of the layer shall prevail, and the height of the outer pad along the second direction is between 10um and 50um.
根據示例性實施例,半導體封裝件的特徵在於還包括配線圖案,其在所述半導體晶片的晶片墊與所述外部墊之間延長且電連接所述晶片墊與所述外部墊。According to an exemplary embodiment, a semiconductor package is characterized by further including a wiring pattern that extends between a die pad of the semiconductor wafer and the external pad and electrically connects the die pad and the external pad.
根據示例性的實施例,所述半導體封裝件包括扇出(fan-out)形狀的半導體封裝件。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package includes a fan-out shape semiconductor package.
為了解決上述的技術問題,本發明的技術思想提供一種半導體封裝件,包括:半導體晶片,其包括設置在第一表面上的晶片墊;外部墊,其與所述半導體晶片的所述晶片墊電連接;以及外部連接端子,其遮蓋所述外部墊且包括焊錫(solder),其中,所述外部連接端子還包括第二金屬材料,所述第二金屬材料不同於包括在所述焊錫和所述外部墊中的第一金屬材料。In order to solve the above-mentioned technical problems, the technical idea of the present invention provides a semiconductor package including: a semiconductor wafer including a wafer pad provided on a first surface; an external pad that is electrically connected to the wafer pad of the semiconductor wafer Connection; and an external connection terminal, which covers the external pad and includes solder, wherein the external connection terminal further includes a second metal material, and the second metal material is different from that included in the solder and the The first metal material in the outer pad.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於所述第二金屬材料佔所述外部連接端子的整個重量的0.00001wt%至1wt%之間。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the second metal material accounts for between 0.00001 wt% and 1 wt% of the entire weight of the external connection terminal.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於所述第二金屬材料包括金(Au)。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the second metal material includes gold (Au).
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述外部連接端子遮蓋所述外部墊的側壁,對於與所述半導體晶片的所述第一表面平行的第一方向,在所述外部墊的側壁的最上端與所述外部連接端子的外部表面之間,所述外部連接端子的沿著所述第一方向的厚度為10um至約30um之間。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the external connection terminal covers the sidewall of the external pad, and for the first direction parallel to the first surface of the semiconductor wafer, the external pad Between the uppermost end of the side wall and the outer surface of the external connection terminal, the thickness of the external connection terminal along the first direction is between 10um and about 30um.
並且,為了解決上述的技術問題,本發明的技術思想提供一種半導體封裝件,包括:基板,其包括設置在第一表面上的導電性墊;絕緣圖案,其露出所述導電性墊的至少一部分且置在所述第一表面上;下部金屬層,其連接到所述導電性墊;上部金屬層,其置在所述下部金屬層上;以及外部連接端子,其遮蓋所述上部金屬層的整個上部表面及整個側壁表面,其中,所述下部金屬層的側方向輪廓與所述上部金屬層的所述側壁表面相比位於內側。In addition, in order to solve the above technical problems, the technical idea of the present invention provides a semiconductor package, including: a substrate including a conductive pad provided on a first surface; and an insulating pattern exposing at least a part of the conductive pad And placed on the first surface; a lower metal layer, which is connected to the conductive pad; an upper metal layer, which is placed on the lower metal layer; and external connection terminals, which cover the upper metal layer The entire upper surface and the entire sidewall surface, wherein the lateral profile of the lower metal layer is located inside compared to the sidewall surface of the upper metal layer.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述下部金屬層的側表面包括凹陷的曲面,所述上部金屬層包括相對於所述下部金屬層沿側方向凸出的凸出部,所述外部連接端子包括延長到所述上部金屬層的所述凸出部的下部的延長部。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that a side surface of the lower metal layer includes a concave curved surface, and the upper metal layer includes a protrusion that protrudes in a lateral direction relative to the lower metal layer, The external connection terminal includes an extension that extends to a lower portion of the protruding portion of the upper metal layer.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述外部連接端子接觸所述上部金屬層的下部表面。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the external connection terminal contacts the lower surface of the upper metal layer.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述延長部接觸所述下部金屬層的所述側表面。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the extension part contacts the side surface of the lower metal layer.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,在所述外部連接端子與所述上部金屬層之間還包括金屬間化合物。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized by further including an intermetallic compound between the external connection terminal and the upper metal layer.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述外部連接端子接觸所述上部金屬層的側壁表面和所述側壁表面附近的所述絕緣圖案的上部表面。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the external connection terminal contacts the sidewall surface of the upper metal layer and the upper surface of the insulating pattern near the sidewall surface.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述導電性墊為與所述半導體基板電連接的晶片墊。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the conductive pad is a wafer pad electrically connected to the semiconductor substrate.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,所述下部金屬層藉由配線圖案與所述導電性墊電連接,所述配線圖案的厚度為3μm至8μm,對所述配線圖案厚度T1與所述上部金屬層和所述下部金屬層的厚度之和T2之間的比例T2/T1為1.25至40。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the lower metal layer is electrically connected to the conductive pad through a wiring pattern, the thickness of the wiring pattern is 3 μm to 8 μm, and the thickness of the wiring pattern is T1 The ratio T2/T1 to the sum of the thicknesses of the upper metal layer and the lower metal layer T2 is 1.25-40.
根據示例性的實施例,半導體封裝件的特徵在於,沿著垂直於所述第一表面的方向的所述上部金屬層的厚度為約10um至約100um。According to an exemplary embodiment, the semiconductor package is characterized in that the thickness of the upper metal layer in a direction perpendicular to the first surface is about 10um to about 100um.
以下,參照圖式詳細描述本發明概念的較佳實施例。 然而,本發明概念的實施例可以被變形為各種不同的形態,不應解釋為本發明概念的範圍限於以下詳細描述的實施例。應理解為提供本發明概念的實施例以向本領域的普通技術人員更完整地說明本發明的概念。相同的符號始終代表相同的要素。進而,在圖式中的各種要素和區域是概略地圖示的。因此,本發明的概念不限於顯示在圖式中的相對大小或間隔。Hereinafter, preferred embodiments of the inventive concept will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiments of the inventive concept can be deformed into various different forms, and should not be construed as limiting the scope of the inventive concept to the embodiments described in detail below. It should be understood that embodiments of the concept of the present invention are provided to more fully explain the concept of the present invention to those of ordinary skill in the art. The same symbol always represents the same element. Furthermore, various elements and regions in the drawing are schematically illustrated. Therefore, the concept of the present invention is not limited to the relative sizes or intervals shown in the drawings.
雖然第一、第二等術語可以被用於描述各種構成要素,但是,所述構成要素不限於所述術語。所述術語只用於將一個構成要素與其他構成要素區分開。例如,不脫離本發明概念的權利範圍的同時,第一構成要素可以被命名為第二構成要素,相反,第二構成要素可以被命名為第一構成要素。Although terms such as first and second may be used to describe various constituent elements, the constituent elements are not limited to the terms. The terms are only used to distinguish one constituent element from other constituent elements. For example, without departing from the scope of rights of the concept of the present invention, the first constituent element may be named as the second constituent element, on the contrary, the second constituent element may be named as the first constituent element.
在本申請中使用的術語只用於描述特定實施例而不是用於限定本發明概念。除非明確地另有所指,否則單數形式的表達還包括複數形式的表達。在本申請中,“包括”或“具有”等的表達應理解為用於製定記載於說明書中的特徵、數量、步驟、動作、構成要素、部件,或其組合的存在,而不是提前排除一個或更多其他特徵、數量、動作、構成要素、部件,或其組合的存在或附加的可能性。The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and not to limit the concept of the present invention. Unless clearly indicated otherwise, expressions in the singular form also include expressions in the plural form. In this application, expressions such as "including" or "having" should be understood as used to formulate the existence of the features, quantities, steps, actions, constituent elements, components, or combinations thereof recorded in the specification, rather than excluding one in advance. The existence or additional possibility of more other features, quantities, actions, constituent elements, components, or combinations thereof.
除非有其他定義,在此使用的所有術語,包括技術術語和科學術語,具有與本發明概念所屬的技術領域的普通技術人員共同理解的含義相同的含義。並且,應理解通常被使用的、在詞典中定義的術語應解釋為所述術語具有與在有關技術的語境中所表示的含義一致的含義,除非在此明確地定義,否則不應被過度解釋為表面含義。Unless there are other definitions, all terms used herein, including technical terms and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the concept of the present invention belongs. In addition, it should be understood that the commonly used terms defined in the dictionary should be interpreted as having the meaning consistent with the meaning expressed in the context of the relevant technology. Unless clearly defined here, they should not be excessive Interpreted as superficial meaning.
在可以不同地實現有些實施例的情況下,可以與描述順序不同地進行特定工藝。例如,被連續描述的兩個工藝在實際上可以被同時進行,也可以與描述的順序相反的順序進行。In the case where some embodiments can be implemented differently, a specific process can be performed differently from the described order. For example, the two processes described in succession may actually be performed simultaneously or in the reverse order of the described order.
在圖式中,例如,根據製造技術及/或公差,可以預測所示形狀的變形。因此,本發明的實施例不應被解釋為限於顯示在本說明書中的區域的特定形狀,例如要包括在製造過程中導致的形狀的變化。在此使用的所有“及/或”包括涉及的構成要素的各個或一個以上的所有組合。並且,在本說明書中使用的術語“基板”可以包括基板本身,或者包括基板和形成於其表面的預定層或膜等的堆疊結構。還有,在本說明書中“基板的表面”可以包括基板本身被露出的表面,或者形成於基板上的預定層或膜等的外側表面。In the diagram, for example, based on manufacturing technology and/or tolerances, the deformation of the shown shape can be predicted. Therefore, the embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the area shown in this specification, for example, to include changes in the shape caused during the manufacturing process. All "and/or" used herein include all or all combinations of one or more of the constituent elements involved. Also, the term "substrate" used in this specification may include the substrate itself, or a stacked structure including the substrate and a predetermined layer or film formed on the surface thereof. In addition, in this specification, the "surface of the substrate" may include the surface of the substrate itself exposed, or the outer surface of a predetermined layer or film formed on the substrate.
圖1為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件100的剖面圖。FIG. 1 is a cross-sectional view of a
參照圖1,半導體封裝件100可以包括半導體晶片110、所述半導體晶片110上的再重新配線結構體120、外部墊150,及外部連接端子160。1, the
各種類別的多個單獨的器件(individual devices)可以形成於半導體晶片110。 例如,所述多個單獨的器件可以包括各種微電子元件(microelectronic devices),例如,如互補金屬氧化物半導體(comlementary metal-oxide-semiconductor (CMOS))電晶體等的金屬氧化物半導體場效應電晶體(metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET))、大規模集成電路(LSI: large scale integration) 系統、如CMOS圖像傳感器(CIS)等圖像傳感器、微型電子機械系統(micro-electro-mechanical system (MEMS))、有源元件,及無源元件等。A plurality of individual devices of various types may be formed on the
半導體晶片110可以包括設置在第一表面118上的晶片墊111。 晶片墊111可以與形成於半導體晶片110的所述各個元件電連接。 並且,半導體晶片110可以包括遮蓋第一表面118的鈍化膜113。The
根據示例性的實施例,半導體晶片110例如可以是記憶體半導體晶片。 所述記憶體半導體晶片例如可以是動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory (DRAM))或靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory (SRAM))等易失性記憶體半導體晶片,或者相變記憶體(Phase-change Random Access Memory (PRAM))、磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM))、鐵電隨機存取記憶體(Ferroelectric Random Access Memory (FeRAM)),或電阻式存取記憶體(Resistive Random Access Memory (RRAM))的非易失性記憶體半導體晶片。According to an exemplary embodiment, the
或者,根據示例性的實施例,半導體晶片110可以是邏輯晶片。 例如,半導體晶片110可以是中央處理器(central processor unit (CPU))、微處理器(micro processor unit (MPU))、圖形處理單元(graphic processor unit (GPU)),或應用程序處理器(application processor (AP))。Alternatively, according to an exemplary embodiment, the
並且,雖然圖1示出半導體封裝件100包括一個半導體晶片110,但半導體封裝件100可以包括兩個以上的半導體晶片110。包括在半導體封裝件100中的兩個以上的半導體晶片110可以是同一類別的半導體晶片,也可以是不同類別的半導體晶片。根據一些實施例,半導體封裝件100可以是藉由使不同類別的半導體晶片互相電連接而以一個系統進行操作的系統級封裝件(SIP: system in package)。Also, although FIG. 1 shows that the
重新配線結構體120可以被設置在半導體晶片110的第一表面118上。重新配線結構體120可以包括絕緣圖案230及配線圖案140。The
絕緣圖案230可以被設置於半導體晶片110的第一表面118上。 絕緣圖案230可以具有堆疊多個絕緣膜的結構。 例如,絕緣圖案230可以包括在半導體晶片110的第一表面118上依次堆疊的第一絕緣圖案131及第二絕緣圖案133。The insulating
例如,第一絕緣圖案131及第二絕緣圖案133可以分別由絕緣性聚合物、環氧樹脂(epoxy)、氧化矽膜、氮化矽膜、絕緣性聚合物,或其組合製成。For example, the first
配線圖案140可以被設置在絕緣圖案230內且將半導體晶片110的晶片墊111與外部墊150電連接。更具體地,配線圖案140的一部分可以藉由第一絕緣圖案131的開口部連接到半導體晶片110的晶片墊111,配線圖案140的另一部分可以沿著第一絕緣圖案131的表面延長。例如,配線圖案140可以由鎢(W:tungsten)、銅(Cu:copper)、鋯(Zr:zirconium)、鈦(Ti:titanium)、鉭(Ta:tantalum)、鋁(Al:aluminum)、釕(Ru:ruthenium)、鈀(Pd:palladium)、鉑(Pt:platinum)、鈷(Co:cobalt)、鎳(Ni:nickel),或其組合製成。The
雖然圖1圖示配線圖案140具有單層結構,但是,配線圖案140還可以具有以垂直方向堆疊多個配線層的多層結構。Although FIG. 1 illustrates that the
外部墊150被設置在第二絕緣圖案133上,且可以用作設置外部連接端子160的墊。外部墊150可以藉由第二絕緣圖案133的開口部連接至配線圖案140,且可以藉由配線圖案140電連接至半導體晶片110的晶片墊111。例如,外部墊150可以是凸點下金屬層(UBM: under bump metal layer)。The
外部墊150可以被形成為比配線圖案140厚。例如,與配線圖案140形成為具有大約3μm至8μm的厚度相比,外部墊150可以被形成為具有10μm以上的厚度。The
對垂直於半導體晶片110的第一表面118的第二方向(例如,Z方向),外部墊150的高度150h可以表示以第二絕緣圖案133的上表面為準外部墊150的沿著所述第二方向的高度。 根據示例性的實施例,外部墊150的高度150h可以為10um至50um之間。 例如,外部墊150的高度150h可以為約30um。For the second direction (for example, the Z-direction) perpendicular to the
外部墊150可以包括下部金屬層151及下部金屬層151上的上部金屬層153。The
下部金屬層151可以被形成於藉由第二絕緣圖案133的開口部露出的配線圖案140上且沿著第二絕緣圖案133的表面延長。下部金屬層151例如可以是用於形成上部金屬層153的種子層(seed layer)或黏結層。 例如,下部金屬層151可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈀(Pd)、金(Au),或其組合。The
根據示例性的實施例,盡管下部金屬層151可以是一個金屬層,也但可以具有包括多個金屬層的多層結構。例如,下部金屬層151可以包括在第二絕緣圖案133和配線圖案140上依次堆疊的第一亞金屬層和第二亞金屬層。所述第一亞金屬層可以包括具有與第二絕緣圖案的優異黏結特性的金屬材料。例如,第一亞金屬層可以包括鈦(Ti)。所述第二亞金屬層可以用作用於形成上部金屬層153的種子層。例如,所述第二亞金屬層可以包括銅(Cu)。According to an exemplary embodiment, although the
上部金屬層153可以被設置於下部金屬層151上。例如可以藉由使用下部金屬層151作為種子(seed)的鍍金方法來形成上部金屬層153。上部金屬層153可以具有豎起於絕緣圖案230上的柱子(pillar)形狀且具有其中心部凹陷的結構。根據示例性的實施例,上部金屬層153可以包括銅(Cu)或其合金,但不限於此。The
外部連接端子160可以被設置在外部墊150上。外部連接端子160可以是用於將半導體晶片110安裝於外部的基板上的晶片-基板連接端子。根據示例性的實施例,外部連接端子160可以具有矩形形狀。例如,外部連接端子160可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。The
根據示例性的實施例,外部連接端子160可以遮蓋外部墊150。 例如,外部連接端子160可以遮蓋外部墊150的上部表面和側壁158。 並且,外部連接端子160可以遮蓋外部墊150附近的第二絕緣圖案133的表面且與第二絕緣圖案133的上表面形成面接觸(surface contact)。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,關於與半導體晶片110的所述第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),在外部墊150的側壁158上,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度可以為至少5μm。例如,在外部墊150的側壁158上,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度可以為至少5μm。根據一些示例性實施例,在外部連接端子160的側壁158的最上端與外部連接端子160的外部表面之間,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度可以為10μm至30μm之間。並且,根據一些示例性實施例,在外部連接端子160的側壁158的最下端與外部連接端子160的外部表面之間,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度可以為5μm至20μm之間。According to an exemplary embodiment, regarding the first direction (for example, the X direction or the Y direction) parallel to the
根據本發明的示例性實施例,外部連接端子160可以完全遮蓋外部墊150以防止外部墊150外露,且可以防止因外部墊150外露而引起的外部墊150的損傷,從而提高半導體晶片110的可靠性。According to an exemplary embodiment of the present invention, the
所述半導體封裝件100可以是扇入(fan-in)結構的半導體封裝件。或者,所述半導體封裝件100可以是扇出(fan-out)結構的半導體封裝件。在所述半導體封裝件100為扇出結構的半導體封裝件的情況下,配線圖案140可以進一步延長至半導體晶片110的外側,至少一個外部墊150和至少一個外部連接端子160可以被設置於半導體晶片110的外側。The
圖2為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件100a的剖面圖。 除了進一步包括遮蓋層170且省略外部連接端子160(參照圖1)之外,圖2所示的半導體封裝件100a可以具有與圖1所示的半導體封裝件100大致相同的構成。關於圖2,省略或簡略地描述與圖1的描述重複的描述。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a
參照圖2,半導體封裝件100a可以包括遮蓋外部墊150的覆蓋層170。例如,覆蓋層170可以由無電鍍方式或濺鍍方式形成,可以被形成為遮蓋外部墊150的表面的至少一部分。Referring to FIG. 2, the
根據示例性實施例,覆蓋層170可以被形成為遮蓋外部墊150的整個表面。 換言之,覆蓋層170可以遮蓋外部墊150的上表面和側壁158。 或者,根據其他示例性實施例,覆蓋層170可以被形成為僅遮蓋外部墊150的表面的一部分。例如,覆蓋層170可以被僅形成於外部墊150的側壁158上。According to an exemplary embodiment, the
在外部墊150上進一步形成外部連接端子160(參照圖1)時,覆蓋層170可以提高構成外部連接端子160的材料的流動性。例如,在用於形成外部連接端子160的回焊焊接工藝中,處於熔融狀態的焊錫可以沿著由潤濕性優異的金屬材料製成的覆蓋層170的表面擴展。因此,外部連接端子160可以被形成為厚厚地遮蓋外部墊150的側壁158。When the external connection terminal 160 (refer to FIG. 1) is further formed on the
根據示例性的實施例,覆蓋層170可以包括潤濕性優異的金屬材料。例如,覆蓋層170可以包括金(Au)、銀(Ag)、或鈀(Pd)的貴金屬。例如,覆蓋層170可以包括金(Au)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、銅(Cu)、焊錫,或其組合。According to an exemplary embodiment, the
或者,根據其他示例性的實施例,導線可以被附著於覆蓋層170。所述導線可以在外部的基板與覆蓋層170之間延長且電連接所述外部基板與覆蓋層170。Alternatively, according to other exemplary embodiments, the wire may be attached to the
覆蓋層170可以是在外部墊150的表面上形成的薄金屬膜。根據示例性的實施例中,覆蓋層170的厚度可以為0.001μm以上、0.005μm以上、0.01μm以上、0.05μm以上,或0.1μm以上。在覆蓋層170的厚度小於0.001μm的情況下,由於覆蓋層170的潤濕性降低,因此在利用覆蓋層170對外部連接端子160(參照圖1)實施回焊焊接時構成外部連接端子160的材料的流動性未得到充分強化。結果,外部墊150的側壁不會被外部連接端子160遮蓋,或者,外部墊150的側壁上的外部連接端子160可能被形成為厚度過薄。The
並且,根據示例性的實施例,覆蓋層170的厚度可以為1μm以下、0.95μm以下、0.9μm以下、0.85μm以下,或0.8μm以下。在覆蓋層170的厚度大於1μm的情況下,在利用覆蓋層170對外部連接端子160實施回焊焊接時,構成外部連接端子160的材料的流動性可能被過度加強而使得外部連接端子的高度低,並且在外部連接端子160與外部墊150之間可能形成有過厚的金屬間化合物。Also, according to an exemplary embodiment, the thickness of the
圖3為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件100b的一部分的剖面圖,且是顯示與圖1的由“Ⅲ”表示的區域對應的區域的剖面圖。除了包括中間層171之外,圖3所示的半導體封裝件100b可以具有與圖1所示的半導體封裝件100大致相同的構成。關於圖3,省略或簡略地描述與在上文中描述的內容重複的描述。3 is a cross-sectional view showing a part of the
參照圖1和圖3,半導體封裝件100b可以包括設置在外部墊150與外部連接端子160之間的中間層171。中間層171可以包括金屬間化合物(intermetallic compound)。所述金屬間化合物是藉由包括在外部墊150中的金屬材料和包括在外部連接端子160中的金屬材料在相對高的溫度下進行反應而形成的。可以沿著外部墊150的表面形成所述金屬間化合物。1 and 3, the
根據示例性的實施例,除了包括在外部墊150中的第一金屬材料和包括在外部連接端子160中的第二金屬材料之外,中間層171可以進一步包括第三金屬材料,所述第三金屬材料不同於所述第一金屬材料和所述第二金屬材料。根據示例性的實施例,中間層171的第三金屬材料可以包括潤濕性優異的金屬材料。例如,中間層171的第三金屬材料可以包括接觸角為0˚至90˚之間的材料、接觸角為10˚至80˚的材料,或接觸角為20˚至70˚的材料,接觸角是表示中間層171與外部連接端子160之間的潤濕性的尺度。 例如,中間層171的第三金屬材料可以包括金(Au)、銀(Ag)、或鈀(Pd)的貴金屬。例如,中間層171的第三金屬材料可以包括金(Au)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、銅(Cu)、焊錫,或其組合。According to an exemplary embodiment, in addition to the first metal material included in the
例如,可以在焊錫球位於覆蓋層170(參照圖2)上的狀態下執行回焊焊接工藝來形成中間層171。進一步具體地,在回焊焊接工藝之中,包括在形成為具有薄的厚度的覆蓋層170中的第三金屬材料擴散,所述覆蓋層170的第三金屬材料在高溫下與包括在外部墊150的第一金屬材料和外部連接端子160的第二金屬材料反應,從而,可以在外部墊150與外部連接端子160之間生成中間層171。例如,當外部墊150包括銅和/或鎳,外部連接端子160包括錫和/或銅,且覆蓋層170包括金時,中間層171可以包括Cu-Ni-Sn-Au。 然而,所述中間層171的材料或組成不限於此,而可以根據外部墊150的材料、外部連接端子160的材料、覆蓋層170的材料,及回焊焊接工藝的溫度和時間等變化。For example, the
根據示例性的實施例,在用於形成外部連接端子160的回焊焊接中,包括在覆蓋層170的第三金屬材料擴散,從而,外部連接端子160可以包括第三金屬材料。根據示例性的實施例,包括在外部連接端子160中的所述第三金屬材料的含量可以為外部連接端子160的整個重量的0.00001wt%以上、0.00005wt%以上、0.0001wt%以上、0.0003wt%以上,及0.0005wt%以上。在包括外部連接端子160中的所述第三金屬材料的含量少於外部連接端子160的整個重量的0.00001wt%的情況下,由於覆蓋層170的潤濕性降低,在利用覆蓋層170對外部連接端子160實施回焊焊接時構成外部連接端子160的材料的流動性未得到充分加強,結果,外部墊150的側壁不會被外部連接端子160遮蓋,或者,外部墊150的側壁上的外部連接端子160可以被形成為具有過薄的厚度。According to an exemplary embodiment, in the reflow soldering for forming the
並且,根據示例性的實施例,包括在外部連接端子160中的所述第三金屬材料的含量可以為外部連接端子160的整個重量的1wt%以下、0.95wt%以下、0.85wt%以下,及0.8wt%以下。在包括在外部連接端子160的所述第三金屬材料的含量大於外部連接端子160的整個重量的1wt%的情況下,在利用覆蓋層170的對外部連接端子160的回焊焊接時,由於構成外部連接端子160的材料的流動性得到過度強化,因此外部連接端子160的高度會過低,在外部連接端子160與外部墊150之間的金屬間化合物可能被形成得過厚。And, according to an exemplary embodiment, the content of the third metal material included in the
在通常的半導體封裝件中,形成於外部墊和外部連接端子之間的界面的金屬間化合物外露,或者,在外部墊的側壁上遮蓋所述金屬間化合物的外部連接端子形成為具有極薄的厚度。金屬間化合物具有易受外部衝擊的特點,外部衝擊導致在外部墊上面的邊緣附近頻繁地產生裂紋,從而存在降低半導體封裝件與外部裝置之間的黏結可靠性的問題。In a general semiconductor package, the intermetallic compound formed at the interface between the external pad and the external connection terminal is exposed, or the external connection terminal covering the intermetallic compound on the sidewall of the external pad is formed to have an extremely thin thickness. The intermetallic compound is susceptible to external shocks, and the external shocks cause frequent cracks near the edges of the external pads, thereby reducing the reliability of the bonding between the semiconductor package and the external device.
然而,根據本發明的示例性實施例,在形成潤濕性優異的覆蓋層170的狀態下執行回焊焊接工藝。從而,在外部墊150的側壁158上遮蓋金屬間化合物的外部連接端子160可以被形成為具有較厚的厚度。例如,關於與半導體晶片110的第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),在外部墊150的側壁158的最上端157與外部連接端子160的外部表面之間,所述外部連接端子160的沿著第一方向的第一厚度159可以為至少10μm。例如,外部連接端子160的所述第一厚度159可以為10μm至30μm之間。在此,外部連接端子160的所述第一厚度159可以表示從外部墊150的側壁158的最上端157與外部連接端子160的外部表面之間的沿著第一方向的距離減去外部墊150的側壁158上的中間層171的沿著第一方向的厚度而得的值。因此,根據本發明的示例性實施例,可以藉由遮蓋外部墊150的側壁158的外部連接端子160減輕外部衝擊,由此可以抑制在外部墊150附近產生裂紋,最終可以提高半導體封裝件100b與外部裝置之間的黏結可靠性。However, according to an exemplary embodiment of the present invention, the reflow soldering process is performed in a state where the
圖4A至圖4H為依次示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。以下,參照圖4A至圖4H描述圖1的半導體封裝件100的製造方法。4A to 4H are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing the
參照圖4,在半導體晶片110的第一表面118上形成第一絕緣圖案131。例如,為了形成第一絕緣圖案131,可以形成遮蓋半導體晶片110的第一表面118的第一絕緣膜,並除去所述第一絕緣膜的一部分以露出半導體晶片110的晶片墊111。Referring to FIG. 4, a first
在形成第一絕緣圖案131後,在第一絕緣圖案131上形成配線圖案140。配線圖案140可以被形成於第一絕緣圖案131及藉由第一絕緣圖案131露出的半導體晶片110的晶片墊111上。例如,可以藉由種子膜形成工藝、掩膜工藝掩膜,及鍍金工藝形成配線圖案140。After the first
在形成配線圖案140後,在第一絕緣圖案131上形成第二絕緣圖案133。第二絕緣圖案133可以包括用於露出配線圖案140的一部分的開口部133H。例如,為了形成第一絕緣圖案131,可以形成遮蓋第一絕緣圖案131及配線圖案140的第二絕緣膜,且除去所述第二絕緣膜的一部分以形成露出配線圖案140的一部分的開口部133H。After the
參照圖4B,形成下部金屬層151m,所述下部金屬層151m遮蓋第二絕緣圖案133及藉由第二絕緣圖案133的開口部133H露出的配線圖案140。例如,可以藉由濺鍍(sputtering) 工藝形成下部金屬層151m。 下部金屬層151m例如可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈀(Pd)、金(Au),或其組合。4B, a
參照圖4C,在形成下部金屬層151m後,在下部金屬層151m上形成第一掩膜圖案181。第一掩膜圖案181可以包括露出下部金屬層151m的一部分的開口部181H。例如,第一掩膜圖案181可以在下部金屬層151m上形成感光性材料膜,且可以藉由對所述感光性材料膜的曝光及顯像工藝在所述感光性材料膜中構成圖案。4C, after the
參照圖4D,在形成第一掩膜圖案181後,在第一掩膜圖案181的開口部181H內形成上部金屬層153。可以藉由使用下部金屬層151m作為種子的鍍金工藝來形成上部金屬層153。4D, after the
參照圖4E,在形成上部金屬層153之後除去第一掩膜圖案181(參照圖4D),並除去位於第一掩膜圖案181的下部的下部金屬層151m(參照圖4D)的一部分。例如,可以藉由剝離(strip)工藝除去第一掩膜圖案181,可以藉由蝕刻工藝除去下部金屬層151m的所述第一部分。上部金屬層153和上部金屬層153下面的下部金屬層151可以構成外部墊150。4E, after the
參照圖4F,在外部墊150上形成覆蓋層170。覆蓋層170可以被形成為遮蓋外部墊150的至少一部分。例如,為了形成覆蓋層170,藉由實施無電解鍍金或濺鍍工藝來在外部墊150上形成包括潤濕性優異的金屬材料的金屬膜。所述金屬膜可以被形成為具有薄的厚度,例如,約0.001μm至約1μm之間或約0.01μm至約0.9μm之間的厚度。例如,覆蓋層170可以包括潤濕性優異的金屬材料,例如,金(Au)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、銅(Cu)、焊錫,或其組合。Referring to FIG. 4F, a
參照圖4G,在覆蓋層170上塗敷助溶劑(flux)180,在塗敷助溶劑180的覆蓋層170上設置焊錫球163。焊錫球163可以具有矩形形狀。4G, a
參照圖4H,可以在覆蓋層170(參照圖4G)上設置焊錫球163(參照圖7G)後進行回焊焊接工藝序來形成外部連接端子160 在高溫,例如約200℃至約280℃的溫度下可以進行幾十秒至幾分鐘的所述回焊焊接工藝。 在進行回焊焊接工藝中,覆蓋層170擴散,包括在覆蓋層170中的第三金屬材料與包括在外部墊150中的第一金屬材料和包括在外部連接端子160中的第二金屬材料在高溫反應,結果,可以生成金屬間化合物。4H, solder balls 163 (refer to FIG. 7G) may be placed on the cover layer 170 (refer to FIG. 4G) and then a reflow soldering process sequence may be performed to form the
以後,將在晶圓級製造的半導體封裝件沿著劃線通道切斷以將所述半導體封裝件切割為單個的半導體封裝件。Later, the semiconductor package manufactured at the wafer level is cut along the scribe channel to cut the semiconductor package into individual semiconductor packages.
在將外部墊150有厚度地形成為具有10μm以上的高度150h(參照圖1)的情況下,在通常的半導體封裝件中頻繁發生在回焊焊接工藝以後外部墊的側壁仍然外露或遮蓋外部墊的側壁的外部連接端子形成得不夠厚的問題。然而,根據本發明示例性的實施例,在將覆蓋層170(參照圖4G)形成於外部墊150上的狀態下執行回焊焊接工程。因此,熔融狀態的焊錫沿著由潤濕性優異的金屬材料製成的覆蓋層170的表面擴散,根據回焊焊接工藝的結果形成的外部連接端子160可以被形成為有厚度地遮蓋外部墊150的側壁158。可以藉由遮蓋外部墊150的側壁158的外部連接端子160減輕外部衝擊,因此,可以抑制在外部墊150附近產生裂紋,最終可以提高半導體封裝件與外部裝置之間的黏結可靠性。In the case where the
圖5為根據本發明示例性實施例的半導體封裝件100c的剖面圖。 圖6為將圖5的用“Ⅵ”表示的區域放大顯示的剖面圖。FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor package 100c according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the area indicated by "VI" in Fig. 5;
參照圖5和圖6,半導體封裝件100d可以包括半導體晶片110、所述半導體晶片110上的重新配線結構體120,及外部連接端子160。 重新配線結構體120可以被設置在半導體晶片110的第一表面118上。重新配線結構體120可以包括絕緣圖案130、配線圖案140,及外部墊150。Referring to FIGS. 5 and 6, the
外部墊150可以包括下部金屬層151及下部金屬層151上的上部金屬層153。The
下部金屬層151可以被形成於藉由第二絕緣圖案133的開口部露出的配線圖案140上且沿著第二絕緣圖案133的表面延長。下部金屬層151例如可以是用於形成上部金屬層153的種子層(seed layer)或黏結層,例如,下部金屬層151可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈀(Pd)、金(Au),或其組合。The
根據示例性的實施例,下部金屬層151可以是一個金屬層,也可以具有包括多個金屬層的多層結構。例如,下部金屬層151可以包括在第二絕緣圖案133和配線圖案140上依次堆疊的第一亞金屬層和第二亞金屬層。所述第一亞金屬層可以包括具有與第二絕緣圖案133的優異黏結特性的金屬材料。例如,第一亞金屬層可以包括鈦(Ti)。所述第二亞金屬層可以用作用域形成上部金屬層153的種子層。例如,所述第二亞金屬層可以包括銅(Cu)。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,下部金屬層151可以包括從上部金屬層153的側壁1531凸出的凸出部1511。 下部金屬層151的凸出部1511可以沿著第二絕緣圖案133的表面延長。 關於與半導體晶片110的第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向), 下部金屬層151的凸出部1511從上部金屬層153的側壁1531沿著所述第一方向凸出的長度可以為5μm至50μm之間。 或者,根據示例性的實施例,下部金屬層151的凸出部1511從上部金屬層153的側壁1531沿著所述第一方向凸出的長度可以為5μm至50μm之間或者10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, the
上部金屬層153可以被設置於下部金屬層151上。例如可以藉由使用下部金屬層151作為種子的鍍金方法來形成上部金屬層153。上部金屬層153可以具有豎起於絕緣圖案130上的柱子(pillar)的形狀且具有中心部凹陷的結構。上部金屬層153可以具有垂直於半導體晶片110的第一表面118的側壁1531。根據示例性實施例,上部金屬層153可以包括銅(Cu)或其合金,但是,本發明的技術思想不限於此。The
外部連接端子160可以被設置在外部墊150上。外部連接端子160可以是用於將半導體封裝件100d安裝於外部的基板上的晶片-基板連接端子。根據示例性的實施例,外部連接端子160可以具有矩形形狀。例如,外部連接端子160可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。The
根據示例性的實施例,外部連接端子160可以遮蓋外部墊150。 例如,外部連接端子160可以遮蓋上部金屬層153的上部表面和上部金屬層153的側壁1531。並且,外部連接端子160可以遮蓋外部墊150附近的第二絕緣圖案133的表面。外部連接端子160可以與第二絕緣圖案133的表面形成面接觸(surface contact)。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,關於是乎與半導體晶片110的所述第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),當將與所述金屬層153的側壁1531以所述第一方向重疊的外部連接端子160的一部分定義為外部連接端子160的第一部分169時,以上部金屬層153的側壁1531為準的外部連接端子160的第一部分169的沿著所述第一方向的最小厚度169t可以為5μm至50μm之間,或者可以是10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, regarding the first direction (for example, the X direction or the Y direction) that is parallel to the
換言之,上部金屬層153的側壁1531與外部連接端子160的第一部分169的外周面之間的沿著所述第一方向的最小距離可以是5μm至50μm,或者可以是10μm至30μm。In other words, the minimum distance along the first direction between the
根據本發明的示例性實施例,外部連接端子160可以完全遮蓋外部墊150以防止外部墊150外露,且可以藉由防止由於外部墊150外露而引起的外部墊150的損傷,來提高半導體封裝件100c的可靠性。According to an exemplary embodiment of the present invention, the
圖7A至7F為依次示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。7A to 7F are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention.
參照圖7A,製備與圖4D的產物相應的產物,並除去第一掩膜圖案181(參照圖4D)。第一掩膜圖案181例如可以藉由剝離工藝被除去。Referring to FIG. 7A, a product corresponding to the product of FIG. 4D is prepared, and the
參照圖7B,在除去第一掩膜圖案181(參照圖4D)後,在下部金屬層151m上形成第二掩膜圖案183。第二掩膜圖案183可以包括露出上部金屬層153的開口部183H。例如,第二掩膜圖案183可以在下部金屬層151m上形成感光性材料膜,並藉由對所述感光性材料膜進行曝光和顯像工藝在所述感光性材料膜中構成圖案。Referring to FIG. 7B, after removing the first mask pattern 181 (refer to FIG. 4D), a
根據示例性的實施例,第二掩膜圖案183的開口部183H可以被形成為具有比上部金屬層153更大的寬度。可以藉由第二掩膜圖案183的開口部183H露出上部金屬層153的上表面和側壁1531,且可以藉由上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的內壁之間露出下部金屬層151m的一部分。According to an exemplary embodiment, the
藉由第二掩膜圖案183的開口部183H而形成的第二掩膜圖案183的內壁可以與上部金屬層153的側壁間隔開一定距離。根據示例性實施例,關於與半導體晶片110的第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的所述內壁之間的間隔距離可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。The inner wall of the
參照圖7C,在形成第二掩膜圖案183後,在第二掩膜圖案183的開口部183H內形成遮蓋外部墊150的預備金屬層161。例如,預備金屬層161可以遮蓋上部金屬層153的上表面、上部金屬層153的側壁1531,及在上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的內壁之間露出的下部金屬層151m。例如,可以藉由鍍金工藝形成預備金屬層161。Referring to FIG. 7C, after the
例如,預備金屬層161可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。根據示例性的實施例,預備金屬層161可以藉由後續工藝由與設置於預備金屬層161上的焊錫球163(參照圖7E)相同的材料製成。For example, the
根據示例性的實施例,預備金屬層161可以被形成為填充上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的內壁之間的空間。從而,遮蓋上部金屬層153的側壁1531的預備金屬層161的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以對應於上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的所述內壁之間的間隔距離。例如,遮蓋上部金屬層153的側壁1531的預備金屬層161的沿著所述第一方向的厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm。According to an exemplary embodiment, the
參照圖7D,在形成預備金屬層161後,除去第二掩膜圖案183(參照圖5C)。第二掩膜圖案183例如可以藉由剝離工藝被除去。Referring to FIG. 7D, after forming the
在除去第二掩膜圖案183後,除去藉由除去第二掩膜圖案183而露出的下部金屬層151m(參照圖7C)的一部分。換言之,被預備金屬層161和上部金屬層153遮蓋的下部金屬層151m(參照圖7C)的第一部分可以殘留,由於第二掩膜圖案183被除去而露出的下部金屬層151m(參照圖7C)可以被除去。例如,可以藉由蝕刻工藝除去下部金屬層151m(參照圖7C)的所述第二部分。After the
參照圖7E,在預備金屬層161上塗敷助溶劑(flux)180,在塗敷助溶劑180的預備金屬層161上設置焊錫球163。焊錫球163可以具矩形形狀。Referring to FIG. 7E, a
參照圖7F,可以藉由在預備金屬層161(參照圖7E)上設置焊錫球163(參照圖7E)以後進行回焊焊接工藝來形成外部連接端子160。在回焊焊接工藝之中,由於焊錫球163及預備金屬層161在高溫下被熔融並硬化,可以形成由焊錫球163與預備金屬層161形成為一體的外部連接端子160。Referring to FIG. 7F, the
由於在事前形成預備金屬層161的狀態下執行回焊焊接工藝,由預備金屬層161形成的外部連接端子160可以遮蓋上部金屬層153的側壁1531。在這種情況下,在上部金屬層153的側壁上,外部連接端子160的沿著第一方向(例如,X方向或者Y方向)的厚度可以等於或大於預備金屬層161的沿著所述第一方向的厚度。例如,在上部金屬層153的側壁1531上,外部連接端子160的沿著所述第一方向的最小厚度可以為5μm至50μm,或者可以為10μm至30μm。Since the reflow soldering process is performed in a state where the
以後,將在晶圓級製造的半導體封裝件沿著劃線通道切斷以對所述半導體封裝件進行個別化來形成個別單位的半導體封裝件。Afterwards, the semiconductor packages manufactured at the wafer level are cut along the scribe channel to individualize the semiconductor packages to form individual semiconductor packages.
根據本發明的示例性實施例,由於預先形成遮蓋外部墊150的預備金屬層161(參照圖7D)後執行回焊焊接工藝,因此,外部連接端子160可以被形成為完全遮蓋外部墊150。可以藉由外部連接端子160保護外部墊150,從而可以防止外部墊150的損傷。According to an exemplary embodiment of the present invention, since the preliminary metal layer 161 (refer to FIG. 7D) covering the
圖8為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件100e的剖面圖。 除了還包括擴散阻擋層175,圖8所示的半導體封裝件100e可以具有與圖5及圖6所示的半導體封裝件100d大致相同的構成。 關於圖8,省略或簡略地描述與圖5及圖6的描述重複的描述。FIG. 8 is a cross-sectional view of a
參照圖8,半導體封裝件100e可以包括半導體晶片110、所述半導體晶片110上的重新配線結構體120、外部連接端子160,及擴散阻擋層175。Referring to FIG. 8, the
擴散阻擋層175可以位於外部連接端子160與外部墊150之間。 擴散阻擋層170例如可以遮蓋上部金屬層153的上表面及上部金屬層153的側壁1531。並且,擴散阻擋層175可以遮蓋從上部金屬層153的側壁1531凸出的下部金屬層151的凸出部1511(參照圖6)。The
例如,擴散阻擋層175可以包括鎳(Ni)、鈷(Co)、銅(Cu),或其組合。For example, the
根據示例性的實施例,擴散阻擋層175可以包括與外部連接端子160不同的材料,也可以包括與外部墊150不同的材料。例如,在外部墊150的上部金屬層153包括銅(Cu)且外部連接端子160包括錫(Sn)和銀(Ag)的情況下,擴散阻擋層175可以包括鎳(Ni)或其合金。According to an exemplary embodiment, the
擴散阻擋層175可以位於外部連接端子160與外部墊150之間以防止由於外部連接端子160與外部墊150之間的反應而產生過多的金屬化合物。The
進而,擴散阻擋層175可以藉由遮蓋外部墊150防止外部墊150外露,且可以防止由於外部墊150外露而發生的外部墊150的損傷,從而提高半導體封裝件100e的可靠性。Furthermore, the
圖9A至圖9C為依次示出圖8所示的半導體封裝件100e的製造方法的剖面圖。9A to 9C are cross-sectional views sequentially showing the method of manufacturing the
參照圖9A,製備與圖4F的產物相對應的結構體,在第二掩膜圖案183的開口部183H內形成遮蓋外部墊150的擴散阻擋層175。 擴散阻擋層175可以遮蓋上部金屬層153的上表面、上部金屬層153的側壁1531,及被露出於上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的內壁之間的下部金屬層151m。 例如,可以藉由鍍金工藝形成擴散阻擋層175。9A, a structure corresponding to the product of FIG. 4F is prepared, and a
根據示例性的實施例,擴散阻擋層175可以被形成為填充上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的內壁之間的空間。從而,遮蓋上部金屬層153的側壁1531的擴散阻擋層175的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以對應於上部金屬層153的側壁1531與第二掩膜圖案183的所述內壁之間的間隔距離。例如,遮蓋上部金屬層153的側壁1531的擴散阻擋層175的沿著所述第一方向的厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以是10μm至於330μm之間。According to an exemplary embodiment, the
參照圖9B,在形成擴散阻擋層175後除去第二掩膜圖案183(參照圖9A)。例如,可以藉由剝離工藝除去第二掩膜圖案183(圖9A)。Referring to FIG. 9B, the
參照圖9C,在擴散阻擋層175上形成外部連接端子160。為了形成外部連接端子160,類似於參照圖4G及圖4H描述的內容,可以在擴散阻擋層175塗敷助溶劑180(參照圖4G),在塗敷有所述助溶劑的擴散阻擋層175上設置焊錫球163(參照圖4H),且可以執行回焊焊接工藝來熔融並硬化所述焊錫球163。9C, the
以後,可以將在晶圓級製造的半導體封裝件沿著劃線通道切斷以將所述半導體封裝件切斷為如圖8所示的單個的半導體封裝件100e。Later, the semiconductor package manufactured at the wafer level may be cut along the scribe channel to cut the semiconductor package into a
根據本發明的示例性實施例,即使在藉由回焊焊接工藝形成的外部連接端子160被形成為不遮蓋至外部墊150的上部金屬層153的側壁1531的情況下,也在形成遮蓋外部墊150的擴散阻擋層175的狀態下執行回焊焊接工藝,因此,外部墊150可以被擴散阻擋層175完全遮蓋。According to an exemplary embodiment of the present invention, even in the case where the
圖10為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的一部分的剖面圖。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention.
參照圖10,外部連接端子160的水平寬度194可以大於外部連接端子160的高度195。 在此,外部連接端子160的水平寬度194可以表示沿著與半導體晶片110的第一表面118平行的第一方向(例如,X方向或Y方向)的外部連接端子160的寬度的最大值,或者可以表示關於沿著所述第一方向穿過外部連接端子160的中心160M的任意的直線,與所述任意的直線和所述外部連接端子160的外部表面相交的兩個點之間的距離。並且,外部連接端子160的高度195可以是以絕緣圖案230的上表面為準沿著所述第二方向(例如,Z方向)的外部連接端子160的高度。根據示例性的實施例,外部連接端子160的水平寬度194可以是外部連接端子160的高度195的1.2倍至1.4倍之間。例如,外部連接端子160的水平寬度194可以為210μm至250μm之間。例如,外部連接端子160的高度195可以為165μm至200μm。10, the
在示例性的實施例中,外部墊150的厚度191可以為外部連接端子160的高度195的0.09倍至0.5倍。 在外部墊150的厚度191大於外部連接端子160的高度195的0.5倍的情況下,外部墊150的側壁不會被外部連接端子160遮蓋,或者,外部墊150的側壁上的外部連接端子160的厚度可能被形成為具有過薄的厚度。並且,在外部墊150的厚度191小於外部連接端子160的高度195的0.09倍的情況下,相比於外部墊150的大小,外部連接端子160的大小被形成為具有大於所需的大小的大小。因此,由於外部連接端子160的高度過高而半導體封裝件100與外部裝置之間的黏結可靠性可能會下降,也有可能在相鄰的外部連接端子160之間發生短路。In an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,外部墊150的寬度196可以為外部連接端子160的水平寬度194的0.6倍至0.9倍之間。在外部墊150的寬度196大於外部連接端子160的水平寬度194的0.9倍的情況下,外部墊150的側壁不會被外部連接端子160遮蓋,或者,有可能外部墊150的側壁上的外部連接端子160被形成為具有過薄的厚度。 並且,在外部墊150的寬度196小於外部連接端子160的水平寬度194的0.6倍的情況下,與外部墊150的大小相比,外部連接端子160被形成為具有大於所需大小的中小。因此,因外部連接端子160的高度195過高而半導體封裝件100與外部裝置之間的黏結可靠性降低,也有可能在相鄰的外部連接端子160之間發生短路。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,在外部墊150的側壁158上,外部連接端子160的沿著所述第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以為至少5μm。例如,在外部墊150的側壁158上,沿著第一方向的外部連接端子160的厚度可以為至少5um。例如,在外部墊150的側壁158的最上端157與外部連接端子160的外部表面之間,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度193可以為10μm至30μm之間。例如,在外部墊150的側壁158的最下端與外部連接端子160的外部表面之間,外部連接端子160的沿著第一方向的厚度197可以為5μm至20μm之間。According to an exemplary embodiment, on the
關於與半導體晶片110的第一表面118平行且沿著所述第一方向的寬度最大的外部連接端子160的一個剖面,當將外部連接端子160的一個剖面的中心定義為外部連接端子160的中心160M時,外部連接端子160的中心160M可以低於通常的封裝件的外部連接端子的中心。外部連接端子160的中心160M越低,在外部墊150的側壁158上的外部連接端子160可以形成得越厚。例如,當將外部連接端子160的中心160M與絕緣圖案230的上表面之間的沿著所述第二方向的距離定義為外部連接端子160的中心160M的高度190時,外部連接端子160的中心160M的高度190可以為外部連接端子160的高度195的0.4倍以下、0.35倍以下,及0.3倍以下。在外部連接端子160的中心160M的高度190大於外部連接端子160的高度195的0.4倍的情況下,外部墊150的側壁可能不會被外部連接端子160遮蓋,或者,有可能外部墊150的側壁上的外部連接端子160的厚度被形成得過薄。 並且,根據示例性的實施例,外部連接端子160的中心160M的高度190可以為外部連接端子160的高度195的0.1倍以上、0.15倍以上,或0.2倍以上。 在外部連接端子160的中心160M的高度190小於外部連接端子160的高度195的0.1倍的情況下,外部連接端子160的高度可能過低。Regarding a cross section of the
所述外部連接端子160的中心160M的高度190可以根據外部墊150的厚度191、外部墊150的寬度196,及/或外部連接端子160的水平寬度194來調節。The
外部連接端子160的中心160M與外部墊150沿所述第二方向(例如,Z方向)間隔開且鄰接外部墊150。外部連接端子160的中心160M越靠近外部墊150,遮蓋外部墊150的側壁158的外部連接端子160的厚度可能越大。例如,外部連接端子160的中心160M與外部墊150之間的沿著第二方向的最短距離192可以為外部墊150的厚度的0.5倍至6倍之間。例如,外部連接端子160的中心160M與外部墊150之間的沿著第二方向的最短距離可以為10um至60um之間。The
根據示例性的實施例,關於所述第二方向,外部連接端子160的中心160M與外部墊之間150的沿著第二方向的最短距離192可以等於或小於外部墊150的沿著所述第二方向的厚度191。According to an exemplary embodiment, with respect to the second direction, the
在通常的半導體封裝件中,形成於外部墊與外部連接端子之間的界面的金屬間化合物外露,或者,在外部墊的側壁上遮蓋所述金屬間化合物的外部連接端子形成為極薄的厚度。金屬間化合物具有易受外部衝擊的特點,外部衝擊導致在外部墊上面的邊緣附近頻繁地產生裂紋,從而存在降低半導體封裝件與外部裝置之間的黏結可靠性的問題。In a general semiconductor package, the intermetallic compound formed at the interface between the external pad and the external connection terminal is exposed, or the external connection terminal covering the intermetallic compound on the side wall of the external pad is formed to have an extremely thin thickness . The intermetallic compound is susceptible to external shocks, and the external shocks cause frequent cracks near the edges of the external pads, thereby reducing the reliability of the bonding between the semiconductor package and the external device.
圖11為根據本發明示例性實施例的半導體封裝件200的剖面圖。 圖12為將圖11的用“ⅩⅡ”表示的區域放大顯示的剖面圖。FIG. 11 is a cross-sectional view of a
參照圖11及圖12,半導體封裝件200可以包括半導體晶片210、所述半導體晶片210上的重新配線結構體220,及外部連接端子260。11 and 12, the
各種類別的多個單獨的(individial devices)可以被形成於半導體晶片210中。例如,所述多個單獨的元件可以包括各種微電子元件(microelectronic devices),如,如互補金屬氧化物半導體(CMOS)等的金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、大規模集成電路(large scale integration)、如CMOS圖像傳感器(CIS)等圖像傳感器、微型電子機械系統(MEMS)、有源元件,及無源元件等。Multiple individual devices of various categories may be formed in the
半導體晶片210可以包括設置於第一表面218上的晶片墊211。 晶片墊211可以與形成於半導體晶片210中的所述各個元件電連接。並且,半導體晶片210可以包括遮蓋第一表面218的鈍化膜213。The
根據示例性的實施例,半導體晶片210例如可以為記憶體半導體裝置。所述記憶體半導體裝置例如可以是動態隨機存取記憶體(DRAM)或靜態隨機存取記憶體(SRAM)等易失性記憶體半導體裝置,或者相變隨機存取記憶體(PRAM)、磁阻式隨機存取記憶體(MRAM) 、鐵電隨機存取記憶體(FeRAM),或電阻式隨機存取記憶體(RRAM)等的非易失性記憶體半導體裝置。According to an exemplary embodiment, the
或者,根據示例性的實施例,半導體晶片210可以為邏輯晶片。 例如,半導體晶片210可以是中央處理器(CPU)、微處理器(MPU)、圖形處理單元(GPU), 或應用程序處理器(AP)。Alternatively, according to an exemplary embodiment, the
並且,雖然圖11示出半導體封裝件200包括一個半導體晶片210,半導體封裝件200可以包括兩個或更多半導體晶片210。 包括於半導體封裝件200的兩個或更多半導體晶片210可以是同一類別的半導體晶片,也可以是不同類別的半導體晶片。根據一些實施例,半導體封裝件200可以是不同類別的半導體晶片互相電連接且作為一個系統進行操作的系統級封裝件(SIP:system in package)。Also, although FIG. 11 shows that the
重新配線結構體220可以被設置於半導體晶片210的第一表面218上。重新配線結構體220可以包括絕緣圖案230、配線圖案240,及外部墊250。The
絕緣圖案230可以被設置於半導體晶片210的第一表面218上。 絕緣圖案可以具有多個絕緣膜堆疊的結構,例如,絕緣圖案230可以包括在半導體晶片210的第一表面218上依次堆疊的第一絕緣圖案231及第二絕緣圖案233。The insulating
例如,第一絕緣圖案231及第二絕緣圖案233可以分別由絕緣性聚合物、環氧樹脂(epoxy)、氧化矽膜、氮化矽膜、絕緣性聚合物,或其組合製成。For example, the first
配線圖案240可以被設置在絕緣圖案230內且電連接半導體晶片210的晶片墊211與外部墊250。更具體地,配線圖案240的一部分可以藉由第一絕緣圖案231的開口部連接到半導體晶片210的晶片墊211,配線圖案240的另一部分可以沿著第一絕緣圖案231的表面延長。例如,配線圖案240可以由鎢(W)、銅(Cu)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)、釕(Ru)、鈀(Pd)、鉑( Pt)、鈷(Co)、鎳(Ni),或其組合製成。The
雖然圖中顯示配線圖案240具有單層結構,但是,配線圖案240可以具有多個配線層沿垂直方向堆疊的多層結構。Although the drawing shows that the
外部墊(external pad)150可以被設置於第二絕緣圖案233上且用作設置外部連接端子260的墊。 外部墊250可以藉由第二絕緣圖案233的開口部連接至配線圖案240,且可以藉由配線圖案140電連接至半導體晶片210的晶片墊211。An
外部墊250可以被形成為比配線圖案240厚。例如,與配線圖案240被形成為具有大約3μm至8μm之間的厚度相比,外部墊250可以被形成為具有10μm以上的厚度。所述外部墊250的厚度可以是將後述的上部金屬層253的厚度與下部金屬層251的厚度之和。根據一些實施例,所述外部墊250的厚度T2與所述配線圖案240的厚度T1的比例(即,T2/T1)可以為約1.25至約40、約2至約35,或約5至約20。如果所述外部墊250的厚度對所述配線圖案240的厚度的比例太小,則由於金屬間化合物的成長不足而存在黏結力方面的問題,如果所述比例太大,則所製造的半導體裝置的厚度可能過大。The
對垂直於半導體晶片210的第一表面218的第二方向(例如,Z方向),外部墊250的高度250h可以表示以第二絕緣圖案233的上表面為準的外部墊250的沿著所述第二方向的厚度。 根據示例性實施例,外部墊250的高度250h可以為約10μm至約120μm之間。 根據一些實施例,外部墊250的高度250h可以為約20μm至約50μm之間,或約30μm。For the second direction (for example, the Z direction) perpendicular to the
外部墊250可以包括下部金屬層251和下部金屬層251上的上部金屬層253。The
下部金屬層251可以被形成於藉由第二絕緣圖案233的開口部露出的配線圖案240上且沿著第二絕緣圖案233的表面延長。下部金屬層251例如可以是用於形成上部金屬層253的種子層或黏結層。例如,下部金屬層251可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈀(Pd)、金(Au),或其組合。The
根據示例性的實施例,雖然下部金屬層251可以是一個金屬層,但也可以具有包括多個金屬層的多層結構。例如,下部金屬層251可以包括在第二絕緣圖案233和配線圖案240上依次堆疊的第一亞金屬層和第二亞金屬層。所述第一亞金屬層可以包括具有與第二絕緣圖案233的優異黏結特性的金屬材料。例如,第一亞金屬層可以包括鈦(Ti)。所述第二亞金屬層可以用作用於形成上部金屬層253的種子層。例如,所述第二亞金屬層可以包括銅(Cu)。According to an exemplary embodiment, although the
上部金屬層253可以被設置於下部金屬層251上。例如可以藉由使用下部金屬層251作為種子的鍍金方法形成上部金屬層253。上部金屬層253可以具有豎起於絕緣圖案230上的柱子(pillar)形狀且具有中心部凹陷的結構。上部金屬層253可以具有垂直於半導體晶片210的第一表面218的側壁2531。 根據示例性實施例,上部金屬層253可以包括銅(Cu)或銅的合金,但本發明的技術構思不限於此。The
根據一些實施例,所述上部金屬層253可以具有約10μm至約100μm、約15μm至約80μm,或者,約20μm至約60μm的厚度。According to some embodiments, the
根據一些實施例,所述下部金屬層251可以具有約1μm至約20μm、約3μm至約15μm,或者,約4μm至約10μm的厚度。According to some embodiments, the
根據示例性的實施例,下部金屬層251可以具有與上部金屬層253的側壁2531相比位於內側的側方向輪廓。 換言之,與所述上部金屬層253的側壁2531相比,所述下部金屬層251的側壁2511可能向所述下部金屬層251的中心縮回。換言之,所述上部金屬層253可以包括對下部金屬層251沿著側方向凸出的凸出部2533。According to an exemplary embodiment, the
根據一些實施例,所述下部金屬層251的側壁2511可以具有朝著所述下部金屬層251的中心凹陷的輪廓。根據一些實施例,所述下部金屬層251的側壁2511可以具有朝著所述下部金屬層251的中心凹陷的輪廓。 例如,所述凹陷的輪廓實質上可以是圓弧、拋物線,橢圓弧等。根據一些實施例,所述下部金屬層251的側壁2511可以具有沿著垂直方向(Z方向)實質上為直線的輪廓。According to some embodiments, the
所述下部金屬層251的側壁2511可以位於所述第二絕緣圖案233的表面上。換言之,所述下部金屬層251的中心部接觸所述配線圖案240,而所述下部金屬層251的邊緣可以延長到所述第二絕緣圖案233的上部。The
關於與半導體晶片210的第一表面218平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),所述下部金屬層251的側壁2511可以與所述上部金屬層253的側壁2531相比向所述上下部金屬層251的中心朝內側縮回第一寬度。 所述第一寬度例如可以為約0.1 μm 至約50μm、約8μm至約30μm,或約10μm至約25μm。然而,本發明不限於此。Regarding the first direction parallel to the
外部連接端子260可以被設置於外部墊250上。外部連接端子260可以是用於將半導體封裝件200安裝於外部的基板上的晶片-基板連接端子。根據示例性的實施例,外部連接端子260可以具有矩形形狀。例如,外部連接端子260可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。The
根據示例性的實施例,外部連接端子260可以遮蓋外部墊250。 例如,外部連接端子260可以遮蓋上部金屬層253的上部表面和上部金屬層253的側壁2531。並且,外部連接端子260可以遮蓋外部墊250附近的第二絕緣圖案233的表面的一部分。外部連接端子260可以與第二絕緣圖案233的表面形成面接觸(surface contact)。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,關於與半導體晶片210的所述第一表面218的平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),當將與下部金屬層251的側壁2511和上部金屬層253的側壁2531沿著所述第一方向重疊的外部連接端子260的一部分定義為外部連接端子260的第一部分269時,以上部金屬層253的側壁2531為準的外部連接端子260的第一部分269的沿著所述第一方向的最小厚度269t可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, with regard to the first direction (for example, the X direction or the Y direction) parallel to the
換言之,上部金屬層253的側壁與外部連接端子260的第一部分269的外周面之間的沿著所述第一方向的最小距離可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。In other words, the minimum distance along the first direction between the sidewall of the
所述外部連接端子260可以包括延長到所述凸出部2533的下部的延長部260e。所述延長部260e可以是所述第一部分269的一部分。所述延長部260e的上部可以接觸所述上部金屬層253的下部表面,所述延長部260e的下部可以接觸所述第二絕緣圖案233的上部表面。進而,所述延長部260e可以接觸所述下部金屬層251的側壁2511的至少一部分。根據一些實施例,所述延長部260e可以延長到所述側壁251的凹陷的凹陷部內部。The
所述延長部260e可以以所述上部金屬層253的側壁2531為準向所述下部金屬層251的水平方向的中心延長約5μm至約50μm、約8μm至約30μm、或者約10μm至約25μm。The
根據本發明的示例性實施例,外部連接端子260可以完全遮蓋外部墊250以防止外部墊250外露,且可以防止由於外部墊250外露而引起的外部墊250的損傷。進而,外部連接端子260延長到所述外部墊250的上部金屬層253的下部以使外部連接端子260與外部墊250之間的接觸面積擴張,從而可以提高半導體封裝件200的可靠性。According to an exemplary embodiment of the present invention, the
根據示例性的實施例,外部連接端子260的水平寬度294可以大於外部連接端子260的高度295。在此,外部連接端子260的水平寬度294可以表示與半導體晶片210的第一表面218平行的第二方向(例如,X方向或Y方向)的外部連接端子260的寬度的最大值,或者可以表示關於沿著所述第二方向穿過外部連接端子260的中心260M的任意的直線,所述任意的直線和所述外部連接端子260的外部表面相交的兩個點之間的距離。並且,外部連接端子260的高度295可以為以絕緣圖案230的上表面為準沿著所述第一方向(例如,Z方向)的外部連接端子260的高度。根據示例性實施例,外部連接端子260的水平寬度294可以為外部連接端子260的高度295的1.2倍至1.4倍之間。 例如,外部連接端子260的水平寬度294可以為210μm至250μm之間。例如,外部連接端子260的高度295可以為165μm至200μm之間。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,外部墊250的高度250h可以為外部連接端子260的高度295的0.09倍至0.5倍之間。在外部墊250的高度250h大於外部連接端子260的高度295的0.5倍的情況下,外部墊250的側壁不會被外部連接端子260遮蓋,或者,外部墊250的側壁上的外部連接端子260的厚度可以形成為具有過薄的厚度。並且,在外部墊250的高度250h小於外部連接端子260的高度295的0.09倍的情況下,與外部墊的大小相比,外部連接端子260被形成為具有大於所需的大小的大小。因此,由於外部連接端子260的高度295過高而半導體封裝件200與外部裝置之間的黏結可靠性可能降低,且在相鄰的外部連接端子260之間可能發生短路。According to an exemplary embodiment, the
根據示例性的實施例,外部墊250的寬度296可以為外部連接端子260的水平寬度294的0.6倍至0.9倍之間。在外部墊250的寬度296大於外部連接端子260的水平寬度294的0.9倍的情況下,外部墊250的側壁不會被外部連接端子260遮蓋,或者,有可能外部墊250的側壁上的外部連接端子260被形成為具有過薄的厚度。並且,在外部墊250的寬度296小於外部連接端子260的水平寬度294的0.6倍的情況下,與外部墊250的大小相比,外部連接端子260被形成為具有大於所需的大小的大小。因此,由於外部連接端子260的高度295過高而半導體封裝件200與外部裝置之間的黏結可靠性可能降低,並且在相鄰的外部連接端子260之間可能發生短路。According to an exemplary embodiment, the
例如,在外部墊250的側壁的最上端與外部連接端子260的外部表面之間,外部連接端子260的沿著第一方向的厚度293可以為5μm至50μm之間。For example, between the uppermost end of the sidewall of the
關於與半導體晶片210的第一表面218平行且沿著所述第二方向(例如,X方向或Y方向)的寬度最大的外部連接端子260的一個剖面,當將所述外部連接端子260的一個剖面的中心定義為外部連接端子260的中心260M,外部連接端子260的中心260M可以低於通常的封裝件的外部連接端子的中心。 外部連接端子260的中心260M越低,在外部墊250的側壁上2531的外部連接端子260可以形成為越厚。例如,當將外部連接端子260的中心260M與絕緣圖案230的上表面之間的沿著所述第一方向(例如,Z方向)的距離定義為外部連接端子260的中心260M的高度290時,外部連接端子260的中心260M的高度290可以等於或小於外部連接端子260的高度295的0.4倍、0.35倍,或0.3倍。在外部連接端子260的中心260M的高度290大於外部連接端子260的高度295的0.4倍的情況下,外部墊250的側壁不會被外部連接端子260遮蓋,或者,有可能外部墊250的側壁上的外部連接端子260被形成為具有過薄的厚度。並且,根據示例性的實施例,外部連接端子260的中心260M的高度290可以等於或大於外部連接端子260的高度295的0.1倍、0.15倍,或0.2倍。在外部連接端子260的中心260M的高度290小於外部連接端子260的高度295的0.1倍的情況下,外部連接端子260的高度可能過低。Regarding a cross section of the
所述外部連接端子260的中心260M的高度290可以根據外部墊250的高度250h、外部墊250的寬度296,及/或外部連接端子260的水平寬度294被調節。The
外部連接端子260的中心260M可以與外部墊250沿所述第一方向(例如,Z方向)間隔開且鄰接於外部墊250。外部連接端子260的中心260M越鄰接外部墊250,遮蓋外部墊250的側壁2531的外部連接端子260的厚度可以越厚。例如,外部連接端子260的中心260M與外部墊250之間的沿著第一方向的最短距離292可以為外部墊250的高度250h的0.5倍至6倍之間。例如,外部連接端子260的中心260M與外部墊250之間的沿著第一方向的最短距離292可以為10μm至60μm之間。The
根據示例性的實施例,關於所述第一方向,外部連接端子260的中心260M與外部墊250之間的沿著第一方向的最短距離292可以等於或小於外部墊250的沿著所述第一方向的高度250h。According to an exemplary embodiment, with respect to the first direction, the
圖13A至圖13K為依次示出根據本發明一實施例的圖11中的半導體封裝件200的製造方法的剖面圖。13A to 13K are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the
參照圖13A,在半導體晶片210的第一表面218上形成第一絕緣圖案231。例如,為了形成第一絕緣圖案231,可以形成遮蓋半導體晶片210的第一表面218的第一絕緣膜,並除去所述第一絕緣膜的一部分以露出半導體晶片210的晶片墊211。13A, a first
根據一些實施例,在形成所述第一絕緣圖案231之前,可以形成露出所述晶片墊211的鈍化膜。 可以藉由利用鈍化材料膜覆蓋所述第一表面218的整個表面後執行圖案化以露出所述晶片墊211,從而形成所述鈍化膜。所述鈍化材料膜例如可以是矽氮化物、矽氧氮化物,及矽氧化物等,並且可以藉由物理氣象沉積(PVD: physical vapor deposition),化學氣象沉積(CVD: chemical vapor deposition)等形成。According to some embodiments, before forming the first
在形成第一絕緣圖案231後,在第一絕緣圖案231上形成配線圖案240。配線圖案240可以被形成於第一絕緣圖案231及藉由第一絕緣圖案231露出的半導體晶片210的晶片墊211上。例如,可以藉由種子膜形成工藝、掩膜工藝,及鍍金工藝形成配線圖案240。After the first
在形成配線圖案240後,在第一絕緣圖案231上形成第二絕緣圖案233。第二絕緣圖案233可以包括用於露出配線圖案240的一部分的開口部233H。例如,為了形成第一絕緣圖案231,可以形成遮蓋第一絕緣圖案231及配線圖案240的第二絕緣膜,且除去所述第二絕緣膜的一部分以形成露出配線圖案240的一部分的開口部233H。After the
參照圖13B,形成下部金屬層251m,所述下部金屬層251m遮蓋第二絕緣圖案233及藉由第二絕緣圖案233的開口部233H露出的配線圖案240。例如,可以藉由濺鍍(sputtering)工藝形成下部金屬層251m。下部金屬層251m例如可以包括鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈀(Pd)、金(Au),或其組合。13B, a
參照圖13C,在形成下部金屬層251m後,在下部金屬層251m上形成第一掩膜圖案281。第一掩膜圖案281可以包括露出下部金屬層251m的一部分的開口部281H。例如,第一掩膜圖案281可以在下部金屬層251m上形成感光性材料膜,並藉由對所述感光性材料膜的曝光和顯像工藝在所述感光性材料膜中構成圖案。13C, after the
參照圖13D,在形成第一掩膜圖案281後,在第一掩膜圖案281的開口部281H內形成上部金屬層253。 可以藉由使用下部金屬層251m作為種子的鍍金工藝來形成上部金屬層253。根據一些實施例,所述鍍工藝序可以是電解鍍金工藝。13D, after forming the
參照圖13E,在形成上部金屬層253後,除去下部金屬層251m上的第一掩膜圖案281(參照圖13D)。例如,可以藉由剝離(strip)工藝除去第一掩膜圖案281(參照圖13D)。Referring to FIG. 13E, after the
參照圖13F,在除去第一掩膜圖案281(參照圖13D)後,在下部金屬層251m上形成第二掩膜圖案283。第二掩膜圖案283可以包括露出上部金屬層253的開口部283H。例如,第二掩膜圖案283可以在下部金屬層251m上形成感光性材料膜,並藉由對所述感光性材料膜的曝光及顯像工藝在所述感光性材料膜中構成圖案。Referring to FIG. 13F, after removing the first mask pattern 281 (refer to FIG. 13D), a
根據示例性的實施例,第二掩膜圖案283的開口部283H可以被形成為具有大於上部金屬層253的幅的幅。 可以藉由第二掩膜圖案283的開口部283H露出上部金屬層253的上表面和側壁2531,且可以露出上部金屬層253的側壁2531附近的下部金屬層251m的一部分。According to an exemplary embodiment, the
藉由第二掩膜圖案283的開口部283H形成的第二掩膜圖案283的內壁可以與上部金屬層253的側壁2531以一定距離隔開。根據示例性的實施例,對與半導體晶片210的第一表面218平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的所述內壁之間的隔開距離283t可以為5um至50um之間,或者可以為10um至30um之間。The inner wall of the
參照圖13G,在形成第二掩膜圖案283後,在第二掩膜圖案283的開口部283H內形成遮蓋外部墊250的預備外部連接端子層261。 例如,預備外部連接端子層261可以遮蓋上部金屬層253的上表面、上部金屬層253的側壁2531、及露出於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的內壁之間的下部金屬層251m。 例如,可以藉由鍍金工藝形成預備外部連接端子層261。13G, after the
例如,預備外部連接端子層261可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、金(Au)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。 根據示例性的實施例,預備外部連接端子層261可以由藉由後續工藝設置於預備外部連接端子層261上的焊錫球263(參照圖13J)相同的材料組成。 根據一些實施例,所述預備外部連接端子層261可以諸如金(Au)層的單一金屬層。根據一些實施例,所述預備外部連接端子層261可以為堆疊單一金屬層的疊層體。For example, the preliminary external
根據示例性的實施例,預備外部連接端子層261可以被形成為填充上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的內壁之間的空間。 從而,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的預備外部連接端子層261的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以對應於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的所述內壁之間的隔開距離283t(參照圖13F)。例如,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的預備外部連接端子層261的沿著所述第一方向的厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, the preliminary external
參照圖13H,在形成預備外部連接端子層261後,除去第二掩膜圖案283(參照圖13G)。例如,可以藉由剝離工藝除去第二掩膜圖案283(圖13G)。Referring to FIG. 13H, after forming the preliminary external
參照圖13I,在除去第二掩膜圖案283(圖13G)後,除去因第二掩膜圖案283(圖13G)而被露出的下部金屬層251m(圖13G)的一部分。 就是說,被預備外部連接端子層261及上部金屬層253遮蓋的下部金屬層251m(圖13G)的第一部分殘留,由於第二掩膜圖案283(圖13G)被除去而露出的下部金屬層251m (圖13G)的第二部分可以被除去。 例如,可以藉由蝕刻工藝除去下部金屬層251m(圖13G)所述第二部分。Referring to FIG. 13I, after removing the second mask pattern 283 (FIG. 13G), a part of the
可以藉由各向同性蝕刻除去所述下部金屬層251m(圖13G)的第二部分。在所述下部金屬層251m(圖13G)中,不但可以除去位於第二掩膜圖案283(圖13G)的下部的部分(即第二部分),也可以除去被預備外部連接端子層261和上部金屬層253遮蓋的下部金屬層的部分(即第一部分)的邊緣的一部分。藉由如上所述除去第一部分的邊緣的一部分,下部金屬層251的側壁可以具有與上部金屬層253的側壁2531相比位於內側的側方向輪廓。換言之,所述下部金屬層251的側壁2511(參照圖12)可能與所述上部金屬層253的側壁2531相比向所述外部金屬層251的中心往內側縮回。The second part of the
圖14為放大圖13I中的用“XIV”表示的部分的部分放大圖。Fig. 14 is a partially enlarged view enlarging the part denoted by "XIV" in Fig. 13I.
參照圖14,所述下部金屬層251的側壁2511可以具有凹陷的曲面。 具體地,所述側壁2511可以具有面向所述下部金屬層251的中心的凹陷的輪廓。根據一些實施例,在所述側壁2511中,接觸上部金屬層253的部分的先端部分2511a可以與接觸所述第二絕緣圖案233接觸的部分的先端部分2511b相比向所述下部金屬層251的中心更加縮回。Referring to FIG. 14, the
所述下部金屬層251的側壁2511與所述上部金屬層253的側壁2531相比向所述下部金屬層251的中心向內側縮回第一寬度251W。 在此,所述第一寬度251W可以以在所述下部金屬層251的側壁2511的輪廓中從所述上部金屬層253的側壁2531縮回地最多的點為準。Compared with the
根據一些實施例,所述第一寬度251W可以為約5μm至約50μm、約8μm至約30μm,或約10μm至約25μm。然而,本發明不限於此。According to some embodiments, the first width 251W may be about 5 μm to about 50 μm, about 8 μm to about 30 μm, or about 10 μm to about 25 μm. However, the present invention is not limited to this.
參照圖13J,在預備外部連接端子層261上塗佈溶劑280,且在塗佈溶劑280的預備外部連接端子層261上設置焊錫球263。 焊錫球263可以具有矩形形狀。13J, a solvent 280 is coated on the preliminary external
參照圖13K,在預備外部連接端子層261(圖13J)上設置焊錫球263(圖13J)後,進行回焊焊接工藝來形成外部連接端子260。在高溫,例如約200℃至約280℃的溫度下可以進行幾十秒至幾分鐘的所述回焊焊接工藝。在回焊焊接工藝中,焊錫球263(圖13J)和預備外部連接端子261(圖13J)在高溫被熔融後硬化,由此可以形成焊錫球263(圖13J)與預備外部連接端子261(圖13J)成為一體的外部連接端子260。Referring to FIG. 13K, after the solder balls 263 (FIG. 13J) are provided on the preliminary external connection terminal layer 261 (FIG. 13J), a reflow soldering process is performed to form the
由於在事前形成預備外部連接端子261(圖13J)的狀態下執行回焊焊接工藝,由預備外部連接端子261(圖13J)的外部連接端子260可以遮蓋上部金屬層253的側壁2531。在這種情況下,在上部金屬層253的側壁2531上,外部連接端子260的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以等於或大於預備外部連接端子261(圖13J )的沿著所述第一方向的厚度。例如,在上部金屬層253的側壁2531上,外部連接端子260的沿著所述第一方向的最小厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。Since the reflow soldering process is performed in a state where the preliminary external connection terminal 261 (FIG. 13J) is formed in advance, the
並且,在所述預備外部連接端子261(圖13J)的組成與焊錫球263(圖13J)相同的情況下,可以生成不能識別所述預備外部連接端子261(圖13J)與焊錫球之間的界線且大致均勻的外部連接端子260。 根據一些實施例,在預備外部連接端子261(圖13J)的厚度充分薄的情況下,在回焊焊接的同時,構成預備外部連接端子的成分迅速地擴散到焊錫球內部,從而可以生成不能識別所述預備外部連接端子261(圖13J)與焊錫球之間的界線且大致均勻的外部連接端子260。In addition, in the case where the composition of the preliminary external connection terminal 261 (FIG. 13J) is the same as that of the solder ball 263 (FIG. 13J), it is possible to generate an unrecognizable gap between the preliminary external connection terminal 261 (FIG. 13J) and the solder ball. The
根據一些實施例,在所述預備外部連接端子261(圖13J)包括如金(Au)層的單一金屬層的情況下,藉由所述回焊焊接,所述預備外部連接端子261(圖13J)可以與上部金屬層253及/或焊錫球263(圖13J)的特定組分形成金屬間化合物(IMC:intermetallic compound)。在這種情況下,所述IMC可以位於外部連接端子260與外部墊250之間。According to some embodiments, in the case where the preliminary external connection terminal 261 (FIG. 13J) includes a single metal layer such as a gold (Au) layer, by the reflow soldering, the preliminary external connection terminal 261 (FIG. 13J) ) Can form an intermetallic compound (IMC: intermetallic compound) with the specific composition of the
根據一些實施例,藉由回焊焊接生成的所述IMC可以填埋外部墊250上的一部分凹凸或所有凹凸。According to some embodiments, the IMC generated by reflow welding can fill a part of the unevenness or all the unevenness on the
以後,可以將在晶圓級製備的半導體封裝件沿著劃線通道切斷以將所述半導體封裝件切割為如圖11所示的單個的半導體封裝件200。Later, the semiconductor package prepared at the wafer level may be cut along the scribe channel to cut the semiconductor package into
根據一些實施例,在圖13G所示的步驟中,可以省略預備外部連接端子層261的形成。在這種情況下,圖13F至圖13H中的步驟可以被省略。換言之,在不形成第二掩膜圖案283(圖13G)的情況下,在圖13E所示的步驟以後可直接除去下部金屬層251m(圖13G)的露出部分。According to some embodiments, in the step shown in FIG. 13G, the formation of the preliminary external
根據本發明的示例性實施例,外部連接端子260可以完全遮蓋外部墊250。尤其是,在將外部墊250有厚度地形成為具有10μm以上的高度250h(參照圖12)的情況下,頻繁地發生在回焊焊接工藝以後外部墊250的邊緣仍外露且下部金屬層251與上部金屬層253的黏著性不良的問題。 然而,根據本發明的示例性實施例,在事前形成遮蓋外部墊250的預備外部連接端子261(圖13J)後執行回焊焊接工藝,從而可以將外部連接端子260形成為完全遮蓋外部墊250且延長到上部金屬層253的下部並接觸下部金屬層251。外部墊250因外部連接端子260與外部隔離,從而可以防止外部墊250的損傷。According to an exemplary embodiment of the present invention, the
圖15A至圖15D為依序示出根據本發明另一實施例的圖11所示的半導體封裝件200的製造方法的剖面圖。15A to 15D are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing the
本實施例的製造方法在圖13A至圖13D的步驟與參照圖13A至圖13K描述的實施例的製造方法相同。於是,主要描述有區別的製造步驟。The steps of the manufacturing method of this embodiment in FIGS. 13A to 13D are the same as the manufacturing method of the embodiment described with reference to FIGS. 13A to 13K. Therefore, the different manufacturing steps are mainly described.
圖15A中所示的步驟為圖13A至圖13D的步驟的後續步驟。參照圖15A,在形成上部金屬層253後,除去下部金屬層251m上的第一掩膜圖案281(參照圖13D)。 例如,可以藉由剝離(strip)工藝除去第二掩膜圖案281(參照圖13D)。The steps shown in FIG. 15A are subsequent steps of the steps in FIGS. 13A to 13D. 15A, after the
接著,除去藉由去除第一掩膜圖案281(參照圖13D)而露出的下部金屬層251m(參照圖13D)的一部分。換言之,被上部金屬層253遮蓋的下部金屬層251m(參照圖13D)的第一部分可以殘留,由於除去第一掩膜圖案281(參照圖13D)而被露出的下部金屬層251m(參照圖13D)的第二部分可以被除去。例如,可以藉由蝕刻工藝除去下部金屬層251m(參照圖13D)的所述第二部分。Next, a part of the
可以藉由各向同性蝕刻除去所述下部金屬層251m(參照圖13D)的第二部分。在所述下部金屬層251m(參照圖13D)中,不但可以除去位於第一掩膜圖案281(參照圖13D)的下部的部分(即第二部分),還可以除去被上部金屬層253遮蓋的下部金屬層的部分(即第一部分)的邊緣的一部分。藉由如上所述除去第一部分的邊緣的一部分,下部金屬層251的側可以具有與上部金屬層253的側壁2531相比位於內側的側方向輪廓。 換言之,所述下部金屬層251的側壁2511(參照圖12)可能與所述上部金屬層253的側壁2531相比向所述外部金屬層251的中心朝內側縮回。The second part of the
參照圖15B,在除去第一掩膜圖案281(圖13D)後,在第二絕緣圖案233上形成第二掩膜圖案283。第二掩膜圖案283可以包括露出上部金屬層253的開口部283H。例如,第二掩膜圖案283可以在第二絕緣圖案233及上部金屬層253上形成感光性材料膜,可以藉由對所述感光性材料膜的曝光與顯像工藝,來對所述感光性材料膜進行圖案化。15B, after removing the first mask pattern 281 (FIG. 13D), a
根據示例性的實施例,第二掩膜圖案283的開口部283H可以被形成為具有大於上部金屬層253的寬度的寬度。可以藉由第二掩膜圖案283的開口部283H露出上部金屬層253的上表面和側壁2531,並且可以露出上部金屬層253的側壁2531附近的第二絕緣圖案233的一部分。According to an exemplary embodiment, the
藉由第二掩膜圖案283的開口部283H形成的第二掩膜圖案283的內壁可以與上部金屬層253的側壁2531間隔開一定距離。根據示例性的實施例,關於與半導體晶片210的第一表面218平行的第一方向(例如,X方向或Y方向),上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的所述內壁之間的隔開距離283t可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。The inner wall of the
參照圖15C,在形成第二掩膜圖案283後,在第二掩膜圖案283的開口部283H內形成遮蓋外部墊250的預備外部連接端子層261。例如,預備外部連接端子層261可以遮蓋上部金屬層253的上表面、上部金屬層253的側壁,及露出於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的內壁之間的第二絕緣圖案233。例如,可以藉由鍍金工序形成預備外部連接端子層261。15C, after the
例如,預備外部連接端子層261可以包括錫(Sn)、銀(Ag)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb),及/或其合金。 根據示例性的實施例,預備外部連接端子層261可以由藉由後續工藝設置於預備外部連接端子層261上的焊錫球263(參照圖13J)相同的材料組成。For example, the preliminary external
根據示例性的實施例,預備外部連接端子層261可以被形成為填充上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜283的內壁之間的空間。 從而,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的預備外部連接端子層261的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以對應於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的所述內壁之間的間隔距離283t(參照圖13F)。 例如,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的預備外部連接端子層261的沿著所述第一方向的厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, the preliminary external
參照圖15D,在形成預備外部連接端子層261後除去第二掩膜圖案283(參照圖15C)。例如可以藉由剝離工藝除去第二掩膜圖案283(參照圖15C)。Referring to FIG. 15D, the
圖16為放大圖15D中的用“XVI”表示的部分的部分放大圖。Fig. 16 is a partially enlarged view enlarging the part denoted by "XVI" in Fig. 15D.
參照圖16,所述下部金屬層251的側壁2511可以具有凹陷的曲面。具體地,所述側壁2511可以具有朝向所述下部金屬層251的中心凹陷的輪廓。參照圖14詳細描述了所述側壁2511的形狀與構成,故在此省略具體說明。Referring to FIG. 16, the
所述預備外部連接端子層261可以包括延長到凸出部2533的下部的延長部261e。所述延長部261e的上部可以接觸所述上部金屬層253的下部表面,所述延長部261e的下部可以接觸所述第二絕緣圖案233的上部表面。進而,所述延長部261e可以接觸所述下部金屬層251的側壁2511的至少一部分。The preliminary external
然後,可以根據參照圖13J及圖13K描述的步驟製造半導體封裝件200。Then, the
圖17為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件200a的剖面圖。 除了還包括擴散阻擋層270之外,圖17所示的半導體封裝件200a可以具有與圖11及圖12所示的半導體封裝件200大致相同的構成。關於圖17,省略或簡略地描述與圖11及圖12的描述重複的描述。FIG. 17 is a cross-sectional view of a
參照圖17,半導體封裝件200a可以包括半導體晶片210、所述半導體晶片210上的重新配線結構體220、外部連接端子260,及擴散阻擋層270。Referring to FIG. 17, the
擴散阻擋層270可以位於外部連接端子260與外部墊250之間。 擴散阻擋層270例如可以遮蓋上部金屬層253的上表面及上部金屬層253的側壁2531。並且,擴散阻擋層270的下部表面可以位於與所述上部金屬層253的下部表面同一個平面上。換言之,擴散阻擋層270的下部表面可以位於與所述下部金屬層251的上部表面相同的平面。The
例如,擴散阻擋層270可以包括鎳(Ni)、鈷(Co)、銅(Cu),或其組合。For example, the
根據示例性的實施例,擴散阻擋層270可以包括與外部連接端子260不同的材料,也可以包括與外部墊250不同的材料。例如,在外部墊250的上部金屬層253包括銅(Cu)且外部連接端子260包括錫(Sn)和銀(Ag)的情況下,擴散阻擋層270可以包括鎳(Ni)或者鎳合金。According to an exemplary embodiment, the
擴散阻擋層20可以位於外部連接端子260與外部墊250之間以防止由於外部連接端子260與外部墊250之間的反應而產生過多的金屬化合物。The diffusion barrier layer 20 may be located between the
進而,擴散阻擋層270可以遮蓋外部墊250,從而防止外部墊250外露,且可以藉由防止由於外部墊250外露而引起的外部墊250的損傷來提高半導體封裝件200a的可靠性。Furthermore, the
圖18A至圖18C為依序示出圖17所示的半導體封裝件200a的製造方法的剖面圖。18A to 18C are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing the
參照圖18A,製備對應於圖13F的產物的結構體,且在第二掩膜圖案283的開口部283H內形成遮蓋外部墊250的擴散阻擋層270。擴散阻擋層270可以遮蓋上部金屬層253的上表面、上部金屬層253的側壁2531,及露出於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的內壁之間的下部金屬層251m。例如,可以藉由鍍金工藝形成擴散阻擋層270。Referring to FIG. 18A, a structure corresponding to the product of FIG. 13F is prepared, and a
根據示例性實施例,擴散阻擋層270可以被形成為填充上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的內壁之間的空間。從而,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的擴散阻擋層270的沿著第一方向(例如,X方向或Y方向)的厚度可以對應於上部金屬層253的側壁2531與第二掩膜圖案283的所述內壁之間的間隔距離。例如,遮蓋上部金屬層253的側壁2531的擴散阻擋層270的沿著所述第一方向的厚度可以為5μm至50μm之間,或者可以為10μm至30μm之間。According to an exemplary embodiment, the
參照圖18B,在形成擴散阻擋層270後,除去第二掩膜圖案283(參照圖18A)。例如,可以藉由剝離工藝除去第二掩膜圖案283(參照圖18A)。Referring to FIG. 18B, after the
在除去第二掩膜圖案283(圖18A)後,除去藉由除去第二掩膜圖案283(參照圖18A)而被露出的下部金屬層251m(圖參照18A)的一部分。換言之,被擴散阻擋層270和上部金屬層253遮蓋的下部金屬層251m(參照圖18A)的第一部分可以殘留,由於除去第二掩膜圖案283(參照圖18A)而露出的下部金屬層251m(參照圖18A)的第二部分可以被除去。例如,可以藉由蝕刻工藝除去下部金屬層251m(圖18A)的所述第二部分。After the second mask pattern 283 (FIG. 18A) is removed, a part of the
參照圖13I等描述了下部金屬層251的形成,故在此省略詳細說明。The formation of the
參照圖18C,在擴散阻擋層270上形成外部連接端子260。為了形成外部連接端子,類似於參照圖13J和圖13K描述的內容,可以進行回焊焊接工藝,其在擴散阻擋層270上塗敷助溶劑280(參照圖13J)、在塗敷所述助溶劑的擴散阻擋層270上設置焊錫球263(參照圖13J),及對所述焊錫球263進行熔融和硬化。Referring to FIG. 18C,
以後,可以將在晶圓級製備的半導體封裝件沿著劃線通道切斷以將所述半導體封裝件切割為如圖17所示的單個的半導體封裝件200a。Later, the semiconductor package prepared at the wafer level may be cut along the scribing channel to cut the semiconductor package into
根據本發明的示例性實施例,即使在藉由回焊焊接工藝形成的外部連接端子260被形成為不遮蓋外部墊250的上部金屬層253的側壁2531的情況下,由於在形成遮蓋外部墊250的擴散阻擋層270的狀態下執行回焊焊接工藝,因此,外部墊250也可以被擴散阻擋層270完全遮蓋。According to an exemplary embodiment of the present invention, even in the case where the
圖19為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件200b的剖面圖。圖20為將圖19中的用“XX”表示的區域放大顯示的剖面圖。FIG. 19 is a cross-sectional view of a
參照圖19和圖20,除了在外部連接端子260與外部墊250之間進一步形成金屬間化合物區域255以外,半導體封裝件200b與參照圖11和圖12描述的半導體封裝件相同。因此,以下著重描述半導體封裝件200b的上述區別。19 and 20, the
如圖19所示,在藉由回焊焊接形成所述外部連接端子260後,可以在所述外部連接端子260與外部墊250之間形成金屬間化合物區域255。所述金屬間化合物區域255包括構成所述外部墊250的一個或更多金屬元素與構成所述外部連接端子260的一個或更多金屬元素按照預定的化學計量比形成化合物的合金。As shown in FIG. 19, after the
根據一些實施例,包括所述金屬間化合物區域255中的金屬間化合物的組成可以根據位置變化。參照圖20,所述金屬間化合物區域255鄰接於下部金屬層251以並具有第一金屬間化合物區域255L,且與所述下部金屬層251間隔開並具有第二金屬間化合物區域255H。According to some embodiments, the composition of the intermetallic compound included in the
根據一些實施例,與所述第二金屬間化合物區域255H相比,所述第一金屬間化合物區域255L的包括構成下部金屬層251的金屬元素的金屬間化合物的濃度可能會相對更高。根據一些實施例,在所述第一金屬間化合物區域255L的金屬間化合物中,與構成所述下部金屬層251的金屬元素的濃度相比,構成外部連接端子260的金屬元素的濃度會更高。根據一些實施例,在所述第二金屬間化合物區域255H的金屬間化合物中,與構成所述下部金屬層251的金屬元素的濃度相比,構成上部金屬層253和外部連接端子260的金屬元素的濃度會更高。According to some embodiments, the concentration of the intermetallic compound including the metal element constituting the
如上所述的金屬間化合物區域255是例如可以藉由如圖13K所示的回焊焊接工藝形成的。換言之,如圖13J所示,在塗敷助溶劑280的預備外部連接端子層261上設置焊錫球263後,如圖13K所示執行回焊焊接工藝,由此可以在外部連接端子260與外部墊250之間形成金屬間化合物區域255。The
根據本發明的示例性實施例,在形成潤濕性(wetting)優異的覆蓋層的狀態下執行回焊焊接工藝。因此,在外部墊的側壁上遮蓋金屬間化合物的外部連接端子可以被形成為具有較厚的厚度。可以藉由遮蓋外部墊的側壁的外部連接端子減輕外部衝擊,因此,可以防止在外部墊附近產生裂紋,作為結果,可以提高半導體封裝件與外部裝置之間的黏結可靠性。According to an exemplary embodiment of the present invention, the reflow welding process is performed in a state where a covering layer excellent in wetting is formed. Therefore, the external connection terminal covering the intermetallic compound on the sidewall of the external pad can be formed to have a thicker thickness. The external impact can be reduced by the external connection terminals covering the sidewall of the external pad. Therefore, cracks can be prevented from occurring near the external pad, and as a result, the bonding reliability between the semiconductor package and the external device can be improved.
如上所述,在圖式與說明書中公開了示例性的實施例。雖然在本說明書中使用特定術語描述了實施例,這僅是為了說明本公開的技術思想的目的而不是為了限制含義或限制記載於申請專利範圍中的本公開的範圍。 於是,本領域的普通技術人員應理解可以根據本說明書實現各種變形及等同的其他實施例。 因此,本公開的真正技術保護範圍應取決於所附的申請專利範圍的技術思想。As described above, exemplary embodiments are disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used in this specification to describe the embodiments, this is only for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure and not for limiting the meaning or limiting the scope of the present disclosure described in the patent application. Therefore, those of ordinary skill in the art should understand that various modifications and equivalent other embodiments can be implemented according to this specification. Therefore, the true technical protection scope of the present disclosure should depend on the technical ideas of the attached patent application scope.
100、100a、100b、100d、100e:半導體封裝件 110:半導體晶片 111:晶片墊 113:鈍化膜 118:第一表面 120:重新配線結構體 130:絕緣圖案 131:第一絕緣圖案 133:第二絕緣圖案 133H:開口部 140:線圖案 150:外部墊 150h:高度 151、151m:高度下部金屬層 153:上部金屬層 157:最上端 158:側壁 159:第一厚度 160:外部連接端子 160M:中心 161:預備金屬層 163:焊錫球 169:第一部分 169t:最小厚度 170:遮蓋層 171:中間層 175:擴散阻擋層 180:助溶劑 181:第一掩膜圖案 181H:開口部 183:第二掩膜圖案 183H:開口 190:高度 191:厚度 192:最短距離 193:厚度 194:水平寬度 195:高度 196:寬度 197:厚度 200、200a、200b:半導體封裝件 210:半導體晶片 211:晶片墊 213:鈍化膜 218:第一表面 220:重新配線結構體 230:絕緣圖案 231:第一絕緣圖案 233:第二絕緣圖案 233H:開口部 240:配線圖案 250:外部墊 250h:高度 251、251m:下部金屬層 251W:第一寬度 253:上部金屬層 255:金屬間化合物區域 255L:第一金屬間化合物區域 255H:第二金屬間化合物區域 260:外部連接端子 260e:延長部 260M:中心 261:預備外部連接端子層 261e:延長部 263:焊錫球 269:第一部分 269t:最小厚度 270:擴散阻擋層 280:(助)溶劑 281:第一掩膜圖案 281H:開口部 283:第二掩膜圖案 283t:隔開距離 283H:開口部 290:高度 292:最短距離 293:厚度 294:水平寬度 295:高度 296:寬度 1511、2533:凸出部 1531、2511、2531:側壁 2511a、2511b:先端部分100, 100a, 100b, 100d, 100e: semiconductor package 110: Semiconductor wafer 111: Wafer Pad 113: Passivation film 118: first surface 120: Rewiring the structure 130: Insulation pattern 131: first insulation pattern 133: second insulation pattern 133H: opening 140: Line pattern 150: External pad 150h: height 151, 151m: height lower metal layer 153: upper metal layer 157: top 158: Sidewall 159: first thickness 160: External connection terminal 160M: Center 161: Preparing Metal Layer 163: Solder Ball 169: Part One 169t: minimum thickness 170: cover layer 171: middle layer 175: diffusion barrier 180: Cosolvent 181: The first mask pattern 181H: opening 183: The second mask pattern 183H: opening 190: height 191: Thickness 192: shortest distance 193: Thickness 194: Horizontal width 195: height 196: width 197: Thickness 200, 200a, 200b: semiconductor package 210: semiconductor wafer 211: Wafer Pad 213: Passivation film 218: First Surface 220: rewiring structure 230: Insulation pattern 231: first insulation pattern 233: second insulation pattern 233H: opening 240: Wiring pattern 250: External pad 250h: height 251, 251m: Lower metal layer 251W: first width 253: upper metal layer 255: Intermetallic compound area 255L: the first intermetallic compound region 255H: second intermetallic compound region 260: External connection terminal 260e: Extension 260M: Center 261: Prepare external connection terminal layer 261e: Extension 263: Solder Ball 269: Part One 269t: minimum thickness 270: diffusion barrier 280: (Co) solvent 281: The first mask pattern 281H: opening 283: second mask pattern 283t: separation distance 283H: opening 290: height 292: shortest distance 293: Thickness 294: Horizontal width 295: height 296: width 1511, 2533: protrusion 1531, 2511, 2531: side wall 2511a, 2511b: tip part
圖1為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖2為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖3為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的一部分的剖面圖,且是顯示與圖1的由“Ⅲ”表示的區域對應的區域的剖面圖。 圖4A至4H為根據順序示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖5為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖6為將圖5的用“Ⅵ”表示的區域放大並示出的剖面圖。 圖7A至7F為根據順序示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖8為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖9A至圖9C為根據順序示出顯示在圖8中的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖10為示出根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的一部分的剖面圖。 圖11為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖12為將圖11的用“ⅩⅡ”表示的區域放大顯示的剖面圖。 圖13A至圖13K為根據順序示出根據本發明一實施例的顯示在圖11中的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖14為放大圖13I中的用“ⅩⅣ”表示的部分的部分放大圖。 圖15A至圖15D為依序示出根據本發明的另一實施例的顯示在圖11中的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖16為放大圖15D中的用“ⅩⅥ”表示的部分的部分放大圖。 圖17為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖18A至圖18C為根據順序示出顯示在圖17中的半導體封裝件的製造方法的剖面圖。 圖19為根據本發明的示例性實施例的半導體封裝件的剖面圖。 圖20為將圖19中的用“ⅩⅩ”表示的區域放大並示出的剖面圖。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a region corresponding to the region indicated by “III” of FIG. 1. 4A to 4H are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the area indicated by "VI" in Fig. 5; 7A to 7F are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. 9A to 9C are cross-sectional views showing the manufacturing method of the semiconductor package shown in FIG. 8 in order. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 12 is an enlarged cross-sectional view showing the area indicated by "XII" in Fig. 11; FIGS. 13A to 13K are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing the semiconductor package shown in FIG. 11 according to an embodiment of the present invention. Fig. 14 is a partial enlarged view of the part indicated by "XIV" in Fig. 13I. 15A to 15D are cross-sectional views sequentially showing a method of manufacturing the semiconductor package shown in FIG. 11 according to another embodiment of the present invention. Fig. 16 is a partially enlarged view of the part indicated by "XVI" in Fig. 15D. FIG. 17 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. 18A to 18C are cross-sectional views showing the manufacturing method of the semiconductor package shown in FIG. 17 in order. FIG. 19 is a cross-sectional view of a semiconductor package according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 20 is an enlarged cross-sectional view showing the area indicated by "XX" in Fig. 19;
100:半導體封裝件 100: Semiconductor package
110:半導體晶片 110: Semiconductor wafer
120:重新配線結構體 120: Rewiring the structure
130:絕緣層 130: insulating layer
131:第一絕緣圖案 131: first insulation pattern
133:第二絕緣圖案 133: second insulation pattern
140:配線圖案 140: Wiring pattern
150:外部墊 150: External pad
150h:高度 150h: height
151:下部金屬層 151: lower metal layer
153:上部金屬層 153: upper metal layer
160:外部連接端子 160: External connection terminal
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