[發(fā)明專利]用于有機封裝襯底縮放的光刻限定的過孔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580082574.0
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN107924900B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·A·埃爾謝爾比尼;H·布勞尼施;B·M·羅林斯;A·阿列克索夫;F·艾德;J·索托
• 申請（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L21/60;H01L21/027
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

本發(fā)明的實施例包括導(dǎo)電過孔和用于形成導(dǎo)電過孔的方法。在一個實施例中，在第一電介質(zhì)層之上形成過孔焊盤，并且在第一電介質(zhì)層和過孔焊盤之上形成光致抗蝕劑層。然后，實施例可以包括圖案化光致抗蝕劑層以在過孔焊盤之上形成過孔開口并且將導(dǎo)電材料沉積到過孔開口中以在過孔焊盤之上形成過孔。然后，實施例可以包括去除光致抗蝕劑層并且在第一電介質(zhì)層、過孔焊盤和過孔之上形成第二電介質(zhì)層。例如，在一些實施例中，第二電介質(zhì)層的頂表面形成在過孔的頂表面上方。然后，實施例可以包括使第二電介質(zhì)層凹進以暴露過孔的頂部部分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例總體上涉及半導(dǎo)體器件的制造。具體而言，本發(fā)明的實施例涉及半導(dǎo)體封裝中的互連線和過孔以及用于制造這樣的器件的方法。

背景技術(shù)

用于封裝設(shè)計規(guī)則的一個主要驅(qū)動因素是每層每毫米的輸入/輸出(I/O)密度(IO/mm/層)。I/O密度可能受過孔焊盤尺寸的限制。然而，目前的封裝技術(shù)限制了可以減小過孔焊盤的尺寸的程度。由于用于通過過孔焊盤上方的電介質(zhì)層創(chuàng)建過孔開口的激光鉆孔過程，過孔焊盤需要是相對大的。激光鉆孔受到最小特征尺寸和在對過孔開口進行鉆孔時的激光失準(zhǔn)的限制。例如，激光鉆出的過孔開口的最小特征尺寸在使用CO₂激光器時為約40μm或更大，并且層之間的失準(zhǔn)可以是大約+/-15μm或更大。如此，過孔焊盤尺寸可能需要為大約70μm(即，40+2(15)μm)或更大。諸如UV激光器之類的替代的激光源能夠更大程度地減小過孔開口，但也大大降低了產(chǎn)量。

圖1是例示具有大焊盤尺寸的問題的封裝中的互連層的一部分的平面視圖。在圖1中，在兩個焊盤之間形成兩條導(dǎo)電線130。過孔120形成在每個焊盤110的表面上。為了簡單起見，省略了電介質(zhì)層，通過該電介質(zhì)層形成了過孔120。允許大過孔120和任何失準(zhǔn)所需的焊盤110的大直徑防止了在焊盤110之間添加更多的導(dǎo)電線130。相應(yīng)地，當(dāng)使用激光鉆孔來形成過孔時，封裝層上的有效布線密度可以小于30IO/mm。該布線密度對于諸如服務(wù)器/高性能計算(HPC)封裝之類的某些封裝來說是不足的。目前，為了提供足夠的逸出布線密度(escape?routing?density)，需要使用更昂貴的技術(shù)，例如硅中介層和嵌入式硅橋。

硅中介層由于可用于硅的設(shè)計規(guī)則而實現(xiàn)了高布線密度，該設(shè)計規(guī)則允許顯著減小的線寬和間距。硅中介層的使用允許對過孔進行光刻限定，而不是激光鉆孔。這允許在過孔形成期間小的過孔和失準(zhǔn)，其可以是大約1μm或更小。然而，硅中介層是昂貴的，特別是在用于諸如服務(wù)器/HPC管芯之類的大型管芯的情況下。通常硅中階層也具有最大尺寸(例如，由于在硅處理中使用的光罩尺寸而為22mm×33mm)，其對于更先進的應(yīng)用來說太小。

還建議使用嵌入式硅橋作為對于非常大的硅中介層而言的更廉價的替代物。然而，在封裝中嵌入硅橋的添加比純有機封裝堆疊更昂貴。

因此，需要對過孔制造技術(shù)的領(lǐng)域進行改進。

附圖說明

圖1是具有激光鉆孔的過孔的互連層的示意性平面視圖。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有形成在表面之上的晶種層的電介質(zhì)層的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的已經(jīng)在表面之上形成導(dǎo)電線和過孔焊盤之后的器件的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。

圖2C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在已經(jīng)沉積并圖案化第二光致抗蝕劑材料以形成過孔開口之后的器件的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。

圖2D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的已經(jīng)在過孔開口中形成過孔之后的器件的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。

圖2E是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在第二光致抗蝕劑材料和晶種層的暴露部分已經(jīng)被去除之后的器件的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。

圖2F是根據(jù)本發(fā)明的實施例的已經(jīng)在表面之上形成第二電介質(zhì)層之后的器件的平面視圖和兩個對應(yīng)的截面圖。