[發明專利]集成電路封裝和形成有穿塑孔晶圓級芯片尺寸封裝的方法

在審

• 申請號: 201811526099.3
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN110911359A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 吉瑟門尼貝里歐;胡守程;安托古特瑞茲;李杰瑞
• 申請（專利權）人: 代羅半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/498;H01L21/56
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

一種形成晶圓級芯片尺寸封裝的方法，首先提供集成電路晶圓，再將介電材料施加到集成電路晶圓的表面，在介電材料上形成重分布導電層，以與集成電路的輸入/輸出觸點接觸。再將聚合物基膜施加到集成電路晶圓的表面上，并進行壓縮模塑制程。將對準標記設置在集成電路晶圓的邊緣上，再實施激光燒蝕制程，以在固化的熱固性塑料中制備穿塑孔(TMV)。將焊球或銅柱的輸入/輸出連接器設置在穿塑孔(TMV)中。進行回流制程，以將輸入/輸出連接器連接到重分布導電層的接墊表面。

技術領域

本發明通常有關一種半導體裝置，更具體地，有關一種形成用于集成電路裝置的晶圓級芯片尺寸封裝(WLSCP)的方法。

背景技術

在目前的晶圓級芯片尺寸封裝(WLSCP)中，包括一個凸點下金屬(UBM)層、一個重分布層(RDL)和兩個聚合物層的四道光罩是實施在用于晶圓級芯片尺寸封裝的目前8寸和12寸的集成電路晶圓的制程中?，F在WLCSP制程需要四個程序，其包括涂覆、光微影曝光和顯影。這使得封裝成本相對較高。

WLCSP制程可包括用于以直接滴球形成UBM層和聚合物層的兩道光罩。WLCSP的兩道光罩制程具有許多缺點，包括在表面貼裝技術(SMT)處理期間在55奈米的低k介電層中的層裂，并需要額外的底部填充材料，以在印刷電路板的熱循環期間通過板階可靠度(BLR)測試。這些缺點限制了封裝尺寸。

由Sharma，Holland等人于2007年9月的國際晶圓級封裝會議2007論文集所發表的“可靠的晶圓級芯片尺寸封裝(WLSCP)技術”中，描述了傳統的兩道光罩制程的WLCSP制程，在定義凸塊下金屬(UBM)層后，將焊球落在UBM開口中。隨后利用熱回流循環熔化焊球，并將其冷卻成UBM層頂部上的明確定義的形狀。Sharma等人系統地分析了鈍化裂紋的問題，并提出了一種WLCSP制程，該制程在焊料流動和隨后的多次回流步驟中可耐開裂。

由Chilukuri于2011年3月/4月的芯片尺寸評論第15卷，第2期，第16-19頁所發表的“用于動態和多樣化WLCSP市場的技術解決方案”中，描述了兩道光罩和四道光罩的WLCSP制程并檢測多個材料選項，即，用于這些新結構的聚合物和焊料合金以及晶粒尺寸和I/O數量對于產品可靠度的影響。同時，也提供了板階可靠度(BLR)數據和故障模式分析。

圖1是用于形成集成電路芯片的球焊連接系統的四道光罩制程的橫截面圖，該集成電路芯片用于連接到如現有技術中由Chilukuri所描述的晶圓級芯片尺寸封裝的第二級封裝(板或模塊)?，F在請參照圖1，晶圓5是處理成已將電子電路嵌入晶圓5的表面，以用于每個集成電路芯片。在嵌入電子電路之后，晶圓5的表面涂覆有鈍化層15以保護電子電路。鈍化層15的表面具有與嵌入式電子電路的輸入/輸出觸點10對準的開口。將第一光罩設置在晶圓上，覆蓋與輸入/輸出觸點10對準的開口的位置。晶圓5在鈍化層15上涂覆有第一絕緣材料20。第二光罩設置在第一絕緣材料20上。第二光罩中的開口提供重分布層(RDL)30到輸入/輸出觸點10的接入。第三光罩被施加到晶圓5的表面。在第三光罩中的開口定義出重分布層(RDL)30的路徑。重分布層(RDL)30是在第一絕緣材料20的表面上所形成的金屬層，以使集成電路的輸入/輸出觸點10可用于其他位置，例如，用于連接到第二級封裝的輸入/輸出連接器40的位置。第二絕緣材料25設置在晶圓5的表面上。第四光罩設置在晶圓5的表面上，并在將要設置輸入/輸出連接器40的位置處具有開口。凸點下金屬(UBM)35形成在第二絕緣材料25的開口內。在這個例子中，輸入/輸出連接器40為焊球，并與第二絕緣層25的開口一起設置。焊球40被回流到凸點下金屬35上，以形成大的支座。