[發明專利]用于封裝制造的激光燒蝕

在審

• 申請號: 202110290683.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113643983A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: K·萊斯徹基什;類維生;J·L·富蘭克林;J·德爾馬斯;陳翰文;G·帕克;S·文哈弗貝克
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/52;H01L23/495;B23K26/0622;B23K26/362
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 汪駿飛;侯穎媖

公開了用于封裝制造的激光燒蝕。制造封圍一個或多個半導體晶粒的框架的方法包括通過第一激光燒蝕工藝在基板中形成包括一個或多個空腔和一個或多個穿孔的一個或多個特征，在一個或多個穿孔中填充電介質材料，以及通過第二激光燒蝕工藝在填充于一個或多個穿孔中的電介質材料中形成通孔中通孔。一個或多個空腔被配置為在其中封圍一個或多個半導體晶粒。在第一激光燒蝕工藝中，基于一個或多個特征的深度調整照射基板的第一脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。在第二激光燒蝕工藝中，基于通孔中通孔的深度調整照射電介質材料的第二脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。

技術領域

本公開的實施例總體涉及制造半導體封裝的方法，且更具體地涉及通過激光燒蝕在基板上形成特征的方法。

背景技術

由于半導體制造商的持續目標是增加電子裝置和元件的良率和增強電子裝置和元件的性能，因此半導體制造商注重提高在給定尺寸的半導體基板上制造的半導體裝置的密度。提高半導體組件中半導體裝置密度的一種方法是堆疊半導體晶粒(die)以產生三維多芯片模組(three-dimensional multichip module，3-D MCM)。形成3-D MCM通常需要在至少一個半導體晶粒中產生通孔(即，貫穿孔)，通孔從半導體晶粒的有源表面延伸至其相對背面。通孔填充有導電材料，導電材料提供半導體晶粒的背面與另一個半導體晶粒或3-DMCM的載體基板的外部電觸點的互連。

常規地，蝕刻與激光燒蝕或鉆孔是兩種常用的在半導體基板中形成通孔的方法。雖然相比于通過蝕刻來形成通孔，使用激光鉆孔來形成通孔具有更快且位置和尺寸更準確的優點，但通過激光鉆孔尚未實現對鉆孔區域的深度和形貌的精確控制。另外，激光能量常常未得到高效的使用，由此導致燒蝕率低。

因此，需要在半導體基板中快速形成深度和形貌受控的通孔的激光鉆孔方法。

發明內容

在一個實施例中，制造封圍一個或多個半導體晶粒的框架的方法包括通過第一激光燒蝕工藝在基板中形成包括一個或多個空腔和一個或多個穿孔的一個或多個特征，在一個或多個穿孔中填充電介質材料，以及通過第二激光燒蝕工藝在填充于一個或多個穿孔中的電介質材料中形成通孔中通孔(via-in-via)。一個或多個空腔被配置為封圍其中的一個或多個半導體晶粒。一個或多個穿孔延伸穿過基板。在第一激光燒蝕工藝中，基于一個或多個特征的深度調整照射基板的第一脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。在第二激光燒蝕工藝中，基于通孔中通孔的深度調整照射電介質材料的第二脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。

在另一個實施例中，圖案化基板的方法包括通過用脈沖激光束照射基板，以及基于一個或多個特征的深度調整脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量來形成一個或多個特征。

在另一個實施例中，制造晶粒組件的方法包括形成框架，將一個或多個半導體晶粒布置于一個或多個空腔中，以及在通孔中通孔內布置互連件。形成框架包括通過第一激光燒蝕工藝在基板中形成包括一個或多個空腔和一個或多個穿孔的一個或多個特征，在一個或多個穿孔中填充電介質材料；以及通過第二激光燒蝕工藝在填充于一個或多個穿孔中的每一個中的電介質材料中形成通孔中通孔。一個或多個穿孔延伸穿過基板。在第一激光燒蝕工藝中，基于一個或多個特征的深度調整照射基板的第一脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。在第二激光燒蝕工藝中，基于通孔中通孔的深度調整照射電介質材料的第二脈沖激光束的頻率、脈沖寬度和脈沖能量。

附圖說明

為了可詳細地理解本公開的上述特征的方式，可參考實施例更具體地描述上文簡要概述的本公開，其中一些實施例在附圖示出。然而，應注意，附圖僅圖示示例性實施例，因此不應視為限制本公開的范疇，因為本公開可允許其他等效的實現例。

圖1A圖示根據一個實施例的三維多芯片模組(3-D MCM)。

圖1B圖示根據一個實施例的三維多芯片模組(3-D MCM)。

圖2A圖示根據一個實施例的晶粒組件200。