專利名稱：在半導(dǎo)體管芯和載體上形成粘合材料的方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，且更具體而言，涉及一種在半導(dǎo)體管芯和載體上形成粘合材料以減小封裝和處理期間管芯偏移的方法以及半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
常常在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件在電部件的數(shù)目和密度方面變化。分立的半導(dǎo)體器件一般包含一種類型的電部件，例如發(fā)光二極管(LED)、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)。集成半導(dǎo)體器件典型地包含幾百個(gè)到數(shù)以百萬的電部件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CXD )、太陽能電池以及數(shù)字微鏡器件(DMD )。半導(dǎo)體器件執(zhí)行各種的功能，諸如信號處理、高速計(jì)算、發(fā)射和接收電磁信號、控制電子器件、將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏σ约爱a(chǎn)生用于電視顯示的視覺投影。在娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)產(chǎn)品的領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。還在軍事應(yīng)用、航空、汽車、工業(yè)控制器和辦公設(shè)備中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電屬性。半導(dǎo)體材料的原子結(jié)構(gòu)允許通過施加電場或基電流(base current)或通過摻雜工藝而操縱其導(dǎo)電性。摻雜向半導(dǎo)體材料引入雜質(zhì)以操縱和控制半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體器件包含有源和無源電結(jié)構(gòu)。包括雙極和場效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過改變摻雜水平和施加電場或基電流，晶體管要么促進(jìn)要么限制電流的流動(dòng)。包括電阻器、電容器和電感器的無源結(jié)構(gòu)創(chuàng)建為執(zhí)行各種電功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。無源和有源結(jié)構(gòu)電連接以形成電路，這使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速計(jì)算和其他有用功能。半導(dǎo)體器件一般使用兩個(gè)復(fù)雜的制造工藝來制造，S卩，前端制造和和后端制造，每一個(gè)可能涉及成百個(gè)步驟。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。每個(gè)半導(dǎo)體管芯典型地是相同的且包含通過電連接有源和無源部件而形成的電路。后端制造涉及從完成的晶片分割(singulate)各個(gè)半導(dǎo)體管芯且封裝管芯以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。此處使用的術(shù)語“半導(dǎo)體管芯”指代該詞的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式二者，且相應(yīng)地，可指代單半導(dǎo)體器件和多半導(dǎo)體器件二者。半導(dǎo)體制造的一個(gè)目的是生產(chǎn)較小的半導(dǎo)體器件。較小的器件典型地消耗較少的功率、具有較高的性能且可以更高效地生產(chǎn)。另外，較小的半導(dǎo)體器件具有較小的占位面積，這對于較小的終端產(chǎn)品而言是希望的。較小的半導(dǎo)體管芯尺寸可以通過前端工藝中的改進(jìn)來獲得，該前端工藝中的改進(jìn)導(dǎo)致半導(dǎo)體管芯具有較小、較高密度的有源和無源部件。后端工藝可以通過電互聯(lián)和封裝材料中的改進(jìn)而導(dǎo)致具有較小占位面積的半導(dǎo)體器件封裝。在扇出晶片級芯片尺度封裝(Fo-WLCSP)中，半導(dǎo)體管芯通常安裝到臨時(shí)載體。密封劑典型地通過模制注入沉積在半導(dǎo)體管芯和載體上面。載體被去除以露出半導(dǎo)體管芯，且堆積(build-up)互連結(jié)構(gòu)在露出的半導(dǎo)體管芯上面形成。半導(dǎo)體管芯已知為在封裝期間、尤其在模制注入期間垂直或水平偏移，這可能導(dǎo)致堆積互連結(jié)構(gòu)的不對準(zhǔn)。固定半導(dǎo)體管芯到載體以減小管芯偏移的一種技術(shù)涉及在載體上面形成可濕焊盤且使用凸塊固定半導(dǎo)體管芯到可濕焊盤?？蓾窈副P的形成典型地涉及光刻、蝕刻和電鍍，它們是耗時(shí)且成本高昂的制造工藝。可濕焊盤和凸塊增加了半導(dǎo)體管芯和堆積互連結(jié)構(gòu)之間的互連電阻。

發(fā)明內(nèi)容
對于減小封裝和處理期間管芯偏移存在需求。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法包含以下步驟提供載體；將多個(gè)半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積粘合材料以固定半導(dǎo)體管芯到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑；去除載體；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成互連結(jié)構(gòu)。粘合材料減小在沉積密封劑時(shí)半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法包含以下步驟提供載體；將多個(gè)半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積粘合材料以固定半導(dǎo)體管芯到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑；去除載體；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成互連結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制備半導(dǎo)體器件的方法，該方法包含以下步驟提供載體；將多個(gè)半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積粘合材料；以及在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑。粘合材料減小在沉積密封劑時(shí)半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種半導(dǎo)體器件，其包含半導(dǎo)體管芯和接觸半導(dǎo)體管芯的粘合材料。密封劑沉積在半導(dǎo)體管芯和載體上面?；ミB結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成。


圖1說明具有安裝到其表面的不同類型的封裝的PCB ；
圖2a-2c說明安裝到PCB的代表性半導(dǎo)體封裝的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；圖3a_3c說明具有通過劃片線分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體晶片；圖4a_4k說明在半導(dǎo)體管芯和載體上形成粘合材料以減小封裝和處理期間管芯偏移的工藝；
圖5說明沉積在半導(dǎo)體管芯上面的粘合材料，用于減小封裝和處理期間管芯偏移；圖6a_6e說明在半導(dǎo)體管芯和載體上面形成粘合材料以減小封裝和處理期間的管芯偏移的另一工藝；
圖7說明具有在被去除的粘合材料中填充的堆積互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管芯。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，參考圖以一個(gè)或更多實(shí)施例描述本發(fā)明，在這些圖中相似的標(biāo)號代表相同或類似的元件。盡管就用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的最佳模式描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其旨在覆蓋可以包括在如下面的公開和圖支持的所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的備選、修改和等價(jià)物。半導(dǎo)體器件一般使用兩個(gè)復(fù)雜制造工藝來制造前端制造和后端制造。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。晶片上的每個(gè)管芯包含有源和無源電部件，它們電連接以形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電部件具有控制電流流動(dòng)的能力。諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無源電部件創(chuàng)建為執(zhí)行電路功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。通過包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平坦化的一系列工藝步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上形成無源和有源部件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中。摻雜工藝修改了有源器件中半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，將半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體、導(dǎo)體，或者響應(yīng)于電場或基電流而動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性。晶體管包含不同類型和摻雜程度的區(qū)域，其按照需要被布置為使得當(dāng)施加電場或基電流時(shí)晶體管能夠促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。通過具有不同電屬性的材料層形成有源和無源部件。層可以通過部分由被沉積的材料類型確定的各種沉積技術(shù)來形成。例如，薄膜沉積可能涉及化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解電鍍和化學(xué)電鍍工藝。每一層一般被圖案化以形成有源部件、無源部件或部件之間的電連接的部分?？梢允褂霉饪虒舆M(jìn)行圖案化，光刻涉及例如光刻膠的光敏材料在待被圖案化的層上的沉積。使用光，圖案從光掩模轉(zhuǎn)印到光刻膠。在一個(gè)實(shí)施例中，受光影響的光刻膠圖案的部分使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。在另一實(shí)施例中，未受光影響的光刻膠圖案的部分即負(fù)性光刻膠使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。去除該光刻膠的剩下部分，留下圖案化的層。。備選地，一些類型的材料通過使用諸如化學(xué)電鍍和電解電鍍這樣的技術(shù)來直接向原先沉積/蝕刻工藝形成的區(qū)域或空位沉積材料而被圖案化。 在現(xiàn)有圖案上沉積材料的薄膜可以放大底層圖案且形成不均勻的平坦表面。需要均勻的平坦表面來生產(chǎn)更小且更致密堆疊的有源和無源部件。平坦化可以用于從晶片的表面去除材料且產(chǎn)生均勻的平坦表面。平坦化涉及使用拋光墊對晶片的表面進(jìn)行拋光。研磨材料和腐蝕化學(xué)物在拋光期間被添加到晶片的表面。組合的研磨物的機(jī)械行為和化學(xué)物的腐蝕行為去除任何不規(guī)則拓?fù)?，?dǎo)致均勻的平坦表面。 后端制造指將完成的晶片切割或分割為各個(gè)管芯且然后封裝管芯以用于結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了分割半導(dǎo)體管芯，晶片沿著稱為切割劃片線或劃線的晶片的非功能區(qū)域被劃片且折斷。使用激光切割工具或鋸條來分割晶片。在分割之后，各個(gè)半導(dǎo)體管芯被安裝到封裝基板，該封裝基板包括引腳或接觸焊盤以用于與其他系統(tǒng)部件互連。在半導(dǎo)體管芯上形成的接觸焊盤然后連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤。電連接可以使用焊料凸塊、柱形凸塊、導(dǎo)電膠或引線接合來制成。密封劑或其他成型材料沉積在封裝上以提供物理支撐和電隔離。完成的封裝然后被插入到電系統(tǒng)中且使得半導(dǎo)體器件的功能性對于其他系統(tǒng)部件可
圖1說明具有芯片載體基板或印刷電路板(PCB)52的電子器件50，該芯片載體基板或印刷電路板(PCB) 52具有安裝在其表面上的多個(gè)半導(dǎo)體封裝。取決于應(yīng)用，電子器件50可以具有一種類型的半導(dǎo)體封裝或多種類型的半導(dǎo)體封裝。用于說明性目的，在圖1中示出了不同類型的半導(dǎo)體封裝。電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝以執(zhí)行一個(gè)或更多電功能的獨(dú)立系統(tǒng)。備選地，電子器件50可以是較大系統(tǒng)的子部件。例如，電子器件50可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼攝像機(jī)(DVC)或其他電子通信器件的一部分。備選地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或可以被插入到計(jì)算機(jī)中的其他信號處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件或其他半導(dǎo)體管芯或電部件。微型化和重量減小對于這些產(chǎn)品被市場接受是至關(guān)重要的。半導(dǎo)體器件之間的距離必須減小以實(shí)現(xiàn)更高的密度。在圖1中，PCB 52提供用于安裝到PCB上的半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)支撐和電互連的一般性基板。使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、絲網(wǎng)印刷或者其他合適的金屬沉積工藝，導(dǎo)電信號跡線討在？08 52的表面上或其層內(nèi)形成。信號跡線M提供半導(dǎo)體封裝、安裝的部件以及其他外部系統(tǒng)部件中的每一個(gè)之間的電通信。跡線M還向半導(dǎo)體封裝中的每一個(gè)提供功率和接地連接。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級別。第一級封裝是用于機(jī)械和電附連半導(dǎo)體管芯到中間載體的技術(shù)。第二級封裝涉及機(jī)械和電附連中間載體到PCB。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有第一級封裝，其中管芯被直接機(jī)械和電地安裝到PCB。。用于說明目的，在PCB 52上示出包括接合引線封裝56和倒裝芯片58的若干類型的第一級封裝。另外，示出在PCB 52上安裝的若干類型的第二級封裝，包括球柵陣列(BGA)60、凸塊芯片載體(BCC) 62、雙列直插式封裝(DIP) 64、岸面柵格陣列(LGA) 66、多芯片模塊(MCM)68、四方扁平無引腳封裝(QFN)70以及方形扁平封裝72。取決于系統(tǒng)需求，使用第一和第二級封裝類型的任何組合配置的半導(dǎo)體封裝以及其他電子部件的任何組合可以連接到PCB 52。在一些實(shí)施例中，電子器件50包括單一附連的半導(dǎo)體封裝，而其他實(shí)施例需要多個(gè)互連封裝。通過在單個(gè)基板上組合一個(gè)或更多半導(dǎo)體封裝，制造商可以將預(yù)制部件結(jié)合到電子器件和系統(tǒng)中。因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝包括復(fù)雜的功能性，可以使用較廉價(jià)的部件和流水線制造工藝來制造電子器件。所得到的器件較不傾向于發(fā)生故障且對于制造而言較不昂貴，導(dǎo)致針對消費(fèi)者的較少的成本。圖加-2(示出示例性半導(dǎo)體封裝。圖加說明安裝在PCB 52上的DIP 64的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)域，該有源區(qū)域包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而在管芯內(nèi)形成且電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)域內(nèi)形成的其他電路元件。接觸焊盤76是諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)或銀(Ag)的一層或多層導(dǎo)電材料，且電連接到半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在DIP 64的組裝期間，半導(dǎo)體管芯74使用金-硅共熔層或者諸如熱環(huán)氧物或環(huán)氧樹脂的粘合劑材料而安裝到中間載體78。封裝體包括諸如聚合物或陶瓷的絕緣封裝材料。導(dǎo)線80和接合引線82提供半導(dǎo)體管芯74和PCB 52之間的電互連。密封劑84沉積在封裝上，以通過防止?jié)駳夂皖w粒進(jìn)入封裝且污染半導(dǎo)體管芯74或接合引線82而進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。圖2b說明安裝在PCB 52上的BCC 62的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯88使用底層填料或者環(huán)氧樹脂粘合劑材料92而安裝在載體90上。接合引線94提供接觸焊盤96和98之間的第一級封裝互連。模塑料或密封劑100沉積在半導(dǎo)體管芯88和接合引線94上，從而為器件提供物理支撐和電隔離。接觸焊盤102使用諸如電解電鍍或化學(xué)電鍍之類的合適的金屬沉積工藝而在PCB 52的表面上形成以防止氧化。接觸焊盤102電連接到PCB 52中的一個(gè)或更多導(dǎo)電信號跡線討。凸塊104在BCC 62的接觸焊盤98和PCB 52的接觸焊盤102之間形成。在圖2c中，使用倒裝芯片類型第一級封裝將半導(dǎo)體管芯58面朝下地安裝到中間載體106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)域108包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而形成的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及有源區(qū)域108內(nèi)的其他電路元件。半導(dǎo)體管芯58通過凸塊110電和機(jī)械連接到載體106。使用利用凸塊112的BGA類型第二級封裝，BGA 60電且機(jī)械連接到PCB 52。半導(dǎo)體管芯58通過凸塊110、信號線114和凸塊112電連接到PCB 52中的導(dǎo)電跡線M。模塑料或密封劑116被沉積在半導(dǎo)體管芯58和載體106上以為器件提供物理支撐和電隔離。倒裝芯片半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電跡線的短導(dǎo)電路徑以便減小信號傳播距離、降低電容且改善整體電路性能。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯58可以使用倒裝芯片類型第一級封裝來直接機(jī)械和電地連接到PCB 52而不使用中間載體106。圖3a示出具有用于結(jié)構(gòu)支撐的基底基板材料122的半導(dǎo)體晶片120，該基底基板材料諸如是硅、鍺、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅。如上所述，在晶片120上形成通過非有源的、管芯間晶片區(qū)域或劃片線1 分離的多個(gè)半導(dǎo)體管芯或組件124。劃片線1 提供切割區(qū)域以將半導(dǎo)體晶片120分割為單個(gè)半導(dǎo)體管芯124。圖北示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的剖面圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯1 具有背面1 和有源表面130，該有源表面包含實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成的且根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)和功能而電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個(gè)或更多個(gè)晶體管、二極管以及在有源表面130內(nèi)形成的其他電路元件以實(shí)現(xiàn)諸如數(shù)字信號處理(DSP)、ASIC、存儲器或其他信號處理電路之類的模擬電路或數(shù)字電路。半導(dǎo)體管芯IM還可以包含諸如電感器、電容器和電阻器的集成無源器件(IPD)以用于RF信號處理。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯1 是倒裝芯片類型的器件。使用PVD、CVD、電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其他合適的金屬沉積工藝而在有源表面130上形成導(dǎo)電層132。導(dǎo)電層132可以是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合適的導(dǎo)電材料中的一層或更多層。導(dǎo)電層132操作為電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。接觸焊盤132可以距離半導(dǎo)體管芯124的邊緣第一距離并排設(shè)置，如圖北所示。備選地，接觸焊盤132可在多排中偏移，以使第一排接觸焊盤132以距離該管芯的邊緣第一距離設(shè)置，且與第一排交替的第二排接觸焊盤以距離該管芯邊緣第二距離設(shè)置。在圖3c中，使用鋸條或激光切割工具136，半導(dǎo)體晶片120通過劃片線1 分割成各個(gè)半導(dǎo)體管芯124。
與圖1和圖2a_2c相關(guān)聯(lián)，圖4a_4k說明在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積粘合材料以減小封裝和處理期間管芯偏移的工藝。在圖如中，臨時(shí)基板或載體140包含諸如硅、聚合物、氧化鈹或其他合適的低價(jià)剛性材料的犧牲基底材料以用于結(jié)構(gòu)支撐。界面層或雙面膠帶142在載體140上面形成，作為臨時(shí)粘合接合膜或蝕刻停止層。在圖4b中，來自圖3a_3c的半導(dǎo)體管芯IM被布置在載體140上面且安裝到載體140，有源表面130和導(dǎo)電層132朝載體取向。圖如示出安裝到界面層142和載體140的半導(dǎo)體管芯124，作為重建的半導(dǎo)體晶片143。在圖4d中，不導(dǎo)電的粘合材料144使用分配器146沉積在半導(dǎo)體管芯IM和界面層142上面。粘合材料144沉積在半導(dǎo)體管芯124的側(cè)面上面，一直向下到達(dá)半導(dǎo)體管芯的基底且跨越界面層142的表面。粘合材料144可以是環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂包含丁腈橡膠，該丁腈橡膠具有作為助焊劑、酸酐固化劑和固化加速劑的羧基團(tuán)。合適的環(huán)氧樹脂包括雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、雙酚AD環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯環(huán)氧樹脂、萘環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂、雜環(huán)環(huán)氧樹脂、二烯丙砜環(huán)氧樹脂(印oxy resin of diallyl sulfone)以及對苯二酚環(huán)氧樹脂。尤其是，粘合材料144施加在半導(dǎo)體管芯IM和界面層142之間的接觸界面的地點(diǎn)。圖如示出沉積在其中半導(dǎo)體管芯接觸界面層142的半導(dǎo)體管芯124的拐角上面的粘合材料144的頂視圖。圖4f示出沉積在其中半導(dǎo)體管芯接觸界面層142的半導(dǎo)體管芯IM的側(cè)面上面的粘合材料148的頂視圖。圖4g示出沉積在其中半導(dǎo)體管芯接觸界面層142的半導(dǎo)體管芯124的周界附近的粘合材料150的頂視圖。界面層142本身可能不具有足夠的接合強(qiáng)度以在封裝和處理期間保持半導(dǎo)體管芯1 到載體140。足夠數(shù)量的粘合材料144沉積在半導(dǎo)體管芯124的側(cè)面，一直向下到達(dá)半導(dǎo)體管芯的基底且跨越界面層142的頂表面以提供半導(dǎo)體管芯1 和界面層142以及載體140之間的附加接合強(qiáng)度。粘合材料144被固化。在圖4h中，使用膏印、壓模、傳遞成型、液體密封成型、真空壓合、旋涂或其他合適的給料器，密封劑或模塑料152沉積在半導(dǎo)體管芯124、載體140以及粘合材料144上面。密封劑152可以是聚合物合成材料，諸如是具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸脂或具有適當(dāng)填充物的聚合物。密封劑152是不導(dǎo)電的且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體器件免于外部元件和污染的影響。粘合材料144保持半導(dǎo)體管芯IM在適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ㄔ谳d體140上面以減小封裝和處理期間管芯偏移。在圖4i中，通過化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝離、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法拆模去除載體140和界面層142以露出有源表面130、粘合材料144和密封劑152。在圖4j中，底面堆積互連結(jié)構(gòu)巧4在半導(dǎo)體管芯124的有源表面130、粘合材料144和密封劑152上面形成。堆積互連結(jié)構(gòu)巧4包括使用圖案化和諸如濺射、電解電鍍和化學(xué)電鍍的金屬沉積工藝形成的導(dǎo)電層156。導(dǎo)電層156可以是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合適的導(dǎo)電材料中的一層或更多層。尤其是，導(dǎo)電層156包括用于電互連的垂直和水平部分。導(dǎo)電層156的一個(gè)部分電連接到導(dǎo)電層132。取決于半導(dǎo)體管芯124的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層156的其他部分可以被電公用或電隔離。堆積互連結(jié)構(gòu)巧4還包括在導(dǎo)電層156周圍和之間形成的絕緣或鈍化層158以用于電隔離。絕緣層158包含二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、五氧化二
9鉭(Ta205)、氧化鋁(A1203)或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)屬性的其他材料中的一層或更多層。絕緣層158使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化形成。絕緣層158的一部分通過穿透光刻膠層(未示出)的蝕刻工藝去除以露出導(dǎo)電層156。在圖4k中，使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝，導(dǎo)電凸塊材料被沉積在堆積互連結(jié)構(gòu)巧4上面且電連接到露出的導(dǎo)電層156。凸塊材料可以是具有可選阻焊劑溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/1 、高鉛焊料或無鉛焊料。凸塊材料使用合適的附連或接合工藝接合到導(dǎo)電層156。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊材料通過加熱材料到其熔點(diǎn)之上回流以形成圓球或凸塊160。在一些應(yīng)用中，凸塊160 二次回流以改善與導(dǎo)電層156的電接觸。凸塊160還被壓縮接合到導(dǎo)電層156。凸塊160代表可以在導(dǎo)電層156上面形成的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)也可以使用柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。使用鋸條或激光切割工具162，半導(dǎo)體管芯IM通過密封劑152和堆積互連結(jié)構(gòu)巧4分割成各個(gè)I7O-WLCSP 164。圖5示出在分割之后的R)_WLCSP 164。半導(dǎo)體管芯124電連接到堆積互連結(jié)構(gòu)IM和凸塊160。不導(dǎo)電的粘合材料144固定地保持半導(dǎo)體管芯在合適的位置以減小封裝和處理期間的管芯偏移。粘合劑層144在形成堆積互連結(jié)構(gòu)IM期間保留。與圖1和2a_2c相關(guān)聯(lián)，圖6a_6e說明在半導(dǎo)體管芯周圍沉積粘合材料以減小封裝和處理期間的管芯偏移的另一工藝。從圖4c繼續(xù)，如圖6a所示，不導(dǎo)電的粘合材料170使用分配器172沉積在半導(dǎo)體管芯IM和界面層142上面。粘合材料170沉積在在半導(dǎo)體管芯1 的側(cè)面，一直向下到達(dá)半導(dǎo)體管芯的基底且跨越界面層142的表面。粘合材料170可以是紫外(UV)可釋放B級聚合物。尤其是，類似于圖4e-4g，粘合材料170可以施加在半導(dǎo)體管芯IM和界面層142之間的接觸界面的地點(diǎn)。界面層142本身可能不具有足夠的接合強(qiáng)度以在封裝和處理期間保持半導(dǎo)體管芯1 到載體140。足夠數(shù)量的粘合材料170沉積在半導(dǎo)體管芯124的側(cè)面，一直向下到達(dá)半導(dǎo)體管芯的基底且跨越界面層142的表面以提供半導(dǎo)體管芯1 和界面層142以及載體140之間的附加接合強(qiáng)度。粘合材料170被固化。在圖6b中，使用膏印、壓模、傳遞成型、液體密封成型、真空壓合、旋涂或其他合適的給料器，密封劑或模塑料174沉積在半導(dǎo)體管芯124、載體140以及粘合材料170上面。密封劑174可以是聚合物合成材料，諸如是具有填充物的環(huán)氧樹脂、具有填充物的環(huán)氧丙烯酸脂或具有適當(dāng)填充物的聚合物。密封劑174是不導(dǎo)電的且在環(huán)境方面保護(hù)半導(dǎo)體器件免于外部元件和污染的影響。粘合材料170在合適的位置固定地保持半導(dǎo)體管芯IM在載體140上面以減小封裝和處理期間的管芯偏移。在圖6c中，通過化學(xué)蝕刻、機(jī)械剝離、CMP、機(jī)械研磨、熱烘焙、UV光、激光掃描或濕法拆模去除載體140和界面層142以露出有源表面130和密封劑152。粘合材料170還通過暴露于UV、濕法蝕刻工藝或熱的施加而去除，在密封劑174中留下腔體175。在圖6d中，底面堆積互連結(jié)構(gòu)176在半導(dǎo)體管芯124的有源表面130和密封劑174上面形成。堆積互連結(jié)構(gòu)176包括使用圖案化和諸如濺射、電解電鍍和化學(xué)電鍍的金屬沉積工藝形成的導(dǎo)電層178。導(dǎo)電層178可以是Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其他合適的導(dǎo)電材料中的一層或更多層。尤其是，導(dǎo)電層178包括用于電互連的垂直和水平部分。導(dǎo)電層178的一個(gè)部分電連接到導(dǎo)電層132。取決于半導(dǎo)體管芯124的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層178的其他部分可以被電公用或電隔離。堆積互連結(jié)構(gòu)176還包括在導(dǎo)電層178周圍和之間形成的絕緣或鈍化層180以用于電隔離。絕緣層180包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)屬性的其他材料中的一層或更多層。絕緣層180使用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化形成。絕緣層180填充在通過去除粘合材料170留下的腔體175中以減小半導(dǎo)體管芯IM和堆積互連結(jié)構(gòu)176之間的分層的機(jī)會(huì)。絕緣層180的一部分通過穿透光刻膠層的蝕刻工藝去除以露出導(dǎo)電層178。在圖6e中，使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝，導(dǎo)電凸塊材料被沉積在堆積互連結(jié)構(gòu)176上面且電連接到露出的導(dǎo)電層178。凸塊材料可以是具有可選助焊劑溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、inKBi、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/1 、高鉛焊料或無鉛焊料。凸塊材料使用合適的附連或接合工藝接合到導(dǎo)電層178。在一個(gè)實(shí)施例中，凸塊材料通過加熱材料到其熔點(diǎn)之上回流以形成圓球或凸塊182。在一些應(yīng)用中，凸塊182 二次回流以改善與導(dǎo)電層178的電接觸。凸塊182還被壓縮接合到導(dǎo)電層178。凸塊182代表可以在導(dǎo)電層178上面形成的一種類型的互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)也可以使用柱形凸塊、微凸塊或其他電互連。使用鋸條或激光切割工具184，半導(dǎo)體管芯1 通過密封劑174和堆積互連結(jié)構(gòu)176分割成各個(gè)R)-WLCSP 186。圖7示出在分割之后的R)_WLCSP 186。半導(dǎo)體管芯124電連接到堆積互連結(jié)構(gòu)176和凸塊182。不導(dǎo)電的粘合材料170固定地保持半導(dǎo)體管芯在合適的位置以減小封裝和處理期間的管芯偏移。粘合劑層170在封裝之后且在形成堆積互連結(jié)構(gòu)IM之前被去除。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的一個(gè)或更多實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以在不偏離如下權(quán)利提及的本發(fā)明的范圍的條件下對這些實(shí)施例做出修改和適應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，包含提供載體；將多個(gè)半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體的一部分上面沉積粘合材料以固定半導(dǎo)體管芯到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑，其中粘合材料減小密封期間半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移；去除載體；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成互連結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括去除粘合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面和載體的表面上面沉積粘合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的拐角上面沉積粘合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面沉積粘合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的周界附近沉積粘合材料。
7.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，包含提供載體；將半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體的一部分上面沉積粘合材料以固定半導(dǎo)體管芯到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑；去除載體；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成互連結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中粘合材料減小密封期間半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括去除粘合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面和載體的表面上面沉積粘合材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的拐角上面沉積粘合材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面沉積粘合材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的周界附近沉積粘合材料。
14.一種制備半導(dǎo)體器件的方法，包含提供載體；將半導(dǎo)體管芯安裝到載體；在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積粘合材料；以及在半導(dǎo)體管芯和載體上面沉積密封劑，其中粘合材料減小在沉積密封劑時(shí)半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括去除載體；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成互連結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括去除粘合材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面和載體的表面上面沉積粘合材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的拐角上面沉積粘合材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面沉積粘合材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的周界附近沉積粘合材料。
21.一種半導(dǎo)體器件，包含半導(dǎo)體管芯；接觸半導(dǎo)體管芯的粘合材料；沉積在半導(dǎo)體管芯和載體上面的密封劑；以及在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成的互連結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中粘合材料減小半導(dǎo)體管芯的偏移。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中粘合材料沉積在半導(dǎo)體管芯的拐角上
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中粘合材料沉積在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中粘合材料沉積在半導(dǎo)體管芯的周界附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體管芯和載體上形成粘合材料的方法以及半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件具有安裝到載體的多個(gè)半導(dǎo)體管芯。粘合材料布置在半導(dǎo)體管芯和載體的一部分上面以固定半導(dǎo)體管芯到載體。粘合材料沉積在半導(dǎo)體管芯的側(cè)面和載體的表面上面。粘合材料可以沉積在半導(dǎo)體管芯的拐角上面或半導(dǎo)體管芯的側(cè)面上面或半導(dǎo)體管芯的周界附近。密封劑沉積在半導(dǎo)體管芯和載體上面。粘合材料減小密封期間半導(dǎo)體管芯相對于載體的偏移。粘合材料被固化且載體被去除。粘合材料也可以被去除?；ミB結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體管芯和密封劑上面形成。半導(dǎo)體管芯通過密封劑和互連結(jié)構(gòu)分割。
文檔編號H01L23/31GK102386108SQ20111025432
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者A. 帕蓋拉 R. 申請人:新科金朋有限公司