本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及封裝件結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件用于多種電子應(yīng)用，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和其他電子設(shè)備。通常，通過在半導(dǎo)體襯底上方相繼沉積絕緣層或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)體材料層，并使用光刻圖案化各個(gè)材料層以在所述材料層上形成電路組件和元件來制造半導(dǎo)體器件。通常，在單個(gè)半導(dǎo)體晶圓上制造數(shù)十或數(shù)百個(gè)集成電路。通過沿著劃線鋸切集成電路來分割單獨(dú)的管芯。然后，將單獨(dú)的管芯分別封裝在多芯片模塊中、或封裝在其他類型的封裝件中。

由于多種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度的不斷提高，所以半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。大體上，該集成度的提高源自最小部件尺寸(例如，朝向亞20nm節(jié)點(diǎn)縮小半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn))的不斷減小，其允許將更多的組件集成到給定的區(qū)域中。由于最近對(duì)微型化、更高速度和更大帶寬以及更低功率消耗和延時(shí)(latency)的需求不斷增長(zhǎng)，因此亟需用于半導(dǎo)體管芯的更小和更具創(chuàng)造性的封裝技術(shù)。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，諸如三維集成電路(3DIC)的堆疊式半導(dǎo)體器件出現(xiàn)，并成為進(jìn)一步減少半導(dǎo)體器件的物理尺寸的有效替代物。在堆疊式半導(dǎo)體器件中，在不同半導(dǎo)體晶圓上制造諸如邏輯器、存儲(chǔ)器、處理器電路等的有源電路?？蓪蓚€(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體晶圓安裝在或堆疊在另一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的頂部上以進(jìn)一步減小半導(dǎo)體器件的形狀因子。堆疊式封裝(POP)器件是一種類型的3DIC，其中，將管芯封裝，然后與另一個(gè)封裝的管芯或一些管芯封裝在一起。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：在襯底上形成貫通孔，所述貫通孔延伸穿過模制材料；在所述貫通孔和所述模制材料上方沉積介電層；在第一曝光劑量下，在所述介電層的第一區(qū)域上實(shí)施第一曝光工藝；在第二曝光劑量下，在所述介電層的第二區(qū)域上實(shí)施第二曝光工藝，其中，所述介電層的所述第二區(qū)域的一部分與所述介電層的所述第一區(qū)域的一部分重疊；以及顯影所述介電層。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種形成半導(dǎo)體的方法，所述方法包括：在襯底上形成貫通孔；沿著所述貫通孔的側(cè)壁應(yīng)用模制材料；在所述貫通孔和所述模制材料上方沉積感光層，所述感光層具有所述感光層的第一上表面，所述第一上表面具有在所述感光層的所述第一上表面的第一峰部和所述感光層的所述第一上表面的第一谷部之間的第一差異，所述第一峰部設(shè)置在所述貫通孔上方，并且所述第一谷部設(shè)置在所述模制材料上方；在第一曝光劑量下，在所述感光層上實(shí)施第一曝光工藝；在第二曝光劑量下，在所述感光層上實(shí)施第二曝光工藝，其中，所述第二曝光劑量不同于所述第一曝光劑量；以及顯影所述感光層，其中，在所述顯影之后，所述第一峰部降低，從而使得所述顯影之后的所述第一峰部和所述顯影之后的所述第一谷部之間的第二差異小于所述第一差異，并且所述感光層具有暴露所述貫通孔的開口。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：具有接觸襯墊的管芯；第一貫通孔；插入所述管芯和所述第一貫通孔之間的模制材料，所述模制材料沿著所述管芯和所述第一貫通孔的側(cè)壁延伸；設(shè)置在所述第一貫通孔和所述管芯上方的介電層，所述介電層的一部分延伸至所述第一貫通孔和所述管芯的頂面下方，其中，所述介電層的上表面的高度的差異小于所述介電層的底面的高度的差異；所述介電層中的位于所述第一貫通孔上方的第一開口；以及所述介電層中的位于所述接觸襯墊上方的第二開口。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的數(shù)量和尺寸可以被任意增加或減少。

圖1至圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的制造封裝件結(jié)構(gòu)的中間階段的截面圖。

圖9A和圖9B各自示出根據(jù)一些實(shí)施例的可用于光刻工藝的掩模布局的平面圖。

圖10描述了根據(jù)一些實(shí)施例的膜損耗和光刻工藝的曝光劑量之間的關(guān)系。

圖11描述了根據(jù)一些實(shí)施例的膜厚度的變化和光刻工藝的曝光劑量之間的關(guān)系。

圖12是根據(jù)一些實(shí)施例的制造封裝件結(jié)構(gòu)的中間階段的截面圖。

圖13是根據(jù)一些實(shí)施例的封裝件結(jié)構(gòu)的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了多種不同實(shí)施例或?qū)嵗?，用于?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實(shí)施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考符號(hào)和/或字符。這種重復(fù)用于簡(jiǎn)化和清楚的目的，并且其本身不表示所述多個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，本文可使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、以及“上部”等的空間關(guān)系術(shù)語，以容易地描述如圖中所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語將包括使用或操作中的裝置的各種不同的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且本文使用的空間關(guān)系描述符可以進(jìn)行相應(yīng)地解釋。

可在特定的背景下討論本文討論的實(shí)施例，即，包括管芯和貫通孔的封裝件的背景下，其中，再分布線的一層或多層設(shè)置在位于管芯和貫通孔上面的一個(gè)或多個(gè)介電層中。其他實(shí)施例涵蓋其他應(yīng)用，諸如在閱讀本公開內(nèi)容后對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的不同封裝件類型或不同配置。應(yīng)當(dāng)注意，本文討論的實(shí)施例不必示出可能存在于結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)組件或部件。例如，諸如當(dāng)討論一個(gè)組件可能足以包括實(shí)施例的各個(gè)方面時(shí)，可從附圖中省略多個(gè)組件。此外，可將本文討論的方法實(shí)施例討論為按照特定順序?qū)嵤?；然而，可按照任何邏輯順序?qū)嵤┢渌椒▽?shí)施例。

根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例提供了包括管芯和貫通孔的集成多輸出(“InFO”)封裝件及其形成方法。示出了形成InFO封裝件的中間階段并且討論了實(shí)施例的變型。

圖1至圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的形成半導(dǎo)體封裝件的中間步驟的截面圖。首先參考圖1，示出晶圓100。晶圓100可包括一個(gè)或多個(gè)集成電路管芯，如由分離相鄰集成管芯的虛線101所示。集成電路管芯可包括適于特定應(yīng)用的任何管芯。例如，晶圓100可包括一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)芯片或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片、處理器、存儲(chǔ)器芯片、邏輯芯片、模擬芯片、數(shù)字芯片、中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)或它們的組合等。

可根據(jù)適用的制造工藝加工晶圓100以在晶圓100中形成集成電路。晶圓100可包括晶圓100的頂面上的接觸襯墊102。接觸襯墊102可實(shí)現(xiàn)至晶圓100得外部電連接。例如，可將接觸襯墊102電耦合至晶圓100中的諸如晶體管(未示出)的器件，并且接觸襯墊102可實(shí)現(xiàn)至器件的外部電連接。

在晶圓100上方形成緩沖層104。緩沖層104為介電層，其可為聚合物(諸如聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)等)、氮化物(諸如氮化硅等)、氧化物(諸如氧化硅、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼硅酸鹽玻璃(BSG)、摻雜硼的磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或它們的組合等)等，并且例如，可通過旋涂、層壓、化學(xué)汽相沉積(CVD)等形成。在一些實(shí)施例中，緩沖層104具有統(tǒng)一的厚度，其中，厚度可為約0.1μm至約5μm，諸如約1μm。

可將緩沖層104圖案化以暴露接觸襯墊102。在一些實(shí)施例中，可通過光刻工藝將緩沖層104圖案化。例如，可沉積并圖案化圖案化的光刻膠層(未示出)，其中，掩模層中的開口暴露緩沖層104中期望的圖案。實(shí)施蝕刻步驟以去除緩沖層的暴露的部分以及暴露接觸襯墊102，其中，蝕刻可為各向異性蝕刻。另一方面，緩沖層104的與圖案化的光刻膠層重疊的部分保持未被蝕刻。緩沖層104中的開口可具有約5μm至約100μm的寬度，諸如約50μm的寬度。接下來，例如，可在灰化和/或濕剝離工藝中去除掩模層。在一些實(shí)施例中，緩沖層104為感光材料并且可在光刻工藝中圖案化而不需要在緩沖層104上方沉積附加的光刻膠層。

參考圖2，可將晶圓100分割成多個(gè)單獨(dú)的集成電路管芯200。盡管圖2描述了被分割成兩個(gè)單獨(dú)的管芯200的晶圓100，但取決于特定方法，更多或更少管芯是可能的。

參考圖3，在載體襯底300上放置集成電路管芯200。通常，載體襯底300提供隨后的加工步驟期間的臨時(shí)機(jī)械和結(jié)構(gòu)支持。載體襯底300可包括任何適當(dāng)?shù)牟牧?，例如，諸如硅晶圓、玻璃或氧化硅的硅基材料或諸如氧化鋁、陶瓷材料的其他材料、這些材料的任意組合等。在一些實(shí)施例中，將載體襯底300平坦化以適應(yīng)進(jìn)一步加工。

釋放層302為可允許更容易去除載體襯底300的在載體襯底300上方形成的任選層。如下面更詳細(xì)描述的，在載體襯底300上方放置各個(gè)層和器件，此后可去除載體襯底300。任選的釋放層302幫助去除載體襯底300，減少對(duì)在載體襯底300上方形成的結(jié)構(gòu)的損傷。釋放層302可由聚合物基材料形成。在一些實(shí)施例中，釋放層302為諸如光熱轉(zhuǎn)換(LTHC)釋放涂層的環(huán)氧基熱釋放材料，其在加熱時(shí)喪失它的粘合性質(zhì)。在其他實(shí)施例中，釋放層302可為紫外線(UV)膠，其在暴露于UV光時(shí)喪失它的粘合性質(zhì)。釋放層302可被分散為液體并且固化。在其他實(shí)施例中，釋放層302可以是在載體襯底300上層壓的層壓膜?？墒褂闷渌尫艑印?/p>

在釋放層302上方形成一個(gè)或多個(gè)背側(cè)再分布層(RDL)308。通常，RDL提供導(dǎo)電圖案，該導(dǎo)電圖案允許不同于貫通孔306的圖案的用于完整封裝件的引腳輸出接觸圖案(將在下面討論)，從而允許在貫通孔306的放置中的更大靈活性。背側(cè)RDL 308可用于提供至貫通孔306的外部電連接。背側(cè)RDL 308包括一個(gè)或多個(gè)介電層，在該介電層中具有導(dǎo)線304。導(dǎo)線304可沿著任何方向延伸。

可使用任何適當(dāng)?shù)墓に囆纬杀硞?cè)RDL 308。例如，在一些實(shí)施例中，在釋放層302和載體襯底300上形成介電層。在一些實(shí)施例中，介電層由聚合物形成，其可以是諸如聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)等的感光材料，并且可使用光刻來圖案化。在其他實(shí)施例中，介電層由諸如氮化硅的氮化物、諸如氧化硅的氧化物、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼硅酸鹽玻璃(BSG)、摻雜硼的磷硅酸鹽玻璃(BPSG)等形成?？赏ㄟ^旋涂、層壓、CVD等或它們的組合形成介電層。然后，將介電層圖案化以形成開口從而暴露期望用于外部連接的任何部分。在其中介電層由感光材料形成的實(shí)施例中，可通過根據(jù)期望的圖案暴露介電層來實(shí)施圖案化并且顯影以去除不需要的材料，從而暴露期望的區(qū)域。諸如使用圖案化掩模和蝕刻的其他方法也可用于圖案化介電層。

在介電層上方并且在形成在介電層中的開口中形成晶種層(未示出)。在一些實(shí)施例中，晶種層為金屬層，其可為單層或包含由不同材料形成的多個(gè)子層的復(fù)合層。在一些實(shí)施例中，晶種層包括鈦層和鈦層上方的銅層。例如，可使用PVD等形成晶種層。然后，根據(jù)諸如圖3中示出的圖案的期望的再分布圖案，在晶種層上形成掩模并將掩模圖案化。在一些實(shí)施例中，掩模為通過旋涂等形成的并且暴露于光以用于圖案化的光刻膠。圖案化形成穿過掩模的開口以暴露晶種層。在掩模的開口中并在晶種層的暴露的部分上形成導(dǎo)電材料。可通過諸如電鍍或無電鍍的鍍敷等形成導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料可包括金屬，例如銅、鈦、鎢、鋁等。然后，將光刻膠和在晶種層上未形成導(dǎo)電材料的晶種層的部分去除。可通過可接受的灰化或剝離工藝去除光刻膠，諸如使用氧等離子體等。一旦去除光刻膠，就諸如通過使用可接受的蝕刻工藝，諸如通過濕或干蝕刻去除晶種層的暴露的部分。晶種層的剩余的部分和導(dǎo)電材料形成導(dǎo)線304。在第一介電層上方形成第二介電層以為后面的層提供更平坦的表面并且可使用與用于形成第一介電層類似的材料和工藝形成第二介電層。在一些實(shí)施例中，第二介電層由聚合物、氮化物、氧化物等形成。在一些實(shí)施例中，第二介電層為通過旋涂工藝形成的PBO。

根據(jù)一些實(shí)施例，在RDL 308上方形成貫通孔(“TV”)306。TV 306提供從封裝件的一側(cè)至封裝件的另一側(cè)的電連接。例如，如在下面更詳細(xì)地說明的，在貫通孔和管芯周圍形成模塑料。隨后，可將諸如另一管芯、封裝件、襯底等的另一器件附接至管芯和模塑料。貫通孔306提供另一器件和包括背側(cè)RDL 308的封裝件的背側(cè)之間的電連接，而不必通過集成電路管芯200傳輸電信號(hào)。

例如，可通過在背側(cè)RDL 308上方形成導(dǎo)電晶種層(未示出)來形成貫通孔306。在一些實(shí)施例中，晶種層為金屬層，其可為單層或包含由不同材料形成的多個(gè)子層的復(fù)合層。晶種層可由銅、鈦、鎳、金或它們的組合等制成。在一些實(shí)施例中，晶種層包括鈦層和鈦層上方的銅層。例如，可使用物理汽相沉積(PVD)、CVD、原子層沉積(ALD)、它們的組合等形成晶種層。在一些實(shí)施例中，晶種層包括鈦層和鈦層上方的銅層。在可選的實(shí)施例中，晶種層為銅層。

可沉積并圖案化諸如圖案化得光刻膠層的掩模層，其中，掩模層中的開口暴露晶種層。例如，可使用無電鍍工藝或電化學(xué)鍍工藝?yán)脤?dǎo)電材料填充開口，從而在晶種層上方創(chuàng)建金屬部件。鍍敷工藝可單方向填充圖案化的光刻膠層中的開口(例如，從晶種層向上)。單方向填充可允許這種開口的更均勻的填充?？蛇x地，可在圖案化的光刻膠層中的開口的側(cè)壁上形成另一晶種層，并且可多方向填充這種開口。金屬部件可包括銅、鋁、鎢、鎳、焊料或它們的合金。金屬部件的頂視圖形狀可為矩形、正方形、圓形等。通過集成電路管芯200的厚度確定金屬部件的高度，其中，在一些實(shí)施例中，金屬部件的高度約等于管芯200的厚度。

接下來，例如，可在灰化和/或濕剝離工藝中去除掩模層。實(shí)施蝕刻步驟以去除晶種層的暴露的部分，其中，蝕刻可為各向異性蝕刻。另一方面，晶種層的與金屬部件重疊的部分保持未被蝕刻。金屬部件和晶種層的剩余的下面的部分形成TV 306。當(dāng)晶種層由與相應(yīng)的上面的金屬部件類似或相同的材料形成時(shí)，可將晶種層與金屬部件合并，并且在晶種層和金屬部件之間沒有可區(qū)分的界面。在一些實(shí)施例中，在晶種層和上面的金屬部件之間存在可區(qū)分的界面。還可通過諸如銅引線接合工藝的引線接合工藝放置的金屬引線柱(stud)實(shí)現(xiàn)TV 306。引線接合工藝的使用可消除對(duì)沉積晶種層、沉積和圖案化掩模層的需求，并且鍍敷以形成TV 306。

在一些實(shí)施例中，可在TV 306附近的背側(cè)RDL 308上放置集成電路管芯200，放置在背側(cè)RDL 308的與載體襯底300相對(duì)的側(cè)部上。在一些實(shí)施例中，可通過諸如管芯附接膜(DAF)(未示出)的粘合層將集成電路管芯200附接至背側(cè)RDL 308。粘合層的厚度可在從約5μm至約50μm的范圍內(nèi)，諸如約10μm。

參考圖4，在TV 306和管芯200的頂部上方設(shè)置釋放層400。如在下面更詳細(xì)地描述的，將模制材料模制至管芯200和TV 306之間的空間中。釋放層400用于將模制材料限制于TV 306和管芯200之間的間隙，并且用于確保模制材料不在TV 306和管芯200的頂面上方延伸。在一些實(shí)施例中，釋放層400為柔韌的使得釋放層400的不在管芯200或TV 306的正上方的部分可延伸至管芯200和TV 306之間的間隙中。在一些實(shí)施例中，釋放層400為聚合物(諸如聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)等)。在一些實(shí)施例中，釋放層400為聚合物干膜，并且可通過層壓、粘合、下滾(rolling down)等設(shè)置在TV 306和管芯200上方。在被設(shè)置在管芯200和TV 306上方之后，可將力應(yīng)用于釋放層400的上表面以確保在釋放層400和下面的TV 306或管芯200之間沒有間隙。

參考圖5，沿著管芯200和TV 306的側(cè)壁模制模制材料500。模制材料500填充管芯200和TV 306之間的間隙，并且可與背側(cè)RDL 308接觸。模制材料500可包括模塑料、模制底部填充物、環(huán)氧樹脂或樹脂。鑒于由封裝件的背側(cè)和釋放層400形成的阻擋件，從結(jié)構(gòu)的側(cè)面將模制材料500模制在結(jié)構(gòu)上。在模制工藝之后，去除釋放層400。例如，在釋放層400包括聚合物干膜的情況下，可通過物理剝離層去除釋放層400。圖5中描述了所得到的結(jié)構(gòu)。由于柔韌的釋放層400，釋放層400的部分在TV 306和管芯200的頂面下方延伸至TV 306和管芯200之間的間隙中，所以模制材料500的上表面可能不是平坦的，并且可遵循被去除的釋放層400的底面的輪廓(參見圖4)。

參考圖6，在模制材料500、管芯200和TV 306上方形成介電層600。在一些實(shí)施例中，介電層600由聚合物形成，其可以是諸如聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)等的感光材料，并且可使用光來刻圖案化介電層?？赏ㄟ^層壓、CVD等或它們的組合形成介電層。在一些實(shí)施例中，介電層600可具有約5μm至約30μm的厚度A，諸如17μm。由于模制材料500、管芯200和TV 306的非平坦性質(zhì)，所以當(dāng)使用諸如共形沉積工藝的一些沉積技術(shù)時(shí)，介電層600的上表面可能具有高度的差異。例如，介電層600的上表面可具有位于管芯200和TV 306的頂部上方的一個(gè)或多個(gè)峰部，該峰部高于位于管芯200和TV 306之間的凹槽上方的一個(gè)或多個(gè)谷部。介電層600的上表面可改變距離B，該距離為介電層600的上表面的峰部和介電層600的上表面的谷部之間的垂直距離。在一些實(shí)施例中，距離B可為約1μm至約10μm，諸如6μm。

圖7和圖8描述了根據(jù)一些實(shí)施例的在介電層600上實(shí)施的兩個(gè)曝光工藝。在一些實(shí)施例中，可能需要實(shí)施齊平(leveling)工藝以降低介電層600的上表面的高度的差異從而提供更平整的表面，可在該平整的表面上放置RDL和/或器件。還可能需要圖案化介電層600以暴露接觸襯墊102從而形成至接觸襯墊102的電連接。在一些實(shí)施例中，可通過諸如圖7和圖8中描述的那些的兩種曝光工藝實(shí)現(xiàn)暴露接觸襯墊102和TV 306的齊平和圖案化，隨后實(shí)施顯影工藝。

參考圖7，在第一曝光工藝中，以定向(targeted)方式將光的第一曝光劑量700應(yīng)用于介電層600的特定部分。在該第一曝光工藝中，目的是降低介電層600的上表面中的高度的差異。因此，光定向于介電層600的上表面高于介電層600的其他部分的那些部分，諸如介電層600的位于管芯200或TV 306上面的那些部分。

參考圖8，在第二曝光工藝中，以定向方式將光的第二曝光劑量800應(yīng)用于介電層600的特定部分。在該第二曝光工藝中，目的是圖案化介電層600以暴露下面的接觸襯墊和TV 306。因此，光定向于介電層600的位于接觸襯墊102和TV 306上方的那些部分。

用于第二曝光工藝的第二曝光劑量通常高于用于第一曝光工藝的第一曝光劑量。在一些實(shí)施例中，在第二曝光工藝之前實(shí)施第一曝光工藝。在該情況下，例如，如果介電層600包括具有約17μm的厚度的PBO，則第一曝光劑量可為約100mJ/cm²至約500mJ/cm²，諸如約200mJ/cm²，并且第二曝光劑量可為約650mJ/cm²至約1100mJ/cm²，諸如約850mJ/cm²?？蛇x地，可在第一曝光工藝之前實(shí)施第二曝光工藝。在該情況下，例如，如果介電層600包括具有約17μm的厚度的PBO，則第二曝光劑量可為約650mJ/cm²至約1100mJ/cm²，諸如約800mJ/cm²，并且第一曝光劑量可為約100mJ/cm²至約500mJ/cm²，諸如約200mJ/cm²。

參考圖9A和圖9B，示出分別用于第一曝光工藝和第二曝光工藝的兩個(gè)示例性曝光掩模900和902。例如，可在介電層600上面放置諸如掩模900或902的掩模，并且可通過掩模中的開口將介電層600暴露于區(qū)域中的光，該區(qū)域暴露于光。由于光的選擇性應(yīng)用，在顯影后，可根據(jù)掩模設(shè)計(jì)和光強(qiáng)度將介電層600圖案化。

在一些實(shí)施例中，掩模900可適用于與上述第一曝光工藝一同使用。掩模900可具有多個(gè)較大的開口和多個(gè)較小的開口。掩模900中的開口的尺寸和掩模900中的開口的數(shù)量取決于下面的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。掩模900具有較大的開口和較小的開口，該較大的開口設(shè)計(jì)為放置在管芯200上面，該較小的開口設(shè)計(jì)為布置在TV 306上面。較大的開口的尺寸取決于管芯200的尺寸。較小的開口的尺寸取決于TV 306的尺寸。在一些實(shí)施例中，較小的開口可具有約20μm至約200μm的直徑，諸如90μm。如上所述，在一些實(shí)施例中，當(dāng)與第一曝光劑量的光一同使用時(shí)，掩模900可以有效地降低介電層600的頂面的高度的差異。

在一些實(shí)施例中，掩模902可適用于與上述第二曝光工藝一同使用。掩模900可以具有多個(gè)類似或相同尺寸的開口。掩模902中開口的尺寸可具有約5μm至約50μm的直徑。掩模902中開口的數(shù)量取決于下面的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)中的TV 306和接觸襯墊102的數(shù)量。設(shè)計(jì)掩模902中的開口使得當(dāng)在介電層600上面放置掩模902時(shí)，在電連接至TV 306或者接觸襯墊102的期望的區(qū)域上面放置掩模902中的開口。在一些實(shí)施例中，當(dāng)與第二曝光劑量一同使用時(shí)，掩模902可以有效地創(chuàng)建介電層600中的開口從而暴露接觸襯墊102和TV306。

圖10和圖11描述了曝光劑量和膜厚度或損耗之間的關(guān)系，并且在一些實(shí)施例中，當(dāng)介電層600包括PBO時(shí)可用于確定用于圖案化介電層600的曝光工藝的期望的曝光劑量。圖10描述了在通過將介電層600暴露于不同曝光劑量的光的顯影之后產(chǎn)生的膜損耗。圖11示出了在介電層600的暴露于不同曝光劑量的光的區(qū)域和未暴露于光的區(qū)域之間的顯影之后產(chǎn)生的厚度差異。圖11可用于確定用于與掩模900一同使用的最佳曝光劑量以補(bǔ)償介電層600的上表面的高度的一些差異。例如，如果圖6中的厚度B為約6μm，該厚度顯示由模制材料500中的凹槽產(chǎn)生的介電層600中的凹槽的高度，則根據(jù)圖11，200mJ/cm²的曝光劑量可補(bǔ)償由介電層600下面的模制凹槽產(chǎn)生的介電層600的上表面的高度差異。

在一些實(shí)施例中，上述光刻加工可降低介電層600的上表面中的高度差異并且在介電層600中創(chuàng)建開口以暴露接觸襯墊102和TV 306。產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖12中示出。與圖6相比，在介電層600的光刻加工之前，作為未暴露的部分上的顯影劑的結(jié)果，圖12的介電層600的厚度降低。例如，在圖12中，厚度C可為約3μm至約20μm，諸如7μm。介電層600的降低的厚度可實(shí)現(xiàn)介電層600中的開口的高寬比(開口高度除以開口直徑)為約1至約2，諸如1.74。

本文描述的介電層600的光刻加工可提供加工介電層600的現(xiàn)有方法的高性價(jià)比替代方案。例如，在現(xiàn)有方法中，可以形成模制材料和TV，因此它們延伸至高于接觸襯墊102的上表面?？蓪?shí)施一種或多種研磨步驟以減小TV和模制材料的高度使得它為平坦的并且與管芯中的接觸襯墊在相同高度。還可實(shí)施一種或多種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟。如上所述，通過使用一系列曝光步驟以及隨后的顯影步驟加工介電層，可避免或減少研磨和CMP步驟，使加工更簡(jiǎn)單并且性價(jià)比更高。附加地，可實(shí)現(xiàn)介電層600中的開口的優(yōu)選高寬比以暴露下層金屬接觸件。

參考圖13，在介電層600上方形成前側(cè)RDL的一層或多層。前側(cè)RDL提供允許不同于貫通孔306和/或接觸襯墊102的圖案的用于完整封裝件的引腳輸出接觸圖案，從而允許在貫通孔306和管芯200的放置中的更大靈活性。前側(cè)RDL可用于提供至管芯200和/或至貫通孔306的外部電連接。前側(cè)RDL還可用于將管芯200電耦合至通孔306，可將前側(cè)RDL電耦合至一個(gè)或多個(gè)其他封裝件、封裝件襯底、組件等或它們的組合。前側(cè)RDL可通過TV 306連接至背側(cè)RDL，這提供封裝件的前側(cè)和背側(cè)之間的連接。前側(cè)RDL包括導(dǎo)線和通孔連接件，其中，通孔連接件將上面的線(例如，上面的導(dǎo)線)連接至下面的導(dǎo)電部件(例如，貫通孔306、接觸襯墊102和/或?qū)Ь€)。前側(cè)RDL的示例性層由圖10中的RDL層1000示出。導(dǎo)線可沿著任何方向延伸，并且延伸進(jìn)或出頁面?？墒褂弥T如上述那些的任何適當(dāng)?shù)墓に囆纬蔀榕c前側(cè)RDL連接的前側(cè)RDL 1000。

根據(jù)一些實(shí)施例，在最上部金屬化圖案上方形成凸塊下金屬化層(under bump metallization,UBM)1002并將其圖案化，從而形成與最上部金屬化層的電連接。凸塊下金屬化層1002提供電連接，在所述凸塊下金屬化層1002上可布置諸如焊料球/凸塊、導(dǎo)電柱等的電連接件。在實(shí)施例中，凸塊下金屬化層1002包括擴(kuò)散阻擋層、晶種層或它們的組合。擴(kuò)散阻擋層可包括Ti、TiN、Ta、TaN或它們的組合。晶種層可包括銅或銅合金。然而，還可包括諸如鎳、鈀、銀、金、鋁、它們的組合的其他金屬及它們的多層。在實(shí)施例中，使用濺射形成凸塊下金屬化層1002。在其他實(shí)施例中，可使用電鍍。

根據(jù)一些實(shí)施例，在凸塊下金屬化層1002上方形成連接件1004。連接件1004可為焊料球、金屬柱、可控塌陷芯片連接(C4)凸塊、微凸塊、無電鍍鎳鈀浸金技術(shù)(ENEPIG)形成的凸塊、它們的組合(例如，具有與其附接的焊料球的金屬柱)等。連接件1004可包括諸如焊料、銅、鋁、金、鎳、銀、鈀、錫等或它們的組合的導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，作為實(shí)例，連接件1004包括共熔材料并且可包括焊料凸塊或焊料球。例如，焊料材料可以是：鉛基和無鉛焊料，諸如用于鉛基焊料的Pb-Sn組分；包括InSb的無鉛焊料；錫、銀和銅(SAC)組分；以及具有常用熔點(diǎn)并且在電應(yīng)用中形成導(dǎo)電焊料連接的其他共熔材料。對(duì)于無鉛焊料，可使用不同組分的SAC焊料，作為實(shí)例，諸如SAC 105(Sn 98.5％、Ag 1.0％、Cu 0.5％)、SAC 305和SAC 405。諸如焊料球的無鉛連接件可由SnCu化合物形成而不使用銀(Ag)?？蛇x地，無鉛焊料連接件可包括錫和銀、Sn-Ag，而不使用銅。連接件1004可形成諸如球柵陣列(BGA)的柵格。在一些實(shí)施例中，可實(shí)施回流工藝，在一些實(shí)施例中給予連接件1004局部球面的形狀?？蛇x地，連接件1004可包括其他形狀。例如，連接件1004還可包括非球形導(dǎo)電連接件。

在一些實(shí)施例中，連接件1004包括通過濺射、印刷、電鍍、無電鍍、CVD等形成的金屬柱(諸如銅柱)，在該金屬柱上具有或不具有焊料材料。金屬柱可以沒有焊料并且具有基本上垂直的側(cè)壁或錐形側(cè)壁。

可將一個(gè)或多個(gè)表面安裝的器件1006附接至UBM 1002而不附接至連接件1004。表面安裝的器件1006可包括適用于特定方法的任何表面安裝的器件，并且可包括諸如分立器件(discrete device)、電阻器、電容器、晶體管、封裝件等的有源或無源器件。

從圖13能夠看出，將載體襯底300從封裝件中分離。還從封裝件中去除釋放層302，暴露背側(cè)RDL 308。

與現(xiàn)有形成方法相比，圖13描述了可簡(jiǎn)單地并且高性價(jià)比地形成的InFO封裝件。本文描述的介電層600的光刻加工可提供加工介電層600的現(xiàn)有方法的高性價(jià)比替代方案。例如，在現(xiàn)有方法中，可形成模制材料和TV使得它們延伸至高于接觸襯墊102?？蓪?shí)施一種或多種研磨步驟以減小TV和模制材料的高度使其為平坦的并且在與管芯中的接觸襯墊相同的高度處。還可實(shí)施一種或多種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟。如上所述，通過使用一系列曝光步驟以及隨后的顯影來加工介電層，可避免或減少研磨和CMP步驟，使加工更簡(jiǎn)單并且性價(jià)比更高。附加地，可獲得介電層600中的開口的優(yōu)選高寬比。

上面示出的實(shí)施例使用兩種曝光工藝以降低介電層的上表面的高度的差異。其他實(shí)施例是可能的。例如，更多或更少的曝光工藝是可能的。

在一些實(shí)施例中，提供了制造半導(dǎo)體器件的方法。方法包括在襯底上形成貫通孔，貫通孔延伸通過模制材料。在貫通孔和模制材料上方沉積介電層。在第一曝光劑量下，在介電層的第一區(qū)域上實(shí)施第一曝光工藝。在第二曝光劑量下，在介電層的第二區(qū)域上實(shí)施第二曝光工藝，介電層的第一區(qū)域的一部分與介電層的第二區(qū)域重疊。顯影介電層。

在一些實(shí)施例中，提供了制造半導(dǎo)體器件的方法。方法包括在襯底上形成貫通孔。沿著貫通孔的側(cè)壁應(yīng)用模制材料。在貫通孔和模制材料上方沉積感光層。感光層具有感光層的第一上表面，感光層的第一上表面具有在感光層的第一上表面的第一峰部和感光層的第一上表面的第一谷部之間的第一差異。在貫通孔上方設(shè)置第一峰部并在模制材料上方設(shè)置第一谷部。在第一曝光劑量下，在感光層上實(shí)施第一光刻工藝。在第二曝光劑量下，在感光層上實(shí)施第二光刻工藝。第二曝光劑量不同于第一曝光劑量。將感光層顯影。在顯影之后，第一峰部降低從而使得顯影之后的第一峰部和顯影之后的第一谷部之間的第二差異小于所述第一差異，并且感光層具有暴露貫通孔的開口。

在一些實(shí)施例中，提供了半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括具有接觸襯墊和第一貫通孔的管芯。模制材料插入管芯和第一貫通孔之間，模制材料沿著管芯和貫通孔的側(cè)壁延伸。在第一貫通孔和管芯上方設(shè)置介電層。介電層的一部分在第一貫通孔和管芯的頂面下面延伸。介電層的上表面的高度差異小于介電層的底面的高度的差異。介電層具有在第一貫通孔上方的第一開口和在接觸襯墊上方的第二開口。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：在襯底上形成貫通孔，所述貫通孔延伸穿過模制材料；在所述貫通孔和所述模制材料上方沉積介電層；在第一曝光劑量下，在所述介電層的第一區(qū)域上實(shí)施第一曝光工藝；在第二曝光劑量下，在所述介電層的第二區(qū)域上實(shí)施第二曝光工藝，其中，所述介電層的所述第二區(qū)域的一部分與所述介電層的所述第一區(qū)域的一部分重疊；以及顯影所述介電層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一曝光劑量低于所述第二曝光劑量，并且在所述第二曝光工藝之前實(shí)施所述第一曝光工藝。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一曝光劑量為100mJ/cm²至500mJ/cm²，并且所述第二曝光劑量為650mJ/cm²至1100mJ/cm²。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一曝光劑量高于所述第二曝光劑量，并且在所述第二曝光工藝之前實(shí)施所述第一曝光工藝。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一曝光劑量為650mJ/cm²至1100mJ/cm²，并且所述第二曝光劑量為100mJ/cm²至500mJ/cm²。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述襯底上放置管芯，所述模制材料沿著所述管芯的側(cè)壁延伸；其中，所述介電層的所述第一區(qū)域包括位于所述管芯上面的部分。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括在所述模制材料上方形成再分布線，并且所述再分布線通過所述介電層中的開口電連接至所述貫通孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述介電層的所述第二區(qū)域的與所述介電層的所述第一區(qū)域的部分重疊的部分位于所述貫通孔上面。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述介電層的所述第一區(qū)域小于所述介電層的所述第二區(qū)域，并且所述介電層的所述第二區(qū)域包括所述介電層的所述第一區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中：在沉積所述介電層之后，所述介電層具有第一上表面，所述第一上表面具有在所述貫通孔上方設(shè)置的第一部分和在所述模制材料上方設(shè)置的第二部分之間的高度的第一差異；以及在顯影所述介電層之后，所述介電層具有第二上表面，所述第二上表面具有在所述第一部分和所述第二部分之間的高度的第二差異，所述第一差異大于所述第二差異。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種形成半導(dǎo)體的方法，所述方法包括：在襯底上形成貫通孔；沿著所述貫通孔的側(cè)壁應(yīng)用模制材料；在所述貫通孔和所述模制材料上方沉積感光層，所述感光層具有所述感光層的第一上表面，所述第一上表面具有在所述感光層的所述第一上表面的第一峰部和所述感光層的所述第一上表面的第一谷部之間的第一差異，所述第一峰部設(shè)置在所述貫通孔上方，并且所述第一谷部設(shè)置在所述模制材料上方；在第一曝光劑量下，在所述感光層上實(shí)施第一曝光工藝；在第二曝光劑量下，在所述感光層上實(shí)施第二曝光工藝，其中，所述第二曝光劑量不同于所述第一曝光劑量；以及顯影所述感光層，其中，在所述顯影之后，所述第一峰部降低，從而使得所述顯影之后的所述第一峰部和所述顯影之后的所述第一谷部之間的第二差異小于所述第一差異，并且所述感光層具有暴露所述貫通孔的開口。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中：所述第一曝光劑量低于所述第二曝光劑量，并且在所述第二曝光工藝之前實(shí)施所述第一曝光工藝；或者所述第一曝光劑量高于所述第二曝光劑量，并且在所述第二曝光工藝之前實(shí)施所述第一曝光工藝。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述襯底上放置管芯，將所述模制材料插入所述管芯和所述貫通孔之間；其中，在所述感光層上實(shí)施所述第一曝光工藝包括暴露所述感光層的位于所述管芯上面的部分，其中，所述部分的周邊和所述管芯的周邊為相同的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一曝光工藝使用具有第一開口的第一掩模，所述第一開口暴露位于多個(gè)接觸襯墊上面的所述感光層，并且所述第二曝光工藝使用具有多個(gè)第二開口的第二掩模，所述第二開口的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接觸襯墊的相應(yīng)的一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述感光層包括聚苯并惡唑、聚酰亞胺或苯并環(huán)丁烯。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：具有接觸襯墊的管芯；第一貫通孔；插入所述管芯和所述第一貫通孔之間的模制材料，所述模制材料沿著所述管芯和所述第一貫通孔的側(cè)壁延伸；設(shè)置在所述第一貫通孔和所述管芯上方的介電層，所述介電層的一部分延伸至所述第一貫通孔和所述管芯的頂面下方，其中，所述介電層的上表面的高度的差異小于所述介電層的底面的高度的差異；所述介電層中的位于所述第一貫通孔上方的第一開口；以及所述介電層中的位于所述接觸襯墊上方的第二開口。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括位于所述模制材料上方的再分布線，并且所述再分布線通過所述介電層中的所述第一開口電連接至所述第一貫通孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一開口或所述第二開口的高寬比大于或等于1.7。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括設(shè)置在所述介電層上方的分立器件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括鄰近所述第一貫通孔的第二貫通孔，所述介電層設(shè)置在所述第二貫通孔上方，所述介電層的一部分延伸至所述第二貫通孔的頂面下方并且延伸至所述第二貫通孔和所述第一貫通孔之間的凹槽中。

上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。