封裝半導體器件的方法和封裝的半導體器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝半導體器件的方法和封裝的半導體器件。
【背景技術】
[0002]半導體器件用于各種電子應用中，作為實例，諸如個人電腦、手機、數(shù)碼相機和其他電子設備。半導體器件通常通過以下步驟制造:在半導體襯底上方依次沉積絕緣或介電層、導電層和半導體材料層，以及使用光刻圖案化各個材料層以在其上形成電路部件和元件。
[0003]通常在單個半導體晶圓上制造數(shù)十或數(shù)百個集成電路。通過沿著劃線鋸切集成電路來分割單個管芯。例如，然后以多芯片模塊或以其他類型的封裝方式來分別封裝單個管
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[0004]半導體工業(yè)通過持續(xù)減小最小部件尺寸而不斷地提高各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這允許更多的部件集成到給定區(qū)域。在一些應用中，諸如集成電路管芯的這些較小的電子部件也需要比之前的封裝件利用更小區(qū)域的更小封裝件。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種封裝半導體器件的方法，所述方法包括:將多個通孔連接至絕緣材料，所述多個通孔中的每個均包括第一寬度；將多個管芯連接至所述絕緣材料；以及去除所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的一部分，其中，去除的所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的所述一部分包括第二寬度，所述第二寬度小于所述第一寬度。
[0006]在上述方法中，去除所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的所述一部分使得所述多個通孔中的每個的一部分暴露，并且所述方法還包括在所述多個通孔中的每個的暴露部分上方形成焊膏。
[0007]在上述方法中，還包括:在所述多個通孔周圍、所述多個管芯周圍以及所述多個通孔與所述多個管芯之間形成模塑材料。
[0008]在上述方法中，將所述多個通孔連接至所述絕緣材料和將所述多個管芯連接至所述絕緣材料包括:連接所述多個通孔和所述多個管芯的第一側，并且所述方法還包括:在所述多個通孔和所述多個管芯的第二側上方形成互連結構，所述第二側與所述第一側相對。
[0009]在上述方法中，還包括:將多個連接件連接至所述互連結構。
[0010]在上述方法中，形成所述互連結構包括形成扇出區(qū)域。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種封裝半導體器件的方法，所述方法包括:在載具上方形成絕緣材料；將多個通孔連接至所述絕緣材料，所述多個通孔中的每個均包括第一寬度；將多個管芯連接至所述絕緣材料；在所述多個通孔周圍、所述多個管芯周圍和所述多個通孔與所述多個管芯之間設置模塑材料；在所述多個通孔、所述多個管芯和所述模塑材料上方形成互連結構；去除所述載具；去除所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的一部分，其中，去除的所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的所述一部分包括第二寬度，所述第二寬度小于所述第一寬度；以及切割所述絕緣材料、所述模塑材料和所述互連結構以形成多個封裝的半導體器件。
[0012]在上述方法中，將所述多個通孔連接至所述絕緣材料包括選自基本上由鍍工藝、消減蝕刻工藝、鑲嵌工藝和它們的組合組成的組中的工藝。
[0013]在上述方法中，將所述多個通孔連接至所述絕緣材料包括鍍工藝，并且所述鍍工藝包括:在所述絕緣材料上方形成晶種層；在所述晶種層上方形成犧牲材料；圖案化所述犧牲材料；通過圖案化的犧牲材料在所述晶種層上方鍍導電材料；去除所述犧牲材料，使得所述晶種層的部分暴露于所述導電材料之間；以及去除所述晶種層的暴露部分。
[0014]在上述方法中，在所述多個通孔和所述多個管芯周圍設置所述模塑材料包括:在所述多個通孔和所述多個管芯上方形成所述模塑材料，并且所述方法還包括:從所述多個通孔和所述多個管芯的上方去除所述模塑材料的頂部。
[0015]在上述方法中，去除所述模塑材料的頂部包括研磨工藝或化學機械拋光(CMP)工藝。
[0016]在上述方法中，還包括:在去除所述載具之后，在所述絕緣材料上方形成保護膜。
[0017]在上述方法中，去除所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的所述一部分還包括:去除所述保護膜的接近所述多個通孔中的每個的部分。
[0018]在上述方法中，去除所述絕緣材料的接近所述多個通孔中的每個的所述一部分包括激光工藝。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種封裝的半導體器件，包括:集成電路管芯；模塑材料，設置在所述集成電路管芯周圍；多個通孔，設置在所述模塑材料內，所述多個通孔中的每個均包括第一寬度；絕緣材料，設置在所述集成電路管芯和所述模塑材料的第一側上及所述多個通孔中的每個的第一部分上；以及互連結構，設置在所述集成電路管芯、所述模塑材料和所述多個通孔的第二側上，其中，所述多個通孔中的每個的第二部分通過所述絕緣材料中的開口而暴露，并且所述絕緣材料中的開口包括第二寬度，所述第二寬度小于所述第一寬度。
[0020]在上述封裝的半導體器件中，所述絕緣材料包括選自基本上由阻焊劑(SR)、聚酰亞胺(PI)、聚苯并惡唑(PBO)和它們的組合組成的組中的材料。
[0021 ] 在上述封裝的半導體器件中，所述絕緣材料中的開口的側壁包括選自基本上由錐形、基本上直的、階梯形和它們的組合組成的組中的形狀。
[0022]在上述封裝的半導體器件中，所述互連結構包括后鈍化互連(PPI)結構或重分布層(RDL)。
[0023]在上述封裝的半導體器件中，還包括多個集成電路管芯，其中，所述模塑材料設置在所述多個集成電路管芯周圍和所述多個集成電路管芯之間，并且所述互連結構設置在所述多個集成電路管芯和所述模塑材料上方。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種包括上述封裝的半導體器件的疊層封裝(PoP)器件，其中，所述封裝的半導體器件包括第一封裝的半導體器件，其中，所述PoP器件包括通過多個連接件連接至所述第一封裝的半導體器件的第二封裝的半導體器件，并且所述多個連接件中的每個通過所述絕緣材料連接至所述多個通孔中的一個。
【附圖說明】
[0025]當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應該注意，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0026]圖1至圖16是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的示出半導體器件在各個階段的封裝方法的截面圖。
[0027]圖17和圖18是根據(jù)一些實施例的連接至另一封裝的半導體器件的封裝的半導體器件的截面圖。
[0028]圖19是根據(jù)一些實施例的圖15中示出的封裝的半導體器件的更詳細的部分的截面圖。
[0029]圖20是根據(jù)一些實施例的示出焊球的剪切力測試的截面圖。
[0030]圖21和圖22分別是根據(jù)一些實施例的封裝的半導體器件的部分的頂視圖和截面圖。
[0031]圖23是根據(jù)一些實施例的示出封裝的半導體器件的截面圖。
[0032]圖24是根據(jù)一些實施例的示出封裝半導體器件的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]以下公開內容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或實例。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復參考標號和/或字符。該重復是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。
[0034]而且，為了便于描述，在本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空間相對位置術語以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間相對術語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，并且可以對本文中使用的空間相對位置描述符同樣地作出相應的解釋。
[0035]本發(fā)明的實施例提供了封裝半導體器件的新方法及其結構，其中，絕緣材料層中的開口的寬度小于封裝件的通孔的寬度。具有減小的寬度的開口提高了封裝件的可靠性，消除了鄰近的模塑材料層中的凹槽和鉆孔，并且防止了水蒸氣穿透，本文中將進一步描述。
[0036]圖1至圖16是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的示出半導體器件在各個階段的封裝方法的截面圖。首先參照圖1，為了封裝半導體器件，提供了載具100。作為實例，載具100可以包括玻璃、氧化硅、氧化鋁或半導體晶圓。載具100也可以包括其他材料。作為實例，載具在頂視圖中可以是圓形的、正方形的或矩形的?？蛇x地，載具100可以包括其他形狀。
[0037]在一些實施例中，載具100具有形成在其上的膜102。例如，膜102包括光熱轉換(LTHC)材料或其他材料。例如，LTHC膜102包括約0.5 μ m至約3 μ m的厚度?？蛇x地，膜102可以包括其他尺寸。在一些實施例中，不包括膜102。
[0038]如圖1所示，為了封裝半導體器件，在膜102上方設置絕緣材料104。在其中不包括膜102的實施例中，在載具100上方形成絕緣材料104。絕緣材料104包括用于封裝件的鈍化層。例如，在一些實施例中，絕緣材料104包括粘合劑/聚合物基緩沖層。作為實例，在一些實施例中，絕緣材料104包括阻焊劑(SR)、聚酰亞胺(PI)、聚苯并惡唑(PBO)或它們的多層或組合。例如，絕緣材料104包括約I μ m至約20 μ