用于基片和裸片之間的粘合劑控制的方法
【專利說明】用于基片和裸片之間的粘合劑控制的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2013年12月2日提交的題為“TECHNIQUES FOR ADHESIVECONTROL BETWEEN A SUBSTRATE AND A DIE”的美國臨時申請N0.61/910，601 和 2014年 2 月5 日提交的題為 “TECHNIQUES FOR ADHESIVE CONTROL BETWEEN A SUBSTRATE AND A DIE”的美國臨時申請N0.61/935，917的權(quán)益。美國臨時申請N0.61/910，601和N0.61/935，917因此以其整體通過引用被并入本發(fā)明中。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體器件的制造中使用的傳統(tǒng)制造工藝采用顯微光刻法來將集成電路的圖案制作到由諸如硅等的半導(dǎo)體形成的圓形晶片上。通常地，這些帶圖案的晶片被分割成單獨(dú)的集成電路芯片或裸片，從而將各集成電路從彼此分開。這些單獨(dú)的集成電路芯片采用各種各樣的封裝技術(shù)進(jìn)行組裝或封裝，以形成可被安裝至印刷電路板的半導(dǎo)體器件。
[0004]多年以來，封裝技術(shù)已發(fā)展成開發(fā)更小、更廉價、更穩(wěn)定、且環(huán)境更友好的封裝。例如，芯片尺寸封裝技術(shù)已被開發(fā)，其直接采用表面貼裝封裝，所述表面貼裝封裝具有不大于集成電路芯片區(qū)域的1.2倍的表面區(qū)域。晶片級封裝是一種新興的芯片尺寸封裝技術(shù)，其包括各集成電路芯片借以在分割之前在晶片級進(jìn)行封裝的各種技術(shù)。晶片級封裝將晶片制造工藝延展到包括器件互連以及器件保護(hù)工藝。因此，晶片級封裝通過允許晶片制造、封裝、測試以及老化工藝在晶片級的一體化而使制造工藝流水化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明描述了采用被構(gòu)造成對基片和裸片之間的粘合劑施加進(jìn)行控制的技術(shù)的半導(dǎo)體器件。晶片級芯片尺寸封裝器件包括芯片載體基片，其具有位于其中的用于接納裸片的腔。例如，這些腔可以是被構(gòu)造成接納裸片的帶斜坡的腔，在該處粘合劑(例如，環(huán)氧樹脂或膠)將裸片保持在腔內(nèi)。在一種實現(xiàn)方式中，犧牲層被設(shè)置在裸片的頂表面上以保護(hù)該表面和該表面上的接合墊免受粘合劑的溢出。隨后，犧牲層和溢出的粘合劑被從裸片和/或芯片載體去除。在一種實現(xiàn)方式中，裸片包括裸片底表面上的用于將裸片粘附到基片的腔中的裸片附著膜(DAF)。裸片被利用熱和壓力施加到腔中，以便致使裸片附著膜(DAF)的一部分從裸片底表面流到基片腔的側(cè)表面。
[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分旨在以簡單的形式引入對下面在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步描述的一些概念的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意在識別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在被用作確定所要求保護(hù)的主題的范圍時的輔助。
【附圖說明】
[0007]詳細(xì)的說明是參考附圖進(jìn)行描述的。在說明書和附圖中的不同例子中使用相同的附圖標(biāo)記可能表示相似或相同特征。
[0008]圖1A是示出了晶片級芯片尺寸封裝器件的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中裸片將利用粘合劑被固定至基片；
[0009]圖1B是示出了圖1A的晶片級芯片尺寸封裝器件的示意性截面視圖，其中該裸片被安裝至基片；
[0010]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的被安裝至基片的裸片的示意性局部截面視圖，其中裸片包括位于裸片頂表面上的犧牲層；
[0011]圖2B是圖2A的被安裝至基片的裸片的示意性局部截面視圖，其中犧牲層被去除；
[0012]圖3A是圖2A的被安裝至基片的裸片的示意性局部截面視圖，其中基片包括位于基片頂表面上的犧牲層；
[0013]圖3B是圖3A的被安裝至基片的裸片的示意性局部截面視圖，其中犧牲層被從裸片和基片去除；
[0014]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的具有裸片底表面上的裸片附著膜(DAF)的裸片的示意性局部截面視圖，其中裸片在壓力下被施加至受熱的基片；
[0015]圖4B是圖4A的被安裝至基片的裸片的示意性局部截面視圖，其中裸片附著膜(DAF)的一部分從裸片下面流出；
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的用于制造封裝結(jié)構(gòu)的示例性工藝的流程圖；
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的用于制造封裝結(jié)構(gòu)的示例性工藝的流程圖；
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的被安裝至基片的裸片的封裝結(jié)構(gòu)的示意性局部截面視圖；
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的具有被并入的焊料凸塊的封裝結(jié)構(gòu)的示意性局部截面視圖。
【具體實施方式】
[0020]概述
[0021]晶片級封裝促進(jìn)了相比于采用很多其它封裝技術(shù)制造的器件而言成本較低、形狀因數(shù)較小、且寄生效應(yīng)較低的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)。然而，晶片級封裝的凸塊間距比印刷電路板(PCB)的墊間距縮放(scaling)得快?；辉O(shè)計有用于接納裸片的腔(例如，帶斜坡的，長方形的，等等)，使得晶片級封裝的凸塊間距可以散開(fan-out)(例如，利用再分配層)以便匹配印刷電路板(PCB)的墊間距。裸片可通過諸如環(huán)氧樹脂、膠、等等的粘合劑被安裝至基片。例如，如圖1A和IB所示，裸片50構(gòu)造成通過粘合劑56安裝在基片54的腔52中。裸片50包括用于提供到裸片50的電連接性的多個接合墊58。粘合劑的流動特性能夠致使粘合劑撞擊基片的側(cè)壁并溢出到裸片頂表面上，這可能妨礙裸片上的接合墊(例如，涂覆、遮蓋、或其它方式抑制其導(dǎo)電性)。例如，當(dāng)裸片50被定位至腔52內(nèi)時，粘合劑56的一部分60可能會流到裸片的頂表面62上，它會覆蓋一個或多個接合墊58的至少一部分。
[0022]因此，本發(fā)明描述了如下半導(dǎo)體器件:其采用被構(gòu)造成對基片和裸片之間的粘合劑施加進(jìn)行控制的技術(shù)，并且其被構(gòu)造成用于晶片級芯片尺寸的封裝。例如，基片可以包括構(gòu)造成接納裸片的腔(例如，帶斜坡的，長方形的，等等)。粘合劑(例如，環(huán)氧樹脂或膠)將裸片安裝在腔中。在一種實現(xiàn)方式中，犧牲層被設(shè)置在裸片頂表面上，用以保護(hù)該表面和該表面上的接合墊免受粘合劑的溢出。隨后犧牲層和溢出的粘合劑被從裸片和/或芯片載體去除。在一種實現(xiàn)方式中，裸片包括位于裸片底表面上的用于將裸片粘附至基片的腔中的裸片附著膜(DAF)。裸片被利用熱和壓力施加至腔中，以便致使裸片附著膜(DAF)的一部分從裸片底表面流到基片腔的側(cè)表面。
[0023]示例性實現(xiàn)方式
[0024]圖2A至圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實現(xiàn)方式的晶片級芯片尺寸封裝器件100。如圖所示，器件100包括構(gòu)造成通過粘合劑106安裝到基片104的裸片102。基片104包括在其中形成的一個或多個腔108。裸片102的尺寸和/或形狀可能取決于將在該晶片級芯片尺寸封裝器件100中實現(xiàn)的集成電路的復(fù)雜度、布局、設(shè)計特性等等。腔108的尺寸和/或形狀可能取決于裸片102的相應(yīng)的尺寸和/或形狀。例如，腔108可以包括從基片104的底表面向外延伸的帶斜坡的側(cè)壁，諸如圖2A至圖4B所示的那些。在一些實施方式中，腔108可以包括從基片的底表面豎直延伸的側(cè)壁，以形成正方形或長方形的腔108。在一些實施方式中，腔108可以形成不規(guī)則的或非圖形化的形狀。腔108可以通過刻蝕基片，諸如通過標(biāo)準(zhǔn)刻蝕工藝，而在基片中被形成。例如，腔108可以使用濕刻蝕工藝(采用濕刻蝕劑，諸如氫氧化鉀)、干刻蝕(例如等離子刻蝕)工藝(諸如深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE))、或二者的結(jié)合而被刻蝕到基片104中。
[0025]在一種實現(xiàn)方式中，如圖2A所示，晶片級芯片尺寸封裝器件100包括定位于裸片102的頂表面112 (例如，遠(yuǎn)離基片104的那個表面)上的犧牲層110。犧牲層110被構(gòu)造成覆蓋裸片102頂表面112的至少一部分，用以提供保護(hù)裸片102的功能。例如，犧牲層110可覆蓋裸片102的一個或多個接合墊114以防止各接合墊114與任何溢出的粘合劑106之間的接觸。犧牲層110可以是聚合物層,抗蝕劑層(resist layer),等等,其依據(jù)多種施加方法(諸如，例如沉積技術(shù)、濺射技術(shù)等等)而被沉積在裸片102上。在一個或多個實現(xiàn)方式中，基于該層和粘合劑之間的期望的相互作用來選擇犧牲層110的材料，諸如通過指定該材料的接觸角度或該材料的浸潤性。例如，在一種實現(xiàn)方式中，犧牲層110包括PBO(聚對苯撐苯并二惡唑)或其它聚合物。
[0026]在特定的實現(xiàn)方式中，在將裸片102引入至基片104的腔108內(nèi)的粘合劑106之前，犧牲層I1被施加到裸片102上。一旦裸片102被安裝，犧牲層110就可以被去除以便去除堆積在犧牲層110上的任何溢出的粘合劑(在圖2A中以116示出)。去除犧牲層110的技術(shù)將取決于犧牲層110所采用的材料。例如，犧牲層110可以利用被構(gòu)造成溶解或弱化至少部分犧牲層110的結(jié)合能力的溶劑而被去除，該溶劑諸如NMP (N-甲基-2-吡咯烷酮)。圖2B顯示了犧牲層110 (及相關(guān)的溢出粘合劑)被去除的器件100的實現(xiàn)方式。在一種實現(xiàn)方式中，在用NMP去除犧牲層110之前，粘合劑106至少部分地被固化。這種部分固化可以防止用于去除犧牲層110的溶劑將粘合劑106去除。例如，環(huán)氧樹脂粘合劑可以在120°C、持續(xù)大約I小時的條件下被固化，從而提供防止NMP溶劑將粘合劑去除的抵抗功能。在一個或多個實現(xiàn)方式中，在剝離犧牲層110之后可以對器件100進(jìn)行處理，以便從接近裸片102頂表面112的鄰近處去除溢出的粘合劑的一些部分。例如，可以使用高壓水流來清理在剝離犧牲層110之前與犧牲層110接觸的溢出粘合劑的那些部分。
[0027]在一個或多個實現(xiàn)方式中，諸如圖3A中所示的實現(xiàn)方式，器件100包括裸片102上的犧牲層I1以及基片104的頂表面120上的附加犧牲層118。基片104上的犧牲層118可包括與裸片102上的犧牲層110的材料相同或不同的材料。犧牲層118可被構(gòu)造成對基片104的頂表面120提供保護(hù)功能。例如，犧牲層118可覆蓋頂表面120的至少一部分來防止該頂表面120和任何溢出粘合劑106之間的接觸。圖3B顯示了在犧牲層110、118被去除(諸如通過利用NMP溶劑剝離)并且溢出的粘合劑106被從表面112、120沖洗掉之后的器件100。如可以看到的，裸片102的頂表面112以及基片104的頂表面120基本上不存在粘合劑106，同時裸片102被安裝在腔108內(nèi)。
[0028]在一個或多個實現(xiàn)方式中，諸如圖4A和4B中所示的實現(xiàn)方式，器件100包括將被安裝在基片104的腔108內(nèi)的裸片102。在這些實現(xiàn)方式中，粘合劑是固定至裸片102底表面402的裸片附著膜(DAF)400。例如，DAF400可以作為在用來生產(chǎn)裸片102的分段或切割工藝期間所使用的切割帶的一部分而被結(jié)合，