使用可轉(zhuǎn)移的重新分布層制造重新分布的電子器件的方法
【專利摘要】具有重新分布層的電子器件的制造方法包括提供具有第一圖案的接觸區(qū)域的電子器件(11，12)，以及在臨時襯底(20)上形成重新分布層(29)。重新分布層(29)具有匹配第一圖案的接觸區(qū)域(13)的第二圖案的接觸區(qū)域(27)，以及，不同于第二圖案的接觸區(qū)域(27)的第三圖案的接觸區(qū)域(23)。第二圖案的接觸區(qū)域(27)通過多個層疊的導(dǎo)電層和絕緣層耦合到第三圖案的接觸區(qū)域。第一圖案的接觸區(qū)域(13)耦合到可轉(zhuǎn)移的重新分布層(29)上的第二圖案的接觸區(qū)域(27)。然后，去除臨時襯底(20)，由此形成重新分布的電子器件。
【專利說明】使用可轉(zhuǎn)移的重新分布層制造重新分布的電子器件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子器件領(lǐng)域，更具體而言，涉及制造具有重新分布層（RDL)的電子 器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的半導(dǎo)體器件封裝通常是多層結(jié)構(gòu)。常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝可以包括，例如， 密封劑材料的底層、載體，半導(dǎo)體管芯，以及密封劑材料的頂層。除位于半導(dǎo)體管芯和載體 的上面和下面之外，常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝的密封劑材料還可以橫向地包圍半導(dǎo)體器件和載 體。另外，常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝通常還包括輸入/輸出元件以促進(jìn)半導(dǎo)體器件與外部電子 組件的電連接。
[0003] 引線是常規(guī)輸入/輸出元件的示例。引線通常占用常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝的占用面 積的尺寸，并因此，在半導(dǎo)體器件封裝要被固定和電連接到的襯底（例如，電路板）上消耗 不合需要的大量的面積。
[0004] 這樣的輸入/輸出元件的其他示例包括引腳、焊球或其他單獨(dú)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（例如， 凸塊、球、柱等等），它們占用常規(guī)半導(dǎo)體器件封裝的厚度。當(dāng)與常規(guī)密封劑和載體提供給常 規(guī)半導(dǎo)體器件封裝的總厚度的厚度耦合時，這樣的單獨(dú)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的添加的高度可能會導(dǎo) 致半導(dǎo)體器件封裝將從它被固定和電連接到的載體襯底上伸出不合需要的大距離。
[0005] 為了跟上電子器件尺寸越來越小的趨勢，開發(fā)了各種技術(shù)以縮小封裝的半導(dǎo)體器 件的尺寸。許多這些技術(shù)的結(jié)果是"芯片尺寸級封裝"（CSP)，即帶有大致與其半導(dǎo)體管芯 的對應(yīng)的側(cè)向尺寸相同（即，稍微大于）的側(cè)向尺寸的封裝的半導(dǎo)體器件。
[0006] 由于CSP的相對較小的、半導(dǎo)體管芯依賴的側(cè)向尺寸，它們常常在所謂的"晶片 級"形成，意味著，封裝在將半導(dǎo)體器件與晶片或其他大尺寸級的襯底切開之前發(fā)生。在晶 片級封裝半導(dǎo)體器件避免了否則可能與在芯片級封裝過程中處理這樣的小組件相關(guān)聯(lián)的 困難。
[0007] 這樣的晶片級封裝可以包括重新分布層（RDL)的形成，重新分布層可以將半導(dǎo)體 器件的有效表面上的接合焊盤的連接模式重新排列或有效地?cái)U(kuò)展為更適用于連接到襯底 的重新分布的連接模式。
[0008] 在Choi等人的美國專利No. 7, 728, 437中公開了包括RDL的半導(dǎo)體器件。Choi公 開了包括以等于或大于最小節(jié)距的間隔安置的端子的半導(dǎo)體封裝。該半導(dǎo)體封裝包括具有 在其上面形成了多個凸塊的底表面的半導(dǎo)體芯片，在半導(dǎo)體芯片下面形成了重新分布層模 式。每一個重新分布層包括電連接到至少一個凸塊的第一部分和電連接到第一部分的第二 部分。封裝層包圍半導(dǎo)體芯片的至少頂表面，在重新分布層模式下面形成模式化的絕緣層 并暴露重新分布層模式的第二部分的至少某些部分。
[0009] 然而，制造帶有重新分布層的電子器件的方法的進(jìn)一步的發(fā)展仍是被希望的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，根據(jù)前述的【背景技術(shù)】，本發(fā)明的目標(biāo)是提供制造其上具有重新分布層的電 子器件的方法。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的此目標(biāo)及其他目標(biāo)，特征，以及優(yōu)點(diǎn)是通過制造帶有重新分布層的 電子器件的方法來提供的，該方法包括提供具有第一圖案的接觸區(qū)域的電子器件，以及在 臨時襯底上形成重新分布層。臨時襯底具有匹配第一圖案的接觸區(qū)域的第二圖案的接觸區(qū) 域，以及不同于第二圖案的接觸區(qū)域的第三圖案的接觸區(qū)域。第二圖案的接觸區(qū)域耦合到 第三圖案的接觸區(qū)域。第一圖案的接觸區(qū)域耦合到第二圖案的接觸區(qū)域。去除臨時襯底， 由此形成重新分布的電子器件。
[0012] 臨時襯底的大小可以對應(yīng)于所述電子器件的大小?？闪磉x地，臨時襯底的大小可 以對應(yīng)于多個電子器件的大小，其中，所述方法還包括將帶有耦合到臨時襯底的電子器件 的臨時襯底分割為重新分布的電子器件。分割可以在去除臨時襯底之前執(zhí)行。
[0013] 當(dāng)臨時襯底的大小對應(yīng)于多個電子器件的大小時，臨時襯底上的重新分布層可以 彼此不同，這又使接合到臨時襯底的電子器件彼此不同。
[0014] 分別地形成電子器件和重新分布層是特別有利的，因?yàn)樾纬呻娮悠骷蛑匦路植?層時的錯誤不會導(dǎo)致如通常在現(xiàn)有技術(shù)方法中發(fā)生的對另一方的破壞，在現(xiàn)有技術(shù)方法 中，重新分布層直接在電子器件晶片上形成。
[0015] 在一些應(yīng)用中，形成重新分布層可以包括形成多個層疊的金屬層。另外，還可以在 相鄰的金屬層之間形成鈍化層?？梢栽诘谌龍D案的接觸區(qū)域上形成互連結(jié)構(gòu)?；ミB結(jié)構(gòu)可 以包括引腳、焊盤、焊球等等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的將重新分布層耦合到晶片的方法的流程圖。
[0017] 圖2是指出根據(jù)本發(fā)明的將附加的重新分布層耦合到晶片的方法中的可選步驟 的流程圖。
[0018] 圖3是電子器件晶片和臨時襯底的不意視圖。
[0019] 圖3A-3I是在本發(fā)明的方法的各個步驟中在臨時襯底上形成重新分布層然后耦 合到晶片的示意剖面圖。
[0020] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的分開的電子器件被接合到臨時襯底的示意截面圖。
[0021] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的分開的電子器件被接合到分開的臨時襯底的示意截面圖。
[0022] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的將重新分布層耦合到分開的電子器件的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將參考各個附圖比較全面地描述本發(fā)明，在附圖中，示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)該被理解為僅限于此處所闡述的實(shí) 施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本說明書完整和徹底，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地表 達(dá)本發(fā)明的范圍。相同的附圖標(biāo)記遍及附圖表示相同的元素。
[0024] 首先參考圖1的流程圖50、圖3和圖3A-3I，現(xiàn)在將描述制造重新分布的電子器件 31、32的方法。在方法開始之后（框51)，提供（框52)包括多個電子器件11、12的晶片 10,每一個電子器件都具有一種圖案的形成管芯焊盤13的接觸區(qū)域，如圖3A所示。晶片10 可以是，例如，硅半導(dǎo)體襯底，電子器件11、12可以是任何合適的電子器件。管芯焊盤13是 說明性的暴露的導(dǎo)電片，但是，應(yīng)該理解，它們可以呈現(xiàn)其他形式，諸如引腳，并可以是任何 模式。
[0025] 接下來，重新分布層29被形成為臨時襯底20上的多個層疊的導(dǎo)電層23、25、27,它 們之間具有鈍化層24、26、28 (框56)，如圖3A-3E所示（示出了每一個導(dǎo)電層的累積，以及 它們之間的鈍化層）。重新分布層29具有一種圖案的形成匹配管芯焊盤13的晶片接合焊 盤27的接觸區(qū)域，和一種圖案的重新分布的接觸區(qū)域，被稱為重新分布的焊盤23,不同于 晶片接合焊盤27。晶片接合焊盤27通過互連部分25耦合到重新分布的焊盤23。本領(lǐng)域 技術(shù)人員將理解，可以使用任何合適的臨時襯底，諸如玻璃或硅。
[0026] 接下來，可任選地，可以測試晶片10 (框53)。如果在框54,晶片10被測試為不 適合使用，則方法繼續(xù)提供新晶片10,如上文所描述的（框52)。然后，測試新晶片10(框 53)，繼續(xù)測試和提供新晶片10,直到發(fā)現(xiàn)好的晶片。換言之，晶片上的好的管芯的良品率大 于閾值。
[0027] 如果在框54晶片測試為適合使用，則方法轉(zhuǎn)到處理臨時襯底20上的重新分布層， 然后，可以可任選地測試重新分布層29 (框57)。如果在框58重新分布層29不適合使用， 則方法繼續(xù)在新臨時襯底20上形成新重新分布層29,如上文所描述的（框56)。
[0028] 這些測試步驟特別有用，并表示本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)方法的重要優(yōu)點(diǎn)。通過分 別地形成晶片10和重新分布層29,而不是如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣直接在晶片上形成重新分 布層，可以在它們的耦合之前測試晶片和重新分布層。如此，如果晶片10或重新分布層29 不好、不起作用，或不適合使用，則可以替換它，無需浪費(fèi)對應(yīng)的重新分布層或晶片。另外， 分別地形成晶片10和重新分布層29意味著，晶片不受由直接在晶片上形成重新分布層所 引起的熱應(yīng)力的影響。
[0029] 如果在框58重新分布層29適合使用，則方法繼續(xù)將管芯焊盤13耦合到晶片接合 焊盤27 (框60)，如圖3F所示。這種耦合是通過晶片到晶片接合工藝實(shí)現(xiàn)的，如本領(lǐng)域技術(shù) 人員所理解的。
[0030] 接下來，該方法繼續(xù)進(jìn)行以去除臨時襯底20 (框61)，如圖3G所示。臨時襯底的去 除可以通過使用化學(xué)或機(jī)械過程來執(zhí)行，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。
[0031] 可任選地，可以使用上文所描述的方法，在附加的臨時襯底上形成附加的重新分 布層。如圖2的流程圖99所示，在附加的臨時襯底上形成附加的重新分布層，它們具有一 種圖案的匹配原始重新分布的焊盤的接觸區(qū)域和一種附加圖案的不同于原始重新分布的 焊盤的重新分布的接觸區(qū)域（框62a)。通過重新分布層，將匹配原始重新分布的焊盤的圖 案的接觸區(qū)域耦合到附加圖案的重新分布的接觸區(qū)域。在這樣的應(yīng)用中，該方法還可以包 括將原始重新分布層的重新分布的焊盤耦合到附加的重新分布層的匹配圖案的接觸區(qū)域 (框62b)。此后，去除附加的臨時襯底（框62c)。
[0032] 當(dāng)用于形成附加的重新分布層和原始重新分布層29所使用的材料不同并且使用 不同的處理溫度時，形成這些附加的重新分布層是有用的。在這些情況下，分別地形成附加 的重新分布層比使原始重新分布層29更復(fù)雜化更有利。
[0033] 參考圖3H，在重新分布的接觸區(qū)域23的暴露的模式上形成互連結(jié)構(gòu)33 (框63)。 互連結(jié)構(gòu)33是輸入/輸出元件，包括引腳、焊球或其他單獨(dú)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（例如，凸塊、球， 柱7等等）。
[0034] 使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的技術(shù)，將晶片10和重新分布層29分成多個重新分 布的電子器件31、32(框64)，如圖31所示。
[0035] 盡管所示出的流程圖示出了框64在框61之后執(zhí)行，可以產(chǎn)生相反的順序。S卩，在 從重新分布層去除臨時襯底之前，可以將耦合的晶片和重新分布層分成多個重新分布的電 子器件。然后，可以對每一個單個重新分布的電子器件去除臨時襯底。盡管框61和64的 順序是可互換的，但是，在框63中在重新分布焊盤上形成互連結(jié)構(gòu)需要在框61中在去除臨 時襯底之后進(jìn)行。這與何時在框64中分割重新分布的晶片無關(guān)。例如，按照框61、64、63 的順序處理是可接受的?？?5指示方法的結(jié)束。
[0036] 如上文所討論的，包括電子器件11、12的晶片10耦合到臨時襯底20上的重新分 布層29。臨時襯底20的大小對應(yīng)于包括多個電子器件11、12的晶片10的大小。這可以被 稱為晶片級別的重新分布。在耦合在一起之后，將晶片10和臨時襯底20分成重新分布的 電子器件31、32。分割可以在去除臨時襯底20之前或之后完成。由于電子器件11、12來自 同一個晶片10,因此，它們通常具有相同設(shè)計(jì)、功能和布局。換言之，晶片10上的電子器件 11和12彼此相等。
[0037] 現(xiàn)在參考圖4-6,另一方面涉及制造單個電子器件14'、15'，在其上有相應(yīng)的重新 分布層29a'、29b'。與上面相比，此方面可以被稱為電子器件級別的重新分布，因?yàn)樵隈詈?到它們相應(yīng)的重新分布層29a'、29b'之前，電子器件與它們的相應(yīng)的電子器件晶片分離。
[0038] 由于電子器件14'、15'中的每一個都是在各自基礎(chǔ)上處理的，因此，它們就設(shè)計(jì) 和功能而言彼此不同。這可使電子器件14'、15'是彼此隨機(jī)的。此處所使用的電子器件廣 泛地涵蓋集成電路、管芯和要求重新分布層的任何組件，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的。
[0039] 如圖4所示，臨時襯底20'的大小被確定，以便多于一個的電子器件14'、15'可以 接合到其上的相應(yīng)的重新分布層。例如，電子器件14'被接合到重新分布層29a'，且電子器 件15'被接合到重新分布層29b'。
[0040] 臨時襯底20'被形成為具有彼此不同的重新分布層29a'、29b'。上述對于在臨時 襯底20上形成重新分布層29的描述也適用于在臨時襯底20'上形成重新分布層29a'、 29b'，例外是，重新分布層29a'、29b'上的接觸區(qū)域的模式彼此不同。
[0041] 可另選地，可以如此形成臨時襯底，以便所有重新分布層都相同，和圖3中所示出 的臨時襯底20的情況一樣。這意味著，各個電子器件11、12也都相同，以便它們與臨時襯 底20上的重新分布層29匹配。
[0042] 另一方面涉及，臨時襯底20"的大小被確定為使得它的大小對應(yīng)于與其接合的電 子器件14"，如圖5中所示出的。如圖所示的臨時襯底20"可以作為最初具有多于一個的重 新分布層的已劃分或切割的臨時襯底出現(xiàn)。例如，如圖4所示的帶有重新分布層29a'、29b' 的臨時襯底20'已被劃分，使得重新配置的臨時襯底20〃上具有重新分布層29a〃。
[0043] 就從電子器件14'、15'去除圖4中所示出的臨時襯底20'而言，這可以在電子器 件被切割或分離成單個重新分布的電子器件之后完成。可另選地，可以在電子器件14'、15' 被切割或分離成單個重新分布的電子器件之前去除臨時襯底20'。
[0044] 就從電子器件14"去除圖5中所示出的臨時襯底20"而言，這在電子器件被接合 到單個重新分布層29a"之后執(zhí)行。對于其他單個電子器件和它們各自的單個重新分布層， 重復(fù)此過程。
[0045] 現(xiàn)在將參考圖6討論示出了具有重新分布層的電子器件的制造方法的流程圖 100。從開始（框102)，在框104形成具有第一圖案的接觸區(qū)域的電子器件。該方法包括在 框106在臨時襯底上形成重新分布層。臨時襯底具有匹配第一圖案的接觸區(qū)域的第二圖案 的接觸區(qū)域，以及不同于第二圖案的接觸區(qū)域的第三圖案的接觸區(qū)域。第二圖案接觸區(qū)域 耦合到第三圖案的接觸區(qū)域。在框108,電子器件的第一圖案的接觸區(qū)域耦合到重新分布層 的第二圖案的接觸區(qū)域。在框110,從重新分布層去除臨時襯底，由此形成重新分布的電子 器件。在方框112,該方法結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1. 具有重新分布層的電子器件的制造方法，包括： 提供具有第一圖案的接觸區(qū)域的電子器件； 在臨時襯底上形成重新分布層，并且所述重新分布層具有匹配所述第一圖案的接觸區(qū) 域的第二圖案的接觸區(qū)域和不同于所述第二圖案的接觸區(qū)域的第三圖案的接觸區(qū)域，所述 第二圖案的接觸區(qū)域耦合到所述第三圖案的接觸區(qū)域； 將所述電子器件的所述第一圖案的接觸區(qū)域耦合到所述重新分布層的所述第二圖案 的接觸區(qū)域；以及 從所述重新分布層去除所述臨時襯底，由此形成重新分布的電子器件。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述臨時襯底的大小對應(yīng)于所述電子器件的大小。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述臨時襯底的大小對應(yīng)于多個電子器件的大??； 以及，所述方法進(jìn)一步包括將帶有耦合到臨時襯底的所述電子器件的所述臨時襯底分割為 所述重新分布的電子器件。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述分割是在去除所述臨時襯底之前執(zhí)行的。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述重新分布層包括形成多個層疊的導(dǎo)電層。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述方法還包括在相鄰的導(dǎo)電層之間形成鈍化層。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括在所述第三圖案的接觸區(qū)域上形 成互連結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括： 在附加的臨時襯底上形成附加的重新分布層，并且所述附加的重新分布層具有匹配所 述第三圖案的接觸區(qū)域的第四圖案的接觸區(qū)域和不同于所述第四圖案的接觸區(qū)域的第五 圖案的接觸區(qū)域，所述第四圖案的接觸區(qū)域耦合到所述第五圖案的接觸區(qū)域； 將所述重新分布層的所述第三圖案的接觸區(qū)域耦合到所述附加的重新分布層的所述 第四圖案的接觸區(qū)域；以及 從所述附加的重新分布層去除所述附加的臨時襯底。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括：在將所述第一圖案的接觸區(qū)域耦 合到所述第二圖案的接觸區(qū)域之前測試所述電子器件。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括在將所述第一圖案的接觸區(qū)域耦 合到所述第二圖案的接觸區(qū)域之前測試所述重新分布層。
【文檔編號】H01L23/522GK104094397SQ201380007684
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月2日
【發(fā)明者】T·雷德, D·赫恩頓, S·鄧菲 申請人:哈里公司