用于形成封装件的方法以及封装件结构与流程

1.本技术的实施例涉及用于形成封装件的方法以及封装件结构。


背景技术：

2.在集成电路的形成中，在晶圆中的半导体衬底的表面处形成封装组件(诸如晶体管)。可以在晶圆的表面上形成金属凸块。在封装工艺中，通过焊料区域，顶部管芯可以接合到底部晶圆。然后可以将底部晶圆锯切成管芯。该形成工艺可能会因金属凸块的节距的减小而产生困难。例如，随着节距的减小，相邻金属凸块上焊料桥接的可能性增加。


技术实现要素：

3.根据本技术的实施例，提供了一种用于形成封装件的方法包括形成第一封装组件，形成第一封装组件包括：形成包括第一顶表面的第一介电层；形成第一导电部件。其中第一导电部件包括：延伸到第一介电层中的通孔；以及包括高于第一介电层的第一顶表面的第二顶表面的金属凸块。形成第一封装组件还包括：分配光敏层，其中光敏层覆盖金属凸块；以及执行光刻工艺以在光敏层中形成凹槽，其中金属凸块暴露于凹槽，并且其中光敏层包括高于金属凸块的第三顶表面。用于形成封装件的方法还包括接合第二封装组件到第一封装组件，其中焊料区域延伸到凹槽中以将金属凸块接合到第二封装组件中的第二导电部件。
4.根据本技术的另一个实施例，提供了一种封装件结构，封装件结构包括第一封装组件，第一封装组件包括：介电层；导电部件。其中导电部件包括：嵌入在介电层中的通孔；以及突出高于介电层的第一顶表面的金属凸块。以及第一封装组件包括从较低水平延伸到较高水平的光敏结构，其中较低水平低于金属凸块的第二顶表面，并且较高水平高于金属凸块的第二顶表面。以及封装件结构包括延伸到光敏结构中以连接到金属凸块的焊料区域，其中焊料区域横向延伸超过金属凸块的边缘。
5.根据本技术的又一个实施例，提供了一种封装件结构，封装件结构包括器件管芯，该器件管芯包括：第一光敏结构；第一金属凸块和第二金属凸块，第一金属凸块和第二金属凸块彼此相邻并且延伸高于第一光敏结构；在第一光敏结构上方并且接触第一光敏结构的第二光敏结构。封装件结构还包括第一焊料区域和第二焊料区域，第一焊料区域和第二焊料区域延伸到第二光敏结构中，其中第二光敏结构的部分将第一焊料区域与第二焊料区域分离，并且其中第一金属凸块和第二金属凸块分别在第一焊料区域的第一上部部分和第二焊料区域的第二上部部分的下面；以及第二封装组件。其中，第二封装组件包括：通过第一焊料区域接合到第一金属凸块的第一导电部件；以及通过第二焊料区域接合到第二金属凸块的第二导电部件。
6.本技术的实施例涉及介电阻挡层及其形成方法。
附图说明
7.当与附图一起阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。值得注意的是，根据行业的标准惯例，各个部件并未按比例绘制。实际上，为了讨论的清晰，各个部件的尺寸可以任意增加或减小。
8.图1-图13和图14a示出了根据一些实施例的包括锯切器件管芯的封装件的形成中的中间阶段的截面图。
9.图14b示出了根据一些实施例的包括重构晶圆的封装件的截面图。
10.图15示出了根据一些实施例的封装件的截面图。
11.图16示出了根据一些实施例的封装件的俯视图。
12.图17示出了根据一些实施例的用于形成封装件的工艺流程。
具体实施方式
13.以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同部件的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例，而不旨在进行限制。例如，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其中第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括其中在第一部件和第二部件之间可以形成附加的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各个实例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
14.此外，为了便于描述，在此可以使用诸如“在
…
下面”、“在
…
下方”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。
15.提供了一种封装件及其形成方法。根据本公开的一些实施例，封装件包括接合到第二封装组件的第一封装组件(诸如器件管芯)。第一封装组件包括突出超过第一封装组件的表面介电层的金属凸块。然后将光敏聚合物涂覆在金属凸块和表面介电层上，然后进行曝光和显影，从而在光敏聚合物中形成凹陷以露出金属凸块。焊料区域将金属凸块接合到第二封装组件。凹陷用于容纳焊料区域，并具有防止焊料桥接到相邻焊料区域的功能。这里讨论的实施例将提供实例以使得能够制作或使用本公开的主题，并且本领域普通技术人员将容易理解在保持在不同实施例的预期范围内的同时可以进行的修改。在各个视图和示例性实施例中，相同的附图标记用于表示相同的元件。尽管方法实施例可以被讨论为以特定顺序执行，但是其他方法实施例也可以以任何逻辑顺序执行。
16.图1-图13和图14a示出了根据本公开的一些实施例的封装件的形成中的中间阶段的截面图。相应的工艺也示意性地反应在如图17所示的工艺流程200中。
17.图1示出了封装组件20的截面图。根据一些实施例，封装组件20是或包括器件晶圆，该器件晶圆包括有源器件和可能的无源器件，它们被表示为集成电路器件26。封装组件20可以包括多个芯片22(也称为(器件)管芯)，其中示出了器件管芯22中的一个。根据替代实施例，封装组件20是中介晶圆，其不含有源器件，并且可以包括或可以不包括无源器件。
根据又一替代实施例，封装组件20是或包括封装衬底带，该封装衬底带包括无芯封装衬底或其中具有芯的芯封装衬底。在随后的讨论中，器件晶圆被用作封装组件20的示例，封装组件20因此被称为晶圆20。
18.根据一些实施例，晶圆20包括半导体衬底24和形成在半导体衬底24的顶表面处的部件。半导体衬底24可以由晶体硅、晶体锗、硅锗、碳掺杂硅或iii-v族化合物半导体形成或包括晶体硅、晶体锗、硅锗、碳掺杂硅或iii-v族化合物半导体，iii-v族化合物半导体诸如gaasp、alinas、algaas、gainas，gainp，gainasp等。半导体衬底24也可以是体半导体衬底或绝缘体上半导体(soi)衬底。可以在半导体衬底24中形成浅沟槽隔离(sti)区域(未示出)，以隔离半导体衬底24中的有源区域。尽管未示出，但是可以(或可以不)形成贯通孔，以延伸到半导体衬底24中，其中贯通孔用于电互连在半导体衬底24的相对侧上的部件。
19.根据一些实施例，晶圆20包括集成电路器件26，集成电路器件26形成在半导体衬底24的顶表面上。根据一些实施例，集成电路器件26可以包括晶体管、电阻器、电容器、二极管等。这里未示出集成电路器件26的细节。根据替代实施例，晶圆20用于形成中介层(其不含有源器件)，并且衬底24可以是半导体衬底或介电衬底。
20.在半导体衬底24上方形成层间电介质(ild)28，并且填充集成电路器件26中晶体管(未示出)的栅极堆叠件之间的空间。根据一些实施例，ild 28由磷硅酸盐玻璃(psg)、硼硅酸盐玻璃(bsg)、掺硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)、掺氟硅酸盐玻璃(fsg)、氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、低k介电材料等形成。ild 28可以使用旋涂、可流动化学气相沉积(fcvd)等形成。根据一些实施例，使用诸如等离子体增强化学气相沉积(pecvd)、低压化学气相沉积(lpcvd)等沉积方法形成ild 28。
21.在ild 28中形成接触插塞30，并且用于将集成电路器件26电连接到上面的金属线和通孔。根据一些实施例，接触插塞30由选自钨、铝、铜、钛、钽、氮化钛、氮化钽、其合金和/或其多层的导电材料形成或者包括选自钨、铝、铜、钛、钽、氮化钛、氮化钽、其合金和/或其多层的导电材料。接触插塞30的形成可以包括在ild 28中形成接触开口，将导电材料填充到接触开口中，并且执行平坦化工艺(诸如化学机械抛光(cmp)工艺或机械研磨工艺)以使接触插塞30的顶表面与ild 28的顶表面齐平。
22.在ild 28和接触插塞30上方形成互连结构32。互连结构32包括金属线34和通孔36，金属线34和通孔36形成在介电层38(也称为金属间电介质(imd))中。下面将在同一层的金属线统称为金属层。根据一些实施例，互连结构32包括多个金属层，多个金属层包括通过贯穿通孔36互连的金属线34。金属线34和通孔36可以由铜或铜合金形成，并且它们也可以由其他金属形成。根据一些实施例，介电层38由低k介电材料形成。例如，低k介电材料的介电常数(k值)可以低于约3.0。介电层38可以包括含碳的低k介电材料、氢倍半硅氧烷(hsq)、甲基倍半硅氧烷(msq)等。根据一些实施例，形成介电层38包括在介电层38中沉积含致孔剂的介电材料，然后执行固化工艺以驱除致孔剂，因此剩余的介电层38是多孔的。
23.在介电层38中形成金属线34和通孔36可以包括单镶嵌工艺和/或双镶嵌工艺。镶嵌结构的每个可以包括扩散阻挡层和在扩散阻挡层上方的含铜的金属材料。扩散阻挡层可以包括钛、氮化钛、钽、氮化钽等。
24.金属线34包括顶部导电(金属)部件(表示为34a)，诸如金属线、金属焊盘或通孔。顶部导电部件34a位于顶部介电层(表示为介电层38a)中，顶部介电层是介电层38的顶层。
根据一些实施例，顶部介电层38a由非低k介电材料形成，非低k介电材料可以包括氮化硅、未掺杂的硅酸盐玻璃(usg)、氧化硅等或它们的多层。根据替代实施例，介电层38a由类似于介电层38的下介电层的材料的低k介电材料形成。介电层38a也可以具有多层结构，例如包括两个usg层和其之间的氮化硅层。顶部金属部件34a也可以由铜或铜合金形成，并且可以具有双镶嵌结构或单镶嵌结构。
25.在互连结构32的上方形成钝化层40(有时称为钝化-1或钝-1)。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺202。根据一些实施例，钝化层40由介电常数大于或等于氧化硅的介电常数的非低k介电材料形成。钝化层40可以由无机介电材料形成或包含无机介电材料，该无机介电材料可以选自并且不限于氮化硅(sin)、氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion)、碳氧化硅(sioc)、碳化硅(sic)、未掺杂的硅酸盐玻璃(usg)等、它们的组合以及它们的多层。
26.在蚀刻工艺中图案化钝化层40，并且在钝化层40中形成通孔42以接触金属线/焊盘34a。通孔42可以通过根据一些实施例的单镶嵌工艺形成，或者可以与金属焊盘44一起形成。
27.在通孔42上方形成金属焊盘44，并且金属焊盘44接触通孔42。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺204。金属焊盘44可以通过诸如金属线34和通孔36的导电部件电连接到集成电路器件26。根据一些实施例，金属焊盘44是铝焊盘或铝铜焊盘，而可以使用其他金属材料。根据一些实施例，金属焊盘44具有大于约90％或95％的铝百分比。
28.参考图2，在金属焊盘44上形成钝化层46。钝化层46可以是单层或复合层，并且可以由无孔材料形成。根据一些实施例，钝化层46是复合层，复合层包括氧化硅层和在氧化硅层上方的氮化硅层。然后通过蚀刻工艺图案化钝化层46以形成开口47，使得钝化层46可以覆盖金属焊盘44的一些部分，并且金属焊盘44的顶表面的一些其他部分通过开口47暴露。
29.图3示出了形成介电层48。根据一些实施例，介电层48包括聚合物，聚合物可以包括聚酰亚胺、聚苯并噁唑(pbo)、苯并环丁烯(bcb)等。因此，介电层48替代地称为聚合物层48，而它也可以由其它介电材料形成或包含其它介电材料，其他介电材料诸如无机介电材料。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺206。形成聚合物层48可以包括旋涂然后固化聚合物层48。在聚合物层48中形成开口50，例如，通过曝光工艺，然后通过显影工艺。
30.图4至图6示出了形成通孔和上面的导电焊盘。参考图4，在聚合物层上方沉积金属晶种层54。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺208。金属晶种层54是导电晶种层，并且可以是金属晶种层。根据一些实施例，金属晶种层54是包括两层或更多层的复合层。例如，金属晶种层54可以包括下层和上层，其中下层可以包括钛层、氮化钛层、钽层、氮化钽层等。上层的材料可以包括铜或铜合金。根据替代实施例，金属晶种层54是单层，例如其可以是铜层。金属晶种层54可以使用物理气相沉积(pvd)、等离子体增强cvd(pecvd)、原子层沉积(ald)等形成，同时也可以使用其他适用的方法。金属晶种层54是延伸到开口50中的共形层。
31.图4还示出了形成图案化的镀掩模56。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺210。根据一些实施例，镀掩模56由光刻胶形成或者包括光刻胶。图案化镀掩模56以形成开口58，金属晶种层54的一些部分通过该开口暴露。镀掩模56的图案化可以包括
曝光工艺和显影工艺。
32.图5示出了将导电材料(部件)60镀到开口58和金属晶种层54上。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺212。根据一些实施例，形成导电部件60包括镀工艺，其可以包括电化学镀工艺、化学镀工艺等。镀可以在镀化学溶液中执行。导电部件60可以包括铜、铝、镍、钨等、它们的合金和/或它们的多层。根据一些实施例，导电部件60包括铜，并且不含铝。
33.接下来，去除如图5所示的镀掩模56，并且暴露下面的金属晶种层54的部分。在随后的工艺中，执行蚀刻工艺以去除金属晶种层54的暴露部分。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺214。所得结构如图6所示。整个描述，导电材料60和相应的下面的金属晶种层54的部分统称为再分布线(rdl)62。rdl 62可以包括延伸到聚合物层48中的通孔64(也称为通孔或导电通孔)和在聚合物层48上方的焊盘部分66(也称为导电焊盘或金属焊盘)。根据一些实施例，导电焊盘66具有平的顶表面。根据替代实施例，由于镀工艺，导电焊盘66的顶表面在相应的导电通孔64的正上方具有凹陷，其中虚线67用于表示导电焊盘66的凹进顶表面。
34.图7示出了形成介电层70。根据一些实施例，介电层70是由聚合物(其可以是光敏的)形成或包括聚合物(其可以是光敏的)的聚合物(有机)层，聚合物(其可以是光敏的)诸如聚酰亚胺、pbo、bcb、环氧树脂等。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺216。根据一些实施例，形成介电层70包括以可流动形式涂覆介电层，然后执行固化工艺以硬化介电层70。可以(或可以不)执行诸如cmp工艺或机械研磨工艺的平坦化工艺以齐平介电层70的顶表面。因此，介电层70也称为平坦化层。根据替代实施例，不执行平坦化工艺，并且介电层70的顶表面可以具有反映下面的部件的形貌的形貌。例如，在导电焊盘66正上方的介电层70的部分可以具有高于介电层70的周围部分的顶表面的顶表面。
35.在随后的工艺中，例如通过曝光工艺和光显影工艺图案化介电层70。因此在介电层70中形成开口72，并且暴露导电焊盘66。在光显影工艺之后，介电层70也被后烘烤，使得即使介电层70在随后的工艺中再次接收在光敏层84(图9)的曝光中使用的光，介电层70将不会再次被图案化。
36.图8示出了根据一些实施例的形成ubm以及形成金属柱和焊料区域(如果形成)。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺218。在示例形成工艺中，金属晶种层74作为毯层沉积，其中图8示出了毯晶种层74的一些剩余部分。根据一些实施例，金属晶种层74包括钛层和在钛层上方的铜层。根据替代实施例，整个金属晶种层74由均质材料形成，均质材料诸如铜或铜合金，其中均质材料与介电层70和导电焊盘66的顶表面接触。金属晶种层74可以通过pvd、ald等形成。
37.接下来，镀导电材料76。用于镀导电材料76的工艺可以包括形成图案化的镀掩膜(未示出)，以及在图案化的镀掩膜中的开口中镀导电材料76。图案化的图案化的镀掩模可以包括光刻胶，并且可以是单层镀掩模、双层镀掩模或三层镀掩模。导电材料76可以包含铜、镍、钯、铝、它们的合金和/或它们的多层。根据一些实施例，焊料层也被镀在导电材料76上和在图案化的镀掩模中的开口中。然后去除图案化的镀掩模。
38.根据一些实施例，在导电材料76的上方镀焊料层78。使用用于镀材料76的相同的镀掩模执行镀。根据替代实施例，不镀焊料层。因此，焊料层78显示为虚线以指示它们可以
形成或可以不形成。
39.然后蚀刻毯金属晶种层74，并且去除在去除镀掩模之后之后暴露的金属晶种层74的部分，而在导电材料76正下面的金属晶种层74的部分被留下。所得结构如图8所示。金属晶种层的剩余部分也称为凸块下金属(ubm)74。ubm 74和导电材料76组合在一起形成通孔80和电连接器82。在随后的讨论中，电连接器82也称为金属凸块82。金属凸块82突出高于介电层70的顶表面。根据还形成焊料层78的一些实施例，可以在蚀刻金属晶种层之后执行回流工艺，使得焊料层78具有圆形表面。
40.参考图9，形成介电层84。介电层84可以是光敏层，其包括光敏聚合物，光敏聚合物诸如聚酰亚胺、pbo、bcb等。介电层84通过旋涂涂覆在ubm 74上。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺220。在涂覆之后，预烘烤光敏层84以驱除其中的溶剂。
41.光敏层84的顶表面高于金属凸块82的顶表面。可以理解的是，由于金属凸块82突出高于介电层70的顶表面，所以光敏层84的顶表面可以不是平的，并且在金属凸块82正上方的光敏层84的部分可以高于其他部分。根据一些实施例，光敏层84的顶表面在诸如cmp工艺和/或机械研磨工艺的抛光工艺中被平坦化。结果，光敏层84的整个顶表面是平的。根据替代实施例，不执行平坦化工艺。结果，光敏层84的顶表面包括在金属凸块82正上方的较高(凸起)部分，以及从金属凸块82横向偏移的较低部分。
42.根据替代实施例，介电层84可以是无机介电层，其可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅等。因此，介电层84将被图案化，通过使用包括在介电层84上方形成图案化的蚀刻掩模(诸如光刻胶)，然后使用图案化蚀刻掩模来蚀刻介电层84以定义图案的工艺。
43.根据一些实施例，其中介电层84包含光敏材料，执行曝光工艺88以曝光光敏层84。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺222。曝光工艺88使用光刻掩模86执行，光刻掩模86包括允许光线穿过的透明图案86a和用于阻挡光线的不透明图案86b。光敏层84可以由正光敏材料形成，其中在显影时曝光部分将被去除，而未曝光部分将保留。替代地，光敏层84可以由负光敏材料形成，其中在显影时未曝光部分将被去除，而曝光部分将保留。图9示出了其中光敏层84是正的并且光刻掩模86中的透明图案86a在金属凸块82正上方的示例。根据其他实施例，可以使用负光敏层84，并且透明图案和不透明图案将与图9中所示的图案相反。
44.在示出的示例中，在金属凸块82正上方的图案86a具有比金属凸块82的横向尺寸w1更大的横向尺寸w2。此外，图案86a可以横向地延伸超过金属凸块82的边缘。根据一些实施例，图案86a可以在平行于光敏层84的顶表面的所有横向方向(当从顶部观察时)横向地延伸超过金属凸块82的边缘。根据替代实施例，图案86a可以横向地延伸超过在一些但不是全部的金属凸块82的边缘，横向方向平行于光敏层84的顶表面。
45.根据替代实施例，图案86a可以使其边缘垂直对准金属凸块82的相应的边缘，使得随后形成的凹槽90(图10)具有垂直对准下面的金属凸块82的相应的边缘的边界。根据替代实施例，图案86a可以使其边缘从金属凸块82的相应的边缘横向凹进，使得随后形成的凹槽90(图10)具有从下面的金属凸块82的相应的边缘横向凹进的边界，并且因此凹槽的横向尺寸小于下面的金属凸块82的横向凹槽。
46.参考图10，显影暴露的光敏层84，并且在光敏层84中形成凹槽90，露出金属凸块
82。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺224。根据一些实施例，凹槽90的底表面90bs1与金属凸块82的顶表面共平面(或基本上共平面，例如，具有小于约1μm或约0.5μm的高度差)。因此，光敏层84的一些部分在凹槽90的正下面。这可以通过控制曝光工艺中的焦深、控制曝光工艺中的光强度，控制曝光的持续时间等来实现。
47.根据替代实施例，光敏层84的底表面低于金属凸块82的顶表面并且高于介电层70的顶表面70ts。这也可以通过控制曝光工艺中的焦深、控制光强度、控制曝光的持续时间等来实现。使用虚线90bs2显示了相应的凹槽90的底表面。
48.根据又一替代实施例，介电层70的顶表面70ts暴露于凹槽90。凹槽90的相应的底表面标记为90bs3。相应的凹槽90的侧壁也显示为90sw。由于介电层70已经后烘烤，因此它不再受用于图案化光敏层84的曝光和显影工艺的影响。因此，尽管介电层70可以接收用于曝光工艺88(图9)的光线，即使介电层70暴露于凹槽90，介电层70的顶表面70ts也将不会被凹进。
49.如前面段落所述，光敏层84可以是或可以不是平坦化的。根据其中光敏层84被平坦化的实施例，光敏层84的顶表面(除了在凹槽90下面的顶表面之外)是共平面的，并且显示为顶表面84ts1。根据其中光敏层84未被平坦化的替代实施例，环绕凹槽90的光敏层84的部分的顶表面84ts2可以凸起到高于在凸起部分之间的光敏层84的部分的顶表面84ts1。使用虚线显示凸起的顶表面84ts2。如图14a，图14b和图15所示，在最终封装件中也可以观察到顶表面84ts1和顶表面84ts2。在随后的图中，凸起的顶表面84ts2可以仅针对凹槽90中的一个示出，而其他凹槽90可以也有凸起的顶表面84ts2。
50.参考图11，封装组件94与晶圆20对准。尽管显示了一个封装组件94，但是可以存在多个封装组件94，每个封装组件94接合到器件管芯22中的一个。根据一些实施例中，在封装组件94的表面上形成介电层95。介电层95可以由焊料掩模、有机介电材料、无机介电材料等形成。根据一些实施例，封装组件94是或包括器件管芯(包括其中的有源器件)、中介层、封装衬底、印刷电路板、封装件等。在整个描述中，封装组件94也被称为顶部管芯。封装组件94包括电连接器96，其可以是金属柱(诸如铜柱)、接合焊盘等。电连接器96形成在封装组件94的表面处，并且可以突出或者可以不突出超过介电层95的底表面。在电连接器96上形成焊料区域98。在对准工艺中，焊料区域98和电连接器96与金属凸块82对准。
51.然后将封装组件94放置在晶圆20中的器件管芯22上。将焊料区域98插入凹槽90中。接下来，执行回流工艺以回流焊料区域98和焊料层78(如果形成)，使得封装组件94接合到器件管芯22。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺226。所得的焊料区域称为焊料区域98’，如图12所示。在接合工艺中，由于焊料区域98’和电连接器96被凹槽90的侧壁限制，接合工艺是自对准的。
52.在焊料区域98’固化之后，电连接器96的底表面可以高于光敏层84的顶表面84ts1和/或顶表面84ts2，电连接器96的底表面可以与光敏层84的顶表面84ts1和/或顶表面84ts2齐平，或者电连接器96的底表面可以低于光敏层84的顶表面84ts1和/或顶表面84ts2。当电连接器96的底表面低于光敏层84的顶表面84ts2时，电连接器96的底部部分也插入凹槽90中。
53.参考图13，在晶圆20和封装组件94之间分配底部填充物102。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺228。根据一些实施例，底部填充物102填充凹槽90，部分
地填充或全部地填充。例如，未被焊料区域98’占据的凹槽90的上部部分可以填充有底部填充物102。当焊料区域98’阻挡底部填充物102流入凹槽90的底部部分时，凹槽90的底部部分可以是气隙。否则，凹槽90的底部部分也填充有底部填充物102。
54.在随后的工艺中，如图14a所示，施加密封剂104以封装封装组件94。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺230。由此形成重构晶圆106。根据一些实施例，如图14a所示，重构晶圆106沿着划线108被锯切以将重构晶圆106分离成分立的封装件106’。相应的工艺示出为如图17所示的工艺流程200中的工艺232。分立的封装件106’彼此相同，每个封装件106’包括器件管芯22和封装组件94。在所得的封装件106’中，密封剂104的边缘与器件管芯22的边缘垂直对准。
55.如前面的实施例中所讨论的，凹槽90可以具有底表面与金属凸块82的顶表面齐平或者低于金属凸块82的顶表面。而且，介电层70的顶表面可以暴露于凹槽90或者可以不暴露于凹槽90。根据一些实施例，所有凹槽90的底部处于同一水平，并且凹槽90的底部水平可以在前面的段落中讨论。根据替代实施例，在同一器件管芯(和同一晶圆20)中的凹槽90的底部水平可以处于不同的水平。
56.图14a示出了四种可能的接合结构110a、110b、110c和110d，每种包括相应的金属凸块82、焊料区域98’、电连接器96和凹槽90。一个封装件106’(和重构晶圆106)可以以任何组合包括其中的接合结构110a、110b、110c和110d中的一个或多个。同一封装件/晶圆中的不同接合结构可能由工艺变化引起，或者可能是有意地形成的。还应注意，接合结构110a、110b、110c和110d中所示的部件是部件的一些可能的组合，部件的一些可能的组合的可能的特征包括(并且不限于)凹槽90的底部水平，焊料区域98’是否接触光敏层84的侧壁，焊料区域98’是否在金属凸块82的侧壁上延伸，以及焊料区域98’是否在电连接器96的侧壁上延伸。只要可行，还可以考虑所有其他可能的组合。
57.在接合结构110a中，凹槽90的底部可以处于标记为90bs1、90bs2和90bs3的任何水平。整个焊料区域98’在金属凸块82的顶表面的上方并且与金属凸块82的顶表面接触。焊料区域98’也在电连接器96的底表面的下面，并且接触电连接器96的底表面，并且可以在电连接器96的侧壁上延伸或者可以不在电连接器96的侧壁上延伸。
58.在接合结构110b中，凹槽90的底部可以在金属凸块82的顶表面和介电层70的顶表面70ts之间。根据一些实施例，整个焊料区域98’在金属凸块82的上方。根据所示的替代实施例，焊料区域98’延伸低于金属凸块82的顶表面并且接触金属凸块82的侧壁。焊料区域98’还可以接触电连接器96的底表面和侧壁，或者可以限制在电连接器96的底表面之下。焊料区域98’可以(或可以不)延伸到光敏层84的侧壁，光敏层84的侧壁暴露于凹槽90。
59.在接合结构110c中，焊料区域98’与光敏层84的侧壁间隔开。凹槽90延伸到介电层70的顶表面或可以延伸到更低，如虚线所显示的。焊料区域98’接触金属凸块82的顶表面，并且可以接触金属凸块82的侧壁以形成垂直界面或者可以不接触金属凸块82的侧壁。焊料区域98’还可以接触电连接器96的底表面，并且可以接触或者可以不接触电连接器96的侧壁。
60.在接合结构110d中，介电层70的顶表面70ts暴露于凹槽90。焊料区域98’接触金属凸块82的侧壁以形成垂直界面。焊料区域98’可以延伸到顶表面70ts，或者可以高于顶表面70ts。焊料区域98’也在电连接器96的底表面的下面，并且接触电连接器96的底表面。
61.图14b示出了根据替代实施例的重构晶圆106。在这些实施例中，所得到的封装件在晶圆级使用。例如，在诸如人工智能(ai)应用的高性能应用中，重构晶圆106在不被锯切的情况下使用，并且重构晶圆106可以固定在固定装置上，并且在未锯切时通电。在重构晶圆106中，密封剂104可以接触晶圆20的侧壁。
62.图15示出了根据替代实施例的重构晶圆106和锯切封装件106’。根据这些实施例的封装组件94可以包括介电层170、金属凸块182、光敏层184和凹槽190。介电层170、金属凸块182、光敏层184和凹槽190的结构、材料和形成工艺可以与在晶圆20中相应的介电层70、金属凸块82、光敏层84和凹槽90相同，因此这里不重复细节。介电层170、金属凸块182、光敏层184和凹槽190的关系也可以类似于参考接合结构110a、110b、110c和110d所讨论的关系。根据一些实施例，凹槽190与相应的下面的凹槽90对准，并且可以具有等于、大于或小于相应的下面的凹槽90的横向尺寸的横向尺寸。
63.根据一些实施例，如图14a，图14b和图15所示，重构晶圆106和封装件106’包括介电层70和在介电层70上方的光敏层84。介电层70和光敏层84两者可以由选自相同组(或不同组)材料(诸如聚酰亚胺、pbo、bcb、等)的材料形成。介电层70的材料可以与光敏层84的材料相同或不同。根据一些实施例，无论介电层70和光敏层84由相同材料形成还是由不同的材料形成，介电层70和光敏层84之间的界面可以是可区分的。
64.图16示出了根据一些实施例的重构晶圆106和封装件106’(表示为106/106’)的俯视图。可以存在多个金属凸块82，其可以布置成阵列或任何其他图案。凹槽90，可以填充有焊料区域以及可能的底部填充物，可以横向延伸超过金属凸块82的边缘。或者，凹槽90可以比相应的下面的金属凸块82窄，或者与相应的下面的金属凸块82具有相同的俯视图形状和俯视图尺寸。
65.在以上示出的实施例中，根据本公开的一些实施例讨论一些工艺和部件，以形成三维(3d)封装件。也可以包括其他部件和工艺。例如，可以包括测试结构以帮助3d封装件或3dic器件的验证测试。测试结构可以包括，例如，在再分布层中或者在允许测试3d封装件或3dic的衬底上形成的测试焊盘、探针和/或探针卡的使用等。验证测试可以在中间结构上执行，也可以在最终结构上执行。此外，本文公开的结构和方法可以与测试方法结合使用，该测试方法包括对已知良好管芯的中间验证，以提高产量并降低成本。
66.本公开的实施例具有一些有利的特征。通过形成介电层(其可以是光敏层)并且使介电层凹进以形成凹槽，凹槽可以保持焊料区域并且限制焊料区域的横向扩张。因此，焊料区域可以具有小的节距而没有桥接的风险。
67.根据本公开的一些实施例，方法包括形成第一封装组件，形成第一封装组件包括形成包括第一顶表面的第一介电层；形成第一导电部件，其中第一导电部件包括：嵌入在第一介电层中的通孔；以及包括高于第一介电层的第一顶表面的第二顶表面的金属凸块；分配光敏层，其中光敏层覆盖金属凸块；以及执行光刻工艺以在光敏层中形成凹槽，其中金属凸块暴露于凹槽，并且其中光敏层包括高于金属凸块的第三顶表面；以及接合第二封装组件到第一封装组件，其中焊料区域延伸到凹槽中以将金属凸块接合到第二封装组件中的第二导电部件。
68.在实施例中，执行光刻工艺包括：在光敏层上执行曝光工艺；以及显影光敏层以去除覆盖金属凸块的光敏层的部分。在实施例中，凹槽横向延伸超过所属凸块的边缘，并且其
中光敏层的部分在凹槽的正下面。在实施例中，金属凸块的侧壁暴露于凹槽，并且其中焊料区域延伸到低于金属凸块的第二顶表面的水平以接触金属凸块的侧壁。在实施例中，第一介电层包括另外的光敏层。在实施例中，凹槽延伸到第一介电层的第一顶表面，并且其中在光刻工艺中，第一介电层未被图案化。
69.在实施例中，第一介电层和光敏层由相同的光敏材料形成。在实施例中，方法还包括在分配光敏层之后并且在执行光刻工艺之前，在光敏层上执行平坦化工艺。在实施例中，在光刻工艺开始时，光敏层的第三顶表面包括从金属凸块横向偏移的较低部分；以及在金属凸块的正上方的较高部分，其中较高部分高于较低部分。在实施例中，在光刻工艺完成之后，光敏层的第三顶表面包括环绕凹槽的凸起部分，并且其中凸起部分是较高部分的部分。
70.根据本公开的一些实施例，结构包括第一封装组件，第一封装组件包括介电层；导电部件，其中导电部件包括延伸到介电层中的通孔；以及突出高于介电层的第一顶表面的金属凸块；以及从较低水平延伸到较高水平的光敏结构，其中较低水平低于金属凸块的第二顶表面，并且较高水平高于金属凸块的第二顶表面；以及延伸到光敏结构中以连接到金属凸块的焊料区域，其中焊料区域横向延伸超过所述金属凸块的边缘。在实施例中，光敏结构包括选自由聚酰亚胺、pbo和bcb组成的组的光敏材料。
71.在实施例中，介电层和光敏结构两者都包括光敏材料。在实施例中，介电层和光敏结构由相同的光敏材料形成，并且彼此接触以在两者之间形成可区分的界面。在实施例中，焊料区域接触光敏结构的侧壁。在实施例中，结构还包括第二封装组件，第二封装组件包括另外的金属凸块，其中另外的金属凸块通过焊料区域接合到金属凸块，并且其中另外的金属凸块的底表面与介电层的第一顶表面齐平或者低于介电层的第一顶表面。
72.根据本公开的一些实施例，结构包括器件管芯，器件管芯包括第一光敏结构；第一金属凸块和第二金属凸块，第一金属凸块和第二金属凸块彼此相邻并且延伸高于第一光敏结构；在第一光敏结构上方并且接触第一光敏结构的第二光敏结构，其中第二光敏结构包括第一凹槽和第二凹槽，其中第一金属凸块和第二金属凸块分别在第一凹槽和第二凹槽的下面；分别延伸到第一凹槽和第二凹槽中的第一焊料区域和第二焊料区域，其中第二光敏结构的部分将第一焊料区域与第二焊料区域分离；以及第二封装组件，第二封装组件包括：通过第一焊料区域接合到第一金属凸块的第一导电部件；以及通过第二焊料区域接合到第二金属凸块的第二导电部件。
73.在实施例中，其中第一凹槽比第一金属凸块宽。在实施例中，第二光敏结构包括在第一凹槽的正下面的较低部分，并且其中较低部分具有与第一金属凸块齐平的顶表面。在实施例中，第一光敏结构和第二光敏结构由相同的光敏材料形成。
74.根据本技术的实施例，提供了一种用于形成封装件的方法包括形成第一封装组件，形成第一封装组件包括：形成包括第一顶表面的第一介电层；形成第一导电部件。其中第一导电部件包括：延伸到第一介电层中的通孔；以及包括高于第一介电层的第一顶表面的第二顶表面的金属凸块。形成第一封装组件还包括：分配光敏层，其中光敏层覆盖金属凸块；以及执行光刻工艺以在光敏层中形成凹槽，其中金属凸块暴露于凹槽，并且其中光敏层包括高于金属凸块的第三顶表面。用于形成封装件的方法还包括接合第二封装组件到第一封装组件，其中焊料区域延伸到凹槽中以将金属凸块接合到第二封装组件中的第二导电部件。在一些实施例中，其中执行光刻工艺包括：在光敏层上执行曝光工艺；以及显影光敏层
以去除覆盖金属凸块的光敏层的部分。在一些实施例中，其中凹槽横向延伸超过金属凸块的边缘，并且其中光敏层的部分在凹槽的正下面。在一些实施例中，其中金属凸块的侧壁暴露于凹槽，并且其中焊料区域延伸到低于金属凸块的第二顶表面的水平以接触金属凸块的侧壁。在一些实施例中，其中第一介电层包括另外的光敏层。在一些实施例中，其中凹槽延伸到第一介电层的第一顶表面，并且其中在光刻工艺中，第一介电层未被图案化。在一些实施例中，其中第一介电层和光敏层由相同的光敏材料形成。在一些实施例中，用于形成封装件的方法还包括在分配光敏层之后并且在执行光刻工艺之前，在光敏层上执行平坦化工艺。在一些实施例中，其中在光刻工艺开始时，光敏层的第三顶表面包括：从金属凸块横向偏移的较低部分；以及在金属凸块的正上方的较高部分，其中较高部分高于较低部分。在一些实施例中，其中在光刻工艺完成之后，光敏层的第三顶表面包括环绕凹槽的凸起部分，并且其中凸起部分是较高部分的部分。
75.根据本技术的另一个实施例，提供了一种封装件结构，封装件结构包括第一封装组件，第一封装组件包括：介电层；导电部件。其中导电部件包括：嵌入在介电层中的通孔；以及突出高于介电层的第一顶表面的金属凸块。以及第一封装组件包括从较低水平延伸到较高水平的光敏结构，其中较低水平低于金属凸块的第二顶表面，并且较高水平高于金属凸块的第二顶表面。以及封装件结构包括延伸到光敏结构中以连接到金属凸块的焊料区域，其中焊料区域横向延伸超过金属凸块的边缘。在一些实施例中，其中光敏结构包括选自由聚酰亚胺、聚苯并噁唑和苯并环丁烯组成的组的光敏材料。在一些实施例中，其中介电层和光敏结构两者都包括光敏材料。在一些实施例中，其中介电层和光敏结构由相同的光敏材料形成，并且彼此接触以在两者之间形成可区分的界面。在一些实施例中，其中焊料区域接触光敏结构的侧壁。在一些实施例中，还包括第二封装组件，第二封装组件包括另外的金属凸块，其中另外的金属凸块通过焊料区域接合到金属凸块，并且其中另外的金属凸块的底表面与介电层的第一顶表面齐平或者低于介电层的第一顶表面。
76.根据本技术的又一个实施例，提供了一种封装件结构，封装件结构包括器件管芯，该器件管芯包括：第一光敏结构；第一金属凸块和第二金属凸块，第一金属凸块和第二金属凸块彼此相邻并且延伸高于第一光敏结构；在第一光敏结构上方并且接触第一光敏结构的第二光敏结构。封装件结构还包括第一焊料区域和第二焊料区域，第一焊料区域和第二焊料区域延伸到第二光敏结构中，其中第二光敏结构的部分将第一焊料区域与第二焊料区域分离，并且其中第一金属凸块和第二金属凸块分别在第一焊料区域的第一上部部分和第二焊料区域的第二上部部分的下面；以及第二封装组件。其中，第二封装组件包括：通过第一焊料区域接合到第一金属凸块的第一导电部件；以及通过第二焊料区域接合到第二金属凸块的第二导电部件。在一些实施例中，其中第一焊料区域比第一金属凸块宽。在一些实施例中，其中第二光敏结构包括在第一焊料区域的第一上部部分的正下面的较低部分，并且其中较低部分具有与第一金属凸块齐平的顶表面。在一些实施例中，其中第一光敏结构和第二光敏结构由相同的光敏材料形成。
77.前面公开概述了若干实施例的部件，使得本领域人员可以更好地理解本公开的方面。本领域人员应该理解，它们可以容易地使用本公开作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同配置不背离本公开的精神和范围，并且在不背离本公开的精神和范
围的情况下，本文中它们可以做出多种变化、替换以及改变。

技术特征：
1.一种用于形成封装件的方法包括：形成第一封装组件，包括：形成包括第一顶表面的第一介电层；形成第一导电部件，其中所述第一导电部件包括：延伸到所述第一介电层中的通孔；以及包括高于所述第一介电层的所述第一顶表面的第二顶表面的金属凸块；分配光敏层，其中所述光敏层覆盖所述金属凸块；以及执行光刻工艺以在所述光敏层中形成凹槽，其中所述金属凸块暴露于所述凹槽，并且其中所述光敏层包括高于所述金属凸块的第三顶表面；以及接合第二封装组件到所述第一封装组件，其中焊料区域延伸到所述凹槽中以将所述金属凸块接合到所述第二封装组件中的第二导电部件。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行所述光刻工艺包括：在所述光敏层上执行曝光工艺；以及显影所述光敏层以去除覆盖所述金属凸块的所述光敏层的部分。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述凹槽横向延伸超过所述金属凸块的边缘，并且其中所述光敏层的部分在所述凹槽的正下面。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属凸块的侧壁暴露于所述凹槽，并且其中所述焊料区域延伸到低于所述金属凸块的所述第二顶表面的水平以接触所述金属凸块的所述侧壁。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一介电层包括另外的光敏层。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述凹槽延伸到第一介电层的所述第一顶表面，并且其中在所述光刻工艺中，所述第一介电层未被图案化。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一介电层和所述光敏层由相同的光敏材料形成。8.根据权利要求1所述的方法，还包括在分配所述光敏层之后并且在执行所述光刻工艺之前，在所述光敏层上执行平坦化工艺。9.一种封装件结构，包括：第一封装组件，包括：介电层；导电部件，其中所述导电部件包括：嵌入在所述介电层中的通孔；以及突出高于所述介电层的第一顶表面的金属凸块；以及从较低水平延伸到较高水平的光敏结构，其中所述较低水平低于所述金属凸块的第二顶表面，并且所述较高水平高于所述金属凸块的所述第二顶表面；以及延伸到所述光敏结构中以连接到所述金属凸块的焊料区域，其中所述焊料区域横向延伸超过所述金属凸块的边缘。10.一种封装件结构，包括：器件管芯，所述器件管芯包括：第一光敏结构；
第一金属凸块和第二金属凸块，所述第一金属凸块和所述第二金属凸块彼此相邻并且延伸高于所述第一光敏结构；在所述第一光敏结构上方并且接触所述第一光敏结构的第二光敏结构；第一焊料区域和第二焊料区域，所述第一焊料区域和所述第二焊料区域延伸到所述第二光敏结构中，其中所述第二光敏结构的部分将所述第一焊料区域与所述第二焊料区域分离，并且其中所述第一金属凸块和所述第二金属凸块分别在所述第一焊料区域的第一上部部分和所述第二焊料区域的第二上部部分的下面；以及第二封装组件，所述第二封装组件包括：通过所述第一焊料区域接合到所述第一金属凸块的第一导电部件；以及通过所述第二焊料区域接合到所述第二金属凸块的第二导电部件。

技术总结
根据本申请的实施例，提供了一种用于形成封装件的方法包括形成第一封装组件，形成第一封装组件包括形成具有第一顶表面的第一介电层，以及形成第一导电部件。第一导电部件包括嵌入在第一介电层中的通孔，以及具有高于第一介电层的第一顶表面的第二顶表面的金属凸块。该方法还包括分配光敏层，其中光敏层覆盖金属凸块，并且执行光刻工艺以在光敏层中形成凹槽。金属凸块暴露于凹槽，并且光敏层具有高于金属凸块的第三顶表面。第二封装组件接合到第一封装组件，并且焊料区域延伸到凹槽中以将金属凸块接合到第二封装组件中的第二导电部件。根据本申请的其他实施例，还提供了封装件结构。构。构。


技术研发人员：吴志伟 施应庆 邱文智
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/10/15