在半導體管芯上形成支撐層的半導體器件和方法

在半導體管芯上形成支撐層的半導體器件和方法
【專利摘要】本發明涉及在半導體管芯上形成支撐層的半導體器件和方法。一種半導體器件包括半導體管芯。密封劑在半導體管芯周圍形成。堆積互連結構在半導體管芯的第一表面和密封劑上形成。第一支撐層在半導體管芯的第二表面上形成為與堆積互連結構相對布置的支撐基板或硅晶片。第二支撐層在第一支撐層上形成并且包括纖維增強聚合復合物材料，該纖維增強聚合復合物材料包括所包含的面積大于或等于半導體管芯的占位區的面積的占位區。該半導體管芯包括小于450微米(μm)的厚度。半導體管芯的厚度比半導體器件的總厚度與堆積互連結構和第二支撐層的厚度之間的差異小至少1μm。
【專利說明】在半導體管芯上形成支撐層的半導體器件和方法
【技術領域】
[0001]本發明一般涉及半導體器件，且更具體地涉及一種在薄扇出晶片級芯片尺度封裝中在半導體管芯上形成支撐層的半導體器件和方法。
【背景技術】
[0002]常常在現代電子產品中見到半導體器件的存在。半導體器件在電部件的數目和密度方面變化。分立的半導體器件一般包含一種類型的電部件，例如發光二極管(LED)、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器、以及功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。集成半導體器件典型地包含幾百個到數百萬的電部件。集成半導體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CCD)、太陽能電池以及數字微鏡器件(DMD)。
[0003]半導體器件執行各種的功能，諸如信號處理、高速計算、發射和接收電磁信號、控制電子器件、將太陽光轉變為電力以及產生用于電視顯示的視覺投影。在娛樂、通信、功率轉換、網絡、計算機以及消費產品的領域中見到半導體器件的存在。還在軍事應用、航空、汽車、工業控制器和辦公設備中也見到半導體器件的存在。
[0004]半導體器件利用半導體材料的電屬性。半導體材料的原子結構允許通過施加電場或基電流(base current)或通過摻雜工藝來操縱其導電性。摻雜向半導體材料引入雜質以操縱和控制半導體器件的導電性。
[0005]半導體器件包含有源和無源電結構。包括雙極和場效應晶體管的有源結構控制電流的流動。通過改變摻雜水平和施加電場或基電流，晶體管要么促進要么限制電流的流動。包括電阻器、電容器和電感器的無源結構創建為執行各種電功能所必須的電壓和電流之間的關系。將無源和有源結構電連接以形成電路，這使得半導體器件能夠執行高速計算和其它有用功能。
[0006]半導體器件一般使用兩個復雜的制造工藝來制造，即，前端制造和和后端制造，每一個均可能涉及成百個步驟。前端制造涉及在半導體晶片的表面上形成多個管芯。每個半導體管芯典型地是相同的且包含通過電連接有源和無源部件而形成的電路。后端制造涉及從完成的晶片單片化(Singulate)單個半導體管芯且封裝管芯以提供結構支撐和環境隔離。本文中使用的術語“半導體管芯”指該措詞的單數以及復數形式，并且因此可以指單個半導體器件以及多個半導體器件。
[0007]半導體制造的一個目的是生產較小的半導體器件。較小的器件典型地消耗較少的功率、具有較高的性能且可以更高效地生產。另外，較小的半導體器件具有較小的占位區(footprint)，這對于較小的終端產品而言是所希望的。較小的半導體管芯尺寸可以通過前端工藝中的改進來實現，該前端工藝中的改進導致半導體管芯具有較小、較高密度的有源和無源部件。后端工藝中的改進也可以通過改進電互連和封裝材料來導致具有較小占位區的半導體器件封裝。
[0008]針對具有更小占位區的半導體器件的封裝改進包括努力來制作包括小于或等于450微米(Mm)的厚度以及改進的溫度循環(TC)性能的薄扇出晶片級芯片尺度封裝(fo-WLCSP)。然而，利用背研磨來露出半導體管芯的后表面來制作厚度小于或等于450Mm的封裝可能損傷半導體管芯，降低性能并且降低封裝強度，該封裝強度包括在后續表面安裝技術(SMT)工藝中用于安裝該fo-WLCSP所需的強度。另外，具有比fo-WLCSP的最終厚度的厚度小的厚度的半導體管芯導致封裝翹曲，封裝翹曲引起在封裝加工期間基板處置的問題。與薄fo-WLCSP關聯的另一個挑戰包括利用固定密封劑材料形成封裝，這導致調節封裝整體的有效熱膨脹系數(CTE)的能力有限。

【發明內容】

[0009]存在對一種在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝的需求。因此，在一個實施例中，本發明為一種制作半導體器件的方法，該方法包括步驟:提供半導體管芯，在半導體管芯周圍形成密封劑，在半導體管芯的第一表面和密封劑上形成堆積(build-up)互連結構，在半導體管芯的后表面上將第一支撐層形成為與堆積互連結構相對布置的支撐基板或硅晶片，以及在第一支撐層上形成第二支撐層。
[0010]在另一實施例中，本發明為一種制作半導體器件的方法，該方法包括步驟:提供半導體管芯，在半導體管芯周圍形成密封劑，在半導體管芯和密封劑上形成互連結構，在半導體管芯上形成與互連結構相對布置的第一支撐層，以及在第一支撐層上形成第二支撐層。
[0011]在另一實施例中，本發明為一種制作半導體器件的方法，該方法包括步驟:提供半導體管芯，在半導體管芯上形成互連結構，以及在半導體管芯上形成與互連結構相對布置的第一支撐層。
[0012]在另一實施例中，本發明為一種半導體器件，該半導體器件包括半導體管芯。密封劑在半導體管芯周圍形成。互連結構在半導體管芯和密封劑上形成。與互連結構相對的第一支撐層在半導體管芯上形成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出具有不同類型的封裝安裝到其表面的印刷電路板(PCB)；
圖2a-2c示出安裝到PCB的代表性半導體封裝的進一步細節；
圖3a_3h示出具有通過鋸道分離的多個半導體管芯的半導體晶片；
圖4a-4j示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝；
圖5a和5b示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的實施例；
圖6a-6d示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的實施例；
圖7a-7j示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝；
圖8示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的實施例；
圖9示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的另一實施例；
圖1Oa-1Ok示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝；
圖11示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的另一實施例；
圖12a和12b示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的實施例；以及 圖13a和13b示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成的支撐層的實施例。
【具體實施方式】[0014]在下面的描述中，參考圖以一個或更多實施例描述本發明，在這些圖中相似的標號表示相同或類似的元件。盡管就實現本發明目的的最佳模式描述本發明，但是本領域技術人員應當理解，其旨在覆蓋可以包括在如下面的公開和圖支持的所附權利要求及其等效物限定的本發明的精神和范圍內的替換、修改和等效物。
[0015]半導體器件一般使用兩種復雜制造工藝來制造:前端制造和后端制造。前端制造涉及在半導體晶片的表面上形成多個管芯。晶片上的每個管芯包含有源和無源電部件，它們被電連接以形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電部件具有控制電流流動的能力。諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無源電部件創建為執行電路功能所必須的電壓和電流之間的關系。
[0016]通過包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平坦化的一系列工藝步驟在半導體晶片的表面上形成無源和有源部件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴散的技術將雜質引入到半導體材料中。摻雜工藝修改了有源器件中半導體材料的導電性，將半導體材料轉變為絕緣體、導體，或者響應于電場或基電流而動態地改變半導體材料的導電性。晶體管包含不同類型和摻雜程度的區域，其按照需要被布置為使得當施加電場或基電流時晶體管能夠促進或限制電流的流動。
[0017]由具有不同電屬性的材料層形成有源和無源部件。層可以通過部分由被沉積的材料類型確定的各種沉積技術來形成。例如，薄膜沉積可能涉及化學汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解鍍覆和化學鍍覆工藝。一般將每層圖案化以形成有源部件、無源部件或部件之間的電連接的部分。
[0018]可以使用光刻對層進行圖案化，光刻涉及例如光致抗蝕劑的光敏材料在待被圖案化的層上的沉積。使用光來將圖案從光掩模轉印到光致抗蝕劑上。在一個實施例中，受光影響的光致抗蝕劑圖案的部分使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。在另一實施例中，不受光影響的光致抗蝕劑圖案的部分，即負光致抗蝕劑，使用溶劑來去除，露出待圖案化的底層的部分。光致抗蝕劑的剩余部分被去除，留下圖案化層。替換地，一些類型的材料通過使用諸如化學鍍覆和電解鍍覆這樣的技術來直接向原先沉積/蝕刻工藝形成的區域或空位沉積材料而被圖案化。
[0019]圖案化是移除半導體晶片表面上的頂層的部分的基礎操作。可以使用光刻、光掩模、掩模、氧化物或金屬移除、攝影和模板印刷、以及顯微光刻來移除半導體晶片的部分。光刻包括在中間掩模或光掩模中形成圖案以及將圖案轉移到半導體晶片的表面層中。光刻以兩步工藝在半導體晶片的表面上形成有源和無源部件的水平維度。首先，將中間掩模或掩模上的圖案轉移到光致抗蝕劑層中。光致抗蝕劑是當曝光于光時經歷結構和屬性變化的光敏感材料。改變光致抗蝕劑的結構和屬性的過程作為負性作用光致抗蝕劑或者作為正性作用光致抗蝕劑發生。第二，將光致抗蝕劑層轉移到晶片表面中。當蝕刻移除半導體晶片的頂層不被光致抗蝕劑覆蓋的部分時，發生該轉移。光致抗蝕劑的化學性質使得光致抗蝕劑保持基本上完整并且耐受通過化學蝕刻溶液的移除，而半導體晶片的頂層不被光致抗蝕劑覆蓋的部分被移除。形成、曝光和移除光致抗蝕劑的過程以及移除一部分半導體晶片的過程可以根據所使用的具體抗蝕劑和期望的結果來修改。
[0020]在負性作用光致抗蝕劑中，光致抗蝕劑曝光于光并且在稱為聚合的過程中從可溶解狀態改變為不可溶解狀態。在聚合中，未聚合材料曝光于光或能量源并且聚合物形成具有抗蝕刻性的交聯材料。在大多數負性抗蝕劑中，聚合物為聚異戊二烯。利用化學溶劑或顯影劑移除可溶解部分(即，不曝光于光的部分)在抗蝕劑層中留下對應于中間掩模上不透明圖案的孔。其圖案存在于不透明區域中的掩模稱為亮場掩模。
[0021]在正性作用光致抗蝕劑中，光致抗蝕劑暴露于光并且在稱為光溶解的過程中從相對不可溶解狀態改變為溶解度高得多的狀態。在光溶解中，相對不可溶解的抗蝕劑暴露于適當的光能量并且被轉化到溶解度高得多的狀態。抗蝕劑的光溶解部分可以在顯影過程中由溶劑移除。基本的正光致抗蝕劑聚合物為苯酚甲醛聚合物，也稱為苯酚甲醛清漆樹脂。利用化學溶劑或顯影劑來移除可溶解部分(即，暴露于光的部分)在抗蝕劑層中留下對應于中間掩模上透明圖案的孔。其圖案存在于透明區域中的掩模稱為暗場掩模。
[0022]在移除半導體晶片的不被光致抗蝕劑覆蓋的頂部部分之后，其余的光致抗蝕劑被移除，留下圖案化層。替換地，使用諸如化學鍍覆和電解鍍覆的技術，一些類型的材料通過將材料直接沉積在由先前沉積/蝕刻過程形成的區域或空位中而被圖案化。
[0023]在現有圖案上沉積材料的薄膜可以放大底層圖案且形成不均勻的平坦表面。需要均勻的平坦表面來生產更小且更致密堆疊的有源和無源部件。平坦化可以用于從晶片的表面去除材料且產生均勻的平坦表面。平坦化涉及使用拋光墊對晶片的表面進行拋光。研磨材料和腐蝕化學物在拋光期間被添加到晶片的表面。研磨物的機械作用結合化學物的腐蝕作用來去除任何不規則表面形貌，導致均勻的平坦表面。
[0024]后端制造指將完成的晶片切割或單片化為單個半導體管芯且然后封裝半導體管芯以用于結構支撐和環境隔離。為了單片化半導體管芯，晶片沿著稱為鋸道或劃線的晶片的非功能區域被劃片且折斷。使用激光切割工具或鋸條來使晶片單片化。在單片化之后，單個半導體管芯被安裝到封裝基板，該封裝基板包括引腳或接觸焊盤以用于與其它系統部件互連。然后將在半導體管芯上形成的接觸焊盤連接到封裝內的接觸焊盤。電連接可以使用焊料凸塊、柱形凸塊、導電膠或引線接合來制成。密封劑或其它成型材料沉積在封裝上以提供物理支撐和電隔離。完成的封裝然后被插入到電系統中且使得半導體器件的功能性對于其它系統部件可用。
[0025]圖1示出具有芯片載板基板或PCB 52的電子器件50，該芯片載板基板或印刷電路板(PCB) 52具有安裝在其表面上的多個半導體封裝。取決于應用，電子器件50可以具有一種類型的半導體封裝或多種類型的半導體封裝。出于說明的目的，在圖1中示出了不同類型的半導體封裝。
[0026]電子器件50可以是使用半導體封裝來執行一個或更多電功能的單機系統。替換地，電子器件50可以是較大系統的子部件。例如，電子器件50可以是蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、數碼攝像機(DVC)或其它電子通信器件的一部分。替換地，電子器件50可以是圖形卡、網絡接口卡或可以被插入到計算機中的其它信號處理卡。半導體封裝可以包括微處理器、存儲器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件或其它半導體管芯或電部件。微型化和重量減小對于上述產品被市場接受是至關重要的。必須減小半導體器件之間的距離以實現更高的密度。
[0027]在圖1中，PCB 52提供用于安裝到PCB上的半導體封裝的結構支撐和電互連的一般性基板。使用蒸發、電解鍍覆、化學鍍覆、絲網印刷或者其它合適的金屬沉積工藝，導電信號跡線54在PCB 52的表面上或其層內形成。信號跡線54提供半導體封裝、安裝的部件以及其它外部系統部件中的每一個之間的電通信。跡線54還向半導體封裝中的每一個提供功率和接地連接。
[0028]在一些實施例中，半導體器件具有兩個封裝級別。第一級封裝是用于機械和電附連半導體管芯到中間載板的技術。第二級封裝涉及機械和電附連中間載板到PCB。在其它實施例中，半導體器件可以僅具有第一級封裝，其中管芯被直接機械和電地安裝到PCB。
[0029]出于說明的目的，在PCB 52上示出包括接合引線封裝56和倒裝芯片58的若干類型的第一級封裝。另外，示出在PCB 52上安裝的若干類型的第二級封裝，包括球柵陣列(BGA)60、凸塊芯片載板(BCC)62、雙列直插式封裝(DIP)64、岸面柵格陣列(LGA)66、多芯片模塊(MCM) 68、四方扁平無引腳封裝(QFN) 70以及方形扁平封裝72。取決于系統需求，使用第一和第二級封裝類型的任何組合配置的半導體封裝以及其它電子部件的任何組合可以連接到PCB 52。在一些實施例中，電子器件50包括單一附連的半導體封裝，而其它實施例需要多個互連封裝。通過在單個基板上組合一個或更多半導體封裝，制造商可以將預制部件結合到電子器件和系統中。因為半導體封裝包括復雜的功能性，可以使用較不昂貴的部件和流水線制造工藝來制造電子器件。所得到的器件較不易發生故障且對于制造而言較不昂貴，導致針對消費者的較低的成本。
[0030]圖2a_2c示出示例性半導體封裝。圖2a說明安裝在PCB 52上的DIP 64的進一步細節。半導體管芯74包括有源區域，該有源區域包含實現為根據管芯的電設計而在管芯內形成且電互連的有源器件、無源器件、導電層以及電介質層的模擬或數字電路。例如，電路可以包括一個或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及在半導體管芯74的有源區域內形成的其它電路元件。接觸焊盤76是諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)或銀(Ag)的一層或多層導電材料，且電連接到半導體管芯74內形成的電路元件。在DIP 64的組裝期間，半導體管芯74使用金-硅共熔層或者諸如熱環氧物或環氧樹脂的粘合劑材料而安裝到中間載板78。封裝體包括諸如聚合物或陶瓷的絕緣封裝材料。導線80和接合引線82提供半導體管芯74和PCB 52之間的電互連。密封劑84沉積在封裝上，以通過防止濕氣和顆粒進入封裝且污染半導體管芯74或接合引線82而進行環境保護。
[0031]圖2b示出安裝在PCB 52上的BCC 62的進一步細節。半導體管芯88使用底層填料或者環氧樹脂粘合劑材料92而安裝在載板90上。接合引線94提供接觸焊盤96和98之間的第一級封裝互連。模塑料或密封劑100沉積在半導體管芯88和接合引線94上，從而為器件提供物理支撐和電隔離。接觸焊盤102使用諸如電解鍍覆或化學鍍覆之類的合適的金屬沉積工藝而在PCB 52的表面上形成以防止氧化。接觸焊盤102電連接到PCB 52中的一個或更多導電信號跡線54。凸塊104在BCC 62的接觸焊盤98和PCB 52的接觸焊盤102之間形成。
[0032]在圖2c中，使用倒裝芯片類型第一級封裝將半導體管芯58面朝下地安裝到中間載板106。半導體管芯58的有源區域108包含實現為根據管芯的電設計而形成的有源器件、無源器件、導電層以及電介質層的模擬或數字電路。例如，電路可以包括一個或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及有源區域108內的其它電路元件。半導體管芯58通過凸塊110電和機械連接到載板106。
[0033]使用利用凸塊112的BGA類型第二級封裝，BGA 60電且機械地連接到PCB 52。半導體管芯58通過凸塊110、信號線114和凸塊112電連接到PCB 52中的導電信號跡線54。模塑料或密封劑116被沉積在半導體管芯58和載板106上從而為器件提供物理支撐和電隔離。倒裝芯片半導體器件提供從半導體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導電軌跡的短導電路徑以便減小信號傳播距離、降低電容且改善整體電路性能。在另一實施例中，半導體管芯58可以使用倒裝芯片類型第一級封裝來直接機械和電地連接到PCB 52而不使用中間載板106。
[0034]圖3a示出具有用于結構支撐的基底基板材料122的半導體晶片120，該基底基板材料諸如是硅、鍺、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅。如上所述，在半導體晶片120上形成如上所述通過非有源的管芯間晶片區域或者鋸道126分離的多個半導體管芯或部件124。鋸道126提供切割區域以將半導體晶片120單片化成多條半導體管芯或者單個半導體管芯124。
[0035]圖3b不出半導體晶片120的一部分的剖面圖。每個半導體管芯124具有后表面128和有源表面130，該有源表面包含實現為根據管芯的電設計和功能而在管芯內形成且電互連的有源器件、無源器件、導電層以及電介質層的模擬或數字電路。例如，電路可以包括一個或更多個晶體管、二極管以及在有源表面130內形成的其它電路元件以實現諸如數字信號處理器(DSP)、ASIC、存儲器或其它信號處理電路之類的模擬電路或數字電路。半導體管芯124還可以包含諸如電感器、電容器和電阻器的集成無源器件(IPD)以用于RF信號處理。
[0036]使用PVD、CVD、電解鍍覆、化學鍍覆工藝或其它合適的金屬沉積工藝而在有源表面130上形成導電層132。導電層132可以是Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其它合適的導電材料中的一層或更多層。導電層132操作為電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。導電層132可以形成為距離半導體管芯124的邊緣第一距離并排布置的接觸焊盤，如圖3b所示。替換地，導電層132可以形成為在多個行中偏移的接觸焊盤，使得第一行接觸焊盤距離管芯的邊緣第一距離布置，并且與第一行交替的第二行接觸焊盤距離管芯的邊緣第二距離布置。
[0037]利用PVD、CVD、絲網印刷、旋涂、噴涂、燒結或熱氧化，絕緣或鈍化層134共形應用到有源表面130和導電層132。絕緣層134包含二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鋁(A1203)或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一層或多層。絕緣層134包括循著有源表面130和導電層132的輪廓的第一表面和與第一表面校對的基本上平坦的第二表面。通過使用激光直接消融(LDA)的激光135或其它合適工藝，移除絕緣層134的一部分，從而在導電層132上形成開口。
[0038]圖3c示出半導體晶片120的后表面128利用研磨機136進行研磨操作。研磨機136移除半導體晶片120的基底基板材料122并且露出半導體晶片和半導體管芯124的后表面138。化學蝕刻、拋光、濕法或干法CMP或其它合適工藝也可以用于移除包括機械損傷和背研磨損傷的基底基板材料122，并且平坦化半導體晶片120。從半導體晶片120和半導體管芯124移除多余基底基板材料122導致平坦后表面138和減小的晶片厚度。在一個實施例中，半導體晶片120包括小于或等于450Mm的厚度。晶片120的減小的厚度促進了減小整體封裝高度以用于需要減小的封裝尺寸的應用。
[0039]在圖3d中，來自圖3c的半導體晶片120采用后表面138朝向基板的方式安裝到支撐基板、支撐層或硅贗晶片140。支撐基板140包含基底材料，諸如金屬、硅、聚合物、聚合復合物、陶瓷、玻璃、環氧樹脂玻璃、氧化鈹或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料或體半導體材料。在一個實施例中，支撐基板140包括選擇為具有非常接近硅的CTE的CTE的材料，例如CTE小于10ppm/K的調諧玻璃。替換地，支撐基板140包括選擇為具有類似于或遠高于硅的CTE的材料，例如CTE在4-150ppm/K范圍內的聚合復合物材料。支撐基板140的CTE根據最終封裝結構和應用的配置和設計來選擇，使得基板的CTE產生針對最終半導體封裝的調諧效應。支撐基板140的包括厚度、機械強度、熱屬性和絕緣的屬性根據最終封裝結構和應用的配置和設計來選擇。支撐基板140為減薄的半導體晶片120提供附加支撐并且保護半導體管芯124的后表面138。支撐基板140在后續形成的半導體封裝的處置和加工期間防止減薄的基底基板材料122的破損。支撐基板140還協助半導體晶片和半導體管芯124的基底基板材料122的翹曲控制。
[0040]可選的粘合劑或界面層142可以形成于支撐基板140上作為臨時粘合接合膜、雙面膠帶或蝕刻停止層。粘合劑142為管芯附連粘合劑、環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中，具有在5-20Mm范圍內的厚度并且層疊到支撐基板140。當粘合劑142存在于支撐基板140上時，半導體晶片120的后表面138安裝到該粘合劑，使得粘合劑142布置在半導體晶片120和支撐基板之間。替換地，半導體晶片120的后表面138直接安裝到支撐基板140，而不是直接安裝到粘合劑142。
[0041]在圖3e中，減薄的半導體晶片120、支撐基板140以及粘合劑142通過鋸道126被單片化為單個半導體管芯124。支撐基板140與半導體管芯124有同等的范圍，使得支撐基板的占位區的面積等于半導體管芯的占位區的面積。具有支撐基板140的減薄的半導體管芯124提供了用于需要減小的封裝高度的封裝的減小的高度，并且還提供附加結構支撐，降低封裝翹曲以及促進后續加工和處置。
[0042]從圖3c繼續，圖3f示出減薄的半導體晶片120使用鋸條或激光切割工具148通過鋸道126被單片化為多條半導體管芯或單個半導體管芯124。
[0043]從圖3f繼續，圖3g示出采用后表面138朝向基板的方式安裝到支撐基板150的單個半導體管芯124。與來自圖3d的支撐基板140類似，支撐基板150包含基底材料，諸如金屬、硅、聚合物、聚合復合物、陶瓷、玻璃、環氧樹脂玻璃、氧化鈹或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料或體半導體材料。在一個實施例中，支撐基板150包括利用環氧樹脂和玻璃纖維形成的核心材料。基板150包括選擇為具有非常接近硅的CTE的CTE的材料，例如CTE小于10ppm/K的調諧玻璃。替換地，支撐基板150包括選擇為具有類似于或遠高于硅的CTE的材料，例如CTE在4-150ppm/K范圍內的聚合復合物材料。支撐基板150的CTE設計成使得基板的CTE產生針對最終半導體封裝的調諧效應。基板150的包括厚度、機械強度、熱屬性和絕緣的屬性根據最終封裝結構和應用的配置和設計來選擇。支撐基板150為減薄的半導體管芯124提供附加支撐并且保護半導體管芯的后表面138。支撐基板150在后續形成的半導體封裝的處置和加工期間防止減薄的基底基板材料122的破損。支撐基板150還協助半導體管芯124的基底基板材料122的翹曲控制。
[0044]可選地粘合劑或界面層152可以形成于載板150上作為臨時粘合接合膜、雙面膠帶或蝕刻停止層。粘合劑152為管芯附連粘合劑、環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中，粘合劑152具有在5-20Mm范圍內的厚度并且層疊到支撐基板150。當粘合劑152存在于支撐基板150上時，半導體管芯124的后表面138安裝到該粘合劑，使得粘合劑152布置在半導體管芯124和支撐基板之間。替換地，半導體管芯124的后表面138直接安裝到支撐基板150，而不是直接安裝到粘合劑152。
[0045]在圖3h中，支撐基板150使用鋸條或激光切割工具154在半導體管芯124之間被單片化。單片化在位于半導體管芯124的占位區外部且在相鄰半導體管芯之間的外圍區域156中進行。單片化貫穿基板150和粘合劑152 二者，或者替換地僅僅貫穿基板150。當單片化僅僅貫穿支撐基板150時，不在整個外圍區域156上布置粘合劑152。通過最初不沉積在整個基板上，或者例如利用LDA、蝕刻或其它合適工藝通過移除粘合劑的一部分，不在整個外圍區域156中布置粘合劑152。單片化可以在粘合劑152進行可選的固化工藝之前或之后進行。通過貫穿外圍區域156單片化支撐基板150，支撐基板包括比半導體管芯124的面積或占位區大的面積或占位區。換言之，半導體管芯124包括比附連到半導體管芯的支撐基板150的被單片化部分的面積或占位區小的面積或占位區。在另一實施例中，支撐基板150的面積或占位區等于半導體管芯124的面積或占位區。被單片化的支撐基板的尺寸和CTE保護半導體管芯124的后表面138并且對后續形成的半導體封裝產生調諧效應以控制封裝翹曲。支撐基板150形成為實心面板或形成為具有開口或孔洞的面板，使得支撐基板中的孔洞降低整體封裝翹曲并且還促進支撐基板和半導體管芯124的后續成型。當支撐基板包括比半導體管芯124的面積或占位區大的面積或占位區時，支撐基板150中的開口形成于外圍區域156中并且布置在半導體管芯的占位區的外部和周圍。因而，被單片化的半導體管芯124與支撐基板150 —起提供用于需要減小的封裝高度的封裝的減小的高度，并且還提供附加結構支撐以降低封裝翹曲并且促進后續加工和處置。
[0046]與圖1和2a_2c關聯，圖4a_4j示出在薄fo_WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝。圖4a示出載板或臨時基板160的一部分的截面視圖，該載板或臨時基板包含犧牲基底材料，諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。界面層或雙面膠帶162形成于載板160上作為臨時粘合接合膜、蝕刻停止層或熱釋放層。
[0047]在圖4b中，來自圖3e或3h的半導體管芯124利用例如拾放操作以有源表面130朝向載板的方式安裝到界面層162并且安裝在載板160上。半導體管芯124被壓到界面層162中，使得絕緣層134或半導體管芯124的一部分布置在界面層內并且被界面層圍繞。
[0048]在圖4c中，載板160和半導體管芯124放置于具有多個入口 168和170以及腔體172的對開模具(chase mold) 166中。載板160放置在對開模具166中，使得半導體管芯124布置在腔體172內。一定量的密封劑或模塑料174在提升的溫度和壓力下從分配器176通過入口 168被注入到腔體172中，注入到半導體管芯124上及周圍，以及注入到載板160上。入口 170可以是具有用于多余密封劑174的可選真空輔助部178的排氣口。密封劑174可以是聚合復合物材料，諸如具有填料的環氧樹脂，具有填料的環氧丙烯酸酯，或具有適當填料的聚合物。密封劑174是不導電的，提供物理支撐，并且在環境上保護半導體管芯124免受外部要素和污染物的影響。根據減去半導體管芯124占據的區域后腔體172的空間要求，一定量的密封劑174被測量。密封劑174在提升的溫度下均勻地分散且均勻地分布在腔體172內和半導體管芯124周圍。
[0049]圖4d示出由密封劑174覆蓋的復合基板或重構造晶片180。密封劑174可以在圖4c說明的對開模具中并且如支持文本中所述形成為復合基板180的一部分。替換地，使用膏料印刷、壓縮成型、轉移成型、液體密封劑成型、真空層疊或其它合適涂料器，密封劑174可以形成為復合基板180的一部分。密封劑174形成于支撐基板140和半導體管芯124的后表面138上，并且可以在后續背研磨步驟中被減薄。密封劑174也可以被沉積，使得密封劑與后表面138或支撐基板140共平面，并且不覆蓋后表面或支撐基板。無論哪種情況，密封劑174促進在密封劑174和半導體管芯124上后續形成扇出堆積互連結構。
[0050]在圖4e中，通過化學蝕刻、機械剝離、化學機械平坦化(CMP)、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描或濕法剝落，載板160和界面層162從復合基板180移除，從而促進在半導體管芯124的有源表面130和密封劑174上形成互連結構。
[0051]圖4e還示出扇出堆積互連結構或RDL的第一部分是通過沉積和圖案化絕緣或鈍化層184而形成。絕緣層184被共形應用到密封劑174、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132，并且具有遵從密封劑174、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132的輪廓的第一表面。絕緣層184具有與第一表面相對的第二平坦表面。絕緣層184包含Si02、Si3N4、SiON, Ta205、A1203或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層184。絕緣層184的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝被移除，從而在導電層132上形成開口。該開口露出半導體管芯124的導電層132以用于后續電互連。
[0052]導電層186被圖案化并且沉積在絕緣層184上和半導體管芯124上，并且布置在絕緣層184中的開口內以填充開口并且接觸導電層132。導電層186為包括種子層的一個或多個層，所述種子層包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、鈦(Ti)/Cu、鈦鎢(TiW)/Cu、Ti/鎳釩(NiV)/Cu、Tiff/NiV/Cu或其它合適的導電材料。導電層186的沉積利用PVD、CVD、電解鍍覆、化學鍍覆或其它合適工藝。在一個實施例中，導電層186的沉積包括利用種子層的選擇性鍍覆和光刻。導電層186操作為RDL將來自半導體管芯124的電連接扇出和延伸到半導體管芯124外部的點。
[0053]在圖4f中，絕緣或鈍化層188被共形應用到絕緣層184和導電層186，并且遵從絕緣層184和導電層186的輪廓。絕緣層188包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層188。絕緣層188的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝來移除，從而在絕緣層中形成開口，該開口露出導電層186的部分以用于后續電互連。
[0054]圖4f還示出，利用蒸發、電解鍍覆、化學鍍覆、球滴或絲網印刷工藝，導電凸塊材料沉積在導電層186上以及絕緣層188中的開口內。凸塊材料可以是具有可選助焊劑溶液的Al、Sn、N1、Au、Ag、鉛(Pb)、B1、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。利用合適的附連或接合工藝，凸塊材料接合到導電層186。在一個實施例中，凸塊材料通過將材料加熱到其熔點之上而進行回流以形成球面球或凸塊190。在一些應用中，凸塊190被二次回流以改善與導電層186的電接觸。在一個實施例中，凸塊190形成于具有潤濕層、阻擋層和粘合劑層的UBM上。凸塊也可以壓縮接合或熱壓接合到導電層186。凸塊190代表可以形成于導電層186上的一種類型的互連結構。互連結構也可以利用接合引線、導電膏料、柱形凸塊、微凸塊或其它電互連。
[0055]合在一起,絕緣層184和188以及導電層186和導電凸塊190形成堆積互連結構192。互連結構192內包括的絕緣和導電層的數目取決于電路路由設計的復雜度并且隨其變化。因此，互連結構192可以包括任意數目的絕緣和導電層以促進針對半導體管芯124的電互連。在一個實施例中，互連結構192包括在10-300Mm范圍內的厚度。
[0056]在圖4g中，可選的載板或臨時基板194布置在互連結構192上。載板194包括背研磨膠帶、支撐膠帶以及包含犧牲基底材料的其它載板，該犧牲基底材料為諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。載板194可以包括配置成接收復合基板180和互連結構192的界面層、雙面膠帶和開口。載板194可選地為圖4g-4j所示半導體器件的后續加工步驟提供附加支撐。替換地，在沒有載板194的情況下執行半導體器件的后續加工步驟，并且后續加工所需的附加支撐由諸如密封劑174的其它部件提供。
[0057]圖4g還示出與互連結構192相對的密封劑174的表面198利用研磨機200進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度。可選地，該研磨操作也移除支撐基板140的一部分。化學蝕刻或CMP工藝也可以用于移除由研磨操作造成的機械損傷并且平坦化密封劑174和支撐基板140。在一個實施例中，支撐基板140包括在100-775Mm范圍內的厚度。
[0058]圖4h示出重構造晶片202，其包括半導體管芯124、密封劑174、堆積互連結構192和載板194。支撐基板140或粘合劑142從密封劑174部分地露出并且與密封劑174的與互連結構192相對的表面204共平面。在一個實施例中，支撐基板140或粘合劑142也被露出成為最終半導體封裝的一部分。因此，重構造晶片202和載板194利用鋸條或激光切割器件被單片化以形成包括露出的支撐基板140或粘合劑142的單個扇出半導體封裝。單片化是在載板194通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描、濕法剝落或其它合適工藝被移除之前進行。替換地，載板194在完成密封劑174的研磨之后但是在單片化之前被移除。
[0059]圖4i示出附加支撐層208，其形成在整個重構造晶片202上，包括形成在與互連結構192相對的密封劑174的表面204以及支撐基板140上。支撐層208為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層208的纖維增強減小了利用僅僅具有圓形二氧化硅填料的模塑料的結構導致的封裝弱點的問題。支撐層208包括核心層并且形成為預制復合板，該預制復合板在一個實施例中包括在約20-80Mm范圍內的厚度。替換地，支撐層208也作為板、帶或膏料應用在重構造晶片202上。支撐層208選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層208的各種性質實現了在保護支撐基板140或半導體管芯的后表面138中以及在調節整體fo-WLCSP的有效CTE中的靈活性。
[0060]圖4i還示出支撐層208，其利用粘合劑或接合層210可選地附連到重構造晶片202。粘合劑層210為環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中，具有在5-20Mm范圍內的厚度并且在重構造晶片202的與互連結構192相對的表面上層疊到支撐基板140和密封劑174。支撐層208和粘合劑層210可選地進行固化工藝。載板194在固化工藝之前或之后移除。
[0061]圖4j示出來自圖4i的不具有可選粘合劑層210的重構造晶片202。圖4j另外示出復合基板180、互連結構192、載板194和支撐層208利用鋸條或激光切割器件212被單片化成單個薄fo-WLCSP 214。fo-WLCSP 214在載板194通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描、濕法剝落或其它合適工藝移除之前被單片化。替換地，載板194在完成密封劑174的研磨之后但是在單片化之前被移除。
[0062]圖5a示出從單片化圖4j所示重構造晶片202得到的，沒有載板194的單個fo-WLCSP 214。fo-WLCSP 214為薄封裝，其為半導體管芯124提供扇出水平電互連并且與現有技術中已知的封裝相比提供許多優點。例如，半導體管芯124包括小于或等于450Mm的厚度并且促進減小整體封裝高度以用于需要減小的封裝尺寸的應用。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP 214的總厚度與互連結構192和支撐層208的厚度之間的差小至少lMffl。支撐基板140布置在半導體管芯124的后表面上并且包括選擇為具有非常接近硅的CTE的CTE的材料，例如CTE小于10ppm/K的調諧玻璃。替換地，支撐基板140包括選擇為具有類似于或遠高于硅的CTE的材料，例如CTE在4-150ppm/K范圍內的聚合復合物材料。支撐基板140為半導體管芯124提供支撐。支撐基板140幫助防止減薄的基底基板材料122的破損并且協助半導體管芯124和fo-WLCSP 214的翹曲控制。密封劑174沉積在半導體管芯124周圍，并且扇出堆積互連結構形成于密封劑和半導體管芯上。密封劑174的與互連結構192相對的表面198利用研磨機200進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度，并且可選地移除支撐基板140的一部分。與互連結構192相對的附加支撐層208形成于密封劑174和支撐基板140上，該附加支撐層208保護支撐基板140或半導體管芯的后表面138并且調節fo-WLCSP 214整體的有效CTE。支撐層208的占位區的面積大于半導體管芯124的占位區的面積。與粘合劑層210類似的粘合劑層可選地附連在支撐層208和重構造晶片202之間。
[0063]圖5b示出從單片化圖4h中的重構造晶片202得到的，沒有載板194的單個fo-WLCSP 216。fo-WLCSP 216 不同于圖 5a 的 fo-WLCSP 214，因為 fo-WLCSP 216 不包括可選支撐層208或粘合劑層210。因而，支撐基板140相對于密封劑174露出成為fo-WLCSP216的外表面的一部分。在密封劑174的一部分在與圖4g關聯描述的研磨工藝中移除之后，支撐基板140露出。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP 216的總厚度與互連結構192的厚度之間的差異小至少lMm。
[0064]圖6a示出單個fo-WLCSP 220，其類似于在上文與圖5a關聯描述的、由圖4a_4j所描述工藝形成的來自圖5a的fo-WLCSP 214。fo-WLCSP 220包括在薄封裝內的半導體管芯124，該薄封裝為半導體管芯提供扇出水平電互連。fo-WLCSP 220不同于fo-WLCSP 214在于包括與圖3f-3h關聯如前文所述利用粘合劑152安裝到支撐基板150的半導體管芯124，而不是利用支撐基板140和粘合劑142封裝半導體管芯124。支撐基板150的面積或占位區大于半導體管芯124的面積或占位區。換言之，半導體管芯124的面積或占位區小于附連到半導體管芯的支撐基板150的單片化部分的面積或占位區。支撐基板150的尺寸和CTE設計成不僅保護半導體管芯124的后表面138，而且產生對fo-WLCSP 220控制封裝翹曲的調諧效應。在圖6a中支撐基板150形成為實心面板以降低整體封裝翹曲并且還促進支撐基板和半導體管芯124的后續成型。因而，單片化的半導體管芯124與支撐基板150 —起提供fo-WLCSP 220的減小的高度，并且還提供附加結構支撐以降低封裝翹曲并且也促進后續加工和處置。
[0065]圖6a還示出附加支撐層208，其形成于與互連結構192相對地的密封劑174的表面204上以及支撐基板150上。支撐層208為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層208包括核心層并且形成為預制復合板，該預制復合板在一個實施例中包括在約20-80Mm范圍內的厚度。替換地，支撐層208也作為板、帶或膏料應用在重構造晶片202上。支撐層208選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層208的各種性質實現了在保護支撐載板150中以及在調節fo-WLCSP 220的有效CTE中的靈活性。如前文參考圖4i所述，與粘合劑210類似的可選粘合劑或接合層也布置在支撐層208和支撐基板150之間以及支撐層和密封劑174之間。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP 220的總厚度與互連結構192和支撐層208的厚度之間的差異小至少lMm。
[0066]圖6b 示出單個 fo-WLCSP 224，其類似于圖 6a 中的 fo-WLCSP 220。fo-WLCSP 224不同于fo-WLCSP 220在于，在圖6b中支撐基板150形成為具有在外圍區域156中形成的開口或孔洞226的面板。開口 226布置在半導體管芯的占位區外部并且圍繞占位區。開口226延伸完全貫穿位于支撐基板150的相對的第一和第二表面之間的該支撐基板，或者替換地，開口 226延伸僅僅部分地貫穿該支撐基板。開口 226通過允許密封劑布置在開口內而起作用來降低整體封裝翹曲并且促進形成密封劑174。因而，單片化的半導體管芯124與支撐基板150和開口 226 —起提供fo-WLCSP 224的減小的高度，并且還提供附加結構支撐以降低封裝翹曲和促進封裝加工和處置。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP 224的總厚度與互連結構192和支撐層208的厚度之間的差異小至少lMm。
[0067]圖6c 示出單個 fo-WLCSP 230，其類似于圖 6a 中的 fo-WLCSP 220。fo-WLCSP 230不同于fo-WLCSP 220在于，fo-WLCSP 230不包括可選支撐層208或粘合劑層210。沒有支撐層208，支撐基板150相對于密封劑174露出成為fo-WLCSP 230的外表面的一部分。在密封劑174的一部分在與圖4g關聯描述的研磨工藝中被移除之后，支撐基板150露出。這樣，單片化的半導體管芯124與支撐基板150 —起提供fo-WLCSP 230的減小的高度，并且還提供附加結構支撐以降低封裝翹曲和促進封裝加工和處置。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP 230的總厚度與互連結構192的厚度之間的差異小至少lMm。
[0068]圖6d 示出單個 fo-WLCSP 234，其類似于圖 6b 中的 fo-WLCSP 224。fo-WLCSP 234不同于fo-WLCSP 224在于，fo-WLCSP 234不包括可選支撐層208。沒有支撐層208，支撐基板150相對于密封劑174露出成為fo-WLCSP 234的外表面的一部分。在密封劑174的一部分在與圖4g關聯描述的研磨工藝中被移除之后，支撐基板150露出。這樣，單片化的半導體管芯124與支撐基板150 —起提供fo-WLCSP 234的減小的高度，并且還提供附加結構支撐以降低封裝翹曲和促進封裝加工和處置。半導體管芯124的最終厚度比fo-WLCSP234的總厚度與互連結構192的厚度之間的差異小至少lMm。
[0069]與圖1和2a_2c關聯，圖7a_7j示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝。圖7a示出載板或臨時基板240的一部分的截面視圖，該載板或臨時基板包含犧牲基底材料，諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。界面層或雙面膠帶242形成于載板240上作為臨時粘合接合膜、蝕刻停止層或熱釋放層。
[0070]在圖7b中，來自圖3f的半導體管芯124利用例如拾放操作以有源表面130朝向載板的方式安裝到界面層242并且安裝在載板240上。半導體管芯124被壓到界面層242中，使得絕緣層134或半導體管芯124的一部分布置在界面層內并且被界面層圍繞。[0071]在圖7c中，載板240和半導體管芯124放置于具有多個入口 248和250以及腔體252的對開模具246中。載板240放置在對開模具246中，使得半導體管芯124布置在腔體252內。一定量的密封劑或模塑料254在提升的溫度和壓力下從分配器256通過入口 248被注入到腔體252中，注入到半導體管芯124上及周圍，以及注入到載板240上。入口 250可以是具有用于多余密封劑254的可選真空輔助部258的排氣口。密封劑254可以是聚合復合物材料，諸如具有填料的環氧樹脂，具有填料的環氧丙烯酸酯，或具有適當填料的聚合物。密封劑254是不導電的，提供物理支撐，并且在環境上保護半導體管芯124免受外部要素和污染物的影響。根據減去半導體管芯124占據的區域后的腔體252的空間要求，一定量的密封劑254被測量。密封劑254在提升的溫度下均勻地分散且均勻地分布在腔體252內和半導體管芯124周圍。
[0072]圖7d示出由密封劑254覆蓋的復合基板或重構造晶片260。密封劑254可以在圖7c說明的對開模具中并且如支持文本中所述形成為復合基板260的一部分。替換地，使用膏料印刷、壓縮成型、轉移成型、液體密封劑成型、真空層疊或其它合適涂料器，密封劑254可以形成為復合基板260的一部分。密封劑254形成于半導體管芯124的后表面138上，并且可以在后續背研磨步驟中被減薄。密封劑254也可以被沉積，使得密封劑與半導體管芯124的后表面138共平面并且不覆蓋后表面。無論哪種情況，密封劑254促進在密封劑254上以及在半導體管芯124的占位區外部后續形成扇出堆積互連結構。
[0073]在圖7e中，通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描或濕法剝落，載板240和界面層242從復合基板260移除，從而促進在半導體管芯124的有源表面130和密封劑254上形成互連結構。
[0074]圖7e還示出扇出堆積互連結構或RDL的第一部分是通過沉積和圖案化絕緣或鈍化層264而形成。絕緣層264被共形應用到密封劑254、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132，并且具有遵從密封劑254、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132的輪廓的第一表面。絕緣層264具有與第一表面相對的第二平坦表面。絕緣層264包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層264。絕緣層264的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝被移除，從而在導電層132上形成開口。該開口露出半導體管芯124的導電層132以用于后續電互連。
[0075]導電層266被圖案化并且沉積在絕緣層264上和半導體管芯124上，并且布置在絕緣層264中的開口內以填充開口并且接觸導電層132。導電層266為包括種子層的一個或多個層，所述種子層包括 Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、Ti/Cu、TiW/Cu、Ti/NiV/Cu、Tiff/NiV/Cu或其它合適的導電材料。導電層266的沉積利用PVD、CVD、電解鍍覆、化學鍍覆或其它合適工藝。在一個實施例中，導電層266的沉積包括利用種子層的選擇性鍍覆和光刻。導電層266操作為RDL將來自半導體管芯124的電連接扇出和延伸到半導體管芯124外部的點。
[0076]在圖7f中，絕緣或鈍化層268被共形應用到絕緣層264和導電層266，并且遵從 絕緣層264和導電層266的輪廓。絕緣層268包含Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203或
具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層268。絕緣層268的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝來移除從而在絕緣層中形成開口，該開口露出導電層266的部分以用于后續電互連。
[0077]圖7f還示出，利用蒸發、電解鍍覆、化學鍍覆、球滴或絲網印刷工藝，導電凸塊材料沉積在導電層266上以及絕緣層268中的開口內。凸塊材料可以是具有可選助焊劑溶液的Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。利用合適的附連或接合工藝，凸塊材料接合到導電層266。在一個實施例中，凸塊材料通過將材料加熱到其熔點之上而進行回流以形成球面球或凸塊270。在一些應用中，凸塊270被二次回流以改善與導電層266的電接觸。在一個實施例中，凸塊270形成于具有潤濕層、阻擋層和粘合劑層的UBM上。凸塊也可以壓縮接合到導電層266。凸塊270代表可以形成于導電層266上的一種類型的互連結構。互連結構也可以利用接合引線、導電膏料、柱形凸塊、微凸塊或其它電互連。
[0078]合在一起，絕緣層264和268以及導電層266和導電凸塊270形成互連結構272。互連結構272內包括的絕緣和導電層的數目取決于電路路由設計的復雜度并且隨其變化。因此，互連結構272可以包括任意數目的絕緣和導電層以促進針對半導體管芯124的電互連。
[0079]在圖7g中，可選的載板或臨時基板274布置在互連結構272上。載板274包括背研磨膠帶、支撐膠帶以及包含犧牲基底材料的其它載板，該犧牲基底材料為諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。載板274可以包括配置成接收復合基板或重構造晶片260和互連結構272的界面層、雙面膠帶和開口。載板274可選地為圖7g-7j所示半導體器件的后續加工步驟提供附加支撐。替換地，在沒有載板274的情況下執行半導體器件的后續加工步驟，并且后續加工所需的附加支撐由諸如密封劑254的其它部件提供。
[0080]圖7g還示出與互連結構272相對的密封劑254的表面278利用研磨機280進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度。可選地，該研磨操作也移除半導體管芯124的一部分。化學蝕刻或CMP工藝也可以用于移除由研磨操作造成的機械損傷并且平坦化密封劑254和半導體管芯124。
[0081]圖7h示出重構造晶片282，其包括半導體管芯124、密封劑254、堆積互連結構272和載板274。半導體管芯124的后表面，例如后表面138或者由圖7g的研磨操作露出的后表面從密封劑254部分地露出并且與密封劑254的與互連結構272相對的表面284共平面。
[0082]圖7i示出支撐層288，其形成在整個重構造晶片282上，包括形成在與互連結構272相對的密封劑254的表面284以及半導體管芯124的后表面上。支撐層288為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層288包括核心層并且形成為預制復合板，該預制復合板在一個實施例中包括在約20-80Mm范圍內的厚度。替換地，支撐層288也作為板、帶或膏料應用在重構造晶片282上。支撐層288選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層288的各種性質實現了在保護半導體管芯124的后表面中以及在調節整體fo-WLCSP的有效CTE中的靈活性。
[0083]圖7i還示出支撐層288，其利用粘合劑或接合層290可選地附連到重構造晶片282。粘合劑層290為環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中，具有在5-20Mm范圍內的厚度，包括在10-300ppm/K范圍內的CTE，并且在重構造晶片282的與互連結構272相對的表面上層疊到半導體管芯124的后表面和密封劑254。支撐層288和粘合劑層290可選地進行固化工藝。載板274在固化工藝之前或之后移除。
[0084]從圖7i繼續，圖7j示出重構造晶片282、互連結構272、載板274、支撐層288和粘合劑290利用鋸條或激光切割器件292被單片化成單個薄fo-WLCSP 294。fo-WLCSP 294在載板274通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描、濕法剝落或其它合適工藝移除之前被單片化。替換地，載板274在完成密封劑254的研磨之后并且在形成支撐層288之后但是在單片化之前被移除。
[0085]圖8示出從單片化圖7 j所示重構造晶片282得到的，沒有載板274的單個fo-WLCSP 294。fo-WLCSP 294為薄封裝，其為半導體管芯124提供扇出水平電互連并且與現有技術中已知的封裝相比提供許多優點。例如，半導體管芯124包括小于或等于450Mm的厚度并且促進減小整體封裝高度以用于需要減小的封裝尺寸的應用。密封劑254沉積在半導體管芯124周圍，并且扇出堆積互連結構272形成于密封劑和半導體管芯上。密封劑254的與互連結構272相對的表面278利用研磨機280進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度，并且可選地移除半導體管芯124的一部分。
[0086]支撐層288形成于與互連結構272相對的密封劑254和半導體管芯124上從而保護半導體管芯并且幫助防止減薄的基底基板材料122的破損。支撐層288為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層288包括核心層并且形成為預制復合板，該預制復合板在一個實施例中包括在約20-80Mm范圍內的厚度。替換地，支撐層288也作為板、帶或膏料應用在重構造晶片282上。支撐層288選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層288的各種性質實現了在保護半導體管芯124的后表面中以及在調節整體fo-WLCSP的有效CTE中的靈活性。粘合劑層290可選地附連在支撐層288和重構造晶片282之間。粘合劑層290為環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中具有在5-20Mm范圍內的厚度，在10-300ppm/K范圍內的CTE，并且在重構造晶片282的與互連結構272相對的表面上層疊到半導體管芯124的后表面和密封劑254。
[0087]圖9 示出單個 fo-WLCSP 298，其類似于圖 8 中的 fo-WLCSP 294。fo-WLCSP 298不同于fo-WLCSP 294在于包括粘合劑層300而不是粘合劑層290。粘合劑層300為具有或不具有填料的環氧樹脂或其它接合或粘合劑層、膜或膏料，并且在一個實施例中具有在10-50Mm范圍內的厚度，并且在粘合劑層固化期間在大約1-30%之間收縮。粘合劑層300布置在半導體管芯124和密封劑254的表面284上，使得粘合劑層的第一表面302接觸半導體管芯和密封劑。支撐層288形成于粘合劑層300上并且接觸粘合劑層的與第一表面302相對的第二表面304，使得粘合劑層布置在支撐層288以及粘合劑和半導體管芯之間，并且附連到支撐層288以及粘合劑和半導體管芯。這樣，粘合劑層300在第一表面302和第二表面304兩處起到粘合劑作用，以將支撐層288的纖維增強聚合物基體復合板與復合基板260接合。粘合劑層300也起到翹曲平衡層的作用并且被選擇為平衡fo-WLCSP 298整體的翹曲。
[0088]與圖1和2a_2c關聯，圖1Oa-1Ok示出在薄fo-WLCSP中在半導體管芯上形成支撐層的工藝。圖1Oa示出載板或臨時基板310的一部分的截面視圖，該載板或臨時基板包含犧牲基底材料，諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。界面層或雙面膠帶312形成于載板310上作為臨時粘合接合膜、蝕刻停止層或熱釋放層。
[0089]圖1Oa還示出在界面層312上形成的支撐層314。支撐層314為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層314形成為預制纖維增強復合板，其包括多個沖壓式開口或腔體315，并且在一個實施例中支撐層314具有在約20-80Mm范圍內的厚度。開口 315形成為完全貫穿支撐層314并且從支撐層的第一表面延伸到支撐層的與第一表面相對的第二表面。開口 315是方形、矩形、圓形、橢圓形、多邊形或任何其它形狀。開口 315的尺寸提供布置在開口之間的支撐層314的寬度。當支撐層314被安裝或層疊到載板310上的界面層312時，部分的界面層通過開口 315露出，從而為后續安裝半導體管芯提供空間。開口 315之間的支撐層314的寬度使得后續形成的fo-WLCSP包括從fo-WLCSP的外邊緣延伸到開口 315并且增強封裝的支撐材料的寬度。在一個實施例中，從fo-WLCSP的外邊緣延伸到開口 315的支撐材料的寬度為至少50Mm。支撐層314選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層314的各種性質實現了在調節整體fo-WLCSP的有效CTE中的靈活性。
[0090]在圖1Ob中，來自圖3f的半導體管芯124利用例如拾放操作以有源表面130朝向載板的方式在開口 315內安裝到界面層312并且安裝在載板310上。半導體管芯124安裝在開口 315內，因為在半導體管芯安裝到載板之前，支撐層314安裝到載板310和界面層312。半導體管芯124被壓到界面層312中，使得絕緣層134或半導體管芯124的一部分布置在界面層內并且被界面層圍繞。開口 315的面積或占位區大于半導體管芯124的面積或占位區，使得空間或間隙存在于半導體管芯和支撐層314之間。
[0091]在圖1Oc中，載板310、半導體管芯124和支撐層314放置于具有多個入口 318和320以及腔體322的對開模具316中。載板310放置在對開模具316中，使得半導體管芯124和支撐層314布置在腔體322內。一定量的密封劑或模塑料324在提升的溫度和壓力下從分配器326通過入口 318被注入到腔體322中，注入到半導體管芯124上及周圍，以及注入到載板310上。入口 320可以是具有用于多余密封劑324的可選真空輔助部328的排氣口。密封劑324可以是聚合復合物材料，諸如具有填料的環氧樹脂，具有填料的環氧丙烯酸酯，或具有適當填料的聚合物。密封劑324是不導電的，提供物理支撐，并且在環境上保護半導體管芯124免受外部要素和污染物的影響。根據減去半導體管芯124和支撐層314占據的區域的腔體322空間的要求，一定量的密封劑324被測量。密封劑324在提升的溫度下均勻地分散且均勻地分布在腔體322內，半導體管芯124周圍，支撐層314周圍，以及在半導體管芯和支撐層之間存在的空間或間隙中。
[0092]圖1Od示出由密封劑324覆蓋的復合基板或重構造晶片330。密封劑324可以在圖1Oc說明的對開模具中并且如支持文本中所述形成為復合基板330的一部分。替換地，用膏料印刷、壓縮成型、轉移成型、液體密封劑成型、真空層疊或其它合適涂料器，密封劑324可以形成為復合基板330的一部分。密封劑324形成于半導體管芯124的后表面138上，并且可以在后續背研磨步驟中被減薄。密封劑324也可以被沉積，使得密封劑與半導體管芯124的后表面138共平面并且不覆蓋后表面。無論哪種情況，密封劑324促進在密封劑324上以及在半導體管芯124的占位區外部后續形成扇出堆積互連結構。
[0093]在圖1Oe中，通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描或濕法剝落，載板310和界面層312從復合基板330移除，從而促進在半導體管芯124的有源表面130上，在支撐層314上以及在密封劑324上后續形成互連結構。由于移除了載板310和界面層312，支撐層314的表面331和密封劑324的表面332都露出成為復合基板330的外表面的一部分。在一個實施例中，支撐層314的表面331和密封劑324的表面332彼此共平面，并且也與半導體管芯124或絕緣層134共平面。
[0094]圖1Of示出在移除載板310和界面層312之后復合基板330的俯視圖，該復合基板330先前以截面視圖示于圖10e。圖1Of示出半導體管芯124布置在支撐層314的開口315內。支撐層314的表面331和密封劑324的表面332都露出成為復合基板330的外表面的一部分。密封劑324布置在半導體管芯124和支撐層314之間存在的空間或間隙中。
[0095]圖1Og示出扇出堆積互連結構或RDL的第一部分是通過沉積和圖案化絕緣或鈍化層334而形成。絕緣層334被共形應用到支撐層314的表面331、密封劑324的第一表面332、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132，并且具有遵從支撐層314的表面331、密封劑324的第一表面332、絕緣層134、半導體管芯124和導電層132的輪廓的第一表面。絕緣層334具有與第一表面相對的第二平坦表面。絕緣層334包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層334。絕緣層334的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝被移除，從而在導電層132上形成開口。開口露出半導體管芯124的導電層132以用于后續電互連。
[0096]導電層336被圖案化并且沉積在絕緣層334上和半導體管芯124上，并且布置在絕緣層334中的開口內以填充開口并且接觸導電層132。導電層336為包括種子層的一個或多個層，所述種子層包括 Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag、Ti/Cu、TiW/Cu、Ti/NiV/Cu、Tiff/NiV/Cu或其它合適的導電材料。導電層336的沉積利用PVD、CVD、電解鍍覆、化學鍍覆或其它合適工藝。在一個實施例中，導電層336的沉積包括利用種子層的選擇性鍍覆和光刻。導電層336操作為RDL將來自半導體管芯124的電連接扇出和延伸到半導體管芯124外部的點。
[0097]在圖1Oh中，絕緣或鈍化層338被共形應用到絕緣層334和導電層336，并且遵從絕緣層334和導電層336的輪廓。絕緣層338包含Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。利用PVD、CVD、印刷、旋涂、噴涂、燒結、熱氧化或其它合適工藝來沉積絕緣層338。絕緣層338的一部分通過曝光或顯影工藝、LDA、蝕刻或其它合適工藝被移除，從而在絕緣層中形成開口。開口露出導電層336的部分以用于后續電互連。
[0098]圖1Oh還示出，利用蒸發、電解鍍覆、化學鍍覆、球滴或絲網印刷工藝，導電凸塊材料沉積在導電層336上以及絕緣層338中的開口內。凸塊材料可以是具有可選助焊劑溶液的Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu、焊料及其組合。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無鉛焊料。利用合適的附連或接合工藝，凸塊材料接合到導電層336。在一個實施例中，凸塊材料通過將材料加熱到其熔點之上而進行回流以形成球面球或凸塊340。在一些應用中，凸塊340被二次回流以改善與導電層336的電接觸。在一個實施例中，凸塊340形成于具有潤濕層、阻擋層和粘合劑層的UBM上。凸塊也可以壓縮接合到導電層336。凸塊340代表可以形成于導電層336上的一種類型的互連結構。互連結構也可以利用接合引線、導電膏料、柱形凸塊、微凸塊或其它電互連。
[0099]合在一起，絕緣層334和338以及導電層336和導電凸塊340形成互連結構342。互連結構342中包括的絕緣和導電層的數目取決于電路路由設計的復雜度并且隨其變化。因此，互連結構342可以包括任意數目的絕緣和導電層以促進針對半導體管芯124的電互連。
[0100]在圖1Oi中，可選的載板或臨時基板344布置在互連結構342上。載板344包括背研磨膠帶、支撐膠帶以及包含犧牲基底材料的其它載板，該犧牲基底材料為諸如硅、聚合物、氧化鈹、玻璃或用于結構支撐的其它合適的低成本剛性材料。載板344可以包括配置成接收復合基板或重構造晶片330和互連結構342的界面層、雙面膠帶和開口。載板344可選地為圖1O1-1Ok所示半導體器件的后續加工步驟提供附加支撐。替換地，在沒有載板344的情況下執行半導體器件的后續加工步驟，并且后續加工所需的附加支撐由諸如密封劑324的其它部件提供。
[0101]圖1Oi還示出密封劑324的與第一表面332相對的第二表面348和互連結構342利用研磨機350進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度。可選地，研磨操作也移除半導體管芯124的一部分。化學蝕刻或CMP工藝也可以用于移除由研磨操作造成的機械損傷并且平坦化密封劑324和半導體管芯124。
[0102]圖1Oj示出重構造晶片352，其包括半導體管芯124、支撐層314、密封劑324、堆積互連結構342和載板344。半導體管芯124的后表面，例如后表面138或者由圖1Oi的研磨操作露出的后表面從密封劑324部分地露出，并且與密封劑324的與互連結構342相對的表面354共平面。
[0103]利用印刷、旋涂、噴涂、絲網印刷、層疊、膏料印刷、壓縮成型、轉移成型、液體密封劑成型、真空層疊或其它合適涂料器，翹曲平衡層358附連到重構造晶片352并且接觸密封劑324的表面354和半導體管芯124的后表面。翹曲平衡層358可以是具有或不具有填料的光敏聚合物電介質膜，非光敏聚合物電介質膜，環氧樹脂，環氧樹脂，聚合物材料，聚合復合物材料(諸如具有填料的環氧樹脂、具有填料的環氧丙烯酸酯或具有適當填料的聚合物)，熱固性塑料層疊或具有類似絕緣和結構屬性的其它材料的一個或多個層。在一個實施例中，翹曲平衡層358為包括接合或粘合劑功能的板并且層疊到重構造晶片352。翹曲平衡層358是不導電的，提供物理支撐，控制整體封裝翹曲，并且在環境上保護半導體管芯124免受外部要素和污染物的影響。翹曲平衡層358提供結構支撐并且平衡完成的fo-WLCSP上的應力。翹曲平衡層358的翹曲特性(包括翹曲平衡層的厚度和材料屬性)根據整體封裝配置和設計來調節。在一個實施例中，翹曲平衡層358具有在10-50Mm范圍內的厚度并且包括在10-300ppm/K范圍內的CTE。翹曲平衡層358進行固化工藝。載板344在固化工藝之前或之后移除。
[0104]從圖1Oj繼續，圖1Ok示出重構造晶片352和翹曲平衡層358利用鋸條或激光切割器件360被單片化成單個薄fo-WLCSP 362。fo-WLCSP 362在載板344通過化學蝕刻、機械剝離、CMP、機械研磨、熱烘烤、UV光、激光掃描、濕法剝落或其它合適工藝移除之前被單片化。替換地，載板344在完成密封劑324的研磨之后但是在單片化之前被移除。[0105]圖11示出從單片化圖1Ok所示重構造晶片352得到的，沒有載板344的單個fo-WLCSP 362。fo-WLCSP 362為薄封裝，其為半導體管芯提供扇出水平電互連124并且與現有技術中已知的封裝相比提供許多優點。例如，半導體管芯124包括小于或等于450Mm的厚度并且促進減小整體封裝高度以用于需要減小的封裝尺寸的應用。支撐層314為包括多個沖壓式開口或腔體315的纖維增強聚合物基體復合材料，并且在一個實施例中具有在約20-80Mm范圍內的厚度。開口 315提供半導體管芯124周圍的間隙，并且形成位于開口315和fo-WLCSP 362的外邊緣之間的支撐層314的寬度364，從而提供fo-WLCSP的翹曲控制并增強強度。在一個實施例中，支撐材料層314包括延伸到fo-WLCSP 362中的至少50Mffl的寬度364。密封劑324沉積在半導體管芯124周圍，并且扇出堆積互連結構形成于密封劑和半導體管芯上。密封劑324的與互連結構342相對的第二表面348利用研磨機350進行研磨操作，從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度，并且可選地移除半導體管芯124的一部分。翹曲平衡層358附連到密封劑324的第二表面354和半導體管芯124的后表面。在一個實施例中，翹曲平衡層358為具有在10-50Mm范圍內的厚度的板，該板包括接合或粘合劑功能。翹曲平衡層358提供結構支撐，控制整體封裝翹曲，并且平衡完成的fo-WLCSP上的應力。
[0106]圖12a 示出單個 fo-WLCSP 370，其類似于圖 8 中的 fo-WLCSP 294。fo-WLCSP 370不同于fo-WLCSP 294在于包括密封劑或模塑料372，該密封劑或模塑料布置在fo-WLCSP370內半導體管芯124的后表面138上。fo-WLCSP 370為薄封裝，其為半導體管芯124提供扇出水平電互連并且與現有技術中已知的封裝相比提供許多優點。例如，半導體管芯124包括小于或等于450Mm的厚度并且促進減小整體封裝高度以用于需要減小的封裝尺寸的應用。與圖7c至圖8所示密封劑254類似的密封劑372被包覆成型(over-mold)并沉積在半導體管芯124周圍。扇出堆積互連結構272形成于密封劑372和半導體管芯124上，例如如圖7a-7j所示。密封劑372的與互連結構272相對的頂表面，類似于密封劑254的表面278，利用研磨機進行研磨操作從而平坦化表面并且降低密封劑的厚度，例如在圖7g中所示。然而，在形成fo-WLCSP 370期間密封劑372的研磨不移除半導體管芯124的一部分。反而，在移除密封劑372的一部分之后，密封劑的頂表面374仍布置在半導體管芯124上，使得密封劑372被共形應用到半導體管芯的后表面138并且該后表面相對于密封劑不露出。
[0107]與來自圖8的支撐層288類似，支撐層376形成于半導體管芯124和密封劑372的與互連結構272相對的表面374上。支撐層376保護半導體管芯124并且幫助防止減薄的基底基板材料122的破損。支撐層376為纖維增強聚合物基體復合材料或者包括酚醛棉紙、環氧樹脂、樹脂、玻璃織物、毛面玻璃、碳纖維、聚酯纖維以及例如以交叉或短切格式布置的其它強化纖維或織物的其它合適材料的一個或多個層。支撐層376包括核心層并且形成為預制復合板，該預制復合板在一個實施例中包括在約20-80Mm范圍內的厚度。替換地，支撐層376也作為板、帶或膏料被應用。支撐層376選擇為具有提供翹曲控制和增強封裝強度二者的厚度、CTE、機械強度、熱屬性和絕緣屬性。調節支撐層376的各種性質實現了在保護半導體管芯124中以及在調節fo-WLCSP 370整體的有效CTE中的靈活性。粘合劑或接合層378可選地附連在支撐層376和密封劑372之間。粘合劑層378為環氧樹脂或其它粘合劑材料，并且在一個實施例中具有在0-20Mm范圍內的厚度。當粘合劑層378存在時，該粘合劑層形成于半導體管芯124上并且接觸密封劑372的與互連結構272相對的表面374。
[0108]圖 12b 示出單個 fo-WLCSP 380，其類似于圖 12a 中的 fo-WLCSP 370。fo-WLCSP380不同于fo-WLCSP 370在于形成支撐層376，該支撐層376直接接觸半導體管芯124以及與互連結構272相對的密封劑372的表面374，但是不包括粘合劑層378。
[0109]圖13a 示出單個 fo-WLCSP 384，其類似于圖 12a 中的 fo-WLCSP 370。fo-WLCSP384不同于fo-WLCSP 370在于包括標記層或背側標記層386，其布置在與密封劑372相對的支撐層376上并且直接接觸支撐層376，從而形成fo-WLCSP 384的外表面。標記層386為絕緣材料、環氧樹脂、具有二氧化硅的環氧樹脂、具有碳填料的環氧樹脂或其它合適材料的一個或多個層，并且利用絲網印刷、旋涂、噴涂、層疊或其它合適工藝作為板、帶或膏料應用在支撐層376上。標記層386為黑色、銀色、綠色或其它合適顏色。在一個實施例中，標記層386在晶片或面板級在單片化之前應用在支撐層376上。標記層386保護半導體管芯124并且增強fo-WLCSP 384的強度。標記層386還提供在其中形成識別標記以傳遞產品信息并且實現產品可追溯性的表面。在一個實施例中，在標記層386形成激光標記從而指明制造者名字、批號、公司徽標、制造歷史、引腳取向或其它期望信息。
[0110]圖13b 示出單個 fo-WLCSP 390，其類似于圖 13a 中的 fo-WLCSP 384。fo-WLCSP390不同于fo-WLCSP 384在于在密封劑372上和半導體管芯124上并且直接接觸支撐層376的與互連結構272相對的表面來形成標記層386，但是不包括粘合劑層378。
[0111]盡管已經詳細說明了本發明的一個或更多實施例，但是本領域技術人員應當意識至IJ，可以在不偏離如隨后的權利要求描述的本發明的范圍的情況下對那些實施例做出修改和改寫。
【權利要求】
1.一種制作半導體器件的方法，包括: 提供半導體管芯； 在所述半導體管芯周圍形成密封劑； 在所述半導體管芯的第一表面和所述密封劑上形成堆積互連結構； 在半導體管芯的第二表面上將與所述堆積互連結構相對布置的第一支撐層形成為支撐基板或娃晶片；以及 在所述第一支撐層上形成第二支撐層。
2.根據權利要求1的方法，還包括將所述第二支撐層形成為包括纖維增強聚合復合物材料，所述纖維增強聚合復合物材料包括所包含的面積比半導體管芯的占位區的面積大的占位區。
3.根據權利要求1的方法，還包括將所述第一支撐層形成為包括所包含的面積等于半導體管芯的占位區的面積的占位區，并且還包括小于10ppm/K的熱膨脹系數。
4.根據權利要求1的方法，還包括將所述第一支撐層形成為包括所包含的面積比所述半導體管芯的占位區的面積大的占位區。
5.根據權利要求1的方法， 還包括: 從所述半導體管芯的所述第二表面移除材料，使得半導體管芯包括小于450微米(Mm)的厚度；以及 形成所述半導體器件，使得所述半導體管芯的厚度比所述半導體器件的總厚度與所述堆積互連結構和所述第二支撐層的厚度之間的差異小至少lMffl。
6.一種制作半導體器件的方法，包括: 提供半導體管芯； 在所述半導體管芯周圍形成密封劑； 在所述半導體管芯和所述密封劑上形成互連結構； 在所述半導體管芯上形成與所述互連結構相對布置的第一支撐層；以及 在所述第一支撐層上形成第二支撐層。
7.根據權利要求6的方法，還包括在所述半導體管芯的表面上將所述第一支撐層形成為玻璃基板或硅晶片。
8.根據權利要求6的方法，還包括將所述第二支撐層形成為包括纖維增強聚合復合物材料，所述纖維增強聚合復合物材料包括所包含的面積比半導體管芯的占位區的面積大的占位區。
9.根據權利要求6的方法，還包括: 將所述第一支撐層形成為包括熱膨脹系數在10-300ppm/K范圍內的翹曲平衡層；以及 將所述第二支撐層形成為聚合物基體復合材料。
10.根據權利要求6的方法，還包括移除所述密封劑的一部分以露出所述半導體管芯的表面或所述第一支撐層的表面。
11.一種半導體器件，包括: 半導體管芯； 在所述半導體管芯周圍形成的密封劑； 在所述半導體管芯和所述密封劑上形成的互連結構；以及在所述半導體管芯上形成的與所述互連結構相對的第一支撐層。
12.根據權利要求11的半導體器件，還包括在所述半導體管芯周圍的外圍區域處嵌在半導體器件內的第二支撐層，所述外圍區域在所述半導體器件內延伸至少50微米的距離。
13.根據權利要求11的半導體器件，其中所述第一支撐層包括由環氧樹脂和玻璃纖維形成的核心材料，所述環氧樹脂和玻璃纖維包括在4-150ppm/K范圍內的熱膨脹系數，并且還包括所包含的面積比所述半導體管芯的占位區的面積大的占位區。
14.根據權利要求11的半導體器件，其中所述第一支撐層包括在半導體管芯的占位區外部貫穿第一支撐層形成的開口。
15.根據權利要求11的半導體`器件，還包括在第一支撐層上形成的標記層。
【文檔編號】H01L21/56GK103715104SQ201310385249
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】林耀劍, 陳康, 顧煜 申請人:新科金朋有限公司