[发明专利]用于有机封装衬底缩放的光刻限定的过孔

说明书

本发明的实施例包括导电过孔和用于形成导电过孔的方法。在一个实施例中，在第一电介质层之上形成过孔焊盘，并且在第一电介质层和过孔焊盘之上形成光致抗蚀剂层。然后，实施例可以包括图案化光致抗蚀剂层以在过孔焊盘之上形成过孔开口并且将导电材料沉积到过孔开口中以在过孔焊盘之上形成过孔。然后，实施例可以包括去除光致抗蚀剂层并且在第一电介质层、过孔焊盘和过孔之上形成第二电介质层。例如，在一些实施例中，第二电介质层的顶表面形成在过孔的顶表面上方。然后，实施例可以包括使第二电介质层凹进以暴露过孔的顶部部分。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及半导体器件的制造。具体而言，本发明的实施例涉及半导体封装中的互连线和过孔以及用于制造这样的器件的方法。

背景技术

用于封装设计规则的一个主要驱动因素是每层每毫米的输入/输出(I/O)密度(IO/mm/层)。I/O密度可能受过孔焊盘尺寸的限制。然而，目前的封装技术限制了可以减小过孔焊盘的尺寸的程度。由于用于通过过孔焊盘上方的电介质层创建过孔开口的激光钻孔过程，过孔焊盘需要是相对大的。激光钻孔受到最小特征尺寸和在对过孔开口进行钻孔时的激光失准的限制。例如，激光钻出的过孔开口的最小特征尺寸在使用CO₂激光器时为约40μm或更大，并且层之间的失准可以是大约+/-15μm或更大。如此，过孔焊盘尺寸可能需要为大约70μm(即，40+2(15)μm)或更大。诸如UV激光器之类的替代的激光源能够更大程度地减小过孔开口，但也大大降低了产量。

图1是例示具有大焊盘尺寸的问题的封装中的互连层的一部分的平面视图。在图1中，在两个焊盘之间形成两条导电线130。过孔120形成在每个焊盘110的表面上。为了简单起见，省略了电介质层，通过该电介质层形成了过孔120。允许大过孔120和任何失准所需的焊盘110的大直径防止了在焊盘110之间添加更多的导电线130。相应地，当使用激光钻孔来形成过孔时，封装层上的有效布线密度可以小于30IO/mm。该布线密度对于诸如服务器/高性能计算(HPC)封装之类的某些封装来说是不足的。目前，为了提供足够的逸出布线密度(escape routing density)，需要使用更昂贵的技术，例如硅中介层和嵌入式硅桥。

硅中介层由于可用于硅的设计规则而实现了高布线密度，该设计规则允许显著减小的线宽和间距。硅中介层的使用允许对过孔进行光刻限定，而不是激光钻孔。这允许在过孔形成期间小的过孔和失准，其可以是大约1μm或更小。然而，硅中介层是昂贵的，特别是在用于诸如服务器/HPC管芯之类的大型管芯的情况下。通常硅中阶层也具有最大尺寸(例如，由于在硅处理中使用的光罩尺寸而为22mm×33mm)，其对于更先进的应用来说太小。

还建议使用嵌入式硅桥作为对于非常大的硅中介层而言的更廉价的替代物。然而，在封装中嵌入硅桥的添加比纯有机封装堆叠更昂贵。

因此，需要对过孔制造技术的领域进行改进。

附图说明

图1是具有激光钻孔的过孔的互连层的示意性平面视图。

图2A是根据本发明的实施例的具有形成在表面之上的晶种层的电介质层的平面视图和两个对应的截面图。

图2B是根据本发明的实施例的已经在表面之上形成导电线和过孔焊盘之后的器件的平面视图和两个对应的截面图。

图2C是根据本发明的实施例的在已经沉积并图案化第二光致抗蚀剂材料以形成过孔开口之后的器件的平面视图和两个对应的截面图。

图2D是根据本发明的实施例的已经在过孔开口中形成过孔之后的器件的平面视图和两个对应的截面图。

图2E是根据本发明的实施例的在第二光致抗蚀剂材料和晶种层的暴露部分已经被去除之后的器件的平面视图和两个对应的截面图。

图2F是根据本发明的实施例的已经在表面之上形成第二电介质层之后的器件的平面视图和两个对应的截面图。