[发明专利]线路组件

说明书

本申请为以下申请的分案申请：

原申请的申请号：200610090122.x

原申请的申请日：2006年6月23日

原申请的发明名称：线路组件结构制造方法及其结构

技术领域

本发明涉及一种线路组件，特别涉及一种能有效改善集成电路性能的线路组件。

背景技术

半导体晶圆片是可用以制造出持续增加密度且缩小几何特征图案的集成电路，借由多层的导电层与绝缘层的结构可分别提供位于不同层上的半导体组件之间的内部连接与隔绝的效果，例如：主动与被动组件，像薄膜晶体管、互补金氧半导体、电容、电感器、电阻等等的大规模集成电路中，在不同层状结构与半导体组件之间是需要增加多个电性连接部，且同时，对于组合式的集成电路芯片而言，亦需要增加大量的导线，这些导线穿越出集成电路芯片中的保护层并裸露在外，而最后则是终止在输入输出接垫上，此导线是用来与芯片封装的外部接触结构进行连接。

晶圆级封装，即为所谓的以晶圆级的方式封装一集成电路芯片的技术，而非传统的在将晶圆片先切割后而在进行单一单元的封装制造方法，因此，在将晶圆片切割为单一单元以供组装为最终的芯片承载封装之前，例如：在进行球栅数组封装之前，晶圆级封装即可将晶圆片制造、封装、测试与晶圆级预烧进行整合，其优点包含：借由缩小所占的体积与厚度以获得较小的尺寸、较轻的重量、相对简化的组装制造方法、较低的整体生产成本以及在电性上可获得有较佳的表现，且晶圆级封装是简化了一个组件自硅材料开始运送到客户手中的流程，可使集成电路芯片封装的产量提升且成本降低，由此，其导致在制造能力与结构可靠度方面，面临到相当大的挑战。

晶圆级封装基本上可扩张涵盖到晶圆制造方法中的组件连接制造方法与组件保护制造方法，在晶圆级封装的第一步骤中，其是借由半导体集成电路中的重配置线路技术后护层，以加大标准的接垫间距，因此，较低成本的模板印刷焊锡或是定位式的焊锡系可实现。针对重配置线路技术的揭露，举例来说，在美国专利案号第6,645,136号、第6,784,087号与第6,818,545号中的申请人，皆与本发明的申请人相同，而正如本专利所揭露的，一重配置线路层是与半导体结构中的输入输出接垫连接，此重配置线路层是形成在后护层上的聚合物层或弹性材质层上，而一柱状的接触窗是利用光罩制造方法以形成在此重配置线路层上，此反应后形成的柱状接触窗的侧面方向上为独立而未有任支撑的，并且借由覆晶组装技术，上述的反应后所形成的结构体则更可进一步组装至一芯片承载封装结构上。纵使此后护层结构与其所对应的制造方法可在集成电路封装中提供解决改善间距的方法，然而，在持续增加集成规模要求下的集成电路中，势必将面对更为严苛的细间隙标准要求，而针对此点，则必定会遭遇到相当的限制，且对于因应力诱导而产生的损坏而言，亦为一种潜在的风险。

美国专利案号第6,103,552揭露另一种包含有重配置线路层的后护结构的晶圆级封装制造方法，此重配置线路层是形成在后护层上的聚合物层上，而在重配置线路层上则是覆盖有另一聚合物层，且此聚合物层是经过蚀刻或是钻孔以形成微通孔，并填充金属以穿透微通孔的孔隙而形成内连接，也就是所谓的导电柱体，而上聚合物层与下聚合物层是借由一铬-铜层以隔离而不与重配置线路层接触，贴附在上述的导电柱体突出尾端的锡铅凸块是由无电镀、网板印刷或是模板印刷等法形成的；由于导电柱体是延伸至聚合物层外，除此之外，上述结构的顶表面并不平滑，因此，在高分辨率的影印成像无法达成前提下，导电柱体形成微通孔、以电镀形成锡铅凸块皆无法达成，最终，集成电路封装中的接触窗间距将受到限制，且此限制是随着聚合物层厚度的增加而变得更为显著，然而，随聚合物层厚度的增加是可以提供较令人满意的应力释放，关于此将于以下详述。再者，承上所述，下聚合物层是与上聚合物层隔离，因此，下聚合物层将无法单独提供较佳的应力释放，且若当下聚合物层的厚度制作得较为薄以降低重配置线路层的侧向位移，则会导致应力释放变得较差，所引起的问题将于以下进行讨论。

结构可靠度中的其中一种挑战为提供足够的应力释放，以供给上述晶圆级封装制造方法后形成的多层结构，其是包含半导体集成电路晶粒与额外的后护结构，举例说明，结合在保护层上的薄膜是受到双轴向应力所影响，且此应力为由热所诱导而产生的。在式(1)中表示出在后护层的薄膜中的双轴向热应力的数学理论模拟方程式，其提供接合在集成电路芯片中硅基材上的结构的多种物理参数：