[发明专利]穿过衬底形成导电通孔的方法及由其产生的结构和组合件

说明书

相关申请案交叉参考

此申请案主张2007年5月4日申请的美国专利申请案第11/744,592号“METHODS OF FORMING CONDUCTIVE VIAS THROUGH SUBSTRATES，AND STRUCTURES AND ASSEMBLIES RESULTING THEREFROM(穿过衬底形成导电通孔的方法及从 其产生的结构和组合件)”的申请日期的权益。

技术领域

本发明的实施例涉及用于穿过衬底(例如半导体晶片或半导体裸片)形成导电通 孔的方法。本发明的实施例还涉及结构和包含这些衬底及导电通孔的组合件。

背景技术

在电子工业中出于各种目的而使用许多不同类型的衬底。例如，集成电路按常规 制作于半导体型衬底上以形成半导体装置，诸如例如，存储器装置、成像装置及电子 信号处理器装置(亦即，常常称为微处理器)。这些半导体型衬底包含(例如)例如 硅、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料及其它III-V或II-VI型半导体材料的完整或部 分晶片。晶片不仅包含(例如)完全由半导体材料形成的常规晶片而且包含其它衬底， 例如绝缘体上硅(SOI)型衬底、蓝宝石上硅(SOS)型衬底及由基底材料层支撑的硅垒晶 层。使用其它类型的衬底来形成电子工业中所使用的各种其它组件及装置，包含(例 如)：电路板、接触卡、测试载体、封装衬底及插入层衬底。这些其它类型的衬底可 包括聚合物材料、陶瓷材料、金属材料及复合材料以及半导体材料(通常为硅)。

电子工业中所使用的衬底常常承载用于传送电信号及/或用于向电子装置的有源 元件提供电功率的导电结构。这些导电结构包含(例如)：导电迹线(其按常规相对 于衬底的主平面沿大致水平方向延伸)；导电通孔(其按常规沿大致垂直方向延伸穿 过衬底的至少一部分)；及导电接触端子(例如，导电垫)，其用于将其它导电结构 或装置电互连到由衬底所承载的导电特征。

常常想要使用前述导电通孔穿过衬底提供电通信以将衬底的一个侧上的导电迹 线及/或垫电连接到所述衬底的相对的侧上的导电迹线及/或垫。作为一实例，两个或两 个以上半导体装置(例如，半导体裸片或封装)可彼此堆叠以形成所谓的“多芯片模 块”，此可用于减小电路板上所需用于其半导体装置中的每一者的安装面积。在这些 多芯片模块中，需要在所述堆叠内的所述半导体装置中的每一者与所述电路板之间建 立电通信。因此，可完全穿过所述半导体装置中的一者或一者以上形成导电通孔以允 许堆叠于其上方的至少一个其它半导体装置通过所述导电通孔与所述电路板电通信。 作为另一实例，半导体装置上的导电端子可在物理上按图案布置，所述图案不对应于 想要将所述半导体装置连接到其的较高级衬底上的导电接触端子的图案。因此，可能 需要有效地重新分布所述半导体装置或所述较高级衬底的导电接触端子以便能够在其 之间建立电接触。常常使用所谓的“重新分布层”来有效地重新分布半导体装置上的 导电接触端子。重新分布层包含导电迹线，每一导电迹线于衬底的表面上方从第一位 置延伸到可在其处提供另一接触端子的第二位置。所述第二位置可对应于另一元件或 装置上接触端子的位置且与另一元件或装置上接触端子的位置互补。另外，导电通孔 可向半导体装置的背侧上的导电区域提供电通信以促进背侧探测。背侧探测可在半导 体装置经进一步处理、与其它装置封装或装配在一起之前用于识别所述半导体装置中 的任何缺陷。

如本文中所使用，术语“衬底”是指包括导电通孔或想要穿过其形成导电通孔的 任一电子结构或装置。以实例而非限制方式，衬底可包含半导体裸片、完整或部分半 导体晶片、半导体装置(例如，存储器装置、成像装置及电子信号处理器)、电路板 及半导体、聚合物、陶瓷或金属材料层或其组合。

为形成导电通孔，可使用各种方法中的任一者穿过衬底形成通孔，所述方法包含 机械钻孔、激光剥蚀及湿式(化学)或干式(反应离子)刻蚀。如本文中所使用，术 语“通孔”是指延伸穿过衬底的孔或孔口，而短语“导电通孔”是指至少部分地用导 电材料填充以形成延伸穿过所述通孔的电路径的通孔。此外，“贯通晶片互连”或 ″TWI″是大致完全延伸穿过完整或部分半导体晶片或穿过由此完整或部分半导体晶片 形成的半导体装置的特定类型的导电通孔。