特許 7201851 先進的なパッケージアプリケーションのための再配線層形成の方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-26

(45)【発行日】2023-01-10

(54)【発明の名称】先進的なパッケージアプリケーションのための再配線層形成の方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 501P

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022018155

(22)【出願日】2022-02-08

(62)【分割の表示】P 2019569927の分割

【原出願日】2018-06-06

(65)【公開番号】P2022070930

(43)【公開日】2022-05-13

【審査請求日】2022-03-07

(31)【優先権主張番号】62/524,298

(32)【優先日】2017-06-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/844,989

(32)【優先日】2017-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】Ｍ／Ｓ １２６９，３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チェン， ハンウェン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァハヴェルベク， スティーヴン

(72)【発明者】

【氏名】ゴウク， ローマン

(72)【発明者】

【氏名】シー， グァン フアイ

(72)【発明者】

【氏名】クー， ユイ

(72)【発明者】

【氏名】スンダラジャン， アービン

【審査官】綿引 隆

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１０６８５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０３９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４８５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／０２ － ２３／５０

Ｈ０１Ｌ ２５／００ － ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

再配線層を形成するための方法であって、
基板の表面上にポリマー前駆体を堆積することであって、前記基板は、
再構成基板を形成するために成形化合物内に配置された複数のデバイス、
前記再構成基板上に配置された第１のポリマー層であって、前記デバイスの各々の対応する複数の接触パッドを露出させるように、前記第１のポリマー層を貫通して形成された複数の開口部を有する第１のポリマー層、及び
前記複数の開口部内にそれぞれ配置された複数の銅ピラーであって、前記銅ピラーの各々の高さ対幅の比が２：１を超え、前記銅ピラーの各々の少なくとも一部分が、前記第１のポリマー層の表面より上方まで延在する複数の銅ピラー
を含むものである、堆積することと、
第２のポリマー層を形成するために、前記ポリマー前駆体を加熱することと、
インプリントスタンプを、前記第２のポリマー層のガラス転移温度より高い温度まで加熱することと、
前記第２のポリマー層内に複数の開口部を形成するために、加熱された前記インプリントスタンプを用いて、前記第２のポリマー層内にパターンをインプリントすることと、
前記パターンをインプリントした後、前記第２のポリマー層を２５０°Ｃから４００°Ｃの間の温度まで加熱することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記ポリマー前駆体はポリイミド前駆体を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２のポリマー層内に前記パターンをインプリントすることは、前記インプリントスタンプを３４０°Ｃより高い温度まで加熱することを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２のポリマー層内に前記パターンをインプリントすることは、大気圧未満の環境内で行われる、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のポリマー層はポリイミドを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

キャリア基板の表面上にポリマー層を形成することであって、前記キャリア基板は、構造ベースと、前記構造ベースの上に配置されたリリース層とを含み、前記ポリマー層は、前記リリース層によって前記構造ベースに一時的に固定される、ポリマー層を形成することと、
インプリントスタンプを、３４０°Ｃより高い温度まで加熱することと、
前記ポリマー層内に複数の開口部を形成するために、加熱された前記インプリントスタンプを用いて、前記ポリマー層内にパターンをインプリントすることと、
前記ポリマー層内に複数の金属相互接続を形成することと
を含むパッケージング方法であって、
前記ポリマー層内に前記複数の金属相互接続を形成することは、
前記キャリア基板及びその上に形成された前記ポリマー層の上にシード層を堆積することと、
前記シード層の上に銅層を形成することと、
前記ポリマー層の表面から前記シード層と前記銅層との一部を除去することと
を含む、パッケージング方法。

【請求項7】

前記ポリマー層を形成することは、１以上の溶媒を含むポリイミド前駆体を前記リリース層上に堆積することと、前記１以上の溶媒の一部のみを除去するために、前記ポリイミド前駆体を１２０°Ｃから１５０°Ｃの間の温度まで加熱することとを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記パターンのインプリント後に、前記ポリマー層を２５０°Ｃから４００°Ｃの間の温度まで加熱することをさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記構造ベースは、ガラス又は硬質ポリマーを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記ポリマー層内に前記パターンをインプリントすることは、大気圧未満に維持された環境内で行われる、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

基板の表面上にポリイミド前駆体を吐出することであって、前記基板は、
複数のデバイスであって、前記複数のデバイスの各々が、金属層を有するアクティブ部と、前記金属層上に堆積された安定化処理層とを含む、複数のデバイス、
前記安定化処理層上に配置された第１のポリマー層であって、前記金属層上の対応する複数の接触パッドを露出させるように、前記第１のポリマー層及び前記安定化処理層を貫通して複数の開口部が形成されている、第１のポリマー層、及び
前記複数の開口部内にそれぞれ配置された複数の銅ピラーであって、前記銅ピラーの各々の高さ対幅の比が２：１を超え、前記銅ピラーの各々の少なくとも一部分が、前記第１のポリマー層の表面より上方まで延在する複数の銅ピラー
を含むものである、吐出することと、
第２のポリマー層を形成するために、前記ポリイミド前駆体を、１２０°Ｃから１５０°Ｃの間の温度まで加熱することと、
インプリントスタンプを、前記第２のポリマー層のガラス転移温度より高い温度まで加熱することと、
前記第２のポリマー層内に複数の開口部を形成するために、加熱された前記インプリントスタンプを用いて、前記第２のポリマー層内にパターンをインプリントすることと、
前記パターンをインプリントした後、前記第２のポリマー層を２５０°Ｃから４００°Ｃの間の温度まで加熱することと
を含む、パッケージング方法。

【請求項12】

前記第２のポリマー層内に複数の金属相互接続を形成することをさらに含む、請求項１１に記載のパッケージング方法。

【請求項13】

前記第２のポリマー層内に複数の前記金属相互接続を形成することが、
パターンが形成された前記第２のポリマー層上にシード層を堆積することと、
前記シード層上に銅層を形成することと、
前記第２のポリマー層の表面から、前記シード層と前記銅層との一部を除去することと
を含む、請求項１２に記載のパッケージング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本書に記載の実施形態は概して半導体の分野に関し、より具体的には半導体デバイスのパッケージングの方法に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 次世代の半導体デバイスに関しては、回路密度が高まり、デバイスサイズが縮小しているため、このようなデバイスに外部からの接続、すなわち配線を提供するには高度なパッケージング技術が要求される。このようなパッケージング技術の１つが、ウエハレベルパッケージングである。

【0003】

［０００３］ ウエハレベルパッケージングは、デバイス製造、パッケージアセンブリ（パッケージング）、電気試験、及びウエハレベルでの信頼性試験（バーンイン）を統合することによって、製造及びパッケージングのプロセスを効率化する。パッケージングの上部層及び底部層の形成、Ｉ／Ｏ接続の作成、及びパッケージ化されたデバイスの試験はすべて、デバイスが個々のパッケージ化された構成要素に一体化される前に行われる。ウエハレベルパッケージングの利点には、最終デバイスの総製造コストの削減、パッケージサイズの縮小、電気及び熱性能の改善などが含まれる。しかしながら、典型的なウエハレベルパッケージングの方式（ｓｃｈｅｍｅｓ）では、半導体デバイスに作られうるＩ／Ｏ接続の数は、ダイ表面上に広げることが可能なＩ／Ｏ端子の数に制限される。ファンアウトウエハレベルパッケージングは、ウエハレベルパッケージングの利点を保持したまま、一又は複数の再配線層を利用して、ダイの表面の外部領域にＩ／Ｏ端子を再配置することによって、Ｉ／Ｏ端子に利用できる領域を増やすことができる。

【0004】

［０００４］ ファンアウトウエハレベルパッケージングプロセスでは、個々のダイに対するＩ／Ｏ端子再配線層の表面積が、個々のダイの表面積よりも大きいことが必要となる。しかしながら、デバイス製造時のコストを最小化するためには、ウエハ上のデバイス（ダイ）の数を最大化することが望ましいため、個々のデバイス間の空間（ダイス線）は通常、ウエハを個々のダイに切り分けるために使用されるダイシングソーの幅を収めるのに十分な大きさであればよい。ダイ表面の外部に所望の付加的な表面積を作り出す１つの方法は、離間されたパターンで再配置されるダイを有する新しいウエハを形成することで、これは再構成基板（ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）として知られている。

【0005】

［０００５］ 典型的には、再構成基板を形成するため、ウエハは個別のダイに分離され、次に互いに離間され、接着層によって一時的に固定された成形プレート（キャリア基板）の上に配置される。成形化合物は、キャリア基板とその上に固定されたダイの上に吐出され、その後硬化される。これによって離間されたダイは成形化合物に組み込まれ、再構成基板を形成する。次に、ダイの端子側は接着層を取り除くことによって露出され、内部に配置された相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）を有する再配線層は再構成基板の上に形成され、デバイスのＩ／Ｏ端子の一部又はすべてをダイの表面の外側領域に再分配し、これにより、Ｉ／Ｏ接続可能な領域、及びその結果として可能なＩ／Ｏ端子の数を増やす。

【0006】

［０００６］ 再構成基板の形成に関連するプロセスの不具合、例えば、接着層上の元の配置位置から再構成基板内のダイの望ましくない再配置（ダイシフトとも呼ばれる）は、再配線層にその後形成されるビア相互接続とダイ上の電気接点との間のずれを引き起こす。加えて、再配線層は一般的に、従来のフォトリソグラフィとエッチング処理によって形成されるが、これらは高コストで、設備集約的で、長い時間を要する。

【0007】

［０００７］ したがって、ファンアウトウエハレベルパッケージングの方式に関しては、先行技術では、再構成基板及びその上に配置される再配線層の形成方法の改善が必要になっている。

【発明の概要】

【0008】

［０００８］ 本書の実施形態は、概してデバイスパッケージングプロセスに関し、具体的には、ファンアウトウエハレベルパッケージングプロセスで再構成基板上に再配線層を形成する方法に関する。

【0009】

［０００９］ 一実施形態では、再配線層を形成するための方法が提供される。方法は、形成化合物内に配置された複数のデバイスを含む再構成基板の表面上にポリマーを堆積することと、ポリマーを約１２０°Ｃから約１５０°Ｃの間まで加熱することと、ポリマーにパターンをインプリントして、そこに複数の開口部を形成することと、パターンをインプリントした後にポリマーを約２５０°Ｃから約４００°Ｃの間まで加熱することとを含む。

【0010】

［００１０］ 別の実施形態では、パッケージング方法が提供される。方法は、キャリア基板の第１の表面上にポリマーを堆積することと、ポリマーにパターンをインプリントして複数の開口部を有するポリマー層を形成することと、ポリマー層に配置される複数の金属相互接続を形成することとを含む。本書では、複数の金属相互接続を形成することは、キャリア基板とその上に形成されたポリマー層の上にシード層を堆積することと、シード層の上に銅層を形成することと、ポリマー層の第２の表面からシード層と銅層の一部を取り除くこととを含む。

【0011】

［００１１］ 別の実施形態では、別のパッケージング方法が提供される。パッケージング方法は、基板上にポリイミドを堆積することと、ポリイミドを約１２０°Ｃから約１５０°Ｃの間まで加熱することと、ポリイミドをインプリントして、貫通する複数の開口部を有する誘電体層を形成することと、ポリイミドをインプリントした後に誘電体層を約２５０°Ｃから約４００°Ｃの間まで加熱することとを含む。

【0012】

［００１２］ 別の実施形態では、マイクロインプリントリソグラフィ（ＭＩＬ）プロセスを用いて再配線層を形成する方法が提供される。この方法では、非感光性ポリイミドなどのポリマー層が再構成基板などの基板上に吐出され、ポリマー層に開口部を形成するためＭＩＬスタンプが使用され、電気メッキ及び平坦化処理を用いて開口部に金属相互接続が形成される。

【0013】

［００１３］ 上述の本開示の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではないことに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１のＡからＧは、先行技術による、従来のフォトリソグラフィプロセスを用いた再配線（ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）層相互接続の形成を示している

【図2】図２のＡからＦは、図３に記した方法による一又は複数の再配線層の形成を示している。

【図3】本書に記載の実施形態による再配線層の形成方法を示すフロー図である。

【図4】図４のＡとＢは、先行技術による第２の再配線層の形成を示している。

【図5】図５のＡとＢは、本書で開示した実施形態による第２の再配線層の形成を示している。

【図6】図６のＡからＣは、本書に記載の実施形態による、ファンアウトウエハレベルパッケージング再配線層で使用される高アスペクト比相互接続構造の形成を示している。

【図7】代替的な実施形態による、パネルファンアウトパッケージングプロセスでの、一又は複数の再配線層の形成方法を示している。

【図8】図７で説明した方法により、上部に形成された一又は複数の再配線層を有するパネルである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［００２２］ 本開示の実施形態は概して、インプリントリソグラフィを用いて、一又は複数のデバイス端子再配線層を形成する方法を記述している。

【0016】

［００２３］ 従来、ファンアウトウエハレベルパッケージング方式の再配線層は、時間とコストのかかるフォトリソグラフィとエッチング処理（図１のＡ～Ｇに示した処理）を用いて形成されている。

【0017】

［００２４］ 図１のＡ～Ｇは、先行技術による従来のフォトリソグラフィ処理を用いた再配線層相互接続の形成を示している。図１のＡ～Ｇは、再構成基板（図示せず）に埋め込まれた１つのデバイス１０４の一部を示している。図１のＡに示したように、感光性ポリマーなどの誘電体層１０６は、再構成基板とその内部に埋め込まれたデバイス１０４の上に堆積され、デバイス１０４は、上部に配置される金属層と安定化処理層１０５を有するアクティブ部１０１を含む。一般的に、開口部は、その下の金属層の接触パッド１０３を露出するように、安定化処理層１０５に形成される。次に、図１のＢに示したビア開口部１０７は、従来のフォトリソグラフィ及びエッチング処理を用いて、誘電体層１０６に形成される。パターンは感光性ポリマーの上で曝露され、次いでポリマーはエッチングされ、ビア開口部１０７を形成する。ビア開口部１０７が形成されると、図１のＣに示したようにシード層１０９は再構成基板の上に配置され、また、その上に特徴が形成され、その後堆積した金属層の電気メッキを促進する。ビアとワイヤとの相互接続構造を形成するため、再構成基板とその上に配置される特徴を被覆するようにフォトレジスト層１１１が堆積され、また、図１のＤに示したように、付加的なフォトリソグラフィとエッチング処理によって、トレンチ開口部１１３がその中に形成される。次に、相互接続構造１１７を形成するため、電気メッキ処理を用いてトレンチ開口部に銅が形成され、その後、図１のＥ～Ｆに示したように、フォトレジスト層１１１が除去され、その下のシード層１０９の一部を露出する。シード層１０９の露出した部分は次に、図１のＧに示したように、エッチング処理を用いて除去される。上述のビア開口部１０７及びトレンチ開口部１１３を形成するために用いられるフォトリソグラフィとエッチング処理には、複数の操作と複数個の機器が含まれるため、再配線層の形成は、スループットが低く、高コストで、労働及び機器集約的な処理になる。これとは対照的に、本書に記載のマクロインプリントリソグラフィ法は、処理操作が大幅に少ないため、大幅にコストを削減した上で、高いスループットのパッケージング処理が可能になる。さらに、本書に記載のマイクロインプリンティング処理は、現像能力とスループットを考慮して制限される従来のフォトリソグラフィ処理と比較した場合、より厚い誘電体ポリマー層に高アスペクト比の開口部を形成するために使用されうる。

【0018】

［００２５］ 図２のＡ～Ｆは、図３に示した方法による一又は複数の再配線層の形成を図解している。図３は、本書に記載の実施形態による、再配線層を形成する方法を示すフロー図である。方法３００は、再構成基板（図示せず）の表面上に、誘電体ポリマー層（例えば、ポリイミド層）などのポリマー層２２１を堆積する作業３０５から始まる。本書では、ポリマー層２２１は、上部にポリイミド前駆体の一様な層が形成されるまで、回転する再構成基板の上にポリイミド前駆体が吐出される、スピンコーティングとソフトベーク法を用いて堆積される。再構成基板とその上に配置されるポリイミド前駆体は、その後のインプリンティングに適したポリマー層２２１を作るポリイミド前駆体に含まれる溶媒の一部だけを除去するため、約１２０°Ｃから約１５０°Ｃ（ソフトベーク）の間まで加熱される。図２のＡは、上部に配置されたポリマー層２２１を有する再構成基板（図示せず）に埋め込まれたデバイス２０４の一部を示している。デバイス２０４は、上部に配置される金属層と安定化処理層２０５とを有するアクティブ部２０１と、下にある金属層の接触パッド２０３を露出するため安定化処理層２０５に形成された開口部を含む。

【0019】

［００２６］ 方法３００は、図２Ｂに示したＭＩＬスタンプ２２８などのマイクロインプリントリソグラフィ（ＭＩＬ）スタンプを用いて、ポリマー層２２１にパターンを物理的にインプリントする作業３１０を継続する。この実施形態では、作業３１０は、ＭＩＬスタンプ２２８が加熱される熱インプリント処理を含み、ポリマー層２２１は非感光性ポリイミドを含む。他の実施形態では、作業３１０は、ＵＶ ＭＩＬ処理を含み、ポリマー層２２１は感光性ポリイミドを含む。

【0020】

［００２７］ 本書ではＭＩＬスタンプ２２８は、別の領域でのステップ及び反復で、再構成基板の一又は複数のダイに対するファンアウト再配線層の形成で使用される相互接続パターンを含む。他の実施形態では、ＭＩＬスタンプ２２８は、１つのインプリントでの複数のダイに対して、複数のファンアウト再配線相互接続の形成で用いられる複数のパターンを含む。いくつかの実施形態では、１つのインプリント内の再構成基板全体に対して、ポリマー層２２１に複数の開口部を形成するため、１つのＭＩＬスタンプが使用される。本書では、ＭＩＬスタンプ２２８は、約２００°Ｃから約３００°Ｃの間まで加熱され、ＭＩＬスタンプ２２８のパターンの周囲に配置されるポリマー層２２１に押圧される。図２のＣに示した開口部２２５などのビア開口部にトレンチを残すため、ＭＩＬスタンプ２２８はその後冷却され、ポリマー層２２１から除去される。ＭＩＬスタンプ２２８は再構成基板上の別のダイの上に移動され、再構成基板上のすべての所望のダイに対して、ポリマー層２２１に開口部２２５が形成されるまで、処理は反復される。ＵＶ ＭＩＬ処理を用いる実施形態では、ＭＩＬスタンプ２２８は石英などのＵＶ透過性の材料を含み、感光性ポリイミドを含むポリマー層２２１はスタンプを経由して、２００ｍＪ／ｃｍ^２で約３６５ｎｍのＵＶ照射に曝露される。いくつかの実施形態では、作業３１０は、大気圧未満の圧力で、例えば、大気圧の２分の１未満、又は約４００Ｔｏｒｒ未満、例えば、約３００Ｔｏｒｒ未満で維持される処理容積を有する処理システム内などの低い大気圧で行われる。低い大気圧で加熱したＭＩＬスタンプ２２８を用いてポリマー層２２１にパターンを物理的にインプリントすることは望ましいことに、形成中及び／又は形成後にポリマー層２２１に形成されるボイドを除去、削減、及び／又は実質的に消去する。

【0021】

［００２８］ 開口部２２５の形成後、再構成基板は窒素環境内で、熱ＭＩＬプロセスの場合には約２５０°Ｃから４００°Ｃの間で、約２５０°Ｃから３５０°Ｃの間で、或いは約３２５°Ｃから４００°Ｃの間で、例えば、約３００°Ｃで、ＵＶ ＭＩＬプロセスの場合には、約３７５°Ｃで熱硬化される。接触パッド２０３上の残存ポリマーはその後、酸素プラズマデスカム（ｏｘｙｇｅｎ ｐｌａｓｍａ ｄｅｓｃｕｍ）又は他の好適な方法を用いて、除去される。いくつかの実施形態では、例えば、ＵＶ ＭＩＬを用いた実施形態では、酸素プラズマデスカムは熱硬化の前に行われる。

【0022】

［００２９］ 方法３００は、ポリマー層２２１の上にシード層２０９を堆積し、その上に開口部２２５を配置する作業３１５に続く。シード層２０９により、金属（本書では銅）層の電気メッキが可能になり、その後形成された金属層から周囲のポリマー層２２１及び接触パッド２０３に銅原子が拡散するのを防止するバリアを提供する。ここでは、シード層２０９は、タンタル、窒化タンタル、タングステン、チタン、チタンタングステン、窒化チタン、窒化タングステン、チタン銅、或いはこれらの組み合わせは、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、或いはこれらの組み合わせなど、任意の好適な方法を用いて堆積される。

【0023】

［００３０］ 方法３００は、電気メッキ処理を用いて、シード層２０９の上に図２のＥに示した金属層２１７などの金属層を形成する作業３２０に続く。本書では、金属層２１７は銅を含む。他の実施形態では、金属層２１７及びその後形成された金属相互接続は、銅、ニッケル、金、アンチモン銀、或いはこれらの組み合わせを含む。

【0024】

［００３１］ 方法３００は、ポリマー層２２１の表面に配置された金属層２１７とシード層２０９の一部を除去するため、再構成基板の表面を平坦化し、図２のＦに示したように、第１の再配線層２１４に一又は複数の相互接続構造２２７を形成する作業３２５で終わる。再構成基板の表面の平坦化は、化学機械研磨（ＣＭＰ）及び／又は研削処理を用いて行われる。

【0025】

［００３２］ スループットを改善し、製造コストを低減する各再配線層の形成における数少ない処理操作に加えて、方法３００に記載されている熱ＭＩＬプロセスにより、従来のフォトリソグラフィとエッチング処理で用いられる感光性ポリイミドなどの感光性ポリマーとは対照的に、ポリマー層２２１に対して非感光性ポリイミドの使用が可能になる。一般的に、ポリマー層２２１としての使用に適したポリイミド前駆体の中では、非感光性ポリイミド前駆体は、感光性ポリイミド前駆体と比較した場合、シード及び金属層への強力な接着、低い硬化温度、硬化処理中の少ない収縮、低い誘電率など、優れた機械的、電気的、及び熱機械的特性を有することで知られている。最後に、非感光性ポリイミド前駆体は、感光性ポリイミド前駆体よりも大幅に安価で、一般的に感光性ポリイミド前駆体よりも貯蔵寿命が長く、その結果、本書に記載の熱ＭＩＬプロセスではさらに費用対効果が高い。上述の利点に加えて、本書に記載のＭＩＬ法の自己平坦化特性により、先行技術の従来のフォトリソグラフィとエッチング処理に固有の、徐々に起伏が大きくなる表面形状にみられる焦点深度の問題を引き起こすことなく複数の再配線層の形成が可能になる。

【0026】

［００３３］ 図４のＡとＢは、先行技術による第２の再配線層の形成を図解している。図５のＡとＢは、本書に記載の実施形態による第２の再配線層の形成を図解している。図４のＡとＢに示したように、従来のフォトリソグラフィとエッチング処理に固有の、堆積した第２のポリマー層４１１の形状は、ビア及び／又はトレンチ開口部４２５の形成後、予想されたとおりに一様でない第２のポリマー層４１１になる。表面形状が変化していると、フォトパターニング操作での焦点深度が低下するため、その後の操作で位置合わせの問題が生じる。このような位置合わせの問題を十分に補償するための措置としては、再配線層レベルの数を制限すること、高い許容範囲を確保するために相互接続構造のサイズを大きくすること、また、所定の領域内での相互接続構造の数並びにＩ／Ｏ端子の数を制限するため、これらの相互接続構造同士の間隔を広げること、などがある。一方、図３に示した方法３００によって形成される図５のＡの第１の再配線層２１４は、物理的なＭＩＬプロセスの自己平坦化特性の結果として、平坦な面を有する。第１の再配線層２１４の平坦な面により、再構成基板の平面の上にポリマー層５１１を一様に堆積することができる。また、ポリマー層５１１の表面形状の変化は、物理的なＭＩＬプロセスによって平坦化され、ＭＩＬスタンプ５２７はポリマー層５１１に物理的に押圧され、ポリマー層にはビア及び／又はトレンチ開口部５３３が形成される。本書では、ビア及び／又はトレンチ開口部５３３を形成するために用いられるＭＩＬプロセスには、ＭＩＬスタンプ５２７を約２００°Ｃから約３００°Ｃの間まで加熱することと、ＭＩＬスタンプ５２７をポリマー層５１１に押圧することが含まれる。いくつかの実施形態では、ＭＩＬプロセスは低圧雰囲気内で、例えば、大気圧の２分の１未満、又は約４００Ｔｏｒｒ未満、例えば、約３００Ｔｏｒｒ未満など、大気圧未満の圧力に維持された処理空間を有する処理システム内で行われる。他の実施形態では、ビア及び／又はトレンチ開口部５３３の形成には、本書に記載のＵＶ ＭＩＬプロセスなどのＵＶ ＭＩＬプロセスが含まれる。本書に記載のＭＩＬ法を用いて形成される分配層の平坦な表面形状は、小さく密集した整列されていない相互接続構造に加えて、再配線層の数を増やすことを可能にするが、その結果、従来のフォトリソグラフィ及びエッチング処理にみられた問題が発生する。加えて、本書で開示しているＭＩＬプロセスは、従来のフォトリソグラフィ及びエッチング処理よりも安価に高アスペクト比の相互接続構造を形成することができる。さらに、本書に記載のプロセス及び方法は望ましいことに、ポリマーの堆積処理中、或いは処理後に形成される周辺ポリマー層のボイドを除去、削減、及び／又は実質的に消去する。高アスペクト比のビア及び／又はワイヤ相互接続は、相互接続抵抗を下げることが可能で、デバイス性能を改善する。

【0027】

［００３４］ 図６のＡ～Ｃは、本書に記載の実施形態による、ファンアウトウエハレベルパッケージング再配線層で使用される高アスペクト比相互接続構造を示している。図６のＡ～Ｃでは、第２のポリマー層６３１の堆積中に形成される望ましくないボイド６０９を除去、低減、及び／又は実質的に消去するため、低大気圧環境でのＭＩＬ法が使用されている。図６のＡは、デバイス６０４の上に配置された複数の銅ピラー６０７を示し、ここではデバイス６０４は再構成基板（図示せず）に埋め込まれている。デバイス６０４は、上部に配置される金属層と安定化処理層６０５を有するアクティブ部６０１と、下にある金属層の複数の接触パッド６０３を露出するため安定化処理層６０５に形成される複数の開口部とを含む。第１のポリマー層６２１は、複数の接触パッド６０３の上に配置され、シード層（図示せず）が各銅ピラー６０７と接触パッド６０３との間に配置される。ここでは、銅ピラー６０７は従来のフォトリソグラフィとエッチング処理を用いて形成され、約２：１を超える、例えば約３：１を超えるアスペクト比（Ｈ：Ｗ）を有する。図６のＢは、銅ピラー６０７の上と間に吐出される第２のポリマー層６３１を示し、第２のポリマー層６３１は非感光性ポリイミド前駆体を含み、基板の上に吐出され、特徴はスピンコート法を用いてその上に配置される。その後のインプリントに適した柔らかいポリマーを形成するポリイミド前駆体に含まれるポリイミド溶媒の一部を除去するため、基板は約１２０°Ｃから約１５０°Ｃ（ソフトベーク）の間まで加熱される。堆積中に第２のポリマー層６３１に形成された望ましくないボイド６０９、及びそのソフトベークは、その後のＭＩＬプロセス中に除去、削減、及び／又は実質的に消去される。ここで、ポリイミド前駆体のガラス転移温度、例えば約３４０°Ｃを超えて加熱されるＭＩＬスタンプ６２７は、低大気圧環境で、例えば、大気圧未満、大気圧の２分の１未満、或いは約４００Ｔｏｒｒ未満、例えば約３００Ｔｏｒｒ未満で、第２のポリマー層６３１に物理的に押圧され、図６のＣに示したように、内部に高アスペクト比の開口部６３３を形成する。低い大気圧で加熱したＭＩＬスタンプ６２７を用いて第２のポリマー層６３１にパターンを物理的にインプリントすることは望ましいことに、形成中及び／又は形成後に第２のポリマー層６３１に形成される、図６のＢに示したボイド６０９などのボイドを除去、削減、及び／又は実質的に消去する。残存ポリマーは、酸素プラズマデスカム処理を用いて、複数の銅ピラー６０７の露出した上部表面から除去され、銅ピラーの第２の層（図示せず）は、高アスペクト比開口部６３３に形成される。

【0028】

［００３５］ 図７は、代替的な実施形態により、パネルファンアウトパッケージングプロセスで、一又は複数の再配線層を形成するための方法を示すフロー図である。図８は、図７に記載した方法による、上部に一又は複数の再配線層を有するパネルである。方法７００は、キャリア基板８０１上に非感光性ポリイミド層などの第１のポリマー層８０５を形成する作業７０５から始まる。ここでは、キャリア基板８０１は、シリコン、ガラス、硬質ポリマーなどの硬質材料から形成される矩形パネルなどの構造ベース８００を含み、熱リリース層や上部に配置されるテープ又は薄膜などのリリース層８０２を有する。ここでは、第１のポリマー層８０５は、スピンコーティングなどの任意の好適な方法によって、或いは、基板の表面上にポリマーの液滴を吐出することによって形成される。いくつかの実施形態では、第１のポリマー層８０５は構造ベース８００の上に直接形成される。

【0029】

［００３６］ 方法７００は、本書に記載のＭＩＬプロセスを用いて、第１のポリマー層８０５にパターンをインプリントし、第１のポリマー層８０５に複数の開口部を形成する作業７１０に続く。いくつかの実施形態では、ＭＩＬスタンプは、ポリマーのガラス転移温度（例えば、ポリイミドの場合、約３４０°Ｃ）を超えるまで加熱される。いくつかの実施形態では、第１のポリマー層８０５にパターンをインプリントすることは、低大気圧環境で、例えば、大気圧未満、大気圧の約２分の１未満、或いは約４００Ｔｏｒｒ未満、例えば約３００Ｔｏｒｒ未満で行われる。

【0030】

［００３７］ 方法７００は、第１のポリマー層８０５の上にシード層（図８には図示せず）を堆積する作業７１５に続き、その後、作業７２０で、電気メッキ処理を用いてシード層の上に銅層を形成することができる。

【0031】

［００３８］ 方法７００は、ＣＭＰを用いた基板表面の平坦化、及び／又は基板表面から銅層及びシード層の一部を除去する研磨処理の作業７２５に続き、これにより、第１のポリマー層８０５とその上に配置される複数の金属相互接続８１２を含む第１の再配線層８１０を形成する。ここでは、作業７０５～７２５は、所望の数の再配線層が形成されるまで繰り返される。

【0032】

［００３９］ 所望の数の再配線層が形成されると、方法は、最後に形成された再配線層８１６の金属相互接続８１２の金属接触パッドに、複数の特異なデバイス８０４を結合する作業７３０に続く。

【0033】

［００４０］ 方法は、複数の特異なデバイスの上に成形化合物８１５を吐出し硬化して再構成基板８１４を形成し、その後、再構成基板８１４とその上に配置された再配線層をキャリア基板８０１から剥離する作業７３５で終わる。

【0034】

［００４１］ 方法７００により、パネルファンアウトパッケージング方式での、低コストで高スループットの再配線層の形成が可能になる。

【0035】

［００４２］ 上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】