半导体封装的制作方法

半导体封装
1.相关申请的交叉引用
2.2020年11月2日向韩国知识产权局提交的题为“半导体封装”的韩国专利申请no.10-2020-0144540以及2021年5月25日向美国专利商标局提交的题为“半导体封装”的美国专利申请no.17/329,230通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本发明涉及半导体封装，具体涉及使用加工带制造的半导体封装。


背景技术：

4.随着电子产业的发展，经济高效地制造轻量、小型、快速且高性能的电子产品成为可能。半导体器件可以制造成包括多个竖直堆叠的半导体芯片堆叠的形式。在形成半导体芯片堆叠的过程中可以使用加工带，例如非导电膜。


技术实现要素：

5.根据实施例，半导体封装可以包括：下半导体芯片，具有下半导体衬底和设置在下半导体衬底的顶表面上的上焊盘；堆叠在下半导体芯片上的上半导体芯片，上半导体芯片包括上半导体衬底和设置在上半导体衬底的底表面上的焊料凸块；以及插入在下半导体芯片和上半导体芯片之间的固化层。固化层可以包括与上半导体芯片相邻的第一固化层、以及插入在第一固化层和下半导体衬底的顶表面之间的第二固化层。第一固化层可以包括第一光固化剂，第二固化层可以包括第一热固化剂。
6.根据另一个实施例，半导体封装可以包括：下半导体芯片，具有下半导体衬底和设置在下半导体衬底的顶表面上的上焊盘；堆叠在下半导体芯片上的上半导体芯片，上半导体芯片包括上半导体衬底和设置在上半导体衬底的底表面上的焊料凸块；以及插入在下半导体芯片和上半导体芯片之间的固化层。固化层可以包括与上半导体芯片相邻的第一固化层、以及插入在第一固化层和下半导体衬底的顶表面之间的第二固化层。第一固化层可以包括第一热固化剂，第二固化层可以包括第二热固化剂，第一热固化剂的固化温度可以低于第二热固化剂的固化温度。
7.根据另一个实施例，半导体封装件可以包括：中介层衬底；设置在中介层衬底的底表面上的外部连接端子；安装在中介层衬底上的芯片堆叠，芯片堆叠包括竖直交替堆叠的半导体芯片和固化层；以及设置在中介层衬底上以覆盖芯片堆叠的侧表面和中介层衬底的顶表面的模制层。每个半导体芯片可以包括半导体衬底、穿透半导体衬底的穿透结构、设置在半导体衬底的底表面上的电路绝缘层和互连线、连接到互连线的下焊盘、设置在半导体衬底上的上焊盘、以及设置在下焊盘的底表面上的焊料凸块。穿透结构可以将上焊盘连接到互连线。固化层可以包括与半导体芯片之一的焊料凸块的上部接触的第一固化层以及与半导体芯片之一的焊料凸块的下部接触的第二固化层。第一固化层可以包括光固化剂，第二固化层可以包括热固化剂。
附图说明
8.通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得清楚，在附图中：
9.图1是根据实施例的半导体封装的截面图。
10.图2是图1的a部分的放大截面图。
11.图3至图6和图8是根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。
12.图7是图6的b部分的放大截面图。
13.图9至图12是根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。
14.图13至图15是根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。
具体实施方式
15.图1是根据实施例的半导体封装的截面图。图2是图1的a部分的放大截面图。
16.参照图1，半导体封装1可以包括芯片堆叠st、中介层衬底300、模制层500和外部连接端子400。每个芯片堆叠st可以包括竖直且交替堆叠的多个半导体芯片200和多个固化层tl。
17.中介层衬底300可以包括中间层310、导电柱320、中介层绝缘层330、内部线340、外部端子焊盘350和芯片连接焊盘360。中间层310可以包括多个堆叠的层。芯片连接焊盘360可以设置在中间层310的顶表面上，并且可以连接到芯片堆叠st。内部线340可以设置在中介层绝缘层330中，并且可以连接到外部端子焊盘350。导电柱320可以设置为穿透中间层310以将芯片连接焊盘360连接到内部线340。在本说明书中，表述“两个元件彼此电连接或耦合”是指所述元件彼此直接连接或耦合或通过其他导电元件间接地彼此连接或耦合。表述“元件电连接到中介层衬底300”是指元件电连接到内部线340。外部端子焊盘350、内部线340、导电柱320和芯片连接焊盘360可以由至少一种金属材料形成或包括至少一种金属材料，例如铜、铝、钨和/或钛中的至少一种。在实施例中，中介层衬底300可以是印刷电路板(pcb)。或者，再分布层可用作中介层衬底300。
18.外部连接端子400可以设置在中介层衬底300的底表面上。详细地，外部连接端子400可以分别设置在中介层衬底300的外部端子焊盘350的底表面上。外部连接端子400可以包括焊球。外部连接端子400可以由至少一种焊料材料形成或包括至少一种焊料材料，例如锡(sn)、银(ag)、锌(zn)和/或其合金中的至少一种。
19.芯片堆叠st可以安装在中介层衬底300上，例如，芯片堆叠st可以沿着第一方向d1彼此间隔开。模制层500可以设置在中介层衬底300的顶表面上以填充相邻的芯片堆叠st之间的间隙区域。模制层500可以保护芯片堆叠st免受外部冲击并且可以将芯片堆叠st与外部电隔离。为简单起见，以下描述将仅涉及一个芯片堆叠st。
20.芯片堆叠st可以包括例如沿着第二方向d2竖直堆叠的半导体芯片200和固化层tl。固化层tl可以插入在半导体芯片200之间，例如，一个固化层tl可以位于沿第二方向d2彼此相邻的两个半导体芯片200之间，以及位于中介层衬底300和最下面的半导体芯片200之间。为简单起见，以下描述将涉及仅一个半导体芯片200和仅一个固化层tl。
21.半导体芯片200可以包括高带宽存储器(hbm)芯片。半导体芯片200可以包括半导体衬底210、穿透结构220、电路绝缘层230、互连线240、下焊盘250、焊料凸块260和上焊盘
270。
22.半导体衬底210可由半导体材料形成或包括半导体材料，例如硅、锗或硅锗。半导体衬底210可以具有彼此相对的底表面和顶表面，例如，半导体衬底210的底表面可以面向中介层衬底300。
23.电路绝缘层230和互连线240可以设置在半导体衬底210的底表面上。集成电路可以设置在电路绝缘层230中。集成电路可以设置在半导体衬底210的底表面上并且可以包括晶体管。电路绝缘层230可以由例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少一种形成或包括其中的至少一种。互连线240可以电连接到集成电路和穿透结构220。互连线240可以由至少一种导电材料形成或包括至少一种导电材料，例如铜和/或钨中的至少一种。电路绝缘层230的底表面230b可以作为半导体芯片200的底表面230b。例如，如图2所示，电路绝缘层230的底表面230b可以与下焊盘250的底表面250b共面。在另一示例中，电路绝缘层230的底表面230b可以位于比下焊盘250的底表面250b高的水平处。
24.上焊盘270可以设置在半导体衬底210的顶表面上。上焊盘270可以连接到穿透结构220。下焊盘250可以设置在电路绝缘层230的底表面上。下焊盘250可以连接到焊料凸块260。上焊盘270和下焊盘250可以由至少一种导电材料形成或包括至少一种导电材料，例如铝、金和/或铜中的至少一种。在实施例中，可以在半导体封装1中设置多个上焊盘270和多个下焊盘250。
25.穿透结构220可以设置在半导体衬底210中。例如，穿透结构220可以设置为穿透例如半导体衬底210的整个厚度。穿透结构220可以通过互连线240电连接到下焊盘250或集成电路。穿透结构220可由至少一种导电材料形成或包括至少一种导电材料，例如铜、钛或钨中的至少一种。在实施例中，可以设置多个穿透结构220。
26.焊料凸块260可以分别设置在下焊盘250的底表面上。焊料凸块260可包括例如焊球、焊料凸块、焊料柱或其任何组合。焊料凸块260可由至少一种导电材料形成或包括至少一种导电材料，例如锡、铅、银及其合金中的至少一种。焊料凸块260可以通过互连线240连接到集成电路或穿透结构220。
27.每个芯片堆叠st的半导体芯片200可以包括例如至少下半导体芯片200和上半导体芯片200，它们沿着例如第二方向d2彼此相邻设置。例如，如图1所示，每个芯片堆叠st可以包括多个半导体芯片200，例如四个半导体芯片200，沿着第二方向d2在彼此上堆叠，固化层tl与之交替。上半导体芯片200可以设置在下半导体芯片200上。上半导体芯片200的焊料凸块260可以分别电连接到下半导体芯片200的上焊盘270。
28.在下文中，将参考图2更详细地描述固化层tl。
29.参照图1和图2，固化层tl之一可以插入在下半导体芯片200和上半导体芯片200之间，即，在彼此上堆叠的两个半导体芯片200之间。固化层tl可以设置为填充下半导体芯片200和上半导体芯片200之间的间隙区域。固化层tl还可以设置为围绕例如上半导体芯片200的焊料凸块260中的每一个的整个周边260c。固化层tl可以包括第一固化层120和第二固化层130，第二固化层130介于第一固化层120和下半导体芯片的顶表面之间。
30.第一固化层120可以设置在第二固化层130和上半导体芯片200的底表面230b之间。第一固化层120可以设置为与上半导体芯片200的焊料凸块260的上部、上半导体芯片200的下焊盘250的底表面250b的至少一部分、以及电路绝缘层230的底表面230b接触。第一
固化层120在第二方向d2上的厚度h1可以在0.1μm至20μm的范围内。在本说明书中，第一方向d1可以是与中介衬底300的顶表面平行的方向，第二方向d2可以是与中介层衬底300的顶表面垂直的方向。
31.第一固化层120可以包括第一聚合物树脂和第一填料颗粒。第一固化层120还可以包括第一光固化剂和第一热固化剂中的至少一种。第一聚合物树脂可以包括例如丙烯酸酯基聚合物、环氧基聚合物和/或聚(双马来酰亚胺)基聚合物。第一填料颗粒可包括例如二氧化硅颗粒和/或氧化铝颗粒。基于第一固化层120的总重量，第一固化层120中的第一填料颗粒的含量可以在约20wt％至约70wt％的范围内。第一填料颗粒可具有范围从约10nm至约10μm的平均宽度(例如直径)。第一光固化剂可以是光引发剂。第一固化层120中的第一光固化剂的含量可以为每百份树脂约0.1至约5份(phr)，例如，每百重量份第一聚合物树脂约0.1至约5份。第一光固化剂可包括例如偶氮化合物、偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化苯甲酰、irgacure no.184、651、819、651、784、907、2959、754等。例如，第一热固化剂可以包括过氧化物基材料。
32.第二固化层130可以与上半导体芯片200的焊料凸块260的下部、下半导体芯片200的上焊盘270的顶表面270a和侧表面的至少一部分、以及半导体衬底210的顶表面接触。第二固化层130在第二方向d2上的厚度h2可以在约0.1μm至约20μm的范围内。
33.第二固化层130可以由与第一固化层120的材料不同的材料形成或包括该不同的材料。例如，第二固化层130可以包括第二聚合物树脂、第二填料颗粒和第二热固化剂。第二聚合物树脂可以与上述第一固化层120的第一聚合物树脂基本相同。第二固化层130中的第二填料颗粒可以与上述第一固化层120中的第一填料颗粒基本相同。第二热固化剂可由胺基材料(例如，咪唑)中的至少一种形成或包括其中的至少一种。第二固化层130中的第二热固化剂的含量可以在约1至约30phr的范围内，例如，每百重量份第二聚合物树脂约1至约30份。
34.第一固化层120和第二固化层130之间的界面可以是可观察到的，也可以是不可观察到的。在第一固化层120和第二固化层130之间的界面是可观察到的，例如视觉上可观测到的情况下，第一固化层120和第二固化层130之间的界面可以位于上半导体芯片200的焊料凸块260的顶表面和底表面之间的水平处。焊料凸块260在第二方向d2上的高度h3可以在大约0.5μm到大约10μm的范围内。第一固化层120的厚度h1与焊料凸块260的高度h3的比值可以在约0.1至约1的范围内，并且第二固化层130的厚度h2与焊料凸块260的高度h3的比值可以在约0.1至约1的范围内。
35.图3至图6和图8是根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。图7是图6的b部分的放大截面图。
36.参照图3，可以制备加工带10。加工带10可以包括保护剥离膜110、初步固化层tlp、粘合层140和基膜150。初步固化层tlp可以包括第一初步固化层120p和第二初步固化层130p。加工带10可以用在堆叠半导体芯片200的工艺中。
37.保护剥离膜110可以由至少一种有机材料(例如，聚合物)形成或包括至少一种有机材料。例如，保护剥离膜110可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚烯烃(po)、聚(乙烯醇)(pva)、聚(1-萘胺)(pna)、聚醚醚和酮(peek)和/或其混合物中的至少一种形成或包括该至少一种。保护剥离膜110可以保护初步固化层tlp免受物理应力。物理应力可以是外部
冲击，但实施例不限于该示例。保护剥离膜110可以在使用加工带10之前去除。将参考图4至图8描述其中使用加工带10的示例。
38.初步固化层tlp可以设置在保护剥离膜110上。初步固化层tlp可以包括第一初步固化层120p和第二初步固化层130p。第一初步固化层120p可以设置在保护剥离膜110上，第二初步固化层130p可以设置在第一初步固化层120p和粘合层140之间。第一初步固化层120p可具有约0.1μm至约20μm范围的厚度，第二初步固化层130p可具有约0.1μm至约20μm范围的厚度。第一初步固化层120p和第二初步固化层130p中的每一个都可以具有粘性和流体特性。
39.例如，第一初步固化层120p可以具有光固化特性，第二初步固化层130p可以具有热固化特性。详细地，第一初步固化层120p可以包括第一聚合物树脂、第一填料颗粒和第一光固化剂。第一聚合物树脂可以包括例如丙烯酸酯基聚合物、环氧基聚合物和/或聚(双马来酰亚胺)基聚合物。第一填料颗粒可包括例如二氧化硅颗粒和/或氧化铝颗粒。基于第一初步固化层120p的总重量，第一初步固化层120p中第一填料颗粒的含量可以在约20wt％至约70wt％的范围内。第一填料颗粒可具有例如范围从约10nm至约10μm的平均宽度。第一光固化剂可以是光引发剂。第一初步固化层120p中的第一光固化剂的含量可以在约0.1phr至约5phr的范围内。第一光固化剂可包括例如偶氮化合物、偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化苯甲酰、irgacure no.184、651、819、651、784、907、2959、754等。在第一光固化剂被特定波长的光(例如，波长为约10nm至约400nm的紫外光)照射的情况下，第一光固化剂可以固化第一初步固化层120p。详细地，当用特定波长的光照射第一光固化剂时，第一光固化剂可以产生自由基，其引发(例如激活)自由基聚合过程。随着自由基的化学反应的进行，第一初步固化层120p可以变得固化。
40.第二初步固化层130p可以包括第二聚合物树脂、第二填料颗粒和第二热固化剂。第二聚合物树脂可以与上述第一聚合物树脂基本相同。第二初步固化层130p中的第二填料颗粒可以与上述第一初步固化层120p中的第一填料颗粒基本相同。第二热固化剂可由胺基材料(例如，咪唑)中的至少一种形成或包括其中的至少一种。第二初步固化层130p中的第二热固化剂的含量可以在约1phr至约30phr的范围内。当温度在特定温度范围内时，第二热固化剂可用于固化第二初步固化层130p。例如，如果温度在约150℃至约300℃的范围内，则第二初步固化层130p可以被第二热固化剂固化。
41.在另一示例中，第一初步固化层120p和第二初步固化层130p可以都具有热固化特性，但是它们可以具有彼此不同的固化温度。与第二初步固化层130p相比，第一初步固化层120p可以包括不同种类的第一热固化剂。因此，第一初步固化层120p的固化温度可以不同于第二初步固化层130p的固化温度。例如，第一初步固化层120p的固化温度可以低于第二初步固化层130p的固化温度。
42.详细地，第一初步固化层120p可以包括第一聚合物树脂、第一填料颗粒和第一热固化剂。第一聚合物树脂和第一填料颗粒可以与上述基本相同。第一初步固化层120p中的第一热固化剂的含量可以在约0.1phr至约5phr的范围内。在实施例中，第一热固化剂可以由过氧化物基材料中的至少一种形成或包括其中的至少一种。热固化剂可用于在特定温度条件下固化第一初步固化层120p。例如，当温度在约80℃至约150℃的范围内时，第一初步固化层120p可以被第一热固化剂固化。
43.第二初步固化层130p可以包括第二聚合物树脂、第二填料颗粒和第二热固化剂。第二聚合物树脂可以与上述第一聚合物树脂基本相同。第二初步固化层130p中的第二填料颗粒可以与上述第一填料颗粒基本相同。如上所述，第二热固化剂可由胺基材料(例如，咪唑)中的至少一种形成或包括其中的至少一种。第二初步固化层130p中的第二热固化剂的含量可以在约1phr至约30phr的范围内。当温度在特定温度范围内时，第二热固化剂可用于固化第二初步固化层130p。例如，如果温度在约150℃至约300℃的范围内，则第二初步固化层130p可以被第二热固化剂固化。
44.粘合层140可以设置在初步固化层tlp上。粘合层140可以是例如压敏粘合剂层。粘合层140可以由光固化材料形成或包括光固化材料，例如，光固化材料可以处于未固化状态。粘合层140中的光固化材料可以包括聚合物，并且聚合物可以包括炔基和醇(-oh)基团。例如，粘合层140可以由丙烯酸酯基材料(例如丙烯酸酯聚合物)中的至少一种形成或包括其中的至少一种。粘合层140还可包括交联剂、光固化剂或添加剂中的至少一种。添加剂可以包括紫外线吸收剂或涂层流平剂中的至少一种。紫外线吸收剂可以包括具有芳环结构或共轭结构的材料。例如，紫外线吸收剂可以包括二苯甲酮和/或其衍生物。涂层流平剂可以包括至少一种有机硅基表面活性剂。
45.基膜150可以设置在粘合层140上。基膜150可以由有机材料(例如，聚合物)中的至少一种形成或包括其中的至少一种。例如，基膜150可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚烯烃(po)、聚(乙烯醇)(pva)、聚(1-萘胺)(pna)、聚醚醚和酮(peek)和/或其混合物中的至少一种形成或包括该至少一种。在一个实施例中，基膜150可以由均聚物或共混聚合物中的至少一种形成或包括其中的至少一种。基膜150可以具有单层或多层结构。
46.参照图4，可以制备半导体芯片200。半导体芯片200可以与参照图2描述的半导体芯片200基本相同。通过从加工带10(图3中)去除保护剥离膜110，可以暴露第一初步固化层120p。去除了保护剥离膜110的加工带10可以放置在半导体芯片200的底表面230b上(图4中)。这里，半导体芯片200可以放置为使得底表面230b面向第一初步固化层120p。
47.详细地，半导体芯片200可以附接到第一初步固化层120p，使得初步固化层tlp与焊料凸块260和半导体芯片200的底表面230b接触。加工带10可以覆盖焊料凸块260的表面。由于加工带10的初步固化层tlp处于未固化状态或者是软的，所以焊料凸块260可以穿透初步固化层tlp。在实施例中，焊料凸块260可以穿透第一初步固化层120p以及第二初步固化层130p的一部分，例如，焊料凸块260可以穿透整个第一初步固化层120p和仅部分的第二初步固化层130p。因此，焊料凸块260的一部分可以放置在初步固化层tlp的内部，因此例如焊料凸块260在下焊盘250上方的表面可以被初步固化层tlp完全覆盖。在将加工带10附接到半导体芯片200之后，例如，在将初步固化层tlp附接到半导体芯片200之后，可以从加工带10去除粘合层140和基膜150，因此例如暴露出第二初步固化层130p的表面。
48.参照图5，光l可以照射到加工带10上，即，照射到半导体芯片200上的初步固化层tlp上。光l可以具有范围从大约10nm到大约400nm的波长或者可以是紫外光。例如，光l可以照射到初步固化层tlp上，例如照射到暴露的第二初步固化层130p上。在第一初步固化层120p包括光固化剂的情况下，第一初步固化层120p可以通过光l的照射以光固化方式固化，以形成第一固化层120。由于第二初步固化层130p不包括光引发剂，所以第二初步固化层130p不会被光l的照射固化。
49.参照图6，可以准备台架stg。台架stg可以是平板，其由金属材料形成或包括金属材料。台架stg可以包括温度调节系统，其设置在台架stg中并用于调节台架stg的表面温度。中介层衬底300可以放置在台架stg上。中介层衬底300可以与参照图1描述的中介层衬底300基本相同。附接有参照图5描述的第一固化层120和第二初步固化层130p的半导体芯片200可以设置在中介层衬底300上。这里，半导体芯片200可以以如下方式放置：焊料凸块260例如沿着第二方向d2与中介层衬底300的芯片连接焊盘360竖直对齐。由于第二初步固化层130p具有粘合特性，所以第二初步固化层130p可以附接到中介层衬底300的顶表面并且可以物理地固定到中介层衬底300。
50.可以通过重复参照图4至图5描述的工艺，将附接有第一固化层120和第二初步固化层130p的附加半导体芯片200设置在附接到中介层衬底300的半导体芯片200上。由于第二初步固化层130p具有粘合特性，所以竖直相邻的半导体芯片200可以彼此物理地固定。这里，如图7所示，上半导体芯片200的焊料凸块260可以与下半导体芯片200的上焊盘270的顶表面270a的至少一部分接触。例如，参考图6至图7，当朝着下半导体芯片200推动第二初步固化层130p以粘附到其上时，焊料凸块260可以延伸穿过第二初步固化层130p，以至少部分地接触下半导体芯片200的上焊盘270的顶表面270a。
51.可以通过多次重复堆叠工艺来形成初步芯片堆叠stp。初步芯片堆叠stp可以被放置为彼此水平地间隔开。在重复堆叠工艺时，台架stg的表面温度可以保持在例如约50℃。
52.参考图8，可以在初步芯片堆叠stp上制备压头hd。压头hd可以是平板，其由金属材料形成或包括金属材料。压头hd可以被配置为在竖直方向上可移动并且可以包括温度调节系统，该温度调节系统用于调节压头hd的表面温度。压头hd可以竖直移动以执行第一压制和加热工艺。第一压制和加热工艺可以包括向初步芯片堆叠stp施加热量和压力。详细地，在第一压制和加热工艺中，可以控制压头hd以在竖直方向上对初步芯片堆叠stp施加压力。在施加压力期间，压头hd的温度可保持在约200℃至约400℃的范围内，并且台架stg的温度可保持在约70℃。由于压头hd和台架stg的加热，初步芯片堆叠stp附近的温度可以增加到高于第二初步固化层130p中的热固化剂的固化温度。因此，焊料凸块260可以在上半导体芯片200的下焊盘250和下半导体芯片200的上焊盘270之间沿横向延伸，例如，在第一方向d1上延伸以增加焊料凸块260和上焊盘270之间的接触面积，并且可以连接例如如图2所示在第二方向d2上彼此相邻的下焊盘250和上焊盘270。此外，第二固化层130可以通过固化反应形成，例如由于压头hd的温度而在第二初步固化层130p中进行的固化反应，并且半导体芯片200可以通过固化层tl更牢固地固定以形成芯片堆叠st。
53.根据实施例，在第一压制和加热工艺之前，第一初步固化层120p可以以光固化方式固化以形成第一固化层120。在第一次压制和加热工艺中焊料凸块260横向扩展的情况下，由于第一固化层120较硬，所以焊料凸块260的与第一固化层120接触的上部可能不会在横向方向上扩展或者可能几乎不会扩展，因此例如在第二初步固化层130p中只有接触上焊盘270的的一部分焊料凸块260可以横向扩展。因此，可以降低相邻的焊料凸块260之间的短路故障的几率，而当在高度集成的半导体封装中形成焊料凸块260时可能发生此类短路故障。
54.此外，通常情况下，当对彼此水平间隔开的初步芯片堆叠stp执行使用压头hd的压制和加热工艺时，例如与压头hd的边缘部分相比，不均匀的压力和热量很可能被施加到压
头hd的中心部分。例如，相比于与压头hd的边缘部分相邻的初步芯片堆叠stp，与压头hd的中心部分相邻的初步芯片堆叠stp可能经受更高的压力和更高的温度，从而很可能导致焊料凸块进一步横向扩展。相反，根据实施例，由于焊料凸块260的横向扩展受到预先硬化的第一固化层120的限制，所以可以防止或基本上抑制焊料凸块260的横向扩展。这样，在对初步芯片堆叠stp的压制和加热工艺中即使存在由于压头hd上的位置变化而引起的压力和热量的不均匀，也可以防止或基本上最小化压头hd的中央部分中相邻焊料凸块260之间的短路。
55.返回参考图1，模制层500可以形成在中介层衬底300上。模制层500可以由环氧基聚合物中的至少一种形成或包括其中的至少一种。模制层500可以填充芯片堆叠st之间的间隙区域，并且可以覆盖每个芯片堆叠st的侧表面和中介层衬底300的顶表面。外部连接端子400可以分别形成在中介层衬底300的外部端子焊盘350的底表面上。因此，可以制造根据实施例的半导体封装1。
56.图9至图12是根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。为了便于描述，先前描述的元件可以由相同的附图标记来标识而不重复其重叠的描述。
57.参照图9，可以通过与先前参照图3至图5描述的方法相同的方法来制备半导体芯片200，并且在这种情况下，第一固化层120和第二初步固化层130p可以附接到半导体芯片200的底表面230b。可以制备中介层衬底300。中介层衬底300可以与参照图1描述的中介层衬底300基本相同。附接有第一固化层120和第二初步固化层130p的半导体芯片200可以堆叠在中介层衬底300上。半导体芯片200可以放置为彼此水平间隔开，并且可以在中介层衬底300上设置在相同水平上。
58.参照图10，压头hd可以放置在彼此水平间隔开的半导体芯片200上。压头hd可以竖直移动以执行第一压制和加热工艺。换言之，压头hd可以竖直移动以向半导体芯片200的顶表面施加热量和压力。这里，压头hd的温度可以保持在约200℃至约400℃的范围内，并且台架stg的温度可以保持在约70℃。由于压头hd和台架stg的加热，半导体芯片200附近的温度可以升高到高于第二初步固化层130p中的热固化剂的固化温度。因此，可以通过在第二初步固化层130p中进行的固化反应来形成第二固化层130，并且可以通过固化层tl将半导体芯片200固定地附接到中介层衬底300。
59.参照图11，附接有第一固化层120和第二初步固化层130p的半导体芯片200可以分别堆叠在固定附接到中介层衬底300的半导体芯片200上。由于第二初步固化层130p具有粘合特性，所以半导体芯片200可以物理地固定到与中介层衬底300牢固地附接的半导体芯片200。
60.参照图12，压头hd可以放置在半导体芯片200上，这些半导体芯片200被堆叠以形成双层结构。压头hd可以竖直移动以执行第二压制和加热工艺。换句话说，压头hd可以竖直移动以向堆叠形成双层结构的半导体芯片200的顶表面施加热量和压力。这里，压头hd的温度可以保持在约200℃至约400℃的范围内，台架stg的温度可以保持在约70℃。由于压头hd和台架stg的加热，最上面的半导体芯片200附近的温度可以升高到高于该最上面的半导体芯片200的第二初步固化层130p中的热固化剂的固化温度。因此，第二固化层130可以通过固化反应形成，该固化反应在最上面的半导体芯片200的第二初步固化层130p中进行，并且可以通过固化层tl将最上面的半导体芯片200固定地附接到最下面的半导体芯片200。
61.可以使用与参照图11和图12描述的方法基本相同的方法来重复半导体芯片200的堆叠工艺以及使用压头hd的压制和加热工艺，在这种情况下，芯片堆叠st可以形成为具有多层结构。此后，可以通过使用参照图6描述的方法形成模制层500和外部连接端子400来制造根据实施例的半导体封装1。
62.图13至图15是示出根据实施例的制造半导体封装的方法中的各阶段的截面图。为了便于描述，先前描述的元件可以由相同的附图标记来标识而不重复其重叠的描述。
63.参照图13，半导体芯片200可以通过与参照图3和图4所描述的方法相同的方法来制备，并且在这种情况下，初步固化层tlp可以附接到半导体芯片200的底表面230b。可以制备中介层衬底300。中介层衬底300可以与参照图1描述的中介层衬底300基本相同。可以通过在中介层衬底300上堆叠附接有初步固化层tlp的半导体芯片200来形成初步芯片堆叠stp。每个初步芯片堆叠stp的半导体芯片200可以彼此竖直对齐，并且初步芯片堆叠stp可以彼此水平间隔开。
64.参照图14，压头hd可以放置在初步芯片堆叠stp上。压头hd可以竖直移动以执行第一压制和加热工艺。第一压制和加热工艺可以包括向初步芯片堆叠stp施加热量和压力。在第一压制和加热工艺中，压头hd的温度可以保持在约110℃至约120℃的范围内，并且台架stg的温度可以保持在约50℃。由于压头hd和台架stg的加热，初步芯片堆叠stp附近的区域可以保持在如下温度：高于或等于第一初步固化层120p中的热固化剂的固化温度，并且低于或等于第二初步固化层130p中的热固化剂的固化温度。因此，可以通过在第一初步固化层120p中进行的固化反应来形成第一固化层120。此时，第二初步固化层130p可以不固化。
65.参考图15，在第一压制和加热工艺之后，可以对初步芯片堆叠stp执行第二次压制和加热工艺。第二压制和加热工艺可以包括向初步芯片堆叠stp施加热量和压力。在第二次压制加热工艺中，压头hd的温度可以保持在320℃左右，台架stg的温度可以保持在70℃左右。由于压头hd和台架stg的加热，初步芯片堆叠stp附近的温度可以保持等于或高于第二初步固化层130p中的热固化剂的固化温度。因此，可以通过在第二初步固化层130p中进行的固化反应来形成第二固化层130，并且可以通过固化层tl更牢固地固定半导体芯片200以形成芯片堆叠st。此后，可以通过使用参照图6描述的方法形成模制层500和外部连接端子400来制造根据实施例的半导体封装1。
66.通过总结和回顾，实施例提供了具有改进的可靠性的半导体封装。即，根据实施例，可以在竖直堆叠的半导体芯片之间设置固化层。固化层可以具有包括第一固化层和第二固化层的双层结构。第一固化层可以与焊料凸块的上部接触并且可以首先固化，因此，第一固化层可以防止精细间距的焊料凸块在横向方向上扩展。因此，可以防止在精细间距的焊料凸块彼此连接时可能发生的短路故障。
67.本文已经公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅用于且应被解释为一般的描述性意义，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如提交本技术时的本领域普通技术人员应认识到，除非另有明确说明，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与其他实施例描述的特征、特性和/或元件相结合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离如以下权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。