[發明專利]形成集成電路結構的方法

有效

• 申請號: 200810095578.4
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101350322A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 李建勛;趙智杰;宋明忠;郭祖寬
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳晨;張浴月

技術領域

本發明涉及集成電路工藝，且特別涉及芯片-晶圓(die-to-wafer)接合工藝。

背景技術

中介層(interposer)可用在集成電路的封裝，一般是用來形成半導體芯片與封裝元件間的連接。例如，當半導體芯片上的接合焊盤(bonding?pad)非常密集時，會造成封裝工藝的困難。因此，便可用中介層來增加半導體芯片的間距。

圖1顯示將芯片12及14接合至中介層晶圓10上的工藝剖面圖。中介層晶圓10包括銅柱16(copper?post)，其連接至接合焊盤19，并進一步連接至焊球20。芯片12及14通過焊料凸塊18設置在銅柱16上。

通常，接合工藝包括將多個焊料凸塊18預先設置在芯片12及14上，涂抹助熔劑(flux)至銅柱16，然后將芯片12及14接合至中介層晶圓10上，其中焊料凸塊18朝著銅柱16放置。將焊料凸塊18與銅柱16回焊接合后，將底膠22涂至芯片12及14與下面的中介層晶圓10之間的間隙中。在傳統的工藝中，是利用底膠分配器24(包括注射針26)通過間隙28(及芯片12、14與其他鄰近芯片之間的間隙)將底膠22涂至中介層晶圓10上。底膠隨后會因毛細管效應被吸入多個焊料凸塊18間的間隙。

傳統的接合工藝有一些缺點。為了不浪費中介層晶圓的空間，間隙28的寬度W1是越小越好。但是，隨著間隙28的寬度W1的縮小，要通過間隙28來涂抹底膠將更為困難。這個問題隨著芯片尺寸的縮小化更為嚴重。通常，間隙28的寬度W1需要大于約1毫米。

此外，傳統工藝在焊料凸塊18回焊后的清理(cleaning)工藝也有執行上的困難。不希望得到的物質(例如剩余的助熔劑)必須被清除掉。然而，隨著寬度W1及中介層晶圓10與芯片12、14間的寬度W2的不斷縮小，清理工藝也不斷地變得更困難。因此，業界亟需新的接合工藝。

發明內容

本發明提供一種形成集成電路結構的方法，包括提供其表面上具有接合導體的晶圓，并涂抹混合底膠至晶圓的表面上?；旌系啄z包括底膠材料及助熔劑材料。然后在涂抹混合底膠的步驟后，將芯片接合至晶圓上，且使得芯片上的焊料凸塊與接合導體連接。

上述形成集成電路結構的方法中，該接合芯片的步驟可包括：將該芯片與該晶圓對齊，并將該芯片壓向該混合底膠，直到該芯片上的焊料凸塊穿過該混合底膠并與該接合導體接觸；回焊該焊料凸塊；以及固化該混合底膠。

上述形成集成電路結構的方法中，在回焊該焊料凸塊后，可涂抹該混合底膠至該芯片上，并將額外的芯片接合至該芯片上。

上述形成集成電路結構的方法中，該混合底膠可填充在具有相同深度的該芯片與鄰近芯片間的間隙中，且其中該混合底膠的頂表面高于該芯片的頂表面。

上述形成集成電路結構的方法中，該混合底膠可在固化前實質上無法流動。

上述形成集成電路結構的方法中，該助熔劑材料可為疏水性的。

上述形成集成電路結構的方法中，該混合底膠可只分配在該晶圓中的芯片上，且在該芯片間的切割線實質上不具有該混合底膠。

上述形成集成電路結構的方法中，該涂抹混合底膠的步驟可包括：貼上模板遮罩至該晶圓上，其中該模板遮罩中的開口露出該晶圓上的芯片；將該混合底膠涂至該開口中；除去該模板遮罩上的過量的混合底膠；以及除去該模板遮罩。

上述形成集成電路結構的方法中，該晶圓可為中介層晶圓。

上述形成集成電路結構的方法中，該晶圓可為半導體晶圓，包括有源電路，且其中該接合導體包括接合焊盤。

上述形成集成電路結構的方法中，在該涂抹混合底膠的步驟之后而在該接合芯片的步驟之前，至少部分的該接合導體可埋在該混合底膠中。

上述形成集成電路結構的方法中，在該涂抹混合底膠的步驟之后而在該接合芯片的步驟之前，全部的該接合導體可埋在該混合底膠中。

本發明還提供一種形成集成電路結構的方法，包括提供包含接合導體在其上的晶圓，及提供包含焊料凸塊在其上的芯片。將混合底膠涂至晶圓上，其中至少部分的接合導體被埋在混合底膠中。將芯片與晶圓對齊，并將芯片壓向混合底膠，以使得芯片上的焊料凸塊穿過混合底膠而與接合導體接觸。然后回焊焊料凸塊，及接著固化混合底膠。

本發明又提供一種形成集成電路結構的方法，包括提供包含接合導體在其上的晶圓，及各包含焊料凸塊在其上的第一及第二芯片。將混合底膠涂至晶圓上，其中接合導體被埋在混合底膠中。將第一及第二芯片與晶圓對齊，并壓向混合底膠，以使得第一及第二芯片上的焊料凸塊穿過混合底膠而與接合導體接觸。第一及第二芯片間的晶圓區域優選不具有混合底膠。此方法還包括焊料凸塊的回焊及混合底膠的固化。