[發明專利]集成電路裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201110025101.0
• 申請日: 2011-01-20
• 公開（公告）號: CN102280423A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 林俊成;黃雅希;陳新瑜;蔡柏豪;林彥甫;黃震麟;蔡方文;邱文智
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

技術領域

本發明涉及集成電路，尤其涉及一種側壁上具有保護層的銅凸塊結構。

背景技術

裸片對晶片(die-to-wafer)接合為常用的接合方式，其中由晶片分割的半導體裸片接合至晶片上尚未分割的半導體芯片。借由裸片對晶片接合，可選擇已知的良好裸片接合至晶片。因此相較于晶片到晶片接合，其良率更為提升。

傳統上裸片對晶片接合方法有缺點。晶片可包括許多芯片(之后稱為底部芯片)，有時超過千個芯片。因此，超過千個以上的裸片需一個一個的接合至底部芯片。在整個接合工藝的過程中，必須加熱晶片。然而，晶片的溫度很難控制。若溫度太高，在底部芯片的銅凸塊會被嚴重氧化，且在底部芯片上的助焊劑(flux)可能被烘烤/蒸發。另一方面，若溫度太低，可能形成冷焊(cold?joint)。故對裸片對晶片接合的良率產生不利的影響。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷，在一實施例中，本發明的工作件包括具有上表面和側壁的銅凸塊。在銅凸塊的側壁上形成保護層，但其上表面沒有保護層。保護層包括銅的化合物和聚合物，且為介電層。

本發明也公開其他實施例。

根據一實施例，本發明提供了一種集成電路裝置，包括：

一第一工作件，包括：

一銅凸塊，具有一上表面及側壁；以及

一保護層，在該銅凸塊的該側壁上，而不在該上表面，其中該保護層包括一銅的化合物及一聚合物，且其中該保護層為一介電層。

根據本發明的一實施例，本發明提供了一種集成電路的制造方法，包括：

提供一第一工作件，該第一工作件包括具有一上表面及側壁的一銅凸塊；

在該銅凸塊的側壁形成一聚合物層，且其不與該銅凸塊的該上表面接觸；

固化該聚合物層，其中該聚合物層部分與該銅凸塊反應以在該銅凸塊的該側壁形成一保護層；以及

移除該聚合物層未反應的部分，且保留在該銅凸塊的該側壁上的該保護層。

本發明提供的集成電路裝置及其制造方法，在裸片對晶片接合工藝中，即使工作件的溫度高時，保護層也可避免銅凸塊的氧化。

為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附的圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1至圖4為根據多個實施例的剖面圖，用以說明包括焊料帽的凸塊結構的形成的中間階段。

圖5至圖9為根據其他實施例的剖面圖，用以說明不具焊料帽的凸塊結構的形成的中間階段。

圖10A及圖10B為接合的工作件的剖面圖。

【主要附圖標記說明】

2、200～工作件

10～基板

14～半導體裝置

12～內連線結構

28～金屬焊盤

30～鈍化層

32～凸塊底層金屬

34～銅凸塊

36～非銅金屬層

40～焊料帽

42～聚合物層

42a、34a、36a、40a～上表面

44～保護層

T～厚度

44a～上邊緣

36b～底表面

50～拋光金屬

202～銅柱凸塊

204～阻擋層

206～焊料區

54～底部填充膠

具體實施方式

以下敘述實施例的制造與使用。然而，應注意實施例提供許多可被廣泛的應用的發明概念。所述特定實施例僅為說明實施例的特定使用方式，但本發明并不以此為限。

本發明提供新穎的凸塊結構及其形成方法。說明制造一實施例的中間階段，并討論不同的實施例。在各個不同的說明與附圖中，以類似的附圖標記指示類似的元件。