具有衬底穿孔的集成电路构造及形成具有衬底穿孔的集成电路构造的方法技术

本发明专利技术揭示一种集成电路构造，其包含两个或两个以上集成电路衬底的堆叠。所述衬底中的至少一者包含个别地包括相对端的衬底穿孔TSV。导电接合垫邻近所述一个衬底的一侧上的所述端的一者。导电焊料块邻近在所述一个衬底的另一侧上隆起地突出的另一端。所述焊料块中的个别者接合到所述堆叠的直接邻近衬底上的相应接合垫。环氧树脂助焊剂包围所述个别焊料块。在组成上与所述环氧树脂助焊剂不同的环氧树脂材料包围所述个别焊料块上的所述环氧树脂助焊剂。本发明专利技术还揭示形成集成电路构造的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中所揭示的实施例涉及。
技术介绍
衬底穿孔(TSV)为完全穿过其内具有集成电路的衬底的垂直电连接。TSV可用于产生3D集成电路封装，且为其它技术(例如堆叠封装)的改进，这是因为衬底穿孔的密度可实质上更高。TSV通过内部布线而提供对垂直对准的电子装置的互连，其可减小多芯片集成电路的复杂性及总尺寸。 含有TSV的一些个别集成电路衬底具有与衬底的一侧上的TSV的一端邻近连接的接合垫。柱状导电构造与另一端邻近连接且从衬底的另一侧突出，其中所述柱状导电构造的隆起最外部分为焊料。可通过使焊料抵靠另一衬底的对准接合垫而将两个集成电路衬底接合在一起。接着，可加热所得构造以致使焊料流动且与相应接合垫接合。可在使衬底彼此接触之前将助焊剂施加到焊料。助焊剂含有在可进行充分加热以使焊料与接合垫接合之前促进直接邻近的衬底固持在一起的粘着剂。在接合完成之后，可将介电底层填料提供于衬底之间以增加支撑及保护。 可使介电底层填料在衬底之间底层填料流动之前通过清洗而移除残余助焊剂。替代地，一些助焊剂在业界被称为“免清洗助焊剂”，借此助焊剂残余物在介电底层填料流动之前有意地余留于衬底之间。无论如何，即使试图在介电底层填料之前清除助焊剂残余物，通常也无法移除全部残余物。在此类情况下，助焊剂的移除难度已随直接邻近电路衬底之间的间隔距离变小而增大。 具有介电底层填料的构造可经受可导致助焊剂残余物气化的随后加热。这可导致构造出故障，其包含使焊料结合剂与接合垫分离。这随直接邻近衬底之间的间隔不断减小(具体来说，在距离为40微米或更小时)而变得尤其成问题。 【附图说明】 图1为通过图2中的线1-1取得的根据本专利技术的实施例的集成电路构造的图解截面图。 图2为通过图1中的线2-2取得的图1的衬底的截面图。 图3为图1的衬底的一部分的放大图，即，图1中的圆圈3内的部分的放大图。 图4为根据本专利技术的实施例的集成电路构造的图解截面图及图1中所展示的构造的替代例。 图5为准备用在形成根据本专利技术的实施例的集成电路构造的方法中的单独集成电路衬底的图解视图。 图6为形成根据本专利技术的实施例的集成电路构造的方法中的实例性工艺步骤的图解视图。 图7为在由图6展示的步骤之后的处理步骤处的图6的组件的视图。 图8为在由图6及7展示的步骤之后的处理步骤处的图5到7的组件中的若干者的视图。 图9为在由图8展示的步骤之后的处理步骤处的图8的组件的视图。 【具体实施方式】 本专利技术的实施例涵盖集成电路构造及形成集成电路构造的方法。首先，参考图1到3而描述集成电路构造10的实例性实施例。根据本专利技术的集成电路构造包括两个或两个以上集成电路衬底的堆叠。实例性构造10包括三个集成电路衬底14、16及18的堆叠12，所述集成电路衬底可例如为已在制造完成时被切割为半导体晶片的部分的个别裸片。可使用替代衬底，其包含带有电路的不同制造类型衬底的组合。衬底14、16、18可包含半导体材料(例如硅)、电介质及导电材料。集成电路衬底14、16、18可被视为具有相对侧20与22，所述侧具有相应外表面21。此类表面可实质上平坦或可实质上不平坦及/或彼此平行。 集成电路衬底中的至少一者包括TSV，其中衬底14、16、18中的每一者在所描绘实例中具有TSV24。在此项技术中，衬底穿孔也已被称为硅穿孔。在本文献中，“衬底穿孔”(TSV)涵盖或一般是指硅穿孔，且TSV包含延伸穿过衬底材料的导电通孔，无论所述材料中的任何者是否为硅。TSV24可包括与本专利技术无关的任何一或多种适合导电材料，其包含(若干)导电掺杂半导体材料。 TSV24个别地包括相对端26与28。就集成电路衬底14及16来说，TSV24包含与衬底侧20上的TSV端26邻近的导电接合垫30。在一个实施例中且如图所展示，接合垫30相对于衬底14、16、18的外表面21而凸起。例如，接合垫30具有隆起最外表面31及周围横向侧表面33 (图3)。导电焊料块32与另一 TSV端28邻近且在集成电路衬底14及16的另一侧22上隆起地突出。在一个实施例中且如图所展示，导电材料34介于个别TSV24与个别焊料块32之间。作为替代实例，焊料块32可直接抵靠TSV24的端28而接合(图中未展示)。在本文献中，当存在所陈述材料或结构相对彼此的至少一些物理触碰接触时，材料或结构“直接抵靠”另一材料或构造。相比而言，前面未加“直接”的“在…上方”、“在…上”及“抵靠…”涵盖“直接抵靠”以及其中(若干)介入材料或结构导致所陈述材料或结构彼此无物理触碰接触的构造。 导电材料34及焊料块32中的每一者可同质或非同质，且可为或与本专利技术无关的任何适合导电材料。无论如何，当使用导电材料34时，导电材料34包含直接抵靠个别焊料块的某一部分，所述部分具有与个别焊料块不同的组成。导电材料34及焊料块32可被视为形成在集成电路衬底14及16的衬底侧22上隆起地突出的导电支柱。 实例性集成电路衬底18包括与TSV24的两端邻近的接合垫30。作为实例，集成电路构造或封装10可最终具有由安装到另一衬底(例如印刷电路板)的导线或其它导体接合的衬底18的侧22上的接合垫30。无论如何，根据本专利技术的实施例的集成电路构造包括至少两个集成电路衬底的堆叠，所述集成电路衬底中的至少一者具有TSV，TSV具有与其一端邻近的接合垫及与其另一端邻近的焊料块，例如衬底14及16中的任一者所展示。 焊料块中的个别者接合到堆叠的直接邻近衬底上的相应接合垫。为了便利，主要参考堆叠12的电路衬底16及18而进行论述，但可存在相似结构且相对于衬底14及16而展示相似结构。焊料块32可被视为与衬底16相关联且接合到堆叠12的直接邻近衬底18的接合垫30。 环氧树脂助焊剂38包围个别焊料块32。组成上与环氧树脂助焊剂38不同的环氧树脂材料40包围个别焊料块32上的环氧树脂助焊剂38。环氧树脂助焊剂38及介电填充材料40中的每一者可独立地同质或非同质。环氧树脂助焊剂38的实例性横向厚度范围是从约5微米到约30微米。环氧树脂助焊剂38可具有可变横向厚度，例如如图所展示。包围直接邻近焊料块32及/或直接邻近导电材料34结构的环氧树脂助焊剂可使此类邻近块及/或构造彼此互连(图中未展示)。另外，具有环氧树脂材料的环氧树脂助焊剂的界面将比展示为使环氧树脂助焊剂38与环氧树脂材料40分离的难界定的界面线更可能构成两种不同材料的混合物(图中未明确展示)。因此，对厚度的参考是相对于不同组成环氧树脂助焊剂38与环氧树脂材料40之间的更可能混合的界面区的横向中点。环氧树脂助焊剂38及环氧树脂材料40 (即，底层填料)的实例性适合前体购自加州尔湾市的汉高公司。 在一个实施例中且如图所展示，环氧树脂助焊剂38从衬底16延伸到直接邻近衬底18 (即，环氧树脂助焊剂38直接抵靠每一衬底16及18的至少某一部分，其中个别接合垫被视为某一衬底的一部分)。替代地，环氧树脂助焊剂可仅隆起地延伸到衬底16及18中的一者(图中未展示)或不隆起地延伸到衬底16及18中的任一者(图中未展示)。环氧树脂助焊剂可被连续或间断地接纳到焊料块32周围，且可以类似方式相对于焊料块32而连续或间断地隆起延伸。当此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路构造，其包括：两个或两个以上集成电路衬底的堆叠，所述衬底中的至少一者包括个别地包括相对端的衬底穿孔TSV，导电接合垫邻近所述一个衬底的一侧上的所述端中的一者且导电焊料块邻近在所述一个衬底的另一侧上隆起地突出的另一端；所述焊料块中的个别者接合到所述堆叠的直接邻近衬底上的相应接合垫；环氧树脂助焊剂包围所述个别焊料块；及组成上与所述环氧树脂助焊剂不同的环氧树脂材料包围所述个别焊料块上的所述环氧树脂助焊剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.06 US 13/345,4221.一种集成电路构造，其包括: 两个或两个以上集成电路衬底的堆叠，所述衬底中的至少一者包括个别地包括相对端的衬底穿孔TSV，导电接合垫邻近所述一个衬底的一侧上的所述端中的一者且导电焊料块邻近在所述一个衬底的另一侧上隆起地突出的另一端； 所述焊料块中的个别者接合到所述堆叠的直接邻近衬底上的相应接合垫； 环氧树脂助焊剂包围所述个别焊料块；及 组成上与所述环氧树脂助焊剂不同的环氧树脂材料包围所述个别焊料块上的所述环氧树脂助焊剂。2.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂延伸到所述直接邻近衬底。3.根据权利要求2所述的集成电路构造，其中， 所述接合垫相对于所述直接邻近衬底的外表面而凸起，所述相应接合垫具有隆起最外表面且包围横向侧表面；且 所述环氧树脂助焊剂直接抵靠所述个别接合垫的所述周围横向侧表面。4.根据权利要求3所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂直接抵靠所述个别接合垫的所述隆起最外表面。5.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂从所述一个衬底延伸到所述直接邻近衬底。6.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂材料从所述一个衬底延伸到所述直接邻近衬底。7.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂及所述环氧树脂材料从所述一个衬底延伸到所述直接邻近衬底。8.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂直接抵靠所述焊料块。9.根据权利要求8所述的方法，其包括介于所述个别TSV与所述个别焊料块之间的导电材料，所述导电材料包含直接抵靠所述个别焊料块的一部分，所述部分具有与所述个别焊料块不同的组成，所述环氧树脂助焊剂直接抵靠所述导电材料。10.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂材料直接抵靠所述环氧树脂助焊剂。11.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂直接抵靠所述焊料块且所述环氧树脂材料直接抵靠所述环氧树脂助焊剂。12.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂材料完全填充从所述一个衬底与所述直接邻近衬底之间的所述环氧树脂助焊剂横向向外的空隙空间。13.根据权利要求1所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂未从所述一个衬底延伸到所述直接邻近衬底。14.根据权利要求13所述的集成电路构造，其中所述环氧树脂助焊剂延伸到所述直接邻近衬底。15.根据权利要求13所述的集成电路构造，其包括介于所述个别TSV与所述个别焊料块之间的导电材料，所述导电材料包含直接抵靠所述个别焊料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰斯皮德·S·甘德席，布兰登·P·沃兹，孙洋洋，乔许·D·伍德兰，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US