金属微线的异位制作和IC电路中的FIB放置制造技术

一种制造电路封装件的方法(200)包括：安装(205)用于运送的微线，其中微线具有10微米或更小的直径；以及将所安装的微线和电路封装件引入(210)聚焦离子束(FIB)装置。该FIB装置包括FIB显微镜和纳米定位器(210)。将微线、纳米定位器和电路封装件带入(215)用于FIB装置的工作区域中。使用(220)纳米定位器将微线和电路封装件在用于附接的位置处结合在一起。将微线焊接(225)到位，并释放(230)微线。并释放(230)微线。并释放(230)微线。

Heterotopic fabrication of metal microwires and FIB placement in IC circuits

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属微线的异位制作和IC电路中的FIB放置

技术介绍

[0001]在半导体集成电路(IC)芯片的生产和评估的早期阶段，“电路编辑”是通常用于通过削减到现有IC芯片的现有耦合或添加到现有IC芯片的新耦合来有效缩短开发周期和上市时间的做法。电路编辑可以提供快速的原型修改，例如在几小时或几天内执行修改。这些相同的修改可能需要数周的时间来通过半导体制造厂进行处理，因为通常需要生产或修改昂贵的掩模组。尽管执行电路编辑的技术解决了许多持续存在的挑战，但是在建立某些类型的新连接方面仍然存在一些漏洞。

技术实现思路

[0002]一些实施例提供了制造微线以及使用采用聚焦离子束(FIB)显微镜、FIB与扫描电子显微镜(SEM)的组合、等离子FIB显微镜或类似显微镜的装置将微线放置在IC芯片和电路封装件中的方法。在开发期间可以使用微线来增强FIB装置在当前难以或不可能的各类型的电路编辑中的能力。使用FIB装置，微线也可以被结合到IC芯片和封装件的生产中。尽管为与IC芯片一起使用而开发，但是所描述的方法和器件也可以用于不属于IC部分的电路中。
[0003]在一方面，描述了IC封装件的实施例。IC封装件包括制造为IC封装件的一部分的第一导电元件；以及具有耦合到第一导电元件的第一端的微线，该微线已经被异位(ex
‑
situ)制造并且包括具有10微米或更小的直径的金属。
[0004]在另一方面，描述了制造具有由金属形成的微线的集成电路封装件的方法的实施例。该方法包括安装用于运送的微线，该微线由金属形成并具有10微米或更小的直径；将所安装的微线和电路封装件引入包括FIB显微镜和纳米定位器的聚焦离子束(FIB)装置中；将微线、纳米定位器和电路封装件带入用于FIB装置的工作区域中；使用纳米定位器将微线和电路封装件在用于附接的位置处结合在一起；将微线焊接到位；以及释放微线。
[0005]在又一方面，描述了制造微线的方法的实施例。该方法包括将一段预成形线悬浮在具有已知浓度和温度的蚀刻剂溶液中一段时间，以实现10微米或更小的直径，该预成形线包括导电金属；从蚀刻剂溶液中去除所蚀刻的线；以及冲洗所蚀刻的线。
附图说明
[0006]本说明书的实施例在附图的图中通过示例的方式而非通过限制的方式示出，其中相似的附图标记指示类似的元素。对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定指相同的实施例，并且这样的引用可以表示至少一个。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其他实施例实现此类特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内，无论是否明确描述。如本文所用，术语“耦合”或“耦接”表示间接或直接电连接，除非限定为可包括无线连接的“可通信耦合”。因此，如果第一器件耦合到第二器件，则该连接可以是通过直接电连接，或者通过经由其他器件和连接的间接电连接。
[0007]附图被并入说明书并形成说明书的一部分，以说明本说明书的一个或多个示例性
实施例。本说明书的各种优点和特征将从以下结合所附权利要求并参考附图的具体实施方式中进行理解，其中：
[0008]图1描绘了根据实施例的制造导电微线的方法；
[0009]图1A描绘了根据实施例的正在被蚀刻以形成微线的一段预成形线；
[0010]图2描绘了根据实施例的制造电路封装件的方法；
[0011]图2A至图2F描绘了可以是图2的方法的一部分的附加元素；
[0012]图3A描绘了根据实施例的已经附接到纳米定位器的尖端的微线；
[0013]图3B描绘了根据实施例的附接到IC芯片的表面的微线；
[0014]图3C描绘了根据实施例的附接到电路封装件的两个微线；
[0015]图4A描绘了根据实施例的耦合被提供在IC芯片的表面处的两个嵌入式导电元件的微线；
[0016]图4B描绘了根据实施例的耦合被提供在IC芯片的层间电介质顶部上的两个导电元件的微线；
[0017]图4C描绘了根据实施例的耦合两个导电元件同时避免IC芯片上的第三导电元件的微线；
[0018]图4D描绘了根据实施例的耦合用于堆叠的第一IC芯片和第二IC芯片的接合焊盘的微线；
[0019]图4E描绘了根据实施例的已经被成形以形成天线并附接到IC芯片上的导电元件的微线；
[0020]图4F描绘了根据实施例的已经被成形以形成微电感器并附接到IC芯片上的导电元件的微线；
[0021]图5描绘了可以用于制造包含由金属制成的微线的IC芯片的双束FIB显微镜和SEM；
[0022]图6A描绘了图5的FIB可以执行的电路编辑的示例；并且
[0023]图6B描绘了图5的FIB不能执行的电路编辑的示例。
具体实施方式
[0024]现在将参考附图详细描述本专利技术的特定实施例。在本专利技术的实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本专利技术的更透彻的理解。然而，对于本领域的普通技术人员显而易见的是，可以在无这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情况下，未详细描述众所周知的特征，以避免不必要地使描述复杂化。
[0025]IC电路编辑需要用以修改器件内部的小互连件而不会无意中影响附近的结构的精度。对当前开发芯片的电路编辑需要FIB显微镜，其具有精密电动载物台、高真空腔室、特定气体化学物质(即前体气体)和计算机辅助绘图(CAD)导航，以定位位于表面下且在暴露之前无法看到的目标互连件。使用前体气体和离子束扫描的组合，这些FIB显微镜能够进行选择性蚀刻和沉积。
[0026]现在参考图5，示出了操作中的FIB装置500的侧视图。FIB装置500的核心件是初级离子柱502，其从液态金属离子源(例如，镓)生成离子束504。带正电的镓离子(Ga
+
)506从场发射器点源引出并通过施加大电势(通常在30
‑
50千伏(kV)范围内)加速。在静电透镜的帮
助下，发射被聚焦成离子束504，其可以具有亚微米直径。离子束504可以用于铣削穿过可以是集成电路的样品508，如故障分析中可能需要的。样品508通常定位在真空腔室512内的载物台510上。
[0027]当离子束504碰撞样品508时，二次电子514、二次离子(I
+
或I
‑
)516以及中性分子和原子518可以从样品表面520中喷出。带电粒子被拉向电偏置网格，并由通常与离子柱502成角度定位的检测器(未示出)收集。来自所喷出的粒子的信号可以被放大和显示，以提供感兴趣区域的实时图像。
[0028]双柱工具可以具有由可选电子柱522补充的离子柱502，该电子柱522可以从离子柱502倾斜45度至60度。电子柱522将大量电子524输送到局部区域，并且为FIB装置500执行SEM成像，提供通常优于单独由离子柱502形成的图像的图像并帮助提供增加的场深。由于铣削区域易于成像，电子柱522还可以有助于横截面和透射电子显微镜(TEM)样品制备。
[0029]离子束504通常以单向光栅(raster本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路封装件即IC封装件，其包括：第一导电元件，其被制造为所述IC封装件的一部分；以及微线，其具有耦合到所述第一导电元件的第一端，所述微线已经被异位制造并且包括具有10微米或更小的直径的金属。2.根据权利要求1所述的IC封装件，其中所述微线形成天线。3.根据权利要求1所述的IC封装件，还包括制造为所述IC封装件的一部分的第二导电元件，其中所述微线的第二端耦合到所述第二导电元件。4.根据权利要求3所述的IC封装件，其中所述第一导电元件和所述第二导电元件各自被抬高到所述IC封装件的IC芯片的表面上方。5.根据权利要求3所述的IC封装件，其中所述微线被成形以在所述第一导电元件和所述第二导电元件之间的第三导电元件之上延伸，而不触及所述第三导电元件。6.根据权利要求3所述的IC封装件，其中所述第一导电元件包括在所述IC封装件的第一IC芯片上的第一接合焊盘，并且所述第二导电元件包括在所述IC封装件的第二IC芯片上的第二接合焊盘，所述第二IC芯片被安装在所述第一IC芯片上，并且进一步其中所述微线被成形以附接到所述第一接合焊盘和所述第二接合焊盘。7.根据权利要求3所述的IC封装件，其中所述微线被成形以形成微电感器。8.一种制造电路封装件的方法，所述方法包括：安装用于运送的微线，所述微线由金属形成并具有10微米或更小的直径；将所安装的微线和所述电路封装件引入聚焦离子束装置即FIB装置中，所述FIB装置包括FIB显微镜和纳米定位器；将所述微线、所述纳米定位器和所述电路封装件带入用于所述FIB装置的工作区域中；使用所述纳米定位器将所述微线和所述电路封装件在用于附接的位置处结合在一起；将所述微线焊接到位；以及释放所述微线。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述FIB装置还包括扫描电子显微镜(SEM)。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述纳米定位器包括从由下列项组成的组中选择的元件：细长尖端、微型夹持器、微机电(MEM)器件和使用静电力进行定位的器件。11.根据权利要求8所述的方法，其中将所述微线焊接到位使用从一组有机金属前体中选择的前体气体，所述一组有机金属前体包括(三甲基环戊二烯)三甲基铂(C9H<...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：