用于将IC晶粒或晶片接合到TSV晶片的双载体制造技术

本发明专利技术涉及一种使用贯穿衬底通孔（TSV）晶片形成堆叠电子制品的方法，该方法包括使用具有第一脱粘温度的第一粘合材料（206）将第一载体晶片（205）安装到TSV晶片（202）的顶侧。TSV晶片从TSV晶片的底侧变薄，从而形成变薄的TSV晶片（202’）。使用具有高于第一脱粘温度的第二脱粘温度的第二粘合材料（207），将第二载体晶片（215）安装到TSV晶片（202’）的底侧。变薄的TSV晶片（202’）被加热到高于第一脱粘温度的温度，从而从变薄的TSV晶片（202’）移除第一载体晶片（205）。至少一个单个化的IC晶粒被结合到在变薄的TSV晶片的顶面上形成的TSV晶粒，从而形成堆叠电子制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
公开的实施例涉及集成电路(IC)组装エ艺，并更具体涉及将晶粒或晶片结合/键合到包含TSV的晶片。
技术介绍
为了使用标准倒装组装技术以面对面方式堆叠IC晶粒，通过将第一变薄IC晶粒然后将第二变薄IC晶粒(例如，25到150 u m厚的变薄晶粒)结合到封装衬底(例如PCB)上，组装以连续方式常规执行。在典型的装配中，第一 IC晶粒可以是包含TSV的晶粒，该晶粒面向上(即，有源电路/顶侧)安装在封装衬底的表面上，其中TSV形成与封装衬底表面上焊 盘的接合点。然后一般执行毛细管底部填充。第二 IC晶粒然后一般倒装(FC)安装到第一IC晶粒的顶侧。伴随该常规顺序堆叠晶粒组装技术的问题包括伴随经凸点的晶粒到晶粒接合的困难，因为安装在封装衬底上的第一 IC晶粒可以具有显著的翘曲/弓形。另外，由于两个IC晶粒都变薄并且顶侧在组装期间暴露，因此IC晶粒处理一般是困难的，并可以由于破裂的IC晶粒或IC晶粒的刮擦导致收得率损失。堆叠晶粒也可以由晶粒到晶片方法(D2W)形成。在ー个已知的D2W方法中，晶粒-晶片堆叠通过使用结合到TSV晶片顶侧的载体晶片使TSV晶片变薄(例如，到〈100 y m厚)，从而在TSV晶片的底侧上暴露TSV尖端。然后移除载体晶片，并然后将IC晶粒结合到变薄TSV晶片的顶侧。然而，变薄TSV晶片的翘曲可以使与IC晶粒的接合/结合复杂化。例如，如在本领域中已知，翘曲导致不重合/未对准的接合，这些接合减少触点面积，这提高接合点的触点电阻，特别是对于细距焊盘，并可以甚至导致开路触点。此外，常规的薄晶粒-晶片堆叠难以处理，这可以导致刮擦和破裂的可能性。在第ニ已知D2W方法中，变薄的IC晶粒结合到TSV晶片的顶部，并且然后使TSV从它的底侧变薄，从而在TSV晶片的底侧上暴露TSV。由于在TSV晶片尖端暴露期间TSV晶片的翘曲/弯曲(其随着晶片变薄开始而増加)，因此该第二已知D2W方法可以导致显著的TSV尖端高度变化，包括跨个体IC晶粒的显著高度变化，这可以在晶粒堆叠的TSV尖端到封装衬底的随后结合期间导致结合问题。晶片到TSV晶片(W2W)的结合分担上面关于D2W方法描述的相同挑战中的ー些。因此，需要将晶粒或晶片结合到包含TSV的晶片的新组装エ艺。
技术实现思路
公开的实施例提供针对如下问题的解决方案即将晶粒或晶片结合到包含TSV的晶片从而形成包含电子制品的堆叠TSV晶片时的上述翘曲/弓形和刮擦，这些电子制品可以被切成单个从而形成包括至少ー个TSV晶粒的薄晶粒堆叠。使用具有第一脱粘温度的第一粘合材料，将第一载体晶片安装到包含多个IC晶粒的TSV晶片的顶面。然后使TSV晶片从它的底侧变薄以形成变薄的TSV晶片，从而暴露嵌入的TSV尖端。由于平坦载体晶片在变薄期间支撑TSV晶片，因此导致的TSV尖端高度变化与上面描述的第二 D2W方法相比显著減少。由于第一载体晶片仍结合到TSV晶片的顶部，所以然后使用第二粘合材料将第二载体晶片安装到TSV晶片的底侧，从而将TSV晶片夹在中间。第二粘合材料具有比第一粘合材料的脱粘温度高的第二脱粘温度。然后通过加热到高于第一脱粘温度但低于第二脱粘温度的温度，将第一载体晶片从TSV晶片的顶侧选择性移除，因此第二载体晶片保持附着到TSV晶片。可以包含单个化的IC晶粒或晶片的至少ー个第二 IC晶粒然后在变薄TSV晶片的顶侧上结合到多个TSV晶粒，从而形成包含电子制品的堆叠TSV晶片。由于在单个化的IC晶粒或晶片的结合期间TSV晶片由第二载体晶片支撑，因此翘曲/弓形显著減少，这降低接 合点的接点电阻，并且导致改善通过包含电子制品的堆叠TSV晶片的单个化切割(例如锯切)生成的单个化的堆叠IC晶粒的电路性能和可靠性。附图说明公开的实施例參考附图描述，其中图I是根据公开实施例的流程图，示出示例方法中的步骤，该方法用于从包括多个TSV晶粒的TSV晶片形成包含电子制品的堆叠TSV晶片，该多个TSV晶粒中每个都包括具有嵌入的TSV尖端和至少ー个第二 IC晶粒的TSV前体。图2A-G根据公开实施例示出与示例双载体FC方法关联的连续剖面图，该示例双载体FC方法用于形成晶粒-TSV晶片堆叠或晶片-TSV晶片堆叠。图3A-H根据公开实施例示出与示例无模具组装流程关联的连续剖面图，该示例无模具组装流程用于从晶粒-晶片堆叠形成单个化的晶粒堆叠，并然后将单个化的晶粒堆叠结合到封装衬底。图4A-I根据公开实施例示出与示例含模具组装流程关联的连续剖面图，该示例含模具组装流程用于从晶粒-晶片堆叠形成单个化的晶粒堆叠，并然后将单个化的晶粒堆叠结合到封装衬底。图5是示例的粘度对温度图表，示出可以与公开实施例一起使用的提供不同脱粘温度的一些粘合材料。具体实施例方式公开的实施例包括双载体晶片方法，该方法用于紧接着单个化提供多个单个化的堆叠IC晶粒，形成包含电子制品的堆叠TSV晶片。如在此使用的，“TSV晶片”包括顶侧和底侧，该顶侧包括在其上形成的多个TSV晶粒，该多个TSV晶粒包含有源电路和包括嵌入的TSV尖端的“TSV前体”。术语“TSV前体”指代在从TSV晶片的底侧变薄之后足以提供到TSV尖端的电气接入的结构，因此TSV前体提供贯穿衬底的导电性。如在本领域中已知的，有源电路一般包含电路元件，该电路元件包括晶体管、ニ极管、电容器和电阻器，以及将这些各种电路元件互连的信号线和其它导体。图I是根据公开的实施例示出示例双载体方法100中的步骤的流程图，该示例双载体方法100用于从TSV晶片形成包含电子制品的堆叠TSV晶片。步骤101包含使用具有第一脱粘温度的第一粘合材料将第一载体晶片安装到TSV晶片的顶侧上。载体晶片例如可以包括石英和硅。TSV晶片一般是在此定义的厚晶片，从而具有至少100 u m的厚度，即通常至少200 u m (例如，500到800 y m)厚。在步骤102中，使TSV晶片从它的底侧变薄，从而形成变薄的TSV晶片。TSV晶片一般变薄到至少25 u m,通常从25 ii m到150 u m的厚度。变薄包括将嵌入的TSV尖端从变薄的TSV晶片的底侧暴露，从而形成暴露的TSV尖端。在一个实施例中，暴露的TSV尖端从TSV晶片的底侧突出至少5 u m，例如5到50 u m。在另ー实施例中，TSV尖端不从TSV晶片的底侧突出，并且在该晶片底侧上的重分配层(RDL)提供到暴露的TSV尖端的接触。 步骤103包含使用第二粘合材料，将第二载体晶片安装到变薄的TSV晶片的底侧。第二粘合材料具有比第一脱粘温度高的第二脱粘温度，因此在第一粘合剂脱粘从而允许第ー载体晶片移除时，第二粘合剂维持其载体晶片的附着。脱粘温度的差一般至少10°c，并且更典型是至少20°c，例如50°C或更高。相应的粘合剂可以在每个情况下从热塑塑料、热固塑料、用光(例如UV)可固化聚合物的选项中选择。步骤104包含加热变薄的TSV晶片到高于第一脱粘温度的温度，从而将第一载体晶片从变薄的TSV晶片移除。步骤104中的温度低到足以保持第二粘合剂在适当位置使得第二载体晶片仍然附着。例如，在一个实施例中，例如通过加热到约250°C, 一旦第一粘合剂的粘度降至约IOOPa S (或更低)，而选择的第二粘合剂在所选脱粘温度稳定，可以发生第一粘合剂的选择性脱粘。溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.26 US 12/694,0121.ー种形成堆叠电子制品的方法，包含 使用具有第一脱粘温度的第一粘合材料，将第一载体晶片安装到贯穿衬底通孔(TSV)晶片的顶侧，所述TSV晶片包括TSV晶粒； 使所述TSV晶片从所述TSV晶片的底侧变薄，从而形成变薄TSV晶片，其中所述变薄包括在所述TSV晶片上暴露嵌入的TSV尖端，从而形成暴露的TSV尖端； 使用第二粘合材料将第二载体晶片安装到所述底侧，其中所述第二粘合材料具有高于所述第一脱粘温度的第二脱粘温度； 将所述变薄TSV晶片加热到高于所述第一脱粘温度的温度，从而从所述变薄TSV晶片移除所述第一载体晶片；以及 将至少ー个第二 IC晶粒结合到在所述变薄TSV晶片的所述顶侧上的所述TSV晶粒，从而形成包含电子制品的堆置TSV晶片。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述第一粘合材料和所述第二粘合材料都包含热塑性塑料。3.根据权利要求I所述的方法，其中所述暴露的TSV尖端是从所述变薄TSV晶片的底侧突出至少5 u m的突出TSV尖端。4.根据权利要求I所述的方法，进ー步包含在所述第二IC晶粒和所述TSV晶片的所述顶侧之间提供可固化介电膜即CDF ;并且其中所述结合所述第二 IC晶粒包含热压エ艺，所述热压エ艺在单个エ艺步骤中提供压缩模塑从而从所述CDF形成底部填充，并提供接合以结合所述第二 IC晶粒从而形成所述包含电子制品的堆叠TSV晶片。5.根据权利要求I所述的方法，其中所述形成所述包含电子制品的堆叠TSV晶片进一步包含在所述第二 IC晶粒的所述结合之后，用底部填充材料或不导电胶进行底部填充。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述结合所述第二IC晶粒包含倒装结合。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二IC晶粒包含多个TSV，并且其中所述结合所述第二 IC晶粒包含所述第二 IC晶粒的面向上結合。8.根据权利要求I所述的方法，进ー步包含 从所述包含电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·高桥，M·穆尔图萨，R·邓恩，S·S·肖汉，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：
国别省市：