发明名称 于装置间作细微间距连接之方法及由此方法所制得之结构
摘要 一种含晶片间细微间距连接之半导体装置结构系使用环栓/通道匹配结构制成。在晶片之前表面提供了环栓,且在一透明板上形成互连接线层。该接线层包含一在该板相对表面上之传导垫。在该接线层顶部形成第二层,并在其内形成通道以曝露传导垫。然后将该环栓与通道对齐以及连接;因而晶片之前表面接触该第二层且环栓与传导垫有电气之接触。然后将晶片支撑附着至装置上。在该接线层与板间之介面曝露于剥离辐射下;然后该板受分离及移除。此方法使得多重晶片(通常具有不同尺寸、构型及功能)紧密地互连且具有非常高之接线密度。
申请公布号 TW504798 申请公布日期 2002.10.01
申请号 TW090123358 申请日期 2001.09.21
申请人 万国商业机器公司 发明人 H 伯哈德 波吉;泉卓卡 普拉萨德;俞罗尹
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造含晶片之半导体装置之方法,包含之步骤为:在该晶片的第一表面上提供一环栓;提供一对剥离辐射透明之板;在该板上形成一第一层,该第一层包含一在相对于该板的该第一层之第一表面上之传导垫;在该第一层之第一表面上形成一第二层,而该板、该第一层及该第二层形成一对齐结构;在该第二层中形成一通道以曝露该传导垫;将该环栓对齐该通道;将该晶片附着至对齐结构,以让该晶片之第一表面接触该第二层,且该环栓与该传导垫有电气接触;将支撑附着至该晶片;以及使用经该板传送之剥离辐射将该第一层与该板间之介面剥离,藉以分离该板。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一层包含聚化物,而剥离辐射包含雷射辐射。3.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该第一层之该步骤尚包含在连接至该传导垫的第一层中提供电气接线。4.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该第二层之该步骤尚包含沉积及固化聚化物层。5.如申请专利范围第1项之方法,尚包含在将该晶片附着至对齐结构的该步骤前,于该第二层上沉积一黏着物层之步骤。6.如申请专利范围第1项之方法,其中提供环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供一合金材料,俾于将该晶片附着至对齐结构之步骤中在该环栓与传导垫间形成金属性连接。7.如申请专利范围第1项之方法,其中将该晶片附着至对齐结构之该步骤尚包含将该晶片与对齐结构叠置之步骤。8.如申请专利范围第7项之方法,其中该叠置步骤是在摄氏200度-400度范围之温度及10磅/平方寸-200磅/平方寸范围之压力下进行的。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该支撑系附着在一与该晶片的第一表面相对之第二表面,且尚包含在附着该支撑的该步骤之前平面化该晶片之第二表面的步骤。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该平面化步骤是利用化学机械研磨进行的。11.如申请专利范围第1项之方法,其中将该支撑附着至晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上沉积一第一金属层;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上沉积一第二金属层;提供一与该第一金属层接触及与该第二金属层接触之第三金属层;以及在该第一金属层与第三金属层之间及该第二金属层与第三金属层之间形成一合金,藉以将该支撑与该晶片结合。12.如申请专利范围第1项之方法,其中将该支撑附着至晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上沉积一第一接合层;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上沉积一第二接合层;至少在该第一接合层及第二接合层之一上沉积一合金层;及以共溶合金化法在该第一接合层与第二接合层之间形成一合金,藉以将该支撑与该晶片结合。13.如申请专利范围第1项之方法,其中将支撑附着至该晶片之该步骤尚包含之步骤为:在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上提供一支撑连接环栓;在含一支撑传导垫之该支撑上形成一层;在该支撑上于该层中形成一通道以曝露该支撑传导垫;将该支撑连接环栓对齐该支撑上该层中之通道;及使得该支撑连接环栓与该支撑传导垫接合,藉以将该支撑与该晶片结合。14.如申请专利范围第13项之方法,其中提供支撑连接环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供焊剂材料,以便在使得该支撑连接环栓与支撑传导垫接合之该步骤中形成该支撑连接环栓与支撑传导垫间之焊剂连接。15.如申请专利范围第1项之方法,其中将一支撑附着至该晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上提供一支撑连接环栓;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上形成一含一支撑传导垫之层;在该层中形成一支撑连接通道,以曝露该支撑传导垫;将该支撑连接环栓对齐该支撑连接通道;及使得该支撑连接环栓与该支撑传导垫接合,藉以将该支撑与该晶片结合。16.如申请专利范围第15项之方法,其中提供支撑连接环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供焊剂材料,以便在使得该支撑连接环栓与支撑传导垫接合之该步骤中形成该支撑连接环栓与支撑传导垫间之焊剂连接。17.如申请专利范围第1项之方法,其中该板之分离曝露一相对于该第一层的第一表面之第二表面,且尚包含在该第一层之第二表面上形成一连接垫之步骤。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该连接垫为一C4垫。19.如申请专利范围第3项之方法,其中具有多个环栓之多个晶片系连接至对齐结构,该第一层包含多个传导垫,且在该第一层中之接线互连晶片。20.如申请专利范围第19项之方法,其中该板之分离曝露一相对于该第一层的第一表面之第二表面,且尚包含在该第一层的第二表面上形成多个C4垫之步骤,该等C4垫透过在第一层中之接线、环栓及传导垫而与晶片做电气连接。21.一种制造含晶片之半导体装置之方法,包含之步骤为:提供一对剥离辐射透明之板;在该板形成一第一层;在一相对于该板的第一层之第一表面上提供一环栓,而该板、该第一层及该环栓形成一对齐结构;在含一接触该晶片的传导垫之晶片的第一表面上形成一第二层;在该第二层中形成一通道以曝露该传导垫;将该环栓对齐该通道;将该晶片附着至该对齐结构,以致该第一层接触该第二层且该环栓与该传导垫有电气的接触;将一支撑附着至该晶片;以及使用经板传送之剥离辐射将该第一层与该板间之介面剥离,藉以分离该板。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该第一层包含聚化物,而该剥离辐射包含雷射辐射。23.如申请专利范围第21项之方法,其中形成该第一层之该步骤尚包含提供在该第一层中连接环栓之电气接线。24.如申请专利范围第21项之方法,其中形成该第二层之该步骤尚包含沉积及固化一聚化物层。25.如申请专利范围第21项之方法,尚包含将该晶片附着至该对齐结构之该步骤前在该第二层上沉积一黏着物层之步骤。26.如申请专利范围第21项之方法,其中提供一环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供一合金材料,以便在将该晶片附着至该对齐结构之该步骤中形成该环栓与该传导垫间之金属性连接。27.如申请专利范围第21项之方法,其中将该晶片附着至该对齐结构之该步骤尚包含将该晶片与该对齐结构叠置之步骤。28.如申请专利范围第27项之方法,其中该叠置步骤是在摄氏200度-400度范围之温度及10磅/平方寸-200磅/平方寸范围之压力下进行的。29.如申请专利范围第21项之方法,其中该晶片支撑系附着在一与该晶片的第一表面相对之第二表面,且尚包含在附着该晶片支撑的该步骤之前平面化该晶片之第二表面的步骤。30.如申请专利范围第29项之方法,其中该平面化步骤是利用化学机械研磨进行的。31.如申请专利范围第21项之方法,其中将支撑附着至该晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上沉积一第一金属层;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上沉积一第二金属层;提供一与该第一金属层接触及与该金属层接触之第三金属层;以及在该第一金属层与第三金属层之间及该第二金属层与第三金属层之间形成一合金,藉以将该支撑与该晶片结合。32.如申请专利范围第21项之方法,其中将该支撑附着至晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上沉积一第一接合层;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上沉积一第二接合层;至少在该第一接合层及第二接合层之一上沉积一合金层;及以共熔合金化法在该第一接合层与第二接合层之间形成一合金,藉以将该支撑与该晶片结合。33.如申请专利范围第21项之方法,其中将支撑附着至该晶片之该步骤尚包含之步骤为:在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上提供一支撑连接环栓;在含一支撑传导垫之该支撑上形成一层;在该支撑上于该层中形成一通道以曝露该支撑传导垫;将该支撑连接环栓对齐该支撑上该层中之通道;及使得该支撑连接环栓与该支撑传导垫接合,藉以将该支撑与该晶片结合。34.如申请专利范围第33项之方法,其中提供支撑连接环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供焊剂材料,以便在使得该支撑连接环栓与支撑传导垫接合之该步骤中形成该支撑连接环栓与支撑传导垫间之焊剂连接。35.如申请专利范围第21项之方法,其中将一支撑附着至该晶片之该步骤尚包含之步骤为:在该支撑上提供一支撑连接环栓;在一与该晶片之第一表面相对之第二表面上形成一含一支撑传导垫之层;在该层中形成一支撑连接通道,以曝露该支撑传导垫;将该支撑连接环栓对齐该支撑连接通道;及使得该支撑连接环栓与该支撑传导垫接合,藉以将该支撑与该晶片结合。36.如申请专利范围第35项之方法,其中提供支撑连接环栓之该步骤尚包含在该环栓上提供一合金材料,以便在使得该支撑连接环栓与支撑传导垫接合之该步骤中形成该支撑连接环栓与支撑传导垫间之金属性连接。37.如申请专利范围第21项之方法,其中该板之分离曝露一相对于该第一层的第一表面之第二表面,且尚包含在该第一层之第二表面上形成一连接垫之步骤。38.如申请专利范围第37项之方法,其中该连接垫为一C4垫。39.如申请专利范围第23项之方法,其中具有多条通道之多个晶片系连接至对齐结构,该第一层其上具有多个环栓,且在该第一层中之接线互连晶片。40.如申请专利范围第39项之方法,其中该板之分离曝露一相对于该第一层的第一表面之第二表面,且尚包含在该第一层的第二表面上形成多个C4垫之步骤,该等C4垫透过在第一层中之接线、环栓及传导垫而与晶片做电气连接。41.一种含多个晶片之半导体装置,该等晶片具有前表面及后表面,该装置包含:一附着在该等晶片的后表面之支撑;一配置在该等晶片之前表面之第一层,且其具有多条于其中形成之通道与该等通道对齐之传导垫;对应于该等通道并配置于其中之多个环栓;及一在一相对于该等晶片的前表面之该第一层的表面上附着至该第一层的第二层,该第二层以该等通道中之环栓对齐该第一层,该第二层包含透过环栓及传导垫连接至该等晶片之电气接线。42.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中在该第二层中之电气接线在该等晶片间做电气连接。43.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该等传导垫系配置在该第二层与对应通道之间,且该等环栓系与该等晶片之前表面接触而形成。44.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该等传导垫系配置在该等晶片之前表面与对应通道之间,且该等环栓系与该第二层接触而形成。45.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该第一层含聚化物。46.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该第一层包含与该等晶片之前表面接触之黏着物层。47.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中在该等通道中配置一合金材料,以便在该等环栓与对应传导垫之间形成金属性连接。48.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该等晶片、该第一层及第二层包含一叠置结构。49.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中该等晶片之后表面包含一平面化表面。50.如申请专利范围第41项之半导体装置,其中相邻晶片之分隔不超过100微米。51.如申请专利范围第50项之半导体装置,其中系以聚化物充填相邻晶片间之间隙。52.如申请专利范围第41项之半导体装置,尚包含一在该支撑与该等晶片间之附着层。53.如申请专利范围第52项之半导体装置,其中该附着层包含一金属合金层。54.如申请专利范围第53项之半导体装置,其中该金属合金层系由共溶合金法所形成。55.如申请专利范围第52项之半导体装置,其中该附着层具有多条于其中形成之支撑连接通道,支撑传导垫与该等支撑连接通道对齐,以及多个配置在该等支撑连接通道中并连接至该等支撑连接垫之支撑连接环栓。56.如申请专利范围第55项之半导体装置,其中在该等支撑连接通道中配置一合金材料,以使在该等支撑连接环栓与对应支撑传导垫之间形成金属性连接。57.如申请专利范围第55项之半导体装置,其中该等支撑传导垫系配置于该等支撑连接通道与支撑之间,且该等支撑连接环栓系与该等晶片之后表面接触而形成。58.如申请专利范围第55项之半导体装置,其中该等支撑连接垫系配置于该等支撑连接通道与该等晶片的后表面之间,且该等支撑连接环栓系与该支撑接触而形成。59.如申请专利范围第41项之半导体装置,尚包含多个在一相对于该第一层的第二层之表面上之电气传导垫。60.如申请专利范围第59项之半导体装置,其中该等电气传导垫为C4垫。图式简单说明:图1显示一晶片载件,其上安置四个晶片且晶片经其互连。图2A为一根据本发明第一具体实施例之半导体装置或晶片之概要横截面图。图2B为一根据本发明之第一具体实施例之含对齐及附着晶片用的透明板之暂时结构的概要横截面图。图3A-3E示出根据本发明第一具体实施例,对一具有紧密晶片安排的装置制造方法之步骤。图4A-4C示出附着图3E所示晶片支撑之替代方法。图5示出分离透明板之剥离辐射的使用。图6A及6B示出在移除透明板后,根据本发明第一具体实施例的制造方法中之其它步骤;图6A及6B分别显示如图3E及4C附着之晶片支撑。图7A及7B分别为根据本发明第二具体实施例之晶片及暂时对齐结构之概要横截面图。图8A-8C示出根据本发明之第二具体实施例,对一具有紧密晶片安排的装置制造方法之步骤。
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