[发明专利]集成电路装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种侧壁上具有保护层的铜凸块结构。

背景技术

裸片对晶片(die-to-wafer)接合为常用的接合方式，其中由晶片分割的半导体裸片接合至晶片上尚未分割的半导体芯片。借由裸片对晶片接合，可选择已知的良好裸片接合至晶片。因此相较于晶片到晶片接合，其良率更为提升。

传统上裸片对晶片接合方法有缺点。晶片可包括许多芯片(之后称为底部芯片)，有时超过千个芯片。因此，超过千个以上的裸片需一个一个的接合至底部芯片。在整个接合工艺的过程中，必须加热晶片。然而，晶片的温度很难控制。若温度太高，在底部芯片的铜凸块会被严重氧化，且在底部芯片上的助焊剂(flux)可能被烘烤/蒸发。另一方面，若温度太低，可能形成冷焊(cold joint)。故对裸片对晶片接合的良率产生不利的影响。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，在一实施例中，本发明的工作件包括具有上表面和侧壁的铜凸块。在铜凸块的侧壁上形成保护层，但其上表面没有保护层。保护层包括铜的化合物和聚合物，且为介电层。

本发明也公开其他实施例。

根据一实施例，本发明提供了一种集成电路装置，包括：

一第一工作件，包括：

一铜凸块，具有一上表面及侧壁；以及

一保护层，在该铜凸块的该侧壁上，而不在该上表面，其中该保护层包括一铜的化合物及一聚合物，且其中该保护层为一介电层。

根据本发明的一实施例，本发明提供了一种集成电路的制造方法，包括：

提供一第一工作件，该第一工作件包括具有一上表面及侧壁的一铜凸块；

在该铜凸块的侧壁形成一聚合物层，且其不与该铜凸块的该上表面接触；

固化该聚合物层，其中该聚合物层部分与该铜凸块反应以在该铜凸块的该侧壁形成一保护层；以及

移除该聚合物层未反应的部分，且保留在该铜凸块的该侧壁上的该保护层。

本发明提供的集成电路装置及其制造方法，在裸片对晶片接合工艺中，即使工作件的温度高时，保护层也可避免铜凸块的氧化。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附的图，作详细说明如下：

附图说明

图1至图4为根据多个实施例的剖面图，用以说明包括焊料帽的凸块结构的形成的中间阶段。

图5至图9为根据其他实施例的剖面图，用以说明不具焊料帽的凸块结构的形成的中间阶段。

图10A及图10B为接合的工作件的剖面图。

【主要附图标记说明】

2、200～工作件

10～基板

14～半导体装置

12～内连线结构

28～金属焊盘

30～钝化层

32～凸块底层金属

34～铜凸块

36～非铜金属层

40～焊料帽

42～聚合物层

42a、34a、36a、40a～上表面

44～保护层

T～厚度

44a～上边缘

36b～底表面

50～抛光金属

202～铜柱凸块

204～阻挡层

206～焊料区

54～底部填充胶

具体实施方式

以下叙述实施例的制造与使用。然而，应注意实施例提供许多可被广泛的应用的发明概念。所述特定实施例仅为说明实施例的特定使用方式，但本发明并不以此为限。

本发明提供新颖的凸块结构及其形成方法。说明制造一实施例的中间阶段，并讨论不同的实施例。在各个不同的说明与附图中，以类似的附图标记指示类似的元件。