锡-锌微凸块结构及其制作方法专利检索-凸块汽车轮胎车轮和轮胎专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

锡-锌微凸块结构及其制作方法

阅读：1067发布：2020-08-10

IPRDB可以提供锡-锌微凸块结构及其制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于提供与集成电路封装衬底上的表面水平微凸块的有效连接的技术和机制。在一实施例中，以各种方式电镀不同金属，以形成延伸通过衬底的表面水平电介质到包括铜的种子层的微凸块。所述微凸块包括通过促进微量成分在所述微凸块中的形成而减轻残余铜的沉淀的锡和锌的组合。在另一实施例中，所述微凸块具有锌的质量分数或锡的质量分数，其在沿所述微凸块的高度的各种区中不同。，下面是锡-锌微凸块结构及其制作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种集成电路（IC）封装衬底，包括：

介电层，其中形成有通孔；

包括铜触点的表面下水平金属层，所述铜触点中的每一个暴露于所述通孔中相应的一个，所述铜触点包括第一铜触点；

所述第一铜触点上的第一表面完成物；

所述第一铜触点上沉积的第一种子层，所述第一种子层包括铜，其中所述第一种子层沉积在所述第一表面完成物上；以及在所述第一种子层上形成的第一微凸块，所述第一微凸块包括锡和锌。

2.如权利要求1所述的IC封装衬底，其中所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。

3.如权利要求2所述的IC封装衬底，其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。

4.如权利要求1所述的IC封装衬底，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。

5.如权利要求4所述的IC封装衬底，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。

6.如权利要求1所述的IC封装衬底，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。

7.如权利要求6所述的IC封装衬底，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至20%的范围内。

8.如权利要求1所述的IC封装衬底，所述第一种子层进一步包括钛。

9.一种用于在衬底上形成微凸块的方法，所述方法包括：对介电层进行图案化，其中铜触点被由所述介电层形成的开口暴露；

在所述铜触点上形成表面完成物；

执行种子层直接在所述表面完成物上的沉积，所述种子层包括铜；

将第一微凸块的锡直接电镀在所述种子层上；以及将所述第一微凸块的锌直接电镀在所述锡上。

10.如权利要求9所述的方法，其中微凸块的锡被直接电镀在铜种子层上。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。

15.如权利要求9所述的方法，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至20%的范围内。

17.一种设备，包括：

集成电路（IC）管芯；

衬底，包括：

介电层，其中形成有通孔；

包括铜触点的表面下水平金属层，所述铜触点中的每一个毗邻所述通孔中相应的一个，所述铜触点包括第一铜触点；以及所述第一铜触点上沉积的第一种子层，所述第一种子层包括铜；以及焊接接点，包括第一焊接接点，所述第一焊接接点包括锌和锡，其中所述IC管芯和所述第一铜触点经由所述第一焊接接点而耦合到彼此。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。

19.如权利要求18所述的设备，其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。

20.如权利要求17所述的设备，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。

21.如权利要求20所述的设备，其中所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。

22.如权利要求17所述的设备，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。

23.如权利要求22所述的设备，其中所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至20%的范围内。

24.如权利要求17所述的设备，所述第一种子层进一步包括钛。

说明书全文

锡-锌微凸块结构及其制作方法

[0001] 相关申请本申请要求2016年9月15日提交的名称为“TIN-ZINC MICROBUMP STRUCTURES AND METHOD OF MAKING SAME”的美国专利申请No. 15/267,040的优先权。

技术领域

[0002] 本发明的实施例总体上涉及集成电路封装衬底的领域，并且更具体地但不排他地，涉及提供微凸块互连件的制造处理。

背景技术

[0003] 典型地在由诸如硅之类的材料制成的半导体晶片上形成集成电路。然后处理半导体晶片以形成各种电子设备。通常将晶片切块成半导体芯片（芯片也被称作管芯），半导体芯片然后可以附着到衬底。衬底典型地被设计成将管芯直接或间接耦合到印刷电路板、插座或其他连接。衬底还可以执行一个或多个其他功能，诸如对管芯进行保护、隔离、绝缘和/或热控制。

[0004] 传统地，衬底（例如，插入物）已经由芯形成，该芯由层压多层结构组成。典型地，以各种方式在结构中或在结构上形成微凸块和其他这种互连结构，以便于将管芯电耦合到一个或多个其他设备。无芯衬底已经被开发成减小衬底的厚度。在无芯衬底中，典型地提供可移除芯层，在可移除芯上堆积（build up）导电和介电层，并且然后移除芯。无芯衬底典型地包括在层间电连接中形成的多个通孔。

[0005] 随着接续代的制造技术持续在大小方面扩缩，各种材料的冶金性质具有对互连结构的形成和操作的日益显著的影响。相应地，存在针对结构的制造中的增量性改进的日益增长的需求，以将微电子电路设备互连。

附图说明

[0006] 在附图的各图中作为示例而非作为限制图示了本发明的各种实施例，并且在各图中：图1A、1B是根据一实施例的形成微凸块的处理的横截面侧视图。

[0007] 图2是图示了根据一实施例的形成一个或多个微凸块的方法的要素的流程图。

[0008] 图3是根据一实施例的包括互连结构的电子组件的横截面图。

[0009] 图4是图示了根据一个实施例的计算设备的要素的功能框图。

[0010] 图5是图示了根据一实施例的示例性计算机系统的要素的功能框图。

[0011] 图6是根据一个实施例的插入物的横截面视图。

具体实施方式

[0012] 本文讨论的实施例以各种方式提供了用于微凸块结构的改进冶金性质的技术和机制。一些实施例减轻否则可能提高形成不可靠互连件和/或无意导电路径的可能性的残余金属沉淀。

[0013] 例如，在一些传统金属化技术中，铜（Cu）容易取自种子层，且作为在该种子层上形成微凸块内的金属间化合物（IMC）的一部分而被溶解成毗邻金属。典型地，在后续回焊过程中分解IMC，从而导致微凸块自身中或微凸块自身上的相对较高的铜水平。一些实施例减轻在微凸块和/或毗邻表面上残余铜（例如，其否则可能由于回焊处理而形成）的形成。例如，微凸块可以包括促进微量成分结构的形成的金属组合。由于这种微量成分的增加的体积分数，微凸块可以相对更可能保留铜（而不是将这种铜作为残余物沉淀出来到附近表面上）。术语“微凸块”以各种方式用于指代设备的导电触点或者由这种导电触点形成的焊接接点。
除非以其他方式指示，“焊接接点”在本文中指代通过与微凸块焊接而形成的焊接接点（其中这种焊接接点还可以被俗称为“微凸块”）。

[0014] 本文描述的技术可以被实现在一个或多个电子设备中。可利用本文描述的技术的电子设备的非限制性示例包括任何种类的移动设备和/或静止设备，诸如相机、蜂窝电话、计算机终端、台式计算机、电子阅读器、传真机、信息亭、上网本计算机、笔记本计算机、互联网设备、支付终端、个人数字助理、媒体播放器和/或记录器、服务器（例如刀片服务器、机架安装服务器、其组合等）、机顶盒、智能电话、平板个人计算机、超移动个人计算机、有线电话、其组合等等。这种设备可以是便携式的或静止的。在一些实施例中，本文描述的技术可以被采用在台式计算机、膝上型计算机、智能电话、平板计算机、上网本计算机、笔记本计算机、个人数字助理、服务器、其组合等等中。更一般地，本文描述的技术可以被采用在多种电子设备中的任一种中，该多种电子设备包括衬底，该衬底包括提供到集成电路的连接的互连结构。

[0015] 图2是根据另一实施例的用于制造微电子设备的衬底结构的方法200的流程图。为了图示各种实施例的某些特征，本文参考图1A、1B来描述方法200。图1A、1B中所示的横截面视图以各种方式图示了根据一个示例性实施例的衬底制造过程（诸如，方法200）的相应阶段100-105。然而，在不同实施例中，方法200可以制造除由阶段100-105图示的结构外的结构或者附加于由阶段100-105图示的结构的结构。在一个实施例中，诸如由阶段100-105和/或方法200图示的处理之类的处理是形成便于耦合到集成电路管芯的（插入物或其他这种衬底的）微凸块。

[0016] 方法200可以包括：在210处，对介电层进行图案化，其中铜触点被由介电层形成的开口暴露。介电层可以包括干膜抗蚀剂（DFR）或者根据传统衬底制造技术而适配的多种其他这样的材料中的任一种。例如，介电层（例如，在阶段100处所示的表面介电层110的材料）可以被层压或以其他方式沉积在衬底堆积层中的图案化金属层（例如，表面下水平金属层120）上面。介电层110和表面下水平金属层120可以包括例如介电层110和表面下水平金属层120的相应特征中的一些或全部。

[0017] 210处的图案化可以包括例如诸如210处的图案化的操作之类的操作。在操作210处，可以激光钻孔或以其他方式形成一个或多个开口（例如，由阶段100中所示的说明性通孔112形成）到介电层（例如，表面介电层110）中，以暴露包括底金属层120的相应部分的触点。在一实施例中，方法200进一步包括：在220处，在铜触点上形成表面完成物（finish）。参考说明性阶段100，220处的形成可以包括：以各种方式将表面完成物部分114沉积在表面下水平金属层120的相应暴露触点上。表面完成物部分114可以充当例如使用非电解电镀、PVD（例如，溅镀）或其他这种过程而形成的相应阻挡层区，以在铜触点上形成锡层（例如，具有3μm至7μm的厚度）、钯层（例如，具有20μm至60μm的厚度）或金层（例如，具有30μm至100μm的厚度）。在一些实施例中，这种表面完成物的成分和/或厚度可以是根据传统技术适配的。

[0018] 方法200可以进一步包括：在230处，执行种子层（例如，阶段101中的种子层122）在铜触点上的沉积，其中种子层包括铜。例如，可以使用非电解电镀或物理气相沉积（即，溅镀）技术以沉积种子层122。作为图示而非限制，纯铜的非电解电镀可以形成具有0.3μm至1.0μm的范围内的厚度的种子层。在另一实施例中，可以溅镀铜和钛（Ti）的组合，以形成具有50纳米（nm）至250 nm的范围内的厚度的种子层。然而，在不同实施例中，种子层122可以具有各种其他成分和/或厚度中的任一种。在其他实施例中，可以省略220处的表面完成物形成，其中取而代之，将种子层直接沉积（在230处）在触点的暴露铜上。

[0019] 在一实施例中，方法200进一步包括：在240处，将锡直接电镀在种子层上，其中锡要形成衬底的微凸块结构的一部分。例如，如阶段102处所示，可以在种子层122上面形成抗蚀剂材料的图案化层130，其中图案化层130包括开口132，开口132中的每一个以各种方式在孔112中相应的一个上面对准。图案化层130的沉积、图案化和/或其他形成可以包括例如根据本领域中已知的多种平版印刷（曝光和显影）过程中的任一种而适配的操作。如阶段103中所示，可以执行电解电镀过程，以沉积锡140，以便至少部分地填充孔112。作为图示而非限制，锡140可以被沉积到在通孔112之一中提供锡的无凹陷凸块的至少某种最小量（例如，至少1μm至10μm）的厚度。在一些实施例中，锡140被电镀到处于表面介电层110的顶侧之上（例如，种子层122的最高程度之上1μm或更多）但例如处于图案化层130的顶侧之下的水平。

[0020] 方法200可以进一步包括：在250处，将锌（Zn）直接电镀在240处电镀的锡上，例如，其中锌也要部分地形成包括这种锡的（一个或多个）相同微凸块结构。在阶段104处所示的说明性实施例中，执行后续电解电镀过程，以将锌142沉积在锡140上面，例如，其中锌142的厚度处于5μm至30μm的范围内。例如，仅锡140（而不是种子层122的任何铜）可以与锌142的一些或所有底侧部分直接接触（至少在包括锡140和锌142的微凸块结构的回焊或其他处理之前）。

[0021] 尽管一些实施例在这点上不受限，但方法200可以包括或后跟有在由方法200形成的结构上进行构建和/或修改由方法200形成的结构的附加处理。作为图示而非限制，如阶段105处所图示，后续可以移除暂时图案化抗蚀剂层130，以暴露底种子层122的部分。然后可以执行回焊过程，和/或可以执行研磨/抛光，以减轻相应微凸块之间的任何高度差。附加地或可替换地，后续可以执行闪速蚀刻处理（或其他这种减少操作），以移除种子层122的部分144。这种闪速蚀刻可以提供在介电层110的表面处将微凸块结构彼此电隔离。在各种实施例中，可以利用微凸块形成焊接接点，例如，包括热压接合（TCB）过程（诸如，根据传统技术而适配的热压接合过程）的执行。

[0022] 在一些实施例中，锡140和锌142的接续电镀促进了在微凸块的回焊和/或其他处理期间微量成分（诸如，主要微量成分）的形成。微凸块中的主要微量成分的增加的体积分数可以减小残余铜从微凸块沉淀出来且沉淀到毗邻表面上的趋势。由于这种电镀（以及在一些实施例中，由于回焊），根据一实施例的微凸块可能展现出沿其高度的（例如，锌或锡的）质量分数梯度。微凸块的第一区的锌的质量分数（本文中称为“锌质量分数”）可以例如不同于微凸块的第二区的第二锌质量分数，与第一区相比，第二区相对远离于底层铜触点。沿微凸块的高度的锌（或锡）的不同分数量可以至少在微凸块的回焊处理之前（以及在一些实施例中，在微凸块的回焊处理之后）存在。

[0023] 作为图示而非限制，第一微凸块的体积的底部10%可以具有第一锌质量分数，其中第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，其中第二锌质量分数与第一锌质量分数相差第一锌质量分数的至少5%。在这种实施例中，第二锌质量分数可以与第一锌质量分数相差第一锌质量分数的至少10%（例如，至少20%）。可替换地或附加地，第一微凸块的所有锌的总体积可以等于第一微凸块的所有锡的总体积的至少5%。例如，第一微凸块的所有锌的总体积可以等于第一微凸块的所有锡的总体积的至少10%（在一些实施例中，至少20%）。在一些实施例中，总锌质量分数（针对整个第一微凸块）处于第一微凸块的总体积的5%至
30%的范围内。例如，总锌质量分数可以处于总体积的5%至20%的范围内（以及在一些实施例中，处于总体积的10%至15%的范围内）。

[0024] 图3图示了根据一实施例的包括互连结构的电子组件300。电子组件300仅是一实施例的一个示例，其中集成电路管芯经由由相应微凸块形成的一个或多个焊接接点耦合到衬底（例如，插入物）。这种微凸块可能由诸如由阶段100-105和/或由方法200表示的处理之类的处理引起。如上所指示，通过根据一实施例的微凸块的焊接而形成的焊接接点自身可以被称作“微凸块”。

[0025] 电子组件300的封装衬底310可以具有插入物312和管芯314位于其上。管芯314可以由诸如硅之类的材料形成，且在其上具有要耦合到插入物312的电路。尽管一些实施例在这点上不受限，但封装衬底310可以进而耦合到另一主体，例如，计算机母板（未示出）。封装衬底310、插入物312和管芯314之间的一个或多个连接（例如，包括焊接接点316和318中的一些或全部）可以具有锌-锡冶金术。在一些实施例中，这种连接可以以各种方式包括锌和锡（以及在一些实施例中，铜）的合金。作为图示而非限制，焊接接点316、318中给定的一个可以包括大部分锡（例如，至少75%锡，以及在一些实施例中，至少90%锡）。在这种实施例中，焊接接点中锌的总量可以是锡的总量的至少5%（例如，至少10%，以及在一些实施例中，至少15%）。

[0026] 可以使用任何合适结构（诸如，所示的说明性焊接凸块320）来作出封装衬底310与另一主体之间的连接。封装衬底310可以包括在其上或在其中形成的多种电子结构。插入物312也可以包括在其上或在其中形成的电子结构。多种材料可以用于形成封装衬底和插入物。在某些实施例中，封装衬底310是由聚合物基材料的一个或多个层组成的有机衬底，具有用于传输信号的导电区。在某些实施例中，插入物312由陶瓷基材料组成，包括用于传输信号的金属区。尽管一些实施例在这点上不受限，但电子组件300可以包括间隙控制结构
300，例如，位于封装衬底310与插入物312之间。这种间隙控制结构330可以减轻封装衬底
310与插入物312之间的间隙的高度中的改变，否则，该改变可能在管芯314附着到插入物
312时的回焊期间发生。图3还示出了存在插入物314与管芯316之间的下溢材料328以及封装衬底310与插入物312之间的下溢材料326。下溢材料326、328可以是在层之间注入的聚合物。

[0027] 图4图示了根据一个实施例的计算设备400。计算设备400容纳板402。板402可以包括多个部件，该多个部件包括但不限于处理器404和至少一个通信芯片406。处理器404物理耦合且电耦合到板402。在一些实现方式中，该至少一个通信芯片406也物理耦合且电耦合到板402。在进一步的实现方式中，通信芯片406是处理器404的一部分。

[0028] 取决于其应用，计算设备400可以包括可以或可以不物理耦合且电耦合到板402的其他部件。这些其他部件包括但不限于易失性存储器（例如，DRAM）、非易失性存储器（例如，ROM）、闪速存储器、图形处理器、数字信号处理器、密码处理器、芯片集、天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统（GPS）设备、罗盘、加速度计、陀螺仪、扬声器、相机和大容量储存设备（诸如硬盘驱动器、致密盘（CD）、数字多功能盘（DVD）等等）。

[0029] 通信芯片406实现了用于向计算设备400和从计算设备400传送数据的无线通信。术语“无线”及其派生词可以用于描述可通过使用经过非固体介质的经调制的电磁辐射传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不暗示关联的设备不包含任何线，尽管在一些实施例中它们可能不包含任何线。通信芯片406可以实现多个无线标准或协议中的任一个，该多个无线标准或协议包括但不限于Wi-Fi（IEEE 802.11族）、WiMAX（IEEE 802.16族）、IEEE 802.20、长期演进（LTE）、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、其衍生物、以及被定名为3G、4G、5G和更高的任何其他无线协议。计算设备400可以包括多个通信芯片406。例如，第一通信芯片406可以专用于较短距离无线通信，诸如Wi-Fi和蓝牙，并且第二通信芯片406可以专用于较长距离无线通信，诸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO和其他。

[0030] 计算设备400的处理器404包括封装在处理器404内的集成电路管芯。术语“处理器”可以指代对来自寄存器和/或存储器的电子数据进行处理以将该电子数据变换成可存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何设备或设备部分。通信芯片406还包括封装在通信芯片406内的集成电路管芯。

[0031] 在各种实现方式中，计算设备400可以是膝上型电脑、上网本、笔记本、超极本、智能电话、平板、个人数字助理（PDA）、超移动PC、移动电话、台式计算机、服务器、打印机、扫描仪、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数码相机、便携式音乐播放器或数字录像机。在进一步的实现方式中，计算设备400可以是对数据进行处理的任何其他电子设备。

[0032] 一些实施例可以是作为可包括其上存储有指令的机器可读介质的计算机程序产品或软件而提供的，该指令可以用于将计算机系统（或其他电子设备）编程成执行根据一实施例的过程。机器可读介质包括用于以机器（例如，计算机）可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读（例如，计算机可读）介质包括机器（例如，计算机）可读储存介质（例如只读存储器（“ROM”）、随机存取存储器（“RAM”）、磁盘储存介质、光学储存介质、闪速存储器设备等）、机器（例如，计算机）可读传输介质（电、光学、声学或其他形式的传播信号（例如红外信号、数字信号等））等。

[0033] 图5图示了以计算机系统500的示例性形式存在的机器的图解表示，在该机器内，可以执行用于使该机器执行本文描述的方法中的任何一种或多种的指令集。在可替换实施例中，该机器可以连接（例如，联网）到局域网（LAN）、内联网、外联网或因特网中的其他机器。该机器可以在客户端-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的资格进行操作，或者在对等（或分布式）网络环境中作为对等端机器进行操作。该机器可以是个人计算机（PC）、平板PC、机顶盒（STB）、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、web器具、服务器、网络路由器、交换机或桥、或者能够执行指定该机器要采取的动作的指令集（顺序的或以其他方式的）的任何机器。进一步地，尽管仅图示了单个机器，但术语“机器”应当还被理解成包括个体地或共同地执行一组（或多组）指令的机器（例如，计算机）的任何集合，该指令执行本文描述的方法中的任何一种或多种。

[0034] 示例性计算机系统500包括经由总线530彼此通信的处理器502、主存储器504（例如只读存储器（ROM）、闪速存储器、动态随机存取存储器（DRAM）（诸如同步DRAM（SDRAM）或Rambus DRAM（RDRAM））等）、静态存储器506（例如闪速存储器、静态随机存取存储器（SRAM）等）和辅存储器518（例如，数据储存设备）。

[0035] 处理器502表示一个或多个通用处理设备，诸如微处理器、中央处理单元等等。更特别地，处理器502可以是复杂指令集计算（CISC）微处理器、精简指令集计算（RISC）微处理器、超长指令字（VLIW）微处理器、实现其他指令集的处理器、或者实现指令集的组合的处理器。处理器502还可以是一个或多个专用处理设备，诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）、网络处理器等等。处理器502被配置成执行用于执行本文描述的操作的处理逻辑526。

[0036] 计算机系统500可以进一步包括网络接口设备508。计算机系统500还可以包括视频显示单元510（例如，液晶显示器（LCD）、发光二极管显示器（LED）或阴极射线管（CRT））、字母数字输入设备512（例如，键盘）、光标控制设备514（例如，鼠标）和信号生成设备516（例如，扬声器）。

[0037] 辅存储器518可以包括机器可访问储存介质（或者更具体地，计算机可读储存介质）532，其上存储了体现本文描述的方法或功能中的任何一种或多种的一个或多个指令集（例如，软件522）。软件522还可以在也构成机器可读储存介质的计算机系统500、主存储器504和处理器502对其的执行期间完全或至少部分驻留在主存储器504内和/或在处理器502内。软件522可以进一步经由网络接口设备508而在网络520上发射或接收。

[0038] 尽管在一示例性实施例中将机器可访问储存介质532示作单个介质，但术语“机器可读储存介质”应当被理解成包括存储该一个或多个指令集的单个介质或多个介质（例如，集中式或分布式数据库和/或关联的高速缓存和服务器）。术语“机器可读储存介质”还应当被理解成包括能够对指令集进行存储或编码以供机器执行且使机器执行一个或多个实施例中的任一个的任何介质。相应地，术语“机器可读储存介质”应当被理解成包括但不限于固态存储器以及光学和磁介质。

[0039] 图6图示了包括一个或多个实施例的插入物600。插入物600是用于将第一衬底602桥接到第二衬底604的居间衬底。第一衬底602可以是例如集成电路管芯。第二衬底604可以是例如存储器模块、计算机母板或另一集成电路管芯。一般地，插入物600的目的是将连接伸展到更宽的间距或者将连接重新路由到不同的连接。例如，插入物600可以将集成电路管芯耦合到随后可耦合到第二衬底604的球珊阵列（BGA）606，例如包括根据一实施例的一个或多个微凸块或者由根据一实施例的一个或多个微凸块形成。在一些实施例中，第一和第二衬底602、604附着到插入物600的相反侧。在其他实施例中，第一和第二衬底602、604附着到插入物600的相同侧。并且在进一步的实施例中，三个或更多个衬底经由插入物600而互连。

[0040] 插入物600可以由环氧树脂、玻璃纤维增强环氧树脂、陶瓷材料或聚合物材料（诸如聚酰亚胺）形成。在进一步的实现方式中，插入物可以由可包括上面描述的用于在半导体衬底中使用的相同材料（诸如，硅、锗以及其他III-V族和IV族材料）的交替刚性或柔性材料形成。

[0041] 插入物可以包括金属互连件608和通孔610，通孔610包括但不限于硅穿孔（TSV）612。插入物600可以进一步包括嵌入式设备614，嵌入式设备614包括无源设备和有源设备两者。这种设备包括但不限于电容器、解耦电容器、电阻器、电感器、熔丝、二极管、变压器、传感器和静电放电（ESD）设备。还可以在插入物600上形成更复杂的设备，诸如射频（RF）设备、功率放大器、功率管理设备、天线、阵列、传感器和MEMS设备。根据一些实施例，可以在插入物600的制造中使用本文公开的装置或过程。

[0042] 在一个实现方式中，一种集成电路（IC）封装衬底包括：介电层，其中形成有通孔；包括铜触点的表面下水平金属层，所述铜触点中的每一个暴露于所述通孔中相应的一个，所述铜触点包括第一铜触点；所述第一铜触点上的第一表面完成物；所述第一铜触点上沉积的第一种子层，所述第一种子层包括铜，其中所述第一种子层沉积在所述第一表面完成物上；在所述第一种子层上形成的第一微凸块，所述第一微凸块包括锡和锌。

[0043] 在一个实施例中，所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。在另一实施例中，所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至20%的范围内。在另一实施例中，所述第一种子层进一步包括钛。

[0044] 在另一实现方式中，一种用于在衬底上形成微凸块的方法包括：对介电层进行图案化，其中铜触点被由所述介电层形成的开口暴露；在所述铜触点上形成表面完成物；执行种子层直接在所述表面完成物上的沉积，所述种子层包括铜；将第一微凸块的锡直接电镀在所述种子层上；以及将所述第一微凸块的锌直接电镀在所述锡上。

[0045] 在一个实施例中，微凸块的锡被直接电镀在铜种子层上。在另一实施例中，所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。在另一实施例中，所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至
20%的范围内。

[0046] 在另一实现方式中，一种设备包括集成电路（IC）管芯以及衬底，所述衬底包括：介电层，其中形成有通孔；包括铜触点的表面下水平金属层，所述铜触点中的每一个毗邻所述通孔中相应的一个，所述铜触点包括第一铜触点；以及所述第一铜触点上沉积的第一种子层，所述第一种子层包括铜。所述设备进一步包括焊接接点，所述焊接接点包括第一焊接接点，所述第一焊接接点包括锌和锡，其中所述IC管芯和所述第一铜触点经由所述第一焊接接点而耦合到彼此。

[0047] 在一个实施例中，所述第一微凸块的体积的底部百分之十具有第一锌质量分数，其中所述第一微凸块的体积的顶部10%具有第二锌质量分数，并且其中所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少5%。在另一实施例中，所述第二锌质量分数与所述第一锌质量分数相差所述第一锌质量分数的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少5%。在另一实施例中，所述第一微凸块的锌的总体积等于所述第一微凸块的锡的总体积的至少10%。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至30%的范围内。在另一实施例中，所述第一微凸块的总锌质量分数处于5%至20%的范围内。在另一实施例中，所述第一种子层进一步包括钛。

[0048] 本文描述了用于制造包括锡的互连结构的技术和架构。在上面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对某些实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践某些实施例。在其他实例中，以框图形式示出了结构和设备以便避免使描述模糊。

[0049] 说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中各处的出现不必然全部指代相同实施例。

[0050] 就计算机存储器内的数据比特上的操作的算法和符号表示而言呈现了本文的详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是由计算领域技术人员使用以最有效地将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。这里且一般地，算法被认为是导致期望结果的自恰的步骤序列。这些步骤是要求物理量的物理操控的那些步骤。通常，尽管不必然，这些量采取能够被存储、被传送、被组合、被比较且以其他方式被操控的电或磁信号的形式。主要出于常用的原因，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、项、数等等已经证明有时是方便的。

[0051] 然而，应当记住，所有这些和类似的术语应与适当物理量相关联，且仅是被应用于这些量的方便标签。除非从本文的讨论中明显的那样以其他方式具体声明，应当领会，遍及该描述，利用诸如“处理”或“测算”或“计算”或“确定”或“显示”等等之类的术语的讨论指代下述计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程：其将被表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理（电子）量的数据操控和变换成被类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或者其他这种信息储存、传输或显示设备内的物理量的其他数据。

[0052] 某些实施例还涉及用于执行本文的操作的装置。该装置可以是出于所要求的目的而特殊地构造的，或者其可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可以存储在计算机可读储存介质中，该计算机可读储存介质诸如是但不限于：任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘；只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM），诸如动态RAM（DRAM）；EPROM；EEPROM；磁卡或光卡；或者适于存储电子指令且耦合到计算机系统总线的任何类型的介质。

[0053] 本文呈现的算法和显示器不固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者将更专门的装置构造成执行所要求的方法步骤可以证明是方便的。多种这些系统的所要求的结构将从本文的描述中显现。附加地，某些实施例不是参考任何特定编程语言来描述的。应当领会，可以使用多种编程语言以实现如本文描述的这种实施例的教导。

[0054] 除本文描述的内容外，在不脱离所公开的实施例及其实现方式的范围的情况下还可以对所公开的实施例及其实现方式作出各种修改。因此，本文的说明和示例应当在说明性而非限制性的意义上理解。本发明的范围应当仅通过参考所附权利要求而衡量。

标题	发布/更新时间	阅读量
凸块工艺-专利编号CN103165482A	2020-05-11	350
凸块工艺-专利编号CN100580899C	2020-05-12	931
复合凸块-专利编号CN1992246A	2020-05-11	719
凸块结构-专利编号CN110634828A	2020-05-11	867
凸块工艺-专利编号CN103165482B	2020-05-13	1021
凸块结构-专利编号CN101989590B	2020-05-11	247
凸块制程-专利编号CN101038441B	2020-05-13	507
凸块结构-专利编号CN101335248A	2020-05-12	513
凸块制程-专利编号CN101266936A	2020-05-12	445
凸块制程-专利编号CN101038441A	2020-05-13	873

锡-锌微凸块结构及其制作方法

锡-锌微凸块结构及其制作方法

技术领域

背景技术

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式