[发明专利]集成电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，且特别涉及倒装芯片接合结构(flip-chip bondstructure)及其制作方法。

背景技术

在制作晶片的过程中，会先在半导体晶片中的半导体基底的表面形成集成电路元件(例如晶体管)。之后，在集成电路元件上形成内连线结构(interconnect structure)。在半导体晶片的表面上形成凸块，且这些凸块电性耦接至集成电路元件。将半导体晶片切割成多个半导体芯片，也就是俗称的裸片(dies)。

在半导体芯片的封装工艺中，半导体芯片时常使用倒装芯片接合而与封装基板相连。焊料用以使半导体芯片中的凸块连结至封装基底中的接垫(bondpads)。在接合两个半导体芯片(或是一个半导体芯片与一个封装基底)时，可以将焊料预先形成在前述两个半导体芯片其中之一的凸块/接垫上、或者是同时形成在前述两个半导体芯片的凸块/接垫上。之后，进行一回焊(re-flow)工艺以使焊料连接半导体芯片。

图1显示一示范性的接合结构，用以接合芯片202与芯片204。焊料210用以将芯片202中的金属凸块212接合至接垫214。假如相隔距离(standoffdistance)D定义为芯片204中的防焊层206与芯片202中介电层208之间的距离，由于芯片202与204的弯曲现象，相隔距离D可能在接合结构与接合结构之间改变。举例来说，在接合之后，接近芯片202、204的边缘的接合结构的相隔距离D可大于接近芯片202、204的中心的接合结构的相隔距离D。因此，难以控制焊料凸块的轮廓。例如，在图1中，焊料210可能被铜凸块212挤到一旁，这种情形经常发生于接近芯片边缘的接合结构，然而，在接近芯片中心的位置则不会出现这种轮廓。焊料凸块的轮廓上的不一致可能会导致凸块断裂(bump crack)，因而需被解决。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本发明一实施例提供一种集成电路装置，包括：一第一工件，包括：一防焊层，位于该第一工件之上，其中该防焊层包括一防焊层开口；以及一接垫，位于该第一工件之上，且位于该防焊层开口之中；一第二工件，包括一不可回焊的金属凸块，位于该第二工件之上；以及一焊料凸块，将该不可回焊的金属凸块接合至该接垫，该焊料凸块的至少一部分位于该防焊层开口之中，且邻接该不可回焊的金属凸块及该接垫，其中该焊料凸块具有一高度，等于该不可回焊的金属凸块与该接垫之间的一距离，且其中该防焊层具有一厚度，大于该焊料凸块的该高度的50％。

本发明一实施例提供一种集成电路装置，包括：一第一工件，包括：一接垫；一防焊层，位于该第一工件之上，其中该防焊层包括一防焊层开口，具有一第一体积；一接垫，位于该第一工件之上，且位于该防焊层开口之中；以及一焊料层，位于该接垫之上，且位于该防焊层开口之中，其中该防焊层具有一第二体积，不大于该防焊层开口的该第一体积。

通过增加防焊层的高度，使防焊层开口的体积增加。因此，当进行两工件间的接合时，回焊的焊料在水平方向上被防焊层所局限，且因而提供高垂直力至工件。焊料的局限可造成更均匀的焊料轮廓及较少的焊料破裂。再者，此局限帮助减小裸片弯曲。

附图说明

图1显示公知的接合结构，接合结构中的焊料被挤压至一旁。

图2显示包含不可回焊的金属凸块的第一工件的剖面图。

图3A及图3B显示包含具有至少一部分位于防焊层开口中的焊料的第二工件的剖面图。

图4-图11显示根据本发明各种实施例的接合结构的剖面图。

其中，附图标记说明如下：

2、100～工件；

10～基底；

12～内连线结构；

14～半导体元件；

28～金属垫；

30～保护层；

32～凸块下金属层；

34～铜凸块；

36～金属表面处理层；

38～不可回焊的金属凸块；

40～焊料帽；

44～底表面；

110～接垫；

116～介电层；

122～金属垫；

123～防焊层；

124～导电缓冲层；

130～焊球；

132～开口；

134～虚线；

142～焊料凸块；

143、144～金属间化合物；

145～顶表面；

146～间隙；

202、204～芯片；