用于穿硅通孔的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于穿硅通孔的平臺(tái)結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年12月21日提交的標(biāo)題為“LANDING STRUCTURE FORTHROUGH-SILICON VIA”的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/725917的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用的方式將該美國(guó)專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例總體上涉及集成電路領(lǐng)域，并且更具體地涉及與使用管芯的互連層來(lái)形成用于穿硅通孔的平臺(tái)(landing)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)和構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如IC管芯(下文稱為管芯)等集成電路(IC)器件和相關(guān)聯(lián)的封裝構(gòu)造不斷縮小到更小的尺寸，以適應(yīng)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備和其它小形狀因子實(shí)施方式。用于耦合IC器件的一種正在興起的解決方案可以包括形成穿過(guò)管芯的背面的穿硅通孔(TSV)，以提供穿過(guò)該管芯的用于另一管芯的電路由。然而，在管芯的正面提供用于TSV的平臺(tái)結(jié)構(gòu)可能有挑戰(zhàn)性。例如，TSV可能具有比當(dāng)前管芯的互連層中所圖案化的互聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)則所允許的最大尺寸大得多的尺寸。TSV的尺寸與設(shè)計(jì)規(guī)則的尺寸之間存在的這種差異可能妨礙與TSV的尺寸相當(dāng)?shù)膯蝹€(gè)連續(xù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的形成，尤其是對(duì)于最接近管芯的半導(dǎo)體襯底上形成的晶體管的較低互連層，在這些層中設(shè)計(jì)規(guī)則比較高互連層更加嚴(yán)格?；ミB結(jié)構(gòu)的形成中的覆蓋和臨界尺寸變化可能進(jìn)一步加劇該挑戰(zhàn)?？赡芷谕氖菍⒂糜趶幕ミB層中的半導(dǎo)體襯底的背面形成的TSV的平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)置成最接近管芯的半導(dǎo)體襯底，以避免與貫穿多個(gè)互連層來(lái)連接到平臺(tái)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的挑戰(zhàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0005]通過(guò)結(jié)合附圖參考以下【具體實(shí)施方式】能夠容易地理解實(shí)施例。為了便于描述，類似的附圖標(biāo)記表示類似的結(jié)構(gòu)元件。在附圖的圖中通過(guò)示例的方式而非限制的方式示出了實(shí)施例。
[0006]圖1示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的晶片形式和單一化形式的管芯的示例性頂視圖。
[0007]圖2示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的集成電路(IC)封裝組件的示例性截面?zhèn)纫晥D。
[0008]圖3示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的管芯的具有用于穿硅通孔(TSV)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的部分的示例性截面?zhèn)纫晥D。
[0009]圖4A-K示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在各種制造操作之后的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
[0010]圖4A示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在器件層上形成第一溝槽層之后的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性頂視圖。
[0011]圖4B示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4A的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性截面圖。
[0012]圖4C示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在第一溝槽層上形成第二溝槽層之后的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性頂視圖。
[0013]圖4D示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4C的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性截面圖。
[0014]圖4E示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在第一溝槽層上形成第一通孔層之后的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性頂視圖。
[0015]圖4F示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4E的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性截面圖。
[0016]圖4G示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4E的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的替代構(gòu)造的示例性截面圖。
[0017]圖4H示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4E的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例性截面圖。
[0018]圖41示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4E的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的又一個(gè)示例性截面圖。
[0019]圖4J示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的圖4E的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的再一個(gè)示例性截面圖。
[0020]圖4K示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在第二溝槽層上形成一個(gè)或多個(gè)互連層并且去除器件層的材料以暴露平臺(tái)結(jié)構(gòu)之后的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的示例性截面圖。
[0021]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的制造具有用于TSV的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的管芯的方法的流程圖。
[0022]圖6示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的可以包括具有本文中描述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)部件的計(jì)算設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例包括與使用互連層來(lái)形成用于穿硅通孔(TSV)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)(例如，平臺(tái)焊盤)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)和構(gòu)造。在以下描述中，將使用本領(lǐng)域技術(shù)人員通常用來(lái)向本領(lǐng)域其它技術(shù)人員傳達(dá)其工作的實(shí)質(zhì)的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述說(shuō)明性實(shí)施方式的各個(gè)方面。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，可以僅利用所描述的方面中的一些來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。出于解釋的目的，闡述了具體數(shù)字、材料和構(gòu)造，以提供對(duì)說(shuō)明性實(shí)施方式的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其它實(shí)例中，省略或簡(jiǎn)化了公知的特征，以避免使說(shuō)明性實(shí)施方式難以理解。
[0024]在以下【具體實(shí)施方式】中，將參考形成該【具體實(shí)施方式】的一部分的附圖，在附圖中，始終以類似的附圖標(biāo)記表示類似的部分，并且在附圖中以說(shuō)明的方式示出了可以實(shí)踐本公開(kāi)內(nèi)容的主題內(nèi)容的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例，并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯上的改變。因此，不應(yīng)在限制的意義上考慮以下【具體實(shí)施方式】，實(shí)施例的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物來(lái)限定。
[0025]出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，短語(yǔ)“A和/或B”表示㈧、⑶或(A和B)。出于本公開(kāi)內(nèi)容的目的，短語(yǔ)“A、B和/或C”表示(A)、⑶、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B 和 C) ο
[0026]說(shuō)明書(shū)可以使用基于透視的描述，例如頂部/底部、水平/垂直、內(nèi)/外、之上/之下等。這種描述只是用于方便論述，而不是要將本文中描述的實(shí)施例的應(yīng)用限制于任何特定取向。
[0027]描述可以使用短語(yǔ)“在實(shí)施例中”，其可以指代相同或不同實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)。此外，相對(duì)于本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例使用的術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”等是同義的。
[0028]本文中可以使用術(shù)語(yǔ)“與……耦合”及其衍生詞?！榜詈稀笨梢员硎疽韵玛愂鲋械囊粋€(gè)或多個(gè)?！榜詈稀笨梢员硎緝蓚€(gè)或更多元件直接物理或電接觸。然而，“耦合”也可以表示兩個(gè)或更多元件彼此間接接觸，但是仍然相互協(xié)作或相互作用，并且可以表示一個(gè)或多個(gè)其它元件耦合或連接在被認(rèn)為彼此耦合的元件之間。術(shù)語(yǔ)“直接耦合”可以表示兩個(gè)或更多元件直接接觸。
[0029]在各種實(shí)施例中，短語(yǔ)“形成、沉積或設(shè)置在第二特征上的第一特征”可以表示第一特征形成、沉積或設(shè)置在第二特征之上，并且第一特征的至少一部分可以與第二特征的至少一部分直接接觸(例如，直接物理和/或電接觸)或間接接觸(在第一特征與第二特征之間具有一個(gè)或多個(gè)其它特征)。
[0030]圖1示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的晶片形式10和單一化形式100的集成電路(IC)管芯(下文為“管芯101”)的示例性頂視圖。在一些實(shí)施例中，管芯101可以是晶片11的多個(gè)管芯(例如，管芯101、101a、1lb)的其中之一。晶片11可以包括由諸如硅(Si)或其它適當(dāng)半導(dǎo)體材料之類的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底。各個(gè)管芯可以包括形成在晶片11的表面上的電路103。例如，電路103可以包括有源層(例如，圖2-3的有源層202)，其包括本文中描述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)(例如，圖3的平臺(tái)結(jié)構(gòu)314)。管芯(例如，管芯101、101a、101b)中的每一個(gè)可以是包括本文中描述的用于穿硅通孔(例如，圖3的穿硅通孔204a)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)(例如，圖3的平臺(tái)結(jié)構(gòu)314)的半導(dǎo)體產(chǎn)品的重復(fù)單元。管芯可以與例如結(jié)合圖2-3描述的實(shí)施例一致。
[0031]在半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造過(guò)程完成之后，晶片11可以經(jīng)歷單一化過(guò)程，其中，管芯中的每一個(gè)(例如，管芯101)被彼此分離，以提供半導(dǎo)體產(chǎn)品的分立“芯片”。晶片11可以具有各種尺寸中的任何尺寸。在一些實(shí)施例中，晶片11具有從大約25.4mm到大約450_的范圍內(nèi)的直徑。在其它實(shí)施例中，晶片11可以包括其它尺寸和/或其它形狀。根據(jù)個(gè)字實(shí)施例，本文中描述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)可以是晶片形式10或單一化形式100的管芯101的部分，這取決于晶片11是否被單一化。本文中描述的平臺(tái)結(jié)構(gòu)可以合并到管芯101中，用于邏輯或存儲(chǔ)器或其組合。
[0032]圖2示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的集成電路(IC)封裝組件200的示例性截面?zhèn)纫晥D。根據(jù)各種實(shí)施例，IC封裝組件200表示使用管芯互連206a與封裝襯底210耦合的第一管芯201a和使用管芯互連206b與第一管芯201a耦合的第二管芯201b的一個(gè)示例性堆疊構(gòu)造。圖3示意性地示出了根據(jù)一些實(shí)施例的管芯的具有用于穿硅通孔(TSV) 204a的平臺(tái)結(jié)構(gòu)(例如，由314指示的互連結(jié)構(gòu)352a、352b，下文為“平臺(tái)結(jié)構(gòu)314”)的部分300的示例性截面?zhèn)纫晥D。例如，圖3可以描繪根據(jù)各種實(shí)施例的圖2的第一管芯201a的部分300。TSV 204a可以是圖2的一個(gè)或多個(gè)TSV(下文為“TSV 204”)中的TSV。
[0033]參考圖2和圖3，在一些實(shí)施例中，第一管芯201a可以包括處理器并且第二管芯201b可以包括存儲(chǔ)器。在其它實(shí)施例中，第一管芯201a和/或第二管芯201b可以被配置為執(zhí)行其它功能。例如，在一些實(shí)施例中，第一管芯201a可以被配置為用作存儲(chǔ)器、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、處理器、或它們的組合。
[0034]在所描繪的構(gòu)造中，第一管芯201a與封裝襯底210以倒裝芯片構(gòu)造耦合，并且第二管芯201b與第一管芯201a以倒裝芯片構(gòu)造耦合。IC封裝組件200不限于圖2中描繪的構(gòu)造，并且IC封裝組件200在其它實(shí)施例中可以包括各種各樣的其它適當(dāng)構(gòu)造。例如，在一些實(shí)施例中，額外的管芯可以堆疊在第二管芯201b上，和/或第一管芯201a可以與除封裝襯底210以外的部件耦合。在一些實(shí)施例中，IC封裝組件200可以包括例如倒裝芯片和引線接合技術(shù)、內(nèi)插器、包括片上系統(tǒng)(SoC)構(gòu)造和/或封裝上封裝(PoP)構(gòu)造的多芯片封裝構(gòu)造的組合，以路由電信號(hào)。
[0035]在一些實(shí)施例中，第一管芯201a可以包括