[发明专利]用于调整电介质接合线材料的尺寸的工艺以及相关膜、物品及组合件

说明书

本申请案涉及用于调整电介质接合线材料的尺寸的工艺以及相关膜、物品及组合件。描述用于调整微电子组件堆叠中的电介质接合线材料的尺寸的工艺以及相关材料膜、物品及组合件。

优先权主张

本申请案主张2019年12月16日申请、名为“用于调整电介质接合线材料以及相关膜、物品及组合件的尺寸的工艺(Processes for Adjusting Dimensions of DielectricBond Line Materials and Related Films,Articles and Assemblies)”的第16/715,594号美国专利申请案的申请日期的权益。

技术领域

本文中所揭示的实施例涉及减少与堆叠式微电子组件相关的电介质接合线材料的外围上的圆角的形成及范围的方法。更特定来说，本文中所揭示的实施例涉及调整电介质接合线膜的尺寸以减少或消除与堆叠式微电子组件的热压接合相关联的接合线材料的外围圆角的形成。

背景技术

热压接合是一种广泛使用的技术，其用于物理及电互连垂直地堆叠的微电子组件(例如，半导体裸片、半导体晶片)，以制造例如如在高带宽存储器(HBM)装置中采用的半导体裸片堆叠，或制造芯片到晶片(C2W)组合件。在热压接合中，采用接合头来将法向力连同热一起施加到垂直叠置的微电子组件以引起所述组件的经对准导电元件的物理及电耦合。常规地，可使用热压接合来实现在与邻近组件的兼容金属端子垫对准的一个组件上的金属(例如，铜、镍)支柱上的焊料盖的回流。在其它例子中，响应于经施加力及热而将铜支柱扩散接合到铜端子垫。每一堆叠中的半导体裸片可随着所述堆叠形成而逐层级地热压接合，或更常见的是近年来，在形成整个堆叠之后整组接合。

作为热压接合工艺的一部分，将电介质材料内插在邻近、叠置式微电子组件之间的所谓“接合线”中以电隔离连接所述组件的横向邻近导电元件且在所述叠置式微电子组件之间提供电隔离，以及在所述组件之间提供额外粘合。近年来，堆叠粘合到微电子组件的预成形电介质膜或在堆叠之前在微电子组件上分配电介质材料，而非在堆叠期间或使用接合线中的堆叠后毛细管底部填充在每一组件上方分配可流动电介质材料变得更加普遍。此类预成形电介质或预堆叠的分配材料膜被称为非导电膜(NCF)，以及晶片级底部填充膜(WLUF)。为了方便起见，术语“电介质膜”在本文中将用于指在微电子组件堆叠之前施加的预成形或分配的材料电介质膜且被称为NCF及WLUF。此类电介质膜通常在B阶部分固化时包括硅石颗粒填充的环氧树脂型热固性树脂，提供一致厚度，在适用情况下可包含用于前述焊料回流的助熔剂，且促进将微电子组件与在堆叠之前已在每一经单切组件上的适当位置的电介质膜段堆叠在一起。

结合热压接合技术，使用矩形形状且经定大小以符合堆叠中的微电子组件的外部边界的此类电介质膜已导致成品率问题以及由于电介质膜材料的圆角(即，突起)响应于由接合头所施加的法向力及热而超出所述组件的侧且最大程度地沿着所述侧的中点的外围延伸所致的接合头污染问题。具体来说，通过接合头施加热及力引起电介质膜的外围部分“挤出”(即，挤压)，因为所述膜的厚度减小直到邻近组件的经对准导电元件接触且在电介质膜之前在所述组件之间的最终接合线厚度处完全固化。另外，发明人在本文中已观察到，在许多例子中，包括圆角的电介质膜的外围部分的量值从堆叠中的高膜层级到低膜层级逐渐地变大。因此，电介质材料的圆角也可能向上突出且污染接合头，但即使这种情况不会发生，圆角的存在也可能损害微电子组件堆叠的侧上的环氧树脂模制化合物(EMC)的形成及完整性，由于经暴露电介质膜而引起易燃性问题，或甚至在形成在基底衬底(例如基底晶片)上的微电子组件的邻近堆叠之间延伸，这可能引起前述EMC问题并且产生基底晶片的翘曲。此类圆角导致非线性组件堆叠侧以及影响EMC的厚度及连续性的其它异常，从而在切割锯在切割刀片的路径中沿着未完全充满EMC的切割道中切割的情况下单切邻近微电子组件时引起损坏。虽然当前的微电子组件堆叠通常分离达例如约600μm的合理距离，但是这个距离随着电路密度增加而继续缩小，从而允许更小微组件大小及每晶片更紧密地隔开的组件。