混合互連技術的制作方法

混合互連技術的制作方法
【專利摘要】在一個實施例中，一種集成電路（IC）芯片與襯底之間的互連結構包括多種材料。用于互連結構的不同區段的材料以及它們的布置是通過確定該結構的相關聯的應力而選擇的。
【專利說明】混合互連技術
【技術領域】
[0001]本公開文本大致涉及集成電路封裝。
【背景技術】
[0002]集成電路(IC)封裝可以被認為是半導體器件制造的最終階段。在制造過程的這個步驟中，IC芯片被安裝在襯底上，形成了 IC封裝。不同類型的IC封裝的示例包括雙列直插封裝(DIP)、插針網格陣列(PGA)封裝、無引線芯片載體(LCC)封裝、表面安裝封裝、小外形集成電路(SOIC)封裝、塑料有引線芯片載體(PLCC)封裝、塑料四方扁平封裝(PQFP)、薄型小外形封裝(TSOP)以及球柵陣列(BGA)封裝。在倒裝芯片球柵陣列(FCBGA)封裝中，芯片被上下倒置并接合至BGA襯底。

【發明內容】
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1示出處于接合溫度的示例IC封裝。
[0004]圖2示出冷卻之后的示例IC封裝。
[0005]圖3 示出示例柱封裝(pillar packaging)。
[0006]圖4示出示例互連結構。
[0007]圖5不出一種用于構建具有兩種不同材料的互連結構的不例方法。
[0008]圖6示出具有兩種不同材料的示例互連結構。
[0009]圖7示出具有兩種不同材料的示例互連結構。
[0010]圖8示出示例計算機系統。
【具體實施方式】
[0011 ] 在集成電路(IC)封裝的階段中，使用各種適當的安裝技術將IC芯片安裝在襯底上，以形成IC封裝。圖1示出具有安裝在襯底120上的IC芯片110的示例IC封裝100。IC芯片110可以由硅構成，并且襯底120可以由陶瓷或塑料構成。在特定實施例中，IC芯片Iio可以被焊接在襯底120上，并且焊接材料可以是錫鉛、錫銀等。
[0012]特定材料具有各種特性，包括熱膨脹和楊氏模量。熱膨脹是物質響應于溫度變化而體積變化的趨勢。例如，材料可以在加熱時膨脹并在冷卻時收縮。可以通過其熱膨脹系數(CTE)來測量每一種材料的熱膨脹量，該熱膨脹系數被定義為材料的膨脹程度除以溫度的變化。當力被施加到固態物體時，物體會受到應力，該應力可以被測量為所施加的力和物體的橫截面積的比。應變是由于應力引起的固態物體的變形。可以用應力-應變曲線來表示固態物體所受到的應力和應變。在固體力學中，任何點處應力-應變曲線的斜率稱為切線模量。應力-應變曲線的初始線性部分的切線模數被稱為楊氏模量(以托馬斯?楊命名，十九世紀的英國科學家)，也就是熟知的拉伸模量，被定義為遵循虎克定律的應力范圍內單軸向應力與單軸向應變的比。
[0013]不同的材料具有不同的CTE。類似地，由不同材料制成的物體具有不同的切線模量，因此具有不同的應力-應變曲線。例如，在圖1中，因為硅具有相對較低的CTE，所以IC芯片110在加熱時(例如，在焊接過程中)僅稍微膨脹。另一方面，塑料具有相對較高的CTE，因此襯底120在加熱時膨脹得更多。結果是，當IC芯片110和襯底120都被冷卻時，IC芯片110收縮得要比襯底120少得多，如圖2所示。這導致了 IC封裝100中的熱機械應力。當IC芯片110從接合溫度(例如，在接合期間)冷卻到室溫時，熱機械應力變得逐漸更高。
[0014]倒裝芯片技術中的一種類型的IC封裝是柱封裝，如圖3所示。利用柱封裝，在特定實施例中，多個互連結構130 (也稱為柱體)可以形成在IC芯片110上。每一個互連結構130的另一端被焊接至襯底120。可替代地，在特定實施例中，多個互連結構130可以形成在襯底130上，并且每一個互連結構130的另一端被焊接至IC芯片110。
[0015]在特定實施例中，每一個互連結構130用單一材料(例如銅)構成。由于銅在接合期間不會崩塌成球形，因而銅柱封裝在細間距方面提供了優勢。然而，銅具有比典型焊接材料(例如錫銀)高得多的切線模量，使得銅柱封裝易于引起比傳統焊料凸塊封裝更高的熱機械應力。
[0016]特定實施例使用多種材料代替單一材料在IC芯片和襯底之間構建每一個互連結構。這種互連結構可以被稱為混合互連結構。任何數量的不同材料均可以用于構建互連結構。特定實施例可以選擇在性能和特性(例如，CTE和切線模量)方面互相補充的不同材料。例如，如果互連結構用兩種不同的材料構成，則一種材料可以具有相對較高的CTE，而另一種材料可以具有相對較低的CTE，或者一種材料可以具有相對較高的硬度，而另一種材料可以具有相對較低的硬度。多種材料的組合可以有助于減少IC芯片上的熱機械應力。特定實施例可以通過優化所使用材料的空間位置來減少熱機械應力。
[0017]圖4示出由不同材料構成的互連結構的示例。互連結構410由單一材料構成，例如但不限于銅(例如，通過電鍍產生)。互連結構420由兩種不同的材料構成，例如但不限于，第一材料是銅，第二材料是金、銅錫合金或錫銀合金(例如，通過電鍍產生)。互連結構430由三種不同的材料構成。互連結構440由四種不同的材料構成。應注意，在單一互連結構內，可以存在不同數量的不同材料。
[0018]圖5不出一種用于使用兩種不同材料構建互連結構的不例方法。雖然圖5僅不出使用兩種材料的情況，然而該過程類似地可以被應用于構建具有多于兩種材料的互連結構的情況。圖6示出示例互連結構600，其用于幫助說明圖5所示的步驟。
[0019]給定一互連結構，特定實施例可以將該互連結構分成η個區段，如步驟501所示。該η個區段可以具有或也可以不具有相同的厚度。在特定實施例中，η是大于I的數，并且可以基于實驗來選擇。如果η太大(例如，大于100)，則該過程可能需要較長的計算時間。如果η太小(例如，小于或等于4)，則最終結果可能不是令人滿意的。在特定實施例中，η可
以是可被2整除的數(例如，6、8、10，......)。在特定實施例中，用于構建互連結構的材料
的數量越多，優選的η越大。基于實驗，對于兩種材料而言，10和20之間的數(例如，12)對于η來說可以是不錯的選擇。為了說明目的，互連結構600被分成八個區段，如圖6Α所示。
[0020]特定實施例可以將第一材料(例如，銅)指定給互連結構的全部η個區段，如步驟503所示。對于互連結構600而言，將相同的第一材料指定給全部八個區段(圖6Α)。然后，特定實施例可以記錄與互連結構對應的當前應力水平(即，與將相同的第一材料指定給了η個區段的互連結構對應的應力水平)，如步驟503所示。在一些實施方式中，待被記錄的應力水平處于可能發生斷裂的位置(例如，芯片上的集成電路或柱體本身)。
[0021]對于具有第一材料的η個區段中的每一個，特定實施例可以將第二材料指定給該區段，一次針對一個區段，并確定與具有當前配置的互連結構對應的應力水平，如步驟505所示。對于互連結構600而言，此時，全部八個區段具有第一材料(圖6Α)。首先，僅用第二材料來替換區段1，區段2-8仍然具有第一材料，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第二，僅用第二材料來替換區段2，區段I和3-8仍然具有第一材料，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第三，僅用第二材料來替換區段3，區段1-2和4-8仍然具有第一材料，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。以此類推，直到最后，僅用第二材料來替換區段8，區段1-7仍然具有第一材料，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。存在八種不同的配置，因此確定了八個不同的應力水平。
[0022]特定實施例可以確定在被指定了第二材料時在步驟505的上述情況中給出互連結構的最低應力水平的區段，如步驟507所示。換句話說，確定步驟505的上述情況中具有最低應力水平的配置。例如，假設對于互連結構600而言，在上述八種配置中，區段3具有第二材料并且區段1-2以及4-8具有第一材料的配置(圖6Β)給出最低應力水平。
[0023]特定實施例可以將該當前最低的應力水平與先前記錄的應力水平進行比較，以確定該當前最低的應力水平是否小于先前記錄的應力水平，如步驟509所示。對于互連結構600而言，將與區段3具有第二材料并且區段1-2以及4-8具有第一材料的配置對應的應力水平(即，當前最低的應力水平，圖6Β)和與八個區段全部具有第一材料的配置對應的應力水平(即，先前記錄的應力水平，圖6Α)進行比較。
[0024]如果當前最低的應力水平小于先前記錄的應力水平(步驟509-“是”)，則特定實施例可以將與當前最低的應力水平對應的區段變為第二材料，并記錄當前最低的應力水平，如步驟511所示。對于互連結構600而言，假設與區段3具有第二材料并且區段1-2以及
4-8具有第一材料的配置(圖6Β)對應的應力水平低于與八個區段全部具有第一材料的配置對應的應力水平(圖6Α)。區段3改變為第二材料(圖6Β)，并且記錄與這一配置對應的應力水平。
[0025]然后，特定實施例可以重復步驟505、507、509以及511以進行另一個迭代。對于互連結構600而言，在第二個迭代開始的時候，區段3已經具有第二材料，區段1-2以及4-8仍然具有第一材料(圖6Β)，并且已經記錄了與這一配置對應的應力水平。此時，存在仍然具有第一材料的七個區段。仍然具有第一材料的每一個區段被指定了第二材料，一次針對一個區段，并且確定與每一種配置對應的應力水平(步驟505)。首先，僅用第二材料來替換區段1，區段2以及4-8仍然具有第一材料(區段3已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第二，僅用第二材料來替換區段2，區段I以及4-8仍然具有第一材料(區段3已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第三，僅用第二材料來替換區段4，區段1-2以及5-8仍然具有第一材料(區段3已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。以此類推。對于第二個迭代，存在七個具有第一材料的區段(即，區段1-2以及4-8)，因此存在七種不同的配置和七個相應的應力水平。確定七種配置中具有當前最低的應力水平的配置(步驟507)。假設區段3和7具有第二材料并且區段1-2和4-6以及8具有第一材料的配置(圖6C)給出當前最低的應力水平。將該當前最低的應力水平與先前記錄的應力水平(即，與區段3具有第二材料并且區段1-2以及4-8具有第一材料的配置對應的應力水平(圖6B))進行比較。
[0026]假設對于互連結構600而言，與區段3和7具有第二材料并且區段1_2和4_6以及8具有第一材料的配置對應的當前最低的應力水平(圖6C)低于與區段3具有第二材料并且區段1-2以及4-8具有第一材料的配置(圖6B)對應的先前記錄的應力水平。區段7現在改變為第二材料(圖6C)，并且記錄了與這一配置對應的應力水平(步驟511)。
[0027]可以再一次重復步驟505、507、509以及511。對于互連結構600而言，在第三個迭代開始的時候，區段3和7已經具有第二材料，區段1-2和4-6以及8仍然具有第一材料(圖6C)，并且已經記錄了與這一配置對應的應力水平。此時，存在六個仍然具有第一材料的區段。仍然具有第一材料的每一個區段被指定了第二材料，一次針對一個區段，并且確定與每一種配置對應的應力水平(步驟505)。首先，僅用第二材料來替換區段1，區段2和4-6以及8仍然具有第一材料(區段3和7已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第二，僅用第二材料來替換區段2，區段I和4-6以及8仍然具有第一材料(區段3和7已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第三，僅用第二材料來替換區段4，區段1-2和5-6以及8仍然具有第一材料(區段3和7已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。以此類推。對于第三個迭代，存在六個具有第一材料的區段(即，區段1-2和4-6以及8)，因此存在六種不同的配置和六個相應的應力水平。確定六種配置中具有當前最低的應力水平的配置(步驟507)。假設區段3和7-8具有第二材料并且區段1-2和4_6具有第一材料的配置(圖6D)給出當前最低的應力水平。將該當前最低的應力水平與先前記錄的應力水平(即，與區段3和7具有第二材料并且區段1-2和4-6以及8具有第一材料的配置對應的應力水平(圖6C))進行比較。
[0028]假設對于互連結構600而言，與區段3和7-8具有第二材料并且區段1_2以及4_6具有第一材料的配置(圖6D)對應的當前最低的應力水平低于與區段3和7具有第二材料并且區段1-2和4-6以及8具有第一材料的配置(圖6C)對應的先前記錄的應力水平。區段8現在改變為第二材料(圖6D)，并且記錄了與這一配置對應的應力水平(步驟511)。
[0029]可以再一次重復步驟505、507、509以及511。對于互連結構600而言，在第四個迭代開始的時候，區段3和7-8已經具有第二材料，區段1-2和4-6仍然具有第一材料(圖6D)，并且已經記錄了與這一配置對應的應力水平。此時，存在五個仍然具有第一材料的區段。仍然具有第一材料的每一個區段被指定了第二材料，一次針對一個區段，并且確定與每一種配置對應的應力水平(步驟505)。首先，僅用第二材料來替換區段1，區段2和4-6仍然具有第一材料(區段3和7-8已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第二，僅用第二材料來替換區段2，區段I和4-6仍然具有第一材料(區段3和7-8已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。第三，僅用第二材料來替換區段4，區段1-2和5-6仍然具有第一材料(區段3和7-8已經具有第二材料)，并且確定與這一配置對應的互連結構600的應力水平。以此類推。對于第四個迭代，存在五個具有第一材料的區段(即，區段1-2和4-6)，因此存在五種不同的配置和五個相應的應力水平。確定五種配置中具有當前最低的應力水平的配置(步驟507)。假設區段
3-4和7-8具有第二材料并且區段1-2和5-6具有第一材料的配置給出當前最低的應力水平。將該當前最低的應力水平與先前記錄的應力水平(即，與區段3和7-8具有第二材料并且區段1-2和4-6具有第一材料的配置對應的應力水平(圖6D))進行比較。
[0030]假設對于互連結構600而言，與區段3-4和7-8具有第二材料并且區段1_2和5_6具有第一材料的配置對應的當前最低的應力水平高于或等于與區段3和7-8具有第二材料并且區段1-2和4-6具有第一材料的配置(圖6D)對應的先前記錄的應力水平。在特定實施例中，該迭代過程結束(步驟509-“否”)。應注意，區段4不改變為第二材料，因為這么做不會助于降低與互連結構600對應的應力水平。
[0031]應注意，在每一個迭代期間，當前具有第一材料的區段的數量總是小于或等于η。即，如果在每一個迭代期間存在當前具有第一材料的m個區段，那么m < η。
[0032]特定實施例可以在迭代過程(步驟505、507、509、511)結束時驗證互連結構的全部η個區段是否仍然具有相同的第一材料，如步驟513所示。如果是這樣的話(步驟513-“是”)，這表示僅具有第一材料的互連結構(例如，圖6Α)給出最低的應力水平。然后，特定實施例可以最終完成該互連結構，使得其僅用第一材料(即，不是多種材料的組合)構成，如步驟515所示。另一方面(步驟513-“否”)，特定實施例可以確定是否存在具有第一材料并與具有第二材料的區段相鄰的任何區段，如步驟517所示。如果存在(步驟517- “是”)，特定實施例可以進一步測試每一個這種區段，如步驟519所示。
[0033]在特定實施例中，更多數量的區段可以提供更好的結果。然而，更多數量的區段常需要更長的計算時間。因此，特定實施例可以進一步測試仍然具有第一材料并與具有第二材料的區段相鄰的那些區段，以確保最終結果的質量，尤其當η相對較小時。
[0034]對于互連結構600而言，在迭代過程結束的時候，區段3和7-8具有第二材料，區段1-2和4-6具有第一材料(圖6D)，并且已經記錄了與這一配置對應的應力水平。這種情況下，并不是全部八個區段仍具有第一材料。另外，具有第一材料的區段2和4與具有第二材料的區段3相鄰。具有第一材料的區段6與具有第二材料的區段7相鄰。因此，需要測試區段2、4以及6中的每一個。
[0035]首先，考慮與區段3相鄰的區段2和4。為了獨立地測試與區段3相連的區段2和4，將區段3恢復到第一材料(圖6Ε)。區段2被指定了第二材料(圖6F)，并且確定與這一配置對應的應力水平。然后，將區段2恢復到第一材料，區段4被指定了第二材料(圖6G)，并且確定與這一配置對應的應力水平。將圖6D、圖6F以及圖6G的三種配置的三個應力水平彼此分別進行比較，并且選擇這三種配置中具有最低應力水平的配置，并且記錄其相應的應力水平。
[0036]第二，考慮與區段7相鄰的區段6。為了獨立地測試與區段7相連的區段6，將區段7恢復到第一材料(圖6Η)。區段6被指定了第二材料(圖61)，并且確定與這一配置對應的應力水平。該應力水平可以與對應于圖6D的配置的應力水平進行比較，并且選擇具有較低應力水平的配置，并記錄其相應的應力水平。
[0037]對于互連結構600而言，步驟519的效果是，圖6D、圖6F、圖6G以及圖61所示的四種配置的四個應力水平彼此分別進行比較，并且選擇四種配置中具有最低應力水平的配置。這一配置是互連結構600的最終結果。
[0038]對于不同的互連結構而言，圖5所示的過程可以導致兩種材料的不同配置。在圖7中示出使用兩種材料構成的互連結構的一些示例配置。應注意，在互連結構內可以存在不同數量的兩種材料，并且這兩種材料可以在互連結構的區段中交替。
[0039]特定實施例可以在一個或多個計算機系統上實施。在特定實施例中，圖5所示的過程可以被實施為在非瞬態計算機可讀介質中存儲且在計算機系統上執行的計算機軟件。圖8示出了一種示例計算機系統800。在特定實施例中，一個或多個計算機系統800執行本文描述或示出的一種或多種方法的一個或多個步驟。在特定實施例中，一個或多個計算機系統800提供本文描述或示出的功能。在特定實施例中，在一個或多個計算機系統800上運行的軟件執行本文描述或示出的一種或多種方法的一個或多個步驟，或提供本文描述或示出的功能。特定實施例包括一個或多個計算機系統800的一個或多個部分。
[0040]本公開文本考慮了任何適當數量的計算機系統800。本公開文本考慮了采用任何適當的物理形式的計算機系統800。例如但不限于，計算機系統800可以是嵌入式計算機系統、片上系統(S O C )、單板計算機系統(S B C )(例如，計算機模塊(C OM )或系統模塊(S0M))、桌上計算機系統、膝上型計算機系統或筆記本式計算機系統、交互式自助服務機(interactive kiosk)、大型計算機、計算機系統網、移動電話、個人數字助理(PDA)、服務器或這些項中兩個或多個的組合。在適當情況下，計算機系統800可以包括一個或多個計算機系統800，可以是統一的或分布式，可以跨多個位置，跨多個機器，或可以位于可在一個或多個網絡中包括一個或多個云組件的云中。在適當情況下，一個或多個計算機系統800可以在無實質的空間或時間限制的情況下執行本文描述或示出的一種或多種方法的一個或多個步驟。例如但不限于，一個或多個計算機系統800可以實時地或以成批方式執行本文描述或示出的一種或多種方法的一個或多個步驟。在適當情況下，一個或多個計算機系統800可以在不同時間或不同地點執行本文描述或示出的一種或多種方法的一個或多個步驟。
[0041]在特定實施例中，計算機系統800包括處理器802、內存(memory) 804、存儲器(storage)806、輸入/輸出(I/O)接口 808、通信接口 810以及總線812。雖然本公開文本描述并示出了具有處于特定排列的特定數量的特定組件的特定計算機系統，然而本公開文本也考慮具有處于任何適當排列的任何適當數量的任何適當組件的任何適當計算機系統。
[0042]在特定實施例中，處理器802包括用于執行指令的硬件(例如組成計算機程序的那些)。例如但不限于，為了執行指令，處理器802可以從內部寄存器、內部高速緩存(cache)、內存804或存儲器806檢索(或取得)指令，解碼并執行該指令，然后將一個或多個結果寫入內部寄存器、內部高速緩存、內存804或存儲器806。在特定實施例中，處理器802可以包括用于數據、指令或地址的一個或多個內部高速緩存。在適當情況下，本公開文本考慮包括任何適當數量的任何適當內部高速緩存的處理器802。例如但不限于，處理器802可以包括一個或多個指令高速緩存、一個或多個數據高速緩存以及一個或多個轉譯后備緩沖器(TLB)。指令高速緩存中的指令可以是內存804或存儲器806中的指令的副本，并且指令高速緩存可以通過處理器802加速這些指令的獲取。數據高速緩存中的數據可以是以下數據的副本:內存804或存儲器806中的用于在處理器802處執行的指令被操作的數據；供后續在處理器802執行的指令訪問或用于寫入到內存804或存儲器806的在處理器802處執行的先前指令的結果；或其它適當的數據。該數據高速緩存可以通過處理器802加速讀或寫操作。TLB可以加速用于處理器802的虛擬地址轉譯。在特定實施例中，處理器802可以包括用于數據、指令或地址的一個或多個內部寄存器。在適當情況下，本公開文本考慮了包括任何適當數量的任何適當內部寄存器的處理器802。在適當情況下，處理器802可以包括一個或多個算術邏輯單元(ALU)，可以是多核處理器，或可以包括一個或多個處理器802。雖然本公開文本描述并示出了特定處理器，然而本公開文本也考慮任何適當的處理器。
[0043]在特定實施例中，內存804包括主內存，該主內存存儲處理器802執行的指令或處理器802操作的數據。例如但不限于，計算機系統800可以將指令從存儲器806或另外的來源(例如，另一個計算機系統800)加載到內存804。然后，處理器802可以將指令從內存804加載到內部寄存器或內部高速緩存。為了執行這些指令，處理器802可以從內部寄存器或內部高速緩存獲取指令并將其解碼。在指令的執行期間或之后，處理器802可以將一個或多個結果(其可以是中間結果或最終的結果)寫入到內部寄存器或內部高速緩存。然后，處理器802可以將這些結果中的一個或多個寫入到內存804。在特定實施例中，處理器802僅執行一個或多個內部寄存器或內部高速緩存或內存804 (與存儲器806相對或在別處)中的指令，并且僅對一個或多個內部寄存器或內部高速緩存或內存804(與存儲器806相對或在別處)中的數據進行操作。一個或多個內存總線(每一個內存總線可以包括地址總線和數據總線)可以將處理器802耦接至內存804。總線812可以包括一個或多個內存總線，如下所述。在特定實施例中，一個或多個內存管理單元(MMU)位于處理器802與內存804之間，并促進了處理器802所請求的對于內存804的訪問。在特定實施例中，內存804包括隨機存取存儲器(RAM)。在適當情況下，該RAM可以是易失性存儲器。在適當情況下，該RAM可以是動態RAM (DRAM)或靜態RAM (SRAM)0而且，在適當情況下，該RAM可以是單一端口或多端口 RAM。本公開文本考慮了任何適當的RAM。在適當情況下，內存804可以包括一個或多個內存804。雖然本公開文本描述并示出了特定內存，然而本公開文本也考慮任何適當的內存。
[0044]在特定實施例中，存儲器806包括用于數據或指令的大容量存儲器。例如但不限于，存儲器806可以包括HDD、軟盤驅動器、閃存存儲器、光盤、磁光盤、磁帶或通用串行總線(USB)驅動器或這些項中兩個或多個的組合。在適當情況下，存儲器806可以包括可移除或不可移除(或固定的)介質。在適當情況下，存儲器806可以是在計算機系統800的內部或外部。在特定實施例中，存儲器806是非易失性固態內存。在特定實施例中，存儲器806包括只讀存儲器(ROM)。在適當情況下，該ROM可以是掩模編程ROM、可編程ROM(PROM)、可擦除PROM (EPROM)、電可擦除PROM (EEPROM)、電改寫ROM (EAROM)或閃存存儲器或這些項中兩個或多個的組合。本公開文本考慮了具有任何適當的物理形式的大容量存儲器806。在適當情況下，存儲器806可以包括促進處理器802與存儲器806之間的通信的一個或多個存儲器控制單元。在適當情況下，存儲器806可以包括一個或多個存儲器806。雖然本公開文本描述并示出了特定的存儲器，然而本公開文本也考慮任何適當的存儲器。
[0045]在特定實施例中，I/O接口 808包括提供用于計算機系統800與一個或多個I/O設備之間的通信的一個或多個接口的硬件、軟件或硬件和軟件兩者。在適當情況下，計算機系統800可以包括這些I/O設備中的一個或多個。這些I/O設備中的一個或多個可以使人與計算機系統800之間的通信成為可能。例如但不限于，I/O設備可以包括鍵盤、按鍵、麥克風、監視器、鼠標、打印機、掃描儀、揚聲器、靜物照相機、觸控筆(stylus)、平板電腦、觸摸屏、軌跡球、攝像機、另外的適當I/O設備或這些項中的兩個或多個的組合。I/O設備可以包括一個或多個傳感器。本公開文本考慮了任何適當的I/O設備和用于這些設備的任何適當的I/O接口 808。在適當情況下，I/O接口 808可以包括使處理器802驅動這些I/O設備中的一個或多個的一個或多個設備或軟件驅動器。在適當情況下，I/O接口 808可以包括一個或多個I/O接口 808。雖然本公開文本描述并示出了特定的I/O接口，然而本公開文本也考慮任何適當的I/O接口。
[0046]在特定實施例中，通信接口 810包括提供用于計算機系統800與一個或多個其它計算機系統800或一個或多個網絡之間的通信(例如，基于數據包的通信)的一個或多個接口的硬件、軟件或硬件和軟件兩者。例如但不限于，通信接口 810可以包括用于與以太網或其它基于導線的網絡通信的網絡接口控制器(NIC)或網絡適配器，或用于與無線網絡(例如W1-FI網絡)通信的無線NIC (WNIC)或無線適配器。本公開文本考慮了任何適當的網絡和用于這些網絡的任何適當的通信接口 810。例如但不限于，計算機系統800可以與自組織網絡(ad hoc network)、個人局域網(PAN)、局域網(LAN)、廣域網(WAN)、城域網(MAN)或互聯網的一個或多個部分或這些項中的兩個或多個的組合進行通信。這些網絡中的一個或多個的一個或多個部分可以是有線的或無線的。舉例來說，計算機系統800可以與無線PAN(WPAN)(例如，藍牙WPAN)、W1-FI網絡、W1-MAX網絡、蜂窩電話網(例如，用于移動通信網絡的全球系統(GSM))或其它適當的無線網絡或這些項中的兩個或多個的組合進行通信。在適當情況下，計算機系統800可以包括用于這些網絡中任何一種的任何適當的通信接口 810。在適當情況下，通信接口 810可以包括一個或多個通信接口 810。雖然本公開文本描述并示出了特定的通信接口，然而本公開文本也考慮任何適當的通信接口。
[0047]在特定實施例中，總線812包括將計算機系統800的組件彼此耦接的硬件、軟件或硬件和軟件兩者。例如但不限 于，總線812可以包括加速圖形端口(AGP)或其它圖形總線、增強工業標準架構(EISA)總線、前端總線(FSB)、超傳輸(HT)互連、工業標準架構(ISA)總線、無限帶寬互連、低引腳數(LPC)總線、內存總線、微通道架構(MCA)總線、外圍組件互聯(PCI)總線、PC1-Express (PC1-X)總線、串行高級技術附件(SATA)總線、視頻電子標準協會本地(VLB)總線或其他適當的總線或這些項中的兩個或多個的組合。在適當情況下，總線812可以包括一個或多個總線812。雖然本公開文本描述并示出了特定的總線，然而本公開文本也考慮任何適當的總線或互連。
[0048]這里，提到計算機可讀存儲介質時包含具有結構的一個或多個非瞬態有形計算機可讀存儲介質。例如但不限于，在適當情況下，計算機可讀存儲介質可以包括基于半導體的或其它的集成電路(IC)(例如，現場可編程門陣列(FPGA)或專用IC (ASIC))、硬盤、HDD、混合硬盤驅動器(HHD)、光盤、光盤驅動器(ODD)、磁光盤、磁光驅動器、軟盤、軟盤驅動器(FDD)、磁帶、全息存儲介質、固態驅動器(SSD)、RAM驅動器、安全數字卡、安全數字驅動器或其它適當的計算機可讀存儲介質或這些項中的兩個或多個的組合。這里，提到計算機可讀存儲介質時排除了基于35U.S.C.§ 101不受專利保護的任何介質。這里，提到計算機可讀存儲介質時排除了基于35U.S.C.§ 101不受專利保護這種程度的信號傳輸的瞬態形式(例如，本身是傳播的電或電磁信號)。在適當情況下，計算機可讀非瞬態存儲介質可以是易失性、非易失性或易失性和非易失性的組合。[0049]本公開文本考慮了實施任何適當存儲器的一個或多個計算機可讀存儲介質。在適當情況下，在特定實施例中，計算機可讀存儲介質實施處理器802的一個或多個部分(例如，一個或多個內部寄存器或高速緩存)、內存804的一個或多個部分、存儲器806的一個或多個部分或這些項的組合。在特定實施例中，計算機可讀存儲介質實施RAM或ROM。在特定實施例中，計算機可讀存儲介質實施易失性或持續內存。在特定實施例中，一個或多個計算機可讀存儲介質具體實施軟件。這里，提到軟件時可以包含一個或多個應用、字節代碼、一個或多個計算機程序、一個或多個可執行文件、一個或多個指令、邏輯、機器代碼、一個或多個腳本，或源代碼，反之亦然，在適當情況下。在特定實施例中，軟件包括一個或多個應用編程接口(API)。本公開文本考慮了以任何適當的編程語言或編程語言的組合的形式書寫或表示的任何適當的軟件。在特定實施例中，軟件表示為源代碼或目標代碼。在特定實施例中，軟件以高級編程語言(例如，C、Perl)或其適當的擴展形式來表示。在特定實施例中，軟件以低級編程語言(例如，匯編語言(或機器代碼))表示。在特定實施例中，軟件以JAVA、C或C++表示。在特定實施例中，軟件以超文本標記語言(HTML)、可延伸標記語言(XML)或其它適當的標記語言的形式表示。
[0050]這里，“或”具有包容性而非排他性，除非另有明確表示或通過上下文明確表示。因此，這里，“A或B”表示“A、B或A和B兩者”，除非另有明確表示或通過上下文明確表示。而且，“和”指共同和各種(joint and several),除非另有明確表示或通過上下文明確表示。因此，這里，“A和B”表示“A和B，共同地或各自地(severally)”，除非另有明確表示或通過上下文明確表示。
[0051]本公開文本包含本領域普通技術人員所理解的對本文的示例實施例的所有改變、替換、變化、變更以及改型。類似地，在適當情況下，所附權利要求書包含本領域普通技術人員所理解的對本文的示例實施例的所有改變、替換、變化、變更以及改型。而且，在所附的權利要求中當提到裝置或系統或裝置或系統的組件是適用于、被布置為、能夠、被配置為、被使能為、可操作為或有效的(operative)以執行特定功能時，包括:不管該裝置、系統、組件或該特定功能是否被激活、開啟或解鎖，只要該裝置、系統或組件是如此適用、布置、能夠、配置、使能、可操作或有效的即可。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 在集成電路(IC)芯片和襯底之間構建一個或多個互連結構，其中，每一個互連結構包括多種材料。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，構建每一個互連結構包括: 將所述互連結構分成η個區段； 為全部的所述η個區段給定第一材料； 記錄與所述互連結構對應的當前應力水平；以及 迭代地: 對于當前具有所述第一材料的m個區段中的每一個，其中η: 將第二材料指定給所述區段；以及 確定與所述互連結構對應的所述當前應力水平； 從m個確定的應力水平中選擇最低應力水平； 如果所選擇的最低應力水平小于所記錄的應力水平，則: 為所述m個區段中與所選擇的最低應力水平對應的區段給定所述第二材料；以及 記錄所選擇的最低應力水平； 直到所選擇的最低應力水平大于或等于所記錄的應力水平。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，η大于或等于10。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，構建每一個互連結構還包括如果所述η個區段中的至少一個具有所述第二材料，則: 對于每一對相鄰的第一區段和第二區段，其中所述第一區段具有所述第一材料并且所述第二區段具有所述第二材料: 將所述第二材料指定給所述第一區段； 將所述第一材料指定給所述第二區段； 確定與所述互連結構對應的 所述當前應力水平；以及 如果所確定的當前應力水平小于所記錄的應力水平，則: 為所述第一區段給定所述第二材料； 為所述第二區段給定所述第一材料；以及 記錄所確定的當前應力水平。
5.根據權利要求1所述的方法，其中: 所述一個或多個互連結構形成在所述IC芯片上；以及 所述IC芯片通過將每一個互連結構的端部焊接至所述襯底而連接至所述襯底。
6.根據權利要求1所述的方法，其中: 所述一個或多個互連結構形成在所述襯底上；以及 所述IC芯片通過將每一個互連結構的端部焊接至所述IC芯片而連接至所述襯底。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，每一個互連結構包括銅構成的一個或多個第一區段以及錫銀構成的一個或多個第二區段。
8.—種互連結構，位于集成電路(IC)芯片與襯底之間，包括多種材料。
9.根據權利要求8所述的互連結構，其中，所述多種材料分布在所述互連結構的十個或更多個區段中。
10.根據權利要求8所述的互連結構，其中，所述互連結構中的一個或多個第一區段具有第一材料；并且所述互連結構中的一個或多個第二區段具有第二材料。
11.根據權利要求10所述的互連結構，其中，一種所述第一材料是銅；并且所述第二材料是錫銀。
12.根據權利要求10所述的互連結構，其中，所述互連結構中的一個或多個第三區段具有第三材料。
13.根據權利要求12所述的互連結構，其中，所述互連結構中的一個或多個第四區段具有第四材料。
14.根據權利要求10所述的互連結構，其中，所述一個或多個第一區段并不都彼此相鄰，使得所述一個或多個第二區段中的至少一個位于所述一個或多個第一區段之間。
15.根據權利要求8所述的互連結構，其中，所述互連結構的第一端部形成在所述IC芯片上；并且所述互連結構的第二端部被焊接至所述襯底。
16.根據權利要求8所述的互連結構，其中，所述互連結構的第一端部形成在所述襯底上；并且所述互連結構的第二端部被焊接至所述IC芯片。
17.—個或多個計算機可讀非瞬態存儲介質，所述一個或多個計算機可讀非瞬態存儲介質具體化軟件，當所述軟件被一個或多個計算機系統執行時，所述軟件是可操作的以: 在集成電路(IC)芯片與襯底之間構建一個或多個互連結構，其中每一個互連結構包括多種材料。
18.根據權利要求17所述的介質，其中，構建每一個互連結構包括:` 將所述互連結構分成η個區段； 為全部的所述η個區段給定第一材料； 記錄與所述互連結構對應的當前應力水平；以及 迭代地: 對于當前具有所述第一材料的m個區段中的每一個，其中m < η: 將第二材料指定給所述區段；以及 確定與所述互連結構對應的所述當前應力水平； 從m個確定的應力水平中選擇最低應力水平； 如果所選擇的最低應力水平小于所記錄的應力水平，則: 為所述m個區段中與所選擇的最低應力水平對應的區段給定所述第二材料；以及 記錄所選擇的最低應力水平； 直到所選擇的最低應力水平大于或等于所記錄的應力水平。
19.根據權利要求18所述的介質，其中，η大于或等于10。
20.根據權利要求18所述的介質，其中，構建每一個互連結構還包括如果所述η個區段中的至少一個具有所述第二材料，則: 對于每一對相鄰的第一區段和第二區段，其中所述第一區段具有所述第一材料并且所述第二區段具有所述第二材料: 將所述第二材料指定給所述第一區段； 將所述第一材料指定給所述第二區段； 確定與所述互連結構對應的所述當前應力水平；以及如果所確定的當前應力水平小于所記錄的應力水平，則: 為所述第一區段給定所述第二材料； 為所述第二區段給定所述第一材料；以及 記錄所確定的當前應力水平。
21.根據權利要求17所述的介質，其中: 所述一個或多個互連結構形成在所述IC芯片上；以及 所述IC芯片通過將每一個互連結構的端部焊接至所述襯底而連接至所述襯底。
22.根據權利要求17所述的介質，其中: 所述一個或多個互連結構形成在所述襯底上；以及 所述IC芯片通過將每一個互連結構的端部焊接至所述IC芯片而連接至所述襯底。
23.根據權利要求17所述的介質，其中，每一個互連結構包括銅構成的一個或多個第一區段以及錫銀構成的一個或多個第二區段。
24.—種系統,包括: 用于在集成電路(IC )芯片與襯底之間構建一個或多個互連結構的裝置，其中每一個互連結構包括多種材料。`
【文檔編號】G06F17/50GK103548028SQ201280023853
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月23日 優先權日:2011年7月26日
【發明者】邁克爾·G·李, 內堀千尋 申請人:富士通株式會社