JP2000243902A - チップオンチップ用の半導体チップおよびチップオンチップの重ね合わせ方法 - Google Patents
チップオンチップ用の半導体チップおよびチップオンチップの重ね合わせ方法Info
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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Abstract
重ね合わせて接合する際に、子チップ2A,2Bを正し
く位置決めすること。 【解決手段】親チップ1の表面11に、子チップ2A,
2Bを重ね合わせるための位置決め基準目印90a,9
0bを設ける。位置決め基準目印90a,90bは、そ
れぞれ、子チップ2A,2Bを重ね合わせた際に、子チ
ップ2A,2Bの電極が接合されるべき電極13A,1
3Bと所定の関係位置に設けられている。 【効果】位置決め基準目印90a,90bを基準にして
子チップ2A,2Bを位置決めすると、子チップ2A,
2Bの電極と親チップ1の所定の電極13A,13Bと
を正しく位置合わせできる。また、親チップ1の表面1
1上における子チップ2A,2Bの重ね合わせ位置が明
確になり、誤った位置への重ね合わせが防止できる。
Description
表面に半導体チップを重ね合わせるように、複数の半導
体チップを2層の積層構造に接合するいわゆるチップオ
ンチップ用の半導体チップおよびその重ね合わせ方法に
関する。
を目指すために、従来の2次元構造から3次元構造に向
かう提案がされている。ところが、連続した製造プロセ
スで3次元構造の半導体装置を形成しようとすると、歩
留りが悪く、困難なことが多い。
の表面と半導体チップとの表面を重ね合わせるように、
複数の半導体チップを2層の積層構造に接合する、いわ
ゆるチップオンチップ構造の半導体チップの実用化を研
究してきた。
半導体チップを重ね合わせる場合、たとえば相対的に大
きな親チップの表面に相対的に小さな子チップを重ね合
わせる場合、両者の相対位置から子チップの座標を決め
て位置合わせ(アライメント)を行うのが一般的であ
る。
イシング(切断)時のばらつき等によって一定ではな
い。このため、親チップおよび子チップの外形寸法に基
づく相対位置にはずれや誤差が生じることが多い。重ね
合わせようとする親チップおよび子チップの相対位置に
ずれや誤差があると、両半導体チップの電極同士が接触
しないことがあり、電気導通の不良が生じるという課題
があった。
なされたもので、複数の半導体チップをチップオンチッ
プ構造に重ね合わせる際に、半導体子チップの位置決め
が容易で、所望の位置に半導体子チップを位置合わせす
ることのできるチップオンチップ用の半導体親チップを
提供することを主たる目的とする。この発明の他の目的
は、半導体チップを重ね合わせる際に、その重ね合わせ
が容易な重ね合わせ方法を提供することである。
1記載の発明は、土台となる半導体親チップの表面に、
半導体子チップを重ね合わせて接合するための半導体親
チップであって、前記半導体親チップの表面には、半導
体子チップを重ね合わせる際の位置決め基準となる目印
が設けられていることを特徴とするものである。
導体親チップにおいて、前記半導体親チップの表面に
は、半導体子チップが複数個重ね合わされるようになっ
ており、半導体子チップの各重ね合わせ位置ごとに、そ
れぞれ異なる位置決め基準用の目印が設けられているこ
とを特徴とするものである。請求項3記載の発明は、土
台となる半導体親チップの表面に、半導体子チップを重
ね合わせるための方法であって、前記半導体親チップの
表面に、半導体子チップを重ね合わせる際の位置決め基
準となる目印を設け、当該目印を基準に、半導体親チッ
プ表面上における半導体子チップの位置決めを行うこと
を特徴とする重ね合わせ方法である。
親チップの表面に設けられた位置決め基準となる目印に
基づいて、半導体子チップの重ね合わせ位置を決定する
ことができる。たとえば半導体親チップの外形および半
導体子チップの外形に基づくお互いの相対位置から、半
導体子チップの位置決め座標を決めるというやり方で
は、たとえばメカハンドで半導体子チップを装着する場
合に、その調整が困難であった。
配列されている電極は、100μ程度の大きさであり、
この100μの大きさの電極同士を合わせるように位置
決めするには、±5〜10μ程度の誤差が許容範囲と言
われている。ところが、半導体親チップと半導体子チッ
プとの相対位置から半導体子チップの位置決め座標を求
めるというやり方では、位置決めの誤差を上記の許容範
囲内に収めることができなかった。
チップの表面に、予め位置決め基準となる目印を設け、
その目印に対して半導体子チップを位置決めするという
やり方を採用した。これにより、半導体親チップに対し
て半導体子チップを、上記許容誤差の範囲内で正確に位
置決めすることができる。
ある必要はなく、ピンポイント的な目印の方が好まし
い。なぜなら、ピンポイント目印の方が、画像処理等を
し易く、それによって半導体子チップの位置決めがし易
いからである。なお、半導体親チップの表面は、パッシ
ベーション膜で覆われており、目印は任意の位置に付け
ることが可能である。
面に重ね合わせる半導体子チップごとに、それぞれ異な
る目印が設けられている。従って画像処理がし易く、複
数の半導体子チップが、それぞれ、予め定められた位置
に正しく位置合わせされて重ね合わされる。
発明の実施形態について説明をする。まず、半導体チッ
プにおいて、チップの外形と電極との位置関係が一定し
ておらず、ばらつくことがある理由について説明する。
図1Aは、半導体ウエハ10の図解的な平面図である。
半導体ウエハ10には、予め定められた区画ごとに集積
回路等が形成される。そして半導体ウエハ10は、ダイ
シングソーによってスクライブライン9に沿ってダイシ
ング(切断)されて、複数個の半導体チップに分離され
る。
沿って切断する際、ダイシングソーとスクライブライン
9とのごくわずかのずれ等に起因して、切断,分離され
た各半導体チップの外形寸法に差が生じることがある。
その結果、図1Bに示すように、たとえば平面形状(外
形)が相対的に大きな半導体チップ1Aと、相対的に小
さな半導体チップ1Bが生じることがある。ところが、
半導体チップの外形が変わっても、その表面には等しく
集積回路が形成され、電極8が配置されている。そして
電極8は、外形が小さな半導体チップ1Bではその周辺
から相対的に近くに配置されているし、外形が大きな半
導体チップ1Aではその周辺から相対的に入り込んだ位
置に配置されていることになる。このように、半導体チ
ップにおいては、外形に対して電極8が常に一定の位置
にあるわけではないので、半導体チップ同士の相対位置
から、子チップの座標を決めるやり方では、正確な位置
決めができないのである。
ップオンチップ用の半導体チップが組み合わされて形成
されたチップオンチップ型半導体装置の概略構成を示す
図解的な縦断面図である。この半導体装置には、親チッ
プ1および2つの子チップ2A,2Bが含まれている。
親チップ1および2つの子チップ2A,2Bは、いずれ
も、シリコン(Si)、ガリウム砒素(GaAs)、ゲ
ルマニウム(Ge)等の半導体チップである。親チップ
1および2つの子チップ2A,2Bは、共に、同種類の
半導体、たとえばシリコンで形成されているのが好まし
いが、それに限らず、親チップ1をたとえばシリコン、
子チップ2A,2Bをたとえばガリウム砒素で構成した
組合わせ、その他の組合わせであってもよい。
チップ1の表面11と子チップ2A,2Bの各表面21
とが対向するように重ね合わされて接合されている。親
チップ1の表面11には活性領域12が形成されてお
り、ここに集積回路等が作られている。同様に、子チッ
プ2A,2Bの各表面21には活性領域22が形成され
ており、ここに集積回路等が作られている。重ね合わさ
れた親チップ1と子チップ2A,2Bとは、それぞれの
表面11,21に形成された電極13A,13B,23
A,23B同士がバンプ接合されている。
裏面、24は各子チップ2A,2Bの裏面を示してい
る。図3は、図2に示すチップオンチップ型半導体装置
の親チップ1の図解的な平面図であり、子チップ2A,
2Bを重ね合わせたときの位置が破線で示されている。
は、その表面11に、子チップ2A,2Bを重ね合わせ
るために、それぞれ、位置決め基準目印90a,90b
が設けられていることである。一方の位置決め基準目印
90aは、子チップ2Aを親チップ1の表面11に重ね
合わせる際の位置決め基準となるものである。子チップ
2Aは、その表面を下に向けたいわゆるフェースダウン
状態で、親チップ1の表面11上にアライメントされ
る。そのとき、位置決め基準目印90aに基づいて位置
決めされると、子チップ2Aは所定の重ね合わせ位置に
正しく重ね合わされる。ここで、位置決め基準目印90
aは、子チップ2Aが接続される電極13Aに対して所
定の関係位置に設けられている。このため、親チップ1
の外形と子チップ2Aの外形との相対位置に基づいて子
チップ2Aの座標を決める場合に比べて、子チップ2A
の位置決めがより正確に行える。
様に、位置決め基準目印90bに基づいて、子チップ2
Bのアライメントが行われる。この実施形態では、子チ
ップ2Aのための位置決め基準目印90aと、子チップ
2Bのための位置決め基準目印90bとは、互いに異な
る目印となっている。このため、画像処理等により各位
置決め基準目印90a,90bを判別するのが容易であ
り、その結果に基づき、子チップ2Aおよび子チップ2
Bをそれぞれ所定の位置にアライメントすることができ
る。
ぞれ、電極13A,13Bと所定の位置関係を有する位
置に自由に設けることができる。なぜなら、親チップ1
の表面11は、一般に、電極部分を除いてはパッシベー
ション膜で覆われており、パッシベーション膜上では、
任意の位置に目印90a,90bを設けることができる
からである。
印刷により設けてもよいし、レーザ加工により設けるこ
ともできる。あるいは、活性領域の集積回路パターンの
露光等に使用されるアライナを用い、電極位置と関連づ
けて、製造プロセスにおいて設けることも可能である。
以上のように位置決め基準目印90a,90bを設ける
と、親チップ1の表面11に子チップ2A,2Bを重ね
合わせる際に、子チップ2A,2Bの重ね合わせ位置が
明確になると共に、正確に子チップ2A,2Bをアライ
メントすることができる。その結果、親チップ1の電極
13Aと子チップ2Aの電極23Aとを電気的に確実に
接合でき、同様に、親チップ1の電極13Bと子チップ
2Bの電極23Bも確実に接合することができる。
に設けられた位置決め基準目印90a,90bの配置位
置や目印形状は一例にすぎず、種々の変更が可能であ
る。たとえば、目印90aを子チップ2Aの端部を位置
合わせすることのできる位置に設けてもよい。あるい
は、目印90aを複数個設け、その複数個の目印90a
に合わせるように子チップ2Aを位置決めするようにし
てもよい。
種々の変更が可能である。
はダイシングされた相対的に大きな半導体チップおよび
相対的な小さな半導体チップと電極との関係を示す図解
的な平面図である。
プ用の半導体チップが用いられたチップオンチップ型半
導体装置の概略構成を示す図解的な縦断面図である。
プ用の半導体親チップの図解的な平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】土台となる半導体親チップの表面に、半導
体子チップを重ね合わせて接合するための半導体親チッ
プであって、 前記半導体親チップの表面には、半導体子チップを重ね
合わせる際の位置決め基準となる目印が設けられている
ことを特徴とする、半導体親チップ。 - 【請求項2】請求項1記載の半導体親チップにおいて、 前記半導体親チップの表面には、半導体子チップが複数
個重ね合わされるようになっており、 半導体子チップの各重ね合わせ位置ごとに、それぞれ異
なる位置決め基準用の目印が設けられていることを特徴
とする半導体親チップ。 - 【請求項3】土台となる半導体親チップの表面に、半導
体子チップを重ね合わせるための方法であって、 前記半導体親チップの表面に、半導体子チップを重ね合
わせる際の位置決め基準となる目印を設け、 当該目印を基準に、半導体親チップ表面上における半導
体子チップの位置決めを行うことを特徴とする重ね合わ
せ方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11047078A JP2000243902A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | チップオンチップ用の半導体チップおよびチップオンチップの重ね合わせ方法 |
| US09/499,579 US6476499B1 (en) | 1999-02-08 | 2000-02-07 | Semiconductor chip, chip-on-chip structure device and assembling method thereof |
| US10/211,308 US6869829B2 (en) | 1999-02-08 | 2002-08-05 | Semiconductor chip, chip-on-chip structure device, and assembling method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11047078A JP2000243902A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | チップオンチップ用の半導体チップおよびチップオンチップの重ね合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243902A true JP2000243902A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12765148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11047078A Pending JP2000243902A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-24 | チップオンチップ用の半導体チップおよびチップオンチップの重ね合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243902A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8981574B2 (en) | 2012-12-20 | 2015-03-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
| CN109706068A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-03 | 赛纳生物科技(北京)有限公司 | 一种带有定位标的基因测序芯片 |
| US20240213220A1 (en) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method, apparatus, and system with integrated circuit manufacturing |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11047078A patent/JP2000243902A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8981574B2 (en) | 2012-12-20 | 2015-03-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
| US9633973B2 (en) | 2012-12-20 | 2017-04-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor package |
| CN109706068A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-03 | 赛纳生物科技(北京)有限公司 | 一种带有定位标的基因测序芯片 |
| CN109706068B (zh) * | 2019-03-01 | 2022-07-26 | 赛纳生物科技(北京)有限公司 | 一种带有定位标的基因测序芯片 |
| US20240213220A1 (en) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method, apparatus, and system with integrated circuit manufacturing |
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