KR100864430B1 - methods of manufacturing a double side substrate having a dual semiconductor device and double side substrates fabricated thereby - Google Patents
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Abstract
듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판 제조방법 및 그에 의해 제조된 양면 기판을 제공한다. 이 방법은 일면에 제 1패턴이 구비된 기판을 제공한다. 상기 기판의 이면을 관통하여 상기 제 1패턴을 노출시키는 스루홀을 형성한다. 상기 스루홀을 덮는 연결배선을 형성한다. 상기 도전패턴을 가진 기판의 이면 상에 상기 연결배선을 통하여 상기 제 1패턴과 연결되면서 상기 제 1패턴과 일대일 얼라인되도록 제 2패턴을 형성한다. 상기 방법에 의해 제조된 양면 기판 역시 제공된다.Provided are a double-sided substrate manufacturing method having dual semiconductor elements and a double-sided substrate manufactured thereby. This method provides a substrate having a first pattern on one surface. A through hole is formed through the back surface of the substrate to expose the first pattern. A connection wiring covering the through hole is formed. A second pattern is formed on the rear surface of the substrate having the conductive pattern so as to be in one-to-one alignment with the first pattern while being connected to the first pattern through the connection wiring. Also provided is a double-sided substrate produced by the method.
Description
도 1은 종래기술에 의한 양면 기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.1 is a process cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a double-sided substrate according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면기판의 그 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도(process flowchart)이다.2 is a process flowchart for explaining a method of manufacturing the double-sided substrate having a dual semiconductor device according to embodiments of the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a double-sided substrate having dual semiconductor devices according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating processes of manufacturing a double-sided board having dual semiconductor devices according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 소자의 제조방법들 및 그에 의해 제조된 반도체 소자들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법들 및 그에 의해 제조된 양면 기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 알려진 바와 같이, 과거에는 기판의 일면만 가공하여 반도체 소자를 형성하는 단면 기판이 주로 사용되었다. 그러나, 현재에는 전자기기의 고기능화에 따라 기판의 밀집도가 높아져 양면 모두에 반도체 소자를 구성하는 양면 기판을 필요로 하고 있다. 이러한 양면 기판 기술을 구현하기 위하여, 먼저 기판의 일면 상에 반도체 소자를 형성한 후, 상기 소자가 형성된 기판 상에 유리 등과 같은 보조 절연막을 부착시켜 기판의 두께를 연마하여 최소화시킬 필요가 있다. 또한, 상기 양면 기판은 기판의 상하 양면에 반도체 소자들이 구성되어 있기 때문에 상하 양면의 반도체 소자들에 전기적 신호를 전달하는 구조를 필요로 한다. 이러한 기판 양면의 전기적 신호를 전달하는 통로로서 스루홀(through hole)을 이용하는 방안이 제안되었다. As is generally known, in the past, single-sided substrates, which process only one side of the substrate to form a semiconductor device, have been used. However, in recent years, as the electronic devices become more functional, the density of substrates is increased, so that a double-sided board constituting a semiconductor element is required on both sides. In order to implement such a double-sided substrate technology, it is necessary to first form a semiconductor device on one surface of the substrate, and then to minimize the thickness of the substrate by polishing an auxiliary insulating film such as glass on the substrate on which the device is formed. In addition, the double-sided substrate requires a structure for transmitting an electrical signal to the semiconductor devices of the upper and lower sides because the semiconductor elements are configured on the upper and lower sides of the substrate. A method of using a through hole as a passage for transmitting electrical signals on both sides of the substrate has been proposed.
도 1은 종래기술에 의한 양면 기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다. 이하에서는, 도 1을 참고로 하여 상기 스루홀을 이용하여 종래 양면 기판의 제조 방법을 설명하기로 한다.1 is a process cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a double-sided substrate according to the prior art. Hereinafter, a conventional method of manufacturing a double-sided substrate using the through hole will be described with reference to FIG. 1.
이하에서는 상기 구성을 갖는 종래 양면 기판의 제조 방법에 대해 알아보기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a conventional double-sided substrate having the above configuration will be described.
먼저, 기판(1)의 일면 상에 제 1패턴들(5)을 형성한다. 상기 기판(1)은 셀영역(I) 및 스크라이브라인영역(Ⅱ)이 정의된 실리콘 기판일 수 있다. 상기 제 1패턴들(5)은 반도체 소자의 패드, 저항, 커패시터, 인덕터 및 트랜지스터 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 상기 기판(1)과 제 1패턴들(5) 사이에는 층간절연막(3)이 개재될 수도 있다. First, the
이어, 상기 제 1패턴들(5)을 가진 기판상에 접착막(13)을 형성한다. 상기 접착막(13) 상에 유리(glass) 등과 같은 보조 절연막(15)을 형성한다. 상기 접착막(13)은 상기 보조 절연막(15)과 상기 기판(1) 간의 접착력을 향상시키기 위한 것이다. 계속해서, 상기 보조 절연막(15) 위에는 박리 테이프(16)를 부착한다.Next, an
그 다음, 별도의 연마장치를 이용하여 상기 박리 테이프(16)가 부착된 기판의 이면을 연마한다. 여기에서, 상기 기판의 이면을 연마하는 공정은 가능한 기판의 이면을 얇게 가공처리하는 것이 바람직하다. 상기 기판의 이면을 얇게 가공처리하게 되면, 결과적으로 반도체 칩의 크기를 축소시킬 수 있다.Then, the back surface of the substrate on which the
그 다음, 상기 연마 공정이 완료된 기판 이면 상에 제 1절연막(17) 및 감광막 패턴(미도시)을 차례로 형성한다. 상기 감광막 패턴은 상기 기판의 셀영역들(I)을 덮고 상기 셀영역들(I) 간의 경계영역인 스크라이브라인 영역들(Ⅱ)을 노출하도록 패터닝될 수 있다. 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 제 1절연막(17) 및 상기 기판(1)을 식각하여 적어도 상기 제 1패턴들(5)의 일부위를 노출하는 스루홀들(7)을 형성한다. 즉, 상기 스루홀들(7)은 기판의 스크라이브라인 영역들(Ⅱ)에 형성된다. 상기 스루홀들(7)에 의해 노출된 기판 측면에 제 2절연막(19)을 형성한다.Next, the first
이어, 상기 제 2절연막(19)을 가진 기판 이면 상에 도전패턴들(10)을 형성한다. 그 결과, 상기 도전패턴들(10)은 상기 제 2절연막(19)을 가진 기판의 이면 상부 및 상기 스루홀들(7)에 의해 노출된 기판 측면을 감싸도록 형성할 수 있다. 이때, 상기 도전패턴들(10)은 상기 제 2절연막(19)을 가진 기판의 이면 상부에 패터 닝된 부분을 제 2패턴들(11) 및, 상기 스루홀들(7)에 의해 노출된 기판 측면을 감싸도록 패터닝된 부분을 연결배선들(9)으로 구분할 수 있다. 상기 도전패턴들(10)은 상기 제 2패턴들(11) 및 연결배선들(9)이 일체화된 형태를 가진다. 즉, 상기 제 2패턴들(11) 및 연결배선들(9)은 동일 재질의 막으로 동시에 패터닝될 수 있다. 상기 제 2패턴들(11)은 상기 제 1패턴들(5)과 동일 재질의 막으로 형성될 수 있다. Subsequently,
그 다음, 상기 도전패턴들(10)이 형성된 기판을 쏘잉(sawing)하여 각 칩단위로 분리한다. 쏘잉 공정이 완료되면, 상기 박리 테이프(16), 보조 절연막(15) 및 접착막(13)은 선택적으로 제거될 수 있다.Then, the substrate on which the
이제, 도 1을 참고로 하여 상기 방법들에 의해 제조된 종래에 의한 양면 기판에 대해 설명하기로 한다.Now, a conventional double-sided substrate manufactured by the above methods will be described with reference to FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 양면 기판은 일면에 제 1패턴들(3)이 구비된 기판(1)이 제공된다. 상기 기판(1)은 이면이 연마처리된 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(1)과 상기 제 1패턴들(5) 사이에는 층간절연막(3)이 개재될 수 있다. 상기 제 1패턴들(5)을 갖는 기판(1) 상에는 접착막(13) 및 절연막(15)이 더 형성될 수 있다. 이때, 상기 접착막(13) 및 절연막(15)은 생략될 수도 있다. As shown in FIG. 1, a conventional double-sided substrate is provided with a
상기 기판(1)의 이면에는 적어도 상기 제 1패턴들(5)의 일부위를 노출하는 스루홀들(7)들이 형성된다. 상기 스루홀들(7)은 상기 기판(1)의 스크라이브라인영역(Ⅱ)에 형성될 수 있다. 상기 스루홀들(7)에 의해 노출된 기판의 측면을 감싸고 상기 제 1패턴들(5)과 전기적으로 연결되는 연결배선들(9)이 형성된다. 상기 연결배선들(9)을 가진 기판의 이면 상에 형성되며 상기 연결배선들(9)을 통해 상기 제 1패턴들(5)과 연결되는 제 2패턴들(11)이 형성된다. 여기서, 상기 연결배선들(9) 및 상기 제 2패턴들(11)은 일체화된 형태를 가지며, 도전패턴들(10)을 구성한다.Through
한편, 상기 스루홀들(7)을 갖는 기판 이면과 제 2패턴들(11) 사이에 제 1절연막(17)이 개재될 수 있다. 상기 스루홀들(7)에 의해 노출된 기판 측면에는 제 2절연막(19)이 더 형성될 수 있다. The first
그러나, 위와 같은 종래의 양면 기판 기술에서는, 상기 스크라이브라인 영역들과 반드시 이웃하는 셀영역에 형성된 제 1패턴들에 대해서만 상기 도전패턴들의 적용이 가능하다. 즉, 셀영역들 내부의 제 1패턴들에 대해서는 상기 도전패턴들을 적용하기가 어려운 문제점이 있다. 따라서, 상기 도전패턴들은, 엄밀하게 말하면, 기판 일면의 상기 스크라이브라인 영역들과 이웃하는 제 1패턴들과 연결되는 보조 배선으로서의 역할을 할 뿐, 기판 일면 전체에 형성된 제 1패턴들과 대응되도록 상기 기판 이면에 제 2패턴들을 형성할 수 없는 문제점이 있다. However, in the above-described conventional double-sided substrate technology, the conductive patterns may be applied only to the first patterns formed in the cell region necessarily adjacent to the scribe brain regions. That is, it is difficult to apply the conductive patterns to the first patterns in the cell regions. Accordingly, the conductive patterns, strictly speaking, serve as auxiliary wirings connected to the first patterns adjacent to the scribe brain regions on one surface of the substrate and correspond to the first patterns formed on the entire surface of the substrate. There is a problem in that the second patterns cannot be formed on the back surface of the substrate.
또한, 현재의 얼라인 장비를 가지고는 기판 이면의 제 2패턴들을 상기 기판 일면의 제 1패턴들과 정교하게 어라인하기 어려운 실정이다. 그 결과, 상기 제 2패턴들은 미스어라인에 의해 상기 제 1패턴들과 적어도 수십 마이크로 미터 이상 이격되는 문제점이 있다. In addition, with current alignment equipment, it is difficult to align the second patterns on the back surface of the substrate with the first patterns on one surface of the substrate. As a result, the second patterns are separated from the first patterns by at least several tens of micrometers by a misalignment line.
그러므로, 상기 기판의 스크라이브라인 영역들에 인접한 제 1패턴들 뿐만 아니라, 셀영역들 전체에 형성된 제 1패턴들에 대하여 상기 제 1패턴들과 일체화된 제 2패턴들을 상기 기판 이면에 형성시켜, 기판의 양면에 패턴들을 구현할 수 있는 듀얼 반도체 소자를 가진 양면기판의 제조방법 및 그것에 의해 제조된 양면기판에 대한 연구가 요구된다.Therefore, not only the first patterns adjacent to the scribe regions of the substrate but also the first patterns formed on the entire cell regions are formed on the back surface of the substrate by forming second patterns integrated with the first patterns on the substrate. There is a need for a method of manufacturing a double-sided substrate having dual semiconductor elements capable of implementing patterns on both sides of the substrate, and a double-sided substrate manufactured thereby.
상기 문제점을 해결하고자, 본 발명의 과제는 기판 일면에 가공된 제 1패턴들에 대하여 스루홀을 통해 상기 제 1패턴들과 일체화된 제 2패턴들을 상기 기판 이면에 일대일 어라인되도록 형성할 수 있는 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법 및 그것에 의해 제조된 양면 기판을 제공하려는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to form a second pattern integrated with the first patterns through the through hole with respect to the first patterns processed on one surface of the substrate to have a one-to-one alignment on the back surface of the substrate It is to provide a method for producing a double-sided substrate having dual semiconductor elements and a double-sided substrate manufactured thereby.
상기 과제를 달성하고자, 본 발명은 듀얼 반도체 소자를 가진 양면기판의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 일면에 제 1패턴이 구비된 기판을 제공한다. 상기 기판의 이면을 관통하여 상기 제 1패턴을 노출시키는 스루홀을 형성한다. 상기 스루홀을 덮는 연결배선을 형성한다. 상기 연결배선을 가진 기판의 이면 상에 상기 연결배선을 통하여 상기 제 1패턴과 연결되면서 상기 제 1패턴과 일대일 얼라인되도록 제 2패턴을 형성한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a double-sided substrate having a dual semiconductor device. The method of the present invention provides a substrate having a first pattern on one surface. A through hole is formed through the back surface of the substrate to expose the first pattern. A connection wiring covering the through hole is formed. A second pattern is formed on the rear surface of the substrate having the connection wiring so as to be in one-to-one alignment with the first pattern through the connection wiring.
상기 제 1패턴을 가진 기판을 제공한 다음, 상기 기판의 최종 두께가 100~150㎛되는 시점까지 상기 기판의 이면을 연마처리하는 것이 바람직하다.After providing the substrate having the first pattern, it is preferable to polish the back surface of the substrate until the final thickness of the substrate is 100 ~ 150㎛.
상기 스루홀을 형성하는 것은 상기 기판의 이면 상에 제 1절연막 및 소정의 감광막패턴을 차례로 형성하고, 감광막패턴을 마스크로 하여 상기 제 1절연막 및 기판을 식각하고, 감광막패턴을 제거하는 것을 포함한다.Forming the through hole includes sequentially forming a first insulating film and a predetermined photoresist pattern on the back surface of the substrate, etching the first insulating film and the substrate using the photoresist pattern as a mask, and removing the photoresist pattern. .
상기 스루홀을 형성한 다음, 상기 스루홀에 의해 노출된 기판 측면을 덮는 제 2절연막을 형성하는 것을 더 포함한다.After forming the through hole, the method may further include forming a second insulating layer covering the side surface of the substrate exposed by the through hole.
상기 스루홀을 덮는 연결배선을 형성하는 것은 스루홀을 가진 기판의 이면 상에 도전막을 형성하고, 도전막을 평탄화하여 상기 스루홀을 매립하는 것을 포함한다. Forming the connection wiring covering the through hole includes forming a conductive film on the back surface of the substrate having the through hole, and planarizing the conductive film to fill the through hole.
상기 스루홀을 덮는 연결배선을 형성하는 것은 스루홀을 가진 기판의 이면 상에 상기 제 1패턴 및 상기 스루홀에 의해 노출된 기판 측면을 덮되 측면에 이격된 공간을 가진 도전막을 형성하고, 상기 도전막을 식각하는 것을 포함한다. 상기 연결배선을 형성하는 동안 상기 제 2패턴이 형성된다.Forming a connection wiring covering the through hole may form a conductive film on the rear surface of the substrate having the through hole, covering the side surface of the substrate exposed by the first pattern and the through hole, and having a space spaced on the side surface. Etching of the film. The second pattern is formed while forming the connection wiring.
상기 연결배선을 형성한 다음, 상기 제 2패턴을 가진 기판의 이면 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 식각하여 상기 이격된 공간을 매립하는 절연 패턴을 형성하는 것을 더 포함한다.After forming the connection wiring, an insulating film is formed on the back surface of the substrate having the second pattern, and the insulating film is etched to form an insulating pattern for filling the spaced apart space.
본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 양면 기판을 제공한다. 상기 양면 기판은 일면에 제 1패턴이 구비된 기판과, 기판의 이면을 관통하여 상기 제 1패턴을 노출시키는 스루홀과, 스루홀을 덮어 상기 제 1패턴과 전기적으로 연결되는 연결배선과, 연결배선을 가진 기판의 이면 상에 형성되며 연결배선을 통해 상기 제 1패턴과 연결되면서 상기 제 1패턴과 일대일 얼라인되는 제 2패턴을 포함한다.The present invention provides a double-sided substrate produced by the above method. The double-sided substrate may include a substrate having a first pattern formed on one surface thereof, a through hole exposing the first pattern through the rear surface of the substrate, a connection wiring covering the through hole and electrically connected to the first pattern; And a second pattern formed on the rear surface of the substrate having wiring and connected to the first pattern through a connection wiring and one-to-one alignment with the first pattern.
상기 기판은 100~150㎛두께를 가진 것이 바람직하다.It is preferable that the said board | substrate has a thickness of 100-150 micrometers.
상기 제 1패턴 및 제 2패턴은 패드, 저항, 커패시터, 인덕터 및 트랜지스터 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The first pattern and the second pattern may be any one of a pad, a resistor, a capacitor, an inductor, and a transistor.
상기 연결배선에 의해 노출된 기판의 이면 상부에 형성된 제 1절연막과, 기판과 상기 연결배선 사이에 개재된 제 2절연막을 더 포함한다.The display device may further include a first insulating film formed on an upper surface of the substrate exposed by the connection wiring, and a second insulating film interposed between the substrate and the connection wiring.
상기 연결배선은 상기 스루홀을 매립하여 상기 기판의 이면이 평탄화되도록 배치된 것이 바람직하다.The connection wiring may be disposed so as to planarize the back surface of the substrate by filling the through hole.
상기 연결배선은 상기 제 2패턴과 일체형 구조를 가진 것이 바람직하다.Preferably, the connection wiring has an integrated structure with the second pattern.
상기 연결배선 및 상기 제 2패턴은 동일 막으로 이루어진 것이 바람직하다.Preferably, the connection wiring and the second pattern are made of the same film.
상기 연결배선은 상기 제 1패턴 및 상기 스루홀에 의해 노출된 기판의 측면을 덮되, 측면에 이격된 공간을 갖도록 배치된 것이 바람직하다.The connection wiring may be disposed to cover a side surface of the substrate exposed by the first pattern and the through hole, and to have a space spaced apart from the side surface.
상기 이격된 공간을 매립하는 절연 패턴을 더 포함한다.The semiconductor device may further include an insulation pattern filling the spaced space.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 실시예들을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도(process flowchart)이다. 또한, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.2 is a process flowchart for explaining a method of manufacturing a double-sided substrate having dual semiconductor devices according to embodiments of the present invention. 3A to 3F are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a double-sided substrate having a dual semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 일정 두께를 가진 기판(51) 상에 제 1패 턴들(55)을 형성한다.(도 2의 S10단계) 상기 제 1패턴들(55)은 회로설계, 그리고 마스크 제작 단계를 거쳐 기판(51)의 일면에 원하고자 하는 소정 형상으로 제작될 수 있다. 상기 제 1패턴들(55)은 패드, 저항, 커패시터, 인덕터 및 트랜지스터 중 어느 하나일 수 있다. 상기 기판(51)과 상기 제 1패턴들(55) 사이에는 층간절연막(53)이 개재될 수 있다. As shown in FIG. 2 and FIG. 3A,
상기 기판(51) 상에 상기 제 1패턴들(55)을 덮도록 차례로 적층된 접착막(57) 및 보조 절연막(59)을 형성한다.(도 2의 S20단계) 상기 접착막(57)은 이후에 형성될 보조 절연막(59)과 상기 기판(51) 간의 접착력을 향상시키기 위한 것이다. 상기 접착막(57)은 접착 테이프일 수 있다. 상기 접착 테이프는 자외선 경화성 필름일 수 있다. 또는 상기 접착막(57)은 에폭시 계열의 접착물질로 형성될 수 있다. 상기 보조 절연막(59)은 광투과성 물질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 광투과성이 높은 물질로 형성될 수 있다. An
상기 보조 절연막(59)을 가진 기판(51) 상에 박리 테이프(60)를 부착한다.(도 2의 S30단계) The peeling
도 2 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 연마장치(미도시)를 이용하여 상기 박리테이프(60)을 가진 기판의 이면을 연마한다.(도 2의 S40단계) 상기 기판의 이면 연마 단계는 상기 기판의 일면에 형성된 제 1패턴들(55)에 전기적 영향을 주지 않을 정도의 최소한의 두께만 잔류되도록 진행할 수 있다. 상기 기판의 이면 연마는, 바람직하게는, 상기 연마된 기판의 최종 두께가 100(20um)~150㎛되는 시점까지 진행될 수 있다. 그 결과, 얇게 가공된 최종의 기판(51a)를 얻을 수 있다. 여기에서, 상기 박리 테이프(60)는, 상기 기판의 이면이 연마되는 동안, 상기 기판으로부터 발생되는 실리콘 가루들에 의해 오염되거나 연마하는 작업에 의한 스트레스에 의해 기판 일면의 제 1패턴들(55)이 손상을 받지 않게 하기 위한 역할을 한다. 한편, 도 3b에서 미설명된 점선 표시는 연마되기 이전의 최초 기판 두께에 해당된다.As shown in Figure 2 and Figure 3b, using a polishing device (not shown) to polish the back surface of the substrate having the peeling tape 60 (step S40 of FIG. 2). The thickness of the
도 2 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 연마 공정이 완료된 기판의 이면에 상기 제 1패턴들(55)을 노출하는 스루홀들(65)을 형성한다.(도 2의 S50단계) 상기 스루홀들(65) 형성 과정은 다음과 같다. 먼저, 상기 연마공정이 완료된 기판의 이면 상에 제 1절연막(61) 및 감광막 패턴(63)을 차례로 형성한다. 상기 감광막 패턴(63)은 적어도 상기 제 1패턴들(55)의 일부위를 노출하도록 패터닝될 수 있다. 상기 감광막 패턴(63)을 마스크로 상기 제 1절연막(61) 및 상기 기판(51a)을 식각한다. As shown in FIGS. 2 and 3C, through
도 2 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴을 제거한다. 상기 스루홀들(65)을 매립하는 연결배선들(69)을 형성한다. (도 2의 S60단계) 상기 연결배선들(69)은 상기 스루홀들(65)을 가진 기판의 이면 상에 도전막을 형성한 후, 상기 도전막을 식각하여 형성한다. 상기 도전막 식각 공정은 씨엠피(Chemical Mechnical Polishing) 또는 에치백(etch back) 공정을 이용할 수 있다. 상기 연결배선들(65)을 형성하기 이전에, 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 측면에 제 2절연막(67)을 형성할 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3D, the photoresist pattern is removed. Connection wirings 69 filling the through
도 2 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 연결배선들(69)을 가진 기판 이면 상에 제 2패턴들(71)을 형성한다.( 도 2의 S70단계) 상기 제 2패턴들(71)은 상기 연결배선들(69)을 통해 상기 제 1패턴들(55)과 전기적으로 연결되고 상기 제 1패턴들(55)과 일대일 어라인되도록 형성될 수 있다. 상기 제 2패턴들(71)은 상기 제 1패턴들(55)과 동일한 소자이며, 패드, 저항, 커패시터, 인덕터 및 트랜지스터 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 제 2패턴들(71)은 상기 제 1패턴들(55)과 동일 재질의 도전막으로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 연결배선들(69) 및 상기 제 2패턴들(71)은 동일 재질의 막으로 동시에 패터닝할 수도 있다. 상기 연결배선들(69) 및 상기 제 2패턴들(71)은 도전패턴들(72)을 구성하고 있다. As shown in FIG. 2 and FIG. 3E,
한편, 상기 기판의 일면에 형성된 제 1패턴들(55)을 기준으로 상기 기판의 이면에 상기 제 1패턴들(55)과 일대일 어라인되도록 제 2패턴들(71)을 형성하기 위해서는 기존의 일반적인 얼라인 장비로는 정교하게 얼라인할 수 없는 관계로, 특수한 얼라인 장비인, 더블 사이드 얼라인 장비를 사용할 수 있다. 상기 더블 사이드 어라인 장비는 기판 일면의 제 1패턴들(55)을 읽어들여 컴퓨터상에서 좌표를 판독한 후 상기 기판의 이면의 동일 위치에 제 2패턴들(71)을 일대일로 대응시켜 얼라인하는 시스템이다.Meanwhile, in order to form the
도 2 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2패턴들(71)을 가진 기판은 이송 로봇을 통해 이송카세트(미도시)로 이송되고, 상기 이송된 기판을 쏘잉하여 개별 칩(91)들로 분리한다.(도 2의 S80단계) 상기 쏘잉 공정을 진행하는 동안, 상기 박리 테이프(60)는 상기 기판(51a)의 일면에 부착되어져 있다. 상기 쏘잉 공정은 고속 회전하는 다이아몬드 휠과 같은 상용화된 연마 휠을 이용하여 진행할 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3E, the substrate having the
도 2 및 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 일면으로부터 상기 박리 테이프를 제거한다. 계속해서, 상기 기판의 일면으로부터 상기 보조 절연막 및 접착막을 제거한다.(도 2의 S90 단계) 상기 절연막 및 접착막은 열처리 공정에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 2 and 3F, the release tape is removed from one surface of the substrate. Subsequently, the auxiliary insulating film and the adhesive film are removed from one surface of the substrate. (Step S90 of FIG. 2) The insulating film and the adhesive film can be easily removed by a heat treatment process.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 도 2의 S90단계를 거친 개별 칩(91)을 패키징하여 반도체 패키지를 제작할 수 있다. Although not shown in the drawing, a semiconductor package may be manufactured by packaging
이제, 도 3f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판을 설명하기로 한다.Now, a double-sided substrate having a dual semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3F.
도 3f를 다시 참조하면, 일면에 제 1패턴들(55)이 구비된 기판(51a)이 제공된다. 상기 제 1패턴들(55)은 패드, 저항, 커패시터, 인덕터 및 트랜지스터 중 어느 하나일 수 있다. 상기 기판(51a)과 상기 제 1패턴들(55) 사이에는 층간절연막(53)이 개재될 수 있다. 상기 기판(51a)은 이면이 연마된 실리콘기판일 수 있다. 상기 기판(51a)의 이면에는 상기 제 1패턴들(55)을 노출시키는 스루홀들(65)이 형성된다. 상기 스루홀들(65)을 매립하여 상기 기판의 이면이 평탄화지도록 해주는 연결배선들(69)이 형성된다. 이때, 상기 연결배선들(69)에 의해 노출된 기판의 이면 상부에는 제 1절연막(61)이 형성될 수 있다. 상기 기판(51a)과 상기 연결배선들(69) 사이에는 제 2절연막(67)이 개재될 수 있다. 상기 연결배선들(69)을 가진 기판(51a)의 이면 상에는 상기 연결배선들(69)을 통해 상기 제 1패턴들(55)과 전기적으로 연결되면서 상기 제 1패턴들(55)과 일대일 얼라인되는 제 2패턴들(71)이 배치된 구조를 이룬다.Referring again to FIG. 3F, a
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다. 이하, 도 2 및 도 4a 내지 도 4d를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.4A through 4D are cross-sectional views illustrating processes of manufacturing a double-sided substrate having dual semiconductor devices according to another exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a double-sided substrate having a dual semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 4A to 4D.
도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 이면이 연마된 기판(51a)을 관통하여 적어도 제 1패턴들(55)의 일부위를 노출하는 스루홀들(65)을 형성한다. (도 2의 S50단계) 본 발명의 다른 실시예에서는 스루홀들 형성공정까지는 본 발명의 일 실시예(도 2의 S50단계 및 도 3a 내지 3c)와 동일하게 적용될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 4A, through
도 2, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 스루홀들(65)을 가진 기판(51a)의 이면 상에 제 1패턴들(55) 및 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 측면을 덮되, 측면에 이격된 공간(81C)을 가진 도전패턴들(82)을 형성한다.(도 2의 S60단계 및 도 2의 S70단계) 여기서, 상기 도전패턴들(82)은 제 1패턴들(55) 및 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 측면을 덮는 연결배선들(81P1) 및 기판의 이면 상부에 패터닝된 부분을 제 2패턴들(81P2)으로 구분할 수 있다. 따라서, 상기 도전패턴들(82)은 상기 제 2패턴들(81P2) 및 연결배선들(81P1)이 일체화된 형태를 가진다. 상기 도전패턴들(82)은 상기 스루홀들(65)을 가진 기판(51a)의 이면 상에 도전막(81)을 형성하고, 상기 도전막을 식각하여 형성한다. 상기 도전 패턴들(82)을 형성하기 이전에, 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 이면 상부에 제 1절연막(61)을 형성할 수 있으며, 또한 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 측면에 제 2절연막(67)을 형성할 수 있다. 2, 4B and 4C, exposed by the
이어, 상기 도전패턴들(82)을 가진 기판의 이면 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 식각하여 상기 이격된 공간(81C)을 매립하는 절연 패턴들(83)을 형성한다.Next, an insulating film is formed on the back surface of the substrate having the
그 다음, 상기 절연 패턴들(83)을 가진 기판은 이송 로봇을 통해 이송카세트(미도시)로 이송되고, 상기 이송된 기판을 쏘잉하여 개별 칩(91)들로 분리한다.(도 2의 S80단계) 상기 쏘잉 공정을 진행하는 동안, 상기 박리 테이프(60)는 상기 기판(51a)의 일면에 부착되어져 있다. Subsequently, the substrate having the insulating
도 2 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 일면으로부터 상기 박리 테이프를 제거한다. 계속해서, 상기 기판의 일면으로부터 상기 보조 절연막 및 접착막을 제거한다.(도 2의 S90 단계) 상기 절연막 및 접착막은 열처리 공정에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 2 and 4D, the release tape is removed from one side of the substrate. Subsequently, the auxiliary insulating film and the adhesive film are removed from one surface of the substrate. (Step S90 of FIG. 2) The insulating film and the adhesive film can be easily removed by a heat treatment process.
이제, 도 4d를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 반도체 소자를 가진 양면 기판을 설명하기로 한다.Next, a double-sided substrate having a dual semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4D.
도 4d를 다시 참조하면, 일면에 제 1패턴들(55)이 구비된 기판(51a)이 제공된다. 상기 기판(51a)의 이면에는 상기 제 1패턴들(55)을 노출시키는 스루홀들(65)이 형성된다. 상기 스루홀들(65)에 의해 노출된 기판 측면 및 제 1패턴들(55)을 덮는 연결배선들(81P1)이 형성된다. 상기 연결배선들(81P1)을 가진 기판의 이면 상부에는 상기 연결배선들(81P1)을 통해 상기 제 1패턴들(55)과 연결되면서 상기 제 1패턴들(55)과 일대일 얼라인되는 제 2패턴들(81P2)이 형성된다. 이때, 상기 연결배선들(81P1) 및 제 2패턴들(81P2)은 도전패턴들(82)을 구성하고 있으며, 상기 제 2 패턴들(81P2) 및 연결배선들(81P1)은 일체화된 형태로 배치된다. 즉, 상기 제 2패턴들(81P2) 및 연결배선들(81P1)은 동일 재질의 막으로 동시에 패터닝될 수 있다. 한편, 상기 연결배선들(81P1)에 의해 노출된 기판의 이면 상부에는 제 1절연막(61)이 더 형성될 수 있다. 상기 기판(51a)과 상기 연결배선들(81P1) 사이에는 제 2절연막(67)이 개재될 수 있다.Referring back to FIG. 4D, a
본 발명에 따르면, 기판의 양면에 스루홀을 통해 연결되는 각각 제 1패턴들 및 제 2패턴들을 형성한다. 이때, 상기 제 2패턴들은 상기 제 1패턴들에 대해 일대일 어라인되도록 형성한다. 이에 따라, 양면 기판 하나로 그 일면과 이면에 서로 정확하게 얼라인된 제 1및 제 2패턴들끼리 배선 접속시켜 듀얼 반도체 소자들을 만들 수 있다.According to the present invention, first patterns and second patterns are formed on both surfaces of the substrate through the through holes, respectively. In this case, the second patterns are formed to be aligned one-to-one with respect to the first patterns. As a result, dual semiconductor devices may be manufactured by interconnecting first and second patterns that are correctly aligned on one surface and the back surface with one double-sided substrate.
또한, 본 발명에서는 기판 일면의 제 1패턴들이 기존처럼 반드시 스크라이브라인영역 부근의 셀영역에만 존재하지 않아도 된다. 즉, 상기 제 1패턴들이 셀영역 어디에 있든지 상관없기 때문에 고집적화에 유리한 이점이 있다. In addition, in the present invention, the first patterns on one surface of the substrate do not necessarily exist only in the cell region near the scribe brain region. That is, since the first patterns may be located anywhere in the cell region, there is an advantage in high integration.
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