KR101640510B1 - Silicon interposer having capacitor and fabrication method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지 제조공정에 사용되는 실리콘 인터포저(silicon interposer) 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐패시터를 내장하여 집적도를 향상시킬 수 있는 실리콘 인터포저 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon interposer used in a semiconductor package manufacturing process and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a silicon interposer capable of improving integration by incorporating a capacitor and a manufacturing method thereof.
반도체 소자는 그 용량 및 기능을 확장하기 위하여 웨이퍼 제조공정에서 집적도가 점차 증가하고 있으며, 반도체 패키지 조립 공정에서 두 개 이상의 반도체 칩 혹은 두 개 이상의 반도체 패키지를 하나로 통합된 반도체 패키지의 사용이 일반화되고 있다.In order to expand the capacity and function of a semiconductor device, the degree of integration in a wafer fabrication process is gradually increasing. In the process of assembling a semiconductor package, the use of two or more semiconductor chips or a semiconductor package having two or more semiconductor packages integrated into one is common .
즉, 웨이퍼 상태로 반도체 칩을 완전히 만든 후, 반도체 패키지로 조립(assembly)하는 과정에서 두 개 이상의 반도체 칩 혹은 두 개 이상의 반도체 패키지를 하나로 통합함으로써, 적은 설비투자와 비용으로 집적도의 증가가 가능하게 된다. 이에 따라 반도체 소자 제조업체는 SIP(System In Package, 이하 SIP'라 함), MCP(Multi Chip Package, 이하 MCP'라 함) 및 POP(Package On Package, 이하 POP'라 함)와 같은 통합형 반도체 패키지에 대한 연구 개발에 박차를 가하고 있다.That is, by integrating two or more semiconductor chips or two or more semiconductor packages into a single semiconductor chip in the process of assembling the semiconductor chip into a semiconductor package in a wafer state, it is possible to increase the degree of integration with less facility investment and cost do. Accordingly, semiconductor device manufacturers have developed integrated semiconductor packages such as SIP (System In Package), MCP (Multi Chip Package) and POP (Package On Package) And is spurring research and development on.
상기 SIP, MCP 및 POP 구조의 통합형 반도체 패키지를 효율적으로 제조하기 위해, 반도체 패키지의 기본 프레임 혹은 상하간 반도체 칩을 연결하는 연결 경로(connection path)로 사용되는 관통 비아홀을 가지는 인터포저(interposer)가 소개되고 있다.In order to efficiently manufacture the integrated semiconductor package of the SIP, MCP and POP structures, an interposer having a through-hole, which is used as a connection path for connecting the basic frame of the semiconductor package or the upper and lower semiconductor chips, Is being introduced.
한편, 반도체 패키지에 따라서는, 큰 용량의 캐패시터가 요구되기도 한다. 이때, 외부에서 큰 용량의 캐패시터를 결합하는 경우, 전체적으로 반도체 패키지가 대형화되는 문제점이 발생된다.On the other hand, a large capacity capacitor is required depending on the semiconductor package. At this time, when a capacitor having a large capacitance is coupled from the outside, the semiconductor package as a whole is disadvantageously enlarged.
이에 따라, 전체적인 반도체 패키지의 소형화가 가능한 실리콘 인터포저가 요구된다.
Accordingly, a silicon interposer capable of miniaturizing the entire semiconductor package is required.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 전체적으로 반도체 패키지의 소형화가 가능한 실리콘 인터포저 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a silicon interposer capable of miniaturizing a semiconductor package as a whole and a manufacturing method thereof.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 실리콘 인터포저에 관한 것이다. 본 발명의 실리콘 인터포저는 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판을 관통하여 형성되는 관통 비아홀로서, 내벽에 도전성 물질이 증착되며, 내부에 폴리머 물질이 충진되는 상기 관통 비아홀; 상기 실리콘 기판의 전면에 보호층에 의하여 감싸지도록 형성되는 내장 캐패시터로서, 일단자에 외부로부터 전압 인가가 가능하며, 다른 일단자가 상기 관통 비아홀의 내벽에 증착된 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되는 상기 내장 캐패시터; 및 상기 실리콘 기판의 후면에 형성되는 노출 전극으로서, 상기 관통 비아홀의 내벽에 증착된 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되는 상기 노출 전극을 구비한다.In order to accomplish the above object, one aspect of the present invention relates to a silicon interposer. The silicon interposer of the present invention comprises a silicon substrate; A through via hole formed through the silicon substrate, the via hole being formed by depositing a conductive material on an inner wall and filling a polymer material therein; And a conductive layer formed on the inner wall of the through via hole and electrically connected to the conductive material deposited on the inner wall of the through via hole, A capacitor; And an exposed electrode formed on a rear surface of the silicon substrate, the exposed electrode being electrically connected to the conductive material deposited on the inner wall of the through via hole.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 실리콘 인터포저의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실리콘 인터포저의 제조 방법은 실리콘 기판의 전면에 상기 실리콘 기판을 관통하지 않도록 식각하여 비아 리세스를 형성하는 A)단계; 상기 비아 리세스의 내벽에 도전성 물질을 형성하는 B)단계; 내벽에 상기 도전성 물질이 형성된 상기 비아 리세스의 내부를 폴리머 물질로 충진하기 위하여, 상기 실리콘 기판의 전면에 상기 폴리머 물질을 증착하는 C)단계; 상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 전면을 평탄화하는 D)단계; 평탄화된 상기 실리콘 기판의 전면에 내장 캐패시터를 형성하는 E)단계; 및 상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 후면을 글라인딩한 후, 상기 실리콘 기판의 후면에 상기 도전성 물질과 접속되는 노출 전극을 형성하는 F)단계를 구비한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a silicon interposer. A method of manufacturing a silicon interposer according to the present invention includes the steps of: A) forming a via recess on a front surface of a silicon substrate by etching so as not to penetrate the silicon substrate; B) forming a conductive material on the inner wall of the via recess; C) depositing the polymer material on the entire surface of the silicon substrate to fill the inside of the via recess formed with the conductive material on the inner wall with a polymer material; D) planarizing the front surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited to expose the conductive material of the via recess; E) forming a built-in capacitor on the planarized silicon substrate; And forming an exposed electrode connected to the conductive material on the rear surface of the silicon substrate after the rear surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited is ground so as to expose the conductive material of the via recess, Step.
상기와 같은 본 발명의 인터포저 및 그의 제조방법에서는, 캐패시터가 실리콘 기판의 전면에 내장된다. 또한, 실리콘 인터포저의 관통 비아홀의 내벽에는 도전성 물질이 형성하되, 그 내부가 폴리머 물질로 충진된다. 그 결과, 본 발명의 인터포저 및 그의 제조 방법에 의하면, 전체적으로 반도체 패키지의 소형화가 가능하며, 또한, 제조 비용 및 제조 시간이 저감된다.
In the interposer of the present invention and the manufacturing method thereof, the capacitor is embedded in the front surface of the silicon substrate. Further, a conductive material is formed on the inner wall of the through via hole of the silicon interposer, and the inside thereof is filled with the polymer material. As a result, according to the interposer and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to miniaturize the semiconductor package as a whole, and also to reduce manufacturing cost and manufacturing time.
본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 인터포저를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실리콘 인터포저의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
도 3은 도 2의 S600 단계를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 실리콘 인터포저의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.A brief description of each drawing used in the present invention is provided.
1 is a view for explaining a silicon interposer according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a silicon interposer according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram specifically showing the step S600 of FIG.
4 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a silicon interposer according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다. In order to fully understand the structure and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It should be understood, however, that the description of the embodiments is provided to enable the disclosure of the invention to be complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the accompanying drawings, the constituent elements are shown enlarged for the sake of convenience of explanation, and the proportions of the constituent elements may be exaggerated or reduced.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에 있다" 또는 "연결되어 있다"라고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에 있다"라고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.When an element is described as being "on" or "connected to" another element, it is possible that another element may be directly in contact with or connected to the image, but there may be another element in between It should be understood. On the other hand, when an element is described as being "directly on" another element, it can be understood that there is no other element in between. Other expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "directly between"
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may only be used for the purpose of distinguishing one element from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해한다. 예로서, "가진다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. By way of example, "having" or "comprising" or the like is used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, Numerals, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, may be added.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 인터포저를 설명하기 위한 도면으로서, 실리콘 인터포저의 단면을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a silicon interposer according to an embodiment of the present invention, showing a cross section of a silicon interposer. FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실리콘 인터포저는 실리콘 기판(100), 관통 비아홀(SVH), 내장 캐패시터(CAPIN) 및 노출 전극(ELOP)을 구비한다.Referring to FIG. 1, the silicon interposer of the present invention includes a
상기 실리콘 기판(100)은, 반도체 패키지 내부에서 금속 배선을 통해 단순 연결 용도로만 사용되기 때문에 실리콘웨이퍼 제조공정에서 불량이 발생된 실리콘웨이퍼를 재활용하여 사용할 수도 있다.Since the
상기 관통 비아홀(SVH)은 상기 실리콘 기판(100)을 관통하여 형성된다. 이때, 상기 관통 비아홀(SVH)의 내벽에는 도전성 물질(110)이 증착되며, 그 내부에는 폴리머 물질(120)이 충진된다.The through-via holes SVH are formed through the
바람직하기는 상기 도전성 물질(110)은 구리(Cu)이다.Preferably, the
상기 내장 캐패시터(CAPIN)는 상기 실리콘 기판(100)의 전면에 보호층으로 감싸지도록 형성된다. 그리고, 상기 내장 캐패시터(CAPIN)의 일단자에는 외부로부터 전압 인가가 가능하며, 다른 일단자가 상기 관통 비아홀(SVH)의 내벽에 증착된 상기 도전성 물질(100)과 전기적으로 연결된다.The built-in capacitor CAPIN is formed on the entire surface of the
상기 노출 전극(ELOP)은 상기 실리콘 기판(100)의 후면에 형성된다. 이때, 상기 노출 전극(ELOP)는 상기 관통 비아홀(SVH)의 내벽에 증착된 상기 도전성 물질(110)과 전기적으로 연결된다. 그 결과, 상기 노출 전극(ELOP)은 상기 내장 캐패시터(ELOP)의 다른 일단자와 전기적으로 연결된다.The exposed electrode ELOP is formed on the rear surface of the
참고로, 도 1에서의 각 구성요소의 참조번호는 계속하여 기술되는 본 발명의 실리콘 인터포저의 제조 방법에서의 각 구성요소의 동일할 수 있다.For reference, the reference numerals of the respective components in FIG. 1 may be the same as those in the method of manufacturing the silicon interposer of the present invention, which will be described subsequently.
상기와 같은 본 발명의 인터포저에서는, 캐패시터가 실리콘 기판의 전면에 내장된다. 또한, 실리콘 인터포저의 관통 비아홀의 내벽에는 도전성 물질이 형성하되, 그 내부가 폴리머 물질로 충진된다. 그 결과, 본 발명의 인터포저에 의하면, 전체적으로 반도체 패키지의 소형화가 가능하며, 또한, 제조 비용 및 제조 시간이 저감된다.In the interposer of the present invention as described above, the capacitor is embedded in the front surface of the silicon substrate. Further, a conductive material is formed on the inner wall of the through via hole of the silicon interposer, and the inside thereof is filled with the polymer material. As a result, according to the interposer of the present invention, the semiconductor package as a whole can be downsized, and the manufacturing cost and the manufacturing time are reduced.
계속하여 본 발명의 실리콘 인터포저의 제조 방법이 기술된다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 실리콘 인터포저의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.Next, a method for producing the silicon interposer of the present invention is described. 2 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a silicon interposer according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저, 실리콘 인터포저(silicon interposer)로 사용될 수 있는 실리콘 기판을 준비한다(S100). Referring to FIG. 2, a silicon substrate which can be used as a silicon interposer is prepared (S100).
이어서, 상기 실리콘 기판(100)의 전면에, 도 4와 같이, 상기 실리콘 기판(100)을 관통하지 않도록 식각된 형태의 비아 리세스(102)를 형성한다(S200). 상기 비아 리세스(102)는 관통 비아홀(SVH, 도 1 참조)을 위한 영역에 상기 실리콘 기판(100)의 전면(본 실시예에서는 상부면)을 식각되어 형성된다.Next, as shown in FIG. 4, a
본 실시예에서, 식각은 건식식각의 방법으로 진행되는 것이 바람직하다. 상기 건식식각은 반응성 이온식각(RIE) 방식을 통해 Cl2, Ar, He, CF4, SiF4 등과 같은 기체를 사용하여 진행할 수 있으며, 이때 식각 마스크(etching mask)로는 산화막, 질화막, 포토레지스트 등의 단일막 혹은 복합막이 사용될 수 있다. 상기 건식시각 공정은 건식식각의 범위 내에서 당업자의 수준에서 다양한 방식으로 변형이 가능하다.In this embodiment, the etching is preferably performed by a dry etching method. The dry etching can be performed using a reactive ion etching (RIE) method using a gas such as Cl2, Ar, He, CF4, SiF4, etc. As the etching mask, a single film such as an oxide film, Or a composite membrane may be used. The dry-vision process can be modified in various manners at the level of those skilled in the art within the scope of dry etching.
이 후, 도 5와 같이, 상기 비아 리세스(102)의 내벽에 도전성 물질(110)을 형성하기 위하여, 상기 비아 리세스(102)가 형성된 상기 실리콘 기판(100)의 전면에 상기 도전성 물질(110)을 형성한다(S300). 5, the
구체적으로 살펴보면, 상기 비아 리세스(102)가 형성된 실리콘 기판(100)의 전면에 1um 정도의 보호막(106)이 형성된다. 이때 상기 보호막(106)은 산화막(SiO2)을 재질로 사용할 수 있다. 상기 보호막(106)의 재질은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 기술자의 창작 범위 내에서 다양한 종류의 다른 막질로 대체가 가능하다.Specifically, a
이어서, 상기 보호막(106)이 형성된 상기 실리콘 기판의 전면에 0.3um 정도의 장벽층(미도시)이 스퍼터링 방식으로 형성된다. 상기 장벽층(미도시)은 티타늄(Ti), 질화티타늄(TiN) 등의 재질을 사용하여 형성할 수 있다.Next, a barrier layer (not shown) of about 0.3 mu m is formed on the entire surface of the silicon substrate on which the
이어서, 상기 장벽층(미도시)이 형성된 상기 실리콘 기판의 후면에 1um 정도의 시드층(seed layer)(미도시)을 스퍼터링 방식으로 형성된다. 상기 시드층(seed layer)은 전기 도금이 용이한 구리를 재질로 사용하여 형성하는 것이 적합하다.Next, a seed layer (not shown) of about 1 μm is formed on the back surface of the silicon substrate on which the barrier layer (not shown) is formed by a sputtering method. The seed layer is preferably formed using copper, which is easy to be electroplated.
이어서, 상기 시드층을 전기도금 방식으로 성장시켜, 상기 비아 리세스(102)의 외벽에 10um 이상의 상기 제1 도전성 물질(110)을 형성한다. Then, the seed layer is grown by an electroplating method to form the first
이후, 도 6과 같이, 상기 비아 리세스(102)의 내부를 폴리머(polymer) 물질(120)으로 충진하기 위하여, 상기 실리콘 기판(100)의 전면에 상기 폴리머 물질(120)을 증착한다(S400).6, the
이때, 상기 폴리머 물질(120)의 충진은 상기 실리콘 기판(100)을 초당 2회 의 탭핑(tapping)과 함께 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 탭핑을 통하여, 충진되는 상기 폴리머 물질(120)의 밀도가 향상된다.At this time, the filling of the
그리고, 상기 폴리머 물질(120)의 증착시에, 상기 실리콘 기판(100)을 가열하는 플레이트(미도시)의 온도는 50℃±10%의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 온도가 너무 높으면 유동성이 심하게 되며, 온도가 너무 낮으면 균일성이 저하된다.When the
또한, 상기 폴리머 물질(120)의 증착시에, 상기 실리콘 기판(100)이 장착되는 챔버(미도시)의 내부 기압은 10Torr±10%의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 기압이 너무 낮으면 유동성이 심하게 되며, 기압이 너무 높으면 균일성이 저하된다.In addition, when the
이후, 도 7과 같이, 상기 실리콘 기판(100)의 전면을 화학 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용하여 평탄화 공정을 진행한다(S500).7, the entire surface of the
상기 화학 기계적 연마 공정에서 상기 보호막(106)은 연마저지층(polishing stopper)으로 사용될 수 있다.In the chemical mechanical polishing process, the
이후, 평탄화된 상기 실리콘 기판(100)의 전면에 내장 캐패시터(CAPIN, 도 1 참조)가 형성된다(S600).Then, a built-in capacitor CAPIN (see FIG. 1) is formed on the planarized surface of the silicon substrate 100 (S600).
도 3은 도 2의 S600 단계를 구체적으로 나타내는 플로우 차트이다. 도 3을 참조하여, 상기 S600 단계가 구체적으로 기술된다.3 is a flowchart specifically showing the step S600 of FIG. Referring to FIG. 3, step S600 is described in detail.
먼저, 도 8에 도시되는 바와 같이, 평탄화된 상기 실리콘 기판(100)의 전면에 절연층(121)을 형성한 후, 상기 비아 리세스(102)의 상기 도전성 물질(110)이 노출되도록, 상기 절연층(121)을 패터닝하여 식각한다(S610).8, after the insulating
이후, 도 9와 같이, 제1 메탈층(123), 유전층(125) 및 제2 메탈층(127)을 순차적으로 형성하여 내장 캐패시터(CAPIN)를 구현한다(S630).9, a
이때, 상기 제1 메탈층(123)은, 상기 비아 리세스(102)의 상기 도전성 물질(110)과 전기적으로 연결되도록, 상기 절연층(121) 상에 패터닝하여 형성된다. 그리고, 상기 유전층(125)은 상기 제1 메탈층(123) 상에 형성되며, 상기 제2 메탈층(127)은 상기 유전층(125) 상에 패터닝하여 형성된다.The
이어서, 도 10과 같이, 상기 내장 캐패시터(CAPIN)의 상기 제2 메탈층(127)에 전압의 인가가 가능하도록 제3 메탈층(133)이 형성된다(S650).Next, as shown in FIG. 10, a
구체적으로, 분리층(131)이 상기 제2 메탈층(127) 상에 패터닝되어 형성되며, 그 결과, 상기 제2 메탈층(127)의 일부분이 노출된다. 이어서, 상기 분리층(131)에 제3 메탈층(133)이 증착되어, 상기 제2 메탈층(127)과 전기적으로 연결된다.Specifically, the
이에 따라, 상기 제3 메탈층(133)을 통하여 상기 내장 캐패시터(CAPIN)의 일단자를 형성하는 상기 제2 메탈층(127)에 전압을 인가할 수 있다.Accordingly, a voltage can be applied to the
다시 도 2를 참조하면, 내장 캐패시터(CAPIN)가 형성된 이후, 상기 실리콘 기판(100)의 후면(본 실시예에서는 하부면)에 노출 전극(ELOP)이 형성된다.(S700)2, an exposed electrode ELOP is formed on the rear surface (lower surface in this embodiment) of the
구체적으로, 도 11과 같이, 상기 실리콘 기판(100)의 후면에 노출 전극(ELOP)을 형성한다.Specifically, as shown in FIG. 11, an exposure electrode ELOP is formed on the rear surface of the
상기 비아 리세스(102)의 상기 도전성 물질(110)이 노출되도록 글라인딩하고, 하부 절연층(151)을 형성한다. 즉, 상기 폴리머 물질(120)이 충진된 상기 실리콘 기판(100)의 후면을 글라인딩하여 상기 비아 리세스(102)의 상기 도전성 물질(110)이 노출되도록 한다. 이후, 상기 실리콘 기판(100)의 후면에 하부 절연층(151)을 패터닝하여 형성함으로써, 상기 비아 리세스(102)의 상기 도전성 물질(110)이 노출되도록 한다. The
그리고, 제4 메탈층(153)이 상기 하부 절연층(151) 상에 패터닝되어 형성된다. 이러한 상기 제4 메탈층(153)은 상기 도전성 물질(110)과 접속되는 노출 전극(ELOP)이 된다. 즉, 상기 노출 전극(ELOP)을 통하여, 상기 내장 캐패시터(CAPIN)의 다른 일단자를 형성하는 제1 메탈층(123)으로의 전압 인가가 가능하며, 볼(BALL)의 결합이 가능하다.A
상기와 같은 본 발명의 실리콘 인터포저의 제조 방법에 따라, 도 1에 도시되는 바와 같은 본 발명의 실리콘 인터포저가 제공될 수 있다.
According to the method of manufacturing a silicon interposer of the present invention as described above, the silicon interposer of the present invention as shown in FIG. 1 can be provided.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (5)
실리콘 기판의 전면에 상기 실리콘 기판을 관통하지 않도록 식각하여 비아 리세스를 형성하는 A)단계;
상기 비아 리세스의 내벽에 도전성 물질을 형성하는 B)단계;
내벽에 상기 도전성 물질이 형성된 상기 비아 리세스의 내부를 폴리머 물질로 충진하기 위하여, 상기 실리콘 기판의 전면에 상기 폴리머 물질을 증착하는 C)단계;
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 전면을 평탄화하는 D)단계;
평탄화된 상기 실리콘 기판의 전면에 내장 캐패시터를 형성하는 E)단계; 및
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 후면을 글라인딩한 후, 상기 실리콘 기판의 후면에 상기 도전성 물질과 접속되는 노출 전극을 형성하는 F)단계를 구비하며,
상기 C)단계는
탭핑을 하면서 상기 도전성 물질이 형성된 상기 실리콘 기판의 전면에 상기 폴리머 물질을 증착하는 것을 특징으로 하는 실리콘 인터포저의 제조방법.
A method of manufacturing a silicon interposer,
A) forming a via recess by etching the entire surface of the silicon substrate so as not to penetrate the silicon substrate;
B) forming a conductive material on the inner wall of the via recess;
C) depositing the polymer material on the entire surface of the silicon substrate to fill the inside of the via recess formed with the conductive material on the inner wall with a polymer material;
D) planarizing the front surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited to expose the conductive material of the via recess;
E) forming a built-in capacitor on the planarized silicon substrate; And
Forming an exposed electrode connected to the conductive material on the rear surface of the silicon substrate after the rear surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited is exposed so as to expose the conductive material of the via recess; And,
The step C)
Wherein the polymer material is deposited on the entire surface of the silicon substrate on which the conductive material is formed while performing a tapping process.
실리콘 기판의 전면에 상기 실리콘 기판을 관통하지 않도록 식각하여 비아 리세스를 형성하는 A)단계;
상기 비아 리세스의 내벽에 도전성 물질을 형성하는 B)단계;
내벽에 상기 도전성 물질이 형성된 상기 비아 리세스의 내부를 폴리머 물질로 충진하기 위하여, 상기 실리콘 기판의 전면에 상기 폴리머 물질을 증착하는 C)단계;
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 전면을 평탄화하는 D)단계;
평탄화된 상기 실리콘 기판의 전면에 내장 캐패시터를 형성하는 E)단계; 및
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 후면을 글라인딩한 후, 상기 실리콘 기판의 후면에 상기 도전성 물질과 접속되는 노출 전극을 형성하는 F)단계를 구비하며,
탭핑은
초당 2회인 것을 특징으로 하는 실리콘 인터포저의 제조방법.
A method of manufacturing a silicon interposer,
A) forming a via recess by etching the entire surface of the silicon substrate so as not to penetrate the silicon substrate;
B) forming a conductive material on the inner wall of the via recess;
C) depositing the polymer material on the entire surface of the silicon substrate to fill the inside of the via recess formed with the conductive material on the inner wall with a polymer material;
D) planarizing the front surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited to expose the conductive material of the via recess;
E) forming a built-in capacitor on the planarized silicon substrate; And
Forming an exposed electrode connected to the conductive material on the rear surface of the silicon substrate after the rear surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited is exposed so as to expose the conductive material of the via recess; And,
Tapping
Wherein the silicon interposer is a silicon wafer.
실리콘 기판의 전면에 상기 실리콘 기판을 관통하지 않도록 식각하여 비아 리세스를 형성하는 A)단계;
상기 비아 리세스의 내벽에 도전성 물질을 형성하는 B)단계;
내벽에 상기 도전성 물질이 형성된 상기 비아 리세스의 내부를 폴리머 물질로 충진하기 위하여, 상기 실리콘 기판의 전면에 상기 폴리머 물질을 증착하는 C)단계;
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 전면을 평탄화하는 D)단계;
평탄화된 상기 실리콘 기판의 전면에 내장 캐패시터를 형성하는 E)단계; 및
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질을 노출하도록, 상기 폴리머 물질이 증착된 상기 실리콘 기판의 후면을 글라인딩한 후, 상기 실리콘 기판의 후면에 상기 도전성 물질과 접속되는 노출 전극을 형성하는 F)단계를 구비하며,
상기 E)단계는
평탄화된 상기 실리콘 기판의 전면에, 상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질이 노출되도록, 절연층을 패터닝하여 형성하는 E1)단계;
상기 비아 리세스의 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되도록, 상기 절연층 상에 제1 메탈층을 패터닝하여 형성하며, 상기 제1 메탈층 상에 유전층을 형성하며, 상기 유전층 상에 제2 메탈층을 패터닝하여 형성하는 E2)단계; 및
상기 제2 메탈층의 일부분이 노출되도록 상기 제2 메탈층 상에 분리층을 패터닝하여 형성하며, 상기 분리층 상에 제3 메탈층을 증착하여 상기 제2 메탈층과 전기적으로 연결하는 E3)단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 인터포저의 제조방법.A method of manufacturing a silicon interposer,
A) forming a via recess by etching the entire surface of the silicon substrate so as not to penetrate the silicon substrate;
B) forming a conductive material on the inner wall of the via recess;
C) depositing the polymer material on the entire surface of the silicon substrate to fill the inside of the via recess formed with the conductive material on the inner wall with a polymer material;
D) planarizing the front surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited to expose the conductive material of the via recess;
E) forming a built-in capacitor on the planarized silicon substrate; And
Forming an exposed electrode connected to the conductive material on the rear surface of the silicon substrate after the rear surface of the silicon substrate on which the polymer material is deposited is exposed so as to expose the conductive material of the via recess; And,
The step E)
E1) forming the insulation layer by patterning so that the conductive material of the via recess is exposed on the entire surface of the planarized silicon substrate;
Forming a first metal layer on the insulating layer by patterning the first metal layer so as to be electrically connected to the conductive material of the via recess, forming a dielectric layer on the first metal layer, E2) forming by patterning; And
E3) patterning the isolation layer on the second metal layer to expose a portion of the second metal layer, and depositing a third metal layer on the isolation layer to electrically connect the second metal layer to the second metal layer And forming a silicon interposer on the substrate.
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---|---|---|---|---|
KR19980048379A (en) * | 1996-12-17 | 1998-09-15 | 김광호 | Metal wiring structure of semiconductor device having local interconnection of material layer for lower electrode of ferroelectric capacitor and method of manufacturing same |
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- 2015-01-21 KR KR1020150009650A patent/KR101640510B1/en active IP Right Grant
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