KR20130123724A - Semiconductor chip stacked structure and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 칩 모듈의 핸들링이 용이하도록 한 반도체 칩 적층 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor package, and more particularly, to a semiconductor chip stack structure and a method of manufacturing the same, which facilitate handling of a chip module.
전자 기기는 반도체 산업의 발전과 사용자의 요구에 따라 더욱더 소형화 및 대용량화되고 있다. 이에 주로 적용되는 기술중의 하나로 복수의 반도체 칩을 하나의 패키지 내에 내장시키는 적층 반도체 패키지가 알려져 있다.Electronic devices are becoming smaller and larger in accordance with the development of the semiconductor industry and the needs of users. As one of the technologies mainly applied thereto, a multilayer semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips are embedded in one package is known.
그런데, 기존의 적층 반도체 패키지는 와이어 본딩을 위해 기판에 추가 면적이 요구되므로 패키지의 크기가 증가하는 단점이 있고, 게다가, 각 칩의 본딩패드에 와이어 본딩을 하기 위한 갭(Gap)이 요구되므로 패키지의 전체 높이가 높아지는 단점이 있다. 이에, 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via; 이하, '관통전극'이라 칭함)를 이용한 적층 반도체 패키지 구조가 제안되었다.However, the conventional laminated semiconductor package has a disadvantage in that the size of the package is increased because an additional area is required for the wire bonding, and in addition, a gap is required for wire bonding to the bonding pads of each chip. There is a disadvantage that the overall height of. Accordingly, a stacked semiconductor package structure using through silicon vias (hereinafter, referred to as 'through electrodes') has been proposed.
이와 같은 관통전극을 이용한 적층 반도체 패키지는 기판에 전기적 연결을 위한 추가 면적이 필요치 않고, 또한, 각 반도체 칩들 간 와이어 본딩을 위한 갭도 필요치 않기 때문에, 기존의 적층 반도체 패키지보다 전체 크기 및 높이를 줄일 수 있다.Since the stacked semiconductor package using the through-electrode does not need an additional area for electrical connection to the substrate, and also does not need a gap for wire bonding between the semiconductor chips, the overall size and height are reduced compared to the conventional stacked semiconductor package. Can be.
한편, 최근에는 기판 없이 박막의 반도체 칩만 적층 된 칩 모듈을 요구하는 고객이 늘고 있다. 그런데, 기판 없이 박막의 반도체 칩들을 적층 하는 것은 공정이 매우 복잡하고 까다롭다. 또한, 상기 기판 없이 박막의 반도체 칩들이 적층 된 칩 모듈을 핸들링할 경우, 칩 크랙(Crack)이 발생하거나 반도체 칩들 서로 간에 탈착되는 불량이 발생 될 수 있다.On the other hand, more and more customers are demanding chip modules in which only thin-film semiconductor chips are stacked without a substrate. However, stacking thin semiconductor chips without a substrate is very complicated and difficult. In addition, when handling a chip module in which thin film semiconductor chips are stacked without the substrate, chip cracks may occur or defects in which the semiconductor chips may be detached from each other may occur.
본 발명은 기판 없이 박막의 반도체 칩들을 용이하게 적층 한 반도체 칩 적층 구조물 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides a semiconductor chip stack structure and a method of fabricating the semiconductor chip stack easily without a substrate.
또한, 본 발명은 칩 크랙 또는 반도체 칩들 서로 간에 탈착 없이 박막의 반도체 칩들이 적층 된 칩 모듈을 용이하게 핸들링할 수 있는 반도체 칩 적층 구조물 및 그 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a semiconductor chip stack structure and a method of manufacturing the chip chip or a semiconductor chip stack structure that can easily handle a chip module stacked semiconductor chips without detachment between each other.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물은, 복수의 트렌치를 갖는 수납부재; 및 상기 각 트렌치 내에 적층 된 적어도 둘 이상의 반도체 칩;을 포함한다.A semiconductor chip stack structure according to an embodiment of the present invention includes a receiving member having a plurality of trenches; And at least two semiconductor chips stacked in each of the trenches.
상기 적층 된 각 반도체 칩은 관통전극을 구비하며, 상기 적층 된 각 반도체 칩의 관통전극들은 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.Each of the stacked semiconductor chips includes a through electrode, and the through electrodes of the stacked semiconductor chips are electrically connected to each other.
상기 트렌치들은 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 한다.The trenches may be arranged in a matrix.
상기 트렌치는, 상기 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기, 및 상기 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 대응하는 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.The trench has a size equal to or larger than the size of the semiconductor chip and a depth corresponding to the number of stacked semiconductor chips.
더욱이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물은, 상기 적층 된 반도체 칩들 중 최하부 반도체 칩과 상기 트렌치 바닥면 사이에 개재된 제1 접착부재; 및 상기 적층 된 반도체 칩들 사이에 개재되며 상기 제1 접착부재와 접착력이 다른 제2 접착부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the semiconductor chip stack structure according to an embodiment of the present invention, the first adhesive member interposed between the lowermost semiconductor chip and the trench bottom surface of the stacked semiconductor chips; And a second adhesive member interposed between the stacked semiconductor chips and different in adhesive strength from the first adhesive member. And further comprising:
상기 제1 접착부재는 200 ~ 300℃의 온도범위에서 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.The first adhesive member is characterized in that the adhesive force is lost in the temperature range of 200 ~ 300 ℃.
상기 제1 접착부재는 아세톤, IPA, NMP, PGMEA/PGME 및 DMSO 중 하나 또는 둘 이상을 사용한 케미컬 처리에 의해 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.The first adhesive member is characterized in that the adhesive strength is lost by chemical treatment using one or more of acetone, IPA, NMP, PGMEA / PGME and DMSO.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법은, 수납부재 및 스크라이브라인에 의해 구획된 반도체 칩들을 갖는 복수의 웨이퍼를 마련하는 단계, 상기 복수의 웨이퍼의 스크라이브라인에 홈을 형성하는 단계, 상기 복수의 웨이퍼의 반도체 칩들과 대응하는 상기 수납부재에 복수의 트렌치를 형성하는 단계, 상기 웨이퍼의 각 반도체 칩이 상기 수납부재의 각 트렌치의 바닥면에 배치되도록 상기 수납부재 상에 상기 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 부착하는 단계, 상기 수납부재가 노출될 때까지 상기 웨이퍼를 백그라인딩 하는 단계, 상기 트렌치 내에 배치된 반도체 칩을 박막화하는 단계 및 상기 수납부재 상에 상기 복수의 웨이퍼 중 다른 하나의 웨이퍼를 부착하는 단계 내지 상기 트렌치 내에 배치된 반도체 칩을 박막화하는 단계를 반복 수행하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing a semiconductor chip stack structure according to an embodiment of the present invention, providing a plurality of wafers having semiconductor chips partitioned by a receiving member and scribe brine, forming a groove in the scribe brine of the plurality of wafers Forming a plurality of trenches in the accommodating member corresponding to the semiconductor chips of the plurality of wafers; and forming the plurality of trenches on the accommodating member such that each semiconductor chip of the wafer is disposed on a bottom surface of each trench of the accommodating member. Attaching one of the wafers of the wafer, backgrinding the wafer until the housing is exposed, thinning a semiconductor chip disposed in the trench, and other of the plurality of wafers on the housing Attaching one wafer to thinning the semiconductor chip disposed in the trench And a step of performing the series repeats.
상기 홈은 그 폭 및 깊이를 상기 트렌치 사이 수납부재의 돌출부보다 크게 형성하는 것을 특징으로 한다.The groove is characterized in that the width and depth of the groove is formed larger than the protrusion of the receiving member between the trench.
상기 복수의 트렌치는 상기 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기 및 상기 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 대응하는 깊이로 형성하는 것을 특징으로 한다.The plurality of trenches may be formed to have a size equal to or larger than the size of the semiconductor chip and a depth corresponding to the number of stacked semiconductor chips.
더욱이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법은 상기 복수의 트렌치를 형성하는 단계 후, 상기 수납부재 상에 상기 웨이퍼를 부착하는 단계 전에 상기 트렌치가 형성된 수납부재 상에 접착부재를 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, in the method of manufacturing a semiconductor chip stack structure according to an embodiment of the present invention, after the forming of the plurality of trenches and before attaching the wafer to the receiving member, an adhesive member is formed on the receiving member on which the trench is formed. It characterized in that it further comprises the step of depositing.
상기 접착부재는 상기 적층 된 반도체 칩들 중 최하부 반도체 칩과 상기 트렌치 바닥면 사이에 개재된 제1 접착부재와 상기 적층 된 반도체 칩들 사이에 개재되며 상기 제1 접착부재와 상이한 접착력을 갖는 제2 접착부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The adhesive member may include a first adhesive member interposed between the lowermost semiconductor chip and the trench bottom surface of the stacked semiconductor chips and the stacked semiconductor chips, and a second adhesive member having a different adhesive force from that of the first adhesive member. Characterized in that it comprises a.
본 발명은, 박막의 반도체 칩들이 적층 될 트렌치가 구비된 수납부재를 마련하고, 상기 트렌치 내에 박막의 반도체 칩들을 적층 함으로써, 기판 없이도 박막의 반도체 칩들을 용이하게 적층 할 수 있다.According to the present invention, by providing an accommodating member having a trench in which thin film semiconductor chips are to be stacked, and stacking the thin film semiconductor chips in the trench, the semiconductor chips of the thin film can be easily stacked without a substrate.
또한, 본 발명은, 상기 트렌치가 형성된 수납부재를 트레이로 사용함으로써, 칩 크랙 또는 반도체 칩들 서로 간의 탈착 없이 박막의 반도체 칩들이 적층 된 칩 모듈을 용이하게 핸들링할 수 있다.In addition, the present invention may easily handle a chip module in which thin film semiconductor chips are stacked without detaching chip cracks or semiconductor chips from each other by using the trench-containing storage member as a tray.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체 패키지를 구비한 전자 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지를 적용한 전자 장치의 시스템 블록도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip stack structure in accordance with an embodiment of the present invention.
2 to 7 are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a semiconductor chip stack according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view illustrating an electronic device having a semiconductor package according to the present invention.
9 is a system block diagram of an electronic device to which the semiconductor package according to the present invention is applied.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip stack structure in accordance with an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 반도체 칩 적층 구조물(100)은 수납부재(10), 칩 모듈(20) 및 접착부재(30)를 포함한다.As shown, the semiconductor
상기 수납부재(10)는, 예를 들어, 글라스(Glass)나 기타 실리콘(Si)과 식각 선택비가 무한대에 가까운 소재가 사용될 수 있다. 상기 수납부재(10)는 그의 상면에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 트렌치(12)를 갖는다. 바람직하게, 상기 각 트렌치(12)들은 웨이퍼 레벨에서의 각 반도체 칩들에 대응하는 위치에 배치된다.For example, the
본 실시 예에서, 상기 각 트렌치(12)는 수납될 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기로 형성되고, 그 깊이는 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 따라 결정된다. 예를 들어, 본 실시 예와 같이 2개의 반도체 칩(20A,20B)이 적층 될 때, 트렌치(12)의 깊이는 2개의 반도체 칩(20A,20B)들의 두께와 접착부재(30)의 두께를 합한 두께에 대응하는 깊이로 한다.In the present embodiment, each of the
상기 칩 모듈(20)은 각 트렌치(12)에 2개의 반도체 칩(20A,20B) 즉, 제1 반도체 칩(20A)과 제2 반도체 칩(20B)이 적층 되어 형성된다. 여기서, 각 트렌치(12)에 적층 되는 반도체 칩의 갯수는 제1 반도체 칩(20A)과 제2 반도체 칩(20B)과 같이 두 개뿐만 아니라, 그 이상일 수도 있다.The
상기 제1 반도체 칩(20A) 및 제2 반도체 칩(20B)은 각각 박막이며, 도시되지 않았으나, 그의 내부에 형성된 회로부 및 관통전극을 포함한다. 상기 회로부는 외부의 파워 및 신호를 받아 동작하는 회로, 예를 들면, 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부, 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리부 등을 포함한다. 상기 관통전극은 제1 반도체 칩(20A) 및 제2 반도체 칩(20B)의 상면 및 하면을 관통하도록 형성되며, 상기 회로부와 연결된다.Each of the
상기 각 트렌치(12)에 적층 된 제1 반도체 칩(20A)의 관통전극과 제2 반도체 칩(20B)의 관통전극들은 서로 전기적으로 연결되어 있다.The through electrodes of the
상기 접착부재(30)는 상기 칩 모듈(20)에서의 최하부 반도체 칩인 제1 반도체 칩(20A)과 트렌치(12)의 바닥면 사이에 개재되는 제1 접착부재(30A)와 상기 제1 반도체 칩(20A)과 제2 반도체 칩(20B) 사이에 개재되는 제2 접착부재(30B)를 포함한다.The
본 실시 예에서, 상기 제1 접착부재(30A)와 제2 접착부재(30B)는 서로 다른접착력을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 접착부재(30A)는 열가소성 소재가 사용될 수 있으며, 제2 접착부재(30B)는 열경화성 소재가 사용될 수 있고, 200 ~ 300℃의 온도범위에서 상기 제1 접착부재(30A)는 그 접착력이 소실되지만 상기 제2 접착부재(30B)는 그 접착력이 소실되지 않는다. 이와 다르게, 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬(Chemical)에 대하여, 상기 제1접착부재(30A)는 그 접착력이 소실되지만 상기 제2 접착부재(30B)는 그 접착력이 소실되지 않는다. 또한, 상기 제1 접착부재(30A)는 자외선, 레이저, 열처리, 솔벤트 등에 의해서도 그 접착력이 소실된다.In the present embodiment, the first
그러므로, 각 트렌치(12) 내에 상기 제1 접착부재(30A)에 의해 수납된 칩 모듈(20)은 200 ~ 300℃의 온도를 인가하는 것에 의해, 또는, 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬 처리를 통해 상기 제1 접착부재(30A)의 접착력이 소실되어 수납부재(10)로부터 탈착될 수 있다.Therefore, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물은 트렌치가 구비된 수납부재를 이용함으로써, 기판의 이용 없이도 반도체 칩들만이 적층 된 칩 모듈을 용이하게 제조할 수 있으며, 특히, 상기 트렌치가 형성된 수납부재를 고객에게 칩 모듈만을 제공하기 위한 트레이로 이용함으로써, 기판이 없는 상태로 제조된 칩 모듈을 핸들링하는 과정에서 유발될 수 있는 반도체 칩의 크랙이나 반도체 칩들 서로 간의 탈착을 방지할 수 있고, 결과적으로, 고객에게 관통전극을 갖는 칩들만을 적층 하여 구성한 칩 모듈을 신뢰성 있게 제공할 수 있다.As described above, the semiconductor chip stack structure according to the embodiment of the present invention can easily manufacture a chip module in which only semiconductor chips are stacked without using a substrate by using an accommodation member provided with a trench. By using the trench-formed storage member as a tray for providing only the chip module to the customer, it is possible to prevent cracking of the semiconductor chip or detachment between the semiconductor chips, which may be caused in the process of handling the chip module manufactured without the substrate. As a result, it is possible to reliably provide a chip module configured by stacking only chips having through electrodes to a customer.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.2 to 7 are cross-sectional views of processes for describing a method of manufacturing a semiconductor chip stack according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 수납부재(10) 및 공지의 반도체 제조 공정이 완료되고, 웨이퍼 레벨에서 각 제1 반도체 칩에 관통전극(도시안됨)을 형성한 제1 웨이퍼(51)를 마련한다. 상기 수납부재(10)는, 하나의 예로서 글라스나 기타 실리콘과 식각 선택비가 무한대에 가까운 소재가 사용될 수 있으며, 이러한 수납부재(10)는 제1 웨이퍼(51)와 동일하거나 큰 크기를 갖는다. 상기 제1 웨이퍼(51)는 스크라이브라인(Scribe lane)(S/L)에 의해 구획되며 동일한 회로부를 갖는 복수 개의 반도체 칩을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
여기서, 상기 회로부는 외부의 파워 및 신호를 받아 동작하는 회로, 예를 들면, 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부, 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리부 등을 포함한다. 상기 관통전극은 각 제1 반도체 칩의 상면 및 하면을 관통하도록 형성하며, 또한, 상기 회로부와 연결한다.Here, the circuit unit includes a circuit that operates by receiving an external power and signal, for example, a data storage unit for storing data, a data processing unit for processing data, and the like. The through electrode is formed to penetrate the upper and lower surfaces of each first semiconductor chip, and is connected to the circuit unit.
상기 제1 웨이퍼(51)의 스크라이브라인(S/L)을 부분 쏘잉(partial sawing)하여 제1 홈(H1)를 형성한다. 이어서, 상기 수납부재(10)의 일부분들을 선택적으로 식각하여 복수의 트렌치(12)를 형성한다.Scribine S / L of the
상기 제1 웨이퍼(51)의 스크라이브라인(S/L)에 제1 홈(H1)을 형성하는 공정에 있어서, 상기 제1 홈(H1)의 폭(W)과 깊이(D)는 상기 수납부재(10)의 상기 트렌치(12)들 사이의 돌출부(14)보다 크게 함이 바람직하다.In the process of forming the first groove H1 in the scribe brine S / L of the
상기 트렌치(12)를 형성하는 공정에 있어서, 상기 트렌치(12)들은 상기 제1 웨이퍼(51)의 각 제1 반도체 칩들이 그의 바닥면에 안착 될 수 있도록 상기 각 제1 반도체 칩에 대응하는 수납부재(10) 부분들을 선택적으로 식각하여 형성한다. 또한, 상기 각 트렌치(12)는 상기 제1 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기로 형성하고, 그 깊이(D2)는 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 따라 결정한다.In the process of forming the
한편, 상기 제1 웨이퍼(51)의 부분 쏘잉과 상기 수납부재(10)의 트렌치 식각은 순서를 바꾸어도 무방하다.Meanwhile, the partial sawing of the
도 3을 참조하면, 상기 매트릭스 형태로 트렌치(12)가 형성된 수납부재(10) 상에 제1 접착부재(30A)를 도포한 후, 이러한 수납부재(10) 상에 상기 제1 웨이퍼(51)를 페이스-다운 타입(face-down type)으로 부착한다. 이때, 상기 수납부재(10)의 돌출부(14)들이 상기 제1 웨이퍼(51)의 각 제1 홈(H)에 삽입되며, 이에 따라, 상기 제1 웨이퍼(51)의 각 제1 반도체 칩들은 상기 수납부재(10)의 대응하는 트렌치(12)의 바닥면에 배치된다.Referring to FIG. 3, after applying the first
여기서, 상기 제1 접착부재(30A)는, 하나의 예로서 열가소성 소재가 사용될 수 있으며, 이러한 제1 접착부재(30A)는 200 ~ 300℃의 온도범위에서 그 접착력이 소실되거나 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬에 반응하여 그 접착력이 소실된다. 또한, 상기 제1 접착부재(30A)는 자외선, 레이저, 열처리, 솔벤트 등에 의해서도 그 접착력이 소실된다.Here, the first
도 4를 참조하면, 상기 수납부재(10)의 돌출부(14)가 노출될 때까지 상기 제1 웨이퍼(51)를 백그라인딩 한다. 이때, 상기 수납부재(10)의 돌출부(14) 상에 도포 된 제1 접착부재(30A) 부분이 함께 제거되며, 그래서, 상기 백그라인딩의 결과로 상기 수납부재(10)의 트렌치(12) 내에만 제1 반도체 칩(20A)이 잔류 된다.Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 상기 트렌치(12) 내에 배치된 제1 반도체 칩(20A)의 일부 두께를 건식 식각하고, 이를 통해, 각 트렌치(12) 내에 부착된 제1 반도체 칩(20A)들을 박막화 한다. 여기서, 상기 건식식각은 소망하는 두께의 제1 반도체 칩(20A)이 얻어질 때까지 수행한다.Referring to FIG. 5, a part of the thickness of the
도 6을 참조하면, 복수 개의 제1 반도체 칩(20A)을 포함하는 제1 웨이퍼(51)와 마찬가지로, 공지의 반도체 제조 공정이 완료되고 웨이퍼 레벨에서 각 제2 반도체 칩에 관통전극을 형성한 제2 웨이퍼(53)를 마련한다. 그런 다음, 상기 제2 웨이퍼(53)를 제1 웨이퍼(51)와 동일한 방법으로 그의 스크라이브라인(S/L)에 제2 홈(H2)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 웨이퍼(53)의 스크라이브라인(S/L)에 제2 홈(H2)을 형성하는 공정에 있어서, 상기 제2 홈(H2)은, 제1 웨이퍼(51)의 스크라이브라인(S/L)에 형성된 제1 홈(H1)과 비교할 때, 그 폭이 동일하나 그 깊이가 박막화된 제1 반도체 칩(20A)의 두께를 고려하여 더 얕게 함이 바람직하다.Referring to FIG. 6, similar to the
이어서, 상기 각 트렌치(12) 내에 부착된 제1 반도체 칩(20A)을 포함한 전면에 제2 접착부재(30B)를 도포한 후, 감광막을 이용하는 등 일반적인 선택 식각 공정에 의해 상기 각 트렌치(12) 내에 부착된 제1 반도체 칩(20A)의 관통전극 상의 제2 접착부재(30B)를 선택 식각하여 제거한다.Subsequently, after the second
그 후, 상기 수납부재(10) 상에 제2 웨이퍼(53)를 제1 웨이퍼(51)와 동일하게 페이스-다운 타입으로 부착한다. 이때, 상기 제2 웨이퍼(53)의 각 제2 반도체 칩(20B)은 각각 제1 반도체 칩(20A) 상에 부착된다. 그리고, 상기 제2 웨이퍼(53)의 스크라이브라인(S/L)에 형성된 제2 홈(H2)이 제1 웨이퍼(51)의 스크라이브라인(S/L)에 형성된 제1 홈(H1)과 그 폭이 동일하기 때문에, 상기 제2 웨이퍼(53)의 각 제2 반도체 칩이 각각 제1 반도체 칩(20A) 상에 부착될 때, 트렌치(12)의 측벽에 도포 된 제2 접착부재(30B)가 상기 제2 반도체 칩과 함께 제1 반도체 칩(20A) 상에 도포 된 제2 접착부재(30B)로 이동되어 트렌치(12)의 측벽에는 제2 접착부재(30B)가 없이 제1 접착부재(30A)만 잔존하게 된다. 또한, 상기 제2 웨이퍼(53)의 각 제2 반도체 칩의 관통전극은 상기 제2 접착부재(30B)의 선택 식각 공정에 의해 노출된 제1 반도체 칩(20A)의 관통전극과 전기적으로 연결된다.Thereafter, the
본 실시 예에서, 상기 제2 접착부재(30B)는 제1 접착부재(30A)와 상이한 접착력을 갖는 물질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제2 접착부재(30B)는 열경화성 소재가 이용될 수 있으며, 이러한 물질은 200 ~ 300℃의 온도범위에서도 그 접착력이 소실되지 않으며, 또한, 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬에 대해서도, 그 접착력이 소실되지 않는다.In the present exemplary embodiment, a material having a different adhesive force from that of the first
도 7를 참조하면, 상기 수납부재(10)의 돌출부(14)가 노출될 때까지 상기 제2 웨이퍼(53)를 백그라인딩 한다. 이때, 상기 수납부재(10)의 돌출부(14) 상에 도포 된 제2 접착부재(30B) 부분이 함께 제거되며, 그래서, 상기 백그라인딩의 결과로 상기 각 제1 반도체 칩(20A) 상측의 트렌치(12) 내에만 제2 반도체 칩(20B)이 잔류 된다.Referring to FIG. 7, the
그런 다음, 자세하게 도시하지 않았으나, 상기 제2 반도체 칩(20B)의 일부 두께를 건식 식각하고, 이를 통해, 제1 반도체 칩(20A) 상에 잔류 된 각 제2 반도체 칩(20B)들을 박막화하고, 이를 통해, 상기 수납부재(10)의 각 트렌치(12) 내에 제1, 제2 반도체 칩(20A,20B)이 적층 되어 구성된 칩 모듈(20)이 배치된 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물(100)의 제조를 완성한다.Then, although not shown in detail, by dry etching a part of the thickness of the second semiconductor chip (20B), thereby thinning each of the second semiconductor chip (20B) remaining on the first semiconductor chip (20A), Accordingly, the semiconductor chip stack according to the embodiment of the present invention, in which the
여기서, 상기 건식 식각 공정은 제1 반도체 칩(20A)의 식각조건과 마찬가지로 수납부재(10)가 손실되지 않을 조건으로 수행한다.Here, the dry etching process is performed under the condition that the
본 실시 예에서는, 전술한 바와 같이, 2장의 웨이퍼에 대해 부착, 백그라인딩 및 박막화 공정을 수행하였지만, 2장의 웨이퍼뿐만 아니라 2 이상의 웨이퍼를 상술한 방법에 의해 반복 수행함으로써, 상기 각 트렌치(12) 내에 복수 개의 반도체 칩들을 적층 할 수 있다.열경화성 소재In the present embodiment, as described above, the two wafers are attached, back-grinded, and thinned, but the two
한편, 상기 제1 접착부재(30A)는 제2 접착부재(30B)와 상이한 접착력을 갖는 물질이 이용될 수 있기 때문에, 예를 들어, 제1 접착부재(30A)는 열가소성 소재가 이용될 수 있으며, 이러한 물질은 200 ~ 300℃의 온도범위에서 그 접착력이 소실되며, 또한, 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬에 반응하여 그 접착력이 소실되기 때문에, 상기 각 트렌치(12) 내에 적층 된 제1,제2 반도체 칩(20A,20B)은 200 ~ 300℃의 온도를 인가하는 것에 의해, 또는, 아세톤, IPA, PGMEA 등과 같은 케미컬 처리를 통해 상기 제1 접착부재(30A)의 접착력이 소실되어 수납부재(10)로부터 탈착될 수 있다.Meanwhile, since the first
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법은 트렌치가 구비된 수납부재를 이용함으로써, 기판의 이용 없이도 반도체 칩들만이 적층 된 칩 모듈을 신뢰성 있게 제조할 수 있으며, 또한, 상기 트렌치가 형성된 수납부재를 고객에게 칩 모듈만을 제공하기 위한 트레이로 이용함으로써, 기판이 없는 상태로 제조된 칩 모듈을 핸들링하는 과정에서 유발될 수 있는 반도체 칩의 크랙이나 반도체 칩들 서로 간의 탈착을 방지할 수 있고 결국, 고객에게 관통전극을 갖는 칩들만을 적층 하여 구성한 칩 모듈을 신뢰성 있게 제공할 수 있다.In the method for manufacturing a semiconductor chip stack structure according to the embodiment of the present invention described above, by using an accommodating member provided with a trench, a chip module in which only semiconductor chips are stacked can be reliably manufactured without using a substrate. By using the trench-formed storage member as a tray for providing only the chip module to the customer, it is possible to prevent cracking of the semiconductor chip or detachment between the semiconductor chips, which may be caused in the process of handling the chip module manufactured without the substrate. As a result, it is possible to reliably provide a chip module configured by stacking only chips having through electrodes to a customer.
상술한 반도체 패키지는 다양한 패키지 모듈에 적용될 수 있다.The semiconductor package described above may be applied to various package modules.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 패키지를 구비한 전자 장치를 도시한 사시도이다. 8 is a perspective view illustrating an electronic device having a semiconductor package according to an embodiment of the present disclosure.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 적층 반도체 패키지는 휴대폰과 같은 전자 장치(1000)에 응용될 수 있다. 본 실시 예의 반도체 패키지는 사이즈 축소 및 전기적 특성 측면에서 우수하므로, 다양한 기능을 동시에 구현하는 전자 장치(1000)의 경박 단소화에 유리하다. 전자 장치는 도 8에 도시된 휴대폰에 한정되는 것이 아니며, 가령 모바일 전자 기기, 랩톱(laptop) 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 포터블 멀티미디어 플레이어(PMP), 엠피쓰리(MP3) 플레이어, 캠코더, 웹 태블릿(web tablet), 무선 전화기, 네비게이션, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant) 등 다양한 전자 기기를 포함할 수 있다.As illustrated, the multilayer semiconductor package according to an embodiment of the present invention may be applied to an
도 9는 본 발명에 따른 반도체 패키지를 포함하는 전자 장치의 예를 보여주는 블럭도이다. 9 is a block diagram illustrating an example of an electronic device including a semiconductor package according to the present invention.
도시된 바와 같이, 전자 시스템(1300)은 제어기(1310), 입출력 장치(1320) 및 기억 장치(1330)를 포함할 수 있다. 상기 제어기(1310), 입출력 장치(1320) 및 기억 장치(1330)는 버스(1350, bus)를 통하여 결합 될 수 있다. 상기 버스(1350)는 데이터들이 이동하는 통로라 할 수 있다. 예컨대, 상기 제어기(1310)는 적어도 하나의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러, 그리고 이들과 동일한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제어기(1310) 및 기억 장치(1330)는 본 발명에 따른 반도체 패키지를 포함할 수 있다. 상기 입출력 장치(1320)는 키패드, 키보드 및 표시 장치(display device) 등에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기억 장치(1330)는 데이터를 저장하는 장치이다. 상기 기억 장치(1330)는 데이터 및/또는 상기 제어기(1310)에 의해 실행되는 명령어 등을 저장할 수 있다. 상기 기억 장치(1330)는 휘발성 기억 소자 및/또는 비휘발성 기억 소자를 포함할 수 있다. 또는, 상기 기억 장치(1330)는 플래시 메모리로 형성될 수 있다. 예를 들면, 모바일 기기나 데스크 톱 컴퓨터와 같은 정보 처리 시스템에 본 발명의 기술이 적용된 플래시 메모리가 장착될 수 있다. 이러한 플래시 메모리는 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있다. 이 경우 전자 시스템(1300)은 대용량의 데이터를 상기 플래시 메모리 시스템에 안정적으로 저장할 수 있다. 상기 전자 시스템(1300)은 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하기 위한 인터페이스(1340)를 더 포함할 수 있다. 상기 인터페이스(1340)는 유무선 형태일 수 있다. 예컨대, 상기 인터페이스(1340)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다. 그리고, 도시되지 않았지만, 상기 전자 시스템(1300)에는 응용2칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor:CIS), 그리고 입출력 장치 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.As shown, the
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawing.
10: 수납부재 12: 트렌치
20: 칩 모듈 30: 접착부재10: housing member 12: trench
20: chip module 30: adhesive member
Claims (14)
상기 각 트렌치 내에 적층 된 적어도 둘 이상의 반도체 칩;
을 포함한 반도체 칩 적층 구조물.A housing member having a plurality of trenches; And
At least two semiconductor chips stacked in each of the trenches;
Semiconductor chip stack structure including.
상기 적층 된 각 반도체 칩은 관통전극을 구비하며, 상기 적층 된 각 반도체 칩의 관통전극들은 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 1,
Each of the stacked semiconductor chips includes a through electrode, and the through electrodes of the stacked semiconductor chips are electrically connected to each other.
상기 트렌치들은 매트릭스 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 1,
The trench is a semiconductor chip stack, characterized in that arranged in the form of a matrix.
상기 트렌치는, 상기 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기, 및 상기 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 대응하는 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 1,
The trench has a semiconductor chip stack structure having a size equal to or larger than the size of the semiconductor chip and a depth corresponding to the number of stacked semiconductor chips.
상기 적층 된 반도체 칩들 중 최하부 반도체 칩과 상기 트렌치 바닥면 사이에 개재된 제1 접착부재; 및
상기 적층 된 반도체 칩들 사이에 개재되며 상기 제1 접착부재와 접착력이 다른 제2 접착부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 1,
A first adhesive member interposed between a lowermost semiconductor chip and the trench bottom surface of the stacked semiconductor chips; And
A second adhesive member interposed between the stacked semiconductor chips and different in adhesive strength from the first adhesive member; The semiconductor chip stack structure further comprising.
상기 제1 접착부재는 200 ~ 300℃의 온도범위에서 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 5, wherein
The first adhesive member has a semiconductor chip stack structure, characterized in that the adhesive force is lost in the temperature range of 200 ~ 300 ℃.
상기 제1 접착부재는 아세톤, IPA, NMP, PGMEA/PGME 및 DMSO 중 하나 또는 둘 이상을 사용한 케미컬 처리에 의해 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물.The method of claim 5, wherein
The first adhesive member is characterized in that the adhesive strength is lost by the chemical treatment using one or more of acetone, IPA, NMP, PGMEA / PGME and DMSO.
상기 복수의 웨이퍼의 스크라이브라인에 홈을 형성하는 단계;
상기 복수의 웨이퍼의 반도체 칩들과 대응하는 상기 수납부재에 복수의 트렌치를 형성하는 단계;
상기 웨이퍼의 각 반도체 칩이 상기 수납부재의 각 트렌치의 바닥면에 배치되도록 상기 수납부재 상에 상기 복수의 웨이퍼 중 하나의 웨이퍼를 부착하는 단계;
상기 수납부재가 노출될 때까지 상기 웨이퍼를 백그라인딩 하는 단계;
상기 트렌치 내에 배치된 반도체 칩을 박막화하는 단계; 및
상기 수납부재 상에 상기 복수의 웨이퍼 중 다른 하나의 웨이퍼를 부착하는 단계 내지 상기 트렌치 내에 배치된 반도체 칩을 박막화하는 단계를 반복 수행하는 단계;
를 포함하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.Providing a plurality of wafers having semiconductor chips partitioned by a housing member and a scribe line;
Forming grooves in the scribe brains of the plurality of wafers;
Forming a plurality of trenches in the housing member corresponding to the semiconductor chips of the plurality of wafers;
Attaching one wafer of the plurality of wafers onto the housing member such that each semiconductor chip of the wafer is disposed on a bottom surface of each trench of the housing member;
Backgrinding the wafer until the housing is exposed;
Thinning the semiconductor chip disposed in the trench; And
Repeatedly attaching one of the plurality of wafers to the receiving member to thinning the semiconductor chip disposed in the trench;
Method of manufacturing a semiconductor chip laminated structure comprising a.
상기 홈은 그 폭 및 깊이를 상기 트렌치 사이 수납부재의 돌출부보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.The method of claim 8,
And the groove is formed to have a width and a depth greater than a protrusion of the accommodation member between the trenches.
상기 복수의 트렌치는 상기 반도체 칩의 크기와 같거나 큰 크기 및 상기 적층 되는 반도체 칩의 갯수에 대응하는 깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.The method of claim 8,
And forming a plurality of trenches having a size equal to or larger than the size of the semiconductor chip and a depth corresponding to the number of stacked semiconductor chips.
상기 복수의 트렌치를 형성하는 단계 후, 상기 수납부재 상에 상기 웨이퍼를 부착하는 단계 전에 상기 트렌치가 형성된 수납부재 상에 접착부재를 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.The method of claim 8,
Fabricating a semiconductor chip stack structure after the forming of the plurality of trenches, before depositing the wafer on the receiving member, depositing an adhesive member on the receiving member on which the trench is formed. Way.
상기 접착부재는 상기 적층 된 반도체 칩들 중 최하부 반도체 칩과 상기 트렌치 바닥면 사이에 개재된 제1 접착부재와 상기 적층 된 반도체 칩들 사이에 개재되며 상기 제1 접착부재와 상이한 접착력을 갖는 제2 접착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.The method of claim 11,
The adhesive member may include a first adhesive member interposed between the lowermost semiconductor chip and the trench bottom surface of the stacked semiconductor chips and the stacked semiconductor chips, and a second adhesive member having a different adhesive force from that of the first adhesive member. Method of manufacturing a semiconductor chip laminate structure comprising a.
상기 제1 접착부재는 200 ~ 300℃의 온도범위에서 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.13. The method of claim 12,
The first adhesive member is a method for manufacturing a semiconductor chip stack structure, characterized in that the adhesive force is lost in the temperature range of 200 ~ 300 ℃.
상기 제1 접착부재는 아세톤, IPA, NMP, PGMEA/PGME 및 DMSO 중 하나 또는 둘 이상을 사용한 케미컬 처리에 의해 그 접착력이 소실되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 적층 구조물의 제조방법.13. The method of claim 12,
The first adhesive member has a characteristic that the adhesive force is lost by a chemical treatment using one or more of acetone, IPA, NMP, PGMEA / PGME and DMSO has a characteristic that the adhesive force is lost.
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