KR950001997A - 반도체 구조물 형성방법, 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법, 집적회로 칩을 워크피스에 접착하는 방법, 집적 전기 구조물 및 입방체 구조물 - Google Patents

반도체 구조물 형성방법, 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법, 집적회로 칩을 워크피스에 접착하는 방법, 집적 전기 구조물 및 입방체 구조물 Download PDF

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Abstract

적층된 실리콘 반도체칩의 입방체 패키지가 개시되었다. 입방체로 패키지하기 위하여, 금속전달층을 표면 안정화 칩의 표면위에 부가하여 모든 표면 전기 접점이 공통 칩 엣지에 인출되도록 한다. 금속전달층은 칩의 표면으로부터 또한 적층구조내의 인접 칩으로부터, 낮은 유전상수와 적층된 칩들과 열팽창계수가 일치하는 폴리머층에 의해, 절연된다. 적층 구조에서 제 1 폴리머층과 인접하는 칩 사이에 접착력을 강화시키기 위해 접착 폴리머 층이 부가되는데, 이 접착 폴리머층은 웨이퍼 수준에서 침적되어 부분적으로 경화되며 칩들이 적층되어 입방체를 형성할 때 완전히 경화된다.

Description

반도체 구조물 형성방법, 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법, 집적회로 칩을 워크피스에 접착하는 방법, 집적 전기 구조물 및 입방체 구조물
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 2 도는 본 발명에 따른 물질로 절연되고 집착된 입방체-패키지 칩들의 대표적인 부분을 도시하는, 제1C도의 X-X면을 따른 부분 확대 단면도, 제 3 도는 폴리이미드층(11)의 침적에 이르기까지 본 발명에 따라 처리된 웨이퍼의 평면도, 제 4 도는 제 3 도의 웨이퍼 절단면 영역(DC) 내에 배치된 정렬 마커(AM)의 평면도.

Claims (30)

  1. 제1열팽창계수(a first coefficient of thermal expansion)를 갖는 웨이퍼(wafer)의 상부표면(upper surface)에 다수의 집적회로 칩(integrated circuit chips)을 형성하는 단계와; 상기 웨이퍼의 상부에 제1절연층(a first insulation layer), 제1전달금속층(a first layer of transfer metallurgy) 및 제2절연층의샌드위치 구조(sandwich structure)를 형성하는 단계로서, 상기 제1 및 제2절연층은 상기 웨이퍼와 유사한 열팽창계수와 대략 4보다 작거나 같은 유전 상수(dielectric constant)를 갖는 단계와; 상기 샌드위치 구조의 상부에 폴리머 접착물질(polymer adhesion material)을 제공(apply)하는 단계와; 상기 폴리머 접착 물질을 완전 경화(full curing)시키지 않고 건조(dry)하는 단계와; 상기 웨이퍼를 절단(dice)하여 상기 다수의 집적회로 칩들을 상호 분리하는 단계와; 상기 다수의 집적회로 칩들을 적충(stack)하고 상기 적층된 칩들을 상기 폴리머 접착 물질이 실질적으로 경화되기에 충분한 온도로 가열(heat)하여 접착(bond)하는 단계를 구비하는 반도체 구조물 형성방법(a method forming a semiconductor structure.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2절연층은 대략 150℃를 넘는 유리전이온도(glass transition temperature)를 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2절연층은 대략 350℃를 넘는 유리전이온도를 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2절연층은 상기 형성된 제1 및 제2절연층의 제1소정면(a first given plane)을 따라 측정되어 대략 160GPa 보다 작은 영 계수(Young's Modulus)를 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1및 제2절연층은 상기 형성된 제1 및 제2절연층의 제2소정면을 따라 측정되어 대략 10GPa 보다 작은 영 계수를 갖되, 상기 제2소정면은 상기 제1소정면에 수직(orthogonal)한 반도체 구조물 형성방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2절연층은 동일한 열팽창계수를 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 열팽창계수는 상기 형성된 제1 및 제2절연층의 제1소정면을 따라 측정되어 대략 50ppm/℃ 보다 작은 값을 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 열팽창계수는 상기 형성된 제1 및 제2절연층의 제2소정면을 따라 측정되어 대략 200ppm/℃ 보다 작은 값을 갖되, 상기 제2소정면은 상기 제1소정면에 수직한 반도체 구조물 형성방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2절연층 양자 모두 대략 3.6의 유전상수를 갖는 반도체 구조물 형성방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유전상수들은 모든 평면들(planes)에서 실질적으로 유사한 반도체 구조물 형성방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2절연층이 BPDA-PDA로 구성되는 반도체 구조물 형성방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 접착된 다수의 집적회로의 노출된 표면에 폴리아미드(polyimide) 층을 침적(diposit)하는 단계와; 상기 폴리이미드층을 통하여 상기 제1전달금속층에 접촉하는 상호접속 금속층(a layer of interconnect metallurgy)을 침적하는 단계를 더 포함하는 반도체 구조물 형성방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폴리이미드층이 BPDA-PDA로 구성되는 반도체 구조물 형성방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 샌드위치 구조 형성 단계는; 상기 웨이퍼의 상부에 제 1 풀리이미드층을 침적하고, 상기 제 1 폴리이미드층을 완전히 이미드화(imidize)시키지 않고 건조하는 단계와; 상기 다수의 집적회로 칩상의 상기 집적회로의 전도성 부분(couductive portions)에 접촉하도록 상기 제 1 폴리이미드층을 통해 연장하는 상기 전달금속층을 침적하는 단계와; 상기 웨이퍼 상에 제 2 폴리이미드층을 침적하고, 상기 제1 및 제 2 폴리이미드층 모두를 완전히 경화시키는 단계를 더 구비하는 반도체 구조물 형성방법.
  15. 제 1 열팽창계수를 갖는 웨이퍼상에, 각각 상부에 제 1 표면안정화층(a first passivation layer)을 갖는 다수의 집적회로 칩들을 형성하는 단계와; 상기 제 1 표면안정화층상에, 상기 웨이퍼와 유사한 열팽창계수와 대략 4 보다 작은 유전상수를 갖는 제 1 폴리머 물질내에 침적된 제 1 금속을 포함하는 상호접속 구조(interconnection structure)을 형성하는 단계와; 상기 상호접속 구조상에 폴리머 접착중(adhesive polymer layer)을 형성하는 단계로서, 상기 폴리머 접착층은 완전히 경화되지 않고 안정화되도록 가열되는 단계와; 상기 웨이퍼에서 상기 다수의 집적회로 칩을 절단하는 단계와; 상기 다수의 집적회로 칩중 하나의 표면을, 상부에 상기 폴리머 접착층을 갖는 상기 다수의 집적회로 칩중 다른 하나의 표면에 접촉시키므로써, 상기 다수의 집적회로 칩중 적어도 하나를 상기 다수의 집적회로 칩중 다른 하나의 칩에 접착(bond)하고, 상기 폴리머 접착층을 완전히 경화시켜 다수의 표면을 갖는 단일화된 다중-칩 몸체(unitized multi-chip body)를 형성하는 단계와; 상기 단일화된 몸체의 상기 다수의 표면중 하나의 표면 상에 제 2 표면안정화층을 침적하는 단계와; 상기 제 1 금속층에 접촉하도록 제 2 표면안정화층을 통해 연장하는 제 2 금속층을 형성하는 단계를 구비하는 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 웨이퍼상에 상기 다수의 집적회로 칩들을 형성하는 단계 동안에, 상기 제 1 표면안정화층을 에칭(etching)하여 엣지 표면(edge surface)를 형성하므로써 상기 절단 단계 동안에 상기 제 1 표면안정화이 절단되지 않는 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1폴리머 물질은 상기 제 1 표면안정화층의 상기 엣지 표면의 상부에 침적되어, 상기 절단 단계 동안에 상기 제 1 폴리머 물질이 절단되는 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법.
  18. 제 1 표면상에 제 1 집적회로 칩의 이미지(image)를 포함하여 다수의 집적회로 칩의 이미지를 갖는 웨이퍼로부터 상기 제 1 집적회로 칩을 절단하여 워크피스(a workpiece)에 접착하는 방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 제 1 표면상에 폴리머층을 침적하는 단계와; 상기 폴리머층을 건조하는 단계와; 상기 웨이퍼를 절단하는 단계와; 상기 제 1 집적회로 칩상의 상기 폴리머층을 상기 워크피스와 접촉시크는 단계와; 상기 폴리머층을 완전히 경화하는 단계를 구비하는 제 1 집적회로 칩을 워크피스에 접촉시키는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 폴리머 접착층을 침적하는 단계 이전에 상기 제1표면과 반대편의 상기 웨이퍼의 제2표면의 부분(aportion)을 제거하여 상기 웨이퍼를 박화(thinning)하는 단계를 더 구비하는 제 1 집적회로 칩을 워크피스에 접착하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 웨이퍼를 절단하는 단계 이전에, 상기 폴리머층상에 보호층(a protective layer)을 침적하는 단계와; 상기 웨이퍼를 절단하는 단계 이전에, 상기 보호층을 제거하는 단계를 더 구비하는 제1집적회로 칩을 워크피스에 부착하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 보호층은 포토레지스트(photoresist)를 포함하는 제1집적회로 칩을 워크피스에 부착하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 웨이퍼를 절단하는 단계후에 상기 폴리머층의 표면 부분(a surface portion)을 제거하는 단계를 더 구비하는 제1집적회로 칩을 워크피스에 부착하는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 폴리머층을 완전히 경화하는 단계후에, 상기 제1집적회로 칩과 상기 워크피스를 캐리어(a carrier)에 부착하는 단계를 더 구비하되, 상기 캐리어는 제1물질로 이루어지며, 상기 폴리머 물질이 상기 제1물질과 유사한 열팽창계수를 갖는 제1집적회로 칩을 워크피스에 부착하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1물질이 세라믹(ceramic) 또는 유리(glass)로 이루어지는 제1집적회로칩을 워크피스에 부착하는 방법.
  25. 제1및 제2표면과 웨이퍼에서 집적회로 칩을 절단할 때 형성되는 다수의 측면을 갖는 제1집적회로칩을 포함하되, 상기 제1집적회로 칩은 상부에 집적회로소자(intergrated circuit element)가 형성된 기판(substrate)과; 상기 집적회로소자에 접속된 금속구조(metallization structure)와; 상기 집적회로소자와 상기 금속구조를 표면안정화(passicate)하며, 상기 다수의 측면을 향해 연장하나 상기 다수의 측면에 정렬되지는 않는 제1표면안정화층과; 상기 제1표면안정화층을 도포(overlay)하며 상기 다수의 측면과 정렬되는 제2표면안정화층과; 상기 제2표면안정화층위에 형성되며 상기 금속체 구조와 접촉하도록 상기 제1 및 제2표면안정화층을 통하여 연장하는 금속층을 포함하며, 상기 제1 및 제2표면안정화층은 상기 웨이퍼로부터 상기 집적회로 칩을 절단할 때 오염물질의 침투(contamination penetration)를 방지하는 엣지 밀봉(edge seal)을 제공하는 집적 전기 구조물(an integrated eletrical structure).
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1집적회로 칩은 상기 금속층 상부에 형성된 제3표면안정화층 구조를 더 구비하는 집적 전기 구조물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제3표면안정화층 구조상에 배치되는 제2집적회로 칩을 더 포함하되, 상기 제3표면안정화층 구조는 상기 제1 및 제2집적회로 칩을 상호 접착시키는 집적 전기 구조물.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제3표면안정화층 구조는 단일 폴리머층을 포함하는 집적 전기 구조물.
  29. 제27항에 있어서, 상기 제3표면안정화층 구조가 제1폴리머층과, 상기 제1폴리머층 위에 배치되는 제2접착 폴리머층을 구비하는 집적 전기 구조물.
  30. 제1 및 제2표면(surfaces)과 다수의 측면(side faces)을 구비하며, 상기 제1표면상에 배치되어 상기 측면들중 적어도 하나에 연장하는 금속구조와 상기 금속구조를 도포하는(overlaying) 폴리머 표면안정화층을 또한 구비하는 제1집적회로 칩과; 제1 및 제2표면과 다수의 측면을 구비하는 제2집적회로 칩으로서, 상기 폴리머 표면안정화층은 상기 제 2집적회로 칩의 상기 제1 및 제2표면중 하나와 접촉하여 상기 제1 및 제2집적회로 칩을 상호 접착하는 제2집적회로 칩과; 상기 제1 및 제2집적회로 칩들의 상기 측면들중 적어도 하나의 측면상에 형성된 상호접속 구조로서, 상기 상호접속 구조가 상기 금속구조에 접속되는 상호접속 구조를 포함하는 입방체 구조물(cube structure).
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019940011085A 1993-06-21 1994-05-20 반도체 구조물 형성방법, 다중-칩 집적회로 구조물 형성방법, 집적회로 칩을 워크피스에 접착하는 방법, 집적 전기 구조물 및 입방체 구조물 KR0145033B1 (ko)

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