JP2010165921A - Semiconductor process, and silicon substrate and chip package structure to which the same is applied - Google Patents
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Abstract
Description
(本発明の背景)(本発明の分野)本発明は、概して半導体プロセスに、およびより一層詳しくは、前記半導体プロセスを適用することによって形成するシリコン基材およびチップパッケージ構造に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates generally to semiconductor processes, and more particularly to silicon substrates and chip package structures formed by applying the semiconductor processes.
(関連する技術の記載)半導体技術の進展に伴い現在、集積回路(IC)チップはたくさんの密接して配列されたトランジスタおよびチップの表面上に配置される複数の信号パッドが装備される。チップは、パッケージングの目的用に、チップパッケージ構造を形成するために、チップパッケージキャリヤ(担体)上に配置されることが多い。ここで、パッケージのプロセス(処理、製造方法)を適用することによって、十分な信号パス(経路)、熱放散パス(heat dissipating paths)、および構造的な保護をチップに対して供給することができる。 2. Description of Related Art As semiconductor technology advances, integrated circuit (IC) chips are now equipped with a number of closely arranged transistors and a plurality of signal pads disposed on the surface of the chip. Chips are often placed on a chip package carrier to form a chip package structure for packaging purposes. Here, by applying the packaging process, sufficient signal paths, heat dissipating paths, and structural protection can be provided to the chip. .
この現段階で、パッケージ技術は発達し、および種々のチップパッケージ構造が継続的に発展した。例として、チップは、リードフレームのインナー(内側)リードまたはダイパッドに、シンスモールアウトラインパッケージ(TSOP)を形成するために付着される。代わりに、チップは、プリンテッドサーキットボード(プリント回路板)に対してボールグリッドアレイ(BGA)パッケージを形成するために付着される。 At this current stage, packaging technology has evolved and various chip packaging structures have been continuously developed. By way of example, the chip is attached to the inner (inner) lead or die pad of the lead frame to form a thin small outline package (TSOP). Instead, the chips are attached to form a ball grid array (BGA) package against a printed circuit board (printed circuit board).
TSOP構造において、チップは、リードフレームの内側リードまたはダイパッドに対して付着され、および電気的に接続する外部装置のための複数のアウター(外側)リードはTSOP構造の縁部で配置される。外側リードが成形材料(モールディングコンパウンド)によって覆われないので、外側リードについて、外部環境によって影響を受け、または外側リードの過度の長さにより破壊されることが起こり得、それはさらに信号伝送に対する影響を提起する。 In the TSOP structure, the chip is attached to the inner lead or die pad of the lead frame, and a plurality of outer (outer) leads for external devices to be electrically connected are arranged at the edge of the TSOP structure. Since the outer lead is not covered by the molding compound (molding compound), it can happen that the outer lead is affected by the external environment or destroyed by the excessive length of the outer lead, which further affects the signal transmission. To raise.
他方、BGAパッケージ構造において、有機サブストレート(基板)またはセラミック基板は、チップの担体として役立つことが多く、およびチップは、チップの電気的信号が担体の底部表面に下向きに、担体のインターナル(内部)回路を通して送られることができるように、担体の後方に配置され、および送られた電気的信号は、最終的に、外部の電気的装置に担体のはんだボールを通して伝送することができる。はんだボールが担体の底部表面上にエリアアレイの様式において形成されるので、前述のBGAパッケージ構造は、高頻度で高度なピンカウントの半導体装置において用いられる。とはいえ、BGAパッケージ構造の全体の高さは、およそ1.0〜1.4mmであり、それは、小型化の要求に準拠していない(すなわち、高さは0.5mmよりも低い)。 On the other hand, in a BGA package structure, an organic substrate (substrate) or ceramic substrate often serves as a carrier for the chip, and the chip has a chip internal signal (downward on the bottom surface of the carrier, the carrier internal ( The electrical signal placed and sent behind the carrier so that it can be sent through the (internal) circuit can finally be transmitted through the solder balls of the carrier to the external electrical device. Since the solder balls are formed in an area array fashion on the bottom surface of the carrier, the aforementioned BGA package structure is used in high frequency and high pin count semiconductor devices. Nevertheless, the overall height of the BGA package structure is approximately 1.0-1.4 mm, which is not compliant with miniaturization requirements (ie, the height is lower than 0.5 mm).
(発明の概略)本発明は、シリコンサブストレート(シリコン基材)で、それは、ワイヤボンディングのためのチップキャリヤ(担体)として役立つものを製造するための半導体のプロセスに指向する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a semiconductor process for manufacturing a silicon substrate (silicon substrate) that serves as a chip carrier for wire bonding.
本発明は、さらに、ワイヤボンディングのためのチップ担体として役立つシリコン基材に指向する。 The present invention is further directed to a silicon substrate that serves as a chip carrier for wire bonding.
本発明は、さらに、減少した厚さを有するチップパッケージ構造に指向する。 The present invention is further directed to a chip package structure having a reduced thickness.
本発明では、半導体のプロセスが提供される。最初に、シリコンベース(シリコン基体)を提供する。次に、シリコン基体の表面を部分的に露出させ、および少なくとも階段状構造(stair structure)を、シリコン基体上に、シリコン基体の表面をエッチングすることによって形成する。階段状構造は、第1ノッチ(段階、刻み目)で第1深さを有するもの、および第2ノッチで第2深さを有するものを持つ。第1深さは第2深さよりも小さく(浅く)、および第1ノッチの直径は第2ノッチの直径よりも大きい(長い)。最終的な絶縁性層(絶縁層)を次いで、階段状構造上に形成する。金属シード層を最終的な絶縁層上に形成する。パターン化ホトレジスト層を金属シード層上に形成する。ここで、パターン化(模様化)ホトレジスト層はサーキット層(回路層)が形成されない(形成されるべきでない)金属シード層の部分を覆い、およびパターン化ホトレジスト層は、回路層が形成される(形成されるべき)金属シード層の他の部分を露出する。次に、回路層を形成し、および回路層は、金属シード層の露出された部分を覆う。しかる後、パターン化ホトレジスト層およびパターン化ホトレジスト層下に配置される金属シード層の覆われた部分を除去する。 In the present invention, a semiconductor process is provided. First, a silicon base (silicon substrate) is provided. Next, the surface of the silicon substrate is partially exposed and at least a stair structure is formed on the silicon substrate by etching the surface of the silicon substrate. The staircase structure has a first notch (stage, notch) having a first depth and a second notch having a second depth. The first depth is smaller (shallow) than the second depth, and the diameter of the first notch is larger (longer) than the diameter of the second notch. A final insulating layer (insulating layer) is then formed on the stepped structure. A metal seed layer is formed on the final insulating layer. A patterned photoresist layer is formed on the metal seed layer. Here, the patterned (patterned) photoresist layer covers the portion of the metal seed layer where the circuit layer (circuit layer) is not formed (should not be formed), and the patterned photoresist layer is formed with the circuit layer ( Expose other parts of the metal seed layer (to be formed). Next, a circuit layer is formed and the circuit layer covers the exposed portion of the metal seed layer. Thereafter, the covered portion of the patterned photoresist layer and the metal seed layer disposed under the patterned photoresist layer is removed.
本発明の具体例に従い、階段状構造は、第1絶縁層をシリコン基体上で第1に形成することによって形成される。次に、第1パターン化ホトレジストマスクを第1絶縁層上に形成する。第1パターン化ホトレジストマスクによって露出される第1絶縁層の部分を、第1パターン化ホトレジストマスクのエッチングマスクとしての使用を伴い、パターン化第1絶縁層を形成するようにエッチングする。第1パターン化ホトレジストマスクを次いで、除去する。その後、第1深さを有する第1ノッチを、シリコン基体上で、パターン化第1絶縁層によって露出されるシリコン基体をパターン化第1絶縁層のエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する。しかる後、第1絶縁層を除去する。第2絶縁層を次いで第1ノッチにおいて形成し、および第2絶縁層は第1ノッチを覆う。第2パターン化ホトレジストマスクを第2絶縁層上に形成する。第2パターン化ホトレジストマスクによって露出される第2絶縁層の部分を、第2パターン化ホトレジストマスクのエッチングマスクとしての使用を伴って、パターン化第2絶縁層を形成するようにエッチングする。第2パターン化ホトレジストマスクを次いで除去する。その後、第2深さを有する第2ノッチを、シリコン基体上に、パターン化第2絶縁層によって露出されるシリコン基体を、パターン化第2絶縁層のエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する。次に、第2絶縁層を除去し、および階段状構造を形成する。 In accordance with an embodiment of the present invention, the stepped structure is formed by first forming a first insulating layer on a silicon substrate. Next, a first patterned photoresist mask is formed on the first insulating layer. The portion of the first insulating layer exposed by the first patterned photoresist mask is etched to form the patterned first insulating layer with the use of the first patterned photoresist mask as an etching mask. The first patterned photoresist mask is then removed. A first notch having a first depth is then formed on the silicon substrate by etching the silicon substrate exposed by the patterned first insulating layer with use of the patterned first insulating layer as an etching mask. To do. Thereafter, the first insulating layer is removed. A second insulating layer is then formed at the first notch, and the second insulating layer covers the first notch. A second patterned photoresist mask is formed on the second insulating layer. The portion of the second insulating layer exposed by the second patterned photoresist mask is etched to form a patterned second insulating layer, with the use of the second patterned photoresist mask as an etching mask. The second patterned photoresist mask is then removed. Thereafter, a second notch having a second depth is etched on the silicon substrate with the use of the patterned second insulating layer as an etching mask on the silicon substrate exposed by the patterned second insulating layer. Form. Next, the second insulating layer is removed and a stepped structure is formed.
本発明の具体例に従い、回路層には、第1金属層および第2金属層が含まれる。第1金属層は第1ノッチ上に位置付けられる金属シード層の露出された部分を覆う。第2金属層は第1金属層を覆う。 In accordance with an embodiment of the present invention, the circuit layer includes a first metal layer and a second metal layer. The first metal layer covers the exposed portion of the metal seed layer positioned on the first notch. The second metal layer covers the first metal layer.
本発明の具体例に従い、パターン化ホトレジスト層およびパターン化ホトレジスト層下に配置される金属シード層の被覆された部分が除去されて後、半導体プロセスにはさらに、少なくともチップが、第2ノッチにおいてまず配置されることが含まれる。チップの上側表面は第1ノッチにおいて位置付けられる回路層の第2金属層よりも低い。次に、ワイヤボンディングプロセスを、チップを回路層の第2金属層に対し、複数のコンダクティブワイヤ(導線、伝導性ワイヤ)を通して接続するために行う。階段状構造を次いで、モールディングコンパウンド(成形材料)により充填し、その成形材料は、最終的な絶縁層、回路層、金属シード層、チップ、および導線を封入する。その後、成形材料の1部分および回路層の1部分は、成形材料および第1金属層が互いに実質整列される(1列に並ぶ)ように薄く(細く)される。しかる後、シリコン基体およびチップが、チップのより一層低い表面が露出するように薄くされる。最後に、少なくとも金属パッドが回路層の第1金属層上に形成される。 In accordance with an embodiment of the present invention, after the coated photoresist layer and the coated portion of the metal seed layer disposed under the patterned photoresist layer are removed, the semiconductor process further includes at least a chip first in the second notch. It is included to be arranged. The upper surface of the chip is lower than the second metal layer of the circuit layer located at the first notch. Next, a wire bonding process is performed to connect the chip to the second metal layer of the circuit layer through a plurality of conductive wires (conductive wires, conductive wires). The stepped structure is then filled with a molding compound, which encapsulates the final insulating layer, circuit layer, metal seed layer, chip, and lead. Thereafter, a portion of the molding material and a portion of the circuit layer are thinned (thinned) so that the molding material and the first metal layer are substantially aligned with each other (aligned in a row). Thereafter, the silicon substrate and chip are thinned so that the lower surface of the chip is exposed. Finally, at least a metal pad is formed on the first metal layer of the circuit layer.
本発明において、前記半導体プロセスを適用することによって形成されるシリコン基材を提供し、そこで、最終的な絶縁層は階段状構造を覆い、回路層は第1ノッチ上に位置付けられる金属シード層の露出された部分を覆い、および第2ノッチはチップを適応させる(accommodate、収容する)ために用いられる。 In the present invention, there is provided a silicon substrate formed by applying the semiconductor process, wherein the final insulating layer covers the stepped structure, and the circuit layer is a metal seed layer positioned on the first notch. The exposed part is covered and the second notch is used to accommodate the chip.
本発明の具体例に従い、チップを電気的に回路層に複数の導線を通して接続する。 In accordance with an embodiment of the present invention, the chip is electrically connected to the circuit layer through a plurality of wires.
本発明では、シリコン基体、絶縁層、金属シード層、回路層、チップ、成形材料、および少なくとも金属パッドを含むチップパッケージ構造を提供する。シリコン基体は階段状構造を持つ。階段状構造は、第1深さを有する第1ノッチおよび第2深さを有する第2ノッチを持つ。第1深さは第2深さよりも浅く、および第1ノッチの直径は第2ノッチの直径よりも長い。絶縁層は、シリコン基体上に配置され、および第1ノッチおよび第2ノッチを覆う。金属シード層は、第1ノッチ上に位置付けられる絶縁層を覆う。回路層は第1ノッチ上に位置付けられる金属シード層を覆う。チップは、第2ノッチにおいて配置され、そこで、チップの上側表面は回路層よりも低く、およびチップは電気的に回路層に複数の導線を通して接続される。成形材料は、絶縁層、金属シード層、回路層、チップ、および導線を封入する。成形材料および回路層は互いに実質整列される。少なくとも金属パッドは回路層上に配置され、および成形材料によって露出される。 The present invention provides a chip package structure including a silicon substrate, an insulating layer, a metal seed layer, a circuit layer, a chip, a molding material, and at least a metal pad. The silicon substrate has a stepped structure. The stepped structure has a first notch having a first depth and a second notch having a second depth. The first depth is shallower than the second depth, and the diameter of the first notch is longer than the diameter of the second notch. The insulating layer is disposed on the silicon substrate and covers the first notch and the second notch. The metal seed layer covers an insulating layer positioned on the first notch. The circuit layer covers a metal seed layer positioned on the first notch. The chip is positioned at the second notch, where the upper surface of the chip is lower than the circuit layer, and the chip is electrically connected to the circuit layer through a plurality of leads. The molding material encapsulates the insulating layer, metal seed layer, circuit layer, chip, and lead. The molding material and the circuit layer are substantially aligned with each other. At least the metal pads are disposed on the circuit layer and are exposed by the molding material.
本発明の具体例に従い、回路層は第1金属層および第2金属層を含む。第1金属層は金属シード層を覆い、および第2金属層は第1金属層を覆う。 In accordance with an embodiment of the present invention, the circuit layer includes a first metal layer and a second metal layer. The first metal layer covers the metal seed layer and the second metal layer covers the first metal layer.
上記に基づき、本発明の半導体プロセスを実行することによって形成するシリコン基材は、階段状構造を持つ。それゆえ、チップが階段状構造の第2ノッチにおいて配置されるとき、チップはシリコン基材にワイヤボンディングプロセスの実行を通して電気的に接続され、およびチップは成形材料によってパッケージ構造を形成するために封入される。シリコン基体およびチップは次いで、チップパッケージ構造が減少した厚さを持つことができるように薄くされる。 Based on the above, the silicon substrate formed by executing the semiconductor process of the present invention has a stepped structure. Therefore, when the chip is placed in the second notch of the stepped structure, the chip is electrically connected to the silicon substrate through the execution of a wire bonding process, and the chip is encapsulated to form a package structure with the molding material Is done. The silicon substrate and chip are then thinned so that the chip package structure can have a reduced thickness.
本発明の上記および他の特長および利点をより一層理解し易くするために、図を伴う具体例を詳細に以下に記載する。 In order to make the above and other features and advantages of the present invention more comprehensible, specific examples accompanied with figures are described in detail below.
添付図面は、本明細書の1部分を構成し、本明細書に、本発明のさらなる理解を提供するために組込む。ここでは、図面は、本発明の具体例を例証するもので、およびその説明と一緒に本発明の原理を説明するのに役立つ。 The accompanying drawings constitute a part of this specification and are incorporated herein to provide a further understanding of the invention. Here, the drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
(実施形態の記載)図1Aから図1Pまでは本発明の具体例に従う半導体プロセスを例証する概略断面図である。図1Aを参照し、本具体例の半導体プロセスにおいて、シリコン基体110を最初に提供し、および第1絶縁層120をシリコン基体110上に形成する。本具体例において、第1絶縁層120の物質には、シリコン酸化物およびシリコン窒化物が含まれる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIGS. 1A through 1P are schematic cross-sectional views illustrating a semiconductor process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1A, in the semiconductor process of this example, a
図1Bを参照し、第1パターン化ホトレジストマスク130aを次いで第1絶縁層120上に形成する。次に、少なくとも階段状構造140(図1Lに示す)をシリコン基体110上に形成する。詳細には、図1Cおよび図1Dを参照し、少なくとも階段状構造140を、第1パターン化ホトレジストマスク130aにより露出される第1絶縁層120の1部分を第1パターン化ホトレジストマスク130aのエッチングマスクとしての使用を伴ってまずエッチングすることによって、パターン化第1絶縁層120aを形成するように形成する。次に、第1パターン化ホトレジストマスク130aを、第1パターン化ホトレジストマスク130a下に位置付けられるパターン化第1絶縁層120aを露出させるために除去する。その後、図1Eを参照し、少なくとも第1深さd1を有する第1ノッチ142を、シリコン基体110上に、パターン化第1絶縁層120aにより露出されるシリコン基体110をパターン化第1絶縁層120aのエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する。図1Eにおいて、2つの第1ノッチ142だけを概略的に例証する。本具体例において、パターン化第1絶縁層120aにより露出されるシリコン基体110は、ウェット(湿式)エッチングプロセスを、水酸化カリウム(KOH)のエッチャント(腐食剤)としての使用を伴い実行することによってエッチングする。
Referring to FIG. 1B, a first patterned photoresist mask 130 a is then formed on the first insulating
しかる後、図1Fを参照し、パターン化第1絶縁層120aを除去してシリコン基体110を露出する。図1Gを参照し、第2絶縁層150を次いで第1ノッチ142において形成し、および第1ノッチ142を覆う。本具体例に従い、第2絶縁層150の物質は、第1絶縁層120の物質と実質同じ、例は、シリコン窒化物またはシリコン酸化物である。加えて、第2絶縁層150を第1絶縁層120の様式と実質同じものにおいて形成する。
Thereafter, referring to FIG. 1F, the patterned first insulating
図1Hを参照し、第2パターン化ホトレジストマスク130bを次いで第2絶縁層150上に形成する。図1Iおよび図1Jに指し示すように、まず、第2パターン化ホトレジストマスク130bにより露出される第2絶縁層150を、第2パターン化ホトレジストマスク130bのエッチングマスクとしての使用を伴い、パターン化第2絶縁層150aを形成するようにエッチングする。次に、第2パターン化ホトレジストマスク130bを除去して第2パターン化ホトレジストマスク130b下に位置付けられるパターン化第2絶縁層150aを露出する。図1Kおよび図1Lを参照し、第2深さd2を有する少なくとも第2ノッチ144を、シリコン基体110上に、パターン化第2絶縁層150aにより露出されるシリコン基体110をパターン化第2絶縁層150aのエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する。図1Kにおいて、2つの第2ノッチ144だけを概略的に例証する。しかる後、パターン化第2絶縁層150aを除去し、および階段状構造を形成する。
Referring to FIG. 1H, a second
特に、本具体例において、第2ノッチ144はそれぞれ、第1ノッチ142に接続され、および第1深さd1は第2深さd2よりも浅い。その上、第1ノッチ142の直径は第2ノッチ144の直径よりも、それぞれ長い。換言すると、第1ノッチ142と比べると、第2ノッチ144は相対的に小さな直径およびどちらかといえば深い深さを持つ。本具体例において、第2パターン化ホトレジストマスク130bにより露出される第2絶縁層150およびシリコン基体110を下に置く(underlying)第2絶縁層150のエッチングの方法は、第1パターン化ホトレジストマスク130aにより露出される第1絶縁層120およびシリコン基体110を下に置く第1絶縁層120をエッチングするものと同じ、すなわち、湿式エッチングプロセスで腐食剤としてKOHの使用を伴う実行による。
In particular, in this example, the
図1Lを参照し、本具体例において、第2絶縁層150を、少なくとも階段状構造140を形成するように除去する。図1Lにおいて、2つの階段状構造140だけを描く。ここで、第1絶縁層120および第2絶縁層150をエッチングする方法は、たとえば、湿式エッチングプロセスの実行である。これにより、階段状構造140がシリコン基体110上に十分に形成される。
Referring to FIG. 1L, in this specific example, the second insulating
図1Mを参照し、最終的な絶縁層160を次いで階段状構造上に形成する。ここで、
最終的な絶縁層160は第1ノッチ142および第2ノッチ144を、シリコン基体110を絶縁するように覆う。本具体例では、最終的な絶縁層160の物質には、シリコン酸化物が含まれ、および最終的な絶縁層160を、シリコン基体110を加熱してシリコン基体110の表面を酸化することによって形成する。シリコン基体110の酸化された部分はいわゆる最終的な絶縁層160である。
Referring to FIG. 1M, a final
The final
それ以来、図1Nに指し示すように、金属シード層170を最終的な絶縁層160上に形成する。本具体例に従い、金属シード層170は、たとえば、チタン−ニッケル(Ti/Ni)複合層であり、および金属シード層170を形成する方法には、スパッタリングまたは物理的気相成長法(物理的蒸着法)(PVD)が含まれる。
Thereafter, a
図1Oを参照し、パターン化ホトレジスト層180を金属シード層170上に形成する。ここで、パターン化ホトレジスト層180は金属シード層170の部分を覆い、そこでは、回路層190が形成されず、およびパターン化ホトレジスト層180は金属シード層170の他の部分を露出し、そこでは、回路層190が形成される。その後、回路層190は金属シード層170の露出した部分を覆い、形成される。ここで、回路層190には、第1金属層192および第2金属層194が含まれる。本具体例では、第1金属層192は、たとえば、Ni層であり、および第2金属層194は、たとえば、Au(金)層である。
Referring to FIG. 1O, a patterned
次に、図1Pに示すように、パターン化ホトレジスト層180およびパターン化ホトレジスト層180下に配置される金属シード層170の被覆された部分を、第2ノッチ144上に位置付けられる最終的な絶縁層160の部分を露出するように除去する。本具体例では、パターン化ホトレジスト層180を、たとえば、パターン化ホトレジスト層を溶解する溶媒を使用することによって除去する。その上、パターン化ホトレジスト層180下に配置される金属シード層170の被覆された部分を、たとえば、エッチングプロセスの実行によって除去する。これまでで、シリコン基材100は、シリコン基体110上に、本具体例の半導体プロセスの実行によって十分に形成される。
Next, as shown in FIG. 1P, the patterned insulating
簡潔には、本具体例のシリコン基材100を半導体プロセスの実行によって形成する。パターン化第1絶縁層120aおよびパターン化第2絶縁層150aを形成し、それは、第1パターン化ホトレジストマスク130aおよび第2パターン化ホトレジストマスク130bのエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングプロセスをシリコン基体110上で実行するためである。階段状構造140は、第1深さd1を有する第1ノッチ142および第2深さd2を有する第2ノッチ144を備えるが、次いでパターン化第1絶縁層120aおよびパターン化第2絶縁層150aをエッチングマスクとして使用することによって形成される。その後、最終的な絶縁層160、金属シード層170、および回路層190を、シリコン基体110上に、階段状構造140を持つシリコン基材100を形成するように形成する。
Briefly, the
追加的に、本具体例において形成される階段状構造140において、第1ノッチ142の第1深さd1は、第2ノッチ144の第2深さd2よりも浅い。したがって、シリコン基材100がチップ担体(示さない)としてワイヤボンディングのために役立つとき、階段状構造140の第2ノッチ144は、複数のチップに適応することができ、およびワイヤボンディングプロセスの実施を通して、チップは、第1ノッチ142において配置される回路層190に電気的に接続されることができる。それによって、シリコン基材100の容量およびシリコン基材100とチップとの間のワイヤボンディング距離を減少させることができる。
In addition, in the step-
図2Aから図2Gまでは、パッケージプロセスをチップ上で図1Pに描く半導体プロセスに適用することによって形成されるシリコン基材の使用を伴い実行する概略断面図である。図2Hは図2Gに描くチップパッケージ構造の概略平面図である。若干の構成要素は、図2Hにおいて、例証の目的およびより一層良好な理解のために省略されることに注目される。本具体例では、前記半導体プロセスの実行によって形成されるシリコン基材100はチップ210を適応させるために適切である。
2A to 2G are schematic cross-sectional views performed with the use of a silicon substrate formed by applying the packaging process to the semiconductor process depicted in FIG. 1P on a chip. FIG. 2H is a schematic plan view of the chip package structure depicted in FIG. 2G. It is noted that some components are omitted in FIG. 2H for purposes of illustration and better understanding. In this example, the
特に、シリコン基材100のその後のプロセスにおいて、図2Aを参照し、少なくともチップ210を、階段状構造140の第2ノッチ144においてまず配置する。図2Aにおいて、2つのチップ210だけを概略的に描く。ここでは、チップ210の上側
表面210aはそれぞれ、第1ノッチ142での回路層190の第2金属層194よりも低い。
In particular, in subsequent processing of the
図2Bに指し示すように、ワイヤボンディングプロセスを次いでチップ210を回路層190の第2金属層194に複数の導線220を通して接続するために実行する。はっきりいえば、本具体例では、チップ210を回路層190の第2金属層194に導線220を通して電気的に接続する。
As shown in FIG. 2B, a wire bonding process is then performed to connect the
図2Cを参照し、階段状構造140を、成形材料230で充填し、その成形材料は回路層190、金属シード層170、最終的な絶縁層160、チップ210、および導線220を封入する。次に、図2Dに指し示すように、成形材料230の1部分および回路層190の1部分は、成形材料230および第1金属層192が互いに実質整列するように薄くされる。本具体例に従い、成形材料230および回路層190を薄くする方法には、研磨が含まれる。
Referring to FIG. 2C, the stepped
図2Eに指し示すように、シリコン基体110の背面は、チップ210の底部表面210bを薄くしてパッケージの小型化における要求を満足させることについて露出させる。ここでは、シリコン基体110を薄くする方法には、研磨プロセスまたはエッチングプロセスの実行が含まれる。図2Fを参照し、少なくとも金属パッド240は次いで、回路層190の第1金属層192上に形成され、および成形材料230によって露出される。図2Fでは、4つの金属パッド240だけを概略的に描く。ここでは、金属パッド240を形成する方法はたとえば、無電解めっきである。具体例に従い、金属パッド240の各々の厚さはおよそ0.1μmである。その後、図2Gおよび2Hを参照し、カッティングプロセス(熱切断)を、カッティングツールの使用と共にシリコン基材100を予め定めたパスに沿って切断し、および分けるために実行する。それにより、複数の個々のチップパッケージ構造200を形成することができる。図2Gでは、2つのチップパッケージ構造200だけを概略的に例証する。
As shown in FIG. 2E, the back surface of the
手短には、本具体例でのチップパッケージ構造200の製造プロセスに従い、半導体プロセスの実行により形成されるシリコン基材100は、チップ210の担体として役立ち、およびチップ210を回路層190にシリコン基体110上でワイヤボンディングを通して電気的に接続する。さらに、成形プロセスを、チップ210を成形材料230中にシール(密封)するために、チップパッケージ構造200を形成するように遂行する。このチップ210はそれぞれ、階段状構造140の第2ノッチ144において配置され、および従ってシリコン基材100およびチップ210によって構成されるチップパッケージ構造200は減少した厚さを持つ。
Briefly, according to the manufacturing process of the
前記に基づき、本発明の半導体プロセスを実行することによって形成されるシリコン基材において、第1ノッチの第1深さは階段状構造において第2ノッチの第2深さよりも浅い。追加的に、第1ノッチの直径は第2ノッチの直径よりも長い。ここでは、チップはシリコン基材にワイヤボンディングを通して、チップパッケージ構造を形成するために電気的に接続されるとき、シリコン基材およびチップの背面を、チップパッケージ構造を小型化するように同時に研磨する。そのようなものとして、チップパッケージ構造は減少された厚さを持つことができる。結論として、パッケージの厚さは本発明に従い効果的に減少させることができる。 Based on the above, in the silicon substrate formed by performing the semiconductor process of the present invention, the first depth of the first notch is shallower than the second depth of the second notch in the stepped structure. In addition, the diameter of the first notch is longer than the diameter of the second notch. Here, when the chip is electrically connected to form a chip package structure through wire bonding to the silicon substrate, the silicon substrate and the back of the chip are simultaneously polished to reduce the size of the chip package structure. . As such, the chip package structure can have a reduced thickness. In conclusion, the thickness of the package can be effectively reduced according to the present invention.
この技術において熟練する者に明らかなように、種々の修飾および変形を本発明に従う構造に対して、本発明の範囲または精神から外れることなく行うことができる。上記の点からみて、本発明は、本発明の修飾および変形を、それらが次の特許請求の範囲およびそれらの均等なものの範囲内に入ることを条件に守ることが意図される。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the structure according to the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. In view of the foregoing, it is intended that the present invention cover modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the following claims and their equivalents.
Claims (8)
シリコン基体を提供する工程、
シリコン基体の表面を部分的に露出し、および少なくとも階段状構造を、シリコン基体上で、シリコン基体の表面をエッチングすることによって形成する工程であり、そこで、階段状構造は、第1深さを有する第1ノッチ、および第2深さを有する第2ノッチを持ち、第1深さは第2深さよりも浅く、および第1ノッチの直径は第2ノッチの直径よりも長い工程、
最終的な絶縁層を階段状構造上に形成し、および金属シード層を最終的な絶縁層上に形成する工程、
パターン化ホトレジスト層を金属シード層上に形成する工程で、そこで、パターン化ホトレジスト層は、回路層が形成されない金属シード層の部分を覆い、およびパターン化ホトレジスト層は、回路層が形成される金属シード層の他の部分を露出させる工程、
金属シード層の露出された部分を覆う回路層を形成する工程、および
パターン化ホトレジスト層およびパターン化ホトレジスト層下に配置される金属シード層の覆われた部分を除去する工程
を具える、半導体プロセス。 A semiconductor process comprising: providing a silicon substrate;
Partially exposing the surface of the silicon substrate and forming at least a stepped structure on the silicon substrate by etching the surface of the silicon substrate, wherein the stepped structure has a first depth. Having a first notch having a second notch having a second depth, the first depth being shallower than the second depth, and the diameter of the first notch being longer than the diameter of the second notch;
Forming a final insulating layer on the stepped structure and forming a metal seed layer on the final insulating layer;
Forming a patterned photoresist layer on the metal seed layer, wherein the patterned photoresist layer covers a portion of the metal seed layer where the circuit layer is not formed, and the patterned photoresist layer is a metal on which the circuit layer is formed Exposing other portions of the seed layer;
Forming a circuit layer overlying the exposed portion of the metal seed layer; and removing the patterned photoresist layer and the covered portion of the metal seed layer disposed under the patterned photoresist layer. .
第1絶縁層をシリコン基体上に形成する工程、
第1パターン化ホトレジストマスクを第1絶縁層上に形成する工程、
第1パターン化ホトレジストマスクにより露出される第1絶縁層の1部分を、第1パターン化ホトレジストマスクのエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングし、およびパターン化第1絶縁層を形成する工程、
第1パターン化ホトレジストマスクを除去する工程、
第1深さを有する第1ノッチを、シリコン基体上に、パターン化第1絶縁層により露出されるシリコン基体をパターン化第1絶縁層のエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する工程、
パターン化第1絶縁層を除去する工程、
第1ノッチにおける第2絶縁層、第1ノッチを覆う第2絶縁層を形成する工程、
第2パターン化ホトレジストマスクを第2絶縁層上に形成する工程、
第2パターン化ホトレジストマスクにより露出される第2絶縁層の1部分を、第2パターン化ホトレジストマスクのエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングし、およびパターン化第2絶縁層を形成する工程、
第2パターン化ホトレジストマスクを除去する工程、
第2深さを有する第2ノッチを、パターン化第2絶縁層により露出されるシリコン基体をパターン化第2絶縁層のエッチングマスクとしての使用を伴いエッチングすることによって形成する工程、および
パターン化第2絶縁層を除去し、および階段状構造を形成する工程
を具える、請求項1記載の半導体プロセス。 The step of forming at least the step-like structure is the following, that is, the step of forming the first insulating layer on the silicon substrate,
Forming a first patterned photoresist mask on the first insulating layer;
Etching a portion of the first insulating layer exposed by the first patterned photoresist mask with use of the first patterned photoresist mask as an etching mask, and forming a patterned first insulating layer;
Removing the first patterned photoresist mask;
Forming a first notch having a first depth on a silicon substrate by etching the silicon substrate exposed by the patterned first insulating layer with use of the patterned first insulating layer as an etching mask; ,
Removing the patterned first insulating layer;
Forming a second insulating layer in the first notch and a second insulating layer covering the first notch;
Forming a second patterned photoresist mask on the second insulating layer;
Etching a portion of the second insulating layer exposed by the second patterned photoresist mask with use of the second patterned photoresist mask as an etching mask, and forming a patterned second insulating layer;
Removing the second patterned photoresist mask;
Forming a second notch having a second depth by etching a silicon substrate exposed by the patterned second insulating layer with use of the patterned second insulating layer as an etching mask; and The semiconductor process of claim 1, comprising removing two insulating layers and forming a stepped structure.
少なくともチップを、第2ノッチにおいて配置する工程で、そこで、チップの上側表面は、第1ノッチにおいて位置付けられる回路層の第2金属層よりも低い工程、
ワイヤボンディングプロセスを、チップを回路層の第2金属層に対して複数の導線を通して接続するために行う工程、
階段状構造を、成形材料により充填する工程で、そこで、成形材料は、最終的な絶縁層、回路層、金属シード層、チップ、および複数の導線を封入する工程、
成形材料の1部分および回路層の1部分を、成形材料および第1金属層が互いに実質整列するように薄くする工程
シリコン基体およびチップを薄くし、およびチップのより一層低い表面を露出させる工程、および
少なくとも金属パッドを、回路層の第1金属層上に形成する工程
を具える、請求項3記載の半導体プロセス。 After removing the covered portion of the patterned photoresist layer and the metal seed layer located under the patterned photoresist layer, the next step is to place at least the chip in the second notch, where the chip's The upper surface is lower than the second metal layer of the circuit layer positioned at the first notch;
Performing a wire bonding process to connect the chip to the second metal layer of the circuit layer through a plurality of conductors;
Filling the stepped structure with a molding material, wherein the molding material encapsulates the final insulating layer, circuit layer, metal seed layer, chip, and a plurality of conductors;
Thinning a portion of the molding material and a portion of the circuit layer such that the molding material and the first metal layer are substantially aligned with each other, thinning the silicon substrate and the chip, and exposing a lower surface of the chip; 4. The semiconductor process according to claim 3, comprising the step of forming at least a metal pad on the first metal layer of the circuit layer.
シリコン基体で、階段状構造を備えるもので、そこで、階段状構造は、第1深さを有する第1ノッチ、および第2深さを有する第2ノッチを持ち、第1深さは第2深さよりも浅く、および第1ノッチの直径は第2ノッチの直径よりも長いもの、
絶縁層で、シリコン基体上に配置されるもので、および第1ノッチおよび第2ノッチを覆うもの、
金属シード層で、第1ノッチ上に位置付けられる絶縁層を覆うもの、
回路層で、第1ノッチ上に位置付けられる金属シード層を覆うもの、
チップで、第2ノッチにおいて配置されるもので、そこで、チップの上側表面は回路層よりも低く、およびチップは回路層に複数の導線を通して電気的に接続するもの、
成形材料で、絶縁層、金属シード層、回路層、チップ、および複数の導線を封入するもので、そこで、成形材料および回路層は互いに実質整列されるもの、および
少なくとも金属パッドで、回路層上に配置されるもので、および成形材料により露出されるもの
を具える、チップパッケージ構造。 A chip package structure comprising: a silicon substrate with a stepped structure, wherein the stepped structure includes a first notch having a first depth and a second notch having a second depth. The first depth is less than the second depth, and the diameter of the first notch is longer than the diameter of the second notch,
An insulating layer that is disposed on the silicon substrate and covers the first and second notches;
A metal seed layer covering an insulating layer positioned on the first notch;
A circuit layer covering a metal seed layer positioned on the first notch;
A chip, disposed at the second notch, wherein the upper surface of the chip is lower than the circuit layer, and the chip is electrically connected to the circuit layer through a plurality of conductors;
A molding material that encapsulates an insulating layer, a metal seed layer, a circuit layer, a chip, and a plurality of wires, wherein the molding material and the circuit layer are substantially aligned with each other, and at least a metal pad on the circuit layer A chip package structure comprising: a chip package structure disposed on the substrate and exposed by the molding material.
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