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JP5816689B2 - ダイスタッキングのための方法および半導体デバイス - Google Patents

ダイスタッキングのための方法および半導体デバイス Download PDF

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JP5816689B2
JP5816689B2 JP2013524213A JP2013524213A JP5816689B2 JP 5816689 B2 JP5816689 B2 JP 5816689B2 JP 2013524213 A JP2013524213 A JP 2013524213A JP 2013524213 A JP2013524213 A JP 2013524213A JP 5816689 B2 JP5816689 B2 JP 5816689B2
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die
bond
wire
stitch
bonded
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チン，ライ，グク
ユエ ホ，フーン
ユエ ホ，フーン
ナム，ウォン，ウェット
ルオン，コー，エン
フーン，サリー
グアン，ケヴィン
Original Assignee
スパンション エルエルシー
スパンション エルエルシー
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    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49112—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting a common bonding area on the semiconductor or solid-state body to different bonding areas outside the body, e.g. diverging wires
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    • H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/494—Connecting portions
    • H01L2224/4941—Connecting portions the connecting portions being stacked
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    • H01L2224/49427—Wedge bonds outside the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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    • H01L2224/85951—Forming additional members, e.g. for reinforcing
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Description

[001] 本開示は、一般に半導体製造の分野に関し、更に具体的にはスタックダイコンフィギュレーションにおける半導体小型化の分野に関する。
[002] 今日の半導体業界における動向は、半導体コンポーネントの大きさ及び全体的な半導体パッケージ高を縮小しながら、更に高性能のコンポーネントを生産することである。スタックダイコンフィギュレーションは、半導体デバイスの高密度化を実現するための一般的な方法である。パッケージサイズの小型化及びパッケージ高の縮小を達成する必要性が絶えず推進力となって、新しいダイスタッキング方法論が求められている。
[003] 図１は、複数のスタックダイの断面図である。図１に示すように、複数の集積回路（ＩＣ）チップ（すなわちダイ）１２０が、基板１１０の上にスタックダイコンフィギュレーションで配置されている。この実施形態において、スタックダイコンフィギュレーションは４つのダイ１２０を含む。しかしながら、他のダイの数も使用可能である。ダイ１２０の間にダイスペーサ１２４が挿入されている。ダイスペーサ１２４は、２つのダイ１２０間に必要な空間を与えて、上のダイ１２０が下のボンディングワイヤ１３０に接触すること、短絡すること、又は損傷を与えることを防ぐ。一実施形態において、ダイスペーサ１２４はシリコンスペーサである。ダイ１２０及びダイスペーサ１２４は接着層１２２によって相互に取り付けられている。底部のダイ１２０は接着層１２２によって基板１１０に取り付けられている。各ダイ１２０又はダイスペーサ１２４の底面は、製造プロセスの間に、一般にはウェハレベルで、接着フィルムを貼り合わせることができる。他の実施形態では、接着層１２２はエポキシ又は液体ペーストであり、取り付け時に塗布される。次いで接着層１２２を硬化させて（例えばベーキングして）ダイ取り付けを完了する。
[004] 図２は、図１の部分Ｄを上面図で示す。各ダイ１２０は、ワイヤボンディングプロセスの間に形成されたワイヤによって基板１１０（例えばプリント回路板又は他の電子システム）に電気的に接続される。図１及び図２に示すように、ワイヤボンディングプロセスでは、各ダイ１２０上のボンディングパッド１３２（図示せず）間の接続ボンドワイヤ１３０を、基板１１０上のボンドフィンガ１３６上のコンタクトポイント１３４に取り付ける。図２の上面図に示す図１の部分Ｄが含むボンドフィンガ１３６は、複数のコンタクトポイント１３４及び取り付けたボンドワイヤ１３０を有する。ワイヤボンディングプロセスは、ダイ上に第１のボンドを形成することによって開始する。この第１のボンドは、ボンドワイヤ１３０の端部を溶融させてボンディングパッド１３２上に溶融ボール１３８を形成することによって形成する。ボンドワイヤ１３０をダイに取り付け、ボンドワイヤ１３０に充分な量のたるみを与えた後、ワイヤボンディングプロセスは、ボンドワイヤ１３０をコンタクトポイント１３４上に押圧して魚の尾の形状のステッチボンド１４０を形成することで終了する。図２に示すように、複数のスタックダイを用いると、各ボンドフィンガ１３６に適用される複数のステッチボンド１４０のために複数の一列に並んだコンタクトポイント１３４が必要である。図３に更に示すように、各ダイ１２０上に複数のボンディングパッド１３２があり、対応する複数のボンドフィンガ１３６がある場合もある。
[005] ワイヤボンディングプロセスの間、ワイヤボンドマシンが、超音波、熱音波、又は熱圧縮ボンディングを用いて、ボンディングパッド１３２とコンタクトポイント１３４との間でボンドワイヤ１３０を溶接する。図１、図２、及び図３に示すように、各ダイ１２０はボンディングパッド１３２からコンタクトポイント１３４まで延出する少なくとも１つの複数のボンドワイヤ１３０を有する。各ボンドワイヤ１３０はそれ自身の対応するボンディングパッド１３２及びコンタクトポイント１３４を有する。しかしながら、図２に示すように、ダイスタッキングが増大すると（例えば４つのダイ）、ボンドフィンガの長さも増して、追加のコンタクトポイント１３４において同一のボンドフィンガ１３６に接続する追加のボンドワイヤに対応しなければならない。ワイヤボンディングプロセス中にすでに位置付けたボンドワイヤ１３０に対する損傷を防ぐためにコンタクトポイント１３４間に最小の空間を設ける必要があることによって、合計ボンドフィンガ長の要求が厳しくなる。例えば、例示的な単一のコンタクトボンドフィンガ長が０．２０ｍｍであり得る場合、図２に示すような例示的な４倍のボンド（一列）は０．５６ｍｍを必要とする。このため、ダイスタッキングレベルの増大によって半導体デバイスの密度が高くなると、結果としてボンドフィンガ長が増すことにより、必然的に半導体デバイスのパッケージサイズが大きくなる。
[006] 本発明は、スタックダイコンフィギュレーションの半導体デバイスに固有の課題に対する解決策を提供する。本発明の一実施形態による方法において、ダイスタッキングのための方法を開示する。基板の上に第１のダイを位置決めする。第１のダイ及び基板のボンドフィンガに第１のワイヤをボンドし、第１のワイヤは第１のステッチボンドによってボンドフィンガにボンドされる。第１のステッチボンドの上に第１のステッチバンプを形成する。第１のダイの上に第２のダイを位置決めする。第２のダイ及び第１のステッチバンプに第２のワイヤをボンドし、第２のワイヤは第２のステッチボンドによって第１のステッチバンプにボンドされ、第２のワイヤは第１のステッチバンプの上にある。最後に、第２のステッチボンドの上に第２のステッチバンプを形成する。別の実施形態においては、半導体デバイスを開示する。この半導体は、基板と、基板の上の複数のダイであって、スタックコンフィギュレーションである複数のダイと、を含む。半導体は更に複数のボンドワイヤを含み、各ボンドワイヤは複数のダイの１つ及び基板のボンドフィンガに取り付けられている。複数のボンドワイヤはボンドフィンガに取り付けられ、複数のボンドワイヤの各ボンドワイヤはステッチボンドによってボンドフィンガに取り付けられている。最後に、複数のステッチボンドは各ボンド対間にステッチバンプを有するスタックコンフィギュレーションである。
[007] 本発明は、添付図面と関連付けた以下の詳細な説明を読むことによって更に理解されよう。添付図面において、同様の参照符号は同様の要素を示す。
[008] 長いボンドフィンガ長を有する従来技術に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [009] 図２の一部の上面図を示し、長いボンドフィンガ長を更に示す。 [010] 複数のボンドフィンガを示す３Ｄ図である。 [011] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [012] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの一部の概略断面図を示す。 [013] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの３Ｄ図を示す。 [014] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [015] 本発明の一実施形態に従った方法のステップを示すフロー図である。 [016] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [016] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [016] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [016] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [017] 本発明の一実施形態に従った方法のステップを示すフロー図である。 [018] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [018] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [018] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。 [018] 本発明の一実施形態に従った半導体デバイスの概略断面図を示す。
[019] ここで本発明の好適な実施形態を詳しく参照する。その例が添付図面に示されている。本発明は好適な実施形態に関連付けて記載するが、それらは本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことは理解されよう。これに反して、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神及び範囲内に包まれ得る代替、変更、及び均等物を包含することが意図される。更に、以下の本発明の実施形態の詳細な説明において、本発明の完全な理解を得るために多数の具体的な詳細事項を述べる。しかしながら、本発明はこれらの具体的な詳細事項なしでも実施可能であることは当業者には認められよう。他の例では、本発明の実施形態の態様を不必要にあいまいにしないように、周知の方法、手順、コンポーネント、及び回路は詳細に記載していない。本発明の実施形態を示す図面は、半概略的（semi-diagrammatic）であり、一定の縮尺通りではなく、特に、図面において寸法の一部は提示の明確さのために誇張して図示している。同様に、記載を容易にするために図面における図は概ね同様の方位を示すが、図面における表現は大部分は任意である。一般に、本発明はいずれの方位においても動作することができる。
表記及び用語
[020] 以下の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する動作の手順、ステップ、論理ブロック、処理、及び他の記号的な表現という観点で表現されている。これらの説明及び表現は、当業者によって用いられて、その作用の実質を他業者に最も有効に伝えるための手段である。ここには手順、コンピュータ実行ステップ、論理ブロック、プロセス等があり、これらは一般に所望の結果をもたらす自己矛盾のないステップ又は命令シーケンスであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。通常、必須ではないが、これらの量は、コンピュータシステムにおいて記憶、転送、結合、比較、及び他の方法で操作することができる電気的又は磁気的な信号の形態を取る。時に、主に一般的な使用という理由で、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字等と称することが便利であることがわかっている。
[021] しかしながら、これら及び同様の用語の全ては適切な物理量と関連付けられ、単にこれらの量に適用される便利な標記であることに留意するべきである。以下の考察から明らかであるように、特に明記しない限り、本発明全体を通して、「処理する」又は「アクセスする」又は「実行する」又は「記憶する」又は「レンダリングする」等の用語を用いた考察は、コンピュータシステム（例えば図１のマルチノードコンピュータシステム１０）又は同様の電子コンピューティングデバイスの行為及びプロセスを指し、それらのシステム又はデバイスは、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ及び他のコンピュータ読み取り可能媒体内の物理（電子）量として表現されたデータを操作し、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送、又は表示デバイス内の物理量として同様に表現された他のデータに変換するものであることは認められよう。いくつかの実施形態においてあるコンポーネントが示される場合、同一の参照番号の使用によって、そのコンポーネントが最初の実施形態において例示したものと同一のコンポーネントであることを表す。
[022] 本発明は、スタックダイコンフィギュレーションの半導体デバイスに固有の増えつつある課題に対する解決策を提供する。本開示の様々な実施形態は、スタックした魚の尾の形状のステッチボンドを形成することによってフィンガ長を短縮する。以下で詳細に述べるように、第１のダイからの第１のワイヤをボンドフィンガにステッチボンドした後、本明細書において第１のステッチバンプと称する導電性材料の溶融ボールを第１のステッチボンドの上に形成する。その後、第１のダイの上にスタックした第２のダイからの第２のワイヤを第１のステッチバンプにステッチボンドして、第１のステッチバンプの上に第２のステッチボンドを形成することができ、この後、第２のステッチボンド上に第２のステッチバンプを形成する等とする。
[023] 図４Ａは、本発明の一実施形態に従った複数のスタックダイの断面図である。図４Ａに示すように、複数の集積回路（ＩＣ）チップ（すなわちダイ）１２０が基板１１０上にスタックダイコンフィギュレーションで配置されている。この実施形態では、スタックダイコンフィギュレーションは４つのダイ１２０を含む。しかしながら、他のダイの数も使用可能である。ダイ１２０の間にダイスペーサ１２４が挿入されている。ダイスペーサは、２つのダイ間に必要な空間を与えて、上のダイ１２０が下のボンディングワイヤに接触すること、短絡すること、又は損傷を与えることを防ぐ。一実施形態において、ダイスペーサ１２４はシリコンスペーサである。ダイ１２０及びダイスペーサ１２４は接着層１２２によって相互に取り付けられている。底部のダイ１２０は接着層１２２によって基板１１０に取り付けられている。各ダイ１２０又はダイスペーサ１２４の底面は、製造プロセスの間に、一般にはウェハレベルで、接着フィルムを貼り合わせることができる。他の実施形態では、接着層１２２はエポキシ又は液体ペーストとすることができる。図４Ａに示すように、各ダイ１２０及びダイスペーサ１２４に接着層１２２が取り付けられる。次いで接着層１２２を硬化させて（例えばベーキングして）ダイ取り付けを完了する。
[024] 各ダイ１２０は、ワイヤボンディングプロセスの間に形成されたワイヤによって基板１１０（例えばプリント回路板又は他の電子システム）に通信可能に接続される。ワイヤボンディングステーションにおいて超音波、熱音波、又は熱圧縮ボンディングを利用するワイヤボンディングプロセスは、ボンドワイヤ１３０の端部を溶融することでボンディングパッド１３２（図示せず）上に溶融ボール１３８を形成することによって開始する。いったんボンドワイヤ１３０がダイ１２０に取り付けられたら、この機構はボンディングパッドから持ち上がり、所定の量のたるみを形成した後、ワイヤ１３０をボンドフィンガ１３６まで下降させる。このプロセスは続いて、ワイヤ１３０をコンタクトポイント１３４に押圧して平坦な魚の尾の形状のステッチボンド１４０を形成する。図５に更に示すように、各ダイ１２０上に複数のボンディングパッド１３２があり、基板１１０上に対応する複数のボンドフィンガ１３６を有する場合があり、この場合は複数のボンドワイヤ１３０が複数のボンドフィンガ１３６の各々に結合さされる。
[025] しかしながら、以下で詳細に記載する通り、図１において必要であるように複数のステッチボンド１４０のために各ボンドフィンガ１３６上に複数のコンタクトポイント１３４を必要とするのではなく、図４Ａ及び図４Ｂが示すスタックダイ実施形態では、複数のステッチボンド１４０のために必要なのは単一のコンタクトポイント１３４のみである。各ダイ１２０は、ボンディングパッド１３２からコンタクトポイント１３４まで延出する少なくとも１つのボンドワイヤ１３０を有する。しかしながら、各ボンドワイヤ１３０がそれ自身の対応するボンディングパッド１３２及びコンタクトポイント１３４を有するのではなく、本発明の一実施形態においては、複数のボンドワイヤ１３０及びそれらの対応する接続ステッチボンド１４０を単一のコンタクトポイント１３４の上にスタックする。このステッチボンド１４０のスタックは、各ステッチボンド１４０間に導電材料の溶融ボールを挿入することによって可能となる。これについては以下で論じる。導電材料の溶融ボールは、導電ワイヤの端部を加熱することによって形成する。溶融ボールのことを本明細書ではステッチバンプ４０２と称する。
[026] 従って、図４Ａに示し、更に図４Ｂに示すように、第１のボンドワイヤ１３０をボンドフィンガ１３６のコンタクトポイント１３４にステッチボンドした（１４０）後、第１のステッチバンプ４０２を形成して第１のステッチボンド１４０の上に重ねる。第１のステッチバンプ４０２は、ボンディングパッド１３２上に溶融ボール１３８を形成するものと同一のプロセスによって形成されるが、異なる点は、ワイヤをカットして、溶融ボールのみを残してステッチバンプ４０２を形成することである。第１のステッチバンプ４０２を形成した後、第２のボンドワイヤ１３０を第１のステッチバンプ４０２の上面にステッチボンドして（１４０）、第１のステッチバンプ４０２の上に重ねる。その後、第２のステッチボンド１４０の上に第３のステッチバンプ４０２を形成し、プロセスは継続する。ダイスタッキングが増大することによって対応するボンドフィンガ長が伸びる図２に示したような実施形態とは異なり、ボンドフィンガ１３６にステッチボンドされたボンドワイヤ数とは無関係にボンドフィンガ長は一定のままである。換言すると、単一のダイであっても４つのダイのスタックであっても、ボンドフィンガ長は０．２０ｍｍのままとすることができる。このため、ダイスタッキングレベルの増大によって半導体デバイスの密度が高くなっても、ボンドフィンガ長は一定であるので、半導体デバイスのパッケージサイズの縮小及び密度の上昇に役立つ。
[027] 図６は、本発明の別の実施形態による複数のスタックダイの断面図である。図６は、スペーサ１２４及び接着層１２２がフィルムオーバーワイヤ（Ｆ．Ｏ．Ｗ）層６２４によって置換されている点を除いて、図４と同一である。例示的な実施形態において、ＦＯＷ層６２４は有機接着剤から形成される。また、ＦＯＷ層６２４はダイ１２０上に予め貼り合わせることも可能である。貼り合わせたＦＯＷ層を用いてダイを配置する前に、ＦＯＷ層を加熱して軟化させる。図６に示すように、軟化したＦＯＷ層６２４をダイ１２０上に配置する場合、軟化ＦＯＷ層６２４が下部のダイ１２０の上面上に定着すると、ダイ１２０に取り付けたボンドワイヤ１３０の部分が軟化ＦＯＷ層６２４内に沈没する。この結果、ボンドワイヤ１３０の部分６３０及び溶融ボール１３８は、ダイ１２０の上に重なっているＦＯＷ層６２４内に埋め込まれる。スペーサ１２４をＦＯＷ層６２４で置換することによって、ダイ１２０から接着層１２２を除去することができる。ただし、第１のダイ１２０では接着層１１２を用いてこの第１のダイ１２０を基板１１０に取り付ける。スペーサ１２４及び接着層１２２を取り除くことができるＦＯＷ層６２４を用いると、全体的なパッケージ高が小さくなるとによって半導体デバイスの密度が更に高くなる。
[028] 図７は、複数のボンドワイヤ１３０を有する複数のダイ１２０を基板１１０に取り付けるためのプロセスのステップを示す。図８Ａから図８Ｄは、製造プロセスの段階を更に例示し、図７のステップについて追加の詳細を示す。
[029] 図７のステップ７０２では、第１のダイを取り付け、続いて第１のワイヤボンドを形成する。ステップ７０２を更に示す図８Ａにおいて、第１のダイ１２０が基板１１０に取り付けられている。第１のダイ１２０は接着層１２２によって基板１１０に取り付けられる。上述のように、接着層１２２は、ウェハレベルで前のステップでダイ１２０に貼り合わせるか、又は取り付け時にダイ１２０又は下にある表面のいずれかに取り付けることができる。第１のダイ１２０を基板１１０に取り付けた後、複数のボンドワイヤ１３０の各々を、第１のダイ１２０のボンディングパッド１３２及び基板１１０上のボンドフィンガ１３６の対応するコンタクトポイント１３４にボンドする。ボンドワイヤ１３０は、いずれかの適切な導電材料（例えば銅、銀、及び金）で形成することができる。図８Ａは、第１のダイ１２０と基板１１０との間にボンドした２本のボンドワイヤ１３０を示す。しかしながら、いずれの数のボンドワイヤも使用可能である。換言すると、ボンドワイヤ１３０を取り付けるために各ダイ１２０上に１つ以上のボンディングパッドがある場合がある。各ボンドワイヤ１３０は、「第１のボンド」としても知られる溶融ボール１３８によって第１のダイ１２０にボンドされ、「第２のボンド」としても知られるステッチボンド１４０によってコンタクトポイント１３４にボンドされる。換言すると、各ボンドワイヤは第１及び第２のボンドによってダイ及びボンドフィンガにボンドされる。
[030] 図７のステップ７０４では、第１のステッチバンプを形成する。ステップ７０４を更に示す図８Ｂにおいて、第１のステッチバンプ４０２が形成されて第１のステッチボンド１４０の上に重なっている。上述のように、第１のステッチバンプ４０２は、ボンディングパッド１３２上の溶融ボール１３８（すなわち「第１のボンド」）を形成するものと同一のプロセスによって形成される。しかしながら、ワイヤの一部を溶融させることによって溶融ボールを形成した後、新しく配置した溶融ボールからワイヤをカットして第１のステッチバンプ４０２を形成する。
[031] 図７のステップ７０６では、第２のダイを取り付け、続いて第２のワイヤボンドを形成する。ステップ７０６を更に示す図８Ｃにおいて、フィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）層６２４及び第２のダイ１２０が位置付けられて第１のダイ１２０の上に重なっている。ＦＯＷ層６２４は、別個のステップで第１のダイ１２０に適用することができ、又は第２のダイ１２０の下側に予め適用して第２のダイ１２０及び取り付けたＦＯＷ層６２４が同時に適用されるようにすることも可能である。第２のダイ１２０及びＦＯＷ層６２４を第１のダイ１２０に取り付けた後、第２の複数のボンドワイヤ１３０の各々を、第２のダイ１２０のボンディングパッド１３２及び対応する第１のステッチバンプ４０２の上面にボンドして、第１のステッチバンプ４０２の上に第２のステッチボンド１４０が形成されるようにする。各ボンドワイヤ１３０は、溶融ボール１３８を用いて第２のダイ１２０上のボンディングパッド１３２に、更に第２のステッチボンド１４０を用いて第１のステッチバンプ４０２にボンドすることで、第２のステッチボンド１４０が第１のステッチバンプ４０２の上に重なるようにする。図８Ｃは更に、第２のダイ１２０と基板１１０との間にボンドされた２本のボンドワイヤ１３０を示す。しかしながら、いかなる数のボンドワイヤも使用可能である。換言すると、ボンドワイヤ１３０を取り付けるために各ダイ１２０上に１つ以上のボンディングパッドがある場合がある。
[032] 図７のステップ７０８では、第２のステッチバンプを形成する。ステップ７０８を更に示す図８Ｄにおいて、第２のステッチバンプ４０２が、ステップ７０６で形成した各第２のステッチボンド１４０の上に形成されて、各第２のステッチバンプ４０２が第２のステッチボンド１４０の上に重なっている。図８Ｂに示し上述したように、第２のステッチバンプ４０２も、ボンディングパッド１３２上の溶融ボール１３８を形成するものと同一のプロセスによって形成される。ワイヤの一部を溶融することによって溶融ボールを形成した後、新しく配置した溶融ボールからワイヤをカットして第２のステッチバンプ４０２を形成する。次いで、追加のダイ１２０及びそれらの対応するボンドワイヤ１３０を取り付けるためにこのプロセスを繰り返せば良い。
[033] 図９は、複数のボンドワイヤ１３０を有する複数のダイ１２０を基板１１０に取り付けるための別のプロセスのステップを示す。図９に示すプロセスのステップは、図７に示したプロセスのステップよりも好適である。以下で詳細に論じるように、次のダイを配置した後に初めて各ステッチバンプを配置することによって、より強固な製造プロセスを達成する。次のダイが配置されるまでステッチバンプは配置されないので、製造プロセスの間にステッチバンプスタックに損傷を与える危険性が小さくなる。
[034] 図１０Ａから図１０Ｄは、製造プロセスの段階を更に示し、図９のステップについて追加の詳細を与える。図９のステップ９０２では、第１のダイを取り付け、続いて第１のワイヤボンドを形成する。ステップ９０２を更に示す図１０Ａにおいて、第１のダイ１２０が基板１１０に取り付けられている。第１のダイ１２０は接着層１２２によって基板１１０に取り付けられる。上述のように、接着層１２２はウェハレベルで前のステップでダイ１２０に貼り合わせるか、又は取り付け時にダイ１２０又は下にある表面のいずれかに取り付けることができる。第１のダイ１２０を基板１１０に取り付けた後、複数のボンドワイヤ１３０の各々を、第１のダイ１２０のボンディングパッド１３２に、及び基板１１０上のボンドフィンガ１３６の対応するコンタクトポイント１３４にボンドする。ボンドワイヤ１３０は、いずれかの適切な導電材料（例えば銅、銀、及び金）で形成することができる。図１０Ａは、第１のダイ１２０と基板１１０との間にボンドした２本のボンドワイヤ１３０を示す。しかしながら、いずれの数のボンドワイヤも使用可能である。換言すると、ボンドワイヤ１３０を取り付けるために各ダイ１２０上に１つ以上のボンディングパッドがある場合がある。各ボンドワイヤ１３０は、「第１のボンド」としても知られる溶融ボール１３８によって第１のダイ１２０にボンドされ、「第２のボンド」としても知られるステッチボンド１４０によってコンタクトポイント１３４にボンドされる。換言すると、各ボンドワイヤは第１及び第２のボンドによってダイ及びボンドフィンガにボンドされる。
[035] 図９のステップ９０４では、第２のダイを取り付け、続いて第１のステッチバンプを形成する。ステップ９０４を更に示す図１０Ｂにおいて、第１のフィルムオーバーフィルム（ＦＯＷ）層６２４及び第２のダイ１２０が第１のダイ１２０上に配置されている。第１のＦＯＷ層６２４は、別個のステップで第１のダイ１２０に適用することができ、又は第２のダイ１２０に予め適用して第２のダイ１２０及び取り付けたＦＯＷ層６２４が同時に適用されるようにすることも可能である。第２のダイ１２０及び第１のＦＯＷ層６２４を第１のダイ１２０に取り付けた後、第１のステッチボンド１４０上に第１のステッチバンプ４０２を形成する。上述のように、第１のステッチバンプ４０２は、ボンディングパッド１３２上の溶融ボール１３８を形成するものと同一のプロセスによって形成される。しかしながら、ワイヤの一部を溶融させることによって溶融ボールを形成した後、新しく配置した溶融ボールからワイヤをカットして第１のステッチバンプ４０２を形成する。
[036] 図９のステップ９０６では、第２のワイヤボンドを形成する。ステップ９０６を更に示す図１０Ｃにおいて、第２の複数のボンドワイヤ１３０の各々を、第２のダイ１２０のボンディングパッド１３２及び対応する第１のステッチバンプ４０２の上面にボンドして、第１のステッチバンプ４０２の上に第２のステッチボンド１４０が形成されるようにする。各ボンドワイヤ１３０は、溶融ボール１３８を用いて第２のダイ１２０上のボンディングパッド１３２に、更に第２のステッチボンド１４０を用いて第１のステッチバンプ４０２にボンドされる。図１０Ｃは、第２のダイ１２０と基板１１０との間にボンドされた２本のボンドワイヤ１３０を示す。しかしながら、いかなる数のボンドワイヤも使用可能である。換言すると、ボンドワイヤ１３０を取り付けるために各ダイ１２０上に１つ以上のボンディングパッドがある場合がある。
[037] 図９のステップ９０８では、第３のダイを取り付け、続いて第２のステッチバンプを形成する。ステップ９０８を更に示す図１０Ｄにおいて、第２のフィルムオーバーフィルム（ＦＯＷ）層６２４及び第３のダイ１２０が第２のダイ１２０上に配置されている。第２のＦＯＷ層６２４は、別個のステップで第２のダイ１２０に適用することができ、又は第３のダイ１２０に予め適用して第３のダイ１２０及び取り付けたＦＯＷ層６２４が同時に適用されるようにすることも可能である。第３のダイ１２０及び第２のＦＯＷ層６２４を第２のダイ１２０に取り付けた後、第１のステッチバンプ４０２上に形成した第２のステッチボンド１４０の上に第２のステッチバンプ４０２を形成する。上述のように、第２のステッチバンプ４０２は、ボンディングパッド１３２上の溶融ボール１３８を形成するものと同一のプロセスによって形成される。ワイヤの一部を溶融させることによって溶融ボールを形成した後、新しく配置した溶融ボールからワイヤをカットして第２のステッチバンプ４０２を形成する。次いで、対応するボンドワイヤ１３０を第３のダイ１２０及び基板に取り付けるため、更に追加のダイ１２０及びそれらの対応するボンドワイヤ１３０を取り付けるために、このプロセスを繰り返せば良い。
[038] いくつかの好適な実施形態及び方法を本明細書において開示したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくこのような実施形態及び方法の変形及び変更を実施可能であることは、前述の開示から当業者には明らかであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲並びに適用可能な法律の規則及び原理によって必要な程度にのみ限定することが意図される。

Claims (19)

  1. ダイスタッキングのための方法であって、
    基板の上に第１のダイを位置決めすることと、
    前記第１のダイ及び前記基板のボンドフィンガに第１のワイヤをボンドすることであって、前記第１のワイヤが第１のボンドによって前記ボンドフィンガに直接ボンドされる、ことと、
    前記第１のボンドの上に第１のステッチバンプを形成することであって、前記第１のステッチバンプが導電材料の溶融ボールから形成され、前記第１のステッチバンプが前記第１のボンドに直接接触する、ことと、
    前記第１のダイの上に第２のダイを位置決めすることと、
    前記第２のダイ及び前記第１のステッチバンプに第２のワイヤをボンドすることであって、前記第２のワイヤが第２のボンドによって前記第１のステッチバンプに直接ボンドされ、前記第２のボンドが前記第１のステッチバンプの上にある、ことと、
    を含む、方法。
  2. 第２のダイを位置決めする前記ステップの前に前記第１のダイの上にダイスペーサを位置決めするステップを更に含み、前記ダイスペーサが前記第１のダイと前記第２のダイとの間に位置決めされる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１のダイ、ダイスペーサ、及び第２のダイの下面に接着層が貼り合わされている、請求項２に記載の方法。
  4. 第２のダイを位置決めする前記ステップの前に前記第１のダイの上にフィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）層を位置決めするステップを更に含み、前記ＦＯＷが前記第１のダイと前記第２のダイとの間に位置決めされる、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１のダイの下面に接着層が貼り合わされている、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１のボンド及び前記第２のボンドがステッチボンドであり、ステッチボンドが魚の尾の形状を有する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤが、導電材料の溶融ボールを形成することによって前記第１のダイ及び前記第２のダイにそれぞれボンドされる、請求項１に記載の方法。
  8. ダイスタッキングのための方法であって、
    基板の上に第１のダイを位置決めすることと、
    前記第１のダイ及び前記基板のボンドフィンガに第１のワイヤをボンドすることであって、前記第１のワイヤが第１のボンドによって前記ボンドフィンガに直接ボンドされる、ことと、
    前記第１のダイの上に第２のダイを位置決めすることと、
    前記第１のボンドの上に第１のステッチバンプを形成することであって、前記第１のステッチバンプが導電材料の溶融ボールから形成され、前記第１のステッチバンプが前記第１のボンドに直接接触する、ことと、
    前記第２のダイ及び前記第１のステッチバンプに第２のワイヤをボンドすることであって、前記第２のワイヤが第２のボンドによって前記第１のステッチバンプに直接ボンドされ、前記第２のボンドが前記第１のステッチバンプの上にある、ことと、
    を含む、方法。
  9. 第２のダイを位置決めする前記ステップの前に前記第１のダイの上にダイスペーサを位置決めすることを更に含み、前記ダイスペーサが前記第１のダイと前記第２のダイとの間に位置決めされる、請求項８に記載の方法。
  10. 前記第１のダイ、ダイスペーサ、及び第２のダイの下面に接着層が貼り合わされている、請求項９に記載の方法。
  11. 前記第２のダイを位置決めすることの前に前記第１のダイの上にフィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）層を位置決めすることを更に含み、前記ＦＯＷが前記第１のダイと前記第２のダイとの間に位置決めされる、請求項８に記載の方法。
  12. 前記第１のダイの下面に接着層が貼り合わされている、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第１のボンド及び前記第２のボンドがステッチボンドであり、ステッチボンドが魚の尾の形状を有する、請求項８に記載の方法。
  14. 前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤが、導電材料の溶融ボールを形成することによって前記第１のダイ及び前記第２のダイにそれぞれボンドされる、請求項８に記載の方法。
  15. 基板と、
    前記基板の上の複数のダイであって、スタックコンフィギュレーションである複数のダイと、
    複数のボンドワイヤであって、各ボンドワイヤが前記複数のダイの１つ及び前記基板のボンドフィンガに取り付けられ、複数のボンドワイヤが前記ボンドフィンガに取り付けられ、前記複数のボンドワイヤの各ボンドワイヤがボンドによって前記ボンドフィンガに直接取り付けられ、前記複数のボンドが各ボンド対間にステッチバンプを有するスタックコンフィギュレーションであり、ステッチバンプが導電材料の溶融ボールから形成される、複数のボンドワイヤと、
    を含み、
    前記複数のダイが第１及び第２のダイを含み、前記複数のボンドが第１及び第２のボンド間に第１のステッチバンプを有する該第１及び第２のボンドを含み、
    前記第１のステッチバンプが前記第１のボンド及び前記第２のボンドに直接接触し、
    前記複数のボンドワイヤが、
    前記第１のダイ及び前記ボンドフィンガにボンドされる第１のボンドワイヤであって、前記第１のボンドによって前記ボンドフィンガに直接ボンドされる第１のボンドワイヤと、
    前記第２のダイ及び前記第１のステッチバンプにボンドされる第２のボンドワイヤであって、前記第２のボンドによって前記第１のステッチバンプに直接ボンドされる第２のボンドワイヤと、
    を含む、半導体デバイス。
  16. 前記第１及び第２のダイ間のダイスペーサを更に含む、請求項１５に記載の半導体デバイス。
  17. 前記第１及び第２のダイ及び前記ダイスペーサの下面に接着層が貼り合わされている、
    請求項１６に記載の半導体デバイス。
  18. 前記第１及び第２のダイ間のフィルムオーバーワイヤ（ＦＯＷ）層であって、前記第１のダイに取り付けられた少なくとも１つのボンドワイヤの一部が埋め込まれたＦＯＷ層を更に含む、請求項１５に記載の半導体デバイス。
  19. 前記第１のダイの下面に接着層が貼り合わされている、請求項１８に記載の半導体デバイス。
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