KR101319252B1 - Method for forming a through silicon via - Google Patents
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Abstract
관통 실리콘 비아용 비아홀을 형성할 때, 종횡비를 높게 할 수 없는 건식식각의 한계를 극복할 수 있는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은 반도체 기판을 준비하는 단계와, 상기 반도체 기판의 전면에서 상기 반도체 기판을 관통하지 않도록 이방성 식각으로 제1 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 반도체 기판의 밑면에서 상기 반도체 기판의 제1 비아홀과 연결되도록 습식식각으로 제2 비아홀을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 제공한다. 따라서 적층형 반도체 패키지에 적합한 관통 실리콘 비아를 갖는 반도체 기판을 실현할 수 있다. A method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate capable of overcoming the limitation of dry etching, in which the aspect ratio cannot be increased when forming a through hole for through silicon via, is disclosed. To this end, the present invention comprises the steps of preparing a semiconductor substrate, forming a first via hole by anisotropic etching so as not to penetrate the semiconductor substrate from the front surface of the semiconductor substrate, and the first surface of the semiconductor substrate at the bottom surface of the semiconductor substrate And forming a second via hole by wet etching so as to be connected with the via hole. Thus, a semiconductor substrate having through silicon vias suitable for a stacked semiconductor package can be realized.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 습식식각 및 건식식각을 동시에 이용하는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아(TSV: Through Silicon Via, 이하 'TSV')를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a through silicon via (TSV) of a semiconductor substrate using wet etching and dry etching at the same time.
기존에 반도체 칩은 와이어(wire) 혹은 범프(bump)를 통해 반도체 패키지의 기본 프레임인 반도체 패키지용 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결되는 것이 일반적이었다. 하지만 최근 들어 적층형 패키지(stacked package), 멀티칩 패키지(MCP: Multichip Package), SIP(System In Package)와 같은 고성능 반도체 패키지의 개발이 활발해지고 있다. 이에 따라 하나의 반도체 패키지 내부에 더 많은 반도체 칩을 수직 방향으로 탑재하는 3D(three-dimension) 패키징 기술의 개발이 활발해지고 있다. 이때 수직방향으로 탑재된 반도체 칩들은 종래의 와이어 혹은 범프 대신에 TSV를 통해 서로 전기적으로 연결되면서 반도체 패키지용 기판에 탑재된다. In the past, semiconductor chips were generally electrically connected to a printed circuit board (PCB) for a semiconductor package, which is a basic frame of the semiconductor package, through a wire or a bump. Recently, however, development of high-performance semiconductor packages such as stacked packages, multichip packages (MCPs), and system in packages (SIPs) has been actively developed. Accordingly, the development of three-dimension (3D) packaging technology for mounting more semiconductor chips in a single semiconductor package in a vertical direction has been actively developed. At this time, the semiconductor chips mounted in the vertical direction are mounted on the semiconductor package substrate while being electrically connected to each other through a TSV instead of a conventional wire or bump.
이러한 TSV를 통한 반도체 칩의 수직 방향 연결은, 신호의 연결 경로를 짧게 하여 반도체 패키지의 전기적 특성을 개선할 수 있으며, 반도체 패키지의 크기를 줄일 수 있음과 동시에 궁극적으로 반도체 소자의 대역폭(bandwidth)을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 3D 패키징 기술을 발전시키기 위해서는 안정적인 TSV의 형성 방법이 절실히 필요하다고 할 수 있다.
The vertical connection of the semiconductor chip through the TSV can shorten the signal connection path to improve the electrical characteristics of the semiconductor package, reduce the size of the semiconductor package, and ultimately reduce the bandwidth of the semiconductor device. There is an advantage that can be increased. Therefore, to develop 3D packaging technology, a stable TSV formation method is urgently needed.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 관통 실리콘 비아(TSV)를 위한 비아홀을 형성할 때, 종횡비를 높게 할 수 없는 건식식각의 한계를 극복할 수 있는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate capable of overcoming the limitation of dry etching in which the aspect ratio cannot be increased when forming a via hole for a through silicon via (TSV). There is.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법은, 반도체 기판을 준비하는 단계와, 상기 반도체 기판의 전면에서 상기 반도체 기판을 관통하지 않도록 식각하되, 건식식각으로 제1 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 반도체 기판의 밑면에서 상기 반도체 기판의 제1 비아홀과 연결되도록 식각하되, 습식식각으로 제2 비아홀을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate according to an aspect of the inventive concept, the method may include preparing a semiconductor substrate, etching the semiconductor substrate from the front surface of the semiconductor substrate so as not to penetrate the semiconductor substrate, and forming a first via hole by dry etching. And forming a second via hole by wet etching so as to be connected to the first via hole of the semiconductor substrate at a bottom surface of the semiconductor substrate.
본 발명의 실험적인 실시예에 의하면, 상기 반도체 기판은 실리콘 결정면 방향이 (100)인 것이 적합하다. According to an experimental embodiment of the present invention, it is preferable that the semiconductor substrate has a silicon crystal plane direction of (100).
또한 본 발명의 실험적인 실시예에 의하면, 상기 건식식각으로 제1 비아홀을 형성하는 단계 후, 상기 제1 비아홀을 도전성 물질로 채우는 단계를 더 진행하는 것이 적합하다.In addition, according to an experimental embodiment of the present invention, after the step of forming the first via hole by the dry etching, it is suitable to further proceed to fill the first via hole with a conductive material.
그리고, 상기 습식식각으로 제2 비아홀을 형성하는 단계 후, 상기 제2 비아홀을 도전성 물질로 채우는 단계를 더 진행하는 것이 바람직하다.In addition, after the forming of the second via hole by the wet etching, the step of filling the second via hole with a conductive material may be further performed.
이때, 상기 도전성 물질을 채우는 단계 후, 상기 도전성 물질과 연결되는 재배선층(RDL)을 형성하는 단계를 더 진행할 수도 있다.In this case, after the filling of the conductive material, the step of forming a redistribution layer (RDL) connected to the conductive material may be further proceeded.
따라서, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 첫째, 건식 식각시 TSV용 비아홀을 깊게 파는 것이 힘든 점을 극복하고, 동시에 습식식각시 비아홀을 좁게 파기 힘든 점을 극복하면서, 이들을 혼합하여 안정된 방식으로 TSV용 비아홀을 형성할 수 있다. 둘째, 반도체 기판의 상부 및 하부에 형성되는 비아홀의 구경 크기를 조절할 수 있기 때문에 적층형 반도체 패키지에 사용되는 반도체 칩에서 이상적인 형태의 TSV용 비아홀을 실현할 수 있다.
Therefore, according to the technical spirit of the present invention described above, first, in the dry etching, it is difficult to dig deeply TSV via hole, while at the same time overcome the difficulty of digging the via hole narrowly during wet etching, mixing them in a stable manner A via hole for TSV can be formed. Second, since the aperture sizes of the via holes formed on the upper and lower portions of the semiconductor substrate can be adjusted, TSV via holes of an ideal shape can be realized in a semiconductor chip used in a stacked semiconductor package.
도1은 본 발명의 실험적인 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 설명하기 위한 플로차트(flowchart)이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 관통 실리콘 비아가 형성된 반도체 기판이 응용되는 분야를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a flowchart for explaining a method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view for describing a field of application of a semiconductor substrate on which a through silicon via is formed 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.
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 the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
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 문맥 상 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.
도1은 본 발명의 실험적인 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아(TSV) 형성방법을 설명하기 위한 플로차트(flowchart)이다.1 is a flowchart for explaining a method of forming a through silicon via (TSV) of a semiconductor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저 반도체 기판(S100)을 준비한다. 상기 반도체 기판은 실리콘 결정면의 방향이 (100)일 수 있다. 이어서 상기 반도체 기판의 전면(top side)에 건식식각에 의한 제1 비아홀을 형성(S200)한다. 그 후, 상기 반도체 기판의 전면에 형성된 제1 비아홀 내부를 도전성 물질로 충진(S300)시킨다. Referring to FIG. 1, first, a semiconductor substrate S100 is prepared. The semiconductor substrate may have a direction of the silicon crystal plane (100). Subsequently, a first via hole by dry etching is formed on a top side of the semiconductor substrate (S200). Thereafter, the inside of the first via hole formed on the front surface of the semiconductor substrate is filled with a conductive material (S300).
상기 도전성 물질이 충진된 반도체 기판의 밑면에 다시 습식식각에 의한 제2 비아홀을 형성(S400)한다. 이때 상기 제1 비아홀과 제2 비아홀은 서로 연결되는 구조로 형성하는 것이 적합하다. 계속해서 상기 제2 비아홀에 도전성 물질을 충진(S500)시켜 반도체 기판을 관통하는 도전성 물질로 충진된 TSV를 형성한다. 따라서 본 발명에 따르면, TSV를 위한 비아홀의 형성은 건식식각과 습식식각을 혼합한 방식에 의해 형성되게 된다. A second via hole is formed on the bottom surface of the semiconductor substrate filled with the conductive material by wet etching again (S400). In this case, the first via hole and the second via hole may be formed to be connected to each other. Subsequently, a conductive material is filled in the second via hole (S500) to form a TSV filled with a conductive material penetrating the semiconductor substrate. Therefore, according to the present invention, the via hole for TSV is formed by a method of mixing dry etching and wet etching.
상기 도전성 물질이 충진된 반도체 기판의 전면에 재배선층(RDL: Re-Distribution Layer)을 형성(S600)하고, 다시 상기 반도체 기판의 밑면에 재배선층(RDL)을 형성(S700)하여 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성 공정을 완료한다.A redistribution layer (RDL) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate filled with the conductive material (S600), and a redistribution layer (RDL) is formed on the bottom surface of the semiconductor substrate (S700). The through-silicon via forming process of the semiconductor substrate according to the embodiment is completed.
이하 상세 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a through silicon via of a semiconductor substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저 반도체 기판(100)을 준비한다. 상기 반도체 기판(100)은 전면(top side)에 정해진 기능을 수행하는 소정의 회로패턴이 형성되고 최종보호막(Passivation layer)이 덮여진 구조일 수 있다. 또한 상기 반도체 기판(100)은 상부 및 하부 반도체 칩의 중간에 삽입되어 상하간 연결 경로(path)로 사용되는 인터포저(interposer)로 사용되는 반도체 기판일 수도 있다. 또한 상기 반도체 기판(100)은 백그라인딩(back-grinding) 공정을 통해 두께가 얇아진 상태의 반도체 기판(100)일 수도 있다.Referring to FIG. 2, first, a
이때, 상기 반도체 기판(100)은 실리콘 결정면의 구조가 (100)인 반도체 웨이퍼를 사용하는 것이 적합하다. 통상적으로 반도체 웨이퍼는 실리콘 단결정의 결정면의 구조에 따라, (100), (110) 및 (111) 반도체 웨이퍼로 분류한다. 가령, 실리콘 단결정이 정확하게 정육면체를 갖는다고 가정할 때, 정사각형 형태를 그대로 잘라서 가공한 것은 (100) 반도체 웨이퍼에 해당하고, 정사각형의 양쪽 대각선 꼭지점으로부터 아래로 그대로 잘라내는 결정면을 갖는 것은 (110) 반도체 웨이퍼에 해당하며, 한쪽 꼭지점에서 아래쪽 대각선으로 삼각형을 그리는 방향으로 결정면을 갖는 것은 (111) 반도체 웨이퍼에 해당한다. 이때 (100) 반도체 웨이퍼는 화학적으로 비교적 안정된 특성을 나타내며, (111) 반도체 웨이퍼는 화학적으로 활성도가 높은 반응을 갖는 특성을 지닌다. 그리고 (110) 반도체 웨이퍼는 그 중간의 특성을 지니는 것으로 알려져 있다. At this time, it is preferable that the
본 발명에서 반도체 기판(100)으로 단결정 실리콘의 결정면의 구조가 (100)인 반도체 웨이퍼를 사용하는 이유는, 상기 단결정 실리콘의 결정면의 구조가 (100)인 반도체 웨이퍼는 습식식각시 수평면에 대해 일정한 각도를 갖도록 비스듬히 식각되는 특징이 있기 때문이다.The reason for using the semiconductor wafer having the crystal plane structure of single crystal silicon (100) as the
도 3을 참조하면, 상기 반도체 기판(100)에 건식식각 공정을 진행하여 정해진 깊이를 갖는 제1 비아홀(102)을 형성한다. 이때 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.Referring to FIG. 3, a dry etching process is performed on the
도 4를 참조하면, 상기 제1 비아홀(102)이 형성된 반도체 기판(100)에서, 상기 제1 비아홀(102) 내부를 도전성 물질(104)로 충진(filling)시킨다. 구체적으로는, 먼저 상기 제1 비아홀이 형성된 반도체 기판(100) 전면에 산화막 및 질화막의 단일막 혹은 복합막으로 이루어진 절연막(106)을 형성한다. 이어서 시드층(seed layer, 미도시)층을 얇은 두께로 적층한 후, 이를 이용하여 전해도금(electro plating)을 이용하여 상기 제1 비아홀(102) 내부에 도전성 물질(104)을 채운다. 상기 도전성 물질은 구리(Cu)와 같은 금속이 사용될 수 있다. 그 후, 상기 절연막(106) 위에 형성된 도전성 물질(104)을 화학기계적 연마 공정(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 제거한다. 이때 상기 절연막(106)은 연마저지층(polishing stopper, 106)으로 사용될 수 있다. Referring to FIG. 4, in the
도 5를 참조하면, 상기 도전성 물질(104)이 상기 제1 비아홀(102)에 채워진 반도체 기판(100)의 밑면에 제2 비아홀(110)을 습식식각 방식으로 형성한다. 이때 마스크 패턴(mask pattern)으로 질화막, 산화막의 단일막 혹은 이들의 복합막을 사용할 수 있다. 이때, 상기 습식식각의 식각액(etchant)은, 33±5 wt% 의 포타슘 하이드로옥사이드(Potassium hydroxide, 이하, 'KOH')가 물과 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)과 혼합된 용액을 사용할 수 있으며, 습식식각이 진행되는 온도는, 80±3℃의 온도 범위에서 진행하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, the
상술한 습식식각 공정에 있어서, 본 발명에 의한 반도체 기판(100)은, 반도체 웨이퍼가 (100)의 결정면 방향을 갖기 때문에 관통비아홀(110)은 반도체 웨이퍼의 수평면에 대해 54.74°의 경사도(도면의 θ)를 갖도록 비스듬히 형성된다. 따라서 반도체 기판(100)의 상부 제1 비아홀(102)은 구경이 좁고, 하부 제2 비아홀(110)은 구경이 넓게 확장되는 형상의 TSV용 비아홀을 형성(도6의 112)할 수 있다.In the above-described wet etching process, since the
이때 제2 비아홀(110)이 확장되는 정도는 습식식각에 의해 반도체 기판(100)을 식각하는 깊이가 깊어지면 질수록 더욱 확장된 형태를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법은, 건식 식각시 TSV용 비아홀을 깊게 파는 것이 힘든 점을 극복하고, 동시에 습식식각시 비아홀을 좁게 파기 힘든 점을 극복하면서, 이들을 혼합하여 안정된 방식으로 TSV용 비아홀(도6의 112)을 형성할 수 있다. In this case, as the depth of the second via
도 6을 참조하면, 상기 제2 비아홀(110)이 형성된 반도체 기판(100)에 도전성 물질(104)을 충진(filling)시킨다. 구체적으로는, 먼저 상기 제2 비아홀(110)이 형성된 반도체 기판(100) 밑면에 산화막 및 질화막의 단일막 혹은 복합막으로 이루어진 절연막(108)을 형성한다. 이어서 시드층(seed layer, 미도시)층을 얇은 두께로 적층한 후, 이를 이용하여 전해도금(electro plating)을 이용하여 상기 제2 비아홀(110) 내부에 도전성 물질을 채운다. 상기 도전성 물질은 구리(Cu)와 같은 금속이 사용될 수 있다. 그 후, 상기 절연막(108) 아래로 형성된 도전성 물질(104A)을 화학기계적 연마 공정(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 제거한다. 상기 화학기계적 연마 공정에서 상기 절연막(108)은 연마저지층의 역할을 할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 7을 참조하면, 상기 TSV용 비아홀(112)을 채우는 도전성 물질(104, 104A)과 연결된 재배선층(114, 116)을 상기 반도체 기판(100)의 전면 및 밑면에 각각 형성한다. 상기 재배선층(114, 116)은 TSV가 형성된 위치를 반도체 기판(100)의 상하면에서 자유롭게 이동시키기 위해 형성되며, 이로 인한 TSV의 위치 이동으로 말미암아 반도체 기판(100)의 전면 및 밑면의 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 이어서 상기 재배선층(114, 116)에서 외부연결단자가 연결될 수 있는 패드에 외부연결단자(118, 120), 예컨대 솔더볼이나 솔더 범프를 부착하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 기판(1000)의 관통 실리콘 비아 형성 공정을 완료한다.Referring to FIG. 7, redistribution layers 114 and 116 connected to the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 관통 실리콘 비아가 형성된 반도체 기판이 응용되는 분야를 설명하기 위한 단면도이다.8 is a cross-sectional view for describing a field of application of a semiconductor substrate on which a through silicon via is formed according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 TSV를 포함하는 도 7에 의한 반도체 기판(1000)이 패키지 온 패키지(POP: Package On Package) 구조의 시스템 인 패키지(SIP)에서 하부 반도체 패키지(1200)와 상부 반도체 패키지(1100) 사이를 서로 연결하는 인터포저(1000)로 사용된 실시예를 보여준다. 이때, TSV의 개수는 4개에서 6개로 증가된 것을 적용하였다. 일반적으로 패키지 온 패키지(POP)에서 하부 반도체 패키지(1200)에 사용되는 외부연결단자(1202), 예컨대 솔더볼의 크기가 크고, 상부 반도체 패키지(1100)에 사용되는 외부연결단자(118)의 크기가 작은 경우, 본 발명에 의한 TSV를 갖는 반도체 기판(1000)은 중간에 삽입되어 연결 경로로써 효율적으로 사용될 수 있다. Referring to FIG. 8, the
왜냐하면 전면에서 TSV용 도전성 물질(도7의 104)과 연결되는 외부연결단자(118)는 선 폭이 좁고, 밑면에서 TSV용 도전성 물질(도7의 104A)과 연결되는 외부연결단자(120)는 선 폭이 크기 때문이다. 도면에서 참조부호 1204, 1206, 1208은 외부연결단자를 외부의 손상이나 전기적 접촉으로부터 보호하는 언더필(underfill)을 가리킨다. 또한 하부 반도체 패키지(1200)는 외부연결단자(1202)를 통해 인쇄회로기판(200)에 탑재된 상태를 보여준다. 상기 반도체 기판(1000)의 TSV의 개수 및 구경은, 예시적으로 도시되었으며 당업자에 의해 최적화하기 위해 여려 형태로 변형이 가능하다.The
이때, 본 응용예는 인터포저로 사용되는 본 발명에 의한 반도체 기판(1000)이 하부 반도체 패키지(1200)와 상부 반도체 패키지(1100)의 사이에 사용되는 것을 하나의 실시예로 보였다. 하지만, 본 발명에 의한 반도체 기판(1000)은 하부 반도체 패키지(1200)를 탑재하지 않고 곧바로 인쇄회로기판(200)에 반도체 기판(1000)의 외부연결단자(120)가 탑재되는 방식으로도 적용이 가능하다고 할 수 있다.At this time, the present application example was shown that the
한편, 본 발명에 의한 TSV를 갖는 반도체 기판(1000)은, 3개 이상의 반도체 칩이 수직으로 쌓여진 적층형 반도체 패키지의 중간에 사용되는 반도체 칩으로도 활용될 수 있다. 그 외, 반도체 패키지를 소형화시키거나, 기능을 확장하는 다양한 분야에 적용이 가능하다. Meanwhile, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical spirit to which the present invention belongs.
100: 반도체 기판, 102: 제1 비아홀,
104: 도전성 물질, 106/108: 절연막,
110: 제2 비아홀, 112:TSV용 비아홀,
114: 상부 재배선층, 116: 하부 재배선층,
118/120: 외부연결단자.100: semiconductor substrate, 102: first via hole,
104: conductive material, 106/108: insulating film,
110: second via hole, 112: TSV via hole,
114: upper redistribution layer, 116: lower redistribution layer,
118/120: External connection terminal.
Claims (5)
상기 반도체 기판의 전면에서 상기 반도체 기판을 관통하지 않도록 식각하되, 건식식각으로 제1 비아홀을 형성하는 단계; 및
상기 반도체 기판의 밑면에서 상기 반도체 기판의 제1 비아홀과 연결되도록 식각하되, 습식식각으로 제2 비아홀을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법.
Preparing a semiconductor substrate;
Etching the front surface of the semiconductor substrate so as not to penetrate the semiconductor substrate, but forming a first via hole by dry etching; And
And etching the bottom surface of the semiconductor substrate so as to be connected to the first via hole of the semiconductor substrate, and forming a second via hole by wet etching.
상기 반도체 기판은 실리콘 결정면의 방향이 (100)인 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법.
The method of claim 1,
The semiconductor substrate has a silicon crystal plane direction of (100), wherein the through-silicon via formation method of the semiconductor substrate.
상기 건식식각으로 제1 비아홀을 형성하는 단계 후,
상기 제1 비아홀을 도전성 물질로 채우는 단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법.
The method of claim 1,
After forming the first via hole by the dry etching,
And further filling the first via hole with a conductive material.
상기 습식식각으로 제2 비아홀을 형성하는 단계 후,
상기 제2 비아홀을 도전성 물질로 채우는 단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법.
The method of claim 1,
After forming the second via hole by the wet etching,
And further filling the second via hole with a conductive material.
상기 도전성 물질을 채우는 단계 후,
상기 도전성 물질과 연결되는 재배선층(RDL)을 형성하는 단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 관통 실리콘 비아 형성방법.
The method according to claim 3 or 4,
After filling the conductive material,
And further forming a redistribution layer (RDL) connected to the conductive material.
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