(57)【要約】半導体構成要素は、基板接点を有する半導体基板と、基板接点に取り付けられたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）とを含む。スルー・ワイヤ相互接続部は、半導体基板の両側の第１面および第２面の上に接点を有する複数レベル相互接続部を形成する。スルー・ワイヤ相互接続部は、基板接点および基板を貫通するバイアと、バイア内の、基板接点との接合接続部を有するワイヤと、ワイヤ上の、第１面に近接する第１接点と、ワイヤ上の、第２面に近接する第２接点とを含む。スルー・ワイヤ相互接続部はまた、第１接点は露出したままにしながらスルー・ワイヤ相互接続部を部分的に封止するポリマー層も含む。半導体構成要素を使用して、積層システム・モジュール・システムおよび試験システムを製造することができる。半導体構成要素を製造する方法は、ポリマー層を形成するためのフィルム補助成形プロセスを含むことができる。
2009534865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、前記第１面上の基板接点、第２面、および基板を貫通して前記第１面から前記第２面まで延びるバイアを有する基板と、
前記バイア内の、前記基板接点に取り付けられたワイヤと、
前記ワイヤ上の、前記第１面に近接する第１接点と、
前記ワイヤ上の、前記第２面に近接する第２接点と、
前記第１接点は露出したままにしながら前記ワイヤを少なくとも部分的に封止する、前記第１面上のポリマー層とを含む、半導体構成要素。
【請求項２】
前記バイアが前記基板接点を貫通して延び、前記バイアの外部で前記ワイヤが折り曲げられ前記基板接点に接合される、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項３】
前記ワイヤに取り付けられたボンディング部材を前記基板接点上にさらに含み、前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ボンディング部材の頂部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項４】
前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ワイヤの湾曲部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項５】
前記第２接点が前記ワイヤの端部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項６】
前記第２接点が、前記ワイヤ上のバンプ、パッド、ボール、突起部、または面を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項７】
前記基板が、前記基板接点と電気的に連通した少なくとも１つの集積回路を有する半導体基板を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項８】
前記ワイヤの湾曲部を支持するポリマー部材を前記基板接点上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項９】
前記スルー・ワイヤ相互接続部と電気的に連通した第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の基板を前記基板上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１０】
前記スルー・ワイヤ相互接続部を第２の基板に電気的に接続する導電性ポリマー層を前記基板上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１１】
前記バイア内、または前記ワイヤ上に絶縁層をさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１２】
前記ワイヤを取り囲むポリマー材料を前記バイア内にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１３】
前記ポリマー層が前記バイア内に延び、前記ワイヤを取り囲む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１４】
前記第２接点を露出したままにしながら前記第２面を少なくとも部分的に封止する第２のポリマー層をさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１５】
前記基板接点と電気的に連通するパッドを前記第１面上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１６】
前記第１接点が前記ワイヤの湾曲部上に突起部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１７】
前記ポリマー層が前記基板の前記第１面および周辺縁部を実質的に封止する、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１８】
前記ポリマー層が前記基板の前記第１面および前記第２面を実質的に封止する、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１９】
前記ポリマー層が前記第１面、および前記バイア内の前記ワイヤを実質的に封止する、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項２０】
前記ワイヤが、前記第１接点または前記第２接点として構成された金属面を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項２１】
第１面、前記第１面上の基板接点、および第２面を有する半導体基板と、
前記基板接点内および前記基板内の、前記第１面から前記第２面まで延びる、バイアと、
前記バイア内の、前記基板接点に接合されたワイヤと、
第１接点として構成された部分を有する、前記ワイヤおよび前記基板接点の上のボンディング部材と、
前記第１接点を露出したままにしながら前記ワイヤおよび前記ボンディング部材を少なくとも部分的に封止する、前記第１面上のポリマー層とを含む、半導体構成要素。
【請求項２２】
前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤの端部上にさらに含む、請求項２１に記載の半導体構成要素。
【請求項２３】
前記第２接点が、前記ワイヤ上の面、バンプ、ボールまたは突起部を含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２４】
前記第１面に近接する前記ワイヤの湾曲部からなる第３接点を前記ワイヤ上にさらに含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２５】
前記ボンディング部材がスタッド・バンプ、ダブル・バンプ、ボール・バンプ、ハンダ・バンプ、または導電性ポリマー・バンプを含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２６】
前記半導体基板が、薄型半導体ダイを含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２７】
前記半導体基板が半導体ウェハを含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２８】
前記半導体基板から前記ワイヤを絶縁するように構成された絶縁層を前記バイア内または前記ワイヤ上にさらに含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項２９】
前記ワイヤを少なくとも部分的に封止するポリマー材料を前記バイア内にさらに含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項３０】
前記ワイヤの湾曲部を支持するポリマー部材を前記基板接点上にさらに含む、請求項２
２に記載の半導体構成要素。
【請求項３１】
前記第２面上に第２のポリマー層をさらに含む、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項３２】
前記ポリマー層が前記バイア中に延び、前記バイア内の前記ワイヤを固定する、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項３３】
前記ポリマー層が前記基板の５つの面を封止する、請求項２２に記載の半導体構成要素。
【請求項３４】
第１面、第２面、集積回路、前記集積回路と電気的に連通した前記第１面上の基板接点を有する半導体基板と、
前記半導体基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記基板接点および前記基板を前記第２面まで貫通するバイアと、前記バイア内の、湾曲部、および前記基板接点との接合接続部を有するワイヤと、前記ワイヤおよび前記基板接点の上の、第１接点がその上にあるボンディング部材と、前記バイア内の前記ワイヤ上の、前記第２面に近接する第２接点とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を封止する、前記第１面上のポリマー層とを含む、半導体構成要素。
【請求項３５】
前記バイア内の前記ワイヤを取り囲むポリマー材料をさらに含む、請求項３４に記載の半導体構成要素。
【請求項３６】
前記ポリマー層が前記バイア中に延び、前記バイア内の前記ワイヤを固定する、請求項３４に記載の半導体構成要素。
【請求項３７】
前記スルー・ワイヤ相互接続部に接合された第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の半導体基板を前記半導体基板上にさらに含む、請求項３４に記載の半導体構成要素。
【請求項３８】
前記第２の半導体基板を前記半導体基板に接合し、前記第２のスルー・ワイヤ相互接続部を前記スルー・ワイヤ相互接続部に電気的に相互接続する導電性ポリマー層をさらに含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項３９】
前記半導体基板が、薄型ダイを含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４０】
前記半導体基板が半導体ウェハを含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４１】
前記第１接点が前記ボンディング部材の頂部を含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４２】
前記第１接点がスタッド・バンプを含み、その頂部に前記ワイヤが接合される、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４３】
前記第１接点がダブル・バンプを含み、その中央部分に前記ワイヤが接合される、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４４】
前記基板接点と電気的に連通するパッドを前記第１面上にさらに含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４５】
前記第２接点が、前記ワイヤ上の面、バンプ、ボールまたは突起部を含む、請求項３７に記載の半導体構成要素。
【請求項４６】
第１面、前記第１面上の基板接点、および第２面を有する半導体基板と、
前記基板接点内および前記基板内の、前記第１面から前記第２面まで延びるバイアと、
前記バイア内の、前記第１面に近接する湾曲部を有し前記基板接点に接合されたワイヤと、
前記基板接点上の、前記湾曲部を支持するポリマー部材と、
前記ワイヤ上の第１接点とを含む、半導体構成要素。
【請求項４７】
前記第１接点が前記湾曲部の露出面を含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項４８】
前記第１接点が前記湾曲部上の突起部またはバンプを含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項４９】
前記第１接点が、第２の半導体構成要素上の結合接点の耐摩耗性または浸透性を強化するように構成された層を含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５０】
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を実質的に封止するポリマー層を前記第１面上にさらに含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５１】
前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤの端部上にさらに含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５２】
もう１つの接点として構成された頂部を有するボンディング部材を前記基板接点上にさらに含む、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５３】
前記ワイヤが前記バイア内で自由に動く、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５４】
前記ワイヤが、前記バイア内のポリマー材料によって前記バイアに固定される、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５５】
前記ワイヤが、前記第１面上および前記バイア内のポリマー層によって前記バイアに固定される、請求項４６に記載の半導体構成要素。
【請求項５６】
第１面、第２面、集積回路、前記集積回路と電気的に連通した前記第１面上の基板接点を有する半導体基板と、
前記半導体基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記基板接点および前記基板を前記第２面まで貫通するバイアと、前記バイア内の、第１接点として構成された湾曲部と、前記基板接点との接合接続部とを有するワイヤと、前記ワイヤの端部上の、前記第２面に近接する第２接点とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記基板接点上の、前記湾曲部を支持するポリマー部材とを含む、半導体構成要素。
【請求項５７】
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を封止するポリマー層を前記第１面上にさらに含む、請求項５６に記載の半導体構成要素。
【請求項５８】
前記ポリマー層が前記基板の前記第１面および周辺縁部を封止する、請求項５７に記載の半導体構成要素。
【請求項５９】
前記ポリマー層が前記第１面を封止し前記バイア中に延びて、前記ワイヤを前記バイア
に固定する、請求項５７に記載の半導体構成要素。
【請求項６０】
前記第２接点を露出したままにしながら前記第２面を封止する第２のポリマー層をさらに含む、請求項５６に記載の半導体構成要素。
【請求項６１】
前記基板接点および前記接合接続部の上のボンディング部材をさらに含む、請求項５６に記載の半導体構成要素。
【請求項６２】
前記半導体基板が、薄型半導体ダイまたは薄型半導体ウェハを含む、請求項５６に記載の半導体構成要素。
【請求項６３】
第１面、第２面、前記第１面上の基板接点、ならびに前記基板接点および前記基板を貫通して前記第１面から前記第２面まで延びるバイアを有する第１の基板と、
前記第１の基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記バイア内の、前記基板接点に接合されたワイヤと、前記ワイヤ上の、前記第１面に近接する第１接点と、前記ワイヤ上の、前記第２面に近接する第２接点と、前記第１接点を露出したままにしながら前記ワイヤを少なくとも部分的に封止する、前記第１面上のポリマー層とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記第１接点または前記第２接点に電気的に接続された第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有し前記第１の基板上に積層された少なくとも１つの第２の基板とを含む、半導体システム。
【請求項６４】
前記第１の基板および前記第２の基板が、薄型半導体ダイまたは薄型半導体ウェハを含む、請求項６３に記載の半導体システム。
【請求項６５】
前記第１の基板が、薄型半導体ダイを含み、前記第２の基板が半導体ウェハを含む、請求項６３に記載の半導体システム。
【請求項６６】
前記第２の基板を前記第１の基板に取り付け、かつ前記第２のスルー・ワイヤ相互接続部を前記第１接点または前記第２接点に電気的に接続する異方性導電ポリマー膜をさらに含む、請求項６３に記載の半導体システム。
【請求項６７】
前記第１の基板をもう１つの基板に取り付け、かつ前記第１のスルー・ワイヤ相互接続部を前記基板上の電極に電気的に接続する第２の異方性導電ポリマー膜をさらに含む、請求項６３に記載の半導体システム。
【請求項６８】
第１面、第２面、集積回路、前記集積回路と電気的に連通した前記第１面上の基板接点を有する第１の基板と、
前記第１の基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記基板接点および前記基板を前記第２面まで貫通するバイアと、前記バイア内の、第１接点として構成された湾曲部と、前記基板接点との接合接続部とを有するワイヤと、前記ワイヤの端部上の、前記第２面に近接する第２接点と、前記基板接点上の、前記湾曲部を支持するポリマー部材とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記第１接点または前記第２接点に接合された第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有し前記第１の基板上に積層された少なくとも１つの第２の基板とを含む、半導体システム。
【請求項６９】
前記第１の基板および前記第２の基板が、薄型半導体ダイを含む、請求項６８に記載の半導体システム。
【請求項７０】
前記第１の基板が、薄型半導体ダイを含み、前記第２の基板が半導体ウェハを含む、請
求項６８に記載の半導体システム。
【請求項７１】
前記第１の基板が第１の半導体ウェハを含み、前記第２の基板が第２の半導体ウェハを含む、請求項６８に記載の半導体システム。
【請求項７２】
前記第２の基板を前記第１の基板に取り付け、かつ前記第２のスルー・ワイヤ相互接続部を前記第１接点または前記第２接点に電気的に接続する異方性導電ポリマー膜をさらに含む、請求項６８に記載の半導体システム。
【請求項７３】
試験接点を含む供試デバイスと、
第１面、前記第１面上の基板接点、および第２面を有する基板と、
前記基板上のスルー・ワイヤ相互接続部と、を含む半導体試験システムであって、
前記スルー・ワイヤ相互接続部が、前記基板接点内および前記基板内の、前記第１面から前記第２面まで延びるバイアと、前記バイア内の、前記第１面に近接する湾曲部を有し前記基板接点に接合されたワイヤと、前記基板接点上の、前記湾曲部を支持するポリマー部材と、前記ポリマー部材によって加えられた付勢力を受けて前記試験接点と一時的な電気的接続を行うように構成された、前記ワイヤの端部上の接点とを含む、半導体試験システム。
【請求項７４】
前記供試デバイスが、半導体ダイ、またはダイのアレイを含む、請求項７３に記載の半導体試験システム。
【請求項７５】
前記供試デバイスが半導体ウェハを含む、請求項７３に記載の半導体試験システム。
【請求項７６】
第１面、第２面および基板接点を有する基板を設けるステップと、
前記基板接点内および前記基板内にバイアを前記第２面まで形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤ上に、前記第１面に近接する第１接点を形成し、かつ前記ワイヤ上に、前記第２面に近接する第２接点を形成するステップと、
前記第１接点を露出したまま前記第１面上にポリマー層を形成するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項７７】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、成形ステップ中に前記第１接点が成形フィルムによって保護されるフィルム補助成形プロセスを含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記ワイヤに取り付けられたボンディング部材を前記基板接点上に形成するステップをさらに含み、前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ボンディング部材の頂部を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
前記第１接点が、前記ワイヤの、前記ポリマー層によって封止されていない湾曲部を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８０】
前記第２接点が前記ワイヤの端部を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８１】
前記第２接点が、前記ワイヤ上のバンプ、パッド、ボールまたは面を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８２】
前記基板が、前記基板接点と電気的に連通した少なくとも１つの集積回路を有する半導体基板を含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８３】
前記ワイヤの湾曲部を支持するポリマー部材を前記基板接点上に形成するステップをさらに含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８４】
前記スルー・ワイヤ相互接続部と電気的に連通した第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の基板を前記基板上に取り付けるステップをさらに含む、請求項７６に記載の方法。
【請求項８５】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、複数の基板を含む半導体ウェハ上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項７６に記載の方法。
【請求項８６】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、フィルム・フレーム上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項７６に記載の方法。
【請求項８７】
第１面、第２面および基板接点を有する基板を設けるステップと、
前記基板接点内および前記基板内にバイアを前記第２面まで形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤおよび前記基板接点の上にボンディング部材を形成するステップと、
前記ボンディング部材の少なくとも一部分を露出したままポリマー層を前記第１面に形成するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項８８】
前記ボンディング部材がスタッド・バンプ、ボール・バンプ、ダブル・バンプ、ハンダ・バンプ、または導電性ポリマー・バンプを含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記ポリマー層を形成する前記ステップがフィルム補助成形プロセスを含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９０】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、前記ボンディング部材の前記部分を成形フィルムが覆うフィルム補助成形プロセスを含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９１】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、複数の基板を含む半導体ウェハ上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項８７に記載の方法。
【請求項９２】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、フィルム・フレーム上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項８７に記載の方法。
【請求項９３】
前記ボンディング部材に電気的に接続された第２接点を有する第２の基板を前記基板上に積層するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９４】
異方性導電接着剤を使用して前記ボンディング部材に電気的に接続された第２接点を有する第２の基板を前記基板上に積層するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９５】
前記ボンディング部材に電気的に接続された第２のボンディング部材を有する第２の基板を前記基板上に積層するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９６】
前記ワイヤに電気的に接続された第２のワイヤを有する第２の基板を前記基板上に積層するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９７】
前記ワイヤを取り囲むポリマー材料を前記バイア内に形成するステップをさらに含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項９８】
前記ポリマー層を形成するステップで、前記ワイヤを取り囲むポリマー材料を前記バイア内に堆積させる、請求項８７に記載の方法。
【請求項９９】
集積回路、および前記集積回路と電気的に連通した基板接点を有する半導体基板を設けるステップと、
前記接点内および前記基板内にバイアを形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤを前記基板接点に接合するステップと、
前記ワイヤと電気的に連通する第１接点を前記第１面に形成するステップと、
前記第１接点を覆うステップと、
前記第１接点が覆われたままで前記第１面上にポリマー層を形成するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項１００】
前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤ上に形成するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記覆うステップおよび前記ポリマー層を形成する前記ステップがフィルム補助成形プロセスを含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０２】
前記基板が、前記ポリマー層を形成する前記ステップ中に半導体ウェハ上に収容されている、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０３】
前記基板が、前記ポリマー層を形成する前記ステップ中にフィルム・フレーム上に収容されている、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０４】
前記覆うステップが、前記第１接点を成形フィルムで覆うステップを含み、前記ポリマー層を形成する前記ステップがフィルム補助成形ステップを含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０５】
前記配置するステップおよび前記接合するステップが、ボンディング細管を使用して実施される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０６】
前記バイア内および前記ワイヤの周囲にポリマー材料を堆積させるステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０７】
前記ポリマー層を形成する前記ステップで、前記ワイヤを取り囲むポリマー材料を前記バイア内に堆積させる、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０８】
前記第１接点として構成された部分を有するボンディング部材を前記ワイヤ上および前記基板接点上に形成するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０９】
前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤ上に形成するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１１０】
前記第２接点上に耐摩耗層または浸透層を形成するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１１１】
前記基板接点と電気的に連通するパッドを前記第１面に形成するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法。
【請求項１１２】
第１面、第２面および基板接点を有する基板を設けるステップと、
前記基板接点内および前記基板内にバイアを前記第２面まで形成するステップと、
前記基板接点上にポリマー部材を形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤを、前記ポリマー部材によって支持されたその湾曲部で前記基板接点に接合するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項１１３】
前記湾曲部上に接点を形成するステップをさらに含む、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１４】
耐摩耗性または酸化物浸透性を与えるように構成された金属層を前記湾曲部上に形成するステップをさらに含む、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１５】
前記湾曲部の外側面を露出したままポリマー層を前記第１面に形成するステップをさらに含む、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１６】
前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤの端部に形成するステップをさらに含む、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１７】
前記ポリマー部材を形成する前記ステップが、前記基板接点上にポリマー部材を堆積、成形または配置するステップを含む、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１８】
前記配置するステップおよび前記接合するステップが、ボンディング細管を使用して実施される、請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１９】
第１面、第２面および基板接点を有する基板を設けるステップと、
前記基板接点内および前記基板内にバイアを前記第２面まで形成するステップと、
前記基板接点上にポリマー部材を形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤを、前記ポリマー部材によって支持されたその湾曲部で前記基板接点に接合するステップと、
前記第１面に近接する第１接点を前記ワイヤ上に形成し、前記第２面に近接する第２接点を前記ワイヤ上に形成するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項１２０】
付勢力を与える前記ポリマー部材を用いて前記第１接点と試験接点との間で一時的な電気的接続を形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
付勢力を与える前記ポリマー部材を用いて前記第２接点と試験接点との間で一時的な電気的接続を形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２２】
前記第１接点が前記湾曲部の外側面を含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２３】
付勢力を与える前記ポリマー部材を用いて前記湾曲部ともう１つの接点との間で電気的接続を形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２４】
前記第２接点が前記ワイヤの端部上のボール接点を含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２５】
前記ポリマー部材を形成する前記ステップが、前記基板接点上にポリマー材料を堆積、
成形または配置するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２６】
前記配置するステップおよび前記接合するステップが、ボンディング細管を使用して実施される、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２７】
耐摩耗性または酸化物浸透性を与えるように構成された外層を前記第１接点上に形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２８】
耐摩耗性または酸化物浸透性を与えるように構成された外層を前記第２接点上に形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２９】
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を実質的に封止するポリマー層を前記第１面に形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３０】
前記第２接点を露出したままにしながらポリマー層を前記第２面に形成するステップをさらに含む、請求項１１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体製造においてパッケージングは、半導体基板を動作可能な半導体構成要素に変換する最終工程である。一般に、半導体基板は半導体ダイの形をとる。パッケージングにより半導体基板、半導体基板上の集積回路の信号伝送システム、およびその構成要素の外部接続点を保護する。より小さく、軽く、薄い消費者製品の需要に応えて、新しい半導体構成要素および新しいパッケージング方法が開発されている。新しい構成要素は、微細ボール・グリッド・アレイ（ＦＢＧＡ）パッケージなどの多ピン単一ダイ・パッケージ、ならびに積層パッケージおよびシステム・イン・パッケージ（ＳＩＰ）などのマルチ・ダイ・パッケージを含む。
【０００２】
新しいパッケージング方法は、ウェハ・レベル・パッケージング（ＷＬＰ）、複数半導体ダイの積層、および３Ｄパッケージングを含む。ウェハ・レベル・パッケージング（ＷＬＰ）では、パッケージングのすべての工程が、複数の全く同じ半導体基板を含む半導体ウェハに対して実施される。加えて、半導体構成要素のすべての相互接続部が、構成要素の周辺輪郭内に配置される。ウェハ・レベル・パッケージング（ＷＬＰ）に続いて、半導体構成要素は、ウェハからチップ・スケール構成要素に分離される。一般に、ウェハ・レベル・パッケージング（ＷＬＰ）は、より小さな構成要素および低コスト大量生産を実現する。
【０００３】
積層では、２つ以上の半導体構成要素が積層され、積層システムに相互接続される。積層システムの信号伝送システムは、隣接する積層構成要素を電気的に接続する相互接続部を含む。加えて、信号伝送システムは、信号をシステム中に入出力するための端子接点を設けなければならない。３Ｄ構成要素の信号伝送システムは、垂直に集積化された、構成要素の主平面に対し必ずしも平坦ではない相互接続部を含む。例えば、スルー・ウェハ導電バイアの形をした相互接続部は、半導体構成要素の両側の平面の間に信号経路を形成することができる。
【発明の開示】
【０００４】
一般に、新しいタイプの相互接続部は、構成要素上に含まれる集積回路との間の信号伝送システムを実装するために開発されてきた。これらの相互接続部は、要求の厳しい電気的要件を満足しなければならない。例えば、相互接続部は、信号経路長が最短でクロストークが最少である高密度構成とすることができなければならない。相互接続部はまた、熱的機械的応力に対応し、かつ広い周波数範囲にわたり制御されたインピーダンスで電力配分を行う能力を有していなければならない。加えて、相互接続部は、容易に入手可能な、あるいは容易に改変可能な半導体組立装置を使用して、高い信頼性で製造することが可能でなければならない。
【０００５】
追って説明するスルー・ワイヤ相互接続部の様々な実施形態は、上記の要件を満たすことができる。加えて、スルー・ワイヤ相互接続部は、３−Ｄ集積化により、また複数の半導体構成要素を積層するのに適した接点、あるいは次のレベルの基板に半導体構成要素を実装するのに適した接点を用いて信号伝送システムを形成する。さらに、スルー・ワイヤ相互接続部は、半導体組立装置を使用して、信頼性の高い構成で大量生産が可能である。
【０００６】
しかし、前述の関連技術の例、およびそれらに関連する制約は、例示的なものであり排他的なものではない。関連技術についての他の制約は、本明細書を読み、図面を検討すれば当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書では、「半導体構成要素」とは、半導体基板を有する、または半導体基板と接触する電子要素を意味する。「半導体基板」とは、半導体ダイなどの電子要素、あるいは集積回路および半導体デバイスを含む半導体パッケージを意味する。「相互接続部」とは、別々の電気要素を電気的に接続し、これらの要素間で信号を伝送する電気要素を意味する。「ウェハ・レベル」とは、半導体ウェハなど、複数の半導体構成要素または半導体基板を含む要素上で実施されるプロセスを意味する。「ダイ・レベル」とは、分離した半導体ダイまたは半導体パッケージなど、分離した要素上で実施されるプロセスを意味する。「チップ・スケール」とは、半導体ダイとほぼ同じ外形を有することを意味する。「ウェハ・サイズ」とは、半導体ウェハとほぼ同じ外形を有することを意味する。
【０００８】
図１Ａ〜１Ｃを参照すると、半導体構成要素１０（図１Ａ）が示されている。半導体構成要素１０（図１Ａ）は、半導体基板１２（図１Ｂ）と、半導体基板１２上の複数のスルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ｂ）と、半導体基板１２上の、各スルー・ワイヤ相互接続部１４の少なくとも一部分を封止するポリマー層１６とを含む。半導体基板１２（図１Ｂ）は、トランジスタなどの能動半導体デバイスを使用して所望の電気的構成で構築された集積回路２２（図１Ｃ）を有する従来の半導体ダイ、または薄型半導体ダイを含むことができる。例えば、半導体基板１２（図１Ｂ）は、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、フラッシュ・メモリ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、撮像デバイス、あるいはＭＥＭＳ型デバイス（例えば、加速度計、マイクロフォン、スピーカ、電子機械デバイス）などの高速デジタル論理デバイスを含むことができる。加えて、半導体基板１２（図１Ｂ）は、一定の品質基準を満たすダイとして認証された試験済みダイを含むこともできる。
【０００９】
図１Ａに示すように例示的な実施形態では、半導体基板１２は、対向する横方向縁部、および対向する縦方向縁部を有する概して長方形のダイである。しかし、半導体基板１２（図１Ａ）は、四角形または三角形など任意の多角形とすることができ、円形または楕円形とすることもできる。加えて、半導体基板１２は、全層の半導体ダイまたは薄型半導体ダイを含むことができる。図１Ｃに示すように、半導体基板１２は、回路面１７（請求項のいくつかでは「第１面」）、および裏面１８（請求項のいくつかでは「第２面」）を含む。
【００１０】
やはり図１Ａに示すように、半導体基板１２は、回路面１７上に複数の基板接点２０を含み、この接点は、例示的な実施形態ではデバイス接合パッドを含む。あるいは、デバイス接合パッドではなく、基板接点２０は、再配線接点（すなわち再配線層（ＲＤＬ）と組み合わせて形成された接点）を含むことができる。加えて、基板接点２０は、アルミニウムまたは銅など、高導電性でワイヤ接合可能な金属を含むことができる。基板接点２０はまた、アルミニウム−ニッケル−金、アルミニウム−ニッケル−ハンダ、銅−パラジウム、および銅上のアルミニウムなど、異なる金属の積層体を含むこともできる。
【００１１】
別の代替形態として、基板接点２０（図１Ａ）のうちの少なくともいくつかは、特にスルー・ワイヤ相互接続部１４を構築するために形成された特殊用途の接点を含むことができる。例えば、基板接点２０は、半導体基板１２上の集積回路２２（図１Ｃ）と電気的に連通しない、電気的に分離された接点を含むことができる。後でさらに説明するように、この概念を積層化構成要素に用いて、望ましくないキャパシタンス、ノイズ、放出電圧および放出電流を低減することができる。
【００１２】
わかりやすくするために、半導体基板１２（図１Ａ）は、単一の列として配置された基
板接点２０（図１Ａ）を４つだけ備えて示されている。しかし実際には、半導体基板１２（図１Ａ）は中央アレイ、縁部アレイまたはエリアアレイなど、所望の構成で配置された数十の基板接点２０（図１Ａ）を含むことができる。また例示的な実施形態では、基板接点２０（図１Ａ）は、概して長方形の周辺輪郭、および角度を付けた隅部を有する。しかし、半導体基板１２（図１Ａ）と同様に、基板接点２０（図１Ａ）は、四角形、円形、三角形および楕円形を含む任意の多角形とすることができる。加えて、基板接点２０（図１Ｃ）の寸法は、必要に応じて選択することができる。例えば、各基板接点２０（図１Ｃ）は、約５０μｍ〜２００μｍの長さ（Ｌ）（図１Ｃ）、および約５０μｍ〜２００μｍの幅（Ｗ）（図１Ｃ）を有することができる。また図１Ａでは、各基板接点２０にスルー・ワイヤ相互接続部１４が付随している。しかし、スルー・ワイヤ相互接続部１４はまた、選択された基板接点２０にだけ形成することもできる。例えば、選択された出力構成または入力構成（例えばＶｓｓ、Ｖｃｃ）を有する基板接点２０だけにスルー・ワイヤ相互接続部１４を備え付けることができる。
【００１３】
図１Ｃに示すように、基板接点２０は、回路面１７に近接する半導体基板１２内に配置された内部導体２４と電気的に連通することができる。加えて、内部導体２４は、半導体基板１２内で集積回路２２と電気的に連通する。内部導体２４（図１Ｃ）は、半導体基板１２の内部構造の一部とすることができ、アルミニウムまたは銅などの高導電性金属を含むことができる。さらに、回路面１６に近接するダイ不活性化層２６（図１Ｃ）が、内部導体２４（図１Ｃ）および集積回路２２（図１Ｃ）を保護する。ダイ不活性化層２６（図１Ｃ）は、ＢＰＳＧ（ボロホスホシリケートガラス）、ポリマーまたは酸化物などの電気絶縁材料を含むことができる。加えて、ダイ不活性化層２６（図１Ｃ）は、基板接点２０と位置合わせされて基板接点２０へのアクセスを可能にする開口４４（図１Ｃ）も含む。集積回路２２（図１Ｃ）、内部導体２４（図１Ｃ）、およびダイ不活性化層２６（図１Ｃ）を含む、半導体基板１２のすべての要素は、周知の半導体製造プロセスを使用して形成することができる。
【００１４】
やはり図１Ｃに示すように、スルー・ワイヤ相互接続部１４は、基板接点２０と、半導体基板１２とを貫通するバイア２８、バイア２８内のワイヤ３０、ワイヤ３０と、基板接点２０との上のボンディング部材３２、およびバイア２８内のポリマー材料３６を含む。
【００１５】
バイア２８（図１Ｃ）は、基板接点２０を貫通し、また全層の半導体基板１２をその回路面１７から裏面１８まで貫通して延びる。例示的な実施形態では、バイア２８（図１Ｃ）はおおよそ円形であり、ワイヤ３０（図１Ｃ）の外径（ＯＤ）よりも約１．５〜３倍大きい内径（ＩＤ）を有する。例として、ワイヤ３０（図１Ｃ）は、約２５μｍの外径（ＯＤ）を有することができ、バイア２８（図１Ｃ）は、約３７．５μｍ〜７５μｍの内径（ＩＤ）を有することができる。加えて、バイア２８（図１Ｃ）の長さは、半導体基板１２（図１Ｃ）の全厚Ｔによって決まる。半導体基板１２（図１Ｃ）の厚さＴの典型的な範囲は、半導体基板１２が、薄型ダイまたはウェハか、あるいは全層のダイまたはウェハかによって約１０μｍ〜７２５μｍになりうる。
【００１６】
バイア２８（図１Ｃ）はまた、その内径に形成された絶縁層３４（図１Ｃ）を含むこともでき、この絶縁層は、集積回路２２（図１Ｃ）、および半導体基板１２上の他の電気要素からバイア２８（図１Ｃ）を電気的に絶縁する。絶縁層３４（図１Ｃ）は、ポリマー（例えば、ポリイミドまたはパリレン）または酸化物（例えばＳｉＯ２）などの電気絶縁材料を含むことができる。代替方法として、バイア２８（図１Ｃ）ではなく、またはバイア２８（図１Ｃ）に追加して、ワイヤ３０（図１Ｃ）を電気的に絶縁することもできる。
【００１７】
図１Ａでは、バイア２８は、基板接点２０の左上隅部に配置されて示されている。言い換えると、バイア２８は、基板接点２０の中心からｘ方向にもｙ方向にもずれている。こ
の場合、バイア２８は、基板接点２０（図１Ｃ）の幅（Ｌ）（図１Ｃ）の約２分の１である内径（ＩＤ）（図１Ｃ）を有することができる。あるいは、バイア２８は基板接点２０の中心など、基板接点２０上のどこにでも配置することができる。また、１つだけのバイア２８ではなく、基板接点２０は複数のバイア２８を含むこともできる。
【００１８】
図１Ｃに示すように、ワイヤ３０は、バイア２８の縦軸に沿って配置され、バイア２８の全長にわたって延びる。ワイヤ３０（図１Ｃ）は、バイア２８（図１Ｃ）を充填してワイヤ３０（図１Ｃ）を取り囲むポリマー材料３６（図１Ｃ）によって、バイア２８（図１Ｃ）内の所定の位置に保持することができる。ポリマー材料３６は、ポリイミド、エポキシまたはシリコーンなどの電気絶縁の硬化性ポリマーを含むことができる。ポリマー材料３６（図１Ｃ）はまた、熱膨張率（ＣＴＥ）を低減し誘電体材料の粘度を調整するように構成されたシリケートなどの充填材を含むこともできる。適切な硬化性ポリマーが、日本の信越（Shinitsu）、および米国コネティカット州Rocky HillのDexter Electronic Materialsで製造されている。一部の応用例では、ポリマー材料３６は、ナノ粒子導電性ポリマーなどの電気伝導性材料を含むことができる。
【００１９】
やはり図１Ｃに示すように、ワイヤ３０（図１Ｃ）は、湾曲部５０と、バイア２８（図１Ｃ）の中から外に延びて基板接点２０（図１Ｃ）に接合された第１の端部３８（図１Ｃ）とを含む。ワイヤ３０（図１Ｃ）はまた、半導体基板１２の裏面１８（図１Ｃ）に近接する第２の端部４０（図１Ｃ）も含む。スルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ｃ）はまた、ワイヤ３０の第１の端部３８（図１Ｃ）と基板接点２０との間に接合接続部４２（図１Ｃ）も含む。加えて、ワイヤ３０の第２の端部４０（図１Ｃ）は、ボンディング・プロセス中に電子フレーム・オフ（ＥＦＯ）プロセスを用いて形成される「フリー・エア・ボール」など、通常は球形の接点ボール４６の形をした第２接点を含むこともできる。
【００２０】
スルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ｃ）では、接合接続部４２（図１Ｃ）は、超音波熱圧着式ワイヤ・ボンディングまたは熱圧着式ワイヤ・ボンディングなどのボール・ボンディング・プロセスを用いて形成されたウェッジ接合部を含む。代替方法として、接合接続部は、超音波ワイヤ・ボンディングを用いて形成されたウェッジ接合部を含むことができる。別の代替方法として、ワイヤ３０はボンディング・リボンを含むことができ、接合接続部はリボン・ワイヤ接合部を含むことができる。別の代替方法として、ワイヤ３０は圧着ワイヤを含むことができ、接合接続部は、圧着ワイヤ上でスタッド・バンプおよび圧着フランジの形状とすることができる。
【００２１】
２００５年１２月７日出願の「スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を有する半導体構成要素、ならびに半導体構成要素を製造する方法およびシステム（Semiconductor Components having Through Wire Interconnects (TWI), And Methods And Systems For Fabricating Semiconductor Components）」という名称の米国特許出願第１１／２９６０５７号では、スルー・ワイヤ相互接続部を有する半導体構成要素を製造する方法およびシステムを開示している。同出願を参照により本明細書に組み込む。２００５年４月８日出願の「スルー・ワイヤ相互接続部を有する半導体構成要素を製造する方法およびシステム（Method And System For Fabricating Semiconductor Components With Through Wire Interconnects）」という名称の米国特許出願第１１／１０２４０８号もまた、スルー・ワイヤ相互接続部を有する半導体構成要素を製造する方法およびシステムを開示している。同出願も参照により本明細書に組み込む。
【００２２】
ワイヤ３０の典型的な外径（ＯＤ）（図１Ｃ）は、約１２μｍ〜約１５０μｍとすることができる。加えて、ワイヤ３０（図１Ｃ）は、ハンダ合金、金、金合金、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム−シリコン合金、およびアルミニウム−マグネシウム合金など、半導体パッケージングに使用される従来のワイヤ材料を含むことができ
る。加えて、ワイヤ３０（図１Ｃ）は、鉛などの有害物質の低減（ＲＯＨＳ）基準を含まない金属または金属合金を含むことができる。例示的なＲＯＨＳフリー金属には、９７．５％スズ２．５％銀などの鉛フリー・ハンダが含まれる。他のＲＯＨＳフリー金属には、金、銅、およびフラッシュ金の層で被覆された銅など、これらの金属の合金が含まれる。また、ワイヤ３０（図１Ｃ）の融点は、好ましくは基板接点２０よりも高くなければならない。さらに、ワイヤ３０は、ポリマーなどの電気絶縁外層を有する絶縁ボンディング・ワイヤを含むことができる。ワイヤ３０上の絶縁層は、絶縁層３４（図１Ｃ）に取って代わることができる。この種の絶縁ボンディング・ワイヤは、カナダのMicro Bondから入手可能である。
【００２３】
やはり図１Ａに示すように、スルー・ワイヤ相互接続部１４において、ボンディング部材３２はバイア２８付近に配置され、基板接点２０の右下の四半分で基板接点２０に接合される。代替方法として、ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、基板接点２０（図１Ｃ）上でバイア２８（図１Ｃ）の中央に位置決めすることができ、あるいは基板接点２０（図１Ｃ）またはバイア２８（図１Ｃ）の任意の部分に配置することができる。
【００２４】
ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、ワイヤ３０の第１の端部３８（図１Ｃ）を基板接点２０（図１Ｃ）に接合する。加えて、ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、スルー・ワイヤ相互接続部の第１接点、ならびにワイヤ３０（図１Ｃ）の固定および支持構造として機能し、またスルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ｃ）を支持基板上の接点などの外部電気要素に接合する、あるいは別の半導体構成要素上の別のスルー・ワイヤ相互接続部に接合するボンディング構造として機能する。ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、好ましくは金または白金などの非酸化性で接合可能な材料、あるいは、ハンダなど容易にリフロー可能な材料を含む。
【００２５】
例示的な実施形態では、ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、基板接点２０に接合されたスタッド・バンプまたはボール・バンプを含む。この場合、ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、ワイヤ・ボンダ、スタッド・バンパまたはボール・バンパを使用して形成することができる。代替方法として、ボンディング部材３２（図１Ｃ）は、ハンダ・バンプ、溶接接続部、または導電性ポリマー接続部を含むことができる。図１Ｃでは、ボンディング部材３２は、それが基板接点２０の一部分だけを覆ってバイア２８は覆わないように、基板接点２０の長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）に満たない（例えば２５％〜７５％の）直径を有する。しかし、ボンディング部材はまた、基板接点２０およびバイア２８を実質的に覆うように構成することもできる。
【００２６】
図１Ｂに示すように、ポリマー層１６は、基板１２の回路面１７を実質的に覆い、基板１２と一致する周辺輪郭を有する。あるいは、ポリマー層１６は、基板接点２０を取り囲む領域だけなど、基板１２の回路面１７の選択された部分だけを覆うこともできる。図１Ｃに示すように、ポリマー層１６は、基板接点２０と、スルー・ワイヤ相互接続部１４のワイヤ３０の湾曲部５０とを封止する。ポリマー層１６はまた、ボンディング部材３２も実質的に封止する。しかし、ボンディング部材３２の頂部４８は、ポリマー層１６によって封止されないままで、回路面１７に近接するスルー・ワイヤ相互接続部１４のための第１接点を形成する。
【００２７】
ポリマー層１６（図１Ｃ）は、シリコーン、ポリイミド、エポキシ、パリレン、または成形コンパウンドなどの硬化性ポリマー材料を含むことができる。加えて、これらの材料は、熱膨張率（ＣＴＥ）を低減しポリマー材料の粘度を調整するように構成されたシリケートなどの充填材を含むこともできる。適切な硬化性ポリマー材料の１つが、米国コネティカット州Rocky HillのDexter Electronic Materialsによって商標「HYSOL」FP4450で製造されている。適切な成形コンパウンドの１つが、JSR Micro of North America によって製品品番JSR WPR-S170Pで製造されている。後で説明するフィルム補助成形プロセスに特に適した他の成形コンパウンドが、日本の信越化学工業株式会社によって製造されている。
【００２８】
ポリマー層１６（図１Ｃ）は平坦面を有し、これにより半導体構成要素１０（図１Ａ）を別の構成要素、または次のレベルの基板に積層することが容易になる。加えて、ポリマー層１６（図１Ｃ）は、ワイヤ３０（図１Ｃ）、ワイヤ３０（図１Ｃ）の湾曲部５０（図１Ｃ）、およびボンディング部材３２（図１Ｃ）を封止する。
【００２９】
図２Ａ〜２Ｏを参照すると、代替実施形態のスルー・ワイヤ相互接続部１４−１〜１４−１５が示されている。スルー・ワイヤ相互接続部１４−１〜１４−１５はすべて、スルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ａ〜１Ｃ）とほぼ類似している。
【００３０】
図２Ａでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１は、ポリマー材料３６−１によって封止されたワイヤ３０−１と、ワイヤ３０−１の平坦な端部の形状をした第２接点４６−１とを含む。加えて、ポリマー材料３６−１と第２接点４６−１は、同一の平面を有する。
【００３１】
図２Ｂでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−２は、ポリマー材料３６−２によって封止されたワイヤ３０−２と、ワイヤ３０−２およびポリマー材料３６−２の上でスタッド・バンプまたはボール・バンプの形状をした第２接点４６−２とを含む。
【００３２】
図２Ｃでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−３は、ポリマー材料３６−３によって封止されたワイヤ３０−３と、ワイヤ３０−１の端部上でハンダ、金またはニッケルなどの金属バンプの形状をした第２接点４６−３とを含む。この実施形態では、第２接点４６−３は、半月形のハンダ被覆端部を有することができる。あるいは、金を含むワイヤ３０−３では、第２接点４６−３は、ハンダ・バンプまたはハンダ・ボールでめっきされたニッケルを含むことができる。
【００３３】
図２Ｄでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−４は、ポリマー材料３６−３によって封止されたワイヤ３０−４を含み、ポリマー材料は、ワイヤ３０−４上の第２接点４６−４を露出するようにエッチ・バックされている。
【００３４】
図２Ｅでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−５は、ポリマー材料３６−５によって封止されたワイヤ３０−５と、ワイヤ３０−５およびポリマー材料３６−５の上で平坦な金属パッドの形状をした第２接点４６−５とを含む。
【００３５】
図２Ｆでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−６は、ポリマー材料３６−６によって封止されたワイヤ３０−６を含む。加えて、基板１２−６は、ポリマー材料３６−６を露出するようにエッチ・バックされている。さらに、第２接点４６−６はワイヤ３０−６の平坦な端部を備え、ポリマー材料３６−６は同一の平坦な平面を有する。
【００３６】
図２Ｇでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−７は、ポリマー材料３６−７によって封止されたワイヤ３０−７を含む。加えて、ポリマー材料３６−７と基板１２−７の裏面の両方が、ワイヤ３０−７の端部を含む第２接点４６−７を露出するようにエッチ・バックされている。
【００３７】
図２Ｈでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−８は、ポリマー材料３６−８によって封止されたワイヤ３０−８を含む。しかし、ポリマー材料３６−８はまた、基板１２−８の回路面も封止する。この実施形態では、ポリマー材料３６−８は、ポリマー層１６（図１Ｃ）とポリマー材料３６（図１Ｃ）の両方に取って代わる。後でさらに説明するように、
ポリマー材料３６−８は、フィルム補助成形プロセスを用いて形成することができる。スルー・ワイヤ相互接続部１４−８はまた、第２接点４６−８も含み、この接点は、ポリマー材料３６−８と同一平面にあるワイヤ３０−８の平坦な端部を備える。
【００３８】
図２Ｉでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−９は、ポリマー材料３６−９によって封止されたワイヤ３０−９を含む。前の実施形態と同様に、ポリマー材料３６−９はまた、基板１２−９の回路面も封止する。スルー・ワイヤ相互接続部１４−９はまた、第２接点４６−９も含み、この接点は、ポリマー材料３６−９の表面から突出するワイヤ３０−９の端部を含む。
【００３９】
図２Ｊでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１０は、ポリマー材料３６−１０によって封止されたワイヤ３０−１０を含む。前の実施形態と同様に、ポリマー材料３６−１０はまた、基板１２−１０の回路面も封止する。スルー・ワイヤ相互接続部１４−１０はまた、裏面ポリマー層１６−１０および第２接点４６−１０も含み、この接点は、裏面ポリマー層１６−１０と同一表面にあるワイヤ３０−１０の平坦な端部を備える。
【００４０】
図２Ｋでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１１は、ボンディング部材３２−１１の頂部に接合されたワイヤ３０−１１を含む。この実施形態では、接合接続部４２−１１は、ワイヤ３０−１１と、ボンディング部材３２−１１の頂部との間に形成される。例えば、ボンディング部材３２−１１は、基板接点２０−１１に接合されたスタッド・バンプを備えることができ、接合接続部４２−１１は、スタッド・バンプ上に形成されたボール接合部を備えることができる。あるいは、接合接続部４２−１１は、ボンディング部材３２−１１の中央または外側の表面など、その上のどこにでも形成することができる。ポリマー層１６−１１は、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１１を実質的に封止するが、接合接続部４２−１１、およびボンディング部材３２−１１の頂部はスルー・ワイヤ相互接続部１４−１１の第１接点として露出したままにしておく。加えて、ポリマー層１６−１１はまた、ポリマー材料３６（図１Ｃ）について前に詳述したように、バイア２８−１１を充填し、その中のワイヤ３０−１１を固定する。ポリマー層１６−１１は、後で説明するフィルム補助成形プロセスを用いて形成することができる。
【００４１】
図２Ｌでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１２は、ダブル・バンプの形状をしたボンディング部材３２−１２を含む。この実施形態では、接合接続部４２−１２は、ダブル・バンプ間に挟まれたボンディング部材３２−１２内にワイヤ３０−１２を含む。あるいは、接合接続部４２−１２は、ボンディング部材３２−１２の最下部のバンプと基板接点２０−１２の間に形成することができる。米国特許第５４９６７７５号および第６７１７２４５号は、ダブル・バンプの構造および技法を開示している。両特許を参照により本明細書に組み込む。ポリマー層１６−１２は、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１２を実質的に封止するが、ボンディング部材３２−１２の一部分はスルー・ワイヤ相互接続部１４−１２の第１接点として露出したままにしておく。加えて、ポリマー層１６−１２はまた、ポリマー材料３６（図１Ｃ）について前に詳述したように、バイア２８−１２を充填し、その中のワイヤ３０−１２を固定する。ポリマー層１６−１２は、後で説明するフィルム補助成形プロセスを用いて形成することができる。
【００４２】
図２Ｍでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３は、基板接点２０−１３と電気的に連通する再配線導体３１−１３およびパッド３３−１３を含む。パッド３３−１３は、試験パッド、ワイヤ・ボンディング・パッド、外部リード接合ＯＬＢバッド、または拡張ｒｄｌパッドを含むことができる。加えて、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３は、再配線導体３１−１３およびパッド３３−１３を示すために切り取られているポリマー層１６−１３を含む。ポリマー層１６−１３はまた、パッド３３−１３へのアクセスを可能にする窓すなわち開口も含む。パッド３３−１３は、機能試験、パラメトリック試験およびバ
ーンイン試験などの試験手順を実施するために行われる一時的な電気的接続を可能にする。例えば、半導体基板１２（図１Ｃ）上の集積回路２２（図１Ｃ）は、スルー・ワイヤ相互接続部１６−１３の製造または部分製造の前に試験すること、または「探針で調べる」ことができる。再配線導体３１−１３およびパッド３３−１３は、所望のどんなパターンも有することができ、図２Ｍに十分に示すように、複数のスルー・ワイヤ相互接続部１４−１３を一緒に接続することができる。やはり図２Ｍに示すように、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３のいくつかは、付随パッド３３−１３を含まない。
【００４３】
図２Ｎでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１４は、超音波プロセスまたはウェッジ・ボンディング・プロセスを用いてワイヤ３０−１４と基板接点２０−１４の間に形成されたウェッジ接合部の形状の接合接続部４２−１４を含む。あるいは、接合接続部４２−１４は、熱超音波接合または熱圧着接合を用いて形成されたボール接合部を備えることができる。加えて、接合接続部４２−１４上にはボンディング部材３２（図１Ｃ）がない。ポリマー層１６−１４は、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１４を封止するが、ワイヤ３０−１４の頂部３５−１４はスルー・ワイヤ相互接続部１４−１４の第１接点として露出したままにしておく。ポリマー層１６−１４はまた、ポリマー材料３６（図１Ｃ）について前に詳述したように、バイア２８−１４を充填し、その中のワイヤ３０−１４を固定する。後でさらに説明するように、頂部３５−１４はまた、耐摩耗層または浸透性強化層を含むこともできる。加えて、ポリマー層１６−１４は、後で説明するフィルム補助成形プロセスを用いて形成することができる。
【００４４】
図２Ｏでは、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１５は、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１４（図２Ｎ）とほぼ類似である。しかし、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１５はまた、ワイヤ３０−１５の頂部上に金属ピン、ボール・バンプまたはスタッド・バンプなどの突起部３７−１５も含む。この実施形態では、突起部３７−１５は、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１５の第１接点として機能する。
【００４５】
図３Ａを参照すると、積層システム５４は、回路面１７−裏面１８の構成で積層された２つの半導体構成要素１０を含む。加えて、上側半導体構成要素１０上のボール接点４６は、金と金の拡散接合、リフロー接合、または後で説明する異方性導電膜（ＡＣＦ）などの導電性ポリマー接合など、適切なボンディング・プロセスを用いて下側半導体構成要素１０上のボンディング部材３２に接合される。積層システム５４では、下側半導体構成要素１０上のポリマー層１６が、積層化のための平坦面を提供する。加えて、下側半導体構成要素１０上のボール接点４６、または上側半導体構成要素１０上のボンディング部材３２のどちらかを積層システム５４の端子接点として構成することができる。あるいは、ハンダ・ボールなど別個の端子接点を半導体構成要素１０上にボール接点４６またはボンディング部材３２と電気的に連通して形成することができる。前に組み込み済みの出願第１１／２９６０５７号では、端子接点を形成する方法を開示している。
【００４６】
図３Ｂを参照すると、積層システム５６は、回路面１７−回路面１７の構成で積層された２つの半導体構成要素１０を含む。加えて、各構成要素１０上のボンディング部材３２は、金と金の拡散接合、リフロー接合、または後で説明する異方性導電膜（ＡＣＦ）などの導電性ポリマー接合など、適切なボンディング・プロセスを用いて互いに接合される。積層システム５６では、両方の構成要素１０上のポリマー層１６が、積層化のための平坦面を提供する。加えて、ボール接点４６を積層システム５６の端子接点として構成することができる。あるいは、ハンダ・ボールなど別個の端子接点を半導体構成要素１０上にボール接点４６と電気的に連通して形成することができる。前に組み込み済みの出願第１１／２９６０５７号では、スルー・ワイヤ相互接続部を有する半導体構成要素を使用して製造することができる追加の半導体構成要素および積層システムを開示している。
【００４７】
図４Ａ〜４Ｅを参照すると、代替実施形態の半導体構成要素１０Ａが示されている。半導体構成要素１０Ａは、複数の基板接点２０Ａおよびスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａを有する基板１２Ａを含む。各スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａは、スルー・ワイヤ相互接続部１４（図１Ａ）について前に詳述したように、バイア２８Ａ、湾曲部５０Ａを有するワイヤ３０Ａ、およびワイヤ３０Ａを基板接点２０Ａに接合するボンディング部材３２Ａを含む。この実施形態では、ワイヤ３０Ａ、およびワイヤ３０Ａ上の接点ボール４６Ａ（第２接点）は、矢印６２Ａ（図４Ｃ）で示されるようにｚ方向に自由に動く。
【００４８】
スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａ（図４Ｃ）はまた、基板接点２０Ａ（図４Ｃ）上に、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）の湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）を支持するポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）も含む。ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）は、コンプライアントな構造、弾力性の構造、または圧縮可能な構造を有することができる。加えて、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）の湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）は、ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）に埋め込むことができ、あるいはポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）上の溝または他のフィーチャによって支持することができる。あるいは、ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）は、その表面で支持されたワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）と共に相対的に剛直な構造を有することができる。どちらの場合でも、ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）は、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）の湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）の平面性および形状を保護し維持する。ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）はまた、湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）の頂点が、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａの接点（すなわち、前述した第１接点、または場合によっては第１接点と第２接点を組み合わせた第３接点）として使用されることを可能にする。この場合には、湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）は、基板１２Ａ上に第１の高さＨ１（図４Ｃ）を有し、第１の高さＨ１は、基板１２Ａ上のボンディング部材３２Ａ（図４Ｃ）の第２の高さＨ２（図４Ｃ）よりも高い。
【００４９】
ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）はまた、スプリング力を与えるように構成することもでき、このスプリング力が、供試デバイス６６（図６Ａ）上での試験接点６４（図６Ａ）の電気的な係合中に接点ボール４６Ａ（図４Ｃ）がｚ方向に曲がることを可能にする。供試デバイス６６（図６Ａ）は、半導体ウェハの上またはその一部分の上に、半導体ダイまたはウェハ、あるいは半導体ダイのアレイを含むことができる。ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）はまた、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）の湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）の頂点が、結合接点の電気的な係合中に曲がることを可能にもする。バイア２８Ａ（図４Ｃ）の側壁はまた、パリレンなどの低摩擦絶縁層３４Ａ（図４Ｃ）で覆うこともでき、これによりワイヤ３０Ａが、電気的係合中にバイア２８Ａ（図４Ｃ）内部で自由に動くことが可能になる。ワイヤ３０Ａはまた、前述したカナダのMicro Bondからの絶縁ボンディング・ワイヤのようなポリマー層を含むこともできる。この場合には、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）上のポリマー層は、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）とバイア２８Ａ（図４Ｃ）の間の摩擦を小さくするのに役立ちうる。加えて、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）は、電気的係合中に動くことができるように、接点ボール４６Ａ（図４Ｃ）が基板１２Ａ（図４Ｃ）から間隔をとるのに十分なだけ長くすることができる。
【００５０】
ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）は、選択されたサイズ、形状およびデュロメータ硬さを有するシリコーン、ポリイミド、エポキシ、または成形コンパウンドなどのポリマー材料を含むことができる。加えて、ポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）は、成形プロセス、堆積プロセス、またはスクリーン印刷プロセスを用いて必要なサイズおよび形状でもって形成することができる。例示的な実施形態では、各スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａ（図４Ｃ）は、付随するポリマー部材５８Ａ（図４Ｃ）を有する。しかし、ポリマー部材は、基板接点２０Ａ（図４Ｃ）のある列上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａのすべてなど、いくつかのスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａを支持するように形成することができる。例示的な実施形態ではまた、ポリマー部材５８Ａ（図４Ａ）は、ワイヤ湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）の固有の形状に一致するように先細りになっている。しかし、ポリマー部材５８Ａ（図４Ａ
）は、所望の任意の形状を有することができる。ポリマー部材５８Ａ（図４Ａ）はまた、円形または多角形など所望の任意のフットプリント、および所望の任意の高さを有することもできる。加えて、ポリマー部材５８Ａは、ワイヤ３０Ａの湾曲部５０Ａを支持する溝、隆起部、くぼみ、または他のフィーチャを含むこともできる。別の代替形態として、ポリマー部材５８Ａは、ワイヤ湾曲部５０Ａ（図４Ｃ）を少なくとも部分的に封止または取り囲むことができる。
【００５１】
図４Ｄおよび図４Ｅに示すように、接点ボール４６Ａ、ならびに湾曲部５０Ａの頂点は、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）の表面を被覆する耐摩耗外層６０Ａを含むことができる。例えば、ワイヤ３０Ａ（図４Ｃ）は金を含むことができ、外層６０Ａ（図４Ｄおよび図４Ｅ）はニッケル、タングステン、または金属粒子を中に有する導電性ポリマーを含むことができる。耐摩耗面を設けることに加えて、外層６０Ａはまた、低抵抗の一時的または恒久的な電気的接続を行うために、酸化物および汚染物への浸透性を強化することもできる。
【００５２】
図５を参照すると、代替実施形態の２Ｘ半導体構成要素１０Ｂは、半導体構成要素１０Ａ（図４Ｃ）について前に詳述したように構築されたスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂを含む。そのように、半導体構成要素１０Ｂは、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂを支持するポリマー部材５８Ｂを含む。半導体構成要素１０Ｂはまた、第１のポリマー層１６Ｂ−１も含み、このポリマー層は、半導体基板１２Ｂの回路面１７Ｂを封止し、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂを実質的に封止する。第１のポリマー層１６Ｂ−１はまた、ポリマー材料３６（図１Ｃ）について前に詳述したように、バイア２８Ｂを充填し、バイア２８Ｂ内のワイヤ３０Ｂを固定する。しかし、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂの表面は、露出したままで、回路面１７Ｂに近接するスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの接点（第１接点）として機能する。前の実施形態と同様に、これらの接点は、ニッケル、または金属粒子を有する導電性ポリマーなどの耐摩耗性材料または酸化物に浸透する材料で被覆することができる。半導体構成要素１０Ｂはまた、第２のポリマー層１６Ｂ−２も含み、このポリマー層は、半導体基板１２Ｂの裏面１８Ｂを封止し、またスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂのボール接点４６Ｂを実質的に封止する。しかし、ボール接点４６Ｂの表面は、露出したままであり、裏面１８Ｂに近接するスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの接点（第２接点）として機能することができる。
【００５３】
図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、半導体構成要素１０Ａを組み込む試験システム６８が示されている。試験システム６８では、半導体構成要素１０Ａは、供試デバイス６６との一時的な電気的接続を行うための相互接続構成要素として機能する。例えば、供試デバイス６６は半導体ウェハを含むことができ、この場合には、半導体構成要素１０Ａはプローブ・カードと同じ機能を果たす。あるいは、供試デバイス６６は、分離した半導体ダイまたは半導体パッケージを含むことができる。この場合には、半導体構成要素１０Ａは、「未パッケージ半導体ダイ試験台（Carrier For Testing An Unpackaged Semiconductor Die）」という名称の米国特許第５５１９３３２号に詳述されている試験固定具に収容することができる。同特許を参照により本明細書に組み込む。
【００５４】
図６Ａに示すように、供試デバイス６６は、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａのボール接点４６Ａと最初に位置合わせされている複数の試験接点６４を含む。位置合わせは、当技術分野で知られている光位置合わせ技法または機械的位置合わせ技法を用いて実施することができる。やはり図６Ａに示すように、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａは、供試デバイス６６に試験信号を加えるように構成された試験回路７０と電気的に連通して配置される。前に組み込み済みの出願第１１／２９６０５７号は、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ａを試験回路７０と電気的に連通するように配置するための様々な方法および構造を開示している。
【００５５】
図６Ｂに示すように、位置合わせの後に、半導体構成要素１０Ａ、または供試デバイス６６のどちらか（または両方）をｚ方向に動かして、試験接点６４と接触するようにスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａのボール接点４６Ａを配置することができる。加えて、半導体構成要素１０Ａと供試デバイス６６は、試験固定具、ウェハ・プローバ、または当技術分野で周知の他の試験デバイスによって生成された付勢力を用いて一緒に保持することができる。こうしてスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａのボール接点４６Ａと試験接点６４の間に一時的な電気的連通を確立する。ワイヤ３０Ａが電気的係合中にｚ方向に自由に動くので、試験接点６４の平面性および位置の変化は、ボール接点４６Ａの移動によって対応することができる。加えて、ポリマー部材５８Ａはスプリング力をもたらして、試験接点６４に対してボール接点４６Ａを付勢し、試験プロセスの後にボール接点４６Ａをそれらの元の位置に戻す。これにより、別の供試デバイス６６と位置合わせし、それを試験するのにボール接点４６Ａを使用することが可能になる。さらに、ボール接点４６Ａ上の外層６０Ａ（図４Ｄ）が、試験接点６４上の酸化物層に浸透して低抵抗の一時的な電気的接続を行う。
【００５６】
図７を参照すると、半導体構成要素１０Ａを組み込む代替実施形態の試験システム７２が示されている。試験システム７２では、半導体構成要素１０Ａは、試験システム６８（図６Ａ）について前に詳述したように、供試デバイス６６との一時的な電気的接続を行うための相互接続構成要素として機能する。しかし、試験システム７２では、ワイヤ３０Ａの、ボール接点４６Ａではなく湾曲部５０Ａが、供試デバイス６６上で試験接点６４との一時的な電気的接続を行う。加えて、ポリマー部材５８Ａが、湾曲部５０Ａの位置および平面性を維持するためのスプリング力をもたらす。ポリマー部材５８Ａはまた、試験固定具、ウェハ・プローバ、または当技術分野で周知の他の試験デバイスによって生成された付勢力を受けて、湾曲部５０Ａを試験接点６４の方へ付勢するためのスプリング力をもたらす。半導体構成要素１０Ａ（図７）の代わりに半導体構成要素１０Ｂ（図５）を使用して、本質的に同じ試験システム７２（図７）を構築することができる。この場合には、ポリマー層１６Ｂ−１（図５）を比較的に圧縮性にして、電気的係合中の湾曲部５０Ａの移動を可能にすることができる。
【００５７】
図８を参照すると、スルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂを有する２つの半導体構成要素１０Ｕ、１０Ｌを組み込む代替実施形態のモジュール・システム７４が示されている。半導体構成要素１０Ｕ、１０Ｌは、図５の半導体構成要素１０Ｂとほぼ類似している。半導体構成要素１０Ｕ、１０Ｌの２つだけが示されているが、モジュール・システム７４は、任意の数の積層半導体構成要素（例えば２から２０個）を含むことができることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲は、少なくとも２つの積層半導体構成要素に当てはまる。加えて、半導体構成要素１０Ｕ、１０Ｌは、下側半導体構成要素１０Ｌの裏面と上側半導体構成要素１０Ｕの回路面とを覆う異方性導電膜４１を使用して取り付けられ、相互接続される。しかし、半導体構成要素１０Ｕ、１０Ｌは、結合要素間に接着ボンドおよび導電性ボンドを使用して取り付け、相互接続することもできる。
【００５８】
モジュール・システム７４（図８）は、複数の電極８０を有する回路板などのモジュール基板７８を含み、電極８０は、モジュール基板７８上の他の電気要素および回路に接続する。加えて、下側半導体構成要素１０Ｌ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂは、前述したように接合接続を用いて支持基板７８上の電極８０に接合される。下側半導体構成要素１０Ｌ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂは、ハンダ・フィレット、導電接着層、リフロー接合、または拡散接合などの接合接続を用いてモジュール基板７８上の電極８０に接合することができる。前述したように、湾曲部５０Ｂは、位置および平面性を維持するポリマー部材５８Ｂによって支持される。また、図８に示すように、下側半導体構成要素１０Ｌ上のポリマー層１６Ｂによって、下側半導体構成要素１０Ｌはモジュール基板７８から間隔がおかれ、電気的に絶縁される。あるいは、これらの電気的接続は、下側半導体構成要素１０Ｌ上のポリマー層１６Ｂと基板７８の間に配置された異方性導電膜４１Ｂを使用して行うこともできる。
【００５９】
図８に示すように、モジュール・システム７４はまた、異方性導電膜４１も含み、この導電膜は、上側半導体構成要素１０Ｕ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂの湾曲部５０Ｂを、下側半導体構成要素１０Ｌ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂと電気的に接続する。例示的な実施形態では、下側半導体構成要素１０Ｌ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂのボール接点４６Ｂは削除されており、そのため電気的接触は、異方性導電膜４１を通して、下側半導体構成要素１０Ｌ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂのワイヤ３０Ｂの端部までとなる。異方性導電膜４１および異方性導電膜４１Ｂは、熱的および電気的伝導性のＺ軸フィルム接着剤を含むことができる。適切なＺ軸フィルム接着剤の１つが、米国テネシー州BrentwoodのBtechcorpによって製品品番ＩＯＢ−３で製造されている。
【００６０】
やはり図８に示すように、上側半導体構成要素１０Ｕ上のポリマー層１６Ｂは、異方性導電膜４１と接触する。さらに、上側半導体構成要素１０Ｕ上のポリマー部材５８Ｂは、湾曲部５０Ｂ、およびそれらの異方性導電膜４１との接触点を支持する。加えて、上側半導体構成要素１０Ｕ上のスルー・ワイヤ相互接続部１４Ｂのボール接点４６Ｂは、外部からモジュール・システム７４への端子接点を形成する。さらに、上側半導体構成要素１０Ｕの裏面上のポリマー層１６Ｂ−２は、上側半導体構成要素１０Ｕの電気絶縁を行う。
【００６１】
図９Ａ〜９Ｂを参照すると、ウェハ・システム７６は、半導体ウェハ８２と、半導体ウェハ８２に接合された複数の分離半導体構成要素１０（図１Ａ〜Ｃ）を含んでいる。あるいは、半導体構成要素１０の代わりに、ウェハ・システム７６は、前述した他の任意の代替実施形態の半導体構成要素を含むことができる。半導体ウェハ８２は、複数の半導体ダイ８４を含み、これは、半導体ダイ８４上に収容された集積回路と電気的に連通したダイ接点８６（図９Ｂ）を有する所望の電気的構成を備える。例示のために、半導体ダイ８４は、半導体構成要素１０の周辺輪郭（フットプリント）とほぼ同じサイズではあるが、それよりもわずかに大きい周辺輪郭（フットプリント）を有しているように図示されている。
【００６２】
図９Ｂに示すように、半導体構成要素１０上のスルー・ワイヤ相互接続部１４の接合部材３２は、半導体ウェハ８２上に収容された半導体ダイ８４上のダイ接点８６に接合されている。加えて、半導体構成要素１０上のポリマー層１６は、半導体ダイ８４から構成要素１０を電気的に絶縁する平坦面を形成する。加えて、接着層８８を使用して、半導体構成要素１０を半導体ウェハ８２に接着することができる。必要に応じて接着層８８は、前述のＺ軸フィルム接着剤などの導電接着剤を備えて、機械的接着だけでなく電気伝導性ももたらすことができる。さらに、半導体構成要素１０上のボール接点４６は、半導体構成要素１０と、半導体ウェハ８２上の対応する半導体ダイ８４とに対する外部電気接続点（第２接点）を形成する。代替方法として、半導体構成要素１０を裏返して、ボール接点４６を半導体ダイ８４上のダイ接点８６に接合することもできる。この場合には、ボンディング部材３２は外側にあることになって、外部電気接続点（第２接点）を形成することができる。別の代替方法として、図８に詳しく示したように、半導体構成要素１０Ａ（図４Ｂ）の湾曲部５０Ａ（図４Ｂ）、または半導体構成要素１０Ｂ（図５）の湾曲部５０Ｂ（図５）をダイ接点８６（図９Ｂ）に接合することもできる。
【００６３】
図１０を参照すると、ウェハ−ウェハ・システム９０は、ウェハ・システム７６（図９Ａ〜９Ｂ）とほぼ類似であるが、半導体構成要素１０が第２の半導体ウェハ９２上に収容されている。あるいは、半導体構成要素１０の代わりに、ウェハ−ウェハ・システム９０は、第２の半導体ウェハ９２上に収容される前述の代替実施形態の半導体構成要素のどれでも含むことができる。
【００６４】
図１１Ａ〜１１Ｄおよび図１２Ａ〜１２Ｃを参照すると、半導体構成要素１０（図１Ａ）を製造する方法が示されている。本質的に同じ方法を用いて、前述の代替実施形態の半導体構成要素１０のどれでも製造することができる。例示的な実施形態では、この方法は、ウェハ・レベル製造法（ウェハ・レベルでの製造法）を含む。しかし、この方法はまた、ダイ・レベル製造法（ダイ・レベルでの製造法）により分離した構成要素に対して実施することもできることを理解されたい。
【００６５】
最初に、図１１Ａおよび図１２Ａに示すように、複数の半導体基板１２を収容する構成要素基板９４が提供される。構成要素基板９４は、半導体ダイを収容する半導体ウェハまたはウェハの一部分を含むことができる。あるいは、構成要素基板９４は、成形アレイ・パッケージなどの半導体パッケージを収容するパネルを含むことができる。加えて、構成要素基板９４は、半導体基板１２について前述した厚さＴ（図１Ｃ）などの所望の厚さを有することができる。
【００６６】
図１１Ａに示すように、複数のスルー・ワイヤ相互接続部１４が、構成要素基板９４上に収容された半導体基板１２上に形成される。前に組み込み済みの米国出願第１１／１０２４０８号および第１１／２９６０５７号は、スルー・ワイヤ相互接続部１４を製造する方法およびシステムを記載している。各スルー・ワイヤ相互接続部１４は、基板接点２０および半導体基板１２を貫通するバイア２８と、バイア２８内の、基板接点２０に接合されたワイヤ３０と、ワイヤ３０上のボール接点４６（第２接点）とを含む。各スルー・ワイヤ相互接続部１４はまた、前に詳述したように、基板接点２０上のボンディング部材３２（第２接点）と、第１接点を形成する頂部４８があるワイヤ３０とを含む。あるいは、スルー・ワイヤ相互接続部１４の代わりに、前述の代替実施形態のスルー・ワイヤ相互接続部のどれでも、構成要素基板９４上に収容された半導体基板１２上で製造することができる。
【００６７】
各スルー・ワイヤ相互接続部１４はまた、前に詳述したように、バイア２８内にポリマー材料３６（図１１Ａ）を含むこともできる。ポリマー材料３６は、バイア２８の中、およびワイヤ３０の周囲に粘性のある形態で堆積させてから、硬化させて固くすることができる。さらに、半導体基板１２の回路面１７上の材料など、過剰なポリマー材料を次に、適切なエッチング液と共にスペーサ・エッチ・プロセスを用いて除去することができる。あるいは、ポリマー材料３６は、ワイヤ３０を配置する前に粘性のある形態でバイア２８内に堆積させることができる。この場合には、ワイヤ３０は、粘性のポリマー材料３６の中に押し込まれ、それからこのポリマー材料がワイヤ３０の周囲で硬化して固くなる。こうすると、過剰な材料を除去するためのスペーサ・エッチングの必要がなくなる。加えて、前に組み込み済みの米国出願第１１／１０２４０８号および第１１／２９６０５７号に記載されているように、バイアは最初に、排出口のない端ぐりにして、裏面を薄くする後続のステップ中に液体またはスラリーが出て行くことを防ぐことができる。ポリマー材料３６（図１１Ａ）は、スクリーン印刷、ステンシル、あるいはノズルまたは材料分配システムを使用する堆積など、適切な堆積プロセスを用いて堆積させることができる。
【００６８】
ポリマー材料３６（図１１Ａ）は、ポリイミド、エポキシ、シリコーンまたは成形コンパウンドなど、硬化性の電気絶縁ポリマーを含むことができる。ポリマー材料３６はまた、熱膨張率（ＣＴＥ）を低減し誘電材料の粘度を調整するように構成されたシリケートなどの充填材を含むこともできる。適切な硬化性ポリマーが、日本の信越（Shinitsu）、および米国コネティカット州Rocky HillのDexter Electronic Materialsで製造されている。硬化後、ポリマー材料３６は、バイア２８内のワイヤ３０を固定し電気絶縁するポッティング構造を形成する。あるいは、いくつかの応用例では、バイア２８内のポリマー材料３６が電気伝導性材料を含むこともできる。
【００６９】
次に図１１Ｂに示すように、フィルム補助成形システム９６が提供される。適切なフィルム補助成形システムが、オランダのBoschman Technologies b.v. Nieuwgraaf、および日本のヤマダから入手可能である。フィルム補助成形システム９６により、超薄型半導体構成要素を１つまたは複数の面に封止することが可能になる。フィルム補助成形システム９６は、構成要素基板９４上の半導体基板１２の回路面１７を支持する第１の金型９８と、構成要素基板９４上の半導体基板１２の裏面１８を支持する第２の金型１００とを含む。第１の金型９８は、半導体基板１２上にポリマー層１６（図１Ｂ）を成形するように構成された複数の金型キャビティ１０２を含む。例示的な実施形態では、構成要素１０（図１１Ｄ）は別々に成形され、これはマトリクス基板構成と呼ばれる。代替方法として、複数の構成要素を一緒に成形することができ、これはアレイ基板構成と呼ばれる。
【００７０】
図１１Ｂおよび図１２Ｂに示されるように、第１の金型９８は、金型キャビティ１０２の輪郭に従う成形フィルム１０４を含む。第１の金型９８、成形フィルム１０４および金型キャビティ１０２は、ボンディング部材３２の頂部４８が成形フィルム１０４内に埋め込まれ、後続の成形ステップから保護されるように寸法設定され形づくられる。これらの要素はまた、選択された厚さを有するポリマー層１６（図１１Ｄ）を形成するようにも構成される。選択される厚さの典型的な範囲は１０μｍ〜５００μｍとすることができる。
【００７１】
次に、図１１Ｃに示すように、成形ステップが実施され、熱硬化性ポリマーなどのプラスチック成形材料が金型キャビティ１０２内に注入されて、半導体基板１２の回路面１７上にポリマー層１６が形成される。しかし、成形ステップ中に、ボンディング部材３２の頂部４８は、成形フィルム１０４によってプラスチック成形材料から保護される。
【００７２】
図１１Ｄおよび図１２Ｃに示すように、ポリマー層１６は、半導体基板１２の回路面１７を封止する。ポリマー層１６は、平坦面および正確な厚さを備えて作製することができる。同様に、ボンディング部材３２の頂部４８は、選択された距離だけポリマー層１６から突出することができる。この選択される距離の典型的な範囲は１０μｍ〜７５μｍとすることができる。各半導体基板１２の一面だけが封止されるとき、半導体構成要素１０は、１Ｘ構成を有すると呼ばれる。しかし、本質的に同じ成形プロセスを用いて２Ｘまたは６Ｘ構成要素を形成することができる。例えば、本質的に同じ成形プロセスを用いて、ボール接点４６（図１１Ｄ）の頂部は露出したままにしながら、半導体基板１２の縁部および裏面１８を封止することができる。後でさらに説明するように、やはり本質的に同じ成形プロセスを用いて、封止用のポリマー層１６と、バイア２８（図１Ｃ）内のポリマー材料３６（図１Ｃ）との両方を形成することもできる。
【００７３】
やはり本質的に同じ成形プロセスを用いて、構成要素基板９４の上、または個々の半導体基板１２の上の選択された領域がポリマー層１６によって封止されなくすることもできる。例えば、撮像装置構成要素の画素アレイは、封止されないままにすることができる。この場合には、成形フィルム１０４は、成形コンパウンドによって封止されないように画素アレイ、または半導体基板１２の他の選択された領域を覆うように、あるいは「塞ぐ」ように構成することができる。別の代替方法として、シリコーンなどの圧縮性ポリマーの「ブロック」または「台（pedestal）」を成形フィルム１０４上、または構成要素基板９４上に、選択されたパターンで配置することができる。成形ステップ中に、「ブロック」または「台」は、構成要素基板９４と成形フィルム１０４の間で圧縮される。「ブロック」または「台」が、構成要素基板９４上のある領域または要素（例えば湾曲部５０Ａ−図４Ｂ）と密着している場合には、その領域または要素はプラスチック成型材料から逃れることになる。その場合「ブロック」または「台」は、成形ステップの後で除去することができる。あるいは、「ブロック」または「台」を構成要素基板９４に取り付けたままにして、撮像装置構成要素の画素アレイの上にレンズを取り付けるために使用することができ
る。
【００７４】
成形ステップに続いて、鋸引き、スクライビング、液体噴射、または液体を介したレーザ切断などの分離ステップを実施して、チップ・スケール輪郭などの所望のフットプリントを有する半導体構成要素１０を構成要素基板９４から分離することができる。あるいは、複数の未分離半導体基板１２を含むウェハ・サイズの構成要素を提供することもできる。
【００７５】
図１３Ａ〜１３Ｂを参照すると、ポリマー部材５８Ａ（図４Ｂ）を有するスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａ（図４Ｂ）を備えた、半導体構成要素１０Ａ（図４Ｂ）を製造する方法が示されている。最初に、図１３Ａに示すように、バイア２８Ａおよび絶縁層３４Ａが、前に組み込み済みの米国出願第１１／１０２４０８号および第１１／２９６０５７号に詳述されているように、基板接点２０Ａ内に形成される。これらの出願にも記載されているように、バイア２８Ａは、最初は、排出開口１０８を有する端ぐり孔またはめくら孔である。ワイヤ・ボンディング・ステップの後に、基板の裏面１８Ａを薄くしてボール接点４６Ａ（図１３Ｂ)を露出させる。
【００７６】
やはり図１３Ａに示すように、ポリマー部材５８Ａは、基板接点２０Ａ上に形成することができる。ポリマー部材５８Ａは、シリコーン、ポリイミド、エポキシまたは成形コンパウンドなどのポリマー材料を含むことができる。加えて、ポリマー部材５８Ａは、所望のサイズ、形状およびデュロメータ硬さを有することができる。さらに、ポリマー部材５８Ａは、基板接点２０Ａ上に、また必要に応じて半導体基板１２Ａの回路面１７Ａの他の部分に、粘性、またはいくぶん粘性（Ｂ段階）の硬化性ポリマーを堆積、成形、またはスクリーン印刷するなど、適切なプロセスを用いて製造することができる。ポリマー部材５８Ａはまた、事前に形成した接着性ポリマー要素を基板接点２８Ａ上に配置することによって形成することもできる。
【００７７】
次に、図１３Ｂに示すように、ボンディング細管１１０を有するワイヤ・ボンダを設けることができる。好ましくは、ワイヤ・ボンダは、超微細ピッチ（例えば、＜６５μｍ）ワイヤ・ボンディング・プロセスを実施するように構成される。適切なワイヤ・ボンダが、米国ペンシルベニア州Willow GroveのKulicke & Soffa Industries Inc.、および米国カリフォルニア州CarlsbadのPalomarによって製造されている。適切なワイヤ・ボンダの１つは、Kulicke & Soffa Industries Inc.によって製造されている、約６５μｍまでのピッチで約＋／−５μｍの総合接合部配置精度を有する「AT PREMIR」大面積ボール・ボンダである。ボンディング細管は、米国カリフォルニア州PetalumaのSPT（Small Precision Tools）、およびKulicke & Soffa Industries Inc.から入手可能である。
【００７８】
ボンディング細管１１０（図１３Ｂ）は、ある連続した長さのボンディング・ワイヤをスルー・ワイヤ相互接続部１４Ａ（図１３Ｂ）のワイヤ３０Ａ（図１３Ｂ）に成形し、基板接点２０Ａとの接合接続部４２Ａを形成するように構成される。前に組み込み済みの米国出願第１１／１０２４０８号および第１１／２９６０５７号は、さらにボンディング・ステップを記載している。しかし、この実施形態では、ボンディング細管１１０は、ワイヤ３０Ａがポリマー部材５８Ａの輪郭に従い、高い湾曲部５０Ａを有するように制御される。さらに、ポリマー部材５８Ａは、ボンディング・ステップ中に、いくぶん硬化またはＢ段階の状態とすることができ、その結果ワイヤ３０Ａの湾曲部５０Ａは、実際上ポリマー部材５８Ａ内に埋め込まれるようになる。さらに、湾曲部５０Ａの外面は、ニッケルなどの耐摩耗金属で形成された外層６０Ａ（図４Ｄ）を有することができる。耐摩耗金属は、最初からワイヤ３０Ａ上に設けることができ、あるいはボンディング・ステップの後で湾曲部５０Ａ上にめっきすることができる。
【００７９】
前に組み込み済みの米国出願第１１／１０２４０８号および第１１／２９６０５７号にさらに記載されているように、ボンディング・ステップに続いて、ボール・バンピング、スタッド・バンピング、またはリフロー・ボンディングなどの適切なプロセスを用いて、ボンディング部材３２Ａ（図４Ｂ）を接合接続部４２Ａ上に形成することができる。次に半導体基板１２Ａを裏面から薄くして、ボール接点４６Ａを露出させることができる。しかし、薄くするステップの前に、図１１Ａ〜１１Ｄおよび図１２Ａ〜１２Ｃに示すフィルム補助成形プロセスを用いて、ポリマー層（例えば、図５の１６Ｂ−１）を必要に応じ形成することができる。
【００８０】
図１４を参照すると、図１１Ａ〜１１Ｄおよび１２Ａ〜１２Ｃに示したものと本質的に同じフィルム補助成形プロセスを用いて、代替実施形態の封止半導体構成要素１０Ｅを製造することができる。封止半導体構成要素１０Ｅは、回路面１７、裏面１８、および半導体基板１２の側面５２を封止するポリマー層１６Ｅを含む。この実施形態では、ポリマー層１６Ｅが半導体基板１２の６面すべてを封止し、構成要素１０Ｅは６Ｘ構成要素と呼ばれる。あるいは、基板１２の回路面１７および裏面１８だけを封止するようにポリマー層を構成して、２Ｘ構成要素を形成することもできる。米国特許第６９０８７８４号は、封止半導体構成要素の様々な構成を開示している。同特許を参照により本明細書に組み込む。
【００８１】
図１５Ａ〜１５Ｄを参照すると、図１１Ａ〜１１Ｄおよび１２Ａ〜１２Ｃに示したものと本質的に同じフィルム補助成形プロセスを用いて、前述のスルー・ワイヤ相互接続部のどれでも製造することができ、その中でポリマー層は構成要素を封止しまたポリマー材料の代わりにバイアも充填する。例示のために、図２Ｋの半導体構成要素１４−１１の製造を図示してある。
【００８２】
最初に、図１５Ａに示すように、バイア２８−１１および絶縁層３４−１１が、図１３Ａについて前に詳述したように基板接点２０−１１内に形成される。加えて、バイア２８−１１の排出口１０８−１１が形成される。次に、図１５Ｂに示すように、ボンディング部材３２−１１が基板接点２０−１１上に形成される。ボンディング部材３２−１１は、ワイヤ・ボンダ、スタッド・バンパまたはボール・バンパを使用して基板接点２０−１１に接合されたスタッド・バンプまたはボール・バンプを含むことができる。あるいは、ボンディング部材３２−１１は、ソルダ・バンプ、溶接接続部、または導電性ポリマー接続部を含むこともできる。
【００８３】
次に、図１５Ｃに示すように、ボンディング細管１１２を用いてワイヤ３０−１１をバイア２８−１１内に配置し、ワイヤ３０−１１とボンディング部材３２−１１の間に接合接続部４２−１１を形成する。ワイヤ３０−１１は、図示のようにバイア２８−１１に接触することができ、あるいはバイア２８−１１内で宙に浮かせておくことができる。
【００８４】
次に、図１５Ｄに示すように、フィルム補助成形プロセスが、図１１Ａ〜１１Ｄおよび図１２Ａ〜１２Ｃに詳しく示したように実施されて、ポリマー層１６−１１が形成される。成形プロセス中に、成形フィルム１０４がワイヤ３０−１１およびボンディング部材３２−１１の一部分を保護し、その結果これらの部分は前述のように封止されないままになる。加えて、成形コンパウンドがバイア２８−１１に流入してバイア２８−１１を充填し、ワイヤ３０−１１を固定する。ワイヤ３０−１１が成形中に押され、いくらか湾曲が起こる可能性があるが、これは、ワイヤ３０−１１による他の要素への短絡、および絶縁層３４−１１の離脱が発生しない限り許容することができる。成形プロセス中、排出口１０８−１１は、空気がバイア２８−１１から流出し、成形コンパウンドがバイア２８−１１に自由に流入できるようにする。排出口１０８−１１にはまた負圧を加えて、成形コンパウンドによるバイア２８−１１の充填を容易にすることもできる。成形プロセス中、排出口１０８−１１はまた、ワイヤ３０−１１をバイア２８−１１の中央に位置決めする機能も果たす。加えて、成形プロセスはまた、成形コンパウンドが排出口１０８−１１を通って基板１２−１１の裏面まで流れないように実施することもできる。しかし、成形キャビティ１０２（図１１Ｂ）を真空に引く場合など、いくつかの応用例では、排出口１０８−１１が必要ではないことがある。成形プロセス後、成形フィルム１０４を除去し、エッチングまたは研磨によって基板１２−１１の裏面を薄くして、ボール接点４６−１１を露出させることができる。
【００８５】
図１６Ａ〜１６Ｃを参照すると、半導体構成要素１０−１３（図１６Ｃ）のポリマー層１６−１３（図１６Ｃ）を形成するのにフィルム・フレーム成形プロセスを用いる、半導体構成要素１０−１３（図１６Ｃ）を製造する方法が示されている。最初に、図１６Ａに示すように、複数の半導体基板１２−１３が、前に詳述し図１２Ａに示した半導体ウェハなどの構成要素基板９４上に提供される。加えて、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３が、前に詳述し図１２Ａに示した半導体基板１２−１３上に形成される。スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３はまた、前に詳述し図２Ｍに示した導体３１−１３およびパッド３３−１３も含む。
【００８６】
図１６Ｂに示すように、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３の製造の後に、構成要素基板９４が別々の半導体基板１２−１３に分離される。この分離ステップは、鋸切断、エッチングまたは液体噴射などの適切なプロセスを用いて実施することができる。加えて、分離後、半導体基板１２−１３は、パッド３３−１３を試験回路１１４と電気的に連通して配置することによって試験することができる。例えば、半導体基板１２−１３は、「未パッケージ半導体ダイ試験台（Carrier For Testing An Unpackaged Semiconductor Die）」という名称の米国特許第５５１９３３２号に詳述されている試験固定具に配置することができる。同特許を参照により本明細書に組み込む。こうして各半導体基板１２−１３は、一定の品質基準を満たすダイ（ＫＧＤ）として認証することができる。あるいは、試験は、半導体基板１２−１３上のウェハ・レベルで、それらがまだ構成要素基板９４に収容されている間に実施することもできる。この場合には、パッド３３−１３は、プローブ・カードまたは他のウェハ・レベル試験デバイス用の電気的接続点を提供する。
【００８７】
やはり図１６Ｂに示すように、分離され試験された半導体基板１２−１３は、フィルム・フレーム１１６上に配置することができる。フィルム・フレーム１１６は、半導体産業で使用される従来のフィルム・フレームを含むことができる。加えて、従来のピック・アンド・プレース・プロセスを用いて、半導体基板１２−１３をフィルム・フレーム１１６上に配置することができる。
【００８８】
次に、図１６Ｃに示すように、前に詳述し図１１Ａ〜１１Ｄに示したフィルム補助成形プロセスを実施して、半導体構成要素１０−１３のポリマー層１６−１３を形成することができる。しかし、この場合には半導体基板１２−１３は、フィルム補助成形プロセス中はフィルム・フレーム１１６上に収容されている。前述のように、スルー・ワイヤ相互接続部１４−１３のボンディング部材３２−１３の頂部は、成形フィルム１０４（図１１Ｂ）によって保護され、フィルム補助成形プロセス中は封止されないままになっている。やはり図１６Ｃに示すように、フィルム補助成形プロセスの後に半導体構成要素１０−１３は、フィルム・フレーム１１６上の隣り合う半導体基板１２−１３の間でポリマー材料を切り分けることによって分離される。図１６Ｃに、この鋸切断が切断線１１８で示されている。このプロセスでは、ポリマー層１６−１３は、半導体基板１２−１３の回路面および４つの縁部を覆い、その結果、完成した半導体構成要素１０−１３は５Ｘ構成を有するようになる。
【００８９】
例示的な実施形態では、半導体構成要素が、第１面（回路面）、第２面（裏面）、およ
び複数の集積回路を有する半導体基板を含む。半導体構成要素はまた、第１面上の複数の基板接点と、基板接点に接合された複数のスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）と、スルー・ワイヤ相互接続部の少なくとも一部分を封止する第１面上のポリマー層とを含む。
【００９０】
各スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）は、基板接点を貫通し第２面まで基板を貫通するバイアと、基板接点に接合されたバイア内ワイヤと、第１面に近接するワイヤ上の第１接点と、第２面に近接するワイヤ上の第２接点とを含む。例示的な実施形態では、第１接点は、基板接点の上の、ポリマー層によって封止されたボンディング部材の頂部を含み、第２接点は、ワイヤの露出端部を含む。
【００９１】
半導体構成要素はまた、ワイヤの湾曲部の平面性を支持し維持するポリマー部材も基板接点上に含む。加えて、ワイヤの湾曲部は、ポリマー部材を伴う第３接点として構成することができ、このポリマー部材は、供試デバイス上または次のレベルの基板上の結合接点との接続を行うための力を与える。ワイヤ上の接点はまた、耐摩耗性をもたらすと共に結合接点上の酸化物または汚染物への浸透性を強化するように構成された外層を含むこともできる。
【００９２】
この半導体構成要素は、単独型のデバイスとして、あるいは半導体システムを製造するために他の半導体構成要素と組み合わせて使用することができる。この半導体システムは、互いに接合された分離構成要素（分離システム）、半導体ウェハに接合された分離半導体構成要素（ウェハ・システム）、あるいは別の半導体ウェハに接合された半導体ウェハ上に収容された半導体構成要素（ウェハ−ウェハ・システム）を含むことができる。各システムで、スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）は、信号伝送システムを形成し、また隣り合う積層構成要素の間ならびに次のレベルの基板との間の接合構造を形成する。半導体構成要素はまた、スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を備えた試験システムを製造するのに使用することもでき、このスルー・ワイヤ相互接続部は、供試デバイスとの一時的および／または恒久的な電気的接続を行うための接点構造部として機能する。
【００９３】
スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を備えた半導体構成要素を製造する方法は、基板接点を備える半導体基板を設けるステップと、基板を貫通するバイアを形成するステップと、バイア内にワイヤを配置するステップと、ワイヤを基板接点に接合するステップと、ワイヤおよび基板接点の上にボンディング部材を形成するステップと、ワイヤの湾曲部およびボンディング部材を実質的に封止するポリマー層を第１面上に形成するステップとを含む。ポリマー層は、フィルム補助成形プロセスを用いて成形することができ、このプロセスは、ボンディング部材の頂部上に成形フィルムを形成するステップと、ポリマー層を成形するステップと、次に成形フィルムを除去してボンディング部材の頂部を露出させるステップとを含む。
【００９４】
いくつかの例示的な態様および実施形態を上記で論じてきたが、当業者には、それらの特定の変形形態、置換形態、追加形態、および下位結合形態が理解されよう。したがって、添付の特許請求の範囲、および今後導入される特許請求の範囲は、すべてのそのような変形形態、置換形態、追加形態、および下位結合形態をそれらの真の精神および範囲にあるとして含むと解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
例示的な実施形態が、図面の参照図に示される。本明細書で開示される実施形態および図は、限定ではなく例示と考えられるべきものである。
【図１Ａ】スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を有する半導体構成要素の概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの半導体構成要素の概略側面立面図である。
【図１Ｃ】半導体構成要素のスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を示す図１Ａの、断面線１Ｃ−１Ｃに沿った拡大概略断面図である。
【図２Ａ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｅ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｆ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｇ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｈ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｉ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｊ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｋ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｌ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｍ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略平面図である。
【図２Ｎ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図２Ｏ】図１Ａ〜１Ｃに示されたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の代替実施形態の拡大概略断面図である。
【図３Ａ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素の２つを回路面と裏面の向かい合わせで使用して製造された積層システムの概略側面立面図である。
【図３Ｂ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素の２つを回路面と回路面の向かい合わせで使用して製造された積層システムの概略側面立面図である。
【図４Ａ】ポリマー部材を用いたスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を有する代替実施形態の半導体構成要素の概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの半導体構成要素の概略側面立面図である。
【図４Ｃ】図４Ａの半導体構成要素のスルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を示す図４Ａの、線４Ｃ−４Ｃに沿った拡大概略断面図である。
【図４Ｄ】スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の外層を示す図４Ｃの、断面線４Ｄ−４Ｄに沿った拡大概略断面図である。
【図４Ｅ】スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）の外層を示す図４Ｃの、断面線４Ｅ−４Ｅに沿った拡大概略断面図である。
【図５】両面で封止された一代替実施形態２Ｘ半導体構成要素の、図４Ｃに相当する概略側面立面図である。
【図６Ａ】図４Ａ〜４Ｅの半導体構成要素を組み込む試験システムの概略断面図である。
【図６Ｂ】図４Ａ〜４Ｅの半導体構成要素を組み込む試験システムの概略断面図である。
【図７】図４Ａ〜４Ｅの半導体構成要素を組み込む一代替実施形態の試験システムの概略断面図である。
【図８】図５の半導体構成要素を組み込むモジュール・システムの概略断面図である。
【図９Ａ】半導体ウェハに接合された、図１Ａ〜１Ｃの複数の半導体構成要素を組み込むウェハ・システムの概略平面図である。
【図９Ｂ】半導体ウェハに接合された単一半導体構成要素を示す図９Ａの、断面線９Ｂ−９Ｂに沿った拡大概略断面図である。
【図１０】スルー・ワイヤ相互接続部（ＴＷＩ）を有する半導体構成要素を組み込むウェハ−ウェハ・システムの概略側面立面図である。
【図１１Ａ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素を製造するためのフィルム補助成形方法の諸ステップを示す概略側面立面図である。
【図１１Ｂ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素を製造するためのフィルム補助成形方法の諸ステップを示す概略側面立面図である。
【図１１Ｃ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素を製造するためのフィルム補助成形方法の諸ステップを示す概略側面立面図である。
【図１１Ｄ】図１Ａ〜１Ｃの半導体構成要素を製造するためのフィルム補助成形方法の諸ステップを示す概略側面立面図である。
【図１２Ａ】図１１Ａの線１２Ａ−１２Ａに沿った拡大概略図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂの線１２Ｂ−１２Ｂに沿った拡大概略断面図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｄの線１２Ｃ−１２Ｃに沿った拡大概略図である。
【図１３Ａ】図４Ａ〜４Ｅの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１３Ｂ】図４Ａ〜４Ｅの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１４】６面で封止された代替実施形態の半導体構成要素の、図１Ｂに相当する概略側面立面図である。
【図１５Ａ】図２Ｋの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１５Ｂ】図２Ｋの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１５Ｃ】図２Ｋの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１５Ｄ】図２Ｋの代替実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略断面図である。
【図１６Ａ】膜フレームを使用して一実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略図である。
【図１６Ｂ】膜フレームを使用して一実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略図である。
【図１６Ｃ】膜フレームを使用して一実施形態の半導体構成要素を製造する方法の諸ステップを示す概略図である。
【図１Ａ】
2009534865.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2009534865.tif 000009
【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図２Ｌ】
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【図２Ｍ】
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【図２Ｎ】
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【図２Ｏ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、前記第１面上の基板接点、第２面、および基板を貫通して前記第１面から前記第２面まで延びるバイアを有する基板と、
前記バイア内の、前記基板接点に取り付けられたワイヤと、
前記ワイヤ上の、前記第１面に近接する第１接点と、
前記ワイヤ上の、前記第２面に近接する第２接点と、
前記第１接点は露出したままにしながら前記ワイヤを少なくとも部分的に封止する、前記第１面上のポリマー層とを含む、半導体構成要素。
【請求項２】
前記バイアが前記基板接点を貫通して延び、前記バイアの外部で前記ワイヤが折り曲げられ前記基板接点に接合される、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項３】
前記ワイヤに取り付けられたボンディング部材を前記基板接点上にさらに含み、前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ボンディング部材の頂部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項４】
前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ワイヤの湾曲部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項５】
前記第２接点が前記ワイヤの端部を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項６】
前記第２接点が、前記ワイヤ上のバンプ、パッド、ボール、突起部、または面を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項７】
前記基板が、前記基板接点と電気的に連通した少なくとも１つの集積回路を有する半導体基板を含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項８】
前記ワイヤの湾曲部を支持するポリマー部材を前記基板接点上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項９】
前記スルー・ワイヤ相互接続部と電気的に連通した第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の基板を前記基板上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１０】
前記スルー・ワイヤ相互接続部を第２の基板に電気的に接続する導電性ポリマー層を前記基板上にさらに含む、請求項１に記載の半導体構成要素。
【請求項１１】
第１面、第２面、集積回路、前記集積回路と電気的に連通した前記第１面上の基板接点を有する半導体基板と、
前記半導体基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記基板接点および前記基板を前記第２面まで貫通するバイアと、前記バイア内の、湾曲部、および前記基板接点との接合接続部を有するワイヤと、前記ワイヤおよび前記基板接点の上の、第１接点がその上にあるボンディング部材と、前記バイア内の前記ワイヤ上の、前記第２面に近接する第２接点とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を封止する、前記第１面上のポリマー層とを含む、半導体構成要素。
【請求項１２】
前記バイア内の前記ワイヤを取り囲むポリマー材料をさらに含む、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１３】
前記ポリマー層が前記バイア中に延び、前記バイア内の前記ワイヤを固定する、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１４】
前記スルー・ワイヤ相互接続部に接合された第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の半導体基板を前記半導体基板上にさらに含む、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１５】
前記第２の半導体基板を前記半導体基板に接合し、前記第２のスルー・ワイヤ相互接続部を前記スルー・ワイヤ相互接続部に電気的に相互接続する導電性ポリマー層をさらに含む、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１６】
前記半導体基板が、薄型ダイを含む、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１７】
前記半導体基板が半導体ウェハを含む、請求項１１に記載の半導体構成要素。
【請求項１８】
第１面、第２面、集積回路、前記集積回路と電気的に連通した前記第１面上の基板接点を有する半導体基板と、
前記半導体基板上のスルー・ワイヤ相互接続部であって、前記基板接点および前記基板を前記第２面まで貫通するバイアと、前記バイア内の、第１接点として構成された湾曲部と、前記基板接点との接合接続部とを有するワイヤと、前記ワイヤの端部上の、前記第２面に近接する第２接点とを含むスルー・ワイヤ相互接続部と、
前記基板接点上の、前記湾曲部を支持するポリマー部材とを含む、半導体構成要素。
【請求項１９】
前記第１接点を露出したままにしながら前記湾曲部を封止するポリマー層を前記第１面
上にさらに含む、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２０】
前記ポリマー層が前記基板の前記第１面および周辺縁部を封止する、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２１】
前記ポリマー層が前記第１面を封止し前記バイア中に延びて、前記ワイヤを前記バイアに固定する、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２２】
前記第２接点を露出したままにしながら前記第２面を封止する第２のポリマー層をさらに含む、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２３】
前記基板接点および前記接合接続部の上のボンディング部材をさらに含む、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２４】
前記半導体基板が、薄型半導体ダイまたは薄型半導体ウェハを含む、請求項１８に記載の半導体構成要素。
【請求項２５】
第１面、第２面および基板接点を有する基板を設けるステップと、
前記基板接点内および前記基板内にバイアを前記第２面まで形成するステップと、
前記バイア内にワイヤを配置するステップと、
前記ワイヤ上に、前記第１面に近接する第１接点を形成し、かつ前記ワイヤ上に、前記第２面に近接する第２接点を形成するステップと、
前記第１接点を露出したまま前記第１面上にポリマー層を形成するステップとを含む、半導体構成要素を製造する方法。
【請求項２６】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、成形ステップ中に前記第１接点が成形フィルムによって保護されるフィルム補助成形プロセスを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ワイヤに取り付けられたボンディング部材を前記基板接点上に形成するステップをさらに含み、前記第１接点が、前記ポリマー層によって封止されていない前記ボンディング部材の頂部を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１接点が、前記ワイヤの、前記ポリマー層によって封止されていない湾曲部を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２接点が前記ワイヤの端部を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２接点が、前記ワイヤ上のバンプ、パッド、ボールまたは面を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記基板が、前記基板接点と電気的に連通した少なくとも１つの集積回路を有する半導体基板を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記ワイヤの湾曲部を支持するポリマー部材を前記基板接点上に形成するステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記スルー・ワイヤ相互接続部と電気的に連通した第２のスルー・ワイヤ相互接続部を有する少なくとも１つの第２の基板を前記基板上に取り付けるステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、複数の基板を含む半導体ウェハ上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記ポリマー層を形成する前記ステップが、フィルム・フレーム上に収容された前記基板と共にフィルム補助成形プロセスを用いて実施される、請求項２５に記載の方法。
【国際調査報告】
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