(57)【要約】半導体装置は、インターポーザー原理を利用して有利に記述される。この半導体装置は、少なくとも一つの半導体ダイ（１３０）を備え、窓基板（１１０）は、上記少なくとも一つの半導体ダイ（１３０）を取り付ける少なくとも一つの窓形の空胴（１２０）を備えた無機基質であり、上記窓基板（１１０）は相互接続構造（１４０）を有する。さらに、少なくとも一つの半導体ダイは、少なくとも一つの空胴の内部に位置決めされ、上記相互接続構造に接続され、半導体装置（１００）のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルへの接続を提供する。本発明は、また、このような半導体装置を製造する方法に関する。
2013516060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも一つの半導体ダイ（１３０）、及び
−  少なくとも一つの半導体ダイを取り付ける少なくとも一つの空胴（１２０）を備えた無機基質である窓基板（１１０）、
−  窓基板の少なくとも一面に設けられる実質的に平面の相互接続構造、
−  上記少なくとも一つの半導体ダイ（１３０）は、少なくとも一つの空胴（１２０）の内側に配置され、及び、少なくとも一つのダイに隣接した相互接続構造（１４０）に接続され、この相互接続構造は、少なくとも一つのダイと半導体装置（１００）のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとの間の電気的接続を形成する、
を備えた半導体装置（１００）。
【請求項２】
窓基板（１１０）の材料は、半導体ダイ（１３０）の熱膨張係数に同一であるか、あるいは厳密に一致する熱膨張係数を有する、請求項１に記載の半導体装置（１００）。
【請求項３】
空胴（１２０）は、第１の窓基板（１１０）の全体にわたって延在する、請求項１又は２に記載の半導体装置（１００）。
【請求項４】
当該半導体装置は、少なくとも一つのダイ（１３０）と、窓基板材料における少なくとも一つの空胴（１２０）のエッジとの間の位置に充填材を備える、請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項５】
相互接続構造（１４０）は、少なくとも一つのダイ（１３０）に典型的な第１の入出力ピッチを用いた少なくとも一つのダイ（１３０）と、より大きな入出力ピッチを用いた更なるエレメントとの間に接続性を提供するのに適している、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項６】
相互接続構造（１４０）は、少なくとも一つのダイ（１３０）と、半導体装置（１００）のアッセンブリあるいはパッケージングの更なるレベルの電気接点との間に物理的に位置決めされる、請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項７】
少なくとも一つのダイ（１３０）は、相互接続構造（１４０）に取り付けられる、請求項１から６のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項８】
当該半導体装置（１００）は、相互接続構造（１４０）を有するインターポーザーを形成するＳｉ貫通電極基板である更なる基板、又は、相互接続構造（１４０）を有するインターポーザーを形成する薄いフレキシブルな基板を備える、請求項１から７のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項９】
Ｓｉ貫通電極接続を有するインターポーザー基板は、能動素子ウェーハである、請求項８に記載の半導体装置（１００）。
【請求項１０】
相互接続構造（１４０）及び窓基板（１１０）は、インターポーザーを形成する、請求項１から９のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項１１】
当該半導体装置（１００）は、少なくとも一つのダイ（１３０）及び窓基板（１１０）に直接接触するヒートシンク（１８０）を更に備える、請求項１から１０のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項１２】
少なくとも一つの半導体ダイは、窓基板の空胴に配置した、ダイのスタックであり、そのダイのスタックは、さらなるダイを、半導体装置（１００）のアッセンブリ又はパッケージングの別のレベルと電気的に接続するＳｉ貫通電極を備える少なくとも一つのダイを有する、請求項１から１１のいずれかに記載の半導体装置（１００）。
【請求項１３】
少なくとも一つの半導体ダイを取り付ける少なくとも一つの空胴（１２０）を備えた無機基質である窓基板（１１０）、及び
空胴（１２０）に隣接するように窓基板（１１０）の一面に固定され、かつ、半導体装置（１００）のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとダイとの間に電気的接続を形成するために、少なくとも一つの半導体ダイを受け入れるために配列された、実質的に平面の相互接続構造（１４０）、
を備えたインターポーザー装置。
【請求項１４】
相互接続構造（１４０）は、保護層、少なくとも一つのダイと接続するボールグリッドあるいははんだバンプのいずれか又はその組み合わせを備える、請求項１３に記載のインターポーザー。
【請求項１５】
半導体装置の製造方法（３００）であって、
−  少なくとも一つの空胴を備えた窓基板を得ること（３１０）、
−  窓基板の少なくとも一面へ実質的に平面の相互接続構造を設けること（３２０）、及び
−  空胴に少なくとも一つの半導体ダイを埋め込むこと（３３０）、ここで、少なくとも一つの半導体ダイは、ダイに隣接した相互接続構造に電気的に接続され、その相互接続構造は、半導体装置（１００）のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルと少なくとも一つのダイとの間に電気的接続を形成する、
を備えた製造方法。
【請求項１６】
窓基板を得ることは、
−  無機基質を得ること、及び
−  少なくとも一つの半導体ダイを埋め込むのに適した無機基質に空胴を設けること、
を備える、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
当該方法は、より大きな入出力接続ピッチでの接続可能な更なるエレメントと接続される、第１の入出力接続ピッチでの少なくとも一つの半導体ダイを、相互接続構造を用いて、間にはさむことを備える、請求項１５又は１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
相互接続構造を設けることは、相互接続構造を備えたさらなるＳｉ貫通電極基板で窓基板を接合することを備える、請求項１５から１７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１９】
当該方法は、少なくとも一つのダイ及び窓基板をバックグラインディングすることをさらに備える、請求項１５から１８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２０】
当該方法は、少なくともダイと直接接触するヒートシンクを設けることをさらに備える、請求項１５から１９のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路技術の分野に関する。より詳しくは、本発明は、相互接続構造を用いる集積回路のアッセンブリング及び／又はパッケージングの方法とともに、それにて得られる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ技術の継続するスケーリングで、小領域上での大量の電子回路により、チップ入出力の接続パッド（Ｉ／Ｏ）の密度は増加し続けている。従来のＩＣパッケージ技術にとって、この高密度に対処し、かつ大きなＩ／Ｏピッチにファンアウト・ルーティングを可能にすることはますます困難になっている。これは、３Ｄ−ＩＣスタックに取り組むときには、さらにより切迫したものとなる。
【０００３】
解決策は、システムレベル・プリント回路基板によって扱うことができるより大きなピッチエリアアレイへダイの入出力ピッチを再配列あるいは変更するパッケージを用いることである。このことは、一般的に、それ自身のスタックよりも数倍大きなパッケージサイズをもたらす。そのような再配列を得るために、一つの解決策は、シリコンに基づいた相互接続基板の使用である。ダイあるいはダイのスタックはこの基板に組み立てられ、適切な相互接続及び配線密度を提供する。このＳｉインターポーザーがまたＳｉ貫通電極を有するならば、高密度のエリアアレイ接続を有する装置が得られるかもしれない。ダイを保護するために、このインターポーザー基板は、ウェーハレベル・トランスファ成形封止プロセスによって封止されてもよい。ダイシング後、最終のＳｉインターポーザー・パッケージがより従来的なパッケージ、例えばボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）において組み立てられ、あるいはウェーハレベル・チップスケールパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）に類似する、プリント回路基板（ＰＣＢ）に直接組み立てられてもよい。説明の目的で、その例が相互接続基板を使用したパッケージ化されたチップを示す図１に示されている。チップ１０は、３Ｄウェーハレベルパッケージ化されたＳｉ貫通電極インターポーザー基板２０に組み立てられるように示されている。インターポーザー基板２０とチップ１０との間には、多層の薄膜層３０あるいはＣＭＯＳバックエンド・オブ・ライン（ＢＥＯＬ）層が一般的に存在する。アッセンブリの次のレベルとの接続は、Ｓｉ貫通電極（through-silicon-vias）を介して得られる。この例では、アッセンブリの次のレベルは、ラミネート・インターポーザー基板４０であり、これはそれ自体、ボール・グリッド・アレイまたはチップ・スケール・パッケージング・ハンダボール５０を介して接触することができる。信頼できるパッケージングを得るため、アンダーフィル６０及びトランスファ成形封止材料７０が用いられてもよい。
【０００４】
この方法において、実装されたダイを有するインターポーザー・ウェーハ上の成形材料は、アッセンブリの非対称性が強いとき、ウェーハの曲がりをもたらす。ウェーハの曲がりを防ぐための既知の一つの解決策は、使用されるウェーハの熱膨脹係数に類似する熱膨脹係数を有するトランスファ成形封止材料を選択することであるが、しかしながら、それらの材料が有機材料（高いＣＴＥ：熱膨張係数）と無機材料（低いＣＴＥ）との混合物からなることから、対象の温度範囲（一般的に、−５５℃から＋３００℃）にわたり完全に一致することは達成できない。ここで、ヤング率、Ｅと、熱膨脹係数、ＣＴＥとの両方は、温度の関数として著しく変化し、使用される半導体装置のＥ及びＣＴＥの温度変化と異なる。更に、成形材料による封止は、装置の熱抵抗の増加をもたらす。
【０００５】
Ozguz等によるＵＳ２００６／２６７２１３号は、一若しくは複数の集積回路ダイ及び一若しくは複数のフィードスルー構造を有するスタック可能な層構造について記述する。そのダイは、結果として窓基板の窓に位置決めされる。集積回路ダイの入出力パッドは、層構造の第１側から窓基板におけるフィードスルーまで導電性トレースを用いて、層構造の第２側へ電気的にルートが変更される。スタックされた層は、また、異なる窓基板を重ねることによっても得ることができ、その各々はそのダイを有し、窓基板におけるフィードスルーを用いてそれらを電気的に接続することによって得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ２００６／２６７２１３号
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、インターポーザー方法を使用して半導体装置を製造する良好な方法と、それによって得られる良好な装置とを提供することである。半導体装置を製造する良好な方法が得られ、その半導体装置は、パッケージ・レベル入出力ピッチと互換性がある大きなピッチエリアアレイ接続へファンアウト（fanning out）する利点を提供するということが本発明の実施形態の利点である。
【０００８】
良好な熱伝導率を有する半導体装置を提供することが本発明による実施形態の利点である。
【０００９】
機械的応力が切り離される、つまりパッケージにおいて用いられる基板にパッケージの機械的歪みが印加されない、あるいは低レベルで印加されるように半導体装置が提供されるということが本発明による実施形態の利点である。
【００１０】
発明の提示された実施形態は、ダイの組み立て前に相互接続層をテストすることを可能にし、それによって材料の歩留まり損失のリスクを低減する。製造工程の終わりの方でダイを組み立てることは、埋め込まれるダイにおける欠陥の発生リスクを減じ、それによって、より高い最終生産歩留まりを達成可能である。
【００１１】
上述の目的は、本発明による方法及び装置によって達成される。
本発明は、半導体装置に関し、この半導体装置は、少なくとも一つの半導体ダイ、少なくとも一つの半導体ダイを組み込む少なくとも一つの空胴を備える無機基質である窓基板、及び窓基板の少なくとも一面に実質的に平面の相互接続構造を備え、少なくとも一つのダイは、少なくとも一つの空胴の内部に位置決めされ、少なくとも一つのダイに隣接した相互接続構造に接続され、この相互接続構造は、少なくとも一つのダイと、半導体装置のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとの間の電気的接続を形成する。少なくとも一つのダイを囲む材料に熱負荷による曲げがほとんどあるいは全く作用しない半導体装置が得られることが本発明による実施形態の利点である。ダイに接触する接触面を増すためのインターポーザー基板を用いて良好な半導体装置が得られることが、本発明による実施形態の利点である。
【００１２】
相互接続構造は、実質的に平坦であってもよく、窓基板と物理的に接触してもよい。上記装置は、少なくとも一つのダイと、半導体装置のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとの間の電気的接続が窓基板の完全に外部に位置するようなものであってもよい。
【００１３】
窓基板の材料は、半導体ダイの熱膨張係数に同じかあるいは厳密に一致する熱膨張係数を有してもよい。窓基板にダイを組み立てた後、ほとんど又は全く曲げを受けない半導体装置が得られることが、本発明による実施形態の利点である。
【００１４】
空胴は、第１の窓基板の全体にわたって延在してもよい。同じ温度特性を有する材料でダイを実質的に囲みながら、インターポーザーの相互接続構造にダイを接続可能にする半導体装置が得られることが本発明による実施形態の利点である。
【００１５】
半導体装置は、窓基板材料において、少なくとも一つのダイと、少なくとも一つの空胴のエッジとの間の位置に充填材を備えても良い。充填材は、エポキシ材料であってもよい。
【００１６】
相互接続構造は、少なくとも一つのダイ用に典型的な第１の入出力ピッチを用いた少なくとも一つのダイと、より大きな入出力ピッチを用いた更なるエレメントとの間の接続を提供することに適していてもよい。それらが、半導体装置の外部部品との効率的で容易な接続を可能にしながら、ダイにおける電子回路の高密度を可能にするインターポーザー原理を使用することが、本発明による実施形態の利点である。
【００１７】
相互接続構造は、少なくとも一つのダイと、半導体装置のアッセンブリ又はパッケージングのさらなるレベルの電気接点との間に物理的に配置される、あるいは位置決めされてもよい。
【００１８】
少なくとも一つのダイは、相互接続構造に組み込まれてもよい。
半導体装置は、相互接続構造を有するインターポーザーを形成するＳｉ貫通電極基板である更なる基板、あるいは相互接続構造を有するインターポーザーを形成する薄いフレキシブルな基板を備えても良い。Ｓｉ貫通電極基板との接続がまた使用可能であることが本発明によるいくつかの実施形態の利点である。
【００１９】
Ｓｉ貫通電極接続を有するインターポーザー基板は、能動素子ウェーハであってもよい。
少なくとも一つの半導体ダイは、窓基板の空胴に配置したダイのスタックであってもよい。スタックしたダイは、半導体装置のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルと更なるダイを電気的に接続するためのＳｉ貫通電極を備えた少なくとも一つのダイを有しても良い。
【００２０】
相互接続構造及び窓基板は、インターポーザーを形成してもよい。窓基板をインターポーザーの一部として用いることができ、それにより、より薄い半導体装置を可能にすることは、本発明による実施形態の利点である。
【００２１】
半導体装置は、更に少なくとも一つのダイ及び窓基板と直接に接触するヒートシンクを備えてもよい。ダイとヒートシンクとの間の直接接触の可能性によってダイの正確な冷却を得ることができることは、本発明による実施形態の利点である。直接接触は、ダイとヒートシンクとの間に成形材料がないことを意味してもよい。ヒートシンクは平面を備えてもよく、それによって平面は、少なくとも一つのダイ及び窓基板と直接接触の状態にある。
【００２２】
本発明は、また、無機基質である窓基板を備えたインターポーザー装置に関し、上記無機基質は、少なくとも一つの半導体ダイを組み込む少なくとも一つの空胴と、空洞に隣接するように、及び、ダイと、半導体装置のアッセンブリ若しくはパッケージングの別のレベルとの間に電気的接続を形成する少なくとも一つの半導体ダイを受け入れるために配列されるように、窓基板の一面に固定される実質的に平面の相互接続構造と、を備える。
【００２３】
インターポーザーは相互接続構造を有しても良く、この相互接続構造は、当該相互接続構造を不動態化する保護層、又は、少なくとも一つのダイと接続するボールグリッドあるいははんだバンプのいずれかあるいはその組み合わせを備える相互接続構造を有してもよい。あるいはまた、電気接点は、無電解メッキされたはんだ（Ｓｎ）接点によって提供されてもよい。
【００２４】
インターポーザーは、いくつかの実施形態において、２５と３００μｍ厚の間、例えば２５μｍと２００μｍとの間、より詳しくは２５μｍと１００μｍとの間であってもよい。相互接続構造は、柔軟な相互接続構造であってもよい。
【００２５】
本発明は、また、半導体装置を製造する方法に関する。この方法は、少なくとも一つの空胴を備えた窓基板を得ること、窓基板の少なくとも一つの側へ実質的に平面の相互接続構造を設けること、及び、少なくとも一つのダイを空胴に埋め込み、少なくとも一つのダイは相互接続構造に接続されること、を備える。それによって相互接続構造は、少なくとも一つのダイに隣接するように、少なくとも一つのダイと、半導体装置のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとの間に電気的接続を形成可能なように、配置される。上記方法は、相互接続構造にダイを組み込む工程、及び／又は、半導体ダイを相互接続構造に電気的に接続する工程を備えてもよい。
【００２６】
窓基板を得ることは、無機基質を得ること、及び、少なくとも一つのダイを埋め込むのに適している無機基質に空胴を設けることを備えても良い。
【００２７】
その方法は、より大きな入出力接続ピッチの接続可能な更なるエレメントと接続される第１の入出力接続ピッチのダイを、間にはさむことを備えてもよい。
【００２８】
相互接続構造を設けることは、例えば相互接続構造を用いて、相互接続構造を備えるＳｉ貫通電極基板で窓基板を接合することを備えてもよい。
【００２９】
上記方法は、さらに、少なくとも一つのダイ及び窓基板をバックグラインドする（back grinding）ことを備えてもよい。
上記方法は、さらに、少なくともダイと直接接触するヒートシンクを設けることを備えてもよい。
【００３０】
発明の特定の及び好ましい態様が、添付の独立請求項及び従属請求項で述べられている。従属請求項からの特徴は、適切でかつ請求項で明示的に述べられるだけでないように、独立請求項の特徴と、及び他の従属請求項の特徴と組み合わされてもよい。
【００３１】
発明のこれら及び他の態様は、以下に記述された実施形態から明らかになり、及びそれらを参照して解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、先行技術から知られているようなインターポーザーを用いた半導体装置を図示する。
【図２】図２は、インターポーザーを用いた半導体装置における（Ａ）側面図、（Ｂ）拡大図であり、これによりダイは、本発明の実施形態による、ＣＴＥを一致させた無機基質における窓形穴部に組み込まれる。このＣＴＥを一致させた窓形穴部を有する無機基質は、「窓基板」と呼ばれる。
【図３】図３は、本発明の実施形態による半導体装置を図示し、ここでヒートシンクはダイと直接に接触して設けられる。
【図４】図４は、本発明の実施形態による半導体装置を製造する方法のフローチャートを図示する。
【図５】本発明の実施形態による半導体装置を製造する例示的な方法を図示し、図５は、Ｓｉ貫通電極基板を含む半導体装置を提供するための製作方法を図示する。
【図６】本発明の実施形態による半導体装置を製造する例示的な方法を図示し、図６は、フレキシブル基板を含む半導体装置を提供するための製作方法を図示する。
【図７】本発明の実施形態による半導体装置を製造する例示的な方法を図示し、図７は、フレキシブル基板を含む半導体装置を提供するための製作方法を図示する。
【図８】本発明の実施形態による半導体装置を製造する例示的な方法を図示し、図８は、基板の裏面から形成された窓形穴部を有しＣＴＥを一致させた基板を実現するため、ウェーハ前側に相互接続メタライゼーションを有するデバイスウェーハを用いて、半導体装置を提供するための製造方法を図示する。
【図９】本発明の実施形態の特徴及び利点を説明する熱膨脹係数の違いの影響をシミュレートするために用いられるように、図９は、従来の集積回路パッケージ・デザインを図示する。
【図１０】本発明の実施形態の特徴及び利点を説明する熱膨脹係数の違いの影響をシミュレートするために用いられるように、図１０は、本発明の実施形態による集積回路パッケージ・デザインを図示する。
【図１１】図１１は、図９及び図１０によるそれぞれの集積回路パッケージ・デザイン用の最下段ウェーハ及びシリコン・キャリアーを接続する接着剤層のエッジからの半径方向距離の関数として剥離応力をそれぞれ図示する。
【図１２】図１２は、図９及び図１０によるそれぞれの集積回路パッケージ・デザイン用のシリコン・キャリアーからの除去後の最下段ウェーハの曲がりをそれぞれ図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面は、単に模式的であり、限定するものではない。図面において、いくつかのエレメントのサイズは、説明の目的のため誇張され、縮尺通りに描かれていないかもしれない。
請求項におけるいかなる参照符号も請求範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。異なる図面において、同じ参照符号は同一の又は類似のエレメントを参照する。
【００３４】
［定義］
本発明の実施形態において「窓基板」と言及される場合、これは、半導体ダイを組み込むための窓形穴部を有する無機基質を指す。「窓基板」は、半導体ダイの熱膨張係数に一致したあるいは厳密に一致した熱膨張係数を有利に有する。
【００３５】
本発明の実施形態において「基板」と言及される場合、これは、例えばガラスあるいはガラス状の基板、誘電体基板、セラミック基板、若しくは半導体基板のような、例えばシリコン基板、ゲルマニウム基板、ＩＩＩ−Ｖ半導体基板、若しくはサファイヤ基板のような、無機基質を指す。
【００３６】
本発明の実施形態において「厳密に一致したＣＴＥ」と言及される場合、これは、所定の温度範囲にわたり、高々２５％異なる熱膨張係数、有利には高々２０％、より有利には高々１５％、さらにより有利には高々１０％、より一層有利には高々５％、さらにより一層有利には１％異なる熱膨張係数を有する材料で作製されてもよい。上記所定の温度範囲は、例えば０℃から２００℃の範囲であってもよく、有利には−５５℃から３００℃の範囲であってもよい。異なる材料を備えた対象物の熱膨張係数が言及される場合、これは、平均の熱膨張係数あるいは測定された熱膨張係数が参照されてもよい。本発明の実施形態は、また、半導体ダイを製造する材料の大部分の熱膨脹係数が参照されることを含んでいる。
【００３７】
本発明による実施形態において、「アッセンブリあるいはパッケージングの別のレベル」を言及される場合、これは、相互接続構造に接続可能である半導体装置の部分と言及されてもよく、それによって半導体装置は、アッセンブリあるいはパッケージングの異なるレベルを有すると考えられてもよい。上記「アッセンブリあるいはパッケージングの別のレベル」は、「アッセンブリあるいはパッケージングの次のレベル」であってもよい。それは、例えば別のチップあるいはダイ、窓基板に埋め込まれたダイ以外の異なるサイズを有する別のチップあるいはダイ、パッケージの一部、のような半導体装置の一部を含んでもよい。上記アッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルは、また、垂直の（３Ｄ）スタッキングであってもよい。
【００３８】
本発明による実施形態において「空胴」と言及される場合、これは、窓基板における窓形穴部によって形成された半導体装置における領域と言及され、それは半導体ダイ及び充填材で満たされてもよい。空胴のエッジ又は壁は、元の窓形穴部を囲むエッジ又は壁として定義することができる。
【００３９】
本発明による実施形態において、実質的に平面の相互接続構造と言及される場合、これは、主として二次元において延在し、かつ相互接続構造の厚みを形成する第３の方向において制限された厚みを有する相互接続構造と言及される。
【００４０】
［例示的な実施形態の詳細な説明］
本発明による実施形態において、少なくとも一つのダイが参照され、後者は、またダイのスタックも意図している。
第１の態様において、本発明は半導体装置に関する。この半導体装置は、少なくとも一つの半導体ダイを備える。その半導体装置は、集積回路、あるいはその一部分であってもよい。本発明の実施形態による半導体装置は、インターポーザー原理を用いるのに特に適しており、例えば、システムレベルのプリント回路基板によって扱うことができるより大きなピッチ領域アレイに、ダイのレベルで入出力ピッチの再配置あるいは変更を提供するのに適している。本発明の実施形態による半導体装置は、また、大きさの異なるチップからなる３Ｄチップ・スタックの実現に非常に適している。本発明の実施形態による半導体装置は、少なくとも一面で相互接続構造を備えた窓基板を備える。窓基板は、更に少なくとも一つの空胴を備える。それによって少なくとも一つのダイが少なくとも一つの空胴の内側に配置され、少なくとも一つのダイが相互接続構造に接続される。よって、少なくとも一つの空胴は、当初は、少なくとも一つのダイで満たされる窓基板における穴部であってもよい。説明のために、本発明の実施形態はこれに限定されないが、本発明の一つの実施形態による半導体装置の詳細な記述は、標準の及び任意の構成部分を示す図２を参照して論じられる。
【００４１】
図２において、半導体装置１００は、少なくとも一つのダイに接続を提供するインターポーザー原理を使用することを示している。図２は、上段（Ａ）でウェーハ断面を、下段（Ｂ）でウェーハのダイシング後のパッケージを図示する。半導体装置１００は、「窓基板」と呼ばれる、無機基質１１０を備える。窓基板１１０は、適切な温度領域にわたり、例えば０℃から２００℃の温度範囲、有利には−５５℃から＋３００℃の温度範囲において、その窓に埋め込まれる半導体ダイ、１３０、の熱膨張係数に厳密に一致あるいは一致する熱膨張係数、ＣＴＥ、を有する適切ないずれの材料から作られてもよい。最良の一致は、半導体ダイ１３０、（典型的にシリコン、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、サファイア）の基板材料に用いられるような材料で、それらの材料がまたヤング率のような装置の他の機械的性質と一致するような材料を使用することによって得られる。また、例えば、半導体装置の温度の関数としてＣＴＥを追跡するように設計されたセラミックあるいはガラス基板の使用が可能である。しかしながらこれらは、他の機械的性質を厳密なようには追跡しないだろう。
【００４２】
窓基板１１０は、少なくとも一つのダイ１３０を備えるのに適した、また窓と呼ばれる少なくとも一つの空胴１２０を備える。少なくとも一つの空胴１２０は、窓形であってもよい。少なくとも一つの空胴１２０のサイズは、少なくとも一つのダイを収容するのに適している。そのような空胴において、ダイをスタックしたものとともに単一のダイが提供されてもよい。本発明の実施形態はこれらに限定されないが、そのような空胴１２０の典型的な例は、２ｍｍと５０ｍｍとの間の平均寸法、有利には２ｍｍと２０ｍｍとの間の平均寸法を有してもよい。少なくとも一つの空胴１２０は、有利には、空胴１２０のエッジと、そこに配置されるダイ１３０との間の隙間が無くなるように大きさが決められてもよい。一例において、少なくとも一つの空胴によって取られる窓基板の相対的な面積は、１０％から２５％の範囲にあるかもしれない。発明はこれに限定されないが、空胴１２０は、典型的に、エッチングによって、あるいは例えばレーザー切断のようなレーザー加工によって作製されてもよい。
【００４３】
半導体装置１００は、さらに、窓基板１１０の少なくとも一面に配置した相互接続構造１４０を備える。本発明による実施形態はこれに限定されないが、そのような相互接続構造１４０は、バックエンド（back-end-of-line）構造であってもよい。相互接続構造１４０は、ダイ１３０へ入出力接続を提供するのに有利に適している。相互接続構造１４０は、ダイで要求されるような入出力ピッチを、更なるシステムレベルでの使用、即ちダイ１３０（ファンアウト）のサイズより大きな面積をカバーするプリント回路基板のレベルでのような使用、に適した入出力ピッチへ再配置することを可能にするので、インターポーザーを有利に形成する。相互接続構造１４０は、例えば以下のものを備えてもよい。即ち、
・窓ウェーハに一致したＣＴＥあるいは窓ウェーハに厳密に一致したＣＴＥ及び相互接続層、並びに、基板貫通の垂直接続を有する別個の無機基質（例えば図５に示すような）、あるいは
・窓ウェーハに一致したＣＴＥあるいは窓ウェーハに厳密に一致したＣＴＥ及び相互接続層、並びに、基板貫通の垂直接続を有する別個の能動基板（例えば図５に示すような）（この場合は３ＤＩＣスタッキングの解決に有効である）、あるいは
・相互接続層、及び基板貫通の垂直接続を有する、別個の薄く柔軟な有機基板（例えば図６及び図７に示すような）、あるいは
・薄い半導体バックエンド相互接続層（例えば図７及び図８に示すような）。
【００４４】
相互接続構造は、空胴に隣接するように配置してもよい。少なくとも一つのダイは、相互接続構造に物理的及び電気的に接続してもよい。相互接続構造は、典型的には、窓基板に隣接するプレーナー構造として位置決め、例えばそれに固定、されてもよい。
【００４５】
窓基板において電気的なフィードスルーが無いことが本発明の実施形態の利点である。
少なくとも一つのダイ１３０は、例えば、単一のダイ、複数のダイ、あるいは３Ｄダイスタックであってもよい。本発明の実施形態において、ダイのスタックは、窓基板の空胴に導入されてもよい。ダイのスタックが用いられる場合、スタックの少なくとも一つは、スタックにおいて他のダイを接続するため、例えば他のダイと相互接続構造との間で接続を提供するため、フィードスルー、例えばＳｉ貫通電極、を設けてもよい。ダイは、一若しくは複数の機能を提供する一あるいは複数の電子回路を備えてもよい。一例において、ダイは、任意的に別のダイあるいは他のダイのスタックに接合されたロジックダイ（logic die）であってもよい。ダイ１３０は、典型的に、既知のダイ加工技術を用いて作製されてもよい。それは、パッケージ化されたダイ、あるいはパッケージ化されたダイスタックであってもよい。少なくとも一つのダイ１３０は、相互接続構造１４０に少なくとも一つのダイ１３０を接続するダイ−インターポーザー接続１５０を設けてもよい。そのようなダイ−インターポーザー接続１５０は、マイクロフリップチップ接続、金属／金属熱圧着、導電性接着剤接合、等であってもよい。
【００４６】
半導体装置１００は、さらに、少なくとも一つのダイ１３０を空胴に埋め込む充填材１６０を備えてもよい。よって充填材１６０は、空胴１２０のエッジと少なくとも一つのダイ１３０との間の空間を満たす封止材料である。充填材１６０は、窓基板１１０、相互接続構造１４０と、少なくとも一つのダイ１３０との間の全ての隙間を充填する、ポリマーあるいは粒子充填ポリマー、エポキシ系材料、シリカ系材料、アンダーフィルにて使用されるものに類似する材料、グロブトップ（glob-top）つまりオーバー・モールド化合物、等であってもよい。
【００４７】
半導体装置１００は、インターポーザーを次のレベルのアッセンブリへ接続する、例えばハンダボールのようなパッド１７０をさらに備えてもよい。標準的なバンプ技術が使用可能である。バンプの下でそれの代わりに、あるいはそれに追加して、例えば薄型チップの柔軟なインターポーザーにおいて、冶金パッドが既に利用可能かもしれない。次のレベルのアッセンブリは、本発明はそれに限定されないが、プリント回路基板ＰＣＢであってもよい。例えば、次のレベルアッセンブリは、例えばラミネート・ボール・グリッド・アレイ・インターポーザーであってもよい。半導体装置１００は、また、例えば相互接続構造へ結線することによって接続されてもよい。
【００４８】
本発明による一つの実施形態において、半導体装置１００は、更にヒートシンク１８０を装備してもよい。ヒートシンク１８０は、少なくとも一つのダイ、及び任意的に窓基板とも接触してもよい。ヒートシンク１８０は、良好な熱接触を可能にする熱グリース１８２の層を適用することにより、ダイ１３０及び／又は窓基板１１０と直接に接触してもよい。ヒートシンク１８０は、ダイ及び窓基板と接触する平面を備えてもよい。ヒートシンク１８０は、また、一連の冷却フィンを備えてもよい。後者は、熱グリース層を介してダイ１３０に直接接触するヒートシンク１８０を図示しながら、例示として図３に図示されている。本発明の実施形態において、ヒートシンクとダイとの間の直接接触が記述される場合、これは、例えば熱グリース層のような熱伝導層を介してダイに接触することを含む。
【００４９】
第２の態様において、本発明は、半導体装置を製造する方法に関する。この方法は、本発明の実施形態はそれに限定されないが、上述したような半導体装置を作製するのに特に適しているかもしれない。その方法は、相互接続構造が設けられた無機基質を得ること、無機基質に少なくとも一つの空胴を提供しそれによって窓基板を形成すること、及び、少なくとも一つのダイを空胴に埋め込むこと、を備え、少なくとも一つのダイは、相互接続構造に接続される。それらは、結果として半導体装置となり、ここで、この機能を実行するインターポーザー基板あるいは部品は、ダイの熱膨張係数と比較して、広い温度範囲にわたり、同一の熱膨張係数あるいは厳密に一致した熱膨張係数を有する材料から主として成っていることが本発明の実施形態による方法の利点である。したがって、改善された機械的安定性及び熱的性能が得られる。言い換えれば、上記方法は、熱応力に苦しめられず、一旦、ダイが相互接続構造に組み立てられればウェーハレベルの反りを制限することを可能にする半導体装置を有利にもたらす。それは、熱的性能が良好な、例えば著しく改善された装置をもたらす。説明のため、本発明の実施形態はそれに限定されないが、更なる特徴及び利点は、本発明の実施形態による半導体装置を作製する例示的な方法の標準及び任意の工程を示している図５から図８を参照して説明されるだろう。本発明の例示的な実施形態による半導体装置を製造する方法の標準及び任意の工程のフローチャートが図４に図示されている。
【００５０】
第１の例示的な方法３００において、その方法は、第１ステップ３１０で無機基質１１０を得ることを備える。この無機基質１１０は、広い温度範囲にわたり、例えば０℃から２００℃の範囲において、有利には、−５５℃から３００℃の範囲において、パッケージ化されるべき半導体装置の熱膨張係数に一致するあるいは厳密に一致するＣＴＥを有するいずれの材料で作製されてもよい。最も有利には、無機基質材料は、半導体ダイの大部分が製造されるところの材料に実質的に同一であるように選択される。しばしば用いられるかもしれない材料の典型例は、Ｓｉ系の半導体装置のパッケージングに関してシリコン材料である。無機基質において、ダイを中へ埋め込むための少なくとも一つの空胴を形成するだろう少なくとも一つの穴部が、例えばエッチングによって、あるいはレーザー切断を介して作製され、よって無機基質は、窓基板１１０になる。少なくとも一つの穴部の作製は、この方法の一部であってもよく、即ち、そのような穴部を備える窓基板１１０が得られてもよい。上記空胴は、第１態様にて述べたような特徴及び態様を有してもよい。例えば、典型的に空胴は、充填前に、窓基板の表面に約１０％から９０％の開いた領域が存在するように設けられる。窓基板において穴部つまり窓の製造は、いずれかの適当な方法で行なわれてもよい。そのような窓を設けるための生産技術の一例は、ボッシュ法として知られているパルス・エッチングプロセスによるものである。そのようなエッチングプロセスは、エッチング工程が堆積工程と交互に行われ、これがほぼ垂直の構造を得るために繰り返されるプロセスを参照する。エッチングのために用いられるプラズマは、ほぼ垂直な方向からウェーハを攻撃するいくつかのイオンを含んでいる。シリコンに関して、このパルス・エッチングは、好ましくは六フッ化硫黄原料ガス［ＳＦ６］を用い、一方、化学的に不活性な保護層の蒸着に関しては、好ましくは、Ｃ４Ｆ８原料ガスが用いられ、各パルス位相は、好ましくは数秒間続く。保護層は、さらなる化学的攻撃から基板全体を保護し、更なる（側面の）エッチングを防止する。しかしながら、エッチング段階の間、基板に衝突する指向性のイオンは、トレンチ（しかし側面に沿っていない）の底で保護層を攻撃する。そのエッチング／堆積工程は、何度も繰り返され、エッチングされたピットの底でのみ、結果として多数の非常に小さな等方性のエッチング工程が起こることになる。例えば、０．５ｍｍのシリコンウェーハを貫通するエッチングを行うために、１００から１０００のエッチング／堆積工程が必要である。典型的に、エッチングプロセスは、波形（scalloped）の面を有する側壁をもたらす。使用可能なエッチングプロセスの別の例は、１１１のシリコン窓基板を用いて、ＫＯＨエッチングである。
【００５１】
第２ステップ３２０において、相互接続構造は、窓基板の一側方で提供されてもよい。相互接続構造１４０は、相互接続構造１４０が窓基板１１０の全表面にわたり、つまり空胴が作製された位置でも存在し、空胴の側壁を形成するように、提供されてもよい。この例示的な方法において、相互接続構造は、第２の基板に作製される。この例示的な方法において、そのような第２の基板は、Ｓｉ貫通電極基板であってもよく、相互接続構造とともに次のデバイスレベルへのダイ用のインターポーザーを形成する。相互接続構造は、例えば、Ｓｉ貫通電極基板にボンドパッドを備えた２つの金属層であってもよい。第２の基板は、また、積み重ねられた３Ｄの装置を達成するために、Ｓｉ貫通電極接続を有する能動的な半導体装置ウェーハであってもよい。換言すると、３Ｄ集積化は、受動的なインターポーザー基板に制限されない。その後、相互接続構造は、相互接続構造１４０が存在する側面で窓基板の一面を第２の基板に結合することによって、窓基板の一面に設けられる。後者は、例えば、重合体接着剤層等を用いることによって互いの基板を反転することにより得てもよい。第２の基板との窓基板の接続は、図５の（ａ）部に図示されている。
【００５２】
ステップ３３０で、少なくとも一つのダイは、また図５の（ａ）部に図示されるように空胴に埋め込まれ、相互接続構造に接続される。ダイ１３０のパッドと相互接続構造１４０のパッドとの間で電気的接続が実現され、それは、インターポーザー−ダイ接続１５０
と呼ばれるかもしれない。これは、これらに限定されないがはんだフリップチップ、マイクロバンプはんだ接合、導電性接着剤接合、異方性導電性接着剤接合、金属−金属熱圧着接合、酸化物−金属接合のような従来の方法を用いて実現することができる。少なくとも一つのダイ１３０は、例えばＣｕ−Ｃｕ熱圧着等のような適当ないずれの方法を用いて相互接続されるダイのスタックを備えることができる。適用可能な場合、元のダイへの更なるダイの接続は、相互接続構造に最初のダイを接続する前、あるいは接続した後に行なわれてもよい。ダイ１３０あるいはダイのスタックは、例えばはんだ、マイクロバンプはんだ接合、導電性接着剤接合、異方性導電性接着剤接合、金属−金属熱圧着接合、酸化物−金属接合などを用いて、フリップチップ式における相互接続構造へ結合することができる。その結果が、図５の（ｂ）部に示されるような中間の装置である。
【００５３】
相互接続構造１４０への窓基板１１０のアッセンブリの順序は、ダイ１３０を取り付ける前あるいは後の両方で行うことができることに注意すべきである。例として、ステップ３２０がステップ３３０の前に実行されてもよく、あるいは代わりにステップ３３０がステップ３２０の前に実行されてもよい。一つの有利な順序は、発明の実施形態はこれに限定されないが、最初により薄い部品でスタートしてもよく、例えば薄い基板が使用されると、次に第１窓基板が相互接続に組み立てられてもよく、その後にダイが埋め込まれてもよい、あるいは又、薄いダイが使用されるならば、そのダイが最初に埋め込まれてもよく、相互接続構造を有するアッセンブリがその後得られてもよい、ということにも注意すべきである。
【００５４】
ステップ３４０では、窓基板における空胴のエッジとダイとの間の隙間が充填材１６０を用いて充填されてもよい。充填材１６０は、本発明の実施形態はこれらに限定されないが、例えばエポキシ樹脂、シリカ系の材料、アンダーフィルにおいて使用されるものに類似する材料、グロブトップつまりオーバー・モールド化合物、等であってもよい。例として、充填材は、本発明の実施形態はそれに限定されないが、ダイの材料の熱膨脹係数にできるだけ近い熱膨脹係数を有するように選択されてもよい。後者が図５の（ｃ）部に図示されている。充填物は、例えばフリップチップの場合において、ダイボンディングの後のアンダーフィル部分の一部であってもよい。
【００５５】
ステップ３５０では、窓基板１１０及び少なくとも一つのダイ１３０は、単一の工程においてバックグラインドされることができ、ダイの背面及び窓基板１１０の表面を単一平面にて露出させる。後者は、窓基板１１０及びダイ１３０をヒートシンクと、例えばヒートシンクの平面と、同時に接触させることを可能にするように、有利である。グラインド（研磨）ステップの結果は、図５の（ｄ）部に図示されている。バックグラインディングは、例えば機械的なバックグラインディングを用いて行なわれてもよく、それによって、全体構造（相互接続構造１４０、窓基板１１０、及び埋め込んだダイ１３０）の厚みは、約３００μｍの典型的なＩＣパッケージングの厚みまで研磨可能である。
【００５６】
ステップ３６０では、パッド１７０例えばハンダボールを設けることによって、相互接続基板１２０の前側へ更なる接続がなされてもよい。後者は、例えば次のアッセンブリレベル、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）への接続を提供する。設けられたハンダボールは、図５の（ｅ）部に図示されている。
【００５７】
本発明の実施形態は、複数の半導体装置を同時に製造するのに特に適している。複数の空胴を設け、それらの各々に一若しくは複数のダイを充填することにより、及び、得られたアッセンブリを個々のパッケージにカットすることにより、上述したような半導体装置製造方法を終了させることによって、同じ製造プロセスの間に複数の半導体装置が製造可能である。任意のステップ３７０（図５には示していない）では、半導体装置は、個々のパッケージへ切ることができる。
【００５８】
第２の例示的の方法３００において、第１の例示的な方法におけるものと同様の製造プロセスが記述される。しかし、相互接続構造は、固い相互接続基板ではなく薄く柔軟な相互接続インターポーザー構造を用いて導入される。そのような薄く柔軟なインターポーザーは、例えば、薄い銅ポリイミド・フレックス回路、あるいは、これに限定されないが例えば液晶ポリマーのような他のポリマーに基づいた同様の柔軟な構造であることができる。このフレキシブル基板は、そのフォイルの両面に、柔軟なフォイルの薄いポリマー層を貫通する標準のビア接続を用いて両面を相互接続する相互接続パッドを有するのがよい。窓基板１１０へ相互接続構造１４０を設けること、ステップ３２０、及び窓基板１１０の少なくとも一つの空胴に少なくとも一つのダイ１３０を埋め込むこと、ステップ３３０は、固い相互接続基板の場合（図５）に関して、上述したのと同じ方法で実行される。ＵＴＦ相互接続構造の提供は、図６の（ａ）部に示され、一方、相互接続構造１４０に接続パッドを直接設けることが図６の（ｅ）部に図示されている。薄くかつ柔軟である薄いフレキシブル回路は、最終構造の機械的性質が埋め込まれたダイ、及び一致したＣＴＥを有する窓基板によって支配されることから、最終アッセンブリ（埋め込まれたダイ及び取り付けられた薄い相互接続構造を有する窓基板、例えば相互接続フレックス回路）の低い反りに結果としてなる。
【００５９】
相互接続構造１４０、例えば柔軟な相互接続基板に、窓基板、１１０、を組み立てる順序は、ダイ、１３０、を窓基板１１０に取り付ける前あるいは後の両方で行うことができるということに注意することは重要である（ステップ３３０前のステップ３２０、あるいはステップ３２０前のステップ３３０）。
【００６０】
第３の例示的な方法３００において、第２の例示的な方法におけるものと同様の製造プロセスが記述されるが、しかし、薄い相互接続構造を備える第２の、キャリア基板を用いて、相互接続を提供することが実行される。これらは、薄膜ポリマー及び金属相互接続層、あるいは、この第２のキャリア基板で先のステップで実現された従来のバックエンド相互接続層であってもよい。
【００６１】
ステップ３２０では、その後、窓基板は、第２のキャリア基板上で薄い柔軟な相互接続構造と接触される。ダイ１３０を埋め込み、隙間を充填した後、この第２のキャリア基板と薄い相互接続構造との間の界面で分離して第２のキャリア基板が除去される、追加のプロセス工程が加えられる。後者は、図７に図示されており、図７の（ａ）部で、第２のキャリア基板に相互接続構造を有する窓基板の接続ステップを図示し、図７の（ｄ）から（ｅ）部への移行によるその後のステップにおいてキャリア基板を除去する効果を図示している。そのキャリア基板は、本発明の実施形態はこれに限定されないが、例えば残っているキャリア基板材料の除去のためドライあるいはウェットエッチングに続く機械的なバックグラインディングによって除去される。別の方法の一例は、薄い相互接続構造と第２のキャリア基板との間の中間材料層の使用である。ダイの埋め込み及び窓ウェーハへのボンディングの後、第２のウェーハは、例えば、機械的なスライディング（熱可塑性接着剤層のケース）、分解（低分解温度接着剤）、剥離（低剥離力強度を有する接着剤）又は、レーザーアブレーション（ＣＴＥが一致したガラスキャリアーの使用に限定して、レーザー放射ポリマー組成のケース）によって、このスタックから取り除くことができる。
【００６２】
相互接続構造のパッドにハンダボールを設けることが図７の（ｆ）部に図示されている。
またここで、窓基板、１１０、のアッセンブリの順序は、窓基板１１０にダイ、１３０、を取り付ける前あるいは後の両方で行うことができることに注意すべきである。（ステップ３３０の前のステップ３２０、あるいはステップ３２０の前のステップ３３０）
【００６３】
第４の例示的な方法３００において、第１、第２及び第３の例示的な方法におけるような、半導体装置を製造する同様の方法が示されているが、しかし、本例における、空胴及び相互接続構造を有する窓基板を設けることは、第２の基板にそれを設ける代わりに、第１の窓基板１１０に相互接続構造１４０を設けることによって得られる。空胴は、例えば相互接続構造の反対の側面からのウェット又はドライエッチングによって、一面に存在する相互接続構造１４０を有する窓基板１１０に実現される。このように、窓基板は、相互接続構造とともに、インターポーザー基板を形成する。空胴を生成するのに用いられてもよいエッチングプロセスは、上述したように、例えばボッシュエッチングプロセス又は別のプロセスであってもよい。相互接続構造をエッチングしないために、例えば酸化物又はＳｉＣ層のような、停止層が相互接続構造に設けられてもよい。いくつかの実施形態において、上記方法は、ダイを相互接続構造に接触する前に停止層を除去する付加的なステップを備えてもよい。相互接続構造は、窓基板空胴を横切る一種の膜を形成する。
【００６４】
後者は、図８の（ａ）及び（ｂ）部で図示され、その後に（ｃ）部に示されるように、少なくとも一つのダイ１３０を相互接続構造１４０に接続するため空胴に少なくとも一つのダイを設け、これは（ｄ）部に示されるような構造に結果としてなる。さらに、隙間を埋めるステップ、バックグラインディングステップ、及び相互接続構造に更なるアッセンブリレベルを接続するためにパッドを設けるステップが（ｅ）部、（ｆ）部、及び（ｇ）部にそれぞれ示されている。
【００６５】
上述の例示的な方法は、ダイの一側面でインターポーザー基板を設けることの可能性を説明するが、同様の方法で、ダイの他方の側面での接続も得ることができる。
【００６６】
本発明によるいくつかの実施形態において、方法は、ヒートシンクを設けることを備える。後者は、熱グリースのような熱伝導性層を設けることにより行なわれてよい。
【００６７】
更に、多くのプロセスステップが示されているが、半導体装置生産の当業者に知られているような更なる任意のステップが含まれてもよい。その一つの例は、本発明の実施形態はこれに限定されないが、インターポーザー基板に関して設けられる平坦化ステップの使用であってもよい。
【００６８】
提案された製造フローが窓基板及び相互接続構造の製作後に、能動的なダイがパッケージ上に取り付けられるようなものであることは、本発明の実施形態によれば利点である。よって、ダイ及び相互接続構造は、結合した充填材及び取り囲む窓基板材料にダイを埋め込む前に独立して作製することができる。このことは、さらなる処理におけるダイの損傷を回避する。第１の半導体装置のアッセンブリ及びインターポーザーがダイアッセンブリの前に主として製造されるので、ダイの取り付け前にテストが可能である。エラーが確認された場合、後者は材料の損失を低減する。
【００６９】
説明のために、本発明の実施形態はそれらに限定されないが、多くのさらに特定の例が本発明による実施形態の特徴及び利点を説明して、以下に説明される。
さらなる例について、シリコン・インターポーザー基板を用いてダイが相互接続される２つの集積回路パッケージ間で比較を行う。一方で、従来から知られており、図９に図示されるような，トランスファ成形樹脂封止によってダイがパッケージ化される集積回路パッケージを考慮する。しかし、他方では、図１０に図示されるような本発明の実施形態によるシリコン基板における窓にダイが配置される集積回路パッケージを考慮する。例においてなされる計算について、本発明の実施形態はそれによって限定されないが、以下の寸法が用いられる。異なるダイ間の距離は、１０ｍｍになるように選択され、ダイは表面サイズにおいて６×６ｍｍ２である。ダイ又はダイのスタックは、３００μｍの厚みであり、１０μｍの接着剤を介して接続されており、１０μｍの接着剤層（Brewer Science EVGによるＨＴ１０１０）を介してシリコン・キャリアーにそれ自身接合された５０μｍの最下段ウェーハに相互に接続する。従来のパッケージングでは、ダイの上に２００μｍのモールドが考慮され、そのモールドの特性は、１０ｐｐｍ／℃の熱膨脹係数を有し、２８ＧＰａの弾性係数を有する。シミュレーションは、有限要素モデルを用いて行なわれた。
【００７０】
第１の特定例において、集積回路パッケージの製造の間に用いられるようなシリコン・キャリアーと最下段ウェーハとの間の接着剤層のエッジでの剥離応力が、図９の従来技術の装置、及び図１０による本発明の実施形態による集積回路パッケージングの両方に関して評価された。図１１は、ｍｍで表され接着剤層のエッジまでの半径方向距離の関数として、ＭＰａで表された剥離応力を図示している。剥離応力は、接着剤層のエッジで高く、図９の従来のパッケージング装置に関するエッジからの半径方向距離とともに減少し（図１１で曲線６０２によって示されるように）、従来のパッケージングと比較して、（図９で曲線６０４によって示されるように）本発明の実施形態によるパッケージングにおいて剥離応力は実質的に０であることを理解することができる。後者は、異なる熱膨脹係数を有する材料を用いたときに引き起こされた力に関する例示であり、本発明による実施形態の利点を図示している。
【００７１】
第２の特定例において、最下段ウェーハの曲がりが、図９の従来の装置、及び図１０による本発明の実施形態による集積回路パッケージングの両方に関してシリコン・キャリアーの除去後に評価された。図１２は、ｘ軸のｍｍでの半径方向距離、及びｙ軸のｍｍでのウェーハの面外曲がりを示す湾曲を図示している。
【００７２】
（図１２に曲線６１２で示されるように）パッケージングの強い湾曲が発生する従来の集積回路パッケージングとは対照的に、本発明の実施形態によるパッケージングでは、そのような湾曲は見ることができない（図１２に曲線６１４によって示されるように）ことを理解することができる。後者は、本発明による実施形態の特徴及び利点を図示している。
【００７３】
一つの態様において、本発明は、またインターポーザー装置に関し、このインターポーザー装置は、少なくとも一つの半導体ダイを取り付けるための少なくとも一つの空胴を備える無機基質である窓基板を備える。更に、また、実質的に平面の相互接続構造が存在し、窓基板において空胴に隣接するように窓基板の一面に固定されている。
【００７４】
相互接続構造は、ダイと、半導体装置のアッセンブリあるいはパッケージングの別のレベルとの間に電気的接続を形成するために少なくとも一つの半導体ダイを受け入れるように配列される。相互接続構造は、例えば窓基板に固定した柔軟層であってもよい。インターポーザー装置は、中間生成物として提供されてもよく、例えばアセンブラーによってさらに処理することができる。インターポーザー装置は、上述のプロセスのいずれにも記載されているような方法を用いて作製されてもよい。いくつかの実施形態において、インターポーザー装置は、基板に相互接続構造が最初に設けられ、次に、窓基板を形成するためにその基板をエッチングすることによって作製される場合、停止層が相互接続構造に存在してもよい。いくつかの実施形態において、不動態化あるいは保護の層が設けられてもよい。いくつかの実施形態において、例えば銅接点、例えば電気めっきされた電気接点、ボールグリッド・コンタクト、はんだバンプなどのような電気的コネクタがインターポーザー基板に設けられてもよい。上述の態様のいずれかに記載された他の特徴もまた存在してもよい。例として、本発明の実施形態はこれに限定されないが、可能なインターポーザー装置の図示が図８の（ｂ）部に示されている。
【００７５】
発明は、図面及び上述の説明で図示され詳細に記述されているが、そのような図示及び記述は、事例的なあるいは例示的なものであり限定するものではないと考えられるべきである。発明は、開示された実施形態に限定されない。
【００７６】
開示された実施形態への他の変形は、図面、開示内容、及び添付の請求範囲の調査研究から、クレームされた発明を実行する当業者によって理解し達成することができる。請求項において、用語「備える」は、他の要素あるいはステップを排除せず、不定冠詞「ａ」「ａｎ」は複数を除外しない。単一のプロセッサあるいは他のユニットは、請求項で述べられたいくつかの事項の機能を実行してもよい。ある手段が相互に異なる従属請求項で述べられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが利益をもたらすために用いることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も権利範囲を限定するように解釈されるべきでない。
【００７７】
先の説明は、発明のある実施形態を詳述する。しかしながら、先の説明が文章でどんなに詳細に示されても、発明は、多くの方法で実行されてもよく、それゆえ、開示された実施形態に限定されないことが十分に理解されるだろう。発明のある特徴あるいは態様を記述するときの特定の専門用語の使用は、その用語が関連する発明の特徴又は態様のいずれかの特定の特徴を含むように限定するために、ここでその用語が再定義されることを暗示するように取られるべきではないことに注意すべきである。
【図１】
2013516060.tif 000003
【図２（Ａ）】
2013516060.tif 000004
【図２（Ｂ）】
2013516060.tif 000005
【図３】
2013516060.tif 000006
【図４】
2013516060.tif 000007
【図５（ａ）】
2013516060.tif 000008
【図５（ｂ）】
2013516060.tif 000009
【図５（ｃ）】
2013516060.tif 000010
【図５（ｄ）】
2013516060.tif 000011
【図５（ｅ）】
2013516060.tif 000012
【図６（ａ）】
2013516060.tif 000013
【図６（ｂ）】
2013516060.tif 000014
【図６（ｃ）】
2013516060.tif 000015
【図６（ｄ）】
2013516060.tif 000016
【図６（ｅ）】
2013516060.tif 000017
【図７（ａ）】
2013516060.tif 000018
【図７（ｂ）】
2013516060.tif 000019
【図７（ｃ）】
2013516060.tif 000020
【図７（ｄ）】
2013516060.tif 000021
【図７（ｅ）】
2013516060.tif 000022
【図７（ｆ）】
2013516060.tif 000023
【図８（ａ）】
2013516060.tif 000024
【図８（ｂ）】
2013516060.tif 000025
【図８（ｃ）】
2013516060.tif 000026
【図８（ｄ）】
2013516060.tif 000027
【図８（ｅ）】
2013516060.tif 000028
【図８（ｆ）】
2013516060.tif 000029
【図８（ｇ）】
2013516060.tif 000030
【図９】
2013516060.tif 000031
【図１０】
2013516060.tif 000032
【図１１】
2013516060.tif 000033
【図１２】
2013516060.tif 000034
【国際調査報告】
2013516060.tif 000035
2013516060.tif 000036
2013516060.tif 000037