(57)【要約】【解決手段】複数の電子デバイスを製造する方法が提供される。デバイスウエハ上に形成された複数の集積回路上の複数の第１の導電性端子のそれぞれが、キャリアウエハ上の複数の第２の導電性端子のそれぞれと連結して、コンビネーションウエハアセンブリを形成する。コンビネーションウエハアセンブリは、分離した電子アセンブリを形成する複数の集積回路の間において、複数の集積回路の間でシンギュレートされる。電子アセンブリはそれぞれ、デバイスウエハの分離した部分からの個別のダイ、およびキャリアウエハの分離した部分からのキャリアウエハを有する。複数の電子アセンブリを製造するプロセスは、ウエハレベルで、すなわち、シンギュレーションの前に、複数のダイがキャリアウエハに連結され、単純化され、コストが低減される。また、コンビネーションウエハアセンブリは、アンダーフィル材料の導入、ウエハレベルでの硬化、および分離した支持ウエハを必要とせずにウエハレベルでのデバイスウエハの薄層化を可能とする。デバイスウエハとキャリアウエハとの間の位置合わせは、デバイスウエハとキャリアウエハのそれぞれの中の第１の導電体と第２の導電体を通る電流を伝導することにより試験される。
2008507844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子アセンブリを製造する方法であって、
デバイスウエハ上に形成された複数の集積回路上の複数の第１の導電性端子をそれぞれ、コンビネーションウエハアセンブリを形成すべくキャリアウエハ上の複数の第２の導電性端子のそれぞれに接続する段階と、
前記デバイスウエハの分離した部分からの個別のダイおよび前記キャリアウエハの分離された部分からのキャリアウエハを有する電子アセンブリのそれぞれを有する複数の前記電子アセンブリを形成すべく、複数の前記集積回路の間で前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする段階と
を備える方法。
【請求項２】
前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前に、前記デバイスウエハと前記キャリアウエハとの間に位置するアンダーフィル材料を導入する段階と、
前記アンダーフィル材料を硬化する段階と
を更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アンダーフィル材料は、複数の前記第１の導電性端子が複数の前記第２の導電性端子と連結した後に、前記デバイスウエハとキャリアウエハとの間の空隙に導入される
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アンダーフィル材料が、大気圧にまさった状態で前記空隙に導入される
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記コンビネーションウエハアセンブリを冶具内に接地する段階と、
前記冶具内の少なくとも第１の通路を通して、前記アンダーフィル材料を供給する段階と
を更に備える請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アンダーフィル材料を前記空隙に導入する前に、前記アンダーフィル材料を加熱する段階
を更に備える請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記アンダーフィル材料が、前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前に硬化される
請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前に、前記デバイスウエハを薄層化する段階
を更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前に、前記デバイスウエハと前記キャリアウエハとの間に位置するようにアンダーフィル材料を導入する段階と、
前記アンダーフィル材料を硬化する段階と
を更に備える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャリアウエハがセラミックから製造される
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも一組を通る電流を試験する段階
を更に備え、
前記組は、前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前の第１の導電性の端子と第２の導電性の端子とを含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記デバイスウエハを通して広がる第１の導電体と、前記キャリアウエハを通して広がる第２の導電体とを通して電流が供給される
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の電子アセンブリを製造する方法であって、
コンビネーションウエハアセンブリを形成するデバイスウエハとキャリアウエハとの間にアンダーフィル材料を導入する段階と、
前記アンダーフィル材料を硬化する段階と、
複数の前記電子アセンブリを形成する前記デバイスウエハ上に形成された複数の集積回路の間で前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする段階と
を備え、
前記電子アセンブリのそれぞれは、前記デバイスウエハの分離された部分からの個別のダイと、前記キャリアウエハの分離された部分からの個別のキャリアウエハと、前記個別のダイと前記個別のキャリアウエハとの間の前記アンダーフィル材料の個別の部分とを有する
方法。
【請求項１４】
前記アンダーフィル材料が、前記コンビネーションウエハアセンブリをシンギュレートする前に硬化される
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アンダーフィル材料が、大気圧にまさった状態で前記デバイスウエハと前記キャリアウエハとの間に導入される
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
デバイスウエハと、
前記デバイスウエハ上に形成される複数の集積回路と、
複数の前記集積回路の上の複数の第１の導電性の端子と、
キャリアウエハと、
複数の前記第１の導電性の端子のそれぞれに連結される、前記キャリアウエハ上の複数の第２の導電性の端子と
を備えるコンビネーションウエハアセンブリ。
【請求項１７】
複数の前記集積回路がお互いに同一である
請求項１６に記載のコンビネーションウエハアセンブリ。
【請求項１８】
複数の前記第１の導電性の端子のそれぞれと複数の前記第２の導電性の端子のそれぞれとを相互に接続する、複数の相互接続する部品と、
前記デバイスウエハと前記キャリアウエハとの間、および複数の前記相互接続する部品の間の空隙内の硬化されたアンダーフィル材料と
を更に備える請求項１６に記載のコンビネーションウエハアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には複数の電子アセンブリの製造方法に関するものであり、特に、ウエハレベルでの製造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の集積回路は、通常、複数の半導体ウエハの内および上に製造される。そのような集積回路は、複数の導電線、複数のプラグ、および複数のビアによって相互に接続される、複数のトランジスタ、複数のキャパシタ、および複数のダイオードのような何百万もの微小な複数の電子部品を有する。
【０００３】
１枚のウエハは、典型的には、その上に形成された複数の同一の回路配置を有する。ウエハは、複数の集積回路の間のスクライブシートを通してブレードを導くことにより、"シンギュレート（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）"あるいは"ダイス"され、そしてウエハは、個別の複数のダイに分離される。各々のダイは、ダイへの構造的硬直性の提供、およびダイとの電力、接地、および複数の信号のやり取りをすることを目的として、それぞれのキャリアウエハに別々にマウントされる。
【０００４】
複数の導電性端子が、ウエハがシンギュレートされる前に複数の集積回路上に形成される。そのような複数の端子は、典型的には、標準的なＣ４（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｃｏｌｌａｐｓｅｄ  ｃｈｉｐ  ｃｏｎｎｅｃｔ）プロセスに従って形成される複数のソルダーバンプである。ウエハがシンギュレートされた後、複数のバンプはそれぞれ、複数のキャリアウエハの各々のコンタクト上に配置される。そして、複数のバンプは、それらが構造的および電気的に複数のコンタクトと接続すべく、リフローされる。ウエハからシンギュレートされた各ダイを、分離したキャリアウエハへ接続して、複数の分離した電子アセンブリを形成すべく、工程は繰り返される。続いて、下流の製造が、分離した各々の電子アセンブリに対して個別に実施される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は添付した複数の図面を参照して複数の実施例によって説明される。
【図１】本発明の一実施形態に係るコンビネーションのウエハアセンブリを形成するために用いられる第１および第２のウエハアセンブリの側面の断面図である。
【図２】第１および第２の端子をリフローすることによって、第１および第２のウエハアセンブリが互いに連結した後の図１と同様な図であり、第１および第２のウエハアセンブリはそれぞれ互いに連結した複数の端子を形成する図である。
【図３】連結した複数の端子の間のスペースにアンダーフィル材料を導入するために用いるシステムを更に図示した、図２と同様な図である。
【図４】どのように第１と第２のウエハアセンブリとの間のアライメントが検査されるかを示した、コンビネーションウエハの一部の図３と同様な図である。
【図５】支持ウエハへ第１のウエハのラミネート加工をする必要なしに、第１のウエハアセンブリのデバイスウエハを薄くする方法を更に図示した、図２と同様な図である。
【図６】コンビネーションウエハアセンブリが複数の電子アセンブリにシンギュレートする方法を更に図示した、図２と同様な図である。
【図７Ａ】図６に示したコンビネーションウエハからシンギュレートされた複数の電子アセンブリから作られた複数のパッケージを更に図示した、図６と同様な図である。
【図７Ｂ】図６に示したコンビネーションウエハからシンギュレートされた複数の電子アセンブリから作られた複数のパッケージを更に図示した、図６と同様な図である。
【図７Ｃ】図６に示したコンビネーションウエハからシンギュレートされた複数の電子アセンブリから作られた複数のパッケージを更に図示した、図６と同様な図である。
【発明の開示】
【０００６】
複数の電子デバイスの製造方法が提供される。デバイスウエハ上に形成された複数の集積回路上の複数の第１の導電性端子の各々が、キャリアウエハ上の複数の第２の導電性端子のそれぞれと接続され、コンビネーションウエハアセンブリが形成される。コンビネーションウエハアセンブリは、分離した複数の電子アセンブリを形成すべく、複数の集積回路間でシンギュレートされる。電子アセンブリはそれぞれ、デバイスウエハの分離された部分からの個別のダイと、キャリアウエハの分離された部分からのキャリアウエハとを有する。複数の電子アセンブリの製造プロセスは単純化され、複数のダイがウエハレベル、すなわちシンギュレーション前にキャリアウエハに接続されるので、コストが低減される。また、コンビネーションウエハアセンブリは、アンダーフィル材料の導入、およびウエハレベルでの硬化、並びに分離した支持ウエハを必要とせずに、ウエハレベルでデバイスウエハを薄くすることを可能とする。デバイスウエハとキャリアウエハとの間のアライメントは、デバイスおよびキャリアウエハの第１の導電体および第２の導電体のそれぞれに電流を通電することによって試験される。
【０００７】
添付した図１は、本発明の一実施形態に係る、コンビネーションウエハアセンブリの製造並びにコンビネーションウエハアセンブリからの複数の電子アセンブリに用いられる第１のウエハアセンブリ１０および第２のウエハアセンブリ１２を示す。
【０００８】
第１のウエハアセンブリ１０は、デバイスウエハ１４、デバイスウエハ１４の上に形成された複数の集積回路１６、および複数の集積回路１６のそれぞれの上に形成された複数の導電性の第１端子１８を含む。デバイスウエハ１４は、シリコンのような半導体材料から製造される。複数の集積回路１６は、典型的には、相互に同一である。集積回路１６はそれぞれ、デバイスウエハ１４の材料の中および上に形成される、複数のトランジスタ、複数のキャパシタ、複数のダイオード等のような多数の電子部品を有する。集積回路１６はそれぞれ、互いの上に形成される複数の交互に設けられた誘電体層および金属層を有する。複数の金属層は、複数の電子部品を互いに相互接続する複数の金属線を形成すべく、パターニングされる。複数の第１の端子１８は集積回路上に形成される複数のバンプであり、複数の金属線、複数のプラグ、および複数のビアを介して複数の電子部品と接続する。複数のバンプは、典型的には、標準的なＣ４（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｃｏｌｌａｐｓｅｄ  ｃｈｉｐ  ｃｏｎｎｅｃｔ）プロセスに従って形成される。複数の集積回路１６は、複数のスクライブシート２０によって互いに分離される。金属ガードリング（図示しない）は典型的には、下流工程の切断又は他のシンギュレーションの間における剥離から集積回路１６のそれぞれを保護すべく、集積回路１６のそれぞれを取り囲む。
【０００９】
第２のウエハアセンブリ１２は、典型的にはセラミックのような強固な材料のキャリアウエハ２２、およびキャリアウエハ２２の下部表面上に形成される第２の複数の導電性の端子２４を含む。キャリアウエハ２２は、典型的にはセラミック材料から製造され、電気的な通信をすることを目的として、セラミック材料中に形成される複数の金属線、複数のプラグ、および複数のビアを有する。複数の第２の端子２４は、導電性の複数の金属線、複数のプラグ、および複数のビアと接続される。複数の第２の端子２４は、典型的にはＣ４を利用して製造される。
【００１０】
複数の第２の端子２４の配置は、複数の第１の端子１８の配置の鏡像であり、複数の第２の端子２４のそれぞれは、複数の第１の端子１８のそれぞれの上に直接に配置される。第２のウエハアセンブリ１２は、続いて、複数の第２の端子２４のそれぞれを複数の第１の端子１８のそれぞれと接触させるべく、第１のウエハアセンブリ１０の上に降ろされる。続いて、コンビネーションは、複数の第２の端子２４のそれぞれを、複数の第１の端子１８のそれぞれと互いにリフローで接続させるべく、複数の第１の端子１８と複数の第２の端子２４との融解温度を超える温度まで加熱される。そして、コンビネーションは、リフローされた複数の端子を再び固化させるべく冷却される。
【００１１】
図２は、図１の複数の第１および第２の端子１８および２４が互いにリフローされ、冷却された後の結果におけるコンビネーションウエハアセンブリ２８を図示する。複数の集積回路１６をキャリアウエハ２２と相互に接続させる、複数の連結した端子３０が形成される。空隙３２は、複数の集積回路１６とキャリアウエハ２２との間を保持して、連結した複数の端子３０の間の空間は、典型的には空気のような気体で充填される。
【００１２】
第１のウエハアセンブリ１０の第１のシンギュレーティングなしに、複数の集積回路１６がキャリアウエハ２２と接続されていることが見られる。ウエハレベルの相互接続は、アセンブリプロセスの全体を単純化して、それゆえ、コストを低減する。また、ウエハレベルの相互接続は、ウエハレベルで実施されるアンダーフィル材料の導入およびウエハの薄層化を含む下流の製造を可能とするので、更に全体の工程が単純化され、更にコストが低減される。
【００１３】
図３は、コンビネーションウエハアセンブリ２８の空隙３２にアンダーフィル材料を導入するために用いられるシステム３４を図示する。システム３４は、上側部分３８および下側部分３９を有する冶具３６、アンダーフィル材料４２のための容器４０、ポンプ４４、およびヒーター４６を含む。
【００１４】
冶具３６の下側部分３９は、コンビネーションウエハアセンブリ２８が支えられるくぼみを有する。下側部分３９の複数の側壁４８は、コンビネーションウエハアセンブリ２８、特に空隙３２を取り囲む。第１の通路５０および第２の通路５２が、空隙３２の中と外とに複数の側壁４８に沿って形成される。容器４０は、ポンプ４４を介して第１の通路５０と接続され、ポンプ４４が第１の通路５０内にアンダーフィル材料４２を注入することを可能とする。ヒーター４６は、アンダーフィル材料が第１の通路５０に導入される前に、アンダーフィル材料を加熱できる位置に配置される。
【００１５】
冶具３６の上側部分３８は、コンビネーションウエハアセンブリ２８の上に位置して、それゆえ、上側部分３８および下側部分３９は、第１の通路５０および第２の通路５２を除き、コンビネーションウエハアセンブリ２８の周りを密閉した筐体を形成する。
【００１６】
使用において、ポンプ４４はヒーター４６を通過して容器４０の外へ、アンダーフィル材料４２を注入すべく操作される。ヒーター４６は、アンダーフィル材料４２の粘度を低下させるべく、アンダーフィル材料４２を加熱する。加熱されたアンダーフィル材料４２は、大気圧にまさって、第１の通路５０を通って空隙３２の中に流れこむ。空隙３２にあった気体は、第２の通路５２を通って放出される。当該プロセスは、アンダーフィル材料４２で空隙３２が完全に満たされるまで継続される。第１の通路５０よりも多くの複数の注入通路、および／または第２の通路５０だけよりも、より多くの複数の放出通路を備えていてもよく、空隙３２を通る流れを調整すべく選択した複数の位置に、複数の通路を配置できる。
【００１７】
ウエハレベルでアンダーフィル材料４２が導入された後、コンビネーションウエハアセンブリ２８は、冶具３６から取り外してよい。空隙３２にアンダーフィル材料４２が満たされたコンビネーションウエハアセンブリ２８は、加熱炉に移送される。また、ウエハレベルにおいて、アンダーフィル材料４２を硬化すべく、アンダーフィル材料４２は選択された温度まで加熱され、予め定められた時間、硬化される。
【００１８】
図４は、コンビネーションウエハアセンブリ２８がシンギュレートされる前に、第１のウエハアセンブリ１０と第２のウエハアセンブリ１２との間のアライメント方法を示す。第１の導電体５３と第２の導電体５４がそれぞれ、デバイスウエハ１４およびキャリアウエハ２２を通して形成される。第２のウエハアセンブリ１２が、第１のウエハアセンブリ１０と適切に位置合わせされている場合には、導電体５３と導電体５４の双方は、連結した複数の端子３０のうちの１つと接続される。第２のウエハアセンブリが、第１のウエハアセンブリ１０に関して位置合わせされていない場合、電流は流れない。回路は、第２の導電体５４が、バッテリー６０のような電源、抵抗６２、および電流計６４を介して第１の導電体５３と接続することにより完結する。電流は、第１のウエハアセンブリ１０と第２のウエハアセンブリ１２とが適切に位置合わせされている場合、電流計６４上に表示される。
【００１９】
図５に示すように、コンビネーションウエハアセンブリ２８は、また、セラミックキャリアウエハ２２によって提供される強度のおかげで、支持ウエハに第１のウエハアセンブリ１０をラミネートすることなしに、デバイスウエハ１４の薄層化が可能となる。キャリアウエハ２２は、ポリッシングチャック７０に貼り付けられる。ポリッシングチャック７０は、ポリッシングパッド７２と接触したデバイスウエハ１４と共に、コンビネーションウエハアセンブリ２８を設置するのに適している。そして、ポリッシングチャック７０およびポリッシングパッド７２は、デバイスウエハ１４の下側表面がポリッシングパッド７２の上部表面上を動くように、互いに対して動かされ、典型的には回転される。ポリッシングパッド７２の上部表面は、デバイスウエハ１４の下側部分を取り除くことができる、研磨剤である。デバイスウエハ１４は、そのように薄層化される。続いて、コンビネーションウエハアセンブリ２８は、ポリッシングパッド７２およびポリッシングチャック７０から取り外される。
【００２０】
図６に示すように、コンビネーションウエハアセンブリ２８は、続いて、個別の複数の電子アセンブリ７４にシンギュレートされる。ブレード７６は、スクライブシート２０およびキャリアウエハ２２を通してｘおよびｙ方向に導かれる。電子アセンブリ７４はそれぞれ、デバイスウエハ１４の各部分からの個別のダイ７８、および個別のダイ７８上の複数の集積回路１６の１つを有する。また、電子アセンブリ７４はそれぞれ、キャリアウエハ２２の各部分からの個別のキャリアウエハ７９を有する。従って、図２に図示したように相互接続、図３に図示したようなアンダーフィル材料の導入、図４に図示したようなアライメント試験、および図５に示したような薄層化の後に、コンビネーションウエハアセンブリ２８は、シンギュレートされる。
【００２１】
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、複数の電子アセンブリ７４の１つから製造される様々なアセンブリパッケージ８０を示す。複数のパッケージ８０のそれぞれは、導電性層および誘電体層を重ねて製造されたウエハ８２を更に含む。図７Ａおよび図７Ｃの実施形態においては、追加のウエハ８２は、電子アセンブリ７４条に直接に形成される。図７Ｂの実施形態においては、追加の導電性の複数のコンタクトが、追加のウエハ８２と電子アセンブリ７４とを相互接続する。
【００２２】
ある他の複数の実施形態が記述され、および添付した複数の図面に示されるが、そのような複数の実施形態は、単に図示したにすぎず、本発明を限定するものではなく、また、複数の修飾が起こりうることは当業者にとって当然なので、本発明は明細書の複数の説明および変形例に限定されないと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2008507844.tif 000010
【図７Ｃ】
2008507844.tif 000011
【国際調査報告】
2008507844.tif 000012
2008507844.tif 000013