(57)【要約】  導電性相互接続体（４４）を有する半導体装置（５０）を製造するための方法であって、半導体基板（１２）回路側面（１４）、裏面（１６）および前記回路側面（１４）上の基板接点（１８）を有する半導体基板（１２）を提供するステップを含む。この方法はまた前記裏面（１６）から基板接点（１８）への基板開口部（３０）を形成するステップとそれから導電性相互接続体（４４）を半導体接点（１８）の内表面（３２）へボンディングするステップを含む。その方法を実行するシステムは半導体基板（１２）、前記半導体基板（１２）の薄化システム（６４）、基板開口部（３０）を形成するためのエッチングシステム（６６Ａ）および前記導電性相互接続体（４４）を基板接点（１８）へボンディングするためのボンディング機構システム（３８）からなる。半導体装置（５０）はモジュール部材（９８）、アンダーフィル部材（１０６）積層部材（２１６）および画像センサ半導体装置（５０ＩＳ）とを形成するために使われる。【選択図】図１Ｇ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造するための方法であって
第一の側面を有する基板と第二の側面と第一の側面上の基板接点とを有する基板を提供し、
第二の側面から基板接点への開口部を形成し、
開口部における導電性相互接続体を前記基板接点へボンディングすることからなる方法。
【請求項２】
さらにボンディングステップの前に裏面から前記基板を薄化することからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記導電性相互接続体はワイヤからなりボンディングステップはボンディング細管を使って行うことからなる方法。
【請求項４】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓回路導電体であり前記ボンディングステップはテープ自動ボンディングツールを使って行われる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓回路導電体からなり前記ボンディングステップはボンディングポリマーを使って行われる請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記導電性相互接続体は金属ボールからなり前記ボンディングステップはボールバンピングプロセスからなる請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記導電性相互接続体は金属ボールからなり、前記ボンディングステップはワイヤボンディングプロセスからなる請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記導電性相互接続体は金属ボールからなり前記ボンディングステップは供給ブロセスを使ったバンピングからなる請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記導電性相互接続体は金属ボールからなり前記ボンディングステップはバンプテンプレートプロセスからの送出を用いるバンピングからなる請求項１記載の方法。
【請求項１０】
更に前記導電性相互接続体を前記第二の面上の第二の基板接点にボンディングすることからなる請求項１記載の方法。
【請求項１１】
更に第二の基板上に前記導電性相互接続体の少なくとも一部をカプセル化する誘電体カプセル材を形成することからなる請求項１記載の方法。
【請求項１２】
更に前記導電性相互接続体にボンディングされた第二の基板接点を有する前記基板上に第二の基板を積層する請求項１記載の方法。
【請求項１３】
更に基板接点の内面上に第一のバンプを形成することから更になり、前記ボンディングステップは前記導電性相互接続体を第一のバンプに接続する請求項１記載の方法。
【請求項１４】
導電性相互接続体はスタッドバンプからなり前記ボンディングステップはスタッドバンプを使って行われる請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記導電性相互接続体は選択された長さだけ第二の面から突出する請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記基板は複数の基板接点からなり前記開口部は前記基板接点を取り囲むことからなる請求項１記載の方法。
【請求項１７】
半導体装置を製造する方法であって、
第一の面、第二の面、内表面を有する第一の面上の第一の接点および第二の面上の第二の接点を有する半導体基板を提供し、
第二の面から第一の接点の内表面へ第一の基板内に基板開口部を形成し、
前記導電性相互接続体を第一の接点の内表面および第二の接点にボンディングすることからなる方法。
【請求項１８】
前記導電性相互接続体はワイヤからなりボンディングステップはボンディング細管を使って行うことからなる請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記導電性相互接続体は可撓回路導電体であり前記ボンディングステップはテープ自動ボンディングツールを使って行われる請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記導電性相互接続は、前記ポリマー基板上の端部接点と電気的につながるポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記導電性相互接続体は前記内表面にボンディングされたバンプを有する可撓回路導電体からなる請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記導電性相互接続体は可撓回路導電体からなり、前記ボンディングステップは前記内表面上にボンディング架台と、前記可撓回路導電体と前記ボンディング架台の間に導電性ポリマー層とを形成することからなる請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
前記導電性相互接続体は開口部を有するポリマー基板上の可撓回路導電体からなり、前記ボンディングステップは前記ポリマー基板内の開口部を介してボンディングツールを配置することによって行う請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
前記導電性相互接続体は前記第一の接点の内表面上にボールボンディングを有するワイヤと第二の接点上のくさびボンディングとからなる請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
前記導電性相互接続体はハンダバンプからなり前記ボンディングステップは温度リフロープロセスからなる請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
前記導電性相互接続体はハンダバンプからなり、前記ボンディングステップは供給プロセスからなる請求項１７記載の方法。
【請求項２７】
前記導電性相互接続体はハンダバンプからなり、前記ボンディングステップはバンプテンプレートプロセスからの送出からなる請求項１７記載の方法。
【請求項２８】
さらに、ボンディングステップの前に前記第二の側面から選択された厚さまで薄化することからなる請求項１７記載の方法。
【請求項２９】
さらに、前記導電性相互接続体にボンディングされた第二の接点を有する前記半導体基板上に第二の基板を積層することからなる請求項１７記載の方法。
【請求項３０】
前記導電性相互接続体と電気的につながり前記第二の側面上に端部接点を形成することからなる請求項１７記載の方法。
【請求項３１】
ワイヤをワイヤボンドするように構成されたボンディング細管を提供し、
回路側面、裏面、集積回路および前記回路側面上の基板接点とを有する半導体基板を内表面を有する前記集積回路と電気的につながるように提供し、
前記裏面から前記基板接点の前記内表面へ前記半導体基板上で開口部を形成し、
前記ボンディング細管を使って前記開口部に導電体相互接続体を形成し、前記導電性相互接続体は、前記ワイヤと前記内表面との間にボンディングされた接続部とからなるものを製造する方法。
【請求項３２】
前記開口部形成ステップは、前記裏面から前記基板をエッチングする一方、前記回路側面を保護し、そして前記基板接点上で終了点となることとからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
さらに、前記ボンディングされた接続部をカプセル化する前記裏面上の誘電体カプセル材と少なくとも一つの前記ワイヤの部分とを形成することとからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
さらに、前記ワイヤと前記裏面上の裏面接点との間に第二のボンディングされた接続部を形成する請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
さらに、前記ワイヤと電気的につながるように前記裏面上に導電体を形成することと、前記導電体と電気的につながるように前記裏面上に端部接点を形成することからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
さらに、前記導電性相互接続体の形成ステップの前に内表面上にボンディング可能な金属層を形成することからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３７】
前記半導体基板を提供するステップは複数の半導体基板を含む半導体ウェハを提供することからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
支持基板上のメッキされた開口部と前記ワイヤとの間に第二のボンディングされた接続部を形成することによって前記半導体基板を前記支持基板にボンディングすることからなる請求項３１記載の方法。
【請求項３９】
半導体装置を製造する方法であって、ポリマー基板と前記ポリマー基板上の可撓回路導電体とからなる可撓回路を提供し、
回路側面、裏面、集積回路、前記回路側面上の基板接点とを有する半導体基板を内表面を有する前記集積回路と電気的につながるように提供し、
前記裏面から前記半導体接点の前記内表面へ前記半導体基板上に開口部を形成し、
前記可撓回路導電体を前記内部表面にボンディングすることからなる方法。
【請求項４０】
前記ボンディングステップはサーモードと、熱圧縮ボンディングツールまたは熱音波ボンディングツールを用いて行われる請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記ボンディングステップは前記ポリマー基板上の開口部を介して配置されたテープ自動ボンディングツールを用いて行われる請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
前記ボンディングステップは前記可撓回路導電体と内表面との間に導電性ポリマーを使って行われる請求項３９記載の方法。
【請求項４３】
前記可撓回路導電体は前記内表面にボンディングされるように構成されたバンプを含む請求項３９記載の方法。
【請求項４４】
前記内表面は前記可撓回路導電体にボンディングするように構成されたボンディング架台を含む請求項３９記載の方法。
【請求項４５】
前記開口を形成するステップは前記裏面から前記基板をエッチングする一方前記回路側面を保護し、そして前記基板接点上で終了点となることとからなる請求項３９記載の方法。
【請求項４６】
さらに前記ボンディングされた接続をカプセル化するように前記裏面上の誘電体カプセル材と前記可撓回路導電体の少なくとも一部分を形成することからなる請求項３９記載の方法。
【請求項４７】
半導体装置を形成する方法であって、
第一面、第二面および内表面を有する第一面上の基板接点とを提供し、
前記第二面から前記基板接点へ基板開口部を形成し、
前記開口部にハンダ材料をデポジットし前記ハンダ材料を前記内表面にボンディングすることからなる方法。
【請求項４８】
前記ハンダ材料のデポジットステップは前記ハンダ材料を前記第二の面と平坦化するように構成されたヘッドを有する供給機構を使って行われる請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
前記ハンダ材料のデポジッティングステップは前記ハンダ合金をバンプテンプレートから前記開口部へと送ることからなる請求項４７記載の方法。
【請求項５０】
前記ハンダ材料をデポジットするステップはフラックスを前記内表面に印加し、前記内表面上でハンダボールをリフローすることからなる請求項４７記載の方法。
【請求項５１】
前記ハンダ材料は無鉛ハンダからなる請求項４７記載の方法。
【請求項５２】
前記ハンダ材料のデポジッティングステップの前に前記裏面から前記基板を薄化することからなる請求項４７記載の方法。
【請求項５３】
半導体装置を形成する方法であって、
第一面、第二面、前記第一面上の接点および前記第一面から前記第二面へ広がる開口部とを提供し、
前記接点上の前記開口部にボンディングされた接続を有する前記第一の半導体装置上に導電性相互接続体を提供し、前記導電性相互接続体と前記第二の半導体装置上の第二の基板接点との間に第二のボンディングされた接続を形成することによって第二の半導体装置を前記第一の半導体装置にボンディングすることからなる方法。
【請求項５４】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなり、前記第二の半導体装置は前記ワイヤを受け入れるように構成されたメッキされた開口部を含む請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
前記第一の半導体装置は半導体ダイからなりそして前記第二の半導体装置は支持基板からなる請求項５３記載の方法。
【請求項５６】
前記第一の半導体装置と前記第二の半導体装置は半導体ダイからなる請求項５３記載の方法。
【請求項５７】
前記第一のボンディングされた接続部はワイヤボンディングまたはテープ自動ボンディングからなる請求項５３記載の方法。
【請求項５８】
さらに、前記第一の半導体装置と前記第二の半導体装置の間にアンダーフィル層を形成することからなる請求項５３記載の方法。
【請求項５９】
前記第一の半導体装置は画像センサ半導体装置からなる請求項５３記載の方法。
【請求項６０】
前記第一の半導体装置は画像センサ半導体装置からなり前記第二の半導体装置は半導体ダイからなる請求項５３記載の方法。
【請求項６１】
第一面と第二面と内表面を有する前記第一面上の基板接点と前記第二面から前記内表面へ広がる基板開口部を有する半導体基板と、
前記基板接点の内表面にボンディングされた導電性相互接続体とからなる半導体装置。
【請求項６２】
前記半導体基板は前記導電性相互接続体と電気的に接続されている少なくとも一つの集積回路からなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６３】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６４】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６５】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の端部接点と電気的に接続された前記ポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６６】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓導電体と内表面との間の導電性ポリマー層とからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６７】
前記導電性相互接続体は、前記内表面にボンディングされた金属ポリマーボールまたはバンプからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６８】
前記内部表面はハンダ濡れ可能層からなり前記導電性相互接続体は前記ハンダ濡れ可能層にボンディングされたハンダボールからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項６９】
前記導電性相互接続体は前記開口部を充填する無鉛ハンダからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項７０】
前記導電性相互接続体は前記開口部を充填する平坦化ハンダプラグからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項７１】
前記導電性相互接続体は前記開口部から突出されたハンダバンプからなる請求項６１記載の半導体装置。
【請求項７２】
第一面、第二面、前記第一面上の基板接点および前記第二面から前記基板接点に広がる基板開口部からなる半導体基板と、前記基板開口部におけるワイヤと前記ワイヤと前記基板接点との間のボンディングされた接続部とからなる前記基板接点上の導電性相互接続体からなる半導体装置。
【請求項７３】
前記半導体基板は前記導電性相互接続体と電気的につながる少なくとも一つの集積回路からなる請求項７２記載の半導体装置。
【請求項７４】
さらに、前記ワイヤにボンディングされた第二の接点を有する前記半導体基板上に積層された第二の基板からなる請求項７２記載の半導体装置。
【請求項７５】
さらに前記導電性相互接続体と電気的につながった前記第二の側面上の端部接点からなる請求項７２記載の半導体装置。
【請求項７６】
さらに、前記導電性相互接続体の第二のボンディングされた接続を有する第二の側面上の第二の基板接点からなる請求項７２記載の半導体装置。
【請求項７７】
さらに、前記導電性相互接続体を少なくとも部分的にカプセル化する前記第二の側面上の誘電体カプセル材からなる請求項７２記載の半導体装置。
【請求項７８】
第一の側面と、第二の側面と前記第一の側面上の第一の基板接点と前記基板接点と電気的につながった集積回路と前記第二の接点上の第二の基板接点とを有する半導体基板と、
前記第二の側面から前記基板接点への基板開口部と、前記第一の基板接点上の第一のボンディングされた接続部と前記第二の基板接点上の第二のボンディングされた接続部とからなる前記第二の接点上の導電性相互接続体とからなる
半導体装置。
【請求項７９】
前記導電性相互接続体はワイヤである請求項７８記載の半導体装置。
【請求項８０】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項７８記載の半導体装置。
【請求項８１】
さらに前記導電性相互接続体と電気的につながった前記第二の側面上の端部接点からなる請求項７８記載の半導体装置。
【請求項８２】
前記導電性相互接続体を前記半導体基板から絶縁するように構成された前記半導体基板開口部における誘電体層からなる請求項７８記載の半導体装置。
【請求項８３】
回路面と、裏面と、集積回路と、前記集積回路と電気的につながる前記回路面上の基板接点とからなる半導体基板と、
前記裏面から前記基板接点への基板開口部とワイヤと可撓回路導電体または前記基板接点上のボンディングされた接続部を有するハンダバンプとからなる半導体基板上の導電性相互接続体とからなる半導体装置。
【請求項８４】
さらに、前記導電性相互接続体と電気的につながった前記裏面上の端部接点からなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項８５】
少なくとも部分的に前記ワイヤをカプセル化する前記半導体基板上の誘電体カプセル材からなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項８６】
前記基板接点にボンディングされた第二の導電性相互接続体を有する前記半導体基板上の第二の半導体基板上からなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項８７】
さらに複数の導電性相互接続体と前記導電体相互接続部と電気的につながた前記裏面上の領域配列における複数の端部接点とからなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項８８】
前記導電性相互接続体は無鉛ハンダからなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項８９】
前記半導体基板は薄化された基板からなる請求項８３記載の半導体装置。
【請求項９０】
回路側面と裏面と集積回路と集積回路と前記集積回路と電気的につながった回路側面上の基板接点と前記裏面から前記基板接点への基板開口部とからなる半導体基板と、
ポリマー基板と、前記基板接点とボンディング接続を有する前記ポリマー基板上の可撓回路導電体とからなる前記基板上の可撓回路と、
前記可撓回路導電体と電気的につながる前記ポリマー基板上の端部接点とからなる半導体装置。
【請求項９１】
前記ボンディング接続は前記基板接点上の第一のバンプと前記可撓回路導電体を前記第一のバンプに接続する第二のバンプとからなる請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９２】
前記ボンディング接続は前記可撓回路導電体と前記基板接点との間の導電性ポリマー層からなる請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９３】
前記ボンディング接続は前記半導体接点から前記可撓回路導電体に広がる開口部においてワイヤボンディングされたワイヤからなる請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９４】
前記ボンディングされた接続部は前記可撓回路導電体と前記基板接点との間の単一点ＴＡＢボンディングからなる請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９５】
前記可撓回路は前記ポリマー基板を前記半導体装置に取着するように構成されたボンディング層からなる請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９６】
前記ボンディング接続は前記可撓回路導電体を前記基板接点にボンディングするスタッブバンプである請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９７】
前記ポリマー基板はボンディングツールに対するアクセスを提供するように構成された前記基板接点と整列する開口部を有する請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９８】
前記可撓回路導電体は前記ポリマー基板の内表面上であり前記端部接点は前記ポリマー基板の外表面上である請求項９０記載の半導体装置。
【請求項９９】
前記可撓回路導電体と前記端部接点は前記ポリマー基板の外表面上に設けられた請求項９０記載の半導体装置。
【請求項１００】
回路側面と、裏面、集積回路と前記集積回路と電気的に接続された内表面を有する前記回路側面上の基板接点と前記裏面から前記基板接点への基板開口部とを有する半導体基板と、
ポリマー基板と前記ポリマー基板上の可撓回路導電体とからなる前記基板上の可撓回路と、
前記ポリマー基板を前記裏面に取着する従属ボンディング層と、
前記可撓回路導電体と前記基板接点の内表面との間で前記基板開口部におけるボンディング接続からなる前記裏面上の導電性相互接続体と、
前記可撓回路導電体と電気的に接続する前記ポリマー基板上の端部接点とからなる半導体装置。
【請求項１０１】
前記ボンディングされた接続は前記可撓回路導電体と前記基板接点の内表面へボンディングされた基板開口部内におけるワイヤからなる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０２】
前記ボンディングされた接続部は前記ワイヤと前記基板接点の内表面との間の前記開口部における単一点ＴＡＢボンディングからなる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０３】
前記ボンディング接続は前記内表面上における開口部における第一のバンプと前記可撓回路導電体を前記第二のバンプにボンディングする第二のバンプからなる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０４】
前記ボンディングされた接続は少なくとも一つのスタッドバンプからなる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０５】
前記可撓回路導電体と前記端部接点は前記ポリマー基板の対向面に設けられる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０６】
前記可撓回路と前記端部接点とは前記ポリマー基板の同じ側に設けられる請求項１００記載の半導体装置。
【請求項１０７】
第一の側面と第二の側面と第一の側面上の基板接点と第二の側面から基板接点に広がる第一の開口部とからなる第一の基板と
前記基板接点上のボンディングされた接続からなる前記第一の導電性相互接続体と、前記導電性相互接続体へボンディングされた電極を有する前記第一の基板にボンディングされた第二の基板とからなる半導体装置。
【請求項１０８】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１０９】
前記導電性相互接続体はＴＡＢによってボンディングされた可撓回路導電体からなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１０】
前記導電性接続体は前記接点に接続された金属またはポリマーバンプからなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１１】
前記導電性相互接続体は前記接点に接続されたスタブバンプからなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１２】
前記導電性相互接続体は前記接点に接続された導電性ポリマーからなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１３】
前記第二の基板は前記導電性相互接続体にボンディングされた第二の導電性相互接続体からなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１４】
前記第一の基板は画像センサ半導体装置からなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１５】
前記基板開口部は前記導電性相互接続体を形成するために前記基板接点へのアクセスを提供するように構成された請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１６】
前記第一の基板と第二の基板の間の誘電体アンダーフィル層からさらになる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１７】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなり前記接点は前記ワイヤを受け取るように構成されたメッキされた開口部からなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１８】
前記第二の基板は前記接点と電気的につながった端部接点からなる請求項１０７記載の半導体装置。
【請求項１１９】
半導体装置を製造するシステムであって、第一の基板と第二の基板と内表面を有する第一の基板上の基板接点と第二の側面から内表面への広がる基板開口部とを有する半導体基板と
導電性相互接続体を前記基板接点の内表面にボンディングするように構成されたボンディングシステムとからなるシステム。
【請求項１２０】
前記導電性相互接続体はワイヤからなり前記ボンディングシステムはワイヤボンディング細管からなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２１】
前記導電性相互接続体は可撓回路導電体からなり前記ボンディングシステムはテープ自動ボンディングツールからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２２】
前記導電性相互接続体は適切な開口部を充填するためのハンダバンプからなり前記ボンディングシステムはハンダ供給機構からなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２３】
導電性相互接続体はハンダバンプからなり前記ボンディングシステムはバンプテンプレートからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２４】
前記ボンディングシステムは複数の空洞を有するバンプテンプレートと前記空洞を無鉛ハンダで充填するように構成された供給機構とからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２５】
前記導電性相互接続体はハンダボールからなり前記ボンディングシステムはレーザハンダバンパからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２６】
さらに、半導体基板を前記第二の基板からエッチングするように構成されたエッチングシステムからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１２７】
前記エッチングシステムはリアクティブイオンエッチング液からなる請求項１２６記載のシステム。
【請求項１２８】
前記エッチングシステムは濡れたエッチング液を含む容器と前記濡れたエッチング液に前記半導体基板を保持するように構成されたベルノリホルダとからなる請求項１２６記載のシステム。
【請求項１２９】
前記エッチングシステムは濡れエッチング液を含む容器と前記半導体装置を濡れエッチング液に保持するために構成された真空保持体とからなる請求項１２６記載のシステム。
【請求項１３０】
さらに前記半導体基板を第二の側面から薄化するように構成された薄化システムからなる請求項１１９記載のシステム。
【請求項１３１】
半導体装置を製造するシステムであって、第一面と第二面と内表面を有する第一面上の基板接点と前記第二面から前記内表面へ広がる基板開口部とからなる半導体基板と、
前記内表面にボンディングされた導電性相互接続体を形成するためにハンダ合金を前記開口部に供給するように構成された供給システムとからなる半導体装置。
【請求項１３２】
前記供給システムは前記ハンダ合金を前記開口部に直接与え、前記半導体合金を第二の側面と平坦化するように構成された機構からなる請求項１３１記載のシステム。
【請求項１３３】
前記供給システムは前記ハンダ合金を前記開口部へ送るように構成されたバンプテンプレートを含む請求項１３１記載のシステム。
【請求項１３３】
前記ハンダは無鉛ハンダからなる請求項１３１記載のシステム。
【請求項１３４】
回路側面と裏面と内表面を有する前記回路側面上の基板接点とからなる半導体基板と、
前記内表面へ開口している基板を形成するために前記半導体基板を裏面からエッチングするように構成されたエッチングシステムと
導電性相互接続体を前記基板接点の内表面に形成しボンディングするように構成されたボンディングシステムとからなるシステム。
【請求項１３５】
前記ボンディングシステムはワイヤと前記内表面へワイヤをワイヤボンディングするように構成されたボンディング細管とからなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１３６】
前記ボンディングシステムは可撓回路導電体を有する可撓回路と前記可撓回路導電体を前記内表面にボンディングするように構成されたテープ自動ボンディングシステムとからなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１３７】
前記エッチングシステムはリアクティブイオンエッチング液である請求項１３４記載のシステム。
【請求項１３８】
前記エッチングシステムは前記半導体基板を濡れたエッチング液に保持されるように構成されたベルノリ保持液からなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１３９】
前記エッチングシステムは前記半導体基板を前記濡れたエッチング液に保持するように構成された真空保持部からなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４０】
前記エッチングシステムは前記回路側面を前記濡れたエッチング液から封止するように構成された半導体基板上の封止部からなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４１】
半導体基板が半導体ウェハに含まれる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４２】
さらに前記半導体基板を裏面から薄化するように構成された薄化システムからなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４３】
前記薄化システムは化学機械平坦化システムからなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４４】
前記半導体基板は前記基板接点と電気的に接続する集積回路を有する半導体ダイからなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４５】
前記ボンディングシステムはハンダ合金を前記基板開口部に与え前記ハンダ合金を前記第二の基板と平坦化するように構成された供給機構からなる請求項１３４記載のシステム。
【請求項１４６】
前記ボンディングシステムは半導体合金を前記基板開口部に送り込むように構成されたバンプテンプレートからなる請求項１３４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体のパッケージ、特に導電性相互接続体を用いて半導体装置を製造するための裏面処理方法及びそのシステムに関する。また本発明は、この方法およびシステムを用いて製造された導電性相互接続体を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（または素子：ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）には、様々な半導体装置および集積回路をもつ半導体基板が含まれる。一般的には、半導体基板は、半導体ウェハを単一化した半導体チップの形である。例えば、チップサイズ半導体装置には、支持および保護部材をもつ半導体ダイ（ｄｉｅ）、および信号伝送システムが含まれる。半導体装置には、積層または平面配列（ａｒｒａｙ）の多数の半導体基板も含まれる。例えば、実装パーケージシステム（ＳＩＰ）には、プラスチック体に実装した、異なる電子構成の複数の半導体ダイ（例えば、個別のアプリケーションダイおよびメモリダイ）が含まれる。
【０００３】
半導体装置には、異なる信号伝送システムを実施するための各種相互接続がある。相互接続は、信号をｘおよびｙ方向に伝送する半導体基板「上」で行うことができる。例えば、半導体装置の回路側「上」の導体などの表面相互接続は、集積回路と回路側の端部接点とを電気的に接続するために使用する。相互接続は、信号をｘ，ｙおよびｚ方向に伝送する外部の半導体基板に対しても行うことができる。例えば、半導体基板にワイヤをボンディングするなどのワイヤ相互接続を行って、集積回路を「外部」端部接点に電気的接続するために用いることができる。
【０００４】
半導体装置の製造時に、半導体基板の回路側から半導体基板の裏面に信号を伝送する相互接続を行う必要がある場合がある。半導体基板の回路側から裏面への相互接続は、“貫通”相互接続と呼ぶこともある。一般的には、貫通相互接続は、半導体基板に形成され、回路側の集積回路を半導体基板の裏面の部材に電気的に接続するために構成された、金属充填ビアを含む。
【０００５】
半導体装置は、小型化しており、高度な入出力構成をもっているので、半導体装置メーカーは、より小型で短いピッチで、しかも信号伝送システムの処理能力や信頼度を落とさずに貫通相互接続を行う必要がある。さらに、貫通相互接続は、当業者に周知の装置や技術を使用して量産できることが望ましい。
【０００６】
本発明は、裏面処理により導電性相互接続を行って半導体装置を製造する方法およびシステムに関する。さらに、本発明は、導電性体相互接続を行った、チップサイズの素子、ウェハサイズの素子、およびマルチダイス（ｄｉｃｅ）素子を含む半導体装置に関する。
【発明の開示】
【０００７】
本発明によれば、裏面処理方法およびシステムが、導電性相互接続体を用いて半導体装置を製造するために提供される。また、裏面処理を組み込んだ導電性相互接続体を具備した改良型半導体装置も提供される。
【０００８】
この方法には、回路側面、裏面、および回路側面に少なくとも１つの基板接点をもつ半導体基板を提供するステップが含まれる。この方法には、さらに半導体基板の裏面を薄化するステップ、裏面から基板接点の内部表面に半導体基板上の基板開口部を形成するステップ、および導電性相互接続体を基板接点の内部表面に対してボンディング行うステップも含まれる。
【０００９】
これらのステップは、主に半導体基板の裏面から行うという利点がある。これによって、製造過程において半導体基板の回路側を保護することができる。薄化ステップは、化学的機械平坦化（ＣＭＰ）処理、エッチング処理、またはそれらを組み合わせることによって行うことができる。基板開口部形成ステップは、リアクティブイオンエッチング処理（ＲＩＥ）、ウェットエッチング処理、レーザ工作処理、ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）処理、またはこれらの組み合わせによって行うことができる。ボンディングステップは、ワイヤボンディング処理、超音波ワイヤボンディング処理、熱音波ワイヤボンディング処理、または熱圧縮ワイヤボンディングによって行うことができる。または、ボンディングステップは、単一点ボンディング、ギャング（ｇａｎｇ）ボンディング、熱圧縮ボンディング、または熱音波ボンディングなどのテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）を使用しても行うことができる。その他、ボンディングステップは、導電性ポリマーボンディング処理を用いて行うこともできる。さらにまた、熱リフロー処理、レーザハンダボールバンピング（ｂｕｍｐｉｎｇ）、供給機構を使用したバンピング、またはバンプテンプレートからの転送によるバンピングなどのバンピング処理によってもボンディングステップを行うことができる。
【００１０】
ワイヤボンディング処理で、導電性相互接続体には、基板開口部のワイヤおよびワイヤと基板接点の内部表面との間のボンディング接続を含んでいる。テープ自動ボンディング処理では、導電性相互接続体には、ポリマー基板上の可撓（ｆｌｅｘ）回路導体をもつ可撓回路、および可撓回路導体と基板接点の内部表面とのボンディング接続を含んでいる。可撓回路には、可撓回路導体との電気的交信を行うポリマー基板上の端部の接点も含まれる。導電性ポリマーボンディング処理では、導電性相互接続体には、可撓回路導体と基板接点の内部表面との間でボンディング接続を形成する導電性ポリマー層が含まれる。バンピング処理では、導電性相互接続体には、基板接点の内部表面にボンディングする基板開口部のハンダのバンプ（隆起：ｂｕｍｐ）が含まれる。
【００１１】
このシステムには、基板接点をもつ半導体基板、裏面から半導体基板を薄化するための薄化システム、基板接点の内部表面への基板開口部を形成するためのエッチングシステム、および導電性相互接続体と基板接点の内部表面とのボンディング接続を形成するボンディングシステムが含まれる。
【００１２】
この装置には、基板接点の内部表面にボンディングした基板の裏面に少なくとも１つの導電性相互接続体をもつ半導体基板が含まれている。スタック（積層）式の半導体装置は、隣接する素子上の導電性相互接続体間でボンディング接続をもつスタックアレイに複数の半導体装置を含んでいる。画像センサ半導体装置には、回路側に光検出素子をもつ半導体基板、裏面に導電性相互接続体を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この明細書で説明する「半導体装置」は、半導体ダイを含む、または半導体ダイの電気的接続を行う電子装置を意味する。「ウェハのレベル」は、半導体ウェハなど、複数の構成要素を含む、装置上で実施する処理を意味する。「ダイレベル」は、単一化した半導体ダイまたはパッケージなどの単一化装置に実施する処理を意味する。「チップスケール」は、半導体チップの輪郭とほぼ同じ大きさの輪郭をもつ半導体装置を意味する。
【００１４】
図１Ａ−１Ｇ、および２Ａ−２Ｅには、本発明のステップが示されている。図の実施例では、この方法は、ウェハのレベルで複数の半導体基板１２を含む半導体ウェハ１０に対して用いられる。半導体ウェハ１０は、シリコンまたは砒化ガリウムなどの半導体素材で構成することができる。また、半導体基板１２は、メモリ、特定アプリケーション、画像検知、画像形成、などの、希望する電気構成をもつ半導体チップの形状で用いることができる。
【００１５】
図１Ａに示すように、半導体ウェハ１０の半導体基板１２は、回路側１４（請求項では、「第1側面」）、および裏面16（請求項では、「第２側面」）を含む。さらに、半導体基板１２には、回路側１４の複数の基板接点１８含まれるが、これは図に示す実施例では、デバイスボンドパッドで構成する。基板接点１８は、アルミ、銅などの導電性の高い、ボンディング可能な金属で構成することができる。さらに、基板接点１８は、ニッケル、金、ハンダ、またはハンダ用湿潤（ｗｅｔｔａｂｌｅ）金属などのボンディング可能金属でメッキされたアルミまたは銅などの金属の基本層で構成することができる。図２Ａに示すように、半導体基板１２は、５つの基板接点１８を中心線に沿った1本の直線上に配置して示してある。ただし、実際には、半導体基板１２には、数十箇所の基板接点１８が、中心配列、縁配列、または領域配列などの、希望する構成で配置してある。
【００１６】
図２Ｃに示すように、基板接点１８は、半導体基板１２の回路側１４で内部導体２０と電気的に接続されている。さらに、内部導体２０は、半導体基板１２の集積回路２２と電気的に接続されている。また、回路側１４のダイパッシベーション（または不動態化）層２４は、内部導体２０と集積回路２２を保護する。ダイパッシベーション層２４には、ＢＰＳＧ（ボロンおよび燐を含む珪酸塩ガラス）、ポリマー、酸化物などの電気絶縁材で構成される。内部導体２０、集積回路２２、パッシベーション層２４を含む半導体基板１２の上記要素はすべて周知の半導体製造プロセスを用いて形成することができる。
【００１７】
まず、図１Ｂに示すように、半導体ウェハ１０および半導体基板１２は、裏面１６から薄化して選択した薄さにする。裏面薄化ステップにより、半導体ウェハ１０および半導体基板１２から半導体素材を取り除く。薄さＴの典型的範囲は、１０ mmから７２５ mmとすることができる。薄化ステップおよびそれに続くステップの実行中には、半導体ウェハ１０を一時搬送体１５（図２Ａ）に設置することができる。例えば、ガラス製の一時搬送体は、熱と接着剤で半導体ウェハ１０に溶着し、半導体基板１２の回路側１４を保護する。一時搬送体は、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社及びその他で製造される。この方法のステップは、主に半導体ウェハ１０の裏面１６から実行され、回路側１４は、伏せたままで一時搬送体１５によって保護される（図２Ａ）。または、この方法のステップでは、回路側１４を半導体ウェハ１０に適用するテープやマスクなどの取り外し可能な素材で保護することができる。
【００１８】
化学的機械平坦化（ＣＭＰ）装置を使用して裏面薄化ステップを実行することができる。適切なＣＭＰ装置の一つに、日本、東京の“ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ”に製造される装置があり、型番ＰＧ３００ＲＭである。実用化される適切なＣＭＰ装置として、Ｗｅｓｔｅｃｈ、ＳＥＺ，Ｐｌｏｓｍａ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ、ＴＲＵＳＴ、その他のメーカーの装置がある。裏面薄化ステップは、ウェットエッチングプロセス、ドライエッチングプロセス、プラズマエッチングプロセスなどのエッチング処理を用いて行うこともできる。または、平坦化とエッチングを組み合わせて実行することができる。例えば、メカニカルグラインダを用いて素材を体積を減らし、その後、エッチングを行って、グラインダによる損傷を取り除くことができる。ここで参照して本出願の一部と組み込まれる米国特許番号６，８４１，８８３Ｂ１の「複数チップスケール半導体構成要素およびウェハレベル製造方法」にも、裏面薄化ステップを実行する処理や装置が記述されている。
【００１９】
次に、図１Ｃと１Ｄに示すように、マスク開口部２８をもつマスク２６は、半導体ウェハ１０の裏面１６に形成され、開口部形成ステップが実行される。開口部形成ステップでは、基板開口部３０は半導体基板１２から基板接点１８に形成される。さらに、この開口部形成ステップは、基板接点１８が半導体基板１２にある内部導体２０（図２Ｃ）および集積回路２２（図２Ｃ）との電気的接続を保つように実行される。
【００２０】
マスク２６（図１Ｃ）は、窒化珪素、レジスト、などの素材を希望の厚さでデポジットし、適切な処理でマスク開口部２８でパターン付けを行う。例えば、マスク２６は、希望するサイズや形でマスク開口部２８を形成するために構成したフォトパターン装置を使用して製造することができ、基板接点18との正確な位置合わせを行う。マスク２６の形成中に、半導体ウェハ１０は、一時搬送体１５またはマスク形成のために構成した等価の一時搬送体に保持することができる。
【００２１】
図２Ｄに示すように、基板開口部３０は、基板接点１８と並べてそれを囲むように細長い溝（あるいはトレンチ）を含んでいる。または、図２Ｅに示すように、別の実施例の基板開口部３０Ａには希望する周辺装置の輪郭をもつ個別のポケットがあり、それぞれが一つの基板接点１８と位置合わせされている。
【００２２】
開口部形成ステップは、ドライエッチング処理やウエットエッチング処理などの  エッチング処理を用いて行うことができる。シリコン製の半導体ウェハ１０や半導体基板１２では、ドライエッチング処理のひとつにリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）がある。リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）は、ＣＦ４、ＳＦ６、Ｃｌ２、ＣＣｌ２Ｆ２などの適切な腐食（エッチング）ガスを反応器に用いて実施することができる。リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）は、元の処理を開発したドイツのＲｏｂｅｒｔ  Ｂｏｓｃｈ社の社名から「ＢＯＳＣＨ」とも言う。開口部形成ステップは、異方性または等方性ウェットエッチング処理を用いて実施することもできる。例えば、シリコン製の半導体ウェハ１０や半導体基板１２では、適切なウェットエッチング（湿式）液として、ＫＯＨ溶液がある。ＫＯＨエッチング液を用いて、異方性エッチング処理を行い、基板開口部３０（図１Ｄ参照）をピラミッド型に成型し、斜めの側面を水平面から５５°に向ける。図では、基板開口部３０は斜めの側面を持たせて表しており、異方性エッチング処理の場合を想定している。ただし、エッチング処理によっては、基板開口部３０の側面は、垂直にするか、または丸みをもたせることもでき、反応イオンエッチング（ＲＩＥ）処理の場合を想定している。エッチング処理以外に、刃で切ったりレーザーで穴を開けたりする機械的な処理を用いて開口部形成ステップを行うことも出来る。開口部形成ステップは、上記で引用した米国特許番号６，８４１，８８３Ｂ１にも記述されている。
【００２３】
薄化ステップと同様、開口部形成ステップは、回路側１４を保護するために半導体基板１２の裏面１６から実行する。さらに、開口部形成ステップは、半導体ウェハ１０を一時搬送体１５に保持するか、または同等の一時搬送体をドライまたはウェットエッチング用に構成することによって実行できる。また、開口部形成ステップは、基板開口部３０（図１Ｄ参照）を基板接点１８（図１Ｄ参照）の内部表面３２（図１Ｄ参照）上で終結するよう制御することができる。図１Ｃから１Ｇを簡単に示すため、基板開口部３０は、基板接点１８とほぼ同じ幅に図示する。ただし、実際には、基板開口部３０は基板接点１８より幅が狭い。どちらにしても、基板開口部３０は、基板接点１８と内部導体２０（図２Ｃ参照）との間の電気的接続を維持するために形成する。
【００２４】
図１Ｅに示すように、基板開口部３０（図１Ｅ参照）は、ボンディング用細管３４（図１Ｅ参照）が基板接点１８（図1Ｅ参照）の内部表面３２にアクセス可能なサイズにする。例えば、ボンディング用細管３４（図参１Ｅ照）の先端の幅が６５ mmならば、基板開口部３０の幅は６５  mmより広い。または、１８  基板開口部３０の幅は、基板接点１８（図１Ｅ参照）の内部表面３２にボンディングが可能であれば、ボンディング用細管３４(図１Ｅ参照)より狭くすることができる。例えば、内部表面３２上に追加層を用いると、基板開口部３０から突き出たボンディング表面を得ることができる。他の例として、ボンディング用細管３４  (図１Ｅ参照)は、基板開口部３０の幅より狭く、基板開口部３０の深さより大きい直径のボンディング可能フリーエアボール（ｆｒｅｅ  ａｉｒ  ｂａｌｌ）が形成できるように構成することができる。この場合、ウェットエッチングによるボンディング用細管３４（図１Ｄ参照）の形成の代わりに、レーザ工作処理を使用することができる。レーザ工作処理は、汚染物質やごみを取り除くウェットエッチングステップを含むこともできる。さらに、レーザ工作処理は、特に小型の基板開口部３０Ａ（図２Ｅ参照）の形成に適合する。レーザ工作処理を実行するのに適切なレーザシステムの一つに、アイルランド、タブリン所在のＸＳＩＬ社製で、機種番号ＸＩＳＥ２００のシステムがある。
【００２５】
図１Ｄに示すように、基板開口部３０（図１Ｄ参照）は、基板開口部３０の内部表面上の絶縁層９６（図１Ｄ参照）を形成することによって、半導体基板１２の残り部分から電気的に絶縁することもできる。図１Ｄから１Ｇでは、簡単に図示するために、図１Ｄにのみ絶縁層９６を図示する。絶縁層９６には、ポリイミド、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などのポリマーが、蒸着、細管注入、スクリーンプリントなどの適切な処理を用いてデポジットされる。または、絶縁層９６（図１Ｄ参照）には、低温デポジット酸化物などの酸化物デポジット層を含むことができる。 または、絶縁層９６には、シリコンの酸化によって生じたシリコン酸化物などの、形成された酸化物層を含むことも出来る。図１Ｄでは、絶縁層９６は、基板開口部３０にだけ示されているが、絶縁層９６は、半導体基板１２の裏面１６にも跨っている。この場合には、ブランケットデポジット絶縁層を裏面１６および基板開口部３０に形成することができ、スペーサエッチングを使用して基板接点18の内部表面32から絶縁層を取り除くことができる。上記の米国特許番号６，８４１，８８３Ｂ１にも半導体基板１２の基板開口部３０および裏面１６に絶縁層を形成する技術が記述されている。
【００２６】
次に、図１Ｅに示すように、ボンディングステップは、ボンディング用細管３４およびワイヤボンディング材３８を用いて行う。図１Ｅに示す実施例では、ボンディングステップには、ボールボンディング処理が含まれる。ただし、ボンディングステップには、スタッドバンピング処理、または金、またはアルミのウェッジ（またはくさび）ボンディング処理などのウェッジボンディング処理が含まれる。または、以下に説明するように、ボンディングステップには、単一点ＴＡＢボンディング、ギャングボンディング、リボンボンディング、などのテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）処理が含まれる。また、ボンディングステップには、基板接点１８の内部表面３２へのハンダのボールのリフローボンディングなどのバンピング処理が含まれる。他のバンピング処理には、レーザ式ハンダボール・バンパを使用した基板接点１８の内部表面３２に半田の隆起を形成することを含む。別のバンピング処理には、無鉛隆起の供給機構１７０（図１８Ａ参照）から、またはバンピングテンプレート１８６ 図１９参照）からの直接移動も含む。
【００２７】
図１Ｅのボンディングステップを行うために、ボンディング用細管３４、およびワイヤボンディング材３８は、微細なピッチ（例えば、＜ ６５  mm）のワイヤボンディング処理を実施するために構成することができる。適切なボンディング用細管およびワイヤボンダは、カリフォルニア州ペタルーマのＳＰＴ（小型精密器具）社製である。あるボンディング用細管は、成型された細線狭路（ＳＢＮ）細管と指定される。ペンシルバニア州ウィロウ・グローブのＫｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ社も、適切なボンディング用細管およびワイヤ・ボンダを製造している。例えば、Ｋｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ製造のモデル８０９８の広域ボール・ボンダは、＋／−  ５mmから約６５mmのピッチでの合計ボンド配置精度をもつ。ボンディングステップを実行するための適切なスタッド・バンパは、Ｋｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ社製の「ＷＡＦＥＲ  ＰＲＯ  ＰＬＵＳ」高速広域スタッド・バンパである。ワイヤボンディングシステムは、アリゾナ州フェニックスのＥＳＥＣ（米）社製、カリフォルニア州ビスタのＰａｌｏｍａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、カリフォルニア州サンタ・クララのＳｈｉｎｋａｗａ  ＵＳＡ社製、カリフォルニア州サンホセのＰｒｏｄｕｃｔｓ社のＡＳＭ、カリフォルニア州サンタ・クララのＴｅｘｍａｃ社のＫａｉｊｏ、およびヴァージニア州ニューポート・ニュースのＭｕｈｉｂａｕｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｃｈ社製などがある。
【００２８】
図１Ｅに示すように、ボンディング用細管３４は、制御装置（図示しない）からの信号に応じて、ｘ、ｙ、ｚ方向に移動することができる。図示する実施例では、ボンディング用細管３４（図１Ｅ参照）は、約１８ mmから約１５０ mmの直径のワイヤ３６を基板接点１８の内部表面３２にボンディングするよう構成する。ワイヤ３６は、半導体の実装に使用する、例えば、金、金合金、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミ、アルミとシリコンの合金、アルミとマグネシウムの合金などの従来のワイヤ素材で構成する。さらに、ワイヤ３６は、金属、または金属合金で構成され、鉛などの有害物質（ＲＯＨＳ）の減少要求を含まないものとする。図示するＲＯＨＳを含まない金属には、金および銅が含まれる。
【００２９】
ワイヤボンディング材３８（図１Ｅ参照）には、ボンディング用細管３４を通してワイヤ３６を供給するよう構成したワイヤ送り機構７８（図１Ｅ参照）を含むこともできる。ワイヤ送り機構７８には、上記ワイヤ・ボンダに組み込まれたような標準ワイヤ送り機構も含まれる。例えば、ワイヤ送り機構７８は、ワイヤ・クランプ、機械的なワイヤ・フィーダ機構、ローラ・フィード機構、または、リニア・モーション・クランプおよびフィード機構を含むことができる。
【００３０】
ワイヤボンディング材３８（図１Ｅ参照）は、ボンディング用細管３４を基板接点１８と位置合わせするために構成した位置合わせシステム（図示しない）を含むこともできる。さらに、ワイヤボンディング材３８（図１Ｅ参照）には、ボンディングステップ中に半導体基板１２および基板接点１８をサポートするよう構成された作業ホルダ４８を含むこともできる。上記ステップと同様に、半導体ウェハ１０は、ボンディングステップ中に一時搬送体１５（図２Ａ参照）に保持することができる。図示するようにボールボンドを形成するためにワイヤボンダ３８（図１Ｅ）はワイヤ３６の端部上にボール（図１Ｅ）を形成するように構成された電子フレームオフ（ＥＦＯ）棒（不図示）のような素子をまた含むことができる。これに加えて、ボンディング細管３４はワイヤ供給メカニズム７８と組み合わされて、ボール４０を捕捉し、ワイヤ３６と基板接点１８との間にボンディングされた接続４０に（図１Ｅ）を形成するために基板接点１８の内部表面３２に対抗してボール４０を押し付けるように構成される。ボンディング細管３４はまたボール４０と基板接点１８に熱と超音波エネルギィとを与えるように構成されてもよい。以下にさらに説明されるように、ボールボンディングの代わりとして、ボンディング細管３４がくさび（またはウェッジ）ボンディングを形成されるために構成され得る。
【００３１】
図１Ｆに示すように、ワイヤ供給メカニズム７８と組み合わせたボンディング細管はワイヤ３６が選択された長さＬへ切断される切断ステップを行うように構成される。この切断ステップは基板接点１８の内部表面３２上および基板開口部３０に導電性相互接続体４４を形成する。これに加えてボンディングステップのパラメータは導電性相互接続体４４が半導体基板１２の裏面１６から長さＬだけ突出するように制御される。長さＬの代表的な値は５０μから１０００μである。
【００３２】
次に図１Ｇに示すように、カプセル化ステップは、誘電体カプセル材４６が半導体基板１２の裏面１６上に形成されるように行われる。誘電体カプセル材４６は導電性相互接続体４４と導電性相互接続体４４と基板接点１８との間のボンドされた接続４２とを保護ししっかりとさせるように構成される。誘電体カプセル材４６はスピンオンや、ノズルデポジションまたは気相デポジションされたポリイミドやパリレーン（ｐａｒｙｌａｎｅ）のような硬化可能なポリマーからなる。加えて誘電体カプセル材４６は裏面１６をカバーする物質の単一層として示されているが、誘電体カプセル材４６は物質の多層からなることもできる。他の例として、誘電体カプセル材４６は各導電性相互接続体４４を個別に支持するために各基板開口部３０に形成された分配されたポリマードーナツからなる。
【００３３】
誘電体カプセル材４６（図１Ｇ）形成ステップに続いて、ソーイング、スクライディング、リキッドジェッティングまたは液体を介してのレーザカッティングのような単一化ステップがチップスケールの半導体装置５０（図１Ｇ）をウェハ１０から単一化するために行われる。その代わりに、多数の単一化されていない半導体基板１２を含むウェハサイズの部材も提供され得る。
【００３４】
図１Ｇに示すように、完成された半導体装置５０はそれの裏面１６から突出し、長さＬを有する導電的相互接続体４４を有する半導体基板１２を含む。これに加えて、半導体装置５０は、導電性相互接続体４４とボンドされる接続部４２とを基板接点１８の内部表面３２上で支持し保護するための誘電体カプセル材４６を含む。更に説明されるように、導電性相互接続体４４は、半導体装置５０を他の半導体装置または可撓回路またはプリント回路基板のような他の基板に搭載するために、端部ピン接点として使用される。これに加えて、多数の導電性相互接続体４４はピングリッドアレイ（ＰGＡ）のような密度の高い領域アレイに配置される。更に説明されるように、導電性相互接続体４４は導電性相互接続体４４を有する多数の半導体装置を積み重ねられた組み立て体において相互接続するためにも使われる。
【００３５】
図３Ａ―３Ｃを参照すると、他の実施例である導電性相互接続体４４Ａを有する他の実施例の半導体装置５０Ａが図示される。この実施例において、半導体基板１２はその裏面１６上に設けられた複数の裏面接点５２を含む。例えば各基板接点１８は関連する裏面接点５２を含む。裏面接点５２は適切な差し引かれるまたは付加される金属化プロセスを使って形成される。
【００３６】
導電性相互接続体４４Ａ（図３Ａ）は、図１Ｅおよび１Ｆに以前に記述されたものとほぼ同様に形成される基板接点１８を有するボンディングされた接続４２を含む。しかしながら導電性相互接続体４４Ａ（図３Ａ）もまた裏面接点５２を有する第二のボンド用の接続体５４を含む。ボンド用の接続体４２に関してと同様に第二のボンドされた接続体５４はボンディング細管３４（図１Ｅ）およびワイヤボンダ３８（図１Ｅ）を使って形成される。しかしながらこの場合、第二のボンドされた接続５４は“ボール”ボンドよりむしろ“ウェッジ（くさび）”ボンドからなる。くさびボンドはしばしばスティッチボンドとして参照される。
【００３７】
半導体装置５０Ａはまた裏面導電体５６（図３Ｂ）および裏面接点５２および導電性相互接続体４４Ａと電気的につながっている裏面導電体５６（図３Ｂ）および端子接点５８（図３Ｂ）もまた含む。裏面導電体５６は裏面接点５２に対してと同じ金属化処理を使って形成される。この端部接点５８は金属、ハンダまたは導電性ポリマーボール、バンプまたはピンからなり、これらは金属化処理、スタッドバンピング処理またはボールボンディング処理を使って形成される。更に加えて、端部接点５８はボールグリッドアレイ、ピングリッドアレイ、エッジアレイまたはセンタアレイのような領域アレイにおいて形成される。
【００３８】
端部接点５８は導電性相互接続体４４Ａのループ高さＬHより大きな外形を有する。端部接点５８がフリップチップボンディング構造のために使われた時にこれにより導電性相互接続体４４が他の部材または他の基板との接触による短絡を避けることができる。例えば、端部接点５８は（例えば２００μｍ）の選択された直径を有するボールからなり、この導電性相互接続体４４Ａは選択されたループ高さＬH（例えば１００μｍ）を有することができる。端部接点５８の直径に対する代表的な範囲は６０ないし５００μｍである。ループ高さＬHに対する代表的な範囲は１５ないし４００μｍである。
【００３９】
図３Ｄを参照すると、他の実施例の半導体装置５０Ｂは基板接点１８Ｂと並んでそれに渡るような大きさで且つ形状を有する基板開口部３０Ｂを含む。これに加えて図３Ａおよび３Ｂにおいて導電性相互接続体４４Ａに対して図示され説明されたのとほぼ同様に、導電性相互接続体４４Ｂは基板接点１８Ｂと裏面接点５２Ｂとにボンディングされる。基板開口部３０Ｂは基板開口部３０（図１Ｂ）に対して以前に述べられていたのとほぼ同様にエッチングプロセスを使って形成される。これに加えて、基板接点１８Ｂおよび導電性相互接続体４４Ｂも同様に、以前に述べられたボンディング細管３４（図１Ｅ）を使って約２５μｍ程度の小さなスペースＳを有することができる。半導体装置５０Ｂはまた誘電体カプセル材４６Ｂを含みこれは導電性の相互接続体４４Ｂを実質的にカプセル化し他方、外部の電気的接続部を作るためにループ部８２Ｂを露出させたままにする。
【００４０】
図３Ｅと図３Ｆを参照して他の実施例の半導体装置５０Ｃ‐１、５０Ｃ‐２（図３Ｆ）が図示される。図３Ｅに示されるように半導体ウェハ１０上の隣接する半導体基板１２‐１、１２‐２はストリート領域ＳＡによって分離される。これに加えて半導体基板３０Ｃはストリート領域ＳＡに渡っており隣接半導体基板１２‐１、１２‐２上で基板接点１８Ｃ‐１と並んで且つこれに渡るように設けられている。図３Ｅに示すように、ループワイヤ８２Ｃは両端においてくさびボンド５４Ｃを使って基板接点１８Ｃ‐１、１８Ｃ‐２へボンディングされる。これに加えて誘電体カプセル材４６Ｃは実質的にループされたワイヤ８２Ｃ（図３Ｅ）をカプセル化し、一方その先端部を露出させる。図３Ｆに示すように、単一化ステップの間に例えばソー（のこぎり）カットのような溝５３が、これは半導体基板１２‐１、１２‐２を分離し、ストリート領域ＳＡ（図３Ｅ）においてループされたワイヤ８２Ｃを切断するためにストリート領域ＳＡ（図３Ｅ）内に形成される。半導体装置５０Ｃ‐１、５０Ｃ‐２（図３Ｆ）は切断されたループワイヤ８２Ｃ（図３Ｅ）によって形成された導電性相互接続体４４Ｃ‐１および４４Ｃ‐２を含む。導電性相互接続体４４Ｃ‐１、４４Ｃ‐２は誘電体カプセル材４６Ｃ内に内蔵され、半導体装置５０Ｃ‐１および５０Ｃ‐２へ対して外部電気接続を行うための露出された先端部を有する。
【００４１】
図３Ｇを参照すると、他の実施例の半導体装置５０Ｄは基板接点１８Ｄと並んでこれに渡っている基板開口部３０Ｄを含む。これに加えて導電性相互接続体４４Ｄは導電性相互接続体４４（図１Ｆ）について前に述べられたとほぼ同様に基板接点１８Ｄに接続される。基板接点１８Ｄと導電性接点４４Ｄは共に以前に述べられたボンディング細管３４（図１Ｅ）を使って約２５μｍ程度の小さいスペースＳを有することができる。これに加えて半導体相互接続体４４Ｄは導電性相互接続体４４Ｄと可撓（またはフレックス）回路またはＰＣＤのような他の基板上の電極との間のボンディングされた接続を形成するように構成された、ハンダまたは金のような簡単にボンディングできるかあるいは非酸化の物質からなるボール状の先端部６０を含む。半導体装置５０Ｄはまた誘電体カプセル４６Ｄも含み、これは導電性相互接続体４４Ｄを実質的にカプセル化ししっかりとし、他方ボール先端部６０を露出させたままにする。
【００４２】
図３Hを参照すると、他の実施例の半導体装置５０Ｔは実質的に半導体装置５０Ｄ（図３G）と同様である。しかしながら半導体装置５０Ｔは基板接点１８Ｔにボンディングされ平坦化され誘電体層６６Ｔ内に内蔵された平坦化された導電体相互接続体４４Ｔを含む。平坦化された導電体の相互接続体４４Ｔと平坦化された導電体層４６Ｔは図１Ｂの薄化ステップについて前に述べられたものとほぼ同じように化学機械平坦化（ＣＭＰ）のグライディング、ポリッシュングのような平坦化処理を使って形成される。
【００４３】
図３Ｉを参照すると、他の実施例の半導体装置５０（図１Ｇ）と実質的に同様である。しかしながら半導体装置５０Ｕは基板接点１８にボンディングされた基板開口部３０（または基板開口部３０Ａ‐図２Ｅ）において金属または導電性ポリマー隆起部（バンプ：ｂｕｍｐ）の形状となっている導電性相互接続体４４Ｕを含む。導電性相互接続体４４Ｕはハンダボールバンピング、スタッドバンピング、またはリフローバンピングのようなバンピング（突き合せ）プロセスを使って形成される。他に導電性相互接続体４４Ｕは無電解デポジションやスクリーンプリンティングのようなデポジションプロセスを使って形成される。例示的実施例において、ポリマーの相互接続体４４Ｕは基板開口部３０の深さと同じかやや大きい高さを有する。半導体装置５０Ｕはまた開口部３０の側壁および半導体基板１２の裏面を覆う電気的な絶縁層９６Ｕを含む。電気的な絶縁層９６Ｕは、絶縁層９６（図１Ｄ）に対して以前に述べられたものとほとんど同じようにデポジションプロセスまたは成長プロセスを使って形成される。
【００４４】
図３Ｊを参照して、他の実施例の半導体装置５０ＬＦは半導体装置５０にほぼ似ている（図１Ｇ）。半導体装置５０ＬＦはまた開口部３０Ａの側壁および半導体基板１２の裏面をカバーする電気的に絶縁性の層９６ＬＦを含む。しかしながら半導体装置５０ＬＦは実質的に開口部３０Ａを充填している平坦化されたハンダプラグの形における導電性相互接続体４４ＬＦを含む。導電性相互接続体４４ＬＦはたとえば無鉛ハンダのようなハンダを開口部３０Ａおよび基板接点１８の内部表面３２へデポジットすることによって形成される。より詳細に説明されるように導電性相互接続体４４ＬＦは供給機構からの直接のデポジションによってあるいは供給機構によってハンダで充填された空隙を有するバンプテンプレートからの送出によって形成され得る。導電性相互接続体４４ＬＦを形成するための方法とシステムは図１８Ａ、１８Ｂおよび１９に示されているがこの説明が進むに従って説明されるであろう。
【００４５】
図４Ａ‐４Ｃを参照するとその方法の他の実施例が図示されており、ボンディングステップはテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）プロセッサを使って行われる。図４Ａに示すように、半導体基板１２は前述したように薄化ステップを受けてきた。半導体基板１２は前述したように基板開口を形成ステップを用いて形成された基板接点１８と整列する基板開口３０を含む。加えて半導体基板１２は前述するように金属化工程を用いて形成された裏面接点５２および裏面導電体５６を含む。
【００４６】
図４Ａに示すようにボンディング架台６７は基板接点１８上に形成される。これに加えて、ボンディング架台６９は裏面接点５２上に形成される。ボンディング架台６７、６９は金、銅、ハンダおよびこれらの合金のような従来のＴＡＢボンディング可能金属からなる。ボンディング架台６７、６９は円錐形、球形、半球形およびバンプの形状を含む適切な形状を持つことができる。加えてボンディング架台６７、６９は、ボンディング金属層（例えばクロム、チタン、アルミニウム）、障壁金属層（例えばタンタル、銅、パラジウム、白金、ニッケル）およびバンプ金属層（金、銅、ハンダ）のような異なった金属の多層からなることもできる。ボンディング架台６７、６９は無電解メッキ、電解メッキ、スクリーンプリンティングまたはマスクを通してのデポジションを使って形成することができる。これらのプロセスに対する他のものとして、ボンディング架台６７、６９はＫｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃによって製作された従来から特定されているスタッドバンプ（ｓｔｕｄ  ｂｕｍｐｅｒ）のようなスタッドバンプを使って形成されたスタッドバンプからなる。
【００４７】
図４Ａに示すように、ＴＡＢボンディングステップを行うために、可撓回路６１が設けられる。可撓回路６１はミネソタ州  セントポールの３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製作されたＴＡＢテープまたは日本の日東電工によって製作される“ＡＳＭＡＴ”のような多層ＴＡＢテープからなる。可撓回路６１は可撓回路導電体６３を含みこれは、ポリマー基板６５に配設され、この基板は、ポリイミドあるいは光画像化可能なポリマーのような物質からなる。可撓回路６１は可撓回路導電体６３の端部部分がボンディング架台６７、６９と整列するように構成される。
【００４８】
図４Ｂに示すようにテープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）システムのボンディングツール７１は可撓回路導電体６３の端部部分をボンディング架台６７、６９にボンディングするために使うことができる。ボンディングツール７１はサーモード（ｔｈｅｒｍｏｄｅ）ツール、ギャング（または集合：ｇａｎｇ）ボンディングツール、熱圧縮ボンディングツールまたは熱音波ボンディングツールからなる。適切なボンディングツールおよびボンディングシステムはＫｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｌｏｗ  Ｇｒｏｖｅ、ＰＡ）；。ＥＳＥＣ（ＵＳＡ）、Ｉｎｃ．（Ｐｈｏｅｎｉｘ  ＡＺ）；Ｕｎｉｔｅｋ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、（Ｍｏｎｒｏｖｉａ，ＣＡ）と他のものから同様に入手可能である。
【００４９】
図４Ｃに示すようにボンディングステップに続いて半導体装置５０Ｅは導電性相互接続体４４Ｅを含みこれは各端部でボンディング架台６７、６９にボンディングされている可撓回路導電体６３を有する可撓回路６１からなる。加えて、半導体装置５０Ｅは以前に述べられているのとほぼ同様に導電相互接続体４４Ｅと電気的に通信できる端部接点５８を含む。
【００５０】
４Ｄ‐４Ｆを参照すると、図４Ａ‐４Ｃの方法の他の実施例が図示されている。この実施例においてボンディング架台６７、６９（図４Ａ）は形成されていないがこれはバンプ可撓回路６１Ｂが使用されているからである。図４Ｄに示すように、バンプ可撓回路６１Ｂは各端部にバンプ７３を有する可撓回路導電体６３Ｂを含み、これは金、銅またはハンダのようなボンディングできる金属から形成されている。図４Ｅに示すようにボンディングツール７１はバンプ７３を基板接点１８と裏面接点５２へ直接ボンディングする。図４Ｆに示すように半導体装置５０Ｆは導電性相互接続体４４Ｆを含み、これは基板接点１８と裏面接点５２にボンディングされた可撓回路導電体６３Ｂを有するバンプされた可撓回路６１Ｂからなる。加えて、半導体装置５０Ｆは以前に述べられたこととほぼ同様に導電性相互接続体４４Ｆと電気的に接続する端部接点５８を含む。
【００５１】
図５Ａ‐５Ｄを参照すると、この方法の他の実施例は単一点ＴＡＢボンディングのために構成される可撓回路６１ＳＰを使って行われる。当初、図５Ａに示すように、半導体基板１２は前述したように基板接点１８と基板開口３０を含む。半導体基板１２はまた電気的に絶縁されている層９６ＳＰを含み、これは開口部３０の側壁と半導体基板１２の裏面１６とを同様に被覆する。電気的に絶縁されている層９６ＳＰは電気的に絶縁されている層９６（図１Ｄ）に対して以前に述べられたものとほぼ同じように構成される。
【００５２】
図５Ａおよび５Ｄに示すように単一点可撓回路６１ＳＰは基板接点１８と整列したボンディング開口８１ＳＰを有するポリマー基板６５ＳＰを含む。ポリマー基板６５ＳＰはまた端部接点５８ＳＰ（図５Ｃ）を配設するように構成された領域アレイにおいて端部接点開口部８５ＳＰを含む。ポリマー基板６５ＳＰはまたＤｕＰｏｎｔまたは日立によって製作されるような光画像化可能なポリマーからなる。支持構造を提供することに加えて、ポリマー基板６５ＳＰはまた端部接点５８ＳＰ（図５Ｃ）のためのハンダマスクとして動作する。
【００５３】
単一点可撓回路６１ＳＰはまたポリマー基板６５ＳＰの内表面上に可撓回路６３ＳＰを含む。可撓回路導電体６３ＳＰは端部接点開口部８５ＳＰと整列した端部接点パッド７９ＳＰを含む。可撓回路導電体６３ＳＰはまた基板接点１８にボンディングするように構成されたボンディングパッド８７ＳＰを含む。単一点可撓回路６１ＳＰはまた可撓回路６１Ｃを半導体基板１２に取着するように構成された従属（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）ボンディング層５７ＳＰを含む。従属ボンディング層５７ＳＰはボンディング部材として構成されおよび可撓回路６１ＳＰと半導体基板１２との間のいかなるＴＣＥミスマッチを補償するための拡大部材として構成されたシリコーンまたはエポキシのようなポリマー物質からなり得る。
【００５４】
図５Ｂに示すように単一点ボンディングツール７１ＳＰは可撓回路導電体６３ＳＰ上のボンディングパッド８７ＳＰを基板接点１８にボンディングするために使用される。この場合においてボンディング開口部８１ＳＰは単一点ボンディングツール７１ＳＰに対するアクセスを与える。適切な単一点ボンディングツール７１ＳＰはＫｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａおよび他の製造者によって製造される。
【００５５】
図５Ｃに示されるように端部接点５８ＳＰは端部接点５８（図３Ａ）に対して従来述べられたとほぼ同様にボンディングあるいはデポジションプロセスを使って端部接点パッド７９ＳＰ上に形成される。図５Ｃにもまた示されるように半導体装置５０ＳＰは半導体基板１２とそれに対して取着された単一点可撓回路６１ＳＰを含む。半導体装置５０ＳＰはまた導電性相互接続体４４ＳＰを含みこれは可撓回路導電体６３ＳＰと基板接点１８にボンディングされたボンディングパッド８７ＳＰの部分からなる。半導体装置５０ＳＰもまた導電性相互接続体４４ＳＰと電気的に通信可能な領域アレイにおける端部接点５８ＳＰを含む。端部接点５８ＳＰはまた外部リードボンド（ＯＬＢ）として当該技術分野でもまた知られている。
【００５６】
図６Ａ‐６Ｃを参照すると、この方法の他の実施例が図示される。ここでボンディングステップはポリマー基板６５Ｃを有する可撓回路６１Ｃとその可撓回路６１Ｃを半導体基板１２に取着するように構成された従属ボンディング層５７Ｃとを用いることによって行われる。ポリマー基板６５Ｃは外部表面上で端部接点パッド７９Ｃと電気的に接続されている内部表面上の可撓回路導電体６３Ｃを含む。代わりに以下により説明されるように、可撓回路導電体６３Ｃはポリマ基板６５Ｃの外部表面上に形成される。
【００５７】
図６Ｂに示されているように、ボンディングツール７１は可撓回路導電体６３Ｃの端部を基板接点１８上の架台６７にボンディングする。これに加えて、従属ボンディング層５７Ｃは可撓回路６１Ｃを従属ボンディング層５７ＳＰ（図５Ａ）に対して前に述べられたのとほぼ同じように可撓回路６１Ｃを半導体基板１２に取着する。
【００５８】
図６Ｃに示されているように、可撓回路６１Ｃを半導体基板６５Ｃに取着したことに続いて端部接点５８ＦＣは端部接点５８（図３Ａ）に対して以前に述べられたのとほぼ同じ様に端部接点パッド７９Ｃにボンディングされる。図６Ｃにもまた示されているように半導体装置５０Ｇは導電性相互接続体４４Ｇを含み、これは基板接点１８にボンディングされた可撓回路導電体６３Ｃを有する可撓回路６１Ｃからなる導電性相互接続体４４Ｇを含む。これに加えて、導電性相互接続体４４Ｇはポリマー基板６５Ｃの内部表面上において導電性相互接続体４４Ｆと電気的に通信するポリマー基板６０Ｃの外部表面上の端部接点５８ＦＣを含む。
【００５９】
図６Ｄを参照すると、他の実施例の半導体装置５０ＯＳは半導体装置５０Ｇと（図６Ｃ）とほぼ同様である。しかしながら半導体装置５０ＯＳはポリマー基板６５ＯＳの外部表面上に可撓回路導電体６３ＯＳを有する可撓回路６１ＯＳを含む。
【００６０】
図７Ａを参照すると、他の実施例の半導体装置５０Ｈはポリマー基板６５Ｄの内部表面上で可撓回路導電体６３Ｄを有する可撓回路６３１Ｄを含む。他に、可撓回路導電体６３Ｄはポリマー基板６５Ｄの外部表面上に設けられ得る。可撓回路導電体６３Ｄはバンプされた可撓回路導電体６３Ｂ（図５Ｃ）に対して以前に述べられたものとほぼ同様に基板接点１８に直接ボンディングされたバンプ７３Ｄを含む。半導体装置５０Ｈもまた可撓回路６１Ｄと半導体基板１２との間のスペーサ７７Ｄと誘電体カプセル材４６Ｄとを含む。スペーサ７７Ｄはシリコーン、エポキシまたはボンディング物質のような電気的に絶縁性のあるポリマー物質からなる。スペーサ７７Ｄはタッキング（ｔａｃｋｉｎｇ）構成または連続リッジ（隆起：ｒｉｄｇｅ）として形成され可撓回路６１Ｄ上で事前に形成される。誘電体カプセル材４６Ｄは可撓回路６１Ｄと半導体基板１２との間のＴＣＥミスマッチを補償するために構成されたアンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）のポリマーからなる。米国特許番号６，７４０，９６０Ｂ１、名称“可撓回路、相互接続および高密度アレイ外部接点を含んだ半導体パッケージ”これはこの出願の中に参照として組み込まれているものであるがこの米国特許は更にバンプの可撓回路導電体へのボンディングを述べている。
【００６１】
図７Ｂに示すように、他の実施例の半導体装置５０Ｉは、基板接点１８上のボンディング架台６７と整列した開口部８１Ｅを有するポリマー基板６５Ｅを有する可撓回路６１Ｅを含む。開口部８１Ｅは可撓回路導電体６３Ｅの中間部分を基板接点１８上のボンディング架台６７にボンディングするためのボンディングツール７１に対するアクセスを提供する。これに加えてスペーサ７７Ｅはボンディング処理の間に半導体基板１２からポリマー基板６５Ｅを離す。このスペーサ７７Ｅはスペーサ７７Ｄ（図７Ａ）について以前に述べられたものとほぼ同様に構成される。
【００６２】
図７Ｃを参照すると他の実施例の半導体装置５０Ｊは導電性ポリマー層８３Ｆを使って基板接点１８上のボンディング架台６７へボンディングされたポリマー基板６５Ｆ上の可撓回路導電体６３Ｆを有する可撓回路を有する。導電性ポリマー層８３Ｆは、ｚ方向に電気的導電性を与えｘおよびｙ方向に電気的絶縁性を与えるように構成され、電気的絶縁性の基礎物質に導電性のある粒子８９Ｆを含む。導電性のあるポリマー層８３ＦはＡ．Ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ニュージャージー州、トレントン）によって製造された“Ｚ‐ＰＯＸＹ”あるいはＳｈｅｌｄａｈｌ（ミネソタ州、ノースフィールド）によって製造された“ＳＨＥＬＬ‐ＺＡＣ”のようなｚ軸異方性接着剤からなる。
【００６３】
図７Ｄを参照して、他の実施例の半導体装置５０Ｈは基板接点１８上でのボンディング架台６７へ直接接続される端部接点５８Ｋを含む。端部接点５８Ｋは金属または導電性ポリマーボールまたはバンプからなりボンディング架台６７にボンディングされる。例えばハンダボールは架台上に配設され熱リフローオーブンまたはレーザーハンダボールバンパを使ってリフローしてボンディングされる。他の実施例として、端部接点５８Ｋはスタッドバンパを使ってボンディング架台６７上に形成された金属バンプからなる。他の例として端部接点５８Ｋはボンディング架台６７と接触して硬化された導電ポリマーバンプからなる。
【００６４】
図８Ａ‐８Ｄを参照すると他の実施例の方法が図示されており、ここではボンディングステップはスタッドバンピングプロセスを使って行われる。図８Ａに示すように、半導体基板１２は以前述べたように基板接点１８と基板開口部３０を含む。半導体基板１２はまた電気的に絶縁性のある層９６ＳＴを含み、これは開口部３０の側壁および半導体基板１２の裏面１６もまた被覆する。電気的に絶縁性のある層９６ＳＴは電気的絶縁層性のある層９６（図１Ｄ）について以前に述べられたものとほぼ同様に形成され得る。
【００６５】
図８Ａに示されているようにバンプ９１ＳＴは基板接点１８上に形成される。バンプ９１ＳＴは以前に特定されたスタッドバンパであってＫｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ、  Ｉｎｃ．によって製造されているようなスタッドバンパを使って形成されたスタッドバンプからなる。他にバンプ９１ＳＴは、無電解デポジションプロセスまたはスクリーンプリンティングまたはハンダボールまたはレーザーハンダボールボンディングの熱リフローのようなボンディングプロセスを使って基板接点１８上に形成された金属バンプまたはボールからなる。
【００６６】
図８Ｂに示すように、可撓回路６１ＳＴはポリマー基板６５ＳＴおよびその外側の表面に可撓回路導電体６３ＳＴを含み、これらは端部接点パッド７９ＳＴと電気的に通信する外部表面上に設けられている。他に、可撓回路導電体６３ＳＴはポプリマー基板６５ＳＴの内部表面上に形成される。可撓回路導電体６３ＳＴもまた基板接点１８上のバンプ９１ＳＴと整列する開口部９３ＳＴを含む。加えて、ポリマー基板６５ＳＴは従属ボンディング層５７ＳＴ（図５Ａ）について以前に述べられたものとほぼ同様に従属ボンディング層５７ＳＴを含む。
【００６７】
図８Ｃに示すように、可撓回路は従属ボンディング層５７ＳＴを使って半導体基板１２に取着される。加えて、可撓回路導電体６３ＳＴにおける開口部９３ＳＴは基板電極１８上のバンプと整列する。図８Ｃにおいても示されているようにボンディング細管３４ＳＴは基板接点１８上のバンプ９１ＳＴにボンディングされた開口部９３ＳＴ上の第二のバンプ９５ＳＴを形成するように使用される。図示された実施例において、ボンディング細管３４ＳＴはスタッドバンプとして第二のバンプを形成するように構成されている。しかしながら第二のバンプ９５ＳＴは、当該技術において使用されている“安全ボンディング”と似たくさびボンディングからなる。
【００６８】
図８Ｄに示すように第二のバンプ９５ＳＴは可撓回路導電体６３ＳＴと基板接点１８上のバンプ９１ＳＴとの間にリベットに似たボンディング接続を形成する。リベットに似た接続体を形成するために第二のバンプ９５ＳＴは可撓回路導電体６３ＳＴにおける開口部９３ＳＴの直径よりもより大きな外形を有し、この結果第二のバンプ９５ＳＴ上の環状肩部が可撓回路導電体６３ＳＴをバンプ９１ＳＴにボンディングする。加えて端部接点５８ＳＴは端部接点５８（図３Ａ）に対して以前に述べられてきたものとほぼ同様に端部接点パッド７９ＳＴ上に形成される。半導体装置５０ＳＴはバンプ９１ＳＴと第二のバンプ９５ＳＴからなる導電性相互接続体４４ＳＴを含む。
【００６９】
図８Ｅを参照すると、他の実施例の半導体装置５０ＷＢは半導体装置５０ＳＴ（図８Ｄ）と実質的にほぼ同様である。しかしながら半導体部材５０ＷＢは基板接点１８と可撓回路導電体６３ＷＢにワイヤボンディングされるワイヤからなる導電性相互接続体４４ＷＢを含む。加えて、可撓回路導電体６３ＷＢは半導体基板１２に取着されたポリマー基板６５ＷＢ上に配設される。更にワイヤボンディングされたカプセル４６ＷＢは導電性相互接続体４４ＷＢをカプセル化する。
【００７０】
図９を参照すると、モジュール部材９８が図示されている。モジュール部材９８はモジュール基板、ＰＣＢ、またはダイやチップスケールのパッケージのような他の半導体装置のような支持基板１００上へ配設された半導体装置５０を含む。支持部材１００は半導体装置５０上での導電性相互接続体４４を受け取るように構成されたメッキされた開口部１０２を含む。支持部材１００はメッキされた開口部１０２と電気的に接続する導電体１３８と端部接点１４０を含む。加えてボンディングされた接続体１０４はメッキされた開口部１０２と導電性相互接続体４４との間に形成される。ボンディングされた接続体１０４はハンダジョイント、機械的接続体、溶接された接続体またはメッキされた開口部１０２と導電性相互接続体４４の間に形成された導電性ポリマー接続部からなる。
【００７１】
図１０を参照するとアンダーフィル（または不十分充填：ｕｎｄｅｒｆｉｌｌｅｄ）部材１０６が図示されている。部材１０６はモジュール基板、ＰＣＢ、またはダイまたはチップスケールパッケージのような他の半導体装置のような支持部材１０８へ配設された半導体装置５０を含む。支持部材１０８は半導体装置５０上で導電性相互接続体４４に物理的に接続されるように構成された電極１１０を含む。加えてボンディングされた接続体１１４は電極１１０と導電性相互接続体４４との間に形成される。ボンディングされた接続体１１４はハンダジョイント、機械的接続部、溶接接続部または電極１１０と導電性の相互接続部４４との間に形成された導電性ポリマー接続部からなることができる。アンダーフィル部材１０６はまた半導体装置５０と支持部材１０８との間のギャップに設けられたアンダーフィル層１１２を含む。このアンダーフィル層１１２は半導体装置５０から熱を除去するように構成された物資からなる。
【００７２】
図１１Ａを参照すると、積層された半導体装置１１６が図示されている。積層された半導体装置１１６は導電性相互接続体４４Ａと端部接点５８とを有する半導体装置５０Ａを含む。端部接点５８は支持基板（不図示）上で対となる電極に接続され得る。積層された半導体基板１１６はまた半導体装置５０Ａ上に積層された２個の半導体装置５０を含む。中間半導体装置５０上に設けられた導電性相互接続体４４は半導体装置５０Ａ上の対応する基板接点１８にボンディングされる。加えて、一番上の半導体基板５０上に設けられた導電性相互接続体４４は中間の半導体装置５０上の基板接点１８にボンディングされる。更にボンディングされた接続部１１８は導電性相互接続体４４と基板接点１８との間に形成される。ボンディングされた接続体１１８はボンディングツール７１（図４Ｂ）を使って形成された熱圧縮接続、熱音波接続または超音波接続からなるがこれは以前述べたところとほとんど同じである。代りに、ボンディングされた接続体１１８はハンダジョイント、機械的接続、溶接された接続、または導電性相互接続体４４Ａと隣接半導体装置５０または５０Ａ上において基板接点１８との間に形成された導電性ポリマー接続部からなる。他の実施例として、ボンディングされた接続部１１８は取り外し可能な接続であってその結果積層された半導体部材１１６は分解または再組み立てされる。加えて、アンダーフィル層１２０がＴＣＥミスマッチを補償するためあるいは積層された半導体装置１１６において特定の方向において熱を伝達するため半導体装置５０または５０Ａとの間のギャップに形成される。
【００７３】
図１１Ｂを参照すると他の実施例の半導体積層半導体装置１１６Ａが図示される。積層された半導体装置１１６Ａは半導体装置５０（図１Ｇ）とほぼ似ている半導体装置５０Ｌを含むがしかし基板接点１８と電気的に通信する回路面１４上に導電体１４２と端部接点１４４とを含む。積層された半導体装置１１６Ａはまた金属層あるいは導電性ポリマー層のようなボンディング接続部１１８Ａを有する二つの積層された半導体装置５０を含み、これは隣接導電性接続部４４と基板接点１８にボンディングされる。積層された半導体装置１１６Ａは半導体装置５０の一つにおける導電性相互接続体４４へフリップチップボンディングされた半導体パッケージのようなキャップ部材１６４を含む。
【００７４】
図１２Ａを参照すると、他の実施例のモジュール半導体装置１４６は支持部材１４８上に設けられた半導体装置５０Ｕ（図３Ｉ）を含む。支持基板１４８は導電体１５２および端部接点１５４と電気的に通信する電極１５０を含む。これに加えて、導電性相互接続体４４Ｕはリフローボンディングあるいは導電性ポリマーボンディングのような適切な処理を使って電極１５０に接続される。
【００７５】
図１２Ｂを参照すると、他の実施例の積層された半導体装置１５６が図示される。積層された半導体装置１５６は半導体装置５０Ｖを含み、これは半導体装置５０Ｕ（図３Ｉ）とほぼ似ているがしかし基板接点１８と電気的に通信をするようにその回路側面１４上に導電体１５８と端部接点１６０とを含む。積層された半導体装置１５６はまた金属層または導電ポリマー層のようなものであって、隣接する導電性相互接続体４４Ｕおよび基板接点１８にボンディングされた接続体１１８Ｕを有する二つの積層された半導体装置５０Ｕを含む。積層された半導体装置１５６は一つの半導体装置５０Ｕ上で導電性相互接続体４４Ｕへフリップチップボンディングされた半導体パッケージのようなキャップ部材１６２を含む。他に積層された半導体装置１５６は半導体装置５０Ｕの代わりに半導体装置５０ＬＦ（図３Ｊ）を使って、導電性相互接続体４４Ｕよりむしろ導電性相互接続体４４ＬＦを基板接点１８へ接続して作ることができ得る。
【００７６】
図１３を参照すると、画像センサ半導体装置５０ＩＳが図示される。画像センサ半導体装置５０ＩＳは回路側部１４ＩＳおよび裏面１６ＩＳを有する半導体基板１２ＩＳを含む。これに加えて半導体基板１２ＩＳは光ダイオードあるいは光トランジスタのような光検出素子１２４のアレイを有する回路側部１４ＩＳ上に画像センサ１２２を含み、これらもいずれもが、そこに衝突する光または他の電磁放射に応答することができる。半導体基板１２ＩＳはまた光検出素子１２４と電気的に通信する回路板１４ＩＳ上の基板接点１８ＩＳも含む。画像センサ半導体装置５０ＩＳ（図１３）はまた光あるいは他の電磁的な放射に対して透過性のガラスのような透明基板１２６（図１３）も含む。画像センサ半導体装置５０ＩＳ（図１３）はまた、透明基板１２６（図１３）を半導体基板１２ＩＳ（図１３）に取着するエポキシのようなポリマーのスペーサ１２８（図１３）も含む。
【００７７】
画像センサ半導体装置５０ＩＳ（図１３）はまた基板開口部３０ＩＳ（図１３）、導電性相互接続体４４ＩＳ（図１３）および誘電体カプセル材４６ＩＳ（図１３）もまた含みこれらは基板開口部３０（図１Ｇ）、導電性相互接続体４４（図１Ｇ）および導電体カプセル４６（図１Ｇ）について従来述べられたものとほぼ同様に形成される。
【００７８】
図１４を参照すると、他の実施例の画像センサ半導体装置５０Ａ‐ＩＳが図示される。画像センサ半導体装置５０Ａ‐ＩＳは画像センサ半導体装置５０ＩＳ（図１３）とほぼ同様に構成されるがしかし端部接点５８Ａ‐ＩＳとの電気的通信によって導電性相互接続体４４Ａ‐ＩＳを接続した画像センサ相互接続体４４Ａ‐ＩＳを含む。この導電性相互接続体４４Ａ‐ＩＳおよび端部接点５８Ａ‐ＩＳは導電性相互接続体４４Ａ（図３Ａ）および端部接点５８（図３Ａ）について以前に述べたものとほぼ同様に構成される。
【００７９】
図１５Ａおよび１５Ｂを参照すると、積層された画像センサ半導体装置５０ＳＩＳが図示される。積層された画像センサ半導体装置５０ＳＩＳはベースダイ１３０およびそのベースダイ１３０上に積層された二つの画像センサ半導体装置を含む。ベースダイ１３０は論理、メモリあるいはアプリケーション特有の構成を持つ集積回路を含む。ベースダイ１３０はまた集積回路および基板接点１８ＳＩＳと電気的に通信するメッキ用の開口部１０２ＳＩＳを含む。加えて、画像センサ半導体装置５０ＩＳ上の導電性相互接続体４４ＩＳは導電性相互接続体４４（図１５Ａ）およびメッキされた開口部１０２（図１５Ａ）に対して以前に述べたものとほぼ同様にベースダイ１３０上に設けられたメッキされた開口部１０２ＳＩＳにボンディングされる。図示された実施例において、一つのベースダイ１３０と複数の画像センサ半導体装置５０ＩＳが存在する。しかしながら積層された画像センサ半導体装置５０ＳＩＳは一つの画像センサ半導体装置５０ＩＳおよび多数のベースダイ１３０を含む。
【００８０】
積層された画像センサ半導体装置５０ＳＩＳはまた導電性相互接続体４４（図１Ｇ）および開口部３０（図１Ｇ）に対して以前述べたところとほぼ同じように、基板接点１８ＳＩＳにボンディングされた開口部３０ＳＩＳにおける導電性相互接続体４４ＳＩＳを含む。導電体相互接続体４４ＳＩＳは積層された画像センサ半導体装置５０ＳＩＳが半導体装置５０（図９）に対して以前述べられたものとほぼ同様に表面上に配設可能とする。
【００８１】
図１６を参照すると、この発明の方法を実行するために適切なシステム６２が図示される。システム６２は、以前に述べられたものとほぼ同様に、回路側部１４、裏面１６および回路側面１４上の基板接点１８を含む半導体ウェハ１０を含む。システム６２はまた半導体ウェハ１０及び半導体基板１２を裏面１６から選択された厚さＴまで薄化するように構成された薄化システム６４を含む。この薄化システム６４は前述されたものとほぼ同様に化学機械的平坦化およびエッチング装置とからなる。加えて薄化システム６４は組み合わせにおいてあるいは一つだけにおいてこれらの部材を含む。例えば前述されたＣＭＰシステムは“ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ”（ 日本、東京）によって製造されたものであるがグラインデングし研磨しエッチングする能力を有している。
【００８２】
システム６２（図１６）はまたリアクティブイオンエッチング（ＲＥＩ）システム６６Ａ（図１６）を含みこれは基板開口部３０を基板接点１８に形成するためにウェハ１０と半導体基板１２とを裏面１６からエッチングするように構成されている。リアクティブイオンエッチングシステム（ＲＩＥ）６６Ａ（図１６）は、前述したものとほぼ同様に、半導体基板１０内において開口部３０をエッチングするように構成されたイオン化されたエッチングガス１３４（図１６）を含んでいるリアクティブイオンエッチング液（ＲＩＥ）１３２（図１６）を含む。適切なイオンエッチャ（ｅｔｃｈｅｒ）液（ＲＩＥ）１３２は、Ａｐｐｌｉｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．（カリフォルニア州  サンタクララ）によって製造されてモデル“ＤＳＰ  ＩＩ”と示されたものである。
【００８３】
リアクティブイオンエッチングの期間に、半導体基板１２の回路側面１４（図１６）はテープ部材のような保護部材１３６（図１６）、デポジット（堆積）されたポリマー層、一時的な搬送体１５（図２Ａ）のような機械的部材によって保護される。以前の薄化プロセスと同様に、エッチングプロセスは半導体基板１２の裏面１６から行われて、マスク２６は裏面１６上のどの領域がエッチングガス１３４（図１６）に露出されるかを決定する。これに加えて、マスク開口部２８（図１６）の大きさと位置は基板開口部３０（図１６）の大きさと位置を決定する。更に時間、エッチング液、および温度のようなエッチング処理のパラメータは基板接点１８上の内部表面３２上で基板開口部３０（図１６）が終了するように制御される。
【００８４】
他に、図１７Ａに示すように、ウェットエッチングシステム６６Ｂはリアクティブイオンエッチングシステム６６Ａ（図１６）の代わりに用いることができる。ウェットエッチングシステム６６Ｂ（図１７Ａ）はベルノリ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）ホルダ６８（図１７Ａ）およびウェットエッチング液７２（図１７Ａ）を含むように構成されたウェットバス７０（図１７Ａ）を含む。ベルノリホルダ６８（図１７Ａ）は従来例において知られている方法および物質を使って構成される。例えば米国特許番号６，６０１，８８８、名称「対象物の無接触処理」が代表的なベルノリホルダを開示している。ベルノリホルダ６８（図１７Ａ）はガスのような流体源と流体的に繋がる内部８４を含む。ベルノリホルダ６８（図１７Ａ）は通路８４を介してピックアップ流体８６を矢印７４で示すようにウェハへと導く。これによってウェハ１０をウェットエッチング液７２と接触して裏面１６に保持するための低圧領域８０（図１７Ａ）を形成する。加えて、低圧領域８０はウェハ１０の回路面１４をウェットエッチング液７２との接触から封印する。ベルノリホルダ６８（図１７Ａ）はまた整列タブのような部材（図示せず）を含みこれはウェハ１０が横へ動くことを防ぐ。
【００８５】
ウェットエッチング液７２（図１７Ａ）は以前に述べられたものとほぼ同じように、基板開口部３０（図１７Ａ）を形成するために、ウェハ１０の裏面１６上においてマスク２６（図１７Ａ）におけるマスク開口部２８（図１７Ａ）を介してエッチングするように構成されたＫＯＨのような異方性エッチング液からなる。以上に述べられたようにエッチングプロセスは異方性プロセスからなり、これにより半導体基板１２は約５５°の角度においてクリスタル面に沿ってエッチングされる。この代わりにエッチング液は例えばＴＭＡＨのように異方性のエッチング液からなることもできる。
【００８６】
図１７Ｂを参照すると、他の実施例のエッチングシステム６６Ｃはベルノリホルダ６８（図１７Ａ）ではなく真空ホルダ８８を含む。真空ホルダ８８は真空ホルダ８８上にウェハ１０を保持するための真空力を形成するように構成された真空液９０と流れによって繋がっている。エッチングシステム６６Ｃはまたポリマーガスケット９４を含みこれはウェハの回路側１４を封印しウェットエッチング液７２が回路側１４と接触することを防止する。ポリマーガスケット９４はウェハ１０の外の周辺部に取着されたＯ−リングあるいはテープ材料からなる。保護フィルム９２は任意的には回路側面１４を更に封印しウェットエッチング液７２からの保護を与えるようにウェハ１０の回路側面１４へ取着される。保護膜９２はテープ材料またはエッチングプロセスに続いて剥離されるレジストのようなデポジット（堆積）されて硬化されるポリマー物質からなる。
【００８７】
図１６を参照すると、システム６２はまたボンディング細管３４（図１６）およびワイヤ供給機構７８（図１６）を有するワイヤボンダ３８（図１６）の形のボンディングシステムを含んでもよく、これらは、ボンディングされた接続部４２（図１６）を形成しそしてそれからワイヤ３６（図１６）を切断することによって基板接点１８（図１６）の内部表面３２（図１６）上に導電性相互接続体４４（図１６）を形成するために以前に述べられたものとほぼ同様に動作する。代わりにワイヤボンダ３８とボンディング細管３４（図１６）は、基板接点１８の内部表面３２上にボンディングされた接続体４２（図１６）を有し裏面接点５２（図１６）上に第二のボンディングされた接続部５４（図１６）を有する導電性相互接続体４４Ａ（図１６）を形成するように以前述べられたものとほぼ同様のものが使用される。
【００８８】
他のボンディングシステムとして、ワイヤボンダ３８（図１６）およびワイヤボンディング細管３６（図１６）はシステム６２（図１６）に設けられ、これらはボンディングツール７１（図４Ｂ）または単一点ＴＡＢボンディングツール７１ＳＰ（図５Ｂ）を有するテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）システムによって置き換え得る。
【００８９】
図１８Ａおよび１８Ｂを参照すると、導電性相互接続体４４ＬＦ（図３Ｊ）を製造するための供給バンピングシステム１６６が図示される。供給バンピングシステム１６６はシステム６２（図１６）におけるワイヤボンダ３８（図１６）の代わりである。供給バンピングシステム１６６は、半導体基板１２を含む半導体ウェハ１０を保持するように構成された試材ホルダ１６８を含む。加えて半導体基板１２は以前に述べられたものとほぼ同じように半導体基板１２の裏面１６から基板接点１８の内部表面３２へ形成されたポケットサイズの基板開口部３０Ａを含む。加えて、内部表面３２は以前に述べられたものとほぼ同じようにハンダ濡れ可能な層およびハンダフラックスを含む。図１８Ａに示されたように、試材ホルダ１６８はスキャン矢印１７４に示されるようにｘスキャン方向に移動可能である。図１８Ｂに示されるように、試材ホルダ１６８はまた、スキャン矢印１７６に示されるように、ｙスキャン方向において移動可能である。
【００９０】
供給バンピングシステム１６６はまた圧力源１７８と流れにより連結した供給機構１７０を含む。供給機構１７０は、粘着状態で一定量のハンダ１７２を保持するように構成された安定化部材である。望ましくは、ハンダ１７２は無鉛のハンダからなる。供給機構１７０は試材ホルダ１６８がスキャン方向１７４、１７６において半導体ウェハ１０を移動させるので、ハンダ１７２を基板開口部３０Ａに投与するように構成されたハンダスロット１８２（図１８Ｂ）を有するヘッド素子１８０を含む。ヘッド素子１８０とハンダスロット１８２（図１８Ｂ）はまた基板開口部３０Ａにおいてハンダ１７２を平坦化するように構成されこれによって導電性相互接続体４４ＬＦは、図３Ｊに示されるとほぼ同様に半導体基板１２の裏面１６とほぼ同一平面状にある。
【００９１】
半導体ウェハ１０以外の分配バンピングシステム１６６の部品はＩＢＭ（インタナショナル  ビジネス  マシーン）（ニューヨーク州  イースト  フィッシュキル）およびＳＵＳＳ  ＭｉｏｒｏＴｅｃ  ＡＧ（ドイツ  ミュンヘン）から商業的に入手可能である。これらの素子は商標“Ｃ４ＮＰ”の下で無鉛なウェハバンピングのための技術として市場に出されている。
【００９２】
図１９を参照すると、バンプされた導電性相互接続体４４ＬＦＢを製造するためのテンプレートバンピングシステム１８４が図示される。テンプレートバンピングシステム１８４はシステム６２（図１６）においてワイヤボンダ３８（図１６）の代わりとなる。テンプレートバンピングシステム１８４は半導体基板１２を含む半導体ウェハ１０を保持するように構成された試材ホルダ１９２を含む。加えて半導体基板１２は、以前に述べられたものとほぼ同様に、半導体基板１２の裏面から基板接点１８の内面３２に生成されたポケットの大きさの基板開口３０Ａを含む。
【００９３】
テンプレートバンピングシステム１８４はまたハンダ１７２を保持するように構成された空洞１８８を有するバンププレート１８６を含む。その空洞１８８はウェハ１０上で半導体基板１２における基板開口部３０Ａと大きさ、形および位置において対応する。テンプレートバンピングシステム１８４はまた導電性相互接続体４４ＬＦ（図１８Ａ）を構成するために以前に述べられたものとほぼ同様に、ハンダ１７２を空洞１８８に投与するように構成された投与メカニズム１７０（図１８Ａ）を含む。
【００９４】
加えて、テンプレートバンピングシステム１８４は基板接点１８の内部面３２へフラックスを適用し、空洞１８８を基板開口部３０Ａと整列するように構成されたフラックスおよび整列部材１９６を含む。テンプレートバンピングシステム１８４はまたバンプテンプレート１８６をウェハ１０にクランプし、空洞１８８内のハンダ１７２を基板開口部３０Ａに送り込むように構成されたクランピングおよびリフロー部材１９８を含む。テンプレートバンピングシステム１８４はまたバンプテンプレート１８６をウェハ１０から分離し、バンプされた導電性相互接続体４４ＬＦＢを基板開口部３０Ａに残すように構成された分離部材２００を含む。バンプされた導電性相互接続体４４ＬＦＢは導電性相互接続体４４ＬＦ（図３Ｊ）と実質的に同様であるがしかし平面以外に一般に半球またはドーム状表面を有する。加えてバンプされた導電性相互接続体４４ＬＦＢは以前に述べられたように無鉛のハンダからなる。
【００９５】
供給バンピングシステム１６６と同様に、半導体ウェハ１０以外のテンプレートバンピングシステム１８４の部品はＩＢＭ（インターナショナル  ビジネス  マシーン、）（Ｅａｓｔ  Ｆｉｓｈｋｉｌｌ，ＮＹ）およびＳＵＳＳ  ＭｉｃｒｏＴｅｃ  ＡＧ、（Ｍｕｎｃｈｅｎ  Ｇｅｒｍａｎｙ）から商業的に入手可能である。これらの部材は商標“Ｃ４ＮＰ”の下で無鉛ウェハバンピングのための技術として市場に出されている。
【００９６】
したがってこの発明は半導体部品および改良された半導体部品も同様に製造するための方法およびシステムを提供する。この発明は所定の望ましい実施例を参照して述べられてきたがしかし当業者にとっては明らかなように、ある変更または変形は、以下の請求範囲によって確定される発明の範囲から外れることなしに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１Ａ−１Ｇ】図１Ａから１Ｇは、半導体装置の製造方法の各ステップを表す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａの２Ａ−２Ａの線で切った場合の図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ-２Ｂの線で切った場合の拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂの２Ｃ−２Ｃの線で切った場合の拡大断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃの２Ｄ−２Ｄの線で切った場合の図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、この方法の他の実施例を表す図２Ｄと等価な図である。
【図３Ａ】図３Ａは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂの線で切った場合の図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂの３Ｃの線で切った場合の拡大図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅ、３Ｆは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ｆ】図３Ｇは、半導体装置の他の実施例の断面図である
【図３Ｇ】図３Ｈは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ｈ】図３Ｉは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ｉ】図３Ｊは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図４Ａ−４Ｃ】図４Ａ−４Ｃは、他の実施例の半導体装置を製造する方法の各ステップを示す断面図である。
【図４Ｄ−４Ｆ】図４Ｄ−４Ｆは、他の実施例の半導体装置を製造する方法の各ステップを示す断面図である。
【図５Ａ−５Ｃ】図５Ａ−５Ｃは、他の実施例の半導体装置を製造する方法の各ステップを示す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａの５Ｄ−５Ｄの直線に沿って切った場合の平面図である。
【図６Ａ−６Ｄ】図６Ａ−６Ｄは、他の実施例の半導体装置を製造する方法の各ステップを示す断面図である。
【図７Ａ−７Ｄ】図７Ａ−７Ｄは、半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図８Ａ−８Ｄ】図８Ａ−８Ｄは、他の実施例の半導体装置を製造する方法の各ステップを示す断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、図８Ｄに示す半導体装置の他の実施例に等価な断面図である。
【図９】図９は、本発明により構成されるモジュール半導体装置の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明により構成されるアンダーフィルド半導体装置の断面図である。
【図１１Ａ−１１Ｂ】図１１Ａおよび１１Ｂは、本発明により構成されるスタック式半導体装置の断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明により構成されるモジュール半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明により構成されるスタック式半導体装置の他の実施例の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明により構成される画像センサの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明により構成される画像センサの断面図である。
【図１５】図１５Ａは、本発明により構成されるスタック式画像センサ半導体装置の平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１７Ａの１４Ｂ−１４Ｂの直線に沿って切った場合のスタック式画像センサ半導体装置の断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の方法を実行するシステムの図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、図１６のシステムに使用するエッチングシステムの他の実施例の図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１６のシステムに使用するエッチングシステムの他の実施例の図である。
【図１８Ａ−１８Ｂ】図１８Ａおよび１８Ｂは、図１６のシステムに使用する他の実施例の提供バンピングシステムの図であり、図１８Ｂは、図１８Ａの１８Ｂ−１８Ｂの直線に沿って切った場合の断面図である。
【図１９】図１９は、図１６のシステムに使用するテンプレート移転バンピングシステムの他の実施例の図である。
【図１Ａ】
2008546174.tif 000003
【図１Ｂ】
2008546174.tif 000004
【図１Ｃ】
2008546174.tif 000005
【図１Ｄ】
2008546174.tif 000006
【図１Ｅ】
2008546174.tif 000007
【図１Ｆ】
2008546174.tif 000008
【図１Ｇ】
2008546174.tif 000009
【図２Ａ】
2008546174.tif 000010
【図２Ｂ】
2008546174.tif 000011
【図２Ｃ】
2008546174.tif 000012
【図２Ｄ】
2008546174.tif 000013
【図２Ｅ】
2008546174.tif 000014
【図３Ａ】
2008546174.tif 000015
【図３Ｂ】
2008546174.tif 000016
【図３Ｃ】
2008546174.tif 000017
【図３Ｄ】
2008546174.tif 000018
【図３Ｅ】
2008546174.tif 000019
【図３Ｆ】
2008546174.tif 000020
【図３Ｇ】
2008546174.tif 000021
【図３Ｈ】
2008546174.tif 000022
【図３Ｉ】
2008546174.tif 000023
【図３Ｊ】
2008546174.tif 000024
【図４Ａ】
2008546174.tif 000025
【図４Ｂ】
2008546174.tif 000026
【図４Ｃ】
2008546174.tif 000027
【図４Ｄ】
2008546174.tif 000028
【図４Ｅ】
2008546174.tif 000029
【図４Ｆ】
2008546174.tif 000030
【図５Ａ】
2008546174.tif 000031
【図５Ｂ】
2008546174.tif 000032
【図５Ｃ】
2008546174.tif 000033
【図５Ｄ】
2008546174.tif 000034
【図６Ａ】
2008546174.tif 000035
【図６Ｂ】
2008546174.tif 000036
【図６Ｃ】
2008546174.tif 000037
【図６Ｄ】
2008546174.tif 000038
【図７Ａ】
2008546174.tif 000039
【図７Ｂ】
2008546174.tif 000040
【図７Ｃ】
2008546174.tif 000041
【図７Ｄ】
2008546174.tif 000042
【図８Ａ】
2008546174.tif 000043
【図８Ｂ】
2008546174.tif 000044
【図８Ｃ】
2008546174.tif 000045
【図８Ｄ】
2008546174.tif 000046
【図８Ｅ】
2008546174.tif 000047
【図９】
2008546174.tif 000048
【図１０】
2008546174.tif 000049
【図１１Ａ】
2008546174.tif 000050
【図１１Ｂ】
2008546174.tif 000051
【図１２Ａ】
2008546174.tif 000052
【図１２Ｂ】
2008546174.tif 000053
【図１３】
2008546174.tif 000054
【図１４】
2008546174.tif 000055
【図１５Ａ】
2008546174.tif 000056
【図１５Ｂ】
2008546174.tif 000057
【図１６】
2008546174.tif 000058
【図１７Ａ】
2008546174.tif 000059
【図１７Ｂ】
2008546174.tif 000060
【図１８Ａ】
2008546174.tif 000061
【図１８Ｂ】
2008546174.tif 000062
【図１９】
2008546174.tif 000063
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月14日(2008.1.14)
【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】
半導体装置を製造するための方法であって
第一の側面を有する基板と第二の側面と第一の側面上の基板接点とを有する基板を提供し、
第二の側面から基板接点への開口部を形成し、
開口部におけるワイヤからなる導電性相互接続体を前記基板接点へボンディング細管を使ってボンディングすることからなる方法。
【請求項２】
さらに前記ボンディングステップの前に前記裏面から前記基板を薄化することからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記導電性相互接続体は選択された長さだけ前記第二の側面から突き出る請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記基板は複数の基板接点からなり前記開口部は前記基板接点を取り囲むことからなる請求項１記載の方法。
【請求項５】
半導体装置を製造する方法であって、
第一の面、第二の面、内面を有する前記第一の面上の第一の接点および前記第二の面上の第二の接点を有する半導体基板を提供し、
前記第二の面から前記第一の接点の前記内表面へ前記半導体基板内に基板開口部を形成し、
導電性相互接続体を前記第一の接点の前記内表面および前記第二の接点にボンディングすることからなる方法。
【請求項６】
前記導電性相互接続体はワイヤからなり前記ボンディングステップはボンディング細管を使って行うことからなる請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記導電性相互接続体は可撓回路導電体であり前記ボンディングステップはテープ自動ボンディングツールを使って行われる請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記導電性相互接続体はポリマー基板の端部接点と電気的につながることが可能な前記ポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項５記載の方法。
【請求項９】
ワイヤをワイヤボンドするように構成されたボンディング細管を提供し、
回路側面、裏面、集積回路および前記回路側面上の基板接点を有する半導体基板を、内表面を有する前記集積回路と電気的につながるように提供し、
前記裏面から前記基板接点の前記内表面へ前記半導体基板上で開口部を形成し、
前記ボンディング細管を使って前記開口部に導電性相互接続体を形成し、前記導電性相互接続体は前記ワイヤと、前記ワイヤと前記内表面との間にボンディングされた接続部とからなるものと、
からなる半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記開口部形成ステップは、前記裏面から前記基板をエッチングし、一方前記回路側面を保護し、そして前記基板接点上で終了点となることとからなる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記ボンディングされた接続部をカプセル化する前記裏面上の誘電体カプセル材と前記ワイヤの少なくとも一つの部分を形成することとからなる請求項９記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記ワイヤと前記裏面上の裏面接点との間に第二のボンディングされた接続部を形成する請求項９記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記ワイヤと電気的につながるように前記裏面上に導電体を形成することと、前記導電体と電気的につながるように前記裏面上に端部接点を形成することからなる請求項９記載の方法。
【請求項１４】
さらに、前記導電性相互接続体の形成ステップの前記内表面上にボンディング可能な金属層を形成することからなる請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記半導体基板を提供するステップは複数の半導体基板を含む半導体ウェハを提供することからなる請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記支持基板上のメッキされた開口部と前記ワイヤとの間に第二のボンディングされた接続部を形成することによって前記半導体基板を支持基板に取着することからなる請求項９記載の方法。
【請求項１７】
半導体装置を製造する方法であって、ポリマー基板と前記ポリマー基板上の可撓回路導電体とからなる可撓回路を提供し、
回路側面、裏面、集積回路、前記回路側面上の基板接点とを有する半導体基板を内表面を有する前記集積回路と電気的につながるように提供し、
前記裏面から前記基板接点の前記内表面へ前記半導体基板上に開口部を形成し、
前記半導体基板の開口部を裏面から前記基板接点の前記内表面へと形成し、
サーモード、熱圧縮ボンディングツールまたは熱音波ボンディングツールを使って前記可撓前記回路導電体を内表面にボンディングすることからなる
方法。
【請求項１８】
積層された半導体装置を形成する方法であって、
第一面、第二面、前記第一面上の接点および前記第一面から前記第二面へ広がる開口部とを有する第一の半導体装置を提供し、
前記接点上の前記開口部にボンディングされた接続を有する前記第一の半導体装置上に導電性相互接続体を提供し、
前記導電性相互接続体と前記第二の半導体装置上の第二の基板接点との間に第二のボンディングされた接続を形成することによって第二の半導体装置を前記第一の半導体装置にボンディングし、
前記第一の半導体装置と前記第二の半導体装置の間にアンダーフィル層を形成することからなる方法。
【請求項１９】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなり、前記第二の半導体装置は前記ワイヤを受け入れるように構成されたメッキされた開口部を含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第一の半導体装置は半導体ダイからなりそして前記第二の半導体装置は支持基板からなる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記第一の半導体装置と前記第二の半導体装置は半導体ダイからなる請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記第一のボンディングされた接続部はワイヤボンディングまたはテープ自動ボンディングからなる請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
さらに前記第一の半導体装置と前記第二の半導体装置の間にアンダーフィル層を形成することからなる請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
前記第一の半導体装置は画像センサ半導体装置からなる請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
前記第一の半導体装置は画像センサ半導体装置からなり前記第二の半導体装置は半導体ダイからなる請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
第一の側面と、第二の側面と、前記第一の側面上の第一の基板接点と、前記基板接点と電気的につながった集積回路と、前記第二の側面上の第二の基板接点とを有する半導体基板と、
前記第二の側面から前記基板接点への基板開口部と、
前記第一の基板接点上の第一のボンディングされた接続部と前記第二の基板接点上の第二のボンディングされた接続部とからなる前記第二の接点上の導電性相互接続体とからなる、
半導体装置。
【請求項２７】
前記導電性相互接続体はワイヤである請求項２６記載の半導体装置。
【請求項２８】
前記導電性相互接続体はポリマー基板上の可撓回路導電体からなる請求項２６記載の半導体装置。
【請求項２９】
さらに前記導電性相互接続体と電気的につながった前記第二の側面上の端部接点からなる請求項２６記載の半導体装置。
【請求項３０】
前記導電性相互接続体を前記半導体基板から絶縁するように構成された前記基板開口部における誘電体層からなる請求項２６記載の半導体装置。
【請求項３１】
第一の側面と第二の側面と前記第一の側面上の基板接点と前記第二の側面から前記基板接点に広がる基板の開口部とを有する第一の基板と
前記基板接点上のボンディングされた接続からなる前記第一基板上の導電性相互接続体と、
前記導電性相互接続体へボンディングされた接点を有する前記第一の基板に取着された第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板の間の誘電体アンダーフィル層と、
からなる半導体装置。
【請求項３２】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３３】
前記導電性相互接続体はＴＡＢによってボンディングされた可撓回路導電体からなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３４】
前記導電性相互接続体は前記接点に接続された金属またはポリマーバンプからなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３５】
前記導電性相互接続体は前記接点に接続されたスタブバンプからなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３６】
前記導電性相互接続体は前記接点に接続された導電性ポリマーからなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３７】
前記第二の基板は前記導電性相互接続体にボンディングされた第二の導電性相互接続からなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３８】
前記第一の基板は画像センサ半導体装置からなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項３９】
前記基板開口部は前記導電性相互接続体を形成するために前記基板接点へのアクセスを提供するように構成された請求項３１記載の半導体装置。
【請求項４０】
前記第一の基板と前記第二の基板の間の誘電体アンダーフィル層からさらになる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項４１】
前記導電性相互接続体はワイヤボンディングされたワイヤからなり前記接点は前記ワイヤを受け取るように構成されたメッキされた開口部からなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項４２】
前記第二の基板は前記接点と電気的につながった端部接点からなる請求項３１記載の半導体装置。
【請求項４３】
半導体装置を製造するシステムであって、
第一の基板と第二の基板と内表面を有する前記第一の側面上の基板接点と前記第二の側面から前記内表面への広がる基板開口部とを有する半導体基板と
ワイヤからなる導電性相互接続体を前記基板接点の前記内表面にボンディングするように構成されたワイヤボンディング細管からなるボンディングシステムとからなるシステム。
【請求項４４】
さらに、前記半導体基板を前記第二の側面からエッチングするように構成されたエッチングシステムからなる請求項４３記載のシステム。
【請求項４５】
さらに前記半導体基板を前記第二の側面から薄化するように構成された薄化システムからなる請求項４３記載のシステム。
【国際調査報告】
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