(57)【要約】  スルーワイヤ相互連結（１０２）によって半導体構成要素（８６）を製造するための方法は、回路側（６２）、裏側（６４）、及びスルービア（７６）を有する基板（５４）を供給するステップを含んでいる。本方法は、ビア（７６）を介してワイヤ（１４）を通し、裏側（６４）上のワイヤ（１４）上にコンタクト（９０）を形成し、回路側（６２）上のワイヤ（１４）上に、ボンディングされたコンタクト（９２）を形成し、続いてワイヤ（１４）を、ボンディングされたコンタクト（９２）から切断するステップもまた含んでいる。スルーワイヤ相互連結（１０２）は、ビア（７６）内のワイヤ（１４）、裏側（６４）上のコンタクト（９０）及び回路側（６２）上のボンディングされたコンタクト（９２）を含んでいる。裏側（６４）上のコンタクト（９０）及び回路側（６２）上のボンディングされたコンタクト（９２）は、多数の構成要素（８６−１、８６−２、８６−３）が隣接した構成要素の間で電気的な接続（１７０）を伴ってスタックされることを許容する。本方法を実施するためのシステム（１２０）は、ビア（７６）をともなう基板（５４）及びビア（７６）を介してワイヤ（１４）を通し、コンタクト（９０）及びボンディングされたコンタクト（９２）を形成するよう構成されたボンディングキャピラリ（１２）を有するワイヤボンダ（１０）を含んでいる。半導体構成要素（８６）は、チップスケール構成要素、ウェーハスケール構成要素、スタックされた構成要素（１４６）或いは、他の半導体構成要素（１５６）を電気的に作動させる、或いはテストするための相互連結構成要素（８６Ｉ）を形成するために使用されうる。【選択図】図３Ｊ・
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアとを有する基板を供給し、
前記第二の側のコンタクトと、前記第一の側のボンディングされたコンタクトとを有する前記ビア内のワイヤを含むスルーワイヤ相互連結を前記基板に形成する、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項２】
前記形成するステップは、前記ビアを介して前記ワイヤを通し、前記第二の側から前記ワイヤ上に前記コンタクトを形成し、前記第一の側から前記ワイヤ上に前記ボンディングされたコンタクトを形成し、続いて前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断することを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３】
前記ボンディングされたコンタクトは熱圧着ボンドを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項４】
前記コンタクトは、前記ビア内に押し込まれたか、或いは前記ビアに対して自由に移動する、フリーエアボールを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項５】
前記基板は、前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通する少なくとも一つの回路を含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクトは、少なくとも一つの集積回路を有する半導体基板を電気的に係合させるように構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項７】
前記スルーワイヤ相互連結にボンディングされた第二のコンタクトを有する第二の基板を前記基板上にスタックすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項８】
前記スルーワイヤ相互連結にボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を有する第二の基板を前記基板上にスタックすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項９】
前記基板は、半導体、プラスチック、セラミック、ポリマーテープ、或いは金属を含むグループから選択された材料を含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１０】
前記コンタクトと電気的に連通する端子コンタクトを前記第一の側上に形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１１】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側上の基板コンタクトとを有する基板内にビアを供給し、
前記ビアを介してワイヤを通し、
前記ビアよりも大きいコンタクトを前記第二の側から前記ワイヤ上に形成し、
前記ワイヤと前記基板コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断する、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項１２】
前記コンタクトはボールを含み、前記ビア内へ前記ボールを移動させることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、前記基板コンタクトと電気的に連通する集積回路を有する半導体基板を含む、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１４】
前記通すステップ、前記コンタクトを形成するステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、少なくとも一つのボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１５】
前記通すステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、第一のボンディングキャピラリを利用して実施され、前記コンタクトを形成するステップは、第二のボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１６】
前記ボンディングされたコンタクト或いは前記コンタクト上にスタッドバンプを形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１７】
回路側と、裏側と、集積回路と、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクトと、前記基板コンタクトと電気的に連通する前記回路側上のコンタクトとを有する半導体基板を供給し、
前記基板コンタクト及び前記半導体基板を介して、前記裏側へとビアを形成し、
前記ビアを介してワイヤを通し、
前記裏側の前記ワイヤ上にコンタクトボールを形成し、
前記回路側で前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断する、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項１８】
前記コンタクトボールを前記ビアに対して移動するように構成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１９】
前記ボンディングされたコンタクト或いは前記コンタクトボール上にスタッドバンプを形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２０】
前記ボンディングされたコンタクトと電気的に連通する導体を前記回路側に形成し、前記導体と電気的に連通する端子コンタクトを前記回路側に形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２１】
前記ビア内の前記ワイヤを少なくとも部分的にカプセル化するカプセル化材を形成する、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２２】
前記基板コンタクトは、デバイスボンドパッドを含み、前記コンタクトは再分配コンタクトを含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２３】
前記ビアを形成するステップ、前記ワイヤを通すステップ、前記コンタクトボールを形成するステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、単一のボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２４】
前記ビアを形成するステップ、前記ワイヤを通すステップ、前記コンタクトボールを形成するステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、第一のボンディングキャピラリ及び第二のボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２５】
前記半導体基板を供給するステップは、複数の半導体基板を含む半導体ウェーハを供給することを含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２６】
ボンディングされた接続を、前記第二の半導体基板上の第二のコンタクトと前記コンタクトボールとの間に形成することによって、第二の半導体基板を前記半導体基板に取り付けることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２７】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアとを有する第一の基板を供給し、
前記ビア内のワイヤと、前記第二の側に最も近い前記ビア内に押し込まれた前記ワイヤ上のコンタクトと、前記第一の側上のボンディングされたコンタクトとを含むスルーワイヤ相互連結を、前記第一の基板に供給し、
前記ボンディングされたコンタクトと、前記第二の基板上の第二のコンタクトとの間に、ボンディングされた接続を形成することによって、前記第一の半導体基板へ第二の基板をボンディングする、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項２８】
前記第二のコンタクトは、前記コンタクトボールへボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結上の第二のボンディングされたコンタクトを含む、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項２９】
前記第一の基板及び前記第二の基板は半導体ダイを含む、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３０】
前記第一の基板及び前記第二の基板は半導体ウェーハを含む、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３１】
前記ボンディングされた接続は、はんだ接合、機械的接続、溶接接続、導電性ポリマー接続を含むグループから選択された構成要素を含んでいる、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３２】
前記ボンディングされたコンタクトは、前記ボンディングされた接続を形成するよう構成されたスタッドバンプを含む、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３３】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアと、前記第一の側上の端子コンタクトとを有する第一の基板を供給し、
前記ビア内のワイヤと、前記第二の側に最も近い前記ビア内の前記ワイヤ上のコンタクトと、前記端子コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のボンディングされたコンタクトとを含むスルーワイヤ相互連結を、前記第一の基板上に供給し、
前記コンタクトと一時的に電気的に連通する第二の基板上のテストコンタクトへ、前記端子コンタクト及び前記スルーワイヤ相互連結を介して、テスト信号を印加することによって、前記第二の基板をテストする、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項３４】
前記コンタクトは、前記ビアに対して移動し、かつ、前記テストコンタクトとはボンディングされていない電気的接続を形成するよう構成されたコンタクトボールを含む、
ことを特徴とする、請求項３３に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３５】
前記ボンディングされたコンタクトは、前記第一の基板に取り付けられたフレックス回路へボンディングされる、
ことを特徴とする、請求項３３に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３６】
前記第二の基板は、半導体ダイを含む、
ことを特徴とする、請求項３３に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３７】
前記第二の基板は、半導体ウェーハを含む、
ことを特徴とする、請求項３３に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３８】
位置合わせされたビアを有する基板のスタックを供給し、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、
前記スタックの第一の外部基板に最も近い前記ワイヤ上に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記スタックの第二の外部基板に最も近い前記ワイヤ上にコンタクトを形成し、
前記基板と前記ビア内の前記ワイヤとの間に、ボンディングされた接続を形成する、
ことを含むことを特徴とする、スタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項３９】
前記ボンディングされた接続を形成するステップの間、前記スタックの選択された基板をシフトさせて、該選択された基板上のボンディング材料に対して前記ワイヤを押し付けることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４０】
前記スタック内の前記基板を離間配置するように構成されたスペーサを供給することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４１】
前記基板の間に前記ワイヤへと第二のワイヤをボンディングすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４２】
前記ボンディングされた接続を形成するステップは、前記基板の間にレーザビームを向けることを含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４３】
前記基板は、基板コンタクトを有する半導体基板を含み、前記基板コンタクトを前記ワイヤにボンディングすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４４】
前記ボンディングされたコンタクトは、熱圧着ボンドを含み、前記コンタクトはフリーエアボールを含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４５】
それぞれの基板は、前記ワイヤと電気的に連通する少なくとも一つの回路を含む、
ことを特徴とする、請求項３８に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４６】
位置合わせされたビアを有する半導体基板のスタックを供給し、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、
前記位置合わせされたビア内のワイヤと、前記スタックの第一の外部構成要素上の前記ワイヤ上のボンディングされたコンタクトと、前記スタックの第二の外部基板上の前記ワイヤ上のコンタクトとを含むスルーワイヤ相互連結を形成する、
ことを含むことを特徴とする、スタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４７】
前記スタックは、少なくとも一つの内部基板を含み、前記内部基板を前記ワイヤにボンディングすることを含む、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４８】
前記基板は、前記ワイヤと電気的に連通する集積回路を含む、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項４９】
前記供給するステップは、前記基板の間に少なくとも一つのスペースを形成するよう構成されたスペーサを前記基板上に供給することを含む、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５０】
前記スペースを介してレーザビームを向けることによって、前記スタックの内部基板の間に第二のワイヤをボンディングする、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５１】
前記通すステップ及び前記形成するステップは、ボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５２】
前記ワイヤと電気的に連通する前記スタックの側へと半導体構成要素を取り付けることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項４６に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５３】
集積回路と、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクトと、位置合わせされたスルービアとを含む半導体基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側及び該第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板とを含むスタックを供給し、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、
前記第二の側上の前記ワイヤ上にコンタクトを形成し、
前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断する、
ことを含むことを特徴とする、スタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５４】
前記第二の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第一のボンディングされた接続を形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５５】
前記第三の基板コンタクトと前記ワイヤ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を更に含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５６】
前記ワイヤにボンディングされた隣接した基板の間にサイドワイヤを形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５７】
前記通すステップ、前記コンタクトを形成するステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、ボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５８】
前記通すステップ、前記コンタクトを形成するステップ、前記ボンディングされたコンタクトを形成するステップ、及び前記切断するステップは、複数のボンディングキャピラリを利用して実施される、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項５９】
前記コンタクトと電気的に連通する少なくとも一つの端子コンタクトを前記第一の側上に形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項６０】
前記ボンディングされたコンタクトは熱圧着ボンドを含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項６１】
前記コンタクトは、電気或いはガスのフレームオフによって形成されたフリーエアボールを含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項６２】
前記コンタクトは、再分配コンタクトを含む、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項６３】
前記基板コンタクトは、デバイスボンドパッドを含み、前記位置合わせされたビアは前記基板コンタクトを介して伸びる、
ことを特徴とする、請求項５３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項６４】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアとを有する基板と、
前記ビア内のワイヤと、前記第二の側上の前記ワイヤ上のコンタクトと、前記第一の側上の前記ワイヤ上のボンディングされたコンタクトとを含む、前記基板上のスルーワイヤ相互連結と、
を含むことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項６５】
前記基板は、前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通する少なくとも一つの回路を含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項６６】
前記ボンディングされたコンタクトはスタッドバンプを含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項６７】
前記ボンディングされたコンタクトは前記ワイヤの圧着部分を含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項６８】
前記スルーワイヤ相互連結にボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を有する第二の基板を前記半導体基板上に更に含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項６９】
前記コンタクトは、前記基板内の少なくとも一つの集積回路と電気的に連通する再分配層コンタクトを含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項７０】
前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通する前記第一の側上の端子コンタクトを更に含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項７１】
前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通する前記第一の側上の基板コンタクトを更に含む、
ことを特徴とする、請求項６４記載の半導体構成要素。
【請求項７２】
第一の側及び第二の側を有する半導体基板と、
前記第一の側から前記第二の側へと伸びる、基板内のビアと、
前記第一の側上のコンタクトと、
前記ビア内のワイヤと、
前記第二の側上に位置する前記ビア内に押し込まれた、前記ワイヤ上のコンタクトボールと、
前記ワイヤと前記コンタクトとの間の前記第一の側上のボンディングされたコンタクトと、を含む、
ことを特徴とする半導体構成要素。
【請求項７３】
前記ボンディングされたコンタクト上にセキュリティボンドを更に含む、
ことを特徴とする、請求項７２記載の半導体構成要素。
【請求項７４】
前記ボンディングされたコンタクト上にスタッドバンプを更に含む、
ことを特徴とする、請求項７２記載の半導体構成要素。
【請求項７５】
前記ボンディングされたコンタクトと電気的に連通する、前記第一の側上の端子コンタクトを更に含む、
ことを特徴とする、請求項７２記載の半導体構成要素。
【請求項７６】
前記ワイヤを前記半導体基板から絶縁するよう構成された、前記ビア内の絶縁層を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７２記載の半導体構成要素。
【請求項７７】
前記ワイヤをカプセル化する、前記ビア内のカプセル化材を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７２記載の半導体構成要素。
【請求項７８】
回路側、裏側、集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び前記基板コンタクトと電気的に連通する前記回路側上のコンタクトを有する半導体基板と、
前記コンタクトと前記基板コンタクトを介する前記第二の側へのビア、前記ビア内のワイヤ、前記第二の側に最も近い前記ビア内の前記ワイヤ上のコンタクトボール、前記ワイヤと前記コンタクトとの間の前記第一の側上のボンディングされたコンタクトを含む、前記半導体基板上のスルーワイヤ相互連結と、
前記ボンディングされたコンタクトと電気的に連通する、前記第一の側上の端子コンタクトと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項７９】
前記ボンディングされたコンタクト上のスタッドバンプを更に含む、
ことを特徴とする、請求項７８記載の半導体構成要素。
【請求項８０】
前記ビア内の前記ワイヤをカプセル化するカプセル化材を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７８記載の半導体構成要素。
【請求項８１】
前記コンタクトボールにボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を有する、前記半導体基板上の第二の半導体基板を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７８記載の半導体構成要素。
【請求項８２】
前記コンタクトボールにボンディングされた第二のボンディングされたコンタクトとの第二のスルーワイヤ相互連結を有する、前記半導体基板上の第二の半導体基板を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７８記載の半導体構成要素。
【請求項８３】
前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通するエリアアレイ内の複数の端子コンタクト及び複数のスルーワイヤ相互連結を更に含む、
ことを特徴とする、請求項７８記載の半導体構成要素。
【請求項８４】
第一の側、第二の側、前記第一の側上のコンタクト、及び前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアを有する第一の基板と、
前記ビア内のワイヤ、前記第二の側に最も近い前記ビア内に押し込まれた前記ワイヤ上のコンタクトボール、及び前記ワイヤと前記コンタクトとの間の前記第一の側上のボンディングされたコンタクトを含む、前記第一の基板上のスルーワイヤ相互連結と、
前記ボンディングされたコンタクトとのボンディングされた接続を有する、前記第一の基板上にスタックされた第二の基板と、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項８５】
前記第一の基板及び前記第二の基板は半導体ダイを含む、
ことを特徴とする、請求項８４記載の半導体構成要素。
【請求項８６】
前記第一の基板及び前記第二の基板は半導体ウェーハを含む、
ことを特徴とする、請求項８４記載の半導体構成要素。
【請求項８７】
前記第二の基板は、前記コンタクトボールにボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を含む、
ことを特徴とする、請求項８４記載の半導体構成要素。
【請求項８８】
前記ボンディングされたコンタクトは、セキュリティボンドを形成するよう構成されたスタッドバンプを含む、
ことを特徴とする、請求項８４記載の半導体構成要素。
【請求項８９】
前記ボンディングされた接続は、はんだ接合、機械的接続、溶接接続、及び導電性ポリマー接続を含むグループから選択された構成要素を含む、
ことを特徴とする、請求項８４記載の半導体構成要素。
【請求項９０】
第一の側、第二の側、前記第一の側上のコンタクト、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビア、及び前記第一の側上の端子コンタクトを有する基板と、
前記ビア内のワイヤ、前記第二の側に最も近い前記ビア内に押し込まれた前記ワイヤ上のコンタクトボール、及び前記端子コンタクトと電気的に連通する、前記コンタクトと前記ワイヤとの間の前記第一の側上のボンディングされたコンタクトを含む、前記第一の基板上のスルーワイヤ相互連結と、を含み、
前記コンタクトボールは、半導体基板上のテストパッドとはボンディングされていない電気的接続を形成するよう構成されている、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項９１】
前記テストコンタクトとはボンディングされていない電気的接続を形成するよう構成された、前記コンタクトボールと電気的に連通する前記第二の側上の導体を更に含む、
ことを特徴とする、請求項９０記載の半導体構成要素。
【請求項９２】
前記半導体基板は半導体ダイを含む、
ことを特徴とする、請求項９０記載の半導体構成要素。
【請求項９３】
前記半導体基板は半導体ウェーハを含む、
ことを特徴とする、請求項９０記載の半導体構成要素。
【請求項９４】
位置合わせされたビアを有する基板のスタックと、
前記位置合わせされたビアを介したワイヤと、
前記スタックの第一の外部基板に最も近い前記ワイヤ上のボンディングされたコンタクトと、
前記スタックの第二の外部基板に最も近い前記ワイヤ上のコンタクトと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項９５】
前記ビア内の前記ワイヤと前記基板との間に少なくとも一つのボンディングされた接続を更に含む、
ことを特徴とする、請求項９４記載の半導体構成要素。
【請求項９６】
前記スタック内の前記基板を離間配置するように構成された複数のスペーサを更に含む、
ことを特徴とする、請求項９４記載の半導体構成要素。
【請求項９７】
前記ワイヤにボンディングされた前記基板の間の第二のワイヤを更に含む、
ことを特徴とする、請求項９４記載の半導体構成要素。
【請求項９８】
前記ボンディングされたコンタクト上のスタッドバンプを更に含む、
ことを特徴とする、請求項９４記載の半導体構成要素。
【請求項９９】
集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び位置合わせされたスルービアを含む半導体基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側と前記第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板と、を含む前記スタックと、
前記位置合わせされたビアを介したワイヤと、
前記第二の側上の前記ワイヤ上のコンタクトと、
前記ワイヤと前記コンタクトとの間のボンディングされたコンタクトと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項１００】
前記第二の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第一のボンディングされた接続を更に含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０１】
前記第三の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第二のボンディングされた接続を更に含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０２】
前記ワイヤにボンディングされた隣接した基板の間にサイドワイヤを更に含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０３】
前記ワイヤにボンディングされた前記スタック上のサイド構成要素を更に含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０４】
前記サイド構成要素は冷却組立体を含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０５】
前記スタック上のヒートシンクを更に含む、
ことを特徴とする、請求項９９記載の半導体構成要素。
【請求項１０６】
第一の側、第二の側、前記第一の側上のコンタクト、及び前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアを有する半導体基板と、
前記ビアを介してワイヤを通し、前記第二の側に最も近い前記ワイヤ上のコンタクトボールを形成し、前記ビア内に前記コンタクトボールを押し込み、前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断するように構成された、少なくとも一つのボンディングキャピラリと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素製造システム。
【請求項１０７】
前記ボンディングキャピラリは、ワイヤボンダの構成要素を含む、
ことを特徴とする、請求項１０６記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１０８】
前記ワイヤボンダはコントローラ、位置合わせシステム、及びワイヤフィード機構を含む、
ことを特徴とする、請求項１０６記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１０９】
前記ボンディングされたコンタクト上のスタッドバンプを形成するよう構成されたスタッドバンパを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１０６記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１０】
第一の側、第二の側、前記第一の側上のコンタクト、及び前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアを有する半導体基板と、
前記ビアを介してワイヤを通し、前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成するように構成された第一のボンディングキャピラリと、
前記第二の側に最も近い前記ワイヤ上にコンタクトボールを形成するよう構成された第二のボンディングキャピラリと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素製造システム。
【請求項１１１】
前記第二のボンディングキャピラリは、前記第一のボンディングキャピラリのためのアンビルとして構成されている、
ことを特徴とする、請求項１１０記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１２】
前記第二の側上の裏側コンタクトに最も近い前記コンタクトボールを押し付けるよう構成されたプッシャを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１１０記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１３】
前記半導体基板は、前記コンタクトボールの直径とほぼ同一の厚さを有する、
ことを特徴とする、請求項１１０記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１４】
集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び位置合わせされたビアを含む基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側及び前記第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板とを含む前記スタックと、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、前記第二の側から最も近い前記ワイヤ上のコンタクトボールを形成し、前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断するよう構成された少なくとも一つのボンディングキャピラリと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素製造システム。
【請求項１１５】
前記基板を離間配置するように構成された複数のスペーサを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１１４記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１６】
前記基板の間にレーザビームを向けるよう構成されたレーザを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１１４記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項１１７】
前記ボンディングキャピラリは、三方向へ移動可能であり、軸の周りを回転するよう構成されている、
ことを特徴とする、請求項１１４記載の半導体構成要素製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には半導体パッケージングに係り、詳細にはスルーワイヤ相互連結による半導体構成要素の製造方法及びシステムに関する。本発明は、該方法及びシステムを利用して製造されたスルーワイヤ相互連結を有する半導体構成要素にもまた関連する。
【背景技術】
【０００２】
半導体構成要素は様々な半導体デバイス及び集積回路を含む半導体基板を含んでいる。典型的には、半導体基板は、半導体ウェーハから単一化された半導体ダイを含んでいる。例えば、チップスケールの半導体構成要素は、支持及び保護要素を供給された半導体ダイと、外部信号伝送システムとを含んでいる。半導体構成要素は、スタックされた或いはプラナアレイ内の複数の半導体基板をも含みうる。例えば、パッケージ（ＳＩＰ）内のシステムは、プラスチックボディにパッケージされた複数の半導体ダイを含んでいる。半導体構成要素は、モジュール基板のような支持基板と、電気的に半導体基板を作動させるように構成されたテスト基板或いはプリント回路基板とを含んでいる。
【０００３】
半導体構成要素がより小さくなり、高い入出力構成を有するにつれて、異なるタイプの相互連結が異なる信号伝送システムを実施するために開発されてきた。相互連結は、ｘ及びｙ方向の信号の伝送のため半導体基板“上”に形成されうる。相互連結は、ｚ方向の信号の伝送のため半導体基板“内”にも、或いは、ｘ、ｙ、及びｚ方向の信号の伝送のため半導体基板の“外部”にも形成されうる。
【０００４】
例えば、半導体構成要素の回路側“上”の導体のような、表面の相互連結は、回路側での端子コンタクトへ集積回路を電気的に接続するために使用されうる。半導体基板“内”に形成された、金属で満たされたビア（via）のような、ビア相互連結は、半導体基板の裏側上の端子コンタクトへ集積回路を電気的に接続するために使用されうる。半導体基板へボンディングされたワイヤのような、ワイヤ相互連結は、構成要素のための支持基板上の“外部”の端子コンタクトへ集積回路を電気的に接続するために使用されうる。
【０００５】
半導体構成要素、特にチップスケールの構成要素を製造する際、高い電気伝導性及び低い寄生容量を有する相互連結は、信号伝送システムにおいて最良の性能を供給する。加えて、相互連結が従来の装置及び技術を使用して密集したアレイ内に製造が可能になることは、有益なことである。更に、相互連結が、できるだけ少ないスペース及び追加要素を必要とすることは有益なことである。この点に関して、それぞれの異なるタイプの相互連結は、利点及び欠点がある。
【０００６】
ビア相互連結の重要な利点の一つは、半導体基板内のそれ以外には使用されないスペースをそれらが占めることである。このことは、小型化、及び高集積化された半導体構成要素の製造を容易にする。ビア相互連結の欠点は、比較的低い電気伝導性、比較的高い静電容量、及び特に温度サイクルに対する比較的低い信頼性を有することである。加えて、ビア相互連結は、シードおよびプレーティング金属皮覆装置を使用するビアの充填のような、高価な製造技術を必要としうる。
【０００７】
一方で、ワイヤ相互連結は追加スペース及び絶縁体を必要とするが、ビア相互連結よりも高い電気伝導性、及び低い静電容量を有する。加えて、ワイヤ相互連結は、成熟し、経済的で質実なワイヤボンディングプロセス及び装置を利用することによってなされうる。
【０００８】
本発明は、スルーワイヤ相互連結による半導体構成要素の製造のための方法及びシステムに向けられているものである。スルーワイヤ相互連結は、ビア相互連結及びワイヤ相互連結の両方の面を兼ね備えたハイブリッドである。加えて、本発明は、チップスケール構成要素、ウェーハスケール構成要素、スタックされた構成要素、及び、該方法及びシステムを使用して製造されるスルーワイヤ相互連結を有する相互連結構成要素を含む半導体構成要素に向けられているものである。
【発明の開示】
【０００９】
本発明によれば、スルーワイヤ相互連結によって半導体構成要素を製造するための方法及びシステムが提供される。スルーワイヤ相互連結を有する改良型の半導体構成要素もまた、提供される。
【００１０】
本方法は、回路側（請求項中では第一の側）、裏側（請求項中では第二の側）及びスルービアを有する基板上で実施される。本方法のステップは、ボンディングキャピラリ、及び、ボンディングキャピラリをビアへと位置合わせするように構成された位置合わせシステムを有する従来のワイヤボンダを使用して実施されうる。本方法は、ビアを介したワイヤの通し、裏側に最も近いワイヤ上の裏側コンタクトの形成、回路側上のワイヤ上でのボンディングされたコンタクトの形成、ボンディングされたコンタクトからのワイヤの切断、及びボンディングされたコンタクト上での任意のスタッドバンプの形成のステップを含んでいる。
【００１１】
本方法は、回路側上のボンディングされたコンタクト及び裏側上のコンタクトを有するビア内のワイヤを含む、スルーワイヤ相互連結を形成する。スルーワイヤ相互連結は、基板を介して電気的及び熱的な経路を供給するために使用されうる。スルーワイヤ相互連結は、ボンディング構造及びスタックされた構成要素間の導電性経路を供給するため、複数の半導体構成要素をスタックするためにも使用されうる。加えて、ワイヤは従来の金属で充填されたビアよりも高い導電性及び低い静電容量を有する。更に、ワイヤはワイヤと基板との間で熱的な膨張のような変化を調整するためにビア内を移動するよう構成されうる。或いは、ビアは、ビア内にワイヤを固定し、所望の機能を構成要素内で実施する材料で満たされうる。例えば、その材料は、ワイヤの基板に対する或いは近傍のワイヤに対する容量結合を変化させるように構成された誘電性材料を含んでいる。その材料は、構造的に強化し、ワイヤを支持するために、及び電気的にワイヤを基板から絶縁するためにも使用されうる。更に、その材料は、動的な電気的構成要素から遠いような基板を介して熱を伝えるように構成された熱的な伝導性のある材料を含みうる。
【００１２】
スタック方法の他の実施例は、スペーサ及び位置合わせされたビアを有する、離間配置された基板のスタック上で実施される。そのスタック方法は、ワイヤを、位置合わせされたビアを介して通し、ワイヤ上にコンタクトを形成し、スタックの第一の外部基板に向かってコンタクトを引っ張り、スタックの第二の外部基板上に、ボンディングされたコンタクトを形成し、位置合わせされたビア内での基板とワイヤとの間に、ボンディングされた接続を形成するステップを含んでいる。スタック方法は、スタック内の全ての基板を相互連結する、スタックされたスルーワイヤ相互連結を形成する。スタック方法は、近接した基板間のスペースを使用してスタックされたスルーワイヤ相互連結へ、サイドワイヤを通してボンディングするステップもまた含みうる。
【００１３】
システムは、回路側、裏側及びビアを有する基板を含んでいる。そのシステムは、ワイヤを通し、ボンディングし、切断するためのボンディングキャピラリを有するワイヤボンダ、ワイヤを操作するためのクランプ或いはワイヤ通し機構、及びワイヤ上にコンタクトを形成するためのワンドをも含んでいる。
【００１４】
システムの他の実施例は、スタッドバンパと協力して、回路側のボンディングされたコンタクト上にスタッドバンプを形成する、或いは、その代わりに裏側のコンタクト上にスタッドバンプを形成するよう構成されたワイヤボンダを含んでいる。システムの別の実施例は、基板の回路側からのステップを実施するように構成された第一のボンディングキャピラリ、及び基板の裏側からステップを実施するように構成された第二のボンディングキャピラリを有するワイヤボンダを含んでいる。システムの別の実施例は、スタックされた基板間のサイドワイヤをボンディングするように構成されたサイドフィードボンディングキャピラリ及びレーザを有するワイヤボンダを含んでいる。加えて、サイドフィードボンディングキャピラリは、直交方向の表面上へボンディングするために約９０度の角度で回転可能でありうる。
【００１５】
半導体構成要素は、基板及びスルーワイヤ相互連結を含んでいる。スルーワイヤ相互連結は、回路側に、ボンディングされたコンタクトを、裏側にコンタクトを有する、ビア内のワイヤを含んでいる。複数の半導体構成要素は、近接する構成要素上で、裏側のコンタクトと回路側のボンディングされたコンタクトとの間に、ボンディングされた接続を有するスタックされた構成要素を形成するためにスタックされうる。
【００１６】
相互連結構成要素の他の実施例は、テスト下のデバイスのテストパッドとはボンディングされていない電気的な接続をなすように構成された、裏側でのコンタクト或いは個別のコンタクタを有する、スルーワイヤ相互連結を含んでいる。スタックされたアレイ半導体構成要素の他の実施例は、単一のスルーワイヤ相互連結によって相互連結されたスタックされた半導体基板を含んでいる。
【００１７】
サイドワイヤ半導体構成要素の他の実施例は、スタックされた基板、サイドワイヤ相互連結及び、サイドマウントされた構成要素を含んでいる。加えて、スタックされた基板は、ヒートシンクを含みうる。また、サイドマウントされた構成要素は冷却部を含みうる。圧着バンプ半導体構成要素の他の実施例は、圧着ワイヤバンプの形のボンディングされたコンタクトを有するスルーワイヤ相互連結を含んでいる。有機的な半導体構成要素の他の実施例は、有機的な基板及び、基板上のコンタクトへボンディングされたスルーワイヤ相互連結を含んでいる。或いは、有機的な基板は、セラミック基板或いは金属の基板を含みうる。フレックス回路半導体構成要素の他の実施例は、そこに付加されたフレックス回路及び、フレックス回路へボンディングされたスルーワイヤ相互連結を有する基板を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで使用されている、“半導体構成要素”とは、半導体ダイを含む、或いは半導体ダイと電気的に接続をなす電子的な構成要素を意味する。
ここで使用されている、“ウェーハレベル”とは、半導体ウェーハのような複数の構成要素を含む要素で実施されるプロセスを意味する。
【００１９】
ここで使用されている、“ダイレベル”とは、単一化された半導体ダイ或いはパッケージのような単一化された構成要素で実施されるプロセスを意味する。
ここで使用されている、“チップスケール”とは、半導体ダイの外形とほぼ同じ寸法の外形を有する半導体構成要素を意味する。
【００２０】
図１Ａ−１Ｈにおいては、本発明に係る方法のうち、セットアップステップが示されている。本発明に係る方法を実施するために、ワイヤボンダ１０（図１Ａ）が供給されうる。望ましくは、ワイヤボンダ１０（図１Ａ）は、（例えば６５μｍより小さい）非常に細かいピッチの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は、ペンシルバニア州、Ｗｉｌｌｏｗ  ＧｒｏｖｅのＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．及び、カリフォルニア州、ＰｅｔａｌｕｍａのＳＰＴ（Ｓｍａｌｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｔｏｏｌｓ）によって製造される。適切なワイヤボンダの一つは、総計のボンド配置正確性が、約６５μｍのピッチに対して約＋／−５μｍである、Ｋｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．によって製造された大きな範囲のボールボンダであるモデル“８０９８”である。
【００２１】
ワイヤボンダ１０は、基板２２（図１Ｃ）上の第一のコンタクト２０Ａ（図１Ｃ）に対して、一連のワイヤ１４をボンディングするように構成された、ボンディングキャピラリ１２を含んでいる。セットアップステップを実施するために、第一のコンタクト２０Ａ（図１Ｃ）及び基板２２（図１Ｃ）は、ダミー或いはセットアップ要素を含みうる。ボンディングワイヤ１４の典型的な直径は、約１２μｍから約１５０μｍでありうる。加えて、ボンディングワイヤ１４は、はんだ合金、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、及びアルミニウム−マグネシウム合金のような、半導体パッケージングで使用される従来のワイヤ材料を含んでいる。加えて、ワイヤ１４は、鉛のような有害物質の低減（ＲＯＨＳ）を含有しない金属或いは金属合金を含みうる。典型的なＲＯＨＳを含まない金属は、９７．５％Ｓｎ２．５％Ａｇのような鉛を含まないはんだを含んでいる。その他のＲＯＨＳを含まない金属は、金、銅、及び、金の層で覆われた銅のようなこれらの金属の合金を含んでいる。ワイヤ１４の融点は、望ましくは、基板コンタクト２０Ａの融点より高くあるべきである。
【００２２】
図１Ａに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、コントローラ２４（図１Ａ）からの信号に応じてｘ、ｙ、及びｚ方向へ移動可能である。更に説明されるように、ボンディングキャピラリ１２は、サイドワイヤボンディングを許容するため９０度回転して構成もまたされうる。ボンディングキャピラリ１２は、ワイヤ１４の直径の約２倍の内径を有する延長された開口３６、及び拡大され、面取りされた末端部３６Ａを含んでいる。ワイヤボンダ１０は、ボンディングキャピラリ１２と共同して使用できるワイヤクランプ１６をも含んでおり、それは、コントローラ２４からの信号に応じてワイヤ１４を開放及び閉鎖するよう構成されている。
【００２３】
これも図１Ａに示されているように、ワイヤクランプ１６は、ワイヤ１４をワイヤクランプ１６及びボンディングキャピラリ１２へとフィードするように構成されているワイヤフィード機構１７と共同して使用できる。ワイヤフィード機構１７は、上述したＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．の大きな範囲のボールボンダであるモデル“８０９８”に含まれているような、標準的なワイヤフィード機構を含みうる。或いは、更に説明されるように、ワイヤフィード機構１７は、ローラフィード機構、或いは、直線状に移動するクランプ及びフィード機構のような、機械的なワイヤフィーダ機構を含みうる。
【００２４】
これも図１Ａに示されているように、ワイヤボンダ１０は、ボンディングキャピラリ１２及び第一のコンタクト２０Ａ（図１Ｃ）の位置を確定し、ボンディングキャピラリ１２を第一のコンタクト２０Ａ（図１Ｃ）に対して位置合わせするためにこれらの位置の情報をコントローラ２４へと供給するように構成されている位置合わせシステム２６をも含んでいる。上述した配置の代わりとして、基板２２及び第一のコンタクト２０Ａが（示されていない）適切な機構を使用する位置合わせへと動かされる間、ボンディングキャピラリ１２は静止している構成要素を含みうる。
【００２５】
ワイヤボンダ１０は、ワイヤ１４の末端部３２（図１Ａ）にコンタクトボール３０（図１Ｂ）を形成するために電子的スパーク２８（図１Ｂ）を発生するように構成された電子的フレームオフ（ＥＦＯ）ワンド１８（図１Ｂ）をも含んでいる。コンタクトボール３０（図１Ｂ）は、この技術分野では“フリーエアボール”（ＦＡＢ）としても知られている。
【００２６】
はじめに、図１Ａに示されるように、ワイヤ１４の末端部３２がボンディングキャピラリ１２からのびるように、ワイヤ１４がボンディングキャピラリ１２を介して通される。
次に、図１Ｂに示されるように、電子的フレームオフ（ＥＦＯ）ワンド１８は、ボンディングワイヤ１４の末端部３２（図１Ａ）にコンタクトボール３０を形成するように操作される。コンタクトボール３０の直径は、ワイヤ１４の直径に依存し、典型的にはワイヤ１４の直径の２から４倍になるであろう。加えて、コンタクトボール３０の直径は、ボンディングキャピラリ１２内の開口３６の面取りされた部分３６Ａとほぼ等しいであろう。
【００２７】
次に、図１Ｃに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、矢印３４で示されているように、基板２２上の第一のコンタクト２０Ａに向かってｚ方向に動かされ、それによってコンタクトボール３０を面取りされた開口３６（図１Ａ）内に捕獲しておく。
【００２８】
次に、図１Ｄに示されるように、コンタクトボール３０は、選択された力で第一のコンタクト２０Ａに向かって押し付けられ、超音波エネルギーが、コンタクトボール３０を第一のコンタクト２０Ａにボンディングし、ボンディングされたコンタクト３８（図１Ｅ）を形成するために、加えられる。
【００２９】
次に、図１Ｅに示されるように、ワイヤクランプ１６は開放され、ルーピングステップを実施するために矢印４０、４２で示されているように、ボンディングキャピラリ１２はｘ及びｚ方向（また、もし必要であればｙ方向）へ動かされる。
【００３０】
次に、図１Ｆに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、選択された力でワイヤ１４の中間部分４４を基板２２上の第二のコンタクト２０Ｂに向かって、押し付ける。加えて、ワイヤ１４と第二のコンタクト２０Ｂの間にスティッチボンド４６（図１Ｇ）の形で、第二のボンディングされたコンタクトを形成するために、超音波エネルギーが加えられる。
【００３１】
次に、図１Ｇに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、ワイヤクランプ１６が開放を維持している間に、矢印４８で示されるように、選択された距離を第二のコンタクト２０Ｂから遠ざかるようｚ方向へ動かされる。
【００３２】
次に、図１Ｈに示されるように、ワイヤクランプ１６は、ボンディングキャピラリ１２の移動とともに閉鎖され、ワイヤ１４の末端部５０を第二のコンタクト２０Ｂから切断する。加えて、この切断ステップは、第一のコンタクト２０Ａ（図１Ｅ）にボンディングされているボンディングされたコンタクト３８（図１Ｅ）及び第二のコンタクト２０Ｂ（図１Ｇ）にボンディングされているスティッチボンド４６（図１Ｈ）を有するワイヤボンディングされたワイヤ５２を形成する。
【００３３】
これも図１Ｈに示されているように、ワイヤ１４の末端部５０は、ボンディングキャピラリ１２の終端からワイヤ１４の終端までの距離である、テイル長ＴＬを有する。テイル長ＴＬの値は、ボンディングキャピラリ１２の動き及びワイヤクランプ１６の閉鎖のタイミングによって決定される。切断ステップは、半導体基板５４の厚さＴ（図２Ａ）とコンタクトボール３０（図１Ｂ）の直径と選択されたクリアランス距離との和と、テイル長ＴＬがほぼ等しくなるように実施される。任意の追加ステップとして、ワイヤ１４の末端部５０は、次に起こるワイヤ１４の通しを容易にするための部分的なフレームオフのようなプロセスを使用して、スムージングされ、丸くされうる。
【００３４】
図２Ａ−２Ｉ及び図３Ａ−３Ｇにおいては、本発明のとおりに半導体構成要素８６（図３Ｊ）を製造するための方法のステップが示されている。
図３Ａに示されるように、実例となる実施例において、その方法は複数の半導体基板５４を含む半導体ウェーハ５６（図３Ａ）においてウェーハレベルで実施される。しかしながら、本発明に係る方法は、単一化されたベアダイ及びノウングッドダイ（ＫＧＤ）のような単一化された基板上でダイレベルにおいて実施されうることが理解される。実例となる実施例においても、半導体ウェーハ５６は、シリコン或いはガリウムヒ素化合物のような半導体材料を含んでいる。加えて、半導体基板５４は、メモリ、特定のアプリケーション、或いはイメージング及びイメージセンシングのような所望の電気的構成を有する半導体ダイの形状である。しかしながら、本発明に係る方法は、セラミック、プラスチック、テープ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、金属リードフレーム或いはフレックス回路基板を含む、他の基板において実施されうることが理解される。
【００３５】
図３Ｂ及び３Ｃに示されるように、半導体基板５４は、回路側６２（幾つかの請求項においては第一の側）及び裏側６４（幾つかの請求項においては第二の側）を含んでいる。加えて、半導体基板５４は、実例となる実施例においてデバイスボンドパッドを含む回路側６２に複数の基板コンタクト５８を含んでいる。基板コンタクト５８は、アルミニウムのような高い導電性を有しワイヤにボンディングできる金属、或いは銅のようなワイヤにボンディング及びはんだ付けできる金属、或いは、はんだで覆われた金属のような金属化合物を含みうる。簡潔性のため、半導体基板５４は、１つの列に配置された５つの基板コンタクト５８のみとともに図示されている。しかしながら、実際には、半導体基板５４は、センターアレイ、エッジアレイ或いはエリアアレイのような所望の構成内に配置された何十もの基板コンタクト５８を含みうる。
【００３６】
図３Ｃに示されるように、基板コンタクト５８は、半導体基板５４の回路側６２上の内部導体６０と電気的に連通している。加えて、内部導体６０は、半導体基板５４内の集積回路６６と電気的に連通している。さらに、回路側６２のダイ皮膜保護層６８は、内部導体６０及び集積回路６６を保護する。ダイ皮膜保護層６８は、ＢＰＳＧ（ホウ素リンケイ酸塩ガラス）、ポリマー或いは酸化物のような電気的に絶縁性の材料を含みうる。内部導体６０、集積回路６６及び皮膜保護層６８を含む半導体基板５４の全ての構成要素は、よく知られている半導体製造プロセスによって形成されうる。
【００３７】
図３Ｂ及び３Ｃに示されるように、半導体基板５４は、基板コンタクト５８と電気的に連通する複数の伸長されたＲＤＬ（再分配層）コンタクト７０をも含んでいる。ＲＤＬコンタクト７０は、回路側６２上のパターンに基づいて作られた再分配層によって形成される。ＲＤＬコンタクト７０は、アルミニウムのような高い導電性を有しワイヤにボンディングできる金属、或いは銅のようなワイヤにボンディング及びはんだ付けできる金属、或いは、はんだで覆われた金属のような金属化合物を含みうる。
【００３８】
再分配層は、基板コンタクト５８の標準パターンを端子コンタクトのためのエリアアレイに再分配する半導体製造において広く使用される。典型的な再分配層は、“ファンアウト”或いは“ファンイン”ＲＤＬ導体及び端子コンタクトパッドを含んでもよい。基板コンタクト５８のパターンの再分配に加えて、ＲＤＬコンタクト７０は、半導体基板５４のプローブテストのようなテストのための更なる接続点を供給する。参照によってここに含まれている、「テストパッドを有するバンプされた半導体構成要素及びバンプされた半導体構成要素をテストする方法及びシステム」と題されたＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．６３８０５５５  Ｂ１は、更なるテストパッドを有する典型的なＲＤＬ回路について記述している。
【００３９】
ＲＤＬコンタクト７０（図３Ｃ）は、基板コンタクト５８と同一の金属、或いはその代わりに基板コンタクト５８とは異なる金属を含みうる。加えて、ＲＤＬコンタクト７０は、次に起きるワイヤボンディングステップを容易にするように構成された、鉛を含有しない低融点はんだ合金のような、更なるはんだ層を含みうる。ワイヤボンディングの間ワイヤがその強さをより良く維持できるように、更なるはんだ層もまた、ワイヤ１４の融点よりも低い温度で融解するように構成されうる。
【００４０】
半導体基板５４は、ＲＤＬコンタクト７０とダイ皮膜保護層６８との間に内部ＲＤＬ絶縁層７２を、内部ＲＤＬ絶縁層７２及びＲＤＬコンタクト７０上に外部ＲＤＬ絶縁層７４を含んでもいる。内部ＲＤＬ絶縁層７２及び外部ＲＤＬ絶縁層７４は、ポリイミドのような電気的に絶縁性のポリマーを含みうる。さらに、外部ＲＤＬ絶縁層７４は、ＲＤＬコンタクト７０の一部と結合する開口１１６、及び基板コンタクト５８と結合する開口１１７を含んでいる。別の選択として、開口１１６及び１１７は、単一の伸長された開口の中に結合されうる。
【００４１】
これも図３Ｂ及び３Ｃに示されるように、スルービア７６は、ＲＤＬコンタクト７０を介して、基板コンタクト５８を介して、及び半導体基板５４を介して、その裏側６４へと伸びる。ビア７６は、集積回路６６や半導体基板５４内に含まれるその他の電気的構成要素からビア７６を電気的に絶縁する、その内径に形成されたビア絶縁層７８（図３Ｃ）を含んでいる。絶縁層７８は、ポリマー（例えばポリイミド或いはパリレン）或いは酸化物（例えばＳｉＯ２）のような電気的に絶縁性の材料を含みうる。
【００４２】
ビア７６（図３Ｃ）は、エッチングプロセス、レーザマシーニングプロセス、イオンミリングプロセス、機械的プロセス（例えばドリリング、グラインディング、アブレーション）或いはこれらのプロセスの組み合わせを利用して形成されうる。例えば、ビア７６は、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスのようなドライエッチングプロセスを利用して形成されうる。
【００４３】
ビア７６を形成するための他の方法は、エッチング及びレーザマシーニングプロセスを組み合わせたものである。例えば、（示されていない）エッチマスク及びエッチングプロセスは、ＲＤＬコンタクト７０及び基板コンタクト５８を介してビア７６を形成するために使用されうる。ＲＤＬコンタクト７０及び基板コンタクト５８の材料に依存して、ウェット腐食液が使用されうる。アルミニウムでできているＲＤＬコンタクト７０及び基板コンタクト５８にとって、適切なウェット腐食液の一つがＨ３ＰＯ４である。ＲＤＬコンタクト７０及び基板コンタクト５８を介したエッチングに続いて、半導体基板５４を介してビア７６を形成するためにレーザマシーニングプロセスが使用されうる。そのレーザマシーニングステップを実施するために適切なレーザシステムの一つは、アイルランド、ダブリンのＸＳＩＬ  ＬＴＤによって製造され、モデル番号ＸＩＳＥ２００と称されている。レーザマシーニングステップを実施するために適切な他のレーザシステムは、オレゴン州、ＰｏｒｔｌａｎｄのＥｌｅｃｔｒｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｃ．によって製造され、モデル番号２７００と称されている。レーザマシーニングステップに続いて、ビア７６が適切なウェット或いはドライ腐食液を使用して洗浄されるクリーニングステップが実施されうる。シリコンを含む半導体基板５４において適切なウェット腐食液の一つは、テトラメチルアンモニウム水酸化物（ＴＭＡＨ）である。
絶縁層７８（図３Ｃ）は、ポリマー堆積或いは酸化成長のような、この技術分野で知られている技術を利用しても形成されうる。それぞれの絶縁層７８は、ビア７６の側壁１００（図３Ｄ）のみが覆われているように、ビア７６の直径よりも小さい厚みを有する。絶縁層７８の厚さの範囲は、０．１０μｍから１００μｍ或いはそれ以上でありうる。
【００４４】
絶縁層７８（図３Ｃ）を形成するために、約０．１トルの圧力での真空金属被膜化に類似したプロセスによって、パリレンポリマーが蒸気相から堆積しうる。適切なポリマーは、パリレンＣ、パリレンＮ、及びパリレンＤを含んでいる。パリレンは、アリゾナ州、ＴｅｍｐｅのＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｏａｔｉｎｇから利用可能である。適切な堆積装置の一つは、インディアナ州、ＩｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓによって製造され、モデルＰＤＳ２０１０  ＬＡＢＯＣＯＡＴＥＲ２と称されている移動可能なパリレン堆積システムである。別の例として、上昇した温度（例えば９５０℃）においてビア７６内の半導体基板５４の酸素への暴露によってシリコン二酸化物が成長しうる。
【００４５】
ビア７６及び絶縁層７８の形成のために適切な他の方法は、参照によってここに含まれている、「バックサイドコンタクトを有する半導体構成要素及び製造方法」と題されたＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．６８２８１７５  Ｂ２に記述されている。
【００４６】
それぞれのビア７６（図３Ｃ）は、ワイヤ１４（図２Ａ）の外径の約１．５から３倍大きい選択された内径を有する。実例となる実施例において、ワイヤ１４（図２Ａ）は約２５μｍの外径を有し、ビア７６（図３Ｃ）は、約５０μｍの内径を有する。加えて、それぞれのビア７６（図３Ｃ）の長さは、半導体基板５４（図３Ｃ）の全体の厚さＴに依存する。典型的な半導体基板５４（図３Ｃ）の厚さＴの範囲は、ウェーハ５６（図３Ａ）が標準的な厚さか或いは薄くされているかに依存して約５０μｍから７２５μｍの間でありうる。加えて、厚さＴは、半導体基板５４（図３Ｃ）を形成する半導体材料の厚さ、及び半導体基板５４（図３Ｃ）上のＲＤＬ絶縁層７２、７４（図３Ｃ）のような追加要素の厚さを含む。
【００４７】
図２Ａに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、はじめは前述されたようなテイル長ＴＬを有するワイヤ１４の末端部５０とともに準備される。加えて、ワイヤ１４の末端部５０が選択されたビア７６の中心と結合する位置にボンディングキャピラリ１２が動かされるように位置合わせステップが実施される。位置合わせステップは、位置合わせシステム２６（図１Ａ）、及び基板コンタクト５８の位置情報を含むプログラムをロードされたコントローラ２４（図１Ａ）を使用して実施されうる。加えて、位置合わせシステム２６（図１Ａ）の位置合わせ耐性を有するためにビア７６の直径はワイヤ１４の直径と比較して十分に大きくなければならない。
【００４８】
次に、図２Ｂに示されるように、ワイヤ１４の末端部５０をビア７６を介して通すため、ボンディングキャピラリ１２が矢印８８（図２Ａ）の方向に下へ向かって動かされる通しステップが実施される。適切に選択されたテイル長ＴＬ（図２Ａ）により、ワイヤ１４の末端部５０は、半導体基板５４の裏側６４から所定の距離の分、突き出る。
【００４９】
テイル長ＴＬ（図２Ａ）を有するワイヤ１４の末端部５０をビア７６へ通す通しステップを実施する代わりの方法として、ワイヤ１４の終端がボンディングキャピラリ１２内の開口３６（図１Ａ）の面取り部３６Ａ（図１Ａ）と同一面になるよう、ボンディングキャピラリ１２が準備されてもよい。開口３６（図１Ａ）は、続いて、ビア７６に位置合わせされ、そして、ワイヤ１４の終端を、それが半導体基板５４（図２Ａ）の裏側６４（図３Ｃ）から伸びるまで、ビア７６を介してフィードするように、ワイヤフィード機構１７（図１Ａ）が操作されうる。この場合には、ワイヤフィード機構１７は、ローラフィード機構或いは直線状に移動するクランプのような機械的ワイヤフィーディング機構を含みうる。末端部５０を選択されたテイル長ＴＬに調整することや、ビア７６を介して全てのテイル長ＴＬを通すことが困難な、厳密な耐性のアプリケーションで、この配置は使用されうる。
【００５０】
図２Ｂに示されるように、ワイヤボンダ１０（図１Ａ）のＥＦＯワンド１８がワイヤ１４の末端部５０の終端にコンタクトボール９０を形成するために使用されて、ボール形成ステップが実施される。加えて、コンタクトボール９０は、ビア７６の内径よりも大きい外径を有する。ボール形成ステップは、コンタクトボール９０の直径がビア７６の直径の約２から４倍であるように、プログラマブルＥＦＯプロセスパラメータを利用して制御されうる。加えて、電子的スパークがワイヤのみを進むように、対策がなされうる。例えば、ＥＦＯワンド１８は、電子的スパークが半導体ウェーハ５６に接触するのを防ぐための接地された金属シールドを含みうる。さらに、電子的スパークが半導体ウェーハ５６或いは半導体基板５４へと飛ばないように、ワイヤ１４は、ワイヤボンダ１０（図１Ａ）へと接地されうる。別の選択として、この技術分野で知られている水素ガストーチのようなガストーチの形成を利用してボール形成ステップは実施されうる。
【００５１】
次に、図２Ｃに示されるように、ボンディングキャピラリ１２が矢印９４によって示されるように上方へ動かされて引っ張り及び押し込みステップが実施される。ボンディングキャピラリ１２の移動は、コンタクトボール９０もまた矢印９６で示されるように動かし、コンタクトボール９０をビア７６へと押し込む。引っ張り及び押し込みステップはワイヤクランプ１６が閉鎖された状態で実施され、概ね、図１Ｃに示され前述されたボール捕獲ステップと類似している。しかしながら、この場合には、ボンディングキャピラリ１２によって捕獲されることよりもむしろ、コンタクトボール９０は裏側６４（図３Ｃ）に対して引っ張られ、ボンディングキャピラリ１２によって及ぼされる力でビア７６へと押し込まれる。半導体基板５４上及び下のガスの圧力も、コンタクトボール９０をビア７６へと移動させ、押し込むために使用されうる。
【００５２】
図３Ｄは、引っ張り及び押し込みステップ後のビア内のワイヤ１４を示している。コンタクトボール９０（図２Ｃ）はビア７６（図２Ｃ）へと押し込まれるが、ワイヤ１４（図３Ｄ）はビア７６（図２Ｃ）の側壁１００（図３Ｄ）に接触しないままである。この配置によって、完成した構成要素８６（図３J）において、温度循環の間、ワイヤ１４と半導体基板５４の異なる熱膨張係数（ＴＣＥ）によってストレスが発生しないようにワイヤ１４はビア７６内を自由に移動する。
【００５３】
次に、図２Ｄに示されるように、ワイヤクランプ１６が開放され、ボンディングキャピラリ１２がｘ及びｚ方向に（もし必要であればｙ方向にも）ＲＤＬコンタクト７０（図３Ｃ）との位置合わせへと動かされる、ルーピングステップが実施される。ルーピングステップは、位置合わせシステム２６（図１Ａ）及びコントローラ２４（図１Ａ）を利用して、概ね前述し、図１Ｆのルーピングステップとして示されたように実施されうる。この場合には、コントローラ２４（図１Ａ）はＲＤＬコンタクト７０の位置に関する情報を含むプログラムをロードされる。前にも記述したように、ワイヤクランプ１６はルーピングステップの間、開放されたままである。
【００５４】
次に、図２Ｅに示されるように、ボンディングされたコンタクト９２（図２Ｆ）がワイヤ１４の中間部分とＲＤＬコンタクト７０の間に形成される、ボンディングされたコンタクトを形成するステップが実施される。実例となる実施例において、前述し、図１Ｇに示されるように、ボンディングされたコンタクト９２は、キャピラリツール１２によって及ぼされた超音波エネルギー及び圧力を利用して形成されたスティッチボンドを含んでいる。前にも記述したように、ワイヤクランプ１６は、ボンディングされたコンタクトを形成するステップの間、開放されたままである。
【００５５】
次に、図２Ｆ及び２Ｇに示されるように、ワイヤクランプが閉鎖され、ボンディングされたコンタクト９２からワイヤ１４を切断するため、矢印９８（図２Ｆ）で示されるようにボンディングキャピラリ１２が動かされる、切断ステップが実施される。切断ステップは、概ね前述し、図１Ｈの切断ステップに示されたように実施されうる。この切断ステップは、ボンディングキャピラリ１２から伸びているワイヤ１４の末端部１１０（図２Ｇ）を形成する。前述されたように、末端部１１０をスムージングするため、熱或いは部分的電子的フレームオフを利用して、任意の更なるスムージングステップが実施されうる。
【００５６】
図３Ｅは、結果として生じるスルーワイヤ相互連結１０２を示している。スルーワイヤ相互連結１０２は、半導体基板５４の回路側６２上のＲＤＬコンタクト７０へボンディングされた、ボンディングされたコンタクト９２を含んでいる。加えて、スルーワイヤ相互連結１０２は、半導体基板５４の裏側６４（図２Ｆ）上のビア７６へ押し込まれたコンタクトボール９０（図２Ｆ）を含んでいる。
【００５７】
次に、図２Ｈ−２Ｋに示されるように、スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）を、ボンディングされたコンタクト９２上に形成するため、任意の更なるスタッドバンピングステップが実施されうる。スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）は、スルーワイヤ相互連結１０２への外部コンタクト点を供給することに加えて、ボンディングされたコンタクト９２のための安全なボンディングをも供給する。
【００５８】
図２Ｈ−２Ｋにおいて、同一のワイヤボンダ１０（図１Ａ）を利用して、スタッドバンピングステップが実施される。しかしながら、後で説明されるように、ワイヤボンダ１０は二つのボンディングキャピラリである、半導体基板５４の回路側６２上で作動する第一のボンディングキャピラリ１２Ａ（図５Ａ−５Ｂ）及び、半導体基板５４の裏側６４上で作動する第二のボンディングキャピラリ１２Ｂ（図５Ａ−５Ｂ）を用いて変形されうる。
【００５９】
単一のワイヤボンダ１０（図１Ａ）を使用する他の選択として、スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）を形成するために、別個のスタッドバンパ１２４（図４Ｂ）が使用されうる。適切なスタッドバンパの一つは、ペンシルバニア州、Ｗｉｌｌｏｗ  ＧｒｏｖｅのＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．によって製造された高速大範囲スタッドバンパであるＷＡＦＥＲ  ＰＲＯ  ＰＬＵＳである。別個のスタッドバンパとともに、ワイヤ１４は、はんだ合金、銅、アルミニウム、或いはパラジウムのような標準的な材料を含みうる。また、スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）は金のような非酸化材料を含みうる。
【００６０】
図２Ｈにおいて、実例となる実施例において、概ね前述し図１Ｂに示されたように、ワイヤ１４の末端部１１０（図２Ｇ）にコンタクトボール１０８（図２Ｈ）を形成するためにワイヤボンダ１０（図１Ａ）のＥＦＯワンド１８が使用される。
【００６１】
次に、図２Ｉに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、概ね前述し図１Ｃに示されたように、コンタクトボール１０８を捕獲するために動かされる。コンタクトボール１０８の捕獲に続いて、ボンディングキャピラリはボンディングされたコンタクト９２と位置合わせされ、ボンディングキャピラリ１２は、ボンディングされたコンタクト９２へ向かって矢印１０４で示されるように動かされる。
【００６２】
次に、図２Ｊに示されるように、コンタクトボール１０８を、ボンディングされたコンタクト９２へとボンディングするため、矢印１１２で示されるように力及び超音波エネルギーがボンディングキャピラリ１２によって加えられる。
【００６３】
次に、図２Ｋに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、矢印１１４で示されるように、ボンディングされたコンタクト９２から遠くへ動かされ、スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）を、ボンディングされたコンタクト９２上に残す。加えて、選択されたテイル長ＴＬ（図２Ａ）を有する末端部５０（図２Ｌ）が形成されるように、ボンディングキャピラリ１２はワイヤクランプ１６が開放された状態で、選択された距離を移動する。図３Ｆは、設計図で、スタッドバンプ１０６とともにスルーワイヤ相互連結１０２を示している。図３Ｈは、断面図で、半導体基板５４のスタッドバンプ１０６とともにスルーワイヤ相互連結１０２を示している。
【００６４】
次に、図２Ｌに示されるように、ボンディングキャピラリ１２は、動かされ、他のビア７６と位置合わせされ、図２Ｂ−２Ｋのステップは必要に応じて繰り返される。図３Ｇは、次のビア７６、基板コンタクト５８及び次の通しステップの前のＲＤＬコンタクト７０を示している。
【００６５】
図３Ｉにおいて、任意のワイヤカプセル化ステップが実施された後の、スルーワイヤ相互連結１０２および半導体基板５４が断面図で示されている。図３Ｉにおいて、ビア７６内のスルーワイヤ相互連結１０２の部分をカプセル化するため、ワイヤカプセル化材８０がビア７６内に配置される。ワイヤカプセル化材８０は、キャピラリインジェクション或いはスクリーン印刷のような、適切なプロセスを利用してビア７６内へ配置された、ＵＶ或いは熱で硬化するエポキシのようなポリマーを含みうる。配置に続いて、ワイヤカプセル化材８０は、固めるために硬化させられうる。ワイヤカプセル化材８０は、ロッキング機能を実施し、電気的に絶縁性の誘電材料の他の層を、スルーワイヤ相互連結１０２と半導体基板５４の間に供給して、スルーワイヤ相互連結１０２をビア７６へと結びつける。加えて、ワイヤカプセル化材８０は、コンタクトボール９０を電気的に絶縁して、コンタクトボール９０と半導体基板５４の間での短絡を防止する。カプセル化材８０は、スルーワイヤ相互連結１０２の容量を調節するためにも配置されうる。
【００６６】
他の選択として、ワイヤスイープを防止するため、スルーワイヤ相互連結１０２に、スイープのないカプセル化材２４６（図１３Ｇ）が配置されうる。例えば、Ｋｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａは、ワイヤボンダ１０（図１Ａ）の動作の間に分配され、硬化させられうる製品を商標“ＮＯＳＷＥＥＰ”カプセル化材の下で製造している。
【００６７】
図３Ｊにおいて、任意のステップが実施された後の、スルーワイヤ相互連結１０２及び半導体基板５４が、拡大された断面図で示されている。任意のステップの間、フリップチップはんだボール（ＯＬＢボール）やＦＣＯＭボールのような端子コンタクト８４は、スルーワイヤ相互連結１０２と電気的に連通するように半導体基板５４上に形成される。図３Ｊにおいて、導体８２および端子コンタクトボンディングパッド１１８は、ボンディングされたコンタクト９２及びＲＤＬパッド７０と電気的に連通するように外部のＲＤＬ絶縁層７４上に形成される。加えて、端子コンタクト８４は、端子コンタクトボンディングパッド１１８上に形成されている。図３Ｊにおいて、導体８２及び端子コンタクトボンディングパッド１１８は、説明しやすいように、別個の層として示されている。しかしながら、導体８２及び端子コンタクトボンディングパッド１１８は望ましくは、ＲＤＬパッド７０を形成している再分配層の一部分であり、図２Ａに示される通しステップの前に形成される。加えて、端子コンタクト８４は、外部のＲＤＬ絶縁層７４を介して、ＲＤＬコンタクト７０と同じ厚さを有するＲＤＬ導体に直接的に開口内にマウントされうる。
【００６８】
導体８２（図３Ｊ）及び端子コンタクトボンディングパッド１１８（図３Ｊ）は、エッチング或いはマスクを介した堆積のような金属被覆プロセスを利用して、高い導電性の金属として形成されうる。加えて、導体８２（図３Ｊ）は、概要が示されているようなファンアウト構造或いは、ファンイン構造を有しうる。更に、端子コンタクトボンディングパッド１１８（図３Ｊ）及び端子コンタクト８４（図３Ｊ）は、グリッドアレイ、エッジアレイ、或いはセンターアレイのようなエリアアレイとして形成されうる。
【００６９】
端子コンタクト８４（図３Ｊ）は、はんだボールボンディング或いはスタッドバンピングのような適切なプロセスを利用して形成されうる。後に更に説明されるように、端子コンタクト８４は、回路基板或いは他の支持基板に対して外部接続点及びフリップチップボンディング構造を供給するために使用されうる。任意の更なるステップに続いて、半導体基板５４（図３Ａ）は、カッティング、シアリング、エッチング或いはウォータジェッティングのような適切なプロセスを利用してウェーハ５６（図３Ａ）から単一化されうる。
【００７０】
図３Ｊに示されるように、完成した半導体構成要素８６は、集積回路６６を含む半導体基板５４を含んでいる。加えて、半導体構成要素８６は、基板コンタクト５８、ＲＤＬコンタクト７０、及び集積回路６６と電気的に連通するスルーワイヤ相互連結１０２を含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２は、半導体基板５４の裏側６４（図２Ｆ）上のビア７６に押し込まれているコンタクトボール９０（図２Ｆ）を含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２は、回路側６２上のＲＤＬコンタクト７０上の、スタッドバンプ１０６を有するボンディングされたコンタクト９２をも含んでいる。更に説明されるように、コンタクトボール９０及びボンディングされたコンタクト９２は、半導体構成要素８６が他の構成要素にスタックされることを許容する。半導体構成要素８６は、スルーワイヤ相互連結１０２及び集積回路６６と電気的に連通する回路側６２上の端子コンタクト８４をも含んでいる。加えて、半導体構成要素８６は、半導体基板５４の外形と調和するようなチップスケールの外形を有している。
【００７１】
図４Ａにおいて、本発明に係る方法を実施するシステム１２０がブロック図として示されている。システム１２０は、ボンディングキャピラリ１２（図１Ａ）、ワイヤクランプ１６（図１Ａ）、位置合わせシステム２６（図１Ａ）、コントローラ２４（図１Ａ）、及びＥＦＯワンド１８（図１Ｂ）を含むワイヤボンダ１０を含んでいる。これらの構成要素のそれぞれは、概ね前述されたように機能する。システムは、ビア７６、ＲＤＬコンタクト７０及び前述された構成要素の他の全てを有する半導体基板５４を含む半導体ウェーハ５６をも含んでいる。
【００７２】
図４Ｂにおいて、代わりの実施例のシステム１２２はシステム１２０（図４Ａ）と本質的に同一の構成要素を含んでいるが、スタッドバンプ１０６（図２Ｋ）がボンディングされたコンタクト９２（図２Ｋ）に形成されるスタッドバンピングステップを実施するためのスタッドバンパ１２４をも含んでいる。
【００７３】
図５Ａにおいて、代わりの実施例のシステム１２６は、前述されたワイヤボンダ１０（図１Ａ）とほぼ同等であるワイヤボンダ１０Ａを含んでいる。しかしながら、ワイヤボンダ１０Ａは、半導体基板５４の回路側６２から本発明に係るステップを実施するために構成された第一のボンディングキャピラリ１２Ａと、半導体基板５４の裏側６４から本発明に係るステップを実施するために構成された第二のボンディングキャピラリ１２Ｂとを含んでいる。例えば、第二のボンディングキャピラリ１２Ｂは、コンタクトボール９０を形成し、続いて矢印１２８で示されるようにコンタクトボール９０への圧力を働かせ、ビア７６内にコンタクトボール９０を押し込むために使用されうる。同様に、もしビア７６が金属層を含んでいる場合には、第二のボンディングキャピラリ１２Ｂが超音波或いは熱エネルギーを利用して金属層へとコンタクトボール９０をボンディングするために使用されうる。
【００７４】
図５Ｂにおいて、他の選択として、システム１２６及び第二のボンディングキャピラリ１２８が、コンタクトボール９０“上”に、或いはコンタクトボール９０“の代わり”にスタッドバンプ１０６Ａを形成するために使用されうる。スタッドバンプ１０６Ａは、前述されたスタッドバンプ１０６（図３Ｈ）と概ね同等でありうる。加えて、スタッドバンプ１０６Ａは、スタックされた構成要素を相互連結するために使用されうる。
【００７５】
図６において、代わりの実施例のシステム１３０は、二つのボンディングキャピラリ１２Ａ、１２Ｂを含んでおり、矢印１３８で示されるように移動可能であるプッシャ機構１３２をも含んでいる。プッシャ機構１３２は、コンタクトボール９０を半導体基板５４上の裏側コンタクト１３６上へ押し付けるために使用されうる。第二のボンディングキャピラリ１２Ｂは、続いて、裏側コンタクト１３６へとコンタクトボール９０をボンディングするために、矢印１３８で示されるように動かされうる。
【００７６】
図７Ａ及び７Ｂにおいて、代わりの実施例のシステム１４４は、概ね前述されたように構成されている二つのボンディングキャピラリ１２Ａ、１２Ｂを含んでいる。システム１４４は、約２５μｍから２００μｍの厚さを有する、薄くされた半導体基板５４Ｔを有する、薄くされた半導体ウェーハ５６Ｔをも含んでいる。薄くされた半導体基板５４Ｔは、概ね前述されたビア７６（図２Ａ）及びＲＤＬコンタクト７０（図２Ａ）のように構成されている、ビア７６Ｔ及びＲＤＬコンタクト７０Ｔを含んでいる。しかしながら、ビア７６ＴはＲＤＬコンタクト７０Ｔを介して伸びておらず、ビア７６Ｔの長さはコンタクトボール９０Ｔの直径とほぼ同じである。第二のキャピラリ１２Ｂは、概ね前述されたように、ワイヤ１４からコンタクトボール９０Ｔを形成し、コンタクトボール９０Ｔを（もし望まれれば、ワイヤ１４の別の終端をも）ボンディングするように構成される。しかしながら、この場合には、第二のボンディングキャピラリ１２Ｂの圧力に抵抗するように、矢印１４０によって示されるように、第一のボンディングキャピラリ１２Ａが、“支持”、“サポート”、或いは“アンビル”キャピラリとして構成される。代わりの実施例のシステム１４４においてもまた、ワイヤ１４をホールを介してフィードし、フリーエアボール（ＦＡＢ）を形成し、離脱し、ワイヤループを形成し、続いて、安定させる或いは、ＲＤＬコンタクト７０Ｔの表面上のスタッドボンドを形成するために、ＲＤＬコンタクト７０Ｔは、スルーホールを許容するボンディングキャピラリ１２Ａを含んでいる。ボンディングキャピラリ１２Ａ、１２Ｂの両者は、ＲＤＬコンタクト７０Ｔの外部及び内部表面のボンドを形成し、或いはＲＤＬコンタクト７０Ｔを介してワイヤリベットを形成しうる。他の選択として、コンタクトボール９０ＴがＲＤＬコンタクト７０Ｔの裏側へ溶接されうるように、第二のボンディングキャピラリ１２Ｂは、電気的に導電性のあるスポット溶接部として構成されうる。
【００７７】
図８において、本発明のとおりに構成されたスタックされた構成要素１４６が示されている。スタックされた構成要素１４６は、回路側６２上の導体８２及び端子コンタクト８４、及び裏側６４上のコンタクトボール９０を有するスルーワイヤ相互連結１０２とともに半導体構成要素８６を含んでいる。加えて、３つの個別の半導体構成要素８６−１、８６−２及び８６−３は、半導体構成要素８６にスタックされている。半導体構成要素８６−１、８６−２及び８６−３は、半導体構成要素８６とほぼ同一であるが、端子コンタクト８４或いは導体８２を含んでいない。ボール９０或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）、及び隣接した構成要素上のスルーワイヤ相互連結１０２は、ボンディングされた相互連結接続１７０を間に形成して、お互いにボンディングされている。ボンディングされた相互連結接続１７０は、はんだ接合、機械的接続、溶接された接続、或いは、スルーワイヤ相互連結１０２のワイヤとコンタクトボール９０の間に形成された導電性ポリマー接続を含みうる。更に、アンダーフィル材１６２（図１０）が、隣接した構成要素間のギャップ１６４内に形成されうる。
【００７８】
図９において、本発明のとおりに構成されたスタックされた構成要素１５４が示されている。スタックされた構成要素１５４は、回路側６２に導体８２及び端子コンタクト８４、及び裏側６４にコンタクトボール９０を有するスルーワイヤ相互連結１０２を備えた半導体構成要素８６を含んでいる。加えて、３つの個別の半導体構成要素８６−１Ｓ、８６−２Ｓ及び８６−３Ｓは、半導体構成要素８６にスタックされている。半導体構成要素８６−１Ｓ、８６−２Ｓ及び８６−３Ｓは、半導体構成要素８６とほぼ同一であるが、端子コンタクト８４を含んでいない。加えて、コンタクトボール９０或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）、及び隣接した構成要素上のスルーワイヤ相互連結１０２は、ボンディングされた相互連結接続１７２を間に形成して、お互いにボンディングされている。しかしながら、この実施例においては、ボンディングされた相互連結接続１７２は、隣接したコンタクトボール９０、或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）と、ボンディングされたコンタクト９２（図３Ｊ）のスタッドバンプ１０６との間にある。ボンディングされた相互連結接続１７２は、スタッドバンプ１０６とコンタクトボール９０の間に形成された、はんだ接合、機械的接続、溶接接続、或いは、導電性ポリマー接続を含みうる。この実施例においては、半導体構成要素１５４、８６−１Ｓ、８６−２Ｓ及び８６−３Ｓは、スタッドバンプ１０６とビア７６との間の距離とほぼ等しい距離をおいて、ずらして配置される。図９において、隣接した構成要素の間のオフセットは、縮尺で製図されてはいないが、この距離は典型的には約１００−３００μｍほどの小さい桁数であろう。
【００７９】
図１０において、スタックされたダイ構成要素１４８は、半導体構成要素８６にスタックされ、ボンディングされた半導体ダイ１５０を含んでいる。半導体ダイ１５０は、その間に、ボンディングされた相互連結接続１７４を形成する、スルーワイヤ相互連結１０２のコンタクトボール９０或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）へボンディングされたダイコンタクト１５２を含んでいる。ボンディングされた相互連結接続１７４は、コンタクトボール９０或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）とダイコンタクト１５２との間に形成された、はんだ接合、機械的接続、溶接接続、或いは、導電性ポリマー接続を含みうる。加えて、硬化可能ポリマーのようなアンダーフィル層１６２が、半導体構成要素８６と半導体ダイ１５０との間に形成されうる。
【００８０】
全てのスタックされた構成要素１４６（図８）、１５４（図９）及び１４８（図１０）は単一化された構成要素である半導体構成要素８６によって構成されているが、半導体構成要素８６はウェーハスケールでスタックされた構成要素も供給されるような半導体ウェーハ５６（図３Ａ）上に含まれうるということが理解される。
【００８１】
図１１Ａ及び１１Ｂにおいて、代わりの実施例の相互連結構成要素８６Ｉが示されている。相互連結構成要素８６Ｉはほぼ半導体構成要素８６（図３Ｊ）と同一であるが、スルーワイヤ相互連結１０２を介して、端子コンタクト８４からボール９０或いはスタッドバンプ１０６Ａ（図５Ｂ）へと、テスト信号を伝導するために構成されている。図１１Ａに示されるように、半導体ダイ或いはウェーハのようなテスト下にあるデバイス１５６は、テストパッド１６０を含んでいる。矢印１５８で示されるように、プローブテスタ或いは単一のダイキャリアのような適切な装置を利用して、テスト下にあるデバイス１５６は、相互連結基板８６Ｉと関与する部分まで動かされうる。この実施例においては、相互連結構成要素８６Ｉは、必ずしも集積回路６６（図３Ｃ）は含んでいない。なぜなら、それはテスト下にあるデバイス１５６とはボンディングされていない電気的な接続１７６（図１１Ｂ）を形成するための受動的な構成要素でありうるからである。加えて、相互連結構成要素８６Ｉは、必ずしも半導体材料によって作られる必要はなく、セラミック、プラスチック材料或いは複合材料を含みうる。この実施例においても、スルーワイヤ相互連結１０２は、疲労なしで屈曲を許容するループとともにビア７６内を任意で自由に移動しうる。この場合には、ボール９０を相互連結構成要素８６Ｉの外部表面から遠い位置に維持するために、スルーワイヤ相互連結１０２は、負荷のない状態において十分に弾力性がありうる。別の選択として、スルーワイヤ相互連結１０２は、前述されたようにビア７６内にカプセル化されうるが、ボール９０はｚ方向に上方及び下方へ自由に移動する。加えて、ボール９０は、高い導電性を有し、浸食に対して耐性のある金属によってめっきされうる。この場合には、ボール９０は、プローブカード及びノウングッドダイ（ＫＧＤ）テストソケットで使用されるための小さい“ポゴピン（POGO PIN）”として機能し、ビアカプセル化材でスルーワイヤ相互連結８６Ｉを保護すると共にその曲がりを防止しうる。
【００８２】
図１２において、代わりの実施例の相互連結構成要素８６ＩＣが示されている。相互連結構成要素８６ＩＣは、相互連結構成要素８６Ｉ（図１１Ａ）とほぼ同一である。しかしながら、相互連結構成要素８６ＩＣは、テスト下にあるデバイス１５６上のテストコンタクト１６０とはボンディングされていない電気的接続１７８を形成するように構成された、スルーワイヤ相互連結１０２と電気的に連通する個別のテストコンタクタ１８６を含んでいる。参照によってここに含まれている「ベア半導体ダイをテストするための相互連結に基づいた自己制限シリコンの製造方法」と題されたＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５４８３７４１に記述されているような、鋭い突起部を有する浮き出したコンタクタを、テストコンタクタ１６８は含みうる。或いは、参照によってここに含まれている「バンプされた半導体構成要素と一時的に電気的な接続を成すための相互連結」と題されたＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．５９３１６８５に記述されているようにテストコンタクタ１６８は、構成されうる。
【００８３】
図１３Ａ−１３Ｇにおいて、代わりの実施例のスタックされる方法におけるステップが、スタックされたアレイ構成要素８６ＳＡ（図１３Ｅ）を形成するために示されている。前の実施例として、スタックされる方法は、複数の半導体基板５４を含む半導体ウェーハ５６（図３Ａ）上でウェーハレベルで実施されうる。或いは、スタックされる方法は、ベアダイ或いはノウングッドダイ（ＫＧＤ）のように単一化された半導体基板５４上で実施されうる。
【００８４】
はじめに、図１３Ａに示されるように、４つの半導体基板５４Ａ−５４Ｄが、スタックされたアレイ１８０を形成するために、その間のスペーサとともにスタックされる。スタックされたアレイ１８０（図１３Ａ）の最上部の基板は、ここでは、第一の外部半導体基板５４Ａとして称される。スタックされたアレイ１８０（図１３Ａ）の最下部の基板は、ここでは、第二の外部半導体基板５４Ｄとして称される。スタックされたアレイ１８０（図１３Ａ）の中間の基板５４Ｂ及び５４Ｃは、ここでは、内部半導体基板５４Ｂ及び５４Ｃとして称される。
【００８５】
スペーサ１８２（図１３Ａ）は、はんだのような金属、或いは、エポキシ或いはレジストのようなポリマーを含みうる。スペーサ１８２は、スタッドバンピング、ボールボンディング、スクリーン印刷、ドットシューティング、ノズル堆積、或いはフォトパターニングのようなプロセスを利用して、半導体基板５４Ａ−５４Ｄ上に直接的に、或いは半導体基板５４Ａ−５４Ｄ上の（示されていない）特別なパッド上に形成されうる。実例となる実施例においては、半導体基板５４Ａ―５４Ｄの角の最も近くに位置する、４つのスペーサ１８２（図１３Ｇ）がある。
【００８６】
スペーサ１８２（図１３Ａ）は、スペーサ１８２の高さと等しい間隔Ｓを有して、隣接する半導体基板５４Ａ−５４Ｄの間のスペース２１４Ａ−２１４Ｃ（図１３Ａ）を形成する。間隔Ｓの典型的な範囲は、１０μｍから１００μｍでありうる。スペース２１４Ａ−２１４Ｃ（図１３Ａ）を形成することに加えて、スペーサ１８２（図１３Ａ）は、半導体基板５４Ａ−５４Ｄを水平にして、それらが傾くのを防止もする。スペーサ１８２（図１３Ａ）は、半導体基板５４Ａ−５４Ｄがお互いに整列するのを助けもする。この後に説明されるように、スペーサ１８２（図１３Ａ）は、望ましくは幾つかの相対的な移動、或いは半導体基板５４Ａ−５４Ｄの間の左右のシフトを許容する。加えて、スペーサ１８２は、半導体基板５４Ａ−５４Ｄをお互いに移動させるためのベアリングを供給するように構成されうる。さらに、完成した構成要素８６ＳＡ（図１３Ｅ）においては、（例えば電気的な接地面を付加する、或いは漂遊磁界から基板をシールドするなど）機械的、電気的或いは磁気的な影響からの保護を供給するように構成されうる半導体基板５４Ａ−５４Ｄの間の材料を、スペーサ１８２は供給する。
【００８７】
スペーサ１８２によって作り出されるスペース２１４Ａ−２１４Ｃ（図１３Ａ）は、方法のステップの間中、維持され、完成した半導体構成要素８６ＳＡ（図１３Ａ）でも同様に維持される。この後説明されるように、ａ）隣接する半導体基板５４−５４Ｄの間の材料（例えばはんだ）の列形成を許容することによるボンディング、及びｂ）レーザビームのためのアクセスを供給することによるレーザマシーニングのような方法の他のステップの実施を、スペース２１４Ａ−２１４Ｃ（図１３Ａ）は、容易にする。さらに、完成した構成要素８６ＳＡ（図１３Ｅ）においては、スペース２１４Ａ−２１４Ｃ（図１３Ａ）は、半導体基板５４Ａ−５４Ｄを冷却、或いは暖めるため、或いは、半導体基板５４Ａ−５４Ｄの間に、アンダーフィル層のような材料、或いは熱的に伝導性のある材料を配置するための、流動体を許容する。
【００８８】
それぞれの半導体基板５４Ａ−５４Ｄ（図１３Ａ）は、半導体基板５４（図３Ａ）上の基板コンタクト５８（図３Ｃ）とスルービア７６（図３Ｃ）としてほぼ前述されたような、基板コンタクト５８Ａ−５８Ｄ（図１３Ａ）を介して形成されたスルービア７６Ａ−７６Ｄ（図１３Ａ）もまた含んでいる。加えて、基板コンタクト５８Ａ−５８Ｄ（図１３Ａ）は、集積回路６６（図３Ｃ）と電気的に連通し、ほぼ前述されたような絶縁層７８（図３Ｃ）を含みうる。
【００８９】
第一の外部半導体基板５４Ａ（図１３Ａ）は、前述されたＲＤＬコンタクト７０（図３Ｂ）のような、ＲＤＬコンタクト７０Ａ（図１３Ａ）も含んでいる。加えて、第一の外部半導体基板５４Ａ（図１３Ａ）は、ほぼ前述された導体８２（図３Ｊ）および端子コンタクト８４（図３Ｊ）のように、ＲＤＬコンタクト７０Ａ（図１３Ａ）と電気的に連通する導体８２Ａ（図１３Ａ）及び端子コンタクト８４Ａ（図１３Ａ）を含んでいる。前述されたように、導体８２Ａは、ＲＤＬコンタクト７０を形成する同一の再分配層の一部分でありうる。
【００９０】
内部半導体基板５４Ｂ及び５４Ｃ（図１３Ａ）は、第二の外部半導体基板５４Ｄと同様に、その基板コンタクト５８Ｂ−５８Ｄ（図１３Ａ）上にボンディング構成要素１８４（図１３Ａ）を含んでいる。ボンディング構成要素１８４（図１３Ａ）は、スルービア７６Ｂ−Ｄに対応する寸法および形状のスルー開口を有する円形或いは多角形のドーナツ型を含みうる。或いは、ボンディング構成要素１８４（図１３Ａ）は、単に基板コンタクト５８Ｂ−５８Ｄ上の材料のドット或いはマウンドを含みうる。ボンディング構成要素１８４は、ニッケル、ニッケル合金、はんだ合金、金、あるいは金合金のような融点の低い金属で作られうる。或いは、ボンディング構成要素１８４は、導電性のあるポリマー材料で作られうる。加えて、ボンディング構成要素１８４は、スクリーン印刷、マスクを介した堆積、リフロー或いはポリマー硬化のような、適切なプロセスを利用して形成されうる。この後説明されるように、記述されているようなヒーティングステップ及びシフティングステップに続いて、ボンディング構成要素１８４は、ボンディングされた接続１８６（図１３Ｅ）を基板コンタクト５８Ｂ−５８Ｄとワイヤ１４との間に形成する。
【００９１】
これも図１３Ａに示されるように、ボトルネックボンディングキャピラリ１２ＢＮが供給される。加えて、ほぼ前述されたワイヤフィード機構１７（図１Ａ）のように、ワイヤフィード機構１７ＢＮがボンディングキャピラリ１２ＢＮに関連して利用可能である。ワイヤフィード機構１７ＢＮは、簡潔性のために図１３Ａ−１３Ｆに示されていないクランプ１６（図１Ａ）に関連して利用可能でもある。この方法の実施例はボトルネックボンディングキャピラリ１２ＢＮに関して記述されていないが、ボンディングキャピラリ１２（図１Ａ）或いはレーザも使用されうる。
【００９２】
ボンディングキャピラリ１２ＢＮ（図１３Ａ）は、非常に細かいピッチの（例えば６５μｍより小さい）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た、前述されたボンディングキャピラリ１２（図１Ａ）のようなワイヤボンダの構成要素を含みうる。適切なボトルネックボンディングキャピラリは、カリフォルニア州、ＰｅｔａｌｕｍａのＳＰＴ（Ｓｍａｌｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｔｏｏｌｓ）によって製造される。適切なボンディングキャピラリの１つは、モールドされたスリムラインボトルネック（ＳＢＮ）キャピラリとして称されている。ペンシルバニア州、Ｗｉｌｌｏｗ  ＧｒｏｖｅのＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．もまた適切なボンディングキャピラリを製造している。
【００９３】
はじめに、図１３Ａに示されるように、半導体基板５４Ａ−５４Ｄは、スタックされたアレイ１８０を形成するために位置合わせされ、貼り付けられる。スタックされたアレイ１８０においては、スルービア７６の全ては、共通の縦軸２１６に沿ってプラスマイナス５−１０μｍの許容以内で位置合わせされる。半導体基板５４Ａ−５４Ｄの位置合わせ及びスペーサ１８２の形成は、アライナボンダ、機械的な固定及びリフローオーブンのような、この技術分野で知られている装置及び技術を利用して実現されうる。加えて、ボンディングキャピラリ１２ＢＮは、第一の外部半導体基板５４Ａにおけるビア７６Ａに位置合わせされる。
【００９４】
次に、図１３Ｂに示されるように、ワイヤ１４の終端２１８が第二の外部半導体基板５４Ｄの裏側６４Ｄから突き出るように、位置合わせされたビア７６Ａ−７６Ｄを介してワイヤ１４を通すためにワイヤフィード機構１７ＢＮを操作することによって、通しステップが実施される。或いは、ワイヤ１４のテイル長ＴＬ（図２Ａ）を形成し、続いてボンディングキャピラリ１２をｚ方向へ移動させることによって、通しステップは、ほぼ図２Ａにおいて前述されたように実施されうる。
【００９５】
次に、図１３Ｃに示されるように、ほぼ図２Ｂに示され前述されたように、ＥＦＯワンド１８がコンタクトボール９０をワイヤ１４の末端部に形成するために使用される、ボール形成ステップが実施される。
【００９６】
次に、図１３Ｄに示されるように、第二の外部半導体基板５４Ｄの裏側６４Ｄに対してコンタクトボール９０を引っ張り、ビア７６Ｄ内へコンタクトボール９０を押し込む、引っ張り及び押し込みステップが実施される。
【００９７】
これも図１３Ｄに示されるように、ボンディングされたコンタクト９２が第一の外部半導体基板５４Ａ上のＲＤＬコンタクト７０Ａ上に形成される、スティッチボンディングステップが実施される。加えて、ワイヤ１４を、ボンディングされたコンタクト９２から切断するために、ほぼ前述されたように切断ステップが実施される。完成したスルーワイヤ相互連結１０２ＳＡ（図１３Ａ）は、位置合わせされたビア７６Ａ−７６Ｄを介して通されたワイヤ１４の長さを含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２ＳＡは、第二の外部半導体構成要素５４Ｄの裏側６４Ｄ上にコンタクトボール９０を、第一の外部半導体基板５４Ａ上のＲＤＬコンタクト７０Ａ上に、ボンディングされたコンタクト９２をも含んでいる。
【００９８】
次に、図１３Ｅに示されるように、ボンディングされた接続１８６を形成するためにボンディング構成要素１８４がワイヤ１４にボンディングされる、ボンディングステップが実施される。しかしながら、ボンディングステップの前に、中間の半導体基板５４Ｂ、５４Ｃが矢印２１０、２１２で示されるように反対方向へ（或いは同一方向へ）シフトされる、シフティングステップが実施される。シフティングステップは、プッシャロッドのような、適切な機構を利用して実施されうる。シフティングステップは、ワイヤ１４が位置合わせされたビア５８Ａ−５８Ｄに接触し、ボンディング構成要素１８４に接触するように、ワイヤ１４をはさんで締め付ける。シフティングステップは、望ましくは、ビア５８Ａ−５８Ｄの位置合わせが数ミクロンだけシフトされるように行われる。例えば、合計シフトが１０μｍから３０μｍになるために、内部半導体基板５４Ｂは５μｍから１５μｍだけ右にシフトされ、内部半導体基板５４Ｃは、５μｍから１５μｍ左にシフトされうる。前述されたように、スペーサ１８２は、ベアリング表面を供給することによって、シフティングステップを容易にするように構成されうる。
【００９９】
図１３Ｆに示されるように、半導体基板５４Ａ−５４Ｄの間のスペース２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ（図１３Ａ）を介してレーザビーム２２２を向けるように構成されたレーザ２２０を利用して、ボンディングステップが実施されうる。加えて、ボンディング構成要素１８４を溶かして、リフローするため局所的な熱を供給するために、レーザビーム２２２がボンディング構成要素１８４（図１３Ｄ）、一度に一つのボンディング構成要素１８４に焦点を合わせられる。リフローされたボンディング構成要素１８４は、基板コンタクト５８Ｂ−５８Ｄとワイヤ１４との間に、ボンディングされた接続１８６を形成する。完成したスルーワイヤ相互連結１０２ＳＡ（図１３Ｅ）において、ボンディングされた接続１８６は電気的及び構造的に半導体基板５４Ａ−５４Ｄとお互いに接続する。レーザマシーニングステップを実施するための適切なレーザシステムは、アイルランド、ダブリンのＸＳＩＬ  ＬＴＤ及び、オレゴン州、ＰｏｒｔｌａｎｄのＥｌｅｃｔｒｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｃ．によって製造される。
【０１００】
図１３Ｅに示されるように、完成したスタックされたアレイ半導体構成要素８６ＳＡは、スタックされたアレイ１８０及び、半導体基板５４Ａ−５４Ｄと電気的に接続するスルーワイヤ相互連結１０２ＳＡを含んでいる。半導体基板５４Ａ−５４Ｄが半導体ダイを含んでいるならば、スタックされたアレイ半導体構成要素８６ＳＡは、ダイのスタック（ＳＯＤ）のことを言う。
【０１０１】
図１４に示されるように、スタックされたモジュール半導体構成要素８６Ｍは、スタックされたアレイ半導体構成要素８６ＳＡ及び、イメージャモジュール或いはメモリーマイクロプロセッサモジュールのようなモジュールを形成するために、支持基板１９２にマウントされたＣＰＵ構成要素１９０を含んでいる。加えて、スタックされたモジュール半導体構成要素８６Ｍの端子コンタクト８４Ａ（図１３Ｅ）は、支持基板１９２上の電極１９４へボンディングされうる。さらに、開口１９６を介して配置された任意の更なるスルーワイヤ相互連結１９８（図１４）は、スタックされたアレイ１８０上の選択されたコンタクト点へ支持基板１９２上の他の構成要素を電気的に接続するために使用されうる。
【０１０２】
図１３Ｆ及び１３Ｇに関して、サイドワイヤ相互連結１８８を含むサイドワイヤ半導体構成要素８６ＳＦを形成するために任意の更なるサイドワイヤフィード及びボンドステップが実施されうる。この場合には、サイドフィードボンディングキャピラリ１２ＳＦ及び関連するワイヤフィード機構１７ＳＦが内部半導体基板５４Ｂと５４Ｃの間のスペース２１４Ｂ内にサイドワイヤ１８８を通すために使用されうる。加えて、ボンディングされた接続１８６を形成し、サイドワイヤ１８８を、ボンディングされた接続１８６へとボンディングするために、スペース２１４Ｂを介して、レーザビーム２２２を向けるためにレーザ２２０が使用されうる。
【０１０３】
スタックされたアレイ１８０（図１３Ｆ）を９０度回転させ、サイドフィードボンディングキャピラリ１２ＳＦをスペース２１４Ｂへ位置合わせすることによって、サイドワイヤフィード及びボンドステップは実施されうる。サイドフィーディングがスペース２１４Ｂの寸法によって自身で導きうるか、或いは、パターンレジストのような位置合わせ構造がスペース２１４Ｂ内に形成されうる。他の選択として、Ｘ線造影システムのようなリアルタイム位置合わせシステムが、カテーテルを動脈を介して通す医療処置のような方法で、ワイヤ１４の経路を位置合わせするために利用されうる。他の選択として、サイドフィーディングは、ワイヤ１４がボンディング構成要素１８４（図１３Ｄ）に接触する点を感知する電気的なセンシングシステムを利用して実施されうる。他の選択として、サイドフィーディングは、ワイヤ１４をスペース２１４Ｂを介して導くよう構成されているサイドフィードボンディングキャピラリ１２ＳＦへとつけられたガイドチューブを利用して実施されうる。
【０１０４】
サイドワイヤフィード及びボンドステップの間も、レーザ２２０（図１３Ｆ）は、ボンディングされた接続１８６（図１３Ｇ）を形成するため、サイドワイヤフィードボンディングキャピラリ１２ＳＦ（図１３Ｆ）に関連して操作されうる。例えば、レーザ２２０は、サイドワイヤ１８８が溶融した材料中に押し込まれるよう、ボンディング構成要素１８４（図１３Ｄ）を溶かすために発射しうる。溶融した材料の冷却は、続いて、ボンディングされた接続１８６（図１３Ｇ）を形成する。加えて、ＵＶで硬化可能なエポキシ或いはパリレンのような硬化可能なポリマーで形成された支持層２４６は、サイドワイヤ１８８（図１３Ｇ）の移動及びワイヤスイープを防ぐためにスペース２１４Ｂ内に形成されうる。従来のアンダーフィル材は、支持層２４６を形成するために使用されうる。支持層２４６を形成するために適切な材料の一つは、前述されたＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａによって商標“ＮＯＳＷＥＥＰ”カプセル化材の下で販売されているワイヤスイープカプセル化材である。
【０１０５】
図１５Ａに示されるように、サイドワイヤ半導体構成要素８６ＳＦは、コンデンサのようなサイドマウントされた構成要素２０６、別の半導体基板、半導体パッケージ或いは冷却部を含みうる。加えて、完成したサイドフィードスルーワイヤ相互連結１０２ＳＦは、サイドマウントされた構成要素２０６にボンディングされたサイドワイヤ１８８を含んでいる。これも図１５Ａに示されるように、半導体構成要素８６Ｎは、ほぼ前述されたモジュール構成要素８６Ｍ（図１４）のような、サイドワイヤ半導体構成要素８６ＳＦ及び、支持基板２０２へマウントされたＣＰＵ構成要素１９０を含んでいる。図１５Ｂに示されるように、半導体構成要素８６Ｎは、第一のサイドワイヤ１８８及び、ＣＰＵ構成要素１９０及びワイヤ１４へとボンディングされた第二のサイドワイヤ１８８Ａを含みうる。この場合には、サイドマウントされた構成要素２０６内の開口２４８は、第二のサイドワイヤ１８８Ａをボンディングするためのレーザビーム２２２（図１３Ｆ）のアクセスを供給する。加えて、ボンディングキャピラリ１２ＳＦ（図１３Ｆ）は、図１３Ｆに示された位置から９０度回転するように構成されうる。図１５Ｃに示されるように、ＣＰＵ構成要素１９０は、ライザ基板２５０、及びライザ基板２５０へボンディングされた第二のサイドワイヤ１８８Ｂをも含みうる。ライザ基板２５０は、プリント回路基板、セラミック基板、プラスチック基板、金属基板、或いは、必要とされる構成内に導体及びワイヤボンドパッドを有する他の構成要素を含みうる。図１５Ｄに示されるように、サイドワイヤ半導体構成要素８６ＳＦはヒートシンク２５２をも含みうる。これも図１５Ｄに示されるように、サイドマウントされた構成要素２０６は、冷却ファン２５６を有する冷却部２５４を含みうる。他の選択として、サイドマウントされた構成要素２０６は、（ＮＯＲＴＨＢＲＩＤＧＥチップセット或いはＩＮＴＥＬハブアーキテクチャ（ＩＨＡ）チップセットのような）メモリバッファブリッジングデバイスへＣＰＵをハウジングする基板を含みうる。加えて、サイドマウントされた構成要素２０６は、冷却部２５４へと付けられたサイドマウント可能なＣＰＵパッケージをマウントするためのソケットを含みうる。
【０１０６】
図１６において、他の実施例のループワイヤ半導体構成要素８６ＬＷが示されている。ループワイヤ半導体構成要素８６ＬＷは、半導体基板５４、ビア７６、絶縁層７８、基板コンタクト５８、内部導体９０、集積回路６６、及び皮膜保護層６８を含んでおり、この全てはほぼ前述されたように構成されている。
【０１０７】
ループワイヤ半導体構成要素８６ＬＷ（図１６）は、ループワイヤ２２４（図１６）へとワイヤ１４をループ状にすることによって形成され、その後圧着されたバンプ２２６（図１６）を形成するため、圧着されたスルーワイヤ相互連結１０２ＬＷ（図１６）をも含んでいる。ループワイヤ２２４は、ボンディングキャピラリ１２（図２Ａ）を利用して形成され、バンプ２２６へと圧着される。加えて、ループワイヤ半導体構成要素８６ＬＷ（図１６）は、スタックされた構成要素１４６（図８）に類似したスタックされた構成要素を製造するために使用されうる。この場合には、スルーワイヤ相互連結１０２ＬＷは、隣接したループワイヤ半導体構成要素８６ＬＷの間のボンディングされた接続を成すために使用されうる。
【０１０８】
図１７において、他の実施例である有機的な基板の半導体構成要素８６ＯＳが示されている。半導体構成要素８６ＯＳは、回路基板材料、ガラスで満たされたポリマーあるいはプラスチックのような有機的な材料によって作られた有機的な基板５４ＯＳを含んでいる。この実施例においては、半導体構成要素８６ＯＳは、プリント回路基板、フレックス回路、ＴＡＢテープ、リードフレーム、ＢＯＣ半導体パッケージ、ＣＯＢ半導体パッケージ、或いはチップスケール半導体パッケージの形でありうる。
【０１０９】
半導体構成要素８６ＯＳ（図１７）は、ワイヤボンディング可能なコンタクト２３０（図１７）及びポリマー絶縁層２３４（図１７）を有する導電性のあるトレース２２８（図１７）をも含んでいる。半導体構成要素８６ＯＳ（図１７）は、ほぼ前述されたスルーワイヤ相互連結１０２（図３Ｅ）のような、有機的な基板５４ＯＳ（図１７）内のスルービア７６ＯＳ（図１７）内に形成されたスルーワイヤ相互連結１０２ＯＳ（図１７）をも含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２ＯＳ（図１７）は、有機的な基板５４ＯＳ（図１７）と接触し、また、任意で有機的な基板５４ＯＳ（図１７）上の裏側コンタクト２３２（図１７）と接触している、コンタクトボール９０ＯＳ（図１７）を含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２ＯＳは、導電性のあるトレース２２８（図１７）へボンディングされたスティッチボンド４６ＯＳ（図１７）をも含んでいる。
【０１１０】
図１８において、他の実施例であるフレックス回路半導体構成要素８６ＦＣが示されている。半導体構成要素８６ＦＣは、そこへ付けられたフレックス回路２３６を有する基板５４ＦＣを含んでいる。基板５４ＦＣは、セラミック、プラスチック、金属或いは、半導体材料を含みうる。フレックス回路２３６は、しなやかなポリマー材料（例えばポリイミドテープ）で形成された誘電体層２３８、２４０、及び、誘電体層２３８、２４０に挟まれた導電性のあるトレース２４４を含んでいる。加えて、粘着性の層２４２はフレックス回路２３６を基板５４ＦＣへと付着させる。
【０１１１】
半導体構成要素８６ＦＣ（図１８）は、ほぼ前述されたスルーワイヤ相互連結１０２（図３Ｅ）のような、基板５４ＦＳ（図１８）内のスルービア７６ＦＳ（図１８）内に形成されたスルーワイヤ相互連結１０２ＦＳ（図１８）をも含んでいる。スルーワイヤ相互連結１０２ＦＳ（図１８）は、基板５４ＦＳ（図１８）と接触しているコンタクトボール９０ＦＳ（図１８）、及び導電性のあるトレース２４４（図１８）へボンディングされたスティッチボンド４６ＦＳ（図１８）を含んでいる。半導体構成要素８６ＦＣはプローブカード或いはノウングッドダイキャリアとして構成されるテスト相互連結として使用されうる。この場合には、ワイヤ１４は、ビア７６ＦＳ内にカプセル化されうるが、前述された図１１Ａ及び１１Ｂのコンタクトボール９０のように、コンタクトボール９０ＦＳは、テスト下にあるデバイスのテストパッドと接触して自由に移動する。
【０１１２】
このように、本発明は、改良された半導体構成要素と同様に、半導体構成要素を製造するための方法およびシステムを供給する。本発明は、ある望ましい実施例に関して記述されてきたが、この技術分野において熟練した者にとって明らかなように、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から外れることなく、ある変更および改良がなされうる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１Ａ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｄ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｅ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｆ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｇ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図１Ｈ】図１Ａ−１Ｈは本発明に係る方法のうち、セットアップステップを示すシステムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ａ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｄ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｅ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｆ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｇ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｈ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｉ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｊ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｋ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図２Ｌ】図２Ａ−２Ｌは、本発明に係る方法のステップを示す、システムの構成要素の概要断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本システムの半導体ウェーハを示す、図２Ａの線３Ａ−３Ａに沿った概要平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本システムの半導体基板を示す、図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿った拡大概要平面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本半導体基板の構成要素を示す、図３Ｂの線３Ｃ−３Ｃに沿った拡大概要断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本方法の通しステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図２Ｃの線３Ｄ−３Ｄに沿った拡大概要平面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本方法のボンディングされたコンタクト形成ステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図２Ｇの線３Ｅ−３Ｅに沿った拡大概要平面図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本方法のスタッドバンプ形成ステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図２Ｋの線３Ｆ−３Ｆに沿った拡大概要平面図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、本方法の新しいサイクル前の半導体基板の構成要素を示す、図２Ｉの線３Ｇ−３Ｇに沿った拡大概要平面図である。
【図３Ｈ】図３Ｈは、本方法のスタッドバンプ形成ステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図３Ｆの線３Ｈ−３Ｈに沿った拡大概要断面図である。
【図３Ｉ】図３Ｉは、本方法の任意のワイヤカプセル化ステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図３Ｈと同様の拡大概要断面図である。
【図３Ｊ】図３Ｊは、本方法の任意の端子コンタクト形成ステップ後の半導体基板の構成要素を示す、図３Ｈと同様の拡大概要断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に係る方法を実施するためのシステムのブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明に係る方法を実施するためのシステムの他の実施例のブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａ及び５Ｂは、本発明に係る方法を実施するためのシステムの他の実施例の概要断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ及び５Ｂは、本発明に係る方法を実施するためのシステムの他の実施例の概要断面図である。
【図６】図６は、本発明に係る方法を実施するためのシステムの他の実施例の概要断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明に係る方法を実施するためのシステムの他の実施例の概要断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの線７Ｂに沿った図７Ａの拡大部分である。
【図８】図８は、本発明に従って構成された、スタックされた構成要素の概要断面図である。
【図９】図９は、本発明に従って構成された、スタックされ位置合わせされた構成要素の概要断面図である。
【図１０】図１０は、本発明に従って構成された、スタックされたダイ構成要素の概要断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａ及び１１Ｂは、本発明に従って構成された相互連結構成要素の概要断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａ及び１１Ｂは、本発明に従って構成された相互連結構成要素の概要断面図である。
【図１２】図１２は、本発明に従って構成された、コンタクタのある相互連結構成要素の概要断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｆ】図１３Ａ−１３Ｆは、本発明に係るスタック方法の他の実施例のステップを示す概要断面図である。
【図１３Ｇ】図１３Ｇは、絶縁層を切断する図１３Ｆの線１３Ｇ−１３Ｇに沿った図である。
【図１４】図１４は、本スタック方法を使用して構成されたモジュール半導体構成要素及びスタックされたアレイ半導体構成要素の概要断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａ−１５Ｄは、本スタック方法を使用して構成されたモジュール半導体構成要素及びスタックされたアレイサイド要素半導体構成要素の概要断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａ−１５Ｄは、本スタック方法を使用して構成されたモジュール半導体構成要素及びスタックされたアレイサイド要素半導体構成要素の概要断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａ−１５Ｄは、本スタック方法を使用して構成されたモジュール半導体構成要素及びスタックされたアレイサイド要素半導体構成要素の概要断面図である。
【図１５Ｄ】図１５Ａ−１５Ｄは、本スタック方法を使用して構成されたモジュール半導体構成要素及びスタックされたアレイサイド要素半導体構成要素の概要断面図である。
【図１６】図１６は、他の実施例であるループワイヤ半導体構成要素の概要断面図である。
【図１７】図１７は、他の実施例である有機的な基板の半導体構成要素の概要断面図である。
【図１８】図１８は、他の実施例であるフレックス回路半導体構成要素の概要断面図である。
【図１Ａ】
2008536311.tif 000003
【図１Ｂ】
2008536311.tif 000004
【図１Ｃ】
2008536311.tif 000005
【図１Ｄ】
2008536311.tif 000006
【図１Ｅ】
2008536311.tif 000007
【図１Ｆ】
2008536311.tif 000008
【図１Ｇ】
2008536311.tif 000009
【図１Ｈ】
2008536311.tif 000010
【図２Ａ】
2008536311.tif 000011
【図２Ｂ】
2008536311.tif 000012
【図２Ｃ】
2008536311.tif 000013
【図２Ｄ】
2008536311.tif 000014
【図２Ｅ】
2008536311.tif 000015
【図２Ｆ】
2008536311.tif 000016
【図２Ｇ】
2008536311.tif 000017
【図２Ｈ】
2008536311.tif 000018
【図２Ｉ】
2008536311.tif 000019
【図２Ｊ】
2008536311.tif 000020
【図２Ｋ】
2008536311.tif 000021
【図２Ｌ】
2008536311.tif 000022
【図３Ａ】
2008536311.tif 000023
【図３Ｂ】
2008536311.tif 000024
【図３Ｃ】
2008536311.tif 000025
【図３Ｄ】
2008536311.tif 000026
【図３Ｅ】
2008536311.tif 000027
【図３Ｆ】
2008536311.tif 000028
【図３Ｇ】
2008536311.tif 000029
【図３Ｈ】
2008536311.tif 000030
【図３Ｉ】
2008536311.tif 000031
【図３Ｊ】
2008536311.tif 000032
【図４Ａ】
2008536311.tif 000033
【図４Ｂ】
2008536311.tif 000034
【図５Ａ】
2008536311.tif 000035
【図５Ｂ】
2008536311.tif 000036
【図６】
2008536311.tif 000037
【図７Ａ】
2008536311.tif 000038
【図７Ｂ】
2008536311.tif 000039
【図８】
2008536311.tif 000040
【図９】
2008536311.tif 000041
【図１０】
2008536311.tif 000042
【図１１Ａ】
2008536311.tif 000043
【図１１Ｂ】
2008536311.tif 000044
【図１２】
2008536311.tif 000045
【図１３Ａ】
2008536311.tif 000046
【図１３Ｂ】
2008536311.tif 000047
【図１３Ｃ】
2008536311.tif 000048
【図１３Ｄ】
2008536311.tif 000049
【図１３Ｅ】
2008536311.tif 000050
【図１３Ｆ】
2008536311.tif 000051
【図１３Ｇ】
2008536311.tif 000052
【図１４】
2008536311.tif 000053
【図１５Ａ】
2008536311.tif 000054
【図１５Ｂ】
2008536311.tif 000055
【図１５Ｃ】
2008536311.tif 000056
【図１５Ｄ】
2008536311.tif 000057
【図１６】
2008536311.tif 000058
【図１７】
2008536311.tif 000059
【図１８】
2008536311.tif 000060
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月29日(2007.11.29)
【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】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側上の基板コンタクトと、前記第一の側から前記第二の側へと前記基板コンタクト及び前記基板を介して伸びるビアとを有する基板を供給し、
前記第一の側から前記第二の側へと伸びる前記ビア内のワイヤと、前記第二の側に最も近い前記ワイヤ上のコンタクトと、前記ビアから前記基板コンタクトへと伸びる前記ワイヤのループ部分と、前記ワイヤと前記基板コンタクトとの間のボンディングされたコンタクトと、を含むスルーワイヤ相互連結を前記基板上に形成する、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項２】
前記形成するステップは、前記ビアを介して前記ワイヤを通し、前記第二の側から前記ワイヤ上に前記コンタクトを形成し、前記ビアから前記基板コンタクトへと前記ワイヤをルーピングし、前記第一の側から前記ワイヤ上に前記ボンディングされたコンタクトを形成し、続いて前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断することを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項３】
前記基板は、前記基板コンタクトと電気的に連通する少なくとも一つの回路を含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項４】
前記コンタクトは、少なくとも一つの集積回路を有する半導体基板を電気的に係合させるように構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項５】
前記スルーワイヤ相互連結にボンディングされた第二のコンタクトを有する第二の基板を前記基板上にスタックすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項６】
前記スルーワイヤ相互連結にボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を有する第二の基板を前記基板上にスタックすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項７】
前記基板コンタクトと電気的に連通する端子コンタクトを前記第一の側上に形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項８】
第一の側と、前記第一の側上の基板コンタクトと、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びる、前記基板コンタクト及び前記基板を介したビアとを有する第一の基板を供給し、
前記ビア内に一部を有するワイヤと、前記第二の側に最も近い前記ビア内に押し込まれた前記ワイヤ上のコンタクトと、前記基板コンタクト上の前記ワイヤのループ部分と、前記基板コンタクト上のボンディングされたコンタクトとを含むスルーワイヤ相互連結を、前記第一の基板に供給し、
前記スルーワイヤ相互連結と、前記第二の基板上の第二のコンタクトとの間に、ボンディングされた接続を形成することによって、前記第一の半導体基板へ第二の基板をボンディングする、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項９】
前記第二のコンタクトは、前記コンタクトボールへボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結上の第二のボンディングされたコンタクトを含む、
ことを特徴とする、請求項８に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１０】
前記第一の基板及び前記第二の基板は半導体ダイ或いは半導体ウェーハを含む、
ことを特徴とする、請求項８に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１１】
第一の側と、第二の側と、前記第一の側から前記第二の側へと伸びるビアと、前記第一の側上の端子コンタクトとを有する第一の基板を供給し、
前記ビア内のワイヤと、前記第二の側に最も近い前記ビア内の前記ワイヤ上のコンタクトと、前記端子コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のボンディングされたコンタクトとを含むスルーワイヤ相互連結を、前記第一の基板上に供給し、
前記コンタクトと一時的に電気的に連通する第二の基板上のテストコンタクトへ、前記端子コンタクト及び前記スルーワイヤ相互連結を介して、テスト信号を印加することによって、前記第二の基板をテストする、
ことを含むことを特徴とする、半導体構成要素の製造方法。
【請求項１２】
前記コンタクトは、前記ビアに対して移動し、かつ、前記テストコンタクトとはボンディングされていない電気的接続を形成するよう構成されたコンタクトボールを含む、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体構成要素の製造方法。
【請求項１３】
位置合わせされたビアを有する基板のスタックを供給し、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、
前記スタックの第一の外部基板に最も近い前記ワイヤ上に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記スタックの第二の外部基板に最も近い前記ワイヤ上にコンタクトを形成し、
前記基板と前記ビア内の前記ワイヤとの間に、ボンディングされた接続を形成する、
ことを含むことを特徴とする、スタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１４】
前記選択された基板上のボンディングされた材料に向かって前記ワイヤを締め付けるため、前記ボンディングされた接続を形成するステップの間、前記スタックの選択された基板をシフトさせて、該選択された基板上のボンディング材料に対して前記ワイヤを押し付けることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１５】
前記スタック内の前記基板を離間配置するように構成されたスペーサを供給することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１６】
前記基板の間に前記ワイヤへと第二のワイヤをボンディングすることを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１７】
集積回路と、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクトと、位置合わせされたスルービアとを含む半導体基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側及び該第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板とを含むスタックを供給し、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、
前記第二の側上の前記ワイヤ上にコンタクトを形成し、
前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、
前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断する、
ことを含むことを特徴とする、スタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１８】
前記第二の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第一のボンディングされた接続を形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項１９】
前記第三の基板コンタクトと前記ワイヤ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を更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項２０】
前記ワイヤにボンディングされた隣接した基板の間にサイドワイヤを形成することを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のスタックされた半導体構成要素の製造方法。
【請求項２１】
回路側、裏側、集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び前記基板コンタクトと電気的に連通する前記回路側上のコンタクトを有する半導体基板と、
前記コンタクトと前記基板コンタクトを介する前記第二の側へのビア、前記ビア内のワイヤ、前記第二の側に最も近い前記ビア内の前記ワイヤ上のコンタクトボール、前記ワイヤと前記コンタクトとの間の前記第一の側上のボンディングされたコンタクトを含む、半導体基板上のスルーワイヤ相互連結と、
前記ボンディングされたコンタクトと電気的に連通する、前記第一の側上の端子コンタクトと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項２２】
前記ボンディングされたコンタクト上のスタッドバンプを更に含む、
ことを特徴とする、請求項２１記載の半導体構成要素。
【請求項２３】
前記ビア内の前記ワイヤをカプセル化するカプセル化材を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２１記載の半導体構成要素。
【請求項２４】
前記コンタクトボールにボンディングされた第二のスルーワイヤ相互連結を有する、前記半導体基板上の第二の半導体基板を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２１記載の半導体構成要素。
【請求項２５】
前記コンタクトボールへにボンディングされた第二のボンディングされたコンタクトとの第二のスルーワイヤ相互連結を有する、前記半導体基板上の第二の半導体基板を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２１記載の半導体構成要素。
【請求項２６】
前記スルーワイヤ相互連結と電気的に連通するエリアアレイ内の複数の端子コンタクト及び複数のスルーワイヤ相互連結を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２１記載の半導体構成要素。
【請求項２７】
集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び位置合わせされたスルービアを含む半導体基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側と前記第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板と、を含む前記スタックと、
前記位置合わせされたビアを介したワイヤと、
前記第二の側上の前記ワイヤ上のコンタクトと、
前記ワイヤと前記コンタクトとの間のボンディングされたコンタクトと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素。
【請求項２８】
前記第二の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第一のボンディングされた接続を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２７記載の半導体構成要素。
【請求項２９】
前記第三の基板コンタクトと前記ワイヤとの間に第二のボンディングされた接続を更に含む、
ことを特徴とする、請求項２７記載の半導体構成要素。
【請求項３０】
集積回路、前記集積回路と電気的に連通する基板コンタクト、及び位置合わせされたビアを含む基板のスタックであって、第一の側及び第一の基板コンタクトと電気的に連通する前記第一の側上のコンタクトを有する第一の外部基板と、第二の基板コンタクトを有する内部基板と、第二の側及び前記第二の側上の第三の基板コンタクトを有する第二の外部基板とを含む前記スタックと、
前記位置合わせされたビアを介してワイヤを通し、前記第二の側から最も近い前記ワイヤ上のコンタクトボールを形成し、前記ワイヤと前記コンタクトとの間に、ボンディングされたコンタクトを形成し、前記ワイヤを前記ボンディングされたコンタクトから切断するよう構成された少なくとも一つのボンディングキャピラリと、を含む、
ことを特徴とする、半導体構成要素製造システム。
【請求項３１】
前記基板を離間配置するように構成された複数のスペーサを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３０記載の半導体構成要素製造システム。
【請求項３２】
前記基板の間にレーザビームを向けるよう構成されたレーザを更に含む、
ことを特徴とする、請求項３０記載の半導体構成要素製造システム。
【国際調査報告】
2008536311.tif 000061