(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにスタックされる少なくとも２つ以上のパッケージユニットを含み、
前記パッケージユニットは、
半導体チップと、
前記半導体チップの内部に少なくとも１つ以上形成されたスルーシリコンビアと、
前記半導体チップの上面に、前記スルーシリコンビアの上面一側領域と接触するように形成された第１金属配線と、
前記半導体チップの下面に、前記スルーシリコンビアの下面他側領域と接触するように形成された第２金属配線と、
を含み、
前記上部に位置する上部パッケージユニットの第２金属配線は、下部に位置する下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面他側領域に接触するとともに、前記下部パッケージユニットの第１金属配線は、前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面一側領域に接触するようにスタックされ、
前記下部パッケージユニットの上面に形成された第１金属配線と前記上部パッケージユニットの下面に形成された第２金属配線とは対応する面が互いに接することを特徴とするスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項２】
前記スルーシリコンビアと第１及び第２金属配線とは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちでいずれか１つで、またはこれらのうちの少なくとも１つ以上でなされた合金で形成されることを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項３】
前記第１金属配線と前記スルーシリコンビアとは、一体的に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項４】
前記第２金属配線と第１金属配線は底辺が互いに接する半円形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項５】
前記第１及び第２金属配線は、同一の厚さで形成されることを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項６】
前記上部パッケージユニット下面の第２金属配線と前記下部パッケージユニット上面の第１金属配線とは、それぞれソルダを介して前記下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面と前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面とに物理的及び電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項７】
前記スタックされたパッケージユニットの間に充填された充填材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項８】
前記スタックされた最上部パッケージユニットの上面に形成されたキャッピング膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージ。
【請求項９】
半導体チップに少なくとも１つ以上の溝を形成する工程と、
前記溝の内部に金属膜を形成すると共に前記金属膜の上面一側領域と接触するように第１金属配線を形成する工程と、
前記金属膜の下部が露出するように前記半導体チップの後面を除去してスルーシリコンビアを形成する工程と、
前記半導体チップの下面に前記スルーシリコンビアの下面他側領域と接触するように第２金属配線を形成してパッケージユニットを形成する工程と、
前記形成された少なくとも２つ以上のパッケージユニットをスタックする工程と、を含み、
前記パッケージユニットは、上部に位置する上部パッケージユニットの第２金属配線が下部に位置する下部パッケージユニットのスルーシリコンビア上面他側領域に接触するとともに、前記下部パッケージユニットの第１金属配線が前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビア下面一側領域に接触するようにスタックされ、
前記下部パッケージユニットの上面に形成された第１金属配線と前記上部パッケージユニットの下面に形成された第２金属配線とは対応する面が互いに接するように形成されることを特徴とするスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記金属膜及び第１金属配線を形成する工程は、
前記溝の側壁に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を含んだ半導体チップ上に第１金属シード膜を形成する工程と、
前記溝の内部が充填されるように前記第１金属シード膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜及び第１金属シード膜をパターニングする工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記第２金属配線を形成する工程は、
前記スルーシリコンビアを含んだ半導体チップの下面に第２金属シード膜を形成する工程と、
前記第２金属シード膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜及び第２金属シード膜をパターニングする工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記スルーシリコンビアと第１金属配線及び第２金属配線とは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちでいずれか一つ、または、これらのうちの少なくとも１つ以上でなされた合金で形成することを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記第２金属配線と前記第１金属配線は底辺が互いに接する半円形状をなすように形成することを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２金属配線は、同一の厚さで形成することを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１５】
前記上部パッケージユニット下面の第２金属配線と前記下部パッケージユニット上面の第１金属配線とは、それぞれソルダを介して前記下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面と前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面とに物理的及び電気的に連結されることを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１６】
前記パッケージユニットをスタックする工程後、前記スタックされたパッケージユニットの間に充填材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１７】
前記パッケージユニットをスタックする工程後、前記スタックされた最上部にパッケージユニットの上面にキャッピング膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【請求項１８】
前記溝を形成する工程ないし前記パッケージユニットを形成する工程は、ウェハーレベルで実施されることを特徴とする請求項９に記載のスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスタックパッケージに関し、より詳細には、軽量かつ小形で電気的連結が優秀なスルーシリコンビアスタックパッケージ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積素子に対するパッケージング技術は小型化及び高容量化に対する要求によって持続的に発展しており、最近には小型化及び高容量化と実装効率性を満足させることができるスタックパッケージ（Stack package）に対する多様な技術が開発されている。
【０００３】
半導体産業で言う“スタック”とは、少なくとも２個以上の半導体チップまたはパッケージを垂直に積み上げる技術であり、メモリー素子の場合、半導体集積工程で具現可能なメモリー容量より大きいメモリー容量を有する製品を具現することができ、実装面積使用の効率性を高めることができる。
【０００４】
スタックパッケージは製造技術によって個別半導体チップをスタックした後、一度にスタックされた半導体チップをパッケージングする方法と、パッケージングされた個別半導体チップをスタックして形成する方法で分類することができ、前記スタックパッケージは金属ワイヤまたはスルーシリコンビアなどを通じて電気的に連結される。
【０００５】
図１は、従来の金属ワイヤを利用したスタックパッケージを示す断面図である。
図１に示すように、金属ワイヤを利用したスタックパッケージ１００は少なくとも２個以上の半導体チップ１１０が基板１３０上に接着剤１１４を介してスタックされ、前記各チップ１１０と基板１３０が金属ワイヤ１１６を通じて電気的に連結される。
【０００６】
図１で、未説明の参照符号１１２はボンディングパッドを、１３２は接続パッドを、１３４はボールランドを、１４０はソルダボールを、１７０は封止剤をそれぞれ示す。
【０００７】
しかし、従来の金属ワイヤを利用したスタックパッケージは金属ワイヤを通じて電気的な信号交換が行われるので速度が遅くて、多くの数のワイヤが使用されて各チップに電気的特性劣化が発生する。また、金属ワイヤを形成するために基板に追加面積が要求されてパッケージの大きさが増加して、各チップのボンディングパッドにワイヤボンディングをするためのギャップ（Gap）が要求されるのでパッケージの全体高さが高くなる。
【０００８】
これに、金属ワイヤを利用したスタックパッケージでの問題を克服すると共に、スタックパッケージの電気的な特性劣化防止及び小型化が可能になるようにスルーシリコンビア（Through silicon via：ＴＳＶ）を利用したスタックパッケージ構造が提案された。
【０００９】
図２は、従来のスルーシリコンビアを利用したスタックパッケージを示す断面図である。
【００１０】
図２に示すように、スルーシリコンビアを利用したスタックパッケージ２００は基板２３０上に、内部にスルーシリコンビア２１６が形成された半導体チップ２１０が前記各スルーシリコンビア２１６が対応するようにスタックされる。
【００１１】
図２で、未説明の参照符号２１２は絶縁膜を、２１４は金属シード膜を、２３２は接続パッドを、２３４はボールランドを、２４０はソルダボールをそれぞれ示す。
【００１２】
前記スルーシリコンビアを利用したスタックパッケージは電気的な連結がスルーシリコンビアを通じて行われることで電気的な劣化が防止されて半導体チップの動作速度を向上することができ、小型化が可能である。
【００１３】
しかし、スルーシリコンビアを利用したスタックパッケージの場合、スタックされる半導体チップが各半導体チップの上部で小さな表面積で突き出された形象のスルーシリコンビアによって電気的に連結されるからスタックされる半導体チップのスルーシリコンビアの間に正確な整列が難しい。そして、突き出された形象のスルーシリコンビアと金属配線が積層される形態で形成されてパッケージの厚さが増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、軽量かつ小形で電気的連結が優秀なスルーシリコンビアスタックパッケージ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一実施形態において、スルーシリコンビアスタックパッケージは、互いにスタックされる少なくとも２つ以上のパッケージユニットを含み、前記パッケージユニットは、半導体チップと、該半導体チップの内部に少なくとも１つ以上形成されたスルーシリコンビアと、前記半導体チップの上面に、前記スルーシリコンビアの上面一側領域と接触するように形成された第１金属配線と、前記半導体チップの下面に、前記スルーシリコンビアの下面他側領域と接触するように形成された第２金属配線と、を含み、前記上部に位置する上部パッケージユニットの第２金属配線は、下部に位置する下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面他側領域に接触するとともに、前記下部パッケージユニットの第１金属配線は、前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面一側領域に接触するようにスタックされ、前記下部パッケージユニットの上面に形成された第１金属配線と前記上部パッケージユニットの下面に形成された第２金属配線とは対応する面が互いに接することを特徴とする。
【００１６】
前記スルーシリコンビアと第１及び第２金属配線とは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちでいずれか一つで、またはこれらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成される。
【００１７】
前記第１金属配線と前記スルーシリコンビアとは、一体的に形成される。
【００１８】
前記第２金属配線と第１金属配線は、底辺が互いに接する半円形状をなす。
前記第１及び第２金属配線は、同一の厚さで形成される。
【００１９】
前記上部パッケージユニット下面の第２金属配線と前記下部パッケージユニット上面の第１金属配線とは、それぞれソルダを介して前記下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面と前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面とに物理的及び電気的に連結される。
【００２０】
前記スタックされたパッケージユニットの間に充填された充填材をさらに含む。
前記スタックされた最上部パッケージユニットの上面に形成されたキャッピング膜をさらに含む。
【００２１】
他の実施形態で、スルーシリコンビアスタックパッケージのｓ製造方法は、半導体チップに少なくとも１つ以上の溝を形成する工程と、前記溝の内部に金属膜を形成すると共に前記金属膜の上面一側領域と接触するように第１金属配線を形成する工程と、前記金属膜の下部が露出するように前記半導体チップの後面を除去してスルーシリコンビアを形成する工程と、前記半導体チップの下面に前記スルーシリコンビアの下面他側領域と接触するように第２金属配線を形成してパッケージユニットを形成する工程と、前記形成された少なくとも２つ以上のパッケージユニットをスタックする工程と、を含み、前記パッケージユニットは、上部に位置する上部パッケージユニットの第２金属配線が下部に位置する下部パッケージユニットのスルーシリコンビア上面他側領域に接触するとともに、前記下部パッケージユニットの第１金属配線が前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビア下面一側領域に接触するようにスタックされ、前記下部パッケージユニットの上面に形成された第１金属配線と前記上部パッケージユニットの下面に形成された第２金属配線とは対応する面が互いに接するように形成されることを特徴とする。
【００２２】
前記金属膜及び第１金属配線を形成する工程は、前記溝の側壁に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を含んだ半導体チップ上に第１金属シード膜を形成する工程と、前記溝の内部が充填されるように前記第１金属シード膜上に金属膜を形成する工程と、及び前記金属膜及び第１金属シード膜をパターニングする工程と、を含む。
【００２３】
前記第２金属配線を形成する工程は、前記スルーシリコンビアを含んだ半導体チップの下面に第２金属シード膜を形成する工程と、前記第２金属シード膜上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜及び第２金属シード膜をパターニングする工程と、を含む。
【００２４】
前記スルーシリコンビアと第１金属配線及び第２金属配線とは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちでいずれか一つ、または、これらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成する。
【００２６】
前記第２金属配線と第１金属配線は底辺が互いに接する半円形状をなすように形成する。
【００２７】
前記第１及び第２金属配線は同一の厚さで形成する。
前記上部パッケージユニット下面の第２金属配線と前記下部パッケージユニット上面の第１金属配線とは、それぞれソルダを介して前記下部パッケージユニットのスルーシリコンビアの上面と前記上部パッケージユニットのスルーシリコンビアの下面とに物理的及び電気的に連結されるようにする。
【００２８】
前記パッケージユニットをスタックする工程後、前記スタックされたパッケージユニットの間に充填材を充填する工程をさらに含む。
【００２９】
前記パッケージユニットをスタックする工程後、前記スタックされた最上部パッケージユニットの上面にキャッピング膜を形成する工程をさらに含む。
【００３０】
前記溝を形成する工程ないし前記パッケージユニットを形成する工程はウェハーレベルで実施される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、面接触による方法でスルーシリコンビアスタックパッケージを形成することで、スタックされる各パッケージユニットの間に誤整列なしに正確にスタックパッケージを形成することができ、電気的連結のための接触面の高さが減ってスタックパッケージの厚さを減少させることができる。
【００３２】
また、本発明では、スタックされる半導体チップの間の接触面積が小さく、突出するスルーシリコンビアによる点接触の代わりに金属配線による面接触で電気的連結をなすことで優れた電気的連結が可能になって製造歩留まりを増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明は、小さな面積で突出した形態を有するスルーシリコンビアを形成していくつかの半導体チップを積層する過程で発生する誤整列とパッケージの高さ増加問題を解決する。
【００３４】
言い換えると、本発明はスタックパッケージを形成するために、各半導体チップにスルーシリコンビアを形成して、前記スルーシリコンビアの上下部面と接触するようにそれぞれ一側及び他側に、すなわち、反対方向に金属配線を形成する。そして、上述した構造を有する半導体チップをスタックして上部に位置する半導体チップの下部スルーシリコンビアの他側に、下部に位置する半導体チップの上部に形成された金属配線を付着する方式でスルーシリコンビアスタックパッケージを形成する。
【００３５】
したがって、本発明ではスタックされる各半導体チップの間に誤整列なしに正確にスタックパッケージを形成することができ、電気的連結のための接触面の高さが減ってスタックパッケージの厚さを減少させることができる。また、本発明ではスタックされる半導体チップの間の接触面積は小さく、突出するスルーシリコンビアによる点接触の代わりに金属配線による面接触で電気的連結をなすことで、優れた電気的連結が可能になって製造歩留まりを増加させることができる。
【００３６】
以下では本発明の実施形態によるスルーシリコンビアスタックパッケージを詳しく説明する。
【００３７】
図３は、本発明の実施形態によるスルーシリコンビアスタックパッケージを示す断面図である。
【００３８】
図３に示すように、本発明によるスルーシリコンビアスタックパッケージ３００は基板３３０上にスルーシリコンビア３１６及び金属配線３１８、３２０が具備された少なくとも２つ以上のパッケージユニット３６０がスタックされて形成される。
【００３９】
前記パッケージユニット３６０は、半導体チップ３１０の内部に少なくとも１つ以上のスルーシリコンビア３１６が形成されており、前記半導体チップ３１０の上面に前記スルーシリコンビア３１６の上面一側領域と接触するように第１金属配線３１８が形成され、前記半導体チップ３１０の下面に前記スルーシリコンビア３１６の下面他側領域と接触するように第２金属配線３２０が形成されている。
【００４０】
前記第１及び第２金属配線３１８、３２０は多様な形態で形成され、好ましくは、互いに反対方向に向く半円形状をなすパッドの形態、すなわち、相互の底辺が向かい合う形態で半導体チップ３１０の上面及び下面に形成され、スタックパッケージを形成するために同一な高さで形成されている。
【００４１】
前記パッケージユニット３６０は上部に位置するパッケージユニット３６０の下面に形成された第２金属配線３２０と下部に位置するパッケージユニット３６０の上面に形成された第１金属配線３１８がそれぞれ下部及び上部パッケージユニット３６０のスルーシリコンビア３１６上部及び下部に接触するようにスタックされてソルダ（図示せず）を媒介してスルーシリコンビアスタックパッケージを形成する。よって、各パッケージユニット３６０に形成された第１及び第２金属配線３１８、３２０はスタック時、相互重ならないように、すなわち、スタックパッケージの形成時、第１及び第２金属配線３１８、３２０は前記上部及び下部のパッケージユニット３６０に具備された各スルーシリコンビア３１６に付着する時に円形の形態をなすように形成される。
【００４２】
前記パッケージユニット３６０のスルーシリコンビア３１６と第１金属配線３１８はメッキ工程によって一体的に形成され、前記スルーシリコンビア３１６及び第１金属配線３１８と第２金属配線３２０の下部には金属シード膜３１４、３１４ａが具備されて、前記スルーシリコンビア３１６を囲む金属シード膜３１４、３１４ａの側壁には絶縁膜３１２が形成されている。
【００４３】
前記第１及び第２金属配線３１８、３２０と金属シード膜３１４、３１４ａは銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか１つで、またはこれらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成される。
【００４４】
前記スタックされたパッケージユニット３６０を外部と電気的に連結するために、前記スタックされたパッケージユニット３６０は上面に多数の接続パッド３３２を具備し、下面に外部接続端子、例えば、ソルダボール３４０が付着するボールランド３３４が具備された基板３３０上に実装される。この時、スタックされた最下部パッケージユニット３６０の第２金属配線３２０は前記基板３３０の接続パッド３３２とソルダを媒介して電気的に連結される。
【００４５】
前記スタックされたパッケージユニット３６０を外部環境から保護するために、スタックされたパッケージユニット３６０の間及び前記スタックされた最下部パッケージユニットと基板３３０との間にはそれぞれ第１充填材３５２、第２充填材３５４が形成されて、スタックされた最上部パッケージユニット上にはキャッピング膜３５０が形成される。前記第１及び第２充填材３５２、３５４は非導電性ペースト（Non conductive paste）または非導電性フィルム（Non conductive film）が使用されて、これは前記パッケージユニット３６０の間及びスタックされた最下部パッケージユニットと基板との間を物理的に付着する役割もする。
【００４６】
一方、図示しなかったが、前記第１及び第２金属配線が同一の方向、すなわち、一方向に形成されたパッケージユニットを設けて、これとスタックされるパッケージユニットには反対方向に形成されると共に第１及び第２金属配線が同一の方向に形成されたパッケージユニットをスタックしてスルーシリコンビアスタックパッケージを形成することができる。
【００４７】
このように、本発明によるスルーシリコンビアスタックパッケージは面接触による各パッケージユニットをスタックして形成することで、各パッケージユニットの間に誤整列なしに正確にスタックパッケージを形成することができ、電気的連結のための接触面の高さが減ってスタックパッケージの厚さを減少させることができる。
【００４８】
また、スタックされる半導体チップの間の接触面積が小さく、突出するスルーシリコンビアによる点接触の代わりに金属配線による面接触で電気的連結をなすことで優れた電気的な連結が可能になって製造歩留まりを増加させることができる。
【００４９】
図４Ａ〜図４Ｆは、本発明の実施形態によるスルーシリコンビアスタックパッケージの製造方法を説明するために示す工程別断面図である。
【００５０】
図４Ａを参照すると、製造工程が完了した多数の半導体チップでなされたウェハー３１０ａに前記ウェハー３１０ａが貫通しない深さで多数の溝Ｔを形成する。
【００５１】
図４Ｂを参照すると、前記溝Ｔの表面を含んだ前記ウェハー３１０ａの上面に絶縁膜を形成した後、エッチバック工程を実施して前記溝Ｔの側壁に絶縁膜３１２を残留させる。
【００５２】
図４Ｃを参照すると、前記側壁に絶縁膜３１２が形成された溝Ｔの側壁を含んでウェハー３１０ａ上に第１金属シード膜３１４を形成する。前記第１金属シード膜３１４は公知された技術を利用して銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか１つで、またはこれらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成される。
【００５３】
図４Ｄを参照すると、前記第１金属シード膜３１４が形成されたウェハー３１０ａ上にメッキ工程を実施して前記溝Ｔの内部が充填されるように金属膜を形成する。前記パターニング工程を実施して前記金属膜及び第１金属シード膜３１４を除去して前記各半導体チップ３１０の内部にスルーシリコンビア３１６及び前記スルーシリコンビア３１６の上部一側面と連結されるように半円形態の第１金属配線３１８を形成する。前記第１金属配線３１８は銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちいずれか１つで、またはこれらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成される。
【００５４】
前記金属膜のパターニングの前に前記ウェハー上の金属膜にエッチバック工程を実施してスタックパッケージを形成するために要求される厚さで金属膜の高さを低めた後、パターニング工程を実施して第１金属配線３１８を形成することができる。
【００５５】
図４Ｅを参照すると、前記ウェハー下面でグラインディング（Grinding）工程を実施して前記ウェハー３１０ａの下面で前記スルーシリコンビア３１６の下面を露出させる。前記露出するスルーシリコンビア３１６の下面は前記ウェハー３１０ａ下面と面一となるようにグラインディングを実施する。前記ウェハー３１０ａの下面全体に第２金属シード膜３１４ａを形成し、前記第２金属シード膜３１４ａ上にメッキ工程を実施して金属膜を形成した後、パターニング工程を実施して前記スルーシリコンビア３１６の下部他側面と連結される第２金属配線３２０を形成して多数のパッケージユニット３６０を完成する。
【００５６】
前記第２金属配線３２０は第１金属配線３１８と反対方向に向く半円の形態で形成されて、前記第２金属配線３２０は第１金属配線３１８と半円の底面が向かい合う形態で形成される。前記第２金属シード膜３１４ａ及び第２金属配線３１８は銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうちでいずれか１つで、またはこれらのうちで少なくとも１つ以上でなされた合金で形成される。
【００５７】
図４Ｆを参照すると、前記スルーシリコンビア３１６と第１及び第２金属配線３１８、３２０が形成された半導体チップ３１０を具備した少なくとも２つ以上のウェハー３１０ａをスタックする。前記ウェハー３１０ａのスタックは上部パッケージユニット３６０の下部第２金属配線３２０が下部パッケージユニット３６０のスルーシリコンビア３１６に付着すると共に、下部パッケージユニット３６０の上部第１金属配線３１８が上部パッケージユニット３６０のスルーシリコンビア３１６に付着する方式でなされる。前記第１及び第２金属配線３１８、３２０と各パッケージユニット３６０のスルーシリコンビア３１６の間はソルダ（図示せず）によって電気的に付着する。
【００５８】
前記第１及び第２金属配線３１８、３２０が付着した領域を除いた各ウェハー３１０ａの間には各ウェハー３１０ａを保護及び物理的な付着のために非導電性ペースト（Non   conductive paste：ＮＣＰ）または非導電性フィルム（Non conductive film）でなされた第１充填材３５２が充填される。引き継いで、前記スタックされた最上部パッケージユニット３６０上には電気的絶縁のためにキャッピング膜３５０を形成する。
【００５９】
図４Ｇを参照すると、前記スタックされたパッケージユニット３６０をチップレベルで分離した後、上面に接続パッド３３２と下面にボールランド３３４を具備した基板３３０上にチップレベルのスタックされたパッケージユニット３６０らを実装する。前記スタックされた最下部パッケージユニット３６０の第２金属配線３２０は前記基板３３０の接続パッド３３２に対応してソルダ（図示せず）を媒介して付着して、前記スタックされた最下部パッケージユニット３６０と基板３３０の間にはジョイント部の信頼性向上のために非導電性ペースト（Non conductive paste：ＮＣＰ）または非導電性フィルム（Non     conductive film）でなされた第２充填材３５４が充填される。前記基板３３０のボールランド３３４に外部接続端子としてソルダボール３４０を付着する。
【００６０】
図５は、本発明の他の実施形態によるスタックパッケージを示す断面図である。
図５に示すように、本発明の他の実施形態によるスタックパッケージ４００は、上述した図３のようにパッケージユニット４６０をスタックするが、前記第１充填材、第２充填材及びキャッピング膜の代わりに、スタックされた少なくとも２つ以上のパッケージユニット４６０の間、スタックされた最下部パッケージユニット４６０と基板４３０との間、及びスタックされた最上部パッケージユニット上部を含んで前記基板４３０上面を覆うように封止部４７０が形成される。
【００６１】
言い替えると、本発明の他の実施例によるスタックパッケージは、上述した図４Ａ〜図４Ｅの第１充填材及びキャッピング膜の形成前までと同一な方法でパッケージユニット４６０をスタックして、前記基板４３０上に前記スタックされたパッケージユニット４６０を付着する。その後、電気的絶縁及びジョイント部の信頼性向上のために前記スタックされたパッケージユニット４６０の間、スタックされた最上部パッケージユニット４６０、及び最下部パッケージユニット４６０と基板４３０との間を含んで前記基板４３０の上面を覆うように封止部４７０を形成して製造する。
【００６２】
併せて、図示しなかったが、本発明は上述した図３または図５でのスタックパッケージと同一な構造を有するようにパッケージユニットをスタックするが、外部との電気的連結のために基板を使わないで、スタックされた最下部半導体チップの下部に再配列層を形成した後、前記再配列層に外部接続端子を付着する方法でスタックパッケージを形成してスタックパッケージを構成することができる。
【００６３】
以上でのように、本発明は面接触による方法でスルーシリコンビアスタックパッケージを形成することで、スタックされる各パッケージユニットの間に誤整列なしに正確にスタックパッケージを形成することができ、電気的連結のための接触面の高さが減ってスタックパッケージの厚さを減少させることができる。
【００６４】
また、スタックされる半導体チップの間に小さな面積は突き出されたスルーシリコンビアによる点接触の代わりに金属配線による面接触で電気的連結をなすことで優れた電気的連結が可能になって製造歩留まりを増加させることができる。
【００６５】
以上、ここでは本発明を特定実施例に関して図示して説明したが、本発明がそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に開示されたような本発明の精神および分野を逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変形することができるということを当業者は容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の金属ワイヤを利用したスタックパッケージを示す断面図である。
【図２】従来のスルーシリコンビアを利用したスタックパッケージを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｅ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｆ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図４Ｇ】本発明の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを説明するために示す工程別断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に従うスルーシリコンビアスタックパッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
３００，４００  スルーシリコンビアスタックパッケージ
３１０  半導体チップ
３１０ａ  ウェハー
３１２  絶縁膜
３１４，３１４ａ  金属シード膜
３１６  スルーシリコンビア
３１８  第１金属配線
３２０  第２金属配線
３３０，４３０  基板
３３２  接続パッド
３３４  ボールランド
３５０  キャッピング膜
３５２  第１充填材
３５４  第２充填材
３６０，４６０  パッケージユニット
４７０  封止部
Ｔ  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
0005118942.tif 000005
【図４Ｂ】
0005118942.tif 000006
【図４Ｃ】
0005118942.tif 000007
【図４Ｄ】
0005118942.tif 000008
【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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