(57)【要約】【課題】複数個のウエハーレベルパッケージを積層して、データ保存容量およびデータ処理速度を向上させる製造方法を提供する。【解決手段】ボンディングパッド２２４を有する半導体チップ２２０と、半導体チップ２２０の外郭を覆って、ボンディングパッド２２４を露出する第１絶縁膜パターン２３０と、第１絶縁膜パターン２３０上に配置され、各ボンディングパッドから半導体チップ２２０の外部まで延び、半導体チップ２２０の外部から第１絶縁膜パターン２３０を貫く連結パターン２４６を有する再配線パターン２４０と、第１絶縁膜パターン２３０上に配置され、再配線パターン２４０の一部を露出する開口を有する第２絶縁膜パターン２５０とを含む。【選択図】図４
2012256951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングパッドを有する半導体チップと、
前記半導体チップの外郭を覆って、前記ボンディングパッドを露出する第１絶縁膜パターンと、
前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記各ボンディングパッドから前記半導体チップの外部まで延び、前記半導体チップの外部から前記第１絶縁膜パターンを貫く連結パターンを有する再配線パターンと、
前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記再配線パターンの一部を露出する開口を有する第２絶縁膜パターンとを含むことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記再配線パターンおよび前記連結パターンは一体に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記再配線パターンおよび前記連結パターンはメッキ層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記再配線パターンと連結された前記連結パターンは前記第１絶縁膜パターンから突出することを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記半導体チップと向き合う前記第２絶縁膜パターンに形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記開口によって、露出した前記再配線パターン上にはソルダボールが配置されることを特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記連結パターンと対応する前記第２絶縁膜パターンに形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記連結パターンと対応する前記第２絶縁膜パターンに形成された第１開口および前記半導体チップと向き合う前記第２絶縁膜パターンに形成された第２開口を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ、これを有する積層ウエハーレベルパッケージおよび積層ウエハーレベルパッケージの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、膨大なデータを保存および短時間に貯蔵されたデータを処理できる半導体チップおよび半導体チップを有する半導体パッケージが開発されている。
【０００３】
半導体パッケージはトランジスター、抵抗、キャパシタなどのような素子をウエハー上に集積して、半導体チップを形成する半導体チップ製造工程、および半導体チップをウエハーから個別化して、外部回路基板などと電気的に接続し、および脆弱な半導体チップを、外部から印加された衝撃および、または振動から保護するためにパッケージングするパッケージ工程によって、製造される。
【０００４】
最近、パッケージ工程の技術開発によって、半導体チップのサイズの１００％乃至１０５％に過ぎないウエハーレベルパッケージおよび複数個の半導体チップまたは複数個の半導体パッケージを積層した積層型半導体パッケージが開発されている。
【０００５】
ウエハーレベルパッケージは、より小さい体積および重量を有するだけではなく高速にデータを処理できる長所を有する。
【０００６】
一般に、ウエハーレベルパッケージは半導体チップのボンディングパッドと連結する再配線パターンを有して、再配線パターンの一部を露出する開口を有する絶縁膜を含む。絶縁膜の開口を通して、露出された再配線パターンにはソルダボールなどがアタッチされる。
【０００７】
最近、ウエハーレベルパッケージのデータ保存容量およびデータ処理速度を向上させるためにウエハーレベルパッケージを複数個積層した“積層型ウエハーレベルパッケージ”を実現するための研究が進められているが、ウエハーレベルパッケージの一側面に再配線パターンおよび再配線パターンにアタッチされたソルダボールによって、複数個のウエハーレベルパッケージを積層する不可能な問題点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複数個のウエハーレベルパッケージを積層して、データ保存容量およびデータ処理速度を向上させるのに適した半導体パッケージを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、前記半導体パッケージを有する積層ウエハーレベルパッケージを提供することである。
【００１０】
さらにまた、本発明の他の目的は、前記積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
参考例の半導体パッケージは、チップ領域および前記チップ領域の周辺に配置された周辺領域を有するベース基板と、前記チップ領域上に配置され、ボンディングパッドを有する半導体チップと、前記チップ領域および前記周辺領域を覆って、前記ボンディングパッドを露出する第１絶縁膜パターンと、前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記各ボンディングパッドから前記周辺領域まで延びる再配線パターンと、前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記周辺領域に配置された前記各再配線パターンの一部を開口する第２絶縁膜パターンとを含む。
【００１２】
参考例の半導体パッケージの前記再配線パターンはメッキ層である。
参考例の半導体パッケージは前記第１絶縁膜パターンと前記再配線パターンとの間に介された金属シードパターンを含む。
【００１３】
参考例の半導体パッケージの前記ベース基板はダミーウエハーである。
本発明による半導体パッケージは、ボンディングパッドを有する半導体チップと、前記半導体チップの外郭を覆って、前記ボンディングパッドを露出する第１絶縁膜パターンと、前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記各ボンディングパッドから前記半導体チップの外部まで延び、前記半導体チップの外部から前記第１絶縁膜パターンを貫く連結パターンを有する再配線パターンと、前記第１絶縁膜パターン上に配置され、前記再配線パターンの一部を露出する開口を有する第２絶縁膜パターンとを含む。
【００１４】
半導体パッケージの前記再配線パターンおよび前記連結パターンは一体に形成される。半導体パッケージの前記再配線パターンおよび前記連結パターンはメッキ層である。
【００１５】
半導体パッケージの前記再配線パターンと連結された前記連結パターンは前記第１絶縁膜パターンから突出する。
【００１６】
半導体パッケージの前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記半導体チップと向き合う前記第２絶縁膜パターンに形成される。
【００１７】
半導体パッケージの前記開口によって、露出した前記再配線パターン上にはソルダボールが配置される。
【００１８】
半導体パッケージの前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記連結パターンと対応する前記第２絶縁膜パターンに形成される。
【００１９】
半導体パッケージの前記第２絶縁膜パターンの前記開口は前記連結パターンと対応する前記第２絶縁膜パターンに形成された第１開口および前記半導体チップと向き合う前記第２絶縁膜パターンに形成された第２開口を含む。
【００２０】
参考例の積層ウエハーレベルパッケージは、チップ領域および前記チップ領域の周辺に配置された周辺領域を有するベース基板と、前記チップ領域に配置され、第１ボンディングパッドを有する第１半導体チップと、前記チップ領域および周辺領域を覆って、前記第１ボンディングパッドを露出する第１絶縁膜パターンと、前記各第１ボンディングパッドから前記周辺領域まで延びる第１再配線パターンと、前記第１再配線パターン上に配置され、前記周辺領域に配置された前記各第１再配線パターンの一部を開口する第２絶縁膜パターンと、前記第２絶縁膜パターンの前記チップ領域に配置され、第２ボンディングを有する第２半導体チップと、前記チップおよび周辺領域を覆って、前記第２ボンディングパッドを露出および前記周辺領域に配置された前記第１再配線パターンの一部を露出する貫通孔を有する第３絶縁膜パターンと、前記第２ボンディングパッドと連結され、前記貫通孔を通して、前記第１再配線パターンと電気的に連結する連結パターンを含む第２再配線パターンと、前記第２再配線パターンを覆って前記第２再配線パターンの一部を露出する開口を含む第４絶縁膜パターンとを含む。
【００２１】
参考例の前記ベース基板はダミーウエハーである。
参考例の前記第４絶縁膜パターンの前記開口は前記第２再配線パターンの一部を露出して、前記開口にはソルダボールが配置される。
【００２２】
参考例の前記第４絶縁膜パターンの前記開口は前記周辺領域に配置された前記連結パターンと対応する部分を露出する。
【００２３】
参考例の前記第４絶縁膜パターンの前記開口は前記第２再配線パターンの一部を露出する第１開口および前記周辺領域に配置された前記第２再配線パターンの一部を露出する第２開口を含む。
【００２４】
参考例の前記第１および前記第２半導体チップは互いに異なるサイズを有する。
参考例の積層ウエハーレベルパッケージの製造方法は、チップ領域および前記チップ領域周辺に配置された周辺領域を有するベース基板の前記チップ領域に第１ボンディングパッドを有する第１半導体チップを配置する段階と、前記チップ領域および前記周辺領域を覆って、前記第１ボンディングパッドを露出する第１絶縁膜パターンを形成する段階と、前記各第１ボンディングパッドから前記周辺領域まで延びる第１再配線パターンを形成する段階と、前記周辺領域に配置された前記各第１再配線パターンの一部を開口する第２絶縁膜パターンを前記第１絶縁膜上に形成する段階、前記チップ領域に第２ボンディングパッドを有する第２半導体チップを前記第２絶縁膜パターン上に形成する段階と、前記チップおよび周辺領域を覆って、前記第２ボンディングパッドを露出および前記周辺領域に配置された前記第１再配線パターンの一部を露出する貫通孔を有する第３絶縁膜パターンを前記第２絶縁膜パターン上に形成する段階と、前記第２ボンディングパッドと連結され、前記貫通孔を通して、前記第１再配線パターンと電気的に連結する連結パターンを有する第２再配線パターンを前記第３絶縁膜パターン上に形成する段階と、前記第２再配線パターンを覆って前記第２再配線パターンの一部を露出する開口を含む第４絶縁膜パターンを前記第３絶縁膜パターン上に形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ウエハーレベルパッケージの構造を改善して、少なくとも２個のウエハーレベルパッケージを積層して、データ保存容量およびデータ処理速度を向上させることができる積層ウエハーレベルパッケージを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の参考例とする一実施形態による半導体パッケージを示した平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による半導体パッケージの平面図である。
【図４】図３のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による半導体パッケージを示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による半導体パッケージを示した断面図である。
【図７】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージを示した断面図である。
【図８】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図９】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１０】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１１】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１２】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１３】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１４】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１５】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【図１６】本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本発明の参考例とする一実施形態による半導体パッケージを示した平面図である。図２は図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【００２８】
図１および図２に示された半導体パッケージ１００はウエハーレベルパッケージとして“積層型ウエハーレベルパッケージ”を実現することに適した構造を有する。
【００２９】
図１および図２を参照すれば、半導体パッケージ１００はベース基板１１０、半導体チップ１２０、第１絶縁膜パターン１３０、再配線パターン１４０および第２絶縁膜パターン１５０を含む。
【００３０】
ベース基板１１０は、例えば、ベアウエハー（ｂａｒｅ  ｗａｆｅｒ）でありうる。これと異なって、ベース基板１１０は合成樹脂基板または印刷回路基板などを含む。
【００３１】
ベース基板１１０は、例えば、直六面体形状を有する。直六面体形状を有するベース基板１１０はチップ領域（ｃｈｉｐ  ｒｅｇｉｏｎ、ＣＲ）および周辺領域（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｒｅｇｉｏｎ、ＰＲ）を含む。
【００３２】
チップ領域（ＣＲ）はベース基板１１０の中央に形成され、周辺領域（ＰＲ）はチップ領域（ＣＲ）の周辺に形成される。
【００３３】
半導体チップ１２０はベース基板１１０のチップ領域（ＣＲ）上に配置される。半導体チップ１２０は半導体チップ本体１２２、データ貯蔵部（図示せず）、データ処理部（図示せず）、ボンディングパッド１２４および保護膜パターン１２６を含む。これに加えて、半導体チップ１２０はヒューズボックス１２８を含む。
【００３４】
半導体チップ本体１２２は、例えば、直六面体形状を有して、半導体チップ本体１２２にはデータ貯蔵部、データ処理部、ボンディングパッド１２４および保護膜パターン１２６が配置される。
【００３５】
データ貯蔵部はデータを貯蔵する役割を果たして、データ処理部はデータを演算する役割を果たす。
【００３６】
ボンディングパッド１２４は半導体チップ本体１２２の上面上に配置され、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結される。ボンディングパッド１２４は、例えば、半導体チップ本体１２２の上面中央に配置される。
【００３７】
保護膜パターン１２６は半導体チップ本体１２２の上面上に配置され、保護膜パターン１２６はボンディングパッド１２４を露出する開口を有する。保護膜パターン１２６は酸化物または窒化物を含む。
【００３８】
ヒューズボックス１２８はデータ貯蔵部でデータを貯蔵するトランジスターおよびキャパシタのような素子をリペアする複数個のヒューズ（図示せず）を含む。
【００３９】
第１絶縁膜パターン１３０はチップ領域（ＣＲ）だけではなく周辺領域（ＰＲ）も覆い、第１絶縁膜パターン１３０は半導体チップ本体１２２の上面に形成されたボンディングパッド１２４を露出する開口を有する。本実施形態で、第１絶縁膜パターン１３０は有機膜であってもよい。
【００４０】
再配線パターン１４０は第１絶縁膜パターン１３０上に配置される。再配線パターン１４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。
【００４１】
再配線パターン１４０は、平面上で見た時、ライン形状を有する。ライン形状を有する再配線パターン１４０の一側端部は第１絶縁膜パターン１３０によって、露出したボンディングパッド１２４と電気的に連結され、再配線パターン１４０の他側端部は第１絶縁膜パターン１３０に沿ってチップ領域（ＣＲ）を通過して、周辺領域（ＰＲ）まで延びる。
【００４２】
再配線パターン１４０と第１絶縁膜パターン１３０との間には金属シードパターン１４２が配置される。金属シードパターン１４２はメッキによって、再配線パターン１４０を形成する時に必要とする。金属シードパターン１４２で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケルおよびバナジウムなどが挙げられる。
【００４３】
第２絶縁膜パターン１５０は第１絶縁膜パターン１３０上に配置され、第２絶縁膜パターン１５０は周辺領域（ＰＲ）に配置された再配線パターン１４０の一部を露出する開口１５２を有する。
【００４４】
以上で詳細に説明したところによれば、本実施形態による半導体パッケージ１００は、半導体チップ１２０が配置されたチップ領域（ＣＲ）からチップ領域（ＣＲ）の周辺に配置された周辺領域（ＰＲ）まで延びる再配線パターン１４０の、前記周辺領域（ＰＲ）に配置された部分を選択的に露出させて、積層型ウエハーレベルパッケージを実現することに適した構造を有する。
【００４５】
図３は本発明の一実施形態による半導体パッケージの平面図である。図４は図３のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【００４６】
図３および図４に示された半導体パッケージ２００はウエハーレベルパッケージとして“積層型ウエハーレベルパッケージ”を実現することに適した構造を有する。
【００４７】
図３および図４を参照すれば、半導体パッケージ２００は半導体チップ２２０、第１絶縁膜パターン２３０、再配線パターン２４０、連結パターン２４６および第２絶縁膜パターン２５０を含む。
【００４８】
半導体チップ２２０はチップ領域（ＣＲ）上に配置される。半導体チップ２２０は半導体チップ本体２２２、データ貯蔵部（図示せず）、データ処理部（図示せず）、ボンディングパッド２２４および保護膜パターン２２６を含む。これに加えて、半導体チップ２２０はヒューズボックス２２８を含む。
【００４９】
半導体チップ本体２２２は、例えば、直六面体形状を有して、半導体チップ本体２２２にはデータ貯蔵部、データ処理部、ボンディングパッド２２４および保護膜パターン２２６が配置される。
【００５０】
データ貯蔵部はデータを貯蔵する役割を果たして、データ処理部はデータを演算する役割を果たす。
【００５１】
ボンディングパッド２２４は半導体チップ本体２２２の上面上に配置され、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結される。ボンディングパッド２２４は、例えば、半導体チップ本体２２２の上面中央に配置される。
【００５２】
保護膜パターン２２６は半導体チップ本体２２２の上面上に配置され、保護膜パターン２２６はボンディングパッド２２４を露出する開口を有する。保護膜パターン２２６は酸化物または窒化物を含む。
【００５３】
ヒューズボックス２２８はデータ貯蔵部でデータを貯蔵するトランジスターおよびキャパシタのような素子をリペアする複数個のヒューズ（図示せず）を含む。
【００５４】
第１絶縁膜パターン２３０はチップ領域（ＣＲ）に配置された半導体チップ２２０だけではなくチップ領域（ＣＲ）の周辺に形成された周辺領域（ＰＲ）を覆う。したがって、第１絶縁膜パターン２３０は半導体チップ２２０の上面と半導体チップ２２０の側面を共に覆う。
【００５５】
一方、第１絶縁膜パターン２３０は半導体チップ本体２２２の上面に形成されたボンディングパッド２２４を露出する開口を有する。本実施形態で、第１絶縁膜パターン２３０は有機膜であってもよい。
【００５６】
再配線パターン２４０は第１絶縁膜パターン２３０上に配置される。再配線パターン２４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。
【００５７】
再配線パターン２４０は、平面上で見た時、ライン形状を有する。ライン形状を有する再配線パターン２４０の一側端部は第１絶縁膜パターン２３０の開口によって、露出したボンディングパッド２２４と電気的に連結され、再配線パターン２４０の他側端部は第１絶縁膜パターン２３０に沿ってチップ領域（ＣＲ）を通過して、第１絶縁膜パターン２３０の周辺領域（ＰＲ）まで延びる。
【００５８】
連結パターン２４６は再配線パターン２４０に電気的に連結される。例えば、連結パターン２４６は再配線パターン２４０と一体に形成される。連結パターン２４６は、第１絶縁膜パターン２３０の周辺領域（ＰＲ）に配置された再配線パターン２４０の部分に配置され、連結パターン２４６は第１絶縁膜パターン２３０の上面および下面を貫いて、形成される。
【００５９】
一方、再配線パターン２４０と電気的に連結された連結パターン２４６の一側端部と対向する他側端部は、例えば、第１絶縁膜パターン２３０の下面から所定の高さまで突出する。
【００６０】
再配線パターン２４０と第１絶縁膜パターン２３０との間には金属シードパターン２４２が配置される。金属シードパターン２４２はメッキによって、再配線パターン２４０を形成する時に必要とする。金属シードパターン２４２で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケルおよびバナジウムなどが挙げられる。
【００６１】
第２絶縁膜パターン２５０は第１絶縁膜パターン２３０上に配置され、第２絶縁膜パターン２５０はチップ領域（ＣＲ）に配置された再配線パターン２４０の一部を露出する開口２５２を有する。
【００６２】
本実施形態で、第２絶縁膜パターン２５０によって、露出した再配線パターン２４０には、例えば、ソルダボール２６０がアタッチされてもよい。
【００６３】
以上で詳細に説明したところによれば、本実施形態による半導体パッケージ２００は半導体チップ２２０が配置されたチップ領域（ＣＲ）からチップ領域（ＣＲ）の周辺に配置された周辺領域（ＰＲ）まで延びる再配線パターン２４０の、前記周辺領域（ＰＲ）に配置された部分に電気的に連結された連結パターンを配置して、積層型ウエハーレベルパッケージを実現することに適した構造を有する。
【００６４】
図５は本発明の他の実施形態による半導体パッケージを示した断面図である。図５に示された半導体パッケージは第２絶縁膜パターンを除けば、先に図３および図４を参照して説明した半導体パッケージと実質的に同一である。したがって、同一な部分に対する重複した説明は省略し、同一な部分については同一な名称および同一な参照符号を付与することにする。
【００６５】
図５を参照すれば、半導体パッケージ２００は半導体チップ２２０、第１絶縁膜パターン２３０、再配線パターン２４０、連結パターン２４６および第２絶縁膜パターン２５０を含む。
【００６６】
再配線パターン２４０を覆う第２絶縁膜パターン２５０は連結パターン２４６と対応する再配線パターン２４０を選択的に露出する開口２５４を有する。
【００６７】
以上で詳細に説明したところによれば、本実施形態による半導体パッケージ２００は連結パターン２４６を露出する開口２５４を利用して、少なくとも３個の半導体パッケージを積層して、積層型ウエハーレベルパッケージを実現することに適した構造を有する。
【００６８】
図６は本発明の他の実施形態による半導体パッケージを示した断面図である。図５に示された半導体パッケージは第２絶縁膜パターンを除けば、先に図３および図４を参照して説明した半導体パッケージと実質的に同一である。したがって、同一な部分に対する重複した説明は省略し、同一な部分については同一な名称および同一な参照符号を付与することにする。
【００６９】
図６を参照すれば、半導体パッケージ２００は半導体チップ２２０、第１絶縁膜パターン２３０、再配線パターン２４０、連結パターン２４６および第２絶縁膜パターン２５０を含む。
【００７０】
再配線パターン２４０を覆う第２絶縁膜パターン２５０は第１開口２５６および第２開口２５７を含む。
【００７１】
第１開口２５６はチップ領域（ＣＲ）に配置された再配線パターン２４０の一部を露出し、第２開口２５７は連結パターン２４６と対応する再配線パターン２４０を選択的に露出する。
【００７２】
以上で詳細に説明したところによれば、本実施形態による半導体パッケージ２００はチップ領域（ＣＲ）の再配線パターン２４０を露出する第１開口２５６および周辺領域（ＰＲ）の連結パターン２４６を露出する第２開口２５７を利用して、少なくとも３個の半導体パッケージを積層して、積層型ウエハーレベルパッケージを実現することに適した構造を有する。
【００７３】
図７は本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージを示した断面図である。
【００７４】
図７を参照すれば、積層ウエハーレベルパッケージ３００は、ベース基板１１０、第１ウエハーレベルパッケージ１００および第２ウエハーレベルパッケージ２００を含む。第２ウエハーレベルパッケージ２００は第１ウエハーレベルパッケージ１００上に配置され、第１および第２ウエハーレベルパッケージ１００、２００は相互電気的に接続される。
【００７５】
ベース基板１１０は第１ウエハーレベルパッケージ１００および第２ウエハーレベルパッケージ２００を支持する。
【００７６】
ベース基板１１０は、例えば、ベアウエハー（ｂａｒｅ  ｗａｆｅｒ）でありうる。これと異なって、ベース基板１１０は合成樹脂基板または印刷回路基板などを含む。
【００７７】
ベース基板１１０は、例えば、直六面体形状を有する。直六面体形状を有するベース基板１１０はチップ領域（ｃｈｉｐ  ｒｅｇｉｏｎ、ＣＲ）および周辺領域（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｒｅｇｉｏｎ、ＰＲ）を含む。
【００７８】
チップ領域（ＣＲ）は後述される第１ウエハーレベルパッケージ１００の平面形状と実質的に同一な形状および面積を有する。チップ領域（ＣＲ）は、例えば、ベース基板１１０の中央に形成される。一方、周辺領域（ＰＲ）はチップ領域（ＣＲ）の周辺に形成される。
【００７９】
第１ウエハーレベルパッケージ１００は第１半導体チップ１２０、第１絶縁膜パターン１３０、第１再配線パターン１４０および第２絶縁膜パターン１５０を含む。
【００８０】
第１半導体チップ１２０はベース基板１１０のチップ領域（ＣＲ）上に配置される。第１半導体チップ１２０は半導体チップ本体１２２、データ貯蔵部（図示せず）、データ処理部（図示せず）、第１ボンディングパッド１２４および保護膜パターン１２６を含む。これに加えて、第１半導体チップ１２０はヒューズボックス１２８を含む。
【００８１】
半導体チップ本体１２２は、例えば、直六面体形状を有して、半導体チップ本体１２２にはデータ貯蔵部、データ処理部、第１ボンディングパッド１２４および保護膜パターン１２６が配置される。
【００８２】
データ貯蔵部はデータを貯蔵する役割を果たして、データ処理部はデータを演算する役割を果たす。
【００８３】
第１ボンディングパッド１２４は半導体チップ本体１２２の上面上に配置され、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結される。第１ボンディングパッド１２４は、例えば、半導体チップ本体１２２の上面中央に配置される。
【００８４】
保護膜パターン１２６は半導体チップ本体１２２の上面上に配置され、保護膜パターン１２６は第１ボンディングパッド１２４を露出する開口を有する。保護膜パターン１２６は酸化物または窒化物を含む。
【００８５】
ヒューズボックス１２８はデータ貯蔵部でデータを貯蔵するトランジスターおよびキャパシタのような素子をリペアする複数個のヒューズ（図示せず）を含む。
【００８６】
第１絶縁膜パターン１３０はチップ領域（ＣＲ）だけではなく周辺領域（ＰＲ）も覆い、第１絶縁膜パターン１３０は半導体チップ本体１２２の上面に形成された第１ボンディングパッド１２４を露出する開口を有する。本実施形態で、第１絶縁膜パターン１３０は有機膜であってもよい。
【００８７】
第１再配線パターン１４０は第１絶縁膜パターン１３０上に配置される。第１再配線パターン１４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。
【００８８】
第１再配線パターン１４０は、平面上で見た時、ライン形状を有する。ライン形状を有する第１再配線パターン１４０の一側端部は第１絶縁膜パターン１３０によって、露出した第１ボンディングパッド１２４と電気的に連結され、第１再配線パターン１４０の他側端部は第１絶縁膜パターン１３０に沿ってチップ領域（ＣＲ）を通過して、周辺領域（ＰＲ）まで延びる。
【００８９】
第１再配線パターン１４０と第１絶縁膜パターン１３０との間には金属シードパターン１４２が配置される。金属シードパターン１４２はメッキによって、第１再配線パターン１４０を形成する時に必要とする。金属シードパターン１４２で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケルおよびバナジウムなどが挙げられる。
【００９０】
第２絶縁膜パターン１５０は第１絶縁膜パターン１３０上に配置され、第２絶縁膜パターン１５０は周辺領域（ＰＲ）に配置された第１再配線パターン１４０の一部を露出する開口を有する。
【００９１】
図７を再び参照すれば、第２ウエハーレベルパッケージ２００は第２半導体チップ２２０、第３絶縁膜パターン２３０、第２再配線パターン２４０、連結パターン２４６および第４絶縁膜パターン２５０を含む。
【００９２】
第２半導体チップ２２０は第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０上に配置され、第２半導体チップ２２０はチップ領域（ＣＲ）上に配置される。
【００９３】
第２半導体チップ２２０は半導体チップ本体２２２、データ貯蔵部（図示せず）、データ処理部（図示せず）、第２ボンディングパッド２２４および保護膜パターン２２６を含む。これに加えて、第２半導体チップ２２０はヒューズボックス２２８を含む。
【００９４】
半導体チップ本体２２２は、例えば、直六面体形状を有して、半導体チップ本体２２２にはデータ貯蔵部、データ処理部、第２ボンディングパッド２２４および保護膜パターン２２６が配置される。
【００９５】
データ貯蔵部はデータを貯蔵する役割を果たして、データ処理部はデータを演算する役割を果たす。
【００９６】
第２ボンディングパッド２２４は半導体チップ本体２２２の上面上に配置され、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結される。第２ボンディングパッド２２４は、例えば、半導体チップ本体２２２の上面中央に配置される。
【００９７】
保護膜パターン２２６は半導体チップ本体２２２の上面上に配置され、保護膜パターン２２６は第２ボンディングパッド２２４を露出する開口を有する。保護膜パターン２２６は酸化物または窒化物を含む。
【００９８】
ヒューズボックス２２８はデータ貯蔵部でデータを貯蔵するトランジスターおよびキャパシタのような素子をリペアする複数個のヒューズ（図示せず）を含む。
【００９９】
第３絶縁膜パターン２３０は第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０上に配置される。第３絶縁膜パターン２３０はチップ領域（ＣＲ）に配置された第２半導体チップ２２０だけではなくチップ領域（ＣＲ）の周辺に形成された周辺領域（ＰＲ）を覆う。したがって、第３絶縁膜パターン２３０は第２半導体チップ２２０の上面と第２半導体チップ２２０の側面を共に覆う。
【０１００】
一方、第３絶縁膜パターン２３０は半導体チップ本体２２２の上面に形成された第２ボンディングパッド２２４を露出する開口および第１ウエハーレベルパッケージ１００の周辺領域（ＰＲ）に配置された第１再配線パターン１４０の一部を露出する貫通孔を有する。本実施形態で、第３絶縁膜パターン２３０は有機膜であってもよい。
【０１０１】
第２再配線パターン２４０は第３絶縁膜パターン２３０上に配置される。第２再配線パターン２４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。
【０１０２】
第２再配線パターン２４０は、平面上で見た時、ライン形状を有する。ライン形状を有する第２再配線パターン２４０の一側端部は第３絶縁膜パターン２３０の開口によって、露出した第２ボンディングパッド２２４と電気的に連結され、第２再配線パターン２４０の他側端部は第３絶縁膜パターン２３０に沿ってチップ領域（ＣＲ）を通過して、第３絶縁膜パターン２３０の周辺領域（ＰＲ）まで延びる。
【０１０３】
連結パターン２４６の一側端部は第２再配線パターン２４０に電気的に連結され、連結パターン２４６の一側端部と対向する他側端部は第３絶縁膜パターン２３０に形成された前記貫通孔を通して、第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０に形成された前記開口によって、露出した第１再配線パターン１４０と電気的に連結される。
【０１０４】
連結パターン２４６の前記他側端部は第１ウエハーレベルパッケージ１００の第１再配線パターン１４０と電気的に連結するために第３絶縁膜パターン２３０から所定の高さまで突出する。
【０１０５】
第２再配線パターン２４０と第３絶縁膜パターン２３０との間には金属シードパターン２４２が配置される。金属シードパターン２４２はメッキによって、第２再配線パターン２４０を形成する時に必要とする。金属シードパターン２４２で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケルおよびバナジウムなどが挙げられる。
【０１０６】
第４絶縁膜パターン２５０は第３絶縁膜パターン２３０上に配置され、第３絶縁膜パターン２５０はチップ領域（ＣＲ）に配置された第２再配線パターン２４０の一部を露出する開口を有する。
【０１０７】
本実施形態で、第４絶縁膜パターン２５０によって、露出した第２再配線パターン２４０には、例えば、ソルダボール２６０がアタッチされてもよい。
【０１０８】
図７に示された実施形態では、例えば、第１ウエハーレベルパッケージ１００および第２ウエハーレベルパッケージ２００を利用して、積層ウエハーレベルパッケージ３００を実現することが図示および説明されている。
【０１０９】
これと異なって、第２再配線パターン１４０を覆う第４絶縁膜パターン２５０に連結パターン２４６と対応する部分を露出する開口を図５に示されているように形成して、少なくとも３個のウエハーレベルパッケージが積層された積層ウエハーレベルパッケージを実現することができる。
【０１１０】
一方、少なくとも３個のウエハーレベルパッケージが積層された積層ウエハーレベルパッケージを現現するためには互いに異なる構造を有する３個の種類のウエハーレベルパッケージが要求される。これと異なって、第２再配線パターン１４０を覆う第４絶縁膜パターン２５０のチップ領域（ＣＲ）を露出する第１開口および第４絶縁膜パターン２５０の周辺領域（ＰＲ）の連結パターンと対応する部分を露出する第２開口を図６に示されているようにウエハーレベルパッケージに形成することによって、ただ２個の種類のウエハーレベルパッケージに少なくとも３個のウエハーレベルパッケージが積層された積層ウエハーレベルパッケージを実現することができる。
【０１１１】
一方、本実施形態では、例えば、同一なサイズを有するウエハーレベルパッケージで積層ウエハーレベルパッケージを実現することが記載されているが、これと異なって、互いに異なるサイズを有するウエハーレベルパッケージを利用して、積層ウエハーレベルパッケージを実現しても問題ない。
【０１１２】
図８〜図１６は本発明の一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法を示した断面図である。
【０１１３】
本発明の参考例とする一実施形態による積層ウエハーレベルパッケージの製造方法は、例えば、２個のウエハーレベルパッケージを積層することが図示および説明される。
【０１１４】
図８を参照すれば、ウエハー（図示せず）上に半導体チップ（図示せず）が製造された後、製造された半導体チップのうちの良品半導体チップがダイソーティング工程を通して、選別される。
【０１１５】
選別された良品半導体チップはベアウエハーであるベース基板１１０にマトリックス形態にアタッチされる。以下、ベース基板１１０にアタッチされた良品半導体チップを第１半導体チップ１２０と定義することにする。また、第１半導体チップ１２０がアタッチされるベース基板１１０の部分を図９に示されているようにチップ領域（ＣＲ）と定義することにし、チップ領域（ＣＲ）の周辺を周辺領域（ＰＲ）と定義することにする。
【０１１６】
第１半導体チップ１２０には、例えば、データ貯蔵部およびデータ処理部を有する半導体チップ本体１２２、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結された第１ボンディングパッド１２４および前記半導体チップ本体１２２を覆って第１ボンディングパッド１２４を露出する保護膜パターン１２６が形成される。これに加えて、半導体チップ本体１２２にはヒューズボックス１２８が形成されてもよい。
【０１１７】
図１０を参照すれば、第１半導体チップ１２０がベース基板１１０上にアタッチされた後、ベース基板１１０には第１絶縁膜パターン１３０が形成される。
【０１１８】
第１絶縁膜パターン１３０を形成するために、ベース基板１１０上には第１絶縁膜（図示せず）が形成され、これによって第１半導体チップ１２０は第１絶縁膜によって覆われる。第１絶縁膜は、例えば、有機物および感光物質を含み、スピンコーティング工程などによって、形成されてもよい。
【０１１９】
第１絶縁膜が形成された後、第１絶縁膜はフォト工程および現象工程を含むフォト工程によってパターニングされて、ベース基板１１０上にはチップ領域（ＣＲ）および周辺領域（ＰＲ）を覆って第１ボンディングパッド１２４を露出する開口１３０ａを有する第１絶縁膜パターン１３０が形成される。
【０１２０】
第１絶縁膜パターン１３０が形成された後、第１絶縁膜パターン１３０上には金属シード層（図示せず）が形成される。金属シード層で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケル、バナジウムおよび金属合金などが挙げられる。金属シード層は化学気相蒸着（ＣＶＤ）工程およびスパッタリング工程のような物理的気相蒸着（ＰＶＤ）工程によって、形成される。
【０１２１】
金属シード層が形成された後、金属シード層上にはフォトレジストフィルムが形成される。フォトレジストフィルムはフォト工程によってパターニングされて、金属シード層上にはフォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンは後述される第１再配線パターンが形成される金属シード層の部分を露出する開口を有する。
【０１２２】
フォトレジストパターンをメッキ防止層で利用して、露出された金属シード層上には第１再配線パターン１４０がメッキ方法によって、形成される。第１再配線パターン１４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金および金属合金などが挙げられる。
【０１２３】
第１再配線パターン１４０が形成された後、フォトレジストパターンはアッシング工程および／またはストリップ工程によって、金属シード層から除去される。次に、金属シード層は第１再配線パターン１４０をエッチングマスクに利用してパターニングされて、第１再配線パターン１４０と第１絶縁膜パターン１３０との間には金属シードパターン１４２が形成される。
【０１２４】
本実施形態では、第１再配線パターン１４０はメッキ方法によって形成されるが、これと異なって第１再配線パターン１４０は金属膜蒸着工程、フォトレジストパターン形成工程および金属膜パターニング工程を含むフォトリソグラフィ工程によって、形成されてもよい。
【０１２５】
図１２を参照すれば、第１再配線パターン１４０が形成された後、第１再配線パターン１４０上には第２絶縁膜パターン１５０が形成される。
【０１２６】
第２絶縁膜パターン１５０を形成するために、第１絶縁膜パターン１３０上にはチップ領域（ＣＲ）および周辺領域（ＰＲ）を覆う第２絶縁膜（図示せず）が形成される。第２絶縁膜は、例えば、有機物および感光物質を含む。第２絶縁膜はスピンコーティング工程などによって、形成されてもよい。
【０１２７】
第２絶縁膜は前記フォト工程によってパターニングされて、周辺領域（ＰＲ）に配置された第１再配線パターン１４０の一部を露出する開口１５２を有する第２絶縁膜パターン１５０が形成される。こうして、第１ウエハーレベルパッケージ１００が製造される。
【０１２８】
図１３を参照すれば、第２絶縁膜パターン１５０上には良品第２半導体チップ２２０が配置される。第２半導体チップ２２０はチップ領域（ＣＲ）上に配置される。第２半導体チップ２２０には、例えば、データ貯蔵部およびデータ処理部を有する半導体チップ本体２２２、データ貯蔵部およびデータ処理部と電気的に連結された第２ボンディングパッド２２４および半導体チップ本体２２２を覆って第２ボンディングパッド２２４を露出する保護膜パターン２２６が形成される。これに加えて、半導体チップ本体２２２にはヒューズボックス２２８が形成されてもよい。
【０１２９】
図１４を参照すれば、第２半導体チップ２２０がチップ領域（ＣＲ）上に配置された後、チップ領域（ＣＲ）および周辺領域（ＰＲ）を覆う第３絶縁膜パターン２３０が形成される。
【０１３０】
第３絶縁膜パターン２３０を形成するために、第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０のチップ領域（ＣＲ）および周辺領域（ＰＲ）上には第３絶縁膜（図示せず）が形成される。第３絶縁膜は有機物および感光物質を含み、第３絶縁膜はスピンコーティング工程などによって、形成される。
【０１３１】
第３絶縁膜は前記フォト工程によってパターニングされて、第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０上には第３絶縁膜パターン２３０が形成される。第３絶縁膜パターン２３０は第２半導体チップ２２０のボンディングパッドを露出する開口２３０ａおよび図１２に示された第１ウエハーレベルパッケージ１００の第２絶縁膜パターン１５０に形成された開口１５２を露出する開口２３０ｂを有する。
【０１３２】
図１５を参照すれば、第３絶縁膜パターン２３０が形成された後、第３絶縁膜パターン２３０上には金属シード層（図示せず）が形成される。金属シード層は第３絶縁膜パターン２３０の開口２３０ａ，２３０ｂによって、形成された第３絶縁膜パターン２３０の内
側面にも形成される。金属シード層で用いることができる物質の例はチタニウム、ニッケルおよびバナジウムなどが挙げられる。金属シード層は化学気相蒸着（ＣＶＤ）工程およびスパッタリング工程のような物理的気相蒸着（ＰＶＤ）工程によって、形成される。
【０１３３】
金属シード層が形成された後、金属シード層上にはフォトレジストフィルムが形成される。フォトレジストフィルムはフォト工程によってパターニングされて、金属シード層上にはフォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンは金属シード層のうちに後述される第２再配線パターンが形成される部分を露出する開口を有する。
【０１３４】
フォトレジストパターンをメッキ防止層で利用して、露出された金属シード層上には第２再配線パターン２４０がメッキ方法によって、形成される。第２再配線パターン２４０は第３絶縁膜パターン２３０上にライン形状に配置され、第２再配線パターン２４０の一側端部は第２ボンディングパッド２２４と電気的に連結され、第２再配線パターン２４０の他側端部はチップ領域（ＣＲ）から周辺領域（ＰＲ）まで延びる。第２再配線パターン２４０で用いることができる物質の例は銅、アルミニウム、アルミニウム合金および金属合金などが挙げられる。
【０１３５】
第２再配線パターン２４０の形成中、第３絶縁膜パターン２３０によって形成された開口２３０ｂの内部に、第１ウエハーレベルパッケージ１００の第１再配線パターン１４０と電気的に連結された連結パターン２４６が形成される。
【０１３６】
第２再配線パターン２４０および連結パターン２４６が形成された後、フォトレジストパターンはアッシング工程および／またはストリップ工程によって、金属シード層から除去される。次に、金属シード層は第２再配線パターン２４０をエッチングマスクに利用してパターニングされて、第２再配線パターン２４０と第３絶縁膜パターン２３０との間には金属シードパターン２４２が形成される。
【０１３７】
本実施形態では、第２再配線パターン２４０はメッキ方法によって形成されるが、これと異なって第２再配線パターン２４０は金属膜蒸着工程、フォトレジストパターン形成工程および金属膜パターニング工程を含むフォトリソグラフィ工程によって、形成されてもよい。
【０１３８】
図１５を再び参照すれば、第２再配線パターン２４０が形成された後、第２再配線パターン２４０上には第３絶縁膜パターン２３０のチップ領域（ＣＲ）および周辺領域（ＰＲ）を覆う第４絶縁膜（図示せず）が形成される。第４絶縁膜は感光物質および有機物を含む。
【０１３９】
第４絶縁膜は前記フォト工程を利用してパターニングされて、第３絶縁膜パターン２３０上には開口を有する第４絶縁膜パターン２５０が形成され、これによって、第２ウエハーレベルパッケージ２００が製造される。
【０１４０】
第２ウエハーレベルパッケージ２００の第４絶縁膜パターン２５０はチップ領域（ＣＲ）に形成された第２再配線パターン２４０を露出する開口２５２を含む。第４絶縁膜パターン２５０にチップ領域（ＣＲ）を露出する開口２５２が形成される場合、本実施形態による積層ウエハーレベルパッケージは２個のウエハーレベルパッケージが積層される。
【０１４１】
反対に、第４絶縁膜パターン２５０が図５に示されているように周辺領域（ＰＲ）に形成された第２再配線パターン２４０の一部を露出する開口２５４を有する場合、本実施形態による第２ウエハーレベルパッケージ２００を少なくとも２個以上積層して、３個以上のウエハーレベルパッケージからなる積層半導体パッケージを製造することができる。
【０１４２】
一方、図６に示されているように第２ウエハーレベルパッケージ２００の第４絶縁膜パターン２５０にチップ領域（ＣＲ）の第２再配線パターン２４０の一部を露出する第１開口２５６および第４絶縁膜パターン２５０の周辺領域（ＰＲ）の第２再配線パターン２４０の一部を露出する第２開口２５７を形成して、３個以上のウエハーレベルパッケージからなる積層半導体パッケージを製造することができる。
【０１４３】
図１６を参照すれば、第４絶縁膜パターン２５０のチップ領域（ＣＲ）に形成された開口２５２にはソルダボール２６０がアタッチされて積層ウエハーレベルパッケージ３００が製造される。
【０１４４】
以上、ここでは本発明を特定実施形態に関連して示して説明したが、本発明がそれに限定されるのではなくて、特許請求の範囲は本発明の精神と分野を離脱しない限度で本発明が多様に改造および変更できるということは当技術分野における通常の知識を有する人は容易に知ることが出来る。
【符号の説明】
【０１４５】
１００，２００  半導体パッケージ
１１０  ベース基板
１２０，２２０  半導体チップ
１２２，２２２  半導体チップ本体
１２４，２２４  ボンディングパッド
１２６，２２６  保護膜パターン
１２８，２２８  ヒューズボックス
１３０，１５０，２３０，２５０  絶縁膜パターン
１３０ａ，１５２，２３０ａ，２３０ｂ，２５２，２５４  開口
１４０，２４０  再配線パターン
１４２，２４２  金属シードパターン
２４６  連結パターン
２５６  第１開口
２５７  第２開口
２６０  ソルダボール
３００  積層ウエハーレベルパッケージ
【図１】
2012256951.tif 000003
【図２】
2012256951.tif 000004
【図３】
2012256951.tif 000005
【図４】
2012256951.tif 000006
【図５】
2012256951.tif 000007
【図６】
2012256951.tif 000008
【図７】
2012256951.tif 000009
【図８】
2012256951.tif 000010
【図９】
2012256951.tif 000011
【図１０】
2012256951.tif 000012
【図１１】
2012256951.tif 000013
【図１２】
2012256951.tif 000014
【図１３】
2012256951.tif 000015
【図１４】
2012256951.tif 000016
【図１５】
2012256951.tif 000017
【図１６】
2012256951.tif 000018