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KR20250123266A - Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package - Google Patents

Semiconductor package and method of manufacturing the semiconductor package

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Publication number
KR20250123266A
KR20250123266A KR1020240018740A KR20240018740A KR20250123266A KR 20250123266 A KR20250123266 A KR 20250123266A KR 1020240018740 A KR1020240018740 A KR 1020240018740A KR 20240018740 A KR20240018740 A KR 20240018740A KR 20250123266 A KR20250123266 A KR 20250123266A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bump
semiconductor
semiconductor chip
bonding pads
bonding pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020240018740A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문성민
김평완
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020240018740A priority Critical patent/KR20250123266A/en
Publication of KR20250123266A publication Critical patent/KR20250123266A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

반도체 패키지는 후면에 후면 본딩 패드들을 갖는 제1 반도체 칩, 상기 제1 반도체 칩 상에 배치되며 전면에 전면 본딩 패드들을 갖는 제2 반도체 칩, 및 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩 사이에 배치되며 상기 후면 본딩 패드들 및 상기 전면 본딩 패드들을 각각 연결하는 도전성 범프 구조물들을 포함한다. 상기 도전성 범프 구조물들 각각은, 상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며 상기 후면 본딩 패드들 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프, 및 상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함한다.A semiconductor package includes a first semiconductor chip having rear bonding pads on a rear surface, a second semiconductor chip disposed on the first semiconductor chip and having front bonding pads on a front surface, and conductive bump structures disposed between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and connecting the rear bonding pads and the front bonding pads, respectively. Each of the conductive bump structures includes a first bump disposed on the rear bonding pad and having a planar shape corresponding to a shape of an upper surface of the rear bonding pads and having a hemispherical shape that increases in height toward the center, and a second bump bonded to the first bump.

Description

반도체 패키지 및 반도체 패키지의 제조 방법{SEMICONDUCTOR PACKAGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SEMICONDUCTOR PACKAGE}SEMICONDUCTOR PACKAGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SEMICONDUCTOR PACKAGE

본 발명은 반도체 패키지 및 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수 개의 반도체 칩들이 적층된 반도체 패키지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package and a method for manufacturing a semiconductor package, and more particularly, to a semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips are stacked and a method for manufacturing the same.

적어도 4개의 반도체 칩들이 적층된 멀티 칩 패키지를 제조하기 위하여, 솔더 범프를 이용하여 반도체 칩들을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 반도체 칩들을 연결할 때, 상기 솔더 범프를 커버하도록 상기 반도체 칩 상에 비전도성 필름(Non-Conductive Film, NCF)을 배치한 뒤, 고온으로 상기 솔더 범프를 녹여 접합하는 열 압착 공정(Thermo Compression, TC)을 수행할 수 있다. 상기 솔더 범프 상의 상기 비전도성 필름의 두께가 일정하지 않거나, 상기 반도체 칩 상의 온도 분포 혹은 상기 열 압착 공정 시 가하는 압력의 분포가 균일하지 않은 경우, 불량 접합이 일어날 수 있다. 불량 접합을 방지하기 위해 솔더 범프가 접합되는 본딩 패드 상에 돌기를 형성할 수 있는데, 상기 돌기를 형성하기 위해서는 별도의 노광 공정이 필요한 문제점이 있다. 또한, 상기 돌기와 상기 솔더 범프 사이의 물성적 특성의 차이로 인해 젖음성이 떨어져 접합 불량이 발생하는 문제점이 있다.In order to manufacture a multi-chip package in which at least four semiconductor chips are stacked, the semiconductor chips can be electrically connected using solder bumps. When connecting the semiconductor chips, a non-conductive film (NCF) can be placed on the semiconductor chip to cover the solder bumps, and then a thermocompression (TC) process can be performed to melt the solder bumps at a high temperature to bond them. If the thickness of the non-conductive film on the solder bumps is not constant, or the temperature distribution on the semiconductor chip or the distribution of pressure applied during the thermocompression process is not uniform, poor bonding may occur. To prevent poor bonding, a protrusion can be formed on the bonding pad where the solder bumps are bonded, but there is a problem in that a separate exposure process is required to form the protrusions. In addition, there is a problem in that wettability is reduced due to a difference in physical properties between the protrusions and the solder bumps, resulting in poor bonding.

본 발명의 일 과제는 열 압착 공정에서 불량 발생을 방지할 수 있는 반도체 패키지를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor package capable of preventing defects from occurring in a thermal compression process.

본 발명의 다른 과제는 상술한 반도체 패키지를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the semiconductor package described above.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지는 후면에 후면 본딩 패드들을 갖는 제1 반도체 칩, 상기 제1 반도체 칩 상에 배치되며, 전면에 전면 본딩 패드들을 갖는 제2 반도체 칩 및 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩 사이에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드들 및 상기 전면 본딩 패드들을 각각 연결하는 도전성 범프 구조물들을 포함하고, 상기 도전성 범프 구조물들 각각은, 상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드들 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며, 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프 및 상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함한다.According to exemplary embodiments for achieving the above object of the present invention, a semiconductor package includes a first semiconductor chip having rear bonding pads on a rear surface, a second semiconductor chip disposed on the first semiconductor chip and having front bonding pads on a front surface, and conductive bump structures disposed between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and connecting the rear bonding pads and the front bonding pads, respectively, wherein each of the conductive bump structures includes a first bump disposed on the rear bonding pad, having a planar shape corresponding to a shape of an upper surface of the rear bonding pads, and having a hemispherical shape whose height increases toward the center, and a second bump bonded to the first bump.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지는 도전성 범프 구조물들을 매개로 하여 순차적으로 적층되는 제1 내지 제4 반도체 칩들 및 상기 제1 내지 제4 반도체 칩들 사이에서 상기 도전성 범프 구조물들 사이의 공간을 채우며 상기 제1 내지 제4 반도체 칩들을 부착시키기 위한 접착층들을 포함하고, 상기 제1 내지 제4 반도체 칩들 각각은, 전면에 전면 본딩 패드들을 구비하고, 상기 제1 내지 제3 반도체 칩들 각각은, 후면에 후면 본딩 패드들을 구비하고, 상기 도전성 범프 구조물들 각각은, 상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드의 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며, 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프 및 상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함한다.According to exemplary embodiments for achieving the above object of the present invention, a semiconductor package includes first to fourth semiconductor chips sequentially stacked via conductive bump structures, and adhesive layers for filling spaces between the conductive bump structures and attaching the first to fourth semiconductor chips, wherein each of the first to fourth semiconductor chips has front bonding pads on a front surface, and each of the first to third semiconductor chips has rear bonding pads on a rear surface, and each of the conductive bump structures includes a first bump disposed on the rear bonding pad, having a planar shape corresponding to a shape of an upper surface of the rear bonding pad and having a hemispherical shape whose height increases toward the center, and a second bump bonded to the first bump.

예시적인 실시예들에 따르면, 반도체 패키지는 후면에 후면 본딩 패드들을 갖는 제1 반도체 칩, 상기 제1 반도체 칩 상에 배치되며 전면에 전면 본딩 패드들을 갖는 제2 반도체 칩, 및 상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩 사이에 배치되며 상기 후면 본딩 패드들 및 상기 전면 본딩 패드들을 각각 연결하는 도전성 범프 구조물들을 포함할 수 있다. 상기 도전성 범프 구조물들 각각은, 상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며 상기 후면 본딩 패드들 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프, 및 상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, a semiconductor package may include a first semiconductor chip having rear bonding pads on a rear surface, a second semiconductor chip disposed on the first semiconductor chip and having front bonding pads on a front surface, and conductive bump structures disposed between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and connecting the rear bonding pads and the front bonding pads, respectively. Each of the conductive bump structures may include a first bump disposed on the rear bonding pad and having a planar shape corresponding to a shape of an upper surface of the rear bonding pads and having a hemispherical shape that increases in height toward the center, and a second bump bonded to the first bump.

상기 제1 범프는 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 가지므로, 열 압착 공정을 수행할 때 상기 제1 범프의 중앙 부분에 응력이 집중되어 상기 제2 범프 및 상기 제2 범프를 커버하는 접착층에 대하여 관통력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 도포된 접착층의 높이와 관계없이 효과적으로 복수 개의 반도체 칩들 상의 상기 도전성 범프 구조물들을 접합시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 범프와 제2 범프는 유사한 소재를 포함하므로, 열 압착 공정을 수행할 때 높은 젖음성을 제공하여 솔더 범프의 접착 불량을 감소시킬 수 있다.Since the first bump has a hemispherical shape with a height increasing toward the center, when performing a thermal compression process, stress is concentrated in the central portion of the first bump, so that a penetration force can be applied to the second bump and the adhesive layer covering the second bump. Accordingly, the conductive bump structures on a plurality of semiconductor chips can be effectively bonded regardless of the height of the applied adhesive layer. In addition, since the first bump and the second bump include similar materials, they can provide high wettability when performing a thermal compression process, thereby reducing adhesion failure of the solder bump.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 나타내는 확대 단면도다.
도 3은 도 1의 B 부분을 나타내는 확대 단면도다.
도 4 내지 도 17은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 제조하는 방법을 나타내는 도면들이다.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments.
Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing part A of Figure 1.
Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing part B of Figure 1.
FIGS. 4 to 17 are drawings illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1 은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 나타내는 확대 단면도다. 도 3은 도 1의 B 부분을 나타내는 확대 단면도다.Fig. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to exemplary embodiments. Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view showing part A of Fig. 1. Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view showing part B of Fig. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 반도체 패키지(10)는 제1 반도체 칩(100a), 제1 반도체 칩(100a) 상에 순차적으로 적층된 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e), 및 제1 반도체 칩(100a) 상에서 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e)을 커버하는 몰딩 부재(400)를 포함할 수 있다. 또한, 반도체 패키지(10)는 제1 내지 제5 반도체 칩들(100a, 100b, 100c, 100d, 100e) 사이에 구비되는 도전성 범프 구조물들(200)을 더 포함할 수 있다. 또한, 반도체 패키지(10)는 제1 내지 제5 반도체 칩들(100a, 100b, 100c, 100d, 100e) 사이에 개재되는 접착층들(300) 및 제1 반도체 칩(100a)의 하부면 상에 구비되는 도전성 범프들(500)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, a semiconductor package (10) may include a first semiconductor chip (100a), second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) sequentially stacked on the first semiconductor chip (100a), and a molding member (400) covering the second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) on the first semiconductor chip (100a). In addition, the semiconductor package (10) may further include conductive bump structures (200) provided between the first to fifth semiconductor chips (100a, 100b, 100c, 100d, 100e). In addition, the semiconductor package (10) may further include adhesive layers (300) interposed between the first to fifth semiconductor chips (100a, 100b, 100c, 100d, 100e) and conductive bumps (500) provided on the lower surface of the first semiconductor chip (100a).

본 실시예에서는, 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e)은 서로 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소들은 동일하거나 유사한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.In this embodiment, the second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) may be substantially identical or similar to each other. Accordingly, identical or similar components are indicated by identical or similar reference numerals, and further repetitive descriptions of identical components may be omitted.

제1 내지 제5 반도체 칩들(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)은 인쇄회로기판(PCB)과 같은 패키지 기판 또는 인터포저 상에 적층될 수 있다. 본 실시예에서는, 멀티-칩 패키지로서의 반도체 패키지가 5개의 적층된 반도체 칩들(100)을 포함하는 것으로 예시하였다. 하지만, 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 이에 제한되지 않으며, 예를 들면, 반도체 패키지는 상기 제1 반도체 칩 상에 4개, 8개, 12개, 16개의 적층된 반도체 칩들을 포함할 수 있다.The first to fifth semiconductor chips (100a, 100b, 100c, 100d, 100e) may be stacked on a package substrate such as a printed circuit board (PCB) or an interposer. In the present embodiment, the semiconductor package as a multi-chip package is exemplified as including five stacked semiconductor chips (100). However, it will be understood that the present invention is not limited thereto. For example, the semiconductor package may include four, eight, twelve, or sixteen stacked semiconductor chips on the first semiconductor chip.

예를 들면, 반도체 패키지(10)는 고대역폭 메모리(HBM, High Bandwidth Memory) 장치를 포함할 수 있다. 광대역 메모리(HBM) 패키지는 프로세서 칩(processor chip)과 보다 빠른 데이터 교환을 위한 광대역 인터페이스(interface)를 구비할 수 있다. 광대역 메모리(HBM) 패키지는 많은 수의 관통 실리콘 비아 구조를 포함하는 인풋 아웃풋 (TSV I/O) 구조를 구비하여, 광대역 인터페이스를 구현할 수 있다. HBM 패키지의 지원을 요구하는 프로세서 칩은 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)나 그래픽처리장치(GPU: graphics processing unit), 마이크로 프로세서(microprocessor)나 마이크로 컨트롤러나(microcontroller), 어플리케이션 프로세서(AP), 디지털 신호 처리 코어(digital signal processing core) 및 신호 교환을 위한 인터페이스(interface)를 포함하는 주문형 집적회로(ASIC) 칩일 수 있다.For example, the semiconductor package (10) may include a High Bandwidth Memory (HBM) device. The HBM package may have a high bandwidth memory interface for faster data exchange with a processor chip. The HBM package may have an input/output (TSV I/O) structure including a large number of through-silicon via structures to implement the high bandwidth interface. The processor chip requiring support of the HBM package may be a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, a microcontroller, an application processor (AP), a digital signal processing core, and an application-specific integrated circuit (ASIC) chip including an interface for signal exchange.

반도체 패키지(10)는 순차적으로 적층된 버퍼 다이로서의 제1 반도체 칩(100a) 및 메모리 다이들로서의 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제5 반도체 칩들(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)은 제1 내지 제 4 관통 전극들(150a, 150b, 150c, 150d)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 메모리 다이는 메모리 소자를 포함할 수 있고, 상기 버퍼 다이는 상기 메모리 소자를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.A semiconductor package (10) may include a first semiconductor chip (100a) as a sequentially stacked buffer die and second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) as memory dies. The first to fifth semiconductor chips (100a, 100b, 100c, 100d, 100e) may be electrically connected by first to fourth through-electrodes (150a, 150b, 150c, 150d). The memory die may include a memory element, and the buffer die may include a controller that controls the memory element.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 반도체 칩(100a)은 제1 반도체 기판(110a), 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상에 구비된 전면 절연막(120), 전면 절연막(120) 상에 구비된 전면 본딩 패드들(142), 제1 반도체 기판(110a)을 관통하는 제1 관통 전극들(150a), 및 제1 반도체 기판(110a)의 제2 면(114) 상에 구비되는 후면 본딩 패드들(144)을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the first semiconductor chip (100a) may include a first semiconductor substrate (110a), a front insulating film (120) provided on a first surface (112) of the first semiconductor substrate (110a), front bonding pads (142) provided on the front insulating film (120), first through-electrodes (150a) penetrating the first semiconductor substrate (110a), and back bonding pads (144) provided on a second surface (114) of the first semiconductor substrate (110a).

제1 반도체 기판(110a)은 서로 반대하는 제1 면(112) 및 제2 면(114)을 가질 수 있다. 제1 면(112)은 활성면이고, 제2 면(114)은 비활성면일 수 있다. 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상에는 회로 패턴들이 구비될 수 있다. 제1 면(112)은 상기 회로 패턴들이 형성된 전면(front side surface)이라 할 수 있고, 제2 면(114)은 후면(backside surface)이라 할 수 있다. 예를 들면, 제1 반도체 기판(110a)은 단결정 실리콘 기판일 수 있다. 상기 회로 패턴들은 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등을 포함할 수 있다. 상기 회로 패턴들은 회로 소자들을 구성할 수 있다. 따라서, 제1 반도체 기판(110a)은 내부에 다수개의 회로 소자들을 형성된 반도체 장치일 수 있다.A first semiconductor substrate (110a) may have a first surface (112) and a second surface (114) that are opposite to each other. The first surface (112) may be an active surface, and the second surface (114) may be an inactive surface. Circuit patterns may be provided on the first surface (112) of the first semiconductor substrate (110a). The first surface (112) may be referred to as a front side surface on which the circuit patterns are formed, and the second surface (114) may be referred to as a backside surface. For example, the first semiconductor substrate (110a) may be a single crystal silicon substrate. The circuit patterns may include transistors, capacitors, diodes, and the like. The circuit patterns may constitute circuit elements. Therefore, the first semiconductor substrate (110a) may be a semiconductor device having a plurality of circuit elements formed therein.

도 2에 도시된 바와 같이, 전면 절연막(120)은 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112), 즉, 전면 상에 형성될 수 있다. 전면 절연막(120)은 복수 개의 절연층들 및 상기 절연층들 내에 배선들(123)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 절연막(120)의 최외각 절연층에는 전면 본딩 패드들(142)이 구비될 수 있다.As illustrated in FIG. 2, a front insulating film (120) may be formed on the first surface (112), i.e., the front surface, of the first semiconductor substrate (110a). The front insulating film (120) may include a plurality of insulating layers and wirings (123) within the insulating layers. In addition, front bonding pads (142) may be provided on the outermost insulating layer of the front insulating film (120).

예를 들면, 전면 절연막(120)은 금속 배선층(122) 및 패시베이션 막(124)을 포함할 수 있다. 금속 배선층(122)은 내부에 복수 개의 배선들(123)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 배선층(122)은 버퍼막들 및 절연막들에서 수직하게 적층된 복수 개의 배선들(123)을 구비하는 금속 배선 구조물을 포함할 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 복수 개의 배선들(123) 중에서 최상위 배선 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배선들은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 패시베이션 막(124)은 금속 배선층(122) 상에 형성되며, 전면 본딩 패드(142)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 패시베이션 막(124)에는 전면 본딩 패드(142)가 구비될 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 패시베이션 막(124)의 외측면을 통해 노출될 수 있다.For example, the front insulating film (120) may include a metal wiring layer (122) and a passivation film (124). The metal wiring layer (122) may include a plurality of wirings (123) therein. For example, the metal wiring layer (122) may include a metal wiring structure having a plurality of wirings (123) vertically stacked on buffer films and insulating films. The front bonding pad (142) may be formed on an uppermost wiring among the plurality of wirings (123). For example, the wirings may include aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof. The passivation film (124) is formed on the metal wiring layer (122) and may expose at least a portion of the front bonding pad (142). The front bonding pad (142) may be provided on the passivation film (124). The front bonding pad (142) can be exposed through the outer surface of the passivation film (124).

제1 관통 전극(through silicon via, TSV)(150a)은 상기 층간 절연막을 수직 관통하고 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112)으로부터 제2 면(114)까지 연장할 수 있다. 제1 관통 전극(150a)은 상기 금속 배선 구조물의 최하위 배선과 접촉할 수 있다. 따라서, 제1 관통 전극(150a)은 배선들(123)에 의해 전면 본딩 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다.A first through silicon via (TSV) (150a) may vertically penetrate the interlayer insulating film and extend from a first surface (112) of a first semiconductor substrate (110a) to a second surface (114). The first through silicon via (TSV) (150a) may contact the lowermost wiring of the metal wiring structure. Accordingly, the first through silicon via (TSV) (150a) may be electrically connected to a front bonding pad (142) via wirings (123).

후면 절연막(130)은 제1 반도체 기판(110a)의 제2 면(114), 즉, 후면 상에 형성될 수 있다. 후면 절연막(130)에는 후면 본딩 패드(144)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 후면 본딩 패드(144)는 제1 관통 전극(150a)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 후면 절연막(130)은 실리콘 산화물, 탄소 도핑된 실리콘 산화물, 실리콘 탄질화물(SiCN) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 전면 및 후면 본딩 패드들(142, 144)은 제1 관통 전극(150a)에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.The rear insulating film (130) may be formed on the second surface (114), i.e., the rear surface, of the first semiconductor substrate (110a). The rear insulating film (130) may be provided with a rear bonding pad (144). For example, the rear bonding pad (144) may be disposed on the exposed surface of the first through-electrode (150a). The rear insulating film (130) may include silicon oxide, carbon-doped silicon oxide, silicon carbonitride (SiCN), or the like. Accordingly, the front and rear bonding pads (142, 144) may be electrically connected to each other by the first through-electrode (150a).

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 반도체 칩(100b)은 제2 반도체 기판(110b), 상기 제2 반도체 기판의 제1 면 상에 구비되며 전면 본딩 패드(142)가 구비되는 전면 절연막(120), 및 상기 제2 반도체 기판의 제2 면 상에 구비되며 후면 본딩 패드(144)가 구비되는 후면 절연막(130)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 반도체 칩(100b)은 상기 제2 반도체 기판을 관통하며 상기 전면 및 후면 본딩 패드들(142, 144)에 전기적으로 연결되는 제2 관통 전극(150b)을 더 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the second semiconductor chip (100b) may include a second semiconductor substrate (110b), a front insulating film (120) provided on a first surface of the second semiconductor substrate and having a front bonding pad (142), and a rear insulating film (130) provided on a second surface of the second semiconductor substrate and having a rear bonding pad (144). In addition, the second semiconductor chip (100b) may further include a second through-electrode (150b) penetrating the second semiconductor substrate and electrically connected to the front and rear bonding pads (142, 144).

구체적으로, 제2 반도체 기판(110b)은 서로 반대하는 제1 면(112) 및 제2 면(114)을 가질 수 있다. 상기 제1 면은 활성면이고, 상기 제2 면은 비활성면일 수 있다. 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112)에는 회로 소자들이 형성될 수 있다. 상기 회로 소자는 다수개의 메모리 소자들을 포함할 수 있다. 상기 메모리 소자의 예로는 휘발성 반도체 메모리 소자와 비휘발성 반도체 메모리 소자를 들 수 있다. 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112) 상에는 상기 회로 소자들을 커버하는 층간 절연막이 형성될 수 있다.Specifically, the second semiconductor substrate (110b) may have a first surface (112) and a second surface (114) that are opposite to each other. The first surface may be an active surface, and the second surface may be a non-active surface. Circuit elements may be formed on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b). The circuit elements may include a plurality of memory elements. Examples of the memory elements include volatile semiconductor memory elements and non-volatile semiconductor memory elements. An interlayer insulating film covering the circuit elements may be formed on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b).

도 2 에 도시된 바와 같이, 전면 절연막(120)은 층간 절연막으로서 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112), 즉, 전면 상에 형성될 수 있다. 전면 절연막(120)은 복수 개의 절연층들 및 상기 절연층들 내에 배선들(123)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 절연막(120)의 최외각 절연층에는 전면 본딩 패드들(142)이 구비될 수 있다. As illustrated in FIG. 2, the front insulating film (120) may be formed as an interlayer insulating film on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b), i.e., the front surface. The front insulating film (120) may include a plurality of insulating layers and wirings (123) within the insulating layers. In addition, front bonding pads (142) may be provided on the outermost insulating layer of the front insulating film (120).

예를 들면, 전면 절연막(120)은 금속 배선층(122) 및 패시베이션 막(124)을 포함할 수 있다. 금속 배선층(122)은 내부에 복수 개의 배선들(123)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 배선층(122)은 버퍼막들 및 절연막들에서 수직하게 적층된 복수 개의 배선들(123)을 구비하는 금속 배선 구조물을 포함할 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 복수 개의 배선들(123) 중에서 최상위 배선 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배선들은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 패시베이션 막(124)은 금속 배선층(122) 상에 형성되며, 전면 본딩 패드(142)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 패시베이션 막(124)에는 전면 본딩 패드(142)가 구비될 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 패시베이션 막(124)의 외측면을 통해 노출될 수 있다.For example, the front insulating film (120) may include a metal wiring layer (122) and a passivation film (124). The metal wiring layer (122) may include a plurality of wirings (123) therein. For example, the metal wiring layer (122) may include a metal wiring structure having a plurality of wirings (123) vertically stacked on buffer films and insulating films. The front bonding pad (142) may be formed on an uppermost wiring among the plurality of wirings (123). For example, the wirings may include aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof. The passivation film (124) is formed on the metal wiring layer (122) and may expose at least a portion of the front bonding pad (142). The front bonding pad (142) may be provided on the passivation film (124). The front bonding pad (142) can be exposed through the outer surface of the passivation film (124).

제2 관통 전극(through silicon via, TSV)(150b)은 상기 층간 절연막을 수직 관통하고 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112)으로부터 제2 면(114)까지 연장할 수 있다. 제2 관통 전극(150b)은 상기 금속 배선 구조물의 최하위 배선과 접촉할 수 있다. 따라서, 제2 관통 전극(150b)은 배선들(123)에 의해 전면 본딩 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다.A second through silicon via (TSV) (150b) may vertically penetrate the interlayer insulating film and extend from the first surface (112) to the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b). The second through silicon via (TSV) (150b) may contact the lowermost wiring of the metal wiring structure. Accordingly, the second through silicon via (TSV) (150b) may be electrically connected to the front bonding pad (142) via the wirings (123).

후면 절연막(130)은 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114), 즉, 후면 상에 형성될 수 있다. 후면 절연막(130)에는 후면 본딩 패드(144)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 후면 본딩 패드(144)는 제2 관통 전극(150b)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 후면 절연막(130)은 실리콘 산화물, 탄소 도핑된 실리콘 산화물, 실리콘 탄질화물(SiCN) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 전면 및 후면 본딩 패드들(142, 144)은 제2 관통 전극(150b)에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.The rear insulating film (130) may be formed on the second surface (114), i.e., the rear surface, of the second semiconductor substrate (110b). The rear insulating film (130) may be provided with a rear bonding pad (144). For example, the rear bonding pad (144) may be disposed on the exposed surface of the second through-electrode (150b). The rear insulating film (130) may include silicon oxide, carbon-doped silicon oxide, silicon carbonitride (SiCN), or the like. Accordingly, the front and rear bonding pads (142, 144) may be electrically connected to each other by the second through-electrode (150b).

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 반도체 칩(100b)은 도전성 범프 구조물들(200)에 의해 제1 반도체 칩(100a) 상에 적층될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제1 범프(210) 및 제2 범프(220)를 포함할 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제1 반도체 칩(100a)의 제2 면(114) 상의 후면 본딩 패드(144)와 제2 반도체 칩(100b)의 제1 면(112) 상의 전면 본딩 패드(142) 사이에 구비될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 상기 후면 본딩 패드와 상기 하부 본딩 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. In exemplary embodiments, a second semiconductor chip (100b) may be stacked on a first semiconductor chip (100a) by conductive bump structures (200). The conductive bump structure (200) may include a first bump (210) and a second bump (220). The conductive bump structure (200) may be provided between a back bonding pad (144) on a second surface (114) of the first semiconductor chip (100a) and a front bonding pad (142) on a first surface (112) of the second semiconductor chip (100b). The conductive bump structure (200) may electrically connect the back bonding pad and the lower bonding pad.

제1 범프(210)는 제1 반도체 칩(100a)의 제1 면(112) 상의 후면 본딩 패드(144) 상에 구비될 수 있다. 제1 범프(210)의 하부면은 후면 본딩 패드(144)의 평면 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상의 구조로 후면 본딩 패드(144)를 커버할 수 있다. 예를 들면, 제1 범프(210)는 곡면을 가지는 돔 형상을 가지며, 후면 본딩 패드(144) 상에서 상기 후면 본딩 패드에 수직하는 방향으로 돌출할 수 있다. 제1 범프(210)의 높이(H1)는 5μm 이하일 수 있다. 제1 범프(210)의 높이(H1)에 대한 후면 본딩 패드의 너비(D1)의 비율은 25 이하일 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부가 가장 높게 돌출된 형상을 가질 수 있으므로, 열 압착 공정(Thermo Compression, TC)을 수행할 때, 상기 중앙부에 응력이 집중되어 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 제공할 수 있다.The first bump (210) may be provided on the rear bonding pad (144) on the first surface (112) of the first semiconductor chip (100a). The lower surface of the first bump (210) may have the same shape as the planar shape of the rear bonding pad (144). The first bump (210) may have a hemispherical structure whose height increases toward the center and may cover the rear bonding pad (144). For example, the first bump (210) may have a dome shape with a curved surface and may protrude in a direction perpendicular to the rear bonding pad (144). The height (H1) of the first bump (210) may be 5 μm or less. The ratio of the width (D1) of the rear bonding pad to the height (H1) of the first bump (210) may be 25 or less. Since the first bump (210) may have a shape in which the central portion protrudes the highest, when performing a thermocompression (TC) process, stress may be concentrated in the central portion to provide penetration force to the second bump (220).

제1 범프(210)의 소재는 주석(Sn) 계열의 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 범프(210)의 소재는 Sn-Sb 합금, Sn-Mg 합금, Sn-Zn 합금 및 Sn-Bi 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 범프(220)는 마찬가지로 주석(Sn) 계열의 금속을 포함하므로, 상기 열 압착 공정을 수행할 때, 서로 유사한 조성을 갖는 제2 범프(220)와 제1 범프(210)는 높은 젖음성을 갖도록 접합될 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재의 녹는점과 유사한 녹는점을 가지는 소재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재의 녹는점과 같거나 높은 녹는점을 가지는 소재를 포함할 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재의 항복강도보다 높은 항복강도를 갖는 소재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 열 압착 공정을 수행할 때, 제1 범프(210)는 제2 범프(220)보다 높은 기계적 강도를 가질 수 있으므로, 상기 제1 범프와 상기 연결 범프가 접촉할 때 상기 연결 범프가 상대적으로 많이 변형되어 상기 제1 범프(210)를 덮도록 커버할 수 있다.The material of the first bump (210) may include a tin (Sn) series alloy. For example, the material of the first bump (210) may include at least one of a Sn-Sb alloy, a Sn-Mg alloy, a Sn-Zn alloy, and a Sn-Bi alloy. Since the second bump (220) also includes a tin (Sn) series metal, when performing the thermal compression process, the second bump (220) and the first bump (210) having similar compositions may be bonded to each other to have high wettability. The first bump (210) may include a material having a melting point similar to the melting point of the material of the second bump (220). Preferably, the first bump (210) may include a material having a melting point equal to or higher than the melting point of the material of the second bump (220). The first bump (210) may include a material having a higher yield strength than the yield strength of the material of the second bump (220). Accordingly, when the thermal compression process is performed, the first bump (210) may have a higher mechanical strength than the second bump (220), so that when the first bump and the connecting bump come into contact, the connecting bump may be relatively deformed to cover the first bump (210).

접착층(300)은 제1 반도체 칩(100a)과 제2 반도체 칩(100b) 사이에서 도전성 범프 구조물(200) 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 반도체 칩(100a)의 후면 절연막(130)과 제2 반도체 칩(100b)의 전면 절연막(120)의 패시베이션 막(124) 사이에 구비될 수 있다. 접착층(300)은 비전도성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착층(300)은 비전도성 필름(Non-Conductive Film, NCF)를 포함할 수 있다.An adhesive layer (300) may be provided to fill a space between a conductive bump structure (200) between a first semiconductor chip (100a) and a second semiconductor chip (100b). Specifically, as illustrated in FIG. 2, the adhesive layer (300) may be provided between a back insulating film (130) of the first semiconductor chip (100a) and a passivation film (124) of a front insulating film (120) of the second semiconductor chip (100b). The adhesive layer (300) may include a non-conductive adhesive. For example, the adhesive layer (300) may include a non-conductive film (NCF).

예를 들면, 상기 비전도성 필름을 이용한 열 압착 공정에 의해 제2 반도체 칩(100b)과 제1 반도체 칩(100a)이 서로 부착될 수 있다. 상기 열 압착 공정에서 상기 비전도성 필름은 액화되어 유동성을 갖게 되고 제2 반도체 칩(100b)과 제1 반도체 칩(100a) 사이에서 도전성 범프 구조물(200) 사이를 흐른 후 경화되어 사이의 공간을 채울 수 있다. 경화된 접착층(300일부는 제2 반도체 칩(100b)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.For example, the second semiconductor chip (100b) and the first semiconductor chip (100a) can be attached to each other by a thermal compression process using the non-conductive film. In the thermal compression process, the non-conductive film is liquefied and has fluidity, and can flow between the conductive bump structure (200) between the second semiconductor chip (100b) and the first semiconductor chip (100a) and then harden to fill the space therebetween. A portion of the hardened adhesive layer (300) can protrude from the side surface of the second semiconductor chip (100b).

도 3에 도시된 바와 같이, 제3 반도체 칩(100c)은 제3 반도체 기판(110c), 상기 제2 반도체 기판의 제1 면 상에 구비되며 전면 본딩 패드(142)가 구비되는 전면 절연막(120), 및 상기 제3 반도체 기판의 제2 면 상에 구비되며 후면 본딩 패드(144)가 구비되는 후면 절연막(130)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 반도체 칩(100c)은 상기 제2 반도체 기판을 관통하며 상기 전면 및 후면 본딩 패드들(142, 144)에 전기적으로 연결되는 제3 관통 전극(150c)을 더 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the third semiconductor chip (100c) may include a third semiconductor substrate (110c), a front insulating film (120) provided on a first surface of the second semiconductor substrate and having a front bonding pad (142), and a rear insulating film (130) provided on a second surface of the third semiconductor substrate and having a rear bonding pad (144). In addition, the third semiconductor chip (100c) may further include a third through-electrode (150c) that penetrates the second semiconductor substrate and is electrically connected to the front and rear bonding pads (142, 144).

구체적으로, 제3 반도체 기판(110c)은 서로 반대하는 제1 면(112) 및 제2 면(114)을 가질 수 있다. 상기 제1 면은 활성면이고, 상기 제2 면은 비활성면일 수 있다. 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112)에는 회로 소자들이 형성될 수 있다. 상기 회로 소자는 다수개의 메모리 소자들을 포함할 수 있다. 상기 메모리 소자의 예로는 휘발성 반도체 메모리 소자와 비휘발성 반도체 메모리 소자를 들 수 있다. 제3 반도체 기판(110c)의 제1 면(112) 상에는 상기 회로 소자들을 커버하는 층간 절연막이 형성될 수 있다.Specifically, the third semiconductor substrate (110c) may have a first surface (112) and a second surface (114) that are opposite to each other. The first surface may be an active surface, and the second surface may be a non-active surface. Circuit elements may be formed on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b). The circuit elements may include a plurality of memory elements. Examples of the memory elements include volatile semiconductor memory elements and non-volatile semiconductor memory elements. An interlayer insulating film covering the circuit elements may be formed on the first surface (112) of the third semiconductor substrate (110c).

도 3에 도시된 바와 같이, 전면 절연막(120)은 층간 절연막으로서 제3 반도체 기판(110c)의 제1 면(112), 즉, 전면 상에 형성될 수 있다. 전면 절연막(120)은 복수 개의 절연층들 및 상기 절연층들 내에 배선들(123)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 절연막(120)의 최외각 절연층에는 전면 본딩 패드들(142)이 구비될 수 있다. As illustrated in FIG. 3, the front insulating film (120) may be formed as an interlayer insulating film on the first surface (112) of the third semiconductor substrate (110c), i.e., the front surface. The front insulating film (120) may include a plurality of insulating layers and wirings (123) within the insulating layers. In addition, the outermost insulating layer of the front insulating film (120) may be provided with front bonding pads (142).

예를 들면, 전면 절연막(120)은 금속 배선층(122) 및 패시베이션 막(124)을 포함할 수 있다. 금속 배선층(122)은 내부에 복수 개의 배선들(123)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 배선층(122)은 버퍼막들 및 절연막들에서 수직하게 적층된 복수 개의 배선들(123)을 구비하는 금속 배선 구조물을 포함할 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 복수 개의 배선들(123) 중에서 최상위 배선 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배선들은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 패시베이션 막(124)은 금속 배선층(122) 상에 형성되며, 전면 본딩 패드(142)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 패시베이션 막(124)에는 전면 본딩 패드(142)가 구비될 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 패시베이션 막(124)의 외측면을 통해 노출될 수 있다.For example, the front insulating film (120) may include a metal wiring layer (122) and a passivation film (124). The metal wiring layer (122) may include a plurality of wirings (123) therein. For example, the metal wiring layer (122) may include a metal wiring structure having a plurality of wirings (123) vertically stacked on buffer films and insulating films. The front bonding pad (142) may be formed on an uppermost wiring among the plurality of wirings (123). For example, the wirings may include aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof. The passivation film (124) is formed on the metal wiring layer (122) and may expose at least a portion of the front bonding pad (142). The front bonding pad (142) may be provided on the passivation film (124). The front bonding pad (142) can be exposed through the outer surface of the passivation film (124).

제3 관통 전극(through silicon via, TSV)(150c)은 상기 층간 절연막을 수직 관통하고 제3 반도체 기판(110c)의 제1 면(112)으로부터 제2 면(114)까지 연장할 수 있다. 제3 관통 전극(150c)은 상기 금속 배선 구조물의 최하위 배선과 접촉할 수 있다. 따라서, 제3 관통 전극(150c)은 배선들(123)에 의해 전면 본딩 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다.A third through silicon via (TSV) (150c) may vertically penetrate the interlayer insulating film and extend from the first surface (112) to the second surface (114) of the third semiconductor substrate (110c). The third through silicon via (TSV) (150c) may contact the lowermost wiring of the metal wiring structure. Accordingly, the third through silicon via (TSV) (150c) may be electrically connected to the front bonding pad (142) via the wirings (123).

후면 절연막(130)은 제3 반도체 기판(110c)의 제2 면(114), 즉, 후면 상에 형성될 수 있다. 후면 절연막(130)에는 후면 본딩 패드(144)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 후면 본딩 패드(144)는 제3 관통 전극(150c)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 후면 절연막(130)은 실리콘 산화물, 탄소 도핑된 실리콘 산화물, 실리콘 탄질화물(SiCN) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 전면 및 후면 본딩 패드들(142, 144)은 제3 관통 전극(150c)에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.The rear insulating film (130) may be formed on the second surface (114), i.e., the rear surface, of the third semiconductor substrate (110c). The rear insulating film (130) may be provided with a rear bonding pad (144). For example, the rear bonding pad (144) may be disposed on the exposed surface of the third through-electrode (150c). The rear insulating film (130) may include silicon oxide, carbon-doped silicon oxide, silicon carbonitride (SiCN), or the like. Accordingly, the front and rear bonding pads (142, 144) may be electrically connected to each other by the third through-electrode (150c).

예시적인 실시예들에 있어서, 제3 반도체 칩(100c)은 도전성 범프 구조물들(200)에의해 제2 반도체 칩(100b) 상에 적층될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제1 범프(210) 및 제2 범프(220)를 포함할 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제2 반도체 칩(100b)의 제2 면(114) 상의 후면 본딩 패드(144)와 제3 반도체 칩(100c)의 제1 면(112) 상의 전면 본딩 패드(142) 사이에 구비될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 상기 후면 본딩 패드와 상기 하부 본딩 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. In exemplary embodiments, a third semiconductor chip (100c) may be stacked on a second semiconductor chip (100b) by conductive bump structures (200). The conductive bump structure (200) may include a first bump (210) and a second bump (220). The conductive bump structure (200) may be provided between a back bonding pad (144) on a second surface (114) of the second semiconductor chip (100b) and a front bonding pad (142) on a first surface (112) of the third semiconductor chip (100c). The conductive bump structure (200) may electrically connect the back bonding pad and the lower bonding pad.

또한, 접착층(300)은 제2 반도체 칩(100b)과 제3 반도체 칩(100c) 사이에서 도전성 범프 구조물(200) 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다. Additionally, the adhesive layer (300) may be provided to fill the space between the conductive bump structure (200) between the second semiconductor chip (100b) and the third semiconductor chip (100c).

예시적인 실시예들에 있어서, 제4 반도체 칩(100d)은 도전성 범프 구조물들(200)에의해 제3 반도체 칩(100c) 상에 적층될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제1 범프(210) 및 제2 범프(220)를 포함할 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제3 반도체 칩(100c)의 제2 면(114) 상의 후면 본딩 패드(144)와 제4 반도체 칩(100d)의 제1 면(112) 상의 전면 본딩 패드(142) 사이에 구비될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 상기 후면 본딩 패드와 상기 하부 본딩 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. In exemplary embodiments, a fourth semiconductor chip (100d) may be stacked on a third semiconductor chip (100c) by conductive bump structures (200). The conductive bump structure (200) may include a first bump (210) and a second bump (220). The conductive bump structure (200) may be provided between a back bonding pad (144) on a second surface (114) of the third semiconductor chip (100c) and a front bonding pad (142) on a first surface (112) of the fourth semiconductor chip (100d). The conductive bump structure (200) may electrically connect the back bonding pad and the lower bonding pad.

또한, 접착층(300)은 제3 반도체 칩(100c)과 제4 반도체 칩(100d) 사이에서 도전성 범프 구조물(200) 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다. Additionally, the adhesive layer (300) may be provided to fill the space between the conductive bump structure (200) between the third semiconductor chip (100c) and the fourth semiconductor chip (100d).

예시적인 실시예들에 있어서, 제5 반도체 칩(100e)은 도전성 범프 구조물들(200)에의해 제4 반도체 칩(100d) 상에 적층될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제1 범프(210) 및 제2 범프(220)를 포함할 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 제4 반도체 칩(100d)의 제2 면(114) 상의 후면 본딩 패드(144)와 제5 반도체 칩(100e)의 제1 면(112) 상의 전면 본딩 패드(142) 사이에 구비될 수 있다. 도전성 범프 구조물(200)은 상기 후면 본딩 패드와 상기 하부 본딩 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. In exemplary embodiments, a fifth semiconductor chip (100e) may be stacked on a fourth semiconductor chip (100d) by conductive bump structures (200). The conductive bump structure (200) may include a first bump (210) and a second bump (220). The conductive bump structure (200) may be provided between a back bonding pad (144) on a second surface (114) of the fourth semiconductor chip (100d) and a front bonding pad (142) on a first surface (112) of the fifth semiconductor chip (100e). The conductive bump structure (200) may electrically connect the back bonding pad and the lower bonding pad.

또한, 접착층(300)은 제4 반도체 칩(100d)과 제5 반도체 칩(100e) 사이에서 도전성 범프 구조물(200) 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다. Additionally, the adhesive layer (300) may be provided to fill the space between the conductive bump structure (200) between the fourth semiconductor chip (100d) and the fifth semiconductor chip (100e).

상술한 바와 같이, 반도체 패키지(10)는 제1 반도체 칩(100a) 상에 도전성도전성 범프 구조물들(200)을 매개로 하여 순차적으로 적층되는 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e)을 포함할 수 있다.As described above, the semiconductor package (10) may include second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) sequentially stacked on a first semiconductor chip (100a) via conductive bump structures (200).

이하에서는, 도 1의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 상기 반도체 패키지가 고 대역폭 메모리(HBM, High Bandwidth Memory) 장치를 포함하는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법이 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor package of FIG. 1 will be described. The description will focus on the case where the semiconductor package includes a High Bandwidth Memory (HBM) device. However, it will be understood that the method for manufacturing the semiconductor package according to the exemplary embodiments is not limited thereto.

도 4 내지 도 17은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 패키지의 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 도 5는 도 4의 C 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 도 7 및 도 8은 도 6의 D 부분을 나타내는 확대 단면도들이다. 도 10은 도 9의 E 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 도 13 은 도 12의 F 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 도 15은 도 14의 G 부분을 나타내는 확대 단면도이다.FIGS. 4 to 17 are drawings illustrating a method for manufacturing a semiconductor package according to exemplary embodiments. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating portion C of FIG. 4. FIGS. 7 and 8 are enlarged cross-sectional views illustrating portion D of FIG. 6. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating portion E of FIG. 9. FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view illustrating portion F of FIG. 12. FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view illustrating portion G of FIG. 14.

도 4 및 도 5를 참조하면, 복수 개의 제2 반도체 칩들(다이들)이 형성된 제2 웨이퍼(W2)를 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, a second wafer (W2) having a plurality of second semiconductor chips (dies) formed thereon can be provided.

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 웨이퍼(W2)는 제1 면(112) 및 제1 면(112)에 반대하는 제2 면(114)을 갖는 제2 반도체 기판(110b)을 포함할 수 있다. 제2 웨이퍼(W2)는 다이 영역(DA) 및 다이 영역(DA)을 둘러싸는 스크라이브 레인 영역(SA)을 포함할 수 있다. 제2 웨이퍼(W2)는 추후 소잉 공정에 의해 제2 웨이퍼(W2)의 복수 개의 다이 영역들(DA)을 구분하는 스크라이브 레인 영역(SA)을 따라 절단되어 복수 개의 제2 반도체 칩들로 개별화될 수 있다.In exemplary embodiments, the second wafer (W2) may include a second semiconductor substrate (110b) having a first surface (112) and a second surface (114) opposite the first surface (112). The second wafer (W2) may include a die area (DA) and a scribe lane area (SA) surrounding the die area (DA). The second wafer (W2) may be subsequently cut along the scribe lane area (SA) that separates the plurality of die areas (DA) of the second wafer (W2) by a sawing process to thereby individualize the plurality of second semiconductor chips.

제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112) 상의 다이 영역(DA)에는 회로 소자들이 형성될 수 있다. 상기 회로 소자는 다수개의 메모리 소자들을 포함할 수 있다. 상기 메모리 소자의 예로는 휘발성 반도체 메모리 소자와 비휘발성 반도체 메모리 소자를 들 수 있다. 상기 휘발성 반도체 메모리 소자의 예로는 DRAM, SRAM 등을 들 수 있다. 상기 비휘발성 반도체 메모리 소자의 예로는 EPROM, EEPROM, Flash EEPROM 등을 들 수 있다.Circuit elements may be formed in a die area (DA) on a first surface (112) of a second semiconductor substrate (110b). The circuit elements may include a plurality of memory elements. Examples of the memory elements include volatile semiconductor memory elements and non-volatile semiconductor memory elements. Examples of the volatile semiconductor memory elements include DRAM, SRAM, etc. Examples of the non-volatile semiconductor memory elements include EPROM, EEPROM, Flash EEPROM, etc.

예를 들면, 제2 반도체 기판(110b)은 실리콘, 게르마늄, 실리콘-게르마늄 등과 같은 반도체 물질, 혹은 갈륨 인화물(GaP), 갈륨 비소(GaAs), 갈륨 안티모나이드(GaSb) 등과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제2 반도체 기판(110b)은 실리콘-온-인슐레이터(Silicon-On-Insulator: SOI) 기판 또는 게르마늄-온-인슐레이터(Germanium-On-Insulator: GOI) 기판일 수 있다.For example, the second semiconductor substrate (110b) may include a semiconductor material such as silicon, germanium, silicon-germanium, or a group III-V compound semiconductor such as gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimonide (GaSb), or the like. According to some embodiments, the second semiconductor substrate (110b) may be a silicon-on-insulator (SOI) substrate or a germanium-on-insulator (GOI) substrate.

상기 회로 패턴들은 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등을 포함할 수 있다. 상기 회로 패턴들은 회로 소자들을 구성할 수 있다. 따라서, 상기 반도체 칩은 내부에 다수개의 회로 소자들을 형성된 반도체 장치일 수 있다. 상기 회로 패턴들은 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112) 상에 반도체 소자 제조를 위한 FEOL (Front End of Line) 공정을 수행함으로써 형성될 수 있다. 상기 FEOL 공정이 수행되는 상기 기판의 표면을 상기 기판의 전면(front side surface)이라 하고, 상기 전면의 반대면을 후면(backside surface)이라 할 수 있다.The circuit patterns may include transistors, capacitors, diodes, etc. The circuit patterns may constitute circuit elements. Accordingly, the semiconductor chip may be a semiconductor device having a plurality of circuit elements formed therein. The circuit patterns may be formed by performing a FEOL (Front End of Line) process for manufacturing semiconductor elements on a first surface (112) of a second semiconductor substrate (110b). The surface of the substrate on which the FEOL process is performed may be referred to as the front side surface of the substrate, and the surface opposite to the front side may be referred to as the backside surface.

상기 회로 소자는 다수개의 메모리 소자들을 포함할 수 있다. 상기 메모리 소자의 예로는 휘발성 반도체 메모리 소자와 비휘발성 반도체 메모리 소자를 들 수 있다. 상기 휘발성 반도체 메모리 소자의 예로는 DRAM, SRAM 등을 들 수 있다. 상기 비휘발성 반도체 메모리 소자의 예로는 EPROM, EEPROM, Flash EEPROM 등을 들 수 있다.The circuit element may include a plurality of memory elements. Examples of the memory elements include volatile semiconductor memory elements and non-volatile semiconductor memory elements. Examples of the volatile semiconductor memory elements include DRAM, SRAM, etc. Examples of the non-volatile semiconductor memory elements include EPROM, EEPROM, Flash EEPROM, etc.

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 웨이퍼(W2)는 제2 반도체 기판(110b) 및 외측면에 전면 본딩 패드(142)가 구비된 전면 절연막(120)을 포함할 수 있다. 전면 절연막(120)은 복수 개의 절연층들 및 상기 절연층들 내에 배선들(123)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 절연막(120)의 최외각 절연층에는 전면 본딩 패드(142)가 구비될 수 있다. 또한, 제2 웨이퍼(W2)는 제2 반도체 기판(110b) 내에 구비되며 전면 본딩 패드들(142)과 전기적으로 연결되는 복수 개의 제2 관통 전극들(150b)을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the second wafer (W2) may include a second semiconductor substrate (110b) and a front insulating film (120) having front bonding pads (142) on an outer surface thereof. The front insulating film (120) may include a plurality of insulating layers and wires (123) within the insulating layers. In addition, a front bonding pad (142) may be provided on the outermost insulating layer of the front insulating film (120). In addition, the second wafer (W2) may include a plurality of second through-electrodes (150b) that are provided within the second semiconductor substrate (110b) and are electrically connected to the front bonding pads (142).

제2 웨이퍼(W2)는 전면 절연막(120) 상의 전면 본딩 패드(142) 상에 구비된 제2 범프들(220)을 포함할 수 있다. 제2 범프들(220)은 솔더 범프를 포함할 수 있다. 제2 웨이퍼(W2)는 상면에 접착막을 구비하는 캐리어 기판(C1) 상에 접착될 수 있다. 상기 접착막은 제2 범프들(220) 사이에 채워질 수 있다.The second wafer (W2) may include second bumps (220) provided on front bonding pads (142) on the front insulating film (120). The second bumps (220) may include solder bumps. The second wafer (W2) may be bonded to a carrier substrate (C1) having an adhesive film on an upper surface. The adhesive film may be filled between the second bumps (220).

도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 전면 절연막(120)은 금속 배선층(122) 및 패시베이션 막(124)을 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 5, for example, the front insulating film (120) may include a metal wiring layer (122) and a passivation film (124).

금속 배선층(122)은 내부에 복수 개의 배선들(123)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 배선층(122)은 버퍼막들 및 절연막들에서 수직하게 적층된 복수 개의 배선들(123)을 구비하는 금속 배선 구조물을 포함할 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 복수 개의 배선들(123) 중에서 최상위 배선 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배선들은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The metal wiring layer (122) may include a plurality of wires (123) therein. For example, the metal wiring layer (122) may include a metal wiring structure having a plurality of wires (123) vertically stacked on buffer films and insulating films. The front bonding pad (142) may be formed on the uppermost wire among the plurality of wires (123). For example, the wires may include aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), or an alloy thereof.

패시베이션 막(124)은 금속 배선층(122) 상에 형성되며, 전면 본딩 패드(142)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 패시베이션 막(124)은 복수 개의 적층된 절연막들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 패시베이션 막(124)은 순차적으로 적층되며 산화막을 포함하는 제1 보호막 및 질화막을 포함하는 제2 보호막을 포함할 수 있다. 상기 제1 보호막은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 제2 보호막은 실리콘 질화물 또는 실리콘 탄질화물을 포함할 수 있다.A passivation film (124) is formed on the metal wiring layer (122) and may expose at least a portion of the front bonding pad (142). The passivation film (124) may include a plurality of stacked insulating films. For example, the passivation film (124) may be sequentially stacked and include a first passivation film including an oxide film and a second passivation film including a nitride film. The first passivation film may include silicon oxide, and the second passivation film may include silicon nitride or silicon carbonitride.

패시베이션 막(124)에는 전면 본딩 패드(142)가 구비될 수 있다. 전면 본딩 패드(142)는 패시베이션 막(124)의 외측면을 통해 노출될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 층간 절연막은 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112) 상에 구비되어 상기 회로 패턴들을 커버할 수 있다. 상기 층간 절연막은 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 저유전 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막은 내부에 상기 회로 패턴들과 전기적으로 연결되는 하부 배선들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 회로 패턴은 상기 하부 배선들 및 상기 배선들에 의해 전면 본딩 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다A front bonding pad (142) may be provided on the passivation film (124). The front bonding pad (142) may be exposed through the outer surface of the passivation film (124). Although not shown in the drawing, an interlayer insulating film may be provided on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b) to cover the circuit patterns. The interlayer insulating film may be formed to include, for example, silicon oxide or a low-k material. The interlayer insulating film may include lower wirings electrically connected to the circuit patterns therein. Accordingly, the circuit pattern may be electrically connected to the front bonding pad (142) by the lower wirings and the wirings.

제2 관통 전극(through silicon via, TSV)(150b)은 상기 층간 절연막을 수직 관통하고 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112)으로부터 소정 깊이까지 연장할 수 있다. 제2 관통 전극(150b)은 상기 금속 배선 구조물의 최하위 배선과 접촉할 수 있다. 따라서, 제2 관통 전극(150b)은 배선들(123)에 의해 전면 본딩 패드(142)와 전기적으로 연결될 수 있다.A second through silicon via (TSV) (150b) may vertically penetrate the interlayer insulating film and extend from the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b) to a predetermined depth. The second through silicon via (TSV) (150b) may contact the lowest wiring of the metal wiring structure. Accordingly, the second through silicon via (TSV) (150b) may be electrically connected to the front bonding pad (142) via the wirings (123).

제2 관통 전극(150b)의 외측면에는 라이너 막(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 상기 라이너 막은 실리콘 산화물 또는 탄소 도핑된 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 라이너 막은 제2 관통 전극(150b)을 제2 반도체 기판(110b) 및 제1 금속 배선층(122)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.A liner film (not shown) may be provided on the outer surface of the second through-hole electrode (150b). The liner film may include silicon oxide or carbon-doped silicon oxide. The liner film may electrically insulate the second through-hole electrode (150b) from the second semiconductor substrate (110b) and the first metal wiring layer (122).

제2 관통 전극(150b) 및 전면 본딩 패드(142)는 동일한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 제한되지는 않으며, 고온의 어닐링 공정에 의해 금속의 상호 확산에 의해 결합될 수 있는 물질(예를 들면, 금(Au))을 포함할 수 있다.The second through-electrode (150b) and the front bonding pad (142) may comprise the same metal. For example, the metal may comprise copper (Cu). However, the present invention is not limited thereto, and may comprise a material (e.g., gold (Au)) that can be bonded by mutual diffusion of metals through a high-temperature annealing process.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)을 부분적으로 제거하여 제2 관통 전극(150b)의 일단부를 노출시키고, 후면 절연막(130) 및 제1 범프(210)를 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 8, the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b) is partially removed to expose one end of the second through-hole electrode (150b), and a rear insulating film (130) and a first bump (210) can be formed.

도 6에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 기판 지지 시스템(WSS)을 이용하여 제2 반도체 기판(110b) 제2 면(114)을 부분적으로 제거할 수 있다. 먼저, 접착막을 이용하여 캐리어 기판(C1) 상에 제2 웨이퍼(W2)를 부착한 후, 제2 관통 전극(150b)의 일부가 노출될 때까지 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)을 부분적으로 제거할 수 있다.As illustrated in FIG. 6, in exemplary embodiments, the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b) may be partially removed using a substrate support system (WSS). First, a second wafer (W2) is attached on a carrier substrate (C1) using an adhesive film, and then the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b) may be partially removed until a portion of the second through-electrode (150b) is exposed.

먼저, 백랩(back lap) 공정과 같은 그라인딩 공정을 수행하여, 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)을 부분적으로 제거한 후, 실리콘 리세스 공정과 같은 식각 공정을 수행하여 제2 관통 전극(150b)의 일단부를 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 반도체 기판(110b)의 두께를 원하는 두께로 감소될 수 있다. 예를 들면, 제2 반도체 기판(110b)은 약 20㎛ 내지 50㎛의 두께 범위를 가질 수 있다.First, a grinding process, such as a back lap process, may be performed to partially remove the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b), and then an etching process, such as a silicon recess process, may be performed to expose one end of the second through-electrode (150b). Accordingly, the thickness of the second semiconductor substrate (110b) may be reduced to a desired thickness. For example, the second semiconductor substrate (110b) may have a thickness range of about 20 μm to 50 μm.

상기 백랩 공정은 제2 웨이퍼(W2)의 후면 전체를 그라인딩할 수 있다. 상기 실리콘 리세스 공정은 제2 웨이퍼(W2)의 후면에서의 실리콘만을 선택적으로 식각할 수 있다. 상기 식각 공정은 등방성 건식 식각 공정일 수 있다. 상기 식각 공정은 플라즈마 식각 공정 등을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 식각 공정은 유도 결합형 플라즈마, 용량 결합형 플라즈마, 마이크로웨이브형 플라즈마 등을 이용하여 수행될 수 있다.The above backlap process can grind the entire back surface of the second wafer (W2). The above silicon recess process can selectively etch only silicon on the back surface of the second wafer (W2). The etching process can be an isotropic dry etching process. The etching process can include a plasma etching process, etc. The plasma etching process can be performed using an inductively coupled plasma, a capacitively coupled plasma, a microwave plasma, etc.

웨이퍼 레벨에서 상기 그라인딩 공정 및 상기 식각 공정이 수행되므로, 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114) 전체에 걸쳐 균일한 두께로 감소될 수 있다. 이에 따라, 제2 관통 전극들(150b)의 일단부들은 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114) 전체에 걸쳐 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)으로부터 동일한 높이들을 갖도록 돌출될 수 있다.Since the grinding process and the etching process are performed at the wafer level, the thickness can be reduced to a uniform thickness across the entire second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b). Accordingly, one end of the second through-electrodes (150b) can protrude from the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b) to have the same heights across the entire second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b).

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114) 상에 외측면에 후면 본딩 패드(144)와 제1 범프(210) 및 후면 절연막(130)을 형성할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, a rear bonding pad (144), a first bump (210), and a rear insulating film (130) can be formed on the outer surface of the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b).

후면 절연막(130)은 제2 관통 전극들(150b)의 일단부들을 노출시킬 수 있다. 제2 관통 전극(150b)들의 일단부들은 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)으로부터 돌출되고, 후면 절연막(130)은 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114)으로부터 돌출된 제2 관통 전극들(150b)의 일단부들의 측벽들을 커버할 수 있다. 이에 따라, 제2 관통 전극들(150b)의 상부면들은 후면 절연막(130)에 의해 노출될 수 있다. 후면 절연막(130)의 상부면과 제2 관통 전극들(150b)의 노출된 상부면들은 서로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.The rear insulating film (130) may expose one end of the second through-electrodes (150b). The one end of the second through-electrodes (150b) protrudes from the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b), and the rear insulating film (130) may cover the sidewalls of the one end of the second through-electrodes (150b) protruding from the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b). Accordingly, the upper surfaces of the second through-electrodes (150b) may be exposed by the rear insulating film (130). The upper surface of the rear insulating film (130) and the exposed upper surfaces of the second through-electrodes (150b) may be positioned on the same plane.

이후, 제2 반도체 기판(110b)의 제2 면(114) 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막 상에 노광 공정을 수행하여 제2 관통 전극들(150b)을 노출시키는 개구를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 개구들 상에 도금 공정을 수행하여 후면 본딩 패드(144)를 형성할 수 있다. 이후, 상기 개구들 내의 후면 본딩 패드들(144) 상에 도전성 물질을 충진하여 도전성 부재(212)를 형성할 수 있다. 상기 도전성 부재는 후면 본딩 패드들(144)의 평면 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 별도의 포토레지스트 공정을 통해 후면 본딩 패드들(144) 상에 돌기를 형성할 필요 없이 단일의 포토레지스트 공정을 통해 후면 본딩 패드(144)와 제1 범프(210)를 함께 형성할 수 있으므로 공정의 효율성 및 신속성이 증가할 수 있다.Thereafter, a photoresist film may be formed on the second surface (114) of the second semiconductor substrate (110b), and an exposure process may be performed on the photoresist film to form a photoresist pattern having openings exposing the second through-hole electrodes (150b), and then a plating process may be performed on the openings to form rear bonding pads (144). Thereafter, a conductive material may be filled on the rear bonding pads (144) in the openings to form a conductive member (212). The conductive member may have a shape corresponding to the planar shape of the rear bonding pads (144). Since the rear bonding pads (144) and the first bumps (210) may be formed together through a single photoresist process without the need to form protrusions on the rear bonding pads (144) through a separate photoresist process, the efficiency and speed of the process may be increased.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 도전성 부재(212) 상에 리플로우 공정을 수행하여 제1 범프(210)를 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 9 and 10, after removing the photoresist pattern, a reflow process can be performed on the conductive member (212) to form a first bump (210).

도전성 부재(212)가 리플로우 공정 중 높은 온도에 따라 융해되어, 융해된 도전성 부재(212)의 표면장력에 의해 외부와 접촉하는 면적이 가장 작도록 형상이 변화하고, 온도가 낮아짐에 따라 변화한 형상대로 굳어져 제1 범프(210)를 형성할 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 돔 형상 혹은 곡면을 가지는 반구 형상을 가질 수 있다. The conductive member (212) is melted at a high temperature during the reflow process, and the shape of the melted conductive member (212) changes so that the area in contact with the outside is the smallest due to the surface tension of the melted conductive member (212), and as the temperature decreases, it solidifies in the changed shape to form a first bump (210). The first bump (210) may have a dome shape or a hemispherical shape with a curved surface that increases in height toward the center.

도 11을 참조하면, 제2 웨이퍼(W2)의 전면 절연막(120) 상에 접착 부재(302)를 도포하고, 제2 웨이퍼(W2)를 스크라이브 레인 영역(SA)을 따라 절단하여 개별적인 제2 반도체 칩들(코어 다이들)(110b)을 형성할 수 있다Referring to FIG. 11, an adhesive material (302) is applied on the front insulating film (120) of the second wafer (W2), and the second wafer (W2) is cut along the scribe lane area (SA) to form individual second semiconductor chips (core dies) (110b).

접착 부재(302)는 제2 반도체 칩(100b) 상에서 제2 범프들(220) 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다. 접착 부재(302)는 비전도성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 접착 부재(302)는 비전도성 필름(Non-Conductive Film, NCF)를 포함할 수 있다.An adhesive member (302) may be provided to fill the space between the second bumps (220) on the second semiconductor chip (100b). The adhesive member (302) may include a non-conductive adhesive. For example, the adhesive member (302) may include a non-conductive film (NCF).

도 12 내지 도 15를 참조하면, 제1 웨이퍼(W1) 상에 제2 반도체 칩들(100b)을 적층시킬 수 있다. 제2 반도체 칩(100b)은 제1 범프(210) 및 제2 범프(220)를 매개로 하여 제1 웨이퍼(W1) 상에 적층될 수 있다.Referring to FIGS. 12 to 15, second semiconductor chips (100b) can be stacked on a first wafer (W1). The second semiconductor chip (100b) can be stacked on the first wafer (W1) via a first bump (210) and a second bump (220).

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 웨이퍼(W1)는 제1 면(112) 및 제1 면(112)에 반대하는 제2 면(114)을 갖는 제1 반도체 기판(110a)을 포함할 수 있다. 제1 웨이퍼(W1)는 다이 영역(DA) 및 다이 영역(DA)을 둘러싸는 스크라이브 레인 영역(SA)을 포함할 수 있다. 제1 웨이퍼(W1)는 추후 소잉 공정에 의해 제1 웨이퍼(W1)의 복수 개의 다이 영역들(DA)을 구분하는 스크라이브 레인 영역(SA)을 따라 절단되어 복수 개의 제1 반도체 칩들로 개별화될 수 있다.In exemplary embodiments, a first wafer (W1) may include a first semiconductor substrate (110a) having a first surface (112) and a second surface (114) opposite the first surface (112). The first wafer (W1) may include a die area (DA) and a scribe lane area (SA) surrounding the die area (DA). The first wafer (W1) may be subsequently cut along the scribe lane area (SA) that separates a plurality of die areas (DA) of the first wafer (W1) by a sawing process to thereby individualize the plurality of first semiconductor chips.

제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상의 다이 영역(DA)에는 회로 소자들이 형성될 수 있다. 상기 제1 반도체 칩은 로직 회로를 포함하는 로직 칩일 수 있다. 상기 로직 칩은 상기 제2 반도체 칩의 메모리 소자들을 제어하는 컨트롤러일 수 있다. 상기 제1 반도체 칩은 CPU, GPU, SOC와 같은 호스트(Host)로서의 ASIC, AP(Application Processor)와 같은 프로세서 칩일 수 있다.Circuit elements may be formed in a die area (DA) on a first surface (112) of a first semiconductor substrate (110a). The first semiconductor chip may be a logic chip including a logic circuit. The logic chip may be a controller that controls memory elements of the second semiconductor chip. The first semiconductor chip may be a processor chip such as an ASIC or an AP (Application Processor) as a host such as a CPU, GPU, or SOC.

상기 회로 소자들은 예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 배선 구조물 등을 포함할 수 있다. 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상에 반도체 소자 제조를 위한 전공정(FEOL(Front End of Line))이라 불리는 팹(Fab) 공정을 수행하여 상기 회로 소자들을 형성할 수 있다. 상기 FEOL 공정이 수행되는 상기 제1 기판의 표면을 상기 제1 기판의 전면(front side surface)이라 하고, 상기 전면의 반대면을 후면(backside surface)이라 할 수 있다. 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상에는 상기 회로 소자들을 커버하는 층간 절연막이 형성될 수 있다.The circuit elements may include, for example, transistors, capacitors, wiring structures, etc. The circuit elements may be formed by performing a fab process called a front end of line (FEOL) process for manufacturing semiconductor elements on a first surface (112) of a first semiconductor substrate (110a). The surface of the first substrate on which the FEOL process is performed may be referred to as the front side surface of the first substrate, and the opposite surface of the front side may be referred to as the backside surface. An interlayer insulating film covering the circuit elements may be formed on the first surface (112) of the first semiconductor substrate (110a).

제1 웨이퍼(W)는 제1 반도체 기판(110a)의 제1 면(112) 상에 구비되는 전면 절연막(120), 전면 절연막(120) 상에 구비되는 전면 본딩 패드들(142), 제1 반도체 기판(110a)을 관통하는 제1 관통 전극들(150a), 및 제1 반도체 기판(110a)의 제2 면(114) 상에 구비되는 후면 본딩 패드들(144)을 포함할 수 있다. 전면 본딩 패드들(142)은 제1관통 전극들(150a)에 의해 후면 본딩 패드들(144)과 전기적으로 연결될 수 있다.A first wafer (W) may include a front insulating film (120) provided on a first surface (112) of a first semiconductor substrate (110a), front bonding pads (142) provided on the front insulating film (120), first through-electrodes (150a) penetrating the first semiconductor substrate (110a), and back bonding pads (144) provided on a second surface (114) of the first semiconductor substrate (110a). The front bonding pads (142) may be electrically connected to the back bonding pads (144) by the first through-electrodes (150a).

제1 반도체 기판(110a)의 제2 면(114) 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막 상에 노광 공정을 수행하여 제1관통 전극들(150a)을 노출시키는 개구를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 개구들 상에 도금 공정을 수행하여 후면 본딩 패드(144)를 형성할 수 있다. 이후, 상기 개구들 내의 후면 본딩 패드들(144) 상에 도전성 물질을 충진하여 도전성 부재(212)를 형성할 수 있다. 상기 도전성 부재는 후면 본딩 패드들(144)의 평면 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이후, 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 도전성 부재(212)에 리플로우 공정을 수행할 수 있다. 도전성 부재(212)가 리플로우 공정 중 높은 온도에 따라 융해되어, 융해된 도전성 부재(212)의 표면장력에 의해 외부와 접촉하는 면적이 가장 작도록 형상이 변화하고, 온도가 낮아짐에 따라 변화한 형상대로 굳어져 제1 범프(210)를 형성할 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 돔 형상 혹은 곡면을 가지는 반구 형상을 가질 수 있다. A photoresist film may be formed on a second surface (114) of a first semiconductor substrate (110a), and an exposure process may be performed on the photoresist film to form a photoresist pattern having openings exposing the first through-hole electrodes (150a), and then a plating process may be performed on the openings to form rear bonding pads (144). Thereafter, a conductive material may be filled on the rear bonding pads (144) within the openings to form a conductive member (212). The conductive member may have a shape corresponding to the planar shape of the rear bonding pads (144). Thereafter, after the photoresist pattern is removed, a reflow process may be performed on the conductive member (212). The conductive member (212) is melted at a high temperature during the reflow process, and the shape of the melted conductive member (212) changes so that the area in contact with the outside is the smallest due to the surface tension of the melted conductive member (212), and as the temperature decreases, it solidifies in the changed shape to form a first bump (210). The first bump (210) may have a dome shape or a hemispherical shape with a curved surface that increases in height toward the center.

도 12에 도시된 바와 같이, 기판 지지 시스템(WSS)을 이용하여 제1 웨이퍼(W1) 상에 제2 반도체 칩(100b)을 적층시킬 수 있다. 제2 반도체 칩들(100b)을 다이 영역들(DA)에 각각 대응하도록 제1 웨이퍼(W1) 상에 배치시킬 수 있다.As illustrated in FIG. 12, a second semiconductor chip (100b) can be stacked on a first wafer (W1) using a substrate support system (WSS). The second semiconductor chips (100b) can be placed on the first wafer (W1) so as to correspond to respective die areas (DA).

도 13에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 기판(110a)의 제1 범프들(210)은 제2 반도체 기판(110b)의 제2 범프들(220)과 대응되도록 위치할 수 잇다. 이때, 제2 반도체 기판(110b)의 제1 면(112) 상의 제2 범프들(220)을 커버하는 접착 부재(302)는 제2 범프들(220)의 위치 별로 각각 다른 두께를 가질 수 있다. 제1 범프(210)의 높이(H1)는 5μm 이하일 수 있다. 제1 범프(210)의 높이(H1)에 대한 후면 본딩 패드의 너비(D1)의 비율은 25 이하일 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부가 가장 높게 돌출된 형상을 가질 수 있으므로, 열 압착 공정(Thermo Compression, TC)을 수행할 때, 상기 중앙부에 응력이 집중되어 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 제공할 수 있다. 제2 범프(220)의 높이(H2)는 15μm 내지 50μm의 범위 이내에 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As illustrated in FIG. 13, the first bumps (210) of the first semiconductor substrate (110a) may be positioned to correspond to the second bumps (220) of the second semiconductor substrate (110b). At this time, the adhesive member (302) covering the second bumps (220) on the first surface (112) of the second semiconductor substrate (110b) may have different thicknesses depending on the positions of the second bumps (220). The height (H1) of the first bump (210) may be 5 μm or less. The ratio of the width (D1) of the rear bonding pad to the height (H1) of the first bump (210) may be 25 or less. The first bump (210) may have a shape in which the central portion protrudes the highest, so that when performing a thermocompression (TC) process, stress is concentrated in the central portion to provide penetration force to the second bump (220). The height (H2) of the second bump (220) may be within a range of 15 μm to 50 μm, but is not limited thereto.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 열 압착 공정 과정에서 제2 반도체 칩(100b)에 소정의 온도가 가해지므로 상기 제2 범프(220)는 일부 융해될 수 있으며, 접착 부재(302)는 액화되어 유동성을 갖게 되고 제2 반도체 칩(100b)과 제1 웨이퍼(W1) 사이에서 흐를 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 형태를 가질 수 있으므로, 제1 범프(210)의 중앙부에 응력이 집중되어 상기 열 압착 공정이 수행될 때, 접착 부재(302) 및 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 가할 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)를 커버하는 접착 부재(302)를 관통하여 제2 범프(220)에 힘을 가하여 제2 범프(220)의 형태를 변형시킬 수 있다. 제2 범프(220)는 제1 범프(210)의 상부 표면을 덮도록 커버하는 형태로 변형되고, 변형된 형태 그대로 경화되어 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프는 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다. 따라서, 도 13에서 도시된 바와 같이 위치 별로 접착 부재(302)가 다른 두께를 가지는 것과 상관없이 관통력을 제공하여 제1 범프(210)와 제2 범프(220)를 접합시킬 수 있다. As illustrated in FIGS. 14 and 15, since a predetermined temperature is applied to the second semiconductor chip (100b) during the thermal compression process, the second bump (220) may be partially melted, and the adhesive member (302) may be liquefied to have fluidity and may flow between the second semiconductor chip (100b) and the first wafer (W1). Since the first bump (210) may have a shape in which the height increases toward the center, when the stress is concentrated at the center of the first bump (210), a penetrating force may be applied to the adhesive member (302) and the second bump (220) when the thermal compression process is performed. The first bump (210) may penetrate the adhesive member (302) covering the second bump (220) and apply force to the second bump (220), thereby deforming the shape of the second bump (220). The second bump (220) is deformed into a covering shape to cover the upper surface of the first bump (210), and is hardened in the deformed shape so that the first bump and the second bump can form a conductive bump structure (200). Accordingly, as illustrated in FIG. 13, the first bump (210) and the second bump (220) can be joined by providing penetration force regardless of whether the adhesive member (302) has different thicknesses depending on the location.

제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재와 유사한 소재 즉, 주석(Sn)을 포함하는 합금 소재를 포함할 수 있으므로, 제2 범프(220)와 좋은 젖음성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 범프(210)는 접착층(300)을 관통하여 제2 범프(220)와 접촉하는 표면을 가질 수 있고, 열 압착 공정 수행시 제1 범프(210) 역시 마찬가지로 일부 융해될 수 있으므로, 상기 일부 융해된 제1 범프(210)의 소재가 제2 범프(220)에 침투하여 일부 혼합되는 영역을 갖도록 결합하여 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다. 상기 도전성 범프 구조물을 통해 제2 반도체 칩(100b)의 전면 본딩 패드(142)와 제1 웨이퍼(W1) 상의 후면 본딩 패드(144)는 전기적으로 연결될 수 있다.The first bump (210) may include a material similar to that of the second bump (220), that is, an alloy material including tin (Sn), and thus may have good wettability with the second bump (220). Accordingly, the first bump (210) may have a surface that penetrates the adhesive layer (300) and makes contact with the second bump (220), and when the thermal compression process is performed, the first bump (210) may also be partially melted, so that the partially melted material of the first bump (210) may penetrate the second bump (220) and form a conductive bump structure (200) by combining them to have a region where they are partially mixed. Through the conductive bump structure, the front bonding pad (142) of the second semiconductor chip (100b) and the back bonding pad (144) on the first wafer (W1) may be electrically connected.

유동성을 갖는 상기 접착 부재는 도전성 범프 구조물들(200) 사이를 흐른 후 경화되어 도전성 범프 구조물들(200) 사이의 공간을 채우는 접착층(300)을 형성할 수 있다. 접착층(300)의 일부는 제2 반도체 칩(100b)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.The adhesive material having fluidity can flow between the conductive bump structures (200) and then be cured to form an adhesive layer (300) that fills the space between the conductive bump structures (200). A portion of the adhesive layer (300) can protrude from the side surface of the second semiconductor chip (100b).

도 16을 참조하면, 제2 반도체 칩(100b) 상에 제3 내지 제5 반도체 칩(100e)을 적층시킬 수 있다.Referring to FIG. 16, third to fifth semiconductor chips (100e) can be stacked on the second semiconductor chip (100b).

먼저, 도 4 내지 도 11를 참조하여 설명한 공정들과 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여 개별화된 제3 내지 제5 반도체 칩들(100c, 100d, 100e)을 형성하고, 도 12 내지 도 15을 참조하여 설명한 공정들과 동일하거나 유사한 공정들을 수행하여 제3 내지 제 5 반도체 칩들(100c, 100d, 100e)을 제2 반도체 칩(100b) 상에 적층시킬 수 있다First, individualized third to fifth semiconductor chips (100c, 100d, 100e) may be formed by performing processes identical or similar to those described with reference to FIGS. 4 to 11, and the third to fifth semiconductor chips (100c, 100d, 100e) may be stacked on the second semiconductor chip (100b) by performing processes identical or similar to those described with reference to FIGS. 12 to 15.

예시적인 실시예들에 있어서, 제3 반도체 칩(100c)은 제3 반도체 기판(110c)의 제1 면(112) 상에 구비되는 전면 절연막(120), 전면 절연막(120) 상에 구비되는 전면 본딩 패드들(142), 제3 반도체 기판(110c)을 관통하는 제3 관통 전극들(150c), 및 제3 반도체 기판(110c)의 제2 면(114) 상에 구비되는 후면 본딩 패드들(144)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 본딩 패드(142) 상에 형성된 제2 범프(220) 및 제2 범프(220)를 커버하도록 도포된 접착 부재(302)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the third semiconductor chip (100c) may include a front insulating film (120) provided on a first surface (112) of a third semiconductor substrate (110c), front bonding pads (142) provided on the front insulating film (120), third through-electrodes (150c) penetrating the third semiconductor substrate (110c), and back bonding pads (144) provided on a second surface (114) of the third semiconductor substrate (110c). In addition, the third semiconductor chip (100c) may include a second bump (220) formed on the front bonding pad (142) and an adhesive member (302) applied to cover the second bump (220).

제3 반도체 기판(110c)의 제2 면(114) 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막 상에 노광 공정을 수행하여 제3 관통 전극들(150c)을 노출시키는 개구를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 개구들 상에 도금 공정을 수행하여 후면 본딩 패드(144)를 형성할 수 있다. 상기 개구들 내의 후면 본딩 패드들(144) 상에 도전성 물질을 충진하여 도전성 부재(212)를 형성할 수 있다. 상기 도전성 부재는 후면 본딩 패드들(144)의 평면 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이후, 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 도전성 부재(212)에 리플로우 공정을 수행할 수 있다. 도전성 부재(212)가 리플로우 공정 중 높은 온도에 따라 융해되어, 융해된 도전성 부재(212)의 표면장력에 의해 외부와 접촉하는 면적이 가장 작도록 형상이 변화하고, 온도가 낮아짐에 따라 변화한 형상대로 굳어져 제1 범프(210)를 형성할 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 돔 형상 혹은 곡면을 가지는 반구 형상을 가질 수 있다. A photoresist film may be formed on a second surface (114) of a third semiconductor substrate (110c), and an exposure process may be performed on the photoresist film to form a photoresist pattern having openings exposing third through-hole electrodes (150c), and then a plating process may be performed on the openings to form rear bonding pads (144). A conductive material may be filled on the rear bonding pads (144) within the openings to form a conductive member (212). The conductive member may have a shape corresponding to the planar shape of the rear bonding pads (144). Thereafter, after removing the photoresist pattern, a reflow process may be performed on the conductive member (212). The conductive member (212) is melted at a high temperature during the reflow process, and the shape of the melted conductive member (212) changes so that the area in contact with the outside is the smallest due to the surface tension of the melted conductive member (212), and as the temperature decreases, it solidifies in the changed shape to form a first bump (210). The first bump (210) may have a dome shape or a hemispherical shape with a curved surface that increases in height toward the center.

제3 반도체 칩(100c)은 도전성 범프 구조물들(200)을 매개로 하여 제2 반도체 칩(100b) 상에 적층될 수 있다. 소정의 온도(예를 들면, 약 400℃ 이하)에서 열 압착 공정을 수행하여 제3 반도체 칩(100c)을 제2 반도체 칩(100b) 상에 부착시킬 수 있다. 이러한 열 압착 공정에 의해 제3 반도체 칩(100c)과 제2 반도체 칩(100b)은 서로 접합될 수 있다.The third semiconductor chip (100c) can be stacked on the second semiconductor chip (100b) via conductive bump structures (200). The third semiconductor chip (100c) can be attached to the second semiconductor chip (100b) by performing a thermal compression process at a predetermined temperature (e.g., about 400°C or less). Through this thermal compression process, the third semiconductor chip (100c) and the second semiconductor chip (100b) can be bonded to each other.

상기 열 압착 공정 과정에서 제3 반도체 칩(100c)에 소정의 온도가 가해지므로 제3 반도체 기판(110c) 상의 제2 범프(220)는 일부 융해될 수 있으며, 접착 부재(302)는 액화되어 유동성을 갖게 되고 제3 반도체 칩(100c)과 제2 반도체 칩(100b) 사이에서 흐를 수 있다. 제2 반도체 기판(110b) 상의 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 형태를 가질 수 있으므로, 상기 열 압착 공정이 수행될 때, 접착 부재(302) 및 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 가할 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)를 커버하는 접착 부재(302)를 관통하여 제2 범프(220)에 힘을 가하여 제2 범프(220)의 형태를 변형시킬 수 있다. 제2 범프(220)는 제1 범프(210)의 상부 표면을 덮도록 커버하는 형태로 변형되고, 변형된 형태 그대로 경화되어 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프는 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다.During the above thermal compression process, since a predetermined temperature is applied to the third semiconductor chip (100c), the second bump (220) on the third semiconductor substrate (110c) may be partially melted, and the adhesive member (302) may be liquefied to have fluidity and may flow between the third semiconductor chip (100c) and the second semiconductor chip (100b). Since the first bump (210) on the second semiconductor substrate (110b) may have a shape in which the height increases toward the center, when the above thermal compression process is performed, a penetrating force may be applied to the adhesive member (302) and the second bump (220). The first bump (210) may penetrate the adhesive member (302) covering the second bump (220) and apply force to the second bump (220), thereby deforming the shape of the second bump (220). The second bump (220) is deformed into a covering shape to cover the upper surface of the first bump (210), and is hardened in the deformed shape so that the first bump and the second bump can form a conductive bump structure (200).

제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재과 유사한 소재 즉, 주석(Sn)을 포함하는 합금 소재를 포함할 수 있으므로, 제2 범프(220)와 좋은 젖음성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 범프(210)는 접착층(300)을 관통하여 제2 범프(220)와 접촉하는 표면을 가질 수 있고, 열 압착 공정 수행 시 제1 범프(210) 역시 마찬가지로 일부 융해될 수 있으므로, 상기 일부 융해된 제1 범프(210)의 소재가 제2 범프(220)에 침투하여 일부 혼합되는 영역을 갖도록 결합하여 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다. 상기 도전성 범프 구조물을 통해 제3 반도체 칩(100c)의 전면 본딩 패드(142)와 제2 반도체 칩(100b)의 후면 본딩 패드(144)는 전기적으로 연결될 수 있다.The first bump (210) may include a material similar to that of the second bump (220), that is, an alloy material including tin (Sn), and thus may have good wettability with the second bump (220). Accordingly, the first bump (210) may have a surface that penetrates the adhesive layer (300) and makes contact with the second bump (220), and when the thermal compression process is performed, the first bump (210) may also be partially melted, so that the partially melted material of the first bump (210) may penetrate the second bump (220) and be combined to have a region where it is partially mixed, thereby forming a conductive bump structure (200). Through the conductive bump structure, the front bonding pad (142) of the third semiconductor chip (100c) and the back bonding pad (144) of the second semiconductor chip (100b) may be electrically connected.

유동성을 갖는 상기 접착 부재는 도전성 범프 구조물들(200) 사이를 흐른 후 경화되어 도전성 범프 구조물들(200) 사이의 공간을 채우는 접착층(300)을 형성할 수 있다. 접착층(300)의 일부는 제2 반도체 칩(100b)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.The adhesive material having fluidity can flow between the conductive bump structures (200) and then be cured to form an adhesive layer (300) that fills the space between the conductive bump structures (200). A portion of the adhesive layer (300) can protrude from the side surface of the second semiconductor chip (100b).

예시적인 실시예들에 있어서, 제4 반도체 칩(100d)은 제4 반도체 기판(110d)의 제1 면(112) 상에 구비되는 전면 절연막(120), 전면 절연막(120) 상에 구비되는 전면 본딩 패드들(142), 제4 반도체 기판(110d)을 관통하는 제4 관통 전극들(150d), 및 제4 반도체 기판(110d)의 제2 면(114) 상에 구비되는 후면 본딩 패드들(144)을 포함할 수 있다. 또한, 전면 본딩 패드(142) 상에 형성된 제2 범프(220) 및 제2 범프(220)를 커버하도록 도포된 접착 부재(302)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the fourth semiconductor chip (100d) may include a front insulating film (120) provided on a first surface (112) of a fourth semiconductor substrate (110d), front bonding pads (142) provided on the front insulating film (120), fourth through-electrodes (150d) penetrating the fourth semiconductor substrate (110d), and back bonding pads (144) provided on a second surface (114) of the fourth semiconductor substrate (110d). In addition, the fourth semiconductor chip (100d) may include a second bump (220) formed on the front bonding pad (142) and an adhesive member (302) applied to cover the second bump (220).

제4 반도체 기판(110d)의 제2 면(114) 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막 상에 노광 공정을 수행하여 제4 관통 전극들(150d)을 노출시키는 개구를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 개구들 상에 도금 공정을 수행하여 후면 본딩 패드(144)를 형성할 수 있다. 상기 개구들 내의 후면 본딩 패드들(144) 상에 도전성 물질을 충진하여 도전성 부재(212)를 형성할 수 있다. 상기 도전성 부재는 후면 본딩 패드들(144)의 평면 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이후, 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 도전성 부재(212)에 리플로우 공정을 수행할 수 있다. 도전성 부재(212)가 리플로우 공정 중 높은 온도에 따라 융해되어, 융해된 도전성 부재(212)의 표면장력에 의해 외부와 접촉하는 면적이 가장 작도록 형상이 변화하고, 온도가 낮아짐에 따라 변화한 형상대로 굳어져 제1 범프(210)를 형성할 수 있다. 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 돔 형상 혹은 곡면을 가지는 반구 형상을 가질 수 있다. A photoresist film may be formed on a second surface (114) of a fourth semiconductor substrate (110d), and an exposure process may be performed on the photoresist film to form a photoresist pattern having openings exposing the fourth through-hole electrodes (150d), and then a plating process may be performed on the openings to form rear bonding pads (144). A conductive material may be filled on the rear bonding pads (144) within the openings to form a conductive member (212). The conductive member may have a shape corresponding to the planar shape of the rear bonding pads (144). Thereafter, after removing the photoresist pattern, a reflow process may be performed on the conductive member (212). The conductive member (212) is melted at a high temperature during the reflow process, and the shape of the melted conductive member (212) changes so that the area in contact with the outside is the smallest due to the surface tension of the melted conductive member (212), and as the temperature decreases, it solidifies in the changed shape to form a first bump (210). The first bump (210) may have a dome shape or a hemispherical shape with a curved surface that increases in height toward the center.

제4 반도체 칩(100d)은 도전성 범프 구조물들(200)을 매개로 하여 제3 반도체 칩(100c) 상에 적층될 수 있다. 소정의 온도(예를 들면, 약 400℃ 이하)에서 열 압착 공정을 수행하여 제4 반도체 칩(100d)을 제3 반도체 칩(100c) 상에 부착시킬 수 있다. 이러한 열 압착 공정에 의해 제4 반도체 칩(100d)과 제3 반도체 칩(100c)은 서로 접합될 수 있다.The fourth semiconductor chip (100d) can be stacked on the third semiconductor chip (100c) via conductive bump structures (200). The fourth semiconductor chip (100d) can be attached to the third semiconductor chip (100c) by performing a thermal compression process at a predetermined temperature (e.g., about 400°C or less). Through this thermal compression process, the fourth semiconductor chip (100d) and the third semiconductor chip (100c) can be bonded to each other.

상기 열 압착 공정 과정에서 제4 반도체 칩(100d)에 소정의 온도가 가해지므로 제4 반도체 기판(110d) 상의 제2 범프(220)는 일부 융해될 수 있으며, 접착 부재(302)는 액화되어 유동성을 갖게 되고 제4 반도체 칩(100d)과 제3 반도체 칩(100c) 사이에서 흐를 수 있다. 제3 반도체 기판(110c) 상의 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 형태를 가질 수 있으므로, 상기 열 압착 공정이 수행될 때, 접착 부재(302) 및 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 가할 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)를 커버하는 접착 부재(302)를 관통하여 제2 범프(220)에 힘을 가하여 제2 범프(220)의 형태를 변형시킬 수 있다. 제2 범프(220)는 제1 범프(210)의 상부 표면을 덮도록 커버하는 형태로 변형되고, 변형된 형태 그대로 경화되어 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프는 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다.During the above thermal compression process, since a predetermined temperature is applied to the fourth semiconductor chip (100d), the second bump (220) on the fourth semiconductor substrate (110d) may be partially melted, and the adhesive member (302) may be liquefied to have fluidity and may flow between the fourth semiconductor chip (100d) and the third semiconductor chip (100c). Since the first bump (210) on the third semiconductor substrate (110c) may have a shape in which the height increases toward the center, when the thermal compression process is performed, a penetrating force may be applied to the adhesive member (302) and the second bump (220). The first bump (210) may penetrate the adhesive member (302) covering the second bump (220) and apply force to the second bump (220), thereby deforming the shape of the second bump (220). The second bump (220) is deformed into a covering shape to cover the upper surface of the first bump (210), and is hardened in the deformed shape so that the first bump and the second bump can form a conductive bump structure (200).

제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재과 유사한 소재 즉, 주석(Sn)을 포함하는 합금 소재를 포함할 수 있으므로, 제2 범프(220)와 좋은 젖음성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 범프(210)는 접착층(300)을 관통하여 제2 범프(220)와 접촉하는 표면을 가질 수 있고, 열 압착 공정 수행 시 제1 범프(210) 역시 마찬가지로 일부 융해될 수 있으므로, 상기 일부 융해된 제1 범프(210)의 소재가 제2 범프(220)에 침투하여 일부 혼합되는 영역을 갖도록 결합하여 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다. 상기 도전성 범프 구조물을 통해 제4 반도체 칩(100d)의 전면 본딩 패드(142)와 제3 반도체 칩(100c)의 후면 본딩 패드(144)는 전기적으로 연결될 수 있다.The first bump (210) may include a material similar to that of the second bump (220), that is, an alloy material including tin (Sn), and thus may have good wettability with the second bump (220). Accordingly, the first bump (210) may have a surface that penetrates the adhesive layer (300) and makes contact with the second bump (220), and when the thermal compression process is performed, the first bump (210) may also be partially melted, so that the partially melted material of the first bump (210) may penetrate the second bump (220) and be combined to have a region where it is partially mixed, thereby forming a conductive bump structure (200). Through the conductive bump structure, the front bonding pad (142) of the fourth semiconductor chip (100d) and the back bonding pad (144) of the third semiconductor chip (100c) may be electrically connected.

유동성을 갖는 상기 접착 부재는 도전성 범프 구조물들(200) 사이를 흐른 후 경화되어 도전성 범프 구조물들(200) 사이의 공간을 채우는 접착층(300)을 형성할 수 있다. 접착층(300)의 일부는 제3 반도체 칩(100c)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.The adhesive material having fluidity can flow between the conductive bump structures (200) and then be cured to form an adhesive layer (300) that fills the space between the conductive bump structures (200). A portion of the adhesive layer (300) can protrude from the side of the third semiconductor chip (100c).

예시적인 실시예들에 있어서, 제5 반도체 칩(100e)은 제5 반도체 기판(110e)의 제1 면(112) 상에 구비되는 전면 절연막(120), 전면 절연막(120) 상에 구비되는 전면 본딩 패드들(142), 전면 본딩 패드(142) 상에 형성된 제2 범프(220) 및 제2 범프(220)를 커버하도록 도포된 접착 부재(302)를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the fifth semiconductor chip (100e) may include a front insulating film (120) provided on a first surface (112) of a fifth semiconductor substrate (110e), front bonding pads (142) provided on the front insulating film (120), a second bump (220) formed on the front bonding pad (142), and an adhesive member (302) applied to cover the second bump (220).

제5 반도체 칩(100e)은 도전성 범프 구조물들(200)을 매개로 하여 제4 반도체 칩(100d) 상에 적층될 수 있다. 소정의 온도(예를 들면, 약 400℃ 이하)에서 열 압착 공정을 수행하여 제5 반도체 칩(100e)을 제4 반도체 칩(100d) 상에 부착시킬 수 있다. 이러한 열 압착 공정에 의해 제5 반도체 칩(100e)과 제4 반도체 칩(100d)은 서로 접합될 수 있다.The fifth semiconductor chip (100e) can be stacked on the fourth semiconductor chip (100d) via conductive bump structures (200). The fifth semiconductor chip (100e) can be attached to the fourth semiconductor chip (100d) by performing a thermal compression process at a predetermined temperature (e.g., about 400°C or less). The fifth semiconductor chip (100e) and the fourth semiconductor chip (100d) can be bonded to each other by this thermal compression process.

상기 열 압착 공정 과정에서 제4 반도체 칩(100d)에 소정의 온도가 가해지므로 제5 반도체 기판(110d) 상의 제2 범프(220)는 일부 융해될 수 있으며, 접착 부재(302)는 액화되어 유동성을 갖게 되고 제5 반도체 칩(100e)과 제4 반도체 칩(100d) 사이에서 흐를 수 있다. 제4 반도체 기판(110d) 상의 제1 범프(210)는 중앙부로 갈수록 높이가 높아지는 형태를 가질 수 있으므로, 상기 열 압착 공정이 수행될 때, 접착 부재(302) 및 제2 범프(220)에 대하여 관통력을 가할 수 있다. 제1 범프(210)는 제2 범프(220)를 커버하는 접착 부재(302)를 관통하여 제2 범프(220)에 힘을 가하여 제2 범프(220)의 형태를 변형시킬 수 있다. 제2 범프(220)는 제1 범프(210)의 상부 표면을 덮도록 커버하는 형태로 변형되고, 변형된 형태 그대로 경화되어 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프는 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다.During the above thermal compression process, since a predetermined temperature is applied to the fourth semiconductor chip (100d), the second bump (220) on the fifth semiconductor substrate (110d) may be partially melted, and the adhesive member (302) may be liquefied to have fluidity and may flow between the fifth semiconductor chip (100e) and the fourth semiconductor chip (100d). Since the first bump (210) on the fourth semiconductor substrate (110d) may have a shape in which the height increases toward the center, when the above thermal compression process is performed, a penetrating force may be applied to the adhesive member (302) and the second bump (220). The first bump (210) may penetrate the adhesive member (302) covering the second bump (220) and apply force to the second bump (220), thereby deforming the shape of the second bump (220). The second bump (220) is deformed into a covering shape to cover the upper surface of the first bump (210), and is hardened in the deformed shape so that the first bump and the second bump can form a conductive bump structure (200).

제1 범프(210)는 제2 범프(220)의 소재과 유사한 소재 즉, 주석(Sn)을 포함하는 합금 소재를 포함할 수 있으므로, 제2 범프(220)와 좋은 젖음성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 범프(210)는 접착층(300)을 관통하여 제2 범프(220)와 접촉하는 표면을 가질 수 있고, 열 압착 공정 수행 시 제1 범프(210) 역시 마찬가지로 일부 융해될 수 있으므로, 상기 일부 융해된 제1 범프(210)의 소재가 제2 범프(220)에 침투하여 일부 혼합되는 영역을 갖도록 결합하여 도전성 범프 구조물(200)을 형성할 수 있다. 상기 도전성 범프 구조물을 통해 제5 반도체 칩(100e)의 전면 본딩 패드(142)와 제4 반도체 칩(100d)의 후면 본딩 패드(144)는 전기적으로 연결될 수 있다.The first bump (210) may include a material similar to that of the second bump (220), that is, an alloy material including tin (Sn), and thus may have good wettability with the second bump (220). Accordingly, the first bump (210) may have a surface that penetrates the adhesive layer (300) and makes contact with the second bump (220), and when the thermal compression process is performed, the first bump (210) may also be partially melted, so that the partially melted material of the first bump (210) may penetrate the second bump (220) and be combined to have a region where they are partially mixed, thereby forming a conductive bump structure (200). Through the conductive bump structure, the front bonding pad (142) of the fifth semiconductor chip (100e) and the back bonding pad (144) of the fourth semiconductor chip (100d) may be electrically connected.

유동성을 갖는 상기 접착 부재는 도전성 범프 구조물들(200) 사이를 흐른 후 경화되어 도전성 범프 구조물들(200) 사이의 공간을 채우는 접착층(300)을 형성할 수 있다. 접착층(300)의 일부는 제4 반도체 칩(100d)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.The adhesive material having fluidity can flow between the conductive bump structures (200) and then be cured to form an adhesive layer (300) that fills the space between the conductive bump structures (200). A portion of the adhesive layer (300) can protrude from the side of the fourth semiconductor chip (100d).

도 17을 참조하면, 제1 웨이퍼(W1) 상에 제2 내지 제5 반도체 칩들(100b, 100c, 100d, 100e)의 측면들을 커버하는 몰딩 부재(400)를 형성하고, 제1 반도체 칩(100a)의 전면 본딩 패드들(142) 상에 도전성 범프들(500)을 형성한 후, 제1 웨이퍼(W1)를 스크라이브 레인 영역(SA)을 따라 절단하여 제1 반도체 칩(100a)을 형성하고, 몰딩 부재(400)도 함께 절단하여 도 1의 반도체 패키지(10)를 완성할 수 있다.Referring to FIG. 17, a molding member (400) covering the side surfaces of the second to fifth semiconductor chips (100b, 100c, 100d, 100e) is formed on a first wafer (W1), and conductive bumps (500) are formed on the front bonding pads (142) of the first semiconductor chip (100a), and then the first wafer (W1) is cut along the scribe lane area (SA) to form the first semiconductor chip (100a), and the molding member (400) is also cut together to complete the semiconductor package (10) of FIG. 1.

예시적인 실시예들에 있어서, 몰딩 부재(400)는 제1 내지 제5 반도체 칩들(100a, 100b, 100c, 100d, 100e) 사이의 갭들을 채우도록 형성될 수 있다. 몰딩 부재(400)는 제5 반도체 칩(100e)의 상부면을 노출시킬 수 있다. 몰딩 부재(400)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)와 같은 폴리머 물질을 사용하여 형성할 수 있다.In exemplary embodiments, the molding member (400) may be formed to fill the gaps between the first to fifth semiconductor chips (100a, 100b, 100c, 100d, 100e). The molding member (400) may expose an upper surface of the fifth semiconductor chip (100e). The molding member (400) may be formed using a polymer material such as an epoxy molding compound (EMC).

전술한 반도체 패키지는 로직 소자나 메모리 소자와 같은 반도체 소자를 포함할 수 있다. 상기 반도체 패키지는, 예를 들어 중앙처리장치(CPU, MPU), 애플리케이션 프로세서(AP) 등과 같은 로직 소자, 예를 들어 에스램(SRAM) 장치, 디램(DRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치, 및 예를 들어 플래시 메모리 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다.The semiconductor package described above may include semiconductor devices such as logic devices or memory devices. The semiconductor package may include logic devices such as a central processing unit (CPU, MPU), an application processor (AP), etc., volatile memory devices such as an SRAM device, a DRAM device, etc., and nonvolatile memory devices such as a flash memory device, a PRAM device, an MRAM device, an RRAM device, etc.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.

10: 반도체 패키지 100: 반도체 칩
110: 반도체 기판 112: 제1면
114: 제2면 120: 전면 절연막
122: 금속배선층 123: 배선들
124: 패시베이션막 130: 후면 절연막
142: 전면 본딩 패드 144: 후면 본딩 패드
150: 관통 전극 200: 도전성 범프 구조물
210: 제1 범프 212: 도전성 부재
220: 제2 범프 300: 접착층
302: 접착 부재 400: 몰딩부재
500: 도전성 범프
10: Semiconductor package 100: Semiconductor chip
110: Semiconductor substrate 112: First side
114: Second side 120: Front insulation film
122: Metal wiring layer 123: Wires
124: Passivation film 130: Back insulation film
142: Front bonding pad 144: Rear bonding pad
150: Penetrating electrode 200: Conductive bump structure
210: First bump 212: Conductive member
220: Second bump 300: Adhesive layer
302: Adhesive member 400: Molding member
500: Challenge Bump

Claims (10)

후면에 후면 본딩 패드들을 갖는 제1 반도체 칩;
상기 제1 반도체 칩 상에 배치되며, 전면에 전면 본딩 패드들을 갖는 제2 반도체 칩; 및
상기 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩 사이에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드들 및 상기 전면 본딩 패드들을 각각 연결하는 도전성 범프 구조물들을 포함하고,
상기 도전성 범프 구조물들 각각은,
상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드들 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며, 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프; 및
상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함하는 반도체 패키지.
A first semiconductor chip having rear bonding pads on the rear side;
A second semiconductor chip disposed on the first semiconductor chip and having front bonding pads on the front surface; and
It includes conductive bump structures disposed between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and connecting the rear bonding pads and the front bonding pads, respectively.
Each of the above-mentioned challenging bump structures,
A first bump disposed on the rear bonding pad, having a planar shape corresponding to the shape of the upper surface of the rear bonding pads, and having a hemispherical shape with a height increasing toward the center; and
A semiconductor package comprising a second bump bonded to the first bump.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 범프는 솔더 범프를 포함하는 반도체 패키지.A semiconductor package according to claim 1, wherein the second bump comprises a solder bump. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프는 상기 제2 범프보다 높은 기계적 강도를 가지는 소재를 포함하는 반도체 패키지.A semiconductor package in accordance with claim 1, wherein the first bump comprises a material having higher mechanical strength than the second bump. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프는 Sn-Sb합금, Sn-Mg합금, Sn-Zn합금 및 Sn-Bi 합금 중 적어도 하나를 포함하는 반도체 패키지.A semiconductor package in claim 1, wherein the first bump comprises at least one of a Sn-Sb alloy, a Sn-Mg alloy, a Sn-Zn alloy, and a Sn-Bi alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프는 상기 제2 범프보다 높은 녹는점을 가지는 소재를 포함하는 반도체 패키지.A semiconductor package in accordance with claim 1, wherein the first bump comprises a material having a higher melting point than the second bump. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프의 녹는점은 200℃ 에서 240℃ 사이인 반도체 패키지.A semiconductor package according to claim 1, wherein the melting point of the first bump is between 200°C and 240°C. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프의 높이가 제일 높은 지점의 높이는 5μm 이하인 반도체 패키지.A semiconductor package in accordance with claim 1, wherein the height of the highest point of the first bump is 5 μm or less. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 범프의 높이에 대한 상기 후면 본딩 패드의 너비의 비율은 25 이하인 반도체 패키지.A semiconductor package in accordance with claim 1, wherein the ratio of the width of the rear bonding pad to the height of the first bump is 25 or less. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 반도체 칩 및 상기 제1 반도체 칩 사이에 구비되며 상기 도전성 범프 구조물들의 측면들을 커버하는 접착층을 더 포함하는 반도체 패키지.
In the first paragraph,
A semiconductor package further comprising an adhesive layer provided between the second semiconductor chip and the first semiconductor chip and covering side surfaces of the conductive bump structures.
도전성 범프 구조물들을 매개로 하여 순차적으로 적층되는 제1 내지 제4 반도체 칩들; 및
상기 제1 내지 제4 반도체 칩들 사이에서 상기 도전성 범프 구조물들 사이의 공간을 채우며 상기 제1 내지 제4 반도체 칩들을 부착시키기 위한 접착층들을 포함하고,
상기 제1 내지 제4 반도체 칩들 각각은, 전면에 전면 본딩 패드들을 구비하고,
상기 제1 내지 제3 반도체 칩들 각각은, 후면에 후면 본딩 패드들을 구비하고,
상기 도전성 범프 구조물들 각각은,
상기 후면 본딩 패드 상에 배치되며, 상기 후면 본딩 패드의 상부면의 형상에 대응하는 평면 형상을 가지며, 중앙으로 갈수록 높이가 높아지는 반구 형상을 갖는 제1 범프; 및
상기 제1 범프와 접합하는 제2 범프를 포함하는 반도체 패키지.
First to fourth semiconductor chips sequentially stacked via conductive bump structures; and
Including adhesive layers for filling the space between the conductive bump structures between the first to fourth semiconductor chips and attaching the first to fourth semiconductor chips,
Each of the first to fourth semiconductor chips has front bonding pads on the front surface,
Each of the first to third semiconductor chips has rear bonding pads on the rear side,
Each of the above-mentioned challenging bump structures,
A first bump disposed on the rear bonding pad, having a planar shape corresponding to the shape of the upper surface of the rear bonding pad, and having a hemispherical shape with a height increasing toward the center; and
A semiconductor package comprising a second bump bonded to the first bump.
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