專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層露出，并形成通過該開口部與所述金屬層連接的配線的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別是，涉及監(jiān)視開口的形成狀態(tài)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，作為三維安裝技術(shù)，并作為新的封裝技術(shù)CSP(芯片尺寸封裝Chip Size Package)正受到注目。所謂CSP是指，其外形尺寸和半導(dǎo)體芯片的外形尺寸大致相同的小型封裝。
目前，作為CSP的一種眾所周知的是BGA(Ball GridArray)型半導(dǎo)體裝置。該BGA型半導(dǎo)體裝置將多個由焊錫等金屬部件構(gòu)成的球狀導(dǎo)電端子以格子狀排列在封裝體的一個主面上，并與搭載在封裝體的另一個面上的半導(dǎo)體芯片電連接。
在將該BGA型半導(dǎo)體裝置組裝在電子設(shè)備中時，通過將各導(dǎo)電端子壓接在印制電路板上的配線圖形上，使半導(dǎo)體芯片和搭載在印制電路板上的外部電路電連接。
這樣的BGA型半導(dǎo)體裝置與側(cè)部具有突出的引線插頭的SOP(SmallOutline Package)、QFP(Quad Flat Package)等其它CSP型半導(dǎo)體裝置相比，具有可設(shè)置多個導(dǎo)電端子，并且能小型化的優(yōu)點。該BGA型半導(dǎo)體裝置具有例如作為搭載于移動電話上的數(shù)碼相機的圖像傳感器芯片的用途。作為其一例，有在半導(dǎo)體芯片的一個主面上或兩個主面上粘接例如由玻璃構(gòu)成的支承體的例子。另外，作為相關(guān)的技術(shù)文獻，舉出以下專利文獻1。
下面，參照


在半導(dǎo)體芯片上粘接一張支承體時的BGA型半導(dǎo)體裝置的制造方法。
圖8至圖10是表示可適用于圖像傳感器芯片的現(xiàn)有例的BGA型半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。
首先，如圖8所示，在半導(dǎo)體襯底30上的表面，通過由氧化硅膜或氮化硅膜等構(gòu)成的絕緣層31，形成由以鋁為主要成分的金屬層構(gòu)成的焊盤電極32。并且，在包括焊盤電極32的半導(dǎo)體襯底30上，通過由環(huán)氧樹脂層構(gòu)成的粘接劑33粘接例如由玻璃構(gòu)成的支承體34。
其次，如圖9所示，在對應(yīng)焊盤電極32的半導(dǎo)體襯底30背面形成具有開口部的抗蝕層35，并以此為掩模對半導(dǎo)體襯底30進行例如以SF6和O2為蝕刻氣體的等離子蝕刻，然后再蝕刻絕緣層31，形成從半導(dǎo)體襯底30的背面到達焊盤電極32的開口部36。
然后，如圖10所示，在包括開口部36內(nèi)的半導(dǎo)體襯底30的背面形成由氧化硅膜等構(gòu)成的絕緣膜45，并除去焊盤電極32上的絕緣膜45之后，在整個面上形成阻擋層37。然后，在阻擋層37上形成鍍敷用的籽晶層38，在該籽晶層38上進行鍍敷處理，形成由例如銅(Cu)構(gòu)成的配線層39。然后，在配線層39上形成保護層40，并在保護層40的規(guī)定位置設(shè)置開口部形成與配線層39接觸的導(dǎo)電端子41。
然后，切斷半導(dǎo)體襯底30及層積在其上的所述各層，分離成各個半導(dǎo)體芯片(關(guān)于此內(nèi)容未作圖示)。由此形成焊盤電極32和導(dǎo)電端子41電連接的BGA型半導(dǎo)體裝置。
特開2003-309221號公報但是，如上所述，在形成開口部36之后，如果不實際切開晶片觀察其剖面就不知道實際形成的開口部36是什么形狀。即，如上所述，由于從不透明的半導(dǎo)體襯底30的背面形成開口部36，以使半導(dǎo)體襯底30上介由絕緣層31形成的焊盤電極32露出，故當(dāng)要用顯微鏡觀察開口部36的開口狀態(tài)時，必須從透明的支承體34側(cè)觀察開口部36的開口狀態(tài)。但是，從該支承體34方向觀察時，由于金屬層即焊盤電極32的存在而不能識別開口部36。因此，如圖11中用虛線所示，半導(dǎo)體襯底30沒有完全開口的情況及與此相反地開口部被過度蝕刻，在開口部36的底部開口直徑變大等的蝕刻狀況，以及開口部36的開口直徑的確認等不能進行。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明以不用進行剖面觀察也能夠確認上述開口部36的形成狀態(tài)為目的。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層露出，并通過該開口部在所述金屬層連接配線層而構(gòu)成，其特征在于，具有用于監(jiān)視所述開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部。
本發(fā)明的特征在于，所述監(jiān)視開口部形成在劃線上。
本發(fā)明的特征在于，所述監(jiān)視開口部下不配置所述金屬層。
本發(fā)明的特征在于，所述監(jiān)視開口部下設(shè)置有，由與所述金屬層同一層構(gòu)成并用于觀察開口直徑的監(jiān)視圖形。
本發(fā)明的特征在于，所述監(jiān)視圖形為矩形圖形。
本發(fā)明的特征在于，所述監(jiān)視圖形為由圓形、十字形、菱形構(gòu)成的圖形。
本發(fā)明的特征在于，在介由形成在覆蓋所述配線層的保護層上的開口部露出的所述配線層上形成有導(dǎo)電端子。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層露出，使配線層通過該開口部連接在所述金屬層，其特征在于，形成用于監(jiān)視所述開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部。
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)有用于監(jiān)視開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部，不用像以往那樣進行剖面觀察，就能夠確認開口部的形成狀態(tài)。
所述監(jiān)視開口部形成在劃線上，而且該監(jiān)視開口部下不配置金屬層，僅此就能容易地觀察開口部的形成狀態(tài)。
通過在所述監(jiān)視開口部下設(shè)置由與所述金屬層同一層構(gòu)成，并用于觀察開口直徑的由矩形圖形構(gòu)成的監(jiān)視圖形，能容易地觀察開口部的開口直徑。

圖1是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖2是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖3a、圖3b是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖4是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖5是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖6是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖7是顯示本發(fā)明實施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；
圖8是顯示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖9是顯示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖10是顯示現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖；圖11是用于說明現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置制造途中的剖面圖。
符號說明1半導(dǎo)體襯底2絕緣層3焊盤電極4粘接劑5支承體6a開口部6b監(jiān)視開口部7絕緣層8阻擋層9籽晶層10配線層11保護層12開口部13NI層14Au層15導(dǎo)電端子50監(jiān)視圖形具體實施方式
下面，參照圖1至圖7說明本發(fā)明的實施形態(tài)即半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
首先，如圖1所示，在由硅晶片構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底1上的表面，介由由氧化硅膜或氮化硅膜等構(gòu)成的絕緣層2，形成由以鋁為主要成分的金屬層構(gòu)成的焊盤電極3。并且，在包括焊盤電極3的半導(dǎo)體襯底1上，通過由環(huán)氧樹脂層構(gòu)成的粘接劑4粘接例如由玻璃構(gòu)成的支承體5。另外，本實施例的硅晶片在分割成各個硅芯片之后，成為例如CCD(Carge Coupled Device)圖像傳感器芯片。因此，需要由硅芯片表面的CCD器件接收來自外部的光，支承體5要使用玻璃襯底之類的透明襯底或半透明襯底。
另外，所述支承體5在不是由硅芯片接收或發(fā)出光時可以是不透明襯底。而在如以往那樣從支承體34側(cè)觀察開口部36的開口狀態(tài)時，則不適合使用不透明襯底。但是，在開設(shè)后述的監(jiān)視開口部6b后，剝下支承體5，然后觀察監(jiān)視開口部6b的開口狀態(tài)時，可以使用不透明襯底。而且，本發(fā)明可以適用于，在最初就沒有粘接支承體5的半導(dǎo)體襯底1上開設(shè)監(jiān)視開口部6b并觀察其開口狀態(tài)的情況。
而且，支承體5不限于玻璃襯底，也可以用塑料等的板材，還可以是帶狀件。
并且，所述焊盤電極3可以是鋁以外的金屬例如銅(Cu)、銅合金等。
其次，如圖2所示，在對應(yīng)焊盤電極3的半導(dǎo)體襯底1背面形成具有開口部的抗蝕層PR，并以此為掩模對半導(dǎo)體襯底1進行至少以SF6和O2為蝕刻氣體的等離子蝕刻，形成開口部6a。此時，在圖3a所示的劃線上也形成開口部6b。該開口部6b相當(dāng)于本發(fā)明的監(jiān)視開口部(以下稱監(jiān)視開口部6b)。通過從圖3(a)的紙面下側(cè)用顯微鏡觀察該監(jiān)視開口部6b，可確認該開口部6b的形成狀態(tài)，并能確認同一條件下形成的半導(dǎo)體芯片上的開口部6a的形成狀態(tài)。
此時，通過在監(jiān)視開口部6b下不形成成為焊盤電極3的金屬層，從而可用顯微鏡目視監(jiān)視開口部6b。
如圖3b所示，也可以在監(jiān)視開口部6b下，將構(gòu)圖成多個的金屬層3a以等間隔配置。通過使由這樣的多個金屬層3a構(gòu)成的監(jiān)視圖形50與所述監(jiān)視開口部6b重疊地形成，能夠觀察監(jiān)視開口部6b的開口直徑。即、例如使用了由將5μm寬度的金屬層3a以5μm的間隔排列設(shè)置的矩形圖形的金屬層3a構(gòu)成的監(jiān)視圖形50時，如圖4所示，與監(jiān)視開口部6b重疊的金屬層3a有4個，由于沒有該金屬層3a的間隙具有相當(dāng)于4個金屬層3a的量，故可以約5×8＝40μm的尺寸觀察到開口部6b形成的情況。
因此，通過觀察監(jiān)視開口部6b可判斷半導(dǎo)體芯片上的開口部6a的形成工作是否適當(dāng)進行，不用如以往那樣切開晶片觀察其剖面，就能夠進行如圖11所示的半導(dǎo)體襯底30沒有完全開口的情況及與此相反地開口部被過度蝕刻，在開口部36的底部開口直徑變大等的蝕刻狀況，以及開口部36的開口直徑的確認等。
在本實施例中，所述監(jiān)視開口部6b形成在劃線上，但也可以形成在半導(dǎo)體芯片內(nèi)的空區(qū)域中。在這種情況下，可以對準(zhǔn)監(jiān)視開口部6b的位置而配置監(jiān)視圖形50。
所述監(jiān)視圖形50不限于矩形，可以將例如圓形、十字形、菱形等構(gòu)成的各種監(jiān)視圖形50形成在所述劃線上或所述半導(dǎo)體芯片上。
監(jiān)視開口部6b的開口直徑和開口部6a的開口直徑的尺寸不需要一定相同。也可以通過觀察具有不同開口直徑的監(jiān)視開口部6b來判斷開口部6a的形成狀態(tài)。另外，也可以通過形成分別具有不同開口直徑的多個監(jiān)視開口部6b來判定開口部6a的形成狀態(tài)。通過形成這樣的多種監(jiān)視開口部6b，可判定符合半導(dǎo)體裝置的實際圖形條件的各種開口部6a的形成狀態(tài)，可提高觀察效率。
如圖5所示，蝕刻所述絕緣層2，形成從半導(dǎo)體襯底1的背面到達焊盤電極3的開口部6。
接著，如圖6所示，在包括開口部6內(nèi)的半導(dǎo)體襯底1的背面形成由氧化硅膜等構(gòu)成的絕緣層7，并除去焊盤電極3上的絕緣層7之后，在整個面上形成阻擋層8。該阻擋層8理想的是，例如氮化鈦(TiN)層?；蛘?，阻擋層8也可以由氮化鈦層以外的TiW、Ta、TaN等高熔點金屬及其化合物構(gòu)成，還可以是它們的層積結(jié)構(gòu)。
然后，在所述阻擋層8上形成鍍敷用的籽晶層9(例如，Cu層)，在該籽晶層9上進行鍍敷處理，形成由例如銅(Cu)構(gòu)成的配線層10。
如圖7所示，在配線層10上形成保護層11，在保護層11的規(guī)定位置設(shè)置開口部12，并在該配線層10露出的部分形成例如NI層13、Au層14后，利用網(wǎng)印法形成介由所述NI層13、Au層14與配線層10接觸的導(dǎo)電端子15。在此，本實施例中，作為所述保護層11使用了抗蝕層，作為導(dǎo)電端子15形成了由焊錫構(gòu)成的導(dǎo)電端子15，但并不限于此。
然后，切斷半導(dǎo)體襯底1及層積在其上的所述各層，分離為各個半導(dǎo)體芯片(關(guān)于此內(nèi)容未作圖示)。由此形成焊盤電極3和導(dǎo)電端子15電連接的BGA型半導(dǎo)體裝置。
另外，在本實施例中，配線層10是利用鍍敷處理形成的。但本發(fā)明不限于此，例如也可以不形成鍍敷用的籽晶層9，利用鍍敷處理以外的方法形成配線層10。例如，也可以濺射形成由鋁或其合金構(gòu)成的層。
并且，在本實施例中，以適用于形成有導(dǎo)電端子15的半導(dǎo)體裝置的情況為例進行了說明，但本發(fā)明不限于此。例如，只要形成有貫通半導(dǎo)體襯底1的開口部6，則也可應(yīng)用于不形成導(dǎo)電端子15的半導(dǎo)體裝置中。例如，還適用于LGA(Land Grid Array)型半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層露出，并通過該開口部在所述金屬層連接配線層而構(gòu)成，其特征在于，具有用于監(jiān)視所述開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述監(jiān)視開口部形成在劃線上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述監(jiān)視開口部下不配置金屬層。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述監(jiān)視開口部下設(shè)置有，由與所述金屬層同一層構(gòu)成，并用于觀察開口直徑的監(jiān)視圖形。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述監(jiān)視圖形為矩形圖形。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述監(jiān)視圖形為圓形、十字形、菱形構(gòu)成的圖形。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在通過形成在覆蓋所述配線層的保護層上的開口部露出的所述配線層上形成有導(dǎo)電端子。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述半導(dǎo)體裝置從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底上的金屬層露出，并通過該開口部在所述金屬層連接配線層而構(gòu)成，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，具有用于監(jiān)視所述開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述監(jiān)視開口部形成在劃線上。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，以在所述監(jiān)視開口部下不配置金屬層的方式形成金屬層。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述監(jiān)視開口部下形成，由與所述金屬層同一層構(gòu)成并用于觀察開口直徑的監(jiān)視圖形。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述監(jiān)視圖形為矩形圖形。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述監(jiān)視圖形為由圓形、十字形、菱形構(gòu)成的圖形。
14.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在通過形成在覆蓋所述配線層的保護層上的開口部露出的所述配線層上形成導(dǎo)電端子。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，本發(fā)明的目的是不用觀察其剖面也能夠確認形成在半導(dǎo)體襯底上的開口部的形成狀態(tài)。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，從襯底背面形成開口部，使形成在半導(dǎo)體襯底(1)上的焊盤電極(3)露出，并通過該開口部在所述焊盤電極(3)上形成配線層(10)而構(gòu)成，其特征在于，具有用于監(jiān)視所述開口部的形成狀態(tài)的監(jiān)視開口部(6b)。
文檔編號H01L25/00GK1755917SQ20051010703
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者龜山工次郎, 鈴木彰 申請人:三洋電機株式會社