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)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別是涉及安裝在具有與半導(dǎo)體 芯片的外形尺寸大體相同大小的外形尺寸的封裝件內(nèi)的半導(dǎo)體裝置及其制 造方法。
背景技術(shù)：
近年來作為封裝技術(shù)，CSP (Chip Size Package)被關(guān)注。所謂CSP 是指具有與半導(dǎo)體芯片的外形尺寸大體相同大小的外形尺寸的小型封裝件。
作為現(xiàn)有CSP的一種，眾所周知，有BGA型的半導(dǎo)體裝置。該BGA型半 導(dǎo)體裝置把由焊錫等金屬部件構(gòu)成的多個(gè)球狀導(dǎo)電端子點(diǎn)陣狀排列在封裝 的一個(gè)主面上，并與在封裝件另一面上形成的半導(dǎo)體芯片電連接。
在把該BGA型的半導(dǎo)體裝置裝入電子設(shè)備時(shí)，通過把各導(dǎo)電端子壓接 在印刷基板上的配線圖形上，電連接半導(dǎo)體芯片與安裝在印刷基板上的外部 電路。
這種BGA型半導(dǎo)體裝置與具有在側(cè)部突出的引腳的SOP (Small Outline Package )和QFP ( Quad Flat Package )等其他CSP型半導(dǎo)體裝置相 比，能設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電端子，且具有能小型化的優(yōu)點(diǎn)。該BGA型半導(dǎo)體裝置 例如有作為安裝在手機(jī)上的數(shù)碼相機(jī)的圖像傳感器芯片的用途。
圖13是現(xiàn)有BGA型半導(dǎo)體裝置的概略結(jié)構(gòu)，圖13 ( a)是該BGA型 半導(dǎo)體裝置表面一側(cè)的立體圖。并且，圖13 (b)是該BGA型半導(dǎo)體裝置 背面的立體圖。
BGA型半導(dǎo)體裝置IOO通過樹脂105a、 105b把半導(dǎo)體芯片101密封在 第一和第二玻璃基板104a、 104b間。在第二玻璃基板104b的一主面上，即
BGA型半導(dǎo)體裝置100的背面上點(diǎn)陣狀排列配置有多個(gè)球狀端子(以下稱 導(dǎo)電端子111 )。該導(dǎo)電端子111通過第二配線109與半導(dǎo)體芯片101連接。 從各半導(dǎo)體芯片ioi內(nèi)部引出的鋁配線分別連接在多個(gè)第二配線109上，電 連接各導(dǎo)電端子111與半導(dǎo)體芯片101。
參照?qǐng)D14進(jìn)一步詳細(xì)說明該BGA型半導(dǎo)體裝置100的剖面結(jié)構(gòu)。圖 14是表示沿切割線分割成了各個(gè)芯片的BGA型半導(dǎo)體裝置100的剖面圖。
第一配線103設(shè)置在配置于半導(dǎo)體芯片101表面上的絕緣膜102上。該 半導(dǎo)體芯片101由樹脂105a與第一玻璃基板104a粘接。且該半導(dǎo)體芯片101 的背面由樹脂105b與第二玻璃基板104b粘接。并且第一配線103的一端與 第二配線109連接。該第二配線109從第一配線103的一端延伸設(shè)置在第二 玻璃基板104b的表面上。并且在延伸設(shè)置在第二玻璃基板104b上的第二配 線109上形成有球狀導(dǎo)電端子111。
上述技術(shù)在下面的專利文獻(xiàn)1中記載。
專利文獻(xiàn)1:
(曰本)專利公表2002 - 512436號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
上述的半導(dǎo)體裝置由于使用了兩片玻璃基板，例如具有半導(dǎo)體裝置厚和 成本高的缺陷。因此研究了把玻璃基板僅粘接在形成有第 一配線一側(cè)的方 法。在這種情況下因?yàn)闆]有粘接玻璃基板的一側(cè)是半導(dǎo)體基板，所以與玻璃 基板相比蝕刻加工容易。為了有效利用該優(yōu)點(diǎn)來連接第一配線和第二配線， 蝕刻劃線區(qū)域的半導(dǎo)體基板和絕緣膜，使第一配線露出。結(jié)果與使用兩片玻 璃的方法相比，能增大第一配線與第二配線的接觸面積。然后通過形成第二 配線、保護(hù)膜、導(dǎo)電端子等，最終切斷玻璃基板而分離半導(dǎo)體裝置。
相反，露出第一配線后，劃線區(qū)域成為在半導(dǎo)體基板上形成電路時(shí)成膜 的絕緣膜露出的狀態(tài)。這時(shí)在所述劃線區(qū)域上只存在所述絕緣膜、樹脂、玻 璃基板?？紤]到各部的厚度，實(shí)質(zhì)上成為僅用玻璃基板支承所有半導(dǎo)體芯片 的狀態(tài)。另外，由于半導(dǎo)體基板的材料與玻璃基板中的熱膨脹率不同，所以 玻璃基板上產(chǎn)生大的彎曲。因此由作業(yè)中的裝卸而對(duì)玻璃基板作用有粘接玻 璃基板的半導(dǎo)體芯片等的載荷。結(jié)果如圖11所示，在半導(dǎo)體芯片的外周部 半導(dǎo)體芯片與未圖示的玻璃基板間產(chǎn)生剝離204，在玻璃基板202上產(chǎn)生裂 紋205。結(jié)果出現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的成品率和可靠性降低的問題。
如圖12所示，本發(fā)明不蝕刻整個(gè)劃線區(qū)域，而是僅蝕刻露出第一配線
的部分。以后把露出該第一配線的部分稱窗口 303。其結(jié)果是未圖示的玻璃
基板的大部分通過未圖示的樹脂和絕緣膜保持與半導(dǎo)體基板302粘接的狀
態(tài)。在該狀態(tài)下通過形成絕緣膜、第二配線等，最后用切割除去圖12中304
所示的區(qū)域而分離半導(dǎo)體裝置。
另外，本發(fā)明中，在分離半導(dǎo)體裝置時(shí)，沿切割線時(shí)的切斷區(qū)域304的
整體形成未圖示的切口 ，再把該切口用保護(hù)膜覆蓋后進(jìn)行切割。
本發(fā)明具有通過防止玻璃基板上產(chǎn)生的裂紋和半導(dǎo)體芯片周邊部產(chǎn)生
的剝離而提高半導(dǎo)體裝置成品率和可靠性的效果。另外通過把玻璃基板從兩
片變?yōu)橐黄?，還能謀求半導(dǎo)體裝置的薄型化和降低成本。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖2(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖3(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖4(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖5(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖6(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖7(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖8(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖9(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖10(a) ~ (b)表示本發(fā)明實(shí)施方式半導(dǎo)體裝置制造方法的剖面圖； 圖11是現(xiàn)有例的BGA型半導(dǎo)體裝置制作中的平面圖； 圖12是本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置制作中的平面圖； 圖13 (a) ~ (b)是現(xiàn)有例BGA型半導(dǎo)體裝置的立體圖； 圖14是現(xiàn)有例BGA型半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)Dl到圖IO的半導(dǎo)體裝置的剖面圖和圖12的半導(dǎo)體裝置的 平面圖說明本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體裝置的制造方法。
首先如圖l所示，準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板l。這些半導(dǎo)體基板1是通過半導(dǎo)體
工藝過程在所述半導(dǎo)體基板1上形成如CCD的圖像傳感器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 的。在其表面上涂敷第一絕緣膜2，然后，在用于分?jǐn)喑擅總€(gè)半導(dǎo)體芯片的 邊界S (被稱切割線或劃線)附近具有規(guī)定間隙并形成第一配線3。在此， 第一配線3是從半導(dǎo)體裝置的焊盤到邊界S附近擴(kuò)張的焊盤。即，第一配線 3是外部連接焊盤，與半導(dǎo)體裝置未圖示的電路電連接。
然后，把作為支承體使用的玻璃基板4通過作為透明粘接劑的樹脂5(例 如環(huán)氧樹脂)粘接在形成有第一配線3的半導(dǎo)體基板1上。在此，支承體使 用玻璃基板、粘接劑使用環(huán)氧樹脂，但作為支承體也可以使用硅基板和塑料 板，粘接劑可選擇對(duì)這些支承體合適的粘接劑。
然后，對(duì)所述半導(dǎo)體基板l，把粘接玻璃基板4的面的反面進(jìn)行背磨， 把基板的厚度變薄。在背磨的半導(dǎo)體基板l的面上產(chǎn)生擦痕，可出現(xiàn)寬度、 深度數(shù)pm左右的凹凸。為了使其變小，則使用與作為半導(dǎo)體基板1的材料 硅和作為第 一絕緣膜2的材料硅氧化膜相比具有高蝕刻選擇比的藥液來進(jìn)行 濕々蟲刻。
如前所述，作為藥液，只要與硅和硅氧化膜相比具有高蝕刻選擇比，就 不特別的限定。例如本發(fā)明中作為硅蝕刻溶液使用氟化氬酸2.5%、硝酸50%、 醋酸10%和水37.5%的溶液。
另外，最好進(jìn)行該濕蝕刻，但本發(fā)明不限制不進(jìn)行濕蝕刻。
然后，如圖2 (a)和圖2 (b)所示，在所述半導(dǎo)體基板1中對(duì)粘接玻 璃基板4的面的反面以設(shè)置了開口部的未圖示抗蝕圖形作為掩膜進(jìn)行半導(dǎo)體 基板1的各向同性蝕刻(或各向異性蝕刻)，以把第一配線3的一部分露出。 其結(jié)果， 一方面如圖2(a)所示，在存在有第一配線3的部分中，在邊界S 部分形成開口的窗口20,成為露出第一絕緣膜2的狀態(tài)。另一方面，如圖2 (b)所示，在不存在有第一配線3的部分，原封不動(dòng)保留半導(dǎo)體基板1。結(jié) 果，從半導(dǎo)體基板i 一側(cè)觀察圖2 (a)和圖2 (b)的半導(dǎo)體裝置時(shí)就成為 如圖12的平面圖。
如上所述，通過設(shè)置僅能把對(duì)應(yīng)于第一配線3的位置露出而得到的窗口 20使半導(dǎo)體基板1與玻璃基板4通過第一絕緣膜2和樹脂5粘接的區(qū)域增大。 由此能提高由玻璃基板4的支承強(qiáng)度。而且可降低由半導(dǎo)體基板1與玻璃基 板4熱膨脹率的差異導(dǎo)致的玻璃基板4的彎曲，并降低在半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的裂紋和剝離。
該蝕刻可用干蝕刻、濕蝕刻的任一種進(jìn)行。并且在這以后的工序說明中
與圖2 (a)和圖2 (b) —樣，把形成有窗口 20的部分的剖面圖表示為圖號(hào) (a)，把沒形成有窗口 20的部分的剖面圖表示為圖號(hào)(b)。
蝕刻的半導(dǎo)體基板1的面上有面內(nèi)的凹凸和殘?jiān)?、異物，并且如圖2(a) 中圍成的圓圈la、 lb所示，窗口 20中成為角的部分成為尖的形狀。
因此，如圖3 (a)和圖3 (b)所示，為除去殘?jiān)彤愇?、把尖的部?的前端部變圓進(jìn)行濕蝕刻。由此在圖2 U)中圍成的圓圈la、 lb的尖的部 分就變成如圖3 (a)中圍成圓形的la、 lb所示圓滑的形狀。
然后如圖4 (a)和圖4 (b)所示，在所述半導(dǎo)體基板1中，對(duì)粘接了 玻璃基板4的面的反面進(jìn)行第二絕緣膜6的成膜。在本實(shí)施例，把硅烷基的 氧化膜成膜3iim左右。
然后，所述半導(dǎo)體基板l中，對(duì)粘接玻璃基板4的面的反面涂布未圖示 的抗蝕劑，以使沿窗口 20內(nèi)的邊界S的部分開口的方式形成圖案，形成蝕 刻膜。然后，如圖5 (a)和圖5 (b)所示，以該未圖示的抗蝕膜作為掩膜 進(jìn)行第二絕緣膜6和第一絕緣膜2的蝕刻，使第一配線3的一部分露出。
然后，如圖6 (a)和圖6 (b)所示，以對(duì)應(yīng)于以后形成導(dǎo)電端子11的 位置的方式形成具有柔軟性的緩沖部件7。另外，緩沖部件7具有吸收加在 導(dǎo)電端子11上的力而緩和導(dǎo)電端子ll接合時(shí)的應(yīng)力的功能，但本發(fā)明不限 制不使用緩沖部件7。
然后，在所述玻璃基板4的反面上形成第二配線層8。由此第一配線3 與第二配線8電連接。
然后，在所述玻璃基板4的反面上涂布未圖示的抗蝕劑。在此，在形成 有窗口 20的部分以使沿窗口 20內(nèi)的邊界S的部分開口的方式形成抗蝕膜圖 形。而在窗口 20沒有開口的部分以使第二配線層8露出的方式形成抗蝕膜 圖形。然后，以所述未圖示的抗蝕膜作為掩膜進(jìn)行蝕刻，除去邊界S附近的 第二配線層8而形成第二配線8。并且，把沒形成有窗口 20的部分的第二配 線8除去。
然后如圖7 (a)和圖7 (b)所示，以4巴玻璃基板4例如切削30pm左 右的深度方式，沿邊界S形成切口 30 (倒V字型的槽)。
即在半導(dǎo)體基板1上存在有第一配線3的部分(即沿窗口 20內(nèi)的邊界
S的部分)中切削樹脂5和玻璃基板4的一部分而形成所述切口 30。這時(shí)， 必須使用不接觸窗口 20內(nèi)的第二配線那樣寬的刀片。
而在半導(dǎo)體基板i上不存在有第一配線3的區(qū)域(即沒形成有窗口 20 的區(qū)域)切削半導(dǎo)體基板1、第一絕緣膜2、樹脂5、和玻璃基板4的一部分 而形成所述切口 30。
另外，在本實(shí)施方式中，切口 30的形狀呈楔形的剖面形狀，但也可以 是矩形的剖面形狀。而且本發(fā)明并不強(qiáng)制進(jìn)行切入上述那樣的切口 30的工 序。
然后，如圖8 (a)和圖8 (b)所示，對(duì)玻璃基板4的反面進(jìn)行非電解 鍍敷處理，在第二配線8形成Ni-Au鍍膜9。該膜由于是鍍敷，所以僅在 存在有第二配線8的部分形成。
然后，如圖9 (a)和圖9 (b)所示，在玻璃基板4的反面上形成保護(hù) 膜10。為了形成保護(hù)膜IO，把玻璃基板4的反面朝上，從上方滴下熱固化 性的有機(jī)系樹脂，使半導(dǎo)體基板自身旋轉(zhuǎn)，利用由該旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使該 有機(jī)系樹脂擴(kuò)展到基板面上。由此，包含沿邊界S形成的切口 30的內(nèi)壁的 半導(dǎo)體基板1的背面一側(cè)形成保護(hù)膜10。
即，在半導(dǎo)體基板1上存在有第一配線3的部分(即沿窗口 20內(nèi)的邊 界S的部分)中，形成有保護(hù)膜10,以把從第二絕緣膜6的表面到切口 30 的內(nèi)壁露出的樹脂5和玻璃基板4覆蓋。而在半導(dǎo)體基板l上存在有第一配 線3以外的區(qū)域(即沒形成有窗口 20的區(qū)域)中，形成有保護(hù)膜IO,以把 從第二絕緣膜6的表面到切口 30的內(nèi)壁露出的第二絕緣膜6、半導(dǎo)體基板1 、 第一絕緣膜2、樹脂5和玻璃基板4的各露出部覆蓋。
然后，通過利用未圖示的抗蝕掩膜(在與緩沖部件7對(duì)應(yīng)的位置處具有 開口部)的蝕刻把形成導(dǎo)電端子11部分的保護(hù)膜10除去，在對(duì)應(yīng)于緩沖部 件7的Ni-Au鍍膜9上的位置處形成導(dǎo)電端子11。該導(dǎo)電端子11通過Ni -Au鍍膜9與第二配線8電連接。導(dǎo)電端子ll由焊錫突起和金突起形成。 特別是使用金突起時(shí)能把導(dǎo)電端子11的厚度從160微米減少到數(shù)微米 數(shù) 十微米。
然后如圖10 (a)和圖10 (b)所示，乂人設(shè)置了切口 30的部分沿邊界S 進(jìn)行切割，把半導(dǎo)體裝置分離成各個(gè)的半導(dǎo)體芯片。這時(shí)切割中所用刀片寬 度必須是僅能切削玻璃基板4和切口 30內(nèi)的保護(hù)膜的寬度。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其是兩階段的切
割，即形成切口30，再在形成覆蓋該切口 30的保護(hù)膜IO之后進(jìn)行切割。由 此因?yàn)樵诎寻雽?dǎo)體裝置分離成各個(gè)半導(dǎo)體芯片而進(jìn)行切割時(shí)，沿邊界S (即 切割線)形成的切口 30的內(nèi)壁用保護(hù)膜IO覆蓋，所以僅通過切割玻璃基板 4和保護(hù)膜10就能進(jìn)行分離。即刀片與玻璃基板4和保護(hù)膜10以外的層(樹 脂5和第二配線8等)不接觸。因此能極力抑制在分離的半導(dǎo)體裝置，即半 導(dǎo)體芯片的斷面和邊緣部切割時(shí)由刀片的接觸導(dǎo)致的剝離。
結(jié)果，能提高半導(dǎo)體裝置的成品率和可靠性。并且本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置 是由 一 片玻璃基板構(gòu)成的，所以能謀求半導(dǎo)體裝置的薄型化和降低成本。
本實(shí)施例中形成了與第二配線8電連接的導(dǎo)電端子11,但本發(fā)明不限 于此。即本發(fā)明對(duì)不形成導(dǎo)電端子的半導(dǎo)體裝置(例如LGA: Land Grid Array型封裝件)也適用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有如下工序經(jīng)由形成于包括多個(gè)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體基板的第一面上的第一絕緣膜，在從所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片的邊界離開的位置配置第一配線，經(jīng)由粘接劑粘接支承體以覆蓋所述第一配線的工序；有選擇地除去所述半導(dǎo)體基板的一部分，并形成使位于所述第一配線下部的所述第一絕緣膜露出的開口部的工序。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述第一 配線隔著所述半導(dǎo)體芯片的邊界配置成一對(duì)，所述開口部在各所述一對(duì)第一 配線的形成區(qū)域不連續(xù)地存在。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有 如下工序除去所述第 一絕緣膜以使所述第 一配線的 一部分露出的工序； 形成與所述第一配線連接，并在所述半導(dǎo)體芯片背面延伸的第二配線的 工序。
4. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有 第一配線，其形成在半導(dǎo)體芯片上；支承體，其經(jīng)由粘接劑粘接在包括所述第一配線上的所述半導(dǎo)體芯片上；凹部，其僅形成在所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)面中、形成有所述第一配線的區(qū) 域，使所述第一配線的一部分露出；第二配線，其形成為經(jīng)由所述凹部與所述第一配線連接，并在所述半導(dǎo) 體芯片的背面延伸。
5. —種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有 第一配線，其形成在半導(dǎo)體芯片上；凹部，其僅形成在所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)面中、形成有所述第一配線的區(qū) 域，使所述第一配線的一部分露出；第二配線，其形成為經(jīng)由所述凹部與所述第一配線連接，并在所述半導(dǎo) 體芯片的背面延伸。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，經(jīng)由形成于所述半導(dǎo)體芯片側(cè)面部和背面部的絕緣膜，形成有所述第二配線。
7. 如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，覆蓋所述第二配線的保護(hù)膜形成為覆蓋所述支承體側(cè)面的 一部分。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有導(dǎo)電端子，該導(dǎo) 電端子經(jīng)由形成在所述保護(hù)膜的開口部而形成在所述第二配線上。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，其謀求改善由芯片尺寸封裝件構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置的制造方法，提高成品率和可靠性。在半導(dǎo)體基板(302)上僅在第一配線(301)存在的區(qū)域形成能露出第一配線的窗口(303)。由此通過增大半導(dǎo)體基板(302)與未圖示的玻璃基板介由絕緣膜和樹脂粘接的區(qū)域，防止發(fā)生裂紋和剝離。而且窗口(303)形成后，沿切割線形成切口(30)，再把該切口用保護(hù)膜覆蓋后進(jìn)行用于分離半導(dǎo)體裝置成各個(gè)半導(dǎo)體芯片的切割。因此，能極力抑制由刀片的接觸導(dǎo)致的分離的半導(dǎo)體芯片的斷面和邊緣部剝離。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101174572SQ20071019718
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者關(guān)嘉則, 北川勝?gòu)? 和久井元明, 大塚久夫, 山口惠一, 野間崇, 鈴木彰, 飯?zhí)镎齽t, 高尾幸弘 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社;關(guān)東三洋半導(dǎo)體股份有限公司