專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，尤其涉及在形成有多個(gè)器件的晶圓級(jí)封裝中，包括用于實(shí)現(xiàn)晶片的薄型化的背面研磨處理的半導(dǎo)體器件制造方法。
而且，下面所述的“半導(dǎo)體器件”，只要沒有進(jìn)行特別的定義，除了指從晶片上切斷分割下來的各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)，還指形成在晶片上的處于還未被切斷分割的狀態(tài)下的各個(gè)半導(dǎo)體元件(器件)。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著電子設(shè)備和裝置的小型化的要求，正在努力實(shí)現(xiàn)其中使用的半導(dǎo)體器件的小型化和高密度化。為此，開發(fā)并制造了通過使半導(dǎo)體器件的形狀充分接近各個(gè)半導(dǎo)體元件(半導(dǎo)體芯片)的形狀而實(shí)現(xiàn)了小型化的芯片尺寸封裝(CSP)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
在典型的CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，在半導(dǎo)體晶片的形成有器件的一側(cè)的表面上形成有作為保護(hù)膜的鈍化膜(絕緣膜)，在該絕緣膜上，形成有用于通過該絕緣膜的需要部位上形成的通孔將各器件的配線層(電極極板)連接到封裝外部的再配線層(再配線圖案)，還在該再配線層的端子形成部分設(shè)置有金屬接線柱，利用密封樹脂密封形成有該金屬接線柱的一側(cè)的整個(gè)面(但是金屬接線柱的頂部露出)，并且在金屬接線柱的頂部接合有作為外部連接端子的金屬凸塊(bump)。
作為今后的動(dòng)向，關(guān)于作為所述CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的用途的閃存和DRAM等各種設(shè)備，對(duì)處于被分割為單個(gè)半導(dǎo)體芯片之前的階段的晶圓級(jí)封裝的薄型化要求正在提高。并且，為了實(shí)現(xiàn)薄型化一般進(jìn)行研磨晶片的背面的處理。
在以往的晶圓級(jí)封裝的制造工藝中，研磨晶片背面的處理在最初的階段進(jìn)行。即，在半導(dǎo)體晶片上形成多個(gè)器件后的階段(在晶片表面上形成鈍化膜(絕緣膜)之前的階段)，通過作為常用方法的利用晶片背面研磨裝置進(jìn)行的背面研磨(back grinding(BG))處理使晶片變薄，然后再執(zhí)行其后的工序。
在與晶片背面研磨處理相關(guān)的工序中，在進(jìn)行背面研磨時(shí)，粘貼用于保護(hù)圖案表面的帶子(下面，為了方便將其稱為“BG用帶子”)。此時(shí)，需要用于粘貼該BG用帶子的專用層合機(jī)和用于在進(jìn)行晶片背面研磨后剝離該BG用帶子的專用剝離器，在剝離BG用帶子時(shí)還需要?jiǎng)冸x用帶子。進(jìn)行背面研磨時(shí)使用的BG用帶子，除了具有保護(hù)圖案表面的功能之外，還具有使形成有圖案的一側(cè)的面處于平坦?fàn)顟B(tài)的功能。因此，BG用帶子一般采用能夠吸收表面凸凹部分的厚膜型。
如上所述，作為與用于實(shí)現(xiàn)晶片的薄型化的背面研磨處理相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，例如有在樹脂密封后進(jìn)行晶片背面研磨的技術(shù)。(例如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1特開2002-270720號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2002-231854號(hào)公報(bào)如上所述，在以往的晶圓級(jí)封裝的制造工藝中，在與晶片背面研磨處理相關(guān)的工序中需要厚膜型的BG用帶子，不僅該厚膜型的BG用帶子非常昂貴，還必須要有專用的層合機(jī)和專用的剝離機(jī)(包括剝離用帶子)，因此，在實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)，在成本方面形成巨大的障礙(制造成本的增加)。
此外，由于在晶圓級(jí)封裝的制造工藝中必須在最初的階段進(jìn)行晶片背面研磨處理，其后的全部工序都在晶片很薄的狀態(tài)(薄晶片狀態(tài))下進(jìn)行處理，所以很有可能在過程中發(fā)生所謂的“晶片破裂”的致命缺陷。
為了解決這個(gè)問題，例如可以在器件搬送系統(tǒng)的保持/搬送機(jī)構(gòu)上想辦法，使得能夠在不產(chǎn)生晶片破裂的情況下處理薄晶片，但該情況下，卻存在與器件搬送系統(tǒng)相關(guān)的成本增加的問題。另外，作為避免由在薄晶片狀態(tài)下進(jìn)行的處理而導(dǎo)致的晶片破裂的另一種方法，可以在晶圓級(jí)封裝制造工藝中在盡可能靠后的階段(理想的是在最后階段)進(jìn)行晶片背面研磨處理。例如，如果在最終階段的安裝工序中在進(jìn)行了樹脂密封之后進(jìn)行晶片背面研磨處理，至少能夠避免由薄晶片狀態(tài)下的處理所導(dǎo)致的晶片破裂。
可是，如果在樹脂密封之后進(jìn)行晶片背面研磨處理，卻有可能產(chǎn)生因?yàn)槠渌驅(qū)е碌木屏选＜?，?dāng)進(jìn)行樹脂密封時(shí)，例如，如圖10(a)所示，模制樹脂(19)向晶片(30)的外周部擴(kuò)散，該擴(kuò)散了的模塑樹脂溢出晶片邊緣部并繞到晶片背面(即發(fā)生向晶片背面的模制樹脂的溢出)，因此，如果在該狀態(tài)下進(jìn)行晶片背面研磨處理，則樹脂進(jìn)入本來應(yīng)該只研磨晶片材料(硅)的研磨用磨石，引起堵塞，因此不能順利進(jìn)行研磨，根據(jù)情況可能會(huì)導(dǎo)致晶片破裂。因此，在樹脂密封后就進(jìn)行晶片背面研磨處理是不恰當(dāng)?shù)?，除非采取了措施?br> 而且，雖然可以考慮在其后的階段搭載焊球并在進(jìn)行回流焊后(在接合焊球后)進(jìn)行晶片背面研磨處理，可是即使在這個(gè)階段，也殘留有溢出到晶片背面的模制樹脂，并且，需要高價(jià)的BG用帶子和專用層合機(jī)以及專用剝離機(jī)(包括剝離用帶子)的情況并沒有改變，制造成本增加的問題依然存在。
而且，還有一個(gè)問題，即，如果使晶片薄型化，那么在制造過程中晶體整體會(huì)翹曲。例如，當(dāng)進(jìn)行模制樹脂的密封和熱硬化(固化)之后，受到該密封樹脂的熱收縮的影響，極薄的晶片被拉向樹脂層側(cè)，晶片整體翹曲。因此樹脂密封工序以后的處理(焊球搭載、回流、切割等)在晶片翹曲的狀態(tài)下進(jìn)行。如上所述，以往的技術(shù)存在如下問題當(dāng)進(jìn)行晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)，晶片整體發(fā)生翹曲。
作為解決這個(gè)問題的方法，提出有例如通過真空層合法在晶片背面形成用于校正翹曲的薄膜層(例如由環(huán)氧樹脂、硅樹脂、聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的絕緣樹脂薄膜)。這種情況下，環(huán)氧系、硅系、聚酰亞胺系的薄膜層在形成后(在進(jìn)行了熱硬化處理之后)實(shí)際上不能被剝離，因此必須原樣作為永久膜留下。因此，必須對(duì)帶有該永久膜(用于進(jìn)行翹曲校正的薄膜層)的晶片進(jìn)行各種可靠性測(cè)試(與晶片的密合可靠性測(cè)試等)。
可是，在該情況下，有如下的問題當(dāng)晶片最終被切割分離成各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)時(shí)，由于切割時(shí)的機(jī)器的沖擊，每一個(gè)晶片都會(huì)發(fā)生碎裂、裂化等，并且由于該碎裂等而在該薄膜層和晶片背面之間發(fā)生剝離。即由于在進(jìn)行各種可靠性測(cè)試之后發(fā)生永久膜(薄膜層)從晶片背面剝離，使已經(jīng)進(jìn)行的各種可靠性測(cè)試變得沒有意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)可防止晶片破裂并有助于減少制造成本的半導(dǎo)體器件制造方法。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種在實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)，可校正晶片的翹曲，并把背面的翹曲校正層當(dāng)作非永久膜進(jìn)行處理，并且不需要進(jìn)行各種可靠性測(cè)試的半導(dǎo)體器件制造方法。
為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
根據(jù)該第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中，是在比較靠后的階段(緊接在形成金屬接線柱之后的階段)進(jìn)行晶片的背面研磨，在形成金屬接線柱之前的階段可以在半導(dǎo)體晶片很厚的狀態(tài)(厚晶片狀態(tài))下進(jìn)行處理，因此，當(dāng)實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)，能夠防止現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的致命缺陷即“晶片破裂”。
而且，在進(jìn)行晶片背面研磨處理之前的時(shí)刻，由于金屬接線柱的表面和抗蝕層的表面，晶片表面(形成有圖案的一側(cè)的面)處于基本平坦的狀態(tài)，因此當(dāng)進(jìn)行晶片背面研磨處理時(shí)，不再需要粘貼以往的工藝中使用的厚膜型的昂貴的BG用帶子，因此，也完全不需要專用的層合機(jī)和專用的剝離機(jī)(包括剝離用帶子)。這對(duì)減少制造成本大有裨益。
另外，根據(jù)第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的變形方式，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜的整個(gè)表面形成覆蓋露出所述電極極板的開口部的金屬薄膜的工序；在該金屬薄膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述金屬薄膜上形成再配線層的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述再配線層的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在除去所述抗蝕層之后，在所述再配線層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；除去在晶片表面露出的金屬薄膜的工序；使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
根據(jù)該變形實(shí)施方式的制造方法，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中，是在比較靠后的階段(緊接在形成再配線層之后的階段)進(jìn)行晶片背面研磨處理，在形成再配線層之前的階段中都可以在厚晶片狀態(tài)下進(jìn)行處理，因此，能夠防止晶片破裂。而且，在進(jìn)行晶片的背面研磨之前的時(shí)刻，由于再配線層的表面和抗蝕層的表面，晶片表面處于基本平坦的狀態(tài)，因此當(dāng)進(jìn)行晶片背面研磨處理時(shí)，不需要粘貼昂貴的BG用帶子，也不需要專用的層合機(jī)和專用的剝離機(jī)(包括剝離用帶子)。對(duì)減少制造成本很有幫助。
另外，根據(jù)實(shí)施方式2，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述半導(dǎo)體晶片的減薄后的表面上形成具有耐熱性的薄膜層的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；將接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片裝配到支持部件上，使該半導(dǎo)體晶片的形成有所述薄膜層一側(cè)的面與支持部件粘接，然后，沿劃分所述各器件的區(qū)域的線切斷該半導(dǎo)體晶片的工序；在使所述薄膜層與所述支持部件粘接的狀態(tài)下，拾取所述各器件的工序。
根據(jù)實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件的制造方法，與所述的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的情況相同，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中，是在比較靠后的階段(緊接在形成金屬接線柱之后的階段)進(jìn)行晶片的背面研磨，并且，在進(jìn)行了晶片背面研磨之后，在除去抗蝕層之前，在半導(dǎo)體晶片的背面形成具有耐熱性的薄膜層，因此在該工序以后，該薄膜層作為針對(duì)晶片破裂的加強(qiáng)層發(fā)揮功能。即，由于能使幾乎全部工序在厚晶片狀態(tài)下進(jìn)行，所以與所述的第一實(shí)施方式的情況相比，能夠進(jìn)一步降低晶片破裂的危險(xiǎn)性。
并且，在半導(dǎo)體晶片的背面形成的薄膜層在以后的階段中，在進(jìn)行伴隨熱處理的樹脂密封時(shí)，能夠起到保持平坦、使半導(dǎo)體晶片不產(chǎn)生翹曲的作用。并且在最后的拾取處理階段，該薄膜層能夠以粘接在支持部件上的狀態(tài)從各器件的界面剝離。即，由于最終能夠除去作為翹曲校正用而形成于晶片背面的薄膜層，所以不需要象以往那樣作為永久膜殘留下來，其結(jié)果，不需要進(jìn)行各種可靠性試驗(yàn)(與晶片的密合可靠性試驗(yàn)等)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在用密封樹脂密封晶片表面時(shí)，除去溢出晶片邊緣部的多余的密封樹脂的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的制造方法，由于在進(jìn)行樹脂密封時(shí)，除去溢出晶片邊緣部的多余的樹脂之后，進(jìn)行晶片背面研磨處理，所以不會(huì)引起現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的由于樹脂的溢出而導(dǎo)致的晶片破裂，能夠?qū)崿F(xiàn)迄今未做到的在樹脂密封工序以后進(jìn)行的晶片背面研磨處理。其結(jié)果，由于能夠使幾乎全部工序在厚晶片狀態(tài)下進(jìn)行，所以與第一實(shí)施方式的厚晶片狀態(tài)下的處理僅在制造工藝的中途階段進(jìn)行的情況相比，可以進(jìn)一步降低晶片破裂的危險(xiǎn)性。
另外，根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的制造方法的變形方式，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；在除去所述抗蝕層之后，在所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)的表面，沿著晶片邊緣部形成環(huán)狀的槽的工序；使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
根據(jù)該變形方式的制造方法，在進(jìn)行樹脂密封時(shí)，由于使向晶片的外周部擴(kuò)散的樹脂落入沿晶片邊緣部形成的呈環(huán)狀的槽中，所以可以防止樹脂溢出到晶片背面。其結(jié)果，與上述實(shí)施方式3的情況相同，不會(huì)發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的由于樹脂的溢出而導(dǎo)致的晶片破裂，能夠?qū)崿F(xiàn)迄今未做到的在樹脂密封工序以后進(jìn)行的晶片背面研磨處理，能夠使幾乎全部工序在厚晶片狀態(tài)下流動(dòng)。所以可以進(jìn)一步降低晶片破裂的危險(xiǎn)性。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具有CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示圖1的半導(dǎo)體器件的制造工藝(其1)的截面圖。
圖3是表示圖2的制造工藝的后續(xù)制造工藝(其2)的截面圖。
圖4是表示圖3的制造工藝的后續(xù)制造工藝(其3)的截面圖。
圖5是表示圖4的制造工藝的后續(xù)制造工藝(其4)的截面圖(一部分是立體圖)。
圖6是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的具有CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖7是表示圖6的半導(dǎo)體器件的制造工藝(其1)的截面圖。
圖8是表示圖7的制造工藝的后續(xù)制造工藝(其2)的截面圖。
圖9是表示圖8的制造工藝的后續(xù)制造工藝(其3)的截面圖。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的制造工藝的一部分的截面圖。
圖11是用于說明在圖10的工序(b)中進(jìn)行的晶片邊緣部的加工處理的圖。
圖12是表示圖10的實(shí)施方式的變形例的制造工藝的一部分的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)圖1是示意性地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具有CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖1中，10表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件(CSP)，11表示形成有器件的硅(Si)基板，該硅基板11是切斷(分割)后述的半導(dǎo)體(硅)晶片而得到的一部分。此外，12表示由形成在器件上的配線圖案的部分區(qū)域限定的電極極板，13表示形成在硅基板11的一個(gè)面(示例中的上側(cè)表面)上的作為保護(hù)膜的鈍化膜，14表示形成在鈍化膜13上的絕緣膜(聚酰亞胺樹脂層)，15表示在絕緣膜14上按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、并且覆蓋露出電極極板12的開口部的金屬薄膜(供電層/電鍍基膜)，16表示形成在金屬薄膜15上的再配線層，17表示形成在再配線層16的端子形成部分上的金屬接線柱，18表示形成在金屬接線柱17的頂部的勢(shì)壘金屬層，19表示形成為覆蓋硅基板11的形成有金屬接線柱17的一側(cè)的整個(gè)面(但是，露出金屬接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部)的密封樹脂層，20表示接合在露出的金屬接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部上的作為外部連接端子的焊球，21表示形成在硅基板11的另一面(在圖示例中為下側(cè)面)上、用于防止晶片破裂的加強(qiáng)用絕緣樹脂層。這里省略了各部件的材料和厚度等，但在后述的制造方法中將適當(dāng)說明。
下面，參照按順序表示該制造工藝的圖2～圖5，對(duì)本實(shí)施方式的CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件10進(jìn)行說明。而且，各圖(除圖5(d))所表示的截面結(jié)構(gòu)，是對(duì)圖1所示的截面結(jié)構(gòu)的一部分(左側(cè)的一部分)進(jìn)行的放大表示。
首先，在最初的工序中(參照?qǐng)D2(a))按照公知的方法制作形成有多個(gè)器件的晶片30。即，對(duì)具有預(yù)定厚度(例如，在直徑8英寸的情況下約為725μm左右的厚度)的晶片進(jìn)行所需的器件處理，然后在晶片的一個(gè)面(在圖示的例中為上側(cè)面)上形成由氮化硅(SiN)和磷硅玻璃(PSG)等構(gòu)成的作為保護(hù)膜的鈍化膜13，并且除去與電極極板12對(duì)應(yīng)的部分鈍化膜13，該電極極板12是由在各器件上形成為所需圖案的鋁(Al)配線層的部分區(qū)域限定的(即在鈍化膜13的相應(yīng)部分上形成開口)。例如利用YAG(yttrium aluminum garnet釔鋁石榴石)激光器、準(zhǔn)分子激光器等的激光加工，進(jìn)行鈍化膜13的開口。由此，如圖所示，制作出表面由鈍化膜13覆蓋，并且露出了電極極板12的晶片30。
在下一工序中(參照?qǐng)D2(b))，在晶片30的鈍化膜13上形成絕緣膜14。例如通過光刻法，在晶片30的表面上涂布感光性的聚酰亞胺樹脂，進(jìn)行聚酰亞胺樹脂的軟烤(預(yù)烤)處理，然后使用掩模(未圖示)進(jìn)行曝光和顯影(聚酰亞胺樹脂層的構(gòu)圖)，再進(jìn)行硬烤(后烤)處理，如圖所示，形成在預(yù)定部位具有開口部VH的絕緣膜(聚酰亞胺樹脂層)14。此時(shí)，按照電極極板12的形狀進(jìn)行聚酰亞胺樹脂層的構(gòu)圖。因此，當(dāng)進(jìn)行曝光和顯影時(shí)，如圖所示，除去與電極極板12對(duì)應(yīng)的部分的聚酰亞胺樹脂層14，形成到達(dá)電極極板12的通孔(開口部VH)。
在接下來的工序中(參照?qǐng)D2(c))，通過濺鍍?cè)谛纬捎薪^緣膜(聚酰亞胺樹脂層)14的一側(cè)的整個(gè)面上形成金屬薄膜15。該金屬薄膜15具有兩層結(jié)構(gòu)，該兩層結(jié)構(gòu)包括構(gòu)成密合金屬層的鉻(Cr)層或鈦(Ti)層，和層疊于該密合金屬層上面的銅(Cu)層。金屬薄膜15可以這樣形成通過濺鍍?cè)谡麄€(gè)面上沉積Cr或Ti(密合金屬層Cr層或Ti層)，再通過濺鍍?cè)谄渖铣练eCu(Cu層)。這樣形成的金屬薄膜15在以后的再配線形成工序和金屬接線柱形成工序中，在進(jìn)行必要的電解電鍍處理時(shí)發(fā)揮作為電鍍基膜(供電層)的作用。
在下一工序中(參照?qǐng)D2(d))，進(jìn)行金屬薄膜15的表面(Cu層表面)的脫水烘烤，在涂布液態(tài)的光刻膠并進(jìn)行干燥后，利用掩模(未圖示)進(jìn)行曝光和顯影(光刻膠的構(gòu)圖)，形成抗蝕層R1。該光刻膠的構(gòu)圖按照將在下面的工序中形成的再配線圖案的形狀進(jìn)行。
在下一工序中(參照?qǐng)D3(a))，把金屬薄膜15作為供電層對(duì)其表面實(shí)施電解銅電鍍，將構(gòu)圖后的抗蝕層R1作為掩模而形成Cu的再配線層(再配線圖案)16。
在下一工序中(參照?qǐng)D3(b))，例如使用包含有機(jī)溶劑的剝離液剝離并除去光刻膠(抗蝕層R1)。
在下一工序中(參照?qǐng)D3(c))，清潔金屬薄膜15的表面(Cu層表面)和再配線層16的表面，然后粘貼感光性的干膜(厚度約為100μm左右)，再利用掩模(未圖示)進(jìn)行曝光和顯影(干膜的構(gòu)圖)，形成抗蝕層R2。該干膜的構(gòu)圖按照將在下面的工序中形成的金屬接線柱的形狀進(jìn)行。
在下一工序中(參照?qǐng)D4(a))，同樣地，把金屬薄膜15作為供電層對(duì)再配線層16的表面進(jìn)行電解銅電鍍，將構(gòu)圖后的抗蝕層R2作為掩模，在再配線層16的端子形成部分形成銅接線柱(金屬接線柱)17。該銅接線柱17具有與干膜(抗蝕膜R2)的厚度相同的、約為100μm左右的高度。
而且，通過電解電鍍?cè)阢~接線柱17的頂部形成勢(shì)壘金屬層18。該勢(shì)壘金屬層18例如為如下形成并獲得的(Ni/Pd/Au)把銅接線柱17作為供電層，在其表面上實(shí)施用于提高密合性的鎳(Ni)電鍍，再在Ni層上實(shí)施用于提高導(dǎo)電性的鈀(Pd)電鍍，然后在Pd層上實(shí)施金(Au)電鍍。這種情況下，也可以不設(shè)置Pd層而直接在Ni層上形成Au層(Ni/Au)。此時(shí)，形成有再配線圖案的一側(cè)的表面(圖中示例的上側(cè)面)處于基本平坦的狀態(tài)。
在下一工序中(參照?qǐng)D4(b))，使用公知的研磨裝置對(duì)晶片背面(圖中示例的下側(cè)表面)進(jìn)行研磨，使晶片30厚度變薄為預(yù)定厚度(例如約為250μm～300μm左右)。此時(shí)，由于在前面工序中制作的結(jié)構(gòu)體的圖案面(上側(cè)表面)基本上是平坦的，所以在進(jìn)行研磨之前在保持該結(jié)構(gòu)體時(shí)容易卡緊圖案面?zhèn)?。因此，可以在卡緊的狀態(tài)下，如圖中箭頭所示，將晶片30的背面研磨至預(yù)定厚度。
這樣由于圖案面處于基本平坦的狀態(tài)，所以當(dāng)進(jìn)行背面研磨時(shí)，不需要粘貼如在以往的處理中所使用的圖案表面保護(hù)用的帶子(BG用帶子)。即，銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的表面和干膜18(抗蝕層R2)的表面起到以往的BG用帶子的作用。
在下一工序中(參照?qǐng)D4(c))，例如，利用氫氧化鈉(NaOH)或單乙醇胺等堿性藥液剝離并除去干膜(抗蝕層R2)。
在下一工序中(參照?qǐng)D4(d))，通過濕式蝕刻除去露出的電鍍基膜(金屬薄膜15)。即，利用溶解銅的腐蝕液除去金屬薄膜15的上層部分的Cu層，然后利用溶解Cr或Ti的腐蝕液除去下層部分的密合金屬層(Cr層或Ti層)。由此，如圖所示，露出絕緣膜(聚酰亞胺樹脂層)14。然后進(jìn)行預(yù)定的表面清潔等。
另外，當(dāng)使用了溶解銅的腐蝕液時(shí)，看起來構(gòu)成再配線層16的銅也會(huì)被除去而使再配線圖案斷線，但實(shí)際上并沒有這些問題發(fā)生。原因是如上所述，由于金屬薄膜15的上層部分是通過銅的濺鍍形成的，所以其膜厚在微米級(jí)以下(0.5μm左右)，與此相對(duì)，由于再配線層16是通過電解銅電鍍而形成的，所以其膜厚至少在10μm左右，所以即使金屬薄膜15的銅被完全除去，再配線層16(Cu)也僅是表層部分被除去，不會(huì)導(dǎo)致再配線圖案斷線。
在下一工序中(參照?qǐng)D5(a))，為了應(yīng)對(duì)萬一出現(xiàn)的晶片破裂，在晶片30的背面形成加強(qiáng)用和樹脂密封工序以后的晶片翹曲校正用的絕緣樹脂層21。作為該絕緣樹脂層21的材料，例如可以使用熱硬化型環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛清漆樹脂、或阻焊劑。通過涂布這些樹脂等并使其硬化來形成絕緣樹脂層21。或者也可以粘貼薄膜狀的絕緣性薄片部件來替代這些樹脂。
在下一工序中(參照?qǐng)D5(b))，利用密封樹脂進(jìn)行密封(密封樹脂層19的形成)，使得密封樹脂覆蓋晶片30的形成有銅接線柱17的一側(cè)的整個(gè)面(不過，要使銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部露出)。這例如可以按照下面所述進(jìn)行。
首先，準(zhǔn)備好分為上模和下模的密封模具并加熱到預(yù)定溫度(約為175℃左右)。然后使樹脂薄膜吸附于上模上，將晶片30放置到下模的凹部內(nèi)，再將高密合力的小塊狀的熱硬化樹脂(例如環(huán)氧樹脂)作為密封樹脂放置于其上。然后，通過密封模具的熱和壓力機(jī)的壓力熔融熱硬化型樹脂并使其擴(kuò)散至晶片的整個(gè)面(約3分鐘左右)，然后從模具取出晶片30。其后進(jìn)行使熱硬化型樹脂硬化的處理(固化)(在1小時(shí)～12小時(shí)左右的范圍內(nèi))。由于晶片30和樹脂薄膜成為一體，所以從晶片30上剝離該樹脂薄膜。由此如圖所示，制作出表面被密封樹脂19覆蓋，并且露出了銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的晶片30。
在下一工序中(參照?qǐng)D5(c))，在露出的銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部涂布作為表面處理劑的焊劑，通過印刷法或焊球搭載法形成用作為外部連接端子的焊錫，并在240℃～260℃左右的溫度下進(jìn)行回流焊來進(jìn)行固定(焊球20的接合)。然后，清潔表面并除去焊劑。
在最后一個(gè)工序中(參照?qǐng)D5(d))，將在前面工序中已經(jīng)接合了焊球20的晶片30(包含絕緣膜14、密封樹脂層19、絕緣樹脂層21)搭載到用于切割的支持部件(未圖示)上之后，利用切割機(jī)等(圖示例中是切割機(jī)的刀片BL)進(jìn)行切斷從而分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)。由此制作出本實(shí)施方式的CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件10(圖1)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件10的制造方法，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中，是在比較靠后的階段(緊接在形成銅接線柱17和勢(shì)壘金屬層18之后的階段)進(jìn)行晶片30的背面研磨(參照?qǐng)D4(b))，直到形成銅接線柱17和勢(shì)壘金屬層18的工序?yàn)橹?參照?qǐng)D2(a)～圖4(a))，可以在晶片30較厚的狀態(tài)下(在此情況下，為725μm左右的厚晶片狀態(tài))進(jìn)行處理，因此，當(dāng)實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)封裝的薄型化時(shí)，能夠防止現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的“晶片破裂”的發(fā)生。
而且，在進(jìn)行晶片30的背面研磨之前的時(shí)刻(參照?qǐng)D4(a))，由于銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的表面和干膜(抗蝕層R2)的表面，晶片表面(形成有圖案的一側(cè)的表面)處于基本平坦的狀態(tài)，因此當(dāng)進(jìn)行晶片背面研磨處理時(shí)，不需要粘貼以往的處理中使用的厚膜型的昂貴的BG用帶子。其結(jié)果，也完全不需要專用的層合機(jī)和專用的剝離機(jī)(包括剝離用帶子)。因此，能夠減少制造成本。
在上述的實(shí)施方式中，在通過電解電鍍形成銅接線柱17和勢(shì)壘金屬層18之后(剝離干膜R2之前)，進(jìn)行晶片30的背面研磨(參照?qǐng)D4(b))，但進(jìn)行晶片30的背面研磨的時(shí)間并不限于上述時(shí)刻。從本發(fā)明的主旨可知，總之，只要是在如下階段即可進(jìn)行晶片30的背面研磨之前，在表面處于基本平坦?fàn)顟B(tài)的階段中，即，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中的盡可能靠后的階段。考慮到這些要求，例如，可以在形成再配線層16之后(剝離光刻膠R1之前)的階段(參照?qǐng)D3(a))進(jìn)行晶片30的背面研磨。
而且，在上述的實(shí)施方式中，在圖2(a)的工序中，在晶片的一個(gè)面上設(shè)置有作為保護(hù)膜的鈍化膜13，但是根據(jù)情況，也可以不設(shè)置鈍化膜13，而使在其后的工序(圖2(b)的工序)中形成的絕緣膜(聚酰亞胺樹脂層)14兼具鈍化膜的功能?；蛘呦喾?，也可以只設(shè)置鈍化膜13，而不設(shè)置絕緣膜14。
另外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)于在圖2(b)的工序中使用感光性的聚酰亞胺樹脂作為在晶片30的表面上形成的絕緣膜14的情況進(jìn)行了說明，當(dāng)然該絕緣膜的材料并不限于感光性樹脂，例如也可以使用非感光性的聚酰亞胺樹脂或者環(huán)氧樹脂等的樹脂。
而且，在上述的實(shí)施方式中，在圖5(a)的工序中，為了應(yīng)對(duì)萬一出現(xiàn)的晶片破裂，在晶片的背面形成有加強(qiáng)用和晶片翹曲校正用的絕緣樹脂層21，但該絕緣樹脂層21并不是必須形成的，也可根據(jù)情況省略該工序。
(第二實(shí)施方式)圖6是示意性地表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的具有CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖6中，本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件10a與上述第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件10(圖1)相比，不同點(diǎn)在于硅基板11a的背面是露出的。如上所述在第一實(shí)施方式中，為了應(yīng)對(duì)在晶圓級(jí)封裝的制造工藝中途萬一出現(xiàn)的晶片破裂，將在晶片背面形成的加強(qiáng)用絕緣樹脂層21原樣保留到最后(參照?qǐng)D5)，來作為半導(dǎo)體器件10，與此相對(duì)在該第二實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式同樣地，在制造工藝的中途作為晶片破裂的對(duì)策在晶片背面形成薄膜層，但該薄膜層如后所述，在制造工藝的最終階段從晶片背面(硅基板11a的背面)剝離除去。其結(jié)果，如圖6所示，露出硅基板11a的背面。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件10a的其他結(jié)構(gòu)由于與第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)(圖1)基本相同，因此省略其說明。
在制造過程的中途形成于晶片背面的薄膜層除了具有防止晶片破裂的加強(qiáng)功能，還具有在進(jìn)行密封樹脂的熱硬化等熱處理時(shí)使晶片不發(fā)生翹曲的功能(校正晶片的翹曲的功能)。在后述的制造方法中對(duì)該薄膜層的材料和厚度、形態(tài)等進(jìn)行適當(dāng)說明。
下面，參照按順序表示該制造工藝的圖7～圖9，對(duì)本實(shí)施方式的CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件10a進(jìn)行說明。而且，各圖表示的截面結(jié)構(gòu)是對(duì)圖6所示的截面結(jié)構(gòu)的一部分(左側(cè)的一部分)進(jìn)行的放大表示。
首先，與在圖2～圖4的工序中進(jìn)行的處理相同，制作出表面由鈍化膜13覆蓋并且露出了電極極板12的晶片30a，在鈍化膜13上形成絕緣膜(聚酰亞胺樹脂層)14，在電極極板12和絕緣膜14上形成金屬薄膜15，把該金屬薄膜15作為供電層在其表面上形成銅的再配線層16，將構(gòu)圖后的干膜(抗蝕層R2)作為掩模在再配線層16的端子形成部分形成銅的接線柱(金屬接線柱)17和勢(shì)壘金屬層18。
在下一工序中(參照?qǐng)D7(a))，與在圖4(b)的工序中進(jìn)行的處理相同，使用研磨裝置對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨，使晶片30a的厚度變薄為預(yù)定厚度(例如約為200μm左右)。
在下一工序中(參照?qǐng)D7(b))，利用CO2激光器對(duì)已經(jīng)變薄的晶片30a的背面進(jìn)行標(biāo)記。即在每個(gè)器件上都分別寫入制造序號(hào)或顧客的公司名。
在下一工序中(參照?qǐng)D7(c))，為了應(yīng)對(duì)晶片破裂和晶片的翹曲，在晶片30a的背面形成具有預(yù)定厚度(例如約為70～290μm左右)的薄膜層22。在本實(shí)施方式中，作為該薄膜層22使用具有耐熱性(最大240℃左右)，且具有耐腐蝕性的帶子(下面，為了方便稱為“耐熱性帶子”)。優(yōu)選使用以芯片連接膜(DAF)處理用的具有高耐熱性的PET(聚酯)為基材的帶子。該耐熱性帶子22具有在PET膜等的基材上涂布粘接劑等的多層結(jié)構(gòu)，并通過該粘接劑層粘貼到晶片30a的背面。
在本實(shí)施方式中，作為該耐熱性帶子22，使用具有感應(yīng)紫外線(UV)的照射而硬化的性質(zhì)的耐熱性帶子22(即，通過UV照射而剝離的類型)。并且，該耐熱性帶子22必須具有“耐腐蝕性”的理由是，由于在后面的工序中必須使用堿性藥液以剝離干膜(抗蝕層R2)，而且為了除去露出的電鍍基膜(金屬薄膜15)必須使用酸性或堿性腐蝕液，所以耐熱性帶子22必須能夠耐受這些藥液。
在下一工序中(參照?qǐng)D8(a))，與在圖4(c)和(d)的工序中進(jìn)行的處理相同，剝離干膜(抗蝕層R2)，除去露出的電鍍基膜(金屬薄膜15)。
在下一工序中(參照?qǐng)D8(b))，向粘貼在晶片30a背面的耐熱性帶子22照射紫外線(UV)。該UV照射量設(shè)定為使構(gòu)成耐熱性帶子22的粘接劑層硬化到某種程度的足夠的照射量，但又不過大的照射量。將在后面說明在該階段進(jìn)行UV照射的理由。
在下一工序中(參照?qǐng)D8(c))，與在圖5(b)的工序中進(jìn)行的處理相同，利用密封樹脂進(jìn)行密封，使得密封樹脂覆蓋晶片30a的形成有銅接線柱17的一側(cè)的整個(gè)表面(不過，要使銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部露出)。
在下一工序中(參照?qǐng)D8(d))，與在圖5(c)的工序中進(jìn)行的處理相同，接合外部連接端子(焊球20)。
在下一工序中(參照?qǐng)D9(a))，將已經(jīng)接合了焊球20的半導(dǎo)體晶片30a搭載到由切割用框架40支持的切割用帶子41上，使半導(dǎo)體晶片30a的粘貼有耐熱性帶子22的一側(cè)表面與切割用帶子41粘接。并且，利用切割機(jī)等(圖示例中是切割機(jī)的刀片BL)沿著劃分各器件的區(qū)域的線切斷半導(dǎo)體晶片30a。此時(shí)，如圖中虛線所示，切入到耐熱性帶子22當(dāng)中。由此半導(dǎo)體晶片30a在粘貼有耐熱性帶子22的狀態(tài)下被分割為各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)。
在最后的工序中(參照?qǐng)D9(b))，拾取在前面的工序中切斷分割的各半導(dǎo)體芯片(器件)10a。此時(shí)，粘貼在半導(dǎo)體晶片30a的背面上的耐熱性帶子22，以粘接在切割用帶子41上的狀態(tài)，從晶片背面完全剝離。這是由于預(yù)先向耐熱性帶子22進(jìn)行了UV照射(圖8(b))。
即，耐熱性帶子22如上所述具有在基材(PET薄膜)上涂布了粘接劑等的多層結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行最終的拾取處理時(shí)，如果在該粘接劑層完全附著在基材上的狀態(tài)下從晶片背面剝離當(dāng)然好，但由于當(dāng)在進(jìn)行UV照射之前進(jìn)行固化(圖8(c))和回流焊等熱處理時(shí)，會(huì)使粘接劑層變質(zhì)，所以在進(jìn)行拾取時(shí)變成粘接劑層的一部分附著在晶片背面的狀態(tài)，不能徹底地剝離耐熱性帶子22。由此，如本實(shí)施方式那樣，通過在進(jìn)行熱處理之前的階段進(jìn)行UV照射，使該粘接劑層變成進(jìn)行了某種程度的硬化的狀態(tài)，由此在進(jìn)行最終的拾取處理時(shí)，能夠在使該粘接劑層完全附著在基材的狀態(tài)下將耐熱性帶子22從晶片背面徹底剝離。不過，如果UV的照射量過大，則可能在拾取處理之前的階段由于某種沖擊等在那個(gè)階段導(dǎo)致耐熱性帶子22脫落，所以如上所述必須將UV的照射量設(shè)定為合適的量。
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式2的具有CSP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件10a的制造方法，與所述第一實(shí)施方式的情況相同，在晶圓級(jí)封裝制造工藝中，是在比較靠后的階段(緊接在形成銅接線柱17和勢(shì)壘金屬層18之后的階段)進(jìn)行晶片30a的背面研磨(參照?qǐng)D7(a))，并且，在進(jìn)行了晶片背面研磨處理之后，在剝離干膜(抗蝕層R2)和除去電鍍基膜(金屬薄膜15)的腐蝕之前，由于在晶片30a的背面粘貼具有預(yù)定厚度的耐熱性帶子22(參照?qǐng)D7(c))，所以在該工序之后，該耐熱性帶子22作為針對(duì)晶片破裂的加強(qiáng)用薄膜層來起作用。
即，根據(jù)該實(shí)施方式2，由于除圖7(b)的工序(利用CO2激光作標(biāo)記)之外的全部工序都可以在厚晶片狀態(tài)下進(jìn)行，所以與所述第一實(shí)施方式的情況相比，能夠進(jìn)一步減少晶片破裂的危險(xiǎn)性。
并且，在此后的階段中，在進(jìn)行樹脂密封和熱硬化(固化)等熱處理時(shí)，粘貼在晶片30a的背面上的耐熱性帶子22能夠保持平坦，使晶片30a不產(chǎn)生翹曲，并且在最后進(jìn)行的拾取處理階段(圖9(b))能夠從晶片背面完全剝離。即，由于能夠最終除去作為翹曲校正用而粘貼在晶片背面的耐熱性帶子22，所以不需要象以往那樣作為永久膜殘留。其結(jié)果，既不需要進(jìn)行各種可靠性試驗(yàn)(與晶片的密合可靠性試驗(yàn)等)，也不會(huì)發(fā)生在永久膜(薄膜層)和芯片背面間產(chǎn)生剝離的問題。
在所述的實(shí)施方式2中，作為耐熱性帶子22的形態(tài)，以應(yīng)用了照射UV之后再剝離的類型的帶子(所謂的“UV剝離型”帶子)的情況為例進(jìn)行了說明，但使用的耐熱性帶子的形態(tài)當(dāng)然不僅限于此。例如也可以不照射UV，而使用加溫再進(jìn)行剝離的類型的帶子(所謂的“熱剝離型”的帶子)。這與UV剝離型帶子相比具有成本低的優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于熱剝離型的帶子，例如通過加熱到50～60℃左右就可使其粘著力降低，再通過施加剝開力即可將其剝離。這里需要注意的一點(diǎn)是，僅通過加熱是不能實(shí)現(xiàn)剝離的。即，在粘貼熱剝離型帶子之后的階段，雖然以更高的175℃左右的溫度進(jìn)行固化(圖8(c))，還以240℃～260℃左右的溫度進(jìn)行回流焊(圖8(d))，但并不是在該階段僅依靠溫度條件進(jìn)行剝離，而是在進(jìn)行最后的拾取處理的階段(圖9(b))中，將粘貼于晶片上的該帶子(熱剝離型的帶子)加熱到預(yù)定溫度(50℃～60℃左右)，并且施加將各器件從該帶子上剝離下來的力，從而能夠?qū)⒃搸ё訌木趁鎰冸x下來。因此，在拾取處理的階段需要用于加熱到該預(yù)定溫度的加溫機(jī)構(gòu)。
(第三實(shí)施方式)如前所述，為了避免由于在薄晶片狀態(tài)進(jìn)行的處理所導(dǎo)致的晶片破裂，優(yōu)選在盡可能靠后的階段進(jìn)行晶片背面研磨處理，但例如在樹脂密封后進(jìn)行晶片背面研磨的情況下，如對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所進(jìn)行的說明那樣，可能產(chǎn)生由于模塑樹脂的溢出而導(dǎo)致的晶片破裂。圖10和圖11表示用于消除這些問題的方法。
圖10是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造工藝的一部分的截面圖。圖11是用于說明在圖10的工序(b)中進(jìn)行的晶片邊緣部的加工處理的圖。
在圖10所示的各工序的處理之前，首先進(jìn)行與圖2(a)～圖5(a)相同的處理。但省略晶片背面研磨處理(圖4(b))和絕緣樹脂層21的形成處理(圖5(a))。而且，在圖10(a)的工序中，與在圖5(b)的工序中進(jìn)行的處理相同地，利用密封樹脂19進(jìn)行密封，使密封樹脂19覆蓋晶片30的形成有銅接線柱17的一側(cè)的整個(gè)表面(但是，要使銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部露出)。此時(shí)，如圖所示樹脂(19)向晶片30的外周部擴(kuò)散，該擴(kuò)散的樹脂溢出晶片邊緣部轉(zhuǎn)入晶片背面。如果在該狀態(tài)下進(jìn)行晶片背面研磨處理，如前所述可能發(fā)生晶片破裂。
因此，在下一工序(參照?qǐng)D10(b))中，利用切割機(jī)(刀片BL)進(jìn)行環(huán)切加工(也稱為“圓形切割法”)，切掉(除去)溢出晶片邊緣部的多余的樹脂。具體如圖11所示，首先在距晶片30的中心偏移預(yù)定半徑部分的位置處，降下刀片BL(參照?qǐng)D10(a))，使刀片BL的高度固定不變，通過旋轉(zhuǎn)吸附有晶片30的卡盤(未圖示)(參照?qǐng)D10(b))，可以切斷晶片30的相應(yīng)位置的部分。由此，除去晶片邊緣部的多余的樹脂層19。
這樣在除去溢出晶片邊緣部的多余的樹脂層19之后，在下一工序中(參照?qǐng)D10(c))，與圖4(b)的工序中進(jìn)行的處理一樣，通過研磨裝置研磨晶片背面，使晶片30變薄到預(yù)定厚度。其后，未特別圖示，在露出的銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部接合焊球20，切割晶片30(包含絕緣膜14、密封樹脂層19)，分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)。
這樣，根據(jù)第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法，在晶圓級(jí)封裝的制造工藝的接近最終階段的階段進(jìn)行樹脂密封時(shí)，在除去溢出晶片邊緣部的多余的樹脂層19之后，進(jìn)行晶片背面研磨處理，所以不會(huì)發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的由于樹脂的溢出所導(dǎo)致的晶片破裂，能夠?qū)崿F(xiàn)迄今未做到的在樹脂密封工序以后進(jìn)行的晶片背面研磨處理。其結(jié)果，由于能夠使幾乎全部工序在厚晶片狀態(tài)下流動(dòng)，所以與第一實(shí)施方式的僅在厚晶片狀態(tài)下流動(dòng)到制造工藝的中途階段的情況相比，可以進(jìn)一步降低晶片破裂的危險(xiǎn)性。
在上述的第三實(shí)施方式中，在進(jìn)行晶片背面研磨處理之前，作為解決在進(jìn)行樹脂密封時(shí)產(chǎn)生的樹脂溢出晶片邊緣部的問題的方法，以切掉(除去)溢出的多余樹脂層19的方法為例進(jìn)行了說明，但解決在晶片邊緣部發(fā)生的樹脂溢出的問題的方法并不局限于此。例如也可以采用使進(jìn)行樹脂密封時(shí)向晶片的外周部擴(kuò)散的樹脂止于晶片邊緣部，防止轉(zhuǎn)入晶片背面的方法。圖12例示了這種情況的方法。
在圖12所示的方法中，在圖示的工序處理之前，首先進(jìn)行與圖2(a)～圖5(a)的工序相同的處理。但晶片背面研磨處理(圖4(b))和絕緣樹脂層21的形成處理(圖5(a))除外。而且，在圖12(a)的工序中，在晶片30的形成有銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的一側(cè)的面上，沿著晶片邊緣部形成環(huán)狀U字槽G?？梢酝ㄟ^在圖11例示的圓形切割法中同時(shí)采用利用切割機(jī)的刀片BL的形狀進(jìn)行的輪廓加工，來形成該U字槽G。雖然圖示例中是U字槽G，但形成的槽的截面形狀當(dāng)然不限定于“U字狀”，例如可以是V字狀，長方形狀，及其他形狀。
這樣在晶片邊緣部形成U字槽G之后，在下面的工序中(參照?qǐng)D12(b))，與圖5(b)的工序中進(jìn)行的處理同樣地，利用密封樹脂19進(jìn)行密封，使密封樹脂19覆蓋晶片30的形成有銅接線柱17的一側(cè)的表面(但是，要使銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部露出)。此時(shí)，如圖所示向晶片30的外周部擴(kuò)散的樹脂19落入形成于晶片邊緣部的U字槽G中。然后，未特別圖示，利用研磨裝置研磨晶片背面，使晶片30變薄到預(yù)定厚度，在露出的銅接線柱17(勢(shì)壘金屬層18)的頂部接合焊球20，然后切割晶片30(包含絕緣膜14、密封樹脂層19)，將其分割成各個(gè)半導(dǎo)體芯片(器件)。
這樣，根據(jù)圖12所示的實(shí)施方式，由于使樹脂密封時(shí)向晶片30的外周部擴(kuò)散的樹脂19落入形成于晶片邊緣部的U字槽G中，可以抑制樹脂向晶片背面的溢出。其結(jié)果，與上述第三實(shí)施方式的情況相同，不會(huì)發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的由于樹脂的溢出所導(dǎo)致的晶片破裂，能夠?qū)崿F(xiàn)迄今未做到的在樹脂密封工序以后進(jìn)行的晶片背面研磨處理，能夠使幾乎全部工序在厚晶片狀態(tài)下流動(dòng)。所以可以進(jìn)一步降低晶片破裂的危險(xiǎn)性。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
2.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜的整個(gè)表面上形成覆蓋露出所述電極極板的開口部的金屬薄膜的工序；在該金屬薄膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述金屬薄膜上形成再配線層的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述再配線層的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在除去所述抗蝕層之后，在所述再配線層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；除去在晶片表面上露出的金屬薄膜的工序；使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述金屬接線柱的頂端接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括緊接在進(jìn)行利用所述密封樹脂密封晶片表面的工序之前，在所述半導(dǎo)體晶片的進(jìn)行了減薄的表面上形成絕緣樹脂層的工序。
4.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)的相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述半導(dǎo)體晶片的進(jìn)行了減薄的表面上形成具有耐熱性的薄膜層的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在所述金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；將接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片搭載到支持部件上，使該半導(dǎo)體晶片的形成有所述薄膜層的一側(cè)的表面與該支持部件粘接，然后，沿著劃分所述各器件的區(qū)域的線切斷該半導(dǎo)體晶片的工序；在所述薄膜層粘接在所述支持部件上的狀態(tài)下，拾取所述各器件的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在形成所述薄膜層的工序中，作為該薄膜層，使用具有感應(yīng)紫外線的照射而固化的性質(zhì)的耐熱性帶子；在除去所述抗蝕層之后，在利用所述密封樹脂密封晶片表面之前，以預(yù)定的照射量向所述耐熱性帶子照射紫外線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在形成所述薄膜層的工序中，作為該薄膜層，使用具有加溫時(shí)粘著力下降的性質(zhì)的耐熱性帶子；在拾取所述各器件的工序中，將所述耐熱性帶子加熱到預(yù)定溫度，并且施加將各器件從該耐熱性帶子上剝離下來的力。
7.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；在除去所述抗蝕層之后，使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；在利用該密封樹脂密封晶片表面后，除去溢出到晶片邊緣部的多余的密封樹脂的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)的相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
8.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體晶片的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成具有露出各器件的電極極板的開口部的絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成按照所需形狀進(jìn)行了構(gòu)圖、覆蓋露出所述電極極板的開口部的導(dǎo)體層的工序；在該導(dǎo)體層上形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層的工序；以該抗蝕層為掩模，在所述導(dǎo)體層的端子形成部分形成金屬接線柱的工序；在除去所述的抗蝕層之后，在所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)的表面上，沿著晶片邊緣部形成環(huán)狀的槽的工序；使所述金屬接線柱的頂部露出、利用密封樹脂密封晶片表面的工序；對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的形成有所述金屬接線柱的一側(cè)相反側(cè)的表面進(jìn)行研磨，直到變薄至預(yù)定厚度的工序；在所述的金屬接線柱的頂部接合金屬凸塊的工序；以所述各器件為單位對(duì)接合有該金屬凸塊的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在形成所述金屬接線柱的工序中，在形成該金屬接線柱之后，再在該金屬接線柱的頂部形成勢(shì)壘金屬層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在形成所述絕緣膜的工序中，利用光刻法形成所述開口部。
全文摘要
在半導(dǎo)體晶片(30)的形成有多個(gè)器件的一側(cè)的表面上，形成絕緣膜(13、14)，然后形成覆蓋露出各器件的電極極板(12)的開口部的導(dǎo)體層(15、16)，再形成具有露出該導(dǎo)體層的端子形成部分的開口部的抗蝕層(R2)，以該抗蝕層(R2)為掩模，在導(dǎo)體層(16)的端子形成部分形成金屬接線柱(17)，然后對(duì)半導(dǎo)體晶片(30)的背面進(jìn)行研磨、直到變薄至預(yù)定厚度。然后，除去抗蝕層(R2)，再除去導(dǎo)體層的多余的一部分(15)，使所述金屬接線柱(17)的頂部露出、并利用密封樹脂進(jìn)行密封，在金屬接線柱(17)的頂部接合金屬凸塊，以各器件為單位對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行分割。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1826688SQ20048002076
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者山野孝治, 原山洋一 申請(qǐng)人:新光電氣工業(yè)株式會(huì)社