專利名稱：半導體器件的制造方法
技術領域：
本發明涉及通過樹脂保護膜將半導體襯底的底面及側面覆蓋的半導體器件的制
造方法。
背景技術：
在(日本)特許第4103896號公報中，已知被稱為CSP (Chip SizePackage，芯片尺 寸封裝)的半導體器件。在該半導體器件中，在半導體襯底上設置的絕緣膜的上表面，設有 多條布線；在布線的連接焊盤部上表面，設有柱狀電極；在包含布線的絕緣膜的上表面，密 封膜被設置成該密封膜的上表面與柱狀電極的上表面為同一平面；在柱狀電極的上表面設 有焊料球。此時，通過樹脂保護膜將半導體襯底的下表面及側面覆蓋，以便半導體襯底的下 表面及側面不露出。 可是，在(日本)特許4103896號公報中，首先，準備下述構件在晶片狀態的半導 體襯底(以下稱為半導體晶片)的上表面側，形成了絕緣膜、布線、柱狀電極及密封膜。然 后，使半導體晶片的上下反轉。接著，在半導體晶片的底面側(即與形成了密封膜的面相反 的面側)的各半導體器件形成區域之間，通過半切(half cut)形成規定寬度的槽，該槽到 達密封膜的中間。在該狀態下，半導體晶片通過槽的形成而被分離成各個半導體襯底。
然后，在包含槽內在內的各半導體襯底的底面形成樹脂保護膜。然后，使包含各半
導體襯底的整體的上下反轉。然后，在柱狀電極的上表面形成焊料球。然后，在槽的寬度方 向中央部切斷密封膜及樹脂保護膜。從而得到通過樹脂保護膜將半導體襯底的底面及側面 覆蓋的結構的半導體器件。 但是，在(日本)特許第4103896號公報中，因為在被上下反轉的半導體晶片的上 表面側，通過半切形成槽并使該槽到達密封膜的中間之后，在包含槽內在內的各半導體襯 底的底面只形成了樹脂保護膜，即僅在通過槽的形成而將半導體晶片分離為各個半導體襯 底的狀態下形成樹脂保護膜，所以存在如下問題在半切步驟及以后的步驟中的強度降低， 包含各半導體襯底的整體翹曲得比較大，所以品質的保持變得困難，而且各步驟的控制變 得困難。
發明內容
本發明的目的在于提供一種半導體器件的制造方法，可以在形成保護半導體襯底 的樹脂保護膜時，使包含各半導體襯底的整體難以翹曲。 若根據本發明的第一實施方式，則提供一種半導體器件的制造方法，包含以下步 驟準備如下構件在一面上形成了集成電路的半導體晶片的該一面上形成了絕緣膜，在 上述絕緣膜上與上述集成電路連接地形成了布線，在上述布線的電極用連接焊盤部上形成 了外部連接用凸起電極，在上述外部連接用凸起電極的周圍形成了密封膜；在上述外部連 接用凸起電極及上述密封膜上，間隔著分離層粘貼支撐板；在與劃片道及其兩側對應的部 分的上述半導體晶片的底面側，形成到達上述密封膜的厚度的中間位置的槽；在包含上述
3槽內的上述半導體晶片的底面，形成樹脂保護膜；從上述支撐板側對上述分離層施加能量；
上述分離層通過上述能量而分離，并從上述外部連接用凸起電極及上述密封膜剝離上述支
撐板；及以比上述槽的寬度小的寬度，切斷上述密封膜及上述樹脂保護膜。 若根據該發明，則因為以在外部連接用凸起電極及密封膜上粘貼支撐板的狀態將
樹脂保護膜形成在包含槽內的半導體晶片(各半導體襯底)的底面，所以可以在形成保護
半導體襯底的樹脂保護膜時，使包含各半導體襯底的整體難以翹曲。
圖1是根據本發明的制造方法制造的半導體器件的一例的剖面圖。 圖2是在圖1中示出的半導體器件的制造方法的一例中、最初準備的構件的剖面圖。 圖3是繼圖2之后的工序的剖面圖。 圖4是繼圖3之后的工序的剖面圖。 圖5是繼圖4之后的工序的剖面圖。 圖6是繼圖5之后的工序的剖面圖。 圖7是繼圖6之后的工序的剖面圖。 圖8是繼圖7之后的工序的剖面圖。 圖9是繼圖8之后的工序的剖面圖。 圖10是繼圖9之后的工序的剖面圖。 圖11是繼圖10之后的工序的剖面圖。 圖12是繼圖11之后的工序的剖面圖。 圖13是繼圖12之后的工序的剖面圖。 具有實施方式 圖1是表示根據本發明的制造方法制造的半導體器件的一例的剖面圖。該半導體 器件一般是被稱為CSP的器件，具有硅襯底(半導體襯底)l。在硅襯底l的上表面，形成了
構成規定功能的集成電路的元件，例如，晶體管、二極管、電阻、電容器等元件(未圖示)；在
該上表面周邊部，設有連接到上述集成電路的各元件上的由鋁類金屬等構成的連接焊盤2。
連接焊盤2僅圖示2個，但是實際上在硅襯底1的上表面周邊部排列了多個。 在除去連接焊盤2的中央部以外的硅襯底1的上表面，設有由氧化硅等構成的鈍
化膜(絕緣膜)3，連接焊盤2的中央部經由設置在鈍化膜3的開口部4而露出。在鈍化膜
3的上表面，設有由聚酰亞胺類樹脂等構成的保護膜(絕緣膜)5。在與鈍化膜3的開口部
4相對應的部分的保護膜5上，設有開口部6。 在保護膜5的上表面，設有布線7。布線7為雙層結構設置在保護膜5的上表 面的由銅等構成的底部金屬層8 ;和設置在底部金屬層8的上表面的由銅構成的上部金屬 層9。布線7的一端部經由鈍化膜3及保護膜開口部4、6與連接焊盤2連接。在布線7的 連接焊盤部(電極用連接焊盤部)的上表面，設有由銅構成的柱狀電極(外部連接用凸起 (bump)電極)IO。 在硅襯底1的底面及硅襯底1、鈍化膜3和保護膜5的側面，設有由環氧類樹脂等 構成的樹脂保護膜11。此時，在硅襯底1、鈍化膜3及保護膜5的側面設置的樹脂保護膜11
4的上部，呈直線狀凸出到比保護膜5的上表面更上側。在該狀態下，硅襯底1的下表面及硅 襯底1、鈍化膜3和保護膜5的側面，由樹脂保護膜11覆蓋。 在包含布線7的保護膜5的上表面及其周圍的樹脂保護膜11的上表面，設有由環 氧類樹脂等構成的密封膜12。柱狀電極10被設置為該柱狀電極10的上表面與密封膜12 的上表面是同一平面或低幾ym。在柱狀電極10的上表面，設有焊料球13。
然后，對該半導體器件的制造方法的一例進行說明。首先，如圖2所示，準備如下 構件在晶片狀態的硅襯底(以下稱為半導體晶片21)上，形成了連接焊盤2、鈍化膜3、 保護膜5、由底部金屬層8及上部金屬層9構成的2層構造的布線7、柱狀電極10、及密封 膜12。如此的半導體晶片21的制造方法是已知的，詳細情況請參照例如(日本)特許第 3955059號的圖2 圖7及說明書的關聯部分。 此時，半導體晶片21的厚度比圖1所示的硅襯底1的厚度還厚某種程度。而且， 包含柱狀電極10的上表面在內的密封膜12的上表面是平坦的。這里，在圖2中，符號22 所示的區域是與劃片道相對應的區域。 那么，在準備了圖2所示的構件之后，接著如圖3所示，在柱狀電極10及密封膜12 的上表面，間隔著粘接層23及分離層24粘貼支撐板25。此時，粘接層23由紫外線固化型 的粘接劑構成。分離層24由包含炭黑(carbon black)等光吸收劑及熱分解性樹脂的光熱 轉換型的層構成(例如，住友3M株式會社制的晶片支撐系統(Water Su卯ort System))。 支撐板25由比半導體晶片21還稍大的圓形狀的玻璃板等對紫外線具有透過性的硬質板構 成。 而且，首先，在柱狀電極10及密封膜12的上表面，通過旋涂法等涂敷用于形成粘 接層23的液態粘接劑。另一方面，在由玻璃板等構成的支撐板25的下表面預先形成了分 離層24。接著，在真空下，使預先形成在支撐板25的下表面的分離層24粘貼在涂敷的液體 粘接劑的上表面。在真空下進行該粘貼是為了使空氣不進入預先形成在支撐板25的下表 面的分離層24和粘接層23之間。接著，從支撐板25側照射紫外線，使涂敷的液態粘接劑 固化而形成粘接層23。另外，分離層24在能量小的紫外線的照射下不產生熱分解。
接著，反轉圖3所示的構件的上下，如圖4所示，將半導體晶片21的底面(與形成 了密封膜12等的面相反的面)朝上。然后，如圖5所示，使用研磨砥石(未圖示)適當地 研磨半導體晶片21的底面側，從而使半導體晶片21的厚度適當地變薄。另外，也可以在使 半導體晶片21的厚度適當地變薄之后粘貼包含分離層24的支撐板25。
然后，如圖6所示，將支撐板25的下表面粘貼在劃片帶26的上表面。接著，如圖 7所示，準備刀27。該刀27由圓盤狀的砥石構成，其刀尖的剖面形狀為大致-字形狀(或 者大致U字形狀)，其厚度比劃片道22的寬度還厚某種程度。 然后，使用該刀27，并在與劃片道22及其兩側相對應的部分的半導體晶片21、鈍 化膜3、保護膜5和密封膜12中，形成槽28。此時，槽28的深度到達密封膜12的中間，例 如，為密封膜12的厚度的1/2以上，優選為1/3以上。在該狀態下，通過槽28的形成，半導 體晶片21被分離為各個硅襯底1 (分離為單個的硅襯底1)。然后，從劃片帶26的上表面剝 離支撐板25。另外，該工序也可以通過使用半切用的劃片裝置，不粘貼到劃片帶上地進行加 工。 接著，如圖8所示，在包含槽28內的各硅襯底1的底面側，通過旋涂法、網板印刷法等，涂敷由環氧類樹脂等構成的熱固性樹脂，使其固化，從而形成樹脂保護膜11。考慮到 粘接層23及分離層24的耐熱性，樹脂保護膜11的固化溫度為150 25(TC，處理時間為1 小時左右。 此時，半導體晶片21被分離為各個硅襯底l，但是因為在柱狀電極IO及密封膜12 的下表面間隔著粘接層23及分離層24粘貼支撐板25，所以在涂敷由環氧類樹脂等熱固性 樹脂構成的樹脂保護膜11并使其固化時，可以使包含分離成各個的硅襯底1的整體難以翹 曲，進而可以在之后的工序中難以帶來由于翹曲而導致的故障。 接著，如圖9所示，使用研磨砥石(未圖示)適當地研磨樹脂保護膜11的上表面 側，使樹脂保護膜11的厚度適當地變薄，并且，使樹脂保護膜11的上表面平坦。該研磨工 序是為了使半導體器件進一步薄型化而進行的。然后，反轉圖9所示的構件的上下，如圖10 所示，使硅襯底1的形成了密封膜12等的面側朝上。 接著，如圖11所示，從支撐板25的上表面側照射YAG(YttriumAlumi皿m Garnet， 釔鋁石榴石)激光。于是，照射的YAG激光的能量被分離層24的光吸收劑吸收，被轉換為 熱能。通過該轉換的熱能，分離層24的熱分解性的樹脂熱分解，通過該熱分解產生氣體。通 過該產生的氣體，在分離層24內形成空隙，分離層24沿著其厚度方向被自身分離，即，被自 身分離為上層分離層24a和下層分離層24b。有關分離層，例如(日本)特開2004-64040 號公報中公開的那樣。 另夕卜，照射的光不限定于YAG激光。也可以是紅外光、或者其他的光。而且，分離 層24也可以不是吸收光并轉換成熱能的層。只要是通過施加某些能量，在分離層24內形 成空隙，并沿著厚度方向被自身分離的物質即可。 于是，接著將支撐板25與上層分離層24a —起從下層分離層24b的上表面剝離。 然后，將粘接層23與下層分離層24b —起從柱狀電極10及密封膜12的上表面剝離。
這里，對除了粘接層23之外還使用分離層24的理由進行說明。由玻璃板等構成 的支撐板25不具有柔軟性，所以必須同時剝離與半導體晶片整個面相對應的區域。換而言 之，不能進行一點點地剝離的所謂"脫落剝離(peel off)"。因此，不能不使支撐板25或硅 襯底l變形或破損就分離兩者。所以，為了容易剝離支撐板25而使用分離層24。另一方 面，包含下層分離層24b的粘接層23具有足夠的柔軟性，所以可能進行脫落剝離。
接著，如圖12所示，在柱狀電極10的上表面形成焊料球13。此時，在柱狀電極10 的上表面形成毛剌或氧化膜的情況下，將柱狀電極10的上表面蝕刻幾y m，將他們除去。接 著，如圖13所示，沿著槽28內的中央部的劃片道22切斷密封膜12及樹脂保護膜11。
此時，因為使用寬度與劃片道22的寬度相同的刀作為刀，所以如圖13中圖示的那 樣，從樹脂保護膜11的中間位置切斷密封膜12以便形成該密封膜12的側面，該樹脂保護 膜11被設置在硅襯底1、鈍化膜3、保護膜5及到達密封膜12的中間位置的各膜的側面。其 結果，如圖1所示，可以得到多個通過樹脂保護膜11將硅襯底1的底面及側面覆蓋的構造 的半導體器件。
權利要求
一種半導體器件的制造方法，包含以下步驟準備如下構件在一面上形成了集成電路的半導體晶片的該一面上形成了絕緣膜，在上述絕緣膜上與上述集成電路連接地形成了布線，在上述布線的電極用連接焊盤部上形成了外部連接用凸起電極，在上述外部連接用凸起電極的周圍形成了密封膜；在上述外部連接用凸起電極及上述密封膜上，間隔著分離層粘貼支撐板；在與劃片道及其兩側對應的部分的上述半導體晶片的底面側，形成到達上述密封膜的厚度的中間位置的槽；在包含上述槽內的上述半導體晶片的底面，形成樹脂保護膜；從上述支撐板側對上述分離層施加能量；上述分離層通過上述能量而分離，并從上述外部連接用凸起電極及上述密封膜剝離上述支撐板；及以比上述槽的寬度小的寬度，切斷上述密封膜及上述樹脂保護膜。
2. 如權利要求l中記載的半導體器件的制造方法，其中，上述分離層為包含光吸收劑 及樹脂的光熱轉換型。
3. 如權利要求l中記載的半導體器件的制造方法，其中，上述能量為紅外光。
4. 如權利要求1中記載的半導體器件的制造方法，其中，包含在上述外部連接用凸起 電極及上述密封膜與上述分離層之間形成粘接層的步驟。
5. 如權利要求4中記載的半導體器件的制造方法，其中，粘貼上述支撐板的步驟包含 如下步驟在上述外部連接用凸起電極及上述密封膜上，涂敷紫外線固化型的液態粘接劑； 預先在上述支撐板的一面形成上述分離層；使預先在上述支撐板的一面形成的上述分離層粘貼在上述液態粘接劑上；及 照射紫外線，使上述液態粘接劑固化而形成上述粘接層。
6. 如權利要求5中記載的半導體器件的制造方法，其中，使預先在上述支撐板的一面 形成的上述分離層粘貼在上述液態粘接劑上的步驟，是在真空中進行的。
7. 如權利要求5中記載的半導體器件的制造方法，其中，上述支撐板由玻璃板構成。
8. 如權利要求l中記載的半導體器件的制造方法，其中，在粘貼上述支撐板之后或粘 貼上述支撐板之前，具有研磨上述半導體晶片的底面側而使該半導體晶片的厚度變薄的步 驟。
9. 如權利要求l中記載的半導體器件的制造方法，其中，在形成了上述樹脂保護膜之 后，具有研磨上述樹脂保護膜的上表面側而使該樹脂保護膜的厚度變薄、并且使上述樹脂 保護膜的上表面平坦化的步驟。
10. 如權利要求l中記載的半導體器件的制造方法，其中，上述外部連接用凸起電極是 在上述電極用連接焊盤部上形成的柱狀電極。
11. 如權利要求10中記載的半導體器件的制造方法，其中，在形成了上述樹脂保護膜 之后，具有在上述柱狀電極上形成焊料球的步驟。
全文摘要
本發明涉及通過樹脂保護膜將半導體襯底的底面及側面覆蓋的半導體器件的制造方法。首先，在與劃片道及其兩側相對應的部分的半導體晶片及密封膜等中形成槽。在該狀態下，通過槽的形成，半導體晶片被分離成各個硅襯底。接著，在包含槽內的各硅襯底(1)的底面形成樹脂保護膜。此時，半導體晶片被分離成各個硅襯底，但因為在柱狀電極及密封膜的上表面間隔著粘接層等粘貼支撐板，所以可以在形成樹脂保護膜時，使包含被各個分離的硅襯底的整體難以翹曲。
文檔編號H01L21/56GK101752272SQ20091022517
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者岡田修, 小六泰輔, 桑原治, 鹽田純司, 藤井信充 申請人:卡西歐計算機株式會社