專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該半導(dǎo)體器件利用采用硅襯底制造的微結(jié)構(gòu)插入結(jié)構(gòu)(interposer)進(jìn)行封裝。
背景技術(shù)：
在上述類型的半導(dǎo)體器件中，半導(dǎo)體芯片安裝在插入結(jié)構(gòu)上。因此，隨著具有更精細(xì)且更薄結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片的最新發(fā)展，正在努力提供具有更薄更精細(xì)的結(jié)構(gòu)的插入結(jié)構(gòu)(布線襯底或重排襯底(rearranging substrate))。插入結(jié)構(gòu)通常是通過形成絕緣層和用作互連的導(dǎo)電層的疊層來制成的。
近年來，已經(jīng)提出采用精細(xì)加工技術(shù)例如用在半導(dǎo)體芯片制造設(shè)備中的光刻技術(shù)來制造插入結(jié)構(gòu)。一般來說，在采用光刻技術(shù)的這種插入結(jié)構(gòu)制造工藝中，互連圖案和絕緣層層疊在硅襯底的一個側(cè)面上，并且外部連接安裝端子的焊盤(land)形成在硅襯底的另一個側(cè)面上。處于硅襯底的相反側(cè)面上的焊盤(land)和互連圖案通過穿過硅襯底形成的通孔而電連接。
通過使用硅襯底，插入結(jié)構(gòu)的布線圖案和絕緣層可以采用與制造半導(dǎo)體芯片的工藝類似的方式形成。因此，這樣的優(yōu)點在于可以形成精細(xì)且多層結(jié)構(gòu)的插入結(jié)構(gòu)。
根據(jù)采用硅片的上述插入結(jié)構(gòu)制造方法，必須進(jìn)行在硅襯底中形成通孔以便形成連接插入結(jié)構(gòu)的前面和側(cè)面的通孔的步驟，必須進(jìn)行絕緣處理，其中將SiO2層形成在這些通孔的內(nèi)表面上，并且用鍍層填充這些通孔。該硅襯底具有一定的厚度，以便在該插入結(jié)構(gòu)制造過程期間保持足夠的強(qiáng)度。因此，為了形成貫穿這樣的硅襯底的通孔并且在這些通孔的內(nèi)表面上進(jìn)行絕緣和電鍍處理，則要使用昂貴的設(shè)備并且增加了加工時間。這導(dǎo)致插入結(jié)構(gòu)的制造成本增加。
硅襯底自身的設(shè)置用來保持強(qiáng)度，并且對于插入結(jié)構(gòu)的功能而言是不必要的。但是，由于硅襯底厚度本身大于布線圖案和絕緣層的厚度，所以插入結(jié)構(gòu)的整體厚度由于硅襯底的厚度而變得相對較大。
另外，在將電鍍層填充到通孔中的工藝步驟中，在技術(shù)上難以防止在電鍍層中出現(xiàn)空隙，這些空隙會導(dǎo)致導(dǎo)電性下降并且可靠性降低。
另外，由于硅襯底非常薄，所以難以在制造過程期間將插入結(jié)構(gòu)作為一個單體來操縱。
還有，在硅襯底設(shè)有貼在一個側(cè)面上的插入結(jié)構(gòu)以及貼在另一側(cè)上的絕緣層的半導(dǎo)體器件中，存在的問題在于插入結(jié)構(gòu)自身可能翹曲。在這種情況下，難以向插入結(jié)構(gòu)上安裝具有微間距電極的LSI芯片。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的總體目的在于提供一種能夠消除上述問題的半導(dǎo)體器件制造方法。
本發(fā)明的另一個更具體的目的在于提供一種具有插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造方法，該插入結(jié)構(gòu)中取消了用于在制造期間保持強(qiáng)度的硅襯底。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，可以很容易從硅襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過從密封樹脂側(cè)切割這些半導(dǎo)體器件但是保留硅襯底從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；f)從硅襯底上將每個單獨的半導(dǎo)體器件剝離，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開；并且g)通過形成貫穿可剝離樹脂層的孔或通過除去該可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
根據(jù)上述發(fā)明，通過形成剝離樹脂層，從而硅襯底可以很容易從半導(dǎo)體器件上剝離。因此，不再需要進(jìn)行通過加工硅片來使布線板的端子暴露出來的步驟。還有，半導(dǎo)體器件的厚度可以減少一個硅襯底厚度。
本發(fā)明還提供一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，可以很容易從硅襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過從密封樹脂一側(cè)切割這些半導(dǎo)體器件但是保留硅襯底從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；f)從硅襯底上將每個單獨的半導(dǎo)體器件剝離，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開。
根據(jù)上述發(fā)明，通過形成剝離樹脂層，從而硅襯底和可剝離樹脂可以很容易從半導(dǎo)體器件剝離。因此，不再需要進(jìn)行通過加工硅片來使布線板的端子暴露出來的步驟。還有，半導(dǎo)體器件的厚度可以減少一個被除去的硅襯底厚度。還有，可以除去可剝離的樹脂層。
本發(fā)明還提供一種采用布線襯底制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，并且可以很容易從硅襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；
e)通過磨削工藝使硅襯底變??；f)從可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上的硅襯底上剝離這些半導(dǎo)體器件，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開；g)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化；并且h)通過形成貫穿可剝離樹脂層的孔或通過除去該可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
根據(jù)上述發(fā)明，通過使硅襯底變薄從而硅襯底變得具有柔性，并且由于與可剝離樹脂層的低粘附性協(xié)同作用，所以可以很容易從半導(dǎo)體器件上將硅襯底剝離。因此，不再需要進(jìn)行通過加工硅片來使布線板的端子暴露出來的步驟。還有，該半導(dǎo)體器件的厚度可以減小一個被除去的硅襯底的厚度。
本發(fā)明還提供一種采用布線襯底制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，并且可以很容易從硅襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過磨削工藝使硅襯底變??；f)從所述可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上的所述硅襯底上剝離這些半導(dǎo)體器件，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開；并且g)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化。
根據(jù)上述發(fā)明，通過使硅襯底變薄從而硅襯底變得具有柔性，并且由于與可剝離樹脂層的低粘附性協(xié)同作用，所以可以很容易從半導(dǎo)體器件中將硅襯底剝離。因此，不再需要進(jìn)行通過加工硅片來使布線板的端子暴露出來的步驟。還有，該半導(dǎo)體器件的厚度可以減小一個被除去的硅襯底的厚度。
本發(fā)明還提供一種采用布線襯底制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟
a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，并且可以很容易從硅襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過將絕緣樹脂填充在多個半導(dǎo)體芯片和布線襯底之間來形成半導(dǎo)體器件；e)將一種框架形部件粘附在硅襯底上，使該框架形部件包圍著多個半導(dǎo)體器件中的每一個，該框架形部件由其剛度比布線襯底更高的材料制成；f)通過從框架形部件一側(cè)切分這些半導(dǎo)體器件但是保留硅襯底，從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；g)從硅襯底上將每個單獨的半導(dǎo)體器件剝離，從而使硅襯底和可剝離樹脂層分開；并且h)通過形成貫穿可剝離樹脂層的孔或通過除去該可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
根據(jù)上述發(fā)明，由于框架形部件的剛性，所以可以將半導(dǎo)體器件基本上保持平坦，因此可以防止半導(dǎo)體芯片變形。
本發(fā)明還提供一種采用布線襯底制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于布線襯底的粘附性較低，并且可以很容易從布線襯底上剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過將絕緣樹脂填充在多個半導(dǎo)體芯片和布線襯底之間來形成半導(dǎo)體器件；e)將一種框架形部件粘附在硅襯底上，使所述框架形部件包圍著多個半導(dǎo)體器件中的每一個，該框架形部件由其剛度比布線襯底更高的材料制成；f)通過磨削工藝使硅襯底變??；
g)剝離這些半導(dǎo)體器件，同時所述可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上，從而使布線襯底與可剝離樹脂層分開；并且h)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化。
根據(jù)上述發(fā)明，通過框架形部件的剛性可以將半導(dǎo)體器件基本上保持平坦，因此可以防止半導(dǎo)體芯片變形。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，該器件包括薄膜多層襯底；安裝在所述薄膜多層襯底上的至少一個半導(dǎo)體芯片；與所述薄膜多層襯底連接的封裝襯底(package substrate)；以及設(shè)在封裝襯底上的外部連接端子，其中所述薄膜多層襯底固定在所述封裝襯底上。
根據(jù)上述發(fā)明，薄膜多層襯底自身通過一種材料例如焊料固定在封裝襯底上，因此可以省卻用于保持該薄膜多層襯底的強(qiáng)度的硅襯底。因此，可以減小該半導(dǎo)體器件的高度(厚度)。還有，無須提供穿過硅襯底的導(dǎo)電部分，因此可以防止出現(xiàn)由這些導(dǎo)電部分產(chǎn)生的缺陷，并且可以降低制造成本。
本發(fā)明還提供一種制造該半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層金屬薄膜層；b)通過在金屬薄膜層上的多個水平面中形成導(dǎo)電層和絕緣層來形成薄膜多層襯底；c)通過粘附性部件將支撐部件貼在所述薄膜多層襯底上；d)除去硅襯底和金屬薄膜層；e)將薄膜多層襯底連同支撐部件一起個體化(individualize)；f)將薄膜多層襯底安裝在封裝襯底上并且將該薄膜多層襯底固定在封裝襯底上；g)降低粘附性部件的粘附性，并且從所述薄膜多層襯底上將支撐部件和粘附性部件剝離；并且
h)將半導(dǎo)體芯片安裝在所述薄膜多層襯底上。
根據(jù)上述本發(fā)明，即使除去了硅襯底，所述薄膜多層襯底也保持為平坦?fàn)顟B(tài)，因此可以使操縱容易，且不會使所述薄膜多層襯底變形。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，該器件包括薄膜多層襯底；安裝在所述薄膜多層襯底上的至少一個半導(dǎo)體芯片；與所述薄膜多層襯底連接的封裝襯底；以及設(shè)在封裝襯底上的外部連接端子，其中所述半導(dǎo)體芯片通過密封樹脂而密封在所述薄膜多層襯底上，使半導(dǎo)體芯片的背面從密封樹脂中暴露出，并且所述薄膜多層襯底固定在封裝襯底上。
根據(jù)上述發(fā)明，由于所述薄膜多層襯底通過密封樹脂保持在平坦?fàn)顟B(tài)，并且其上安裝所述半導(dǎo)體芯片，所以可以省卻在制造過程中提供用于保持剛度的硅襯底。因此，可以減小該半導(dǎo)體器件的高度(厚度)。還有，無須形成穿過硅襯底的導(dǎo)電部分。因此可以防止與這些導(dǎo)電部分相關(guān)的缺陷，因此可以降低制造成本。
本發(fā)明還提供一種制造該半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層金屬薄膜層；b)通過在金屬薄膜層上的多個水平面中形成導(dǎo)電層和絕緣層來形成薄膜多層襯底；c)在所述薄膜多層襯底上安裝至少一個半導(dǎo)體芯片；d)用樹脂將所述半導(dǎo)體芯片密封在所述薄膜多層襯底上；e)除去硅襯底和金屬薄膜層；f)使薄膜多層襯底個體化(individualizing)；并且g)將個體化的薄膜多層襯底安裝在封裝襯底上并且將該薄膜多層襯底固定在封裝襯底上。
根據(jù)上述本發(fā)明，即使在制造過程中除去了硅襯底，所述薄膜多層襯底也可以通過半導(dǎo)體芯片和密封樹脂而保持為平坦?fàn)顟B(tài)，因此可以容易地操縱所述薄膜多層襯底。
附圖的簡要說明

圖1A-1F顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)制造方法的幾個步驟；圖2A-2C顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)制造方法的幾個步驟；圖3為其中形成有在圖1中所示的粘附性保護(hù)樹脂層的硅片的平面圖；圖4A-4E顯示出采用根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體制造方法的各個步驟；圖5顯示出其中多個LSI芯片安裝在根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)上的實施例；圖6A-6E顯示出采用根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體制造方法的各個步驟；圖7顯示出使具有附著在硅片上的樹脂層的半導(dǎo)體器件分離的步驟；圖8顯示出將底層填料(underfill material)填充在半導(dǎo)體芯片和插入結(jié)構(gòu)之間的實施例；圖9顯示出密封樹脂的優(yōu)選尺寸；圖10顯示出模塑如圖9中所示的樹脂的第一步驟；圖11顯示出模塑如圖9中所示的樹脂的第二步驟；圖12顯示出模塑如圖9中所示的樹脂的第三步驟；圖13顯示出模塑如圖9中所示的樹脂的第四步驟；圖14A-14G顯示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的半導(dǎo)體器件制造方法的各個步驟；圖15A和15B顯示出將樹脂層與硅片一起剝離的步驟；圖16A-16D顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的半導(dǎo)體器件制造方法的各個步驟；
圖17顯示出其中樹脂填充在框架和半導(dǎo)體芯片之間的實施例；圖18顯示出通過將多個半導(dǎo)體芯片和無源元件安裝在本發(fā)明的插入結(jié)構(gòu)上而形成的半導(dǎo)體器件；圖19顯示出其中采用了本發(fā)明的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件安裝在插件板(package board)上的實施例；圖20顯示出其中在如圖19中所示的半導(dǎo)體器件上設(shè)有散熱器的實施例；圖21為半導(dǎo)體器件的剖視圖，其中多個LSI芯片安裝在采用半導(dǎo)體襯底形成的插入結(jié)構(gòu)上；圖22為根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的半導(dǎo)體器件的剖視圖；圖23為本發(fā)明第五實施方案的半導(dǎo)體器件的變型的剖視圖；圖24顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第一步驟；圖25為由圖24中的“A”表示的圓形部分的放大視圖；圖26顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第二步驟；圖27為在圖26中所示的粘附性薄膜的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖28顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第三步驟；圖29顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第四步驟；圖30顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第五步驟；圖31顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第六步驟；圖32顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第七步驟；圖33顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第八步驟；
圖34顯示出制造在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第九步驟；圖35為在圖22中所示的半導(dǎo)體器件的變型的剖視圖；圖36為根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的半導(dǎo)體器件的剖視圖；圖37顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第一步驟；圖38顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第二步驟；圖39顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第三步驟；圖40顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第四步驟；圖41顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第五步驟；圖42顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第六步驟；圖43顯示出制造在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的方法的第七步驟；圖44顯示出在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的變型的剖視圖；圖45顯示出磨削在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的LSI芯片的背面的工藝；圖46顯示出在磨削在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的LSI芯片的背面之后的步驟；圖47為薄膜布線層的變型的剖視圖；圖48顯示出在薄膜布線層中可能出現(xiàn)的裂紋；圖49顯示出制造薄膜布線層的變型的第一步驟；圖50顯示出制造薄膜布線層的變型的第二步驟；圖51顯示出制造薄膜布線層的變型的第三步驟；圖52顯示出使薄膜布線層個體化的步驟，其中在形成薄膜布線層的步驟期間使該薄膜布線層分離；圖53為其上形成有個體化的薄膜布線層的硅片的平面圖；圖54顯示出切分其上貼有圖52的薄膜布線層的支撐部件的步驟；圖55顯示出使薄膜布線層個體化的第一步驟，其中該薄膜布線層形成在硅片上；圖56顯示出使薄膜布線層個體化的第二步驟，其中該薄膜布線層形成在硅片上；圖57顯示出使薄膜布線層個體化的第三步驟，其中該薄膜布線層形成在硅片上；圖58顯示出使薄膜布線層個體化的第四步驟，其中該薄膜布線層形成在硅片上；圖59顯示出使薄膜布線層個體化的第五步驟，其中該薄膜布線層形成在硅片上；圖60顯示出在半導(dǎo)體器件的制造過程期間測試薄膜多層襯底的方法；圖61顯示出在半導(dǎo)體器件的制造過程期間測試薄膜多層襯底的方法；圖62顯示出在半導(dǎo)體器件的制造過程期間測試薄膜多層襯底的方法；圖63顯示出在半導(dǎo)體器件的制造過程期間測試薄膜多層襯底的方法。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明下面將參照附圖對本發(fā)明的原理和實施方案進(jìn)行說明。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過一種插入結(jié)構(gòu)制造方法來獲得結(jié)構(gòu)簡化且厚度減小的插入結(jié)構(gòu)，該方法中，將布線層和絕緣層的層疊結(jié)構(gòu)形成在用于保持強(qiáng)度的襯底上，然后通過從層疊結(jié)構(gòu)中剝離來除去該襯底。
首先，將對根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)的制造工藝進(jìn)行說明。圖1A-2C顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的插入結(jié)構(gòu)的制造工藝的幾個制造步驟。通過將在圖1A-1C中所示的工藝步驟組合在一起來實現(xiàn)一種完整的插入結(jié)構(gòu)制造工藝。
首先，制備出硅片1作為襯底，并且如圖1A所示，將用于粘接的樹脂層2形成在硅片1的表面1a上。樹脂層2沒有覆蓋硅片1的整個表面1a，而是形成為如圖3中所示的格柵形狀。通過采用旋涂工藝將樹脂涂覆在硅片1的整個表面1a上來形成格柵狀樹脂層2。樹脂層2的格柵的結(jié)構(gòu)與用于隨后切分步驟的切分線相對應(yīng)。
硅片的厚度為500μm-700μm，用作在制造過程期間保持插入結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的部件。對于制造普通的半導(dǎo)體器件而言，在形成通孔之前將硅片磨削到大約為100μm-200μm的厚度。該樹脂層2可以由聚酰亞胺樹脂形成，該樹脂通常用于構(gòu)造半導(dǎo)體芯片并且相對于硅片1具有良好的粘附性。
然后，如圖1B所示，形成具有較低粘附性的可剝離樹脂層3以覆蓋硅片1的整個表面1a。低粘附性可剝離樹脂層3可以由聚酰亞胺樹脂形成，該樹脂與上述樹脂層2的聚酰亞胺樹脂相比對硅片1的粘附性更低，可以很容易從硅片上剝離。低粘附性樹脂層3的厚度大于樹脂層2，并且形成用來覆蓋樹脂層2。
然后，如圖1C所示，通過在樹脂層3上鍍銅來形成焊盤4。然后，如圖1D所示，用絕緣層5覆蓋這些焊盤4，并且使用相鄰的焊盤4形成電容器8。詳細(xì)地說，用作電極的第一導(dǎo)電層圖案6形成在一對焊盤4中的一個上，并且第二導(dǎo)電層圖案7形成在第一導(dǎo)電層6上方的一定間隔處。第二導(dǎo)電圖案7與所述一對焊盤4中的另一個連接。將具有高介電常數(shù)的材料填充在第一導(dǎo)電層圖案6和第二導(dǎo)電層圖案7之間，以便在第一導(dǎo)電層圖案6和第二導(dǎo)電層圖案7之間形成電容器8。那對焊盤4用作電容器8的端子。
然后，如圖1E所示，將電容器埋入一個絕緣層9中。然后，如圖1F所示，將另一層絕緣層10形成在絕緣層9上。以預(yù)定的圖案除去該另一層絕緣層10，并且例如通過鍍銅在除去的部分處形成焊盤11。
然后，如圖2A所示，采用切分刀(dicing blade)將具有在內(nèi)部形成的電容器8的層疊結(jié)構(gòu)(插入結(jié)構(gòu))個體化(切割開，individualize)。詳細(xì)地說，使硅片的背面1b貼在切分帶13上，使切分刀12沿著切分線移動以切割該層疊結(jié)構(gòu)。切分刀12的切入深度是這樣的，即樹脂層2受到切割，并且切分刀12的頂端(或者周邊)稍微切進(jìn)作為襯底的硅片1中。因此，通過切分工藝將樹脂層2的大部分切割并除去。
要注意的是，樹脂層2相對于硅片1具有良好的粘附性，并且相對于也是由相同類型的聚酰亞胺樹脂制成的樹脂層3也具有良好的粘附性。因此，即使采用相對于硅片1具有較低粘附性的樹脂層3，也可以通過樹脂層2為硅片1獲得一定的粘附性。因此，在插入結(jié)構(gòu)的制造步驟(在圖1A-1F中所示的步驟)中，可以通過使用硅片1作為強(qiáng)度保持部件來將層疊結(jié)構(gòu)形成在硅片1上。
參照圖2A，可以看出在通過切分刀12進(jìn)行切分步驟(individualizing step)之后大部分樹脂層2被除去。因此，層疊結(jié)構(gòu)和硅片1之間的粘附性被降低，并且如圖2B所示可以很容易從硅片1上將切分開的(個體化的，individualized)層疊結(jié)構(gòu)(與插入結(jié)構(gòu)相對應(yīng))剝離。
如圖2C所示，已經(jīng)從硅片1剝離的每個層疊結(jié)構(gòu)在與樹脂層3的焊盤4相對應(yīng)的位置處設(shè)有孔3a，從而使這些焊盤暴露在這些孔3a中。這些孔3a可以通過激光加工工藝形成。
通過上述步驟，可以獲得具有嵌入在內(nèi)部的電容器8的插入結(jié)構(gòu)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以通過利用位于用作襯底的硅片1上的低粘附性聚酰亞胺樹脂層3形成插入結(jié)構(gòu)的層疊結(jié)構(gòu)然后通過剝離而除去硅片，從而形成厚度減小的插入結(jié)構(gòu)。只有在這些制造步驟過程中才使用樹脂層2來將低粘附性聚酰亞胺樹脂層3牢牢固定在硅片1上。
根據(jù)上述實施方案，電容器8形成在插入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，但是不一定在插入結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成電容器，該插入結(jié)構(gòu)可以僅僅用于再分配連接(redistribution connection)。還有，根據(jù)該實施方案，采用硅片作為襯底，并且該低粘附性樹脂層3由聚酰亞胺樹脂制成，但是，本發(fā)明并不限于那些材料和襯底，而是也可以使用其它材料的樹脂。
現(xiàn)在，將對一系列步驟的一個實施例進(jìn)行說明，其中組合了上述插入結(jié)構(gòu)制造步驟和將半導(dǎo)體芯片安裝到插入結(jié)構(gòu)上的步驟。
圖4A-4E顯示出上述一系列步驟的一些步驟。在通過進(jìn)行圖1A-1F的步驟來在硅片1上形成層疊結(jié)構(gòu)之后，該工藝前進(jìn)到圖4A所示的步驟。
在圖4A所示的步驟中，在插入結(jié)構(gòu)上安裝設(shè)有外部連接電極例如焊料凸起(solder bump)的LSI芯片14。詳細(xì)地說，使LSI芯片14的焊料凸起14a與暴露的焊盤11接觸。然后，將底層填料15填充在LIS芯片14和絕緣層10之間。
然后，如圖4B所示，用密封樹脂16密封這些LSI芯片14。這樣，在硅片1上形成多個半導(dǎo)體器件17。然后，如圖4C所示，通過切分工藝使這些半導(dǎo)體器件17分開。該切分工藝以與在圖2A中所示的切分工藝類似的方式進(jìn)行，從而除去了大部分樹脂層2，并且在硅片1中制作出淺切口。
然后，如圖4D所示，將切分開的(個體化的)半導(dǎo)體器件17從硅片1上剝離。然后，如圖4E所示，形成貫穿樹脂層3的孔3a，從而使焊盤4暴露出。暴露出的焊盤4用作半導(dǎo)體器件17的外部連接端子。
上面的說明涉及具有單個LSI芯片的半導(dǎo)體器件的一個實施例。但是，也可以將多個不同類型的LSI芯片安裝在一個插入結(jié)構(gòu)上。例如，如圖5所示，一種可能的應(yīng)用是用根據(jù)上述步驟制造出的插入結(jié)構(gòu)23將高速I/O接口芯片20、邏輯LSI21和RAM芯片22連接在一起并且進(jìn)一步將它們布置在LSI組件24上來提供一種半導(dǎo)體器件。
現(xiàn)在，將對采用了根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的插入結(jié)構(gòu)來制造半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行說明。圖6A-6E顯示出采用了根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的插入結(jié)構(gòu)來制造半導(dǎo)體器件的方法。
該實施方案的插入結(jié)構(gòu)30以與上述第一實施方案類似的方式構(gòu)成。也就是說，形成相對于硅片1具有低粘附性的可剝離樹脂層3，然后在其上形成布線層和絕緣層的層疊結(jié)構(gòu)。在該實施方案中，在利用樹脂層3將插入結(jié)構(gòu)30形成在硅片1上之后，如圖6所示將半導(dǎo)體芯片31安裝在插入結(jié)構(gòu)30上(倒裝式安裝(flip-chip mounting))。在這個狀態(tài)中，多個插入結(jié)構(gòu)30以相互連接的方式貼在硅片1上。因此，多個插入結(jié)構(gòu)30整體上具有一定的粘接強(qiáng)度，因此不會從硅片1上剝離。換句話說，樹脂層3由選自具有這樣的粘附性特性的材料制成。
在將半導(dǎo)體芯片31安裝在插入結(jié)構(gòu)30上之后，如圖6B所示用密封樹脂32將這些半導(dǎo)體芯片31密封(晶片模塑)。由此，在硅片1上形成多個半導(dǎo)體器件33。之后，如圖6C所示，將UV帶34貼在硅片1的背面上，利用切分刀12進(jìn)行半導(dǎo)體器件33的切分步驟(individualizing step)(Si半切割或切分)。由切分刀12形成的切口具有如此的深度，使切分刀稍微進(jìn)入硅片1但是硅片1沒有被這些切口分離。
然后，如圖6D所示(Si半切割或切分)，通過用真空吸取設(shè)備將它們吸起(如由在圖6D中的箭頭所示)來將這些切分開的半導(dǎo)體器件33從硅片1上剝離。在切分步驟之前，通過樹脂層3將多個半導(dǎo)體器件33一起貼在硅片1上。但是，由于樹脂層3也通過切分步驟分開，所以這些半導(dǎo)體器件33可以很容易從仍然保持沒有分開(成一整體)的硅片1上剝離。
最后，如圖6E所示，例如通過激光加工工藝形成貫穿樹脂層3的孔3a，從而暴露出嵌在樹脂層3中的焊盤4。這些焊盤4用作半導(dǎo)體器件32的外部連接端子。在圖6E中所示的步驟中，通過形成孔3a來使這些焊盤4暴露出，但是也可以任意其它的技術(shù)例如用溶劑溶解樹脂層3來除去樹脂層3，從而使這些焊盤4暴露出。
如上所述，形成在硅片1上的采用插入結(jié)構(gòu)30構(gòu)成的半導(dǎo)體器件牢牢地粘接在硅片1上直到將它們切分開。但是，在切分步驟之后，這些半導(dǎo)體器件可以很容易從硅片1上剝離。
在上述實施方案中，代替相對于硅片具有較低粘附性的樹脂，所述樹脂層3可以由相對于形成在樹脂層3上的插入結(jié)構(gòu)30(焊盤4和絕緣層)具有較低粘附性的樹脂制成。由此，如圖7所示，包括插入結(jié)構(gòu)30在內(nèi)的半導(dǎo)體器件1可以與保持粘接在硅片1上的樹脂層3分離。在這種情況中，可以通過進(jìn)行剝離工藝來使焊盤4暴露出，因此可以取消在圖6E中形成貫穿樹脂層3的孔3a以便暴露出焊盤4的步驟。
在上述實施方案中，采用密封樹脂將半導(dǎo)體器件31密封在插入結(jié)構(gòu)30上。但是，代替樹脂密封，可以將底層填料35填充在半導(dǎo)體芯片31和插入結(jié)構(gòu)30之間以形成半導(dǎo)體器件33。
下面將對另一種情況進(jìn)行說明，其中如圖6B-6E所示通過密封樹脂32來密封半導(dǎo)體芯片31。圖9顯示出密封樹脂的優(yōu)選尺寸。如圖9所示，填充在相鄰半導(dǎo)體芯片31之間的密封樹脂的高度HR優(yōu)選低于半導(dǎo)體芯片31的背面的高度(或水平面)HM(HR＜HM)。其原因如下。
由于上面的實施方案的插入結(jié)構(gòu)非常薄并且安裝在其上的半導(dǎo)體芯片也非常薄，所以這些半導(dǎo)體器件也非常薄，因此剛度較差并且容易變形。因此，由于由密封樹脂32的固化而引起的收縮會導(dǎo)致插入結(jié)構(gòu)30變形。也就是說，插入結(jié)構(gòu)30會翹曲，翹曲時密封樹脂32位于內(nèi)側(cè)。
可以通過減少設(shè)在這些半導(dǎo)體芯片31周圍上的密封樹脂32的量來防止出現(xiàn)上述變形。換句話說，可以通過降低密封樹脂32的高度來減小半導(dǎo)體器件33的變形。
圖10-13顯示出模塑樹脂過程的各個步驟，從而如圖9所示密封樹脂32的高度得到降低。通常，采用轉(zhuǎn)移模塑法將密封樹脂32填充在半導(dǎo)體芯片31之間。
首先，如圖10所示，使柔性薄膜41沿著用來進(jìn)行轉(zhuǎn)移模塑的下模具40A排列。將安裝在硅片1上的半導(dǎo)體芯片31布置在下模具40A中。然后將柔性薄膜42施加在上模具40B上。將密封樹脂的片43安放在下模具40A和上模具40B之間。施加在上模具40B上的柔性薄膜42是一種具有相對較大厚度的彈性薄膜。
如圖11所示，當(dāng)下模具40A和上模具40B在受熱條件下朝著彼此移動時，樹脂片43軟化并且填充在這些半導(dǎo)體器件31之間。然后，上模具40B的柔性薄膜42接觸半導(dǎo)體芯片31的背面。
當(dāng)下模具40A和上模具40B進(jìn)一步靠近時，如圖12所示，柔性薄膜42與半導(dǎo)體芯片31接觸的部分受到壓縮并且變形，從而位于半導(dǎo)體芯片31之間的柔性薄膜42的部分如由該圖中的參考標(biāo)號A所示一樣變成凸形。因此，位于半導(dǎo)體芯片31之間的密封樹脂32的高度變得低于半導(dǎo)體芯片31的高度。
通過降低溫度并且使上模具40A和下模具40B完全閉合來使密封樹脂32固化。因此，如圖9所示，該半導(dǎo)體器件構(gòu)成為密封樹脂32的高度低于半導(dǎo)體芯片31的高度。
以上述方式形成在硅片1上的半導(dǎo)體器件可以按照在圖6A-6E或圖7中所示的剝離工藝從硅片1中剝離。形成在以這樣的方式構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片31周圍的密封樹脂其厚度減小，因此可以減小由于密封樹脂的收縮而產(chǎn)生的變形(或翹曲)。
現(xiàn)在，將對采用本發(fā)明第三實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造工藝進(jìn)行說明。圖14A-14G顯示出采用本發(fā)明第三實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造方法的各個步驟。
圖14A和14B顯示出與在圖6A和6B中所示的步驟類似的步驟(倒裝式安裝和晶片模塑)。在該實施方案中，在用密封樹脂32將半導(dǎo)體芯片31密封在硅片1上之后，如圖14C所示，磨削硅片1的背面，從而將厚度為200μm的硅片降低到大約為25μm-50μm的厚度(硅磨削)。
然后，如圖14D所示，將薄化的硅片1從半導(dǎo)體器件中剝離(硅剝離)。通過磨削工藝，硅片1變成一種柔性箔片，因此可以很容易將硅片1剝離。然后，如圖14E所示，通過形成貫穿樹脂層3的孔3a(孔形成)來使焊盤4暴露出。
然后，如圖14F所示，利用貼在半導(dǎo)體芯片34側(cè)面上的UV帶34，將半導(dǎo)體芯片33個體化。然后，將這些半導(dǎo)體芯片33從UV帶34中剝離以獲得完整的半導(dǎo)體器件33(個體化或切分)。
在該實施方案中，在樹脂層3由其相對于插入結(jié)構(gòu)30的粘附性大于相對于硅片的粘附性的材料制成的情況中，還可以如圖15A所示在剝離樹脂層3的同時剝離硅片1。因此，只需要切分步驟來完成在圖15B中所示的半導(dǎo)體器件33，可以省卻通過形成貫穿樹脂層3的孔來使焊盤暴露的步驟。
現(xiàn)在，將對采用本發(fā)明第四實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造工藝進(jìn)行說明。圖16A-16D顯示出采用本發(fā)明第四實施方案的插入結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造方法的各個步驟。
首先，如圖16A所示，將半導(dǎo)體芯片31倒裝安裝在插入結(jié)構(gòu)30上，并且將底層填料35填充在半導(dǎo)體芯片31和插入結(jié)構(gòu)30之間(倒裝式安裝和底層充填(underfilling))。然后，如圖16B所示，通過粘接劑將由材料或樹脂制成的框架36設(shè)置并且固定在插入結(jié)構(gòu)30上，從而每個框架36包圍著半導(dǎo)體芯片31(框架成形)。這樣，保護(hù)了半導(dǎo)體芯片31和它們的連接部分。
然后，如圖16C所示，進(jìn)行切分過程以使有貼在硅片1上的UV帶34的半導(dǎo)體器件33個體化(Si半切割或切分)。然后，從樹脂層3和硅片1上將半導(dǎo)體器件33剝離，從而完成在圖16D中所示的半導(dǎo)體器件33。
在該實施方案中，由于用粘接劑將預(yù)成形的剛性框架36貼在插入結(jié)構(gòu)3上，所以可以防止出現(xiàn)由于密封樹脂收縮而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件(插入結(jié)構(gòu))變形的問題。
要注意的是，在形成如圖16B中所示的框架36之后，如圖17所示可以將樹脂37填充在框架36和半導(dǎo)體芯片31之間。
圖18顯示出通過將多個半導(dǎo)體芯片和無源元件安裝在本發(fā)明的插入結(jié)構(gòu)上而形成的半導(dǎo)體器件。將不同類型的半導(dǎo)體芯片50和51安裝在插入結(jié)構(gòu)30上，并且將用作無源元件的電容器安裝在插入結(jié)構(gòu)30上。如圖19中可以看出，將焊球53形成在在圖18中所示的半導(dǎo)體器件的焊盤4上。如圖19中可以看出，將半導(dǎo)體器件安裝在由有機(jī)襯底或無機(jī)襯底例如陶瓷襯底制成的封裝襯底上。通過封裝襯底54實際上加寬了插入結(jié)構(gòu)30的細(xì)微間隔的外部連接端子。還有，如圖20所示，可以利用具有良好導(dǎo)熱性的粘接劑將散熱器56例如金屬板形成在該半導(dǎo)體器件的暴露出半導(dǎo)體芯片50的背面上。
現(xiàn)在，考慮這樣一種半導(dǎo)體器件，其中多個半導(dǎo)體芯片例如LSI芯片安裝在插入結(jié)構(gòu)上。圖21為通過將多個LSI芯片安裝在采用硅襯底形成的布線襯底上而形成的半導(dǎo)體器件的剖視圖。在圖21中所示的半導(dǎo)體器件包括通過在厚度約為50-200μm的硅襯底(Si襯底)101上形成多層布線層102而形成的插入結(jié)構(gòu)(布線襯底)103。
在圖21中所示的實施例中，將用作芯片部件的兩個LSI芯片104和105以及電容器106(圖中顯示了其中一個電容器)安裝在插入結(jié)構(gòu)103的布線層102上。將由聚酰亞胺樹脂制成的絕緣層107形成在插入結(jié)構(gòu)103的背面，并且將電極極板108形成在絕緣層107的正面。電極極板108為通過填充銅的通路109與布線層102連接的圖案。這樣，LSI芯片104、105和電極極板108電連接。通過將電鍍銅填充在貫穿硅襯底101和絕緣層107的通孔中來形成填充銅的通路109。
插入結(jié)構(gòu)103的電極極板108通過焊球和焊料凸起與設(shè)在用作封裝襯底的玻璃-陶瓷襯底110上的電極111連接。用作外部連接端子的焊球112形成在玻璃陶瓷襯底110的背面。這樣就形成了該半導(dǎo)體器件。
對于在圖21中所示的半導(dǎo)體器件而言，必須將電鍍銅填充到穿過插入結(jié)構(gòu)102的Si襯底101和絕緣層107的通孔中。Si襯底101的厚度大約為50-200μm，并且需要專門的工藝來形成貫穿具有這樣的厚度的襯底的小通孔。例如，必須通過感應(yīng)耦合等離子反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)來形成通孔并且利用CVD對通孔的內(nèi)表面進(jìn)行絕緣處理。這些相對昂貴的工藝導(dǎo)致該半導(dǎo)體器件的制造成本增加。另外，在將電鍍銅填充在這些通孔中的過程中，在技術(shù)上難以防止會導(dǎo)致導(dǎo)電性下降并且可靠性降低的空隙的出現(xiàn)。
還有，由于硅襯底101的厚度非常小，大約為50-200μm，所以難以在制造過程中將插入結(jié)構(gòu)作為一個單體進(jìn)行操縱。
如在該圖所示，布線層102形成在硅襯底101的其中一個側(cè)面上，并且絕緣層107形成在該硅襯底101的另一個側(cè)面上。因此，該插入結(jié)構(gòu)103很容易翹曲。也就是說，由于布線層102具有一種多層結(jié)構(gòu)并且其厚度大于絕緣層107的厚度，因此翹曲會由于厚度差異而出現(xiàn)。在插入結(jié)構(gòu)103翹曲的情況中，還存在一個問題，即難以將具有間隔微小的電極的LSI芯片安裝在插入結(jié)構(gòu)103上。
還要注意的是，插入結(jié)構(gòu)103的硅襯底101是在制造過程中必需的部件，但是不一定要包含在成品半導(dǎo)體器件中。因此，存在另一個問題，即該半導(dǎo)體器件的高度(或者厚度)包括對于半導(dǎo)體器件而言不一定是必需的Si襯底101的厚度。
圖22為本發(fā)明第五實施方案的半導(dǎo)體器件的剖視圖。如圖22所示，與在圖21中等同的部件用與在圖21中相同的標(biāo)號來表示。
本發(fā)明第五實施方案的半導(dǎo)體器件120是通過將LSI芯片104、105安裝在薄膜多層襯底121上并且將該薄膜多層襯底121安裝在封裝襯底110上來構(gòu)成的。薄膜多層襯底121與在圖21中所示的插入結(jié)構(gòu)102相對應(yīng)。將底層填料122填充在薄膜多層襯底121和封裝襯底110之間，并且將薄膜多層襯底12固定在具有相對較高剛性的封裝層110上。通過層疊絕緣層例如聚酰亞胺和BCB(苯并環(huán)丁烯，Bezo-Cyelo-Butene)和布線層例如銅(Cu)來構(gòu)成薄膜多層襯底121。封裝襯底110是具有相對良好剛度的襯底例如玻璃-陶瓷襯底(GC襯底)或增強(qiáng)襯底(build-up substrate)。還有，由于該布線多層襯底121例如通過焊接連接在封裝襯底110上，所以不必填充底層填料122。
從圖21和22之間的比較可以看出，薄膜多層襯底121是在圖22中所示的半導(dǎo)體器件120中用作布線襯底的唯一部分。也就是說，該半導(dǎo)體器件120沒有設(shè)置圖21中所示的Si襯底101和絕緣層107。因此，可以省卻穿過Si襯底101的銅通路109，且不必形成用于提供銅通路109的通孔。
如上所述，由于半導(dǎo)體器件120沒有包括作為布線襯底的Si襯底，所以可以省卻形成穿過Si襯底的銅通路的步驟，因此可以降低制造成本。還有，可以使半導(dǎo)體器件的高度(厚度)降低一個與絕緣層和Si襯底的厚度相對應(yīng)的量。
在圖22中所示的半導(dǎo)體器件120是如此構(gòu)成的，從而薄膜多層襯底121和封裝襯底110之間的連接是球柵陣列(BGA，Ball-grid-array)結(jié)構(gòu)的連接。但是，要注意的是，這些連接件可以是在圖23中所示的焊盤格柵陣列(LGA，land grid array)結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在，將參照圖24-34對在圖22中所示的半導(dǎo)體器件120的制造工藝進(jìn)行說明。圖24、26和28-34顯示出半導(dǎo)體器件120的制造方法的各個步驟。
首先，如圖24所示，將金屬薄膜層124形成在厚約500-700μm的硅片123上，并且將薄膜布線層125形成在金屬薄膜層124上。薄膜布線層125與在圖22中所示的薄膜多層襯底12相對應(yīng)。上述步驟可以采用用于通常晶片加工并且能夠形成精細(xì)多層結(jié)構(gòu)的薄膜布線層125的設(shè)備來進(jìn)行。
圖25為在圖24中標(biāo)為“A”的圓形部分的放大圖。如從圖25中可以看出，金屬薄膜層124包括形成在硅片123上的Ti濺射層124A和形成在該Ti濺射層124A上的Cu濺射層124B。因此，該薄膜布線層125形成在Cu濺射層124B上。Ti濺射層124A可以用Cu濺射層或Ni濺射層來代替。金屬薄膜層124用作保護(hù)層同時在硅片123上形成布線濺射層。
薄膜布線層125是這樣一種結(jié)構(gòu)，其中電鍍銅層的布線圖案形成在絕緣層例如聚酰亞胺之間，并且通過制造多層布線襯底的常規(guī)方法來形成。如從圖25中可以看出，下電極126和上電極127形成在薄膜布線層125內(nèi)。如下所述，下電極126在除去硅片時暴露出，并且用作用于布線襯底的外部連接端子的電極極板。上電極127用作電極極板，其上將要安裝LSI芯片104、105和芯片部件。
下電極126由形成在Cu濺射層124B上的金(Au)電鍍層128、形成在金(Au)電鍍層128上的鎳(Ni)電鍍層129和形成在鎳(Ni)電鍍層129上的銅(Cu)電鍍層130制成。Cu電鍍層103是電極極板的主體，Au電鍍層128設(shè)置用來確保焊料浸潤，并且Ni電鍍層129用作用來防止焊料擴(kuò)散的阻擋金屬層。在下面所述的蝕刻過程中，Au電鍍層128還用作用來防止蝕刻下電極的阻擋層。
上電極127具有與下電極128類似的結(jié)構(gòu)，因此，將鎳(Ni)電鍍層132形成在銅(Cu)電鍍層131上，然后將金(Au)層133形成在其上。
還可以將電極形成在薄膜布線層115中以便使下電極和上電極相對，從而通過在它們之間提供具有較高的相對介電常數(shù)的材料來形成內(nèi)部電容器。
然后，如圖26所示，利用粘附性薄膜125將支撐部件136例如玻璃板貼在薄膜布線層125的頂部上。支撐部件136如此設(shè)置，從而將它與薄膜布線層一起保持在平坦?fàn)顟B(tài)以便在制造步驟過程中容易進(jìn)行操縱。圖27為粘附性薄膜135的結(jié)構(gòu)的剖視圖。粘附性薄膜135包括聚乙烯(PET)薄膜135A、施加在該P(yáng)ET薄膜135A的一個側(cè)面上的普通粘合劑135B以及位于PET薄膜135A的另一側(cè)面上的熱發(fā)泡粘合材料或者UV固化粘合材料135C。
至于粘附性薄膜135，粘合劑135B用來粘接用作支撐部件136的玻璃板，并且熱發(fā)泡沫粘合材料或UV固化粘合材料135C用于粘接薄膜布線層125。熱發(fā)泡粘附性材料135C是一種具有如此性能的粘合材料將它加熱至超過預(yù)定溫度的溫度的話，在熱發(fā)泡粘合材料135C內(nèi)產(chǎn)生泡沫，因此降低了粘附性。UV固化粘合材料135C是一種具有這樣的性能的材料，即它在紫外線輻射照射在其上的情況下固化而降低了粘附性。還可以將作為粘附層的熱發(fā)泡粘合材料或UV固化粘合材料135C直接形成在支撐部件136上。
然后如圖28所示，將背面磨削(BG)帶137貼到支撐部件136上，并且在使支撐部件136旋轉(zhuǎn)的同時磨削硅片123(背面磨削)。將該硅片123磨削直到其厚度降低到大約50μm。然后，如圖29所示，將該薄化的硅片123設(shè)置成向上，并且在使該硅片123旋轉(zhuǎn)的同時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝以便除去硅片123的剩余部分和金屬薄膜層124。由此，使作為薄膜布線層25的最下層的絕緣層和下電極126的Au電鍍層128暴露出。
在該實施方案中，用于旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝的蝕刻劑為氫氟酸-硝酸(5％HF+55％HNO3+H2O)。氫氟酸-硝酸使硅以及Ti和Cu溶解，但是它不會溶解Au電鍍層或聚酰亞胺絕緣層。因此，只有沒有磨削掉的硅片123的剩余部分溶解到氫氟酸-硝酸中并且被除去。因此，薄膜布線層125的最下面絕緣層和下電極126的Au電鍍層128暴露出。
在旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝之后，將氫氟酸-硝酸中和、清洗然后干燥。在將磷酸鈉滴在暴露表面上的同時通過旋轉(zhuǎn)工藝進(jìn)行氫氟酸-硝酸的中和過程。也就是說，通過下滴磷酸鈉(磷酸三鈉)來將保留在暴露表面上的氫氟酸-硝酸中和。之后，用去離子水清洗該暴露表面并且通過吹干燥空氣或氮氣來進(jìn)行干燥。
用作中和劑的磷酸三鈉的化學(xué)式為Na3PO4·6H2O。磷酸三鈉的濃度優(yōu)選為5wt％(大約0.1-10％為可行的范圍)，并且溫度優(yōu)選為50℃(攝氏度)(20-70℃為可用范圍)。還有，該中和過程所需要的時間大約為10-20秒。
然后，如圖30所示，在將薄膜布線層125固定在支撐部件136上的狀態(tài)中，焊料凸起138形成在暴露的下電極126的Au電鍍層128上。一般來說，通過電鍍過程來形成焊料凸起138。如果粘附性薄膜135使用了熱發(fā)泡粘合材料135C的話，則必需將加工溫度保持在低于所述熱發(fā)泡粘合材料135C開始形成泡沫的溫度。還有，在如圖23中所示的LGA結(jié)構(gòu)的情況中，不必形成焊料凸起138。這里，由于薄膜多層層125固定在支撐部件136上，所以可以在薄膜布線層125上進(jìn)行用來形成電鍍凸起的光蝕刻工藝。
然后，如圖31所示，將切分帶139貼在支撐部件131上，并且通過切分刀140將薄膜布線層125切割而個體化。同時，還切割粘附性薄膜135和支撐部件136。這樣，將個體化的薄膜布線層125(與圖22中的薄膜多層襯底121相對應(yīng))保持在固定在支撐部件136上的狀態(tài)。
然后，如圖32所示，通過倒裝式粘接利用焊料凸起138將個體化的薄膜多層襯底121連接在封裝襯底110上。該薄膜多層襯底121保持良好的平坦度，并且由于薄膜多層襯底121固定在由玻璃板制成的支撐部件136上所以焊料凸起的共面性良好。因此，具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的該薄膜多層襯底121可以很容易安裝在封裝襯底上。為此，粘接溫度應(yīng)該低于粘附性薄膜的發(fā)泡起始溫度。之后，將底層填料122填充在薄膜多層襯底121和封裝襯底110之間，并且使底層填料122固化。
如圖33所示，在使底層填料122固化之后，從薄膜多層襯底121上將粘附性薄膜135剝離。在采用UV固化發(fā)泡粘合材料135C作為粘附性薄膜135的情況中，通過由玻璃板制成的支撐部件將紫外線輻射照射在粘附性材料135C上以便降低粘附性。然后，將粘附性材料135C和薄膜多層襯底121分離以除去粘附性薄膜135。
然后，如圖34所示，通過倒裝式連接將LSI芯片104、105安裝在薄膜多層襯底121上，并且也將芯片部件106(未示出)安裝在薄膜多層襯底121上。然后，將底層填料139填充在LSI芯片104、105和薄膜多層襯底121之間。然后將用作外部連接端子的焊球112形成在封裝襯底110的背面上以完成在圖22中所示的半導(dǎo)體器件120。
同樣，如圖35所示，可以通過焊劑(Ag)膏140將散熱器或散熱片141安裝在該半導(dǎo)體器件120的LSI芯片104、105的頂部上以便加速熱量消散。
根據(jù)該半導(dǎo)體器件120的制造工藝，通過支撐部件136將薄膜布線層125固定在平坦?fàn)顟B(tài)中。因此，沒有必要形成貫穿硅襯底的銅通路。還有，將薄膜布線層125個體化為多個薄膜多層襯底121并且將它安裝在封裝襯底110上然后通過從支撐部件136剝離來除去。因此，薄膜多層襯底121總是固定在平坦?fàn)顟B(tài)中，因此容易操縱。
現(xiàn)在，將對本發(fā)明第六實施方案的半導(dǎo)體器件進(jìn)行說明。圖36為本發(fā)明第六實施方案的半導(dǎo)體器件150的剖視圖。在圖36中，與在圖32中所示的半導(dǎo)體器件120的那些部件等同的部件用相應(yīng)的參考標(biāo)號來表示，并且省略了其詳細(xì)說明。
在圖36中所示的半導(dǎo)體器件130其基本結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體器件120類似，除了用密封樹脂來密封上述第五實施方案的半導(dǎo)體器件120的LSI芯片104、105之外。
圖37-43順序顯示出在圖36中所示的半導(dǎo)體器件的制造方法的各個步驟。該半導(dǎo)體器件150的制造步驟與半導(dǎo)體120的制造步驟的相同之處一直到將LSI芯片104、105安裝在薄膜布線層125上，因此省卻了其詳細(xì)說明。
如圖37所示，這些芯片104、105安裝在薄膜布線層125上。然后，用在圖38中所示的由例如環(huán)氧樹脂材料形成的密封樹脂151(模塑類型或者流體樹脂類型)來密封這些LSI芯片104、105。將密封樹脂151填充在LSI芯片104和105之間，從而使密封樹脂151的上表面與LSI芯片104、105的背面齊平。因此，密封樹脂151的上表面和LSI芯片104和105的背面形成平坦表面。
密封樹脂151的線性膨脹系數(shù)α為8-20ppm(α＝8-20ppm)，它大于硅的線性膨脹系數(shù)。因此，可能由于它們之間的線性膨脹系數(shù)差異而出現(xiàn)硅片123翹曲。但是，在該實施方案中，密封樹脂151只是填充在LSI芯片104和105周圍，因此密封樹脂151的體積變得更小，因此即使出現(xiàn)翹曲的情況翹曲程度也不會很大。
然后，如圖39所示，將背面磨削帶137貼在密封樹脂151的上表面和LSI芯片104、105的背面。然后，對硅片123進(jìn)行磨削直到將厚度降低到大約50μm。在該實施方案中，密封樹脂151用作用來將薄膜布線層125保持在平坦?fàn)顟B(tài)中的支撐部件。因此，不必如在本發(fā)明的第五實施方案中一樣安裝支撐部件136。然后，如圖40所示，采用氫氟酸-硝酸通過旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝來除去剩余的硅片123和金屬薄膜層124。然后，將氫氟酸-硝酸中和、清洗并且干燥。
然后，如圖41所示，將焊料凸起138形成在暴露的下電極126的Au電鍍層128上。然后，如圖42所示，將切分帶139貼在密封樹脂151的上表面和LSI芯片104、105的背面。然后，通過切分刀140將薄膜布線層125和密封樹脂151切割而個體化。
然后，如圖43所示，通過倒裝式粘接利用焊料凸起138將分開的薄膜多層襯底121連接在封裝襯底110上。由于薄膜多層襯底121由密封樹脂151固定，所以該薄膜多層襯底121保持良好的平坦度，并且這些焊料凸起138的共面性良好。因此，可以很容易將具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的薄膜多層襯底121安裝在封裝襯底上。之后，將底層填料122填充在薄膜多層襯底121和封裝襯底110之間，并且使該底層填料122固化。這樣，就完成了在圖36中所示的半導(dǎo)體器件150。
同樣，如圖44所示，可以利用焊劑(Ag)膏140將散熱器或散熱片141安裝在半導(dǎo)體器件120的LSI芯片104、105的頂部上以便加速散熱。
同樣，在上述制造過程中，在圖39中所示的背面磨削步驟之前，如圖45所示可以磨削LSI芯片104、105的背面和密封樹脂151。換句話說，在如圖45所示磨削LSI芯片104、105的背面和密封樹脂151之后，如圖46所示磨削硅片23。這樣，可以進(jìn)一步使LSI芯片104、105和密封樹脂151的上表面平坦化。還有，可以降低半導(dǎo)體器件150的厚度。另外，由于降低了密封樹脂151的體積，所以可以防止出現(xiàn)翹曲。
現(xiàn)在，將對可以應(yīng)用在第五和第六實施方案上的變型進(jìn)行說明。
圖47為薄膜布線層的一個變型的放大剖視圖。在圖47中所示的部分與圖24的部分“A”即對應(yīng)于圖25的部分相對應(yīng)。見圖47的薄膜布線層125，其中絕緣層#1至#4層疊在一起，并且電極和布線圖案形成在這些絕緣層之間。這里，假設(shè)形成離硅片123最近的絕緣層#1的絕緣材料(例如聚酰亞胺)與形成剩下的絕緣層#2至#4的絕緣材料相比是低應(yīng)力材料(也就是說，具有更大柔性的材料)。其原因如下。
一般來說，眾所周知的是，在使例如聚酰亞胺的絕緣薄膜固化之后，在內(nèi)部留有殘余應(yīng)力。如在上述實施方案中一樣，在通過蝕刻工藝除去硅片123和金屬薄膜層12的情況中，使具有殘余應(yīng)力的絕緣層暴露出并且釋放出應(yīng)力。在這種狀態(tài)下，如圖48所示，由于內(nèi)部殘余應(yīng)力，在從絕緣層的表面暴露出的絕緣層中出現(xiàn)裂紋。因此，如圖47所示，該絕緣層#1應(yīng)該由具有高柔性的材料制成，從而消除或減小殘余應(yīng)力，因此可以防止在絕緣層#1的表面中出現(xiàn)裂紋。
還有，在通過旋轉(zhuǎn)蝕刻來除去硅片123之后，可以利用激光束形成孔來使薄膜布線層125的下電極126暴露出。也就是說，如圖49所示，變成下電極126的Cu電鍍層140形成在絕緣層#1上。然后，除去硅片123和金屬薄膜層124。然后，如圖50所示，通過激光束在絕緣層#1中形成孔以便暴露出Cu電鍍層130。然后，如圖51所示，通過非電解鍍覆工藝將Ni鍍層129和Au鍍層128形成在Cu電鍍層130上。
現(xiàn)在參照圖52-54，這些圖顯示出形成最初處于個體化狀態(tài)的薄膜布線層125的方法。圖52顯示出其中薄膜布線層已經(jīng)在形成薄膜布線層的步驟中被分開的個體化步驟。圖53為其上形成有個體化的薄膜布線層的硅片的平面圖。圖54顯示出切分其上固定有在圖52中所示的薄膜布線層的支撐部件的步驟。
在所述的實施方案中，通過利用切分工藝來使薄膜布線層125個體化來形成薄膜多層襯底121。但是，還可以在將薄膜布線層125形成在硅片123上的步驟中將該薄膜布線層125分割成最終尺寸。如圖52所示，在將金屬薄膜層124和薄膜布線層125形成在硅片123上時，通過例如光蝕刻技術(shù)將這些層的每一層按所需尺寸層疊起來。圖53為以這樣方式形成的薄膜布線層的平面圖。也就是說，在最終要用切分工藝進(jìn)行切割的部位沒有形成金屬薄膜層124和薄膜布線層125。
如圖53所示的布置在硅片123上的薄膜布線層125(與薄膜多層襯底121相對應(yīng))通過粘附性薄膜135貼在支撐部件136上，并且通過蝕刻工藝來除去硅片123和金屬薄膜層124。然后，在將焊料凸起138形成在薄膜布線層125上之后，如圖54所示將支撐部件136進(jìn)行切分和個體化。沿著沒有形成薄膜布線層125的部分將支撐部件136切開。
因此，通過在初始個體化狀態(tài)形成薄膜布線層125，可以減小連接為一個整體的薄膜布線層125的面積。因此，可以減小在通過蝕刻工藝除去硅片123時在薄膜布線層125中出現(xiàn)裂紋的可能性。還有，由于不會通過切分工藝來切薄膜布線層135，因此可以防止由于切分工藝而導(dǎo)致的損壞。
可以不以初始個體化的方式形成薄膜布線層，而在薄膜布線層125形成在硅片123上的狀態(tài)下切分薄膜布線層125。圖55-59顯示出在將薄膜布線層125形成在硅片123上時切分薄膜布線層125的步驟。
如圖55所示，通過切分工藝來個體化形成在硅片123上的薄膜布線層125。硅片123沒有被完全切割，而是在硅片123中進(jìn)行輕微的切割(半切割)。然后，如圖56所示，通過粘附性薄膜135將支撐部件136貼在薄膜布線層125上。之后，如圖57所示，通過磨削工藝(背面磨削)來減小硅片的厚度。該背面磨削工藝可以在到達(dá)該切口之前停止或者可以一直持續(xù)到到達(dá)所述切口。
然后，如圖58所示，通過旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝除去剩余的硅片123和金屬薄膜層124。然后，如圖59所示，將切分帶139貼在支撐部件136上，從而通過切分步驟將粘附性帶135和支撐部件136切開而個體化。該切分刀140比用于切割薄膜布線層125的切分刀更薄，并且沿著薄膜布線層125已經(jīng)受到切割的直線進(jìn)行切分。
這樣，通過在形成在硅片上的狀態(tài)中使薄膜布線層125個體化，可以減小連接為一個整體的薄膜布線層125的面積。因此，可以降低在通過蝕刻工藝除去硅片123時在薄膜布線層125中出現(xiàn)裂紋的可能性。
現(xiàn)在，將對測試根據(jù)上述方法形成的薄膜多層襯底的方法進(jìn)行說明。
首先，如圖60所示，在正在將薄膜布線層125(與薄膜多層襯底121相對應(yīng))形成在硅片123上的期間，可以進(jìn)行導(dǎo)電性測試。該硅片123的厚度為500-700μm并且具有剛性。因此，測試探針155可以與薄膜布線層125的上電極接觸以便在導(dǎo)電性方面進(jìn)行檢測。因此，由于測試可以在晶片上進(jìn)行，所以可以有效地測試大量薄膜多層襯底121。
還有，如圖61所示，形成有導(dǎo)電部分125a，這些部分穿過薄膜布線層125并且從金屬薄膜層124延伸到相對的表面上?？梢詸z測薄膜多層襯底121以通過測量出金屬薄膜層124和在該薄膜布線層125的表面上的布線層之間的電容來確定它是好或是壞。在該情況中，金屬布線層124最終被除去，因此對薄膜多層襯底121的功能不會有任何影響。還有，可以將薄膜布線層125設(shè)在將要通過切分工藝除去的導(dǎo)電部分125a上以便通過用于使薄膜布線層125個體化的切分步驟來除去導(dǎo)電部分125a。
還有，如圖62所示，在將薄膜布線層125(與薄膜多層襯底121相對應(yīng))形成在硅片121上之后，可以將測試布線層156形成在薄膜布線層125上以進(jìn)行預(yù)定的測試。該測試布線層156可以通過濺射工藝形成并且在完成測試之后通過蝕刻工藝除去。
然后，如圖63所示，在通過旋轉(zhuǎn)蝕刻工藝除去硅片123和金屬薄膜層124之后，可以在薄膜布線層125貼在支撐部件136上的情況下進(jìn)行測試。同樣，在該情況中，由于支撐部件136具有剛性，所以測試探針155可以與薄膜布線層125的上電極接觸以便在導(dǎo)電性方面進(jìn)行測試。因此，以與針對晶片的上述情況類似的方式，可以有效地對大量薄膜多層襯底121進(jìn)行測試。
另外，本發(fā)明并不限于這些實施方案，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以作出各種變化和改變。
本申請基于日本在先申請2002-151050(于2002年5月24日申請)和2002-235524(于2002年8月13日申請)，這些申請在這里被引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于硅襯底的粘附性較低，并且可以很容易從所述硅襯底剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過從密封樹脂側(cè)切分這些半導(dǎo)體器件但是保留所述硅襯底從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；f)從所述硅襯底將每個個體化的半導(dǎo)體器件剝離，從而使所述硅襯底與所述可剝離樹脂層分開；并且g)通過形成貫穿所述可剝離樹脂層的孔或通過除去該可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中在所述步驟a)之前，在所述硅襯底上的預(yù)定區(qū)域形成一層粘附性保持樹脂層，該樹脂層對所述硅襯底的粘附性大于所述可薄膜樹脂層的粘附性。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述預(yù)定區(qū)域是沿著切分線的區(qū)域，并且通過所述步驟e)除去至少一部分所述粘附性保持樹脂層。
4.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層相對于布線襯底的粘附性較低，并且可以很容易從布線襯底剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過從密封樹脂側(cè)切分這些半導(dǎo)體器件但是保留硅襯底從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；f)從硅襯底上將每個個體化半導(dǎo)體器件剝離，從而使所述硅襯底與所述可剝離樹脂層被分開。
5.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層對硅襯底的粘附性較低，并且可以很容易從硅襯底剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過磨削工藝使硅襯底變??；f)從所述可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上的所述硅襯底上剝離這些半導(dǎo)體器件，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開；g)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化；并且h)通過形成貫穿可剝離樹脂層的孔或通過除去該可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
6.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層與布線襯底的粘附性較低，并且可以很容易從布線襯底中剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；e)通過磨削工藝使硅襯底變?。籪)從所述可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上的所述硅襯底上剝離這些半導(dǎo)體器件，從而使硅襯底與可剝離樹脂層被分開；并且g)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟d)是采用模具在單個步驟中密封所述多個半導(dǎo)體芯片的步驟，并且所述樹脂密封是用在所述半導(dǎo)體芯片的背面沿著其中一個所述模具設(shè)置的彈性片來進(jìn)行的，使所述布線襯底和密封樹脂的表面之間的距離小于所述布線襯底和所述半導(dǎo)體芯片的背面之間的距離。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟d)是采用模具在單個步驟中密封所述多個半導(dǎo)體芯片的步驟，并且所述樹脂密封是用在所述半導(dǎo)體芯片的背面沿著其中一個所述模具設(shè)置的彈性片來進(jìn)行的，使所述布線襯底和密封樹脂的表面之間的距離小于所述布線襯底和所述半導(dǎo)體芯片的背面之間的距離。
9.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟d)是采用模具在單個步驟中密封所述多個半導(dǎo)體芯片的步驟，并且所述樹脂密封是用在所述半導(dǎo)體芯片的背面沿著其中一個所述模具設(shè)置的彈性片來進(jìn)行的，使所述布線襯底和密封樹脂的表面之間的距離小于所述布線襯底和所述半導(dǎo)體芯片的背面之間的距離。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟d)是采用模具在單個步驟中密封所述多個半導(dǎo)體芯片的步驟，并且所述樹脂密封是用在所述半導(dǎo)體芯片的背面沿著其中一個所述模具設(shè)置的彈性片來進(jìn)行的，使所述布線襯底和密封樹脂的表面之間的距離小于所述布線襯底和所述半導(dǎo)體芯片的背面之間的距離。
11.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層與硅襯底的粘附性較低，可以很容易從硅襯底剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過將絕緣樹脂填充在所述多個半導(dǎo)體芯片和布線襯底之間來形成半導(dǎo)體器件；e)將一種框架形部件粘附在硅襯底上，使該框架形部件包圍著所述多個半導(dǎo)體器件中的每一個，該框架形部件由其剛度比布線襯底更高的材料制成；f)通過從框架形部件一側(cè)切分這些半導(dǎo)體器件但是保留硅襯底，從而使這些半導(dǎo)體器件個體化；g)從所述硅襯底上將每個個體化半導(dǎo)體器件剝離，從而使所述硅襯底和所述可剝離樹脂層被分開；并且h)通過形成貫穿可剝離樹脂層的孔或通過除去所述可剝離樹脂層來使設(shè)在布線襯底上的端子暴露出來。
12.一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層可剝離樹脂層，該可剝離樹脂層與硅襯底的粘附性較低，可以很容易從布線襯底中剝離；b)在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；c)在所述布線襯底上安裝多個半導(dǎo)體芯片；d)通過將絕緣樹脂填充在所述多個半導(dǎo)體芯片和所述布線襯底之間來形成半導(dǎo)體器件；e)將框架形部件粘接在所述硅襯底上，使所述框架形部件包圍著所述多個半導(dǎo)體器件中的每一個，所述框架形部件由剛性大于所述布線襯底的材料制成；f)通過磨削工藝使硅襯底變??；g)剝離這些半導(dǎo)體器件，同時所述可剝離樹脂層貼在該薄化硅襯底上，從而使布線襯底與可剝離樹脂層被分開；并且h)通過切分這些半導(dǎo)體器件來使這些半導(dǎo)體器件個體化。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中在所述框架形部件粘附之后，將樹脂填充在所述框架形部件和所述半導(dǎo)體芯片之間。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述框架形部件粘附之后，將樹脂填充在所述框架形部件和所述半導(dǎo)體芯片之間。
15.一種半導(dǎo)體器件，該器件包括一個薄膜多層襯底；安裝在所述薄膜多層襯底上的至少一個半導(dǎo)體芯片；一個與所述薄膜多層襯底連接的封裝襯底；以及設(shè)在封裝襯底上的外部連接端子，其中所述薄膜多層襯底固定在所述封裝襯底上。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其中將散熱部件安裝在所述半導(dǎo)體芯片的背面上。
17.一種制造該半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層金屬薄膜層；b)通過在所述金屬薄膜層上的多個水平面中形成導(dǎo)電層和絕緣層來形成薄膜多層襯底；c)通過粘合部件將支撐部件貼在所述薄膜多層襯底上；d)除去所述硅襯底和所述金屬薄膜層；e)將所述薄膜多層襯底連同所述支撐部件一起個體化；f)將所述薄膜多層襯底安裝在一個封裝襯底上并且將該薄膜多層襯底固定在該封裝襯底上；g)降低所述粘合部件的粘附性，從所述薄膜多層襯底上將所述支撐部件和所述粘合部件剝離；并且h)將至少一個半導(dǎo)體芯片安裝在所述薄膜多層襯底上。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述粘合部件在與所述薄膜多層襯底接觸的表面上設(shè)有熱發(fā)泡粘合材料，并且所述剝離所述粘合部件的步驟包括將所述粘合部件加熱至大于或等于所述熱發(fā)泡粘合材料的發(fā)泡溫度的溫度的步驟。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述粘合部件在與所述薄膜多層襯底接觸的表面上設(shè)有UV固化型粘合材料，所述剝離所述粘合部件的步驟包括將紫外線輻射照射在所述粘合部件上的步驟。
20.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，從將所述硅襯底從所述薄膜多層襯底上除去的步驟直到將所述薄膜多層襯底固定并安裝在所述封裝襯底上的步驟，利用所述粘合部件將所述支撐部件結(jié)合在所述薄膜多層襯底上。
21.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述步驟e)中，所述薄膜多層襯底、所述粘合部件和所述支撐部件同時受到切割。
22.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述步驟d)之前，在所述薄膜多層襯底固定在所述硅襯底上的同時，只有所述薄膜多層襯底受到切割而個體化。
23.一種半導(dǎo)體器件，該器件包括一個薄膜多層襯底；安裝在所述薄膜多層襯底上的至少一個半導(dǎo)體芯片；一個與所述薄膜多層襯底連接的封裝襯底；以及設(shè)在所述封裝襯底上的外部連接端子，其中所述半導(dǎo)體芯片通過密封樹脂而密封在所述薄膜多層襯底上，使半導(dǎo)體芯片的背面從所述密封樹脂中暴露出，并且所述薄膜多層襯底固定在所述封裝襯底上。
24.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中將散熱部件安裝在所述半導(dǎo)體芯片的背面上。
25.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括以下步驟a)在硅襯底上形成一層金屬薄膜層；b)通過在金屬薄膜層上的多個水平面中形成導(dǎo)電層和絕緣層來形成薄膜多層襯底；c)在所述薄膜多層襯底上安裝至少一個半導(dǎo)體芯片；d)用樹脂將所述半導(dǎo)體芯片密封在所述薄膜多層襯底上；e)除去所述硅襯底和所述金屬薄膜層；f)使所述薄膜多層襯底個體化；并且g)將個體化的薄膜多層襯底安裝在封裝襯底上，并且將該薄膜多層襯底固定在所述封裝襯底上。
26.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述步驟d)包括采用氫氟酸-硝酸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蝕刻。
27.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述步驟e)包括采用氫氟酸-硝酸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蝕刻。
28.如權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述步驟e)包括在用氫氟酸-硝酸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蝕刻之后用中和試劑對氫氟酸-硝酸進(jìn)行中和的步驟。
29.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述絕緣層中與所述金屬薄膜層接觸的一層的材料與剩余的絕緣層相比有更大的柔性。
30.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述絕緣層中與所述金屬薄膜層接觸的一層的材料與剩余的絕緣層相比有更大的柔性。
31.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述步驟a)和b)包括在所述硅襯底上形成所述金屬薄膜層和所述薄膜多層襯底，使所述金屬薄膜層和所述薄膜多層襯底處于預(yù)先個體化的狀態(tài)。
32.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述步驟a)和b)包括在所述硅襯底上形成所述金屬薄膜層和所述薄膜多層襯底，使所述金屬薄膜層和所述薄膜多層襯底處于預(yù)先個體化的狀態(tài)。
33.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述步驟d)之后，將激光束照射在所述暴露的絕緣層上以形成貫穿所述絕緣層的孔，從而使所述導(dǎo)電層在所述孔中暴露出來。
34.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述步驟d)之后，將激光束照射在所述暴露的絕緣層上以形成貫穿所述絕緣層的孔，從而使所述導(dǎo)電層在所述孔中暴露出來。
35.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在從所述薄膜多層襯底上除去所述硅襯底之前，在所述薄膜多層結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測試。
36.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在從所述薄膜多層襯底中除去所述硅襯底之前，在所述薄膜多層結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測試。
37.如權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中形成導(dǎo)電部分，這些導(dǎo)電部分穿過所述薄膜多層襯底并且從所述金屬薄膜層延伸到所述薄膜多層襯底的表面，并且采用所述導(dǎo)電部分和所述薄膜多層襯底的所述導(dǎo)電層在所述薄膜多層襯底上進(jìn)行測試。
38.如權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在所述薄膜多層襯底固定在所述硅襯底上時通過在所述薄膜多層襯底的表面上形成一個測試布線層來進(jìn)行測試，并且在測試之后除去所述測試布線層。
39.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在所述薄膜多層襯底固定在所述支撐部件上時在所述薄膜多層襯底上進(jìn)行測試。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，尤其是提供了一種采用布線襯底的半導(dǎo)體器件制造方法，該方法可以便于布線襯底的操縱。該方法包括以下步驟在硅襯底上形成可剝離樹脂層；在所述可剝離樹脂層上形成布線襯底；將半導(dǎo)體芯片安裝在所述布線襯底上；通過用密封樹脂密封所述多個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體器件；通過從密封樹脂側(cè)將這些半導(dǎo)體器件切分但是保留硅襯底來使這些半導(dǎo)體器件個體化；將每個個體化半導(dǎo)體器件在所述硅襯底和可剝離樹脂層之間從硅襯底上剝離；并且通過形成穿過可剝離樹脂層的孔或者通過除去可剝離樹脂層來使布線襯底上的端子暴露。
文檔編號H01L21/68GK1461050SQ03120430
公開日2003年12月10日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者斎藤信勝, 南澤正栄, 米田義之, 清水敦和, 今村和之, 菊池敦, 岡本九弘, 渡邊英二 申請人:富士通株式會社