半導體器件的制造方法

文檔序號：6903186閱讀：131來源：國知局

專利名稱：半導體器件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件的制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種半導體器件的制造方法，即其中通過倒裝芯片結合法將半導體芯片連接到配線圖案上，并且從平面看去該半導體器件的尺寸與半導體芯片的尺寸幾乎相等。
背景技術：
現(xiàn)有技術的半導體器件包括稱為芯片尺寸封裝的半導體器件，從平面看去該半導體器件的尺寸與半導體芯片的尺寸幾乎相等(例如參見圖1)。
圖1是示出現(xiàn)有技術的半導體器件的剖視圖。
參見圖l，現(xiàn)有技術的半導體器件200具有半導體芯片201、內部連接端子202、樹脂層203、配線圖案204、阻焊層206以及外部連接端子207。
半導體芯片201具有成為薄板的半導體基板210、半導體集成電路211、多個電極焊盤212以及保護膜213。半導體集成電路211 設置在半導體基板210的表面210A—側。半導體集成電路211由擴散層、絕緣層、導通孔以及配線(均未示出)組成。電極焊盤212 設置在半導體集成電路211上。電極焊盤212與設置在半導體集成電路211中的配線和導通孔(未示出)電連接。保護膜213設置在半導體集成電路211上。保護膜213用于保護半導體集成電路211。
內部連接端子202設置在電極焊盤212上。因此，內部連接端子202與半導體集成電路211電連接。內部連接端子202的表面202A (上表面)構造成與樹脂層203的上表面203A幾乎齊平。內部連接端子202的表面202A幾乎平坦。內部連接端子202的上端設置成與配線圖案204接觸。樹脂層203設置在半導體基板201的設置有內部連接端子202 —側的表面上以便覆蓋內部連接端子202的側面。
配線圖案204設置在內部連接端子202的表面202A和樹脂層 203的上表面203A上。因此，配線圖案204與內部連接端子202電連接。配線圖案204具有其中設置外部連接端子207的外部連接端子設置區(qū)域204A。阻焊層206設置在樹脂層203的上表面203A上，以便覆蓋配線圖案204的除了外部連接端子設置區(qū)域204A以外的部分。阻焊層206具有用于露出外部連接端子設置區(qū)域204A的上表面的開口部分。
外部連接端子207設置在外部連接端子設置區(qū)域204A中。外部連接端子207用于將半導體器件200安裝在諸如母板等安裝基板(未示出)上。
圖2至圖9是示出現(xiàn)有技術的半導體器件的制造工藝的視圖。在圖2至圖9中，與現(xiàn)有技術的半導體器件200相同的部件具有相同的附圖標記。
參見圖2至圖9，將對現(xiàn)有技術的半導體器件的制造方法進行描述。首先，在圖2所示步驟中，形成半導體芯片201，該半導體芯片 201在還沒有形成為薄板的半導體基板210的表面210A —側具有半導體集成電路211、多個電極焊盤212以及保護膜213。
接下來，在圖3所示步驟中，在電極焊盤212上形成內部連接端子202。在本階段，內部連接端子202具有不同的高度。
隨后，在圖4所示步驟中，在電極焊盤212和保護膜213的設置有內部連接端子202的一側形成覆蓋內部連接端子202的樹脂層 203。然后，在樹脂層203的上表面203A上形成金屬層215。該金屬層215為通過在下面將要描述的圖6所示步驟中進行圖案化而變?yōu)榕?線圖案204的部件。
然后，在圖5所示步驟中，在對圖4所示結構進行加熱的狀態(tài) 下，按壓金屬層215使得金屬層215的下表面接觸內部連接端子202 的上端。因此，金屬層215與內部連接端子202彼此電連接，并且在內部連接端子202的上端形成幾乎平坦的表面202A。此外，內部連接端子202的表面202A形成為與樹脂層203的上表面203A幾乎齊
8平。
這樣，金屬層215被壓成與內部連接端子202接觸。因此，不
需要使各個內部連接端子202的高度一致的步驟以及從樹脂層203 中露出內部連接端子202上端的拋光步驟。因此，可以降低半導體器件200的制造成本。
此后，在圖6所示步驟中，對圖5所示的金屬層215進行圖案化以形成配線圖案204。接下來，在圖7所示步驟中，形成阻焊層206 以覆蓋樹脂層203的上表面203A上的配線圖案204的除了外部連接端子設置區(qū)域204A以外的部分。
隨后，在圖8所示步驟中，從半導體基板210的背面?zhèn)葘Π雽?體基板210拋光，從而使其形成為薄板。然后，在圖9所示步驟中，在外部連接端子設置區(qū)域204A中形成外部連接端子207。因此，制成半導體器件200(例如參見未審査的日本專利公開No.10-335528)。
圖IO是用于說明現(xiàn)有技術的半導體器件的制造方法的問題的剖視圖。在圖10中，與現(xiàn)有技術的半導體器件200相同的部件具有相同的附圖標記。
然而，在現(xiàn)有技術的半導體器件200的制造方法中，內部連接端子202的表面202A (上表面)與配線圖案204的下表面設置成相互接觸。因此，內部連接端子202與配線圖案204相互電連接。因此，例如在樹脂層203變形的情況下(更具體地說，在樹脂層203由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，如圖10所示配線圖案204隨同樹脂層203的上表面203A—起從內部連接端子202向上移動。因此，存在的問題是配線圖案204與內部連接端子202分離，進而無法保證內部連接端子202與配線圖案204之間的電連接可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的示例性實施例提供了一種半導體器件的制造方法，該半導體器件可以充分保證與內部連接端子連接的配線圖案與該內部連接端子之間的電連接可靠性。本發(fā)明的第一方面涉及一種半導體器件的制造方法，所述半導體器件包括半導體基板；多個半導體芯片，其形成在所述半導體基板上并且每一個半導體芯片都具有電極焊盤；內部連接端子，其設置在所述電極焊盤上；以及配線圖案，其與所述內部連接端子電連接，
所述半導體器件的制造方法包括
樹脂層形成步驟，形成樹脂層以在設置有所述內部連接端子的一側覆蓋所述半導體芯片并且覆蓋所述內部連接端子；
金屬層形成步驟，在所述樹脂層的上表面上形成至少一層金屬
層；
接觸步驟，按壓所述金屬層以使所述金屬層接觸所述內部連接
端子；
結合步驟，在所述接觸步驟之后，使所述金屬層的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述金屬層的部分相結合；以及
配線圖案形成步驟，在所述結合步驟之后，將所述金屬層圖案化以形成所述配線圖案。
根據本發(fā)明，按壓形成在樹脂層的上表面上的金屬層(配線圖案的基材)，以使金屬層接觸內部連接端子，然后使金屬層的接觸內部連接端子的部分與內部連接端子的接觸金屬層的部分相互結合。因此，即使在樹脂層變形的情況下(例如，在樹脂層由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子與金屬層(金屬層的與配線圖案相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子與配線圖案之間的電連接可靠性。
本發(fā)明的第二方面涉及一種半導體器件的制造方法，所述半導體器件包括半導體基板；多個半導體芯片，其形成在所述半導體基板上并且每一個半導體芯片都具有電極焊盤；內部連接端子，其設置在所述電極焊盤上；以及配線圖案，其與所述內部連接端子電連接，
所述半導體器件的制造方法包括
樹脂層形成步驟，形成樹脂層以在設置有所述內部連接端子的
10一側覆蓋所述半導體芯片并且覆蓋所述內部連接端子；
金屬層形成步驟，在所述樹脂層的上表面上形成金屬層；接觸步驟，按壓所述金屬層以使所述金屬層接觸所述內部連接
丄山
順子；
配線圖案形成步驟，在所述接觸步驟之后，將所述金屬層圖案化以形成所述配線圖案；以及
結合步驟，在所述配線圖案形成步驟之后，使所述配線圖案的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述配線圖案的部分相結合。
根據本發(fā)明，按壓形成在樹脂層的上表面上的金屬層，以使金屬層接觸內部連接端子，然后對金屬層進行圖案化以形成配線圖案，之后使配線圖案的接觸內部連接端子的部分與內部連接端子的接觸配線圖案的部分相互結合。因此，即使在樹脂層變形的情況下(例如，在樹脂層由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子與配線圖案的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子與配線圖案之間的電連接可靠性。
本發(fā)明第三方面涉及根據本發(fā)明第一方面所述的半導體器件的制造方法，
其中，在所述金屬層形成步驟中，在所述樹脂層的上表面上依次設置第一金屬層和第二金屬層，
在所述接觸步驟中，按壓所述第二金屬層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子，
在所述結合步驟中，在所述接觸步驟之后，使所述第一金屬層的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述第一金屬層的部分相結合，
在所述配線圖案形成步驟中，對所述第一金屬層進行蝕刻以形成所述配線圖案，并且
其中，所述半導體器件的制造方法還包括連接焊盤形成步驟，即對所述第二金屬層進行蝕刻以形成連接焊盤。根據本發(fā)明，在樹脂層上依次設置第一金屬層(配線圖案的基材)和第二金屬層(連接焊盤的基材)，隨后按壓第二金屬層，以使第一金屬層接觸內部連接端子，然后使第一金屬層的接觸內部連接端子的部分與內部連接端子的接觸第一金屬層的部分相互結合。因此，即使在樹脂層變形的情況下(例如，在樹脂層由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子與配線圖案的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子與配線圖案之間的電連接可靠性。
本發(fā)明第四方面涉及根據本發(fā)明第三方面所述的半導體器件的制造方法，還包括
保護層形成步驟，在所述第二金屬層上形成用于保護所述第二金屬層的保護層；以及
保護層去除步驟，在所述接觸步驟之后去除所述保護層，
其中，在所述接觸步驟中，按壓所述保護層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子。
根據本發(fā)明，在樹脂層上依次設置第一金屬層(配線圖案的基材)、第二金屬層(連接焊盤的基材)以及用于保護第二金屬層的保護層，隨后按壓保護層，以使第一金屬層接觸內部連接端子，然后使第一金屬層的接觸內部連接端子的部分與內部連接端子的接觸第一金屬層的部分相互結合。因此，即使在樹脂層變形的情況下(例如，在樹脂層由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子與配線圖案的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子與配線圖案之間的電連接可靠性。
此外，通過設置在第二金屬層上的保護層按壓第二金屬層。因此，可以防止第二金屬層在接觸步驟中損壞。
本發(fā)明第五方面涉及根據本發(fā)明第三方面所述的半導體器件的制造方法，
其中，在所述金屬層形成步驟中，在所述樹脂層的上表面上依
12次設置所述第一金屬層、所述第二金屬層以及第三金屬層，
在所述接觸步驟中，按壓所述第三金屬層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子，并且
所述半導體器件的制造方法還包括金屬接線柱形成步驟，即對所述第三金屬層進行蝕刻以形成金屬接線柱。
根據本發(fā)明，在樹脂層上依次設置第一金屬層(配線圖案的基材)、第二金屬層(連接焊盤的基材)以及第三金屬層(金屬接線柱的基材)，隨后按壓第三金屬層，以使第一金屬層接觸內部連接端子，然后使第一金屬層的接觸內部連接端子的部分與內部連接端子的接觸第一金屬層的部分相互結合。因此，即使在樹脂層變形的情況下(例如，在樹脂層由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子與配線圖案的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子與配線圖案之間的電連接可靠性。
此外，在結合步驟之后對第三金屬層進行蝕刻以形成金屬接線柱，然后對第二金屬層進行蝕刻以形成連接焊盤。因此，金屬接線柱布置在連接焊盤上。因此，例如在金屬接線柱上設置有與諸如母板等安裝基板連接的外部連接端子的情況下，可以減輕該外部連接端子所承受的應力。
根據本發(fā)明，可以充分保證與內部連接端子連接的配線圖案與該內部連接端子之間的電連接可靠性。

圖1是示出現(xiàn)有技術的半導體器件的剖視圖，
圖2是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第一步)，圖3是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第二步)，圖4是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第三步)，圖5是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第四步)，圖6是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第五步)，圖7是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第六步)，圖8是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第七步)，圖9是示出制造現(xiàn)有技術的半導體器件的步驟的視圖(第八步)，圖IO是用于說明現(xiàn)有技術的半導體器件的制造方法的問題的剖
視圖，
圖11是示出根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的剖視圖，圖12是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第一步)，
圖13是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的
視圖(第二步)，
圖14是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的
視圖(第三步)，
圖15是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的
視圖(第四步)，
圖16是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第五步)，
圖17是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第六步)，
圖18是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第七步)，
圖19是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第八步)，
圖20是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第九步)，
圖21是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十步)，
圖22是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十一步)，
圖23是示出制造根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十二步)，
圖24是示出其上形成有多個半導體器件的半導體基板的平面
圖，圖25是示出根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖(第一步)，
圖26是示出根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖(第二步)，
圖27是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的剖視圖，
圖28是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第一步)，
圖29是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第二步)，
圖30是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第三步)，
圖31是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第四步)，
圖32是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第五步)，
圖33是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第六步)，
圖34是示出制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的步驟的視圖(第七步)，
圖35是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖(第一步)，
圖36是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖(第二步)，
圖37是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖(第三步)，
圖38是示出根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的剖視圖，
圖39是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第一步)，
圖40是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第二步)，圖41是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第三步)，
圖42是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第四步)，
圖43是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的
視圖(第五步)，
圖44是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第六步)，
圖45是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第七步)，
圖46是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第八步)，
圖47是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第九步)，
圖48是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十步)，
圖49是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十一步)，以及
圖50是示出制造根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的步驟的視圖(第十二步)。
具體實施例方式
接下來，將參考附圖描述根據本發(fā)明的各實施例。
(第一實施例)
圖11是示出根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的剖視圖。參見圖11，根據第一實施例的半導體器件IO包括半導體芯片
11、內部連接端子12、樹脂層13、配線圖案14和15、阻焊層16以及外部連接端子17。
半導體芯片11具有半導體基板21、半導體集成電路22、電極焊盤23以及保護膜24。半導體基板21用于形成半導體集成電路 22。半導體基板21形成為薄板。例如可將半導體基板21的厚度設定為200pm至300pm。例如可以使用形成為薄板并且分割成各單個件的硅片(硅晶圓)作為半導體基板21。
半導體集成電路22形成在半導體基板21的表面21A —側。半導體集成電路22由形成在半導體基板21上的擴散層(未示出)、設置在半導體基板21的表面21A上的多個絕緣層(未示出)以及設置在多個絕緣層上的導通孔(未示出)和配線(未示出)組成。
多個電極焊盤23設置在半導體集成電路22上。電極焊盤23與設置在半導體集成電路22中的配線(未示出)和導通孔(未示出) 電連接。例如可以使用Al作為電極焊盤23的材料。
保護膜24設置在半導體集成電路22的表面22A (半導體集成電路22的與半導體基板21接觸的表面的相反一側的表面)上。保護膜24用于保護半導體集成電路22。例如可以使用絕緣膜作為保護膜 24。例如可以使用SiN膜或PSG膜作為用作保護膜24的絕緣膜。
內部連接端子12設置在電極焊盤23上進而與半導體集成電路 22電連接。內部連接端子12用于使半導體集成電路22與配線圖案 14相互電連接。內部連接端子12的上端12A通過合金層25與配線圖案14電連接。
當使得內部連接端子12與配線圖案14相互接觸并且通過下列方法中至少之一將內部連接端子12的上端12A與配線圖案14的下部相互結合時形成合金層25， S卩激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法。合金層25是構成內部連接端子12的金屬材料與構成配線圖案14的金屬材料的合金。例如可以使用具有強結合力的Cu-Au合金層作為合金層25。在使用Cu-Au合金層作為合金層25的情況下，合金層25的厚度例如可以設定為0.5pm至l.Opm。
這樣，通過由構成內部連接端子12的金屬材料與構成配線圖案 14的金屬材料所形成的合金層25使得內部連接端子12與配線圖案 14相互電連接。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與配線圖案14的結合部分(更具體為合金層25以及內部連接端子12和配線圖案14的與合金層25相接觸的部分)彼此分離。因此，可以充分保證(加強)內部連接端子12與配線圖案14 之間的電連接可靠性。
例如可以使用Au凸塊、Au鍍膜以及由通過非電解電鍍法形成的Ni膜和覆蓋該Ni膜的Au膜構成的金屬層疊膜作為內部連接端子 12。例如可以通過結合法或電鍍法形成Au凸塊。例如可將內部連接端子12的高度設定為10pm至60|am。
例如，在使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料的情況下，優(yōu)選使用Cu作為構成配線圖案14的金屬材料。
這樣，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為構成配線圖案14的金屬材料，可以在內部連接端子12 與配線圖案14之間形成具有強結合力的Cu-Au合金層作為合金層 25。
樹脂層13設置在半導體芯片11的上表面(更具體為電極焊盤 23和保護膜24的上表面)上，以便覆蓋內部連接端子12的側面。例如可以使用絕緣樹脂層或各向異性導電樹脂層作為樹脂層13。例如，在使用絕緣樹脂層作為樹脂層13的情況下，可以使用具有粘著性的片狀樹脂層(例如，NCF (非導電膜))或膠狀樹脂層(例如， NCP (非導電膠))作為絕緣樹脂層。在這種情況下，例如可將樹脂層13的厚度設定為10pm至60|im。
例如，在使用各向異性導電樹脂層作為樹脂層13的情況下，可以使用具有粘著性的片狀各向異性導電樹脂層(例如，ACF(各向異性導電膜))或膠狀各向異性導電樹脂層(例如，ACP (各向異性導電膠))作為各向異性導電樹脂層。在這種情況下，例如可將樹脂層 13的厚度設定為20pm至100|am。通過將覆蓋有Ni/Au層疊膜的小直徑球狀樹脂分散到含有環(huán)氧型樹脂作為基體的絕緣樹脂中從而獲得ACP禾nACF，并且該ACP和ACF在豎直方向上具有導電性，而在水平方向上具有絕緣性。
配線圖案14設置在樹脂層13的上表面13A上，并且通過合金層25與內部連接端子12電連接。配線圖案14具有其中設置有外部連接端子17的外部連接端子設置區(qū)域14A。例如可以使用Cu作為配線圖案14的材料。在這種情況下，例如可將配線圖案14的厚度設定為12,。
配線圖案15設置在樹脂層13的上表面BA上。配線圖案15具有其中設置有外部連接端子17的外部連接端子設置區(qū)域15A。例如可以使用Cu作為配線圖案15的材料。在這種情況下，例如可將配線圖案15的厚度設定為12pm。
阻焊層16設置在樹脂層13的上表面13A上，以便覆蓋配線圖案14和15的除了外部連接端子設置區(qū)域14A和15A以外的部分。阻焊層16具有用于露出外部連接端子設置區(qū)域14A的開口部分16A 和用于露出外部連接端子設置區(qū)域15A的幵口部分16B。
外部連接端子17設置在配線圖案14和15的外部連接端子設置區(qū)域14A和15A中。外部連接端子17與設置在諸如母板等安裝基板 (未示出)上的焊盤(未示出)電連接。例如可以使用焊錫凸塊作為外部連接端子17。
根據按照本實施例的半導體器件，通過由構成內部連接端子12 的金屬材料和構成配線圖案14的金屬材料所形成的合金層25使得內部連接端子12與配線圖案14相互電連接。因此，即使在樹脂層13 變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與配線圖案14的結合部分(更具體為合金層25以及內部連接端子12和配線圖案14的與合金層25 相接觸的部分)彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
圖12至圖23是示出根據本發(fā)明第一實施例的半導體器件的制造工藝的視圖。此外，圖24是示出其中形成有多個半導體器件的半導體基板的平面圖。在圖12至圖24中，與根據第一實施例的半導體器件IO相同的部件具有相同的附圖標記。此外，在圖12至圖24中， C表示切塊裝置切割半導體基板31的位置(以下稱為"切割位置C")。
參見圖12至圖24，將對根據第一實施例的半導體器件10的制
19造方法進行描述。首先，在圖12所示步驟中，制備出半導體基板31，該半導體基板31具有多個半導體器件形成區(qū)域A和用于分離半導體器件形成區(qū)域A的劃線區(qū)域B (參見圖24)。在半導體器件形成區(qū) 域A中形成半導體器件10。半導體基板31在本階段不形成為薄板，并且例如可將半導體基板31的厚度設定為500pm至775pm。半導體基板31在下面將要描述的圖21所示步驟中形成為薄板，然后在下面將要描述的圖23所示步驟中沿著切割位置C受到切割，從而形成為多個半導體基板21 (參見圖11)。例如可以使用硅片作為半導體基板31。
隨后，在圖13所示步驟中，利用公知技術在半導體基板31的表面31A —側上與半導體器件形成區(qū)域A相對應的部分中形成具有半導體集成電路22、電極焊盤23以及保護膜24的半導體芯片11。因此，在半導體基板31中形成有多個半導體芯片11。例如可以使用 Al作為電極焊盤23的材料。例如可以使用絕緣膜作為保護膜24。例如可以使用S i N膜或P S G膜作為用作保護膜2 4的絕緣膜。
隨后，在圖14所示步驟中，分別在各半導體芯片11的電極焊盤23上形成內部連接端子12。可以使用Au凸塊、Au鍍膜以及由通過非電解電鍍法形成的Ni膜和覆蓋該Ni膜的Au膜所構成的金屬層
疊膜作為內部連接端子12。例如可以通過結合法或電鍍法形成Au 凸塊。例如可將內部連接端子12的高度設定為10nm至60pm。在圖 14所示步驟中形成的內部連接端子12具有不同的高度。
接下來，在圖15所示步驟中，形成樹脂層13以在設置有內部連接端子12的一側(半導體芯片11的上表面一側)覆蓋半導體芯片 11和內部連接端子12。例如可以使用絕緣樹脂層或各向異性導電樹脂層作為樹脂層13。例如，在使用絕緣樹脂層作為樹脂層13的情況下，可以使用具有粘著性的片狀樹脂層(例如，NCF (非導電膜)) 或膠狀樹脂層(例如，NCP (非導電膠))作為絕緣樹脂層。在使用具有粘著性的片狀絕緣樹脂的情況下，將該片狀絕緣樹脂粘貼到如圖 14所示結構的上表面一側以形成樹脂層13。此外，在使用膠狀絕緣樹脂作為樹脂層13的情況下，通過印刷法在如圖H所示結構的上表面一側形成膠狀絕緣樹脂，然后通過預烘烤使其半固化，從而形成樹脂層13。如此半固化的絕緣樹脂層具有粘著性。在使用絕緣樹脂層
作為樹脂層13的情況下，例如可將樹脂層13的厚度設定為10pm至 60拜。
例如，在使用各向異性導電樹脂層作為樹脂層13的情況下，可以使用具有粘著性的片狀各向異性導電樹脂層(例如，ACF (各向異
性導電膜))或膠狀各向異性導電樹脂層(例如，ACP (各向異性導電膠))作為各向異性導電樹脂層。通過將覆蓋有Ni/Au層疊膜的小直徑球狀樹脂分散到含有環(huán)氧型樹脂作為基體的絕緣樹脂中從而獲得ACP和ACF，并且該ACP和ACF在豎直方向上具有導電性，而在水平方向上具有絕緣性。
在使用膠狀各向異性導電樹脂(例如，ACP(各向異性導電膠)) 作為樹脂層13的情況下，例如通過印刷法形成膠狀各向異性導電樹脂層，然后通過預烘烤使其半固化，從而形成樹脂層13。此外，如此半固化的各向異性導電樹脂層起到粘合劑的作用。在這種情況下，例如可將樹脂層13的厚度設定為20pm至200pm。
這樣，通過使用各向異性導電樹脂層作為樹脂層13，其中該樹脂層13在設置有內部連接端子12的一側覆蓋半導體芯片11和內部連接端子12并且在該樹脂層13上形成有配線圖案14和15，可以減小在下面將要描述的圖17所示步驟(接觸步驟)中按壓作為配線圖案14和15的基材的金屬層33時的壓力。因此，可以容易地制造半導體器件10。
隨后，在圖16所示步驟中，在樹脂層13的上表面13A上形成金屬層33(金屬層形成步驟)。在下面將要描述的圖19所示步驟(配線圖案形成步驟)中對金屬層33進行蝕刻，從而使其變成配線圖案 14和15。換句話說，金屬層33是配線圖案14和15的基材。例如通過以下方法形成金屬層33，即制備金屬箔(例如，Cu箔)，然后將該金屬箔粘貼到樹脂層13的上表面13A上。在這種情況下，例如可將金屬層33的厚度設定為10pm。此外，例如在使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料的情況下，優(yōu)選使用Cu作為金屬層33
21(金屬箔)的材料。
這樣，通過使用AU作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為金屬層33 (金屬箔)的材料，在下面將要描述的圖18 所示步驟中可以在金屬層33 (配線圖案14和15的基材)與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為 Cu-Au合金層)。因此，與內部連接端子12和配線圖案14通過除 Cu-Au合金層以外的合金層相互電連接的情況相比，可以充分加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
接下來，在圖17所示步驟中，在對圖16所示結構加熱的狀態(tài) 下，從金屬層33的上表面33A—側按壓金屬層33，使得金屬層33 的下表面33B與內部連接端子12的上端12A接觸，進而在內部連接端子12的與金屬層33下表面33B接觸'的部分形成幾乎為平坦表面的上表面12B (接觸步驟)。此時，對圖17所示結構進行加熱以使樹脂層13固化。在使金屬層33的下表面33B與內部連接端子12接觸之后，例如可將樹脂層13的厚度設定為10pm至60pm。
這樣，不需要對樹脂層13拋光以便從樹脂層13中露出內部連接端子12的上端的步驟。也不需要以下步驟，S卩在樹脂層13的上表面13A上形成用作配線圖案14和15基材的金屬層33，然后按壓金屬層33，從而使金屬層33的下表面33B與內部連接端子12的上端12A接觸，并且在內部連接端子12中形成幾乎為平坦表面的上表面12B，以使內部連接端子12的高度一致。因此，可以減少制造半導體器件10的步驟數(shù)目。因此，可以降低半導體器件IO的制造成本。
隨后，在圖18所示步驟中，使金屬層33的接觸內部連接端子 12上端12A的部分(金屬層33的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A的接觸金屬層33下表面33B的部分相結合，從而在內部連接端子12與金屬層33的結合部分形成合金層25 (結合步驟)。在該結合步驟中，例如通過使用包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法在內的一組方法中的至少一種方法，使得內部連接端子12與金屬層33相互結合，從而在內部連接端子12與金屬層33的結合部分形成合金層25。這樣，按壓形成在樹脂層13的上表面13A上的金屬層33 (配線圖案14和15的基材)，使得金屬層33的下表面33B與內部連接端子12的上端12A接觸，然后使得金屬層33的接觸內部連接端子 12的部分(金屬層33的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A的接觸金屬層33的部分相互結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與金屬層33 (金屬層33的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
此外，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為金屬層33的材料，可以在金屬層33的與配線圖案14 相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。在使用Cu-Au合金層作為合金層25的情況下，例如可將合金層25的厚度設定為0.5pm 至1.0|im。
然后，在圖19所示步驟中，對金屬層33進行圖案化以在半導體器件形成區(qū)域A中形成配線圖案14和15 (配線圖案形成步驟)，此后使配線圖案14和15的表面粗糙化(粗糙化步驟)。更具體地說，在配線圖案形成步驟中，例如在金屬層33上形成經過圖案化而對應于配線圖案14和15形狀的抗蝕膜，隨后將該抗蝕膜用作掩模以便對金屬層33進行蝕刻，從而形成配線圖案14和15?？梢酝ㄟ^黑化處理或者粗糙化蝕刻處理使配線圖案14和15的表面粗糙化(粗糙化步驟)。
這樣，通過使配線圖案14和15的表面粗糙化，可以加強形成在配線圖案14和15的表面(配線圖案14和15的上表面和側表面) 上的阻焊層16與配線圖案14和15之間的附著力。
接下來，在圖20所示步驟中，在樹脂層13的上表面13A上形成具有開口部分16A和16B的阻焊層16，以覆蓋配線圖案14和15 的除了外部連接端子設置區(qū)域14A和15A以外的部分。此時，形成
23開口部分16A以露出外部連接端子設置區(qū)域14A。此外，形成開口部分16B以露出外部連接端子設置區(qū)域15A。
隨后，在圖21所示步驟中，從半導體基板31的背面31B —側對半導體基板31進行拋光和/或研磨，從而將半導體基板31形成為薄板。例如可以使用背磨機將半導體基板31形成為薄板。例如可將形成為薄板后的半導體基板31的厚度設定為200pm至300pm。
然后，在圖22所示步驟中，在配線圖案14和15的與外部連接端子設置區(qū)域14A和15A相對應的部分中形成外部連接端子17。因此，在形成為薄板的半導體基板31上制造有多個半導體器件10。例如可以使用焊錫凸塊作為外部連接端子17。
此后，在圖23所示步驟中，沿著切割位置C對圖22所示結構進行切割。因此，將半導體器件IO分割成各單個件。
根據按照本實施例的半導體器件的制造方法，按壓形成在樹脂層13的上表面13A上的金屬層33 (配線圖案14和15的基材)，使得金屬層33的下表面33B與內部連接端子12的上端12A接觸，然后使得金屬層33的接觸內部連接端子12的部分(金屬層33的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A的接觸金屬層33的部分相結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與金屬層33 (金屬層33的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12 與配線圖案14之間的電連接可靠性。
此外，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為金屬層33的材料，可以在金屬層33的與配線圖案14 相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
圖25和圖26是示出根據第一實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖。在圖25和圖26中，與根據第一實施例的半導體器件IO相同的部件具有相同的附圖標記。參見圖25和圖26，將對根據第一實施例的半導體器件10的另一種制造方法進行描述。首先，進行與上述圖12至圖17所示步驟(包括樹脂層形成步驟、金屬層形成步驟以及接觸步驟)相同的處理，以便形成圖17所示的結構。接下來，在圖25所示步驟中，對與內部連接端子12的上表面12B接觸的金屬層33進行圖案化，以便在多個半導體器件形成區(qū)域A中形成配線圖案14和15 (配線圖案形成步驟)。
隨后，在圖26所示步驟中，使配線圖案14的接觸內部連接端子12上端12A的部分與內部連接端子12上端12A的接觸配線圖案 14下表面的部分相結合，從而在內部連接端子12與配線圖案14的結合部分形成合金層25 (結合步驟)。在該結合步驟中，例如通過使用包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法在內的一組方法中的至少一種方法，使得內部連接端子12與配線圖案14相互結合，從而在內部連接端子12與配線圖案14的結合部分形成合金層25。例如在使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料的情況下，優(yōu)選使用Cu作為配線圖案14的材料。因此，可以在配線圖案14與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為 Cu-Au合金層)。
然后(在結合步驟之后)，使配線圖案14和15的表面粗糙化 (粗糙化步驟)。在粗糙化步驟中，例如可以通過黑化處理或者粗糙化蝕刻處理使配線圖案14和15的表面粗糙化。此后(在粗糙化處理之后)，進行與上述圖20至圖23所示步驟相同的處理，從而將形成在半導體基板31上的多個半導體器件10分割成各單個件。
根據按照本實施例的半導體器件的另一種制造方法，按壓形成在樹脂層13的上表面13A上的金屬層33，使得金屬層33的下表面 33B與內部連接端子12的上端12A接觸，然后對金屬層33進行圖案化以形成配線圖案14和15，之后使配線圖案14的接觸內部連接端子12的部分與內部連接端子12的接觸配線圖案14的部分相結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與配線圖案14的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子 12與配線圖案H之間的電連接可靠性。
此外，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為金屬層33的材料，可以在金屬層33的與配線圖案14 相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
(第二實施例)
圖27是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的剖視圖。在圖27中，與根據第一實施例的半導體器件IO相同的部件具有相同的附圖標記。 :
參見圖27，除了在根據第一實施例的半導體器件10的結構中進一步設置連接焊盤41以外，按照與半導體器件IO相同的方式構成根據第二實施例的半導體器件40。
連接焊盤41設置成覆蓋配線圖案14和15的外部連接端子設置區(qū)域14A和15A。從阻焊層16的開口部分16A和16B中露出連接焊盤41。在連接焊盤41的從開口部分16A和16B露出的部分上設置外部連接端子17。連接焊盤41用于使配線圖案14與外部連接端子 17電連接。例如可以使用Sn層、或Ni層或Ti層作為連接焊盤41。例如可將連接焊盤41的厚度設定為2pm。
圖28至圖34是制造根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的制造工藝的視圖。在圖28至圖34中，與根據第二實施例的半導體器件 40相同的部件具有相同的附圖標記。
參見圖28至圖34，將對根據第二實施例的半導體器件40的制造方法進行描述。首先，進行與第一實施例中所述的圖12至圖15 所示步驟(包括樹脂層形成步驟)相同的處理，以便形成圖15所示的結構。
接下來，在圖28所示步驟中，在樹脂層13的上表面13A上依次設置第一金屬層44和第二金屬層45。第一金屬層44用作配線圖
26案14和15的基材。第一金屬層44由以下這種金屬材料構成，艮h 當將要對第二金屬層45 (連接焊盤41的基材)蝕刻時，該金屬材料難以被蝕刻劑或蝕刻氣體所蝕刻。更具體地說，例如在使用Sn層、或Ni層或Ti層作為第二金屬層45的情況下，可以使用例如Cu層或Cu箔作為第一金屬層44。
這樣，第一金屬層44由以下這種金屬材料構成，S卩當將要對第二金屬層45蝕刻時，該金屬材料難以被蝕刻劑或蝕刻氣體所蝕刻。當對第二金屬層45進行蝕刻以形成連接焊盤41時(參見圖31), 可以防止用作配線圖案14和15的基材的第一金屬層44受到蝕刻。
更具體地說，在形成金屬層的步驟中，例如，將通過在用作第一金屬層44的Cu箔上形成用作第二金屬層45的Sn層所獲得的片狀分層部件粘貼到樹脂層13的上表面13A上，從而形成第一金屬層 44和第二金屬層45。在使用Cu箔作為第一金屬層44的情況下，例如可將第一金屬層44的厚度設定為10(im。此外，在使用Sn層作為第二金屬層45的情況下，例如可將第二金屬層45的厚度設定為2pm。
隨后，在圖29所示步驟中，在對圖28所示結構加熱的狀態(tài)下，按壓第二金屬層45，以使第一金屬層44的下表面44A與內部連接端子12的上端12A接觸，從而在內部連接端子12的與第一金屬層44 下表面44A相接觸的部分上形成幾乎為平坦表面的上表面12B (接觸步驟)。此時，對圖28所示結構進行加熱以使樹脂層13固化。在使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12之后，例如可將樹脂層13的厚度設定為10pm至60pm。
這樣，不需要對樹脂層13拋光以從樹脂層13中露出內部連接端子12的上端的步驟。也不需要以下步驟，即按壓第二金屬層45，以使用作配線圖案14和15基材的第一金屬層44接觸內部連接端子 12，從而使得各內部連接端子12的高度一致。因此，可以減少制造半導體器件40的步驟數(shù)目。因此，可以降低半導體器件40的制造成本。
然后，在圖30所示步驟中，使第一金屬層44的接觸內部連接端子12上端12A的部分(第一金屬層44的與配線圖案14相對應的
27部分)與內部連接端子12上端12A的接觸第一金屬層44下表面44A 的部分相結合，從而在內部連接端子12與第一金屬層44的結合部分形成合金層25 (結合步驟)。
在該結合步驟中，例如通過使用包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法在內的一組方法中的至少一種方法使得內部連接端子12與第一金屬層44相結合，從而在內部連接端子12與第一金屬層44的結合部分形成合金層25。
這樣，按壓形成在樹脂層13的上表面13A上的第一金屬層44 (配線圖案14和15的基材)，以使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12的上端12A，然后使第一金屬層44的接觸內部連接端子12的部分(第一金屬層44的與配線圖案H相對應的部分) 與內部連接端子12上端12A的接觸第一金屬層44的部分相互結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與第一金屬層44 (第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案 14之間的電連接可靠性。
此外，也可以使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料，并且使用Cu作為第一金屬層44的材料。這樣，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為第一金屬層44的材料，可以在第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au 合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14 之間的電連接可靠性。在使用Cu-Au合金層作為合金層25的情況下，例如可將合金層25的厚度設定為0.5pm至l.Opm。
隨后，在圖31所示步驟中，通過蝕刻對第二金屬層45進行圖案化，以在第一金屬層44的與外部連接端子設置區(qū)域14A和15A相對應的部分形成連接焊盤41 (連接焊盤形成步驟)。更具體地說，在第二金屬層45上形成經過圖案化的抗蝕膜，將該抗蝕膜用作掩模通過各向異性蝕刻對第二金屬層45進行蝕刻，從而形成連接焊盤41。然后，在圖32所示步驟中，在圖31所示結構上形經過圖案化的抗蝕膜47。該抗蝕膜47為用于對第一金屬層44進行蝕刻以形成配線圖案14和15的掩模。
隨后，在圖33所示步驟中，使用抗蝕膜47作為掩模以對第一金屬層44進行蝕刻，從而形成配線圖案14和15 (配線圖案形成步驟)。
接下來，在圖34所示步驟中，去除圖33所示的抗蝕膜47。然后，進行與第一實施例中所述的圖20至圖23所示步驟相同的處理，從而將在半導體基板31上制造出的各半導體器件40分割成各單個件。
根據按照本實施例的半導體器件的制造方法，按壓形成在樹脂層13的上表面13A上的第一金屬層44(配線圖案14和15的基材)，以使第一金屬層44的下表面44A與內部連接端子12的上端12A接觸，然后使第一金屬層44的接觸內部連接端子12的部分(第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A 的接觸第一金屬層44的部分相互結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與第一金屬層44 (第一金屬層44 的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
此外，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為第一金屬層44的材料，可以在第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
在根據本實施例的半導體器件40的制造方法中，雖然已經將在接觸步驟之后進行結合步驟的情況作為實例進行了描述，但也可以在連接焊盤形成步驟或者配線圖案形成步驟之后進行結合步驟。在這些情況下，可以獲得與根據本實施例的半導體器件40的制造方法相同的優(yōu)點。
29圖35至圖37是示出根據本發(fā)明第二實施例的半導體器件的制造工藝的變型例的視圖。在圖35至圖37，與根據第二實施例的半導體器件40相同的部件具有相同的附圖標記。
參見圖35至圖37，將對根據第二實施例的半導體器件40的另一種制造方法進行描述。首先，進行與上述圖12至圖15所示步驟(包括樹脂層形成步驟)相同的處理，以便形成圖15所示的結構。接下來，在圖35所示步驟中，在樹脂層13的上表面13A上依次設置第一金屬層44、第二金屬層45以及保護層51。該保護層51用于保護第二金屬層45。借助具有小結合力的粘合劑將保護層51粘貼到第二金屬層45上。因此，可以容易地從第二金屬層45上剝離保護層51。例如可以使用金屬箔(例如，Cu箔)作為保護層51。在使用Cu箔作為保護層51的情況下，例如可將保護層51的厚度設定為35pm至 200拜。
隨后，在圖36所示步驟中，在對圖35所示結構加熱的狀態(tài)下，按壓保護層51以使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子 12的上端12A，從而在內部連接端子12的與第一金屬層44下表面 44A相接觸的部分上形成幾乎為平坦表面的上表面12B(接觸步驟)。此時，對圖35所示結構進行加熱以使樹脂層13固化。在使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12之后，例如可將樹脂層13 的厚度設定為10pm至6(^m。
這樣，按壓形成在第二金屬層45上的保護層51，使得第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12接觸。因此，在接觸步驟中，可以防止第二金屬層45損壞。在第二金屬層45上形成保護層51，然后按壓該保護層51，以使第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12接觸，這對第二金屬層45具有小厚度的情況特別有效。
接下來，在圖37所示步驟中，去除圖36所示的保護層51 (保護層去除步驟)。然后，進行與上述圖30至圖34所示步驟〈包括結合步驟、連接焊盤形成步驟以及配線圖案形成步驟)相同的處理，隨后再進行與第一實施例中所述的圖20至圖23所示步驟相同的處理。從而，將在半導體基板31上制造出的各半導體器件40分割成各單個件。
根據按照本實施例的半導體器件的制造方法的變型例，按壓形成在第二金屬層45上的保護層51，使得第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12相接觸。因此，可以防止第二金屬層45在接觸步驟中損壞。
此外，根據按照本實施例的半導體器件的制造方法的變形例，可以獲得與根據第二實施例的半導體器件40的制造方法相同的優(yōu) 點。
在根據本實施例的半導體器件40的制造方法的變形例中，雖然已經將在保護層去除步驟之后進行結合步驟的情況作為實例進行了描述，但也可以在接觸步驟與保護層去除步驟之間、或者在連接焊盤形成步驟之后、或者在配線圖案形成步驟之后進行結合步驟。在這些情況下，可以獲得與根據本實施例的半導體器件40的制造方法相同的優(yōu)點。此外，在接觸步驟與保護層去除步驟之間進行結合步驟的情況下，可以防止第二金屬層45在結合步驟中損壞。 (第三實施例)
圖38是示出根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的剖視圖。在圖38中，與根據第二實施例的半導體器件40相同的部件具有相同的附圖標記。
參見圖38，除了設置密封樹脂62來代替設置在根據第二實施例的半導體器件40中的阻焊層16并且還設置有金屬接線柱61以外，按照與半導體器件40相同的方式構成根據第三實施例的半導體器件 60。
金屬接線柱61設置在連接焊盤41上。因此，金屬接線柱61與連接焊盤41電連接。金屬接線柱61A的側表面覆蓋有密封樹脂62。金屬接線柱61的上表面61A從密封樹脂62中露出。金屬接線柱61 的上表面61A形成為與密封樹脂62的上表面62A幾乎齊平。在金屬接線柱61的上表面61A上設置外部連接端子17。金屬接線柱61使外部連接端子17與連接焊盤41電連接。
31這樣，金屬接線柱61設置在外部連接端子17與連接焊盤41之間。因此，當將外部連接端子17與設置在諸如母板等安裝基板(未
示出)上的焊盤(未示出)連接時，可以通過金屬接線柱61減輕外部連接端子17所承受的應力。例如可以使用Cu作為金屬接線柱61 的材料。此外，例如可將金屬接線柱61的高度設定為5(^m至200pm。
在樹脂層13的上表面13A上設置密封樹脂62以覆蓋配線圖案 14和15、連接焊盤41以及金屬接線柱61的側表面。例如可以使用通過傳遞模塑法或壓縮模塑法而形成的環(huán)氧樹脂作為密封樹脂62。
圖39至圖50是示出根據本發(fā)明第三實施例的半導體器件的制造工藝的視圖。在圖39至圖50中，與根據第三實施例的半導體器件 60相同的部件具有相同的附圖標記。
參見圖39至圖50，將對根據第三實施例的半導體器件60的制造方法進行描述。首先，進行與第一實施例中所述的圖12至圖15 所示步驟(同樣包括樹脂層形成步驟)相同的處理，以便形成圖15 所示的結構。
接下來，在圖39所示步驟中，在樹脂層13的上表面13A上依次設置第一金屬層44、第二金屬層45以及第三金屬層64。第一金屬層44是配線圖案14和15的基材。此外，第一金屬層44由以下這種金屬材料構成，即當將要對第二金屬層45 (連接焊盤41的基材) 進行蝕刻時，該金屬材料難以被蝕刻劑或蝕刻氣體所蝕刻。更具體地說，例如在使用Sn層、或Ni層或Ti層作為第二金屬層45的情況下，可以使用例如Cu層或Cu箔作為第一金屬層44。在使用Cu箔作為第一金屬層44的情況下，例如可將第一金屬層44的厚度設定為 10(im。
這樣，第一金屬層44由以下這種金屬材料構成，即當將要對
第二金屬層45進行蝕刻時，該金屬材料難以被蝕刻劑或蝕刻氣體所蝕刻。因此，當對第二金屬層45進行蝕刻以形成連接焊盤41時(參見圖31),可以防止第一金屬層44受到蝕刻。
第二金屬層45是連接焊盤41的基材。此外，第二金屬層45由以下這種金屬材料構成，即當將要對第三金屬層64 (金屬接線柱61的基材)進行蝕刻時，該金屬材料難以被蝕刻劑或蝕刻氣體所蝕刻。更具體地說，在使用CU箔作為第三金屬層64的情況下，可以使用例如Sn層、或Ni層或Ti層作為第二金屬層45。在使用Sn層作為第二金屬層45的情況下，例如可將第二金屬層45的厚度設定為 2|im。
通過蝕刻對第三金屬層64進行圖案化，從而使第三金屬層64 變?yōu)榻饘俳泳€柱61。例如可以使用Cu層或Cu箔作為第三金屬層64。在這種情況下，例如可將第三金屬層64的厚度設定為50pm至 200,。
更具體地說，在形成金屬層的步驟中，例如，通過以下方式獲得片狀金屬分層制品，即依次將用作第二金屬層45的Sn層和用作第三金屬層64的Cu箔設置在用作第一金屬層44的另一 Cu箔上，然后將所獲得的片狀金屬分層制品粘貼到樹脂層13的上表面13A 上，從而形成第一金屬層44、第二金屬層45以及第三金屬層64。
隨后，在圖40所示步驟中，在對圖39所示結構加熱的狀態(tài)下，按壓第三金屬層64以使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12的上端12A，從而在內部連接端子12的與第一金屬層44下表面44A相接觸的部分上形成幾乎為平坦表面的上表面12B (接觸步驟)。此時，對圖39所示結構進行加熱以使樹脂層13固化。在使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12之后，例如可將樹脂層13的厚度設定為lOpm至60pm。
這樣，不需要以下步驟，即按壓第三金屬層64以使用作配線
圖案14和15的基材的第一金屬層44接觸內部連接端子12，從而使得內部連接端子12的高度一致的步驟，以及對樹脂層13拋光以從樹脂層13中露出內部連接端子12的上端的步驟。因此，可以減少制造半導體器件60的步驟數(shù)目。因此，可以降低半導體器件60的制造成本。
然后，在圖41所示步驟中，使第一金屬層44的接觸內部連接端子12上端12A的部分(第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A的接觸第一金屬層44下表面44A的部分相結合，從而在內部連接端子12與第一金屬層44的結合部分
形成合金層25 (結合步驟)。
在該結合步驟中，例如通過使用包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法在內的一組方法中的至少一種方法，使得內部連接端
子12與第一金屬層44結合，從而在內部連接端子12與第一金屬層 44的結合部分形成合金層25。
這樣，按壓第三金屬層64以使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12的上端12A，然后使得第一金屬層44的接觸內部連接端子12的部分(第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分) 與內部連接端子12上端12A的接觸第一金屬層44的部分相互結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與第一金屬層44 (第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案 14之間的電連接可靠性。
此外，也可以使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為第一金屬層44的材料。這樣，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為第一金屬層44的材料，可以在第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子 12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。在使用Cu-Au合金層作為合金層25的情況下，例如可將合金層25的厚度設定為0.5|am至l.Onm。
隨后，在圖42所示步驟中，在第三金屬層64的與將要形成金屬接線柱61的區(qū)域相對應的部分上形成經過圖案化的抗蝕膜66。接下來，在圖43所示步驟中，將該抗蝕膜66用作掩模以對第三金屬層 64進行蝕刻，從而在抗蝕膜66下方形成金屬接線柱61 (金屬接線柱形成步驟)。
此時，第二金屬層45起到用于蝕刻第三金屬層64的阻蝕層的作用。因此，可以防止在對第三金屬層64進行蝕刻時第二金屬層45
34受到蝕刻。在對第三金屬層64進行蝕刻時，例如可以使用各向異性蝕刻(例如，干性蝕刻)。
隨后，在圖44所示步驟中，將抗蝕膜66用作掩模以對第二金屬層45進行蝕刻，從而形成連接焊盤41 (連接焊盤形成步驟)。
此時，第一金屬層44起到用于蝕刻第二金屬層45的阻蝕層的作用。因此，可以防止在對第二金屬層45進行蝕刻時第一金屬層44 受到蝕刻。在對第二金屬層45進行蝕刻時，例如可以使用各向異性蝕刻(例如，干性蝕刻)。
隨后，在圖45所示步驟中，去除圖44所示的抗蝕膜66。然后，在圖46所示步驟中，在圖45所示結構上形成經過圖案化的抗蝕膜 68。該抗蝕膜68形成為覆蓋圖45所示結構的與將要形成配線圖案 14和15的區(qū)域相對應的部分。抗蝕膜68為用于對第一金屬層44進行蝕刻以形成配線圖案14和15的蝕刻掩模。
此后，在圖47所示步驟中，將抗蝕膜68用作掩模以對第一金屬層44進行蝕刻，從而形成配線圖案14和15(配線圖案形成步驟)。在對第一金屬層44進行蝕刻時，例如可以使用各向異性蝕刻(例如，干性蝕刻)。接下來，在圖48所示步驟中，去除圖47所示的抗蝕膜 68。
接下來，在圖49所示步驟中，形成密封樹脂62以覆蓋圖48所示結構的上表面一側(更具體地說，為配線圖案14和15、連接焊盤 41、金屬接線柱61以及樹脂層13的上表面13A)。此時，密封樹脂 62形成為覆蓋金屬接線柱61的上表面61A。例如通過傳遞模塑法或壓縮模塑法形成密封樹脂62。例如可以使用環(huán)氧樹脂作為密封樹脂 62。
隨后，在圖50所示步驟中，去除多余的密封樹脂62 (密封樹脂 62的位于金屬接線柱61上表面61A所在平面的上方的部分)，使得金屬接線柱61的上表面61A與密封樹脂62的上表面62A幾乎齊平。更具體地說，例如通過等離子灰化法(plasma ashing)去除多余的密封樹脂62。然后，進行與第一實施例中所述的圖21至圖23所示步驟相同的處理，從而將在半導體基板31上制造出的各半導體器件60分割成各單個件。
根據按照本實施例的半導體器件的制造方法，按壓第三金屬層 64，以使第一金屬層44的下表面44A接觸內部連接端子12的上端 12A，然后使第一金屬層44的接觸內部連接端子12的部分(第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分)與內部連接端子12上端12A 的接觸第一金屬層44的部分相互結合。因此，即使在樹脂層13變形的情況下(例如，在樹脂層13由于水分或熱量的影響而膨脹的情況下)，也可以防止內部連接端子12與第一金屬層44 (第一金屬層44 的與配線圖案14相對應的部分)的結合部分彼此分離。因此，可以充分保證內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
此外，通過使用Au作為構成內部連接端子12的金屬材料并且使用Cu作為第一金屬層44的材料，可以在第一金屬層44的與配線圖案14相對應的部分與內部連接端子12之間形成具有強結合力的合金層25 (在這種情況下為Cu-Au合金層)。因此，可以進一步加強內部連接端子12與配線圖案14之間的電連接可靠性。
此外，通過在外部連接端子17與連接焊盤41之間形成金屬接線柱61，可以消除外部連接端子17所承受的應力。
在根據本實施例的半導體器件60的制造方法中，雖然已經將在接觸步驟之后進行結合步驟的情況作為實例進行了描述，但也可以在金屬接線柱形成步驟之后(在去除抗蝕膜66之后)、在連接焊盤形成步驟之后(在去除抗蝕膜66之后)或者在配線圖案形成步驟之后 (在去除抗蝕膜68之后)進行結合步驟。在這些情況下，可以獲得與根據本實施例的半導體器件60的制造方法相同的優(yōu)點。
雖然上面己經詳細地描述了根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明不限于這些具體實施例，而是在不脫離權利要求書所限定的本發(fā) 明的范圍的情況下，可以進行各種修改和變型。
本發(fā)明可以適用于下述這種半導體器件的制造方法，即其中通過倒裝芯片結合法將半導體芯片連接到配線圖案上，并且從平面看去該半導體器件的尺寸與半導體芯片的尺寸幾乎相等。
3權利要求
1. 一種半導體器件的制造方法，所述半導體器件包括半導體基板；多個半導體芯片，其形成在所述半導體基板上，并且每一個半導體芯片都具有電極焊盤；內部連接端子，其設置在所述電極焊盤上；以及配線圖案，其與所述內部連接端子電連接，所述半導體器件的制造方法包括樹脂層形成步驟，形成樹脂層以在設置有所述內部連接端子的一側覆蓋所述半導體芯片并且覆蓋所述內部連接端子；金屬層形成步驟，在所述樹脂層的上表面上形成至少一層金屬層；接觸步驟，按壓所述金屬層以使所述金屬層接觸所述內部連接端子；結合步驟，在所述接觸步驟之后，使所述金屬層的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述金屬層的部分相結合；以及配線圖案形成步驟，在所述結合步驟之后，將所述金屬層圖案化以形成所述配線圖案。
2. 根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，在所述金屬層與所述內部連接端子的結合部分形成合金層。
3. 根據權利要求1或2所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，通過下述群組中的至少一種方法使所述金屬層與所述內部連接端子相互結合，所述群組包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法。
4. 一種半導體器件的制造方法，所述半導體器件包括半導體基板；多個半導體芯片，其形成在所述半導體基板上，并且每一個半導體芯片都具有電極焊盤；內部連接端子，其設置在所述電極焊盤上；以及配線圖案，其與所述內部連接端子電連接，所述半導體器件的制造方法包括 '樹脂層形成步驟，形成樹脂層以在設置有所述內部連接端子的一側覆蓋所述半導體芯片并且覆蓋所述內部連接端子；金屬層形成步驟，在所述樹脂層的上表面上形成金屬層；接觸步驟，按壓所述金屬層以使所述金屬層接觸所述內部連接端子；配線圖案形成步驟，在所述接觸步驟之后，將所述金屬層圖案化以形成所述配線圖案；以及結合步驟，在所述配線圖案形成步驟之后，使所述配線圖案的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述配線圖案的部分相結合。
5. 根據權利要求4所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，在所述配線圖案與所述內部連接端子的結合部分形成合金層。
6. 根據權利要求4或5所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，通過下述群組中的至少一種方法使所述配線圖案與所述內部連接端子相互結合，所述群組包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法。
7. 根據權利要求1至2和4至5中任一項所述的半導體器件的制造方法，還包括粗糙化步驟，在所述結合步驟之后，使所述配線圖案的表面粗糙化。
8. 根據權利要求1至2和4至5中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，所述內部連接端子的材料為Au，所述配線圖案的材料為Cu。
9. 根據權利要求1至2和4至5中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，所述樹脂層為絕緣樹脂層或各向異性導電樹脂層。
10. 根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述金屬層形成步驟中，在所述樹脂層的上表面上依次設置第一金屬層和第二金屬層，在所述接觸步驟中，按壓所述第二金屬層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子，在所述結合步驟中，在所述接觸步驟之后，使所述第一金屬層的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述第一金屬層的部分相結合，在所述配線圖案形成步驟中，對所述第一金屬層進行蝕刻以形成所述配線圖案，并且所述半導體器件的制造方法還包括連接焊盤形成步驟，即對所述第二金屬層進行蝕刻以形成連接焊盤。
11. 根據權利要求IO所述的半導體器件的制造方法，還包括保護層形成步驟，在所述第二金屬層上形成用于保護所述第二金屬層的保護層；以及保護層去除步驟，在所述接觸步驟之后去除所述保護層，其中，在所述接觸步驟中，按壓所述保護層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子。
12. 根據權利要求IO所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述金屬層形成步驟中，在所述樹脂層的上表面上依次設置所述第一金屬層、所述第二金屬層以及第三金屬層，在所述接觸步驟中，按壓所述第三金屬層以使所述第一金屬層接觸所述內部連接端子，并且所述半導體器件的制造方法還包括金屬接線柱形成步驟，即對所述第三金屬層進行蝕刻以形成金屬接線柱。
13. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，在所述第一金屬層與所述內部連接端子的結合部分形成合金層。
14. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，在所述結合步驟中，通過下述群組中的至少一種方法使所述第一金屬層與所述內部連接端子相互結合，所述群組包括激光焊接法、超聲焊接法以及電阻焊接法。
15. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，還包括粗糙化步驟，在所述結合步驟之后，使所述配線圖案的表面粗糙化。
16. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，所述內部連接端子的材料為Au，所述配線圖案的材料為Cu。
17. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，所述樹脂層為絕緣樹脂層或各向異性導電樹脂層.
18. 根據權利要求10至12中任一項所述的半導體器件的制造方法，其中，所述第一金屬層是用于蝕刻所述第二金屬層的阻蝕層。
19. 根據權利要求12所述的半導體器件的制造方法，其中，所述第二金屬層是用于蝕刻所述第三金屬層的阻蝕層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導體器件的制造方法，其中，設置樹脂層以在布置有內部連接端子的一側覆蓋多個半導體芯片并且覆蓋所述內部連接端子，在所述樹脂層的上表面上形成金屬層，按壓所述金屬層以使所述金屬層的與配線圖案相對應的部分接觸所述內部連接端子，然后使所述金屬層的接觸所述內部連接端子的部分與所述內部連接端子的接觸所述金屬層的部分相結合。
文檔編號H01L21/60GK101471269SQ200810189219
公開日2009年7月1日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權日2007年12月27日
發(fā)明者山野孝治申請人:新光電氣工業(yè)株式會社

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