专利名称：半导体器件及其测试方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到半导体器件及该半导体器件的测试方法和装置，且特别地涉及到具有通过倒装芯片封装安装于其中的半导体芯片的半导体器件，以及这种半导体器件的测试方法和装置。
背景技术：
随着类型变化的电子装置近来的尺寸降低和性能提升，增加了半导体封装密度以用在这样的电子装置中。高密度封装技术也发展得更加先进，以高密度地将半导体封装安装到电路板。这种技术包括倒装芯片封装，通过该倒装芯片封装，半导体芯片以其表面向下地直接电连接至电路板。作为实例，请参考专利文献1(JP-A-10-50769)。
以下，通过参考附图描述了由倒装芯片封装进行半导体封装的制造方法。
通过之前的倒装芯片封装，如图4A中所示，半导体芯片101的电极102首先形成有突起电极103，其通常称作凸点且以下称作芯片侧凸点。主要使用具有约15μm高度的软焊料形成芯片侧凸点。
如图4B中所示，与该芯片侧凸点相分隔开地，将另一突起电极106形成至电路板104的电极105，该电路板104是其上安装有半导体芯片的玻璃环氧树脂衬底。也主要使用具有约15μm高度的软焊料形成突起电极106，且以下将其称作电路板侧凸点。
如图4C中所示，使用用于安装用途的管嘴107倒装形成有芯片侧凸点的半导体芯片以粘附固定，且位于电路板上方的半导体芯片固定管嘴107向下引导。通过这种向下移动，形成于半导体芯片上的芯片侧凸点与形成于电路板上的电路板侧凸点相接触。甚至在以下，在下降安装管嘴107的方向上连续施加负载，以将预定等级的负载施加到半导体芯片上。在此注意，在形成于半导体芯片上的芯片侧凸点与形成于电路板上的电路板侧凸点接触的情况下，和在芯片侧凸点和电路板侧凸点相互面对的情况下，假设芯片侧凸点和电路板侧凸点都保持完整，则在电路板和半导体芯片之间的间隙约为30μm。附图中该间隙由参考符号A表示。
如图4D中所示，在加热处理期间，此时该安装管嘴再次向下引导，直到电路板和半导体芯片之间的间隙变为约25μm。即为，在构成芯片侧凸点和电路板侧凸点的软焊料软化的状态下，向下移动该管嘴约5μm，以使芯片侧凸点与电路板侧凸点结合到一起。同样地，在电路板和半导体芯片之间建立电连接。
之后，在电路板和半导体芯片之间的间隙由底填充材料109填充。将得到的填充有底填充材料的电路板装载到其由上部和下部模具构成的模制模具(未示出)。之后使用为玻璃环氧树脂的模制树脂108填充装载电路板的模制模具，从而得到如图4E中所示的这种半导体封装。
在此，问题在于，就确保半导体封装的电特性和产品寿命而言，希望高精确度地控制在电路板和半导体芯片之间的间隙。以下详细描述原因。
1.确保半导体封装的电特性已知在电路板和半导体芯片之间的间隙尺寸改变凸点的电阻值，其是芯片侧凸点和电路板侧凸点结合的结果。当电路板和半导体芯片之间的间隙小时，作为芯片侧凸点和电路板侧凸点结合结果的凸点电阻值变高。当电路板和半导体芯片之间的间隙大时，作为芯片侧凸点和电路板侧凸点结合结果的凸点电阻值变低。
考虑到上述问题，为了获得半导体封装中电路板和半导体芯片之间任意希望的电阻值，即为了确保在半导体封装内部的电特性，需要高精确度地对电路板和半导体芯片之间的间隙进行控制。
2.确保半导体封装的产品寿命如上关于之前的半导体封装的制造方法所述，为了制造半导体封装，将底填充材料填充在电路板和半导体芯片之间的间隙中，以在电路板和半导体芯片之间制作状态更加可靠的连接。在此涉及到的事实是，不管电路板和半导体芯片之间间隙的尺寸如何，用于填充到电路板和半导体芯片之间的间隙的底填充材料的量保持相同。因此，当在电路板和半导体芯片之间的间隙过大时，底填充材料没有充分地填充到电路板和半导体芯片之间的间隙中，从而降低了半导体封装的产品寿命。
另一方面，当在电路板和半导体芯片之间的间隙过于小时，底填充材料将从电路板和半导体芯片之间的间隙溢出，且溢出的材料将依其路径流动并粘附到半导体芯片的上表面。由于底填充材料对于模制树脂通常都不具有亲和力，因此粘附到半导体芯片上表面的底填充材料防止模制树脂填充到足够水平，从而降低了半导体封装的产品寿命。
因此，为了不降低半导体封装的产品寿命，即为了确保半导体封装的产品寿命，需要高精确度地控制电路板和半导体芯片之间的间隙。
存在希望高精确度地控制电路板和半导体芯片之间的间隙的原因。为了这些目的，通过测量每个半导体封装中电路板和半导体芯片之间的间隙，对任何方法制造的半导体封装都进行质量评估。
为了测量半导体封装中电路板和半导体芯片之间的间隙，可能将扫描电子显微镜(SEM)作为实例。通过作为电子显微镜的SEM，每个具有几nm直径的电子束系统地扫过样品表面，并且与原始射束同步地记录电子束和样品之间的相互作用的产生结果即二次电子和反射电子的强度。
或者，为了测量半导体封装中电路板和半导体芯片之间的间隙，也可以使用利用了聚焦深度特性的测量显微镜。
即为，测量两个距离，即自参考位置至电路板表面(电路板的半导体芯片侧表面)的距离，即图4E中由参考符号B表示的距离，和自参考位置至半导体芯片表面(面对半导体芯片的电路板侧表面的表面)的距离，即由图4E中的参考符号C表示的距离。从由此计算的在参考位置和电路板表面之间的距离，即距离B，减去两个值，从而测量在电路板和半导体芯片之间的间隙。所减去的两个值是从参考位置至半导体芯片表面的距离即距离C，和半导体芯片的厚度即由图4E中的参考符号D表示的距离。
上面以包括通过倒装芯片封装在电路板上方安装的半导体芯片的半导体封装为例，且上面描述的是高精确度地对电路板和半导体芯片之间的间隙进行控制以及测量在电路板和半导体芯片之间的间隙的方法的需要。或者，如果使用包括由倒装芯片封装安装到电路板上的半导体芯片的半导体封装，使用突起电极进行半导体芯片之间的电连接，则需要高精确度地控制半导体芯片之间的间隙。为了测量半导体芯片之间的间隙，使用与测量电路板和半导体芯片之间的间隙的方法相似的方法。
发明内容
在前面描述的这种测试方法事实上能够测量电路板和半导体芯片之间的间隙或者半导体芯片之间的间隙。测量方法的问题在于由于使用SEM的方法是破坏性的，则在测试之后，测试样品状态上不足以用作产品，不能以百分之百的基准进行该测试，且需要花长时间来获得测量结果。
利用聚焦深度特性使用测量显微镜的测试方法不是破坏性的，且事实上器能够进行百分之百基准的测试。然而，考虑到对于几μm水平的间隙测量，该方法导致的测量误差过大，且在测量精确度方面，对于电路板和半导体芯片之间或者半导体芯片之间的间隙测量，该方法不能很好地使用。
由此，希望提供一种半导体器件，其关于电路板和半导体芯片之间的间隙和半导体芯片之间的间隙能够实现高精确度的非破坏性测试。还希望提供一种半导体器件的测试方法以及能够实施这种测试方法的半导体器件测试装置，该测试方法关于电路板和半导体芯片之间的间隙或者半导体芯片之间的间隙能够实现高精确度的非破坏性测试。
根据本发明的实施例，提供了一种半导体器件，其包括电路板；半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装在电路板上方并且通过突起电极电连接到电路板；第一树脂材料，填充到电路板和半导体芯片之间的间隙中；第二树脂材料，密封在电路板上方安装的半导体芯片；第一反射器，形成于半导体芯片侧上的电路板的表面上并且反射预定的测试光；以及，第二反射器，形成于在电路板侧上的半导体芯片的表面上并反射预定的测试光。
根据本发明的另一实施例，提供了一种半导体器件，其包括第一半导体芯片；第二半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装到第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到半导体芯片；树脂材料，填充到第一和第二半导体芯片之间的间隙中；第一反射器，形成于第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片的表面上并反射预定的测试光；以及，第二反射器，形成于在第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片的表面上并反射预定的测试光。
根据本发明再一实施例，提供了一种半导体器件的测试方法，该半导体器件包括电路板；半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装到电路板上方且通过突起电极电连接到电路板；第一反射器，形成于半导体芯片侧上的电路板的表面上；以及，第二反射器，形成于电路板侧上的半导体芯片的表面上。该测试方法包括如下步骤用红外激光照射第一和第二反射器；和，基于施加到第一和第二反射器的红外激光的反射光，计算电路板和半导体芯片之间的间隙。
根据本发明的再一实施例，提供了一种半导体器件测试方法，该半导体器件包括第一半导体芯片；第二半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装在第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到第一半导体芯片；第一反射器，形成在第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片的表面上；和第二反射器，形成在第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片的表面上。该测试方法包括如下步骤用红外激光照射第一和第二反射器；和基于施加到第一和第二反射器的红外激光的反射光，计算第一和第二半导体芯片之间的间隙。
根据本发明的再一实施例，提供了一种半导体器件的测试装置，该半导体器件包括电路板；半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装到电路板上方并通过突起电极电连接到电路板；第一反射器，形成于在半导体芯片侧上的电路板的表面上；和第二反射器，形成于在电路板侧上的半导体芯片的表面上。该测试装置包括红外激光照射设备，用于用红外激光照射第一和第二反射器；和间隙计算设备，用于接收施加到第一和第二反射器的红外激光反射光，并且计算在电路板和半导体芯片之间的间隙。
根据本发明的再一实施例，提供了一种半导体器件的测试装置，该半导体器件包括第一半导体芯片；第二半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装到第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到第一半导体芯片；第一反射器，形成于第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片的表面上；和第二反射器，形成于在第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片的表面上。该测试装置包括红外激光照射设备，用于用红外激光照射第一和第二反射器；和间隙计算设备，用于接收施加到第一和第二反射器的红外激光的反射光，且计算第一和第二半导体芯片之间的间隙。
通过将到电路板的半导体芯片侧的表面上的预定的测试光反射的第一反射器，且通过将到半导体芯片的电路板侧表面上的预定的测试光反射的第二反射器，能计算第一和第二反射器之间的距离。因此，这能够计算在电路板和半导体芯片之间的间隙。
即为，第一和第二反射器暴露到预定的测试光，且使用反射光即自第一反射器反射的光和自第二反射器反射的光的波形，以计算第一和第二反射器之间的距离。使用由此算出的第一和第二反射器之间的距离，能计算电路板和半导体芯片之间的间隙。
相似地，通过将到第一半导体芯片的第二半导体芯片侧表面上的预定的测试光反射的第一反射器，且通过将到第二半导体芯片的第一半导体芯片侧表面上的预定的测试光反射的第二反射器，能计算在第一和第二反射器之间的距离。因此，这能计算在第一和第二半导体芯片之间的间隙。
即，第一和第二反射器暴露到预定的测试光，且使用反射光即自第一反射器的反射光和自第二反射器的反射光的波形，以计算第一和第二反射器之间的间距。使用由此计算的第一和第二反射器之间的间距，能计算第一和第二半导体芯片之间的间隙。
考虑到不增加半导体器件制造中的工艺数目，优选在与电路板布线相同的工艺中形成第一反射器。即，如果与以预定方式布线电路板分同时形成第一反射器，则能形成第一反射器而不需要其它的工艺。由此，在与线路板布线相同的工艺中形成第一反射器。
而且，考虑到不增加制造半导体器件的工艺数目，优选以与半导体芯片的布线相同的工艺形成第二反射器。即，如果与以预定方式布线半导体芯片的同时形成第二反射器，则能形成第二反射器而不需要其它工艺。由此，以与半导体芯片的布线相同的工艺形成第二反射器被认为是优选的。
而且，考虑到不增加制造半导体器件的工艺数目，优选以与第一半导体芯片布线相同的工艺形成第一反射器。即，如果与以预定方式布线第一半导体芯片的同时形成第一反射器，则能形成第一反射器而不需要其它工艺。由此，以与第一半导体芯片的布线相同的工艺形成第一反射器被认为是优选的。
而且，考虑到不增加制造半导体器件的工艺数目，优选以与第二半导体芯片的布线相同的工艺中形成第二反射器。即，如果与以预定方式布线第二半导体芯片的同时形成第二反射器，则能形成第二反射器而不需要其它工艺。因此，以与第二半导体芯片的布线相同的工艺形成第二反射器被认为是优选的。
构成第一和第二反射器，以通过将一个反射器设置到另一个上来形成预定形状。这种结构能使第一和第二反射器用作所谓的对准标记，从而利于在电路板上简单定位半导体芯片。而且，在测试工艺中，不仅对电路板和半导体芯片之间的间隙即垂直方向上的位置，而且对半导体芯片关于电路板即在水平方向上的位置进行偏移检验。
而且，通过当将一个反射器设置到另一个上时，构成第一和第二反射器以形成预定形状，第一和第二反射器能用作所谓的对准标记，以便于容易地定位第一和第二半导体芯片。而且，在测试工艺中，不仅对于第一和第二半导体芯片之间的间隙即垂直方向上的位置，而且对第二半导体芯片关于第一半导体芯片即水平方向上的位置进行偏移检验。
概括地使用红外光(IR光)对半导体器件进行非破坏性测试以用于进行测量。在此涉及到的是使用普通IR光的测试光的IR金属显微镜的情况。如果是这种情况的话，则当将是测试物体即测量物体的样品暴露于IR光时，IR光在样品的所有部分中散射，从而导致耀斑重叠(flare overlay)。这可能导致图像劣化。同样，为了通过将来自点光源的光主要导向至特定点来抑制散射自封闭范围的不希望的光的目的，且为了通过获得高对比度的两维图像以进行高精确度的测试性能的目的，使用测试IR激光的测试光的非破坏性测试被认为是优选的。
关于在半导体器件内部的电路板和半导体芯片之间的间隙，使用半导体器件和用于上述半导体器件的测试方法和装置能进行高精确度的非破坏性测试。
图1A是说明应用本发明的示范性半导体封装的示意性截面图；图1B是示出应用本发明的另一示范性半导体封装的示范性截面图；图2是示出对准标记的示意图；图3是示出所观察的反射光波形变化的图；和图4A至4E每个是示出之前的半导体封装制造方法的示意性截面图。
具体实施例方式
以下，为了理解本发明，通过参考附图描述本发明的实施例。
图1A是示出作为应用本发明的半导体器件实例的半导体封装的示意性截面图。将图1A的半导体封装1构建为包括玻璃环氧树脂电路板的电路板2和安装到该电路板上方的半导体芯片3。在电路板的电极4和半导体芯片的电极5之间通过突起电极6建立电连接。该突起电极6称作凸点，且主要使用软焊料形成。
在电路板和半导体芯片之间存在间隙，且该间隙填充有作为树脂材料的底填充材料7。该材料填充目的在于通过释放施加到凸点结合部分的任何外部应力(包括热应力)从而增加连接的可靠性。在将底填充材料填充到电路板的间隙中之后，用作为树脂材料的模制树脂8密封在电路板上方安装的半导体芯片。该底填充材料是第一树脂材料的实例，且模制树脂是第二树脂材料的实例。
在电路板的半导体芯片侧表面上，形成厚度为约1.12μm的由铜制成的对准标记9，以下将其称作电路板侧对准标记。在半导体芯片的电路板侧表面上，形成厚度为约1.12μm的由铝制成的对准标记10，以下将其称作芯片侧对准标记。电路板侧对准标记在与形成用于电路板的铜布线相同的工艺中形成，且在与形成用于半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成芯片侧对准标记。在此，电路板侧对准标记是第一反射器的实例，芯片侧对准标记是第二反射器的实例。
需要将芯片侧对准标记形成到于其下方形成的区域，而不具有由例如铝、金、铜等不穿过红外波长的物质制成的布线层。这是由于1300nm波长的红外光具有穿过构成半导体芯片体的硅但不穿过如铝、金、铜等材料的特性，这样的目的在于，当从半导体封装上方施加IR激光时，将芯片侧对准标记暴露给IR激光。
相似地，需要在与未形成芯片侧对准标记的区域相对应的区域中形成电路板侧对准标记，且在芯片侧对准标记下方形成由不穿过红外线的物质制成的布线层。这样的目的在于，当从上述半导体封装施加激光时，将电路板侧对准标记暴露到IR激光。
形成用厚度为约1.0μm的环氧树脂模11形成的电路板侧对准标记的上部层。且形成厚度为约1.0μm的钝化膜12形成的芯片侧对准标记的上部层，钝化膜12由用于稳定半导体芯片表面特性的氮化硅制成。
还构成电路板侧对准标记和芯片侧对准标记，以通过将一个对准标记设置在另一个上来形成预定形状。
更具体而言，例如可以是以下四种结构。1.将电路板侧对准标记形成为如图2中的(a-1)所示，且将其相应的芯片侧对准标记形成为如图2的(b-1)所示。通过这种形状的对准标记，当将一个对准标记设置在另一个上时，获得图2的(c-1)的形状。2.将电路板侧对准标记形成为如图2的(a-2)所示，且将其相应的芯片侧对准标记形成为如图2的(b-2)所示。通过这种形状的对准标记，当将一个对准标记设置在另一个上时，获得图2的(c-2)的形状。3.将电路板侧对准标记形成为如图2的(a-3)所示，且将其相应的芯片侧对准标记形成为如图2的(b-3)所示。通过这种形状的对准标记，当将一个对准标记设置在另一个上时，获得图2的(c-3)形状。4.将电路板侧对准标记形成为图2的(a-4)所示，且因此将其相应的芯片侧对准标记形成为图2的(b-4)所示。通过这种形状的对准标记，当将一个对准标记设置在另一个上时，获得图2的(c-4)形状。
图1B是示出半导体封装的示意性截面图，该半导体封装是应用本发明的半导体器件的另一实例。构成图1B的半导体封装1以包括为玻璃环氧树脂电路板的电路板2、通过管芯键合材料13安装到电路板上方的第一半导体芯片14、设置成与第一半导体芯片具有预定间隙的第二半导体芯片15。通过突起电极6，在第一半导体芯片的电极16和第二半导体芯片的电极17之间建立电连接。突起电极6称作凸点，且主要使用软焊料形成。
在第一和第二半导体芯片之间存在间隙，且用作为树脂材料的底填充材料7填充该间隙。填充该材料目的在于，通过释放施加到凸点连接部分的外部应力(包括热应力)以增加连接可靠性。通过键合引线18将第一半导体芯片电连接到电路板，且通过作为树脂材料的模制树脂8密封第一和第二半导体芯片。
在第一半导体芯片的第二半导体芯片侧表面上，形成具有约1.12μm厚度的由铝制成的对准标记19，以下将其称作第一半导体芯片侧对准标记。在第二半导体芯片的第一半导体芯片侧表面上，形成具有约1.12μm厚度的由铝制成的标记20，以下将其称作第二半导体芯片侧对准标记。在与形成用于第一半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成第一半导体芯片侧对准标记，且在与形成用于第二半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成第二半导体芯片侧对准标记。在此，第一半导体芯片侧对准标记是第一反射器的实例，且第二半导体芯片侧对准标记是第二反射器的实例。
需要在其下未形成由不穿过红外波长的物质制成的布线层的区域中形成第二半导体芯片侧对准标记。这是由于1300nm波长的红外光具有穿过构成第二半导体芯片体的硅但不穿过如铝、金、铜等的材料特性，这样的目的在于当从半导体封装的上方施加IR激光时，将第二半导体芯片侧对准标记暴露给IR激光。
相似地，需要在与未形成第二半导体芯片侧对准标记的区域相对应的区域中形成第一半导体芯片侧对准标记，且在第二半导体芯片侧对准标记下方未形成由不穿过红外线的物质制成的布线层。这样的目的在于，当从半导体封装的上方施加IR激光时，将第一半导体芯片侧对准标记暴露给IR激光。
形成具有厚度约1.0μm的钝化膜21(第一半导体芯片侧钝化膜)的第一半导体芯片侧对准标记的上部层。该钝化层21由氮化硅制成，用于稳定第一半导体芯片表面特性。形成具有厚度约1.0μm的钝化膜22(第二半导体芯片侧钝化膜)的第二半导体芯片侧对准标记的上部层。钝化膜22由氮化硅制成，用于稳定第二半导体芯片表面特性。
因此构成第一半导体芯片侧对准标记和第二半导体芯片侧对准标记，以通过将一个对准标记设置在另一个上而形成预定形状。
以下描述的是一种测试半导体封装中电路板和半导体芯片之间间隙的方法，该半导体封装如图1A中所示地构成，即所描述的是应用本发明的半导体器件的示范性测试方法。
为了测试在半导体封装中的电路板和半导体芯片之间的间隙，首先，半导体封装测试装置(未示出)的IR激光照射单元从半导体封装的上方用IR激光照射电路板侧对准标记和芯片侧对准标记。然后接收如此施加到电路板侧对准标记和芯片侧对准标记的IR激光的反射光。尽管进行这样的光照射和接收，但是观察到反射光如图3所示的波形变化。使用对于反射光观察到的波形变化，可以计算在电路板和半导体芯片之间的间隙。
在图3中，横轴表示距离，竖轴表示反射光的强度。波形开始显示出由于电路元件导致的未稳定的反射光产生的任意噪声的变化，且在对准标记处，稳定反射光以使波形良好。
现在详细描述的是关于能够利用对于反射光观察到的波形变化计算电路板和半导体芯片之间的间隙。以下，描述的是自形成到电路板上部表面的环氧树脂膜到形成到半导体芯片的表面的钝化膜之间的距离，即由图1A中的参考符号d表示的距离。
即为，由图3中的参考符号X表示的部分表示在芯片侧对准标记的背面上的位置，且由图3中的参考符号Y表示的部分表示在电路板侧对准标记表面上的位置。因此，这意味着由图3中的参考符号Z表示的距离等于从电路板侧对准标记的表面到芯片侧对准标记的背面的距离，即由图1A中的参考符号a表示的距离。
从环氧树脂膜到钝化膜的距离d如下计算。即为，首先，从由图3中的参考符号Z表示的距离减去钝化膜的膜厚度，且结果是由图1A中的参考符号b表示的距离。由参考符号Z表示的距离可根据对于反射光观察的波形变化得到。其次，然后加上电路板侧对准标记的厚度，并且该结果是由图1A中的参考符号c表示的距离。第三，然后减去环氧树脂膜的膜厚度。
即为，由于关系表达式建立如下d＝Z-1.0μm(钝化膜的膜厚度)+1.12μm(电路板侧对准标记的厚度)-1.0μm(环氧树脂膜的膜厚度)，关系表达式建立为d＝Z-0.88μm因此，如果通过对于反射光观察到的任何波长变化，即如果通过自电路板侧对准标记至芯片侧对准标记的距离，则能计算自环氧树脂膜至钝化膜的距离。
上面描述的是一种通过将IR激光照射到电路板侧对准标记和芯片侧对准标记以及接收该反射光来计算电路板和半导体芯片之间的间隙的方法。使用与之相似的方法能够测试如图1B中所示构成的半导体封装中的第一和第二半导体芯片之间的间隙。即为，能够通过将IR激光照射到第一半导体芯片侧对准标记和第二半导体芯片侧对准标记并且接收所反射的光来计算在第一和第二半导体芯片之间的间隙。
通过应用本发明的半导体封装，在电路板上形成电路板侧对准标记，且在半导体芯片上形成芯片侧对准标记。该结构允许自半导体封装的上方的IR激光照射，以及基于对于反射光观察到的波形变化计算电路板和半导体芯片之间的间隙。由此高精确度地对在电路板和半导体芯片之间的间隙进行非破坏性的测试。
相似地，在第一半导体芯片上，形成第一半导体芯片侧对准标记，且在第二半导体芯片上，形成第二半导体芯片侧对准标记。该结构允许自半导体封装的上方的IR激光照射以及基于对于反射光观察到的波形变化计算第一和第二半导体芯片之间的间隙。由此高精确度地对第一和第二半导体芯片进行非破坏性的测试。
在与形成用于电路板的铜布线相同的工艺中形成电路板侧对准标记，且在与形成用于半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成芯片侧对准标记。由此，不需要包括任何特别的工艺以形成电路板侧对准标记和芯片侧对准标记。即为，尽管能够对电路板和半导体芯片之间的间隙进行高精确度非破坏性测试，但是应用本发明的半导体封装能够通过之前的半导体封装制造方法来制造，而不需要特别的新的工艺。
相似地，在与形成用于第一半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成第一半导体芯片侧对准标记，且在形成用于第二半导体芯片的铝布线相同的工艺中形成第二半导体芯片侧对准标记。由此不需要包括任意特别的工艺，以形成第一半导体芯片侧对准标记和第二半导体芯片侧对准标记。即为，尽管能够对第一和第二半导体芯片进行高精确度非破坏性测试，但是应用本发明的半导体封装能通过之前的半导体封装制造方法制造而不需要特别的新的工艺。
加之，当将电路板侧对准标记和芯片侧对准标记一个设置在另一个上时，该结构用作预定形状的对准标记。当将其安装到电路板上方时这易于定位半导体芯片。
相似地，当将第一半导体芯片侧对准标记和第二半导体芯片侧对准标记一个设置在另一个上时，该结构用作预定形状的对准标记。这易于在第一和第二半导体芯片之间定位。
图2的对准标记(a-1)和(b-1)的组合以及图2的对准标记(a-2)和(b-2)的组合能够不仅测试电路板和半导体芯片或者第一和第二半导体芯片之间的间隙，还能够测试在半导体封装中电路板和半导体芯片之间或其中的第一和第二半导体芯片之间的任意位置偏移(在水平方向上的位置偏移)。
即为，根据作为IR激光照射结果的自电路板侧对准标记和芯片侧对准标记的反射光，该组合能够计算电路板侧对准标记的重心位置(电路板侧重心位置)和芯片侧对准标记的重心位置(芯片侧重心位置)，并使用电路板侧重心位置和芯片侧重心位置之间观察到的偏移来进行在电路板和半导体芯片之间任何位置偏移(在水平方向上的位置偏移)的测试。相似地，基于作为IR激光照射结果的自第一半导体芯片侧对准标记和第二半导体芯片侧对准标记的反射光，该组合能够计算第一半导体芯片侧对准标记的重心位置(第一半导体芯片侧重心位置)和第二半导体芯片侧对准标记的重心位置(第二半导体芯片侧重心位置)，并且使用在第一半导体芯片侧重心位置和第二半导体芯片侧重心位置之间观察到的偏移进行第一和第二半导体芯片之间任意位置偏移(在水平方向上的位置偏移)的测试。
本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，可做出各种修改、组合、子组合和变化，其在权利要求及其等同特征的范围内。
权利要求
1.一种半导体器件，包括电路板；半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装在所述电路板上方，并通过突起电极电连接到所述电路板；第一树脂材料，填充到所述电路板和所述半导体芯片之间的间隙中；第二树脂材料，密封安装在所述电路板上方的半导体芯片；第一反射器，形成于在所述半导体芯片侧上的所述电路板的表面上，并反射预定的测试光；以及第二反射器，形成于在所述电路板侧上的半导体芯片的表面上，并反射所述预定的测试光。
2.如权利要求1的半导体器件，其中所述第一反射器在布线所述电路板的工艺中形成。
3.如权利要求1的半导体器件，其中所述第二反射器在布线所述半导体芯片的工艺中形成。
4.如权利要求1的半导体器件，其中通过重叠所述第一反射器和第二反射器获得预定形状。
5.如权利要求1的半导体器件，其中所述预定的测试光是红外激光。
6.一种半导体器件，包括第一半导体芯片；第二半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装在所述第一半导体芯片上方，并且通过突起电极电连接到所述第一半导体芯片；树脂材料，填充到所述第一和第二半导体芯片之间的间隙中；第一反射器，形成于所述第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片的表面上，并反射预定的测试光；和第二反射器，形成于所述第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片的表面上，并反射所述预定的测试光。
7.一种测试半导体器件的方法，所述半导体器件包括电路板、以其间具有预定间隙地安装于所述电路板上方并通过突起电极电连接到所述电路板的半导体芯片、形成于所述半导体芯片侧上的电路板表面上的第一反射器、和形成于在所述电路板侧上的半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试方法包括如下步骤用红外激光照射所述第一反射器和第二反射器；且基于施加到所述第一反射器和第二反射器的红外激光的反射光，计算所述电路板和所述半导体芯片之间的间隙。
8.一种半导体器件的测试方法，所述半导体器件包括第一半导体芯片、以其间具有预定间隙地安装于第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到所述第一半导体芯片的第二半导体芯片、形成于所述第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片表面上的第一反射器、形成于所述第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试方法包括如下步骤用红外激光照射所述第一反射器和第二反射器；和基于施加到所述第一反射器和第二反射器上的红外激光的反射光，计算所述第一和第二半导体芯片之间的间隙。
9.一种测试半导体器件的测试装置，所述半导体器件包括电路板、以其间具有预定间隙地安装于所述电路板上方并通过突起电极电连接到所述电路板的半导体芯片、形成于所述半导体芯片侧上的电路板表面上的第一反射器、形成于所述电路板侧上的半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试装置包括用红外激光照射所述第一反射器和第二反射器的红外激光照射装置；和接收施加到所述第一反射器和第二反射器上的红外激光的反射光并计算所述电路板和所述半导体芯片之间的间隙的间隙计算装置。
10.一种半导体器件的测试装置，所述半导体器件包括第一半导体芯片、以其间具有预定间隙地安装到所述第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到所述第一半导体芯片的第二半导体芯片、形成于所述第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片表面上的第一反射器、形成于所述第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试装置包括用红外激光照射所述第一和第二反射器的红外激光照射装置；和接收施加到所述第一和第二反射器的红外激光的反射光并计算所述第一和第二半导体芯片之间的间隙的间隙计算装置。
11.一种半导体器件的测试装置，所述半导体器件包括电路板、以其间具有预定间隙地安装于所述电路板上方并通过突起电极电连接到所述电路板的半导体芯片、形成于所述半导体芯片侧上的电路板表面上的第一反射器、形成于所述电路板侧上的半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试装置包括用红外激光照射所述第一反射器和第二反射器的红外激光照射部件；和接收施加到所述第一反射器和第二反射器的红外激光的反射光并计算所述电路板和所述半导体芯片之间的间隙的间隙计算部件。
12.一种半导体器件的测试装置，所述半导体器件包括第一半导体芯片、以其间具有预定间隙地安装到所述第一半导体芯片上方并通过突起电极电连接到所述半导体芯片的第二半导体芯片、形成于所述第二半导体芯片侧上的第一半导体芯片表面上的第一反射器、形成于所述第一半导体芯片侧上的第二半导体芯片表面上的第二反射器，所述测试装置包括用红外激光照射所述第一反射器和第二反射器的红外激光照射部件；和接收施加到所述第一反射器和第二反射器的红外激光的反射光并计算在所述第一和第二半导体芯片之间的间隙的间隙计算部件。
全文摘要
本发明公开了一种半导体器件及该半导体器件的测试方法和装置，该半导体器件包括电路板；半导体芯片，以其间具有预定间隙地安装到电路板上方并通过突起电极电连接到电路板；第一树脂材料，填充到电路板和半导体芯片之间的间隙中；第二树脂材料，密封安装到电路板上方的半导体芯片；第一反射器，形成于半导体芯片侧上的电路板的表面上并反射预定的测试光；和第二反射器，形成于在电路板侧上的半导体芯片的表面上并反射预定的测试光。
文档编号G01B11/14GK101017810SQ20071008793
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月15日 优先权日2006年1月13日
发明者池辺信彰, 岩渕寿章, 佐藤充弘, 山形裕二 申请人:索尼株式会社