专利名称：半导体装置及半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法，尤其涉及作为称作
晶片等级CSP的半导体装置及半导体装置的制造方法。
背景技术：
以往，为适应半导体装置的小型化的要求，使用被称作晶片级CSP(芯 片级封装，Chip Scale Package)样式的半导体装置。
晶片级CSP (以下标记为"WL-CSP")是指在进行晶片(，工一八， wafer)的切断(切割)前，形成具有封装封装功能的构造，在切割后， 即变为需要的半导体装置，可向安装基板进行安装。在WL-CSP中，因为 未设有以往的称作封装的容器状的构造物，所以该部分可小型化。
在WL-CSP的制造工序中，根据通常的半导体芯片(于、乂:/， chip) 的制造工序，在由位置线进行区域分割的、晶片上的各半导体芯片的形成 区域上形成期望的半导体回路。此外，在各半导体芯片的形成区域上，形 成用于输入输出该半导体回路中使用的信号或施加驱动用电压或接地电 压等的电极。
此处，与外部的配线电连接的电极期望配设在平坦面上。因此，在晶 片的上表面上利用氧化膜等形成层间膜，该层间膜的上表面利用CMP(化 学机械研磨法，Chemical Mechanical Polishing)技术等被平坦化。
并且，电极作为在层间膜的规定位置处贯通状地埋入金属材料的埋入 电极而形成。以下，将该埋入电极自身简单地称作"电极"。
而且，根据情况，在埋入电极上，在其端部上连接设置突起状的金属 膜。在此情况下，也包括垫状的金属膜，简单称为"电极"。
在采用通常的封装的半导体装置中，在电极形成后，晶片沿位置线被 切割。与此相反，在WL-CSP中，在电极形成后，在层间膜上形成分别与
电极电连接的再配线。然后，再配线利用绝缘层被绝缘覆盖，并在绝缘层 的规定位置处形成开口，由此形成从该开口露出再配线的一部分的连接 部。进一步，通过由模树脂覆盖绝缘层的上表面而形成模层，并在该模层 的规定位置处形成露出连接部的开口。并且，在该模层的开口内设有与再 配线电连接的柱，在该柱上安装焊料端子后，沿位置线切割晶片。
此处，切割不仅切割构成晶片半导体基板，也将层间膜、绝缘层、模 层一同切断，所以在利用切断形成的切断端面上，层间膜及绝缘层的切断 端面露出。
如果如此地在切断端面上露出层间膜，则层间膜存在易从半导体基板 剥离的倾向。
因此，如图9所示，在最近的WL-CSP中，在形成有层间膜110及电 极的晶片100上设置再配线120，并形成包括氮化硅膜等的钝化 (passivation)膜13a，及聚酰亚胺膜等缓冲膜130b的绝缘膜130，然后， 通过使用宽幅的切割用刀片，沿位置线半切晶片100，形成槽160。并且， 在依次形成模层210、柱220、焊料端子230后，沿槽160切割晶片100。 图9中，200是利用切割形成的切断槽。
如此，通过沿位置线半切割晶片100,在层间膜120上形成有槽160 的情况下，通过由模层210回埋槽160，层间膜110的外周缘被模层210 覆盖。其结果，在切割后的切断端面能够防止层间膜110露出，所以能够 抑制层间膜110产生剥离。
但是，随着小型化要求的进一步提高，期望不设有模层的薄型的 WL-CSP。在未设模层的情况下，如图10所示，在形成有层间膜110及电 极的晶片110上设置再配线120，并在形成包括氮化硅膜等钝化膜130a、 及聚酰亚胺膜等缓冲膜130b的绝缘层130后，在该绝缘层130的规定位 置形成开口。并且，形成与再配线120电连接的突起150，在该突起150 上形成焊料端子190后，沿位置线切割晶片IOO。因此利用切割形成的切 断端面上露出层间膜110。
特别，在此种薄型的WL-CSP中，如图11所示，在安装在期望的基 板300后，在薄型的WL-CSP与基板300之间填充称作底层材料(underfill) 400的接合辅助材料。因此，利用伴随底层材料400的硬化的收縮作用而
产生的应力作用在层间膜110上，此为升高层间膜110从半导体基板100' 剥离的发生率的原因。图11中，310是设置在基板300上的连接用突起。
发明内容
本发明的一种方式所述的半导体装置，具备半导体芯片，其具有在 规定位置处配置有外部连接用电极的层间膜；再配线，其与所述电极导通， 且设置在所述层间膜上；绝缘层，其覆盖所述再配线；突起，其经由在所 述绝缘层上形成的开口，与所述再配线导通；焊料端子，其设置在所述突 起上，在所述绝缘层上设置感光性树脂膜，利用所述感光性树脂膜覆盖所 述层间膜的外周缘。
根据此结构，能够防止层间膜形成露出状态，从而能够抑制层间膜从 构成半导体芯片的半导体基板产生剥离。特别地，感光性树脂膜因为能够 形成比较薄的膜，所以伴随感光性树脂膜的形成，能够覆盖层间膜的外周 缘，而不使半导体装置大型化。
在所述半导体芯片的外周缘上设置使与所述层间膜相对的背面侧的 外周缘比所述层间膜侧的外周缘向外侧突出的阶梯部，所述半导体芯片的 所述层间膜侧的外周缘被所述感光性树脂膜覆盖。
由此，在覆盖层间膜的外周缘的感光性树脂膜上能够抑制从构成半导 体芯片的半导体基板产生剥离。
覆盖所述半导体芯片的所述层间膜侧的外周缘的所述感光性树脂膜 的厚度尺寸小于与所述层间膜相对的背面侧的外周缘的突出尺寸。
由此，能够防止伴随感光性树脂膜的损坏的感光性树脂膜从半导体基 板产生的剥离，而不会在利用切割进行晶片的切断时，在感光性树脂膜上 产生损坏。
优选通过使所述感光性树脂膜的上表面的高度低于所述突起的上表 面的高度，所述突起从所述感光性树脂膜突出。
由此，虽然设置感光性树脂膜，但能够将突起与焊料端子的连接状态 形成为良好的状态而连接，从而能够消除半导体装置中产生可靠性的下降。
本发明的另一种方式所述的半导体装置的制造方法，其在由位置线划 分的、晶片上的各半导体芯片的形成区域上设置层间膜，并在所述层间膜 上设置再配线，所述再配线与所述半导体芯片中的外部连接用的电极连 接，并在所述再配线的规定位置处设置电连接的突起。并且该半导体装置 的制造方法具有在所述突起形成后，在所述晶片上，沿所述位置线形成 槽的工序；在形成有所述槽的所述晶片上，形成感光性树脂膜的工序；将 所述感光性树脂膜图案化，并在所述突起上的所述感光性树脂膜上形成开 口的工序；利用灰化，使所述感光性树脂膜薄膜化的工序；在所述突起上 形成焊料端子的工序；在所述槽内形成比所述槽的宽度窄的切断槽，并对 所述晶片进行切割的工序。
根据该制造方法，由感光性树脂覆盖层间膜的外周缘，从而能够防止 层间膜变成露出状态，并能够抑制层间膜从构成半导体芯片的半导体基板 上剥离。
优选在将所述感光性树脂膜图案化的工序中，去除所述突起上的所述 感光性树脂膜，并去除所述槽内的所述感光性树脂膜，在所法槽内形成宽 度窄于所述槽的宽度，但宽于所述切断槽的宽度的所述感光性树脂膜的蚀 刻槽，在所述切割中，在所述蚀刻槽内形成所述切断槽。
由此，在利用切割进行晶片的切断时，不会切断感光性树脂膜，并解 除在感光性树脂膜上产生损坏之虞，从而能够防止伴随感光性树脂膜的损 坏的感光性树脂膜从半导体基板产生剥离。
本发明的上述的，或其他目的、特征及效果参照附图，通过后述的实 施方式的说明进行明确。
图1是本发明的实施方式所述的半导体装置的要部剖面示意图。 图2是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图3是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图4是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图5是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图6是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图7是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。
图8是用于说明半导体装置的制造工序的要部剖面示意图。 图9是以往的半导体装置的要部剖面示意图。 图IO是以往的半导体装置的要部剖面示意图。
图11是向以往的半导体装置的安装基板进行安装的安装状态的要部 剖面示意图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是本发明的半导体装置中的要部的剖面示意图。
半导体装置A以圆盘状的半导体基板即晶片的状态形成。半导体装置 A如后所述，将利用晶片的切割形成为平面矩形的半导体基板作为基体。
在半导体基板上使用已知的半导体回路形成技术，形成所需要的半导 体回路(未图示)。以下，为说明的方便，将形成有半导体回路的半导体 基板称为半导体芯片10'。
在半导体芯片10'的上表面设有例如由氧化膜构成的层间膜11。在 层间膜11上，在规定的位置处设有未图示的电极。经由该电极，进行向 半导体回路的信号的输入，或从半导体回路的信号的输出，或施加驱动用 电压或接地电压的施加。
在层间膜11上，设有与所述电极电连接的再配线12。此外，在层间 膜11上设有包括覆盖再配线12的氮化硅膜等的钝化膜13a及聚酰亚胺膜 等的缓冲膜13b的绝缘层13。钝化膜13a基本上以绝缘为目的而设置。缓 冲膜13b以应力缓冲为目的设置。
在绝缘膜13上、在规定位置处形成开口。在该开口部分处设有与所 述再配线12电连接的突起15。
此外，在缓冲膜13b上设有感光性树脂膜17。感光性树脂膜17在使 所述突起15露出的状态下，覆盖层间膜ll、钝化膜13a、缓冲膜13b。
在半导体芯片10'的外周缘上，使与层间膜ll相对的背面侧的周缘 部比层间膜ll侧的周缘部更向外侧突出，由此形成阶梯部10' a。感光性 树脂膜17向绝缘层13及层间膜11的侧面弯入，并到达阶梯部10' a。由 此，层间膜11的外周缘被感光性树脂17可靠地覆盖。
如此，因为利用感光性树脂膜17覆盖层间膜11的外周缘，所以能够
防止层间膜11形成露出状态，并能够抑制层间膜11从半导体芯片10'剥离。
此处，覆盖半导体芯片10'中的层间膜ll侧的外周缘的感光性树脂 膜17的厚度尺寸Ll小于与层间膜11相对的背面侧的外周缘的突出尺寸 L2。从而，利用晶片的切割，切分为各个半导体芯片10'时，不存在切 割用的刀片与感光性树脂膜17接触从而对感光性树脂膜17造成损坏之 虞。由此，能够防止由于感光性树脂膜17的损坏导致感光性树脂膜17的 剥离的产生。
在从感光性树脂膜17露出的突起15上设有由焊料构成的焊料端子 19。感光性树脂膜17的上表面的高度低于突起15的上表面的高度，因此 突起15从感光性树脂膜17突出。从而，能够形成突起15与焊料端子19 的良好的连接状态。
焊料端子19是所谓的焊料球。可将规定粒径的焊料球分别与突起15 熔敷，从而形成焊料端子19，也可在形成由焊料膏或镀焊构成的焊料覆膜 后，使其加热熔融，从而形成球状的焊料端子19。
以下，对本实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。
在晶片的状态下制造半导体装置。在晶片状态的半导体基板上形成由 围棋盘目状地设置的位置线而划分的各半导体芯片的形成区域，在该半导 体芯片的形成区域上利用已知的半导体制造技术形成规定的半导体回路。
半导体回路形成后，如图2所示，在形成有半导体回路的晶片10的 上表面上形成由氧化膜等的绝缘膜构成的层间膜11。层间膜11利用CVD (化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)等适宜的制膜技术形成规定 的厚度，然后由CMP技术平坦化。而且，并一定需要平坦化层间膜ll， 可根据需要进行。
此处，在平坦化处理前，在层间膜11的规定位置上埋设半导体回路 的外部连接用的电极(未图示)。通过在层间膜11的上表面上形成掩模 (rasist mask)，并蚀刻层间膜11，在层间膜11的规定位置上形成电极形 成用的开口。然后，在层间膜11的上表面，通过溅射等形成金属膜，并 在电极形成用的开口内填充金属，由此在电极形成用的开口内形成电极。
金属膜形成后，通过CMP削去层间膜11和层间膜，并平坦化层间膜ll。
在规定位置上配置有电极的层间膜11形成后，在该层间膜11的上表 面利用溅射等形成金属膜，且该金属膜被图案化成规定的图案，由此形成 与所述电极电连接的再配线12。在本实施方式中，再配线12由铝构成。
再配线12形成后，在晶片10的上表面，利用CVD，形成由氮化硅 膜构成的钝化膜13a。而且，钝化膜13a并不限定于氮化硅膜，适宜的绝 缘膜即可。钝化膜13a形成后，该钝化膜13a被图案化，在后述的焊料端 子的配设位置部分形成使所述再配线12的一部分露出的开口。在钝化膜 13a的图案化时，去除晶片10中的位置线区域14的钝化膜。
钝化膜13a形成后，在晶片10的上表面上利用旋转覆盖等，形成聚 酰亚胺等的缓冲膜13b。而且，缓冲膜13b并不限定于聚酰亚胺膜，适宜 的绝缘膜即可。缓冲膜13b形成后，图案化该缓冲膜13b，从而形成与设 置在钝化膜13a上的开口连通的开口。由此，所述再配线12的一部分露 出。在缓冲膜13b的图案化时，去除晶片10中的位置线区域14的缓冲膜 13b。在本实施方式中，由钝化膜13a与缓冲膜13b构成绝缘层13。
缓冲膜13b形成后，通过在晶片10的上表面利用溅射形成金属膜， 并图案化该金属膜，在后述的焊料端子的形成位置上形成突起15。突起 15设置于设在钝化膜13a及缓冲膜13b上的开口部分，并与再配线12电 连接。在本实施方式中，突起15由铜构成。.
突起15形成后，如图3所示，通过使用宽幅的切割用刀片，沿位置 线半切割晶片10，在晶片10上形成沿位置线的槽16。该槽16形成为沿 位置线完全地切断层间膜11的深度。槽16的深度期望在晶片10的处理 时不会产生沿槽的晶片10的断裂，通常形成为晶片10的厚度的50%以内。
槽16形成后，如图4所示，通过在晶片IO上涂敷感光性树脂，形成 覆盖所述突起15的感光性树脂17。作为感光性树脂，能够使用聚酰亚胺 或苯并噁唑等。
感光性树脂膜17形成后，如图5所示，通过图案化感光性树脂膜17， 在突起15上的感光性树脂膜17。经由该开口，突起15从感光性树脂层 17露出。此时，感光性树脂膜17通过采用基于已知的光刻技术进行的曝 光，并蚀刻未曝光部分进行去除，能够极容易地进行图案化。
此外，在图案化感光性树脂膜17时，不仅突起15部分，所述槽16 部分的感光性树脂膜17也被图案化，沿槽16去除感光性树脂膜17，由此 在槽16内形成感光性树脂膜17的蚀刻槽18。即，蚀刻槽18比形成在晶 片10上的槽16宽度窄。此外，蚀刻槽18比由后述的晶片10的切割时使 用的切割用刀片形成的切断槽20宽度宽(参照图8)。
感光性树脂膜17被图案化后，利用灰化使感光性树脂膜17薄膜化。 该灰化的处理时间如图6所示设定在感光性树脂膜17的上表面形成低于 突起15的上表面，且突起15相对于感光性树脂膜17呈突出状为止的时 间。
如此，通过突起15相对于感光性树脂膜17呈突出状，如后所述，在 突起15上安装焊料端子19后，能够提高焊料端子19的连接强度或长期 可靠性(参照图7)。
而且，在感光性树脂膜17上形成的蚀刻槽18在考虑了伴随灰化的感 光性树脂膜17的壁减薄量的基础上，形成为比形成在晶片10上的槽16 宽度窄，并比形成在晶片10上的切断槽20的宽度宽。
利用感光性树脂膜17的灰化进行薄膜化后，如图7所示，在突起15 上形成焊料端子19。在本实施方式中，在各突起15上安装规定粒径的焊 料球，并使该焊料球熔融，从而熔敷在突起15上，由此形成焊料端子19。 而且，焊料端子19不仅由焊料球的熔敷形成的情况，也可在突起部分上 涂敷焊料膏而形成，也可在突起部分上设置利用镀焊形成的焊料覆膜而形 成。
焊料端子19形成后，如图8所示，沿设置在晶片IO上的槽16切割 晶片IO，由此得到各个分离的半导体装置A。
在切割晶片10时，使用比蚀刻槽18的宽度尺寸窄的刀片。通过使用 此种刀片切断蚀刻槽18内，在蚀刻槽18内形成切断槽20。
如此，通过在晶片IO上沿位置线形成切断层间膜11的槽16，由感光 性树脂膜17回埋该槽16，在槽16内形成比槽16宽度窄的切断槽20，并 切割晶片10，能够极容易地制造由感光性树脂膜17覆盖层间膜11的外周 缘的半导体装置。利用感光性树脂膜17，能够抑制层间膜11从构成半导 体芯片10'的半导体基板产生剥离。特别地，通过由感光性树脂膜17进行层间膜11的外周缘的覆盖，能 够对层间膜11的外周缘进行可靠的覆盖而不使半导体装置A大型化。
此外，在切割晶片10时，通过在切割槽18内形成切断槽20，从而在 利用切割进行晶片10的切断时，不会对感光性树脂膜17产生由切断导致 的损坏。其结果，能够防止感光性树脂膜17的损坏导致的感光性树脂膜 17从半导体基板剥离。
此外，通过在晶片IO上形成沿位置线的槽16，并在槽16内形成比该 槽16的宽度窄的切断槽20，在被切割的半导体装置A的外周缘上形成阶 梯差。在槽16内形成比该槽16的宽度窄，但比切断槽20的宽度宽的蚀 刻槽18，并在该蚀刻槽18内形成切断槽20，由此能够将覆盖半导体芯片 10'中的层间膜11侧的外周缘的感光性树脂膜17的厚度尺寸Ll形成为 小于与层间膜11相对的背面侧的外周缘的突出尺寸L2。
对本发明的实施方式进行了详细地说明，他们不过是用于明确本发明 的技术内容的具体例，本发明并不限定解释为这些具体例，本发明的精神 及范围仅限于权利要求书限定的范围。
本申请与2006年12月1日向日本国专利厅提出的特愿2006-326385 号对应，此申请的全部公开通过引用被引入。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于，具备半导体芯片，其具有在规定位置处配置有外部连接用电极的层间膜；再配线，其与所述电极导通，且设置在所述层间膜上；绝缘层，其覆盖所述再配线；突起，其经由在所述绝缘层上形成的开口，与所述再配线导通；焊料端子，其设置在所述突起上，在所述绝缘层上设置感光性树脂膜，利用所述感光性树脂膜覆盖所述层间膜的外周缘。
2. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 在所述半导体芯片的外周缘上设置使与所述层间膜相对的背面侧的外周缘比所述层间膜侧的外周缘向外侧更突出的阶梯部，所述半导体芯片的所述层间膜侧的外周缘被所述感光性树脂膜覆盖。
3. 根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于， 覆盖所述半导体芯片的所述层间膜侧的外周缘的所述感光性树脂膜的厚度尺寸小于与所述层间膜相对的背面侧的外周缘的突出尺寸。
4. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 通过使所述感光性树脂膜的上表面的高度低于所述突起的上表面的高度，所述突起从所述感光性树脂膜突出。
5. —种半导体装置的制造方法，所述半导体装置在由位置线划分的、 晶片上的各半导体芯片的形成区域上设置层间膜，并在所述层间膜上设置 再配线，所述再配线与所述半导体芯片中的外部连接用的电极连接，并在 所述再配线的规定位置处设置电连接的突起，所述半导体装置的制造方法的特征在于，具有 在形成所述突起后，在所述晶片上，沿所述位置线形成槽的工序； 在形成有所述槽的所述晶片上，形成感光性树脂膜的工序； 将所述感光性树脂膜图案化，并在所述突起上的所述感光性树脂膜上 形成开口的工序；利用灰化，使所述感光性树脂膜薄膜化的工序； 在所述突起上形成焊料端子的工序；在所述槽内形成比所述槽的宽度窄的切断槽，并对所述晶片进行切割 的工序。
6.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其特征在于， 在将所述感光性树脂膜图案化的工序中，去除所述突起上的所述感光 性树脂膜，并去除所述槽内的所述感光性树脂膜，在所述槽内形成宽度窄 于所述槽的宽度，但宽于所述切断槽的宽度的所述感光性树脂膜的蚀刻 槽，在所述切割中，在所述蚀刻槽内形成所述切断槽。
全文摘要
本发明提供一种半导体装置，其具备半导体芯片，其具有在规定位置处配置有外部连接用电极的层间膜；再配线，其与所述电极导通，且设置在所述层间膜上；绝缘层，其覆盖所述再配线；焊盘，其经由在所述绝缘层上形成的开口，与所述再配线导通；焊料端子，其设置在所述焊盘上。在所述绝缘层上设置感光性树脂膜，利用所述感光性树脂膜覆盖所述层间膜的外周缘。
文档编号H01L23/485GK101192583SQ20071019332
公开日2008年6月4日 申请日期2007年12月3日 优先权日2006年12月1日
发明者阪本达哉 申请人:罗姆股份有限公司