半导体装置及其制造方法

专利名称：半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有低介电常数膜的半导体装置及其制造方法。
背景技术：
作为由便携式电子设备等代表的小型的电子设备中搭载的半导体装
置，已知具有与半导体基板大致相同的大小(尺寸及维度)的CSP (芯片 尺寸封装Chip Size Package)。在CSP之中，以晶片状态完成封装、通过 切割而分离为各个半导体装置的封装也被称为WLP (晶片级封装Wafer Level Package )。
在日本专利特开2004-349461号公报中，公开了一种半导体装置，在对 形成在半导体基板上的连接焊盘进行覆盖的绝缘膜的上表面，延伸出布线， 并在延伸出的布线的一端上形成的连接焊盘部上表面上设有多个柱状电 极，在绝缘膜的上表面的柱状电极间覆盖布线而形成有密封膜。密封膜设 置为其上表面与柱状电极的上表面成为同一面，在柱状电极的上表面设有 焊锡球。
然而，在如上所述的半导体装置中，有在半导体基板的一个面上形成 的集成电路中、设置由层间绝缘膜和布线构成的层叠构造的层间绝缘膜布 线层叠构造部的装置。这时，如果随着精细化而层间绝缘膜布线层叠构造 部的布线间的间隔变小，则该布线间的电容变大，在该布线上传输的信号 的延迟增大。
为了改善这一点，作为层间绝缘膜的材料，被称为low-k (低k)材料 等的低介电常数材料受到关注，其介电常数比一般作为层间绝缘膜的材料 使用的氧化硅的介电常数4.2 4.0更低。作为low-k材料，可以举出在氧化 硅(Si02)中掺杂了碳(C)的SiOC或进一步包含H的SiOCH等。另夕卜， 为了进一步降低介电常数，还对包含空气的多孔(porous,多孔性)型的低 介电常数膜进行了研究。但是，在具备上述低介电常数膜的半导体装置中，特别是以具有中空 构造的多孔型的低介电常数膜为代表，存在机械强度低、还有容易受到水 分的影响、进而容易从基底层剥离的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够大幅度改善低介电常数膜的剥 离的半导体装置及其制造方法。
本发明所涉及的半导体装置包括半导体基板；低介电常数膜布线层 叠构造部，设置在上述半导体基板的一个面上的除去周边部以外的区域， 由相对介电常数为3.0以下的低介电常数膜和布线的层叠构造构成；以及绝 缘膜，设置在上述低介电常数膜布线层叠构造部上。在上述绝缘膜上设有 电极用连接焊盘部，与上述低介电常数膜布线层叠构造部的布线连接；以 及外部连接用凸起电极，设置在上述电极用连接焊盘部上。在上述半导体 基板、上述低介电常数膜布线层叠构造部和上述绝缘膜的周侧面以及上述 外部连接用凸起电极的周围的上述绝缘膜上，设有由有机树脂构成的密封 膜，在上述半导体基板的下表面设有由有机树脂构成的下层保护膜。
另外，本发明的半导体装置的制造方法，首先做以下准备在半导体 晶片的一个面上形成有层叠了相对介电常数为3.0以下的低介电常数膜和 布线的低介电常数膜布线层叠构造部，在除了切割道及其附近的两侧的区 域以外的区域上的上述低介电常数膜布线层叠构造部上形成有绝缘膜，在 上述绝缘膜上，与上述低介电常数膜布线层叠构造部的最上层的布线连接 而形成有电极用连接焊盘部，在上述电极用连接焊盘部上形成有外部连接 用凸起电极。接着，通过照射激光束来除去上述切割道上及其附近的两侧 的区域上的上述低介电常数膜布线层叠构造部，从而形成露出(暴露)上 述低介电常数膜布线层叠构造部的侧面及上述半导体晶片的上表面的第一 沟，并在通过上述第一沟露出的上述半导体晶片的中央部上通过半切 (half-cut)形成第二沟。接着，在上述第一、第二沟内及上述绝缘膜上的 上述外部连接用凸起电极的周围，形成由有机树脂构成的密封膜，磨削上 述半导体晶片的下表面侧而使该半导体晶片的厚度变薄。然后，在上述半 导体晶片的下表面形成由有机树脂构成的下层保护膜。之后，沿着上述第
8一、第二沟内的中央部的上述切割道切断上述密封膜，得到多个各自的半 导体装置。
根据本发明，在半导体基板上的除去周边部以外的区域上，设置由相
对介电常数为3.0以下的低介电常数膜和布线的层叠构造构成的低介电常
数膜布线层叠构造部，并通过密封膜覆盖该低介电常数膜布线层叠构造部 的侧面，因此能够大幅度改善低介电常数膜的剥离。这时，在半导体基板 的下表面设置由有机树脂构成的下层保护膜，是为了保护半导体基板的下 表面不发生裂缝等。


图1是作为本发明的第一实施方式的半导体装置的剖面图。
图2是在图1所示的半导体装置的制造方法的一例中、最初准备的对 象的剖面图。
图3是接着图2的工序的剖面图。 图4是接着图3的工序的剖面图。 图5是接着图4的工序的剖面图。 图6是接着图5的工序的剖面图。 图7是接着图6的工序的剖面图。 图8是接着图7的工序的剖面图。 图9是接着图8的工序的剖面图。 图10是接着图9的工序的剖面图。 图11是接着图10的工序的剖面图。 图12是接着图11的工序的剖面图。
图13是作为本发明的第二实施方式的半导体装置的剖面图。 图14是在图13所示的半导体装置的制造方法的一例中、规定的工序 的剖面图。
图15是接着图14的工序的剖面图。 图16是接着图15的工序的剖面图。 图17是接着图16的工序的剖面图。
图18是作为本发明的第三实施方式的半导体装置的剖面图。图19是在图18所示的半导体装置的制造方法的一例中、规定的工序 的剖面图。
图20是接着图19的工序的剖面图。 图21是接着图20的工序的剖面图。
图22是作为本发明的第四实施方式的半导体装置的剖面图。 图23是在图22所示的半导体装置的制造方法的一例中、规定的工序 的剖面图。
图24是接着图23的工序的剖面图。 图25是接着图24的工序的剖面图。
图26是作为本发明的第五实施方式的半导体装置的剖面图。 图27是在图26所示的半导体装置的制造方法的一例中、最初准备的 对象的剖面图。
图28是接着图27的工序的剖面图。
图29是作为本发明的第六实施方式的半导体装置的剖面图。 符号说明
1 硅基板
2 连接焊盘
3 低介电常数膜布线层叠构造部
4 低介电常数膜
5 布线
7 钝化膜
9 上层保护膜
11 上层布线
14 柱状电极
15 密封膜
17 焊锡球
18 下层保护膜
21 半导体晶片
22 切割道
23 开口部24 第一沟 26 第二沟
具体实施例方式
(第一实施方式)
图1表示作为本发明的第一实施方式的半导体装置的剖面图。该半导 体装置具备硅基板(半导体基板)1。在硅基板l的上表面，设有预定功能 的集成电路，特别是晶体管、二极管、电阻、电容器等元件(未图示)，在 上表面周边部，设有与上述集成电路的各元件连接的由铝类金属等构成的 连接焊盘2。连接焊盘2仅图示了2个，但实际上在硅基板上的上表面设为 多个。
在硅基板2的上表面除了连接焊盘2的外侧的周边部以外的区域上， 设有用于连接上述集成电路的各元件的低介电常数膜布线层叠构造部3。低 介电常数膜布线层叠构造部3为多层例如4层低介电常数膜4与由相同 数量层的铜或铝类金属等构成的布线5相互层叠的构造。
作为低介电常数膜4的材料，可举出具有Si-O结合和Si-H结合的聚硅 氧垸类材料(HSQ:含氢硅酸盐类，Hydrogen silsesquioxane，相对介电常 数(relative dielectric constant) 3.0)、具有Si-0结合和Si-CH3结合的聚硅 氧垸类材料(MSQ:甲基硅酸盐类，Methyl silsesquioxane,相对介电常数 2.7 2.9)、碳掺杂氧化硅(SiOC: Carbon doped silicon oxide，相对介电常 数2.7 2.9)及有机聚合物类的low-k材料等，并且可以使用相对介电常数 小于等于3.0且玻璃化转变温度大于等于40(TC的材料。
作为有机聚合物类的low-k材料，可举出陶氏化学(DowChemical)公 司制造的"SiLK (相对介电常数2.6)"及霍尼韦尔电子材料(Honeywell Electronic Materials)公司制造的"FLARE (相对介电常数2.8)"等。这里， 玻璃化转变温度大于等于40(TC是为了能充分耐受下述制造工序中的温度。 还有，也可以使用上述各材料的多孔型。
另外，作为低介电常数膜4的材料，除了上述材料之外，还可以使用 通常状态下的相对介电常数比3.0更大、但通过制为多孔型而相对介电常数 小于等于3.0且玻璃化转变温度大于等于40(TC的材料。例如，氟掺杂氧化硅(FSG:氟化硅玻璃，Fluorinated Silicate Glass,相对介电常数3.5 3.7)、 硼掺杂氧化硅(BSG:硼掺杂硅玻璃，Boron-doped Silicate Glass,相对介 电常数3.5)及氧化硅(相对介电常数4.0 4.2)。
在低介电常数膜布线层叠构造部3中，各层的布线5在层间互相连接。 最下层的布线5的一端部通过设置在最下层的低介电常数膜4上的开口部6 连接至连接焊盘2。最上层的布线5的连接焊盘部5a配置在最上层的低介 电常数膜4的上表面周边部。
在最上层的布线5及最上层的低介电常数膜4的上表面，设有由氧化 硅等无机材料构成的钝化膜(绝缘膜)7。在与最上层的布线5的连接焊盘 部5a对应的部分上的钝化膜7上，设有开口部8。在钝化膜7的上表面， 设有由聚酰亚胺类树脂等有机树脂构成的上层保护膜(绝缘膜)9。在与钝 化膜7的开口部8对应的部分上的上层保护膜9上，设有开口部10。
在上层保护膜9的上表面，设有上层布线11。上层布线11为基底金属 层12和上部金属层13的2层构造，该基底金属层12由设置在上层保护膜 9的上表面上的铜等构成，该上部金属层13由设置在基底金属层12的上表 面上的铜等构成。上层布线11的一端部通过钝化膜7及上层保护膜9的开 口部8、 10连接至最上层的布线5的连接焊盘部5a。
在上层布线11的连接焊盘部(电极用连接焊盘部)上表面，设有由铜 构成的柱状电极(外部连接用凸起电极)14。在硅基板l、低介电常数膜布 线层叠构造部3、钝化膜7及上层保护膜9的周侧面以及包括上层布线11 在内的上层保护膜9的上表面，设置由环氧类树脂等有机树脂构成的密封 膜15，以使其上表面比柱状电极14的上表面高。因此，在柱状电极14上 的密封膜15上，设有阶差部16。在密封膜15的阶差部16内及其上侧，焊 锡球17设置为连接至柱状电极14的上表面。
在此，低介电常数膜布线层叠构造部3及钝化膜7的侧面实质上形成 一个面，并由密封膜15覆盖。上层保护膜9的侧面设置在钝化膜7的侧面 的内侧。在硅基板1的周侧面设置的密封膜15的下表面与硅基板1的下表 面成为同一面。硅基板1的下表面及设置在硅基板1的周侧面上的密封膜 15的下表面上，设有由环氧类树脂等有机树脂构成的下层保护膜18。
如上所述，在该半导体装置中，在硅基板1上除去周边部的区域，设置包含低介电常数膜4和布线5的层叠构造的低介电常数膜布线层叠构造 部3，并通过密封膜15覆盖低介电常数膜布线层叠构造部3及钝化膜7的 侧面，所以能够做成低介电常数膜布线层叠构造部3不易从硅基板1剥离 的构造。另外，通过下层保护膜18覆盖硅基板1的下表面及设置在硅基板 1的周侧面上的密封膜15的下表面，所以能够保护硅基板1的下表面不发 生裂缝等。
接着，说明该半导体装置的制造方法的一例。首先，如图2所示，准 备以下对象，该对象在晶片状态的硅基板(以下称为半导体晶片21)上设 置了连接焊盘2、各4层的低介电常数膜4及布线5、钝化膜7、上层保护 膜9、包括基底金属层12及上部金属层13的2层结构的上层布线11、以 及柱状电极14。
这时，半导体晶片21的厚度比图1所示的硅基板1的厚度在某种程度 上更厚。作为低介电常数膜4的材料，举出了如上所述的材料，包括做成 多孔型的材料在内，可以使用相对介电常数小于等于3.0且玻璃化转变温度 大于等于40(TC的材料。柱状电极14的高度比图1所示的柱状电极14的高 度在某种程度上更高。在图2中，由符号22所示的区域是与切割道对应的 区域，在切割道22及其附近的两侧的区域的上层保护膜9上，形成有开口 部23。
上层保护膜9的开口部23是通过旋涂法或丝网法等使聚酰亚胺类或环 氧类等有机树脂在钝化膜7的整个面上成膜、并利用光刻法等形成的，在 俯视上，具有包围各器件区域(切割道22的各内侧区域)的周围的框状形 状。
接着，如图3所示，通过照射激光束的激光加工，在上层保护膜9的 开口部23内，切割道(dicing street) 22及其附近的两侧的区域上的钝化膜 7及4层低介电常数膜4上，形成第一沟24。第一沟24形成为比上层保护 膜9的开口部23宽度更窄，与上层保护膜9的开口部23相同，在俯视上， 包围各器件区域的周围并在钝化膜7的侧面的外侧设置为框状。
然后，在该状态下，通过第一沟24分离被层叠在半导体晶片21上的4 层低介电常数膜4及钝化膜7，从而形成低介电常数膜布线层叠构造部3。 另外，钝化膜7及低介电常数膜布线层叠构造部3的侧面实质上形成一个
13在此，由于低介电常数膜4较脆，所以在用刀切断并形成第一沟24的 情况下，在切断面上低介电常数膜4发生多处缺口、破损，所以第一沟24 的形成优选通过激光束的照射来切断低介电常数膜4的方法。在通过激光 束的照射来形成第一沟24的情况下，若激光束照射到硅基板1的上表面， 则硅基板1的上表面发生熔融，该熔融的物质从硅基板1上跳起之后落在 硅基板1上，所以第一沟24的底面成为凹凸面24a。 g卩，低介电常数膜布 线层叠构造部3的周围的半导体晶片21的上表面通过第一沟24露出，而 且成为凹凸面24a。
另外，在上述实施方式中说明了以下方法S卩，在钝化膜7的整个面 上形成上层保护膜9，并对该上层保护膜9形成图案来形成开口部23之后 的如图2所示的状态下，对低介电常数膜布线层叠构造部3照射激光束而 形成第一沟24，但是，这时也可以是以下方法即，在钝化膜7的整个面 上形成上层保护膜9，在未对该上层保护膜9形成图案的状态下，照射激光 束，在上层保护膜9、钝化膜7及低介电常数膜布线层叠构造部3上一次形 成第一沟24。
只是，在上层保护膜9的材料是像聚酰亚胺类树脂等的有机树脂膜、 而且该膜厚较厚的情况下，有机树脂膜的激光能量的吸收容量大，所以存 在难以切断的缺点。在这点上，优选在上层保护膜9上利用光刻技术来预 先形成开口部23的涉及图3进行了说明的方法。
接着，如图4所示，准备切割刀25。该切割刀25由圆盘状的砥石构成， 其刃尖的剖面形状大致为-字形状，其厚度为比切割道22的宽度大而比第 一沟24的宽度小的厚度。然后，使用该切割刀25，从切割道22及其附近 的两侧上的半导体晶片21的上表面侧半切到半导体晶片21之中，形成道 状的第二沟26。
接着，如图5所示，通过丝网印刷法、旋涂法等，在上层布线ll的上 表面、柱状电极14的上表面、上层保护膜9的上表面、通过上层保护膜9 的开口部23露出的钝化膜7的上表面以及通过第一、第二沟24、 26露出 的半导体晶片21的上表面，形成由环氧类树脂等有机树脂构成的密封膜15， 使其厚度比柱状电极14的高度更厚。因此，在该状态下，柱状电极14的上表面被密封膜15覆盖。
接着，适当地磨削密封膜15的上表面侧，如图6所示，露出柱状电极 14的上表面，而且，对包括该露出的柱状电极14的上表面在内的密封膜 15的上表面进行平坦化。接着，如图7所示，在包括柱状电极14的上表面 在内的密封膜15的上表面贴附保护带27。
接着，如图8所示，利用磨削砥石(未图示)来磨削半导体晶片21的 下表面侧，直到至少露出形成在第二沟26内的密封膜15。这样，半导体晶 片21的厚度变薄，而且，半导体晶片21被分离为各个硅基板1。在该状态 下，硅基板1及形成在第二沟26内的密封膜的下表面成为同一面。接着， 剥离保护带27。其中，保护带27是在磨削半导体晶片21时作为支撑的支 撑部件即可，没有必要是带状。
接着，如图9所示，在硅基板l (半导体晶片21)及形成在第二沟26 内的密封膜15的下表面，形成由环氧类树脂等有机树脂构成的下层保护膜 18。作为下层保护膜18的形成方法，可以通过丝网印刷法、旋涂法等涂敷 液态树脂，或者也可以在贴附了树脂带等支撑部件的状态下进行。
接着，如图10所示，通过蚀刻除去柱状电极14的上表面部的一部分， 使该上表面比密封膜15的上表面低地形成阶差部16。接着，如图11所示， 在密封膜15的阶差部16内及其上侧，将焊锡球17搭载在柱状电极14的 上表面，进行回流(reflow)等热处理将焊锡球17接合在柱状电极14上。 接着，如图12所示，若沿着第二沟26内的中央部的切割道22切断密封膜 15及下层保护膜18，则能够得到多个如图1所示的半导体装置。
另外，在图4所示的工序中，在晶片21上形成的第二沟26的深度深 的情况下，使用切割刀25形成第二沟26的过程中，存在半导体晶片21断 裂的可能性，另外，存在用于形成密封膜15的液态树脂没有可靠地填充至 第二沟26的底部的可能性。因此，接着说明能够解决这样的缺点的实施方 式。
(第二实施方式)
图13是作为本发明的第二实施方式的半导体装置的剖面图。在该半导 体装置中，与图l所示的半导体装置的不同点在于，具有第二沟26的深度 比图4所示的情况浅的构造。因此，在硅基板l的周侧面下部，在硅基板l的下表面与第二沟26之间，硅基板1的残余部形成为突起部31，该突起部
31的侧面露出在(暴露)外部，该露出在外部的突起部31的侧面与密封膜 15的侧面成为同一面。这样，形成在硅基板1的下表面的下层保护膜18覆 盖突起部31的下表面。
接着，对该半导体装置的制造方法的一例进行说明。这时，在图3所 示的工序之后，如图14所示，利用切割刀25，从切割道22及其附近的两 侧的半导体晶片21的上表面侧半切至半导体晶片21之中，形成道状的第 二沟26。这时，使第二沟26的深度比图4所示的情况在某种程度上浅。结 果，与上述第一实施方式的情况相比，能够使得利用切割刀25形成第二沟 26的过程中半导体晶片21不易断裂。
接着，若经过图5所示的密封膜形成工序、图6所示的密封膜磨削工 序、图7所示的保护带贴附工序、图8所示的半导体晶片磨削工序以及保 护带剥离工序，则能够得到图15所示的对象。在此，在密封膜形成工序中， 由于第二沟26的深度比上述第一实施方式的情况在某种程度上更浅，所以 可以将用于形成密封膜15的液态树脂可靠地填充至第二沟26的底部。
另外，在半导体晶片磨削工序中，设为形成在第二沟26内的密封膜15 不露出的程度。结果，半导体晶片21不分离为各个硅基板1，第二沟26的 部分的半导体晶片21残留为突起部形成部31a。另外，在这种情况下，也 可以从开始就不使用保护带27。
接着，如图16所示，在包括突起部形成部31a的半导体晶片21的下 表面，形成由环氧树脂等有机树脂构成的下层保护膜18。在这种情况下， 作为下层保护膜18的形成方法，也可以通过丝网印刷法、旋涂法等涂敷液 态树脂，或者也可以贴附树脂带。
接着，蚀刻柱状电极14的上表面侧，在柱状电极14上的密封膜15， 形成阶差部16。接着，形成为在密封膜15的阶差部16内及其上侧将焊锡 球17接合在柱状电极14的上表面。接着，如图17所示，若沿着第二沟26 内的中央部的切割道22切断密封膜15、半导体晶片21的突起部形成部31a 及下层保护膜18，则能够得到多个如图13所示的半导体装置。
另外，在这样得到的半导体装置中，硅基板l的突起部31的侧面露出 在外部，所以在严苛的环境条件下，存在半导体装置的侧面的保护不够的可能性。因此，接着说明能够解决这样的缺点的实施方式。 (第三实施方式)
图18是作为本发明的第三实施方式的半导体装置的剖面图。在该半导 体装置中，与图13所示的半导体装置的不同点在于，通过在包括突起部31
的硅基板1的下表面周边部，形成直到密封膜15露出的道状的第三沟32， 从而除去突起部31，在第三沟32内设置下层保护膜18。
接着，对该半导体装置的制造方法的一例进行说明。这时，在图15所 示的工序之后，如图19所示，准备切割刀33。该切割刀33由圆盘状的砥 石构成，其刃尖的剖面形状大致为-字形状，其厚度为比第二沟26的宽度 大的厚度。然后，使用该切割刀33，将包括第二沟26及其附近的两侧上的 图15所示的突起部形成部31a在内的半导体晶片21的下表面侧磨削至露 出密封膜15，除去突起部形成部31a，并且在半导体晶片21的下表面形成 具有比第二沟26更宽的宽度的道状的第三沟32。
接着，如图20所示，在包括第三沟32的半导体晶片21的下表面，形 成由环氧树脂等有机树脂构成的下层保护膜18。在这种情况下，作为下层 保护膜18的形成方法，也可以通过丝网印刷法、旋涂法等涂敷液态树脂， 或者也可以在贴附了树脂带等支撑部件的状态下进行。
接着，如图21所示，蚀刻柱状电极14的上表面侧，在柱状电极14上 的密封膜15，形成阶差部16。接着，形成为在密封膜15的阶差部16内及 其上侧将焊锡球17接合在柱状电极14的上表面。接着，若沿着第二沟26 内的中央部的切割道22切断密封膜15及下层保护膜18，则能够得到多个 如图18所示的半导体装置。
在这样得到的半导体装置中，由于在硅基板1的下表面周边部及设置 在硅基板1的周侧面上的密封膜15的下部，设置道状的第三沟32，并在第 三沟32内设置下层保护膜18，所以能够通过下层保护膜18覆盖硅基板1 的侧面下部，因此能够充分地保护硅基板1的侧面。 (第四实施方式)
图22是作为本发明的第四实施方式的半导体装置的剖面图。在该半导 体装置中，与图18所示的半导体装置的不同点在于，将第三沟32的剖面 形状设为随着从密封膜15的侧面向硅基板1的下表面而逐渐下降的倾斜面，并在第三沟32内设置下层保护膜18。
接着，对该半导体装置的制造方法的一例进行说明。这时，在图15所 示的工序之后，如图23所示，准备切割刀34。该切割刀34由圆盘状的砥 石构成，其刃尖的剖面形状大致为V字形状。然后，使用该切割刀34，将 包括第二沟26及其附近的两侧上的图15所示的突起部形成部31a在内的 半导体晶片21的下表面侧磨削至露出密封膜15，除去突起部形成部31a， 并且在半导体晶片21的下表面，形成剖面大致为逆V字形状的第三沟32， 直到到达密封膜15之中。
接着，如图24所示，在包括第三沟32的半导体晶片21的下表面，形 成由环氧树脂等有机树脂构成的下层保护膜18。在这种情况下，作为下层 保护膜18的形成方法，也可以通过丝网印刷法、旋涂法等涂敷液态树脂， 或者也可以在贴附了树脂带等支撑部件的状态下进行。
接着，如图25所示，蚀刻柱状电极14的上表面侧，在柱状电极14上 的密封膜15上形成阶差部16。接着，形成为在密封膜15的阶差部16内及 其上侧将焊锡球17接合在柱状电极14的上表面。接着，若沿着第二沟26 内的中央部的切割道22切断密封膜15及下层保护膜18，则能够得到多个 如图22所示的半导体装置。
在这样得到的半导体装置中，由于第三沟32的剖面形状成为随着从密 封膜15的侧面向硅基板1的下表面而逐渐下降的倾斜面，从而硅基板1的 周侧面下部成为同样的倾斜面，所以硅基板1的周侧面下部对裂缝等的承 受度提高，能够进一步提高处理时的安全性。 (第五实施方式)
图26是作为本发明的第五实施方式的半导体装置的剖面图。在该半导 体装置中，与图1所示的半导体装置的不同点在于，将钝化膜7的侧面配 置在低介电常数膜布线层叠构造层3的侧面的内侧，并且，使钝化膜7的 侧面与上层保护膜9的侧面实质上成为同一面。
接着，对该半导体装置的制造方法的一例进行说明。这时，首先，如 图27所示，准备以下对象，该对象在切割道22及其附近的两侧的区域上 的上层保护膜9及钝化膜7上，通过光刻法形成开口部23。在该状态下， 切割道22及其附近的两侧的区域上的最上层的低介电常数膜4通过开口部
1823露出。
接着，如图28所示，通过照射激光束的激光加工，在上层保护膜9及 钝化膜7的开口部23内，在切割道22及其附近的两侧的区域上的4层低 介电常数膜4上形成第一沟24。这时，第一沟24的宽度比上层保护膜9及 钝化膜7的开口部23的宽度窄。因此，上层保护膜9及钝化膜7的侧面配 置在低介电常数膜4的侧面的内侧。以下，若经过与上述第一实施方式相 同的工序，则能够得到多个图26所示的半导体装置。
在该半导体装置的制造方法中，通过激光束仅加工低介电常数膜4，而 不加工钝化膜7及上层保护膜9，所以能够设定为对加工低介电常数膜4最 合适的激光束的条件，所以能够有效而且高精度地进行低介电常数膜4的 加工。
(第六实施方式)
图29是作为本发明的第六实施方式的半导体装置的剖面图。在该半导 体装置中，与图26所示的半导体装置的不同点在于，使钝化膜7的尺寸比 上层保护膜9的尺寸小，并使钝化膜7的侧面配置在上层保护膜9的侧面 的内侧。
(其它实施方式)
在上述实施方式中，具有在上层保护膜9上形成上层布线11、并在该 上层布线11的连接焊盘部上形成柱状电极14的构造，但本发明也可以适 用于在上层保护膜9上仅形成连接焊盘部、并在该连接焊盘部上形成柱状 电极14或焊锡球17等外部连接用凸起电极的构造。
权利要求
1、一种半导体装置，其特征在于，具备半导体基板，具有一个面；低介电常数膜布线层叠构造部，设置在上述半导体基板的上述一个面上的除去周边部以外的区域，由相对介电常数为3.0以下的低介电常数膜和布线的层叠构造构成；绝缘膜，设置在上述低介电常数膜布线层叠构造部上；电极用连接焊盘部，设置为在上述绝缘膜上与上述低介电常数膜布线层叠构造部的布线连接；外部连接用凸起电极，设置在上述电极用连接焊盘部上；密封膜，设置在上述半导体基板、上述低介电常数膜布线层叠构造部和上述绝缘膜的周侧面以及上述外部连接用凸起电极的周围的上述绝缘膜上，由有机树脂构成；以及下层保护膜，至少设置在上述半导体基板的下表面，由有机树脂构成。
2、 如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述低介电常数膜的玻璃化转变温度为40(TC以上。
3、 如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述下层保护膜设置在上述半导体基板的下表面、以及在上述半导体基板的周侧面设置的上述密封膜的下表面。
4、 如权利要求l所记载的半导体装置，其特征在于， 在上述半导体基板的周侧面下部设有突起部，该突起部的侧面与上述密封膜的侧面成为同一面并露出在外部，上述下层保护膜设置在包括上述 突起部的下表面的上述半导体基板的下表面。
5、 如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述半导体基板具有位于上述一个面侧的上部和位于与上述一个面相反侧的另一个面侧的下部；上述上部的周侧面具有比上述下部的周侧面更 大的尺寸，上述密封膜的一部分设置在上述上部的周侧面，上述下层保护 膜的一部分设置在上述下部的周侧面。
6、如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述半导体基板具有位于上述一个面侧的上部和位于与上述一个面相 反侧的另一个面侧的下部；上述下部的周侧面形成为随着从上述上部的周 侧面向上述半导体基板的上述另一个面而逐渐向上述半导体基板(1)的内
7、 如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述绝缘膜包括由无机材料构成的钝化膜以及设置在该钝化膜之上的由有机树脂构成的上层保护膜。
8、 如权利要求7所记载的半导体装置，其特征在于， 上述钝化膜及上述低介电常数膜布线层叠构造部的侧面实质上形成一个面。
9、 如权利要求8所记载的半导体装置，其特征在于， 上述上层保护膜的侧面被配置在上述钝化膜的侧面的内侧。
10、 如权利要求7所记载的半导体装置，其特征在于， 上述上层保护膜及上述钝化膜的侧面实质上形成一个面，而且被配置在上述低介电常数膜布线层叠构造部的侧面的内侧。
11、 如权利要求7所记载的半导体装置，其特征在于， 上述上层保护膜的侧面配置在上述低介电常数膜布线层叠构造部的侧面的内侧，上述钝化膜的侧面配置在上述上层保护膜的侧面的内侧。
12、 如权利要求l所记载的半导体装置，其特征在于，在上述绝缘膜上形成有具有上述电极用连接焊盘部的上层布线。
13、 如权利要求12所记载的半导体装置，其特征在于， 在上述上层布线的连接焊盘部上形成的上述外部连接用凸起电极是柱状电极。
14、 如权利要求13所记载的半导体装置，其特征在于， 在上述柱状电极上设有焊锡球。
15、 如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于， 上述低介电常数膜包含具有Si-0结合和Si-H结合的聚硅氧烷类材料、具有Si-0结合和Si-CH3结合的聚硅氧烷类材料、碳掺杂氧化硅、有机聚合 物类的低k材料的任一种，或者包含作为氟掺杂氧化硅、硼掺杂氧化硅、 氧化硅的任一种且为多孔型的材料。
16、 一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有准备工序，在半导体晶片的一个面上形成有层叠了相对介电常数为3.0 以下的低介电常数膜和布线的低介电常数膜布线层叠构造部，在除了切割 道及其附近的两侧的区域以外的区域的上述低介电常数膜布线层叠构造部 上形成有绝缘膜，在上述绝缘膜上，与上述低介电常数膜布线层叠构造部 的布线连接而形成有电极用连接焊盘部，在上述电极用连接焊盘部上形成 有外部连接用凸起电极；通过照射激光束来除去上述切割道上及其附近的两侧的区域上的上述 低介电常数膜布线层叠构造部，从而形成露出上述低介电常数膜布线层叠 构造部的侧面及上述半导体晶片的上表面的第一沟的工序；在上述第一沟内的、露出的上述半导体晶片的中央部、形成第二沟的 工序；在上述第一、第二沟内及上述绝缘膜上的上述外部连接用凸起电极的 周围、形成由有机树脂构成的密封膜的工序；磨削上述半导体晶片的下表面侧而使该半导体晶片的厚度变薄的工序；至少在上述半导体晶片的下表面形成由有机树脂构成的下层保护膜的工序；以及沿着上述第一、第二沟内的中央部的上述切割道、至少切断上述密封 膜而得到多个各自的半导体装置的工序。
17、 如权利要求16所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 上述低介电常数膜的玻璃化转变温度为40(TC以上。
18、 如权利要求16所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 磨削上述半导体晶片的下表面侧的工序至少进行到在上述第二沟内形成的上述密封膜露出为止。
19、 如权利要求18所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 上述下层保护膜的形成是通过在上述半导体晶片的下表面及上述密封膜的露出面上贴附支撑部件来进行的。
20、 如权利要求16所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 磨削上述半导体晶片的下表面侧的工序，是以在上述第二沟内形成的上述密封膜不露出的方式进行的。
21、 如权利要求20所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 上述下层保护膜的形成是通过在上述半导体晶片的下表面上贴附树脂带来进行的。
22、 如权利要求20所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 切断上述密封膜的工序，包括沿着上述切割道切断上述半导体晶片及上述下层保护膜的工序。
23、 如权利要求20所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于，在磨削上述半导体晶片的下表面侧的工序之后，具有以下工序艮口， 对上述第二沟及其附近的两侧上的上述半导体晶片的下表面侧进行磨削， 在上述半导体晶片的下表面侧，形成第三沟，该第三沟使在上述第二沟内 形成的上述密封膜露出。
24、 如权利要求20所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 在磨削上述半导体晶片的下表面侧的工序之后，具有以下工序艮口，对上述第二沟及其附近的两侧上的上述半导体晶片的下表面侧进行磨削， 在上述半导体晶片的下表面侧，形成第三沟，该第三沟到达在上述第二沟 内形成的上述密封膜之中，其剖面为逆V字状。
25、 如权利要求23或24所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于，形成上述下层保护膜的工序包括在上述第三沟内形成下层保护膜的工序。
26、 如权利要求25所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 形成上述下层保护膜的工序是通过在包括上述第三沟的上述半导体晶片的下表面上贴附支撑部件来进行的。
27、 如权利要求16所记载的半导体装置的制造方法，其特征在于， 上述低介电常数膜包含具有Si-0结合和Si-H结合的聚硅氧烷类材料、具有Si-O结合和Si-CH3结合的聚硅氧垸类材料、碳掺杂氧化硅、有机聚合 物类的低k材料的任一种，或者包含作为氟掺杂氧化硅、硼掺杂氧化硅、 氧化硅的任一种且为多孔型的材料。 在磨削上述半导体晶片的下表面侧的工序之后，具有以下
全文摘要
本发明提供一种半导体装置及其制造方法。在硅基板(1)的上表面的除去周边部以外的区域上，设有由低介电常数膜(4)和布线(5)的层叠构造构成的低介电常数膜布线层叠构造部(3)。通过密封膜(15)覆盖低介电常数膜布线层叠构造部(3)的周侧面。由此，成为低介电常数膜(4)不易剥离的构造。这时，在硅基板(1)的下表面，为了保护该下表面不发生裂缝等，设有下层保护膜(18)。
文档编号H01L23/485GK101552248SQ200910132909
公开日2009年10月7日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者冈田修, 小六泰辅, 桑原治, 盐田纯司, 若林猛, 藤井信充 申请人:卡西欧计算机株式会社