半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的半导体器件包括：半导体衬底（１１）；多个凸点电极（１６），形成在所述半导体衬底（１１）上；以及密封膜（２１），形成在所述凸点电极（１６）间的所述半导体衬底（１１）上，具有处于比所述凸点电极（１６）的上表面高的位置的上表面、和露出所述各凸点电极（１６）的上表面的开口部（１９）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在硅等组成的半导体衬底的一表面上形成多个凸点电极和在凸点电极间形成密封膜的半导体器件，更详细地说，涉及使各凸点电极的上表面比密封膜的表面低，具有缓和作用于凸点电极上形成的接合元件上的应力的构造的。
技术介绍
包括上述应力缓和构造的半导体器件被称为CSP(chip sizepackage；芯片尺寸封装)，作为一例，如图8所示。在该半导体器件中，形成如下构造在硅等构成的半导体衬底1的表面上形成连接焊盘2，在该表面的除了连接焊盘2的中央部以外的部分上形成绝缘膜3，从通过绝缘膜3上形成的开口部4露出的连接焊盘2的表面到绝缘膜3表面的规定的地方形成再布线5，在再布线5的前端的焊盘部表面上形成凸点电极6，在除了凸点电极6以外的整个表面上，以其表面比凸点电极6的表面高来形成密封膜7，在密封膜7上形成的开口部8内和其上侧形成与凸点电极6电连接的焊料球9。这种情况下，使凸点电极6的表面比密封膜7的表面低，在密封膜7上形成的开口部8内和其上侧形成与凸点电极6电连接的焊料球9的原因在于，在将该半导体器件封装在电路衬底(未图示)上后，在进行温度周期试验等时，不容易因半导体衬底1和电路衬底之间的热膨胀系数差产生的应力，而在凸点电极6和焊料球9的界面上产生裂纹。下面，依次参照图9～图12来说明该半导体器件的制造方法的一例。首先，如图9所示，在晶片状态的半导体衬底1的表面上形成连接焊盘2，在除了其表面的连接焊盘2的中央部以外的部分上形成绝缘膜3，从通过绝缘膜3上形成的开口部4露出的连接焊盘2的表面到绝缘膜3表面的规定地方形成再布线5，在再布线5的前端的焊盘部表面上，作为一例，形成高度120μm左右的凸点电极6。接着，如图10所示，在包含凸点电极6和再布线5的绝缘膜3的整个表面上，通过递模法、分配法、浸渍法、印刷法等来形成厚度比凸点电极6的高度稍厚的环氧系树脂组成的密封膜7。因此，在该状态下，凸点电极6的表面被密封膜7覆盖。接着，如图11所示，通过对密封膜7的表面侧和凸点电极6的表面侧进行研磨，使凸点电极6的表面露出，并且使该露出的凸点电极6的表面与密封膜7的表面为同一平面。由于这种情况的研磨不仅使凸点电极6的表面露出，同时还具有加工密封膜7的表面的作用，所以对凸点电极6的表面侧研磨约30μm左右。因此，该状态下的凸点电极6的高度约为90μm左右。接着，如图12所示，通过半腐蚀处理，将凸点电极6的表面侧约腐蚀30μm左右，在密封膜7上形成开口部8。因此，该状态下的凸点电极6的高度约为60μm左右。接着，如图8所示，在密封膜7中形成的开口部8内和其上侧形成与凸点电极6电连接的焊料球9。接着，经过切割工序后，获得各个芯片组成的半导体器件。但是，在上述现有的半导体器件中，凸点电极6的初始高度为比较高的约120μm左右，而经过兼有表面加工的研磨处理和半腐蚀处理后，凸点电极6的高度降低到初始的一半、约60μm左右，使得对凸点电极6本身产生的应力的缓和降低。这里，有进一步提高凸点电极6的初始高度的方法，但通过电镀形成凸点电极6时的抗蚀剂膜变厚，使对半导体衬底进行涂敷和曝光时的厚度方向的透光性难以均匀，在用光刻法的形成上有限制。即使假设克服了抗蚀剂膜的形成和曝光的问题，在通过电镀来形成高的凸点电极后，再进行60μm左右腐蚀的方法，显然生产效率低。而且，通过半腐蚀处理在凸点电极6的高度上产生偏差，进而在焊料球9的高度上产生偏差，所以产生与电路衬底的连接不良。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在具有包括应力缓和构造的凸点电极的半导体器件中，可高效率地提高凸点电极的高度，并且使其均匀。根据本专利技术，提供一种半导体器件，该半导体器件将密封膜形成得比凸点电极的高度厚，在该密封膜上形成使所述各凸点电极的上表面露出的开口部。根据该构造，由于凸点电极处于其上表面比密封膜的上表面低的位置，所以对作用于凸点电极上形成的粘结剂界面上的应力具有缓和功能。由于密封膜的开口部可以不用实施使凸点电极的高度偏差增大的腐蚀处理来形成，所以可以使凸点电极的高度均匀，并且进行高效率的生产。附图说明图1是表示本专利技术实施例1的半导体器件的放大剖面图；图2是说明有关图1所示的半导体器件的制造方法的最初制造工序的放大剖面图；图3是说明接续图2的工序的放大剖面图；图4是说明接续图3的工序的放大剖面图；图5是说明接续图4的工序的放大剖面图；图6是表示第1实施例的变形例的半导体器件的放大剖面图；图7是本专利技术第2实施例的半导体器件的放大剖面图；图8是现有的半导体器件的放大剖面图；图9是说明有关图6所示的半导体器件的制造方法的最初制造工序的放大剖面图； 图10是说明接续图7的制造工序的剖面图；图11是说明接续图8的制造工序的剖面图；以及图12是说明接续图9的制造工序的剖面图。具体实施例方式第1实施例图1是表示本专利技术的半导体器件的一实施例的放大剖面图，以下，说明该半导体器件的构造。在硅等组成的半导体衬底11的上表面上形成连接焊盘12，在除了半导体衬底上表面的连接焊盘12的中央部以外的部分上形成绝缘膜13。在绝缘膜13上，形成露出连接焊盘12的开口部14，从各连接焊盘12的上表面通过开口部14在绝缘膜13上使再布线15延伸。再布线15例如由铜等形成。在各再布线15的前端的焊盘部表面上，例如形成铜构成的柱状的凸点电极16。在从柱状的凸点电极16露出的半导体衬底11的整个表面上形成第1密封膜17。第1密封膜17的上表面以与凸点电极16的上表面基本上为同一平面来形成。在第1密封膜17上，形成带有使各凸点电极16的上表面露出的开口部19的第2密封膜18。在第2密封膜18中形成的开口部19内和其上侧，形成与凸点电极16电连接的焊料球20(低熔点金属层)。这种情况下，使凸点电极16的上表面与第1密封膜17的上表面为同一平面，在第1密封膜17上形成的第2密封膜18上形成的开口部19内和在其上侧，形成与凸点电极16电连接的焊料球20的原因在于，在将该半导体器件封装在电路衬底(未图示)上后，在进行温度周期试验等时，不容易因半导体衬底11和电路衬底之间的热膨胀系数差产生的应力，而在凸点电极16和焊料球20的界面上产生裂纹。下面，依次参照图2～图5来说明该半导体器件的制造方法的一例。首先，如图2所示，在晶片状态的半导体衬底11的上表面上形成铝系金属等组成的连接焊盘12，在除了其上表面的连接焊盘12的中央部以外的部分上形成绝缘膜13，从通过绝缘膜13上形成的开口部14露出的连接焊盘12的上表面，直到绝缘膜13上表面的规定地方形成再布线15，在再布线15的前端的焊盘部上表面上，作为一例，制备形成高度120μm左右的柱状的凸点电极16。凸点电极16的形成利用光刻技术来进行，例如，在绝缘膜13上的整个表面上，通过溅射法等来成膜用于再布线的金属膜，在该金属膜上，形成光致抗蚀剂膜，在该光致抗蚀剂膜上形成用于形成凸点的开口部，通过将绝缘膜13上形成的金属膜作为一个电极来进行电镀，从而形成凸点电极16。凸点电极形成后，将光致抗蚀剂剥离，通过光刻技术对金属膜进行构图来形成再布线15后，成为图2所示的状态。接着，如图3所示，在包含凸点电极16和再布线15的绝缘膜13的整个上表面上，通过递模法、分配法、浸渍法、印刷法等来形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于包括： 半导体衬底（１１）； 多个凸点电极（１６），形成在所述半导体衬底（１１）上； 第１密封膜（１７），形成在所述凸点电极（１６）间的所述半导体衬底（１１）上，上表面与所述凸点电极（１６）的上表面基本上为同一表面；以及 第２密封膜（１８），形成在所述第１密封膜（１７）上，在与所述凸点电极（１６）的上表面对应的位置上有开口部（１９）。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-19 077772/20011.一种半导体器件，其特征在于包括半导体衬底(11)；多个凸点电极(16)，形成在所述半导体衬底(11)上；第1密封膜(17)，形成在所述凸点电极(16)间的所述半导体衬底(11)上，上表面与所述凸点电极(16)的上表面基本上为同一表面；以及第2密封膜(18)，形成在所述第1密封膜(17)上，在与所述凸点电极(16)的上表面对应的位置上有开口部(19)。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，在所述第2密封膜(18)的开口部(19)内和其上侧形成低熔点金属层(20)。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述低熔点金属层(20)是焊料球。4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第2密封膜(18)的开口部(19)的平面尺寸比所述凸点电极(16)的平面尺寸大。5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第2密封膜(18)的开口部(19)的侧面形成向上方扩大的倾斜形状。6.一种如下构成的半导体器件，其特征在于包括半导体衬底(11)；多个凸点电极(16)，形成在所述半导体衬底(11)上；以及密封膜(21)，形成在所述凸点电极(16)间的所述半导体衬底(11)上，具有处于比所述凸点电极(16)的上表面位置高的位置的上表面和露出所述各凸点电极(16)的上表面的开口部(19)。7.如权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，在所述密封膜(21)的开口部(19)内和其上侧形成低熔点金属层(20)。8.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述低熔点金属层(20)是焊料球。9.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，在半导体衬底(11)上形成凸点电极(16)，在包含所述凸点电极(16)的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：木崎正康，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]