[发明专利]半导体器件以及半导体器件的制造方法和安装方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种半导体器件、半导体器件的制造方法及该半导体器件的安装方法，尤其涉及一种晶片级芯片尺寸封装型半导体器件、该半导体器件的制造方法及该半导体器件的安装方法。

背景技术

通常，半导体器件的封装是对每个半导体芯片进行的。然而，近年来不断地提出了一种作为高密度安装封装的晶片级芯片尺寸封装，其有助于使电子器件的尺寸变小或使电子器件的重量变轻。

在上述的晶片级芯片尺寸封装中，组装过程在半导体晶片状态下进行并且多个芯片均被树脂密封于块(lump)中从而进行单独封装以获得最终产品。

根据此类晶片级芯片尺寸封装，块的节距非常小，其与裸露芯片的尺寸近似相同，并且多个半导体芯片可封装于块中。因此，可简化制造步骤或材料。

图1至图3为示出了相关技术的晶片级芯片尺寸封装型半导体器件的制造方法的第一至第三截面图。在图1至图3中，为了便于说明起见，仅示出了单个半导体衬底上的多个半导体元件(半导体器件)中的两个半导体元件(半导体器件)作为实例。

采用所谓的晶片加工来制造晶片级芯片尺寸封装半导体器件。诸如晶体管的有源元件或诸如电容元件的无源元件形成于由硅(Si)制成的半导体衬底1的主表面上。此外，多层互连层2形成于半导体衬底的主表面上(参见图1中的(a))。有源元件和无源元件通过多层互连层2相互连接从而可形成具有所需功能的电子电路。

尽管图1中并未示出详细的结构，但是多层互连层2是经由层间绝缘层叠置多层由铝(Al)或铜(Cu)制成的布线而形成的。低介电常数的材料，即所谓的低K材料可用作层间绝缘层的材料，以便降低布线之间所形成的电容并且提高电子信号的传输速度。

多个由铝(Al)制成的外部连接电极焊盘3设置于多层互连层2上。由诸如二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN)制成的无机绝缘层(钝化层)4覆盖电极焊盘3的外部边缘部分和多层互连层2的上表面。

随后，为了保护半导体元件的表面，有机绝缘膜5，如聚酰亚胺树脂层，选择性地覆盖钝化层4的上表面和电极焊盘3上的钝化层4的边缘部分。

此外，选择性地设置由铜(Cu)制成的布线层6，以便从电极焊盘3的露出的上表面延伸至有机绝缘膜5的上表面。

由铜(Cu)制成的外部连接金属电极(柱)7通过电镀法而设置于布线层6的延伸部分的边缘部分附近(参见图1中的(b))。

接着，设置由环氧基树脂或其类似物制成的密封树脂8从而使得密封树脂8的上表面达到略微低于金属电极7的上端面的位置处。此外，作为外部连接突起电极的、近似为球形的焊料凸块9设置于金属柱7的上部，该金属柱7从密封树脂8的上表面略微突出(参见图2中的(c))。

然后，例如，采用切割刀片10对密封树脂8、多层互连层2以及半导体衬底1进行切割处理，以便获得多件半导体器件15(参见图2中的(d))。

因此，图3中所示的半导体器件形成为具有以下结构，该结构中金属电极7设置于布线层6的端部附近，该布线层6连接至设置于多层互连层2的上表面的电极焊盘3上，密封树脂8设置于有机绝缘膜5以及布线层6上，金属电极7的上表面从密封树脂8的上表面突出，并且外部连接焊料凸块9设置于突出的金属电极7的上端面上。

另一方面，例如，日本特开专利申请公报No.2000-277463中公开了一种具有以下结构的半导体器件，该结构中包围半导体器件的有源区形成环形槽，半导体衬底由密封树脂密封，同时该槽中填充有密封树脂，以便改进半导体器件的抗湿性。

如上所述，在晶片级芯片尺寸封装型半导体器件15的制造过程中，在图2中的(d)所示的步骤中，通过切割刀片10对多层互连层2和半导体衬底1进行切割，从而形成多件半导体器件15。

然而，在切割步骤中，可能破坏包括层间绝缘层2的多层互连层，其中，该层间绝缘层2由低介电常数的绝缘材料制成。因此，在使用半导体器件15的情况下，可能导致进一步破坏层间绝缘层2，从而使得湿气可能从断裂的表面进入。这就可能导致降低半导体元件的性能，从而可能降低半导体器件15的可靠性。

为了解决上述问题，日本特开专利申请公报No.2000-277463中所公开的技术可应用于半导体器件15。