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1、(10)申请公布号 CN 102420197 A (43)申请公布日 2012.04.18 C N 1 0 2 4 2 0 1 9 7 A *CN102420197A* (21)申请号 201110280133.5 (22)申请日 2011.09.20 216881/2010 2010.09.28 JP H01L 23/31(2006.01) H01L 23/525(2006.01) H01L 23/00(2006.01) H01L 21/56(2006.01) H01L 21/60(2006.01) (71)申请人卡西欧计算机株式会社 地址日本东京都 (72)发明人盐田纯司 (74)专利代理。
2、机构永新专利商标代理有限公司 72002 代理人陈萍 (54) 发明名称 半导体器件及其制造方法 (57) 摘要 本发明提供半导体器件及其制造方法。本发 明的半导体器件具备：半导体基板(1)，具有连接 焊盘(2)；外部连接用电极(10)，在上述半导体 基板上设置成与上述连接焊盘连接；和密封膜， 设置成覆盖该外部连接用电极。在上述密封膜 上设置了开口部(12)以使得露出上述外部连接 用电极上表面的中央部(10a)，而且，上述密封膜 设置成覆盖上述外部连接用电极上表面的外周部 (10b)。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利。
3、要求书 2 页 说明书 5 页 附图 11 页 CN 102420209 A 1/2页 2 1.一种半导体器件，其特征在于，具备： 半导体基板，具有连接焊盘； 外部连接用电极，在上述半导体基板上设置成与上述连接焊盘连接；和 密封膜，设置成覆盖该外部连接用电极； 在上述密封膜上设置开口部以使得露出上述外部连接用电极的上表面的中央部，而 且，上述密封膜设置成覆盖上述外部连接用电极的上表面的外周部。 2.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 上述密封膜是单层膜状。 3.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 在上述半导体基板上设置绝缘膜，在上述绝缘膜上设置布线以便与上述连接焊盘连 接； 在上述布线的焊。
4、接区上，设置上述外部连接用电极。 4.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 将上述开口部除外的上述密封膜的上表面是平坦的。 5.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 上述密封膜之中的、上述外部连接用电极的上表面的上述外周部的上述密封膜的厚度 小于等于10m。 6.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 上述密封膜的开口部及上述外部连接用电极的上表面是圆形，上述密封膜的开口部的 直径比上述外部连接用电极的上表面的直径小10m以下的长度。 7.如权利要求1所述的半导体器件，其中， 在上述密封膜的开口部内及上述密封膜上，设置焊料凸块以便至少与上述外部连接用 电极的上表面的中央部连接。 8.一种半导体器。
5、件的制造方法，其特征在于， 在半导体基板上形成密封膜，以使得对形成为与该半导体基板的连接焊盘连接的外部 连接用电极的周侧面及上表面进行覆盖； 在上述密封膜上形成开口部以使得露出上述外部连接用电极的上表面的中央部，而 且，上述密封膜覆盖上述外部连接用电极的上表面的外周部。 9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中， 将上述密封膜形成为单层膜状。 10.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中， 在上述半导体基板上使用构图形成的防镀膜，通过电解电镀形成上述外部连接用电 极； 剥离上述防镀膜； 在此，在形成上述外部连接用电极之后、剥离上述防镀膜之前，在上述防镀膜残留于上 述半导体基板上的。
6、状态下，切除上述外部连接用电极的上部及上述防镀膜的上表面侧。 11.如权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其中， 通过平面刨床切除上述外部连接用电极的上部之后，形成上述密封膜以便覆盖上述外 部连接用电极的上表面全体； 权 利 要 求 书CN 102420197 A CN 102420209 A 2/2页 3 在上述密封膜上形成上述开口部之前，以在上述外部连接用电极的上表面全体上残留 上述密封膜的方式形成上述密封膜。 12.如权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中， 通过上述平面刨床切割而同时去除上述外部连接用电极的上部及上述防镀膜的上表 面侧。 13.如权利要求8所述的半导体器件的制。
7、造方法，其中， 在形成上述密封膜之后、在上述密封膜上形成上述开口部之前，在上述外部连接用电 极上，研削上述密封膜的上表面侧以使得上述密封膜的厚度残留小于等于10m。 14.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中， 通过照射激光束的激光加工，在上述密封膜上形成上述开口部。 15.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中， 在上述密封膜上形成上述开口部，以使得上述密封膜的上述开口部及上述外部连接用 电极的上表面是圆形、且上述密封膜的上述开口部的直径比上述外部连接用电极的直径小 10m以下。 16.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中， 在上述密封膜的上述开口部内及上述密封膜上，形。
8、成焊料凸块以便至少与上述外部连 接用电极的上表面的中央部连接。 权 利 要 求 书CN 102420197 A CN 102420209 A 1/5页 4 半导体器件及其制造方法 0001 相关申请的参考 0002 本发明基于并主张拥有在2010年9月28日申请的日本专利申请号2010-216881 的优先权利。包括全部的说明书、权利要求、附图和摘要，全部被本专利所援引。 技术领域 0003 本发明涉及半导体器件及其制造方法。 背景技术 0004 例如，如日本特开2008-218731号公报上所记载，现有的半导体器件中已知被称 作CSP(Chip Size Package)的。该半导体器件具备。
9、半导体基板，在半导体基板上设置的绝 缘膜的上表面设置布线。在布线的焊接区(land)的上表面设置外部连接用电极。在包含 布线的绝缘膜的上表面，在外部连接用电极的周围设置密封膜。在外部连接用电极的上表 面设置焊料凸块。 0005 在上述现有的半导体器件的制造方法中，在形成布线及外部连接用电极之后，在 包含布线及外部连接用电极的绝缘膜的上表面形成环氧树脂组成的密封膜，其厚度比外部 连接用电极的高度稍微厚一些。因此，在这种状态下，外部连接用电极的上表面由密封膜覆 盖。然后，研磨密封膜的上表面及外部连接用电极的上部，使外部连接用电极的上表面露 出。然后，在露出的外部连接用电极的上表面形成焊料凸块。 0。
10、006 另外，虽然日本特开2008-218731号公报没有记载，但是在研磨密封膜的上表面 侧及外部连接用电极的上部时，因为使用研削砥石来研削(一点点地削取)，所以在外部连 接用电极的上表面由于研削而出现被撕裂的毛刺，并在从外部连接用电极的上表面到其周 围的密封膜的上表面形成毛刺。因此，通常作为后处理，常常使用硫酸系的蚀刻液，通过进 行湿式蚀刻，除去在从外部连接用电极的上表面到其周围的密封膜的上表面形成的毛刺。 0007 然而，存在如下问题：若除去形成在从外部连接用电极的上表面到其周围的密封 膜的上表面上的毛刺，则对应于这个毛刺的除去，在外部连接用电极的周围的密封膜的上 表面形成不要的凹部，并且。
11、由于过度蚀刻而不必要地降低了外部连接用电极的高度，进而 若在外部连接用电极和密封膜之间浸入蚀刻液，则外部连接用电极的上部的外周部不必要 地被腐蚀而变细，外部连接用电极和密封膜之间的密接性降低。而且，在印制布线板中直接 埋入WLP(Water Level Package)的技术是EWLP(Embedded Wafer Level Package)，埋入 WLP之后，在外部连接用电极上的上层绝缘膜上设置开口部而与上层配线电气地连接。但 是，外部连接用电极与周围的密封膜和开口部周缘部的上层绝缘膜这二层接触，因此存在 于层的边界附近密接性不良的问题。 发明内容 0008 本发明的目的在于提供能够在外部。
12、连接用电极的上表面不产生毛刺的半导体器 件及其制造方法。另外，本发明的目的在于提供在外部连接用电极的周侧面和上表面的边 说 明 书CN 102420197 A CN 102420209 A 2/5页 5 界附近也能够具有良好的密接性的半导体器件。 0009 本发明的半导体器件，具备： 0010 半导体基板，具有连接焊盘； 0011 外部连接用电极，在上述半导体基板上设置成与上述连接焊盘连接；和 0012 密封膜，设置成覆盖该外部连接用电极。 0013 在上述密封膜上设置了开口部以使得露出上述外部连接用电极上表面的中央部， 而且，上述密封膜设置成覆盖上述外部连接用电极上表面的外周部。 0014 。
13、而且，本发明的半导体的制造方法， 0015 在半导体基板上形成密封膜，以使得对形成为与半导体基板的连接焊盘连接的外 部连接用电极的周侧面及上表面进行覆盖； 0016 在上述密封膜上形成开口部以使得露出上述外部连接用电极的上表面的中央部， 并且上述密封膜覆盖上述外部连接用电极的上表面的外周部。 0017 本发明的效果将在下面的描述中阐明，而且，部分效果在描述中是显而易见的，或 者可以从本发明的实践中得出。本发明的效果，可以依靠装置及组合来实现并获得。这将 在下文中特别指出来。 附图说明 0018 随付的附图包含于并构成本说明书的一部分，图解了本发明的实施方式，并同上 表面所列概要描述及下面所列具。
14、体实施方式详述一起用来阐述本发明原理。 0019 图1是作为本发明的一个实施方式的半导体器件的平面图。 0020 图2是大体沿图1的II-II线的部分的剖面图。 0021 图3是基于图1及图2所示的半导体器件的制造方法的一个例子，开始准备的剖 面图。 0022 图4是继图3之后的工序的剖面图。 0023 图5是继图4之后的工序的剖面图。 0024 图6是继图5之后的工序的剖面图。 0025 图7是继图6之后的工序的剖面图。 0026 图8是继图7之后的工序的剖面图。 0027 图9是继图8之后的工序的剖面图。 0028 图10是继图9之后的工序的剖面图。 0029 图11是继图10之后的工序的。
15、剖面图。 0030 图12是继图11之后的工序的剖面图。 0031 图13是继图12之后的工序的剖面图。 0032 图14是继图13之后的工序的剖面图。 具体实施方式 0033 参照附图对本发明的实施方式进行说明。 0034 图1是示出了作为本发明的一个实施方式的半导体器件的平面图，图2是示出了 大体沿图1的II-II线的部分的剖面图。该半导体器件通常被称为CSP，具备硅基板(半导 说 明 书CN 102420197 A CN 102420209 A 3/5页 6 体基板)1。在硅基板1的上表面，虽然没有图示，但是形成构成预定功能的集成电路的元 件，例如，晶体管、二极管、电阻、电容器等元件。在。
16、硅基板1的上表面周边部，设置与上述集 成电路的各元件连接的铝系金属等构成的多个连接焊盘2。 0035 在硅基板1的周边部及将连接焊盘2的中央部除外的硅基板1的上表面上设置氧 化硅、氮化硅等组成的钝化膜(绝缘膜)3，连接焊盘2的中央部通过在钝化膜3上设置的 开口部4露了出来。在钝化膜膜3的上表面设置由聚酰亚胺系树脂等构成的保护膜(绝缘 膜)5。在钝化膜3的开口部4所对应的部分的保护膜5上设置开口部6。 0036 在保护膜5的上表面，设置多条布线7。布线7是由在保护膜5的上表面设置的 由铜等组成的基底金属层8和在基底金属层8的上表面设置的由铜组成的上部金属层9的 两层构造组成。布线7的一端部7a是。
17、通过钝化膜3及保护膜5的开口部4、6连接到连接 焊盘2。另外一端部是焊接区7b，介于其间的是引出线部7c，在布线7的焊接区7b的上表 面，设置了由铜组成的柱状的外部连接用电极10。 0037 在包含布线7的保护膜5的上表面，在外部连接用电极10的周围，设有包含二氧 化硅填充物的环氧树脂等组成单层膜状的密封膜11，并使密封膜11的上表面平坦。在这 种情况下，外部连接用电极10的上表面外周部由密封膜11覆盖，在外部连接用电极10的 上表面中央部对应的部分的密封膜11上，设置开口部12。开口部12设置成露出外部连接 用电极10的上表面中央部10a，密封膜11设置成覆盖外部连接用电极10的上表面外周部。
18、 10b。在密封膜11的开口部12内及其上方，在外部连接用电极10的上表面中央部10a上 连接并设置焊料凸块。外部连接用电极10的上表面由上表面中央部10a和上表面外周部 10b组成。上表面中央部10a是包含外部连接用电极10的上表面的中心的区域。上表面外 周部10b是包含外部连接用电极10的上表面的外周缘全部的区域。密封膜11的开口部12 及外部连接用电极10的上表面是大致的圆形，密封膜11的开口部12的直径比外部连接用 电极10的上表面的直径只小10m以下的长度，例如，只小几微米10微米。而且，在密 封膜11之中的、覆盖外部连接用电极10的上表面的剩余的区域10b的密封膜11的厚度小 于等。
19、于10m。 0038 然后，通过该半导体器件的制造方法的一个例子进行说明。首先，如图3所示，准 备如下构件：在晶片形式的硅基板(以下，被称为半导体晶片21)的上表面，形成了铝轻金 属等组成的连接焊盘2、氧化硅组成的钝化膜3及聚酰亚胺树脂组成的保护膜5，且通过钝 化膜3及保护膜5的开口部4、6而露出了连接焊盘2的中央部。 0039 在该情况下，半导体晶片21的厚度比如图2所示的硅基板1的厚度厚。而且，在 图2中，图号22所示的区域是切割道。并且，在切割道22及其两侧的钝化膜3及保护膜5 被除去。 0040 然后，如图4所示，在包含通过钝化膜3及保护膜5的开口部4、6而露出的连接焊 盘2的上表面在。
20、内的保护膜5的上表面和切割道22及其两侧相应部分的半导体晶片21的 上表面，形成基底金属层8。在该情况下，基底金属层8可以是只通过非电解镀形成的铜层， 也可以是只通过溅射法形成的铜层，进一步也可以在通过溅射法形成的钛等的薄膜层上， 通过过溅射法形成铜层。 0041 然后，在基底金属层8的上表面，构图形成正型液态阻挡剂组成的防镀膜23。在该 情况下，在上部金属层9的形成区域所对应的部分的防镀膜23上，形成开口部24。然后，因 说 明 书CN 102420197 A CN 102420209 A 4/5页 7 为进行作为电镀电流路的基底金属层8的铜的电解电镀，所以在防镀膜23的开口部24内 的基底。
21、金属层8的上表面，形成上部金属层9。然后，剥离防镀膜23。 0042 然后，如图5所示，在包含上部金属层9的基底金属层8的上表面构图形成负型干 膜阻挡剂组成防镀膜25。在该情况下，在上部金属层9的焊接区(外部连接用电极10的形 成区域)所对应的部分的防镀膜25上，形成开口部26。 0043 然后，当进行将基底金属层8作为电镀电流路的铜的电解电镀时，在防镀膜25的 开口部26内的上部金属层9的焊接区上表面形成外部连接用电极10。在该情况下，外部连 接用电极10的上部不平坦，成为一个穹顶状。而且，外部连接用电极10的高度比如图2所 示的外部连接用电极10的高度高。 0044 然后，如图6所示，准备。
22、了平面刨床(surface planer)27。该平面刨床27被固定 放置，具有在旋转圆板28的周边部分的下面设置了刀具29的构件，通过驱动装置(未图 示)的驱动，刀具29与旋转圆板28一起旋转。 0045 而且，刀具29的刀尖被位于外部连接用电极10的最终的高度位置上，使刀具29 与旋转圆板28一起旋转。在该状态下，因为使具有外部连接用电极10及防镀膜25等的半 导体晶片21沿水平方向移动，所以通过和旋转板28一起旋转的刀具29，所有的外部连接用 电极10的上部及其相对应的防镀膜25的上表面侧被切除。如图7所示，外部连接用电极 10的高度被对齐为最终的高度位置，而且外部连接用电极10及防镀膜。
23、25的上表面是同一 平面。因此，若是包含铜的外部连接用电极和金等软金属、防镀膜25，则可以通过平面刨床 进行切割，可以使表面平滑。 0046 在该情况下，通过刀具29的刀尖一次性切除所有外部连接用电极10的上部及其 对应的防镀膜25的上表面侧，因而与使用研削砥石的情况不同，在外部连接用电极10的上 表面不产生毛刺。因此，没有必要为了除去毛刺而通过湿法蚀刻进行后处理，则外部连接用 电极10的高度不会不必要地降低，外部连接用电极10的上部外周部不会不必要地变细。 0047 然后，剥离防镀膜25。而且，也可以在剥离防镀膜25之后，使用平面刨床27切除 外部连接用电极10的上部。但是，如上所述，若在残。
24、留了防镀膜25的状态下切除外部连接 用电极10的上部，则外部连接用电极10因防镀膜25的存在而能完全不倒。而且，外部连 接用电极10的削渣不会附着到上部金属层9上，在剥离防镀膜25时也可以一起除去削渣。 0048 然后，若将上部金属层9作为掩膜，蚀刻而除去上部金属层9下以外的区域的基底 金属层8，则如图8所示，只在上部金属层9下残存基底金属层8。在这种状态下，通过上部 金属层9和其下残存的基底金属层8，形成2层构造的布线7。 0049 然后，如图9所示，在切割道22及其两侧的半导体晶片21的上表面以及布线7及 包含外部连接用电极10的保护膜5的上表面，通过网版印制法等形成包含二氧化硅填充物 的。
25、环氧树脂等组成的密封膜11，密封膜11的厚度比外部连接用电极10的高度稍厚。因此， 在这种状态下，外部连接用电极10的上表面是通过单层膜状的密封膜11来覆盖。 0050 然后，使用研削砥石(未图示)研削密封膜11的上表面侧，如图10所示，在外部 连接用电极10上，密封膜11的厚度小于等于10m，例如残留几m10m，并且使密封 膜11的上表面平坦化。因此，在这种状态下，外部连接用电极10的上表面通过薄的密封膜 11覆盖。而且，因为外部连接用电极10的上部不研削，所以在外部连接用电极10的上表面 不产生毛刺。 说 明 书CN 102420197 A CN 102420209 A 5/5页 8 00。
26、51 然后，如图11所示，在外部连接用电极10的上表面中央部所对应的部分的密封膜 11上，通过照射CO 2 、YAG等的激光束的激光加工，形成开口部12。这时，在密封膜11上形 成开口部12，以使得开口部12露出外部连接用电极10上表面的一部分的区域10a，而且， 密封膜11覆盖外部连接用电极10上表面的残留的区域10b。密封膜11的开口部12及外 部连接用电极10的上表面是大致的圆形。开口部12的直径比外部连接用电极10的直径 小10m以下的长度，例如，小几m10m。因此，在这种状态下，外部连接用电极10的 上表面外周部，通过密封膜11的覆盖，可以在外部连接用电极10和密封膜11之间难以产 。
27、生剥离。 0052 然后，如图12所示，适当地削切半导体晶片21的下表面侧，使半导体晶片21的厚 度变薄。然后，如图13所示，在密封膜11的开口部12内及其上方，与外部连接用电极10 的上表面中央部连接地形成焊料凸块13。然后，如图14所示，沿着切割道22一切断密封膜 11及半导体晶片21，就获得多个如图2所示的半导体器件。 0053 对于本领域的技术人员而言可以容易地获得其额外效果并对发明加以修改。因 此，从更广泛的方面来讲，本发明并不限于这里所描述的特定的细节和典型的实施方式。据 此，只要不背离于权利要求及其等同形式所限定的本发明总体精神和范围的声明的各种修 改都是允许的。 说 明 书CN。
28、 102420197 A CN 102420209 A 1/11页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 2/11页 10 图2 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 3/11页 11 图3图4 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 4/11页 12 图5 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 5/11页 13 图6 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 6/11页 14 图7 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 7/11页 15 图8 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 8/11页 16 图9 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 9/11页 17 图10 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 10/11页 18 图11图12 说 明 书 附 图CN 102420197 A CN 102420209 A 11/11页 19 图13图14 说 明 书 附 图CN 102420197 A 。