半导体器件、 半导体器件制造方法和使用半导体器件的电 路器件 【技术领域】
本发明涉及一种半导体器件和用于制造该半导体器件的方法。具体而言， 本发明 涉及一种在倒装法装配中实现细节距、 高产量和高连接可靠性的半导体器件、 用于制造该 半导体器件的方法和使用该半导体器件的电路器件。背景技术
近年来公知 SiP( 封装中的系统 ) 结构作为适合于半导体器件优良性能和复杂功 能的封装结构。 根据 SiP 结构， 通过层叠诸如 CPU( 中央处理单元 )、 存储器等多个半导体元 件并且通过在封装上装配层叠的半导体元件来构建系统。另外根据 SiP 结构， 近年来已经 发展使管脚进一步增加、 并且使电极之间的节距更细以便提高在半导体元件之间传送数据 的能力。 图 9A 和图 9B 示出了根据相关技术的用于制造半导体器件的方法的示例。
首先布置两个半导体器件 1101 为彼此相对。 对于每个半导体器件 1101， 主要构成 为锡 (Sn) 的焊块 15 通过阻挡金属 14 形成于半导体元件 1 的电极 2 上。或者由金 (Au) 制 成的薄膜可以形成于半导体元件 1 之一的阻挡金属 14 上 ( 图 9A)。此后， 存在于对应位置 的焊块 15 相互接触、 然后被加热和压印。因而焊块起反应并且相互连接。最终具有热硬化 性质的底部填充树脂填充于两个半导体元件 1 之间。底部填充树脂在硬化工艺中变成键合 树脂层 7。通过执行上述工艺来获得电路器件 1201( 图 9B)。
为了提高产率， 公开号为 2007-142232 的日本待审专利申请 ( 专利文献 1) 公开一 种用于使得液体树脂在衬底侧上流动之后装配半导体元件、 以及继而将电极相互连接并且 针对树脂执行热硬化工艺的制造方法。
公开号为 2005-294430 的日本待审专利申请 ( 专利文献 2) 公开一种用于在装配 半导体元件之前供应树脂的制造方法。具体而言， 专利文献 2 公开一种用于在半导体元件 侧上形成处于半硬状态的键合树脂层， 并且通过研磨焊块和随后研磨键合树脂层使焊块的 表面从键合树脂层暴露并且使半导体元件的表面平坦的制造方法。
公开号为 2004-172491 的日本待审专利申请 ( 专利文献 3) 公开如下结构， 其中使 突出电极的表面和和停止物掩模层齐平。此外， 专利文献 3 公开了将具有粘合性质的热塑 树脂或低变软点 ( 熔点 ) 玻璃应用至停止物掩模层。
[ 相关技术文献 ]
[ 专利文献 ]
[ 专利文献 1] 公开号为 2007-142232 的日本待审专利申请
[ 专利文献 2] 公开号为 2005-294430 的日本待审专利申请
[ 专利文献 3] 公开号为 2004-172491 的日本待审专利申请
发明内容[ 本发明将要解决的问题 ]
然而根据相关技术的结构具有若干问题。
第一问题在于往往由于底部填充树脂的填充性质下降而出现空隙。 空隙之所以出 现是因为由于越来越多的管脚和在电极之间的细节距使得在凸块之间的距离变短并且凸 块的高度变低， 而且在半导体元件之间的间隙变窄。 在半导体元件之间的间隙窄的情况下， 进入填充区域的填充速度与半导体元件边缘周围的流动速度之差变得明显。 因而由于包含 空气而出现空隙。 另外， 在填充区域中， 在凸块布置区域中和在其它区域中填充底部填充树 脂的速度也互不相同。因而空隙往往出现于凸块连接区域中。
第二问题在于组装封装的产率低。 原因在于单独执行用于装配半导体元件的工艺 和用于填充底部填充树脂的工艺。另外， 产率变低， 因为通过调节诸如底部填充树脂的粘 度、 涂敷量等条件来影响填充时间并且单独执行每个底部填充工艺。
根据在专利文献 1 中描述的制造方法， 当装配半导体元件时容易在半导体元件与 树脂之间包含空气。因而空隙往往出现于树脂内。在细节距和窄间隙的情况下难以排放在 树脂热硬化工艺之前由使用树脂的流动而包含的空气。 另一问题在于由于在包括电极的衬 底上预先涂敷树脂， 所以树脂穿插于接合部分之间、 并因而电极的连接区域变小。
根据在专利文献 2 中描述的制造方法， 担心在刮擦时在焊块上生成刮擦的下陷， 因为处于半硬状态的键合树脂层和由金属制成的焊块在硬度上互不相同。 因而在电极之间 的节距变细的情况下有刮擦的下陷引起与相邻凸块的短路这样的可能性。另外由于电极 的尺寸根据精炼也变细， 所以另一问题在于由于在形成凸块时的板变化所致的影响变得明 显。
尽管专利文献 3 描述了向停止物掩模层施加具有粘合性质的热塑树脂或者低软 化点 ( 熔点 ) 玻璃， 但是专利文献 3 未考虑在电极之间的绝缘性。有必要将电极之间的绝 缘性与在电极之间的粘合性一起考虑以便使突出电极之间的节距变细。
本发明的目的在于提供一种解决上述问题的半导体器件、 用于制造该半导体器件 的方法和使用该半导体器件的电路器件。
用于解决问题的措施
作为第一观点， 根据本发明的一种具有电极的半导体器件包括 ： 绝缘部分， 在电极 上具有开口 ； 突出部分， 形成于电极上 ； 保护部分， 形成于突出部分的周界并且电隔离突出 部分 ； 以及键合部分， 形成于保护部分上与突出部分间隔开。突出部分的上表面、 保护部分 的上表面和键合部分的上表面形成相同平面。
在此， 每个元件或者每个构件的上表面意味着存在于每个元件或者每个部件的顶 端上并且向外界暴露的表面。
作为第二观点， 根据本发明的一种用于制造半导体器件的方法包括 ： 在具有电极 的半导体元件上形成绝缘部分的步骤， 绝缘部分在电极上具有开口 ； 在电极上形成突出部 分的主要材料部分的步骤 ； 在绝缘部分和主要材料部分上形成保护部分的步骤 ； 在保护部 分上供应键合部分的材料的步骤 ； 以及执行平坦化工艺使得主要材料部分的表面、 在主要 材料部分的周界中的保护部分的表面和键合部分的表面形成相同平面的步骤。
作为第三观点， 根据本发明的一种用于制造半导体器件的方法包括 ： 在具有电极 的半导体元件上形成绝缘部分的步骤， 绝缘部分在电极上具有开口 ； 在电极上形成突出部分的主要材料部分的步骤 ； 在绝缘部分和主要材料部分上形成保护部分的步骤 ； 执行平坦 化工艺使得主要材料部分的表面和在主要材料部分的周界中的保护部分的表面形成相同 平面的步骤 ； 去除形成于划片线上的保护部分的步骤 ； 供应键合部分的材料的步骤 ； 以及 通过使用掩模对键合部分成形的步骤。
作为第四观点， 根据本发明的一种电路器件包括具有电极的半导体器件。半导体 器件包括 ： 绝缘部分， 在电极上具有开口 ； 突出部分， 形成于电极上 ； 保护部分， 形成于突出 部分的周界并且电隔离突出部分 ； 以及键合部分， 形成于保护部分上与突出部分间隔开。 突 出部分的上表面、 保护部分的上表面和键合部分的上表面形成相同平面。
本发明的效果
根据该半导体器件， 尤其在倒装法装配中有可能一起实现高连接可靠性、 细节距 和高产量。 附图说明
图 1 是示出了根据本发明第一实施例的半导体器件的结构示例的示意横截面图。 图 2 是示出了根据本发明第二实施例的半导体器件的结构示例的示意横截面图。图 3 是示出了用于制造根据本发明第一和第二示例性实施例的半导体器件的方 法示例的示意横截面图。
图 4 是示出了用于制造根据本发明第一示例性实施例的半导体器件的方法示例 的示意横截面图。
图 5 是示出了用于制造根据本发明第二示例性实施例的半导体器件的方法示例 的示意横截面图。
图 6 是示出了用于制造根据本发明第三示例性实施例的半导体器件的方法示例 的示意横截面图。
图 7 是示出了用于制造根据本发明第四示例性实施例的半导体器件的方法示例 的示意横截面图。
图 8 是示出了根据本发明第一示例性实施例的电路器件示例的示意横截面图。
图 9 是示出了根据相关技术的半导体器件的接合结构和接合方法的示意横截面 图。 具体实施方式
下文将参照附图描述更多具体示例性实施例。
[ 第一示例性实施例 ]
[ 半导体器件 ]
将参照图 1 具体描述根据本发明的示例性实施例 1 的半导体器件。图 1 示出了根 据本发明的示例性实施例 1 的半导体器件 101 的横截面示例。这里， 图 1A 和图 1B 为如下 横截面图， 这些横截面图示出了用划片方法 ( 后文称为制造方法 ) 切割和分离的两种共同 制造的半导体器件的横截面。
根据每幅图 1A 和图 1B， 电极 2 和在电极 2 上具有开口的比如氮氧化硅 (SiON) 或 者氧化硅 (SiO2) 的绝缘膜 3( 绝缘部分 ) 布置于半导体器件 1 的电路平面上， 由铜 (Cu) 制成的凸块 10( 突出部分 ) 的主要材料部分 8 布置于电极 2 上， 膜状的并且由比如 Sn 或者 Au 制成的接合材料部分 9 形成于凸块 10 的主要材料部分 8 的表面上。另外， 绝缘膜 3 和凸块 10 的周界由具有高绝缘性质的保护膜 6( 保护部分 ) 覆盖。这里向保护膜 6 施加有机树脂 ( 比如聚酰亚胺 ) 或者与绝缘膜 3 类似地由 SiON、 SiO 等制成的无机膜。
这里， 粘合层 4 和键合层 5 形成于电极 2( 包括绝缘膜 3 的部分 ) 与凸块 10 的主 要材料部分 8 之间。
另外， 处于半硬状态的键合树脂层 7( 键合部分 ) 布置于除了凸块 10 的周界之外 的保护膜 6 上。接合材料部分 9 的表面、 在凸块 10 的周界处的保护膜 6 的表面和键合树脂 层 7 的表面形成相同平面。键合树脂层 7 包括热硬化树脂、 热塑树脂或者热硬化和光敏性 的组合型树脂。
根据本示例性实施例的半导体器件， 由于键合树脂层形成于半导体器件的表面的 部分上， 所以不必向接合部分执行底部填充树脂填充工艺。因而有可能实现高产率。另外 由于凸块的接合材料部分的表面从键合树脂层暴露并且接合材料部分的表面和键合树脂 层的表面形成相同平面， 所以可以抑制由于在装配部件时穿插树脂所致的不良接合。另外 由于凸块的周界由具有高绝缘性质的保护膜覆盖， 所以可以针对具有细节距的电极保证在 相邻凸块之间的高绝缘性。 [ 用于制造半导体器件的方法 ]
将参照图 3 和图 4 描述用于制造根据本发明第一示例性实施例的半导体器件的方 法。图 3A 示出了包括多个半导体器件的半导体元件 1 装配于晶片的表面上的状态。由铝 (Al) 等制成的电极 2、 在电极 2 的部分上具有开口并且覆盖电路平面的由 SiON、 SiO2 等制 成的绝缘膜 3 设置于半导体器件的电路平面上。这里， 在根据本示例性实施例的制造方法 的最终工艺中沿着划片线 11( 在图中的纵向方向上 ) 切割半导体元件 1， 因而制造多个半导 体器件。
接着在电极 2 和绝缘膜 3 的全部表面上用溅射方法等形成由钛 (Ti)、 钛钨合金 (TiW) 等制成的粘合层 4。 继而通过旋涂等在键合层 5 上供应光敏抗蚀剂 12， 并且进一步对 抗蚀剂 12 曝光和显影， 由此在电极 2 上的预期区域中形成开口。另外， 根据电解电镀方法 等在抗蚀剂 12 的开口上提取 Cu(Cu 将为凸块 10 的主要材料部分 8)， 并且获得图 3B 中所示 结构。这时， 电极 2 上的主要材料部分 8 的高度可以在电极 2 之间变化。
此后去除抗蚀剂 12 并且用湿蚀刻方法等去除在除了由主要材料部分 8 覆盖的区 域之外的区域中形成的粘合层 4 和键合层 5， 因而获得图 3C 中所示结构。
接着通过旋涂等在半导体元件 1 的的整个表面 ( 包括主要材料部分 8 的表面 ) 上 供应有机树脂 ( 比如热硬化型或者光敏型聚酰亚胺 )。通过针对有机树脂执行硬化工艺来 形成保护膜 6( 图 3D)。待供应的树脂的量优选为如下量， 该量使得接触绝缘膜 3 的形成的 保护膜 6 的厚度不多于针对其执行最终工艺的凸块 10( 主要材料部分 8 和接合材料部分 9) 的高度的一半。在向保护膜 6 施加 SiON 或者 SiO2 的情况下， 用溅射方法供应树脂。在这 一情况下希望保护膜 6 的厚度不多于 1 微米。
此后在保护膜 6 上供应变成键合树脂层 7 的树脂 ( 图 4E)。在向键合树脂层 7 施 加热硬化树脂或者热塑树脂的情况下， 膜状的树脂层叠于保护膜 6 上。这里， 在施加热硬化 树脂的情况下， 树脂在层叠之后仍然处于半硬状态。
作为用于供应键合树脂层 7 的方法， 可以采用一种通过旋涂等在保护膜 6 上供应 液体型热硬化树脂并且加热树脂来形成处于半硬状态的键合树脂层 7 的方法。另外， 在向 键合树脂层 7 施加热硬化和光敏树脂的情况下， 可以采用一种通过旋涂等供应树脂并且对 树脂曝光来形成处于半硬状态的键合树脂层 7 的方法。
接着用抛光方法、 研磨方法、 化学机械抛光方法等针对键合树脂层 7、 保护膜 6 和 凸块 10 的主要材料部分 8 执行平坦化工艺 ( 图 4F)。另外， 用无电镀覆方法等在主要材料 部分 8 的暴露表面上供应将成为薄膜状接合材料部分 9 的金属 ( 图 4G)。这里在采用无电 镀覆方法的情况下， 可以通过使用浸镀浴来供应具有预期镀覆厚度的接合材料部分 9。 另外 可以优选的是可以向接合材料部分 9 施加 Au 或者 Sn。
最终通过沿着划片线 11 执行划片工艺将晶片切割成多件。通过执行划片工艺来 生产根据本发明的示例性实施例 1 的半导体器件 101( 图 4H)。 另外可以用抛光方法等加工 半导体元件 1 的背表面使得晶片可以具有预期厚度， 此后执行划片工艺。
根据本发明示例性实施例的制造方法， 有可能通过在晶片上一起供应键合树脂层 来实现高产率。 另外通过在凸块的主要材料部分的周界由已经变硬的保护膜覆盖的状态中 执行用于平坦化凸块的工艺， 可以抑制凸块在加工时下陷， 并且甚至在细电极节距的情况 下防止相邻凸块之间的短路。另外通过在用于平坦化凸块的工艺之后形成薄接合材料部 分， 有可能阻止镀覆厚度变化， 并且可以获得具有高接合可靠性的凸块形状。 另外通过在供 应接合材料部分时使用浸镀浴来应用无电镀覆方法， 有可能供应接合材料部分而又保持与 键合树脂层平齐。 [ 电路器件 ]
接着将参照图 8 具体描述如下电路器件， 该电路器件使用根据本发明示例性实施 例的半导体器件。首先调节根据本发明示例性实施例的半导体器件 101 的位置和半导体器 件 102 的位置 ( 凸块的主要材料部分 8 的表面和保护膜 6 的表面形成相同平面 )( 图 8A)。 此后通过使半导体器件 101 的接合材料部分 9 和半导体 102 的凸块的主要材料部分 8 相互 接触并且通过加热和加压使接合材料部分 9 和两个主要材料部分的金属起反应并且接合 在一起来产生电路器件 201( 图 8B)。 这时通过也加热和热硬化键合树脂层 7 来完成在半导 体器件之间的所有边界之上的键合。
根据本发明的示例性实施例 1 的电路器件， 通过预先形成键合树脂层， 当装配部 件时同时执行电连接电极、 向接合部分中填充树脂以及硬化树脂。 因而有可能实现高产率。 另外通过装配表面平坦的构件， 即使电极节距细并且间隙窄， 仍然可以抑制由于在装配部 件时包含空气而在树脂内出现空隙。
尽管在示例性实施例中示出了与半导体器件有关的结构， 但是本发明不限于此。 也就是说， 本示例性实施例可以涉及接合半导体器件与衬底或者将衬底接合在一起。另外 根据本发明， 电路器件可以包括相互接合的半导体器件 101。另外， 电路器件可以包括如下 结构， 在该结构中， 接合部分和另一部分形成如下相同平面， 根据本发明的半导体器件的结 构连接到该平面。在这一情况下获得相似效果。另外可以向两个半导体器件供应接合材料 部分。
[ 第二示例性实施例 ]
接着将参照图 2 描述第二示例性实施例。图 2 是根据示例性实施例 2 的半导体器
件 103 的横截面图。如图 2 中所示， 根据本示例性实施例的半导体器件 103 与根据第一示 例性实施例的半导体器件 101 不同点在于保护膜 6 的一侧表面 ( 半导体器件的侧表面 ) 由 键合树脂层 7 覆盖。这里， 图 2 中的图 2A 和图 2B 示出了两种半导体器件 103 的横截面图。
根据本示例性实施例， 由于保护膜的侧表面 ( 半导体器件的侧表面 ) 由键合树脂 层覆盖， 所以键合树脂层 7 放松在半导体器件 103 上装配部件之后由外力和热膨胀差生成 的内部应力。因而作为一个起点， 在保护膜 6 的侧表面抑制表面脱落。
[ 制造方法 ]
接着将参照图 3 和图 5 描述用于制造根据本示例性实施例的半导体器件的方法。
根据本示例性实施例， 由于直至供应保护膜 6 的工艺与在根据第一示例性实施例 的制造方法相同 ( 从图 3A 至图 3D)， 所以将省略对这些工艺的描述。
接着沿着从晶片切割成件的部分的划片线 11 用激光方法等去除保护膜 6( 图 5E)。 在向保护膜 6 施加有机树脂 ( 比如光敏聚酰亚胺 ) 的情况下， 可以执行曝光和显影使得当 硬化树脂时可以在划片线 11 上形成开口。此后供应变成键合树脂层 7 的树脂 ( 图 5F)。在 向键合树脂层 7 施加热硬化树脂或者热塑树脂的情况下， 膜状的树脂可以层叠于保护膜 6 上。这里， 在施加热硬化树脂的情况下， 树脂在层叠之后处于半硬状态。
作为用于供应键合树脂层 7 的方法， 可以采用一种通过旋涂等在保护膜 6 上供应 液体型热硬化树脂并且加热树脂来形成处于半硬状态的键合树脂层 7 的方法。另外， 在向 键合树脂层 7 施加热硬化和光敏树脂的情况下， 可以采用一种通过旋涂等供应树脂并且对 树脂曝光来形成处于半硬状态的键合树脂层 7 的方法。
接着通过使用抛光方法、 研磨方法、 化学机械抛光方法等针对键合树脂层 7、 保护 膜 6 和凸块 10 的主要材料部分 8 执行平坦化工艺 ( 图 5G)。另外， 用无电镀覆方法等在主 要材料部分 8 的暴露表面上供应将成为薄膜状接合材料部分 9 的金属 ( 图 5H)。这里在采 用无电镀覆方法的情况下， 可以通过使用浸镀浴来供应具有预期镀覆厚度的接合材料部分 9。另外可以向接合材料部分 9 施加 Au、 Sn 或者其合金。
最终通过沿着划片线 11 的划片工艺将晶片切割成多件。通过划片工艺生产根据 本发明第二示例性实施例的半导体器件 103( 图 5I)。 另外可以用抛光方法等加工半导体元 件 1 的背表面使得晶片可以具有预期厚度， 此后执行划片工艺。
根据本示例性实施例的制造方法， 通过在沿着划片线的保护膜已被预先去除的状 态中执行划片工艺来防止可能在划片工艺中出现的保护膜脱落。
[ 第三示例性实施例 ]
接着将参照图 3 和图 6 描述制造根据第三示例性实施例的半导体器件的方法。
如图 3 和图 6 中所示， 用于制造根据本示例性实施例的半导体器件 104 的方法与 用于制造根据第一示例性实施例或者第二示例性实施例的半导体器件的方法不同点在于 执行用于平坦化凸块 10 的主要材料部分 8 的工艺并且在供应变成键合树脂层 7 的树脂之 前形成接合材料部分 10。
下文将具体描述本示例性实施例。根据本示例性实施例， 由于直至供应保护膜 6 的工艺与在第一或者第二示例性实施例中相同 ( 图 3A 至图 3D)， 所以将省略对这些工艺的 描述。
接着用抛光方法、 研磨方法、 化学机械抛光方法等针对保护膜 6 和凸块 10 的主要材料部分 8 执行平坦化工艺 ( 图 6E)。另外用无电镀覆方法等在从保护膜 6 暴露的主要材 料部分 8 的表面上供应将成为薄膜状接合材料部分 9 的金属 ( 图 6F)。这里， 在采用无电镀 覆方法的情况下， 可以通过使用浸镀浴来供应具有预期镀覆厚度的接合材料部分 9。 另外可 以向接合材料部分 9 施加 Au、 Sn 或者其合金。
此后在从晶片切割成件的部分的划片线 11 上， 用激光方法等去除保护膜 6( 图 6G)。在向保护膜 6 施加有机树脂 ( 比如光敏聚酰亚胺 ) 的情况下， 可以执行曝光和显影使 得当硬化树脂时可以在划片线 11 上形成开口。
接着供应变成键合树脂层 7 的树脂 ( 图 6H)。例如在向键合树脂层 7 施加热硬化 树脂或者热塑树脂的情况下， 膜状的树脂优选地层叠于保护膜 6 上。这里在施加热硬化树 脂的情况下， 树脂在层叠之后也仍然处于半硬状态。
作为用于供应键合树脂层 7 的方法， 可以采用一种通过旋涂等在保护膜 6 上供应 液体型热硬化树脂或者液体型热硬化和光敏树脂的方法。
此后用具有平坦形状的掩模 13 通过压印来对变成键合树脂层 7 的树脂成形。在 对树脂成形之后， 去除留在接合材料部分 9 的表面上的键合树脂残留物， 并且用干蚀刻方 法暴露接合材料部分 9( 图 6I)。 这里在向键合树脂层 7 施加热硬化树脂或者热塑树脂的情 况下， 优选地通过用掩模 13 压印并且在加热树脂之时成形来形成键合树脂层 7。 另外， 在使 用热硬化树脂的情况下， 优选地随温度和时间执行成形使得热硬化树脂在成形之后也将半 硬。另外， 在施加热硬化和光敏树脂的情况下， 例如用由玻璃等制成的掩模 13 借助压印来 曝光树脂。 最终通过沿着划片线 11 执行划片工艺将晶片切割成多件。通过执行划片工艺来 生产根据本发明第三示例性实施例的半导体器件 104( 图 6J)。 另外可以用抛光方法等加工 半导体元件 1 的背表面使得晶片可以具有预期厚度， 并且此后执行划片工艺。
根据本示例性实施例的制造方法， 在供应变成键合树脂层 7 的树脂之后执行用于 平坦化凸块 10 的主要材料部分 8 的工艺， 并且形成接合材料部分 10。 因而可以防止在用无 电镀覆方法等形成键合材料部分时镀覆溶剂对键合树脂层的树脂物理性质的影响。
[ 第四示例性实施例 ]
接着将参照图 3 和图 7 描述用于制造根据第四示例性实施例的半导体器件的方 法。
如图 3 和图 7 中所示， 用于制造根据本示例性实施例的半导体器件 105 的方法与 用于制造根据第一、 第二或者第三示例性实施例的半导体器件的方法不同点在于当对键合 树脂层 7 成形时去除沿着划片线 11 的键合树脂层 7。
下文将具体描述本示例性实施例。根据本示例性实施例， 由于直至供应变成键合 树脂层 7 的树脂的工艺与在根据第三示例性实施例的制造方法中相同 ( 图 3A 至图 3D 和图 7E 至图 7H)， 所以将省略对这些工艺的描述。
接着在划片线 11 上的部分上压印具有突起的掩模 13， 并且对变成键合树脂层 7 的 树脂成形。在对树脂成形之后， 用干蚀刻方法等去除在接合材料部分 9 的表面上和在与划 片线 11 接近的位置余留的键合树脂残留物， 继而曝光接合材料部分 9 和划片线 ( 图 7I)。 这里在向键合树脂层 7 施加热硬化树脂或者热塑树脂的情况下， 通过用掩模 13 压印并且在 加热树脂之时成形来形成键合树脂层 7。另外， 在使用热硬化树脂的情况下， 优选地随温度
和时间执行成形使得热硬化树脂在成形之后将半硬。同时， 在施加热硬化和光敏树脂的情 况下， 在例如用具有相似形状的由玻璃等制成的掩模 13 压印之时曝光树脂。
另外， 在施加热硬化和光敏树脂的情况下， 可以在用具有平坦形状的掩模 13 压印 树脂之时执行曝光和显影使得可以打开划片线部分 11。
最终通过沿着划片线 11 执行划片工艺将晶片切割成多件。通过执行划片工艺来 生产根据本发明第四示例性实施例的半导体器件 105( 图 7J)。 另外可以用抛光方法等加工 半导体元件 1 的背表面使得晶片可以具有预期厚度， 并且此后执行划片工艺。
根据本示例性实施例的制造方法， 在对键合树脂层 7 成形时， 通过去除在划片线 的部分上供应的键合树脂层， 有可能防止在划片工艺中将晶片切割成多件的时候树脂阻碍 划片刀片。 因而可以防止在划片工艺中出现的半导体元件碎片或者裂缝出现并且提高可靠 性。
[ 示例 ]
接下来将参照图 3 和图 4 描述根据本发明的用于制造半导体器件的方法的示例。
首先， 半导体元件 1 例如具有直径为 8 英寸而厚度为 725 微米的晶片形状， 并且例 如在电路平面上包括布置于 20 微米的节距区域阵列中的、 由 Al 制成的电极 2， 以及在电极 2 的部分上具有开口并且覆盖电路平面的、 由 SiON 制成的绝缘膜 3( 图 3A)。 接下来， 用溅射方法在电极 2 和绝缘膜 3 的全部表面上形成由 Ti 制成的粘合层 4 和由 Cu 制成的键合层 5。然后通过旋涂在键合层 5 上供应光敏抗蚀剂 12， 此后执行曝光和 显影。因而在电极 2 上形成直径例如为 10 微米的开口。另外， 用无电镀覆方法在抗蚀剂 12 的开口上提取将成为主要材料部分 8 的 Cu。 提取的 Cu 的高度例如不低于 10 微米 ( 图 3B)。 这时， 主要材料部分 8 的高度在电极 2 之间变化。
此后去除抗蚀剂 12， 并且更进一步利用湿蚀刻方法去除除了在主要材料部分 8 之 下形成的粘合层 4 和键合层 5 之外的粘合层 4 和键合层 5( 图 3C)。接着在整个表面 ( 包 括主要材料部分 8 的表面 ) 上从上侧供应变成保护膜 6 的聚酰亚胺有机树脂， 此后热硬化 树脂 ( 图 3D)。供应恰当量的聚酰亚胺树脂使得绝缘膜 3 上的已经成形的保护膜 6 的厚度 例如为 3 微米。此后用 85 摄氏度的加热温度和 0.5 兆帕 (MPa) 的真空压强借助真空层叠 方法在保护膜 6 上供应变成键合树脂层 7， 并且例如 30 微米厚的膜状热硬化树脂 ( 图 4E)。 树脂在层叠之后也仍然处于半硬状态。
接下来用研磨方法针对键合树脂层 7、 保护膜 6 和主要材料部分 8 执行平坦化工艺 ( 图 4F)。主要材料部分 8 的高度在平坦化工艺之后为 8 微米。另外， 通过使用 Au 浸镀浴 借助无电镀覆方法在主要材料部分 8 的暴露表面上形成薄膜状的、 由 Au 制成的接合材料部 分 9( 图 4G)。薄膜状 Au 例如为 0.03 微米厚。最终用抛光方法抛光半导体元件 1 的背表面 以变薄， 从而使得厚度变成 120 微米， 并且执行划片工艺以将晶片划片成尺寸为 8 平方毫米 的多个矩形。结果， 获得根据本发明示例的半导体器件 ( 图 4H)。
[ 电路器件 ]
接下来将参照图 8 描述用于制造根据本发明的电路器件的方法的示例。
如图 8 中所示， 调节根据本发明的本示例性实施例的半导体器件 101 的位置和半 导体器件 102 的位置 ( 直径为 13 微米的由 Cu 制成的主要材料部分 8 的表面和由聚酰亚胺 制成的保护膜 6 的表面形成相同平面 )( 图 8A)。此后使半导体器件 101 中的由 Au 制成的
接合材料部分 9 和半导体器件 102 中的主要材料部分 8 相互接触， 并且在 300 摄氏度的温 度加热， 而且用每个芯片 75 牛顿的装配负荷同时按压 15 秒， 然后两个半导体器件的接合材 料部分 9 和主要材料部分 8 起反应并且接合在一起 ( 图 8B)。这时， 通过热硬化在不低于 150 摄氏度的温度开始反应的键合树脂层 7 来完成用于将半导体器件键合在一起的工艺。
在第一观点中， 凸块优选地包括主要材料部分和接合材料部分这两层。
主要材料部分优选地由 Cu 制成。另外， 凸块的接合材料部分优选为 Au 和 Sn 中的 任一种。
半导体器件的至少一侧表面优选地由键合树脂层覆盖以免暴露保护膜。
保护膜优选地具有在两个相邻凸块之间的中心凹入的弓形形状。
可以向保护膜施加由聚酰亚胺制成的有机膜。保护膜可以是无机膜。
保护膜的厚度优选地在凸块之间的位置处不多于凸块的高度的一半。
键合树脂层优选地由处于半硬状态的热硬化树脂、 热硬化和光敏树脂以及热塑树 脂中的至少一种制成。
在第二观点中， 优选还包括在用于在半导体元件的绝缘层上和在凸块的主要材料 部分上形成保护膜的工艺， 以及用于在保护膜上供应变成键合树脂层的材料的工艺之间用 于去除在划片线上的保护膜的工艺。 优选还包括用于在凸块的主要材料部分的表面上形成接合材料部分的工艺。
在第三观点中， 优选还包括用于在凸块的主要材料部分的表面上形成接合材料部 分的工艺。
另外， 优选地通过使用浸镀浴借助无电镀覆方法执行用于在凸块的主要材料部分 的表面上形成接合材料部分的工艺。
用于供应变成键合树脂层的材料的工艺优选为用于用层叠方法供应膜状半硬树 脂的工艺。
用于供应变成键合树脂层的材料的工艺优选为用于通过旋涂供应液体树脂、 并且 此后通过加热或者曝光来使液体树脂半硬的工艺。
优选地用抛光方法、 研磨方法和化学机械抛光方法中的至少一种方法执行用于平 坦化凸块的主要材料部分的表面和在凸块的主要材料部分附近的保护膜 ( 包括键合树脂 层 ) 的表面以使表面形成相同平面的工艺。
优选地用激光方法和光刻方法中的任一方法执行用于去除在划片线上的保护膜 的工艺。
优选地通过用在划片线上用具有突起的掩模压印树脂并且对树脂成形来执行用 于通过使用掩模对变成键合树脂层的树脂成形的工艺。
优选地通过使用具有平坦形状的掩模借助光刻方法来执行用于通过使用掩模对 变成键合树脂层的树脂成形的工艺。
尽管已经参照本发明的示例性实施例及其示例具体示出和描述本发明， 但是本发 明并不限于示例性实施例和示例。 有可能在形式和细节上作出本领域普通技术人员可以理 解的各种改变而不脱离本发明的精神实质和范围。
本申请基于并要求 2009 年 6 月 24 日提交的第 2009-149945 号日本专利申请的优 先权， 其公开内容通过引用整体结合于此。
工业实用性
本发明可以应用于一种实现细节距和高产量的半导体器件和一种使用该半导体 器件的电路器件
参考标号列表
1 半导体元件
2 电极
3 绝缘膜
4 粘合层
5 键合层
6 保护膜
7 键合树脂层
8 主要材料部分
9 接合材料部分
10 凸块
11 划片线
12 抗蚀剂
13 掩模
14 阻挡金属
15 焊块
101、 102、 103、 104、 105 和 1101 半导体器件
201 和 1201 电路器件