[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法。更具体地说，本发明涉及以下半导体器件以及该半导体器件的制造方法，即：在平面结构中，该半导体器件的尺寸大致与半导体芯片相等，并且在该半导体器件中，半导体芯片与配线图案倒装芯片连接(flip-chip connect)。

背景技术

最近几年，应用半导体的产品(例如数码相机和手机等各种移动设备)已经在减小尺寸、减少厚度和降低重量方面取得了迅速的进展。因此，半导体器件也需要减小尺寸并增加密度。因此，研发出了称为芯片级封装(CSP)的半导体器件(例如，见图1)，其中在平面结构中，该半导体器件的构造成尺寸大致与其半导体芯片相等，并且还提出了各种制造方法。

下面将阐述作为这种所谓芯片级封装的常规半导体器件100。图1是常规半导体器件100的剖视图。

半导体器件100包括半导体芯片101、内部连接端子102、树脂层103、配线图案104、阻焊层106和外部连接端子107。

半导体芯片101具有半导体基板109、半导体集成电路111、电极焊盘112和保护膜113。例如，半导体基板109为变薄且切割的Si晶片。

半导体集成电路111设置在图2所示半导体基板109的一个表面上。电极焊盘112设置在半导体集成电路111上并与设置在半导体集成电路111上的导线电连接。保护膜113设置在半导体集成电路111上并保护半导体集成电路111。

树脂层103设置成覆盖布置在半导体集成电路111上的保护膜113。

配线图案104形成在树脂层103上并具有外部连接端子设置区域104A，在该外部连接端子设置区域上设置有外部连接端子107。

内部连接端子102穿透树脂层103，并且将设置在半导体集成电路111上的电极焊盘112与设置在树脂层103上的配线图案104电连接。

阻焊层106设置成覆盖配线图案104的除外部连接端子设置区域104A以外的区域。外部连接端子107设置在配线图案104的外部连接端子设置区域104A上。

通过下面的步骤(a)至(g)制造半导体器件100。

(a)在一块半导体基板110上形成多个半导体集成电路111、电极焊盘112和保护膜113。

(b)在半导体基板110的除电极焊盘112以外的基本上整个表面上形成树脂层103。

(c)在电极焊盘112上形成内部连接端子102。

(d)在树脂层103和电极焊盘112上形成配线图案104。

(e)在树脂层103的基本上整个表面上形成阻焊层106，以便覆盖配线图案104的除与外部连接端子107连接的区域以外的区域。

(f)在配线图案104的从阻焊层106露出来的区域上形成外部连接端子107。

(g)切割经过步骤(a)至(f)的半导体基板110，并将其分成各半导体芯片101。例如，如图2所示，通过沿着划线C移动切块刀来切割划线区域B，以将半导体基板110分成各半导体芯片101。

当使用通过上述方法获得的半导体器件100时，在使用时对半导体器件100进行加热，并且在使用之后使其逐渐冷却。根据这种加热/冷却的循环，半导体器件100热膨胀或者热收缩。通常，由于半导体芯片101由硅制成，树脂层103由诸如聚酰亚胺树脂和热固性环氧树脂等树脂制成，阻焊层106由诸如环氧树脂和环氧丙烯酸树脂等树脂制成，所以当半导体器件100被加热或冷却时，各层101、103和106会根据各自实际固有的热膨胀系数膨胀或者收缩。

此外，由于硅与树脂之间存在很大的热膨胀系数差异，所以根据加热和冷却，由硅制成的半导体芯片101的尺寸变化与由树脂制成的树脂层103和阻焊层106的尺寸变化不同。

这种尺寸变化会产生导致树脂层103从半导体芯片101上剥离的应力。因此，因使用半导体器件100而产生的这种重复性应力会导致树脂层103从半导体芯片101上剥离。

通常，由于树脂层103与半导体芯片101之间的结合力在角落部分变得最弱，并且因尺寸变化引起的应力在同一角落部分变得最大，所以树脂层103的剥离从半导体芯片101的角落部分开始。

因此，存在的问题是，由于树脂层103从角落部分剥离而使半导体器件100的可靠性降低。

应当注意，在制造半导体器件100时，如果使用热固性树脂作为阻焊层，那么随着阻焊层硬化，在制造半导体器件100的过程中会引起收缩，并且还会产生尺寸变化。因此，即使在制造半导体器件100时也会产生抗蚀膜103的剥离。

发明内容