專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含疊層多層軟化溫度不同的層而形成的疊層體的半導(dǎo)體裝置的制造方法。特別是包含低軟化溫度的樹脂層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的芯片尺寸的小型化，芯片尺寸封裝(CSP)被廣泛應(yīng)用。
近年來這樣的芯片尺寸封裝也進(jìn)入CDD圖像傳感器領(lǐng)域，被采用到小型照相機(jī)的傳感器芯片尺寸封裝技術(shù)中。
圖4是采用芯片尺寸封裝的半導(dǎo)體裝置的一例，圖4(a)、(b)分別是從半導(dǎo)體裝置的表面?zhèn)?、背面?zhèn)韧队暗牧Ⅲw圖。
通過絕緣樹脂5在第一及第二支撐基體2、3之間封裝半導(dǎo)體芯片4。在下部支撐基體3的主面，即在裝置的背面?zhèn)?，配置多個(gè)球狀的端子8，這些多個(gè)球狀端子8通過外部布線7連接半導(dǎo)體芯片4。在多條外部布線7中，從半導(dǎo)體芯片4引出布線而連接，與各球狀端子8和半導(dǎo)體芯片4取得連通。
在圖5中，表示圖4的制造方法的流程。為了跨越在形成多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體基板10的表面鄰接的各半導(dǎo)體元件的邊界，通過氧化膜形成內(nèi)部布線24。該內(nèi)部布線24通過形成在氧化膜上的導(dǎo)通孔與半導(dǎo)體元件電連接(S10)。通過樹脂膜5由上部基體2以及下部基體3夾住半導(dǎo)體基體10而形成疊層體100(S12)。此時(shí)，從下部支撐基體3側(cè)沿著劃線蝕刻半導(dǎo)體基板10，而一旦露出內(nèi)部布線24后，就將下部支撐基體3貼合到半導(dǎo)體基板10上。在下部支撐基體3上形成緩沖部件30。該緩沖部件30發(fā)揮減輕施加在球狀端子8上的應(yīng)力的緩沖作用。
接著，如圖6所示，將疊層體100沿著劃線從下部支撐基體3側(cè)采用刻模鋸34形成倒V字形的溝槽(凹槽)22，將元件的內(nèi)部布線24的端部26露出到溝槽22的側(cè)面(S14)。
然后，在下部支撐基體3的表面以及溝槽22的內(nèi)面形成金屬膜28(S16)，使金屬膜28與內(nèi)部布線24導(dǎo)通。為了將金屬膜28沿著規(guī)定的配線模型從內(nèi)部布線24開始到達(dá)緩沖部件30為止，進(jìn)行圖形化而形成外部布線7(S18)。進(jìn)而，形成保護(hù)膜30以及球狀端子20(S19、S20)，沿著劃線切斷從而完成芯片尺寸封裝的各半導(dǎo)體裝置(S22)。
比如，由于在芯片尺寸封裝的CCD圖像傳感器上具有受光面，至少在上部支撐基體2采用光學(xué)的透明的玻璃板的同時(shí)，在用于與半導(dǎo)體基板10接合的樹脂層12上也采用具有透明性的環(huán)氧樹脂。
非專利文獻(xiàn)1“PRODUCTS”、[online]、SHELLCASE公司、[2002年10月1日檢索]、互聯(lián)網(wǎng)<URL//www.shellcase.com/pages/products-shell0P-process.asp>
在為具有上述構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置的情況下，對(duì)于半導(dǎo)體基板10的表面為了將金屬膜堆積到具有規(guī)定的斜率的面上，與在下部支撐基體3的表面上蒸鍍的情況相比，高密度地堆積金屬膜是困難的。并且，由于用刻模鋸切割疊層體100而形成凹槽22，樹脂層12的樹脂由摩擦發(fā)熱而融化，融化的樹脂附著在凹槽22的內(nèi)面或刻模鋸上。因此，在凹槽22的內(nèi)面產(chǎn)生大的凹凸，在此無法順利地蒸鍍金屬膜28，產(chǎn)生成膜后的金屬膜28的密度進(jìn)一步降低的問題。
這樣，如果金屬膜28的密度降低，則用于剝離在對(duì)金屬模28構(gòu)圖時(shí)使用的抗蝕層的藥液等就會(huì)侵入到金屬膜28中，并且這些藥液會(huì)殘留在金屬膜28中，從而產(chǎn)生對(duì)外部布線的腐蝕以及被剝離的嚴(yán)重問題。
而且，由切削而產(chǎn)生的異物附著在內(nèi)部布線24的端面上，從而產(chǎn)生內(nèi)部布線24與外部布線7的界面的導(dǎo)通惡化的問題。進(jìn)而，當(dāng)切削時(shí)的內(nèi)部布線24上使用鋁等的情況下，在內(nèi)部布線24的端面上形成氫氧化物后，也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部布線24與外部布線7的邊界面的導(dǎo)通惡化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于所述以往的技術(shù)問題，其目的是提供一種適合于在半導(dǎo)體基板上通過絕緣樹脂固定支撐基體的疊層體構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
為解決所述問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含在形成多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體基板上，通過絕緣樹脂，粘合覆蓋所述多個(gè)集成電路形成區(qū)域，形成疊層體的第一工序；至少保留所述支撐基體的一部分，將包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板與所述絕緣樹脂一起切削的第二工序；切削所述支撐基體，分割所述疊層體的第三工序，其特征在于在所述第二工序中，一邊冷卻切削包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板的刻模鋸一邊進(jìn)行。
這里，在所述半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在所述第二工序中，最好通過向所述刻模鋸噴射冷媒進(jìn)行冷卻。
作為更具體的實(shí)施形態(tài)，其特征在于沿著所述刻模鋸的旋轉(zhuǎn)方向而噴射所述冷媒，并且以相對(duì)切削方向的5°以上45°以下的仰角，向刻模鋸噴射所述冷媒。
而且，在所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，最好使所述冷媒的噴射寬度比刻模鋸的寬度更寬而噴射所述冷媒。
并且，在所述半導(dǎo)體裝置的制造方法中，最好在所述第二工序中使用的所述冷媒為通過RO膜的自來水。
而且，在所述半導(dǎo)體裝置的制造方法中，最好還包含在通過所述第二工序形成的所述疊層體的切削面上形成金屬布線的工序。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖。
圖2是表示本實(shí)施例的刻模鋸的切削處理的圖。
圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施例的切削處理的作用的圖。
圖4是表示芯片尺寸封裝的半導(dǎo)體裝置的外觀的圖。
圖5是表示芯片尺寸封裝的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。
圖6是表示以往的半導(dǎo)體裝置的制造方法刻模鋸的切削處理的圖。
圖中2-上部支撐基體，3-下部支撐基體，4-半導(dǎo)體芯片，5-樹脂層，7-外部布線，8-球狀端子(焊錫球)，10-半導(dǎo)體基板，22-凹槽(切槽)，24-內(nèi)部布線，26-內(nèi)部布線的端部，28-金屬膜，30-導(dǎo)通部，32-絕緣膜，34-刻模鋸，36-冷媒，38-第一冷媒噴射裝置，39-第二冷媒噴射裝置，40-切削部分，41-洗凈液體噴射裝置，42-洗凈液體，100-疊層體具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法，如圖1的流程圖所示，基本由內(nèi)部布線工序(S10)、疊層體形成工序(S12)、凹槽切削工序(S14-2)、金屬膜形成工序(S16)、圖案形成工序(S18)、端子形成工序(S20)以及刻模工序(S22)構(gòu)成。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，凹槽切削工序S14-2以外的各工序由于與以往的半導(dǎo)體裝置的制造工序一樣，因此省略說明。
這里，對(duì)疊層體100的構(gòu)成進(jìn)行說明。在以下的說明中，半導(dǎo)體基板10可以是硅基板、砷化鉀等一般的半導(dǎo)體材料。在半導(dǎo)體基板10上可以形成包含晶體管元件、光電轉(zhuǎn)換元件、電耦元件(CCD)等的半導(dǎo)體元件、電阻元件、電容元件的集成電路。
而且，樹脂層5是粘接半導(dǎo)體基板10、上部支撐基體2以及下部支撐基體3的樹脂，可以采用環(huán)氧樹脂等的硬化樹脂材料。當(dāng)構(gòu)成固體攝像元件時(shí)，適于使用透明的樹脂層5。
而且，上部支撐基體2以及下部支撐基體3是提高元件構(gòu)造強(qiáng)度的部件，可以使用玻璃、金屬、塑料等。當(dāng)構(gòu)成固體攝像元件時(shí)，至少應(yīng)該在上部支撐基體2上采用透明的玻璃或塑料。
以下，對(duì)作為本實(shí)施例特征的改良的凹槽切削工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S14-2的凹槽切削工序中，采用帶有錐形的刻模鋸從下部支撐基體3側(cè)對(duì)疊層體進(jìn)行切削，形成倒V字形的凹槽22。由刻模鋸對(duì)下部支撐基體3、樹脂5、半導(dǎo)體基板10以及上部支撐基體2的一部分進(jìn)行切削后，在凹槽22的內(nèi)面露出內(nèi)部布線24的端部。
凹槽切削工序是采用在圓盤狀板的圓周上粘貼鉆石微粒的刻模鋸34而進(jìn)行的。此時(shí)，通過對(duì)刻模鋸的冷卻，疊層體100的切削面的溫度，以比具有包含于疊層體100的層中最低的軟化溫度的層的軟化溫度更低的溫度的條件進(jìn)行切削。
具體地講，如圖2所示，采用設(shè)置了第一以及第二冷媒噴射裝置38、39的冷卻裝置，向刻模鋸34噴射冷媒36而一邊冷卻一邊切削。
第一冷媒噴射裝置38位于刻模鋸34的前方，如圖2(a)所示，通過從第一冷媒噴射裝置38向刻模鋸34以及切削部分40直接噴射冷媒36而進(jìn)行冷卻。這樣，由于是直接噴射冷媒36而進(jìn)行的冷卻，因此可以局部地冷卻刻模鋸34以及切削部分40，提高冷卻效率，有效地抑制溫度的上升。另外，作為冷媒36可以適當(dāng)?shù)剡x擇采用純凈水、丙酮、乙醇、異丙醇等，但是在本實(shí)施例中，采用RO過濾器(采用逆浸透膜ReverseOsmosis(RO)膜的過濾器系統(tǒng))，使用凈化自來水的RO水(比如pH值7)±1左右)。自來水雖然也有很好的冷卻效果，但是由于自來水中包含的氯可能會(huì)在內(nèi)部布線的端部26產(chǎn)生腐蝕作用，因此使用所述的RO水或純凈水等的干凈的水為好，從成本上考慮以采用RO水是合適的。
但是，由于純凈水的電阻率較高，在一邊向切削部位噴射一邊切削時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電，容易在切削面上吸附異物。而且，由于產(chǎn)生包含在純凈水或RO水中的微量的氨、胺等的氫氧化離子，在切削的內(nèi)部布線24的端部表面生成氫氧化物。比如，當(dāng)作為內(nèi)部布線24使用鋁線時(shí)，在內(nèi)部布線24的端面上形成氫氧化鋁的表面層。該氫氧化物可能導(dǎo)致內(nèi)部布線24的端部與后來形成的外部布線7的物理粘接強(qiáng)度以及電接觸水平降低。
因此，在本實(shí)施例中，作為冷媒36使用弱酸性的冷媒更合適。弱酸性冷媒36的pH最好在4以上6以下，比如，在純凈水或RO水中加入二氧化碳(CO2)泡沫而生成的碳酸水就相當(dāng)于此。
通過使用pH為6以下的冷媒36，可以降低冷媒36的電阻率，抑制在切削時(shí)發(fā)生的靜電。而且，內(nèi)部布線24的端部表面被蝕刻，與此同時(shí)附著在內(nèi)部布線24的端面上的異物也被除去。進(jìn)而，包含在純凈水或RO水中的氨、胺等的氫氧化離子的發(fā)生源的物質(zhì)被中和，內(nèi)部布線24的端面上的氫氧化物的生成可以得到抑制。
另一方面如果pH不滿4，在切削時(shí)的內(nèi)部布線24的端部的蝕刻會(huì)進(jìn)行的過快。比如，內(nèi)部布線24使用鋁的情況下，與使用pH＝6的冷媒36進(jìn)行冷卻時(shí)比較，使用pH＝4的冷媒36進(jìn)行冷卻的情況蝕刻速度要高100倍。其結(jié)果，如果使用pH不到4的冷媒36，則在內(nèi)部布線24的端部發(fā)生過蝕刻，成為以后與外部布線7的接觸性能降低的原因。
所以，考慮到蝕刻速度的問題，使用pH在5以上6以下的冷媒36進(jìn)行冷卻則更好。比如，將二氧化碳(CO2)泡沫注入純凈水或RO水中的情況下，由于可以維持pH在5以上6以下，將這樣生成的碳酸水作為冷媒36使用最好。
另外，作為冷媒36的噴射方向，沿著刻模鋸34的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行是合適的。由此，噴到切削部分40的冷媒36沿著刻模鋸34的旋轉(zhuǎn)方向從切削部分40向凹槽22側(cè)流入，切削部分40得到更有效的冷卻，并且可以將附著在切削部分上的雜物除去。
而且，此時(shí)，理想的是相對(duì)切削方向具有5°以上45°以下的仰角，正好可以將冷媒36噴向切削點(diǎn)40。最好是相對(duì)切削方向具有30°以上40°以下的仰角，這樣就更加適合于噴射冷媒36。
而且，作為冷媒36的噴射寬度，為了完全覆蓋刻模鋸34的刀口，噴出的寬度應(yīng)該比刀口的寬度寬。這樣，如圖3(a)所示，在刻模鋸34的刀口的兩面均等地供給冷媒36，可以在切削時(shí)對(duì)刻模鋸34進(jìn)行更有效地冷卻。
另一方面，如果不具備所述條件，如圖3(b)所示，沿著刀口的冷媒36的流動(dòng)就會(huì)不均等，向凹槽22的內(nèi)面供給的冷媒36就會(huì)不充分而使冷卻效果降低。
為了夾住刻模鋸34，第二冷媒噴射裝置39位于在刻模鋸34的兩側(cè)，如圖(b)所示，從第二冷媒噴射裝置39也可以直接向刻模鋸34以及切削部分40噴射冷媒36，這樣可以進(jìn)一步提高冷卻效率。另外，就從該第二冷媒噴射裝置39的冷媒36的噴射，相對(duì)疊層體100最好具有5°以上45°以下的仰角。
冷媒洗凈噴射裝置41位于刻模鋸34的后方，從該冷媒洗凈噴射裝置41向切削后的疊層體100噴射冷媒洗凈液42，這樣可以除去凹槽22和疊層體100表面附著的雜物。作為冷媒洗凈液可以繼續(xù)使用冷媒36。
在這樣的構(gòu)成中，比如，疊層體100通過環(huán)氧樹脂層以玻璃基體夾住的結(jié)構(gòu)對(duì)硅半導(dǎo)體層進(jìn)行冷卻的結(jié)果，當(dāng)采用直徑20cm以及刀口寬0.62的刻模鋸34，在40000轉(zhuǎn)/分的情況下，通過以30°以上40°以下的仰角向切削部分40噴射201/分的純凈水，可以使切削部分40的溫度保持在軟化溫度最低的環(huán)氧樹脂層的軟化溫度150°以下進(jìn)行切削。
如上所述，采用本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法，可以控制切削時(shí)的凹槽22的內(nèi)面的溫度的上升，可以防止凹槽22的內(nèi)面的不需要物質(zhì)的附著。其結(jié)果在它上面形成的金屬膜的密度提高，可以防止外部布線的腐蝕或剝落。
根據(jù)本發(fā)明，在具有通過絕緣樹脂在半導(dǎo)體基板上固定支撐基體的疊層體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置中，可以防止由于切削工序引起的布線的腐蝕以及剝離。所以，可以提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
在包含低軟化溫度的樹脂層的半導(dǎo)體裝置中，其效果尤為顯著。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包含在形成多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體基板上，通過絕緣樹脂，粘合覆蓋所述多個(gè)集成電路的形成區(qū)域的支撐基體，形成疊層體的第一工序；至少保留所述支撐基體的一部分，將包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板與所述絕緣樹脂一起切削的第二工序；切削所述支撐基體，分割所述疊層體的第三工序，所述第二工序，一邊冷卻切削包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板的刻模鋸一邊進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述第二工序中，通過所述刻模鋸噴射冷媒而進(jìn)行冷卻。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述第二工序中，沿著所述刻模鋸的旋轉(zhuǎn)方向噴射所述冷媒，并且以相對(duì)切削方向的5°以上45°以下的仰角，向刻模鋸噴射所述冷媒。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述第二工序中，使所述冷媒的噴射寬度比刻模鋸的寬度寬，噴射所述冷媒。
5.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述第二工序中使用的所述冷媒是通過RO膜的自來水。
6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述第二工序中，一邊噴射pH為4以上6以下的冷媒對(duì)所述刻模鋸進(jìn)行冷卻一邊進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于還包含在通過所述第二工序形成的所述疊層體的切削面上，形成金屬布線的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在形成多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體基板上，通過絕緣樹脂，粘合覆蓋所述多個(gè)集成電路形成區(qū)域而形成疊層體的第一工序；至少保留所述支撐基體的一部分而將包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板與所述絕緣樹脂一起切削的第二工序；切削所述支撐基體而分割所述疊層體的第三工序，而且，一邊冷卻切削包含所述疊層體的半導(dǎo)體基板的刻模鋸一邊進(jìn)行第二工序。
文檔編號(hào)H01L21/78GK1501462SQ200310114840
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者佐佐木薰, 今井憲次, 蓧木裕之, 野間崇, 和久井元明, 之, 元明, 次 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社, 關(guān)東三洋半導(dǎo)體股份有限公司