CN1337065A - 半导体器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一个切割胶带(11)被粘到具有柱形电极(6)的硅片(1)的下表面上。沿着切割轨道切割硅片(1),由此在晶片(1)的芯片形成区域之间开槽(12)。然后,形成密封膜(13)。基本上沿着槽(12)的中线切割密封膜(13)。一个支撑胶带(14)被粘到密封膜(13)的上表面上。切割胶带(11)被剥落。然后,该密封膜(13)的片段上从晶片1的下表面伸出的部分被抛光和除去。支撑胶带(14)被剥落。由此获得IC芯片。在每个IC芯片中,密封膜覆盖和保护半导体基片的上表面和侧面。

Description

半导体器件及其制造方法
                      技术领域
本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。更具体地说，本发明涉及一种以硅片形式密封在树脂中的半导体器件及其制造方法。
                      背景技术
下面将参照图17到图20描述一种被称为CSPs(Chip Size Packages)的半导体器件的制造方法。首先，如图17所示，在硅片(半导体晶片)1的上表面形成了连接凸台2。然后形成绝缘膜3，它覆盖着半导体晶片1和连接凸台2的上表面，但每个连接凸台2的中心部分除外。在绝缘膜3的限定区域和连接凸台2的中心部分形成布线5，其中，连接凸台2的中心部分通过在绝缘膜3上制成的开口4被暴露出来。在布线5的一端形成柱形电极或者柱电极6。图17所示的区域7相应于切割轨道。
然后，如图18所示，在包括柱形电极6的组合结构的上表面用环氧树脂或类似材料制成密封膜8。密封膜8比柱形电极6要更厚一些。因此，密封膜8覆盖柱形电极6。然后，将密封膜8的上表面进行抛光，直到柱形电极6的顶部暴露出来为止，如图19所示。而且，沿着切割轨道7切割硅片1。由此，制成芯片或半导体器件9，如图20所示。
通过沿着切割轨道7切割具有密封膜8的硅片1来制成半导体器件9。因此暴露了半导体器件9的四个侧面。在暴露出来的侧面，水或者水气会进入绝缘膜3(保护膜)和密封膜8之间的界面，并且会使布线5氧化等。而且，在绝缘膜和密封膜8之间可能产生裂缝或者断裂。
                 本发明的公开
本发明的目的是提供一种在侧面也用树脂密封的半导体器件，而当器件从半导体晶片上切下时，侧面是暴露的。
根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，它包括一个半导体基片和一个密封膜。该基片具有一个上表面，一个与上表面相对的下表面，在上表面和下表面之间延伸的侧面，以及在上表面上形成的多个外连接端。密封膜覆盖半导体基片的上表面，使在一个表面上的每一个外连接端暴露出来，并且覆盖了侧面半导体基片的至少一半的厚度。
根据发明的另一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法。这种方法包括如下步骤：制备一个半导体晶片，它具有一个上表面，一个与上表面相对的下表面，在上表面和下表面之间延伸的侧面，以及在上表面形成的多个外连接端；在半导体晶片上位于芯片形成区域之间的部分开槽，每个槽至少达到半导体晶片的一半的厚度，并且在半导体晶片的上表面上形成一个密封膜，填充形成的槽，并且使外连接端暴露出来；沿着槽切割密封膜，除去密封膜上宽度比槽要小的那些部分。
                    附图的简要说明
图1是一个具有柱形电极的硅片的放大的剖面图，用于说明根据本发明的第一实施例制造半导体器件的方法的一个步骤。
图2也是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图1所示的步骤之后的步骤。
图3是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图2所示的步骤之后的步骤。
图4是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图3所示的步骤之后的步骤。
图5是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图4所示的步骤之后的步骤。
图6是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图5所示的步骤之后的步骤。
图7是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图6所示的步骤之后的步骤。
图8是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图7所示的步骤之后的步骤。
图9是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图8所示的步骤之后的步骤。
图10是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图9所示的步骤之后的步骤。
图11是硅片的一个放大的剖面图，用于说明根据本发明的第二实施例制造半导体器件的方法的一个步骤。
图12是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图11所示的步骤之后的步骤。
图13是硅片的一个放大的剖面图，用于说明根据本发明的第三实施例制造半导体器件的方法的一个步骤。
图14是硅片的一个放大的剖面图，用于说明根据本发明的第四实施例制造半导体器件的方法的一个步骤。
图15是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图14所示的步骤之后的步骤。
图16是硅片的一个放大的剖面图，用于说明根据本发明的第五实施例制造半导体器件的方法的一个步骤。
图17是硅片的一个放大的剖面图，用于说明一种传统的半导体器件的制造方法。
图18是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图17所示的步骤之后的步骤。
图19是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图18所示的步骤之后的步骤。
图20是该硅片的一个放大的剖面图，用于说明紧接在图19所示的步骤之后的步骤。
             实现本发明的最佳方式
图1到10示出了根据本发明的第一实施例制造半导体器件的步骤。下面将参照这些附图来说明半导体器件的结构和制造方法。首先，制备一个半成品。如图1所示，半成品包括一个硅片(半导体晶片)1和在它的上表面形成的柱形电极(外连接端)6。在硅片1的内部区域设置集成电路。更具体的说，这种半成品的制备过程如下：首先，在硅片1的上表面形成连接凸台2，使得它与位于硅片1上的集成电路相连；然后形成绝缘膜3，覆盖半导体晶片1和连接凸台2的上表面，但每个连接凸台2的中心部分除外，绝缘膜3是由用硅氧化物，氮化硅等制造的一个单层来形成的，另外一种情况是，绝缘膜3可以是多层的膜，包括一个硅氧化膜，一个氮化硅膜等等，和用聚酰亚胺等制造的有机保护膜；在绝缘膜3的限定区域和连接凸台2的中心部分形成布线5，其中连接凸台2的中心部分通过在绝缘膜3上形成的开口4被暴露出来；最后，在布线5的一端形成柱形电极6(外连接端)。图1所示的区域7对应于矩阵形状的切割轨道。
然后，如图2所示，一个切割胶带11被粘到硅片1的下表面上。切割胶带11之所以被坚固的粘到硅片1上，因为它的上表面涂有一层胶合剂。如图3所示，沿着切割轨道7切割硅片1。为了彻底地切割晶片1，贯穿其厚度，也切割切割胶带11的部分厚度或者一半厚度。因此，硅片1被切成半导体基片1′，每个半导体基片1′是一个半导体芯片。但是，基片1′将被统称为“硅片1”，因为切割胶带11粘在基片1′的下表面，因而，把半导体基片1′连在一起。一旦彻底切割硅片1，而且部分地切割切割胶带11，就在各半导体基片1′之间形成预定宽度的槽12。
此后，如图4所示，在具有柱形电极6和槽12的硅片1的上表面上形成用环氧树脂等制造的密封膜13。密封膜13比柱形电极6要更厚一些。因此，密封膜13覆盖柱形电极6，并且填充槽12。在此条件下，密封膜13完全地覆盖半导体基片1′的四个侧面1a。然后，将密封膜13的上表面进行抛光，直到柱形电极6的顶部被暴露出来为止，如图5所示。此后，可以对柱形电极6进行表面处理，以便在电极6的上表面形成一个防氧化层。
然后，如图6所示，沿着槽12把密封膜13切成片段，更确切地说，基本上沿着槽12的中线切割。由于密封膜13被如此切割，因此，如果切割胶带11被完全地切割，半导体基片1′(或者芯片)就可以彼此分离。在此条件下，每个半导体基片1′的四个侧面1a也仍然被槽12处的密封膜13所覆盖。进一步地，如图7所示，支撑胶带14被粘到密封膜13的片段的顶部和柱形电极6的顶部。然后，切割胶带11被剥落，因此获得了图8所示的结构。如图8所示，每个密封膜片段13具有贯穿槽12，并且从硅片1的下表面伸出一部分13a。因为支撑胶带14被粘到密封膜片段和柱形电极6的顶部，半导体基片1′(或者芯片)保持在一起。
然后，密封膜13的片段上从晶片1的下表面伸出的部分被抛光和除去。从而形成了图9所示的结构。此后，将硅片1的下表面抛光。最后，剥落支撑胶带14。结果就制成了如图10所示的半导体器件15或者半导体芯片。
在如此制成的每个半导体器件15中，密封膜(片段)13覆盖半导体基片1′的四个侧面1a。这防止了水或者水气进入绝缘膜3(保护膜)和密封膜8之间的界面而氧化布线5等。而且，在绝缘膜和密封膜13之间几乎不可能产生裂缝。
图11和图12是剖面图，说明根据本发明的第二实施例制造半导体器件的方法。在这种方法中，在硅片1的上表面沿着切割轨道7进行切割，但是仅仅到它的厚度的一半，如图11所示。换言之，在硅片1的上表面上相应于切割轨道7的区域制造U形槽12。此后，按照与第一实施例相同的方法形成密封膜13。然后，如图12所示，沿着切割轨道7切割密封膜13和硅片1，因此形成半导体器件15(或者半导体芯片)。在第二实施例中，从基片1′的上边缘到基片1′的一半的厚度，半导体基片1′的四个侧面1a被密封膜13所覆盖。
在按照第一实施例制造的半导体器件15中，半导体基片1′的每个侧面1a是一个垂直的表面，完全被密封膜13覆盖，如图10所示。在按照第二实施例制造的半导体器件中，半导体基片的每个侧面1a包括一个下面的垂直表面，一个上面的垂直表面，以及一个在垂直的表面之间延伸的水平表面，该水平表面位于膜3和13之间的界面之下，如图12所示。在这三个表面中，上面的垂直表面和水平表面被密封膜13覆盖。因此，水或者水气被防止进入绝缘膜3和密封膜13之间的界面，并且在绝缘膜3和密封膜13的界面之间几乎不产生断裂，这与按照第一实施例所制成的半导体器件一样。
图13是剖面图，说明根据本发明的第三实施例制造半导体器件的方法。与第一实施例一样，半导体基片1′的每个侧面1a是一个垂直表面，完全被密封膜13覆盖。然而，在第三实施例中，半导体基片1′比第一实施例中的要薄一些。图13所示的半导体器件15可以通过第二实施例的方法来制造。更准确地说，在硅片1的上表面制造U形槽，如图11所示，然后形成密封膜13，并且填充U形槽，但是没有覆盖柱形电极6，如图12所示。然后，硅片1在下表面被抛光，直到U形槽的底部。由此形成了半导体基片1′。如此所提供的半导体基片1′具有四个被密封膜13覆盖着的侧面1a。此后，沿着基片1′的U形槽12切割密封膜13。从而，获得半导体器件15，如图13所示。
图14和图15是剖面图，说明根据本发明的第四实施例制造半导体器件的步骤。在这种方法中，在硅片1的下表面形成用环氧树脂或类似材料制造的密封膜17，如图14所示。在密封膜17的下表面形成剥落层16。而且，将切割胶带11粘到剥落层16的下表面。然后，沿着切割轨道7切割硅片1，一直切到密封膜17的厚度的一半或者到密封膜17的下表面。因此获得如图15所示的半导体基片1′或半导体芯片。此后，在硅片1上形成密封膜13，填充半导体基片1′之间的缝隙。结果，每个半导体基片1′的上表面，下表面和四个侧面1a被密封膜13和17覆盖，如图15所示。然后，切割密封膜13，除去那些相应于切割轨道7的部分，它们的宽度比半导体基片1′之间的缝隙要小一些。因此，制成如图15所示的半导体器件15。在第四实施例中，每个半导体基片1′不仅上表面和四个侧面被覆盖，而且下表面也被膜13，17整体覆盖。密封膜17和密封膜13一起被切割。因为基片1′的下表面被密封膜17覆盖，所以基片1′与加到硅基片1′的下表面上的光和电磁波隔离开来。在第四实施例中，可以在硅片1的下表面抛光，以便减少半导体器件15的厚度。
图16是剖面图，说明根据本发明的第五实施例制造半导体器件的方法。
在第五实施例中，在硅片1的下表面形成密封膜17。然后，通过把晶片1从上表面切割到厚度的一半，在硅片1的上表面形成U形槽12。在硅片1的上表面形成密封膜13，以致于柱形电极6的顶部保持暴露。这候，密封膜13填充晶片中的U形槽。此后，密封膜13、硅片1和密封膜17被一起切割，从而除去那些相应于切割轨道7的部分，这些部分的宽度比U形槽的宽度要小一些。由此制成如图15所示的半导体器件15。在第五实施例中，期望切割胶带(图16中未示出)保持被粘在密封膜17上，直到硅片1被切割成半导体器件15时为止。
在上述任何实施例中，在硅片1上形成一个密封膜，其中，硅片1具有连接凸台2、与凸台2相连的布线5、以及设置在布线5上的柱形电极6。或者，可以不形成布线5，可以在组合结构上形成基础膜，其中的组合结构包括直接在连接凸台2上形成柱形电极6。而且，柱形电极6可以是外连接端，它通过引线焊接与连接凸台2相连。如果是这种情况，则可以在密封膜中制造开口，使连接凸台2暴露出来。
                   工业实用性
如上所述，在本发明中，每个硅基片的侧面至少在上部覆盖着一层密封膜。从而，至少侧面的上部是决不会露出的。这样就可靠地保护了硅基片的侧面。

Claims (16)

1.一种半导体器件，包括：
一个半导体基片(1′)，它具有一个上表面、一个与上表面相对的下表面、在上表面和下表面之间延伸的侧面(1a)、以及在上表面上形成的多个外连接端(2，6)；和
一个密封膜(13)，覆盖半导体基片(1′)的上表面，使外连接端(2，6)在一个表面上暴露出来，并且覆盖侧面(1a)到半导体基片(1′)的厚度的至少一半。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，覆盖半导体基片(1′)的上表面的密封膜(13)基本上与外连接端(6)的上表面是平齐的。
3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，密封膜(13)完全覆盖侧面(1a)。
4.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，密封膜(13)覆盖侧面(1a)到半导体基片(1′)的厚度的一半。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，覆盖半导体基片(1′)的侧面的密封膜(13)的表面基本上与没有覆盖密封膜(13)的半导体基片(1′)的部分的侧面是平齐的。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，密封膜(13，17)覆盖半导体基片(1′)的所有表面和侧面。
7.一种半导体器件，包括：
一个具有上表面和侧面的半导体基片(1′)；
在半导体基片(1′)的一个表面上形成的多个连接凸台(2)；一个绝缘膜(3)，它具有使连接凸台(2)暴露出来的开口，并且覆盖半导体基片(1′)的上表面；
与连接凸台(2)相连的布线(5)，设置在绝缘膜(3)上；
与布线(5)相连的柱形电极(6)，该柱形电极(6)具有顶部表面；以及
一个密封膜(13)，覆盖半导体基片(1′)的上表面和从顶部表面到半导体基片(1′)的厚度的至少一半的侧面(1a)，并使柱形电极(6)的顶部表面露出。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，覆盖半导体基片(1′)的上表面的密封膜(13)基本上与柱形电极(6)的顶部表面是平齐的。
9.根据权利要求7或8所述的半导体器件，其中，密封膜(13)完全覆盖半导体基片的侧面(1a)。
10.根据权利要求7或8所述的半导体器件，其中，密封膜(13，17)覆盖半导体基片(7′)的所有表面和侧面。
11.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤：
制备一个半导体晶片(1)，它具有一个上表面、一个与上表面相对的下表面、在上表面和下表面之间延伸的侧面(1a)、以及在上表面上形成的多个外连接端(2，6)；
使位于半导体晶片上的芯片形成区域之间的部分形成槽(12)，每个槽(12)从上表面延伸到半导体晶片(1)的厚度的至少一半；
在半导体晶片(1)的上表面形成一个密封膜(13)，将槽(12)填充，并且使外连接端(2，6)的一个表面露出；以及
沿着槽(12)切割密封膜(13)，除去部分密封膜(13)，所除去的部分的宽度比槽(12)要小。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：在半导体晶片(1)上开槽(12)之前，把一个切割胶带(11)粘到半导体晶片(1)上。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：在切割密封膜(13)之后，把一个支撑胶带(14)粘到密封膜(13)的上表面上；以及把切割胶带(11)从半导体晶片(1)上剥离。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：在密封膜(13)被切割之后，将半导体晶片(1)的下表面进行抛光，由此减少半导体晶片(1)的厚度。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在密封膜(13)被切割之前，在半导体晶片(1)的下表面形成另一个密封膜(17)。
16.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤：
制备一个半导体晶片(1)，它具有上表面和侧面(1a)，并且在上表面具有多个连接凸台(2)；
形成一个绝缘膜(13)，它覆盖半导体晶片(1)的上表面，并具有使连接凸台(2)露出的开口，；
在绝缘膜(13)上形成布线(5)，所述的布线(5)与连接凸台(2)相连；
在布线(5)上形成柱形电极(6)；以及
形成一个密封膜(13)，它覆盖半导体晶片(1)的上表面和一部分侧面(1a)，被覆盖的侧面(1a)从上表面延伸到半导体晶片(1)的厚度的至少一半；并且所述的密封膜(13)使柱形电极(6)的一个表面露出。
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