CN1713392A - 具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法 - Google Patents
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Abstract
在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层。通过选择性地暴露粘结层至光下并硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起。通过显影光硬化粘结剂，去除未曝光的区域中的粘结层。对于每个半导体元件确定粘结层的图案是否是满意的。在被确定为满意的半导体元件的粘结层上设置盖部分，通过加热粘结层并且导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂表现出粘结性而把粘结层和盖部分粘结在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造半导体晶片的方法，该晶片在形成在半导体晶片中的多个半导体元件的每个上都具有盖部分(lid part)，以及使用这种半导体晶片制造方法的半导体器件制造方法。
背景技术
固态图像拾取器如CCD和CMOS成像器，它们是一种已经被用在多个领域的半导体器件。固态图像拾取器由包括光接收部件如光电二极管，和用于根据光接收部件的输出读取电信号的读取部件的电路。这样的固态图像拾取器通过使用已知技术在半导体晶片上堆叠多层而制造。
顺便地，在近些年来出现了对于高密度、高分辨率和小尺寸的固态图像拾取器的需求，且每个象素的间距尺寸有减小的趋势。为了满足要求这样的需求，必须减小光接收部件的面积(下文中指光接收面积)。当光接收面积减小时，接收光的量减小了且动态范围减小了，因此有必要通过安排在光接收部件上的微透镜而对接收光量的减小进行补偿。
通常地，在其上形成有作为固态图像拾取器的功能元件的半导体芯片表面上，通过加工透明树脂成为芯片上透镜形状来形成微透镜。因此，微透镜导致固态图像拾取器表面内的不平坦。固态图像拾取器的光接收表面作为敏感元件是非常重要的，如果杂质粘附，则由于捕获图像的再现性变坏而使亮度和色度改变，且同样存在光接收表面被划伤的可能。因此，因为在杂质粘附时固态图像拾取器的质量和可靠性变坏，所以通过由玻璃等制成的透明盖部分来保护固态图像拾取器的光接收表面。
如上所述，固态图像拾取器具有光接收表面由盖部分保护的结构。特别地，在具有芯片上微透镜的固态图像拾取器内，表面的不平坦非常复杂。因此，在由陶瓷、塑料等构成的封装壳中安装半导体芯片之后，利用盖部分覆盖光接收表面以保护在封装壳中的固态图像拾取器并且防止外部的杂质。然而，由于在减小封装结构的固态图像拾取器的尺寸存在局限性，所以提出了图1中示出的结构。在这个结构中，玻璃板106连接到半导体芯片101的表面，在该表面上通过环氧树脂基树脂片104形成固态图像拾取元件，该环氧树脂基树脂片104具有利用粘结剂105仅在先接收部件102处形成的穿孔部分103(见日本专利申请特开No.2001-257334)。因此，通过直接把玻璃板106(盖部分)连接到半导体芯片101，与封装结构相比有可以减小固态图像拾取器的尺寸。
然而，在上述的固态图像拾取器的制造方法中，使用环氧树脂基树脂片104以确保玻璃板106和半导体芯片101之间的空间，且使用粘结剂105将玻璃板106和半导体芯片101粘附在环氧树脂基树脂片104的两个表面上。由于环氧树脂基树脂片104具有形成的孔，以至于没有定位在光接收部件102上方，由于孔的影响，施加到该片上的应力是不均匀的。因此，当粘附环氧树脂基树脂片104时，该环氧树脂基树脂片104的形状变得非常不稳定，以及存在粘附步骤变得非常困难的问题。此外，当粘附环氧树脂基树脂片104到半导体芯片101的表面时，定位环氧树脂基树脂片104和半导体芯片101是费时的，由于没有采取足够的措施以防止其上排列有微透镜的光接收表面的污染，也存在制造步骤的管理非常复杂的问题。
进一步，在环氧树脂基树脂片104中，由于穿孔部分103通过产生孔而形成，在减小穿孔部分103的尺寸上存在局限性。因为固态图像拾取器的封闭空间的尺寸是由穿孔部分103确定的，即便采用如日本专利申请特开No.2001-257334中公开的方法，在减小固态图像拾取器的结构尺寸上也存在局限性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，且本发明的一个方面是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，通过在半导体晶片上形成适当地混合光硬化粘结剂(光敏粘结剂)和热硬化粘结剂得到的材料产生空间而能减小外部影响(如湿气和灰尘)，上述材料作为用于将其中形成有多个半导体元件的半导体芯片和盖部分连接在一起的粘结层的材料，通过使用包含在粘结层中的光硬化粘结剂的特性将粘结层构图成预定的形状，在放置盖部分后加热已构图的粘结层，通过使用包含在粘结层中的热硬化粘结剂的特性通过粘结层将半导体晶片和盖部分连接在一起，同时也能够得到半导体器件尺寸的减小并实现高质量和高可靠性的芯片尺寸的半导体器件。
本发明的另一方面是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其通过在构图粘结层之后确定已经构图的粘结层是否是满意的每个半导体元件，和通过在确定为不满意的粘结层上不设置盖部分以获得高的制造效率。
本发明的另一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其通过在构图粘结层之后确定已构图的粘结层是否是满意的每个半导体元件和通过修复具有缺陷部分和被确定为不满意的粘结层而获得高的制造产量。
本发明的还一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其能够通过一个非常简单的方法和以低的成本通过粘附包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结片到其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上而在半导体晶片上形成粘结层。
本发明的另一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其能够通过一个非常简单的方法和通过粘结保护膜到粘结片的两面和通过分离在面对半导体晶片的一面上的保护膜来将粘结剂粘附到半导体晶片，从而提供粘结片，并且能够减小制造机器所需要的费用。
本发明的另一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其能够确保光滑直到构图和能够通过使用包含在粘结层中的光硬化粘结剂的特性对粘结层构图成预定形状之后，通过分离其它的保护膜而在制造工艺中防止灰尘粘附到粘结层的表面。
本发明的另一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其能够通过使用具有平面尺寸小于每个半导体器件的平面尺寸的盖部分，粘附该盖部分到每个半导体元件的粘结层，和能够通过不在被确定为不满意的半导体元件的粘结层上设置盖部分而获得高的制造效率。
本发明的另一个目的是提供一种具有盖部分的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，其能够通过使用具有能够覆盖多个半导体器件的平面尺寸的盖部分和整体粘附盖部分到多个半导体元件，而显著减少制造时间。
本发明的另一方面是提供一种半导体器件制造方法，其能够通过把半导体晶片切割和分开成为具有粘附到其上的盖部分的单个的半导体元件，在分开步骤之后在半导体元件的表面上防止灰尘的粘附和划痕。
一种具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，包括：用于在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层的步骤；通过选择性地把粘结层曝光在光中并硬化在每个半导体元件的外围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂以把粘结层和半导体晶片粘结在一起的第一粘结步骤；通过显影粘结层和去除光硬化粘结剂没有硬化的区域中的粘结层构图粘结层的显影步骤；用于检查每个半导体元件以确定已构图的粘结层是否是满意的检查步骤；用于在检查步骤中已确定是满意的半导体元件的粘结层上设置盖部分的盖部分设置步骤；和通过加热粘结层并导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂产生粘结性以把粘结层和盖部分粘结在一起的第二粘结步骤。
根据本发明，包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层形成在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上，通过选择性地暴露粘结层至光下并硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起。然后，在显影光硬化粘结剂和去除没有曝光的区域中的粘结层之后，对每个半导体元件做出已构图的粘结层是否是满意的决定。然后，在已确定满意的半导体元件的粘结层上设置盖部分之后，通过加热粘结层并导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂表现出粘结性而把粘结层和盖部分粘结在一起。因此，已构图的粘结层变成框架部分和被半导体晶片、粘结层和盖部分密封的空间，由此可以阻止外部影响如湿气和灰尘。此外，由于盖部分通过粘结层连接到半导体晶片，可以在半导体器件的尺寸上得到减小并实现高质量和可靠性的芯片尺寸的半导体器件。进一步，由于其中形成有半导体元件的半导体晶片在表面上具有不平坦的结构，容易粘附杂质。固此，当通过如本发明的情况下的曝光和显影构图包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层时，粘结层倾向于残留在应该去除粘结层的不平坦结构的部分。然而，通过在前面的检查步骤检查每个半导体元件以确定和知道已构图的粘结层是否是满意的，可以使用在随后步骤中的确定结果并改善生产效率。
根据具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，在上述发明中，在第二粘结步骤中，盖部分没有设置在检查步骤中确定为不满意的半导体元件的粘结层上。由于为每个半导体元件检查了已构图的粘结层和盖部分没有设置在被确定为不满意的半导体元件的粘结层上(有缺陷的产品)，可以实现高的制造效率。例如，通过制造批号、半导体晶片号和半导体芯片号和建立识别信息如标识对于每个半导体晶片已构图层是否是满意的的映射数据而识别每个半导体元件，可以精确地识别它的已构图粘结层被确定为不满意且没有设置盖部分的半导体元件。
具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法包括：用于形成在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含有光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层的粘结层形成步骤；用于通过选择性地暴露粘结层至光下并硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起的第一粘结步骤；通过用于显影粘结层和去除光硬化粘结剂没有硬化的区域中的粘结层用于构图粘结层的显影步骤；用于检查每个半导体元件以确定已构图的粘结层是否是满意的检查步骤；用于利用包含有热硬化粘结剂的粘结剂修复具有缺陷部分和在检查步骤中被确定为不满意的粘结层的修复步骤；用于在检查步骤中被确定为满意的半导体元件的粘结层上和在修复步骤中被修复的粘结层上设置盖部分的盖部分设置步骤；和用于通过加热粘结层并导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂显示出粘结特性而把粘结层和盖部分粘结在一起的第二粘结步骤。
根据本发明，在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含有光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层，通过选择性地暴露粘结层到光下和硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起。然后，在显影光硬化粘结剂和去除没有被曝光的区域中的粘结剂之后，对每个半导体元件做出已构图的粘结层是否的满意的决定。然后，在利用包含热硬化粘结剂的粘结剂修复具有缺陷部分和被确定为不满意的粘结层之后，在确定为满意的粘结层和被修复的粘结层上设置盖部分，和通过加热粘结层和导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂展示出粘结特性而把粘结层和盖部分粘结在一起。随后，已构图的粘结层变成框架部分和形成了被半导体晶片、粘结层和盖部分封闭的空间，由此可以防止外部影响如湿气和灰尘。此外，由于盖部分粘结通过粘结层连接到半导体晶片，可以得到半导体器件的尺寸的减小并实现高质量和高可靠性的芯片尺寸的半导体器件。进一步，由于修复了具有缺陷部分和被确定为不满意的粘结层，可以提高制造产量。通过根据修复状态更新识别信息如映射数据，盖部分没有设置在已修复的粘结层上是不可能的，并可以得到高的制造效率和高的产量。另外，由于其中形成有半导体元件的半导体晶片在表面上具有不平坦的结构，杂质容易粘附。因此，当如本发明的情况下通过曝光和显影构图包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层时，粘结层倾向于残留在应该去除粘结层的不平坦结构的部分。然而，通过在前面的检查步骤检查每个半导体元件以确定和知道已构图的粘结层是否是满意的，可以使用在随后步骤中的确定结果并改善生产效率。
根据本发明的具有盖部分的半导体晶片制造方法，在上述的每个发明中，在粘结层形成步骤中通过粘结包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结片到其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上，在半导体晶片上形成粘结层。通过粘结包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结片到其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上，粘结层能够以非常简单的方法和低的成本形成在半导体晶片上。此外，由于可以容易地改变粘结剂的类型，这个方法对于许多类型的半导体晶片的制造是特别合适的。
根据具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，在上述的发明中，保护薄膜粘附到粘结片的两面上，在粘结层形成步骤中通过分离在面对半导体晶片的一面上的保护膜而把粘结片粘附到半导体晶片上。通过粘附保护膜到粘结片的两面和通过分离面对半导体晶片的面上的保护膜把粘结剂粘结到半导体晶片，可以以非常简单的方法并有效地提供粘结片，并可以减小制造机器所需要的费用。
具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法是在上述发明的基础上的，并进一步包括在第一粘结步骤后分离其它保护膜的步骤。通过在由使用包含在粘结层中的光硬化粘结剂的特性构图粘结层成预定形状之后分离其它保护膜，可以保持保护膜设置在粘结层的上表面上的状态直到构图，因此粘结层的表面不会具有不平坦性并能保持光滑，可以防止在制造工艺中灰尘粘附到粘结层的表面。
根据具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，在上述的每个发明中，盖部分具有小于每个半导体器件的平面尺寸的平面尺寸，以把盖部分粘附到每个半导体元件的粘结层。通过使用具有平面尺寸小于后来半导体晶片被分成的每个半导体器件的平面尺寸的盖部分，盖部分能粘附到每个半导体元件的粘结层上。因此，通过不在被确定为不满意的半导体元件的粘结层上设置盖部分，可以得到高的制造效率。
根据具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，在上述的每个发明中，盖部分具有能够覆盖多个半导体器件的平面尺寸，以整体地粘附盖部分到多个半导体器件上。通过使用具有能够覆盖多个半导体器件的平面尺寸的盖部分，可以整体地粘附盖部分到多个半导体元件的粘结层，因此显著地缩短时间。此外，由于设置盖部分与多个半导体元件的粘结层相接触是足够的，该对准精确性不会导致问题。
根据具有本发明的盖部分的半导体晶片制造方法，在上述的每个发明中，微透镜形成在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上。本发明的制造方法适合于包括在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成的微透镜的固态图像拾取元件，并能实现芯片尺寸的固态图像拾取器。在其上形成有微透镜的半导体晶片的表面上，杂质容易粘附。因此，当通过如本发明中的曝光和显影构图包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层时，如果形成微透镜，特别地粘结层倾向于保留在本应该去除粘结层的一部分内。然而，通过在前述的检查步骤中检查每个半导体元件以确定已构图的粘结层是否是满意的，在确定为不满意的半导体元件上不进行随后的步骤，可以非常有效地改善生产效率。
本发明的半导体器件制造方法是在上述每个发明的基础上的，进一步包括：用于切割和分开半导体晶片成为具有盖部分的单个的半导体器件的分开步骤。通过切割和分开半导体晶片成为其上粘附有盖部分的独立单个的半导体器件，可以在分开步骤后阻止灰尘的粘附和在半导体元件表面上的划痕。进一步，由于在半导体晶片的基础上进行处理直到粘附盖部分，可以简单和安全地存储和传送半导体晶片，并可以简单地管理处理该处理。
从下面的结合附图的详细描述，本发明的上述和进一步的方面和特征将会更清楚。
附图说明
图1是示出了固态图像拾取器结构的截面图。
图2是示出了根据本发明的实施例1的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法概要的流程图。
图3A至3H是说明根据本发明的实施例1的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的示例图。
图4A至4B是说明粘结层形成步骤的示例图。
图5是示出了粘结层的残留物的一个示例的状态的视图。
图6是示出了粘结层的形状缺陷的一个例子的状态的视图。
图7A和7B是用于说明盖部分粘附步骤的示例图。
图8是示出了根据本发明的实施例2的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的概要的流程图。
图9是用于说明粘结层修复步骤的示例图；和
图10A和10B是用于说明根据本发明实施例3的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的示例图。
具体实施方式
下面的描述将会在说明本发明一些实施例的附图基础上详细地说明本发明。注意到以下描述说明了本发明应用于作为半导体器件的固态图像拾取器，如CCD和CMOS成像器成像器的制造方法，其中半导体晶片是硅晶片。
(实施例1)
图2是示出了根据本发明的实施例1的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法概要的流程图，图3A至3H是说明根据本发明的实施例1的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的示例图。
根据实施例1的半导体晶片制造方法包括粘结层形成步骤(S1)，作为第一粘结步骤的曝光步骤(S2)，保护膜分离步骤(S3)，显影步骤(S4)，检查步骤(S5)和作为第二粘结步骤的盖部分粘结步骤(S6)，和半导体器件制造方法进一步包括分开步骤(S7)。
在半导体晶片10中，形成在平面图中具有矩形形状的半导体元件如CCD和CMOS成像器的多个图像拾取元件20、20...(图3A)。光接收部件20a形成在固态图像拾取元件20的基本中心区域内，微透镜20b形成在光接收部件20a的上表面上。更具体地，光接收部件20a是光电二极管，通过微透镜20b增加了对光接收部件20a的光聚集能量。通过处理透明树脂成为透镜形状而将微透镜20b形成在半导体晶片10的表面上。
首先，如粘结层形成步骤(图2：S1)，具有在其上表面粘附的保护膜31a的粘结层40形成在半导体晶片10的光接收侧的表面上，在半导体晶片中形成有多个固态图像拾取元件20(图3B)。粘结层40是通过适当混合光硬化粘结剂和热硬化粘结剂而得到的材料并具有比微透镜厚的厚度，其中光硬化粘结剂是在暴露于光下时硬化，热硬化粘结剂是在加热时表现出粘合强度。对于光硬化粘结剂，使用例如丙烯酸树脂的紫外线(UV)硬化树脂，对于热硬化树脂，使用例如环氧树脂基树脂。在粘结层形成步骤中，有必要在形成在半导体晶片10中的所有多个固态图像拾取元件20、20...上形成粘结层40，在对准精度上没有限制。
更具体地，在粘结层形成步骤中，如图4A和4B中所示，在保护膜31a和31b粘附到粘结片30的两面的状态下碾压粘结片30，分离在一面上(这里指下表面)的保护膜31a，旋转附着的辊子(attaching roller)以使得该附着的辊子32在左右方向上移动，粘结片30的与保护膜分离的表面与半导体晶片10接触并粘附到半导体晶片10(图4A)。粘结片30的另一面保留粘附在其上的保护膜31a。然后，沿着半导体晶片10的外部圆周(由参考标号C示出)切割粘附的粘结片30以制造粘结层40(图4B)。
下一步，对于曝光步骤(图2：S2)，粘结层40通过光掩模50(图3C)暴露到光51下。在这个例子中，由于使用UV硬化树脂作为包含在粘结层40中的光硬化粘结剂，UV光用作光51，其中UV硬化树脂对于紫外辐射(UV光)展示出硬化特性。构图光掩模50以使得与形成在半导体晶片10中的每个固态图像拾取元件的光接收部件20a相对应的区域的外部区域曝光。由于在粘结层40中混合有光硬化粘结剂，当粘结层40暴露(感光)在紫外光下时，出现硬化特性，光硬化粘结剂引起光聚合反应并变成不溶解于预定的显影剂中的物质。简而言之，在粘结层40中，对UV光敏感的粘结层40a被硬化，而对UV光不敏感的粘结层40b保持未硬化状态。
然后，对于保护膜分离步骤(图2：S3)，为了曝光粘结层40，分离在粘结层40的上表面上的保护膜31a(图3D)。如果保护膜31a在曝光粘结层40之前分离，包含在粘结层40中的粘结剂由于粘结层40的粘结性而粘附到保护膜31a上，粘结层40表面变得不平坦。然而，通过保持保护膜31a设置在粘结层40的上表面的状态直到对粘结层40曝光，粘结层40的表面不会变得不平坦并能保持光滑，也有可能在制造工艺中阻止灰尘粘附到粘结层40的表面。在曝光后，由于在粘结层40中的在用作以后粘结盖部分的部分中的光硬化粘结剂已经硬化，所以即使保护膜31a从粘结层40分离，在粘结层40a的必要部分的表面上也不会引起不平坦，从而保持了表面的光滑。
然后，对于显影步骤(图2：S4)，通过利用预定的显影剂来显影粘结层40，去除了对UV光不敏感的区域中的粘结层40b，而粘结层40a保留并提供了图案(图3E)。随后，粘结层40a具有围绕每个固态图像拾取元件20的光接收部件20a的形状，或者换句话说，成为框架部分。当敏感且不溶解于预定显影剂时，在粘结层40a中对UV光敏感的光硬化粘结剂导致光聚合反应，而在粘结层40b中对UV光不敏感的光硬化粘结剂在物理性质上没有改变且溶解于显影剂中。由于通过适当混合光硬化粘结剂和热硬化粘结剂得到的材料用作粘结层40的材料，有可能使用光刻技术将上述粘结层40构图成为预定形状。
然后，对于检查步骤(图2：S5)，使用照相机60检查在半导体晶片10的表面上的已构图的粘结层40以确定粘结层40是否是满意的(图3F)。检查表面的原因是由于多种图案堆叠而导致半导体晶片10的表面可能会不平坦，并且由于该不平坦而可能保留粘结层40b的残留物。在检查步骤中，检查在显影步骤中不能去除的粘结层40b的残留物的存在以及在粘结层40a的形状中的缺陷的存在。特别地，在具有如在这个例中形成在表面上的微透镜的固态图像拾取元件的情况下，由于在相邻微透镜之间的间隔中保留残留物的可能性很高，进行检查残留物存在的检查步骤是有效的。
对于粘结层40b的残留物，如图5中所示，虽然应该在显影步骤中去除粘结层40b，由于工艺变化有可能在微透镜20b的非平坦的上表面上引起残留物41。此外，对于粘结层40a的形状缺陷，如图6中所示，例如在形成在半导体晶片10上的粘结层40a的部分图案中导致缺陷部分42。因此，为了识别哪个固态图像拾取器是有缺陷的，通过检查粘结层40b的残留物的存在和粘结层40a的形状缺陷的存在，通过示出了每个固态图像拾取器或每个固态图像拾取元件的确定结果的标志产生的映射数据。
在半导体制造中，每个半导体元件通过制造批号、半导体晶片号和半导体芯片号来标识，并为每个半导体晶片产生映射数据。简而言之，为每个制造批号和每个半导体晶片号产生映射数据，有可能映射数据的基础上判断每个固态图像拾取器或每个图像摄像元件是否是满意的。对于映射数据，除了示出了每个固态图像拾取器或每个图像摄像元件是否是满意的确定结果的标志之外，还可以包括用于辨别内容的信息。例如，当存在残留物时，识别该事实的信息可以加入到映射数据中，当存在缺陷部分时，识别该事实的信息可以加入到映射数据中。因此，在映射数据的信息的基础上，可能识别导致缺陷的项目和根据每个项目对缺陷百分比分类，这样映射数据适于检查批号历史。
然后，对于盖部分粘结步骤(图2：S6)，在这个例子中，由玻璃等制成的透明盖部分70被预先分成了单个的块，设置在每个固态图像拾取元件20的粘结层40a上，且粘结层40a和盖部分70粘结在一起(图3G)。注意，盖部分70的平面尺寸优选为小的并且优选为基本上等于粘结层40a的平面尺寸，该粘结层40a是围绕每个固态图像拾取元件20的光接收部件20a的框架部分。当进行引线结合以连接形成在半导体晶片10上的焊盘(未示出)到外部电路时，如果焊盘被盖部分70隐藏，有必要对焊接机进行适当地调整，但是通过使得盖部分70的平面尺寸很小，能很容易地进行引线结合。此外，如果考虑放置盖部分70的精度，盖部分70的平面尺寸优选稍大于粘结层40a的平面尺寸，该粘结层40a是围绕每个固态图像拾取元件20的光接收部件20a的框架部分。
更具体地，在盖部分粘结步骤中，如图7A和7B中所示，准备将盖部分70粘附在其上的粘性片71，盖部分70通过吸附器件72如盖连接器(lid bonder)被吸附并与粘性片71分离(图7A)。然后，移去吸附器件72以在半导体晶片10中形成的每个固态图像拾取元件20的粘结层40a上放置盖部分70(图7B)。通过在将盖部分70放置在粘结层40a上的状态下加热，在粘结层40a中包含的热硬化粘结剂中出现粘结性特征，粘结层40a和盖部分70粘结在一起。此外，由于仅通过在曝光步骤中产生的光硬化粘结剂的粘结强度，粘结层40a和半导体晶片10并没有充分地粘结在一起，所以在粘结层40a和半导体晶片10之间的粘结性通过这个加热处理而得到改善。当然，通过把粘结层放置在预定温度的高温容器中或通过在加热期间施加适当的压力可以引起粘结性特征。随后，由半导体晶片10、盖部分70和粘结层40a形成了空间，这可以减小在随后的步骤中由于湿气进入光接收部件20a、灰尘的进入和粘附、划痕等而在光接收部件20a中产生的缺陷，并可以以好的产量制造高可靠性的固态图像拾取器。注意到通过半导体晶片10、盖部分70和粘结层40a形成的空间可以被密封，或者可以被封闭到一定的程度，该程度能减小由于湿气进入光接收部件20a、灰尘的进入和粘附、划痕等而在光接收部件20a造成的缺陷的发生，例如可以形成用于把进入内部的湿气排到外部的小的空气通道。
注意到在固态图像拾取器安装在光学器件如照相机或者摄像机中的情况下，盖部分70除了保护光接收部件20a的表面不受灰尘、划痕等的影响外，还需要阻挡外部的红外辐射。在这种情况下，有可能在盖部分70的表面上形成红外阻挡膜以实现滤光器功能。
进一步，如图7B中所示，优选不将盖部分70粘附到在检查步骤中被确定为有缺陷的固态图像拾取器或固态图像拾取元件的粘结层40a(在中心区域的粘结层)上。通过不在有缺陷的产品上粘附盖部分70，可以减少盖部分70的材料成本和在粘附步骤中的制造成本。从减少成本的观点考虑，优选在上游步骤中选择缺陷产品，而不使缺陷产品经受下游步骤。
然后，对于分开步骤(图2：S7)，在盖部分粘结步骤中，在粘附盖部分70到与所有好的固态图像拾取器或固态图像拾取元件对应的粘结层40a之后，利用切割器件如划片机切割半导体晶片10以把它分开成为包括单个的固态图像拾取元件20的固态图像拾取器80(图3H)。对于分开步骤，半导体晶片10的后表面粘附到固定到划片环的划片带上，盖部分70通过粘结层40a连接到该后表面上，划片机在划片方向上移动以把半导体晶片10分开成单个的固态图像拾取器80。然后，通过在适当条件下从划片带分离已分开的固态图像拾取器80，可以得到固态图像拾取器80。注意到还可以提供具有分开线例如已知的划片线和斜角切割线的半导体晶片10以改善切割精度。
如上述的详细描述，本发明的要点是使用通过适当混合光硬化粘结剂和热硬化粘结剂得到的材料作为粘结层40的材料，该粘结层40用作把半导体晶片10和盖部分70连接在一起，和通过首先使用包含在粘结剂4 0中的光硬化粘结剂的特性利用光刻技术把粘结层40构图成预定形状。然后，在放置盖部分70之后，通过加热留下的粘结层40a，半导体晶片10和盖部分70通过使用包含在粘结层40a中的热硬化粘结剂的特性经由粘结层40a连接在一起。在这样的方法中，当构图粘结层40时，由于不平坦形状如微透镜会导致残留物。因此，本发明进行检查步骤以确定残留物的存在和不存在。此外，由于存在将成为每个图态图像摄像元件20的框架部分的粘结层40a的一部分是有缺陷的可能性，所以在检查步骤中对这样的缺陷也要进行检查。
(实施例2)
图8是示出了根据本发明的实施例2的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的概要的流程图。
根据实施例2的半导体晶片制造方法，包括：粘结层形成步骤(S1)，曝光步骤(S2)，保护膜分离步骤(S3)，显影步骤(S4)，检查步骤(S5)，粘结层修复步骤(S15)，和盖部分粘结步骤(S6)，以及半导体器件的制造方法进一步包括分开步骤(S7)。
在粘结层修复步骤(S15)中，在检查步骤中(S5)建立的映射数据的基础上，修复没有粘结层40b的残留物和在粘结层40a的图案的一部分中由于缺陷部分42的存在被确定为有缺陷的粘结层40。例如，如图9所示，通过使用分配器(dispenser)如粘结剂注射器将粘结剂45填充缺陷部分42。在粘结层修复步骤中使用的粘结剂45包含与粘结层形成步骤中使用的粘结剂相似的热硬化粘结剂。
因此，粘结剂45通过在盖部分粘结步骤中的加热处理具有粘结性特征，并粘附到盖部分70和半导体晶片10上。由此，与实施例1相似，通过半导体晶片10、盖部分70、粘结层40和粘结剂45形成了空间，并可以在光接收部件20a中减少缺陷的产生，该缺陷是在随后的步骤中由于湿气进入光接收部件20a、灰尘的进入和粘附、划痕等引起的，而且可以以好的产量制造高可靠性的固态图像拾取器。注意到在这个实施例中，由半导体晶片10、盖部分70和粘结层40a形成的空间可以被密封，或者可以被封闭到能够减少在光接收部件20a中发生缺陷的程度，该缺陷是由于湿气进入光接收部件20a中、灰尘的进入和粘附、划痕等引起的，例如，可以形成用于把进入内部的湿气排到外部的小的空气通道。
此外，由于修复了有缺陷的固态图像拾取器以制造好的产品，自然提高了制造产量。当在粘结层修复步骤中修复粘结层40a时，已修复的固态图像拾取器的标志被改变成好产品，并在检查步骤中在对每个半导体晶片给出的映射数据中适当更新。由于其它步骤与实施例1中的那些相同，相应部分用相同的标号表示，这里省略了它们的详细描述。
进一步，还可以在粘结层修复步骤中再次检查用于修复的包括粘结剂45的粘结层40a的形状，和确定是否粘结层40a已经被修复成预定形状。对于再次检查方法，可以使用如上述的检查步骤(S5)中的相同方法。当进行再次检查时，由于没有必要检查在检查步骤(S5)中确定为好产品的粘结层40a，从整体的观点看，优选仅检查已修复部分的粘结层40a。
(实施例3)
实施例1和2说明了由玻璃等制成、并预先分成单个块的透明盖部分70放置在每个固态图像拾取元件20的粘结层40a上，以及粘结层40a和盖部分70粘结在一起的情况。然而，也可能以单板(一块板)的形式粘附透明盖部分，该透明盖部分具有能覆盖多个固态图像拾取器(半导体器件)的尺寸，且在实施例3描述了这样的结构。根据实施例3的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法，与实施例1和2的流程中相同，但在盖部分的粘结步骤和分开步骤的细节中存在差别。
图10A和10B是用于说明根据本发明实施例3的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法的示例图，更具体的示出了盖粘结步骤和分开步骤的示例图。
在根据实施例3的半导体晶片制造方法和半导体器件制造方法中的盖粘结步骤中，单板形式的透明盖部分75整体放置在各个固态图像拾取元件20的粘结层40a上，粘结层40a和盖部分75粘结在一起(图10A)。由于盖部分75以单板的形式放置，它足够刚好放置盖部分75到接触所有固态图像拾取元件20的粘结层40a，对准精度并不重要。此外，通过以单板形式放置盖部分75，可以整体地覆盖所有固态图像拾取元件20，由此显著减少了制造时间。
然后，通过在盖部分75粘附到粘结层40a上的状态下加热，导致包含在粘结层40a中的热硬化粘结剂展示出粘结性特点，且粘结层40a和盖部分75被粘结在一起。此外，利用这个加热，改善了在粘结层40a和半导体晶片10之间的粘结性。当然，通过放置粘结层到预定温度的高温容器中或者在加热期间施加适当的压力可以展示出粘结性。这样，由半导体晶片10、盖部分75和粘结层40a单独地产生了空间，可以在光接收部件20a中减小缺陷的产生，该缺陷是在随后步骤中由湿气进入到光接收部件20a中、灰尘的进入和粘附、划痕等造成的，并且可以以好的产量制造高可靠性的固态图像拾取器。注意到由半导体晶片10、盖部分70和粘结层40a形成的空间可以被密封，或者被封闭到能够减小在光接收部件20a中缺陷产生的程度，该缺陷是由于湿气进入光接收部件20a中、灰尘的进入和粘附、划痕等引起的，例如，可以形成用于把进入内部的湿气排到外部的小的空气通道。
然后，在分开步骤中，利用切割器件切割半导体晶片10和盖部分75并将它们分成包括单个固态图像拾取元件20的图像摄像器件80(图10B)。当进行引线结合以连接形成在半导体晶片10上的焊盘到外部电路时，如果焊盘被盖部分隐藏，则需要对焊接机作出适当的调整。因此，在分开步骤中，合适地切割半导体晶片10和盖部分75以使切割的盖部分75的平面尺寸小于半导体晶片10(固态图像拾取器(半导体器件))的平面尺寸。
注意到虽然每个实施例说明了本发明应用于固态图像拾取器的情形，本发明并不局限于此，并可以应用到整个半导体器件的范围，并且对于包括具有透明盖部分的光接收部件的半导体器件特别有效，例如固态图像拾取器如CCD和CMOS成像器，和半导体器件如EPROM(可擦除可编程只读存储器)。此外，虽然已经说明了由透明玻璃制成的盖部分，本发明并不局限于此，例如可以使用由树脂材料制成的盖部分，或者在某些情况下使用没有光透射特性的盖部分。作为例子，在本发明应用到使用半导体衬底的半导体晶片的情况下，例如硅衬底，作为非玻璃盖部分，粘附用于保护帽的硅片作为盖部分粘附到其中形成有功能元件的硅晶片。进一步，在本发明应用到使用半导体衬底的半导体器件的例子中，例如硅衬底，其上粘附有用作保护帽的硅片的硅晶片被切割。
根据如上所述的本发明，在半导体晶片上形成由通过适当地混合光硬化粘结剂和热硬化树脂得到的材料制成的粘结层，通过使用包含在粘结层中的光硬化粘结剂的特性将粘结层构图成预定形状，在放置盖部分后，通过使用包含在粘结层中的热硬化粘结剂的特性经过粘结层把半导体晶片和盖部分粘结在一起。随后，形成空间，可以减小来自外部的湿气和灰尘的影响，并可以得到半导体器件的尺寸减小，并实现高质量和可靠性的芯片尺寸的半导体器件。此外，根据本发明，通过对每个半导体元件进行检查，以确定已构图的半导体层是否是满意的，并通过在确定为不满意的半导体层上不放置盖部分，可以提高生产效率。进一步，根据本发明，通过对每个半导体元件进行检查，以确定已构图的半导体层是否是满意的，且修复被确定为不满意的具有缺陷的半导体层，可以提高制造产量。
Claims (10)
1.一种具有盖部分的半导体晶片的制造方法，包括：
用于在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层的粘结层形成步骤；
用于通过选择性地暴露粘结层至光下并硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起的第一粘结步骤；
用于通过显影粘结层并去除在光硬化粘结剂没有硬化的区域中的粘结层而构图粘结层的显影步骤；
用于检查每个半导体元件以确定已构图的粘结层是否是满意的检查步骤；
用于在检查步骤中被确定为满意的半导体元件的粘结层上放置盖部分的盖部分放置步骤；和
用于通过加热粘结层并导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂表现出粘结性而把粘结层和盖部分粘结在一起的第二粘结步骤。
2.如权利要求1的半导体晶片的制造方法，其中在第二粘结步骤中，在检查步骤中被确定为不满意的半导体元件的粘结层上没有放置盖部分。
3.一种具有盖部分的半导体晶片的制造方法，包括：
用于在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上形成包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结层的粘结层形成步骤；
用于通过选择性地暴露粘结层至光下并硬化在每个半导体元件的周围部分上的粘结层中包含的光硬化粘结剂而将粘结层和半导体晶片粘结在一起的第一粘结步骤；
用于通过显影粘结层并去除光硬化粘结剂没有硬化的区域中的粘结层而构图粘结层的显影步骤；
用于检查每个半导体元件以确定已构图的粘结层是否是满意的检查步骤；
用于利用包含热硬化粘结剂的粘结剂修复具有缺陷部分和在检查步骤中被确定为不满意的粘结层的修复步骤；
用于在检查步骤中被确定为满意的半导体元件的粘结层上和在修复步骤中修复的粘结层上放置盖部分的盖部分放置步骤；和
用于通过加热粘结层并导致包含在粘结层中的热硬化粘结剂表现出粘结性而把粘结层和盖部分粘结在一起的第二粘结步骤。
4.如权利要求1至3的任何一个的半导体晶片的制造方法，其中在粘结层形成步骤中，通过将包含光硬化粘结剂和热硬化粘结剂的粘结片粘结到其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上，在半导体晶片上形成粘结层。
5.如权利要求4的半导体晶片的制造方法，其中
保护膜粘附到粘附片的两面上，和
在粘结层形成步骤中，粘结片通过分离面对半导体晶片的一面上的保护膜而粘结到半导体晶片上。
6.如权利要求5的半导体晶片的制造方法，其中还包括在第一粘结步骤之后分离其它保护膜的分离步骤。
7.如权利要求1至3的任何一个的半导体晶片的制造方法，其中盖部分具有比半导体器件的平面尺寸小的平面尺寸，以便粘附盖部分到每个半导体元件的粘结层。
8.如权利要求1至3的任何一个的半导体晶片的制造方法，其中盖部分具有能覆盖多个半导体器件的平面尺寸，以便整体地粘附盖部分到多个半导体元件的粘结层上。
9.如权利要求1至3的任何一个的半导体晶片的制造方法，其中微透镜形成在其中形成有多个半导体元件的半导体晶片上。
10.一种半导体器件的制造方法，包括把通过如权利要求1至的3制造方法的任何一种制造的半导体晶片切割和分开成为具有盖部分的单个的半导体器件的分开步骤。
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