[发明专利]电子元件晶片模块及其制造方法

说明书

该非临时申请基于35U.S.C.§119(a)要求2008年5月14日在日本提交的专利申请No.2008-127767的优先权，该专利申请的全部内容在此引入以供参考。

技术领域

本发明涉及：一种电子元件晶片模块，其中设置有多个电子元件的电子元件晶片的表面与支撑衬底彼此层叠；一种用于制造该电子元件晶片模块的方法；一种电子元件模块，其中每个单独的块是通过对每个电子元件切割电子元件晶片模块制成的；以及一种具有该电子元件模块作为其图像捕捉部中使用的图像输入装置的电子信息装置，例如数字照相机(例如，数字摄像机和数字静止照相机)、图像输入照相机、扫描仪、传真机和配备摄像头的蜂窝电话装置。

背景技术

近年来，对电子元件模块的尺寸减小和变薄的需求日益增加，包括对照相机模块(传感器模块)等的这些需求，其中每个单独的块是通过切割具有多个层叠在其中的衬底(例如半导体衬底、玻璃衬底和透镜衬底)的电子元件晶片模块制成的。由此，普遍的做法是通过层叠多个衬底来增加封装密度。此外，在图像传感器中，为了抑制在平面方向上用于引线接合的封装底面积的增大以实现真实芯片尺寸封装，保持兴趣关注的是形成通孔电极的技术，该通孔电极从形成在电子元件模块芯片表面上的电极垫穿过半导体衬底(电子元件晶片)，以连接布线到半导体衬底的背表面。在参考文献1和2中论述了这种技术。

参考文献1公开了具有通孔电极的BGA(球栅阵列)型半导体设备及其制造方法。在参考文献1中，形成通孔电极和布线层，其中通孔电极从半导体衬底的背表面到达形成在半导体衬底前表面上的垫电极，并且随后，半导体衬底和支撑衬底彼此层叠。最后，为每个电子元件(为每个半导体设备)切割半导体衬底和支撑衬底，以将它们分离成多个半导体芯片。

在下文中，参考图28，将具体描述在形成通孔电极之后通过分割半导体衬底制造多个半导体芯片的方法。

图28是在参考文献1中公开的、包括常规通孔电极的半导体晶片模块的电极部和切割区附近的纵向截面图。

如图28所示，通常在半导体衬底101(半导体晶片)的表面(下表面)上形成绝缘膜102，并且在其上形成金属布线层103。金属布线层103包括形成在其中的电极垫，用来输入和输出半导体设备的信号。在该电极垫区中形成通孔电极。此外，在金属布线层103上形成粘合层104，粘合层104由氧化膜、氮化膜等形成作为保护膜。此外，支撑衬底105(例如，玻璃衬底)被层叠在粘合层104上，用来加固半导体衬底101。

在半导体衬底101中，在由金属布线层103组成的电极垫的正下方形成通孔，并用这种方式形成绝缘膜106，以覆盖通孔的侧面和部分底部以及半导体衬底101的背表面。在通孔底部的电极垫和半导体衬底101的背表面之间形成导电层107，并且通孔中的导电层107用作通孔电极107a。在半导体衬底101的背表面中，导电层107和通孔电极107a用保护膜108覆盖和保护，并且与外部连接端子109对应的保护膜108的位置被。通过这种结构，半导体衬底101背表面的导电层107电连接到外部连接端子109。结果，在存在于半导体衬底101的前表面上的电极垫(金属布线103)和存在于背表面上的外部连接端子109之间通过导电层107形成了电连接。最后，将切割线区中的半导体衬底101和支撑衬底105分割开，并分别形成该多个半导体芯片。

另一方面，对小照相机模块(以蜂窝电话装置为代表)的进一步尺寸减小和变薄的需求日益增加。例如，参考文献2公开了一种固态图像捕捉装置，其中采用了制造通孔电极的方法和通孔电极。

根据参考文献2，玻璃衬底作为支撑衬底被粘附在电子元件晶片(半导体衬底，例如硅晶片)的前表面一侧上，该电子元件晶片被提供有多个固态图像捕捉元件，每个固态图像捕捉元件都具有形成在其前表面的中心部分的图像捕捉区和形成在其外围部分中的电极垫。接下来，从硅晶片的背表面形成通路孔以到达该电极垫，并且同时形成沟槽，该沟槽沿着切割线的中心延伸并从背表面穿过硅晶片。随后，利用包括热处理工艺的各种工艺，在硅晶片的背表面上形成缓冲层、布线层、焊剂掩模和焊球。最后，通过切割，将由支撑衬底支撑的硅晶片分成单独的硅芯片，每个硅芯片都包括固态图像捕捉元件。

如上所述，为了实现包括固态图像捕捉元件以及存储器的各种装置的尺寸减小和变薄，对包括通孔电极的半导体设备和通孔电极形成工艺给予了广泛的关注。参考文献1和2都包括分割电子元件晶片(半导体衬底)以为每个电子元件制造单独的块的最终工艺。