[发明专利]半导体器件以及制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本技术涉及一种半导体器件和一种制造该半导体器件的方法，更具体地，涉及一个用来提供杨氏模量比切割部分中的透明树脂层高的防碎部件并防止切割中造成的半导体层的碎裂的技术领域。

背景技术

日本未经审查专利申请公开号2008-66679是相关技术的一个实例。

近年来，固态成像元件（图像传感器）的PKG（封装）已以一种被称为芯片尺寸PKG（以下简称为CSP）的形式被大量生产。这样的CSP不同于由陶瓷或模制树脂形成的相关技术的空腔PKG。例如，随着其中相邻芯片之间的间隙通过晶片上的树脂壁被隔开的空腔配置被形成，传感器单元的保护层（例如，透明玻璃）和Si（硅）晶片被接合，硅通孔（以下简称为TSV）被形成，在与成像面相对的表面上进行重新布线，提供了焊接球，最后执行切割以用于分割。

图12的A示出了具有上述空腔配置的CSP的固态成像元件（半导体器件）的配置的一个实例。在具有空腔配置的CSP中，如图12的A所示，半导体层100和保护层102由形成为粘接剂的树脂壁103接合。在这种情况下，由半导体层100、保护层102和树脂壁103划分的内部空间104充满空气。如图中所示，多个焊接球101被形成在半导体层100的成像面的背面侧上。

在CSP中，通过TSV形成工艺来形成Deep-RIE或绝缘膜（SiO2）。然而，为了形成用于优异生产率的膜，有必要减小通孔直径与用于形成半导体层100的Si的厚度的纵横比。因此，通过背面研磨（以下简称为BGR）工艺，Si的厚度被减薄到，例如，约50μm至约100μm。

然而，由于充满空气的内部空间104被形成在具有如图12的A所示的空腔配置的CSP中，支撑具有约50μm至约100μm的上述厚度的Si（半导体层100）的部分非常小。因此，特别是，在具有大尺寸的图像传感器中，存在一个问题，即，半导体层100会在BGR工艺中被弯曲，或者可能当在BGR工艺之后CSP被安装在基板上时由于产生的应力而相当大的弯曲。图12的B示出了在这种情况下半导体层100的弯曲（翘曲）的图像。

当图像传感器的尺寸小时，Si的厚度与宽度的纵横比小。因此，Si的机械硬度比较高，并且很少会发生相当大的翘曲。然而，当图像传感器具有大的尺寸时，Si的厚度与宽度的纵横比很大。因此，随着Si的机械硬度被减弱，容易产生相当大的翘曲。

半导体层100被翘曲的事实意味着成像面是弯曲的。因此，存在一个问题，即，由于成像面的弯曲，光学精度劣化。具体地，当发生上述翘曲时，透镜的光学聚焦位置在传感器的中心和边缘处偏离。因此，当在中心处实现聚焦时，存在一个问题，即，在边缘处产生模糊。

为了解决由于具有所述空腔配置的CSP而造成的问题，已经提出了图13的A所示的具有无空腔配置的CSP。在具有无空腔配置的CSP中，如图13的A所示，半导体层100和由玻璃形成的保护层102之间的间隙填充有透明粘接剂树脂，并被形成为透明树脂层105。换句话说，相对于具有图12的A所示的空腔配置的前述CSP，内部空间104不是充满空气而是充满透明树脂。

在这样的无空腔配置中，不仅Si（半导体层100）单体的机械硬度，而且由例如，约300μm至约800μm的相对厚的玻璃形成的保护层102的硬度被加入到翘曲中，如图12的B所示。因此，由于可以增加机械硬度，因此能够有效地防止发生翘曲。

然而，在晶片级，为了实现上述的无空腔CSP结构，形成透明树脂层105的粘接性树脂被接合到整个晶圆表面上的玻璃（保护层102）。因此，在形成透明树脂层105的透明树脂中，引起的膜应力应尽可能小。否则，当Si和玻璃被接合时，可能会产生翘曲。此处，引起的应力小的事实意味着模量通常也降低（软化）。因此，为了实现如图13的A所示的无空腔配置，同时防止产生上述的翘曲，有必要减小形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量（降低杨氏模量）。

发明内容

然而，当形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量减小时，如上所述，用于分割的切割时可能产生半导体层100的碎裂（Si碎裂）。图13的B示出了切割时的状态。如图所示，在切割时，预定位置（切割部分）被分割前的层结构中的切割刀片110切割。在切割时，半导体层100不是固定的，且当形成透明树脂层105的透明树脂的弹性模量小时发生摇动。产生所谓的抖振。在传感器活性表面上，即，与透明树脂层105接触的半导体层100的表面上，发生碎裂（破裂）。具有小的弹性模量的透明树脂堵塞切割刀片110并因此剪切力被削弱的事实，是传感器活性表面上的碎裂的原因之一。