[发明专利]半导体装置及其制造方法、倒装芯片型半导体装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置的基板彼此或基板与元件的粘接良好，且它们的电性连接也良好。所述制造方法具备以下步骤：准备设置有衬垫或在衬垫上更设置有插头的第一基板与设置有插头的第二基板或元件；在第一基板的衬垫或插头及第二基板或元件的插头的至少一个上形成焊球；利用感光性绝缘层覆盖第一基板的衬垫形成面及第二基板或元件的插头形成面的至少一个；利用光刻在被感光性绝缘层覆盖的基板或元件中的衬垫或插头上形成开口；通过开口将第二基板或元件的插头经由焊球压接接合至第一基板的衬垫或插头；根据烘烤将第一基板的衬垫或插头与第二基板或元件的插头电性连接；利用烘烤将感光性绝缘层固化。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造方法、倒装芯片型半导体装置的制造方法、半导体装置及倒装芯片型半导体装置。

背景技术

随着个人电脑、数码照相机、手机等各式各样的电子设备的小型化和高性能化，对于半导体元件的进一步小型化、薄型化及高密度化的要求也急速增加。因此，期望开发一种绝缘材料、绝缘材料积层的半导体装置和半导体装置的制造方法，所述绝缘材料可以应对生产率提升而伴随的基板面积增大，且可以应用在芯片尺寸封装或芯片级封装(chipscale package，CSP)或三维积层这样的高密度安装技术中。

而且，随着电子设备的高性能化、小型化发展，为了满足半导体元件对高密度化、高性能化的要求，半导体元件的制造工序也在持续发展。例如，实现布线规则的微细化以应对窄间距化、高速化，向使用超低电介质材料的脆弱半导体元件转变以应对高频化。

以往，作为将形成在半导体元件中的电极与形成在基板上的布线图案连接而得到的半导体装置的制造方法，可以列举一种利用引线接合而实施的半导体元件与基板的接合来作为示例。但是，在利用引线接合而实施的半导体元件与基板的接合中，需要在半导体元件上设置用以引出金属引线的空间，因此装置变大，难以实现小型化，无法满足这种高密度安装的要求。因此，设计出一种将已形成布线的基板彼此接合的晶片接合(waferbonding)、和将半导体元件搭载在基板上的芯片级封装或者倒装芯片安装，来作为实现三维安装的半导体元件的安装方法。尤其，为了实现布线规则的微细化以应对窄间距化、高速化，并灵活利用已使用了超低电介质材料的半导体元件的电路上的特性以应对高频化，而期望一种利用形成短布线连接的电极上的凸块而进行的倒装芯片安装方式；并且，为了应对半导体元件的上述脆弱化，而要求在低负载下形成凸块，并在低负载下安装。

在这种背景下，提出有一种技术作为在半导体元件的电极上形成用于进行倒装芯片安装的凸块的方法，所述技术根据在半导体或晶片等基材的电极形成面上对感光性树脂层体进行热压接、曝光、及显影，而在感光性树脂层体的电极上形成开口，并根据对暴露在此开口处的电极部进行镀敷来形成凸块(例如，参照专利文献1)。

以下，参照图9(a)、图9(b)来对现有的带凸块半导体元件的制造方法进行说明。

关于带凸块半导体元件的制造，首先，如图9(a)所示，在半导体元件或基板2102的电极形成面上涂布感光性聚酰亚胺树脂2101并使其干燥后，进行掩模曝光、及显影来去除电极衬垫2110上的感光性聚酰亚胺树脂2101的一部分来形成开口部。接着，使感光性聚酰亚胺树脂2101热固化而制成保护膜后，如图9(b)所示，根据镀敷技术而在暴露于开口处的电极衬垫2110上形成凸块2114，获得带凸块半导体元件2120。在这里，镀敷，例如是以下述方式进行：在半导体元件或基板2102的铝制电极衬垫2110上形成钛(Ti)膜等钝化膜后，重复镀铬(Cr)或镍(Ni)及金(Au)，来形成总厚度5～30μm左右的根据镀敷而得到的凸块2114。

在如上所述的现有例子中，为了根据近来的要求以窄间距形成凸块时，形成于保护膜的电极上部的通孔会成为与窄间距相称的小直径通孔，但这种形态的开口也就是所谓的通孔的纵横比较高，形成凸块的镀敷液难以渗入，不易进行更新，因此镀敷速度较慢，镀层的厚度容易不均匀。