專利名稱：半導(dǎo)體芯片及其制造方法以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片層疊(chip-on-chip)構(gòu)造和倒裝芯片焊接 (flip-chip-bonding)構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置、及適用于該半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體芯 片及該半導(dǎo)體芯片的制造方法。
背景技術(shù)：
作為用于實現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化以及高集成化的構(gòu)造，例如，公知 有使半導(dǎo)體芯片的表面與其他的半導(dǎo)體芯片的表面相對而接合的芯片層 疊構(gòu)造。在芯片層疊構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置中，在各半導(dǎo)體芯片的表面設(shè)有多個功 能突塊(bump)以及連接確認(rèn)用突塊。例如，在各半導(dǎo)體芯片的表面，在 其中央部配列有格子狀的多個功能突塊，在四個角部配置有連接確認(rèn)用突 塊。在各半導(dǎo)體芯片中，功能突塊是利用銅(Cu)等金屬材料全部形成為 均勻的高度(從半導(dǎo)體芯片的表面突出的突出量)。另外，在一方的半導(dǎo) 體芯片的各功能突塊的前端部，形成有能夠與功能突塊的材料進(jìn)行合金化 的焊料接合材料。經(jīng)由該焊料接合材料，將一個半導(dǎo)體芯片的各功能突塊 和另一個半導(dǎo)體芯片的各功能突塊連接起來，由此，實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片之間 的電性以及機(jī)械的連接。另一方面，在各半導(dǎo)體芯片中，連接確認(rèn)用突塊是利用與功能突塊相 同的金屬材料，形成為與功能突塊相同的高度(從半導(dǎo)體芯片的表面突出 的突出量)。另外，在一個半導(dǎo)體芯片的各連接確認(rèn)用突塊的前端部形成 有焊料接合材料。由此，在兩半導(dǎo)體芯片相互平行接合的情況下， 一個半 導(dǎo)體芯片的各連接確認(rèn)用突塊與另一個半導(dǎo)體芯片的各連接確認(rèn)用突塊 經(jīng)焊料接合材料連接。因此，通過調(diào)整這些連接確認(rèn)用突塊之間的連接裝置，能夠判定兩半導(dǎo)體芯片是否相互平行接合。即，如果全部的連接確認(rèn) 用突塊間的連接狀態(tài)良好，則能夠判定兩半導(dǎo)體芯片相互平行接合。另一 方面，如果即使有一個連接確認(rèn)用突塊的連接狀態(tài)不良，則可以判定為兩 半導(dǎo)體芯片沒有相互平行接合(一個半導(dǎo)體芯片相對于另一個半導(dǎo)體芯片 傾斜接合)。專利文獻(xiàn)1:日本特開平8—153747號公報但是，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，即使在一個半導(dǎo)體芯片相對于另一個半導(dǎo)體 芯片多少有些傾斜的狀態(tài)下接合，連接確認(rèn)用突塊的前端部的焊料接合材 料在熱處理時熔融而膨脹，由此產(chǎn)生兩半導(dǎo)體芯片的全部連接確認(rèn)用突塊 被連接的不良情況。此時，雖然一個半導(dǎo)體芯片相對于另一個半導(dǎo)體芯片 傾斜接合，但仍判斷為兩半導(dǎo)體芯片相互平行接合。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠正確判定半導(dǎo)體芯片是否相對于 其他半導(dǎo)體芯片等固體裝置平行接合的半導(dǎo)體裝置以及用于該裝置的半 導(dǎo)體芯片及其制造方法。用于達(dá)成所述目的的本發(fā)明的半導(dǎo)體芯片，是在使其表面與固體裝置 相對的狀態(tài)下被接合于固體裝置的半導(dǎo)體芯片，其包括功能突塊，其以 第一突出量從所述表面突出，用于與所述固體裝置電連接；連接確認(rèn)用突 塊，其以小于所述第一突出量的第二突出量從所述表面突出，用于確認(rèn)所 述功能突塊的電連接狀態(tài)。在該結(jié)構(gòu)中，由于連接確認(rèn)用突塊形成得低于功能突塊，所以即使半 導(dǎo)體芯片的表面相對于固體裝置稍許傾斜，在固體裝置和半導(dǎo)體芯片的表 面的間隔寬的部分，在固體裝置與連接確認(rèn)用突塊連接的部分(例如在固 體裝置的表面配置的焊盤或突塊)與連接確認(rèn)用突塊的前端部之間也會產(chǎn) 生寬的間隙。因此，在連接確認(rèn)用突塊和固體裝置通過形成在連接確認(rèn)用 突塊上的接合材料被接合時，即使接合材料膨脹，該接合材料也不會達(dá)到 固體裝置，不會實現(xiàn)連接確認(rèn)用突塊和固體裝置的連接。因此，根據(jù)連接 確認(rèn)用突塊和固體裝置的連接狀態(tài)，能夠正確地判定半導(dǎo)體芯片相對于固 體裝置是否平行地接合。所述半導(dǎo)體芯片也可以還包括半導(dǎo)體基板；表面保護(hù)膜，其覆蓋所述 半導(dǎo)體基板的表面；電極焊盤，其介于所述半導(dǎo)體基板和所述表面保護(hù)膜 之間，被配置成面對在所述表面保護(hù)膜上形成的焊盤開口。此時，所述功 能突塊設(shè)置于所述電極焊盤上，貫通所述焊盤開口，在所述表面保護(hù)膜上 以第一突出量突出，所述連接確認(rèn)用突塊相比于所述電極焊盤從所述半導(dǎo) 體基板一側(cè)隆起，貫通在所述表面保護(hù)膜貫通形成的貫通孔，在所述表面 保護(hù)膜上以小于所述第一突出量的第二突出量突出。該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片可以通過包括如下工序的方法進(jìn)行制造，即在 半導(dǎo)體基板的表面形成表面保護(hù)膜的工序；在所述表面保護(hù)膜上形成貫通 孔的工序，其中該貫通孔貫通使配置在所述半導(dǎo)體基板上的所述電極焊盤 露出的焊盤幵口以及所述表面保護(hù)膜；以及形成貫通所述焊盤幵口的功能 突塊以及貫通所述貫通孔的連接確認(rèn)用突塊的工序也可以還包括層間膜，該層間膜介于所述半導(dǎo)體基板和所述表面保護(hù) 膜之間，在其表面上配置所述電極焊盤，所述連接確認(rèn)用突塊從所述層間 膜的表面隆起。另外，所述連接確認(rèn)用突塊也可以從所述半導(dǎo)體基板的表面隆起。 用于達(dá)成所述目的的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，是具有芯片層疊構(gòu)造，在 使第二半導(dǎo)體芯片的表面面對第一半導(dǎo)體芯片的表面的狀態(tài)下，接合所述 第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包 括第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，其從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出；第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊，其從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出；第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，其以第一突出量從所述第二半導(dǎo)體芯片的表面突出，連接于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，用于實現(xiàn)所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片的電連接；第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn) 用突塊，其以小于所述第一突出量的第二突出量從所述第二半導(dǎo)體芯片的 表面突出，與所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊連接，用于確認(rèn)所述 第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片的電連接的狀態(tài)。在該結(jié)構(gòu)中，由于第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊形成得低于第二 半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，所以即使第二半導(dǎo)體芯片的表面相對于第一半導(dǎo) 體芯片的表面稍許傾斜，在第一半導(dǎo)體芯片的表面和第二半導(dǎo)體芯片的表面的間隔寬的部分，在相互相對的第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和第 二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊之間也會產(chǎn)生寬的間隙。因此，在這些連 接確認(rèn)用突塊通過形成在一方的連接確認(rèn)用突塊上的接合材料被接合時， 即使接合材料膨脹，該接合材料也不會達(dá)到另一方的連接確認(rèn)用突塊，不 會實現(xiàn)第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn) 用突塊之間的連接。因此，根據(jù)第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和第二 半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊之間的連接狀態(tài)，能夠正確地判定第二半導(dǎo) 體芯片相對于第一半導(dǎo)體芯片是否平行地接合。所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊、所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊、 所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊、所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn) 用突塊可以采用相同的金屬材料形成。且所述半導(dǎo)體裝置也可以還包括連 接金屬層，該連接金屬層分別介于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊和所述 第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊之間、以及介于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確 認(rèn)用突塊和所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊之間，所述連接金屬層 與所述金屬材料合金化而用于實現(xiàn)上述各部分之間的連接。例如，所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊、所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能 突塊、所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊以及所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè) 連接確認(rèn)用突塊可以采用銅或金形成。此時，所述連接金屬層也可以設(shè)置 于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊及所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用 突塊、以及/或者所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊及所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè) 連接確認(rèn)用突塊的頂面，通過焊料接合材料形成。所述第二半導(dǎo)體芯片在垂直俯視其表面時的形狀呈近似矩形，所述第 二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊配置在所述第二半導(dǎo)體芯片的表面的中央部，所 述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊配置在所述第二半導(dǎo)體芯片的表面 的各角部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在第二半導(dǎo)體芯片的表面的各角部配置有第二半導(dǎo)體芯 片側(cè)連接確認(rèn)用突塊。因此，如果第二半導(dǎo)體芯片的表面相對于第一半導(dǎo) 體芯片的表面傾斜，則至少一組的第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和第 二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊之間產(chǎn)生寬的間隙。因此，根據(jù)第二半導(dǎo) 體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊的連接狀態(tài)，能夠更加正確地判定第二半導(dǎo)體芯片相對于第一半導(dǎo)體芯片是否平行 地接合。所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊形成得低于所述第二半導(dǎo)體 芯片側(cè)功能突塊，并且所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊形成得低于 所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊也可。即，所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確 認(rèn)用突塊以比所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊的從所述第一半導(dǎo)體芯片 的表面突出的突出量小的突出量，從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出也 可。本發(fā)明的上述的或另外的目的、特征以及效果從參考附圖的以下敘述 的實施方式的說明中可以更加明確。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖解截面圖；圖2是表示子芯片的結(jié)構(gòu)的圖解截面圖；圖3是母芯片以及子芯片之間的功能突塊的連接部分以及連接確認(rèn)用 突塊的連接部分的圖解截面圖，(a)是表示子芯片的功能突塊的前端部 的焊料接合材料接觸于母芯片的功能突塊的頂面時的狀態(tài)，(b)表示母 芯片和子芯片的接合完成時的狀態(tài)；圖4是按工序順序表示子芯片的制造工序的圖解截面圖；圖5是表示子芯片的其他結(jié)構(gòu)(連接確認(rèn)用突塊從半導(dǎo)體基板的表面 隆起的結(jié)構(gòu))的圖解截面圖；圖6是用于說明本發(fā)明的變形例(在母芯片中連接確認(rèn)用突塊也形成 得低于功能突塊的樣態(tài))的圖解截面圖，(a)表示子芯片的功能突塊的 前端部的焊料接合材料接觸于母芯片的功能突塊的頂面時的狀態(tài)，(b) 表示母芯片和子芯片的接合結(jié)束時的狀態(tài)；圖7是連接確認(rèn)用突塊從母芯片以及子芯片的內(nèi)部電路被電性切斷時 的結(jié)構(gòu)的圖解俯視圖。
具體實施方式
以下，參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的圖解截面圖。該半導(dǎo)體裝置具有使作為固體裝置的母芯片1和作為半導(dǎo)體芯片的子芯片2重合接合的芯片層疊構(gòu)造。母芯片1形成為俯視時近似矩形，在使其表面(對母芯片1的形成基 體的半導(dǎo)體基板上的形成器件的活性區(qū)域一側(cè)表面進(jìn)行覆蓋的表面保護(hù) 膜的表面)3朝向上方的面朝上姿勢下，被焊接(bonding)在引導(dǎo)架(lead flame) 4的島部5上。在該母芯片1的表面3，在其中央部設(shè)定有接合子 芯片2的近似矩形的芯片接合區(qū)域。而且，在芯片接合區(qū)域內(nèi)突出(隆起) 形成有多個功能突塊6。另外，在芯片接合區(qū)域內(nèi)的各角部突出形成有連 接確認(rèn)用突塊7。進(jìn)而，在母芯片1的表面3，在包圍芯片接合區(qū)域的周 緣部設(shè)有多個外部連接用突塊8。該外部連接用突塊8經(jīng)焊接線(bonding wire) 9被電連接(線焊接)于引導(dǎo)架4的引導(dǎo)部10。子芯片2在俯視時形成為比母芯片1小的錦熙矩形。在使其表面(后 述的表面保護(hù)膜25的表面)11朝向下方的面朝下姿勢下，被接合于母芯 片1的表面3的芯片接合區(qū)域。在該子芯片2的表面11突出形成有與母 芯片1的功能突塊6分別連接的功能突塊12。另外，在子芯片2的表面 11的各角部突出形成有與母芯片1的連接確認(rèn)用突塊7分別連接的連接確 認(rèn)用突塊13。在母芯片1和子芯片2接合的狀態(tài)下，母芯片1的功能突塊6以及連 接確認(rèn)用突塊7、和分別與它們對應(yīng)的子芯片2的功能突塊12以及連接確 認(rèn)用突塊13，相互地使頂面對合相對，隔著介于它們之間的連接金屬層 14被連接起來。由此，母芯片l以及子芯片2隔著功能突塊6、 12被電連 接，且在相互之間保持規(guī)定間隔的狀態(tài)下被機(jī)械地連接。另外，母芯片1 以及子芯片2與引導(dǎo)架4以及焊接線9 一起被密封樹脂15密封。引導(dǎo)架4 的引導(dǎo)部10的一部分從密封樹脂15露出，作為外部連接部(外部引導(dǎo)部) 起作用。圖2是表示子芯片2的結(jié)構(gòu)的圖解截面圖。子芯片2例如在形成其基體的半導(dǎo)體基板(例如硅基板)21上具有多層配線構(gòu)造。具體地說，子芯片2在半導(dǎo)體基板21上具有與被嵌入半導(dǎo)體基板21的器件電連接的配線層22;在半導(dǎo)體基板21以及配線層22 上形成的層間絕緣膜23;配置在該層間絕緣膜23上，經(jīng)通路孔(viahole) 與配線層22電連接的電極焊盤24;以及形成在層間絕緣膜23以及電極焊 盤24上，形成子芯片2的最表層的表面保護(hù)膜25。在表面保護(hù)膜25上，在與電極焊盤24相對的位置形成有焊盤開口 26， 電極焊盤24經(jīng)該焊盤開口26從表面保護(hù)膜25露出。另外，在表面保護(hù) 膜25上，在其周緣部形成有貫通孔27，該貫通孔27在與表面保護(hù)膜25 的表面11正交的方向上貫通表面保護(hù)膜25。而且，功能突塊12設(shè)置在電極焊盤24上，貫通焊盤開口26，在表面 保護(hù)膜25上以規(guī)定的突出量(例如20,)突出。另夕卜，連接確認(rèn)用突塊 13從面對貫通孔27的層間絕緣膜23的表面隆起，貫通貫通孔27，在表 面保護(hù)膜25上以小于功能突塊12的突出量的突出量(例如18pm)突出。 即，以表面保護(hù)膜25的表面11為基準(zhǔn)，連接確認(rèn)用突塊13形成得比功 能突塊12低1 5pm (優(yōu)選低1 2pim)。而且，在本實施方式中，功能突塊6、 12以及連接確認(rèn)用突塊7、 13 全部采用相同金屬材料(例如銅或金)形成。另外，在母芯片1中，功能 突塊6以及連接確認(rèn)用突塊7全部形成為相同的高度(從母芯片1的表面 3突出的突出量)。圖3是表示功能突塊6、 12的連接部分以及連接確認(rèn)用突塊7、 13的 連接部分的圖解截面圖。如圖3 (a)所示，在母芯片1和子芯片2的接合前的狀態(tài)下，在子芯 片2的功能突塊12以及連接確認(rèn)用突塊13的前端部形成有焊料接合材料 16。由于功能突塊12和連接確認(rèn)用突塊13的高度差異，在接合母芯片1 和子芯片2的過程中，在功能突塊12的前端部的焊料接合材料16接觸于 母芯片1的功能突塊6的頂面的時刻，在連接確認(rèn)用突塊13的前端部的 焊料接合材料16與母芯片1的連接確認(rèn)用突塊7的頂面之間產(chǎn)生間隙D。如果母芯片1的表面3和子芯片2的表面11相互平行，則全部的連接 確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料接合材料16與連接確認(rèn)用突塊7的頂面之間的間隙D，成為與功能突塊12和連接確認(rèn)用突塊13的高度差相當(dāng)?shù)拈g隔。因此，如果之后進(jìn)行熱處理，則連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料 接合材料16熔融而膨脹，利用該焊料接合材料16連接全部的連接確認(rèn)用 突塊7、 13之間。然后，如圖3 (b)所示，相互相對的各功能突塊6、 12 之間以及各連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的焊料接合材料16成為連接金屬 層14，達(dá)成它們各個之間良好的連接(導(dǎo)通)。另一方面，如果子芯片2的表面11相對于母芯片1的表面3傾斜，則 產(chǎn)生母芯片1的表面3和子芯片2的表面11的間隔寬的部分和間隔窄的 部分，在連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料接合材料16與連接確認(rèn)用突 塊7的頂面之間的間隙D產(chǎn)生寬窄。而且，在母芯片1的表面3和子芯片 2的表面11的間隔寬的部分，連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料接合材 料16與連接確認(rèn)用突塊7的頂面之間的間隙D的間隔變得比功能突塊12 與連接確認(rèn)用突塊13的高度差還要寬。因此，如果焊料接合材料16的量 是適當(dāng)?shù)囊欢浚瑒t在母芯片1的表面3和子芯片2的表面11的間隔寬 的部分，即使熱處理時連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料接合材料16膨 脹，該焊料接合材料16也不會到達(dá)連接確認(rèn)用突塊7的頂面，不會實現(xiàn) 連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的連接。因此，如果達(dá)成全部的連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的連接，則可以判 定為子芯片2相對于母芯片1平行地接合，如果沒有達(dá)成任一組的連接確 認(rèn)用突塊7、 13間的連接，則可以判定為子芯片2相對于母芯片1傾斜地 接合(沒有平行接合)。與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)同樣，在母芯片1的連接確認(rèn)用突塊7形成為和功能突 塊6相同的高度、子芯片2的連接確認(rèn)用突塊13形成為和功能突塊12相 同的高度時，即使子芯片2相對于母芯片1傾斜接合，在母芯片1的表面 3和子芯片2的表面11的間隔寬的部分，在連接確認(rèn)用突塊13的前端部 的焊料接合材料16與連接確認(rèn)用突塊7的頂面之間產(chǎn)生的間隙很小。因 此，如果焊料接合材料16熔融膨脹，該焊料接合材料16達(dá)到連接確認(rèn)用 突塊7的頂面，實現(xiàn)連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的連接。相對于此，在本實施方式中，由于子芯片2的連接確認(rèn)用突塊13形 成為低于功能突塊12，所以即使子芯片2的表面11相對于母芯片1的表面3有稍許的傾斜，則在母芯片1的表面3和子芯片2的表面11之間的 間隔寬的部分，在連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊料接合材料16與連接 確認(rèn)用突塊7的頂面之間也會產(chǎn)生寬的間隙。因此，即使焊料接合材料16 膨脹，該焊料接合材料16也不會達(dá)到連接確認(rèn)用突塊7的頂面，也不會 實現(xiàn)連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的連接。因此，能夠正確判定子芯片2相 對于母芯片1是否平行接合。圖4是按工序順序表示子芯片2的制造工序的圖解截面圖。首先，如圖4 (a)所示，在形成了配線層22、層間絕緣膜23以及電 極焊盤24的半導(dǎo)體基板21上的整個面，例如通過堆積氮化硅或氧化硅而 形成表面保護(hù)膜25。氮化硅或氧化硅可以通過CVD法堆積。接著，如圖4 (b)所示，通過光刻工序在表面保護(hù)膜25上貫通形成 焊盤開口 26以及貫通孔27。之后，如圖4 (c)所示，通過選擇鍍法在焊盤開口 26以及貫通孔27 內(nèi)堆積金屬材料，形成功能突塊12以及連接確認(rèn)用突塊13。由于焊盤開 口26的底面(電極焊盤24的表面)和貫通孔27的底面(層間絕緣膜23 的表面)的高度位置不同，所以通過在同一工序中形成功能突塊12和連 接確認(rèn)用突塊13，從而不需要特別的工序，能夠得到相對于表面保護(hù)膜 25的表面的高度(突出量)相互不同的功能突塊12以及連接確認(rèn)用突塊 13。而且，并不限于此，功能突塊12以及連接確認(rèn)用突塊13也可以分別 在不同工序中形成。即，也可以先形成功能突塊12以及連接確認(rèn)用突塊 13的一方，接著再形成另一方。圖5是表示子芯片2的其他結(jié)構(gòu)的圖解截面圖。在該圖5中，與圖2 所示的各部分相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注與圖2相同的參考符號表示。另外，以下， 只舉出與圖2所示結(jié)構(gòu)的子芯片2的不同點進(jìn)行說明，省略各部分詳細(xì)的 說明。在該圖5所示的子芯片2中，在層間絕緣膜23上貫通形成有與表面 保護(hù)膜25的貫通孔27連通的連通孔28。而且，連接確認(rèn)用突塊13從半 導(dǎo)體基板21的表面隆起，貫通貫通孔27，在表面保護(hù)膜25上以小于功能 突塊12的突出量的突出量(例如，15pm)突出。由該結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)崿F(xiàn)與圖2所示結(jié)構(gòu)的情況同樣的效果。以上，說明了本發(fā)明的一個實施方式，但本發(fā)明以其他方式也能夠?qū)嵤?。例如，在上述的實施方式中，在子芯?上，連接確認(rèn)用突塊13形 成得低于功能突塊12，但如圖6所示，即使在母芯片1上也可以將連接確 認(rèn)用突塊7形成得低于功能突塊6。此時，如圖6 (a)所示，連接確認(rèn)用 突塊7、 13只要分別形成為如下這樣的高度即可，g卩在接合母芯片l和 子芯片2的過程中，在功能突塊12的前端部的焊料接合材料16接觸于母 芯片1的功能突塊6的頂面的時刻，在連接確認(rèn)用突塊13的前端部的焊 料接合材料16與母芯片1的連接確認(rèn)用突塊7的頂面之間產(chǎn)生1 5pm(優(yōu) 選1 2pm)的間隙D。若如此形成，則如圖6 (b)所示，只要母芯片1 的表面3和子芯片2的表面11相互平行，相互相對的各功能突塊6、 12 之間以及各連接確認(rèn)用突塊7、 13之間的焊料接合材料16成為連接金屬 層14，可實現(xiàn)它們各個之間的良好連接。另外，在子芯片2上，功能突塊12和連接確認(rèn)用突塊13形成為相同 的高度，在母芯片1上，連接確認(rèn)用突塊7形成為低于功能突塊6也可。 即，在該實施方式中，雖然將母芯片1以及子芯片2分別作為第一半導(dǎo)體 芯片以及第二半導(dǎo)體芯片，但也可以將母芯片l作為第二半導(dǎo)體芯片，將 子芯片2作為第一半導(dǎo)體芯片。進(jìn)而另外，連接確認(rèn)用突塊7、 13可以分別與母芯片1以及子芯片2 的內(nèi)部電路連接，也可以分別與母芯片1以及子芯片2的內(nèi)部電路電性斷 開，在連接確認(rèn)用突塊7、 13從內(nèi)部電路斷開的情況下，如圖7所示，在 母芯片1上，在芯片接合區(qū)域的各角部配置兩個一組的連接確認(rèn)用突塊7, 并且在芯片接合區(qū)域外設(shè)置與各連接確認(rèn)用突塊7電連接的外部取出用電 極17。另一方面，在子芯片2上，在各角部配置兩個一組的連接確認(rèn)用突 塊13，并且將該兩個一組的連接確認(rèn)用突塊13相互電連接。由此，如果 母芯片1和子芯片2呈平行地接合，則各組的連接確認(rèn)用突塊7、 13之間 被連接起來，使各組的外部取出用電極17之間短路，因此，它們之間的 電阻變小。另一方面，如果子芯片2相對于母芯片l傾斜地被接合，則在 它們的表面間的間隔寬的部分，沒有實現(xiàn)連接確認(rèn)用突塊7、 13的連接， 無法得到外部取出用電極17之間的電導(dǎo)通，因此它們之間的電阻變大。因此，根據(jù)各組的外部取出用電極17之間的電阻的測量結(jié)果，能夠正確 判定子芯片2相對于母芯片1是否平行地接合。另外，雖然示例出了芯片層疊構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置，但本發(fā)明還可以適 用于使半導(dǎo)體芯片表面面對于配線基板(固體裝置)進(jìn)行接合的倒裝芯片 焊接構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。此外，在權(quán)利要求書中記載的事項的范圍內(nèi)可以實施各種設(shè)計上的變 更。即，所述實施方式只不過是為了明確說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容而采用的 具體例子，并不應(yīng)解釋為本發(fā)明限定于這些具體例子，本發(fā)明的精神以及 范圍僅由附加的權(quán)利要求書限定。本申請對應(yīng)于2005年8月23日向日本專利局提出的特愿2005 — 241520號以及特愿2005—241521號，這些申請的公開內(nèi)容引用組合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片，在使其表面與固體裝置相對的狀態(tài)下被接合于固體裝置，其包括功能突塊，其以第一突出量從所述表面突出，用于與所述固體裝置電連接；連接確認(rèn)用突塊，其以小于所述第一突出量的第二突出量從所述表面突出，用于確認(rèn)所述功能突塊的電連接狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體芯片，其還包括 半導(dǎo)體基板；表面保護(hù)膜，其覆蓋所述半導(dǎo)體基板的表面；電極焊盤，其介于所述半導(dǎo)體基板和所述表面保護(hù)膜之間，被配置成 面對在所述表面保護(hù)膜上形成的焊盤開口 ，所述功能突塊設(shè)置于所述電極焊盤上，貫通所述焊盤開口，在所述表 面保護(hù)膜上以第一突出量突出，所述連接確認(rèn)用突塊相比于所述電極焊盤從所述半導(dǎo)體基板一側(cè)隆 起，貫通在所述表面保護(hù)膜貫通形成的貫通孔，在所述表面保護(hù)膜上以小 于所述第一突出量的第二突出量突出。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片，其還包括層間膜，該層間膜介于所述半導(dǎo)體基板和所述表面保護(hù)膜之 間，在其表面上配置所述電極焊盤，所述連接確認(rèn)用突塊從所述層間膜的表面隆起。
4. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片， 所述連接確認(rèn)用突塊從所述半導(dǎo)體基板的表面隆起。
5. —種制造半導(dǎo)體芯片的方法，該半導(dǎo)體芯片在使其表面與固體裝置 相對的狀態(tài)下被接合于固體裝置，包括在半導(dǎo)體基板的表面形成表面保護(hù)膜的工序；在所述表面保護(hù)膜上形成貫通孔的工序，其中該貫通孔貫通使配置在所述半導(dǎo)體基板上的所述電極焊盤露出的焊盤開口以及所述表面保護(hù)膜； 以及形成貫通所述焊盤開口的功能突塊以及貫通所述貫通孔的連接確認(rèn) 用突塊的工序。
6. —種半導(dǎo)體裝置，其具有芯片層疊構(gòu)造，在使第二半導(dǎo)體芯片的表面面對第一半導(dǎo)體芯片的表面的狀態(tài)下，接合所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體裝置包括第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，其從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出； 第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊，其從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出；第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，其以第一突出量從所述第二半導(dǎo)體芯片 的表面突出，連接于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊，用于實現(xiàn)所述第一 半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片的電連接；第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊，其以小于所述第一突出量的第二 突出量從所述第二半導(dǎo)體芯片的表面突出，與所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接 確認(rèn)用突塊連接，用于確認(rèn)所述第一半導(dǎo)體芯片和所述第二半導(dǎo)體芯片的 電連接的狀態(tài)。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊、所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊、 所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊、所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn) 用突塊采用相同的金屬材料形成，且所述半導(dǎo)體裝置還包括連接金屬層，該連接金屬層分別介于所述第 一半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊和所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊之間、以及介 于所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊和所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接 確認(rèn)用突塊之間，所述連接金屬層與所述金屬材料合金化而用于實現(xiàn)上述 各部分之間的連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述第二半導(dǎo)體芯片在垂直俯視其表面時的形狀呈近似矩形， 所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)功能突塊配置在所述第二半導(dǎo)體芯片的表面的中央部，所述第二半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊配置在所述第二半導(dǎo)體芯片 的表面的各角部。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè)連接確認(rèn)用突塊以比所述第一半導(dǎo)體芯片側(cè) 功能突塊的從所述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出的突出量小的突出量，從所 述第一半導(dǎo)體芯片的表面突出。
全文摘要
提供一種能夠正確判定半導(dǎo)體芯片是否相對于其他半導(dǎo)體芯片等固體裝置平行接合的半導(dǎo)體裝置以及用于該裝置的半導(dǎo)體芯片及其制造方法，半導(dǎo)體芯片包括功能突塊，其以第一突出量從半導(dǎo)體芯片的表面突出，用于與固體裝置電連接；連接確認(rèn)用突塊，其以小于第一突出量的第二突出量從半導(dǎo)體芯片的表面突出，用于確認(rèn)功能突塊的電連接狀態(tài)。
文檔編號H01L25/07GK101243547SQ200680030210
公開日2008年8月13日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者宮田修, 森藤忠洋 申請人:羅姆股份有限公司