特許 6564525 半導体チップパッケージ構造およびそのためのパッケージング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6564525

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】半導体チップパッケージ構造およびそのためのパッケージング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/02 20060101AFI20190808BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20190808BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/02 B

   H01L23/12 501C

   H01L27/146 D

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-506576(P2018-506576)

(86)(22)【出願日】2016年8月16日

(65)【公表番号】特表2018-525827(P2018-525827A)

(43)【公表日】2018年9月6日

(86)【国際出願番号】CN2016095416

(87)【国際公開番号】WO2017028778

(87)【国際公開日】20170223

【審査請求日】2018年4月4日

(31)【優先権主張番号】201510505195.X

(32)【優先日】2015年8月18日

(33)【優先権主張国】CN

(31)【優先権主張番号】201520620396.X

(32)【優先日】2015年8月18日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】517280373

【氏名又は名称】蘇州晶方半導体科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＩＮＡ ＷＡＦＥＲ ＬＥＶＥＬ ＣＳＰ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王 之 奇

(72)【発明者】

【氏名】劉 湘 龍

(72)【発明者】

【氏名】徐 遠 ▲ハオ▼

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３２２８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４７８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２４１４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３０１５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機能領域を有する半導体チップと、
前記半導体チップの片側に配置されて前記機能領域を覆う保護基板と、
前記保護基板と前記半導体チップとの間に配置されて、前記機能領域を囲む支持部とを備え、
前記支持部は、外部支持部材と、前記外部支持部材の内側に配置された内部支持部材とを含み、
収容キャビティが、前記内部支持部材、前記半導体チップ、および前記保護基板の間に形成され、
中空キャビティが、前記内部支持部材、前記外部支持部材、前記半導体チップ、および前記保護基板の間に形成され、
前記内部支持部材には、少なくとも２つの第１換気構造が設けられ、
前記収容キャビティは、前記第１換気構造を通して前記中空キャビティと連通し、前記２つの第１換気構造の間の線は、前記機能領域の境界に位置している、半導体チップパッケージ。

【請求項2】

前記外部支持部材には、少なくとも１つの第２換気構造が設けられ、
前記中空キャビティは、前記第２換気構造を通して前記外部支持部材の外側に連通し、前記第１換気構造および前記第２換気構造は、互いにずらされている、請求項１に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項3】

気流路が前記中空キャビティ内に形成され、前記気流路の中で空気が通流する方向に沿った少なくとも１つの前記第１換気構造と前記第２換気構造との間の距離は、前記気流路の長さの半分以上である、請求項２に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項4】

前記中空キャビティには、気流を遮断するための遮断部材が設けられ、少なくとも１つの前記第１換気構造および前記第２換気構造は、前記遮断部材の両側にそれぞれ配置されている、請求項２に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項5】

前記内部支持部材、前記外部支持部材、および前記遮断部材は、フォトレジストから作られている、請求項４に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項6】

前記第１換気構造は、開口部または貫通孔である、請求項１に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項7】

前記第２換気構造は、開口部または貫通孔である、請求項２に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項8】

前記半導体チップは、イメージセンサチップである、請求項１に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項9】

前記半導体チップは、第１表面、および前記第１表面と反対の第２表面を有し、
前記半導体チップは、
前記機能領域に電気的に接続された複数の接触パッドと、
前記半導体チップの前記第２表面から前記半導体チップを貫通する複数の貫通孔とを備え、前記複数の接触パッドは、前記複数の貫通孔を通して露出し、
前記半導体チップは、
前記半導体チップの前記第２表面および前記複数の貫通孔の側壁面を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の表面上に配置され、前記複数の接触パッドに電気的に接続された金属層と、
前記金属層の表面上および前記絶縁層の表面上に配置されたソルダーマスクとをさらに備え、前記ソルダーマスクは、複数の開口部を含み、前記金属層の一部は、前記複数の開口部を通して露出し、
前記半導体チップは、前記複数の開口部を塞ぐ複数の外部突起をさらに備え、
前記複数の外部突起は、前記ソルダーマスクの表面の外側に露出している、請求項１に記載の半導体チップパッケージ。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体チップパッケージのためのパッケージング方法であって、
前記パッケージング方法は、パッケージすべきウェハを提供することを含み、複数の半導体チップが前記ウェハ上でアレイ状に配置され、前記複数の半導体チップの各々は機能領域を有し、
前記パッケージング方法は、保護基板を提供するとともに、前記保護基板上でアレイ状に配置された複数の支持部を形成することをさらに含み、前記複数の支持部の各々は、前記複数の半導体チップの１つに対応し、
前記パッケージング方法は、前記保護基板を前記ウェハと整列させて積層することによって、前記保護基板と前記ウェハとを一体とすることをさらに含み、前記複数の支持部は前記保護基板と前記ウェハとの間に配置され、
前記複数の支持部の各々は、外部支持部材と、前記外部支持部材の内側に配置された内部支持部材とを含み、
収容キャビティが前記内部支持部材、前記半導体チップ、および前記保護基板の間に形成され、
中空キャビティが前記内部支持部材、前記外部支持部材、前記半導体チップ、および前記保護基板の間に形成され、
前記内部支持部材には、少なくとも２つの第１換気構造が設けられ、前記収容キャビティは、前記第１換気構造を通して前記中空キャビティと連通する、パッケージング方法。

【請求項11】

前記保護基板上に前記複数の支持部を形成することは、
前記保護基板の複数の表面の１つの上にフォトレジスト膜を形成することと、
パターンマスクを用いて前記フォトレジスト膜上にパターン露光を行なうことと、
前記保護基板上に複数のフォトレジストパターンを形成するように現像することと、
前記複数のフォトレジストパターン上に焼付硬化を行なって前記複数の支持部を形成することとを含む、請求項１０に記載のパッケージング方法。

【請求項12】

前記保護基板上に前記複数の支持部を形成することは、
スクリーン印刷によって前記保護基板の複数の表面の１つの上に複数のフォトレジストパターンを形成することと、
前記複数のフォトレジストパターンを露光して現像することと、
前記複数のフォトレジストパターン上に焼付硬化を行なって前記複数の支持部を形成することとを含む、請求項１０に記載のパッケージング方法。

【請求項13】

前記保護基板上に前記複数の支持部を形成することは、
前記保護基板の複数の表面の１つの上に材料層を形成することと、
前記材料層をパターニングして前記材料層の一部を除去するとともに前記複数の支持部を形成することとを含む、請求項１０に記載のパッケージング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、中国特許出願番号２０１５１０５０５１９５．Ｘに基づく優先権、および中国特許出願番号２０１５２０６２０３９６．Ｘに基づく優先権を主張する。中国特許出願番号２０１５１０５０５１９５．Ｘは、「半導体チップパッケージ構造およびそのためのパッケージング方法」と題され、２０１５年８月１８日に中国国家知識産権局へ出願されている。中国特許出願番号２０１５２０６２０３９６．Ｘは、「半導体チップパッケージ構造」と題され、２０１５年８月１８日に中国国家知識産権局へ出願されている。両者は、その全体が参照により引用される。

【0002】

本開示は、半導体の技術分野に関し、より特定的には、半導体チップパッケージおよび半導体チップのためのパッケージング方法に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体チップは、パッケージされる必要があり、半導体チップがパッケージング技術を用いて保護されることにより、半導体チップが外部環境によって汚染されることが防止され得る。さらに、半導体チップ内の回路インターフェースも、パッケージング技術を用いて引き出されることによって、半導体チップと他の回路との間の接続が容易になる。

【0004】

現在主流のパッケージング技術は、ウェハレベルチップサイズパッケージング（ＷＬＣＳＰ）技術である。ウェハレベルチップサイズパッケージングにおいては、全ウェハがパッケージされて検査され、その後ウェハは、単一の完成したチップを得るために切断される。パッケージング技術を用いてパッケージされた単一の完成したチップのサイズは、単一のダイのサイズと同じであり、より軽く、より小さく、より短く、より薄く、そしてより安くというマイクロエレクトロニクス製品に対する市場の必要性を満たす。ウェハレベルチップサイズパッケージングは、現在のパッケージング分野において、注目の話題であるとともに将来の開発動向である。

【0005】

図１が参照され、図１はウェハ１’を示す。ウェハ１’は、８インチ、１２インチあるいは他のサイズのようなサイズを有するウェハレベル半導体チップである。ウェハ１’のサイズはここにおいては限定されない。複数のダイ１１’は、ウェハ１’上にアレイ状に配置されている。ダイ１１’は、イメージセンサを有する半導体チップである。図２が参照され、図２は保護基板２’がウェハ１’とともに整列されて積層された後に得られた構造の模式図である。保護基板２’の形状およびサイズは、ウェハ１’の形状およびサイズと同じである。実施形態においては、保護基板２’は、高透過率の光学ガラスであり、複数の支持部は、保護基板２’上にアレイ状に配置されている。ウェハ１’および保護基板２’は、複数の支持部の上端の接着剤をコーティングすることによって、整列されて積層される。複数の支持部は、ウェハ１’と保護基板２’との間に配置されて、ウェハ１’と保護基板２’との間にある程度の隙間を形成する。複数の支持部の各々は、１つのダイ１１’に対応する。ダイ１１’は、機能領域１１１’を有する。機能領域１１１’は、支持部によって囲まれる。一般的に、支持部は、二層構造あるいは多層構造を有する。そのことによって、支持部は、機能領域１１１’を分離するとともに保護し、ウェハ１’と保護基板２’との間に隙間を形成し、十分な支持力を提供する。支持部は、内部支持部材２１１’と外部支持部材２１２’とを含む。ウェハ１’および保護基板２’が一緒に積層される場合、閉じた収容キャビティ２１３’が内部支持部材２１１’、ウェハ１’、および保護基板２’の間に形成される。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施形態による半導体チップパッケージが提供されることにより、支持部のクラッキングの問題が解決されるとともに、半導体チップパッケージの信頼性が向上する。

【0007】

本開示の一実施形態による半導体チップパッケージが提供される。半導体チップパッケージは、機能領域を有する半導体チップと、保護基板と、支持部とを含む。保護基板は、半導体チップの片側に配置されて機能領域を覆う。支持部は、保護基板と半導体チップとの間に配置されて、機能領域を囲む。支持部は、外部支持部材と、外部支持部材の内側に配置された内部支持部材とを含む。収容キャビティが、内部支持部材、半導体チップ、および保護基板の間に形成されている。中空キャビティが、内部支持部材、外部支持部材、半導体チップ、および保護基板の間に形成されている。内部支持部材には、少なくとも１つの第１換気構造が設けられている。収容キャビティは、第１換気構造を通して中空キャビティと連通する。

【0008】

本開示においては、換気構造が内部支持部材上に配置されていることにより、瞬間的な気化膨張によって生み出される圧力を効果的に開放し、支部部のクラッキングという問題を解決する。

【0009】

選択的には、外部支持部材には、少なくとも１つの第２換気構造が設けられてもよい。中空キャビティは、第２換気構造を通して外部支持部材の外側に連通してもよい。第１換気構造および第２換気構造は、互いにずらされていてもよい。

【0010】

選択的には、気流路が中空キャビティ内に形成されてもよい。第１換気構造と第２換気構造との距離は、気流路の長さの半分以上であってもよい。

【0011】

選択的には、内部支持部材には、少なくとも２つの第１換気構造が設けられてもよい。２つの第１換気構造の間の線は、機能領域の境界に位置していてもよい。

【0012】

選択的には、中空キャビティには、気流を遮断するための遮断部材が設けられてもよい。第１換気構造および第２換気構造は、遮断部材の両側にそれぞれ配置されていてもよい。

【0013】

選択的には、内部支持部材、外部支持部材、および遮断部材は、フォトレジストから作られていてもよい。

【0014】

選択的には、第１換気構造は、開口部または貫通孔であってもよい。第２換気構造は、開口部または貫通孔であってもよい。開口部の高さは、内部支持部材の高さに等しくてもよい。貫通孔の高さは、内部支持部材の高さよりも小さくてもよい。

【0015】

選択的には、半導体チップは、イメージセンサチップであってもよい。
選択的には、半導体チップは、第１表面、および第１表面と反対の第２表面を有していてもよい。半導体チップは、複数の接触パッドと、複数の貫通孔とをさらに含んでもよい。複数の接触パッドは、機能領域に電気的に接続されている。複数の貫通孔は、半導体チップの第２表面から半導体チップを貫通している。複数の接触パッドは、複数の貫通孔を通して露出している。半導体チップは、絶縁層と、金属層と、ソルダーマスクとをさらに含んでもよい。絶縁層は、半導体チップの第２表面および複数の貫通孔の複数の側壁面を覆う。金属層は、絶縁層の表面上に配置され、複数の接触パッドに電気的に接続されている。ソルダーマスクは、金属層の表面上および絶縁層の表面上に配置されている。ソルダーマスクは、複数の開口部を含む。金属層の一部は、複数の開口部を通して露出している。半導体チップは、複数の外部突起をさらに含んでもよい。複数の外部突起は、複数の開口部を塞ぎ、ソルダーマスクの表面の外側に露出している。

【0016】

本開示の一実施形態による半導体チップのためのパッケージング方法が提供される。パッケージング方法は、パッケージすべきウェハを提供することを含む。複数の半導体チップがウェハ上でアレイ状に配置される。複数の半導体チップの各々は、機能領域を有する。パッケージング方法は、保護基板を提供するとともに、保護基板上でアレイ状に配置された複数の支持部を形成することをさらに含む。複数の支持部の各々は、複数の半導体チップの１つに対応する。パッケージング方法は、保護基板をウェハと整列させて積層することによって、保護基板とウェハとを一体とすることをさらに含む。複数の支持部は、保護基板とウェハとの間に配置される。複数の支持部の各々は、外部支持部材と、外部支持部材の内側に配置された内部支持部材とを含む。収容キャビティが内部支持部材、半導体チップ、および保護基板の間に形成される。中空キャビティが内部支持部材、外部支持部材、半導体チップ、および保護基板の間に形成される。内部支持部材には、少なくとも１つの第１換気構造が設けられる。収容キャビティは、第１換気構造を通して中空キャビティと連通する。

【0017】

選択的には、保護基板上に複数の支持部を形成することは、保護基板の複数の表面の１つの上にフォトレジスト膜を形成することと、パターンマスクを用いてフォトレジスト膜上にパターン露光を行なうことと、保護基板上に複数のフォトレジストパターンを形成するように現像することと、複数のフォトレジストパターン上に焼付硬化を行なって複数の支持部を形成することとを含んでもよい。

【0018】

選択的には、保護基板上に複数の支持部を形成することは、スクリーン印刷によって保護基板の複数の表面の１つの上に複数のフォトレジストパターンを形成することと、複数のフォトレジストパターンを露光して現像することと、複数のフォトレジストパターン上に焼付硬化を行なって複数の支持部を形成することとを含んでもよい。

【0019】

選択的には、保護基板上に複数の支持部を形成することは、保護基板の複数の表面の１つの上に材料層を形成することと、材料層をパターニングして材料層の一部を除去するとともに複数の支持部を形成することとを含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】従来技術によるウェハの概略的な構造図である。

【図2】保護基板が従来技術によるウェハとともに整列されて積層された後に得られた断面図である。

【図3】保護基板が本開示の一実施形態によるウェハとともに整列されて積層された後に得られた断面図である。

【図4】本開示の一実施形態による単一の完成したチップの概略的な上面図である。

【図5】本開示のもう１つの実施形態による単一の完成したチップの概略的な上面図である。

【図6】本開示のもう１つの実施形態による単一の完成したチップの概略的な上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

実施形態の詳細な説明
本開示は、図面において示される複数の実施形態とともに以下で詳細に説明される。複数の実施形態は、本開示を限定することを目的とするものではなく、当業者による実施形態に従った構造、方法、あるいは機能への様々な変更は本開示の保護範囲に含まれる。

【0022】

図３を参照しながら、ウェハ１は、アレイ状に配置された複数のダイを有する。複数の支持部は、保護基板２上でアレイ状に配置されている。ウェハ１は、保護基板２と整列されて積層されている。複数の支持部は、ウェハ１と保護基板２との間に配置されて、ウェハ１と保護基板２との間に隙間を形成する。複数の支持部の各々は、１つのダイに対応する。

【0023】

ウェハ１は、第１表面１０１と、第１表面１０１と反対の第２表面１０２とを有する。ダイは、半導体チップである。選択的には、本開示の一実施形態において、ダイは、イメージセンサを有する半導体チップであってもよい。機能領域１１１と、機能領域１１１に電気的に接続された複数の接触パッド１１２は、ダイの片側に配置されている。機能領域１１１および接触パッド１１２は、ウェハ１の第１表面１０１上に配置されている。イメージセンサは、機能領域１１１内に配置されて、外部光を受けて外部光を電気信号に変換する。ウェハ１を貫通する貫通孔１１５は、接触パッド１１２に対応する位置に形成されている。電気的接続パッドがウェハ１の第２表面１０２上に配置されている。本開示の実施形態において、電気的接続パッドは、はんだボール１１４であってもよい。配線層１１３は、はんだボール１１４と接触パッド１１２との間に配置されて、はんだボール１１４を接触パッド１１２に電気的に接続している。電気信号は、接触パッド１１２、配線層１１３、およびはんだボール１１４を経由して、チップに電気的に接続されたＰＣＢ、あるいはチップに電気的に接続されたＦＰＣ上の他の回路へ伝達される。

【0024】

保護基板２は、ダイの片側に配置されて機能領域１１１を覆っている。支持部は、機能領域１１１の周囲で機能領域１１１を囲む。支持部は、外部支持部材２１２と、外部支持部材２１２の内側に配置された内部支持部材２１１とを含む。ウェハ１が保護基板２とともに整列されて積層された後に、収容キャビティ２１３が内部支持部材２１１、ウェハ１および保護基板２の間に形成され、中空キャビティ２１４が内部支持部材２１１、外部支持部材２１２、ウェハ１および保護基板２の間に形成される。

【0025】

ウェハ１がパッケージされて複数の完成した半導体チップに切り出された後、完成した半導体チップに対して一連の信頼性テストが行なわれる。信頼性テストは、吸湿テストおよび高温テストを含む。たとえば、パッケージされた完成した半導体チップは、或る期間、高湿度環境に置かれてから、或る期間、高温度環境に置かれて、チップの様々なパラメータがチェックされる。ここでは、テストは詳細に説明されない。

【0026】

信頼性テストにおいては、支持部にクラックが生じるかが観察される。支持部にクラックが生じることは完成したチップの品質に影響を与える。支持部にクラックを生じさせる原因は、従来技術における完成した半導体チップの支持部が密閉構造を有することである。密閉空間において、完成した半導体チップ内の水蒸気が、突然の高温度環境で瞬間的に気化膨張し、支持部が衝撃を受けてひび割れる。特に、支持部に多層支持部材が設けられている場合、最内層内の支持部材が密閉されているなら、クラッキングは最内層内の支持部材において主に発生する。

【0027】

本開示の実施形態によって提供される支持部を用いることにより、支持部材のクラッキングの問題を解消することができる。

【0028】

本開示の一実施形態において、内部支持部材には、少なくとも１つの第１換気構造が設けられてもよい。収容キャビティが第１換気構造を通して中空キャビティと連通することによって、完成した半導体チップ内の水蒸気の瞬間的な気化膨張によって生み出される支持構造への圧力を開放する。本開示の一実施形態において、第１換気構造は、開口部であってもよい。

【0029】

図４を参照しながら、機能領域１１１は、四角形であり、内部支持部材２１１は、π型であり、外部支持部材２１２は、四角形である。内部支持部材２１１には、開口部２１，２２が設けられている。収容キャビティ２１３が開口部２１，２２を通して中空キャビティ２１４に連通する。水蒸気の膨張によって生み出される圧力が効果的に開放されることにより、支持部のクラッキングが防止される。開口部２１の幅、あるいは開口部２２の幅は、内部支持部材２１１の対応する側の幅と同じである。開口部２１の長さ、あるいは開口部２２の長さは、内部支持部材２１１の対応する側の長さの５分の１以下である。このようにして、気圧を効果的に開放することができる。一方で、開口部が設けられた内部支持部材によって提供される支持力が開口部のない支持部材によって提供される支持力と多少異なる。

【0030】

開口部２１，２２は、内部支持部材２１１の２つの対辺に配置され、開口部２１と２２との間の線は、内部支持部材２１１の他の辺に平行である。選択的には、本開示の実施形態においては、開口部２１，２２の各々は、開口部が設けられている辺の端部に設けられており、開口部２１と２２との間の線は、機能領域１１１の境界に位置する。このようにして、内部支持部材２１１は、機能領域１１１にとって十分な支持力を提供することができる。２つの開口部の間の線は、機能領域１１１を通過するよりむしろ機能領域１１１の境界に位置する。このようにして、内部支持部材２１１は効果的に機能領域１１１を保護することができ、半導体チップに外力の作用の下で２つの開口部の間の線に沿って亀裂が生じることが防止される。そのような構造を有する内部支持部材２１１は、機能領域１１１にとって一様な支持力を提供することができる。

【0031】

図５を参照しながら、図５における内部支持部材２２１の構造は、図５における開口部２３，２４の位置が、図４における開口部２１，２２の位置と異なること以外は、図４における内部支持部材２１１の構造と同様である。

【0032】

実際には、内部支持部材２１１の形状は、本開示の実施形態に限定されない。たとえば、内部支持部材２２１は、π型あるいは四角形であってもよい。２つの開口部の間の線がπ型の内部支持部材の反対の辺に平行かどうかは、２つの開口部の間の線が機能領域を通過しない、すなわち２つの開口部の間の線が機能領域の境界に位置している限り、本開示の実施形態に限定されない。本開示の実施形態において、２つの開口部の間の線は、π型の内部支持部材の反対の辺に対して或る程度の角度で傾いていてもよい。

【0033】

図６を参照しながら、機能領域１１１は四角形であり、内部支持部材２３１は四角形であり、外部支持部材２３２は四角形である。内部支持部材２３１には、開口部２５が形成されている。収容キャビティ２１３は、開口部２５を通して中空キャビティ２１４と連通し、収容キャビティ２１３内の水蒸気の膨張によって生み出される圧力が効果的に開放される。外部支持部材２３２には、開口部２６が形成されている。中空キャビティ２１４は、開口部２６を通して外部支持部材２３２の外側と連通し、中空キャビティ２１４内の気圧が効果的に開放される。複数の換気構造が内部支持部材２３１および外部支持部材２３２の両方に配置されていることにより、高温蒸気が密閉された外部支持部材によって遮断されて収容キャビティ２３１の内部に戻ってくる場合に収容キャビティ２１３内の気圧を効果的に開放することができないという問題が効果的に解決される。

【0034】

開口部２５と２６との間の距離が内部支持部材２３１と外部支持部材２３２との間の距離よりも大きいこと、すなわち、開口部２５の位置が開口部２６の位置からずらされていることにより、埃のような微粒子が開口部２５，２６を通って機能領域１１１に入ることが防止される。

【0035】

通気路が中空キャビティ２１４に形成される。開口部２６と２５との間の距離を増加させることによって埃のような微粒子が機能領域１１１に入るのを防止することができる。選択的には、開口部２６と２５との間の距離は、中空キャビティ２１４に形成される通気路の長さの２分の１に設定される。

【0036】

本実施形態においては、気流を遮断するための遮断部材２３０が、内部支持部材２３１と外部支持部材２３２との間に設けられている。開口部２６，２５、および遮断部材２３０を合理的に配置することにより、埃のような微粒子が収容キャビティ２１３の内側に入ることを防止することができる。図６において、開口部２６，２５は、中空キャビティ２１４内に形成された通路を第１通路および第２通路に分割する。第１通路の長さは第２通路の長さよりも短い。遮断部材２３０が第１通路に設けられた結果、開口部２５，２６は遮断部材２３０の両側にそれぞれ位置している。

【0037】

埃のような微粒子が収容キャビティ２１３に入ることを防止するという効果は、第１通路の長さと第２通路の長さとの差が大きくなるほど良くなる。

【0038】

内部支持部材と外部支持部材の両方が四角形であり、かつ遮断部材が設けられていない場合、内部支持部材に配置された開口部と外部支持部材に配置された開口部との最長距離は、中空キャビティに形成された通路の長さの２分の１である。内部支持部材がπ型であり、かつ外部支持部材が四角形である場合、内部支持部材に配置された開口部と外部支持部材に配置された開口部との最長距離は、中空キャビティ内に形成された通路の長さにほぼ等しい。

【0039】

本開示の実施形態において、内部支持部材、外部支持部材および遮断部材は、フォトレジストから作られていてもよい。支持部を形成する工程は、１）スピンコーティングあるいはスプレー塗装によって保護基板２の複数の表面の１つの上にフォトレジスト膜を形成することと、２）パターンマスクを用いてフォトレジスト膜上にパターン露光を行なうことと、３）保護基板２上にフォトレジストパターンを形成するように現像することと、および４）フォトレジストパターン上に焼付硬化を行なうこととを含む。

【0040】

実際には、フォトレジストパターンは、本開示においてはスクリーン印刷によって保護基板２の複数の表面の１つの上に形成されてもよい。

【0041】

実際には、本開示の実施形態において、内部支持部材、外部支持部材、および遮断部材は、フォトレジストから作られていることに限定されず、他の材料から作られてもよい。保護基板の複数の表面の１つを覆う材料層が最初に形成される。材料層をパターニングし、材料層の一部を除去するとともに支持部を形成する。いくつかの実施形態においては、材料層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のような絶縁誘電材料から作られてもよい。析出工程を行なうことによって材料層を形成した後、エッチング工程を用いて材料層をパターニングして支持部を形成する。

【0042】

いくつかの他の実施形態においては、支持部は保護基板をエッチングすることによって形成されてもよい。パターニングされたフォトレジスト層は、保護基板上に形成されてもよい。パターニングされたフォトレジスト層をマスクとして用いることによって保護基板をエッチングし、保護基板上に支持部を形成する。

【0043】

保護基板２は、接着層を介してウェハ１とともに積層される。接着層が保護基板２上の支持部の上面に形成される。保護基板１をウェハ１とともに積層して、接着層を介して保護基板２とウェハ１とを一体とする。接着層は、接着効果だけではなく、絶縁密閉効果も実現することができる。接着層は、シリカゲル、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン、および他のポリマー材料のような高分子接着剤から作られてもよい。

【0044】

保護基板２がウェハ１とともに積層された後、ウェハ１がパッケージされる。
図３を参照しながら、まず、ウェハ１は、ウェハ１の第２表面１０２から薄くされて、
後続する貫通孔１１５のためのエッチングを容易にする。ウェハ１は、機械研磨加工、および化学機械研磨加工等によって薄くされてもよい。ウェハ１の第２表面１０２からウェハ１をエッチングして貫通孔（不図示）を形成する。ウェハ１の第１表面１０１の片側上の接触パッド１１２は、貫通孔１１５を通して露出している。絶縁層１１６は、ウェハ１の第２表面１０２上および貫通孔の複数の側壁上に形成されている。貫通孔の底の接触パッド１１２は、絶縁層１１６を通して露出している。絶縁層１１６は、ウェハ１の第２表面１０２にとっての電気絶縁を提供してもよい。絶縁層１１６は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素あるいは絶縁樹脂から作られていてもよい。接触パッド１１２に接続されている配線層１１３は、絶縁層１１６の表面上に形成されている。再配線層として、配線層１１３は、接触パッド１１２をウェハ１の第２表面１０２に接続して、外部回路に接続してもよい。配線層１１３は、金属膜を堆積させて当該金属膜をエッチングすることによって形成される。次に、開口部（不図示）を有するソルダーマスク１１７が、配線層１１３および絶縁層１１６の表面上に形成される。配線層１１３の表面の一部が開口部を通して露出している。ソルダーマスク１１７は、酸化ケイ素および窒化ケイ素のような絶縁誘電材料から作られて、配線層１１３を保護する。外部突起がソルダーマスク１１７の表面に形成されて、当該外部突起は開口部を満たす。本実施形態において外部突起は、はんだボール１１４である。はんだボール１１４は、銅、アルミニウム、金、錫、あるいは鉛のような金属材料から作られてもよい。

【0045】

ウェハ１がパッケージされた後、ウェハ１は複数の完成した半導体チップに切断される。

【0046】

本開示においては、内部支持部材に配置された第１換気構造および外部支持部材に配置された第２換気構造は、開口部に限定されず、貫通孔であってもよい。貫通孔の高さは、支持部の高さよりも低い。開口部の高さは、支持部の高さと同じである。貫通孔は、レーザエッチングによって形成されてもよい。

【0047】

明細書は、単に明瞭さための実施形態に対応して記載されていると理解されるべきであって、各実施形態は、１つの独立した技術的解決法を単に含むものではない。当業者は、全体として明細書を理解すべきであって、明細書内の実施形態における技術的解決手段は、当業者にとって理解可能な他の実施形態を形成するように適宜組み合わされてもよい。

【0048】

上述した詳細な説明は、単に本開示の実行可能な実施形態のためのものであって、本開示の保護範囲を限定することを目的とするものではない。いかなる均等な実施形態、あるいは本開示の技術および主旨から逸脱せずになされるいかなる変形例は、本開示の保護範囲に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】