DE102004017182A1 - Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers - Google Patents
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Abstract
Um bei der Fertigung eines Halbleiterwafers, auf dem mittels Drahtbonden Bondhügel auszubilden sind, auf Bondinseln mühelos Bondhügel mit einheitlicher Kopfhöhe der Bondhügel auszubilden, weist ein Fertigungsverfahren für Halbleiterwafer die folgende Schritte auf: Ausbilden von Bondhügeln mittels Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Halbleiterwaferoberfläche ausgebildet sind, Ausbilden einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche aufgebracht wird, daß die Bondhügel überdeckt werden, und Oberflächenbearbeitung der Bondhügel durch Schleifen der Harzschicht und Bearbeiten der Bondhügelköpfe auf einheitliche Höhe.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers mit auf seiner Oberfläche ausgebildeten Bondhügeln.
- Der Halbleiterwafer, der mit mehreren integrierten Schaltkreisen ausgebildet ist, wie z. B. ICs (integrierten Schaltkreisen) oder LSIs (hochintegrierten Schaltkreisen), wird durch eine Vereinzelungsvorrichtung oder dergleichen in einzelne Halbleiterchips zerteilt. Diese werden gekapselt und auf unterschiedliche Weise in elektronischen Geräten eingesetzt. Um Größe und Gewicht des elektronischen Geräts zu verringern, ist eine Technologie zur Kapselung eines Halbleiterchips in einem extrem kleinen Chipgehäuse, genannt CSP, entwickelt und zur praktischen Anwendung gebracht worden.
- Das CSP wird geformt, indem Metallhügel aus Gold, Silber, Kupfer oder dergleichen mit einer Höhe von 50-100 μm auf den Bondinseln ausgebildet werden, die auf den einzelnen integrierten Schaltkreisen eines unzerteilten Halbleiterwafers ausgebildet werden, beispielsweise nach dem als Stud-Bump-Bonden (siehe z. B. JP-A-2000-332 048) bezeichneten Verfahren mit Hilfe des Drahtbondens, und indem der Halbleiterwafer, nachdem er durch ein Harz, wie z. B. ein Epoxidharz, auf den Schaltkreisoberflächen beschichtet und geschützt worden ist, für jeden Schaltkreis durch eine Vereinzelungsvorrichtung oder dergleichen in einzelne Halbleiterchips zerteilt wird (siehe z. B. JP-A-2000-173 954). Die Bondhügel werden durch Lot oder dergleichen mit Anschlüssen einer Leiterplatte verbunden, wodurch das CSP auf der Leiterplatte montiert wird.
- Ein Problem ist jedoch, daß der Bondhügel einen Durchmesser von etwa 50-100 μm aufweist, wobei beim Stud-Bump-Bonden ein haarkristallähnlicher Vorsprung am Kopf eines Bondhügels entsteht und folglich eine ungleichmäßige Kopfhöhe ergibt.
- Um eine einheitliche Kopfhöhe von Bondhügeln zu erzielen, muß der Bondhügelkopf eine beträchtliche Zeit durch che misch-mechanisches Polieren (CMP) poliert werden, wodurch die Produktivität vermindert wird.
- Dementsprechend besteht bei der Fertigung eines Halbleiterwafers, auf dem Bonhügeln durch Drahtbonden auszubilden sind, ein Problem mit der leichten Ausbildung von Bondhügeln auf Bondinseln und dem Erzielen einer einheitlichen Bondhügelhöhe durch ein rationelles Verfahren.
- Die vorliegende Erfindung bietet als konkretes Mittel zur Lösung des obigen Problems ein Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers, das aufweist: einen Bondhügelbildungsschritt zum Formen von Bondhügeln durch Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers ausgebildet sind; einen Harzbeschichtungsschritt zur Bildung einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche des Halbleiterwafers aufgebracht wird, daß die Bondhügel überdeckt werden; und einen Schleifschritt zur Oberflächenbearbeitung der Bondhügel durch Schleifen der Harzschicht.
- Bei dem Verfahren zur Fertigung eines so strukturierten Halbleiterwafers wird nach der Bildung der Bondhügel durch Drahtbonden eine Harzschicht so ausgebildet, daß die Bondhügel überdeckt werden, so daß der Bondhügel durch Schleifen der Harzschicht oberflächenbearbeitet werden kann. Dementsprechend können durch ein rationelles Verfahren Bondhügel in kurzer Zeit ausgebildet und eine einheitliche Höhe der Bondhügelköpfe erzielt werden.
- Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 1 bis 6 erläutert.
-
1 zeigt eine Draufsicht eines mit Bondinseln ausgebildeten Halbleiterwafers; -
2A bis2D zeigen Schnittansichten, die darstellen, auf welche Weise ein Bondhügel durch Drahtbonden geformt wird; -
3 zeigt eine Schnittansicht, die einen Halbleiterwafer nach Beendigung des Bondhügelbildungsvorgangs darstellt; -
4 zeigt eines Schnittansicht, die einen Halbleiterwafer nach Beendigung eines Harzbeschichtungsvorgangs darstellt; -
5 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Schleifvorrichtung darstellt, die bei einem Schleifverfahren einzusetzen ist; und -
6 zeigt eine Schnittansicht, die einen Halbleiterwafer nach Beendigung des Schleifvorgangs darstellt. -
1 zeigt einen Halbleiterwafer10 mit einer Oberfläche, auf der in entsprechenden, durch Ritzgräben S unterteilten Bereichen Schaltkreise C ausgebildet sind. Jeder Schaltkreis C wird mit mehreren Bondinseln11 ausgebildet, wie durch die Vergrößerung in1 dargestellt. Diese Bondinseln11 sind Elektroden, die aus einem Metallüberzug bestehen, der auf der Oberfläche des Halbleiterwafers10 ausgebildet ist. - Auf der Bondinsel
11 werden unter Verwendung eines in den2A bis2D dargestellten Drahtbonders20 Bondhügel ausgebildet. Bei Verwendung des Drahtbonders20 läßt man einen Draht12 , der zum Beispiel aus Gold besteht, aus der durch eine Kapillare21 gebildeten dünnen Bohrung nach unten vorstehen, wie in2A dargestellt. Durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einem elektrischen Brenner22 und dem Draht12 entsteht an der Spitze des Drahts12 eine Kugel13 , wie in2B dargestellt. - Dann wird, wie in
2C dargestellt, die Kapillare21 abgesenkt, um die Kugel13 in Druckkontakt mit der Bondinsel11 zu bringen, und in diesem Zustand wird eine Ultraschallvibration von der Kapillare21 angelegt oder eine Thermokompression ausgeführt. Wie in2D dargestellt, wird der Draht12 durch Anheben der Kapillare21 abgerissen, wodurch der Draht einen Bondhügel14 bildet (Bondhügelbildungsvorgang). Durch Ausführen des Bondhügelbildungsvorgangs auf diese Weise können die Bondhügel in kürzerer Zeit ausgebildet werden als durch Plattieren oder dergleichen. Übrigens entsteht als Abrißende des Bruchs am oberen Ende des Bondhügels14 ein Vorsprung14a . Die Vorsprünge14a weisen bei verschiedenen Bondhügeln unterschiedliche Höhen auf. - Nach der Ausbildung von Bondhügeln
14 auf allen Bondinseln11 , wie in3 dargestellt wird ein Harz aufgetragen, wie z. B. ein Epoxidharz, um alle Bondhügel14 zu überdecken, wodurch eine Harzschicht15 entsteht (Harzbeschichtungsvor gang), wie in4 dargestellt. Bei der Ausbildung der Harzschicht15 kann ein Schleuderbeschichter eingesetzt werden. - Nach der Ausbildung der Harzschicht
15 wird die Harzschicht15 geschliffen, beispielsweise unter Verwendung einer in5 dargestellten Schleifvorrichtung30 , wodurch die Bondhügel14 oberflächenbearbeitet werden. An der Schleifvorrichtung30 ragt von einem Ende eines Sockels31 ein Wandteil32 nach oben. An der Innenfläche des Wandteils32 ist vertikal ein Schienenpaar33 angeordnet. Durch vertikales Verschieben einer auf den Schienen33 geführten Trägerplatte34 wird ein an der Trägerplatte34 angebrachtes Schleifgerät35 konstruktiv bzw. im Ganzen auf und ab bewegt. Dabei ist auf dem Sockel31 ein Drehtisch36 drehbar angeordnet. Ferner trägt der Drehtisch36 mehrere drehbar darauf angeordnete Aufspanntische37 zur Aufnahme der Halbleiterwafer10 . - Das Schleifgerät
35 weist eine Halterung39 auf, die am Ende einer Spindel38 mit vertikaler Achse angebracht ist, und am unteren Ende der Halterung ist eine Schleifscheibe40 montiert. An der Unterseite der Schleifscheibe40 ist ein Schleifkörper41 befestigt. Der Schleifkörper41 wird mit der Drehung der Spindel38 konstruktiv bzw. im Ganzen in Drehung versetzt. Zu beachten ist, daß der Schleifkörper durch eine Reibschluß- bzw. Klettverschlußfläche an der Unterseite der Schleifscheibe40 befestigt sein kann. - Beim Schleifen der über der Oberfläche des Halbleiterwafers
10 aufgebrachten Harzschicht15 mit Hilfe der Schleifvorrichtung30 wird der Halbleiterwafer10 mit seiner Harzschicht15 nach oben auf dem Aufspanntisch37 festgehalten und unmittelbar unter dem Schleifgerät35 positioniert. Die Spindel38 wird in Drehung versetzt, und das Schleifgerät35 wird abgesenkt. Durch Drehen der Spindel38 wird der Schleifkörper41 in Drehung versetzt. Der rotierende Schleifkörper41 kommt in Kontakt mit der auf der Oberfläche des Halbleiterwafers10 ausgebildeten Harzschicht15 und übt Druck darauf aus. Infolgedessen wird die Harzschicht15 durch den Schleifkörper41 geschliffen. Durch Ausführen eines Schleifvorgangs in einem vorgegebenen Umfang erfolgt eine Oberflächenbearbeitung der Bondhügel14 , wie in6 dargestellt (Schleifprozeß). In diesem Fall werden durch Schleifen auch dann einheitliche Kopfhöhen erzielt, wenn Höhenschwankungen zwischen den Bondhügeln14 auftreten. Ferner wird der Kopf des Bondhügels14 bündig mit der Oberseite der Harzschicht15 gemacht. Dementsprechend ist eine glatte Verbindung mit Leiterplattenanschlüssen möglich. Da indessen die Oberflächenbearbeitung der Bondhügel14 und ihre Einfluchtung an den Köpfen durch Schleifen statt durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) ausgeführt werden kann, ist das Verfahren rationell, und die Produktivität wird verbessert. - Der so entstandene Halbleiterwafer
10 mit Bondhügeln wird entlang der in1 dargestellten Ritzgräben in Längs- und Querrichtung vereinzelt und auf diese Weise auf der Basis des jeweiligen Schaltkreises zu Chips verarbeitet. Die auf dem einzelnen Halbleiterchip ausgebildeten Bondhügel werden auf verschiedene Arten mit den Anschlüssen einer Leiterplatte verbunden, die in einem elektronischen Gerät zu montieren ist, und bieten damit die Funktionen des Chips. Die einheitliche Bondhügelhöhe ermöglicht eine formschlüssige Verbindung mit den Anschlüssen, ohne einen schlechten Kontakt oder dergleichen zu verursachen, und ermöglicht insgesamt eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Geräts. - Wie oben erläutert, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers nach der Ausbildung von Bondhügeln durch Drahtbonden eine Harzschicht ausgebildet, um die Bondhügel zu überdecken, so daß durch Schleifen der Harzschicht die Bondhügel oberflächenbearbeitet und an ihren Köpfen gleichmäßig geschliffen werden können. Dementsprechend können durch ein rationelles Verfahren Bondhügel innerhalb kurzer Zeit ausgebildet und die Kopfhöhe der Bondhügel gleichmäßig abgeschliffen werden. Daher ist eine rationelle Fertigung eines hochwertigen Halbleiterwafers möglich.
Claims (1)
- Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers, das aufweist: einen Bondhügelbildungsschritt zum Formen von Bondhügeln durch Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers ausgebildet sind; einen Harzbeschichtungsschritt zur Bildung einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche aufgebracht wird, daß die Bondhügel überdeckt werden; und einen Schleifschritt zur Oberflächenbearbeitung der Bondhügel durch Schleifen der Harzschicht.
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