JP2000077442A

JP2000077442A - 樹脂封止型半導体装置の開封方法

Info

Publication number: JP2000077442A
Application number: JP10250126A
Authority: JP
Inventors: Toru Sekiguchi; 亨関口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-03-14
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: JP3107056B2

Abstract

(57)【要約】【課題】チップ及びリ−ドを破損させることなく、チ
ップとリ−ドとの電気的接続を維持した状態でチップを
露出させることができ、これによりチップの不良箇所を
正確に解析することができる樹脂封止型半導体装置の開
封方法を提供する。【解決手段】先ず、所定の領域がテフロンテープによ
り被覆された樹脂封止型半導体装置を５５℃の発煙硝酸
の中に浸漬することにより、樹脂材の除去予定領域をエ
ッチング除去する（ステップ３１）。次いで、アイラン
ド部を露出させたサンプルを、混合比が１：１である塩
酸と発煙硝酸との室温混合液に浸漬することにより、ア
イランド部を除去する（ステップ３２）。その後、チッ
プの基板面に接着されたマウント材が露出したサンプル
を室温の発煙硝酸に浸漬することにより、マウント材を
除去する（ステップ３３）。その後、露出したチップ１
４の基板面を鏡面研磨する（ステップ３５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂材により封止さ
れた半導体チップを露出させる樹脂封止型半導体装置の
開封方法に関し、特に、多層配線を有する半導体チップ
の不具合箇所を解析するために、チップとリ−ドとの電
気的接続を維持した状態でチップを露出させることがで
きる樹脂封止型半導体装置の開封方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の故障箇所特定化技術の一つ
として、光の検出技術を応用した解析技術（発光解析技
術）がある。これは、チップの内部から発する不具合
光、例えば、酸化膜のピンホ−ル箇所、ゲ−ト電位の不
定による貫通電流発生箇所、ラッチアップ発生箇所、及
びジュ−ル熱が生じている配線ショ−ト箇所等から発す
る赤外光を検出し、その赤外光像をチップに形成された
配線パタ−ン像に重ね合わせることにより、容易に不具
合箇所を特定する技術である。この発光解析技術による
と、チップの配線形成面全体を１回観察するのみで、テ
スタ−による電気的な解析では特定することができない
リ−ク箇所及び発熱箇所を特定することができる。従っ
て、発光解析技術は、半導体装置において、極めて有効
な故障箇所特定化技術である。

【０００３】しかし、近時、半導体装置の多層配線化が
進展しており、上層配線によって覆われる下層配線及び
素子領域が増大している。このような半導体装置におい
ては、下層配線に光を発する不具合箇所が存在しても、
その不具合箇所の上に上層配線が形成されていると、光
が遮られて、チップの配線形成面から観察するのみで
は、不具合光を検出することができない。従って、近時
の多層配線化に伴って、発光解析技術を利用することが
困難になっている。

【０００４】そこで、他の故障箇所特定化技術として、
チップの裏面側（基板面側）から不具合箇所を特定する
技術が実用化されるようになっている。このチップ裏面
観察技術は、１．３乃至６μｍの波長の赤外光がチップ
のＳｉ基板を透過する性質を利用している。即ち、チッ
プ内部の不具合箇所から発する赤外光は、Ｓｉ基板を透
過してチップ裏面から出射し、高感度カメラによって検
出される。また、チップ裏面から入射させた赤外光は、
Ｓｉ基板を透過した後、チップの配線形成面における金
属配線に反射し、再度チップ裏面から出射されるので、
この出射された赤外光を検出して画像処理することによ
り、配線パタ−ン像が得られる。

【０００５】従って、得られた配線パタ−ン像と、チッ
プ内部から発する不具合光の像を重ね合わせることによ
り、半導体装置の不具合箇所を特定することができる。
この裏面観察技術を利用することにより、多層配線を有
する半導体装置においても、容易に故障箇所を特定する
ことができる。

【０００６】ところで、樹脂封止型半導体装置につい
て、上述の裏面観察技術により不良箇所を解析するため
には、チップを封止している樹脂材を開封して、チップ
の基板面（裏面）を露出させる必要がある。そこで、従
来の樹脂封止型半導体装置の開封方法について、以下に
説明する。

【０００７】図８は樹脂封止型半導体装置に使用されて
いるリードフレームを示す図であり、図９は樹脂封止型
半導体装置を示す断面図である。図８に示すように、リ
ードフレーム１９の中央部には、チップ２１が固定され
るアイランド部２０が設けられている。アイランド部２
０の周囲は、アイランド部２０から離間した位置に、リ
ードフレーム１９の一方の辺から対向する辺に向かって
延びる複数本のリード２３が設けられるように切り抜か
れている。

【０００８】また、図９に示すように、アイランド部２
０の上面には、銀ペースト等のマウント材（図示せず）
が塗布されており、このマウント材により、アイランド
部２０の上面にチップ２１の基板面２１ａが接着されて
いる。そして、チップ２１の配線形成面側に形成された
電極２２とリ−ドフレ−ム１９のリ−ド２３とがボンデ
ィングワイヤ２４によって電気的に接続された後、各リ
ード２３及びアイランド部２０がリードフレーム１９か
ら切り離されている。更に、アイランド部２０、チップ
２１、ボンディングワイヤ２４及びリード２３の一部が
樹脂材２５によって封止されており、これにより、チッ
プ２１がパッケ−ジされて、樹脂封止型半導体装置２７
が構成されている。

【０００９】図１０は切削機のみを使用した従来の樹脂
封止型半導体装置の開封方法を示す斜視図であり、図１
１は樹脂封止型半導体装置の裏面側から樹脂材のみが除
去された状態を示す底面図である。図１０に示すよう
に、樹脂封止型半導体装置２７の裏面側を上方に向けて
配置し、切削機２６の先端に取り付けられた切削刃２９
を高い周波数で振動させた状態で、チップ２１のサイズ
に合わせて走査させる。そうすると、図１１に示すよう
に、樹脂材２５が削り取られて、アイランド部２０が露
出する。このアイランド部２０はチップ２１の基板面２
１ａを完全に覆っているので、更に切削機を使用して、
アイランド部２０を削り取ることにより、チップ２１の
基板面２１ａを露出させる。なお、切削刃２９は削り取
る材料の材質に応じて交換する。

【００１０】このように、切削機のみを利用することに
よりチップ２１の基板面２１ａを露出させることができ
るが、他に樹脂封止型半導体装置を開封する技術とし
て、薬剤等を使用する種々の方法が提案されている。

【００１１】第１の従来例としては、樹脂封止型半導体
装置の裏面側の封止樹脂材及びリ−ド線等を研磨によっ
て取り除いた後、これを、混合比が１：１であるフッ化
水素と硝酸との混合溶液、及びフッ化水素酸中に順次浸
漬することにより半導体素子を溶解する方法が提案され
ている（特開昭６２−２４２８７１号公報）。これによ
り、チップと封止樹脂材との接着界面において、樹脂材
側のクラックの有無等を評価することができる。

【００１２】また、第２の従来例としては、樹脂封止型
半導体装置の裏面側の樹脂材をチップが露出するまで研
磨した後、露出したチップの基板面をフッ酸と硝酸との
混合液（フッ硝酸液）を使用してエッチングする方法が
開示されている（特開平３−２２９４３８号公報）。こ
のエッチング後に、チップを洗浄し、乾燥させることに
より、チップの電極とボンディングワイヤとの接続信頼
性を確認するための試料を作製することができる。

【００１３】なお、薬剤等を使用して、樹脂封止型半導
体装置の上面側から封止樹脂材を除去する種々の方法も
公知である。例えば、第３の従来例として、封止樹脂材
とＣｕ配線とを溶解する発煙硝酸とＣｕ配線の溶解を抑
制する硫酸との混合液に樹脂封止型半導体装置を浸漬し
て、封止樹脂材のみを溶解除去する樹脂開封方法が提案
されている（特開平６−２１１３０号公報）。

【００１４】更に、第４の従来例として、エポキシ樹脂
からなる樹脂材によって封止された樹脂封止型半導体装
置の全体をシリコンテ−プで覆った後、除去が必要とさ
れる樹脂材上に貼付されたシリコンテ−プを除去し、ヒ
ーターにより加熱しながら発煙硝酸を滴下することによ
り、チップ上の樹脂材を部分的に除去する開封技術も公
知である（特開平６−６１２８６号公報）。

【００１５】更にまた、第５の従来例として、予め、樹
脂封止型半導体装置の裏面側における樹脂材を除去して
アイランド部を露出させた後に、この樹脂材開口部に差
し込んだ加熱機能付き加圧棒によってチップを加熱した
状態で、半導体装置の上面側から発煙硝酸によって樹脂
材を除去する技術が開示されている（特開平８−２２２
５９２号公報）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の開封方法を使用して、裏面観察技術により不良箇
所の解析を実施すると、以下に示す問題点が発生する。

【００１７】先ず、切削機のみを使用して開封する方法
によると、高い周波数で振動させた切削刃２９を樹脂材
２５及びアイランド部２０等に接触させて、樹脂材２５
及びアイランド部２０を削り取るので、削り取る深さを
厳密に設定する必要がある。特に、樹脂封止型半導体装
置２７の裏面側から樹脂材２５を除去した後に、露出し
たアイランド部２０を除去する場合には、正確に深さを
設定してアイランド部２０を除去しないと、金属除去用
の切削刃２９でチップの基板面２１ａを削ってしまい、
チップの基板面２１ａにダメ−ジを与えることになる。

【００１８】また、第１の従来例及び第２の従来例は、
研磨及び薬品の使用によってチップとリ−ドとを溶解し
た後、樹脂クラックの有無又はボンディングワイヤ−の
接続等を評価するものであるので、チップとリ−ドの電
気的接続は維持されていない。

【００１９】更に、第３の従来例及び第４の従来例にお
いては、Ｃｕ配線の溶解を抑制し、封止樹脂のみを溶解
除去するもの又は封止樹脂材を部分的に除去するもので
あり、半導体装置の裏面側から封止樹脂材を除去した後
に、アイランド部を除去する方法及びチップの基板面を
露出させる方法は開示されていない。同様に、第５の従
来例によっても、半導体装置の裏面から封止樹脂材を除
去することはできるが、この封止樹脂材を除去する具体
的な方法、アイランド部を除去する方法及びチップの基
板面を露出させる方法は開示されていない。

【００２０】即ち、裏面観察技術により不良箇所の解析
をするためには、チップ及びリ−ドを破損させることな
く、チップとリ−ドの電気的接続を維持した状態で、パ
ッケ−ジ化されたチップの基板面を露出させる必要があ
る。また、露出した基板面（Ｓｉ面）に疵が存在する
と、赤外光が基板面の疵に乱反射して、正確に光を検出
することができなくなるので、チップの基板面は鏡面に
加工する必要がある。従って、上述したいずれの従来の
技術を使用しても、裏面観察技術により不良箇所の解析
をすることは困難である。

【００２１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、チップ及びリ−ドを破損させることなく、
チップとリ−ドとの電気的接続を維持した状態でチップ
を露出させることができ、これによりチップの不良箇所
を正確に解析することができる樹脂封止型半導体装置の
開封方法を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂封止型
半導体装置の開封方法は、配線形成面と基板面とを有す
る半導体チップと、前記半導体チップが載置されるアイ
ランド部と、前記半導体チップの基板面と前記アイラン
ド部とを接着するマウント材と、前記半導体チップの配
線に接続されたボンディングワイヤと、前記ボンディン
グワイヤに接続されたリードと、前記半導体チップ、ア
イランド部、マウント材及びボンディングワイヤを保護
する第１の封止樹脂材とを有する樹脂封止型半導体装置
の開封方法において、前記アイランド部に接触する領域
における第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程と、
前記第１の封止樹脂材を除去する工程により露出した前
記アイランド部を塩酸と発煙硝酸との第１の混合液及び
リン酸と硝酸と氷酢酸との混酸からなる群から選択され
た少なくとも１種の薬液により除去する工程と、前記ア
イランド部を除去する工程により露出した前記マウント
材を発煙硝酸により除去する工程と、前記マウント材を
除去する工程により露出した前記半導体チップの基板面
を研磨する工程と、を有することを特徴とする。

【００２３】このアイランド部に接触する領域における
第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程は、前記第１
の封止樹脂材を選択的に切削除去する工程又は前記第１
の封止樹脂材を発煙硝酸により選択的にエッチング除去
する工程であるものとすることができる。

【００２４】前記第１の混合液は塩酸と発煙硝酸との混
合比が１：１である室温混合液であることが好ましい。
但し、第１の混合液については、塩酸と発煙硝酸との混
合比は厳密に１：１である必要はなく、実質的に１：１
であればよい。

【００２５】また、樹脂封止型半導体装置が、前記半導
体チップの基板面と前記マウント材との間にＡｕ膜を有
する場合に、前記マウント材を除去する工程と前記半導
体チップの基板面を研磨する工程との間に、前記Ａｕ膜
を塩酸と発煙硝酸との第２の混合液により除去する工程
を有することが好ましい。このとき、前記第２の混合液
は塩酸と発煙硝酸との混合比が３：１である室温混合液
であることが望ましい。但し、第２の混合液について
は、塩酸と発煙硝酸との混合比は厳密に３：１である必
要はなく、実質的に３：１であればよい。

【００２６】本発明に係る樹脂封止型半導体装置の開封
方法は、前記半導体チップの基板面を研磨する工程の後
に、前記研磨された基板面上に前記基板面と前記第１の
封止樹脂とに固着される第２の封止樹脂材を埋設する工
程と、前記半導体チップの配線形成面に接触する領域に
おける第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程とを有
していてもよい。この場合に、前記配線形成面に接触す
る領域における第１の封止樹脂材を選択的に除去する工
程は、前記第１の封止樹脂材を発煙硝酸により選択的に
エッチング除去する工程とすることができる。

【００２７】本発明においては、所定の領域における第
１の封止樹脂材を選択的に除去した後に、適切に薬品を
選択して、アイランド部及びマウント材を除去している
ので、エッチングが不要な領域に損傷を与えることな
く、半導体チップとリードとの電気的接続を保持した状
態で樹脂封止型半導体装置を開封した後に、半導体チッ
プの基板面を良好な状態で研磨することができる。従っ
て、例えば、多層配線を有する半導体チップが搭載され
た樹脂封止型半導体装置に対しても、半導体チップの基
板面側から容易に不具合箇所を解析することができる。

【００２８】また、一旦開封した領域に第２樹脂を埋設
した後に、半導体チップの配線形成面に接触する領域に
おける第１の封止樹脂材を選択的に除去すると、半導体
チップの配線形成面側からも不良箇所の解析を実行する
ことができるので、より一層正確な解析結果を得ること
ができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る樹脂
封止型半導体装置の開封方法について、添付の図面を参
照して具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例
に係る樹脂封止型半導体装置の開封方法を示すフローチ
ャートであり、図２（ａ）乃至図２（ｆ）及び図３
（ａ）乃至図３（ｃ）は、本発明の第１の実施例に係る
樹脂封止型半導体装置の開封方法を工程順に示す断面図
である。

【００３０】図２（ａ）に示すように、アイランド部１
１のチップ接着面上には、銀ペースト等からなるマウン
ト材１２が塗布されており、このマウント材１２によ
り、アイランド部１１のチップ接着面上にチップ１４の
基板面（裏面）が接着されている。なお、チップ１４の
基板面側には、基板を保護するＡｕ膜１３が形成されて
いる。また、チップ１４の配線形成面側に形成された電
極（図示せず）とリ−ド１５とはボンディングワイヤ１
０によって電気的に接続されている。更に、アイランド
部１１、チップ１４、ボンディングワイヤ１０及びリー
ド１５の一部が樹脂材１によって封止されており、これ
により、チップ１４がパッケ−ジされて、樹脂封止型半
導体装置４が構成されている。

【００３１】先ず、図４に示すように、樹脂封止型半導
体装置４の全体をテフロンテ−プ２により隙間無く被覆
した後、テフロンテープ２の一部を切り抜き、樹脂材１
の除去予定領域１ａを露出させる。次に、図２（ｂ）に
示すように、テフロンテープ２により被覆された樹脂封
止型半導体装置４を５５℃の発煙硝酸の中に浸漬するこ
とにより、樹脂材１の除去予定領域１ａをエッチング除
去する（ステップ３１）。これにより、樹脂材１が除去
された開口部１ｂを介してアイランド部１１が露出す
る。アイランド部１１が露出した後に、サンプルを発煙
硝酸から取り出す。

【００３２】なお、樹脂材１の除去予定領域１ａを除去
する方法としては、ミニドリルを使用してもよい。図５
はミニドリルを使用した樹脂材の除去方法を示す斜視図
である。図５に示すように、ミニドリル３の先端に設け
られた回転刃３ａを樹脂材１の除去予定領域１ａに沿っ
て当接させることにより、除去予定領域１ａを削り取る
ことができる。ミニドリル３を使用して樹脂材１を切削
して、回転刃３ａがアイランド部１１に到達すると、ミ
ニドリル３の回転刃３ａを樹脂封止型半導体装置４から
離間させればよい。このようにすると、回転刃３ａがア
イランド部１１に到達して、アイランド部１１を削った
場合であっても、回転刃３ａはチップ１４に到達しない
ので、チップ１４を破壊することはない。従って、本実
施例においては、ミニドリルを使用して樹脂材を切削し
ても、切削する樹脂材の深さを厳密に調整する必要はな
い。ミニドリル３を使用して樹脂材を切削し、アイラン
ド部１１を露出させた後、図４と同様にして、切削によ
り設けられた開口部１ｂを除く全体の領域をテフロンテ
−プ２により被覆する。

【００３３】次いで、図２（ｃ）に示すように、アイラ
ンド部１１を露出させたサンプルを、混合比が１：１で
ある塩酸と発煙硝酸との室温混合液に浸漬することによ
り、アイランド部１１を除去する（ステップ３２）。ア
イランド部１１は主として４２アロイ合金又はＣｕから
なり、これらの金属は混合比が１：１である塩酸と発煙
硝酸との室温混合液に対する溶解性が高く、封止樹脂材
１は塩酸と発煙硝酸との室温混合液ではエッチングされ
ないので、このステップ３２により、アイランド部１１
のみを選択的に除去することができる。このようにし
て、マウント材１２が付着したチップ１４の基板面を露
出させた後、サンプルを混合液から取り出す。

【００３４】なお、アイランド部１１を除去する薬品と
しては、６０℃のリン酸と硝酸と氷酢酸との混酸（ＰＨ
Ｃ）を使用することもできる。ＰＨＣを使用した場合で
あっても、樹脂材１を溶解しないので、アイランド部１
１を選択的にエッチング除去することができる。但し、
塩酸と発煙硝酸との室温混合液を使用すると、加熱する
必要がなく、容易に準備することができる。

【００３５】その後、図２（ｄ）に示すように、チップ
１４の基板面に接着されたマウント材１２が露出したサ
ンプルを室温の発煙硝酸に浸漬することにより、マウン
ト材１２を除去する（ステップ３３）。銀ペ−スト等か
らなるマウント材１２は、室温の発煙硝酸に対する溶解
性が高く、室温の発煙硝酸による樹脂材１のエッチング
速度は、マウント材１２の除去速度よりも著しく遅いの
で、樹脂材１に損傷を与えることなく、マウント材１２
のみを選択的に除去することができる。このようにし
て、チップ１４の基板面に形成されたＡｕ膜１３を露出
させた後、サンプルを発煙硝酸から取り出す。

【００３６】その後、図２（ｅ）に示すように、Ａｕ膜
１３が露出したサンプルを混合比が３：１である塩酸と
発煙硝酸との室温混合液に浸漬することにより、Ａｕ膜
１３を除去する（ステップ３４）。Ａｕ膜１３は混合比
が３：１である塩酸と発煙硝酸との室温混合液に対する
溶解性が高く、樹脂材１は室温混合液ではエッチングさ
れないので、このステップ３４により、Ａｕ膜１３のみ
を選択的に除去することができる。このようにして、チ
ップ１４の基板面１４ａを露出させた後、サンプルを混
合液から取り出す。なお、チップ１４の基板面側にＡｕ
膜１３が形成されていない場合には、ステップ３４を省
略することができる。

【００３７】ステップ３４により露出したチップ１４の
基板面１４ａは、半導体装置の製造工程中にウェハ−状
態において生じた疵が存在している。そこで、図２
（ｆ）に示すように、基板面１４ａを鏡面研磨する（ス
テップ３５）。図６はチップの基板面を鏡面研磨する方
法を示す斜視図である。図６に示すように、露出したチ
ップの基板面１４ａを上方に向けて樹脂封止型半導体装
置４を配置し、先端にバフシート９を挟持させたスティ
ック８を使用して、バフシ−ト９に研磨剤を付着させ
て、基板面１４ａを摩擦することにより、チップ１４の
基板面１４ａを研磨することができる。

【００３８】なお、スティック８の代わりに、ミニドリ
ルの回転刃にバフシートを取り付けたものを使用して
も、同様に、チップ１４の基板面１４ａを研磨すること
ができる。スティック８に挟持されたバフシート９又は
ミニドリルのバフ面でチップの基板面１４ａを摩擦して
も、チップ１４の破損及びワイヤ１０の断線が発生する
ことはない。研磨の手順としては、先ず、０.５μｍサ
イズの研磨剤で荒研磨を実施し、順次、使用する研磨材
のサイズを細かくして、最後に０.０５μｍサイズの研
磨材を使用して仕上げ研磨を実施することにより、チッ
プ１４の基板面１４ａを鏡面研磨することができる。

【００３９】その後、サンプルを被覆しているテフロン
テ−プ２を剥離する。テフロンテ−プ２は隙間無くサン
プル表面に貼付されているので、テ−プ２とサンプルと
の間には薬品は入っていない。従って、テ−プ２に覆わ
れていた領域には、薬品による損傷は生じていない。こ
のようにして、チップ１４及びリ−ド１５を破損させる
ことなく、チップ１４とリ−ド１５との電気的接続を維
持した状態でチップ１４の基板面１４ａを露出させて、
鏡面研磨することができる。

【００４０】その後、裏面観察技術により、チップの不
具合箇所を解析する。即ち、リ−ド１５からチップ１４
にバイアスを印加した状態で、チップの基板面１４ａ側
から発光を観察し、不具合箇所を特定する。なお、裏面
観察技術により不具合箇所を特定した後、チップ１４の
配線形成面側からチップ１４の不具合箇所を観察し、そ
の症状を確認すると、チップ１４の不具合箇所の特定及
び解析をより一層正確に行うことができる。

【００４１】先ず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すよ
うに、裏面観察技術によるチップの不具合箇所の特定が
終了したサンプルについて、樹脂材１の開口部１ｂを新
たな樹脂材１６で埋設する（ステップ３６）。埋設され
た樹脂材１６は、加熱等の処理によって、開口部１ｂの
側壁面及びチップ１４の基板面１４ａに密着した状態で
固着させる。次に、サンプル全体をテフロンテ−プ（図
示せず）により隙間なく被覆した後、テフロンテープの
一部を切り抜き、チップ１４の配線形成面１４ｂ上にお
ける樹脂材の除去予定領域１ｃを露出させる。

【００４２】その後、図３（ｃ）に示すように、サンプ
ルを５５℃の発煙硝酸の中に浸漬することにより、樹脂
材１の除去予定領域１ｃをエッチング除去する（ステッ
プ３７）これにより、樹脂材１が除去された開口部１ｄ
を介してチップ１４の配線形成面１４ｂが露出する。こ
のとき、チップ１４はステップ３６において埋設された
樹脂材１６に密着して固定されているので、チップ１４
は樹脂材１及び１６から剥がれることがなく、チップ１
４とリード１５との電気的接続を保持することができ
る。その後、チップ１４の配線形成面１４ｂ側から、不
具合箇所を解析する。

【００４３】図７は本発明の第２の実施例に係る樹脂封
止型半導体装置の開封方法を示す斜視図である。第１の
実施例においては、エッチングが不要な領域をテフロン
テープで保護して、サンプルを薬品に浸漬したが、図７
に示す薬品噴出器を使用しても、樹脂封止型半導体装置
を容易に開封することができる。

【００４４】図７に示すように、薬品容器（図示せず）
の先端には薬品噴出ノズル７が設けられており、薬品容
器は端部閉塞型の円筒容器６内に配置されている。円筒
容器６の閉塞端面には、薬品噴出ノズル７から延出した
位置に薬品噴出口６ａが設けられている。また、円筒容
器６の閉塞端面上には、開口部５ａを有するゴムパッキ
ン５が載置されるようになっており、ゴムパッキン５の
上には樹脂封止型半導体装置４が載置される。

【００４５】このように構成された薬品噴出器を使用し
て樹脂封止型半導体装置を開封する場合には、樹脂の除
去予定領域を下方に向けた樹脂封止型半導体装置４と薬
品噴出口６ａとの間にゴムパッキン５を挟み、ゴムパッ
キン５と円筒容器６及び樹脂封止型半導体装置４との接
触面に隙間が発生しないように、樹脂封止型半導体装置
４及びゴムパッキン５を円筒容器６に固定する。なお、
ゴムパッキン５の開口部５ａの大きさは、樹脂封止型半
導体装置４の内部に封止されたチップのサイズに応じ
て、最適なサイズを選択すればよく、開口部５ａが樹脂
の除去予定領域に整合するように、ゴムパッキン５と樹
脂封止型半導体装置４との位置を調整する。従って、薬
品噴出ノズル７から、薬品噴出口６ａ及びゴムパッキン
５の開口部５ａを介して、樹脂封止型半導体装置４の除
去予定領域に薬品を吹き付けることができる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施例に係る樹脂封
止型半導体装置の開封方法を図１乃至図３を参照して説
明する。先ず、薬品容器に５５℃の発煙硝酸を充填し、
樹脂封止型半導体装置４の除去予定領域１ａに５５℃の
発煙硝酸を吹き付けることにより、樹脂材１の除去予定
領域１ａをエッチング除去して、アイランド部１１を露
出させる（ステップ３１）。次に、薬品容器内の薬品を
混合比が１：１である塩酸と発煙硝酸との室温混合液に
詰め替えて、ノズル７からアイランド部１１に塩酸と発
煙硝酸との室温混合液を吹き付けることにより、アイラ
ンド部１１を除去する（ステップ３２）。

【００４７】次いで、薬品容器内の薬品を室温の発煙硝
酸に詰め替えて、ノズル７からマウント材１２に発煙硝
酸を吹き付けることにより、マウント材１２を除去する
（ステップ３３）。このとき、発煙硝酸の温度は必ずし
も室温に設定する必要はなく、状況に応じて、例えばス
テップ３１において使用した５５℃の発煙硝酸を使用し
てもよい。この場合には、発煙硝酸の噴出時間を短くす
ることにより、室温の発煙硝酸を使用した場合と同様
に、マウント材１２のみを選択的に除去することができ
る。

【００４８】その後、薬品容器内の薬品を混合比が３：
１である塩酸と発煙硝酸との室温混合液に詰め替えて、
ノズル７からチップ１４の基板面上に形成されたＡｕ膜
１３に塩酸と発煙硝酸との室温混合液を吹きつけること
により、Ａｕ膜１３を除去する（ステップ３４）。ここ
までのエッチング除去工程においては、ゴムパッキン５
により薬品が外部に漏れ出すことを防止することができ
るので、薬品によってリ−ド１５等を破損させることは
ない。

【００４９】このようにして、チップ１４の基板面１４
ａを露出させた後、第１の実施例と同様の方法でチップ
の基板面１４ａを研磨剤を使用して鏡面研磨する（ステ
ップ３５）。研磨剤を使用して鏡面研磨する場合に、リ
−ド１５をテフロンテ−プ等で保護する必要はない。研
磨加工後に、水又は有機溶剤によってサンプルを洗浄す
ることにより、リ−ド１５等に付着した研磨剤を取り除
くことができる。

【００５０】その後、チップの基板面１４ａが鏡面研磨
されたサンプルに対して、裏面観察技術により発光観察
を実施して、不具合箇所を特定する。その後、樹脂材１
の開口部１ｂを新たな樹脂材１６で埋設し、埋設された
樹脂材１６を加熱処理等によりチップ１４の基板面１４
ａに固着させる（ステップ３６）。

【００５１】その後、チップの配線形成面１４ｂ上にお
ける樹脂材１の除去予定領域１ｃを下方に向け、これを
ゴムパッキン５の開口部５ａに当接させた状態で、樹脂
封止型半導体装置４を円筒容器６に固定する。このとき
のゴムパッキン５の開口部５ａの大きさは、チップ１４
のサイズに応じて選択すればよい。その後、薬品噴出ノ
ズル７から、薬品噴出口６ａ及びゴムパッキン５の開口
部５ａを介して、樹脂材１の除去予定領域１ｃに５５℃
の発煙硝酸を吹き付けることにより、樹脂材１の除去予
定領域１ｃをエッチング除去することができる。これに
より、チップ１４の配線形成面１４ｂが露出する。な
お、チップ１４は樹脂材１６に密着して固定されている
ので、第１の実施例と同様に、チップ１４は樹脂材１及
び１６から剥がれることがなく、チップ１４とリード１
５との電気的接続を保持することができる。

【００５２】このように、第１及び第２の実施例による
と、所定の領域の樹脂材を除去した後、アイランド部及
びマウント材等をエッチング除去する際に、エッチング
に使用する薬品を適切に選択しているので、エッチング
が不要な領域に損傷を与えることなく、チップとリード
との電気的接続を保持した状態で容易にチップを露出さ
せることができ、これにより、チップの不良箇所を正確
に解析することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
アイランド部及びマウント材を除去するために使用する
薬品を適切に選択しているので、エッチングが不要な領
域に損傷を与えることなく、半導体チップとリードとの
電気的接続を保持した状態で樹脂封止型半導体装置を開
封して、半導体チップを良好な状態で露出させることが
できる。従って、多層配線を有する半導体チップが搭載
された樹脂封止型半導体装置に対しても、半導体チップ
の基板面側から下層配線等の不具合箇所を容易に解析す
ることができ、多層配線の増加に伴って困難となってい
る故障解析を容易に実現することができると共に、故障
解析に要する時間を著しく短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る樹脂封止型半導体
装置の開封方法を示すフローチャートである。

【図２】（ａ）乃至（ｆ）は本発明の第１の実施例に係
る樹脂封止型半導体装置の開封方法を工程順に示す断面
図である。

【図３】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施例に係
る樹脂封止型半導体装置の開封方法を工程順に示す断面
図である。

【図４】テフロンテープにより被覆された樹脂封止型半
導体装置を示す底面図である。

【図５】ミニドリルを使用した樹脂材の除去方法を示す
斜視図である。

【図６】チップの基板面を鏡面研磨する方法を示す斜視
図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る樹脂封止型半導体
装置の開封方法を示す斜視図である。

【図８】樹脂封止型半導体装置に使用されているリード
フレームを示す図である。

【図９】樹脂封止型半導体装置を示す断面図である。

【図１０】切削機のみを使用した従来の樹脂封止型半導
体装置の開封方法を示す斜視図である。

【図１１】樹脂封止型半導体装置の裏面側から樹脂材の
みが除去された状態を示す底面図である。

【符号の説明】

１，１６，２５；樹脂材１ａ，１ｃ；除去予定領域１ｂ，１ｄ，５ａ；開口部２；テフロンテープ３；ミニドリル３ａ；回転刃４，２７；樹脂封止型半導体装置５；ゴムパッキン６；円筒容器６ａ；薬品噴出口７；薬品噴出ノズル８；スティック９；バフシート１０，２４；ボンディングワイヤ１１，２０；アイランド部１２；マウント材１３；Ａｕ膜１４，２１；チップ１４ａ，２１ａ；基板面１４ｂ；配線形成面１５，２３；リード１９；リードフレーム２２；電極２６；切削機２９；切削刃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線形成面と基板面とを有する半導体チ
ップと、前記半導体チップが載置されるアイランド部
と、前記半導体チップの基板面と前記アイランド部とを
接着するマウント材と、前記半導体チップの配線に接続
されたボンディングワイヤと、前記ボンディングワイヤ
に接続されたリードと、前記半導体チップ、アイランド
部、マウント材及びボンディングワイヤを保護する第１
の封止樹脂材とを有する樹脂封止型半導体装置の開封方
法において、前記アイランド部に接触する領域における
第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程と、前記第１
の封止樹脂材を除去する工程により露出した前記アイラ
ンド部を塩酸と発煙硝酸との第１の混合液及びリン酸と
硝酸と氷酢酸との混酸からなる群から選択された少なく
とも１種の薬液により除去する工程と、前記アイランド
部を除去する工程により露出した前記マウント材を発煙
硝酸により除去する工程と、前記マウント材を除去する
工程により露出した前記半導体チップの基板面を研磨す
る工程と、を有することを特徴とする樹脂封止型半導体
装置の開封方法。
【請求項２】前記アイランド部に接触する領域におけ
る第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程は、前記第
１の封止樹脂材を選択的に切削除去する工程であること
を特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置の
開封方法。
【請求項３】前記アイランド部に接触する領域におけ
る第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程は、前記第
１の封止樹脂材を発煙硝酸により選択的にエッチング除
去する工程であることを特徴とする請求項１に記載の樹
脂封止型半導体装置の開封方法。
【請求項４】前記第１の混合液は塩酸と発煙硝酸との
混合比が１：１である室温混合液であることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂封止型半
導体装置の開封方法。
【請求項５】前記半導体チップの基板面を研磨する工
程は、０．０５乃至０．５μｍのサイズの研磨剤により
研磨する工程であることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の樹脂封止型半導体装置の開封方
法。
【請求項６】前記樹脂封止型半導体装置は、前記半導
体チップの基板面と前記マウント材との間にＡｕ膜を有
し、前記マウント材を除去する工程と前記半導体チップ
の基板面を研磨する工程との間に、前記Ａｕ膜を塩酸と
発煙硝酸との第２の混合液により除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
の樹脂封止型半導体装置の開封方法。
【請求項７】前記第２の混合液は塩酸と発煙硝酸との
混合比が３：１である室温混合液であることを特徴とす
る請求項６に記載の樹脂封止型半導体装置の開封方法。
【請求項８】前記半導体チップの基板面を研磨する工
程の後に、前記研磨された基板面上に前記基板面と前記
第１の封止樹脂とに固着される第２の封止樹脂材を埋設
する工程と、前記半導体チップの配線形成面に接触する
領域における第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程
とを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
１項に記載の樹脂封止型半導体装置の開封方法。
【請求項９】前記配線形成面に接触する領域における
第１の封止樹脂材を選択的に除去する工程は、前記第１
の封止樹脂材を発煙硝酸により選択的にエッチング除去
する工程であることを特徴とする請求項８に記載の樹脂
封止型半導体装置の開封方法。