JP2004144634A

JP2004144634A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004144634A
Application number: JP2002310609A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Abe; 阿部　由之; Michio Tanimoto; 谷本　道夫; Yuji Ikeda; 池田　雄次
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】信頼性の高いＴＣＰ形態の半導体装置を提供する。
【解決手段】複数のＴＣＰが連なった状態のＴＣＰテープ２０がＴＣＰ選別機のローダ３１にセットされ、ローラ３３ａおよび段差ローラ３３ｂを介してピッチ送りされてアンローダ３２に巻き取られる。コンタクトヘッド３５のコンタクトピン３６と押え部材３７ａによりＴＣＰテープ２０をクランプし、折り曲げローラ３３ｃが移動してコンタクトヘッド３５に沿ってＴＣＰテープ２０をコの字状に折り曲げ、押え部材３７ｂとコンタクトヘッド３５のコンタクトピン３６によりＴＣＰテープ２０をクランプする。コンタクトピン３６を介してＴＣＰテープ２０の検査対象のＴＣＰに不良がないか検査する。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、配線パターンが形成された絶縁フィルムに半導体チップを搭載したＴＣＰ形態の半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線パターンが形成された絶縁フィルムからなるテープキャリア（フィルムキャリア）にＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて半導体チップが実装されてＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）またはＴＣＰ形態の半導体装置が製造される。ＴＣＰは、例えば液晶表示装置のＬＣＤパネルなどに実装されて使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＣＰは製品出荷前に検査されて良品と不良品が選別され、良品のみが液晶表示装置のＬＣＤパネルなどにコの字状に折り曲げた状態で実装される。
【０００４】
本発明者の検討によれば、ＬＣＤパネルに実装するためにＴＣＰを折り曲げる際に、ＴＣＰの配線パターンにストレスまたは応力が印加され、ＴＣＰの配線パターンの断線やショートなどの不良が発生することがある。このため、ＴＣＰの検査工程で良品として選別されたものでも、ＬＣＤパネルなどに実装して実使用状態にすると不良品となる恐れがある。これは、ＴＣＰ（ＴＣＰ形態の半導体装置）の信頼性を低下させる。これを防ぐためには、ＴＣＰをＬＣＤパネルに実装した後で検査を行ってＴＣＰの折り曲げ時に不良が発生したものを除去することが必要であるが、コストの増大を招いてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置を実現できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、ＴＣＰ形態の半導体装置を製品実装形態に折り曲げて検査を行い、良品か不良品かを判定するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１０】
本実施の形態の製造工程を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態である半導体装置、例えばＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）またはＴＣＰ形態の半導体装置の製造工程中の概念的な平面図、図２は図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【００１１】
まず、テープキャリア（フィルムキャリア）１を準備する。テープキャリア１は、例えばポリイミドなどからなる絶縁性のベースフィルム（絶縁フィルム）２と、ベースフィルム２の表面に接着剤層２ａを介して形成された配線パターン３とを有している。ベースフィルム２は、可撓性で軟らかく、折り曲げが可能である。ベースフィルム２の両サイドには、テープキャリア１を送るために使用されるスプロケットホール４が形成されている。また、ベースフィルム２は、半導体チップを搭載するための領域にデバイスホール５が形成されている。また、ベースフィルム２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルなどへの実装時に折り曲げられる折り曲げ部（折り曲げ位置）に、ベースフィルム２の折り曲げを容易にするための折り曲げ用の孔６が形成されている。ベースフィルム２の表面上には配線パターン３を部分的に覆うようにソルダレジスト（半田レジスト層）７が形成され、ベースフィルム２の裏面ではベースフィルム２の折り曲げ用の孔６を埋めるように裏面ソルダレジスト７ａが形成されている。配線パターン３のインナリード（インナリード部）８はデバイスホール５で空中に飛び出した状態で露出され、半導体チップに接続するために使用される。配線パターン３の入力側のアウタリード（アウタリード部）９ａおよび出力側のアウタリード（アウタリード部）９ｂはベースフィルム２に裏打ちされた状態でソルダレジスト７から露出され、外部回路（例えばＬＣＤパネル）などに接続するために使用される。また、入力側のアウタリード９ａまたは出力側のアウタリード９ｂに接続するテストパッド（コンタクトパッド）９ｃも形成されている。
【００１２】
テープキャリア１は、例えば次のようにして形成（製造）することができる。種々の孔が打ち抜きなどにより必要に応じて形成された例えば７５μｍ程度の厚みのベースフィルム２上に、例えば１８μｍ程度の厚みの銅箔を接着剤で貼り付ける。接着剤層２ａの厚みは例えば１２μｍ程度である。それから、銅箔をエッチングなどにより所定のパターンに加工して配線パターン３（インナリード８、入力側のアウタリード９ａ、出力側のアウタリード９ｂおよびテストパッド９ｃを含む）を形成した後、配線パターン３の表面をＳｎ（スズ）めっきする。Ｓｎめっき厚は例えば０．５μｍ程度である。そして、ベースフィルム２の表面に配線パターン３を部分的に覆い、インナリード８、入力側のアウタリード９ａおよび出力側のアウタリード９ｂが露出するようにソルダレジスト７を形成し、ベースフィルム２の裏面に、折り曲げ用の孔６を埋めるように裏面ソルダレジスト７ａを形成する。このようにして、テープキャリア１を形成することができる。
【００１３】
なお、ベースフィルム２の半導体チップを搭載するための領域にデバイスホール５を形成せずに、インナリード８がベースフィルム２により裏打ちされた形態（インナリード８がベースフィルム２上に形成された状態）とすることもできる。従って、本実施の形態でＴＣＰまたはＴＣＰ形態の半導体装置というときは、ベースフィルム２にデバイスホールが形成されていないＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｆｉｌｍ）またはＣＯＦ形態の半導体装置を含むものとする。
【００１４】
次に、テープキャリア１の所定の位置（各デバイスホール５のインナリード８）に半導体チップ１０を順に搭載（インナリードボンディング）する。半導体チップ１０は、例えば、半導体基板（半導体ウエハ）に例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）またはＭＩＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏｒ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子を複数形成した後に半導体基板の裏面を研削し、ダイシングなどにより各半導体素子（半導体チップ）に切断または分離することにより形成されている。テープキャリア１に半導体チップ１０をボンディングする際には、配線パターン３のインナリード８に、半導体チップ１０のバンプ（金（Ａｕ）バンプ）１０ａが、例えば熱圧着や超音波ボンディングなどにより接続される。
【００１５】
次に、ポッティング法などを用いて半導体チップ１０上に封止樹脂（封止レジン、樹脂材料）をコーティングし、加熱して硬化（キュア）させる。これにより、インナリード８と半導体チップ１０のバンプ１０ａの接続部などが封止樹脂１１で覆われる。封止樹脂１１により、テープキャリア１と半導体チップ１０の接続が強固になり、インナリード８と半導体チップ１０のバンプ１０ａとの電気的接続の信頼性が向上する。その後、必要に応じてマーキングを行う。
【００１６】
このようにして、図１の平面図に示されるような構造のＴＣＰテープ２０が得られる。なお、図１に示される構造はＴＣＰテープ２０の一部であり、図１の構造が連続または繰り返して（図１の縦方向に繰り返して）ＴＣＰテープ２０が構成される。上記のようにして製造されたＴＣＰテープ２０は、後述するような検査工程が行われた後、図１に示される切断線１２に沿って打ち抜きなどにより切断されて、各個片のＴＣＰ（ＴＣＰ形態の半導体装置）２０ａに分割（分離）される。従って、図１において、切断線１２の内側の領域が１個のＴＣＰ２０ａに対応する。ＴＣＰテープ２０の各ＴＣＰ２０ａへの分割の際には、ＴＣＰテープ２０には各ＴＣＰ２０ａの周辺部（図１の切断線１２の外側の領域）が残留し、中央部（図１の切断線１２の内側の領域）がＴＣＰ２０ａとして分離されて取り出される。図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図に対応するが、図１の切断線１２の内側の領域のみが示されている。従って、図２はＴＣＰ（ＴＣＰ形態の半導体装置）２０ａの断面図に対応する。
【００１７】
上記のようにＴＣＰテープ２０を複数のＴＣＰ２０ａに分割する前に、ＴＣＰテープ２０（を構成する各ＴＣＰ２０ａ）をＴＣＰ選別機により検査する。本実施の形態においては、ＴＣＰテープ２０（ＴＣＰ２０ａ）を例えばコの字状に折り曲げた状態でＴＣＰテープ２０（ＴＣＰ２０ａ）の配線パターン３のテストパッドまたはコンタクトパッドに検査用のプローブ（コンタクトピン）を当て、微弱電流を流して、各ＴＣＰ２０ａにおいて配線パターン３の断線またはショートや半導体チップ１０の特性不良などがないかを検査（テスト）し、検査対象のＴＣＰ２０ａが良品か不良品かを判定する。
【００１８】
図３は、本実施の形態の半導体装置の製造工程における検査（テスト）工程の説明図である。
【００１９】
本実施の形態の検査工程では、ＴＣＰテープ２０はリールに巻いてＴＣＰ選別機のローダ３１にセットされ、検査が行われた後に再びアンローダ３２のリールに巻き取られる。図３では、ローダ３１にセットされたＴＣＰテープ２０は、ローラ３３ａおよび段差ローラ３３ｂを介してアンローダ３２に巻き取られる。ＴＣＰテープ２０は、ローラ３３ａおよび段差ローラ３３ｂによりピッチ送りされる。
【００２０】
ＴＣＰテープ２０を構成する複数のＴＣＰ２０ａのうち、検査位置に到達したＴＣＰ２０ａに対して、認識カメラ３４が配線パターン３のコンタクトパッド位置を検出し、コンタクトパッド位置に合わせてコンタクトヘッド３５が移動し、コンタクトヘッド３５のコンタクトピン３６と押え部材３７ａによりＴＣＰテープ２０をクランプする。折り曲げローラ３３ｃは位置Ｐ_１で待機した後、位置Ｐ_２に移動し、例えば水平状態にあったＴＣＰテープ２０を、図３に示されるように、コンタクトヘッド３５に沿ってコの字状に折り曲げる。その後、押え部材３７ｂとコンタクトヘッド３５のコンタクトピン３６によりＴＣＰテープ２０をクランプする。これにより、ＴＣＰテープ２０の検査対象のＴＣＰ２０ａがコンタクトヘッド３５に沿ってコの字状に折り曲げられ、コンタクトヘッド３５の両面（例えば上面および下面）に設けられた各コンタクトピン３６が、検査対象のＴＣＰ２０ａの配線パターン３のアウタリード９ａおよび９ｂに接続するテストパッドまたはコンタクトパッドに接触する。この際、コンタクトヘッド３５の一方の面（例えば上面）のコンタクトピン３６が検査対象のＴＣＰ２０ａの入力側のアウタリード９ａに接続するコンタクトパッドに接触し、コンタクトヘッド３５の他方の面（例えば下面）のコンタクトピン３６が検査対象のＴＣＰ２０ａの出力側のアウタリード９ｂに接続するコンタクトパッドに接触する。
【００２１】
図４は、本実施の形態の検査工程においてＴＣＰテープ２０を折り曲げた状態を概念的に示す断面図である。図４では、理解を簡単にするために、ＴＣＰテープ２０、コンタクトヘッド３５およびコンタクトピン３６以外（押え部材３７ａおよび３７ｂなど）については図示を省略している。検査工程においてＴＣＰテープ２０の検査対象のＴＣＰ２０ａが折り曲げられる位置は、ベースフィルム２の折り曲げ用の孔６に沿った位置であり、後述するようにＴＣＰ２０ａをＬＣＤパネルなどの製品に実装するときの折り曲げ位置と実質的に同じである。なお、コンタクトピン３６は、検査するＴＣＰ２０ａの配線パターン３の数などに応じて、コンタクトヘッド３５の両面（上面および下面）にそれぞれ複数形成されており、図４の紙面に垂直な方向に複数のコンタクトピン３６が並んで配置されている。
【００２２】
それから、コンタクトピン３６を介して検査対象のＴＣＰ２０ａの配線パターン３（のコンタクトパッド）に微弱電流を流して、配線パターン３の断線またはショートや半導体チップ１０の特性不良がないかを検査（テスト）する。その後、折り曲げローラ３３ｃは位置Ｐ_２から位置Ｐ_１に戻り、ＴＣＰテープ２０（の検査対象のＴＣＰ２０ａ）はコンタクトヘッド３５に沿って折り曲げられた状態から元の状態（水平状態）に戻る。それから、ＴＣＰテープ２０は、ローラ３３ａおよび段差ローラ３３ｂにより１ピッチ送られる。そして、次に検査位置に到達したＴＣＰ２０ａに対して、同様の動作により検査が行われる。このようにして、ＴＣＰテープ２０の各ＴＣＰ２０ａに対して検査が行われ、良品と不良品の判定（選別）が行われる。
【００２３】
コンタクトピン３６は、例えば薄膜プローブカードなどを用いることができ、例えば単結晶シリコン膜をエッチングして形成した先端が尖ったピン（針）形状とすることができるが、他の形状、例えばタングステンなどからなるカンチレバー形状とすることもできる。また、押え部材３７ａおよび３７ｂは、コンタクトピン３６の高さのばらつきなどを考慮して、例えば風船などのような凹凸を吸収できるものであればより好ましい。
【００２４】
検査工程の後、ＴＣＰテープ２０は打ち抜きなどにより（図１の切断線１２に沿って切断され）各個片のＴＣＰ２０ａに切断または分離される。この際、上記検査工程で不良と判定されたＴＣＰ２０ａは、除去することができる。そして、上記検査工程で良品と判定されたＴＣＰ２０ａが、種々の装置（製品）、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルなどに実装される。あるいは、各個片のＴＣＰ２０ａに分離する前のＴＣＰテープ２０を用いてＬＣＤパネルなどへのＴＣＰ２０ａの実装を行い、その実装工程においてＴＣＰテープ２０を各ＴＣＰ２０ａに切断または分離することもできる。
【００２５】
図５は、ＴＣＰを液晶表示装置のＬＣＤパネルに実装した状態を概念的に示す断面図である。
【００２６】
図５に示されるように、ＴＣＰテープ２０を各個片に分離して得られたＴＣＰ２０ａがＬＣＤパネル４０に実装されている。ＬＣＤパネル４０は、液晶用のガラス基板４１およびバックライト４２を備えている。ＴＣＰ２０ａの入力側のアウタリード９ａがＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ：異方導電性フィルム）４３ａを介してプリント配線基板４４の基板配線４４ａに熱圧着され、プリント配線基板４４はＬＣＤパネル４０のバックライト４２に接続され、ＴＣＰ２０ａの出力側のアウタリード９ｂがＡＣＦ４３ｂを介してＬＣＤパネル４０のガラス基板４１の電極部に熱圧着されており、ＴＣＰ２０ａはベースフィルム２の折り曲げ用の孔６が形成された折り曲げ位置で例えばコの字状に折り曲げた状態でＬＣＤパネル４０に実装されている。ＴＣＰ２０ａが実装されたＬＣＤパネル４０は、枠（フレーム）４５に収納されている。なお、図５に示される製品実装状態（実使用状態）におけるＴＣＰ２０ａの折り曲げ状態（折り曲げ位置）と、図４に示される検査工程でのＴＣＰテープ２０の検査対象のＴＣＰ２０ａの折り曲げ状態とは、実質的に同じである。
【００２７】
図５に示されるように、ＴＣＰ２０ａはＬＣＤパネル４０に対して折り曲げた状態で実装され製品として使用される。本実施の形態では、上記のようにＴＣＰテープ２０（ＴＣＰ２０ａ）の検査工程においても、図５に示されるような製品実装形態（ＴＣＰ２０ａをＬＣＤパネルなどに実装した状態のように製品に実装された状態または実使用状態）の折り曲げ状態と同様にＴＣＰテープ２０の検査対象のＴＣＰ２０ａを折り曲げた状態（図３および図４に示されるような状態）でＴＣＰテープ２０を構成する各ＴＣＰ２０ａの検査を行う。
【００２８】
ＴＣＰ２０ａに形成されている配線パターン３においては、例えば銅箔をエッチングして配線パターン３を形成する際のエッチング不良などに起因して、ＴＣＰ２０ａの折り曲げ前の初期状態では配線パターン３に断線やショートが発生していなくとも、折り曲げたときに配線パターン３にストレスまたは応力が印加され、配線パターン３の断線やショートなどの不良が発生することがある。
【００２９】
本実施の形態では、そのような折り曲げによって断線またはショートなどの不良が生じるような配線パターン３が形成されているＴＣＰ２０ａは、上記のようにＴＣＰテープ２０（ＴＣＰ２０ａ）の検査工程において（製品実装形態と同様に）折り曲げた状態で検査することにより配線パターン３に断線またはショートなどを発生させ、不良品として選別し取り除くことができる。従って、検査工程で良品として選別されてＬＣＤパネル４０などへの実装に用いられるＴＣＰ２０ａは、折り曲げによって配線パターン３の断線またはショートなどの不良が生じない。すなわち、検査工程で良品として選別されたＴＣＰ２０ａをＬＣＤパネル４０に折り曲げた状態で実装しても、配線パターン３の断線やショートなどの不良が発生することはない。これにより、ＬＣＤパネルなどへ実装されるＴＣＰまたはＴＣＰ形態の半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、ＴＣＰ２０ａをＬＣＤパネル４０に実装したが、ＴＣＰ２０ａをＬＣＤパネル以外の他の装置（製品）に実装することもでき、その際にもＴＣＰ２０ａは必要に応じて折り曲げた状態で実装することができる。
【００３１】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００３３】
信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の概念的な平面図である。
【図２】図１の半導体装置のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程における検査工程の説明図である。
【図４】検査工程においてＴＣＰテープを折り曲げた状態を概念的に示す断面図である。
【図５】ＴＣＰをＬＣＤパネルに実装した状態を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
１　テープキャリア
２　ベースフィルム
２ａ　接着剤層
３　配線パターン
４　スプロケットホール
５　デバイスホール
６　折り曲げ用の孔
７　ソルダレジスト
７ａ　裏面ソルダレジスト
８　インナリード
９ａ　入力側のアウタリード
９ｂ　出力側のアウタリード
９ｃ　テストパッド
１０　半導体チップ
１０ａ　バンプ
１１　封止樹脂
１２　切断線
２０　ＴＣＰテープ
２０ａ　ＴＣＰ
３１　ローダ
３２　アンローダ
３３ａ　ローラ
３３ｂ　段差ローラ
３３ｃ　折り曲げローラ
３４　認識カメラ
３５　コンタクトヘッド
３６　コンタクトピン
３７ａ　押え部材
３７ｂ　押え部材
４０　ＬＣＤパネル
４１　ガラス基板
４２　バックライト
４３ａ　ＡＣＦ
４３ｂ　ＡＣＦ
４４　プリント配線基板
４４ａ　基板配線
４５　枠

Claims

配線パターンが形成された絶縁フィルムに半導体チップを搭載して形成されたＴＣＰ形態の半導体装置を、製品実装形態に折り曲げて検査を行い、良品か不良品かを判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
配線パターンが形成された絶縁フィルムに半導体チップを搭載して形成されたＴＣＰ形態の半導体装置を、製品への実装の前に、製品実装形態に折り曲げて検査を行い、良品か不良品かを判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
絶縁フィルムと前記絶縁フィルム上に形成された配線パターンとを有するテープキャリアに半導体チップを搭載して形成されたＴＣＰテープを、製品実装形態に折り曲げて検査を行い、前記ＴＣＰテープを構成する各ＴＣＰ形態の半導体装置が良品か不良品かを判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）配線パターンが形成された絶縁フィルムを準備する工程、
（ｂ）前記絶縁フィルムに半導体チップを搭載する工程、
（ｃ）前記半導体チップを搭載した絶縁フィルムを製品実装形態に折り曲げて検査を行い、良品か不良品かを判定する工程。
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）絶縁フィルムと前記絶縁フィルム上に形成された配線パターンとを有するテープキャリアを準備する工程、
（ｂ）前記テープキャリアに半導体チップを搭載する工程、
（ｃ）前記半導体チップを搭載したテープキャリアを、製品実装形態に折り曲げて検査を行い、良品か不良品かを判定する工程、
（ｄ）前記半導体チップを搭載したテープキャリアを切断して各半導体装置に分離する工程。