JP2004311767A - 半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワイヤーボンディングによりバンプが形成される半導体ウェーハを製造する場合において、バンプをボンディングパッドに容易に形成すると共に、バンプの頭部の高さを均一にする。
【解決手段】半導体ウェーハ10の表面に形成されたボンディングパッド11にワイヤーボンディングによりバンプ14を形成するバンプ形成工程と、バンプ14が埋没するように表面に樹脂を被覆して樹脂層15を形成する樹脂被覆工程と、樹脂層15を研削してバンプ14を表出させ、バンプ14の高さを揃える研削工程とから構成される半導体ウェーハの製造方法を提供する。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にバンプが形成された半導体ウェーハを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ICやLSI等の集積回路が複数形成された半導体ウェーハは、ダイシング装置等によって個々の半導体チップに分割され、パッケージングされて各種電子機器に利用されるが、電子機器の小型化、軽量化を図るために、CSPと呼ばれるチップサイズのパッケージに半導体チップをパッケージングする技術も開発され、実用に供されている。
【0003】
CSPは、半導体ウェーハを分割する前に、個々の集積回路に形成されたボンディングパッドに、例えばスタッドバンプボンディングと称されるワイヤーボンディングを利用した方法によって50μm〜100μm程の高さの金、銀、銅等の金属からなる突起(バンプ)を形成し(例えば特許文献1参照)、エポキシ樹脂等の樹脂で回路面を被覆して保護した後に、ダイシング装置等によって回路毎の個々の半導体チップに分割することにより形成される(例えば特許文献2参照)。そして、プリント基板上の端子とバンプとがハンダ等によって接続されることによりCSPがプリント基板に実装される。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−332048号公報
【特許文献2】
特開2000−173954号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バンプの直径は50μm〜100μm程であり、スタッドバンプボンディングにおいてはバンプの頭部にひげ状の突起が形成されて頭部の高さが不揃いになるという問題がある。
【0006】
そして、バンプの頭部の高さを揃えるために、バンプの頭部をCMP(Chemical Mechanical Polishing)によって相当の時間をかけて研磨する必要があり、生産性が低下するという問題もある。
【0007】
従って、ワイヤーボンディングによってバンプが形成される半導体ウェーハを製造する場合においては、バンプをボンディングパッドに容易に形成すると共に、効率的な方法でバンプの頭部の高さを均一にすることに課題を有している。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、半導体ウェーハの表面に形成されたボンディングパッドにワイヤーボンディングによりバンプを形成するバンプ形成工程と、バンプが埋没するように表面に樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂被覆工程と、樹脂層を研削してバンプを表出させる研削工程とから構成される半導体ウェーハの製造方法を提供する。
【0009】
このように構成される半導体ウェーハの製造方法においては、ワイヤーボンディングによりバンプを形成した後に、バンプが埋没するように樹脂層を形成し、樹脂層を研削してバンプを表出させるようにしたため、バンプを短時間で形成することができると共に、効率的な方法でバンプの頭部の高さを揃えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図1〜図6を参照して説明する。図1に示す半導体ウェーハ10の表面においては、ストリートSによって区画された領域にそれぞれ回路Cが形成されており、各回路Cには、図1において拡大して示すように、複数のボンディングパッド11が形成されている。このボンディングパッド11は、半導体ウェーハ10の表面に形成された金属被膜による電極である。
【0011】
各ボンディングパッド11の上に、例えば図2に示すワイヤーボンディング装置20を用いてバンプを形成する。ワイヤーボンディング装置20を用いる場合は、図2(A)に示すように、キャピラリ21に形成された細孔から、例えば金で形成されたワイヤ12を下方に突出させ、電気トーチ22とワイヤ12との間で放電を発生させることにより、図2(B)に示すように、ワイヤ12の先端にボール13を形成する。
【0012】
そして、図2(C)に示すように、キャピラリ21を下降させてボンディングパッド11に押圧した状態で、キャピラリ21から超音波振動を加えるか、または熱圧着を行い、図2(D)に示すように、キャピラリ21を上昇させてワイヤ12を引きちぎることにより、ワイヤーからなるバンプ14が形成される(バンプ形成工程)。このようにしてバンプ形成工程を遂行すると、めっき等による場合より短時間でバンプを形成することができる。なお、バンプ14の上端には、切断による切れ端である突起部14aが形成される。この突起部14aは、各バンプごとにその高さが異なるものである。
【0013】
図3に示すように、すべてのボンディングパッド11の上にバンプ14が形成されると、次に図4に示すように、すべてのバンプ14が埋没するように、エポキシ樹脂等の樹脂を被覆して樹脂層15を形成する(樹脂被覆工程)。樹脂層15の形成には、例えばスピンコータを用いることができる。
【0014】
樹脂層15が形成された後は、例えば図5に示す研削装置30を用いて樹脂層15を研削することによりバンプ14を表出させる。この研削装置30においては、基台31の端部から壁部32が起立しており、この壁部32の内側の面には一対のレール33が垂直方向に配設され、レール33にガイドされて支持板34が昇降するのに伴い支持板34に取り付けられた研削手段35が昇降するよう構成されている。また、基台31上には、ターンテーブル36が回転可能に配設され、更にターンテーブル36は、半導体ウェーハ10を保持する複数のチャックテーブル37を回転可能に支持している。
【0015】
研削手段35においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル38の先端にマウンタ39が装着され、更にその下部に研削ホイール40が固定されている。研削ホイール40の下面には研削砥石41が固着されており、スピンドル38の回転に伴って研削砥石41が回転する構成となっている。なお、研削手段は、研削ホイール40の下面にバイトを固定したものでもよい。
【0016】
この研削装置30を用いて半導体ウェーハ10の表面に被覆された樹脂層15を研削する際は、樹脂槽15を上に向けて半導体ウェーハ10をチャックテーブル37に保持させて研削手段35の直下に位置付け、スピンドル38を回転させると共に、研削手段35を下降させていく。そして、スピンドル38の回転に伴って研削砥石41が回転すると共に、回転する研削砥石41が半導体ウェーハWの表面に形成された樹脂層15に接触して押圧力が加えられることにより、その樹脂層15が研削砥石41によって研削される。このようにして所定量研削を行うことにより、図6に示すように、バンプ14が表出する(研削工程)。このとき、バンプ14の突起部14aの高さが不揃いであっても、研削によって頭部の高さが均一になると共に、バンプ14の頭部の面と樹脂層15の上面とが面一になる。従って、プリント基板の端子との接続を円滑に行うことができる。また、CMPによらず研削によりバンプ14を表出させて頭部を揃えることができるため、効率的であり、生産性を向上させることができる。
【0017】
以上のようにしてバンプが形成された半導体ウェーハ10は、図1に示したストリートSを縦横に切削することにより個々の回路ごとの半導体チップとなる。そして、個々の半導体チップに形成されたバンプは、各種電子機器の内部に搭載されるプリント基板の端子と接続されることにより当該チップとしての機能を奏することができる。そして、バンプの高さが揃っていることにより、端子との接続が確実に行われ、接触不良等が起こらないため、機器全体の信頼性も向上させることができる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの製造方法によれば、ワイヤーボンディングによりバンプを形成した後に、バンプが埋没するように樹脂層を形成し、樹脂層を研削してバンプを表出させて頭部を揃えるようにしたため、バンプを短時間で形成することができると共に、効率的な方法でバンプの頭部の高さを揃えることができるため、高品質な半導体ウェーハを効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ボンディングパッドが形成された半導体ウェーハを示す平面図である。
【図2】6 ワイヤーボンディングによりバンプを形成する様子を示す断面図である。
【図3】バンプ形成工程終了後の半導体ウェーハを示す断面図である。
【図4】樹脂被覆工程終了後の半導体ウェーハを示す断面図である。
【図5】研削工程に用いる研削装置の一例を示す斜視図である。
【図6】研削工程終了後の半導体ウェーハを示す断面図である。
【符号の説明】
10…半導体ウェーハ 11…ボンディングパッド
12…ワイヤ 13…ボール 14…バンプ
14a…突起部
20…ワイヤーボンディング装置 21…キャピラリ
22…電気トーチ 23…
30…研削装置 31…基台 32…壁部
33…レール 34…支持板 35…研削手段
36…ターンテーブル 37…チャックテーブル
38…スピンドル 39…マウンタ
40…研削ホイール 41…研削ホイール

Claims (1)

  1. 半導体ウェーハの表面に形成されたボンディングパッドにワイヤーボンディングによりバンプを形成するバンプ形成工程と、
    該バンプが埋没するように該表面に樹脂を被覆して樹脂層を形成する樹脂被覆工程と、
    該樹脂層を研削して該バンプを表出させる研削工程と
    から構成される半導体ウェーハの製造方法。
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