JP2004356186A

JP2004356186A - Method of manufacturing wafer level package

Info

Publication number: JP2004356186A
Application number: JP2003149143A
Authority: JP
Inventors: Takako Yoshihara; 孝子吉原
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent pinholes from being formed in an insulating layer when the insulating layer is formed on the surface of a semiconductor wafer so as to improve a semiconductor device in reliability, and to improve products in manufacturing yield. <P>SOLUTION: A wafer level package manufacturing method comprises steps of applying insulating material on the surface of a semiconductor wafer where a passivation film or an insulating film has been formed to form an insulating layer on the surface of the semiconductor wafer, forming a wiring pattern electrically connected to electrode terminals on the surface of the insulating layer, and then cutting the semiconductor wafer into pieces to form semiconductor devices of chip size. When the insulating layer is formed on the surface of the semiconductor wafer, a solvent identical to the solvent dissolving the resin component of the above insulating material is applied on the surface of the semiconductor wafer, and then the above insulating material is applied on the surface of the semiconductor wafer to form the insulating layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハレベルパッケージの製造方法に関し、より詳細には、半導体ウエハの電極端子形成面に絶縁層を形成する方法を特徴とするウエハレベルパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置を製造する方法に、半導体素子が所定の区画配置に整列して形成されている半導体ウエハの状態で、半導体ウエハの表面に絶縁層、配線パターン、外部接続端子等を形成し、最後に半導体ウエハを個片に切断することによってチップサイズの半導体装置（ウエハレベルパッケージ）を製造する方法がある（たとえば、特許文献１参照）。
図４はウエハレベルパッケージを製造方法例を示すもので、この方法では、パッシベーション膜１２が形成されている半導体ウエハ（図４（ａ））の電極端子形成面を、電極端子１１を露出させて電気的絶縁性を有する絶縁層１４によって被覆し（図４（ｂ））、絶縁層１４の表面に電極端子１１と電気的に接続される配線パターン１６を無電解めっきや電解めっきなどにより形成した後（図４（ｃ））、配線パターン１６を形成した面を樹脂層１８（たとえば、ソルダーレジストからなる）によって被覆するとともに配線パターン１６のランド部に外部接続端子２０を接合し（図４（ｄ））、最後に半導体ウエハを個片にダイシングして半導体装置を得る。
【０００３】
ウエハレベルパッケージの製造に使用する半導体ウエハは、図４（ａ）に示すように電極端子形成面にパッシベーション膜１２が被覆された状態で提供されるから、その製造にあたっては、まず、半導体ウエハ１０の表面に絶縁層１４を形成する処理がなされる。
図３は、半導体ウエハ１０の電極端子形成面に絶縁層１４を形成する従来の工程を示すものである。すなわち、従来方法では、純水洗浄工程により、まず純水を用いて半導体ウエハの表面を洗浄し、次いで、絶縁材料塗布工程によりポリイミド樹脂等の絶縁材料を半導体ウエハの表面に塗布して半導体ウエハの表面を絶縁材料によって被覆する。次に、ホットプレートあるいはオーブン等により絶縁材料を加温して絶縁材料を乾燥させた後、露光および現像工程により電極端子１１が形成された部位を露出させ、最後に加熱炉中で半導体ウエハを加熱し、絶縁材料を硬化させて絶縁層１４とする。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３５９６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来方法によって半導体ウエハの表面に絶縁層１４を形成した場合には、半導体ウエハ１０の表面に形成した絶縁層１４にピンホールが生じることがあり、これによって半導体素子の表面の保護が十分になされなかったり、配線パターン１６の電気的絶縁が不確実となって半導体素子の歩留まりが低下するという問題が生じている。
【０００６】
半導体ウエハ１０の表面に形成される絶縁層１４の厚さは５μｍ程度と極めて薄いから、半導体ウエハ１０の表面に異物が存在していると、その個所でピンホールが生じてしまう。このため、従来方法では純水を用いて半導体ウエハ１０の表面を洗浄するといったことを行っているのであるが、半導体ウエハ１０の表面に異物がないような場合でもピンホールが生じることがある。ピンホールは小さいものでは１０μｍ径程度、大きいものでは１００μｍ径程度にもなるから、半導体装置の歩留まりを向上させるためにピンホールが生じないようにすることは製造コストを削減する点からも重要である。
【０００７】
本発明は、このようなウエハレベルパッケージの製造工程において、半導体ウエハの表面に絶縁層を形成した際に、絶縁層にピンホールが形成されることを防止し、信頼性の高い半導体装置を製造可能にするとともに、製品の歩留まりを向上させることによって製造コストの低減を図ることができるウエハレベルパッケージの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、パッシベーション膜あるいは絶縁被膜が形成された半導体ウエハの表面に絶縁材料を塗布して半導体ウエハの表面に絶縁層を形成し、この絶縁層の表面に電極端子と電気的に接続する配線パターンを形成した後、半導体ウエハを個片に切断してチップサイズの半導体装置を形成するウエハレベルパッケージの製造方法において、前記半導体ウエハの表面に絶縁層を形成する際に、前記絶縁材料の樹脂成分を溶かしている溶剤と同一の溶剤を半導体ウエハの表面に塗布した後、半導体ウエハの表面に前記絶縁材料を塗布して絶縁層を形成することを特徴とする。
なお、本発明方法は、半導体ウエハのパッシベーション膜上に絶縁層を形成する場合に限らず、絶縁層を複数に積層して配線層を形成する場合にも適用できるものである。
【０００９】
また、前記半導体ウエハの表面に絶縁材料を塗布した後、半導体ウエハの表面に被着されている絶縁材料を加温して乾燥させる乾燥工程と、絶縁材料を加熱して硬化させる硬化処理工程とを有することを特徴とする。
また、半導体ウエハの表面に絶縁層が形成されていない段階で、半導体ウエハにドライ処理を施し、次いで、半導体ウエハを純水を用いて洗浄することにより、半導体ウエハの表面を清浄化した後、半導体ウエハの表面に絶縁層を形成することを特徴とする。
また、半導体ウエハの表面に塗布する溶剤として、ＮＭＰ（ノルマル・メチル・ピロリドン）あるいはγブチルラクトンを使用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法の第１の実施形態における製造工程を示す。本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法においては、半導体ウエハの電極端子形成面に絶縁層を形成するための工程が特徴的であり、図１では、電極端子形成面にパッシベーション膜が形成されて提供される半導体ウエハの表面に絶縁層を形成するまての工程を示す。以下、図１に示す工程順に説明する。
【００１１】
まず、提供された半導体ウエハを、純水洗浄工程により純水を用いて洗浄する。半導体ウエハを洗浄する方法としてはスプレー洗浄あるいは超音波洗浄等による。この純水洗浄工程は、半導体ウエハの電極端子形成面（パッシベーション膜が形成されている面）の表面に付着してる異物を洗浄して除去することを目的としている。
【００１２】
半導体ウエハの表面を洗浄した後、溶剤成分塗布工程により半導体ウエハの電極端子形成面に、絶縁層を形成する際に使用する絶縁材料に用いられている溶剤と同一の溶剤を塗布する処理を行う。
半導体ウエハの電極端子形成面に絶縁層を形成する際には、スピンコーティング等により絶縁材料を塗布することによって形成する。この絶縁層を形成するための絶縁材料は溶剤に樹脂成分を溶かして液体状あるいはペースト状に形成したものである。溶剤成分塗布工程とは、この絶縁材料の樹脂成分を溶かしている溶剤と同一の溶剤を、絶縁層を形成する前工程として半導体ウエハの電極端子形成面に塗布する操作である。
【００１３】
絶縁層を形成する絶縁材料にはポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のいろいろな樹脂材が使用されており、絶縁材料に用いられている溶剤にも、ＮＭＰ（ノルマル・メチル・ピロリドン）やγブチルラクトン等、いろいろな溶剤が使用されている。絶縁材料には溶剤等として種々の化学品が使用されているから、溶剤成分塗布工程においては、絶縁材料の樹脂成分を溶かしている主要な溶剤を使用するようにすればよい。
半導体ウエハに溶剤を塗布する方法としては、スピンコーティング、スプレー等の適宜方法による。溶剤は液体状であり、溶剤の塗布厚がとくに問題になることはない。
【００１４】
半導体ウエハの電極端子形成面に上記のようにして溶剤を塗布した後、絶縁材料塗布工程により半導体ウエハの電極端子形成面に絶縁材料をコーティングする。本実施形態においては、スピンコーティング法により半導体ウエハの表面に５μｍの厚さに絶縁材料をコーティングした。
なお、絶縁材料を塗布する工程は、半導体ウエハの表面に塗布した溶剤が乾かないうちに行うようにする。絶縁材料塗布工程は、溶剤成分が塗布された半導体ウエハの表面に、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁材料を塗布し、半導体ウエハの表面を絶縁材料によって被覆する工程である。
【００１５】
半導体ウエハの表面に絶縁材料を塗布した後、次の乾燥工程で半導体ウエハを加温して絶縁材料を乾燥させる。この乾燥工程は、半導体ウエハを被覆している絶縁材料から溶剤成分を揮発させる処理である。絶縁材料を乾燥させる方法としては、ホットプレートに半導体ウエハをのせて加温する方法、あるいは加熱炉内で半導体ウエハを加温する方法が利用できる。半導体ウエハに絶縁材料を塗布した状態では絶縁材料の表面がベタついている。乾燥工程により、絶縁材料の溶剤成分を揮発させることにより、絶縁材料の表面のベタつきをなくすことができる。
【００１６】
次の、露光工程および現像工程は、電極端子形成面を被覆している絶縁層に対して露光および現像を行って、半導体ウエハの全面を被覆している絶縁材料の被覆領域のうち、電極端子が形成されている部位を露出させる工程である。本実施形態では、絶縁材料として感光性樹脂材を使用しているから、露光工程および現像工程にり、電極端子を被覆している部位の絶縁材料のみを除去して電極端子を露出させることができる。
【００１７】
硬化処理工程は、半導体ウエハの表面に被着している絶縁材料を加熱して硬化させ、絶縁層とするための工程である。本実施形態で使用している絶縁材料は熱硬化型の樹脂であり、絶縁材料を所定温度以上に加熱することによって硬化させることができる。絶縁材料を加熱硬化させる温度条件等は使用する絶縁樹脂材によって異なる。本実施形態では３００℃〜３５０℃で３０分程度加熱して絶縁材料を完全に硬化させ絶縁層とした。
上述した露光工程、現像工程および硬化処理工程は樹脂材を使用して絶縁層を形成する場合に通常行われている方法と変わるものではない。
【００１８】
（実施形態２）
図２は、本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法における第２の実施形態の製造工程を示す。本実施形態の製造工程において上述した実施形態１での製造工程と相違している点は、純水洗浄工程の前工程として、半導体ウエハにドライ処理工程を施す点のみである。
【００１９】
ドライ処理工程とは、半導体ウエハに対してアッシング、ケミカルドライエッチング、逆スパッタリング等の、半導体ウエハの電極端子形成面を清浄化する処理を施すことを意味する。
アッシング処理では酸素ガス等の活性化ガスを使用してプラズマにより半導体ウエハの表面を清浄化し、ケミカルドライエッチング処理ではフッ素ガス等のエッチング用のガスを使用して半導体ウエハの表面を清浄化し、逆スパッタリング処理ではアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で逆スパッタリングすることによって半導体ウエハの表面を清浄化する。
【００２０】
本実施形態では、このようなドライ処理工程により半導体ウエハの表面を清浄化した後、図２に示すように、純水洗浄工程、溶剤成分塗布工程、絶縁材料塗布工程等の工程を経て絶縁層を形成する。
本実施形態における純水洗浄工程、溶剤成分塗布工程、絶縁材料塗布工程等の各工程は実施形態１において説明した方法とまったく同様である。
【００２１】
表１は前述した従来方法、実施形態１の方法、実施形態２の方法によって半導体ウエハの表面に絶縁層を形成し、絶縁層にどの程度ピンホールが形成されたかを検査した結果を示す。実験は絶縁材料としてポリイミド樹脂を使用し、溶剤としてＮＭＰを使用して行った。
試験方法は半導体ウエハの表面に絶縁層を形成した後、半導体ウエハをダイシングし、得られたすべての半導体素子について、絶縁層にピンホールが形成されているか否かを検査し、ピンホールが形成されていた半導体素子数を計数したものである。表１は複数枚の半導体ウエハに対して試験した結果を合計したものである。なお、表１では、半導体ウエハの表面に異物が存在しているためにピンホールが生じたものについては不良数（ピンホール有りの数）から除外してある。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１の試験結果は、半導体ウエハから得られた１５００個の半導体素子（サンプル）に対して、従来方法による場合は不良率が４．４１％であったのに対して、実施形態１および実施形態２の方法による場合は、不良率が０．６６％、０．６０％と、大幅に改善されたことを示している。
これらの実験結果は、半導体ウエハの表面に絶縁材料を塗布して絶縁層を形成する際に、後工程で使用する絶縁材料の樹脂成分を溶かしている溶剤を半導体ウエハの表面に塗布する方法が有効であることを示すものである。
【００２４】
このように絶縁層にピンホールが形成されることを改善できているのは、半導体ウエハの表面に絶縁材料に使用されている溶剤を塗布することによって、絶縁材料との濡れ性が改善され、絶縁材料が半導体ウエハの表面ではじかれるといった作用が解消されたためと考えられる。
このような絶縁材料と半導体ウエハとの濡れ性を改善させる作用を好適に発揮させるには、絶縁材料に用いられている溶剤と同一の溶剤を用いるのがよい。また、絶縁層を形成する方法としては、絶縁材料からなるフィルムをラミネートする方法も可能であるが、半導体ウエハの表面にあらかじめ溶剤を塗布しておく方法は、スピンコーティング等によって絶縁材料を塗布する方法に有効に適用することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、絶縁層から電極端子を露出させるようにするため絶縁材料として感光性樹脂を使用し、露光および現像処理を行ったが、感光性樹脂に限らず、絶縁層にピンホールが形成されにくくする方法として有効に利用することが可能である。
また、上記実施形態においては絶縁材料として熱硬化性樹脂を使用したが、紫外線硬化樹脂を使用したような場合には、絶縁材料に紫外線を照射して硬化処理を行うことができる。
【００２６】
また、上記実施形態では、半導体ウエハの電極端子形成面（パッシベーション膜）の表面に絶縁層を形成する場合を例として説明したが、電極端子形成面上に絶縁層を積層して配線パターンを多層に形成するような場合にも、前記実施形態で説明したと同様な方法を利用して、下層の絶縁層表面に積層する絶縁層を形成することができる。
絶縁層を積層して形成する場合には、溶剤成分塗布工程により下層の配線パターンが形成されている絶縁層の表面に溶剤を塗布した後、絶縁材料塗布工程により絶縁材料を塗布し、乾燥工程、露光工程、現像工程および硬化処理工程によって当該層の絶縁層を形成すればよい。この方法によって絶縁層を形成する方法によれば、下層の絶縁層との濡れ性が良好になり隣接する絶縁層の密着性を向上させることができるとともに、絶縁層にピンホールが形成されることを防止し、層間で配線パターンを確実に電気的に絶縁する絶縁層を形成することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法によれば、半導体ウエハの表面にあらかじめ絶縁材料に用いられている溶剤を塗布した後、半導体ウエハの表面に絶縁材料を塗布して絶縁層を形成することによって、絶縁層と下地層との密着性が良好になり、絶縁層にピンホールが形成されることを防止して、信頼性の高い絶縁層を形成することが可能となり、製品の歩留まりを効果的に改善することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法の一実施形態における製造工程を示すフロー図である。
【図２】本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法の他の実施形態における製造工程を示すフロー図である。
【図３】従来のウエハレベルパッケージの製造工程を示すフロー図である。
【図４】ウエハレベルパッケージの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０半導体ウエハ
１１電極端子
１２パッシベーション膜
１４絶縁層
１６配線パターン
１８樹脂層
２０外部接続端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a wafer-level package, and more particularly, to a method of manufacturing a wafer-level package characterized by a method of forming an insulating layer on an electrode terminal forming surface of a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
In a method of manufacturing a semiconductor device, in a state of a semiconductor wafer in which semiconductor elements are formed aligned in a predetermined partition arrangement, an insulating layer, a wiring pattern, external connection terminals, and the like are formed on the surface of the semiconductor wafer, and finally, There is a method of manufacturing a chip-sized semiconductor device (wafer level package) by cutting a semiconductor wafer into individual pieces (for example, see Patent Document 1).
FIG. 4 shows an example of a method of manufacturing a wafer level package. In this method, the electrode terminal formation surface of a semiconductor wafer (FIG. 4A) on which a passivation film 12 is formed is exposed by exposing the electrode terminals 11. Covering with an insulating layer 14 having electrical insulation (FIG. 4B), a wiring pattern 16 electrically connected to the electrode terminals 11 was formed on the surface of the insulating layer 14 by electroless plating, electrolytic plating, or the like. Thereafter (FIG. 4C), the surface on which the wiring pattern 16 is formed is covered with a resin layer 18 (for example, made of solder resist), and the external connection terminals 20 are joined to the lands of the wiring pattern 16 (FIG. 4 (C)). d)) Finally, the semiconductor wafer is diced into individual pieces to obtain a semiconductor device.
[0003]
Since a semiconductor wafer used for manufacturing a wafer level package is provided in a state where an electrode terminal forming surface is covered with a passivation film 12 as shown in FIG. Is formed on the surface of the substrate.
FIG. 3 shows a conventional process of forming the insulating layer 14 on the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer 10. That is, in the conventional method, the surface of a semiconductor wafer is first washed with pure water in a pure water washing step, and then an insulating material such as a polyimide resin is applied to the surface of the semiconductor wafer in an insulating material applying step. Is covered with an insulating material. Next, after heating the insulating material with a hot plate or an oven and drying the insulating material, the portions where the electrode terminals 11 are formed by the exposure and development processes are exposed, and finally the semiconductor wafer is heated in a heating furnace. The insulating material is cured by heating to form the insulating layer 14.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-35969 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the insulating layer 14 is formed on the surface of the semiconductor wafer by the above-described conventional method, pinholes may be generated in the insulating layer 14 formed on the surface of the semiconductor wafer 10, thereby protecting the surface of the semiconductor element. However, there has been a problem that the wiring pattern 16 is not sufficiently formed, and the electrical insulation of the wiring pattern 16 becomes uncertain, thereby lowering the yield of semiconductor elements.
[0006]
Since the thickness of the insulating layer 14 formed on the surface of the semiconductor wafer 10 is extremely thin, about 5 μm, if a foreign substance is present on the surface of the semiconductor wafer 10, a pinhole will be generated at that location. For this reason, in the conventional method, the surface of the semiconductor wafer 10 is cleaned using pure water. However, even when there is no foreign matter on the surface of the semiconductor wafer 10, a pinhole may be generated. Since a pinhole has a diameter of about 10 μm for a small one and a diameter of about 100 μm for a large one, it is important from the viewpoint of reducing the manufacturing cost to prevent the occurrence of pinholes in order to improve the yield of semiconductor devices. is there.
[0007]
The present invention prevents a pinhole from being formed in an insulating layer when an insulating layer is formed on a surface of a semiconductor wafer in a manufacturing process of such a wafer level package, and manufactures a highly reliable semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a wafer-level package, which enables the manufacturing cost to be reduced by improving the yield of the products.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
That is, an insulating material is applied to the surface of a semiconductor wafer on which a passivation film or an insulating film is formed, an insulating layer is formed on the surface of the semiconductor wafer, and a wiring pattern electrically connected to electrode terminals is formed on the surface of the insulating layer. After the formation, in a method of manufacturing a wafer-level package in which a semiconductor wafer is cut into individual pieces to form a chip-sized semiconductor device, when forming an insulating layer on the surface of the semiconductor wafer, a resin component of the insulating material is used. After applying the same solvent as the dissolved solvent to the surface of the semiconductor wafer, the insulating material is applied to the surface of the semiconductor wafer to form an insulating layer.
The method of the present invention can be applied not only to a case where an insulating layer is formed on a passivation film of a semiconductor wafer but also to a case where a wiring layer is formed by laminating a plurality of insulating layers.
[0009]
Further, after applying an insulating material on the surface of the semiconductor wafer, a drying step of heating and drying the insulating material applied to the surface of the semiconductor wafer, a curing process of heating and curing the insulating material, It is characterized by having.
Further, at a stage where the insulating layer is not formed on the surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is subjected to a dry process, and then the semiconductor wafer is cleaned using pure water to clean the surface of the semiconductor wafer. An insulating layer is formed on a surface of a semiconductor wafer.
Further, as a solvent applied to the surface of the semiconductor wafer, NMP (normal methyl pyrrolidone) or γ-butyl lactone can be used.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a manufacturing process in a first embodiment of a method for manufacturing a wafer level package according to the present invention. The method for manufacturing a wafer level package according to the present invention is characterized by a process for forming an insulating layer on an electrode terminal forming surface of a semiconductor wafer. In FIG. 1, a passivation film is formed on an electrode terminal forming surface. 4 shows a process until an insulating layer is formed on a surface of a provided semiconductor wafer. Hereinafter, description will be made in the order of steps shown in FIG.
[0011]
First, the provided semiconductor wafer is cleaned using pure water in a pure water cleaning step. As a method for cleaning the semiconductor wafer, spray cleaning or ultrasonic cleaning is used. The purpose of this pure water cleaning step is to clean and remove foreign substances adhering to the surface of the electrode terminal formation surface (the surface on which the passivation film is formed) of the semiconductor wafer.
[0012]
After cleaning the surface of the semiconductor wafer, a process of applying the same solvent as the solvent used for the insulating material used when forming the insulating layer is performed on the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer in a solvent component applying step. .
When the insulating layer is formed on the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer, the insulating layer is formed by applying an insulating material by spin coating or the like. The insulating material for forming the insulating layer is formed by dissolving a resin component in a solvent and forming a liquid or a paste. The solvent component application step is an operation of applying the same solvent as the solvent dissolving the resin component of the insulating material to the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer as a pre-process of forming the insulating layer.
[0013]
Various resin materials such as polyimide resin and epoxy resin are used as an insulating material for forming the insulating layer, and NMP (normal methyl pyrrolidone), γ-butyl lactone and the like are used as solvents for the insulating material. And various solvents are used. Since various chemicals are used as a solvent or the like for the insulating material, in the solvent component application step, a main solvent in which the resin component of the insulating material is dissolved may be used.
As a method of applying a solvent to the semiconductor wafer, an appropriate method such as spin coating or spraying is used. The solvent is in a liquid state, and there is no particular problem in the thickness of the solvent applied.
[0014]
After the solvent is applied to the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer as described above, the insulating material is coated on the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer by an insulating material applying step. In this embodiment, the surface of the semiconductor wafer is coated with an insulating material to a thickness of 5 μm by spin coating.
Note that the step of applying the insulating material is performed before the solvent applied to the surface of the semiconductor wafer dries. The insulating material applying step is a step of applying an insulating material such as a polyimide resin or an epoxy resin to the surface of the semiconductor wafer to which the solvent component has been applied, and covering the surface of the semiconductor wafer with the insulating material.
[0015]
After the insulating material is applied to the surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is heated in the next drying step to dry the insulating material. This drying step is a process of volatilizing the solvent component from the insulating material covering the semiconductor wafer. As a method for drying the insulating material, a method in which a semiconductor wafer is placed on a hot plate and heated, or a method in which the semiconductor wafer is heated in a heating furnace can be used. When the insulating material is applied to the semiconductor wafer, the surface of the insulating material is solid. By drying the solvent component of the insulating material in the drying step, the surface of the insulating material can be prevented from being sticky.
[0016]
Next, in the exposure step and the development step, exposure and development are performed on the insulating layer covering the electrode terminal formation surface, and the electrode terminals in the insulating material covering the entire surface of the semiconductor wafer are covered. This is a step of exposing a portion where is formed. In the present embodiment, since the photosensitive resin material is used as the insulating material, it is possible to expose only the electrode terminal by removing only the insulating material covering the electrode terminal in the exposure step and the development step. it can.
[0017]
The curing process is a process for heating and curing an insulating material adhered to the surface of the semiconductor wafer to form an insulating layer. The insulating material used in the present embodiment is a thermosetting resin, and can be cured by heating the insulating material to a predetermined temperature or higher. The temperature conditions and the like for heating and curing the insulating material differ depending on the insulating resin material used. In this embodiment, the insulating material is completely cured by heating at 300 ° C. to 350 ° C. for about 30 minutes to form an insulating layer.
The above-described exposure step, development step, and hardening step are not different from the method usually performed when an insulating layer is formed using a resin material.
[0018]
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a manufacturing process of a second embodiment in a method of manufacturing a wafer level package according to the present invention. The manufacturing process of the present embodiment is different from the manufacturing process of the first embodiment only in that a dry processing step is performed on a semiconductor wafer as a pre-process of a pure water cleaning process.
[0019]
The dry process means that a process for cleaning the electrode terminal forming surface of the semiconductor wafer, such as ashing, chemical dry etching, and reverse sputtering, is performed on the semiconductor wafer.
In the ashing process, the surface of the semiconductor wafer is cleaned by plasma using an activating gas such as oxygen gas, and in the chemical dry etching process, the surface of the semiconductor wafer is cleaned using an etching gas such as fluorine gas. In the sputtering process, the surface of the semiconductor wafer is cleaned by reverse sputtering in a mixed gas atmosphere of argon gas and nitrogen gas.
[0020]
In the present embodiment, after the surface of the semiconductor wafer is cleaned by such a dry processing step, as shown in FIG. 2, the insulating layer is subjected to a pure water cleaning step, a solvent component applying step, an insulating material applying step, and the like. To form
The steps such as the pure water cleaning step, the solvent component applying step, and the insulating material applying step in the present embodiment are exactly the same as the methods described in the first embodiment.
[0021]
Table 1 shows the results obtained by forming an insulating layer on the surface of a semiconductor wafer by the above-described conventional method, the method of the first embodiment, and the method of the second embodiment, and examining how much pinholes were formed in the insulating layer. The experiment was performed using a polyimide resin as an insulating material and NMP as a solvent.
In the test method, after forming an insulating layer on the surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is diced, and all the obtained semiconductor elements are inspected for whether or not a pinhole is formed in the insulating layer, and the pinhole is formed. It is the number of semiconductor elements that have been counted. Table 1 shows the sum of the results of tests on a plurality of semiconductor wafers. In Table 1, those having a pinhole due to the presence of a foreign substance on the surface of the semiconductor wafer are excluded from the number of defects (the number with a pinhole).
[0022]
[Table 1]

[0023]
The test results in Table 1 show that the defect rate of the conventional method was 4.41% for 1500 semiconductor elements (samples) obtained from a semiconductor wafer, whereas the defect rates were 4.41% according to the first embodiment and the embodiment. In the case of the method according to mode 2, the defect rate is significantly improved to 0.66% and 0.60%.
These experimental results show that when an insulating material is applied to the surface of a semiconductor wafer to form an insulating layer, a method of applying a solvent dissolving a resin component of the insulating material to be used in a subsequent process to the surface of the semiconductor wafer. It indicates that it is valid.
[0024]
The reason that the formation of pinholes in the insulating layer has been improved in this way is that by applying the solvent used for the insulating material to the surface of the semiconductor wafer, the wettability with the insulating material is improved, It is considered that the effect that the insulating material was repelled on the surface of the semiconductor wafer was eliminated.
In order to suitably exhibit the effect of improving the wettability between the insulating material and the semiconductor wafer, it is preferable to use the same solvent as the solvent used for the insulating material. As a method of forming the insulating layer, a method of laminating a film made of an insulating material is also possible, but a method of applying a solvent in advance to the surface of the semiconductor wafer is to apply the insulating material by spin coating or the like. Can be applied effectively to the method.
[0025]
In the above embodiment, a photosensitive resin is used as an insulating material to expose the electrode terminals from the insulating layer, and the exposure and the development are performed. This can be effectively used as a method for making it difficult to form holes.
In the above embodiment, a thermosetting resin is used as an insulating material. However, when an ultraviolet curable resin is used, a curing process can be performed by irradiating the insulating material with ultraviolet rays.
[0026]
Further, in the above embodiment, the case where the insulating layer is formed on the surface of the electrode terminal formation surface (passivation film) of the semiconductor wafer has been described as an example. In this case, the insulating layer to be stacked on the surface of the lower insulating layer can be formed by using the same method as described in the above embodiment.
When the insulating layer is formed by lamination, a solvent is applied to the surface of the insulating layer on which the lower wiring pattern is formed in a solvent component applying step, and then the insulating material is applied in an insulating material applying step, and a drying step is performed. The insulating layer may be formed by an exposure step, a development step, and a curing step. According to the method of forming the insulating layer by this method, the wettability with the underlying insulating layer can be improved, the adhesion between adjacent insulating layers can be improved, and a pinhole can be formed in the insulating layer. Can be formed, and an insulating layer for surely electrically insulating the wiring pattern between the layers can be formed.
[0027]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a wafer-level package according to the present invention, after the solvent used for the insulating material is applied to the surface of the semiconductor wafer in advance, the insulating material is applied to the surface of the semiconductor wafer to form the insulating layer. This improves the adhesion between the insulating layer and the underlying layer, prevents pinholes from being formed in the insulating layer, and enables the formation of a highly reliable insulating layer, which improves product yield. It has a remarkable effect such that it can be improved in terms of quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process in a wafer-level package manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process in another embodiment of the method for manufacturing a wafer level package according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of a conventional wafer level package.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of manufacturing a wafer level package.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 semiconductor wafer 11 electrode terminal 12 passivation film 14 insulating layer 16 wiring pattern 18 resin layer 20 external connection terminal

Claims

An insulating material was applied to the surface of the semiconductor wafer on which the passivation film or the insulating film was formed to form an insulating layer on the surface of the semiconductor wafer, and a wiring pattern for electrically connecting to the electrode terminals was formed on the surface of the insulating layer. Thereafter, in a method of manufacturing a wafer level package for cutting a semiconductor wafer into individual pieces to form a semiconductor device having a chip size,
When forming an insulating layer on the surface of the semiconductor wafer, after applying the same solvent as the solvent dissolving the resin component of the insulating material to the surface of the semiconductor wafer,
A method for manufacturing a wafer-level package, comprising applying the insulating material to a surface of a semiconductor wafer to form an insulating layer.

After applying the insulating material on the surface of the semiconductor wafer,
2. The wafer level package according to claim 1, further comprising a drying step of heating and drying the insulating material applied to the surface of the semiconductor wafer, and a curing step of heating and curing the insulating material. Manufacturing method.

At a stage where the insulating layer is not formed on the surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is subjected to a dry treatment, and then the semiconductor wafer is cleaned with pure water to clean the surface of the semiconductor wafer.
2. The method according to claim 1, wherein an insulating layer is formed on a surface of the semiconductor wafer.

2. The method according to claim 1, wherein NMP (normal methyl pyrrolidone) or γ-butyl lactone is used as a solvent applied to the surface of the semiconductor wafer.