JP2012222257A - Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of easily and selectively insulating an electrode regardless of a shape of the electrode.SOLUTION: In order to form an electric insulation film on solder bumps 3a of a plurality of semiconductor chips 2 formed on a semiconductor wafer, laser beams are irradiated on the solder bumps 3a to form oxide films 7 on surfaces of the bumps 3a. Accordingly, electric insulation of power supply electrodes of defective semiconductor chips is achieved to allow a collective burn-in test to be performed on a semiconductor wafer except on defective semiconductor chips thereby solving the problem of a resin flow due to a use of an insulation resin.

Description

本発明は、半導体ウェーハに複数形成された半導体チップの特定の電極を絶縁する半導体装置の製造方法およびその方法で製造された半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that insulates a specific electrode of a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer, and a semiconductor device manufactured by the method.

半導体チップは、半導体ウェーハ上に拡散プロセスを経て複数個形成され、個々の半導体チップへと分割されており、外部接続用のリードなどが形成され、樹脂やセラミックなどで封止されて半導体製品となる。   A plurality of semiconductor chips are formed on a semiconductor wafer through a diffusion process and divided into individual semiconductor chips. Leads for external connection are formed and sealed with resin or ceramic. Become.

半導体チップは、製造プロセスの微細化、多機能化が進むに伴って、製品の品質確保のために、そして実装後のトラブルを事前に防ぐために、バーンイン(スクリーニング)テストが必要不可欠となっている。バーンインテストは、半導体チップに温度的負荷、電気的負荷を印加した状態で試験を行うもので、従来は封止された製品の状態で実施されてきたのであるが、半導体チップを封止前のデバイス(チップ)の状態で販売する形態も増え、ウェーハ状態での品質保証が重要となってきたことから、ウェーハ状態での一括バーンインテストも実施されるようになっている。一括ウェーハバーンインテストによれば、プロセス上の欠陥を組み立て前に見つけ出し、後工程での検査時間を短縮できることに加え、バーンインコストも低減できるので、生産性の向上、検査コストの削減を図ることができる。   As the manufacturing process of semiconductor chips becomes smaller and more multifunctional, burn-in (screening) tests are indispensable to ensure product quality and to prevent problems after mounting in advance. . The burn-in test is performed in a state where a temperature load and an electrical load are applied to the semiconductor chip. Conventionally, the burn-in test has been performed in a sealed product state. The number of devices sold in the form of devices (chips) has increased, and quality assurance in the wafer state has become important, so a batch burn-in test in the wafer state has also been carried out. The batch wafer burn-in test can detect defects in the process before assembly and shorten the inspection time in the post-process, and can also reduce the burn-in cost, thereby improving productivity and reducing inspection cost. it can.

一括ウェーハバーンインテストを実現するためには、半導体ウェーハ上の複数の半導体チップの各々に形成されたバーンイン検査に必要な電極に一括で電源を印加する必要があり、例えば大口径300mmウェーハでは数万〜10万個以上もの電極を一括コンタクトさせることになる。   In order to realize the batch wafer burn-in test, it is necessary to apply power to the electrodes necessary for the burn-in inspection formed on each of a plurality of semiconductor chips on the semiconductor wafer. One hundred thousand or more electrodes are collectively contacted.

その際に、不良の半導体チップに電源供給すると、異常発熱し、隣接する良品素子の動作に影響を及ぼしたり、ウェーハバーンイン用のプローブカードを焼損するなどの不具合が発生したりする場合がある。そのため、事前のプローブ検査で不良と判定された半導体チップに対しては、電源供給を遮断することが必要となっている。従来においては、半導体ウェーハ上の1または複数の不良の半導体チップに存在する多数の電極を紫外線硬化性樹脂で被覆して電気絶縁させる方法がとられていた。   At that time, if power is supplied to a defective semiconductor chip, abnormal heat may be generated, which may affect the operation of adjacent non-defective elements, or may cause problems such as burning a wafer burn-in probe card. For this reason, it is necessary to shut off the power supply to the semiconductor chip that is determined to be defective by the prior probe inspection. Conventionally, a method has been employed in which a large number of electrodes existing on one or more defective semiconductor chips on a semiconductor wafer are covered with an ultraviolet curable resin to be electrically insulated.

以下、従来の電極絶縁方法について、図8,図9を用いて説明する。
図8は従来のディスペンサー方式による電極絶縁方法を説明する図、図9は従来のインクジェット方式による電極絶縁方法を説明する図である。
Hereinafter, a conventional electrode insulation method will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional electrode insulation method using a dispenser method, and FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional electrode insulation method using an ink jet method.

樹脂の塗布方式としては、たとえば図8に示すように、半導体ウェーハ上の所要の半導体チップ2の電極パッド3上に紫外線硬化性の樹脂6をディスペンサー方式の塗布ノズル14を接触させて吐出する塗布方式がある(例えば、特許文献1参照)。   As a resin application method, for example, as shown in FIG. 8, an ultraviolet curable resin 6 is applied to the electrode pads 3 of a required semiconductor chip 2 on a semiconductor wafer and discharged by bringing a dispenser-type application nozzle 14 into contact therewith. There is a method (for example, refer to Patent Document 1).

また、図9に示すように、半導体ウェーハ上の所要の半導体チップ2の電極パッド3上に紫外線硬化性の樹脂6を被覆する際に、インクジェット塗布ノズル17により被塗布箇所に接触しない所定の高さより液体の樹脂5を吐出させるインクジェット方式での樹脂塗布も行われている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, as shown in FIG. 9, when the ultraviolet curable resin 6 is coated on the electrode pads 3 of the required semiconductor chip 2 on the semiconductor wafer, a predetermined height that does not contact the application site by the inkjet application nozzle 17. In addition, resin application by an ink jet method in which the liquid resin 5 is discharged is also performed (for example, see Patent Document 2).

特開2005−101439公報JP 2005-101439 A 特開2008−108988公報JP 2008-1089888 A

図8または、図9に示した塗布方式は、粘性が10〜100CPSの絶縁樹脂により平らで、厚みが1μm以下の薄い電気絶縁する塗布電極に対応が可能であるが、半田バンプの様な、厚みが100μm程度のドーム形状のものの場合には、絶縁樹脂が半田バンプの表面から流れてしまい、十分に電極パッド3を絶縁できないという問題点があった。   The coating method shown in FIG. 8 or FIG. 9 can be applied to a thin electrically insulating coating electrode having a viscosity of 10 μm to 100 CPS and a thickness of 1 μm or less. In the case of a dome shape having a thickness of about 100 μm, there is a problem that the insulating resin flows from the surface of the solder bump and the electrode pad 3 cannot be sufficiently insulated.

また、半田バンプの表面から流れない程の高粘度の絶縁樹脂を用いた場合には、塗布ノズルが詰まるなどの課題が発生するため、塗布ノズルの穴径を、50μm以上にしなければならず、樹脂6の塗布量が100ピコリットル以上となり、微小な電極パッド3への塗布が困難となるという問題点があった。   In addition, when an insulating resin having a high viscosity that does not flow from the surface of the solder bumps is used, problems such as clogging of the coating nozzle occur, so the hole diameter of the coating nozzle must be 50 μm or more, The application amount of the resin 6 is 100 picoliters or more, and there is a problem that application to the minute electrode pad 3 becomes difficult.

本発明は、上記問題に鑑み、容易に、電極の形状に関わらず、電極を選択的に絶縁することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to easily insulate an electrode easily regardless of the shape of the electrode.

上記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、複数の電極を備える複数の半導体チップを半導体ウェーハに形成する工程と、プローブ検査により前記半導体チップの良否判定を行う工程と、前記プローブ検査により不良と判定された前記半導体チップの所定の前記電極の表面に絶縁性の酸化膜を形成する工程と、前記半導体ウェーハに対して一括バーンインテストを行う工程とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a plurality of semiconductor chips having a plurality of electrodes on a semiconductor wafer, a step of performing pass / fail judgment of the semiconductor chip by probe inspection, A step of forming an insulating oxide film on a surface of the predetermined electrode of the semiconductor chip determined to be defective by probe inspection; and a step of performing a batch burn-in test on the semiconductor wafer. .

また、前記酸化膜が形成される電極が電源用電極であることが好ましい。
また、前記酸化膜の形成をレーザー照射することが好ましい。
また、前記酸化膜の膜厚をレーザー出力で調整することもできる。
The electrode on which the oxide film is formed is preferably a power supply electrode.
The formation of the oxide film is preferably performed by laser irradiation.
Further, the thickness of the oxide film can be adjusted by laser output.

また、前記レーザーのスポット直径が前記電極の1辺の長さより小さくてもよい。
また、1つの前記電極に対するレーザー照射を前記電極の中心部およびその周辺部への複数のレーザー照射により行ってもよい。
The laser spot diameter may be smaller than the length of one side of the electrode.
Moreover, you may perform laser irradiation with respect to one said electrode by the several laser irradiation to the center part of the said electrode, and its peripheral part.

また、電極パッドと前記電極パッド上に形成される半田バンプとを複数備える複数の半導体チップを半導体ウェーハに形成する工程と、プローブ検査により前記半導体チップの良否判定を行う工程と、前記プローブ検査により不良と判定された前記半導体チップの所定の前記半田バンプを除去する工程と、前記半導体ウェーハに対して一括バーンインテストを行う工程とを有することを特徴とする。   A step of forming a plurality of semiconductor chips each having a plurality of electrode pads and solder bumps formed on the electrode pads on a semiconductor wafer; a step of determining pass / fail of the semiconductor chips by probe inspection; and a probe inspection The method includes a step of removing predetermined solder bumps of the semiconductor chip determined to be defective, and a step of performing a batch burn-in test on the semiconductor wafer.

また、前記除去される電極が電源用電極であることが好ましい。
また、前記電極パッドが検査針接続領域と半田バンプ接続領域とからなり、前記半田バンプを前記半田バンプ接続領域に形成し、前記プローブ検査を前記検査針接続領域にプローブすることにより行うことが好ましい。
The removed electrode is preferably a power supply electrode.
Preferably, the electrode pad includes an inspection needle connection region and a solder bump connection region, the solder bump is formed in the solder bump connection region, and the probe inspection is probed to the inspection needle connection region. .

さらに、本発明の半導体装置は、半導体ウェーハと、前記半導体ウェーハ上に形成される良品および不良品の半導体チップと、前記半導体チップに形成される電極と、前記電極のうちの不良品の前記半導体チップに形成された所定の電極上に形成される絶縁性の酸化膜とを有することを特徴とする。   Furthermore, the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor wafer, non-defective and defective semiconductor chips formed on the semiconductor wafer, electrodes formed on the semiconductor chip, and defective semiconductors among the electrodes. And an insulating oxide film formed on a predetermined electrode formed on the chip.

また、前記所定の電極が電源用電極であることが好ましい。
また、前記電極が電極パッド上に形成される半田バンプであることが好ましい。
また、前記電極パッドに、検査針接続領域と、半田バンプ接続領域とを備え、前記半田バンプが前記半田バンプ接続領域に形成されることが好ましい。
The predetermined electrode is preferably a power supply electrode.
The electrode is preferably a solder bump formed on an electrode pad.
Preferably, the electrode pad includes an inspection needle connection region and a solder bump connection region, and the solder bump is formed in the solder bump connection region.

以上のように、容易に、電極の形状に関わらず、電極を選択的に絶縁することができる。   As described above, the electrode can be selectively insulated easily regardless of the shape of the electrode.

実施の形態1に係る半導体装置の製造方法に用いるレーザー照射装置の構成を示す概念図Conceptual diagram showing a configuration of a laser irradiation apparatus used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. 半導体ウェーハの構成を示す図Diagram showing the configuration of a semiconductor wafer 半導体チップの構成を例示する図The figure which illustrates the composition of a semiconductor chip 電極パッドがグリッド状に配置された半導体チップの構成を例示する図The figure which illustrates the structure of the semiconductor chip in which the electrode pads are arranged in a grid 実施の形態1における酸化膜形成工程を説明する図The figure explaining the oxide film formation process in Embodiment 1 実施の形態2における半導体装置の製造方法を説明する図8A and 8B illustrate a method for manufacturing a semiconductor device in Embodiment 2. 実施の形態3に係る半導体装置の電極パッドの構成を示す図The figure which shows the structure of the electrode pad of the semiconductor device which concerns on Embodiment 3. FIG. 従来のディスペンサー方式による電極絶縁方法を説明する図The figure explaining the electrode insulation method by the conventional dispenser system 従来のインクジェット方式による電極絶縁方法を説明する図The figure explaining the electrode insulation method by the conventional inkjet system

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
本発明にかかる半導体装置の製造装置は、複数の半導体チップを形成した半導体ウェーハ上の特定の電極にレーザー照射による熱処理するための機構を有するものであるため、始めに処理対象の半導体ウェーハについて、図2〜図4を用いて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Since the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention has a mechanism for performing heat treatment by laser irradiation on a specific electrode on a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed, first, for a semiconductor wafer to be processed, This will be described with reference to FIGS.

図2は半導体ウェーハの構成を示す図、図3は半導体チップの構成を例示する図、図4は電極パッドがグリッド状に配置された半導体チップの構成を例示する図である。
図2に示すように、半導体ウェーハ1には、複数の半導体チップ2が形成されている。
図3(a)に示すように、各々の半導体チップ2は、電極パッド3が回路部4を囲むように半導体チップ2の周縁部に形成されていてもよい。また、図3(b)に示すように、半導体チップ2は、半導体チップ2の周縁部だけでなく内部の回路部4周囲領域にも電極パッド3が形成されていてもよい。
2 is a diagram illustrating the configuration of a semiconductor wafer, FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of a semiconductor chip, and FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a semiconductor chip in which electrode pads are arranged in a grid.
As shown in FIG. 2, a plurality of semiconductor chips 2 are formed on the semiconductor wafer 1.
As shown in FIG. 3A, each semiconductor chip 2 may be formed on the periphery of the semiconductor chip 2 so that the electrode pad 3 surrounds the circuit portion 4. Further, as shown in FIG. 3B, in the semiconductor chip 2, the electrode pads 3 may be formed not only in the peripheral portion of the semiconductor chip 2 but also in the surrounding region of the circuit portion 4.

また、図4に示すように、電極パッド3は、半導体チップ2全体にグリッド状に配置されていても良い。ここで、電極パッド3上には、電源供給用の半田バンプ3aや信号用の半田バンプ3bからなる半田バンプが設けられていてもよい。通常、半田バンプの断面形状は、ドーム形状である。今後、電極パッド3や半田バンプからなる電極構造は、さらなる狭ピッチ化、狭小化が予想されることから、ウェーハバーンインテストにおいて、特に位置精度よく、絶縁処理することが要求される。以下、電極として形成された半田バンプの絶縁処理について説明する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法であるパッド電極に絶縁膜を形成するための装置について、図1を用いて説明する。
Further, as shown in FIG. 4, the electrode pads 3 may be arranged in a grid shape on the entire semiconductor chip 2. Here, on the electrode pad 3, a solder bump including a solder bump 3a for supplying power and a solder bump 3b for signal may be provided. Usually, the cross-sectional shape of the solder bump is a dome shape. In the future, since the electrode structure composed of the electrode pads 3 and the solder bumps is expected to be further narrowed and narrowed, it is required to perform insulation processing with particularly high positional accuracy in the wafer burn-in test. Hereinafter, an insulating process for solder bumps formed as electrodes will be described.
(Embodiment 1)
First, an apparatus for forming an insulating film on a pad electrode, which is a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, will be described with reference to FIG.

図1は実施の形態1に係る半導体装置の製造方法に用いるレーザー照射装置の構成を示す概念図である。このレーザー照射機構は、半導体ウェーハ上の複数の半導体チップの内、不良の半導体チップのパッド電極に絶縁酸化膜を形成するためのものである。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a laser irradiation apparatus used in the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment. This laser irradiation mechanism is for forming an insulating oxide film on a pad electrode of a defective semiconductor chip among a plurality of semiconductor chips on a semiconductor wafer.

図1に示すように、半導体ウェーハ1を設置するためのウェーハステージ12と、ウェーハステージ12をX方向、Y方向に移動させるXY移動ステージ13と、ウェーハステージ12上の半導体ウェーハ1の対象電極に電気絶縁処理をするためのレーザー照射ユニット15と、レーザー照射ユニット15の照射動作を制御するレーザーコントローラー15aと、半導体ウェーハ1上の対象電極パッドおよびその塗布位置を上方から認識するための位置認識カメラ16および認識カメラコントローラー16aと、半導体ウェーハ1上の対象電極パッドを処理位置に配置するようにXY移動ステージ13の動作を制御するウェーハステージコントローラー13aと、レーザーコントローラー15a、認識カメラコントローラー16aとウェーハステージコントローラー13aを統合的に制御する統合コントローラー21とを有している。   As shown in FIG. 1, a wafer stage 12 for installing a semiconductor wafer 1, an XY moving stage 13 for moving the wafer stage 12 in the X direction and the Y direction, and a target electrode of the semiconductor wafer 1 on the wafer stage 12. A laser irradiation unit 15 for performing electrical insulation processing, a laser controller 15a for controlling the irradiation operation of the laser irradiation unit 15, and a position recognition camera for recognizing a target electrode pad on the semiconductor wafer 1 and its application position from above. 16, the recognition camera controller 16a, the wafer stage controller 13a for controlling the operation of the XY moving stage 13 so as to place the target electrode pad on the semiconductor wafer 1 at the processing position, the laser controller 15a, the recognition camera controller 16a and the wafer. And a integrated controller 21 for integrally controlling the stage controller 13a.

レーザー照射ユニット15は、絶縁対象電極の上方近傍に照射部が配置されており、統合コントローラー21によって、レーザー照射タイミングが制御されるようになっている。   In the laser irradiation unit 15, an irradiation unit is arranged in the vicinity of the upper part of the insulation target electrode, and the laser irradiation timing is controlled by the integrated controller 21.

図1に示すレーザー照射装置を用いて、図2〜図4に例示される半導体チップ2の電極パッド3を絶縁処理する際に、まず、半導体ウェーハ1上の対象電極パッド3が位置認識カメラ16により確認されつつ、レーザー照射ユニット15の直下に位置決めされ、その後に、統合コントローラー21から発せられる照射信号によって、レーザーが対象半導体チップ2内の任意の電極パッド3に照射される。実施の形態1では、事前のプローブ検査で不良品と判定された半導体チップ2の電源供給用の電極パッド3を選択してレーザーを照射することにより、選択された電極パッド3の表面に絶縁性の酸化膜を形成することが特徴である。以後、このステップが対象となる不良チップ数だけ繰り返される。   When the electrode pad 3 of the semiconductor chip 2 illustrated in FIGS. 2 to 4 is insulated using the laser irradiation apparatus shown in FIG. 1, first, the target electrode pad 3 on the semiconductor wafer 1 is moved to the position recognition camera 16. The laser beam is irradiated to any electrode pad 3 in the target semiconductor chip 2 by an irradiation signal emitted from the integrated controller 21 after being positioned immediately below the laser irradiation unit 15. In the first embodiment, the surface of the selected electrode pad 3 is insulative by selecting the electrode pad 3 for power supply of the semiconductor chip 2 that has been determined as a defective product by the prior probe inspection and irradiating the laser. This is characterized in that an oxide film is formed. Thereafter, this step is repeated for the number of defective chips to be processed.

次に、図5を用いて、実施の形態1における酸化膜形成工程について説明する。
図5は実施の形態1における酸化膜形成工程を説明する図である。
図5に示すように、事前のプローブ検査で不良品と判定された半導体チップ2の電源供給用の電極パッド3である半田バンプ3aにレーザーを照射することにより、半田バンプ3aの表面が熱せられ、酸素と結合することで、半田バンプ3aの表面を覆う絶縁層の酸化膜7が形成される。
Next, the oxide film forming step in the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the oxide film forming step in the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the surface of the solder bump 3a is heated by irradiating the solder bump 3a, which is the electrode pad 3 for power supply of the semiconductor chip 2 determined to be defective by the prior probe inspection, with laser. By combining with oxygen, an oxide film 7 of an insulating layer covering the surface of the solder bump 3a is formed.

このようにレーザー照射することにより、実施の形態1の半導体装置たる半導体ウェーハ1は、プローブ検査で良品あるいは不良品と判定された複数の半導体チップ2が形成され、不良品と判定された半導体チップ2の少なくとも電源供給用の電極パッド3または電源供給用の電極パッド3上に形成された半田バンプ3aの表面に絶縁性の酸化膜7が形成されることを特徴とする。   By irradiating the laser in this way, the semiconductor wafer 1 which is the semiconductor device of the first embodiment is formed with a plurality of semiconductor chips 2 determined to be non-defective or defective by the probe inspection, and the semiconductor chips determined to be defective. The insulating oxide film 7 is formed on the surface of at least the electrode pad 3 for supplying power or the solder bump 3a formed on the electrode pad 3 for supplying power.

以上のように、実施の形態1における半導体装置および半導体装置の製造方法によると、レーザー照射により所望の電極の表面に酸化膜7を形成することにより、容易に、電極の形状に関わらず、電極を選択的に絶縁することができ、良品半導体チップの特性不良やプローブカードの熱損を防止できる。   As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method of the semiconductor device in the first embodiment, by forming the oxide film 7 on the surface of the desired electrode by laser irradiation, the electrode can be easily formed regardless of the shape of the electrode. Can be selectively insulated, and it is possible to prevent defective characteristics of non-defective semiconductor chips and heat loss of the probe card.

また、レーザー熱源を絶縁箇所に接触させないので、荷重がかからず、電極にストレスが発生しない。また、塗布ノズルを被塗布箇所に接触させる塗布方式に比べて、上下機構及び上下動作が必要でない分、塗布の高速化、リードタイムの短縮も図ることができる。また、インクジェット方式と比較しても液の吐出時間を考慮すると高速化することができる。   Further, since the laser heat source is not brought into contact with the insulating portion, no load is applied and no stress is generated on the electrode. Further, compared to the application method in which the application nozzle is brought into contact with the application site, the application mechanism can be increased in speed and lead time can be shortened because the vertical mechanism and the vertical operation are not required. Even when compared with the ink jet method, the speed can be increased in consideration of the liquid discharge time.

また、微小スポットのレーザー照射することが可能であるので、電極の表面を局所的に酸化させることができ、絶縁状態が安定し、多数の電極であってもそれぞれを確実に熱処理できる。   In addition, since it is possible to irradiate a laser beam with a minute spot, the surface of the electrode can be locally oxidized, the insulation state is stable, and even a large number of electrodes can be reliably heat-treated.

また、レーザーは照射スポット直径が60μm以下とすることが好ましい。コンシューマ向けLSI等の電極の1辺の大きさが一般的に60μm程度と想定されており、所望のエリアで絶縁することができるためである。将来的には小径化が進むと考えられるため、電極サイズに対しレーザーのスポット直径を小さくすることにより、より確実に絶縁性の酸化膜7を形成することができる。   The laser preferably has an irradiation spot diameter of 60 μm or less. This is because the size of one side of an electrode of a consumer LSI or the like is generally assumed to be about 60 μm and can be insulated in a desired area. Since it is considered that the diameter will be reduced in the future, the insulating oxide film 7 can be more reliably formed by making the laser spot diameter smaller than the electrode size.

また、最適な絶縁膜厚を確保するために、レーザー出力を制御してもよい。絶縁膜の膜厚が10μm以上にならないようにすることで、良品素子に同時に接続される他のバンプ電極の接続の支障になることはない。また、最適な絶縁膜厚および絶縁膜の形成領域を確保するために、レーザースポットを電極あるいは半田バンプ3aより小さくし、レーザー照射を複数回に分けて行い、半田バンプ3aの中心部に1回から複数回、半田バンプ3aの周辺部や境界部に1回から複数回、レーザー照射してもよい。また、レーザーの出力を上昇させることで、電極自体を焼失させ、絶縁することができる。   Further, the laser output may be controlled in order to ensure an optimum insulating film thickness. By preventing the thickness of the insulating film from exceeding 10 μm, it does not hinder the connection of other bump electrodes that are simultaneously connected to non-defective elements. Further, in order to secure an optimum insulating film thickness and an insulating film forming region, the laser spot is made smaller than the electrode or the solder bump 3a, laser irradiation is performed in a plurality of times, and once in the center of the solder bump 3a. The laser irradiation may be performed multiple times from once to multiple times around the periphery or boundary of the solder bump 3a. Further, by increasing the laser output, the electrode itself can be burned out and insulated.

また、上記説明ではレーザー照射により電極や半田バンプ3aに酸化膜7を形成したが、選択的に酸化剤を塗付する等、他の方法により酸化膜7を形成してもよい。
なお、上記説明では、不良半導体チップの電源供給用の電極のみに酸化膜7を形成したが、バーンインの形態等により、信号用の電極等他の電極を絶縁する場合にも適応できる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2における半導体装置および半導体装置の製造方法について、図2〜4,図6を用いて説明する。
In the above description, the oxide film 7 is formed on the electrodes and the solder bumps 3a by laser irradiation. However, the oxide film 7 may be formed by other methods such as selectively applying an oxidizing agent.
In the above description, the oxide film 7 is formed only on the power supply electrode of the defective semiconductor chip. However, the present invention can also be applied to the case where other electrodes such as a signal electrode are insulated depending on the form of burn-in.
(Embodiment 2)
Next, a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device in the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図6は実施の形態2における半導体装置の製造方法を説明する図である。
図6に示すように、実施の形態2に係る半導体装置の製造方法は、プローブ検査の後、バーンインを実施する前に、プローブ検査で不良品と判定された半導体チップの少なくとも電源供給用の半田バンプ3aを除去することを特徴とする。つまり、半田バンプ3aにバンプを除去する部品を接触させることで、半田バンプ3a自体を破壊し、機械的に半田バンプ3aを除去することにより電極を絶縁することもできる。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing a semiconductor device in the second embodiment.
As shown in FIG. 6, the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment is a solder for supplying at least power to a semiconductor chip determined to be defective by the probe inspection before the burn-in after the probe inspection. The bump 3a is removed. That is, it is possible to insulate the electrodes by mechanically removing the solder bumps 3a by destroying the solder bumps 3a themselves by bringing the solder bumps 3a into contact with components for removing the bumps.

これは、半田バンプに接続されるプローブ端子が、半田バンプの高さよりも短い場合、機械的に除去した部分が、プローブ端子よりも深く除去することにより、破断面に接触されず電気絶縁が可能となる。例えば、半田バンプ高さが100μmで、プローブ端子が、半田バンプの上面より、50μmまで、深く接続する場合、半田バンプを50μm以上除去することで、電気絶縁される。   This is because when the probe terminal connected to the solder bump is shorter than the height of the solder bump, the mechanically removed portion is removed deeper than the probe terminal, so that electrical insulation is possible without contact with the fracture surface. It becomes. For example, when the solder bump height is 100 μm and the probe terminal is connected deeply to 50 μm from the upper surface of the solder bump, the solder bump is removed by 50 μm or more to be electrically insulated.

機械的に除去する方法のメリットは、その使用条件が、除去部品の高さなどの単純な設定のみとなることであり、絶縁樹脂を用いた場合の、粘性をコントロールするための温度制御や、塗布量をコントロールする設定などの複雑な条件設定無しで運用が可能なところである。   The merit of the mechanical removal method is that the use condition is only a simple setting such as the height of the removed part, temperature control to control the viscosity when using insulating resin, Operation is possible without setting complicated conditions such as setting to control the coating amount.

また、半田バンプ3aが形成されていない場合は、電極パッド3を除去することもできる。
このように半田バンプ3aを除去することにより、実施の形態2の半導体装置たる半導体ウェーハ1は、プローブ検査で良品あるいは不良品と判定された複数の半導体チップ2が形成され、不良品と判定された半導体チップ2の少なくとも電源供給用の電極パッド3上に形成された半田バンプ3aが除去されることを特徴とする。
Further, when the solder bump 3a is not formed, the electrode pad 3 can be removed.
By removing the solder bumps 3a in this way, the semiconductor wafer 1 which is the semiconductor device of the second embodiment is formed with a plurality of semiconductor chips 2 that are determined to be non-defective or defective by the probe inspection, and are determined to be defective. The solder bumps 3a formed on at least the power supply electrode pads 3 of the semiconductor chip 2 are removed.

以上のように、実施の形態2における半導体装置および半導体装置の製造方法によると、所望の電極の電極パッド3または半田バンプ3aを除去することにより、容易に、電極の形状に関わらず、電極を選択的に絶縁することができ、良品半導体チップの特性不良やプローブカードの熱損を防止できる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3における半導体装置および半導体装置の製造方法について、図1〜4,図7を用いて説明する。
As described above, according to the semiconductor device and the manufacturing method of the semiconductor device in the second embodiment, it is possible to easily remove the electrode regardless of the shape of the electrode by removing the electrode pad 3 or the solder bump 3a of the desired electrode. It is possible to selectively insulate, and it is possible to prevent defective characteristics of non-defective semiconductor chips and heat loss of the probe card.
(Embodiment 3)
Next, a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device in the third embodiment will be described with reference to FIGS.

図7は実施の形態3に係る半導体装置の電極パッドの構成を示す図である。
図7に示すように、実施の形態1または実施の形態2に係る半導体装置において、電極パッド3を、検査針接続領域19と、バンプ接続領域18に分けても良い。検査針接続領域19は、検査装置との間に介在させるプローブカードに設けられた検査針(プローブ針)を接続させる領域である。図中の20は検査針の検査針跡を示す。バンプ接続領域18は、半田バンプ3aを接続させる領域である。このように電極パッド3を、検査針接続領域19と、バンプ接続領域18に区分しておき、それぞれの領域でそれぞれの検査を実施することもできる。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the electrode pads of the semiconductor device according to the third embodiment.
As shown in FIG. 7, in the semiconductor device according to the first embodiment or the second embodiment, the electrode pad 3 may be divided into an inspection needle connection region 19 and a bump connection region 18. The inspection needle connection area 19 is an area where an inspection needle (probe needle) provided on a probe card interposed between the inspection needle and the inspection apparatus is connected. In the figure, 20 indicates an inspection needle trace of the inspection needle. The bump connection area 18 is an area to which the solder bump 3a is connected. As described above, the electrode pad 3 can be divided into the inspection needle connection region 19 and the bump connection region 18, and each inspection can be performed in each region.

電極パッド3を検査針接続領域19とバンプ接続領域18とに分割した半導体チップ2が形成された半導体ウェーハ1に対し、まず、プローブカードを用いてプローブ検査を行う。その後、実施の形態1に示すようにプローブ検査で不良と判断された半導体チップ2の電極パッド3上に形成された半田バンプ3aまたは電極パッド3を絶縁するべく、半田バンプ3a上または電極パッド3上に絶縁酸化膜を形成する。または、実施の形態2に示すように半田バンプ3aまたは電極パッドを除去する。その状態で一括ウェーハバーンインを実施しても、不良品の半導体チップ2への導通が確実に遮断されるため、良品の特性不良やプローブカードの熱損が防止される。   First, probe inspection is performed using a probe card on the semiconductor wafer 1 on which the semiconductor chip 2 in which the electrode pad 3 is divided into the inspection needle connection region 19 and the bump connection region 18 is formed. Thereafter, as shown in the first embodiment, the solder bump 3a or the electrode pad 3 formed on the electrode pad 3 of the semiconductor chip 2 determined to be defective by the probe inspection is insulated on the solder bump 3a or the electrode pad 3 An insulating oxide film is formed thereon. Alternatively, as shown in the second embodiment, the solder bump 3a or the electrode pad is removed. Even if the batch wafer burn-in is performed in this state, conduction of defective products to the semiconductor chip 2 is surely cut off, so that non-defective product characteristics and thermal loss of the probe card are prevented.

ここで、バンプ接続領域18の他に検査針接続領域19を形成することで、不良品の半導体チップ2を検査針によって再検査する場合は、直接に電極パッド3の検査針接続領域19に検査針を接続させて検査することができる。   Here, by forming the inspection needle connection area 19 in addition to the bump connection area 18, when reinspecting the defective semiconductor chip 2 with the inspection needle, the inspection needle connection area 19 of the electrode pad 3 is directly inspected. The needle can be connected for inspection.

これに対し、樹脂を単に吐出する従来法によっては、電極パッド3の全体に樹脂が広がって被膜が形成されることになる。そのため、検査針によって再検査する場合には検査針を被膜に貫通させる必要があり、結果として検査針自体を損傷させてしまったり、被膜の剥れ、それによるダストの発生を招いたり、良品の半導体チップ2に悪影響を与えたりしてしまう。実施の形態3に係る半導体装置では、再検査する必要があるときに、検査針が絶縁膜に当たることがなく、検査針の損傷を防ぐことができるとともに、従来の樹脂被膜絶縁のような被膜剥離や、それによるダストが発生せず、良品素子への悪影響を防止できる。   On the other hand, depending on the conventional method in which the resin is simply discharged, the resin spreads over the entire electrode pad 3 to form a film. Therefore, when re-inspecting with an inspection needle, it is necessary to penetrate the inspection needle through the coating, resulting in damage to the inspection needle itself, peeling of the coating, resulting in dust generation, The semiconductor chip 2 is adversely affected. In the semiconductor device according to the third embodiment, when it is necessary to re-inspect, the inspection needle does not hit the insulating film, the inspection needle can be prevented from being damaged, and the film peeling such as conventional resin film insulation can be performed. In addition, no dust is generated, and adverse effects on non-defective elements can be prevented.

本発明は、容易に、電極の形状に関わらず、電極を選択的に絶縁することができ、半導体ウェーハに複数形成された半導体チップの特定の電極を絶縁する半導体装置の製造方法およびその方法で製造された半導体装置等に有用である。   The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that can easily selectively isolate electrodes regardless of the shape of the electrodes, and insulates specific electrodes of a plurality of semiconductor chips formed on a semiconductor wafer, and a method thereof. This is useful for manufactured semiconductor devices and the like.

1 半導体ウェーハ
2 半導体チップ
3 電極パッド
3a 半田バンプ(GND)
3b 半田バンプ(信号)
4 回路部
5 樹脂
6 樹脂
7 酸化膜
12 ウェーハステージ
13 XY移動ステージ
13a ウェーハステージコントローラー
14 塗布ノズル
15 レーザー照射ユニット
15a レーザーコントローラー
16 位置認識カメラ
16a 認識カメラコントローラー
17 インクジェット塗布ノズル
18 バンプ電極領域
19 検査針接続領域
20 検査針跡
21 統合コントローラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Semiconductor chip 3 Electrode pad 3a Solder bump (GND)
3b Solder bump (signal)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Circuit part 5 Resin 6 Resin 7 Oxide film 12 Wafer stage 13 XY movement stage 13a Wafer stage controller 14 Coating nozzle 15 Laser irradiation unit 15a Laser controller 16 Position recognition camera 16a Recognition camera controller 17 Inkjet coating nozzle 18 Bump electrode area 19 Inspection needle Connection area 20 Inspection needle track 21 Integrated controller

Claims (14)

複数の電極を備える複数の半導体チップを半導体ウェーハに形成する工程と、
プローブ検査により前記半導体チップの良否判定を行う工程と、
前記プローブ検査により不良と判定された前記半導体チップの所定の前記電極の表面に絶縁性の酸化膜を形成する工程と、
前記半導体ウェーハに対して一括バーンインテストを行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of semiconductor chips having a plurality of electrodes on a semiconductor wafer;
A step of performing pass / fail judgment of the semiconductor chip by probe inspection;
Forming an insulating oxide film on the surface of the predetermined electrode of the semiconductor chip determined to be defective by the probe inspection;
And a step of performing a batch burn-in test on the semiconductor wafer.
前記酸化膜が形成される電極が電源用電極であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode on which the oxide film is formed is a power supply electrode. 前記酸化膜の形成をレーザー照射することにより行うことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxide film is formed by laser irradiation. 前記酸化膜の膜厚をレーザー出力で調整することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the thickness of the oxide film is adjusted by laser output. 前記レーザーのスポット直径が前記電極の1辺の長さより小さいことを特徴とする請求項3または請求項4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein a spot diameter of the laser is smaller than a length of one side of the electrode. 1つの前記電極に対するレーザー照射を前記電極の中心部およびその周辺部への複数のレーザー照射により行うことを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the laser irradiation with respect to one electrode is performed by a plurality of laser irradiations on a central portion of the electrode and a peripheral portion thereof. 前記電極が電極パッド上に形成される半田バンプであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode is a solder bump formed on an electrode pad. 電極パッドと前記電極パッド上に形成される半田バンプとを複数備える複数の半導体チップを半導体ウェーハに形成する工程と、
プローブ検査により前記半導体チップの良否判定を行う工程と、
前記プローブ検査により不良と判定された前記半導体チップの所定の前記半田バンプを除去する工程と、
前記半導体ウェーハに対して一括バーンインテストを行う工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of semiconductor chips comprising a plurality of electrode pads and solder bumps formed on the electrode pads on a semiconductor wafer;
A step of performing pass / fail judgment of the semiconductor chip by probe inspection;
Removing the predetermined solder bumps of the semiconductor chip determined to be defective by the probe inspection;
And a step of performing a batch burn-in test on the semiconductor wafer.
前記除去される電極が電源用電極であることを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the removed electrode is a power supply electrode. 前記電極パッドが検査針接続領域と半田バンプ接続領域とからなり、
前記半田バンプを前記半田バンプ接続領域に形成し、前記プローブ検査を前記検査針接続領域にプローブすることにより行うことを特徴とする請求項7〜請求項9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
The electrode pad comprises an inspection needle connection region and a solder bump connection region,
10. The semiconductor device according to claim 7, wherein the solder bump is formed in the solder bump connection region, and the probe inspection is performed by probing the inspection needle connection region. Method.
半導体ウェーハと、
前記半導体ウェーハ上に形成される良品および不良品の半導体チップと、
前記半導体チップに形成される電極と、
前記電極のうちの不良品の前記半導体チップに形成された所定の電極上に形成される絶縁性の酸化膜と
を有することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor wafer;
Non-defective and defective semiconductor chips formed on the semiconductor wafer;
An electrode formed on the semiconductor chip;
A semiconductor device comprising: an insulating oxide film formed on a predetermined electrode formed on the defective semiconductor chip of the electrodes.
前記所定の電極が電源用電極であることを特徴とする請求項11記載の半導体装置。   12. The semiconductor device according to claim 11, wherein the predetermined electrode is a power supply electrode. 前記電極が電極パッド上に形成される半田バンプであることを特徴とする請求項11または請求項12のいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 11, wherein the electrode is a solder bump formed on an electrode pad. 前記電極パッドに、
検査針接続領域と、
半田バンプ接続領域とを備え、
前記半田バンプが前記半田バンプ接続領域に形成されることを特徴とする請求項13記載の半導体装置。
In the electrode pad,
Inspection needle connection area;
Solder bump connection area,
The semiconductor device according to claim 13, wherein the solder bump is formed in the solder bump connection region.
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