JP2019046964A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019046964A JP2019046964A JP2017168402A JP2017168402A JP2019046964A JP 2019046964 A JP2019046964 A JP 2019046964A JP 2017168402 A JP2017168402 A JP 2017168402A JP 2017168402 A JP2017168402 A JP 2017168402A JP 2019046964 A JP2019046964 A JP 2019046964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- pad
- insulating film
- cover
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、例えば、電極パッドとプローブ針とを電気的に接続する工程を含む半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, for example, a technique effective when applied to a method for manufacturing a semiconductor device including a step of electrically connecting an electrode pad and a probe needle.
半導体装置の製造方法において、半導体ウエハのパッドにプローブ針を接触させて検査する技術がある。また、パッドの形成層の上層にさらに配線層を形成し、平面視においてパッドと異なる位置に外部端子を形成する技術がある(特開2009−246218号公報(特許文献1)、特開2016−92305号公報(特許文献2)参照)。 In the manufacturing method of a semiconductor device, there is a technique in which a probe needle is brought into contact with a pad of a semiconductor wafer for inspection. Further, there is a technique in which a wiring layer is further formed on the pad formation layer, and an external terminal is formed at a position different from the pad in a plan view (JP 2009-246218 A). No. 92305 (see Patent Document 2).
半導体ウエハのパッドにプローブ針を押し付けて電気的な検査を行う工程がある。プローブ針をアルミニウム製のパッドに擦り付ける場合、プローブ針がパッド表面の酸化膜を突き破ってパッドに食い込むことにより、プローブ針とパッドとの接触抵抗を低減できる。また、プローブ針がパッドに擦り付けられることにより、パッドを構成するアルミニウムの一部がパッドの周囲または上方に押し出される。 There is a step of performing an electrical inspection by pressing a probe needle against a pad of a semiconductor wafer. When the probe needle is rubbed against an aluminum pad, the contact resistance between the probe needle and the pad can be reduced by the probe needle breaking through the oxide film on the pad surface and biting into the pad. Further, when the probe needle is rubbed against the pad, a part of the aluminum constituting the pad is pushed out around or above the pad.
また、半導体ウエハ(半導体チップ)のパッド形成層の上層に、さらに配線層(再配線層)を設ける事で、半導体チップの外部端子のレイアウトの自由度を向上させる技術がある。上記した電気的な検査を行う工程を含む半導体装置の製造工程において、再配線層を形成する場合、パッドの周囲または上方に押し出されたアルミニウムの一部と再配線層とが接触することを回避する必要がある。 Further, there is a technique for improving the layout flexibility of external terminals of a semiconductor chip by providing a wiring layer (redistribution layer) on the pad formation layer of the semiconductor wafer (semiconductor chip). When forming a rewiring layer in a semiconductor device manufacturing process including the electrical inspection process described above, avoid contact between the rewiring layer and a part of the aluminum extruded around or above the pad. There is a need to.
その他の課題と新規な特徴は、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。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態による半導体装置の製造方法は、アルミニウムから成る第1電極パッドおよび第2電極パッドと、アルミニウムよりも硬い導電性材料から成り、かつ、上記第1電極パッドの一部分を覆うように形成された第1カバー膜と、を有する半導体ウエハを準備する工程を含む。また、半導体装置の製造方法は、上記第1カバー膜とプローブ針とを接触させた後、上記第1カバー膜を覆うように、絶縁膜を形成する工程を含む。また半導体装置の製造方法は、上記第2電極パッドと電気的に接続される第1導体パターンの一部が上記第1カバー膜と重なるように、上記第1導体パターンを上記絶縁膜の表面上に形成する工程を含む。 A manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment is formed of a first electrode pad and a second electrode pad made of aluminum, and a conductive material harder than aluminum, and covering a part of the first electrode pad. Preparing a semiconductor wafer having the first cover film formed. The method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming an insulating film so as to cover the first cover film after the first cover film and the probe needle are brought into contact with each other. Further, in the method of manufacturing a semiconductor device, the first conductor pattern is placed on the surface of the insulating film so that a part of the first conductor pattern electrically connected to the second electrode pad overlaps the first cover film. Forming the step.
上記一実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上させることができる。 According to the one embodiment, the performance of the semiconductor device can be improved.
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
(Description format, basic terms, usage in this application)
In the present application, the description of the embodiment will be divided into a plurality of sections for convenience, if necessary, but these are not independent from each other unless otherwise specified. Regardless of the front and rear, each part of a single example, one is a part of the other, or a part or all of the modifications. In principle, repeated description of similar parts is omitted. In addition, each component in the embodiment is not indispensable unless specifically stated otherwise, unless it is theoretically limited to the number, and obviously not in context.
同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。 Similarly, in the description of the embodiment, etc., regarding the material, composition, etc., “X consisting of A” etc. is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It does not exclude things that contain. For example, as for the component, it means “X containing A as a main component”. For example, “silicon member” is not limited to pure silicon, but includes a SiGe (silicon-germanium) alloy, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and other additives. Needless to say, it is also included. Moreover, even if it says gold plating, Cu layer, nickel / plating, etc., unless otherwise specified, not only pure materials but also members mainly composed of gold, Cu, nickel, etc. Shall be included.
さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。 In addition, when a specific number or quantity is mentioned, a numerical value exceeding that specific number will be used unless specifically stated otherwise, unless theoretically limited to that number, or unless otherwise clearly indicated by the context. There may be a numerical value less than the specific numerical value.
また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。 Moreover, in each figure of embodiment, the same or similar part is shown with the same or similar symbol or reference number, and description is not repeated in principle.
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。 In the accompanying drawings, hatching or the like may be omitted even in a cross section when it becomes complicated or when the distinction from the gap is clear. In relation to this, when it is clear from the description etc., the contour line of the background may be omitted even if the hole is planarly closed. Furthermore, even if it is not a cross section, hatching or a dot pattern may be added in order to clearly indicate that it is not a void or to clearly indicate the boundary of a region.
<半導体装置の構造>
まず、本実施の形態の半導体装置の構造について説明する。図1は、本実施の形態の半導体装置の実装面側の平面図である。図2は、図1のA−A線の断面図である。図3は、図1に示すB部の拡大平面図である。また、図4は、図3のA−A線の拡大断面図である。図3では、パッド11、カバー膜15、および再配線21を点線で示している。
<Structure of semiconductor device>
First, the structure of the semiconductor device of this embodiment will be described. FIG. 1 is a plan view of the mounting surface side of the semiconductor device of the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view of a portion B shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 3, the
本実施の形態では半導体チップ上に再配線層を形成することにより、平面視において、半導体チップの電極パッドとは異なる位置に端子を設ける、再配線技術を適用した半導体装置について説明する。この一例として、WPP(Wafer Process Package)、またはWLP(Wafer Level Package)と呼称される半導体パッケージを取り上げて説明する。 In this embodiment, a semiconductor device to which a rewiring technique is applied is described in which a rewiring layer is formed over a semiconductor chip so that terminals are provided at positions different from the electrode pads of the semiconductor chip in plan view. As an example, a semiconductor package called WPP (Wafer Process Package) or WLP (Wafer Level Package) will be described.
図1に示す半導体装置PAC1は、主面PMStと、主面PMStの反対側の主面PMSb(図2参照)を有する。平面視において、主面PMStは、四辺形を成す。詳しくは主面PMStは、X方向に延びる辺PS1、辺PS1の反対側の辺PS2、X方向に交差するY方向に延びる辺PS3、および辺PS3の反対側の辺PS4を備える。平面視において、辺PS1は辺PS3および辺PS4のそれぞれと交差し、辺PS2は辺PS3および辺PS4のそれぞれと交差する。 A semiconductor device PAC1 shown in FIG. 1 has a main surface PMSt and a main surface PMSb (see FIG. 2) opposite to the main surface PMSt. In plan view, main surface PMSt forms a quadrilateral. Specifically, the main surface PMSt includes a side PS1 extending in the X direction, a side PS2 opposite to the side PS1, a side PS3 extending in the Y direction intersecting the X direction, and a side PS4 opposite to the side PS3. In plan view, the side PS1 intersects with each of the side PS3 and the side PS4, and the side PS2 intersects with each of the side PS3 and the side PS4.
また、半導体装置PAC1は、主面PMSt上に配列される複数の端子(外部端子、突起電極、半田ボール)SBを有する。本実施の形態の場合、複数の端子SBのそれぞれは、略球形に成形された半田材料から成る半田ボールである。なお、半導体装置PAC1では、端子SBの一例として半田ボールを取り上げて説明するが、端子SBの構造には、種々の変形例がある。例えば、柱状に形成された柱状導体(ピラーバンプ)を用いても良い。柱状導体の場合、例えば銅(Cu)を主要成分とする柱状導体の先端に、半田層が積層される。また、図1に示す例では、複数の端子SBは、X方向およびY方向に沿って配列されている。半導体装置PAC1のように、主面PMSt上に複数の外部端子が配列されている半導体装置は、エリアアレイ型の半導体装置と呼ばれる。エリアアレイ型の半導体装置は、主面PMStが図示しない実装基板の実装面と対向した状態で実装される。この場合、半導体装置の実装面積が低減でき、かつ、端子数を増加させることができる。 The semiconductor device PAC1 has a plurality of terminals (external terminals, protruding electrodes, solder balls) SB arranged on the main surface PMSt. In the present embodiment, each of the plurality of terminals SB is a solder ball made of a solder material formed in a substantially spherical shape. The semiconductor device PAC1 will be described by taking a solder ball as an example of the terminal SB, but there are various modifications to the structure of the terminal SB. For example, a columnar conductor (pillar bump) formed in a column shape may be used. In the case of a columnar conductor, for example, a solder layer is laminated on the tip of a columnar conductor whose main component is copper (Cu). In the example illustrated in FIG. 1, the plurality of terminals SB are arranged along the X direction and the Y direction. A semiconductor device in which a plurality of external terminals are arranged on the main surface PMSt like the semiconductor device PAC1 is called an area array type semiconductor device. The area array type semiconductor device is mounted with the main surface PMSt facing a mounting surface of a mounting substrate (not shown). In this case, the mounting area of the semiconductor device can be reduced and the number of terminals can be increased.
また、図2に示すように、半導体装置PAC1は、半導体チップ10と半導体チップ10上に形成された再配線部20と、を有する。半導体チップ10は、例えばトランジスタやダイオードなどの複数の半導体素子、および複数の半導体素子に電気的に接続される複数のパッド11(図4参照)を備える。再配線部20は、複数の端子SBと半導体チップ10との間に配置され、半導体チップ10と端子SBとを電気的に接続する、再配線21(図4参照)を備える。再配線部20を有する半導体装置PAC1は、平面視において、半導体チップ10のパッド11と異なる位置に端子SBを配置することができる。
As shown in FIG. 2, the semiconductor device PAC1 includes a
図4に示す半導体チップ10は、例えばシリコン(Si)などの半導体材料からなる半導体基板12を有する。半導体基板12は、半導体チップ10および半導体装置PAC1の基材である。また、半導体基板12は、半導体素子形成面(主面)12tを有し、半導体素子形成面12tに上記した複数の半導体素子が形成されている。図4では図示を省略したが、半導体基板12は半導体素子形成面12tの反対側にも主面を有している。半導体素子形成面12tの反対側の主面は図2に示す主面PMSbと同一面である。
A
また、半導体素子形成面12t上には、配線層(チップ配線層)13が積層される。配線層13は、パッド形成面である主面(電極パッド形成面)13tを有し、主面13t上に半導体チップ10の複数のパッド(電極パッド、アルミパッド)11が形成される。配線層13は、半導体基板12の半導体素子とパッド11とを電気的に接続する配線を備える。言い換えれば、パッド11は、配線層13を介して半導体素子と電気的に接続されている。配線層13に形成された配線は、例えば銅(Cu)などの導電性材料から成る。また、配線層13は複数の配線を有し、複数の配線のそれぞれは無機材料から成る絶縁層に埋め込まれ、互いに絶縁されている。なお、配線層13は一層には限定されず、複数層の配線層13が積層されていても良い。
A wiring layer (chip wiring layer) 13 is laminated on the semiconductor
配線層13の主面13t上に形成される複数のパッド11のそれぞれは、アルミニウムから成る。また、主面13t上には、絶縁膜14が形成されている。絶縁膜14は、半導体チップ10の(配線層13の)主面13t側を保護するパッシベーション膜である。絶縁膜14は、無機材料から成る無機膜である。無機膜から成る絶縁膜14の例としては、例えば、酸化珪素膜(SiO2膜)、窒化珪素膜(SiN膜)、あるいはこれらの積層膜などを例示することができる。
Each of the plurality of
また、絶縁膜14は、パッド11の一部を露出させる開口部を有する。複数のパッド11のそれぞれは、絶縁膜14の開口部において、一部分が絶縁膜14から露出し、かつ他の部分は絶縁膜14に覆われている。また、絶縁膜14の開口部内には、カバー膜(導電膜)15が形成されている。カバー膜15の詳細については後述する。
The insulating
また、図3に示すように、複数のパッド11は、主面PMStの周縁の辺に沿って配置されている。図3に示す例では、複数のパッド11は、辺PS1に沿って配列されている。図示は省略するが、半導体装置PAC1の場合、図1に示す辺PS2、PS3、およびPS4のそれぞれに沿って複数のパッド11(図3参照)が配列されている。ただし、図1に示す辺PS1、PS2、PS3、およびPS4のうち、一部の辺に沿ってパッド11が配置されていても良い。
In addition, as shown in FIG. 3, the plurality of
トランジスタやダイオードなどの半導体素子により構成される主要な回路は、平面視において主面PMStの中央領域に配置される。一方、複数のパッド11を含む入出力回路は、主面PMStの周辺領域に配置される。また、半導体装置PAC1の場合、複数の端子SBのそれぞれは、平面視において、複数のパッド11より内側の領域に配列されている。ただし、変形例として複数の端子SBの一部が、パッド11と重なる位置、あるいはパッド11より外側の位置に配置される場合もある。
Main circuits configured by semiconductor elements such as transistors and diodes are arranged in a central region of the main surface PMSt in plan view. On the other hand, an input / output circuit including a plurality of
図4に示すように、端子SBとパッド11とは、再配線部20の再配線21を介して電気的に接続される。再配線部20は、絶縁膜14の上面(主面、表面)14t上に形成された絶縁膜(有機絶縁膜)22を有する。また、再配線部20は、絶縁膜22上に形成された再配線21を有する。また、再配線部20は、絶縁膜22上に形成され、再配線21を覆う絶縁膜(有機絶縁膜)23を有する。
As shown in FIG. 4, the terminal SB and the
再配線21は、カバー膜15を介してパッド11に電気的に接続されるコンタクト部21Cと、導電膜UBMを介して端子SBに接続されるランド部21Lと、コンタクト部21Cとランド部21Lとを接続する配線部21Wと、を有する。なお、図示は省略するが、半導体装置PAC1に対する変形例として、カバー膜15を介さずに、コンタクト部21Cがパッド11と接続される半導体装置がある。また、別の変形例として、導電膜UBMを介さずに、ランド部21Lが端子SBと接続される半導体装置がある。
The
再配線21は、例えば、絶縁膜22上に形成されるシード層21Sと、シード層21S上に積層される導体層21Mとで構成される。シード層21Sは、有機絶縁膜である絶縁膜22上に、例えばスパッタ法などにより形成される。また、導体層21Mは、例えば銅(Cu)を主成分とする金属膜であって、例えばめっき法によりシード層21S上に選択的に形成されている。
The
また、絶縁膜22は、再配線21の下地層を構成する。無機材料から成る絶縁膜14よりも誘電率が低い、有機材料から成る。本実施の形態では、絶縁膜22は、例えば、ポリイミド樹脂から成る。絶縁膜22として有機絶縁膜を用いることにより、再配線21と配線層13との間に形成される寄生容量を低減できる。また、絶縁膜22の厚さ(絶縁膜23との密着界面から絶縁膜14との密着界面までの距離)は、3〜5μm程度である。
Further, the insulating
また、絶縁膜22は、絶縁膜22を厚さ方向に貫通する開口部22Hを備える。開口部22Hには、再配線21のコンタクト部21Cが埋め込まれている。また、開口部22Hはパッド11C上(図4に示す例ではカバー膜15C上)に形成されている。カバー膜15Cの一部分は、開口部22Hにおいて絶縁膜22から露出している。この構成により、コンタクト部21Cとカバー膜15Cとを電気的に接続することができる。
The insulating
また、絶縁膜23は、再配線21を覆うように形成され、再配線21を保護する保護膜として機能する。絶縁膜23は、例えばポリイミド膜などの有機絶縁膜から成る。絶縁膜23は、半導体装置PAC1の主面PMStを持っている。絶縁膜23を有機絶縁膜とすることにより、絶縁膜22との密着性を向上させることができる。
The insulating
また、絶縁膜23は、絶縁膜23を厚さ方向に貫通する開口部23Hを備える。開口部23Hには、導電膜UBMが埋め込まれている。また、開口部23Hは再配線21のランド部21L上に形成されている。ランド部21Lの一部分は、開口部23Hにおいて絶縁膜23から露出している。この構成により、導電膜UBMとランド部21Lとを電気的に接続することができる。
The insulating
また、図4に示すように、カバー膜15Tには擦過痕(プローブ痕)SCRがある。詳細は後述するが、擦過痕SCRは、半導体装置PAC1の製造工程において電気的な検査を行う際に、プローブ針をカバー膜15Tに押し付けた痕跡である。図4に示すように、本実施の形態の場合、擦過痕SCRと再配線21とが厚さ方向に重なっている。言い換えれば、平面視において、再配線21の配線部21Wと擦過痕SCRとは重なっている。後で詳細に説明するように、本実施の形態の半導体装置PAC1の場合、パッド11T上に形成されたカバー膜15T上にプローブ針を接触させる。これにより、擦過痕SCRの凹凸を小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
<半導体装置の製造方法>
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。本セクションでは、半導体装置PAC1の製造工程について、図5に示す製造工程フローに沿って説明する。図5は、図1に示す半導体装置の製造工程フローの一例を示す説明図である。図5に示す製造工程フローは、一例であって、種々の変形例がある。例えば、図5に示す各工程の途中に別の工程を実施しても良い。また例えば、以下で説明する技術思想を損なわない範囲で、工程の順序を入れ替えても良い。また、以下の説明では、ウエハ準備工程と、パッド11を覆うカバー膜15を形成するカバー膜形成工程と、ウエハに形成された回路の電気的な検査を行うウエハ検査工程と、をそれぞれ別工程として説明する。ただし、変形例としてはカバー膜形成工程をウエハ準備工程の一部と見做すこともできる。また、カバー膜形成工程およびウエハ検査工程をウエハ準備工程の一部と見做すこともできる。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described. In this section, the manufacturing process of the semiconductor device PAC1 will be described along the manufacturing process flow shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing process flow of the semiconductor device shown in FIG. The manufacturing process flow shown in FIG. 5 is an example, and there are various modifications. For example, you may implement another process in the middle of each process shown in FIG. Further, for example, the order of the steps may be changed within a range that does not impair the technical idea described below. Further, in the following description, the wafer preparation process, the cover film forming process for forming the
<ウエハ準備工程>
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、ウエハ準備工程を含む。ウエハ準備工程では、例えば、図6〜図8に示すウエハWH1を準備する。図6は、図5に示すウエハ準備工程で準備する半導体ウエハの平面図である。図7は図6のA部の拡大平面図である。また、図8は、図7のA−A線に沿った拡大断面図である。
<Wafer preparation process>
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes a wafer preparation process. In the wafer preparation process, for example, a wafer WH1 shown in FIGS. 6 to 8 is prepared. FIG. 6 is a plan view of the semiconductor wafer prepared in the wafer preparation process shown in FIG. FIG. 7 is an enlarged plan view of a portion A in FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view along the line AA in FIG.
図6に示すウエハWH1は、略円形の平面形状を有する主面WHtを有している。ウエハWH1の主面WHtは図4に示す半導体チップ10の絶縁膜14の上面14tに対応している。ウエハWH1は、複数のチップ領域WHcを有し、各チップ領域WHcが、それぞれ図2に示す半導体チップ10に相当する。複数のチップ領域WHcには、それぞれ図4に示す半導体チップ10が有する半導体素子、パッド11、半導体基板12、配線層13、および絶縁膜14が形成されている。
A wafer WH1 shown in FIG. 6 has a main surface WHt having a substantially circular planar shape. The main surface WHt of the wafer WH1 corresponds to the
また、複数のチップ領域WHcのうち、隣り合うチップ領域WHcの間には、スクラブ領域WHsが形成されている。スクラブ領域WHsは格子状に形成され、ウエハWH1の主面WHt上を複数のチップ領域WHcに区画している。複数のチップ領域WHcのそれぞれは、図1に示す主面PMStの各辺に対応する辺PS1、PS2、PS3、およびPS4を備える。すなわち、チップ領域WHcは、X方向に延びる辺PS1、辺PS1の反対側の辺PS2、X方向に交差するY方向に延びる辺PS3、および辺PS3の反対側の辺PS4を備える。また、図示は省略するが、スクラブ領域WHsに、複数の導体パターンが形成されていても良い。この導体パターンには、チップ領域WHc内に形成される半導体素子などが正しく形成されているか否かを確認するための、TEG(Test Element Group)が含まれる。 In addition, a scrub region WHs is formed between adjacent chip regions WHc among the plurality of chip regions WHc. The scrub region WHs is formed in a lattice shape, and divides the main surface WHt of the wafer WH1 into a plurality of chip regions WHc. Each of the plurality of chip regions WHc includes sides PS1, PS2, PS3, and PS4 corresponding to the sides of the main surface PMSt shown in FIG. That is, the chip region WHc includes a side PS1 extending in the X direction, a side PS2 opposite to the side PS1, a side PS3 extending in the Y direction intersecting the X direction, and a side PS4 opposite to the side PS3. Although not shown, a plurality of conductor patterns may be formed in the scrub region WHs. This conductor pattern includes a TEG (Test Element Group) for confirming whether or not a semiconductor element or the like formed in the chip region WHc is correctly formed.
図6〜図8に示すウエハWH1を準備するウエハ準備工程には、以下の工程が含まれる。まず、ウエハ準備工程は、基材となる半導体基板12(図4参照)を準備する半導体基板準備工程を含む。半導体基板12は、略円形のウエハ(例えば、シリコンウエハ)である。半導体基板12は、平面視において、図6に示す複数のチップ領域WHcを備えている。なお、図6に示すチップ領域WHcは、ダイシングされることにより半導体チップ10(図2参照)になる予定領域であって、チップ領域WHcとスクラブ領域WHsとの境界が図6に示すように視認可能な状態で区画されていなくても良い。
The wafer preparation process for preparing the wafer WH1 shown in FIGS. 6 to 8 includes the following processes. First, the wafer preparation step includes a semiconductor substrate preparation step of preparing a semiconductor substrate 12 (see FIG. 4) serving as a base material. The
また、ウエハ準備工程は、半導体基板準備工程の後、半導体基板12の半導体素子形成面12t(図4参照)に複数の半導体素子を形成する半導体素子形成工程を含む。また、ウエハ準備工程は、半導体素子形成工程の後、半導体素子形成面12t(図4参照)上に、配線層(チップ配線層)13(図4参照)を形成するチップ配線層形成工程を含む。配線層13には、半導体素子と電気的に接続される配線と、隣り合う配線間を絶縁する絶縁層13i(図8参照)と、を有する。
The wafer preparation step includes a semiconductor element formation step of forming a plurality of semiconductor elements on the semiconductor
また、ウエハ準備工程は、チップ配線層形成工程の後、図8に示すように、パッド形成面である配線層13の主面13t上にパッド11を形成するパッド形成工程を含む。パッド形成工程では、主成分としてアルミニウムを含む金属材料(アルミニウムやアルミニウム合金)から成る金属膜であるパッド11を主面13t上に形成する。本願では、パッド11の主要部を構成する金属膜のことを、アルミニウムから成る膜、またはアルミニウム膜と呼ぶが、アルミニウムから成る膜、またはアルミニウム膜には、アルミニウムのみから成る金属膜の他、アルミニウム合金膜も含む。また、図8では図示を省略したが、後述する図10に示すように、アルミニウム膜であるパッド11と主面13tとの間に、例えば窒化チタン(TiN)や窒化クロム(CrN)などのバリアメタル膜11BMが介在しても良い。また、アルミニウム膜の上層(上面11t上)に、上記バリアメタル膜11BMが形成されていても良い。
Further, the wafer preparation process includes a pad forming process for forming the
パッド形成工程で形成されるパッド11には、パッド11Tとパッド11Cとが含まれる。パッド11Tとパッド11Cには、互いに異なる電位または信号が供給される。例えば、パッド11Tは、図5に示すウエハ検査工程において、回路検査用の検査信号または検査用電位が供給される。またパッド11Cは、図示しない入出力回路を介して、半導体素子形成面12tに形成された半導体素子に接続されている。パッド11Cが信号制御系のパッドである場合、パッド11Cには半導体素子への入力信号または半導体素子からの出力信号が供給される。また、パッド11Cが回路を駆動する電源系のパッドである場合、パッド11Cには、電源系回路に供給される電源電位または基準電位が供給される。パッド11Tとパッド11Cとは互いに異なる回路に接続されている。また、パッド11Tに電位または信号を供給する回路とパッド11Cに電位または信号を供給する回路とは電気的に分離されている。
The
また、ウエハ準備工程は、パッド形成工程の後、配線層13の主面13tおよびパッド11を覆うように保護膜としての絶縁膜14を形成する保護膜形成工程を含む。保護膜形成工程では、例えば酸化珪素(SiO2)や窒化珪素(SiN)などの無機絶縁材料から成る絶縁膜14が形成される。絶縁膜14は複数層の無機絶縁膜の積層膜であっても良い。保護膜形成工程では、複数のパッド11の全体が絶縁膜14により覆われる。
The wafer preparation step includes a protective film forming step of forming an insulating
また、ウエハ準備工程は、保護膜形成工程の後、絶縁膜14に複数の開口部14Hを形成し、開口部14Hにおいて複数のパッド11のそれぞれの一部分を露出させる開口部形成工程を含む。パッド11は、配線層13の主面13tと対向する下面(裏面)11bと下面の反対側の上面(表面)11tを有する。開口部形成工程では、パッド11の上面11tの一部分が露出する。ただし、パッド11の上面の周縁部は、開口部14Hと重ならない。言い換えれば、パッド11の上面の周縁部は、開口部形成工程の後も絶縁膜14に覆われている。また、開口部形成工程では、パッド11のアルミニウム膜が露出する。例えば、上記したように、アルミニウム膜の上面11t上にバリアメタル膜11BM(後述する図10参照)が形成されている場合、開口部形成工程において、このバリアメタル膜11BMの一部分が除去される。これにより、アルミニウム膜の上面11tの一部分(周縁部の内側の中央部)は、絶縁膜14およびバリアメタル膜11BMから露出する。
Further, the wafer preparation process includes an opening forming process in which a plurality of
<カバー膜形成工程>
また、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図5に示すカバー膜形成工程を含む。カバー膜形成工程では、図9に示すように、パッド11のうち、絶縁膜14から露出する部分を覆うようにカバー膜であるカバー膜15を形成する。図9は、図8に示すパッド上にカバー膜を形成した状態を示す拡大断面図である。また、図10は、図9に示すパッドの拡大断面図である。また図11は、図10に対する変形例であって、パッド上の導電膜を電解メッキ法により形成した場合の拡大断面図である。また図12は、図10に対する変形例である導電膜を無電解メッキ法により形成した場合の拡大断面図である。
<Cover film formation process>
Further, the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment includes a cover film forming step shown in FIG. In the cover film forming step, as shown in FIG. 9, a
カバー膜形成工程の詳細を説明する前に、カバー膜形成工程を実施する理由について説明する。図5に示すウエハ検査工程では、プローブ針とパッド11とを電気的に接続することによりウエハに形成された回路の電気的な試験(検査)を行う。この時、アルミニウムから成るパッド11に直接プローブ針を擦り付けた場合、パッド11の一部分がプローブ針により排斥され、プローブ針の周囲に金属片(アルミニウム片)が盛り上がる。そして、図3に示すように平面視においてパッド11Cに接続される再配線21とパッド11Tとが重なっている場合、プローブ針により排斥された金属片と再配線21とが接触してしまう場合があることが判った。
Before explaining the details of the cover film forming step, the reason for carrying out the cover film forming step will be described. In the wafer inspection process shown in FIG. 5, an electrical test (inspection) of a circuit formed on the wafer is performed by electrically connecting the probe needle and the
パッド11Cとパッド11Tには、上記したように異なる電位または異なる信号が供給されるので、パッド11Tに接続される金属片とパッド11Cに接続される再配線21との接触は回避する必要がある。本願発明者は、パッド11Cとパッド11Tとの短絡回避策について検討した。
Since different potentials or different signals are supplied to the
まず、パッド11Cとパッド11Tとの短絡回避策としては、平面視において、パッド11Cに接続される再配線21とパッド11Tとが重ならないように、再配線21のレイアウトを制限する方法が考えられる。この場合、ウエハ検査工程において、プローブ針とアルミニウム膜とを接触させることにより金属片が生じたとしても、パッド11Tと再配線21との距離が十分に離れていれば、短絡は回避できる。しかし、この方法の場合、再配線21のレイアウトに制約が生じる。特に、近年は、半導体装置の高機能化に伴い、一つの半導体チップが有するパッドの数は増加する傾向にある。これに伴って再配線21の数も増加するので、再配線21のレイアウトに制約が生じると、パッドの数の増加を阻害する。あるいは、再配線21の引き回しスペースを確保するため、半導体チップの平面サイズが増大する。
First, as a measure for avoiding a short circuit between the
また、別の方法として、図4に示す絶縁膜22の厚さ(絶縁膜23との密着界面から絶縁膜14との密着界面までの距離)を大きくする方法がある(例えば、絶縁膜22の厚さを、5μmより大きくする)。この方法の場合、パッド11の一部分がプローブ針PR1(後述する図13参照)により排斥され、かつ、パッド11Cに接続された再配線21が、パッド11T、すなわち、排斥されたパッド11の一部分(プローブ針PR1により排斥された金属片)の近傍(上方)を経由するように引き回されているとしても、排斥されたパッド11の一部分と再配線21との間に絶縁膜22を介在させることができる。このため、プローブ針PR1により排斥された金属片と再配線21とが互いに接触(短絡)することを抑制できる。しかし、この方法の場合、パッド11Cに再配線21を接続するために絶縁膜22に形成される開口部22Hのアスペクト比が大きくなる、すなわち、開口部22Hの幅に対して、開口部22Hの深さが大きくなる。これにより、この開口部22H内において、再配線21が断線する懸念が生じる。
As another method, there is a method of increasing the thickness of the insulating
したがって、パッド11の高密度化、半導体チップの小型化、あるいは再配線の信頼性の観点からは、ウエハ検査工程において金属片の発生を抑制する、あるいはウエハ検査工程において発生した金属片の大きさを低減する技術が好ましい。
Therefore, from the viewpoint of increasing the density of the
ウエハ検査工程においてアルミニウムがプローブ針に多く排斥される理由の一つは、アルミニウムが柔らかい金属材料であることである。また、ウエハ検査工程においてアルミニウムがプローブ針に多く排斥される理由の一つとして、アルミニウム膜は、表面に酸化アルミニウム膜が形成され易いという特性がある。この場合、プローブ針とパッド11との接触抵抗を低減する観点から、アルミニウムから成るパッド11の表面に形成された酸化膜を貫通するようにプローブ針を食い込ませる必要がある。この結果、プローブ針はパッド11に強い力でこすり付けられ、結果として多くのアルミニウムが排斥されて、金属片の大きさが大きくなる。
One of the reasons why aluminum is largely rejected by the probe needle in the wafer inspection process is that aluminum is a soft metal material. In addition, one of the reasons why a large amount of aluminum is eliminated by the probe needle in the wafer inspection process is that the aluminum film has a characteristic that an aluminum oxide film is easily formed on the surface. In this case, from the viewpoint of reducing the contact resistance between the probe needle and the
そこで、本実施の形態のカバー膜形成工程で形成されるカバー膜15は、アルミニウムよりも硬い導電性材料を含んでいる。例えばカバー膜15は、パラジウム(Pd)を主成分として含んでいる。詳しくは、図10に示すように、カバー膜15は、ニッケル(Ni)から成る導電膜15L1と、パラジウムから成る導電膜15L2と、の積層膜である。パラジウムおよびニッケルは、いずれもアルミニウムより硬い(言い換えればヤング率が大きい)。このため、後述するウエハ検査工程において、プローブ針をカバー膜15に擦り付けた場合、パッド11に擦り付けた場合と比較して排斥される金属の量を低減することができる。
Therefore, the
例えば、アルミニウム製のパッド11にプローブ針を擦り付けた場合、3μmを超える高さの金属片がパッド11の上面11tから盛り上がるように形成される。一方、プローブ針を導電膜15L2に擦り付けた場合、金属片が生じたとしてもその高さは0.5μm以下である。
For example, when a probe needle is rubbed against an
また、パラジウムは、アルミニウムより酸化され難い(言い換えれば、イオン化傾向が小さい)導電性材料である。このため、プローブ針が導電膜15L2に食い込まなくてもプローブ針と導電膜15L2との接触抵抗は小さい。また、プローブ針と導電膜15L2との接触抵抗が小さいので、プローブ針を導電膜15L2に擦り付ける力を小さくすることができる。これにより、さらに金属片を発生し難くすることができる。この結果、絶縁膜22の厚さを薄くすることができる。なお、本実施の形態では、前述のように絶縁膜22の厚さは3〜5μm程度であるが、金属片の高さよりも厚ければ(高ければ)、その厚さはさらに薄くても良い。
Palladium is a conductive material that is less likely to be oxidized than aluminum (in other words, has a lower ionization tendency). For this reason, even if the probe needle does not bite into the conductive film 15L2, the contact resistance between the probe needle and the conductive film 15L2 is small. Further, since the contact resistance between the probe needle and the conductive film 15L2 is small, the force for rubbing the probe needle against the conductive film 15L2 can be reduced. Thereby, a metal piece can be made hard to generate | occur | produce further. As a result, the thickness of the insulating
なお、カバー膜15は、パラジウムから成る導電膜15L2の単相膜であっても良い。しかし、パラジウム膜とアルミニウム膜との接合特性を考慮すると、パラジウム膜とアルミニウム膜との間にニッケル膜が介在していることが好ましい。このため、本実施の形態では、図10に示すように導電膜15L2とパッド11との間に、導電膜15L1が介在している。
Note that the
また、カバー膜15は、メッキ法により形成される。詳しくは、本実施の形態の場合、カバー膜15は、無電解メッキ法により形成される。カバー膜15は電解メッキ法によって形成することもできる。ただし、以下の観点からは、カバー膜15は無電解メッキ法により形成されることが好ましい。
The
電解メッキ法の場合、図11に示すように、絶縁膜14を覆うようにマスク(メッキマスク)PMを配置する。マスクPMには開口部PMHを有し、開口部PMHにおいて露出する被メッキ面にカバー膜15を成長させる。このため、絶縁膜14の開口部14HとマスクPMの開口部PMHとの位置合わせ精度が低い場合、カバー膜15とパッド11との位置ずれが大きくなる。本実施の形態のように、パッド11の配置密度が高い場合、カバー膜15とパッド11との位置ずれの程度によっては、隣り合うように配置されるパッド11がカバー膜15を介して短絡してしまう懸念がある。
In the case of the electrolytic plating method, as shown in FIG. 11, a mask (plating mask) PM is disposed so as to cover the insulating
一方、本実施の形態のように、カバー膜15を無電解メッキ法により形成した場合、図10に示すように、カバー膜15は、パッド11の上面11tのうち、絶縁膜14から露出した部分の上に選択的に成長する。言い換えれば、無電解メッキ法の場合、絶縁膜14に設けられた開口部14Hによってカバー膜15が形成される位置が制御される。したがって、無電解メッキ法の場合、上記したカバー膜15とパッド11との位置ずれを考慮しなくて良い。
On the other hand, when the
ただし、無電解メッキ法によりカバー膜15を形成する場合でも、カバー膜15が成長し続ければ、カバー膜15が絶縁膜14上に広がる。そして、カバー膜15が過剰に広がれば、隣り合うパッド11同士が短絡する可能性がある。本実施の形態の場合、図3に示すように、カバー膜15は、平面視において、開口部14H内にあり、かつ、開口部14Hの外(外側)には無い。このようにカバー膜15が形成される範囲が、平面視において開口部14Hの内側であれば、隣り合うパッド11がカバー膜15を介して短絡することを防止できる。
However, even when the
なお、無電解メッキ法により成膜する場合、図10に示すように、開口部14Hの中央部分におけるカバー膜15の厚さが周縁部分におけるカバー膜15の厚さより厚くなる場合がある。この場合、カバー膜15の厚さ方向(図10に示すZ方向)において、最も厚い部分が開口部14Hの周縁部における絶縁膜14の上面14tより高い位置まで盛り上がっていても良い。
When the film is formed by the electroless plating method, as shown in FIG. 10, the thickness of the
また、カバー膜15を形成する成膜方法の変形例としては、本実施の形態で説明した無電解メッキ法の他、図11に示す電界メッキ法による成膜方法、あるいはスパッタリング法による成膜方法など、種々の変形例がある。ただし、上記したように、隣り合うパッド11がカバー膜15を介して短絡することを防止する観点からは、金属材料などの導電性材料が露出している領域に選択的に導電膜を成膜できる方法が好ましい。このため、カバー膜15は、無電解メッキ法により形成されていることが特に好ましい。
Further, as a modification of the film forming method for forming the
また、カバー膜15は、上記したように、ウエハ検査工程においてプローブ針を接触させた時の金属片の発生を抑制するために形成された膜である。したがって、全てのパッド11上にカバー膜15が形成されていなくても良い。例えば、後述するウエハ検査工程において、プローブ針が接触しないパッド11がある場合には、そのパッド11には、カバー膜15が形成されていても良いし、形成されていなくても良い。カバー膜15が電解メッキ法により形成される場合には、図11に示すマスクPMの開口部PMHの数を低減することができる。一方、無電解メッキ法によりカバー膜15を形成する場合には、全てのパッド11上にカバー膜15が形成されている方がカバー膜形成工程の効率が良い。
Further, as described above, the
また、図9〜図11に示すカバー膜15を構成する導電性材料の構成には、種々の変形例がある。例えば、図12に示すように、カバー膜15は、導電膜15L1、導電膜15L2、および導電膜15L3の三層の積層構造であっても良い。
There are various modifications to the configuration of the conductive material constituting the
図12に示す例では、導電膜15L2は、アルミニウムより硬い導電性材料(例えばパラジウム)を主成分として含んでいる。また、導電膜15L3は、アルミニウムより酸化され難い(イオン化傾向が小さい)導電性材料(例えば金(Au))を主成分として含んでいる。また、導電膜15L2とパッド11との間にある導電膜15L1は、例えばニッケルを主成分として含んでいる。積層膜であるカバー膜15のうち、最上層に積層される導電膜15L3は、パッド11、導電膜15L1および導電膜15L2のそれぞれより電気抵抗率が低い。このため、ウエハ検査工程において、プローブ針とカバー膜15との接触抵抗を低減できる。なお、金のヤング率は、パラジウムやニッケルのヤング率よりも小さい(言い換えれば金は柔らかい)。導電膜15L3に金を主成分とする導電性材料を用いる場合には、図12に示すように、導電膜15L3の厚さが導電膜15L1の厚さより薄いことが好ましい。図12に示す例では、導電膜15L3の厚さは、導電膜15L2の厚さと同程度であり、例えば0.5μm程度である。一方、導電膜15L1の厚さは、1〜2μm程度である。
In the example shown in FIG. 12, the conductive film 15L2 contains a conductive material (for example, palladium) harder than aluminum as a main component. In addition, the conductive film 15L3 includes a conductive material (for example, gold (Au)) that is less likely to be oxidized (has a lower ionization tendency) than aluminum as a main component. The conductive film 15L1 between the conductive film 15L2 and the
また、図10、図11あるいは図12に示すように、カバー膜15が複数種類の導電膜の積層膜である場合、複数の導電膜15L1、15L2、15L3(図11および図12参照)のうち、最も厚い導電膜15L1は、アルミニウムより硬い(言い換えればヤング率が大きい)導電性材料から成ることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 10, FIG. 11 or FIG. 12, when the
また、上記したようにニッケルは、アルミニウムより硬い(言い換えればヤング率が大きい)。したがって、図12に示す導電膜15L2および導電膜15L1の部分がニッケルを主成分とする導電性材料により形成されていても良い。この場合、図12に示すように、カバー膜15の最上層には、例えば金など、ニッケルより酸化され難い(イオン化傾向が小さい)導電性材料により形成された導電膜15L3で覆われていることが好ましい。
Further, as described above, nickel is harder than aluminum (in other words, has a higher Young's modulus). Accordingly, the conductive film 15L2 and the conductive film 15L1 shown in FIG. 12 may be formed of a conductive material containing nickel as a main component. In this case, as shown in FIG. 12, the uppermost layer of the
また、導電膜15L3が、チタン(Ti)を主成分とする導電性材料、あるいはクロム(Cr)を主成分とする導電性材料により形成されていても良い。あるいは、導電膜15L3が、上記した導電性材料のうち、複数種類の導電性材料から成る導電膜の積層膜であっても良い。言い換えれば、カバー膜15は、4層以上の導電膜の積層膜であっても良い。また、上記の導電膜の構成は、図11に示すように電解メッキにより成膜される場合にも同様である。
Further, the conductive film 15L3 may be formed of a conductive material mainly containing titanium (Ti) or a conductive material mainly containing chromium (Cr). Alternatively, the conductive film 15L3 may be a stacked film of conductive films made of a plurality of types of conductive materials among the conductive materials described above. In other words, the
また、スパッタリング法によりカバー膜15を形成する例として、チタン(Ti)膜(チタンを主成分とする導電膜)とパラジウム膜(パラジウムを主成分とする導電膜)の積層膜、あるいは窒化チタン(TiN)膜(窒化チタンを主成分とする導電膜)とパラジウム膜の積層膜を例示することもできる。
As an example of forming the
<ウエハ検査工程>
また、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図5に示すウエハ検査工程を含む。ウエハ検査工程では、図13に示すように、カバー膜15Tとプローブ針PR1とを接触させて、ウエハに形成された回路の電気的な試験を行う。図13は、図5に示すウエハ検査工程において、半導体ウエハのパッドと検査用のプローブ針とを電気的に接続した状態を模式的に示す拡大断面図である。また、図14は、図13に示すプローブ針の先端部分の構造を示す拡大断面図である。また、図15は、ウエハ検査工程後のパッド周辺の拡大平面図である。
<Wafer inspection process>
Further, the method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment includes a wafer inspection process shown in FIG. In the wafer inspection process, as shown in FIG. 13, the
図13に模式的に示すように、プローブ針PR1は、検査回路(回路)TC1と電気的に接続されている。ウエハ検査工程で、プローブ針PR1とカバー膜15Tとを接触させると、パッド11Tと検査回路TC1とは電気的に接続される。また、パッド11Tは、ウエハWH1のチップ領域WHcに形成された回路WC1と電気的に接続されている。ウエハ検査工程で、プローブ針PR1とカバー膜15Tとを接触させると、検査回路TC1と回路WC1とが電気的に接続される。パッド11Tは、例えばテスト用のパッドであって、パッド11Tには、例えば、検査回路TC1から回路WC1の電気的な試験に用いる信号(検査用信号)または電位(検査用電位)が供給される。あるいは、パッド11Tには、回路WC1から出力された検査用の出力信号または電位が供給される。
As schematically shown in FIG. 13, the probe needle PR1 is electrically connected to an inspection circuit (circuit) TC1. When the probe needle PR1 and the
図14に示すように、プローブ針PR1は、カバー膜15に接触するコンタクト部PRcとY方向に沿って延びる延在部PRwとを備え、コンタクト部PRcと延在部PRwとの間には、90度より大きな角度で屈曲する屈曲部PRbがある。図14に示す構造のプローブ針PR1はカンチレバーと呼ばれる。プローブ針PR1を、図14のZ方向に沿ってカバー膜15に近づく方向に押し下げると、コンタクト部PRcの先端は、カバー膜15に押し付けられながらY方向に移動(滑走)する(以下、滑走動作と呼ぶ)。この滑走動作によりコンタクト部PRcの一部分がカバー膜15の上面(露出面、表面)15tに食い込み、良好な接触状態(接触抵抗が低減された状態)が得られる。一方、カバー膜15の上面15tには、プローブ針PR1との接触痕である擦過痕(プローブ痕、接触痕)SCR(図15参照)が形成される。
As shown in FIG. 14, the probe needle PR1 includes a contact part PRc that contacts the
上記した滑走動作では、強い荷重がプローブ針PR1から印加される。このため、本実施の形態のようなカバー膜15Tを設けず、プローブ針PR1とアルミニウム膜であるパッド11とを直接接触させた場合、上記した滑走動作により多量のアルミニウムが排斥される。この結果、擦過痕SCRの凹凸が大きくなり、その一部が金属片としてパッド11の周囲に盛り上がる。しかし、本実施の形態によれば、アルミニウムより硬い導電性材料からなるカバー膜15とプローブ針PR1とを接触させることにより、擦過痕SCRの凹凸が大きくなることを抑制できる。
In the above-described sliding operation, a strong load is applied from the probe needle PR1. Therefore, when the
また、本実施の形態の場合、図15に示すカバー膜15Tおよびカバー膜15Cのそれぞれにプローブ針PR1(図13参照)を接触させる。このため、カバー膜15Cおよびカバー膜15Tにはそれぞれ擦過痕SCRが形成される。ただし、変形例としては、複数のカバー膜15の一部にプローブ針PR1を接触させても良い。この場合、プローブ針PR1が接触しなかったカバー膜15には、擦過痕SCRが形成されない。
In the present embodiment, the probe needle PR1 (see FIG. 13) is brought into contact with each of the
<再配線部形成工程>
また、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図5に示す再配線部形成工程を含む。
<Rewiring part formation process>
In addition, the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment includes a rewiring part forming step shown in FIG.
図5に示す再配線部形成工程には、以下の工程が含まれる。まず、再配線部形成工程は、図16に示すように、ウエハ検査工程の後、パッド11Tおよび11Cを覆うように、絶縁膜22を絶縁膜14の上面14t上に形成する、第1絶縁膜形成工程を含む。図16は、図15のA−A線に沿った断面において、パッドを覆う絶縁膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
The rewiring portion forming step shown in FIG. 5 includes the following steps. First, in the rewiring portion forming process, as shown in FIG. 16, after the wafer inspection process, the insulating
本実施の形態では、上記したように、複数のパッド11のそれぞれの上にカバー膜15が形成された状態で絶縁膜22を形成する。したがって、第1絶縁膜形成工程では、カバー膜15Tおよびカバー膜15Cを覆うように、絶縁膜22が形成される。
In the present embodiment, as described above, the insulating
本工程で絶縁膜14上に形成される絶縁膜22は、絶縁膜14より誘電率が低い有機材料から成る。本実施の形態の場合、絶縁膜22は、例えば、ポリイミド樹脂から成る。上記したように、絶縁膜22として有機絶縁膜を用いることにより、図4に示す再配線21と配線層13との間に形成される寄生容量を低減できる。また、再配線21への寄生容量の影響を低減する観点からは、絶縁膜22の膜厚を均一化することが好ましい。このように絶縁膜22の膜厚を均一化する方法として、本実施の形態では、絶縁膜22はスピンコート法により形成されている。
The insulating
スピンコート法により絶縁膜22を形成する場合、まず、絶縁膜22の原料である液状の有機材料(ポリイミド樹脂と溶媒とを含む液体であって、以下では原料液と呼ぶ)を絶縁膜14上に塗布する。その後、ウエハWH1を回転させ、その遠心力を利用することにより、原料液を絶縁膜14上に広げる。その後、原料液に含まれる溶媒成分を蒸発させ、樹脂成分を硬化させることにより、ポリイミド樹脂から成る絶縁膜22が得られる。絶縁膜22を形成する他の方法としては、ノズルから原料液を吐出することにより塗布する方法や、インクジェットヘッドにより原料液を塗布する方法などがある。スピンコート法は、上記の変形例と比較して、得られる膜の膜厚を均一化できる点、および膜厚を薄くできる点で優れている。絶縁膜22を形成する他の方法として、予めフィルム状に形成された絶縁膜22を絶縁膜14に貼り付ける方法もある。ただし、絶縁膜22と絶縁膜14との密着性を向上させる観点からは、本実施の形態のように、スピンコート法により絶縁膜22が形成されることが好ましい。
When the insulating
スピンコート法により絶縁膜22を形成する場合、原料液を遠心力により拡散させる。このため、パッド11上に金属片が残留していると、金属片の大きさによっては、金属片の全体を絶縁膜22を覆うことが出来ず、金属片の一部が絶縁膜22から露出してしまう場合がある。絶縁膜22は、図4に示す再配線21の下地層である。このため、金属片の一部が絶縁膜22から露出していると、再配線21と金属片とが接触する原因になる。あるいは、再配線21のレイアウト上の制約が増大する原因になる。
When the insulating
本実施の形態の場合、図13を用いて説明したように、カバー膜15にプローブ針PR1を接触させる。この場合、図4に示す擦過痕SCRの凹凸の高さを低減できる。このため、本実施の形態によれば、絶縁膜22の形成方法としてスピンコート法を採用した場合でも、擦過痕SCRの一部が絶縁膜22から露出することを防止できる。擦過痕SCRが絶縁膜22に覆われた状態であれば、図4に示す再配線21と擦過痕SCRとは接触しない。したがって、図4に示すように、カバー膜15Tの擦過痕SCRとパッド11Cに接続される再配線21とが重畳している(言い換えれば、平面視において、カバー膜15Tの擦過痕SCRとパッド11Cに接続される再配線21とが重なっている)状態でも、パッド11Tとパッド11Cとの短絡は生じない。言い換えれば、本実施の形態によれば、再配線21のレイアウトの自由度を向上させることができる。
In the case of the present embodiment, the probe needle PR1 is brought into contact with the
また、再配線部形成工程は、図17に示すように、第1絶縁膜形成工程の後、カバー膜15Cの上面15tの一部分が絶縁膜22から露出するように、絶縁膜22に開口部22Hを形成する、第1開口部形成工程を含む。図17は、図16に示す絶縁膜に開口部を形成した状態を示す拡大断面図である。
Further, in the rewiring portion forming step, as shown in FIG. 17, after the first insulating film forming step, an
第1開口部形成工程では、パッド11Cを外部端子である端子SB(図4参照)に電気的に接続するため、パッド11C上に形成されたカバー膜15Cの上面15tを露出させる。本実施の形態に対する変形例として、パッド11Cにはカバー膜15Cが形成されない場合もある(ウエハ検査工程でパッド11Cに図13に示すプローブ針PR1を接触させない場合)。この場合、第1開口部形成工程では、パッド11の上面11tが絶縁膜22から露出するように開口部22Hが形成される。
In the first opening forming step, the
開口部22Hは、例えばエッチングにより形成される。開口部22Hの開口面積(詳しくは底部の開口面積)は、図15に示すカバー膜15の平面積(言い換えれば、図7に示す開口部14Hの開口面積)より小さい。
The
また、本実施の形態の場合、図17に示すパッド11Tは、ウエハ検査工程において使用される検査用のパッドであって、図2に示す複数の端子SBには接続されない。この場合、カバー膜15T上には開口部22Hが形成されず、カバー膜15Tは、全体が絶縁膜22に覆われている。
In the present embodiment, the
ただし、本実施の形態に対する変形例として、パッド11Tが図2に示す端子SBと電気的に接続される構造の場合、本工程において、カバー膜15T上にも開口部22Hが形成され、カバー膜15Tの上面15tの一部分が開口部22Hにおいて絶縁膜22から露出する。
However, as a modification of the present embodiment, in the case where the
また、再配線部形成工程は、図18および図19に示すように、第1開口部形成工程の後、再配線(導体パターン)21を絶縁膜22上に形成する、再配線形成工程を含む。図18は、図17に示す絶縁膜上に再配線を形成した状態を示す拡大平面図である。また、図19は、図17に示す絶縁膜上に再配線を形成した状態を示す拡大断面図である。
Further, the rewiring portion forming step includes a rewiring forming step of forming a rewiring (conductor pattern) 21 on the insulating
図18および図19に示すように、パッド11Cと電気的に接続される再配線21は、コンタクト部21Cがパッド11Cと重なるように形成される。コンタクト部21Cは、絶縁膜22の開口部22H内、およびその近傍に形成される。また、コンタクト部21Cに接続される配線部21Wおよび配線部21Wを介してコンタクト部に接続されるランド部21L(図18参照)のそれぞれは、絶縁膜22の上面22t上に形成される。本実施の形態の場合、絶縁膜22の上面22t上には、ウエハ検査工程で生じた金属片などが露出しない。このため、配線部21Wおよびランド部21Lは絶縁膜22の上面22t上において、絶縁膜22の下層の構造に関わらず、効率的に配置される。
As shown in FIGS. 18 and 19, the
例えば、図18および図19に示すように、パッド11Cと電気的に接続される再配線21の配線部21Wは、パッド11Cとは異なる信号または電位が供給されるパッド11Tと重なる位置に配置されている。また、図18および図19に示す例では、パッド11Cと電気的に接続される再配線21の配線部21Wは、パッド11T上に形成されたカバー膜15Tと重なる位置に配置されている。また、図18に示すように、本実施の形態の例では、パッド11Cと電気的に接続される再配線21の配線部21Wは、カバー膜15Tに残る擦過痕(接触痕)SCRと重なる位置に配置されている。
For example, as shown in FIGS. 18 and 19, the
このように、本実施の形態によれば、擦過痕SCRにおける凹凸の程度を小さくできるので、擦過痕SCRと重なる位置、あるいその周辺領域であっても、再配線21の配線部21Wを配置することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the degree of unevenness in the scratch mark SCR can be reduced, the
再配線形成工程では、まず、絶縁膜22の上面22tおよび開口部22H内にシード層21Sを形成する。シード層21Sは、銅あるいはニッケルなどの導体薄膜であって、例えばスパッタリング法により形成される。次に、シード層21Sをフォトリソグラフィ技術を利用してパターニングする。その後、パターニングされたシード層21S上に導体層21Mを積層する。導体層21Mは例えば銅を主成分とする金属膜であって、例えば電解メッキ法により形成される。
In the rewiring forming step, first, a
また、再配線部形成工程は、図20に示すように、再配線形成工程の後、再配線21および絶縁膜22を覆うように、絶縁膜22上に絶縁膜23を形成する、第2絶縁膜形成工程を含む。図20は、図19に示す再配線を絶縁膜で覆った状態を示す拡大断面図である。上記したように、絶縁膜23は、例えばポリイミド膜などの有機絶縁膜から成る。絶縁膜23は、再配線21を保護する保護膜として機能する。絶縁膜23を有機絶縁膜とすることにより、絶縁膜22と絶縁膜23との密着性が向上するので、再配線21に対して外部から水分や不純物が侵入することを抑制できる。また、絶縁膜23は、絶縁膜22より硬い(ヤング率が大きい)材料により構成されている。これにより、再配線21を含む、半導体装置PAC1(図4参照)の構成部材を外力から保護することができる。
Further, in the rewiring portion forming step, as shown in FIG. 20, after the rewiring forming step, an insulating
また、再配線部形成工程は、図21に示すように、第2絶縁膜形成工程の後、再配線21の一部分(ランド部21L)が絶縁膜23から露出するように、開口部23Hを形成する、第2開口部形成工程を含む。図21は、図5に示す第2開口部形成工程で、再配線のランド部上に開口部を形成した状態を示す拡大断面図である。開口部23Hは、再配線21のうち、ランド部21Lと重なる領域に形成される。ランド部21Lの上面(表面)21Ltの一部分は、開口部23Hにおいて絶縁膜23から露出する。
Further, in the rewiring portion forming step, as shown in FIG. 21, after the second insulating film forming step, an
また、再配線部形成工程は、図22に示すように、第2開口部形成工程の後、開口部において露出する再配線のランド部21L上に、導電膜UBMを形成する導電膜形成工程を含む。図22は、図21に示す再配線のランド部上の開口部に導電膜を形成した状態を示す拡大断面図である。導電膜UBMは、端子SB(図4参照)と再配線21との間に配置され、アンダーバンプメタルと呼ばれ、例えば電解メッキ法、あるいは無電解メッキ法により形成される。導電膜UBMは、半田バリア性の高い導電性材料から成り、導電膜UBMを設けることにより、端子SBからの半田の拡散を抑制できる。ただし、変形例としては、導電膜UBMを設けずに、ランド部21Lの絶縁膜23から露出した部分に端子SBを接合する場合もある。この場合、再配線部形成工程内での導電膜形成工程は省略できる。
In addition, as shown in FIG. 22, the rewiring portion forming step includes a conductive film forming step of forming a conductive film UBM on the
<外部端子形成工程>
また、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図5に示す外部端子形成工程を含む。図23は、図5に示す外部端子形成工程で、半導体ウエハの再配線層上に複数の外部端子を形成した状態を示す拡大平面図である。図23では、ウエハWH1が備える複数のチップ領域WHcの一つを拡大して示している。
<External terminal formation process>
Further, the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment includes an external terminal forming step shown in FIG. FIG. 23 is an enlarged plan view showing a state in which a plurality of external terminals are formed on the rewiring layer of the semiconductor wafer in the external terminal forming step shown in FIG. In FIG. 23, one of the plurality of chip regions WHc included in the wafer WH1 is shown enlarged.
図23に示すように本実施の形態では、平面視において、端子SBのそれぞれは、チップ領域WHcの周縁部の内側にある。詳しくは、複数の端子SBのそれぞれは、チップ領域WHcの内側にある。チップ領域WHcの周縁部には、辺PS1、PS2、PS3およびPS4が含まれる。また、チップ領域WHcの周縁部は、チップ領域WHcとスクラブ領域WHsとの境界として定義することもできる。本実施の形態のように、チップ領域WHcの周縁部の内側に複数の端子SBが配置されるWLPのことを、FIWLP(Fan-In Wafer Level Package)と呼ぶ。一方、変形例として後述するように、複数の外部端子の一部がチップ領域の外側に配置されるWLPをFOWLP(Fan-Out Wafer Level Package)と呼ぶ。 As shown in FIG. 23, in the present embodiment, each of the terminals SB is inside the peripheral edge of the chip region WHc in plan view. Specifically, each of the plurality of terminals SB is inside the chip region WHc. Sides PS1, PS2, PS3, and PS4 are included in the peripheral portion of the chip region WHc. Further, the peripheral portion of the chip region WHc can be defined as a boundary between the chip region WHc and the scrub region WHs. A WLP in which a plurality of terminals SB are arranged inside the peripheral portion of the chip region WHc as in the present embodiment is referred to as FIWLP (Fan-In Wafer Level Package). On the other hand, as will be described later as a modified example, a WLP in which a part of the plurality of external terminals is arranged outside the chip region is referred to as FOWLP (Fan-Out Wafer Level Package).
端子SBは、例えば以下の方法により再配線21(図22参照)と電気的に接続される。まず、印刷や転写法により、再配線21のランド部21L(図22参照)上に形成された導電膜UBM(図22参照)にフラックスを供給する。次に、フラックス上に複数の半田ボールを整列させて、ランド部21Lの上方に載せる。次に、ウエハWH1を加熱するリフロー工程により、各半田ボールを溶融させて、導電膜UBMと接合し、その後、放熱することにより図23に示す端子SBが得られる。
The terminal SB is electrically connected to the rewiring 21 (see FIG. 22), for example, by the following method. First, flux is supplied to the conductive film UBM (see FIG. 22) formed on the
<個片化工程>
また、本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図5に示す個片化工程を含む。個片化工程では、図23に示すスクラブ領域WHsに沿ってウエハWH1を切断し、チップ領域WHc毎に個片化する。ウエハWH1の切断方法としては、半導体ウエハを分割して複数の半導体チップを取得する一般的なダイシング技術を適用することができる。例えば、本実施の形態では、ダイシングブレードと呼ばれる切断治具を用いて、スクラブ領域WHsを切削し、複数の半導体装置PAC1に個片化する。ただし、スクラブ領域WHsに図20に示す絶縁膜22や絶縁膜23が形成されている場合、ダイシングブレードで切削する前に、レーザ照射等により有機絶縁膜を予め除去することが好ましい。
<Individualization process>
In addition, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment includes an individualization step shown in FIG. In the individualization step, the wafer WH1 is cut along the scrub region WHs shown in FIG. 23, and individualized for each chip region WHc. As a method for cutting the wafer WH1, a general dicing technique for obtaining a plurality of semiconductor chips by dividing a semiconductor wafer can be applied. For example, in the present embodiment, the scrubbing region WHs is cut using a cutting jig called a dicing blade and separated into a plurality of semiconductor devices PAC1. However, when the insulating
個片化工程の後、外観検査、電気的試験など、必要な検査、試験を行い、合格したものが、図1〜図4に示す完成品の半導体装置PAC1となる。そして、半導体装置PAC1は出荷され、あるいは図示しない実装基板に実装される。 After the singulation process, necessary inspections and tests such as an appearance inspection and an electrical test are performed, and what has passed is a completed semiconductor device PAC1 shown in FIGS. The semiconductor device PAC1 is shipped or mounted on a mounting board (not shown).
なお、上記実施の形態中でもいくつかの変形例について説明したが、以下では、上記実施の形態で説明した変形例以外の代表的な変形例について説明する。 In addition, although some modifications were demonstrated also in the said embodiment, below, the typical modifications other than the modification demonstrated in the said embodiment are demonstrated.
<変形例1>
例えば、図1〜図23では、チップ領域WHcの周縁部の内側に複数の端子SBが配置される、FIWLPを取り上げて説明した。しかし、再配線と金属片とが接触することにより隣り合うパッド11が短絡することを回避する技術は、種々のWLPに適用できる。例えば、チップ領域WHcの外側に複数の端子の一部が配置されるFOWLPに上記した技術を適用しても良い。図24は、図1に対する変形例である半導体装置の実装面側の平面図である。図25は、図24のA−A線の断面図である。図26は、図24に示す半導体装置が備える再配線によるパッドと端子との接続関係の一例を示す拡大平面図である。図26では、再配線部20が備える複数の再配線21の一部、および再配線部20の下層にある半導体チップ10の輪郭、およびパッド11の輪郭を実線で示している。
<
For example, in FIGS. 1 to 23, the FIWLP in which the plurality of terminals SB are arranged inside the peripheral portion of the chip region WHc has been described. However, the technique for avoiding the
図24〜図26に示す半導体装置PAC2は、平面視における半導体チップ10の周囲、および半導体チップ10の裏面10bが封止体30により封止されている点で図1〜図4に示す半導体装置PAC1と相違する。また、半導体チップ10は、主面PMStの辺PS1に沿って延びる辺CS1、辺CS1の反対側の辺CS2、X方向に交差するY方向に延びる辺CS3、および辺CS3の反対側の辺CS4を備える。平面視において、辺CS1は辺CS3および辺CS4のそれぞれと交差し、辺CS2は辺CS3および辺CS4のそれぞれと交差する。辺CS1、CS2、CS3、およびCS4のそれぞれは、主面PMStの周縁部の内側にある。
The semiconductor device PAC2 shown in FIGS. 24 to 26 is shown in FIGS. 1 to 4 in that the periphery of the
また、半導体装置PAC2は、図24に示すように、平面視において、複数の端子SBの一部が半導体チップ10(チップ領域)より外側にある点で図1に示す半導体装置PAC1と相違する。詳しくは、半導体装置PAC2の場合、平面視において、複数の端子SBの一部は、半導体チップ10(チップ領域)より外側にあり、かつ、複数の端子SBの他の一部が半導体チップ10の周縁部の内側にある。つまり、半導体装置PAC2は、FOWLPである。
Further, as shown in FIG. 24, the semiconductor device PAC2 is different from the semiconductor device PAC1 shown in FIG. 1 in that some of the plurality of terminals SB are outside the semiconductor chip 10 (chip region) in plan view. Specifically, in the case of the semiconductor device PAC2, a part of the plurality of terminals SB is outside the semiconductor chip 10 (chip region) in plan view, and the other part of the plurality of terminals SB is the
半導体チップ10と半導体チップ10の周縁部との位置関係は以下のように表現しても良い。すなわち、半導体装置PAC2の複数の端子SBの少なくとも一部は、半導体チップ10の辺CS1と半導体装置PAC2の辺PS1との間、辺CS2と辺PS2との間、辺CS3と辺PS3との間、または辺CS4と辺PS4との間にある。また、半導体装置PAC2の複数の端子SBの少なくとも一部は、辺CS1、CS2、CS3、およびCS4で囲まれた領域内にある。
The positional relationship between the
図26に示すように、FOWLPの場合、複数のパッド11は半導体チップ10の内側に配置され、端子SBは半導体チップ10の外側および内側にある。このため、再配線21のレイアウトが複雑になる。このため、図26に示すように、パッド11Cと電気的に接続される再配線21の一部分(配線部21W)と、パッド11Cとは異なる信号または電位が供給されるパッド11Tと、が平面視において重なるように再配線21を配置することで、再配線21のレイアウトを効率化できる場合がある。
As shown in FIG. 26, in the case of FOWLP, the plurality of
そこで、本変形例においても、上記したウエハ検査工程で説明した図13に示すように、パッド11T上にカバー膜15が形成された状態でプローブ針PR1をカバー膜15に接触させることが好ましい。これにより、プローブ針PR1の滑走動作により形成される擦過痕SCR(図4参照)の凹凸の大きさを低減させることができるので、擦過痕SCRと重なる位置、あるいその周辺領域であっても、再配線21の配線部21Wを配置することができる。
Therefore, also in this modification, as shown in FIG. 13 described in the above wafer inspection process, it is preferable that the probe needle PR1 is brought into contact with the
図24〜図26に示す半導体装置PAC2の製造工程は、例えば以下の点で図5に示す製造工程と相違する。図27は、図24〜図26に示す半導体装置の製造工程フローの一例を示す説明図である。 The manufacturing process of the semiconductor device PAC2 shown in FIGS. 24 to 26 is different from the manufacturing process shown in FIG. 5 in the following points, for example. FIG. 27 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing process flow of the semiconductor device shown in FIGS.
図27に示すように、本変形例では、ウエハ検査工程の後、かつ、再配線部形成工程の前に個片化工程を実施する。また、本変形例では、個片化工程の後、かつ、再配線部形成工程の前に、封止工程を実施する。封止工程では、図25に示す半導体チップ10の側面および裏面10bを樹脂で封止して、封止体30を形成する。詳しくは、封止工程では、樹脂封止の前に、半導体チップ10の上面(図25に示す上面14t)に図示しない基板を貼り付ける。この基板は、半導体チップ10の上面14t側が樹脂封止されることを防止する基材である。このため、基板は、上面14tよりも広い面積を有し、上面14tの全体が基板に覆われる。この状態で基板に貼り付けられた半導体チップ10を樹脂で封止する。封止体30は、例えば熱硬化性樹脂を主成分として含む封止材を原料として、トランスファモールド方式で封止される。この製法によれば、図25に示すように、半導体チップ10の上面14tに加え、封止体30の上面30tにも再配線部20が形成される。この場合、複数の端子SBの一部は、封止体30の上面30tの上方に配置される。
As shown in FIG. 27, in this modification, the singulation process is performed after the wafer inspection process and before the rewiring portion forming process. Moreover, in this modification, a sealing process is implemented after an individualization process and before a rewiring part formation process. In the sealing step, the side surface and the
上記した相違点を除き、図24〜26に示す半導体装置PAC2は図1〜4に示す半導体装置PAC1と同様である。また、図27に示す半導体装置の製造方法は図5に示す半導体装置の製造方法と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 Except for the above differences, the semiconductor device PAC2 shown in FIGS. 24 to 26 is the same as the semiconductor device PAC1 shown in FIGS. 27 is the same as the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. Therefore, the overlapping description is omitted.
<変形例2>
また例えば、図18や図26では、パッド11Cと電気的に接続される再配線21の配線部21Wがパッド11Tと重なっている実施態様について説明した。しかし、パッド11Tと重なるのは、配線部21Wには限定されない。例えば、図28に示す半導体装置PAC3のように、パッド11Cに接続される再配線21のランド部21Lがパッド11Tと重なっていても良い。図28は、図3に対する変形例である半導体装置の拡大平面図である。半導体装置PAC3は、平面視において、ランド部21Lがパッド11Tと重なっている点を除き、半導体装置PAC1と同様である。
<Modification 2>
For example, in FIG. 18 and FIG. 26, the embodiment in which the
<変形例3>
また例えば、図18に示す例では、パッド11Cは、プローブ針PR1(図13参照)が接触する領域とは異なる位置に、再配線21のコンタクト部21Cが接続されている。これは、コンタクト部21Cが擦過痕SCR上に形成されることにより、コンタクト部21Cとカバー膜15との接合界面の抵抗が大きくなることを防止するためのレイアウトである。
<Modification 3>
Further, for example, in the example shown in FIG. 18, the
ただし、上記したように、プローブ針PR1をカバー膜15に接触させる場合、擦過痕SCRの凹凸を小さくすることができる。このため、仮に、カバー膜15上の擦過痕SCR上にコンタクト部21Cが接合されたとしても、接合界面の抵抗の増大を低減できる。例えば図29に示す半導体装置PAC4の場合、カバー膜15上の擦過痕SCR上にコンタクト部21Cが接合されている。図29は、図4に対する変形例である半導体装置の拡大断面図である。
However, as described above, when the probe needle PR1 is brought into contact with the
半導体装置PAC4の製造方法では、半導体ウエハは、パッド11Cのうち絶縁膜14から露出する部分を覆うように形成された導電膜であるカバー膜15Cを有している。また、図5を用いて説明したウエハ検査工程には、カバー膜15Cとプローブ針PR1(図13参照)とを接触させて、パッド11Cと検査回路TC1(図13参照)とを電気的に接続する工程が含まれる。また、図5を用いて説明した再配線部形成工程では、絶縁膜22のカバー膜15Cと重なる部分に開口部22Hが形成され、再配線21のコンタクト部21Cは、カバー膜15Cの擦過痕SCR(プローブ針と接触した部分)に接続される。
In the method for manufacturing the semiconductor device PAC4, the semiconductor wafer has a
上記のように、カバー膜15上の擦過痕SCR上にコンタクト部21Cが接合される場合、カバー膜15の面積を低減できる。これにより、半導体チップ10の平面積を小型化できる。
As described above, when the
図29に示す半導体装置PAC4は、上記した相違点を除き、半導体装置PAC1と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 The semiconductor device PAC4 shown in FIG. 29 is the same as the semiconductor device PAC1 except for the differences described above. Therefore, the overlapping description is omitted.
<変形例4>
また、例えば、上記の通り種々の変形例について説明したが、上記で説明した各変形例同士を組み合わせて適用することができる。
<Modification 4>
For example, as described above, various modified examples have been described, but the above-described modified examples can be applied in combination.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上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いうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
また、上記実施の形態で説明した半導体装置について技術的思想を抽出すれば、下記のように表現することができる。 Further, if the technical idea of the semiconductor device described in the above embodiment is extracted, it can be expressed as follows.
〔付記1〕
主面と、
前記主面上に形成され、かつ、アルミニウムから成り、かつ、第1の信号または第1の電位が供給される第1電極パッドと、
前記主面上に形成され、かつ、アルミニウムから成り、前記第1の信号または前記第1の電位とは異なる第2の信号または第2の電位が供給される第2電極パッドと、
前記主面上に形成され、かつ、前記第1電極パッドの一部を露出する第1開口部および前記第2電極パッドの一部を露出する第2開口部を備えた第1絶縁膜と、
アルミニウムよりも硬い導電性材料から成り、かつ、前記第1電極パッドの前記第1絶縁膜から露出する部分を覆うように形成され、かつ擦過痕が形成された第1カバー膜と、
有機材料を含み、前記第1絶縁膜および前記第1電極パッドを覆うように配置された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜上に配置され、かつ前記第2電極パッドと電気的に接続される第1導体パターンと、
を有し、
平面視において、前記第1導体パターンは、前記第1電極パッドと重なっている、半導体装置。
[Appendix 1]
Main surface,
A first electrode pad formed on the main surface and made of aluminum and supplied with a first signal or a first potential;
A second electrode pad formed on the main surface and made of aluminum and supplied with a second signal or a second potential different from the first signal or the first potential;
A first insulating film formed on the main surface and having a first opening exposing a part of the first electrode pad and a second opening exposing a part of the second electrode pad;
A first cover film made of a conductive material harder than aluminum and formed so as to cover a portion exposed from the first insulating film of the first electrode pad, and a scratch mark is formed;
A second insulating film containing an organic material and arranged to cover the first insulating film and the first electrode pad;
A first conductor pattern disposed on the second insulating film and electrically connected to the second electrode pad;
Have
The semiconductor device, wherein the first conductor pattern overlaps the first electrode pad in plan view.
10 半導体チップ
10b 裏面
11,11C,11T パッド(電極パッド、アルミパッド)
11b 下面(裏面)
11BM バリアメタル膜
11t 上面(表面)
12 半導体基板
12t 半導体素子形成面(主面)
13 配線層(チップ配線層)
13i 絶縁層
13t 主面(電極パッド形成面)
14 絶縁膜(無機絶縁膜)
14H 開口部
14t 上面(主面、表面)
15,15C,15T カバー膜(導電膜)
15L1,15L2,15L3 導電膜
15t 上面(露出面、表面)
20 再配線部
21 再配線(導体パターン)
21C コンタクト部
21L ランド部
21Lt 上面(表面)
21M 導体層
21S シード層
21W 配線部
22,23 絶縁膜(有機絶縁膜)
22H,23H 開口部
22t 上面
30 封止体
30t 上面
CS1,CS2,CS3,CS4,PS1,PS2,PS3,PS4 辺
PAC1,PAC2,PAC3,PAC4 半導体装置
PM マスク(メッキマスク)
PMH 開口部
PMSb,PMSt 主面
PR1 プローブ針
PRb 屈曲部
PRc コンタクト部
PRw 延在部
SB 端子(外部端子、突起電極、半田ボール)
SCR 擦過痕(プローブ痕、接触痕)
TC1 検査回路(回路)
UBM 導電膜
WC1 回路
WH1 ウエハ
WHc チップ領域
WHs スクラブ領域
WHt 主面
10
11b Bottom (back)
11BM
12
13 Wiring layer (chip wiring layer)
14 Insulating film (inorganic insulating film)
15, 15C, 15T Cover film (conductive film)
15L1, 15L2,
20
21M
22H,
PMH Opening PMSb, PMSt Main surface PR1 Probe needle PRb Bending part PRc Contacting part PRw Extension part SB Terminal (external terminal, protruding electrode, solder ball)
SCR scratch mark (probe mark, contact mark)
TC1 Inspection circuit (circuit)
UBM Conductive film WC1 Circuit WH1 Wafer WHc Chip area WHs Scrub area WHt Main surface
Claims (11)
(a)主面と、前記主面上に形成され、かつ、アルミニウムから成り、かつ、第1の信号または第1の電位が供給される第1電極パッドと、前記主面上に形成され、かつ、アルミニウムから成り、かつ、前記第1の信号または前記第1の電位とは異なる第2の信号または第2の電位が供給される第2電極パッドと、前記主面上に形成され、かつ、前記第1電極パッドの一部を露出する第1開口部および前記第2電極パッドの一部を露出する第2開口部を備えた第1絶縁膜と、アルミニウムよりも硬い導電性材料から成り、かつ、前記第1電極パッドの前記第1絶縁膜から露出する部分を覆うように形成された第1カバー膜と、を有する半導体ウエハを準備する工程;
(b)前記(a)工程の後、前記第1カバー膜とプローブ針とを接触させる工程;
(c)前記(b)工程の後、前記第1カバー膜を覆うように、第2絶縁膜を前記第1絶縁膜の表面上に形成する工程;
(d)前記(c)工程の後、前記第2電極パッドと電気的に接続される第1導体パターンの一部が前記第1カバー膜と重なるように、前記第1導体パターンを前記第2絶縁膜の表面上に形成する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a main surface, a first electrode pad formed on the main surface and made of aluminum and supplied with a first signal or a first potential; and formed on the main surface; A second electrode pad made of aluminum and supplied with a second signal or a second potential different from the first signal or the first potential; and formed on the main surface; and And a first insulating film having a first opening exposing a part of the first electrode pad and a second opening exposing a part of the second electrode pad, and a conductive material harder than aluminum. And preparing a semiconductor wafer having a first cover film formed to cover a portion of the first electrode pad exposed from the first insulating film;
(B) After the step (a), the step of bringing the first cover film into contact with the probe needle;
(C) After the step (b), a step of forming a second insulating film on the surface of the first insulating film so as to cover the first cover film;
(D) After the step (c), the first conductor pattern is moved to the second cover so that a part of the first conductor pattern electrically connected to the second electrode pad overlaps the first cover film. Forming on the surface of the insulating film;
前記(c)工程は、前記第2絶縁膜の原料である液状の有機材料を塗布した後、前記半導体ウエハを回転させて前記有機材料を前記第1絶縁膜上に広げる工程を含む、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The step (c) includes a step of spreading the organic material on the first insulating film by rotating the semiconductor wafer after applying a liquid organic material which is a raw material of the second insulating film. Manufacturing method.
前記第1カバー膜は、アルミニウムより硬い導電性材料から成る第1導電膜と、アルミニウムより酸化され難い導電性材料から成る第2導電膜と、を含む積層膜であり、
前記(b)工程では、前記プローブ針は前記第2導電膜と接触する、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The first cover film is a laminated film including a first conductive film made of a conductive material harder than aluminum and a second conductive film made of a conductive material hard to be oxidized than aluminum,
In the step (b), the probe needle is in contact with the second conductive film.
前記第1カバー膜は、前記第1導電膜と前記第1電極パッドとの間にある第3導電膜を有し、
前記第2導電膜は、前記第1電極パッド、前記第1導電膜、および前記第3導電膜のそれぞれより電気抵抗率が低い、半導体装置の製造方法。 In claim 3,
The first cover film has a third conductive film between the first conductive film and the first electrode pad,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second conductive film has a lower electrical resistivity than each of the first electrode pad, the first conductive film, and the third conductive film.
前記半導体ウエハは、前記第2電極パッドのうち前記第1絶縁膜から露出する部分を覆うように形成された導電膜である第2カバー膜をさらに有し、
前記第1カバー膜および前記第2カバー膜は、無電解メッキ法により形成される、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The semiconductor wafer further includes a second cover film that is a conductive film formed so as to cover a portion of the second electrode pad exposed from the first insulating film,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first cover film and the second cover film are formed by an electroless plating method.
平面視において、前記第1カバー膜は、前記第1開口部の外には無い、半導体装置の製造方法。 In claim 5,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first cover film is not outside the first opening in a plan view.
前記(b)工程では、前記第1カバー膜に前記プローブ針の接触痕が形成され、
平面視において、前記第1導体パターンは、前記接触痕と重なっている、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
In the step (b), a contact mark of the probe needle is formed on the first cover film,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductor pattern overlaps the contact trace in a plan view.
(e)前記(d)工程の後、前記第1導体パターンの一部分に外部端子を接続する工程、をさらに有し、
平面視において、前記外部端子は、前記第1電極パッドと重なっている、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
(E) after the step (d), further comprising a step of connecting an external terminal to a part of the first conductor pattern;
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the external terminal overlaps the first electrode pad in a plan view.
前記半導体ウエハは、チップ領域を有し、
(e)前記(d)工程の後、前記第1導体パターンの一部分に外部端子を接続する工程、をさらに有し、
平面視において、前記外部端子は、前記チップ領域の周縁部の内側に形成される、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The semiconductor wafer has a chip region,
(E) after the step (d), further comprising a step of connecting an external terminal to a part of the first conductor pattern;
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the external terminal is formed inside a peripheral portion of the chip region in a plan view.
前記半導体ウエハは、チップ領域を有し、
(e)前記(d)工程の後、前記第1導体パターンの一部分に外部端子を接続する工程、をさらに有し、
平面視において、前記外部端子は、前記チップ領域の周縁部より外側にある、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The semiconductor wafer has a chip region,
(E) after the step (d), further comprising a step of connecting an external terminal to a part of the first conductor pattern;
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the external terminal is located outside a peripheral portion of the chip region in a plan view.
前記半導体ウエハは、前記第2電極パッドのうち前記第1絶縁膜から露出する部分を覆うように形成された導電膜である第2カバー膜をさらに有し、
前記(b)工程には、前記第2カバー膜と前記プローブ針とを接触させて、前記第2電極パッドと検査回路とを電気的に接続する工程が含まれ、
前記(d)工程では、前記第2絶縁膜の前記第2カバー膜と重なる部分に第3開口部が形成され、前記第1導体パターンは、前記第2カバー膜の前記プローブ針と接触した部分に接続される、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
The semiconductor wafer further includes a second cover film that is a conductive film formed so as to cover a portion of the second electrode pad exposed from the first insulating film,
The step (b) includes a step of bringing the second cover film and the probe needle into contact with each other and electrically connecting the second electrode pad and the inspection circuit,
In the step (d), a third opening is formed in a portion of the second insulating film that overlaps the second cover film, and the first conductor pattern is a portion of the second cover film that is in contact with the probe needle A method for manufacturing a semiconductor device connected to a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017168402A JP2019046964A (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017168402A JP2019046964A (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Semiconductor device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019046964A true JP2019046964A (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65812947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017168402A Pending JP2019046964A (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019046964A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021150330A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | Semiconductor device and semiconductor package |
WO2022113826A1 (en) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | ソニーグループ株式会社 | Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus |
-
2017
- 2017-09-01 JP JP2017168402A patent/JP2019046964A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021150330A (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | Semiconductor device and semiconductor package |
JP7286574B2 (en) | 2020-03-16 | 2023-06-05 | 株式会社東芝 | Semiconductor devices and semiconductor packages |
WO2022113826A1 (en) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | ソニーグループ株式会社 | Semiconductor apparatus and method for manufacturing semiconductor apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103681563B (en) | Metal pad with opening in integrated circuit | |
KR101497697B1 (en) | device and method for extended redistribution layer bumped wafer semiconductor | |
JP5497392B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6329059B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3178881U (en) | Integrated circuit element package structure | |
KR101411741B1 (en) | Semiconductor device | |
CN1979833A (en) | Semiconductor device, manufacturing method for semiconductor device, electronic component, circuit board, and electronic device | |
JP3972183B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof, circuit board, and electronic apparatus | |
JP4955488B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2019046964A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
JP3678239B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof, circuit board, and electronic apparatus | |
JP3559554B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
TWI579937B (en) | Substrate structure and the manufacture thereof and conductive structure | |
JP2019140145A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6577899B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2017183571A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2017103376A (en) | Semiconductor device | |
JP4238694B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor wafer and semiconductor chip | |
JP4352263B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof, circuit board, and electronic apparatus | |
JP3869220B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2019057616A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP4631223B2 (en) | Semiconductor package and semiconductor device using the same | |
JP7416607B2 (en) | semiconductor equipment | |
US10930574B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
WO2022131142A1 (en) | Semiconductor device |