JP4850852B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4850852B2 JP4850852B2 JP2008001935A JP2008001935A JP4850852B2 JP 4850852 B2 JP4850852 B2 JP 4850852B2 JP 2008001935 A JP2008001935 A JP 2008001935A JP 2008001935 A JP2008001935 A JP 2008001935A JP 4850852 B2 JP4850852 B2 JP 4850852B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- semiconductor
- wiring
- manufacturing
- chip
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 275
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 93
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 82
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 65
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 45
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 31
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 31
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 27
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 112
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 47
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 43
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000587161 Gomphocarpus Species 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- -1 as shown in FIG. 18 Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/93—Batch processes
- H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48095—Kinked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/014—Solder alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique.
携帯電話、携帯型情報処理端末機器、携帯型パーソナル・コンピュータ等の小型電子機器に組み込まれる半導体装置においては、薄型化、小型化及び多ピン化が要求される。このような要求に好適な半導体装置として、例えばCSP(Chip Size Package)型と呼称される半導体装置が知られている。このCSP型半導体装置においては、様々な構造のものが提案され、製品化されているが、その中の1つに、ウエハ・プロセスとパッケージ・プロセスとを一体化し、ウエハ状態でパッケージング工程を完了する技術によって製造されるCSP型半導体装置(以下、ウエハ・レベルCSP型半導体装置と呼ぶ)も知られている。このウエハ・レベルCSP型半導体装置は、パッケージの平面サイズが半導体チップの平面サイズとほぼ同一となるため、半導体ウエハを個片化して形成された半導体チップ毎にパッケージ・プロセスを施すことによって製造されるCSP型半導体装置(チップ・レベルCSP型半導体装置と呼ぶ)と比較して小型化及び低コスト化を図ることができる。 A semiconductor device incorporated in a small electronic device such as a mobile phone, a portable information processing terminal device, or a portable personal computer is required to be thin, small, and multi-pinned. Suitable semiconductor devices such demands, a semiconductor device is known which is referred for example, CSP (C hip S ize P ackage ) type. In this CSP type semiconductor device, devices having various structures have been proposed and commercialized. One of them is the integration of the wafer process and the package process, and the packaging process is performed in the wafer state. A CSP type semiconductor device (hereinafter referred to as a wafer level CSP type semiconductor device) manufactured by a technique to be completed is also known. This wafer level CSP type semiconductor device is manufactured by performing a package process for each semiconductor chip formed by separating a semiconductor wafer because the planar size of the package is almost the same as the planar size of the semiconductor chip. Compared with a CSP type semiconductor device (referred to as a chip level CSP type semiconductor device), the size and cost can be reduced.
ウエハ・レベルCSP型半導体装置は、主に、半導体チップに対応するチップ層と、このチップ層の主面上に設けられた再配線層(2次配線形成層)と、この再配線層上に外部接続用端子として設けられた半田バンプ(突起状電極)とを有する構成になっている。前記チップ層は、半導体基板と、この半導体基板の主面上に絶縁層、配線層の夫々を複数段積み重ねて形成された多層配線層(1次配線形成層)と、この多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜とを有する構成になっている。チップ層において、1次配線形成層の中の最上層の配線層には電極パッド(ボンディングパッド)が形成され、表面保護膜には、この電極パッドを露出するためのボンディング開口が形成されている。 The wafer level CSP type semiconductor device mainly includes a chip layer corresponding to a semiconductor chip, a rewiring layer (secondary wiring forming layer) provided on the main surface of the chip layer, and a rewiring layer on the rewiring layer. It has a configuration having solder bumps (protruding electrodes) provided as external connection terminals. The chip layer covers a semiconductor substrate, a multilayer wiring layer (primary wiring formation layer) formed by stacking a plurality of insulating layers and wiring layers on the main surface of the semiconductor substrate, and the multilayer wiring layer. Thus, the surface protective film is formed. In the chip layer, an electrode pad (bonding pad) is formed in the uppermost wiring layer in the primary wiring forming layer, and a bonding opening for exposing the electrode pad is formed in the surface protective film. .
2次配線形成層は、半導体装置が実装される配線基板(実装基板)の電極パッドの配列ピッチに対応して、1次配線形成層の電極パッドよりも配列ピッチが広い電極パッドを再配置するための層(インターポーザ)である。2次配線形成層の電極パッドは、1次配線形成層の電極パッドと電気的に接続され、半田バンプは、2次配線形成層の電極パッドに電気的にかつ機械的に接続されている。 The secondary wiring formation layer rearranges electrode pads having a wider arrangement pitch than the electrode pads of the primary wiring formation layer, corresponding to the arrangement pitch of the electrode pads of the wiring board (mounting board) on which the semiconductor device is mounted. It is a layer (interposer) for. The electrode pad of the secondary wiring formation layer is electrically connected to the electrode pad of the primary wiring formation layer, and the solder bump is electrically and mechanically connected to the electrode pad of the secondary wiring formation layer.
なお、ウエハ・レベルCSP型半導体装置については、例えば特開2002−305285号公報(特許文献1)に開示されている。 The wafer level CSP type semiconductor device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-305285 (Patent Document 1).
ウエハ・レベルCSP型半導体装置の製造では、半導体ウエハを個片化して半導体装置(スクライブラインに沿って前記半導体ウエハを分割することにより、各々が前記集積回路、前記複数の第1の電極パッド及び前記複数の第2の電極パッドを有する複数の半導体チップ)を形成した後、バーンイン(エージング)工程が施される。バーンイン工程は、顧客での使用条件に比べて過酷な使用条件下(負荷を与えた状態)で半導体装置の回路を動作させ、顧客での使用中に欠陥になるもの、ある意味では欠陥を加速的に発生させ、顧客に出荷する前の初期段階において不良品を排除する(固有欠陥及び潜在的不良要因を持ったデバイスを除去するための)スクリーニング試験である。 In the manufacture of a wafer level CSP type semiconductor device, a semiconductor wafer is divided into pieces and divided into semiconductor devices along a scribe line so that each of the integrated circuit, the plurality of first electrode pads, After forming a plurality of semiconductor chips having the plurality of second electrode pads, a burn-in (aging) process is performed. The burn-in process operates a semiconductor device circuit under conditions that are severer than those used by the customer (in a state where a load is applied), and causes defects during use by the customer. In a sense, the defects are accelerated. This is a screening test (to eliminate devices with inherent defects and potential failure factors) in the initial stage before they are generated and shipped to the customer.
バーンイン工程では、ソケットに半導体装置を装着し、このソケットを仲介して半導体装置とバーンインボードとの電気的な接続が行われる。ソケットと半導体装置との電気的な接続は、ソケットのコンタクトピンに半導体装置の半田バンプを圧接することによって行われるため、圧接時の擦れ等によって半田バンプの削れカス(一部)がコンタクトピンに付着する。バーンイン工程では、複数のソケットを繰り返し使用しているため、1つのソケットが1日に繰り返し使用される使用頻度は、半導体装置の生産量やソケットの使用数によって異なるが、例えば数百回にも及ぶ。即ち、ソケットの使用頻度に応じてコンタクトピンに半田バンプの削れカスが蓄積される。 In the burn-in process, a semiconductor device is mounted on the socket, and the electrical connection between the semiconductor device and the burn-in board is performed via the socket. Since the electrical connection between the socket and the semiconductor device is performed by pressing the solder bump of the semiconductor device onto the contact pin of the socket, the scraped part (part) of the solder bump due to rubbing at the time of the press contact or the like is brought into contact pin. Adhere to. In the burn-in process, since a plurality of sockets are repeatedly used, the usage frequency of one socket being repeatedly used per day varies depending on the production amount of the semiconductor device and the number of sockets used. It reaches. That is, scraps of solder bumps accumulate on the contact pins in accordance with the usage frequency of the socket.
コンタクトピンに蓄積された削れカスは、コンタクトピンから離脱し、何らかの影響で半導体装置の実装面(実装時に基板と向かい合う面)に異物として付着する。また、圧着時の擦れ等による半田バンプの削れカスも何らかの影響で半導体装置の実装面に異物となって付着する。 The scraps accumulated on the contact pins are detached from the contact pins and adhere to the mounting surface of the semiconductor device (the surface facing the substrate during mounting) as a foreign matter due to some influence. In addition, scraps of solder bumps due to rubbing or the like at the time of pressure bonding also adhere to the mounting surface of the semiconductor device as foreign matter for some reason.
ウエハ・レベルCSP型半導体装置は、実装面側に2次配線形成層(再配線層)が設けられており、この2次配線形成層には、1次配線形成層の電極パッドと2次配線形成層の電極パッドとを電気的に接続するための配線(再配線)が複数本形成されている。この複数本の再配線は、これらの上層に形成された絶縁層によって覆われているが、この絶縁層は例えば2〜3[μm]程度の極わずかな厚さで形成されており、しかも、隣り合う再配線の間隔が狭いところで10[μm]程度と狭くなっているため、半導体装置の実装面に前述の異物が付着した場合、絶縁層を突き破って再配線に接触し、隣り合う再配線が短絡するといった不具合の要因となる。 The wafer level CSP type semiconductor device is provided with a secondary wiring forming layer (rewiring layer) on the mounting surface side. The secondary wiring forming layer includes an electrode pad and a secondary wiring of the primary wiring forming layer. A plurality of wirings (rewiring) for electrically connecting the electrode pads of the formation layer are formed. The plurality of rewirings are covered with an insulating layer formed on the upper layer, and the insulating layer is formed with a very small thickness of about 2 to 3 [μm], for example. Since the interval between adjacent rewirings is as narrow as about 10 [μm] when the interval between adjacent rewirings is small, when the above-mentioned foreign matter adheres to the mounting surface of the semiconductor device, the insulating layer is pierced to contact the rewiring and adjacent rewiring Cause a malfunction such as short circuit.
バーンイン工程での異物付着は避け難いことから、バーンイン工程後の最終段階において異物除去が必須となる。これまでは手作業による真空ピンセットで異物除去を行っているため、異物除去作業時間が膨大(20hr/Kケ)にかかり、作業性を著しく低下させていた。また、製品コストの増加を招く要因ともなっていた。また、手作業で異物除去を行っていたため、異物除去にバラツキが生じ易く、製品歩留まり低下の要因にもなっていた。 Since it is difficult to avoid adhesion of foreign matters in the burn-in process, it is essential to remove foreign matters in the final stage after the burn-in process. Until now, foreign matter removal has been performed with vacuum tweezers by hand, so the foreign matter removal work time has been enormous (20 hr / K), and workability has been significantly reduced. In addition, it has been a factor in increasing the product cost. Further, since the foreign matter is removed manually, the removal of the foreign matter is likely to vary, which causes a decrease in product yield.
なお、ウエハ・レベル型半導体装置の製造においても、バーンイン工程後の選別(テスト)工程において、半導体装置が正常に動作するか否かの電気的な特性を評価する特性評価試験が施される。この特性評価試験においてもソケットを介して半導体装置とパフォーマンスボード(検査用配線基板)との電気的な接続が行われるため、選別工程においても半田バンプの削れカスによる異物が半導体装置の実装面に付着する。 Also in the manufacture of a wafer level type semiconductor device, a characteristic evaluation test for evaluating electrical characteristics as to whether or not the semiconductor device operates normally is performed in a selection (test) process after the burn-in process. Also in this characteristic evaluation test, the semiconductor device and the performance board (inspection wiring board) are electrically connected through the socket, so that the foreign matter caused by scraped solder bumps on the mounting surface of the semiconductor device also in the sorting process Adhere to.
また、半導体ウエハの個片化は、通常ダイシングによって行われる。ワイヤボンディング工程を有するチップ・レベルCSP型半導体装置の製造では、半導体ウエハを複数の半導体チップに個片化するダイシングをクリーンルームで行っているため、ウエハ・レベルCSP型半導体装置においても半導体ウエハを複数の半導体装置に個片化するダイシングをクリーンルームで行っているが、個片化後の工程は非クリーンルームで行っているため、前述の半田バンプの削れによる異物の他に、他の異物も半導体装置の実装面に付着する場合がある。 In addition, the semiconductor wafer is usually diced by dicing. In the manufacture of a chip level CSP type semiconductor device having a wire bonding process, dicing to separate a semiconductor wafer into a plurality of semiconductor chips is performed in a clean room. Therefore, even in a wafer level CSP type semiconductor device, a plurality of semiconductor wafers are provided. Dicing into individual semiconductor devices is performed in a clean room, but since the process after separation is performed in a non-clean room, in addition to the above-mentioned foreign matter due to solder bump scraping, other foreign matters are also present in the semiconductor device. May adhere to the mounting surface.
本発明の目的は、半導体装置の低コスト化を図ることが可能な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the cost of a semiconductor device.
本発明の他の目的は、半導体装置の製品歩留まりの向上を図ることが可能な技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the product yield of a semiconductor device.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
(1)半導体装置の製造方法であって、
半導体ウエハの主面に、回路および複数の第1の電極パッドを有する複数の製品形成領域を形成する工程と、
前記各製品形成領域に、前記第1の電極パッドよりも配列ピッチが広い複数の第2の電極パッドを再配置する工程と、
前記半導体ウエハの複数の製品形成領域を個片化して、第1の面側に、前記回路、前記複数の第1の電極パッド、前記複数の第2の電極パッドを有する複数の半導体装置を形成する工程と、
前記複数の製品形成領域を個片化する工程の後、前記半導体装置の第1の面に付着する異物を洗浄にて除去する工程とを有する。
(2)前記手段(1)において、
前記洗浄工程は、前記半導体装置の第1の面に複数の粉砕状ドライアイスを吹き付けて行う。
(3)前記手段(2)において、
前記粉砕状ドライアイスは、0.1mm乃至0.3mmの粒径サイズからなる。
(4)前記手段(1)において、
更に、前記複数の製品形成領域を個片化する工程の前、前記各製品形成領域の第2の電極パッド上にバンプを形成する工程を有する。
(5)前記手段(1)において、
更に、前記半導体装置をソケットに装着してバーンインを行う工程を有する。
(6)前記手段(5)において、
前記複数の製品形成領域を個片化する工程は、クリーンルームで行い、
前記バーンイン工程は、非クリーンルームで行う。
(7)前記手段(1)において、
更に、前記半導体装置をソケットに装着して特性評価試験を行う工程を有する。
(8)前記手段(7)において、
前記複数の製品形成領域を個片化する工程は、クリーンルームで行い、
前記特性選別試験は、非クリーンルームで行う。
(9)半導体装置の製造方法において、
分離領域で区画された複数の製品形成領域を有し、前記複数の製品形成領域の夫々は、互いに反対側に位置する第1の面および第2の面と、前記第2の面に配置された複数の電極パッドとを有する多数個取り基板を準備する工程と、
前記複数の製品形成領域の夫々の第1の面に半導体チップを実装する工程と、
前記複数の製品形成領域に実装された前記複数の半導体チップを一括して樹脂封止する樹脂封止体を形成する工程と、
前記樹脂封止体および前記多数個取り基板を複数の個片に分割して、前記製品形成領域からなる配線基板と、前記配線基板の第1の面に実装された前記半導体チップと、前記半導体チップを樹脂封止した樹脂封止体とを有する複数の半導体装置を形成する工程と、
前記配線基板の第1の面と反対側の第2の面に付着する異物を洗浄にて除去する工程とを有する。
(10)前記手段(9)において、
前記洗浄工程は、前記半導体装置の第1の面に複数の粉砕状ドライアイスを吹き付けて行う。
(11)前記手段(10)において、
前記粉砕状ドライアイスは、0.1mm乃至0.3mmの粒径サイズからなる。
(12)前記手段(9)において、
更に、前記複数の製品形成領域を個片化する工程の前、前記各製品形成領域の第2の面の電極パッド上にバンプを形成する工程を有する。
(13)前記手段(9)において、
更に、前記半導体装置をソケットに装着してバーンインを行う工程を有する。
(14)前記手段(9)において、
更に、前記半導体装置をソケットに装着して特性評価試験を行う工程を有する。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A method of manufacturing a semiconductor device,
Forming a plurality of product formation regions having a circuit and a plurality of first electrode pads on a main surface of a semiconductor wafer;
Rearranging a plurality of second electrode pads having a wider array pitch than the first electrode pads in each of the product formation regions;
A plurality of product formation regions of the semiconductor wafer are singulated to form a plurality of semiconductor devices having the circuit, the plurality of first electrode pads, and the plurality of second electrode pads on a first surface side. And a process of
After the step of separating the plurality of product forming regions into individual pieces, there is a step of removing foreign matters adhering to the first surface of the semiconductor device by cleaning.
(2) In the means (1),
The cleaning step is performed by spraying a plurality of pulverized dry ice onto the first surface of the semiconductor device.
(3) In the means (2),
The pulverized dry ice has a particle size of 0.1 mm to 0.3 mm.
(4) In the means (1),
Further, before the step of dividing the plurality of product formation regions into individual pieces, a step of forming bumps on the second electrode pads in each of the product formation regions is provided.
(5) In the means (1),
The method further includes a step of attaching the semiconductor device to a socket and performing burn-in.
(6) In the means (5),
The step of dividing the plurality of product formation regions into pieces is performed in a clean room,
The burn-in process is performed in a non-clean room.
(7) In the means (1),
Further, the method includes a step of performing a characteristic evaluation test by mounting the semiconductor device on a socket.
(8) In the means (7),
The step of dividing the plurality of product formation regions into pieces is performed in a clean room,
The characteristic selection test is performed in a non-clean room.
(9) In the method for manufacturing a semiconductor device,
A plurality of product formation regions partitioned by a separation region, wherein each of the plurality of product formation regions is disposed on a first surface and a second surface located on opposite sides of each other and on the second surface; Preparing a multi-piece substrate having a plurality of electrode pads;
Mounting a semiconductor chip on each first surface of the plurality of product formation regions;
Forming a resin encapsulant that collectively encapsulates the plurality of semiconductor chips mounted in the plurality of product formation regions;
The resin-encapsulated body and the multi-cavity substrate are divided into a plurality of individual pieces, the wiring substrate comprising the product formation region, the semiconductor chip mounted on the first surface of the wiring substrate, and the semiconductor Forming a plurality of semiconductor devices having a resin sealing body in which a chip is resin-sealed;
And a step of removing foreign matters adhering to the second surface opposite to the first surface of the wiring board by cleaning.
(10) In the means (9),
The cleaning step is performed by spraying a plurality of pulverized dry ice onto the first surface of the semiconductor device.
(11) In the means (10),
The pulverized dry ice has a particle size of 0.1 mm to 0.3 mm.
(12) In the means (9),
Further, before the step of dividing the plurality of product formation regions into individual pieces, a step of forming bumps on the electrode pads on the second surface of each of the product formation regions is provided.
(13) In the means (9),
The method further includes a step of attaching the semiconductor device to a socket and performing burn-in.
(14) In the means (9),
Further, the method includes a step of performing a characteristic evaluation test by mounting the semiconductor device on a socket.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
本発明によれば、半導体装置の低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, the cost of the semiconductor device can be reduced.
本発明によれば、半導体装置の製品歩留まりの向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the product yield of semiconductor devices.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
(実施形態1)
本実施形態1では、ウエハ・レベルCSP型半導体装置に本発明を適用した例について説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to a wafer level CSP type semiconductor device will be described.
図1は、本実施形態1の半導体装置の実装面側の構造を示す模式的平面図であり、
図2は、本実施形態1の半導体装置の内部構造を示す要部模式的断面図であり、
図3は、本実施形態1の半導体装置の実装面側の配線パターンを示す要部模式的平面図であり、
図4は、本実施形態1の半導体装置の製造工程を示すフローチャートであり、
図5は、本実施形態1の半導体装置の製造に使用される半導体ウエハの模式的平面図であり、
図6乃至図13は、本実施形態1の半導体装置の製造工程を示す模式的平面図であり、
図14は、半導体装置の実装面に異物が付着した状態を示す模式的平面図であり、
図15は、本実施形態1の半導体装置の製造に使用される自動異物洗浄装置の概略構成を示す図であり、
図16は、ドライアイス洗浄を説明するための模式図であり、
図17は、エアブロー洗浄を説明するための模式図であり、
図18は、ブラスト洗浄を説明するための模式図であり、
図19は、ウエット洗浄を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the structure on the mounting surface side of the semiconductor device of
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the internal structure of the semiconductor device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic plan view of an essential part showing a wiring pattern on the mounting surface side of the semiconductor device of
FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the semiconductor device of
FIG. 5 is a schematic plan view of a semiconductor wafer used for manufacturing the semiconductor device of
6 to 13 are schematic plan views showing the manufacturing process of the semiconductor device of
FIG. 14 is a schematic plan view showing a state in which foreign matter has adhered to the mounting surface of the semiconductor device,
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic foreign matter cleaning apparatus used for manufacturing the semiconductor device of
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining dry ice cleaning,
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining air blow cleaning,
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining blast cleaning,
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining wet cleaning.
なお、図面を見易くするため、図3および図14において、図2に示す半田バンプは省略している。 In order to make the drawings easier to see, the solder bumps shown in FIG. 2 are omitted in FIGS.
図1及び図2に示すように、ウエハ・レベルCSP型半導体装置1は、厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態1では例えば11.0[mm]×11.0[mm]の正方形になっている。半導体装置1は、図2に示すように、主に、半導体チップに対応するチップ層1aと、このチップ層1aの主面(回路形成面)上に設けられた再配線層(2次配線形成層)1bと、この再配線層1b上に外部接続用端子として設けられた複数の半田バンプ(突起状電極)9とを有する構成になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wafer level CSP
チップ層1aは、半導体基板2と、この半導体基板2の主面上に絶縁層、配線層の夫々を複数段積み重ねて形成された多層配線層(1次配線形成層)3と、この多層配線層3を覆うようにして形成された表面保護膜5とを有する構成になっている。半導体基板2は例えば単結晶シリコンで形成され、1次配線形成層3の絶縁層は例えば酸化シリコン膜で形成され、1次配線形成層3の配線層は例えばアルミニウム(Al)、又はアルミニウム合金、又は銅(Cu)、又は銅合金等の金属膜で形成されている。表面保護膜5は、例えば、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等の無機絶縁膜及び有機絶縁膜を積み重ねた多層膜で形成されている。
The chip layer 1a includes a
チップ層1aの主面には、接続部として例えば複数の電極パッド4(ボンディングパッド)が形成されている。この複数の電極パッド4は、例えばチップ層1a(半導体装置1)の各辺に沿って配置されている。複数の電極パッド4の夫々は、1次配線形成層3の最上層の配線層に形成されている。1次配線形成層3の最上層の配線層は、その上層に形成された表面保護膜5で覆われ、この表面保護膜5には、電極パッド4の表面を露出するボンディング開口5aが形成されている。
On the main surface of the chip layer 1a, for example, a plurality of electrode pads 4 (bonding pads) are formed as connection portions. The plurality of
複数の電極パッド4の夫々は、厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、例えば50[μm]×50[μm]の四角形状になっている。また、複数の電極パッド4の夫々は、主に、40〜65[μm]程度の配列ピッチで配置されている。
Each of the plurality of
2次配線形成層1bは、図2及び図3に示すように、主に、表面保護膜5上に設けられた絶縁層6と、この絶縁層6上を延在する複数の再配線7と、この絶縁層6上に設けられた複数の電極パッド7aと、この複数の再配線7を覆うようにして絶縁層6上に設けられた絶縁層8とを有する構成になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the secondary wiring formation layer 1 b mainly includes an insulating
複数の再配線7の一端側は、絶縁層6に形成されたボンディング開口6a及び表面保護膜5に形成されたボンディング開口5aを通して、対応する複数の電極パッド4と電気的に接続されている。複数の再配線7の夫々の一端側と反対側の夫々の他端側は、対応する複数の電極パッド7aと一体に形成され、電気的に接続されている。
One end sides of the plurality of rewirings 7 are electrically connected to the
複数の電極パッド7aは、複数の電極パッド4で囲まれた領域内において、行列状に配置されている。この複数の電極パッド7aは、厚さ方向と交差する平面形状が例えば円形状で形成され、本実施形態1では例えば直径がΦ0.2[mm]程度の大きさで形成されている。また、複数の電極パッド7aは、電極パッド4よりも大きい配列ピッチで配置され、本実施形態1では例えば0.5[mm]程度の配列ピッチで配置されている。
The plurality of
複数の電極パッド7aには、絶縁層8に形成されたボンディング開口8aを通して、複数の半田バンプ9が夫々電気的にかつ機械的に接続されている。半田バンプ9は、例えばSn−Ag−Cu組成の金属材(Pbフリー材)で形成されている。
A plurality of
2次配線形成層1bは、半導体装置が実装される配線基板(実装基板)の電極パッドの配列ピッチに対応して、1次配線形成層3の電極パッド4よりも配列ピッチが広い電極パッド7aを再配置するための層(インターポーザ)である。
The secondary wiring formation layer 1b has an
2次配線形成層1bにおいて、絶縁層6及び8は、半導体装置を配線基板に実装した後、配線基板との熱膨張係数差によって発生する応力が半田バンプ9に集中するのを緩和するため、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜と比較して弾性率が低い材料で形成され、更に表面保護膜よりも厚い厚さで形成されている。本実施形態1において、絶縁層6及び8は、例えばポリイミド系の樹脂で形成されている。
In the secondary wiring formation layer 1b, the insulating
2次配線形成層1bの再配線7として、1次配線形成層の配線よりも低抵抗、低容量、低インピーダンスの配線を用いることで、電極パッド7aの配置をより自由に設定することができる。本実施形態1において、再配線7は、例えば導電率が高いCu膜で形成されており、また、1次配線形成層3の配線よりも厚い導電膜で形成することが望ましく、更に再配線7を覆う絶縁層8は1次配線形成層3に用いられる無機層間絶縁膜と比較して誘電率の低い有機絶縁膜を使用することが望ましい。
By using a wiring having a lower resistance, a lower capacity, and a lower impedance than the wiring of the primary wiring forming layer as the rewiring 7 of the secondary wiring forming layer 1b, the arrangement of the
なお、図示していないが、再配線7には、プローブ検査工程において使用される検査用電極パッドが設けられ、絶縁層8には、この検査用電極パッドの表面を露出するための開口が設けられている。
Although not shown, the rewiring 7 is provided with an inspection electrode pad used in the probe inspection process, and the insulating
チップ層1aの主面側には、集積回路が形成されている。この集積回路は、主に、半導体基板の主面に形成されたトランジスタ素子、及び1次配線形成層3に形成された配線によって構成されている。 An integrated circuit is formed on the main surface side of the chip layer 1a. This integrated circuit is mainly composed of transistor elements formed on the main surface of the semiconductor substrate and wiring formed on the primary wiring forming layer 3.
次に、本実施形態1の半導体装置1の製造について、図4乃至図19を用いて説明する。
Next, the manufacture of the
本実施形態1の半導体装置1の製造では、図4に示すように、ウエハ準備工程〈101〉〜プロープ検査工程〈106〉までを前工程〈100〉と呼び、個片化工程〈111〉〜出荷工程〈119〉までを後工程〈110〉と呼ぶ。
In the manufacture of the
まず、図5に示すように、半導体ウエハとして、例えば単結晶シリコンからなる半導体ウエハ10を準備する(図4のウエハ準備工程〈101〉)。
First, as shown in FIG. 5, a
次に、図6及び図7に示すように、半導体ウエハ10の主面(回路形成面)に、回路及び複数の電極パッド4を有する複数の製品形成領域(チップ形成領域・デバイス形成領域)12を行列状に形成する(図4の回路形成工程〈102〉)。複数の製品形成領域12は、分離領域(スクライブ領域)11によって区画され、互いに離間された状態で配置されている。複数の製品形成領域12は、半導体ウエハ10の主面に、主として、トランジスタ素子、電極パッド4を含む1次配線形成層(多層配線層)3、表面保護膜5、ボンディング開口5a等を形成することによって形成される。
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of product formation regions (chip formation regions / device formation regions) 12 having circuits and a plurality of
次に、各製品形成領域12に2次配線形成層(再配線層)1bを形成する(図4の再配線工程〈103〉)。 Next, a secondary wiring forming layer (rewiring layer) 1b is formed in each product forming region 12 (rewiring step <103> in FIG. 4).
具体的には、まず、表面保護膜5上の全面に例えばポリイミド系の樹脂からなる絶縁層6を回転塗布法で形成し、その後、図8に示すように、絶縁層6に電極パッド4の表面を露出するボンディング開口6aを形成する。
Specifically, first, an insulating
次に、ボンディング開口6a内を含む絶縁層6上の全面に導電膜として例えば銅(Cu)膜を低圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法又はスパッタ法で形成し、その後、銅膜にパターンニングを施して、図9に示すように、再配線7及び電極パッド7aを形成する。
Pattern is then formed on the entire surface conductive film as for example, copper (Cu) film on the insulating
次に、再配線7上を含む絶縁層6上の全面に例えばポリイミド系の樹脂からなる絶縁層8を回転塗布法で形成し、その後、図10に示すように、絶縁層8に電極パッド7aの表面を露出するボンディング開口8aを形成する。
Next, an insulating
次に、図10に示すように、ボンディング開口8aから露出する電極パッド7aの表面上に例えばAu膜9aをメッキ法で形成する。これにより、2次配線形成層1bが形成されると共に、電極パッド4aの配列ピッチよりも広い配列ピッチの電極パッド7aが形成される。
Next, as shown in FIG. 10, for example, an
次に、図11に示すように、半導体ウエハ1の各製品形成領域12の電極パッド7a上に半田バンプ9を形成する(図4のバンプ形成工程〈104〉)。半田バンプ9の形成は、これに限定されないが、例えば、電極パッド7a上にフラックス材を塗布し、その後、電極パッド7a上に半田ボールをボール供給法で供給し、その後、半田ボールを赤外線リフロー法で溶融して行う。また、半田バンプ9の形成は、例えば、電極パッド9B上にスクリーン印刷法で半田ペースト材を設け、その後、半田ペースト材を赤外線リフロー法で溶融して行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 11, solder bumps 9 are formed on the
次に、半田バンプ形成工程〈104〉において使用したフラックスを洗浄にて除去し、その後、各製品形成領域12の回路機能を電気的に検査するためのテストをプローブカードを用いて行う(図4のプローブ検査〈106〉)。プローブ検査は、再配線7に設けられたテスト用電極パッドにプローブカードのプローブ針を圧接して行う(プローブ検査〈106〉)。
Next, the flux used in the solder bump formation step <104> is removed by cleaning, and then a test for electrically inspecting the circuit function of each
次に、図12及び図13に示すように、半導体ウエハ10を複数の個片に分割する(図4の個片化工程〈111〉)。この分割は、半導体ウエハ10の分離領域(スクライブ領域)11に沿って半導体ウエハ10を例えばダイシングすることによって行われる。また、この分割は、0.5[μm]以下の異物が1000ケ/cm3以下の環境におけるクリーンルームで行われる。この工程により、図1に示す本実施形態1の半導体装置1がほぼ完成する。
Next, as shown in FIGS. 12 and 13, the
次に、個片化された半導体装置1をトレイに詰め込み、(図4の治具詰め工程〈112〉)、その後、トレイに詰め込んだ状態で半導体装置1をマーキング工程に搬送し、その後、半導体装置1の実装面(実装時に基板と向かい合う面)と反対側の面に、例えば品名、社名、品種、製造ロット番号等の識別マークを形成する(図4のマーキング工程〈113〉)。識別マークの形成は、インクジェットマーキング法、ダイレクト印刷法、レーザマーキング法等を用いて行う。
Next, the separated
次に、トレイに詰め込んだ状態で半導体装置1をバーンイン工程に搬送し、その後、半導体装置1にバーンインを施す(図4のバーンイン工程〈114〉)。バーンイン工程では、ソケットに半導体装置1を装着し、このソケットを仲介して半導体装置1とバーンインボードとの電気的な接続が行われる。ソケットと半導体装置1との電気的な接続は、ソケットのコンタクトピンに半導体装置1の半田バンプ9を圧接することによって行われるため、圧接時の擦れ等によって半田バンプ9の削れカス(一部)がコンタクトピンに付着する。バーンイン工程では、複数のソケットを繰り返し使用しているため、1つのソケットが1日に繰り返し使用される使用頻度は、半導体装置の生産量やソケットの使用数によって異なるが、例えば数百回にも及ぶ。即ち、ソケットの使用頻度に応じてコンタクトピンに半田バンプ9の削れカスが蓄積される。
Next, the
コンタクトピンに蓄積された削れカスは、コンタクトピンから離脱し、何らかの影響で図14に示すように、半導体装置1の実装面に異物28として付着する。また、圧着時の擦れ等による半田バンプの削れカスも何らかの影響で半導体装置1の実装面に異物となって付着する。また、本実施形態1のウエハ・レベルCSP型半導体装置1は、半導体ウエハ10を複数の半導体装置1に個片化するダイシングをクリーンルームで行っているが、個片化後の工程は非クリーンルームで行っているため、前述の半田バンプ9の削れによる異物の他に、他の異物も半導体装置1の実装面に付着する場合がある。
The scraps accumulated on the contact pins are detached from the contact pins and adhere to the mounting surface of the
次に、半導体装置1が正常に動作するか否かの電気的な特性を評価する特性評価試験を施して、半導体装置1の特性を選別する(図4の選別工程〈115〉)。この特性評価試験においても、ソケットに半導体装置1を装着し、このソケットを介して半導体装置1とパフォーマンスボード(検査用配線基板)との電気的な接続が行われるため、選別工程においても半田バンプ10の削れカスによる異物が半導体装置の実装面に付着する。
Next, a characteristic evaluation test for evaluating whether or not the
次に、半導体装置1の実装面に付着する異物を洗浄にて除去する。異物の除去は、図15に示す自動異物洗浄装置20を用いたドライアイス洗浄で行う。自動異物洗浄装置20は、液化炭素21をペレタイザ22に供給し、このペレタイザ22でペレット状のドライアイス23を形成し、このペレット状のドライアイス23を粉砕機24で粉砕状のドライアイス(粒砕状のドライアイス)25を形成し、洗浄装置26内において、セット治具に装着された半導体装置1の実装面にノズル26aから粉砕状のドライアイス25を吹き付け、半導体装置1の実装面に付着する異物28を除去する。半導体装置1の実装面から除去された異物28は、集塵ユニット27に回収される。セット治具への半導体装置1の供給は、ローダ側に装着されたトレイ29aから順次行われる。ドライアイス洗浄が施された半導体装置1は、アンローダ側のトレイ29bに順次収納される。
Next, the foreign matter adhering to the mounting surface of the
次に、図4に示すように、半導体装置1の最終外観検査〈117〉を行い、その後、半導体装置1を梱包し〈118〉、その後、半導体装置1は製品として出荷される〈119〉。
Next, as shown in FIG. 4, the final appearance inspection <117> of the
ここで、ドライアイス洗浄について、図16を用いて簡単に説明する。 Here, the dry ice cleaning will be briefly described with reference to FIG.
ノズル25aから製品に吹き付けられた粉砕状のドライアイス25は、汚れ(異物)に衝突し、その後、変形し、その後、気化する。汚れ(異物)は粉砕状のドライアイス25の衝突時の衝撃によって剥離する。ドライアイス洗浄による異物の除去性能は、粉砕状のドライアイス25の粒径、ノズル26aからの噴出圧力、ノズル26aから対象物までの噴出距離等によって変化する。本発明者の検討によれば、粉砕状ドライアイスの粒径:0.1mm〜0.3mm,噴出圧力:0.5〜2.0kg/cm2,噴出距離:30mmとする条件において、半導体ウエハの個片化後の後工程で半導体装置1の実装面に付着した異物を最も短時間で綺麗に除去することができた。
The pulverized
ウエハ・レベルCSP型半導体装置1の製造において、ウエハ・プロセス(前工程)では、様々な洗浄方法で異物の除去を行っているが、後工程での洗浄による異物除去はこれまでなかった。特に、最終外観検査〈117〉を行う前での洗浄による異物除去はこれまでなかった。洗浄による異物除去は、手作業による異物除去と比較して、短時間で行うことができ、しかも異物除去のバラツキが少ない。従って、後工程における異物除去を洗浄で行うことにより、異物除去に要する時間を短縮することができるため、半導体装置1の低コスト化を図ることができる。また、異物除去のバラツキが少ないため、半導体装置1の製品歩留まりの向上を図ることができる。
In the manufacture of the wafer level CSP
本実施形態1では、後工程での異物除去としてドライアイス洗浄を用いている。粉砕状ドライアイスは、異物に衝突した後、昇華する。従って、異物除去後の水洗処理や乾燥処理等の工程が不要であるため、更に半導体装置1の低コスト化、及び製品の歩留まりの向上を図ることができる。
In the first embodiment, dry ice cleaning is used as a foreign matter removal in a subsequent process. The pulverized dry ice sublimes after colliding with foreign matter. Accordingly, steps such as a water washing process and a drying process after removing the foreign matter are not required, and thus the cost of the
後工程〈110〉での洗浄による異物除去は、個片化工程〈111〉の後であって、製品出荷工程〈119〉の前に行うが、個片化工程〈111〉の後であって最終外観検査工程〈117〉の前に行うことが望ましく、更にソケットを使用するバーンイン工程〈114〉又は選別工程〈115〉の後であって最終外観検査工程〈117〉の前に行うことが望ましい。 Foreign matter removal by washing in the post-process <110> is performed after the individualization process <111> and before the product shipment process <119>, but after the individualization process <111>. It is preferably performed before the final appearance inspection step <117>, and further after the burn-in step <114> or the selection step <115> using the socket and before the final appearance inspection step <117>. .
なお、本実施形態1のドライアイス洗浄の他に、後工程での異物除去に使用可能な洗浄としては、例えば、図17に示すように、製品15にエアを吹きかけて異物の除去(汚れ16)を行うエアブロー洗浄や、図18に示すように、ガラス、プラスチック等の穀物粒子17を吹きかけて異物(汚れ16)の除去を行うブラスト洗浄や、図19に示ように、薬液18に製品15を浸漬させて異物(汚れ16)の除去を行うウエット洗浄等がある。これらの何れにおいても後工程での異物除去に使用することができる。しかしながら、エアブロー洗浄の場合、浮遊系異物は除去できるが、絶縁層8に突き刺さった異物の除去は困難である。ブラスト洗浄の場合、製品の表面が削られてしまう難点があり、また、ブラスト材が製品の細部に残留するため、水洗処理が必要となる。更にブラスト材の摩耗管理が必要である。ウエット洗浄の場合、製品の水洗、乾燥が必要であり、更に薬液の汚染管理が必要である。このようなことから、後工程での異物除去には、ドライアイス洗浄が好適である。
(実施形態2)
本実施形態2では、チップ・レベルCSP型半導体装置に本発明を適用した例について説明する。
In addition to the dry ice cleaning of the first embodiment, as cleaning that can be used for foreign matter removal in a subsequent process, for example, as shown in FIG. 18), air blast cleaning to remove foreign matter (dirt 16) by spraying grain particles 17 such as glass and plastic, as shown in FIG. 18, and chemical solution 18 to product 15 as shown in FIG. And wet cleaning for removing foreign matter (dirt 16). Any of these can be used for removing foreign substances in a subsequent process. However, in the case of air blow cleaning, floating foreign matters can be removed, but it is difficult to remove foreign matters that have pierced the insulating
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example in which the present invention is applied to a chip level CSP type semiconductor device will be described.
図20は、本実施形態2の導体装置の内部構造を示す模式的断面図であり、
図21は、本実施形態2の半導体装置の実装面側の構造を示す模式的平面図であり、
図22は、本実施形態2の半導体装置の実装面側の配線パターンを示す要部模式的平面図であり、
図23は、本実施形態2の半導体装置の製造に使用される多数個取り基板の模式的平面図であり、
図24は、図23の多数個取り基板の要部模式的断面図であり、
図25は、本実施形態2の半導体装置の製造工程を示すフローチャートであり、
図26乃至図30は、本実施形態2の半導体装置の製造工程を示す要部模式的断面図である。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the conductor device according to the second embodiment.
FIG. 21 is a schematic plan view showing the structure on the mounting surface side of the semiconductor device of the second embodiment,
FIG. 22 is a schematic plan view of an essential part showing a wiring pattern on the mounting surface side of the semiconductor device of
FIG. 23 is a schematic plan view of a multi-cavity substrate used for manufacturing the semiconductor device of
24 is a schematic cross-sectional view of a main part of the multi-cavity substrate of FIG.
FIG. 25 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor device of
26 to 30 are schematic cross-sectional views showing main parts of the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.
なお、図面を見易くすめため、図22においては、図21に示す半田バンプを省略している。 In order to make the drawing easier to see, the solder bumps shown in FIG. 21 are omitted in FIG.
図20及び図21に示すように、本実施形態2の半導体装置30は、インターポーザと呼称される配線基板32の主面(第1の面)に半導体チップ(半導体素子)31を搭載し、配線基板32の主面と反対側の裏面(第2の面,実装面)に突起状電極として例えばボール状の半田バンプ36を複数配置したパッケージ構造になっている。
As shown in FIGS. 20 and 21, the
半導体チップ31は、厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態2では例えば正方形になっている。半導体チップ31は、これに限定されないが、主に、半導体基板、この半導体基板の主面に形成された複数のトランジスタ素子、前記半導体基板の主面上に設けられた1次配線形成層、この1次配線形成層を覆うようにして設けられた表面保護膜等を有する構成になっている。前記1次配線形成層は、絶縁層、配線層の夫々を複数段積み重ねた多層配線層で構成されている。半導体基板は、例えば単結晶シリコンで形成されている。多層配線層の絶縁層は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。多層配線層の配線層は、例えばアルミニウム(Al)、又はアルミニウム合金、又は銅(Cu)、又は銅合金等の金属膜で形成されている。表面保護膜は、例えば、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等の無機絶縁膜及び有機絶縁膜を積み重ねた多層膜で形成されている。
The
半導体チップ31は、互いに反対側に位置する主面(回路形成面,第1の面)及び裏面(第2の面)を有し、半導体チップ31の主面側には集積回路が形成されている。この集積回路は、主に、半導体基板の主面に形成されたトランジスタ素子、及び1次配線形成層に形成された配線によって構成されている。
The
半導体チップ31の主面には、接続部として例えば複数の電極パッド4(ボンディングパッド)が形成されている。この複数の電極パッド4は、例えば半導体チップ31の各辺に沿って配置されている。
On the main surface of the
配線基板32は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態2では例えば正方形になっている。配線基板32は、これに限定されないが、例えば、コア材と、このコア材の主面を覆うようにして形成された第1の保護膜32cと、このコア材の主面と反対側の裏面を覆うようにして形成された第2の保護膜32dとを有する構成になっている。コア材は、例えば、その主面及び裏面に配線層(導電層)を有する構造になっている。コア材は、例えばガラス繊維にエポキシ系、若しくはポリイミド系の樹脂を含浸させた高弾性樹脂基板で形成されている。コア材の各配線層は、例えば、Cuを主成分とする金属膜で形成されている。第1の保護膜32cは、主にコア材の主面の配線層に形成された配線を保護する目的で形成され、第2の保護膜32dは、主にコア材の裏面の配線層に形成された配線を保護する目的で形成されている。第1及び第2の保護膜(32c,32d)としては、例えば絶縁性の樹脂膜が用いられている。
The
配線基板32の主面にはチップ搭載領域(素子搭載領域)が配置され、このチップ搭載領域には接着材33を介在して半導体チップ31の裏面が接着固定されている。また、配線基板32の主面には、接続部として例えば複数の電極パッド32aが配置されている。本実施形態2において、複数の電極パッド32aは半導体チップ31(チップ搭載領域)の周囲に配置されている。また、配線基板32の裏面には、接続部として複数の電極パッド32bが配置され、この複数の電極パッド32bには半田バンプ36が夫々固着されている。
A chip mounting area (element mounting area) is disposed on the main surface of the
半導体チップ31の複数の電極パッド4は、配線基板32の複数の電極パッド32aと夫々電気的に接続されている。本実施形態2において、半導体チップ31の電極パッド4と配線基板32の電極パッド32aとの電気的な接続は、ボンディングワイヤ34で行われている。ボンディングワイヤ34の一端部側は、半導体チップ31の電極パッド4に接続され、ボンディングワイヤ34の一端部側と反対側の他端部側は、配線基板32の電極パッド32aに接続されている。
The plurality of
ボンディングワイヤ34としては、例えば金(Au)ワイヤを用いている。また、ボンディングワイヤ34の接続方法としては、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング法を用いている。
For example, a gold (Au) wire is used as the
半導体チップ31、複数のボンディングワイヤ34等は、配線基板32の主面側に選択的に形成された樹脂封止体35によって樹脂封止されている。樹脂封止体35は、低応力化を図る目的として、例えば、フェノール系硬化剤、シリコーンゴム及びフィラー(例えばシリカ)等が添加されたビフェニール系の熱硬化性樹脂で形成されている。樹脂封止体35の形成方法としては、大量生産に好適なトランスファ・モーディング法を用いている。トランスファ・モーディング法は、ポット、ランナー、樹脂注入ゲート、及びキャビティ等を備えた成形金型(モールド金型)を使用し、ポットからランナー及び樹脂注入ゲートを通してキャビティの内部に熱硬化性樹脂を注入して樹脂封止体を形成する方法である。
The
樹脂封止体35及び配線基板32は、ほぼ同一の平面サイズになっており、樹脂封止体35及び配線基板32の側面は面一になっている。本実施形態2の半導体装置30は、後で詳細に説明するが、複数の製品形成領域を有する多数個取り基板(マルチ配線基板)を使用し、この多数個取り基板の複数の製品形成領域に実装された複数の半導体チップを一括して樹脂封止する樹脂封止体(一括用樹脂封止体)を形成した後、前記多数個取り基板及び一括用樹脂封止体を複数の個片に分割することによって製造される。
The
配線基板32において、複数の電極パッド32aは、スルーホール配線を介して、複数の電極パッド32bと夫々電気的に接続されている。複数の電極パッド32bは、図22に示すように、対応するスルーホール配線のランド部32hと一体に形成されている。
In the
次に、本実施形態2の半導体装置30の製造に使用される多数個取り基板(マルチ配線基板)40について、図23及び図24を用いて説明する。
Next, a multi-piece substrate (multi-wiring substrate) 40 used for manufacturing the
図23及び図24に示すように、多数個取り基板40は、その厚さ方向と交差する平面形状が方形状になっており、本実施形態2では長方形になっている。多数個取り基板40の主面(チップ搭載面)にはモールド領域41が設けられ、このモールド領域41の中には複数の製品形成領域(デバイス形成領域)43が設けられ、この各々の製品形成領域43の中にはチップ搭載領域44が設けられている。半導体装置の製造において、各々のチップ搭載領域44には、半導体チップ(31)が搭載され、モールド領域41には、各々のチップ搭載領域44に搭載された複数の半導体チップ(31)を一括して樹脂封止する樹脂封止体(35)が形成される。
As shown in FIGS. 23 and 24, the
各製品形成領域43は、分離領域42によって区画され、基本的に図20に示す配線基板32と同様の構造及び平面形状になっている。配線基板32は、多数個取り基板40の複数の製品形成領域43を個々に個片化することによって形成される。本実施形態2において、多数個取り基板40は、これに限定されないが、例えば、X方向に6個,Y方向に3個の行列配置(6×3)で配置された計18個の製品形成領域43を有する構成になっている。
Each
次に、本実施形態2の半導体装置30の製造について、図25乃至図30を用いて説明する。本実施形態2の半導体装置30の製造では、図25に示すように、ウエハ準備工程〈201〉〜プロープ検査工程〈203〉までを前工程〈200〉と呼び、個片化工程〈211〉〜出荷工程〈225〉までを後工程〈210〉と呼ぶ。
Next, the manufacture of the
まず、半導体ウエハとして、例えば単結晶シリコンからなる半導体ウエハを準備し(図25のウエハ準備工程〈201〉)、その後、半導体ウエハの主面(回路形成面)に、回路及び複数の電極パッド4を有する複数の製品形成領域(チップ形成領域)を行列状に形成する(図25の回路形成工程〈202〉)。複数の製品形成領域は、分離領域(スクライブ領域)によって区画され、互いに離間された状態で配置されている。複数の製品形成領域は、半導体ウエハの主面に、主として、トランジスタ素子、電極パッド4を含む1次配線形成層(多層配線層)3、表面保護膜5、ボンディング開口5a等を形成することによって形成される。
First, as a semiconductor wafer, a semiconductor wafer made of, for example, single crystal silicon is prepared (wafer preparation step <201> in FIG. 25), and then a circuit and a plurality of
次に、各製品形成領域の回路機能を電気的に検査するためのテストをプローブカードを用いて行う(図25のプローブ検査〈203〉)。プローブ検査は、電極パッド4にプローブカードのプローブ針を圧接して行う。
Next, a test for electrically inspecting the circuit function of each product formation region is performed using a probe card (probe inspection <203> in FIG. 25). The probe inspection is performed by pressing the probe needle of the probe card against the
次に、半導体ウエハを複数の個片に分割する(図25の個片化工程〈211〉)。この分割は、半導体ウエハの分離領域に沿って半導体ウエハを例えばダイシングすることによって行われる。また、この分割は、0.5[μm]以下の異物が1000ケ/cm3以下の環境におけるクリーンルームで行われる。この工程により、図20に示す半導体チップ31が形成される。
Next, the semiconductor wafer is divided into a plurality of individual pieces (individualization step <211> in FIG. 25). This division is performed by, for example, dicing the semiconductor wafer along the separation region of the semiconductor wafer. In addition, this division is performed in a clean room in an environment where foreign matters of 0.5 [μm] or less are 1000 pieces / cm 3 or less. By this step, the
次に、図23に示す多数個取り基板40を準備し、その後、図26に示すように、多数個取り基板40の主面の複数ある製品形成領域43の各々のチップ搭載領域44に、接着材33を介在して半導体チップ31を接着固定する(図25のチップ搭載工程〈212〉)。半導体チップ31の接着固定は、半導体チップ31の裏面が多数個取り基板40の主面と向かい合う状態で行う。
Next, the
次に、多数個取り基板40の主面の各製品形成領域43において、図27に示すように、製品形成領域43の複数の電極パッド32aと、この製品形成領域43に搭載された半導体チップ31の複数の電極パッド4とを複数のボンディングワイヤ34で夫々電気的に接続する(図25のワイヤボンディング工程〈213〉)。この工程により、多数個取り基板40の主面に複数の半導体チップ1が実装される。
Next, in each
ここで、実装とは、基板に半導体チップが接着固定され、基板の電極パッドと半導体チップの電極パッドとが電気的に接続された状態を言う。本実施形態2では、半導体チップ31の接着固定は、接着材33によって行われており、多数個取り基板40の製品形成領域43の電極パッド32aと半導体チップ31の電極パッド4との電気的な接続は、ボンディングワイヤ34によって行われている。
Here, the mounting means a state in which the semiconductor chip is bonded and fixed to the substrate, and the electrode pad of the substrate and the electrode pad of the semiconductor chip are electrically connected. In the second embodiment, the
次に、多数個取り基板40の主面に実装された複数の半導体チップ31を一括して樹脂封止し、図28に示すように、多数個取り基板40の主面上に樹脂封止体35を形成する(図25の樹脂封止工程〈214〉)。樹脂封止体35は、多数個取り基板40の主面のモールド領域(41)に、複数の製品形成領域43を覆うようにして形成され、各製品形成領域43の半導体チップ31及びボンディングワイヤ34等は、1つの樹脂封止体35によって樹脂封止される。樹脂封止体35は、多数個取り基板40の複数ある製品形成領域43を一括して覆うキャビティを備えた成形金型を使用し、この成形金型のキャビティの内部に熱硬化性樹脂を注入して行う一括方式のトランスファ・モールディング法で形成される。
Next, a plurality of
次に、図29に示すように、多数個取り基板40の主面と反対側の裏面に、各製品形成領域43に対応して複数の半田バンプ36を形成する(図25のバンプ形成工程〈215〉)。半田バンプ36は、例えば、多数個取り基板40の裏面の電極パッド32b上にフラックス材を塗布し、その後、電極パッド32b上にボール供給法で半田ボールを供給し、その後、半田ボールを溶融して電極パッド32bとの接合を行うことによって形成される。
Next, as shown in FIG. 29, a plurality of solder bumps 36 are formed corresponding to each
次に、半田バンプ形成工程において使用したフラックスを洗浄にて除去し(図25のフラックス洗浄工程〈216〉)、その後、多数個取り基板40の各製品形成領域43に対応して樹脂封止体35の上面に、例えば品名、社名、品種、製造ロット番号等の識別マークを、インクジェットマーキング法、ダイレクト印刷法、レーザマーキング法等を用いて形成する(図25のマーキング工程〈217〉)。
Next, the flux used in the solder bump forming process is removed by cleaning (flux cleaning process <216> in FIG. 25), and then the resin sealing body corresponding to each
次に、図30に示すように、多数個取り基板40及び樹脂封止体35を複数の個片に分割する(図25の個片化工程〈218〉)。この分割は、多数個取り基板40の分離領域42に沿って多数個取り基板40及び樹脂封止体35を例えばダイシングすることによって行われる。この工程により、図20に示す本実施形態2の半導体装置30がほぼ完成する。
Next, as shown in FIG. 30, the
次に、個片化された半導体装置30をトレイに詰め込み、(図25の治具詰め工程〈219〉)、その後、トレイに詰め込んだ状態で半導体装置30をバーンイン工程に搬送し、その後、半導体装置30にバーンインを施す(図5のバーンイン工程〈220〉)。バーンイン工程では、ソケットに半導体装置30を装着し、このソケットを仲介して半導体装置30とバーンインボードとの電気的な接続が行われる。ソケットと半導体装置30との電気的な接続は、ソケットのコンタクトピンに半導体装置30の半田バンプ36を圧接することによって行われるため、圧接時の擦れ等によって半田バンプ36の削れカス(一部)がコンタクトピンに付着する。バーンイン工程では、複数のソケットを繰り返し使用しているため、1つのソケットが1日に繰り返し使用される使用頻度は、半導体装置の生産量やソケットの使用数によって異なるが、例えば数百回にも及ぶ。即ち、ソケットの使用頻度に応じてコンタクトピンに半田バンプ36の削れカスが蓄積される。
Next, the separated
コンタクトピンに蓄積された削れカスは、コンタクトピンから離脱し、何らかの影響で半導体装置30の実装面(実装時に基板と向かい合う面)に異物として付着する。また、圧着時の擦れ等による半田バンプの削れカスも何らかの影響で半導体装置30の実装面に異物となって付着する。また、本実施形態2のチップ・レベルCSP型半導体装置30は、半導体ウエハを複数の半導体チップ31に個片化するダイシングをクリーンルームで行っているが、個片化後の工程は非クリーンルームで行っているため、前述の半田バンプ36の削れによる異物の他に、他の異物も半導体装置30の実装面に付着する場合がある。
The scraps accumulated on the contact pins are detached from the contact pins and adhere to the mounting surface of the semiconductor device 30 (surface facing the substrate at the time of mounting) as foreign matter due to some influence. Further, the scrap of the solder bump due to rubbing or the like at the time of pressure bonding also adheres to the mounting surface of the
次に、半導体装置30が正常に動作するか否かの電気的な特性を評価する特性評価試験を施して、半導体装置1の特性を選別する(図25の選別工程〈221〉)。この特性評価試験においても、ソケットに半導体装置30を装着し、このソケットを介して半導体装置30とパフォーマンスボード(検査用配線基板)との電気的な接続が行われるため、選別工程においても半田バンプ36の削れカスによる異物が半導体装置の実装面に付着する。
Next, a characteristic evaluation test for evaluating whether or not the
次に、半導体装置30の実装面に付着する異物を洗浄にて除去する。異物の除去は、図15に示す自動異物洗浄装置20を用いたドライアイス洗浄で行う。
Next, the foreign matter adhering to the mounting surface of the
次に、図25に示すように、半導体装置30の最終外観検査〈223〉を行い、その後、半導体装置30を梱包し〈224〉、その後、半導体装置30は製品として出荷される〈225〉。
Next, as shown in FIG. 25, a final appearance inspection <223> of the
このように、本実施形態2のチップ・レベルCSP型半導体装置30の製造においても、後工程の異物除去を洗浄で行うことにより、前述の実施形態1と同様の効果が得られる。
As described above, also in the manufacture of the chip level CSP
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
例えば、樹脂封止型半導体装置の製造においては、複数の製品形成領域を有する多数個取り基板を使用し、各製品形成領域に実装された半導体チップを各製品形成領域毎に樹脂封止する個別方式のトランスファ・モールディング法や、複数の製品形成領域を有する多数個取り基板を使用し、各製品形成領域に実装された半導体チップを一括して樹脂封止する一括方式のトランスファ・モールディング法が採用されている。前述の実施形態2では、一括方式のトランスファ・モールディング法により製造される半導体装置について説明したが、本発明は、個別方式のトランスファ・モールディング法により製造される半導体装置にも適用できる。 For example, in manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, a multi-chip substrate having a plurality of product formation regions is used, and individual semiconductor chips mounted in each product formation region are resin-sealed for each product formation region. Adopted transfer molding method and batch transfer molding method that uses a multi-piece substrate with multiple product formation areas and encapsulates the semiconductor chips mounted in each product formation area in a batch. Has been. In the second embodiment, the semiconductor device manufactured by the batch transfer molding method has been described. However, the present invention can also be applied to a semiconductor device manufactured by the individual transfer molding method.
また、前述の実施形態2では、配線基板の裏面側に複数の半田バンプを有する半導体装置について説明したが、本発明は、配線基板の裏面側の半田バンプを省略し、配線基板の電極パッドを外部接続用端子とするLGA(Lahd Grid Array)型半導体装置にも適用できる。 In the second embodiment, the semiconductor device having a plurality of solder bumps on the back side of the wiring board has been described. However, in the present invention, the solder bumps on the back side of the wiring board are omitted, and electrode pads of the wiring board are used. The present invention can also be applied to an LGA (Lahd Grid Array) type semiconductor device used as an external connection terminal.
また、前述の実施形態1では、2次配線形成層上に複数の半田バンプを有する半導体装置について説明したが、本発明は、2次配線形成層上の半田バンプを省略し、2次配線形成層の電極パッドを外部接続用端子とするLGA型半導体装置にも適用できる。 In the first embodiment, the semiconductor device having a plurality of solder bumps on the secondary wiring formation layer has been described. However, the present invention omits the solder bumps on the secondary wiring formation layer and forms the secondary wiring. The present invention can also be applied to an LGA type semiconductor device using the electrode pad of the layer as an external connection terminal.
また、前述の実施形態2では、配線基板の主面に1つの半導体チップ有する半導体装置について説明したが、本発明は、配線基板の主面に複数の半導体チップを有するMCP(Multi Chip Package:マルチ・チップ・パッケージ)型半導体装置にも適用できる。 In the second embodiment, the semiconductor device having one semiconductor chip on the main surface of the wiring board has been described. However, the present invention provides an MCP (Multi Chip Package) having a plurality of semiconductor chips on the main surface of the wiring board.・ Chip package type semiconductor device.
1…半導体装置、1a…チップ層、1b…2次配線形成層、2…半導体基板、3…1次配線形成層(多層配線層)、4…電極パッド(ボンディングパッド)、5…表面保護膜、5a…ボンディング開口、6…絶縁層、6a…ボンディング開口、7…再配線、7a…電極パッド(バンプランド)、8…絶縁層、8a…ボンディング開口、9…半田バンプ、
10…半導体ウエハ、11…分離領域(スクライブ領域)、12…製品形成領域(デバイス形成領域)、
20…自動異物洗浄装置、21…液化炭素、22…ペレタイザ、23…ペレット状ドライアイス、24…粉砕機、25…粉砕状ドライアイス、26…洗浄装置、26a…ノズル、27…集塵ユニット、28…異物、29a,29b…トレイ、
30…半導体装置、31…半導体チップ、32…配線基板(インターポーザ)、32a,32b…電極パッド、32c,32d…保護膜、32h…スルーホール配線のランド部、33…接着材、34…ボンディングワイヤ、35…樹脂封止体、36…半田バンプ、
40…多数個取り基板、41…モールド領域、42…分離領域、43…製品形成領域(デバイス形成領域)、44…チップ搭載領域
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
40 ... Multi-cavity substrate, 41 ... Mold area, 42 ... Separation area, 43 ... Product formation area (device formation area), 44 ... Chip mounting area
Claims (5)
(b)前記複数の製品形成領域の夫々の第1の面に半導体チップを実装する工程と、
(c)前記複数の製品形成領域に実装された複数の前記半導体チップを樹脂封止し、前記多数個取り配線基板の前記第1の面に樹脂封止体を形成する工程と、
(d)前記複数の各製品形成領域の夫々の前記複数の電極パッドに、複数のバンプ電極を夫々形成する工程と、
(e)前記(d)工程の後、前記多数個取り基板を前記製品形成領域ごとに複数の個片に分割して、前記製品形成領域ごとに分割された配線基板と、前記配線基板の第1の面に実装された前記半導体チップと、前記半導体チップを封止した樹脂封止体と、前記第2の面に形成された前記複数のバンプ電極を有する複数の半導体パッケージを形成する工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記半導体パッケージの前記配線基板の前記第2の面に、複数の粉砕状ドライアイスを吹き付けて洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (A) having a plurality of product formation regions partitioned by separation regions, wherein each of the plurality of product formation regions is a first surface and a second surface located on opposite sides of each other, and the second surface Preparing a multi-cavity wiring board having a plurality of electrode pads arranged in
(B) mounting a semiconductor chip on each first surface of the plurality of product formation regions;
A step of the multiple of the semiconductor chip and tree Aburafutome, forming the first surface to the resin sealing body of the multi-piece wiring substrate (c) is mounted on the plurality of product forming region,
(D) to said plurality of said plurality of electrode pads of each of the product forming region, a step of respectively forming a plurality of bump electrodes,
(E) after the step (d) is divided into a plurality of pieces of pre-Symbol matrix substrate before each SL product formation region, and a wiring substrate that is divided into the product forming region, the wiring substrate Forming a plurality of semiconductor packages having the semiconductor chip mounted on the first surface, a resin sealing body sealing the semiconductor chip , and the plurality of bump electrodes formed on the second surface. Process,
(F) After the step (e), the method includes a step of spraying and cleaning a plurality of crushed dry ice on the second surface of the wiring board of the semiconductor package. .
前記粉砕状ドライアイスは、0.1mm乃至0.3mmの粒径サイズからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the pulverized dry ice has a particle size of 0.1 mm to 0.3 mm.
前記工程(e)と前記工程(f)の間に、更に、前記半導体パッケージをバーンインする工程と、前記バーンイン工程後、前記バーンインされた半導体パッケージを選別試験する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor further comprising a step of burning in the semiconductor package between the step (e) and the step (f), and a step of selectively testing the burned-in semiconductor package after the burn-in step. Device manufacturing method.
前記半導体チップは、クリーンルーム内で半導体ウエハをダイシングすることにより形成された半導体チップであり、
前記半導体パッケージに施されるバーンイン工程は、非クリーンルームで行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 3,
The semiconductor chip is a semiconductor chip formed by dialog single semiconductor wafer in a clean room,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a burn-in process applied to the semiconductor package is performed in a non-clean room.
前記配線基板の前記第2の面には、配線が形成されており、
前記配線基板の前記第2の面には、前記複数の電極パッドの夫々を露出し、かつ前記配線を覆うように、保護膜が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
Wiring is formed on the second surface of the wiring board,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a protective film is formed on the second surface of the wiring board so as to expose each of the plurality of electrode pads and cover the wiring .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008001935A JP4850852B2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008001935A JP4850852B2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Manufacturing method of semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003340741A Division JP4241302B2 (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008166827A JP2008166827A (en) | 2008-07-17 |
JP4850852B2 true JP4850852B2 (en) | 2012-01-11 |
Family
ID=39695742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008001935A Expired - Lifetime JP4850852B2 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4850852B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016131189A (en) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社ディスコ | Cutting method and cutting device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3294811B2 (en) * | 1999-01-22 | 2002-06-24 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
JP2001044143A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Sony Corp | Method of cutting substrate and manufacture of semiconductor device |
JP4068801B2 (en) * | 2000-11-30 | 2008-03-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | Semiconductor device |
-
2008
- 2008-01-09 JP JP2008001935A patent/JP4850852B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008166827A (en) | 2008-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7985625B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
US9362187B2 (en) | Chip package having terminal pads of different form factors | |
US7326592B2 (en) | Stacked die package | |
US6737300B2 (en) | Chip scale package and manufacturing method | |
US7413925B2 (en) | Method for fabricating semiconductor package | |
US6689640B1 (en) | Chip scale pin array | |
US11676906B2 (en) | Chip package and manufacturing method thereof | |
US20050121805A1 (en) | Semiconductor device and a method of manufacturing the same | |
US9082644B2 (en) | Method of manufacturing and testing a chip package | |
TW202331972A (en) | Semiconductor package with high routing density patch | |
TWI387014B (en) | A chip rearrangement structure with a dummy substrate and the package method | |
KR20100026764A (en) | Semiconductor pacakge and method of manufacturing thereof | |
JP2008258621A (en) | Semiconductor device package structure and formation method thereof | |
JP2003234359A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
US20220223567A1 (en) | Semiconductor packages | |
JP4850852B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US20070281393A1 (en) | Method of forming a trace embedded package | |
KR20090096184A (en) | Semiconductor package | |
JPWO2006134643A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100856341B1 (en) | Semiconductor Package of having unified Protection Layers and Method of forming the same | |
US20040009628A1 (en) | Fabrication method of substrate on chip CA ball grid array package | |
US20060231960A1 (en) | Non-cavity semiconductor packages | |
JP2014049682A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR20090069382A (en) | Semiconductor package | |
US20090298233A1 (en) | Method for Fabricating Semiconductor Elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111018 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4850852 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |