JPH0645397A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体チップのＴＡＢを使った集積回路の製
造の歩留を向上させることができ、製造時間の短縮が行
える半導体装置の製造方法及び製造装置を提供する。 【構成】 半導体チップ２の特性試験を行う電気特性試
験部１８を有する特性試験機構１７と、半導体チップ２
のバンプ５とテープキャリアパッケージ３のデバイスホ
ール部７に形成されたインナーリード部１０とを熱圧着
させる固着機構２２とが、同じ装置に設けられており、
ステージ４上に保持された半導体チップ２のバンプ５
に、インナーリード部１０を対応させて接触させ、アウ
ターリード部１６を電気特性試験部１８に接続して特性
試験を行い、結果に基づいてステージ４上に保持された
ままの半導体チップ２のバンプ５にインナーリード部１
０を熱圧着する。これによって微小ピッチで設けられた
バンプ５とインナーリード部１０との接触が確実な状態
で特性試験が行え、試験結果の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープキャリア方式で
製造される微小ピッチの半導体装置に好適な半導体装置
の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、半導体装置は高機能化・高
集積化が要求され、半導体チップの周縁部に配列される
パッドの数は増加し、パッドのピッチは８０μｍ以下の
微小なものとなっている。このため、例えば複数の半導
体チップをテープキャリアパッケージに取着し、次いで
樹脂封止をして半導体装置を組み立てていく過程に先立
って行われる半導体チップの不良品選別（ｄｉｅ ｓｏ
ｒｔ）が、半導体チップを半導体ウェハ上に形成したま
まの状態で、プローブカードを用いて行うことが困難に
なってきている。

【０００３】すなわち、半導体チップの不良品選別は電
気特性の試験装置に接続されたプローブカードのプロー
ブを、半導体ウェハ上に形成された半導体チップの対応
するパッドに接触させ、各半導体チップの試験を順次行
っていき、特性不良のものにはマーキングを施し、後続
の工程で組み立てられないようにしている。

【０００４】そして、パッドピッチの微小化に合わせプ
ローブのピッチを微小化しようとするとき、プローブの
太さをそのままにピッチを微小化すると、ピッチに対し
プローブの太さが太すぎてプローブが誤ったパッドに接
触した状態で試験が行われ、良品を不良品と判定する虞
がある。ピッチがさらに微小なものとなると、そのまま
の太さでは微小なピッチを構成とすることができず、自
ずとプローブはピッチに合わせ細いものとしなければな
らなくなる。

【０００５】しかし、プローブが細くなるとばね力が低
下し、パッドとの接触圧力が低くなって接触抵抗が増大
し、電気特性の試験結果に影響を及ぼし試験結果の信頼
性に問題が出てくる。このため試験結果に影響が出ない
ようにするには、プローブとパッドとの接触抵抗を所定
値以下にしなければならない。それ故、半導体チップの
パッドに接触させるプローブカードのプローブの太さ
は、ある程度以上の接触圧力が得られるようにするため
細いものとすることができない。

【０００６】一方、不良品選別を経て良品と判定された
半導体チップは、半導体ウェハから個々のチップに分割
される。そして半導体チップは、そのバンプをテープキ
ャリアパッケージに設けられたインナリードの端部に、
ボンディング装置によって熱圧着され、テープキャリア
パッケージのデバイスホールに装着される。

【０００７】このようにして複数の半導体チップが装着
されたテープキャリアパッケージが後続の工程に投入さ
れ、半導体チップは個々に樹脂封止等を経て半導体装置
として組み立てられる。

【０００８】このため、半導体ウェハあるいは半導体チ
ップの電気特性試験装置やボンディング装置へのセッテ
ィング、及びバンプとインナリード端部の位置合わせ等
にそれぞれ時間を要し、また微小ピッチで設けられてい
るのでバンプとインナリード端部の位置合わせにずれを
生じやすく、ずれ不良を生じる虞がある。

【０００９】このように従来技術においては、パッドピ
ッチの微小化に合わせプローブのピッチを微小化しよう
としたり、プローブの太さを細いものとしようとしたり
すると、電気特性試験の試験結果の信頼性に問題が生じ
たりして歩留が低くなったり、不安定なものとなってい
る。

【００１０】また、半導体チップは、半導体ウェハの状
態で電気特性試験を行った後に分割され、ボンディング
装置にかけてテープキャリアパッケージに装着するよう
にしており、各工程でそれぞれセッティング等に時間を
要する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の構
成では、半導体チップのパッド数が増加してそのピッチ
が微小なものとなり、プローブカードを用いて半導体ウ
ェハ上の半導体チップの不良品選別を行うことが困難に
なって、歩留が低くなったり、不安定なものとなってい
る。また電気特性試験工程とボンディング工程が別々の
工程のためセッティング等に時間を要する。このような
状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とする
ところは半導体チップの不良品選別を確実に行なえるよ
うにし、安定的に歩留を向上させることができ、また製
造時間の短縮が行える半導体装置の製造方法及び製造装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法及び製造装置は、テープキャリアパッケージに設
けられた複数のデバイスホール部に形成された所定パタ
ーンのリードに、半導体チップの対応する接続端子を接
触させる工程と、リードに接続端子を加圧接触させた状
態で半導体チップの電気的特性を試験し良否を判定する
工程と、前工程で否と判定された場合には半導体チップ
をデバイスホール部から排除し、良と判定された場合に
は半導体チップをデバイスホール部にそのまま保持させ
ておく工程と、デバイスホール部に保持された半導体チ
ップを接続端子をリードに固着することによってデバイ
スホール部に装着する工程とを備えたことを特徴とする
ものであり、電気的特性が良と判定される半導体チップ
が得られるまで、テープキャリアパッケージの同一デバ
イスホール部の所定パターンのリードを用いて半導体チ
ップの電気的特性の試験判定を行うことを特徴とするも
のであり、半導体チップを保持するステージと、このス
テージに保持された半導体チップに近接して所定パター
ンのリードが形成されたテープキャリアパッケージのデ
バイスホール部を配置させるテープ送り機構と、ステー
ジに保持された半導体チップの接続端子にデバイスホー
ル部の対応するリードの片端部を所定圧力で接触させる
と共にリードの他端部に接触して該リードを電気特性試
験部に接続させ特性試験を行う特性試験機構と、この特
性試験機構の試験結果に基づき半導体チップの電極であ
るバンプとリードの片端部とを熱圧着させる固着機構と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】上記のように構成された半導体装置の製造方法
及び製造装置においては、半導体チップの特性試験を行
う電気特性試験部を有する特性試験機構と、半導体チッ
プの接続子とテープキャリアパッケージのデバイスホー
ル部に形成されたリードの片端部とを熱圧着させる固着
機構とが、同じ装置に設けられており、先ずステージ上
に保持された半導体チップの接続子に、装着しようとす
るデバイスホール部に形成されたリードの片端部を対応
させて接触させ、リードの他端部を電気特性試験部に接
続して特性試験を行い、次ぎに試験結果に基づいてステ
ージ上に保持されたままの半導体チップの接続子に、デ
バイスホール部に形成されたリードの片端部を熱圧着す
る。これによって微小ピッチで設けられた接続子とリー
ドの片端部との接触が確実な状態で電気特性試験が行
え、試験結果の信頼性が向上する。また熱圧着を行う際
に位置合わせにずれを生じることがなく、ずれ不良を生
じる虞もない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図７を参
照して説明する。図１は製造装置の構成を示す図であ
り、図２は半導体チップの斜視図であり、図３はテープ
キャリアパッケージの平面図であり、図４は特性試験工
程の要部側面図であり、図５は特性試験工程の要部平面
図であり、図６はボンディング工程の要部の側面図であ
り、図７はボンディング工程後のテープキャリアパッケ
ージの平面図である。

【００１５】図１乃至図３において、１は半導体装置の
製造装置であって、半導体チップ２の電気特性試験と、
試験後の半導体チップ２のテープキャリアパッケージ３
への装着を行うものである。４は上下方向（Ａ矢方向）
に平行移動し所定の位置で停止するように設けられたス
テージで、その上面に半導体ウェハからダイシングによ
って分割された半導体チップ２が、図示しない移載機構
によって移載され、位置決めされて載置されるようにな
っている。また、４はヒータにより加熱することが可能
になっている。なお半導体チップ２は、周縁部に一列に
多数配列された金（Ａｕ）などの金属でなるバンプ５を
上方側にしてステージ４に載置される。

【００１６】一方、テープキャリアパッケージ３はポリ
イミド樹脂でなる厚さが７５μｍ程度で、３５〜１５０
ｍｍ程度の幅を有する長尺のフィルム状のもので、辺縁
部にスプロケットホール６が形成されている。そしてテ
ープキャリアパッケージ３には長尺方向に所定のピッチ
でデバイスホール部７が設けられている。

【００１７】デバイスホール部７は、半導体チップ２の
外形寸法より大きいデバイスホール８が形成され、また
テープキャリアパッケージ３の下面側に成層された数μ
ｍ〜１０μｍの厚さの錫（Ｓｎ）や金がめっきされた銅
（Ｃｕ）箔等の金属箔を所定パターンとなるようにエッ
チング加工を行って得られたリード９が設けられてい
る。そしてデバイスホール８内にリード９のインナリー
ド部分１０の先端部が延出している。

【００１８】また、１１はテープ送り機構で、送出しリ
ール１２に巻かれたテープキャリアパッケージ３が、ス
テージ４の上方を互いに対向する面が平行になるように
ガイドローラ１３を経由し、適正な引張力が与えられな
がらＢ矢方向送られ、巻取リール１４に巻き取られるよ
うに構成されている。なお１５は、テープキャリアパッ
ケージ３の下面側でステージ４の近傍に設けられたガイ
ド板である。

【００１９】そしてテープ送り機構１１では送られるテ
ープキャリアパッケージ３が、ステージ４に載置された
半導体チップ２のバンプ５の直上に、それに対応するイ
ンナリード部１０の先端部が来るように近接した位置に
位置決めされ、停止するようになっている。このときリ
ード９のアウタリード部分１６がガイド板１５の上に来
る位置で停止している。さらにデバイスホール部７に半
導体チップ２が装着されると、テープ送り機構１１が動
作して新たに次ぎのデバイスホール部７がステージ４の
上方に来るように、テープキャリアパッケージ３を移動
させる。

【００２０】また、１７は特性試験機構で、電気特性試
験部１８と押え部材１９、さらにコンタクタ部２０を備
えて構成されている。電気特性試験部１８はステージ４
に載置された半導体チップ２の電気的な特性試験を行う
と共に、予め設定された基準値と試験結果とを対比し、
試験対象の半導体チップ２の良否を判定するようになっ
ている。

【００２１】押え部材１９は、ステージ４上の半導体チ
ップ２に対応して停止したテープキャリアパッケージ３
のデバイスホール部７の上方に、上下方向及び水平方向
（Ｃ及びＤ矢方向）にそれぞれ平行移動可能に設けられ
ており、特性試験を行うに際してステージ４上の半導体
チップ２のバンプ５と、それに対応するインナリード部
分１０の先端部が適正な接触圧力で接触するように、テ
ープキャリアパッケージ３の上面側から押さえるもので
ある。なお押え部材１９のインナリード部分１０に接触
する先端部位は、絶縁材料で形成されていて、同時に全
てのインナリード部分１０が同じ圧力で押さえられるよ
うになっている。

【００２２】コンタクタ部２０は、ステージ４上の半導
体チップ２に対応して停止したテープキャリアパッケー
ジ３のリード９のアウタ−リード部分１６の上方に、上
下方向（Ｅ矢方向）に平行移動可能に設けられており、
特性試験を行うに際して各アウタ−リード部分１６に接
触片２１を適正な接触圧力で接触させ、アウタ−リード
部分１６と対応する電気特性試験部１８の試験端子とを
接続させるようにしている。

【００２３】さらに、２２は固着機構で、上下方向及び
水平方向（Ｆ及びＧ矢方向）にそれぞれ平行移動可能に
設けられたボンディングツール２３を備えている。また
ボンディングツール２３は半導体チップ２の電気的な特
性試験後に、押え部材１９に替えてステージ４上の半導
体チップ２及びテープキャリアパッケージ３のデバイス
ホール部７の上方に配置される。

【００２４】そして、ボンディングツール２３によって
電気特性試験部１８で良品と判定された半導体チップ２
のバンプ５と、それに対応するインナリード部分１０の
先端部とを熱圧着させ、デバイスホール部７に半導体チ
ップ２を装着するようになっている。

【００２５】またさらに、製造装置１には電気特性試験
部１８による良否判定に基づき、不良と判定された半導
体チップ２をステージ４から取り除く図示しない不良品
除去機構が設けられている。

【００２６】次ぎに、上述のように構成された製造装置
１を用いての半導体装置の製造方法を説明する。

【００２７】先ず、半導体ウェハからダイシングによっ
て分割された半導体チップ４を、図示しない移載機構に
よってバンプ５を上方側にしてステージ４上の所定の位
置に載置する。そしてステージ４を上方に移動させ所定
の位置に固定する。

【００２８】続いて、テープ送り機構１１の送出しリー
ル１２に巻かれたテープキャリアパッケージ３を、適正
な引張力が与えられながら巻取リール１４に巻き取り、
ステージ４に載置された半導体チップ２のバンプ５の直
上に、それに対応するインナリード部１０の先端部が来
るように近接した位置に位置決めして停止させる。

【００２９】次ぎに、図４及び図５に示す特性試験工程
において、特性試験機構１７の押え部材１９を水平方向
に平行移動させ、デバイスホール部７の上方に位置させ
る。そして押え部材１９を下方向に移動させ、ステージ
４上の半導体チップ２のバンプ５と、それに対応するイ
ンナリード部分１０の先端部が適正な接触圧力で接触す
るように押さえる。

【００３０】この押え部材１９でバンプ５とインナリー
ド部分１０を接触させた状態で、コンタクタ部２０を下
方向に移動させ、コンタクタ部２０の接触片２１を対応
するアウタ−リード部分１６に適正な接触圧力で接触さ
せる。そして各リード９と電気特性試験部１８の試験端
子とを接続して半導体チップ２の特性試験を行う。

【００３１】半導体チップ２が良品と判定された場合に
は、コンタクタ部２０を上方向に移動させ、押え部材１
９を上方向に移動させると共に水平方向に移動させ、デ
バイスホール部７の直上から外方に移動させる。

【００３２】次いで、図６に示すボンディング工程にお
いて、固着機構２２のボンディングツール２３を水平方
向に平行移動させ、押え部材１９に替えてデバイスホー
ル部７の上方に位置させる。そしてボンディングツール
２３を下方向に移動させ、ステージ４上の半導体チップ
２のバンプ５と、それに対応するインナリード部分１０
の先端部とを熱圧着させ、デバイスホール部７に良品の
半導体チップ２を装着する。

【００３３】そして、ステージ４を下方に移動させ、新
たに半導体チップ２をステージ４上に載置し、ステージ
４を所定の位置に固定する。再びテープ送り機構１１の
送出しリール１２に巻かれたテープキャリアパッケージ
３を巻取リール１４に巻き取り、ステージ４に載置され
た半導体チップ２のバンプ５の直上に、それに対応する
新たなインナリード部１０の先端部が来るように近接し
た位置に位置決めして停止させ、上記過程を繰り返すこ
とによってデバイスホール部７に良品の半導体チップ２
を装着する。

【００３４】また、特性試験で半導体チップ２が不良品
と判定された場合には、コンタクタ部２０を上方向に移
動させ、押え部材１９を上方向に移動させると共に水平
方向に移動させ、デバイスホール部７の直上から外方に
移動させる。さらにステージ４を下方に移動させ、不良
品と判定された半導体チップ２がステージ４から図示し
ない不良品除去機構によって取り除かれる。

【００３５】続いて、ステージ４を下方に移動させ、新
たに半導体チップ２をステージ４上に載置し、再びステ
ージ４を半導体チップ２のバンプ５と対応するインナリ
ード部１０の先端部とを近接した所定の位置に固定す
る。そして同じデバイスホール部７を用い、新たに載置
した半導体チップ２の特性試験を行う。この同じデバイ
スホール部７を用いての半導体チップ２の特性試験は、
デバイスホール部７に良品の半導体チップ２１が装着さ
れるまで継続して行なう。

【００３６】このようにして、図７に示すような各デバ
イスホール部７に良品の半導体チップ２が装着されたテ
ープキャリアパッケージ３を、巻取リール１４に巻き取
る。

【００３７】以上のように本実施例は構成されているの
で、パッドピッチの微小化された半導体チップ２の電気
的な特性試験を行う際にも、プローブカードを用いるこ
となく、パッドに形成されたバンプ５のピッチに等しく
設けられたデバイスホール部７のインナリード部１０の
先端部を、バンプ５に接触させ、さらに押え部材１９に
よって十分な接触圧力が得られるようにすることで確実
に各バンプ５毎の独立した導通が確保できる。

【００３８】そして、リード９のアウタ−リード部分１
６がコンタクタ部２０の接触片２１に接触し、電気特性
試験部１８の試験端子とが接続されることで、プローブ
を細くしたために生じる接触抵抗の増大や、プローブを
太いままにしておくことによって生じる誤接触等のよう
な問題の発生がなく、電気特性の試験結果の信頼性が高
いものとなり、製造の歩留を不安定なものにしたり、あ
るいは低いものとすることがない。

【００３９】また、製造装置１は特性試験機構１７と固
着機構２２とを設けており、ステージ４に固定された半
導体チップ２の電気特性試験を行った後、良品であれば
そのまま半導体チップ２をステージ４に固定した状態
で、テープキャリアパッケージ３のデバイスホール部７
に装着することができる。このためバンプ５とインナリ
ード部１０の先端部との位置合わせ等を行う必要がな
く、それに時間を要することがなく、また微小ピッチで
設けられている場合でも、バンプ５とインナリード部１
０の先端部の位置合わせにずれを生じることがなく、ず
れ不良を生じる虞もない。

【００４０】さらに、半導体チップ２の電気特性試験
と、試験されたものをテープキャリアパッケージ３のデ
バイスホール部７への装着のために、それぞれの装置に
半導体チップ２をセッティングする手間を必要とせず、
製造に要する時間を短縮することができる。

【００４１】尚、本発明は上記の実施例のみに限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
て実施し得るものである。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば半導体チップの不良品選別が確実に行なえ、安
定的に歩留を向上させることができ、また製造時間の短
縮が行える等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造装置の構成を示す図で
ある。

【図２】同上における半導体チップの斜視図である。

【図３】同上におけるテープキャリアパッケージの平面
図である。

【図４】同上における特性試験工程の要部側面図であ
る。

【図５】同上における特性試験工程の要部平面図であ
る。

【図６】同上におけるボンディング工程の要部の側面図
である。

【図７】同上におけるボンディング工程後のテープキャ
リアパッケージの平面図である。

【符号の説明】

２…半導体チップ ３…テープキャリアパッケージ ４…ステージ ５…バンプ ７…デバイスホール部 ８…デバイスホール ９…リード １０…インナーリード部 １１…テープ送り機構 １６…アウターリード部 １７…特性試験機構 １８…電気特性試験部 １９…押え部材 ２０…コンタクタ部 ２２…固着機構 ２３…ボンディングツール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープキャリアパッケージに設けられた
   複数のデバイスホール部に形成された所定パターンのリ
   ードに、半導体チップの対応する接続端子を接触させる
   工程と、前記リードに前記接続端子を加圧接触させた状
   態で前記半導体チップの電気的特性を試験し良否を判定
   する工程と、前工程で否と判定された場合には前記半導
   体チップを前記デバイスホール部から排除し、良と判定
   された場合には前記半導体チップを前記デバイスホール
   部にそのまま保持させておく工程と、前記デバイスホー
   ル部に保持された前記半導体チップを前記接続端子を前
   記リードに固着することによって前記デバイスホール部
   に装着する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置
   の製造方法。
2. 【請求項２】 電気的特性が良と判定される半導体チッ
   プが得られるまで、テープキャリアパッケージの同一デ
   バイスホール部の所定パターンのリードを用いて前記半
   導体チップの電気的特性の試験判定を行うことを特徴と
   する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体チップを保持するステージと、こ
   のステージに保持された前記半導体チップに近接して所
   定パターンのリードが形成されたテープキャリアパッケ
   ージのデバイスホール部を配置させるテープ送り機構
   と、前記ステージに保持された前記半導体チップの接続
   端子に前記デバイスホール部の対応する前記リードの片
   端部を所定圧力で接触させると共に前記リードの他端部
   に接触して該リードを電気特性試験部に接続させ特性試
   験を行う特性試験機構と、この特性試験機構の試験結果
   に基づき前記半導体チップの前記接続子と前記リードの
   片端部とを熱圧着させる固着機構とを備えたことを特徴
   とする半導体装置の製造装置。