WO1999012200A1 - Method for making a semiconductor chip or a wafer with protective layer - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a semiconductor chip or wafer with a protective layer covering at least the side having the circuit, in which conductive bumps are first applied to the contact surfaces of the semiconductor substrate and then the protective layer. Then part of the protective layer is removed until the bumps are exposed for contacting.
  • Protective layers serve to protect the semiconductor chip against damage or destruction by aggressive chemicals, such as smoking ammonia or the like, which are used in chip manufacture and assembly.
  • the protective layer reduces the optical visibility of the active circuit structures on the chip and makes mechanical removal of the chip surface more difficult for the purpose of unfair detection of the circuit system.
  • Ceramic materials can be mentioned here by way of example.
  • the high temperature required during the hardening of the ceramic which must be maintained over a longer period of time, also leads to a generally irreversible destruction of the plastic parts contained in the semiconductor module.
  • plastic carriers which usually consist of epoxy resin, and laminating adhesives.
  • the chip surface itself, in particular the chip passivation here, and the conductor tracks made of aluminum are also damaged by the high temperature required for the hardening of the ceramic.
  • the method according to the invention has the advantage that the position of the contact areas or bumps need not be known, since the protective layer is removed in planes parallel to the semiconductor substrate surface and the bumps thus appear as soon as the protective layer is removed above them.
  • Possible methods of removing the protective layer are grinding, lapping, milling or honing.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously if the height of the bumps is greater than the thickness of the protective layer. In this case, the cusps are clearly visible even when the protective layer is applied and only the protective layer above the cusps is removed, so that no unnecessary material is used.
  • the method according to the invention is particularly advantageous if the protective layer is applied by means of a flame or plasma spraying method.
  • the protective layer is expediently applied using a spray gun or another device suitable for use in the spraying processes mentioned.
  • the spray material is usually supplied in powder form. However, the supply in another form, for example in wire form, is in principle also possible.
  • the spray material is generally introduced into a cooled nozzle with the aid of process gases.
  • electrical energy or burning fuel gases e.g. Oxygen or acetylene
  • the material to be sprayed is melted and accelerated so that it hits the chip or wafer surface with high kinetic energy.
  • the speed of the impacting particles can be, for example, approximately 800 m / s.
  • the particles generally hit the surface in a viscous state and form a low-pore to non-pore-free and firmly adhering layer.
  • Plasma and flame spraying processes are suitable for applying a large number of different protective layers, for example made of metal or ceramic.
  • High-speed spraying or arc spraying methods are generally less suitable because they can damage or destroy the semiconductor chip.
  • the spray material used in the spraying process can consist of the same material that is to form the protective layer or of one or more precursors of this material.
  • oxide ceramics metals can be used as spray material which react in the spraying process with oxygen which is contained in the process gas to form the metal oxide.
  • aluminum oxide ceramics aluminum trioxide is expediently used instead of aluminum as spray material used because in the latter case undesirable by-products can form.
  • silicon dioxide ceramics for example, can be produced with silicon as spray material, which reacts with oxygen from the process gas to form silicon dioxide during the spraying process.
  • a suitable metal compound can be used as a spray material instead of the metal.
  • any ceramic material or mixture of ceramic materials can be used in the production of ceramic protective layers.
  • suitable materials are A1 2 0 3 , Al 2 0 3 / Ti0 2 , Cr 2 0 3 , chromium carbide, tungsten carbide or a mixture of several of these materials.
  • Suitable layer thicknesses of the protective layer are between 20 and 50 ⁇ m. A targeted control of the layer thickness and a uniform application are easily guaranteed by the present invention.
  • a particular advantage of the semiconductor chips and wafers according to the invention is that the protective layer can be applied to the surface of the semiconductor chip or wafer at a comparatively low temperature.
  • the chip or wafer surface can expediently be cooled during the spraying process.
  • the inflation of compressed air is suitable.
  • the surface temperature can be cooled down to about 70 ° C. Damage to the chip or wafer surface, the conductor track structure located thereon and, if appropriate, passivation layers located on the surface can thus be avoided.
  • Plastic parts in the semiconductor module, such as epoxy carriers or adhesive applications, are also not affected. Mechanical stresses and changes in the electrical functional values, which can be caused by excessive temperatures, do not occur during the production of the protective layer according to the invention.
  • the invention is described in more detail below using an exemplary embodiment with the aid of a figure.
  • the figure shows the different phases of the method according to the invention.
  • the first phase a) shows the semiconductor chip or wafer 1 which has contact areas 2 on its surface.
  • the next phase b) shows bumps 3 which have been applied to the contact surface 2. This can e.g. B. done by applying solder, but it can also be glued on metallic body.
  • a protective layer 4 is applied to the surface of the semiconductor substrate and the bumps.
  • This protective layer 4 is applied in a particularly advantageous manner by means of a flame or plasma spraying process. This results in particularly good adhesion of the protective layer 4 to the semiconductor substrate surface, so that the protective layer can hardly be removed from the semiconductor substrate surface without destroying the circuit structures thereon. This provides good protection against analysis of the circuit.
  • the method according to the invention can be used both for a complete wafer and for semiconductor chips that have already been separated.

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Abstract

The invention concerns a method for making a semiconductor chip or a wafer with a protective layer (4) covering at least the surface comprising the circuit. Said method consists in producing conductive protuberances (3) on the semiconductor substrate (1) contact surfaces (2), applying the protective layer (4), and removing the protective layer (4) parallel to the semiconductor substrate surface until the protuberances (3) are exposed for the metal coating.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips oder Wafers mit SchutzschichtProcess for producing a semiconductor chip or wafer with a protective layer
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips oder Wafers mit einer zumindest die die Schaltung aufweisende Seite bedeckenden Schutzschicht, bei dem zunächst leitende Höcker auf die Kontaktflächen des Halbleitersubstrats und anschließend die Schutzschicht aufgebracht wird. Danach wird ein Teil der Schutzschicht entfernt, bis die Höcker zur Kontaktierung freiliegen.The invention relates to a method for producing a semiconductor chip or wafer with a protective layer covering at least the side having the circuit, in which conductive bumps are first applied to the contact surfaces of the semiconductor substrate and then the protective layer. Then part of the protective layer is removed until the bumps are exposed for contacting.
Ein solches Verfahren ist aus der WO 96/02071 bekannt. Dort werden in die Schutzschicht Löcher gebohrt, um die Höcker wieder zur Kontaktierung freizulegen. Dies ist jedoch ein aufwendiges Verfahren, da aufgrund der geringen Größe der Höcker eine sehr exakte Justierung der Bohrvorrichtung erfor- derlich ist und außerdem die Lage der Kontaktflächen bzw. Höcker bekannt sein muß.Such a method is known from WO 96/02071. There holes are drilled in the protective layer to expose the bumps again for contacting. However, this is a complex process since, due to the small size of the bumps, a very exact adjustment of the drilling device is required and the position of the contact surfaces or bumps must also be known.
Schutzschichten dienen dazu, den Halbleiterchip vor Beschädigung oder Zerstörung durch aggressive Chemikalien wie bei- spielsweise rauchenden Ammoniak oder ähnliches zu schützen, welche bei der Chipherstellung und -montage eingesetzt werden. Außerdem reduziert die Schutzschicht die optische Sichtbarkeit der aktiven SchaltungsStrukturen auf dem Chip und erschwert das mechanische Abtragen der Chipoberfläche zum Zweck der unlauteren Detektion des Schaltungssystems.Protective layers serve to protect the semiconductor chip against damage or destruction by aggressive chemicals, such as smoking ammonia or the like, which are used in chip manufacture and assembly. In addition, the protective layer reduces the optical visibility of the active circuit structures on the chip and makes mechanical removal of the chip surface more difficult for the purpose of unfair detection of the circuit system.
Als Schutzschicht sind grundsätzlich chemisch möglichst inerte und vor allem feuchtigkeitsbeständige Materialien geeignet. Keramische Materialien können hier beispielhaft genannt werden.In principle, chemically inert and, above all, moisture-resistant materials are suitable as protective layers. Ceramic materials can be mentioned here by way of example.
In der Praxis bereitet das Aufbringen derartiger keramischer Schutzschichten jedoch erhebliche Probleme. Üblicherweise werden diese Schichten dadurch erzeugt, daß die Keramik während der Modulmontage (Befestigung des Halbleiterchips auf Anschlußrahmen oder Träger, Kontaktierung des Halbleiterchips durch Drahtbonden usw.) durch Dispensen auf die Oberfläche des bereits montierten Halbleiterchips aufgebracht und anschließend ausgehärtet wird. Zum Aushärten ist jedoch eine Temperatur von mindestens 250° C und ein Zeitraum von mehreren Stunden erforderlich. In der Regel wird eine Temperatur von ca. 400° C benötigt. Hieraus ergeben sich erhebliche praktische Schwierigkeiten.In practice, however, the application of such ceramic protective layers presents considerable problems. Usually These layers are produced in that the ceramic is dispensed onto the surface of the already mounted semiconductor chip during module assembly (attachment of the semiconductor chip to lead frames or carriers, contacting of the semiconductor chip by wire bonding, etc.) and then cured. However, a temperature of at least 250 ° C and a period of several hours is required for curing. As a rule, a temperature of approx. 400 ° C is required. This results in considerable practical difficulties.
Zum einen ist es im Interesse einer schnellen und wirtschaftlichen Modulmontage erforderlich, daß die Keramik möglichst schnell formstabil aushärtet. Ein Zeitraum von deutlich unter einer Minute ist hier wünschenswert. Anderenfalls ist eine automatisierte "inline"-Montage, möglichst über ein sogenanntes "hot plate curing" -Verfahren, nicht durchführbar. Wenn diese Vorgaben eingehalten werden sollen, führt dies jedoch dazu, daß die schnellhärtende Keramik die Zufuhrkanäle, Düsen und andere Teile der Dispense-Ausrüstung verstopft, da die Keramik bereits hier auszuhärten beginnt. Ständige Wartung der Dispense-Vorrichtung ist daher notwendig, wodurch sich die Modulmontage erheblich verlangsamt und verteuert, so daß sie letztendlich wirtschaftlich nicht mehr durchführbar ist.On the one hand, in the interest of quick and economical module assembly, it is necessary for the ceramic to cure in a dimensionally stable manner as quickly as possible. A period of significantly less than a minute is desirable here. Otherwise an automated "inline" assembly, if possible using a so-called "hot plate curing" process, cannot be carried out. If these requirements are to be met, however, this leads to the quick-hardening ceramic clogging the feed channels, nozzles and other parts of the dispensing equipment, since the ceramic already begins to harden here. Constant maintenance of the dispensing device is therefore necessary, as a result of which the assembly of the module is considerably slowed down and more expensive, so that it is ultimately no longer economically feasible.
Auch die Aufbereitung der Keramik und insbesondere die Einstellung und Beibehaltung einer für den Dispense-Vorgang geeigneten Viskosität bereiten bei einer Anwendung dieses Ver- fahrens bei der automatisierten Modulmontage große Schwierigkeiten.The preparation of the ceramic and in particular the setting and maintenance of a viscosity suitable for the dispensing process also present great difficulties when this method is used in automated module assembly.
Die beim Aushärten der Keramik erforderliche hohe Temperatur, die über einen längeren Zeitraum beibehalten werden muß, führt zudem zu einer im allgemeinen irreversiblen Zerstörung der im Halbleitermodul enthaltenen Kunststoffteile. Hier sind vor allem Kunststoffträger, welche üblicherweise aus Epoxidharz bestehen, und Laminierklebstoffe anzusprechen. Auch die Chipoberfläche selbst, hier insbesondere die Chip- passivierung, und die Leiterbahnen aus Aluminium werden durch die zur Aushärtung der Keramik benötigte hohe Temperatur geschädigt .The high temperature required during the hardening of the ceramic, which must be maintained over a longer period of time, also leads to a generally irreversible destruction of the plastic parts contained in the semiconductor module. Here are especially plastic carriers, which usually consist of epoxy resin, and laminating adhesives. The chip surface itself, in particular the chip passivation here, and the conductor tracks made of aluminum are also damaged by the high temperature required for the hardening of the ceramic.
Aus den oben genannten Gründen stellte die Aufbringung stabiler Schutzschichten und insbesondere von Schutzschichten aus Keramik ein großes Problem dar.For the reasons mentioned above, the application of stable protective layers and in particular ceramic protective layers was a major problem.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips oder Wafers mit Schutzschicht anzugeben, das einfach und damit kostengünstig durchzuführen ist und dabei einen guten Schutz des Halbleiterchips bietet .It is the object of the invention to provide a method for producing a semiconductor chip or wafer with a protective layer which is simple and therefore inexpensive to carry out and which offers good protection of the semiconductor chip.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is solved by the features of claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemmäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Lage der Kontaktflächen bzw. Höcker nicht bekannt sein muß, da die Schutzschicht in Ebenen parallel zur Halbleitersubstratoberfläche abgetragen wird und die Höcker somit zum Vorschein kommen, sobald die Schutzschicht über ihnen abgetragen ist. Mögliche Verfahren zum Abtragen der Schutzschicht sind dabei Schleifen, Läppen, Fräsen oder Honen.The method according to the invention has the advantage that the position of the contact areas or bumps need not be known, since the protective layer is removed in planes parallel to the semiconductor substrate surface and the bumps thus appear as soon as the protective layer is removed above them. Possible methods of removing the protective layer are grinding, lapping, milling or honing.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft an- zuwenden, wenn die Höhe der Höcker größer ist als die Dicke der Schutzschicht. In diesem Fall sind die Höcker auch bei aufgetragener Schutzschicht deutlich zu erkennen und es wird nur die Schutzschicht oberhalb der Höcker abgetragen und es findet so kein unnötiger Materialverbrauch statt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders dann von Vorteil, wenn die Schutzschicht mittels eines Flamm- oder Plasma-Spritzverfahrens aufgetragen wird.The method according to the invention can be used particularly advantageously if the height of the bumps is greater than the thickness of the protective layer. In this case, the cusps are clearly visible even when the protective layer is applied and only the protective layer above the cusps is removed, so that no unnecessary material is used. The method according to the invention is particularly advantageous if the protective layer is applied by means of a flame or plasma spraying method.
Das Aufbringen der Schutzschicht erfolgt zweckmäßig mit einer Spritzpistole oder einer anderen zur Anwendung in den genannten Spritzverfahren geeigneten Vorrichtung. Das Spritzgut wird üblicherweise in Pulverform zugeführt. Die Zufuhr in anderer Form, beispielsweise in Drahtform, ist jedoch grund- sätzlich ebenfalls möglich. Das Spritzgut wird im allgemeinen mit Hilfe von Prozeßgasen in eine gekühlte Düse eingebracht. Durch Zufuhr elektrischer Energie oder Verbrennung von Brenngasen, wie z.B. Sauerstoff oder Acetylen, wird das Spritzgut zum Schmelzen gebracht und beschleunigt, so daß es mit hoher kinetischer Energie auf die Chip- oder Waferoberfläche auftrifft. Die Geschwindigkeit der auftreffenden Partikeln kann beispielsweise etwa 800 m/s betragen. Die Partikeln treffen im allgemeinen in zähflüssigem Zustand auf die Oberfläche auf und bilden hier eine porenarme bis porenfreie und festhaften- de Schicht.The protective layer is expediently applied using a spray gun or another device suitable for use in the spraying processes mentioned. The spray material is usually supplied in powder form. However, the supply in another form, for example in wire form, is in principle also possible. The spray material is generally introduced into a cooled nozzle with the aid of process gases. By supplying electrical energy or burning fuel gases, e.g. Oxygen or acetylene, the material to be sprayed is melted and accelerated so that it hits the chip or wafer surface with high kinetic energy. The speed of the impacting particles can be, for example, approximately 800 m / s. The particles generally hit the surface in a viscous state and form a low-pore to non-pore-free and firmly adhering layer.
Plasma- und Flamm-Spritzverfahren eignen sich zum Aufbringen einer Vielzahl unterschiedlicher Schutzschichten, beispielsweise aus Metall oder Keramik. Hochgeschwindigkeits-Spritz- oder Lichtbogen-Spritzverfahren sind grundsätzlich weniger geeignet, da sie zur Beschädigung oder Zerstörung des Halbleiterchips führen können.Plasma and flame spraying processes are suitable for applying a large number of different protective layers, for example made of metal or ceramic. High-speed spraying or arc spraying methods are generally less suitable because they can damage or destroy the semiconductor chip.
Das in den Spritzverfahren eingesetzte Spritzgut kann einer- seits aus demselben Material bestehen, das die Schutzschicht bilden soll, oder aus einer oder mehreren Vorstufen dieses Materials.The spray material used in the spraying process can consist of the same material that is to form the protective layer or of one or more precursors of this material.
Im Falle von Oxidkeramiken können als Spritzgut beispielsweise Metalle eingesetzt werden, die im Spritzverfahren mit Sau- erstoff, welcher im Prozeßgas enthalten ist, zum Metalloxid reagieren. Bei Aluminiumoxid-Keramiken wird allerdings zweckmäßiger Aluminiumtrioxid anstelle von Aluminium als Spritzgut eingesetzt, da sich in letzterem Fall nicht erwünschte Nebenprodukte bilden können. Dagegen kann z.B. Siliziumdioxid- Keramik mit Silizium als Spritzgut hergestellt werden, welches während des Spritzverfahrens mit Sauerstoff aus dem Pro- zeßgas zu Siliziumdioxid reagiert.In the case of oxide ceramics, for example, metals can be used as spray material which react in the spraying process with oxygen which is contained in the process gas to form the metal oxide. With aluminum oxide ceramics, however, aluminum trioxide is expediently used instead of aluminum as spray material used because in the latter case undesirable by-products can form. In contrast, silicon dioxide ceramics, for example, can be produced with silicon as spray material, which reacts with oxygen from the process gas to form silicon dioxide during the spraying process.
Alternativ kann anstelle des Metalls eine geeignete Metall- Verbindung als Spritzgut eingesetzt werden.Alternatively, a suitable metal compound can be used as a spray material instead of the metal.
Bei der Herstellung von Keramikschutzschichten kann grund- sätzlich jedes keramische Material oder jede Mischung keramischer Materialien verwendet werden. Beispiele geeigneter Materialien sind A1203, Al203/Ti02, Cr203, Chromcarbid, Wolfram- carbid oder Mischung mehrerer dieser Materialien.In principle, any ceramic material or mixture of ceramic materials can be used in the production of ceramic protective layers. Examples of suitable materials are A1 2 0 3 , Al 2 0 3 / Ti0 2 , Cr 2 0 3 , chromium carbide, tungsten carbide or a mixture of several of these materials.
Geeignete Schichtdicken der Schutzschicht liegen zwischen 20 und 50 μm. Eine gezielte Steuerung der Schichtdicke und eine gleichmäßige Auftragung sind durch die vorliegende Erfindung auf einfache Weise gewährleistet.Suitable layer thicknesses of the protective layer are between 20 and 50 μm. A targeted control of the layer thickness and a uniform application are easily guaranteed by the present invention.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Halbleiterchips und Wafer besteht darin, daß die Schutzschicht bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur auf die Oberfläche von Halbleiterchip oder Wafer aufgebracht werden kann. Zweckmäßig kann die Chip- oder Waferoberfläche während des Spritzvor- gangs gekühlt werden. Hierzu eignet sich beispielsweise das Aufblasen von Druckluft . Die Oberflächentemperatur kann so auf etwa 70° C heruntergekühlt werden. Eine Beschädigung der Chip- oder Waferoberfläche, der auf dieser befindlichen Leiterbahnstruktur und gegebenenfalls auf der Oberfläche befind- licher Passivierungsschichten kann somit vermieden werden. Im Halbleitermodul befindliche Kunststoffteile, wie Träger aus Epoxid oder Klebemittelauftragungen, werden gleichfalls nicht beeinträchtigt. Auch mechanische Verspannungen und Änderungen der elektrischen Funktionswerte, die durch überhöhte Tempera- turen hervorgerufen werden können, treten bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schutzschicht nicht auf. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben.A particular advantage of the semiconductor chips and wafers according to the invention is that the protective layer can be applied to the surface of the semiconductor chip or wafer at a comparatively low temperature. The chip or wafer surface can expediently be cooled during the spraying process. For this purpose, the inflation of compressed air is suitable. The surface temperature can be cooled down to about 70 ° C. Damage to the chip or wafer surface, the conductor track structure located thereon and, if appropriate, passivation layers located on the surface can thus be avoided. Plastic parts in the semiconductor module, such as epoxy carriers or adhesive applications, are also not affected. Mechanical stresses and changes in the electrical functional values, which can be caused by excessive temperatures, do not occur during the production of the protective layer according to the invention. The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment with the aid of a figure.
Die Figur zeigt dabei die verschiedenen Phasen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens .The figure shows the different phases of the method according to the invention.
Die erste Phase a) zeigt den Halbleiterchip oder Wafer 1, der an seiner Oberfläche Kontaktflächen 2 aufweist. Die nächste Phase b) zeigt Höcker 3, die auf die Kontaktfläche 2 aufge- bracht sind. Dies kann z. B. durch Aufbringen von Lötmasse geschehen, es können aber auch metallische Körper aufgeklebt werden.The first phase a) shows the semiconductor chip or wafer 1 which has contact areas 2 on its surface. The next phase b) shows bumps 3 which have been applied to the contact surface 2. This can e.g. B. done by applying solder, but it can also be glued on metallic body.
In der nächsten Phase c) ist dargestellt, daß eine Schutz- schicht 4 auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats und die Höcker aufgebracht ist. Dieses Aufbringen der Schutzschicht 4 erfolgt in besonders vorteilhafter Weise mittels eines Flammoder Plasma-Spritzverfahrens . Hierdurch ist eine besonders gute Haftung der Schutzschicht 4 auf der Halbleitersubstrat- Oberfläche gegeben, so daß die Schutzschicht kaum mehr von der Halbleitersubstratoberfläche entfernt werden kann, ohne die darauf befindlichen Schaltungsstrukturen zu zerstören. Hierdurch ist ein guter Schutz vor einer Analyse der Schaltung gegeben.In the next phase c) it is shown that a protective layer 4 is applied to the surface of the semiconductor substrate and the bumps. This protective layer 4 is applied in a particularly advantageous manner by means of a flame or plasma spraying process. This results in particularly good adhesion of the protective layer 4 to the semiconductor substrate surface, so that the protective layer can hardly be removed from the semiconductor substrate surface without destroying the circuit structures thereon. This provides good protection against analysis of the circuit.
In der nächsten Phase d) ist dargestellt, daß die zu kontaktierende Oberfläche 5 der Höcker 3 freigelegt ist . Dieses Freilegen erfolgte mittels eines Verfahrens, das parallel zur Halbleiterchip- bzw. Waferoberfläche arbeitet.In the next phase d) it is shown that the surface 5 of the bumps 3 to be contacted is exposed. This exposure was carried out by means of a method that works parallel to the semiconductor chip or wafer surface.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei einem kompletten Wafer als auch bei bereits vereinzelten Halbleiterchips angewendet werden. The method according to the invention can be used both for a complete wafer and for semiconductor chips that have already been separated.

Claims

Patentansprüche claims
l. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterchips oder Wafers mit einer zumindest die die Schaltung aufweisende Seite be- deckenden Schutzschicht (4) mit den Schritten:l. Method for producing a semiconductor chip or wafer with a protective layer (4) covering at least the side with the circuit, comprising the steps:
- Aufbringen von leitenden Höckern (3) auf die Kontaktflächen- Applying conductive bumps (3) on the contact surfaces
(2) des Halbleitersubstrats (1) ,(2) the semiconductor substrate (1),
- Aufbringen der Schutzschicht (4) ,- applying the protective layer (4),
- Entfernen der Schutzschicht (4) bis die Höcker (3) zur Kon- taktierung freiliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) mit einem parallel zur Halbleitersubstratoberfläche arbeitenden Verfahren entfernt wird.- Removing the protective layer (4) until the bumps (3) are exposed for contacting, characterized in that the protective layer (4) is removed using a method which works parallel to the semiconductor substrate surface.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Schutzschicht (4) mittels eines2. The method according to claim 1, characterized in that the removal of the protective layer (4) by means of a
Schleif-, Läpp- oder Honverfahrens erfolgt.Grinding, lapping or honing takes place.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) mittels eines Flamm- oder Plasma- Spritzverfahrens aufgebracht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the protective layer (4) is applied by means of a flame or plasma spraying process.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Höcker (3) größer ist als die Dicke der Schutzschicht (4) .4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the height of the bumps (3) is greater than the thickness of the protective layer (4).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (4) aus keramischem Material ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer (4) is made of ceramic material.
PCT/DE1998/002117 1997-09-03 1998-07-27 Method for making a semiconductor chip or a wafer with protective layer WO1999012200A1 (en)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2548528A1 (en) * 1975-10-30 1977-05-05 Licentia Gmbh Passivating semiconductor components with metal contact beads - uses application of amorphous glass layer on contact carrying surface
JPS63255942A (en) * 1987-04-13 1988-10-24 Nec Kansai Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH01164041A (en) * 1987-12-21 1989-06-28 Oki Electric Ind Co Ltd Ic element having bump structure and its manufacture
EP0771023A2 (en) * 1995-10-27 1997-05-02 Honeywell Inc. Method of applying a protective coating on a semiconductor integrated circuit
DE19649652A1 (en) * 1996-11-29 1998-06-04 Siemens Ag Semiconductor chip and wafer with a protective layer, in particular made of ceramic

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2548528A1 (en) * 1975-10-30 1977-05-05 Licentia Gmbh Passivating semiconductor components with metal contact beads - uses application of amorphous glass layer on contact carrying surface
JPS63255942A (en) * 1987-04-13 1988-10-24 Nec Kansai Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH01164041A (en) * 1987-12-21 1989-06-28 Oki Electric Ind Co Ltd Ic element having bump structure and its manufacture
EP0771023A2 (en) * 1995-10-27 1997-05-02 Honeywell Inc. Method of applying a protective coating on a semiconductor integrated circuit
DE19649652A1 (en) * 1996-11-29 1998-06-04 Siemens Ag Semiconductor chip and wafer with a protective layer, in particular made of ceramic

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"CHIP PROTECTIVE COATING", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN., vol. 23, no. 5, October 1980 (1980-10-01), NEW YORK US, pages 1877 - 1878, XP002089178 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 074 (E - 717) 20 February 1989 (1989-02-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 435 (E - 825) 28 September 1989 (1989-09-28) *

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