JP2007250847A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
従来のCSP(chip size package)と呼ばれる半導体装置の製造方法には、半導体ウエハ上に複数の柱状電極を形成し、柱状電極を含む半導体ウエハ上に、スクリーン印刷により液状樹脂を塗布して、封止膜をその厚さが柱状電極の高さよりもやや厚くなるように形成し、硬化後の封止膜の上面側を適宜に研磨して除去することにより、柱状電極の上面を露出させるとともに、この露出された柱状電極の上面を含む封止膜の上面を平坦化するようにした方法がある(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional method for manufacturing a semiconductor device called CSP (chip size package), a plurality of columnar electrodes are formed on a semiconductor wafer, a liquid resin is applied to the semiconductor wafer including the columnar electrodes by screen printing, and sealed. The stop film is formed so that its thickness is slightly thicker than the height of the columnar electrode, and the upper surface side of the cured sealing film is appropriately polished and removed to expose the upper surface of the columnar electrode, There is a method in which the upper surface of the sealing film including the exposed upper surface of the columnar electrode is planarized (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記スクリーン印刷で使用される印刷マスクは、厚さが柱状電極の高さよりもやや厚いステンレス鋼板に半導体ウエハのサイズよりもやや小さい円形状の開口部が形成されたものからなっている。また、上記スクリーン印刷で使用されるスキージは、一般的に、ウレタンゴムによって形成されている。 By the way, the printing mask used in the screen printing is made of a stainless steel plate having a thickness that is slightly thicker than the height of the columnar electrode, and a circular opening that is slightly smaller than the size of the semiconductor wafer. Moreover, the squeegee used in the screen printing is generally made of urethane rubber.
一方、最近では、半導体ウエハのサイズが大きくなる傾向にあり、8インチ、12インチのものもある。したがって、印刷マスクの開口部のサイズもそれに応じて大きくなる。しかるに、ウレタンゴムからなるスキージでは、印刷マスクに押し付けられるため、印刷マスクとの接触部で弾性変形するが、印刷マスクの開口部のサイズが大きくなると、印刷マスクの開口部に対応する部分で当該開口部内に押し出されてしまう。この結果、半導体ウエハ上にスクリーン印刷により塗布された液状樹脂からなる封止膜の膜厚が半導体ウエハの中心部で最も薄く、外周部に向かうに従って漸次厚くなり、大きくばらついてしまうという問題がある。 On the other hand, recently, the size of semiconductor wafers tends to increase, and there are 8 inch and 12 inch wafers. Therefore, the size of the opening of the printing mask is increased accordingly. However, in a squeegee made of urethane rubber, it is pressed against the print mask, so it is elastically deformed at the contact portion with the print mask, but when the size of the print mask opening increases, the portion corresponding to the opening of the print mask It will be pushed into the opening. As a result, there is a problem that the film thickness of the sealing film made of liquid resin applied on the semiconductor wafer by screen printing is the thinnest at the center of the semiconductor wafer and gradually increases toward the outer periphery, resulting in large variations. .
そこで、この発明は、半導体ウエハのサイズが大きくなっても、半導体ウエハ上にスクリーン印刷により塗布される液状樹脂からなる封止膜の膜厚がばらつきにくいようにすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that can prevent variations in the thickness of a sealing film made of a liquid resin applied on a semiconductor wafer by screen printing even when the size of the semiconductor wafer increases. The purpose is to provide.
この発明は、上記目的を達成するため、複数の柱状電極を有する半導体ウエハ上にスクリーン印刷により液状樹脂を塗布して封止膜を形成するとき、金属板からなるスキージを用いることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention uses a squeegee made of a metal plate when a liquid resin is applied to a semiconductor wafer having a plurality of columnar electrodes by screen printing to form a sealing film. Is.
この発明によれば、金属板からなるスキージの先端の直線性が高く、且つ、当該先端の厚さ方向に直交する方向の変形量が極めて小さいので、印刷マスクの開口部のサイズが大きくなっても、スキージの先端が印刷マスクの開口部内に押し出されることがなく、したがって半導体ウエハのサイズが大きくなっても、半導体ウエハ上にスクリーン印刷により塗布される液状樹脂からなる封止膜の膜厚がばらつきにくいようにすることができる。 According to this invention, since the linearity of the tip of the squeegee made of a metal plate is high and the amount of deformation in the direction perpendicular to the thickness direction of the tip is extremely small, the size of the opening of the printing mask becomes large. However, the tip of the squeegee is not pushed out into the opening of the printing mask, so that even if the size of the semiconductor wafer is increased, the film thickness of the sealing film made of a liquid resin applied by screen printing on the semiconductor wafer is increased. It can be made difficult to vary.
図1はこの発明の製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置はシリコン基板1を備えている。シリコン基板1の上面には所定の機能の集積回路(図示せず)が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド2が集積回路に接続されて設けられている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention. This semiconductor device includes a
接続パッド2の中央部を除くシリコン基板1の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜3が設けられ、接続パッド2の中央部は絶縁膜3に設けられた開口部4を介して露出されている。絶縁膜3の上面にはポリイミド系樹脂等からなる保護膜5が設けられている。絶縁膜3の開口部4に対応する部分における保護膜5には開口部6が設けられている。
An
保護膜5の上面には銅等からなる下地金属層7が設けられている。下地金属層7の上面全体には銅からなる配線8が設けられている。下地金属層7を含む配線8の一端部は、絶縁膜3および保護膜5の開口部4、6を介して接続パッド2に接続されている。配線8の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極9が設けられている。配線8を含む保護膜5の上面にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜10がその上面が柱状電極9の上面と面一となるように設けられている。柱状電極9の上面には半田ボール11が設けられている。
A
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図2に示すように、ウエハ状態のシリコン基板(以下、半導体ウエハ21という)上に接続パッド2、絶縁膜3、保護膜5、下地金属層7、配線8および柱状電極9が形成されたものを用意する。なお、図2において、符号22で示す領域は半導体ウエハ21の外周部の非半導体装置形成領域である。
Next, an example of a method for manufacturing this semiconductor device will be described. First, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、保護膜5の外周部(非半導体装置形成領域22)の上面に印刷マスク23を位置合わせして配置する。印刷マスク23は、厚さが柱状電極9の高さよりもやや厚いステンレス鋼板に半導体ウエハ21のサイズよりもやや小さい円形状の開口部24が形成されたものからなっている。
Next, as shown in FIG. 3, the
次に、図4に示すように、後で詳述するスキージ25を用いて、印刷マスク23の開口部24内において配線8および柱状電極9を含む保護膜5の上面にエポキシ系樹脂等からなる液状樹脂を塗布し、この塗布された液状樹脂を硬化させることにより、封止膜10をその厚さが柱状電極9の高さよりもやや厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極9の上面は封止膜10によって覆われている。
Next, as shown in FIG. 4, the upper surface of the
次に、封止膜10の上面側を適宜に研磨して除去することにより、図5に示すように、柱状電極9の上面を露出させるとともに、この露出された柱状電極9の上面を含む封止膜10の上面を平坦化する。次に、図6に示すように、柱状電極9の上面に半田ボール11を形成する。次に、半導体ウエハ21等をダイシングラインに沿って切断すると、図1に示す半導体装置が複数個得られる。
Next, by appropriately polishing and removing the upper surface side of the
ここで、スキージ25の一例について、図7に示す側面図を参照して説明する。スキージ25は、厚さ1〜4mmの長方形状のステンレス鋼板(金属板)によって形成されている。スキージ25の先端は、フライス加工により真直度0.02mm程度とされた平面となっている。スキージ25の上部はアルミニウム等からなる一対のスキージホルダ26に挟持され、ボルト27およびナット28により一体化されている。
Here, an example of the
そして、このステンレス鋼板からなるスキージ25では、その先端の直線性が高く、且つ、当該先端の厚さ方向に直交する方向の変形量が極めて小さいので、印刷マスク23の開口部24のサイズが大きくなっても、その先端が印刷マスク23の開口部24内に押し出されることがなく、したがって半導体ウエハ21のサイズが大きくなっても、半導体ウエハ21上にスクリーン印刷により塗布された液状樹脂からなる封止膜10の膜厚がばらつきにくいようにすることができる。
In the
次に、このステンレス鋼板からなるスキージ25を用いた封止膜形成の実験結果について説明する。まず、8インチ(直径約200mm)の半導体ウエハ21を印刷対象とし、印刷マスク23の開口部24の直径を190mmとし、スキージ25およびスキージホルダ26の長さを240mmとした。
Next, an experimental result of forming a sealing film using the
そして、図4に示すように、半導体ウエハ21上において配線8および柱状電極9を含む保護膜5の上面にスキージ25を用いてエポキシ系樹脂からなる液状樹脂を目標膜厚135μmとして塗布し、半導体ウエハ21の中心部および外周部の12時の部分、3時の部分、6時の部分、9時の部分における封止膜10の保護膜5上における膜厚を調べたところ、111μm、135μm、105μm、110μm、121μmであり、その最大値(135μm)と最小値(105μm)との差が20μmであった。
Then, as shown in FIG. 4, a liquid resin made of an epoxy resin is applied to the upper surface of the
この場合、特に、半導体ウエハ21の中心部における封止膜10の保護膜5上における膜厚は111μmである。これに対し、同じ長さのウレタンゴムからなるスキージを用いた場合には、特に、半導体ウエハ21の中心部における封止膜10の保護膜5上における膜厚は20μmであった。したがって、ステンレス鋼板からなるスキージ25を用いた場合の方が封止膜10の膜厚のばらつきが小さいと言える。
In this case, in particular, the film thickness of the
次に、図8はスキージ25の他の例の側面図を示す。このスキージ25において、図7に示すスキージ25と異なる点は、厚さが0.2〜0.4mmと薄くなっている点である。このように、スキージ25の厚さを薄くすると、スキージ25の先端に付着する液状樹脂が減少し、スクリーン印刷により塗布された液状樹脂からなる封止膜10の表面の平滑性を向上することができる。
Next, FIG. 8 shows a side view of another example of the
ただし、スキージ25の厚さをこのように薄くすると、スキージ25が撓みやすくなる。そこで、図8に示すように、左側(スキージ25の移動方向とは反対側)のスキージホルダ26の外面にボルト27等によって取り付けられた側面ほぼく字状のスキージ撓み防止板29の先端部をスキージ25の先端部の左側の面(スキージ25の移動方向とは反対側の面)に当接させると、スキージ25が撓まないようにすることができる。
However, when the thickness of the
1 シリコン基板
2 接続パッド
3 絶縁膜
5 保護膜
7 下地金属層
8 配線
9 柱状電極
10 封止膜
11 半田ボール
21 半導体ウエハ
23 印刷マスク
24 開口部
25 スキージ
26 スキージホルダ
28 スキージ撓み防止板
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JP2006196701A (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method for semiconductor device |
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