JP4217639B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
そして、所要の再配線パターンや外部接続端子を形成した後、半導体ウエハに形成されている個々の半導体装置の電気的特性や外観等を検査している。
たとえば、不良品の半導体チップが電気的に短絡しているような場合に、半導体装置のバーンインを行ったりすると、その半導体チップを搭載した半導体装置に過電流が流れて検査装置を損傷してしまったり、その半導体装置の近傍の半導体装置に悪影響を及ぼして良品であったものを不良品にしてしまったりするという問題が生じる。
すなわち、ウエハレベルの加工により半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハの電極端子形成面に、電極パッドを露出させて絶縁層を形成し、前記電極パッドおよび前記絶縁層の表面を下地金属層によって被覆する工程と、前記下地金属層の表面に、前記電極パッドと電気的に接続する再配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、前記下地金属層の表面に再配線パターンとなる導電層を形成する工程と、前記レジストパターンを除去した後、前記再配線パターン上の外部接続端子を形成する部位を露出させるレジストパターンを形成する工程と、前記再配線パターンが露出する前記レジストパターンに形成された露出穴内に、前記下地金属層をめっき給電層とする銅めっきにより外部接続端子として銅ポストを形成する工程とを備え、半導体ウエハを構成する個々の半導体チップについての検査結果に基づいて、良品と判定された半導体チップについては、上記各工程により、再配線パターンを介して前記電極パッドと外部接続端子とを電気的に接続し、不良品と判定された半導体チップについては、前記下地金属層の表面に再配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、前記下地金属層の表面に再配線パターンとなる導電層を形成する工程との中間工程として、前記レジストパターンを形成した状態において前記下地金属層が露出する部位をレジストにより被覆し、前記再配線パターン上の外部接続端子を形成する部位を露出させるレジストパターンを形成する工程と、前記外部接続端子を形成する工程とを施すことにより、前記電極パッドと外部接続端子とを電気的に遮断することを特徴とする。
図1〜3は、ウエハレベルの加工方法によって半導体装置を形成する工程例を示す。図1(a)は、半導体ウエハ10の電極端子形成面の構成を示すもので、半導体ウエハ10の表面がパッシベーション膜12によって被覆され、アルミニウムの電極パッド14がパッシベーション膜12から露出している状態を示す。図1(b)は、パッシベーション膜12の表面に絶縁層16を形成した状態を示す。絶縁層16はパッシベーション膜12の表面をポリイミドフィルム等の絶縁材料により被覆し、電極パッド14を露出させることによって形成することができる。
図1(d)は、下地金属層18の表面に所定パターンで再配線パターンを形成するためのレジストパターン20を形成した状態を示す。
図1(e)は、下地金属層18をめっき給電層として銅めっきを施し、下地金属層18の露出部分に再配線パターン22となる導体層を形成した状態である。図1(f)は、レジストパターン20を除去した状態を示す。再配線パターン22は電極パッド14と電気的に接続された状態で形成されている。
図2(b)は、下地金属層18をめっき給電層とする銅めっきを施して、露出穴24aに銅めっきを盛り上げ、銅ポスト26を形成した状態を示す。
図2(c)は、銅ポスト26の頂部の露出端面にバリアメタル層28を被着形成した状態を示す。バリアメタル層28は、たとえばニッケルめっきおよび金めっきをこの順に施して形成することができる。
図2(e)は、下地金属層18の露出部分をエッチングし、半導体ウエハ10の表面に絶縁層16を露出させ、絶縁層16の表面に再配線パターン22が所定の独立したパターンに形成された状態としたものである。下地金属層18のうち再配線パターン22によって被覆されている部位が絶縁層16上に残り、再配線パターン22は電極パッド14と電気的に接続され、外部接続端子30は再配線パターン22を介して電極パッド14と電気的に接続される。
図3(a)は、樹脂封止装置の下型側に外部接続端子30が形成された半導体ウエハ10をセットした状態を示す。40が上型、41が内側下型、42が外側下型である。43は上型40の成型面を被覆するためのテンポラリフィルムである。半導体ウエハ10は外部接続端子30を形成した面を上型40に向けて配置し、半導体ウエハ10の上に樹脂タブレット44を供給する。
図3(c)は、金型を型締め位置までクランプし、キャビティ45の全体に完全に樹脂44aが充填され、半導体ウエハ10が圧縮成形された状態を示す。
図3(d)は、樹脂44aが硬化した後、型開きした状態を示す。こうして、半導体ウエハ10の外部接続端子30が形成された面が樹脂44aによって完全に封止された状態になる。テンポラリフィルム43を介して樹脂封止したことにより、外部接続端子30の端面が樹脂44aの表面で露出している。
図4(a)は、外部接続端子30の端面にはんだボール46を接合した状態と、半導体ウエハ10を個片に切断した半導体装置50(チップサイズパッケージ)の構成を示す。10aが個片に切断された半導体チップである。
図4(b)は、半導体装置50の外部接続端子30が形成された面が樹脂44aによって封止され、はんだボール46および外部接続端子30が再配線パターン22を介して半導体チップの電極パッド14と電気的に接続されている状態を拡大して示す。
図6は、半導体ウエハ10の電極端子形成面に再配線パターンを形成した状態を説明的に示す。同図は、図5で不良と判定された半導体チップの部位については再配線パターンを形成していないことを示す。なお、図6は説明の便宜上、不良と判定された半導体チップについては外部接続端子を図示していない。不良品と判定された半導体チップについては再配線パターン22を形成しないようにすることにより、検査装置やバーンイン装置と半導体チップとが電気的に遮断され、不良品の半導体チップが検査装置やバーンイン装置に悪影響を与えることがない。
すなわち、図7(a)は、半導体ウエハ10の表面に絶縁層16を形成した状態、図7(b)は半導体ウエハ10の表面に下地金属層18を被着した状態、図7(c)は、下地金属層18の表面に再配線パターン22を形成する部位を露出させるようにレジストパターン20を形成した状態を示す。これらの工程は図1(a)〜(d)までの工程と同一である。
本方法では、図7(c)の工程の後、不良と判定された半導体チップの部位について、図7(d)に示すように、再配線パターン22を形成するため下地金属層18が露出している部位にレジスト20aを滴下し、下地金属層18が露出している部分を被覆する。
なお、再配線パターン22となる露出部分をレジスト20aによって被覆する場合に、不良と判定された半導体チップの表面の全域をレジスト20aによって被覆しなくてもよく、半導体装置を試験する際に電気的短絡が起きないように所要の再配線パターン22を形成する部分のみを被覆する方法でもかまわない。
再配線パターン22を形成する工程の後、レジストパターン20が除去される。図7(f)は、レジストパターン20とレジスト20aを除去した状態を示す。
下地金属層18は外部接続端子30を形成した後、エッチングされて除去されるから、不良品の半導体チップが形成されている部位については、下地金属層18は外部接続端子30が形成されている部位のみに残り、外部接続端子30と電極パッド14とは電気的に遮断された状態になる(図8(d))。
なお、本実施形態では不良チップ上に再配線パターンのめっきを施さないから、厳密には半導体ウエハ上でのめっき条件が不均一になる。しかし、再配線パターンのめっき厚(5〜10μm)は、銅ポストの高さ(約100μm)に比較して非常に小さいから実際上問題にならない。
また、不良チップについても外部接続端子30を形成しておくことで、半導体ウエハ10を樹脂によって封止する金型を変更する必要がなく、従来の装置をそのまま利用できるという利点もある。
ネガレジストの場合は光を照射した部位が残るから、良品の半導体チップについては、マスクを使用して再配線パターン22を形成する部位については光を照射しないようにするのに対して、不良品の半導体チップについては、図11(d)に示すように、再配線パターン22を形成する部位についてもレーザ光等の集束した光を照射するようにする。
この方法による場合も、不良品と判定された半導体チップについては再配線パターン22が形成されず、図7、8に示した工程とまったく同様にして、不良品と判定された半導体チップについては、電極パッド14と外部接続端子30とが電気的に遮断された状態とすることができる。
たとえば、上記方法では、下地金属層18を形成し、再配線パターン22となる導体層を形成した後、銅めっきによって外部接続端子30となる銅ポスト26を形成しているが、銅ポスト26を形成するかわりに、再配線パターン22に単にはんだボールを接合して外部接続端子とする方法もある。図14にその製造方法を示す。
図14(a)は、図1(a)〜(f)に示す方法と同様にして半導体ウエハ10の表面に再配線パターン22を形成した状態を示す。図14(b)は半導体ウエハ10の表面にポリイミドフィルム等をラミネートして絶縁膜32を形成し、はんだボールを接合するパッド22aを露出させた状態を示す。図14(c)はパッド22aにはんだボール34を接合して外部接続端子とした状態である。
10a、10b 半導体チップ
14 電極パッド
16 絶縁層
18 下地金属層
20 レジストパターン
20a レジスト
20b ネガレジスト
22 再配線パターン
24 レジストパターン
26 銅ポスト
28 バリアメタル層
30 外部接続端子
32 絶縁膜
32a 開口部
34 はんだボール
40 上型
41 内側下型
42 外側下型
44 樹脂タブレット
44a 樹脂
50、51 半導体装置
Claims (3)
- ウエハレベルの加工により半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
半導体ウエハの電極端子形成面に、電極パッドを露出させて絶縁層を形成し、前記電極パッドおよび前記絶縁層の表面を下地金属層によって被覆する工程と、
前記下地金属層の表面に、前記電極パッドと電気的に接続する再配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、
前記下地金属層の表面に再配線パターンとなる導電層を形成する工程と、
前記レジストパターンを除去した後、前記再配線パターン上の外部接続端子を形成する部位を露出させるレジストパターンを形成する工程と、
前記再配線パターンが露出する前記レジストパターンに形成された露出穴内に、前記下地金属層をめっき給電層とする銅めっきにより外部接続端子として銅ポストを形成する工程とを備え、
半導体ウエハを構成する個々の半導体チップについての検査結果に基づいて、良品と判定された半導体チップについては、上記各工程により、再配線パターンを介して前記電極パッドと外部接続端子とを電気的に接続し、
不良品と判定された半導体チップについては、前記下地金属層の表面に再配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程と、前記下地金属層の表面に再配線パターンとなる導電層を形成する工程との中間工程として、前記レジストパターンを形成した状態において前記下地金属層が露出する部位をレジストにより被覆し、
前記再配線パターン上の外部接続端子を形成する部位を露出させるレジストパターンを形成する工程と、前記外部接続端子を形成する工程とを施すことにより、前記電極パッドと外部接続端子とを電気的に遮断することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記不良品と判定された半導体チップについて、前記下地金属層が露出する部位をレジストにより被覆する方法として、前記下地金属層が露出する部位にレジストを塗布し、再配線パターンを形成する部位をレジストにより被覆する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。
- 前記下地金属層の表面に、前記電極パッドと電気的に接続する再配線パターンを形成するためのレジストパターンを形成する工程において、ネガタイプのレジストを使用し、
良品と判定された半導体チップについては、マスクを使用して再配線パターンを形成する部位については光を照射せず、
前記不良品と判定された半導体チップについては、前記下地金属層が露出する部位をレジストにより被覆する工程にかえて、再配線パターンを形成する部位についても光を照射し、再配線パターンを形成する部位にレジストが残るようにする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。
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