JP4591028B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この現像工程においては、露光によりパターンが形成された絶縁膜を除去するためにアルカリ溶液が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
(1)アルミパッドが片面に形成された半導体ウエハーをアルカリ溶液で処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記アルカリ溶液で処理する工程の際に、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面の周囲と、前記半導体ウエハーの側部と、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面と反対の面とをマスキングテープ、または、半導体ウエハーを支持する支持部材およびマスキングテープで被覆していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2)前記アルミパッドの表面には、樹脂膜が形成されているものである(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(3)前記支持部材は、樹脂フィルムである(2)に記載の半導体装置の製造方法。
(4)前記樹脂膜は、絶縁膜である(2)または(3)に記載の半導体装置の製造方法。
(5)前記アルカリ溶液で処理する工程は、前記樹脂膜を現像する工程である(2)ないし(4)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(6)前記アルカリ溶液で処理する工程は、前記半導体ウエハーを洗浄する工程である(1)ないし(5)のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
また、アルミパッドの表面に樹脂膜が形成されている場合、その樹脂膜の現像工程において特定のアルミパッドが腐食されるのを防止することができる。
また、前記被覆部材としてマスキングテープを用いた場合、被覆部材の設置および除去等の作業性にも優れる。
また、前記被覆部材は、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面と反対の面を吸着する吸着部材と、前記アルミパッドが形成された面の周囲を掛止する掛止部材とで構成されているものを用いた場合、特に半導体装置の生産性に優れる。
本発明の半導体装置の製造方法は、アルミパッドを片面に有する半導体ウエハーをアルカリ溶液で処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記アルカリ溶液で処理する工程の際に、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面の周囲と、前記半導体ウエハーの側部と、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面と反対の面とを被覆部材で被覆していることを特徴とするものである。
図1は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。図2は、第1の中間部材のアルミパッドが形成された面の上面図である。
本発明の半導体装置の製造方法では、ステップ1としてアルミパッド2が形成された面を樹脂膜(絶縁膜)3で被覆した第1の中間部材10を得る(図1A、B)。次に、ステップ2として、アルミパッド2が形成された面の周囲と、第1の中間部材10の側部と、第1の中間部材10のアルミパッド2が形成された面と反対の面とが、被覆部材4a〜4cで覆われている第2の中間部材11を得る(図1C)。次に、ステップ3として、第2の中間部材11の樹脂膜3を露光・現像する(図1D)。次に、ステップ4として、第2の中間部材11の被覆部材4a〜4cを除去する(図1E)。
ステップ1
ステップ1では、アルミバッド2が形成された半導体ウエハー1のアルミパッドが形成された面の表面に樹脂膜3を形成する。これにより、半導体装置の信頼性を向上することができる。
樹脂層3には、種々の用途があるためアルカリ現像されるものであれば特に限定されないが、例えばバッファー層を形成する樹脂層、バッファー層上に積層される樹脂層、バッファー層上に積層される接着材、封止材、シール材等が挙げられる。ここでバッファー層は、半導体素子を被覆し熱応力や、湿分、衝撃、圧力などの外的要因から半導体素子を保護し、信頼性を向上させるために使用される材料である。
ウエハーレベルCSP(Chip SIZE Package)等に使用されるバッファー層の上に積層される樹脂層は、その上に形成される再配線回路の支持体として絶縁信頼性が必要である。さらに再配線回路上に形成される感光性ソルダーレジストも絶縁性が必要である。
そのためバッファー層上の積層される接着材は、上述したような外的因子から再配線回路ならびに半導体素子を保護し、信頼性を向上させるために使用される材料である。
また、バッファー層上に形成される感光性の接着材は、インターポーザーなどの回路基板、リードフレーム、絶縁基板等との接着性を有し、半導体素子を上記の外的要因から保護し、信頼性を向上させるために使用される材料である。
また、中空構造のパッケージに使用されるシール材は、主に透明性基板と半導体装置とを接着するために使用されるもので、これも半導体素子を上記の外的要因から保護するために使用される材料である。
このアルミパッド2が形成された半導体ウエハー1のアルミパッドが形成された面には、樹脂膜3が形成される。このようにして、第1の中間部材10を得る(図1B)。樹脂膜(絶縁膜)3は、フォトリソグラフィー方法(露光・現像)により樹脂をパターニングできる機能を有している。
ステップ2では、第1の中間部材10のアルミパッド2が形成された面の周囲と、第1の中間部材10の側部と、第1の中間部材10のアルミパッド2が形成された面と反対の面と、を被覆部材4a〜4cで被覆する。このようにして、第2の中間部材11を得る(図1C)。
まず、図2に示すように、アルミパッド2が形成された面の周囲を被覆部材4aで被覆する。ここで、周囲とは半導体ウエハー1のアルミパッドが形成された面の最外周のことを意味し、半導体回路が無く、シリコン層が表面に露出している部分のことである。
被覆部材4aとしては、例えばマスキングテープ等の粘着フィルム、ペースト状樹脂や液状樹脂などが挙げられる。これらの中でもマスキングテープ等の粘着フィルムが好ましい。これにより、被覆部材4aを容易に除去できる。
このような被覆部材4a〜4cは、異なるものを用いていも良いが、同じものを用いることが好ましい。
この場合、樹脂フィルム等上に、アルミパッド2が形成された面を上にして半導体ウエハー1を載せ、被覆部材4aおよび4bで、半導体ウエハー1の周囲と側面を被覆すると同時に、被覆部材4bを、被覆部材4cである樹脂フィルム等と接着し、シールすることにより、アルミパッド2が形成された面と反対の面を被覆することができる。
吸着部材は、半導体ウエハー1を搬送等する際に用いられるものでも良く、半導体ウエハー1のアルミパッド2が形成された面と反対面をほぼ全面覆うものであることが好ましい。
掛止部材は、半導体ウエハー1のアルミパッド2が形成された面の外周と、半導体ウエハー1の側部とを覆うものであれば(側面を覆い、半導体ウエハーと密着し、アルカリ現像液が半導体ウエハー掛止部材の界面を進入しないものであれば)、特に限定されない。具体的にはシリコンゴムなどのゴム性のシート材が挙げられる。
ステップ3では、第2の中間部材11の樹脂膜3を露光・現像して、樹脂膜3を除去する(図1D、E)。これにより、必要部分のみに樹脂膜3を精度よく配置できる。
樹脂膜3を所定のパターンのマスクを用いて、露光機(KrF、i線、h線、g線など)で、例えば25〜1,000mJ/cm2の条件で露光する。この露光により、樹脂膜3の露光された部分は、反応(架橋もしくは転位反応)が促進される。
次に、樹脂膜3を現像する。この現像工程では、樹脂膜3をアルカリ溶液で処理してネガ型であれば未露光部を、ポジ型であれば露光部を除去する。すなわち、露光処理によって、樹脂膜3の露光部分は(ネガ型であれば)架橋反応により、アルカリ溶液に不溶となり、未露光部分のみが溶解される。また、ポジ型であれば、露光部は転位反応をおこし、アルカリに溶けやすくなる構造となり、露光部分のみが溶解される。
(実施例1)
1.樹脂膜の形成
下記樹脂ワニスをPETフィルム(25RL−07、王子製紙社製)に塗布し、80℃で15分間乾燥することにより、厚み50μmの樹脂フィルムを得た。
次に、この樹脂フィルムをアルミパッドが形成された半導体ウエハー(8インチ)に60℃でラミネートし、半導体ウエハー上に樹脂膜を形成した。
2−1.メタクリロイル基含有フェノール樹脂の合成
フェノールノボラック(大日本インキ化学工業(株)製、フェノライトTD−2090−60M)の不揮発分70%MEK溶液600g(OH約4当量)を、2lのフラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン1g、およびハイドロキノン0.2gを添加し、110℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート284g(2モル)を30分間で滴下した後、110℃で5時間攪拌反応させることにより、不揮発分80%メタクリロイル基含有フェノール樹脂(メタクリロイル基変性率50%)を得た。
上述の不揮発分80%のメタクリロイル基含有フェノール樹脂100重量部、メタクリル樹脂(三洋化成(株)製、ネオマーPM201)20重量部、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンN−865)35重量部、シリカフィラー((株)アドマテックス製、アドマファインSE5010)100重量部、メチルエチルケトン(MEK)34重量部、光重合開始剤(チバ・ガイギー社製、イルガキュア651)1重量部を秤量し、ディスパーザー(5000rpm)で約30分間攪拌し、樹脂ワニスを調製した。
半導体ウエハー上の樹脂膜を所定のパターンのマスクを用いて、露光機(i線)で、200J/cm2露光した。
樹脂膜が形成された半導体ウエハーの上面(アルミパッドが形成された面)の外周(半導体ウエハーの外周から5mm)と、半導体ウエハーの側部と、裏面とをマスキングテープ(プリント基板用、N−380、日東電工社製)を用いて被覆した。
半導体ウエハー上の樹脂膜を表1に示す種々の濃度のTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を用いて所定時間現像し、樹脂膜の未露光部分を除去した半導体ウエハーを得た。アルカリ現像液の濃度および現像時間は、アルミパッドに過酷な条件である比較的高濃度、長時間とし、その条件を表1に示した。
現像工程後に半導体ウエハーの被覆材を除去し、個片化した後、基板に搭載し、ワイヤーボンディングで基板と接続した。その後、封止し、基板に半田ボールを搭載することにより半導体装置を製造した。
半導体ウエハーの裏面を下記に記載する支持部材で被覆した以外は、実施例1と同様にした。
支持部材として、ポリイミドフィルム(ユーピレックス−75S、宇部興産社製)を半導体ウエハーのサイズより直径が1cm大きいサイズに切り、その上に露光した半導体ウエハーをのせた。次に、樹脂膜が形成された半導体ウエハーの上面(アルミパッドが形成された面)の外周(半導体ウエハーの外周から5mm)と、ポリイミドフィルムをマスキングテープ(プリント基板用、N−380、日東電工社製)で貼り付け、半導体ウエハーの外周部、側面および裏面に現像液が染み込まないようにした。
半導体ウエハーの被覆部材として、下記の吸着部材を用いた以外は実施例1と同様にした。
吸着部材として、8インチよりひとまわり大きい平面板上に多数の穴が開いたものと、半導体ウエハーのサイズよりも直径が約1cm大きいシリコンゴムシート(厚み1mm)を準備し、中央部を半導体ウエハーのサイズよりも直径が5mm小さいサイズの円形に切り抜いて得たリング状シートを用いた。
上記平面板状に半導体ウエハーを置き、該半導体ウエハーの外周部を5mm覆い隠すように前記のリング状シートを位置合わせして載せた。その後、半導体ウエハーを載せた平面板を吸引し、半導体ウエハー及びゴムシートがずれないことを確認し、また、半導体ウエハーとゴムシート界面が密着していることを確認した。
半導体ウエハーを被覆部材で被覆しなかった以外は、実施例1と同様にした。
1.アルミパッドの腐食の有無
アルミパッドの腐食の有無は、樹脂膜を現像処理した後のアルミパッドの腐食状態を顕微鏡で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎:アルミパッドの腐食無し。
○:アルミパッドの腐食がほとんど無く、実用可能。
△:アルミパッドの腐食が少し有り、実用不可。
×:アルミパッドの腐食有り。
現像性は、現像後のパターニングされた樹脂を観察し、現像残渣の有無や、樹脂剥離の有無を評価した。各符号は以下の通りである。
◎:現像残渣や樹脂剥離がほとんど無く、実用可能。
○:現像残渣もしくは樹脂剥離が少しあるが、実用可能。
△: 現像残渣もしくは樹脂剥離が少しあり、実用不可。
×: 現像残渣もしくは樹脂剥離があり、実用不可。
また、現像性については、どの現像液濃度・現像時間においても比較例1とほぼ同様であり、従来と同様のレベルであり、実用可能であった。
2 アルミパッド
3 樹脂膜
4a 被覆部材
4b 被覆部材
4c 被覆部材
10 第1の中間部材
11 第2の中間部材
Claims (6)
- アルミパッドが片面に形成された半導体ウエハーをアルカリ溶液で処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記アルカリ溶液で処理する工程の際に、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面の周囲と、前記半導体ウエハーの側部と、前記半導体ウエハーのアルミパッドが形成された面と反対の面とをマスキングテープ、または、半導体ウエハーを支持する支持部材およびマスキングテープで被覆していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 前記アルミパッドの表面には、樹脂膜が形成されているものである請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持部材は、樹脂フィルムである請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂膜は、絶縁膜である請求項2または3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記アルカリ溶液で処理する工程は、前記樹脂膜を現像する工程である請求項2ないし4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記アルカリ溶液で処理する工程は、前記半導体ウエハーを洗浄する工程である請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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