(57)【要約】【課題】半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することを目的とする。【解決手段】電気検査用パッド２にて電気特性評価を行った後、電気検査用パッド２上に酸化膜１０や無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成することにより、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂６の水分７による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。【選択図】図１
2008071979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、
ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、
前記接合用パッド上に接合用バンプを形成する工程と、
前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、
露出した前記電気検査用パッド上全面に酸化膜を形成する工程と、
前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、
ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、
前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、
露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、
前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、
前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、
ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、
露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、
前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、
前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、
前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、
ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、
前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、
露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、
前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、
前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、
前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜の形成を無電解メッキ方式で行うことを特徴とする請求項２または請求項３または請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体素子を外部基板に樹脂封止されてなる半導体装置であって、
露出した前記電気検査用パッド上に形成された酸化膜と、
前記接合用パッド上に形成された接合用バンプと
を有し、前記電気検査用パッド上における封止樹脂が前記酸化膜を介して封止されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体素子を外部基板に樹脂封止されてなる半導体装置であって、
露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上に形成された無電解Ａｕ／Ｎｉ膜と、
前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して形成された接合用バンプと
を有し、前記電気検査用パッド上における封止樹脂が前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して封止されることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置および半導体装置の製造方法などに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体素子に電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の構造、特に、電気的な接合をとる電極パッドの構造およびその半導体装置の製造方法などの例について説明する。
【０００３】
図５は従来の半導体装置の電極パッド構造を示す平面図であり、従来の半導体装置の一例について半導体素子１を上面から見た図を示したものである。この図に示すように現在は半導体装置の多出力化が進み、本図に示すように電気検査用パッド２と接合用パッド３を分けて形成する方法をとっている。その際、電気検査用パッド２は半導体素子１の周辺に接合用パッド３は半導体装置の内部に形成される傾向が強い。
【０００４】
図６は従来の半導体装置における電極パッド構造を示す断面図であり、図６（ａ）はこの電気検査用パッド２の断面図、図６（ｂ）は接合用パッド３の断面図を示す。通常、図６（ａ）に示すように、電気検査用パッド２は半導体素子１の上部に検査装置と電気的接合をとるための金属パッドで形成されており、電気的接合をとる以外の部分については表面保護膜１２で覆われている。通常、この金属パッドはアルミで形成されている。また、図６（ｂ）に示すように、接合用パッド３も半導体素子１の上部に外部基板などと電気的接合をとるための金属パッドで形成されており、電気的接合をとる以外の部分については表面保護膜１２で覆われている。さらに、この接合用パッド３には外部基板などと接合をとるため接合用バンプ４などが形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０３２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５，図６（ａ）に示す半導体装置および電気検査用パッド構造では、以下に示す問題がある。
ここで、半導体素子１は後工程として外部基板５と組立を行って半導体装置となる。
【０００６】
図７は従来の半導体装置における電極パッドと外部基板との接合状態を説明する断面図であり、図７（ａ）は電気検査用パッド２と外部基板５との接合状態を示した断面図、図７（ｂ）は接合用パッド３と外部基板５との接合状態を示した断面図である。
【０００７】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、組立する際、半導体素子１と外部基板５の間に封止樹脂６が注入され両者の接合をより強固にし、異物などが入り込まないような構成になっている。
【０００８】
ここで、従来の半導体装置の電極パッド構成では、図７（ａ）に示すように、電気検査用パッド２である、例えば、アルミで構成されたパッドが剥き出しの状態になっている。このようにアルミで構成された電気検査用パッド２が剥き出しの状態で樹脂封止されると、封止樹脂６の水分７が電気検査用パッド２に直接アタックし、電気検査用パッド２上に腐食部分８を作ってしまい、その腐食が進行し、アルミ配線を伝って内部トランジスタなどを腐食させてしまう恐れがある。
【０００９】
一方、図７（ｂ）に示すように、接合用パッド３には接合用バンプ４（通常この接合用バンプはＡｕやＣｕ、はんだなどが用いられている）が形成されている。その為、封止樹脂６の水分７が接合用パッド３に直接アタックすることを防ぎ、接合用パッド３上に腐食部分８をつくる恐れが無い。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑み、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する為に、請求項１記載の半導体装置の製造方法は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、前記接合用パッド上に接合用バンプを形成する工程と、前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、露出した前記電気検査用パッド上全面に酸化膜を形成する工程と、前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の半導体装置の製造方法は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の半導体装置の製造方法は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の半導体装置の製造方法は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置の製造方法であって、ウェハ状の基板に半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子上に前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッドを形成する工程と、露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成する工程と、前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して接合用バンプを形成する工程と、前記電気検査用パッドに電気特性測定針を接触させてウェハ状態での電気的特性を測定する工程と、前記半導体素子を外部基板に搭載して封止樹脂にて封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項２または請求項３または請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜の形成を無電解メッキ方式で行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の半導体装置は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体素子を外部基板に樹脂封止されてなる半導体装置であって、露出した前記電気検査用パッド上に形成された酸化膜と、前記接合用パッド上に形成された接合用バンプとを有し、前記電気検査用パッド上における封止樹脂が前記酸化膜を介して封止されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の半導体装置は、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体素子を外部基板に樹脂封止されてなる半導体装置であって、露出した前記電気検査用パッドおよび前記接合用パッド上に形成された無電解Ａｕ／Ｎｉ膜と、前記接合用パッド上に前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して形成された接合用バンプとを有し、前記電気検査用パッド上における封止樹脂が前記無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を介して封止されることを特徴とする。
【００１８】
以上により、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、電気検査用パッドにて電気特性評価を行った後、電気検査用パッド上に酸化膜を形成することにより、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。
【００２０】
また、電気検査用パッドにて電気特性評価を行った後、電気検査用パッドおよび接合用パッド上に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜を形成することにより、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における半導体装置の構造、特に半導体装置のパッド部分の構造について図１，図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、半導体装置の組立を実施した場合に封止樹脂の水分が電気検査用パッドに直接アタックし、電気検査用パッド上に腐食部分を作ってしまう異常を起こさない半導体装置およびその製造方法のプロセスフロー、特に電気検査用パッド２の構造および製造方法のプロセスフローを示したものである。また、図２は半導体装置における接合用パッドの製造方法を示す工程断面図であり、接合用パッド３の構造および製造方法のプロセスフローを図１の工程と対比させて示したものである。
【００２３】
まず、基板に半導体回路を形成した後、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、拡散工程でウェハに形成された半導体素子１上に電気検査用パッド２、接合用パッド３を形成する。この電気検査用パッド２に検査用端子を接続することによりウェハ状態での検査を実施し、接合用パッド３を通じて外部装置や基板などと電気的接合をとり、対応する電気検査用パッド２および接合用パッド３は互いに内部回路配線にて電気的に接続されている。また、通常、本電気検査用パッド２、接合用パッド３はアルミで形成されている。
【００２４】
その後、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、接合用パッド３上にＡｕからなる接合用バンプ４を形成する。接合用バンプ４の形成方法は、めっきバンプ、スタッドバンプ、転写バンプ、印刷バンプのどれを用いても良い。電気検査用パッド２には何も形成しない。
【００２５】
その後、図１（ｃ）、図２（ｃ）に示すように、電気特性評価を行う。電気特性検査には通常、検査用端子として針状の電気特性測定針９を用いて評価を行う。この電気特性測定針９を用いて、検査装置は電気検査用パッド２と電気的接合をとり、その電気特性測定針９を通じてウェハ状の半導体素子１の内部回路に信号を送り、その半導体素子１が正常な電気特性を示すか否か判定を行う。接合用パッド３、接合用バンプ４は何もしない。
【００２６】
その後、図１（ｄ）、図２（ｄ）に示すように、露出した電気検査用パッド２上全面に酸化膜１０形成を行う酸化膜作成はウェハ状態のままで実施する。酸化膜１０形成方法としてはウェハを酸素が充満した高温のアニール炉に入れ、アニールを行うことで形成が可能である。図１（ｄ）に示すように、電気特性評価が終了して電気検査用パッド２が外部と導通する必要がなくなってから、電気検査用パッド２上に酸化膜１０、ここでは、アルミ酸化膜を０．１〜１．０μｍ程度を目処に形成する。また、図２（ｄ）に示すように接合用バンプ４はＡｕで形成されている為、この酸化膜１０は形成されない。
【００２７】
最後に、図１（ｅ）、図２（ｅ）に示すように、外部基板５と組立を行う。組立する際、半導体素子１と外部基板５の間に封止樹脂６が注入され両者の接合をより強固にし、異物などが入り込まないような構成になっている。ここで、図１（ｅ）に示すように、電気検査用パッド２であるがアルミで構成されたパッドに０．１〜１．０μｍ程度の酸化膜１０が形成されている。この場合、この酸化膜１０で封止樹脂６の水分７が電気検査用パッド２に直接アタックを防ぐことが可能となり、電気検査用パッド２上に腐食部分を作ってしまう異常の対策が可能となる。
【００２８】
このように、ウェハ状での電気特性評価を行った後に、電気検査用パッド２上に酸化膜を形成することにより、封止樹脂６の水分７が直接電気検査用パッド２に接触することを防ぎ、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。すなわち従来は電気検査用パッド２上に絶縁膜である酸化膜１０が存在すると電気検査の際、電気的接触がとれない恐れがある為、電気検査用パッド２上には何も形成できなかった。加えて電気検査用パッドに絶縁膜を形成しようとすると同時に接合用バンプ４にも絶縁膜が形成されてしまう恐れがあった為、そのまま組立を実施していた。
【００２９】
しかし本実施の形態１の発明では接合用バンプ４の材料に酸化しないＡｕを用いている。このことで接合用パッド３上に酸化膜を形成することなく電気検査用パッド２に絶縁膜である酸化膜１０の形成を実施することが可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における半導体装置の構造、特に半導体装置のパッド部分の構造について図３，図４を参照しながら説明する。
【００３１】
図３は実施の形態２における半導体装置の電気検査用パッドの製造方法を示す工程断面図であり、本発明の目的である半導体装置の組立を実施した場合に封止樹脂の水分が電気検査用パッドに直接アタックし、電気検査用パッド上に腐食部分を作ってしまう異常を起こさない半導体装置およびその製造方法のプロセスフロー、特に電気検査用パッド２の構造および製造方法のプロセスフローを示したものである。また、図４は実施の形態２における半導体装置の接合用パッドの製造方法を示す工程断面図であり、接合用パッド３の構造および製造方法のプロセスフローを図３の工程と対比させて示したものである。
【００３２】
まず、図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、実施の形態１と同様に、拡散工程でウェハ状の半導体素子１に電気検査用パッド２、接合用パッド３を形成する。この電気検査用パッド２、接合用パッド３を通じて外部装置や基板などと電気的接合をとる。また、本電気検査用パッド２、接合用パッド３であるが通常はアルミで形成されている。
【００３３】
その後、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様に、電気特性評価を行う。電気特性検査には通常、針状の電気特性測定針９を用いて評価を行う。この電気特性測定針９を用いて電気検査用パッド２と電気的接合をとり、その電気特性測定針９を通じてウェハ状の半導体素子１の内部回路に信号を送り、その半導体素子１が正常な電気特性を示すか否か判定を行う。接合用パッド３は何もしない。
【００３４】
その後、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示すように、露出した電気検査用パッド２、接合用パッド３両方の全面に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１の形成を行う。ここではＮｉ膜が下層、Ａｕ膜が上層である。無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１の形成方法としては、例えばウェハをＺｎめっき液、Ｎｉめっき液、Ａｕめっき液と置換させることにより形成を行うことができる。ここでは無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を１．０μｍ程度を目処に形成する。尚、本無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を形成した後に上記図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す電気特性検査を実施しても良い。本無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１は先の実施の形態１で示した酸化膜１０とは違い、導電性膜だからである。したがって無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を形成した後に上記図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す電気特性検査を実施することも可能となる。
【００３５】
その後、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示すように接合用パッド３の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１上に接合用バンプ４を形成する。この接合用バンプ４はＡｕやＣｕ、はんだなどが用いられ、その形成方法は、めっきバンプ、スタッドバンプ、転写バンプ、印刷バンプのいずれを用いてもかまわない。電気検査用パッド２には何も形成しない。
【００３６】
最後に、図３（ｅ）、図４（ｅ）に示すように、外部基板５と組立を行う。組立する際、半導体素子１と外部基板５の間に封止樹脂６が注入され両者の接合をより強固にし、異物などが入り込まないような構成になっている。ここで、図３（ｅ）に示すように、電気検査用パッド２であるがアルミで構成されたパッドに１．０μｍ程度の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１が形成されている。この場合、この無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１で封止樹脂６の水分７が電気検査用パッド２に直接アタックを防ぐことが可能となり、電気検査用パッド２上に腐食部分を作ってしまう異常の対策が可能となる。
【００３７】
このように、ウェハ状での電気特性評価を行った後に、電気検査用パッド２および接合用パッド３上に導電性の無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を形成することにより、封止樹脂６の水分７が直接電気検査用パッド２に接触することを防ぎ、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができる。すなわち従来は電気特性検査をする為、電気検査用パッド２上に何も形成せずそのまま組立を実施していたが、今回は無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を形成することにより電気検査用パッド２を外部、特に封止樹脂から完全にシールドすることが可能となる。
【００３８】
また、実施の形態２の発明のポイントとしては酸化膜を形成せず無電解Ａｕ／Ｎｉ膜１１を形成しその上に接合用バンプ４を形成していることである。このことで実施の形態１では接合用バンプ４の材料には酸化膜が形成されないＡｕしか用いることが不可能だったが、実施例２では接合用バンプ４に酸化しても問題ない他の材料をもちいることが可能となるメリットがある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、半導体装置の組立を実施する際に、封止樹脂の水分による電気検査用パッドの腐食を防止することができ、電気検査用パッドおよび接合用パッドを備える半導体装置および半導体装置の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１における半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図２】半導体装置における接合用パッドの製造方法を示す工程断面図
【図３】実施の形態２における半導体装置の電気検査用パッドの製造方法を示す工程断面図
【図４】実施の形態２における半導体装置の接合用パッドの製造方法を示す工程断面図
【図５】従来の半導体装置の電極パッド構造を示す平面図
【図６】従来の半導体装置における電極パッド構造を示す断面図
【図７】従来の半導体装置における電極パッドと外部基板との接合状態を説明する断面図
【符号の説明】
【００４１】
１    半導体素子
２    電気検査用パッド
３    接合用パッド
４    接合用バンプ
５    外部基板
６    封止樹脂
７    水分
８    腐食部分
９    電気特性測定針
１０    酸化膜
１１    無電解Ａｕ／Ｎｉ膜
１２    表面保護膜
【図１】
2008071979.tif 000003
【図２】
2008071979.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008071979.tif 000006
【図５】
2008071979.tif 000007
【図６】
2008071979.tif 000008
【図７】
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