(57)【要約】【課題】ワイヤ剥離の発生を防止すると共に小型化及びコストの低減を図ることができる半導体装置の製造方法及び該半導体装置の提供。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記導電性材料形成工程に於いて、導電性材料を前記ワイヤの先端に塗布し、前記先端に導電性材料が塗布されたワイヤを前記パッド電極に押圧することにより、前記導電性材料を前記プロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする。【選択図】図１Ｂ
2008235314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、
前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、
前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程と
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記ワイヤの先端に塗布し、前記先端に導電性材料が塗布されたワイヤを前記パッド電極に押圧することにより、前記導電性材料を前記プロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、
前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、
前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程と
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記パッド電極上に塗布し、前記塗布された導電性材料を前記プロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
導電性材料は、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
導電性材料形成工程に於いて、プロービング跡が覆われるように形成された導電性材料は液状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されたパッド電極と、
前記パッド電極上の一部に形成された導電性樹脂と、
前記パッド電極上及び前記導電性樹脂上に形成された外部接続端子と
を備え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、プローブ検査によりプロービング跡が形成された半導体チップを具備する半導体装置、該半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブ検査では、ＩＣテスタに接続されたプローブを半導体チップの電極パッドに接触させて半導体チップの良否選別を行う。前記プローブは針状であるため、パッド電極の上面に針で突いた跡のようなプロービング跡（凹部）が残ってしまい、このプロービング跡の上にワイヤをボンディングしようとすると（図７Ａ及び図７Ｂ）、ワイヤ剥離が発生するという問題があった。前記ワイヤ剥離の発生を防止するために、ワイヤボンディング用の電極パッドとプローブ検査用の電極パッドとを分離することや、電極パッドを長方形にすること等がなされていた（図８Ａ及び図８Ｂ）。しかし、近年、半導体チップの小型化（取り数増大）の要求が高まっており、プローブ検査用の電極パッドとワイヤボンディング用の電極パッドとを分離したり、電極パッドを長方形にすると、半導体チップの面積が大きくなり、１枚のウエハから取得できる半導体チップの取り数が減少し、前記要求に反することとなる。
【０００３】
ワイヤ剥離の発生を防止すると共に前記要求を満たすために、プロービング跡を金属層（特許文献１参照）や保護膜パターン(特許文献２参照)で覆うことがなされているが、これらの金属層や保護膜パターンは、スパッタ法や蒸着法によって形成されているため、プロービング跡を金属層や保護膜パターンで覆う工程をプロセス工程中に追加する必要があり、コストや時間がかかってしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６３８０８５号公報
【特許文献２】国際公開第０４／００１８３９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来に於ける諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ワイヤ剥離の発生を防止すると共に小型化及びコストの低減を図ることができる半導体装置の製造方法及び該半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記ワイヤの先端に塗布し、前記先端に導電性材料が塗布されたワイヤを前記パッド電極に押圧することにより、前記導電性材料を前記プロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする。
【０００７】
該半導体装置の製造方法では、前記パッド電極形成工程に於いて、前記基板上に前記パッド電極が形成される。前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料が前記ワイヤの先端に塗布され、前記先端に導電性材料が塗布されたワイヤが前記パッド電極に押圧されることにより、前記導電性材料が前記プロービング跡を覆うように形成される。前記ワイヤボンディング工程に於いて、前記パッド電極に前記ワイヤがボンディングされる。その結果、ワイヤ剥離の発生が防止されると共に、小型化及びコストの低減が図られる。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記パッド電極上に塗布し、前記塗布された導電性材料を前記プロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする。
【０００９】
該半導体装置の製造方法では、前記パッド電極形成工程に於いて、前記基板上に前記パッド電極が形成される。前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料が前記パッド電極に塗布され、前記塗布された導電性材料が前記プロービング跡を覆うように形成される。前記ワイヤボンディング工程に於いて、前記パッド電極に前記ワイヤがボンディングされる。その結果、ワイヤ剥離の発生が防止されると共に、小型化及びコストの低減が図られる。
【００１０】
本発明の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたパッド電極と、前記パッド電極上の一部に形成された導電性樹脂と、前記パッド電極上及び前記導電性樹脂上に形成された外部接続端子とを備えることを特徴とする。
【００１１】
該半導体装置に於いては、前記導電性樹脂がパッド電極上の一部に形成され、前記外部接続端子が前記パッド電極上及び前記導電性樹脂上に形成されるので、ワイヤ剥離の発生が防止されると共に、小型化及びコストの低減が図られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記従来に於ける諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、ワイヤ剥離の発生を防止すると共に小型化及びコストの低減を図ることができる半導体装置の製造方法及び該半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の半導体装置の製造方法及び該半導体装置について、実施例をもって詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００１４】
（実施例１）
本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施例を以下に図面を用いて説明する。
【００１５】
実施例１では、まず、図１Ａに示すように、トランジスタ及び多層配線（図示せず）が形成された半導体基板１０の表面の周縁部に、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法によってアルミニウム膜を形成し、これをパターニングすることによりパッド電極１１を形成する（パッド電極形成工程）。次に、前記パッド電極１１上に保護膜となる窒化珪素膜１２を、前記パッド電極１１を被覆するように形成し、さらに前記保護膜１２中に開口部を、前記パッド電極１１が露出するように形成して（保護膜形成工程）、半導体チップ１４を形成する。前記半導体チップ１４を形成した後、電気的な信号の確認のためにプローブ検査を行う（プローブ検査工程）。その結果、前記プローブ検査後には前記パッド電極１１上に、プローブ針を押し当てたことによる凹状の傷であるプロービング跡１３が残る。
【００１６】
次に、前記プローブ検査された半導体チップ１４をリードフレーム（不図示）上に接着剤（不図示）を介して載置し（ダイス付け工程）、１５０℃に加熱することにより、前記半導体チップ１４と前記リードフレームとの間にある前記接着剤を硬化させる（キュア工程）。
【００１７】
さらに、図１Ｂに示すように、液状の導電性材料１５を金ワイヤ１６（外部接続端子）の先端（金ボール）１６ａに塗布し（導電性材料塗布工程）、前記先端に導電性材料１５が塗布された金ワイヤ１６を前記電極パッド１１に押圧して１５０℃〜３５０℃に加熱することにより、図１Ｃに示すように、前記金ワイヤ１６を前記パッド電極１１にボンディングさせると共に、前記導電性材料１５に於ける熱硬化性樹脂を硬化させ（ワイヤボンディング工程）、１７０℃に加熱してモールド樹脂などで前記ワイヤボンディングされた半導体チップ１４を封入する（モールド工程）。なお、前記導電性材料１５は、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系の熱硬化性樹脂と、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ、カーボン等の導電性フィラとを含む。また、前記導電性フィラの含有量は、前記導電性材料１５に対して５０〜７０％である。
【００１８】
（実施例２）
本発明の半導体装置の製造方法の第２の実施例を以下に図面を用いて説明する。
【００１９】
実施例２では、実施例１と同様に、パッド電極形成工程、保護膜形成工程、及びプローブ検査工程を行う（図２Ａ）。
【００２０】
次に、プローブ検査された半導体チップ１４をリードフレーム（不図示）上に接着剤（不図示）を介して載置し（ダイス付け工程）、１５０℃に加熱することにより、前記半導体チップ１４と前記リードフレームとの間にある前記接着剤を硬化させる（キュア工程）。
【００２１】
さらに、図２Ｂに示すように、液状の導電性材料１５をパッド電極１１に塗布し（導電性材料塗布工程）、前記金ワイヤ１６を前記電極パッド１１に押圧して１５０℃〜３５０℃に加熱することにより、図２Ｃに示すように、前記金ワイヤ１６を前記パッド電極１１にボンディングさせると共に、前記導電性材料１５に於ける熱硬化性樹脂を硬化させ（ワイヤボンディング工程）、１７０℃に加熱してモールド樹脂などで前記ワイヤボンディングされた半導体チップ１４を封入する（モールド工程）。
【００２２】
（実施例３）
本発明の半導体装置の製造方法の第３の実施例を以下に図面を用いて説明する。
【００２３】
実施例３では、実施例１と同様に、パッド電極形成工程、保護膜形成工程、及びプローブ検査工程を行う（図３Ａ）。
【００２４】
次に、プローブ検査された半導体チップ１４をリードフレーム（不図示）に接着剤（不図示）を介して載置し（ダイス付け工程）、図３Ｂに示すように、導電性材料１５をパッド電極１１に塗布し（導電性材料塗布工程）、１５０℃に加熱することにより、前記半導体チップ１４と前記リードフレームとの間にある前記接着剤を硬化させると共に、前記導電性材料１５を硬化状態にする（キュア工程）。
【００２５】
さらに、前記金ワイヤ１６を前記電極パッド１１に押圧して１５０℃〜３５０℃に加熱することにより、図３Ｃに示すように、前記金ワイヤ１６をパッド電極１１（導電性材料１５）にボンディングさせ（ワイヤボンディング工程）、１７０℃に加熱してモールド樹脂などで前記ワイヤ付けされた半導体チップ１４を封入する（モールド工程）。
【００２６】
（実施例４）
本発明の半導体装置の製造方法の第４の実施例を以下に図面を用いて説明する。
【００２７】
実施例４では、実施例１と同様に、パッド電極形成工程、保護膜形成工程、及びプローブ検査工程を行う（図４Ａ）。
【００２８】
次に、プローブ検査された半導体チップ１４をリードフレーム（不図示）に接着剤（不図示）を介して載置し（ダイス付け工程）、図４Ｂに示すように、導電性材料１５をパッド電極１１に塗布し（導電性材料塗布工程）、１５０℃に加熱することにより、前記半導体チップ１４と前記リードフレームとの間にある前記接着剤を硬化させると共に、前記導電性材料１５を半硬化状態にする（キュア工程）。
【００２９】
さらに、前記金ワイヤ１６を前記電極パッド１１に押圧して１５０℃〜３５０℃に加熱することにより、図４Ｃに示すように、前記金ワイヤ１６を前記パッド電極１１にボンディングさせ（ワイヤボンディング工程）、１７０℃に加熱してモールド樹脂などで前記ワイヤ付けされた半導体チップ１４を封入する（モールド工程）。
【００３０】
（実施例５）
本発明の半導体装置の製造方法の第５の実施例を以下に図面を用いて説明する。
【００３１】
実施例５では、前記金ワイヤ１６をパッド電極１１にボンディングさせて、パッド電極１１上にワイヤを形成する（実施例１〜４、例えば図５Ａ及び図５Ｂ）代わりに、図６に示すように、ボールバンプ５０を形成する。
【００３２】
以上、本発明の半導体装置の製造方法によれば、前記パッド電極１１に於ける前記プロービング跡１３を前記導電性材料１５で覆って、前記プロービング跡１３が前記導電性材料１５で覆われた前記電極パッド１１に前記金ワイヤ１６をボンディングしてワイヤ又はボールバンプを形成するので、前記半導体チップ１４の面積を縮小して、前記半導体チップ１４の取り数を増加することができる。例えば、従来の半導体装置の製造方法により作製された半導体チップは、パッド電極のサイズが６０μｍ×１２０μｍ、半導体チップのサイズが５ｍｍ四方、半導体チップの取り数が１，８６０個であったのに対し、本発明の半導体装置の製造方法により作製された半導体チップ１４に於いては、パッド電極１１のサイズを６０μｍ四方、半導体チップ１４のサイズを４.８８ｍｍ四方、半導体チップ１４の取り数を１，９８４個（従来の１，８６０個に対して、６．７％増加）とすることができる。
【００３３】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、前記導電性材料１５として熱硬化性樹脂及び導電性フィラを含むものを使用しているので、ワイヤボンディング条件及びワイヤ材の変更が可能となる。具体的には、従来、超音波併用高温熱圧着により行っていたワイヤボンディングを低温熱圧着により行うことができ、また、ワイヤ材として金だけでなく銅を用いることができ、前記ワイヤ材として銅を用いることによりワイヤの材料費を２０〜３０％低減することができる。
【００３４】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、前記パッド電極１１に於ける汚染状態の影響を少なくすると共に前記導電性材料１５に含まれる熱硬化性樹脂により前記パッド電極１１と前記金ワイヤ１６との接着力を向上することができ、もってボンディング剥離を低減することができる。
【００３５】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、プローブ検査の回数の制限がなくなることから、前記半導体チップ１４が電気的に正常な動作を示すことを十分に確認することができ（コンタクトミスをなくすことができ）、もって前記半導体チップ１４の歩留まりを向上することができる。
【００３６】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、プローブ検査の回数を増やすことができることから、テスターが異なる多様な試験項目（例えば、アナログなど）を実施することができる。
【００３７】
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、前記導電性材料１５として熱硬化性樹脂及び導電性フィラを含むものを使用しているので、金属間化合物が生成しにくい又は生成しないことから、前記半導体チップ１４を長期間放置しても、金属拡散を抑制することができる。
【００３８】
（実施例６）
本発明の半導体装置を製造する製造装置の実施例を説明する。
【００３９】
半導体装置の製造装置は、シリンジ等によるディスペンス供給によって前記金ワイヤ１６の先端又は前記パッド電極１１上に前記導電性材料１５を塗布する塗布部（不図示）と、前記パッド電極１１に前記金ワイヤ１６をボンディングするワイヤボンディング部（不図示）と、前記プロービング跡１３の位置を検出する検出手段（不図示）と、前記パッド電極１１にボンディングされた前記金ワイヤ１６の接続状態を検知する検知手段（不図示）とを備える。
【００４０】
以上、本発明の半導体装置の製造装置によれば、前記導電性材料１５を塗布する塗布部と、前記パッド電極１１に前記金ワイヤ１６をボンディングするワイヤボンディング部とを備えるので、一連のボンディング作業工程（アッセンブリ工程）に前記導電性材料１５の塗布工程を組み込むことができる。また、前記ボンディング部が前記パッド電極１５に前記金ワイヤ１６をボンディングする際に、前記塗布部により塗布された前記導電性材料１５を硬化することができる。
【００４１】
本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１）  基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記ワイヤの先端に塗布し、前記先端に導電性材料が塗布されたワイヤを前記パッド電極に押圧することにより、前記導電性材料をプロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）  基板上にパッド電極を形成するパッド電極形成工程と、前記パッド電極に形成されたプロービング跡が覆われるように導電性材料を前記パッド電極上に形成する導電性材料形成工程と、前記プロービング跡が覆われたパッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング工程とを含む半導体装置の製造方法であって、前記導電性材料形成工程に於いて、前記導電性材料を前記パッド電極上に塗布し、前記塗布された導電性材料をプロービング跡が覆われるように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記３）  導電性材料は、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）  導電性材料は、ワイヤボンディング工程に於ける熱によって硬化することを特徴とする付記３記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）  導電性材料は、導電性フィラを含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）  導電性材料形成工程に於いて、プロービング跡が覆われるように形成された導電性材料は液状であることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）  パッド電極上にバンプを形成することを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）  半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたパッド電極と、前記パッド電極上の一部に形成された導電性樹脂と、前記パッド電極上及び前記導電性樹脂上に形成された外部接続端子とを備えることを特徴とする半導体装置。
（付記９）  半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたパッド電極と、前記パッド電極上に形成された導電性材料とを備える半導体装置を製造する半導体装置の製造装置であって、前記導電性材料を塗布する塗布手段と、前記パッド電極にワイヤをボンディングするワイヤボンディング手段とを備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
（付記１０）  塗布手段は、ワイヤの先端に導電性材料を塗布することを特徴とする付記９に記載の半導体装置の製造装置。
（付記１１）  塗布手段は、導電性材料をパッド電極上に塗布することを特徴とする付記９に記載の半導体装置の製造装置。
（付記１２）  プロービング跡の位置を検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする付記９乃至１１のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
（付記１３）  パッド電極にボンディングされたワイヤの接続状態を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする付記９乃至１２のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施例（実施例１）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その１）。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施例（実施例１）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その２）。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施例（実施例１）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その３）。
【図２Ａ】本発明の第２の実施例（実施例２）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その１）。
【図２Ｂ】本発明の第２の実施例（実施例２）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その２）。
【図２Ｃ】本発明の第２の実施例（実施例２）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その３）。
【図３Ａ】本発明の第３の実施例（実施例３）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その１）。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施例（実施例３）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その２）。
【図３Ｃ】本発明の第３の実施例（実施例３）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その３）。
【図４Ａ】本発明の第４の実施例（実施例４）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その１）。
【図４Ｂ】本発明の第４の実施例（実施例４）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その２）。
【図４Ｃ】本発明の第４の実施例（実施例４）の半導体装置の製造方法を説明するための工程図（その３）。
【図５Ａ】本発明の半導体装置の断面図。
【図５Ｂ】本発明の半導体装置の平面図。
【図６】本発明の第５の実施例（実施例５）の半導体装置の製造方法を説明するための図。
【図７Ａ】従来のワイヤボンディングの一例を説明するための半導体装置の断面図。
【図７Ｂ】従来のワイヤボンディングの一例を説明するための半導体装置の平面図。
【図８Ａ】従来のワイヤボンディングの他の例を説明するための半導体装置の断面図。
【図８Ｂ】従来のワイヤボンディングの他の例を説明するための半導体装置の平面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０        半導体基板
１１        パッド電極
１２        保護膜（窒化珪素膜）
１３        プロービング跡
１４        半導体チップ
１５        導電性材料
１６        金ワイヤ
１６ａ      金ボール
５０        ボールバンプ
【図４Ａ】
2008235314.tif 000003
【図４Ｂ】
2008235314.tif 000004
【図５Ａ】
2008235314.tif 000005
【図７Ａ】
2008235314.tif 000006
【図１Ａ】
2008235314.tif 000007
【図１Ｂ】
2008235314.tif 000008
【図１Ｃ】
2008235314.tif 000009
【図２Ａ】
2008235314.tif 000010
【図２Ｂ】
2008235314.tif 000011
【図２Ｃ】
2008235314.tif 000012
【図３Ａ】
2008235314.tif 000013
【図３Ｂ】
2008235314.tif 000014
【図３Ｃ】
2008235314.tif 000015
【図４Ｃ】
2008235314.tif 000016
【図５Ｂ】
2008235314.tif 000017
【図６】
2008235314.tif 000018
【図７Ｂ】
2008235314.tif 000019
【図８Ａ】
2008235314.tif 000020
【図８Ｂ】
2008235314.tif 000021