(57)【要約】【課題】半導体チップに関し、識別性の高いＩＤマークの形成方法を提供する。【解決手段】半導体チップの面の外周部に対してＸ線を透過しにくいＸ線難透過材を塗布して、前記半導体チップにＩＤマークを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの面の外周部に対してＸ線を透過しにくいＸ線難透過材を塗布して、前記半導体チップにＩＤマークを形成することを特徴とするＩＤマーク形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＤマーク形成方法において、
前記ＩＤマークが、バーコードであることを特徴とするＩＤマーク形成方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＩＤマーク形成方法において、
前記Ｘ線難透過材を含む機能液を液滴として吐出して前記ＩＤマークを形成することを特徴とするＩＤマーク形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＩＤマーク形成方法において、
前記液滴が前記半導体チップに着弾した着弾径が１０μｍ以上であることを特徴とするＩＤマーク形成方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載のＩＤマーク形成方法において、
前記機能液が塗布される前記半導体チップの前記面を親液化処理することを特徴とするＩＤマーク形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のＩＤマーク形成方法によってＩＤマークが形成されたことを特徴とする半導体チップ。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体チップが搭載されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記半導体チップが積層されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、
平面視において、ＩＤマークの位置が前記半導体チップ毎に異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置に対して、Ｘ線によって、前記半導体装置の平面視または側面視で検査することを特徴とする半導体装置のＸ線検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＤマーク形成方法、半導体チップ、半導体装置、半導体装置のＸ線検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に搭載される半導体チップのトレーサビリティーの確保が重要になっている。トレーサビリティーの確保のための一つの手法として、半導体チップ毎に固有の識別子（以降、ＩＤマークとよぶ）を形成するものがある。ＩＤマークは、当該半導体チップの製造工場、型名、ウエハー上の位置情報、ウエハーのロット番号、各種検査項目とその結果情報などをコード化したものであり、半導体チップの所定箇所に所定のパターン形状にて形成される。そして、例えば、製品の不良発生時に、適当な読取り手段によりこのＩＤマークを読み取ることによってその不良原因を特定したり、製造上の問題点を改善したりするために利用されている。ＩＤマークの形成方法としては、Ｘ線を透過しにくいＸ線難透過材を用いて、半導体チップの表面にＩＤマークを形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のＩＤマークの形成によってＩＤマークが形成された半導体チップが搭載された半導体装置をＸ線検査した場合、半導体チップに形成されたＩＤマークと半導体装置を構成する配線基板の配線パターンとが重なってしまい、ＩＤマークを正確に読み取ることができない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるＩＤマーク形成方法は、半導体チップの面の外周部に対してＸ線を透過しにくいＸ線難透過材を塗布して、前記半導体チップにＩＤマークを形成することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、半導体チップの外周部にＩＤマークが形成されているため、例えば、当該半導体チップが搭載された半導体装置をＸ線で検査した場合に、ＩＤマークと配線基板の配線パターンとが容易に識別され、正確に半導体チップのＩＤマークを読み取ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるＩＤマーク形成方法では、前記ＩＤマークが、バーコードであることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、読み取りを容易に行うことができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかるＩＤマーク形成方法では、前記Ｘ線難透過材を含む機能液を液滴として吐出して前記ＩＤマークを形成することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、インクジェット法等を用いることにより、容易にＩＤマークを形成することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかるＩＤマーク形成方法では、前記液滴が前記半導体チップに着弾した着弾径が１０μｍ以上であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、Ｘ線で検査した際に、容易に識別できるＩＤを形成することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかるＩＤマーク形成方法では、前記機能液が塗布される前記半導体チップの前記面を親液化処理することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、着弾した液滴の濡れ性を向上させることができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかる半導体チップは、上記のＩＤマーク形成方法によってＩＤマークが形成されたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、識別性の高いＩＤマークを有する半導体チップを提供することができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかる半導体装置は、上記の半導体チップが搭載されたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、搭載された半導体チップの情報を容易に読み取れる半導体装置（ＩＣパッケージ）を提供することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例にかかる半導体装置では、前記半導体チップが積層されたことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、実装密度を向上させるとともに、各半導体チップの情報を取得することができる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例にかかる半導体装置は、平面視において、ＩＤマークの位置が前記半導体チップ毎に異なることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、平面視において、半導体チップ毎のＩＤマークが互いに重なることがないため、Ｘ線検査した際に、正確にＩＤマークを読み取ることができる。
【００２４】
［適用例１０］本適用例にかかる半導体装置のＸ線検査方法では、上記の半導体装置に対して、Ｘ線によって、前記半導体装置の平面視または側面視で検査することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、半導体チップの外周部にＩＤマークが形成されるため、平面視からでも側面視からでも効率よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】半導体チップの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図２】ＩＤマーク形成方法を含む半導体チップの製造方法を示すフローチャート。
【図３】半導体ウエハーの状態を示す説明図。
【図４】インクジェット記録装置の構成を示すが概略図。
【図５】半導体装置の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図。
【図６】他の半導体装置の構成を示す概略図。
【図７】変形例にかかる半導体チップの構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２８】
（半導体チップの構成）
まず、半導体チップの構成について説明する。図１は、半導体チップの構成を示し、同図（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、側面図である。図１に示すように、半導体チップ２は、チップ本体１０の面の外周部にＩＤマーク１１が形成されている。ＩＤマーク１１は、半導体チップ２のトレーサビリティーを確保するためのものであり、半導体チップ２の製造工場、型名、ウエハー上の位置情報、ウエハーのロット番号、各種検査項目とその結果情報などをコード化したものである。本実施形態のＩＤマーク１１は、バーコードで表示されている。また、ＩＤマーク１１は、Ｘ線を透過しにくいＸ線難透過材で形成されている。例えば、Ｘ線難透過材には金属顔料が含まれている。顔料としては、Ｘ線を効果的に遮蔽することを考慮し、原子量の大きい金属、例えば、金、銀、銅等が好適である。なお、シリコンで形成された半導体チップ２上のＩＤマーク１１に対して目視による視認性を考慮すると、上記の金属を顔料の他に、原子量は少ないものの、ホワイトインクの顔料として使われている酸化チタンを適用することができる。ＩＤマーク１１は、例えば、インクジェット記録装置を用いて、チップ本体１０の面に向けて、ＩＤマークの材料となるＸ線難透過材料を含む機能液を液滴として吐出し、チップ本体１０の面にＩＤマークのパターンを形成することができる。
【００２９】
（ＩＤマーク形成方法）
次に、ＩＤマークの形成方法について説明する。なお、本実施形態では、半導体ウエハーの状態においてＩＤマークを形成する方法について説明する。図２は、ＩＤマーク形成方法を含む半導体チップの製造方法を示すフローチャートである。また、図３は、半導体ウエハーの状態を示す説明図であり、同図（ａ）は、ＩＤマーク形成工程前のウエハー状態を示し、同図（ｂ）は、ＩＤマーク形成工程後のウエハー状態を示す。
【００３０】
第１外観検査工程Ｓ１０は、図３（ａ）に示すように、ウエハー１の外観の検査、およびウエハー１に含まれる複数の半導体チップ２に傷や剥がれ等の表面欠陥が有るか無いかを検査する工程である。この検査では、専用の自動外観検査装置等によりウエハー１の状態（ダイシング前の状態）で行う。自動外観検査装置は、図示は省略するが、ウエハー保持ステージ、撮像カメラ付き金属顕微鏡、画像処理装置（コンピューター）などを備え、撮像カメラ付き金属顕微鏡で捉えた半導体チップ２の表面画像と予め作成した良品画像との比較処理などに基づいて、半導体チップ２における表面欠陥の有無を判定するように構成される。表面欠陥が有る半導体チップ２は、欠陥の種類や大きさなどの検査データとその半導体チップ２のウエハー１上の位置情報とを関連付けてコンピューターのメモリーにデータベースとして記憶しておく。
【００３１】
次いで、ＩＤマーク形成工程Ｓ２０では、半導体チップ２の面の外周部に対してＸ線を透過しにくいＸ線難透過材を塗布して、半導体チップ２にＩＤマーク１１を形成する。本実施形態では、ＩＤマーク１１を、バーコードとして形成する。ＩＤマーク１１は、当該半導体チップ２の製造工場、型名、ウエハー１上の位置情報、ウエハー１のロット番号、及び各種検査項目とその結果情報などをコード化したものである。そして、半導体チップ２の能動面もしくは能動面の裏側（以下裏面）にＩＤマーク１１を形成する。本実施形態では、Ｘ線難透過材を含む機能液を液滴として吐出してＩＤマーク１１を形成する。このため、以下のインクジェット記録装置を用いる。
【００３２】
図４は、インクジェット記録装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、インクジェット記録装置１００は、インクジェットヘッド１０１と、インクジェットヘッド１０１の移動方向を規制するスキャン軸１０２と、ウエハー１を保持するステージ１０３と、ステージ１０３を動作させる移動機構１０５等で構成されている。また、図示していないが、そのほかにインクジェットヘッド１０１をクリーニングやワイピング等ヘッドメンテナンスを行うためのインクシステムや、インクを供給するためのインクタンク、ウエハー１のアライメントを実施するためのカメラ等を備えている。
【００３３】
本実施形態の機能液は、Ｘ線難透過材を顔料とし、溶媒として紫外線硬化タイプを用いる。そこで、インクジェットヘッド１０１の両端には、インクジェットヘッド１０１から吐出された液能液を硬化させるための紫外線光源１０６が設置される。そして、機能液の吐出と機能液の硬化が同時期に繰り返し行われ、任意の形状や膜厚を有するＩＤマーク１１を形成することができる。
【００３４】
吐出する機能液に含まれる顔料は、原子量の大きい金属の方がＸ線を効果的に遮蔽することができるため、金、銀、銅といった金属顔料が好適である。しかし、シリコン上で目視による視認性も考慮すると、これらの金属を顔料の他に、原子量は少ないものの、ホワイトインクの顔料として使われている酸化チタンが適用可能である。本実施形態では、酸化チタンを顔料としたホワイトインクにて検証を行ったが、視認性が優れており、Ｘ線による撮像も可能であった。
【００３５】
そして、ステージ１０３上に設置されたウエハー１は、半導体チップ２の配列に対しインクジェットヘッド１０１のスキャン方向が垂直もしくは水平になるように角度をアライメントされる。位置調整が終了したらインクジェットヘッド１０１がスキャン動作を実施し、ウエハー１上に液滴を吐出し、半導体チップ２上にＩＤマーク１１のパターンを形成する。なお、１回の印刷動作で任意の膜厚が得られない場合は、同じ印刷動作を複数回実施し、所望の膜厚が形成されるまで繰り返す。
【００３６】
また、半導体チップ２に向けて機能液を液滴として吐出する前に、機能液が塗布される半導体チップ２の面を親液化処理してもよい。そして、吐出された液滴が半導体チップ２に着弾した着弾径が１０μｍ以上であることが好ましい。
【００３７】
具体的には、例えば、エキシマランプ、低圧水銀ランプ、プラズマ照射機、水素バーナー等を用いて、機能液が塗布される半導体チップ２の面の濡れ性を向上させる。これにより、液滴の着弾径が１０μｍ以上確保することができる。なお、親液化処理を実施する装置は、インクジェット記録装置１００に備えてもよいし、別途用意してもよい。
【００３８】
インクジェット記録装置１００によりＸ線難透過材を吐出した場合、揮発する水や溶剤を用いた機能液であれば１回の吐出で塗布される厚さが数百ｎｍ〜２、３μｍ程度となる。この機能液の高さでも撮像は可能であるが、機能液の膜厚を高さ方向へ厚くすることでＸ線撮像装置の分解能を低くすることが可能になるため、機能液の膜厚はある程度厚いほうが好ましい。そこで、本実施形態では、Ｘ線難透過材を顔料とし、溶媒として紫外線硬化タイプを用いているため、１滴の機能液の吐出でも数μｍのインク高さを形成できるため、より好適である。
【００３９】
なお、ワイヤーボンディングでパッケージングされる半導体チップ２には能動面が最表層になるため、ＰＡＤ端子を避けた外周部にマーキングするか、フィラーで固定されるチップ裏面にマーキングを施す。ウエハー１がフリップチップ用の半導体チップ２の場合は裏面が最表層になり、ＰＡＤ端子が表面に表れないため、裏面の最外周部の位置にＩＤマーク１１を形成する。このようにして、図３（ｂ）に示すように、ウエハー１の状態で各半導体チップ２の面にＩＤマーク１１が形成される。
【００４０】
次いで、プローブテスト工程Ｓ３０では、上記ＩＤマーク形成工程Ｓ２０を終えたウエハー１に対し、各々の半導体チップ２に電気的特性の異常が有るか無いかを検査する。この検査は、専用のプローブ検査装置により行う。プローブ検査装置は、通電用の探針を複数本備え、これらの探針により、各半導体チップ２に通電することでその通電状態を測定し、所定の基準データと比較することで電気的特性異常の有無を判定するように構成される。プローブテストのなされた全ての半導体チップ２は、異常の有無及び異常の種類や程度などの検査データと、その半導体チップ２に上記ＩＤマーク形成工程Ｓ２０でマーキングされたＩＤマーク１１とを関連付けてコンピューターのメモリーにデータベースとして記憶しておく。
【００４１】
また、プローブテスト工程Ｓ３０は、ＩＤマーク形成工程Ｓ２０の後に設けられているため、プローブテストの結果によらず全ての半導体チップ２にＩＤマーク１１が形成されている。従って、不良品の発生率や不良品のレベルを正確に識別することができ、不良品の不具合の原因解析やその後の工程の検査結果との比較ができる。
【００４２】
次いで、ダイシング工程Ｓ４０では、複数の半導体チップ２が配列されたウエハー１を切断ラインに沿って個々の半導体チップ２に分離する。ダイシングは、高速回転するダイシングブレード、またはウエハー１に対してレーザー光を集光移動させる機構などを備えたダイシング装置により行う。
【００４３】
次いで、第２外観検査工程Ｓ５０では、ダイシング後の個々の半導体チップ２に傷や剥がれ等の表面欠陥が有るか無いかを検査する。この検査は、専用の自動外観検査装置により個々の半導体チップ２の状態（ダイシング後の状態）で行う。この自動外観検査装置は、図示は省略するが、チップ保持ステージ、撮像カメラ付き金属顕微鏡、画像処理装置（コンピューター）などを備え、撮像カメラ付き金属顕微鏡で捉えた半導体チップ２の表面画像と予め作成した良品画像との比較処理などに基づいて、半導体チップ２における表面欠陥の有無を判定するように構成される。表面欠陥が有る半導体チップ２は、欠陥の種類や大きさなどの検査データと、その半導体チップに上記ＩＤマーク形成工程Ｓ２０で形成されたＩＤマーク１１とを関連付けてコンピューターのメモリーにデータベースとして記憶しておく。第２外観検査工程Ｓ５０の検査結果に基づき、表面欠陥のない半導体チップ２のみが組立工程へと送られる。
【００４４】
以上の各工程を経ることにより、半導体チップ２が形成される（図１参照）そして、上記の工程を経た段階で、全ての検査データ、工程情報、ＩＤマーク１１がデータベースに集まる。これにより、情報が途切れること無く、チップレベルでのトレーサビリティーが可能となる。例えば、半導体チップ２の出荷後に不具合が発生した場合であっても、ＩＤマーク１１を検出し、上記データベースと照合することで、どのウエハーのどの座標にあった半導体チップ２であるか、製造時のウエハー検査結果はどうか、チップ検査結果はどうか、と云うように追って解析することができる。
【００４５】
（半導体装置の構成）
次に、半導体装置の構成について説明する。図５は、半導体装置の構成を示し、同図（ａ）は断面図であり、同図（ｂ）は平面図である。半導体装置２０は、半導体チップ２が搭載されている。具体的には、図５に示すように、半導体装置２０は、半導体チップ２と、半導体チップ２と電気的に接続された配線基板２１と、半導体チップ２を覆うモールド樹脂２２と、配線基板２１に設けられた外部端子２３等で構成されている。
【００４６】
図６は、他の半導体装置の構成を示し、同図（ａ）は断面図であり、同図（ｂ）は平面図である。半導体装置３０は、複数の半導体チップ２が積層されて構成されている。本実施形態にかかる半導体装置３０は、図６（ａ）に示すように、第１半導体チップ２ａと、第２半導体チップ２ｂと、第１及び第２半導体チップ２ａ，２ｂと電気的に接続された配線基板３１と、第１及び第２半導体チップ２ａ，２ｂを覆うモールド樹脂３２と、配線基板３１に設けられた外部端子３３を有している。そして、第１半導体チップ２ａと第２半導体チップ２ｂとが積層され、第２半導体チップ２ｂと配線基板３１とが電気的に接続されるボンディングワイヤー３４が形成されている。このように、第１半導体チップ２ａと第２半導体チップ２ｂとを積層する場合には、平面視において、第１半導体チップ２ａと第２半導体チップ２ｂのそれぞれに形成されたＩＤマーク１１の位置（方向）をそれぞれ異ならせている。すなわち、図６（ｂ）に示すように、第１半導体チップ２ａに形成された第１ＩＤマーク１１ａと第２半導体チップ２ｂに形成された第２ＩＤマーク１１ｂとが、平面視において、重なり合わないように配置される。このようにすれば、Ｘ線等で平面視から検査した際に、第１半導体チップ２ａに形成された第１ＩＤマーク１１ａと第２半導体チップ２ｂに形成された第２ＩＤマーク１１ｂと容易に識別させることができる。
【００４７】
（半導体装置のＸ線検査方法）
次に、半導体装置のＸ線検査方法について説明する。本実施形態の半導体装置のＸ線検査方法では、半導体装置に対して、Ｘ線によって、半導体装置の平面視または側面視で検査する。例えば、図５に示す半導体装置２０に搭載された半導体チップ２のＩＤマーク１１の読み取りは、半導体装置２０を平面視の位置に配置されたＸ線照射源と、Ｘ線照射源の対向側に設置された撮像カメラによって認識する。そして、半導体チップ２を平面視して撮像する。すると、図５（ｂ）に示すようにＩＤマーク１１等が撮像される、この場合、ＩＤマーク１１とともに配線基板２１の配線パターンも撮像されることになるが、ＩＤマーク１１は、半導体チップ２の外周部に形成されているため、配線パターンと容易に識別され、確実にＩＤマーク１１を読み取ることが可能となる。さらに、非破壊でトレーサビリティーの向上を図ることが可能になる。
【００４８】
また、上記平面視からのＸ線検査に限らず、側面視からＸ線検査を行ってもよい。例えば、図５に示す半導体装置２０に搭載された半導体チップ２のＩＤマーク１１を側面視で読み取る場合には、半導体装置２０の側面に配置されたＸ線照射源と、Ｘ線照射源の対向側に設置された撮像カメラによって認識する。そして、半導体チップ２の側面から撮像することにより、半導体チップ２の面のＩＤマーク１１の凹凸形状から容易に読み取ることができる。さらに、且つ、非破壊でトレーサビリティーの向上を図ることが可能になる。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５０】
半導体チップ２の外周部にＩＤマーク１１を形成するため、例えば、半導体チップ２が配線基板２１に接続され、さらに、半導体チップ２がプラスチック樹脂等によりモールドされたとしても、Ｘ線で検査した場合に、ＩＤマーク１１と配線基板の配線部等とが容易に識別され、正確に半導体チップ２のＩＤマーク１１を読み取ることができる。
【００５１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００５２】
（変形例１）上記実施形態では、半導体チップ２の外周辺のうち一辺にＩＤマーク１１を形成したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、半導体チップ２の外周辺の二辺以上にＩＤマーク１１を形成してもよい。このようにすれば、さらに半導体チップ２にかかる情報量を増大させることができる。
【００５３】
（変形例２）上記実施形態では、ウエハー１の状態においてＩＤマーク１１を形成したが、これに限定されない。例えば、ウエハー１をダイシングして、個片となった半導体チップ２の状態においてＩＤマーク１１を形成してもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…ウエハー、２…半導体チップ、１０…チップ本体、１１…ＩＤマーク、２０，３０…半導体装置、１００…インクジェット記録装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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