(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの表面を保護する保護膜であって、パッケージングを行う前工程における前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータが表面部分に書き込まれた、前記保護膜と、
前記半導体チップを封止する外囲器であって、前記第１のデータが表面部分に書き込まれると共に、前記パッケージングを行った後工程における製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータが表面部分に書き込まれた、前記外囲器と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
パッケージングを行う前工程において、複数の半導体チップの評価を行う工程と、
前記パッケージングを行う前工程における、各々の前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータを、対応する前記半導体チップの表面に書き込む工程と、
各々の前記半導体チップの表面に書き込まれた前記第１のデータを読み取り、外部記憶装置に格納する工程と、
前記半導体チップを外囲器で封止する工程と、
各々の前記半導体チップの前記外囲器に、前記外部記憶装置に格納されており、対応する前記第１のデータを書き込むと共に、前記パッケージングを行った後工程における、製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータを書き込む工程と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
パッケージングを行う前工程において、複数の半導体チップの評価を行う評価装置と、
前記パッケージングを行う前工程における、各々の前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータを、対応する前記半導体チップの表面に書き込む第１のデータ書き込み装置と、
各々の前記半導体チップの表面に書き込まれた前記第１のデータを読み取るデータ読み取り装置と、
前記データ読み取り装置が読み取った前記第１のデータを与えられて格納する外部記憶装置と、
前記外部記憶装置が格納した前記第１のデータと、前記パッケージングを行った後工程における、製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータとを、対応する前記半導体チップを封止する外囲器の表面に書き込む、前記第１のデータ書き込み装置と共通又は異なる第２のデータ書き込み装置と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法並びにその製造装置に係わり、特に半導体製造工程において、品質保証や不良解析のための製造条件や評価結果等のデータの記録及びその読み取りを行う半導体装置及びその製造方法並びにその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置を製造する工程において、半導体チップのパッケージングを行う前工程における評価は、テスタを用いて行われている。そして、良品か不良品かを識別する為、不良品の半導体チップの表面上にはインクでマーキングを行っている。このようにして、不良品となった半導体チップを次の工程であるボンディング工程に進めないようにしている。
【０００３】
そして、不良品にマーキングを行った後、ウェーハから各チップを切り離し、良品チップのみをリードフレーム上に搭載して接着する。チップ上のパッドとリードフレームのインナーリードとをワイヤボンディングし、パッケージングを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体装置の製造工程には、次のような問題があった。図８に示されたように、半導体チップ２の不良品は、半導体ウェーハ１から切断する前段階における半導体チップ２の表面上にインクマーク３を形成することによって識別が可能である。
【０００５】
しかし、不良の原因を解析する為に必要な、不良品の製造に用いた製造装置や、製造条件、評価結果等の情報は、コンピュータのデータベースや記録紙上に保存していた。そして、その情報量は膨大であった。
【０００６】
よって、不良品となった個々の半導体装置と、その半導体装置の不良解析に必要な情報とを一致させる為の作業、検索時間が膨大であった。さらに、製造や品質管理を行う現場において、必要なときに必要なデータを速やかに用意することができず、迅速な対応ができなかった。
【０００７】
また従来は、チップ内部にメモリ回路を設け、そこに製造条件や評価結果等の情報を書き込むことも行われていた。しかし、この手法では、情報の読み書きを行うためにメモリ回路と外部のアクセス装置との間で電気的接続が必要であった。
【０００８】
更に、チップ内部にメモリ回路を設けると、チップ面積の増加を招くことになる。よって、このようなチップ内部にメモリ回路を設ける手法にも問題があった。
【０００９】
また良品となった半導体装置の個々の製造条件や評価結果等の情報は非常に膨大であり、その全ての保存は困難であった。
【００１０】
このように、膨大な製造条件や評価結果等の情報を完全に保存すること、また個々の半導体装置とそのデータとの一致をとることは困難であった。
【００１１】
特に、パッケージングを行う前段階とパッケージングの後段階の間で行われるチップマウント工程では、個々のチップをマウントする際に各々のチップの順序と評価データの順序とがバラバラになり、評価データと個々の半導体装置との一致をとることを非常に困難なものにしていた。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、半導体装置毎の製造条件等の膨大なデータと各半導体装置との一致をとることが容易であり、品質保証や品質向上のための情報収集を迅速に行うことができ、歩留まりの向上に寄与することが可能な半導体装置及びその製造方法並びにその製造装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、
半導体チップの表面を保護する保護膜であって、パッケージングを行う前工程における前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータが表面部分に書き込まれた、前記保護膜と、
前記半導体チップを封止する外囲器であって、前記第１のデータが表面部分に書き込まれると共に、前記パッケージングを行った後工程における製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータが表面部分に書き込まれた、前記外囲器と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法は、
パッケージングを行う前工程において、複数の半導体チップの評価を行う工程と、
前記パッケージングを行う前工程における、各々の前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータを、対応する前記半導体チップの表面に書き込む工程と、
各々の前記半導体チップの表面に書き込まれた前記第１のデータを読み取り、外部記憶装置に格納する工程と、
前記半導体チップを外囲器で封止する工程と、
各々の前記半導体チップの前記外囲器に、前記外部記憶装置に格納されており、対応する前記第１のデータを書き込むと共に、前記パッケージングを行った後工程における、製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータを書き込む工程と
を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の半導体装置の製造装置は、
パッケージングを行う前工程において、複数の半導体チップの評価を行う評価装置と、
前記パッケージングを行う前工程における、各々の前記半導体チップの製造条件及び評価結果を少なくとも含む第１のデータを、対応する前記半導体チップの表面に書き込む第１のデータ書き込み装置と、
各々の前記半導体チップの表面に書き込まれた前記第１のデータを読み取るデータ読み取り装置と、
前記データ読み取り装置が読み取った前記第１のデータを与えられて格納する外部記憶装置と、
前記外部記憶装置が格納した前記第１のデータと、前記パッケージングを行った後工程における、製造条件及び評価結果を少なくとも含む第２のデータとを、対応する前記半導体チップを封止する外囲器の表面に書き込む、前記第１のデータ書き込み装置と共通又は異なる第２のデータ書き込み装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の一実施の形態による半導体装置は、図３に示されたような保護膜１１及び図４に示されたようなパッケージ１３を備えている。
【００１８】
パッケージングを行う前工程において、半導体チップ２の表面を保護する保護膜１１の表面部分に、後述するような半導体チップ２の製造条件や評価結果等のデータがバーコード４として書き込まれている。また、半導体チップ２をリードフレーム上に搭載してワイヤボンディングを行いパッケージングを行った後行程において、パッケージ１３の表面部分に、半導体チップ２の製造条件や評価結果、さらに後行程における製造条件や評価結果を含むデータがバーコード１４で書き込まれている。
【００１９】
このような半導体装置を製造する本実施の形態による半導体装置の製造装置は、図１に示されるような構成を備えている。
【００２０】
制御装置１００は、製造装置に含まれる後述する各々の装置の制御を行う。
【００２１】
評価装置１０１は、パッケージングを行う前段階における半導体チップ２の評価に用いられる。
【００２２】
外部記憶装置１１３は、半導体チップ２の外部に設けたデータベースを保持する装置であって、前工程製造データベース１０２、前工程評価データベース１０３、データ保存データベース１０７、後工程製造データベース１０９、後工程評価データベース１１０を有する。
【００２３】
前工程製造データベース１０２は、前工程において半導体チップ２の製造に用いた製造装置や製造条件等のデータを格納する。
【００２４】
前工程評価データベース１０３は、評価装置１０１を用いて個々の半導体チップ２を評価する際に必要なテストプログラムや評価結果を格納する。
【００２５】
レーザ装置１０４は、前工程評価データベース１０３に格納されたデータを半導体チップ２の保護膜１１にレーザ光を用いて書き込むものである。
【００２６】
半導体素子１０５は、半導体チップ２がリードフレーム上に搭載されてワイヤボンディングされ、パッケージングはまだ行われていない状態にある。
【００２７】
ＣＣＤ装置１０６は、半導体チップ２の保護膜１１に書き込まれたデータを読み取る装置であり、読み取られたデータはデータ保存データベース１０７に格納される。
【００２８】
評価装置１０８は、パッケージング後の後工程におけるテストに用いられる。
【００２９】
後工程製造データベース１０９は、半導体チップ２をパッケージングしたときの製造に用いた製造装置名や製造条件等のデータを格納する。
【００３０】
後工程評価データベース１１０は、評価装置１０８を用いて後工程における半導体チップを評価する際に必要なテストプログラムや評価結果を格納する。
【００３１】
データ保存データベース１０７は、ＣＣＤ装置１０６が読み取ったデータ、即ち前工程製造データベース１０２、前工程評価データベース１０３、後工程製造データベース１０９、後工程評価データベース１１０のデータを与えられて格納する。
【００３２】
レーザ装置１１２は、データ保存データベース１０７に格納されたデータを、半導体装置１５のパッケージ１３の表面にレーザ光を用いて書き込むものである。
【００３３】
また、本実施の形態による製造方法は、上記製造装置を用いて図２に示された手順に従い半導体装置を製造する。
【００３４】
ステップＳ２として、半導体ウェーハ１から切断されていない各半導体チップ２への回路形成を行う。ここで、製造に用いられた製造装置名や製造条件等のデータは、前工程製造データベース１０２に格納される。
【００３５】
ステップＳ６として、半導体ウェーハ１から切断される前段階における各半導体チップ２の評価を、評価装置１０１を用いて行う。この評価は、半導体チップ２を１個毎に行う場合と、複数個を単位として同時に行う場合とがある。評価装置１０１は、前工程評価データベース１０３に含まれるテストプログラムを用いて半導体チップ２を評価する。評価結果は、前工程評価データベース１０３に保存される。
【００３６】
また、図８に示された半導体ウェーハ１の一部に書き込まれているウェーハ番号７と、図９（ｂ）に示された半導体ウェーハ座標原点５に関する情報も、同じ前工程評価データベース１０３に格納される。
【００３７】
半導体ウェーハ座標原点５と半導体チップ２のサイズから、各々の半導体チップ２の半導体ウェーハ１におけるチップ位置を特定することができる。これにより、半導体チップ２とその測定結果とを一致させることができる。
【００３８】
更に、ウェーハ番号７により、個々の半導体チップ２の製造条件や製造装置に関する情報も特定することができる。
【００３９】
そして、ステップＳ２の製造工程で用いた製造装置名や製造条件等の前工程製造データベース１０２と、ステップＳ６の評価工程で得られた評価条件や評価結果、テストプログラムを含む前工程評価データベース１０３とに格納されたデータを、レーザ装置１０４を用いて半導体チップ２の保護膜上にバーコード４の形態で書き込む。
【００４０】
ステップＳ１２として、バーコード４が書き込まれた半導体チップ２をリードフレームのアイランド上に載置し、ワイヤボンディングを行う。
【００４１】
ステップＳ１４として、半導体チップ２の保護膜１１上に書き込まれたバーコード４を読み込む。図５に示されたように、モールド装置下部２２に半導体チップ２を載置し、ＣＣＤ装置１０６によりバーコード４を読み取る。読み取ったデータは、データ保存データベース１０７に格納する。
【００４２】
ステップＳ１８として、図７に示されたように半導体チップ２の表面を覆うように樹脂等を用いてモールディングを行い、パッケージ１３を形成する。
【００４３】
ステップＳ２０として、図６に示されたように、レーザ装置１１２を用いてパッケージ１３の表面にデータ保存データベース１１１に格納されているデータを、レーザ装置１１２を用いてバーコード１４の形態で書き込む。
【００４４】
その後、ステップＳ２２として寿命を評価するためのバーイン処理を行い、バーイン評価結果１２１を得る。このバーイン評価結果１２１は、ステップＳ２６としてのバーコード書き込み工程により、ステップＳ２０と同様にパッケージの表面上に書き込む。
【００４５】
ステップＳ２８として製品評価を行い、製品評価結果１２２を得る。この製品評価結果１２２は、ステップＳ３２としてのバーコード書き込み処理により、パッケージ１３の表面上に書き込む。
【００４６】
ここで、バーイン評価結果１２１や製品評価結果１２２の書き込みを行う際には、既にステップＳ２０において書き込んだデータ保存データベース１０７に格納されているデータを用いて、半導体装置１５とデータとを一致させてから追加書き込みを行う。
【００４７】
ステップＳ３４としてマーキング処理を行い、製品として完成する。ステップＳ３６として製品の出荷を行う。
【００４８】
このように、本実施の形態による半導体装置及びその製造方法並びにその製造装置によれば、パッケージングを行う前の工程では、半導体チップ２の保護膜１１に製造条件や評価結果等のデータをバーコード４で記録し、後工程ではパッケージ１３の裏面等の表面に、同様なデータ、あるいはさらに後工程における製造条件や評価結果を含むデータをバーコード１４で記録する。
【００４９】
このような構成を有する本実施の形態によれば、以下のような作用、効果が得られる。
【００５０】
（１）  パッケージングを行う前工程において、半導体ウェーハ１から各半導体チップ２を切断する前の段階で半導体チップ２の保護膜１１に半導体チップ２毎の製造条件や評価結果等のデータを書き込むことで、半導体チップ２を半導体ウェーハ１から切断した後にも半導体チップ２から直接読み取ることができるので、半導体チップ２とデータとをきわめて容易に対応させることができる。従って、従来のようにデータがデータベースや記録紙上にある場合と比較し、データの検索時間が不要である。また、膨大な全データを保存しておくデータベースも必要でないため、コスト低減に寄与し得る。
【００５１】
（２）  製造条件や評価結果等のデータを半導体チップの表面に記録することにより、チップ内部に記憶回路を設けて記憶させる必要がない。よって、記憶回路と検索用の外部アクセス装置との電気的接続が不要であり、またチップ面積の増加を防止することができる。
【００５２】
（３）  チップ単位で情報を入手することができるので、ロット単位からチップ単位に至るまでのデータ管理が可能である。
【００５３】
（４）  不良品のみならず、良品を含む全ての半導体チップ２に製造条件や評価結果等のデータを書き込むので、後工程において、必要な半導体チップ２の前工程におけるデータの入手が容易である。即ち、不良原因を解明するために必要なデータを入手する時間が短縮される。
【００５４】
（５）  前工程での半導体チップ２及び後工程での半導体装置１５にデータを直接書き込むことで、評価データを保存するデータベースが不要、あるいはそのデータ容量が少量で済むため、コストが低減される。即ち、半導体装置１５に不具合が発生した場合に、当該装置の不具合が発生した原因を解析する上で必要なあらゆる情報を、必要な時にいつでも装置自体から読取ることができる。よって、品質保証、品質向上の為の情報収集が容易になり、歩留まり改善作業も容易になる。
【００５５】
上述した実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、半導体チップの表面あるいは半導体装置のパッケージ表面に書き込むデータは、データの情報量が膨大である場合はチップの製造番号やキーコード等の優先順位の高い情報を圧縮した状態でバーコードで書き込んでもよい。
【００５６】
チップ表面あるいはパッケージ表面上に書き込むことができない情報は、キーコードとの対応を持たせた状態で、コンピュータのデータベースに格納すればよい。
【００５７】
また、半導体チップの保護膜にデータを書き込む書き込み装置と、半導体装置のパッケージにデータを書き込む書き込み装置とは、同一であってもよく異なるものであってもよい。但し、半導体チップの保護膜にレーザ光を照射してデータを書き込む場合は、保護膜で覆われている素子にダメージを与えないようにレーザ光の強度を設定する必要がある。
【００５８】
さらに、半導体チップや半導体装置に書き込むデータは、バーコードの形態には限定されず、また書き込む装置もレーザ装置以外のものを用いてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置及びその製造方法並びにその製造の装置によれば、半導体チップの表面に製造条件等のデータが書き込まれ、半導体チップを封止する外囲器にも同様なデータが書き込まれることにより、データと当該半導体チップあるいは半導体装置との対応を容易にとることができるので、不良の原因の解析等、必要な時に迅速にデータを収集すること可能であり、歩留まりの向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体装置の製造装置の構成を示したブロック図。
【図２】同実施の形態による半導体装置の製造方法における処理の手順を示したフローチャート。
【図３】同実施の形態により半導体チップの表面に書き込まれたバーコードを示した半導体チップの斜視図。
【図４】同実施の形態により半導体装置のパッケージの表面に書き込まれたバーコードを示した半導体装置の斜視図。
【図５】同実施の形態による半導体装置の製造装置に含まれるバーコード読み取り装置を用いて半導体チップの保護膜表面のバーコードを読み取る工程を示した平面図。
【図６】同実施の形態による半導体装置の製造装置に含まれるレーザ装置を用いて半導体装置上のパッケージ表面にバーコードを書き込む工程を示した平面図。
【図７】同実施の形態による半導体装置の製造装置に含まれるモールド装置の構成を示した縦断面図。
【図８】従来の製造方法において半導体チップの表面に形成していたインクマークを示した平面図。
【図９】本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法において半導体チップの表面に形成するバーコードと、このバーコードを読み取る際の座標原点及び測定範囲を示した平面図。
【符号の説明】
１  半導体ウェーハ
２  半導体チップ
３  インクマーク
４、１４  バーコード
５  半導体ウェーハ座標原点
６  同時測定範囲
７  ウェーハ番号
１１  保護膜
１３  パッケージ
１５  半導体装置
２２  モールド装置下部
２３  モールド装置上部
１００  制御装置
１０１、１０８  評価装置
１０２  前工程製造データベース
１０３  前工程評価データベース
１０４、１１２  レーザ装置
１０５  半導体素子
１０６  ＣＣＤ装置
１０７  データ保存データベース
１０９  後工程製造データベース
１１０  後工程評価データベース
１２１  バーイン評価結果
１２２  製品評価結果
【図１】
0004127930.tif 000002
【図２】
0004127930.tif 000003
【図３】
0004127930.tif 000004
【図４】
0004127930.tif 000005
【図５】
0004127930.tif 000006
【図６】
0004127930.tif 000007
【図７】
0004127930.tif 000008
【図８】
0004127930.tif 000009
【図９】
0004127930.tif 000010