• 专利附录
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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Um bei der Fertigung eines Halbleiterwafers, auf dem mittels Drahtbonden Bondhügel auszubilden sind, auf Bondinseln mühelos Bondhügel mit einheitlicher Kopfhöhe der Bondhügel auszubilden, weist ein Fertigungsverfahren für Halbleiterwafer die folgende Schritte auf: Ausbilden von Bondhügeln mittels Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Halbleiterwaferoberfläche ausgebildet sind, Ausbilden einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche aufgebracht wird, daß die Bondhügel überdeckt werden, und Oberflächenbearbeitung der Bondhügel durch Schleifen der Harzschicht und Bearbeiten der Bondhügelköpfe auf einheitliche Höhe.
    公开号:DE102004017182A1
    申请号:DE102004017182
    申请日:2004-04-07
    公开日:2004-11-18
    发明作者:Kazuhisa Arai；Kazuma Sekiya
    申请人:Disco Corp；
    IPC主号:H01L23-12
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafersmit auf seiner Oberflächeausgebildeten Bondhügeln.
    [0002] DerHalbleiterwafer, der mit mehreren integrierten Schaltkreisen ausgebildetist, wie z. B. ICs (integrierten Schaltkreisen) oder LSIs (hochintegriertenSchaltkreisen), wird durch eine Vereinzelungsvorrichtung oder dergleichenin einzelne Halbleiterchips zerteilt. Diese werden gekapselt undauf unterschiedliche Weise in elektronischen Geräten eingesetzt. Um Größe und Gewichtdes elektronischen Gerätszu verringern, ist eine Technologie zur Kapselung eines Halbleiterchipsin einem extrem kleinen Chipgehäuse,genannt CSP, entwickelt und zur praktischen Anwendung gebracht worden.
    [0003] DasCSP wird geformt, indem Metallhügel ausGold, Silber, Kupfer oder dergleichen mit einer Höhe von 50-100 μm auf denBondinseln ausgebildet werden, die auf den einzelnen integriertenSchaltkreisen eines unzerteilten Halbleiterwafers ausgebildet werden,beispielsweise nach dem als Stud-Bump-Bonden (siehe z. B. JP-A-2000-332 048) bezeichnetenVerfahren mit Hilfe des Drahtbondens, und indem der Halbleiterwafer,nachdem er durch ein Harz, wie z. B. ein Epoxidharz, auf den Schaltkreisoberflächen beschichtetund geschütztworden ist, für jedenSchaltkreis durch eine Vereinzelungsvorrichtung oder dergleichenin einzelne Halbleiterchips zerteilt wird (siehe z. B. JP-A-2000-173954). Die Bondhügelwerden durch Lot oder dergleichen mit Anschlüssen einer Leiterplatte verbunden,wodurch das CSP auf der Leiterplatte montiert wird.
    [0004] EinProblem ist jedoch, daß derBondhügel einenDurchmesser von etwa 50-100 μmaufweist, wobei beim Stud-Bump-Bondenein haarkristallähnlicherVorsprung am Kopf eines Bondhügelsentsteht und folglich eine ungleichmäßige Kopfhöhe ergibt.
    [0005] Umeine einheitliche Kopfhöhevon Bondhügelnzu erzielen, muß derBondhügelkopfeine beträchtlicheZeit durch che misch-mechanisches Polieren (CMP) poliert werden,wodurch die Produktivität vermindertwird.
    [0006] Dementsprechendbesteht bei der Fertigung eines Halbleiterwafers, auf dem Bonhügeln durch Drahtbondenauszubilden sind, ein Problem mit der leichten Ausbildung von Bondhügeln aufBondinseln und dem Erzielen einer einheitlichen Bondhügelhöhe durchein rationelles Verfahren.
    [0007] Dievorliegende Erfindung bietet als konkretes Mittel zur Lösung desobigen Problems ein Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers,das aufweist: einen Bondhügelbildungsschrittzum Formen von Bondhügelndurch Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Oberfläche einesHalbleiterwafers ausgebildet sind; einen Harzbeschichtungsschrittzur Bildung einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche desHalbleiterwafers aufgebracht wird, daß die Bondhügel überdeckt werden; und einen Schleifschrittzur Oberflächenbearbeitungder Bondhügeldurch Schleifen der Harzschicht.
    [0008] Beidem Verfahren zur Fertigung eines so strukturierten Halbleiterwaferswird nach der Bildung der Bondhügeldurch Drahtbonden eine Harzschicht so ausgebildet, daß die Bondhügel überdecktwerden, so daß derBondhügeldurch Schleifen der Harzschicht oberflächenbearbeitet werden kann.Dementsprechend könnendurch ein rationelles Verfahren Bondhügel in kurzer Zeit ausgebildetund eine einheitliche Höheder Bondhügelköpfe erzieltwerden.
    [0009] Nachstehendwird eine Ausführungsformder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen1 bis 6 erläutert.
    [0010] 1 zeigt eine Draufsicht einesmit Bondinseln ausgebildeten Halbleiterwafers;
    [0011] 2A bis 2D zeigen Schnittansichten, die darstellen,auf welche Weise ein Bondhügel durchDrahtbonden geformt wird;
    [0012] 3 zeigt eine Schnittansicht,die einen Halbleiterwafer nach Beendigung des Bondhügelbildungsvorgangsdarstellt;
    [0013] 4 zeigt eines Schnittansicht,die einen Halbleiterwafer nach Beendigung eines Harzbeschichtungsvorgangsdarstellt;
    [0014] 5 zeigt eine perspektivischeAnsicht, die ein Beispiel einer Schleifvorrichtung darstellt, diebei einem Schleifverfahren einzusetzen ist; und
    [0015] 6 zeigt eine Schnittansicht,die einen Halbleiterwafer nach Beendigung des Schleifvorgangs darstellt.
    [0016] 1 zeigt einen Halbleiterwafer 10 miteiner Oberfläche,auf der in entsprechenden, durch Ritzgräben S unterteilten BereichenSchaltkreise C ausgebildet sind. Jeder Schaltkreis C wird mit mehrerenBondinseln 11 ausgebildet, wie durch die Vergrößerung in 1 dargestellt. Diese Bondinseln 11 sindElektroden, die aus einem Metallüberzugbestehen, der auf der Oberflächedes Halbleiterwafers 10 ausgebildet ist.
    [0017] Aufder Bondinsel 11 werden unter Verwendung eines in den 2A bis 2D dargestellten Drahtbonders 20 Bondhügel ausgebildet.Bei Verwendung des Drahtbonders 20 läßt man einen Draht 12,der zum Beispiel aus Gold besteht, aus der durch eine Kapillare 21 gebildetendünnenBohrung nach unten vorstehen, wie in 2A dargestellt.Durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einem elektrischenBrenner 22 und dem Draht 12 entsteht an der Spitzedes Drahts 12 eine Kugel 13, wie in 2B dargestellt.
    [0018] Dannwird, wie in 2C dargestellt,die Kapillare 21 abgesenkt, um die Kugel 13 inDruckkontakt mit der Bondinsel 11 zu bringen, und in diesem Zustandwird eine Ultraschallvibration von der Kapillare 21 angelegtoder eine Thermokompression ausgeführt. Wie in 2D dargestellt, wird der Draht 12 durchAnheben der Kapillare 21 abgerissen, wodurch der Drahteinen Bondhügel 14 bildet(Bondhügelbildungsvorgang).Durch Ausführendes Bondhügelbildungsvorgangsauf diese Weise könnendie Bondhügelin kürzererZeit ausgebildet werden als durch Plattieren oder dergleichen. Übrigensentsteht als Abrißendedes Bruchs am oberen Ende des Bondhügels 14 ein Vorsprung 14a.Die Vorsprünge 14a weisenbei verschiedenen Bondhügelnunterschiedliche Höhenauf.
    [0019] Nachder Ausbildung von Bondhügeln 14 auf allenBondinseln 11, wie in 3 dargestelltwird ein Harz aufgetragen, wie z. B. ein Epoxidharz, um alle Bondhügel 14 zu überdecken,wodurch eine Harzschicht 15 entsteht (Harzbeschichtungsvor gang),wie in 4 dargestellt.Bei der Ausbildung der Harzschicht 15 kann ein Schleuderbeschichtereingesetzt werden.
    [0020] Nachder Ausbildung der Harzschicht 15 wird die Harzschicht 15 geschliffen,beispielsweise unter Verwendung einer in 5 dargestellten Schleifvorrichtung 30,wodurch die Bondhügel 14 oberflächenbearbeitetwerden. An der Schleifvorrichtung 30 ragt von einem Endeeines Sockels 31 ein Wandteil 32 nach oben. Ander Innenflächedes Wandteils 32 ist vertikal ein Schienenpaar 33 angeordnet.Durch vertikales Verschieben einer auf den Schienen 33 geführten Trägerplatte 34 wirdein an der Trägerplatte 34 angebrachtesSchleifgerät 35 konstruktivbzw. im Ganzen auf und ab bewegt. Dabei ist auf dem Sockel 31 einDrehtisch 36 drehbar angeordnet. Ferner trägt der Drehtisch 36 mehreredrehbar darauf angeordnete Aufspanntische 37 zur Aufnahmeder Halbleiterwafer 10.
    [0021] DasSchleifgerät 35 weisteine Halterung 39 auf, die am Ende einer Spindel 38 mitvertikaler Achse angebracht ist, und am unteren Ende der Halterungist eine Schleifscheibe 40 montiert. An der Unterseiteder Schleifscheibe 40 ist ein Schleifkörper 41 befestigt.Der Schleifkörper 41 wirdmit der Drehung der Spindel 38 konstruktiv bzw. im Ganzenin Drehung versetzt. Zu beachten ist, daß der Schleifkörper durcheine Reibschluß-bzw. Klettverschlußfläche an derUnterseite der Schleifscheibe 40 befestigt sein kann.
    [0022] BeimSchleifen der überder Oberflächedes Halbleiterwafers 10 aufgebrachten Harzschicht 15 mitHilfe der Schleifvorrichtung 30 wird der Halbleiterwafer 10 mitseiner Harzschicht 15 nach oben auf dem Aufspanntisch 37 festgehaltenund unmittelbar unter dem Schleifgerät 35 positioniert.Die Spindel 38 wird in Drehung versetzt, und das Schleifgerät 35 wirdabgesenkt. Durch Drehen der Spindel 38 wird der Schleifkörper 41 inDrehung versetzt. Der rotierende Schleifkörper 41 kommt in Kontaktmit der auf der Oberflächedes Halbleiterwafers 10 ausgebildeten Harzschicht 15 und übt Druckdarauf aus. Infolgedessen wird die Harzschicht 15 durchden Schleifkörper 41 geschliffen.Durch Ausführeneines Schleifvorgangs in einem vorgegebenen Umfang erfolgt eine Oberflächenbearbeitungder Bondhügel 14,wie in 6 dargestellt(Schleifprozeß).In diesem Fall werden durch Schleifen auch dann einheitliche Kopfhöhen erzielt,wenn Höhenschwankungenzwischen den Bondhügeln 14 auftreten.Ferner wird der Kopf des Bondhügels 14 bündig mitder Oberseite der Harzschicht 15 gemacht. Dementsprechendist eine glatte Verbindung mit Leiterplattenanschlüssen möglich. Daindessen die Oberflächenbearbeitungder Bondhügel 14 undihre Einfluchtung an den Köpfen durchSchleifen statt durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) ausgeführt werdenkann, ist das Verfahren rationell, und die Produktivität wird verbessert.
    [0023] Derso entstandene Halbleiterwafer 10 mit Bondhügeln wirdentlang der in 1 dargestellten Ritzgräben in Längs- und Querrichtungvereinzelt und auf diese Weise auf der Basis des jeweiligen Schaltkreiseszu Chips verarbeitet. Die auf dem einzelnen Halbleiterchip ausgebildetenBondhügelwerden auf verschiedene Arten mit den Anschlüssen einer Leiterplatte verbunden,die in einem elektronischen Gerätzu montieren ist, und bieten damit die Funktionen des Chips. Dieeinheitliche Bondhügelhöhe ermöglicht eineformschlüssigeVerbindung mit den Anschlüssen,ohne einen schlechten Kontakt oder dergleichen zu verursachen, undermöglichtinsgesamt eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Geräts.
    [0024] Wieoben erläutert,wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrenzur Fertigung eines Halbleiterwafers nach der Ausbildung von Bondhügeln durchDrahtbonden eine Harzschicht ausgebildet, um die Bondhügel zu überdecken,so daß durchSchleifen der Harzschicht die Bondhügel oberflächenbearbeitet und an ihrenKöpfengleichmäßig geschliffen werdenkönnen.Dementsprechend könnendurch ein rationelles Verfahren Bondhügel innerhalb kurzer Zeit ausgebildetund die Kopfhöheder Bondhügel gleichmäßig abgeschliffenwerden. Daher ist eine rationelle Fertigung eines hochwertigen Halbleiterwafersmöglich.
    权利要求:
    Claims (1)
    [1] Verfahren zur Fertigung eines Halbleiterwafers,das aufweist: einen Bondhügelbildungsschrittzum Formen von Bondhügelndurch Drahtbonden auf Bondinseln, die auf einer Oberfläche einesHalbleiterwafers ausgebildet sind; einen Harzbeschichtungsschrittzur Bildung einer Harzschicht, indem ein Harz so auf die Oberfläche aufgebrachtwird, daß dieBondhügel überdecktwerden; und einen Schleifschritt zur Oberflächenbearbeitung der Bondhügel durchSchleifen der Harzschicht.
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2012-02-16| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2012-06-28| R003| Refusal decision now final|Effective date: 20120327 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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