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JPS5891662A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPS5891662A
JPS5891662A JP56190294A JP19029481A JPS5891662A JP S5891662 A JPS5891662 A JP S5891662A JP 56190294 A JP56190294 A JP 56190294A JP 19029481 A JP19029481 A JP 19029481A JP S5891662 A JPS5891662 A JP S5891662A
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JP
Japan
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polyimide
chip
blocking material
angle
ray blocking
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JP56190294A
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JPS6211508B2 (ja
Inventor
Mototaka Kamoshita
鴨志田 元孝
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5891662A publication Critical patent/JPS5891662A/ja
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置に係わD、4IKallKよる半導
体装置のソフトエラーを阻止するための構造を有す半導
体装置、及びその製造方法に関する。
半導体装置、中でも超LSIのように微細加工を施した
半導体装置は、メモリ用ICを例にとると年率2倍の割
合で集積密度が増大しており、微細度が進展している。
一方、半導体装置を封止しているパッケージあるいはモ
ールド材料中に、微量ではあるが含まれている放射性元
素の自然崩壊で放出されるα線により、半導体メモリI
Cが誤動作を起す、いわゆるα線によるソフトエラーの
問題は、前記微細加工化が進み、電源電圧が下がれば下
がる程、記憶用コンデンサーや配線容量に蓄積される電
荷量が少なくなるので、α線の影譬を受は易くなり、大
きな問題となって来ることはよく知られている。そこで
高密度化を実現するためには何らかのソフトエラー率像
減対策が必要となる。
従来この種のソフトエラー率低減方策としては、例えば
α線を放出する放射性元素の含有率の少ない材料を用い
るとか、あるいは半導体個片表面を、例えばボリイイド
系の有機高分子で覆うとか、その他デバイス面あるいは
回路面での対策が検討されている。
然し乍ら、ボリイイド系の有機高分子で扱う場合、ポン
ディング線を接続したポンディングパッド部迄とのよう
なボリイイド系の有機高分子で覆うと、その上を熱膨張
の異なるモールド材で封止した場合、温度サイクル試験
でボンディング線の接続部が機械的に離れてしまうとい
う欠点がある。
そのためモールド封止を行う場合は、この種のボリイば
ド樹脂やα線阻止材がボンディング接続部を覆わな6よ
うにする必要がある。半導体チップ上、電気的活性部の
み70〜90μmの厚さのポリイミドを塗布するのは従
来かな9困難な技術であった。箔状にして粘付する方法
もあるが、粘付剤に適する耐熱性のある物質が見尚らな
い。又印刷法にしても位置合わせ、にじみ出しにまだ難
点が残されている。
本発明の目的はα線阻止材を滴下し硬化させる方法で、
かつポンディングパッドに於けるポンディングパッドは
該α線阻止材で被覆しない技術を提供することにある。
本発明は絶縁物や導体配線層で覆われた半導体チップ上
の少なくとも一部の表面を処理することにより、α線阻
止材料を滴下する時に、骸α線阻止材料と該一部の表面
との接触角が、該α線阻止材料と該一部の表面以外のチ
ップ表面との接触角より小さくなるような構造にし、該
α線阻止材料を使用して硬化させ九構造を特徴とする半
導体装置である。又、本発明は絶縁物や導体配線層など
で横われた半導体チップの少なくとも一部表面上に、液
体状態のα線阻止材料との接触角が半導体チップの他の
面より小さくなるような材料を介し、その上に#α線阻
止材料を滴下し硬化させたものをつけた構造を特徴とす
る半導体装置である。
更に又、本発明は絶縁物や導体配線層などで覆われた半
導体チップの少なくとも一部表面をプラズマなどで処理
をするか、又は液状のα線阻止材料との接触角がチップ
の他の面より小さくなる物質をつけるあるいは他の部分
の表面に骸一部I!面より接触角が大書くなる物質をつ
けるなどの方法で鉄液状のαlI阻゛止材料との接触角
が該一部表面以外の半導体チップ表面と異なるようにし
て、該液状のα線阻止材料を滴下し、硬化させてα線を
防ぐ膜を形成する工程を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法である。
尚ここで云う接触角とは例えに岩波書店発行「岩波理化
学辞典第3版」第727頁で定義されている通す、「静
止液体の自由表面が固体壁に接する場所で液面と固体面
とのなす角を云う」ものとする。普通、液体が固体をぬ
らす場合には鋭角、ぬらさない時は鈍角である。
本発明の原理は、二酸化硅素上に接触角が他と異なる領
域を作り、そこへ液状の樹脂を滴下すると接触角が異な
る境界線の所で該液状の樹脂の横方内拡がりを止め得る
という発見に基づく。
本発明により、チップ上でボンディング接続部にかかる
こと無く、活性領域にのみα縁阻正゛材料を30μmか
ら200μm@f厚く付着構成できる。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は比較のため先ず従来の技術を示す断面図である
。即ち、従来例えばシリコン半導体装置の場合、ウェノ
・加工工程を終了し、シリコン基板101上に絶縁膜1
02を介して配線金属、例えばアル1=ウム配線10B
が施され、その上を絶縁保護膜104で保饅したチップ
をセライックケース105に金シリコン共晶材106で
接着し金属細線、例えば直径30μmの金線107をボ
ンディング接続して、その上にα線阻止材料、例えばシ
リコーン樹脂108を滴下し、セ2(ツクケースの金属
キャップをシームウェルドして封止していた。セラミッ
クケース中に気密封止して用いる場合はこの形でよいが
、モールド樹脂で封止する場合、シリコーン樹脂108
をこのように滴下してその上をモールド樹脂で固めると
、モールド材料とシリコーン樹脂との熱膨張係数の差に
より、温度サイクル試験でボンディング接続部109が
はずれ、電気的に良好な導通状態を得ることができなく
なるという事故が生ずる。
第2図は本発明の実施例を示す断面図である。
先ずウェハ加工工程中に、将来チップとなる部分で、a
iIt阻止しなければならない場所に第2図(A)の如
くボリイ〈ド膜201を塗布する。これは回転塗布法に
よりウニへ全面に塗布し、次いでホトレジスト法でヒド
ラジン系のエツチング液を用いて不要場所のポリイミド
を除去したものである。回転塗布法で祉例えば3000
〜5000 CP 8の粘度のポリイミドを用いても3
0〜50μmの膜厚が上限であり、これ以上の膜厚にす
るとウェハ202が反ったり、ウニへ202上に均一に
ポリイミドを塗布するのが困難である。そこでここでは
20μmの厚さに塗布する。次いでとのポリイミド族2
01を軽く熱硬化させ第2図(B)のようにこのウェハ
202をチップ203に個片化し、(然る後に通常のべ
一7リボン204上にマウントする。その後、通常のボ
ンディング工程を終了した後このポリイミド膜201上
に再度ポリインド205を滴下したのが第2図(B)で
ある。ポリイずド205はその表面張力と接触角の差で
、予め設けたボリイはド膜201からはみ出ないように
注意すれば、第2図(B)の如く90〜150μmの厚
さのポリイミド族が形成でき、α線阻止材料として高エ
ネルギーのα線迄充分阻止し得る。この状態で完全に熱
硬化抜第2図(C)のようにモールド樹脂206で封止
すれば、ボンディング接続部207はモールド樹脂20
6のみで覆われた形となるので温度サイクル試験後でも
、ボンディング接続がはずれることなく良好な導通状態
を維持できる。
このように全面に予め軽く硬化させたポリイミド族を構
成しておいてその上にポリイミドを滴下するだけでなく
、例えば予め軽く硬化させたボリイくド膜で枠を構成し
ておいてその枠の中にポリイミドを滴下してもよい。第
3図はウェハ加工工程中量了し、ポリイミドを塗布しホ
トレジスト法でボリイずド膜の枠301を構成したシリ
コンチップ302を用意する。このポリイミド族の枠3
01の厚さも20μmである。次に熱硬化後とのチップ
をベースリボン303上に金シリコン共晶材。
304で接着し、金線305でボンディング接続を行う
。その後ポリイミド族の枠301内にポリイばド液30
6を滴下し焼き固めてポリイミド306′とする。この
ポリイミド膜306はポリイミド膜の枠301をはみ出
ないよう、かつ出来るだけ厚く滴下するのが望ましい。
然る後にモールド樹脂307で封止を行ったものが第3
図である。
これによりやはり90〜150μmの厚さのポリイミド
306′が形成できるので高エネルギーのα線も充分阻
止できる。しかも第1図のようにポリイミド306.3
01がボンディング接続部308を覆っていないのでボ
ンディング接続強度を損うこともない。
以上本発明はα線阻止材料としてボリイオド樹脂の実施
例で説明したが、ポリイミド樹脂だけでなくシリコーン
樹脂でも又他の材料でもよい。又、半導体としてシリコ
ンを用いた例を述べたが、他の半導体材料で構成したデ
バイスで4よい。
以上、本発明の実施例としてα線阻止材料を滴下する場
所に、α線阻止材料となす角度がチップ表面の保III
INとα線阻止材料となす接触角より/J%さい材料を
予め塗布したり、粋を作ったりして、α線阻止材料の流
れを防ぐ例を述べた。しかし本発明は単にこのような場
合のみでなく、滴下する場所の接触角より大きな接触角
となる物質を、α線阻止材料を付着する必要のない所に
予め付けておいて、滴下したα線阻止材料の拡がりを防
いでもよい。
第4図は上記実施例を示すものである。即ち第4図(A
)のようにシリコン基板401の上に絶縁膜402やア
ルミニウム配@403などが形成されたシリコンウエノ
・上に於て、α線阻止材料を付けたくない所にポリイミ
ド膜404を約3μmの厚さに付ける。このポリイミド
1I404は前例同様、液状の材料を用い、前記シリコ
ンウエノ・上に回転塗布し、通常のフォトレジスト法で
選択エツチングをした後、前例とは異なり、250〜3
00℃で完全に硬化させてしまう。完全硬化したポリイ
ξド換404はシリコーン樹脂との接触角が、通常の二
酸化シリコンや窒化シリコン膜で形成されて、いる絶縁
膜402とシリコーン樹脂となす接触角より大きくなる
。そこで第4図CB>のように、前記(A)の工程終了
后シリコンウェハをチップ405に個片化し、金−シリ
コン共晶材406でペースリボン407に接着させた後
、30μmφの細い金線408を用いてボンディング接
続し、その後シリコーン樹脂液409を滴下すると、こ
の完全硬化したポリイミド膜404の内側でシリコーン
樹脂409を図のように盛り上げることができる。以下
このシリコーン樹脂404を熱硬化させモールド材で封
止すれば、シリコーン樹脂404がボンディング接続部
410に及ぶことなく、モールド封止が可能となる。
更に又本願は、このようなα線阻止材料を補助材料とし
て使わすに1半導体ウェハ上の絶縁膜そのもののα線阻
止材料に対する接触角を選択的に変えてやることKより
、α線阻止材料を所望の位置のみに選択的に付けてやる
技術も包含する。
例えば第5図のように半導体ウェハ501にて二酸化シ
リコン膜502上に通常のホトレジスト膜を選択的に形
成し、弗素系のガスのプラズマの中に入れると、二酸化
シリコン502とシリコーン樹脂503との接触角を変
えることができる。
そこで第5図にてα線防止材料としてのシリコーン樹脂
503を付けたくない場所504を弗素系プラズマにさ
らした彼、シリニーン1M脂液を滴下すると、プラズマ
にさらされなかった場所、即ちホトレジスを朕で榎って
おいた場所5′05にのみシリコーン樹脂液が広がり、
それを熱硬化させると第5図の断面図の如くシリコーン
樹脂503を選択的に付けることができる。その彼モー
ルド材料で封止を行えばよい。
以上シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂にて本願内容を例
示して来たが、要するに本願は下地との接触角を他と異
なるようにして選択的に所望の位置のみにα!!阻止材
料を形成する技術すべてを包含するものである。
尚ここで云う接触角は前述の通り自由端と壁面とのなす
角度であるが、本実施例では表面張力。
重力が重畳しているので必ずしも自由端のような角度で
熱硬化しているわけではないことを付記しておく。
【図面の簡単な説明】
第1図は比較のために示す従来の構造を説明する断面図
であり、第2図(A)〜(C)は本発明の第1の実施例
の工程を説明する断面図、第3図は本発明の第2の実施
例を示す断面図、第4図(A)。 (B)、第5図は本発明の第3.第4の実施例を示す断
面図である。 主な記号の説明 101.401・・・・・・シリコン基板、102,4
02・・・・・・絶縁膜、103,403・旧・・アル
ミニウム配麹、104・・・・・・絶縁膜11jl、1
05・・・・・・セラミ。 クケース、1061304.406・・団゛金7リコン
共晶材、107,305,408・・°・・°金線、1
08・・・・・・シリコーン樹脂、109−.207,
308゜4゛lO°゛°゛°°lO°゛°゛°°ボyデ
イング接続・・ポリイミド膜、202,501・・・°
°°ウニノー、203゜302.405・・・・・・チ
ップ、204.303t408・・・・・・ペースリボ
ン、205・・・・・・ポリインド、206.307・
・°・・・モールド樹脂、301・・・・・・ポリイミ
ド膜の枠、306・・・・・・ポリイミド液、404・
・・・・・完全硬化したポリイミド膜、409.503
・・・・・・シリコーン樹脂、502°°°・°・二酸
化シリコン、504・・・・・・シリコーン樹脂をつけ
たくない場所、505・・・・・・ホトレジストで覆っ
ておいた場所、である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁物や導体配線層等で覆われた半導体チップ上
    の少なくとも一部にα線阻止材料を滴下し、硬化した構
    造に於て、該α線阻止材料として、骸αm阻止材料が液
    状の時、該半導体チップ上の少なくとも一部と該αam
    止材料液との接触角が他のチップ表面となす角度と異な
    るような構造にした事を特徴とする半導体装置。
  2. (2)絶縁物及び導体配線層等で覆われた半導体チップ
    上の少なくとも一部を液状のα線阻止材料とのなす接触
    角が他のチップ面とのなす角と異なるようKして、#a
    α線阻止材料滴下する工程と、該α1lal止材料を硬
    化させる工程とを具備することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
JP56190294A 1981-11-27 1981-11-27 半導体装置の製造方法 Granted JPS5891662A (ja)

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JPS6211508B2 JPS6211508B2 (ja) 1987-03-12

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