JP2016115722A - 半導体製造装置、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的なシールド層の成形方法やシールド層の効率的な成形について、低コストで高品質な成膜処理が可能な半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】モールド装置１００ａは、ワークを収容し供給する供給部１０１と、供給部から供給されたワークに対して塗布による機能層の成膜処理を行う処理部１０２、１０５と、樹脂モールドを行うプレス部１０３、１０４と、機能層の成膜処理後のワークを収納する収納部１０６とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク上にシールド層等の薄膜を形成可能な半導体製造装置に関する。

従来から、半導体素子の動作信頼性の向上、及び、外部ノイズ（ＥＭＣ）による誤作動防止のため、半導体装置の樹脂パッケージの表面に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の成膜装置を用いて導電性の膜（シールド層）を形成することが行われている。

ＣＶＤやＰＶＤ等の成膜装置は、処理時間も長く、専有床面積も大きい。このため、このような成膜装置を半導体製造工程内に取り込み効率的に成形を行うことは困難であり、一般的には、個別の工程として他の工程とは別の装置として成膜処理が行われる。

一方、例えば特許文献１には、ワーク上に薄膜を形成可能な静電噴霧方法を用いたシールド層の形成方法が開示されている。

特開２０１４−１５７８９７号公報

しかしながら、特許文献１には、静電噴霧方法によりシールド層を形成することは開示されているものの、効果的なシールド層の成形方法やシールド層の効率的な成形について具体的な製造方法や製造装置の構成は示されていない。

そこで本発明は、低コストで高品質な成膜処理が可能な半導体製造装置、半導体装置、および、半導体装置の製造方法を提供する。

本発明の一側面としての半導体製造装置は、ワークを収容し供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ワークに対して塗布による機能層の成膜処理を行う処理部と、前記機能層の成膜処理後のワークを収納する収納部とを有する。

本発明の他の側面としての半導体装置は、前記半導体製造装置により製造される。

本発明の他の側面としての半導体装置の製造方法は、供給部、処理部、及び、収納部が一体的に設けられた半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記供給部において、ワークを供給するステップと、前記処理部において、前記ワークに対して塗布による成膜処理を行うステップと、前記収納部において、成膜処理後のワークを収納するステップとを有する。

本発明のその他の目的及び効果は以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、低コストで高品質な成膜処理が可能な半導体製造装置、半導体装置、および、半導体装置の製造方法を提供することができる。

本実施形態における半導体製造装置の概略構成図である。 本実施形態における処理部（静電噴霧装置）の概略構成図である。 本実施形態における処理部のシャッタの構成図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（シールド層の成膜工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（シールド層の成膜工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（シールド層の成膜工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（シールド層の成膜工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の変形例を示す図である。 本実施形態における半導体装置の変形例を示す図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（トランスファモールド工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（圧縮モールド工程）の説明図である。 本実施形態における半導体装置の製造方法（ダイシング工程）の説明図である。 本実施形態における処理部の変形例を示す図である。 本実施形態における静電噴霧装置の概略構成図である。 本実施形態における静電噴霧装置により印加される直流電圧の説明図である。 本実施形態における静電噴霧装置により印加されるパルス電圧の説明図である。 本実施例における静電噴霧装置におけるノズルの位置制御を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態における半導体製造装置について説明する。本実施形態の半導体製造装置として、図１（Ａ）は半導体装置の樹脂成形を行うモールド装置１００ａ、図１（Ｂ）は半導体装置のダイシングを行うダイシング装置１００ｂ、図１（Ｃ）はＴ／Ｆ装置１００ｃ、図１（Ｄ）はチップマウンタ装置やボンダー装置などの移載装置１００ｄをそれぞれ示している。いずれの半導体製造装置においても、ワークを収容し供給する供給部、ワークに対して塗布（例えば静電方式による塗布方法）による成膜処理を行う処理部、及び、成膜処理後のワークを収納する収納部が一体的に構成されている。また、処理部は、ワークの表面にシールド層（電磁波シールド層）を形成するように構成されている。

図１（Ａ）のモールド装置１００ａ（樹脂封止装置）は、例えばトランスファ成形装置や圧縮成形装置であり、供給部１０１、処理部１０２、１０５、プレス部１０３、１０４、及び、収納部１０６を一体的に備えて構成される。モールド装置１００ａは、被成形品としての半導体実装基板（半導体チップを実装したリードフレーム）、ウエハ、キャリアなどの板状のワークをプレス部１０３、１０４に搬入するローダ１０７と、成形品としての半導体装置（ワーク）をプレス部１０３、１０４から収納部１０６（成形品取出部）へ取り出すアンローダー１０８とが移動レール部１０９を共用して樹脂モールドするように構成されている。なお、ワークを搬送する搬送機構は、上述したような構成の他に、多間接ロボットなどを用いてもよい。

モールド装置１００ａにおいて、供給部１０１は、被成形品（半導体チップが搭載されたリードフレームや樹脂基板などのワーク等）をローダ１０７に受け渡す。ローダ１０７は、被成形品を処理部１０２へ搬送する。処理部１０２は、樹脂成形前に大気雰囲気、減圧雰囲気又は不活性ガス雰囲気下でエアスプレー方式やインクジェット方式や静電方式により塗布する成膜処理を行う。なお、静電方式の塗布方法としての一例として静電方式による塗布原理の詳細については後述する。その後、ローダ１０７は成膜処理後の被成形品をプレス部１０３、１０４のいずれか一方へ搬送する。なお、成形前における成膜処理が不要の場合、ローダ１０７は、被成形品を供給部１０１から直接プレス部１０３、１０４のいずれか一方へ搬送する。プレス部１０３、１０４は、被成形品に対して樹脂モールド（樹脂成形）を行う。その後、アンローダー１０８は、成形品を取り出し、処理部１０３へ搬送する。

処理部１０５は、成形品に対して上述したような塗布による成膜処理を行う。本実施形態において、処理部１０５は、例えばシールド層（導電性の膜）を半導体パッケージ表面等に形成する成膜処理を行う。ただし本実施形態は、これに限定されるものではない。なお、シールド層は、成形前の被成形品に形成してもよい。また、リリースフィルム（フィルム材）にシールド層を形成した後、リリースフィルムに形成されたシールド層を半導体パッケージ表面等に転写することもできる。その後、アンローダー１０８は、プレス部１０３、１０４のいずれか一方から、成膜処理後の成型品（半導体装置）を取り出し、収納部１０６へ搬送する。

図１（Ｂ）のダイシング装置１００ｂは、半導体ウエハや樹脂封止基板等のワークを切断又は切削することにより、複数の個片化ワークを製造する装置である。ダイシング装置１００ｂは、供給部１２１、加工部１２２、１２４、処理部１２３、１２５、収納部１２６、及び、搬送部１２７を一体的に備えて構成されている。

供給部１２１内の搬入部（不図示）に外部から搬入されたワークは、不図示の搬送手段により供給部１２１のトレイへ搬送され、その上に載置される。供給部１２１内のトレイに載置されたワークは、所定の方向に移動可能なローダ（不図示）を備えた搬送部１２７により加工部１２２へ順次搬送されて供給される。ワークが加工部１２２へ搬送された後、新たなワークが供給部１２１内のトレイの上に載置される。

加工部１２２、１２４は、それぞれ、ワークを保持し平面方向において移動するステージ、切断刃を回転させるスピンドル、及び、これらを制御する制御部等を備えている。加工部１２２、１２４のそれぞれにおいて、スピンドルの回転軸が回転することにより、その先端部に取り付けられた切断刃が回転し、ワークの切断又は切削が行われる。例えば本実施形態において、加工部１２２は、ワークの切込みを入れるように切削を行い、加工部１２４はワークを切断し、複数の個片化ワークを製造する。ダイシング装置１００ｂは、互いに向かい合うようにスピンドルの先端に取り付けられた２つの切断刃が設けられている。

処理部１２３、１２５は、前述の処理部１０２、１０５と同様の構成を有する。処理部１２３は、加工部１２２において加工されたワーク（面取り切削後のワーク）に対して、塗布による成膜処理を行い、ワーク表面上にシールド層を形成する。また処理部１２５は、加工部１２４において加工されたワーク（複数の個片化ワークのそれぞれ）に対して、同様の成膜処理を行い、ワーク表面上にシールド層を形成する。本実施形態のダイシング装置１００ｂは、処理部１２３、１２５において、ワーク（パッケージ）の樹脂部又は基板の一部で露出したグラウンド（ＧＮＤ）端子に接続するようにシールド層を形成する。また、処理部１２３において、切込みが入れられたワークの樹脂部及び基板の一部で露出したグラウンド（ＧＮＤ）端子に接続するようにシールド層を形成したうえで、処理部１２５において、これらのシールド層の変質・劣化（酸化）や破損を防止するための例えば樹脂による保護層を形成してもよい。

処理部１２５にてシールド層が形成されたワークは、搬送部１２７により収納部１２６へ搬送される。収納部１２６には、洗浄部及び検査部を設けてもよい。洗浄部は、複数の個片化ワークの切断面等を洗浄する。検査部は、複数の個片化ワークのそれぞれについて外観検査や導通検査等の検査を実施し、それぞれの個片化ワークが良品か否かを判定する。検査に合格した個片化ワークは、収納部１２６内のトレイの中に収納される。なお本実施形態において、収納部１２６に設けられた移載部に処理部を配置し、移載後にシールド層を形成してもよい。

また、加工部１２２、１２４には、切削刃やスピンドルを備える構成に替えて、又は、並存させて、レーザービームによって、穿孔、切断又は切削を可能な構成とすることができる。

図１（Ｃ）のＴ／Ｆ装置１００ｃは、例えばリードフレームを含む半導体装置等のワークのフレームを任意形状に加工し、又は樹脂を切り落とす（Ｔ／Ｆ加工を行う）装置である。Ｔ／Ｆ装置１００ｃは、供給部１４１、プレス部１４２、１４３、処理部１４４、及び、収納部１４５を一体的に備えて構成されている。

供給部１４１は、フレーム加工前の半導体装置等のワークをプレス部１４２へ供給する。プレス部１４２は、フレーム加工前のワークに関し、ワークのフレームを所定の形状（第１の形状）に加工する。続いてプレス部１４３は、プレス部１４２で加工されたワークに対して、更にフレームを所定の形状（第２の形状）に加工する。

処理部１４４は、前述の処理部１０２、１０５と同様の構成を有する。処理部１４４は、加工部１４２、１４３にて任意形状に加工されたワーク（フレーム加工後のワーク）に対して、塗布による成膜処理を行い、ワーク表面上にシールド層を形成する。Ｔ／Ｆ装置１００ｃにおいては、加工したリード間が電気的に接続されることを防止するため、後述のシャッタ２１０ｂのような構成により、樹脂封止領域のみにシールド層を塗布する構成を採用することが好ましい。処理部１４４にてシールド層が形成されたワークは、収納部１４５へ搬送されて収納される。

図１（Ｄ）の移載装置１００ｄは、樹脂成形後又はダイシング後の半導体装置等のワークを基板やトレイ等に移載又は搭載（マウント）する装置である。移載装置１００ｄは、例えば、樹脂成形及びダイシング後の複数の個片化ワークの間を適切な間隔に離した状態で（離間した状態で）、ワーク表面上にシールド層を形成する。移載装置１００ｄは、供給部１６１、移載部１６２、処理部１６３、及び、収納部１６４を一体的に備えて構成されている。

供給部１６１は、複数の個片化ワークを、所定の配列（第１の配列）を維持した状態で移載部１６２へ供給する。移載部１６２は、所定の配列の複数の個片化ワークを、処理部１６３での処理が可能な所定の配列（第２の配列）へ変化させる。移載部１６２は、例えば、第１の配列で並んだ複数の個片化ワークの間を適切な間隔に離した第２の配列へ変更する。そして処理部１６３は、第２の配列の状態で、ワーク表面上にシールド層を形成する。これによれば、個片化されたワークの隙間が拡げられた状態でシールド層を形成するため、シールド層の確実な形成が可能である。なお、ワークの種類によっては、デフラッシュ工程の後にシールド層を形成することができる。このため、デフラッシュ工程によりシールド層の品質を低下させることを回避することができる。

なお本実施形態において、半導体製造装置の例として、モールド装置、ダイシング装置、Ｔ／Ｆ装置、および、移載装置について説明したが、これらに限定されるものではなく、本実施形態は他の半導体製造装置にも適用可能である。例えば、半導体装置のパッケージに関する各種の検査を行う検査装置において、検査装置に前述の処理部を設ける（すなわち、検査部と処理部とを一体的に設ける）ことにより、シールド層の形成直前又は形成直後のケージを低コストかつ効果的に検査することができる。

次に、図２を参照して、本実施形態における各半導体製造装置に設けられる処理部について説明する。図２は、本実施形態における処理部２００の概略構成図である。

処理部２００は、一例としての静電方式の塗布装置であり、例えば、図１を参照して説明した各処理部として半導体製造装置に一体的に設けられている。処理部２００は、一例として、テーブル２０１、塗布部２５０、タンク２０４、撮像装置２２０、及び、電源装置２３０を有する。テーブル２０１の上には、シールド層が形成される前のワーク１０が載置される。テーブル２０１は、電源装置２３０に接続されており、ワーク１０を載置した状態で所定の方向（図２中のＸ１で示される矢印方向）に移動可能である。これにより、塗布部２５０とワーク１０とを相対的に移動させることで、ワーク１０への塗布が行われる。

テーブル２０１は、ワーク１０を載置した状態で撮像装置２２０の下部へ移動すると、撮像装置２２０は、塗布部２５０においいて成膜処理（シールド層の形成処理）を行う必要のある箇所を確認するため、ワーク１０を撮影する。撮像装置２２０は、シールド層を形成した後のワーク１２の状態（シールド層の状態）を撮影するため、塗布部２５０を通過した後の位置に設けてもよい。

続いてテーブル２０１が塗布部２５０の下部へ移動すると、塗布部２５０は、ワーク１０の表面上にシールド層を形成する。塗布部２５０は、スプレーノズル２０２（又は、ディスペンサ）及びシャッタ２１０を有する。スプレーノズル２０２には、シールド層形成用の塗布液を蓄えているタンク２０４から、必要な量の塗布液が供給される。そしてスプレーノズル２０２は、ワーク１０に向けて塗布液を吐出する。また、スプレーノズル２０２は、テーブル２０１の移動方向（Ｘ１方向）と垂直な上下方向（Ｚ１方向）に移動可能に構成することでシールド層の成形状態を可変にすることができる。例えば静電方式によりシールド層の塗布を行う場合、スプレーノズル２０２には電源装置２３０が接続される。電源装置２３０は、電源装置２３０に接続されたテーブル２０１とスプレーノズル２０２に印加する電圧の大きさや極性を適宜設定することにより、静電気力によって塗布液を霧化させると共にワーク１０に引き付けて付着させ、均一な塗布を行うことができる。

シャッタ２１０は、スプレーノズル２０２から噴射された液体が所定の範囲（処理の領域）内でワーク１０の表面上に到達するように制御する（シールド層の形成範囲を制御する）。なお本実施形態の処理部２００において、塗布部２５０は一方（図２中の上側）にのみ設けられているが、これに限定されるものではない。ワーク１０の外周を保持するテーブル２０１に対して、その両側（図２中の上側及び下側）のそれぞれに塗布部２５０を設けることもできる。この場合、テーブル２０１の両側にシールド層を形成するためのワーク１０を載置する。

テーブル２０１が塗布部２５０を通過すると、ワーク１０の表面上にシールド層が形成され、シールド層形成後のワーク１２が得られる。例えば、塗布部２５０の下方をテーブル２０１が一定速度で通過する際に、一定量ずつ塗布部２５０によって塗布液を塗布させ続けることにより、ワーク１０の表面上に均一な厚みのシールド層を形成する。このように本実施形態の処理部２００は、ワーク１０を、液体吐出装置としてのスプレーノズル２０２（又は、ディスペンサ）を通過させることにより、ワーク１０の表面上にシールド層を形成してワーク１２を製造することができる。

なお、ワークの両面にシールド層を成形することができるように、テーブル２０１を挟んでその上下にスプレーノズル２０２を設ける構成としてもよい。

ここで、図１４乃至図１７を参照して、塗布部２５０の概要について説明する。

まず、図１４を参照して、本実施形態における静電方式による塗布方法の原理を説明する。図１４は、塗布部２５０の概略構成図である。塗布部２５０は、静電噴霧によりワーク１０（対象物）に薄膜（薄層）を形成する。

塗布部２５０は、主に、スプレーノズル２０２、および、制御手段１４１０、および、ワーク１０を載置するためのテーブル２０１を備えて構成される。制御手段１４１０は、スプレーノズル２０２に所定の電圧を印加する電圧制御装置（電源装置２３０に相当）を含む。スプレーノズル２０２には、図１４中の矢印Ａの方向から液剤（塗布液）が供給される。液剤は、ワーク１０上に形成される薄膜の種類に応じて適宜選択される。すなわち、ワーク１０に形成する膜の原料を液剤として選択する。液剤は、ワーク１０に形成する膜の材料が溶け込んでいるもの、その材料の微粒子が溶剤等に分散されているもの、または、その材料の錯体や前駆体が溶媒中に存在するものである。

シールド層を成膜するための液剤としては、電磁波シールド成形用のインク又はペーストとして調製され市販されるものであるが、例えば、導電性又は磁性を有するシールド材、シールド材を被塗布物に固着させるためのバインダー樹脂、これらの材料を含みインク状またはペースト状といった所定の粘度に調製するための溶媒及び任意の機能を付加させるための添加剤を含むように準備される。シールド材としては、銀、鉄、ニッケル、銅、金又はパラジウムといった金属や、フェライトのようなセラミックスや、カーボンファイバ又はグラファイト等の炭素材料といった各種材料の微粒を用いることができる。例えば、ナノオーダーに成粒された銀ナノ粒子を用いることができる。また、シールド材はこれらの混合物、化合物、複合物であってもよく、例えば金属コーティングした樹脂粒などを用いることもできる。また、シールド材としては、磁性材料を用いることで磁気シールドとして機能させることができる。この場合、Ｆｅ−Ｎｉ合金のような鉄とニッケルを主とした合金を用いることができ、一例としてパーマロイやスーパマロイを用いることができる。

バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂や各種合成樹脂を用いることができる。一例として、ワーク１０の樹脂成形に用いる樹脂と同種の熱硬化性樹脂をバインダー樹脂として用いることで、剥離やひび割れの発生を抑制することもできる。なお、ワーク１０の樹脂成形に用いる樹脂とバインダー樹脂とを共に熱硬化性樹脂とすることで、ワーク１０に成形された樹脂の加熱硬化工程により、バインダー樹脂も加熱硬化させることもでき、別途の硬化工程を不要とすることもできる。

溶媒としては、例えば、水、アルコール、アミン、アセテート、エーテル、ケトン、アルデヒドのような各種の溶剤や溶媒を用いることができる。また、添加物としては、分散剤、レベリング剤、消泡剤、顔料、又は粘度調整剤といった各種の材質を添加することもできる。

制御手段１４１０は、スプレーノズル２０２の電極２０２ａとテーブル２０１の電極２０１ａとの間に所定の電圧を印加する。ワーク１０は、スプレーノズル２０２の先端部２０２ｂ（ノズル先端部）に対向するようにテーブル２０１の上に載置されている。ノズル先端部の径（液剤が通過する内径）は、例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に設定することができる。

制御手段１４１０により所定の電圧が印加されると、スプレーノズル２０２の先端部２０２ｂからワーク１０に向けて液剤が噴霧される。このとき、スプレーノズル２０２の内部における液剤は、印加電圧により生じる静電力で反発し、スプレーノズル２０２の先端部２０２ｂにおける液面の表面張力を破って微粒子化する。微粒子化された液剤は、正又は負のいずれかに帯電しているため、互いの粒子は反発し合い、凝集することなく噴霧することができる。このように、液剤はスプレーノズル２０２の先端部２０２ｂから噴霧され、最初は比較的大きな径を有する粒子１４３１ａの状態にあり、その後、比較的小さな径を有する粒子１４３１ｂとなってワーク１０の上に形成される（堆積する）。そして、堆積した粒子１４３１ｂ（液剤）を硬化させることにより、ワーク１０の表面に液剤の薄膜が形成されることになる。

また本実施形態において、ワーク１０に形成される膜（薄膜）の厚さは、例えば１〜５μｍであり、均一で薄い膜を形成することができる。なお、ワーク１０に形成される膜の厚さは、原料（薄膜の種類）に応じて適宜設定可能である。このように、本実施例の静電方式による塗布方法（噴霧手法）によれば、従来の噴霧手法では形成できないような薄い膜を凹凸に関わらず全面的に形成することができる。また静電噴霧によれば、ワーク１０が段差部（凸部）を有する場合でも、ワーク１０に液剤の膜を均一に形成することができる。

続いて、図１５及び図１６を参照して、塗布部２５０により印加される電圧（静電気を発生させるための電圧）について説明する。図１５は、塗布部２５０により印加される直流電圧の説明図である。図１６は、塗布部２５０により印加されるパルス電圧の説明図である。

図１５では、ワーク１０（テーブル２０１）を接地し（ＧＮＤ接続）、スプレーノズル２０２に正（＋）の直流電圧を印加した状態を示している。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、スプレーノズル２０２に負（−）の直流電圧を印加してもよい。正又は負のいずれの電圧を用いるかは、液剤やワーク１０の材料などに応じて適宜設定される。また、極性を変えることなく一方の極性のみの電圧を印加するように構成すればよいから、直流電圧に限定されるものではなく、噴霧中に極性を維持しながら電圧の大きさを変化するように制御してもよい。更に、極性が正のみ又は負のみの電圧高低差の変化で構成されたパルス電圧を印加してもよい。このようなパルス電圧を印加する場合、０Ｖを含むように設定することができるが、０Ｖを含まないように設定してもよい。本実施形態において、スプレーノズル２０２の先端部２０２ｂとワーク１０の表面との間の距離ｄは、例えば０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定される。

なお本実施形態において、直流電圧に代えて正負極のパルス電圧を印加するように構成してもよい。このとき、塗布部２５０の制御手段１４１０は、ワーク１０（テーブル２０１）に対する極性が正と負の交互に変化するパルス電圧をスプレーノズル２０２に印加する（パルス発振させる）。パルス電圧は、例えば、ワーク１０の導電性が低い場合に適して用いられる。また、パルス電圧は、ワーク１０の表面に選択的に薄膜を形成する場合に適して用いられる。これは、パルス電圧の極性に応じて、スプレーノズル２０２から液剤の噴霧を制御することができるためである。

パルス電圧を印加する場合、まず図１６（Ａ）に示されるように、スプレーノズル２０２に正電圧（＋電圧）を印加する。このとき、ワーク１０の表面（スプレーノズル２０２側の面）には正電荷（＋電荷）が集まり、この表面が正（＋）に帯電する。続いて図１６（Ｂ）に示されるように、スプレーノズル２０２に負電圧（−電圧）を印加する。このとき、スプレーノズル２０２から噴霧された粒子１４３１ｂは負（−）に帯電しており、正（＋）に帯電したワーク１０の表面上に付着（着弾）する。続いて図１６（Ｃ）に示されるように、スプレーノズル２０２に正電圧（＋電圧）を印加する。このとき、スプレーノズル２０２から噴霧された粒子１４３１ｂは正（＋）に帯電しており、ワーク１０の表面上に付着する。また、テーブル２０１もしくはスプレーノズル２０２の一方または両方をＸＹＺ方向に移動させる機構を設け、相対的にＸＹＺ移動させることにより、ワークに均一に噴霧し塗布することができる。

そして、図１６（Ｂ）に示されるような負電圧を印加する状態と図１６（Ｃ）に示されるような正電圧を印加する状態とを繰り返す（パルス電圧を印加する）ことにより、ワーク１０の上に液剤の薄膜を構成する粒子１４３１ｂが堆積される。パルス電圧の大きさは、例えば０．５ｋＶ〜１０ｋＶ程度に設定され、パルス幅（噴霧スピード）は例えば５Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度に設定される。また、スプレーノズル２０２の先端部２０２ｂとワークの表面との間の距離ｄは、例えば０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定される。

また本実施形態では、ワーク１０の上に到達する粒子１４３１ｂの粒子径を制御するため、噴霧距離すなわちスプレーノズル２０２の位置（高さ）を制御することができる。なお、スプレーノズル２０２に上下方向の移動機構を設けることができる。また、テーブル２０１に同様の機構を設けて相対的な高さを変更可能に構成してもよい。図１７は、塗布部２５０におけるスプレーノズル２０２（ノズル先端部）の位置制御（高さ制御）を示す図である。図１７に示されるように、塗布部２５０にはカメラ１７０１（撮像装置２２０に相当）が設けられている。カメラ１７０１は、ワーク１０の表面に到達した粒子１４３１ｂを観察可能に配置されている。このように、カメラ１７０１を用いて粒子１４３１ｂの粒子径または粒子１４３１ｂによる塗布状態を観察し、その観察結果に応じてスプレーノズル２０２を所望の位置に移動させるように制御する。例えば図１７に示されるように、噴霧中において、ノズル先端部とワーク１０の表面との距離ｄ１を、距離ｄ２に変更することが可能である。

このような制御は画像処理により自動的に実行することができ、または手動で行うこともできる。なお、粒子径を制御する場合、スプレーノズル２０２の高さや左右方向の位置を移動させる構成に限定されるものではなく、例えばノズルの径や、印加電圧の大きさ又はパルス幅を変更する構成を採用してもよい。ワーク１０の上に液剤の薄膜を形成する間にワーク１０の静電気特性が変化する場合に効果的である。

また本実施形態において、スプレーノズル２０２は、複数のノズル部を備えて構成することもできる。このとき、ワーク１０の上に液剤を均一に形成するため、複数のノズル部のそれぞれに印加される電圧（パルス電圧）を独立に制御することができる。また、複数のノズル部の配置を、所定の領域ごとに変更するように構成してもよい。電圧の大きさを設定することによって、液剤の薄膜の厚さをより均一に形成することが可能となる。

なお、凹凸を含め均一な薄膜としてシールド層を成形するうえで、静電方式による塗布方法が、最も有効であるが、それ以外の方式の成膜が可能な処理部を設けることも可能である。例えば、圧縮した空気や高圧ガスを用いて液剤を噴射させ塗布するエアスプレー方式や、コンティニュアス型やオンデマンド型（ピエゾ型、サーマル型含む）といったインクジェット方式や、オフセット印刷やスクリーン印刷といった印刷方式などの各種のインクの塗布方式を採用することもできる。

次に、図３を参照して、塗布部２５０におけるシャッタ２１０の具体的構造について説明する。図３はシャッタ２１０の構成図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）はシャッタ２１０ａ、２１０ｂについてそれぞれ示している。

図３（Ａ）のシャッタ２１０ａは、２つのシャッタ部２１１ａ、及び、１つの開口部２１２が形成されたマスク２１１ｂを備えて構成される。ワーク１０は、多数の半導体チップが一括して封止され外形部１３及び一辺の長さがＤ１となる１個のモールド領域１４を有し、ワーク１０には、外形部１３のうちモールド領域１４の範囲内においてシールド層が形成されるものとする。このとき、マスク２１１ｂに形成された開口部２１２の縦方向の長さはＤ１と略等しい（Ｄ１と等しいか又はＤ１よりもわずかに大きい）。このように、開口部の長さＤ１をモールド領域１４の長さと略同等とすることにより、モールド領域１４以外にシールド層を形成しないように選択的な静電方式による塗布が可能となる。また、上方向から見た場合、開口部２１２は、その内部に、点線で示される４つのスプレーノズル２０２を含むような大きさを有する。スプレーノズル２０２からは、シールド層を形成するための液剤が二点鎖線で示される範囲２０３ａに広がるように吐出される。このとき、シャッタ部２１１ａの開閉動作（図中の矢印で示される左右方向の移動）を行うことにより、スプレーノズル２０２から吐出される液剤の到達範囲を制限する。これにより、ワーク１０上の適切な領域において、薄くかつ均一な信頼性の高いシールド層を形成することができる。

図３（Ｂ）のシャッタ２１０ｂは、２つのシャッタ部２１１ａ、及び、３つの開口部２１３が形成されたマスク２１１ｃを備えて構成される。ワーク１０は、外形部１３及び一辺の長さがＤ２の複数のモールド領域１５を有する。このとき、マスク２１１ｃに形成された３つの開口部２１３のそれぞれの縦方向の長さはＤ２と略等しい（Ｄ２と等しいか又はＤ２よりもわずかに大きい）。また、上方向から見た場合、３つの開口部２１３はそれぞれ、その内部に、点線で示される３つのスプレーノズル２０２のそれぞれを含むような大きさを有する。このような構成により、例えば行列状にモールド領域が配置されたマトリクスパッケージであるワーク１０上の適切な領域において、薄くかつ均一な信頼性の高いシールド層を形成することができる。図３（Ｂ）のシャッタ２１０ｂの構成は、例えばＴ／Ｆ装置１００ｃのようにモールド領域の外周にアウターリードが露出するような形態のワークに対するシールド層の成形に適して用いられる。なお、シールド層を選択的に成形する場合には、可動のシャッタ２１０ｂのようなマスク２１１ｂを用いることなく、シールド層を成形する領域のみに開口部が設けられた板状またはシート状のマスク部材を用いてもよい。この場合、このマスク部材をワーク１０に重ね合わせた状態で塗布部２５０を通過させるだけで選択的なシールド層の成形が可能である。また、マスク部材に替えて、マスク材料を別途の工程により塗布して用いてもよい。

次に、図４乃至図７を参照して、本実施形態における半導体装置の製造方法について説明する。図４乃至図７は、半導体装置の製造方法の工程図であり、本実施形態の処理部２００を用いて表面上にシールド層を形成して製造される半導体装置４００、５００、６００、７００の製造方法をそれぞれ示している。

まず、図４の半導体装置４００の製造方法について説明する。図４（Ａ）に示されるように、まず、基板４０１の上に、所定の間隔で柱状の複数の導電バンプ４０２（導電体）を形成する。基板４０１の内部には、図４（Ｅ）に示されるように配線層４０８が形成されている。また基板４０１の上において、隣接する導電バンプ４０２の間に、複数の電極部４０４（バンプ）を介して、半導体チップ４０３を搭載する。続いて図４（Ｂ）に示されるように、導電バンプ４０２の間に形成されるチップ実装領域に、例えばトランスファモールドにより樹脂４０５を充填し樹脂成形する。樹脂４０５は、例えば図１（Ａ）に示されるモールド装置１００ａにおけるプレス部１０３、１０４のモールド金型を用いて、導電バンプ４０２の高さと同一となるように基板４０１上に形成される。換言すれば、導電バンプ４０２が露出するように樹脂４０５の成形が行われる。
なお、トランスファモールド工程の詳細については、後述する。

続いて図４（Ｃ）に示されるように、処理部２００において静電方式によりシールド層４０６（薄膜層）を形成する。シールド層４０６は、例えば導電粒子（シールド材）とバインダー樹脂により構成されている。例えば、シールド層４０６は、上述したような液剤のうち溶媒を揮発させることで導電粒子としてのシールド材とバインダー樹脂とによって構成され、導電性や磁性を有する薄膜である。シールド層４０６は、導電バンプ４０２及び樹脂４０５の上に形成される。本実施形態において、シールド層４０６は均一厚の層状に形成される。ただし本実施形態はこれに限定されるものではなく、シールド層を網状や格子状等のパターン状に形成することもできる。

続いて図４（Ｄ）に示されるように、切断位置４０７（所定の位置）で半導体チップ４０３ごとに基板４０１（樹脂４０５及びシールド層４０６）を切断する。基板４０１は、例えば図１（Ｂ）に示されるダイシング装置１００ｂの加工部１２４におけるダイシングブレードにより切断される。

図４（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経て、更に基板４０１の配線層４０８と電気的に接続される電極部４０９（半田ボール）を、半導体チップ４０３の搭載面とは反対側の基板４０１の面上に形成することにより、図４（Ｅ）に示される半導体装置４００（成形品）が得られる。半導体装置４００の上面（主面）にはシールド層４０６が形成されており、シールド層４０６は導電バンプ４０２に電気的に接続されている。このため、半導体チップ４０３から放出されるノイズや外部からのノイズ（電磁波）は、シールド層４０６において吸収され、導電バンプ４０２を介して、グラウンド（ＧＮＤ）端子へ流される。このため、半導体チップ４０３から外部へのノイズの放出を防止し、半導体装置の動作信頼性を向上させ、かつ、外部ノイズによる半導体チップ４０３の誤作動や破損を効果的に防止することができる。なお、導電バンプ４０２を用いず、グラウンド（ＧＮＤ）端子への接続がなされていない場合でも、シールド層４０６としての機能を発揮できる場合がある。すなわち、電磁波シールド機能の１つとして、シールド層４０６におけるノイズの反射効果を有する。

次に、図５の半導体装置５００の製造方法について説明する。図５（Ａ）に示されるように、まず、基板５０１の上に、所定の間隔で複数の導電バンプ５０２を形成する。導電バンプ５０２の高さは、例えば導電バンプ４０２の高さよりも低く、導電バンプ５０２を露出させずに樹脂４０５の成形が行われる。基板５０１の内部には、図５（Ｅ）に示されるように配線層５０８が形成されている。また基板５０１の上において、隣接する導電バンプ５０２の間に、複数の電極部５０４（バンプ）を介して、半導体チップ５０３を搭載する。そして導電バンプ５０２の間に形成されるチップ実装領域に、例えばトランスファモールドや圧縮モールドにより樹脂５０５を充填する。樹脂５０５は、例えば図１（Ａ）に示されるモールド装置１００ａにおけるプレス部１０３、１０４のモールド金型を用いて、基板５０１上に形成される。このとき樹脂５０５は、半導体チップ５０３だけでなく導電バンプ５０２の全体を覆うように基板５０１上に成形される。

続いて図５（Ｂ）に示されるように、導電バンプ５０２が露出するように、導電バンプ５０２の上部の樹脂５０５を切削して角状又はＶ状の凹溝５０５ａを形成する。樹脂５０５は、例えばダイシング装置１００ｂにより切削される。この場合、切削刃により切削する場合には直線的に切削して例えば格子状又は平行線状に樹脂５０５を切削して、導電バンプ５０２を露出させることができる。また、レーザービームにより穿孔することで導電バンプ５０２の箇所のみを効率的に露出させることもできる。

続いて図５（Ｃ）に示されるように、処理部２００において静電方式によりシールド層５０６（薄膜層）を形成する。シールド層５０６は、凹溝５０５ａを含む樹脂５０５の上に形成される。このとき、凹溝５０５ａには導電バンプ５０２が露出しているため、シールド層５０６は導電バンプ５０２と電気的に接続される。

続いて図５（Ｄ）に示されるように、切断位置５０７で半導体チップ５０３ごとに基板５０１（樹脂５０５及びシールド層５０６）を切断する。このとき、切断位置５０７における切断幅は、凹溝５０５ａの幅よりも小さい。このため、例えばダイシング装置１００ｂにおいて、凹溝５０５ａの幅よりも小さい幅のダイシングブレードを用いて切断する。

図５（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経て、更に基板５０１の配線層５０８と電気的に接続される電極部５０９を、半導体チップ５０３の搭載面とは反対側の基板５０１の面上に形成することにより、図５（Ｅ）に示される半導体装置５００（成形品）が得られる。半導体装置５００の上面にはシールド層５０６が形成されており、これにより、半導体装置４００と同様の効果を得られるほか、半導体装置５００の上面のみならず側面においてもシールド機能を付加することができ、シールド性を一層向上させることができる。また、導電バンプ５０２が露出するように樹脂５０５を成形する必要がないため、圧縮モールドによっても成形が可能であり、１２インチや１８インチのウエハや５００ｍｍ角程度の基板のような大型のワークをモールドしたワークに対しても、シールド層を好適に成形することができる。

次に、図６の半導体装置６００の製造方法について説明する。図６（Ａ）に示されるように、まず、基板６０１の上に、所定の間隔で複数の半導体チップ６０３を搭載する。また、半導体チップ６０３は、ワイヤ６１１を用いたボンディングにより、基板６０１上の配線（端子）と電気的に接続される。

続いて図６（Ｂ）に示されるように、複数の半導体チップ６０３のそれぞれを覆うように、基板６０１上に樹脂６０５を成形する。樹脂６０５は、半導体チップ６０３ごとに形成されている。このため、例えばモールド装置１００ａにおいて、独立した複数のキャビティを備えたモールド金型を用いたトランスファモールドにより樹脂６０５を成形する。

続いて図６（Ｃ）に示されるように、複数の樹脂６０５のそれぞれの表面上にシールド層６０６を選択的に（パッケージごとに）形成することにより、半導体装置６００が得られる。半導体装置６００は、選択的に（パッケージごとに）形成された複数のシールド層６０６を有するため、図３（Ｂ）に示されるシャッタ２１０ｂのように選択的にシールド層６０６を成形できる手法を用いることが好ましい。この場合、他の例で示す半導体装置のように導電バンプに複数のシールド層６０６を接続してもよいし、基板６０１上に配置した端子にシールド層６０６を接続してもよい。この場合、前述の半導体装置と同様の効果を得られるほか、半導体チップ６０３を含む樹脂６０５をシールド層６０６によって完全に被覆することができるため、シールド性の高いシールド層とすることができる。

次に、図７の半導体装置７００の製造方法について説明する。図７（Ａ）に示されるように、まず、ステンレス等からなるキャリア７０１の上に、粘着テープ７１４を配置する。そして粘着テープ７１４の上に、所定の間隔で複数の導電バンプ７０２を形成する。また粘着テープ７１４の上において、隣接する導電バンプ７０２の間に、半導体チップ７０３を搭載する。

続いて図７（Ｂ）に示されるように、導電バンプ７０２の間に形成されるチップ実装領域に、例えばトランスファモールドにより樹脂７０５を充填する。樹脂７０５は、例えば図１（Ａ）に示されるモールド装置１００ａにおけるプレス部１０３、１０４のモールド金型を用いて、粘着テープ７１４上に形成される。このとき樹脂７０５は、半導体チップ７０３の全体を覆う一方、導電バンプ５０２の少なくとも表面を露出するように、粘着テープ７１４を介してキャリア７０１上に成形される。

続いて図７（Ｃ）に示されるように、処理部２００において静電噴霧又は静電塗布によりシールド層７０６（薄膜層）を形成する。シールド層７０６は、樹脂７０５及び導電バンプ７０２上に形成される。このとき、シールド層７０６は導電バンプ７０２と電気的に接続される。

続いて図７（Ｄ）に示されるように、図７（Ｃ）の構造体から粘着テープ７１４及びキャリア７０１を剥離する。その結果、導電バンプ７０２、半導体チップ７０３及び樹脂７０５の裏面（キャリア７０１側の面）は露出する。なお、図７（Ｄ）は図７（Ｃ）と比べて上下方向が逆になった状態を示している。

続いて図７（Ｅ）に示されるように、半導体チップ７０３及び樹脂７０５の露出面（粘着テープ７１４が貼られていた面）に、配線層７０９が形成されている再配線層７１６を成形する。そして、切断位置７０７で半導体チップ７０３ごとに再配線層７１６（樹脂７０５及びシールド層７０６）を切断する。再配線層７１６は、例えば図１（Ｂ）に示されるダイシング装置１００ｂの加工部１２４におけるダイシングブレードにより切断される。

図７（Ａ）〜（Ｅ）の工程を経ることにより、図７（Ｆ）に示される半導体装置７００（成形品）が得られる。半導体装置７００の上面にはシールド層７０６が形成されており、シールド層７０６は導電バンプ７０２に電気的に接続されている。このため、半導体装置４００と同様の効果を奏することができる。再配線層によりファンアウト型のパッケージとなる半導体装置７００として、薄型かつ小型でシールド機能を有するチップ型の半導体装置を製造することができる。

次に、図８及び図９を参照して、本実施形態における半導体装置の変形例について説明する。図８及び図９は、半導体装置の変形例を示す図である。図８（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれ左側はシールド層が形成される前の１個分の半導体装置についての断面図を示し、右側はシールド層が形成された後の１個分の半導体装置についての断面図を示している。図８（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれの半導体装置８００ａ〜８００ｄは、基板８０１上に半導体チップ８０３を搭載し、半導体チップ８０３はワイヤ８１１を用いて基板８０１上の配線に電気的に接続されている。半導体チップ８０３及びワイヤ８１１は、樹脂８０５で覆われている。また、基板８０１の半導体チップ８０３の搭載面とは反対側の面には、電極部８０９が形成されている。

図８（Ａ）に示される半導体装置８００ａは、図４の半導体装置４００の製造方法と同様に製造することができる。この半導体装置８００ａは、樹脂８０５の内部に金または銅のループワイヤ等の線状の導電体８０２ａを有する。導電体８０２ａは、基板８０１の内部に形成されている配線層８０８ａと電気的に接続されている。シールド層８０６ａは、樹脂８０５の上に形成されると共に、樹脂８０５の上面に露出させた導電体８０２ａと電気的に接続される。このような構成により、シールド層８０６ａは、電極部８０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続される。

図８（Ｂ）に示される半導体装置８００ｂは、図５の半導体装置５００の製造方法と同様に製造することができる。この半導体装置８００ｂは、樹脂８０５の内部にループワイヤ等の導電体８０２ｂを有する。導電体８０２ｂは、図８（Ａ）の半導体装置８００ａの導電体８０２ａとは異なり、樹脂８０５の上面には露出しておらず、樹脂８０５の側面において露出している。換言すると、樹脂８０５が切削されることで図８（Ａ）の導電体８０２ａが途中で切断され断面が露出した構造を有する。また導電体８０２ｂは、基板８０１の内部に形成されている配線層８０８ｂと電気的に接続されている。シールド層８０６ｂは、樹脂８０５の上面だけでなく樹脂８０５の側面にも形成されることにより、導電体８０２ｂと電気的に接続される。このような構成により、シールド層８０６ｂは、電極部８０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続される。

図８（Ｃ）に示される半導体装置８００ｃは、図５の半導体装置５００の製造方法と同様に製造することができる。この半導体装置８００ｃは、図８（Ａ）、（Ｂ）の半導体装置８００ａ、８００ｂとは異なり、樹脂８０５の内部に導電体や導電バンプを有しない。ただし、基板８０１の上面（半導体チップ８０３の搭載面）の一部が切断（ハーフカット）されている。このため、基板８０１の内部に形成されている配線層８０８ｃは、基板８０１の側面において露出している。そしてシールド層８０６ｄは、樹脂８０５の上面だけでなく樹脂８０５の側面及び基板８０１の側面のうち少なくとも一部の領域にも形成される。このため、シールド層８０６ｃは、直接に基板８０１の内部の配線層８０８ｃと電気的に接続される。このような構成により、シールド層８０６ｃは、電極部８０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続される。

図８（Ｄ）に示される半導体装置８００ｄは、図６の半導体装置６００の製造方法と同様に製造することができる。この半導体装置８００ｄは、基板８０１の表面（半導体チップ８０３の搭載面）に形成された端子部８０２ｄを有する。そしてシールド層８０６ｄは、樹脂８０５の上面だけでなく樹脂８０５の側面に形成される。このため、シールド層８０６ｄは、端子部８０２ｄを介して、基板８０１の内部の配線層８０８ｄと電気的に接続される。このような構成により、シールド層８０６ｄは、電極部８０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続される。

図９（Ａ）〜（Ｃ）の半導体装置９００ａ〜９００ｃは、配線層９０８が形成された基板９０１の上に半導体チップ９０３が搭載されている。半導体チップ９０３は、ワイヤ９１１により、基板９０１上の配線と電気的に接続されている。半導体チップ９０３及びワイヤ９１１は、樹脂９０５で覆われている。また、基板９０１の半導体チップ９０３の実装面上には、端子部９０２が形成されている。端子部９０２は、配線層９０８を介して電極部９０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続されている。

図９（Ａ）に示される半導体装置９００ａにおいて、樹脂９０５の上面及び側面にシールド層９０６ａが形成されている。シールド層９０６ａは、端子部９０２と電気的に接続されている。シールド層の形態及びＧＮＤ端子への接続形態については、これに限定されるものではなく、前述の形態を含め他の形態を採用することもできる。更に、半導体装置９００ａには、シールド層９０６ａの上面及び側面（外周）及び基板９０１の側面を覆うように保護層９４０ａ（樹脂層）が形成されている。保護層９４０ａは、外部との摩擦や接触によるシールド層９０６ａの剥離や、半導体装置９００ａの膨張やガス放出によるシールド層９０６ａのひび割れや膨れのようなシールド層９０６ａの破損を防止するために、シールド層９０６ａの外周を被覆し保護する機能を有する。また、保護層９４０ａは、例えば金属粒子としてシールド材を含むシールド層９０６ａが外部と接触し電気的な接続がされてしまうのを防止する絶縁層としての機能も有する。このような機能を目的とする場合には、保護層９４０ａは例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

また、同図に示すような構成を一例として、本実施例の半導体製造装置では、テーブル２０１の移動方向において複数の塗布部２５０を備えることで、複数の機能層を連続で成形することで、効率的に機能層を成形することもできる。

図９（Ｂ）に示される半導体装置９００ｂにおいて、基板９０１の裏面（半導体チップ９０３の搭載面とは反対側の面）に、複数の電極部９０９（バンプ）が設けられている。そして、シールド層９０６ｂ及び保護層９４０ｂは、複数の電極部９０９の間の領域にも形成されている。このように半導体装置９００ｂは、樹脂側及びキャリア側の両面（基板９０１の両面側）にシールド層９０６ｂを含むシールド構造を有する。このとき、基板９０１の裏面のシールド層９０６ｂ及び保護層９４０ｂは、所定の幅を有する格子状に形成すれば、ＧＮＤ端子に接続されるシールド層９０６ｂと外部接続用端子との接触を回避することができる。

図９（Ｃ）に示される半導体装置９００ｃにおいて、シールド層９０６ｃの上には保護層９４０ｃ（誘電体層）が形成されている。更に、保護層９４０ｃの上にはアンテナ層９５０（アンテナパターン）が形成されている。アンテナ層９５０は、樹脂９０５に形成された凹部９６１を介して、基板９０１の表面上（半導体チップ９０３の実装面）に形成された端子部９５２と電気的に接続されている。このような構成により、本実施形態の半導体製造装置を用いて、アンテナ層９５０において送受信される無線通信のための信号と、半導体チップ９０３の処理に係る信号との混信を防止できる無線通信機能を有する半導体装置９００ｃを製造することができる。なお、アンテナ層９５０の保護のためにこの層の上に保護層９４０ｃを形成してもよい。

図９（Ｄ）に示される半導体装置９００ｄにおいて、配線層９０８が形成された基板９０１の上に複数の導電バンプ９０２ｄが形成されている。また、複数の導電バンプ９０２ｄの上に、半導体チップ９０３ｄ（ＴＳＶチップ）が配置されている。半導体チップ９０３ｄには、半導体チップの表面と裏面とが貫通した電極であるＴＳＶ９８２（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）が形成されている。また、半導体チップ９０３ｄ及び樹脂９０５の表面上には、放熱層としてのシールド層９０６ｄが形成されている。シールド層９０６ｄは、半導体チップ９０３ｄに形成されたＴＳＶ９８２を介して、導電バンプ９０２ｄ及び電極部９０９（ＧＮＤ端子）と電気的に接続されている。

このように半導体装置９００ｄは、樹脂９０５（半導体パッケージの樹脂封止領域）の主面の全体において放熱可能な構成を有する。通常、導電性の高い粒子は熱伝導性も高いため、シールド層は放熱層としても機能する。半導体装置９００ｄのように半導体チップ９０３ｄを露出させるようにモールドし、半導体チップ９０３ｄとシールド層９０６ｄとを接触させることで、半導体チップ９０３ｄにおける発熱をシールド層９０６ｄに伝えて効率的に放熱することができる。この場合、ＴＳＶ９８２にもシールド層９０６ｄが接続されるようしたときには、シールド層９０６ｄとＧＮＤ端子との電気的な接続も合わせて行うことができる。また、半導体装置９００ｄの側面にも同様のシールド層（放熱層）を形成することもできる。このような構成によれば、半導体装置の全面から放熱を行うことが可能となる。また半導体装置９００ｄは、通常のパッケージよりも放熱面が広いため、より効率的な放熱が可能となる。

図９（Ｄ）に示されるように、半導体装置９００ｄにおいて、より効率的に放熱を行うには、半導体チップ９０３ｄの上面をシールド層９０６ｄに接触させることが好ましい。このため、シールド層９０６ｄを形成する前に半導体チップ９０３ｄを露出した状態で樹脂成形可能なトランスファ成形を行うことが好ましい。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、半導体チップ９０３ｄをシールド層９０６ｄに接触させる代わりに、半導体チップ９０３ｄをシールド層９０６ｄに近接させる（半導体チップ９０３ｄとシールド層９０６ｄとの距離を近づける、すなわちそれらの間に介在する樹脂９０５の層を薄くする）ことにより、同等の効果が得られる。なお、半導体装置９００ｄの半導体チップは、ＴＳＶチップ以外の通常の半導体チップであってもよい。

このように、本発明に係る製造装置によれば、図８及び図９に示されるような各種形状の半導体装置についても好適に製造することができる。

次に、図１０を参照して、本実施形態における半導体装置の製造方法（トランスファモールド工程）について説明する。図１０は、本実施形態におけるトランスファモールド工程の説明図である。図１０のトランスファモールド工程は、半導体装置の樹脂（パッケージ）を成形するための工程であり、例えば図１の樹脂モールド装置１００ａのプレス部１０３、１０４において実行される。

本実施形態におけるモールド金型は、トランスファ成形金型であり、図１０（Ａ）に示されるようなトランスファ成形装置にて用いられる。本実施例の金型は、上金型１０５０（第１の金型）及び下金型１０６０（第２の金型）を備えて構成されている。トランスファモールド工程において、まず図１０（Ａ）に示されるように、導電バンプ１００２及び半導体チップ１００３が搭載された基板１００１を、下金型１０６０の上に載置する。この際、ポット１０６１には、液状樹脂１０７０が供給される。上金型１０５０にはキャビティ１０５１が設けられている。また上金型１０５０には、カル１０５２、ランナ１０５３、及び、ゲート１０５４が形成されており、ランナ１０５３はキャビティ１０５１に連通している。

続いて図１０（Ｂ）に示されるように、上金型１０５０（一方金型）と下金型１０６０（他方金型）とを用いて基板１００１をクランプする。このとき、基板１００１上には導電バンプ１００２が形成されており、上金型１０５０のキャビティ１０５１の底面は、導電バンプ１００２の上面に当接する。樹脂成形時において、上金型１０５０は基板１００１を上面側（一方面側、第１の面側）から押さえ付け、下金型１０６０は基板１００１を下面側（他方面側、第２の面側）から押さえ付ける。このように樹脂成形の際には、上金型１０５０と下金型１０６０とで基板１００１をクランプし（挟み）、キャビティ１０５１の内部に樹脂１００５を充填する。

本実施例において、上金型１０５０と下金型１０６０（基板１００１）との間には、金型の表面に倣って配置された、樹脂との接触を防止し離型を容易にするためのリリースフィルム１０７２を設けることが好ましい。上金型１０５０は、このような目的で用いられ弾性を有するリリースフィルム１０７２を介して基板１００１を押さえ付けることにより、基板１００１面におけるフラッシュばりの発生を防止して、樹脂成形後に基板１００１を金型から容易に取り外す（離型する）ことが可能になる。また本実施形態において、導電バンプ１００２をリリースフィルム１０７２にめり込ませるように押し付けることにより、導電バンプ１００２の端面をリリースフィルム１０７２で被覆した状態でモールドすることによりこれを露出させることができる。

１０７０は、ポット１０６１に供給された液状樹脂（熱硬化性樹脂）である。樹脂成形時には、下金型１０６０のポット１０６１の中で液状樹脂１０７０を加熱する。そして、トランスファ機構（不図示）によってポット１０６１に沿って上下に摺動可能に構成されたプランジャ１０６２を上動させて加熱した樹脂を圧送することにより、図１０（Ｃ）に示されるように、上金型１０５０と下金型１０６０との空間（キャビティ１０５１の内部）が樹脂１００５で充填される。なお、液状樹脂１０７０に代えて、円柱状の樹脂タブレットを供給することもできる。また、粒状、顆粒状やゲル状の樹脂を用いてもよい。

プランジャ１０６２によって液状樹脂１０７０が圧送されることにより、加熱された樹脂は、カル１０５２、ランナ１０５３、及び、ゲート１０５４を介して、キャビティ１０５１の内部に供給される。このように、液状樹脂１０７０が加熱されて樹脂１００５となり、上金型１０５０と下金型１０６０で形成された空間（キャビティ１０５１の内部）に注入される。その結果、図２（Ｃ）に示されるように、上金型１０５０と下金型１０６０の間の空間（キャビティ１０５１の内部）は、樹脂１００５により充填される。

樹脂１００５の充填後、樹脂１００５を硬化させるために所定時間だけ待機し、上金型１０５０及び下金型１０６０の型閉状態を開放する。そして、樹脂成形された成形品が搬出された後に金型面をクリーニングし、１回の樹脂モールド工程が終了する。上記工程を経た後、例えば図１の樹脂モールド装置１００ａの処理部１０５に成形品を搬送し、処理部１０５において成形品の表面上に前述のシールド層を形成する工程を開始する。

このように本実施形態によれば、導電バンプ１００２をリリースフィルム１０７２に押し付けた後に液状樹脂１０７０（樹脂１００５）がキャビティ１０５１の内部に注入される。その結果、導電バンプ１００２の端面に樹脂１００５が回り込むことはなく、導電バンプ１００２を確実に露出させることができる。このため、同一の装置内で樹脂成形されたワークに対して別途の処理（露出処理）を行うことなく円滑にシールド層の成形を行うことができる。

次に、図１１を参照して、本実施形態における半導体装置の製造方法（圧縮モールド工程）について説明する。図１１は、本実施形態における圧縮モールド工程の説明図である。図１１の圧縮モールド工程は、半導体装置の樹脂（パッケージ）を成形するための工程である。図１０の圧縮モールド工程は、半導体装置の樹脂（パッケージ）を成形するための工程であり、例えば図１の樹脂モールド装置１００ａのプレス部１０３、１０４において実行される。

本実施形態におけるモールド金型は、圧縮成形金型であり、図１１（Ａ）に示されるような圧縮成形装置にて用いられる。本実施形態の金型は、上金型１１５０（第１の金型）及び下金型１１６０（第２の金型）を備えて構成されている。圧縮モールド工程において、まず図１１（Ａ）に示されるように、導電バンプ１１０２及び半導体チップ１１０３が搭載された基板１１０１を、上金型１１６０に載置（固定）する。また、樹脂１１０５（シリコーン樹脂なエポキシ樹脂等の液状樹脂）を、リリースフィルム１１７２を介して下金型１１６０のブロック１１６２上に保持する。リリースフィルム１１７２は、下金型１１６０に吸着固定されている。樹脂１１０５は、事前にディスペンサ（不図示）を用いて下金型１１６０上に供給される。

下金型１１６０は、例えば円柱状または直方体状のブロック型に形成されたキャビティ駒１１６２、この外周に配置される枠状のクランパ１１６４、及び、ばね１１６５（付勢部材）を備えて構成される。またキャビティ駒１１６２にはエア（空気）を吸引するための通路５８ａ（吸着孔）が形成されている。同様に、クランパ１１６４には、エアを吸引するための通路５８ｂが形成されている。キャビティ駒１１６２及びクランパ１１６４の表面（上面）には、リリースフィルム１１７２が設けられている。また、キャビティ駒１１６２の上面には、リリースフィルム１１７２を介して樹脂１１０５が保持される。

続いて、図１１（Ｂ）に示されるように、上金型１１５０と下金型１１６０を型閉じし、これらを用いて基板１１０１をクランプする。さらに型締めすることで、上金型１１５０よりクランパ１１６４が押し下げられることでばね１１６５が縮められ、キャビティ駒１１６２とクランパ１１６４とにより構成されるキャビティ凹部１１６１の深さが浅くなっていく。これにより、図１１（Ｂ）に示されるように、基板１１０１は樹脂１１０５を押圧すると共に、導電バンプ１１０２はリリースフィルム１１７２を介してキャビティ駒１１６２を押圧する。その結果、樹脂１１０５は、複数の半導体チップ１１０３の全てを覆うように平坦化される（圧縮成形）。

このとき、下金型１１６０のキャビティ駒１１６２及びクランパ１１６４は、リリースフィルム１１７２を介して基板１１０１を押さえ付けることにより、基板１１０１面におけるフラッシュばりの発生を防止して、樹脂成形後に基板１１０１を金型から容易に取り外す（離型する）ことが可能になる。また本実施形態において、導電バンプ１１０２をリリースフィルム１１７２に押し付けることにより、導電バンプ１１０２を露出させることができる。

続いて、上金型１１５０及び下金型１１６０を型開きし、成形品を取り外す（離型する）。上記工程を経た後、例えば図１の樹脂モールド装置１００ａの処理部１０５に成形品を搬送し、処理部１０５において成形品の表面上に前述のシールド層を形成する工程を開始する。なお、圧縮モールド工程では、図１０を参照して説明したトランスファモールド工程とは異なり、導電バンプ１１０２を確実に露出させることが困難である場合が多い。このため、必要に応じて、圧縮モールド工程後にレーザ処理やグラインド処理等の露出工程（導電バンプを露出させるための工程）を追加することが好ましい。

次に、図１２を参照して、本実施形態における半導体装置の製造方法（ダイシング工程）について説明する。図１２は、本実施形態におけるダイシング工程の説明図である。図１２のダイシング工程は、半導体装置の樹脂（パッケージ）を切削又は切断するための工程であり、例えば図１のダイシング装置１００ｂの加工部１２２、１２４において実行される。図１２（Ａ）は、例えば加工部１２２においてワーク（シールド層を形成する前の成形品）を所定の位置で切削する様子を示している。図１２（Ｂ）は、例えば加工部１２４において切削後のワーク（切削後であってシールド層を形成した後の成形品）を所定の位置で切断する様子を示している。

図１２（Ａ）に示されるように、加工部１２２は、テーブル１２５０、スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂ、及び、ダイシングブレード１２６１ａ、１２６１ｂを有する。スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂ（第１のスピンドル、第２のスピンドル）は、互いに向かい合うように設けられており、Ｘ方向に互いに独立して移動可能に構成されている。ダイシングブレード１２６１ａ、１２６１ｂ（切削刃：以下、単に「ブレード」という）は、それぞれ、スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂの先端部に取り付けられている。このように、本実施形態では、２つのスピンドル１２６０ａ、１２６０ｂのブレード１２６１ａ、１２６１ｂ同士を対向して設け、ワーク（成形品）を同時に切削可能なツインスピンドル構成を有する。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、１つのスピンドルのみを備えたシングルスピンドル構成であってもよい。テーブル１２５０は、ワークを回転可能に構成された回転テーブルである。

ブレード１２６１ａ、１２６１ｂは、スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂのそれぞれの内部に設けられたモータ（不図示）によりスピンドル１２６０ａ、１２６０ｂの回転とともに回転し、テーブル１２５０上に載置されたワークを切削することが可能である。スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂは、位置決めモータ（不図示）により所定の方向に移動可能に構成されており、ワークの切削位置を所定の方向に移動させることができる。位置決めモータとしては、回転数が可変可能であって任意の値に設定できる例えばサーボモータやリニアモータが用いられる。このため、位置決めモータは、スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂを所定の方向に任意の一定速度で移動させることができる。また本実施形態において、１つのスピンドル（スピンドル１２６０ａ、１２６０ｂの少なくとも一方）に複数のブレードを取り付けたマルチブレード構成としてもよい。

図１２（Ａ）において、テーブル１２５０の上に載置された基板１２０１には、樹脂１２０５が成形されている。そして、ブレード１２６１ａ、１２６１ｂは、樹脂１２０５の一部（上側の一部）を所定の位置で切削し、凹溝１２０５ａを形成する。例えば、図５（Ｂ）を参照して説明したように、導電バンプが露出するように、導電バンプの上部の樹脂を切削することにより凹溝５０５ａ（図１２（Ａ）中の凹溝１２０５ａに相当）を形成する。

続いて、シールド層等が適宜形成されたワークに対し、図１２（Ｂ）において、ブレード１２６２ａ、１２６２ｂは、所定の位置（凹溝１２０５ａの位置）で樹脂１２０５及び基板１２０１を切断する。例えば、図５（Ｄ）を参照して説明したように、凹溝５０５ａ（凹溝１２０５ａ）の位置に相当する切断位置５０７（図１２（Ｂ）中の切断位置１２１７に相当）で、樹脂１２０５及び基板１２０１(及びシールド層）を切断する。このとき、切断位置１２１７における切断幅は、凹溝１２０５ａの幅よりも小さい。このため、図１２（Ｂ）のブレード１２６２ａ、１２６２ｂの幅は、図１２（Ａ）のブレード１２６１ａ、１２６１ｂの幅よりも小さい。

なお、本実施形態の加工部は、これに限定されるものではなく、他の用途にも適用可能である。また、加工部は、撮像装置やレーザ変位計等を用いて切断位置を正確に特定できるように構成してもよい。

次に、図１３を参照して、本実施形態における処理部の変形例について説明する。図１３は、シールド層を形成するための処理部の変形例を示す図である。本変形例は、オフローダハンド１３０８（搬送部）にスプレーノズル１３８２を設けている。図１３（Ａ）〜（Ｄ）の順に、本変形例の処理部によるシールド層の形成方法（成膜方法）について説明する。なお、図１３（Ｂ）〜（Ｄ）においては、上金型１３５０を省略している。

まず、図１３（Ａ）に示されるように、下金型１３６０の上に樹脂１３０５を成形した基板１３０１が載置されている。図１３（Ａ）は、上金型１３５０と下金型１３６０で基板１３０１をクランプして、基板１３０１上に樹脂１３０５を成形した後の状態（上金型１３５０と下金型１３６０の離型後の状態）を示している。オフローダハンド１３０８は、樹脂成形後のワーク（樹脂１３０５が成形された基板１３０１）を取り出すための搬送部である。本変形例において、オフローダハンド１３０８にはスプレーノズル１３８２（静電式塗布部）が設けられている。

続いて図１３（Ｂ）に示されるように、オフローダハンド１３０８は、樹脂成形後のワークを取り出すため、下金型１３６０の上方まで移動する。オフローダハンド１３０８の移動中（図１３（Ｂ）中の矢印方向への移動中）、オフローダハンド１３０８に設けられたスプレーノズル１３８２から液剤を塗布し、樹脂１３０５の表面上にシールド層１３０６を形成する。その結果、オフローダハンド１３０８の移動と共に、シールド層１３０６の形成が完成する。

続いて図１３（Ｃ）に示されるように、オフローダハンド１３０８は、シールド層１３０６が形成されたワークを保持し、下金型１３６０から取り出す。そして図１３（Ｄ）に示されるように、オフローダハンド１３０８は、下金型１３６０から取り出したワークを矢印方向に搬送する。このように、本変形例によれば、樹脂成形後のワークを取り出すためのオフローダハンドに、静電式の塗布を行うためのスプレーノズルを設け、オフローダハンドの移動中にシールド層の形成が可能である。このため、別途のシールド層の成形のための塗布部を設ける必要がなく、より低コストかつ効率的にシールド層を形成することができる。

本実施形態によれば、低コストで高品質な成膜処理が可能な半導体製造装置、半導体装置、および、半導体装置の製造方法を提供することができる。

以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。ただし、本発明は、上記実施形態にて説明した事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。

本実施形態の処理部では、成膜処理として機能層の一例のシールド層を形成しているが、これに限定されるものではなく、シールド層以外の他の薄膜として、波長変換層（蛍光体膜）や、反射防止膜や、フィルタ層等の任意の光学機能を有する膜や層を付加的に形成することもできる。また、レジスト膜、透明配線層、短波長高透過率絶縁膜、絶縁膜等といった膜や層を付加的に形成することもできる。

また、半導体チップとしては、データ、信号、電流又は電圧などの各種の物理量を電気的又は磁気的に処理可能な各種のチップ素子を用いることができる。このようなチップとしては、例えば、メモリ系、マイコン系、ロジック系などの各種のＩＣ、又は、ＭＥＭＳチップやセンサチップなどの検出機能や駆動機能を行うものでもよい。さらに、オプトエレクトロニクスに用いる発光／受光素子であってもよく、インバータに用いるＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタやダイオードであってもよい。さらに、各種のダイオード、トランジスタまたはサイリスタなどのディスクリート素子にも適用可能である。これらによれば、チップにおける誤作動、データの破損、素子の破損又は信号の改ざんなどの不具合又は不適正な処理の発生を防止し、半導体チップやその目的となる処理を保護することができる。

また、メモリ系のチップは、ＤＲＡＭであってもよいし、ＭＲＡＭであってもよい。ＭＲＡＭのように磁気的な情報記録機構を有する記録装置にあっては、本実施例におけるシールドは磁気シールドとして機能することで、より素子の保護が効果的に行われる。

なお、本実施例において開示された発明は、上述した各図に示すような実施例の構成においてのみ成立するものではなく、それぞれの作用効果に対応する必要最小限の構成を含んだ装置や方法として成立する。一例として、ワークを収容し供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ワークに対して塗布による機能層の成膜処理を行う処理部と、前記機能層の成膜処理後のワークを収納する収納部と、を有していればよく、モールドや切削などの機能を必ずしも備える必要は無い。

１００ａ モールド装置
１００ｂ ダイシング装置
１００ｃ Ｔ／Ｆ装置
１００ｄ 移載装置

Claims (15)

1. ワークを収容し供給する供給部と、
   前記供給部から供給された前記ワークに対して塗布による機能層の成膜処理を行う処理部と、
   前記機能層の成膜処理後のワークを収納する収納部と、を有することを特徴とする半導体製造装置。
2. 前記処理部は、前記ワークの表面に前記機能層としてシールド層を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記供給部から供給された前記ワークとしての被成形品に対して樹脂成形を行うプレス部を更に有し、
   前記処理部は、前記被成形品又は前記プレス部により樹脂成形された成形品の少なくとも一方に対して前記機能層として前記シールド層を形成するように構成されており、
   前記供給部、前記プレス部、前記処理部、及び、前記収納部は、一体的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
4. 前記供給部から供給された前記ワークをダイシングする加工部を更に有し、
   前記処理部は、前記加工部によりダイシングされた個片化ワークに対して前記機能層として前記シールド層を形成するように構成されており、
   前記供給部、前記加工部、前記処理部、及び、前記収納部は、一体的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
5. 前記供給部から供給された前記ワークのフレームを加工する加工部を更に有し、
   前記処理部は、前記加工部により加工されたワークに対して前記機能層として前記シールド層を形成するように構成されており、
   前記供給部、前記加工部、前記処理部、及び、前記収納部は、一体的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
6. 前記供給部から供給された前記ワークとしての複数の個片化ワークを、所定の間隔で配置する移載部を更に有し、
   前記処理部は、前記移載部により配置された前記複数の個片化ワークに対して前記機能層として前記シールド層を形成するように構成されており、
   前記供給部、前記移載部、前記処理部、及び、前記収納部は、一体的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
7. 前記処理部により前記機能層として前記シールド層が形成されたワークを検査する検査部を更に有し、
   前記供給部、前記処理部、前記検査部、及び、前記収納部は、一体的に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
8. 前記処理部は、
   前記ワークに向けて液剤を吐出するスプレーノズルと、
   前記ワークに形成される前記シールド層の形成範囲を制御するシャッタと、を有することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
9. 前記処理部は、前記プレス部から前記成形品を取り出す搬送部を有し、
   前記搬送部は、前記成形品に前記シールド層を形成するスプレーノズルを有することを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体製造装置により製造されることを特徴とする半導体装置。
11. 前記半導体装置は、
    基板と、
    前記基板の上に設けられた半導体チップと、
    前記半導体チップを封止する樹脂と、
    前記樹脂の表面上に形成されたシールド層と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記樹脂の内部に形成された導電体を更に有し、
    前記基板は、配線層を有し、
    前記導電体は、前記配線層と電気的に接続され、
    前記シールド層は、前記導電体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
13. 前記導電体は、前記樹脂の内部に形成された導電バンプ又はループワイヤであることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
14. 前記シールド層の表面に形成された保護層を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
15. 供給部、処理部、及び、収納部が一体的に設けられた半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
    前記供給部において、ワークを供給するステップと、
    前記処理部において、前記ワークに対して塗布による成膜処理を行うステップと、
    前記収納部において、成膜処理後のワークを収納するステップと、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。