JP5435016B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体チップの全体を樹脂で封止した後、半導体チップの少なくとも一部を露出させるようにレーザ照射によって樹脂を除去してなる半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体チップにおける表裏の両板面を封止する樹脂の除去方法に関する。
従来より、この種の半導体装置の製造方法としては、板状の半導体チップを用意し（用意工程）、半導体チップの全体を樹脂で封止した（樹脂封止工程）後、樹脂にレーザを照射して、照射された部分の樹脂を昇華させて除去することにより、半導体チップの一部を露出させる（樹脂除去工程樹脂）ようにした方法が提案されている（特許文献１参照）。
ここで、樹脂封止工程で、半導体チップの全体を封止するのは、金型を安価なものにできるためである。たとえば、キャビティ形状を変更するなどの金型の工夫により、半導体チップの一部のみを樹脂で封止することも可能であるが、その場合、半導体チップの露出部位に樹脂が付着しないようにフィルムを設けたり、キャビティ形状を特殊なものにしたりする必要がある。その点、半導体チップ全体を封止する場合には、ごく一般的な金型で済むため安価なものとなる。
国際公開第２００９／０６９５７７号パンフレット
しかしながら、両板面が樹脂封止された状態の半導体チップに対して当該両板面の樹脂を除去する目的で、上記したようなレーザで昇華させて除去する方法を採用する場合、一方の板面側からレーザ照射して樹脂の除去を行った後、半導体チップの向きを変えるか、またはレーザ照射手段の位置を半導体チップの他方の板面側に移動させるかの工程を経て、他方の他面側からレーザ照射して樹脂の除去を行うことになる。
つまり、従来では、レーザ照射を、半導体チップの一方の板面側からと他方の板面側からとで分けて行うことが必要となり、手間かかってしまう。
また、このような問題は、半導体チップの一部を露出させる場合だけでなく、半導体チップの全体を樹脂で封止した後、レーザによる樹脂の除去を行って、半導体チップの全体を露出させる場合にも、同様に起こり得ることは明らかである。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体チップを樹脂で封止した後、半導体チップの少なくとも一部を露出させるようにレーザ照射によって樹脂を除去してなる半導体装置の製造方法において、半導体チップの片方の板面側からのレーザ照射のみで、両板面に位置する樹脂を、一括して除去できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、板状の半導体チップ（１０）を用意する用意工程と、半導体チップ（１０）の全体を樹脂（２０）で封止する樹脂封止工程と、樹脂（２０）にレーザ（Ｌ）を照射して、樹脂（２０）を昇華させて除去することにより、半導体チップ（１０）の少なくとも一部（２）を露出させる樹脂除去工程と、を備える半導体装置の製造方法において、さらに以下の点を特徴としている。
すなわち、用意工程では、半導体チップ（１０）として、樹脂（２０）よりもレーザ（Ｌ）の吸収率が低く且つレーザ（Ｌ）で溶融しない材料よりなるものを用意し、
樹脂除去工程では、レーザ（Ｌ）として、半導体チップ（１０）を透過するとともに、樹脂（２０）よりも半導体チップ（１０）の方が当該レーザ（Ｌ）の吸収率が小さくなる波長のものを照射して行い、当該レーザ（Ｌ）を、半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側から樹脂（２０）に照射することによって、当該一方の板面（１１）側を封止する樹脂（２０）を昇華させて除去し、続いてレーザ（Ｌ）を半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）側まで透過させ、当該透過したレーザ（Ｌ）により、当該他方の板面（１２）側を封止する樹脂（２０）を昇華させて除去することを特徴とする。
それによれば、半導体チップ（１０）の少なくとも一部（２）において樹脂（２０）を除去し、半導体チップ（１０）の両板面（１１、１２）を露出させるにあたって、半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側からのレーザ照射だけで、半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）側の樹脂（２０）も除去できるから、両板面（１１、１２）側からのレーザ照射を行うことなく、片方の板面（１１）側からの照射のみで、両板面（１１、１２）に位置する樹脂（２０）を、一括して除去することができる。
ここで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、樹脂除去工程では、半導体チップ（１０）の一部（２）にてレーザ（Ｌ）の照射による半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側および他方の板面（１２）側における樹脂（２０）の除去を行うものであり、半導体チップ（１０）の残部（１）はレーザ（Ｌ）の照射を行わずに樹脂（２０）で封止されたままの状態とすることを特徴とする。
半導体チップ（１０）の全体が露出するように樹脂（２０）を除去してもよいが、本発明の製造方法のように、半導体チップ（１０）の一部（２）は樹脂（２０）を除去して露出させ、残部（１）は樹脂（２０）で封止されたものとすることで当該残部（１）の保護等が図れる。
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、樹脂除去工程では、半導体チップ（１０）の一部（２）において、半導体チップ（１０）の側面（１３〜１６）のうちの少なくとも１つの側面（１４〜１６）と樹脂（２０）とが隙間を有して対向した状態で、当該少なくとも１つの側面（１４〜１６）が露出するように、半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側から照射されるレーザ（Ｌ）によって、当該少なくとも１つの側面（１４〜１６）側の樹脂（２０）を一部残して除去することを特徴とする。
それによれば、半導体チップ（１０）の一部（２）において、両板面（１１、１２）に加えてさらに少なくともの１つの側面（１４〜１６）が露出することになるが、当該少なくとも１つの側面（１４〜１６）は、これに隙間を有して対向する樹脂（２０）によって、当該樹脂（２０）からの応力を受けることなく保護されるものとなる。また、当該隙間も樹脂の型成形に比べて小さいものにできる。
また、請求項４に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、樹脂除去工程では、半導体チップ（１０）の一部（２）において、半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）と樹脂（２０）とが隙間を有して対向した状態で、当該他方の板面（１２）が露出するように、半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）側まで透過するレーザ（Ｌ）によって、当該他方の板面（１２）側の樹脂（２０）を一部残して除去することを特徴とする。
それによれば、半導体チップ（１０）の一部（２）において、露出する他方の板面（１２）は、これに隙間を有して対向する樹脂（２０）によって、当該樹脂（２０）からの応力を受けることなく保護されるものとなる。また、当該隙間も型成形に比べて小さいものにできる。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
（ａ）は本発明の第１実施形態に係る半導体装置Ｓ１を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。 第１実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂封止工程を示す工程図である。 第１実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 図３に続く樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第５実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の第７実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂封止工程および樹脂除去工程を示す工程図である。 本発明の参考例としての半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す概略斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置Ｓ１の概略構成を示す図であり、図１において（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。本実施形態の半導体装置Ｓ１は、大きくは、板状をなす半導体チップ１０と、半導体チップ１０の一部を封止する樹脂２０と、を備えて構成されている。
半導体チップ１０は、通常の半導体プロセスなどにより形成されたシリコン半導体などよりなる板状のものであり、ここでは、典型的な矩形板状をなしている。この半導体チップ１０には、図示しないが、不純物を拡散させてなる拡散配線や、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機物質などよりなる膜等が形成されている。
ここでは、半導体チップ１０は、一端１０ａから他端１０ｂへ（図１の右から左へ）延びる長方形板状をなすものである。この半導体チップ１０における各面については、一方の板面を表面１１とし、他方の板面を裏面１２とし、表裏両面１１、１２の端部を連結する４個の面１３、１４、１５、１６を側面１３、１４、１５、１６としている。
ここで、本半導体チップ１０における側面１３〜１６とは、一端１０ａ側の端面１３、他端１０ｂ側の端面１４、および当該両端１０ａ、１０ｂ間に延びる（ここではチップ長手方向に延びる）２個の側面１５、１６である。
また、ここでは、半導体チップ１０は、検出部としてのセンシング部１７を有するセンサチップとして構成されている。具体的には、ダイアフラムを有する圧力センサ、可動部を有する加速度センサや角速度センサ、あるいは熱式流量センサ等のセンサチップが挙げられる。センシング部１７は、半導体チップ１０の他端１０ｂ側における半導体チップ１０の表面１１に設けられている。
ここで、センシング部１７は、半導体チップ１０の裏面１２側に凹部を設けることで半導体チップ１０の表面１１側にて当該凹部の底部となる薄肉部として構成されている。この凹部は、たとえばシリコンの異方性エッチングなどにより形成されるものである。
具体的には、この薄肉部としてのセンシング部１７は、たとえば圧力検出を行うダイアフラムや力学量検出を行う可動部、あるいは、熱式流量検出素子を有するメンブレン等に相当する。
そして、半導体チップ１０は、センシング部１７を露出させるように半導体チップ１０の他端１０ｂ側を露出させた状態で、一端１０ａ側の残部が樹脂２０で封止されている。この樹脂２０は、エポキシ樹脂などのモールド樹脂であり、金型を用いたトランスファーモールド法などにより成形されたものである。
ここで、半導体チップ１０における一端１０ａ側であって樹脂２０で封止されている部位を第１の部位１、第１の部位１よりも他端１０ｂであってセンシング部１７を含んで樹脂２０より露出している部位を第２の部位２とする。このように、本半導体チップ１０においては、第２の部位２における半導体チップ１０の表面１１側にセンシング部１７が備えられている。
さらに言えば、本実施形態では、半導体チップ１０の他端１０ｂ側である第２の部位２は樹脂２０より突出しており、当該第２の部位２における半導体チップ１０の表裏両面１１、１２および全ての側面（ここでは３個の側面）１４、１５、１６の外側、つまり当該第２の部位２の全ての外面の外側には樹脂２０は存在しない。
このように、本実施形態では、センシング部１７を含む第２の部位２の全表面を樹脂２０より露出させることで、樹脂２０による応力からセンシング部１７を解放して精度良く検出可能としている。
また、半導体チップ１０は、第１の部位１にて基板３０に固定され支持されている。ここでは、半導体チップ１０の裏面１２と基板３０とを対向させた状態で、半導体チップ１０の第１の部位１と基板３０とが接着剤４０を介して接着されている。この接着剤４０は、たとえエポキシ樹脂等よりなる。
また、この基板３０は、リードフレームや配線基板などよりなる。ここで、リードフレームは、Ｃｕや４２アロイなどの導電性に優れた金属よりなるもので、エッチングやプレスなどにより形成されたものである。また、配線基板としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板などが挙げられる。そして、半導体チップ１０の第１の部位１および基板３０は、樹脂２０で封止されている。
また、図示しないが、半導体チップ１０と基板３０とは、樹脂２０の内部にてワイヤボンディングなどにより電気的に接続されている。さらに、図示しないが、基板３０の一部は端子部として構成され、この基板３０の端子部は樹脂２０より露出して外部と電気的に接続されるようになっている。なお、樹脂２０で封止されている部分は、外部から保護される。
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、述べる。本製造方法は、板状の半導体チップ１０を用意する用意工程と、半導体チップ１０の全体を樹脂２０で封止する樹脂封止工程と、樹脂２０にレーザを照射して、樹脂２０を昇華させて除去することにより、半導体チップ１０の一部、ここでは上記第２の部位２を露出させる樹脂除去工程と、を備える。
ここで、図２は本製造方法における樹脂封止工程を示す工程図、図３は樹脂除去工程を示す工程図、図４は図３に続く樹脂除去工程を示す工程図であり、これら各図２〜図４において（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。
ここで、本製造方法では、レーザＬとして、半導体チップ１０を透過するとともに半導体チップ１０における吸収率が樹脂２０における吸収率よりも小さい波長のものを選定して用いる。
具体的にレーザＬは、ＣＯ２（波長：約１０μｍ）、ＥｒＹＡＧ（波長：約３μｍ）、ＨｏＹＡＧ（波長：約１．５μｍ）、およびファイバーレーザなど、波長が１μｍを超えるレーザが採用される。
一方で、このレーザＬに合わせて、用意工程では、半導体チップ１０として、レーザＬを透過し且つ樹脂２０よりもレーザＬの吸収率が低く且つレーザＬで溶融しない材料よりなるものを用意する。
本実施形態の半導体チップ１０は、上述のように、半導体プロセスにより製造されるが、シリコン半導体よりなる本体部と、これに形成された拡散配線や、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機物質膜等とを備えてなり、このような半導体チップ１０は上記レーザＬに対応した特性を有する。
そして、本製造方法では、基板３０に半導体チップ１０を接着剤４０により固定する。その後、これら半導体チップ１０および基板３０の樹脂封止を行うが、ここでは、図２に示されるように、半導体チップ１０の全体、つまり第１の部位１および第２の部位２の両方を樹脂２０で封止する（樹脂封止工程）。この樹脂封止は、トランスファーモールド法などの金型を用いた方法により行われる。
次に、図３に示されるように、樹脂除去工程では、レーザＬとして、上述のように、半導体チップ１０を透過するとともに、樹脂２０よりも半導体チップ１０の方が当該レーザＬの吸収率が小さくなる波長のものを照射して行う。まず、半導体チップ１０の第２の部位２において、半導体チップ１０の表面１１側から樹脂２０にレーザＬを照射することによって、表面１１側を封止する樹脂２０を昇華して除去する。
このとき、本実施形態では、図３（ｂ）の矢印に示されるように、第２の部位２における半導体チップ１０の表面１１の外郭よりもはみ出すように、レーザＬをスキャンさせることで、第２の部位２における側面１４〜１６を封止する樹脂２０も除去する。
そして、レーザＬの照射を続け、第２の部位２における表面１１側の樹脂２０が除去されると、レーザＬは、半導体チップ１０の裏面１２側まで透過する。そのまま照射を続け、図４に示されるように、この裏面１２側に透過したレーザＬにより、第２の部位２の裏面１２側を封止する樹脂２０を昇華して除去する。このとき、半導体チップ１０はレーザＬでダメージを受けずに、樹脂２０が除去される。
具体的には、半導体チップ１０を構成する上記シリコン半導体、拡散配線、無機物質のレーザ吸収波長帯は１ｕｍ以下にあり、それよりも長い波長帯においては、半導体チップ１０は、レーザＬのエネルギーを吸収せずほぼ透過する。一方で、樹脂２０は長波長帯にも吸収ピークが存在し（たとえば−ＯＨ基の振動波長≒３ｕｍ、ＳＨ基の振動波長≒４ｕｍ、エポキシ３員環の振動は長≒８ｕｍなど）、広い領域においてレーザＬの吸収が可能である。
したがって、長波長（１ｕｍ超）かつ樹脂２０を除去することのできるレベルの低パワー密度（たとえば数十ｍＪ）のレーザＬを、半導体チップ１０の表面１１側に照射することにより、半導体チップ１０の機能損傷がなく、周囲の樹脂２０を選択的に除去することができる。
こうして、本実施形態の樹脂除去工程では、半導体チップ１０の一部（ここでは第２の部位２）にてレーザＬの照射による半導体チップ１０の表面１１側および裏面１２側における樹脂２０の除去が行われ、半導体チップ１０の残部（ここでは第１の部位１）はレーザＬの照射を行わずに樹脂２０で封止されたままの状態とされる。この樹脂除去工程の終了に伴い、本半導体装置ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、半導体チップ１０の第２の部位２において樹脂２０を除去し、半導体チップ１０の表裏の両板面１１、１２を露出させるにあたって、半導体チップ１０の表面１１側からのレーザ照射だけで、半導体チップ１０の裏面１２側の樹脂２０も除去できる。
そのため、表裏の両板面１１、１２側からのレーザ照射を行うことなく、表面１１側からの照射のみで、表裏の両板面１１、１２に位置する樹脂２０を、一括して除去することができる。
なお、このレーザ照射による樹脂除去工程においては、ワークを真空チャンバーなどに入れた状態とし、真空ポンプなどを用いて、ワークまわりを減圧雰囲気とすることによって、レーザＬにより昇華された樹脂２０の成分を排気させることが望ましい。
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。この図５では、樹脂２０の除去完了状態を示している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、第２の部位２を封止する樹脂２０の除去範囲が相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。
上記第１実施形態では、第２の部位２における半導体チップ１０の表裏両面１１、１２および全ての側面１４、１５、１６の外側には樹脂２０は存在しないものであった。それに対して、本実施形態では、図５に示されるように、第２の部位２における半導体チップ１０の表裏両面１１、１２のうちセンシング部１７を含む一部が露出するように、樹脂２０を除去する。
また、本実施形態では、第２の部位２において、半導体チップの表裏両面１１、１２のうちセンシング部１７の外側部分、および、当該表裏両面１１、１２の端部を連結する他端１０ｂ側の端面１４を含む３個の側面１４〜１６（つまり、全ての側面１４〜１６）は、樹脂２０で封止されたままとなっている。
このような本実施形態における樹脂２０の除去形態は、上記同様、半導体チップ１０の全体を封止する樹脂封止工程を行った後、樹脂除去工程において、図５の露出範囲に一致する範囲にてレーザＬをスキャンすることにより、容易に実現することができる。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。図６では、樹脂２０の除去完了状態を示している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、第２の部位２を封止する樹脂２０の除去範囲が相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。
本実施形態では、図６に示されるように、第２の部位２における半導体チップ１０の表裏両面１１、１２のうちセンシング部１７を含む一部が露出するように、樹脂２０を除去する。
さらに、ここでは、当該表裏両面１１、１２の露出部分において当該表裏両面１１、１２を連結する２個の側面１５、１６は、それぞれ樹脂２０の対向部２５、２６とは隙間を有して対向し、この隙間により露出している。
この対向部２５、２６は樹脂２０の一部であり、第１の部位１を封止する樹脂２０が延長された部位として形成されている。また、本実施形態では、第２の部位２において、半導体チップの表裏両面１１、１２のうち他端１０ｂ側の端面１４側の部位、および、当該端面１４は、樹脂２０で封止されたままとなっている。
このような本実施形態における樹脂２０の除去形態は、上記同様、半導体チップ１０の全体を封止する樹脂封止工程を行った後、樹脂除去工程において、図６の露出範囲に一致する範囲にてレーザＬをスキャンすることにより、容易に実現することができる。
具体的に樹脂除去工程では、半導体チップ１０の第２の部位２において、半導体チップ１０の側面１４〜１６のうちの上記２つの側面１５、１６と樹脂２０の対向部２５、２６とが隙間を有して対向した状態で、当該２つの側面１５、１６が露出するように、半導体チップ１０表面１１側から照射されるレーザＬによって、２つの側面１５、１６側の樹脂２０を一部残して除去する。
より具体的には、第２の部位２における半導体チップ１０の表面１１側にレーザＬを照射して、表裏両面１１、１２の樹脂２０の除去を行うとともに、上記２つの側面１５、１６と、これに対向して封止する樹脂２０との境界以上にレーザＬの照射範囲を広げ、当該境界近傍の樹脂２０を除去するようにする。
本実施形態によれば、半導体チップ１０の第２の部位２において、表裏両面１１、１２に加えてさらに２つの側面１５、１６が露出することになるが、当該２つの側面１５、１６は、これに隙間を有して対向する樹脂２０の対向部２５、２６によって、樹脂２０からの応力を受けることなく保護されるものとなる。
また、金型により、本実施形態のような対向部２５、２６を有する樹脂２０を成形する場合、一般には、樹脂２０で第１の部位１側を封止する成形を行った後、別途、第２の部位２側に対向部２５、２６を成形する、というように、封止部と対向部とを分けて成形する必要がある。それに対して、ここではレーザＬを用いることで１回の樹脂成形で形成可能である。
また、金型成形の場合、成形後の金型の抜き性や金型とワークとの密着性を確保するためのフィルムを介在させる等の必要があることから、対向部２５、２６と半導体チップ１０との隙間を小さくしにくい。それに対して、レーザＬで除去する場合は当該隙間を微細寸法とでき、たとえば装置の小型化等の利点が期待される。
また、上述したが、本実施形態の半導体装置は、第２の部位２における半導体チップ１０の２つの側面１５、１６に対して、隙間を有して対向する対向部２５、２６が設けられており、この対向部２５、２６は、第１の部位１を封止する樹脂２０が第２の部位２側に延長された部位として形成されたものとして構成される。
そして、このような半導体装置においては、たとえば半導体チップ１０を、気体流れの流量検出を行うものとし、対向部２５、２６は、その気体流れの整流板として構成されたものにできる。もちろん、本半導体装置は、このような流量センサに限定するものではなく、上記したような圧力センサや加速度センサ等であってもよい。
（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。図７では、樹脂２０の除去完了状態を示している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、第２の部位２を封止する樹脂２０の除去範囲が相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。
図７に示されるように、本実施形態の半導体装置においても、上記第１実施形態と同様、第２の部位２における半導体チップ１０の表裏両面１１、１２および全ての側面１４〜１６が露出しているが、ここでは、当該全ての側面１４〜１６に対して、離間して対向する対向部２４、２５、２６が設けられている。
具体的に、第２の部位２において半導体チップ１０の他端１０ｂ側の端面１４に対向する対向部２４と、両端１０ａ、１０ｂ間に延びる２個の側面１５、１６に対向する対向部２５、２６とが設けられている。
そして、これら対向部２４〜２６は、第１の部位１を封止する樹脂２０が延長された部位として形成されている。ここでは、各対向部２４〜２６は、第１の部位１を封止する樹脂２０と一体となって第２の部位２を取り囲む矩形枠状に形成されている。
本実施形態の樹脂除去工程では、半導体チップ１０の第２の部位２において、上記３つの側面１４〜１６と樹脂２０の対向部２４〜２６とが隙間を有して対向した状態で、当該３つの側面１４〜１６が露出するように、半導体チップ１０表面１１側から照射されるレーザＬによって、３つの側面１４〜１６側の樹脂２０を一部残して除去する。
具体的には、第２の部位２における半導体チップ１０の表面１１側にレーザＬを照射して、表裏両面１１、１２の樹脂２０の除去を行うとともに、上記３つの側面１４〜１６と、これに対向して封止する樹脂２０との境界以上にレーザＬの照射範囲を広げ、当該境界近傍の樹脂２０を除去するようにする。
本実施形態によれば、半導体チップ１０の第２の部位２における全ての外面が露出することになるが、上記３つの側面１４〜１６は、これに隙間を有して対向する樹脂２０の対向部２４〜２６によって、樹脂２０からの応力を受けることなく保護される。
また、本実施形態においても、上記第３実施形態で述べたのと同様、対向部２４〜２６を有する樹脂２０が１回の樹脂成形で形成でき、その対向部２４〜２６の隙間を微細寸法とすることができる。そして、この対向部２４〜２６は、上記整流板等に適用できることも、上記同様である。
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。図８では、樹脂２０の除去完了状態を示している。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、第２の部位２を封止する樹脂２０の除去範囲が相違するものである。
図８に示されるように、本実施形態の半導体装置は、上記第４実施形態において、さらに、第２の部位２における半導体チップ１０の裏面１２に対して、離間して対向する対向部２２が設けられているものである。ここでは、４個の対向部２２、２４〜２６が一体となって直方体の空間形状を構成している。そこで、以下、第４実施形態との相違点を中心に述べることとする。
本半導体装置では、第１の部位１を封止する樹脂２０が延長された部位としての対向部２２、２４〜２６が、第２の部位２における半導体チップ１０の表面１１以外の全ての外面１２、１４〜１６について離間して設けられている。ここで、当該側面１４〜１６に対する対向部２４〜２６は上記第４実施形態と同様の樹脂除去工程により形成することができる。
さらに、本実施形態の樹脂除去工程では、半導体チップ１０の第２の部位２において、半導体チップ１０の裏面１２と樹脂２０とが隙間を有して対向した状態で、当該裏面１２が露出するように、当該裏面１２側まで透過するレーザＬによって、当該裏面１２側の樹脂２０を一部残して除去する。
この場合、具体的には、第２の部位２における半導体チップ１０の裏面１２側の樹脂２０について、レーザＬの照射により当該樹脂２０が除去される深さと照射時間との関係を求めておく。そして、この関係に基づいて照射時間を制御することで、当該裏面１２側の樹脂２０が一部残るようにする。
本実施形態によれば、上記第４実施形態と同様、側面１４〜１６についての効果が発揮されるとともに、第２の部位２における露出する裏面１２についても、これに隙間を有して対向する樹脂２０の対向部２２によって、樹脂２０からの応力を受けることなく保護される。また、１回の成形で樹脂２０の形成が可能なこと、隙間の微細寸法化が可能なこと、整流板等への適用が可能なことについても上記同様である。
（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の上視概略平面図である。図９では、樹脂２０の除去完了状態を示している。本実施形態は、上記各実施形態に比べて、半導体チップ１０の構成が相違するとともに、それに伴いレーザＬの照射方法を変更したところが相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。
上記各実施形態の半導体チップ１０では、当該半導体チップ１０における膜や配線を拡散配線や無機物質よりなるものとして、レーザＬの透過性、樹脂２０よりも低いレーザＬの吸収率、レーザＬに対する非溶融性といった特性を実現していた。
これに対して、本実施形態の半導体チップ１０では、樹脂２０が除去されて露出する第２の部位２に、レーザＬを反射する金属材料よりなる金属配線３が形成されている。このような金属配線３は、たとえばアルミニウムや金などよりなり、波長が数ｕｍ程度のレーザＬを反射するものである。
この場合、上記各実施形態の樹脂除去工程のように、第２の部位２の表面１１の真上からレーザＬを照射すると、裏面１２側にて金属配線３の真下に位置する樹脂２０については、金属配線３の影となってレーザＬが当たらず、除去できないことになる。
そこで、本実施形態の樹脂除去工程では、図９に示されるように、金属配線３の斜め上方からレーザＬを照射することにより、金属配線３の真下に位置する裏面１２側の樹脂２０に対してもレーザＬが当たるようにする。これにより、本実施形態においても、第２の部位２の裏面１２側を封止する樹脂２０が、適切に除去される。
（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態に係る半導体装置の製造方法における樹脂封止工程および樹脂除去工程を示す工程図であり、（ａ）〜（ｄ）は各工程におけるワークの概略断面図である。
上記各実施形態では、樹脂除去工程において、半導体チップ１０の一部を露出させるものであったが、本実施形態の樹脂除去工程では、全体が樹脂封止された半導体チップ１０の全体を露出させるものである。
本実施形態は、たとえば、半導体チップ１０の全体が樹脂２０で封止されてなる半導体装置において、完成品に故障が発生したときなどに、故障解析等のために半導体チップ１０だけを樹脂２０から取り出して検査する場合に用いられる。具体的には、そのような取り出し工程および検査工程を製造方法の一部として備える半導体装置の製造方法に適用されるものである。
まず、本実施形態においても、図１０（ａ）に示されるように、基板３０に半導体チップ１０を接着剤４０により固定した後、これら半導体チップ１０および基板３０の樹脂封止を行い、半導体チップ１０の全体を樹脂２０で封止する（樹脂封止工程）。
このとき、基板３０と半導体チップ１０の裏面１２との間には、樹脂よりなる接着剤４０が介在し、それ以外の外面すなわち半導体チップ１０の表面１１および全ての側面は樹脂２０にて封止されている。この場合、接着剤４０は、樹脂２０と同一系の典型的なエポキシ樹脂よりなり、この接着剤４０が半導体チップ１０の裏面１２を封止する樹脂に相当する。
そして、樹脂除去工程では、図１０（ｂ）に示されるように、半導体チップ１０の全体において表面１１側から樹脂２０にレーザＬを照射する。それによって、表面１１側の樹脂２０を除去するとともに、半導体チップ１０の側面１４〜１６を封止する樹脂２０も除去する。
さらに、図１０（ｃ）に示されるように、レーザＬの照射を続け、半導体チップ１０の裏面１２側に透過したレーザＬにより、当該裏面１２側を封止する樹脂としての接着剤４０を昇華して除去する。このときも、上記同様、半導体チップ１０はレーザＬでダメージを受けずに、樹脂２０の除去が行われる。以上が本実施形態の樹脂除去工程である。
この樹脂除去工程の終了に伴い、図１０（ｄ）に示されるように、半導体チップ１０は全ての外面が樹脂２０より露出した状態とされる。その後、半導体チップ１０を取り出して、上述のように検査を行う。このように、半導体チップ１０の全面を露出させる場合でも、表面１１側からのレーザ照射だけで、裏面１２を含む当該全面を露出させることができる。
（参考例）
図１１は、本発明の参考例としての半導体装置の製造方法における樹脂除去工程を示す概略斜視図である。本例の半導体装置は、上記第１実施形態等のものと同様、板状をなす半導体チップ１０と、半導体チップ１０の一部を封止し残部を露出させる樹脂２０と、を備えて構成されている。
ここで、本例では、金型として、樹脂２０より露出する半導体チップ１０の残部に密着してこれを被覆するとともに、半導体チップ１０の一部はキャビティに位置させるようにしたものを用い、樹脂成型を行う。ここで、半導体チップ１０の残部に対する金型の被覆については、通常、密着性確保等のために、半導体チップ１０と金型との間にフィルムを介在させて行う。
このような金型成形の場合、半導体チップ１０の全体を樹脂２０で封止する場合の金型に比べて、複雑な形状の金型が必要であり、フィルムも必要であり、製造コストが大きいものになる恐れがある。
さらに、この場合、半導体チップ１０の残部は金型で被覆されているものの、半導体チップ１０の側面に隙間が存在しやすく、図１１に示されるように、当該側面に樹脂が付着し、樹脂バリ２０ａを発生する可能性が高い。本例は、この樹脂バリ２０ａをレーザ照射して除去し、当該側面を露出させようとするものである。
具体的には、図１１に示されるように、樹脂２０より露出する半導体チップ１０の残部において、表面１１側から、半導体チップ１０の側面の樹脂バリ２０ａに対して、レーザＬを照射し、樹脂バリ２０ａを昇華して除去するようにする。
このとき、半導体チップ１０の側面上の樹脂バリ２０ａを十分に除去するため、半導体チップ１０の表面１１の外郭を狙ってレーザＬを照射するが、その場合、半導体チップ１０にもレーザＬが照射されることは免れない。
そこで、この場合も、レーザＬと半導体チップ１０との関係を、上記第１実施形態と同様に、レーザＬは半導体チップ１０を透過し、レーザＬの吸収率は樹脂２０の方が半導体チップ１０よりも大きく、半導体チップ１０はレーザＬで溶融しない、という関係に設定する。
こうすることで、樹脂バリ２０ａを狙ったレーザＬが、半導体チップ１０に照射されても、半導体チップ１０はレーザ照射によるダメージを受けることがない。そして、この本例のレーザ照射による樹脂除去工程によれば、図１１において樹脂バリ２０ａが適切に除去された構成の半導体装置ができあがる。
（他の実施形態）
なお、半導体チップ１０としては、シリコン半導体よりなるもの以外にも、たとえばＳｉＣやゲルマニウム半導体などよりなるものでもよい。この場合も、上記したレーザＬとの関係については同様に設定できることはいうまでもない。
また、半導体チップ１０としては、樹脂２０の除去により一部もしくは全体が露出するものであればよいが、半導体チップ１０の一部が露出する場合、その露出部位はセンシング部１７でなくてもよく、たとえばパワー素子等が形成された発熱部であってその発熱部を放熱させる等の目的で露出していてもよい。また、全体が露出する場合の目的としては、上記したような故障解析に限定するものではない。
また、樹脂２０内部にて基板３０には、半導体チップ１０以外の他の電子素子や回路チップなどが搭載されていてもよい。そのような場合には、半導体チップ１０とこれら他の電子素子や回路チップとが、さらに樹脂２０の内部にてワイヤボンディング等により接続されていてもよい。
また、上記図６においては、半導体チップ１０の表裏両面１１、１２の露出部分において２個の側面１５、１６が、樹脂２０の対向部２５、２６と隙間を有して対向し、この隙間により露出していたが、当該２個の側面１５、１６の一方は樹脂２０で封止されたままとし、他方のみが対向部との隙間にて露出するものでもよい。
また、上記図８に示される樹脂２０構成の変形として、たとえば樹脂２０の対向部は、第２の部位２における半導体チップ１０の裏面１２に離間対向する対向部２２のみとし、第２の部位２における半導体チップ１０の側面１４、１５、１６の対向部は、レーザＬで除去して無くした構成であってもよい。
また、上記した各実施形態同士の組み合わせ以外にも、上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
１ 半導体チップの第１の部位
２ 半導体チップの第２の部位
１０ 半導体チップ
１１ 半導体チップの一方の板面としての表面
１２ 半導体チップの他方の板面としての裏面
１３ 半導体チップの側面としての一端側の端面
１４ 半導体チップの側面としての他端側の端面
１５ 半導体チップの側面
１６ 半導体チップの側面
１７ センシング部
２０ 樹脂
２２ 半導体チップの裏面に対向する対向部
２４ 半導体チップの端面に対向する対向部
２５ 半導体チップの側面に対向する対向部
２６ 半導体チップの側面に対向する対向部

Claims (4)

  1. 板状の半導体チップ（１０）を用意する用意工程と、
    前記半導体チップ（１０）の全体を前記樹脂（２０）で封止する樹脂封止工程と、
    前記樹脂（２０）にレーザ（Ｌ）を照射して、前記樹脂（２０）を昇華させて除去することにより、前記半導体チップ（１０）の少なくとも一部（２）を露出させる樹脂除去工程と、を備える半導体装置の製造方法において、
    前記用意工程では、前記半導体チップ（１０）として、前記樹脂（２０）よりも前記レーザ（Ｌ）の吸収率が低く且つ前記レーザ（Ｌ）で溶融しない材料よりなるものを用意し、
    前記樹脂除去工程では、前記レーザ（Ｌ）として、前記半導体チップ（１０）を透過するとともに、前記樹脂（２０）よりも前記半導体チップ（１０）の方が当該レーザ（Ｌ）の吸収率が小さくなる波長のものを照射して行い、当該レーザ（Ｌ）を、前記半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側から前記樹脂（２０）に照射することによって、当該一方の板面（１１）側を封止する前記樹脂（２０）を昇華させて除去し、続いて前記レーザ（Ｌ）を前記半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）側まで透過させ、当該透過した前記レーザ（Ｌ）により、当該他方の板面（１２）側を封止する前記樹脂（２０）を昇華させて除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記樹脂除去工程では、前記半導体チップ（１０）の一部（２）にて前記レーザ（Ｌ）の照射による前記半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側および他方の板面（１２）側における前記樹脂（２０）の除去を行うものであり、前記半導体チップ（１０）の残部（１）は前記レーザ（Ｌ）の照射を行わずに前記樹脂（２０）で封止されたままの状態とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記樹脂除去工程では、前記半導体チップ（１０）の一部（２）において、
    前記半導体チップ（１０）の側面（１３〜１６）のうちの少なくとも１つの側面（１４〜１６）と前記樹脂（２０）とが隙間を有して対向した状態で、当該少なくとも１つの側面（１４〜１６）が露出するように、前記半導体チップ（１０）の一方の板面（１１）側から照射される前記レーザ（Ｌ）によって、当該少なくとも１つの側面（１４〜１６）側の前記樹脂（２０）を一部残して除去することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記樹脂除去工程では、前記半導体チップ（１０）の一部（２）において、
    前記半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）と前記樹脂（２０）とが隙間を有して対向した状態で、当該他方の板面（１２）が露出するように、前記半導体チップ（１０）の他方の板面（１２）側まで透過する前記レーザ（Ｌ）によって、当該他方の板面（１２）側の前記樹脂（２０）を一部残して除去することを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。
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