(57)【要約】      （修正有）【課題】不要な廃棄物を低減させ、半導体装置の信頼性を向上させ、および生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供。【解決手段】機能部(受光部１２０)を有するウエハ上の受光部１２０、または受光部１２０の周囲に第１樹脂部(第１樹脂膜)を形成する工程と、ウエハを分割して、基材(リードフレーム１８０)の上面に搭載する工程と、第１樹脂膜の上面およびリードフレーム１８０の下面のそれぞれに封止用金型を圧接し、第１樹脂膜の周囲の空隙部分に第２樹脂(封止樹脂)を注入して、第１樹脂膜の周囲に第２樹脂層(封止樹脂層２００)を形成する封止工程と、第１樹脂膜を除去し、受光素子１００の一部を外部に露出させる工程を含み、封止工程において、第１樹脂膜の上面が、封止樹脂層２００の上面と同一平面となるか、または第１樹脂膜の上面が、封止樹脂層２００の上面より高くなる。【選択図】図１
2010062232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能部を有するウエハ上に第１樹脂層を形成する工程と、
前記第１樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第１樹脂部を形成する工程と、
前記ウエハを分割して、素子に個片化する工程と、
前記素子を基材の上面に搭載する工程と、
前記第１樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第１樹脂部の周囲の前記空隙部分に第２樹脂を注入して、前記第１樹脂部の周囲に第２樹脂層を形成する封止工程と、
前記第1樹脂部を除去し、前記素子の一部を外部に露出させる工程を含み、
前記封止工程において、前記第１樹脂部の上面が、前記第２樹脂層の上面と同一平面となるか、または前記第１樹脂部の上面が、前記第２樹脂層の上面より高くなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記素子の一部を外部に露出させる工程は、前記第１樹脂部を剥離液に浸漬した後に、粘着性テープを用いて前記第１樹脂部を除去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。
【請求項３】
前記第１樹脂部に用いられる第１樹脂は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および光熱硬化性樹脂から選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１樹脂部に用いられる第１樹脂は、硬化後の弾性率が２０℃で６ＧＰａ以下、かつ２００℃で３ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１樹脂部に用いられる第１樹脂は、硬化後の弾性率が２０℃で１ＧＰａ以上、かつ２００℃で１０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１樹脂部の上面が、前記第２樹脂層の上面よりも０ｍｍ以上から０．０５ｍｍ以下の範囲で高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１樹脂部の厚さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１樹脂部の厚さが０．１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１樹脂層が、フイルムであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１樹脂部を形成する工程が、
前記ウエハ上に前記第１樹脂層を膜状に形成する工程と、
膜状の前記第１樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第１樹脂膜を形成する工程と、をさらに含む請求項１乃至９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１樹脂部除去工程の後、前記基材を前記素子ごとに分割する工程をさらに含む請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記封止工程において、前記基材の下面と前記封止用金型の前記成型面との間にフィルムを挟んで圧接することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１樹脂部が、少なくとも前記機能部全体を覆うように形成されているか、または前記機能部全体またはその一部が露出する枠体として形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１樹脂部は、凹状体であり、
前記凹状体は、凹部の厚みが局部的に薄くなっていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子の機能部を露出させた半導体装置の製造方法に関する
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の発展に伴い、素子の機能部を露出させた半導体装置が実用化されている。これは、光信号を電気信号に変換させる素子においては、半導体装置の外部から入力する光信号を直接光素子の受光部に入力するような半導体装置において、光信号の減衰を抑制すること、また、黒色樹脂を使用することにより半導体装置の耐湿性を向上させ鉛フリー実装時のリフロー条件に適合させること、等の要請があるためである。
【０００３】
特に、光信号に青色光を使用する光記録技術において、その光信号を電気信号に変化する受光装置に使用しているエポキシ樹脂が青色光により劣化し光透過特性が悪くなり使用できなくなるという点で、光路上からエポキシ樹脂を排除した前述の機能部を露出させた半導体装置が必要となる。
【０００４】
また、このような構造の半導体装置は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）、電機音響フィルター等の機能素子中に可動部があり、この可動部分を樹脂封止出来ない装置や、カメラ用の固体撮像素子にも応用が期待できる。
【０００５】
図７および図８は、特許文献１および２に記載された、光路上からのエポキシ樹脂を排除した前述の機能部を露出させた撮像用半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【０００６】
特許文献１では、図７（ａ）に示すように、複数の半導体素子５が搭載された半導体ウエハ１の機能部上に、フォトレジストを塗布し、露光、現像およびエッチングによりレジスト保護膜２を形成し、ダイシングにより半導体素子５を取り出す。次に図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、回路基板６にレジスト保護膜２が形成された半導体素子５を搭載し、ワイヤ７によって半導体素子５と回路基板６を電気的に接続する。次に図７（ｄ）に示すように樹脂封止により半導体素子５、ワイヤ７および保護膜２を樹脂８で覆う。なお保護膜２の上面も樹脂８で覆われる。
【０００７】
その後、図７（ｅ）に示すように、樹脂を研磨し保護膜２を露出させる。露出した保護膜２を、エッチングにより除去し、半導体素子５の機能部を露出させる。
【０００８】
その後、図７（ｆ）に示すように、機能部の保護のためカバーガラス（カバー用テープ）１１を搭載し、半導体素子ごとに個片切断を行い、撮像用半導体装置が完成する。
【０００９】
特許文献２では、図８（ａ）に示すように、基材３０の所望の位置に固体撮像素子１０を個別に接合し、図８（ｂ）に示すように個片に形成された柔軟性を有する保護膜３６を固体撮像素子１０の露光面の受光領域に個別に被覆する。
【００１０】
次に、図８（ｃ）に示すように基材３０と固体撮像素子１０を金属線４０で電気的に接続する。続いて、図８（ｄ）に示すように、平坦な狭圧面を有する金型により、保護膜３６を被着した固体撮像素子１０を基材３０とともに金型により狭圧し、金型の狭圧面と保護膜３６および隣接する固体撮像素子１０によって囲まれた空隙部分に封止材４２を充填する。
【００１１】
次に、図８（ｅ）に示すように、樹脂成形した後に保護膜３６を除去し、さらに図８（ｆ）に示すように、封止材４２を介して各固体撮像素子１０の露出する受光面を覆うように、基材３０の全面にわたって透光板４６を接着し、隣接する固体撮像素子１０間に沿って個片の半導体装置が完成する。 
【特許文献１】特開２００６−２３７０５１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示された工法を適用させる場合、いくつかの問題がある。
下に述べる問題の原因はいずれも、レジスト保護膜２を除去する前に、保護膜２の上面が樹脂８で覆われているため、樹脂８を研磨する工程が必要となる事に起因する。保護膜２の上面を樹脂８で覆わなければならない原因としては、保護膜２はフォトレジストを使用しており、０．１ｍｍ以上の膜厚を塗布により形成すると膜厚のばらつきが大きく、樹脂封止の際に、封止金型で保護膜２を均一にクランプすることができず、保護膜２の上面も樹脂８で覆う必要があるため、と考えられる。以下にこの問題点を列挙する。
【００１３】
第１の問題点は、この樹脂８を研磨する工程が必要となり、生産性が悪いということである。
【００１４】
この研磨工程を追加することで、製造に掛かる工程数が増え、このため製造期間の増大を招く。特に、研磨工程においては、その準備作業として研磨する半導体装置を支持体に張付ける作業、また、後処理作業において研磨して薄くなった半導体装置を支持体から剥す作業も加わり、研磨作業の他にも作業が付加される。このため、製造期間の長期化への影響は大きい。
【００１５】
第２の問題点は、半導体装置の品質低下である。
前述の樹脂研磨工程で樹脂８を研磨する際に、その研磨による振動で、配線の切断や、ひどい場合には半導体素子を破壊し、半導体装置の品質を落とすことにもつながる。
【００１６】
次に、特許文献２に開示された工法において、以下の理由によりコストが高いという問題がある。
特許文献２には、保護膜３６は、固体撮像素子１０に個別に被着される。保護膜３６は柔軟性を有した個片のものであり、固体撮像素子１０は既に基材３０に所望の位置精度で搭載されていることが記載されている。
そのため、個片の保護膜３６は、基材に搭載された固体撮像素子の個々に、精度良く被着する必要があった。
【００１７】
柔軟性を有する個片の保護膜３６を基材３０に搭載された固体撮像素子１０の受光領域に精度よく被着させるためには、例えばカメラなどの認識を用いて、保護膜３６および固体撮像素子１０の両方の位置を検出し、個別に制御をして被着する必要がある。つまり、保護膜３６を被着させる設備が高額なものとなり、また被着には各々の認識が必要となり、被着にはある程度の時間を要し、製造ＴＡＴは長くなってしまう。
【００１８】
前述のように、特許文献２では、保護膜の被着工程には、高額な設備と被着時間が必要となり、生産性および製造コストが高くなることが容易に想像できる。前記設備および時間を要さない場合には、保護膜３６の位置精度が悪くなり、品質歩留りが悪く、ロスコストが多くなる。
【００１９】
また、保護膜３６は予め個片で供給されるため、保護膜自体のコストも高くなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によれば、機能部を有するウエハ上に第１樹脂層を形成する工程と、
前記第１樹脂層を所定の形状にパターニングし、前記機能部、または前記機能部の周囲に第１樹脂部を形成する工程と、
前記ウエハを分割して、素子に個片化する工程と、
前記素子を基材の上面に搭載する工程と、
前記第１樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第１樹脂部の周囲の前記空隙部分に第２樹脂を注入して、前記第１樹脂部の周囲に第２樹脂層を形成する封止工程と、
前記第1樹脂部を除去し、前記素子の一部を外部に露出させる工程を含み、
前記封止工程において、前記第１樹脂部の上面が、前記第２樹脂層の上面と同一平面となるか、または前記第１樹脂部の上面が、前記第２樹脂層の上面より高くなることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００２１】
素子を基材の上面に搭載する前に、機能部を有するウエハ上の第１樹脂層をパターニングするので、機能部、または前記機能部の周囲に第１樹脂部を一括して形成できる。
第２樹脂層を形成する封止工程において、前記第１樹脂部の上面および前記基材の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、前記封止用金型の前記成型面に囲まれた空隙部分のうち、前記第１樹脂部の周囲の前記空隙部分に第２樹脂を注入して、前記第１樹脂部の周囲に第２樹脂層を形成するため、前記第１樹脂部を研磨する工程が必要ない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、不要な廃棄物を低減させ、半導体装置の信頼性、および生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
(第一の実施形態)
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。第一の実施形態の半導体装置の製造方法について図２から４を参照として説明する。
【００２４】
第一の実施形態の半導体装置２２０の製造方法は、機能部(受光部１２０)を有するウエハ１１０上に第１樹脂層１３０を形成する工程と、第１樹脂層１３０を所定の形状にパターニングし、受光部１２０、または受光部１２０の周囲に第１樹脂部(第１樹脂膜１４０)を形成する工程と、ウエハ１１０を分割して、素子(受光素子１００)に個片化する工程と、受光素子１００を基材(リードフレーム１８０)の上面に搭載する工程と、第１樹脂膜１４０の上面およびリードフレーム１８０の下面のそれぞれに封止用金型の成型面を圧接し、封止用金型の成型面に囲まれた空隙部分のうち、第１樹脂膜１４０の周囲の空隙部分に第２樹脂(封止樹脂)を注入して、第１樹脂膜１４０の周囲に第２樹脂層(封止樹脂層２００)を形成する封止工程と、第１樹脂膜１４０を除去し、受光素子１００の一部を外部に露出させる工程を含み、封止工程において、第１樹脂膜１４０の上面が、封止樹脂層２００の上面と同一平面となるか、または第１樹脂膜１４０の上面が、封止樹脂層２００の上面より高くなることを特徴とする。
【００２５】
第１樹脂層１３０が膜状の場合には、第一の実施形態の半導体装置２２０の製造方法は、第１樹脂膜１４０を形成する工程が、ウエハ１１０上に第１樹脂層１３０を膜状に形成する工程と、膜状の第１樹脂層１３０を所定の形状にパターニングし、受光部１２０、または受光部１２０の周囲に第１樹脂膜１４０を形成する工程とを含んでもよい。
【００２６】
〔工程１〕  受光素子の受光部への第１樹脂膜の形成
まず、図２（ａ）に示すように、複数の受光素子が形成されたウエハ１１０を準備する。このウエハ１１０に配置されたそれぞれの受光素子の表面には、受光部１２０が露出している。ウエハ１１０に配置された受光素子は、単数または複数でもよい。図２（ａ）では、ウエハ１１０に配置された複数の受光素子のうち、２つを示している。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、ウエハ１１０上に、第１樹脂層１３０を形成する。第１樹脂層１３０は、均一な厚みを有するフィルムであることが好ましい。
これにより、ウエハ１１０上に、０．０５ｍｍ以上の均一な厚みを有する第１樹脂層１３０を形成することができる。
【００２８】
また、第１樹脂層１３０は、ウエハ１１０上に、ほぼ均一な厚みを有する第１樹脂の層が形成されていればよく、さらに単層または多層でもよい。第１樹脂層１３０の形状は、特に限定されない。
【００２９】
ここで、第１樹脂層１３０として液状の樹脂を用いた場合、ウエハ１１０全体に均一な膜厚とするためには低粘度樹脂を用いることになり、その低粘度のために０．０５ｍｍ以上の厚みを得ることが困難である。
【００３０】
一方、液状の樹脂を用いてウエハ１１０全体に０．０５ｍｍ以上の膜厚みを形成しようとすると、高粘度樹脂を用いることとなり、その高粘度のためにウエハ上への塗布時に粘性抵抗が高く、高さのバラツキが大きくなり、均一な膜を得ることが困難である。
【００３１】
したがって、フィルム加工終了時点で第１樹脂層１３０の厚さが計測され、その厚みが保証された膜状の第１樹脂層１３０を用いることが好ましい。これにより、０．０５ｍｍ以上の均一な第１樹脂層１３０を得ることができる。
第１樹脂層１３０として用いるフィルムは、液状の第１樹脂を塗工し、乾燥させることで得ることができる。
【００３２】
本実施形態において、第１樹脂層１３０はウエハ１１０全体を被覆する。ここで、第１樹脂層１３０の厚さは、０．１ｍｍ以上が好ましい。さらに、第１樹脂層１３０の厚さは、０．１５ｍｍ以下とすることが好ましい。
さらに膜厚０．１２ｍｍのフィルムを用いることで、膜厚が０．１２ｍｍの第１樹脂層１３０が得られる。
【００３３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、受光部１２０が露光用マスク１７０の上面に形成された所定の位置に収まるように位置合せをして、露光を行い、第１樹脂膜１４０を形成するように第１樹脂層１３０をパターニングする。
【００３４】
さらに、図２（ｄ）に示すように、現像処理を行い、第１樹脂膜１４０以外の第１樹脂層１３０を除去し、受光部１２０を被覆した第１樹脂膜１４０が形成される。
上記第１樹脂膜１４０は、受光部１２０、または受光部１２０の周囲に上に形成されてもよく、さらに第１樹脂膜１４０は、少なくとも受光部１２０全体を覆うように形成されもよい。
【００３５】
このように、第１樹脂膜１４０は、フォトリソグラフィ工法を用いて形成することができるがその他の方法を用いてもよい。このフォトリソグラフィ工法を用いられる第１樹脂としては、下述する光硬化性樹脂などを用いることができる。フォトリソグラフィ工法において、マスクの開口比、露光量、現像液濃度、現像液温度あるいは現像時間は適宜調整できる。
【００３６】
なお、この現像処理後の時点では、第１樹脂膜１４０は完全に硬化していないため、第１樹脂膜１４０とウエハ１１０、すなわち第１樹脂膜１４０と受光素子１００とは、弱い接合力で接着しているが、強固に接着はしていないと考えられる。
【００３７】
続いて、第１樹脂膜１４０が形成されたウエハ１１０を熱処理することで、第１樹脂膜１４０を完全硬化させ、第１樹脂膜１４０とウエハ１１０、すなわち第１樹脂膜１４０と受光素子１００の間を強固に接着させることができる。
【００３８】
上記第１樹脂の硬化後の弾性率は、上限値が２０℃で６ＧＰａ以下、かつ２００℃で３ＧＰａ以下が好ましい。さらに、下限値が２０℃で１ＧＰａ以上、かつ２００℃で１０ＭＰａ以上が好ましい。本実施形態では、第１樹脂層１３０に用いられる第１樹脂の弾性率は、常温で約２．４ＧＰａ、２００℃で約１５ＭＰaに調整されている。
上記弾性率は、動的粘弾性測定法により評価して得られた。
【００３９】
第１樹脂の弾性率は、光、熱、および光と熱の併用で硬化可能な樹脂の種類や、硬化剤など含有物の組成比の変更、または硬化光量や硬化温度などの製造条件を適宜設定すること等により、適宜調整できる。上記光、熱、および光と熱の併用で硬化可能な樹脂として、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および光熱硬化性樹脂から選択される樹脂が挙げられる。本実施形態の第１樹脂は、これらの樹脂を含んでもよい。光硬化性樹脂は、光化学反応により硬化する樹脂であればよく、光としては、可視光および紫外線などが含まれてもよい。また、光熱硬化性樹脂は熱硬化性樹および光硬化性樹脂を混合しているものであればよい。
【００４０】
上記樹脂の具体例は、アクリル系樹脂などの光硬化性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、アクリル系樹脂およびエポキシ樹脂などを含む光熱硬化性樹脂がある。
【００４１】
次いで、図２（ｅ）に示すように、ウエハ１１０を分割して、受光素子１００に個片化することで、ウエハ１１０から個々の受光素子１００を切り出して、受光部１２０、または受光部１２０の周囲に第１樹脂膜１４０を有する受光素子１００を得る。
【００４２】
図１（ａ）、および図１(ｂ)に示すように、第１樹脂膜１４０は、円柱状に形成されている。ここで、第１樹脂膜１４０の形状は円柱状だけでなく、受光部１２０の形状により楕円、あるいは四角形などの柱状に形成することもできる。
【００４３】
〔工程２〕  分割された受光素子のリードフレームへの実装とワイヤボンディング
図３（ａ）に示すように、受光素子１００をリードフレーム１８０上の所定の位置に接着剤を介して接着される。続いて、受光素子１００とリードフレーム１８０のそれぞれの所定の位置を、金属細線１９０を介して、電気的に接続させる。なお、このリードフレーム１８０上には、所定の距離を保ちながら密集させて受光素子１００が配置されている。
【００４４】
〔工程３〕  樹脂封止による封止樹脂層の形成
図３（ｂ）に示すように、第１樹脂膜１４０の周囲を第２樹脂で受光素子１００、金属細線１９０およびリードフレーム１８０全体を被覆する封止樹脂層２００を形成する。封止樹脂層２００に用いられる第２樹脂は、ガラスフィラーなどを含む樹脂でもよい。以下、図３および４を用いて、封止工程の詳細を説明する。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、平坦な面を成型面とする封止用金型の上型と下型２３０，２４０を用意し、図３（ａ）に示されたリードフレーム１８０上の受光素子１００を、封止用金型２３０，２４０の所定の位置に固定する。
【００４６】
続いて、図４（ｂ）に示すように、第１樹脂膜１４０の上面に封止用金型の上型２３０の成型面を、リードフレーム１８０の下面に封止用金型の下型２４０の成型面を、それぞれ圧接する。すなわち、第１樹脂膜１４０の上面と封止用金型の上型２３０の成型面とのすき間、およびリードフレーム１８０の下面と封止用金型の下型２４０の成型面とのすき間を最小限におさえ、両者をそれぞれ密着する。
また、リードフレーム１８０の下面に封止用金型の下型２４０の成型面との間にフィルムを挟んで圧接してもよい。
【００４７】
次いで、図４（ｃ）に示すように、圧接された状態のまま、熱によって溶融した第２樹脂（封止樹脂）を、封止用金型２３０，２４０のそれぞれの成型面に囲まれた空隙部分に注入し、第１樹脂膜１４０の周囲を埋める封止樹脂層２００を形成する。
【００４８】
この時、第１樹脂膜１４０の上面と封止用金型の上型２３０の成型面との間は挟圧による外力で強固に密着され、かつ受光素子１００と第１樹脂膜１４０の間は前述の通り強く接着されている。
【００４９】
このとき、第１樹脂膜１４０は弾性率が２０℃で６ＧＰａ以下、かつ２００℃で３ＧＰａ以下から２０℃で１ＧＰａ以上、かつ２００℃で１０ＭＰａ以上の範囲の弾性率であれば、封止用金型の上型２３０による挟圧により第１樹脂膜１４０が弾性変形し、この挟圧による外力を吸収して受光素子１００を保護することが出来る。
【００５０】
さらに、この弾性変形により第１樹脂膜１４０を封止用金型の上型２３０に密着させる反力が生じることが出来る。これにより、第１樹脂膜１４０と封止用金型の上型２３０の接着面に封止樹脂が流れ込むのを防ぐことができる。
【００５１】
上述した第１樹脂膜１４０の弾性変形による第１樹脂膜１４０と封止用金型の上型２３０の密着力を増すために、第１樹脂膜１４０の上面の高さが封止樹脂層２００上面のよりも０ｍｍ以上から０．０５ｍｍ以下の範囲で高くすることができる。
【００５２】
ここで、第１樹脂膜１４０の上面が封止樹脂層２００の上面より０．０５ｍｍより高い場合には、封止用金型２３０の挟圧による外力が強まり、第１樹脂膜１４０の変形が塑性変形に至り、破断する事がある。一方、第１樹脂膜１４０の上面が封止樹脂層２００の上面より低い場合、すなわち第１樹脂膜１４０の上面の高さが、封止樹脂層２００の上面の高さ未満であれば、封止樹脂が第１樹脂膜１４０の表面すなわち第１樹脂膜１４０と封止用金型の上型２３０の密着面に流入することは明らかである。
【００５３】
次いで、封止用金型２３０，２４０を取り外して、図３（ｂ）に示すような第１樹脂膜１４０の上面が封止樹脂層２００の上面よりわずかに突き出て形成された受光素子１００を得ることができる。これにより、リードフレーム１８０上の密集した受光素子１００が一括して封止される。
【００５４】
〔工程４〕  第１樹脂膜の除去（受光部の露出）
図３（ｃ）に示すように、第１樹脂膜１４０を除去し受光部１２０を開口する。これは、外部から入力する光信号を、開口した受光部１２０に直接入力させ、光信号の減衰を抑制することができるためである。
【００５５】
また、封止樹脂として、ガラスフィラーを含む黒色樹脂を使用することができる。これにより、半導体装置２２０の耐湿性を向上させ鉛フリー実装時のリフロー条件に適合させることができる。
【００５６】
特に、光信号に青色光を使用する光記録技術において、その光信号を電気信号に変化する受光装置に使用している例えばエポキシ樹脂が青色光により劣化し青色光に対する光透過特性が悪くなるという点から、光路上からエポキシ樹脂を排除した機能素子の一部を露出させた半導体装置が必要となる。
【００５７】
除去方法としては、以下の方法に限定されるものではない。まず、第１樹脂膜１４０の周囲を封止樹脂層２００で形成したリードフレーム１８０を剥離液に浸漬する。剥離液により第１樹脂膜１４０はその表面から膨潤し、一部は溶融する。その際、第１樹脂膜１４０と受光素子１００との接着面、および第１樹脂膜１４０と封止樹脂層２００の接着面は、密着が弱い状態になる。
【００５８】
次に、剥離液から取り出し、第１樹脂膜１４０が形成された封止樹脂層２００の表面に、粘着性がある剥離テープ２１０を第１樹脂膜１４０と密着させるように貼付け、引き剥がす。
【００５９】
前述のように、第１樹脂膜１４０は剥離液により受光素子１００および封止樹脂層２００とは密着が弱い状態であるため、剥離テープ２１０と第１樹脂膜１４０の密着力により、第１樹脂膜１４０を除去することができ、図３（ｃ）に示す第１樹脂膜１４０を除去された受光素子１００を得ることができる。
【００６０】
〔工程５〕  半導体装置の個片化
続いて、図３（ｄ）に示すように、リードフレーム１８０を受光素子１００ごとに分割し、所望の形状の半導体装置２２０を得る。
【００６１】
図１（ｂ）に示すように、半導体装置２２０は、リードフレーム１８０の上面に設けられた受光素子１００と、受光素子１００の受光部１２０（機能部）が開口され、受光部１２０の周囲を埋める第２樹脂からなる封止樹脂層２００と、を備えている。また、受光素子１００は、金属細線１９０を介してリードフレーム１８０と電気的に接続されている。
【００６２】
以下、第一の実施形態の効果を説明する。
図１（ａ）を参照すると、本発明の第一の実施の形態として半導体装置の斜視図が示されている。図１（ｂ）は、図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
【００６３】
一つの効果は、生産効率を向上できることである。特許文献１に開示された半導体装置の工法では、保護膜２の上面を覆う樹脂８を研磨する工程が必要であるが、本実施形態によれば、第１樹脂膜１４０の上面には封止樹脂の浸入がなく、研磨工程が不要となり、生産工程が削減できる。また、研磨による振動などの悪い影響のない製造方法であるため、半導体装置の信頼性も向上する。
【００６４】
特許文献２に開示された半導体装置の工法では、保護膜３６は個片であり基材に搭載された固体撮像素子の個々に、精度良く被着する必要があるが、本実施形態によれば、ウエハ１１０に第１樹脂層１３０を全面に貼付け、第１樹脂層１３０を一括に精度よく形成できるため生産性がよく、第１樹脂層１３０の形状、位置精度も良好で高品質な第１樹脂層１３０が形成される。
【００６５】
もう一つの効果は、廃棄物を軽減することができる。特許文献１に開示された半導体装置の工法によると、保護膜２の上面を覆う樹脂８を研磨するため、研磨された樹脂８および研磨剤の廃棄物が発生する。本実施形態によれば、第１樹脂膜１４０の上面には封止樹脂の浸入がなく、研磨工程が不要となり、廃棄物が削減できる。
また、リードフレーム１８０の下面に封止用金型の下型２４０の成型面との間にフィルムを挟むことにより、その間の圧接力を高めることができる。
【００６６】
上記の効果により、光を扱う半導体素子、および半導体装置２２０の樹脂の研磨工程をなくし、生産効率を向上できること、不要な廃棄物を低減させ、かつ半導体装置２２０の信頼性を向上させる半導体装置２２０の製造方法を提供できる。
【００６７】
本実施形態においては、第１樹脂膜１４０の厚さが０．１２ｍｍである例を示したが、第１樹脂膜１４０の厚さは適宜調整でき、第１樹脂膜１４０の高さを０．１２ｍｍ以上とする場合には、第１樹脂層１３０の厚さをさらに厚くしてもよい。第１樹脂層１３０の膜厚を調整することで、上述の封止工程により、封止樹脂層２００の膜厚を第１樹脂層１３０の膜厚以下に制御することができる。
第１樹脂膜１４０の厚さは、０．１ｍｍ以上から、好ましくは０．１５ｍｍ以下とすることにより、封止樹脂層２００の膜厚を適切に制御し、金属細線１９０が封止樹脂層２００からはみ出ないようにすることができる。
【００６８】
本発明によれば、ウエハ１１０上の受光部１２０、または受光部１２０の周囲に第１樹脂膜１４０を形成する工程において、第１樹脂膜１４０は膜状の樹脂とすることで、第１樹脂膜１４０の封止金型の上型２３０と接触する第１樹脂膜１４０部分中の最も厚い部分の厚さを均一なものとすることができる。これにより、第１樹脂膜１４０の上面が、封止樹脂層２００の上面と同一平面となるか、または第１樹脂膜１４０の上面が、封止樹脂層２００の上面より高くなるように第１樹脂膜１４０を形成することにより、第１樹脂膜１４０をわずかに圧縮させた状態で封止樹脂層２００を封止するため、第１樹脂膜１４０の上面と封止金型２３０の成形面の合わせ面には隙間がなく、第１樹脂膜１４０上面への封止樹脂層２００の浸入が防止される。
【００６９】
また、第１樹脂膜１４０は弾性を有するため、封止金型２３０でクランプする際の封止金型２３０からの応圧に対して第１樹脂膜１４０が緩衝材として働くことができる。これにより、受光素子１００に応圧が伝えることが低減し、素子のクラック等の不具合が防止される。
【００７０】
なお、第１樹脂で形成される第１樹脂膜１４０は、ウエハ１１０上で受光部１２０側の全面を第１樹脂層１３０で覆った後、フォトリソグラフィ工法などにより精度良く、一括形成される。
【００７１】
前述のように、本実施形態の半導体装置２２０の製造方法により、第１樹脂膜１４０上面に、封止樹脂層２００がない樹脂封止が可能となり、従来必要としていた封止樹脂層２００を研磨する工程が不要となり、生産性が向上し、製品コストも低減できる。
【００７２】
また、第１樹脂膜１４０は、ウエハ１１０が受光素子１００に個片化する前に、ウエハ１１０上で形成されるため、フォトリソグラフィ工法などにより精度よく一括で形成が可能であり、生産性が向上し品質のよいものとなっている。
【００７３】
また、研磨する工程がないことにより、半導体装置２２０へ研磨を行う際の振動もなく、品質が向上することになる。
更に、研磨による廃棄物の発生がなく、廃棄物の低減と共に製造コストの軽減が可能となる。
【００７４】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００７５】
(第二の実施形態)
図５は、第二の実施形態における半導体装置２２０の製造工程における第１樹脂部(枠体１５０)の形状を示す断面図である。
【００７６】
第二の実施形態における第１樹脂部(枠体１５０)の構成は、第一の実施形態の第１樹脂膜１４０が柱状の構造であったのに対し、第二の実施形態の枠体１５０は、受光素子１００の表面の一部が露出した開口を持つ枠状の枠体１５０で形成される構造である。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
【００７７】
なお、第二の実施形態における半導体装置２２０の製造工程は、第一の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００７８】
試作結果によって、枠体１５０の構造でも第１実施形態と同様の効果が得られることが分かった。
【００７９】
更に、枠体１５０を枠状に形成することにより、枠体１５０の除去工程において、枠体１５０の剥離は、第一の実施形態の第１樹脂膜１４０の剥離よりも、容易に行うことできる。
【００８０】
これは、枠体１５０が枠状であるために、剥離液との接触面積が第一の実施形態の第１樹脂膜１４０に比べ広く、膨潤と溶融がより容易に行うことができるためであると考えられる。
【００８１】
枠体１５０を枠状の構造にすることにより、更なる生産性の向上も可能にすることができる。
【００８２】
(第三の実施形態)
図６は、第三の実施形態における半導体装置２２０の製造工程における第１樹脂部(凹状体１６０)の形状を示す断面図である。
【００８３】
第三の実施形態における第１樹脂部(凹状体１６０)の構成は、第一の実施形態の第１樹脂膜１４０が柱状の構造であったのに対し、第三の実施形態の凹状体１６０は、凹部の厚みが局部的に薄くなっていることを特徴とする。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
【００８４】
なお、第三の実施形態における半導体装置２２０の製造工程は、第一の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００８５】
試作結果によって、凹状体１６０の構造でも第一の実施形態と同様の効果が得られることが分かった。
【００８６】
更に、凹状体１６０の凹部の厚みが局部的に薄くなっていることにより、凹状体１６０の除去工程において、凹状体１６０の剥離は、第一の実施形態の第１樹脂膜１４０の剥離よりも、容易に行うことできる。
【００８７】
これは、凹状体１６０の表面が凹部であるために、剥離液との接触面積が第一の実施形態の第１樹脂膜１４０２Ａに比べ広く、膨潤と溶融がより容易に行うことができるためであると考えられる。
【００８８】
更に、本実施形態は、第２実施形態よりも受光部１２０のサイズが小さい受光素子１００に対して有効である。これは、第１樹脂層１３０を枠体１５０に加工する場合、その中央部から枠体１５０を現像時に完全に除去しなくてはならないが、受光部１２０が小さくなると枠体１５０の加工精度の限界で枠体１５０の加工が不可能になる場合があるからである。
【００８９】
このような受光部１２０のサイズが小さい受光素子１００に対しても、予め凹状体１６０の中央部である凹部に樹脂を薄く残す設計をすることで、枠体１５０に加工した場合とほぼ同様に凹状体１６０の除去を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の半導体装置の第一の実施形態を示す断面図
【図２】本発明の第一の実施形態の半導体装置の製法を示す工程図
【図３】本発明の第一の実施形態の半導体装置の製法を示す工程図
【図４】本発明の第一の実施形態の半導体装置の製法における封止工程の図
【図５】本発明の半導体装置の第二の実施形態を示す断面図
【図６】本発明の半導体装置の第三の実施形態を示す断面図
【図７】従来の半導体装置の製法を示す工程図（特許文献１）
【図８】従来の半導体装置の製法を示す工程図（特許文献２）
【符号の説明】
【００９１】
２    レジスト保護膜
６    回路基板
７    ワイヤ
８    樹脂
１０    固体撮像素子
３０    基材
３６    保護膜
４０    金属線
４２    封止材
４６    透光板
１００    受光素子
１１０    ウエハ
１２０    受光部
１３０    第１樹脂層
１４０    第１樹脂膜
１５０    枠体
１６０    凹状体
１７０    露光用マスク
１８０    リードフレーム
１９０    金属細線
２００    封止樹脂層
２１０    剥離テープ
２２０    半導体装置
２３０    封止金型の上型
２４０    封止金型の下型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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