(57)【要約】【課題】レーザ加工による損傷が抑制された半導体チップを備える半導体装置を実現する。【解決手段】半導体チップ１と、この一部を覆うモールド樹脂６と、を備える半導体装置において、半導体チップ１のうち該モールド樹脂６から突出した部分である突出部３のうちモールド樹脂６から露出する露出部３ａは、モールド樹脂６の一部がレーザを照射されて除去されることで、モールド樹脂６から露出させられたレーザ除去領域を含んでいる。そして、半導体チップ１のうちレーザ除去領域は、レーザ加工におけるレーザの吸収率が５０％以下であるレーザ低吸収材料７で構成されている。これにより、レーザ加工におけるレーザの過剰な吸収による損傷が抑制された半導体チップ１を備える半導体装置となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）と、
前記半導体チップのうち一部を覆うモールド樹脂（６）と、を備える半導体装置であって、
前記半導体チップのうち前記モールド樹脂から突出した部分を突出部（３）として、前記突出部のうち前記モールド樹脂から露出する露出部（３ａ）は、前記モールド樹脂のうち前記突出部を覆う部分の一部がレーザを照射されて除去されることで、前記モールド樹脂から露出させられたレーザ除去領域を含み、
前記レーザ除去領域における前記露出部は、前記レーザの吸収率が４５％以下であるレーザ低吸収材料（７）が配置されている半導体装置。
【請求項２】
前記レーザ低吸収材料は、１．５μｍ以上６．０μｍ以下の範囲内における吸収率が４５％以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記レーザ低吸収材料は、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、サファイア、ＧａＮ、ＧａＡｓおよびＩｎＰのうちのいずれかである請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記突出部は、少なくとも一部が前記モールド樹脂に覆われた被覆部（３ｂ）を有し、
前記モールド樹脂は、フィラー（６２）を含有しており、
前記半導体チップのうち前記被覆部が形成された一面に対する法線方向を一面法線方向とし、前記モールド樹脂のうち前記被覆部を覆う部分を薄化部（６ｂ）として、
前記フィラーは、前記薄化部の前記一面法線方向における厚みよりも粒径が大きく、かつ、前記薄化部と異なる部分に配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）と、
前記半導体チップのうち一部を覆うモールド樹脂（６）と、を備える半導体装置であって、
前記半導体チップのうち前記モールド樹脂から突出した部分を突出部（３）として、前記突出部は、少なくとも一部が前記モールド樹脂に覆われた被覆部（３ｂ）を有し、
前記モールド樹脂は、フィラー（６２）を含有しており、
前記半導体チップのうち前記被覆部が形成された一面に対する法線方向を一面法線方向とし、前記モールド樹脂のうち前記被覆部を覆う部分を薄化部（６ｂ）として、
前記フィラーは、前記薄化部の前記一面法線方向における厚みよりも粒径が大きく、かつ、前記薄化部と異なる部分に配置されている半導体装置。
【請求項６】
物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）を用意することと、
前記半導体チップの少なくとも一部を覆うモールド樹脂（６）を形成するために用いる金型（２００）を用意することと、
前記金型内に前記半導体チップをセットして前記モールド樹脂を構成する樹脂材料を流し込んで硬化させ、前記モールド樹脂を形成することと、
前記モールド樹脂を形成した後に、前記半導体チップのうち前記モールド樹脂から突出する突出部（３）の一部にレーザを照射することで、当該一部を前記モールド樹脂から露出する露出部（３ａ）を形成することと、を含み、
前記半導体チップを用意することにおいては、前記モールド樹脂のうち前記レーザが照射されて除去される部分によって覆われる部分に、前記レーザの吸収率が４５％以下のレーザ低吸収材料（７）が配置された前記半導体チップを用意する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記露出部を形成することにおいては、前記レーザとして波長が１．５μｍ以上６．０μｍ以下の範囲内のものを用いる請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記モールド樹脂を形成することにおいては、フィラー（６２）を含有した前記樹脂材料を用い、
前記金型を用意することにおいては、前記金型と前記半導体チップのうち前記モールド樹脂の形成後に前記突出部となる部分との隙間が前記フィラーの粒径よりも小さい前記金型を用意する請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）を用意することと、
前記半導体チップの少なくとも一部を覆うモールド樹脂（６）を形成するために用いる金型（２００）を用意することと、
前記金型内に前記半導体チップをセットして前記モールド樹脂を構成する樹脂材料を流し込んで硬化させ、前記モールド樹脂を形成することと、を含み、
前記モールド樹脂を形成することにおいては、フィラー（６２）を含有した前記樹脂材料を用い、
前記半導体チップのうち前記モールド樹脂の形成後に前記モールド樹脂から突出する部分を突出部（３）として、前記金型を用意することにおいては、前記金型と前記半導体チップのうち前記突出部となる部分との隙間が前記フィラーの粒径よりも小さい前記金型を用意する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、半導体チップとその一部を封止するモールド樹脂を備える半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体装置においては、半導体チップのうちモールド樹脂から突出した突出部における応力緩和や樹脂バリの除去などの目的で、突出部を覆う樹脂材料をレーザ照射などにより部分的に除去することが行われている。このような半導体装置やその製造方法としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体装置は、物理量に応じた信号を出力するセンサ部を備える半導体チップと、モールド樹脂と、該半導体チップの一部と共にモールド樹脂内に封止され、該半導体チップの制御を行う回路チップとを備える。この半導体装置は、半導体チップの一部がモールド樹脂に覆われると共に、残部がモールド樹脂から突出した突出部であり、半導体チップがモールド樹脂により片持ちされた構造とされている。
【０００４】
ここで、この種の半導体装置は、モールド樹脂の形成に伴い、半導体チップのうち突出部において、樹脂バリが形成されたり、半導体チップとモールド樹脂との線膨張係数差に起因する応力が集中したりする。これらの問題の対応策として、半導体チップのうち突出部に形成された樹脂バリや該突出部を覆う樹脂材料をレーザ照射などで除去することが行われる。
【０００５】
また、この種の半導体装置は、半導体チップとモールド樹脂との線膨張係数差を小さくしてこれらの界面における応力を緩和する目的で、モールド樹脂がＳｉＯ２などのフィラーを含む構成とされることがある。このようにモールド樹脂がフィラーを含む構成とされた場合において、このような樹脂材料によりなる樹脂バリを除去するとき、このフィラーがレーザ照射におけるレーザを透過して除去されずに残留したり、フィラーが再付着して表面を汚染したりし得る。
【０００６】
特許文献１に記載の半導体装置は、上記のような不具合を防止するため、樹脂バリが生じ得る箇所をあらかじめフィラーを含有しないフィラーレス樹脂で覆った後に、フィラーを含有するモールド樹脂が形成される。その後、フィラーレス樹脂にレーザ照射を行ってこれを除去することで、この半導体装置が得られる。そのため、モールド樹脂がフィラーを含む構成とされていても、このフィラーによる上記の不具合が抑制された半導体装置およびその製造方法となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第６０９００４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、この種の半導体装置では、半導体チップは、突出部の表面にシリアルナンバーや配線電極などがＡｌなどの材料により形成されていることがある。このような場合に、半導体チップの突出部近傍にレーザ照射を行うと、シリアルナンバーなどを構成する材料がレーザを吸収し発熱することでその一部が損傷することがある。しかしながら、特許文献１に記載の半導体装置は、このようなレーザ照射による突出部における損傷を防ぐことができない構成である。
【０００９】
また、この半導体装置は、その製造工程において、フィラーを含有する樹脂材料に加えて、レーザ照射を行う領域に配置するフィラーレス樹脂が別途必要となり、その分だけコストがかかってしまう。
【００１０】
さらに、フィラーレス樹脂を用いる工程を採用した場合において、該フィラーレス樹脂が硬い材料であるときには、モールド樹脂の形成時に硬いフィラーレス樹脂を介して半導体チップに必要以上にモールド樹脂成形の圧力が過剰に伝わってしまう。このような場合、過剰に伝わった圧力の影響により、半導体チップに内部応力として残ってしまい、信頼性が低下するおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体チップのうちモールド樹脂から突出した突出部における樹脂材料の除去の際に、突出部の表面における損傷が抑制される半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、モールド樹脂がフィラーを含む構成とされながらも、別途フィラーレス樹脂を用いることなく、簡便に製造できる構成の半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）と、半導体チップのうち一部を覆うモールド樹脂（６）と、を備える。このような構成において、半導体チップのうちモールド樹脂から突出した部分を突出部（３）として、突出部のうちモールド樹脂から露出する露出部（３ａ）は、モールド樹脂のうち突出部を覆う部分の一部がレーザを照射されて除去されることで、モールド樹脂から露出させられたレーザ除去領域を含み、レーザ除去領域における露出部は、レーザの吸収率が４５％以下であるレーザ低吸収材料（７）が配置されている。
【００１３】
これにより、半導体チップのうちモールド樹脂から突出する突出部の一部であって、レーザ照射によりモールド樹脂から露出した部分がレーザ低吸収材料により構成されたものとなり、レーザの吸収に起因する半導体チップの損傷が抑制された半導体装置となる。
【００１４】
請求項５に記載の半導体装置は、物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）と、半導体チップのうち一部を覆うモールド樹脂（６）と、を備える。このような構成において、半導体チップのうちモールド樹脂から突出した部分を突出部（３）として、突出部は、少なくとも一部がモールド樹脂に覆われた被覆部（３ｂ）を有し、モールド樹脂は、フィラー（６２）を含有しており、半導体チップのうち被覆部が形成された一面に対する法線方向を一面法線方向とし、モールド樹脂のうち被覆部を覆う部分を薄化部（６ｂ）として、フィラーは、薄化部の一面法線方向における厚みよりも粒径が大きく、かつ、薄化部と異なる部分に配置されている。
【００１５】
これにより、フィラーを含有する樹脂材料によりモールド樹脂が構成されつつも、モールド樹脂がフィラーレスの部分とされた薄化部を有する構成となり、レーザ加工におけるフィラーに起因する不具合が抑制される構造の半導体装置となる。
【００１６】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法は、物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）を用意することと、半導体チップの少なくとも一部を覆うモールド樹脂（６）を形成するために用いる金型（２００）を用意することと、金型内に半導体チップをセットしてモールド樹脂を構成する樹脂材料を流し込んで硬化させ、モールド樹脂を形成することと、モールド樹脂を形成した後に、半導体チップのうちモールド樹脂から突出する突出部（３）の一部にレーザを照射することで、当該一部をモールド樹脂から露出する露出部（３ａ）を形成することと、を含む。このような方法において、半導体チップを用意することにおいては、モールド樹脂のうちレーザが照射されて除去される部分によって覆われる部分に、レーザの吸収率が４５％以下のレーザ低吸収材料（７）が配置された半導体チップを用意する。
【００１７】
これにより、半導体チップのうちモールド樹脂から突出する突出部の一部を覆うモールド樹脂の一部をレーザ照射で除去するにあたり、半導体チップのうち除去される該一部のモールド樹脂に覆われる部分がレーザ低吸収材料で構成された半導体チップとなる。そのため、一部のモールド樹脂にレーザを照射してこれを除去したとしても、半導体チップのうち該一部のモールド樹脂に覆われている部分がレーザ低吸収材料で構成されているため、レーザの吸収が抑制される。よって、一部のモールド樹脂をレーザ照射で除去する際に、半導体チップの損傷が抑えられた半導体装置を製造することができる。
【００１８】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法は、物理量に応じた信号を出力するセンサ部（３１）を有する半導体チップ（１）を用意することと、半導体チップの少なくとも一部を覆うモールド樹脂（６）を形成するために用いる金型（２００）を用意することと、を含む。このような製造方法において、金型内に半導体チップをセットしてモールド樹脂を構成する樹脂材料を流し込んで硬化させ、モールド樹脂を形成することと、モールド樹脂を形成することにおいては、フィラー（６２）を含有した樹脂材料を用い、半導体チップのうちモールド樹脂の形成後にモールド樹脂から突出する部分を突出部（３）として、金型を用意することにおいては、金型と半導体チップのうち突出部となる部分との隙間がフィラーの粒径よりも小さい金型を用意する。
【００１９】
これにより、フィラーを含有する樹脂材料を用いてモールド樹脂を形成しつつも、部分的にフィラーレスの部分とされたモールド樹脂を形成することができ、レーザ加工の際にフィラーに起因する不具合が抑制された半導体装置を製造することができる。
【００２０】
なお、上記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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の半導体装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の半導体装置のうち半導体チップの突出部およびその近傍を示す上面レイアウト図である。
【図３Ａ】第１実施形態の半導体装置の製造工程のうちレーザ照射工程を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続くレーザ照射工程におけるレーザ照射の一例を示す図である。
【図４Ａ】波長に対するＳｉの吸収率を示す図である。
【図４Ｂ】波長に対するＳｉＯ２の吸収率を示す図である。
【図４Ｃ】波長に対するＳｉ３Ｎ４の吸収率を示す図である。
【図４Ｄ】波長に対するエポキシ樹脂系の樹脂材料の吸収率を示す図である。
【図５】第２実施形態の半導体装置を示す断面図である。
【図６】図５中の破線で示す領域の拡大断面図である。
【図７】フィラーの粒径分布の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態の半導体装置の製造工程のうちモールド樹脂成形について示す図である。
【図９】他の実施形態における半導体装置の製造工程のうちモールド樹脂成形について示す図である。
【図１０】金型とフィルムを用いた従来の半導体装置におけるモールド樹脂成形について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００２３】
（第１実施形態）
第１実施形態の半導体装置Ｓ１について、圧力センサとして適用された場合を例に、図１〜図３を参照して説明する。
【００２４】
図２では、図１に示す後述する半導体チップ１のうち一面１ａに対する法線方向（以下「一面法線方向」という）側から見たときの上面レイアウトを示すと共に、センサ部３１の外郭を一点鎖線で、モールド樹脂６に覆われた被支持部２の外郭を破線で示している。また、図２では、構成を分かり易くするため、半導体チップ１、モールド樹脂６のうち半導体チップ１の一部を覆う部分およびその近傍以外の他の領域を省略しつつ、後述するレーザ低吸収材料７のうち第２基板１２上に別途配置されるもののみを示している。
【００２５】
本実施形態の半導体装置Ｓ１は、例えば、図１に示すように、物理量に応じた信号を出力するセンサ部３１を有する半導体チップ１と、ワイヤ４と、リードフレーム５と、モールド樹脂６とを備える。半導体装置Ｓ１は、センサ部３１が物理量に応じた電気信号を出力し、当該電気信号が半導体チップ１に形成された図示しない回路配線を介して後述するパッド部１２３、ワイヤ４、リードフレーム５の順に外部へと伝達される構成とされている。本実施形態の半導体装置Ｓ１は、例えば、自動車などの車両における吸気やエンジンオイルなどの圧力を測定する圧力センサとして適用される。
【００２６】
なお、半導体装置Ｓ１は、センサ部３１が出力する電気信号を制御する図示しない半導体素子が、さらにモールド樹脂６内に配置され、半導体チップ１およびリードフレーム５の間に配置された構成とされていてもよい。このように、センサ部３１から出力される電気信号の伝達経路における構成については、適宜変更されてもよい。
【００２７】
半導体チップ１は、図１に示すように、例えば、主にＳｉなどの半導体材料により構成された平板状の第１基板１１および第２基板１２を有してなり、これらの基板１１、１２が貼り合された構成とされている。半導体チップ１は、図１に示すように、その一部がリードフレーム５上に搭載され、図示しない銀ペーストやエポキシなどの接着剤により固定されている。半導体チップ１は、本実施形態では、図１に示すように、モールド樹脂６により一部が覆われて支持された状態、すなわち片持ちの状態とされている。
【００２８】
なお、以降の説明では、図１に示すように、半導体チップ１のうちモールド樹脂６に厚く覆われて支持されている部位を「被支持部２」と、半導体チップ１のうち残部、すなわちモールド樹脂６から被支持部２の反対側に突き出す部分を「突出部３」と称する。また、図２に示すように、モールド樹脂６のうち突出部３と異なる部分を覆う部分を「支持部６ａ」と、突出部３の一部を支持部６ａよりも薄い厚みで覆っている部分を「薄化部６ｂ」と称する。さらに、図２に示すように、突出部３のうちモールド樹脂６から露出している部分を「露出部３ａ」と、突出部３のうち薄化部６ｂにより覆われる部分を「被覆部３ｂ」と称する。
【００２９】
半導体チップ１は、本実施形態では、図２に示すように、突出部３のうちセンサ部３１が形成された面の反対側の一面１ａ上の一部に、後述する製造工程におけるレーザの吸収率が４５％以下であるレーザ低吸収材料７が配置されている。言い換えると、後述する製造工程でのモールド樹脂６の形成からレーザ加工までの間、半導体チップ１のうちレーザ加工により除去される一部のモールド樹脂６に覆われている領域（以下「レーザ除去領域」という）は、主にレーザ低吸収材料７で構成されている。
【００３０】
なお、ここでいう「レーザ除去領域が主にレーザ低吸収材料７で構成されている」とは、レーザ除去領域がレーザ低吸収材料７のみで構成されている場合だけでなく、レーザ低吸収材料７に加えて不可避の不純物や異物などを含んでいる場合も含む意味である。
【００３１】
レーザ低吸収材料７は、例えば、後述するレーザ加工に用いるレーザの波長１．５μｍ〜６μｍにおける吸収率が４５％以下である材料、具体的にはＳｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、サファイア、ＧａＮ、ＧａＡｓやＩｎＰなどで構成される。レーザ低吸収材料７は、例えば、半導体チップ１を構成する第１基板１１や第２基板１２として用いられるだけでなく、図２に示すように第２基板１２上に別途配置される材料としても用いられる。後者の場合、レーザ低吸収材料７は、半導体チップ１のうち突出部３の一面１ａ上にＡｌなどの材料で形成される図示しないシリアルナンバーやアライメントマークなどを覆い、これらを保護するための保護膜として用いられる。
【００３２】
なお、半導体チップ１は、その表面のうちレーザ加工の際にレーザが照射されず、かつモールド樹脂６に覆われる部分がモールド樹脂６との密着性の高い材料や応力緩和効果をもたらす材料で覆われていてもよい。モールド樹脂６との密着性の高い材料としては、例えばＳｉ３Ｎ４やＰＩＱ（Polyimideiso-indoloquinazo-linedione）等が挙げられる。具体的には、半導体チップ１のうち被支持部２および被覆部３ｂの表面の一部もしくは全部にＳｉ３Ｎ４やＰＩＱが配置され、モールド樹脂６との密着が高められた構造とされていてもよい。
【００３３】
また、半導体チップ１は、レーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成されていることを除き、任意の半導体チップの構成とされており、レーザ低吸収材料７以外の構成が適宜変更されてもよい。
【００３４】
第１基板１１は、図１に示すように、その一面１１ａが第２基板１２の一面１２ａ側と向き合う状態で第２基板１２と貼り合せされている。第１基板１１は、一面１１ａの反対側の面に一面１１ａ側に向かって凹んだ第１凹部１１１が形成されると共に、第１凹部１１１の形成により薄肉化された薄肉部１１２を有する。第１基板１１は、一面１１ａ側に、薄肉部１１２から被支持部２側に延設された図示しない回路配線と、これに電気的に接続されたゲージ抵抗とが形成されている。このゲージ抵抗は、例えば薄肉部１１２上に形成されており、薄肉部１１２の変形に伴って変形し、ピエゾ抵抗効果によりその抵抗値が変化するものである。
【００３５】
第２基板１２は、図１に示すように、一面１２ａに第２凹部１２１が形成されると共に、第２凹部１２１が薄肉部１１２を覆うように配置されている。この第２凹部１２１と第１基板１１とがなす空間により、圧力基準室１２２が形成されている。圧力基準室１２２は、例えば真空圧とされているが、大気圧とされてもよい。このように第１基板１１の薄肉部１１２と第２基板１２の第２凹部１２１とにより、センサ部３１が形成されている。
【００３６】
センサ部３１は、本実施形態では、圧力を検出する素子であり、図１に示すように、半導体チップ１のうち突出部３に形成されている。センサ部３１は、例えば空気などの気体もしくはオイルなどの液体から外圧が加えられると、薄肉部１１２上の図示しないゲージ抵抗の抵抗値が変化することで、圧力に応じた電気信号を出力する。センサ部３１から出力された電気信号は、第１基板１１の一面１１ａ側に形成された図示しない回路配線を介して半導体チップ１のパッド部１２３に伝達される。
【００３７】
パッド部１２３は、図１に示すように、半導体チップ１のうち被支持部２となる部分に形成され、第１基板１１の一面１１ａ側の図示しない回路配線と電気的に接続されている。パッド部１２３は、例えば、Ａｌなどの金属材料により構成され、図１に示すように、第２基板１２の一面１２ａとその反対面１２ｂとを繋ぐ貫通孔の内壁および反対面１２ｂの一部を覆うように形成されている。
【００３８】
ワイヤ４は、例えば、Ａｕなどの金属材料により構成され、図１に示すように、パッド部１２３およびリードフレーム５それぞれにワイヤボンディングにより接続され、これらを電気的に接続している。
【００３９】
リードフレーム５は、例えば、Ｃｕなどの金属材料により構成され、図１に示すように、その一面上に半導体チップ１が搭載されると共に、半導体チップ１が搭載された一端の反対側の他端がモールド樹脂６から露出している。
【００４０】
モールド樹脂６は、例えば、エポキシ樹脂などの樹脂材料により構成され、半導体チップ１の一部、ワイヤ４、リードフレーム５の一部を覆っており、トランスファー成形などにより形成される。
【００４１】
以上が、半導体装置Ｓ１の基本的な構成である。
【００４２】
次に、半導体装置Ｓ１の製造方法の一例について、図３Ａ、図３Ｂを参照して述べる。図３Ａ、図３Ｂでは、図２と同様に、センサ部３１を一点鎖線で、後述するレーザ加工におけるレーザを照射部分の一例を二点鎖線で、突出部３のうち薄化部６ｂで覆われた部分の外郭線およびレーザ低吸収材料７を破線で示している。
【００４３】
なお、半導体装置Ｓ１の製造工程では、半導体チップ１の突出部３となる部分にレーザ低吸収材料７を配置する点を除いて、任意の半導体プロセスを採用できるため、レーザ低吸収材料７に関連する工程以外については、簡単に説明する。
【００４４】
まず、通常の半導体プロセスにより製造され、後ほどモールド樹脂６から突出する突出部３となる部分にレーザ低吸収材料７が配置された半導体チップ１を用意する。例えば、半導体チップ１のうち突出部３となる領域においてＡｌにより形成されたアライメントマークやシリアルナンバーが形成された部分を覆うように、図示しないマスクを用いて、蒸着やスパッタリングなどの真空成膜法によりレーザ低吸収材料７を形成する。
【００４５】
次いで、半導体チップ１のうち被支持部２となる部分側の端部をリードフレーム５の一面上に例えばはんだ付けにより搭載した後、ワイヤボンディングにより半導体チップ１のパッド部１２３とリードフレーム５とを電気的に接続する。そして、例えば上型と下型とによりなる図示しない金型を用意し、半導体チップ１、ワイヤ４およびリードフレーム５が一体化されたワークを当該金型にセットする。
【００４６】
続けて、金型のキャビティ内にモールド樹脂６を構成する樹脂材料を流し込んで硬化させ、半導体チップ１およびリードフレーム５の一部並びにワイヤ４を覆うモールド樹脂６を形成する。
【００４７】
なお、モールド樹脂６の形成の際、半導体チップ１のうち少なくともセンサ部３１に樹脂材料が流れ込まないようにする。例えば、半導体チップ１の一面１ａの反対面のうち突出部３となる領域が上型もしくは下型と隙間なく接触する金型を用意したり、センサ部３１を覆う図示しないカバーなどの別部材を用意したりすることなどが考えられる。
【００４８】
モールド樹脂６の形成後、ワークを金型から離型する。モールド樹脂６の形成後のワークには、図３Ａに示すように、上面視にて突出部３の周囲などを覆うモールド樹脂６の余剰分（以下「余剰樹脂８」という）が残るため、これをレーザ照射により除去する。具体的には、モールド樹脂６の材料の吸収率が高く、かつ、半導体チップ１を主に構成するＳｉの吸収率が４５％以下となる波長、例えば１．５μｍ〜６．０μｍの波長の光をレーザとして用いる。
【００４９】
そして、余剰樹脂８を除去したい部分にこのような波長のレーザを照射し、これを除去する。例えば、図３Ａの二点鎖線で示す領域にレーザを照射すると、図３Ｂに示すように、余剰樹脂８の一部が除去され、この部分が露出部３ａとなる。このレーザ照射を図３Ｂの二点鎖線で示すように、上面視にて突出部３の外郭線に沿って繰り返すことで、余剰樹脂８を除去すると、図２に示す状態となる。このようにして、本実施形態の半導体装置Ｓ１を製造することができる。
【００５０】
なお、余剰樹脂８を除去するレーザとしては、例えば、ＨｏＹＡＧ（波長：約１．５μｍ）やＥｒＹＡＧ（波長：約３μｍ）などが挙げられる。また、レーザ照射の条件、例えばエネルギー密度、パルス幅やレーザ照射径などについては、余剰樹脂８を除去できればよく、適宜設定される。
【００５１】
次に、レーザの好ましい波長範囲およびレーザ低吸収材料７について図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明する。
【００５２】
余剰樹脂８の除去に用いるレーザは、モールド樹脂６を構成する樹脂材料によく吸収される一方で、レーザ低吸収材料７にあまり吸収されない波長範囲とされる。具体的には、レーザの波長は、一般的なエポキシ樹脂系の光の吸収率が、図４Ｄに示すように、０．４μｍ〜１１μｍの範囲においては９０％以上であるため、余剰樹脂８の除去の観点では、０．４μｍ〜１１μｍの範囲内であればよい。一方、半導体チップ１を主に構成するＳｉの吸収率が、図４Ａに示すように、１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内では４５％以下、０．４μｍ以上１．５μｍ未満および６μｍを超える範囲では、４５％を超えている。半導体チップ１を構成するＳｉが４５％を超えて過剰にレーザを吸収すると、発熱による損傷が起き得るため、これを防止する観点から、レーザの波長は１．５μｍ〜６．０μｍの範囲内とされることが好ましい。
【００５３】
レーザ低吸収材料７は、例えばレーザの波長範囲を１．５μｍ〜６．０μｍとした場合、当該範囲内においてレーザの吸収率が４５％以下の材料が選定される。例えば、ＳｉＯ２は、図４Ｂに示すように、１．５μｍ〜６．０μｍの範囲では、吸収率が４５％以下であるため、レーザ低吸収材料７として用いられることが好ましい材料と言える。
【００５４】
一方、絶縁膜として用いられるＳｉ３Ｎ４は、図４Ｃに示すように、１．５μｍ〜６．０μｍの範囲において、吸収率が４５％を超える波長範囲が存在する。つまり、Ｓｉ３Ｎ４は、レーザのうち所定の波長の光の吸収が大きく、発熱により損傷するおそれがあるため、レーザ低吸収材料７として用いられることが好ましくない材料と言える。
【００５５】
余剰樹脂８を除去するレーザの波長範囲とレーザ低吸収材料７の選定は、上記のような観点で行われる。なお、レーザ低吸収材料７は、ＳｉやＳｉＯ２とされることが好ましい旨を説明したが、１．５μｍ〜６．０μｍの範囲において吸収率が４５％以下となる材料とされていればよく、これに限定されるものではない。
【００５６】
次に、半導体チップ１のうちレーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成されることによる効果について説明する。なお、以下の説明においては、従来の半導体装置の構成要素のうち、本実施形態の半導体装置Ｓ１の構成要素に相当するものについては、便宜的に同じ参照符号を付している。
【００５７】
従来の半導体装置では、半導体チップ１のうち突出部３に相当する部分の表面に、製造工程における位置合わせ用のアライメントマークや半導体チップのシリアルナンバーが刻印されているものがある。このシリアルナンバーなどは、通常の半導体プロセスに用いられる材料、例えばＡｌなどにより構成されるが、大気に暴露された状態では腐食などにより剥離して識別できなくなり得る。このような事態を防止するため、通常、シリアルナンバーなどを構成する材料が耐腐食性のある材料、例えばＳｉ３Ｎ４などの材料で覆われた構造とされる。
【００５８】
しかしながら、樹脂材料の除去などの目的で、このような構成とされた半導体チップ１にレーザ照射を行うと、シリアルナンバーなどを覆うＳｉ３Ｎ４は、当該レーザを吸収して発熱し、シリアルナンバーなどごと破壊されてしまうことがある。つまり、レーザ加工におけるレーザの吸収率が高い、例えば４５％を超える吸収率である材料がレーザ除去領域に配置されている場合には、半導体チップ１の損傷が起こり得る。
【００５９】
一方、本実施形態の半導体装置Ｓ１は、突出部３のうちレーザ除去領域が当該レーザの吸収率が４５％以下であるレーザ低吸収材料７で構成されているため、レーザ除去領域における当該レーザの過剰吸収が生じない構造である。これにより、レーザ加工における半導体チップ１の損傷を抑制できる半導体装置Ｓ１となる。
【００６０】
本実施形態によれば、突出部３のうちレーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成された半導体チップ１であるため、レーザ照射による半導体チップ１の損傷が抑制される半導体装置となる。
【００６１】
また、半導体チップ１のうちレーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成されたものを用意し、これを用いることでレーザ加工における半導体チップ１の損傷が抑えられた半導体装置を製造することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置Ｓ２について、図５〜図８を参照して述べる。
【００６３】
本実施形態の半導体装置Ｓ２は、図５に示すように、モールド樹脂６が樹脂６１とフィラー６２とを有してなり、フィラー６２が支持部６ａに配置されている。また、半導体装置Ｓ２は、図６に示すように、支持部６ａに含まれるフィラー６２の粒径が、薄化部６ｂの一面法線方向における厚み（以下、単に「厚み」という）よりも大きい。半導体装置Ｓ２は、主に上記の点において上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、これらの相違点を中心に説明する。
【００６４】
モールド樹脂６は、本実施形態では、樹脂６１とフィラー６２とを有してなり、半導体装置Ｓ２のうち突出部３以外の部分を覆って支持する支持部６ａと、突出部３の一部を薄く覆う薄化部６ｂとにより構成されている。なお、ここでいう「薄く覆う」とは、支持部６ａのうち半導体チップ１を覆う部分の厚みよりも薄い厚みで覆っていることを意味する。
【００６５】
樹脂６１は、例えば、エポキシ樹脂などの任意の樹脂材料である。
【００６６】
フィラー６２は、例えば、球形状や破砕形状とされ、アルミナやシリカなどの無機材料により構成されている。フィラー６２は、例えばモールド樹脂６の線膨張係数や熱伝導率等の調整の目的で添加され、図５に示すように、モールド樹脂６のうち支持部６ａに分布している。フィラー６２は、図７に示すように、所定の粒径範囲、例えばφ５０μｍ〜２００μｍとされるが、少なくとも薄化部６ｂの厚みよりも粒径が大きいものが用いられる。フィラー６２は、図７に示すように、薄化部６ｂの厚みよりも粒径が小さい粒子を除去したものが用いられることが好ましい。例えば、フィラー６２は、薄化部６ｂの厚みが５０μｍである場合、粒径５０μｍ以下の粒子がろ過等により除去されているものが用いられることが好ましい。この理由は、半導体装置Ｓ２の製造方法の説明にて後述する。
【００６７】
薄化部６ｂは、主に樹脂６１により構成されている。薄化部６ｂは、図６に示すように、一面法線方向における厚みをｔ１とし、フィラー６２の粒径をｔ２としたとき、ｔ１＜ｔ２の関係が成立している。つまり、薄化部６ｂの厚みは、フィラー６２の粒径未満とされている。
【００６８】
次に、半導体装置Ｓ２の製造方法の一例について、図８を参照して述べるが、モールド樹脂６を樹脂６１およびフィラー６２を含んだ構成とする点およびフィラー６２を支持部６ａに配置する点以外は上記第１実施形態と同様である。そのため、ここでは、フィラー６２を含有するモールド樹脂６の形成工程について主に説明する。
【００６９】
半導体チップ１、ワイヤ４およびリードフレーム５を一体化したワークを作製し、図８に示すように、このワークをセットする金型２００を用意する。具体的には、例えば、図８に示すように、上型２０１と下型２０２とによりなり、モールド樹脂６の支持部６ａが形成される第１のキャビティ２０３と薄化部６ｂが形成される第２のキャビティ２０４を備える金型２００を用意する。
【００７０】
次いで、樹脂６１を構成する樹脂材料、およびフィラー６２を用意する。このとき、半導体チップ１の一面１ａのうち突出部３となる部分と上型２０１との一面法線方向における隙間よりも大きい粒径のものをフィラー６２として用意する。そして、図８に示すように、モールド樹脂６の材料を図示しない注入口から第１のキャビティ２０３に注入して硬化させ、モールド樹脂６を形成する。
【００７１】
このモールド樹脂６の形成時には、モールド樹脂６の材料が第１のキャビティ２０３側から第２のキャビティ２０４側へ向かって流れる。このとき、フィラー６２は、その粒径が上型２０１のうち第１のキャビティ２０３と第２のキャビティ２０４との境界部と半導体チップ１との隙間よりも大きいため、この隙間より第２のキャビティ２０４側の空間には入り込めない。その結果、フィラー６２は、形成されるモールド樹脂６のうち支持部６ａに配置される一方で、薄化部６ｂには配置されないこととなる。言い換えると、樹脂６１とフィラー６２とを含有する材料を用いつつも、部分的にフィラーレスとされた領域、すなわち薄化部６ｂを備えるモールド樹脂６が形成される。
【００７２】
なお、ここでいう「フィラーレス」とは、フィラー６２が全く混入していない状態だけでなく、ろ過等による除去が困難であったり、フィラー６２の一部が欠けたりするなどの要因により不可避の微小粒径のフィラーが存在する状態も含む意味である。
【００７３】
ここで、従来のフィラーレス樹脂を別途用いる製造方法は、突出部３の一部にフィラーレス樹脂による膜を例えばディスペンサー塗布により形成した後、モールド樹脂６を形成し、フィラーレス樹脂をレーザ加工により除去するものである。しかし、フィラーレス樹脂による膜が厚く形成されてしまうと、フィラーレス樹脂のうち突出部３側に位置する部分、すなわちフィラーレス樹脂の表面から見て深い部分にレーザ加工の際のレーザが届きにくくなることが懸念される。また、フィラーレス樹脂による膜が一時的に形成されることによって、その後のモールド樹脂６を形成する工程における寸法的な制約が生じる。
【００７４】
これに対して、本実施形態の半導体装置の製造方法の場合、モールド樹脂６の形成工程においてフィラー６２を含有する部分とフィラーレスの部分とが一括で形成されるため、上記の問題が生じることはない。
【００７５】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果が得られると共に、フィラー６２を含有するモールド樹脂６のうち選択的にフィラーレスとされた薄化部６ｂを備え、別途フィラーレス樹脂を用いることなく製造できる構成とされた半導体装置となる。
【００７６】
また、半導体チップ１のうち突出部３となる部分と金型２００との隙間を、モールド樹脂６に含まれるフィラー６２の粒径よりも小さくすることで、フィラー６２を含有する支持部６ａとフィラーレスとされた薄化部６ｂとを一括形成することができる。つまり、フィラーレス樹脂を別途用いることなく、選択的にフィラーレスとされた薄化部６ｂを形成できるため、従来よりも簡便にレーザ除去領域もしくはその近傍がフィラーレスとされた半導体装置を製造できる。
【００７７】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置およびその製造方法は、本発明の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７８】
（１）上記第１実施形態では、薄化部６ｂがモールド樹脂６の樹脂材料と同じもので構成された場合について説明した。しかし、半導体チップ１へのモールド樹脂６の成形圧力を緩和し、半導体チップ１の残留応力を低減する目的で、半導体チップ１の突出部３となる部分を覆う低弾性材料によりなる薄膜があらかじめ形成された半導体チップ１が用いられてもよい。この低弾性材料としては、例えば、ポリアクリル、シリコーン樹脂やポリイミドなどが挙げられる。この場合、例えば、図９に示すように、低弾性材料による低弾性薄膜９が形成された半導体チップ１を用いてモールド樹脂６を形成することが考えられる。
【００７９】
ここで、従来の半導体装置の製造方法としては、図１０に示すように、具体的には、図９に示すように、上型４０１および下型４０２によりなる金型４００とフィルム５００を用意する。この金型４００は、モールド樹脂６のうち支持部６ａを形成する第３のキャビティ４０３と、半導体チップ１のうち突出部３となる部分をセットするための第４のキャビティ４０４を備える。フィルム５００は、図１０に示すように、上型４０１の内壁に沿って配置される。そして、金型４００内に半導体チップ１をセットし、半導体チップ１のうちモールド樹脂６から露出させる部分にフィルム５００を介して型合わせの圧力がかかるようにする。これにより、フィルム５００を介して金型４００の型合わせの圧力が半導体チップ１に伝わるのが緩和され、半導体チップ１の残留応力を低減できる。しかしながら、この方法では、金型４００のほか、フィルム５００が別途必要となってしまう。
【００８０】
そこで、図９に示すように、上型３０１および下型３０２によりなる金型３００内に半導体チップ１をセットして型合わせしたときに、半導体チップ１のうち例えば上型３０１と圧接する部分に低弾性薄膜９を形成しておく。これにより、半導体チップ１と上型３０１との当接による圧力が低弾性薄膜９を介することで緩和される。そのため、フィルム５００を用いなくとも、金型３００の型合わせの圧力が半導体チップ１に過剰にかかることに起因する残留応力を低減でき、これによる半導体チップ１の信頼性の低下が抑制された信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００８１】
なお、低弾性薄膜９は、レーザ加工によってその一部もしくは全部が除去されてもよいし、センサ部３１の動作に対する影響が小さい厚み、例えば１５０μｍ以下であれば残されていてよい。
【００８２】
（２）上記各実施形態では、半導体チップ１の一端がモールド樹脂６によって支持され、他端が自由端とされた片持ち構造とされた例について説明した。しかし、半導体チップ１は、レーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成もしくは別途配置された構成とされていればよく、必ずしも片持ち構造でなくてもよい。具体的には、半導体チップ１は、その一端および他端がそれぞれ別のモールド樹脂６により覆われて支持されると共に、これらのモールド樹脂６の間の領域がモールド樹脂６から突き出した構造、すなわち両持ち構造とされてもよい。
【００８３】
なお、この場合、半導体チップ１のうちこれらのモールド樹脂６に覆われた部分が被支持部２となり、残部、すなわちこれらのモールド樹脂６から突出する部分が突出部３に相当する。
【００８４】
（３）上記各実施形態では、図２に示すように、半導体チップ１の一面１ａのうちセンサ部３１の裏側に位置する部分（以下「センサ裏側部」という）がモールド樹脂６から露出した露出部３ａとされた例について説明した。しかし、センサ裏側部が被覆部３ｂとされていてもよい。このとき、薄化部６ｂの一面法線方向における厚みは、センサ部３１の動作に影響しない程度、例えば１５０μｍ以下とされることが好ましい。逆に、突出部３は、すべてモールド樹脂６から露出していてもよい。
【００８５】
（４）上記各実施形態では、レーザ照射により一部のモールド樹脂６、すなわち余剰樹脂８を除去する例について説明したが、必ずしもこれに限られず、薬液処理などの他の処理により除去してもよい。この場合、レーザ低吸収材料７の代わりに、薬液処理に用いる薬液に対して耐久性のある材料を用いればよい。つまり、半導体チップ１は、突出部３のうちモールド樹脂６の一部を除去することで露出部３ａの一部となる領域、すなわちモールド樹脂除去領域が、レーザ加工等の該モールド樹脂６の一部の除去手段に対して耐久性のある材料が配置されていればよい。具体的には、耐久性のある材料は、上記の除去手段がレーザ加工の場合には、レーザ低吸収材料７であり、上記の除去手段が薬液処理の場合には、用いる薬液に対して不溶もしくは難溶の薬液耐久材料である。仮に薬液処理の場合には、モールド樹脂除去領域が薬液耐久材料で覆われるか、もしくは薬液耐久材料で構成されていればよい。
【００８６】
（５）上記第２実施形態では、半導体チップ１のうちレーザ除去領域がレーザ低吸収材料７で構成され、かつフィラー６２を含有するモールド樹脂６が部分的にフィラーレスとされた例について説明した。しかし、レーザ加工を行わずに、フィラーレス部分を残す場合には、半導体チップ１として意図的にその一部をレーザ低吸収材料７で構成したものでない半導体チップを用いた構成とされてもよい。このような構成であっても、モールド樹脂６をフィラー６２が含まれた構成としつつ、モールド樹脂６の成形時に一括でフィラー６２を含有する支持部６ａとフィラーレスの薄化部６ｂとが一括形成されるため、従来に比べて簡便に製造することができる。
【００８７】
（６）上記各実施形態では、半導体チップ１が圧力センサとされた例について説明したが、これに限られず、半導体チップ１は、例えば磁気センサや光センサ、他の半導体センサであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１    半導体チップ
２    被支持部
３    突出部
３ａ  露出部
３ｂ  被覆部
６    モールド樹脂
６ａ  支持部
６ｂ  薄化部
６２  フィラー
７    レーザ低吸収材料
【図１】
2019109084.tif 000003
【図２】
2019109084.tif 000004
【図３Ａ】
2019109084.tif 000005
【図３Ｂ】
2019109084.tif 000006
【図４Ａ】
2019109084.tif 000007
【図４Ｂ】
2019109084.tif 000008
【図４Ｃ】
2019109084.tif 000009
【図４Ｄ】
2019109084.tif 000010
【図５】
2019109084.tif 000011
【図６】
2019109084.tif 000012
【図７】
2019109084.tif 000013
【図８】
2019109084.tif 000014
【図９】
2019109084.tif 000015
【図１０】
2019109084.tif 000016