(57)【要約】  【課題】半導体装置の樹脂成形の品質を向上させることにある。  【解決手段】半導体装置の樹脂成形装置であって、上型及び下型を有する金型と、前記上型又は前記下型に設けられ、半導体装置をクランプするためのクランププレートであり、付勢部材により型締め方向に付勢されるクランププレートと、前記上型又は前記下型に設けられ、型締めの際に前記クランププレートの位置を所定の位置に停止させる１又は複数のストッパと、を備えた半導体装置の樹脂成形装置。【選択図】図２
2015162553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の樹脂成形装置であって、
上型及び下型を有する金型と、
前記上型又は前記下型に設けられ、半導体装置をクランプするためのクランププレートであり、付勢部材により型締め方向に付勢されるクランププレートと、
前記上型又は前記下型に設けられ、型締めの際に前記クランププレートの位置を所定の位置に停止させる１又は複数のストッパと、
を備えた半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記ストッパは、高さ及び傾きの微調整が可能な構成である、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記クランププレート及び前記ストッパにより半導体装置の外周部を均等に押圧する構成である、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記上型及び下型の少なくとも一方を昇降させるプレス機構を更に備え、
前記プレス機構は、本体とスライドガイドとを有するムービングプラテンと、前記スライドガイドに挿通し前記ムービングプラテンを上下方向に案内するシャフトとを備え、
前記スライドガイドは、前記本体の前記スライドガイド配置部分以外の部分の厚さよりも大きい長さを有する、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置であって、
前記上型及び下型の一方は、上下方向の位置が固定され、他方は上下方向に昇降可能に構成されており、前記半導体装置は、上下方向の位置が固定される型に保持される、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型とは異なる型に配置される、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型に配置される、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂計量部を更に備える、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記樹脂計量部は、
前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂供給機と、
半導体装置に樹脂が供給された計量する樹脂計量機と、
前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量をフィードバック制御する制御部と、
を備える、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置において、前記樹脂は液状樹脂である、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置において、前記半導体装置は、半導体ウエハ、半導体ウエハから個片化された個々の半導体装置、半導体装置が載置されたサブストレートを含む、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項１２】
半導体装置の樹脂成形方法であって、
金型の型締め時に、半導体装置の外周部をクランププレートで押圧するとともに、前記クランププレートをストッパにより所定の位置に停止させる工程と、
前記半導体装置を樹脂成形する工程と、
を含む半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記ストッパは、高さ及び傾きを微調整する工程を更に含む、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記クランププレートをストッパにより所定の位置に停止させる工程では、前記クランププレート及び前記ストッパにより半導体装置の外周部を均等に押圧する、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
プレス機構により前記金型の上型及び下型の少なくとも一方を昇降させる工程を更に含み、この工程では、プレス機構のムービングプラテンを、スライドガイド配置部分以外のムービングプラテン本体の部分よりも厚さよりも大きい長さを有するスライドガイドによって、上下方向に案内させることにより、前記金型の上型及び下型の少なくとも一方を昇降させる、前記半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法であって、
前記上型及び下型の一方は、上下方向の位置が固定され、他方は上下方向に昇降可能に構成されており、前記半導体装置を、上下方向の位置が固定される型に保持する、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型とは異なる型に配置され、
型締め時に、前記異なる型側において前記クランププレートを前記ストッパにより停止させる、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型に配置され、
型締め時に、前記クランププレートが設けられる型においても前記クランププレートを前記ストッパにより停止させる、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記樹脂を供給する工程では、
樹脂計量機上に半導体装置を載置した状態で、液状樹脂供給機により樹脂を半導体装置上に供給するとともに、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量を制御するフィードバック制御を行う、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項２１】
請求項１２乃至２０の何れかに記載の半導体装置の半導体装置の樹脂成形方法において、前記樹脂は液状樹脂である、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項２２】
請求項１２乃至２１の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、前記半導体装置は、半導体ウエハ、半導体ウエハから個片化された個々の半導体装置、半導体装置が載置されたサブストレートを含む、半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項２３】
半導体装置の樹脂成形装置であって、
上型及び下型を有する金型と、
半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂計量部を備える、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の半導体装置の樹脂成形装置において、
前記樹脂計量部は、
前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂供給機と、
樹脂が供給された半導体装置を計量する樹脂計量機と、
前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量をフィードバック制御する制御部と、
を備える、半導体装置の樹脂成形装置。
【請求項２５】
半導体装置の樹脂成形方法であって、
半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する工程と、
前記樹脂が供給された半導体装置を金型に供給する工程と、
前記金型を型締めし、前記半導体装置を樹脂成形する工程と、
を含む半導体装置の樹脂成形方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
前記樹脂を供給する工程では、
樹脂計量機上に半導体装置を載置した状態で、樹脂供給機により樹脂を半導体装置上に供給するとともに、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記液状樹脂供給機の供給量をフィードバックする、半導体装置の樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形装置、特に、半導体装置の樹脂成形装置に関する。
【０００２】
本発明は、樹脂成形方法、特に、半導体装置の樹脂成形方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体装置の小型化を実現するため、半導体ウエハ一括樹脂成形による半導体装置の生産が行われている。このような樹脂成形技術の例が、特許文献１−３に記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置の製造方法では、半導体ウエハ１１を第１の金型１００にクランプ１１０で固定し、第２の金型２００にフィルム状部材４０を配置して所定領域に樹脂５０を供給し、第１及び第２の金型を加熱した後に、金型昇降機構により型締めし、金型キャビティ内を減圧するとともに金型キャビティの容積を減少させ、これにより半導体ウエハ１１の表面上に封止部を形成する（第６図、段落００７４−００９６）。
【０００５】
特許文献２に記載の半導体ウエハの樹脂被覆方法では、下型キャビティ５内に半導体ウエハ４を設置し、吸着固定手段３１で半導体ウエハ４をキャビティ底面に吸着・固定し、半導体ウエハ４のバンプ装着面上に樹脂６を供給して、上下型１，２を型締めする。その後、キャビティ５を真空引きするとともに樹脂を加熱溶融化し、上型１に設けられた押圧部材８によりフィルム７を半導体ウエハ４のバンプ３の先端部に押圧させるとともに、キャビティ５内で半導体ウエハのバンプ装着面を樹脂で被覆する（特許文献２の第１−３図、段落００１４）。
【０００６】
特許文献３に記載の半導体ウエハの樹脂被覆方法では、下型キャビティ５の底面に設けられた水平調整手段２１により、半導体ウエハ４の厚さの偏りに起因するバンプ装着面の傾斜を修正し、バンプ装着面を水平に調整している（第１−２図、段落００１６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６４４５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０７９６号公報
【特許文献３】特開２０００−２５４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１−３の技術には、（１）ウエハクランプ時の半導体ウエハ表面へのダメージが発生する問題、（２）樹脂成形時の未溶解樹脂による半導体ウエハ表面へのダメージが発生する問題、（３）成形品におけるボイドないし樹脂バリが発生する問題、（４）金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきの発生の問題、（５）上下金型が精度よく平行に型締めされないことに起因する、半導体ウエハへのダメージが発生する問題や、半導体ウエハに平行で均等な樹脂成形が出来ない問題等がある。
本発明の目的は、上記問題点を少なくとも一部を改善し、半導体装置の樹脂成形の品質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形装置は、上型及び下型を有する金型と、前記上型又は前記下型に設けられ、半導体装置をクランプするためのクランププレートであり、付勢部材により型締め方向に付勢されるクランププレートと、前記上型又は前記下型に設けられ、型締めの際に前記クランププレートの位置を所定の位置に停止させる１又は複数のストッパと、を備える。ここで、半導体装置は、回路が形成された半導体ウエハ、半導体ウエハから個片化された個々の半導体装置、半導体装置が載置されたサブストレート等を含むものとする。
従来のクランプ方式ではバネ構造のみでストッパーが無く、バネ圧だけの不安定なクランプ状態だったが、本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形装置によれば、付勢部材により型締め方向に付勢されるクランププレートをストッパにより精度良く、所望の位置で停止させることができる。これにより、半導体ウエハ等の半導体装置にクランプにより過剰負荷がかかるのを防止し、半導体装置表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。また、この樹脂成形装置によれば、上下金型が精度よく平行に型締めされるため、平行に型締めされないことに起因する、半導体装置へのダメージや、半導体装置に平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
【００１０】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記ストッパは、高さ及び傾きの微調整が可能な構成とすることができる。例えば、複数のストッパを着脱可能に金型に取り付け、各ストッパを個別に異なる高さのものに変更することにより、高さ及び傾きの微調整が可能である。これにより、型締め時のクランクプレートの傾きを抑制ないし防止することができる。
この樹脂成形装置によれば、ストッパの高さ及び傾きを調整することにより、上下金型を精度よく平行に型締めさせることができる。このため、平行に型締めされないことに起因する、半導体装置へのダメージや、半導体装置に平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
【００１１】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記クランププレート及び前記ストッパにより半導体装置の外周部を均等に押圧する構成とすることができる。
クランププレートが半導体装置の外周部を反対側の金型に均等に押しつけ、半導体装置と金型との隙間を無くすことにより、樹脂が半導体装置の裏側に回り込んで樹脂バリを形成することを抑制ないし防止することができる。
また、クランプ位置でキャビティ内は密閉されるので、さらにキャビティ内を真空引きすれば、より精度よく空気溜まりを抑制ないし防止し、ボイドの発生を防ぐことが可能である。
【００１２】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記上型及び下型の少なくとも一方を昇降させるプレス機構を更に備え、前記プレス機構は、本体とスライドガイドとを有するムービングプラテンと、前記スライドガイドに挿通し前記ムービングプラテンを上下方向に案内するシャフトとを備え、前記スライドガイドは、前記本体の前記スライドガイド配置部分以外の部分の厚さよりも大きい長さを有する構成とすることができる。
金型昇降を駆動するプレス機構のムービングプラテンの昇降スライドガイド性を向上させ、上下金型間の平行精度を改善することが可能である。これにより、半導体装置の外周部を均等にクランプし半導体装置へダメージを抑制し、且つ樹脂成形工程での溶融樹脂を半導体装置に平行かつ均等に押し広げ、均一な樹脂層を形成する。
【００１３】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記上型及び下型の一方は、上下方向の位置が固定され、他方は上下方向に昇降可能に構成されており、前記半導体装置は、上下方向の位置が固定される型に保持される構成とすることができる。
半導体装置の裏面と金型面を隙間なく均等に適切な圧力で保持するために、昇降しない固定側の金型面に半導体装置の裏面を密着保持することにより、昇降側金型面に半導体装置を保持するより、安価で簡易構造で、かつ確実に半導体装置を密着固定することができる。
【００１４】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型とは異なる型に配置される構成とすることができる。
型締め時に、クランププレートが配置された金型とは反対側の金型に設けられたストッパにより、クランププレートを所望の位置に精度よく停止させることができる。成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体装置に平行に形成できる。
【００１５】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型に配置される構成とすることができる。
クランクプレート配置金型にストッパを内蔵させることによっても、精度よく一定位置で停止することが出来る。この場合も、成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体装置に平行に形成できる。
【００１６】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂計量部を更に備える構成とすることができる。
樹脂は金型供給前の樹脂計量塗布ステージで半導体装置表面上に樹脂を供給し、その後、樹脂供給された半導体装置を金型内に供給する。このように、予め樹脂を供給した半導体装置を一度の搬送で金型へ供給するので、従来の様に金型に半導体装置を供給後に樹脂を金型へ供給する個別搬送方式に比べ、装置のサイクルタイムを短縮でき、生産性向上につながる。また、樹脂供給が金型開口空間に制約されることがなく、精度よく、また効率よく供給できる効果が有る。
【００１７】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記樹脂計量部は、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂供給機と、半導体装置に樹脂が供給された計量する樹脂計量機と、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量をフィードバック制御する制御部と、を備える構成とすることができる。
この場合、塗布量を計量し、液状樹脂供給機にフィードバックしながら精度よく半導体装置に樹脂を供給することができる。これにより、金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきを抑制ないし防止することができる。
【００１８】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記樹脂は液状樹脂とすることができる。
顆粒状やタブレット状に比較して、液状の成形樹脂を使用することにより、型締めおよび成形時に未溶融樹脂による半導体装置表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。
【００１９】
本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形方法は、金型の型締め時に、半導体装置の外周部をクランププレートで押圧するとともに、前記クランププレートをストッパにより所定の位置に停止させる工程と、前記半導体装置を樹脂成形する工程と、を含む。
従来のクランプ方式ではバネ構造のみでストッパーが無く、バネ圧だけの不安定なクランプ状態だったが、本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形装置によれば、付勢部材により型締め方向に付勢されるクランププレートをストッパにより精度良く、所望の位置で停止させることができる。これにより、半導体ウエハ等の半導体装置に過剰負荷がかかるのを防止し、半導体装置表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。また、この樹脂成形装置によれば、上下金型が精度よく平行に型締めされるため、平行に型締めされないことに起因する、半導体装置へのダメージや、半導体装置に平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
【００２０】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記ストッパは、高さ及び傾きを微調整する工程を更に含むようにすることができる。例えば、複数のストッパを着脱可能に金型に取り付け、各ストッパを個別に異なる高さのものに変更することにより、高さ及び傾きの微調整が可能である。これにより、型締め時のクランクプレートの傾きを抑制ないし防止することができる。
この樹脂成形装置によれば、ストッパの高さ及び傾きを調整することにより、上下金型を精度よく平行に型締めさせることができる。このため、平行に型締めされないことに起因する、半導体装置へのダメージや、半導体装置に平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
また、クランプ位置でキャビティ内は密閉されるので、さらにキャビティ内を真空引きすれば、より精度よく空気溜まりを抑制ないし防止し、ボイドの発生を防ぐことが可能である。
【００２１】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記クランププレートをストッパにより所定の位置に停止させる工程では、前記クランププレート及び前記ストッパにより半導体装置の外周部を均等に押圧するようにすることができる。
クランププレートが半導体装置の外周部を反対側の金型に均等に押しつけ、半導体装置と金型との隙間を無くすことにより、樹脂が半導体装置の裏側に回り込んで樹脂バリを形成することを抑制ないし防止することができる。
また、クランプ位置でキャビティ内は密閉されるので、さらにキャビティ内を真空引きすれば、より精度よく空気溜まりを抑制ないし防止し、ボイドの発生を防ぐことが可能である。
【００２２】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、プレス機構により前記金型の上型及び下型の少なくとも一方を昇降させる工程を更に含み、この工程では、プレス機構のムービングプラテンを、スライドガイド配置部分以外のムービングプラテン本体の部分よりも厚さよりも大きい長さを有するスライドガイドによって、上下方向に案内させることにより、前記金型の上型及び下型の少なくとも一方を昇降させるようにすることができる。
金型昇降を駆動するプレス機構のムービングプラテンの昇降スライドガイド性を向上させ、上下金型間の平行精度を改善することが可能である。これにより、半導体装置の外周部を均等にクランプし半導体装置へダメージを抑制し、且つ樹脂成形工程での溶融樹脂を半導体装置に平行かつ均等に押し広げ、均一な樹脂層を形成する。
【００２３】
前記半導体装置の樹脂成形方法であって、前記上型及び下型の一方は、上下方向の位置が固定され、他方は上下方向に昇降可能に構成されており、前記半導体装置を、上下方向の位置が固定される型に保持するようにすることができる。
半導体装置の裏面と金型面を隙間なく均等に適切な圧力で保持するために、昇降しない固定側の金型面に半導体装置の裏面を密着保持することにより、昇降側金型面に半導体装置を保持するより、安価で簡易構造で、かつ確実に半導体装置を密着固定することができる。
【００２４】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型とは異なる型に配置され、型締め時に、前記異なる型側において前記クランププレートを前記ストッパにより停止させるようにすることができる。
型締め時に、クランププレートが配置された金型とは反対側の金型に設けられたストッパにより、クランププレートを所望の位置に精度よく停止させることができる。成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体装置に平行に形成できる。
【００２５】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記ストッパは、前記クランププレートが設けられる型に配置され、型締め時に、前記クランププレートが設けられる型においても前記クランププレートを前記ストッパにより停止させるようにすることができる。
クランクプレート配置金型にストッパを内蔵させることによっても、精度よく一定位置で停止することが出来る。この場合も、成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体装置に平行に形成できる。
【００２６】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給するようにすることができる。
樹脂は金型供給前の樹脂計量塗布ステージで半導体装置表面上に樹脂を供給し、その後、樹脂供給された半導体装置を金型内に供給する。このように、予め樹脂を供給した半導体装置を一度の搬送で金型へ供給するので、従来の様に金型に半導体装置を供給後に樹脂を金型へ供給する個別搬送方式に比べ、装置のサイクルタイムを短縮でき、生産性向上につながる。樹脂供給が金型開口空間に制約されることがなく、精度よく、また効率よく供給できる効果が有る。
【００２７】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記樹脂を供給する工程では、樹脂計量機上に半導体装置を載置した状態で、液状樹脂供給機により樹脂を半導体装置上に供給するとともに、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量を制御するフィードバック制御を行う、半導体装置の樹脂成形方法。
この場合、塗布量を計量し、液状樹脂供給機にフィードバックしながら精度よく半導体装置に樹脂を供給することができる。これにより、金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきを抑制ないし防止することができる。
【００２８】
前記半導体装置の半導体装置の樹脂成形方法において、前記樹脂は液状樹脂とすることができる。
顆粒状やタブレット状に比較して、液状の成形樹脂を使用することにより、型締めおよび成形時に未溶融樹脂による半導体装置表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。
【００２９】
本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形装置は、上型及び下型を有する金型と、半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂計量部を備える。
樹脂は金型供給前の樹脂計量塗布ステージで半導体装置表面上に樹脂を供給し、その後、樹脂供給された半導体装置を金型内に供給する。このように、予め樹脂を供給した半導体装置を一度の搬送で金型へ供給するので、従来の様に金型に半導体装置を供給後に樹脂を金型へ供給する個別搬送方式に比べ、装置のサイクルタイムを短縮でき、生産性向上につながる。
【００３０】
前記半導体装置の樹脂成形装置において、前記樹脂計量部は、前記半導体装置に樹脂を供給する樹脂供給機と、樹脂が供給された半導体装置を計量する樹脂計量機と、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記樹脂供給機の供給量をフィードバック制御する制御部と、を備える構成とすることができる。
この場合、塗布量を計量し、液状樹脂供給機にフィードバックしながら精度よく半導体装置に樹脂を供給することができる。これにより、金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきを抑制ないし防止することができる。
【００３１】
本発明の一側面に係る半導体装置の樹脂成形方法は、半導体装置を金型に供給する前に、前記半導体装置に樹脂を供給する工程と、前記樹脂が供給された半導体装置を金型に供給する工程と、前記金型を型締めし、前記半導体装置を樹脂成形する工程と、を含む。
樹脂は金型供給前の樹脂計量塗布ステージで半導体装置表面上に樹脂を供給し、その後、樹脂供給された半導体装置を金型内に供給する。このように、予め樹脂を供給した半導体装置を一度の搬送で金型へ供給するので、従来の様に金型に半導体装置を供給後に樹脂を金型へ供給する個別搬送方式に比べ、装置のサイクルタイムを短縮でき、生産性向上につながる。
【００３２】
前記半導体装置の樹脂成形方法において、前記樹脂を供給する工程では、樹脂計量機上に半導体装置を載置した状態で、樹脂供給機により樹脂を半導体装置上に供給するとともに、前記樹脂計量機で測定した重量の値に応じて前記液状樹脂供給機の供給量をフィードバックするようにすることができる。
この場合、塗布量を計量し、液状樹脂供給機にフィードバックしながら精度よく半導体装置に樹脂を供給することができる。これにより、金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきを抑制ないし防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】樹脂計量ステージにおける半導体ウエハへの樹脂供給を示す説明図である。
【図２】一実施形態に係る樹脂成形装置の半導体ウエハ搬入時の縦断面図である。
【図３】一実施形態に係る樹脂成形装置の型締め時の縦断面図である。
【図４】一実施形態に係る樹脂成形装置のキャビティ容積減少時の縦断面図である。
【図５】変形例に係る樹脂成形装置の縦断面図である。
【図６】従来のプレス機構の縦断面図である。
【図７】一実施形態に係るプレス機構の縦断面図である。
【図８】半導体ウエハとストッパの位置関係を説明するための樹脂成形装置の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係る樹脂成形装置及び樹脂成形方法を、図面を参照して説明する。本明細書において、半導体装置は、回路が形成された半導体ウエハ、半導体ウエハから個片化された個々の半導体装置、半導体装置が載置されたサブストレート等を含むものとする。なお、以下の説明では、半導体ウエハを例に挙げるが、個々の半導体装置、サブストレート等にも同様に本発明を適用可能である。
【００３５】
図１は、樹脂計量ステージ（樹脂計量部）における半導体ウエハ１への樹脂供給を示す図である。樹脂計量ステージは、樹脂成形装置において金型プレス機とは別に設けられる。樹脂計量ステージは、金型プレス機と同一のシステム内に配置されても、別のシステム内に配置されても良い。
本実施形態では、半導体ウエハ１への樹脂供給は、半導体ウエハ１を金型１０４に供給する前に行う。樹脂計量ステージは、液状樹脂供給機１０２と、樹脂計量機１０３とを備える。液状樹脂供給機１０２は、ディスペンサー等の液状樹脂の供給装置である。樹脂計量機１０３は、半導体ウエハ１を載置する載置部を有し、液状樹脂供給前及び供給開始後の半導体ウエハ１の重量を測定し、両者を比較して樹脂の重量（塗布量）を算出する。算出された樹脂の重量は、図示しない制御部に送信される。制御部は、液状樹脂供給機１０２に内蔵することも、別途設けることも可能である。制御部は、樹脂計量機１０３から出力される樹脂の重量を受け取り、これに基づいて、予め設定された樹脂量が半導体ウエハ１に供給されるように、液状樹脂供給機１０２の吐出量をフィードバック制御する。
【００３６】
半導体ウエハ１に所定量の樹脂を供給後、半導体ウエハ１を搬送ロボット１０１により樹脂計量ステージから搬出し、図２に示すように、上下１８０度反転させ、金型１０４に搬入する。
【００３７】
図２乃至図４は、一実施形態に係る樹脂成形装置の縦断面図を示し、図２は半導体ウエハ搬入時の縦断面図、図３は型締め時の縦断面図、図４はキャビティ容積縮小時の縦断面図を示す。図２乃至図４に示すように、本実施形態に係る樹脂成形装置は、上金型１０５及び下金型１０６を有する金型１０４と、下金型１０６に第１バネ１０８により型締め方向に付勢されて設けられたクランププレート１０７と、上金型１０５においてキャビティ１１３を囲むように複数設けられた上部ストッパ１１２と、を備えている。また、上部ストッパ１１２の内側で上金型１０５には、第２バネ１１１により型締め方向に付勢される上型ホルダ１１０が設けられている。また、上金型１０５において、上型ホルダ１１０の内側には、ウエハ受け１０９が配置されている。
【００３８】
クランププレート１０７は、キャビティ１１３の外周を取り囲むように環状に配置されており、キャビティ１１３側に環状突起部１０７ａを有している。この環状突起部１０７ａは、型締め時に半導体ウエハ１の裏面に接触し、半導体ウエハ１をクランプするものであり、半導体ウエハ１の外周部の略全周にわたって設けられている。なお、半導体ウエハ１の外周部を実質的に均等に押圧できる範囲であれば、環状突起部１０７ａの一部を省略した構成としても良い。つまり、環状突起部１０７ａの一部が連続しておらず、当該部分で半導体ウエハ１に接触しないような構成でも良い。クランププレート１０７の下方にはクランププレート１０７と下金型１０６との間において、第１バネ１０８がクランププレート１０７を型締め方向に付勢するように設置されている。
【００３９】
図８は、半導体ウエハ１とストッパの位置関係を説明するための樹脂成形装置の横断面図である。図示されるように、上部ストッパ１１２は、半導体ウエハ１の外周を取り囲むように均等な間隔で８本配置されている。各上部ストッパ１１２は、上金型１０５に着脱可能に取り付けられる。上部ストッパー１１２は、高さの異なるものを複数用意しておき、高さの異なる上部ストパー１１２に置き換えることで、上部ストッパー１１２の高さを変更可能である。また、複数の上部ストッパー１１２のうち一部を、微小に高さの異なるものに置き換えて上部ストッパー１１２の高さや傾き等の微調整が可能である。例えば、図２において、型締め時の上金型１０５と下金型１０６との間隔が紙面右側よりも紙面左側の方が広くなる場合（下金型１０６が、紙面左側が右側よりも下になるように傾く場合）には、紙面右側の上部ストッパ１１２の高さをより高いものに取り換えることにより、型締め時のクランププレートの傾きを調整することができる。
【００４０】
上型ホルダ１１０は、上部ストッパ１１２の内側で上金型１０５に設けられている。上型ホルダ１１０と上金型１０５との間には、第２バネ１１１が上型ホルダー１１０を型締め方向に付勢するように配置されている。上型ホルダ１１０の下面には、Ｏリング等のシール部材が取り付けられており、型締め時には、図３に示すように、上型ホルダー１１０は、クランププレート１０７に密着し、キャビティ１１３を密閉する。
【００４１】
ウエハ受け１０９は、上金型１０５において、上型ホルダ１１０の内側に配置されている。ウエハ受け１０９は、図２に示すように、ウエハ搬送ロボット１０１から半導体ウエハ１を受け取り、保持するための機構である。ウエハ受け１０９は、半導体ウエハ１の回路２形成面の外周部で回路２が形成されていない部分を保持し、キャビティ１１３とは反対側（型締め方向とは逆方向）に移動し、半導体ウエハ１裏面を上金型１０５表面に仮に押圧保持する（図３の状態を参照）。なお、このとき、半導体ウエハ１の上金型１０５への保持は空気吸引によりウエハ１裏面を上金型１０５表面へ真空吸着してもよい。
【００４２】
以下、図１から図４を参照しつつ、本実施形態に係る半導体装置の樹脂形成方法を説明する。
【００４３】
１．成形樹脂計量および供給工程（図１）
本実施形態では、半導体ウエハ１への樹脂供給は、半導体ウエハ１を金型１０４に設置する前に行う。樹脂供給は、半導体ウエハの金型への供給前の樹脂計量ステージ（図１）において行われる。図１に示すように、突起電極や配線等の回路２が形成された側の半導体ウエハ１の表面を上にした状態で半導体ウエハ１を樹脂計量ステージの樹脂計量機１０３に設置する。そして、予め設定された供給量の液状樹脂３を半導体ウエハ１の回路２形成面に供給し、塗布粘着等で保持する。液状樹脂３の供給は、例えばディスペンサー等の液状樹脂供給機１０２で行うことができる。樹脂供給量の設定は、液状樹脂供給機１０２の吐出量の設定で行う。半導体ウエハ１を樹脂計量機１０３に載せて計量しながら樹脂を塗布し、実際の塗布量の情報を液状樹脂供給機１０２の制御部にフィードバックしながら液状樹脂供給機１０２の吐出量を自動で微調整する。
【００４４】
液状樹脂３の粘度は、塗布後のウエハ１の搬送に支障のない程度に高粘度のものを使用する。ここでは、液状樹脂を使用したが、成形用樹脂はシート状樹脂などでもよい。ウエハ１の表面への成形用樹脂の保持は塗布粘着のほか、保持器による保持でもよい。保持器として、例えば短冊状のフィルムを採用し、短冊状のフィルムでウエハ上の塗布樹脂を覆う。その後、ウエハ１を金型１０４に搬送後、短冊状のフィルムはそのままの状態で樹脂成形し、樹脂成型後に短冊状のフィルムを離形用に使用する。この場合、短冊状のフィルムを樹脂の保持と離方用の両方の用途に兼用でき、別途離型用のフィルム（図２中のフィルム４）を設ける必要がない。
【００４５】
本実施形態では、樹脂供給はウエハ１の金型供給前にウエハ１表面に塗布するので、金型への設置後にウエハに樹脂供給する場合のように樹脂供給が金型開口空間に制約されることがなく、精度よく、また効率よく供給できる効果が有る。
【００４６】
２．樹脂供給済みウエハの金型供給工程（図２）
液状樹脂３を塗布粘着したウエハ１の反対側の面（裏面）を、図１に示すように、搬送機、例えば真空吸着式のウエハ搬送ロボット１０１で保持し、図２に示すように、ウエハ１の回路２形成／樹脂塗布面を成形キャビティ１１３側となるように、ウエハ１を上下１８０度回転し、ウエハ１裏面が上となる姿勢で金型１０４に搬送し、上金型１０５に内蔵するウエハ受け１０９に設置する。
【００４７】
ウエハ受け１０９は、図２に示すように、半導体ウエハ１の回路２形成面の外周部で回路２が形成されていない部分を保持する。ウエハ受け１０９をキャビティ１１３とは反対側に移動し、ウエハ１裏面を上金型１０５表面に仮に押圧保持する（図３の状態を参照）。このとき、ウエハ１の上金型１０５への保持は空気吸引によりウエハ１裏面を上金型１０５表面へ真空吸着してもよい。
【００４８】
このような半導体ウエハの金型供給方法によれば、ウエハ１と液状樹脂３を一度の動作で金型１０４に供給できるので、成形サイクル時間短縮と装置構造の合理化ないし簡略化を実現できる効果が有る。
【００４９】
３．フィルムの張設工程（図２）
また、下金型１０６に構成されるキャビティ１１３上に、図２に示すように、フィルム４を張設する。
【００５０】
４．型締め、ウエハクランプ工程（図３）
図示しない空気吸引孔によりフィルム４を空気吸引し、キャビティ１１３に密着させる。その後、図７において後述するプレス機構により、下金型１０６を上昇させて金型１０４を閉じ、下金型１０６に構成されるクランププレート１０７とバネ１１０８による押圧機構により、クランププレート１０７の環状突起部１０７ａは、ウエハ１の回路２形成面の外周部（回路形成の範囲外）でかつウエハ受け１０９に干渉しない箇所を押圧する。この構成により、ウエハ１はキャビティ１１３下面と精度よく平行な状態で上金型１０５に押圧保持される。この時、上金型１０５に構成される上型ホルダー１１０と第２バネ１１１による押圧機構で上金型１０５と下金型１０６を精度よく平行に、且つ隙間なく密閉したキャビティ１１３を形成させる。
なお、ここでは、上金型１０５の位置を固定し、下金型１０６を上昇させて金型１０４を閉じる場合を説明したが、下金型１０６の位置を固定し、上金型１０５を下降させて金型１０４を閉じるようにしても良い。
【００５１】
また、下金型１０６のクランププレート１０７は、上金型１０５のストッパー上１１２で停止され、設定値以上はウエハ１をクランプしない、つまり押圧しない。これは、過剰に型締めしてウエハ１にダメージを与えない効果が有る。
【００５２】
このとき、クランププレート１０７は、環状突起部１０７ａでウエハ１の全周に亘って半導体ウエハ１の裏面をクランプする。また、クランププレート１０７の環状突起部１０７ａでウエハ１の外周部を全周にわたり適正均等に押圧するのでウエハ１裏面への樹脂漏れを防ぐ効果が有る。なお、ウエハ１の外周部を実質的に均等に押圧できる範囲であれば、環状突起部１０７ａの一部を省略した構成をとっても良い。つまり、環状突起部１０７ａの一部が連続しておらず、当該部分で半導体ウエハ１に接触しないような構成でも良い。
【００５３】
なお、上部ストッパー１１２は、図８に示すように、ウエハ１の外側でウエハ１を囲むように円周上に複数（図８では８本）が配置されており、各上部ストッパー１１２は着脱可能に構成されている。上部ストッパー１１２は、高さの異なるものを複数用意しておき、高さの異なる上部ストパー１１２に置き換えることで、上部ストッパー１１２の高さを変更可能である。また、各上部ストッパ１１２を個別に微小に異なる高さのものに置き換えることが可能であるので、複数の上部ストッパー１１２のうち一部を、微小に高さの異なるものに置き換えて上部ストッパー１１２の高さや傾き等の微調整が可能である。
【００５４】
キャビティ１１３は、図示しない真空引き機構によって空気吸引することにより、所定の真空状態とすることができる。これはボイドを防止する効果が有る。
【００５５】
５．樹脂成形工程
図３において、金型１０４を型締めし、半導体ウエハ１をクランプした後、金型１０４を加熱し、液状樹脂３を溶融化し始める。型締めに伴い精度よく平行に閉じる上金型１０５と下金型１０６で形成されるキャビティ１１３により、溶融した液状樹脂３は押圧されキャビティ１１３内に均等に広がっていく。また樹脂は液状でかつ溶融しているのでウエハ１の表面や回路２へのダメージを抑制ないし防止する効果が有る。
【００５６】
その後、図４に示すように、下金型１０６を更に上昇させてキャビティ１１３の容積を減少させ、所定の成形厚み位置で、樹脂が硬化して成形完了するまで保持する。
【００５７】
なお、他の方法として、図５に示すように、下金型１０６のクランププレート１０７の下方に下部ストッパー１１４を更に配置し、型締めの際に、下金型１０６に内蔵する下部ストッパー１１４をクランププレート１０７の裏面に接触させ精度よく一定位置で停止させ、所定の成形厚み位置で成形完了まで保持してもよい。この時、成形樹脂が精度よく所定の厚みでウエハ１に平行に形成できる。下部ストッパー１１４は、上述した上部ストッパ１１２と同様に、高さや傾き等の微調整が可能である。
なお、図５では、上部ストッパ１１２に加えて下部ストパ１１４を設ける構成を例示したが、上部ストッパ１１２を省略し、上部ストッパー１１２の代わりに下部ストッパー１１４を設ける構成としてもよい。この場合も、型締めの際に、下部ストッパー１１４がクランププレート１０７に接触して精度よく一定位置で停止させ、所定の成形厚み位置で成形完了まで保持することができ、成形樹脂が精度よく所定の厚みでウエハ１に平行に形成できる。
【００５８】
６．成形ウエハの取出し工程
成形完了後、金型１０４を開き、成形されたウエハ１を離形し取り出す。
【００５９】
７．金型の平行精度改善（図６、図７）
図６は、従来のプレス機構の縦断面図であり、図７は、本発明の一実施形態に係るプレス機構の縦断面図である。従来、成形プレスの金型昇降ガイドは図６に示す様に、ムービングプラテン２０１Ａが内蔵するスライドガイド２０２Ａによって軸（シャフト）２０３と平行に保持されて上下運動する。しかし、実際にはプレス機構２００の精度や金型構造、型締め締結力のバランスなどの影響により上金型１０５と下金型１０６の平行度の精度低下が起こり、金型１０４が傾いた状態で締結、成形され、結果的に樹脂漏れなどの原因となることがあった。そこで、本実施形態では、図７の紙面右側に示すムービングプラテン２０１Ｂが内蔵するスライドガイド２０２Ｂのように、軸２０３に対するガイド（案内部）を長く取ることにより、ガイド性を向上させ、金型１０４の平行精度を維持する。つまり、ムービングプラテン本体のスライドガイド２０２Ｂを配置する部分以外の厚さよりも大きい長さのスライドガイド２０２Ｂを設ける。これより、ウエハ外周を均等にクランプしウエハ１へのダメージを抑制ないし防止し、樹脂成形工程での溶融樹脂をウエハに平行かつ均等に押し広げ、均一な樹脂層を形成し、樹脂漏れ、バリの発生を防止することができる。
【００６０】
なお、図７の左側に示すスライドガイド２０２Ｃの様にガイドを複数に分割してもよい。
【００６１】
また、図７では、説明の都合上、スライドガイド２０２Ｂとスライドガイド２０２Ｃとを同一図面に記載しているが、一体のスライドガイド２０２Ｂのみを設ける構成、分割したスライドガイド２０２Ｃを設ける構成、図７のように両者を混在させる構成の何れを採用してもよい。
【００６２】
上記実施形態によれば、第１バネ１０８により型締め方向に付勢されるクランププレート１０７をストッパ１１２により精度良く、所望の位置で停止させることができる。これにより、半導体ウエハ１にクランプにより過剰負荷がかかるのを防止し、半導体ウエハ１表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。また、この樹脂成形装置によれば、上下金型が精度よく平行に型締めされるため、平行に型締めされないことに起因する、半導体ウエハ１へのダメージや、半導体ウエハ１に平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
【００６３】
上記実施形態によれば、複数のストッパ１１２又は１１４を着脱可能に金型１０４に取り付け、各ストッパ１１２又は１１４を個別に異なる高さのものに変更することにより、高さ及び傾きの微調整が可能である。これにより、型締め時のクランクプレート１０７の傾きを抑制ないし防止することができる。
また、この樹脂成形装置によれば、ストッパ１１２又は１１４の高さ及び傾きを調整することにより、上下金型を精度よく平行に型締めさせることができる。このため、平行に型締めされないことに起因する、半導体ウエハへのダメージや、半導体ウエハに平行で均等な樹脂成形が出来ない問題を解決することができる。
【００６４】
上記実施形態によれば、クランププレート１０７が半導体ウエハ１の外周部を反対側の金型に均等に押しつけ、半導体ウエハと金型との隙間を無くすことにより、樹脂が半導体ウエハの裏側に回り込んで樹脂バリを形成することを抑制ないし防止することができる。
また、クランプ位置でキャビティ１１３内は密閉されるので、さらにキャビティ内を真空引きすれば、より精度よく空気溜まりを抑制ないし防止し、ボイドの発生を防ぐことが可能である。
【００６５】
上記実施形態によれば、金型昇降を駆動するプレス機構２００のムービングプラテン２０１Ｂ、２０１Ｃの昇降スライドガイド性を向上させ、上下金型間の平行精度を改善することが可能である。これにより、半導体ウエハ１の外周部を均等にクランプし半導体ウエハへダメージを抑制し、且つ樹脂成形工程での溶融樹脂を半導体ウエハに平行かつ均等に押し広げ、均一な樹脂層を形成する。
【００６６】
上記実施形態によれば、半導体ウエハ１の裏面と金型面を隙間なく均等に適切な圧力で保持するために、昇降しない固定側の金型面に半導体ウエハの裏面を密着保持することにより、昇降側金型面に半導体ウエハを保持するより、安価で簡易構造で、かつ確実に半導体ウエハを密着固定することができる。
【００６７】
上記実施形態によれば、型締め時に、クランププレート１０７が配置された金型１０６とは反対側の金型１０５に設けられたストッパ１１２により、クランププレート１０７を所望の位置に精度よく停止させることができる。成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体ウエハに平行に形成できる。
【００６８】
なお、クランクプレート配置金型１０６にストッパ１１４を内蔵させることによっても、精度よく一定位置で停止することが出来る。この場合も、成形樹脂が精度よく所定の厚みで半導体ウエハに平行に形成できる。
【００６９】
上記実施形態によれば、樹脂は金型供給前の樹脂計量塗布ステージで半導体ウエハ１表面上に樹脂を供給し、その後、樹脂供給された半導体ウエハ１を金型１０４内に供給する。このように、予め樹脂を供給した半導体ウエハ１を一度の搬送で金型１０４へ供給するので、従来の様に金型に半導体ウエハを供給後に樹脂を金型へ供給する個別搬送方式に比べ、装置のサイクルタイムを短縮でき、生産性向上につながる。また、樹脂供給が金型開口空間に制約されることがなく、精度よく、また効率よく供給できる効果が有る。
【００７０】
上記実施形態によれば、塗布量を計量し、液状樹脂供給機１０２にフィードバックしながら精度よく半導体ウエハ１に樹脂を供給することができる。これにより、金型への成形樹脂供給量の精度が低いことによる、成形後厚み寸法のばらつきを抑制ないし防止することができる。
【００７１】
上記実施形態によれば、液状の成形樹脂を使用するため、顆粒状やタブレット状の樹脂を使用する場合に比較して、型締めおよび成形時に未溶融樹脂による半導体ウエハ表面へのダメージを抑制ないし防止することができる。
以上、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明の新規の教示や利点から実質的に外れることなく例示の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には容易に理解できるであろう。従って、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含むことを意図する。
【符号の説明】
【００７２】
１    ウエハ
２    回路
３    液状樹脂
４    フィルム
１０１  ウエハ搬送ロボット
１０２  液状樹脂供給機
１０３  樹脂計量機
１０４  金型
１０５  上金型
１０６  下金型
１０７  クランププレート
１０８  第１バネ
１０９  ウエハ受け
１１０  上型ホルダー
１１１  第２バネ
１１２  上部ストッパー
１１３  キャビティ
１１４  下部ストッパー
２００  プレス機構
２０１Ａ、２０１Ｂ  ムービングプラテン
２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃ  スライドガイド
【図１】
2015162553.tif 000003
【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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