(57)【要約】【課題】封止レジンの厚みの可否を目視以外の方法で検査できるようにする。【解決手段】半導体チップのレジン封止部の側面の厚みを、レジン封止部の側方からの光照射に基づく半導体チップの光起電力による電流−電圧特性の変化で、その可否を判断する。逆方向電流−逆方向電圧特性において、レジン封止部の厚みが薄い程、電流値が大きくなるため、適当に対照に基づく電流値を閾値として設定することで、閾値と測定電流との大小を比較してレジン封止部の厚みの可否を判断することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置のレジン封止部における封止状況の検査方法であって、
前記レジン封止部に光を照射して、照射により発生する電気的変化で、前記レジン封止部の厚みの可否を判断することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、
前記光を照射するレジン封止部は、前記半導体装置の側面であることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、
前記光を照射するレジン封止部は、個片化に際して切断される切断面を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、
前記レジン封止部に照射する前記光の波長は、０を含まない１．１μｍ以下であることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、
前記レジン封止部に照射する前記光の照度は、７０ルクス以上、２０００ルクス以下であることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項６】
半導体チップのレジン封止による封止状況の検査を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
レジン封止後にダイシングし、ダイシングした後に、レジン封止されている前記半導体チップに向けて光を照射し、前記光の照射に基づく電気的変化で前記封止状況の厚みの可否を判断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップは、ＰＮ接合を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記光を照射するには、半導体装置の側面に向けて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記電気的変化は、光起電力に基づく電流値であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
照射する光は、前記半導体チップを構成するシリコン等の半導体材料のバンドギャップ以上のエネルギーを有することを特徴と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】
本発明は半導体技術に関し、特に、レジン封止した半導体装置の封止状況の検査を行うのに有効に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
特許文献１には、半導体チップの割れや欠け等の検査を電気的に行うことによって、樹脂封止後の半導体装置のスクリーニングを行う方法が開示されている。赤外線レーザからの出力を、半導体チップの側面全体に照射し、その半導体チップを透過して受光手段によって受光する。受光手段によって変換された電気的信号を透過率測定装置等に入力して透過率を測定し、良品の半導体チップの透過率と比較する構成が記載されている。半導体チップに割れや欠け等の不良がある場合は、赤外線レーザが減衰し透過率が低下するので、その半導体チップよりも透過率が低いときは不良半導体チップとして検出する方法が述べられている。
【０００４】
特許文献２では、薄型化した樹脂モールド部の欠陥を発見し、半導体素子の不良品を除去するための方法が開示されている。樹脂モールド部を有する小電力用整流素子等を測定するために、樹脂モールド部内に存在する金属細線のループ状曲がり部の頂部から樹脂モールド部上面までのモールド厚に対する絶縁耐圧試験を行うものである。樹脂モールド部上面に配置した押圧接触型電極と結線した端子と、樹脂モールド部の両端から外部に露出する第一リード端子及び第二リード端子とを短絡して結線した端子との間に、所定の電圧を印加して漏れ電流を検出するようにして実施し、前記小電力用整流素子等の良品、不良品を判定する方法である。
【０００５】
特許文献３には、入射光を３つの異なる波長域に応じて異なる方向に分光する分光光学系によって分光された各波長域の光を各別に撮像する３つの撮像手段と、撮像装置と、それぞれ異なる位置に配設されるリード検査用の第１の照明と、半導体パッケージの上面に刻印されたマークの検査用の第２の照明と、半導体パッケージの欠陥検査用の第３の照明とを有する構成の記載がある。かかる構成により、第１〜第３の照明の波長域が分光光学系によって分光される３つの波長域に割り当てられた照明手段と、第１〜第３の照明を同時に点灯し、同時に作動させた３つの撮像手段からの撮像データに基づいてリード検査、上面に刻印されたマークの検査、欠陥検査を実行する検査手段とを備える検査方法が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、ウエハ特性測定部分における短絡箇所が２箇所以上でもその短絡箇所を正確に知ることができる配線検査回路のために、 同一基板上に電気的に絶縁して形成された第１の配線１と第２の配線２との間の絶縁不良を検出する配線検査回路構造において、前記基板内の複数位置に光照射により起電力を生じるダイオードを形成し、各ダイオードを一方の配線に沿って各別の位置に接続させた検査回路が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、半導体チップを保護するための樹脂モールド面の凹凸によらず、検査規格が異なる複数の欠陥検査を単一の検査部において、高速、かつ、高精度で行うことができる外観検査装置及び外観検査方法が開示されている。すなわち、電子部品の検査対象面を照明し、電子部品の検査面を撮像し、撮像した検査画像を樹脂下の電子部品構成物の配置に基づいて複数の検査領域に分割し、分割した検査領域ごとに欠陥抽出閾値を算出し、欠陥抽出閾値に基づいて欠陥の判定を行う外観検査方法である。
【０００８】
特許文献６では、ＴＣＰ製品に光を当てて得られた反射光を画像化し、処理された値と基準値とをそれぞれのボイド・リード露出・チップ露出に対応する検査ウィンドウを別々に設定して、検査ウィンドウ内の値と基準値を比較することによってＴＣＰ製品の欠陥（封止樹脂のボイド、リード露出、チップ露出）を検出することにより、封止材料の種類に関係なくＴＣＰ製品の良・不良を判定することができる技術が開示されている。
【０００９】
特許文献７では、ＩＣチップ裏面から光が照射されると、ＩＣ内部に電子、またはホールが発生し、ＩＣチップの導電率が変化することによりリーク電流が流れ、この光起電力効果により、ＩＣチップの特性（電流、ファンクション）が異常となるため、ＩＣチップ裏面からの光を遮光するため、ＩＣチップ裏面にポリイミド樹脂を塗布する、または、チップ裏面を黒色に加工する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３４７４１７号公報（例えば、段落００２１〜００２６、図１、図２を参照。）
【特許文献２】特開２００４−２７１２４５号公報（例えば、段落００３３〜００３８、図１を参照。）
【特許文献３】特開平１１−２３７２１０号公報（例えば、段落００１２〜００２２、図１を参照。）
【特許文献４】特開平９−３３０９６９号公報（例えば、段落００１１〜００１２、図１、図２を参照。）
【特許文献５】特開２００１−９９６２８号公報（例えば、０００７〜００１０、図１を参照。）
【特許文献６】特開２００３−４６５８号公報（例えば、段落００１９〜００２７、図２〜図４を参照。）
【特許文献７】特開平１１−２９７９０３号公報（例えば、段落００１０〜００１２、図１、図２を参照。）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記検査技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。
【００１１】
すなわち、半導体チップのレジン封止における封止状況の検査は、前記の如く種々提案されているが、レジン封止部の厚みに関しては、特許文献２にワイヤボンディングの金属細線のループ状曲がり部の頂部から樹脂モールド部上面までの絶縁耐圧試験でこれを確認することが開示されているに過ぎない。
【００１２】
かかる特許文献２に記載の検査方法では、レジン封止の厚みに関しては、半導体チップ上面のレジンの厚みが対象とされている。しかし、チップサイズの小型化に合わせて問題となるレジン封止の厚みは、半導体チップ上面のレジンの厚みよりも、個片化に際して切断する側面の厚みが問題となる。
【００１３】
すなわち、半導体チップの小型化の要請に合わせて、チップサイズの小型化と共に、隣接するチップ間の領域も当然に狭くなる。個辺化に際しては、これまでのようにチップ間の領域に余裕があった場合とは異なり、かかる狭い領域を回転ブレード等で切断するため、切断位置が少しでもずれるとチップ側面のレジン厚が薄く切断され、規格外となる場合が発生するのである。
【００１４】
さらに、半導体チップの小型化が積極的に進められる一方で、モジュール部品としての半導体チップには、小型化と併せて実装面積の低減化も求められ、かかる要請に応えるべく、近年、リードレスパッケージが採用されるようになってきた。例えば、現状では、１．０ｍｍ×０．６ｍｍのパッケージが既に出現している。
【００１５】
かかる小型のリードレスパッケージでは、その中に含まれる半導体チップのサイズも当然に小型化が図られるが、しかし、小型になった分、ダイボンディングに際しての位置決め精度が難しくなっている。
【００１６】
特に、ダイオード等では、その特性を得るために電極サイズに対して大きくなり易い傾向があるが、ダイボンディングに際しての位置決めが悪いと、電極位置から大きくずれて搭載される場合が発生する。かかる場合には、半導体装置のパッケージ構成が大きい場合にはレジン封止部に余裕があるため問題とはならない場合が多かった。
【００１７】
しかし、リードレスパッケージ等のように小型のパッケージ構造では、レジン封止部の厚みに余裕がないため、半導体チップの位置ずれが、即レジン封止部におけるチップ露出という問題に直結し易いのである。
【００１８】
さらに、小型パッケージのリードレスパッケージでは、封止に使用されるレジンは流動性が良好なものが求められる。しかし、レジンの流動性を示すスパイラルフローが非常に大きいと、封止に際して空気を巻き込んでボイドが発生し易くなるのである。
【００１９】
かかるチップ露出やボイド発生の状況は、選別前後の外観検査により取り除くのが、これまでの一般的な対応であった。しかし、チップ露出、あるいはチップ露出に近いレジン封止部から透けて半導体チップが見えるようなもの、微細なボイドが含まれているもの等の外観検査は、自動でその良否を判断することは難しく、人を介して確認するしかなかった。
【００２０】
例えば、現在実際に適用されているレジン封止部の外観検査では、レジン封止の周囲を撮像して、その撮像画面を目視で確認し、チップ側面が透けて見える場合やボイド発生状況を確認して、その封止状況の可否を判断している。
【００２１】
しかし、かかる判断には人が介在するため、判断の根拠基準が明確に定まらないという面がある。また、効率という面でも限度があり、それ以上の効率改善を期待することができず、コスト等が大きくなるという問題も指摘されている。また、かかる外観検査を行わない場合には、信頼性低下に繋がる虞も多分にあり、外観検査の必要性は依然として求められているのである。
【００２２】
また、将来的によりチップの小型化が進み、且つ、ウエハ一枚当りのチップ取得数が上がれば、最早、目視確認でレジン封止部の厚みを判断することは実際的ではなくなるものと思われる。
【００２３】
本発明の目的は、レジン封止部の厚みを目視以外の方法で検査できる技術を提供することにある。
【００２４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２６】
すなわち、レジン封止部に光を照射して、そのレジン封止部中に内包された半導体チップの照射光による光起電力に基づく電気的変化で、封止状況の可否を判断する。
【発明の効果】
【００２７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２８】
半導体チップを封止するレジン封止部に光を照射して、そのレジン封止部中に内包された半導体チップの照射光による光起電力に基づく電気的変化で、レジン封止部の厚み状況を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の説明で使用する断面図では、図示を見易くするため、ハッチングを省く場合もある。
【００３０】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にあるものとする。
【００３１】
本発明は半導体装置における半導体チップ周囲のレジン封止部の厚みを、光を用いて、検査する技術である。かかる光を用いるに当たっては、半導体チップが元々その特性として有している光起電力を利用するものである。
【００３２】
そのため、本発明が適用できる半導体装置としては、ダイオード等のようにＰＮ接合を基本的に有する半導体チップをレジン封止したものである。さらに、本発明の適用は、小型化が進んだパッケージ構造を有する半導体装置に適用して、よりその効果が顕著に確認される。例えば、個辺化に際して、レジン封止部の精度の高い切断状況が求められる場合等で、特にその有効性が顕著に確認できるものである。
【００３３】
そこで、以下、リードレスのパッケージ構成を有した半導体装置に適用した場合を例に挙げて説明する。しかし、本発明の適用は、必ずしもリードレスのパッケージだけに適用されるものではなく、種々のパッケージに適用しても構わないものである。リードレスパッケージは、個片化に際して隣接するチップ間のレジン封止部を切断する構成を用いるため、かかる切断に伴うレジン封止部の厚み等の問題が発生し易いので、より有効に適用できる例として挙げたものである。
【００３４】
（実施の形態１）
携帯電話等のモバイル機器においては、その小型化、多機能化、高性能化が強く求められている。特に、携帯電話では、部品数の増加、システムの複雑化等に伴い、より高密度実装が重要となっている。かかる高密度実装では、搭載される電子部品の小型化と併せて、実装面積の低減化が求められ、その結果として上記リードレス構成のパッケージが採用されている。
【００３５】
本実施の形態の半導体装置１０も、図１に示すように、リードレスに構成されたパッケージ構造を有している。かかる構成では、半導体チップ１１は、例えば、ＰＮ接合を有した２端子のダイオード１１ａに構成されている。
【００３６】
ダイオード１１ａは、チップ主面側とチップ裏面側とに電極が形成された下面電極構造を有している。チップ主面側の電極（図示せず）は、金線等に構成されたワイヤ１２によりワイヤボンディングされて、電極１３ａ（１３）に接続されている。チップ下面側に形成された下面電極（図示せず）は、電極１３ｂ（１３）に裏面接続されている。
【００３７】
電極１３（１３ａ、１３ｂ）は、例えば、Ａｕメッキ１４により薄膜を形成し、その上にＮｉメッキ１５を厚く形成し、さらにその上にＡｕメッキ１６が薄く形成された３層構造を有している。
【００３８】
かかる構成の全体が、封止レジン１７によりモールドされている。但し、電極１３部分は、かかる封止レジン１７部分から表面が露出されており、かかる構成を用いて表面実装ができるようになっている。
【００３９】
図１に示す構成の半導体装置１０では、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、例えば、約０．６ｍｍ×約０．３ｍｍ×約０．３ｍｍの略直方体形状に形成されている。かかる構成のリードレスのパッケージ中に、ダイオード１１ａに構成された半導体チップ１１が所定寸法で収められている。
【００４０】
例えば、図２（ａ）に示すように、平面配置では、封止領域ａに対して電極１３の電極設置領域ｂの位置規格が設定されている。すなわち、封止領域ａに対して、電極１３の側面位置は、例えば０．０２５ｍｍ等と規格化されている。また、電極１３同士の位置は、例えば、電極１３の中心間が０．３８ｍｍ、電極１３の側面の間は、０．１９ｍｍと規格化されている。
【００４１】
また、パッケージ高さは、図２（ｂ）に示すように、０．３０ｍｍ±公差に規格化されている。このように所定寸法に規格化されたパッケージの上面には、図２（ｃ）に示すように、型名表示と、カソードマークとが記されることとなる。
【００４２】
かかる構成のパッケージでは、上記電極１３上に半導体チップ１１が搭載されるため、電極設置領域ｂ内に半導体チップ１１が収納されることとなり、半導体チップ１１は電極１３の上記規格寸法内に収まる筈である。
【００４３】
しかし、現実には、半導体チップ１１の搭載位置がずれる場合があり、上記範囲外となる場合も多々ある。あるいは、個片化に際しての切断位置が、半導体チップ１１側に寄ってしまい、上記範囲外となる場合も現実には発生する。
【００４４】
かかる場合には、側面側のレジン封止部が薄くなり、半導体チップ１１が透けて見えるようになるのである。
【００４５】
かかる半導体チップ１１が透けて見えるものについては、全て使用不能というものではなく、透け方によっては、使用可能で良品扱いできるものも多数存在する。そこで、良品として扱える場合の透け方については、これまでは自動で判断させることができなかったため、人を介した目視判断によって選別していた。
【００４６】
かかる判断を自動で行うことができれば、判断基準も一律となり、且つ効率面でも格段の改善がなされるものと思われる。
【００４７】
例えば、図３に示すように、半導体装置１０を多数個取りに形成した一括モールド品では、隣接する半導体装置１０間を０．０２５ｍｍ±公差の精度で切断すれば、原則、規格内に収まった個々の半導体装置１０が形成される筈である。尚、図３では、当面問題とされる封止領域ａ、電極設置領域ｂとが示されている。
【００４８】
かかる構成の半導体装置１０は、図４に示す各工程を経て製造される。図５（ａ）〜（ｆ）には、図４に示す各工程に対応する工程内容を模式的に図示した。
【００４９】
すなわち、図４のフロー図に示すように、ステップＳ１１０で、用意したフレーム２０上に電極１３（１３ａ、１３ｂ）を形成する。フレーム２０は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）あるいは銅（Ｃｕ）等で構成されている。
【００５０】
電極１３の形成には、例えば、かかるフレーム２０上にレジストを形成し、かかるレジストをフォトリソグラフィー処理で所定の電極パターンに形成する。かかる電極パターンを用いて、電界メッキにより電極１３を形成すればよい。
【００５１】
かかる電極１３は、フレーム２０上にＡｕ（金）メッキ１４を薄く形成し、その後に層厚を厚くＮｉ（ニッケル）メッキ１５を施す。さらにＮｉメッキ１５上に再度Ａｕメッキ１６で薄く覆い、電極１３の形成後にレジストをエッチングで除去すればよい。尚、かかるＡｕメッキ１６の代わりに、Ａｇメッキ等を用いても構わないことは言うまでもない。
【００５２】
かかる様子を、図５（ａ）に示した。図５（ａ）には、説明を簡単にするために電極１３を２個しか示していないが、電極１３は、例えば図３に示すように、フレーム２０上に多数形成されているものとする。
【００５３】
図４のステップＳ１２０で、電極１３ｂ上にダイオード１１ａに形成した半導体チップ１１をペレットボンディングにより搭載する。ダイオード１１ａは、チップ主面側と、チップ下面側とに電極が形成され、下面側に形成された電極は、図５（ｂ）に示すようにペレットボンディングでパッケージの電極１３ｂ（アノード側）に接続される。
【００５４】
かかる構成のダイオード１１ａは、例えば、図６のように構成されている。すなわち、アンチモン（Ｓｂ）等のｎ型不純物が高濃度に導入されたシリコンからなる半導体基板１００上に、リン（Ｐ）等のｎ型不純物が導入されたシリコン層からなるエピタキシャル層１０１を設ける。
【００５５】
かかる半導体基板１００に熱処理を施すことで、エピタキシャル層１０１上に酸化シリコン膜１０２を形成する。かかる酸化シリコン膜１０２上に、フォトレジスト膜を形成し、かかるフォトレジスト膜をパターンニングして開口領域を形成する。かかるフォトレジスト膜をマスクとして酸化シリコン膜１０２をエッチングし、開口部を形成する。
【００５６】
その後、フォトレジスト膜を除去し、エピタキシャル層１０１内にＰＢＦ（Poly Boron Film）を形成し、その後熱拡散させてｐ型半導体領域１０３を形成する。さらに、窒素雰囲気中で、半導体基板１００を熱処理して、エピタキシャル層１０１とｐ型半導体領域１０３との間にｐｎ接合を形成し、ダイオード素子を構成する。
【００５７】
半導体基板１００の主面には、例えばスパッタリング法によりアルミニウムとシリコンからなる膜を形成し、かかる膜をパターニングして、電極１０４を形成する。その後、ＣＶＤ法等で窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜からなる表面保護膜１０５を形成する。かかる表面保護膜１０５は、パターニングすることで、電極１０４の表面を露出させる。一方、半導体基板１００は、その裏面研削により薄くされ、蒸着法等により金（Ａｕ）膜を形成して、裏面電極１０６が形成される。
【００５８】
かかる構成に製造された半導体チップ１１では、主面側に形成された電極が、図４のステップＳ１３０に示すように、フレーム２０上の電極１３ａ（カソード側）にワイヤボンディングで接続される。かかるワイヤボンディングには、例えば、Ａｕ線等がワイヤ１２として用いられる。かかる様子を、図５（ｃ）に示した。
【００５９】
次に、図４のステップＳ１４０に示すように、ワイヤボンディング終了後の半導体チップ１１と、電極１３ａ、１３ｂを、一括して金型内に入れて、封止レジン１７でモールドする。かかる様子を、図５（ｄ）に示した。
【００６０】
その後、図４のステップＳ１５０に示すように、フレーム２０を除去する。フレーム２０の除去に際しては、例えば、薄いフレーム２０を引き剥がすようにして除去すればよい。このようにしてフレーム２０が除かれた状態では、封止レジン１７でモールドされている側とは反対の裏面側は、電極１３のＡｕメッキ１４側を外側に向けてレジン封止部から露出された状態になっている。かかる様子を、図５（ｅ）に示した。
【００６１】
フレーム除去後は、図４に示すステップＳ１６０に示すように、所定寸法に切断することで個片化して、個々の半導体装置１０を製造する。かかる様子を、図５（ｆ）に示した。かかる個片化は、例えば、高速回転させたブレードで切断することにより行われる。
【００６２】
ステップＳ１６０で個片化した後は、図４に示すステップＳ１７０で、個片化した個々の半導体装置１０を検査して、不良品と良品とを選別する。ステップＳ１６０における個片化に際しての切断では、切断位置のズレ等で、切断面の封止レジン１７が、半導体チップ１１側に接近して切断される場合もある。そこで、かかる封止レジン１７が、所定の厚みを有していないものを検査により見つけ、不良品として除去するのである。
【００６３】
尚、前述のように、レジン封止部を通して透けて見えるものには、上記の如く個片化に際してのブレード位置のずればかりではなく、電極１３ｂ上への半導体チップ１１の搭載位置ずれによるものも含まれている場合がある。
【００６４】
かかる検査では、封止レジン１７を通して透けて見えるものを、良品扱いとする否かの可否判断を光により行う。すなわち、光を利用して、かかる封止レジン１７の厚みの可否を判断するのである。
【００６５】
封止レジン１７の厚みは、図２（ａ）に示す場合には、切断面においては、０．０２５ｍｍ±公差の範囲内と規定されている。かかる規定内に収まっている場合には、封止レジン１７を通して半導体チップ１１の側面が見える場合はないが、レジン封止部の厚みが、例えば、０．０１ｍｍの場合には、封止レジン１７を通して半導体チップ１１の側面が見えるようになる。レジン封止部の厚みが、さらに、０．０１ｍｍよりも薄くなるに従って、透けて見える度合いが強くなるのである。
【００６６】
このように、半導体チップ１１がレジン封止部を通して透けて見える場合、使用可能か否かの可否判断を、これまでのように目視判断で行うのではなく、光を用いて自動的に行えるようにしたのである。
【００６７】
かかる構成の半導体装置１０の封止レジン１７の厚み検査は、例えば、次のような基本的構成を有する装置で行うことができる。すなわち、個片化された半導体装置１０に、光を照射する照射手段と、かかる光照射に基づき半導体装置１０内の半導体チップ１１で発生した光起電力による電気的変化を検知する検知手段とを少なくとも備えていればよい。
【００６８】
光照射により、照射した光エネルギーが禁止帯幅よりも大きいと、その照射により電子は励起され、価電子帯、あるいは不純物レベルから禁止帯を飛び越えて伝導帯に上げられる。かかる電子は、導電に寄与できる自由電子となる。併せて、かかる電子の励起によって価電子帯には、正孔が生じ、これも導電に寄与することとなる。
【００６９】
このように光の照射によって、電子―正孔対が生じると、電気を運ぶ正孔の数が増え、一定の電圧の印加条件では、電流が大きく流れる現象が観測される。本発明者は、かかる光の強さによって、その電流が異なることを利用してレジン封止部の厚みを検査することを発想したのである。
【００７０】
例えば、半導体チップ１１が内包された半導体装置１０のレジン封止部側面に向けて光を照射すると、封止レジン１７に内包された半導体チップ１１が、その半導体チップ１１に対応した光起電力に基づく電気的変化を示すことが確認された。
【００７１】
例えば、封止レジン１７の厚みを半導体チップ１１の側面から、０．０１ｍｍ、０．００７ｍｍ、０．００６ｍｍ、０ｍｍにそれぞれ設定した試料を作成し、実験により、光照射に基づく光起電力による電気的変化を調べた。かかる試料は、いずれもレジン封止部から半導体チップ１１が透けて見えるものである。当然に、０．０１ｍｍ、０．００７ｍｍ、０．００６ｍｍと、透け方は次第に大きくなる。
【００７２】
０ｍｍの場合は、レジン封止部から半導体チップ１１の側面が露出している状態である。また、対照として、半導体チップ１１が封止レジン１７の側面から透けて見えないように構成した試料も作成した。かかる対照試料では、レジン封止部の側面から半導体チップ１１の側面までは、０．２５ｍｍに設定した。
【００７３】
かかる試料に、光を照射してその電流変化を調べた。その結果は、図７に示すように、それぞれ異なる逆方向電圧−逆方向電流の変化を示す結果となった。レジン封止部の封止レジン１７が厚い方が、一般的には、電流は流れにくくなっていることが分かる。
【００７４】
尚、図７に示す場合には、照射光として室内の照明等に用いられる蛍光灯を使用した場合で、レジン封止部では約７０ルクスの照度であった。さらに、比較のため、前記試料を暗室においた場合の電気的変化を確認したが、図８に示すように、各試料での電気的変化は略同一であり、特性上判定に使用できる程の差異は見出せないことも確認された。
【００７５】
そこで、かかる電気的変化で、例えば、電圧を特定した上で、対照試料より所定電流値が大きくなる場合に不良と判断するように閾値を設定すれば、かかる閾値との電流値の大小比較により、不良品、良品の判断を的確に素早く自動で行うことができるのである。
【００７６】
かかる構成に基づき、レジン封止部の厚みを検査する装置としては、例えば、図９（ａ）にブロック図で示すように、一括モールドされた半導体装置１０を、個片化する個片化手段３０と、個片化された半導体装置１０を一個ずつ供給する個別供給手段４０と、個別に供給され整列された状態で特性検査等を行い良品不良品の選別を行う選別手段５０とを有している。
【００７７】
個片化手段３０は、例えば、ブレード切断手段３０ａに構成しておけばよい。例えば、高速で回転するダイヤモンドブレードで、図３に示すように縦横に配列された一括モールド品の半導体装置１０間を、所定寸法で切断することで、半導体装置１０を個片化するものである。
【００７８】
かかる個片化手段３０により個片化された半導体装置１０は、例えば、パーツフィーダ４０ａ等に構成された個別供給手段４０に送られる。かかるパーツフィーダ４０ａでは、多数の半導体装置１０が、個々に整列させられて選別手段５０に供給される。
【００７９】
選別手段５０は、例えば、円形の回転可能に構成された選別テーブル５０ａに形成され、パーツフィーダ４０ａから個々の半導体装置１０が、選別テーブル５０ａ上に移載されるように構成されている。選別テーブル５０ａは回転させられ、回転途中で、半導体装置１０に対して種々の最終的な電気的特性検査が行われ、良品、不良品の選別が行われる。
【００８０】
本発明に関わるレジン封止部の光による厚みの良否判定は、例えば、かかる選別テーブル５０ａ上に独立に回転可能に設けられた回転ステージ５１上で行われる。図９（ｂ）、（ｃ）に模式的に示すように、選別テーブル５０ａ上の回転ステージ５１にセットされた半導体装置１０に対して、封止レジン光選別手段６０が設けられている。
【００８１】
かかる封止レジン光選別手段６０は、半導体装置１０に照射する光を発する光源部６１と、照射された光に基づく起電力による電気的変化を検知する検知部６２とを有している。
【００８２】
さらに、検知部６２は判断部６３に接続され、判断部６３で、検知部６２で検知した電気的変化を、予め設定しておいた閾値と比較して、レジン封止部の厚みの可否を判定できるようになっている。例えば、かかる判断部６３には、マイクロコンピュータ６３ａ等が用いられ、適宜演算が行われている。
【００８３】
かかる判断部６３からの結果は、図示はしない選別部におくられ、良品あるいは不良品の選別が、判断部６３の結果に基づいて自動的に行われるようになっている。
【００８４】
半導体装置１０が搭載される回転ステージ５１は、選別テーブル５０ａとは独立に回転させられるため、選別テーブル５０ａを回転させることで、半導体装置１０を封止レジン光選別手段６０の光照射位置に移動させることができる。
【００８５】
その後、回転ステージ５１を回転させて、光源部６１に対して、半導体装置１０の照射位置を適切に設定することができる。例えば、半導体装置１０に対して、３方向の側面から光を照射することができるように、半導体装置１０の３方の側面部分を光照射方向に向けるようにする。
【００８６】
また、光照射位置では、図示はしないが、半導体装置１０の側面の光照射方向のみを開放する等して、その他の半導体装置１０部分は天蓋等で覆うように構成しておき、照射光以外の光による影響を受けないように構成しておくとよい。天蓋で覆うに際しては、暗室状態にするのが理想ではあるが、少なくとも照射光の照度以下にしておけばよい。あるいは、スポット的に、室内照明の照度を低下させるようにしても構わない。
【００８７】
３方向からの光照射の結果は、上記の如く、検知部６２で検知され、併せてその結果が判断部６３で閾値と比較されて判定がなされる。判定は、３方向の照射が終了した時点で行えばよいが、場合によっては、３方向からの照射結果を待たずに照射方向を変えるための回転途中であっても構わない。閾値との比較で不良値が現出した時点で判断しても、一向に構わない。かかる方式にすれば、より不良品の判断が早く行われ効率的となる。
【００８８】
本発明者の実験からは、光照射に使用できる光の照度としては、７０ルクス以上、２０００ルクス以内であれば、十分に使用できることが判明した。また、光の波長としては、バントギャップ以上のエネルギーを供給できればよく、半導体チップ１１の構成に使用する半導体材料としてシリコンを用いる限りにおいては、１．１μｍ以下の短いものであれば使用可能である。すなわち、可視光を使用することができる。
【００８９】
シリコン以外の半導体材料を使用する場合には、その半導体材料のバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長の光を照射するようにすればよい。
【００９０】
また、閾値設定には、上記実験結果を踏まえて、例えば、レジン封止部の厚みを０．０１ｍｍに設定することができる。かかる設定値は、これまでのものより厳しいが、かかる範囲内であれば、絶縁破壊等を起こさない範囲として把握できるもので、良品として扱っても構わない。
【００９１】
そこで、レジン封止部の厚みの検査では、０．０１ｍｍよりもレジン封止部の薄いものとの電流変化が比較確認できればよく、かかる確認を目視で行うには、図７からは、例え０Ｖ以上、１００Ｖ以内であれば行える。よりその差異を明確に判断するには、例えば、０．３Ｖ以上、１００Ｖ以下の特定の電圧で行えばさらに容易に行える。
【００９２】
かかる電圧範囲で判断を行えば、０．０１ｍｍより封止レジンが薄いものについては、電流値は明らかに０．０１ｍｍの場合よりも大きくなる筈である。一方、０．０１ｍｍ以上の厚さを有する場合には、電流値は０．０１ｍｍの場合より小さくなる筈である。かかる結果から、レジン封止の厚みの可否を判断することができる。
【００９３】
しかし、上記閾値の設定は、あくまで一例であり、閾値設定におけるレジン封止部の厚みを厚くすることで、それよりも低い電流値で比較するようにしても構わない。かかる構成を採用することで、よりレジン封止部の厚みに余裕を持たせることができる。
【００９４】
このようにレジン封止部の厚みの可否を、自動で判断させることができるようになったため、例えば、図１０に示すように、電極１３より半導体チップ１１の形状を大きくして、半導体チップ１１をレジン封止部に所定寸法に収める構造のパッケージも安心して形成することができる。
【００９５】
（実施の形態２）
前記実施の形態では、レジン封止部の厚みの可否を光照射で行う際に、対照を閾値として、その閾値との大小の比較により行っていた。そのため、絶対的電流値は問題とはならず、相対比較ですんでいた。電流値の読みは、必ずしも必要でなかった。閾値の相対比較が行えればよかった。
【００９６】
しかし、電流値の値を正確に把握したい場合には、側面から光を照射する際に、照射距離が問題となる。そこで、本実施の形態では、照射距離を特定することができる方法で、レジン封止部の厚み判定を行う場合について説明する。
【００９７】
かかる構成の光照射を行う場合には、封止レジン光選別手段６０は、図１１に示すように、光源部６１と、検知部６２と、検知部６２に接続した判断部６３と、照射距離計測部６４と、光源位置補正部６５から構成されている。
【００９８】
光源部６１、検知部６２、判断部６３は、前記実施の形態で説明したと同様の構成を有し、同様の機能を果たしている。照射距離計測部６４は、レーザー光等の光の発光部６４ａと、受光部６４ｂと、演算部６４ｃとから構成されている。
【００９９】
回転ステージ５１上に搭載された半導体装置１０は、封止レジン光選別手段６０の光照射位置に停止させられ、その状態で、レジン封止部の照射位置の中心位置に発光部６４ａからのレーザー光が照射される。かかる照射レーザー光Ｌ１が反射されて、受光部６４ｂに入る。受光部６４ｂの反射位置から、演算部６４ｃでは、光源部６１からの半導体装置１０の照射位置までの距離を計測する。
【０１００】
かかる計測結果は、光源部６１の光源位置補正部６５に送られ、かかる計測結果に基づき、光源部６１は、半導体装置１０対して左右前後に移動する。かかる移動により、半導体装置１０の側面に対して、予め設定した光照射距離で、光照射方向が直交するようにセットされる。かかるセット後、光源部６１から光を照射して、半導体装置１０の一側面のレジン封止部の厚みに関わる電流値を測定する。
【０１０１】
その後、回転ステージ５１を回転させることで、半導体装置１０の他の側面を光源部６１に向け、再度レーザー光Ｌ２、Ｌ３で照射距離の計測を行い、計測結果に基づき光源部６１を移動させて、光照射によりレジン封止部の厚みに関わる電流値を測定する。かかる操作を、必要な回数繰り返すことで、照射距離を一定にした状態でのレジン封止部の厚みに関わる電流値の測定を行う。
【０１０２】
尚、電流値の測定に際しては、前記実施の形態で述べたと同様に、図示はしないが、半導体装置１０の側面の光照射方向のみを開放する等して、その他の半導体装置１０部分は天蓋等で覆うように構成し、照射光以外の光による影響を受けないように構成しておけばよい。
【０１０３】
図１１に示す場合は、円形の回転ステージ５１上に搭載した長方形の半導体装置１０の３方の側面に、光を照射する場合を例に挙げて説明している。レーザー光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３により、それぞれ異なる照射位置が設定される場合でも、光源部６１は光源位置補正部６５により適切に位置補正がなされて、常に照射距離が側面に直交した一定の距離Ｌで測定可できるように補正されている。
【０１０４】
かかるレジン封止部の厚みに関わるそれぞれの電流値から、レジン封止部のそれぞれの厚みを把握し、例えば、全体的に側面部の厚みは規格内であるが、しかし限界値に近い値を示している等と把握し、製造工程におけるレジン封止部を薄くする傾向のある箇所には、ある程度の余裕を持って厚くすれ等の対策を施すことができる。
【０１０５】
かかる電流値の把握結果において、例えば、一側面は封止レジンの厚みは良好となるが、他の側面では不良となると把握されたとする。かかる場合においては、不良と判断される原因となったレジン封止部の厚み結果をフィードバックすることで、かかる不良となった側面に関するモールド厚さをどの程度変化させればよいかの不良防止対策をとることができる。
【０１０６】
このように、本実施の形態で説明した構成は、レジン封止部の厚みの値を、照射距離を一定にすることで、厚みの比較を論じられる程に正確に把握して、予めレジン封止部の薄くなる傾向に対策を施し、不良削減の対策を取れるようにすることにある。
【０１０７】
また、照度に関しては、より正確を期す場合には、側面の照射光の照度を側面の平均照度と規定すればよい。かかる平均照度とは、一側面に光を照射する時間の平均の照度として規定すればよく、かかる平均照度が７０ルクス以上、２０００ルクス以下と設定すればよい。
【０１０８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１０９】
前記実施の形態では、半導体装置をリードレスに構成した場合を例に挙げて説明したが、リードのあるパッケージに適用しても構わない。
【０１１０】
また、前記実施の形態の説明では、半導体装置の形状が略直方体形状で、且つ半導体チップの内包箇所が一端側に偏っているため、半導体装置の側面の３方向から光を照射したが、レジン封止部の厚みの可否が一面のみで確認できるなら、一側面のみに光を照射して行っても構わない。
【０１１１】
要は、封止レジンの厚みに問題が出てきそうな箇所に、光照射をして、その可否を判断すればよい。例えば、立法体状の封止レジンの中心位置に半導体チップが内包されている場合には、半導体装置の４側面を調べるようにしても構わない。さらに、場合によっては、レジン封止部の上面側に光照射して調べても構わない。
【０１１２】
前記実施の形態では、個片化に際してはブレードを用いる例を挙げて説明したが、個片化に際してはどのような手段を用いても構わない。例えば、レーザーを用いて個片化を行っても構わない。
【０１１３】
また、前記実施の形態では、一括モールド品を個片化して製造した半導体装置について述べたが、かかる半導体装置としては、個別にモールド成形したものであっても構わないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、半導体装置の封止レジンの厚さ検査で有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施の形態で適用する半導体装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】（ａ）は半導体装置における封止レジンの厚み規定の一例を示す平面図であり、（ｂ）は高さ方向の規格を示す端面図であり、（ｃ）は封止レジンの上面を模式的に示した平面図である。
【図３】多数個取りの様子を模式的に示す部分平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、図４に示す本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法の各工程の内容を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の半導体装置をダイオードに構成した場合の様子を模式的に示す断面図である。
【図７】封止レジンの厚みで光照射による電流−電圧特性が変化する様子を示す説明図である。
【図８】暗室内では、封止レジンの厚みによる光照射に基づく電流−電圧特性が、略同一となる様子を示す説明図である。
【図９】（ａ）は封止レジンの厚みの可否を光照射で判断する構成を示すブロック図であり、（ｂ）、（ｃ）は測定状況を示す部分説明図である。
【図１０】半導体チップを搭載する電極より大きく形成した様子を模式的に示す断面説明図である。
【図１１】封止レジンの厚みを光照射による電流−電圧特性で確認する装構成の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０      半導体装置
１１      半導体チップ
１１ａ    ダイオード
１２      ワイヤ
１３      電極
１３ａ    電極
１３ｂ    電極
１４      Ａｕメッキ
１５      Ｎｉメッキ
１６      Ａｕメッキ
１７      封止レジン
２０      フレーム
３０      個片化手段
３０ａ    ブレード切断手段
４０      個別供給手段
４０ａ    パーツフィーダ
５０      選別手段
５０ａ    選別テーブル
５１      回転ステージ
６０      封止レジン光選別手段
６１      光源部
６２      検知部
６３      判断部
６３ａ    マイクロコンピュータ
６４      照射距離計測部
６４ａ    発光部
６４ｂ    受光部
６４ｃ    演算部
６５      光源位置補正部
１００    半導体基板
１０１    エピタキシャル層
１０２    酸化シリコン膜
１０３    ｐ型半導体領域
１０４    電極
１０５    表面保護膜
１０６    裏面電極
ａ        封止領域
ｂ        電極設置領域
Ｌ        距離
Ｌ１      レーザー光
Ｌ２      レーザー光
Ｌ３      レーザー光
【図１】
2008051695.tif 000003
【図２】
2008051695.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008051695.tif 000008
【図９】
2008051695.tif 000009
【図１０】
2008051695.tif 000010
【図１１】
2008051695.tif 000011
【図７】
2008051695.tif 000012
【図８】
2008051695.tif 000013