【手続補正書】
【提出日】平成19年9月26日(2007.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）キャビティと、前記キャビティの周囲に設けられ、互いに対向するゲート及びエアベントとを有する成形金型を準備する工程と、
（ｂ）複数の接続部が形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する樹脂基材を準備する工程と、
（ｃ）複数の電極パッドが形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する半導体チップを準備する工程と、
（ｄ）熱硬化性樹脂からなる接着層を介して前記樹脂基材の主面に前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｅ）前記樹脂基材を加熱して前記接着層を硬化する工程と、
（ｆ）前記樹脂基材に清浄処理を施す工程と、
（ｇ）前記樹脂基材を前記成形金型のキャビティ内に配置する工程と、
（ｈ）前記ゲートを介して前記キャビティ内に樹脂を注入し、前記樹脂基材の主面及び前記半導体チップを封止する工程と、
を含み、
前記清浄処理は、前記樹脂基材を加熱した後から前記樹脂基材の主面及び前記半導体チップを封止する前までに施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）工程の後、前記基材樹脂を加熱した状態で、前記半導体チップの複数の電極パッドと前記樹脂基材の複数の接続部とを複数のボンディングワイヤを介してそれぞれ電気的に接続し、
前記複数のボンディングワイヤを接続した後、前記樹脂基材に清浄処理を施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂基材の主面に施す前記清浄処理は、酸素又はアルゴンガスを用いたプラズマクリーニング法であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記プラズマクリーニング法を施された前記樹脂基材の主面の状態は、前記プラズマクリーニング法を施す前よりも粗くなっていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂基材は、前記複数の接続部が形成された主面と、前記主面と反対側の裏面と、前記複数の接続部を露出させる開口が形成された樹脂膜とを有する基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂基材は、前記複数の接続部が形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有し、ガラス繊維にエポキシ系の樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板であ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１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂基板は、前記複数の接続部が形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する樹脂テープであ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７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｈ）工程では、複数のフィラーを有する樹脂を、前記ゲートを介して前記キャビティ内に注入し、前記樹脂基材の主面及び前記半導体チップを封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ところで、キャビティ６３の内部に注入された樹脂６７Ａは、半導体チップ６１の一主面及び側面に沿って流れる。半導体チップ６１の一主面及び側面に沿って流れる樹脂６７Ａは半導体チップ６１間に流れ込むが、半導体チップ６１の一主面に沿って流れる樹脂６７Ａは半導体チップ６１によって流れを妨げられるため、半導体チップ６１の側面に沿って流れる樹脂６７Ａよりも流速が遅い。このため、半導体チップ６１の一主面に沿って流れる樹脂６７Ａと半導体チップ６１の側面に沿って流れる樹脂６７Ａとが交わる所（図２５参照）でボイド６７Ｂが発生する。このボイド６７Ｂは、樹脂注入過程において樹脂６７Ａの流れによって移動しながら徐々に小さくなるが、樹脂６７Ａの注入方向Ｓに対して半導体チップ６１によって影となる所（図２６参照）にボイド６７Ｃが残存してしまう。トランスファ・モールド法では、樹脂の充填が終了した後、注入時の圧力よりも高い圧力を加えて樹脂中に巻き込まれたボイドを小さくする工程が施されるが、この工程が施されてもボイド６７Ｃは、温度サイクル試験時においてポップコーン現象を起こさない程度のボイドよりもかなり大きいため、半導体装置の歩留まりを低下させる要因となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、封止樹脂の硬化収縮による反りを低減し、ダイシング工程を容易にすることを目的とし、または樹脂の熱膨張係数を半導体チップと近い物にし、熱サイクル時に半導体チップにかかる応力を低減することを目的として、大量のフィラー（例えば８０％以上）を封止樹脂に添加した場合には、モールド材としてチクソ性の低い物を採用した場合でも、フィラーの存在によってチクソ性は高くなってしまうため、ボイドの巻き込みを解決する程度の低いチクソ性を得ることはできない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
そこで、本発明者等は、図２６に示すように、ボイド６７Ｃが基板６０の一主面に接触して残存していることから、基板６０の一主面に対する樹脂６７Ａの濡れ性に着眼し、本発明を成した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
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、下記のとおりである。
（ａ）キャビティと、前記キャビティの周囲に設けられ、互いに対向するゲート及びエアベントとを有する成形金型を準備する工程と、
（ｂ）複数の接続部が形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する樹脂基材を準備する工程と、
（ｃ）複数の電極パッドが形成された主面と、前記主面と反対側の裏面とを有する半導体チップを準備する工程と、
（ｄ）熱硬化性樹脂からなる接着層を介して前記樹脂基材の主面に前記半導体チップを搭載する工程と、
（ｅ）前記樹脂基材を加熱して前記接着層を硬化する工程と、
（ｆ）前記樹脂基材に清浄処理を施す工程と、
（ｇ）前記樹脂基材を前記成形金型のキャビティ内に配置する工程と、
（ｈ）前記ゲートを介して前記キャビティ内に樹脂を注入し、前記樹脂基材の主面及び前記半導体チップを封止する工程と、
を含み、
前記清浄処理は、前記樹脂基材を加熱した後から前記樹脂基材の主面及び前記半導体チップを封止する前までに施すことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
半導体チップ１０の一主面１０Ｘに配置された複数の電極パッド１１は、ボンディングワイヤ１３を介して基板２の一主面２Ｘに配置された複数の接続部３に夫々電気的に接続されている。ボンディングワイヤ１３としては、例えば金（Ａｕ）ワイヤを用いている。ボンディングワイヤ１３の接続方法としては、例えば、熱圧着に超音波振動を併用したボールボンディング（ネイルヘッドボンディング）法を用いている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図３乃至図５に示すように、基板（配線基板）２０の平面形状は方形状で形成され、本実施形態においては例えば長方形で形成されている。基板２０の一主面（チップ搭載面）２０Ｘには、複数の製品形成領域２２が所定の間隔を置いて行列状に配置されている。各製品形成領域２２にはチップ搭載領域２３が配置され、その周囲に複数の接続部３が配置されている。各製品形成領域２２は、樹脂封止体が形成されるモールド領域（樹脂封止体形成領域）２１の中に配置されている。各製品形成領域２２の構成は、基板２と同様の構成となっている。即ち、基板２０の一主面２０Ｘにはその全面にわたって樹脂膜（４）が形成され、一主面２０Ｘと対向する他の主面（裏面）にはその全面にわたって樹脂膜（６）が形成されている。なお、各製品形成領域２２は、基板２０を分割するための分離領域を介して互いに離れた状態で配置されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図６乃至図８に示すように、成形金型３０は、キャビティ３１、複数のゲート３２、複数のサブランナー３３、複数のメインランナー３４、複数のカル３５、連結ランナー３６、複数のエアーベント３７、複数のポット３８及び基板搭載領域３９等を備えている。３１〜３７の各構成部は上型３０Ａに設けられ、３８〜３９の各構成部は下型３０Ｂに設けられている。キャビティ３１及び基板搭載領域３９の平面形状は基板２０の平面形状に対応する平面形状で形成され、本実施形態においては例えば長方形で形成されている。キャビティ３１は上型３０Ａの合わせ面から深さ方向に窪んでいる。基板搭載領域３９は下型３０Ｂの合わせ面から深さ方向に窪んでいる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
成形金型３０において、樹脂は、ポット３８からカル３５、メインランナー３４、サブランナー３３及びゲート３２を通してキャビティ３１の内部に注入される。複数のゲート３２は、キャビティ３１の内部の全域にわたって樹脂が均一に充填されるように、キャビティ３１の互いに対応する２つの長辺のうちの一方の長辺に沿って配置されている。従って、樹脂はキャビティ３１の内部に、キャビティ３１の一方の長辺側から他方の長辺側に向かって注入される。複数のエアーベント３７は、ゲート３２が配置されたキャビティ３１の一方の長辺を除いた３辺に沿って配置されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、基板２０の一主面２０Ｘに清浄処理を施して、基板２０の一主面２０Ｘに残留している油脂分及び有機等の不純物を除去する。この清浄処理は、酸素又はアルゴンガスを用いたプラズマクリーニング法で行う。プラズマクリーニング法は、油脂分等の不純物を除去できると共に、基板２０の一主面２０Ｘの表面を粗面化することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に、図１１に示すように、成形金型３０の上型３０Ａと下型３０Ｂとの間に基板２０を位置決めし、基板２０の一主面２０Ｘ上に実装された複数の半導体チップ１０を基板２０と共に成形金型３０のキャビティ３１の内部に配置する。この時、基板２０は下型３０Ｂに設けられた基板搭載領域３９に搭載される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
キャビティ３１の内部に注入された樹脂２４Ａは、半導体チップ１０の一主面１０Ｘ及び側面に沿って流れる。半導体チップ１０の一主面１０Ｘ及び側面に沿って流れる樹脂２４Ａは半導体チップ１０間に流れ込むが、半導体チップ１０の一主面１０Ｘに沿って流れる樹脂２４Ａは半導体チップ１０の側面に沿って流れる樹脂２４Ａよりも流速が遅いため、半導体チップ１０の一主面１０Ｘに沿って流れる樹脂２４Ａと半導体チップ１０の側面に沿って流れる樹脂２４Ａとが交わる所（図１４参照）でボイド２４Ｂが発生する。一方、基板２０の一主面２０Ｘに残留する油脂分等の不純物は前述の清浄工程において除去されており、更に基板２０の一主面２０Ｘは粗面化されているため、基板２０の一主面２０Ｘに対して樹脂２４Ａの濡れ性が向上している。このため、樹脂２４Ａの注入方向Ｓに対して半導体チップ１０によって影となる所に半導体チップ１０の側面に沿って流れる樹脂２４Ａが廻り込み易くなる。従って、半導体チップ１０の一主面１０Ｘに沿って流れる樹脂２４Ａと半導体チップ１０の側面に沿って流れる樹脂２４Ａとが交わる所（図１４参照）で発生したボイド２４Ｂは基板２０の一主面２０Ｘから離間される。このように基板２０の一主面２０Ｘから離間したボイド２４Ｂは、樹脂注入過程において樹脂２４Ａの流れによって移動し易くなるため、図１５に示すように、半導体チップ１０によって影となる所にはボイド２４Ｂは残存しない。基板２０の一主面２０Ｘから離間したボイド２４Ｂは樹脂２４Ａの流れによって移動しながら徐々に小さくなり、温度サイクル試験時においてポップコーン現象を起こさない程度まで小さくなる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
半導体装置１Ａの製造方法において、基板２０の一主面２０Ｘ上に一主面２０Ｘの一方の長辺側からこの一方の長辺と対向する他方の長辺側に向かって所定の間隔を置いて実装された複数の半導体チップ１０を、基板２０と共に成形金型３０のキャビティ３１の内部に配置し、その後、キャビティ３１の内部に基板２０の一主面２０Ｘの一方の長辺側から他方の長辺側に向かって樹脂２４Ａを注入して、複数の半導体チップ１０を一括封止する樹脂封止体２４を形成する工程を備え、更に、樹脂封止体２４を形成する工程の前に、基板２０の一主面２０Ｘに残留する不純物をプラズマクリーニング法にて除去する工程を備える。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
即ち、基板２の一主面２Ｘに接着層１２を介在して半導体チップ１０が接着固定され、半導体チップ１０の一主面１０Ｘに接着層４２を介在して半導体チップ４０が接着固定されている。半導体チップ４０は半導体チップ１０よりも小さい平面サイズで形成されている。半導体チップ４０の一主面に配置された電極パッド４１は、基板２０の一主面２０Ｘに形成された接続部３にボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続されている。半導体チップ１０及び４０は樹脂封止体１４によって封止されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
以下、半導体装置１Ｂの製造について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１８及び図１９は半導体装置の製造を説明するための模式的断面図である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
次に、各半導体チップ１０の一主面１０Ｘに例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる接着層４２を形成し、その後、半導体チップ１０の一主面１０Ｘに接着層４２を介在して半導体チップ４０を搭載し、その後、熱処理を施して接着層４２を硬化させて、図１８（Ａ）に示すように、半導体チップ１０に半導体チップ４０を接着固定する。この工程において、基板２０は例えば１８０℃程度に加熱されるため、半導体チップ１０の電極パッド１１の表面及び基板２０の接続部３の表面に自然酸化膜が形成される。また、樹脂膜４に含まれていた油脂分などの不純物がアウトガスとなって放出され、基板２０の一主面、接続部３の表面及び電極パッド１１の表面等が汚染される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に、図１８（Ｂ）に示すように、酸素又はアルゴンガスを用いたプラズマクリーニング法にて、半導体チップ１０及び４０の電極パッド（１１，４１）の表面及び基板２０の接続部３の表面に残留している不純物を除去する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
次に、前述の実施形態と同様に、成形金型３０の上型３０Ａと下型３０Ｂとの間に基板２０を位置決めし、基板２０の一主面２０Ｘ上に実装された複数の半導体チップ１０と、各半導体チップ１０に夫々積層された複数の半導体チップ４０とを、基板２０と共に成形金型３０のキャビティ３１の内部に配置し、その後、ポット３８から、カル３５、メインランナー３４、サブランナー３３及びゲート３２を通してキャビティ３１の内部に樹脂を注入して、基板２０の一主面２０Ｘに実装された複数の半導体チップ１０及び４０を一括封止する樹脂封止体を形成する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
即ち、基板２０の一主面２０Ｘに突起状電極５３を介在して半導体チップ５０が実装され、半導体チップ５０の一主面と対向する他の主面（裏面）に接着層１２を介在して半導体チップ１０が接着固定されている。半導体チップ５０はその一主面に配置された電極パッド５０は、基板２０の一主面２０Ｘに配置された電極パッド３Ａに突起状電極５３を介在して電気的に接続されている。半導体チップ５０と基板２０との間には、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂５２が充填されている。半導体チップ１０の電極パッド１１は、ボンディングワイヤ１３を介して基板２０の接続部３に電気的に接続されている。半導体チップ５０及び１０は樹脂封止体１４によって封止されている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
以下、半導体装置１Ｃの製造について、図２１及び図２２を用いて説明する。図２１及び図２２は半導体装置の製造を説明するための模式的断面図である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
まず、基板２０を準備し、その後、基板２０の一主面２０Ｘの各製品形成領域のチップ搭載領域に配置された電極パッド３Ａと半導体チップ５０の一主面に配置された電極パッド５１との間に突起状電極５３を介在した状態で突起状電極５３を溶融して、基板２０の一主面の各製品形成領域に半導体チップ５０を実装する。この工程において、基板２０は例えば２０５℃程度に加熱されるため、基板２０の接続部３の表面に自然酸化膜が形成される。また、樹脂膜４に含まれていた油脂分及び有機溶媒などの不純物がアウトガスとなって放出され、基板２０の一主面、接続部３の表面等が汚染される。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
次に、各半導体チップ５０の裏面に例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる接着層１２を形成し、その後、半導体チップ５０の裏面に接着層１２を介在して半導体チップ１０を搭載し、その後、熱処理を施して接着層１２を硬化させて、図２１（Ａ）に示すように、半導体チップ１０に半導体チップ５０を接着固定する。この工程において、基板２０は例えば１８０℃程度に加熱されるため、半導体チップ１０の電極パッド１１の表面及び基板２０の接続部３の表面に自然酸化膜が形成される。また、樹脂膜４に含まれていた油脂分などの不純物がアウトガスとなって放出され、基板２０の一主面、接続部３の表面及び電極パッド１１の表面等が汚染される。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…半導体装置、２，２０…基板、３…接続部、４，６…樹脂膜、５…電極パッド、１０，４０，５０…半導体チップ、１１，４１…電極パッド、１２，４２…接着層、１３…ボンディングワイヤ、１４，２４…樹脂封止体、１５，５３…突起状電極、２１…モールド領域（樹脂封止体形成領域）、２２…製品形成領域、２３…チップ搭載領域、２５…ダイシングシート、３０…成形金型、３１…キャビティ、３２…ゲート、３３…サブランナー、３４…メインランナー、３５…カル、３６…連結ランナー、３７…エアーベント、３８…ポット、３９…基板搭載領域、５２…熱硬化性樹脂
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2004186707.tif 000001
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2004186707.tif 000002