半導体装置の製造方法
【課題】成形金型のクリーニング作業のコスト低減化を図る。
【解決手段】成形金型２の上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を配置して成形金型２にクリーニング用樹脂を充填し、樹脂硬化後、成形金型２からクリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出し、さらにクリーニング用シート１７とマスク用シート１を分離し、その後、マスク用シート１を成形金型２のクリーニング作業に再利用することにより、マスク用シート１を使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、成形金型２のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【解決手段】成形金型２の上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を配置して成形金型２にクリーニング用樹脂を充填し、樹脂硬化後、成形金型２からクリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出し、さらにクリーニング用シート１７とマスク用シート１を分離し、その後、マスク用シート１を成形金型２のクリーニング作業に再利用することにより、マスク用シート１を使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、成形金型２のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、樹脂封止用の成形金型のクリーニング作業のコスト低減化および作業効率並びに品質の向上化に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形金型クリーニング用シートを用いた半導体装置の製造方法では、成形金型の合わせ面を覆うクリーニング用シート本体と、これに接合されたマスクシートとを有するクリーニング用シートを準備し、第２金型の合わせ面に開口する吸引孔をマスクシートによって覆ってクリーニング用シートを合わせ面に配置した後、第１金型および第２金型によってクリーニング用シートをクランプし、クリーニング用樹脂をキャビティに供給してキャビティ内にクリーニング用樹脂を充填させ、クリーニング用樹脂硬化後、クリーニング用樹脂およびクリーニング用シートを離型する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のモールド金型のクリーニング治具は、樹脂封止して装置を成形するためのモールド金型内のキャビティにクリーニング樹脂を充填して残存する樹脂カス等の汚れをクリーニングする際に、モールド金型内の所定位置に装填されるモールド金型のクリーニング治具であって、少なくとも表面がクリーニング樹脂との密着性が悪い材料で形成されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２５０４０号公報（図１１）
【特許文献２】特開２００４−９０２４８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂封止形の半導体装置の樹脂封止工程では、幾度も樹脂成形が繰り返されるため、封止用樹脂が充填される成形金型の内部、つまり一対の成形金型を形成する上金型および下金型のキャビティやランナおよびエアーベント、カルブロック周辺などに樹脂バリ、油分または塵埃などの汚れおよび酸化物が蓄積する。
【０００６】
このような汚れは、成形品質に悪影響を与え、また、成形金型から製品を取り出す時の離型性の低下にもつながるので、一定のショット数おきに作業者が成形金型をクリーニングする必要がある。
【０００７】
しかし、作業者による成形金型のクリーニングは、それが手作業であるためにかなりの時間を要することになり、したがって、短時間で成形金型をクリーニングできる技術が要請されている。
【０００８】
そこで、成形金型の下金型と上金型の間にクリーニング用シートを挟み、この状態でクリーニング用樹脂を充填し、樹脂硬化後、クリーニング用シートとこれに密着したクリーニング用樹脂を成形金型から取り出して成形金型のクリーニングを行う方法が提案されている。
【０００９】
なお、近年開発されている小形パッケージであるＣＳＰ（Chip Scale Package) やＢＧＡ（Ball Grid Array)用の成形金型は、ＢＧＡ基板の片方の面側でのみ樹脂モールディングが行われるため、キャビティは成形金型の上金型もしくは下金型の何れか一方のみに形成されており、このようなモールディングは片面モールディングと呼ばれている。
【００１０】
前記片面モールディングにおいて、成形金型のキャビティが形成されていない方の金型面にはＢＧＡ基板を真空吸引して吸着固定するための吸引孔が形成されており、したがって、この金型面の吸引孔にはクリーニング用樹脂を付着させたくない。
【００１１】
その結果、クリーニング時には、前記金型面上にマスク用シートを配置して前記金型面をマスク用シートで覆い、この状態でキャビティにクリーニング用樹脂を供給する。
【００１２】
これによって、クリーニング用樹脂が前記金型面の吸引孔に付着することをマスク用シートによって阻止しながら、クリーニングを行う。
【００１３】
しかしながら、このようなクリーニング用シートとマスク用シートの２種類のシートを使ったクリーニングでは、クリーニング作業のコストが高くなることが問題となる。
【００１４】
なお、前記特許文献１（特開２００２−２２５０４０号公報）には、予め一体化されたクリーニング用シートとマスクシートとからなる２層式のシートを使用して成形金型のクリーニングを行う半導体装置の製造方法についての開示はあるが、２層式のシートのいずれかを再利用するという記載は全く見当たらない。さらに、予め接合されて一体化されたクリーニング用シートとマスクシートを、使用後に分離していずれかを再利用するのは非常に困難である。
【００１５】
また、前記特許文献２（特開２００４−９０２４８号公報）には、１層式のクリーニング治具についての開示はあるが、１層式のクリーニング治具では、クリーニング用樹脂がキャビティが形成されていない側の金型面に残存し易く、前記金型面がクリーニング用樹脂で汚れることが懸念される。
【００１６】
本発明の目的は、成形金型のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、成形金型のクリーニング作業の作業効率、および品質の向上化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１８】
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】
【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、以下のとおりである。
【００２０】
すなわち、本発明は、以下の工程を含むものである。（ａ）第１金型、前記第１金型に形成されたキャビティ、前記キャビティと対向する金型面を有する第２金型、及び前記金型面に開口する吸引孔を備えた成形金型を準備する工程；（ｂ）半導体チップが搭載された基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内に封止用樹脂を供給し、前記半導体チップを前記封止用樹脂で封止する工程；（ｃ）マスク用シートとクリーニング用シートとを前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内にクリーニング用樹脂を供給し、前記成形金型をクリーニングする工程；ここで、前記（ｂ）工程では、以下の工程を有する、（ｂ１）前記基板が前記吸引孔を塞ぐように、前記半導体チップが搭載された前記基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置する工程；（ｂ２）前記（ｂ１）工程の後、前記吸引孔を介して前記基板を吸着した状態で、前記キャビティ内に前記封止用樹脂を供給する工程；（ｂ３）前記（ｂ２）工程の後、封止部が形成された前記基板を前記成形金型から取り出す工程。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【００２２】
成形金型クリーニング用シートとマスク用シートとを配置して成形金型のクリーニングを行った後、成形金型クリーニング用シートとマスク用シートを分離し、その後、マスク用シートを成形金型のクリーニング作業に再利用することにより、マスク用シートを使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、成形金型のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形金型クリーニング用シートの要部の構造の一例を示す拡大部分斜視図である。
【図３】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の要部の構造を示す拡大部分斜視図である。
【図４】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分断面図である。
【図５】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における成形金型のクランプ状態の一例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す成形金型のクランプ状態の構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における樹脂充填状態の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるシート取り出し状態の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の半導体装置の製造方法における組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
【図１２】図１１に示す半導体装置の製造方法におけるダイシング時の状態の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の構造の一例を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と変形例の成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際の成形金型のクランプ状態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際のシート取り出し状態を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２５】
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。
【００２６】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２７】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造の一例を示す斜視図、図２は図１に示す成形金型クリーニング用シートの要部の構造の一例を示す拡大部分斜視図、図３〜図５はそれぞれ図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分斜視図と拡大部分断面図、図６は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における成形金型のクランプ状態の一例を示す斜視図、図７は図６に示す成形金型のクランプ状態の構造の一例を示す断面図、図８は図７に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図、図９は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における樹脂充填状態の一例を示す断面図、図１０は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるシート取り出し状態の一例を示す斜視図、図１１は本発明の半導体装置の製造方法の組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図１２は図１１に示す半導体装置の製造方法におけるダイシング時の状態の一例を示す断面図、図１３は本発明の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の構造の一例を示す断面図、図１４は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と変形例の成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造を示す斜視図、図１５は図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際の成形金型のクランプ状態を示す斜視図、図１６は図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際のシート取り出し状態を示す斜視図、図１７〜図１９はそれぞれ本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【００２９】
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体装置の組み立て工程の樹脂封止工程で使用される片面モールディングタイプの成形金型のクリーニングに関するものである。本実施の形態のクリーニングでは、成形金型２のクリーニング時に、クリーニング用シート（成形金型クリーニング用シート）１７とマスク用シート１の２種類の別体のシートを成形金型２の上金型（第１金型）３と下金型（第２金型）４の間に介在させて図９に示すクリーニング用樹脂５でクリーニングを行い、クリーニング後にクリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用するものである。すなわち、クリーニング後にクリーニング用シート１７のみ破棄し、マスク用シート１は繰り返して再利用するものである。
【００３０】
また、本実施の形態の成形金型２は、ＣＳＰやＢＧＡなどの製品の半導体装置の樹脂モールディングを行う際に、下金型（第２金型）４上で基板を吸引固定するための吸引孔１１が下金型４に形成されており、したがって、各吸引孔１１は、下金型４の合わせ面である金型面４ａに開口している。
【００３１】
吸引孔１１は、ＣＳＰやＢＧＡの組み立てに用いられる基板が、樹脂などからなる比較的強度の低い基板の場合に、樹脂注入時に樹脂圧によって基板にシワが形成されることがあり、これを防止するために基板を吸引して引き延ばすためのものである。また、同時に基板で発生する反りを矯正することもできる。
【００３２】
なお、本実施の形態で説明する成形金型２は、半導体装置の組み立てに用いられる前記基板が、図１２に示すような多数個取り基板１４の場合であり、したがって、前記組み立ての樹脂封止時に、多数個取り基板１４における複数のパッケージ領域を図７に示す１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う金型である。すなわち、一括モールディングを行う成形金型２である。
【００３３】
成形金型２には、図７に示すように、その上金型（第１金型）３にキャビティ６、カル７、ランナ８およびゲート１３、エアーベント２４などが形成されており、一方、下金型４には、金型面４ａに開口する吸引孔１１の他、封止用樹脂やクリーニング用樹脂５を押し出すプランジャ１０が配置されたポット９が形成されている。
【００３４】
成形金型２のクリーニングを行う際には、まず、クリーニング用樹脂５を絡め取るクリーニング用シート１７と、クリーニング用樹脂５に対して剥離容易なマスク用シート１を準備する。
【００３５】
ここで、クリーニング用シート１７は、クリーニング用樹脂５を絡め取るものであり、クリーニング用樹脂５と密着性が高い材料によって形成されていることが好ましく、例えば、クリーニング用シート１７の材料は、不織布、紙または樹脂などである。
【００３６】
また、構造的にもクリーニング用樹脂５が絡み易いように、あるいは、クリーニング用樹脂５に含まれるフィラー（ガラス等）の通過抵抗およびクリーニング用樹脂５の流動抵抗が低くなるように、繊維等が三次元的に粗い構造となっていることが好ましい。特に、クリーニング用樹脂５に含まれるフィラーの直径よりも大きな空隙を複数有する網目状の三次元構造である事が好ましい。
【００３７】
なお、クリーニング用シート１７は左右キャビティブロックを含む金型全体を被う大きさであることも特徴で作業効率上好ましい。
【００３８】
また、クリーニング用シート１７はエアーベント２４の位置にも介在していることにより、エアーベント２４に充填されるクリーニング用樹脂５が、三次元網目構造のクリーニング用シート１７に絡みつき、エアーベント２４に樹脂バリ（エアーベントバリ）が残存するのを防ぐ事ができる。
【００３９】
従って、エアーベント２４が樹脂バリによって詰まる事によるパッケージの樹脂未充填および内部、外部のボイドの不良が減り、品質向上ができる。
【００４０】
さらに、クリーニング用シート１７は、成形金型２の樹脂モールディング時の温度（１７０〜１８０℃）に耐えられる高い耐熱性を有していることが好ましい。
【００４１】
以上のことから、クリーニング用シート１７は、紙、コットン不織布などの植物由来の構造物を含む材料によって形成されていることが好ましい。また、前記植物由来の構造物を含むクリーニング用シート１７の耐熱性を更に向上させるためには、前記構造物より耐熱性の高い物質が混合されているか、もしくはシートの表面にコーティングされていることが好ましい。前記耐熱性の高い物質は、例えば、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などである。図２は本実施の形態のクリーニング用シート１７の構造の一例であり、コットン繊維１７ｂと、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などの耐熱繊維１７ｃとからなる三次元的に粗い構造が示されている。さらに、図３はクリーニング用シート１７の構造の変形例であり、コットン繊維１７ｂと、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などの粒形耐熱バインダー１７ｅとからなる三次元的に粗い構造が示されている。
【００４２】
なお、クリーニング用シート１７は、三次元的に粗い構造のものに限定されずに比較的密度が高い構造物であってもよい。図４および図５は、クリーニング用シート１７の変形例として、比較的密度が高い場合の構造を示しており、図４は、ベース材の紙部１７ｆにフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの耐熱バインダー１７ｇが混合されている構造のシートである。さらに、図５は、ベース材の紙部１７ｆの表面にフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの耐熱樹脂コーティング膜１７ｈが形成されている構造のシートである。
【００４３】
このように、本実施の形態のクリーニング用シート１７では、耐熱性の高い物質を混合したり、もしくは表面にコーティングすることにより、クリーニング用シート１７の耐熱性をより高めることができる。これにより、金型高温時にクリーニング用シート１７の一部が成形金型２に付着することを阻止できる。したがって、クリーニング用シート１７の離型性を向上させることができ、信頼性の高いクリーニング作業を行うことができる。
【００４４】
すなわち、成形金型２に強固に付着した紙やコットン不織布のカスの除去を行わなくて済むため、クリーニング作業の効率の向上化を図ることができるとともに、クリーニング作業の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
また、耐熱性の高い物質を混合したり、もしくは表面にコーティングすることにより、クリーニング用シート１７から塵埃が発生することも抑制することができる。
【００４６】
一方、マスク用シート１は、成形金型２のクリーニングにおいて、繰り返して再利用するため、クリーニング用シート１７に比較して、クリーニング用樹脂５と剥離性が良い材料によって形成されていることが好ましく、例えば、マスク用シート１の材料は、樹脂を通過させない素材であり、銅、銅合金または鉄−Ｎｉ合金などの金属、あるいは紙や樹脂などであってもよい。
【００４７】
さらに、マスク用シート１は、製品の組み立てに用いられる樹脂基板と比較してもクリーニング用樹脂５との接着力が弱いことが好ましい。
【００４８】
また、マスク用シート１は、成形金型２のクリーニングの際に下金型４の金型面４ａ上に配置するとともに、金型面４ａに開口する吸引孔１１を覆うことにより、クリーニング用樹脂５が下金型４の金型面４ａに付着するのを阻止するためのものであり、これによって、クリーニング用樹脂５が吸引孔１１に付着して樹脂詰まりを引き起こすことも阻止可能になる。
【００４９】
したがって、マスク用シート１は比較的高密度な構造のものが好ましく、その材料が紙である場合、図４や図５に示す構造を採用してもよい。
【００５０】
以上のようなクリーニング用シート１７とマスク用シート１を準備した後、図１および図７に示すように、成形金型２の下金型４の金型面４ａに開口する真空吸引用の吸引孔１１がマスク用シート１によって覆われるようにマスク用シート１を下金型４上に配置する。
【００５１】
その際、図１に示すように、マスク用シート１のセットピン孔１ａに下金型４の金型面４ａに突出するセットピン４ｃを挿入してマスク用シート１を位置決めして下金型４上に配置する。
【００５２】
なお、マスク用シート１は、半導体装置の組み立てに用いられる基板と同じ大きさのものである。例えば、基板が図１２に示すような多数個取り基板１４である場合、マスク用シート１は、その長手方向の長さおよび幅方向の長さが多数個取り基板１４と同じ長さになっている。
【００５３】
これにより、クリーニング用樹脂充填時の樹脂バリの発生を防ぐとともに、マスク用シート１にかかる面圧のくずれを防止することができる。
【００５４】
また、下金型４の金型面４ａ上にマスク用シート１を配置する際には、図８に示すように金型面４ａの凹部４ｂに配置する。その際、マスク用シート１の表面は金型面４ａより長さ（Ｑ−Ｐ）突出する。すなわち、マスク用シート１の厚さ（Ｑ）を金型面４ａの凹部４ｂの深さ（Ｐ）より厚くしておく。例えば、Ｑ＝0.２１ｍｍで、Ｐ＝0.１９５ｍｍである。
【００５５】
これにより、上金型３からマスク用シート１にかかる面圧を確保してクリーニング用樹脂充填時の樹脂漏れを防止することができる。
【００５６】
なお、吸引孔１１から真空排気すなわちバキュームを行うことにより、マスク用シート１を金型面４ａの凹部４ｂに密着させる。
【００５７】
その後、図７に示すように、上金型３のキャビティ６に対応させてマスク用シート１よりキャビティ６側つまりマスク用シート１上にクリーニング用シート１７を配置する。
【００５８】
続いて、下金型４の金型面４ａの吸引孔１１をマスク用シート１によって塞いだ状態で下金型４と上金型３によってクリーニング用シート１７をクランプする（図６参照）。
【００５９】
その後、図９に示すように、クリーニング用樹脂５をプランジャ１０によって押し出してキャビティ６に供給し、これにより、キャビティ６内にクリーニング用樹脂５を充填させる。
【００６０】
その際、クリーニング用樹脂５は、クリーニング用シート１７に浸透しながら金型間に行き渡るが、下金型４の金型面４ａ上にはマスク用シート１が配置されているため、クリーニング用樹脂５は下金型４までは到達せず、下金型４の金型面４ａにクリーニング用樹脂５が付着することを防止できる。
【００６１】
充填後、クリーニング用樹脂５を硬化させることで金型表面の汚れをクリーニング用樹脂５に取り込む。
【００６２】
その後、図１０に示すように、成形金型２からクリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出す。その際、クリーニング用樹脂５が樹脂部１８として形成されたクリーニング用シート１７と、マスク用シート１とを一緒に成形金型２から取り出す。
【００６３】
その後、クリーニング用シート１７とマスク用シート１とを分離する。
【００６４】
その際、本実施の形態では、クリーニング用シート１７がクリーニング用樹脂５と密着性の高い材料によって形成されており、さらにマスク用シート１がクリーニング用樹脂５と剥離容易な材料によって形成されているため、クリーニング用樹脂５（樹脂部１８）をクリーニング用シート１７側に残存させた状態でマスク用シート１のみを剥離することができる。
【００６５】
したがって、クリーニング用シート１７とマスク用シート１を分離した後、マスク用シート１を、クリーニング用シート１７を用いた成形金型２のクリーニング時に再利用することができる。なお、クリーニング用シート１７とマスク用シート１との接触面にあらかじめ離型剤を含浸、噴霧または塗布しておくことで、より確実にクリーニング用シート１７とマスク用シート１とを分離する事ができる。
【００６６】
このように、本実施の形態の半導体装置の製造方法では、成形金型２のクリーニングに使用したマスク用シート１を繰り返して再利用することができるため、マスク用シート１を使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、その結果、成形金型２のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【００６７】
なお、クリーニング用樹脂５からなる樹脂部１８が形成されたクリーニング用シート１７については使用後に破棄または資源として再利用する。
【００６８】
また、本実施の形態の成形金型２のクリーニングでは、マスク用シート１を再利用するにあたり、毎回のクリーニングにおいてクリーニング用シート１７を介在させているため、マスク用シート１の寿命を延ばすことができる。
【００６９】
さらに、図１に示すクリーニング用シート１７は、成形金型２の上金型３のカル（カルブロック）７に対応する箇所を覆う部分を有している形状のものである。すなわち、図１に示すクリーニング用シート１７は、開口孔が全く形成されていないものである。したがって、このクリーニング用シート１７の場合、色々な形状の成形金型２に対応させて使用することができ、その汎用性を高めることが可能である。さらに、開口孔が全く形成されていないため、クリーニング用シート１７そのものの加工コストを抑えることができ、クリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【００７０】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法によって組み立てられる半導体装置の一例である図１３に示すＢＧＡ１９の構造について説明する。
【００７１】
ＢＧＡ１９は、一括モールディングが行われ、かつモールディング後にダイシングによって個片化されて組み立てられたものであり、半導体チップ１２が搭載されたＢＧＡ基板２０と、半導体チップ１２の電極とこれに対応するＢＧＡ基板２０の端子とを接続する金線などのボンディング用のワイヤ２１と、半導体チップ１２およびワイヤ２１を樹脂封止して形成された封止部２２と、ＢＧＡ基板２０のチップ支持面２０ａと反対側の面に設けられた複数の外部端子であるバンプ電極２３とによって構成されているものである。
【００７２】
次に、図１３に示すＢＧＡ１９の組み立てを、図１１に示す製造プロセスフロー図にしたがって説明する。
【００７３】
まず、図１１のステップＳ１に示すように、複数のＢＧＡ基板２０（図１３参照）を備えた図１２に示す多数個取り基板１４を準備する。
【００７４】
一方、ステップＳ２に示すように主面に所望の半導体集積回路が形成された半導体チップ１２を準備する。
【００７５】
続いて、ステップＳ３に示すチップマウントを行う。
【００７６】
すなわち、多数個取り基板１４のそれぞれのＢＧＡ基板２０に半導体チップ１２を搭載する。
【００７７】
その後、ステップＳ４に示すワイヤボンディングを行う。
【００７８】
ここでは、半導体チップ１２の電極とこれに対応するそれぞれのＢＧＡ基板２０の端子とを金線などのボンディング用のワイヤ２１によって接続する。
【００７９】
その後、ステップＳ５に示す一括モールディングを行う。
【００８０】
ここでは、図１に示す上金型３と下金型４からなる成形金型２を用いて、多数個取り基板１４における複数のパッケージ領域を上金型３の１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う。
【００８１】
なお、封止用樹脂充填時には、下金型４の吸引孔１１により多数個取り基板１４を吸引して多数個取り基板１４を下金型４の金型面４ａの凹部４ｂに吸引（吸着）固定する。
【００８２】
樹脂充填後、図１２に示す一括封止部１６が形成される。
【００８３】
その後、上金型３と下金型４のクランプを開放し、型開きを行って一括封止部１６が形成された多数個取り基板１４の取り出しを行う。この一括モールディングは、一日に何百ショットと繰り返されるため、成形金型２の内部には樹脂バリおよび油分や塵埃などの汚れと酸化物（付着物）が蓄積することになる。
【００８４】
したがって、前記汚れを除去するために成形金型２のクリーニング工程を施す必要がある。
【００８５】
なお、ＢＧＡ１９の組み立てとしては、その後、ステップＳ６に示すバンプ形成を行う。
【００８６】
すなわち、多数個取り基板１４におけるそれぞれのＢＧＡ基板２０のチップ支持面２０ａと反対側の面に外部端子として複数のバンプ電極２３を設ける。
【００８７】
その後、ステップＳ７に示すダイシングを行って個片化する。
【００８８】
すなわち、図１２に示す一括封止部１６と多数個取り基板１４とをそれぞれのデバイス領域単位にダイシング用ブレード１５によって切断分割して個片化を行う。
【００８９】
これにより、ステップＳ８に示すＢＧＡ完成となり、図１３に示すＢＧＡ１９の組み立てを終了する。
【００９０】
一方、一括モールディングに前後して、ステップＳ９に示す金型クリーニングを行う。すなわち、図１に示すように、上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を介在させて金型のクランプを行い、この状態で、成形金型２内にクリーニング用樹脂５を供給し、キャビティ６への樹脂充填後、クリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出してクリーニングを完了する。
【００９１】
その際、クリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用する。
【００９２】
次に、本実施の形態の変形例のクリーニング用シート１７について説明する。図１４に示す変形例のクリーニング用シート１７は、成形金型２のカル（カルブロック）７に対応する箇所に開口孔であるポット用開口孔１７ｄを有しているものである。
【００９３】
すなわち、カル７およびポット９に対応した箇所に長孔であるポット用開口孔１７ｄが形成されており、これにより、図１５に示すクリーニング用樹脂５の充填時に、クリーニング用樹脂５の流れに対して抵抗が少なくなり、その結果、クリーニング用樹脂５の流速抵抗が小さくなり、その結果、クリーニング性を向上させることができる。
【００９４】
このクリーニング用シート１７を用いた場合にも、図１６に示すように、クリーニング終了後、クリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用する。
【００９５】
また、図１７に示す変形例のクリーニング用シート１７は、中央にポット用開口孔１７ｄが形成され、さらにその両側に、成形金型２のキャビティ６に対応する箇所に長孔の開口孔であるキャビティ用開口孔１７ａが形成されているものである。すなわち、一括モールディング用のクリーニング用シート１７である。このようにキャビティ６に対応したキャビティ用開口孔１７ａが形成されていることにより、クリーニング用樹脂５がキャビティ６に流れ込む際に、クリーニング用樹脂５の流れによってクリーニング用シート１７が上金型３に密着または近接し、クリーニング効果を著しく阻害する現象の発生を防止することができ、その結果、クリーニング性を向上させることができる。
【００９６】
また、図１８に示す変形例のクリーニング用シート１７は、各ポット９に対応させたポットごとのポット用開口孔１７ｄが形成されているものであり、図１８に示すクリーニング用シート１７の場合、ポット周辺に形成される樹脂バリをクリーニング用シート１７に付着させてクリーニングすることが可能になる。
【００９７】
また、図１９に示す変形例のクリーニング用シート１７は、多数個取り基板１４における１つのパッケージ領域を１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う個片モールディングタイプの成形金型２に対応したシートであり、それぞれキャビティ６に対応した複数のキャビティ用開口孔１７ａが並んで形成されているものである。
【００９８】
図１９に示すクリーニング用シート１７の場合においても、個片モールディングタイプの成形金型２のクリーニングを行うとともに、マスク用シート１を再利用することにより、一括モールディング用の成形金型２の場合と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。
【０１００】
例えば、前記実施の形態では、成形金型２の下金型４に吸引孔１１が形成されている場合を説明したが、吸引孔１１は必ずしも形成されていなくてもよく、片面モールディングタイプの成形金型２であればよい。
【０１０１】
また、本実施の形態のクリーニング用シート１７とマスク用シート１を用いて成形金型２のクリーニングを行って、クリーニング後、クリーニング用シート１７を破棄、または資源として再利用し、マスク用シート１を再利用する製造方法については、離型回復剤を含有する樹脂を成型金型２に注入する事によって、成形金型２の離型性を回復させる離型回復作業に適用することも可能である。
【０１０２】
すなわち、シリコーン系樹脂などの離型回復樹脂を用いて上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を介在させて成形金型２内に離型回復樹脂を充填させ、シート取り出し後、クリーニング用シート１７を破棄、または資源として再利用し、マスク用シート１を再利用するものである。
【０１０３】
この場合の離型回復作業は、成形金型２のクリーニング作業の後にこれと合わせて行ってもよいし、ショット間で離型回復作業のみを行ってもよい。
【０１０４】
また、前記実施の形態においては、半導体装置がＢＧＡ１９の場合について説明したが、前記半導体装置は、ＢＧＡ１９に限らず、片面モールディングタイプの成形金型２を用いて組み立てられる半導体装置であれば、ＢＧＡ１９以外のＣＳＰなどの他の半導体装置であってもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施の形態では成形金型２において、第１金型を上金型３とし、第２金型を下金型４として説明したが、これと反対に第１金型を下金型４とし、第２金型を上金型３としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、半導体装置の製造方法および金型クリーニング用シートに好適である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ マスク用シート
１ａ セットピン孔
２ 成形金型
３ 上金型（第１金型）
４ 下金型（第２金型）
４ａ 金型面
４ｂ 凹部
４ｃ セットピン
５ クリーニング用樹脂
６ キャビティ
７ カル（カルブロック）
８ ランナ
９ ポット
１０ プランジャ
１１ 吸引孔
１２ 半導体チップ
１３ ゲート
１４ 多数個取り基板
１５ ダイシング用ブレード
１６ 一括封止部
１７ クリーニング用シート（成形金型クリーニング用シート）
１７ａ キャビティ用開口孔
１７ｂ コットン繊維
１７ｃ 耐熱繊維
１７ｄ ポット用開口孔
１７ｅ 粒形耐熱バインダー
１７ｆ 紙部
１７ｇ 耐熱バインダー
１７ｈ 耐熱樹脂コーティング膜
１８ 樹脂部
１９ ＢＧＡ（半導体装置）
２０ ＢＧＡ基板
２０ａ チップ支持面
２１ ワイヤ
２２ 封止部
２３ バンプ電極
２４ エアーベント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、樹脂封止用の成形金型のクリーニング作業のコスト低減化および作業効率並びに品質の向上化に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形金型クリーニング用シートを用いた半導体装置の製造方法では、成形金型の合わせ面を覆うクリーニング用シート本体と、これに接合されたマスクシートとを有するクリーニング用シートを準備し、第２金型の合わせ面に開口する吸引孔をマスクシートによって覆ってクリーニング用シートを合わせ面に配置した後、第１金型および第２金型によってクリーニング用シートをクランプし、クリーニング用樹脂をキャビティに供給してキャビティ内にクリーニング用樹脂を充填させ、クリーニング用樹脂硬化後、クリーニング用樹脂およびクリーニング用シートを離型する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のモールド金型のクリーニング治具は、樹脂封止して装置を成形するためのモールド金型内のキャビティにクリーニング樹脂を充填して残存する樹脂カス等の汚れをクリーニングする際に、モールド金型内の所定位置に装填されるモールド金型のクリーニング治具であって、少なくとも表面がクリーニング樹脂との密着性が悪い材料で形成されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２５０４０号公報（図１１）
【特許文献２】特開２００４−９０２４８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂封止形の半導体装置の樹脂封止工程では、幾度も樹脂成形が繰り返されるため、封止用樹脂が充填される成形金型の内部、つまり一対の成形金型を形成する上金型および下金型のキャビティやランナおよびエアーベント、カルブロック周辺などに樹脂バリ、油分または塵埃などの汚れおよび酸化物が蓄積する。
【０００６】
このような汚れは、成形品質に悪影響を与え、また、成形金型から製品を取り出す時の離型性の低下にもつながるので、一定のショット数おきに作業者が成形金型をクリーニングする必要がある。
【０００７】
しかし、作業者による成形金型のクリーニングは、それが手作業であるためにかなりの時間を要することになり、したがって、短時間で成形金型をクリーニングできる技術が要請されている。
【０００８】
そこで、成形金型の下金型と上金型の間にクリーニング用シートを挟み、この状態でクリーニング用樹脂を充填し、樹脂硬化後、クリーニング用シートとこれに密着したクリーニング用樹脂を成形金型から取り出して成形金型のクリーニングを行う方法が提案されている。
【０００９】
なお、近年開発されている小形パッケージであるＣＳＰ（Chip Scale Package) やＢＧＡ（Ball Grid Array)用の成形金型は、ＢＧＡ基板の片方の面側でのみ樹脂モールディングが行われるため、キャビティは成形金型の上金型もしくは下金型の何れか一方のみに形成されており、このようなモールディングは片面モールディングと呼ばれている。
【００１０】
前記片面モールディングにおいて、成形金型のキャビティが形成されていない方の金型面にはＢＧＡ基板を真空吸引して吸着固定するための吸引孔が形成されており、したがって、この金型面の吸引孔にはクリーニング用樹脂を付着させたくない。
【００１１】
その結果、クリーニング時には、前記金型面上にマスク用シートを配置して前記金型面をマスク用シートで覆い、この状態でキャビティにクリーニング用樹脂を供給する。
【００１２】
これによって、クリーニング用樹脂が前記金型面の吸引孔に付着することをマスク用シートによって阻止しながら、クリーニングを行う。
【００１３】
しかしながら、このようなクリーニング用シートとマスク用シートの２種類のシートを使ったクリーニングでは、クリーニング作業のコストが高くなることが問題となる。
【００１４】
なお、前記特許文献１（特開２００２−２２５０４０号公報）には、予め一体化されたクリーニング用シートとマスクシートとからなる２層式のシートを使用して成形金型のクリーニングを行う半導体装置の製造方法についての開示はあるが、２層式のシートのいずれかを再利用するという記載は全く見当たらない。さらに、予め接合されて一体化されたクリーニング用シートとマスクシートを、使用後に分離していずれかを再利用するのは非常に困難である。
【００１５】
また、前記特許文献２（特開２００４−９０２４８号公報）には、１層式のクリーニング治具についての開示はあるが、１層式のクリーニング治具では、クリーニング用樹脂がキャビティが形成されていない側の金型面に残存し易く、前記金型面がクリーニング用樹脂で汚れることが懸念される。
【００１６】
本発明の目的は、成形金型のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、成形金型のクリーニング作業の作業効率、および品質の向上化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１８】
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】
【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、以下のとおりである。
【００２０】
すなわち、本発明は、以下の工程を含むものである。（ａ）第１金型、前記第１金型に形成されたキャビティ、前記キャビティと対向する金型面を有する第２金型、及び前記金型面に開口する吸引孔を備えた成形金型を準備する工程；（ｂ）半導体チップが搭載された基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内に封止用樹脂を供給し、前記半導体チップを前記封止用樹脂で封止する工程；（ｃ）マスク用シートとクリーニング用シートとを前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内にクリーニング用樹脂を供給し、前記成形金型をクリーニングする工程；ここで、前記（ｂ）工程では、以下の工程を有する、（ｂ１）前記基板が前記吸引孔を塞ぐように、前記半導体チップが搭載された前記基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置する工程；（ｂ２）前記（ｂ１）工程の後、前記吸引孔を介して前記基板を吸着した状態で、前記キャビティ内に前記封止用樹脂を供給する工程；（ｂ３）前記（ｂ２）工程の後、封止部が形成された前記基板を前記成形金型から取り出す工程。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【００２２】
成形金型クリーニング用シートとマスク用シートとを配置して成形金型のクリーニングを行った後、成形金型クリーニング用シートとマスク用シートを分離し、その後、マスク用シートを成形金型のクリーニング作業に再利用することにより、マスク用シートを使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、成形金型のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形金型クリーニング用シートの要部の構造の一例を示す拡大部分斜視図である。
【図３】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の要部の構造を示す拡大部分斜視図である。
【図４】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分断面図である。
【図５】図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における成形金型のクランプ状態の一例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す成形金型のクランプ状態の構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における樹脂充填状態の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるシート取り出し状態の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の半導体装置の製造方法における組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図である。
【図１２】図１１に示す半導体装置の製造方法におけるダイシング時の状態の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の構造の一例を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と変形例の成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際の成形金型のクランプ状態を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際のシート取り出し状態を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２５】
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。
【００２６】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２７】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造の一例を示す斜視図、図２は図１に示す成形金型クリーニング用シートの要部の構造の一例を示す拡大部分斜視図、図３〜図５はそれぞれ図１に示す成形金型クリーニング用シートの変形例の構造を示す拡大部分斜視図と拡大部分断面図、図６は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における成形金型のクランプ状態の一例を示す斜視図、図７は図６に示す成形金型のクランプ状態の構造の一例を示す断面図、図８は図７に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図、図９は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法における樹脂充填状態の一例を示す断面図、図１０は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるシート取り出し状態の一例を示す斜視図、図１１は本発明の半導体装置の製造方法の組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図１２は図１１に示す半導体装置の製造方法におけるダイシング時の状態の一例を示す断面図、図１３は本発明の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置の構造の一例を示す断面図、図１４は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で用いられる成形金型と変形例の成形金型クリーニング用シートとマスク用シートの構造を示す斜視図、図１５は図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際の成形金型のクランプ状態を示す斜視図、図１６は図１４に示す変形例の成形金型クリーニング用シートを用いた際のシート取り出し状態を示す斜視図、図１７〜図１９はそれぞれ本発明の実施の形態の変形例の成形金型クリーニング用シートの構造を示す斜視図である。
【００２９】
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体装置の組み立て工程の樹脂封止工程で使用される片面モールディングタイプの成形金型のクリーニングに関するものである。本実施の形態のクリーニングでは、成形金型２のクリーニング時に、クリーニング用シート（成形金型クリーニング用シート）１７とマスク用シート１の２種類の別体のシートを成形金型２の上金型（第１金型）３と下金型（第２金型）４の間に介在させて図９に示すクリーニング用樹脂５でクリーニングを行い、クリーニング後にクリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用するものである。すなわち、クリーニング後にクリーニング用シート１７のみ破棄し、マスク用シート１は繰り返して再利用するものである。
【００３０】
また、本実施の形態の成形金型２は、ＣＳＰやＢＧＡなどの製品の半導体装置の樹脂モールディングを行う際に、下金型（第２金型）４上で基板を吸引固定するための吸引孔１１が下金型４に形成されており、したがって、各吸引孔１１は、下金型４の合わせ面である金型面４ａに開口している。
【００３１】
吸引孔１１は、ＣＳＰやＢＧＡの組み立てに用いられる基板が、樹脂などからなる比較的強度の低い基板の場合に、樹脂注入時に樹脂圧によって基板にシワが形成されることがあり、これを防止するために基板を吸引して引き延ばすためのものである。また、同時に基板で発生する反りを矯正することもできる。
【００３２】
なお、本実施の形態で説明する成形金型２は、半導体装置の組み立てに用いられる前記基板が、図１２に示すような多数個取り基板１４の場合であり、したがって、前記組み立ての樹脂封止時に、多数個取り基板１４における複数のパッケージ領域を図７に示す１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う金型である。すなわち、一括モールディングを行う成形金型２である。
【００３３】
成形金型２には、図７に示すように、その上金型（第１金型）３にキャビティ６、カル７、ランナ８およびゲート１３、エアーベント２４などが形成されており、一方、下金型４には、金型面４ａに開口する吸引孔１１の他、封止用樹脂やクリーニング用樹脂５を押し出すプランジャ１０が配置されたポット９が形成されている。
【００３４】
成形金型２のクリーニングを行う際には、まず、クリーニング用樹脂５を絡め取るクリーニング用シート１７と、クリーニング用樹脂５に対して剥離容易なマスク用シート１を準備する。
【００３５】
ここで、クリーニング用シート１７は、クリーニング用樹脂５を絡め取るものであり、クリーニング用樹脂５と密着性が高い材料によって形成されていることが好ましく、例えば、クリーニング用シート１７の材料は、不織布、紙または樹脂などである。
【００３６】
また、構造的にもクリーニング用樹脂５が絡み易いように、あるいは、クリーニング用樹脂５に含まれるフィラー（ガラス等）の通過抵抗およびクリーニング用樹脂５の流動抵抗が低くなるように、繊維等が三次元的に粗い構造となっていることが好ましい。特に、クリーニング用樹脂５に含まれるフィラーの直径よりも大きな空隙を複数有する網目状の三次元構造である事が好ましい。
【００３７】
なお、クリーニング用シート１７は左右キャビティブロックを含む金型全体を被う大きさであることも特徴で作業効率上好ましい。
【００３８】
また、クリーニング用シート１７はエアーベント２４の位置にも介在していることにより、エアーベント２４に充填されるクリーニング用樹脂５が、三次元網目構造のクリーニング用シート１７に絡みつき、エアーベント２４に樹脂バリ（エアーベントバリ）が残存するのを防ぐ事ができる。
【００３９】
従って、エアーベント２４が樹脂バリによって詰まる事によるパッケージの樹脂未充填および内部、外部のボイドの不良が減り、品質向上ができる。
【００４０】
さらに、クリーニング用シート１７は、成形金型２の樹脂モールディング時の温度（１７０〜１８０℃）に耐えられる高い耐熱性を有していることが好ましい。
【００４１】
以上のことから、クリーニング用シート１７は、紙、コットン不織布などの植物由来の構造物を含む材料によって形成されていることが好ましい。また、前記植物由来の構造物を含むクリーニング用シート１７の耐熱性を更に向上させるためには、前記構造物より耐熱性の高い物質が混合されているか、もしくはシートの表面にコーティングされていることが好ましい。前記耐熱性の高い物質は、例えば、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などである。図２は本実施の形態のクリーニング用シート１７の構造の一例であり、コットン繊維１７ｂと、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などの耐熱繊維１７ｃとからなる三次元的に粗い構造が示されている。さらに、図３はクリーニング用シート１７の構造の変形例であり、コットン繊維１７ｂと、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂などの粒形耐熱バインダー１７ｅとからなる三次元的に粗い構造が示されている。
【００４２】
なお、クリーニング用シート１７は、三次元的に粗い構造のものに限定されずに比較的密度が高い構造物であってもよい。図４および図５は、クリーニング用シート１７の変形例として、比較的密度が高い場合の構造を示しており、図４は、ベース材の紙部１７ｆにフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの耐熱バインダー１７ｇが混合されている構造のシートである。さらに、図５は、ベース材の紙部１７ｆの表面にフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの耐熱樹脂コーティング膜１７ｈが形成されている構造のシートである。
【００４３】
このように、本実施の形態のクリーニング用シート１７では、耐熱性の高い物質を混合したり、もしくは表面にコーティングすることにより、クリーニング用シート１７の耐熱性をより高めることができる。これにより、金型高温時にクリーニング用シート１７の一部が成形金型２に付着することを阻止できる。したがって、クリーニング用シート１７の離型性を向上させることができ、信頼性の高いクリーニング作業を行うことができる。
【００４４】
すなわち、成形金型２に強固に付着した紙やコットン不織布のカスの除去を行わなくて済むため、クリーニング作業の効率の向上化を図ることができるとともに、クリーニング作業の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
また、耐熱性の高い物質を混合したり、もしくは表面にコーティングすることにより、クリーニング用シート１７から塵埃が発生することも抑制することができる。
【００４６】
一方、マスク用シート１は、成形金型２のクリーニングにおいて、繰り返して再利用するため、クリーニング用シート１７に比較して、クリーニング用樹脂５と剥離性が良い材料によって形成されていることが好ましく、例えば、マスク用シート１の材料は、樹脂を通過させない素材であり、銅、銅合金または鉄−Ｎｉ合金などの金属、あるいは紙や樹脂などであってもよい。
【００４７】
さらに、マスク用シート１は、製品の組み立てに用いられる樹脂基板と比較してもクリーニング用樹脂５との接着力が弱いことが好ましい。
【００４８】
また、マスク用シート１は、成形金型２のクリーニングの際に下金型４の金型面４ａ上に配置するとともに、金型面４ａに開口する吸引孔１１を覆うことにより、クリーニング用樹脂５が下金型４の金型面４ａに付着するのを阻止するためのものであり、これによって、クリーニング用樹脂５が吸引孔１１に付着して樹脂詰まりを引き起こすことも阻止可能になる。
【００４９】
したがって、マスク用シート１は比較的高密度な構造のものが好ましく、その材料が紙である場合、図４や図５に示す構造を採用してもよい。
【００５０】
以上のようなクリーニング用シート１７とマスク用シート１を準備した後、図１および図７に示すように、成形金型２の下金型４の金型面４ａに開口する真空吸引用の吸引孔１１がマスク用シート１によって覆われるようにマスク用シート１を下金型４上に配置する。
【００５１】
その際、図１に示すように、マスク用シート１のセットピン孔１ａに下金型４の金型面４ａに突出するセットピン４ｃを挿入してマスク用シート１を位置決めして下金型４上に配置する。
【００５２】
なお、マスク用シート１は、半導体装置の組み立てに用いられる基板と同じ大きさのものである。例えば、基板が図１２に示すような多数個取り基板１４である場合、マスク用シート１は、その長手方向の長さおよび幅方向の長さが多数個取り基板１４と同じ長さになっている。
【００５３】
これにより、クリーニング用樹脂充填時の樹脂バリの発生を防ぐとともに、マスク用シート１にかかる面圧のくずれを防止することができる。
【００５４】
また、下金型４の金型面４ａ上にマスク用シート１を配置する際には、図８に示すように金型面４ａの凹部４ｂに配置する。その際、マスク用シート１の表面は金型面４ａより長さ（Ｑ−Ｐ）突出する。すなわち、マスク用シート１の厚さ（Ｑ）を金型面４ａの凹部４ｂの深さ（Ｐ）より厚くしておく。例えば、Ｑ＝0.２１ｍｍで、Ｐ＝0.１９５ｍｍである。
【００５５】
これにより、上金型３からマスク用シート１にかかる面圧を確保してクリーニング用樹脂充填時の樹脂漏れを防止することができる。
【００５６】
なお、吸引孔１１から真空排気すなわちバキュームを行うことにより、マスク用シート１を金型面４ａの凹部４ｂに密着させる。
【００５７】
その後、図７に示すように、上金型３のキャビティ６に対応させてマスク用シート１よりキャビティ６側つまりマスク用シート１上にクリーニング用シート１７を配置する。
【００５８】
続いて、下金型４の金型面４ａの吸引孔１１をマスク用シート１によって塞いだ状態で下金型４と上金型３によってクリーニング用シート１７をクランプする（図６参照）。
【００５９】
その後、図９に示すように、クリーニング用樹脂５をプランジャ１０によって押し出してキャビティ６に供給し、これにより、キャビティ６内にクリーニング用樹脂５を充填させる。
【００６０】
その際、クリーニング用樹脂５は、クリーニング用シート１７に浸透しながら金型間に行き渡るが、下金型４の金型面４ａ上にはマスク用シート１が配置されているため、クリーニング用樹脂５は下金型４までは到達せず、下金型４の金型面４ａにクリーニング用樹脂５が付着することを防止できる。
【００６１】
充填後、クリーニング用樹脂５を硬化させることで金型表面の汚れをクリーニング用樹脂５に取り込む。
【００６２】
その後、図１０に示すように、成形金型２からクリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出す。その際、クリーニング用樹脂５が樹脂部１８として形成されたクリーニング用シート１７と、マスク用シート１とを一緒に成形金型２から取り出す。
【００６３】
その後、クリーニング用シート１７とマスク用シート１とを分離する。
【００６４】
その際、本実施の形態では、クリーニング用シート１７がクリーニング用樹脂５と密着性の高い材料によって形成されており、さらにマスク用シート１がクリーニング用樹脂５と剥離容易な材料によって形成されているため、クリーニング用樹脂５（樹脂部１８）をクリーニング用シート１７側に残存させた状態でマスク用シート１のみを剥離することができる。
【００６５】
したがって、クリーニング用シート１７とマスク用シート１を分離した後、マスク用シート１を、クリーニング用シート１７を用いた成形金型２のクリーニング時に再利用することができる。なお、クリーニング用シート１７とマスク用シート１との接触面にあらかじめ離型剤を含浸、噴霧または塗布しておくことで、より確実にクリーニング用シート１７とマスク用シート１とを分離する事ができる。
【００６６】
このように、本実施の形態の半導体装置の製造方法では、成形金型２のクリーニングに使用したマスク用シート１を繰り返して再利用することができるため、マスク用シート１を使い捨てするのに比較してクリーニング作業に費やす部材のコストを低減することができ、その結果、成形金型２のクリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【００６７】
なお、クリーニング用樹脂５からなる樹脂部１８が形成されたクリーニング用シート１７については使用後に破棄または資源として再利用する。
【００６８】
また、本実施の形態の成形金型２のクリーニングでは、マスク用シート１を再利用するにあたり、毎回のクリーニングにおいてクリーニング用シート１７を介在させているため、マスク用シート１の寿命を延ばすことができる。
【００６９】
さらに、図１に示すクリーニング用シート１７は、成形金型２の上金型３のカル（カルブロック）７に対応する箇所を覆う部分を有している形状のものである。すなわち、図１に示すクリーニング用シート１７は、開口孔が全く形成されていないものである。したがって、このクリーニング用シート１７の場合、色々な形状の成形金型２に対応させて使用することができ、その汎用性を高めることが可能である。さらに、開口孔が全く形成されていないため、クリーニング用シート１７そのものの加工コストを抑えることができ、クリーニング作業のコスト低減化を図ることができる。
【００７０】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法によって組み立てられる半導体装置の一例である図１３に示すＢＧＡ１９の構造について説明する。
【００７１】
ＢＧＡ１９は、一括モールディングが行われ、かつモールディング後にダイシングによって個片化されて組み立てられたものであり、半導体チップ１２が搭載されたＢＧＡ基板２０と、半導体チップ１２の電極とこれに対応するＢＧＡ基板２０の端子とを接続する金線などのボンディング用のワイヤ２１と、半導体チップ１２およびワイヤ２１を樹脂封止して形成された封止部２２と、ＢＧＡ基板２０のチップ支持面２０ａと反対側の面に設けられた複数の外部端子であるバンプ電極２３とによって構成されているものである。
【００７２】
次に、図１３に示すＢＧＡ１９の組み立てを、図１１に示す製造プロセスフロー図にしたがって説明する。
【００７３】
まず、図１１のステップＳ１に示すように、複数のＢＧＡ基板２０（図１３参照）を備えた図１２に示す多数個取り基板１４を準備する。
【００７４】
一方、ステップＳ２に示すように主面に所望の半導体集積回路が形成された半導体チップ１２を準備する。
【００７５】
続いて、ステップＳ３に示すチップマウントを行う。
【００７６】
すなわち、多数個取り基板１４のそれぞれのＢＧＡ基板２０に半導体チップ１２を搭載する。
【００７７】
その後、ステップＳ４に示すワイヤボンディングを行う。
【００７８】
ここでは、半導体チップ１２の電極とこれに対応するそれぞれのＢＧＡ基板２０の端子とを金線などのボンディング用のワイヤ２１によって接続する。
【００７９】
その後、ステップＳ５に示す一括モールディングを行う。
【００８０】
ここでは、図１に示す上金型３と下金型４からなる成形金型２を用いて、多数個取り基板１４における複数のパッケージ領域を上金型３の１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う。
【００８１】
なお、封止用樹脂充填時には、下金型４の吸引孔１１により多数個取り基板１４を吸引して多数個取り基板１４を下金型４の金型面４ａの凹部４ｂに吸引（吸着）固定する。
【００８２】
樹脂充填後、図１２に示す一括封止部１６が形成される。
【００８３】
その後、上金型３と下金型４のクランプを開放し、型開きを行って一括封止部１６が形成された多数個取り基板１４の取り出しを行う。この一括モールディングは、一日に何百ショットと繰り返されるため、成形金型２の内部には樹脂バリおよび油分や塵埃などの汚れと酸化物（付着物）が蓄積することになる。
【００８４】
したがって、前記汚れを除去するために成形金型２のクリーニング工程を施す必要がある。
【００８５】
なお、ＢＧＡ１９の組み立てとしては、その後、ステップＳ６に示すバンプ形成を行う。
【００８６】
すなわち、多数個取り基板１４におけるそれぞれのＢＧＡ基板２０のチップ支持面２０ａと反対側の面に外部端子として複数のバンプ電極２３を設ける。
【００８７】
その後、ステップＳ７に示すダイシングを行って個片化する。
【００８８】
すなわち、図１２に示す一括封止部１６と多数個取り基板１４とをそれぞれのデバイス領域単位にダイシング用ブレード１５によって切断分割して個片化を行う。
【００８９】
これにより、ステップＳ８に示すＢＧＡ完成となり、図１３に示すＢＧＡ１９の組み立てを終了する。
【００９０】
一方、一括モールディングに前後して、ステップＳ９に示す金型クリーニングを行う。すなわち、図１に示すように、上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を介在させて金型のクランプを行い、この状態で、成形金型２内にクリーニング用樹脂５を供給し、キャビティ６への樹脂充填後、クリーニング用シート１７とマスク用シート１を取り出してクリーニングを完了する。
【００９１】
その際、クリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用する。
【００９２】
次に、本実施の形態の変形例のクリーニング用シート１７について説明する。図１４に示す変形例のクリーニング用シート１７は、成形金型２のカル（カルブロック）７に対応する箇所に開口孔であるポット用開口孔１７ｄを有しているものである。
【００９３】
すなわち、カル７およびポット９に対応した箇所に長孔であるポット用開口孔１７ｄが形成されており、これにより、図１５に示すクリーニング用樹脂５の充填時に、クリーニング用樹脂５の流れに対して抵抗が少なくなり、その結果、クリーニング用樹脂５の流速抵抗が小さくなり、その結果、クリーニング性を向上させることができる。
【００９４】
このクリーニング用シート１７を用いた場合にも、図１６に示すように、クリーニング終了後、クリーニング用シート１７は破棄し、マスク用シート１は再利用する。
【００９５】
また、図１７に示す変形例のクリーニング用シート１７は、中央にポット用開口孔１７ｄが形成され、さらにその両側に、成形金型２のキャビティ６に対応する箇所に長孔の開口孔であるキャビティ用開口孔１７ａが形成されているものである。すなわち、一括モールディング用のクリーニング用シート１７である。このようにキャビティ６に対応したキャビティ用開口孔１７ａが形成されていることにより、クリーニング用樹脂５がキャビティ６に流れ込む際に、クリーニング用樹脂５の流れによってクリーニング用シート１７が上金型３に密着または近接し、クリーニング効果を著しく阻害する現象の発生を防止することができ、その結果、クリーニング性を向上させることができる。
【００９６】
また、図１８に示す変形例のクリーニング用シート１７は、各ポット９に対応させたポットごとのポット用開口孔１７ｄが形成されているものであり、図１８に示すクリーニング用シート１７の場合、ポット周辺に形成される樹脂バリをクリーニング用シート１７に付着させてクリーニングすることが可能になる。
【００９７】
また、図１９に示す変形例のクリーニング用シート１７は、多数個取り基板１４における１つのパッケージ領域を１つのキャビティ６で覆って樹脂封止を行う個片モールディングタイプの成形金型２に対応したシートであり、それぞれキャビティ６に対応した複数のキャビティ用開口孔１７ａが並んで形成されているものである。
【００９８】
図１９に示すクリーニング用シート１７の場合においても、個片モールディングタイプの成形金型２のクリーニングを行うとともに、マスク用シート１を再利用することにより、一括モールディング用の成形金型２の場合と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。
【０１００】
例えば、前記実施の形態では、成形金型２の下金型４に吸引孔１１が形成されている場合を説明したが、吸引孔１１は必ずしも形成されていなくてもよく、片面モールディングタイプの成形金型２であればよい。
【０１０１】
また、本実施の形態のクリーニング用シート１７とマスク用シート１を用いて成形金型２のクリーニングを行って、クリーニング後、クリーニング用シート１７を破棄、または資源として再利用し、マスク用シート１を再利用する製造方法については、離型回復剤を含有する樹脂を成型金型２に注入する事によって、成形金型２の離型性を回復させる離型回復作業に適用することも可能である。
【０１０２】
すなわち、シリコーン系樹脂などの離型回復樹脂を用いて上金型３と下金型４の間にクリーニング用シート１７とマスク用シート１を介在させて成形金型２内に離型回復樹脂を充填させ、シート取り出し後、クリーニング用シート１７を破棄、または資源として再利用し、マスク用シート１を再利用するものである。
【０１０３】
この場合の離型回復作業は、成形金型２のクリーニング作業の後にこれと合わせて行ってもよいし、ショット間で離型回復作業のみを行ってもよい。
【０１０４】
また、前記実施の形態においては、半導体装置がＢＧＡ１９の場合について説明したが、前記半導体装置は、ＢＧＡ１９に限らず、片面モールディングタイプの成形金型２を用いて組み立てられる半導体装置であれば、ＢＧＡ１９以外のＣＳＰなどの他の半導体装置であってもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施の形態では成形金型２において、第１金型を上金型３とし、第２金型を下金型４として説明したが、これと反対に第１金型を下金型４とし、第２金型を上金型３としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、半導体装置の製造方法および金型クリーニング用シートに好適である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ マスク用シート
１ａ セットピン孔
２ 成形金型
３ 上金型（第１金型）
４ 下金型（第２金型）
４ａ 金型面
４ｂ 凹部
４ｃ セットピン
５ クリーニング用樹脂
６ キャビティ
７ カル（カルブロック）
８ ランナ
９ ポット
１０ プランジャ
１１ 吸引孔
１２ 半導体チップ
１３ ゲート
１４ 多数個取り基板
１５ ダイシング用ブレード
１６ 一括封止部
１７ クリーニング用シート（成形金型クリーニング用シート）
１７ａ キャビティ用開口孔
１７ｂ コットン繊維
１７ｃ 耐熱繊維
１７ｄ ポット用開口孔
１７ｅ 粒形耐熱バインダー
１７ｆ 紙部
１７ｇ 耐熱バインダー
１７ｈ 耐熱樹脂コーティング膜
１８ 樹脂部
１９ ＢＧＡ（半導体装置）
２０ ＢＧＡ基板
２０ａ チップ支持面
２１ ワイヤ
２２ 封止部
２３ バンプ電極
２４ エアーベント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）第１金型、前記第１金型に形成されたキャビティ、前記キャビティと対向する金型面を有する第２金型、及び前記金型面に開口する吸引孔を備えた成形金型を準備する工程；
（ｂ）半導体チップが搭載された基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内に封止用樹脂を供給し、前記半導体チップを前記封止用樹脂で封止する工程；
（ｃ）マスク用シートとクリーニング用シートとを前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内にクリーニング用樹脂を供給し、前記成形金型をクリーニングする工程；
ここで、前記（ｂ）工程では、以下の工程を有する、
（ｂ１）前記基板が前記吸引孔を塞ぐように、前記半導体チップが搭載された前記基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置する工程；
（ｂ２）前記（ｂ１）工程の後、前記吸引孔を介して前記基板を吸着した状態で、前記キャビティ内に前記封止用樹脂を供給する工程；
（ｂ３）前記（ｂ２）工程の後、封止部が形成された前記基板を前記成形金型から取り出す工程。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ｂ２）工程では、前記封止用樹脂を供給する前に、前記半導体チップが前記キャビティで覆われるように、前記基板は前記第１金型と前記第２金型とによりクランプされる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２において、
前記基板は、前記半導体チップが搭載されるチップ支持面と、前記チップ支持面とは反対側の裏面とを有し、
前記（ｂ３）工程の後、前記基板の前記裏面に複数のバンプ電極を形成す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において、
前記半導体チップは、ワイヤを介して前記基板と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）第１金型、前記第１金型に形成されたキャビティ、前記キャビティと対向する金型面を有する第２金型、及び前記金型面に開口する吸引孔を備えた成形金型を準備する工程；
（ｂ）半導体チップが搭載された基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内に封止用樹脂を供給し、前記半導体チップを前記封止用樹脂で封止する工程；
（ｃ）マスク用シートとクリーニング用シートとを前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記キャビティ内にクリーニング用樹脂を供給し、前記成形金型をクリーニングする工程；
ここで、前記（ｂ）工程では、以下の工程を有する、
（ｂ１）前記基板が前記吸引孔を塞ぐように、前記半導体チップが搭載された前記基板を前記第１金型と前記第２金型との間に配置する工程；
（ｂ２）前記（ｂ１）工程の後、前記吸引孔を介して前記基板を吸着した状態で、前記キャビティ内に前記封止用樹脂を供給する工程；
（ｂ３）前記（ｂ２）工程の後、封止部が形成された前記基板を前記成形金型から取り出す工程。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ｂ２）工程では、前記封止用樹脂を供給する前に、前記半導体チップが前記キャビティで覆われるように、前記基板は前記第１金型と前記第２金型とによりクランプされる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２において、
前記基板は、前記半導体チップが搭載されるチップ支持面と、前記チップ支持面とは反対側の裏面とを有し、
前記（ｂ３）工程の後、前記基板の前記裏面に複数のバンプ電極を形成す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において、
前記半導体チップは、ワイヤを介して前記基板と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２８３９５５（Ｐ２００９−２８３９５５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６３４７７（Ｐ２００９−１６３４７７）
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【分割の表示】特願２００４−１８５８８４（Ｐ２００４−１８５８８４）の分割
【原出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【分割の表示】特願２００４−１８５８８４（Ｐ２００４−１８５８８４）の分割
【原出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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