(57)【要約】      （修正有）【課題】製造される半導体装置の耐久性および品質を向上させた、フリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】第一電極薄膜１４が形成された基板１５上にバンプ１２を接合するバンプ接合工程と、基板１５にバンプ１２を介して半導体チップ１１を接合するフリップチップ接合工程と、フリップチップ接合工程の後に加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる熱処理工程と、からなり、熱処理工程においてバンプ１２を形成する材料の拡散が第一電極薄膜１４中のみに最終的に止まるように、フリップチップ接合工程においては、バンプ１２を形成する材料の拡散する深さｄ２が第一電極薄膜１４の厚さＴ未満である第一条件まで、バンプ１２を形成する材料を拡散させるフリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法。【選択図】図１
2006066798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極薄膜が形成された基板上にバンプを接合するバンプ接合工程と、前記基板に前記バンプを介して半導体チップを接合するフリップチップ接合工程と、前記フリップチップ接合工程の後に加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる熱処理工程と、からなり、
前記熱処理工程において前記バンプを形成する材料の拡散が前記電極薄膜中のみに最終的に止まるように、
前記フリップチップ接合工程においては、前記バンプを形成する材料の拡散する深さが前記電極薄膜の厚さ未満である第一条件まで、前記バンプを形成する材料を拡散させることを特徴とするフリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一条件は、前記フリップチップ接合工程において、前記バンプを形成する材料を前記電極薄膜の厚さの９０％以下まで拡散させること特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一条件は、前記フリップチップ接合工程の後に、前記半導体チップと前記基板とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、前記バンプと前記半導体チップとの境界または前記バンプの内部において分離することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記熱処理工程において前記バンプを形成する材料の拡散が前記電極薄膜中のみに最終的に止まるように、
前記バンプ接合工程においては、前記バンプを形成する材料の拡散する深さが前記電極薄膜の厚さ未満である第二条件まで、前記バンプを形成する材料を拡散させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第二条件は、前記バンプ接合工程において、前記バンプを形成する材料を前記電極薄膜の厚さの５０％以下まで拡散させること特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第二条件は、前記バンプ接合工程の後に、前記半導体装置と前記基板とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、前記バンプと前記半導体チップとの境界において分離することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
電極薄膜が形成された基板に、半導体チップを、バンプを介して接合することにより製造された半導体装置であって、前記バンプを形成する材料が、前記電極薄膜中のみに拡散したことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
電極薄膜が形成された基板上にバンプを接合するバンプ接合工程と、前記基板に前記バンプを介して半導体チップを接合するフリップチップ接合工程と、を有し、
前記フリップチップ接合工程は、前記バンプを形成する材料を前記電極薄膜の厚さの９０％以下まで拡散させること特徴とする半導体装置のフリップチップ接合部形成方法。
【請求項９】
前記フリップチップ接合工程の後に、前記半導体チップと前記基板とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、前記バンプと前記半導体チップとの境界において分離することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置のフリップチップ接合部形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、フリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法、半導体装置、および、半導体装置のフリップチップ接合部形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置等においては、ワイヤボンディング工法を用いた実装工法が用いられてきた。そして、現在においては、近年の電子機器の薄型、軽量、高機能化に対応し、フリップチップボンディング工法が実装の手段として広まりつつある。
【０００３】
このフリップチップボンディング工法は、半導体チップ表面の電極上または配線基板表面の電極上にバンプと呼ばれる突起電極を接合し、半導体チップの表裏を逆にして、いわゆるフェイスダウンボンディングにより、配線基板の電極とバンプと半導体チップの電極とを位置あわせし、超音波、圧力または熱をかけて実装を行うものである。
【０００４】
現在、半導体装置等のうち、一般ＬＳＩ（大規模集積回路；large-scale integration）に対しては、特許文献１に開示されるように、超音波を用いたフリップチップボンディング工法が確立されつつある。一方、半導体装置等のうち、ＬＥＤ（発光ダイオード；light-emitting diode）、ＬＤ（レーザダイオード；laser diode）等においても、今後、フェイスダウンボンディングが見込まれており、これらの半導体装置に用いられるフリップチップボンディング工法の確立が望まれている。
【特許文献１】特開２００２−４３３５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、フリップチップボンディング工法において、超音波または圧力をかけて実装することは、製造される半導体装置に負荷がかかるため、熱をかけることにより実装することが望まれている。
【０００６】
一方、上述したフリップチップボンディング工法においては、ワイヤボンディング工法と同様の材質および条件に基づいて行っている場合が多い。その結果、フリップチップボンディング工法により形成された半導体装置は、衝撃クラックや熱クラックが発生するとともに、半導体チップ表面における電極とバンプとの接合部の接着性が低下し、耐久性および品質に不都合が生ずる場合があった。
【０００７】
そこで、本願は、上述の背景技術において生ずる不都合を解消し、製造される半導体装置の耐久性および品質を向上させた、フリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法、半導体装置、および、半導体装置のフリップチップ接合部形成方法を提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電極薄膜が形成された基板上にバンプを接合するバンプ接合工程と、前記基板に前記バンプを介して半導体チップを接合するフリップチップ接合工程と、前記フリップチップ接合工程の後に加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる熱処理工程と、からなり、前記熱処理工程において前記バンプを形成する材料の拡散が前記電極薄膜中のみに最終的に止まるように、前記フリップチップ接合工程においては、前記バンプを形成する材料の拡散する深さが前記電極薄膜の厚さ未満である第一条件まで、前記バンプを形成する材料を拡散させることを特徴とするフリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法である。
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、電極薄膜が形成された基板に、半導体チップを、バンプを介して接合することにより製造された半導体装置であって、前記バンプを形成する材料が、前記電極薄膜中のみに拡散したことを特徴とする半導体装置である。
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、電極薄膜が形成された基板上にバンプを接合するバンプ接合工程と、前記基板に前記バンプを介して半導体チップを接合するフリップチップ接合工程と、を有し、前記フリップチップ接合工程は、前記バンプを形成する材料を前記電極薄膜の厚さの９０％以下まで拡散させること特徴とする半導体装置のフリップチップ接合部形成方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明者らは、半導体装置のバンプを構成する材料が基板上の電極薄膜および基板へ拡散する量（深さ）を制御することにより、製造される半導体装置の耐久性および品質を向上させることができることを見出し、本願に至った。
【００１２】
以下に、図面を参照して、本実施形態のフリップチップ接合を用いた半導体装置の製造方法、半導体装置、および、半導体装置のフリップチップ接合部形成方法について具体的に説明する。
【００１３】
なお、図１は、本実施形態の半導体装置の製造工程を示す概略図であり、図２は、本実施形態の半導体装置の断面拡大図である。また、図３は、半導体装置のシェアモード測定における各モードの分離状態を示す模式図であり、図４は、図３の半導体装置の各分離状態における分離部分を示す写真である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の半導体装置１０の製造方法は、本願の電極薄膜としての第一電極薄膜１４が形成された基板１５上にバンプ１２を接合するバンプ接合工程（ａ）、第一電極薄膜１４が形成された基板１５にバンプ１２を介して半導体チップ１１を接合するフリップチップ接合工程（ｂ）、フリップチップ接合工程（ｂ）の後に加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる熱処理工程（ｃ）、からなる。ここで、バンプ接合工程（ａ）が図１（ａ）に対応し、フリップチップ接合工程（ｂ）が図１（ｂ）に対応し、熱処理工程（ｃ）が図１（ｃ）に対応する。図１において、各図の上段に、実際に行われる動作を模式的に示し、各図の下段に、バンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４に拡散する態様を示す。
【００１５】
バンプ接合工程（ａ）は、第一電極薄膜１４が形成された基板１５上にバンプ１２を直接接合する。このバンプ接合工程（ａ）において、第一電極薄膜１４に接したバンプ１２の材料が第一電極薄膜１４中に拡散する（図１（ａ）下段参照）。
【００１６】
このとき、半導体チップ１１は、例えば、ＬＳＩ、ＬＥＤ、ＬＤ等の種々のチップが用いられる。これらの半導体チップ１１は、通常、半導体基板１５に実装するものとして知られているものである。半導体チップ１１のバンプ１２と接合する部位には、第二電極薄膜１６が形成されている。
【００１７】
また、基板１５の材料は、シリコン（Ｓｉ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等の水晶、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等が用いられるが、他の材料であってもよい。
【００１８】
さらに、第一電極薄膜１４の材料は、通常、金（Ａｕ）系の材料が用いられるが、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）系等の他の材料であってもよい。第一電極薄膜１４は、成膜する基板の材料に合わせて、スパッタリング、ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ等の従来公知の成膜方法により基板１５上に形成される。第一電極薄膜１４の膜厚は、特に限定されないが、通常、５００〜５０００Ａ（オングストローム）程度とされている。
【００１９】
バンプ１２は、ワイヤボンダ２０を用いて第一電極薄膜１４または図２に示す半導体チップ１１に形成されている第二電極薄膜１６に接合される。その後、バンプ１２の第一電極薄膜１４または第二電極薄膜１６と接していない面を、格子に沿ってスライシングした後、洗浄し、当該洗浄した面を第一電極薄膜１４または第二電極薄膜１６のバンプ１２が接合されていないものと位置を合わせて接合させる。
【００２０】
バンプ１２の材料は、通常、金（Ａｕ）が用いられるが、金（Ａｕ）合金等の他の材料であってもよい。また、バンプ１２の大きさは、特に限定されないが、通常、バンプ１２の直径が５０〜２００μｍ程度、バンプ１２の高さは４０〜１００μｍ程度とされている。
【００２１】
半導体チップ１１に形成された第二電極薄膜１６の材料は、通常、アルミニウム（Ａｌ）系が用いられるが、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の他の材料であってもよい。第二電極薄膜１６は、成膜する半導体チップ１１に合わせて、スパッタリング、蒸着等の従来公知の成膜方法により半導体チップ１１上に形成される。第二電極薄膜１６の膜厚は、特に限定されないが、通常、５００〜３０００Ａ（オングストローム）程度とされている。
【００２２】
なお、バンプ接合工程（ａ）においては、半導体チップ１１にバンプ１２を接合するとき、半導体チップ１１に形成されている第二電極薄膜１６にバンプ１２を接合する。
【００２３】
フリップチップ接合工程（ｂ）は、半導体チップ１１、または、半導体チップ１１にバンプ１２が接合されたフリップチップ１３に、ＵＳ（超音波）、加重（圧力）または熱等を加えることにより、バンプ１２の材料が第一電極薄膜１４中に拡散する（図１（ｂ）下段参照）。なお、図１（ｂ）上段は、加熱ステージ２６上に置かれた半導体チップ１１および基板１５を加熱装置２５により加熱している図である。
【００２４】
フリップチップ接合工程（ｂ）においては、バンプ接合工程（ａ）において、基板１５上の第一電極薄膜１４にバンプ１２を直接接合した場合には、半導体チップ１１をバンプ１２に接合する。一方、同工程（ａ）において、フリップチップ１３におけるバンプ１２を基板１５上の第一電極薄膜１４に接合した場合には、その状態で加熱することにより、フリップチップ１３を基板１５により密着するようにする。
【００２５】
熱処理工程（ｃ）は、アニール、ドライリング、携帯電話用の半導体装置１０の場合には、温度特性、フィルタリングまたは周波数特性の測定等により、加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる。この熱処理工程（ｃ）によって、バンプ１２の材料が第一電極薄膜１４中に拡散する（図１（ｃ）下段参照）。なお、熱処理工程（ｃ）を経て製造された半導体装置１０を図２に示す。
【００２６】
以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程からなる半導体装置１０の製造方法において、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料の拡散が第一電極薄膜１４中のみに最終的に止まるように、フリップチップ接合工程（ｂ）においては、バンプ１２を形成する材料の拡散する深さｄ２が第一電極薄膜１４の厚さＴ未満である第一条件まで、バンプ１２を形成する材料を拡散させることに特徴を有する。なお、第一電極薄膜１４の厚さＴについて、図１（ａ）および図２に示し、バンプ１２の拡散する深さｄ２について、図１（ｂ）に示す。
【００２７】
第一条件は、具体的には、フリップチップ接合工程（ｂ）において、バンプ１２を形成する材料の拡散深さｄ２を第一電極薄膜１４の厚さＴの上から９０％以下まで、とする。この第一条件において、バンプ１２を形成する材料の拡散深さｄ２の下限値は、特に限定されないが、例えば、３０％以上とする。なお、本願における上下の語は、図１〜図３に示すように、半導体装置１０の基板１５を下側にして置いた場合の上下を示す。
【００２８】
通常、熱処理工程（ｃ）においては、第一電極薄膜１４の厚さＴの少なくとも１０％拡散することとなるため、上述のように、第一条件における拡散深さｄ２を９０％以下と規定した。第一条件は、熱処理工程（ｃ）における拡散量に基づき、熱処理工程（ｃ）の後にバンプ１２の材料が基板１５まで拡散しない範囲に適宜設定される。
【００２９】
この拡散深さｄ２について説明する。
【００３０】
バンプ１２の材料が第一電極薄膜１４中に拡散される深さｄ２は、例えば、ＥＳＣＡにより測定することができる。
【００３１】
ＥＳＣＡにより、第一電極薄膜１４とバンプ１２との界面からの、第一電極薄膜１４側のバンプ１２材料の拡散深さｄ２を測定し、従来公知の方法により第一電極薄膜１４の厚さＴを測定することにより、上述の拡散深さ（（拡散深さｄ２／第一電極薄膜１４の厚さＴ）×１００；％）が求められる。なお、以上はフリップチップ接合工程（ｂ）における拡散深さｄ２を基準に説明したが、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の下段の第一電極薄膜１４において模式的にｄ１、ｄ２、ｄ３で示す長さが拡散深さに相当する。
【００３２】
また、第一条件は、他の視点においては、フリップチップ接合工程（ｂ）の後に、半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６の内部）またはバンプ１２の内部において分離すること、とすることが好ましい。
【００３３】
この引き剥がし試験について、図３および図４を参照して説明する。
【００３４】
引き剥がし試験は、例えば、デージ社製、レスカ社製等の装置により行われる。なお、バンプ接合工程後及びフリップチップ接合工程後においては、それぞれ引き剥がし試験時の条件が異なる。
【００３５】
引き剥がし試験により半導体装置１０の半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がしたとき、半導体装置１０におけるバンプ１２の材料の拡散した状態により、分離される位置が異なる。便宜的に、バンプ１２と第一電極薄膜１４との界面において両者が分離される場合をＡモード（図３（ａ）参照）、バンプ１２の内部で両者が分離される場合をＢモード（図３（ｂ）、図４（ａ）参照）、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６）において両者が分離される場合をＣモード（図３（ｃ）、図４（ｂ）参照）、半導体チップ１１と第二電極薄膜１６との境界において両者が分離される場合をＤモード（図３（ｄ）、図４（ｃ）参照）、半導体チップ１１の内部で両者が分離される場合をＥモード（図３（ｅ）、図４（ｄ）参照）、とする。
【００３６】
このとき、上記した（ｂ）の工程後における第一条件は、引き剥がし試験において、ＣモードまたはＢモードであり、Ｃモードであることが好ましい。
【００３７】
また、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程からなる半導体装置１０の製造方法において、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料の拡散が第一電極薄膜１４中のみに最終的に止まるように、バンプ接合工程（ａ）においては、バンプ１２を形成する材料の拡散する深さｄ１が第一電極薄膜１４の厚さＴ未満である第二条件まで、バンプ１２を形成する材料を拡散させることに特徴を有する。
【００３８】
第二条件は、バンプ接合工程（ａ）において、バンプ１２を形成する材料を第一電極薄膜１４の厚さＴの上から５０％以下まで拡散させること、とすることが好ましい。この第二条件において、バンプを形成する材料の拡散深さｄ１の下限値は、特に限定されないが、例えば、３０％以上とする。
【００３９】
また、第二条件は、他の視点においては、バンプ接合工程（ａ）の後に、半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６の内部）において分離することを特徴とする。この引き剥がし試験は、上述のものと同様である。このとき、上記した（ａ）の工程後における第二条件は、上述の引き剥がし試験においてＣモードである。
【００４０】
ここで、熱処理工程（ｃ）において、バンプ１２を形成する材料の拡散深さｄ３は、第一電極薄膜１４の厚さＴの上から７０〜１００％程度、好ましくは７０〜８０％程度とする。言い換えると、熱処理工程（ｃ）において、バンプ１２を形成する材料は、基板１５まで拡散しない。また、熱処理工程（ｃ）の後に、半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がす上述の引き剥がし試験を行った場合に、ＣモードまたはＢモードであることが好ましい。
【００４１】
ここで、上述の第一条件および第二条件に沿うようにバンプ１２を形成する金属を拡散するためには、バンプ接合工程（ａ）およびフリップチップ接合工程（ｂ）における加熱温度や加熱時間を制御する。
【００４２】
具体的には、バンプ接合工程（ａ）において、半導体装置１０Ａを１５０〜２５０℃程度に加熱することができ、１００℃以下程度に加熱することもできる。また、フリップチップ接合工程（ｂ）において、半導体装置１０Ｂを２００〜３００℃程度に加熱することができ、常温〜１００℃程度に加熱することもできる。
【００４３】
なお、熱処理工程（ｃ）において、半導体装置１０Ｃは、１００〜３００℃程度に加熱されることとなる。
【００４４】
以上のように、半導体装置１０の製造方法を制御することにより、耐久性および品質を向上させた半導体装置１０を提供することができる。
【００４５】
また、本実施形態の半導体装置１０のフリップチップ接合部形成方法は、上述の半導体装置１０の製造方法におけるバンプ接合工程（ａ）およびフリップチップ接合工程（ｂ）を必須の工程とし、上述の第一条件の各範囲でフリップチップ接合工程（ｂ）を行うものである。
【００４６】
さらに、本実施形態の半導体装置１０は、上述の特徴を有するバンプ接合工程（ａ）、フリップチップ接合工程（ｂ）、熱処理工程（ｃ）の各工程により製造することができ、バンプ１２を形成する材料が、第一電極薄膜１４中のみに拡散したものである。この半導体装置１０の構成は、図２に示すように、基板１５と半導体チップ１１とが第一電極薄膜１４、バンプ１２、第二電極薄膜１６を介して接合されたものである。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態のフリップチップ接合を用いた半導体装置１０の製造方法は、第一電極薄膜１４が形成された基板１５上にバンプ１２を接合するバンプ接合工程（ａ）と、基板１５にバンプ１２を介して半導体チップ１１を接合するフリップチップ接合工程（ｂ）と、フリップチップ接合工程（ｂ）の後に加熱または冷却の少なくともいずれかが行われる熱処理工程（ｃ）と、からなり、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料の拡散が第一電極薄膜１４中のみに最終的に止まるように、フリップチップ接合工程（ｂ）においては、バンプ１２を形成する材料の拡散する深さｄ２が第一電極薄膜１４の厚さＴ未満である第一条件まで、バンプ１２を形成する材料を拡散させることを特徴とする。
【００４８】
よって、第一条件により、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４中のみに拡散されて、バンプ１２の材料が基板１５にまで拡散されない。そのため、衝撃クラックや熱クラックの発生を防止でき、基板１５の損傷を低減できるとともに、半導体チップ１１表面における第二電極薄膜１６とバンプ１２との接合部の接着性を良好にすることができる。その結果、製造された半導体装置１０の耐久性および品質を向上させることができる。
【００４９】
上記本実施形態の半導体装置１０の製造方法において、第一条件は、フリップチップ接合工程（ｂ）において、バンプ１２を形成する材料を第一電極薄膜１４の厚さＴの９０％以下まで拡散させること特徴とする。また、上記本実施形態の半導体装置１０の製造方法において、第一条件は、フリップチップ接合工程（ｂ）の後に、半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６の内部）；Ｃモードまたはバンプ１２の内部；Ｂモードにおいて分離することを特徴とする。
【００５０】
よって、フリップチップ接合工程（ｂ）における第一条件を具体的にこのように設定することにより、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４中のみに拡散されることとなり、製造された半導体装置１０の耐久性および品質を確実に向上させることができる。
【００５１】
上記本実施形態の半導体装置１０の製造方法において、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料の拡散が第一電極薄膜１４中のみに最終的に止まるように、バンプ接合工程（ａ）においては、バンプ１２を形成する材料の拡散する深さｄ１が第一電極薄膜１４の厚さＴ未満である第二条件まで、バンプ１２を形成する材料を拡散させることを特徴とする。
【００５２】
よって、第二条件により、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４中のみに拡散されて、バンプ１２の材料が基板１５にまで拡散されない。そのため、衝撃クラックや熱クラックの発生を防止でき、基板１５の損傷を低減できるとともに、半導体チップ１１表面における第二電極薄膜１６とバンプ１２との接合部の接着性を良好にすることができる。その結果、製造された半導体装置１０の耐久性および品質を向上させることができる。
【００５３】
上記本実施形態の半導体装置１０の製造方法において、第二条件は、バンプ接合工程（ａ）において、バンプ１２を形成する材料を第一電極薄膜１４の厚さＴの５０％以下まで拡散させることを特徴とする。また、上記本実施形態の半導体装置１０の製造方法において、第二条件は、バンプ接合工程（ａ）の後に、半導体装置１０と基板１５とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６の内部）；Ｃモードにおいて分離することを特徴とする。
【００５４】
よって、バンプ接合工程（ａ）における第二条件を具体的にこのように設定することにより、熱処理工程（ｃ）においてバンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４中のみに拡散されることとなり、製造された半導体装置１０の耐久性および品質を確実に向上させることができる。
【００５５】
また、以上説明したように、本実施形態の半導体装置１０は、第一電極薄膜１４が形成された基板１５に、半導体チップ１１を、バンプ１２を介して接合することにより製造された半導体装置１０であって、バンプ１２を形成する材料が、第一電極薄膜１４中のみに拡散したことを特徴とする。
【００５６】
よって、バンプ１２を形成する材料が第一電極薄膜１４中のみに拡散されて製造された半導体装置１０は、言い換えると、バンプ１２の材料が基板１５にまで拡散されていない。そのため、衝撃クラックや熱クラックの発生を防止でき、基板１５の損傷を低減できるとともに、半導体チップ１１表面における第二電極薄膜１６とバンプ１２との接合部の接着性を良好にすることができる。その結果、製造された半導体装置１０の耐久性および品質を向上させることができる。
【００５７】
また、以上説明したように、本実施形態の半導体装置１０のフリップチップ接合部形成方法は、第一電極薄膜１４が形成された基板１５上にバンプ１２を接合するバンプ接合工程（ａ）と、基板１５にバンプ１２を介して半導体チップ１１を接合するフリップチップ接合工程（ｂ）と、を有し、フリップチップ接合工程（ｂ）は、バンプ１２を形成する材料を第一電極薄膜１４の厚さＴの９０％以下まで拡散させること特徴とする。また、上記本実施形態の半導体装置１０のフリップチップ接合部形成方法において、フリップチップ接合工程（ｂ）の後に、半導体チップ１１と基板１５とを引き剥がす引き剥がし試験を行った場合に、バンプ１２と半導体チップ１１との境界（第二電極薄膜１６の内部）；Ｃモードにおいて分離することを特徴とする。
【００５８】
よって、半導体装置１０のフリップチップ接合部形成方法におけるフリップチップ接合工程（ｂ）において、具体的にこのような条件とすることにより、流通した半導体装置１０が外部から受ける加熱・冷却等の熱の変化によっても、耐久性が低下せず、また、品質の劣化を防止することができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
まず、アルミニウム電極薄膜が形成されたＳｉＯ２基板上に、１００℃程度において、金バンプを接合した（バンプ接合工程（ａ））。次いで、常温〜１００℃程度において、基板にバンプを介して半導体チップ（ＬＳＩ）を接合した（フリップチップ接合工程（ｂ））。次いで、２００〜３００℃程度で熱処理を行った（熱処理工程（ｃ））。
【００６０】
このとき、フリップチップ接合工程（ｂ）において、拡散深さは７０％程度であり、当該工程の後に行った引き剥がし試験においては、Ｃモードであった（上述の第一条件を満たす）。
【００６１】
また、バンプ接合工程（ａ）において、拡散深さは３０％程度であり、当該工程の後に行った引き剥がし試験においては、Ｃモードであった（上述の第二条件を満たす）。
【００６２】
これより、熱処理工程（ｃ）においても、拡散深さを９０％程度とすることができた。
【００６３】
（比較例１）
まず、アルミニウム電極薄膜が形成されたＳｉＯ２基板上に、２００〜３００℃程度において、金バンプを接合した（バンプ接合工程（ａ’））。次いで、２００〜３００℃程度において、基板にバンプを介して半導体チップ（ＬＳＩ）を接合した（フリップチップ接合工程（ｂ’））。次いで、２００〜３００℃程度で熱処理を行った（熱処理工程（ｃ’））。
【００６４】
このとき、フリップチップ接合工程（ｂ’）において、拡散深さは１００％以上であり、当該工程の後に行った引き剥がし試験においては、Ｅモードであった（上述の第一条件を満たさない）。
【００６５】
また、バンプ接合工程（ａ’）において、拡散深さは９０％程度であり、当該工程の後に行った引き剥がし試験においては、Ｄモードであった（上述の第二条件を満たさない）。
【００６６】
これより、熱処理工程（ｃ’）において、拡散深さが１００％以上となった。
【００６７】
（評価）
本実施形態の半導体装置の製造方法に係る実施例１においては、製造された半導体装置は、アルミニウム電極薄膜内でバンプ材料の拡散を止めることができ、良好な結果を示した。
【００６８】
一方、本実施形態の半導体装置の製造方法でない比較例１においては、製造された半導体装置は、バンプ材料の拡散がアルミニウム電極薄膜の下のＳｉＯ２基板まで進み、良好でない結果を示した。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態の半導体装置の製造工程を示す概略図である。
【図２】本実施形態の半導体装置の断面拡大図である。
【図３】本実施形態の半導体装置のシェアモード測定における各モードの分離状態を示す模式図である。
【図４】図３の半導体装置の各分離状態における分離部分を示す写真である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…半導体装置
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…製造途中の半導体装置
１１…半導体チップ
１２…バンプ
１３…フリップチップ
１４…第一電極薄膜
１５…基板
１６…第二電極薄膜
２０…バンプボンダ
２５…加熱装置
２６…加熱ステージ
【図１】
2006066798.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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