(57)【要約】【課題】アンダーフィル剤の充填の誤判断をしてしまうことのない半導体装置を提供する。【解決手段】底面の周縁部に沿って複数の接続用バンプ１２が配置されたベアチップ１１と、一方の面に複数の接続用バンプ２２を有するとともにベアチップ１１がフリップチップ実装される基板２０と、基板２０とベアチップ１１との間に充填されるアンダーフィル剤３０とを備えた半導体装置１０であって、ベアチップ１１の底面１１Ａにパターン１３〜１６を形成し、このパターン１３〜１６に対向する基板２０の部分にパターン２３〜２６を形成した。【選択図】図４
2015225924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面の周縁部に沿って複数の接続用バンプが配置されたベアチップと、一方の面に前記複数の接続用バンプに接続される複数の接続用バンプを有するとともに前記ベアチップがフリップチップ実装される基板と、この基板と前記ベアチップとの間に充填されるアンダーフィル剤とを備えた半導体装置であって、
前記ベアチップに形成した第１パターンと、
この第１パターンに対向する前記基板の部分またはこの近傍に形成された第２パターンとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１,第２パターンは金属膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
第１,第２パターンは、前記基板及びベアチップの表層に形成されてい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。
【請求項４】
底面の周縁部に沿って複数の接続用バンプが配置されたベアチップと、一方の面に前記ベアチップがフリップチップ実装される基板と、この基板と前記ベアチップとの間に充填されて前記接続用バンプを保護するアンダーフィル剤とを備えた半導体装置の前記アンダーフィル剤の充填を検査する充填検査方法であって、
前記ベアチップに第１パターンを形成し、
この第１パターンに対向する前記基板の部分またはこの近傍に第２パターンを形成し
前記ベアチップ上から赤外線を照射して、該赤外線で第１,第２パターンを観察することによって前記アンダーフィル剤の充填状態を検査することを特徴とする充填検査方法。
【請求項５】
前記第１,第２パターンの観察を赤外線顕微鏡を用いて行うことを特徴とする請求項４に記載の充填検査方法。
【請求項６】
前記第１,第２パターンを金属膜で形成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の充填検査方法。
【請求項７】
第１,第２パターンを前記基板及びベアチップの表層に形成したことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の充填検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベアチップとこのベアチップが実装される基板との間にアンダーフィル剤を充填した半導体装置と、アンダーフィル剤の充填を検査する充填検査方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハより切り出されたベアチップを基板等に接合させる実装方法にフリップチップ方式が用いられる事があり、接合部分の信頼性を確保するため、アンダーフィル剤を接合部に充填させている。
【０００３】
アンダーフィル剤の注入後の充填状態の確認は、一般的にベアチップ周囲に出来るフィレットの有無で判断する検査方法によって行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
かかる検査方法は、カメラで撮像して画像処理によりフィレット部の幅を検出し、この幅によってフィレット部の有無を判断して充填しているか否かを検査している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、フリップチップ接合の場合、ベアチップと基板の間隙が狭いため、ベアチップ−基板間に充填されずにベアチップ周囲のみにアンダーフィルが回りこんでしまい、結果的にフィレットが形成されたようになる。このため、アンダーフィル剤がベアチップ−基板間に充填されていると誤判断してしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、アンダーフィル剤の充填の誤判断をしてしまうことのない半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、底面の周縁部に沿って複数の接続用バンプが配置されたベアチップと、一方の面に前記複数の接続用バンプに接続される複数の接続用バンプを有するとともに前記ベアチップがフリップチップ実装される基板と、この基板と前記ベアチップとの間に充填されるアンダーフィル剤とを備えた半導体装置であって、
前記ベアチップに形成した第１パターンと、
この第１パターンに対向する前記基板の部分またはこの近傍に形成された第２パターンとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、アンダーフィル剤の充填の誤判断をしてしまうことのない半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る半導体装置の構成を示した断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置のベアチップを示した底面図である。
【図３】図１に示す半導体装置の基板を示した平面図である。
【図４】アンダーフィル剤を充填する前の半導体装置を示した側面図である。
【図５】ベアチップのパターンと基板のパターンとが重なった状態を示す説明図である。
【図６】基板に形成する別な例のパターンを示した説明図である。
【図７】図６のパターンに重なるパターンを示した説明図である。
【図８】図６に示すパターンと図７に示すパターンとが重なった状態を示した説明図である。
【図９】別な他の例を示した説明図である。
【図１０】パターンの別な形状を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明に係る半導体装置と、この半導体装置のアンダーフィル剤の充填状態を検査する充填検査方法の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１１】
［第１実施例］
図１に示す半導体装置１０は、半導体素子のベアチップ１１と、基板２０と、ベアチップ１１と基板２０との間に充填されたアンダーフィル剤３０とを備え、ベアチップ１１は基板２０にフリップチップ実装されている。
【００１２】
［ベアチップ］
ベアチップ１１の底面１１Ａには、図２に示すように、周縁部に沿って複数の接続用バンプ１２が設けられている。その底面（表層）１１Ａの左側の角部には十字形のパターン（第１パターン）１３,１４が形成され、底面１１Ａの右側の角部には十字形のパターン（第１パターン）１５,１６が形成されている。パターン１３,１４の縦、横の長さと、パターン１５,１６の縦、横の長さとが同一に設定され、各パターン１３〜１６は金属膜で形成され、後述する赤外線を反射する。なお、ベアチップ１１は複数の層で形成され、赤外線を透過する。
【００１３】
［基板］
基板２０は、図３に示すように、基板２０の上面２０Ａに設けられた複数の接続用バンプ２２を有している。接続用バンプ２２は、ベアチップ１１の接続用バンプ１２と同数設けられているとともに、接続用バンプ１２に対向する位置に配置されている。基板２０は複数の層から形成されている。
【００１４】
また、基板２０の上面（表層）２０Ａには、ベアチップ１１のパターン１３〜１６に対向する位置にパターン（第２パターン）２３〜２６が形成されている。パターン２３〜２６は四角形に形成されている。パターン２３〜２６の大きさは同一に設定され、パターン２３〜２６はベアチップ１１のパターン１３〜１６と同一の大きさに設定されている。各パターン２３〜２６は金属膜で形成され、後述する赤外線を反射する。
【００１５】
［ベアチップの実装］
図４に示すように、基板２０の上面２０Ａの接続用バンプ２２とベアチップ１１の底面１１Ａの接続用バンプ１２とが超音波接続や半田などで接続され、ベアチップ１１が基板２０に対していわゆるフリップチップ実装されている。
【００１６】
この実装のとき、基板２０のパターン２３，２４とベアチップ１１のパターン１３,１４とが対向され、図５に示すように、基板２０のパターン２３,２４とベアチップ１１のパターン１３,１４とが平面視で重ねられている。また、同様に基板２０のパターン２５,２６とベアチップ１１のパターン１５,１６とが平面視で重ねられている。
【００１７】
ベアチップ１１と基板２０との隙間には、図１に示すように液状のアンダーフィル剤３０が充填され、このアンダーフィル剤３０が硬化されて、基板２０とベアチップ１１の接続強度が図られている。また、アンダーフィル剤３０により、基板２０の接続用バンプ２２とベアチップ１１の接続用バンプ１２とが保護される。
【００１８】
［充填検査方法］
アンダーフィル剤３０の充填検査方法は、ベアチップ１１は赤外線を透過するので、ベアチップ１１側から赤外線顕微鏡で基板２０のパターン２３〜２６及びベアチップ１１のパターン１３〜１６を観察して行う。すなわち、ベアチップ１１側から赤外線を照射して、各パターン１３〜１６、２３〜２６の状態を観察して行う。
【００１９】
アンダーフィル剤３０の充填が十分に行われていれば、基板２０のパターン２３〜２６の全てがアンダーフィル剤３０で覆われた状態となる。このため、基板２０のパターン２３〜２６の全てが見づらくなる。しかし、ベアチップ１１のパターン１３〜１６はアンダーフィル剤３０によって上から覆われた状態になっていないので、ベアチップ１１のパターン１３〜１６は明寮に観察することができる。しかも、基板２０のパターン２３〜２６とベアチップ１１のパターン１３〜１６とが重なって見えるので、その見え方を比較することができ、このため、アンダーフィル剤３０の充填の有無を判断することが可能となる。
【００２０】
すなわち、ベアチップ１１のパターン１３〜１６に比べて基板２０のパターン２３〜２６が全て見づらいとき、アンダーフィル剤３０は十分に充填され、アンダーフィル剤３０が適正に充填されたことを確実に判断することができる。
【００２１】
アンダーフィル剤３０が十分に充填されていない場合、例えばベアチップ１１と基板２０との隙間の入口だけにフィレットが形成される場合、基板２０のパターン２３〜２６の全てがアンダーフィル剤３０で覆われないことになる。また、ベアチップ１１と基板２０の隙間の隅々まで充填が行われない場合、基板２０のパターン２３〜２６の全てがアンダーフィル剤３０で覆われないことになる。このような場合、基板２０のパターン２３〜２６のうち少なくとも１つがベアチップ１１のパターン１３〜１６と同じように明寮に見えることになる。このため、アンダーフィル剤３０は基板２０とベアチップ１１との間に十分に充填されていないことを、すなわち、アンダーフィル剤３０が適正に充填されたことを確実に判断することができる。
【００２２】
このように、ベアチップ１１のパターン１３〜１６に対する基板２０のパターン２３〜２６の見え具合で、アンダーフィル剤３０の充填の有無を確実に判断することができる。
【００２３】
また、ベアチップ１１のパターン１３〜１６と基板２０のパターン２３〜２６とが同一の大きさで重なるように設定しているので、パターン２３〜２６とパターン１３〜１６のズレ量から基板２０に対するベアチップ１１のズレ量を求めることができる。すなわち、ベアチップ１１の実装の際のズレ量とズレ方向を測定することができる。
【００２４】
［他の例］
図６に示すように、４つの四角形４０ａのパターン４０を基板２０に形成し、ベアチップ１１には図７に示すように十字状のパターン４１を形成する。パターン４０とパターン４１とを重ねた場合、図８に示すように、１つの四角形の枠内にパターン４１が形成されるようにする。このようにすることにより、上記実施例と同様な効果を得ることができる。なお、パターン４０,４１は金属膜で形成され、赤外線を反射する。
【００２５】
上記実施例では、いずれもベアチップ１１に設けたパターンと基板２０に設けたパターンとが重なるようにしているが、図９に示すように、パターン５１とパターン５２が並ぶように赤外線顕微鏡で観察できるようにしてもよい。すなわち、パターン５１とパターン５２とが比較できればよく、パターン５１を基板２０またはベアチップ１１に形成し、パターン５１をベアチップ１１または基板２０に形成してもよい。
【００２６】
また、パターンの形状は、例えば、図１０に示すように長方形６１と円形６２のパターンであってもよく、これに限らず、比較できればどのような形状であってもよく、同一形状でもよい。なお、パターン５１,５２,６１,６２は金属膜で形成され、赤外線を反射する。
【００２７】
上記実施例はいずれのパターンも金属膜で形成されているが、これに限らず、赤外線を反射する材質のものであればどのようなものであってもよい。
【００２８】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００２９】
１０        半導体装置
１１        ベアチップ
１２        接続用バンプ
１３〜１６  パターン（第１パターン）
２０        基板
２２        接続用バンプ
２３〜２６  パターン（第２パターン）
３０        アンダーフィル剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００７−１９４４０３号公報
【図１】
2015225924.tif 000003
【図２】
2015225924.tif 000004
【図３】
2015225924.tif 000005
【図４】
2015225924.tif 000006
【図５】
2015225924.tif 000007
【図６】
2015225924.tif 000008
【図７】
2015225924.tif 000009
【図８】
2015225924.tif 000010
【図９】
2015225924.tif 000011
【図１０】
2015225924.tif 000012