(57)【要約】【課題】本発明は、Ｘ線による電極と半田バンプとの接合状態の検査を、簡易かつ迅速に行うことができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置１００は、半導体チップ１０と、半導体チップ１０に設けられた第１形状９０を有する第１電極３０と、半導体チップ１０が実装された実装部２０と、実装部２０に設けられた、第１形状９０とは異なる第２形状９２を有する第２電極３２と、第１電極３０及び前記第２電極３２を接合する第１半田バンプ４０と、を具備し、第１半田バンプ４０は、第１電極３０及び前記第２電極３２の表面全体を覆っている。第1半田バンプ４０に対してＸ線による検査を行い、第1半田バンプ４０の形状から接合状態の良否を判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップに設けられた第１形状を有する第１電極と、
前記半導体チップが実装された実装部と、
前記実装部に設けられた、前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極を接合する第１半田バンプと、
を具備し、
前記第１半田バンプは、前記第１電極及び前記第２電極の表面全体を覆っていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２形状は、前記第１形状と重ね合わせた場合に、前記第２形状の少なくとも一部が前記第１形状からはみ出すことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極と、
前記第１電極及び前記第３電極を接合する第２半田バンプと、
を具備することを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２電極は、前記第３電極に囲まれていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２電極は、前記実装部の中心に設けられていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
第１形状を有する第１電極が設けられた半導体チップを、前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極が設けられた実装部に、前記第１電極及び前記第２電極を、第１半田バンプを介して接合することで実装する第１半田バンプ接合工程と、
前記第１半田バンプをＸ線により撮影し、前記第１半田バンプ及び前記第２電極の接合状態の良否を判定するＸ線検査工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプが前記第２電極の表面全体を覆っている場合に良品と判定することを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極を、第２半田バンプを介して前記第１電極に接合する第２半田バンプ接合工程を有し、
前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプの形状が、前記第２半田バンプの形状と異なる場合に良品と判定することを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記第１形状と前記第２形状を重ねた形状に対応する第１基準形状と同じである場合に良品と判定することを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１半田バンプ接合工程は、前記第１電極の表面に形成された半田ボールから前記第１半田バンプを形成する工程を含み、
前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記半田ボールの形状に対応する第２基準形状と異なる場合に良品と判定することを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
第１形状を有する第１電極が設けられた半導体チップ、及び前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極が設けられた実装部を、第１半田バンプを介して接合する半田バンプ接合部と、
前記第１半田バンプをＸ線により撮影するＸ線撮影部と、
前記Ｘ線撮影部にて得られた撮影画像から、前記第１半田バンプ及び前記第２電極の接合状態の良否を判定する制御部と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記第１半田バンプが前記第２電極の表面全体を覆っている場合に、良品と判定することを特徴とする請求項１１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１３】
前記半田バンプ接合部は、前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極を、第２半田バンプを介して前記第１電極に接合し、
前記制御部は、前記第１半田バンプの形状が、前記第２半田バンプの形状と異なる場合に良品と判定することを特徴とする請求項１１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記第１形状と前記第２形状を重ねた形状に対応する第１基準形状と同じである場合に良品と判定することを特徴とする請求項１１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１５】
前記半田バンプ接合部は、前記第１電極の表面に形成された半田ボールから前記第１半田バンプを形成し、
前記制御部は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記半田ボールに対応する第２基準形状と異なる場合に良品と判定することを特徴とする請求項１１記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に係り、特にフリップチップボンディング（以下ＦＣＢ）の実装技術を用いた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化・高機能化に伴い、構成部品を高密度に実装するための開発が進められている。これを実現するための方法の１つとして、ＦＣＢの実装技術がある。
【０００３】
ＦＣＢでは半導体チップ上の電極に、例えば半田などからなる内部接続端子（以下半田バンプ）を形成し、配線基板または別の半導体チップ（以下実装部）上に、半田バンプ形成面を下にして実装する。半田バンプは熱処理によって一度溶融することで半田ボールとなり、実装部上の電極表面に広がり固化することで再び半田バンプとなる。このようにして、半導体チップ上の電極と実装部上の電極とが、半田バンプを介して物理的かつ電気的に接続される。
【０００４】
不良品の生産リスクを抑制するために、電極と半田バンプとが適切に接合されているかどうかの検査を迅速に行う必要がある。しかし、フリップチップ構造の半導体装置においては電極と半田バンプとの接合部が半導体チップの陰に隠れてしまうため、光学的な方法による外観検査のみでは接合状態の把握が困難であった。そのため、Ｘ線を用いた撮影による検査や、電気的な導通確認による検査が行われてきた。
【０００５】
特許文献１には、半導体チップと配線基板とを接合する半田バンプの一部が、半導体チップの外にはみ出した形で実装された半導体装置が示されている。これによれば、半田バンプの一部が露出しているため、光学的な方法による接合状態の検査が容易となる。特許文献２には、半導体チップ上の電極をティアドロップ形状に形成した半導体装置が示されている。これによれば、電極を円形状に形成する場合に比べ、配線のためのスペースをより広く確保することができる。特許文献３には、Ｘ線を用いた半田バンプの接合状態の検査装置が示されている。
【特許文献１】特開平９−８２７６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３５６９号公報
【特許文献３】特開平１１−２６９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のＸ線による検査においては、Ｘ線によって撮影された半田バンプと実装部上の電極との相対的な位置関係から、接合状態の良否を判断する。しかし、例えばチップオンチップ型の半導体装置のように、実装部上の電極が非常に薄い（１μｍ程度）場合には、Ｘ線による撮影画像には電極が写らず、半田バンプのみが撮影される。この場合、上面からのＸ線撮影画像によっては接合状態の把握が困難であるため、例えば高倍率のＸ線装置を用いて、斜め又は横方向から撮影を行い、電極部と半田バンプとの接合状態を観察するなどの方法を用いる必要がある。このような検査方法は、高価なＸ線装置を必要とするだけでなく、測定に比較的長時間を要する。
【０００７】
また、電気的な導通確認による検査は、電極と半田バンプとの接合工程の直後に行うことが難しい。このため、欠陥品が発見された場合に、半田バンプ接合工程以降の工程が無駄になってしまうため製造コストのロスが大きい。
【０００８】
そこで本発明は、Ｘ線による電極と半田バンプとの接合状態の検査を簡易かつ迅速に行うことができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、半導体チップと、前記半導体チップに設けられた第１形状を有する第１電極と、前記半導体チップが実装された実装部と、前記実装部に設けられた、前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極を接合する第１半田バンプと、を具備し、前記第１半田バンプは、前記第１電極及び前記第２電極の表面全体を覆っていることを特徴とする半導体装置である。本発明によれば、前記第１電極の形状と前記第２電極の形状とが異なるため、前記第１半田バンプにおいて、半導体チップ側の形状と実装部側の形状とが異なる。これにより、Ｘ線を用いた検査において、良品と不良品との判定を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２形状は、前記第１形状と重ね合わせた場合に、前記第２形状の少なくとも一部が前記第１形状からはみ出す構成とすることができる。これにより、電極に対して垂直方向からＸ線による検査を行うことができ、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１１】
上記構成において、前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極と、前記第１電極及び前記第３電極を接合する第２半田バンプと、を具備する構成とすることができる。これにより、前記第１半田バンプの形状と前記第２半田バンプの形状とが異なるか否かにより良品と不良品とを容易に判別することができるため、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１２】
上記構成において、前記第２電極は、前記第３電極に囲まれている構成とすることができる。これにより、前記第２電極に作用する熱応力を抑制することができる。
【００１３】
上記構成において、前記第２電極は、前記実装部の中心に設けられている構成とすることができる。これにより、前記第２電極に作用する熱応力を抑制することができる。
【００１４】
本発明は、第１形状を有する第１電極が設けられた半導体チップを、前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極が設けられた実装部に、前記第１電極及び前記第２電極を、第１半田バンプを介して接合することで実装する第１半田バンプ接合工程と、前記第１半田バンプをＸ線により撮影し、前記第１半田バンプ及び前記第２電極の接合状態の良否を判定するＸ線検査工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明によれば、前記第１電極の形状と前記第２電極の形状とが異なるため、前記第１半田バンプにおいて、半導体チップ側の形状と実装部側の形状とが異なる。これにより、前記Ｘ線検査工程において、良品と不良品との判定を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１５】
上記構成において、前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプが前記第２電極の表面全体を覆っている場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１６】
上記構成において、前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極を、第２半田バンプを介して前記第１電極に接合する第２半田バンプ接合工程を有し、前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプの形状が、前記第２半田バンプの形状と異なる場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１７】
上記構成において、前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記第１形状と前記第２形状を重ねた形状に対応する第１基準形状と同じである場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
上記構成において、前記第１半田バンプ接合工程は、前記第１電極の表面に形成された半田ボールから前記第１半田バンプを形成する工程を含み、前記Ｘ線検査工程は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記半田ボールの形状に対応する第２基準形状と異なる場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
本発明は、第１形状を有する第１電極が設けられた半導体チップ、及び前記第１形状とは異なる第２形状を有する第２電極が設けられた実装部を、第１半田バンプを介して接合する半田バンプ接合部と、前記第１半田バンプをＸ線により撮影するＸ線撮影部と、前記Ｘ線撮影部にて得られた撮影画像から、前記第１半田バンプ及び前記第２電極の接合状態の良否を判定する制御部と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造装置である。本発明によれば、前記第１電極の形状と前記第２電極の形状とが異なるため、前記第１半田バンプにおいて、半導体チップ側の形状と実装部側の形状とが異なる。これにより、前記制御部において、良品と不良品との判定を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００２０】
上記構成において、前記制御部は、前記第１半田バンプが前記第２電極の表面全体を覆っている場合に、良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００２１】
前記半田バンプ接合部は、前記実装部に設けられた、前記第２形状とは異なる第３形状を有する第３電極を、第２半田バンプを介して前記第１電極に接合し、前記制御部は、前記第１半田バンプの形状が、前記第２半田バンプの形状と異なる場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００２２】
前記制御部は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記第１形状と前記第２形状を重ねた形状に対応する第１基準形状と同じである場合に良品と判定する構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【００２３】
前記半田バンプ接合部は、前記第１電極の表面に形成された半田ボールから前記第１半田バンプを形成し、前記制御部は、前記第１半田バンプをＸ線により撮影した陰影が、前記半田ボールに対応する第２基準形状と異なる場合に良品と判定することを特徴とする構成とすることができる。これにより、Ｘ線による検査をさらに簡易かつ迅速に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体チップ側の電極の形状と実装部側の電極の形状とが異なるため、電極同士を接合する半田バンプにおいて、半導体チップ側の形状と実装部側の形状とが異なる。これにより、Ｘ線を用いた検査において、良品と不良品との判定を簡易かつ迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用い本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００２６】
実施例１は、実装部として半導体チップを用いた、いわゆるチップオンチップ型の半導体装置である。図１から図４を用い、実施例１に係る半導体装置１００の製造方法について説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、実装する側の半導体チップの下面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ１線に沿った断面図である。シリコンからなる第１半導体チップ１０の主面には、外部に配線を引き出すための銅からなる第１電極３０が形成されている。第１電極３０の表面には、外部と物理的かつ電気的な接続を行うため、錫と銀からなる半田ボール４８が形成されている。第１電極３０を上面から見た平面形状（第１形状９０）は円形である。これは、後述する工程において半田ボール４８が加熱溶融した際、半田ボール４８は表面張力によって丸まり概半球状となるので、電極を円形とすることで半田との濡れ性が向上するためである。
【００２８】
図２（ａ）は、実装される側の半導体チップの上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ１線に沿った断面図である。図３は電極の形状を比較するための参考図である。シリコンからなる第２半導体チップ２０（実装部）の主面には、後述するＸ線検査用の銅からなる第２電極３２、及び第２半導体チップ２０から外部に配線を引き出すための銅からなる第３電極３４が形成されている。第２電極３２及び第３電極３４の表面には、半田との濡れ性を高めるためのフラックス（不図示）が塗布されている。第２電極３２の上面から見た平面形状（第２形状９２）は、第１形状９０とは異なる十字形である。図３に示されるように、第１形状９０と第２形状９２を重ねた場合、第２形状９２の一部が第１形状からはみ出す形となる。また、第３電極３４の上面から見た平面形状（第３形状９４）は第１形状９０と同じく円形である。これは、第１電極３０の場合と同じく半田との濡れ性を考慮したものである。図２（ａ）に示されるように、第２電極３２は第３電極３４に囲まれる形で、第２半導体チップ２０の中央部に設けられている。たとえば実施例１の場合、図２（ａ）に示されるように第２電極３２は、そのすぐ外側を８つの第３電極３４ａによって囲まれている。これは後述する半田ボールの過熱溶融工程や、半導体チップのパッケージング時の樹脂封止工程において電極に熱応力がかかるため、熱応力の影響が大きい外側には熱応力に強い円形の第３電極３４を、熱応力の影響が小さい内側には熱応力に弱い十字状の第２電極３２を設けたものである。
【００２９】
図４を参照に、第１半導体チップ１０を第２半導体チップ２０にフリップチップボンディングにより実装する。まず、半田ボール４８を加熱により溶融させる。次に第１電極３０、並びに第２電極３２及び第３電極３４の位置合わせを行った上で、半田ボール４８を第２電極３２及び第３電極３４に融着させる。第２電極３２及び第３電極３４の表面にはフラックスが塗布してあるため、半田ボール４８が十分に溶融した状態であれば、半田ボール４８は第２電極３２及び第３電極３４の表面全体を覆う。その後、半田ボール４８が固化すると、第１電極３０と第２電極３２との間には第１半田バンプ４０が、第１電極３０と第３電極３４との間には第２半田バンプ４２がそれぞれ形成される。以上の半田バンプ接合工程により、実施例１に係る半導体装置１００が完成する。
【００３０】
図５は実施例１に係る半導体装置の断面図である。第１半導体チップ１０の主面には、円形の第１形状９０を有する第１電極３０が設けられている。実装部である第２半導体チップ２０の中心には、十字形の第２形状９２を有する第２電極３２が設けられ、第２電極３２の周辺には、第１形状９０と同じ円形の第３形状９４を有する第３電極３４が設けられている。第１電極３０と第２電極３２とは第１半田バンプ４０を介して接合されており、第１電極３０と第３電極３４とは第２半田バンプ４２を介して接合されている。第１半田バンプ４０は第２電極３２の表面全体を覆っている。
【００３１】
半導体装置１００は半田バンプ接合工程を経た後、Ｘ線検査工程によって検査を受け、良品と不良品とに選別される。具体的には、Ｘ線により第１半田バンプ４０と第２電極３２との接合部を撮影し、接合状態が良好である場合に良品と判定する。
【００３２】
図６は、第１半田バンプ４０と第２電極３２とが良好に接合された状態を示す斜視図である。実施例１に係る半導体装置１００は、第１電極３０と第２電極３２の形状が異なるため、Ｘ線検査の対象となる第１半田バンプ４０においても、上部（第１電極３０との接合部）の形状と、下部（第２電極３２との接合部）の形状が異なる。すなわち、図６に示されるように上部の形状は第１電極３０と同じ第１形状９０となり、下部の形状は第２電極３２と同じ第２形状９２となる。一方、接合状態が不良である場合には、第１半田バンプ４０が第２電極の表面を十分に覆わないため、第１半田バンプ４０の下部の形状は、第２形状９２以外の形状（例えば円形）となる。このように、第１電極３０と第２電極３２の形状が異なるため、Ｘ線による撮影画像に電極が映らない場合であっても、第１半田バンプ４０の形状から、接合状態の良否を容易に判定することができる。その結果、Ｘ線による接合状態の検査を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００３３】
また、第１半田バンプ４０が第２電極３２の表面全体を覆っているか否かにより、接合状態の良否を判定することが可能である。例えば、第２電極３２に対して垂直な方向からＸ線による撮影を行い、陰影が第２形状９２と同じ場合は、第１半田バンプ４０が第２電極３２の表面全体を覆っているため良品と判定する。この方法によれば、第１半田バンプ４０と第２電極３２との接合部のみを観察すればよいため、接合状態の判定がさらに容易となる。
【００３４】
また、第１半田バンプ４０と第２半田バンプ４２の形状が異なるか否かにより、接合状態の良否を判定することが可能である。例えば、形状の違いが最もよく分かるように、電極に対し垂直方向からＸ線による撮影を行い、両者の陰影が異なる場合に良品と判定する。接合状態が良好な場合には、第２電極の形状（第２形状９２）と第３電極の形状（第３形状９４）とが異なることから、第１半田バンプ４０の形状と第２半田バンプ４２の形状が異なるためである。この方法によれば、電極に対し垂直方向からＸ線による撮影を行うことができるため、接合状態の判定がさらに容易となる。
【００３５】
以上のように、Ｘ線による接合状態の検査を簡易かつ迅速に行うことができるため、半田バンプ接合工程のすぐ後にＸ線による検査を行い、早い段階で生産ラインから不良品を取り除くことができる。これにより、以後の製造工程を無駄にすることなく、不良品の発生リスクを最小限に抑え、製造コストを削減することができる。
【実施例２】
【００３６】
実施例２はＸ線検査工程において、あらかじめ定められた基準形状と、Ｘ線により撮影された陰影とを比較することにより、接合状態の良否を判定する例である。Ｘ線検査に用いる半導体装置１００の構成は、実施例１と同じである。
【００３７】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は図５の半導体装置１００に対し、第１電極３０及び第２電極３２に垂直な方向にＸ線を照射して撮影した画像である。第１電極３０及び第２電極３２の厚みは約１μｍと薄いため、Ｘ線による撮影画像には第１半田バンプ４０の陰影４０ｘ及び第２バンプ４２の陰影４２ｘのみが撮影される。良好に接合された第１半田バンプ４０の陰影である図７（ｂ）の形状を、第１基準形状８０とする。
【００３８】
第１基準形状８０は、第１形状９０と第２形状９２を重ねた形状に対応する。すなわち、第１半田バンプ４０は第１電極３０との接合部では円形（第１形状９０）であり、第２電極３２との接合部では十字形（第２形状９２）であるため、第１半田バンプ４０の陰影４０ｘは、図７（ｂ）に示されるように円から十字がはみ出した形状となる。第１基準形状８０としては、図７（ｂ）の相似形や、斜めから撮影した場合の陰影などを用いてもよい。
【００３９】
Ｘ線検査工程においては、第１半田バンプ４０の陰影４０ｘの形状と、第１基準形状８０と比較し、両者が同じ、もしくは一定以上のマッチング率であれば良品と判定する。
【００４０】
実施例２のＸ線検査方法によれば、比較的解像度の低いＸ線装置であっても、接合状態の把握が可能である。また、従来例にあるように斜め方向からの撮影を行う必要もないため、簡易な検査が可能である。また、比較的短い時間で検査を行うことができる。
【実施例３】
【００４１】
実施例３は、実施例２における基準形状として、半田バンプ接合前の半田ボールの陰影を用いる例である。Ｘ線検査に用いる半導体装置１００の構成は、実施例１と同じである。
【００４２】
半田バンプ接合前の第１半導体チップ１０の断面図は、図１（ｂ）のようになっている。図８（ａ）及び図８（ｂ）は半田バンプ接合前の第１半導体チップ１０に対し、第１電極３０に垂直な方向にＸ線を照射して撮影した画像である。第１電極３０の厚みは約１μｍと薄いため、Ｘ線による撮影画像には半田ボール４８の陰影４８ｘのみが撮影される。図８（ｂ）の形状を第２基準形状８２とする。
【００４３】
第２基準形状８２は、半田ボール４８の形状に対応する。すなわち、半田ボール４８は概球形状であるため陰影４８ｘは円形であり、その直径は半田ボール４８の直径と等しい。第２基準形状としては図８（ｂ）の相似形や、斜めから撮影した場合の陰影などを用いてもよい。
【００４４】
Ｘ線検査工程においては、第１半田バンプ４０の陰影４０ｘと、第２基準形状８２とを比較し、両者が異なる場合（例えば図７（ｂ）のように半田ボールの陰影から十字形のはみだしが見られる場合）に良品と判定する。
【００４５】
実施例３においても実施例２の場合と同様に、Ｘ線による簡易かつ迅速な接合状態の検査が可能である。また、マッチング率を用いずにはみ出し部分の有無により判定を行うため、実施例２の判定方法に比べて画像処理に用いるデータ量が少なく、良否判定も容易であるという利点がある。
【００４６】
実施例２及び実施例３においては、電極に対し垂直な方向からＸ線による撮影を行ったが、斜め方向、あるいは水平方向から撮影を行ってもよい。
【実施例４】
【００４７】
実施例４は、実施例１に係る半導体装置の製造装置である。図９は半導体装置１００の製造装置１１０を示した模式図である。半導体製造装置１１０は、大別して、半田バンプ接合部５０、Ｘ線撮影部６０、及び、両者を制御するための制御部７０とからなる。半田バンプ接合部５０は、不図示のフリップチップボンダーから構成されている。Ｘ線撮影部６０は、Ｘ線照射部６２及びＸ線受光部６４から構成されている。半田バンプ接合部５０及びＸ線受光部６４は、制御部７０と接続されている。図９では内部の状態を図示するために、半導体製造装置１１０、半田バンプ接合部５０、及びＸ線撮影部６０の一部を透視している。また、半導体装置１００の一部を省略して模式的に示しており、Ｘ線照射部６０においては第１半田バンプ４０及び第２半田バンプ４２を図示するために半導体装置１００の一部を透視している。
【００４８】
図１０は制御部７０における処理の流れを示す図である。図９及び図１０を参照に半導体製造装置１１０の動作を説明する。まずステップＳ１０において制御部７０が半田バンプ接合部５０に、第１半導体チップ１０及び第２半導体チップ２０を、第１半田バンプ４０（不図示）及び第２半田バンプ４２を介して接合させる。これにより、実施例１に係る半導体装置１００が完成する。次にステップＳ１２において制御部７０が搬送部（不図示）に、半導体装置１００をＸ線撮影部６０へと搬送させる。
【００４９】
次にステップＳ１４において制御部７０がＸ線照射部６２に、半導体装置１００に対しＸ線を照射させる。半導体装置１００を透過したＸ線はＸ線受光部６４により受光され、電気信号に変換される。次にステップＳ１６において制御部７０が、Ｘ線受光部６４から制御部７０に伝達された電気信号を撮影画像データに変換する。次にステップＳ１８において制御部７０が、撮影画像データを良否判定に適した形に変更する。
【００５０】
次にステップＳ２０において制御部７０が、良品と不良品の判定を行う。判定は実施例１から実施例３において記述したいずれかの方法で、電極と半田バンプとの接合状態の良否を判定することにより行う。接合状態が良好である場合には、ステップＳ２２において制御部７０が良品と判定する。接合状態が不良である場合には、ステップＳ２４において制御部７０が不良品と判定する。
【００５１】
実施例４に係る半導体製造装置１１０では、半田バンプ接合部５０において接合される第１半導体チップ１０側の第１電極３０の形状と、第２半導体チップ２０側の第２電極３２の形状とが異なる。これにより、Ｘ線撮影部６０において撮影された第１半田バンプ４０の陰影から、制御部７０において接合状態の良否を容易に判定することができるため、Ｘ線による接合状態の検査を簡易かつ迅速に行うことができる。
【００５２】
また、半田バンプ接合部５０のすぐ後にＸ線撮影部６０が備えられているため、制御部７０を介して接合状態の良否をリアルタイムにモニタリングすることができる。これにより、早い段階で生産ラインから不良品を取り除くことができ、不良品の発生リスクを最小限に抑えることができると共に、半導体装置の製造コストを削減することができる。
【００５３】
実施例１から実施例４では実装部として第２半導体チップ２０を用いたが、実装部として中継基板を用いることもできる。中継基板上に電極を設ける場合、半導体チップ上に電極を設ける場合と比較して電極の厚みを大きく（数十μｍ）することが可能である。この場合、Ｘ線による撮影画像には電極及び半田バンプの両方が撮影され、従来の方法によっても接合状態の良否を判定することが可能である。しかし、実施例１のように実装部側の第２電極３２の形状を、半導体チップ側の第１電極３０の形状と異なるものにすることで、第１電極３０と第２電極３２とを接合する半田バンプの形状から、より容易に接合状態の良否を判定することができる。このように、本発明は半導体チップをフリップチップ方式で中継基板に実装する場合にも使用することができる。
【００５４】
実施例１から実施例４では第２電極３２の形状（第２形状９２）を十字形としたが、第１電極３０の形状（第１形状９０）と異なる形状であれば他の形状としてもよい。例えば正方形、長方形、楕円形、星型などの形状を用いることができる。ただし、第１形状９０と第２形状９２とを重ねた場合に、第２形状９２の少なくとも一部が第１形状９０からはみ出すことが好ましい。これにより、電極に対し垂直な方向からのＸ線撮影によっても接合状態の把握が可能となり、Ｘ線による検査を簡易かつ迅速に行うことができるためである。
【００５５】
実施例１から実施例４において、第２電極３２及び第３電極３４の表面積はほぼ同じであることが好ましい。すなわち、仮に同体積の半田ボールをそれぞれの電極上に形成した場合に、半田ボールの高さがほぼ等しくなることが好ましい。図４において半田ボール４８から形成される第１半田バンプ４０及び第２半田バンプ４２の高さは、電極面積の大きい方の半田バンプの高さと等しくなるため、電極面積があまりにも大きく異なると、半田バンプがいびつな形状となるためである。
【００５６】
実施例１から実施例４では第１半田バンプ４０、第２半田バンプ４２、及び半田ボール４８に錫と銀からなる半田を用いたが、所定の温度（第１半導体チップ１０をはじめとする搭載部品にダメージを与えない温度。例えば２３５℃以下）で溶融し、金属同士を接合することのできる合金であれば他の部材を用いてもよい。例えば錫と銀と銅、錫と鉛などを用いることが可能である。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図３】図３は実施例１に係る半導体装置における、電極の形状を比較するための参考図である。
【図４】図４（ａ）は実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図５】図５は実施例１に係る半導体装置の断面図である。
【図６】図６は実施例１に係る半導体装置における、半田バンプと電極との接合状態を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例２に係る半導体装置を、Ｘ線により撮影した上面図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例３に係る半導体装置を、半田バンプ接合工程前にＸ線により撮影した上面図である。
【図９】図９は実施例４に係る半導体製造装置の構造を示す模式図である。
【図１０】図１０は実施例４に係る半導体製造装置の制御部における処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    第１半導体チップ
２０    第２半導体チップ及び実装部
３０    第１電極
３２    第２電極
３４    第３電極
４０    第１半田バンプ
４２    第２半田バンプ
５０    半田バンプ接合部
６０    Ｘ線撮影部
７０    制御部
８０    第１基準形状
８２    第２基準形状
９０    第１形状
９２    第２形状
９４    第３形状
１００    半導体装置
１１０    半導体製造装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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