(57)【要約】【課題】  半導体チップを積層してチップ間の電気的な接続を行う際に、多数の電極を確実に接続でき、また接続点及びその周辺に位置するトランジスタ等の半導体素子の動作に対し高い信頼性を保証できる電極バンプ及びその製造方法並びに接続方法を提供する。【課題を解決するための手段】  電極バンプ１の先端部１ｂが基部１ａより応力変化を大きく形成されることから、半導体チップ１０、〜、１２の電極パッド２に配設された電極バンプ１を他の半導体チップに押圧して先端部１ｂを座屈変形させ、押圧応力を先端部１ｂの座屈変形で吸収して各半導体チップ１０、〜、１２へ直接印加されることがなくなり、電気的接続を確実且つ容易に実行できると共に、半導体チップ１０、〜、１２への接続動作時のストレスを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの電極パッド上に配設され、他の半導体チップ又は回路基板の電極パッドに当接して接続する電極バンプにおいて
先端部が基部より応力変形を大きく形成されることを
特徴とする電極バンプ。
【請求項２】
前記請求項１に記載の電極バンプにおいて、
基部から先端部に向かって先細状の錐形状にて形成されることを
特徴とする電極バンプ。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の電極バンプが、対応する凹形状の凹部を複雑連設される鋳型に金属バンプ材を充填して形成することを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載の電極バンプの製造方法において、
前記鋳型に金属バンプ材を堆積させ、当該堆積した金属バンプ材を前記各凹部相互間の境界部分が露出するまで切削することを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項５】
前記請求項３に記載の電極バンプの製造方法において、
前記鋳型の凹部に導電性のシード層を形成し、当該シード層に電解鍍金を施して各凹部に金属バンプ材を充填することを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項６】
前記請求項３に記載の電極バンプの製造方法において、
前記鋳型の表面に導電性のシード層を形成し、当該シード層上の前記凹部以外の境界部分に非導電性のレジスト層を積層形成し、前記シード層が露出部分の各凹部に電解鍍金を施して各凹部に金属バンプ材を充填することを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項７】
前記請求項３ないし６のいづれかに記載の電極バンプの製造方法において、
前記鋳型がシリコンの結晶面間による化学的蝕刻性の違いにより凹部を形成されることを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項８】
前記請求項３ないし６のいずれかに記載の電極バンプの製造方法において、
前記鋳型が、樹脂平面の部分加圧により凹部を形成されることを
特徴とする電極バンプの製造方法。
【請求項９】
前記請求項１又は２に記載の電極バンプが、先端部を他の半導体チップ間又は回路基板の電極パッドに当接座屈して接続することを
特徴とする電極バンプ接続方法。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の電極バンプの接続方法において、
前記半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に非導電性樹脂を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させることを
特徴とする電極バンプの接続方法。
【請求項１１】
前記請求項９に記載の電極バンプの接続方法において、
前記半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に異方性導電膜を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させることを
特徴とする電極バンプの接続方法。
【請求項１２】
前記請求項９ないし１１のいずれかに記載の電極バンプの接続方法において、
前記電極バンプにハロゲン元素を付着させ、当該ハロゲン元素が付着した電極バンプを座屈して接続することを
特徴とする電極バンプの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを他の半導体チップ又は回路基板も電気的に接続する電極バンプに関し、特に微細化又は積層化する半導体チップに対応した電極バンプ及びこの電極バンプの製造方法並び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の高機能化、小型化が将来たりとも進むと見込まれ、またディジタル情報家電の普及が台頭するなか、半導体装置の小型化、信号処理速度の向上、他機能化の実現を目的とした技術開発に対する要望が高まっている。それを実現する概念の一つに、システム・イン・パッケージ（省略、ＳｉＰ）がある。このＳｉＰは、一つのパッケージの中に複数の半導体チップを内蔵させて小型化を図る、或いはシステムとしての機能を持たせるものである。一つの半導体チップの中に、複数の機能を設計して作りこむ、いわゆるシステム・オン・チップも有力な手法的概念であるが、ＳｉＰの方が内蔵する半導体チップとその機能の多様性に富み、かつ低価格で製造できると見込まれている。
【０００３】
複数の半導体チップを一つのパッケージに内蔵させる形態の一つに、半導体チップを積層化する方法が考えられる。この半導体チップの積層化は、小型化のみならず、配線の長さを短くできるため、配線での信号伝播の遅延を最小化にできることから、高速の信号処理を要する半導体装置、高周波信号を扱う半導体装置或いはシステムの集積化技術として大きな期待が寄せられている。システムの高機能化に伴い、積層する半導体チップ間の電気的な接続を行う電極の数が多くなり、電極間の距離も小さくなる。
【０００４】
また、半導体チップ間の接続に用いられる電極バンプ及びこの製造方法並びこの接続方法の応用製品としては、半導体装置を利用する全ての電子機器に適用できるが、具体的には第１に高速に撮像と画像処理のできる撮像装置（いわゆるビジョンチップ等）とその応用製品であるロボット、第２に携帯情報端末（携帯電話を含む）、コンピュータ機器、第３に高周波（ＲＦ）ＩＤタグ、第４に通信用電子機器、第５に  自動車の自動走行用電子機器（例えば物体認識用レーダ等）、第６にディジタル情報家電製品のような製品に有効であり、その工業的価値は高いと見込まれる。
【０００５】
従来、この種の電極バンプ、その製造方法及びその接続方法は、特開平６−２２４２５８号公報（第１の従来技術）、特開平１１−２５１３５６号公報（第２の従来技術）、特開平１１−３３０６８２号公報（第３の従来技術）及び特開平１３−１９６４１４号公報（第４の従来技術）に開示されるものがあり、その他に特開平５−１３６２０１号、特開平６−１６３６３４号公報に示されるものがある。
【０００６】
前記第１の従来技術に係る半導体装置の製造方法は、金属突起用基板上に形成された金属突起（電極バンプに相当）と半導体素子Ａｌ電極とを接触させた状態で押圧，加熱し、金属突起とＡｌ電極とを合金化して接合した後、金属突起をＡｌ電極に転写し、この後に金属突起と配線電極とを接触させた状態で、前工程よりも高押圧力，高温又は長時間の押圧，加熱により、金属突起と配線電極とを再度合金化させ、その後、金属突起と配線電極とを光硬化性絶縁樹脂で固着して接続し、これにより、配線電極との接続前の金属突起の大変形を防ぎながら、Ａｌ電極・金属突起間の接合強度を強固にするという構成である。
【０００７】
このように構成することにより半導体素子の電極上に金属突起を容易でかつ低コストで形成する転写方式をフリップチップ方式やＭＢＢ方式に適用する際にきわめて接続信頼性を高くできることとなる。
【０００８】
前記第２の従来技術に係るワイヤバンプの形成方法は、ワイヤを溶解させその先端に球状体を形成すると共に、ベアチップの電極と前記球状体の少なくとも一方の表面をハロゲン化し、前記電極と前記球状体とをハロゲン化面を介して相互に接合させ個体接合をなした後は、前記球状体と前記ワイヤとを切断分離し、前記電極上に前記球状体を残留させる構成である。
【０００９】
この構成に基づく第２の従来技術は、接続を行う際に超音波振動を用いる必要がなくなるので、隣合う部材との接触するのを防止でき、ベアチップの狭ピッチ化を促進させることができると共に、接続条件を緩和させることができる。
【００１０】
前記第３の従来技術に係る突起電極（電極バンプに相当）の形成方法及び形成装置並びに突起電極の形成部品は、接合対象となるＩＣと半田ボールとが、フッ化処理部においてＨＦガス供給部からのＨＦガスと、水蒸気発生部からの水蒸気との混合ガスにさらされ、前記ＩＣ及び半田ボールの表面がフッ化されたのち、接合処理部に配置され、その後、チャンバ内をＡｒガス雰囲気にし、接続用導通部と半田ボールとをシリンダによって加圧するとともに、ヒータによって両者の融点以下に加熱して接合する構成である。
【００１１】
この構成に基づく従来技術は、突起電極の形成時においてフラックスを必要とせず、また突起電極の形成のために共通電極を設けるなどの制約がなくなることとなる。
【００１２】
前記第４の従来技術に係る半導体装置は、半導体チップに形成された銅からなる外部接続端子と、基板に形成されてなる外部接続端子とが接続されてなり、前記外部接続端子部と前記接続端子との少なくともいずれか一方がハロゲン化処理されてなり、両者が固着接合して構成される。
【００１３】
この構成に基づく第４の従来技術は、ハロゲン処理により半導体チップの外部接続端子部又は基板の接続端子の表面に金属と結合しやすいハロゲンを存在させたことにより、導電性に優れた銅の配線に、金ワイヤやＴＡＢ（Tape Automated Bonding）のインナーリード等基板の接続端子を直接接続することが可能で、配線抵抗を小さくすることができ、応答性に優れると共に発熱量を小さくすることができる。
【特許文献１】特開平６−２２４２５８号公報（第１の従来技術）
【特許文献２】特開平１１−２５１３５６号公報（第２の従来技術）
【特許文献３】特開平１１−３３０６８２号公報（第３の従来技術）
【特許文献４】特開平１３−１９６４１４号公報（第４の従来技術）
【特許文献５】特開平５−１３６２０１号
【特許文献６】特開平６−１６３６３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記各従来の技術において、電極バンプを用いて半導体チップに対する電気的接続を実現する方法として、ハンダを球状にした電極バンプを用いる方法、金を半球状にした電極バンプ（スタッドバンプと呼ばれる）を用いて接続する方法等があり、プリント基板等の回路基板への半導体チップの直接接続、或いはパッケージ内に半導体チップを内蔵して接続する方法等が実用化されている。しかし、このような球状の電極バンプの大きさは現状、小さくても１００ミクロン程度であり、半導体チップを積層化する場合に要求される、１０ミクロン程度の電極バンプの大きさには対応できないという課題を有する。これは予め球状に形成したボールを半導体チップの上に配置して電極バンプを形成する方法においては、ハンダボールの微細化に限界があること、クリーム状のハンダをスクリーン印刷した後にリフローして球状にする場合には印刷における解像度の向上に多くの技術的困難が存在するという理由からである。
【００１５】
このような理由のため、高密度の電気的接続を実現するためには、鍍金技術等の成膜技術によって電極バンプを形成する必要があるが、高密度の電極バンプを持つ半導体チップの接続を、メッキ法で電極バンプを形成して半導体チップの積層接続を行う場合には以下の課題を有する。
【００１６】
まず、第１に電極バンプの高さが不揃いとなるために、電極バンプ間の距離が小さくなる（即ち高密化する）と、高さの高い電極バンプのみが接続されやすくなり、多数の電極バンプに対して一様な接続が困難となるという課題を有する。これを接続するためには、電極バンプを変形させればよいが、鍍金等の成膜技術で通常形成される平板状の構造を持つ電極バンプでは、変形させるには大きな荷重を加える必要があり、接合装置の設計、製造に技術的障壁が発生するという課題を有する。
【００１７】
次に、第２に、仮に大きな荷重を加えて接合が可能になったとしても、高密度に電極バンプを配置する場合には、電極バンプ間の距離が小さくなるために半導体チップに大きな応力が発生していまい、半導体チップ内のトランジスタ等の特性が変化してしまい、回動動作に支障を与えるという課題を有する。
【００１８】
また、第３に半導体チップを積層する場合に、電極バンプによる電気的接点が半導体チップ動作中の温度上昇に伴う熱変形で破壊されるのを防ぐために、機械的補強のための樹脂を半導体チップ間に挿入する必要があるが、メッキ法で形成する電極バンプの高さが小さくなるために、積層接続した半導体チップ間の間隙は小さくなり接合後に半導体チップ間に樹脂（アンダーファイルとよがれる）を流し込みのが困難になるという課題を有する。
【００１９】
そのため、接合前に非導電性の樹脂を一方の半導体チップ面上に半導体チップ面全体に滴下或いは塗布しておき、その上に別の半導体チップを積層して接合する方法が有力な方法となる。この場合、電極バンプの電気的な接合は、電極バンプが非導電性樹脂を押しのけて金属間接合が図れることになる。メッキ法等の成膜法で形成した電極バンプでは、形状が平板状であることに加えて電極バンプ上面が平坦ではないことから、電極バンプと相手側金属膜との間に非導電性樹脂を噛み込むとう問題を生じ、これは接合不良や接合の信頼性の低下につながるという課題を有する。
【００２０】
更に、第４に異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film, ACF）を介在させて電気的接続を図る図る場合に、鍍金により形成した電極バンプのように平板状の電極バンプでは、微細化すると大きさの２乗に反比例して接続面積が小さくなるために、高密度に配置する微細に電極バンプでは接合不良や接合部の抵抗が大きくなるという課題を有する。
【００２１】
本発明は、半導体チップを積層してチップ間の電気的な接続を行う際に、多数の電極を確実に接続でき、また接続点及びその周辺に位置するトランジスタ等の半導体素子の動作に対し高い信頼性を保証できる電極バンプ及びその製造方法並びに接続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】
【００２２】
本発明に係る電極バンプは、半導体チップの電極パッド上に配設され、他の半導体チップ又は回路基板の電極パッドに当接して接続する電極バンプにおいて先端部が基部より応力変形を大きく形成されるものである。
【００２３】
本発明に係る電極バンプは必要に応じて、基部から先端部に向かって先細状の錐形状にて形成されることをものである。
【００２４】
本発明に係る電極バンプは必要に応じて、対応する凹形状の凹部を複雑連設される鋳型に金属バンプ材を充填して形成するものである。
【００２５】
本発明に係る電極バンプの製造方法は、前記鋳型に金属バンプ材を堆積させ、当該堆積した金属バンプ材を前記各凹部相互間の境界部分が露出するまで切削するものである。
【００２６】
本発明に係る電極バンプの製造方法は必要に応じて、前記鋳型の凹部に導電性のシード層を形成し、当該シード層に電解鍍金を施して各凹部に金属バンプ材を充填するものである。
【００２７】
本発明に係る電極バンプの製造方法は必要に応じて、前記鋳型の表面に導電性のシード層を形成し、当該シード層上の前記凹部以外の境界部分に非導電性のレジスト層を積層形成し、前記シード層が露出部分の各凹部に電解鍍金を施して各凹部に金属バンプ材を充填するものである。
【００２８】
本発明に係る電極バンプの製造方法は必要に応じて、鋳型がシリコンの結晶面間による化学的蝕刻性の違いにより凹部を形成されるものである。
【００２９】
本発明に係る電極バンプの製造方法は必要に応じて、鋳型が、樹脂表面の部分加圧により凹部を形成されるものである。
【００３０】
本発明に係る電極バンプ接続方法は、電極バンプが、先端部を他の半導体チップ間又は回路基板の電極パッドに当接座屈して接続するものである。
【００３１】
本発明に係る電極バンプの接続方法は必要に応じて、半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に非導電性樹脂を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させるものである。
【００３２】
本発明に係る電極バンプの接続方法は必要に応じて、半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に異方性導電膜を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させるものである。
【００３３】
本発明の電極バンプの接続方法は必要に応じて、電極バンプにハロゲン元素を付着させ、当該ハロゲン元素が付着した電極バンプを座屈して接続するものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る電極バンプは、先端部が基部より応力変化を大きく形成されることから、半導体チップの電極パッドに配設された電極バンプを他の半導体チップ又は回路基板に押圧して先端部を座屈変形させ、押圧応力を先端部の座屈変形で吸収して各半導体チップ又は回路基板へ直接印加されることがなくなり、電気的接続を確実且つ容易に実行できると共に、半導体チップ及び回路基板への接続動作時のストレスを防止できる。
【００３５】
また、本発明に係る電極バンプは、基部から先端部に向かって先細状の錐形状にて形成されることから、先細状の先端部が押圧力により容易に変形して座屈できることとなり、対向する他の半導体チップ及び回路基板への接合に伴う特性変動を最小限に止めることができる。特に、他の半導体チップ又は回路基板に対する電極バンプの高さが不揃いで形成されて複数配列された場合であっても、全ての電極バンプを確実且つ容易に接続することができる。
【００３６】
また、本発明に係る電極バンプの製造方法は、基部から先端部に向かって先細となる凹形状の凹部が複数連設される鋳型に金属バンプ材を充填させることにより電極バンプを形成することから、同一形状の電極バンプを均一且つ正確に形成できる。このように電極バンプを均一且つ正確な寸法精度で製作することにより、各半導体チップを押圧して電極バンプを座屈変形させる場合に、最小限の押圧力で多数の電極バンプを確実に変形させて接続することができる。
【００３７】
また、本発明に係る電極バンプの製造方法は、金属バンプ材を鋳型表面にに堆積させて、この堆積した金属バンプ材を各凹部相互間の境界部分が露出するまで切削するようにしているので、電極バンプの底面を均一な平滑面とすることができることとなり、電極バンプの高さを高精度に一致させることができる。
【００３８】
また、本発明に係る電極バンプの製造方法は、鋳型の各凹部に導電性のシード層を形成してこのシード層の電解鍍金を施して各凹部に金属バンプ材を充填するようにしているので、より微細に電極バンプを形成できると共に、正確な高さに形成できる。
【００３９】
また、本発明に係る電極バンプの製造方法は、鋳型の表面全面に導電性のシード層上の凹部以外の境界部分に非導電性のレジスト層を積層形成し、前記露出しているシード層に対して電解鍍金を施すことにより各凹部に金属バンプ材を充填して電極バンプを形成するようにしているので、より微細に電極バンプを形成できると共に、正確な高さに形成できる。
【００４０】
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、シリコン結晶面による化学的蝕刻性により各凹部を有する鋳型を形成するようにしているので、均一且つ正確な鋳型が形成できる。
【００４１】
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、樹脂を部分加圧して鋳型とすることにより、簡易に均一な鋳型が形成できる。
【００４２】
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、電極バンプの電極バンプが、先端部を他の半導体チップ間又は回路基板の電極パッドに当接座屈して接続していることにより、半導体チップの電極パッドに配設された電極バンプを他の半導体チップ又は回路基板に押圧して先端部を座屈変形させ、押圧応力を先端部の座屈変形で吸収して各半導体チップ又は回路基板へ直接印加されることがなくなり、電気的接続を確実且つ容易に実行できると共に、半導体チップ及び回路基板への接続動作時のストレスを防止できる
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に非導電性樹脂を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させるようにしているので、接合界面に存在する非導電樹脂を押しのけながら接合が進行することとなり、強い接合強度で低い接触抵抗を確保できると共に、高い信頼性をもつ結合が実現できる。
【００４３】
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、半導体チップと他の半導体チップ又は回路基板との間に異方性導電膜を介在させた状態で前記先端部を押圧して座屈させるようにしているので、電極バンプが微細化した場合にも、従来の鍍金形バンプの典型的な形状である円柱或いは四角柱状の電極バンプに比べて、実効的な接合面積を増やすことができることとなり、異方性導電膜中野金属粒子のばらつきに伴う接合性、接触抵抗のばらつきを低減でき、信頼性の高い接合性を実現できる。
【００４４】
また、本発明に係る電極バンプの接続方法は、電極バンプにハロゲン元素を付着させ、当該ハロゲン元素が付着した電極バンプを座屈して接続するようにしているので、接続抵抗を小さくすることができることとなり、半導体チップ及び回路基板の発熱量を小さくでき且つ応答性を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電極バンプ接続方法を、この電極バンプ接続方法に用いられる電極バンプの製造方法と共に図１に基づいて説明する。この図１は本実施形態に係る電極バンプ接続方法を説明する動作態様図を示す。
【００４６】
同図において本実施形態に係る電極バンプ接続方法は、基部１ａから先端部１ｂに向かって先細状の四角錐にて形成される電極バンプ１が半導体チップ１０、〜、１２の電極パッド２上に載置され、この配設された複数の電極バンプ１に対向して前記半導体チップ１０、〜、１２及び他の半導体チップ１３の電極パッド３を配置し（同図（Ａ）を参照）、前記各電極バンプ１の先端部１ｂを所定押圧力で押圧して座屈させた状態で前記半導体チップ１０、〜、１３の各電極パッド２、３に当接させて接続する（同図（Ｂ）を参照）構成である。
【００４７】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る電極バンプの接続方法に用いられる電極バンプを製造する電極バンプの製造方法について図２及び図３に基づいて説明する。この図２は本実施形態に係る電極バンプの接続方法に用いられる電極バンプを製造する電極バンプの製造方法の動作説明図を示す。
【００４８】
同図において本実施形態における電極バンプ製造方法は、同図（Ａ）に示すように鋳型１００の基台となる結晶面を有する単結晶シリコン１０１の表面に酸化膜１０２を形成し、この酸化膜１０２をフォトリソグラフィーで開口した後、アルカリ溶液で異方性エッチングすることで、逆四角錐状の凹部１０３を形成して製作する。この鋳型１００の製造方法としては、樹脂基板或いはシートを予め所望の形状に加工した別の鋳型を用いて加圧、加熱して形成する方法も用いることもできる。
【００４９】
次に同図（Ｂ）に示すように凹部１０３が形成された単結晶シリコン１０１の表面に導電性膜の酸化シリコン（ＳｉＯ2）層１０４を形成し、この酸化シリコン層１０４上に以後の電界メッキの際に電流を流すための薄い導電性金属（ＡｕＣｒ）膜からなるシード層１０５を形成する。さらに、同図（Ｃ）に示すように、前記シード層１０５上に金を電解鍍金して金鍍金層１０６を形成する。この電極バンプ用の金属バンプ材は金に限定されない。例えば、金以外に、銅、すず、すずと銀の合金、銀、ニッケル、アルミニウム等を用いることができる。
【００５０】
また、同図（Ｄ）に示すように電解鍍金した金鍍金層１０６を鋳型１００の単結晶シリコン１０１表面が露出するまで研磨して平坦にして電極バンプ１を形成し、この電極バンプ１が電極パッド２に転写される際の接合性を良好なものとしている。
【００５１】
さらに、同図（Ｅ）に示すように逆四角錐状の凹部１０３で形取られた金鍍金層１０６の四角錐状の電極バンプ１の接合面を頭出しするため、単結晶シリコン１０１をエッチングできるガスを含むプラズマを用いて単結晶シリコン１０１の表面をエッチングする。
【００５２】
さらに、前記単結晶シリコン１０１の鋳型１００上に形成された電極バンプ１を半導体チップ１０、〜、１２の各電極パッド２に配設する動作は、まず同図（Ｆ）に示すように配設対象となる半導体チップ１０、〜、１２を単結晶シリコン１０１に対向配置し、図示矢印方向に加熱状態で押圧して複数の電極バンプ１を電極パッド２に移設転写する。この電極パッド２上への電極バンプ１の配設により、電極パッド２と電極バンプ１とが接着する。このように電極バンプ１が電極パッド２に接着された後は、同図（Ｇ）に示すように電極バンプ１から鋳型１００を離型する。
【００５３】
また、前記電極バンプ１の電極パッド２上への移設転写は、大きさ２．５ｍｍ角の半導体チップ１０、〜、  １２の表面に合わせて加圧し、同時に鋳型１００と半導体チップ１０、〜、１２を個別に加圧する実験をおこなった。この実験における押圧の圧力は５ｋｇｆ〜２５ｋｇｆの範囲で調査し、半導体チップ側温度は２００℃一定、鋳型側温度は１５０℃〜４００℃の範囲でパルス状に加熱して調査した。この実験の動作状態を図３に示し、１つの電極バンプ当たり２．５ｇの押圧力が印加されたこととなる。
【００５４】
（本発明の第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電極バンプ接続方法を、この電極バンプ接続方法に用いられる電極バンプの製造方法と共に図４に基づいて説明する。この図４は本実施形態に係る電極バンプ接続方法に用いられる電極バンプを製造する電極バンプの製造方法の動作説明図を示す。
【００５５】
同図において本実施形態に係る電極バンプ接続方法は、前記図１に示す第１の実施形態の電極バンプ製造方法と同様に構成され、この電極バンプを製造する電極バンプ製造方法を異にする。
【００５６】
まず、図４（Ａ）に示すように前記第１の実施形態と同様にフォトリソグラフィー技術及び異方性エッチング技術により逆四角錐状の凹部１０３を複数形成した鋳型１００の基台となる単結晶シリコン１０１を作成する。また、同図（Ｂ）で示すように前記第１の実施形態と同様に凹部１０３が形成された単結晶シリコン１０１の表面に酸化シリコン（ＳｉＯ2）層１０４及びシード層１０５を積層して形成する。
【００５７】
次に、同図（Ｃ）に示すように酸化シリコン層１０４及びシード層１０５が形成された単結晶シリコン１０１に対して、前記凹部１０３以外の領域にフォトレジストパターン１０７をフォトリソグラフィーにて形成し、電極バンプ１を形成する領域を決定する。また、同図（Ｄ）に示すように前記フォトレジストパターン１０７が形成されない凹部１０３の領域に電解鍍金により金鍍金層１０６を形成する。
【００５８】
また、同図（Ｅ）に示すように、電解鍍金により金鍍金層１０６が形成された単結晶シリコン１０１のフォトレジストパターン１０７及びシード層１０５を除去することにより電極バンプ１が形成される。
【００５９】
さらに、前記単結晶シリコン１０１の鋳型１００上に形成された電極バンプ１を半導体チップ１０、〜、１２の各電極パッド２に配設する動作は、まず同図（Ｆ）に示すように配設対象となる半導体チップ１０、〜、１２を単結晶シリコン１０１に対向配置し、図示矢印方向に加熱状態で押圧して複数の電極バンプ１を電極パッド２に移設転写する。この電極パッド２上への電極バンプ１の配設により電極パッド２と電極バンプ１が接着する。このように電極バンプ１が電極パッド２に接着された後は、同図（Ｇ）に示すように電極バンプ１から鋳型１００を離型する。
【００６０】
（本発明の第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電極バンプ接続方法を、図５に基づいて説明する。この図５は本実施形態に係る電極バンプ接続方法に非導電性樹脂を介在させた場合の接続態様図を示す。
【００６１】
同図において、本実施形態に係る電極バンプ接続方法は、四角錐形状の電極バンプ１が電極パッド２上に載置された半導体チップ１０と、この半導体チップ１０に電気的に接続される他の半導体チップ１１との間に非導電性樹脂４を介在させ、前記半導体チップ１０の電極バンプ１の先端部１ｂを半導体チップ１１の電極パッド３に押圧して座屈させることにより接続する構成である。
【００６２】
このように、接続しようとする半導体チップ１０、１１の間に非導電性樹脂４を介在させて強い接合強度を確保させる場合においても、電極バンプ１の四角錐形状が非導電性樹脂４を押しのけながら対向する半導体チップ１１の電極パッド３に接触し、さらに電極バンプ１の先端部１ｂを座屈しつつ非導電性樹脂４を側方へ排除し、座屈面に非導電性樹脂４が噛み込まれて接合することがなくなり、強い接合強度と共に低い接触抵抗及び高い接合の信頼性を実現できることとなる。
【００６３】
（本発明の第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る電極バンプ接続方法を、図６に基づいて説明する。この図６は本実施形態に係る電極バンプ接続方法に異方性導電膜を介在させた場合の接続態様図を示す。
【００６４】
同図において、本実施形態に係る電極バンプ接続方法は、四角錐形状の電極バンプ１が電極パッド２上に載置された半導体チップ１０と、この半導体チップ１０に電気的に接続される他の半導体チップ１１との間に異方性導電膜５を介在させ、前記半導体チップ１０の電極バンプ１の先端部１ｂを半導体チップ１１の電極パッド３に押圧して座屈させることにより接続する構成である。
【００６５】
このように、接続しようとする半導体チップ１０、１１の間に異方性導電膜５を介在させて強い電気的接合状態を確保させる場合においても、電極バンプ１の四角錐形状が異方性導電膜５を噛み込みながら対向する半導体チップ１１の電極パッド３に接触し、さらに電極バンプ１の先端部１ｂを座屈しつつ異方性導電膜５の銀粒子（Ａｇ）５１を押しつぶして接合することとなり、電極バンプ１が高密度化して電極バンプ１相互間の間隔が接近した場合においても、電極バンプ１相互の干渉がなくなり、電気的接続の確実性を向上させると共に誤接続を確認できる。
【００６６】
なお、前記電極バンプ１には、ハロゲン元素を付着させ、このはハロゲン元素が付着した電極バンプ１を座屈して半導体チップ１０と他の半導体チップ１１を接続することもできる。
【００６７】
また、鋳型１００の単結晶シリコン１０１上に形成されるシード層１０５としては、鋳型１００に対して適度な密着性をもち、且つ転写の際の離型のい容易性を有する金属が望ましい。
【００６８】
さらにまた、前記複数の電極バンプ１の先端部１bの座屈は、電極バンプ１の高さの少なくとも約５％以上変形させる構成とすることができる。この先端部１bの座屈の程度は、電極バンプ１の素材又は異方性導電膜の種類により、電気的接続状態が十分確保できる範囲で任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電極バンプ接続方法の動作説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電極バンプの接続方法に用いられる電極バンプを製造する電極バンプの製造方法の動作説明図である。
【図３】図２の動作説明における鋳型で形成された電極バンプ転写動作説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電極バンプ接続方法に用いられる電極バンプを製造する電極バンプの製造方法の動作説明図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電極バンプ接続方法に非導電性樹脂を介在させた場合の接続態様図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電極バンプ接続方法に異方性導電膜を介在させた場合の接続態様図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  電極バンプ
１ａ  基部
１ｂ  先端部
２、３  電極パッド
４  非導電性樹脂
５  異方性導電膜
１０、〜、１３  半導体チップ
５１  銀粒子（Ａｇ）
１００  鋳型
１０１  単結晶シリコン
１０２  酸化膜
１０３  凹部
１０４  酸化シリコン（ＳｉＯ2）層
１０５  シード層
１０６  金鍍金層
１０７  フォトレジストパターン
【図１】
2005243714.tif 000003
【図２】
2005243714.tif 000004
【図３】
2005243714.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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