(57)【要約】【課題】電極の形成方法を限定せずに電極自体の応力を緩和する。【解決手段】第１半導体チップ１００の各第１電極１２０及び第２半導体チップ２００の各第２電極２２０の少なくとも一組が、各半導体チップ１００，２００を回路形成面１１０，２１０が対向する状態で互いに接近させると他の電極に先行して接触する検出用電極１３２，２３２となるよう電極を形成しておき、各半導体チップ１００，２００が接近した際に検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出し、この接触状態に基づいて他の電極同士を接続する各半導体チップ１００，２００の相対位置を決定する。【選択図】図２
2007194274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成面に複数の第１電極が形成された第１半導体チップと、回路形成面に複数の第２電極が形成された第２半導体チップを、互いに前記回路形成面が対向して前記各第１電極と前記各第２電極とが接触するよう位置決めし、前記各第１電極と前記各第２電極の少なくとも一方の表面をなす融着材を加熱し溶融させて前記各第１電極及び前記各第２電極を接続するにあたり、
前記融着材を前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの少なくとも一方の前記回路形成面から突出するよう形成するとともに、前記各第１電極及び前記各第２電極の少なくとも一組が、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップを前記回路形成面が対向する状態で互いに接近させると他の電極に先行して接触する検出用電極となるよう電極を形成する電極形成工程と、
前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップを、前記回路形成面を対向させた状態で互いに接近させるチップ接近工程と、
前記チップ接近工程にて前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップが接近した際に、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの前記検出用電極同士の接触状態を検出する接触状態検出工程と、
前記接触状態検出工程にて検出された前記検出用電極同士の接触状態に基づいて、他の前記電極同士を接続する前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの相対位置を決定する接続位置決定工程と、
前記接続位置決定工程にて決定された前記相対位置となるよう前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの位置を制御する位置制御工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記接触状態検出工程は、
前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの前記検出用電極同士の接触を検出する接触検出工程と、
前記接触検出工程にて前記検出用電極同士の接触が検出された後、前記融着材を加熱するとともに、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップに互いに接近する方向へ予め設定された荷重を加える荷重制御工程と、
前記荷重制御工程の後、前記検出用電極の前記融着材が溶融して前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップが接近を開始したことを検知する溶融検知工程と、を含み、
前記接続位置決定工程は、前記溶融検知工程にて前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップが接近を開始した位置を基準として、他の前記電極同士を接続する前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの相対位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記電極形成工程にて、前記融着材を、前記各第１電極及び前記各第２電極の表面に配することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記電極形成工程にて、前記各第１電極と前記各第２電極の少なくとも一方に、前記回路形成面から突出し前記融着材よりも溶融温度の高い金属ポストを形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路形成面に複数の電極が形成される第１半導体チップ及び第２半導体チップを、回路形成面が対向した状態で融着材を加熱し溶融させて各電極同士を接続する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高機能化に伴い、複数の半導体チップを１つのパッケージ内にデバイスレベルで集積化するＳｉＰ（System-in-Package）技術の需要が高まっている。中でもＳｉＰ技術の要素技術であるＣｏＣ（Chip-on-Chip）技術は、ＣＭＯＳロジックとＤＲＡＭといった異なるウェハプロセスの最適設計パラメータを持つデバイス同士や、Ｓｉデバイスと化合物半導体デバイスといったウェハプロセスでの集積化が困難なデバイスの素子形成面同士を最短距離で電気的に接続することにより、デバイスの高速性とともにデバイスの多様なパフォーマンスを実現する可能性を有する技術として期待されている。
【０００３】
通常、ＣｏＣ接続は、２つのチップの回路形成面を対向させ、互いの回路形成面に設けられた電極同士の位置を合わせて接続を行う。近年、半導体素子の小型化・高機能化が進むにつれ、チップが微小化するとともにピン数が増加しており、これに伴って電極にもサイズの微小化が求められるようになっている。
【０００４】
バンプ電極の形成ばらつきを要因として発生する高さの高いバンプ電極の応力集中の回避と、バンプ下部の機能素子のダメージ低減を図るべく、例えば、特許文献１に記載された半導体装置の製造方法が知られている。この製造方法によれば、まず、半導体チップの素子領域外に、素子領域内よりも面積が大きい電極を形成する。そして、少なくとも一方のチップの電極上に無電解めっき法を用いてＮｉ、Ｃｕ等の突起電極を形成する。この結果、面積が大きい素子領域外の電極には素子領域内の電極よりも高い突起電極が形成される。この後、素子領域内・外の突起電極上に、突起電極よりも硬度の低い導電材料を形成する。
【０００５】
以上のように構成されたチップ同士を向かい合わせて接続を行うと、まず素子領域外の電極における硬度の低い導電材料が接触し変形した後、素子領域外の突起電極同士が接触すると電極の変形が終了する。素子領域内の電極については、突起電極上の硬度の低い導電材料のみが変形し、突起電極同士が接触することはない。
【特許文献１】特開平９−２３２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された製造方法では、素子領域外に硬度が比較的高く突出量の大きな突起電極を形成しなければならないため、突起電極の形成方法が無電解めっき等の限られた方法に限定され、電解めっき等の適用が困難である。
また、硬度が比較的高く突出量の大きな突起電極を形成することから、電極自体の応力を緩和し難い構造であることに変わりはない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、回路形成面に複数の第１電極が形成された第１半導体チップと、回路形成面に複数の第２電極が形成された第２半導体チップを、互いに前記回路形成面が対向して前記各第１電極と前記各第２電極とが接触するよう位置決めし、前記各第１電極と前記各第２電極の少なくとも一方の表面をなす融着材を加熱し溶融させて前記各第１電極及び前記各第２電極を接続するにあたり、前記融着材を前記第１半導体チップと前記第２半導体チップの少なくとも一方の前記回路形成面から突出するよう形成するとともに、前記各第１電極及び前記各第２電極の少なくとも一組が、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップを前記回路形成面が対向する状態で互いに接近させると他の電極に先行して接触する検出用電極となるよう電極を形成する電極形成工程と、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップを、前記回路形成面を対向させた状態で互いに接近させるチップ接近工程と、前記チップ接近工程にて前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップが接近した際に、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの前記検出用電極同士の接触状態を検出する接触状態検出工程と、前記接触状態検出工程にて検出された前記検出用電極同士の接触状態に基づいて、他の前記電極同士を接続する前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの相対位置を決定する接続位置決定工程と、前記接続位置決定工程にて決定された前記相対位置となるよう前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップの位置を制御する位置制御工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
この半導体装置の製造方法によれば、第１半導体チップ及び第２半導体チップを互いに接近させた際に、検出用電極が他の電極に先行して接触し、検出用電極同士が接触した状態で第１半導体チップ及び第２半導体チップが静止する。このとき、他の電極については第１半導体チップ側と第２半導体チップ側で離隔した状態であり、検出用電極以外の電極に負荷が加わることはない。
この後、各第１電極及び各第２電極を加熱することにより融着材が溶融し、第１半導体チップ及び第２半導体チップが互いに接近可能な状態となる。そして、検出用電極同士の接触状態に基づいて、他の電極同士を接続する第１半導体チップ及び第２半導体チップの相対位置が決定され、この相対位置となるよう第１半導体チップ及び第２半導体チップの位置が制御される。そして、第１半導体チップ及び第２半導体チップの相対位置が一定のまま融着材が冷却して硬化し、全ての電極について接続が完了する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱により溶融する融着材を回路形成面から突出させたので、電極の形成方法が例えば無電解めっき等の限られた方法に限定されることはなく、例えば電解めっき等の適用が可能となる。そして、加熱により溶融する融着材により電極の突出部分を形成したことから、各半導体チップの接続後の電極に生ずる応力を緩和することができる。
さらに、検出用電極同士を先行して接触させ、融着材を加熱して溶融した後に他の電極同士を接触させるようにしたので、他の電極に加わる負荷を低減することができる。また、検出用電極の接触状態に基づいて、他の電極を接続する際の第１半導体チップ及び第２半導体チップの相対位置が決定されるので、他の電極の接続位置を精度よく制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面を参照しつつ、本発明による半導体ウェハの研磨装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１から図４は本発明の第１の実施形態を示すものであり、図１は接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図２は検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図３は各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図４は通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。尚、図３及び図４においては、説明のため、符号を一部省略して図示している。
【００１２】
この製造方法においては、回路形成面１１０に複数の第１電極１２０が形成された第１半導体チップ１００（図１参照）と、回路形成面２１０に複数の第２電極２２０が形成された第２半導体チップ２００（図１参照）を、図２に示すように互いに回路形成面１１０，２１０が対向して各第１電極１２０と各第２電極２２０とが接触するよう位置決めし、図３に示すように各第１電極１２０と各第２電極２２０の少なくとも一方の表面をなす融着材を加熱し溶融させて各第１電極１２０及び各第２電極２２０を接続して、図４に示すようにＣｏＣ接続の半導体装置３００を製造する。
【００１３】
具体的に、図１に示すように、第１半導体チップ１００の回路形成面１１０の第１電極１２０は、回路形成面１１０に形成されているパッド電極部１２２と、パッド電極部１２２上に形成され例えばＮｉ等からなるバリアメタル層１２４と、バリアメタル層１２４上に形成されはんだを主成分とする融着材１２６と、を有する。融着材１２６のはんだとして、例えば、ＳｎやＡｇを含むものが用いられる。融着材１２６は、一般的に「バンプ」と称され、図１に示すように断面視にて略半球状を呈している。
【００１４】
本実施形態においては、第１電極１２０は、第２半導体チップ２００と電気的に接続するための通常電極１３０及び回路形成面１１０の周縁側に配された検出用電極１３２の２種類からなる。通常電極１３０は、検出用電極１３２に比して、融着材（バンプ）１２６の径が小さく、回路形成面１１０からの突出量が小さくなっている。すなわち、電極形成工程にて、融着材１２６を第１半導体チップ１００の回路形成面１１０から突出するよう形成するとともに、各第１電極１２０及び各第２電極２２０の少なくとも一組が、第１半導体チップ１００と第２半導体チップ２００を回路形成面１１０，２１０が対向する状態で互いに接近させると他の電極に先行して接触する検出用電極１３２を形成している。この検出用電極１３２は、各半導体チップ１００，２００を物理的に接続するものの電気的に接続するものではなく、いわゆるダミーの電極である。
【００１５】
また、図１に示すように、第２半導体チップ２００の回路形成面２１０における第２電極２２０は、回路形成面２１０に形成されているパッド電極部２２２と、パッド電極部２２２上に形成され例えばＮｉ等からなるバリアメタル層２２４と、を有する。第２電極２２０においては、第１電極１２０のようにバンプが形成されているわけでなく、バリアメタル層２２４の表面にはんだの濡れ性を良くする為に例えばＡｕ等が形成された表面電極部２２８が形成されている。
【００１６】
本実施形態においては、第２電極２２０は、第１半導体チップ１００の第１電極１２０と電気的に接続される通常電極２３０及び回路形成面２１０の周縁側に配され第１半導体チップ１００の検出用電極１３２と接続される検出用電極２３２の２種類からなる。
【００１７】
本実施形態の半導体装置３００の製造方法は、以上のように第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の第１電極１２０及び第２電極２２０を形成する電極形成工程の他に、チップ接近工程と、接触状態検出工程と、接続位置決定工程と、位置制御工程と、を含んでいる。チップ形成工程では第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００を、回路形成面１１０，２１０を対向させた状態で互いに接近させる。このとき、各半導体チップ１００，２００は、図示しない上下一対のヘッドにより、各第１電極１２０及び各第２電極２２０を平面視にて一致させた状態で保持されている。そして、各ヘッドに一定の荷重を加えることにより各ヘッドを相対的に近接させる。
【００１８】
ここで、前述の電極形成工程にて、第１半導体チップ１００の検出用電極１３２を通常電極１３０よりも回路形成面１１０からの突出量が大きくなるよう形成したので、図２に示すように、第１半導体チップ１００と第２半導体チップ２００を回路形成面１１０，２１０が対向する状態で互いに接近させた際に、各通常電極１３０，２３０に先行して検出用電極１３２，２３２が接触する。このときの、各半導体チップ１００，２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出する（接触状態検出工程）。
【００１９】
具体的に接触状態検出工程は、接触検出工程と、荷重制御工程と、溶融検知工程と、を含む。接触検出工程は、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触を検出する工程である。前述のように、検出用電極１３２，２３２が通常電極１３０，２３０に先行して接触するので、各半導体チップ１００，２００が静止する（図２参照）。本実施形態においては、検出用電極１３２，２３２の接触は、各ヘッドが相対的に移動しなくなり、各ヘッドにて検知される荷重が所定値を超えることにより検出される。図２に示すように、通常電極１３０，２３０については第１半導体チップ１００側と第２半導体チップ２００側で離隔した状態であり、検出用電極１３２，２３２以外の通常電極１３０，２３０に負荷が加わることはない。
【００２０】
また、荷重制御工程は、接触検出工程にて検出用電極１３２，２３２同士の接触が検出された後、融着材１２６を加熱するとともに、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００に互いに接近する方向へ予め設定された荷重を加える。尚、本実施形態においては、チップ近接工程から各ヘッドに定常的に一定の荷重が加えられており、荷重制御工程にて各ヘッドに加える荷重が変化するということはない。
【００２１】
この後、図３に示すように、各第１電極１２０及び各第２電極２２０の加熱により融着材１２６が溶融し、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が互いに接近可能な状態となる。溶融検知工程は、荷重制御工程の後、検出用電極１３２の融着材１２６が溶融して第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始したことを検知する。本実施形態においては、図３に示すように、検出用電極１３２の融着材１２６が溶融して軟化し、各ヘッドに加えられた荷重に融着材１２６が抗することができなくなり、各ヘッドが各検出用電極１３２，２３２の接触位置から一定量だけ移動したことを検出することにより、融着材１２６の溶融を検知する。
【００２２】
そして、溶融検知工程にて第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始した位置を基準として、通常電極１３０，２３０同士を接続する第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定される（接続位置決定工程）。本実施形態においては、検出用電極１３２，２３２の融着材１２６が溶融した各半導体チップ１００，２００の相対位置と、通常電極１３０，２３０を接続するのに最適な各半導体チップ１００，２００の相対位置と、の差が予め算出されている。そして、検出用電極１３２，２３２の融着材１２６が溶融した各半導体チップ１００，２００の相対位置からこの差を減じることにより、通常電極１３０，２３０を接続するのに最適な各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定される。
【００２３】
このようにして各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定された後、図４に示すように、この相対位置となるよう第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の位置を制御する（位置制御工程）。本実施形態においては、各ヘッドの相対移動を停止して、通常電極１３０，２３０及び検出用電極１３２，２３２の融着材１２６が凝固するまで、各半導体チップ１００，２００の各回路形成面１１０，２１０の間隔を保持する。通常電極１３０，２３０及び検出用電極１３２，２３２の融着材１２６が冷却して硬化すると、全ての電極について接続が完了する。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、各第１電極１２０及び各第２電極２２０を接続する融着材１２６を回路形成面１１０に突出形成したので、融着材１２６の形成方法として、例えば、電解めっき法や、はんだボール転写、はんだ印刷法等の多くの方法を用いることが可能となる。また、融着材１２６として用いたはんだは比較的塑性変形し易いので、Ｎｉ、Ｃｕ等により形成され硬度が比較的高いものに比して、接続後の各第１電極１２０及び各第２電極２２０に生ずる応力を緩和することができる。
【００２５】
また、検出用電極１３２，２３２同士を先行して接触させ、融着材１２６を加熱して溶融した後に通常電極１３０，２３０同士を接触させるようにしたので、通常電極１３０，２３０に加わる負荷を低減することができる。また、検出用電極１３２，２３２の接触状態に基づいて、通常電極１３０，２３０を接続する際の第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定されるので、通常電極１３０，２３０の接続位置を精度よく制御することができる。
【００２６】
また、接触状態検出工程にて、はんだが溶融した瞬間を原点位置として認識することにより、加熱による装置等の熱膨張の影響による誤差を小さくすることができる。
【００２７】
図５から図８は本発明の第２の実施形態を示すものであり、図５は接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図６は検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図７は各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図８は通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。第２の実施形態では、第２半導体チップの通常電極及び検出用電極に融着材が形成されている点が第１の実施形態と異なる。
【００２８】
図５に示すように、本実施形態においては、電極形成工程にて、第２半導体チップ２００の通常電極２３０及び検出用電極２３２には、バリアメタル層２２４の表面に例えばはんだ等からなる融着材（バンプ）２２６が形成される。第２半導体チップ２００においても、第１半導体チップ１００と同様に、検出用電極２３２の融着材２２６が、通常電極２３０の融着材２２６よりも回路形成面２１０から突出するよう構成される。尚、第１半導体チップ１００の構成は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２９】
本実施形態においても、図６に示すように、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００を、回路形成面１１０，２１０を対向させた状態で互いに接近させる（チップ接近工程）。そして、電極形成工程にて、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の各検出用電極１３２，２３２を通常電極１３０，２３０よりも回路形成面１１０，２１０からの突出量が大きくなるよう形成したので、第１半導体チップ１００と第２半導体チップ２００を回路形成面１１０，２１０が対向する状態で互いに接近させた際に、各通常電極１３０，２３０に先行して検出用電極１３２，２３２が接触する。このときの、各半導体チップ１００，２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出する（接触状態検出工程）。本実施形態においても、接触状態検出工程は、接触検出工程と、荷重制御工程と、溶融検知工程と、を含む。
【００３０】
そして、接触状態検出工程の溶融検知工程にて第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始した位置（図７参照）を基準として、通常電極１３０，２３０同士を接続する第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定される（接続位置決定工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定された後、図８に示すように、この相対位置となるよう第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の位置を制御する（位置制御工程）。
【００３１】
このように、本実施形態においては、第１の実施形態の作用効果に加え、第１電極１２０と第２電極２２０の両方に融着材１２６，２２６を形成したので、検出用電極１３２，２３２同士が接触してから、融着材１２６，２２６の溶融を検知するまでの各半導体チップ１００，２００の相対移動のストロークを大きく確保することができる。従って、融着材１２６，２２６の溶融検知に高い精度が要求されず、各ヘッドの駆動装置、荷重検知装置等の構成を簡単にすることができる。また、融着材１２６，２２６の溶融を的確に検知することができ、溶融の誤認識による各半導体チップ１００，２００の接続不良等が生じることはない。
【００３２】
図９から図１２までは本発明の第３の実施形態を示すものであり、図９は接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１０は検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１１は各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１２は通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。第３の実施形態においては、第２の実施形態と融着材の形状が異なっている。
【００３３】
図９に示すように、本実施形態においては、電極形成工程にて、第２半導体チップ２００の通常電極２３０及び検出用電極２３２には、バリアメタル層２２４の表面に例えばはんだ等からなる融着材２２６が平坦に形成される。
【００３４】
本実施形態においても、図１０に示すように、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００を、回路形成面１１０，２１０を対向させた状態で互いに接近させる（チップ接近工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出する（接触状態検出工程）。
【００３５】
次いで、接触状態検出工程にて第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始した位置（図１１参照）を基準として、通常電極１３０，２３０同士を接続する第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定される（接続位置決定工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定された後、図１２に示すように、この相対位置となるよう第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の位置を制御する（位置制御工程）。
【００３６】
本実施形態においても、融着材１２６，２２６の形成方法として多くの方法を用いることができるし、接続後の各第１電極１２０及び各第２電極２２０に生ずる応力を緩和することができる。また、通常電極１３０，２３０に加わる負荷を低減するとともに、通常電極１３０，２３０の接続位置を精度よく制御することができる。
【００３７】
図１３から図１６までは本発明の第４の実施形態を示すものであり、図１３は接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１４は検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１５は各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１６は通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。第４の実施形態においては、第２半導体チップの第２電極が金属ポストを有する点で第３の実施形態と異なっている。
【００３８】
図１３に示すように、本実施形態においては、電極形成工程にて、各第２電極２２０に回路形成面１１０，２１０から突出し融着材１２６，２２６よりも溶融温度の高い金属ポスト２４０を形成する。すなわち、第２半導体チップ２００の通常電極２３０及び検出用電極２３２では、パッド電極部２２２上に例えばＮｉ、Ｃｕ等からなる金属ポスト２４０が形成され、この金属ポスト２４０の表面にはんだ等からなる融着材２２６が形成されている。この融着材２２６は、金属ポスト２４０の表面に平坦に形成される。
【００３９】
本実施形態においても、図１４に示すように、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００を、回路形成面１１０，２１０を対向させた状態で互いに接近させる（チップ接近工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出する（接触状態検出工程）。
【００４０】
次いで、接触状態検出工程にて第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始した位置（図１５参照）を基準として、通常電極１３０，２３０同士を接続する第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定される（接続位置決定工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定された後、図１６に示すように、この相対位置となるよう第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の位置を制御する（位置制御工程）。
【００４１】
本実施形態においては、第３の実施形態の作用効果に加え、各第２電極２２０が金属ポスト２４０を有することにより、接続後の各半導体チップ１００，２００の回路形成面１１０，２１０間の距離を大きく確保することができる。これにより、各半導体チップ１００，２００の間にアンダーフィルを注入し易く、半導体装置３００を製造する際の後工程の作業性が良好となる。
【００４２】
図１７から図２０までは本発明の第５の実施形態を示すものであり、図１７は接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１８は検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図１９は各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図、図２０は通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。第５の実施形態においては、融着材が上側の第１半導体チップでなく下側の第２半導体チップに形成されている点が第１の実施形態と異なっている。
【００４３】
図１７に示すように、本実施形態においては、第１半導体チップ１００の回路形成面１１０における第１電極１２０は、回路形成面１１０に形成されているパッド電極部１２２と、パッド電極部１２２上に形成され例えばＮｉ等からなるバリアメタル層１２４と、を有する。本実施形態においては、第１電極１２０は、第１の実施形態のようにバンプが形成されているわけでなく、バリアメタル層１２４の表面にはんだの濡れ性を良くする為に例えばＡｕ等が形成された表面電極部１２８が形成されている。
【００４４】
一方、第２半導体チップ２００の回路形成面２１０における第２電極２２０は、回路形成面２１０に形成されているパッド電極部２２２と、パッド電極部２２２上に形成され例えばＮｉ等からなるバリアメタル層２２４と、バリアメタル層２２４上に形成されはんだを主成分とする融着材２２６と、を有する。融着材２２６は、一般的に「バンプ」と称され、図１７に示すように断面視にて略半球状を呈している。
【００４５】
本実施形態においても、図１８に示すように、第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００を、回路形成面１１０，２１０を対向させた状態で互いに接近させる（チップ接近工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の検出用電極１３２，２３２同士の接触状態を検出する（接触状態検出工程）。
【００４６】
次いで、接触状態検出工程にて第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００が接近を開始した位置（図１９参照）を基準として、通常電極１３０，２３０同士を接続する第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の相対位置が決定される（接続位置決定工程）。そして、各半導体チップ１００，２００の相対位置が決定された後、図２０に示すように、この相対位置となるよう第１半導体チップ１００及び第２半導体チップ２００の位置を制御する（位置制御工程）。
【００４７】
本実施形態においては、第１の実施形態の作用効果に加え、上側の第１半導体チップ１００に融着材がないので、上側の第１半導体チップ１００のヘッドを定常的に高温で加熱したままでも、第１半導体チップ１００をツールに受け渡した際にバンプが潰れることを防止することができる。従って、上側のヘッドの加熱・冷却時間を短縮することができ、ＣｏＣ接続時間の大幅な短縮が可能となる。
【００４８】
尚、前記各実施形態においては、融着材１２６，２２６としてはんだからなるものを示したが、他の材料からなるものであってもよい。融着材１２６，２２６がはんだ以外の材料であっても、加熱することで溶融するものであれば冷却後に生ずる応力を緩和することができる。
【００４９】
また、前記各実施形態においては、検出用電極１３２，２３２が溶融した位置を基準として通常電極１３０，２３０の接続位置を決定するものを示したが、検出用電極１３２，２３２が接触した位置を基準として通常電極１３０，２３０の接続位置を決定するようにしてもよいことは勿論である。
【００５０】
また、前記各実施形態においては、検出用電極１３２，２３２がダミーの電極であるものを示したが、各半導体チップ１００，２００を電気的に接続するものであってもよい。また、通常電極１３０，２３０と検出用電極１３２，２３２の配置等も任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態を示す接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態を示す検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態を示す各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示す通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示す接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態を示す検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態を示す各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態を示す通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態を示す接続前の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態を示す検出用電極が接触した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態を示す各電極の融着材が溶融した状態の第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態を示す通常電極の接続位置に位置決めされた第１半導体チップ及び第２半導体チップの模式断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００    半導体チップ
１１０    回路形成面
１２０    第１電極
１２２    パッド電極部
１２４    バリアメタル層
１２６    融着材
１２８    表面電極部
１３０    通常電極
１３２    検出用電極
２００    半導体チップ
２１０    回路形成面
２２０    第２電極
２２２    パッド電極部
２２４    バリアメタル層
２２６    融着材
２２８    表面電極部
２３０    通常電極
２３２    検出用電極
２４０    金属ポスト
３００    半導体装置
【図１】
2007194274.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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