(57)【要約】【課題】インクジェット法を用いて作製され、高密度化が可能で接続信頼性に優れる半導体回路構造体の提供。【解決手段】回路形成用基板と、半導体チップと、前記回路形成用基板上に直接乃至は絶縁層を介して設けられた回路導電体と、前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、前記半導体チップと前記回路形成用基板又は前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物層とを有する半導体回路構造体であって、前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している半導体回路構造体である。【選択図】図２２Ｃ
2013225656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成用基板と、
半導体チップと、
前記回路形成用基板上に直接乃至は絶縁層を介して設けられた回路導電体と、
前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、
前記半導体チップと前記回路形成用基板又は前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物
層と、を有する半導体回路構造体であって、
前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、
前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接し
ていることを特徴とする半導体回路構造体。
【請求項２】
回路形成用基板と、
半導体チップと、
前記回路形成用基板上に絶縁層を介して設けられた回路導電体と、
前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、
前記半導体チップと前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物層と、を有する半導体回路構造体であって、
前記絶縁層がエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層にエネルギーを付与して、前記絶縁層が低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されてなり、
前記バンプ電極の前記回路形成用基板側の先端が、前記絶縁層の高表面エネルギー領域に接しており、
前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された前記絶縁層の高表面エネルギー領域上に設けられた導電層を有し、
前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接していることを特徴とする半導体回路構造体。
【請求項３】
突出部の突出率が、導電層の平均厚みに対して２５％以上である請求項１から２のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項４】
バンプ電極が接する絶縁層の高表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さが、絶縁層の低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも低い請求項２から３のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項５】
導電層が、金属ナノ粒子の焼結体からなる請求項１から４のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項６】
半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層を有する請求項１から５のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項７】
半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層とを有する請求項１から６のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項８】
半導体チップ上に設けられた複数の電極Ｐａｄに対して、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離とが、いずれも等しくなるように第１の樹脂絶縁物層が形成される請求項１から７のいずれかに記載の半導体回路構造体。
【請求項９】
エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む絶縁層を回路形成用基板上に形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層にエネルギーを付与して、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する絶縁層の表面エネルギー分割工程と、
半導体チップ上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
前記バンプ電極が形成された半導体チップを、前記高表面エネルギー領域に前記バンプ電極が接するように第１の樹脂絶縁物を用いて固定する半導体チップ固定工程と、
前記絶縁層が形成された回路形成用基板上に半導体チップが設置される半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に、選択的にインクジェット法にて導電性材料含有インクを吐出し、前記半導体チップ設置領域の内側にあるバンプ電極と接するように高表面エネルギー領域上で前記導電性材料含有インクを流動させるインク吐出工程と、
前記導電性材料含有インクを固化することで導電層を形成する導電層形成工程と、
前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に樹脂絶縁物を注入し、固化して第２の樹脂絶縁物層を形成する樹脂絶縁物層形成工程と、を含むことを特徴とする半導体回路構造体の製造方法。
【請求項１０】
絶縁層の表面エネルギー分割工程が、絶縁層へのフォトマスクを介した紫外光照射により行われる請求項９に記載の半導体回路構造体の製造方法。
【請求項１１】
絶縁層の表面エネルギー分割工程が、絶縁層へのレーザー光照射により行われ、低表面エネルギー領域と、該低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも高さが低い高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割される請求項９に記載の半導体回路構造体の製造方法。
【請求項１２】
導電層形成工程において、導電性材料含有インクの固化乃至焼成がレーザー光照射による局所加熱方式で行われる請求項９から１１のいずれかに記載の半導体回路構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体回路構造体及び半導体回路構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ、半導体パッケージ等の電子部品を、回路基板上に実装してなる半導体回路構造体の実装方式としてワイヤボンディング方式、フリップチップ実装方式、表面実装方式等の既に実用化された方式以外に、印刷法を活用した方式が検討されている。
印刷法の一方式であるインクジェット法は、機能性材料を含有するインクを回路基板上の所定位置に必要量だけ非接触で供給する方法であり、オンデマンドなパターン形成が可能であること、材料の利用効率が高いこと、簡便な方法であること、真空装置等の高価で大掛かりな設備を必要としないことなどの特徴を有する。そのため、半導体回路構造体の製造コストの低減が期待できるので、開発が進められている。
例えば、特許文献１には、インクジェット法を回路基板の配線形成に適用した事例として、微細な導電層を備える積層構造体の製造方法が提案されている。
また、特許文献２には、インクジェット法を回路構造体の製造方法に適用した事例として、基板に搭載された電子部品の電極と前記基板の端子とを印刷配線で接続する電気回路組立体の製造方法が提案されている。
【０００３】
前記特許文献１の積層構造体の製造方法によれば、微細な配線を形成できる。しかし、インクジェット法で形成するために、一度の印刷で形成できる配線厚みは高々１μｍ程度に制限される。また、金属ナノ粒子などを用いて形成された配線は一般的にボイドが多く、膜強度や界面密着性が乏しい。そのため、このような配線に対して、既存の実装方式を用いて半導体チップを後から実装する場合には、様々な課題が生じる。例えば、ワイヤボンディング又は超音波加振を併用したフリップチップボンディング等の接合形成方式の実装を行う際には、配線が剥離したり、あるいは配線中にクラック等が発生してしまい、結果として接合を形成できない。また、異方導電性ペーストを用いた実装、異方導電性フィルムを用いた実装、又は非導電性ペーストを用いた実装等の圧接方式の実装でも同様の課題が生じる。
【０００４】
前記特許文献２の製造方法は、基板上に半導体チップを先にフェースアップでマウントした後、インクジェットで後から配線を形成する。そのため、先に述べた密着性やクラックの課題は軽減される。しかし、半導体チップ上、基板上、斜面上などの異なる被印刷面を跨るように配線を形成する必要があり、境界部で断線が発生してしまう。またこの場合、微細化も困難となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、インクジェット法を用いて作製され、高密度化が可能で接続信頼性に優れる半導体回路構造体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】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明の半導体回路構造体は、回路形成用基板と、半導体チップと、前記回路形成用基板上に直接乃至は絶縁層を介して設けられた回路導電体と、前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、前記半導体チップと前記回路形成用基板又は前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物層と、を有する半導体回路構造体であって、前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、インクジェット法を用いて作製され、高密度化が可能で接続信頼性に優れる半導体回路構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第２の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第３の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第４の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第５の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第６の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第７の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第８の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第９の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第１０の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第１１の半導体回路構造体の実施形態の一例を示す上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法におけるエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含んだ絶縁層を回路形成用基板上に形成する工程を示す上面図である
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における絶縁層にエネルギーを付与して低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する工程を示す上面図である
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における絶縁層にエネルギーを付与して低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する工程を示す他の上面図である
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における半導体チップ上にバンプ電極を形成する工程を示す上面図である
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における半導体チップを回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように固定する工程を示す上面図である
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における半導体チップを回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように固定する工程を示す別の上面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にて導電性材料含有インクを吐出し、前記半導体チップ設置領域の内側にあるバンプ電極と接するように回路形成用基板上の高表面エネルギー領域上で導電性材料含有インクを流動させる工程を示す上面図である
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における導電性材料含有インクを固化することで導電層を形成する工程を示す上面図である
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の半導体回路構造体の製造方法における半導体チップと回路形成用基板の隙間に樹脂絶縁物を注入し、固化する工程を示す上面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０ＡのＡ−Ａ’線での概略断面図である。
【図２１】図２１は、インクジェット装置の一例を示す概略図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、実施例１の半導体回路構造体を示す上面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、図２２ＡのＡ−Ａ’線における断面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、実施例１の回路形成用基板上の導電層のレイアウトを示す図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、半導体チップ上の配線層のレイアウトを示す図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、比較例１の半導体回路構造体を示す上面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａにおける高表面エネルギー領域の形状を示す上面図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図２４ＡのＡ−Ａ’線における断面図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、比較例１の回路形成用基板上の導電層のレイアウトを示す図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、半導体チップ上の配線層のレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（半導体回路構造体）
本発明の半導体回路構造体は、第１の形態では、回路形成用基板と、半導体チップと、  前記回路形成用基板上に直接乃至は絶縁層を介して設けられた回路導電体と、前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、前記半導体チップと前記回路形成用基板又は前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記第１の形態の半導体回路構造体においては、前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、
前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している。
【００１０】
本発明の半導体回路構造体は、第２の形態では、回路形成用基板と、半導体チップと、前記回路形成用基板上に絶縁層を介して設けられた回路導電体と、前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、前記半導体チップと前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物層と、を有し、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。前記第２の形態の半導体回路構造体においては、前記絶縁層がエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層にエネルギーを付与して前記絶縁層が低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割され、前記バンプ電極の前記回路形成用基板側の先端が、前記絶縁層の高表面エネルギー領域に接しており、前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された前記絶縁層の高表面エネルギー領域上に設けられた導電層を有し、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している。
【００１１】
前記第１の形態及び前記第２の形態の半導体回路構造体において、前記導電層の前記突出部と前記バンプ電極との当接は、前記当接部と前記バンプ電極とが何らかの態様で当接していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電層の突出部を有する開口にバンプ電極が挿入された態様、導電層の突出部がバンプ電極の側面に位置するように当接された態様などが挙げられる。
前記導電層の突出部の突出率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記導電層の平均厚みに対して２５％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。なお、前記突出率の上限値は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記導電層の突出部の突出率が前記導電層の平均厚みに対して２５％未満であると、作製した半導体回路構造体の接続信頼性が低下してしまうことがある。
ここで、前記導電層の平均厚みは、例えば、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて導電層を観察することにより測定することができる。
前記突出部の突出率は、例えば、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いてバンプ電極近傍の導電層を観察し、バンプ電極に接する導電層の最大厚みを突出量として求め、該突出量を前記導電層の平均厚みで割ることにより求めることができる。
【００１２】
＜回路形成用基板＞
前記回路形成用基板としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記材質としては基板材料が好適に挙げられ、前記形状としては平板状などが挙げられ、前記構造としては単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては用途等に応じて適宜選択することができる。
前記基板材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、プラスチック基板、紙基板、などが挙げられる。
前記ガラス基板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無アルカリガラス基板、シリカガラス基板、などが挙げられる。
前記プラスチック基板としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）、などが挙げられる。
【００１３】
前記回路形成用基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。前記回路形成用基板の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記回路形成用基板の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記回路形成用基板の半導体チップの載置面の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、正方形、長方形、円形、などが挙げられる。なお、前記回路形成用基板は、表面の清浄化及び密着性向上の点から、酸素プラズマ、ＵＶオゾン、ＵＶ照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
【００１４】
＜半導体チップ＞
前記半導体チップとしては、シリコンウエハ等の半導体ウエハから切り出された固片の半導体素子を用いることができ、その表面には電極開口部が形成されている。
前記半導体チップとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１５】
＜回路導電体＞
前記回路導電体は、第１の形態では、前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している。
前記回路導電体が、第２の形態では、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設され
た前記絶縁層の高表面エネルギー領域上に設けられた導電層を有し、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している。
【００１６】
前記回路導電体は、導電層単体、又は導電層と導電性材料を含有する回路層との積層体で構成されている。
【００１７】
−導電層−
前記導電層としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記導電層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、ＴＩ又はこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料、などが挙げられる。これらの中でも、低温で導電性を有する焼結体を形成可能で、焼結後には焼結前よりも溶融しにくいという点から、金属ナノ粒子が特に好ましい。
前記金属ナノ粒子としては、例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等の金属ナノ粒子；ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ、酸化アンチモンドープ酸化スズ等の酸化物ナノ粒子、などが挙げられる。
前記金属ナノ粒子の平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記金属ナノ粒子としては、特に制限はなく、適宜調製したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記導電層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット法などが挙げられる。
なお、前記導電層は、上述したように、前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接している。
【００１８】
−回路層−
前記回路層としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記回路層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、ＴＩ又はこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料、などが挙げられる。
前記回路層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる、例えば、インクジェット法、などが挙げられる。
【００１９】
＜＜絶縁層＞＞
前記回路形成用基板上に絶縁層を設ける場合には、前記絶縁層としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記材質としては、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタン等の有機材料、ＳｉＯ２等の無機材料、又は有機材料中に無機材料が分散した無機有機−無機ハイブリッド材料、などを用いることができる。
前記形状としては、例えば、平板状などが挙げられ、前記構造としては単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては用途等に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
前記絶縁層は、第２の形態では、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する材料を含有する。
前記濡れ性変化材料としては、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。このような高分子材料は、紫外線等のエネルギーの付与により、疎水性基の結合が切断されることで、低表面エネルギー（疎水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。したがって、所定のパターンを有するフォトマスクなどを用いて、紫外線を絶縁層上の一部に照射し、露光することで、絶縁層上の露光領域を高表面エネルギー領域に変化させ、高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とからなるパターンを形成することができる。即ち、前記絶縁層は、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割される。
【００２１】
前記絶縁層は、エネルギーを与えることによって、臨界表面張力が変化する材料からなる層であるため、前記絶縁層を構成する材料は、エネルギー付与の前後での臨界表面張力の変化量が大きいものが好ましい。このような材料の場合、絶縁層の一部分にエネルギーを付与し、高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とからなる臨界表面張力の異なるパターンを形成することにより、導電層の材料が、高表面エネルギー領域には付着しやすく、低表面エネルギー領域には付着しにくくなる。なお、本発明において、「高表面エネルギー」及び「低表面エネルギー」の語は、相対的な意味で用いられる。
【００２２】
なお、固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）については、以下に示すヤングの数式（１）が成立する。
γＳ＝γＳＬ＋γＬｃｏｓθ  ・・・  数式（１）
ただし、前記数式（１）中、γｓは固体の表面張力、γＳＬは固体と液体の界面張力、γＬは液体の表面張力である。
前記表面張力は、表面自由エネルギーと実質的に同義であり、同じ値となる。ｃｏｓθ＝１の時、θ＝０°となり、固体は完全に濡れる。この時のγＬの値はγｓ−γｓＬとなり、これをその固体の臨界表面張力γｃと呼ぶ。γｃは表面張力が判明している液体を用いて、液体の表面張力と接触角の関係をプロットし、θ＝０°（ｃｏｓθ＝１）となる表面張力を求めることにより容易に決定できる（Ｚｉｓｍａｎｎプロット）。臨界表面張力γｃの大きい固体表面は液体で濡れやすく、臨界表面張力γｃの小さい固体表面は液体で濡れにくい。なお、接触角θの測定は、公知の液滴法で行うことができる。
【００２３】
前記濡れ性変化材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。
前記側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、例えば、ポリイミド、（メタ）アクリルレート等の骨格を有する主鎖に直接或いは結合基を介して疎水性基を有する側鎖が結合しているもの、などが挙げられる。
前記疎水基としては、例えば、フッ素原子を含むフルオロアルキル基、フッ素元素を含まない炭化水素基を用いることができる。
前記側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、例えば、下記一般式（Ａ）又は下記一般式（Ｂ）で表される化合物などが挙げられる。
【００２４】
【化１】
2013225656.tif 000003
【００２５】
【化２】
2013225656.tif 000004
ただし、前記一般式（Ａ）及び（Ｂ）中、ｘ及びｙは、モル比を表す。
【００２６】
＜バンプ電極＞
前記バンプ電極としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記バンプ電極の材質としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、ＴＩ、又はこれらの化合物からなる金属原料を含む材料、などが挙げられる。
前記バンプ電極の形成方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メッキ、印刷、又はフォトリソグラフィーなどの手法を用いて、半導体チップ表面に形成された電極開口部に接するように設けられる。
【００２７】
＜樹脂絶縁物層＞
前記樹脂絶縁物層としては、その材質、形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記樹脂絶縁物層は、液状の樹脂絶縁物から形成される。前記液状の樹脂絶縁物とは、熱、紫外線等のエネルギー付与により硬化して前記樹脂絶縁物層を形成する材料であり、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタンなどからなる有機材料を含んだ接着剤などを用いることができる。前記接着剤の塗布性や硬化膜の形状を決めるためにＳｉＯ２等の無機材料を添加して粘度調整をしてもよく、又は有機溶媒などを添加して粘度調整してもよい。
【００２８】
前記樹脂絶縁物層は、少なくとも半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層を有することが好ましい。また、半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層とを有することがより好ましい。第１の樹脂絶縁物層と第２の樹脂絶縁物層を形成する絶縁物材料は同一材料であってもよいし、別材料であってもよい。第１の樹脂絶縁物層を形成する樹脂絶縁物はチップ固定のために設けられるため、少なくとも後工程の導電層の熱処理に耐え得る耐熱性を有することが好ましい。また第２の樹脂絶縁物層を形成する樹脂絶縁物は、接続部の保護のために設けられるため、硬化膜形成後の酸素又は水分の封止機能を有することが好ましい。
【００２９】
＜その他の部材＞
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護層、封止層、封止部材、などが挙げられる。
【００３０】
（半導体回路構造体の製造方法）
本発明の半導体回路構造体の製造方法は、絶縁層形成工程と、絶縁層の表面エネルギー分割工程と、バンプ電極形成工程と、半導体チップ固定工程と、インク吐出工程と、導電層形成工程と、樹脂絶縁物層形成工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００３１】
＜絶縁層形成工程＞
前記絶縁層形成工程は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む絶縁層を回路形成用基板上に形成する工程である。
【００３２】
前記熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する材料としては、例えば、濡れ性変化材料、などが挙げられる。
前記濡れ性変化材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記絶縁層と同様のものを用いることができる。
【００３３】
＜絶縁層の表面エネルギー分割工程＞
前記絶縁層の表面エネルギー分割工程は、前記絶縁層にエネルギーを付与して、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する工程である。前記絶縁層の表面エネルギー分割工程としては、以下の２つの方法が挙げられる。
【００３４】
（１）フォトマスクを用いて、紫外線を絶縁層上の一部へ露光する。紫外線を露光した部分の絶縁層は、疎水基の結合が切断され低表面エネルギー（疎水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。このため、絶縁層が低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割される。
（２）レーザー光を絶縁層上の一部へ照射することで高表面エネルギー領域を形成してもよい。この場合にはレーザー光の照射強度を高くするなどして絶縁層をアブレーションすることで、低表面エネルギー領域の高さよりも相対的に高さの低い位置に高表面エネルギー領域を形成することができる。
前記レーザー光源としては、例えば、気体レーザーであるエキシマレーザー、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー、又は半導体レーザーなどを利用できる。レーザー光は直接、あるいはマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経て、絶縁層に照射される。
【００３５】
＜バンプ電極形成工程＞
前記バンプ電極形成工程は、半導体チップ上にバンプ電極を形成する工程である。
前記バンプ電極は、メッキあるいは印刷あるいはフォトリソグラフィーなどのパターニング手段を用いて半導体チップ上の電極開口部にバンプ電極を形成するか、あるいはバンプボンダーを用いてスタッドバンプを形成する。前記バンプ電極の形状や高さは必要に応じて調整する。例えば、バンプ高さを稼ぎたい場合にはスタッドバンプを２段とすればよいし、またバンプ高さばらつきを減らしたい場合には、フリップチップボンダー等を用いて平行度のある面に対して加圧処理を行うことでバンプを潰して、レベリングすればよい。
【００３６】
＜半導体チップ固定工程＞
前記半導体チップ固定工程は、前記バンプ電極が形成された半導体チップを、前記高表面エネルギー領域に前記バンプ電極が接するように固定する工程である。
【００３７】
まず、回路形成用基板上の絶縁層の高表面エネルギー領域の所定箇所にディスペンサなどの手段を用いて液状の樹脂絶縁物を塗布する。目的に応じて、点状、線状、あるいはその他の塗布パターンとすることができる。
前記液状の樹脂絶縁物とは、熱、紫外線等のエネルギー付与により硬化して前記第１の樹脂絶縁物層を形成する材料であり、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタンなどからなる有機材料を含んだ接着剤などを用いることができる。接着剤の塗布性や硬化膜の形状を決めるためにＳｉＯ２等の無機材料を添加して粘度調整をしてもよく、又は有機溶媒などを添加して粘度調整してもよい。
ここで、予め、回路形成用基板上の絶縁層の高表面エネルギー領域が形成されているため、樹脂絶縁物は高表面エネルギー領域の所定領域にのみ付着し、低表面エネルギー領域や、低表面エネルギー領域により分割された他の高表面エネルギー領域には広がらない。これにより樹脂絶縁物の硬化後の形状が制御できる。第１の樹脂絶縁物層の形状は、半導体チップ上に設けられた複数の電極Ｐａｄに対して、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離とがいずれも等しくなることが好ましい。この場合、各電極Ｐａｄ周辺で発生する応力を均一化できるため、素子の接続信頼性が向上する。
更に、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上離れていることがより好ましい。後のインク吐出工程において、半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にて滴下された導電性材料含有インクを、半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域から半導体チップ設置領域の内側に向かって高表面エネルギー領域上で選択的に流動させる際に、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離が近すぎるとインク流動が妨げられることがある。これは樹脂絶縁物層が物理障壁となり周辺の気流等に影響を及ぼすことで、インク流動が阻害されるためである。
【００３８】
次に、樹脂絶縁物が塗布された回路形成用基板上に位置合わせをして、回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように半導体チップを加圧し、この状態で熱処理又は紫外線照射処理などによって樹脂絶縁物を硬化させて樹脂絶縁物を形成することで、半導体チップを回路形成用基板上に固定する。ここで、予め半導体チップ表面に樹脂絶縁物の設置領域を規定するように高表面エネルギー領域に対応した電極開口部を形成しておくことで、液状の樹脂絶縁物が濡れやすい領域が半導体チップ上の電極開口部と回路形成用基板上の高表面エネルギー領域に規定されるため、回路形成用基板に対して半導体チップを高精度に位置決めすることができる。
前記半導体チップの固定工程では、フリップチップボンダーあるいはダイボンダーなどを用いることができる。
半導体をチップ上に固定するための荷重は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バンプ１個当たり０．１ｇｆ〜１００ｇｆが好ましく、バンプ１個当たり１ｇｆ〜５０ｇｆがより好ましい。前記荷重が低すぎる場合には、バンプ形成後のバンプ高さばらつきの影響で回路形成用基板上にバンプを均一に接触させることができないことがある。一方、前記荷重が高すぎる場合には、回路形成用基板上に形成された絶縁層を変形させてしまい、接続信頼性が低下することがある。
【００３９】
＜インク吐出工程＞
前記インク吐出工程は、前記半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にて導電性材料含有インクを吐出し、前記半導体チップ設置領域の内側にあるバンプ電極と接するように高表面エネルギー領域上で前記導電性材料含有インクを流動させる工程である。
【００４０】
前記導電性材料含有インクの滴下方法としては、微小液滴を１滴ずつ精度よく滴下可能である点から、インクジェット法が好適である。
前記導電性材料含有インクとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩ又はこれらの合金；酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体などからなる金属原料を、微粒子や錯体などの形態で有機溶媒や水に分散あるいは溶解させたインク、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液、などが挙げられる。
【００４１】
前記インクジェット法で用いるために、前記導電性材料含有インクの表面張力は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｍＮ／ｍ〜５０ｍＮ／ｍが好ましい。
前記導電性材料含有インクの表面張力は、例えば、プレート法又は最大泡圧法により測定することができる。
【００４２】
前記導電性材料含有インクの粘度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２５℃で、２ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓが好ましい。前記粘度が、２ｍＰａ・ｓ未満であると、液滴の形状、速度、角度がノズル毎にばらつくことがあり、５０ｍＰａ・ｓを超えると、目詰まりが発生しやすくなることがある。
前記導電性材料含有インクの粘度は、例えば、回転粘度計などを用いて測定することができる。
【００４３】
＜導電層形成工程＞
前記導電層形成工程は、前記導電性材料含有インクを固化することで導電層を形成する工程である。
【００４４】
前記乾燥方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線、マイクロ波を利用した輻射伝熱方式、などが挙げられる。また、必ずしも大気中で行う必要はなく、窒素、アルゴン等の不活性ガス中、あるいは水素ガスを含む還元雰囲気中、又は必要に応じて減圧するなどの工夫を加えてもよい。更に、乾燥し、固化させた導電層に追加で熱処理等を加えてよい。特に、前記導電性材料含有インクとして金属ナノ粒子を含有するインクを用いた場合には、乾燥し、固化させただけでは十分な導電性を実現し難いため、金属ナノ粒子同士を融着させるための熱処理（焼成）等が必要になる。
前記熱処理方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線、マイクロ波、フラッシュランプを利用した輻射伝熱方式、などが挙げられる。またこれら以外にも、レーザー光源からのレーザー照射による局所加熱方式を利用することもできる。この場合、半導体チップ固定用に用いられる第１樹脂絶縁物が加熱されないため、余分な熱応力等が低減され、結果として素子の接続信頼性が向上する。
前記レーザー光源としては、例えば、気体レーザーであるエキシマレーザー、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー、又は半導体レーザーなどを利用できる。レーザー光は直接、あるいはマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経て、導電層に照射される。
アニール処理の場合、ライン状で強度分布が均一なビームを熱源として走査する方法が採られる。ライン状のレーザビーム形状を形成するためには、ビーム整形光学系には、シリンドリカルレンズ、ロッドレンズ、ラインビームホモジナイザ、導光板などの光学部品を用いることができる。
【００４５】
＜第２の樹脂絶縁物層形成工程＞
前記第２の樹脂絶縁物層形成工程は、前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に樹脂絶縁物を注入し、固化して樹脂絶縁物層を形成する工程である。
【００４６】
回路形成用基板上の絶縁層の高表面エネルギー領域の所定箇所にディスペンサ等の手段を用いて液状の樹脂絶縁物を塗布する。回路形成用基板上には、予め半導体チップ設置領域の外形に沿うように高表面エネルギー領域を形成されているため、この高表面エネルギー領域に選択的に樹脂絶縁物を供給することで、半導体チップと回路形成用基板の隙間に樹脂絶縁物を注入させることが可能である。
【００４７】
次に、熱処理又は紫外線照射処理などによって樹脂絶縁物を硬化させて樹脂絶縁物層を形成する。前記液状の樹脂絶縁物は、熱、紫外線などのエネルギー付与により硬化して樹脂絶縁物を形成する材料であり、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタンなどからなる有機材料を含んだ接着剤などを用いることができる。ただし、ここで用いる樹脂絶縁物は硬化膜形成後の酸素又は水分の封止機能を有する必要がある。そのため、例えば、前記半導体チップ固定工程と同様の材料を用いてもよいし、また別材料を用いてもよい。
【００４８】
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、制御工程、洗浄工程、などが挙げられる。
【００４９】
ここで、本発明の半導体回路構造体の実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１の半導体回路構造体の実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本発明の第１の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に回路層１８及び導電層１２からなる回路導電体１９と、半導体チップ１３と回路導電体１９とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と回路形成用基板１１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
図１Ｂに示すように、バンプ電極２５は、その先端が回路形成用基板１１に接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、及び前記バンプ電極２５については、上述した材料の中から適宜選択して用いることができる。
【００５０】
＜第２の半導体回路構造体の実施形態＞
図２Ａは、本発明の第２の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の第２の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に回路層１８及び導電層１２からなる回路導電体１９と、半導体チップ１３と回路導電体１９とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と回路形成用基板１１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
図２Ｂに示すように、バンプ電極２５は、回路形成用基板１１側の先端が回路導電体１９の回路層１８に接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、上述した材料の中から適宜選択して用いることができる。
【００５１】
＜第３の半導体回路構造体の実施形態＞
図３Ａは、本発明の第３の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図３Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図３Ｃは、図３ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、本発明の第３の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
【００５２】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図３Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２に接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００５３】
＜第４の半導体回路構造体の実施形態＞
図４Ａは、本発明の第４の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図４Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図４Ｃは、図４ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、本発明の第４の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
【００５４】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図４Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２中に埋め込まれている。これにより、更に接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成される。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００５５】
＜第５の半導体回路構造体の実施形態＞
図５Ａは、本発明の第５の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図５Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図５Ｃは、図５ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、本発明の第５の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
【００５６】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図５Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２に接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
図５Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、高表面エネルギー領域２２に接する部分の回路形成用基板からの高さが、低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも低く形成されている。これにより、バンプ電極２５と導電層１２の接触面積が増えるため、導電層により接続信頼性に優れる回路構造体が形成される。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００５７】
＜第６の半導体回路構造体の実施形態＞
図６Ａは、本発明の第６の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図６Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図６Ｃは、図６ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、本発明の第６の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
【００５８】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図６Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２中に埋め込まれている。これにより、更に接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成される。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
図６Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端部が、高表面エネルギー領域２２に接する部分の回路形成用基板からの高さが、低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも低く形成されている。これにより、バンプ電極２５と導電層１２の接触面積が増えるため、導電層により接続信頼性に優れる回路構造体が形成される。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００５９】
＜第７の半導体回路構造体の実施形態＞
図７Ａは、本発明の第７の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図７Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図７Ｃは、図７ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、本発明の第７の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に設けられた樹脂絶縁物層２８とを有している。
【００６０】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図７Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２中に埋め込まれている。これにより、更に接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成される。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
図７Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端部が、高表面エネルギー領域２２に接する部分の回路形成用基板からの高さが、低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも低く形成されている。これにより、バンプ電極２５と導電層１２の接触面積が増えるため、導電層により接続信頼性に優れる回路構造体が形成される。
また、図７Ｂに示すように、半導体チップ設置領域の内側における導電層の幅が、半導体チップ設置領域の外側における導電層の幅よりも狭くすることができる（図５Ｂ及び図６Ｂと比べて）。この場合、半導体チップ設置領域の内側において、隣接回路導電体の間でのショートが起こりにくくなる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００６１】
＜第８の半導体回路構造体の実施形態＞
図８Ａは、本発明の第８の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図８Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図８Ｃは、図８ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図８Ａ〜図８Ｃを参照すると、本発明の第８の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に、第１の樹脂絶縁物層４４と、第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。
【００６２】
図８Ｃに示すように、半導体チップ１３と回路形成用基板１１との間に設けられた樹脂絶縁物層が少なくとも２種類の樹脂絶縁物材料で構成され、半導体チップ設置領域の内側のみに設けられた第１の樹脂絶縁物層４４と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。この場合、内側の第１の樹脂絶縁物層４４で半導体チップ１３と回路形成用基板１１との接着性を発現し、外側の第２の樹脂絶縁物層２９で封止機能を発現することで、より信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
【００６３】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂと高表面エネルギー領域２２ａ、２２ｂとからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図８Ｂに示すように、半導体チップ設置領域２４の外形に沿うように高表面エネルギー領域２２ａを形成することが好ましい。この場合、半導体チップ設置領域２４の形状が制御しやすいため、より信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
また、図８Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２ｂに接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００６４】
＜第９の半導体回路構造体の実施形態＞
図９Ａは、本発明の第９の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図９Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図９Ｃは、図９ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図９Ａ〜図９Ｃを参照すると、本発明の第９の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に、第１の樹脂絶縁物層４４と、第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。
【００６５】
図９Ｃに示すように、半導体チップ１３と回路形成用基板１１との間に設けられた樹脂絶縁物層が少なくとも２種類の樹脂絶縁物材料で構成され、半導体チップ設置領域の内側のみに設けられた第１の樹脂絶縁物層４４と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。この場合、内側の第１の樹脂絶縁物層４４で半導体チップ１３と回路形成用基板１１との接着性を発現し、外側の第２の樹脂絶縁物層２９で封止機能を発現することで、より信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
【００６６】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃと高表面エネルギー領域２２ａ、２２ｂ、２２ｃとからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図９Ｂに示すように、半導体チップ設置領域２４の内側に第１の樹脂絶縁物層４４の設置領域を規定するように高表面エネルギー領域２２ａを形成することが好ましい。この場合、第１の樹脂絶縁物層４４の形状及び半導体チップ設置領域２４が制御しやすいため、より半導体チップの設置位置の再現性に優れ、かつ信頼性に優れる半導体回路構造体が形成される。
また、図９Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２ｃに接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００６７】
＜第１０の半導体回路構造体の実施形態＞
図１０Ａは、本発明の第１０の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図１０Ｂは、高表面エネルギー領域の形状を示す上面図、図１０Ｃは、図１０ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
図１０Ａ〜図１０Ｃを参照すると、本発明の第１０の半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１と、半導体チップ１３と、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を介して設けられた回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３と導電層１２とを電気的に接続するバンプ電極２５と、半導体チップ１３と前記絶縁層２１との間に、第１の樹脂絶縁物層４４と、第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。
【００６８】
図１０Ｃに示すように、半導体チップ１３と回路形成用基板１１との間に設けられた樹脂絶縁物層が少なくとも２種類の樹脂絶縁物材料で構成され、半導体チップ設置領域の内側のみに設けられた第１の樹脂絶縁物層４４と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層２９とを有している。この場合、内側の第１の樹脂絶縁物層４４で半導体チップ１３と回路形成用基板１１との接着性を発現し、外側の第２の樹脂絶縁物層２９で封止機能を発現することで、より信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
【００６９】
絶縁層２１は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層２１にエネルギーを付与することにより、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように前記絶縁層２１が低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂ、２３ｃと高表面エネルギー領域２２ａ、２２ｂ、２２ｃとからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されている。
図１０Ｂに示すように、半導体チップ設置領域２４の内側に第１の樹脂絶縁物層４４の設置領域を規定するように高表面エネルギー領域２２ａを形成するとともに、半導体チップ１３表面にも第１の樹脂絶縁物層４４の設置領域を規定するように電極開口部を形成することが好ましい。この場合、第１の樹脂絶縁物層４４の形状及び半導体チップ設置領域２４が制御しやすいため、より半導体チップの設置位置再現性に優れ、かつ信頼性に優れる半導体回路構造体が形成される。
【００７０】
また、図１０Ｃに示すように、バンプ電極２５の回路形成用基板１１側の先端が、絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２ｃに接している。
回路導電体１９は、半導体チップ設置領域２４の内側から外側に延設された絶縁層２１の高表面エネルギー領域２２上に設けられた導電層１２を有している。
回路導電体１９における導電層１２は、厚み方向に突出した突出部１２ａを有しており、前記突出部１２ａが前記バンプ電極２５と当接している。このような突出部１２ａを有する導電層により、接続信頼性に優れる半導体回路構造体が形成できる。
ここで、前記回路形成用基板１１、前記半導体チップ１３、前記回路導電体１９、前記導電層１２、前記バンプ電極２５、及び前記樹脂絶縁物層２８については、前記第２の半導体回路構造体の実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００７１】
＜第１１の半導体回路構造体の実施形態＞
図１１Ａは、本発明の第１１の半導体回路構造体の実施形態を示す上面図、図１１Ｂは、図１１ＡのＡ−Ａ’線での断面図である。
この図１１の第１１の半導体回路構造体は、図３Ａ〜図３Ｃに示す第３の半導体回路構造体を２つ接続してなるマルチチップモジュールである。それ以外は、図３Ａ〜図３Ｃに示す第３の半導体回路構造体の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
次に、本発明の半導体回路構造体の製造方法について図面を参照して説明する。
ここで、図１２Ａ〜図２０Ｂは、本発明の半導体回路構造体の製造方法を示す図である。
本発明の半導体回路構造体の製造方法は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む絶縁層を回路形成用基板上に形成する絶縁層形成工程（図１２Ａ及び図１２Ｂ参照）と、
前記絶縁層にエネルギーを付与して、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する絶縁層の表面エネルギー分割工程（図１３Ａ及び図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂ参照）と、
半導体チップ上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程（図１５Ａ及び図１５Ｂ参照）と、
前記半導体チップを回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように固定する半導体チップ固定工程（図１６Ａ及び図１６Ｂ、図１７Ａ及び図１７Ｂ参照）と、
前記絶縁層が形成された回路形成用基板上に半導体チップが設置される半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に、選択的にインクジェット法にて導電性材料含有インクを吐出し、前記半導体チップ設置領域の内側にあるバンプ電極と接するように高表面エネルギー領域上で前記導電性材料含有インクを流動させるインク吐出工程（図１８Ａ及び図１８Ｂ参照）と、
前記導電性材料含有インクを固化することで導電層を形成する導電層形成工程（図１９Ａ及び図１９Ｂ参照）と、
前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に樹脂絶縁物を注入し、固化して樹脂絶縁物層を形成する樹脂絶縁物層形成工程（図２０Ａ及び図２０Ｂ参照）とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００７３】
＜絶縁層形成工程＞
図１２Ａ及び図１２Ｂに示す絶縁層形成工程では、前記濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法等により塗布し、乾燥させて、回路形成用基板１１上に絶縁層２１を形成する。
ここで、前記濡れ性変化材料として、例えば、側鎖に疎水基を有する構造の高分子材料を用いた場合、絶縁層２１表面には低表面エネルギー領域が形成される。
【００７４】
＜絶縁層の表面エネルギー分割工程＞
図１３Ａ及び図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す絶縁層の表面エネルギー分割工程では、絶縁層２１にエネルギーを付与して低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する。
例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂでは、フォトマスク４１を用いて、紫外線４２を絶縁層２１上の一部へ露光する。紫外線を露光した部分の絶縁層２１は、疎水基の結合が切断され低表面エネルギー（疎水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。このため、絶縁層２１が低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割される。
また、例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂのように、レーザー光４３を絶縁層２１上の一部へ照射することで高表面エネルギー領域を形成してもよい。この場合、レーザー光の照射強度を高くするなどして絶縁層２１をアブレーションすることで、低表面エネルギー領域の高さよりも相対的に高さの低い位置に高表面エネルギー領域を形成することができる。
前記レーザー光源としては、例えば、気体レーザーであるエキシマレーザー、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー、又は半導体レーザーなどを利用できる。レーザー光は直接、あるいはマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経て、絶縁層に照射される。
【００７５】
＜バンプ電極形成工程＞
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すバンプ電極形成工程では、メッキ、印刷、フォトリソグラフィー等のパターニング手段を用いて半導体チップ１３上の電極開口部にバンプ電極２５を形成するか、あるいはバンプボンダーを用いてスタッドバンプを形成する。前記バンプ電極の形状や高さは必要に応じて調整する。例えばバンプ高さを稼ぎたい場合にはスタッドバンプを２段とすればよいし、またバンプ高さばらつきを減らしたい場合には、フリップチップボンダー等を用いて平行度のある面に対して加圧処理を行うことでバンプを潰して、レベリングすればよい。
【００７６】
＜半導体チップ固定工程＞
図１６Ａ及び図１６Ｂ、並びに図１７Ａ及び図１７Ｂに示す半導体チップ固定工程では、半導体チップを回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように固定する。
まず、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、回路形成用基板１１上の絶縁層２１の高表面エネルギー領域の所定箇所にディスペンサ等の手段を用いて液状の樹脂絶縁物を塗布する。
前記液状の樹脂絶縁物とは、熱、紫外線などのエネルギー付与により硬化して前述の樹脂絶縁物を形成する材料であり、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタンなどからなる有機材料を含んだ接着剤などを用いることができる。接着剤の塗布性や硬化膜の形状を決めるためにＳｉＯ２等の無機材料を添加して粘度調整をしてもよく、又は有機溶媒などを添加して粘度調整してもよい。
ここで、予め、回路形成用基板１１上の絶縁層２１には高表面エネルギー領域が形成されているため、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように樹脂絶縁物は高表面エネルギー領域の所定領域にのみ付着し、低表面エネルギー領域や、低表面エネルギー領域により分割された他の高表面エネルギー領域には広がらない。これにより樹脂絶縁物の硬化後の形状が制御できる。
第１の樹脂絶縁物層の形状は、半導体チップ上に設けられた複数の電極Ｐａｄに対して、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離とがどれも等しくなることが好ましい。この場合、各電極Ｐａｄ周辺で発生する応力を均一化できるため、素子の接続信頼性が向上する。
更に、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上離れていることがより好ましい。後のインク吐出工程において、半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にて滴下された導電性材料含有インクを、半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域から半導体チップ設置領域の内側に向かって高表面エネルギー領域上で選択的に流動させる際に、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離が近すぎるとインク流動が妨げられることがある。これは樹脂絶縁物層が物理障壁となり周辺の気流等に影響を及ぼすことで、インク流動が阻害されるためである。
【００７７】
次に、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、樹脂絶縁物が塗布された回路形成用基板１１上に位置合わせをして、回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極２５が接するように半導体チップ１３を加圧４５し、この状態で熱処理又は紫外線照射処理などによって樹脂絶縁物を硬化させて樹脂絶縁物層を形成することで、半導体チップ１３を回路形成用基板１１上に固定する。ここで、予め半導体チップ表面に樹脂絶縁物の設置領域を規定するように高表面エネルギー領域に対応した電極開口部を形成しておくことで、液状樹脂絶縁物が濡れやすい領域が半導体チップ１３上の電極開口部と回路形成用基板上の高表面エネルギー領域に規定されるため、回路形成用基板１１に対して半導体チップ１３を高精度に位置決めすることができる。
半導体チップの固定工程では、フリップチップボンダー又はダイボンダーなどを用いることができる。
半導体をチップ上に固定するための荷重は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バンプ１個当たり０．１ｇｆ〜１００ｇｆが好ましく、バンプ１個当たり１ｇｆ〜５０ｇｆがより好ましい。前記荷重が低すぎる場合には、バンプ形成後のバンプ高さばらつきの影響で回路形成用基板上にバンプを均一に接触させることができないことがある。一方、前記荷重が高すぎる場合には、回路形成用基板上に形成された絶縁層を変形させてしまい、接続信頼性が低下することがある。
【００７８】
＜インク吐出工程＞
図１８Ａ及び図１８Ｂに示すインク吐出工程では、前記半導体チップ設置領域２４の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にてインクジェットヘッドの液滴吐出ノズル４６から導電性材料含有インク４７を吐出し、前記半導体チップ設置領域２４の内側にあるバンプ電極２５と接するように回路形成用基板１１上の高表面エネルギー領域２２ｃ上で導電性材料含有インク４７を流動させる。
前記導電性材料含有インクの滴下手段としては、微小液滴を１滴ずつ精度よく滴下可能である点からインクジェット法が好適である。
前記導電性材料含有インクとしては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩ又はこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体などからなる金属原料を、微粒子や錯体などの形態で有機溶媒や水に分散あるいは溶解させたインクや、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液、などが挙げられる。
前記インクジェット法で用いるために、インクの表面張力は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下が好ましい。インクの粘度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２５℃で、２ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
【００７９】
ここで、図２１は、インクジェット装置の構造の一例を示す概略図である。このインクジェット装置１００は、定盤１０１と、ステージ１０２と、液滴吐出ヘッド１０３と、液滴吐出ヘッド１０３に接続されたＸ軸方向移動機構１０４と、ステージ１０２に接続されたＹ軸方向移動機構１０５と、制御装置１０６とを備えている。
【００８０】
ステージ１０２は、基板２０を支持する目的で備えられており、基板２０を吸着する吸着機構（図示せず）等の固定機構を備えている。また、基板２０上に滴下されたインクを乾燥させるための熱処理機構を備えてよい。液滴吐出ヘッド１０３は、複数の吐出ノズルを備えたヘッドであり、複数の吐出ノズルが液滴吐出ヘッド１０３の下面に、Ｘ軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。この吐出ノズルからステージ１０２に支持されている基板２０に対してインクが吐出される。
【００８１】
液滴吐出ヘッド１０３の液滴吐出機構には、例えば、ピエゾ方式を用いることができ、この場合、液滴吐出ヘッド１０３内のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出する。Ｘ軸方向移動機構１０４はＸ軸方向駆動軸１０７、及びＸ軸方向駆動モータ１０８で構成される。Ｘ軸方向駆動モータ１０８はステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸駆動軸１０７を動作させ、液滴吐出ヘッド１０３がＸ軸方向に移動する。Ｙ軸方向移動機構１０５はＹ軸方向駆動軸１０９及びＹ軸方向駆動モータ１１０で構成される。
制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されるとステージ１０２がＹ軸方向に移動する。制御装置１０６は液滴吐出ヘッド１０３に吐出制御用の信号を供給する。またＸ軸方向駆動モータ１０８にＸ軸方向の駆動信号を、またＹ軸方向駆動モータ１１０にＹ軸方向の駆動信号をそれぞれ供給する。なお、制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３、Ｘ軸方向駆動モータ１０８、Ｙ軸方向駆動モータ１１０とそれぞれつながっているが、その配線は図示していない。インクジェット装置１００は、液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２とを相対的に走査させながらステージ１０２上に固定された基板２０に対してインクの液滴を吐出する。
なお、液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４の間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作する回転機構を備え付けてもよい。回転機構を動作させて液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２との相対角度を変化させることで、吐出ノズル間ピッチを調節できる。また液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４の間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作するＺ軸方向移動機構を備え付けてもよい。Ｚ軸方向に液滴吐出ヘッド１０３を移動させることで、基板２０とノズル面との距離を任意に調節可能である。また、ステージ１０２とＹ軸方向移動機構１０５の間には、Ｙ軸方向移動機構１０５と独立動作する回転機構を備え付けてもよい。回転機構を動作させることで、ステージ１０２上に固定された基板２０を任意の角度に回転させた状態で、基板２０に対して液滴を吐出できる。
【００８２】
半導体チップ設置領域２４の外側に設けられた高表面エネルギー領域に選択的にインクジェット法にて滴下された導電性材料含有インクは、例えば、滴下量を増やしていくにつれて、半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域から半導体チップ設置領域の内側に向かって高表面エネルギー領域上で選択的に流動させることができる。更に半導体チップ上のバンプ電極にインクが到達した際に、バンプ電極に対してインクが濡れやすい場合には、バンプ電極の側面にインクが濡れ広がり、該インクを固化することで、導電層が形成される。その際、導電層には厚み方向に突出した突出部が形成される。バンプ電極の金属又は金属酸化物に対してインクが濡れやすくするためには、インクジェット用に表面張力が調整された極性溶媒系インク、あるいは無極性溶媒系インクなどを用いるのが好適である。
【００８３】
＜導電層形成工程＞
図１９Ａ及び図１９Ｂに示す導電層形成工程では、導電性材料含有インクを乾燥し、固化させて導電層１２を形成する。
前記乾燥方法としては、例えば、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線、マイクロ波を利用した輻射伝熱方式を用いることができる。また、必ずしも大気中で行う必要はなく、窒素、アルゴン等の不活性ガス中、あるいは水素ガスを含む還元雰囲気中、又は必要に応じて減圧するなどの工夫を加えてもよい。更に、乾燥し、固化させた導電層に追加で熱処理等を加えてよい。特に、導電性材料含有インクとして上述の金属ナノ粒子を含有するインクを用いた場合には、乾燥し、固化させただけでは十分な導電性を実現し難いため、金属ナノ粒子同士を融着させるための熱処理等が必要になる。
前記熱処理方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線、マイクロ波、フラッシュランプを利用した輻射伝熱方式、などが挙げられる。またそれ以外に、レーザー光源を用いた局所加熱方式を利用することもできる。この場合、半導体チップ固定用に用いられる第１樹脂絶縁物が加熱されないため、余分な熱応力等が低減され、結果として素子の接続信頼性が向上する。
前記レーザー光源としては、例えば、気体レーザーであるエキシマレーザー、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー、又は半導体レーザーなどを利用できる。レーザー光は直接、あるいはマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経て、導電層に照射される。アニール処理の場合、ライン状で強度分布が均一なビームを熱源として走査する方法が採られる。ライン状のレーザビーム形状を形成するためには、ビーム整形光学系には、シリンドリカルレンズ、ロッドレンズ、ラインビームホモジナイザ、導光板などの光学部品を用いることができる。
【００８４】
＜第２の樹脂絶縁物層形成工程＞
図２０Ａ及び図２０Ｂに示す第２の樹脂絶縁物層形成工程では、半導体チップ１３と回路形成用基板１１の隙間に第２の樹脂絶縁物を注入し、固化する。ここでは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示した半導体チップ固定工程と同様に、回路形成用基板上の絶縁層の高表面エネルギー領域の所定箇所にディスペンサ等の手段を用いて液状の樹脂絶縁物を塗布する。回路形成用基板上には予め半導体チップ設置領域２４の外形に沿うように高表面エネルギー領域が形成されているため、この高表面エネルギー領域に選択的に樹脂絶縁物を供給することで、半導体チップ１３と回路形成用基板１１の隙間に第２の樹脂絶縁物を注入させることが可能である。
【００８５】
次に、熱処理又は紫外線照射処理などによって樹脂絶縁物を硬化させて第２の樹脂絶縁物層２９を形成する。前記液状の樹脂絶縁物は、熱、紫外線などのエネルギー付与により硬化して樹脂絶縁物を形成する材料であり、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド、ポリエステル、シリコーン、アクリル、ポリウレタンなどからなる有機材料を含んだ接着剤などを用いることができる。ただし、前記第２の樹脂絶縁物は硬化膜形成後の酸素あるいは水分の封止機能を有する必要がある。そのため、例えば、図１６Ａ及び図１６Ｂで示した半導体チップ固定工程と同様の材料を用いてもよいし、また別材料を用いてもよい。
このように、図１２Ａ〜図２０Ｂに示す工程により、本発明の半導体回路構造体が製造される。
【００８６】
本発明によれば、インクジェット法を用いて高精細な半導体回路構造体が作製可能であり、また接続信頼性にも優れる新規の半導体回路構造体を提供することができる。更に低加重の加圧機構と加熱機構の簡素な装置機構を用いた、前記半導体回路構造体を作製するための半導体回路構造体の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００８８】
（実施例１）
実施例１は、図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する実施例である。
図２２Ａは、半導体回路構造体１０の上面図、図２２Ｂは、絶縁層の高表面エネルギー領域２２ａの形状、及び図２２Ｃは、図２２ＡのＡ−Ａ’線における概略断面図をそれぞれ示している。
図２３Ａは、回路形成用基板１１上の回路導電体としての導電層１２のレイアウト、図２３Ｂは、半導体チップ１３上の配線層２６のレイアウトをそれぞれ示している。
まず、図２２Ｃに示すように、本実施例における半導体回路構造体１０は、回路形成用基板１１上に形成された回路導電体としての導電層１２と、半導体チップ１３上に形成された配線層２６がバンプ電極２５を介して電気的に接続したデイジーチェーンパターンとなっており、導電層１２からなる電極端子Ａ（３１）と電極端子Ｂ（３２）とにより電気計測ができるような構成となっている（図２３Ａ）。
【００８９】
次に、この半導体回路構造体の作製方法について説明する。
まず、回路形成用基板１１として、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍの厚み０．７ｍｍのガラス基板（ＯＡ−１０Ｇ、日本電気硝子社製）を用い、濡れ性変化材料を含有するＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液を、前記ガラス基板上にスピンコート塗布した。前記濡れ性変化材料としては、下記一般式（Ａ）で表されるポリイミドを１０質量％含むＮＭＰ溶液を用いた。
次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、２００℃のオーブンで熱処理を加えて、回路形成用基板１１上に厚み２，０００ｎｍの絶縁層２１を形成した。
【００９０】
【化３】
2013225656.tif 000005
ただし、前記一般式（Ａ）中、ｘ及びｙは、モル比を表し、ｘは５０モル％、ｙは５０モル％である。
【００９１】
続いて、所定の開口パターンを有するフォトマスクを作製し、このフォトマスクを介して、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を照射し、絶縁層２１の一部を露光し、絶縁層２１上に高表面エネルギー領域２２ａ、２２ｂと低表面エネルギー領域２３ａ、２３ｂとからなる表面エネルギーの異なるパターンを形成した。ここでは、半導体チップ設置領域２４の内側でバンプ電極２５と接する箇所の高表面エネルギー領域２２ｂの幅を１００μｍとした（図２２Ｂ参照）。
【００９２】
続いて、線径２５μｍのＡｕ線とバンプボンダーを用いて、半導体チップ１３の電極開口部にＡｕスタッドバンプを形成し、更にフリップチップボンダーを用いてレベリング処理を施すことで、平均高さ５０μｍ、先端径１０μｍ、のＡｕスタッドバンプ（バンプ電極）２５を形成した。
半導体チップ１３上には線幅４０μｍのＡｌ配線２６とそれに接続するＡｌ電極パッド２７が予め設けてあり、Ａｌ電極パッド２７の開口部以外はその上部にパッシベーション膜（Ｓｉ３Ｎ４）が形成されている。
ここで、半導体チップ１３の大きさは、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み２００μｍであり、この半導体チップ１３上に１００本のＡｌ配線２６が形成され、Ａｌ電極パッド２７数は２００個である。Ａｌ電極パッド２７の開口部の大きさは、縦９０μｍ×横９０μｍであり、Ａｌ電極パッド２７は半導体チップ１３のチップ端から０．５ｍｍの所に形成されている。
【００９３】
続いて、１液タイプの熱硬化型エポキシ系接着剤（ＡＨ８４５５−０３、ナミックス株式会社製）を回路形成用基板１１上の半導体チップ設置領域２４の内側に設けられた高表面エネルギー領域２２ａにディスペンサにより所定量線状に塗布し、フリップチップボンダーを用いて回路形成用基板１１上の高表面エネルギー領域２２ｂにバンプ電極２５が接するように半導体チップ１３を位置合わせした後、半導体チップ１３を加圧した。この状態において、１２０℃で１分間の熱処理を加えて前記１液タイプの熱硬化型エポキシ系接着剤を硬化して、半導体チップ１３を回路形成用基板１１上に固定した（第１の樹脂絶縁物層４４の形成）。なお、加圧の際に、半導体チップ１３には１バンプあたりの加重が５ｇｆとなるように加重をかけた。ここで、半導体チップ上に設けられた複数の電極Ｐａｄに対して、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離がいずれも、およそ１．０ｍｍと等しくなるように第１の樹脂絶縁物層を設けている。
【００９４】
続いて、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクをインクジェット法で半導体チップ設置領域２４の外側に設けられた高表面エネルギー領域２２ｂに選択的に滴下した。
この親水性インクの表面張力は３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓであり、液滴法を用いて測定した親水性インクの高表面エネルギー領域に対する接触角は５°以下、また低表面エネルギー領域に対する接触角は５０°であった。
親水性インクの滴下には、ピエゾ方式のインクジェットへッドを有するインクジェット装置を用い、駆動電圧を調整することで、前記インクジェットヘッドの液滴吐出ノズルから吐出される親水性インクの平均体積を約８ｐＬ（飛翔時の直径は約２５μｍ）として親水性インクの滴下を行った。この際、回路形成用基板１１と液滴吐出ノズルの間隔を１．０ｍｍとし、半導体チップ１３に液滴吐出ノズルがぶつからないように調整した。
【００９５】
続いて、親水性インクを８０℃のオーブンで乾燥し、固化させて、その後１２０℃で３０分間の熱処理により焼成し、高表面エネルギー領域２２ｂに平均厚み０．５μｍの導電層を形成した（図２３Ａ参照）。
【００９６】
続いて、１液タイプの熱硬化型エポキシ系接着剤（ＡＨ８４５５−０３、ナミックス株式会社製）を回路形成用基板１１上の半導体チップ設置領域２４の外側に、半導体チップ１３の外形に沿うように設けられた高表面エネルギー領域２２ｂにディスペンサにより所定量塗布し、半導体チップ１３と回路形成用基板１１の隙間に１液タイプの熱硬化型エポキシ系接着剤を充填させた後、１２０℃で１分間の熱処理を加えて接着剤を硬化して、更に１００℃で６０分間の熱処理を加えて、第２の樹脂絶縁物層２９を形成した。以上により、実施例１の半導体回路構造体１０を作製した。
【００９７】
（実施例２）
実施例２は、実施例１と同様の図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する実施例である。
この実施例２では、実施例１において、半導体チップ設置領域の内側でバンプ電極と接する箇所の高表面エネルギー領域２２ｂの幅を２０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、実施例２の半導体回路構造体１０を作製した。
【００９８】
（実施例３）
実施例３は、実施例１と同様の図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する実施例である。
この実施例３では、実施例１において、高表面エネルギー領域からなるパターンの形成に、紫外領域のレーザーとしてＹＡＧレーザーの４倍波（波長２６５ｎｍ）を用い、半導体チップ設置領域の内側でバンプ電極と接する箇所の高表面エネルギー領域２２ｂの幅を２０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、実施例３の半導体回路構造体１０を作製した。
ここで、加工面におけるレーザー光のエネルギー密度を約５０ｍＪ／ｃｍ２とし、２００ｍｍ／ｓの速度で走査しており、絶縁層をアブレーションすることで、低表面エネルギー領域の高さよりも５００ｎｍ高さの低い位置に高表面エネルギー領域を形成した。
【００９９】
（実施例４）
実施例４は、実施例１と同様の図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する実施例である。
この実施例２では、実施例１において、加圧の際に半導体チップ１３にかけた荷重を１バンプあたり３０ｇｆとした以外は、実施例１と同様にして、実施例４の半導体回路構造体を作製した。
【０１００】
（実施例５）
実施例５は、実施例１と同様の図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する実施例である。
この実施例５では、実施例１において、導電層の熱処理を波長８１０ｎｍの半導体レーザーを用いて行った以外は、実施例１と同様にして、実施例５の半導体回路構造体を作製した。
ここでレーザー光源のビーム形状は１μｍ×２００μｍのライン状、出力５００ｍＷであり、更に４０ｍｍ／ｓの速度で走査しながら、ガラス基板越しに導電層に対して位置選択的にレーザー光を照射することで導電層をアニール処理している。
【０１０１】
（比較例１）
比較例１は、図２４Ａ〜図２４Ｃ及び図２５Ａ〜図２５Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する比較例である。この比較例１の半導体回路構造体の作製方法について説明する。
図２４Ａは、半導体回路構造体１０の上面図、図２４Ｂは、高表面エネルギー領域２２ａの形状、及び図２４Ｃは、図２４ＡのＡ−Ａ’線における概略断面図をそれぞれ示している。
図２５Ａは、回路形成用基板１１上の導電層１２のレイアウト、図２５Ｂは、半導体チップ１３上の配線層２６のレイアウトをそれぞれ示している。
まず、回路形成用基板１１として、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍの厚み０．７ｍｍのガラス基板（ＯＡ−１０Ｇ、日本電気硝子社製）を用い、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板上にスピンコート塗布した。前記濡れ性変化材料としては、実施例１と同じ前記一般式（Ａ）で表されるポリイミドを含む材料を用いた。
次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、２００℃のオーブンで熱処理を加えて、回路形成用基板上に厚み２，０００ｎｍの絶縁層２１を形成した。
【０１０２】
続いて、所定の開口パターンを有するフォトマスクを作製し、このフォトマスクを介して、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を絶縁層の一部へ露光させ、絶縁層上に、高表面エネルギー領域及び低表面エネルギー領域とからなるパターンを形成した。ここでは、半導体チップ設置領域の内側でバンプ電極と接する箇所の高表面エネルギー領域２２ｂの幅を１００μｍとした。
【０１０３】
続いて、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクをインクジェット法で高表面エネルギー領域２２ｂに選択的に滴下した。この親水性インクの表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓであり、液滴法を用いて測定した親水性インクの高表面エネルギー領域に対する接触角は５°以下、また低表面エネルギー領域に対する接触角は約５０°であった。
親水性インクの滴下には、ピエゾ方式のインクジェットへッドを有するインクジェット装置を用い、駆動電圧を調整することで、インクジェットヘッドの液滴吐出ノズルから吐出される親水性インクの平均体積を約８ｐＬ（飛翔時の直径は約２５μｍ）として親水性インクの滴下を行った。
【０１０４】
続いて、親水性インクを８０℃のオーブンで乾燥し、固化させて、その後１２０℃で３０分間の熱処理により焼成した。焼成後の導電層の平均厚みは０．５μｍであった。
【０１０５】
続いて、線径２５μｍのＡｕ線とバンプボンダーを用いて、半導体チップ１３の電極開口部にＡｕスタッドバンプを形成し、更にフリップチップボンダーを用いてレベリング処理を施すことで、平均高さ５０μｍ、先端径１０μｍ、のＡｕスタッドバンプ（バンプ電極）２５を形成した。半導体チップ上には線幅４０μｍのＡｌ配線とそれに接続するＡｌ電極パッドが予め設けてあり、電極パッドの開口部以外はその上部にパッシベーション膜（Ｓｉ３Ｎ４）が形成されている。ここで半導体チップの外形は、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み２００μｍであり、半導体チップ上に１００本のＡｌ配線が形成され、電極パッド数は２００であり、電極パッドの開口部の大きさは縦９０μｍ×横９０μｍであり、電極パッドは半導体チップのチップ端から０．５ｍｍの所に形成されている。
【０１０６】
続いて、１液タイプの熱硬化型エポキシ系接着剤（ＡＨ８４５５−０３、ナミックス株式会社製）を回路形成用基板上の半導体チップ設置領域の内側に設けられた高表面エネルギー領域にディスペンサにより所定量塗布し、フリップチップボンダーを用いて回路形成用基板上の高表面エネルギー領域にバンプ電極が接するように半導体チップを位置合わせした後、半導体チップを加圧し、この状態で１２０℃で１分間の熱処理を加えて接着剤を硬化して、更に１００℃で６０分間の熱処理を加えて樹脂絶縁物層２８を形成した。半導体チップには１バンプあたりの加重が５ｇｆとなるように加重をかけている。
以上により、比較例１の半導体回路構造体１０を作製した。
比較例１では、図２４Ｃに示すように、バンプ電極２５の先端が、導電層１２の表面に接しており、突出部を有していない。
【０１０７】
（比較例２）
比較例２は、図２４Ａ〜図２４Ｃ及び図２５Ａ〜図２５Ｂに示す半導体回路構造体の製造方法に関する比較例である。
この比較例２では、比較例１において、加圧の際に、半導体チップに１バンプあたりの加重が３０ｇｆとなるように加重をかけた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の半導体回路構造体を作製した。
比較例２は、比較例１と同様図２４Ｃに示すように、バンプ電極２５の先端が、導電層１２の表面に接しており、突出部を有していない。
【０１０８】
次に、実施例１〜５及び比較例１〜２の半導体回路構造体の作製条件、及び評価結果をまとめて表１に示す。
【０１０９】
＜電極端子Ａと電極端子Ｂとの間での導通＞
電極端子Ａ（３１）と電極端子Ｂ（３２）にプローブして抵抗測定することで端子間での導通を確認した。電極端子ＡとＢとの間が導通しない場合には、電極端子ＡとＢとの間に設けられた複数の引き出し電極のそれぞれにプローブしていき、導通確認できる箇所があるかどうかの確認を行った。なお、２００個のバンプを測定した。
〔評価基準〕
○：電極端子Ａと電極端子Ｂとの間で２００個の総てのバンプで電気的接続が確認できている。
△：電極端子Ａと電極端子Ｂとの間で２００個のうち一部のバンプにおいて電気的接続を確認できている。
×：電極端子Ａと電極端子Ｂとの間で２００個の総てのバンプで電気的接続が確認できない。
【０１１０】
＜導電層の突出部の有無、及び突出部の突出率の求め方＞
バンプ電極の中心位置を狙って試料を切断及びエッチングすることで破断面を作製した後、電子顕微鏡を用いてバンプ電極近傍の導電層を観察した。バンプ電極に接する導電層の最大厚みを突出量として求め、またバンプ電極周辺の導電層の平均厚みを求め、前記突出量を前記導電層の平均厚みで割ることにより突出率を求めた。
【０１１１】
【表１】
2013225656.tif 000006
表１の結果から、導電層に突出部を有する実施例１〜５は、導電層に突出部を有さない比較例１〜２に比べて各種条件において、高精細かつ接続信頼性に優れた半導体回路構造体が作製できることがわかった。
【０１１２】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  回路形成用基板と、
半導体チップと、
前記回路形成用基板上に直接乃至は絶縁層を介して設けられた回路導電体と、
前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、
前記半導体チップと前記回路形成用基板又は前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物
層と、を有する半導体回路構造体であって、
前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された導電層を有し、
前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接し
ていることを特徴とする半導体回路構造体である。
＜２＞  回路形成用基板と、
半導体チップと、
前記回路形成用基板上に絶縁層を介して設けられた回路導電体と、
前記半導体チップと前記回路導電体とを電気的に接続するバンプ電極と、
前記半導体チップと前記絶縁層との間に設けられた樹脂絶縁物層と、を有する半導体回路構造体であって、
前記絶縁層がエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記絶縁層にエネルギーを付与して、前記絶縁層が低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割されてなり、
前記バンプ電極の前記回路形成用基板側の先端が、前記絶縁層の高表面エネルギー領域に接しており、
前記回路導電体が、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設された前記絶縁層の高表面エネルギー領域上に設けられた導電層を有し、
前記導電層が厚み方向に突出した突出部を有し、前記突出部が前記バンプ電極と当接していることを特徴とする半導体回路構造体である。
＜３＞  突出部の突出率が、導電層の平均厚みに対して２５％以上である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜４＞  バンプ電極が接する絶縁層の高表面エネルギー領の回路形成用基板からの高さが、絶縁層の低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも低い前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜５＞  導電層が、金属ナノ粒子の焼結体からなる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜６＞  半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層を有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜７＞  半導体チップ設置領域の内側にのみ設けられた第１の樹脂絶縁物層と、半導体チップ設置領域の内側から外側に延設される第２の樹脂絶縁物層とを有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜８＞  半導体チップ上に設けられた複数の電極Ｐａｄに対して、電極Ｐａｄと第１の樹脂絶縁物層との距離とが、いずれも等しくなるように第１の樹脂絶縁物層が形成される前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の半導体回路構造体である。
＜９＞  エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む絶縁層を回路形成用基板上に形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層にエネルギーを付与して、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割する絶縁層の表面エネルギー分割工程と、
半導体チップ上にバンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、
前記バンプ電極が形成された半導体チップを、前記高表面エネルギー領域に前記バンプ電極が接するように第１の樹脂絶縁物を用いて固定する半導体チップ固定工程と、
前記絶縁層が形成された回路形成用基板上に半導体チップが設置される半導体チップ設置領域の外側に設けられた高表面エネルギー領域に、選択的にインクジェット法にて導電性材料含有インクを吐出し、前記半導体チップ設置領域の内側にあるバンプ電極と接するように高表面エネルギー領域上で前記導電性材料含有インクを流動させるインク吐出工程と、
前記導電性材料含有インクを固化することで導電層を形成する導電層形成工程と、
前記半導体チップと前記絶縁層との隙間に樹脂絶縁物を注入し、固化して第２の樹脂絶縁物層を形成する樹脂絶縁物層形成工程と、を含むことを特徴とする半導体回路構造体の製造方法である。
＜１０＞  絶縁層の表面エネルギー分割工程が、絶縁層へのフォトマスクを介した紫外光照射により行われる前記＜９＞に記載の半導体回路構造体の製造方法である。
＜１１＞  絶縁層の表面エネルギー分割工程が、絶縁層へのレーザー光照射により行われ、低表面エネルギー領域と、該低表面エネルギー領域の回路形成用基板からの高さよりも高さが低い高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域に分割される前記＜９＞に記載の半導体回路構造体の製造方法である。
＜１２＞  導電層形成工程において、導電性材料含有インクの固化乃至焼成がレーザー光照射による局所加熱方式で行われる前記＜９＞から＜１１＞のいずれかに記載の半導体回路構造体の製造方法である。
【符号の説明】
【０１１３】
１１      回路形成用基板
１２      導電層
１２ａ      突出部
１３      半導体チップ
１９      回路導電体
２１      絶縁層
２２      高表面エネルギー領域
２３      低表面エネルギー領域
２４      半導体チップ設置領域
２５      バンプ電極
２８      樹脂絶縁物層
２９      第２の樹脂絶縁物層
４４      第１の樹脂絶縁物層
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開２００５−３１０９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０２８１３号公報
【図１Ａ】
2013225656.tif 000007
【図１Ｂ】
2013225656.tif 000008
【図２Ａ】
2013225656.tif 000009
【図２Ｂ】
2013225656.tif 000010
【図３Ａ】
2013225656.tif 000011
【図３Ｂ】
2013225656.tif 000012
【図３Ｃ】
2013225656.tif 000013
【図４Ａ】
2013225656.tif 000014
【図４Ｂ】
2013225656.tif 000015
【図４Ｃ】
2013225656.tif 000016
【図５Ａ】
2013225656.tif 000017
【図５Ｂ】
2013225656.tif 000018
【図５Ｃ】
2013225656.tif 000019
【図６Ａ】
2013225656.tif 000020
【図６Ｂ】
2013225656.tif 000021
【図６Ｃ】
2013225656.tif 000022
【図７Ａ】
2013225656.tif 000023
【図７Ｂ】
2013225656.tif 000024
【図７Ｃ】
2013225656.tif 000025
【図８Ａ】
2013225656.tif 000026
【図８Ｂ】
2013225656.tif 000027
【図８Ｃ】
2013225656.tif 000028
【図９Ａ】
2013225656.tif 000029
【図９Ｂ】
2013225656.tif 000030
【図９Ｃ】
2013225656.tif 000031
【図１０Ａ】
2013225656.tif 000032
【図１０Ｂ】
2013225656.tif 000033
【図１０Ｃ】
2013225656.tif 000034
【図１１Ａ】
2013225656.tif 000035
【図１１Ｂ】
2013225656.tif 000036
【図１２Ａ】
2013225656.tif 000037
【図１２Ｂ】
2013225656.tif 000038
【図１３Ａ】
2013225656.tif 000039
【図１３Ｂ】
2013225656.tif 000040
【図１４Ａ】
2013225656.tif 000041
【図１４Ｂ】
2013225656.tif 000042
【図１５Ａ】
2013225656.tif 000043
【図１５Ｂ】
2013225656.tif 000044
【図１６Ａ】
2013225656.tif 000045
【図１６Ｂ】
2013225656.tif 000046
【図１７Ａ】
2013225656.tif 000047
【図１７Ｂ】
2013225656.tif 000048
【図１８Ａ】
2013225656.tif 000049
【図１８Ｂ】
2013225656.tif 000050
【図１９Ａ】
2013225656.tif 000051
【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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