(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に複数の突起電極を形成する工程と、
表面に複数の凹部を有する板体を用意し、前記凹部を前記複数の突起電極の間に合わせて、前記板体の表面と前記突起電極とを接触させる工程と、
樹脂を前記基板と前記板体との間及び前記凹部内に充填し、前記樹脂を半硬化させる工程と、
前記樹脂が半硬化した後に、前記板体を除去する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】
前記樹脂を半硬化させる工程は、
前記基板と前記板体との間及び前記凹部内に充填した前記樹脂を硬化させ、前記樹脂を第１の半硬化状態にする工程と、
次いで、前記第１の半硬化状態の前記樹脂から前記板体を除去する工程と、
次いで、前記樹脂に平坦な板を押圧して前記樹脂を硬化させ、前記樹脂を第２の半硬化状態にする工程と、
次いで、前記平坦な板を除去する工程とを含む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】
前記樹脂は、毛細管現象により前記半導体素子又は前記基板と前記板体との隙間に充填されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記凹部が形成された部分の前記板体の表面が親水性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記板体の表面と前記突起電極とを接触させる工程の前に、前記板体と接触する部分の前記突起電極にフラックスを形成することを特徴とする請求項１乃至４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、半導体装置の製造方法に関し、より具体的には、複数の電極パッドと、複数の電極パッドに設けられた突起電極と、突起電極間に配置されたアンダーフィル樹脂とを備えた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップと回路基板とを備えた半導体装置の高密度実装を可能とするため、バンプと称される突起電極を用いたフリップチップ接続構造が広く採用されている（図１参照）。
【０００３】
図１を参照するに、従来の半導体装置１０は、半導体チップ１１と、回路基板１２と、突起電極であるバンプ１３と、アンダーフィル樹脂１４とを有する。
【０００４】
半導体チップ１１は、複数の電極パッド１６を有する。半導体チップ１１は、回路基板１２にフリップチップ接続されている。回路基板１２は、半導体チップ１１と電気的に接続される複数のパッド１７を有する。バンプ１３は、一方の端部が電極パッド１６と接続されており、他方の端部がパッド１７と接続されている。バンプ１３としては、例えば、半田バンプを用いることができる。
【０００５】
アンダーフィル樹脂１４は、半導体チップ１１と回路基板１２との隙間を充填するように配置されている。アンダーフィル樹脂１４は、回路基板１２に半導体チップ１１を実装後、半導体チップ１１と回路基板１２との隙間にアンダーフィル樹脂１４の母材となる樹脂（溶媒を含んだ樹脂）を充填し、その後、樹脂を半硬化（このとき樹脂に含まれる溶媒が揮発する）させることで形成する。
【０００６】
近年、上記方法よりも容易にアンダーフィル樹脂１４を形成する方法として、後述する図２〜図４に示すような方法がある。
【０００７】
図２〜図４を参照して、従来の半導体装置１０の製造方法について説明する。始めに、図２に示す工程では、半導体チップ１１の電極パッド１６にバンプ１３を形成する。
【０００８】
次いで、図３に示す工程では、スピンコート法、塗布法、印刷法等の方法により、アンダーフィル樹脂１４の母材となる樹脂（溶媒を含んだ樹脂）を半導体チップ１１に形成する。続いて、樹脂に含まれる溶媒を揮発させて樹脂を半硬化させることでアンダーフィル樹脂１４を形成する。このとき、図３に示すように、バンプ１３の端面１３Ａ（回路基板１２のパッド１７と接続される部分）がアンダーフィル樹脂１４を覆う場合、バンプ１３の端面１３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１４を除去する。これにより、半導体チップ１１にアンダーフィル樹脂１４が形成されたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ２０が形成される。
【０００９】
次いで、図４に示す工程では、図３に示すアンダーフィル樹脂付き半導体チップ２０の上下反転させ、バンプ１３を再溶融してバンプ１３と回路基板１２のパッド１７とを熱圧着（アンダーフィル樹脂付き半導体チップ２０を回路基板１２に実装）する。その後、バンプ１３の再溶融温度よりも低い温度でアンダーフィル樹脂１４を加熱して、アンダーフィル樹脂１４を完全に硬化させる。これにより、従来の半導体装置１０が製造される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３５５８５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の半導体装置１０の製造方法では、バンプ１３の端面１３Ａを露出するようにアンダーフィル樹脂１４を形成することが困難である。従って、バンプ１３の端面１３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１４を除去する工程（例えば、プラズマ処理工程）を行う必要があるため、半導体装置１０の製造コストが増加してしまうという問題があった。この問題は、アンダーフィル樹脂１４の母材となる樹脂の量が多い場合に顕著となる。
【００１１】
図５及び図６は、従来の半導体装置の製造方法の問題点を説明するための図である。図５及び図６において、従来の半導体装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００１２】
図５に示すように、アンダーフィル樹脂１４の母材となる樹脂の量を減らして樹脂を半硬化させた場合、バンプ１３間に形成された樹脂の体積収縮（具体的には、樹脂に含まれる溶媒成分の減少による体積収縮）が大きくなってしまう。このため、バンプ１３の端面１３Ａとバンプ間に形成されたアンダーフィル樹脂１４の面１４Ａとの間に段差が形成される。
【００１３】
このような段差を有したアンダーフィル樹脂付き半導体チップ２０を回路基板１２に実装すると、図６に示すように、パッド１７間にボイド２１が形成されてしまう。このようなボイド２１が形成された場合、再溶融したバンプ１３がボイド２１に流れ出ることでバンプ１３間においてショートが発生したり、半導体チップ１１と回路基板１２との間の密着性の低下によりバンプ１３とパッド１７との間の接合強度が低下したりする。従って、半導体チップ１１と回路基板１２との間の電気的接続信頼性が低下してしまうという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、半導体装置の製造コストを低減できると共に、半導体チップと回路基板との間の電気的接続信頼性を向上させることのできる半導体装置の製造方法を提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一観点によれば、基板の表面に複数の突起電極を形成する工程と、表面に複数の凹部を有する板体を用意し、前記凹部を前記複数の突起電極の間に合わせて、前記板体の表面と前記突起電極とを接触させる工程と、樹脂を前記基板と前記板体との間及び前記凹部内に充填し、前記樹脂を半硬化させる工程と、前記樹脂が半硬化した後に、前記板体を除去する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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体装置の製造コストを低減できると共に、半導体チップと回路基板との間の電気的接続信頼性を向上させることのできる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図７〜図１３を参照して、第１の実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法について説明する。なお、本実施の形態では、複数の突起電極１０３が形成される基板として半導体チップ１０１を用いた場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００１９】
始めに、図７に示す工程では、所定のピッチで配置された複数の電極パッド１０２を備えた半導体チップ１０１（半導体素子）を準備し、複数の電極パッド１０２の上面に突起電極１０３を形成する。図示を省略するが、半導体チップ１０１は、半導体基板と、半導体基板に形成された半導体集積回路とを有する。複数の電極パッド１０２は、半導体集積回路と電気的に接続されている。
【００２０】
電極パッド１０２の配設ピッチは、例えば、２５０μｍにすることができる。上記構成とされた半導体チップ１０１の外形サイズは、例えば、１５ｍｍ角にすることができる。突起電極１０３としては、例えば、バンプ（具体的には、例えば、はんだバンプ等）を用いることができる。突起電極１０３としてはんだバンプを用いた場合、突起電極１０３の直径は、例えば、１００μｍとすることができる。
【００２１】
次いで、図８に示す工程では、表面１０５Ａに複数の凹部１０６を有した板体１０５を用意する。板体１０５は、電極パッド１０２が形成された側の半導体チップ１０１の面１０１Ａに、アンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８（溶媒を含んだ樹脂）を形成する際に使用される（図１０参照）。樹脂１０８を充填する際、板体１０５は、図７に示す構造体に設けられた突起電極１０３の端面１０３Ａ上に配置される（図９参照）。樹脂１０８は、半導体チップ１０１と板体１０５との間に充填される（図１０参照）。
【００２２】
凹部１０６は、半導体チップ１０１の面１０１Ａのうち、突起電極１０３間に位置する面１０１Ａと対向する部分の板体１０５に形成されている。凹部１０６は、アンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８を突起電極１０３間に余分に配置するための空間である（図１０参照）。
【００２３】
このように、突起電極１０３間に位置する部分の板体１０５にアンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８を配置する凹部１０６を形成することにより、半導体チップ１０１と板体１０５との隙間に充填された樹脂１０８を半硬化させる際、突起電極１０３間に形成されるアンダーフィル樹脂１０９の上面と突起電極１０３の端面１０３Ａとを略面一にすることができる（図１１参照）。
【００２４】
凹部１０６として、例えば、複数の開口部（例えば、穴）を形成してもよく、また、溝を形成してもよい。或いは、開口部と溝を組み合わせて凹部１０６を形成してもよい。凹部１０６として溝を用いる場合、溝の断面形状として、例えば、四角形、Ｖ字形状、半楕円形状等を用いることができる。なお、図８では、溝の断面形状が四角形の場合を例に挙げて図示している。断面形状が四角形とされた溝を凹部１０６として用いる場合、例えば、溝の幅を１００μｍ、溝の深さを１０μｍにしてもよい。
【００２５】
このように、凹部１０６として溝を用いることにより、凹部１０６に十分な量の樹脂１０８を配置することが可能になると共に、開口部と比較して凹部１０６に樹脂１０８を容易に導入することができる。
【００２６】
また、図８に示す工程では、凹部１０６が形成された部分の板体１０５の表面を親水性にしてもよい。これにより、凹部１０６Ａにアンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８を容易に導入することができる。
【００２７】
さらに、図８に示す工程では、凹部１０６が形成された表面１０５Ａであって、凹部１０６が形成されていない箇所に親水性をもたせてもよい。これにより、半導体チップ１０１と板体１０５との隙間にアンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８をさらに容易に導入することができる。板体１０５を親水性にする方法としては、例えば、プラズマを照射する方法や、界面活性剤（例えば、シランカップリング剤）を塗布する方法等を用いるとよい。
【００２８】
上記構成とされた板体１０５の材料としては、例えば、金属（例えば、ステンレス）やテフロン（登録商標）等を用いることができる。
【００２９】
次いで、図９に示す工程では、凹部１０６を突起電極１０３の間に合わせて、板体１０５の表面１０５Ａと突起電極１０３とを接触させて、突起電極１０３上に板体１０５を配置する。これにより、板体１０５の表面１０５Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとが接触する。
【００３０】
このように、突起電極１０３の端面１０３Ａと板体１０５の表面１０５Ａとを接触させることにより、後述する図１０に示す工程において樹脂１０８を充填する際、突起電極１０３の端面１０３Ａに樹脂１０８が形成されることがなくなる。これにより、従来必要であった突起電極１０３の端面１０３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１０９を除去する工程が不要となるため、半導体装置１００の製造コストを低減することができる。
【００３１】
次いで、図１０に示す工程では、アンダーフィル樹脂１０９の母材となる液状の樹脂１０８を半導体チップ１０１と板体１０５との隙間に充填する。具体的には、例えば、ディスペンサ１０７から樹脂１０８を供給して、毛細管現象により半導体チップ１０１と板体１０５との間を樹脂１０８で充填する。このとき、凹部１０６にも樹脂１０８が充填される。樹脂１０８は、溶媒を含んだ樹脂である。液状の樹脂１０８としては、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いるとよい。
【００３２】
このように、毛細管現象により半導体チップ１０１と板体１０５との隙間を樹脂１０８で充填することにより、半導体チップ１０１と板体１０５との間にボイドが発生することを抑制できる。
【００３３】
また、例えば、スピンコート法やスクリーン印刷法等の方法（毛細管現象を用いない方法）により、半導体チップ１０１の面１０１Ａ及び／又は板体１０５の表面１０５Ａ（凹部１０６を含む）に樹脂１０８を形成し、その後、半導体チップ１０１と板体１０５とを対向配置することで、半導体チップ１０１と板体１０５との間に樹脂１０８を形成してもよい。この場合、半導体チップ１０１と板体１０５との間にボイドが発生する虞があるため、半導体チップ１０１と板体１０５とを対向配置させた後、真空脱泡を行うとよい。
【００３４】
次いで、図１１に示す工程では、図１０に示す樹脂１０８を半硬化させることで、半導体チップ１０１と板体１０５との間にアンダーフィル樹脂１０９を形成する。
【００３５】
このとき、樹脂１０８に含まれる溶媒を揮発させることで、突起電極１０３間に配置された樹脂１０８の体積は減少するが、この減少分を凹部１０６に配置された樹脂１０８が補うため、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａを突起電極１０３の端面１０３Ａと略面一にすることが可能となる。樹脂１０８が熱硬化性樹脂の場合、樹脂１０８の半硬化は、例えば、図１０に示す構造体を１００℃に加熱された恒温槽に１５分間放置することで行う。
【００３６】
なお、凹部１０６の体積及び形状は、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとが略面一になるように形成するとよい。また、凹部１０６の体積及び形状は、アンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８の特性を考慮して適宜選択するとよい。
【００３７】
次いで、図１２に示す工程では、図１１に示す板体１０５を半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９から除去する。具体的には、アンダーフィル樹脂１０９から板体１０５を取り外す。これにより、半導体チップ１０１と、突起電極１０３と、半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９とを備えたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０が形成される。
【００３８】
次いで、図１３に示す工程では、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０に設けられた突起電極１０３と回路基板１１２に設けられたパッド１１３とを接合する（アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０を回路基板１１２に実装する）と共に、アンダーフィル樹脂１０９を完全に硬化させる。突起電極１０３とパッド１１３との接合する方法としては、例えば、熱圧着法（この場合、例えば、２５０℃に加熱する）やリフロー法等を用いることができる。これにより、第１の実施の形態の半導体装置１００が製造される。
【００３９】
このように、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとが略面一とされたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０を回路基板１１２に実装することで、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にボイドが発生することがなくなるため、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間の電気的接続信頼性を向上させることができる。
【００４０】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、突起電極１０３間に位置する部分に凹部１０６を備えた板体１０５を突起電極１３上に配置し、半導体チップ１０１と板体１０５との隙間（凹部１０６も含む）に液状の樹脂１０８を充填し、樹脂１０８を半硬化させることでアンダーフィル樹脂１０９を形成することにより、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとが略面一とされたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０を形成することが可能となる。これにより、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０を回路基板１１２に実装した際、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にボイドが発生することがなくなるため、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間の電気的接続信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、突起電極１０３の端面１０３Ａと板体１０５の表面１０５Ａとを接触させることにより、突起電極１０３の端面１０３Ａに樹脂１０８が形成されることがなくなる。これにより、従来必要であった突起電極１０３の端面１０３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１０９を除去する工程が不要となるため、半導体装置１００の製造コストを低減することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、半導体チップ１０１にアンダーフィル樹脂１０９を形成する場合を例に挙げて説明したが、先に説明した図７〜図１３に示す工程と同様な手法により、半導体基板（例えば、シリコンウエハ等）に複数の半導体チップ１０１が形成された基板に、アンダーフィル樹脂１０９を形成してもよい。この場合も本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００４３】
[ボイドの評価]
本実施の形態の半導体装置の製造方法により製造した半導体装置１００のボイドの評価を行うために以下のような条件により、３つの半導体装置Ａ，Ｂ，Ｃを作製した。
【００４４】
半導体装置Ａ（実施例）は、１５ｍｍ角の半導体チップ１０１の電極パッド１０２に、突起電極１０３としてφ１００μｍのはんだバンプを２５０μｍピッチで配設し、次いで、凹部１０６として断面形状が四角形（幅１００μｍ、深さ１０μｍ）の溝が形成された板体１０５（材質はテフロン（登録商標））をはんだバンプ上に配置し、その後、キャピタリーフローにより半導体チップ１０１と板体１０５との間に樹脂１０８を充填し、次いで、恒温槽（温度１００℃）内に１５分放置して半硬化状態のアンダーフィル樹脂１０９を形成し、その後、恒温槽から取り出し、板体１０５をアンダーフィル樹脂１０９から取り外してアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１１０を形成し、これを回路基板１１２である４２．５ｍｍ角の樹脂基板に実装（加熱温度２５０℃）することで作製した。
【００４５】
半導体装置Ｂ（実施例）は、スクリーン印刷法を用いて、半導体チップ１０１の面１０１Ａと、板体１０５の凹部１０６とに樹脂１０８を形成し、その後、突起電極１０３上に板体１０５を配置した以外は、半導体装置Ａの作製方法と同様な手法により作製した。なお、半導体チップ１０１に形成する樹脂１０８は、半導体チップ１０１の面１０１Ａに形成する樹脂１０８の上面と突起電極１０３の端面１０３Ａとが略等しくなるように調整する。
【００４６】
半導体装置Ｃ（比較例）は、半導体装置Ａの作製時に使用した板体１０５の代わりに凹部１０６を有していない平板を用いて、半導体装置Ａの作製方法と同様な手法により作製した。
【００４７】
上記方法により作製した半導体装置Ａ，Ｂ，Ｃのボイドの有無を、超音波映像装置（ＳＡＴ）を用いて評価したところ、半導体装置Ａ，Ｂには半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にはボイドの発生は確認できなかったが、半導体装置Ｃには、半導体チップ１０１の面積に対して１％のボイドの発生が確認できた。
【００４８】
この結果から、凹部１０６を備えた板体１０５を用いてアンダーフィル樹脂１０９を形成することにより、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間におけるボイドの発生を防止できることが確認できた。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図１４〜図１９を参照して、第２の実施の形態の半導体装置１１５の製造方法について説明する。始めに、第１の実施の形態で説明した図７に示す構造体を形成する。続く、図１４に示す工程では、図７に示す構造体に設けられた突起電極１０３の端面１０３Ａ（板体１０５の上面１０５Ａと接触する部分の突起電極１０３）にフラックス１１６（溶媒を含むフラックス）を形成する。具体的には、例えば、平板（材料は、例えばステンレス）にスキージ印刷により、厚さ２０μｍのフラックス１１６を形成し、その後、フラックス１１６と突起電極１０３の端面１０３Ａとが接触するように、平板を突起電極１０３に押し当てることで、突起電極１０３の端面１０３Ａにフラックス１１６を形成する。
【００５０】
このように、板体１０５の表面１０５Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとを接触させる工程の前に、突起電極１０３の端面１０３Ａにフラックス１１６を形成することにより、アンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８を充填する際、突起電極１０３の端面１０３Ａに樹脂１０８が形成されることがなくなる。これにより、従来必要であった突起電極１０３の端面１０３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１０９を除去する工程が不要となるので、半導体装置１１５の製造コストを低減することができる。
【００５１】
その後、第１の実施の形態で説明した図８に示す工程の処理を行うことにより、凹部１０６を有した板体１０５を形成する。
【００５２】
次いで、図１５に示す工程では、凹部１０６を突起電極１０３間に合わせて、板体１０５の表面１０５Ａとフラックス１１６の上面１１６Ａとを接触させる。
【００５３】
次いで、図１６に示す工程では、第１の実施の形態で説明した図１０に示す工程と同様な処理を行うことにより、半導体チップ１０１と板体１０５との間（凹部１０６も含む）をアンダーフィル樹脂１０９の母材となる樹脂１０８で充填する。
【００５４】
次いで、図１７に示す工程では、図１６に示す樹脂１０８を半硬化させることで、半導体チップ１０１と板体１０５との間に、半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９を形成する。具体的には、樹脂１０８が熱硬化性樹脂の場合、例えば、図１６に示す構造体を１００℃に加熱された恒温槽に１５分間放置することで、半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９を形成する。
【００５５】
このとき、樹脂１０８に含まれる溶媒を揮発させることで樹脂１０８の体積が減少するため、突起電極１０３間に配置された部分の樹脂１０８の上面の位置が下方に移動するが、突起電極１０３間に配置された部分の樹脂１０８の減少分を凹部１０６に配置された樹脂１０８が補うため、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａをフラックス１１６の上面１１６Ａと略面一にすることが可能となる。なお、この際、フラックス１１６に含まれる溶媒も揮発される。上記説明した図１６及び図１７に示す工程が樹脂硬化工程に相当する工程である。
【００５６】
次いで、図１８に示す工程では、図１７に示す板体１０５を半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９から除去する。具体的には、アンダーフィル樹脂１０９から板体１０５を取り外す。これにより、半導体チップ１０１と、突起電極１０３と、半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９と、フラックス１１６とを備えたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０が形成される。
【００５７】
次いで、図１９に示す工程では、フラックス１１６を介して、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０に設けられた突起電極１０３と回路基板１１２に設けられたパッド１１３とを接合する（アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０を回路基板１１２に実装する）と共に、アンダーフィル樹脂１０９を完全に硬化させる。突起電極１０３とパッド１１３との接合する方法としては、例えば、熱圧着法（この場合、例えば、２５０℃に加熱する）やリフロー法等を用いることができる。これにより、第２の実施の形態の半導体装置１１５が製造される。
【００５８】
このように、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａとフラックス１１６の上面１１６Ａとが略面一とされたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０を回路基板１１２に実装することで、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にボイドが発生することがなくなる。よって、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間の電気的接続信頼性を向上させることができる。
【００５９】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、突起電極１０３の端面１０３Ａにフラックス１１６を形成し、その後、凹部１０６を備えた板体１０５をフラックス１１６上に配置し、半導体チップ１０１と板体１０５との間（凹部１０６も含む）に液状の樹脂１０８を充填し、樹脂１０８を半硬化させることでアンダーフィル樹脂１０９を形成することにより、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａとフラックス１１６の上面１１６Ａとが略面一とされたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０を形成することが可能となる。
【００６０】
これにより、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０を回路基板１１２に実装した際に半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にボイドが発生することがなくなるため、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間の電気的接続信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、板体配置工程の前に、突起電極１０３の端面１０３Ａにフラックス１１６を形成することで、従来必要であった突起電極１０３の端面１０３Ａに形成されたアンダーフィル樹脂１０９を除去する工程が不要となるため、半導体装置１１５の製造コストを低減することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、半導体チップ１０１にアンダーフィル樹脂１０９を形成する場合を例に挙げて説明したが、先に説明した図１４〜図１９に示す工程と同様な手法により、半導体基板（例えば、シリコンウエハ等）に複数の半導体チップ１０１が形成された基板（図示せず）に、アンダーフィル樹脂１０９を形成してもよい。この場合も本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００６３】
[ボイドの評価]
本実施の形態の半導体装置の製造方法により製造した半導体装置１１５のボイドの評価を行うために以下のような条件により、半導体装置Ｄを作製した。
【００６４】
半導体装置Ｄ（実施例）は、１５ｍｍ角の半導体チップ１０１の電極パッド１０２に、突起電極１０３としてφ１００μｍのはんだバンプを２５０μｍピッチで配設し、次いで、厚さ２０μｍのフラックス１１６を突起電極１０３の端面１０３Ａに形成し、次いで、凹部１０６として断面形状が四角形（幅１００μｍ、深さ１０μｍ）の溝が形成された板体１０５（材質はテフロン（登録商標））をはんだバンプ上に配置し、その後、キャピタリーフローにより半導体チップ１０１と板体１０５との間に樹脂１０８を充填し、次いで、恒温槽（温度１００℃）内に１５分放置して半硬化状態のアンダーフィル樹脂１０９を形成し、その後、恒温槽から取り出し、板体１０５をアンダーフィル樹脂１０９から取り外してアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１２０を形成し、これを回路基板１１２である４２．５ｍｍ角の樹脂基板に実装（加熱温度２５０℃）することで作製した。
【００６５】
このような方法により作製した半導体装置Ｄのボイドの有無を、超音波映像装置（ＳＡＴ）を用いて評価したところ、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にはボイドの発生は確認できなかった。この結果から、本実施例によれば、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間におけるボイドの発生を防止できることが確認できた。
【００６６】
（第３の実施の形態）
図２０〜図２４を参照して、第３の実施の形態に係る半導体装置１２５の製造方法について説明する。なお、本実施の形態では、樹脂１０８を半硬化させた際、突起電極１０３間に配置された部分の樹脂１０８が突起電極１０３の端面１０３Ａから突出してしまう場合を例に挙げて以下の説明を行う。
【００６７】
始めに、第１の実施の形態で説明した図７〜図１０に示す工程と同様な処理を行うことで、図１０に示す構造体を形成する。続く、図２０に示す工程では、図１０に示す樹脂１０８を加熱（加熱温度は、例えば１００℃）して、樹脂１０８を第１の半硬化状態にする。このとき、凹部１０６の体積が大きい場合には、図２０に示すように、凹部１０６の下方に位置する部分の樹脂１０８に凸部１０８Ａが形成される。
【００６８】
次いで、図２１に示す工程では、樹脂１０８を加熱（加熱温度は、例えば１００℃）した状態で、第１の半硬化状態にある樹脂１０８から板体１０５を除去する。
【００６９】
次いで、図２２に示す工程では、平坦な面１２６Ａを有した平坦な板１２６を予め準備し、第１の半硬化状態にある樹脂１０８を加熱した状態で、平坦な面１２６Ａと凸部１０８Ａとが接触するように平坦な板１２６を樹脂１０８に押圧して、樹脂１０８を半硬化させることで第２の半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９を形成する。
【００７０】
このように、第１の半硬化状態にある樹脂１０８に凸部１０８Ａが形成された場合、板体１０５を除去して、平坦な板１２６の平坦な面１２６Ａを凸部１０８Ａが形成された側から樹脂１０８に押圧することにより、第２の半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａを平坦な面にすることが可能になると共に、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａと突起電極１０３の端面１０３Ａとを略面一にすることができる。
【００７１】
なお、平坦な板１２６の材料は、第１の実施の形態で説明した板体１０５の材料と同様なものを用いることができる。
【００７２】
次いで、図２３に示す工程では、第２の半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９から図２２に示す平坦な板１２６を除去する。これにより、半導体チップ１０１と、突起電極１０３と、平坦な上面１０９Ａを有したアンダーフィル樹脂１０９とを備えたアンダーフィル樹脂付き半導体チップ１３０が形成される。
【００７３】
次いで、図２４に示す工程では、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１３０に設けられた突起電極１０３と回路基板１１２に設けられたパッド１１３とを接合する（アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１３０を回路基板１１２に実装する）と共に、第２の半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９を完全に硬化させる。突起電極１０３とパッド１１３との接合する方法としては、例えば、熱圧着法（この場合、例えば、２５０℃に加熱する）やリフロー法等を用いることができる。これにより、第３の実施の形態の半導体装置１２５が製造される。
【００７４】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、第１の半硬化状態にある樹脂１０８に凸部１０８Ａが形成された場合、第１の半硬化状態にある樹脂１０８から板体１０５を除去し、その後、平坦な板１２６の平坦な面１２６Ａを凸部１０８Ａが形成された側から樹脂１０８に押圧することで、第２の半硬化状態とされたアンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａを平坦な面にすることが可能になると共に、アンダーフィル樹脂１０９の上面１０９Ａを突起電極１０３の端面１０３Ａと略面一にすることが可能となる。
【００７５】
これにより、アンダーフィル樹脂付き半導体チップ１３０を回路基板１１２に実装後、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間にボイドが発生することがなくなるため、半導体チップ１０１と回路基板１１２との間の電気的接続信頼性を向上させることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、半導体チップ１０１にアンダーフィル樹脂１０９を形成する場合を例に挙げて説明したが、先に説明した図２０〜図２４に示す工程と同様な手法により、半導体基板（例えば、シリコンウエハ等）に複数の半導体チップ１０１が形成された基板に、アンダーフィル樹脂１０９を形成してもよい。この場合も本実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態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、種々の変形及び変更が可能である。
【００７８】
以上の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板の表面に複数の突起電極を形成する工程と、
表面に複数の凹部を有する板体を用意し、前記凹部を前記複数の突起電極の間に合わせて、前記板体の表面と前記突起電極とを接触させる工程と、
前記樹脂を前記基板と前記板体との間に充填し、前記樹脂を半硬化させる工程と、
前記樹脂が半硬化した後に、前記板体を除去する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
前記樹脂を半硬化させる工程は、
前記基板と前記板体との間に充填した前記樹脂を硬化させ、前記樹脂を第１の半硬化状態にする工程と、
次いで、前記第１の半硬化状態の前記樹脂から前記板体を除去する工程と、
次いで、前記樹脂に平坦な板を押圧して前記樹脂を硬化させ、前記樹脂を第２の半硬化状態にする工程と、
次いで、前記平坦な板を除去する工程とを含むことを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記樹脂は、毛細管現象により前記半導体素子又は前記基板と前記板体との隙間に充填されることを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）
前記凹部が形成された部分の前記板体の表面が親水性を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記板体は、前記凹部が形成された面であって、前記凹部が形成されていない箇所に親水性をもたせることを特徴とする付記１ないし４のうち、いずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記板体の表面と前記突起電極とを接触させる工程の前に、前記板体と接触する部分の前記突起電極にフラックスを形成することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記凹部は、溝であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来の半導体装置の断面図である。
【図２】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図３】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図４】従来の半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法の問題点を説明するための図（その１）である。
【図６】従来の半導体装置の製造方法の問題点を説明するための図（その２）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その６）である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その７）である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その６）である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その５）である。
【符号の説明】
【００８０】
１０，１００，１１５，１２５    半導体装置
１１，１０１    半導体チップ
１２，１１２    回路基板
１３    バンプ
１４，１０９    アンダーフィル樹脂
１４Ａ，１０１Ａ    面
１６，１０２    電極パッド
１７，１１３    パッド
２０，１１０，１２０，１３０    アンダーフィル樹脂付き半導体チップ
２１    ボイド
１０３    突起電極
１０３Ａ    端面
１０５    板体
１０５Ａ  表面
１０６    凹部
１０７    ディスペンサ
１０８    樹脂
１０８Ａ  凸部
１０９Ａ，１１６Ａ    上面
１１６    フラックス
１２６    平坦な板
１２６Ａ    平坦な面
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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