JP2008186836A - 半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い電子デバイスを製造することが可能な半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、電極１２が形成された半導体チップ１０と、半導体チップにおける電極が形成された面１５に形成された樹脂突起２０と、樹脂突起上に配置された電気的接続部３２を含む、電極と電気的に接続された配線３０と、を含む。配線３０は、第１の配線層３４と、第１の配線層上に形成された第１の配線層よりも延性の高い材料で構成された第２の配線層３６とを含む。第１の配線層における樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されている。そして、第２の配線層における樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法に関する。

金属部材と樹脂部材とを含む構成の電子デバイスが知られている。かかる構成の電子デバイスによれば、樹脂部材によって金属部材の絶縁や応力緩和を実現することができる。
特開平２−２７２７３７号公報

ところで、樹脂部材は弾力性を有するため、熱や外力の影響を受けて、容易に形状を変化させることができる。しかし、金属部材は樹脂部材ほどの弾力性を有しないため、樹脂部材が変形すると、その影響を受けてストレスがかかることがある。

特に、配線等の導電部材の薄型化が進んでいる状況では、電子デバイスの信頼性を維持するためには、導電部材にかかるストレスを小さくすることが重要である。

本発明の目的は、信頼性の高い電子デバイスを製造することが可能な半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法を提供することにある。

（１）本発明に係る半導体装置は、
電極が形成された半導体チップと、
前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、
前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、
を含み、
前記配線は、
第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された前記第１の配線層よりも延性の高い材料で構成された第２の配線層とを含み、
前記第１の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されており、
前記第２の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されていない。

本発明によると、配線基板等に実装する際に配線の破壊が起こりにくい、実装性に優れた半導体装置を提供することができる。また、本発明によると、樹脂突起や接着剤等の樹脂部材が変形した場合にも第２の配線層が破壊されにくい、信頼性の高い電子デバイスを容易に製造することが可能な半導体装置を提供することができる。

（２）この半導体装置において、
前記第１の配線層は前記樹脂突起に接触していてもよい。

（３）この半導体装置において、
前記第２の配線層は、前記第１の配線層に接触していてもよい。

（４）この半導体装置において、
前記第２の配線層の厚みは、前記第１の配線層の厚みの１０倍以上であってもよい。

これによると、第２の配線層の破壊が起こりにくい半導体装置を提供することができる。

（５）この半導体装置において、
前記第１の配線層はチタンタングステンによって形成されており、
前記第２の配線層は金によって形成されていてもよい。

（６）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を有する、第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された前記第１の配線層よりも延性が高い材料で構成された第２の配線層とを含む配線を形成する工程と、
前記樹脂突起を変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる工程と、
を含む。

本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。

（７）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

（８）この半導体装置の製造方法において、
前記配線に対してプローブ検査を行うプローブ検査工程をさらに含み、
前記プローブ検査工程で、検査プローブによって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

これによると、さらに効率よく半導体装置を製造することができる。

（９）この半導体装置の製造方法において、
支持部材によって前記半導体基板を支持した状態で、前記半導体基板を前記電極が形成された面とは反対側から研削し、前記半導体基板を薄くする研削工程をさらに含み、
前記研削工程で、前記支持部材によって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

これによると、さらに効率よく半導体装置を製造することができる。

（１０）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂突起を加熱して熱膨張させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

（１１）この半導体装置の製造方法において、
加熱された押圧部材によって前記樹脂突起を押圧して、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を加熱した後に前記樹脂突起を押圧して、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させてもよい。

（１３）この半導体装置の製造方法において、
前記配線を、前記第２の配線層の厚みが前記第１の配線層の１０倍以上になるように形成してもよい。

（１４）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起上を通る、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の配線層を形成する工程と、
前記第１の配線層よりも延性の高い材料によって、前記第１の配線層上に、ひび割れを有しない第２の配線層を形成する工程と、
を含む。

本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。

（１５）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起を覆う、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の金属層を形成する工程と、
前記第１の金属層上に、ひび割れを有しない第２の金属層を形成する工程と、
前記第１及び第２の金属層をパターニングして、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された、前記第１の配線層よりも延性が高い材料で構成されたひび割れを有しない第２の配線層とを含む配線を形成する工程と、
を含む。

本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。

（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の配線層は前記樹脂突起に接触していてもよい。

（１７）この半導体装置の製造方法において、
前記第２の配線層は、前記第１の配線層に接触していてもよい。

（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の配線層をチタンタングステンによって形成し、
前記第２の配線層を金によって形成してもよい。

（１９）本発明に係る電子デバイスの製造方法は、
電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、を含む半導体装置を用意する工程と、
配線パターンを有する配線基板を用意する工程と、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載して、前記電気的接続部と前記配線パターンとを接触させて電気的に接続する工程と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤を形成する工程と、
を含み、
前記半導体装置の前記配線は、
ひび割れが形成されている第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された、前記第１の配線層よりも延性の高い材料で構成されたひび割れが形成されていない第２の配線層とを含む。

本発明によると、樹脂突起や接着剤等の樹脂部材が変形した場合にも第２の配線層が破壊されにくい電子デバイスを、容易かつ効率よく製造することが可能になる。

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含むものとする。

１．半導体装置１の構成
以下、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置１の構成について説明する。なお、図１（Ａ）〜図２（Ｂ）は、半導体装置１について説明するための図である。

半導体装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、電極１２が形成された半導体チップ１０を含む。半導体チップ１０は、例えばシリコンチップであってもよい。半導体チップ１０における電極１２が形成された面１５の外形は、矩形（長方形又は正方形）であってもよい。半導体チップ１０には、集積回路１４が形成されていてもよい。集積回路１４の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。

半導体チップ１０には、図１（Ａ）及び図１（Ｃ）に示すように、電極１２が形成されている。電極１２は、半導体チップ１０の内部と電気的に接続されていてもよい。電極１２は、集積回路１４と電気的に接続されていてもよい。あるいは、集積回路１４に電気的に接続されていない導電体（導電パッド）を含めて、電極１２と称してもよい。電極１２は、半導体チップ１０の内部配線の一部であってもよい。このとき、電極１２は、半導体チップ１０の内部配線のうち、外部との電気的な接続に利用される部分であってもよい。電極１２は、アルミニウム又は銅等の金属で形成されていてもよい。また、電極１２の表面には、ＴｉＮやＮｉ等のキャップ層が形成されていてもよい。

半導体チップ１０は、図１（Ｃ）に示すように、パッシベーション膜１６を有していてもよい。パッシベーション膜１６は、電極１２を露出させるように形成される。パッシベーション膜１６には、電極１２を露出させる開口が形成されていてもよい。パッシベーション膜は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機絶縁膜であってもよい。あるいは、パッシベーション膜１６は、ポリイミド樹脂などの有機絶縁膜であってもよい。

本実施の形態に係る半導体装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、樹脂突起２０を含む。樹脂突起２０は、半導体チップ１０の面１５上に形成されている。樹脂突起２０は、図１（Ｃ）に示すように、パッシベーション膜１６上に形成されていてもよい。

樹脂突起２０の形状は特に限定されるものではない。面１５の外形が矩形をなす場合、樹脂突起２０は、面１５のいずれかの辺に平行に延びる形状をなしていてもよい。例えば、面１５の外形が長方形である場合、樹脂突起２０は、長方形の長辺に沿って延びる形状をなしていてもよい（図１（Ａ）参照）。この場合、樹脂突起２０は、当該長辺の近傍領域に配置されていてもよい。そして、１つの樹脂突起２０上に、複数の電気的接続部３２（後述）が配置されてもよい。ただし、樹脂突起２０は、上視図において円形をなしていてもよい。この場合、樹脂突起２０は、半球状をなしていてもよい。このとき、１つの樹脂突起２０には、１つの電気的接続部３２のみが配置されてもよい。

樹脂突起２０の材料は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの材料を適用してもよい。例えば、樹脂突起２０は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）等の樹脂で形成してもよい。

本実施の形態に係る半導体装置１は、図１（Ａ）〜図２（Ｂ）に示すように、配線３０を含む。配線３０は、電極１２と電気的に接続されている。配線３０は、パッシベーション膜１６と接触するように形成されていてもよい。配線３０は、電極１２上から樹脂突起２０を越えて、パッシベーション膜１６上に至るように形成されていてもよい。すなわち、配線３０は、樹脂突起２０の両側で、パッシベーション膜１６（面１５）と接触するように形成されていてもよい。

配線３０は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、電気的接続部３２を含む。電気的接続部３２は、配線３０のうち、樹脂突起２０上に配置された領域である。電気的接続部３２は、配線３０のうち、樹脂突起２０の上端面２２に配置された領域であってもよい（図１（Ｃ）参照）。なお、電気的接続部３２とは、配線３０のうち、他の電子部品の導電部（配線基板の配線パターンなど）との電気的な接続に利用される部分である。すなわち、電気的接続部３２とは、配線３０のうち、後述する配線パターン４４と対向（接触）する領域であってもよい。

配線３０は、図１（Ｂ）〜図２（Ｂ）に示すように、第１の配線層３４と、第２の配線層３６とを有する。なお、第２の配線層３６は、第１の配線層３４上に（第１の配線層３４の上面に）形成されている。第２の配線層３６は、第１の配線層３４を覆うように形成されていてもよい。詳しくは、第２の配線層３６は、第１の配線層３４における樹脂突起２０を向く面とは反対側の面を覆うように形成されていてもよい。第２の配線層３６は、第１の配線層３４よりも延性（展性）の高い材料で構成されている。言い換えると、第１の配線層３４は、第２の配線層３６よりも脆弱な材料で構成されていてもよい。

そして、本実施の形態に係る半導体装置１では、図２（Ａ）に示すように、第１の配線層３４における樹脂突起２０と重複する領域には、ひび割れ（亀裂）が形成されている。ひび割れは、電気的接続部３２に形成されていてもよい。ひび割れは、第１の配線層３４における樹脂突起２０の上端面２２と側面２４とにまたがった領域に形成されていてもよい。ひび割れは、また、第１の配線層３４における上端面２２と重複する領域の中央部を含む領域に形成されていてもよい。

そして、本実施の形態に係る半導体装置１では、図２（Ｂ）に示すように、第２の配線層３６における樹脂突起２０と重複する領域には、ひび割れが形成されていない。

なお、第１の配線層３４は、樹脂突起２０と接触するように形成されていてもよい。ただし、第１の配線層３４は、図示しない他の配線層上に形成されていてもよい。また、第２の配線層３６は配線３０の最表層であってもよいが、配線３０は第２の配線層３６上に形成された他の配線層をさらに含んでいてもよい。そして、第１の配線層３４と第２の配線層３６とは、接触していてもよく、あるいは、図示しない他の配線層を介して配置されていてもよい。すなわち、配線３０は、２層の配線層で構成されていてもよく、３層以上の複数の配線層で構成されていてもよい。また、第１及び第２の配線層３４，４６の厚みは特に限定されるものではないが、第２の配線層３６は、第１の配線層３４の１０倍以上の厚みに構成されていてもよい。

配線３０に適用可能な材料は特に限定されるものではない。配線３０は、例えば、Ａｕ、ＴｉＷ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ、Ａｇ、鉛フリーはんだなどによって構成されていてもよい。本実施の形態では、第２の配線層３６は、第１の配線層３４よりも延性が大きい材料で形成されている。例えば、第１の配線層３４がＴｉＷによって形成され、第２の配線層３６がＡｕによって形成されていてもよい。

本実施の形態に係る半導体装置１は、以上のように構成されていてもよい。この半導体装置１によると、配線３０に大きなストレスをかけずに、半導体装置を配線基板等に実装することが可能になる。また、実装後も配線３０が破壊されにくくなるため、信頼性の高い電子デバイスを提供することが可能になる。なお、これらの効果の詳細については後述する。

２．半導体装置１の製造方法
次に、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置１の製造方法について説明する。図３（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。

半導体装置１の製造方法は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す半導体基板１１を用意することを含む。なお、図３（Ａ）は半導体基板１１の概略図であり、図３（Ｂ）は半導体基板１１の断面の一部拡大図である。また、図３（Ｃ）は、半導体基板１１の上面図の一部拡大図である。半導体基板１１は、図３（Ａ）に示すように、ウエハ状であってもよい。ただし、チップ状の半導体基板（半導体チップ）を用意して、以下の工程を行ってもよい。半導体基板１１は、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、電極１２を有する。半導体基板１１は、また、パッシベーション膜１６を有していてもよい。

半導体装置１の製造方法は、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示すように、樹脂突起２０を形成することを含む。以下、樹脂突起２０を形成する手順について説明する。

はじめに、図４（Ａ）に示すように、半導体基板１１に樹脂材料２５を設ける。その後、図４（Ｂ）に示すように、樹脂材料２５の一部を除去して、樹脂材料２５をパターニングする。その後、パターニングされた樹脂材料２５を硬化（例えば熱硬化）させることによって、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、樹脂突起２０を形成してもよい。なお、本実施の形態では、樹脂材料２５を溶融させた後に硬化させることによって、樹脂突起２０を形成してもよい。このとき、樹脂材料２５の溶融条件や、硬化条件を調整することによって、樹脂突起２０の形状（上面の形状）を制御することができる。例えば、樹脂材料２５を、表面のみが溶融し、中心が溶融しないように（半溶融状態まで）加熱し、その後硬化させることによって、上面が凸曲面となるように、樹脂突起２０を形成することができる。なお、樹脂突起２０は、底面の幅Ｗと高さＨとが、Ｈ＜Ｗ／２の関係を満たすように形成してもよい（図４（Ｃ）参照）。樹脂材料２５の形状や材料、硬化条件などを調整することで、樹脂突起２０の形状を制御することができる。なお、ここで言う樹脂突起２０の高さとは、樹脂突起２０の、半導体チップ１０の厚み方向（面１５と直交する方向）の幅であってもよい。また、樹脂突起２０の底面の幅とは、樹脂突起２０の底面における配線３０が延びる方向の長さであってもよい。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、配線３０を形成することを含む。以下、第１及び第２の配線層３４，３６を有する配線３０を形成する手順について説明する。なお、図５（Ａ）〜図７（Ｃ）は、配線３０を形成する工程の一例を説明するための図である。

はじめに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、半導体基板１１上に第１の金属層３５を形成する。第１の金属層３５は、半導体基板１１の電極１２が形成された面に形成する。第１の金属層３５は、樹脂突起２０を覆うように形成する。第１の金属層３５は、電極１２及びパッシベーション膜１６を覆うように形成してもよい。第１の金属層３５は、電極１２と電気的に接続されるように形成してもよい。第１の金属層３５は、例えば、スパッタリングによって形成してもよい。第１の金属層３５の材料は特に限定されるものではないが、後述する第２の金属層３７よりも延性の低い材料（脆性材料）で構成する。第１の金属層３５は、例えば、ＴｉＷで構成してもよい。

次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、第１の金属層３５における樹脂突起２０と重複する領域にひび割れを形成する。第１の金属層３５にひび割れを形成する方法は特に限定されるものではない。例えば、樹脂突起２０を変形させることによって、第１の金属層３５にひび割れを形成してもよい。具体的には、図６（Ａ）に示すように押圧部材１００と半導体基板１１とによって樹脂突起２０を押圧して変形（弾性変形）させ、これにより、図６（Ｂ）に示すように第１の金属層３５における樹脂突起２０と重複する領域にひび割れを形成してもよい。なお、本工程では、押圧部材１００を利用して樹脂突起２０を弾性変形させる。そのため、押圧部材１００を取り去ると、樹脂突起２０の形状は、押圧前の形状に戻る。

本実施の形態では、押圧部材１００は検査プローブであってもよい。そして、検査プローブとしての押圧部材１００と半導体基板１１とによって樹脂突起２０を押圧して変形させた状態で、プローブ検査を行ってもよい。これによると、信頼性の高い半導体装置を効率よく製造することが可能になる。

その後、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、第１の金属層３５上に第２の金属層３７を形成する。第２の金属層３７は、第１の金属層３５よりも延性（展性）の高い材料で形成する。第２の金属層３７は、Ａｕで形成してもよい。第２の金属層３７は、例えば、第１の金属層３５をシード層とするめっき処理工程によって形成してもよい。第２の金属層３７は、第１の金属層３５に接触するように形成してもよい。あるいは、第２の金属層３７は、図示しない他の金属層を挟んで、第１の金属層３５上に（第１の金属層３５と重複するように）形成してもよい。

そして、第１及び第２の金属層３５，３７をパターニングすることによって、第１及び第２の配線層３４，３６を有する配線３０を形成する（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。

そして、半導体基板１１を切断する工程や、検査工程、あるいは、樹脂突起２０における配線３０からの露出領域の一部を除去する工程などをさらに経て、半導体装置１を形成してもよい（図１（Ａ）〜図２（Ｂ）参照）。

３．電子デバイス１０００の製造方法
次に、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス１０００の製造方法について説明する。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る電子デバイス１０００の製造方法は、配線基板２を用意することを含む。以下、配線基板２の構成について説明する。

配線基板２は、ベース基板４２と、配線パターン４４とを含む。ベース基板４２（配線基板２）は、電気光学パネル（液晶パネル・エレクトロルミネッセンスパネル等）の一部であってもよい。このとき、ベース基板４２は、例えば、セラミック基板やガラス基板であってもよい。また、配線パターン４４の材料についても特に限定されるものではないが、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、Ｃｒ、Ａｌなどの金属膜、金属化合物膜、又は、これらの複合膜によって形成されていてもよい。なお、配線パターン４４は、液晶を駆動する電極（走査電極、信号電極、対向電極等）に電気的に接続されていてもよい。ただし、配線基板２は、樹脂基板であってもよい。

本実施の形態に係る電子デバイス１０００の製造方法は、半導体装置１を用意することを含む。半導体装置１は、既に説明したいずれかの構成をなしていてもよく、また、半導体装置１は上述した方法で形成してもよい。

本実施の形態に係る電子デバイス１０００の製造方法は、半導体装置１を配線基板２に実装する工程を含む。以下、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して、半導体装置１を配線基板２に実装する工程について説明する。

はじめに、図８（Ａ）に示すように、半導体装置１を配線基板２上に配置する。ここでは、半導体装置１を、半導体チップ１０の面１５が配線基板２を向くように配置する。また、半導体装置１の電気的接続部３２（樹脂突起２０）と配線基板２の配線パターン４４とが対向（重複）するように、半導体装置１と配線基板２との位置合わせをする。例えば、図示しない治具（ボンディングツール）によって、半導体装置１を保持し、半導体装置１と配線基板２との位置合わせを行ってもよい。このとき、半導体装置１を、面１５が配線基板２と平行になるように保持してもよい。なお、治具にはヒータが内蔵されていてもよく、これにより、半導体装置１を加熱してもよい。半導体装置１を加熱することによって、電気的接続部３２が加熱され、電気的接続部３２と配線パターン４４とを確実に電気的に接続することができる。

なお、半導体装置１と配線基板２との間には、図８（Ａ）に示すように、予め接着材料５２を設けておいてもよい。接着材料５２は、ペースト状あるいはフィルム状で設けてもよい。接着材料５２は、導電粒子などを含まない絶縁性の材料（ＮＣＰ，ＮＣＦ）であってもよい。接着材料５２は、例えば、配線基板２上に設けてもよい。

その後、図８（Ｂ）に示すように、半導体装置１と配線基板２とを近接させて電気的接続部３２と配線パターン４４とを接触させて、両者を電気的に接続させる。本工程では、半導体チップ１０と配線基板２（ベース基板４２）とによって樹脂突起２０を押しつぶして、図８（Ｂ）に示すように、樹脂突起２０を弾性変形させてもよい。これによると、樹脂突起２０の弾性力によって、電気的接続部３２と配線パターン４４とを押し付けることができるため、電気的な接続信頼性の高い電子デバイス１０００を製造することができる。また、本工程では、接着材料５２を流動させながら、半導体装置１と配線基板２とを近接させてもよい。

そして、図８（Ｃ）に示すように、半導体装置１と配線基板２との間に、接着剤５０を形成する。接着剤５０は、接着材料５２を硬化させることによって形成することができる。接着剤５０によって、半導体装置１と配線基板２とを接着（固着）する。接着剤５０によって、半導体チップ１０と配線基板２との間隔を維持してもよい。すなわち、接着剤５０によって、樹脂突起２０が弾性変形した状態を維持してもよい。例えば、樹脂突起２０が弾性変形した状態で接着剤５０を形成することで、樹脂突起２０が弾性変形した状態を維持することができる。これにより、電気的接続部３２と配線パターン４４との電気的な接続信頼性の高い電子デバイス１０００を製造することができる。なお、接着剤５０の材料は特に限定されない。接着剤５０は、例えば樹脂材料によって形成してもよい。そして、接着材料５２は、熱硬化性の樹脂材料であってもよい。

以上の工程によって、電子デバイス１０００を形成してもよい。なお、電子デバイス１０００は、表示デバイス（パネルモジュール）であってもよい。表示デバイスは、例えば液晶表示デバイスやＥＬ（Electrical Luminescence）表示デバイスであってもよい。図９には、表示デバイスとしての電子デバイス１０００を示す。このとき、半導体装置１は、表示デバイスを制御するドライバＩＣであってもよい。また、電子デバイス１０００を有する電子機器として、図１０にはノート型パーソナルコンピュータ２０００を、図１１には携帯電話３０００を、それぞれ示す。

４．効果
以下、本発明が奏する作用効果について説明する。

本実施の形態では、先に説明したように、半導体装置１を配線基板２に実装する工程で、半導体装置１の樹脂突起２０は、半導体チップ１０と配線基板２とによって押しつぶされて弾性変形する。そして、半導体装置１を有する電子デバイスによると、樹脂突起２０の弾性力によって電気的接続部３２が配線パターン４４に押し付けられて、配線３０（電気的接続部３２）と配線パターン４４との電気的な接続信頼性が維持される。ここで、半導体装置１では、樹脂突起２０が変形すると、樹脂突起２０の形状に追従して、電気的接続部３２が変形する（図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）参照）。一般的に、金属は樹脂に比べて延性が低い。そのため、配線３０（電気的接続部３２）が樹脂突起２０に合わせて変形すると、配線３０にストレスがかかるおそれがある。

ところで、本実施の形態に係る半導体装置１によると、第１の配線層３４における樹脂突起２０と重複する領域にはひび割れが形成されている。すなわち、半導体装置１によると、第１の配線層３４は変形しやすくなっている。そのため、第１の配線層３４に大きなストレスを与えることなく、第１の配線層３４を、樹脂突起２０に追従して変形させることができる。そして、半導体装置１によると、第１の配線層３４を覆う第２の配線層３６が、第１の配線層３４よりも延性の高い材料で構成されている。そのため、第１の配線層３４（樹脂突起２０）が変形した場合でも、第２の配線層３６は、大きなストレスを受けることなく第１の配線層３４（樹脂突起２０）に追従して変形することができる。また、第１の配線層３４が変形しやすくなっていることから、第１の配線層３４が破断した場合でも、破断時に解放されるエネルギーが小さくなり、第２の配線層３６を破壊することを防止することができる。このことから、半導体装置１によると、樹脂突起２０が変形した場合でも、第２の配線層３６が破壊されることを防止することができる。そして、第２の配線層３６にはひび割れが形成されていないため、第２の配線層３６の破壊を防止することができれば、配線３０の電気的な信頼性を維持することができる。すなわち、半導体装置１によると、実装工程で配線３０の破損を防止することが可能で、電気的な信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造することが可能になる。

また、電子デバイスは、使用環境や、半導体装置（導電体の内部抵抗）等で発生する熱によって加熱されることがある。一般的に、樹脂部材は導電部材よりも熱膨張率が高いため、電子デバイスが加熱されると樹脂部材と導電部材とが不均一に膨張し、導電部材にストレスが加わるおそれがある。また、電子デバイスは、使用状況によって外力を受けることがあり、これにより樹脂部材が変形し、該樹脂部材に接触している導電部材にストレスが加わるおそれがある。

しかし、半導体装置１によると、配線基板２に実装された後であっても、第１の配線層３４は、大きなストレスを受けることなく、樹脂突起２０に追従して変形することができる。そのため、第１の配線層３４が変形する際に、第１の配線層３４が第２の配線層３６に与えるストレス（撃力）を小さくすることができる。すなわち、第２の配線層３６は、大きなストレスを受けずに、樹脂突起２０に追従して変形することが可能になる。このことから、半導体装置１によると、第２の配線層３６の破壊が起こりにくい、信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造することが可能になる。

５．変形例
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

以下、具体的な変形例について説明する。

（第１の変形例）
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、本発明を適用した実施の形態の第１の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、第１の金属層３５をパターニングすることを含む。なお、第１の金属層３５をパターニングする工程は、第１の金属層３５にひび割れを形成する工程や、第２の配線層３６（第２の金属層３７）を形成する工程の前に行う。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、パターニングされた第１の金属層３５にひび割れを形成する工程を含む。例えば、樹脂突起２０を変形させることによって（図６（Ａ）参照）、パターニングされた第１の金属層３５にひび割れを形成してもよい。これにより、樹脂突起２０と重複する領域にひび割れが形成された、第１の配線層３４を形成してもよい（図２（Ａ）参照）。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、第１の配線層３４に第２の配線層３６を形成することを含む。これにより、第１の配線層３４と第２の配線層３６とを有する配線３０を形成してもよい（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。

（第２の変形例）
図１３（Ａ）〜図１４は、本発明を適用した実施の形態の第２の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、樹脂突起２０が形成された半導体基板１１に、配線６０を形成する工程を含む。配線６０は、第１の配線層６２と、第１の配線層６２上に形成された第２の配線層６４とを含む。なお、第２の配線層６４は、第１の配線層６２よりも延性の高い材料で構成されている。また、本実施の形態では、第１及び第２の配線層６２，６４は、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、ひび割れを有しない様に形成する。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、第２の配線層６４にひび割れが形成されないように、第１の配線層６２にひび割れを形成することを含む。本実施の形態では、例えば、樹脂突起２０（配線６０）を変形させることによって、第１の配線層６２にひび割れを形成してもよい。例えば、樹脂突起２０の形状や、樹脂突起２０の変形量、あるいは、配線６０の構成（第１及び第２の配線層６２，６４の材料や厚み）を調整することによって、第２の配線層６４にひび割れが発生しないように、第１の配線層６２にひび割れを発生させることができる。

詳しくは、本実施の形態では、第２の配線層６４は、第１の配線層６２よりも延性の高い材料で構成されている。言い換えると、第１の配線層６２は、第２の配線層６４よりも脆い。そのため、第１及び第２の配線層６２，６４を同じように変形させれば、第１の配線層６２を第２の配線層６４よりも先に破壊させることができ、第１の配線層６２のみにひび割れを発生させることができる。そして、第２の配線層６４にひび割れが発生しないように樹脂突起２０の変形量を調整することで、第１の配線層６２のみにひび割れを発生させることができる。

例えば、配線６０（第１及び第２の配線層６２，６４）が、第２の配線層６４が第１の配線層６２の１０倍以上の厚みとなるように形成されている場合、第１の配線層６２に発生したひび割れ（亀裂）が、第２の配線層６４に伝搬することを防止することができる。そのため、容易に、第１の配線層６２にひび割れが発生するように、かつ、第２の配線層６４にひび割れが発生しないように、配線６０（樹脂突起２０）を変形させることができる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板１１を薄くする工程を含んでいてもよい。例えば、図１４に示すように、半導体基板１１を支持部材２００で支持して、半導体基板１１を面１５とは反対側から研削して、半導体基板１１を薄くしてもよい。そして、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、半導体基板１１を薄くする工程で、半導体基板１１を支持部材２００に向けて押圧し、半導体基板１１と支持部材２００とによって樹脂突起２０を弾性変形させることによって、第１の配線層６２にひび割れを形成してもよい。これによると、効率よく半導体装置を形成することができる。

ただし、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板１１を個片に（チップ状に）分割した後に、配線基板によって樹脂突起２０を押圧して弾性変形させて、第２の配線層６４にひび割れが発生しないように、第１の配線層６２のみにひび割れを発生させてもよい。例えば、チップ状の半導体基板１１を配線基板に仮固定するときに、樹脂突起２０を弾性変形させてもよい。これによっても、効率よく半導体装置を形成することができる。

（第３の変形例）
本発明を適用した実施の形態の第３の変形例に係る半導体装置の製造方法では、熱膨張によって樹脂突起２０を変形させて、第１の金属層３５にひび割れを形成することを含む。例えば、半導体基板を急激に加熱することで樹脂突起２０の温度を急激に高めて樹脂突起２０を熱膨張させ、第１の金属層３５にひび割れを発生させてもよい。具体的には、０．５〜２秒の間に樹脂突起２０を２００度程度まで急加熱することによって、樹脂突起２０を熱膨張させてもよい。

なお、樹脂突起２０を熱膨張させる工程は、樹脂突起２０を押圧して弾性変形させる工程と合わせて行ってもよい。この場合、樹脂突起２０を押圧する押圧部材によって、樹脂突起２０を加熱してもよい。例えば、加熱された押圧部材で樹脂突起２０を押しつぶすことによって、樹脂突起２０を、弾性変形させながら熱膨張させてもよい。ただし、樹脂突起２０を熱膨張させる工程は、樹脂突起２０を押圧して弾性変形させる工程に代えて行ってもよい。

半導体装置について説明するための図。 半導体装置について説明するための図。 半導体装置の製造方法について説明するための図。 半導体装置の製造方法について説明するための図。 半導体装置の製造方法について説明するための図。 半導体装置の製造方法について説明するための図。 半導体装置の製造方法について説明するための図。 電子デバイスの製造方法について説明するための図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 第１の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図。 第２の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図。 第２の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図。

符号の説明

１…半導体装置、 ２…配線基板、 １０…半導体チップ、 １１…半導体基板、 １２…電極、 １４…集積回路、 １５…面、 １６…パッシベーション膜、 ２０…樹脂突起、 ２２…上端面、 ２４…側面、 ２５…樹脂材料、 ３０…配線、 ３２…電気的接続部、 ３４…第１の配線層、 ３５…第１の金属層、 ３６…第２の配線層、 ３７…第２の金属層、 ４２…ベース基板、 ４４…配線パターン、 ５０…接着剤、 ５２…接着材料、 ６０…配線、 ６２…第１の配線層、 ６４…第２の配線層、 １００…押圧部材、 ２００…支持部材

Claims (19)

1. 電極が形成された半導体チップと、
   前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、
   前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、
   を含み、
   前記配線は、
   第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された前記第１の配線層よりも延性の高い材料で構成された第２の配線層とを含み、
   前記第１の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されており、
   前記第２の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されていない半導体装置。
2. 請求項１記載の半導体装置において、
   前記第１の配線層は前記樹脂突起に接触している半導体装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の半導体装置において、
   前記第２の配線層は、前記第１の配線層に接触している半導体装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置において、
   前記第２の配線層の厚みは、前記第１の配線層の厚みの１０倍以上である半導体装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、
   前記第１の配線層はチタンタングステンによって形成されており、
   前記第２の配線層は金によって形成されている半導体装置。
6. 電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
   前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
   前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を有する、第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された前記第１の配線層よりも延性が高い材料で構成された第２の配線層とを含む配線を形成する工程と、
   前記樹脂突起を変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる工程と、
   を含む半導体装置の製造方法。
7. 請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
   前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
8. 請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
   前記配線に対してプローブ検査を行うプローブ検査工程をさらに含み、
   前記プローブ検査工程で、検査プローブによって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
9. 請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
   支持部材によって前記半導体基板を支持した状態で、前記半導体基板を前記電極が形成された面とは反対側から研削し、前記半導体基板を薄くする研削工程をさらに含み、
   前記研削工程で、前記支持部材によって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
10. 請求項６から請求項９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記樹脂突起を加熱して熱膨張させて、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
11. 請求項７を引用する請求項１０記載の半導体装置の製造方法において、
    加熱された押圧部材によって前記樹脂突起を押圧して、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
12. 請求項７を引用する請求項１０、又は、請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体基板を加熱した後に前記樹脂突起を押圧して、前記第２の配線層にひび割れが発生しないように、前記第１の配線層にひび割れを発生させる半導体装置の製造方法。
13. 請求項６から請求項１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記配線を、前記第２の配線層の厚みが前記第１の配線層の１０倍以上になるように形成する半導体装置の製造方法。
14. 電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
    前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
    前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起上を通る、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の配線層を形成する工程と、
    前記第１の配線層よりも延性の高い材料によって、前記第１の配線層上に、ひび割れを有しない第２の配線層を形成する工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
15. 電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
    前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
    前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起を覆う、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の金属層を形成する工程と、
    前記第１の金属層上に、ひび割れを有しない第２の金属層を形成する工程と、
    前記第１及び第２の金属層をパターニングして、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された、前記第１の配線層よりも延性が高い材料で構成されたひび割れを有しない第２の配線層とを含む配線を形成する工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
16. 請求項６から請求項１５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１の配線層は前記樹脂突起に接触している半導体装置の製造方法。
17. 請求項６から請求項１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第２の配線層は、前記第１の配線層に接触している半導体装置の製造方法。
18. 請求項６から請求項１７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
    前記第１の配線層をチタンタングステンによって形成し、
    前記第２の配線層を金によって形成する半導体装置の製造方法。
19. 電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、を含む半導体装置を用意する工程と、
    配線パターンを有する配線基板を用意する工程と、
    前記半導体装置を前記配線基板に搭載して、前記電気的接続部と前記配線パターンとを接触させて電気的に接続する工程と、
    前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤を形成する工程と、
    を含み、
    前記半導体装置の前記配線は、
    ひび割れが形成されている第１の配線層と、前記第１の配線層上に形成された、前記第１の配線層よりも延性の高い材料で構成されたひび割れが形成されていない第２の配線層とを含む電子デバイスの製造方法。

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