JP2016201501A - 半導体チップの実装方法および半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 銅バンプを有する半導体チップを、銅電極を有する基板にフリップチップ実装するのに際して、超音波接合により全半導体チップの全ての銅バンプを基板の銅電極に金属接合させる、半導体チップの実装方法を提供すること。
【解決手段】 銅バンプを有する半導体チップを銅電極を有する基板にフリップチップ実装する半導体チップの実装方法であって、前記銅バンプおよび前記銅電極を不活性ガス中でプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程の後に、前記銅バンプの先端部と前記銅電極が対向して接触する状態で、前記半導体チップを前記基板に加圧するとともに超音波振動を付与する超音波接合工程とを有し、前記超音波接合工程において、前記銅バンプと前記銅電極の接触面を含む雰囲気の酸素濃度を３％以下にすることを特徴とする半導体チップの実装方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、銅バンプを有する半導体チップを、銅電極を有する基板にフリップチップ実装する半導体チップの実装方法および、それよって得られる半導体装置に関する。特に、半導体チップの銅バンプと基板の銅電極を超音波振動を用いて接合するフリップチップ実装に係わる。

近年の電子機器開発において、そこに搭載される半導体装置に対して種々の要求があり、これに応えるべく早いサイクルでの開発が進められている。この一環として、半導体チップの基板への実装方法では、伝送距離の短縮や小型化等の要求に応えるため、フリップチップ実装の普及が進んでいる。フリップチップ実装は、半導体チップのバンプを基板の電極に接合させる工法であるが、バンプとしてハンダバンプを用いる工法が多く採用されている（図１０（ａ））。

フリップチップ実装においても、実装密度の向上等の要求を背景に、バンプの小型化およびバンプ間隔の狭ピッチ化が進んでいる。これに対し、ハンダバンプを用いる工法では、銅ピラーの先端部にハンダを用いるなどして対応している（図１０（ｂ））。しかし、ピラーＰの小径化に伴うハンダＳの減少により、ハンダＳと他の金属（基板３の電極３１、銅ピラーＰ）との界面に生成される、機械的に脆い金属間化合物ＩＭＣの割合が増すことになり接合部の信頼性に悪影響を及ぼす。

このため、実装密度向上に伴い、ハンダを用いない工法が求められており、中でも特許文献１に記載のような超音波接合を用いたフリップチップ実装が注目されている。超音波接合を用いたフリップチップ実装としては、金メッキした電極に金バンプを接合する工法が実用化されている。しかし、高価な金を用いる等の理由により普及は充分進んでいない。

ただし、超音波接合にはタクトタイムが短い等の長所もあり、バンプと電極に安価な銅を用いて銅同士を超音波接合するフリップチップ実装が実現すれば、信頼性のある高密度実装を安価に提供できるので、普及が進むことが見込める。

特開２００７−２３４８４４号公報

超音波接合において、接合のメカニズムとしては、バンプ先端部と電極の接触部が超音波振動により摩擦されることで、表面の異物が除去されて、活性な金属面同士が金属接合すると考えられている。

バンプ（先端）および電極が金の場合においては、金は酸化し難く、厚い酸化膜が形成されておらず、超音波振動による摩擦により、表面の異物は比較的容易に除去されて金同士が金属接合する。

しかし、銅は金に比べて酸化し易く、大気に触れることで表面に酸化膜が形成される。これに加えて、超音波振動による摩擦による加熱により、銅表面で大気中の酸素による酸化が促進されるため、超音波振動による摩擦によって酸化膜を除去することは難しい。

また、仮に銅電極に銅バンプが超音波振動により接合するとしても、銅が有している剛性のため、超音波振動のエネルギーが接合部に加わって破断させることがある。更に、バンプに高さバラツキがあった場合や、基板と半導体チップの平行度に僅かなズレがあった場合においては、剛性の影響により、一部の銅バンプ先端部が銅電極に接触すらしない事態になることもある。これに対して、金は延性を有しているため、接合された箇所が破断されることはほとんどなく、バンプ高さバラツキや基板と半導体チップの平行度ズレが僅かであれば全バンプを接合することが可能である。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、銅バンプを有する半導体チップを、銅電極を有する基板にフリップチップ実装するのに際して、超音波接合により全半導体チップの全ての銅バンプを基板の銅電極に金属接合させる、半導体チップの実装方法およびそれによって得られる半導体チップを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
銅バンプを有する半導体チップを銅電極を有する基板にフリップチップ実装する半導体チップの実装方法であって、前記銅バンプおよび前記銅電極を不活性ガス中でプラズマ処理するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程の後に、前記銅バンプの先端部と前記銅電極が対向して接触する状態で、前記半導体チップを前記基板に加圧するとともに超音波振動を付与する超音波接合工程とを有し、前記超音波接合工程において、前記銅バンプと前記銅電極の接触面を含む雰囲気の酸素濃度を３％以下にすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の半導体チップの実装方法であって、前記銅バンプと前記銅電極の接触面の周囲に窒素ガスをブローすることにより、前記銅バンプと前記銅電極の接触面を含む雰囲気の酸素濃度を３％以下にすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の半導体チップの実装方法であって、前記プラズマ処理工程終了から前記超音波接合工程開始までの間で、前記銅バンプおよび前記銅電極が大気雰囲気に存在する時間が３０分以内であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
銅バンプを有する半導体チップを銅電極を有する基板にフリップチップ実装した半導体装置であって、前記銅バンプが、前記銅バンプの先端部を前記銅電極に接触させ、前記銅バンプを前記銅電極に１平方マイクロメートルあたり７０μＮで加圧した状態で、前記銅電極を前記加圧方向に直交するいずれかの方向に、摩擦力以上の力を加えて移動させた時の、前記銅バンプ先端部の前記移動方向への変位量が０．３８μｍ以下となる構造を有し、前記銅バンプの先端部を前記銅電極に金属接合したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の半導体装置であって、前記銅バンプを前記銅電極に１平方マイクロメートルあたり７０μＮで加圧した状態で、前記銅電極を方向に前記加圧方向に直交するいずれかの方向に、摩擦力以上の力を加えて移動させた時の、前記銅バンプ先端部の前記加圧方向への変形量が０．０６μｍ以上となる構造を前記銅バンプが有していることを特徴とする。

本発明により、銅バンプを有する半導体チップを、銅電極を有する基板にフリップチップ実装するのに際して、超音波接合により銅バンプを銅電極に金属接合することが可能であり、半導体チップの銅バンプに高さバラツキがあっても全てのバンプを基板の銅電極に接合に接合させることが可能となる。

本発明の一実施形態における半導体チップと基板を示す図である（ａ）半導体チップの銅バンプ形成面である（ｂ）銅バンプ拡大図である（ｃ）同拡大図の断面図である（ｄ）基板の半導体チップ実装面である（ｂ）同面の電極部拡大図である（ｄ）同拡大図の断面図である。 本発明の一実施形態である半導体チップの実装方法の概要を示す図である（ａ）プラズマ処理工程を説明する図である（ｂ）超音波接合工程を示す図である。 本発明の一実施形態における超音波実装装置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における超音波ヘッドの一例を示す図である。 本発明の一実施形態における超音波振動付与と加圧力の変化を示す図である。 超音波振動の付与とバンプ形状の変化を説明する図である。 バンプ形状の変化具合について説明する図である。 バンプ形状の変化具合を一定の加圧条件として求める状態を説明する図である。 本発明の実施例に用いた半導体チップと基板を示す図である（ａ）半導体チップの銅バンプ形成面である（ｂ）銅バンプ拡大図である（ｃ）同拡大図の断面図である（ｄ）基板の半導体チップ実装面である（ｂ）同面の電極部拡大図である（ｄ）同拡大図の断面図である。 ハンダバンプを用いたフリップチップ実装の接合について説明する図である。（ａ）従来のハンダバンプを用いた接合部の断面図である（ｂ）先端部にハンダを有するピラーバンプを用いた接合部の断面図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る一実施形態における、半導体チップ２における銅バンプ２１と、基板３における銅電極３１の一例について説明する図であり、半導体チップ２を基板３に実装することによって半導体装置が得られる。

図１（ａ）は半導体チップ２の回路面側を示す図であり、複数の銅バンプ２１が形成されているが、その一部を拡大したのが図１（ｂ）であり、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示したのが図１（ｃ）である。図１（ｃ）に示すように、銅バンプ２１は、半導体チップ２とパッド電極２２を介して接合されており、銅バンプ２１の周囲には保護膜２３が形成されている。ここで、パッド電極２２としては一般にアルミが用いられ、保護膜２３としてはポリイミド等の絶縁性樹脂が用いられる。図１（ｂ）、図１（ｃ）の例でバンプ２１は円柱状の形状を有しており、その直径は数十μｍであるが、円柱状の形状に限られるものではなく、角注形状や段積み構造のものであってもよい。ただし、超音波接合により、基板３の電極３１と接合するためには、特定の条件を満たす構造である必要があることが判っており、その構造については後述する。

図１（ｄ）は基板３の、半導体チップ２を実装する側の面を示す図であり、銅バンプ２１の配置に対応した電極３１が形成されているが、その一部を拡大したのが図１（ｅ）であり、図１（ｅ）のａ−ａ断面を示したのが図１（ｆ）である。図１（ｅ）に示すように、銅電極３１は銅バンプ２１を接続するのに相応した形状を有している。なお、基板３のとしては、ガラスエポキシ基板やシリコンインターポーザ、更にはポリイミド樹脂等を用いた樹脂基板が用いられる。

図２は、半導体チップ２を基板３に実装する工程を示す図である。図２において、基板２や銅バンプ２１等の縮尺比は説明の都合上、実際の縮尺比とは異なって示している。

図２（ａ）は、本発明のプラズマ処理工程を示す図である。図２（ａ）において、プラズマ処理装置４は、半導体チップ２の銅バンプ２１および基板３の銅電極３１の、表層の銅酸化膜を除去するものである。プラズマ処理装置４では、真空チャンバー４１内をバルブ４２を介して真空排気し、不活性ガス導入した後に図示しない電源による放電によりプラズマを発生させる。半導体チップ２および基板３は、プラズマ処理装置４の真空チャンバー４１内に配置され、真空チャンバー４１に発生したプラズマにより。銅バンプ２１および銅電極３１の表面が物理的に（原子衝突により）エッチングされ、酸化膜の厚みが減少していく。プラズマ処理に用いる不活性ガスとしては、酸化膜を除去後に新たな化合物膜が形成され難いことから希ガスが望ましく、エッチング効率を考慮するとアルゴン（Ａｒ）ガスが好適である。

プラズマ処理を行った後に、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の銅電極の超音波接合を行う。すなわち、図２（ｂ）のように対向させ、銅バンプ２１と銅電極３１の位置合わせを行った後に、銅電極３１の面（銅バンプ２１先端部の面）に垂直方向に加圧力Ｐを加えるとともに、銅電極３１の面内方向に超音波振動を付与して、銅バンプ２１の先端部を銅電極３１に金属接合させる。ここで、プラズマ処理を行った後に、半導体チップ２および基板３が大気に触れると、銅バンプ２１および銅電極３１の表面が再び酸化を始め、銅表面の酸化膜は時間と共に厚くなる。このため、プラズマ処理工程終了後から超音波接合開始までの時間は短い方が好ましく３０分以内にする必要があり、２０分以内にすることが更に望ましい。

また、加圧力Ｐを加えて、超音波振動を付与する際は、銅バンプ２１と銅電極３１の接触面を含む領域ＢＡの酸素濃度を３％以下にする必要がある。領域ＢＡの酸素濃度が３％を超えると、超音波振動を付与した際に、銅バンプ２１の先端部と銅電極３１が、摩擦による加熱の影響も受けて酸化されて金属接合が阻害される。領域ＢＡの酸素濃度は低い方がよく、１％以下であることが更に望ましい。

超音波接合は、図３に一例を示すような、超音波実装装置５を用いる。超音波実装装置５は、基台５１、ステージ５２、支持フレーム５３、加圧ユニット５４、超音波ヘッド５５、画像認識装置７０および窒素ブローノズル８０を備えている。また、超音波ヘッド５５は、一例を図４に示すが、フレーム６１、ブースター６２、ホーン６３、超音波発生部６４、吸着部材６５を備え、吸着部材６５は吸着穴６６を有している。

基台５１は、超音波実装装置５を構成する主な構造体である。基台５１は充分な剛性を有するように構成されている。基台５１は、ステージ５２と支持フレーム５３を支持している。以下の説明では、図３において、超音波振動の方向をＸ軸方向、これに直交するＹ軸方向、超音波ヘッド５５の基板３に垂直な移動方向をＺ軸方向、Ｚ軸を中心として回転する方向をθ方向としている。

ステージ５２は、基板３を保持しつつ、任意に移動させるものである。ステージ５２は、駆動ユニット５２ａに、基板３を吸着保持出来る吸着テーブル５２ｂが取り付けられ、構成されている。ステージ５２は、基台５１に取り付けられ、駆動ユニット５２ａによって吸着テーブル５２ｂをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動できるように構成されている。すなわち、ステージ５２は、基台５１上において吸着テーブル５２ｂに吸着された基板３をＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向に移動できるように構成されている。なお、本実施形態において、ステージ５２は、吸着により基板３を保持しているがこれに限定されるものではない。

支持フレーム５３は、加圧ユニット５４を支持するものである。支持フレーム５３は、基台５１のステージ５２近傍からＺ軸方向に延びるように構成されている。

加圧ユニット５４は、超音波ヘッド５５を移動させるものである。加圧ユニット５４は、図示しないサーボモータとボールねじから構成される。加圧ユニット５４は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。加圧ユニット５４は、ボールねじの軸方向が基板３に対して垂直なＺ軸方向の駆動力（加圧力）を発生するように構成されている。加圧ユニット５４は、サーボモータの出力を制御することによりＺ軸方向の加圧力Ｐを任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、加圧ユニット５４は、サーボモータとボールねじの構成としたが、これに限定されるものではなく、空圧アクチェータ、油圧アクチュエータから構成してもよい。

超音波ヘッド５５は、図４に示すように、略Ｕ字形を上下反転させ、底面を加圧ユニット５４に連結されたフレーム６１と、フレーム６１の両側面に形成された貫通孔を両側から貫通する１組のブースター６２と、フレーム６１の内側で１組のブースター６２によって挟み込まれた状態で保持されたホーン６３から構成されている。

ブースター６２は、中央部が太い円柱状であって、その両端が先端に向かうにつれて先細りになるテーパ状となっている。また、一方側のブースター６２には、ブースター６２に超音波振動を伝達付与するための圧電素子素子を備えた超音波発生器６４を備えている。

ホーン６３の下面中央には、凸部からなる吸着部材６５が設けられている。吸着部材６５は、超音波発生器６４からブースター６２を介して伝達された振動振幅が最大となる位置にある。吸着部材６５には、吸着穴６６が形成され、図示しない真空ポンプと配管を介して連通接続されており、半導体チップ２を吸着保持できる。

図３に戻り、画像認識装置７０は、画像により半導体チップ２と基板３の位置情報を取得するものである。画像認識装置７０は、ステージ５２に保持されている基板３上面の位置合わせマークと、超音波ヘッド５５の吸着部６５に保持されている半導体チップ２の位置合わせマークを画像認識して、基板３と半導体チップ２の位置情報を取得するように構成されている。

窒素ブローノズル８０は、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の銅電極３１の接触面近傍に窒素ガスをブローして供給するものであり、窒素ガスを供給することにより、図２（ｂ）の領域ＢＡの酸素濃度を下げることが出来る。領域ＢＡの酸素濃度を監視するための酸素濃度計を設けても良い。

以下、図３の超音波実装装置５を用いて、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の電極３１を接合する超音波接合工程について説明する。

まず、プラズマ処理工程後の半導体チップ２１は超音波ヘッド５５の吸着部材６５で吸着保持し、プラズマ処理後の基板３はステージ５２の吸着テーブル５２ｂが保持する。次に、画像認識装置７０で半導体チップ２と基板３の位置情報を取得した後に、ステージ５２の駆動ユニット５２ａを駆動して、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の銅電極３１の位置が合うように位置調整を行う。

基板３の銅電極３１の真上（Ｚ軸方向）に半導体チップ２の銅バンプ２１が存在するように位置合わせを行った後は、加圧ユニット５４により超音波ヘッド５５を降下させる。降下に際して、半導体チップ２と基板３の距離が離れている間は、超音波ヘッド５５の降下速度は比較的速くてもよいが、銅バンプ２１と銅電極３１が接触する程度まで接近したら低速とするとともに、超音波発生器６４を稼働させて半導体チップ２に超音波振動を付与する。そして、銅バンプ２１と銅電極３１が接触したら、加圧ユニット５４による加圧を開始する。加圧に際して、加圧力Ｐは、図５に示すように設定最大値（Ｐｍａｘ）になるまで経時的に増加するようにする。これは、半導体チップ２の全ての銅バンプ２１が同時に基板の銅電極３１と接触せず、順次接触しながら接合して行くためである。全ての銅バンプ２１が同時に銅電極３１に接触しないのは、銅バンプ２１の高さバラツキおよび基板３と半導体チップとの平行度ズレが、僅かながらあるためである。

加圧ユニット５４による加圧力が設定最大値に達した時点で、超音波発生器６４の稼働を停止し、半導体チップ２に対する超音波振動の付与を止める。加圧ユニット５４による加圧も停止し、吸着部材６５による半導体チップ２の吸着を解除し、吸着テーブルによる基板３の保持も解除し、超音波接合は完了する。

このような超音波工程により、半導体チップ２の銅バンプ２１は、基板３の銅電極と金属接合することが可能となる。ただし、半導体チップ２が有する銅バンプ２１の全てが、基板３の銅電極３１と接合するためには、銅バンプ２１が特定の条件を満たす構造でなければならない。すなわち、加圧しながら超音波振動を付与した時に、銅バンプ２１と銅電極３１が接合するだけの摩擦を生じることが必須条件であるとともに、銅バンプ２１の高さバラツキ（および半導体チップ２と基板３の平行度ズレ）を吸収し得るだけの変形が必要である。

図を用いて説明すると、図６（ａ）のように、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の銅電極３１が接触し加圧している状態において、超音波振動を付与すると、図６（ｂ）や図６（ｂ）に示すように、銅バンプ２１の先端部（銅電極３１との接触部）には、超音波振動により半導体チップ２が移動した方向と反対方向の摩擦力が働き、この摩擦力により銅バンプ２１は変形する。この、バンプ先端部に働く力は、加圧力がＰで銅バンプ２１と銅電極の摩擦係数をμとすると、μ×Ｍとなる。

この摩擦力により、図７において、点線で示した摩擦力の働かない状態の銅バンプ２１Ｂから、銅バンプ２１の状態に変形する。図７では、この変形具合を表す指標として、超音波振動方向の変位δＸと、加圧方向の変形量δＺとしている。ここで、δＸが小さければ、半導体チップ２の振動に追随して銅バンプ２１の先端部も移動することから、銅バンプ２１と銅電極３１の間の相対移動があり、摩擦が生じやすくなる。一方において、δＸが大きければ、銅バンプ２１の先端と銅電極３１の間の相対移動は小さく、摩擦は生じにくくなる。一方、δＺが大きければ、加圧方向への銅バンプ２１の変形が大きくなるので、銅バンプ２１の高さバラツキ（および半導体チップ２と基板３の平行度ズレ）を吸収しやすくなる。このため、δＸおよびδＺと接合性の関係が求められればよいが、実際に超音波接合中の状態を観察してδＸやδＺを求めることは極めて困難である。

そこで、いくつかのバンプ形状について、一定の加圧力を加えた状態で、銅バンプ２１と銅電極３１に、摩擦力以上の力を加えて、加圧方向と直交する方向に銅バンプ２１に対して銅電極３１を移動させて、銅バンプ２１の変形具合を求め、その変形具合と超音波接合を行った時の接合性との関係で評価している。

具体的には、図８（ａ）に示すように基板３に対して半導体チップ２を加圧力Ｐ０で加圧した状態で、半導体チップ２の銅バンプ２１と基板３の銅電極の間の摩擦力（μ×Ｐ０）より大きな力Ｆを、基板３に対して加圧方法と直交する何れかの方向に加えることによる変形具合を求めている。ここで、変形具合は、基板３に対して加えた力Ｆの方向のΔＸと、加圧方向の変形量ΔＺにより評価する。ここで、加圧力Ｐ０としては、超音波接合を行う際の、設定最大値の約半分として、１平方マイクロメートルあたり７０μＮとした。

この条件によって求めたΔＸ、ΔＺと接合性の関係では、ΔＸが０．３８μｍ以下であれば銅バンプ２１は銅電極３１に金属接合し得る。ただし、ΔＸが０．０５μｍ以下だと、一旦接合した接合部分が超音波振動によって破壊されることがある。一方、ΔＺは０．０６μｍ以上なら、８０％以上を接合させることが可能である。バンプ高さバラツキが極めて小さければ１００％接合とすることも可能と考える。ただし、現行のバンプ形成技術における高さバラツキを考慮するとΔＺは０．０８μｍ以上であることが望ましい。

１．実装対象
（１）半導体チップ（図９（ａ）〜（ｃ）参照）
半導体チップ形状 ９ｍｍ×９ｍｍ×１００μｍ（厚み）
銅バンプ形状 直径３０μｍ
高さ ５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ
バンプ数 １５１２
（２）基板（図９（ｄ）〜（ｆ）参照）
基板形状 １４ｍｍ×１４ｍｍ×７８０μｍ（厚み）
基板材質 Ｓｉ
銅電極 基板全面に形成、厚み３μｍ
２．プラズマ処理工程
神港精機株式会社のプラズマエッチング装置ＥＸＡＭを使用。
導入ガス Ａｒ、圧力３０Ｐａ
処理条件 高周波出力５００Ｗ、処理時間３分
３．超音波接合工程
東レエンジニアリング株式会社のＦＣ１００Ｍを使用。
接合部近傍に窒素ガスをブローし、酸素濃度は０．５％以下。
超音波振幅 １．２μｍ
加重 接合時の最大設定値１５０Ｎ
（１平方マイクロメートルあたり１４０μＮ）
４．銅バンプ変位量
（１）加圧 １平方マイクロメートルあたり７０μＮ。
（２）銅バンプ形状（高さ）と変位量 表１のとおり。

５．接合結果
銅バンプ形状（高さ）と接合性の結果は表２のとおり。
接合強度測定においては、１バンプあたりのシェア強度を測定した。

表１と表２の比較より、ΔＸが０．３８μｍ以下であれば超音波振動付与により銅同士が接合し得ることが判る。ΔＸが大きくなると接合強度が低下する傾向があるが、ΔＸが小さくなると接合箇所が超音波付与により破壊することがある。
ΔＺについては、０．０６μｍで８０％の接合率であるが、高さが低いバンプが接合していなかった。接合後の破壊ではないので高さバラツキを低減したら１００％に成り得る。ΔＺが大きいほど接合強度のバラツキは小さくなるが平均値も小さくなった。

２ 半導体チップ
３ 基板
４ プラズマ処理装置
５ 超音波実装装置
２１ 銅バンプ
３１ 銅電極
８０ 窒素ガスブローノズル

Claims (5)

1. 銅バンプを有する半導体チップを銅電極を有する基板にフリップチップ実装する半導体チップの実装方法であって、
   前記銅バンプおよび前記銅電極を不活性ガス中でプラズマ処理するプラズマ処理工程と、
   プラズマ処理工程の後に、前記銅バンプの先端部と前記銅電極が対向して接触する状態で、前記半導体チップを前記基板に加圧するとともに超音波振動を付与する超音波接合工程とを有し、
   前記超音波接合工程において、前記銅バンプと前記銅電極の接触面を含む雰囲気の酸素濃度を３％以下にすることを特徴とする半導体チップの実装方法。
2. 請求項１に記載の半導体チップの実装方法であって、
   前記銅バンプと前記銅電極の接触面の周囲に窒素ガスをブローすることにより、
   前記銅バンプと前記銅電極の接触面を含む雰囲気の酸素濃度を３％以下にすることを特徴とする半導体チップの実装方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の半導体チップの実装方法であって、
   前記プラズマ処理工程終了から前記超音波接合工程開始までの間で、
   前記銅バンプおよび前記銅電極が大気雰囲気に存在する時間が３０分以内であることを特徴とする半導体チップの実装方法。
4. 銅バンプを有する半導体チップを銅電極を有する基板にフリップチップ実装した半導体装置であって、
   前記銅バンプが、
   前記銅バンプの先端部を前記銅電極に接触させ、前記銅バンプを前記銅電極に１平方マイクロメートルあたり７０μＮで加圧した状態で、前記銅電極を前記加圧方向に直交するいずれかの方向に、摩擦力以上の力を加えて移動させた時の、前記銅バンプ先端部の前記移動方向への変位量が０．３８μｍ以下となる構造を有し、
   前記銅バンプの先端部を前記銅電極に金属接合したことを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４に記載の半導体装置であって、
   前記銅バンプを前記銅電極に１平方マイクロメートルあたり７０μＮで加圧した状態で、前記銅電極を方向に前記加圧方向に直交するいずれかの方向に、摩擦力以上の力を加えて移動させた時の、前記銅バンプ先端部の前記加圧方向への変形量が０．０６μｍ以上となる構造を前記銅バンプが有していることを特徴とする半導体装置。

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