JP6379650B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

従来、半導体チップ同士を接合して、あるいは、半導体チップと回路基板を接合して、半導体装置を製造する場合、これらを接合するのに、例えば、はんだバンプ構造、柱状金属端子上にはんだ層を設けた柱状バンプ構造などが用いられている。
また、柱状バンプ構造を、高融点金属層とはんだ層とが積層された構造とし、はんだの割合を多くして、実装時のストレスを緩和し、バンプが破壊されるのを防ぐようにしたものもある。

特開２０１０−２７８４９号公報

ところで、上述のようなバンプ構造が微細になると、電流密度が高くなり、接合部分に用いられているはんだ層にエレクトロマイグレーションと呼ばれる現象が発生し、破断してしまうおそれがある。
このような事態を防止すべく、はんだ層などの溶融金属を含む層を合金化し、高融点化することで、エレクトロマイグレーションに対する耐性を向上させることが考えられる。

しかしながら、溶融金属を含む層の全体を確実に合金化するのは難しく、図４に示すように、合金化されずに溶融金属（図４中、符号Ａで示す）が残存してしまったり、ボイド（図４中、符号Ｂで示す）が発生してしまったりする場合があり、エレクトロマイグレーションに対する耐性を十分に向上させることが難しい。
そこで、溶融金属を含む層の全体が確実に合金化されるようにして、エレクトロマイグレーションに対する耐性を十分に向上させ、品質及び信頼性を向上させたい。

本半導体装置の製造方法は、第１電極パッドを有する第１半導体チップと、第２電極パッドを有する第２半導体チップ又は回路基板とを接合する工程を含み、接合工程は、第１電極パッド及び第２電極パッドの一方の上に第１金属を含む第１端子、第１端子上に第１溶融金属を含む層、第１溶融金属を含む層上に第１溶融金属を合金化するための第３金属を含む層が設けられ、第１電極パッド及び第２電極パッドの他方の上に第２金属を含む第２端子、第２端子上に第２溶融金属を含む層が設けられた状態で、第３金属を含む層と第２溶融金属を含む層とが対向するように、第１半導体チップと第２半導体チップ又は回路基板とを位置合わせする工程と、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属及び第３金属とを合金化する工程とを含み、位置合わせ工程において、さらに、第２溶融金属を含む層上に第４金属を含む層が設けられた状態で、第３金属を含む層と第４金属を含む層とが対向するように、第１半導体チップと第２半導体チップ又は回路基板とを位置合わせし、合金化工程において、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層及び第４金属を含む層を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属、第３金属及び第４金属とを合金化する。

したがって、本半導体装置の製造方法によれば、溶融金属を含む層の全体が確実に合金化され、エレクトロマイグレーションに対する耐性が十分に向上し、品質及び信頼性が向上するという利点がある。

（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は断面図であり、（Ｅ）は斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の変形例にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態の変形例にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は断面図であり、（Ｄ）は斜視図であり、（Ｅ）は合金化した部分を拡大して示す断面図である。 一般的な接合を行なう半導体装置の製造方法における課題を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、一般的な接合を行なう半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について、図１〜図５を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体装置の製造方法は、半導体チップ同士を接合して、あるいは、半導体チップと回路基板を接合して、半導体装置を製造する方法である。
本実施形態では、半導体装置の製造方法は、第１電極パッドを有する第１半導体チップと、第２電極パッドを有する第２半導体チップ又は回路基板とを接合する工程（接合工程）を含む。なお、接合工程は、これらを接続する工程であるため、接続工程ともいう。また、半導体チップを半導体素子ともいう。

そして、この接合工程は、第１電極パッド及び第２電極パッドの一方の上に第１金属を含む第１端子、第１端子上に第１溶融金属を含む層、第１溶融金属を含む層上に第３金属を含む層が設けられ、第１電極パッド及び第２電極パッドの他方の上に第２金属を含む第２端子、第２端子上に第２溶融金属を含む層が設けられた状態で、第３金属を含む層と第２溶融金属を含む層とが対向するように、第１半導体チップと第２半導体チップ又は回路基板とを位置合わせする工程（位置合わせ工程）と、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属及び第３金属とを合金化する工程（合金化工程）とを含む［図２（Ａ）〜図２（Ｄ）参照］。

また、位置合わせ工程において、さらに、第２溶融金属を含む層上に第４金属を含む層が設けられた状態で、第３金属を含む層と第４金属を含む層とが対向するように、第１半導体チップと第２半導体チップ又は回路基板とを位置合わせし、合金化工程において、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層及び第４金属を含む層を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属、第３金属及び第４金属とを合金化するのが好ましい［図１（Ａ）〜図１（Ｅ）、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）参照］。

以下、第１電極パッドを有する第１半導体チップと第２電極パッドを有する第２半導体チップとを接合する工程を含む半導体装置の製造方法であって、第１半導体チップに第３金属を含む層として第１高融点金属層が設けられているとともに、第２半導体チップに第４金属を含む層として第２高融点金属層が設けられている場合を例に挙げて、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）を参照しながら説明する。

ここでは、まず、図１（Ａ）に示すように、第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２のそれぞれに備えられる電極パッド３，４上に金属端子５，６を設け、金属端子５，６上に溶融金属層７，８を設け、溶融金属層７，８上に高融点金属層９，１０を設ける。
つまり、第１半導体チップ１に備えられる第１電極パッド３上に、第１金属を含む第１端子である第１金属端子５を設け、この第１金属端子５上に、第１溶融金属を含む層である第１溶融金属層７を設け、この第１溶融金属層７上に、第３金属を含む層である第１高融点金属層９を設ける。

ここで、第１金属端子５は、第１溶融金属と合金形成可能な金属材料からなる。ここでは、第１金属端子５は、第１溶融金属よりも融点の高い高融点な金属材料からなる高融点金属端子である。つまり、第１金属は、第１溶融金属よりも融点の高い高融点金属である。例えば、第１金属端子５はＣｕ端子である。この場合、第１金属はＣｕである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第１金属端子５は、Ｎｉ端子、Ｚｎ端子、Ｗ端子、Ａｇ端子、Ｃｕ端子のいずれかであれば良い。この第１金属端子５は、第１金属を含む端子であれば良い。このため、第１金属端子５は、Ｎｉを含む端子、Ｚｎを含む端子、Ｗを含む端子、Ａｇを含む端子、Ｃｕを含む端子のいずれかであれば良い。このため、第１金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であれば良い。例えば、第１金属端子５は、第１電極パッド３上に第１金属をめっきすることで形成することができる。

第１溶融金属層７は、金属接合（合金化接合）を行なうために用いられるものであり、一定の温度に達したら溶融する溶融金属層であって、例えば約３５０℃以下の温度で溶融しうる比較的低融点の溶融金属層である。例えば、第１溶融金属層７はＳｎ−Ａｇはんだ層である。この場合、第１溶融金属はＳｎ−Ａｇはんだである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第１溶融金属層７は、Ｓｎ−Ａｇ層、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｐｂ層、Ｓｎ−Ｂｉ層、Ｓｎ−Ｚｎ層、Ｓｎ−Ａｕ層などのはんだ層（Ｓｎを含むはんだ層）、Ｓｎ層、Ｉｎ層のいずれかであれば良い。この第１溶融金属層７は、第１溶融金属を含む層であれば良い。このため、第１溶融金属層７は、Ｓｎ−Ａｇを含む層、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕを含む層、Ｓｎ−Ｃｕを含む層、Ｓｎ−Ｐｂを含む層、Ｓｎ−Ｂｉを含む層、Ｓｎ−Ｚｎを含む層、Ｓｎ−Ａｕを含む層などのはんだを含む層（Ｓｎを含むはんだ層）、Ｓｎを含む層、Ｉｎを含む層のいずれかであれば良い。このため、第１溶融金属は、例えば、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｕなどのはんだ（Ｓｎを含むはんだ）、Ｓｎ、Ｉｎのいずれかであれば良い。例えば、第１溶融金属層７は、第１金属端子５上に第１溶融金属をめっきすることで形成することができる。

第１高融点金属層９は、第１溶融金属を合金化するために用いられるものであり、第１溶融金属と合金形成可能な金属材料からなる。ここでは、第１高融点金属層９は、第１溶融金属よりも融点の高い高融点な金属材料からなる高融点金属層（第３金属層）である。つまり、第１高融点金属（第３金属）は、第１溶融金属よりも融点の高い高融点金属である。例えば、第１高融点金属層９はＮｉ層である。この場合、第１高融点金属はＮｉである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第１高融点金属層９は、Ｎｉ層、Ｚｎ層、Ｗ層、Ａｇ層、Ｃｕ層のいずれかであれば良い。この第１高融点金属層９は、第１高融点金属を含む層であれば良い。このため、第１高融点金属層９は、Ｎｉを含む層、Ｚｎを含む層、Ｗを含む層、Ａｇを含む層、Ｃｕを含む層のいずれかであれば良い。例えば、第１高融点金属層９は、第１高融点金属が樹脂中に混合されたもの、即ち、第１高融点金属が混合されたペースト状のもの（例えばＡｇペーストなど）によって形成されたものであっても良い。このため、第１高融点金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であれば良い。例えば、第１高融点金属層９は、第１溶融金属層７上に第１高融点金属をめっきすることで形成することができる。なお、第１高融点金属は、第１金属と同じであっても異なっていても良い。

なお、第１金属及び第３金属はＣｕ、Ａｇ、Ｚｎとし、第１溶融金属はＳｎを含むはんだ又はＳｎとするのが好ましい。これにより、金属拡散速度が速くなるため、後述の合金化工程にかかる時間を短縮し、生産性を向上させることが可能となる。
また、第３金属はＮｉ、Ｚｎ、Ｗのいずれかの金属とするのが好ましい。これにより、合金化した場合に体積収縮があまり起きないようにすることができ、応力を緩和することが可能となる。

また、第２半導体チップ２に備えられる第２電極パッド４上に、第２金属を含む第２端子である第２金属端子６を設け、この第２金属端子６上に、第２溶融金属を含む層である第２溶融金属層８を設け、この第２溶融金属層８上に、第４金属を含む層である第２高融点金属層１０を設ける。
ここで、第２金属端子６は、第２溶融金属と合金形成可能な金属材料からなる。ここでは、第２金属端子６は、第２溶融金属よりも融点の高い高融点な金属材料からなる高融点金属端子である。つまり、第２金属は、第２溶融金属よりも融点の高い高融点金属である。例えば、第２金属端子６はＣｕ端子である。この場合、第２金属はＣｕである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第２金属端子６は、Ｎｉ端子、Ｚｎ端子、Ｗ端子、Ａｇ端子、Ｃｕ端子のいずれかであれば良い。この第２金属端子６は、第２金属を含む端子であれば良い。このため、第２金属端子６は、Ｎｉを含む端子、Ｚｎを含む端子、Ｗを含む端子、Ａｇを含む端子、Ｃｕを含む端子のいずれかであれば良い。このため、第２金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であれば良い。例えば、第２金属端子６は、第２電極パッド４上に第２金属をめっきすることで形成することができる。なお、第２金属は、第１金属と同じであっても異なっていても良い。

第２溶融金属層８は、金属接合（合金化接合）を行なうために用いられるものであり、一定の温度に達したら溶融する溶融金属層であって、例えば約３５０℃以下の温度で溶融しうる比較的低融点の溶融金属層である。例えば、第２溶融金属層８はＳｎ−Ａｇはんだ層である。この場合、第２溶融金属はＳｎ−Ａｇはんだである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第２溶融金属層８は、Ｓｎ−Ａｇ層、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｐｂ層、Ｓｎ−Ｂｉ層、Ｓｎ−Ｚｎ層、Ｓｎ−Ａｕ層などのはんだ層（Ｓｎを含むはんだ層）、Ｓｎ層、Ｉｎ層のいずれかであれば良い。この第２溶融金属層８は、第２溶融金属を含む層であれば良い。このため、第２溶融金属層８は、Ｓｎ−Ａｇを含む層、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕを含む層、Ｓｎ−Ｃｕを含む層、Ｓｎ−Ｐｂを含む層、Ｓｎ−Ｂｉを含む層、Ｓｎ−Ｚｎを含む層、Ｓｎ−Ａｕを含む層などのはんだを含む層（Ｓｎを含むはんだ層）、Ｓｎを含む層、Ｉｎを含む層のいずれかであれば良い。このため、第２溶融金属は、例えば、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ａｕなどのはんだ（Ｓｎを含むはんだ）、Ｓｎ、Ｉｎのいずれかであれば良い。例えば、第２溶融金属層８は、第２金属端子６上に第２溶融金属をめっきすることで形成することができる。なお、第２溶融金属は、第１溶融金属と同じであっても異なっていても良い。

第２高融点金属層１０は、第２溶融金属を合金化するために用いられるものであり、第２溶融金属と合金形成可能な金属材料からなる。ここでは、第２高融点金属層１０は、第２溶融金属よりも融点の高い高融点な金属材料からなる高融点金属層（第４金属層）である。つまり、第２高融点金属（第４金属）は、第２溶融金属よりも融点の高い高融点金属である。例えば、第２高融点金属層１０はＮｉ層である。この場合、第２高融点金属はＮｉである。なお、これに限られるものではなく、例えば、第２高融点金属層１０は、Ｎｉ層、Ｚｎ層、Ｗ層、Ａｇ層、Ｃｕ層のいずれかであれば良い。この第２高融点金属層１０は、第２高融点金属を含む層であれば良い。このため、第２高融点金属層１０は、Ｎｉを含む層、Ｚｎを含む層、Ｗを含む層、Ａｇを含む層、Ｃｕを含む層のいずれかであれば良い。例えば、第２高融点金属層１０は、第２高融点金属が樹脂中に混合されたもの、即ち、第２高融点金属が混合されたペースト状のもの（例えばＡｇペーストなど）によって形成されたものであっても良い。このため、第２高融点金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であれば良い。例えば、第２高融点金属層１０は、第２溶融金属層８上に第２高融点金属をめっきすることで形成することができる。なお、第２高融点金属は、第２金属と同じであっても異なっていても良い。また、第２高融点金属は、第１高融点金属と同じであっても異なっていても良い。

なお、第２金属及び第４金属はＣｕ、Ａｇ、Ｚｎとし、第２溶融金属はＳｎを含むはんだ又はＳｎとするのが好ましい。これにより、金属拡散速度が速くなるため、後述の合金化工程にかかる時間を短縮し、生産性を向上させることが可能となる。
また、第４金属はＮｉ、Ｚｎ、Ｗのいずれかの金属とするのが好ましい。これにより、合金化した場合に体積収縮があまり起きないようにすることができ、応力を緩和することが可能となる。

このようにして、第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２のそれぞれに備えられる電極パッド３，４上に、金属端子５，６、溶融金属層７，８、高融点金属層９，１０を設ける。
なお、第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２のそれぞれに備えられる電極パッド３，４上に設けられた、金属端子５，６、溶融金属層７，８及び高融点金属層９，１０の全体をまとめて、柱状端子、突起状端子、接合端子又は接続端子ともいう。また、接続端子に加わる応力を緩和したり、接続端子の下部にある電極パッドに加わる電流集中による接続不具合を防止したりするため、金属端子５，６の高さは、特に限定はしないが端子幅に対するアスペクト比が１以上になるようにするのが好ましい。また、金属端子５，６は、単一の金属からなるものでなくても良く、多層構造になっていても良い。例えば、Ｃｕ上に、溶融金属に対する金属拡散速度が遅いＮｉを積層した構造を有するものとしても良い。

次に、上述のようにして、電極パッド３，４上に金属端子５，６、溶融金属層７，８、高融点金属層９，１０が設けられた、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２とを位置合わせする。つまり、第１電極パッド３上に第１金属端子５、第１溶融金属層７、第１高融点金属層９が設けられた第１半導体チップ１と、第２電極パッド４上に第２金属端子６、第２溶融金属層８、第２高融点金属層１０が設けられた第２半導体チップ２とを、第１高融点金属層９（第３金属層）と第２高融点金属層１０（第４金属層）とが対向するように、位置合わせする（位置合わせ工程）。

次に、図１（Ｂ）〜図１（Ｄ）に示すように、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融し、荷重を印加して第１高融点金属層９（第３金属層）及び第２高融点金属層１０（第４金属層）を第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込んで、第１溶融金属層７に含まれる第１溶融金属及び第２溶融金属層８に含まれる第２溶融金属と第１金属端子５に含まれる第１金属、第２金属端子６に含まれる第２金属、第１高融点金属層９に含まれる第１高融点金属（第３金属）及び第２高融点金属層１０に含まれる第２高融点金属（第４金属）とを合金化する（合金化工程）。

ここでは、図１（Ｂ）に示すように、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２とを位置合わせし、第１高融点金属層９（第３金属層）と第２高融点金属層１０（第４金属層）とが接した状態で、加熱することで、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融させる。ここで、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の融点以上の温度になるように加熱することで、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融させることができる。

そして、図１（Ｃ）に示すように、上下方向に荷重を印加して（即ち、加圧して）、第１高融点金属層９（第３金属層）及び第２高融点金属層１０（第４金属層）を、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込む。つまり、上下方向に荷重を印加して（即ち、加圧して）、第１高融点金属層９（第３金属層）を第１溶融金属層７の中に押し込むとともに、第２高融点金属層１０（第４金属層）を第２溶融金属層８の中に押し込む。

このようにして、溶融金属を溶融させ、荷重を印加して高融点金属層９，１０を溶融金属層７，８の中に押し込むことで、図１（Ｄ）に示すように、溶融金属と金属端子５，６に含まれる金属及び高融点金属層９，１０に含まれる高融点金属とを合金化する。なお、図１（Ｄ）中、符号１１は合金化した部分を示している。
特に、溶融させた溶融金属層７，８の中に高融点金属層９，１０を押し込むことで、高融点金属層９，１０の周囲に、溶融金属を回り込ませることができる。例えば、第１溶融金属及び第２溶融金属を、第１高融点金属層９の側面や第２高融点金属層１０の側面に回り込ませ、第１高融点金属層９と第２高融点金属層１０とが接触している箇所（接合界面）にまで入り込ませ、浸透させることができる。これにより、合金化を促進し、その時間を短縮でき、生産性を向上させることが可能である。

このような合金化工程は、例えばフリップチップボンダを用いて行なうことができる。しかしながら、フリップチップボンダを用いる場合、例えば一方の半導体チップの側から接続端子を局所的に加熱することになる。このため、合金化に時間がかかるため、量産性を考慮した場合、合金化にかかる時間をより短縮したい。
この場合、合金化工程において、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融し、荷重を印加して第１高融点金属層９（第３金属層）及び第２高融点金属層１０（第４金属層）を第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込み［図１（Ｂ）、図１（Ｃ）参照］、その後にリフロー処理を行なって合金化する［図１（Ｄ）参照］のが好ましい。なお、このようなリフロー処理を行なわずに、上述のようにして合金化しても良い。例えば、フリップチップボンダのみを用いて合金化しても良い。

ここで、リフロー処理では、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融し、荷重を印加して第１高融点金属層９及び第２高融点金属層１０を第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込んだ状態の第１半導体チップ１及び第２半導体チップ２を、例えばリフロー装置を用いて、全体的に加熱することで、合金化する。この場合、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融し、荷重を印加して第１高融点金属層９及び第２高融点金属層１０を第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込んだ状態で、一部が合金化し、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２とは仮接合され、その後、全体的に加熱された際に、全体が合金化し、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２とが本接合されることになる。

この場合、フリップチップボンダを用いて第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融させる際には、第１高融点金属層９及び第２高融点金属層１０を、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８の中に押し込むことができる程度に、第１溶融金属層７及び第２溶融金属層８を溶融させれば良く、全体を合金化させなくても良くなる。
上述のようにして合金化した場合、図１（Ｅ）に示すように、接続端子同士が接合された接合部分１２は、第１金属端子５の側に第１金属と溶融金属とが合金化した領域１１Ａができ、第２金属端子６の側に第２金属と溶融金属とが合金化した領域１１Ｂができ、これらの領域１１Ａ，１１Ｂの間に高融点金属と溶融金属とが合金化した領域１１Ｃができる。なお、高融点金属と溶融金属とが合金化した領域１１Ｃには、高融点金属が、合金化されずに、残っていても良い。

なお、ここでは、第１半導体チップ１に第３金属を含む層として第１高融点金属層９が設けられているとともに、第２半導体チップ２に第４金属を含む層として第２高融点金属層１０が設けられている場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば、第１半導体チップ及び第２半導体チップの両方に高融点金属層が設けられていなくても良く、第１半導体チップ及び第２半導体チップの一方に高融点金属層（第３金属を含む層又は第４金属を含む層）が設けられているだけでも良い。つまり、第１半導体チップ及び第２半導体チップの少なくとも一方に高融点金属層（第３金属を含む層又は第４金属を含む層）が設けられていれば良い。この場合、位置合わせ工程において、第１電極パッド及び第２電極パッドの一方の上に第１金属を含む第１端子、第１端子上に第１溶融金属を含む層、第１溶融金属を含む層上に第３金属を含む層（高融点金属層）が設けられ、第１電極パッド及び第２電極パッドの他方の上に第２金属を含む第２端子、第２端子上に第２溶融金属を含む層が設けられた状態で、第３金属を含む層と第２溶融金属を含む層とが対向するように、第１半導体チップと第２半導体チップとを位置合わせすることになる。そして、合金化工程において、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層（高融点金属層）を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属及び第３金属とを合金化することになる。また、合金化工程を、第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層を第１溶融金属を含む層及び第２溶融金属を含む層の中に押し込んだ後にリフロー処理を含むものとするのが好ましい。

具体的には、例えば図２（Ａ）に示すように、第１半導体チップ１に高融点金属層９（第３金属を含む層）が設けられており、第２半導体チップ２に高融点金属層１０（第４金属を含む層）が設けられていなくても良い。
この場合、図２（Ａ）に示すように、位置合わせ工程において、第１電極パッド３上に第１金属を含む第１端子５、第１端子５上に第１溶融金属を含む層７、第１溶融金属を含む層７上に第３金属を含む層９（高融点金属層）が設けられ、第２電極パッド４上に第２金属を含む第２端子６、第２端子６上に第２溶融金属を含む層８が設けられた状態で、第３金属を含む層９と第２溶融金属を含む層８とが対向するように、第１半導体チップ１と第２半導体チップ２とを位置合わせすることになる。

そして、図２（Ｂ）〜図２（Ｄ）に示すように、合金化工程において、第１溶融金属を含む層７及び第２溶融金属を含む層８を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層９（高融点金属層）を第１溶融金属を含む層７及び第２溶融金属を含む層８の中に押し込んで、第１溶融金属及び第２溶融金属と第１金属、第２金属及び第３金属とを合金化することになる。

なお、合金化工程を、第１溶融金属を含む層７及び第２溶融金属を含む層８を溶融し、荷重を印加して第３金属を含む層９を第１溶融金属を含む層７及び第２溶融金属を含む層８の中に押し込んだ後にリフロー処理［図２（Ｄ）参照］を含むものとするのが好ましい。
ところで、上述のような半導体装置の製造方法を採用しているのは、以下の理由による。

つまり、従来のバンプ構造（接続端子）を用いて半導体装置を製造する場合、そのバンプ構造が微細になると、電流密度が高くなり、接合部分に用いられているはんだ層にエレクトロマイグレーションと呼ばれる現象が発生し、破断してしまうおそれがある。
例えば、半導体チップと回路基板を接合する場合、回路基板のデザインルールに依存して接続端子を形成することになるのに対し、半導体チップ同士を接合する場合、回路基板のデザインルールに依存せずに接続端子を形成することができる。このため、半導体チップ同士を接合する場合、半導体チップの微細な配線に応じた微細なピッチの接続端子を用いて接合することが可能となる。しかしながら、接続端子のサイズによらず、１つの接続端子を流れる電流は一定であるため、端子径が微細になると、１つの接続端子を流れる電流の電流密度が高くなり、例えば接続端子同士を接合するのに用いられる溶融金属（例えば溶融金属の主成分であるＳｎ）の限界電流値を超え、エレクトロマイグレーションと呼ばれる現象が発生し、接続端子が破断してしまうおそれがある。

このような事態を防止すべく、はんだ層などの溶融金属を含む層を合金化し、高融点化することで、エレクトロマイグレーションに対する耐性を向上させることが考えられる。なお、これを合金化接合ともいう。例えば、接続端子同士を接合する際に加える熱によって、接続端子同士を接合するのに用いられる溶融金属（例えば溶融金属の主成分であるＳｎ）の合金化を促進することで、大電流が流れ、電流密度が高くなる場合であっても、接続端子に用いられる溶融金属（例えば溶融金属の主成分であるＳｎ）が単一材料として存在しないようにして、接続端子の電流密度耐性、即ち、エレクトロマイグレーション耐性を向上させることが考えられる。

しかしながら、溶融金属を含む層の全体を確実に合金化するのは難しく、図４に示すように、合金化されずに溶融金属（図４中、符号Ａで示す）が残存してしまったり、ボイド（図４中、符号Ｂで示す）が発生してしまったりする場合があり、エレクトロマイグレーションに対する耐性を十分に向上させることが難しい。例えば、接続端子同士を接合する際に加える熱によって、接続端子同士を接合するのに用いられる溶融金属（例えば溶融金属の主成分であるＳｎ）の合金化を促進する場合、加えられる熱は全体で一定（均一）ではないため、合金化されずに溶融金属（例えば溶融金属の主成分であるＳｎ）が残存してしまったり、合金化された部分の密度（合金の密度）が高くなり、欠陥が生じ、粗大化することによって、ボイドが生じてしまったりする場合があり、エレクトロマイグレーションに対する耐性を十分に向上させることが難しい。

そこで、合金化接合を行なう際に、溶融金属を含む層の全体が確実に合金化（均一に合金化）されるようにして、エレクトロマイグレーションに対する耐性を十分に向上させ、品質及び信頼性を向上させるべく、上述のような半導体装置の製造方法を採用している。
特に、上述のように、溶融金属層７，８上に金属層９，１０（第３金属を含む層及び第４金属を含む層；高融点金属層）を設けることで、溶融金属層７，８の上下に溶融金属と合金化可能な金属層９，１０が存在することになるため、合金化を速め、その時間を短縮でき、生産性を向上させることが可能である。また、溶融金属層７，８に用いる溶融金属量を少なくし、すべてを合金化するための時間を短縮でき、生産性を向上させることが可能となる。例えば、金属端子２０，２１上に溶融金属（例えばはんだ）２２，２３を設け、金属端子２０，２１同士を溶融金属２２，２３を介して接合する場合［図５（Ａ）〜図５（Ｃ）参照］、金属端子２０，２１の径を約３５μｍとし、高さを約３０μｍとし、溶融金属２２，２３の厚さを約１３μｍとする。この場合、溶融金属量が多いため、そのすべてを合金化するために、プロセス時間にかなりの時間を要し、製造時間が長くなり、生産性を向上させるのは難しい。なお、図５（Ｃ）中、符号２４は合金化した部分を示している。これに対し、上述のように、金属端子５，６上に溶融金属層７，８を設け、溶融金属層７，８上に高融点金属層９，１０を設ける場合、例えば、金属端子５，６の径を約３５μｍとし、高さを約３０μｍとし、溶融金属層７，８の厚さを約７μｍとし、高融点金属層９，１０の厚さを約７μｍとすれば良い。この場合、溶融金属層７，８の厚さは薄いため、即ち、溶融金属量が少ないため、そのすべてを合金化するために、プロセス時間を短縮でき、製造時間が短くなり、生産性を向上させることが可能である。

また、上述のように、溶融金属層７，８上に金属層９，１０（第３金属を含む層及び第４金属を含む層；高融点金属層）を設けることで、半導体チップ１，２の電極パッド３，４上に設けた接続端子（バンプ）の検査が容易になる。
例えば、バンプ表面が溶融金属（例えばＳｎを主体とした溶融金属）をめっきしたものとなっていると、めっき材料の性質によって、めっき形成後の表面の凹凸が激しく、画像認識する際には暗い画像となる。このため、バンプ検査装置によるバンプ高さの計測が困難である。そこで、めっき形成後の溶融金属を、一度溶融させ、表面張力によって丸くすることでバンプ頭頂に光沢性を発現させ、バンプ頭頂を認識することを可能とし、バンプ高さの検査を行なうことができるようにしている。

これに対し、本実施形態のように、バンプ表面が高融点金属をめっきしたものとする場合、めっき材料の中で光沢性のある材料を選択することが容易となる。このため、バンプ表面を光沢性があるものとすることで、バンプ頭頂を認識することが可能となり、バンプ高さの検査を行なうことが可能である。つまり、高融点金属の下側の溶融金属を溶融させることなく、バンプ頭頂を容易に認識することが可能となり、バンプ高さの検査を容易に行なうことが可能となる。

なお、溶融金属（例えばＳｎを主体とした溶融金属）をめっきする場合、その材料として光沢性があるものもあるが、一般に、光沢性を得るための添加剤は、めっき膜中に残存し、溶融金属が溶融する際に分解し、ガス化して、ボイドとなり、溶融金属の内部に残存してしまい、接合信頼性が低下してしまうことになる。このため、光沢性があるものを使用するのは困難である。また、バンプ検査のために溶融金属を溶融した場合、界面に合金形成が進み、形成された合金は融点が高いものに変化するため、接合に寄与する溶融金属量が減少することになる。特に、微細なバンプ径を用いた場合、接合に寄与するバンプ頭頂の溶融金属量が減少することになる。このため、本実施形態のように、溶融金属を溶融させることなく、バンプ検査が行なえるようにすることで、接合信頼性を向上させることができ、非常に有利となる。

したがって、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、溶融金属を含む層７，８の全体が確実に合金化され、エレクトロマイグレーションに対する耐性が十分に向上し、品質及び信頼性が向上するという利点がある。
例えば、半導体チップ同士、あるいは、半導体チップと回路基板の接合において、接続端子の微細化やパワーデバイスのように大電流を流すことになるような場合であっても、全体を均一に合金化することで、エレクトロマイグレーションのような接続不良を生じさせることなく、品質の向上及び信頼性の向上を図ることが可能となる。

なお、上述の実施形態では、半導体チップ１と半導体チップ２（又は回路基板）とを接合する場合に、互いに接合される半導体チップ１，２（又は互いに接合される半導体チップ及び回路基板）のそれぞれに設ける接続端子の大きさが同じになっているが、これに限られるものではない。
例えば、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）に示すように、互いに接合される半導体チップ１，２（又は互いに接合される半導体チップ及び回路基板）のそれぞれに設ける接続端子の大きさ（ここでは幅方向の大きさ；断面積の大きさ）が異なっていても良い。ここでは、上述の実施形態において、半導体チップ２に設けられる接続端子の大きさ、即ち、第２金属端子６Ｘ上に第２溶融金属層８Ｘ、第２高融点金属層１０Ｘを備える接続端子の大きさが小さくなっている。

この場合、少なくとも、互いに接合される半導体チップ１，２（又は互いに接合される半導体チップ及び回路基板）のそれぞれに設ける接続端子に含まれる高融点金属層９，１０（第３金属を含む層、第４金属を含む層）の接合面の大きさ（ここでは接合面の面積）が異なるようにすれば良い。例えば、少なくとも、上述の実施形態において、半導体チップ２に設けられる接続端子に含まれる高融点金属層１０Ｘの接合面の大きさ（ここでは接合面の面積）が小さくなるようにすれば良い。

このようにして、互いに接合される半導体チップ１，２の一方（あるいは互いに接合される半導体チップ及び回路基板の一方）に設けられる接続端子の大きさ（サイズ）を変えることで、高融点金属層の側面（特に大きさの小さい高融点金属層の側面）を溶融金属で確実に覆うことができ、また、接合界面への溶融金属の充填を促進することができる。また、互いに接合される半導体チップ同士を位置合わせする際の位置ずれマージンを確保することが可能となる。

例えば、上述の実施形態において、半導体チップ２に設けられる接続端子に含まれる高融点金属層１０Ｘの接合面の大きさ（ここでは接合面の面積）を小さくした場合、図３（Ｃ）〜図３（Ｅ）に示すように、大きさの小さい高融点金属層１０Ｘはその全体が合金化され、大きさの大きい高融点金属層９は一部が合金化され、残りの部分は合金化されずに残る。この場合、接続端子同士が接合された接合部分１２Ｘは、第１金属端子５の側に第１金属と溶融金属、溶融金属と高融点金属の一部が合金化した領域１１ＸＡができ、第２金属端子６の側に第２金属と溶融金属、溶融金属と高融点金属の全体が合金化した領域１１ＸＢができ、これらの領域１１ＸＡ，１１ＸＢの間に高融点金属の残りの部分が存在する領域１１ＸＣができる。

ここで、実際に、上述の実施形態の半導体装置の製造方法によって、半導体チップ同士を接合し、その合金化比率及びボイドの発生について評価を行なった。なお、事前にウェハ状態でプローブテストによって歩留りの確認を行なった。
まず、半導体チップの回路面側、即ち、電極パッドが設けられている側に、スパッタ装置を用いて、Ｔｉ約１００ｎｍ、Ｃｕ約５００ｎｍを、めっきシード層として形成した。次いで、厚さ約５０μｍのポジ型めっきレジストを、めっきシード層の全面を覆うように形成した。その後、露光マスクを用いてめっきレジストに光を照射し、接続端子の形状をパターンニングした。ここでは、接続端子の形状は、高さ約３０μｍ、直径約３０μｍの円柱で、端子ピッチは約５０μｍであり、端子数は約９６０である。なお、半導体チップのサイズは約４×約８ｍｍである。

次に、Ｏ_２アッシング処理を行ない、めっき液との濡れ性の改善を図った後、Ｃｕめっき処理を電流密度約４ＡＳＤで約３０分行なって、電極パッド上に、金属端子として、高さ約３０μｍ、直径約３０μｍのＣｕ端子を形成した。
次に、金属端子としてのＣｕ端子上に、溶融金属としてのＳｎ−Ａｇはんだを、厚さ約７μｍになるようにめっきして、溶融金属層としてのＳｎ−Ａｇはんだ層を形成した。

次に、溶融金属層としてのＳｎ−Ａｇはんだ層上に、高融点金属であるＮｉを、厚さ約７μｍになるようにめっきして、高融点金属層としてのＮｉ層を形成した。
このようにして、半導体チップの電極パッド上に、金属端子としてのＣｕ端子、Ｃｕ端子上に溶融金属層としてのＳｎ−Ａｇはんだ層、Ｓｎ−Ａｇはんだ層上に高融点金属層としてのＮｉ層を備える接続端子を形成した。

その後、めっきレジストを除去した後、不要なめっきシード層を除去するエッチング処理を行なって、それぞれの接続端子を電気的に独立させた［図１（Ａ）参照］。
そして、フリップチップボンダを用いて、このような接続端子が形成された半導体チップ同士を、Ｎｉ層同士が対向するように、位置合わせした後、加熱してＳｎ−Ａｇはんだ層を溶融し、荷重を印加してＮｉ層をＳｎ−Ａｇはんだ層の中に押し込んだ［図１（Ｂ）、図１（Ｃ）参照］。ここでは、フリップチップボンダのヒータ温度を約３５０℃とし、荷重印加時間を約１５秒とした。

その後、リフロー装置を用いて、ピークトップ温度約２５０℃でリフロー処理を行ない、Ｓｎ−ＡｇはんだとＮｉ、Ｃｕとを合金化して、半導体チップ同士を接合した半導体装置を作製した［図１（Ｄ）参照］。
なお、ここでは、比較対象として、金属端子としてのＣｕ端子上に、厚さ約１０μｍのＳｎ−Ａｇはんだ層を形成し、半導体チップの電極パッド上に、金属端子としてのＣｕ端子、Ｃｕ端子上に溶融金属層としてのＳｎ−Ａｇはんだ層を備える接続端子を形成し、これを用いて合金化接合して比較例の半導体装置も作製した［図５（Ａ）〜図５（Ｃ）参照］。

このようにして半導体チップ同士を接合した後、その接合部の合金化率を調査するため、断面研磨し、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro Analyzer）を用いて、元素分析を行ない、マッピングデータからＳｎが単体で存在する箇所の面積を算出し、Ｓｎの残存量を面積比率で計算した。
この結果、比較対象として形成した接続端子（Ｃｕ端子上にＳｎ−Ａｇはんだ層を備える接続端子）を用いて接合した比較例の半導体装置［図５（Ａ）〜図５（Ｃ）参照］では、合金化率が約８５〜約９５％程度であり、ボイドの発生比率は約１２％と高い比率を示した。これに対し、上述の実施形態のようにして形成した接続端子（Ｃｕ端子上にＳｎ−Ａｇはんだ層、Ｎｉ層を備える接続端子）を用いて接合した半導体装置［図１（Ａ）〜図１（Ｅ）参照］では、すべての端子で、合金化比率約１００％であり、ボイドの発生は見られず、良好な結果が得られた。

そして、上述の実施形態のようにして得られた半導体装置に対して、約−５５℃から約１２５℃の温度サイクル試験を約１０００ｃｙｃ、約１２５℃の高温放置試験を約５０４時間実施しても良好な接合状態を維持できることを確認した。
また、互いに接合される半導体チップのそれぞれに設ける接続端子の直径を、それぞれ、約３５μｍ、約２５μｍとし、各半導体チップの高融点金属層が互いに接する面の大きさが異なるようにした場合［図３（Ａ）〜図３（Ｅ）参照］も、上述の場合と同様の結果が得られた。つまり、すべての端子で、合金化比率約１００％であり、ボイドの発生は見られず、良好な結果が得られ、また、約−５５℃から約１２５℃の温度サイクル試験を約１０００ｃｙｃ、約１２５℃の高温放置試験を約５０４時間実施しても良好な接合状態を維持できることを確認した。

なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
第１電極パッドを有する第１半導体チップと、第２電極パッドを有する第２半導体チップ又は回路基板とを接合する工程を含み、
前記接合工程は、
前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドの一方の上に第１金属を含む第１端子、前記第１端子上に第１溶融金属を含む層、前記第１溶融金属を含む層上に第３金属を含む層が設けられ、前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドの他方の上に第２金属を含む第２端子、前記第２端子上に第２溶融金属を含む層が設けられた状態で、前記第３金属を含む層と前記第２溶融金属を含む層とが対向するように、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップ又は前記回路基板とを位置合わせする工程と、
前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属と前記第１金属、前記第２金属及び前記第３金属とを合金化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）
前記第１金属、前記第２金属及び前記第３金属は、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属よりも融点の高い高融点金属であることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記合金化工程は、前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んだ後にリフロー処理を含むことを特徴とする、付記１又は２に記載の半導体装置の製造方法。

（付記４）
前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属は、Ｓｎを含むはんだ、Ｓｎ、Ｉｎのいずれかであり、
前記第１金属、前記第２金属及び前記第３金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

（付記５）
前記第１溶融金属及び第２溶融金属は、Ｓｎを含むはんだ又はＳｎであり、
前記第１金属、前記第２金属及び前記第３金属は、Ｃｕであることを特徴とする、付記４に記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記第３金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗのいずれかの金属であることを特徴とする、付記４に記載の半導体装置の製造方法。

（付記７）
前記位置合わせ工程において、さらに、前記第２溶融金属を含む層上に第４金属を含む層が設けられた状態で、前記第３金属を含む層と前記第４金属を含む層とが対向するように、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップ又は前記回路基板とを位置合わせし、
前記合金化工程において、前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層及び前記第４金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属と前記第１金属、前記第２金属、前記第３金属及び前記第４金属とを合金化することを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

（付記８）
前記第４金属は、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属よりも融点の高い高融点金属であることを特徴とする、付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記合金化工程は、前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層及び前記第４金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んだ後にリフロー処理を含むことを特徴とする、付記７又は８に記載の半導体装置の製造方法。

（付記１０）
前記第３金属を含む層と前記第４金属を含む層は、接合面の大きさが異なることを特徴とする、付記７〜９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１１）
前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属は、Ｓｎを含むはんだ、Ｓｎ、Ｉｎのいずれかであり、
前記第１金属、前記第２金属、前記第３金属及び前記第４金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかの金属であることを特徴とする、付記７〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

（付記１２）
前記第１溶融金属及び第２溶融金属は、Ｓｎを含むはんだ又はＳｎであり、
前記第１金属、前記第２金属、前記第３金属及び前記第４金属は、Ｃｕであることを特徴とする、付記１１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１３）
前記第３金属及び前記第４金属は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｗのいずれかの金属であることを特徴とする、付記１１に記載の半導体装置の製造方法。

１ 第１半導体チップ
２ 第２半導体チップ
３ 第１電極パッド
４ 第２電極パッド
５ 第１金属端子（第１金属を含む第１端子）
６、６Ｘ 第２金属端子（第２金属を含む第２端子）
７ 第１溶融金属層（第１溶融金属を含む層）
８、８Ｘ 第２溶融金属層（第２溶融金属を含む層）
９ 第１高融点金属層（第１高融点金属を含む層；第３金属層；第３金属を含む層）
１０、１０Ｘ 第２高融点金属層（第２高融点金属を含む層；第４金属層；第４金属を含む層）
１１、１１Ｘ 合金化した部分
１１Ａ 第１金属と溶融金属とが合金化した領域
１１Ｂ 第２金属と溶融金属とが合金化した領域
１１Ｃ 高融点金属と溶融金属とが合金化した領域
１１ＸＡ 第１金属と溶融金属、溶融金属と高融点金属の一部が合金化した領域
１１ＸＢ 第２金属と溶融金属、溶融金属と高融点金属の全体が合金化した領域
１１ＸＣ 高融点金属の残りの部分が存在する領域
１２、１２Ｘ 接続端子同士が接合された接合部分

Claims (3)

1. 第１電極パッドを有する第１半導体チップと、第２電極パッドを有する第２半導体チップ又は回路基板とを接合する工程を含み、
   前記接合工程は、
   前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドの一方の上に第１金属を含む第１端子、前記第１端子上に第１溶融金属を含む層、前記第１溶融金属を含む層上に前記第１溶融金属を合金化するための第３金属を含む層が設けられ、前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドの他方の上に第２金属を含む第２端子、前記第２端子上に第２溶融金属を含む層が設けられた状態で、前記第３金属を含む層と前記第２溶融金属を含む層とが対向するように、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップ又は前記回路基板とを位置合わせする工程と、
   前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属と前記第１金属、前記第２金属及び前記第３金属とを合金化する工程とを含み、
   前記位置合わせ工程において、さらに、前記第２溶融金属を含む層上に第４金属を含む層が設けられた状態で、前記第３金属を含む層と前記第４金属を含む層とが対向するように、前記第１半導体チップと前記第２半導体チップ又は前記回路基板とを位置合わせし、
   前記合金化工程において、前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層及び前記第４金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んで、前記第１溶融金属及び前記第２溶融金属と前記第１金属、前記第２金属、前記第３金属及び前記第４金属とを合金化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記合金化工程は、前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層を溶融し、荷重を印加して前記第３金属を含む層及び前記第４金属を含む層を前記第１溶融金属を含む層及び前記第２溶融金属を含む層の中に押し込んだ後にリフロー処理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。
3. 前記第３金属を含む層と前記第４金属を含む層は、接合面の大きさが異な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。