JP4873145B2 - 半導体装置及び電子デバイス、及び、電子デバイスの製造方法、並びに、電子デバイスの検査方法 - Google Patents

Description

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

電子デバイスを小型化するためには、半導体装置の外形は小さい方が好ましい。しかし、半導体装置の役割が多様化するにつれ、半導体チップに形成される集積回路の高集積化が進み、これに伴って、半導体チップのピン数の増加が進んでいる。すなわち、現在では、半導体装置の小型化と、集積回路の高集積化及び電極の増加という要求を同時に満たすことが可能な半導体装置の開発が進んでいる。

この要求に応えることができる半導体装置として、半導体チップ上に配線が形成されたタイプの半導体装置が注目を集めている。このタイプの半導体装置では、半導体装置の外形を半導体チップの外形とほぼ同じにすることができるため、半導体装置の小型化が可能である。
特開平２−２７２７３７号公報

半導体装置が小型化、高集積化すれば、これを配線基板等に実装することが困難になる。しかし、電子デバイスの信頼性を確保するためには、実装後においても、半導体装置の信頼性を維持することが重要である。また、信頼性の高い電子デバイスを提供するためには、精度の高い検査を効率よく行うことが好ましい。

本発明の目的は、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な半導体装置、信頼性の高い電子デバイス、及び、電子デバイスの検査方法、並びに、信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造する方法を提供することにある。

（１）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、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された、少なくとも上端面が凸曲面である樹脂突起と、前記上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、を有する半導体装置を用意する工程と、
光透過性基板と、前記光透過性基板上に形成された配線パターンと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、前記導電層を前記配線基板に接触させて、前記半導体チップと前記配線基板とによって前記樹脂突起を押しつぶす工程と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着剤を介して接着する工程と、
を含み、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
前記半導体装置で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記配線基板と前記半導体チップとの間隔を制御する。

本発明によると、半導体装置に形成された樹脂突起の上端面は凸曲面である。そのため、半導体装置を配線基板に搭載する工程で、半導体チップと配線基板とによって樹脂突起を押しつぶすと、樹脂突起が変形し、樹脂突起の上端面が配線基板と平行になる。ここで、樹脂突起を押しつぶす押しつぶし量が大きくなるほど、樹脂突起の上端面における配線基板と平行な面の面積が大きくなる。すなわち、半導体チップと配線基板との間隔が狭くなるほど、樹脂突起の上端面における配線基板と平行な面（配線基板を向く面）の面積が大きくなる。

そして、配線は樹脂突起の上端面を覆うように形成されているため、配線の形状は樹脂突起に合わせて変化する。すなわち、半導体チップと配線基板との間隔が狭くなるほど、配線における配線基板を向く面（配線基板と対向する面）の面積が大きくなる。

すなわち、本発明によると、半導体装置と配線基板との間隔の変化に応じて、半導体装置で反射して光透過性基板（配線基板）を透過する光の輝度や強度が変化する。そのため、当該光に基づいて、半導体装置と配線基板との間隔を制御することが可能になる。

なお、本発明では、半導体装置で反射して光透過性基板を透過した光の輝度に基づいて、半導体装置と配線基板との間隔を制御してもよい。あるいは、当該光の強度や、明度、彩度に基づいて、半導体装置と配線基板との間隔を制御してもよい。あるいは、配線基板側から（光透過性基板側から）半導体装置の様子を撮像して画像を取得し、取得された画像を解析処理することによって、半導体装置と配線基板との間隔を制御してもよい。

（２）この電子デバイスの製造方法において、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
前記導電層で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記配線基板と前記半導体チップとの間隔を制御してもよい。

（３）この電子デバイスの製造方法において、
前記半導体装置は、
前記樹脂突起よりも高さが低い樹脂部材と、
前記樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う導電部材と、
をさらに含み、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
前記導電部材が前記配線基板に接触しないように、前記配線基板を前記半導体チップに搭載してもよい。

（４）この電子デバイスの製造方法において、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
前記導電層を前記配線パターンに接触させてもよい。

（５）この電子デバイスの製造方法において、
前記導電層は、前記電極と電気的に接続されていてもよい。

（６）この電子デバイスの製造方法において、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
前記導電層を前記光透過性基板に接触させてもよい。

（７）本発明に係る電子デバイスの検査方法は、
電子デバイスの実装状態を検査する方法であって、
前記電子デバイスは、
光透過性基板、及び、前記光透過性基板上に形成された配線パターンを有する配線基板と、
電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起の上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、を有し、前記導電層が前記配線基板に接触するように前記配線基板に搭載された半導体装置と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
を含み、
前記半導体装置で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記半導体装置の実装状態を検査する。

本発明によると、電子デバイスの信頼性を容易に検査することが可能な、電子デバイスの検査方法を提供することができる。

（８）この電子デバイスの検査方法において、
前記導電層で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記半導体装置の実装状態を検査してもよい。

（９）本発明に係る電子デバイスは、
光透過性基板、及び、前記光透過性基板上に形成された配線パターンを有する配線基板と、
電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起の上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、前記樹脂突起よりも高さが低い樹脂部材と、前記樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う導電部材と、を有し、前記導電層が前記配線基板と接触するように前記配線基板に搭載された半導体装置と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
を含み、
前記半導体装置は、前記導電部材が前記配線基板と接触しないように、前記配線基板に搭載されている。

本発明によると、信頼性検査を容易に行うことが可能な電子デバイスを提供することができる。

（１０）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、
前記半導体チップの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有する、前記電極と電気的に接続された配線と、
前記樹脂突起よりも高さが高い第１の樹脂部材と、
前記第１の樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う第１の導電部材と、
前記樹脂突起よりも高さが低い第２の樹脂部材と、
前記第２の樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う第２の導電部材と、
を有する。

本発明によると、配線基板に容易に搭載することが可能で、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な半導体装置を提供することができる。

（１１）この半導体装置において、
前記第１の樹脂部材の上端面及び前記第２の樹脂部材の上端面は、凸曲面であってもよい。

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
以下、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置１について説明する。図１（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本実施の形態に係る半導体装置の構成、及び、その製造方法について説明するための図である。

（１）半導体装置の構成
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。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、半導体装置１の構成について説明するための図である。ここで、図１（Ａ）は半導体装置１の上視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のIB−IB線断面の一部拡大図である。

本実施の形態に係る半導体装置は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、複数の電極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、例えばシリコン基板であってもよい。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、図１（Ａ）に示すように、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（図１（Ｂ）参照）。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（Ｂ）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。

半導体チップ１０は、図１（Ｂ）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。なお、パッシベーション膜１６は、電極１２を部分的に覆うように形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、図１（Ｂ）に示すように、電極１２の周囲を覆うように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は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）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（Ｂ）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は、少なくとも上端面が凸曲面となっている。樹脂突起２０は、少なくとも、後述する第２の樹脂部材４４よりも上の領域（第２の樹脂部材４４から突出した領域）が、凸曲面となっていてもよい。

樹脂突起２０の外形（底面の形状）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。この場合、樹脂突起２０は、当該長辺の周辺領域に配置されていてもよい。あるいは、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。なお、ここでいう半球状とは、厳密な半球形状のみならず、これに類する形状を含むものとする。

また、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は、図１（Ａ）及び図１（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、樹脂突起２０上に配置された電気的接続部３２を含む。すなわち、配線３０のうち、樹脂突起２０上（樹脂突起２０の上端面上）に配置された領域を指して、電気的接続部３２と称してもよい。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。本実施の形態では、配線３０のうち、後述する第２の樹脂部材４４よりも上の領域（第２の樹脂部材４４から突出した領域）を指して、電気的接続部３２と称してもよい。なお、本実施の形態では、樹脂突起２０の上端面が凸曲面をなしている。そのため、電気的接続部３２も、凸曲面形状となる。

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、鉛フリーはんだなどによって構成されていてもよい。また、配線３０の構造も特に限定されるものではない。例えば、配線３０は複数層で形成されていてもよい。このとき、配線３０は、チタンタングステンによって形成された第１の層と、金によって形成された第２の層とを含んでいてもよい（図示せず）。あるいは、配線３０は、単層で形成されていてもよい。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。

本実施の形態に係る半導体装置は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、第１の樹脂部材４２を含む。第１の樹脂部材４２は、樹脂突起２０よりも高さが高い。詳しくは、第１の樹脂部材４２の高さｈ１は、樹脂突起２０における配線３０（電気的接続部３２）と重複する領域の高さｈよりも、高くなっていてもよい（図１（Ｂ）参照）。なお、ここで言う第１の樹脂部材４２の高さとは、第１の樹脂部材４２の、半導体チップ１０の厚み方向（面１５と直交する方向）の大きさであってもよい。第１の樹脂部材４２の高さとは、例えば、半導体チップ１０の面１５（パッシベーション膜１６の表面）からの高さであってもよい。なお、第１の樹脂部材４２の上端面は、凸曲面になっていてもよい。また、第１の樹脂部材４２の外形（底面の外形）についても特に限定されるものではない。第１の樹脂部材４２の底面の外形は、矩形であってもよく、円形であってもよい。第１の樹脂部材４２は、例えば、半円形をなしていてもよい。

第１の樹脂部材４２は、集積回路１４上を避けて（集積回路１４と重複しないように）配置されていてもよい。これによると、後述する半導体装置１を配線基板５０に実装する工程で、集積回路１４に大きな圧力が加えられることを防止することができるため、集積回路１４の特性が変化してしまうことを防止することができる。第１の樹脂部材４２は、例えば、集積回路１４の形成領域の外側に配置されていてもよい。ただし、第１の樹脂部材４２は、集積回路１４の形成領域上に（集積回路１４と重複するように）配置されていてもよい。第１の樹脂部材４２は、また、電極１２（樹脂突起２０）の形成領域よりも外側の領域に配置されていてもよい。ただし、第１の樹脂部材４２は、電極１２の形成領域よりも内側の領域に配置されていてもよい。

第１の樹脂部材４２は、図１（Ａ）に示すように、矩形の面１５の四隅に配置されていてもよい。例えば、面１５の各角部の周辺領域に、第１の樹脂部材４２が１つずつ形成されていてもよい。このとき、半導体装置は、４個の第１の樹脂部材４２を含んでいてもよい。これにより、半導体装置１を配線基板等に実装する工程で、半導体装置１と配線基板とを平行に保つことができる。ただし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、半導体装置は、第１の樹脂部材４２を１つのみ有していてもよい。あるいは、半導体装置は、第１の樹脂部材４２を、２個、又は、３個、あるいは５個以上有していてもよい。なお、複数の第１の樹脂部材４２が形成されている場合、それぞれの第１の樹脂部材４２は同じ高さに形成されていてもよい。

本実施の形態に係る半導体装置は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、第１の樹脂部材４２の少なくとも上端面を覆う第１の導電部材４３を有する。第１の導電部材４３は、電極１２に電気的に接続されていてもよく、電極１２に電気的に接続されていなくてもよい。

本実施の形態に係る半導体装置は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、第２の樹脂部材４４を含む。第２の樹脂部材４４は、樹脂突起２０よりも高さが低い。第２の樹脂部材４４の高さｈ２は、樹脂突起２０における配線３０（電気的接続部３２）と重複する領域の高さｈよりも、低くなっていてもよい（図１（Ｂ）参照）。第２の樹脂部材４４の形成領域は、特に限定されるものではない。第２の樹脂部材４４は、集積回路１４と重複するように配置されていてもよいが、集積回路１４と重複しないように配置されていてもよい。第２の樹脂部材４４は、また、電極１２や樹脂突起２０の形成領域の内側に配置されていてもよいが、外側に配置されていてもよい。

本実施の形態に係る半導体装置は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、第２の樹脂部材４４の少なくとも上端面を覆う第２の導電部材４５を有する。第２の導電部材４５は、電極１２に電気的に接続されていない導電部材である。ただし、変形例として、第２の導電部材４５は電極１２と電気的に接続されていてもよい。

なお、第１及び第２の樹脂部材４２，４４の材料は特に限定されるものではないが、樹脂突起２０と同じ材料を利用してもよい。ただし、第１及び第２の樹脂部材４２，４４は、樹脂突起２０とは異なる材料で形成されていてもよい。また、第１及び第２の導電部材４３，４５は、配線３０と同じ材料で構成されていてもよい。ただし、第１及び第２の樹脂部材４３，４５は、配線３０と異なる材料で構成されていてもよい。

そして、本発明では、配線３０（電気的接続部３２）と第１の樹脂部材４２とをあわせて、導電層と称してもよい。

本実施の形態に係る半導体装置１は以上の構成を備えていてもよい。なお、半導体装置１が奏する作用効果については後述する。

（２）半導体装置の製造方法
以下、本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２（Ａ）〜図４（Ｃ）は、半導体装置１を製造する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２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す、半導体基板１１を用意することを含む。ここで、図２（Ａ）は半導体基板１１の概略図であり、図２（Ｂ）は半導体基板１１の断面図の一部拡大図である。

半導体基板１１は、図２（Ａ）に示すように、ウエハ状をなす。そして、ウエハ状の半導体基板１１は、複数の半導体チップ（半導体チップ１０）となる領域１００を有する。ただし、半導体基板として半導体チップ（図１（Ａ）参照）を用意して以下の各工程を行ってもよい。

半導体基板１１には、図２（Ｂ）に示すように、電極１２が形成されている。半導体基板１１は、電極１２を露出させるパッシベーション膜１６を有していてもよい。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、樹脂突起２０、第１及び第２の樹脂部材４２，４４を形成することを含む。なお、本実施形態では、樹脂突起２０と第１及び第２の樹脂部材４２，４４とを同時に形成する方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、樹脂突起２０、第１及び第２の樹脂部材４２，４４を形成する工程の一例について説明するための図である。

はじめに、図３（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３（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３（Ｃ）に示すように、樹脂突起２０、第１及び第２の樹脂部材４２，４４を形成してもよい。なお、樹脂材料２５を、一度溶融させた後に硬化させることで、樹脂突起２０、第１及び第２の樹脂部材４２，４４を、上端面が凸曲面になるように形成することができる。また、樹脂材料２５の硬化条件（加熱温度や加熱時間）を調整することで、凸曲面の形状を制御することが可能になる。

なお、本実施の形態では、樹脂材料２５を、第１の樹脂部材４２となる部分の幅が樹脂突起２０となる部分の幅よりも広くなるようにパターニングしてもよい（図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）参照）。これにより、第１の樹脂部材４２を、樹脂突起２０よりも高さが高くなるように形成することができる。また、樹脂材料２５を、第２の樹脂部材４４となる部分の幅が、樹脂突起２０となる部分の幅よりも狭くなるようにパターニングしてもよい（図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）参照）。これにより、第２の樹脂部材４４を、樹脂突起２０よりも高さが低くなるように形成することができる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、配線３０、第１及び第２の導電部材４３，４５を形成することを含む。なお、本実施の形態では、配線３０と、第１及び第２の導電部材４３，４５とを同時に形成する方法について説明するが、本発明はこれに限定するものではない。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、配線３０、第１及び第２の導電部材４３，４５を形成する工程の一例を説明するための図である。

本工程は、図４（Ａ）に示すように、金属層３５を形成することを含む。金属層３５は、電極１２、パッシベーション膜１６、樹脂突起２０、第１及び第２の樹脂部材４２，４４を覆うように形成してもよい。金属層３５は、例えばスパッタリングによって形成することができる。金属層３５は、単層の金属層であってもよく、複数層の金属層であってもよい。

そして、図４（Ｂ）に示すように、金属層３５上にマスク３７を形成する。マスク３７は、金属層３５のうち、配線３０となる領域のみを覆うようにパターニングされていてもよい。

そして、図４（Ｃ）に示すように、金属層３５におけるマスク３７からの露出領域を除去することによって、配線３０、第１及び第２の導電部材４３，４５を形成することができる。

ただし、配線３０、第１及び第２の導電部材４３，４５を形成する方法はこれに限られるものではなく、既に公知となっているいずれかの方法を適用してもよい。配線３０、第１及び第２の導電部材４３，４５は、例えば、インクジェット法やメッキ法を適用して形成してもよい。

そして、マスク３７を除去する工程や、半導体基板１１を個片に切断する工程や、検査工程などをさらに経て、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す、半導体装置１を製造することができる。

２．電子デバイス
以下、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス２について説明する。図５〜図１１は、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス２について説明するための図である。

（１）電子デバイスの製造方法
以下、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス２の製造方法について説明する。図５〜図６（Ｄ）は、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス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、上述したいずれかの構成をなす。

本実施の形態に係る電子デバイスの製造方法は、配線基板５０を用意することを含む。以下、配線基板５０の構成について説明する。

配線基板５０は、光透過性基板５２と、配線パターン５４とを含む。光透過性基板５２（配線基板５０）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、光透過性基板５２は、例えば、ガラス基板や透明樹脂基板であってもよい。また、配線パターン５４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。配線パターン５４は、透明配線であってもよい。なお、配線パターン５４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５０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の製造方法は、半導体装置１を配線基板５０に搭載する工程を含む。以下、図面を参照して、この工程について説明する。

はじめに、図５に示すように、半導体装置１と配線基板５０とを、間隔をあけて対向させる。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５０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５０の配線パターン５４とが対向（重複）するように、半導体装置１と配線基板５０との位置合わせをする。

本工程では、図５に示すように、ボンディングツール２１０によって半導体装置１を保持し、ボンディングステージ２２０によって配線基板５０を支持した状態で、半導体装置１と配線基板５０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５０と平行になるように保持してもよい。なお、ボンディングツール２１０及び（又は）ボンディングステージ２２０にはヒータが内蔵されていてもよい。これにより、電気的接続部３２及び配線パターン５４を加熱することができるため、電気的接続部３２と配線パターン５４とを確実に電気的に接続することができる。ただし、ヒータは、ボンディングツール２１０やボンディングステージ２２０の外部に配置されていてもよい。

なお、半導体装置１と配線基板５０との間には、図５に示すように、予め、接着材料７２を設けておいてもよい。接着材料７２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７２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７２は、例えば、配線基板５０上に設けてもよい。

その後、アクチュエータ２１２によってボンディングツール２１０（半導体装置１）を押し下げることにより、半導体装置１と配線基板５０とを近接させて電気的接続部３２と配線パターン５４とを接触させ、両者を電気的に接続する。本工程では、はじめに、図６（Ａ）に示すように、第１の導電材料４３を配線基板５０に接触させる。そして、半導体装置１と配線基板５０とをさらに近接させることによって、図６（Ｂ）に示すように、電気的接続部３２を配線パターン５４に接触させる。そして、半導体装置１と配線基板５０とをさらに近接させて、図６（Ｃ）に示すように、半導体チップ１０と配線基板５０とによって樹脂突起２０を押しつぶして、樹脂突起２０を変形させる。これにより、樹脂突起２０の上端面（電気的接続部３２）が、配線基板５０（配線パターン５４）と平行になるように（対向するように）変形する。本実施の形態では、第２の樹脂突起４４（第２の導電部材４５）が配線基板５０に接触しないように、半導体装置１を配線基板５０に搭載してもよい。

なお、本工程では、樹脂突起２０を弾性変形させる。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５４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機器を製造することができる。

本実施の形態では、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間隔を、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光に基づいて制御する。例えば、配線基板５０側から半導体装置１に向けて光（配線基板５０と直交する光）を照射し、その反射光に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御してもよい。本実施の形態では、例えば、反射光の輝度（あるいは強度）に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御してもよい。

先に説明したように、樹脂突起２０の上端面は凸曲面をなしている。そして、樹脂突起２０を配線基板５０に押し付けると、樹脂突起２０の上面が配線基板５０に平行に変形してゆく（図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）参照）。そして、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間隔が近づくほど、樹脂突起２０が大きく変形し、配線基板５０と平行な（対向する）面積が増加する。

そして、本実施の形態では、樹脂突起２０上に電気的接続部３２が配置される。電気的接続部３２は、樹脂突起２０の上面と同じ形状に変形するため、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間隔が近づくほど、電気的接続部３２（配線３０）における配線基板５０と平行な部分の面積が増加する。そして、電気的接続部３２における配線基板５０と平行な部分の面積が増加するほど、光を反射させる面（反射面）の面積が大きくなり、配線基板５０を透過する光の輝度（強度）が強くなる。すなわち、半導体装置１と配線基板５０とが近づくほど反射光の輝度（強度）が強くなる。言い換えると、半導体装置１と配線基板５０との間隔と、反射光の輝度とは、連関している。そのため、反射光の輝度に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を判定し、制御することが可能になる。

先に説明したように、半導体装置１の配線３０（電気的接続部３２）は、樹脂突起２０の弾性力によって配線パターン５４に押し付けられ、配線パターン５４と電気的に接続される。電子デバイスの信頼性を高めるためには、電気的接続部３２と配線パターン５４とを、適当な力で押し付けることが好ましい。すなわち、樹脂突起２０の弾性力を所望の値に制御することができれば、信頼性の高い電子デバイスを製造することができる。そして、樹脂突起２０の弾性力は、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間隔によって決まるため、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御することができれば、信頼性の高い電子デバイスを製造することが可能になる。

そして、本発明によると、半導体装置１からの反射光に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を容易に制御することができるため、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。

本実施の形態では、半導体装置１からの反射光の輝度が所定の値に達した時に、半導体装置１と配線基板５０との間隔が設計通りの値となっていると判断してもよい。例えば、半導体装置１の全面から反射する反射光の輝度の和が所定の値に達した時に、半導体装置１と配線基板５０との間隔が設計通りの値となっていると判断してもよい。あるいは、半導体装置１の特定の領域から反射する反射光の輝度が所定の値に達した時に、半導体装置１と配線基板５０との間隔が設計通りの値となっていると判断してもよい。例えば、第１の導電部材４３で反射する反射光の輝度に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を判断してもよい。あるいは、電気的接続部３２で反射する反射光の輝度に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を判断してもよい。

なお、本実施の形態に係る電子デバイスの製造方法では、半導体装置１と配線基板５０との間隔のみならず、半導体装置１と配線基板５０とが平行になっているか否かを判断してもよい。例えば、半導体装置１の両端部（あるいは半導体装置１の四隅）の輝度の差を検出し、当該輝度の差が所定の値よりも小さくなるように、ボンディングツール２１０（アクチュエータ２１２）の動作を制御してもよい。

なお、本工程では、半導体装置１と配線基板５０とによって、接着材料７２を流動させてもよい。これにより、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間に、接着材料７２を充填させてもよい（図６（Ｃ）参照）。そして、図６（Ｄ）に示すように、接着剤７０を形成する。接着剤７０は、接着材料７２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７０によって、半導体装置１と配線基板５０とを接着（固着）する。接着剤７０によって、半導体チップ１０と配線基板５０との間隔を維持してもよい。すなわち、接着剤７０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７０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。

以上の工程によって、図６（Ｄ）に示す、電子デバイス２を製造してもよい。

図７には、電子デバイス２を製造する手順（半導体装置１を配線基板５０に搭載する手順）を説明するためのフローチャート図を示す。

本工程では、はじめに、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光の輝度を測定する（ステップＳ１２）。本工程は、例えば、上述した受光部２３０を利用して行ってもよい。

次に、測定された輝度が所定の値と一致するか否かを判断する（ステップＳ１４）。

測定された輝度が所定の値と一致しない場合（ステップＳ１４におけるＮｏの場合）には、アクチュエータ２１２を制御して、半導体チップ１０と配線基板５０との間隔を調整し（ステップＳ１６）、輝度を測定する処理を行う（ステップＳ１２）。

測定された輝度が所定の値と一致する場合（ステップＳ１４におけるＹｅｓの場合）には、半導体チップ１０と配線基板５０との間隔を維持して、接着材料７２を硬化させる工程を行う（ステップＳ１８）。

以上の工程によって、電子デバイス２を製造することができる。

（２）電子デバイスの製造装置について
以下、電子デバイスの製造装置について説明する。

電子デバイスの製造装置は、図５に示すように、ボンディングツール２１０を有する。ボンディングツール２１０は、半導体装置１を保持して、半導体装置１を配線基板５０に搭載ための治具である。

電子デバイスの製造装置は、ボンディングツール２１０を動作させるアクチュエータ２１２を有する。アクチュエータ２１２は、ボンディングツール２１０を上下方向に移動させることによって、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御することができる。

電子デバイスの製造装置は、図５に示すように、ボンディングステージ２２０を有する。ボンディングステージ２２０は、半導体装置１を配線基板５０に搭載する工程で、配線基板５０を支持する支持部材である。ボンディングステージ２２０は、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光を、後述する受光部２３０に入射させることが可能な構造をなす。ボンディングステージ２２０は、例えば、透明な支持部材であってもよい。

電子デバイスの製造装置は、接着材料７２を硬化させる硬化処理装置を含んでいてもよい（図示せず）。硬化処理装置によって接着材料７２を硬化させ、接着剤７０を形成する。硬化処理装置は、接着材料７２の性質によって、その動作が異なる。接着材料７２が熱硬化性材料である場合、硬化処理装置はヒータであってもよい。

電子デバイスの製造装置は、図５に示すように、受光部２３０を含む。受光部２３０は、光の輝度を検出する機能を有する。受光部２３０は、複数の受光素子を含んでいてもよい。ここで、受光素子とは、入射光を光電変換することによって、入射光の輝度（強度）を測定することが可能な光学素子であってもよい。受光素子は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサによって構成されていてもよい。受光部２３０によって、半導体装置１で反射して配線基板５０（光透過性基板５２）を透過した光の輝度を検出してもよい。

電子デバイスの製造装置は、図５に示すように、演算処理部２４０を含む。演算処理部２４０は、判定処理部２４２を含む。判定処理部２４２は、受光部２３０で検出された光の輝度が、所定の条件を満たすか否かを判定する処理を行う。演算処理部２４０は、また、受光部２３０で検出された光の輝度に基づいて、アクチュエータ２１２を制御する制御信号を生成する制御信号生成処理部２４４を含んでいてもよい。そして、アクチュエータ２１２は、当該制御信号に基づいてボンディングツール２１０の位置を制御し、半導体装置１と配線基板５０との位置合わせを行ってもよい。また、硬化処理装置は、制御信号に基づいて接着材料７２を硬化させる処理を行い、接着剤７０を形成してもよい。

なお、電子デバイスの製造装置において、上述した各種処理（演算処理部２４０の各種処理）は、コンピュータを利用して実現してもよい。ここで、コンピュータとは、プロセッサ（処理部：ＣＰＵ等）、メモリ（記憶部）、入力装置、及び、出力装置を基本的な構成要素とする物理的装置（システム）を言う。

（３）電子デバイスの検査方法について
以下、本実施の形態に係る電子デバイスの検査方法について説明する。図８は、電子デバイスの検査方法について説明するためのフローチャート図である。

はじめに、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光の輝度を測定する（ステップＳ２０）。本工程は、例えば、上述した受光部２３０を利用して行ってもよい。

次に、測定された輝度が所定の範囲内の値であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。本ステップは、例えば、判断処理部２４２を利用して行ってもよい。

測定された輝度が所定の範囲内の値である場合（ステップＳ２２におけるＹｅｓの場合）には、電子デバイスは良品であると判定する（ステップＳ２４）。逆に、測定された輝度が所定の範囲外の値である場合（ステップＳ２２におけるＮｏの場合）には、電子デバイスは不良品であると判定する（ステップＳ２６）。

なお、電子デバイスの検査方法は、上述した受光部２３０と、判定処理部２４２とを利用して実現してもよい。すなわち、電子デバイスの検査装置は、受光部２３０と判定処理部２４２（演算処理部２４０）とを含んでいてもよい。

（４）電子デバイスの構成
電子デバイス２は、配線基板５０を有する。配線基板５０は、光透過性基板５２と配線パターン５４とを含む。電子デバイス２は、半導体装置１を有する。そして、電子デバイス２によると、半導体装置１は、配線基板５０に搭載されている。半導体装置１は、電気的接続部３２が配線パターン５４と接触するように配線基板５０に搭載されている。半導体装置１は、第１の導電部材４３が配線基板５０に接触するように、配線基板５０に搭載されている。半導体装置１は、第２の導電部材４５が配線基板５０と接触しないように、配線基板５０に搭載されている。電子デバイス２は、半導体装置１と配線基板５０とを接着する接着剤７０を含む。接着剤７０によって、半導体装置１と配線基板５０とが接着され、両者の間隔が維持される。なお、電子デバイス２では、配線３０と第１の導電部材４３とをあわせて、導電層と称してもよい。

なお、電子デバイス２は、表示デバイス（パネルモジュール）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２の概略図を示す。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。そして、半導体装置１（半導体チップ）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、図１０及び図１１には、電子デバイス２を有する電子機器の一例として、ノート型パーソナルコンピュータ１０００及び携帯電話２０００を示す。

３．効果
先に説明したように、この電子デバイスの製造方法によると、半導体装置１（半導体チップ１０）と配線基板５０との間隔を容易に制御することが可能になるため、信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造することができる。

また、この半導体装置１は、樹脂突起２０と、樹脂突起２０よりも高さが高い第１の樹脂部材４２と、樹脂突起２０よりも高さが低い第２の樹脂部材４４とを含む。そして、半導体装置１を配線基板５０に搭載する工程では、第１の樹脂部材４２（第１の導電部材４３）が配線基板５０に接触するように、かつ、第２の樹脂部材４４（第２の導電部材４５）が配線基板５０に接触しないように、半導体装置１を配線基板５０に搭載する。これによって製造された電子デバイスによると、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光に基づいて、容易に信頼性の判定が可能になる。詳しくは、配線基板５０側から半導体装置１を観察したときに、第１の導電部材４３を観察できない場合、又は、第２の導電部材４５を観察できる場合には、半導体装置１と配線基板５０との間隔が設定値を満たしていないと判断することが可能になる。すなわち、半導体装置１の実装状態を簡易に判断することが可能な電子デバイスを提供することができる。特に、この半導体装置によると、配線パターン５４が光を遮断するように構成されており、電気的接続部３２の反射光を正確に観察することができない場合であっても、電子デバイスの信頼性を判断することが可能になる。

また、半導体装置１は、樹脂突起２０よりも高さが高い第１の樹脂部材４２を有する。これによると、半導体装置１の搬送や保管時に、樹脂突起２０上に形成された配線３０（電気的接続部３２）が損傷することを防止することができる。

４．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。

例えば、電子デバイスの製造方法では、半導体装置１で反射して配線基板５０を透過した光の輝度ではなく、光の強度や、明度や彩度に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御してもよい。

あるいは、電子デバイスの製造方法では、画像処理技術を適用して、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御してもよい。このとき、電子デバイスの製造装置は、受光部２３０に代えて、あるいは受光部２３０とあわせて、撮像部（画像取得部）を有していてもよい。そして、撮像部で取得された画像に基づいて、半導体装置１と配線基板５０との間隔を演算し、半導体装置１と配線基板５０との間隔を制御してもよい。

また、この電子デバイスの製造方法では、第１及び第２の樹脂部材４２，４４、第１及び第２の導電部材４３，４５を有しない半導体装置を、配線基板５０に搭載して、電子デバイスを製造してもよい。この場合でも、信頼性の高い電子デバイスを、効率よく製造することができる。

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。 電子デバイスの製造方法について説明するための図。 電子デバイス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工程について説明するためのフローチャート図。 電子デバイスの検査方法について説明するためのフローチャート図。 電子デバイスの一例としてのパネルモジュールを示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。

符号の説明

１…半導体装置、 ２…電子デバイス、 １０…半導体チップ、 １１…半導体基板、 １２…電極、 １４…集積回路、 １６…パッシベーション膜、 ２０…樹脂突起、 ２５…樹脂材料、 ３０…配線、 ３２…電気的接続部、 ３５…金属層、 ３７…マスク、 ４２…第１の樹脂部材、 ４３…第１の導電部材、 ４４…第２の樹脂部材、 ４５…第２の導電部材、 ５０…配線基板、 ５２…光透過性基板、 ５４…配線パターン、 ７０…接着剤、 ７２…接着材料、 １００…領域、 ２１０…ボンディングツール、 ２１２…アクチュエータ、 ２２０…ボンディングステージ、 ２３０…受光部、 ２４０…演算処理部、 ２４２…判定処理部、 ２４４…制御信号生成処理部

Claims (9)

1. 電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された、少なくとも上端面が凸曲面である樹脂突起と、前記上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、を有する半導体装置を用意する工程と、
   光透過性基板と、前記光透過性基板上に形成された配線パターンと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、前記導電層を前記配線基板に接触させて、前記半導体チップと前記配線基板とによって前記樹脂突起を押しつぶす工程と、
   前記半導体装置と前記配線基板とを接着剤を介して接着する工程と、
   を含み、
   前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
   前記導電層で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記配線基板と前記半導体チップとの間隔を制御する電子デバイスの製造方法。
2. 請求項１記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記半導体装置は、
   前記樹脂突起よりも高さが低い樹脂部材と、
   前記樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う導電部材と、
   をさらに含み、
   前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
   前記導電部材が前記配線基板に接触しないように、前記配線基板を前記半導体チップに搭載する電子デバイスの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
   前記導電層を前記配線パターンに接触させる電子デバイスの製造方法。
4. 請求項３記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記導電層は、前記電極と電気的に接続されている電子デバイスの製造方法。
5. 請求項１または２に記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記半導体装置を前記配線基板に搭載する工程では、
   前記導電層を前記光透過性基板に接触させる電子デバイスの製造方法。
6. 電子デバイスを検査する方法であって、
   前記電子デバイスは、
   光透過性基板、及び、前記光透過性基板上に形成された配線パターンを有する配線基板と、
   電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起の上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、を有し、前記導電層が前記配線基板に接触するように前記配線基板に搭載された半導体装置と、
   前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
   を含み、
   前記導電層で反射して前記配線基板を透過した光に基づいて、前記半導体装置の実
   装状態を検査する電子デバイスの検査方法。
7. 光透過性基板、及び、前記光透過性基板上に形成された配線パターンを有する配線基板と、
   電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起の上端面の少なくとも一部を覆う導電層と、前記樹脂突起よりも高さが低い樹脂部材と、前記樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う導電部材と、を有し、前記導電層が前記配線基板と接触するように前記配線基板に搭載された半導体装置と、
   前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤と、
   を含み、
   前記半導体装置は、前記導電部材が前記配線基板と接触しないように、前記配線基板に搭載されている電子デバイス。
8. 電極が形成された半導体チップと、
   前記半導体チップの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有する、前記電極と電気的に接続された配線と、
   前記樹脂突起よりも高さが高い第１の樹脂部材と、
   前記第１の樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う第１の導電部材と、
   前記樹脂突起よりも高さが低い第２の樹脂部材と、
   前記第２の樹脂部材の上端面の少なくとも一部を覆う第２の導電部材と、
   を有する半導体装置。
9. 請求項８記載の半導体装置において、
   前記第１の樹脂部材の上端面及び前記第２の樹脂部材の上端面は、凸曲面である半導体装置。

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