JP2003258017A

JP2003258017A - バンプ電極形成方法

Info

Publication number: JP2003258017A
Application number: JP2002060418A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Takahashi; 信明高橋
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】不良な半導体素子の製造を抑制するバンプ電
極形成方法を提供する。【解決手段】所定の基板１上に形成された凹部２にバ
ンプ電極８となる埋込金属層５を充填して、この埋込金
属層５を所定の半導体素子６に加熱圧着して転写するこ
とによりバンプ電極８を形成する方法にて、基板１上の
凹部２と埋込金属層５との間に、当該埋込金属層５より
も融点の低い第１の低融点金属層４を形成すると共に、
当該第１の低融点金属層４の融点よりも高い温度にて、
埋込金属層５を半導体素子６に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ電極形成方
法にかかり、特に、基板上の凹部に埋め込まれたバンプ
電極を半導体素子に転写させることにより形成するバン
プ電極形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられる半導体素子にバンプ
電極（突起電極）を形成する方法が、特開昭５８−４８
４４５号公報に開示されている。かかる技術を、図３を
参照して説明する。図３は、従来例におけるバンプ電極
形成方法の手順を説明する説明図である。

【０００３】まず、図３（ａ）に示すように、Ｓｉ（シ
リコン）基板１０に異方性エッチングにより微小な逆ピ
ラミッド形状のピット１１を形成する。このピット（凹
部）１１は、基板１０上に複数形成されていて、半導体
素子１４の電極形成箇所に対応した位置に形成されてい
る。

【０００４】続いて、図３（ｂ）に示すように、基板１
０の全面に金属膜１２を形成し、当該金属膜１２を介し
て、ピット１１部にバンプ電極となるＡｕ（金）をメッ
キで埋め込む（図３（ｃ）参照）。

【０００５】続いて、図３（ｄ）に示しように、半導体
素子（フィルムキャリア）のＳｎ（すず）メッキ銅リー
ド１４の先端に、ピット１１部を位置合わせして熱圧着
する。すると、リード１４の先端部にＡｕ−Ｓｎ合金が
でき、Ａｕ突起電極（バンプ電極）１３が形成される。
その後、半導体素子１４を基板１０から離間させると、
バンプ電極１３がフィルムキャリアのリード側に結合す
る。

【０００６】このとき、Ｓｎメッキ銅リード１４の代わ
りにＡｕメッキリードを用いてもよい。かかる場合は、
Ａｕ−Ａｕ間で固相拡散接合がなされ、Ａｕ突起電極１
３が基板１０をはなれ、フィルムキャリアのリード側に
つく。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例におけるバンプ電極を形成する方法には、以下のよ
うな不都合があった。すなわち、ピット１１に埋め込ま
れたＡｕ突起電極１３がＳｎまたはＡｕメッキリード１
４に正常に転写できない場合や、半導体チップの電極パ
ッド１５にパッド１５にクラックが発生したり、デバイ
ス特性に悪影響を及ぼす、という問題が生じる。

【０００８】具体的には、まず、ピット１１に埋め込ん
だＡｕ突起電極１３をリードに転写する際に、リード側
のＳｎメッキ１５とＡｕ突起電極１３がＳｎ溶融でＡｕ
−Ｓｎ合金を作ることにより接合することにより、当該
Ａｕ突起電極１３はリード１４に転写され、基板から離
れる。しかし、このとき、ピット１１に埋め込まれたＡ
ｕ突起電極１３とＳｉ基板１０のピット１１との密着力
は強いため、Ａｕ突起電極１３が基板を離れる前に、Ｓ
ｎメッキ銅リード１４とＡｕ突起電極１３間で破壊が生
じる可能性がある。すなわち、リード１４を基板１０か
ら引き離す際に、Ａｕ突起電極１３がピット１１に吸着
することにより、リード自体が変形して損傷が生じた
り、あるいは、電極自体の損傷が生じる可能性があり、
正常にバンプ電極を形成できないという不都合が生じ
る。

【０００９】また、リード側がＳｎではなくＡｕメッキ
となっている場合は、溶融による合金形成は無いので、
熱圧着による固相拡散により、リード１４のＡｕメッキ
１５とピット１１のＡｕ突起電極１３を接合させる必要
がある。この接合力がＡｕ突起電極１３とＳｉ基板１０
のピット１１との密着力よりも強くするためには、半導
体素子を基板に対して加圧する時に、大きな加圧力が必
要となる。この場合、リード１４に過度なストレスが加
わり、当該リード１４や電極１３の破損等の不良が発生
する可能性がある。特に、半導体チップの電極パッド１
５にクラックが生じたり、デバイス特性に悪影響を及ぼ
すことが考えられる。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、不良な半導体素子の製造を抑制するバン
プ電極形成方法を提供することをその目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、所
定の基板上に形成された凹部にバンプ電極となる埋込金
属層を充填して、この埋込金属層を所定の半導体素子に
加熱圧着して転写することによりバンプ電極を形成する
方法にて、基板上の凹部と埋込金属層との間に、当該埋
込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を形成す
ると共に、当該第１の低融点金属層の融点よりも高い温
度にて、埋込金属層を半導体素子に転写する、という構
成を採っている（請求項１）。

【００１２】具体的には、所定の基板上にバンプ電極と
なる埋込金属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹
部内及び基板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程
と、金属層を介して凹部内に埋込金属層を充填するバン
プ電極充填工程と、所定の半導体素子を基板に加熱圧着
して当該半導体素子に埋込金属層を接合して半導体素子
を基板から離間させる電極接合工程と、を備えている。
そして、金属層形成工程とバンプ電極充填工程との間
に、凹部内の金属層の上部に当該金属層及び埋込金属層
よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層する低融点
金属層積層工程を備えると共に、電極接合工程は、第１
の低融点金属層の融点より高い温度下にて半導体素子を
基板から離間させる工程である、という構成を採ってい
る（請求項２）。

【００１３】このような構成にすることにより、まず、
基板上の凹部に、バンプ電極となる埋込金属層が、当該
埋込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を介し
て充填される。そして、埋込金属層の半導体素子への転
写が、第１の低融点金属層の融点よりも高い温度下にて
行われるため、第１の低融点金属層が溶融された状態で
半導体素子と基板との引き離しが行われる。従って、こ
のとき、埋込金属層と半導体素子との結合力に対して、
当該埋込金属層と凹部との密着力が低い状態となるた
め、低い加重にて半導体素子を基板に圧着してもバンプ
電極を結合させることができる。また、半導体素子を基
板から引き離すときに埋込金属層が基板に吸着すること
が抑制されるため、このときに半導体素子等の損傷を抑
制することができ、製品の信頼性、及び、歩留まりの向
上を図ることができる。

【００１４】そして、上記の場合に、電極接合工程で
は、第１の低融点金属層の融点より高い温度下にて半導
体素子を基板に加熱圧着すると共に、第１の低融点金属
層と埋込金属層との合金の融点よりも高い温度下にて半
導体素子を基板から離間させるようにしてもよい（請求
項３）。

【００１５】これにより、埋込金属層と第１の低融点金
属層とが溶融して、これらの合金が形成された状態にて
電極接合工程が実行されても、かかる合金の融点よりも
高い温度にて半導体素子を基板から引き離すため、上記
同様にバンプ電極が凹部内に吸着することが抑制され、
当該バンプ電極を容易に転写することができる。

【００１６】また、本発明では、従来例におけるバンプ
電極形成方法に対して、電極接合工程の前に、半導体素
子の埋込金属層を接合する箇所に当該埋込金属層よりも
融点の低い第２の低融点金属層を形成する低融点金属層
形成工程を備え、電極接合工程は、第２の低融点金属層
の融点より高い温度下にて半導体素子を基板に加熱圧着
すると共に、当該第２の低融点金属層の融点よりも低い
温度下にて半導体素子を基板から離間させる工程であ
る、という構成をも採っている（請求項４）。

【００１７】このような構成にすることにより、まず、
半導体素子の電極形成箇所に備えた第２の低融点金属層
が溶融した状態にて、基板に圧着する。そして、第２の
低融点金属層が凝固する温度にすることで、半導体素子
と埋込金属層との結合力が向上する。かかる状態で、半
導体素子を基板から引き離すことでバンプ電極を容易に
転写することができ、当該バンプ電極が基板に吸着する
ことによる半導体素子の損傷などの抑制を図ることがで
きる。

【００１８】そして、上記電極接合工程は、第２の低融
点金属層の融点より高い温度下にて半導体素子を基板に
加熱圧着すると共に、当該第２の低融点金属層と埋込金
属層との合金の融点よりも低い温度下にて半導体素子を
基板から離間させる工程であってもよい（請求項５）。

【００１９】これにより、埋込金属層と第２の低融点金
属層とが溶融して、これらの合金が形成された状態にて
電極接合工程が実行されても、かかる合金の融点よりも
低い温度に設定することでバンプ電極が確実に半導体素
子に結合した状態となる。そして、かかる状態にて半導
体素子を基板から引き離すことで、上記同様にバンプ電
極を容易に転写することができる。

【００２０】さらに、本発明では、従来のバンプ電極形
成方法に対して、金属層形成工程とバンプ電極充填工程
との間に、凹部内の金属層の上部に当該金属層及び埋込
金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層する
低融点金属層積層工程を備えると共に、電極接合工程の
前に、半導体素子の埋込金属層を結合する箇所に埋込金
属層よりも融点が低く第１の低融点金属層の融点よりも
融点の高い第２の低融点金属層を形成する低融点金属層
形成工程を備え、電極接合工程は、第２の低融点金属層
の融点より高い温度下にて半導体素子を基板に加熱圧着
すると共に、第１の低融点金属層の融点と第２の低融点
金属層の融点との間の温度下にて半導体素子を基板から
離間させる工程である、という構成も採っている（請求
項６）。

【００２１】このような構成にすることにより、第２の
低融点金属層が溶融した状態にて半導体素子にバンプ電
極を加熱圧着し、当該半導体素子を基板から引き上げる
ときには第２の低融点金属層が凝固するため、確実にバ
ンプ電極を半導体素子に結合させることができる。ま
た、引き上げ時に第１の低融点金属層が溶融した状態と
なっているので、バンプ電極が基板の凹部に吸着される
ことが抑制され、容易に転写することができる。従っ
て、より半導体素子の損傷等を抑制することができる。

【００２２】そして、上記電極接合工程では、第１の低
融点金属層及び第２の低融点金属層の融点より高い温度
下にて半導体素子を基板に加熱圧着すると共に，埋込金
属層と第１の低融点金属層との合金の融点と、埋込金属
層と第２の低融点金属層との合金の融点と、の間の温度
下にて半導体素子を基板から離間させてもよい（請求項
７）。

【００２３】これにより、上述したように、埋込金属層
が溶融して、第１の、あるいは、第２の低融点金属層と
合金化した場合であっても、上記請求項６記載の発明と
同様に、半導体素子にバンプ電極を容易に転写すること
ができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態を、図１を参照して説明する。図１
は、第１の実施形態におけるバンプ電極形成方法の手順
を示す説明図である。そして、図１（ａ）〜（ｆ）は、
各工程の様子を示す断面図である。

【００２５】第１の実施形態におけるバンプ電極形成方
法は、基本的には、上述した従来例における方法と同一
である。すなわち、所定の基板１上にバンプ電極８とな
る埋込金属層５を充填する凹部２を形成すると共にこの
凹部２内及び基板１上を覆う金属層３を形成する金属層
形成工程（図１（ａ）、（ｂ））と、金属層３を介して
凹部２内に埋込金属層５を充填するバンプ電極充填工程
（図１（ｄ））と、所定の半導体素子６を基板１に加熱
圧着して当該半導体素子６に埋込金属層５を接合して半
導体素子６を基板１から離間させる電極接合工程（図１
（ｅ）、（ｆ））と、を備えている。

【００２６】そして、本実施形態では、さらに、上記金
属層形成工程（図１（ｂ））とバンプ電極充填工程（図
１（ｄ））との間に、凹部２内の金属層３の上部に当該
金属層３及び埋込金属層５よりも融点の低い第１の低融
点金属層４を積層する低融点金属層積層工程（図１
（ｃ））を備えている。また、上記電極接合工程（図１
（ｆ））は、第１の低融点金属層の融点より高い温度下
にて半導体素子を基板から離間させる工程である。以
下、これを詳述する。

【００２７】金属層形成工程では、図１（ａ）に示すよ
うに、まず、Ｓｉ製基板１に異方性エッチングにより微
小な逆ピラミッド形状のピット（凹部）２を形成し、Ｓ
ｉテンプレート１とする。そして、図１（ｂ）に示すよ
うに、Ｓｉテンプレート１の全面に、Ｃｕスパッタ等で
電解メッキ用のメッキ給電層（金属層）３を形成する。
ここで、メッキ給電層３は、Ｃｕの他、ＡｕやＴｉ等で
も良く、スパッタ以外でも蒸着法メッキ法等で形成して
も良い。

【００２８】続いて、低融点金属層積層工程では、図１
（ｃ）のように、ピット２の部分にＳｎ、Ｉｎ（インジ
ウム）等の第１の低融点金属層４を積層する。すなわ
ち、ピット２内のメッキ給電層３の上部に塗布するよう
に第１の低融点金属層４を形成する。このとき、第１の
低融点金属層４は、バンプ電極８となる埋込金属層５よ
りも低い融点を有する金属である。但し、その温度はい
かなる値であってもよいが、埋込金属層５の融点とは離
れていれば離れているほど望ましい。このようにする
と、後述する電極接合工程時に温度設定が容易になる。
すなわち、第１の低融点金属層４のみが溶融する温度に
設定することが容易となる。

【００２９】続いて、バンプ電極充填工程では、図１
（ｄ）に示すように、ピット２にバンプ電極８となる埋
込電極層５を充填するが、例えば、Ａｕの電解メッキに
よりＡｕ埋込層５とする。但し、埋込金属層５は、かか
る材料に限定されず、Ｔｉ、Ｐｔなど他の材料でもよ
い。そして、この埋込金属層５は、電極として半導体チ
ップ６に転写されるため、電気伝導率の高い材料である
ことが望ましい。また、埋込金属層５の形成方法は、例
えば、無電解メッキや蒸着法にて形成さえるが、特に方
法は問わない。

【００３０】続いて、電極接合工程では、図１（ｅ）に
示すように、半導体チップ６にあらかじめ形成されたＡ
ｌ、Ａｕ等から成る電極パッド７を、ピット２の位置に
合わせて、当該半導体チップ６を配置する。そして、か
かる状態にてＡｕ埋込層５と電極パッド７とを熱圧着に
より接合する。このとき、超音波振動エネルギーを付加
させればより効果的である。

【００３１】続いて、図１（ｆ）に示すように、第１の
低融点金属層４を溶融させ、溶融している間に半導体チ
ップ６を上昇させることにより、Ａｕ埋込層５を電極パ
ッド７に転写させる。すると、ピラミッド形状のＡｕバ
ンプ電極８が半導体チップ６に形成される。

【００３２】そして、上述したように、通常はＳｉテン
プレート１に埋め込んだＡｕ埋込層５を半導体チップ６
の電極パッド７に転写する際に、Ａｕ埋込層５と電極パ
ッド７を接合してピット２から離脱させる必要があるた
め、加熱と加圧を行う。このとき、正常に転写するため
には、Ａｕ埋込層５とピット２との密着力よりも、Ａｕ
埋込層５と電極パッド７との接合力の方をより大きくし
なければならないため、特に大きな加圧力を必要とす
る。

【００３３】しかし、本実施形態のように、第１の低融
点金属４を溶融した状態にてＡｕ埋込層５の転写を行っ
ているため、このときのＡｕ埋込層５とピット２との密
着力は、Ａｕ埋込層５と半導体チップ６との結合力に対
して非常に低い状態となっている。従って、半導体チッ
プ６を基板１から引き離すときにＡｕ埋込層５がピット
２に吸着することが抑制されるため、当該吸着により半
導体チップ６が変形等することによるクラックなどの発
生を抑制することができる。また、Ａｕ埋込層５とピッ
ト２との密着力が低い状態であることから、Ａｕ埋込層
５と半導体チップ６との結合力も従来に比べて低くても
良好な転写が可能となる。従って、半導体チップ６を低
い加重にて基板１に圧着しても、バンプ電極８を結合さ
せることができる。

【００３４】このようなことから、半導体チップ６が多
ピンの場合でも低加重、低ストレスでバンプ形成プロセ
スを行うことができ、チップ６へのダメージを抑制する
ことができる。その結果、信頼性の高いチップ６を製造
することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

【００３５】ちなみに、上記の場合に、電極接合工程で
は、第１の低融点金属層４の融点より高い温度下にて半
導体素子６を基板に加熱圧着すると共に、第１の低融点
金属層４と埋込金属層５との合金の融点よりも高い温度
下にて半導体素子６を基板１から離間させるようにして
もよい。

【００３６】これにより、埋込金属層５と第１の低融点
金属層４とが溶融する温度にて加熱圧着が行われ、これ
らの合金が形成されても、かかる合金の融点よりも高い
温度にて半導体素子６を基板１から引き離しを実行する
ことで、上記同様に埋込金属層５が凹部２内に吸着する
ことが抑制され、バンプ電極８を容易に転写することが
できる。

【００３７】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態を、図２を参照して説明する。図２は、第２の
実施形態におけるバンプ電極形成方法の手順を示す説明
図である。そして、図２（ａ）〜（ｆ）は、各工程の様
子を示す断面図である。

【００３８】第２の実施形態におけるバンプ電極形成方
法は、上述した第１の実施形態と同様における方法とほ
ぼ同一である。すなわち、所定の基板１上にバンプ電極
８となる埋込金属層５を充填する凹部２を形成すると共
にこの凹部２内及び基板１上を覆う金属層３を形成する
金属層形成工程（図２（ａ）、（ｂ））と、凹部２内の
金属層３の上部に当該金属層３及び埋込金属層５よりも
融点の低い第１の低融点金属層４を積層する低融点金属
層積層工程（図１（ｃ））と、金属層３を介して凹部２
内に埋込金属層５を充填するバンプ電極充填工程（図２
（ｄ））と、所定の半導体素子６を基板１に加熱圧着し
て当該半導体素子６に埋込金属層５を接合して半導体素
子６を基板１から離間させる電極接合工程（図２
（ｅ）、（ｆ））と、を備えている。

【００３９】そして、本実施形態では、さらに、電極接
合工程（図２（ｅ）、（ｆ））の前に、半導体素子６の
埋込金属層５を結合する箇所に当該埋込金属層５の融点
よりも融点が低く第１の低融点金属層４よりも融点の高
い第２の低融点金属層９を形成する低融点金属層形成工
程（図示せず）を備え、電極接合工程（図２（ｅ）、
（ｆ）は、第２の低融点金属層９の融点より高い温度下
にて半導体素子６を基板１に加熱圧着すると共に、第１
の低融点金属層４の融点と第２の低融点金属層９の融点
との間の温度下にて半導体素子６を基板１から離間させ
る工程である。以下、これを詳述する。

【００４０】金属層形成工程では、図２（ａ）に示すよ
うに、まず、Ｓｉ製基板１に異方性エッチングにより微
小な逆ピラミッド形状のピット（凹部）２を形成し、Ｓ
ｉテンプレート１とする。そして、図２（ｂ）に示すよ
うに、Ｓｉテンプレート１の全面に、Ｃｕスパッタ等で
電解メッキ用のメッキ給電層（金属層）３を形成する。
続いて、低融点金属層積層工程では、図２（ｃ）のよう
に、ピット２の部分にＳｎ、Ｉｎ（インジウム）等の第
１の低融点金属層４を積層する。このとき、第１の低融
点金属層４は、バンプ電極８となる埋込金属層５よりも
低い融点を有する金属である。続いて、バンプ電極充填
工程では、図２（ｄ）に示すように、ピット２にバンプ
電極８となる埋込電極層５を充填するが、例えば、Ａｕ
の電解メッキによりＡｕ埋込層５とする。

【００４１】続いて、次の工程に進む前のいずれかのと
きに、低融点金属層形成工程（図示せず）が実行され
る。この低融点金属層形成工程では、図２（ｅ）に示す
ように、半導体チップ６の電極パッド７のバンプ電極８
を結合する箇所に、第２の低金属金属層９を塗布などす
ることにより設ける。この第２の低融点金属層９は、Ｓ
ｎなどの材料から成り、この融点は上記第１の低融点金
属層４の融点よりも高く、埋込金属層５の融点よりも低
い。従って、次の電極接合工程に進むときには、すでに
半導体チップ６の電極パッド７の面には、第２の低融点
金属層９が形成されている。

【００４２】続いて、電極接合工程では、図２（ｅ）に
示すように、半導体チップ６にあらかじめ形成されたＡ
ｌ、Ａｕ等から成る電極パッド７を、ピット２の位置に
合わせて、当該半導体チップ６を配置する。そして、か
かる状態にてＡｕ埋込層５と電極パッド７とを熱圧着に
より接合する。このとき、第２の低融点金属層９が溶融
する程度の温度にて圧着する。その後、温度を下げ、第
２の低融点金属層９が凝固しつつ、第１の低融点金属層
４は溶融した状態となる温度に設定する。すなわち、第
２の低融点金属層９と第１の低融点金属層４とのそれぞ
れの融点の間の温度、あるいは、埋込金属層５と第１の
低融点金属層４との合金の融点と、埋込金属層４と第２
の低融点金属層９との合金の融点と、の間の温度に設定
する。そして、かかる温度下にて、半導体チップ６を基
板１から離間させ、バンプ電極８を転写させる（図２
（ｆ）参照）。

【００４３】これにより、例えば、Ｓｎである第２の低
融点金属層９が溶融して接着効果を有すると共に、これ
が凝固することで埋込金属層５と電極パッド７とを高結
合力にて確実に固着することができる。あるいは、第２
の低融点金属層９自体と、Ａｕ埋込層５とがＡｕ−Ｓｎ
合金を形成させることで、半導体チップ６にバンプ電極
８が結合することとなる。一方で、第１の低融点金属層
４、あるいは、第１の低融点金属層４と埋込金属層５と
の合金は未だ溶融した状態であるため、図１（ｆ）に示
すように、半導体チップ６を上昇させることにより、Ａ
ｕ埋込層５を電極パッド７に容易に転写させることがで
きる。

【００４４】ここで、第２の低融点金属層９の融点が、
第１の低融点金属層４の融点よりも高ければ、第１の低
融点金属層４と第２の低融点金属層９の融点の差は特に
問わない。また、第２の低融点金属層９の溶融、凝固後
に、Ａｕ埋込層５と第２の低融点金属層９との合金が形
成される場合には、この合金の融点が、第１の低融点金
属層４を含む合金よりも高ければ、上記同様に、第１の
低融点金属層４と第２の低融点金属層９の融点の差は特
に問わない。また、第１の低融点金属層４は埋込金属層
５よりも低い融点を有する金属であれば良い。

【００４５】このようにすることにより、半導体チップ
６の電極パッド７と、埋込金属層５との間に、比較的融
点の低い第２の低融点金属層を介挿して、この低融点金
属層９を溶解、凝固させることで、当該低融点金属層９
により電極パッド７に埋込金属層５が強く結合する。従
って、本実施形態では第１の低融点金属層４があるが、
これがない場合であっても、バンプ電極８を容易に電極
パッド７に転写することができる。

【００４６】すなわち、従来例では、Ｓｉテンプレート
１に埋め込んだＡｕ埋込層５を半導体チップ６の電極パ
ッド７に転写する際に、Ａｕ埋込層５と電極パッド７を
接合しピット２から離脱させる必要があるため、加熱と
加圧を行う。このとき、正常に転写させるためには、Ａ
ｕ埋込層５とピット２との密着力よりも、Ａｕ埋込層５
と電極パッド７との接合力の方をより大きくしなければ
ならないため、特に大きな加圧力を必要とする。ところ
が、本発明の実施例の場合は、第１の低融点金属層４の
融点よりも第２の低融点金属層９の融点が高いため、あ
るいは、Ａｕ埋込層５と第１の低融点金属４とが作る合
金の融点よりもＡｕ埋込層５と第２の低融点金属層９と
が作る合金の融点の方が高いので、Ａｕ埋込層５と基板
１と間の低融点金属層４が溶融した状態で、第２の低融
点金属層９凝固する状態を作り出すことができ、低加重
で容易にＡｕ埋込層５を電極パッド７に転写することが
できる。

【００４７】従って、半導体チップ６が多ピンの場合で
も低加重、低ストレスでバンプ電極を形成するプロセス
を実行することができ、チップへのダメージを最小限に
よく制することができる。このため、不良チップの発生
を抑制することができ、歩留まりが向上し、製品の生産
性の向上を図ることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、基板上の凹部に、バンプ電極と
なる埋込金属層が当該埋込金属層よりも融点の低い第１
の低融点金属層を介して充填され、そして、埋込金属層
の半導体素子への転写が、第１の低融点金属層の融点よ
りも高い温度下にて行われるため、第１の低融点金属層
が溶融された状態となり、このとき、埋込金属層と半導
体素子との結合力に対して、当該埋込金属層と凹部との
密着力が低い状態となるため、低い加重にて半導体素子
を基板に圧着してもバンプ電極を結合させることができ
ると共に、半導体素子を基板から引き離すときに埋込金
属層が基板に吸着することが抑制されるため、このとき
に半導体素子等の損傷を抑制することができ、製品の信
頼性、及び、歩留まりの向上を図ることができる、とい
う従来にない優れた効果を有する。

【００４９】また、半導体素子の埋込金属層を接合する
箇所に当該埋込金属層よりも融点の低い第２の低融点金
属層を備え、第２の低融点金属層の融点より高い温度下
にて当該第２の低融点金属層が溶融した状態にて半導体
素子を基板に加熱圧着させ、その後、第２の低融点金属
層の融点よりも低い温度下にて当該第２の低融点金属層
が凝固させて半導体素子を基板から離間させてバンプ電
極を転写させるため、半導体素子と埋込金属層との結合
力が向上し、これにより、バンプ電極が基板に吸着する
ことによる半導体素子の損傷などの抑制を図ることがで
きる。

【００５０】さらに、上記第２の低融点金属層は第１の
低融点金属層よりも高い融点を有し、これら２つの低融
点金属層を備えると共に、当該第２の低融点金属層の融
点より高い温度下にて半導体素子を基板に加熱圧着し
て、その後、第１の低融点金属層の融点と第２の低融点
金属層の融点との間の温度下にて半導体素子にバンプ電
極を転写させる場合には、上述したように、バンプ電極
と半導体素子との結合力が向上すると共に、バンプ電極
と基板との間の密着力を低減することができ、これによ
り、バンプ電極をより容易に半導体素子に転写すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるバンプ電極形
成方法の手順を示す説明図である。図１（ａ）〜（ｆ）
は、各手順の様子を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態におけるバンプ電極形
成方法の手順を示す説明図である。図２（ａ）〜（ｆ）
は、各手順の様子を示す断面図である。

【図３】従来例におけるバンプ電極形成方法の手順を示
す説明図であり、図３（ａ）〜（ｅ）は、各工程の様子
を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板（Ｓｉテンプレート）２凹部（ピット）３金属層（メッキ給電層）４第１の低融点金属層５埋込金属層（Ａｕ埋込層）６半導体素子（半導体チップ）７電極パッド８Ａｕバンプ電極９第２の低融点電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基板上に形成された凹部にバンプ
電極となる埋込金属層を充填して、この埋込金属層を所
定の半導体素子に加熱圧着して転写するバンプ電極形成
方法において、前記基板上の凹部と前記埋込金属層との間に、当該埋込
金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を形成する
と共に、当該第１の低融点金属層の融点よりも高い温度にて、前
記埋込金属層を前記半導体素子に転写することを特徴と
するバンプ電極形成方法。
【請求項２】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記金属層形成工程と前記バンプ電極充填工程との間
に、前記凹部内の金属層の上部に当該金属層及び前記埋
込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層す
る低融点金属層積層工程を備えると共に、前記電極接合工程は、前記第１の低融点金属層の融点よ
り高い温度下にて前記半導体素子を前記基板から離間さ
せる工程であることを特徴とするバンプ電極形成方法。
【請求項３】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記金属層形成工程と前記バンプ電極充填工程との間
に、前記凹部内の金属層の上部に当該金属層及び前記埋
込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層す
る低融点金属層積層工程を備えると共に、前記電極接合工程は、前記第１の低融点金属層の融点よ
り高い温度下にて前記半導体素子を前記基板に加熱圧着
すると共に、前記第１の低融点金属層と前記埋込金属層
との合金の融点よりも高い温度下にて前記半導体素子を
前記基板から離間させる工程であることを特徴とするバ
ンプ電極形成方法。
【請求項４】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記電極接合工程の前に、前記半導体素子の前記埋込金
属層を接合する箇所に当該埋込金属層よりも融点の低い
第２の低融点金属層を形成する低融点金属層形成工程を
備えると共に、前記電極接合工程は、前記第２の低融点金属層の融点よ
り高い温度下にて前記半導体素子を前記基板に加熱圧着
すると共に、当該第２の低融点金属層の融点よりも低い
温度下にて前記半導体素子を前記基板から離間させる工
程であることを特徴とするバンプ電極形成方法。
【請求項５】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記電極接合工程の前に、前記半導体素子の前記埋込金
属層を結合する箇所に当該埋込金属層よりも融点の低い
第２の低融点金属層を形成する低融点金属層形成工程を
備えると共に、前記電極接合工程は、前記第２の低融点金属層の融点よ
り高い温度下にて前記半導体素子を前記基板に加熱圧着
すると共に、当該第２の低融点金属層と前記埋込金属層
との合金の融点よりも低い温度下にて前記半導体素子を
前記基板から離間させる工程であることを特徴とするバ
ンプ電極形成方法。
【請求項６】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記金属層形成工程と前記バンプ電極充填工程との間
に、前記凹部内の金属層の上部に当該金属層及び前記埋
込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層す
る低融点金属層積層工程を備えると共に、前記電極接合工程の前に、前記半導体素子の前記埋込金
属層を結合する箇所に当該埋込金属層よりも融点が低く
前記第１の低融点金属層の融点よりも融点の高い第２の
低融点金属層を形成する低融点金属層形成工程を備え、前記電極接合工程は、前記第２の低融点金属層の融点よ
り高い温度下にて前記半導体素子を前記基板に加熱圧着
すると共に、前記第１の低融点金属層の融点と前記第２
の低融点金属層の融点との間の温度下にて前記半導体素
子を前記基板から離間させる工程であることを特徴とす
るバンプ電極形成方法。
【請求項７】所定の基板上にバンプ電極となる埋込金
属層を充填する凹部を形成すると共にこの凹部内及び基
板上を覆う金属層を形成する金属層形成工程と、前記金
属層を介して前記凹部内に前記埋込金属層を充填するバ
ンプ電極充填工程と、所定の半導体素子を前記基板に加
熱圧着して当該半導体素子に前記埋込金属層を接合して
前記半導体素子を前記基板から離間させる電極接合工程
と、を備え、前記半導体素子上にバンプ電極を形成する
方法において、前記金属層形成工程と前記バンプ電極充填工程との間
に、前記凹部内の金属層の上部に当該金属層及び前記埋
込金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層を積層す
る低融点金属層積層工程を備えると共に、前記電極接合工程の前に、前記半導体素子の前記埋込金
属層を結合する箇所に、当該埋込金属層よりも融点が低
く、当該埋込金属層と前記第１の低融点金属層との合金
の融点よりも、前記埋込金属層との合金の融点が高くな
る金属から成る第２の低融点金属層を形成する低融点金
属層形成工程を備え、前記電極接合工程は、前記第１の低融点金属層及び第２
の低融点金属層の融点より高い温度下にて前記半導体素
子を前記基板に加熱圧着すると共に，前記埋込金属層と
前記第１の低融点金属層との合金の融点と、前記埋込金
属層と前記第２の低融点金属層との合金の融点と、の間
の温度下にて前記半導体素子を前記基板から離間させる
工程であることを特徴とするバンプ電極形成方法。