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公開番号2025006969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108046
出願日2023-06-30
発明の名称半導体装置の検査方法
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人豊栖特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子の接合強度等の検査を簡便に行えるようにする。
【解決手段】半導体装置の検査方法は、基板11の上面に、半導体素子12が接合部材13を介して接合された半導体装置10Aを準備する工程と、接合部材13を破断させて、基板11から半導体素子12を剥離する工程と、半導体素子12側及び/又は基板11の、破断後の接合部材13の平面視における面積を測定し、測定された面積を表す判定値を得る工程と、判定値を、所定の基準値と比較し、基準値よりも小さい場合に、半導体素子12と基板11との接合状態を不合格とし、基準値と同じ又は基準値より大きい場合に半導体素子12と基板11との接合状態を合格と判定する工程とを含んでいる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置の検査方法であって、
基板の上面に、半導体素子が接合部材を介して接合された前記半導体装置を準備する工程と、
前記接合部材を破断させて、前記基板から前記半導体素子を剥離する工程と、
前記半導体素子側及び／又は前記基板の、破断後の前記接合部材の平面視における面積を測定し、該測定された面積を表す判定値を得る工程と、
前記判定値を、所定の基準値と比較し、前記基準値よりも小さい場合に、前記半導体素子と前記基板との接合状態を不合格、前記基準値と同じ又は前記基準値より大きい場合に前記半導体素子と前記基板との接合状態を合格、と判定する工程と
を含む半導体装置の検査方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記判定値を得る工程において、前記判定値は、測定された前記面積の値である半導体装置の検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記判定値を得る工程において、前記判定値は、前記接合部材の基準となる標準断面積に対する測定された前記面積の割合を表す面積率である半導体装置の検査方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記判定値を得る工程において、前記判定値は、測定された前記面積の値から算出された前記接合部材の径の値である半導体装置の検査方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記半導体装置を準備する工程において、前記半導体素子は複数の前記接合部材を介して前記基板に接合されており、
前記判定値を得る工程において、前記判定値は、前記複数の接合部材の内、少なくともいずれか一の接合部材の面積の測定値から得られる半導体装置の検査方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記判定値を得る工程は、前記複数の接合部材の内、外周に位置する接合部材と、前記外周の内側に位置する接合部材の面積をそれぞれ測定して複数の前記判定値を得る工程である半導体装置の検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記基板から前記半導体素子を剥離する工程は、シェアツールを前記半導体素子の外周縁に押圧させて前記半導体素子を剥離する工程で有り、
前記判定値を得る工程は、前記複数の接合部材の内、前記シェアツールで押圧される外周縁領域と、前記シェアツールで押圧される外周縁と対向する反対側の領域を除く中間領域に位置する前記接合部材の面積を測定して前記判定値を得る工程である半導体装置の検査方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記判定する工程の前に、前記所定の基準値を決定する工程を含み、
前記所定の基準値を決定する工程は、
前記半導体素子と前記基板の間に樹脂が配置された基準装置を準備し、
前記基準装置に熱負荷を加え、前記樹脂の熱膨張により前記接合部材を破断させて前記半導体素子を前記基板から剥離する剥離試験を行い、
破断後の前記接合部材の上面視における面積に基づいて、前記所定の基準値を算出する、半導体装置の検査方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記基板から前記半導体素子を剥離する工程において、
前記半導体素子を前記基板から離れる方向に剥離させる半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体装置の検査方法であって、
前記半導体素子が、発光素子である半導体装置の検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置の検査方法に関し、例えば、基板に接合された半導体素子の接合強度を検査する方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置に対しては、様々な検査が行われている。例えばバンプ等の接合部材を介して基板に接合された半導体素子の接合強度を確認するシェア強度試験が知られている。このような半導体素子と基板との接合強度を検査する試験方法の一例として、特許文献１には、基板と半導体素子との接合隙間に、シェアツール先端に設けた係止部を挿入し、シェアツールの係止部で半導体素子を基板上面から垂直方向に引き上げて剥離して、接合強度を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１６３０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的の一は、半導体素子の接合強度等の検査を簡便に行えるようにした半導体装置の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態に係る半導体装置の検査方法は、基板の上面に、半導体素子が接合部材を介して接合された半導体装置を準備する工程と、前記接合部材を破断させて、前記基板から前記半導体素子を剥離する工程と、前記半導体素子側及び／又は前記基板の、破断後の前記接合部材の平面視における面積を測定し、該測定された面積を表す判定値を得る工程と、前記判定値を、所定の基準値と比較し、前記基準値よりも小さい場合に、前記半導体素子と前記基板との接合状態を不合格、前記基準値と同じ又は前記基準値より大きい場合に前記半導体素子と前記基板との接合状態を合格、と判定する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一実施形態に係る半導体装置の検査方法によれば、基板から半導体素子を剥離して破断された接合部材の面積を測定することで接合状態の合否判定を可能として、半導体装置の簡便な検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
半導体装置の一例を示す概略斜視図である。
図１に示す半導体装置のＩＩ－ＩＩ線における部分拡大断面図である。
実施形態１に係る検査方法に使用する半導体装置を準備する工程を示す工程図である。
実施形態１に係る半導体装置の検査方法に使用する剥離装置の一例を示す模式側面図である。
実施形態１に係る半導体装置の検査方法に使用する測定装置及び判定部を示す模式構成図である。
基板に配置された複数の接合部材とシェアツールを示す一部断面平面図である。
図７Ａは界面剥離で接合部材が半導体素子側に残った状態、図７Ｂは界面剥離で接合部材が基板側に残った状態をそれぞれ示す拡大断面図である。
図８Ａは接合前の接合部材の状態、図８Ｂは接合後の接合部材の状態をそれぞれ示す模式図である。
接合後の接合部材の一例を示す模式図である。
剥離試験によって得られた面積率と破壊温度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、本開示の一つの着目点について説明する。半導体装置として、図１及び図２に示すように、半導体素子１２をバンプ等の接合部材１３を介して基板１１に接合させた状態で、半導体素子１２を樹脂１８で被覆して構成されるものがある。このような半導体装置１０では、半導体素子１２の下面１２ａと基板１１の上面１１ａとの間に、複数の接合部材１３が互いに離隔して配置されて、半導体素子１２が基板１１上にフリップチップ実装される。例えば、下面１２ａに正負の電極を備えている半導体素子１２においては、正負の電極と基板１１の上面１１ａの正負の配線１５とが、導電性の接合部材１３によって接合される。このため、各電極に接続される少なくとも２つの接合部材１３の間においては、半導体素子１２の下面１２ａと基板１１の上面１１ａとの間に、接合部材１３によって隙間１４が生じる。
【０００９】
この構造の半導体装置１０は、基板１１の上面１１ａと半導体素子１２の下面１２ａとの間の隙間１４にも樹脂１８を配置することができる。例えば、半導体素子１２を発光素子１６とする半導体装置１０においては、隙間１４に配置する樹脂１８に、光を反射する光反射物質等の白色粉末を添加することで、発光素子１６から下方に出射する光を反射させて基板１１側に光が抜けることが低減できる。これにより発光装置としての光取り出し効率を向上させることができる。なお、このような半導体装置１０においては、半導体素子１２で発生する熱、半導体装置１０の実装時及び使用時の熱履歴等に起因する樹脂１８の膨張及び収縮による熱応力の影響を考慮した強度で半導体素子１２と基板１１とが接合されることが求められる。
【００１０】
本開示は、破断後における破断部の面積を測定し、この面積に基づいて得られた判定値を所定の基準値と比較することによって接合状態の合否を判定するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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