半導体装置
【課題】部品間の接合の信頼性及び歩留りを向上させる半導体装置を提供すること。
【解決手段】第１の導体線路４２ａ及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品３０と、第１の導体線路４２ａと同一機能をなす第２の導体線路４４ａ及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品３５と、第１の並列導体線路と第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバンプ電極４０Ａ、４０ａとを有し、第１の部品３０と第２の部品３５とがバンプ電極４０Ａ、４０ａによって接合される。
【解決手段】第１の導体線路４２ａ及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品３０と、第１の導体線路４２ａと同一機能をなす第２の導体線路４４ａ及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品３５と、第１の並列導体線路と第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバンプ電極４０Ａ、４０ａとを有し、第１の部品３０と第２の部品３５とがバンプ電極４０Ａ、４０ａによって接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプ電極を介した第１の部品と第２の部品との接合（例えば、半導体チップ間又は半導体チップと実装基板との接合）によって構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話を代表例とするモバイル機器等の電子機器の小型化、集積化とともに、金属バンプを介して半導体チップを実装基板に接続するフリップチップ接続が広く採用されている。また、金属バンプを介して半導体チップ間を接続するチップオンチップ（ＣＯＣ）も周知の技術である。フリップチップ接続又はチップオンチップ接続では、２つの半導体チップの電極端子間、又は、半導体チップと実装基板の電極端子間を接合し電気的に接続する金属バンプの数は増大してきている。
【０００３】
図１３は、従来技術における、チップオンチップ接続を説明する図であり、図１３（Ａ）は平面図、図１３（Ｂ）はＺ−Ｚ部の断面図、図１３（Ｃ）は上部チップ及び下部チップの内部配線の金属バンプによる接続を説明する図１３（Ｂ）の部分拡大断面図である。
【０００４】
図１３に示すように、ｘ方向及びｙ方向に２次元に上部チップ５０に配置された金属バンプ５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、…）によって、上部チップ５０と下部チップ５２とが接続されている。上部チップ５０の内部配線(信号線)５６ａが繋がる電極端子と下部チップ５２の内部配線５８ａが繋がる電極端子は、金属バンプ５４ａによって接続され、上部チップ５０の内部配線５６ｂが繋がる電極端子と下部チップ５２の内部配線５８ｂが繋がる電極端子は、金属バンプ５４ｂによって接続されている。以下同様にして、上下の各チップの複数の内部配線はそれぞれ、単一の金属バンプ５４によって電気的に接続されている。
【０００５】
このように、例えば、金属バンプ５４ａには信号Ａが流れ、金属バンプ５４ｂには信号Ｂが流れ、金属バンプ５４ｃには信号Ｃが流れ、金属バンプ５４ｄには信号Ｄが流れている。信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは互いに異なる信号である。なお、チップ５０、５２の金属バンプ５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、…）を除く面は絶縁膜５９によって覆われている。
【０００６】
図１４は、従来技術における、チップオンチップ接続の不良に関する説明図であり、図１４（Ａ）はチップの反りによる不良発生を説明するＺ−Ｚ部（図１３に示す。）の断面図、図１４（Ｂ）はチップの製造工程で生じたチップの内部配線の形成不良を説明するＺ−Ｚ部の部分拡大断面図、図１４（Ｃ）はチップの内部配線を保護する静電破壊保護回路を説明する図である。
【０００７】
チップオンチップ接続の不良が発生する原因として以下のものが考えられる。
【０００８】
図１４に示すように、チップに反りがある場合には、チップオンチップ接続の不良を生じる。例えば、図１４（Ａ）の上図に示すように、図の右方で反りがある上部チップ５０と平坦な下部チップ５２とが金属バンプによって接合される場合には、右方で接続不良を生じてしまう。また、図１４（Ａ）の下図に示すように、図の右方及び左方で反りがある上部チップ５０と平坦な下部チップ５２とが金属バンプによって接合される場合には、右方及び左方で接続不良を生じてしまう。
【０００９】
図１３に示すように、上下の各チップの複数の内部配線（信号線）がそれぞれ、単一の金属バンプによって電気的接続され、各金属バンプを異なる信号が流れる場合には、１つの金属バンプが接続不良となった場合には、上下のチップによる接合部品は正常に機能しなくなり、不良部品となってしまう。
【００１０】
一般に、チップの辺（側端）の近傍で反りを生じ易いと考えられるので、非常に多数の金属バンプを使用する必要がある場合には、金属バンプの配置には工夫が必要となる。
【００１１】
また、チップオンチップ接続の際に接合面にアンダーフィル材を充填してこれを硬化させて、接合面を保護するのが一般的であるが、検査工程での熱履歴、保管過程等での湿度条件等の影響によって、接合面の機械的強度が劣化して電気的接続不良を生じることがある。
【００１２】
図１４（Ｂ）は、上部チップ５０の製造工程において塵埃等によって内部配線が正常に形成されず、不良を発生した場合を示しており、図１３（Ｃ）との比較から明らかなように、上部チップ５０の内部配線５６ａが形成不良であり断線を生じている。
【００１３】
このような内部配線の形成不良は、チップオンチップ接続に先立って、上部チップ５０、下部チップ５２の全て内部配線について検査が実施されない限り、検出することはできない。チップオンチップ接続で使用する上部チップ５０、下部チップ５２の全数の内部配線の全てについて検査を実施する代わりに、抜き取り検査によって検査を実施する場合は、内部配線の形成不良の存在の可能性が残っている。
【００１４】
また、チップの内部配線が正常に形成されている場合でもその後のチップ単体での検査工程において、或いは、チップオンチップ接続が正常になされ正常に電気的な接続が確保された接合部品が得られた場合でもその後の接合部品の検査工程等において、内部配線が静電破壊されて断線を生じることがある。
【００１５】
金属バンプからの静電破壊によって内部配線が溶断した場合に不良となるが、これを防止するためには金属バンプの真下に静電破壊保護回路を形成する必要がある。
【００１６】
図１４（Ｃ）は、金属バンプ６２ａ、６２ｂのそれぞれから静電破壊保護回路６８までを配線で引き回して形成した例を示している。金属バンプと静電破壊保護回路６８との間は最短長であることが望ましいが、実際には同図に示すように、内部配線６６ａや金属バンプ６２ｂに直接繋がっている短い配線及び内部配線６６ｂは保護されるが、金属バンプ６２ａと静電破壊保護回路６８との間の配線長が大きい場合には、静電破壊保護回路６８によって保護されない配線部分（図中、点線で示す金属バンプ６２ａに直接繋がっている配線部分）が生じる場合がある。
【００１７】
フリップチップ接続に関しては多数の報告がある。例えば、「フリップチップボンディング方法」に関する後記の特許文献１に、１対の電極に対して１対Ｎ（複数）個の金属バンプによる接合を行う以下の記載がある。
【００１８】
互いに接合する一方の電極に金属バンプを形成し、該電極に対応する他方の電極の前記金属バンプの中心から隔離した円周上の等分割位置にあって前記金属バンプの平面視外周部に一部が重なる金属バンプを形成し、付き合わせ接合する。これによって、加圧接合の際に生じる横方向の力を互いに相殺することができ、横方向の力による接合ずれを少なくすることができる。
【００１９】
図１５は、特許文献１に記載の図１であり、第１の実施例の接合を示す要部側断面図及びその透視平面図である。図１５（ａ）は接合前の要部側断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の金属バンプ配置の要部透視平面図、図１５（ｃ）は接合後の要部側断面図を示す。
【００２０】
図１５（ａ）において、約１０ｍｍ角のカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）でなるウエーハ基板１０１上にエピタキシャル成長したエピ結晶（ＨｇＣｄＴｅ）でなる光電変換素子（図示略）とその電極（図示略）とを列設して光電変換部を形成し、また他方のシリコン（Ｓｉ）でなるウエーハ基板１０２上に光電変換素子に対応した信号処理回路（図示略）とその電極（図示略）とを列設して信号処理回路部を形成する。
【００２１】
そして、図１５（ｂ）に示すように、一方のウエーハ基板（光電変換部）１０１の電極上にインジウム（Ｉｎ）でなる直径２０μｍの金属バンプ１０１ａを１個宛、形成し、他方のウエーハ基板（信号処理回路部）１０２の電極上には、前記金属バンプ１０１ａの平面視外周部に一部が重なるように該金属バンプ１０１ａの中心から離隔した円周上を等分割（図は４分割）したそれぞれの位置に複数個（図は４個の場合で、中心を結ぶ線は正方形を示す）のＩｎでなる直径１５μｍの金属バンプ１０２ａを形成する。
【００２２】
次に、図１５（ｃ）において、従来同様に一方のウエーハ基板１０１を真空チャック（図示略）で保持し、位置決めされた他方のウエーハ基板１０２の上に持ってきて位置合わせし、両金属バンプ１０１ａ、１０２ａ同士を突き合わせ加圧接合する。
【００２３】
このように一方の光電変換部の電極に形成した金属バンプに対し、他方の信号処理回路部の電極に形成した複数の金属バンプは、相手の金属バンプ中心から離隔した円周上の等分割した位置にあって、しかもそれぞれの金属バンプの一部が相手の金属バンプの平面視外周部の等分割位置に重なるように予め、偏心させてあることにより、加圧接合の際に生じる横方向の力を互いに相殺することができるため、光電変換部と信号処理回路部との接合ずれを少なくすることができる。また同時に、金属バンプの接合面積が増加するため、接合強度も強化することができる。
【００２４】
なお、上記実施例では、複数の金属バンプを、正方形を形成する４個としたが、正３角形を含む正多角形を形成するＮ個でもよい。また、接合側の光電変換部の電極に１個、被接合側の信号変換回路部の電極に複数個を形成したが、その逆の関係でも良く、また一対の電極に対し１対Ｎ個でなくＮ対Ｎ個にして互いに横方向も力を相殺するように偏心させ形成してもよい。
【００２５】
半導体チップが不良である場合にも、半導体装置全体を廃棄せずに、一定の操作で使用可能な状態とすることができる半導体装置に関して、後記する特許文献２に以下の記載がある。
【００２６】
従来のＦＣＢＧＡ（Flip Chip Ball Grid Array）パッケージでは、ＬＳＩチップを実装した後に、動作確認としてファイナルテストを行ない、不良品かどうかを検査していた。
【００２７】
従来のＦＣＢＧＡパッケージでは、不良と判明したＬＳＩチップについては、正常なＬＳＩチップと交換することができなかった。そのため、ＬＳＩチップが不良である場合、これを含むＦＣＢＧＡパッケージを廃棄せねばならず、高価なＢＧＡ（Ball Grid Array）基板が無駄になっていた。その結果、ＦＣＢＧＡパッケージの歩留りが低下するとともに、製品のコストアップをもたらしていた。特に、ＢＧＡ基板は、少ない層数から構成されるプリント基板と異なり、多層構造となっており、製造に手間と費用を要するものであったので、このような歩留り低下は何としても避けることが望まれていた。
【００２８】
本発明に基づく半導体装置のある局面においては、底面にボール状の電極をマトリックス状に配置したＢＧＡ基板と、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続された半導体チップである正規チップと、上記正規チップが不良であるときに新たに使用するチップである予備チップを搭載するための予備パッドとを備える。
【００２９】
上記構成を採用することにより、ファイナルテストで正規チップが不良であることが判明した場合にも、予備パッドに予備チップを新たに搭載して使用することができ、高価なＢＧＡ基板を含む半導体装置全体の廃棄を免れることができる。
【００３０】
本発明に基づく半導体装置の他の局面においては、底面にボール状の電極をマトリックス状に配置したＢＧＡ基板と、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続された半導体チップである正規チップと、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続されており、上記正規チップが不良であるときに使用する予備チップとを備える。
【００３１】
上記構成を採用することにより、ファイナルテストで正規チップが不良であることが判明した場合にも、予備チップを使用することとすればよく、高価なＢＧＡ基板を含む半導体装置全体の廃棄を免れることができる。
【００３２】
予備チップは正規チップが不良であった場合に、正規チップの代用として使用することができる性能を有する半導体チップである。
【００３３】
上記発明においてさらに好ましくは、上記正規チップ及び上記予備チップのいずれを使用するかを選択できるチップ選択配線を備える。この構成を採用することにより、容易な操作で正規チップから予備チップへの切換えを行うことができる。
【００３４】
【特許文献１】特開平６−３１０５６５号公報（段落０００７〜００１４、図１）
【特許文献２】特開２００１−１９６５２１号公報（段落０００６〜００１０、段落００１６、段落００２０、段落００３７〜００４１、図７、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
金属バンプを介した半導体チップ間の接合又は半導体チップと実装基板との接合によって構成される半導体装置の信頼性及び歩留りを向上させるためには、２者間の接合の信頼性を向上させることが、半導体装置の歩留り向上に必須であることは言うまでもない。
【００３６】
接合の信頼性を低下させる原因として、接合工程における半導体チップや実装基板の反りがある。また、半導体装置の歩留り及び信頼性の低下の原因として、接合工程の前に既に生じており検知されていなかった実装基板や半導体チップの内部配線の形成不良、接合工程前或いは接合工程後の検査工程等における内部配線の静電破壊による断線等がある。
【００３７】
０．１ｍｍ〜０．３ｍｍという大きな径をもつ金属バンプを使用する接合、例えば、半導体チップと実装基板との少数の金属バンプを用いる接合のような場合には、一般に、実装基板の反りが大きいがこれに比べて半導体チップの反りは小さいので、実装基基板に反りを抑制する対策を行うこと、半導体チップの中心部位の近傍に金属バンプを配置すること等によって、両者の反りの接合の信頼性に対する影響を少なくすることができる。
【００３８】
しかし、半導体チップと実装基板の接合の際に、１０μｍ〜３０μｍという小さな径をもつ多数の金属バンプを使用する場合には、個々の金属バンプの接合面積は小さくなるので、半導体チップや実装基板の反りやアンダーフィル材の影響が大きくなる。
【００３９】
また、半導体チップ間で接合を行うチップオンチップ接続において、より小さなチップを接合対象とし、チップ間で非常に多数の信号線の間を接続しようとする場合には、１０μｍ〜３０μｍ以下のより小さな径をもつ非常に多数の微細な金属バンプを使用する必要がある。
【００４０】
従って、このような場合には、個々の金属バンプの接合面積は更に小さくなるので、半導体チップの辺（側端）近傍の数μｍ以下の反りが微細な金属バンプの接合状態に大きな影響を与え、両チップの反りやアンダーフィル材の影響は顕著に大きくなるという問題がある。仮に、接合対象とする小さな半導体チップの平坦度を高度に要求すると、半導体の製造コストを上昇させることになる。
【００４１】
上記のように、微細な金属バンプを用いたフリップチップ接続又はチップオンチップ接続による接合では、数十から数百、多いものでは数千個の金属バンプが要求される。接合工程で、このような多数の金属バンプが一つでも接続不良となり電気的にオープンな状態を生じた場合には、半導体チップの接合部品（例えば、ＬＳＩ）が機能せず、この接合部品を使用する半導体装置が不良となってしまう。例えば、１つの半導体チップが１０００個の金属バンプをもつ場合に、１００００個に１つの金属バンプが接続不良となると仮定する場合、１０チップの接合のうち、１チップの接合が不良となる。
【００４２】
図１３に示す従来技術のように、単一の金属バンプによって、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線同士を電気的接続する場合には、１つの金属バンプが接続不良となった場合には、上下のチップによる接合部品は正常に機能しなくなり、不良部品となってしまい装置に組み込めず、接合部品を使用する半導体装置の歩留り低下の大きな原因となり、同装置の高コストの原因となる。信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは互いに異なる信号であり、図１３において、正常に上部チップ５０と下部チップ５２とが接合された時、例えば、金属バンプ５４ａには信号Ａが流れ、金属バンプ５４ｂには信号Ｂが流れ、金属バンプ５４ｃには信号Ｃが流れ、金属バンプ５４ｄには信号Ｄが流れるものとすると、金属バンプ５４ａ〜５４ｄの何れか１つが、上下のチップの信号線を電気的に正常に接続していない状態では、上下のチップの接合部品は正常に機能しない。
【００４３】
ワイヤボンディング方式によるチップと実装基板との間の電気的接続の場合、実装基板のチップの外周の領域にパッドを配置することができ、パッドの真下に保護回路を配置することができるが、金属バンプによるチップオンチップ接続の場合、一般に、チップ面内に金属バンプがランダムに存在するため、金属バンプの真下に保護回路を設置しづらく、金属バンプから保護回路までを配線で引き回さなければならない。このため、チップオンチップ接続の場合、各チップの同じ信号線を繋ぐ金属バンプが単一である場合には、この単一の金属バンプからの静電破壊による配線の溶断があると、チップ又はチップの接合部品は正常に動作せず不良品となる。
【００４４】
なお、特許文献１に記載の技術は、複数の金属バンプによって１対の電極を接合することによって、接合ずれを少なく関するものであって、また、特許文献２に記載の技術は、ファイナルテストで正規チップが不良である場合に、予備チップを使用することによって、半導体装置全体の廃棄を免れるものであって、何れの文献に記載の技術も、同じ信号が流れる複数の電極対をそれぞれ金属バンプによって電気的に接続して、２つの半導体チップを接合するものではない。
【００４５】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バンプ電極を介した部品間の接合の信頼性及び歩留りを向上させることができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
即ち、本発明は、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、前記第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品と、前記第１の並列導体線路と前記第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバンプ電極とを有し、前記第１の部品と前記第２の部品とが前記バンプ電極によって接合された半導体装置に係るものである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品とを、複数の第１の並列導体線路と複数の第２の並列導体線路とのそれぞれの間をバンプ電極によって電気的に接続することによって、第１の部品と第２の部品とを接合するので、第１及び第２の部品の反り等によって接合不良が生じる可能性がある場合でも、同一機能をなす第１及び第２の導体線路が、複数のバンプ電極の何れかによって電気的な接続を確保でき、これによって、半導体装置は正常に動作するので、接合の信頼性及び歩留りを向上させることができる半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の半導体装置では、複数の前記バンプ電極は隣接して配置される構成とするのがよい。第１の導体線路には複数の第１の並列導体線路が、第２の導体線路には複数の第２の並列導体線路が、それぞれ接続され、複数の第１及び第２の並列導体線路のそれぞれの間を電気的に接続するバンプ電極を隣接させて配置するので、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路とバンプ電極をそれぞれ繋ぐ複数の第１及び第２の並列導体線路を、複雑な配線経路をとることなく最短経路でほぼ同じ条件（並列導体線路の配線長さ、線間容量等）下で、第１及び第２の部品に形成することができる。
【００４９】
また、複数の前記バンプ電極の少なくとも一部が、前記第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置される構成とするのがよい。第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域では反りを生じ易いので、複数のバンプ電極の少なくとも一部を、この反りを生じ易い領域を除いた領域に配置することによって、反りの影響を受けずより確実に第１の部品と第２の部品との間をバンプ電極によって接合することが可能となる。
【００５０】
また、前記第１の導体線路及び前記第２の導体線路は、信号ライン、電源ライン又はアースラインである構成とするのがよい。同一機能をなす第１及び第２の導体線路を、同じ信号が流れる信号線、所定の部品に電源を供給するための電源ライン、又は、所定の端子を接地電位とするための接地（アース）ラインとすることによって、第１及び第２の部品の間で、信号線、電源ライン、又は、アースラインをより確実に電気的に接続することができる。
【００５１】
また、異なる信号が流れる前記第１及び第２の導体線路の複数個が前記第１の部品と前記第２の部品とにそれぞれ設けられている構成とするのがよい。第１の導体線路及び第２の導体線路が信号ラインであり、信号ラインは複数個とする、そして、各信号ラインには異なる信号が流れ、第１及び第２の部品の各信号線は複数のバンプ電極によって電気的に接続されるので、多数の種類の信号を扱う場合でも、第１及び第２の部品の接合の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
また、前記所定の距離以内にある領域は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合不良が生じ易い領域である。前記所定の距離以内にある領域は、反りが生じ易く接合不良を生じ易いので、接合不良を避けるために前記所定の距離以内にある領域を除いた領域を前記第１の部品と前記第２の部品との接合領域とするのが好ましい。
【００５３】
また、前記第１の部品及び前記第２の部品が半導体チップである構成とするのがよい。この構成ではチップオンチップ接続であり、チップのより小面積化に伴い、非常に多数の微細なバンプ電極によってチップ間が接合されるが、各チップの同一機能をもつラインを複数のバンプ電極によって電気的に接続する構成とするので、接合の信頼性、製造歩留り向上させることができる。
【００５４】
また、前記第１の部品が半導体チップであり、前記第２の部品が実装基板である構成とするのがよい。この構成では、実装基板、特に、有機材料から構成される実装基板は、熱膨張係数が大きいため、接合工程、熱試験工程等における温度上昇のために、半導体チップよりも反りを生じ易いが、このような場合でも、チップ及び実装基板の同一機能をもつ導体線路を複数のバンプ電極によって電気的に接続する構成とするので、接合の信頼性、製造歩留り向上させることができる。
【００５５】
以下の説明では、上部及び下部チップにおいて同じ機能をもった導体線路に、複数の並列導体線路が接続され、各並列導体線路にはそれぞれ電極端子に接続されており、上部及び下部チップにおいて同じ機能をもった導体線路に繋がる電極端子の複数対のそれぞれをバンプ電極によって電気的に接続して、上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続を代表例として説明する。ここで、上部チップに金属バンプが配置され、上部チップの面積は下部チップよりも小さいものとする。
【００５６】
なお、以下の実施の形態は、上記の導体線路（内部配線）として信号線を例にとって説明するが、信号線を電源供給線、接地（アース）線等に読み替えてもよい。また、下部チップは、インターポーザ基板、フレキシブル基板等の実装基板に読み替えてもよい。
【００５７】
第１の実施の形態
本実施の形態では、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプを２つ以上隣接させて配置する構成について説明する。
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施の形態において、同一の信号線に２つの金属バンプが繋がりこれら金属バンプを隣接させ、上部チップ３０と下部チップ３５とをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）はＹ−Ｙ部の断面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の部分拡大断面図、図１（Ｄ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００５９】
本実施の形態の半導体装置では、図１（Ｄ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の２つの金属バンプｉＺ、ｉｚによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れており、２つの金属バンプｉＺ、ｉｚは隣接して配置されている。
【００６０】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、隣接する金属バンプ４０Ａ、４０ａによって接続されている。上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、隣接する金属バンプ４０Ｂ、４０ｂによって接続されている。内部配線４２ａ、内部配線４２ｂにはそれぞれ、異なる信号が流れている。チップ３０、３５を除く面は絶縁膜４６によって覆われている。
【００６１】
以下同様に、隣接する金属バンプの対、４０Ｃと４０ｃ、４０Ｄと４０ｄ、４０Ｅと４０ｅ、４０Ｆと４０ｆには、それぞれ異なる信号が流れており、これらの金属バンプによって、上部チップ３０と下部チップ３５とが接合され電気的に接続されている。即ち、本実施の形態では、上部チップ３０と下部チップ３５の各チップの１つ信号線は２つの隣接する金属バンプによって電気的に接続されるチップオンチップ接続の構成をとっている。
【００６２】
この構成では、上下の各チップの１つの信号線に繋がる単一の電極端子を形成する従来のチップオンチップ接続の構成とは異なり、１つの信号線に接続する２つの並列線路を形成しこの並列線路にそれぞれ繋がる電極端子を設け、１つの信号線に繋がる電極端子を隣接して配置する。従って、複雑な回路形成を伴うことなく、チップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
即ち、従来のチップオンチップ接続の構成において、何らかの原因によってある信号線に対して電気的接続が確保できず、半導体装置が不良品品となる場合でも、本実施の形態では、上下の各チップの１つの信号線は２つの並列線路によって電気的接続される構成とするので、この２つの並列線路の何れか一方によって電気的接続が確保できればよいので、半導体装置が不良品となる確率を低くすることができ、歩留りを向上させることができる。
【００６４】
なお、図１に示す上部チップ３０の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、下部チップ３５の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍであり、直径３０μｍφの金属バンプ４０を２０００個用いて、チップ間を接合している（図１では、一部の金属バンプのみを示している。）。
【００６５】
図２は、本発明の第１の実施の形態において、同一の信号線に２つの金属バンプが繋がりこの金属バンプを隣接させ、上部チップ３０と下部チップ３５とをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図２（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図２（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図２（Ｃ）は金属バンプの他の配置例を説明する図である。図２に示す例では、上下のチップの各チップの１００個の信号線を電気的に接続する例を示している。
【００６６】
図２（Ａ）に示すように、上部チップ３０に金属バンプが配置されるが、金属バンプは上部チップ３０の辺（側端）の近傍には配置しない。即ち、上部チップ３０の各辺の長さをＬx、Ｌyとする時、上部チップ３０の各辺から所望の距離（例えば、Ｌx／５〜Ｌx／３、及び、Ｌy／５〜Ｌy／３）内にある領域を除いた、上部チップ３０の中心部を含む領域に金属バンプを配置する。図２（Ａ）に示す例では、上部チップ３０の辺から距離Ｌx／４、Ｌy／４内には金属バンプを配置していない。このような構成によって、チップの辺近傍に反りが生じ易い場合でも、上下のチップ間の接合をより信頼性の高いものとすることができる。
【００６７】
図２（Ｂ）に示すように、同じ信号線に繋がる金属バンプは隣接して配置されている。即ち、ｎ＝１〜１００とする時、同じｎに対して、金属バンプｎＡとｎａは隣接して配置されており、同じ信号が流れる。
【００６８】
図２（Ｃ１）は、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍の領域まで配置した例であり、金属バンプによる上部チップと下部チップ３５との接合の際に、両チップの反りが両チップの電気的接続に影響を及ぼさない場合に適用可能である。
【００６９】
なお、チップを実装基板に金属バンプによって面実装する場合には、有機材料からなる実装基板を使用する場合には、大きな反りを生じ易いので、チップの各辺からできるだけ長い距離内にある領域を除いた、チップの中心部を含む領域に金属バンプを配置するのが好ましい。
【００７０】
図２（Ｃ２）は、図２（Ｃ１）における格子状の金属バンプの配置を千鳥状の配置としたものであり、上下の各チップの同じ信号線に繋がる２つの金属バンプ間を接続する並列線路の配線を容易とし、図２（Ｃ１）の場合よりも大きな金属バンプを使用してより高い信頼性で上下のチップの接合を行うことができる。
【００７１】
また、図２（Ｃ２）に示す金属バンプの配置を使用して、図２（Ａ）に示す構成と同じように、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍には配置しない構成とすることもでき、チップの辺近傍に反りを生じ易い場合でも、チップ間の接合をより信頼性の高いものとすることができる。
【００７２】
図３は、本発明の第１の実施の形態において、同じ信号線に繋がる４個の金属バンプをもつ上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続おける金属バンプの配置の例を説明する図であり、図３（Ａ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図、図３（Ｂ）は同じ信号が流れる金属バンプの配置の一例を説明する図である。
【００７３】
図１、図２に示す例では、上下の各チップの１つの信号線に対してこれに繋がる２つの金属バンプを配置する構成について説明したが、図３に示す例では、チップの辺近傍に金属バンプを配置しない構成として、上下の各チップの１つの信号線に対してこれに繋がる４つの金属バンプを配置して、チップに反りを生じ易い場合でもチップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる構成について説明する。
【００７４】
図３（Ａ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される４つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の隣接する４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。同じｉに対する４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤは、図３（Ａ）に示すように格子状に配置されている。
【００７５】
図３（Ｂ）に示すように、図２に示す例と同様に、上部チップ３０に金属バンプが配置されるが、金属バンプは上部チップ３０の辺近傍の近傍には配置しない。図３に示す例では、上部チップ３０の辺から距離Ｌx／５、Ｌy／５内には金属バンプを配置していない。
【００７６】
なお、図３（Ｂ）に示す金属バンプの配置を使用して、図２（Ｃ）に示す例と同様に、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍の領域まで配置することもでき、接続不良となり易い位置（例えば、チップのコーナー（角）部分）において、同じ信号が流れる金属バンプを複数配置することによって、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【００７７】
以上の説明では、図１、図３に示すように、上下の各チップの信号線と複数の並列線路との接続を、これら並列線路の各線路に繋がる金属バンプのごく近傍において行っており、ほぼ同じ長さをもつ複数の並列線路によって、信号線と金属バンプの間が接続されている。従って、配線間の容量が増大することもなく、配線間の容量のばらつきが生じることもない。なお、上下の各チップの信号線と複数の並列線路との接続を、これら並列線路の各線路に繋がる金属バンプの近傍で行わず、遠く離れた位置で行うこともできる。
【００７８】
図４は、本発明の第１の実施の形態の変形例であり、信号線の並列分岐を金属バンプから遠い位置で行っている例を説明する図であり、図４（Ａ）は、図１（Ｃ）に対応する部分拡大断面図、図４（Ｂ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００７９】
図４（Ａ）に示す例では、上部チップ３０の内部配線（信号線）４２ａは金属バンプ４０Ａ、４０ａから遠い位置で、上部チップの信号線の第１及び第２分岐線４２ａ−１、４２ａ−２に分岐し、下部チップ３５の内部配線（信号線）４４ａは金属バンプ４０Ａ、４０ａから遠い位置で、下部チップの信号線の第１及び第２分岐線４４ａ−１、４４ａ−２に分岐している。そして、第１及び第２の分岐線４２ａ−１、４２ａ−２、４４ａ−１、４４ａ−２が信号線として金属バンプ４０Ａ、４０ａまで配線されている。
【００８０】
上部チップ３０の信号線４２ａの第１分岐線４２ａ−１と下部チップ３５の信号線４４ａの第１分岐線４４ａ−１とが、金属バンプ４０Ａによって電気的に接続され、上部チップ３０の信号線４２ａの第２分岐線４２ａ−２と下部チップ３５の信号線４４ａの第２分岐線４４ａ−２とが、金属バンプ４０ａによって電気的に接続される。
【００８１】
図１（Ｄ）に示す模式図では、上下の各チップのｉ番目の信号線（ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。）は、隣接する金属バンプｉＺ、ｉｚの近傍で２つの並列線路に接続されているのに対して、本変形例では、図４（Ｂ）の模式図に示すように、上下の各チップのｉ番目の信号線（ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。）は、隣接する金属バンプｉＺ、ｉｚから遠い位置で、第１及び第２分岐線に分岐しており、この第１及び第２の分岐線が信号線として金属バンプｉＺ、ｉｚまで配線されている。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態では、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプの２つ以上を、隣接させて配置、又は、遠く離れた位置に配置することによって、金属バンプによる接続不良が生じても何れか１つの金属バンプが正常に接続され、上下のチップの接合部品を正常に機能させることができ、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【００８３】
第２の実施の形態
第１の実施の形態では、上下の各チップの同一の信号が流れる複数の金属バンプを隣接させて配置する構成について説明したが、本実施の形態では同一の信号が流れる複数の金属バンプを隣接させないで配置する構成について説明する。
【００８４】
第２の実施の形態に係る半導体装置は、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品と、第１の並列導体線路と第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバン電極とを有し、異なる機能をなす第１及び第２の導体線路の複数個が第１の部品と第２の部品とにそれぞれ設けられており、第１の部品と第２の部品とが複数のバンプ電極によって接合された構成をもっている。
【００８５】
上記構成において、異なる機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極は隣接して配置されている。第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極とは、第１及び第２の導体線路がバンプ電極に電気的に接続されていることをいう。
【００８６】
また、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極は隣接しないように配置されている。
【００８７】
また、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極の少なくとも一部は、第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置されている。第１の部品の側端から所定の距離以内の領域は、第１の部品と第２の部品との接合不良が生じ易い領域であり、第１の部品の側端の近傍の領域である。第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域は、第１の部品の中心部を含む領域である。
【００８８】
また、第１の部品の接合領域が複数の異なる領域に分割され、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がる複数のバンプ電極が、分割された異なる領域に分けて配置されている。
【００８９】
また、第１の部品の接合領域が第１及び第２の領域を含む領域に分割され、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がる複数のバンプ電極の少なくとも一部が第１の領域に、残りが第２の領域にそれぞれ配置されている。第１の領域は、第１の部品の側端から第１の所定の距離以内にある領域を除いた領域であり、第１の部品の中心部を含む領域である。第２の領域は第１の部品の中心部を含まない領域であり、第２の領域は、第１の部品の側端から第２の所定の距離以内にある領域と第１の領域との間の領域である。第１の部品の側端から第２の所定の距離以内にある領域は、第１の部品と第２の部品との接合不良が生じ易い領域であり、第１の部品の側端の近傍の領域である。第１の領域におけるバンプ電極の配列密度は第２の領域におけるバンプ電極の配列密度より大きい構成とすることができる。また、第１の領域に配置されたバンプ電極の総数と第２の領域に配置されたバンプ電極の総数とを同数とする構成とすることができる。さらに、第１の領域に配置されたバンプ電極の総数を第２の領域に配置されたバンプ電極の総数よりも多い構成とすることができる。
【００９０】
なお、バンプ電極の配列密度は、単位面積当たりに配置されるバンプ電極の数として定義する。
【００９１】
図５は、本発明の第２の実施の形態において、上下の各チップの同一の信号が流れる２つの金属バンプを隣接させないように配置して、上下のチップをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）はＹ−Ｙ部の断面図、図５（Ｃ）は上部チップ及び下部チップの内部配線の金属バンプによる接続を説明する、図５（Ｂ）の部分拡大断面図であり、図５（Ｄ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００９２】
本実施の形態の半導体装置では、図５（Ｄ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の２つの金属バンプｉＺ、ｉｚによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れており、２つの金属バンプｉＺ、ｉｚは隣接せず、異なる信号が流れる金属バンプを挟んで配置されている。
【００９３】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、図２に示す第１の実施の形態の構成と同様に、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、金属バンプ４０Ａ、４０ａによって接続されて、また、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、金属バンプ４０Ｂ、４０ｂによって接続されている。内部配線４２ａ、内部配線４２ｂにはそれぞれ、異なる信号が流れる。
【００９４】
即ち、本実施の形態では、図１、図２に示す第１の実施の形態の構成と同様に、上部チップ３０と下部チップ３５の各チップの１つ信号線は２つの金属バンプによって電気的に接続される構成をとるが、各チップの同じ信号が流れる金属バンプは隣接していない構成をとっている。
【００９５】
なお、図５に示す上部チップ３０の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、下部チップ３５の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍであり、直径３０μｍφの金属バンプ４０を２０００個用いて、チップ間を接合している（図５では、一部の金属バンプのみを示している。）。
【００９６】
図６は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度(単位面積当たりに配置される金属バンプ数)で配列される場合を説明する図であり、図６（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図６（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図である。
【００９７】
図６に示す例では、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が４等分に分画され各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)に５０個の金属バンプが配置され、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。１００個の信号線にはそれぞれ、異なる信号が流れる。
【００９８】
各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)にそれぞれ、例えば、異なる信号処理に関連する信号が流れる金属バンプを対応させて配置しておく。後述するように、各分画の大きさを異ならせる構成としてもよい。
【００９９】
図６に示す例では、２００個の金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画を形成し、１００個の信号線を４群に分けて、これらの群と分画とを対応させて、各群の信号線のそれぞれに繋がる金属バンプを配置する。
【０１００】
図６において、接合面を対向させた上部チップ３０及び下部チップ３５を接合する金属バンプが上下いずれか一方のチップに配列される。上部チップ３０及び下部チップ３５の各接合面において、第１金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第１象限）３１には金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ａ〜２５ａによって接続される電極端子が形成され、同上の第２金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第２象限）３２には金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂ、金属バンプ１ｂ〜２５ｂによって接続される電極端子が形成され、同上の第３金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第３象限）３３には金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃ、金属バンプ１ｃ〜２５ｃによって接続される電極端子が形成され、同上の第４金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第４象限）３４には金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄによって接続される電極端子が形成されている。
【０１０１】
ｎ＝１〜２５とし、上部チップ３０とチップ３５とが接合され、上部チップ３０とチップ３５との接合体が動作する時、同じｎに対して、金属バンプｎＡと金属バンプｎａはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＢと金属バンプｎｂはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＤと金属バンプｎｄはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｎＡ、金属バンプｎＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｎＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１０２】
第１金属バンプ群領域３１、第２金属バンプ群領域３２、第３金属バンプ群領域３３、第４金属バンプ群領域３４の各領域内において、１つの信号線に対して２つの金属バンプが配置されている。この２つの金属バンプは、異なる信号が流れる他の信号線に繋がる金属バンプを挟んで配置され、互いに隣接しない位置に配置されている。各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。
【０１０３】
図６（Ｂ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄはチップの中心近傍に、金属バンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１０４】
図６に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、チップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１０５】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１０６】
この結果、チップが反っている場合でも、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの少なくとも１つの金属バンプによって、上下のチップが正常な状態で接合される可能性が大きくなるので、上下のチップが、図１４（Ａ）に示すような接続が不良な状態で接合されるような場合でも、正常な電気的接続を保持できる可能性が大きくなる。
【０１０７】
また、チップの製造工程でチップの内部配線の形成不良（断線）が生じているような場合でも、この形成不良が、チップの内部配線(信号線)に接続される２つの並列線路（この各線路は電極端子に繋がっている。）の何れか一方に生じている場合には、何れか一方の並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１０８】
更に、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる複数の金属バンプを空間的に離れた位置に形成するので、静電破壊が並列線路の何れかに生じている場合にも、残る何れかの並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を確保することができる。
【０１０９】
このように、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプを２つ以上配置することによって、金属バンプによる接続不良生じても何れか１つの金属バンプが正常に接続され、上下のチップの接合部品を正常に機能させることができ、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【０１１０】
図７は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図７（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図７（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図７（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１１１】
図７に示す例は、基本的に図６に示す例と同じであり、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が４等分に分画され各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)に５０個の金属バンプが配置され、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１１２】
図６に示す例と同様に、２つのチップが接合され動作する時、ｎ＝１〜２５とすると、同じｎに対して、金属バンプｎＡと金属バンプｎａはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＢと金属バンプｎｂはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＤと金属バンプｎｄはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｎＡ、金属バンプｎＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｎＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１１３】
図６に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは同じ分画内に配置されているが、図７に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは異なる分画内に配置されている。
【０１１４】
図７（Ｂ）に示す例では、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ｂ〜２５ｂが配列され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１ａ〜２５ａ、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂが配列され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄが配列され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１ｃ〜２５ｃ、金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄが配列されている。
【０１１５】
図７（Ｃ）に示す例では、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ｃ〜２５ｃが配列され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄが配列され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１ａ〜２５ａ、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃが配列され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１ｂ〜２５ｂ、金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄが配列されている。
【０１１６】
図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄはチップの中心近傍に、金属バンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１１７】
図７で示す例においても、図６に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１１８】
図８は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図８（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図８（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図８（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１１９】
図８に示す例では、図６、図７に示す例と異なり、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が、異なる面積をもつ４つに分画されている。即ち、図６、図７に示す例では、２００個の金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画を形成したが、図８に示す例では、異なる面積をもつ分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）を形成する。
【０１２０】
第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜１６Ａが配置され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２４Ｂが配置され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜３６Ｃが配置され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄが配置されている。
【０１２１】
金属バンプ１Ａ〜１６Ａと金属バンプ１ａ〜１６ａは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｂ〜２４Ｂと金属バンプ１ｂ〜２４ｂは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｃ〜３６Ｃと金属バンプ１ｃ〜３６ｃは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄと金属バンプ１ｄ〜２４ｄは基本的に異なる分画に配置され、異なる分画に配置が困難又は不可能な場合には、図６と同様に、同じ分画内に配置される。
【０１２２】
図７に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは厳密に異なる分画内に配置されているが、図８に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは基本的に異なる分画内に配置し、異なる分画内に配置することが不可能な場合には、図６と同様に、同じ分画内に配置される。
【０１２３】
このように、第１金属バンプ群領域３１には３２個の金属バンプが配置され、第２金属バンプ群領域３２には４８個の金属バンプが配置され、第３金属バンプ群領域３３には７２個の金属バンプが配置され、第４金属バンプ群領域３４には４８個の金属バンプが配置されており、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が、上下のチップの接合の際に２００個の金属バンプによって接続され、上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１２４】
２つのチップが接合され動作する時、ｋ＝１〜１６、ｍ＝１〜２４、ｎ＝１〜３６とすると、同じｋ、同じｍ、同じｎに対して、金属バンプｋＡと金属バンプｋａはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｍＢと金属バンプｍｂはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｍＤと金属バンプｍｄはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｋＡ、金属バンプｍＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｍＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１２５】
図８（Ｂ）に示す金属バンプの配置の例は、図７（Ｂ）に示す金属バンプの配置の例に類似し、図８（Ｃ）に示す金属バンプの配置の例は、図７（Ｃ）に示す金属バンプの配置の例に類似しているが、厳密には異なる配置である。
【０１２６】
図６、図７に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２９Ｃ、３０Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃはチップの中心近傍に、金属バンプ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２９ｃ、３０ｃ、３５ｃ、３６ｃはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１２７】
図８に示す例においても、図６、図７に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１２８】
図９は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図９（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図９（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図９（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１２９】
図９に示す例では、金属バンプが配置される上部チップの接合領域を分画に分割することなく、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１３０】
２つのチップが接合され動作する時、ｎ＝１〜１００とすると、同じｎに対して、金属バンプｎＸと金属バンプｎＹはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。１００個の金属バンプｎＸのそれぞれには、異なる信号が流れる。
【０１３１】
金属バンプの具体的な配置は、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示す例の他に多数の配置が可能である。図９に示す例は、図８に示す例と同様に、チップの反りが２つのチップの電気的な接続に実質的に影響しない場合に有効であり、図６、図７、図８に示す例と同様に、チップの製造工程でチップの内部配線の形成不良（断線）が、チップの信号線に接続される２つの並列線路の何れか一方に生じている場合、静電破壊が、２つの並列線路の何れか一方に生じている場合にも、何れか一方の並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１３２】
図１０は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが不均一な密度で配列される例を説明する図であり、図１０（Ａ）はチップ面積を９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図、図１０（Ｂ）はチップ面積を１６個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図、図１０（Ｃ）はチップ面積を４９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図である。
【０１３３】
図１０に示す例では、図５、図６、図７、図９に示す例と異なり、金属バンプを不均一な密度で配置する構成をとっている。図１０に示す例では、チップの面積を等分割して複数の分画を形成して、チップの中心部を含みチップの辺（側端）を含まない１又は複数の分画によって、金属バンプを密に配列する密配列金属バンプ群領域４７を形成し、チップの中心部を含まずチップの辺（側端）を含む分画を含む複数の分画によって、金属バンプを粗配列する粗配列金属バンプ群領域４８を形成する。
【０１３４】
以下の説明では、１個の分画の面積をＳとする。そして、密配列金属バンプ群領域４７、及び、粗配列金属バンプ群領域４８にはそれぞれ、同数の金属バンプが配置される。以下の説明では、これら領域４７、４８に配置される金属バンプの数をＮとする。
【０１３５】
各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの一方の金属バンプは、密配列金属バンプ群領域４７に配置され、他方の金属バンプは、粗配列金属バンプ群領域４８に配列される。従って、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの一方の金属バンプは、反りの生じにくいチップの内部の領域に配置され、他方の金属バンプは、反りの生じる可能性の大きいチップの辺の近傍に配置されることになる。
【０１３６】
図１０に示す例では、図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、チップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１３７】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１３８】
このような金属バンプの配置によって、図１０に示す例においても、図６、図７に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１３９】
図１０（Ａ）に示す例では、チップの各辺を３等分してチップ面積を９個の分画に等分割して、チップの中心を含む１個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む８個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／Ｓ、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（８Ｓ）となり、密度比は８となる。
【０１４０】
Ｎ＝９６とすると、密配列金属バンプ群領域４７には９６個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１２個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２個の金属バンプによって接続される。
【０１４１】
Ｎ＝４８０とすると、密配列金属バンプ群領域４７には４８０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には６０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計９６０個の金属バンプによって接続される。
【０１４２】
Ｎ＝９６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７には９６０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１２０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４３】
図１０（Ｂ）に示す例では、チップの各辺を４等分してチップ面積を１６個の分画に等分割して、チップの中心を含む４個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む１２個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／（４Ｓ）、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（１２Ｓ）となり、密度比は３となる。
【０１４４】
Ｎ＝９６とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には２４個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には８個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２個の金属バンプによって接続される。
【０１４５】
Ｎ＝４８０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には１２０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には４０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計９６０個の金属バンプによって接続される。
【０１４６】
Ｎ＝９６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には２４０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には８０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４７】
図１０（Ｃ）に示す例では、チップの各辺を７等分してチップ面積を４９個の分画に等分割して、チップの中心を含む９個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む分画を含む４０個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／（９Ｓ）、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（４０Ｓ）となり、密度比は４．４となる。
【０１４８】
Ｎ＝３６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には４０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には９個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計７２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４９】
Ｎ＝７２０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には８０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１８個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１４４０個の金属バンプによって接続される。
【０１５０】
以上では、部チップ面積を９、１６、４９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明したが、チップ面積を任意の数に等分割して、上記で説明したようにして、金属バンプを配置してもよいことは言うまでもない。
【０１５１】
また、Ｋ、ｍ、ｎを整数、（ｍ／ｎ）を整数として、密配列金属バンプ群領域４７を等分割され面積ＡをもつＫ個の分画によって形成し、チップの辺を含む/又は含まない粗配列金属バンプ群領域４８を等分割され面積Ｂをもつ（ｎＫ）個の分画によって形成し、密配列金属バンプ群領域４７の各分画に配置する金属バンプの数をｍとし、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画に配置する金属バンプの数を（ｍ／ｎ）としてもよい。このようにすることによって、密配列金属バンプ群領域４７に配置される金属バンプの数を（ｍＫ）とし、粗配列金属バンプ群領域４８に配置される金属バンプの数を（ｎＫ）×（ｍ／ｎ）＝（ｍＫ）として、上下のチップの信号線を、合計（２ｍＫ）個の金属バンプによって接続することができる。
【０１５２】
例えば、Ｋ＝４８、ｍ＝１０、ｎ＝２又は５とすることによって、上下のチップの信号線を、合計９６０個の金属バンプによって接続することができる。Ｋ＝９６、ｍ＝２０、ｎ＝２又は５又は１０とすることによって、上下のチップの信号線を、合計１９２０個の金属バンプによって接続することができる。
【０１５３】
このような金属バンプの配置によって、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１５４】
図１１は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが不均一な密度で配列される例を説明する図であり、図１１（Ａ）はチップの辺近傍まで金属バンプを配置する例を説明する図、図１１（Ｂ）はチップの辺近傍に金属バンプを配置しないでチップの中心の近くに金属バンプを配置する例を説明する図である。
【０１５５】
図１１（Ａ）に示す例では、チップの長辺を８等分、短辺を６等分してチップ面積を４８個の分画に等分割して、チップの中心を含む２４個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む８個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。密配列金属バンプ群領域４７には、１９２個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８には９６個の金属バンプが配置されている。合計２８８個の金属バンプによって、上下のチップの１４４個の信号線を接続している。
【０１５６】
各チップの各信号線に繋がる第１の金属バンプ（合計１４４個）及び第２の金属バンプ（合計１４４個）について説明する。第１の金属バンプは密配列金属バンプ群領域４７に配置され、第２の金属バンプは密配列金属バンプ群領域４７及び粗配列金属バンプ群領域４８に配列される。このように第２の金属バンプは、２種類の異なる配列密度で配置される。
【０１５７】
図１１（Ａ）に示す例において、金属バンプの配列密度を５倍にすると、即ち、密配列金属バンプ群領域４７に９６０個の金属バンプを配置し、粗配列金属バンプ群領域４８に４８０個の金属バンプを配置する場合、合計１４４０個の金属バンプによって、上下のチップの７２０個の信号線を接続することができる。金属バンプの配列密度を１０倍にすると、合計２８８０個の金属バンプによって、上下のチップの１４４０個の信号線を接続することができる。
【０１５８】
図１１（Ａ）に示すような例では、図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限りチップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１５９】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１６０】
以上説明した金属バンプの配置によって、図１１（Ａ）に示すような例においても、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１６１】
図１１（Ｂ）に示す例は、上記で説明した図１１（Ａ）に示すような例において、反りが発生する可能性の大きいチップの辺近傍に金属バンプを配置しないで、反りの発生の可能性の小さいチップの中心の近い領域に金属バンプを配置する例である。チップの辺近傍に金属バンプを配置しない構成とするためには、図１１（Ａ）に示す金属バンプの配置パターンを約２分の１（より正確には約１.９分の１）にｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（０．７２５）で縮小して、図１１（Ａ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置すればよい。
【０１６２】
なお、ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率で縮小して、図１１（Ａ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置することもできる。即ち、図１１（Ａ）に示す例よりも金属バンプを密に配列することによって、チップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とする。
【０１６３】
なお、図１０に示す例及びこれに関連する例を、図１１（Ｂ）に示す例に適用することができ、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１６４】
また、図６、図７、図８、図９、図１０に示すような金属バンプの配置例を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、図６、図７、図８、図９、図１０に示すチップと同じ大きさのチップに配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１６５】
以上説明した金属バンプの配置によって、図１１（Ｂ）に示すような例においても、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１６６】
以上の説明では、図５（Ｄ）に示すように、上下のチップが、上下の各チップの信号線に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子の間の金属バンプによって、接合されている半導体装置を例にとって説明したが、次に、より多数の並列線路が信号線に接続されている場合について説明する。
【０１６７】
図１２は、本発明の第２の実施の形態において、同じ信号線に繋がる４個の金属バンプをもつ上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続おける金属バンプの配置（均一な密度での配置）の例を説明する図であり、図１２（Ａ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図、図１２（Ｂ）は同じ信号が流れる金属バンプの配置の一例を説明する図である。
【０１６８】
図１２（Ａ）の模式図に示すように、上下のチップが、上下の各チップのｉ番目の信号線に接続される４つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤによって、接合されている半導体装置を例にとって説明する（ここで、ｉ=１、２、３、…２５、である。）。
【０１６９】
図１２（Ｂ）は、金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤ（ｉ=１、２、３、…２５）の配置例の１つを示す。金属バンプが配置される上部チップの面積が４等分に分画され各分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）に２５個の金属バンプが配置され、チップには合計１００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける２５個の信号線の各信号線に接続する４つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける２５個の信号線が１００個の金属バンプによって接続されている。
【０１７０】
上下のチップが接合され動作する時、金属バンプｉＡ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＢ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＣ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＤ（ｉ=１、２、３、…、２５）は同じｉ番目の信号線に繋がっており同じ信号が流れる。ｉが同じである金属バンプｉＡ、金属バンプｉＢ、金属バンプｉＣ、金属バンプｉＤが、隣接して配置されないように互いに遠い距離を置いて配置される。
【０１７１】
図１２（Ｂ）に示すように、金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）を形成、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａが配置され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂが配置され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃが配置され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄが配置されている。
【０１７２】
なお、図１２（Ｂ）に示すような金属バンプの配置例を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、図１２（Ｂ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１７３】
一般的に説明すると、異なる信号が流れるＩ個の信号線を扱い、上下のチップが、上下の各チップのｉ番目の信号線に接続されるＪ個の並列線路の各線路が繋がる電極端子の間の金属バンプＺ（ｉｊ）（ｉ＝１、２、…、Ｉ；ｊ＝１、２、…、Ｊ）によって、接合されている半導体装置の場合には、金属バンプの全体（Ｉ×Ｊ個）が配列される領域（接合領域）をＪ等分して分画を形成し、ｊ番目の分画に、金属バンプＺ（ｉｊ）（ｉ＝１、２、…、Ｉ）を配置する。ｉが同じである金属バンプＺ（ｉｊ）（ｊ＝１、２、…、Ｊ）が、隣接して配置されないようにする。
【０１７４】
このように、同じ信号が流れる金属バンプを、チップの異なる領域に配置するので、同じ信号線に繋がるＪ個の金属バンプのうち少なくとも１個によって、上下のチップの対応する同じ信号が流れる信号線が電気的に正常に接続されることになるので、図１２に示すような例においても、図６、図７、図１０、図１１（Ｂ）に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができ、上下のチップの電気的接続の信頼度を向上させることができる。
【０１７５】
以上説明したように、本発明では、同じ信号が流れる信号線に接続される複数の並列線路のそれぞれに繋がる金属バンプを介して上下のチップを接続する構成とすることによって、チップに反りを生じ易い場合に対応することができ、上下のチップの電気的接続の信頼性を向上させることができる。とくに、大きな反りはチップの外辺の近傍で生じ易いので、この外辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることによって、上下のチップの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【０１７６】
また、同上の構成によって、静電絶縁破壊による信号線の断線、チップの製造工程で生じる信号線の形成不良等のランダムに発生する事象に対して、信号線に接続される複数の並列線路の何れかが断線を生じても、信号線そのものに断線がない限り、同じ信号が流れる金属バンプの少なくとの１つが正常に接合されていれば、上下のチップの電気的接続は正常に保持することができる。
【０１７７】
チップオンチップ接続の信頼性をより向上させるためには、第１及び第２の実施の形態において説明したような、所定の大きさのチップの辺の近傍まで金属バンプを所定の方法によって配置する場合において、金属バンプの配置位置を指定するｘｙ座標値を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、上記の所定の大きさのチップと同じ大きさのチップに、縮小後のｘｙ座標位置の値を用いて金属バンプを配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しないで、反りを生じ難いチップの中心を含む領域に金属バンプを配置する構成とすればよい。これによって、チップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる。
【０１７８】
第１及び第２の実施の形態において、金属バンプは、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ等によって形成され、材料はとくに問わない。２つのチップを接合する金属バンプの数は任意でよい。金属バンプは上部チップ又は／及び下部チップに配置されてもよい。チップの接合領域又はチップの面積を分割して分画を形成する場合は、チップの外形と相似形をもつ任意の数に分割してよい。
【０１７９】
第１及び第２の実施の形態において、各チップの各信号線に接続される並列線路の数は任意の複数でよい。また、各チップの信号線の全てに複数の並列線路を接続してもよいし、各チップの信号線のうちの一部の信号線に複数の並列線路を接続する構成としてもよい。更に、各チップの電源ライン及び／又はアースラインに複数の並列線路を接続する構成としてもよい。
【０１８０】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１８１】
先述したように、下部チップの代わりに実装基板を用いる構成にも本発明は適用可能である。また、第１及び第２の実施の形態において説明した、上下の各チップの大きさ及び厚さ、金属バンプの大きさ及び数等は、必要に応じて任意に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
以上説明したように、本発明は、小型化、集積化されたモバイル機器等に好適であって、部品間の接合の信頼性及び歩留りを向上させた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、チップオンチップ接続を説明する、（Ａ）平面図、（Ｂ）Ｙ−Ｙ部の断面図、（Ｃ）（Ｂ）の部分拡大断面図、（Ｄ）上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【図２】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置を説明する図である。
【図３】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図４】同上、変形例を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態において、チップオンチップ接続を説明する、（Ａ）平面図、（Ｂ）Ｙ−Ｙ部の断面図、（Ｃ）（Ｂ）の部分拡大断面図、（Ｄ）上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【図６】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置を説明する図である。
【図７】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図８】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図９】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１０】同上、金属バンプの配置の例を説明する図である。
【図１１】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１２】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１３】従来技術における、チップオンチップ接続を説明する図である。
【図１４】同上、チップオンチップ接続の不良に関する説明図である。
【図１５】同上、フリップチップボンディング方法による接合を示図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１Ａ〜１００Ａ、１ａ〜１００ａ、１Ｂ〜１００Ｂ、１Ｃ〜１００Ｃ、
１Ｄ〜１００Ｄ、１ｂ〜２５ｂ、１ｃ〜３６ｃ、１ｄ〜２５ｄ、１Ｘ〜１００Ｘ、
１Ｙ〜１００Ｙ、４０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０e、４０ｆ、４０Ｅ、４０Ｆ
…金属バンプ、３０…上部チップ、３１…第１金属バンプ群領域、
３２…第２金属バンプ群領域、３３…第３金属バンプ群領域、
３４…第４金属バンプ群領域、３５…下部チップ、
４２ａ、４２ｂ…上部チップの内部配線、
４２ａ−１…上部チップの信号線の第１分岐線、
４２ａ−２…上部チップの信号線の第２分岐線、
４４ａ、４４ｂ…下部チップの内部配線、
４４ａ−１…下部チップの信号線の第１分岐線、
４４ａ−２…下部チップの信号線の第２分岐線、４６…絶縁膜、
４７…密配列金属バンプ群領域、４８…粗配列金属バンプ群領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプ電極を介した第１の部品と第２の部品との接合（例えば、半導体チップ間又は半導体チップと実装基板との接合）によって構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話を代表例とするモバイル機器等の電子機器の小型化、集積化とともに、金属バンプを介して半導体チップを実装基板に接続するフリップチップ接続が広く採用されている。また、金属バンプを介して半導体チップ間を接続するチップオンチップ（ＣＯＣ）も周知の技術である。フリップチップ接続又はチップオンチップ接続では、２つの半導体チップの電極端子間、又は、半導体チップと実装基板の電極端子間を接合し電気的に接続する金属バンプの数は増大してきている。
【０００３】
図１３は、従来技術における、チップオンチップ接続を説明する図であり、図１３（Ａ）は平面図、図１３（Ｂ）はＺ−Ｚ部の断面図、図１３（Ｃ）は上部チップ及び下部チップの内部配線の金属バンプによる接続を説明する図１３（Ｂ）の部分拡大断面図である。
【０００４】
図１３に示すように、ｘ方向及びｙ方向に２次元に上部チップ５０に配置された金属バンプ５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、…）によって、上部チップ５０と下部チップ５２とが接続されている。上部チップ５０の内部配線(信号線)５６ａが繋がる電極端子と下部チップ５２の内部配線５８ａが繋がる電極端子は、金属バンプ５４ａによって接続され、上部チップ５０の内部配線５６ｂが繋がる電極端子と下部チップ５２の内部配線５８ｂが繋がる電極端子は、金属バンプ５４ｂによって接続されている。以下同様にして、上下の各チップの複数の内部配線はそれぞれ、単一の金属バンプ５４によって電気的に接続されている。
【０００５】
このように、例えば、金属バンプ５４ａには信号Ａが流れ、金属バンプ５４ｂには信号Ｂが流れ、金属バンプ５４ｃには信号Ｃが流れ、金属バンプ５４ｄには信号Ｄが流れている。信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは互いに異なる信号である。なお、チップ５０、５２の金属バンプ５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、…）を除く面は絶縁膜５９によって覆われている。
【０００６】
図１４は、従来技術における、チップオンチップ接続の不良に関する説明図であり、図１４（Ａ）はチップの反りによる不良発生を説明するＺ−Ｚ部（図１３に示す。）の断面図、図１４（Ｂ）はチップの製造工程で生じたチップの内部配線の形成不良を説明するＺ−Ｚ部の部分拡大断面図、図１４（Ｃ）はチップの内部配線を保護する静電破壊保護回路を説明する図である。
【０００７】
チップオンチップ接続の不良が発生する原因として以下のものが考えられる。
【０００８】
図１４に示すように、チップに反りがある場合には、チップオンチップ接続の不良を生じる。例えば、図１４（Ａ）の上図に示すように、図の右方で反りがある上部チップ５０と平坦な下部チップ５２とが金属バンプによって接合される場合には、右方で接続不良を生じてしまう。また、図１４（Ａ）の下図に示すように、図の右方及び左方で反りがある上部チップ５０と平坦な下部チップ５２とが金属バンプによって接合される場合には、右方及び左方で接続不良を生じてしまう。
【０００９】
図１３に示すように、上下の各チップの複数の内部配線（信号線）がそれぞれ、単一の金属バンプによって電気的接続され、各金属バンプを異なる信号が流れる場合には、１つの金属バンプが接続不良となった場合には、上下のチップによる接合部品は正常に機能しなくなり、不良部品となってしまう。
【００１０】
一般に、チップの辺（側端）の近傍で反りを生じ易いと考えられるので、非常に多数の金属バンプを使用する必要がある場合には、金属バンプの配置には工夫が必要となる。
【００１１】
また、チップオンチップ接続の際に接合面にアンダーフィル材を充填してこれを硬化させて、接合面を保護するのが一般的であるが、検査工程での熱履歴、保管過程等での湿度条件等の影響によって、接合面の機械的強度が劣化して電気的接続不良を生じることがある。
【００１２】
図１４（Ｂ）は、上部チップ５０の製造工程において塵埃等によって内部配線が正常に形成されず、不良を発生した場合を示しており、図１３（Ｃ）との比較から明らかなように、上部チップ５０の内部配線５６ａが形成不良であり断線を生じている。
【００１３】
このような内部配線の形成不良は、チップオンチップ接続に先立って、上部チップ５０、下部チップ５２の全て内部配線について検査が実施されない限り、検出することはできない。チップオンチップ接続で使用する上部チップ５０、下部チップ５２の全数の内部配線の全てについて検査を実施する代わりに、抜き取り検査によって検査を実施する場合は、内部配線の形成不良の存在の可能性が残っている。
【００１４】
また、チップの内部配線が正常に形成されている場合でもその後のチップ単体での検査工程において、或いは、チップオンチップ接続が正常になされ正常に電気的な接続が確保された接合部品が得られた場合でもその後の接合部品の検査工程等において、内部配線が静電破壊されて断線を生じることがある。
【００１５】
金属バンプからの静電破壊によって内部配線が溶断した場合に不良となるが、これを防止するためには金属バンプの真下に静電破壊保護回路を形成する必要がある。
【００１６】
図１４（Ｃ）は、金属バンプ６２ａ、６２ｂのそれぞれから静電破壊保護回路６８までを配線で引き回して形成した例を示している。金属バンプと静電破壊保護回路６８との間は最短長であることが望ましいが、実際には同図に示すように、内部配線６６ａや金属バンプ６２ｂに直接繋がっている短い配線及び内部配線６６ｂは保護されるが、金属バンプ６２ａと静電破壊保護回路６８との間の配線長が大きい場合には、静電破壊保護回路６８によって保護されない配線部分（図中、点線で示す金属バンプ６２ａに直接繋がっている配線部分）が生じる場合がある。
【００１７】
フリップチップ接続に関しては多数の報告がある。例えば、「フリップチップボンディング方法」に関する後記の特許文献１に、１対の電極に対して１対Ｎ（複数）個の金属バンプによる接合を行う以下の記載がある。
【００１８】
互いに接合する一方の電極に金属バンプを形成し、該電極に対応する他方の電極の前記金属バンプの中心から隔離した円周上の等分割位置にあって前記金属バンプの平面視外周部に一部が重なる金属バンプを形成し、付き合わせ接合する。これによって、加圧接合の際に生じる横方向の力を互いに相殺することができ、横方向の力による接合ずれを少なくすることができる。
【００１９】
図１５は、特許文献１に記載の図１であり、第１の実施例の接合を示す要部側断面図及びその透視平面図である。図１５（ａ）は接合前の要部側断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の金属バンプ配置の要部透視平面図、図１５（ｃ）は接合後の要部側断面図を示す。
【００２０】
図１５（ａ）において、約１０ｍｍ角のカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）でなるウエーハ基板１０１上にエピタキシャル成長したエピ結晶（ＨｇＣｄＴｅ）でなる光電変換素子（図示略）とその電極（図示略）とを列設して光電変換部を形成し、また他方のシリコン（Ｓｉ）でなるウエーハ基板１０２上に光電変換素子に対応した信号処理回路（図示略）とその電極（図示略）とを列設して信号処理回路部を形成する。
【００２１】
そして、図１５（ｂ）に示すように、一方のウエーハ基板（光電変換部）１０１の電極上にインジウム（Ｉｎ）でなる直径２０μｍの金属バンプ１０１ａを１個宛、形成し、他方のウエーハ基板（信号処理回路部）１０２の電極上には、前記金属バンプ１０１ａの平面視外周部に一部が重なるように該金属バンプ１０１ａの中心から離隔した円周上を等分割（図は４分割）したそれぞれの位置に複数個（図は４個の場合で、中心を結ぶ線は正方形を示す）のＩｎでなる直径１５μｍの金属バンプ１０２ａを形成する。
【００２２】
次に、図１５（ｃ）において、従来同様に一方のウエーハ基板１０１を真空チャック（図示略）で保持し、位置決めされた他方のウエーハ基板１０２の上に持ってきて位置合わせし、両金属バンプ１０１ａ、１０２ａ同士を突き合わせ加圧接合する。
【００２３】
このように一方の光電変換部の電極に形成した金属バンプに対し、他方の信号処理回路部の電極に形成した複数の金属バンプは、相手の金属バンプ中心から離隔した円周上の等分割した位置にあって、しかもそれぞれの金属バンプの一部が相手の金属バンプの平面視外周部の等分割位置に重なるように予め、偏心させてあることにより、加圧接合の際に生じる横方向の力を互いに相殺することができるため、光電変換部と信号処理回路部との接合ずれを少なくすることができる。また同時に、金属バンプの接合面積が増加するため、接合強度も強化することができる。
【００２４】
なお、上記実施例では、複数の金属バンプを、正方形を形成する４個としたが、正３角形を含む正多角形を形成するＮ個でもよい。また、接合側の光電変換部の電極に１個、被接合側の信号変換回路部の電極に複数個を形成したが、その逆の関係でも良く、また一対の電極に対し１対Ｎ個でなくＮ対Ｎ個にして互いに横方向も力を相殺するように偏心させ形成してもよい。
【００２５】
半導体チップが不良である場合にも、半導体装置全体を廃棄せずに、一定の操作で使用可能な状態とすることができる半導体装置に関して、後記する特許文献２に以下の記載がある。
【００２６】
従来のＦＣＢＧＡ（Flip Chip Ball Grid Array）パッケージでは、ＬＳＩチップを実装した後に、動作確認としてファイナルテストを行ない、不良品かどうかを検査していた。
【００２７】
従来のＦＣＢＧＡパッケージでは、不良と判明したＬＳＩチップについては、正常なＬＳＩチップと交換することができなかった。そのため、ＬＳＩチップが不良である場合、これを含むＦＣＢＧＡパッケージを廃棄せねばならず、高価なＢＧＡ（Ball Grid Array）基板が無駄になっていた。その結果、ＦＣＢＧＡパッケージの歩留りが低下するとともに、製品のコストアップをもたらしていた。特に、ＢＧＡ基板は、少ない層数から構成されるプリント基板と異なり、多層構造となっており、製造に手間と費用を要するものであったので、このような歩留り低下は何としても避けることが望まれていた。
【００２８】
本発明に基づく半導体装置のある局面においては、底面にボール状の電極をマトリックス状に配置したＢＧＡ基板と、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続された半導体チップである正規チップと、上記正規チップが不良であるときに新たに使用するチップである予備チップを搭載するための予備パッドとを備える。
【００２９】
上記構成を採用することにより、ファイナルテストで正規チップが不良であることが判明した場合にも、予備パッドに予備チップを新たに搭載して使用することができ、高価なＢＧＡ基板を含む半導体装置全体の廃棄を免れることができる。
【００３０】
本発明に基づく半導体装置の他の局面においては、底面にボール状の電極をマトリックス状に配置したＢＧＡ基板と、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続された半導体チップである正規チップと、上記ＢＧＡ基板にフリップチップ接続されており、上記正規チップが不良であるときに使用する予備チップとを備える。
【００３１】
上記構成を採用することにより、ファイナルテストで正規チップが不良であることが判明した場合にも、予備チップを使用することとすればよく、高価なＢＧＡ基板を含む半導体装置全体の廃棄を免れることができる。
【００３２】
予備チップは正規チップが不良であった場合に、正規チップの代用として使用することができる性能を有する半導体チップである。
【００３３】
上記発明においてさらに好ましくは、上記正規チップ及び上記予備チップのいずれを使用するかを選択できるチップ選択配線を備える。この構成を採用することにより、容易な操作で正規チップから予備チップへの切換えを行うことができる。
【００３４】
【特許文献１】特開平６−３１０５６５号公報（段落０００７〜００１４、図１）
【特許文献２】特開２００１−１９６５２１号公報（段落０００６〜００１０、段落００１６、段落００２０、段落００３７〜００４１、図７、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
金属バンプを介した半導体チップ間の接合又は半導体チップと実装基板との接合によって構成される半導体装置の信頼性及び歩留りを向上させるためには、２者間の接合の信頼性を向上させることが、半導体装置の歩留り向上に必須であることは言うまでもない。
【００３６】
接合の信頼性を低下させる原因として、接合工程における半導体チップや実装基板の反りがある。また、半導体装置の歩留り及び信頼性の低下の原因として、接合工程の前に既に生じており検知されていなかった実装基板や半導体チップの内部配線の形成不良、接合工程前或いは接合工程後の検査工程等における内部配線の静電破壊による断線等がある。
【００３７】
０．１ｍｍ〜０．３ｍｍという大きな径をもつ金属バンプを使用する接合、例えば、半導体チップと実装基板との少数の金属バンプを用いる接合のような場合には、一般に、実装基板の反りが大きいがこれに比べて半導体チップの反りは小さいので、実装基基板に反りを抑制する対策を行うこと、半導体チップの中心部位の近傍に金属バンプを配置すること等によって、両者の反りの接合の信頼性に対する影響を少なくすることができる。
【００３８】
しかし、半導体チップと実装基板の接合の際に、１０μｍ〜３０μｍという小さな径をもつ多数の金属バンプを使用する場合には、個々の金属バンプの接合面積は小さくなるので、半導体チップや実装基板の反りやアンダーフィル材の影響が大きくなる。
【００３９】
また、半導体チップ間で接合を行うチップオンチップ接続において、より小さなチップを接合対象とし、チップ間で非常に多数の信号線の間を接続しようとする場合には、１０μｍ〜３０μｍ以下のより小さな径をもつ非常に多数の微細な金属バンプを使用する必要がある。
【００４０】
従って、このような場合には、個々の金属バンプの接合面積は更に小さくなるので、半導体チップの辺（側端）近傍の数μｍ以下の反りが微細な金属バンプの接合状態に大きな影響を与え、両チップの反りやアンダーフィル材の影響は顕著に大きくなるという問題がある。仮に、接合対象とする小さな半導体チップの平坦度を高度に要求すると、半導体の製造コストを上昇させることになる。
【００４１】
上記のように、微細な金属バンプを用いたフリップチップ接続又はチップオンチップ接続による接合では、数十から数百、多いものでは数千個の金属バンプが要求される。接合工程で、このような多数の金属バンプが一つでも接続不良となり電気的にオープンな状態を生じた場合には、半導体チップの接合部品（例えば、ＬＳＩ）が機能せず、この接合部品を使用する半導体装置が不良となってしまう。例えば、１つの半導体チップが１０００個の金属バンプをもつ場合に、１００００個に１つの金属バンプが接続不良となると仮定する場合、１０チップの接合のうち、１チップの接合が不良となる。
【００４２】
図１３に示す従来技術のように、単一の金属バンプによって、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線同士を電気的接続する場合には、１つの金属バンプが接続不良となった場合には、上下のチップによる接合部品は正常に機能しなくなり、不良部品となってしまい装置に組み込めず、接合部品を使用する半導体装置の歩留り低下の大きな原因となり、同装置の高コストの原因となる。信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは互いに異なる信号であり、図１３において、正常に上部チップ５０と下部チップ５２とが接合された時、例えば、金属バンプ５４ａには信号Ａが流れ、金属バンプ５４ｂには信号Ｂが流れ、金属バンプ５４ｃには信号Ｃが流れ、金属バンプ５４ｄには信号Ｄが流れるものとすると、金属バンプ５４ａ〜５４ｄの何れか１つが、上下のチップの信号線を電気的に正常に接続していない状態では、上下のチップの接合部品は正常に機能しない。
【００４３】
ワイヤボンディング方式によるチップと実装基板との間の電気的接続の場合、実装基板のチップの外周の領域にパッドを配置することができ、パッドの真下に保護回路を配置することができるが、金属バンプによるチップオンチップ接続の場合、一般に、チップ面内に金属バンプがランダムに存在するため、金属バンプの真下に保護回路を設置しづらく、金属バンプから保護回路までを配線で引き回さなければならない。このため、チップオンチップ接続の場合、各チップの同じ信号線を繋ぐ金属バンプが単一である場合には、この単一の金属バンプからの静電破壊による配線の溶断があると、チップ又はチップの接合部品は正常に動作せず不良品となる。
【００４４】
なお、特許文献１に記載の技術は、複数の金属バンプによって１対の電極を接合することによって、接合ずれを少なく関するものであって、また、特許文献２に記載の技術は、ファイナルテストで正規チップが不良である場合に、予備チップを使用することによって、半導体装置全体の廃棄を免れるものであって、何れの文献に記載の技術も、同じ信号が流れる複数の電極対をそれぞれ金属バンプによって電気的に接続して、２つの半導体チップを接合するものではない。
【００４５】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バンプ電極を介した部品間の接合の信頼性及び歩留りを向上させることができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
即ち、本発明は、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、前記第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品と、前記第１の並列導体線路と前記第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバンプ電極とを有し、前記第１の部品と前記第２の部品とが前記バンプ電極によって接合された半導体装置に係るものである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品とを、複数の第１の並列導体線路と複数の第２の並列導体線路とのそれぞれの間をバンプ電極によって電気的に接続することによって、第１の部品と第２の部品とを接合するので、第１及び第２の部品の反り等によって接合不良が生じる可能性がある場合でも、同一機能をなす第１及び第２の導体線路が、複数のバンプ電極の何れかによって電気的な接続を確保でき、これによって、半導体装置は正常に動作するので、接合の信頼性及び歩留りを向上させることができる半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の半導体装置では、複数の前記バンプ電極は隣接して配置される構成とするのがよい。第１の導体線路には複数の第１の並列導体線路が、第２の導体線路には複数の第２の並列導体線路が、それぞれ接続され、複数の第１及び第２の並列導体線路のそれぞれの間を電気的に接続するバンプ電極を隣接させて配置するので、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路とバンプ電極をそれぞれ繋ぐ複数の第１及び第２の並列導体線路を、複雑な配線経路をとることなく最短経路でほぼ同じ条件（並列導体線路の配線長さ、線間容量等）下で、第１及び第２の部品に形成することができる。
【００４９】
また、複数の前記バンプ電極の少なくとも一部が、前記第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置される構成とするのがよい。第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域では反りを生じ易いので、複数のバンプ電極の少なくとも一部を、この反りを生じ易い領域を除いた領域に配置することによって、反りの影響を受けずより確実に第１の部品と第２の部品との間をバンプ電極によって接合することが可能となる。
【００５０】
また、前記第１の導体線路及び前記第２の導体線路は、信号ライン、電源ライン又はアースラインである構成とするのがよい。同一機能をなす第１及び第２の導体線路を、同じ信号が流れる信号線、所定の部品に電源を供給するための電源ライン、又は、所定の端子を接地電位とするための接地（アース）ラインとすることによって、第１及び第２の部品の間で、信号線、電源ライン、又は、アースラインをより確実に電気的に接続することができる。
【００５１】
また、異なる信号が流れる前記第１及び第２の導体線路の複数個が前記第１の部品と前記第２の部品とにそれぞれ設けられている構成とするのがよい。第１の導体線路及び第２の導体線路が信号ラインであり、信号ラインは複数個とする、そして、各信号ラインには異なる信号が流れ、第１及び第２の部品の各信号線は複数のバンプ電極によって電気的に接続されるので、多数の種類の信号を扱う場合でも、第１及び第２の部品の接合の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
また、前記所定の距離以内にある領域は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合不良が生じ易い領域である。前記所定の距離以内にある領域は、反りが生じ易く接合不良を生じ易いので、接合不良を避けるために前記所定の距離以内にある領域を除いた領域を前記第１の部品と前記第２の部品との接合領域とするのが好ましい。
【００５３】
また、前記第１の部品及び前記第２の部品が半導体チップである構成とするのがよい。この構成ではチップオンチップ接続であり、チップのより小面積化に伴い、非常に多数の微細なバンプ電極によってチップ間が接合されるが、各チップの同一機能をもつラインを複数のバンプ電極によって電気的に接続する構成とするので、接合の信頼性、製造歩留り向上させることができる。
【００５４】
また、前記第１の部品が半導体チップであり、前記第２の部品が実装基板である構成とするのがよい。この構成では、実装基板、特に、有機材料から構成される実装基板は、熱膨張係数が大きいため、接合工程、熱試験工程等における温度上昇のために、半導体チップよりも反りを生じ易いが、このような場合でも、チップ及び実装基板の同一機能をもつ導体線路を複数のバンプ電極によって電気的に接続する構成とするので、接合の信頼性、製造歩留り向上させることができる。
【００５５】
以下の説明では、上部及び下部チップにおいて同じ機能をもった導体線路に、複数の並列導体線路が接続され、各並列導体線路にはそれぞれ電極端子に接続されており、上部及び下部チップにおいて同じ機能をもった導体線路に繋がる電極端子の複数対のそれぞれをバンプ電極によって電気的に接続して、上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続を代表例として説明する。ここで、上部チップに金属バンプが配置され、上部チップの面積は下部チップよりも小さいものとする。
【００５６】
なお、以下の実施の形態は、上記の導体線路（内部配線）として信号線を例にとって説明するが、信号線を電源供給線、接地（アース）線等に読み替えてもよい。また、下部チップは、インターポーザ基板、フレキシブル基板等の実装基板に読み替えてもよい。
【００５７】
第１の実施の形態
本実施の形態では、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプを２つ以上隣接させて配置する構成について説明する。
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施の形態において、同一の信号線に２つの金属バンプが繋がりこれら金属バンプを隣接させ、上部チップ３０と下部チップ３５とをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）はＹ−Ｙ部の断面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の部分拡大断面図、図１（Ｄ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００５９】
本実施の形態の半導体装置では、図１（Ｄ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の２つの金属バンプｉＺ、ｉｚによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れており、２つの金属バンプｉＺ、ｉｚは隣接して配置されている。
【００６０】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、隣接する金属バンプ４０Ａ、４０ａによって接続されている。上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、隣接する金属バンプ４０Ｂ、４０ｂによって接続されている。内部配線４２ａ、内部配線４２ｂにはそれぞれ、異なる信号が流れている。チップ３０、３５を除く面は絶縁膜４６によって覆われている。
【００６１】
以下同様に、隣接する金属バンプの対、４０Ｃと４０ｃ、４０Ｄと４０ｄ、４０Ｅと４０ｅ、４０Ｆと４０ｆには、それぞれ異なる信号が流れており、これらの金属バンプによって、上部チップ３０と下部チップ３５とが接合され電気的に接続されている。即ち、本実施の形態では、上部チップ３０と下部チップ３５の各チップの１つ信号線は２つの隣接する金属バンプによって電気的に接続されるチップオンチップ接続の構成をとっている。
【００６２】
この構成では、上下の各チップの１つの信号線に繋がる単一の電極端子を形成する従来のチップオンチップ接続の構成とは異なり、１つの信号線に接続する２つの並列線路を形成しこの並列線路にそれぞれ繋がる電極端子を設け、１つの信号線に繋がる電極端子を隣接して配置する。従って、複雑な回路形成を伴うことなく、チップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
即ち、従来のチップオンチップ接続の構成において、何らかの原因によってある信号線に対して電気的接続が確保できず、半導体装置が不良品品となる場合でも、本実施の形態では、上下の各チップの１つの信号線は２つの並列線路によって電気的接続される構成とするので、この２つの並列線路の何れか一方によって電気的接続が確保できればよいので、半導体装置が不良品となる確率を低くすることができ、歩留りを向上させることができる。
【００６４】
なお、図１に示す上部チップ３０の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、下部チップ３５の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍであり、直径３０μｍφの金属バンプ４０を２０００個用いて、チップ間を接合している（図１では、一部の金属バンプのみを示している。）。
【００６５】
図２は、本発明の第１の実施の形態において、同一の信号線に２つの金属バンプが繋がりこの金属バンプを隣接させ、上部チップ３０と下部チップ３５とをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図２（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図２（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図２（Ｃ）は金属バンプの他の配置例を説明する図である。図２に示す例では、上下のチップの各チップの１００個の信号線を電気的に接続する例を示している。
【００６６】
図２（Ａ）に示すように、上部チップ３０に金属バンプが配置されるが、金属バンプは上部チップ３０の辺（側端）の近傍には配置しない。即ち、上部チップ３０の各辺の長さをＬx、Ｌyとする時、上部チップ３０の各辺から所望の距離（例えば、Ｌx／５〜Ｌx／３、及び、Ｌy／５〜Ｌy／３）内にある領域を除いた、上部チップ３０の中心部を含む領域に金属バンプを配置する。図２（Ａ）に示す例では、上部チップ３０の辺から距離Ｌx／４、Ｌy／４内には金属バンプを配置していない。このような構成によって、チップの辺近傍に反りが生じ易い場合でも、上下のチップ間の接合をより信頼性の高いものとすることができる。
【００６７】
図２（Ｂ）に示すように、同じ信号線に繋がる金属バンプは隣接して配置されている。即ち、ｎ＝１〜１００とする時、同じｎに対して、金属バンプｎＡとｎａは隣接して配置されており、同じ信号が流れる。
【００６８】
図２（Ｃ１）は、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍の領域まで配置した例であり、金属バンプによる上部チップと下部チップ３５との接合の際に、両チップの反りが両チップの電気的接続に影響を及ぼさない場合に適用可能である。
【００６９】
なお、チップを実装基板に金属バンプによって面実装する場合には、有機材料からなる実装基板を使用する場合には、大きな反りを生じ易いので、チップの各辺からできるだけ長い距離内にある領域を除いた、チップの中心部を含む領域に金属バンプを配置するのが好ましい。
【００７０】
図２（Ｃ２）は、図２（Ｃ１）における格子状の金属バンプの配置を千鳥状の配置としたものであり、上下の各チップの同じ信号線に繋がる２つの金属バンプ間を接続する並列線路の配線を容易とし、図２（Ｃ１）の場合よりも大きな金属バンプを使用してより高い信頼性で上下のチップの接合を行うことができる。
【００７１】
また、図２（Ｃ２）に示す金属バンプの配置を使用して、図２（Ａ）に示す構成と同じように、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍には配置しない構成とすることもでき、チップの辺近傍に反りを生じ易い場合でも、チップ間の接合をより信頼性の高いものとすることができる。
【００７２】
図３は、本発明の第１の実施の形態において、同じ信号線に繋がる４個の金属バンプをもつ上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続おける金属バンプの配置の例を説明する図であり、図３（Ａ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図、図３（Ｂ）は同じ信号が流れる金属バンプの配置の一例を説明する図である。
【００７３】
図１、図２に示す例では、上下の各チップの１つの信号線に対してこれに繋がる２つの金属バンプを配置する構成について説明したが、図３に示す例では、チップの辺近傍に金属バンプを配置しない構成として、上下の各チップの１つの信号線に対してこれに繋がる４つの金属バンプを配置して、チップに反りを生じ易い場合でもチップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる構成について説明する。
【００７４】
図３（Ａ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される４つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の隣接する４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。同じｉに対する４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤは、図３（Ａ）に示すように格子状に配置されている。
【００７５】
図３（Ｂ）に示すように、図２に示す例と同様に、上部チップ３０に金属バンプが配置されるが、金属バンプは上部チップ３０の辺近傍の近傍には配置しない。図３に示す例では、上部チップ３０の辺から距離Ｌx／５、Ｌy／５内には金属バンプを配置していない。
【００７６】
なお、図３（Ｂ）に示す金属バンプの配置を使用して、図２（Ｃ）に示す例と同様に、金属バンプを上部チップ３０の辺の近傍の領域まで配置することもでき、接続不良となり易い位置（例えば、チップのコーナー（角）部分）において、同じ信号が流れる金属バンプを複数配置することによって、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【００７７】
以上の説明では、図１、図３に示すように、上下の各チップの信号線と複数の並列線路との接続を、これら並列線路の各線路に繋がる金属バンプのごく近傍において行っており、ほぼ同じ長さをもつ複数の並列線路によって、信号線と金属バンプの間が接続されている。従って、配線間の容量が増大することもなく、配線間の容量のばらつきが生じることもない。なお、上下の各チップの信号線と複数の並列線路との接続を、これら並列線路の各線路に繋がる金属バンプの近傍で行わず、遠く離れた位置で行うこともできる。
【００７８】
図４は、本発明の第１の実施の形態の変形例であり、信号線の並列分岐を金属バンプから遠い位置で行っている例を説明する図であり、図４（Ａ）は、図１（Ｃ）に対応する部分拡大断面図、図４（Ｂ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００７９】
図４（Ａ）に示す例では、上部チップ３０の内部配線（信号線）４２ａは金属バンプ４０Ａ、４０ａから遠い位置で、上部チップの信号線の第１及び第２分岐線４２ａ−１、４２ａ−２に分岐し、下部チップ３５の内部配線（信号線）４４ａは金属バンプ４０Ａ、４０ａから遠い位置で、下部チップの信号線の第１及び第２分岐線４４ａ−１、４４ａ−２に分岐している。そして、第１及び第２の分岐線４２ａ−１、４２ａ−２、４４ａ−１、４４ａ−２が信号線として金属バンプ４０Ａ、４０ａまで配線されている。
【００８０】
上部チップ３０の信号線４２ａの第１分岐線４２ａ−１と下部チップ３５の信号線４４ａの第１分岐線４４ａ−１とが、金属バンプ４０Ａによって電気的に接続され、上部チップ３０の信号線４２ａの第２分岐線４２ａ−２と下部チップ３５の信号線４４ａの第２分岐線４４ａ−２とが、金属バンプ４０ａによって電気的に接続される。
【００８１】
図１（Ｄ）に示す模式図では、上下の各チップのｉ番目の信号線（ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。）は、隣接する金属バンプｉＺ、ｉｚの近傍で２つの並列線路に接続されているのに対して、本変形例では、図４（Ｂ）の模式図に示すように、上下の各チップのｉ番目の信号線（ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れている。）は、隣接する金属バンプｉＺ、ｉｚから遠い位置で、第１及び第２分岐線に分岐しており、この第１及び第２の分岐線が信号線として金属バンプｉＺ、ｉｚまで配線されている。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態では、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプの２つ以上を、隣接させて配置、又は、遠く離れた位置に配置することによって、金属バンプによる接続不良が生じても何れか１つの金属バンプが正常に接続され、上下のチップの接合部品を正常に機能させることができ、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【００８３】
第２の実施の形態
第１の実施の形態では、上下の各チップの同一の信号が流れる複数の金属バンプを隣接させて配置する構成について説明したが、本実施の形態では同一の信号が流れる複数の金属バンプを隣接させないで配置する構成について説明する。
【００８４】
第２の実施の形態に係る半導体装置は、第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部品と、第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第２の並列導体線路を具備する第２の部品と、第１の並列導体線路と第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバン電極とを有し、異なる機能をなす第１及び第２の導体線路の複数個が第１の部品と第２の部品とにそれぞれ設けられており、第１の部品と第２の部品とが複数のバンプ電極によって接合された構成をもっている。
【００８５】
上記構成において、異なる機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極は隣接して配置されている。第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極とは、第１及び第２の導体線路がバンプ電極に電気的に接続されていることをいう。
【００８６】
また、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極は隣接しないように配置されている。
【００８７】
また、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がるバンプ電極の少なくとも一部は、第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置されている。第１の部品の側端から所定の距離以内の領域は、第１の部品と第２の部品との接合不良が生じ易い領域であり、第１の部品の側端の近傍の領域である。第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域は、第１の部品の中心部を含む領域である。
【００８８】
また、第１の部品の接合領域が複数の異なる領域に分割され、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がる複数のバンプ電極が、分割された異なる領域に分けて配置されている。
【００８９】
また、第１の部品の接合領域が第１及び第２の領域を含む領域に分割され、同じ機能をなす第１及び第２の導体線路に繋がる複数のバンプ電極の少なくとも一部が第１の領域に、残りが第２の領域にそれぞれ配置されている。第１の領域は、第１の部品の側端から第１の所定の距離以内にある領域を除いた領域であり、第１の部品の中心部を含む領域である。第２の領域は第１の部品の中心部を含まない領域であり、第２の領域は、第１の部品の側端から第２の所定の距離以内にある領域と第１の領域との間の領域である。第１の部品の側端から第２の所定の距離以内にある領域は、第１の部品と第２の部品との接合不良が生じ易い領域であり、第１の部品の側端の近傍の領域である。第１の領域におけるバンプ電極の配列密度は第２の領域におけるバンプ電極の配列密度より大きい構成とすることができる。また、第１の領域に配置されたバンプ電極の総数と第２の領域に配置されたバンプ電極の総数とを同数とする構成とすることができる。さらに、第１の領域に配置されたバンプ電極の総数を第２の領域に配置されたバンプ電極の総数よりも多い構成とすることができる。
【００９０】
なお、バンプ電極の配列密度は、単位面積当たりに配置されるバンプ電極の数として定義する。
【００９１】
図５は、本発明の第２の実施の形態において、上下の各チップの同一の信号が流れる２つの金属バンプを隣接させないように配置して、上下のチップをチップオンチップ接続する構成を説明する図であり、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）はＹ−Ｙ部の断面図、図５（Ｃ）は上部チップ及び下部チップの内部配線の金属バンプによる接続を説明する、図５（Ｂ）の部分拡大断面図であり、図５（Ｄ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【００９２】
本実施の形態の半導体装置では、図５（Ｄ）の模式図に示すように、上下のチップは、上下の各チップのｉ番目の内部配線（信号線）に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の２つの金属バンプｉＺ、ｉｚによって、接合されている。ここで、ｉ=１、２、３、…、であり、異なるｉ番目の信号線には異なる信号が流れており、２つの金属バンプｉＺ、ｉｚは隣接せず、異なる信号が流れる金属バンプを挟んで配置されている。
【００９３】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、図２に示す第１の実施の形態の構成と同様に、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ａに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、金属バンプ４０Ａ、４０ａによって接続されて、また、上部チップ３０の内部配線(信号線)４２ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子と、下部チップ３５の内部配線(信号線)４４ｂに接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子とは、金属バンプ４０Ｂ、４０ｂによって接続されている。内部配線４２ａ、内部配線４２ｂにはそれぞれ、異なる信号が流れる。
【００９４】
即ち、本実施の形態では、図１、図２に示す第１の実施の形態の構成と同様に、上部チップ３０と下部チップ３５の各チップの１つ信号線は２つの金属バンプによって電気的に接続される構成をとるが、各チップの同じ信号が流れる金属バンプは隣接していない構成をとっている。
【００９５】
なお、図５に示す上部チップ３０の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、下部チップ３５の大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍであり、直径３０μｍφの金属バンプ４０を２０００個用いて、チップ間を接合している（図５では、一部の金属バンプのみを示している。）。
【００９６】
図６は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度(単位面積当たりに配置される金属バンプ数)で配列される場合を説明する図であり、図６（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図６（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図である。
【００９７】
図６に示す例では、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が４等分に分画され各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)に５０個の金属バンプが配置され、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。１００個の信号線にはそれぞれ、異なる信号が流れる。
【００９８】
各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)にそれぞれ、例えば、異なる信号処理に関連する信号が流れる金属バンプを対応させて配置しておく。後述するように、各分画の大きさを異ならせる構成としてもよい。
【００９９】
図６に示す例では、２００個の金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画を形成し、１００個の信号線を４群に分けて、これらの群と分画とを対応させて、各群の信号線のそれぞれに繋がる金属バンプを配置する。
【０１００】
図６において、接合面を対向させた上部チップ３０及び下部チップ３５を接合する金属バンプが上下いずれか一方のチップに配列される。上部チップ３０及び下部チップ３５の各接合面において、第１金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第１象限）３１には金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ａ〜２５ａによって接続される電極端子が形成され、同上の第２金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第２象限）３２には金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂ、金属バンプ１ｂ〜２５ｂによって接続される電極端子が形成され、同上の第３金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第３象限）３３には金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃ、金属バンプ１ｃ〜２５ｃによって接続される電極端子が形成され、同上の第４金属バンプ群領域（ｘｙ座標の第４象限）３４には金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄによって接続される電極端子が形成されている。
【０１０１】
ｎ＝１〜２５とし、上部チップ３０とチップ３５とが接合され、上部チップ３０とチップ３５との接合体が動作する時、同じｎに対して、金属バンプｎＡと金属バンプｎａはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＢと金属バンプｎｂはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＤと金属バンプｎｄはチップの同じ内部配線(信号線)に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｎＡ、金属バンプｎＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｎＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１０２】
第１金属バンプ群領域３１、第２金属バンプ群領域３２、第３金属バンプ群領域３３、第４金属バンプ群領域３４の各領域内において、１つの信号線に対して２つの金属バンプが配置されている。この２つの金属バンプは、異なる信号が流れる他の信号線に繋がる金属バンプを挟んで配置され、互いに隣接しない位置に配置されている。各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。
【０１０３】
図６（Ｂ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄはチップの中心近傍に、金属バンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１０４】
図６に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、チップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１０５】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１０６】
この結果、チップが反っている場合でも、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの少なくとも１つの金属バンプによって、上下のチップが正常な状態で接合される可能性が大きくなるので、上下のチップが、図１４（Ａ）に示すような接続が不良な状態で接合されるような場合でも、正常な電気的接続を保持できる可能性が大きくなる。
【０１０７】
また、チップの製造工程でチップの内部配線の形成不良（断線）が生じているような場合でも、この形成不良が、チップの内部配線(信号線)に接続される２つの並列線路（この各線路は電極端子に繋がっている。）の何れか一方に生じている場合には、何れか一方の並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１０８】
更に、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる複数の金属バンプを空間的に離れた位置に形成するので、静電破壊が並列線路の何れかに生じている場合にも、残る何れかの並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を確保することができる。
【０１０９】
このように、上下の各チップの同じ信号が流れる信号線に繋がる金属バンプを２つ以上配置することによって、金属バンプによる接続不良生じても何れか１つの金属バンプが正常に接続され、上下のチップの接合部品を正常に機能させることができ、接合部品の歩留りを向上させることができる。
【０１１０】
図７は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図７（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図７（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図７（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１１１】
図７に示す例は、基本的に図６に示す例と同じであり、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が４等分に分画され各分画(金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４)に５０個の金属バンプが配置され、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１１２】
図６に示す例と同様に、２つのチップが接合され動作する時、ｎ＝１〜２５とすると、同じｎに対して、金属バンプｎＡと金属バンプｎａはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＢと金属バンプｎｂはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＤと金属バンプｎｄはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｎＡ、金属バンプｎＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｎＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１１３】
図６に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは同じ分画内に配置されているが、図７に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは異なる分画内に配置されている。
【０１１４】
図７（Ｂ）に示す例では、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ｂ〜２５ｂが配列され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１ａ〜２５ａ、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂが配列され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄが配列され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１ｃ〜２５ｃ、金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄが配列されている。
【０１１５】
図７（Ｃ）に示す例では、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａ、金属バンプ１ｃ〜２５ｃが配列され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂ、金属バンプ１ｄ〜２５ｄが配列され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１ａ〜２５ａ、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃが配列され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１ｂ〜２５ｂ、金属バンプ１Ｄ〜２５Ｄが配列されている。
【０１１６】
図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄはチップの中心近傍に、金属バンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１１７】
図７で示す例においても、図６に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１１８】
図８は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図８（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図８（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図８（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１１９】
図８に示す例では、図６、図７に示す例と異なり、金属バンプが配置される上部チップの接合領域が、異なる面積をもつ４つに分画されている。即ち、図６、図７に示す例では、２００個の金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画を形成したが、図８に示す例では、異なる面積をもつ分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）を形成する。
【０１２０】
第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜１６Ａが配置され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２４Ｂが配置され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜３６Ｃが配置され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄが配置されている。
【０１２１】
金属バンプ１Ａ〜１６Ａと金属バンプ１ａ〜１６ａは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｂ〜２４Ｂと金属バンプ１ｂ〜２４ｂは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｃ〜３６Ｃと金属バンプ１ｃ〜３６ｃは基本的に異なる分画に配置され、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄと金属バンプ１ｄ〜２４ｄは基本的に異なる分画に配置され、異なる分画に配置が困難又は不可能な場合には、図６と同様に、同じ分画内に配置される。
【０１２２】
図７に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは厳密に異なる分画内に配置されているが、図８に示す例では、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプは基本的に異なる分画内に配置し、異なる分画内に配置することが不可能な場合には、図６と同様に、同じ分画内に配置される。
【０１２３】
このように、第１金属バンプ群領域３１には３２個の金属バンプが配置され、第２金属バンプ群領域３２には４８個の金属バンプが配置され、第３金属バンプ群領域３３には７２個の金属バンプが配置され、第４金属バンプ群領域３４には４８個の金属バンプが配置されており、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が、上下のチップの接合の際に２００個の金属バンプによって接続され、上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１２４】
２つのチップが接合され動作する時、ｋ＝１〜１６、ｍ＝１〜２４、ｎ＝１〜３６とすると、同じｋ、同じｍ、同じｎに対して、金属バンプｋＡと金属バンプｋａはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｍＢと金属バンプｍｂはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｎＣと金属バンプｎｃはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れ、金属バンプｍＤと金属バンプｍｄはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。金属バンプｋＡ、金属バンプｍＢ、金属バンプｎＣ、金属バンプｍＤにはそれぞれ異なる信号が流れる。
【０１２５】
図８（Ｂ）に示す金属バンプの配置の例は、図７（Ｂ）に示す金属バンプの配置の例に類似し、図８（Ｃ）に示す金属バンプの配置の例は、図７（Ｃ）に示す金属バンプの配置の例に類似しているが、厳密には異なる配置である。
【０１２６】
図６、図７に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、一方の金属バンプはチップの中心に近い位置に、他方の金属バンプはチップの中心から離れたチップの辺に近い位置に配置されている。図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示すように、例えば、金属バンプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２９Ｃ、３０Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃはチップの中心近傍に、金属バンプ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２９ｃ、３０ｃ、３５ｃ、３６ｃはチップの角部の近傍に配置されている。
【０１２７】
図８に示す例においても、図６、図７に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１２８】
図９は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが均一な密度で配列される他の例を説明する図であり、図９（Ａ）は金属バンプの配列例を説明する図、図９（Ｂ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な配置例を説明する図、図９（Ｃ）は各チップの各信号線に繋がる金属バンプの具体的な他の配置例を説明する図である。
【０１２９】
図９に示す例では、金属バンプが配置される上部チップの接合領域を分画に分割することなく、チップには合計２００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける１００個の信号線の各信号線に接続する２つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける１００個の信号線が２００個の金属バンプによって接続されている。
【０１３０】
２つのチップが接合され動作する時、ｎ＝１〜１００とすると、同じｎに対して、金属バンプｎＸと金属バンプｎＹはチップの同じ信号線に繋がっており同じ信号が流れる。１００個の金属バンプｎＸのそれぞれには、異なる信号が流れる。
【０１３１】
金属バンプの具体的な配置は、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示す例の他に多数の配置が可能である。図９に示す例は、図８に示す例と同様に、チップの反りが２つのチップの電気的な接続に実質的に影響しない場合に有効であり、図６、図７、図８に示す例と同様に、チップの製造工程でチップの内部配線の形成不良（断線）が、チップの信号線に接続される２つの並列線路の何れか一方に生じている場合、静電破壊が、２つの並列線路の何れか一方に生じている場合にも、何れか一方の並列線路に繋がる電極端子を通して金属バンプによって、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１３２】
図１０は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが不均一な密度で配列される例を説明する図であり、図１０（Ａ）はチップ面積を９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図、図１０（Ｂ）はチップ面積を１６個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図、図１０（Ｃ）はチップ面積を４９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明する図である。
【０１３３】
図１０に示す例では、図５、図６、図７、図９に示す例と異なり、金属バンプを不均一な密度で配置する構成をとっている。図１０に示す例では、チップの面積を等分割して複数の分画を形成して、チップの中心部を含みチップの辺（側端）を含まない１又は複数の分画によって、金属バンプを密に配列する密配列金属バンプ群領域４７を形成し、チップの中心部を含まずチップの辺（側端）を含む分画を含む複数の分画によって、金属バンプを粗配列する粗配列金属バンプ群領域４８を形成する。
【０１３４】
以下の説明では、１個の分画の面積をＳとする。そして、密配列金属バンプ群領域４７、及び、粗配列金属バンプ群領域４８にはそれぞれ、同数の金属バンプが配置される。以下の説明では、これら領域４７、４８に配置される金属バンプの数をＮとする。
【０１３５】
各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの一方の金属バンプは、密配列金属バンプ群領域４７に配置され、他方の金属バンプは、粗配列金属バンプ群領域４８に配列される。従って、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプの一方の金属バンプは、反りの生じにくいチップの内部の領域に配置され、他方の金属バンプは、反りの生じる可能性の大きいチップの辺の近傍に配置されることになる。
【０１３６】
図１０に示す例では、図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限り、チップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１３７】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１３８】
このような金属バンプの配置によって、図１０に示す例においても、図６、図７に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１３９】
図１０（Ａ）に示す例では、チップの各辺を３等分してチップ面積を９個の分画に等分割して、チップの中心を含む１個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む８個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／Ｓ、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（８Ｓ）となり、密度比は８となる。
【０１４０】
Ｎ＝９６とすると、密配列金属バンプ群領域４７には９６個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１２個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２個の金属バンプによって接続される。
【０１４１】
Ｎ＝４８０とすると、密配列金属バンプ群領域４７には４８０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には６０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計９６０個の金属バンプによって接続される。
【０１４２】
Ｎ＝９６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７には９６０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１２０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４３】
図１０（Ｂ）に示す例では、チップの各辺を４等分してチップ面積を１６個の分画に等分割して、チップの中心を含む４個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む１２個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／（４Ｓ）、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（１２Ｓ）となり、密度比は３となる。
【０１４４】
Ｎ＝９６とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には２４個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には８個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２個の金属バンプによって接続される。
【０１４５】
Ｎ＝４８０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には１２０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には４０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計９６０個の金属バンプによって接続される。
【０１４６】
Ｎ＝９６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には２４０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には８０個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１９２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４７】
図１０（Ｃ）に示す例では、チップの各辺を７等分してチップ面積を４９個の分画に等分割して、チップの中心を含む９個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む分画を含む４０個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。この時、密配列金属バンプ群領域４７に配列される内部の密な配列密度はＮ／（９Ｓ）、粗配列金属バンプ群領域４８に配列されるチップの辺の近傍の粗な配列密度はＮ／（４０Ｓ）となり、密度比は４．４となる。
【０１４８】
Ｎ＝３６０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には４０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には９個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計７２０個の金属バンプによって接続される。
【０１４９】
Ｎ＝７２０とすると、密配列金属バンプ群領域４７の各分画には８０個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画には１８個の金属バンプが配置され、上下のチップの信号線は、合計１４４０個の金属バンプによって接続される。
【０１５０】
以上では、部チップ面積を９、１６、４９個の分画に等分割して金属バンプを配置する例を説明したが、チップ面積を任意の数に等分割して、上記で説明したようにして、金属バンプを配置してもよいことは言うまでもない。
【０１５１】
また、Ｋ、ｍ、ｎを整数、（ｍ／ｎ）を整数として、密配列金属バンプ群領域４７を等分割され面積ＡをもつＫ個の分画によって形成し、チップの辺を含む/又は含まない粗配列金属バンプ群領域４８を等分割され面積Ｂをもつ（ｎＫ）個の分画によって形成し、密配列金属バンプ群領域４７の各分画に配置する金属バンプの数をｍとし、粗配列金属バンプ群領域４８の各分画に配置する金属バンプの数を（ｍ／ｎ）としてもよい。このようにすることによって、密配列金属バンプ群領域４７に配置される金属バンプの数を（ｍＫ）とし、粗配列金属バンプ群領域４８に配置される金属バンプの数を（ｎＫ）×（ｍ／ｎ）＝（ｍＫ）として、上下のチップの信号線を、合計（２ｍＫ）個の金属バンプによって接続することができる。
【０１５２】
例えば、Ｋ＝４８、ｍ＝１０、ｎ＝２又は５とすることによって、上下のチップの信号線を、合計９６０個の金属バンプによって接続することができる。Ｋ＝９６、ｍ＝２０、ｎ＝２又は５又は１０とすることによって、上下のチップの信号線を、合計１９２０個の金属バンプによって接続することができる。
【０１５３】
このような金属バンプの配置によって、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１５４】
図１１は、本発明の第２の実施の形態において、上部チップ３０と下部チップ３５とを接合する金属バンプが不均一な密度で配列される例を説明する図であり、図１１（Ａ）はチップの辺近傍まで金属バンプを配置する例を説明する図、図１１（Ｂ）はチップの辺近傍に金属バンプを配置しないでチップの中心の近くに金属バンプを配置する例を説明する図である。
【０１５５】
図１１（Ａ）に示す例では、チップの長辺を８等分、短辺を６等分してチップ面積を４８個の分画に等分割して、チップの中心を含む２４個の分画を密配列金属バンプ群領域４７とし、チップの辺を含む８個の分画を粗配列金属バンプ群領域４８とする。密配列金属バンプ群領域４７には、１９２個の金属バンプが配置され、粗配列金属バンプ群領域４８には９６個の金属バンプが配置されている。合計２８８個の金属バンプによって、上下のチップの１４４個の信号線を接続している。
【０１５６】
各チップの各信号線に繋がる第１の金属バンプ（合計１４４個）及び第２の金属バンプ（合計１４４個）について説明する。第１の金属バンプは密配列金属バンプ群領域４７に配置され、第２の金属バンプは密配列金属バンプ群領域４７及び粗配列金属バンプ群領域４８に配列される。このように第２の金属バンプは、２種類の異なる配列密度で配置される。
【０１５７】
図１１（Ａ）に示す例において、金属バンプの配列密度を５倍にすると、即ち、密配列金属バンプ群領域４７に９６０個の金属バンプを配置し、粗配列金属バンプ群領域４８に４８０個の金属バンプを配置する場合、合計１４４０個の金属バンプによって、上下のチップの７２０個の信号線を接続することができる。金属バンプの配列密度を１０倍にすると、合計２８８０個の金属バンプによって、上下のチップの１４４０個の信号線を接続することができる。
【０１５８】
図１１（Ａ）に示すような例では、図６に示す例と同様に、各チップの各信号線に繋がる２つの金属バンプについては、可能な限りチップの中心に近い位置に一方の金属バンプを配置し、チップの中心から離れたチップの辺に近い位置に他方の金属バンプを配置する。
【０１５９】
例えば、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの角部との間の距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する、或いは、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が小さいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から近い位置に配置し、一方の金属バンプの位置とチップの辺との間の最短距離が大きいほど、対応する他方の金属バンプをチップの中心から遠い位置に配置する。
【０１６０】
以上説明した金属バンプの配置によって、図１１（Ａ）に示すような例においても、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１６１】
図１１（Ｂ）に示す例は、上記で説明した図１１（Ａ）に示すような例において、反りが発生する可能性の大きいチップの辺近傍に金属バンプを配置しないで、反りの発生の可能性の小さいチップの中心の近い領域に金属バンプを配置する例である。チップの辺近傍に金属バンプを配置しない構成とするためには、図１１（Ａ）に示す金属バンプの配置パターンを約２分の１（より正確には約１.９分の１）にｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（０．７２５）で縮小して、図１１（Ａ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置すればよい。
【０１６２】
なお、ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率で縮小して、図１１（Ａ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置することもできる。即ち、図１１（Ａ）に示す例よりも金属バンプを密に配列することによって、チップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とする。
【０１６３】
なお、図１０に示す例及びこれに関連する例を、図１１（Ｂ）に示す例に適用することができ、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１６４】
また、図６、図７、図８、図９、図１０に示すような金属バンプの配置例を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、図６、図７、図８、図９、図１０に示すチップと同じ大きさのチップに配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１６５】
以上説明した金属バンプの配置によって、図１１（Ｂ）に示すような例においても、図６、図７、図１０に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができる。
【０１６６】
以上の説明では、図５（Ｄ）に示すように、上下のチップが、上下の各チップの信号線に接続される２つの並列線路の各線路が繋がる電極端子の間の金属バンプによって、接合されている半導体装置を例にとって説明したが、次に、より多数の並列線路が信号線に接続されている場合について説明する。
【０１６７】
図１２は、本発明の第２の実施の形態において、同じ信号線に繋がる４個の金属バンプをもつ上部チップと下部チップとを接合するチップオンチップ接続おける金属バンプの配置（均一な密度での配置）の例を説明する図であり、図１２（Ａ）は上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図、図１２（Ｂ）は同じ信号が流れる金属バンプの配置の一例を説明する図である。
【０１６８】
図１２（Ａ）の模式図に示すように、上下のチップが、上下の各チップのｉ番目の信号線に接続される４つの並列線路の各線路が繋がる電極端子（図示せず。）の間の４つの金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤによって、接合されている半導体装置を例にとって説明する（ここで、ｉ=１、２、３、…２５、である。）。
【０１６９】
図１２（Ｂ）は、金属バンプｉＡ、ｉＢ、ｉＣ、ｉＤ（ｉ=１、２、３、…２５）の配置例の１つを示す。金属バンプが配置される上部チップの面積が４等分に分画され各分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）に２５個の金属バンプが配置され、チップには合計１００個の金属バンプが配置されている。上下の各チップにおける２５個の信号線の各信号線に接続する４つの並列線路に繋がる電極端子が形成されており、上下のチップの接合によって上下の各チップにおける２５個の信号線が１００個の金属バンプによって接続されている。
【０１７０】
上下のチップが接合され動作する時、金属バンプｉＡ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＢ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＣ（ｉ=１、２、３、…、２５）、金属バンプｉＤ（ｉ=１、２、３、…、２５）は同じｉ番目の信号線に繋がっており同じ信号が流れる。ｉが同じである金属バンプｉＡ、金属バンプｉＢ、金属バンプｉＣ、金属バンプｉＤが、隣接して配置されないように互いに遠い距離を置いて配置される。
【０１７１】
図１２（Ｂ）に示すように、金属バンプの全体が配列される領域（接合領域）を４等分して分画（金属バンプ群領域３１、３２、３３、３４）を形成、第１金属バンプ群領域３１には、金属バンプ１Ａ〜２５Ａが配置され、第２金属バンプ群領域３２には、金属バンプ１Ｂ〜２５Ｂが配置され、第３金属バンプ群領域３３には、金属バンプ１Ｃ〜２５Ｃが配置され、第４金属バンプ群領域３４には、金属バンプ１Ｄ〜２４Ｄが配置されている。
【０１７２】
なお、図１２（Ｂ）に示すような金属バンプの配置例を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、図１２（Ｂ）に示すチップと同じ大きさのチップに配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることもできる。
【０１７３】
一般的に説明すると、異なる信号が流れるＩ個の信号線を扱い、上下のチップが、上下の各チップのｉ番目の信号線に接続されるＪ個の並列線路の各線路が繋がる電極端子の間の金属バンプＺ（ｉｊ）（ｉ＝１、２、…、Ｉ；ｊ＝１、２、…、Ｊ）によって、接合されている半導体装置の場合には、金属バンプの全体（Ｉ×Ｊ個）が配列される領域（接合領域）をＪ等分して分画を形成し、ｊ番目の分画に、金属バンプＺ（ｉｊ）（ｉ＝１、２、…、Ｉ）を配置する。ｉが同じである金属バンプＺ（ｉｊ）（ｊ＝１、２、…、Ｊ）が、隣接して配置されないようにする。
【０１７４】
このように、同じ信号が流れる金属バンプを、チップの異なる領域に配置するので、同じ信号線に繋がるＪ個の金属バンプのうち少なくとも１個によって、上下のチップの対応する同じ信号が流れる信号線が電気的に正常に接続されることになるので、図１２に示すような例においても、図６、図７、図１０、図１１（Ｂ）に示す例と同様に、上下のチップ間での正常な電気的接続を保持することができ、上下のチップの電気的接続の信頼度を向上させることができる。
【０１７５】
以上説明したように、本発明では、同じ信号が流れる信号線に接続される複数の並列線路のそれぞれに繋がる金属バンプを介して上下のチップを接続する構成とすることによって、チップに反りを生じ易い場合に対応することができ、上下のチップの電気的接続の信頼性を向上させることができる。とくに、大きな反りはチップの外辺の近傍で生じ易いので、この外辺の近傍に金属バンプを配置しない構成とすることによって、上下のチップの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【０１７６】
また、同上の構成によって、静電絶縁破壊による信号線の断線、チップの製造工程で生じる信号線の形成不良等のランダムに発生する事象に対して、信号線に接続される複数の並列線路の何れかが断線を生じても、信号線そのものに断線がない限り、同じ信号が流れる金属バンプの少なくとの１つが正常に接合されていれば、上下のチップの電気的接続は正常に保持することができる。
【０１７７】
チップオンチップ接続の信頼性をより向上させるためには、第１及び第２の実施の形態において説明したような、所定の大きさのチップの辺の近傍まで金属バンプを所定の方法によって配置する場合において、金属バンプの配置位置を指定するｘｙ座標値を、ｘ方向及びｙ方向に同じ縮小率（ｘ方向及びｙ方向に異なる縮小率してもよい。）で縮小して、上記の所定の大きさのチップと同じ大きさのチップに、縮小後のｘｙ座標位置の値を用いて金属バンプを配置することによって、反りが生じ易いチップの辺の近傍に金属バンプを配置しないで、反りを生じ難いチップの中心を含む領域に金属バンプを配置する構成とすればよい。これによって、チップオンチップ接続の信頼性を向上させることができる。
【０１７８】
第１及び第２の実施の形態において、金属バンプは、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ等によって形成され、材料はとくに問わない。２つのチップを接合する金属バンプの数は任意でよい。金属バンプは上部チップ又は／及び下部チップに配置されてもよい。チップの接合領域又はチップの面積を分割して分画を形成する場合は、チップの外形と相似形をもつ任意の数に分割してよい。
【０１７９】
第１及び第２の実施の形態において、各チップの各信号線に接続される並列線路の数は任意の複数でよい。また、各チップの信号線の全てに複数の並列線路を接続してもよいし、各チップの信号線のうちの一部の信号線に複数の並列線路を接続する構成としてもよい。更に、各チップの電源ライン及び／又はアースラインに複数の並列線路を接続する構成としてもよい。
【０１８０】
以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１８１】
先述したように、下部チップの代わりに実装基板を用いる構成にも本発明は適用可能である。また、第１及び第２の実施の形態において説明した、上下の各チップの大きさ及び厚さ、金属バンプの大きさ及び数等は、必要に応じて任意に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
以上説明したように、本発明は、小型化、集積化されたモバイル機器等に好適であって、部品間の接合の信頼性及び歩留りを向上させた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、チップオンチップ接続を説明する、（Ａ）平面図、（Ｂ）Ｙ−Ｙ部の断面図、（Ｃ）（Ｂ）の部分拡大断面図、（Ｄ）上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【図２】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置を説明する図である。
【図３】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図４】同上、変形例を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態において、チップオンチップ接続を説明する、（Ａ）平面図、（Ｂ）Ｙ−Ｙ部の断面図、（Ｃ）（Ｂ）の部分拡大断面図、（Ｄ）上部チップと下部チップの電気的接続を説明する模式図である。
【図６】同上、上部チップと下部チップとを接合する金属バンプの配置を説明する図である。
【図７】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図８】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図９】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１０】同上、金属バンプの配置の例を説明する図である。
【図１１】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１２】同上、金属バンプの配置の他の例を説明する図である。
【図１３】従来技術における、チップオンチップ接続を説明する図である。
【図１４】同上、チップオンチップ接続の不良に関する説明図である。
【図１５】同上、フリップチップボンディング方法による接合を示図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１Ａ〜１００Ａ、１ａ〜１００ａ、１Ｂ〜１００Ｂ、１Ｃ〜１００Ｃ、
１Ｄ〜１００Ｄ、１ｂ〜２５ｂ、１ｃ〜３６ｃ、１ｄ〜２５ｄ、１Ｘ〜１００Ｘ、
１Ｙ〜１００Ｙ、４０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０e、４０ｆ、４０Ｅ、４０Ｆ
…金属バンプ、３０…上部チップ、３１…第１金属バンプ群領域、
３２…第２金属バンプ群領域、３３…第３金属バンプ群領域、
３４…第４金属バンプ群領域、３５…下部チップ、
４２ａ、４２ｂ…上部チップの内部配線、
４２ａ−１…上部チップの信号線の第１分岐線、
４２ａ−２…上部チップの信号線の第２分岐線、
４４ａ、４４ｂ…下部チップの内部配線、
４４ａ−１…下部チップの信号線の第１分岐線、
４４ａ−２…下部チップの信号線の第２分岐線、４６…絶縁膜、
４７…密配列金属バンプ群領域、４８…粗配列金属バンプ群領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部
品と、
前記第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第
２の並列導体線路を具備する第２の部品と、
前記第１の並列導体線路と前記第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバン
プ電極と
を有し、前記第１の部品と前記第２の部品とが前記バンプ電極によって接合された半導体装置。
【請求項２】
複数の前記バンプ電極は隣接して配置される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数の前記バンプ電極の少なくとも一部が、前記第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第1の導体線路及び前記第２の導体線路は、信号ライン、電源ライン又はアースラインである、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
異なる信号が流れる前記第１及び第２の導体線路の複数個が前記第１の部品と前記第２の部品とにそれぞれ設けられている、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記所定の距離以内にある領域は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合不良が生じ易い領域である、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の部品及び前記第２の部品が半導体チップである、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の部品が半導体チップであり、前記第２の部品が実装基板である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１】
第１の導体線路及びこれに接続された複数の第１の並列導体線路を具備する第１の部
品と、
前記第１の導体線路と同一機能をなす第２の導体線路及びこれに接続された複数の第
２の並列導体線路を具備する第２の部品と、
前記第１の並列導体線路と前記第２の並列導体線路とを電気的に接続する複数のバン
プ電極と
を有し、前記第１の部品と前記第２の部品とが前記バンプ電極によって接合された半導体装置。
【請求項２】
複数の前記バンプ電極は隣接して配置される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
複数の前記バンプ電極の少なくとも一部が、前記第１の部品の側端から所定の距離以内にある領域を除いた領域に配置される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第1の導体線路及び前記第２の導体線路は、信号ライン、電源ライン又はアースラインである、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
異なる信号が流れる前記第１及び第２の導体線路の複数個が前記第１の部品と前記第２の部品とにそれぞれ設けられている、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記所定の距離以内にある領域は、前記第１の部品と前記第２の部品との接合不良が生じ易い領域である、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の部品及び前記第２の部品が半導体チップである、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の部品が半導体チップであり、前記第２の部品が実装基板である、請求項１に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−２２０８６６（Ｐ２００７−２２０８６６Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３９０８９（Ｐ２００６−３９０８９）
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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