[发明专利]激光回流装置和激光回流方法

说明书

本发明提供激光回流装置和激光回流方法，在进行半导体芯片的凸块的回流的激光回流工艺中，能够抑制基板的翘曲并且降低凸块连接不良。激光回流装置对包含在一个侧面上配置有凸块的半导体芯片的被加工物从半导体芯片侧照射激光束而对被加工物的被照射范围所包含的凸块进行回流，该激光回流装置包含空间光调制单元和成像单元，该空间光调制单元具有能够对从激光光源射出的激光束局部地设定被照射范围内的激光功率密度的激光功率密度设定功能，该成像单元具有将从激光光源射出的激光束成像在被加工物上并照射到被加工物的被照射范围的成像功能。

技术领域

本发明涉及对半导体芯片经由凸块而与基板连接的结构的被加工物从半导体芯片侧照射激光束而对凸块进行回流的激光回流装置和激光回流方法。

背景技术

以往，公知有如下的倒装芯片安装：在将具有凸块的半导体芯片隔着该凸块而载置在基板上之后，通过对基板和芯片的整体进行加热而使凸块熔化并与基板上的电极连接。

在倒装芯片安装中，公知有对基板整体进行加热来进行接合的批量回流工艺(Mass Reflow)。在该批量回流中，公知有如下的情况：由于基板与在基板上配置有多个的芯片的热膨胀系数不同，在加热中基板大幅翘曲，芯片随之动作，有可能发生断线或短路等不良。

另外，还公知有通过对各芯片实施加热和加压来进行接合的TCB工艺(Thermo-Compression Bonding：热压接)。在该TCB工艺中，公知在接合机头的冷却中花费时间以及生产率较差。

作为相对于以上那样的工艺具有优越性的工艺，例如公知有专利文献1所公开那样的激光回流工艺。在该激光回流工艺中，在基板的安装面的规定的范围内，从芯片的上侧照射激光束而使凸块熔化，将芯片与基板上的电极连接。

而且，在这样的激光回流工艺中，通过向多个芯片照射激光束，能够得到比TCB工艺高的生产率，具有不会像批量回流工艺那样在基板上产生较大的翘曲的优点。

专利文献1：日本特开2008-177240号

如上所述，虽然激光回流工艺具有优点，但通过照射激光束而基板也被加热，因此基板的翘曲的问题依然存在，存在进一步改善的余地。

这里，也可以考虑通过单纯地抑制激光的输出来抑制基板的温度上升，但在该情况下，担心凸块无法充分地溶解而产生连接不良。

另外，除了将半导体芯片安装于基板的倒装芯片安装以外，还公知有将分割成半导体芯片之前的晶片层叠并在晶片的状态下进行凸块接合的晶片上晶片(wafer onwafer)，在该应用中也担心晶片翘曲的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够抑制由热引起的被加工物的翘曲并且能够降低凸块连接不良的激光回流装置和激光回流方法。

根据本发明的一个方面，提供一种激光回流装置，其对包含在一个侧面上配置有凸块的半导体芯片的被加工物从该半导体芯片的另一个侧面照射激光束而对该被加工物的被照射范围所包含的该凸块进行回流，其中，(A)该激光回流装置包含空间光调制单元和成像单元，该空间光调制单元具有能够对从激光光源射出的激光束局部地设定该被照射范围内的激光功率密度的激光功率密度设定功能，该成像单元具有将从该激光光源射出的激光束成像在该被加工物上并照射到该被加工物的该被照射范围的成像功能，或者，(B)该激光回流装置包含空间光调制单元，该空间光调制单元具有能够对从激光光源射出的激光束局部地设定该被照射范围内的激光功率密度的激光功率密度设定功能、以及将该激光束成像在该被加工物上并照射到该被加工物的该被照射范围的成像功能。

优选的是，该激光回流装置还包含能够变更该被加工物上的被照射范围的位置的被照射范围变更单元。

另外，优选的是，该空间光调制单元将照射到该被照射范围中的存在该凸块的凸块区域的激光束的激光功率密度设定得比照射到不存在该凸块的非凸块区域的激光束的激光功率密度高。