(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップを基板または他の半導体チップに迅速かつ正確にボンディングして生産性を向上させる、半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法を提供する。【解決手段】非伝導性樹脂層と半導体チップ１３が積層された基板１１を固定する固定部材１００と、固定部材の上側に配置され、レーザービームが透過することが可能な透過部を備える加圧部材２００と、半導体チップを基板に対して加圧して、半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプが非伝導性樹脂層を突き抜けてもう一方に電気的に接触することができるよう、固定部材及び加圧部材のいずれか一方をもう一方に対して昇降させる昇降部材３００と、チップ−基板組立体に加圧部材の透過部を介してレーザービームを照射して半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプをもう一方にボンディングするレーザーヘッド４００を有する。【選択図】図１
2019009441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に非伝導性樹脂層と半導体チップが順次積層された複数のチップ−基板組立体の下面を固定する固定部材と、
前記固定部材の上側に配置され、レーザービームが透過することが可能な透過部を備える加圧部材と、
前記複数のチップ−基板組立体の前記半導体チップを前記基板に対して加圧して、前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプが前記非伝導性樹脂層を突き抜けてもう一方に電気的に接触することができるよう、前記固定部材及び前記加圧部材のいずれか一方をもう一方に対して昇降させる昇降部材と、
前記加圧部材によって加圧された前記複数のチップ−基板組立体に前記加圧部材の透過部を介して前記レーザービームを照射して前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプをもう一方にボンディングするレーザーヘッドとを含む、半導体チップボンディング装置。
【請求項２】
前記加圧部材は前記透過部を支持する不透明材質のマスク部をさらに含み、
前記加圧部材の透過部は前記複数のチップ−基板組立体にそれぞれに対応する領域に配置され、
前記マスク部は前記複数のチップ−基板組立体同士の間に対応する領域に配置される、請求項１に記載の半導体チップボンディング装置。
【請求項３】
前記レーザーヘッドは前記複数のチップ−基板組立体にそれぞれ順次レーザービームを照射する、請求項２に記載の半導体チップボンディング装置。
【請求項４】
前記レーザーヘッドは前記複数のチップ−基板組立体のうちの少なくとも２つの半導体チップに対して同時にレーザービームを照射する、請求項２に記載の半導体チップボンディング装置。
【請求項５】
前記レーザーヘッドを移送するヘッド移送部材をさらに含む、請求項３または４に記載の半導体チップボンディング装置。
【請求項６】
（ａ）半導体チップの下面及び基板の上面のうちのいずれか一方に非伝導性樹脂層を形成する段階と、
（ｂ）前記基板上に前記半導体チップを配置して、前記基板と非伝導性樹脂層と半導体チップが順次積層された複数のチップ−基板組立体を設ける段階と、
（ｃ）前記複数のチップ−基板組立体を固定部材上に配置して前記固定部材で固定する段階と、
（ｄ）前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプが前記非伝導性樹脂層を突き抜けてもう一方に電気的に接触することができるように前記固定部材の上側に配置され、レーザービームが透過することが可能な透過部を備える加圧部材及び前記固定部材のうちのいずれか一方を、もう一方に対して昇降部材によって近接させる段階と、
（ｅ）前記加圧部材と前記固定部材との間の前記チップ−基板組立体に前記加圧部材の透過部を介してレーザーヘッドによってレーザービームを照射して前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプをもう一方にボンディングする段階とを含む、半導体チップボンディング方法。
【請求項７】
前記（ｄ）段階は、前記複数のチップ−基板組立体に対応する領域にそれぞれ配置される透過部と、前記複数のチップ−基板組立体同士の間に対応する領域に配置され、前記透過部を支持する不透明材質のマスク部とを備える前記加圧部材を用いて行う、請求項６に記載の半導体チップボンディング方法。
【請求項８】
前記（ｅ）段階は、前記レーザーヘッドで前記複数のチップ−基板組立体にそれぞれ順次レーザービームを照射する方法で行う、請求項７に記載の半導体チップボンディング方法。
【請求項９】
前記（ｅ）段階は、前記レーザーヘッドで前記複数のチップ−基板組立体のうちの少なくとも２つのチップ−基板組立体に対して同時にレーザービームを照射する方法で行う、請求項７に記載の半導体チップボンディング方法。
【請求項１０】
前記（ａ）段階は、前記基板を前記固定部材に固定した状態で前記基板の上面に前記非伝導性樹脂層を積層する方法で行い、
前記（ｂ）段階は、前記（ａ）段階を完了した後、前記基板上の非伝導性樹脂層上に複数の半導体チップをそれぞれ配置する方法で行い、
前記（ｃ）段階は、前記（ａ）段階及び前記（ｂ）段階を行うことにより完了する、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の半導体チップボンディング方法。
【請求項１１】
前記（ａ）段階は、前記半導体チップの下面に非伝導性樹脂層を付着させる方法で行い、
前記（ｂ）段階は、前記基板を前記固定部材に固定した状態で前記基板の上面に、前記（ａ）非伝導性樹脂層が付着した前記複数の半導体チップをそれぞれ配置する方法で行い、
前記（ｃ）段階は、前記（ａ）段階及び前記（ｂ）段階を行うことにより完了する、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の半導体チップボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法に係り、より詳細には、半導体チップを基板または他の半導体チップの上面にボンディングする半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品の小型化に伴い、ワイヤボンディングを使用しないフリップチップタイプの半導体チップが広く使用されている。このようなフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）形態の半導体チップは、半導体チップの下面に半田バンプ型の多数の電極が形成され、基板に形成された半田バンプに対応する位置にボンディングする方式で基板に実装される。また、シリコン貫通ビア（ＴＳＶ；Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）タイプに製作された半導体チップの場合、半導体チップ上に半導体チップを積層（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）して上下の半導体チップの半田バンプをボンディングする方法が使用されている。
【０００３】
このように薄い半導体チップを基板または他の半導体チップ上にボンディングする方法として、熱圧着ボンディング（ＴＣＢ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法が従来から使用されている。このような熱圧着ボンディングは、半導体チップを加熱することが可能なヒーターを備えたボンディングヘッドで半導体チップの上面を吸着して基板上に配置し、加圧した状態で半導体チップを加熱する方法である。半導体チップを加熱すると、半導体チップまたは基板の半田バンプが溶けながらボンディングが行われる。半田バンプが溶ける温度まで半導体チップをボンディングヘッドで加熱した後は、再び半田バンプが硬化するまでボンディングヘッドで半導体チップを加圧する状態を維持しなければならない。このとき、半導体チップの温度が下降するように、ボンディングヘッドのヒーターは作動を中止する。
【０００４】
このように、熱圧着ボンディング方法は、半導体チップの加熱と冷却を行う間、ボンディングヘッドで半導体チップを加圧した状態を維持しなければならないので、作業時間が長くかかるという問題点がある。また、ボンディングヘッドで半導体チップを加熱する方式も熱伝導方式を使用するので、半導体チップを加熱してさらに冷却することに比較的長い時間がかかる。通常、熱圧着ボンディング方法で半導体チップをボンディングするには数十秒以上の時間がかかる。
【０００５】
また、比較的長い時間半導体チップを加熱することにより半導体チップを損傷させるという問題点もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、迅速かつ安定的に半導体チップを基板または他の半導体チップ上にボンディングすることができる、半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明に係る半導体チップボンディング装置は、基板上に非伝導性樹脂層と半導体チップが順次積層された複数のチップ−基板組立体の下面を固定する固定部材と、前記固定部材の上側に配置され、レーザービームが透過することが可能な透過部を備える加圧部材と、前記複数のチップ−基板組立体の半導体チップを基板に対して加圧して、前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプが前記非伝導性樹脂層を突き抜けてもう一方に電気的に接触することができるよう、前記固定部材及び前記加圧部材のいずれか一方をもう一方に対して昇降させる昇降部材と、前記加圧部材によって加圧された前記チップ−基板組立体に前記加圧部材の透過部を介して前記レーザービームを照射して前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプをもう一方にボンディングするレーザーヘッドとを含むことに特徴がある。
【０００８】
また、本発明に係る半導体チップボンディング方法は、（ａ）半導体チップの下面及び基板の上面のうちのいずれか一方に非伝導性樹脂層を形成する段階と、（ｂ）前記基板上に前記半導体チップを配置して、前記基板と非伝導性樹脂層と半導体チップが順次積層された複数のチップ−基板組立体を設ける段階と、（ｃ）前記複数のチップ−基板組立体を固定部材上に配置して前記固定部材で固定する段階と、（ｄ）前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプが前記非伝導性樹脂層を突き抜けてもう一方に電気的に接触することができるように前記固定部材の上側に配置され、レーザービームが透過することが可能な透過部を備える加圧部材及び前記固定部材のうちのいずれか一方を、もう一方に対して昇降部材によって近接させる段階と、（ｅ）前記加圧部材と前記固定部材との間のチップ−基板組立体に前記加圧部材の透過部を介してレーザーヘッドによってレーザービームを照射して前記半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方の半田バンプをもう一方にボンディングする段階とを含むことに特徴がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法は、半導体チップを基板または他の半導体チップに迅速かつ正確にボンディングして生産性を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体チップボンディング装置の概念図である。
【図２】図１に示された半導体チップボンディング装置の加圧部材の平面図である。
【図３】図１に示された半導体チップボンディング装置によってボンディングされるチップ−基板組立体の一例を示す図である。
【図４】図１に示された半導体チップボンディング装置によってボンディングされるチップ−基板組立体の一例を示す図である。
【図５】図１に示された半導体チップボンディング装置によってボンディングされるチップ−基板組立体のそれぞれの他の例を示す図である。
【図６】図１に示された半導体チップボンディング装置によってボンディングされるチップ−基板組立体のそれぞれの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る半導体チップボンディング装置について詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る半導体チップボンディング装置の概念図であり、図２は図１に示された半導体チップボンディング装置の加圧部材の平面図である。図３は図１に示された半導体チップボンディング装置によってボンディングされるチップ−基板組立体の一例を示す図である。
【００１３】
本実施形態の半導体チップボンディング装置は、レーザービームを用いて基板１１に半導体チップ１３をフリップチップの形態でボンディングし、或いはシリコン貫通ビア（ＴＳＶ；Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）の形態で製作された半導体チップ１３を互いに積層してボンディングするための装置である。以下では、まず、基板１１に半導体チップ１３をボンディングする場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
基板１１と半導体チップ１３にはそれぞれ半田バンプ１１１、１３１が形成されており、レーザービームにより伝達されるエネルギーによって半田バンプ１１１、１３１が瞬間的に溶け、その後半田バンプ１１１、１３１が固まることによって半導体チップ１３は基板１１にボンディングされる。このとき、基板１１上には、図３に示すように、非伝導性樹脂層１２と半導体チップ１３が順次積層される。すなわち、基板１１と半導体チップ１３との間には非伝導性樹脂層１２が配置される。非伝導性樹脂層１２は、非伝導性フィルム（ＮＣＦ；Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）が使用されてもよく、非伝導性ペースト（ＮＣＰ；Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）が使用されてもよい。非伝導性フィルムを使用する場合には、基板１１の上面または半導体チップ１３の下面に非伝導性フィルムが付着した状態で半導体チップ１３を基板１１に積層する。非伝導性ペーストを使用する場合には、基板１１の上面に非伝導性ペーストを塗布した後、半導体チップ１３を基板１１に積層する。本実施形態では、半導体チップ１３の下面に付着する非伝導性フィルム形態の非伝導性樹脂層１２が形成されるチップ−基板組立体１０の場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１及び図２を参照すると、本実施形態に係る半導体チップボンディング装置は、固定部材１００、加圧部材２００、昇降部材３００及びレーザーヘッド４００を含む。
【００１６】
固定部材１００は、複数のチップ−基板組立体１０の下面を固定する装置である。本実施形態の場合、複数のチップ−基板組立体１０の基板１１が互いに接続されている形態のチップ−基板組立体１０に対してボンディング作業を行う場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
本実施形態の固定部材１００は、真空吸着方式で基板１１の下面を支持して固定する。基板１１の半田バンプ１１１が形成された位置に合わせて、半導体チップ１３が非伝導性樹脂層１２上に配置された状態のチップ−基板組立体１０が固定部材１００に供給されて吸着固定される。非伝導性樹脂層１２の粘性または粘着性により、半導体チップ１３は基板１１に一時的に接着された状態になる。比較的大きな振動や外力が加えられない限り、基板１１に配置された半導体チップ１３は非伝導性樹脂層１２の作用によって揺れずにその位置が維持される。
【００１８】
固定部材１００の上側には加圧部材２００が配置される。図２を参照すると、加圧部材２００は透過部２１０とマスク部２２０を備える。透過部２１０は、レーザービームが透過することが可能な透明材質で構成される。レーザービームを透過させる用途に広く使われるクォーツ（ｑｕａｒｔｚ）が透過部２１０の材料として使用できる。マスク部２２０は、レーザービームが透過することができない不透明材質で形成される。マスク部２２０は、透過部２１０を支持することができるように構成される。図３を参照すると、透過部２１０は、下側の固定部材１００によって固定されたチップ−基板組立体１０の半導体チップ１３と一対一で対応する領域に配置される。
【００１９】
マスク部２２０は、その透過部２１０を平面的に支持するように構成される。また、上述したように、マスク部２２０は不透明材質で形成される。マスク部２２０は、チップ−基板組立体１０同士の間に対応する領域に配置される。マスク部２２０は、透過部２１０を除いた領域にはレーザービームが通過することを防止する役割をする。透過部２１０の下面は平面状に形成される。後述する昇降部材３００の作動によって加圧部材２００を用いてチップ−基板組立体１０の半導体チップ１３を加圧するとき、下面が平らに形成された透過部２１０によって半導体チップ１３を均一に平面的に加圧する。
【００２０】
昇降部材３００は、固定部材１００を上下に昇降させる役割をする。チップ−基板組立体１０の基板１１が固定部材１００に吸着固定された状態で、昇降部材３００が固定部材１００を上昇させて加圧部材２００に密着させる方法でチップ−基板半導体チップ１０の半導体チップ１３を加圧する。昇降部材３００が固定部材１００を加圧部材２００に対して加圧すると、半導体チップ１３の半田バンプ１３１と基板１１の半田バンプ１１１がそれぞれ非伝導性樹脂層１２を突き抜けて互いに電気的に接触することになる。
【００２１】
レーザーヘッド４００は加圧部材２００の上側に配置される。レーザーヘッド４００は、レーザービームを発生させて加圧部材２００の透過部２１０を介してその下側の半導体チップ１３に伝達する。レーザービームにより伝達されるエネルギーによって基板１１の半田バンプ１１１と半導体チップ１３の半田バンプ１３１が瞬間的に溶けながら半導体チップ１３が基板１１にボンディングされる。
【００２２】
レーザーヘッド４００はヘッド移送部材５００に設置される。ヘッド移送部材５００はレーザーヘッド４００を水平方向に移送する。レーザーヘッド４００は、加圧部材２００の上側から複数の透過部２１０に対して同時にレーザービームを照射することもでき、透過部２１０ごとに順次レーザービームを照射することもできる。ヘッド移送部材５００は、レーザーヘッド４００を移送して、レーザービームが照射されるべき位置にレーザーヘッド４００を移送する。
【００２３】
以下、上述したように構成された本実施形態に係る半導体チップボンディング装置を用いて基板１１に半導体チップ１３をボンディングする半導体チップボンディング方法について説明する。
【００２４】
まず、半導体チップ１３の下面に非伝導性フィルム（ＮＣＦ）を付着させて非伝導性樹脂層１２を形成する（（ａ）段階）。上述したように、非伝導性フィルムは基板１１の上面に付着してもよい。本実施形態では、図３に示すように、半導体チップ１３の下面に非伝導性フィルムを付着させて非伝導性樹脂層１２を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００２５】
このように下面に非伝導性樹脂層１２が付着した半導体チップ１３をそれぞれ基板１１上に配置して、基板１１、非伝導性樹脂層１２及び半導体チップ１３が順次積層された複数のチップ−基板組立体１０を設ける（（ｂ）段階）。図１には一つの基板１１上に複数の非伝導性樹脂層１２と半導体チップ１３が積層されて複数のチップ−基板組立体１０が設けられた構造が示されており、図３には複数のチップ−基板組立体１０のうちのいずれか一方を拡大した断面図が示されている。このとき、基板１１の半田バンプ１１１と半導体チップ１３の半田バンプ１３１は互いに対応する位置に対向するように配置される。非伝導性樹脂層１２の粘着力により、半導体チップ１３は基板１１の上面に一時的に付いている状態となる。
【００２６】
このように、（ｂ）段階が完了した複数のチップ−基板組立体１０を、図１及び図３に示すように、固定部材１００の上に配置して基板１１の下面を固定部材１００で固定する（（ｃ）段階）。固定部材１００は、基板１１の下面を真空吸着する方法でチップ−基板組立体１０を固定する。
【００２７】
このように固定部材１００にチップ−基板組立体１０が固定された状態で昇降部材３００で固定部材１００を上昇させて半導体チップ１３を加圧部材２００に近接させる方法で、チップ−基板組立体１０を基板１１に対して加圧する（（ｄ）段階）。昇降部材３００の作用により、半導体チップ１３及び基板１１のうちのいずれか一方の半田バンプ１１１、１３１が非伝導性樹脂層１２を突き抜けてもう一方に電気的に接触する。本実施形態の場合、図４に示すように、半導体チップ１３の半田バンプ１３１と基板１１の半田バンプ１１１とがそれぞれ非伝導性樹脂層１２を突き抜けて互いに接触する。結果的に、半導体チップ１３の半田バンプ１３１と基板１１の半田バンプ１１１とは電気的に接続される。また、非伝導性樹脂層１２によって半導体チップ１３の半田バンプ１３１同士は互いに電気的に絶縁され、基板１１の半田バンプ１１１同士も互いに電気的に絶縁される。非伝導性樹脂層１２は、半導体チップ１３から発生する熱を放出する役割を果たし、半導体チップ１３と基板１１に加えられる衝撃を緩和させる役割を果たす。
【００２８】
このような状態でレーザーヘッド４００からレーザービームを照射して半導体チップ１３の半田バンプ１３１と基板１１の半田バンプ１１１とを互いにボンディングする（（ｅ）段階）。レーザーヘッド４００から照射されたレーザービームは、加圧部材２００の透過部２１０を介してチップ−基板組立体１０に伝達される。レーザービームにより伝達されたエネルギーによって、基板１１及び半導体チップ１３の半田バンプ１１１、１３１が瞬間的に溶けてから固まりながら、図４に示すように半導体チップ１３が基板１１にボンディングされる。レーザービームによって瞬間的に半導体チップ１３または基板１１の温度が上昇しながら熱変形が発生することがあるが、上述したように、加圧部材２００の透過部２１０が半導体チップ１３を押している状態なので、半導体チップ１３の熱変形による歪みや反りが防止されながら、半導体チップ１３は安定的に基板１１にボンディングされる。このような方法で半田バンプ１１１、１３１のボンディング不良の発生を防止することができる。また、本実施形態の半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法によれば、従来のヒーティングブロックを用いて熱伝導方式で半導体チップを加熱する方式とは異なり、レーザービームを用いて半導体チップ１３を加熱し、半田バンプ１１１、１３１を加熱するため、非常に短い時間内にチップ−基板組立体１０のボンディング作業を行うことができるという利点がある。また、熱伝導方式を使用せず、レーザービームのエネルギーを直接伝達する方式を使用するので、半田バンプ１１１、１３１の温度を熱伝導方式に比べて飛躍的に速い速度で高めることができ、レーザービームの照射を中断することにより、非常に速い速度で半田バンプ１１１、１３１の温度を低めることができる。このような方法で、本発明の半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法は、従来に比べて数十倍以上の速い速度で半導体チップボンディング作業を行うことができるという利点がある。また、半導体チップ１３に熱を加える時間が非常に短いため、半導体チップ１３が熱により損傷することを防止することができるという効果がある。
【００２９】
前述したように、加圧部材２００は透過部２１０とマスク部２２０から構成され、レーザービームは透過部２１０のみを通過することができるように構成される。よって、レーザーヘッド４００から照射されるレーザービームは、加圧部材２００の透過部２１０を通過して、その透過部２１０の下側に配置されたチップ−基板組立体１０にのみ伝達される。このように透過部２１０とマスク部２２０から構成された加圧部材２００を用いることにより、レーザービームのエネルギーが伝達される必要のない基板１１の部分にレーザービームが照射されることを防止することができるという効果がある。
【００３０】
また、上述したような加圧部材２００を用いて複数のチップ−基板組立体１０を同時に基板１１にボンディングするように（ｅ）段階を行うことも可能である。レーザーヘッド４００を操作してレーザービームの照射面積を広めると、２つ以上のチップ−基板組み体１０に対して同時にレーザービームを照射することができる。上述したように、加圧部材２００のマスク部２２０によって、チップ−基板組立体１０の半導体チップ１３と対応する領域以外の領域はレーザービームが通過することができないので、広い領域にレーザービームを照射しても、ボンディングが必要な半導体チップ１３にのみレーザービームのエネルギーを伝達することが可能である。このような方法で複数の半導体チップ１３を同時に基板１１にボンディングすることにより、全体的に工程の生産性を向上させることができる。場合によっては、図２に示すような加圧部材２００全体にレーザービームを照射して、加圧部材２００によって加圧されたチップ−基板組立体１０全体を同時にボンディングするように（ｅ）段階を行うことも可能である。
【００３１】
また、場合によっては、前述したヘッド移送部材５００を用いてレーザーヘッド４００を移送しながら（ｅ）段階を行うことも可能である。ヘッド移送部材５００を用いてレーザーヘッド４００を移送しながら、一度で一つの半導体チップ１３を順次基板１１にボンディングするように（ｅ）段階を行うこともできる。同様の方法で、一度で２つのチップ−基板組立体１０の半導体チップ１３を基板１１にボンディングするか、或いは一度で１列のチップ−基板組立体１０の半導体チップ１３にレーザービームを照射する方法で（ｅ）段階を行うことも可能である。
【００３２】
このように加圧部材２００によって複数のチップ−基板組立体１０を同時に加圧した状態でレーザービームを照射する領域のみ広めたり狭めたりする方法で、レーザービームが照射される領域のみを変更すればよいので、本発明の半導体チップボンディング装置及び半導体ボンディング方法は、さらに迅速にチップ−基板組立体１０のボンディング作業を行うことができるという利点がある。
【００３３】
一方、ヘッド移送部材５００を用いなくても、順次一つまたは複数のチップ−基板組立体１０に対するボンディング作業を行うことも可能である。レーザーヘッド４００が固定された状態でレーザーヘッド４００内の作動によって光学的な方法でレーザービームの照射位置及び領域を調節することができるように構成すれば、固定された状態のレーザーヘッド４００を備える半導体チップボンディング装置を用いても、上述したように、チップ−基板組立体１０に順次レーザービームを照射する方法で（ｅ）段階を行うことが可能である。
【００３４】
以上、本発明について好適な例を挙げて説明したが、本発明の範囲が前述及び図示した形態に限定されるものではない。
【００３５】
例えば、非伝導性フィルム（ＮＣＦ）形態の非伝導性樹脂層１２を半導体チップ１３の下面に付着させた後、基板１１上に積層するものと前述したが、場合によっては、基板上に非伝導性フィルムを付着させた後、その上に半導体チップを載せる順序で（ａ）段階及び（ｂ）段階を行うことも可能である。
【００３６】
また、前述したように、非伝導性ペースト（ＮＣＰ）形態の非伝導性樹脂層を基板に塗布する方法で（ａ）段階を行うことも可能である。図５は基板６１上に非伝導性樹脂層６２として非伝導性ペーストを塗布した後、半導体チップ６３を積層してチップ−基板組立体６０を完成し、固定部材１００でチップ−基板組立体６０を固定した後、昇降部材３００で固定部材１００を上昇させる過程を示す断面図である。このような状態で基板６１と半導体チップ６３の半田バンプ６１１、６３１をレーザービームを用いてボンディングする。
【００３７】
また、半導体チップ１３の下面と基板１１の上面にそれぞれ半田バンプ１１１、１３１が形成されている場合のチップ−基板組立体１０を例に挙げて前述したが、半導体チップ及び基板のうちのいずれか一方にのみ半田バンプが形成され、もう一方にはそれに対応する電極が形成される構造のチップ−基板組立体に対しても本発明の半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法を適用することが可能である。この場合、半田バンプが非伝導性樹脂層を突き抜けて、対応する電極にボンディングされる。
【００３８】
また、図３乃至図５を参照してＰＣＢまたはＦＰＣＢ形態の基板１１、６１に半導体チップ１３、６３を積層してボンディングする場合を例として図示及び前述したが、シリコン貫通ビア（ＴＳＶ；Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）形態で製作された半導体チップ７１、７３を互いに積層して、隣接する半導体チップ７１、７３同士を互いにボンディングするための用途に本発明の半導体チップボンディング装置及び半導体チップボンディング方法を使用することも可能である。この場合、図６に示すように、最も上側に位置する半導体チップ７３が前述のチップ−基板組立体１０の半導体チップ１３に該当し、その下の半導体チップと基板の組立体が前述のチップ−基板組立体１０の基板１１に該当する構成になる。この際にも、半田バンプ７１１、７３１が非伝導性樹脂層７２を突き抜けて互いに接触するようにチップ−基板組立体７０を加圧した状態でレーザービームを用いて半田バンプ７１１、７３１を互いにボンディングする。
【００３９】
また、昇降部材３００は固定部材１００を昇降させるものと前述したが、昇降部材が加圧部材を昇降させる形態で半導体チップボンディング装置を構成することも可能である。この場合、固定部材で基板が固定された状態で昇降部材が加圧部材を下降させて基板に対して半導体チップを加圧する方法で（ｄ）段階を行う。
【００４０】
また、昇降部材３００によって固定部材１００を上昇させて全てのチップ−基板組立体１０を同時に加圧した状態で、同時にまたは順次にレーザービームを照射してボンディングするものと前述したが、チップ−基板組立体を幾つかのグループに分けて順次加圧部材で加圧し、レーザーヘッドでボンディングする方式で作動するように半導体チップボンディング装置を構成することも可能である。この場合、本発明に係る半導体チップボンディング装置は、固定部材を水平方向に移送する固定部移送部材をさらに備える。このように構成された半導体チップボンディング装置の場合、固定部移送部材によって固定部材を順次水平方向に移送した後、昇降部材によって上昇させて、半導体チップの一部のグループを加圧部材として加圧してボンディングした後に下降する過程を繰り返す方法で半導体チップを基板にボンディングする。
【００４１】
また、加圧部材２００は透過部２１０とマスク部２２０を備えるものと前述したが、マスク部を備えない加圧部材を使用することも可能である。この場合、加圧部材の主要部分全体が透明材質の透過部で構成されるため、複数のチップ−基板組立体を加圧し、複数のチップ−基板組立体全体にレーザービームを照射することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０、６０、７０    チップ−基板組立体
１１、６１、７２    基板
１２、６２、７２    非伝導性樹脂層
１３、６３、７３    半導体チップ
１１１、１３１、６１１、６３１、７１１、７３１    半田バンプ
１００    固定部材
２００    加圧部材
２１０    透過部
２２０    マスク部
３００    昇降部材
４００    レーザーヘッド
５００    ヘッド移送部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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