(57)【要約】【課題】接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合であっても、全ての端子を確実に接合できるようにする。【解決手段】半導体素子３又は基板４を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料が配置され、接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料が配置されたボンディングツール２に、半導体素子又は基板を保持し、半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけ、加熱し、加熱によって熱膨張した第２材料によって半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となった状態で、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する方法であって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されたボンディングツールに、前記半導体素子又は前記基板を保持する工程と、
半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけ、加熱し、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となった状態で、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記保持工程において、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記保持工程において、前記半導体素子の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記保持工程において、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記保持工程において、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記保持工程において、前記基板の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記保持工程において、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する装置であって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されたボンディングツールと、
半導体素子同士又は半導体素子と基板が近づくように、前記ボンディングツールを駆動する駆動機構と、
加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するヒータとを備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項９】
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造するのに用いるボンディングツールであって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、
接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されていることを特徴とするボンディングツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の高集積化や小型化、基板上への高密度実装化に伴い、接合部もより微細化が進んでいる。
特に、多数の微細な端子を接続することが可能なフリップチップボンディング（フリップチップ接合）が主流となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平８−１６１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体チップや半導体ウェハなどの半導体素子同士又は半導体素子と基板をフリップチップボンディングするためには、高い搭載位置精度が必要とされる。
例えば、ボンディングツールに半導体素子や基板を固定し、半導体素子同士又は半導体素子と基板で端子の位置合わせを行ない、半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけ、加熱して、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合する。
【０００５】
しかしながら、例えば、半導体素子の厚さ分布や反り、基板の厚さ分布や反り、半導体素子や基板の配線や電極パッドの配置の疎密等に応じた端子の高さ位置のばらつきなどによって、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子が存在することになる場合がある。この接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子は、未接合となってしまい、半導体装置の製造効率の低下の要因となっている。
【０００６】
そこで、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合であっても、全ての端子を確実に接合できるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本半導体装置の製造方法は、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する方法であって、半導体素子又は基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料が配置されたボンディングツールに、半導体素子又は基板を保持する工程と、半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけ、加熱し、加熱によって熱膨張した第２材料によって半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となった状態で、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合する工程とを備える。
【０００８】
本半導体装置の製造装置は、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する装置であって、半導体素子又は基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料が配置されたボンディングツールと、半導体素子同士又は半導体素子と基板が近づくように、ボンディングツールを駆動する駆動機構と、加熱によって熱膨張した第２材料によって半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するヒータとを備える。
【０００９】
本ボンディングツールは、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造するのに用いるボンディングツールであって、半導体素子又は基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料が配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールによれば、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合であっても、全ての端子を確実に接合できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図２】本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールを説明するための模式図である。
【図３】本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールを説明するための模式的断面図である。
【図４】本実施形態にかかるボンディングツールの構成例を説明するための模式的斜視図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるボンディングツールの構成例を説明するための模式図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図６】本実施形態にかかるボンディングツールの構成例を説明するための模式的斜視図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールの構成例を説明するための模式的断面図であって、（Ａ）は室温時の状態を示しており、（Ｂ）は接合時（加熱時）の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツールについて、図１〜図１２を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体装置の製造装置及び製造方法は、半導体チップや半導体ウェハなどの半導体素子同士又は半導体素子と基板（例えば回路基板）を接合して半導体装置を製造する装置及び方法である。例えば、本半導体装置の製造装置は、半導体素子同士又は半導体素子と基板をフリップチップボンディングするのに用いられ、高い搭載位置精度を実現しうるフリップチップボンダである。なお、フリップチップボンダをチップボンダともいう。
【００１３】
以下、チップボンダで半導体チップと基板を接合して半導体装置を製造する場合を例に挙げて説明する。
本チップボンダは、図２に示すように、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２と、第１ボンディングツール２を保持するヘッド１と、基板４を保持する第２ボンディングツール５と、第２ボンディングツール５を保持するステージ６とを備える。なお、ボンディングツールはアタッチメント又は接合ツールともいう。
【００１４】
本実施形態では、図３に示すように、第１ボンディングツール２は、半導体チップ３を保持する側の表面からヘッド１に保持される側の表面へ貫通するように設けられ、半導体チップ３を吸着するための吸着穴２Ａを備える。なお、吸着穴２Ａは、半導体チップ３を吸着したい場所に設ければ良く、その場所や数は任意に決めることができる。例えば、吸着面の全面に複数設けても良いし、真ん中に１つだけ設けても良い。
【００１５】
また、ヘッド１は、その内部に、第１ボンディングツール２を保持する側の表面に第１ボンディングツール２の吸着穴２Ａに連なるように設けられた連通穴１Ａと、第１ボンディングツール２を保持する側の表面に設けられ、第１ボンディングツール２を吸着するための吸着穴（図示せず）と、連通穴１Ａ及び吸着穴から第１ボンディングツール２を保持する側の反対側まで延びる流路１Ｂ（排気流路）とを備える。なお、吸着穴は、第１ボンディングツール２を吸着するのに必要な場所に必要な数だけ設ければ良い。
【００１６】
そして、例えば流路１Ｂに接続されたポンプ（図示せず）などによって、ヘッド１の流路１Ｂを介して排気（吸引）することで、ヘッド１の流路１Ｂ、連通穴１Ａ及び吸着穴の内部及び第１ボンディングツール２の吸着穴２Ａの内部が減圧され、ヘッド１の吸着穴を介して第１ボンディングツール２がヘッド１に吸着されて保持されるとともに、第１ボンディングツール２の吸着穴２Ａを介して半導体チップ３が第１ボンディングツール２に吸着されて保持されるようになっている。このようにして、半導体チップ３は、第１ボンディングツール２を介して、ヘッド１に固定されることになる。なお、流路１Ｂ及びポンプは、排気のために用いるものであるため、排気装置ともいう。
【００１７】
同様に、第２ボンディングツール５は、基板４を保持する側の表面からステージ６に保持される側の表面へ貫通するように設けられ、基板４を吸着するための吸着穴５Ａを備える。なお、吸着穴５Ａは、基板４を吸着したい場所に設ければ良く、その場所や数は任意に決めることができる。例えば、吸着面の全面に複数設けても良いし、真ん中に１つだけ設けても良い。
【００１８】
また、ステージ６は、その内部に、第２ボンディングツール５を保持する側の表面に第２ボンディングツール５の吸着穴５Ａに連なるように設けられた連通穴６Ａと、第２ボンディングツール５を保持する側の表面に設けられ、第２ボンディングツール５を吸着するための吸着穴（図示せず）と、連通穴６Ａ及び吸着穴から第２ボンディングツール５を保持する側の反対側まで延びる流路６Ｂ（排気流路）とを備える。なお、吸着穴は、第２ボンディングツール５を吸着するのに必要な場所に必要な数だけ設ければ良い。
【００１９】
そして、例えば流路６Ｂに接続されたポンプ（図示せず）などによって、ステージ６の流路６Ｂを介して排気（吸引）することで、ステージ６の流路６Ｂ、連通穴６Ａ及び吸着穴の内部及び第２ボンディングツール５の吸着穴５Ａの内部が減圧され、ステージ６の吸着穴を介して第２ボンディングツール５がステージ６に吸着されて保持されるとともに、第２ボンディングツール５の吸着穴５Ａを介して基板４が第２ボンディングツール５に吸着されて保持されるようになっている。このようにして、基板４は、第２ボンディングツール５を介して、ステージ６に固定されることになる。なお、流路６Ｂ及びポンプは、排気のために用いるものであるため、排気装置ともいう。
【００２０】
また、本実施形態では、ヘッド１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能になっており、また、回転可能になっている。このため、本チップボンダは、ヘッド１を駆動する駆動機構１０として、ヘッド１をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動させる移動機構、及び、ヘッド１を回転させる回転機構を備える。
したがって、ヘッド１に保持される第１ボンディングツール２、さらには、第１ボンディングツール２に保持される半導体チップ３も、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能になっており、また、回転可能になっている。これにより、ヘッド１及び第１ボンディングツール２に保持された半導体チップ３を、ステージ６及び第２ボンディングツール５に保持された基板４に対して位置合わせすることができるようになっている。
【００２１】
なお、ここでは、ヘッド１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能にし、また、回転可能にしているが、これに限られるものではなく、ヘッド１及びステージ６の少なくとも一方を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能にし、また、回転可能にすれば良い。例えば、基板４を第２ボンディングツール５を介して保持するステージ６を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能にし、また、回転可能にしても良い。この場合、チップボンダは、ステージ６を駆動する駆動機構として、ステージ６をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動させる移動機構、及び、ステージ６を回転させる回転機構を備えるものとなる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、ヘッド１及びステージ６は、それぞれ、ヒータ７Ａ、７Ｂを備える。そして、接合時にヒータ７Ａ、７Ｂによって加熱することで、半導体チップ３の端子（ここでははんだバンプ３Ａ）と基板４の端子（ここでは電極パッド４Ａ）とを接合するのに用いるはんだを溶融させて、半導体チップ３と基板４とをはんだ接合するようになっている。
【００２３】
このように構成されるチップボンダでは、ヘッド１に第１ボンディングツール２を介して半導体チップ３を保持し、ステージ６に第２ボンディングツール５を介して基板４を保持した後、駆動機構（移動機構及び回転機構）１０によって、半導体チップ３と基板４の所定の端子同士（電極同士）の位置合わせを行ない、ヒータ７Ａ、７Ｂによって加熱し、はんだを溶融させて、半導体チップ３と基板４とをはんだ接合することになる。
【００２４】
特に、本実施形態では、例えば図１（Ａ）、図７（Ａ）〜図１２（Ａ）に示すように、第１ボンディングツール２を、半導体チップ３を保持する面に、第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと、第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備えるものとする。あるいは、第２ボンディングツール５を、基板４を保持する面に、第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと、第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備えるものとする。なお、図１（Ａ）、図７（Ａ）〜図１２（Ａ）では、ヒータ７Ａ、半導体チップ３の端子、駆動機構１０などは省略している。
【００２５】
このように、ボンディングツール２、５は、半導体チップ３又は基板４を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備える。つまり、ボンディングツール２、５は、半導体チップ３又は基板４を保持する面の面内で熱膨張係数が分布しているものとする。
そして、接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料２Ｘが配置され、接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料２Ｙが配置されている。
【００２６】
このように、半導体チップ３を基板４に接合する際に用いられるボンディングツール２、５を熱膨張係数の異なる複数の材料で作製することで、接合時の加熱によって、半導体チップ３や基板４が接触するボンディングツール２、５の表面高さが変化し、接合対象となる半導体チップ３や基板４の面内の高さ調整（接合高さ調整）が行なわれ、端子間のギャップが面内で一定になるようにしている。
【００２７】
また、上述のように構成されるチップボンダは、半導体チップ３と基板４が近づくようにボンディングツール２、５を駆動する駆動機構１０と、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するヒータ７Ａ、７Ｂとを備えることになる。
この場合、以下のようにして半導体装置を製造することになる。
【００２８】
つまり、まず、例えば図１（Ａ）、図７（Ａ）〜図１２（Ａ）に示すように、半導体チップ３（又は基板４）を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備え、接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に第１材料２Ｘが配置され、接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３（又は基板４）を保持する（保持工程）。
【００２９】
次に、例えば図１（Ｂ）、図７（Ｂ）〜図１２（Ｂ）に示すように、ボンディングツール２を駆動する駆動機構１０によって半導体チップ３と基板４を近づけ、ヒータ７Ａ、７Ｂによって加熱し、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となった状態で、半導体チップ３と基板４を接合する（接合工程）。なお、図１（Ｂ）、図７（Ｂ）〜図１２（Ｂ）では、ヒータ７Ａ、半導体チップ３の端子、駆動機構１０などは省略している。
【００３０】
このようにして、半導体チップ３と基板４を接合して半導体装置を製造することができる。
例えば図１（Ａ）、図７（Ａ）〜図１１（Ａ）に示すように、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在する場合、例えば、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２において、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙを配置すれば良い。
【００３１】
そして、例えば図１（Ｂ）、図７（Ｂ）〜図１１（Ｂ）に示すように、ヒータ７Ａ、７Ｂによって、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱すれば良い。
ここで、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになるのは、例えば、以下の理由による。
【００３２】
近年、半導体パッケージなどの半導体装置の小型化、軽薄化に伴って、接合される半導体チップは薄化（薄片化）される傾向にある。
この薄化は、バックグラインド（ＢＧ）と呼ばれ、研磨装置で、半導体チップの回路が形成されていない側の面（例えばＳｉ面）から研磨することによって行なわれる。
そして、半導体チップをバックグラインドによって薄化する工程において、研磨によって削る側と反対側の表面に形成された電極パッドやはんだバンプの存在によって、半導体チップの面内で研磨装置から受ける圧力が変わってしまうことがある。この結果、研磨ムラが生じ、研磨後に半導体チップの厚さ分布（例えば半導体チップを構成するＳｉ基板の厚さ分布）が生じてしまうことになる。
【００３３】
また、薄化された半導体チップは、半導体回路や例えばＳｉ基板上にＳｉＯ２等で形成される配線層の応力によって、それ自体が反そってしまうこともある。
なお、このような半導体チップの厚さ分布や半導体チップの反りが生じている場合に、チップボンダで半導体チップを吸着して保持するだけでは、これらの影響を抑制することが難しくなってきている。
【００３４】
そして、これらに起因する半導体チップの厚さ分布や半導体チップの反りの影響による端子の微小な高さの違いによって、チップボンダで接合時に半導体チップと基板とを近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
このような半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる場合、この接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子は、未接合となってしまい、半導体装置の製造効率の低下の要因となる。
【００３５】
特に、このような現象は、半導体チップ３と基板４を狭ギャップで接合する場合、例えば、端子が微細になり、はんだ量が少なくなり、端子間の間隔が小さくなった場合などに最も顕著に表れ、半導体装置の製造効率の低下の要因となる。例えば、はんだバンプが小さくなり、その高さが低くなると、接合時のマージンがなくなるため、チップボンダで加圧し、はんだを溶融させても、接触できず、未接合となってしまうという現象が顕著に現れ、半導体装置の製造効率の低下の要因となる。
【００３６】
そこで、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して接合時に半導体チップ３と基板４を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合であっても、全ての端子を確実に接合できるようにすべく、上述のようにしている。
つまり、例えば図１（Ａ）、図７（Ａ）〜図１１（Ａ）に示すように、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２において、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙを配置している。
【００３７】
そして、例えば図１（Ｂ）、図７（Ｂ）〜図１１（Ｂ）に示すように、ヒータ７Ａ、７Ｂによって、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱している。
この場合、半導体チップ３の反りや半導体チップ３の厚さ分布が生じていても、半導体チップ３のすべての端子がはんだを挟んで基板４の対応する端子にほぼ均一な圧力（押圧力）で当たるようにすることができ、全ての端子を確実に接合できるようになる。
【００３８】
例えば、図１（Ａ）に示すように、半導体チップ３が反ってその外側（外周部；周辺部）が高くなっている場合、即ち、半導体チップ３が凹形状になっている場合、半導体チップ３の外側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の内側（内側部；中央部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００３９】
この場合、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、半導体チップ３の反りに応じて、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
また、ヒータ７Ａは、図１（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
【００４０】
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図１（Ａ）に示すように、半導体チップ３の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図１（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００４１】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、半導体チップ３が反ってその外側が高くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、半導体チップ３の反りを緩和し、接合面が平坦になるようにすることができる。つまり、半導体チップ３を吸着して保持しながら、半導体チップ３の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、半導体チップ３の反りを調整（制御）することが可能となる。
【００４２】
ここで、半導体チップ３の内側に対応する位置に配置される第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙは、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）などの高伸延材料とし、半導体チップ３の外側に対応する位置に配置される第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘは、例えば窒化ケイ素などの低伸延材料とすれば良い。
この場合、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２は、半導体チップ３の内側に対応する位置に例えば酸化アルミニウム（アルミナ）などの高伸延材料を配置し、半導体チップ３の外側に対応する位置に例えば窒化ケイ素などの低伸延材料を配置して、これらを焼結することによってシート状に作製することができる。
【００４３】
このようにして作製された第１ボンディングツール２を用いる場合、接合時の加熱によって室温から例えば約２５０℃まで昇温すると、半導体チップ３の内側に対応する位置に配置された高伸延材料である酸化アルミニウムは、熱膨張係数が約７．２ｐｐｍであるため、約１６．２μｍ延び、半導体チップ３の外側に対応する位置に配置された低伸延材料である窒化ケイ素は、熱膨張係数が約２．６ｐｐｍであるため、約５．８μｍ延びることになる。このため、半導体チップ３の外側に対して半導体チップ３の内側が約１０μｍ程度多く押されることになる。これにより、接合時の加熱によって、半導体チップ３の内側に存在していた、接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となり、全ての端子を確実に接合できることになる。
【００４４】
なお、ここでは、第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘ、及び、第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとして、酸化アルミニウム、窒化ケイ素を例示しているが、これに限られるものではなく、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、ジルコニア、金属などを用いることもできる。この場合、これらの材料を任意に組み合わせて用いても良いし、材料の配合比などを変えたものを組み合わせて用いても良い。
【００４５】
また、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせて作製されるボンディングツール２（５）は、例えば図４に示すように、一の熱膨張係数を有する材料８を枠状（外周部）に形成し、その内側（内側部）に他の熱膨張係数を有する材料９をはめ込んでシート状にしたものであっても良いし、例えば図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、一の熱膨張係数を有する材料８（母材）に他の熱膨張係数を有する材料９（埋込材）を埋め込んでシート状にしたものであっても良いし、例えば図６に示すように、一の熱膨張係数を有する材料８及び他の熱膨張係数を有する材料９のそれぞれによって形成された複数のブロックを格子状に並べて配置してシート状にしたものであっても良い。
【００４６】
また、例えば、図７（Ａ）に示すように、半導体チップ３が反ってその内側（内側部；中央部）が高くなっている場合、即ち、半導体チップ３が凸形状になっている場合、半導体チップ３の内側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の外側（外周部；周辺部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００４７】
この場合、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、半導体チップ３の反りに応じて、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
また、ヒータ７Ａは、図７（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
【００４８】
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図７（Ａ）に示すように、半導体チップ３の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図７（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００４９】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、半導体チップ３が反ってその内側が高くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、半導体チップ３の反りを緩和し、接合面が平坦になるようにすることができる。つまり、半導体チップ３を吸着して保持しながら、半導体チップ３の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、半導体チップ３の反りを調整（制御）することが可能となる。
【００５０】
また、例えば、図８（Ａ）に示すように、半導体チップ３に厚さ分布が生じており、その外側（外周部；周辺部）が薄くなっている場合、半導体チップ３の内側（内側部；中央部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の外側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００５１】
この場合、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、半導体チップ３の厚さ分布に応じて、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
また、ヒータ７Ａは、図８（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
【００５２】
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図８（Ａ）に示すように、半導体チップ３の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図８（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００５３】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、半導体チップ３に厚さ分布が生じており、その外側が薄くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、半導体チップ３の厚さ分布の影響を緩和し、接合面が平坦になるようにすることができる。つまり、半導体チップ３を吸着して保持しながら、半導体チップ３の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、半導体チップ３の厚さ分布の影響を抑制することが可能となる。
【００５４】
また、例えば、図９（Ａ）に示すように、半導体チップ３に厚さ分布が生じており、その外側（外周部；周辺部）が厚くなっている場合、半導体チップ３の外側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の内側（内側部；中央部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００５５】
この場合、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、半導体チップ３の厚さ分布に応じて、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
また、ヒータ７Ａは、図９（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
【００５６】
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図９（Ａ）に示すように、半導体チップ３の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図９（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００５７】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、半導体チップ３に厚さ分布が生じており、その外側が厚くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、半導体チップ３の厚さ分布の影響を緩和し、接合面が平坦になるようにすることができる。つまり、半導体チップ３を吸着して保持しながら、半導体チップ３の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、半導体チップ３の厚さ分布の影響を抑制することが可能となる。
【００５８】
このほか、半導体チップ３や基板４の配線や電極パッドの配置の疎密等に応じた、例えばめっきによって形成されるはんだバンプなどの端子の高さ位置のばらつきなどに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる場合もある。
この場合も、例えば、半導体チップ３又は基板４を保持するボンディングツール２、５において、半導体チップ３又は基板４の端子の高さ位置のばらつきに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙを配置すれば良い。例えば、この場合、ボンディングツール２、５を、半導体チップ３又は基板４の端子の高さ位置のばらつきに応じて、第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙのそれぞれによって形成された複数のブロックを格子状に並べて配置してシート状にしたものとするのが好ましい。
【００５９】
そして、ヒータ７Ａ、７Ｂによって、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３又は基板４の端子の高さ位置のばらつきに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱すれば良い。
このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３又は基板４の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、端子の高さ位置を調整（制御）することが可能となる。つまり、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、端子の高さ位置のばらつきを緩和し、半導体チップ３又は基板４を吸着して保持しながら、半導体チップ３又は基板４の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。
【００６０】
また、例えば図１０（Ａ）に示すように、半導体チップ３（又は基板４）の配線や電極パッドの配置によって生じた半導体チップ３（又は基板４）の厚さのムラ（厚さ分布）に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる場合もある。
この場合も、例えば、半導体チップ３（又は基板４）を保持するボンディングツール２（５）において、半導体チップ３（又は基板４）の厚さのムラに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙを配置すれば良い。例えば、この場合、ボンディングツール２（５）を、半導体チップ３（又は基板４）の厚さのムラに応じて、第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙのそれぞれによって形成された複数のブロックを格子状に並べて配置してシート状にしたものとするのが好ましい。
【００６１】
そして、ヒータによって、図１０（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３（又は基板４）の厚さのムラに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱すれば良い。
このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３（又は基板４）の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、半導体チップ３（又は基板）の厚さのムラや端子３Ａの高さ位置などを調整（制御）することが可能となる。つまり、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３（又は基板）の厚さのムラや端子３Ａの高さ位置のばらつきを緩和し、半導体チップ３（又は基板４）を吸着して保持しながら、半導体チップ３（又は基板４）の任意の場所を押すことで、接合面が平坦になるようにすることができる。
【００６２】
このように、半導体チップ３や基板４の配線や電極パッドの配置に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる場合であって、このような端子が存在する場所が偏っていた場合であっても、所望の場所が押されるように熱膨張係数が異なる材料を配置することで対応することが可能となる。
ところで、基板４の反りに起因して接合時に半導体チップ３と基板４を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合、以下のようにして、全ての端子を確実に接合できるようにすることができる。
【００６３】
つまり、例えば、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２において、基板４の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙを配置する。そして、ヒータ７Ａによって、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱する。この場合、基板４の反りが生じていても、半導体チップ３のすべての端子がはんだを挟んで基板４の対応する端子にほぼ均一な圧力（押圧力）で当たるようにすることができ、全ての端子を確実に接合できるようになる。
【００６４】
例えば、基板４が反ってその内側（内側部；中央部）が高くなっている場合、即ち、基板４が凸形状になっている場合、半導体チップ３の内側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の外側（外周部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００６５】
この場合、図１１（Ａ）に示すように、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、基板４の反りに応じて、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
【００６６】
また、ヒータ７Ａは、図１１（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板を４近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図１１（Ａ）に示すように、基板４の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図１１（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００６７】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、基板４が反ってその内側が高くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、基板４の反りに応じて半導体チップ３が反るようにして、基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が、接合できる間隔になり、全ての端子が接合できることになる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、基板４の反りに応じて半導体チップ３の反りを調整（制御）することが可能となる。
【００６８】
また、例えば、基板４が反ってその外側（外周部；周辺部）が高くなっている場合、即ち、基板４が凹形状になっている場合、半導体チップ３の外側に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけると接合できる間隔になる端子が存在し、半導体チップ３の内側（内側部；中央部）に接合時に半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が存在することになる。
【００６９】
この場合、図１２（Ａ）に示すように、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２を、基板４の反りに応じて、半導体チップ３の外側に対応する位置に第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘが配置され、半導体チップ３の内側に対応する位置に第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙが配置されているものとすれば良い。
【００７０】
また、ヒータ７Ａは、図１２（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとすれば良い。
そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、図１２（Ａ）に示すように、基板４の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール２に、半導体チップ３を保持し、接合工程において、図１２（Ｂ）に示すように、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにすれば良い。
【００７１】
このように、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、基板４が反ってその外側が高くなっている場合であっても、接合時の加熱によって、基板４の反りに応じて半導体チップ３が反るようにして、基板４の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が、接合できる間隔になり、全ての端子が接合できることになる。このようにして、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、接合時の加熱によって、半導体チップ３の任意の場所を押す圧力を高くすることができ、基板４の反りに応じて半導体チップ３の反りを調整（制御）することが可能となる。
【００７２】
ところで、上述の各構成例では、半導体チップ３を保持する第１ボンディングツール２の構成について説明しているが、基板４を保持する第２ボンディングツール５についても同様に構成することができる。
つまり、基板４の反りや基板４の厚さ分布に起因して接合時に半導体チップ３と基板４を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合、以下のようにして、全ての端子を確実に接合できるようにすることができる。
【００７３】
つまり、例えば、基板４を保持する第２ボンディングツール５を、基板４の反りや基板４の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたものとする。また、ヒータ７Ｂを、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りや基板４の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとする。そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、基板４の反りや基板４の厚さ分布に応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール５に、基板４を保持し、接合工程において、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって基板４の反りや基板４の厚さ分布に起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにする。この場合、基板４の反りや基板４の厚さ分布が生じていても、半導体チップ３のすべての端子がはんだを挟んで基板４の対応する端子にほぼ均一な圧力（押圧力）で当たるようにすることができ、全ての端子を確実に接合できるようになる。
【００７４】
また、半導体チップ３の反りに起因して接合時に半導体チップ３と基板４を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合、以下のようにして、全ての端子を確実に接合できるようにすることができる。
つまり、例えば、基板４を保持する第２ボンディングツール５を、半導体チップ３の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたものとする。また、ヒータ７Ｂを、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するものとする。そして、半導体装置の製造方法における保持工程において、半導体チップ３の反りに応じて第１材料２Ｘ及び第２材料２Ｙが配置されたボンディングツール５に、基板４を保持し、接合工程において、加熱によって熱膨張した第２材料２Ｙによって半導体チップ３の反りに起因して半導体チップ３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるようにする。この場合、半導体チップ３の反りが生じていても、半導体チップ３のすべての端子がはんだを挟んで基板４の対応する端子にほぼ均一な圧力（押圧力）で当たるようにすることができ、全ての端子を確実に接合できるようになる。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、ボンディングツール２、５を、第１熱膨張係数を有する第１材料２Ｘと第２熱膨張係数を有する第２材料２Ｙとを備えるものとしているが、これは、ボンディングツールを、熱膨張係数の異なる２つの材料を備えるものとする場合に限られるものではなく、例えば熱膨張係数の異なる２つ以上の材料を備えるものとしても良い。つまり、ボンディングツールを、熱膨張係数の異なる２つ以上の材料を組み合わせて構成しても良い。これにより、反り、厚さ分布、端子の高さ位置のばらつきに応じて、より細かく調整（面内における高さ方向制御）が可能となる。
【００７６】
なお、上述の実施形態では、半導体チップ３と基板４を接合して半導体装置を製造する場合を例に挙げて説明しているが、半導体チップ同士を接合して半導体装置を製造する場合や半導体ウェハ同士又は半導体ウェハと基板を接合して半導体装置を製造する場合も同様である。ここで、半導体チップと半導体ウェハをまとめて半導体素子という。このため、本発明は、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する場合に適用することができる。
【００７７】
また、上述の実施形態において、接合対象である半導体チップ３及び基板４のそれぞれを保持するボンディングツール２、５の少なくとも一方に本発明を適用すれば良い。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法及び製造装置、ボンディングツール２、５によれば、接合時に半導体素子３同士又は半導体素子３と基板４を近づけるだけでは接合できる間隔にならない端子がある場合であっても、全ての端子を確実に接合できるという利点がある。
【００７８】
そして、接合時に半導体素子３同士又は半導体素子３と基板４を近づけても接合できる間隔にならない端子が、未接合となり、半導体装置の製造効率が低下してしまうのを防止することができる。
特に、半導体素子３と基板４を狭ギャップで接合する場合、例えば、端子（接続端子）が微細になり、はんだ量が少なくなり、端子間の間隔が小さくなった場合などでも、全ての端子を確実に接合することが可能となり、半導体装置の製造効率が低下してしまうのを防止することができる。例えば、はんだバンプが小さくなり、その高さが低くなって、接合時のマージンがなくなった場合であっても、全ての端子を確実に接合することが可能となり、半導体装置の製造効率が低下してしまうのを防止することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する方法であって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されたボンディングツールに、前記半導体素子又は前記基板を保持する工程と、
半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけ、加熱し、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となった状態で、半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８０】
（付記２）
前記保持工程において、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８１】
（付記３）
前記保持工程において、前記半導体素子の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８２】
（付記４）
前記保持工程において、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記半導体素子を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８３】
（付記５）
前記保持工程において、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８４】
（付記６）
前記保持工程において、前記基板の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８５】
（付記７）
前記保持工程において、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置された前記ボンディングツールに、前記基板を保持し、
前記接合工程において、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
【００８６】
（付記８）
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造する装置であって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されたボンディングツールと、
半導体素子同士又は半導体素子と基板が近づくように、前記ボンディングツールを駆動する駆動機構と、
加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱するヒータとを備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【００８７】
（付記９）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されており、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００８８】
（付記１０）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されており、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００８９】
（付記１１）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されており、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００９０】
（付記１２）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されており、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００９１】
（付記１３）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記基板の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されおり、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記基板の厚さ分布に起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００９２】
（付記１４）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されており、
前記ヒータは、加熱によって熱膨張した前記第２材料によって前記半導体素子の反りに起因して前記半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子が押されて接合できる間隔となるように加熱することを特徴とする、付記８に記載の半導体装置の製造装置。
【００９３】
（付記１５）
半導体素子同士又は半導体素子と基板を接合して半導体装置を製造するのに用いるボンディングツールであって、
前記半導体素子又は前記基板を保持する面に第１熱膨張係数を有する第１材料と前記第１熱膨張係数よりも大きい第２熱膨張係数を有する第２材料とを備え、
接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけると接合できる間隔になる端子に対応する位置に前記第１材料が配置され、接合時に半導体素子同士又は半導体素子と基板を近づけても接合できる間隔にならない端子に対応する位置に前記第２材料が配置されていることを特徴とするボンディングツール。
【００９４】
（付記１６）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
（付記１７）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
【００９５】
（付記１８）
前記ボンディングツールは、前記半導体素子を保持するボンディングツールであり、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
（付記１９）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記基板の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
【００９６】
（付記２０）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記基板の厚さ分布に応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
（付記２１）
前記ボンディングツールは、前記基板を保持するボンディングツールであり、前記半導体素子の反りに応じて前記第１材料及び前記第２材料が配置されていることを特徴とする、付記１５に記載のボンディングツール。
【符号の説明】
【００９７】
１  ヘッド
１Ａ  連通穴
１Ｂ  流路
２  第１ボンディングツール
２Ａ  吸着穴
２Ｘ  第１熱膨張係数を有する第１材料
２Ｙ  第２熱膨張係数を有する第２材料
３  半導体チップ
４  基板
５  第２ボンディングツール
５Ａ  吸着穴
６  ステージ
６Ａ  連通穴
６Ｂ  流路
７Ａ、７Ｂ  ヒータ
８  一の熱膨張係数を有する材料
９  他の熱膨張係数を有する材料
１０  駆動機構
【図１】
2015228392.tif 000003
【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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【図７】
2015228392.tif 000009
【図８】
2015228392.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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