(57)【要約】【課題】  干渉が起こるおそれがなく、高さの異なる半導体チップを効率良く基板上に実装することができる半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供する。【解決手段】  半導体装置の製造方法は、半導体チップ２４をボンディングヘッド１４の下端面１４ａに保持し、半導体チップ２４を配線基板１上の所定位置に位置決めし接合する工程と、高さＨ１を有するスペーサ治具１２をボンディングヘッド１４の下端面１４ａに吸引保持する工程と、半導体チップ２６をスペーサ治具１２を介してボンディングヘッド１４の下端面１４ａに保持し、半導体チップ２６を配線基板１上の半導体チップ２４に隣り合う位置に位置決めし接合する工程とを備える。半導体チップ２４は、高さＨ２を有する。半導体チップ２６は、高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有する。高さＨ１、Ｈ２およびＨ３は、Ｈ１＞Ｈ２−Ｈ３の関係を満たす。【選択図】        図７
2005209864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体チップをボンディングヘッドのベース面に保持し、前記ボンディングヘッドを移動させることによって、前記第１の半導体チップを基板上の所定位置に位置決めし接合する工程と、
高さＨ１を有するスペーサ部材を前記ボンディングヘッドのベース面に吸引保持する工程と、
第２の半導体チップを前記スペーサ部材を介して前記ボンディングヘッドのベース面に保持し、前記ボンディングヘッドを移動させることによって、前記第２の半導体チップを前記基板上の前記第１の半導体チップに隣り合う位置に位置決めし接合する工程とを備え、
前記第１の半導体チップは、高さＨ２を有し、前記第２の半導体チップは、前記高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有し、前記高さＨ１、Ｈ２およびＨ３は、Ｈ１＞Ｈ２−Ｈ３の関係を満たす、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
高さＨ４およびＨ５をそれぞれ有する第１および第２の部分を含むスペーサ部材を、ボンディングヘッドのベース面に吸引保持する工程と、
第１および第２の半導体チップをそれぞれ前記第１および第２の部分を介して前記ボンディングヘッドのベース面に保持し、前記ボンディングヘッドを移動させることによって、前記第１および第２の半導体チップを基板上の所定位置に位置決めし接合する工程とを備え、
前記第１の半導体チップは、高さＨ２を有し、前記第２の半導体チップは、前記高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有し、前記高さＨ２、Ｈ３、Ｈ４およびＨ５は、Ｈ２＋Ｈ４＝Ｈ３＋Ｈ５の関係を満たす、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置であって、
前記基板が載置される主表面を有するステージと、
前記主表面に向い合う前記ベース面を有し、前記主表面上で移動可能に設けられた前記ボンディングヘッドと、
前記ベース面に対して着脱自在に設けられた前記スペーサ部材と、
前記スペーサ部材を前記ベース面に吸引保持する保持手段とを備える、半導体製造装置。
【請求項４】
前記保持手段は、真空ポンプと、前記真空ポンプに接続され、かつ前記ベース面に達する真空ラインとを含む、請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ボンディングヘッドは、前記第１および第２の半導体チップを加熱するためのヒーターを含み、
前記スペーサ部材は、セラミック材料から形成されている、請求項３または４に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いられる半導体製造装置に関し、より特定的には、高さの異なる半導体チップを基板上の隣り合った位置に実装する半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いられる半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板上で移動可能なボンディングヘッドを用いて、配線基板に対する半導体チップの実装が行なわれている。この際、真空吸引により半導体チップをボンディングヘッドの下端面に直接、吸引保持し、その状態を維持したままボンディングヘッドを移動させることによって、配線基板上の所定位置に半導体チップを位置決めする。そして、半導体チップを配線基板上に半田接合した後、半導体チップの吸引保持を解除し、ボンディングヘッドを配線基板上から退避させる。
【０００３】
また別に、特開平７−３２６６４２号公報には、基板上に形成されたパッドに複数のチップを一括してボンディング接合することができるボンディングヘッド構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたボンディングヘッド構造は、ヘッドとチップとの間に介在し、チップの厚みに応じてその厚みが選択されるアダプタを備える。ヘッドには、凹部が形成されており、アダプタは、その凹部に嵌め込まれることによってヘッドに設置されている。
【０００４】
さらに、特開２００１−２６７４９１号公報には、配線基板の表面に複数個の半導体チップを良好に接合することができる半導体装置およびその組立方法が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された半導体装置の組立方法では、高さの小さい半導体チップから順に配線基板の表面に接合する。
【０００５】
さらに、特開平１０−２５６３１１号公報には、チップの高さが異なる場合や基板の両面に実装する場合に有効なマルチチップ実装法が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示されたマルチチップ実装法では、まず、接着剤を介して複数個のチップを基板上に位置決めする。その後、チップの背面と加圧型との間に緩衝層を設けた状態で、加圧型によりチップを加熱し、加圧する。
【特許文献１】特開平７−３２６６４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６７４９１号公報
【特許文献３】特開平１０−２５６３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年における半導体装置の小型化に伴い、配線基板上により高密度に半導体チップを実装することが求められている。一方、配線基板上に実装する半導体チップの高さは、ウェハロットやマルチベンダーの違いにより異なる。このため、高さの異なる半導体チップを配線基板上の近接した位置に実装する必要がある。しかしこの場合、高さが低い半導体チップを配線基板上に接合する際に、先に配線基板上に接合した高さが高い半導体チップと、ボンディングヘッドとが干渉するという問題が発生する。
【０００７】
また、このような問題を解決する方法として、実装する半導体チップに合わせて、実装時に半導体チップと干渉することのない形状を有するボンディングヘッドを新たに準備するという方法が考えられる。しかしこの場合、新たにボンディングヘッドを作製することによって、半導体装置の製造コストが増大するという問題が発生する。
【０００８】
また別の方法として、高さが低い半導体チップから順に配線基板上に実装するという特許文献２に開示された方法も考えられる。しかし、このような制約の下で半導体チップの実装工程を実施すれば、時間的なロスが生じる。このため、半導体チップを効率良く配線基板上に搭載することができない。また、特許文献３に開示されたアダプタは、ヘッドに形成された凹部に嵌め込まれることによってヘッドに設置されている。これにより、アダプタの取り替えに長時間を要し、同様に半導体チップを効率良く配線基板上に搭載することができない。
【０００９】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、干渉が起こるおそれがなく、高さの異なる半導体チップを効率良く基板上に実装することができる半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に従った半導体装置の製造方法は、第１の半導体チップをボンディングヘッドのベース面に保持し、ボンディングヘッドを移動させることによって、第１の半導体チップを基板上の所定位置に位置決めし接合する工程と、高さＨ１を有するスペーサ部材をボンディングヘッドのベース面に吸引保持する工程と、第２の半導体チップをスペーサ部材を介してボンディングヘッドのベース面に保持し、ボンディングヘッドを移動させることによって、第２の半導体チップを基板上の第１の半導体チップに隣り合う位置に位置決めし接合する工程とを備える。第１の半導体チップは、高さＨ２を有する。第２の半導体チップは、高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有する。高さＨ１、Ｈ２およびＨ３は、Ｈ１＞Ｈ２−Ｈ３の関係を満たす。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に従えば、干渉が起こるおそれがなく、高さの異なる半導体チップを効率良く基板上に実装することができる半導体装置の製造方法および半導体製造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】
【００１２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置を示す斜視図である。図１を参照して、半導体製造装置１０は、配線基板上の所定位置にフリップチップタイプの半導体チップを実装するための装置である。
【００１４】
半導体製造装置１０は、図示しない配線基板が位置決めされる載置面１１ａを有するボンディングステージ１１と、載置面１１ａに向い合う下端面１４ａを有するボンディングヘッド１４と、ボンディングヘッド１４に接続された真空ポンプ１９と、スペーサ治具１２とを備える。ボンディングステージ１１には、載置面１１ａに位置決めされた配線基板を加熱するための図示しないヒーターが内蔵されている。
【００１５】
スペーサ治具１２は、実装する半導体チップの高さによって選択的に使用される。スペーサ治具１２を使用しない場合、半導体チップは、下端面１４ａに直接、保持される。スペーサ治具１２を使用する場合、まず、スペーサ治具１２が下端面１４ａに保持され、半導体チップは、スペーサ治具１２を介して下端面１４ａに対して保持される。
【００１６】
ボンディングヘッド１４は、載置面１１ａ上の空間で移動可能に設けられており、その空間の任意の座標位置で位置決め可能に設けられている。ボンディングヘッド１４には、載置面１１ａに向い合う側に位置してヒーター１５が設けられている。ヒーター１５は、下端面１４ａに保持された半導体チップを室温から４００℃までの間の温度に加熱するために用いられる。下端面１４ａは、ヒーター１５の表面によって構成されている。
【００１７】
スペーサ治具１２は、熱伝導率が高く、熱膨張率が低いセラミック材料、たとえば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から形成されている。スペーサ治具１２は、頂面１２ａと、頂面１２ａの反対側に位置する底面１２ｂとを有する。頂面１２ａは、スペーサ治具１２が使用された状態で下端面１４ａに接触して向い合う表面であり、底面１２ｂは、スペーサ治具１２が使用された状態で半導体チップに接触する表面である。スペーサ治具１２は、所定の高さＨ１で形成されている。高さＨ１は、実装する半導体チップの高さを考慮して決定される値であり、頂面１２ａから底面１２ｂまでの距離、つまり、下端面１４ａに接触するスペーサ治具１２の表面から半導体チップに接触するスペーサ治具１２の表面までの距離である。
【００１８】
ボンディングヘッド１４の内部には、下端面１４ａに達する真空ライン１６および複数の真空ライン１７が形成されている。真空ライン１６は、下端面１４ａの中心付近に開口し、複数の真空ライン１７は、真空ライン１６が開口する位置の周りに開口している。真空ライン１６および１７は、真空ホース１８を介して真空ポンプ１９に接続されている。真空ライン１６および１７は、互いに独立した経路上で真空ポンプ１９に接続されている。この構成により、両方のラインを同時に真空にするだけでなく、一方のラインのみを真空にすることもできる。
【００１９】
スペーサ治具１２には、頂面１２ａから底面１２ｂにまで達する孔１３が形成されている。スペーサ治具１２が使用された状態で、真空ライン１６の開口端は、孔１３に連通し、真空ライン１７の開口端は、スペーサ治具１２の頂面１２ａによって塞がれる。
【００２０】
真空ポンプ１９を稼動させることによって、真空ライン１６および１７の内部が減圧され真空とされる。スペーサ治具１２が使用されない場合、真空ライン１６および１７の開口端が半導体チップによって塞がれる。これにより、半導体チップは、真空ライン１６および１７の内部と外部との間に生じた圧力差によって、下端面１４ａに吸引保持される。また、スペーサ治具１２が使用される場合、スペーサ治具１２は、真空ライン１７の内部と外部との間に生じた圧力差によって、下端面１４ａに吸引保持され、半導体チップは、真空ライン１６および孔１３の内部と外部との間に生じた圧力差によって、スペーサ治具１２の底面１２ｂに吸引保持される。
【００２１】
この発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置１０は、基板が載置される主表面としての載置面１１ａを有するステージとしてのボンディングステージ１１と、載置面１１ａに向い合うベース面としての下端面１４ａを有し、載置面１１ａ上で移動可能に設けられたボンディングヘッド１４と、下端面１４ａに対して着脱自在に設けられたスペーサ部材としてのスペーサ治具１２と、スペーサ治具１２を下端面１４ａに吸引保持する保持手段とを備える。
【００２２】
保持手段は、真空ポンプ１９と、真空ポンプ１９に接続され、かつ下端面１４ａに達する真空ライン１７とを含む。ボンディングヘッド１４は、半導体チップを加熱するためのヒーター１５を含む。スペーサ治具１２は、セラミック材料から形成されている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、真空ポンプ１９を用いてスペーサ治具１２や半導体チップを吸引保持する構成としたが、真空ライン１６および１７を下端面１４ａの近傍の圧力よりも低い圧力にすることができれば、一般的な吸気ポンプを用いても良い。また、スペーサ治具１２は、セラミック材料のみならず、他の適当な材料から形成されていても良い。
【００２４】
続いて、この発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法について説明を行なう。図２から図８は、この発明の実施の形態１における半導体装置に製造方法の工程を示す側面図である。本実施の形態における半導体装置の製造方法では、図１中の半導体製造装置１０を用いて、高さの異なる半導体チップを配線基板上の隣り合う位置に実装する。
【００２５】
図２を参照して、ボンディングステージ１１の載置面１１ａに配線基板１を載置する。配線基板１の接合面１ａには、半導体チップの実装位置に合わせて半田バンプ２１ｎおよび２２ｎが設けられた接続パッドが形成されている。ボンディングステージ１１に内蔵された図示しないヒーターを稼動させることによって、ボンディングステージ１１を半田バンプ２１ｎおよび２２ｎの融点付近の温度まで加熱する。
【００２６】
次に、図示しない真空ポンプを稼動させることによって、ボンディングヘッド１４の下端面１４ａに相対的に大きい高さを有する半導体チップ２４を吸引保持する。半導体チップ２４の接合面には、半田バンプ２１ｍが設けられた接続パッドが形成されている。ヒーター１５を稼動させることによって、下端面１４ａを半田バンプ２１ｍの融点以下の所定温度まで加熱する。ボンディングヘッド１４を水平方向に移動させ、半導体チップ２４を半田バンプ２１ｎの上方に位置決めする。
【００２７】
図３を参照して、ボンディングヘッド１４を鉛直下方向に下降させ、半田バンプ２１ｍが半田バンプ２１ｎに接触するように半導体チップ２４を配線基板１上に載置する。この状態では、半導体チップ２４は、ボンディングヘッド１４の下端面１４ａに吸引保持されていることにより、平面方向に位置決めされた状態で、鉛直下方向に一定時間圧力を加えられて配線基板１上に圧接される。これにより、半田バンプ２１ｍと半田バンプ２１ｎとが、接触面積を大きくした状態で互いに接合し、半田バンプ２１となる。
【００２８】
図４を参照して、半田バンプ２１を半田バンプ２１の融点以上の温度まで昇温させる。その後、ボンディングヘッド１４を半田バンプ２１の融点以下の温度まで冷却する。これにより、半導体チップ２４の温度が低下するとともに、半田バンプ２１の温度が低下し、半田バンプ２１が固化する。このとき、半導体チップ２４の高さはＨ２となる。高さＨ２は、固化した半田バンプ２１を含む半導体チップ２４の高さであり、本工程における配線基板１の接合面１ａからボンディングヘッド１４の下端面１４ａまでの距離に等しい。
【００２９】
図５を参照して、図示しない真空ポンプの稼動を一旦停止させることによって、下端面１４ａに対する半導体チップ２４の吸引保持を解除する。ボンディングヘッド１４を上昇させ、配線基板１上から退避させる。
【００３０】
図６を参照して、再び図示しない真空ポンプを稼動させ、ボンディングヘッド１４の下端面１４ａに高さＨ１を有するスペーサ治具１２を吸引保持する。続けて、スペーサ治具１２の底面１２ｂに相対的に小さい高さを有する半導体チップ２６を吸引保持する。半導体チップ２６の接合面には、半田バンプ２２ｍが設けられた接合パッドが形成されている。
【００３１】
ヒーター１５を稼動させることによって、下端面１４ａを半田バンプ２２ｍの融点以下の所定温度まで加熱する。この際、スペーサ治具１２を形成するセラミック材料は、高い熱伝導率を有するため、スペーサ治具１２を介して半田バンプ２２ｍを所定の温度まで迅速に加熱することができる。また、セラミック材料は、低い熱膨張率を有するため、スペーサ治具１２の熱膨張によって生じる半導体チップ２６の位置決め誤差を軽減させることができる。ボンディングヘッド１４を水平方向に移動させ、半導体チップ２６を半田バンプ２２ｎ上の所定位置に位置決めする。
【００３２】
図７を参照して、図３および図４に示す工程と同じ工程を半導体チップ２６に実施し、半導体チップ２４に隣り合う位置に半導体チップ２６を接合する。このとき、半導体チップ２６の高さはＨ３となる。高さＨ３は、固化した半田バンプ２２を含む半導体チップ２６の高さであり、図７に示す工程の配線基板１の接合面１ａからスペーサ治具１２の底面１２ｂまでの距離に等しい。
【００３３】
スペーサ治具１２の高さＨ１と、半導体チップ２４および２６の高さＨ２およびＨ３とは、Ｈ１＞Ｈ２−Ｈ３の関係を満たす。たとえば、高さＨ１、Ｈ２およびＨ３は、それぞれ１ｍｍ、７００μｍ（バンプ高さ１００μｍを含む）および５００μｍ（バンプ高さ１００μｍを含む）である。
【００３４】
図８を参照して、真空ライン１６のみを大気圧に開放することによって、下端面１４ａに対するスペーサ治具１２の吸引保持を維持したまま、半導体チップ２６の吸引保持を解除する。ボンディングヘッド１４を上昇させ、スペーサ治具１２とともにボンディングヘッド１４を配線基板１上から退避させる。以上の工程により、高さの異なる半導体チップ２４および２６を配線基板１上の隣り合う位置に実装することができる。
【００３５】
この発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法は、第１の半導体チップとしての半導体チップ２４をボンディングヘッド１４の下端面１４ａに保持し、ボンディングヘッド１４を移動させることによって、半導体チップ２４を基板としての配線基板１上の所定位置に位置決めし接合する工程と、高さＨ１を有するスペーサ治具１２をボンディングヘッド１４の下端面１４ａに吸引保持する工程と、第２の半導体チップとしての半導体チップ２６をスペーサ治具１２を介してボンディングヘッド１４の下端面１４ａに保持し、ボンディングヘッド１４を移動させることによって、半導体チップ２６を配線基板１上の半導体チップ２４に隣り合う位置に位置決めし接合する工程とを備える。半導体チップ２４は、高さＨ２を有する。半導体チップ２６は、高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有する。高さＨ１、Ｈ２およびＨ３は、Ｈ１＞Ｈ２−Ｈ３の関係を満たす。
【００３６】
なお、本実施の形態では、相対的に大きい高さを有する半導体チップ２４を下端面１４ａに直接、保持したが、適当な高さを有するスペーサ治具を介在させて半導体チップ２４を下端面１４ａに保持しても良い。
【００３７】
このように構成された半導体装置の製造方法および半導体製造装置１０によれば、半導体チップ２６を配線基板１上の所定位置に実装する図７に示す工程時、配線基板１上に既に実装された半導体チップ２４とボンディングヘッド１４とが互いに干渉することがない。このため、互いに高さが異なる半導体チップを実装する場合であっても、接合面１ａに確実に接合した状態で両者を実装することができる。また、本実施の形態では、半導体チップを実装する順番に制約を受けることなく上述の効果を得ることができるため、半導体チップを効率良く実装することができる。さらに、吸引保持によって、半導体チップ２４および２６やスペーサ治具１２をボンディングヘッド１４に保持しているため、これらをボンディングヘッド１４に保持する工程を迅速かつ確実に行なうことができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、真空ポンプ１９によって半導体チップやスペーサ治具１２をボンディングヘッド１４に吸引保持しているため、これらの部材を下端面１４ａに吸引する力をより大きくすることができる。これにより、半導体チップやスペーサ治具１２を下端面１４ａにより確実に保持することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置を示す斜視図である。図９を参照して、半導体製造装置３０は、配線基板上の所定位置に半導体チップを実装するための装置であり、図１中の半導体製造装置１０と比較し
て部分的に同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００４０】
半導体製造装置３０は、ボンディングステージ１１と、載置面１１ａに向い合う下端面３４ａを有するボンディングヘッド３４と、真空ポンプ１９と、スペーサ治具４１とを備える。スペーサ治具４１は、互いに高さの異なる半導体チップを配線基板上に同時に実装する際に使用される。スペーサ治具４１を使用する場合、まず、スペーサ治具４１が下端面３４ａに保持され、半導体チップは、スペーサ治具４１を介して下端面３４ａに対して保持される。
【００４１】
スペーサ治具４１は、図１中のスペーサ治具１２と同様に、セラミックから形成されている。スペーサ治具４１は、頂面４１ａと、頂面４１ａの反対側に位置する底面４２ｂおよび４３ｂとを有する。底面４２ｂと底面４３ｂとは、段差をもって形成されている。頂面４１ａは、スペーサ治具４１が使用された状態で下端面３４ａに接触して向い合う表面である。底面４２ｂは、スペーサ治具４１が使用された状態で、相対的に大きい高さを有する半導体チップに接触する表面であり、底面４３ｂは、スペーサ治具４１が使用された状態で、相対的に小さい高さを有する半導体チップに接触する表面である。
【００４２】
スペーサ治具４１は、高さＨ４で形成された第１の部分４２と、高さＨ５で形成された第２の部分４３とから構成されている。高さＨ４およびＨ５は、実装する半導体チップの高さを考慮して決定される値である。高さＨ４は、頂面４１ａから底面４２ｂまでの距離であり、高さＨ５は、頂面４１ａから底面４３ｂまでの距離である。つまり、高さＨ４およびＨ５は、下端面３４ａに接触するスペーサ治具４１の表面から半導体チップに接触するスペーサ治具４１の表面までの距離である。
【００４３】
ボンディングヘッド３４には、スペーサ治具４１が使用された状態で第１の部分４２に接触する個所に位置して、真空ライン３６および複数の真空ライン３７が形成されている。真空ライン３６および３７は、図１中の真空ライン１６および１７にそれぞれ対応する。ボンディングヘッド３４には、同様に第２の部分４３に接触する個所に位置して、真空ライン３８および複数の真空ライン３９が形成されている。真空ライン３８および３９は、図１中の真空ライン１６および１７にそれぞれ対応する。
【００４４】
スペーサ治具４１には、第１の部分４２に位置して、頂面４１ａから底面４２ｂにまで達する孔４４が形成されている。スペーサ治具４１には、第２の部分４３に位置して、頂面４１ａから底面４３ｂにまで達する孔４５が形成されている。スペーサ治具４１が使用された状態で、真空ライン３６および３８の開口端は、それぞれ孔４４および４５に連通し、真空ライン３７および３９の開口端は、スペーサ治具４１の頂面４１ａによって塞がれる。これらの真空ラインを利用することによって、下端面３４ａに対してスペーサ治具４１および半導体チップが吸引保持される。
【００４５】
この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置３０は、基板が載置される載置面１１ａを有するボンディングステージ１１と、載置面１１ａに向い合うベース面としての下端面３４ａを有し、載置面１１ａ上で移動可能に設けられたボンディングヘッド３４と、下端面３４ａに対して着脱自在に設けられたスペーサ部材としてのスペーサ治具４１と、スペーサ治具４１を下端面３４ａに吸引保持する保持手段とを備える。
【００４６】
続いて、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法について説明を行なう。図１０から図１２は、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の工程を示す側面図である。本実施の形態における半導体装置の製造方法では、図９中の半導体製造装置３０を用いて、高さの異なる半導体チップを配線基板上の隣り合う位置に実装する。なお、実施の形態１における半導体装置の製造方法と比較して同様の工程については、説明を繰り返さない。
【００４７】
図１０を参照して、実施の形態１における図２に示す工程と同様に、ボンディングステージ１１の載置面１１ａに配線基板１を載置し、さらに所定の工程を実施する。次に、図示しない真空ポンプを稼動させることによって、ボンディングヘッド３４の下端面３４ａに図９中に示すスペーサ治具４１を吸引保持する。続けて、スペーサ治具４１の底面４２ｂおよび４３ｂに、相対的に大きい高さを有する半導体チップ２４および相対的に小さい高さを有する半導体チップ２６をそれぞれ吸引保持する。ボンディングヘッド３４を水平方向に移動させ、半導体チップ２４および２６をそれぞれ半田バンプ２１ｎおよび２２ｎの上方に位置決めする。
【００４８】
図１１を参照して、実施の形態１における図３および図４に示す工程と同様の工程を実施する。このとき、半導体チップ２４の高さはＨ２となる。高さＨ２は、固化した半田バンプ２１を含む半導体チップ２４の高さであり、本工程における配線基板１の接合面１ａからスペーサ治具４１の底面４２ｂまでの距離に等しい。また、半導体チップ２６の高さはＨ３となる。高さＨ３は、固化した半田バンプ２２を含む半導体チップ２６の高さであり、本工程における配線基板１の接合面１ａからスペーサ治具４１の底面４３ｂまでの距離に等しい。
【００４９】
スペーサ治具４１の高さＨ４およびＨ５と、半導体チップ２４および２６の高さＨ２およびＨ３とは、Ｈ２＋Ｈ４＝Ｈ３＋Ｈ５の関係を満たす。たとえば、高さＨ２、Ｈ３、Ｈ４およびＨ５は、それぞれ７００μｍ（バンプ高さ１００μｍを含む）、５００μｍ（バンプ高さ１００μｍを含む）、８００μｍおよび１ｍｍである。
【００５０】
図１２を参照して、実施の形態１における図８に示す工程と同様の工程を実施することによって、スペーサ治具４１とともにボンディングヘッド３４を配線基板１上から退避させる。以上の工程により、高さの異なる半導体チップ２４および２６を配線基板１上の隣り合う位置に同時に実装することができる。
【００５１】
この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法は、高さＨ４およびＨ５をそれぞれ有する第１および第２の部分４２および４３を含むスペーサ治具４１を、ボンディングヘッド３４の下端面３４ａに吸引保持する工程と、第１および第２の半導体チップとしての半導体チップ２４および２６をそれぞれ第１および第２の部分４２および４３を介してボンディングヘッド３４の下端面３４ａに保持し、ボンディングヘッド３４を移動させることによって、半導体チップ２４および２６を基板としての配線基板１上の所定位置に位置決めし接合する工程とを備える。半導体チップ２４は、高さＨ２を有し、半導体チップ２６は、高さＨ２よりも小さい高さＨ３を有する。高さＨ２、Ｈ３、Ｈ４およびＨ５は、Ｈ２＋Ｈ４＝Ｈ３＋Ｈ５の関係を満たす。
【００５２】
このように構成された半導体装置の製造方法および半導体製造装置３０によれば、互いに高さが異なる半導体チップを、干渉させることなく同時に配線基板１上の隣り合う位置に実装することができる。このため、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏するとともに、さらに効率良く実装工程を実施することができる。
【００５３】
なお、実施の形態１および２では、本発明をフリップチップタイプの半導体チップの実装に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されない。たとえば、ワイヤボンドタイプのＣＳＰ（chip scaling package）の実装に本発明を適用することもできる。
【００５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第１工程を示す側面図である。
【図３】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第２工程を示す側面図である。
【図４】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第３工程を示す側面図である。
【図５】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第４工程を示す側面図である。
【図６】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第５工程を示す側面図である。
【図７】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第６工程を示す側面図である。
【図８】同実施の形態における半導体装置に製造方法の第７工程を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法に用いられる半導体製造装置を示す斜視図である。
【図１０】同実施の形態における半導体装置の製造方法の第１工程を示す側面図である。
【図１１】同実施の形態における半導体装置の製造方法の第２工程を示す側面図である。
【図１２】同実施の形態における半導体装置の製造方法の第３工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  配線基板、１０，３０  半導体製造装置、１１  ボンディングステージ、１１ａ  載置面、１２，４１  スペーサ治具、１４，３４  ボンディングヘッド、１４ａ，３４ａ  下端面、１５  ヒーター、１６，１７，３６，３７，３８，３９  真空ライン、１９  真空ポンプ、２４，２６  半導体チップ、４２  第１の部分、４３  第２の部分。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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