[發明專利]激光回流裝置和激光回流方法

在審

• 申請號: 202011484105.0
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN113020738A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 小林賢史;金永奭;木村展之;一宮佑希;陳之文
• 申請（專利權）人: 株式會社迪思科
• 主分類號: B23K1/005
• 分類號: B23K1/005;B23K101/40
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 喬婉;于靖帥

本發明提供激光回流裝置和激光回流方法，在進行半導體芯片的凸塊的回流的激光回流工藝中，能夠抑制基板的翹曲并且降低凸塊連接不良。激光回流裝置對包含在一個側面上配置有凸塊的半導體芯片的被加工物從半導體芯片側照射激光束而對被加工物的被照射范圍所包含的凸塊進行回流，該激光回流裝置包含空間光調制單元和成像單元，該空間光調制單元具有能夠對從激光光源射出的激光束局部地設定被照射范圍內的激光功率密度的激光功率密度設定功能，該成像單元具有將從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圍的成像功能。

技術領域

本發明涉及對半導體芯片經由凸塊而與基板連接的結構的被加工物從半導體芯片側照射激光束而對凸塊進行回流的激光回流裝置和激光回流方法。

背景技術

以往，公知有如下的倒裝芯片安裝：在將具有凸塊的半導體芯片隔著該凸塊而載置在基板上之后，通過對基板和芯片的整體進行加熱而使凸塊熔化并與基板上的電極連接。

在倒裝芯片安裝中，公知有對基板整體進行加熱來進行接合的批量回流工藝(Mass Reflow)。在該批量回流中，公知有如下的情況：由于基板與在基板上配置有多個的芯片的熱膨脹系數不同，在加熱中基板大幅翹曲，芯片隨之動作，有可能發生斷線或短路等不良。

另外，還公知有通過對各芯片實施加熱和加壓來進行接合的TCB工藝(Thermo-Compression Bonding：熱壓接)。在該TCB工藝中，公知在接合機頭的冷卻中花費時間以及生產率較差。

作為相對于以上那樣的工藝具有優越性的工藝，例如公知有專利文獻1所公開那樣的激光回流工藝。在該激光回流工藝中，在基板的安裝面的規定的范圍內，從芯片的上側照射激光束而使凸塊熔化，將芯片與基板上的電極連接。

而且，在這樣的激光回流工藝中，通過向多個芯片照射激光束，能夠得到比TCB工藝高的生產率，具有不會像批量回流工藝那樣在基板上產生較大的翹曲的優點。

專利文獻1：日本特開2008-177240號

如上所述，雖然激光回流工藝具有優點，但通過照射激光束而基板也被加熱，因此基板的翹曲的問題依然存在，存在進一步改善的余地。

這里，也可以考慮通過單純地抑制激光的輸出來抑制基板的溫度上升，但在該情況下，擔心凸塊無法充分地溶解而產生連接不良。

另外，除了將半導體芯片安裝于基板的倒裝芯片安裝以外，還公知有將分割成半導體芯片之前的晶片層疊并在晶片的狀態下進行凸塊接合的晶片上晶片(wafer onwafer)，在該應用中也擔心晶片翹曲的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供能夠抑制由熱引起的被加工物的翹曲并且能夠降低凸塊連接不良的激光回流裝置和激光回流方法。

根據本發明的一個方面，提供一種激光回流裝置，其對包含在一個側面上配置有凸塊的半導體芯片的被加工物從該半導體芯片的另一個側面照射激光束而對該被加工物的被照射范圍所包含的該凸塊進行回流，其中，(A)該激光回流裝置包含空間光調制單元和成像單元，該空間光調制單元具有能夠對從激光光源射出的激光束局部地設定該被照射范圍內的激光功率密度的激光功率密度設定功能，該成像單元具有將從該激光光源射出的激光束成像在該被加工物上并照射到該被加工物的該被照射范圍的成像功能，或者，(B)該激光回流裝置包含空間光調制單元，該空間光調制單元具有能夠對從激光光源射出的激光束局部地設定該被照射范圍內的激光功率密度的激光功率密度設定功能、以及將該激光束成像在該被加工物上并照射到該被加工物的該被照射范圍的成像功能。

優選的是，該激光回流裝置還包含能夠變更該被加工物上的被照射范圍的位置的被照射范圍變更單元。

另外，優選的是，該空間光調制單元將照射到該被照射范圍中的存在該凸塊的凸塊區域的激光束的激光功率密度設定得比照射到不存在該凸塊的非凸塊區域的激光束的激光功率密度高。