特許 6369714 レーザ接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369714

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】レーザ接合方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20180730BHJP

   B23K 26/323 20140101ALI20180730BHJP

   B23K 26/324 20140101ALI20180730BHJP

   B23K 26/035 20140101ALI20180730BHJP

   C04B 37/02 20060101ALI20180730BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/21 G

   B23K26/323

   B23K26/324

   B23K26/035

   C04B37/02 C

   H01L21/52 C

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-88908(P2014-88908)

(22)【出願日】2014年4月23日

(65)【公開番号】特開2015-205335(P2015-205335A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2017年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100170601

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 孝

(72)【発明者】

【氏名】吉田 敬

(72)【発明者】

【氏名】島野 薫

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１７２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１４３５６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｂ２３Ｋ １／００− ３／０８

Ｂ２３Ｋ ３１／０２

Ｂ２３Ｋ ３３／００

Ｃ０４Ｂ ３７／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の物体と、前記第１の物体上に配された第２の物体とが、接触又は近接している部位に、超短パルスレーザ光を第１の焦点距離で前記第２の物体の上方から照射する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記超短パルスレーザ光が照射された箇所に、前記超短パルスレーザ光を前記第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離で前記第２の物体の上方から更に照射する第２のステップとを有し、
前記第１の物体のうちの前記第２の物体が配される領域の一部には、凹部が形成されており、
前記凹部内には、はんだが充填されており、
前記第１のステップ及び前記第２のステップでは、前記第２の物体のうちの前記凹部と重なり合っている部分を除く部分に前記超短パルスレーザ光を照射するレーザ接合方法。

【請求項2】

前記超短パルスレーザ光は、フェムト秒レーザ光である、請求項１記載のレーザ接合方法。

【請求項3】

前記第１のステップでは、前記第１の物体と前記第２の物体との境界の近傍における前記第１の物体内又は前記第２の物体内に前記超短パルスレーザ光の焦点を位置させ、
前記第２のステップでは、前記第１の物体と前記第２の物体との前記境界に前記超短パルスレーザ光の焦点を位置させる、請求項１又は２記載のレーザ接合方法。

【請求項4】

前記第１の物体は、金属、半導体又はセラミックより成り、
前記第２の物体は、前記超短パルスレーザ光に対して透明な材料より成る、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ接合方法、レーザ接合品及びレーザ接合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば金属の基材上に半導体素子等を接合する際には、例えば、ロウ材やはんだ材等が用いられる（特許文献１）。

【0003】

しかしながら、ロウ材やはんだ材は、融点が必ずしも十分に高くない。このため、ロウ材やはんだ材より成る接合部が、半導体素子から発せられる熱により高温になった場合には、接合部が溶融してしまう場合があり、接合部が導通や固定の機能を果たし得なくなる虞がある。

【0004】

また、ロウ材やはんだ材より成る接合部は、熱サイクルに対する耐久性が必ずしも良好ではない。このため、熱疲労等によって接合が損なわれる虞もある。

【0005】

一方、近時では、フェムト秒レーザを照射した際に生じる多光子吸収を用いて、２つの物体をレーザ接合する技術が提案されている（特許文献２〜４）。レーザ接合による接合部は、ロウ材やはんだ材のように溶融してしまうことはない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２７８１７１号公報

【特許文献2】特許第４２３０８２６号公報

【特許文献3】特許第４８９４０２５号公報

【特許文献4】特許第４７０９４８２号公報

【特許文献5】国際公開第２０１１／１１５２４３号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】山際正憲（日産自動車株式会社）、“車載パワーモジュールの設計課題と高耐熱実装の熱疲労信頼性評価技術”、第１８回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム、２０１２年１月３１日、p.229-234.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、単にフェムト秒レーザを照射することにより接合を行った場合には、必ずしも十分な接合強度が得られない場合があった。

【0009】

本発明の目的は、良好な接合を得ることができるレーザ接合方法及びレーザ接合装置並びにそのレーザ接合方法により得られたレーザ接合品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一観点によれば、第１の物体と、前記第１の物体上に配された第２の物体とが、接触又は近接している部位に、超短パルスレーザ光を第１の焦点距離で前記第２の物体の上方から照射する第１のステップと、前記第１のステップにおいて前記超短パルスレーザ光が照射された箇所に、前記超短パルスレーザ光を前記第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離で前記第２の物体の上方から更に照射する第２のステップとを有し、前記第１の物体のうちの前記第２の物体が配される領域の一部には、凹部が形成されており、前記凹部内には、はんだが充填されており、前記第１のステップ及び前記第２のステップでは、前記第２の物体のうちの前記凹部と重なり合っている部分を除く部分に前記超短パルスレーザ光を照射するレーザ接合方法が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明では、第１の焦点距離で超短パルスレーザ光を照射した後、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離で超短パルスレーザ光を更に照射することにより、接合強度を向上し得るため、信頼性の向上等に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態によるレーザ接合装置を示す概略図である。

【図2】本発明の第１実施形態におけるレーザ光の波形を概念的に示すタイムチャートである。

【図3】本発明の第１実施形態によるレーザ接合方法を示すフローチャートである

【図4】本発明の第１実施形態におけるレーザ照射の例を示す図（その１）である。

【図5】本発明の第１実施形態におけるレーザ照射の例を示す図（その２）である。

【図6】走査型電子顕微鏡像を示す図である。

【図7】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。

【図8】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。

【図9】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。

【図10】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。

【図11】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。

【図12】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その６）である。

【図13】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その７）である。

【図14】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。

【図15】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。

【図16】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。

【図17】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。

【図18】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その５）である。

【図19】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その６）である。

【図20】本発明の第４実施形態による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。

【図21】レーザ照射の他の例を示す図（その１）である。

【図22】レーザ照射の他の例を示す図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。

【0015】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるレーザ接合方法及びレーザ接合装置について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態によるレーザ接合装置を示す概略図である。図１において、各構成要素間の接続は実線で示されており、レーザ光の光路は破線で示されている。

【0016】

本実施形態によるレーザ接合装置２は、レーザ光Ａを発するレーザ光源１２と、本実施形態によるレーザ接合装置全体の制御を司る制御部１４とを有している。また、本実施形態によるレーザ接合装置２は、接合の対象となる物体（被処理物、部材、物品）１６、１７が載置されるステージ１８を更に有している。レーザ接合装置２は、物品（レーザ接合品としての製品）を製造する製造装置に備えられている。

【0017】

本実施形態によるレーザ接合装置は、物体１６と物体１７とが互いに接触又は近接している部位内にレーザビームを照射することにより、物体１６と物体１７との接合を行うものである。より具体的には、本実施形態によるレーザ接合装置は、焦点距離を異ならせて、レーザビームの走査を複数回行うものである。第１回目（第１段階）の走査では、第１の焦点距離でレーザビームを走査する。第１回目の走査が完了した後に行われる第２回目（第２段階）の走査では、第１の焦点距離とは異なる第２の焦点距離でレーザビームを走査する。レーザビームを用いて接合を行う手法は、レーザ接合とも称される。物体１６と物体１７とを接合する際には、物体１６と物体１７とが確実に接触している状態、即ち、物体１６と物体１７とが密着していることが好ましいが、物体１６と物体１７とが必ずしも密着していなくてもよい。物体１６と物体１７とが互いに十分に近接していれば、物体１６と物体１７とが互いに近接している部位にレーザビームの照射することにより、物体１６と物体１７とを接合することが可能である。物体１６と物体１７とが近接している状態で接合を行う場合、物体１６と物体１７との間隙の寸法は例えば２μｍ以下とすることが好ましい。

【0018】

制御部１４は、種々の演算、制御、判別等の処理を実行するＣＰＵ（図示せず）を有している。また、制御部１４は、ＣＰＵによって実行される様々な制御プログラム等を格納するＲＯＭ（図示せず）等を有している。また、制御部１４は、ＣＰＵが処理中のデータや入力データ等を一時的に格納するＲＡＭ（図示せず）等を有している。

【0019】

制御部１４には、所定の指令やデータなどをユーザが入力するための入力操作部４６が接続されている。かかる入力操作部４６としては、例えばキーボードや各種スイッチ等が用いられる。

【0020】

制御部１４には、種々の表示を行うための表示部４８が接続されている。表示部４８には、例えば、本実施形態によるレーザ接合装置２の動作状態、ステージ１８の状態、ＣＣＤカメラ５０により取得された画像等が表示される。表示部４８としては、例えば液晶ディスプレイ等が用いられる。

【0021】

レーザ光源１２は、レーザ光（レーザビーム）Ａを発するものである。ここでは、レーザ光Ａとして、例えば、超短パルスレーザを用いる。超短パルスレーザ光としては、例えばフェムト秒レーザ光が用いられている。フェムト秒レーザ光とは、一般的には、パルス幅がフェムト秒（ｆｓ：１０^−１５秒）オーダーのパルスレーザ光、即ち、パルス幅が１ｆｓ以上、１ｐｓ未満のパルスレーザ光のことである。レーザ光源１２からは、例えば、パルス幅がフェムト秒のオーダーのパルスレーザビームが出射される。本実施形態では、レーザ光源１２として、例えば、中心波長１０４５ｎｍ程度、パルス幅７００ｆｓ程度のレーザ発振器が用いられている。レーザ光Ａを発するレーザ光源１２の出力パワーは、例えば５Ｗ程度とする。

【0022】

なお、レーザ光Ａを発するレーザ光源１２の出力パワーは、５Ｗ程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。但し、高出力の超短パルスレーザ光源は、極めて高価である。レーザ接合装置２の価格を低減する観点からは、必要以上に高出力ではない超短パルスレーザ光源１２を用いることが好ましい。後述するように、本実施形態によるレーザ接合方法によれば、比較的小さいパワーのレーザビームを用いた場合であっても、高い接合強度を得ることが可能である。このため、本実施形態では、比較的小さい出力パワーのレーザ光源１２を用いることが可能であり、レーザ接合装置２の価格の低減に寄与し得る。

【0023】

また、ここでは、レーザ光Ａのパルス幅を７００ｆｓ程度とする場合を例に説明したが、レーザ光Ａのパルス幅は７００ｆｓ程度に限定されるものではない。また、レーザ光Ａのパルス幅は、フェムト秒のオーダーに限定されるものではなく、ピコ秒のオーダーであってもよい。本願の明細書及び特許請求の範囲において、超短パルスレーザ光とは、パルス幅がフェムト秒であるレーザ光に限定されるものではなく、パルス幅が数十ピコ秒以下であるピコ秒レーザ光をも含むものとする。また、本願の明細書及び特許請求の範囲において、フェムト秒レーザ光とは、パルス幅がフェムト秒であるレーザ光に限定されるものではなく、パルス幅が数十ピコ秒以下であるピコ秒レーザ光をも含むものとする。また、レーザ光源１２から発せられるレーザ光Ａの中心波長も、１０４５ｎｍ程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。

【0024】

レーザ光源１２は、制御部１４により制御される。レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ａのパルス幅は、ユーザが入力操作部４６を介して適宜設定し得る。なお、ユーザにより入力された各種の設定情報等は、制御部１４に設けられた記憶部（図示せず）内に適宜記憶される。第１段階の走査においては、制御部１４は、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位内にレーザ光Ａが照射されるように、レーザ光源１２を制御する。また、制御部１４は、第１段階の走査においては、第１の焦点距離でレーザ光Ａが照射されるように後述するステージ駆動部４４を制御する。また、制御部１４は、第２段階の走査においては、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ光Ａが照射されるようにステージ駆動部４４を制御する。図２は、レーザ光の波形を概念的に示すタイムチャートである。制御部１４は、予め設定された繰り返し周波数、換言すれば、予め設定された繰り返し周期Ｔで、レーザ光源１２からレーザ光Ａのパルスを出射させる。レーザ光Ａのパルスの繰り返し周波数は、例えば１ＭＨｚとする。レーザ光Ａのパルスの繰り返し周波数は、ユーザが入力操作部４６を介して適宜設定し得る。

【0025】

レーザ光Ａを発するレーザ光源１２の後段には、レーザ光Ａのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ１３が設けられている。ビームエキスパンダ１３の後段には、レーザ光Ａの偏光方向を制御する１／２波長板２６が設けられている。１／２波長板２６の後段には、レーザ光Ａの出力を調整する偏向ビームスプリッタ２８が設けられている。１／２波長板２６は、回転させることによりレーザ光の偏向方向を変更することができる光学素子である。偏光ビームスプリッタ２８は、入射光の偏向成分を分岐することができる光学素子である。１／２波長板２６を回転することによりレーザ光の偏光方向を変更すると、偏光ビームスプリッタ２８において分岐される偏向成分の割合が変化する。１／２波長板２６の回転角を適宜調整することにより、偏向ビームスプリッタ２８から出射されるレーザ光Ａのパワーを適宜調整することができる。１／２波長板２６と偏向ビームスプリッタ２８とが相俟って出力減衰器３０が構成されている。このように、レーザ光源１２から出射されるレーザ光Ａのレーザ強度は、出力減衰器３０により調整し得るようになっている。超短パルスレーザ光Ａのレーザ強度は、ユーザが入力操作部４６を介して適宜設定し得る。出力減衰器３０により調整されたレーザ光Ａのレーザ強度（パルスエネルギー）は、例えば１μＪ／ｐｕｌｓｅ〜３μＪ／ｐｕｌｓｅ程度とする。

【0026】

なお、ここでは、１／２波長板２６と偏光ビームスプリッタ２８とにより構成される出力減衰器３０を用いてレーザ光Ａのレーザ強度を調整する場合を例に説明したが、レーザ光Ａのレーザ強度を調整する手段はこれに限定されるものではない。任意の調整手段を用いてレーザ光Ａのレーザ強度を適宜調整し得る。

【0027】

偏向ビームスプリッタ２８の後段には、レーザ光のビーム径を調整するためのビームエキスパンダ３５が設けられている。ビームエキスパンダ３５の後段には、ガルバノスキャナ３６が配されている。ガルバノスキャナ３６は、ミラーの角度を適宜変化させることによりレーザ光を高速で走査することができる光学機器である。ガルバノスキャナ３６に導入されるレーザ光Ａは、ガルバノスキャナ３６のミラー３８により反射されて、Ｆθ（Ｆ−Ｔｈｅｔａ）レンズ４０に導入されるようになっている。Ｆθレンズは、レーザ走査に用いられるレンズであり、回転ミラーで等角度走査されたレーザビームを結像面上で等速走査させる機能を有するレンズである。ガルバノスキャナ３６とＦθレンズ４０とが相俟って、レーザ光Ａを２次元走査する走査光学系４２が構成されている。走査光学系４２は、制御部１４により適宜制御される。

【0028】

Ｆθレンズ４０の下方には、ステージ１８が位置している。ステージ１８上には、接合の対象となる物体１６、１７が載置される。物体１６、１７の周囲の雰囲気は、例えば大気（空気）とする。ステージ１８には、ステージ１８を駆動するためのステージ駆動部４４が接続されている。制御部１４は、ステージ駆動部４４を介してステージ１８を駆動する。ステージ１８は、ＸＹ軸ステージであってもよいし、ＸＹＺ軸ステージであってもよいし、ＸＹＺθ軸ステージであってもよい。ステージ１８の上面の法線方向にステージ１８を上下させることにより、物体１６，１７の所望の部位にレーザ光Ａの集光点を設定することが可能である。

【0029】

このように、本実施形態では、物体１６，１７に所望の焦点距離でレーザ光Ａを走査し得るようになっている。

【0030】

接合の対象となる物体１６、１７の材料は、特に限定されるものではない。ただし、物体１６上に物体１７を配した状態で、物体１７の上方からレーザ光Ａを照射することによりレーザ接合が行われるため、レーザ光Ａが物体１７を透過し、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位にレーザ光Ａが達することを要する。このため、物体１７の材量は、レーザ光Ａに対して透明な材料であることを要する。物体１７の材料としては、例えば半導体等が挙げられる。かかる半導体としては、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＧａＯ（酸化ガリウム）等が挙げられる。ここでは、物体１７の材料として、例えばＳｉＣ等を用いる。

【0031】

なお、物体１７の材料は、半導体に限定されるものではない。レーザ光Ａに対して透明な材料であり、且つ、レーザ接合が可能な材料を、物体１７の材料として広く用いることができる。レーザ光Ａに対して透明な材料としては、ガラスや半導体等が挙げられる。従って、物体１７の材料としてガラスを用いてもよい。かかるガラスとしては、例えば無アルカリガラス、青板ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。

【0032】

物体１６の材料は、例えば金属等が挙げられる。かかる金属としては、例えばＡｌ（アルミニウム），Ｃｕ（銅），Ｔｉ（チタン），Ｍｏ（モリブデン），Ｖ（バナジウム），Ｃｒ（クロム），Ｎｉ（ニッケル），Ｆｅ（鉄），Ａｇ（銀），Ｓｎ（スズ），Ａｕ（金）又はこれらの合金が挙げられる。かかる合金としては、例えばＣｕＷ（銅タングステン）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、インバー（Ｆｅ−３６Ｎｉ）、コバール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ）等が挙げられる。物体１６の熱膨張率は、物体１７の熱膨張率と大きく異ならないことが好ましい。物体１６の熱膨張率と物体１７の熱膨張率とが大きく異なる場合には、温度変化に伴って物体１６との物体１７との間に大きなストレスが生じ、物体１６と物体１７との接合が損なわれる虞があるためである。

【0033】

なお、物体１６の材料は、金属に限定されるものではない。物体１６の材料は、レーザ光Ａに対して透明な材料であってもよいし、レーザ光Ａに対して透明でない材料であってもよい。レーザ接合が可能な材料を、物体１６の材料として広く用いることができる。例えば、物体１６の材料が、半導体、セラミック、ガラス等であってもよい。かかる半導体としては、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＯ等が挙げられる。かかるセラミックとしては、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化ケイ素）等が挙げられる。かかるガラスとしては、例えば無アルカリガラス、青板ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。

【0034】

ステージ１８の上方には、ＣＣＤカメラ５０が設けられている。ＣＣＤカメラ５０により取得される画像は、制御部１４に入力されるようになっている。制御部１４は、ＣＣＤカメラ５０により取得される画像を用いて、接合の対象となる物体１６、１７の位置決め等を行う。

【0035】

本実施形態では、接合の対象となる物体１６、１７に第１の焦点距離でレーザ光Ａの照射を行った後、既にレーザ光Ａを照射した箇所に、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ光Ａの更なる照射を行う。より具体的には、第１の焦点距離で第１回目（第１段階）のレーザ光Ａの走査が完了した後、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離で第２回目（第２段階）のレーザ光の走査が行われる。焦点距離とは、レンズからレーザ光の焦点（集光点）までの距離のことである。

【0036】

第１回目の照射におけるレーザ光Ａの焦点（集光点）は、例えば、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位の近傍における物体１６の内部とする。物体１６の上面とレーザ光Ａの焦点との間の距離は、例えば３０μｍ程度とする。即ち、物体１６の上面から例えば３０μｍ程度の深さの位置に、レーザ光Ａの焦点が設定される。

【0037】

なお、第１回目の照射におけるレーザ光Ａの焦点は、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位の近傍における物体１６の内部に限定されるものではない。物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位の近傍における物体１７の内部に、レーザ光Ａの焦点が位置するようにしてもよい。物体１７の下面とレーザ光Ａの焦点との間の距離は、例えば３０μｍ程度とする。

【0038】

第２回目の照射におけるレーザ光Ａの焦点は、例えば、物体１６と物体１７との境界（界面、中間位置）とする。

【0039】

本実施形態において、焦点距離を異ならせてレーザ光の照射を複数回行うのは、焦点距離を異ならせたレーザ光の照射を複数回行うと、高い接合強度が得られるためである。

【0040】

本実施形態において高い接合強度が得られるメカニズムは、必ずしも明確ではないが、以下のようなことが考えられる。即ち、物体１６と物体１７とが近接又は接触している部位の近傍における物体１６又は物体１７の内部に焦点を位置させてレーザ光Ａの１回目の走査を行うと、物体１６と物体１７とが近接又は接触している部位の近傍において、物体１６，１７の内部に膨張が生ずると考えられる。物体１６と物体１７とが近接又は接触している部位の近傍において、物体１６又は物体１７の内部が膨張すると、物体１６と物体１７との密着性が向上すると考えられる。また、レーザ光Ａの１回目の走査により、物体１６と物体１７とが近接又は接触している部位の近傍において、物体１６の表層部や物体１７の表層部に改質が生じると考えられる。このような状態で第２回目のレーザ光Ａの照射を行うと、物体１６と物体１７との間において高い接合強度が得られると考えられる。

【0041】

高い接合強度が得られるメカニズムについては必ずしも明確ではないが、高い接合強度が得られること自体は事実である。このため、本実施形態では、焦点距離を異ならせて複数回のレーザ走査を行うようにしている。

【0042】

なお、焦点距離を異ならせた複数回のレーザ走査を行うと高い接合強度が得られることは、本願発明者らが初めて見いだしたものである。

【0043】

第２回目の照射におけるレーザ光Ａの焦点（集光点）は、物体１６と物体１７との境界（界面、中間位置）に一致していなくてもよい。例えば、物体１６と物体１７との境界に対して若干上方又は若干下方にレーザ光Ａの焦点が位置していてもよい。物体１６と物体１７との境界に対してレーザ光Ａの集光点が若干ずれていたとしても、良好な接合を得ることは可能である。

【0044】

なお、ここでは、ガルバノスキャナ３６を含む走査光学系４２を用いてレーザ光Ａを走査する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ミラー（図示せず）と集光レンズ（図示せず）とを用いて、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位にレーザ光Ａを照射するようにしてもよい。

【0045】

物体１６、１７に対するレーザ光Ａの走査を開始する前には、物体１６、１７の位置が所定の位置に設定される。制御部１４は、ステージ制御部４４を介してステージ１８を適宜制御し、走査光学系４２によるレーザ光の走査が可能な範囲内に物体１６、１７を位置させる。

【0046】

物体１６、１７に対するレーザ光Ａの走査は、走査光学系４２を制御することにより行われる。走査光学系４２に対する制御は、例えば制御部１４により行われる。走査光学系４２は、ガルバノスキャナ３６のミラー３８を適宜回転させることにより、レーザ光の走査を行う。

【0047】

レーザ光の走査速度は、ユーザが入力操作部４６を介して適宜設定し得る。レーザ光の走査速度は、例えば１０ｍｍ／ｓ程度とする。レーザ光Ａの照射スポットの径は、例えば５〜３０μｍ程度とする。

【0048】

レーザ光Ａの走査を行う箇所、即ち、レーザ照射予定箇所は、予め制御部１４にプログラムされていてもよいし、レーザ光の走査を開始する際にユーザが入力操作部４６を介して設定するようにしてもよい。

【0049】

物体１６、１７に対するレーザ光Ａの走査を開始する際には、例えば、ユーザが入力操作部４６を介してレーザ光Ａの走査の開始の指示を行う。

【0050】

図３は、本実施形態によるレーザ接合方法を示すフローチャートである。

【0051】

レーザ光Ａの走査の開始の指示が入力されると、図３に示すように、まず、第１の焦点距離で第１回目のレーザ光Ａの走査が行われる（ステップＳ１）。図４は、第１回目のレーザ光の走査の例を示す図である。図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は断面図である。図４（ｃ）は、レーザ光の走査を示す概念図であり、レーザ照射範囲１９の一部に対応するものである。第１回目の走査におけるレーザ光Ａの焦点は、例えば、物体１６と物体１７とが接触又は近接している部位の近傍における物体１６又は物体１７の内部とする。制御部１４は、レーザ光源１２からレーザ光Ａを繰り返し出射させつつ、走査光学系４２を用いてレーザ光Ａを走査する。レーザ光Ａは、ステージ１８上において例えば直線状の軌跡を描くように走査される。直線状の軌跡を描くレーザ光Ａの走査を、平行に複数回行うことにより、レーザ照射予定範囲１９（図４（ａ）参照）の全体にレーザ光Ａが照射される。

【0052】

レーザ照射範囲（レーザ照射予定範囲、接合領域、接合部）１９は、例えば、物体１６，１７の四隅に設定される。各々のレーザ照射予定範囲１９のサイズは、例えば１ｍｍ×１ｍｍ〜５ｍｍ×５ｍｍ程度とする。レーザ照射予定範囲１９内において、直線状の軌跡を描くレーザ光の走査を、平行に複数回行うことにより、当該レーザ照射予定範囲１９内全体にレーザ光が照射される。より具体的には、図４（ｃ）に示すように、所定の軌道を描くようにレーザ光Ａの走査が行われる。まず、第１の方向にレーザ光Ａを走査し、次に、所定の走査ピッチだけ走査軌道をずらして、第１の方向の反対の方向である第２の方向にレーザ光Ａを走査する。次に、所定の走査ピッチだけ走査軌道をずらして、第１の方向にレーザ光Ａを走査する。この後も同様にして、所定の走査ピッチずつ走査軌道をずらしてレーザ光Ａの走査が繰り返し行われ、各々のレーザ照射範囲１９全体に対してのレーザ光Ａの走査が行われる。レーザ光Ａの走査ピッチは、例えば５０μｍ程度とする。

【0053】

レーザ光Ａの照射スポットの中心領域は照射強度が比較的強い一方、レーザ光Ａの照射スポットの中心領域を除く領域においては照射強度が比較的弱い。このため、レーザ光Ａにより描かれる直線状の軌跡が互いにオーバーラップしないようにレーザ光Ａを走査した場合には、照射ムラが生じ得る。レーザ照射予定範囲１９に対してムラなくレーザ光Ａを照射するためには、レーザ光Ａにより描かれる直線状の軌跡が互いに部分的にオーバーラップするように、レーザ光Ａを走査することが好ましい。

【0054】

なお、レーザ照射予定範囲１９に対して必ずしもムラなくレーザ光Ａを照射しなくてもよい。ある程度の照射ムラがあっても、所望の接合強度が得られればよい。また、レーザ光Ａの軌跡は直線状に限定されるものではなく、例えば円形状であってもよい。

【0055】

また、ここでは、直線状の軌跡を描くレーザ光Ａの走査を、平行に複数回行うことにより、レーザ照射予定範囲１９内全体にレーザ光を照射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。照射スポットの径が比較的大きいレーザ光Ａを用い、走査を行うことなく、レーザ接合を行うようにしてもよい。

【0056】

第１回目のレーザ光Ａの走査が完了した後には、制御部１４は、第２回目のレーザ光Ａの走査を行う（ステップＳ２）。図５は、第２回目のレーザ光の走査の例を示す断面図である。第２回目のレーザ光Ａの走査においては、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離にレーザ光Ａの焦点距離が設定される。第２回目の走査におけるレーザ光Ａの焦点は、例えば、物体１６と物体１７との境界（界面、中間位置）とする。レーザ光Ａは、第１回目の走査と同様に、ステージ１８上において例えば直線状の軌跡を描くように走査される。直線状の軌跡を描くレーザ光の走査を、平行に複数回行うことにより、第１回目の走査と同様に、各々のレーザ照射予定範囲１９の全体にレーザ光Ａが照射される。

【0057】

すべてのレーザ照射予定範囲１９内へのレーザ光Ａの照射が完了すると、制御部１４は、レーザ光源１０からのレーザ光Ａの出射、及び、走査光学系４２によるレーザ光の走査を終了させる。

【0058】

なお、ユーザが入力操作部４６を介してレーザ光の走査の終了の指示を行うことにより、レーザ光の走査を終了させるようにしてもよい。

【0059】

次に、本実施形態によるレーザ接合方法の評価結果について説明する。評価は、以下のような条件で行った。実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、対物レンズの倍率は、１０倍とした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、開口数ＮＡは、０．２６とした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、レーザビームのスポット径は、７．７μｍとした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、レーザ光Ａの繰り返し周波数は、２ＭＨｚとした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、レーザ光Ａの走査長は、３ｍｍとした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、スキャン本数は、２０本とした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、レーザ光Ａの走査ピッチは、５０μｍとした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、波長１０４５ｎｍ、パルス幅７００ｆｓのフェムト秒レーザを用いた。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、走査速度は１０ｍｍ／ｓとした。また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、物体１６の材料としてアルミニウムを用いた。また、また、実施例１，比較例１，比較例２のいずれにおいても、物体１７の材料としてＳｉＣを用いた。

【0060】

実施例１では、焦点距離を異ならせてレーザ光Ａの走査を２回行った。第１回目のレーザ光Ａの走査における焦点は、物体１６と物体１７とが近接又は接触している部位の近傍における物体１６の内部とした。物体１６の表面から焦点までの距離を３０μｍとした。第２回目のレーザ光Ａの走査における焦点は、物体１６と物体１７との界面（界面、中間位置）とした。レーザ光Ａのパルスエネルギーは、０．７μＪ／ｐｕｌｓｅとした。物体１６，１７に照射するレーザ光Ａのパワーは、１．４Ｗとした。

【0061】

比較例１では、レーザ光Ａの走査を１回行った。レーザ光Ａの焦点は、物体１６と物体１７との界面（界面、中間位置）とした。レーザ光Ａのパルスエネルギーは、１．４μＪ／ｐｕｌｓｅとした。物体１６，１７に照射するレーザ光Ａのパワーは、２．８Ｗとした。

【0062】

比較例２では、レーザ光Ａの走査を１回行った。レーザ光Ａの焦点は、物体１６と物体１７との界面（界面、中間位置）とした。レーザ光Ａのパルスエネルギーは、０．７μＪ／ｐｕｌｓｅとした。物体１６，１７に照射するレーザ光Ａのパワーは、１．４Ｗとした。

【0063】

比較例１では、剪断加重は３１．４Ｎであった。比較例２では、剪断加重は４６．７Ｎであった。これに対し、実施例１では、剪断加重は６５．７Ｎであった。

【0064】

実施例１におけるレーザ光Ａのパルスエネルギーは、比較例２におけるレーザ光Ａのパルスエネルギーの１／２である。一方、実施例１におけるレーザ光Ａの走査回数は、比較例２におけるレーザ光Ａの走査回数の２倍である。実施例１における単位面積当たりの照射エネルギーは、比較例２における単位面積当たりの照射エネルギーと同じである。それにもかかわらず、実施例１の剪断加重は、比較例２の剪断加重に対して十分に高くなっている。このことから、実施例１、即ち、本実施形態によるレーザ接合方法によれば、より効果的なレーザ接合を実現し得ることが分かる。

【0065】

また、比較例１では、接合幅は１３μｍであった。比較例２では、接合幅は１３μｍであった。これに対し、実施例１では、接合幅は２０μｍであった。

【0066】

また、比較例１では、剪断応力は５３ＭＰａであった。比較例２では、剪断応力は６０ＭＰａであった。これに対し、実施例１では、剪断応力は５５ＭＰａであった。なお、はんだ接合の場合には、剪断応力は５０ＭＰａであった。

【0067】

図６は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Scanning Electron Microscope）像を示す図である。図６（ａ）は、比較例１の場合におけるレーザ接合後の断面のＳＥＭ像を示しており、図６（ｂ）は、実施例１の場合におけるレーザ接合後の断面のＳＥＭ像を示している。

【0068】

図６（ａ）から分かるように、比較例１の場合には、アルミニウムより成る第１の物体１６とＳｉＣより成る第２の物体１７との境界（界面）が明瞭である。

【0069】

これに対し、図６（ｂ）から分かるように、実施例１の場合には、アルミニウムより成る第１の物体１６とＳｉＣより成る第２の物体１７との境界（界面）が不明瞭になっている。このことは、実施例１においては、第１の物体１６と第２の物体１７との界面において溶解が十分に生じ、接合が十分に行われていることを意味している。

【0070】

このように、本実施形態によれば、第１の焦点距離でレーザ光Ａの走査を行った後、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ光Ａの更なる走査を行う。本実施形態によれば、接合強度を向上し得るため、信頼性の向上に寄与することができる。

【0071】

また、本実施形態によれば、良好な接合が得られるため、第１の物体１６と第２の物体１７との間の電気抵抗を低減することもできる。また、本実施形態によれば、良好な接合が得られるため、第１の物体１６と第２の物体１７との間の熱伝導性も向上させることができる。

【0072】

また、本実施形態では、レーザ光源１２として、出力パワーが比較的小さいレーザ光源を用いることができる。このため、本実施形態によれば、低コスト化の要請に応えることもできる。

【0073】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による半導体装置及びその製造方法について図面を用いて説明する。図７乃至図１３は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図７乃至図９，図１１乃至図１３における（ａ）は平面図である。図７乃至図９、及び、図１１乃至図１３における（ｂ）は断面図である。図１０は断面図である。図７乃至図９、及び、図１１乃至図１３における（ｂ）は、図７乃至図９、及び、図１１乃至図１３における（ａ）のＸ−Ｘ′断面にそれぞれ対応している。図１乃至図６に示す第１実施形態によるレーザ接合方法及びレーザ接合装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

【0074】

ここでは、ＳｉＣ（炭化ケイ素）材料を用いたパワー半導体を例に説明するが、これに限定されるものではなく、本発明は様々な半導体装置を製造する際に適用し得る。

【0075】

まず、図７に示すように、外部接続端子（リードフレーム、リード端子）１６ａ〜１６ｃを用意する。外部接続端子１６ａ〜１６ｃのうちの中央の外部接続端子１６ａは、外部ドレイン電極である。外部ドレイン電極１６ａの両側には、外部ゲート電極１６ｂと外部ソース電極１６ｃとが配されている。外部接続端子１６ａ〜１６ｃは、図示しない部材により相対的な位置関係が固定されている。

【0076】

外部接続端子１６ａ〜１６ｃの材料は、例えば、金属とする。外部接続端子１６ａ〜１６ｃの材料の熱膨張率と半導体チップ１７ａの材料の熱膨張率とは、大きく異ならないことが好ましい。半導体チップ１７ａと同様に熱膨張率が小さい材料としては、例えばインバーやコバール等が挙げられる。但し、インバーやコバールは、必ずしも十分に電気抵抗が低いとはいえない。このため、インバーやコバールを外部接続端子１６ａ〜１６ｃの材料として用いる場合には、導電性が十分に低い材料により外部接続端子１６ａ〜１６ｃを被覆する。外部接続端子１６ａ〜１６ｃを被覆する被覆層（図示せず）の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）等が挙げられる。銅の被覆層は、例えばめっき法等により形成し得る。

【0077】

次に、図８に示すように、外部ドレイン端子１６ａ上に半導体チップ（パワー半導体）１７ａを配する。半導体チップ１７ａの基板の材料としては、例えばＳｉＣが用いられている。半導体チップ１７ａの裏面側は、ドレイン（図示せず）となっている。半導体チップ１７ａの表面側には、ソース（図示せず）とドレイン（図示せず）とが形成されている。

【0078】

次に、図４を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図９参照）。レーザ照射予定領域１９は、半導体チップ１７ａのうちの回路や電極が形成されていない領域とする。

【0079】

次に、図５を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図１０参照）。こうして、外部接続電極１６ａと半導体チップ１７ａとが接合される。

【0080】

次に、図１１に示すように、半導体チップ１７ａ上に、ゲート電極５２ａとソース電極５２ｂとを形成する。例えば、ゲート電極５２ａとソース電極５２ｂの平面形状の開口部が形成された金属マスク等をマスクとして、スパッタリング法等により金属膜を成膜することにより、ゲート電極５２ａ及びソース電極５２ｂを半導体チップ１７ａ上に形成することができる。

【0081】

次に、図１２に示すように、ボンディングワイヤ５４ａを用いて、ゲート電極５２ａと外部ゲート電極１６ｂとを電気的に接続する。また、ボンディングワイヤ５４ｂを用いて、ソース電極５２ｂと外部ソース電極１６ｃとを電気的に接続する。ボンディングワイヤ５４ａをゲート電極５２ａや外部ゲート電極１６ｂに接合する際や、ボンディングワイヤ５４ｂをソース電極５２ｂや外部ソース電極１６ｃに接合する際には、例えば超音波溶着等が用いられる。

【0082】

次に、図１３に示すように、モールド材６０を用いて封止を行う。半導体チップ１７ａやボンディングワイヤ５４ａ等は、モールド材６０により封止される。外部接続端子１６ａ〜１６ｃの一部がモールド材６０から突出した状態となる。モールド材６０の材料としては、耐熱温度が十分に高い材料を用いる。例えば、融点が５００℃程度の多成分ガラス等をモールド材６０の材料として用いることができる。例えば、多成分ガラス材料を加熱・溶融し、外部接続端子１６ａ〜１６ｃの一部を多成分ガラス材料から突出させた状態で、多成分ガラス材料を徐々に冷却・硬化させることにより、封止を行う。

【0083】

こうして、本実施形態による半導体装置６２が製造される。

【0084】

このように、外部接続端子１６ａと半導体チップ１７ａとを接合する際に、上述した第１実施形態によるレーザ接合方法を適用するようにしてもよい。本実施形態によれば、融点が比較的低いはんだ等を用いることなく、外部接続端子１６ａと半導体チップ１７ａとを接合し得るため、半導体チップ１７ａが高温になったとしても、外部接続端子１６ａと半導体チップ１７ａとの接合状態が損なわれることはない。従って、本実施形態によれば、信頼性の高い半導体装置を簡便な工程で製造することができる。

【0085】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。図１４乃至図１９は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図１４乃至図１７、及び、図１９における（ａ）は平面図であり、図１４乃至図１７，及び、図１９における（ｂ）は断面図である。図１８は、断面図である。図１４乃至図１７，図１９における（ｂ）は、図１４乃至図１７，図１９における（ａ）のＸ−Ｘ′断面にそれぞれ対応している。図１乃至図１３に示す第１又は第２実施形態によるレーザ接合方法及びレーザ接合装置等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

【0086】

本実施形態による半導体装置は、外部接続端子１６ａに形成した凹部５６内にはんだ５８を充填し、半導体チップ１７ａの裏面（底面）の一部がはんだ５８と接続されるようにするものである。

【0087】

まず、図１４に示すように、外部接続端子（リードフレーム、リード端子）１６ａ〜１６ｃを用意する。外部接続端子１６ａ〜１６ｃのうちの中央の外部接続端子１６ａは、外部ドレイン電極である。外部ドレイン電極１６ａには、凹部５６が形成されている。かかる凹部５６は、半導体チップ１７ａが配される箇所の中央部に位置するように形成されている。かかる凹部５６は、後述するように、はんだ５８を充填するためのものである。外部ドレイン電極１６ａの両側には、外部ゲート電極１６ｂと外部ソース電極１６ｃとが配されている。外部接続端子１６ａ〜１６ｃは、図示しない部材により相対的な位置関係が固定されている。

【0088】

次に、図１５に示すように、外部接続端子１６ａの凹部５６内にはんだ５８を充填する。はんだ５８は凹部５６内において固化される。凹部５６内に充填されたはんだ５８と外部接続端子１６ａとの間のコンタクト抵抗は、十分に小さくなる。

【0089】

次に、図１６に示すように、外部接続端子１６ａ上に半導体チップ（パワー半導体）１７ａを配する。凹部５６内に充填されたはんだ５８は、半導体チップ１７ａの裏面の中央部と接する。

【0090】

次に、図４を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図１７参照）。レーザ照射予定領域１９は、半導体チップ１７ａのうちの回路や電極が形成されていない領域とする。

【0091】

次に、図５を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図１８参照）。こうして、外部接続電極１６ａと半導体チップ１７ａとが接合される。

【0092】

次に、図１１を用いて上述した第２実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、半導体チップ１７ａ上に、ゲート電極５２ａとソース電極５２ｂとを形成する。

【0093】

次に、図１２を用いて上述した第２実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、ボンディングワイヤ５４ａを用いて、ゲート電極５２ａと外部ゲート電極１６ｂとを電気的に接続する。また、ボンディングワイヤ５４ｂを用いて、ソース電極５２ｂと外部ソース電極１６ｃとを電気的に接続する。

【0094】

次に、図１３を用いて上述した第２実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、モールド材６０により封止を行う。第２実施形態による半導体装置の製造方法と同様に、モールド材６０の材料としては、耐熱温度が十分に高い材料を用いる。例えば、融点が５００℃程度の多成分ガラス等をモールド材６０の材料として用いる。例えば、多成分ガラス材料を加熱・溶融し、外部接続端子１６ａ〜１６ｃの一部を多成分ガラス材料から突出させた状態で、多成分ガラス材料を徐々に冷却・硬化させることにより、封止を行う。はんだ５８の融点は、モールド材６０の融点より低い。このため、モールド材６０による封止を行う際に、はんだ５８が溶融し、モールド材６０を冷却・硬化させる際に、はんだ５８も固化する。はんだ５８と半導体チップ１７ａの裏面との間のコンタクト抵抗は、十分に小さくなる。

【0095】

こうして、本実施形態による半導体装置６２ａが製造される（図１９参照）。

【0096】

こうして得られた半導体装置６２ａを実際に使用すると、半導体チップ１７ａが高温になることもある。半導体チップ１７ａの裏面の温度がはんだ５８の融点を超えた場合には、はんだ５８が溶融する。はんだ５８が溶融したとしても、はんだ５８は凹部５６内に留まっており、特段の問題は生じない。はんだ５８が溶融していない状態で半導体装置６２ａを使用しても、はんだ５８が溶融した状態で半導体装置６２ａを使用しても、はんだ５８と半導体チップ１７ａの裏面との間におけるコンタクト抵抗は十分に小さく維持される。

【0097】

このように、外部接続端子１６ａに形成した凹部５６内にはんだ５８を充填し、凹部５６内に充填されたはんだ５８が半導体チップ１７ａの裏面に接するようにしてもよい。本実施形態によれば、半導体チップ１７ａと外部接続端子１６ａとの間において十分に小さいコンタクト抵抗が得られるため、電気的特性及び信頼性の高い半導体装置を提供することができる。

【0098】

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による電子装置の製造方法について図面を用いて説明する。図２０は、本実施形態による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。図１乃至図１９に示す第１乃至第３実施形態によるレーザ接合方法及びレーザ接合装置等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。

【0099】

まず、図２０（ａ）に示すように、導電膜１６ｄ、１６ｅが形成された基板６４を用意する。基板６４は、例えばセラミック基板とする。導電膜１６ｄ、１６ｅの材料は、例えば銅やアルミニウムとする。導電膜１６ｄ、１６ｅは、所望の形状にパターニングされている。ここでは、導電膜１６ｄをパターニングすることにより形成された電極と半導体チップ１７ｂとをレーザ接合する場合を例に説明する。

【0100】

次に、図２０（ｂ）に示すように、基板６４上に形成された電極１６ｄ上に、半導体チップ（パワー半導体）１７ｂを配する。

【0101】

次に、図４を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図２０（ｃ）参照）。レーザ照射予定領域１９は、半導体チップ１７ａのうちの回路や電極が形成されていない領域とする。

【0102】

次に、図５を用いて上述した第１実施形態によるレーザ光Ａの走査と同様にして、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離でレーザ照射予定領域１９内にレーザ光Ａを走査する（図２０（ｄ）参照）。こうして、外部接続電極１６ａと半導体チップ１７ａとが接合される。

【0103】

こうして、本実施形態による電子装置６６が製造される（図２０（ｅ）参照）。

【0104】

このように、基板６４上に形成された電極１６ｄと半導体チップ１７ｂとをレーザ接合する際にも、本発明を適用することができる。

【0105】

［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

【0106】

例えば、第２及び第３実施形態では、半導体装置を製造する場合を例に説明し、第４実施形態では、電子部品を製造する場合を例に説明したが、本発明は、様々な製品（物品）を製造する際に適用することができる。例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等をガラスキャップにより封止する際に、本発明を適用するようにしてもよい。また、有機ＥＬ素子やＭＥＭＳ素子をパッケージングする際に、本発明を適用するようにしてもよい。

【0107】

また、第１乃至第４実施形態では、物体１７、１７ａ、１７ｂの四隅にレーザ照射範囲１９を設定する場合を例に説明したが、レーザ照射範囲１９は物体１７、１７ａ、１７ｂの四隅に限定されるものではない。例えば、図２１及び図２２に示すように、物体１７、１７ａ、１７ｂの周縁に沿うようにレーザ照射範囲１９ａを設定してもよい。図２１及び図２２は、レーザ光の走査の他の例を示す図である。図２１は、第１回目のレーザ光Ａの走査の例を示しており、図２２は、第２回目のレーザ光Ａの走査の例を示している。図２１（ａ）は平面図であり、図２１（ｂ）及び図２２は断面図である。図２１（ｃ）は、レーザ光の走査を示す概念図であり、レーザ照射範囲１９ａの角部に対応するものである。このように、物体１７、１７ａ、１７ｂの周縁に沿うようにレーザ照射範囲１９ａを設定してもよい。

【符号の説明】

【0108】

１２…レーザ光源
１４…制御部
１６…物体
１６ａ〜１６ｃ…外部接続端子
１７…物体
１７ａ、１７ｂ…半導体チップ
１９…レーザ照射範囲
５６…凹部
５８…はんだ
６０…モールド材
６２，６２ａ…半導体装置
６４…基板
６６…電子装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】