特開 2023-128932 レーザ光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023128932

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】レーザ光照射装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/005 20060101AFI20230907BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

B23K1/005 A

B23K1/00 330E

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033624

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野村 哲平

(72)【発明者】

【氏名】一宮 佑希

(72)【発明者】

【氏名】陳 之文

(57)【要約】

【課題】簡素な装置構成で高い生産性を実現すること。
【解決手段】レーザ光照射装置１において、レーザ光照射ユニット２０は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射したレーザ光を位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、空間光変調器により変調されたレーザ光を結像して板状物に照射する結像手段と、を含み、制御ユニット９０は、空間光変調器に表示させた際に板状物の面内でレーザ光が照射される位置が互いに異なる複数の位相パターンを記憶する位相パターン記憶部９１と、空間光変調器に表示させる位相パターンを、位相パターン記憶部９１に記憶された複数の位相パターンのうち所定の位相パターンに切り替える位相パターン制御部９２と、を有し、位相パターン制御部９２が空間光変調器に表示させる位相パターンを切り替えることにより、レーザ光を板状物の面内で二次元的に走査することが可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状物を保持する保持テーブルと、
該保持テーブルに保持された板状物にレーザ光を照射するレーザ光照射ユニットと、
各構成要素を制御する制御ユニットと、を備えたレーザ光照射装置であって、
該レーザ光照射ユニットは、
該レーザ光を出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射したレーザ光を位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、
該空間光変調器により変調されたレーザ光を結像して板状物に照射する結像手段と、
を含み、
該制御ユニットは、
該空間光変調器に表示させた際に該板状物の面内でレーザ光が照射される位置が互いに異なる複数の位相パターンを記憶する位相パターン記憶部と、
該空間光変調器に表示させる位相パターンを、該位相パターン記憶部に記憶された複数の該位相パターンのうち所定の位相パターンに切り替える位相パターン制御部と、
を有し、
該位相パターン制御部が該空間光変調器に表示させる該位相パターンを切り替えることにより、該レーザ光を該板状物の面内で二次元的に走査することが可能であることを特徴とする、
レーザ光照射装置。

【請求項2】

該保持テーブルと該レーザ光の結像点とを相対的に移動させる移動ユニットを更に備えることを特徴とする、
請求項１に記載のレーザ光照射装置。

【請求項3】

該板状物は、
一方の面にバンプを有した半導体チップが該バンプを介して複数搭載された基板であり、
該位相パターン記憶部に記憶された複数の位相パターンは、該空間光変調器に表示させた際にレーザ光が照射される位置が、該基板に搭載された各々の半導体チップに対応する領域である各々の位相パターンを含み、
該位相パターン制御部が該空間光変調器に表示させる該位相パターンを切り替えることにより、該レーザ光を該基板の面内で該半導体チップに対応する領域で二次元的に走査しつつ該レーザ光の被照射範囲に含まれるバンプをリフローさせることが可能であることを特徴とする、
請求項１または２に記載のレーザ光照射装置。

【請求項4】

前記結像手段は、前記空間光変調器が有する結像機能であることを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ光を対象物に照射するレーザ光照射装置として、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。このようなレーザ光照射装置において、レーザ光源で発生させたレーザ光は、空間光変調器により変調された後、対物レンズによって対象物に集光される。
特許文献１のレーザ光照射装置で対象物に照射されるレーザ光の被照射範囲を変更させる場合には、被照射範囲変更手段としてガルバノスキャナやＭＥＭＳスキャナ等の走査手段を用いて被照射範囲を変更する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１０２２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、走査手段を必要とするこの方法は、装置構成がやや複雑になり装置が肥大化してしまう。また、例えば、対象物を載置する加工テーブルを移動させることで、被照射範囲を変更させる方法は、加工テーブルを移動させるのに時間がかかるという異なる課題が存在している。また、例えば、被照射範囲を大きくすることで移動を少なくする方法は、空間光変調器の耐光性の観点から投入できるパワーが限られているため、被照射範囲におけるパワー密度が確保できず、実現不可能となっている。

【0005】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な装置構成で高い生産性を実現することができるレーザ光照射装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ光照射装置は、板状物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された板状物にレーザ光を照射するレーザ光照射ユニットと、構成要素を制御する制御ユニットと、を備えたレーザ光照射装置であって、該レーザ光照射ユニットは、該レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を位相パターンに応じて変調して出射する空間光変調器と、該空間光変調器により変調されたレーザ光を結像して板状物に照射する結像手段と、を含み、該制御ユニットは、該空間光変調器に表示させた際に該板状物の面内でレーザ光が照射される位置が互いに異なる複数の位相パターンを記憶する位相パターン記憶部と、該空間光変調器に表示させる位相パターンを、該位相パターン記憶部に記憶された複数の該位相パターンのうち所定の位相パターンに切り替える位相パターン制御部と、を有し、該位相パターン制御部が該空間光変調器に表示させる該位相パターンを切り替えることにより、該レーザ光を該板状物の面内で二次元的に走査することが可能であることを特徴とする。

【0007】

また、本発明のレーザ光照射装置は、該保持テーブルと該レーザ光の結像点とを相対的に移動させる移動ユニットを更に備えてもよい。

【0008】

また、本発明のレーザ光照射装置において、該板状物は、一方の面にバンプを有した半導体チップが該バンプを介して複数搭載された基板であり、該位相パターン記憶部に記憶された複数の位相パターンは、該空間光変調器に表示させた際にレーザ光が照射される位置が、該基板に搭載された各々の半導体チップに対応する領域である各々の位相パターンを含み、該位相パターン制御部が該空間光変調器に表示させる該位相パターンを切り替えることにより、該レーザ光を該基板の面内で該半導体チップに対応する領域で二次元的に走査しつつ該レーザ光の被照射範囲に含まれるバンプをリフローさせてもよい。

【0009】

また、本発明のレーザリフロー方法において、前記結像手段は、前記空間光変調器が有する結像機能であってもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、簡素な装置構成で高い生産性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザ光照射装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すレーザ光照射装置によるレーザ光の照射対象の板状物の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示す板状物の要部断面図である。

【図4】図４は、図１に示すレーザ光照射装置の光学系の構成例を示す図である。

【図5】図５は、第１の位相パターンによって変調されたレーザ光が板状物に結像される状態を示す斜視図である。

【図6】図６は、第２の位相パターンによって変調されたレーザ光が板状物に結像される状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、第３の位相パターンによって変調されたレーザ光が板状物に結像される状態を示す斜視図である。

【図8】図８は、第４の位相パターンによって変調されたレーザ光が板状物に結像される状態を示す斜視図である。

【図9】図９は、図５および図６に示す板状物の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0013】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るレーザ光照射装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ光照射装置１の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示すレーザ光照射装置１によるレーザ光２１の照射対象の板状物１００の一例を示す斜視図である。図３は、図２に示す板状物１００の要部断面図である。図４は、図１に示すレーザ光照射装置１の光学系の構成例を示す図である。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。

【0014】

実施形態のレーザ光照射装置１は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０と、移動ユニット３０と、撮像ユニット７０と、表示ユニット８０と、制御ユニット９０と、を備える。レーザ光照射装置１は、保持テーブル１０に保持された板状物１００（図２および図３参照）にレーザ光２１（図４参照）を照射する装置である。

【0015】

実施形態において、図２および図３に示す板状物１００は、基板１１０と、バンプ１３０を介して基板１１０上に載置された半導体チップ１２０と、を含み、バンプ１３０をレーザ光２１でリフローさせることにより、半導体チップ１２０が基板１１０に対してフリップ実装されることが予定される被加工物である。すなわち、実施形態のレーザ光照射装置１は、保持テーブル１０に保持された板状物１００の基板１１０上に載置された半導体チップ１２０に対してレーザ光２１を照射することにより、バンプ１３０をリフローさせて半導体チップ１２０を基板１１０に接続することが可能な装置である。

【0016】

基板１１０は、実施形態において、矩形状である。基板１１０は、例えば、ＰＣＢ基板（Printed Circuit Board）や、チップに分割される前のデバイスウェーハ等である。基板１１０の表面１１１側には、バンプ１３０を介して半導体チップ１２０が複数配置される。半導体チップ１２０は、表面１２１に１以上のバンプ１３０を有する。バンプ１３０は、半導体チップ１２０の表面１２１に設けられる突起状の端子である。

【0017】

半導体チップ１２０は、基板１１０および半導体チップ１２０が加熱され、バンプ１３０が溶けることによって、基板１１０上の電極に接続する。なお、板状物１００は、実施形態における半導体チップ１２０がバンプ１３０を介して基板１１０に配列されたものの他に、複数の半導体チップ１２０が積層され、各々の半導体チップ１２０間にバンプ１３０が存在するもの等でもよい。

【0018】

図１に示す保持テーブル１０は、板状物１００を保持面１１で保持する。保持面１１は、ポーラスセラミック等から形成された円板形状である。保持面１１は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面１１は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。保持テーブル１０は、保持面１１上に載置された板状物１００を吸引保持する。

【0019】

なお、板状物１００は、半導体チップ１２０が基板１１０上に載置された状態で保持テーブル１０に保持される。この際、半導体チップ１２０は、バンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）を下向きにした状態で、バンプ１３０を介して、表面１１１側が上向きにされた基板１１０の表面１１１側に載置される。

【0020】

保持テーブル１０は、回転ユニット１３によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。回転ユニット１３は、Ｘ軸方向移動プレート１４に支持される。回転ユニット１３および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４を介して、移動ユニット３０のＸ軸方向移動ユニット４０によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１３および保持テーブル１０は、Ｘ軸方向移動プレート１４、Ｘ軸方向移動ユニット４０、およびＹ軸方向移動プレート１５を介して、移動ユニット３０のＹ軸方向移動ユニット５０によりＹ軸方向に移動される。

【0021】

レーザ光照射ユニット２０は、保持テーブル１０に保持された板状物１００にレーザ光２１を照射させるユニットである。図４に示すように、レーザ光照射ユニット２０は、レーザ光源２２と、均一照射ユニット２３と、導光ユニット２４と、空間光変調器２５と、結像手段２６と、を含む。

【0022】

レーザ光源２２は、レーザ光２１を出射する。レーザ光源２２は、例えば、ファイバレーザ、単一のレーザダイオード（ＬＤ）を有する単一光源、または複数のレーザダイオードが配置されるマルチ光源等を含む。レーザ光源２２から出射されるレーザ光２１は、板状物１００（半導体チップ１２０）に対して吸収性を有する波長の連続波（ＣＷ）である。

【0023】

均一照射ユニット２３は、レーザ光源２２の後段に配置される。均一照射ユニット２３は、均一照射ユニット２３から出射されるレーザ光２１によって、後述の空間光変調器２５に対する均一照射面を形成するためのものである。この均一照射面では、レーザ光２１のパワー密度が均一なものとなる。

【0024】

均一照射ユニット２３は、レーザ光源２２がマルチ光源である場合には、特に設けられることが好ましい。均一照射ユニット２３は、単一光源の場合にも、ガウシアン分布をなす光源の場合には、完全なトップハット分布にするために設けられることが好ましく、また、トップハット分布をなす光源の場合においてもより完全なトップハット分布にするために設けられることが好ましい。

【0025】

均一照射ユニット２３としては、例えば、コリメートレンズと非球面レンズの組み合わせにより均一照射面が形成されるもの、コリメートレンズ、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element；回折光学素子）および集光レンズの組み合わせにより均一照射面が形成されるもの、ロッドレンズ（ガラスからなる筒状部材）またはライトパイプ（鏡で囲まれた中空の筒状部材であり、ホモジナイザーロッドとも呼ぶ）と導光ユニット（リレーレンズや光ファイバ）との組み合わせにより均一照射面が形成されるもの、コリメートレンズと第一レンズアレイおよび第二レンズアレイ（複数のロッドレンズを束ねてアレイ状にしたものや、レンズをアレイ状に面加工したもの）と集光レンズとの組み合わせにより均一照射面が形成されるもの、等を利用することができる。

【0026】

導光ユニット２４は、均一照射ユニット２３によって形成された均一照射面の光を、空間光変調器２５に転写するためのユニットである。なお、レーザ光照射ユニット２０が均一照射ユニット２３を含まない場合、導光ユニット２４は、レーザ光源２２からの直接の光を、空間光変調器２５に転写する。導光ユニット２４は、例えば、光ファイバやリレーレンズ（組みレンズ）により構成される。

【0027】

空間光変調器２５は、レーザ光源２２と結像手段２６との間に配設される。空間光変調器２５は、空間光変調素子を含み、表示させる位相パターンに応じて、レーザ光源２２から出射されたレーザ光２１を変調して出射する。空間光変調器２５は、出射されるレーザ光２１の強度（パワー密度）の空間密度分布を制御することで、レーザ光２１を変調する、所謂、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator）と称されるものである。

【0028】

空間光変調器２５は、表示させる位相パターンを変更することによって、板状物１００へレーザ光２１を照射する際の板状物１００の被照射範囲の位置を変更する。空間光変調器２５としては、例えば、周知の反射型液晶ＬＣＯＳ（Liquid-Crystal on Silicon）、透過型液晶ＬＣＰ（Liquid Crystal Panel）、Deformable Mirror、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）、等の周知のＳＬＭデバイスを利用することができる。実施形態の空間光変調器２５は、ＬＣＯＳである。

【0029】

結像手段２６は、入射されるレーザ光２１を、板状物１００の被照射面に結像する。実施形態のレーザ光照射ユニット２０は、結像手段２６によって、保持テーブル１０上の板状物１００における半導体チップ１２０の裏面１２２に対応する領域に、レーザ光２１を結像する。なお、レーザ光照射ユニット２０では、複数の半導体チップ１２０に対して同時に照射するようにしてもよい。実施形態の結像手段２６は、結像系２７と、拡大結像レンズ２８と、テレセントリックレンズ２９と、を含む。

【0030】

結像系２７は、単一のレンズや、組みレンズからなる結像レンズで構成され、図５に示す一例では、両凸レンズと両凹レンズとを順に配置して構成される。なお、結像系２７は、空間光変調器２５が空間光変調素子により結像系２７（結像レンズ）の機能も兼ね備える場合には、省略されてもよい。

【0031】

拡大結像レンズ２８は、結像系２７で結像される像（共役像）を拡大して板状物１００の被照射面に結像するものである。なお、拡大結像レンズ２８は、省略されてもよい。

【0032】

テレセントリックレンズ２９は、板状物１００の被照射面に対して、レーザ光２１を垂直に入射させる、すなわち、光軸と平行に入射させるためのものである。なお、結像系２７をテレセントリックレンズ２９に構成することもでき、また、テレセントリックレンズ２９を省略して光学系を構成することとしてもよい。

【0033】

図１に示す移動ユニット３０は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０とを相対的に移動させるユニットである。移動ユニット３０は、Ｘ軸方向移動ユニット４０と、Ｙ軸方向移動ユニット５０と、Ｚ軸方向移動ユニット６０と、を含む。

【0034】

Ｘ軸方向移動ユニット４０は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０とをＸ軸方向に相対的に移動させるユニットである。Ｘ軸方向移動ユニット４０は、実施形態において、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸方向移動ユニット４０は、実施形態において、レーザ光照射装置１の装置本体２上に設置されている。

【0035】

Ｘ軸方向移動ユニット４０は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。Ｘ軸方向移動ユニット４０は、実施形態において、周知のボールねじ４１と、周知のパルスモータ４２と、周知のガイドレール４３と、を含む。ボールねじ４１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ４２は、ボールねじ４１を軸心回りに回転させる。ガイドレール４３は、Ｘ軸方向移動プレート１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール４３は、Ｙ軸方向移動プレート１５に固定して設けられる。

【0036】

Ｙ軸方向移動ユニット５０は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０とをＹ軸方向に相対的に移動させるユニットである。Ｙ軸方向移動ユニット５０は、実施形態において、保持テーブル１０をＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向移動ユニット５０は、実施形態において、レーザ光照射装置１の装置本体２上に設置されている。

【0037】

Ｙ軸方向移動ユニット５０は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。Ｙ軸方向移動ユニット５０は、実施形態において、周知のボールねじ５１と、周知のパルスモータ５２と、周知のガイドレール５３と、を含む。ボールねじ５１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ５２は、ボールねじ５１を軸心回りに回転させる。ガイドレール５３は、Ｙ軸方向移動プレート１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール５３は、装置本体２に固定して設けられる。

【0038】

Ｚ軸方向移動ユニット６０は、図４に示す結像手段２６によって結像されたレーザ光２１の結像点を、光軸方向に移動させるユニットである。光軸方向は、保持テーブル１０の保持面１１と直交する方向であるＺ軸方向である。Ｚ軸方向移動ユニット６０は、保持テーブル１０と、レーザ光照射ユニット２０の少なくとも結像手段２６とを、Ｚ軸方向に相対的に移動させる。Ｚ軸方向移動ユニット６０は、実施形態において、レーザ光照射装置１の装置本体２から立設した立壁部３に設置されている。

【0039】

Ｚ軸方向移動ユニット６０は、レーザ光照射ユニット２０のうち、少なくとも結像手段２６をＺ軸方向に移動自在に支持する。Ｚ軸方向移動ユニット６０は、実施形態において、周知のボールねじ６１と、周知のパルスモータ６２と、周知のガイドレール６３と、を含む。ボールねじ６１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ６２は、ボールねじ６１を軸心回りに回転させる。ガイドレール６３は、レーザ光照射ユニット２０をＺ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール６３は、立壁部３に固定して設けられる。

【0040】

撮像ユニット７０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された板状物１００を撮像する。撮像ユニット７０は、保持面１１に保持された板状物１００を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラまたは赤外線カメラを含む。撮像ユニット７０は、例えば、レーザ光照射ユニット２０の結像手段２６（図４参照）に隣接するように固定されている。撮像ユニット７０は、板状物１００を撮像して、板状物１００とレーザ光照射ユニット２０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を制御ユニット９０に出力する。

【0041】

表示ユニット８０は、液晶表示装置等により構成される表示部である。表示ユニット８０は、例えば、加工条件の設定画面、撮像ユニット７０が撮像した板状物１００の状態、加工動作の状態等を、表示面に表示させる。表示ユニット８０の表示面がタッチパネルを含む場合、表示ユニット８０は、入力部を含んでもよい。入力部は、オペレータが加工内容情報を登録する等の各種操作を受付可能である。入力部は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。表示ユニット８０は、表示面に表示される情報や画像が入力部等からの操作により切り換えられる。表示ユニット８０は、報知装置を含んでもよい。報知装置は、音および光の少なくとも一方を発してレーザ光照射装置１のオペレータに予め定められた報知情報を報知する。報知装置は、スピーカーまたは発光装置等の外部報知装置であってもよい。

【0042】

制御ユニット９０は、レーザ光照射装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、板状物１００に対する加工動作等をレーザ光照射装置１に実行させる。制御ユニット９０は、レーザ光照射ユニット２０、移動ユニット３０、撮像ユニット７０、および表示ユニット８０を制御する。制御ユニット９０は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、レーザ光照射装置１の制御を行う。制御ユニット９０は、位相パターン記憶部９１と、位相パターン制御部９２と、を有する。

【0043】

位相パターン記憶部９１は、複数の位相パターンを記憶する。位相パターン記憶部９１に記憶される複数の位相パターンは、空間光変調器２５に表示させた際に板状物１００の面内でレーザ光２１が照射される位置が互いに異なる。具体的には、各々の位相パターンは、空間光変調器２５に表示させた際にレーザ光２１が照射される位置が、基板１１０に搭載された各々の異なる半導体チップ１２０に対応する領域となる。

【0044】

位相パターン制御部９２は、板状物１００の面内でレーザ光２１が照射される位置が変わるように、空間光変調器２５に表示させる位相パターンを、位相パターン記憶部９１に記憶された複数の位相パターンのうち所定の位相パターンに切り替える。位相パターン制御部９２が空間光変調器２５に表示させる位相パターンを切り替えることにより、レーザ光２１は、板状物１００の面内で二次元的に走査される。より詳しくは、位相パターン制御部９２が空間光変調器２５に表示させる位相パターンを、各々の半導体チップ１２０に対応する領域にレーザ光２１を照射させる位相パターンに切り替えることにより、レーザ光２１は、基板１１０の面内で半導体チップ１２０に対応する領域で二次元的に走査され、レーザ光２１の被照射範囲に含まれるバンプ１３０をリフローさせる。

【0045】

次に、レーザ光照射装置１がレーザ光２１を、裏面１１２側を保持テーブル１０に保持された実施形態の板状物１００に照射して、バンプ１３０をリフローさせる動作について説明する。図５は、第１の位相パターンによって変調されたレーザ光２１－１が板状物１００に結像される状態を示す斜視図である。図６は、第２の位相パターンによって変調されたレーザ光２１－２が板状物１００に結像される状態を示す斜視図である。図７は、第３の位相パターンによって変調されたレーザ光２１－３が板状物１００に結像される状態を示す斜視図である。図８は、第４の位相パターンによって変調されたレーザ光２１－４が板状物１００に結像される状態を示す斜視図である。図９は、図５および図６に示す板状物１００の要部断面図である。

【0046】

レーザ光照射装置１は、まず、レーザ光照射ユニット２０の空間光変調器２５に、第１の位相パターンを表示させる。第１の位相パターンは、変調された後の図５に示すレーザ光２１－１の照射範囲が半導体チップ１２０－１に対応する領域となるようにレーザ光２１を変調させる位相パターンである。

【0047】

レーザ光照射装置１は、次に、板状物１００の表面１１１側からレーザ光２１を照射する。これにより、第１の位相パターンにより変調されたレーザ光２１－１が、半導体チップ１２０－１のバンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）とは反対側の他方の面（裏面１２２）から照射される。この際、レーザ光２１－１の照射範囲は、半導体チップ１２０－１に対応する領域であるため、半導体チップ１２０－１全面に対応するバンプ１３０がリフローされて、半導体チップ１２０－１が基板１１０に接続される。レーザ光照射装置１は、例えば、１つの半導体チップ１２０に対して、１ｓｅｃ間、レーザ光２１を照射する。

【0048】

レーザ光照射装置１は、次に、レーザ光照射ユニット２０の空間光変調器２５に表示させる位相パターンを、第１の位相パターンから第２の位相パターンに切り替える。位相パターンを切り替える所要時間は、例えば、３０ｍｓｅｃ程度である。第２の位相パターンは、変調された後の図６に示すレーザ光２１－２の照射範囲が半導体チップ１２０－２に対応する領域となるようにレーザ光２１を変調させる位相パターンである。

【0049】

これにより、レーザ光２１の照射範囲が、半導体チップ１２０－１に対応する領域から半導体チップ１２０－２に対応する領域に切り替わる。すなわち、第２の位相パターンにより変調されたレーザ光２１－２が、半導体チップ１２０－２のバンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）とは反対側の他方の面（裏面１２２）から照射され、半導体チップ１２０－２全面に対応するバンプ１３０がリフローされて、半導体チップ１２０－２が基板１１０に接続される。

【0050】

同様に、レーザ光照射装置１は、レーザ光照射ユニット２０の空間光変調器２５に表示させる位相パターンを、第２の位相パターンから第３の位相パターンに切り替える。第３の位相パターンは、変調された後の図７に示すレーザ光２１－３の照射範囲が半導体チップ１２０－３に対応する領域となるようにレーザ光２１を変調させる位相パターンである。

【0051】

これにより、レーザ光２１の照射範囲が、半導体チップ１２０－２に対応する領域から半導体チップ１２０－３に対応する領域に切り替わる。すなわち、第３の位相パターンにより変調されたレーザ光２１－３が、半導体チップ１２０－３のバンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）とは反対側の他方の面（裏面１２２）から照射され、半導体チップ１２０－３全面に対応するバンプ１３０がリフローされて、半導体チップ１２０－３が基板１１０に接続される。

【0052】

同様に、レーザ光照射装置１は、レーザ光照射ユニット２０の空間光変調器２５に表示させる位相パターンを、第３の位相パターンから第４の位相パターンに切り替える。第４の位相パターンは、変調された後の図８に示すレーザ光２１－４の照射範囲が半導体チップ１２０－４に対応する領域となるようにレーザ光２１を変調させる位相パターンである。

【0053】

これにより、レーザ光２１の照射範囲が、半導体チップ１２０－３に対応する領域から半導体チップ１２０－４に対応する領域に切り替わる。すなわち、第４の位相パターンにより変調されたレーザ光２１－４が、半導体チップ１２０－４のバンプ１３０を有する一方の面（表面１２１）とは反対側の他方の面（裏面１２２）から照射され、半導体チップ１２０－４全面に対応するバンプ１３０がリフローされて、半導体チップ１２０－４が基板１１０に接続される。

【0054】

このように、レーザ光２１を板状物１００に照射した状態で、位相パターンを切り替えることで、レーザ光２１の照射範囲を板状物１００の面内で順次切り替える。すなわち、図９に示すように、レーザ光２１が照射可能な範囲内において、位相パターンによりレーザ光２１が板状物１００に入射する角度を変更することにより、レーザ光２１は、板状物１００の面内で二次元的に走査可能である。

【0055】

以上説明したように、実施形態のレーザ光照射装置１は、空間光変調器２５を用いて位相パターンを切り替えてレーザ光２１が板状物１００に入射する角度を変更することにより、レーザ光２１が照射される板状物１００の被照射範囲を二次元的に走査することができる。このため、パワー密度を確保できる上に、別途走査手段を設ける必要がなく、簡素な装置構成を実現できるという効果を奏する。

【0056】

また、保持テーブル１０やレーザ光２１を板状物１００に結像させる結像手段を物理的に移動させる場合と比較して、空間光変調器２５の位相パターン切り替えにかかる時間は短いため、生産性の向上に貢献する。なお、保持テーブル１０の移動の所要時間は、例えば、１ｓｅｃ程度であり、位相パターンの切り替えの所要時間は、例えば、３０ｍｓｅｃ程度である。

【0057】

すなわち、例えば、図５から図８までに示すように、４つの半導体チップ１２０にレーザ光２１を照射する場合、保持テーブル１０の移動で照射対象の半導体チップ１２０を切り替える場合は、移動に４ｓｅｃ、レーザ光照射に１ｓｅｃ、合計８ｓｅｃかかる。これに対し、実施形態では、位相パターンの切り替えに１２０ｍｓｅｃ、レーザ光照射に１ｓｅｃ、合計４ｓｅｃかかる。

【0058】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【0059】

例えば、空間光変調器２５の照射可能範囲よりも、板状物１００の照射対象領域が大きい場合には、所定の位置において位相パターンの切り替えにより空間光変調器２５の照射可能範囲（第１の照射可能範囲）にレーザ照射した後、移動ユニット３０で板状物１００を移動させ、再度位相パターンの切り替えにより空間光変調器２５の照射可能範囲（第２の照射可能範囲）にレーザ照射する。これにより、照射対象領域が広範囲でも効率的にレーザ照射してバンプ１３０をリフローさせることが可能である。

【0060】

また、１つの位相パターンが１つの半導体チップ１２０への照射に対応する態様に限らず、１つの位相パターンが複数の半導体チップ１２０への照射に対応することも可能である。

【0061】

また、結像手段２６は、実施形態では空間光変調器２５とは別個に設けられる結像系２７、拡大結像レンズ２８、およびテレセントリックレンズ２９を含んで構成されるが、空間光変調器２５が有する結像機能であってもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ レーザ光照射装置
１０ 保持テーブル
２０ レーザ光照射ユニット
２１ レーザ光
２２ レーザ光源
２５ 空間光変調器
２６ 結像手段
３０ 移動ユニット
７０ 撮像ユニット
８０ 表示ユニット
９０ 制御ユニット
９１ 位相パターン記憶部
９２ 位相パターン制御部
１００ 板状物
１１０ 基板
１１１ 表面
１１２ 裏面
１２０ 半導体チップ
１２１ 表面（一方の面）
１２２ 裏面（他方の面）
１３０ バンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】