CN103765563B - 金属充填装置 - Google Patents

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Abstract

金属充填装置1是在形成于半导体芯片K表面的微小空间内充填熔融金属M的装置。此金属充填装置1包含具有将半导体芯片K保持住的处理室5的处理室本体2，熔融金属供给机构5与熔融金属回收机构20。熔融金属供给机构10包含储存熔融金属M的供给用桶槽11，连接至处理部本体2的处理室5及供给用桶槽11的供给管13，与插装于供给管13，将供给用桶槽11内的熔融金属M，经由供给管13，供给至处理室5内的供给机12。熔融金属回收机构20将供给至处理室5内的熔融金属M从处理室5内回收。

Description

金属充填装置
技术领域
本发明为关于充填熔融金属至形成于半导体芯片K表面的微小空间内的金属充填装置。特别是在充填熔融金属时，关于回收剩余熔融金属的金属充填装置。
背景技术
近来，于硅晶贯通电极(ThroughSiliconvia)技术上，一直在追求对设于半导体芯片上的微小空间充填金属的技术。如果依据硅晶贯通电极技术开发出使用贯通电极的芯片层积技术，通过三次元实际安装，则高性能、高速动作的半导体系统的出现将指日可待。为确保硅晶贯通电极顺利导通，需使硅晶贯通电极无裂痕并避免出现气泡空洞等不良问题，故金属充填可提高硅晶贯通电极的合格率。
迄今就充填金属至半导体芯片上的微小空间内的技术，除了镀铜法或浸渍半导体芯片于熔融金属槽中的浸涂布法之外，如以下所列专利文献1～2所示，在已减压的腔体内，在应该充填金属的微小空间所形成的试料的一面上，配置金属充填体覆盖住微小空间，加热熔融此充填用金属体之后，因真空腔体内用非活性气体加压至大气压以上，故熔融金属能够真空吸入至微小空间内，这种方法为熔融真空吸引法，为此提案。
先前技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-368082号公报
专利文献2：日本专利特开2002-368083号公报
发明内容
发明所欲解决的问题
若使用上述熔融真空吸引法，因半导体芯片上的微小空间内与腔体之间会产生压力差，虽使得熔融金属能够真空吸入至微小空间内，但实际上熔融金属的表面张力或界面张力等将成为妨碍良好真空吸入的主要因素。
抑制熔融金属的表面张力或半导体芯片表面的潮湿性产生的不良影响都是为了实现金属充填的良好效果，使用熔融真空法时，作为试料的半导体芯片上用已知的多量的熔融金属的覆盖方法。特别是采用硅芯片(半导体芯片)与熔融焊锡的情形下，硅芯片上的潮湿性不佳，过量且ㄧ旦用剩余的焊锡无覆盖时，在芯片上熔融焊锡不延伸而形成球状。
于一般的熔融真空吸引法，使用作为原料的熔融金属之中，实际上要何种程度才能充填至半导体芯片上的微小空间内做了估算，依照微小空间的形成状态或充填条件，目前情况是不满供给量的1％能够充填至微小空间。
亦即用目前的技术不仅要准备并使用很多的熔融金属，且仅有极其少量的金属可被实际利用，而无法被利用的大量剩余金属被当作废弃物从半导体芯片上或装置内去除。因为如此，用目前技术使用的金属材料大半被浪费掉，乃为金属充填效率低下的主因。
本发明鉴于以上实际情况，通过有效活用未被充填至半导体芯片等被处理物的微小空间内的金属减少金属材料的浪费，并以提供可达成低成本金属充填的金属充填装置为目的。
解决问题的技术手段
为解决上述问题，本发明，
是一将熔融金属充填至在被处理物表面上形成开口的微小空间内的金属充填装置，
本发明包含保持前述被处理物的处理室的处理部本体，及由贮存熔融状态的金属的供给用槽，一端连接于前述供给用槽上，另一端连接于前述处理部本体的处理室上的供给管，以及插接于供给管上，并将前述供给用槽内的熔融金属，经由前述供给管供给至前述处理室内的供给机所构成的熔融金属供给机构，
本发明还包含将供应至前述处理室内的熔融金属由该处理室回收的熔融金属回收机构。此外，所谓「插接于管上」，是指在管的两端之间，亦即中间部位有对象物(上述则指供给机)插接于其上，配设有该对象物之意。
在本发明中，被处理物上所形成的微小空间大小，典型来说该直径为0.1μm～数十μm。此外，若有熔融金属进入的话，则不论其形成方法及深宽比等形态，亦不论是否为贯通孔。若为非贯通孔，则其深度，可根据被处理物的厚度设定为数百μm以下的任意数值。
具有上述结构的本发明，已在表面形成微小空间的被处理物，可被保持于处理部本体的处理室内。然后，贮存于前述供给用槽内的熔融状态(液体状态)的金属，可通过熔融金属供给机构中的供给机，经由供给管被供给至前述处理室内。而后，前述被处理物可如此地，在被供给的熔融金属覆盖住其表面的同时，该熔融金属将亦会被充填至前述微小空间内。
接下来，被处理物上处于熔融状态的剩余金属，可通过熔融金属回收机构从被处理物上被回收。
像这样，只要通过本发明，即可将被处理物上的剩余金属，通过熔融金属回收机构从该被处理物上回收，因此可减少所使用的金属材料的浪费，降低金属充填所花费的材料成本。
此外，在本发明中，将熔融金属供给至前述被处理物上，并充填至其微小空间内的方式有多种。例如，可在将前述处理室内减压之后，将熔融金属供给至被处理物上，或者，亦可采取在被处理物表面被熔融金属覆盖之后，通过适当的加压机构，对被处理物上的熔融金属加压，从而将熔融金属充填至前述微小空间内。如此一来，被充填至前述微小空间内的金属，较不易产生空隙或空洞，可完成更良好的充填作业。
再者，在本发明具体的第1种形态中，前述处理部本体，含有前述作为处理室的凹部，而该凹部内则包含保持前述被处理物的第1本体，及具备与前述凹部呈气密状嵌合的挤压部的第2本体等所构成，金属充填装置中，更具备使前述第1本体以及第2本体的至少其中一方朝相互远离方向移动的挤压机构。在此种情况下，前述挤压机构，可作为前述熔融金属回收机构的一部分而作用。
依据如此构造的金属充填装置，首先，保持住位于上述第1本体的凹部的被处理物之后，将第2本体用其挤压部嵌合于上述凹部并组装于第1本体，上述凹部内当做气密状的处理室。之后，通过上述供给机，供给熔融金属至前述处理室内。如此，上述被处理物的表面就由供给的熔融金属覆盖着。此外，供给熔融金属至处理室内时，该处理室内最好是被熔融金属供给至充满为止。另外，如上所述，在供给熔融金属至被处理物上之前，亦可通过合适的减压机构减低处理室内的压力。
接着，通过使用前述挤压机构，第1本体及第2本体相互接近，使其至少移动一边，藉此，处理室内的熔融金属被加压，并将熔融金属充填至形成于被处理物的微小空间内。
之后，不仅如此，用前述挤压机构使第1本体与第2本体相互接近时，前述处理室内容积减少，充满处理室内的熔融金属被从该处理室内推出，推出来的熔融金属通过前述熔融金属回收机构回收。此意味着前述挤压装置可充当熔融金属回收机构的一部分功能。
此外，此时，前述挤压机构为前述第2本体的挤压部与对接至前述第1本体内被处理物表面的挤压位置，与前述第1本体与第2本体相互已反离的待机位置，此构造可依所希望的使其移动前述第1本体及第2本体的最少的一方。如此一来，第2本体的挤压部和被处理物表面对接，不充填到微小空间内，而残留在被处理物上的剩余金属则尽可能地从该被处理体排出，仅存的东西相当少，可使需要充填的材料费用减至最少，此外可以把冷却后去除不需要的固化金属的工作减低到最少。
另外，于本发明的第2个形态上，前述处理部本体为与保持前述被处理物的保持组件，其具有内部空间，一端与前述保持部面对和设置的筒状元件，该筒状元件的内部空间内自由进退，且包含与插入气密状的挤压组件所构成的同时，和金属充填装置更提供加压气体至前述处理室内的气体供给机构，相对于保持在前述保持组件上的被处理物，和构成具备让前述挤压组件进退的挤压机构，前述挤压机构与前述挤压组件对接在前述被处理物的表面的挤压位置，和构成使其移动至从前述被处理物离反的待机位置。此情况下，保持在前述保持组件的被处理物，或是和前述保持组件，由于前述筒状元件及前述挤压组件形成气密状的处理室，前述气体供给机构充当前述熔融金属回收机构的部分功能。
若用此金属充填装置，首先保持被处理物于前述保持组件上之后，用保持组件，筒状元件及挤压组件来形成气密状的处理室。顺势地用前述供给机供给熔融金属至前述处理室内，把熔融金属覆盖被处理物的表面。此外，和第1个形态一样，供给熔融金属至被处理物上之前，亦可通过适宜减压机构做处理室内的减压。另外，关于熔融金属的供给量，虽熔融金属需要全部覆盖被处理物的表面，若是必要的话，没满过处理室内的量亦可。但至少应保持挤压组件下面能够浸入熔融金属中的供给量。
接下来，用前述金属供给机构供应加压气体到处理室内，加压处理室内的熔融金属。通过这些，被处理物上的熔融金属将被充填压入微小空间内。之后，用前述挤压机构，让前述挤压组件进出于被处理物侧，使其挤压组件对接于被处理物的表面。通过这些，使得微小空间内不被充填，而被处理物上的残留的剩余金属亦可微乎其微。
接下来，例如说使用前述气体供给机构，通过前述供给机，因供给比所供应的熔融金属压力还要高的压力气体，所以处理室内剩余的熔融金属将从该处理室内推出，用前述熔融金属回收。这表示前述气体供给机构可充当熔融金属回收机构的部分功能。
像这样通过第2个的形态的金属充填装置，可以不充填到微小空间内，而残留在被处理物上的剩余金属也可微乎其微，亦可把需要充填的材料费用减至最少，此外可以把去除冷却后不需要的固化金属的工作减低到最少。
此外，在这种情形下，前述推压零件与前述被处理物对接面处，与前述被处理物对接时，希望形成于前述被处理物表面的微小空间要框住存在范围的具备要封装的封装零件。若为如此，将来自气体供给机构的气体供给至处理室内，从该处理室排出剩余金属时，利用前述封装零件，因为可将前述被处理物表面的微小空间封装在所存在范围，把剩余金属排出范围与封装范围做隔离，就可防止充填于微小空间内的金属随着剩余金属被排出。
于上述的第1形态与第2形态的金属充填装置，前述熔融金属回收机构的一端为前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管，或连接至前述处理部本体的处理室，另一端与连接到前述供给部用桶槽的回收管，插装于该回收管，亦可作为包含控制该回收管的开闭状态的回收用控制阀的构造。若为如此，来自前述处理室内排出的熔融金属经由回收管回收到前述供给用桶槽，再被利用。此外，设于回收管的回收用控制阀，在来自供给机的熔融金属供应到处理室时关闭回收管，在回收剩余金属到供给用桶槽时打开回收管。
在这种情形下，前述熔融金属回收机构，不仅有前述回收用控制阀与前述供给管，或者与处理部本体之间的前述回收管，或前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管做连接，来自前述处理部本体所回收的熔融金属暂时收容于储存槽，亦可采用具备压回机功能的储存槽将已收容的熔融金属再推回去前述连接管内。
若使用具备储存槽的金属充填装置，将前述处理部本体所回收的熔融金属暂时收容于该储存槽中，所收容的熔融金属则用推回机推回至连接端的管子，即回收管，或是推回到供给管中，经由前述回收管回收到前述供给用桶槽处。
或是于上述的第1形态及第2形态的前述熔融金属回收机构为，储存熔融状金属的回收用桶槽，和一端为前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管，或是连接到前述处理部本体的处理室，另一端与连接到前述回收用桶槽的回收管，插装于该回收管，亦可做为包含控制该回收管的开闭状态的回收用控制阀的构造。若为如此，来自前述处理室内排出的熔融金属，经由回收管回收到前述回收桶槽中。此外，设于回收管的回收用控制阀，在来自供给机的熔融金属供应到处理室时关闭回收管，在回收剩余金属到供给用桶槽时打开回收管。
在这种情形下，前述熔融金属回收机构，不仅一端连接前述回收用桶槽，另一端和连接到前述供给用桶槽的回流管，插装于该回流管，前述回收用桶槽内的熔融金属经由该前述回流管，亦可具备回流机使其回流到前述供给用桶槽内。若为如此，回收到回收桶槽的剩余熔融金属用回流机，经由回流管回流至供给用桶槽而再利用。
或是于上述的第1形态及第2形态的金属充填装置，前述供给机可构成为收容逆流的熔融金属，亦可充当前述熔融金属回收机构的部分功能。在这种情形下，用前述熔融金属回收机构，把来自前述处理部本体所回收的熔融金属暂时地收纳于前述供给机，从这供给机经由前述供给管送回到前述供给用桶槽内。
此外，前述回收熔融金属的通路，熔融金属希望能由不和外边空气接触的气密状所构成。若为如此，可防止回收的熔融金属因接触外边空气而变质劣化，也可避免其再次利用于金属充填过程，因金属的变质劣化而导致充填不良等问题。
另外，前述供给桶槽内的熔融金属最好通过适当的搅拌方式来进行搅拌。已回收的熔融金属将和供给桶槽内的熔融金属混合，将这些搅拌，可使供给桶槽内的熔融金属形成均一的状态，可实现较高质量的金属充填。此外，熔融金属氧化物是充填不良或电极性能不良的原因，由于其浮于上面，搅拌时最好不要将其混入。
另外，为获得良好充填性，回收时，最好一直保持施加于处理室内的熔融金属的压力(加压压力)来进行回收。
发明的效果
如上述所言，根据关于本发明的金属充填装置，无法被充填于微小空间内的剩余熔融金属可用熔融金属回收机构回收，这样可减少金属材料使用上的浪费，减低金属充填时的材料成本。
另外，回收熔融金属时，构成前述处理部本体的第2本体的挤压部，或是若用挤压机构使挤压组件对接在被处理物表面时，被处理物上的剩余金属也可微乎其微，亦可将需要金属充填的材料费用减至最少，此外可以使去除冷却后不需要的固化金属的工作减低到最少。
附图说明
图1为本发明的第1实施形态金属充填装置的构造示意说明图；
图2为第1实施形态金属充填装置的动作的说明图；
图3为第1实施形态金属充填装置的动作的说明图；
图4为第1实施形态金属充填装置的动作的说明图；
图5为第1实施形态的变形例1金属充填装置的构造示意说明图；
图6为第1实施形态的变形例2金属充填装置的构造示意说明图；
图7为关于第1实施形态的变形例3金属充填装置的构造示意说明图；
图8为图7所示金属充填装置的供给用泵的剖面图；
图9为本发明的第2实施形态金属充填装置的构造示意说明图；
图10为第2实施形态的变形例1金属充填装置的构造示意说明图；
图11为第2实施形态的变形例2金属充填装置的构造示意说明图；
图12为第2实施形态的变形例3金属充填装置的构造示意说明图；
图13为第1及第2实施形态的变形例的金属充填装置的构造的示意说明图。
具体实施方式
关于本发明的最佳实施形态，根据附图说明如下。此外，在本实施形态中，被处理物为半导体芯片，此半导体芯片表面，即位于该表面处做一开口，将金属充填至形成多数微小孔(微小空间)内。
此外，在本例，使用于金属充填的金属采用无铅焊锡(融点约200℃)。因为如焊锡一样融点低的金属较容易处理，在实施本发明时，能够维持较低的半导体芯片K的温度，所以不会对半导体芯片K的配线材料等造成损伤。然而，于本发明上的金属种类不拘限于焊锡，根据其埋于微小空间的目的或其功能，可任意采用Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Ir、Al、Ni、Sn、In、Bi、Zn或其合金。
[第1实施例]
首先，本发明的第1的实施形态，根据图1～图4来说明。
1.装置的构造
关于本例的金属充填装置的构造如下述说明。如图1所示，由金属充填装置1，处理部本体2，挤压机7，熔融金属供给机构10，熔融金属回收机构20，废弃机构25，减压机构30，以及气体供给机构40等各部分所构成。
前述处理部本体2，由具备开口在上面的凹部3a的第1本体3，与嵌入于前述凹部3a的气密状处的挤压部4a，以及具备比这还大口径的凸缘部4b的第2本体4所形成。在第1本体3的凹部3a的底部，由保持孔3b所形成，半导体芯片K其表面从前述底部突出，收纳并保管于前述保持孔3b内。然后，因为挤压部4a嵌合在凹部3a，组装成第1本体3及第2本体4，通过第1本体3及第2本体4，由位于其内部的气密状的处理室所形成。
此外，第1本体3及第2本体4，在供给熔融金属M到处理室5时，为避免熔融金属急速冷却固化，用未于图中标示的合适加热机将上述无铅焊锡加热到融点(200℃)以上的温度。
前述挤压机7由油压汽缸等的致动器构成，前述第2本体4使其移动到前述挤压部4a对接于保持在第1本体3的凹部3a内的半导体芯片K表面的挤压位置，和从前述第1本体3离反出来的待机位置，和从前述第1本体3分离出来的初期位置(如图2所示位置)。此外，于图1～图4，虽描绘挤压机7将连接到离开第2本体中心的位置，此为方便制图，最佳形态为挤压机7连接在第2本体的中心位置。
前述熔融金属供给机构10由储存熔融金属M的供给用桶槽，和设置于贯通到前述处理室5的前述第2本体4的闸阀15，一端连接前述供给用桶槽11，另一端则连接到前述闸阀的供给管13，和介装于此供给管13的供给泵12，和介装于相同供给管13的开关阀所构成。供给泵12用于将高温下融化的熔融金属M加压打出来，其他任何可实现此功能的泵都可以等同替换，就举例而言，可参考柱塞泵。
前述供给用桶槽11内用于金属充填的金属要加热至高于融点温度的熔融状态，即以液状储存。然后，驱动前述供给泵12，开启闸阀及开关阀14，将供给用桶槽11内的熔融金属M以加压状态供给到前述处理室本体2的处理室5内。
此外，前述闸阀15，供给管13，开关阀14及供给泵12，分别都有少量的熔融金属M流过的部分，也要和前述供给桶槽11一样加热，通过加热防止流通内部的熔融金属M冷却固化。
前述熔融金属回收机构20由一端连接前述处理部本体2和前述供给泵12之间的供给管13，以及另一端连接前述供给用桶槽11的回收管21，和由插装于此回收管的开关阀22及节流阀23所形成的。此外，有关回收管21，开关阀22及绞阀23，分别有少量的熔融金属M流过的部分，也要和前述供给桶槽11一样加热，通过加热防止流通内部的熔融金属M冷却固化。
前述减压机构30由真空泵等所构成的减压机31，和设置于贯通到前述处理室5的前述第2本体4的闸阀，和一端连接到前述供给用桶槽11，另一端连接到前述减压机31的减压管32，和一端连接到前述闸阀35，另一端连接到前述减压机31的减压管33，以及插装于此减压管33的开关阀34所形成。
若使用此减压机构30使其启动减压机31，通过减压阀32，供给用桶槽11内，譬如说减压到100Pa程度的真空状态，另外让减压机31启动的状态下，因为关闭后述的开关阀43，打开前述开关阀34与门阀35，通过减压阀33，前述处理部本体2的处理室5内，譬如说减压至前述真空状态。供给用桶槽11内保持真空状态的主要原因是希望防止熔融金属M的劣化及去除来自熔融金属的气泡。此外，上述所言的压力仅是举例，当然亦可减压至更高真空度。
前述气体供给机构40由供给并加压氮气(N2)等非活性气体的气体供给机41，与一端连接前述闸阀35及开关阀34之间的减压管33，与另一端连接前述气体供给机41的气体供给管42，与插装于此气体供给管42的开关阀43所构成。
若根据此气体供给机构40，因关闭前述开关阀34，打开前述开关阀43与门阀35，将已加压的气体从气体供应机41，经由气体供给管42及连接于此的减压管33，供给至前述处理部本体2的处理室5。
另外，前述废弃机构25由储存废弃熔融金属M的废弃桶槽26，与设置于连通至第1本体3的凹部3a底部的该第1本体3的闸阀28，与一端连接至前述闸阀28，另一端连接至前述废弃桶槽26的废弃管27所构成。
2.金属充填操作
其次，使用图2至图4，根据具备上述构造的金属充填装置，来说明有关金属充填的操作顺序。
首先，如图2所示，驱动挤压机7，让第2本体4移动至前述初期位置，于开启第1本体3与第2本体4的状态下，保持并收纳半导体芯片K于第1本体3的保持孔3b内。
此时，逐一关闭前述闸阀15、28、35，也逐一关闭开关阀14、22、34、43。
之后，由挤压机使第2本体4移动至前述待机位置，使第2本体4的挤压部4a嵌合至第1本体3的凹部3a。根据这些，如图3所示，通过第1本体3的凹部3a及第2本体4的挤压部4a，将气密状处理室形成。
顺势打开开关阀34与门阀35，通过减压管33，排放处理室5内的空气，同供给用桶槽11一般，将该处理室5内设为真空状态。
其次，如图3所示，关闭减压管33的开关阀34与门阀35，处理室5内在一直处于真空状态下，让供给泵启动的同时，打开开关阀14和闸阀15，加压供给用桶槽11内的熔融金属M，并供给至处理室5内部使其覆盖半导体芯片K的全部表面，处理室5内的全体空间将被熔融金属M完全充满。
如上述，通过减压机31使处理室5内保持真空状态，保持于处理室5内的半导体芯片K的微小空间内亦为真空状态。因此，供给熔融金属M使其覆盖半导体芯片K的全部表面，该熔融金属M充填于前述微小空间内，不仅如此，因为处理室5内的全体空间将由熔融金属M供给至完全充满，将供给泵12的原本压力传送给处理室5内的熔融金属M并加压，将处理室5内的熔融金属M用更强的力量充填于微小空间内。通过这些，在无空隙或空洞的良好状态下，可以充填金属至前述微小间内。
其次，如图4所示，关闭供给管13的开关阀14后，打开回收管21的开关阀22，接着通过前述挤压机7，使第2本体4进一步移动至下方，使挤压部4a对接于半导体芯片K的表面。通过这些，将处理室5内的容积收缩，相对地处理室5内的剩余熔融金属将从闸阀15处被挤出并逆流，将从供给泵12之间的供给管13，经由分支的回收管21回收至供给桶槽11。
此时，因回收管21上设置有节压阀23，所以处理室5内的熔融金属M的压力将维持在设定的压力内。此外，通过节压阀应可维持熔融金属M的压力，充填于微小空间的金属中，其空隙或气泡将不会产生压力，以上可依经验来设定，前述节压阀23由处理室5内的熔融金属M的压力来维持上述设定压力的调整开度。此外，亦可于回收操作中，最好让供给泵12先行运转，如此便可确实维持处理室5内的熔融金属M的压力。
另外，因第2本体4的挤压部4a对接于半导体芯片K的表面，所以半导体芯片K上的剩余熔融金属M可从该半导体芯片K上去除到所剩无几。
如此一来，上述挤压机7对熔融金属M的回收有直接关系，又因与熔融金属回收机构20协同工作，使熔融金属的回收达到最好效果。因此，挤压机7于本发明中担任熔融金属回收的部分功能。
此外，使前述第2本体4移动至下方，挤出半导体芯片K上的熔融金属M时，因希望能提高第2本体4与半导体芯片K的密着性，第2本体4的里面，与半导体芯片K的表面连接的范围，最好用弹性或耐热性优良的铁氟龙等先做表面处理。
如上述所及，回收处理室5内的剩余金属M之后，其次关闭回收管21的开关阀22和闸阀15，紧接着打开气体供给管42的开关阀43与门阀35，将来自气体供给机41的非活性气体供给至处理室5内的同时，打开废弃管27的闸阀28，把已供给至处理室5内的非活性气体排气至废弃桶槽26。根据于此，处理室5内透过非活性气体来排气，因此非活性气体的流动，将仅存于处理室5内的熔融金属M，即通过第2本体4的移动无法被回收的熔融金属M，从闸阀28经由废弃管27回收至废弃桶槽26。
此外，此情形，于第2本体的挤压部4a的下面外周，例如，设有O型环等的封装组件，挤压部4a的下面与半导体芯片K的表面对接时，形成于半导体芯片K表面的微小空间的存在范围，最好经由此封装组件包围住进行封装。如此，通过封装组件所包围的范围，与非活性气体所存在的外部范围可用气密状做遮断，通上述方式扫除气体，可防止微小空间内的熔融金属M与非活性气体间产生对换。
如上所述，剩余熔融金属M多出的量，虽可通过移动第2本体4并对接于半导体芯片K来回收，如图4所示，于处理室5的底面与半导体芯片K的上面的段差所产生的空间中，依旧有熔融金属残留。
像这样的熔融金属M，因长时滞留于处理室内而有变质的可能性，已变质的熔融金属M一旦滞留，当需要处理下一个半导体芯片K时，将与供给的熔融金属M混合，造成金属充填不良。
因此，无法利用的熔融金属M通过上述废弃处理回收至废弃桶槽26，所以充填处理后的处理室5内，剩余的熔融金属M可以做到完全不存在的清洁状态。即使针对多个半导体芯片K进行连续充填处理时，亦可继续维持高质量的金属充填。
一旦结束上述废弃处理之后，在关闭闸阀28、开关阀43与门阀35的同时，停止第1本体3及第2本体4的加热，将其冷却至熔融金属M的融点以下的温度为止，让已充填至半导体芯片K的熔融金属M固化。其次，通过挤压机7使第2本体4移动至上方的初期位置，如图2所示，分离第1本体3与第2本体4，将半导体芯片K从第1本体3取出，结束针对一个半导体芯片K的金属充填处理。之后，针对多个半导体芯片K进行连续充填处理时，反复实施上述处理过程。
3.总结
详如上所述，通过本例的金属充填装置1，由于半导体芯片K上的剩余金属M通过挤压机7及熔融金属回收机构20的作用，从该半导体芯片K上回收至供给用桶槽11再利用，可减少使用金属的浪费，降低金属充填时的材料成本。
此外，回收熔融金属时，因第2本体4的挤压部4a对接于半导体芯片K的表面，不充填至微小空间内，残留于半导体芯片K上的剩余金属将所剩无几，亦可将金属充填所需要的材料成本减至最低。
不仅如此，因设于前述回收管21的节流阀23，在回收熔融金属M时，打开开闭阀22，即使供给用桶槽11内与处理室5内处于连通状态，供给用桶槽11内的真空压在处理室5内无作用，该处理室5内可维持在加压状态，亦可维持良好的充填性。
此外，将熔融金属M回收至供给用桶槽11的通路，可防止熔融金属M的劣化(特别是氧化)，最好能做到不接触外面气体。
另外，供给用桶槽11内的熔融金属M，最好通过合适的搅拌机做搅拌。已回收的熔融金属M，虽与供给用桶槽内的熔融金属M混合，通过搅拌可让供给用桶槽11内的熔融金属M的状态均一化，可实现较高质量的金属充填。此外，充填不良，或导致电极性能不良的熔融金属氧化物会浮于上面，搅拌时最好不要将其混入。
另外，在进行金属充填前的待机时，虽熔融金属将滞留于供给管13及回收管21内，此时，适当控制开闭阀14、22的同时，使供给泵12启动，熔融金属M将经由供给用桶槽11→供给管13→供给泵12→回收管21→供给用桶槽11的通路循环。因已加热的熔融金属M会在这些零件间循环，所以可防止熔融金属M滞留于部分零件产生变质。
另外，供给管13及回收管21最好尽量缩短。如前所述，为了不让熔融金属M冷却固化，供给管13及回收管21需要先加热至熔融金属M的融点以上的温度，配管长度越长，则需要多出加热器或其电力花费。此外，配管一旦变长，可能会因温度差导致熔融金属M在配管的一部分凝固或变质，若配管较短，则配管上的温度会传导全长易于均温。
有关上述金属充填装置1的变形例，如下说明。
[第1实施例的变形例1]
图5为表示关于此变形例的充填金属装置50的构造说明图。此外，此金属充填装置50可置换成上述金属充填装置1的熔融金属回收机构20，在此构造具有迥异的熔融金属机构51。因此，关于上述金属充填装置1与相同结构部分标注同一符号，以省略详细说明。另外，关于金属充填操作及熔融金属的废弃操作，同上述金属充填装置1，省略详细说明，主要以熔融金属的回收操作来说明。
如图5所示，前述熔融金属回收机构51由存放已回收的熔融金属之回收用桶槽52，与一端连接至前述处理部本体2与前述供给泵12之间的前述供给管13，与另一端连接至前述回收用桶槽52之回收管53，与介装于此回收管53的开闭阀54及节流阀55，与一端连接至前述回收用桶槽52，另一端则连接至前述供给用桶槽11的回流管57，与介装于此回流管57的回流用泵56，与介装于此回流用泵56与前述供给用桶槽11之间的回流管的开关阀58，一端连接回收用桶槽52，另一端连接至前述加压管32的减压管59所构成。
此外，前述回收桶槽52可将熔融金属M维持在熔融状态，先加热到融点以上的温度，有关前述回收管53，开关阀54，节流阀55，回流用泵56，回流管57及开关阀58，亦分别有极少量的熔融金属M流通的部分，同样先行加热，如此便可防止熔融金属M冷却固化。
若根据此金属充填装置50，在关闭开关阀54的状态下，因进行与上述的金属充填装置1相同的操作，熔融金属M将充填至半导体芯片K的微小空间内。其次，在关闭开关阀14，打开开关阀54的状态下，通过挤压机7，使第2本体4从前述待机位置移动至挤压位置，其挤压部4a一旦对接于半导体芯片K的表面时，处理室5内的容积会收缩，因此处理室5内的剩余熔融金属M将由闸阀15挤出而逆流，从供给用泵12之间的供给管13，经由分支的回收管53回收至回收用桶槽52。此时，因回收管53上设置有节流阀55，因此处理室5内的熔融金属M，其压力将可维持在所设定的压力。
其次，像这样将所定量的熔融金属M回收至回收用桶槽52时，在打开开关阀85的状态下，驱动回流用泵56，将回收用桶槽内的熔融金属M经由回流管57回流至供给用桶槽11。
像这样通过此金属充填装置50，亦可达到与上述金属充填装置1的相同效果。
此外，于此金属充填装置50，由前述回流用泵56，回流管57即开关阀58所构成的回流机构部，并非一定必要，在适当的熔融金属M回收至回收用桶槽52的阶段，亦可手动操作，使回收用桶槽内的熔融金属M回到供给用桶槽11内。
[第1实施例的变形例2]
图6为表示关于此变形例的充填金属装置60的构造说明图。此外，此金属充填装置60可置换成上述金属充填装置1的熔融金属回收机构20，在此构造具有迥异的熔融金属机构61。因此，关于上述金属充填装置1与相同结构部分标注同一符号，以省略详细说明。另外，关于金属充填操作及熔融金属的废弃操作，同上述金属充填装置1，省略详细说明，主要以熔融金属的回收操作来说明。
如图6所示，前述熔融金属回收机构61由一端连接至前述处理部本体2与前述供给泵12之间的前述供给管13，与另一端连接至前述回收用桶槽11的回收管62，与介装于此回收管62的开闭阀63及节流阀64，与连接至前述回收管62的储存槽65所构成。
前述储存槽65，其内部具有弹簧65a及通过此弹簧65a增加力量于前回收部62侧的可动板65b，与回收管62的连接部及可动板65b之间由收容空间65c所形成的构造。接下来，弹簧65a将收容于收容空间65c内的熔融金属M，经由可动板65b，用对应于弹簧系数的增加力量来挤压。
此外，于此金属充填装置60亦可将熔融金属维持在熔融状态，回收管62，开闭阀63及节流阀65的至少有熔融金属M流通的部分，以及储存槽65要加热至熔融金属融点以上的温度。
若根据此金属充填装置60，在关闭开关阀63的状态下，因进行与上述金属充填装置1相同的操作，将熔融金属充填于半导体芯片K的微小空间内。此外，上述弹簧65a用于增加力量，设定作用于上述收容空间65c内的熔融金属M的压力比上述供给用泵12的出口压力高，因此，金属充填操作时，由供给用泵所吐出的熔融金属M，将不流进此储存槽65。
其次，在关闭开关阀14及开关阀63的状态下，通过挤压机7使第2本体4从上述待机位置移动至挤压位置，其挤压部4a对接于半导体芯片K的表面。通过这些使处理室5内的容积收缩，对应于此的处理室5内的剩余熔融金属M将从闸阀15挤出并逆流，从供给泵12之间的供给管13，经由分支的回收管62，暂时回收至储存槽65的收容空间65中。此外，理所当然地，上述挤压机7通过上述弹簧65a，将产生比作用于上述收容空间65c内的熔融金属M的压力还高的压力，来挤压上述处理室5内的熔融金属M。
如此，将处理室5内的熔融金属M回收至储存槽65的收容空间65c之后，如果在闸阀15关闭的状态下打开开关阀63，被回收至储存槽65内的熔融金属M，可通过弹簧65a增加力道，从回收管62被挤压出去，并经由此回收管62回收至供给用槽11。此外，设置于回收管62的节流阀64，具有控制从储存槽65流至供给用槽11的熔融金属M的流速的功能，使此熔融金属M急速流向供给用槽11，防止此供给用槽11内部被搅乱的功能。
因此，通过此金属充填装置50，也可达到与上述金属充填装置1同样的效果。
此外，前述储存槽(BufferTank)65的弹簧65a并不在此范围，相对于前述收容空间65c内部的熔融金属所需要的增加力量的押回机来说若是属于功能性物品的话，不论何种结构都可以，例如，通过可动板65b背面中使气体压力起作用的结构及适合的促进器，亦可在可动板65b背面上施加作用力的结构。
[第1实施例的变形例3]
图7为关于此变形例相关的金属充填装置70的结构说明图。此外，此金属充填装置70，是由上述金属充填装置1的结构，在拆下前述熔融金属回收机构20的同时，作为供给用泵，利用如图8所示的柱塞泵71，使此柱塞泵71具有与金属回收机构功能的形态。因此，关于与上述金属充填装置1相同结构部分将加上同一符号，省略该详细说明。此外，金属充填操作以及熔融金属的废弃操作与上述金属填装装置1的情形相同，因此省略详细说明，主要针对熔融金属的回收操作做说明。
如图8所示，构成本案例的金属充填装置70的柱塞泵71是由具有圆筒状的内部空间，其中一侧为汽缸室72a、另一侧为加压室72b的本体72与配置于此本体72内部空间内的柱塞73，及将前述汽缸室72a与加压室72b区分成液密状的伸缩囊74所构成。
前述柱塞73是设置于嵌合于前述汽缸室72a上的活塞部73a，与前述加压室72b上，由比前述活塞部73a所形成小径的加压部73b，以及与这些活塞部73a及加压部73b相连结的连结部73c所构成。此外，前述伸缩囊74，其中一方设置于前述汽缸室72a与加压室72b之间的前述本体72的内部上，另一方则设置于加压部73b上，如上所述，用来将汽缸室72a与加压室72b做液密状的划分。
此外，前述本体72中，前述汽缸室72a的，挟着前述活塞部73a两侧的范围内，在图8中经过上侧(加压侧)范围的加压侧汽门(port)72c，以及通过下侧(回复侧)范围的回复侧汽门72d所各自形成，可通过切换阀75做切换，从适当压油供给源提供压油至这些加压侧汽门72c以及回复侧汽门72d。
再者，前述本体72中，经由加压室72b的吸入汽口72e以及吐出气口72f所形成，在吸入气口72e与前述供给用气槽11相接的供给管13a连接，吐出气口72f则与闸阀15相接的供给管13b连接。
通过此金属填出装置70，可实施与上述金属充填装置1相同的操作，将熔融金属M充填至半导体芯片K的微小空间内。
此时，柱塞泵71可通过以下动作，将供给用槽11内的熔融金属M供应至处理部本体1的处理室5内。
亦即，柱塞泵71，首先，在打开开关阀14的状态下，通过从回复侧气口72d将压油供应至回复侧的汽缸室72a，使柱塞73移动到上方，通过此动作扩大加压室72b内的容积，将供给用槽11内的熔融金属M经由供给管13从前述吸入气口72e吸入至加压室72b内部。接着，在关闭开关阀14的状态下，从加压侧气口72c供应压油至汽缸室72a，藉此使柱塞73往下方移动，使加压室72b内的容积收缩，使得加压室72b内的熔融金属M受到加压，加压后的熔融金属M则经由吐出气口72f吐出，并经由供给管13和闸阀15供应至前述处理室5内部。
半导体芯片K的微小空间内被充填入熔融金属M后，接着，在关闭开关阀14的状态下，通过挤压机7，来使第2本体4从前述待机位置移动至挤压位置，使该挤压部4a与至半导体芯片的表面相接。藉此，使处理室5内的容积收缩，并使处理室5内部的剩余熔融金属M从闸阀15被挤压出逆流，经由供给管13流入柱塞泵71的加压室72b内。此外，前述挤压机7，如同可产生比柱塞泵71的吐出压更高的压力，可将前述处理室5内的熔融金属M做挤压，藉此，来使柱塞73往上方移动，使得加压侧的汽缸室72a内的压油从加压侧气口72c被挤压回上流侧，从而使加压室72b的容积扩大，如上所述，使处理室5内部的熔融金属M逆流，并流入柱塞泵71的加压室72b内部。
如此，将处理室5内部剩余的熔融金属M回收至柱塞泵71的加压室72b内部后，在关闭闸阀15的状态下，打开开关阀14，柱塞泵71的柱塞73由于在作用于该加压侧的汽缸室72a的压油而往下方移动，并将加压室72b内的熔融金属M挤压至供给管13，被挤压出来的熔融金属M则经由该供给管13被回收至供给用槽11。
如此，作为供给泵，只要利用如柱塞泵71这类可容纳逆流的熔融金属的结构，即可使柱塞泵71具有熔融金属回收机构的功能，不需要设置如上例的特别机构。因此，可将装置构造变为更简便结构的同时，亦可使避免熔融金属M冷却硬化的加热器的应加热的范围缩至最小，以达成降低设备成本的目的。
[第2实施例]
接着，有关本发明的第2实施形态，将以图9为基础来做说明。
1.装置构成
首先，将针对第2实施形态相关的金属充填装置的装置结构来做说明。如图9所示，本案例中的金属充填装置100，是由处理部本体110、挤压机7、熔融金属供给机构10、熔融金属回收机构20、废弃机构25、减压机构30以及气体供给机构40的各部所构成。此外，挤压机7、熔融金属供给机构10、熔融金属回收机构20、废弃机构25、减压机构30以及气体供给机构40，其连接至处理本体110的连接，虽与上述金属充填装置1不同，但其它结构相同，因此赋予同一符号，并省略其详细说明。
前述处理部本体100，是由保持前述半导体芯片K的保持组件111，及具有内部空间，其一端与前述保持组件111呈对向设置的筒状元件112，及可在此筒状元件112内部空间自由进出，且呈气密状插入的挤压组件113等所构成。此外，此处理部本体100，可通过适当的加热机，加热至熔融金属M融点以上的温度。
前述保持组件111，是由无示意图的升降机构来做上下移动所构成，在通过此升降机构(无示意图)往下方移动时，保持组件111与筒状元件112会分离，使保持组件111能乘载至半导体芯片K上，并在通过前述升降机构(无示意图)往上方移动时，其上面与筒状元件112的下面相接，使这些可呈气密状而组装起来。
此外，筒状元件112的下面，是由可收纳被保持组件111所保持的半导体芯片K的收纳凹部112a所形成，保持组件111及筒状元件112，是在半导体芯片K被保持于保持组件111上，且在被筒状元件112的收纳凹部112a所收纳的状态下做组装。因此，像这样，当保持组件111与筒状元件112被组装时，将可通过半导体芯片K、筒状元件112以及挤压组件113来形成气密状的处理室114。
此外，通过这样的结构，使半导体芯片K通过筒状元件112被挤压，在将熔融金属M供给至处理室114时，可防止半导体芯片K的上浮、及熔融金属M回流进入半导体芯片K里面，不仅如此，亦可将筒状元件112的内径改成大于半导体芯片K的外径，使半导体芯片K能够收纳于筒状元件112的内部空间内。在此种情况下，可通过保持组件111、筒状元件112以及挤压组件113来形成气密状的处理室114。
此外，筒状元件112，具有形成前述处理室114的大径的内径部及比此小径的内径部，此小径的内径部内有嵌入前述气密状的挤压组件113，从而使挤压组件113的外周面与前述大径的内周面之间生成空隙。
再者，筒状元件112内，在极为靠近前述收纳凹部112a的位置上，有穿过前述处理室114内部而配设的前述熔融金属供给机构10的闸阀15以及废弃机构25的闸阀28，此外，前述减压机构30的闸阀35则穿过前述处理室114内部而配设于前述大径的内径部上方的位置。
此外，前述挤压机7，可使前述挤压组件113，在其下面与保持组件111所保持的半导体芯片K的表面相接的挤压位置，与从半导体芯片K表面到所定的距离远的待机位置之间移动。此外，在图9中，画的是将挤压机7，连接至偏离挤压组件113的中心位置的状态，但这是因制图状况所作的调整，以理想的状态来说，挤压机7是连接到挤压组件113的中心位置上的。
2.金属充填操作
接着，将就具备上述结构的金属充填装置100的金属充填操做顺序做一说明。另外，在此处，主要是说明金属充填以及回收剩余熔融金属的操作顺序，有关理想形态等附加要素方面，则与上述金属充填装置1的情况相同，故此省略该详细说明。
首先，如图9所示，在保持组件111上乘载半导体芯片K的状态下，将保持组件111与筒状元件112组装。另外，此时，挤压机7需将挤压组件113置于待机位置上。
此外，供给用槽11内部，通过减压机31而呈真空状态，闸阀15、28、35个别被关闭，开关阀14、22、34、43也个别被关闭。
之后，将开关阀34与门阀35打开，通过减压管33将处理室114内部的空气排出，使处理室114内部也与供给用槽11一样呈真空状态。
接着，在处理室114内部保持真空状态下，起动供给泵12的同时，将开关阀14和闸阀15打开，对供给用槽11内的熔融金属M加压，并将熔融金属M供给至处理室114的内部使其可覆盖半导体芯片K整体，至少需能够使挤压组件113的下端部完全浸泡在熔融金属M中的量。藉此，减压机31可将熔融金属M充填至呈真空状态的半导体芯片K的微小空间内。
接着，如已述之，为减低熔融金属M的表面张力的影响，并弥补半导体芯片K湿润性不佳的不足，从而实施足够的金属充填，最好能以多量到一定程度的熔融金属M来覆盖半导体芯片K。例如，只要供给厚度10mm的熔融金属M，半导体芯片K的所有范围都即可被足够分量的熔融金属M所覆盖，可在微小空间内稳定地做金属充填。因此，通过挤压机7而决定位置的挤压组件113的前述待机位置，是设定为由该挤压组件113下面与半导体芯片K上面之间的间隙，在半导体芯片K上所应形成的熔融金属M的厚度以上。
接着，关闭开关阀34，并在关闭开关阀14和闸阀15的状态下，打开开关阀43，从气体供给机41通过气体供给管42将已加压的非活性气体供给至处理室114内，并对该处理室114内部加压。藉此，处理室114内的熔融金属M受到加压，并使熔融金属M通过此气体压力被充填至微小空间内部，因此可在无空隙及气泡的状态下做充填。此外，所供给的熔融金属M的量，需能将该挤压组件113的下端部完全浸泡在熔融金属M中，因此在将非活性气体供给至处理室114内部，并对熔融金属M加压时，挤压组件113的下面与半导体芯片K表面之间，不能有非活性气体逆流进入的情形，且不能有已充填之微小空间内的熔融金属M被置换成非活性气体的不良状况发生。
接着，通过挤压机7使挤压组件113往下方的挤压位置移动，使其下方与半导体芯片K的表面相接。藉此，半导体芯片K上的剩余熔融金属M会从半导体芯片K上被挤压出来。
接下来，在关闭供给管13的开关阀14的状态下，将回收管21的开关阀22和闸阀15打开。藉此，在处理室114内受到非活性气体加压的剩余熔融金属M从闸阀15挤压逆流出去，并经由与从供给泵12之间的供给管13分支出来的回收管21回收至供给用槽11。此时，回收管21上设有节流阀23，因此处理室5内部的熔融金属M会被该设定压力维持住。
此外，熔融金属M的液面下降时，若从闸阀15将非活性气体排出的话，此非活性气体会进入供给管13、供给泵12及供给用槽11内，因此回收操作最好在从闸阀15将非活性气体排出之前就结束为佳。
另外，当由于排出而使得熔融金属M液面降低，而液面靠近半导体芯片K时，可能会发生微小空间内部的熔融金属M与非活性气体互相置换的情形。因此，为防止此种不良状况发生，在挤压组件113的下面外周上，设置如O型环等封装组件，在挤压组件113的下面与半导体芯片K的表面相接时，在半导体芯片K表面形成的微小空间存在的范围，最好能将此封装组件包围封装住为佳。如此一来，即可将因封装组件而被包围的范围与非活性气体所存在的外部范围做一气密状的阻断，上述的置换情形便不会发生。
因此，上述气体供给机构40与熔融金属M的回收有直接的关联，可通过与熔融金属回收机构20的协力动作，达到熔融金属M回收的效果。因此，气体供给机构40，在本发明中担任熔融金属回收功能中的一部分功能。
如上之动作，在将处理室114内剩余的熔融金属M回收之后，接着，关闭开关阀22和闸阀15，然后，再打开闸阀28，将供给至处理室114内的非活性气体排气至废气槽26。藉此，处理室内114可通过非活性气体扫除气体，并借此非活性气体的气流将处理室114内残留的少许熔融金属M从闸阀28经由废气管27回收至废气槽26。
此外，在此扫除气体操作中，如上述，挤压组件113的下面外周上设有O形环等封装组件，藉由方式上述扫除气体，可防止微小空间内发生熔融金属M与非活性气体置换的情况。
接着，将闸阀28、开关阀43以与门阀35关闭，然后，停止处理部本体110的加热，并使其冷却至熔融金属M融点以下的温度，使充填至半导体芯片K的熔融金属M固化。通过挤压机7使挤压组件113往上方的待机位置移动后，通过前述升降机构(图中未标示)使保持组件111往下方移动，使其从筒状元件112分离，并将保持组件111上的半导体芯片K取出，结束对一个半导体芯片K的金属充填处理。而后，若要对多个半导体芯片K实施连续的充填处理时，只需重复施行上述处理即可。
3﹒总结
如以上所详述，通过本案例的金属充填装置100，可将半导体芯片K上的剩余熔融金属M，通过挤压机7以及熔融金属回收机构20的作用，从该半导体芯片K上回收至供给用槽11做再利用，可减少使用的金属材料的浪费，降低金属充填的材料成本。
此外，由于在回收熔融金属M时，是将挤压组件113与半导体芯片K的表面相接，因此不会充填至微小空间内，可使半导体芯片K上的残留剩余金属量减至极低，将金属充填所需的材料成本降至最低限度。此外，也可将冷却后不要的固化金属从半导体芯片K上去除所需花费的工时缩减至最小限度。
再者，前述回收管21上设置有节流阀23，因此在回收熔融金属M时，可将开关阀22打开，使供给用槽11内与处理室114内呈连通状态，供给用槽11内的真空压也不会对处理室114内产生作用，可使该处理室114内维持在加压状态下，保持良好的充填性。
接下来，将就上述金属充填装置100的变形例做一说明。
[第2实施例的变形例1]
图10为与此变形例相关的金属充填装置120的构造说明图。此外，此金属充填装置120，相对于上述金属充填装置100的熔融金属回收机构20，则是具备有上述金属充填装置50的熔融金属回收机构51的构造。因此，与上述金属充填装置100相同构造的部分将赋予同一符号，省略详细说明。此外，金属充填操作以及熔融金属的废气操作方面，因与上述金属充填装置100的情形相同，故省略详细说明，主要针对熔融金属的回收操作方面做一说明。
通过此金属充填装置120，可在开关阀54关闭的状态下，通过与上述金属充填装置100同样的操作，将熔融金属M供给至处理室114内。之后，在开关阀14和闸阀15关闭的状态下，将闸阀35以及开关阀43打开，从气体供给机41通过气体供给管42将已加压的非活性气体供给至处理室114内，对该处理室114内加压。藉此，处理室114内的熔融金属M受到加压，处理室114内的熔融金属M，可藉此气体压力被充填至微小空间内的全部范围内。
接着，通过挤压机7使挤压组件113往下方的挤压位置移动，并使其下面与半导体芯片K的表面相接。藉此，半导体芯片K上的剩余熔融金属M将从该半导体芯片K上被挤压出去。
接下来，将回收管53的开关阀54、闸阀15打开。藉此，将处理室114内以非活性气体加压过的剩余熔融金属M将从闸阀15被挤压逆流，并经由与供给泵12之间的供给管13分支出去的回收管53，将其回收至回收用槽52中。此时，因回收管53上设有节流阀55，因此处理室114内的熔融金属M，其压力可维持在所定的压力。
而后，像这样当将所定量的熔融金属M回收至回收用槽52，在开关阀58打开的状态下驱动回流用泵56，可将回收用槽52内的熔融金属M经由回流管57回流至供给用槽11。
像这样，通过此金属充填装置120，亦可达到与上述金属充填装置1以及金属充填装置100同样的效果。
另，在此金属充填装置120中，由前述回流泵56、回流管57以及开关阀58所构成的回流机构部并非绝对必要，在适量的熔融金属M被回收至回收用槽52的阶段时，亦可通过手动操作将回收用槽52内的熔融金属M送回供给用槽11中。
[第2实施例的变形例2]
图11为与此变形例相关的金属充填装置130的构造说明图。另，此金属充填装置130，相对于上述金属充填装置100的熔融金属回收机构20，则是具备上述金属充填装置60的熔融金属回收机构61的构造。因此，与上述金属充填装置100相同构造的部分将赋予同一符号，省略详细说明。另外，金属充填操作及熔融金属的废气操作方面，因与上述金属充填装置100的情形相同，故省略详细说明，主要针对熔融金属回收操作方面做一说明。
通过此金属充填装置130，可在开关阀63关闭的状态下，通过与上述金属充填装置100同样的操作，将熔融金属M供给至处理室114内。之后，在开关阀14和闸阀15关闭的状态下，将闸阀35以及开关阀43打开，从气体供给机41通过气体供给管42将已加压的非活性气体供给至处理室114内，对该处理室114内加压。藉此，处理室114内的熔融金属M受到加压，处理室114内的熔融金属M，可藉此气体压力被充填至微小空间内的全部范围内。
接着，通过挤压机7使挤压组件113往下方的挤压位置移动，并使其下面与半导体芯片K的表面相接。藉此，半导体芯片K上的剩余熔融金属M将从该半导体芯片K上被挤压出去。
接着，在开关阀14以及开关阀63关闭的状态下，将闸阀15打开。藉此，处理室114内以非活性气体加压过的熔融金属M将从闸阀15被挤出逆流，并经由与供给泵12之间的供给管13分支出去的回收管62，暂时将其回收至储存槽65的收容空间65c中。此外，理所当然的，前述气体供给机41所供给的非活性气体的压力，将被设定为比通过前述弹簧65a作用于前述收容空间65c内的熔融金属M上的压力更高的压力。
像这样将处理室114内的熔融金属M回收至储存槽65的收容空间65c后，在闸阀15关闭的状态下打开开关阀63，被回收至储存槽65内的熔融金属M，可通过弹簧65a的增加力道，被挤出至回收管62，并经由此回收管62回收至供给用槽11。
像这样，通过此金属充填装置130，亦可达到与上述金属充填装置1以及金属充填装置100同样的效果。
[第2实施例的变形例3]
图12为与此变形例相关的金属充填装置140的构造说明图。此外，此金属充填装置140是从上述金属充填装置100的构造中，将前述熔融金属回收机构20拆下，同时作为供给用泵，使用了上述金属充填装置70的柱塞泵71，使此柱塞泵71具有金属回收机构的功能。因此，与上述金属充填装置100相同构造的部分将赋予同一符号，省略详细说明。此外，金属充填操作以及熔融金属的废气操作方面，因与上述金属充填装置100的情形相同，故省略详细说明，主要针对熔融金属的回收操作方面做一说明。
只要通过此金属充填装置140，实施与上述金属充填装置70相同的操作，即可将熔融金属M供给至处理室114内。
接着，在开关阀14和闸阀15关闭的状态下，将闸阀35以及开关阀43打开，从气体供给机41通过气体供给管42将已加压的非活性气体供给至处理室114内，对该处理室114内加压。藉此，处理室114内的熔融金属M受到加压，处理室114内的熔融金属M，可藉此气体压力被充填至微小空间内的全部范围内。
接着，通过挤压机7使挤压组件113往下方的挤压位置移动，并使其下面与半导体芯片K的表面相接。藉此，半导体芯片K上的剩余熔融金属M将从该半导体芯片K上被挤压出去。
接下来，打开闸阀15。藉此，可在处理室114内将以非活性气体加压过的剩余熔融金属M从闸阀15挤出逆流，并经由供给管13使其流入柱塞泵71的加压室72b内部。此外，设定前述气体供给机41所供给的非活性气体压力高于比柱塞泵71的吐出压力，藉此，当柱塞73往上方移动时，加压侧的汽缸室72a内的液压油会从加压测气口72c被挤压回上流侧，紧跟着，加压室72b的容积会扩大，如上述般，处理室5的熔融金属M会逆流，并流入柱塞泵71的加压室72b内部。
像这样，若在将处理室5内的剩余熔融金属M回收至柱塞泵71的加压室72b内部后，在闸阀15关闭的状态下，打开开关阀14，则柱塞泵73会因作用于该加压侧汽缸室72a的液压油而往下方移动，并将加压室72b内的熔融金属M挤压至供给管13，被挤压出去的熔融金属M则经由该供给管13被回收至供给用槽11。
像这样，通过此金属充填装置140，亦可达到与上述金属充填装置1以及金属充填装置100同样的效果。
[第1以及第2实施例的另一变形例]
接下来，将就上述第1以及第2实施形态中的另一变形例做说明。此变形例是，在上述金属充填装置1、50、60、100、120、130中的回收管21、53、62的前述一端，各别连接到处理部本体2、110上的形态结构。
图13中，作为此变形例的代表，将上述金属充填装置1的回收管21之一端，穿过处理室5般地，将连接于设置在第2本体的闸阀24上的结构标示为金属充填装置1'。此外，此结构亦适用于上述金属充填装置50、60、100、120、130。
在此金属充填装置1'中，第2本体处于待机位置，关闭开关阀34、43与闸阀28、35，并在开关阀14、22和闸阀15、24打开的状态下，驱动供给用泵12，并将供给用槽11内的熔融金属M经过加压供给至处理室5内，当处理室5内充满熔融金属M时，剩余的熔融金属M会经由回收管21被回收至供给用槽11。在处理室5内部充满熔融金属M之后，亦可在短时间持续供给熔融金属M，藉此在处理室5内做出熔融金属M的分流，若在供给13中有残留的熔融金属M时，可将其送回供给用槽11，使作为充填材料的熔融金属M达到均质化的效果。
接下来，如上述般，在供给熔融金属M之后，关闭闸阀15、24，将第2本体4增加力道至下方，并对处理室5内的熔融金属M加压，之后，在打开闸阀24的状态下，使第2本体4往下方移动，则处理室5内剩余的熔融金属M将从闸阀24流出，并经由回收管21被回收至供给用槽11中。
此外，在上述金属充填装置100、120、130的情况中，闸阀24与闸阀15相同高度地装设于筒状元件112上。然后，在关闭闸阀15的状态下，将闸阀24以及开关阀22打开，并通过气体供给机41所供给的非活性气体，使处理室114内剩余的熔融金属M自闸阀24流出并适当加以回收。
以上，就本发明的具体实施形态逐一做说明，但本发明所采取的形态，并不局限于此。
若要加以补充的话，上述实施形态中配管及阀的数量并不仅局限于以上案例中所设，可根据需求，适当加以设置。此外，闸阀15、28、35的设置位置亦不局限于以上案例所述，亦可适当做变更。
此外，在上述金属充填装置1、50、60、70中，是通过挤压机7使第2本体4移动，但并不局限于此，亦可通过挤压机7使第1本体3移动，第1本体3与第2本体4的位置关系，可依前述待机位置与挤压位置的关系来决定。
产业上的利用可能性
如同以上说明，本发明，可妥善地把熔融金属充填至被处理物表面上所形成的微小空间(空洞，贯通孔)内的金属充填装置。
附图标记说明：
1、1'、50、60、70金属充填装置
100、110、130、140金属充填装置
2处理部本体
3第1本体
4第2本体
5处理室
7挤压机
10熔融金属供给机构
11供给用槽
12供给泵
13供给管
15闸阀
20、51、61熔融金属回收机构
21、53、62回收管
22、54、63开关阀
40气体供给机构
110处理部本体
111保持组件
112筒状元件
113挤压组件
114处理室
K半导体芯片
M熔融金属

Claims (14)

1.一种金属充填装置，其特征在于：所述金属充填装置用于将熔融金属充填至被处理物表面上所形成的开口的微小空间内，其包括：
处理部本体，所述处理部本体设有用于保持住前述被处理物的气密状处理室；
熔融金属供给机构，所述熔融金属供给机构包含供给用桶槽、供给管和供给机，其中，所述供给用桶槽用于储存熔融状态金属，所述供给管的一端连接前述供给用桶槽，另一端连接前述处理部本体中的气密状处理室，所述供给机插接于所述供给管，经由前述供给管将前述供给用桶槽内的熔融状态金属供给至前述气密状处理室内；
回收机构，所述回收机构用于将供给至前述气密状处理室内的熔融金属从该气密状处理室内回收；
前述处理部本体包含：形成前述气密状处理室的凹部、在该凹部内将前述被处理物保持住的第1本体以及设有呈气密状嵌合于前述凹部处的挤压部的第2本体；
前述金属充填装置还具有使前述第1本体及第2本体的至少其中一方朝相互分离方向移动的挤压机构；
该挤压机构的构造是以将供应到该气密状处理室内的熔融金属往该气密状处理室外挤出的方式让该第1本体及该第2本体的至少一方往另一方接近，该挤压机构作为该熔融金属回收机构的一部分。
2.根据权利要求1所述的金属充填装置，其特征在于，前述挤压机构设置在与前述第2本体的挤压部相对的前述第1本体内的被处理物表面的挤压位置，及前述第1本体与第2本体相互分离的待机位置处，使前述第1本体及第2本体的其中至少一方做移动。
3.根据权利要求1或2所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构由一端为前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管或连接于前述处理部本体的气密状处理室，另一端为连接至前述供给用桶槽的回收管，及插装于该回收管，用来控制该回收管的开闭状态的回收用控制阀所构成。
4.根据权利要求3所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，还包括可将从前述处理部本体回收的熔融金属暂存的储存槽，该储存槽连接于前述回收用控制阀与前述供给管、或连接于处理部本体之间的前述回收管，或连接于前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管，该储存槽包含挤回机，挤回机用于将暂存的熔融金属挤回至前述连接管。
5.根据权利要求1或2所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，包含：储存熔融状态金属的回收用桶槽，其一端为前述处理部本体和前述供给机之间的前述供给管或连接于前述处理部本体的气密状处理室，另一端为连接至前述回收用桶槽的回收管，及插装于该回收管，用来控制该回收管的开关状态的回收用控制阀。
6.根据权利要求5所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，还包含：一端连接前述回收用桶槽，另一端连接于前述供给用桶槽的回流管；以及插装于该回流管，使前述回收用桶槽内的熔融金属经由前述回流管回流至前述回收用桶槽的回流机。
7.根据权利要求1或2所述的金属充填装置，其特征在于，前述供给机还用于容纳逆流的熔融金属，前述供给机是作为前述熔融金属回收机构的一部分。
8.一种金属充填装置，用于在被处理物表面形成有开口的微小空间内填充熔融金属，其特征在于，包括：
处理部本体，具备保持有该被处理物的处理室；以及
熔融金属供给机构，其包含有储存熔融状态的金属的供给用储存槽，其中一端连接到该供给用储存槽，另一端连接于该处理部本体的处理室的供给管，并且插入于该供给管，使该供给用储存槽内的熔融金属可通过该供给管供应到该处理室内的供给机，
其中，前述处理部本体不仅包含：保持前述被处理物的保持组件；一端设置于前述保持部对侧的具有内部空间的筒状元件；可于该筒状元件的内部空间自由进出、且呈气密状插入的挤压组件；以及通过保持于前述保持组件的被处理物或前述保持组件、前述筒状元件以及前述挤压组件所形成的气密状处理室；
前述金属充填装置，还包含连接至前述处理室，将加压气体供给至该处理室内的气体供给机构；及
相对于前述保持组件所保持的被处理物，使前述挤压组件进出的挤压机构；
前述挤压机构使前述挤压组件在对接于前述被处理物的表面的挤压位置，及从前述被处理物分离出的待机位置上做移动；
前述气体供给机构是作为前述熔融金属回收机构的一部分。
9.根据权利要求8所述的金属充填装置，其特征在于，前述挤压组件与前述被处理物的对接面上设置有封装组件，在与前述被处理物对接时，封装组件把在前述被处理物表面上形成的微小空间所存在的范围圈住封装。
10.根据权利要求8或9所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构由一端为前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管或连接于前述处理部本体的气密状处理室，另一端为连接至前述供给用桶槽的回收管，及插装于该回收管，用来控制该回收管的开关状态的回收用控制阀所构成。
11.根据权利要求10所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，还包含可将从前述处理部本体回收的熔融金属暂存的储存槽，该储存槽连接于前述回收用控制阀与前述供给管、或连接于处理部本体之间的前述回收管，或连接于前述处理部本体与前述供给机之间的前述供给管，该储存槽包含挤回机，挤回机用于将暂存的熔融金属挤回至前述连接管。
12.根据权利要求8或9所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，包含：储存熔融状态金属的回收用桶槽，一端为前述处理部本体和前述供给机之间的前述供给管或连接于前述处理部本体的气密状处理室，另一端为连接至前述回收用桶槽的回收管，及插装于该回收管，用来控制该回收管的开关状态的回收用控制阀。
13.根据权利要求12所述的金属充填装置，其特征在于，前述熔融金属回收机构，还包含：一端连接前述回收用桶槽，另一端连接于前述供给用桶槽的回流管；以及插装于该回流管，使前述回收用桶槽内的熔融金属经由前述回流管回流至前述回收用桶槽的回流机。
14.根据权利要求8或9所述的金属充填装置，其特征在于，前述供给机还用于容纳逆流的熔融金属，前述供给机是作为前述熔融金属回收机构的一部分。
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