CN104303278B - 接合辅助剂及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在将半导体元件安装在基板上时，容易把握接合辅助剂的残留量，使接合辅助剂的供给量稳定，防止接合辅助剂的不足。另外，为了可以高效地进行安装装置的维护，使用通过使着色剂溶解在具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂中而调整的用于辅助金属彼此的接合的接合辅助剂。接合辅助剂是采用具有将具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂与对于所述溶剂具有溶解性的着色剂进行混合的工序的制造方法而得到的。

Description

接合辅助剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于辅助金属彼此的接合、具有还原性的接合辅助剂及其制造方法。
背景技术
作为将半导体元件的电极与基板的电极接合的安装方法，已知下述方法：以将在半导体元件上形成的Au凸点按压在形成于基板的布线上的Au电极上的状态，对接触界面赋予超声波振动，将Au凸点与Au电极进行金属接合(参照专利文献1、2)。
另外，出于对安装有半导体元件的基板削减成本的要求，也提出了将昂贵的Au电极替换成廉价的Cu电极的方案。此时，只要能够针对Au-Cu间和Cu-Cu间的金属接合确保与Au-Au间的金属接合同等的接合可靠性，就可以维持电极间的接合质量并大幅削减成本。
然而，Cu易于氧化，通常状态下其表面被氧化膜覆盖。为了使Au-Cu间和Cu-Cu间的金属接合的接合可靠性提高，希望预先在接合时除去Cu电极表面的氧化膜、并且排除在接合界面混入金属氧化物。Cu电极表面的氧化膜可以通过事前的等离子体处理等预先除去。不过，即使预先在事前除去，也会由于在接合时加热而导致接合部的电极表面氧化。要防止该问题，例如以下方法是有效的：以覆盖基板的第1电极的方式供给接合辅助剂，介由接合辅助剂将半导体元件的第2电极按压在第1电极上，将第1电极与第2电极接合。在此，为了使第1电极与第2电极的接合可靠性稳定，必须防止接合辅助剂在基板上的供给量不均，使供给量稳定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-68327号公报
专利文献2：日本特开2001-237270号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，由于可以用作接合辅助剂的材料是无色透明的，因此不能确认对基板供给的接合辅助剂的状态，难以把握接合辅助剂的供给量。
另外，安装装置并非总是正常地运转，通常由于半导体元件或基板的识别错误、半导体元件或基板的供给错误等而重复停止和启动。在对基板供给接合辅助剂的状态下安装装置停止、到修复为止而经过长时间的情况下，从对基板供给接合辅助剂开始到安装半导体元件为止的时间比通常长。这样的情况下，有时接合辅助剂缓慢地从基板上挥散而使在安装半导体元件时接合辅助剂低于所需量。但是，由于接合辅助剂是无色透明的，因此，不能准确地把握接合辅助剂的残留量，从而难以判断是否必须再供给接合辅助剂。
并且，在电极间的接合处理以外的阶段没有预料地挥散的接合辅助剂促进安装装置内的金属部件的腐蚀、或使在运转部上涂布的润滑油、润滑脂劣化，因此，也成为安装装置引起不良情况的原因。所以，对安装装置内的设备进行定期扫除的维护是必需的。但是，由于接合辅助剂是无色透明的，因此，不能把握污染的程度而难以确定进行清扫的时机。另外，难以通过目视确认被接合辅助剂污染的部位，擦拭而剩下的接合辅助剂易于残留，从而存在残留的接合辅助剂使安装装置的不良情况发生的可能性。
如上所述的接合辅助剂的挥散由于存在于安装装置内的各种各样的热源而被促进。例如在安装单元具备加热半导体元件的加热头的情况下，在头与基板靠近时，促进接合辅助剂的挥散。另外，在安装半导体元件时对保持基板的基板台进行加热的情况下，也促进接合辅助剂的挥散。特别是在载置于基板台上的基板上已经涂布有接合辅助剂的状态下由于错误而使安装装置停止的情况下，到修复为止的期间，基板被持续加热，因此，挥散的接合辅助剂的量变得非常多。
鉴于上述情况，本发明的目的之一在于，使得能够容易地把握基板上的接合辅助剂的残留量，以使接合辅助剂的供给量稳定残留，并且防止在接合辅助剂不足的状态下进行半导体元件的安装。另外，本发明的目的之 一在于，使得能够容易地识别安装装置内的接合辅助剂附着的部位，从而可以高效地进行安装装置的维护。
用于解决问题的手段
本发明可适用于一种安装装置，其具备基板台、分配器单元、半导体元件供给单元、和安装单元，所述基板台将具有第1电极的基板以使上述第1电极朝向上方的方式保持；所述分配器单元以覆盖上述第1电极的方式，向保持在上述基板台上的上述基板供给具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂；所述半导体元件供给单元供给具有第2电极的半导体元件；所述安装单元将由上述半导体元件供给单元供给的上述半导体元件的上述第2电极按压在保持于上述基板台上并供给有上述接合辅助剂的上述基板的上述第1电极上，并使上述第1电极与上述第2电极接合，由此将上述半导体元件安装在上述基板上。
本发明可适用于一种安装方法，其具备以下工序：(i)将具有第1电极的基板以使上述第1电极朝向上方的方式保持在基板台上的工序；(ii)以覆盖上述第1电极的方式，向保持在上述基板台上的上述基板供给具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂的工序；(iii)供给具有第2电极的半导体元件的工序；(iv)将上述供给的半导体元件的上述第2电极按压在保持于上述基板台上并供给有上述接合辅助剂的上述基板的上述第1电极上，并使上述第1电极与上述第2电极接合，由此将上述半导体元件安装在上述基板上。
上述安装方法的一个形式中，上述工序(iv)包含：在上述基板上安装上述半导体元件前，进行上述基板与上述半导体元件的对位的基板识别的工序；和在上述基板识别的时机，检测向上述基板供给的上述接合辅助剂的残留量的工序。然后，在判断接合辅助剂的残留量不足的情况下，进行接合辅助剂向基板上的再供给。
上述安装方法的又一形式中，上述工序(ii)包含以下工序：以覆盖与多个上述半导体元件相对应的多个上述第1电极的方式，对至少1块上述基板供给上述接合辅助剂的工序；上述工序(iv)包含以下工序：在用上述接合辅助剂覆盖分别对应的上述第1电极的期间，将多个上述半导体元件安装在上述至少1块基板上。其中，上述工序(iv)优选包含以下工序：每次完 成选自上述多个半导体元件中的两个以上的安装，检测向上述基板供给的上述接合辅助剂的残留量。
本发明的一个方面涉及用于辅助金属彼此的接合的接合辅助剂，更详细而言，涉及具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂，所述接合辅助剂包含具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂、和溶解在上述溶剂中的着色剂。
本发明的另一方面涉及用于辅助金属彼此的接合的接合辅助剂的制造方法，更详细而言，涉及具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂的制造方法，所述接合辅助剂的制造方法具有将具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂、与具有对于上述溶剂的溶解性的着色剂进行混合的工序。
发明效果
根据本发明，接合辅助剂是有色的，因此，能够通过目视、或者通过安装装置所具备的识别装置(检查单元)，容易地把握基板上的接合辅助剂的存在量。所以，易于使接合辅助剂向基板上的供给量稳定化，并且能够防止在接合辅助剂不足状态下进行半导体元件的安装。另外，由于能够容易地把握没有预料地挥散的接合辅助剂附着在安装装置内的某处，因此，易于维护安装装置。
在所附的权利要求的范围中记述了本发明的新特征，但本发明涉及构成和内容两者，结合本发明的其它目的和特征，对照附图地进行以下的详细说明，由此会更好地理解。
附图说明
图1：是表示将半导体元件安装在基板上的安装装置的概略构成的立体图。
图2：是由图1的L1-L2线得到的安装装置的箭头侧视图。
图3：是表示安装装置的控制系统的框图。
图4：是表示基板的输送机构的详细情况的、安装装置的一部分主视图。
图5：是表示利用安装装置的半导体元件的安装步骤的流程图。
图6A：是图5的流程图的各工序的说明图，是氧化膜除去处理前的状态 的基板的截面图。
图6B：是图5的流程图的各工序的说明图，是完成氧化膜除去处理和接合辅助剂供给处理后的状态的基板的截面图。
图6C：是图5的流程图的各工序的说明图，是在接合辅助剂供给处理后使半导体元件的电极与基板电极接触的状态的基板和半导体元件的截面图。
图6D：是图5的流程图的各工序的说明图，是将半导体元件的电极与基板的电极接合后、除去了接合辅助剂的状态的基板和半导体元件的截面图。
图6E：是图5的流程图的各工序的说明图，是除去了接合辅助剂后、用树脂密封半导体元件的状态的安装基板的截面图。
图7：是表示利用安装装置的半导体元件的另一安装步骤的流程图。
具体实施方式
适用本发明的安装装置是在具有第1电极的基板上安装具有第2电极的半导体元件的安装装置。安装装置具备基板台(第1基板台)和分配器单元；所述基板台将具有第1电极的基板以使第1电极朝向上方的方式保持；所述分配器单元以覆盖第1电极的方式，向保持在基板台上的基板供给具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂。
由于接合辅助剂是有色的，因此，能够通过目视、或者通过安装装所置具备的识别装置(检查单元)，容易地把握基板上的接合辅助剂的存在量。所以，可以随时容易地把握接合辅助剂在基板上的残留量，能够使接合辅助剂的供给量稳定化。例如，在具备检测对基板供给的接合辅助剂的残留量的检查单元的安装装置中，能够在对基板上的安装位置供给接合辅助剂后、安装半导体元件前，确认接合辅助剂的供给量。然后，在具备对利用分配器单元的接合辅助剂的供给进行控制的控制装置的安装装置中，在接合辅助剂不足的情况下，控制分配器单元以使得供给所不足的分量的接合辅助剂。由此接合辅助剂的供给量稳定化。
另外，即使在安装装置没有正常地运转、由于由各种识别照相机导致的半导体元件、基板的识别错误、半导体元件、基板的供给错误等而停止、从对基板供给接合辅助剂开始经过长时间的情况下，也能够容易地把握在 基板上残留的接合辅助剂的量。于是，在判断接合辅助剂不足的情况下，能够再供给接合辅助剂。所以，能够防止在接合辅助剂不足的状态下进行半导体元件的安装。
并且，在接合辅助剂在没有预料的阶段挥散而附着在安装装置内的情况下，接合辅助剂的附着部位变色，因此，易于进行清扫等安装装置的维护。例如，在完成一天分量的工作的时间点，清扫安装装置的被着色的部位，由此能够防止由接合辅助剂缓慢堆积导致的安装装置的不良情况。另外，也易于根据着色的程度决定进行清扫的时机。
适用本发明的安装装置具备半导体元件供给单元和安装单元；所述半导体元件供给单元供给具有第2电极的半导体元件；所述安装单元将由半导体元件供给单元供给的半导体元件的上述第2电极按压在保持于基板台上并供给有接合辅助剂的基板的第1电极上，使第1电极与第2电极接合，由此将半导体元件安装在基板上。
对于通过半导体元件供给单元供给的半导体元件，例如通过安装单元所具备的安装工具被保持，并在该状态下通过规定压力将第2电极按压在第1电极上。于是，在该状态下由安装单元所具备的安装头介由安装工具对半导体元件施加超声波振动、热，由此将半导体元件的第2电极与基板的第1电极金属接合。在将第2电极与第1电极接合期间，基板被第1基板台保持。
第1基板台可以具备对基板进行加热的加热机构(第1加热机构)。由此，促进接合辅助剂的还原作用、并且促进金属接合，因此，能够缩短安装所需要的时间。所以，能够使安装基板的生产效率提高。另外，通过缩短处理时间，能够抑制接合部中的金属氧化物生成、并使接合可靠性提高。并且，在第1基板台具备第1加热机构的情况下，可以在完成接合处理后对基板进行加热，从而能够在完成接合处理后迅速地除去残留的多余接合辅助剂。
如上所述，适用本发明的安装装置可以具备检测对基板供给的接合辅助剂的残留量的检查单元。由于接合辅助剂是有色的，因此，也可以通过目视检测接合辅助剂的残留量，但从使安装工艺的效率提高的观点考虑，希望通过检查单元自动地检测接合辅助剂的残留量。
作为检查单元，优选能够通过在基板上残留的接合辅助剂的分布状态 来检测对基板供给的接合辅助剂的残留量的检查单元。检查单元例如具备拍摄在基板上残留的有色接合辅助剂的分布状态的图像识别照相机。通过图像识别照相机获得的接合辅助剂的分布面积的大小与接合辅助剂的残留量大致成比例，因此，能够由接合辅助剂的分布状态检测残留量。检测残留量所必需的运算可以通过控制图像识别照相机的控制装置进行。这样的控制装置可以由CPU、MPU等中央运算装置、易失性或非易失性存储器、各种接口等构成。
应予说明，在安装装置上，通常设有在基板上安装半导体元件时进行基板与半导体元件的对位用的半导体元件识别照相机和基板识别照相机。构成检查单元的图像识别照相机可以与这样的半导体元件或基板识别照相机通用。
在接合辅助剂可以发出或吸收红外线和紫外线中的至少一个的情况下，检查单元也可以利用接合辅助剂发出或吸收的红外线或者紫外线来检测对基板供给的接合辅助剂的残留量。这样的检查单元例如具备红外线传感器、紫外线传感器等。
利用检查单元的对基板供给的接合辅助剂的残留量的检测可以在在基板上安装半导体元件前和在基板上安装半导体元件后中的至少一个时机进行。在在基板上安装半导体元件前进行接合辅助剂的残留量的检测的情况下，能够避免在接合辅助剂不足的状态下的接合处理。
另外，在预先在基板的多个安装位置上涂布接合辅助剂、其后在多个安装位置上依次安装半导体元件的情况下，可以在完成2个以上(例如100个左右)半导体元件的安装的时间点检测接合辅助剂的残留量。例如，将多个半导体元件分成几个组，对每个组重复半导体元件的供给、基板识别以及半导体元件的安装，每次完成1个组内的半导体元件的安装后，检测接合辅助剂的残留量。根据这样的方法，能够不为检测接合辅助剂的残留量花费大量时间地将多个半导体元件安装在基板上，因此，能够使安装工艺的效率提高。在完成1个组的半导体元件的安装的时间点、认为覆盖剩余的第1电极的接合辅助剂的残留量不足的情况下，再供给接合辅助剂以使得覆盖剩余的第1电极。应予说明，检测接合辅助剂的残留量的时机不限于上述。
接合辅助剂希望具有能够通过目视而识别的色调、彩色度以及明亮度。通过使用这样的接合辅助剂，即使在接合辅助剂发生挥散而污染了安装装 置内的情况下，也能够通过目视容易地把握污染部位。所以，能够容易、高效地进行安装装置的维护。其结果是，能够使安装装置发生不良情况的概率减小。
适用本发明的安装装置可以进一步具备在对基板供给接合辅助剂前将基板的第1电极进行等离子体处理的等离子体处理单元。通过安装装置具备等离子体处理单元，能够在从基板的第1电极上除去至少一部分氧化膜后、立即将半导体元件的第2电极与第1电极接合。由此，即使在第1电极含有易于氧化的Cu的情况下，即使在含氧的通常气氛中(例如大气中)进行半导体元件的安装，也能够防止在第1电极上再生成氧化膜。所以，能够在第1电极上尽可能不存在氧化膜的状态下实行接合处理，易于使接合可靠性提高。
另外，在对基板的第1电极进行等离子体处理的情况下，在几乎不存在氧化膜的状态下进行金属接合的工艺，因此，可缩短赋予超声波或加热的时间。由此，可以进一步抑制接合处理中金属氧化物的新生成。
并且，通过等离子体处理除去第1电极的氧化膜，由此在第1电极的表面形成微细的凹凸。由此，第1电极的润湿性也变好，因此，能够有效地通过接合辅助剂覆盖第1电极的表面。其结果是，可抑制第1电极与气氛中的氧的接触，从而提高了抑制接合处理中生成金属氧化物的效果。
在此，在等离子体处理单元中，可以包含在对第1电极进行等离子体处理时保持基板的第2基板台。由此，例如能够在通过在第2基板台上进行等离子体处理来实行除去1块基板的氧化膜的处理期间，同时在第1基板台上将半导体元件安装在等离子体处理后的其它基板上。所以，能够使安装基板的生产效率提高。
并且，安装装置优选具备将基板从第2基板台输送到第1基板台的输送机构。由此，易于连续地实行等离子体处理和半导体元件的安装处理。或者也能够在完成等离子体处理后，使保持基板的状态的第2基板台直接移动到第1基板台的位置进行安装处理。
同样地，安装装置可以具备对第2基板台进行加热的第2加热机构。由此，能够在实行第1电极的等离子体处理期间使第1电极的温度上升到所希望的温度。由此，能够缩短半导体元件的安装处理所需要的时间，从而能 够使安装基板的生产效率提高。或者能够利用第2加热机构预先对基板加热来缩短利用第1加热机构的加热时间。
安装装置所具备的安装单元的另一形式具备在使第1电极与第2电极接合时相对于基板按压半导体元件、同时对半导体元件赋予超声波的超声波施加机构或超声波头(安装头)。在使用超声波头的情况下，由于电极间的摩擦而带来接合部的温度局部上升，从而促进金属接合。另外，由于由摩擦带来的温度上升而使由接合辅助剂带来的还原作用活化，因此，能够防止在接合部生成金属氧化物。应予说明，超声波头也可以进一步具备利用摩擦热以外的方法对半导体元件加热的功能。
安装装置所具备的安装单元的另一形式具备在使第1电极与第2电极接合时相对于基板按压半导体元件、同时对半导体元件加热的加热机构或加热头(安装头)。具备加热头的安装单元适合于第1电极和第2电极中的至少一方具有软钎料(低熔点金属)的情况。例如在基板的第1电极是具备预涂软钎料的电极的情况下、或在半导体元件的第2电极是具备软钎料凸点的电极的情况，希望使用加热头。这种情况下，通过利用加热头的加热，将由接合辅助剂带来的还原作用活化，因此，能够除去软钎料表面的氧化膜、并且防止在接合部生成金属氧化物。
另一方面，适用本发明的安装方法具备以下工序：(i)将具有第1电极的基板以使第1电极朝向上方的方式保持在基板台上的工序；(ii)以覆盖第1电极的方式，向保持在基板台上的基板供给具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的接合辅助剂的工序；(iii)供给具有第2电极的半导体元件的工序；(iv)将供给的半导体元件的第2电极按压在保持于基板台上并供给有接合辅助剂的基板的第1电极上，使第1电极与第2电极接合，由此将半导体元件安装在基板上的工序。
如上所述，通过在至少第1电极与第2电极之间的接合界面的周围存在接合辅助剂的状态下进行第1电极与第2电极之间的接合，可以将在第1电极与第2电极的接合界面(接触界面)中形成的氧化膜还原、同时也抑制新氧化膜的形成。所以，能够使Au-Cu间和Cu-Cu间的金属接合的接合可靠性提高。所以，能够将铜代替昂贵的金用作电极，从而能够削减安装有半导体元件的基板(安装基板)的制造成本。
如上所述，本发明在第1电极含有Cu(铜)、第2电极含有Au(金)的情况下更明显地发挥使电极间的接合质量提高的效果。特别是通过将铜用于第1电极，可以大幅削减成本。即，本发明的安装装置和安装方法适于在第1电极和第2电极中的至少一方是含有铜的电极(Cu电极或Cu合金电极)的情况下使用，特别适合适用于进行倒装式接合的安装装置、安装方法。
上述工序(iv)中，通常是在将半导体元件安装在基板上之前，实施进行基板与半导体元件的对位的基板识别工序。这样的控制例如通过基板识别照相机和控制其的控制装置进行。具体而言，通过基板识别照相机对基板进行拍摄，在基板与半导体元件的相对位置关系不正确的情况下，利用使第1基板台移动的移动机构等进行基板的对位。
应予说明，如已经叙述地那样，基板识别照相机可以与构成检测接合辅助剂的残留量的检查单元的图像识别照相机通用。另外，进行基板识别的控制的控制装置也可以与进行检测接合辅助剂的残留量所必须的运算的控制装置通用。通常，接合辅助剂的检测或基板识别所必须的控制通过整体控制安装装置的控制装置进行。
在上述工序(ii)中，也可以在对基板供给接合辅助剂之前实施进行基板与供给接合辅助剂的分配器等供给机构的对位的基板识别工序。但是，即使没有进行这样的基板识别地对基板供给接合辅助剂也没有问题。即使供给接合辅助剂的位置稍微偏离出正确的位置，由于由接合辅助剂带来的第1电极的润湿性良好，因此接合辅助剂在基板上的第1电极上润湿扩散，可以消除位置偏离。在供给接合辅助剂之前对第1电极进行等离子体处理的情况下，能够期待特别良好的接合辅助剂的润湿扩散。
对基板供给接合辅助剂后，将具有第2电极的半导体元件供给到基板上，进行半导体元件的安装。此时，半导体元件以被兼作吸引喷嘴的安装工具保持的状态供给到基板上。关于由安装工具保持的半导体元件的位置、角度，也通过规定的元件识别照相机识别，根据需要地进行微调。
在检测对基板供给的接合辅助剂的残留量的情况下，从安装工艺的效率化的观点考虑，希望利用进行基板与半导体元件的对位的基板识别工艺。例如，在将多个半导体元件依次安装在1块基板的多个安装位置上的情况下，首先，对第1接合辅助剂供给位置不进行基板识别地供给接合辅助剂。 其后，检测对第1接合辅助剂供给位置供给的接合辅助剂的残留量，同时进行基板与半导体元件的对位用的基板识别，将半导体元件安装在基板上。接着，对第2接合辅助剂供给位置不进行基板识别地供给接合辅助剂。其后，检测对第2接合辅助剂供给位置供给的接合辅助剂的残留量，同时进行基板与半导体元件的对位用的基板识别，将半导体元件安装在基板上。以后，重复同样的操作。
上述工序(ii)中，可以预先以覆盖与多个半导体元件相对应的多个第1电极的方式，对至少1块基板供给接合辅助剂。然后，多个半导体元件在分别对应的第1电极被接合辅助剂覆盖的期间被安装。但是，在这样的安装方法中，由于从供给接合辅助剂后在最初安装的半导体元件与在最后安装的半导体元件之间，覆盖相对应的第1电极的接合辅助剂的挥散程度可能大幅不同。具体而言，越在后面安装的半导体元件，接合辅助剂的残留量不足的可能性越高。在这种情况下，每次完成选自多个半导体元件中的2个以上、优选10个以上、进一步优选50个以上的安装后，检测对基板供给的接合辅助剂的残留量。然后，在认为覆盖剩余的第1电极的接合辅助剂的残留量不足的情况下，进行接合辅助剂的再供给。
本发明在选自第1电极和第2电极中的至少一个是含有Cu的电极的情况下发挥特别优异的效果。这是由于Cu是廉价、低电阻的，但易于被氧化，因此希望在没有接合辅助剂不足的状态下接合。另外，由于Cu易于被氧化，因此，在采用含有Cu的电极的情况下，希望在对基板供给接合辅助剂之前，将含有Cu的电极进行等离子体处理。
接着，对于本发明的接合辅助剂进行说明。
本发明所涉及的接合辅助剂是具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性、且有色的材料，含有具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂、和溶解在溶剂中的着色剂。还原性溶剂通常是无色透明的，但通过使着色剂溶解在溶剂中而获得有色的接合辅助剂。
溶解在溶剂中的着色剂与溶剂一同挥散。所以，只要完成安装后使接合辅助剂完全从基板上挥散，着色剂就不会在基板上残留，从而基板不会被不希望的颜色着色。另外，在附着有挥散了的接合辅助剂的安装装置内的部位，与接合辅助剂一起附着有着色剂。所以，只要将着色了的部位清 扫到除去着色剂的程度，就会大体上除去接合辅助剂，因此，维护安装装置变得容易。
希望接合辅助剂具有能够通过目视而识别的色调、彩色度以及明亮度。只要是这样的颜色，就能够不需要分光装置通过目视确认接合辅助剂的存在。因此，对于把握在基板上涂布的接合辅助剂的残留量或维护是有利的。
优选着色剂具有由于共沸现象而与溶剂一同挥发的性质。具有这样的性质的着色剂特别难于在基板上残留，因此，能够更加降低基板被不希望的颜色着色的可能性。所以，能够获得外观洁净的安装基板。应予说明，在用于打印机等的油墨的情况下，要求仅溶剂挥散、着色剂沉积于油墨的涂布面。所以，油墨的着色剂也没有必要完全溶解在溶剂中。换而言之，本发明的接合辅助剂具有与油墨相反的特性。
优选溶剂的沸点Tb、与着色剂的熔点Tm满足Tb＞Tm。在具有这样的关系的情况下，能够在将着色剂溶解在溶剂中时，为了促进溶解而以着色剂的熔点Tm以上、且低于溶剂的沸点Tb的温度对溶剂与着色剂的混合物加热。因此，易于制备有色的接合辅助剂。另外，在满足Tb＞Tm的情况下，能够易于引起共沸现象而使着色剂残留在基板上的概率更加减小。在着色剂具有沸点Tbc的情况下，优选溶剂的沸点Tb、与着色剂的沸点Tbc满足Tb＞Tbc。
接合辅助剂在25℃下的粘度优选为0.1～10Pa·s，更优选为1～5Pa·s。只要是该程度的粘度，就会易于操作，因此，易于利用分配器等提供给基板。另外，上述粘度的接合辅助剂在提供给基板时易于在第1电极上润湿扩散、且易于停留在基板的所希望的位置。
接合辅助剂中的着色剂的优选含量根据溶剂、着色剂的种类不同而异，没有特别限定，但优选为0.01～50质量％，更优选为1～10质量％。如果增加着色剂的量，则存在接合辅助剂的粘度增高的倾向。如果减少着色剂的量，则存在粘度降低而颜色变浅的倾向。
着色剂没有特别限定，但优选使用有机色素，其中尤为优选油溶性染料。另外，优选着色剂本身具有挥发性。作为这样的着色剂，例如可以举出选自偶氮化合物(特别是双偶氮化合物)、花青化合物以及苯乙烯基化合物中的至少1种。作为偶氮化合物，在易于溶解在溶剂中、且易于与溶剂 一同挥散的方面考虑，优选溶剂黄56、溶剂红27等。作为花青化合物，优选花色苷、部花青、若丹菁等。作为苯乙烯基化合物，优选苯乙烯基苯酚等。它们可以单独使用一种，也可以将多种混合使用。着色剂不限于呈现能够通过目视确认的可见光区域的吸收、发光的物质，也可以呈现红外区域、紫外区域的吸收、发光。这样的区域的吸收、发光例如能够利用红外线传感器、紫外线传感器等进行检测。
对于溶剂，例如从确实地进行后面的密封工序(图6E)的观点考虑，希望是挥发性溶剂，其中优选为给质子性溶剂。这是由于给质子性溶剂除去金属的表面氧化膜的能力高、易于确保金属接合的可靠性。作为给质子性溶剂，例如可以使用选自醇和有机酸中的至少1种。
作为醇，优选分子量为50～200的多官能醇。更具体而言，例如可以举出甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、卡必醇以及溶纤剂醇中的至少1种。作为有机酸，可以举出甲酸、乙酸、苯甲酸等。另外，也可以使用不具有给质子性的烷烃、胺化合物等。作为烷烃，可以使用癸烷、十四烷等，作为胺化合物，可以使用甲酰胺、二甲基甲酰胺等。另外，也可以使用多官能醇的烷基醚。具体而言，可以使用二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇二甲基醚等。它们可以单独使用，也可以将多种混合使用。也可以将水用作给质子性溶剂的一部分。
对于如上所述的接合辅助剂，例如可以采用将还原性溶剂、与具有在溶剂中的溶解性的着色剂混合的简单方法来制造。另外，以低于溶剂的沸点Tb、且为着色剂的熔点Tm以上的温度同时对已混合的溶剂和着色剂进行加热，由此能够更加迅速地进行接合辅助剂的制造。并且，在溶剂与着色剂的混合物中，为了使着色剂的溶解促进，可以含有相对于溶剂和着色剂的两亲介质性物质(表面活性剂)。
例如对于能够用作接合辅助剂的甘油(溶剂，沸点290℃)与溶剂黄56(着色剂，熔点93～95℃)的混合物，能够通过将甘油投入到制备用容器内、在其中直接投入规定量的溶剂黄56、并对容器内的混合物进行搅拌而获得。搅拌中的混合物可以以95～100℃加热。只要溶剂黄56完全溶解，就会获得有色的接合辅助剂。接合辅助剂可以根据需要地冷却到室温、保存在密闭容器中。
在接合辅助剂中，可以根据需要地含有增塑剂、防静电剂、粘度调节剂、表面张力调节剂、消泡剂等添加剂。但是，希望填充物(例如无机氧化物等陶瓷)不含在接合辅助剂中。
应予说明，对于半导体元件供给单元，从装置的小型化、乃至有效利用装置箱体的内部空间的观点考虑，优选含有配置在第1基板台的下方、载置多个半导体元件的半导体元件载置部。这种情况下，半导体元件供给单元优选含有下述上方移动机构，该上方移动机构从半导体元件载置部中拾取半导体元件，使其移动到上方，交付到超声波头、加热头等安装头。然后，上方移动机构优选含有：在一端侧具有旋转中心部且在另一端侧具有半导体保持部的轴状部、以及使通过半导体保持部保持半导体元件的轴状部通过旋转中心部而发生半旋转的旋转机构。
在上述构成中，在半导体元件载置部中，例如以第2电极朝向上方的方式载置多个半导体元件。然后，通过上方移动机构的旋转机构的动作，使半导体元件上下反转而被交付到安装头。安装头以使第2电极朝向下方的状态接收半导体元件。由此，能够容易地将半导体元件倒装式接合在通过第1基板台使第1电极朝向上方地保持的基板上。这样，由于上方移动机构含有旋转机构，因此，能够通过上方移动机构使拾取半导体元件时的半导体元件的吸附面与安装头保持半导体元件时的半导体元件的吸附面成为相反侧。所以，能够顺利地交付半导体元件。
在将第2电极与第1电极进行超声波接合时，优选通过第1基板台将基板加热到80～150℃。通过将基板加热到80℃以上，能够缩短超声波接合处理的时间，从而能够抑制氧化物夹杂于电极间的接合界面。所以，能够使电极间的接合可靠性提高。另外，通过对基板加热，也能够促进由接合辅助剂带来的还原效果。并且，通过使加热的上限为150℃，能够在将沸点为200℃以上的溶剂用于接合辅助剂的情况下，防止在安装处理中接合辅助剂立即完全蒸发。
并且，在对第1电极进行等离子体处理时，优选通过第2基板台将基板加热到50～100℃。通过以这样的温度对基板加热，能够在除去氧化膜的处理期间将基板充分预热，从而能够实现生产效率进一步提高。
在将第2电极与第1电极接合时，优选将超声波头、加热头或者安装工 具加热到200～300℃。由此能够缩短接合处理的时间，从而能够使电极间的接合可靠性提高。并且，通过加热使第2电极软化，由此可以使安装所需要的负荷或者超声波的强度降低。因此，也能够期待对各电极的损坏减少这样的效果。
并且，在本发明的制造方法中，优选在通常气氛中将第2电极与第1电极接合。这是由于N2气氛等低氧气氛的实现是成本上升的主要原因。根据本发明，即使在通常气氛中，也可以充分抑制在接合中的电极间生成金属氧化物。
下面，参照附图对本发明适用的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
图1中通过立体图示出将半导体元件安装在基板上的安装装置的一个实施方式。图2中示出安装装置的图1的箭头侧视图。图3中示出安装装置的控制系统的框图。图4中表示输送基板的输送机构的概略构成。
图示例的安装装置10是用于将半导体元件14安装在基板12上的装置，例如以将作为半导体元件14的发光元件倒装式安装在基板12上的倒装式接合装置的形式构成。安装装置10具备1个基台2，该基台2支撑下述全部的单元。
于是，安装装置10以通过1个箱体3内包上述全部单元的、独立装置的形式构成。应予说明，在图1中，为了使安装装置10的内部构造的理解变得容易，箱体3仅示出一部分。图中，X轴方向表示安装装置10的前后方向，Y轴方向表示安装装置10的左右方向，Z轴方向表示垂直上下方向。
安装装置10具备：将半导体元件14的电极(凸点)14a(第2电极)与基板12的电极12a(第1电极，参照图6A等)超声波接合用的安装单元16；供给安装在基板12上的半导体元件14的半导体元件供给单元18；通过对基板12的电极12a进行等离子体处理来除去电极12a的氧化膜的等离子体处理单元20；对已被等离子体处理的电极12a供给具备具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性的有色的接合辅助剂的分配器单元22；树脂密封单元70；和控制装置80。应予说明，控制装置80没有在图1中示出，仅在表示安装装置10的控制系统的图3中示出。
半导体元件供给单元18具备可在水平方向(X-Y轴方向)移动的元件供 给台24(元件载置部)、元件供给台移动机构25、和元件拾取单元26。除此以外，半导体元件供给单元18包含元件供给台照相机102和喷射器106。
在元件供给台24的上表面，包含多个半导体元件14的晶片104贴附在片状构件105上并以使凸点14a朝向上方的状态载置。元件供给台移动机构25例如由XY工作台装置构成。元件供给台照相机102的光轴在元件供给台24上通过元件拾取单元26与应该拾取半导体元件14的位置(称为元件拾取位置P1)交叉。
喷射器106配置在元件拾取位置P1的下方，以将被元件拾取单元26拾取的半导体元件14从晶片104推出到上方的方式进行动作。
元件拾取单元26包含拾取头26a、拾取工具26b、支撑拾取头26a的臂26c、拾取头移动机构28、和拾取头旋转机构29。
拾取工具26b具有轴状部，在该轴状部的一个端部，例如开口有用于从元件供给台24拾取1个半导体元件14的吸附喷嘴。拾取工具26b的另一端部与拾取头26a连接。
拾取头26a与在水平方向延伸的长轴状的臂26c的一个端部连接。臂26c的另一端部与拾取头移动机构28和拾取头旋转机构29连接。拾取头移动机构28包含没有图示的Y-Z轴方向移动机构，使拾取头26a在Y轴方向和Z轴方向以规定范围移动。
拾取头旋转机构29是使臂26c以其轴芯为旋转中心地旋转180度(半旋转)的机构。拾取工具26b以轴状部与臂26c延伸的方向正交的方式安装在拾取头26a上。臂26c进行半旋转，由此使拾取工具26b在顶端部朝向上方的状态和朝向下方的状态之间旋转。由此，被拾取工具26b保持的半导体元件14以上下反转的方式旋转。拾取工具26b拾取的半导体元件14通过元件供给台24的X-Y轴方向的移动进行选择，通过喷射器106从晶片104推上去。
安装单元16包含：安装头30；安装在安装头30上来保持半导体元件14的安装工具30a；移动安装头30的安装头移动机构32；在将半导体元件14的凸点14a与基板12的电极12a接合的期间保持基板12的安装台(第1基板台)34；和安装台移动机构112(例如XY工作台)。安装单元16进一步具备芯片识别照相机108和基板识别照相机110。安装头移动机构32包含将安装头30在Y轴方向移动的Y轴方向移动机构32a、和将安装头30在Z轴方向移动的 Z轴方向移动机构32b。
安装头30可以是包含公知的超声波振荡器、加压机构、转换器、或者超声波喇叭等的超声波头，也可以是包含规定的加热装置、加压机构等的加热头。安装工具30a例如包含吸附半导体元件14而保持的吸附喷嘴。芯片识别照相机108在其上方的元件识别位置P2对被安装工具30a保持的半导体元件14的图像进行拍摄，从而识别其保持姿势。在其保持姿势偏离规定姿势的情况下，该偏离通过安装工具30a的旋转等进行修正。
基板识别照相机110对基板12的电极12a、对位标记等图像进行拍摄，从而识别半导体元件14在基板12上的安装位置P4。在该拍摄时，安装台(第1基板台)34通过安装台移动机构112在X-Y平面内移动到适当的位置。控制装置80基于被识别的安装位置P4以可以将各电极12a与相对应的各凸点14a进行接合的方式进行定位，通过安装台移动机构112使安装台34移动。与其相对应地，控制装置80基于芯片识别照相机108的识别结果通过安装头移动机构32使安装头30移动。
本实施方式中，基板识别照相机110也作为检测向基板12供给的接合辅助剂的残留量的检查单元起作用。具体而言，如果在基板识别照相机110进行安装位置P4的识别时对基板12进行拍摄，则在被拍摄到的图像中，也包含提供给基板12的有色接合辅助剂的分布状态的影像。所以，控制装置80可以由接合辅助剂的分布状态(例如分布面积)检测接合辅助剂的残留量。另外，由于接合辅助剂是有色的，因而可鲜明地把握接合辅助剂的分布状态的影像，因此，可以不依赖于基板识别照相机110的性能而比较正确地计算出接合辅助剂的残留量。
安装头移动机构32的Y轴方向移动机构32a包含在Y轴方向延伸的2条Y轴导轨32c、和作为线性电动机的可动元件的Y轴滑块32d。Z轴方向移动机构32b包含安装在Y轴滑块32d上的升降机构32e、和通过升降机构32e而上下的安装头支撑板32f。安装头30安装在安装头支撑板32f的下端部。
控制装置80通过安装头移动机构32进行安装头30的定位，以使得半导体元件14从元件拾取单元26到安装头30的交付动作在规定的交付位置P3进行、且由芯片识别照相机108进行的半导体元件14的拍摄动作在元件识别位置P2进行。安装台34内置有作为加热机构的加热器34a，由此，将基板12加 热到规定的温度(例如80～150℃的温度)。
等离子体处理单元20具备：为了除去基板12的电极12a的氧化膜而生成大气压等离子体的等离子体头36、在对电极12a进行等离子体处理的期间保持基板12的等离子体处理台38(第2基板台)、等离子体头移动机构40、基板识别照相机114、和等离子体处理台移动机构39(参照图4)。等离子体头36包含使用高压空气等使大气压等离子体生成的公知的大气压等离子体発生机构。
等离子体头移动机构40包含在X轴方向延伸的2条X轴导轨40a、和作为线性电动机的可动元件的X轴滑块40b。等离子体头36直接安装在X轴滑块40b上。
分配器单元22具备将有色的接合辅助剂涂布并供给到基板12的电极12a上的接合辅助剂供给头(分配器)42、和接合辅助剂供给头移动机构44。接合辅助剂供给头移动机构44包含Y轴方向移动机构44a和Z轴方向移动机构44b。Y轴方向移动机构44a包含上述Y轴导轨32c、和作为线性电动机的可动元件的Y轴滑块44c。Z轴方向移动机构44b包含安装在Y轴滑块44c上的升降机构44d、和通过升降机构44d而上下的接合辅助剂供给头支撑板44e。接合辅助剂供给头42安装在接合辅助剂供给头支撑板44e的下端部。在根据需要地利用基板识别照相机110进行接合辅助剂供给位置的定位(基板识别)后，由接合辅助剂供给头(分配器)42将有色的接合辅助剂涂布并供给到基板12的电极12a上。
树脂密封单元70具备供给密封用树脂的树脂供给头(分配器)72、和树脂供给头移动机构74。应予说明，树脂供给头72与接合辅助剂供给头42一同安装在接合辅助剂供给头支撑板44e上。因此，树脂供给头移动机构74包含与接合辅助剂供给头移动机构44通用的Y轴方向移动机构44a以及Z轴方向移动机构44b。
图3中通过框图示出安装装置的控制系统。如图3所示，安装装置10所具备的控制装置80进行元件供给台移动机构25的运转控制，使元件供给台24相对于基台2在X轴方向和Y轴方向(水平方向)移动。控制装置80进行安装台移动机构112的运转控制，使安装台34相对于基台2在水平方向移动。控制装置80进行等离子体处理台移动机构39的运转控制，使等离子体处理 台38相对于基台2在水平方向移动。控制装置80进行等离子体头移动机构40的运转控制，使等离子体头36在X轴方向移动。
控制装置80也进行拾取头移动机构28和拾取头旋转机构29的运转控制，使拾取头26a在Y轴方向和Z轴方向移动、同时使其绕X轴旋转。控制装置80进行没有图示的拾取头吸附机构的运转控制，通过拾取工具26b使半导体元件14吸附。
控制装置80也进行安装头移动机构32的Y轴方向移动机构32a和Z轴方向移动机构32b的运转控制，使安装头30在Y轴方向和Z轴方向移动。控制装置80进行没有图示的安装头吸附机构的运转控制，通过安装工具30a使半导体元件14吸附。
控制装置80也进行接合辅助剂供给头(分配器)移动机构44的Y轴方向移动机构44a和Z轴方向移动机构44b的运转控制，使接合辅助剂供给头42和树脂供给头72在Y轴方向和Z轴方向移动。控制装置80进行没有图示的分配器机构的运转控制，通过接合辅助剂供给头42进行接合辅助剂的供给，同时通过树脂供给头72进行树脂的供给。
控制装置80进一步驱动喷射器106，使处于元件拾取位置P1的半导体元件14顶出到上方。
控制装置80进一步进行元件供给台照相机102的运转控制，使包含元件拾取位置P1的规定区域的拍摄动作进行。控制装置80进行基板识别照相机110的运转控制，使包含安装位置P4的规定区域的拍摄动作进行。并且，在必需的时机对拍摄到的图像进行分析，由接合辅助剂的分布状态计算出接合辅助剂的残留量，在残留量不足的情况下，控制装置80通过接合辅助剂供给头42使接合辅助剂向基板12的再供给进行。并且，控制装置80进行元件识别照相机108的运转控制，使包含芯片识别位置P2的规定区域的拍摄动作进行。由上述各拍摄动作得到的图像被输入到控制装置80。
下面，参照图5的流程图以及图6A～图6E的说明图，对于通过图1的安装装置10将半导体元件14安装在基板12上的步骤进行说明。
如图6A所示，在基板12的上表面形成有多个布线11，布线11的端部作为电极12a(第1电极)而形成。如图6C～图6E所示，作为半导体元件14的一例的发光元件(LED芯片)具备与各自电极连接的凸点14a(第2电极)。 在此，基板12的布线11例如由铜(Cu)形成，电极12a同样由Cu形成。半导体元件14的凸点14a例如由金(Au)形成。如图6A所示，基板12的电极12a被氧化膜13覆盖。应予说明，在图6A中，从目视性的观点考虑，使氧化膜13的厚度的尺寸增大。
(氧化膜除去处理)
作为将半导体元件14安装在基板12上之前的准备工序，通过等离子体处理台38对基板12的电极12a进行等离子体处理，从电极12a上除去氧化膜13(S1)。
具体而言，在将基板12以使电极12a朝向上方的方式被等离子体处理台38(第2基板台)保持的状态下，通过等离子体头36使大气压等离子体生成。由等离子体头36生成的大气压等离子体介由设在等离子体头36的下表面的等离子体照射部照射在基板12的各电极12a上。由此，除去电极12a及其附近的布线11的氧化膜13。此时，通过在等离子体处理台38的内部所具备的加热器38a(参照图4)，将基板12加热到变成例如50～100℃的温度。另外，与此时同时地，对于经氧化膜除去处理了的其它基板12，如图6C～图6D所示地实行半导体元件14的超声波接合处理。
如果等离子体处理完成，则如图4所示那样通过在等离子体处理台38中所具备的基板升降机构37支撑基板12的左右端部，使基板12上升。由此，基板12从等离子体处理台38上被抬起，在该状态下，使输送机构35所具备的输送卡爪35a与基板12的X轴方向上的前侧端部接触。然后，通过输送卡爪35a将基板12向X轴方向上的后侧按压，由此，基板12被挤出并输送到安装台34(第1基板台)的方向。应予说明，输送卡爪35a在输送基板12时以外退避到不同的场所。
(接合辅助剂供给工序)
如果通过输送机构35将基板12从等离子体处理台38输送到安装台34，则通过安装台34保持基板12。在该状态下，基于由基板识别照相机110得到的识别结果，通过安装台移动机构112使安装台34移动，由此进行基板12的定位。其后，如图6B所示，对于基板12的布线11和电极12a，通过接合辅助剂供给头42供给接合辅助剂7(S2)。
在此，接合辅助剂是相对于100质量份甘油溶解有5质量份溶剂黄56的 液状或糊状的色素溶液。将接合辅助剂在超声波接合处理之前供给到电极12a，由此，只要有在氧化膜除去处理中未处理的氧化膜13，就会除去该氧化膜13。并且，电极12a与凸点14a的接触部的周围被接合辅助剂7覆盖，由此能够除去在对两电极进行超声波接合时生成的金属氧化物(铜的氧化物)，从而能够防止金属氧化物夹杂于两电极的接合界面。进行了超声波接合之后，接合辅助剂通过后述的接合辅助剂除去处理从接合界面及其附近蒸发除去。
(半导体元件供给工序)
从元件供给台24上通过元件拾取单元26的拾取工具26b吸附并保持1个半导体元件14。在该状态下，通过拾取头移动机构28使拾取头26a移动，同时通过拾取头旋转机构29使臂26c半旋转(180°旋转)。由此，使半导体元件14的上下反转，将半导体元件14移动到交付位置P3，交付到安装工具30a。这样，半导体元件14被安装工具30a保持(S3)。
(基板识别/接合辅助剂残留量检测处理)
对于安装工具30a，在保持半导体元件14的状态下，以各凸点14a与各电极12a相对应的方式，使半导体元件14移动到安装位置P4的上方。在该状态下，基于由基板识别照相机110得到的识别结果，通过安装台移动机构112使安装台34移动，由此进行基板12的定位。同时由被基板识别照相机110拍摄到的图像内的接合辅助剂的分布状态(例如分布面积)检测接合辅助剂的残留量(S4)。
如果控制装置80判断接合辅助剂的残留量是充分的，则转移到下面的超声波接合处理。另一方面，在控制装置80判断接合辅助剂的残留量不足的情况下，再次进行利用接合辅助剂供给头42的接合辅助剂7的供给(S5)。其后，转移到下面的超声波接合处理。
(超声波接合处理)
对于控制装置80，在确认了接合辅助剂7的残留量之后，使安装头30下降，将各凸点14a按压到相对应的各电极12a上而使其接触。此时，在各电极12a及其附近的布线11上，由于供给有接合辅助剂7，因此形成凸点14a与电极12a的接触面的周围被接合辅助剂7覆盖的状态(参照图6C)。
在图6C的状态下，将在安装头30生成的超声波振动通过安装工具30a赋 予到半导体元件14。由此，在凸点14a与电极12a的接触面发生摩擦，将凸点14a与电极12a金属接合(即超声波接合)(S6)。其后，停止安装头30中的超声波振动的发生，解除安装工具30a对半导体元件14的保持。其后，使安装头30上升，使安装工具30a从半导体元件14上脱离。
如果完成了在基板12上安装全部半导体元件14，则转移到下面的接合辅助剂除去处理(S7的是)。另一方面，在没有完成在基板12上安装全部半导体元件14的情况下(S7的否)，回到步骤S2，在基板12的下一个安装位置进行接合辅助剂的供给，重复步骤S3以后的步骤。
(接合辅助剂除去处理)
接着，进行在基板12与半导体元件14之间残留的接合辅助剂7的除去(S8)。具体而言，利用加热器34a介由安装台34对基板12进行加热，由此促进了接合辅助剂7的蒸发，进行接合辅助剂7的除去。或者也可以通过由没有图示的鼓风机吹送热风而促进接合辅助剂7的蒸发。通过以上处理，如图6D所示地除去在基板12与半导体元件14之间残留的接合辅助剂7。
应予说明，接合辅助剂除去处理的目的是将在超声波接合处理后残留的接合辅助剂先于后述的树脂密封工序而除去，因此，根据残留的接合辅助剂的量来研究实施接合辅助剂除去处理的必要性，根据情况也可以省略接合辅助剂除去处理。
(树脂密封处理)
接着，用树脂来密封基板12与半导体元件14的接合部分等，使半导体元件安装基板1完成(S9)。具体而言，包含电极12a与凸点14a的接合部在内，以覆盖布线11、电极12a、以及凸点14a的表面的方式由树脂供给头72涂布树脂21。由此，如图6E所示，用树脂21密封半导体元件14与基板12之间。如果半导体元件14是发光元件，则树脂21优选使用具有光透射性的树脂。
如上所述，在超声波接合中，在将凸点14a按压到电极12a上的状态下，对半导体元件14赋予超声波振动。因此，由摩擦热而导致凸点14a与电极12a的接触部呈局部高温。由此，例如在电极12a含有Cu的情况下，即使电极12a与凸点14a的接触面发生氧化，也会被具有还原性的接合辅助剂覆盖摩擦面的周围，因此能够抑制金属氧化物的生成，从而能够防止在接合界面混入 金属氧化物。由此，能够确保充分的接合强度。此时，由接合辅助剂7带来的还原反应被上述摩擦热促进。所以，能够更有效地抑制超声波接合中金属氧化物的生成。另外，在氧化膜除去处理中，通过易于控制处理量的等离子体处理来除去氧化被膜，因此也能够防止由氧化被膜的除去不充分而引起的接合可靠性的降低。
应予说明，在基板12上安装多个半导体元件14的情况下，可以在上述接合辅助剂供给处理(S2)中，以覆盖与多个半导体元件14相对应的电极12a的方式对基板12供给接合辅助剂7。但是，在上述基板识别/接合辅助剂残留量检测处理(S4)中，如果在每次安装半导体元件时确认接合辅助剂的残留量，则有时难以使安装工艺的效率提高。
于是，如图7的流程图所示，将多个半导体元件14分成几个组，对每个组重复几次半导体元件14的供给(S3)、用于使基板12与半导体元件14对位的基板识别(S4a)、和半导体元件14的安装(S5a)，每次完成1个组内的半导体元件14的安装，则检测接合辅助剂的残留量(S6a)。例如，在基板12上安装200个半导体元件14的情况下，每次完成100个半导体元件14的安装，就检测覆盖剩余的电极12a的接合辅助剂的残留量。
在最近完成安装的半导体元件14的附近的接合辅助剂的残留量充分的情况下，直接转移到下一个组的安装。另一方面，在最近完成安装的半导体元件14的附近的接合辅助剂的残留量不充分的情况下，认为在安装剩余的半导体元件14时有可能会接合辅助剂不足。所以，对于没有完成安装而剩余的电极12a，进行利用接合辅助剂供给头42的接合辅助剂7的再供给(S7a)。其后，重复下一个组的半导体元件14的供给(S3)、用于使基板12与半导体元件14对位的基板识别(S4a)、和半导体元件14的安装(S5a)，直至完成组内的全部半导体元件14的安装。然后，在完成该组的半导体元件14安装的时间点，检测接合辅助剂的残留量。
如以上所述，根据本发明，由于使用了有色的接合辅助剂，因此能够通过安装装置所具备的识别装置(检查单元)容易地把握接合辅助剂在基板上的存在量。所以，易于使接合辅助剂向基板上的供给量稳定化，并且能够防止在接合辅助剂不足的状态下进行半导体元件的安装。另外，能够通过目视确认接合辅助剂的存在，因此，即使在没有预料到而挥散的接合 辅助剂附着在安装装置内的情况下，也会得到易于维护安装装置这样的附加的效果。
关于现在的优选实施方式对本发明进行了说明，但这些公开不作限定性解释。通过读取上述公开的内容，各种变形和改变对于本发明所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。因此，应该解释为所附的权利要求的范围在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下包含全部变形和改变。
产业上的可利用性
本发明在进行Au-Cu接合或Cu-Cu接合的半导体元件安装、特别是在倒装式安装的领域中是有用的。
符号说明
7：接合辅助剂，10：安装装置，12：基板，12a：第1电极，14：半导体元件，14a：凸点，16：安装单元，18：半导体元件供给单元，20：等离子体处理单元，22：接合辅助剂供给单元，30：安装头，35：输送机构，36：等离子体头，42：接合辅助剂供给头。

Claims (11)

1.一种接合辅助剂，其用于辅助金属彼此的接合，含有具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂、和溶解在所述溶剂中的着色剂，
所述溶剂含有分子量为50～200的多官能醇，
所述着色剂具有与所述溶剂一同挥发的性质。
2.根据权利要求1所述的接合辅助剂，其中，所述溶剂的沸点Tb与所述着色剂的熔点Tm满足Tb＞Tm。
3.根据权利要求1或2所述的接合辅助剂，其具有能够通过目视而识别的色调、彩色度以及明亮度。
4.根据权利要求1或2所述的接合辅助剂，其中，25℃下的粘度为0.1～10Pa·s。
5.根据权利要求1或2所述的接合辅助剂，其中，所述着色剂是有机色素。
6.根据权利要求5所述的接合辅助剂，其中，所述有机色素是选自偶氮化合物、花青化合物以及苯乙烯基化合物中的至少1种。
7.根据权利要求1或2所述的接合辅助剂，其中，所述着色剂的含量是0.01～50质量％。
8.根据权利要求1或2所述的接合辅助剂，其中，所述多官能醇是选自甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、卡必醇以及溶纤剂醇中的至少1种。
9.一种接合辅助剂的制造方法，所述接合辅助剂用于辅助金属彼此的接合，所述制造方法具有将具有除去金属的表面氧化膜的作用的还原性溶剂与对于所述溶剂具有溶解性的着色剂进行混合的工序，
所述溶剂含有分子量为50～200的多官能醇，
所述着色剂具有与所述溶剂一同挥发的性质。
10.根据权利要求9所述的接合辅助剂的制造方法，其中，所述溶剂的沸点Tb与所述着色剂的熔点Tm具有Tb＞Tm的关系，
具有以低于所述溶剂的沸点Tb、且高于所述着色剂的熔点Tm的温度对已混合的所述溶剂与所述着色剂同时进行加热的工序。
11.根据权利要求9或10所述的接合辅助剂的制造方法，其中，在所述溶剂与着色剂的混合物中含有相对于所述溶剂和所述着色剂的两亲介质性物质。
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