DE112012003829T5 - Vorrichtung zum Einfüllen von Metall - Google Patents

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c/o SUMITOMO PRECISION PRODUCT Imai Osamu
c/o SUMITOMO PRECISION PRODUCT Yamaguchi Yukitaka
c/o SUMITOMO PRECISION PRODUCT Takigawa Toshiji
c/o SUMITOMO PRECISION PRODUC Hayami Toshihiro
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Sumitomo Precision Products Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen von Metall, welche die Dicke einer Schicht aus überschüssigem Metall minimieren kann, welche an einem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, nach dem Bearbeiten ausgebildet ist, und welche in der Lage ist, ein geschmolzenes Metall in einen winzigen Raum (Via, Durchgangsloch) einzufüllen, welcher dazu ausgebildet ist, eine Öffnung an dem Gegenstand zu besitzen, welcher bearbeitet werden soll. Eine Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall umfasst einen haltenden Tisch H, welcher einen Halbleiterwafer K hält, einen Kolben P, welcher gegenüberliegend zu dem haltenden Tisch H vorgesehen ist und einen metallischen drückenden Teil aufweist, welcher auf derjenigen Seite ausgebildet ist, welche dem haltenden Tisch H gegenüberliegt, einen Anpressmechanismus 5, welcher dazu vorgesehen, um den Kolben P auf den Halbleiterwafer K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, und um andere Bauteile zu drücken, und eine luftdichte Bearbeitungskammer 2 wird durch den Halbleiterwafer K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, das Gehäuse C und den Kolben P gebildet. Zudem weist die Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall einen druckreduzierenden Mechanismus 3, welcher den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer 2 durch das Ausblasen eines Gases im Inneren der Bearbeitungskammer 2 verringert, einen Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall, welcher in die Bearbeitungskammer 2 ein geschmolzenes Metall M zuführt, und einen Zuführmechanismus 7 für unter Druck stehendes Gas auf, welcher in der Bearbeitungskammer 2 ein inertes Gas bereitstellt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen von Metall zum Einfüllen eines geschmolzenen Metalls in einen winzigen Raum, welcher auf einer Oberfläche eines Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll, ausgebildet ist.
  • Beschreibung der zugehörigen Technik
  • In den letzten Jahren wurde bei der Technologie der Silizium-Durchkontaktierung (engl. Through Silicon Via) eine Technik des Einfüllens eines Metalls in einen Via oder ein Durchgangsloch (winziger Raum) gewünscht, der/das auf einem Halbleiterwafer (Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll) vorgesehen ist. Da es die Technologie der Silizium-Durchkontaktierung möglich macht, eine Chip Stapel-Technologie unter Verwendung einer Durchgangsloch-Elektrode zu entwickeln, wird erwartet, dass durch eine dreidimensionale gestapelte integrierte Schaltung ein Halbleitersystem mit hoher Leistung und hoher Geschwindigkeit erreicht wird.
  • Zudem ist als ein Verfahren zum Einfüllen eines Metalls in einen winzigen Raum, welcher an einem Gegenstand ausgebildet ist, welcher wie oberhalb erläutert bearbeitet werden soll, zum Beispiel dasjenige Verfahren bekannt, welches in der Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-368083 offenbart wird.
  • Bei dem Verfahren, welches in der Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-368083 offenbart wird, wird in einer Kammer mit verringertem Druck ein geschmolzenes Metall auf eine Oberfläche eines Musterstücks zugeführt, auf welchem ein winziger Raum ausgebildet ist, welcher mit dem geschmolzenen Metall gefüllt werden soll, so dass das geschmolzene Metall den winzigen Raum bedeckt, und dann wird das geschmolzene Metall in den winzigen Raum durch das Beaufschlagen der Vakuumkammer mit Druck mit einem Druck gleich wie oder größer als der Atmosphärendruck unter Verwendung eines inerten Gas durch einen Unterdruck eingesaugt. Gemäß diesem Verfahren kann das geschmolzene Metall in den winzigen Raum, welcher auf dem Gegenstand ausgebildet ist, welcher bearbeitet werden soll, mit einem Unterdruck eingesaugt werden, durch einen Druckunterschied, welcher zwischen dem Inneren des winzigen Raums und dem Inneren der Vakuumkammer erzeugt wird.
  • Liste der zitierten Dokumente
  • Patentliteratur
    • Patentdokument 1: Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-368083
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Im Übrigen gibt es in einem Fall, bei dem die Benetzbarkeit zwischen einem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, und einem geschmolzenen Metall schlecht ist, das Problem, dass dasjenige geschmolzene Metall, welches auf dem Gegenstand bereitgestellt wird, welcher bearbeitet werden soll, durch die Oberflächenspannung abgestoßen wird. Deshalb muss bei dem oberhalb erläuterten herkömmlichen Verfahren zum Einfüllen von Metall, wenn das geschmolzene Metall zum Bedecken des winzigen Raum bereitgestellt wird, die Oberfläche des Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll, mit einer großen Menge des geschmolzenen Metalls bedeckt werden. In dem wie oberhalb erläuterten Fall, bei dem eine große Menge des geschmolzenen Metalls auf dem Gegenstand bereitgestellt wird, welcher bearbeitet werden soll, wird jedoch eine dicke Schicht aus überschüssigem Metall auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, nach dem Bearbeiten ausgebildet und es ist notwendig, die Schicht in einem späteren Arbeitsschritt zu entfernen.
  • Zudem ist zum Bereitstellen einer großen Menge des geschmolzenen Metalls eine Zunahme der Gerätekosten und der Betriebskosten, wie zum Beispiel eine Vergrößerung des Fassungsvermögens eines Heizungssystems, der Konstruktion von Mitteln zum Beibehalten der Eigenschaften des geschmolzenen Metalls, und eine Zunahme bei dem Verbrauch von Werkstoffen unvermeidbar.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oberhalb erläuterten Umstände erzielt und eine Aufgabe von selbiger ist es, eine Vorrichtung zum Einfüllen von Metall zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, eine Dicke einer Schicht aus überschüssigem Metall, welche auf einem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, nach dem Bearbeiten ausgebildet ist, zu minimeren, und dazu in der Lage ist, ein geschmolzenes Metall in einen winzigen Raum (Via, Durchgangsloch) einzufüllen, welcher dazu ausgebildet ist, damit er eine Öffnung an einer Oberfläche des Gegenstandes besitzt, welcher bearbeitet werden soll.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen von Metall, welche ein geschmolzenes Metall in einen winzigen Raum einfüllt, welcher auf einer Oberfläche eines Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll, dazu ausgebildet ist, damit er eine Öffnung an der Oberfläche besitzt, wobei das geschmolzene Metall auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, bereitgestellt wird.
  • Die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall umfasst:
    einen haltenden Teil, welcher den Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, hält;
    ein zylindrisches Bauteil, welches einen inneren Raum aufweist und dazu vorgesehen ist, dass ein Ende dem haltenden Teil gegenüberliegt;
    ein druckausübendes Bauteil, welches derart in den inneren Raum des zylindrischen Bauteils hineinpasst, damit es in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beweglich ist;
    einen Anpressmechanismus, welcher das druckausübende Bauteil in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den Gegenstand bewegt, welcher bearbeitet werden soll, welcher von dem haltenden Teil gehalten wird; und
    einen Bewegungsmechanismus, welcher zumindest einen von dem haltenden Teil und das zylindrische Bauteil in Richtungen bewegt, welche sich von dem anderen davon annähern und abtrennen,
    wobei der Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, der von dem haltenden Teil gehalten wird oder der haltende Teil, das zylindrische Bauteil und das druckausübende Bauteil gemeinsam eine luftdichte Bearbeitungskammer bilden, wobei die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall des Weiteren aufweist:
    einen druckreduzierenden Mechanismus, welcher den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer verringert;
    einen Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall, welcher ein geschmolzenes Metall in der Bearbeitungskammer bereitstellt; und
    einen Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen, welcher das in der Bearbeitungskammer bereitgestellte geschmolzene Metall unter Druck setzt, und das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer ändert sich in Übereinstimmung mit der Position des druckausübenden Bauteils in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.
  • In Übereinstimmung mit dieser Vorrichtung zum Einfüllen von Metall bringt zuerst der Bewegungsmechanismus den haltenden Teil und das zylindrische Bauteil in einen Zustand, bei dem sie voneinander getrennt sind, und dann wird ein Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, der einen winzigen Raum aufweist, welcher an einer Oberfläche von selbigem ausgebildet ist, auf dem haltenden Teil angeordnet, so dass die Oberfläche dem druckausübenden Bauteil gegenüberliegt, und danach veranlasst der Bewegungsmechanismus den haltenden Teil und das zylindrische Bauteil dazu, sich einander anzunähern, was auf diese Weise ein Ende des zylindrischen Bauteils in Kontakt mit dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, der von dem haltenden Teil gehalten wird, oder mit dem haltenden Teil bringt. Dadurch wird eine luftdichte Bearbeitungskammer umgeben von dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, oder dem haltenden Teil, dem zylindrischen Bauteil und dem druckausübenden Bauteil gebildet. Es sei angemerkt, dass in einem Fall, bei dem die spezifische Dichte des geschmolzenen Metalls größer als diejenige von dem Gegenstand ist, welcher bearbeitet werden soll, dann kann der Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, daran gehindert werden, von dem haltenden Teil nach oben zu treiben, wenn das geschmolzene Metall in der Bearbeitungskammer bereitgestellt wird, durch die Ausbildung der Bearbeitungskammer, welche von dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, dem zylindrischen Bauteil und dem druckausübenden Bauteil gebildet wird, wobei das eine Ende des zylindrischen Bauteils in Kontakt mit dem Gegenstand ist, welcher bearbeitet werden soll.
  • Danach wird das Gas im Inneren der Bearbeitungskammer durch den druckreduzierenden Mechanismus ausgeblasen, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer zu verringern, und dann wird ein geschmolzenes Metall in der Bearbeitungskammer (zwischen dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, und dem druckausübenden Bauteil) durch den Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall bereitgestellt. Dann wird das in der Bearbeitungskammer bereitgestellte geschmolzene Metall durch den Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen unter Druck gesetzt, was auf diese Weise das geschmolzene Metall in den winzigen Raum einfüllt. Es sei angemerkt, dass das Bereitstellen des geschmolzenen Metalls in der Bearbeitungskammer nach dem Verringern des Drucks im Inneren der Bearbeitungskammer, so wie oberhalb erläutert, es möglich macht, das Vorkommen einer Fehlerstelle herabzusetzen.
  • Überdies wird danach in der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall das druckausübende Bauteil zu dem Gegenstand hin (nach vorne), welcher bearbeitet werden soll, durch den Anpressmechanismus bewegt und wird auf diese Weise auf den Gegenstand gedrückt, welcher bearbeitet werden soll. Dabei wird das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer vermindert, oder mit anderen Worten, der Zwischenraum zwischen dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, und dem druckausübenden Bauteil wird verkleinert, und deshalb wird das überschüssige geschmolzene Metall auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, aus dem Raum zwischen dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, und dem druckausübenden Bauteil herausgedrückt. Deshalb ist es möglich, die Dicke einer Schicht des überschüssigen Metalls zu minimieren, welche an dem bearbeiteten Gegenstand nach dem Bearbeiten gebildet ist. Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt das überschüssige geschmolzene Metall an den Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall zurückgeführt werden kann, oder falls in der Bearbeitungskammer nach der Zufuhr des geschmolzenen Metalls ein Raum verbleibt, dann kann das überschüssige geschmolzene Metall in den verbleibenden Raum herausgedrückt werden.
  • Ferner kann der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen in der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall ein Zuführmechanismus für unter Druck stehendes Gas sein, welcher in der Bearbeitungskammer ein unter Druck stehendes Gas zuführt. Wenn auf diese Weise konfiguriert, kann durch das Zuführen eines unter Druck stehenden Gases in die Bearbeitungskammer nach der Zufuhr des geschmolzenen Metalls das geschmolzene Metall, welches in der Bearbeitungskammer bereitgestellt wird, von dem Gas unter Druck gesetzt werden, und auf diese Weise kann das geschmolzene Metall in den winzigen Raum durch das sogenannte Differenzdruck-Einfüllen eingefüllt werden. Darüber hinaus kann das unter Druck setzen des geschmolzenen Metalls durch das Gas das geschmolzene Metall daran hindern, auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, abgestoßen zu werden.
  • Zudem kann in der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall der Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet sein, in der Bearbeitungskammer ein geschmolzenes Metall bereitzustellen, so dass die Bearbeitungskammer vollständig mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist. Wenn auf diese Weise konfiguriert, dann kann das geschmolzene Metall gleichmäßig auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, verteilt werden, ohne dass es daran abgestoßen wird. Da überdies das geschmolzene Metall, welches in der Bearbeitungskammer bereitgestellt wird, von dem druckausübenden Bauteil durch das Bewegen des druckausübenden Bauteils zu dem Gegenstand hin, welcher bearbeitet werden soll, unter Druck gesetzt werden kann, wobei die Bearbeitungskammer vollständig mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist, ist es möglich, das geschmolzene Metall in den winzigen Raum zu drängen, welcher an dem Gegenstand gebildet ist, welcher bearbeitet werden soll. In diesem Fall funktioniert der Anpressmechanismus ebenfalls als der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen. Ferner ist es möglich, das überschüssige geschmolzene Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil und dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, durch das Bewegen des druckausübenden Bauteils zu dem Gegenstand hin, welcher bearbeitet werden soll, herauszudrücken. Es sei angemerkt, dass das herausgedrückte überschüssige geschmolzene Metall zu dem Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall zurückgeführt wird. Darüber hinaus kann die Menge des geschmolzenen Metalls, welche zum vollständigen Füllen der Bearbeitungskammer notwendig ist, durch das Zuführen des geschmolzenen Metalls nach dem vorherigen so klein wie möglich Machen des Fassungsvermögens der Bearbeitungskammer vermindert werden, durch das Veranlassen des druckausübenden Bauteils dazu, sich dem Gegenstand zu nähern, welcher bearbeitet werden soll.
  • Überdies kann der Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet sein, um das geschmolzene Metall in der Bearbeitungskammer unter Druck zu setzen und bereitzustellen, so dass die Bearbeitungskammer vollständig mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird. Wenn auf diese Weise konfiguriert, sogar wenn wie oberhalb erläutert die Benetzbarkeit sehr schlecht ist und die abstoßende Kraft sehr hoch ist, dann kann das geschmolzene Metall gleichmäßig auf dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, verteilt werden, ohne dass es daran abgestoßen wird. Da zudem das geschmolzene Metall in der Bearbeitungskammer unter Druck gesetzt und bereitgestellt wird, und das geschmolzene Metall, welches in der Bearbeitungskammer bereitgestellt wird, von dem Druck der Zufuhr des geschmolzenen Metalls unter Druck gesetzt wird, kann das geschmolzene Metall in den winzigen Raum gedrückt werden, welcher an dem Gegenstand ausgebildet ist, welcher bearbeitet werden soll. In diesem Fall funktioniert der Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall ebenfalls als der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen.
  • Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, wobei sich ein Ende von selbigem zu der inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils öffnet, und einen Zuführdurchlass aufweist, wobei sich ein Ende von selbigem zu der inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils öffnet, und der druckreduzierende Mechanismus ist dazu eingerichtet, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer durch das Ausblasen des Gases im Inneren der Bearbeitungskammer mittels des Entlüftungsdurchlass zu vermindern, und der Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall ist dazu eingerichtet, um das geschmolzene Metall in der Bearbeitungskammer mit Hilfe des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  • Ferner kann die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall eine Konfiguration aufweisen, bei welcher die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, welcher an dem druckausübenden Bauteil ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von diesem zu der Oberfläche des druckausübenden Bauteils öffnet, welche dem haltenden Teil gegenüberliegt, und einen Zuführdurchlass aufweist, welcher an dem druckausübenden Bauteil ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von diesem zu der Oberfläche des druckausübenden Bauteils öffnet, welche dem haltenden Teil gegenüberliegt, wobei der druckreduzierende Mechanismus dazu eingerichtet ist, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer durch das Ausblasen des Gases im Inneren der Bearbeitungskammer mit Hilfe des Entlüftungsdurchlass zu verringern, und der Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall in der Bearbeitungskammer mit Hilfe des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  • Zudem ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Vorrichtung zum Einfüllen von Metall ein Dichtungsteil für geschmolzenes Metall aufweist, welches an dem druckausübenden Bauteil ausgebildet ist, wobei das Dichtungsteil für geschmolzenes Metall das geschmolzene Metall beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil und der Oberfläche des Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll, bereitgestellt wird. In dieser Konfiguration, wenn das druckausübende Bauteil auf die Oberfläche des Gegenstands drückt, welcher bearbeitet werden soll, da das geschmolzene Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil und der Oberfläche des Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll, durch die Wirkung des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall beschränkt ist, ist es möglich, einen großen Druck auf die Gesamtheit der zu bearbeitenden Oberfläche des Gegenstands aufzubringen, welcher bearbeitet werden soll, und deshalb ist es möglich, den winzigen Raum, welcher an dem Gegenstand ausgebildet ist, welcher bearbeitet werden soll, mit dem geschmolzenen Metall dicht zu füllen.
  • Das heißt, da das Beschränken des geschmolzenen Metalls zwischen dem druckausübenden Bauteil und dem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, einen Zustand verursacht, bei dem das geschmolzene Metall in beinahe allen Bereichen an der Oberfläche des Gegenstands abgedichtet ist, welcher bearbeitet werden soll, ist es möglich, das geschmolzene Metall in den winzigen Raum an der Gesamtheit der Oberfläche des Gegenstands zu drücken, welcher bearbeitet werden soll, durch das Aufbringen eines geeigneten Drucks auf das geschmolzene Metall. Dabei ist es möglich, das geschmolzene Metall fest in den winzigen Raum zu drücken und das Vorkommen einer Fehlerstelle zum Zeitpunkt des Einfüllens zu vermeiden, was auf diese Weise ein hochgenaues Einfüllen von Metall verwirklicht.
  • Es sei angemerkt, dass bei der vorliegenden Erfindung normalerweise der winzige Raum, welcher an dem Gegenstand ausgebildet ist, welcher bearbeitet werden soll, einen angenommenen Durchmesser von 0,1 μm bis mehrere Zehntel μm aufweist. Ferner spielen das Verfahren des Ausbildens des winzigen Raums und die morphologischen Eigenschaften des winzigen Raums, wie zum Beispiel das Querschnittsverhältnis (aspect ratio), keine Rolle, solange wie ein geschmolzenes Metall darin hineingefüllt werden kann, und es spielt ebenfalls keine Rolle, ob der winzige Raum ein Durchgangsloch ist oder nicht. Überdies ist die Gestalt von selbigem nicht beschränkt und der winzige Raum kann irgendeine beliebige Gestalt aufweisen, zum Beispiel eine lineare Gestalt, eine gekrümmte Gestalt, eine gekröpfte Gestalt oder dergleichen, und es spielt ebenso keine Rolle, ob er eine Verzweigung aufweist oder nicht. Darüber hinaus, wenn der winzige Raum nicht ein Durchgangsloch ist, dann kann er eine beliebige Tiefe aufweisen, gleich wie oder geringer als mehrere Hundertstel von um in Übereinstimmung mit der Dicke des Gegenstands, welcher bearbeitet werden soll.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • In Übereinstimmung mit der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Dicke einer Schicht aus überschüssigem Metall zu minimieren, welche auf einem Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll, nach dem Bearbeiten gebildet wird, und ein geschmolzenes Metall in einen winzigen Raum (Via, Durchgangsloch) zu füllen, welcher dazu ausgebildet ist, damit er eine Öffnung auf dem Gegenstand besitzt, welcher bearbeitet werden soll.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Abbildung, welche einen Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 3 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 4 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 5 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 6 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 7 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 8 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zeigt;
  • 9 zeigt (a) eine Schnittansicht, welche ein Gestaltungsbeispiel zeigt, bei welchem ein Dichtungsteil für geschmolzenes Metall an einem Kolben vorgesehen ist, und (b) eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem der in (a) abgebildete Kolben nach unten zu einem Halbleiterwafer bewegt wird;
  • 10 zeigt eine Schnittansicht, welche ein anderes Gestaltungsbeispiel darstellt, bei welchem ein Dichtungsteil für geschmolzenes Metall an einem Kolben vorgesehen ist, und (b) eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem der in (a) abgebildete Kolben nach unten zu einem Halbleiterwafer bewegt wird;
  • 11 zeigt (a) eine Schnittansicht, welche ein anderes Gestaltungsbeispiel des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall darstellt, welcher an dem Kolben vorgesehen ist, und (b) eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem der in (a) abgebildete Kolben nach unten zu einem Halbleiterwafer bewegt wird;
  • 12 zeigt (a) eine Schnittansicht, welche ein anderes Gestaltungsbeispiel des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall darstellt, welcher an dem Kolben vorgesehen ist, und (b) eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem der in (a) abgebildete Kolben nach unten zu einem Halbleiterwafer bewegt wird;
  • 13 zeigt (a) eine Schnittansicht, welche ein anderes Gestaltungsbeispiel des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall darstellt, welcher an dem Kolben vorgesehen ist, und (b) eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem der in (a) abgebildete Kolben nach unten zu einem Halbleiterwafer bewegt wird;
  • 14 zeigt (a) eine Schnittansicht, welche winzige Räume auf einem Halbleiterwafer vor dem Einfüllen des Metalls darstellt, (b) eine Schnittansicht, welche die winzigen Räume zeigt, in welche ein Metall erfolgreich eingefüllt wurde, und (c) eine Schnittansicht, welche die winzigen Räume darstellt, in welchen ein fehlerhaftes Einfüllen vorkommt;
  • 15 ist eine Schnittansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ist eine Schnittansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 ist eine Abbildung, welche einen Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform zeigt;
  • 18 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform zeigt;
  • 19 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform zeigt;
  • 20 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform zeigt;
  • 21 ist eine Abbildung, welche den Ablauf des Arbeitsvorgangs der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform zeigt; und
  • 22 ist eine Schnittansicht, welche eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung zum Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit einer anderen weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf der Basis der begleitenden Zeichnungen erläutert werden.
  • [1. Konfiguration der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall]
  • Wie in 1 dargestellt, ist eine Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall dieser Ausführungsform eine Vorrichtung zum Einfüllen von Metall zum Einfüllen eines geschmolzenen Metalls M in einen winzigen Raum, welcher an einer Oberfläche eines Halbleiterwafers (Gegenstand, welcher bearbeitet werden soll) K dazu ausgebildet ist, damit er eine Öffnung auf der Oberfläche aufweist, und weist einen haltenden Tisch H, auf welchem der Halbleiterwafer K mit der Oberfläche nach oben gehalten wird, ein zylindrisches Gehäuse C, welches einen darin ausgebildeten Raum aufweist, und mit einer unteren Stirnfläche von selbigem dem haltenden Tisch H gegenüberliegt, einen Kolben P, welcher ein druckausübendes Bauteil ist, welches dazu vorgesehen ist, in Bezug auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, nach vorne und nach hinten bewegbar zu sein, einen Hebemechanismus 16, welcher den haltenden Tisch H dazu veranlasst, sich zu nähern und von dem Gehäuse C zu entfernen, und einen Anpressmechanismus 5 auf, welcher den Kolben P nach vorne und nach hinten bewegt, und eine luftdichte Bearbeitungskammer 2 wird von dem Halbleiterwafer K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, dem Gehäuse C und dem Kolben P gebildet.
  • Überdies weist die Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall einen druckreduzierenden Mechanismus 3, welcher das Gas im Inneren der Bearbeitungskammer 2 ausbläst, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer 2 zu verringern, einen Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall M in die Bearbeitungskammer 2 zuführt, einen Zuführmechanismus 7 für unter Druck stehendes Gas, welcher ein inerter Gas in die Bearbeitungskammer 2 zuführt, ein Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls, welcher das geschmolzene Metall M wiedergewinnt, welches in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt wird, und ein Steuergerät 15 auf, welches die Arbeitsabläufe des Hebemechanismus 16, des Anpressmechanismus 5, des druckreduzierenden Mechanismus 3, des Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall, des Zuführmechanismus 7 für unter Druck stehendes Gas und des Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls steuert.
  • Der haltende Tisch H ist dazu eingerichtet, um von dem Hebemechanismus 16 nach oben und nach unten bewegt zu werden, und die luftdichte Bearbeitungskammer 2 wird durch das nach oben Bewegen des haltenden Tischs H zu dem Gehäuse C hin und durch das in Kontakt bringen der Oberseite des haltenden Tischs H mit der unteren Stirnfläche des Gehäuses C gebildet. Es sei angemerkt, dass der Hebemechanismus 16 einen Torquemotor oder dergleichen aufweist und der Betrieb von selbigem von dem Steuergerät 15 gesteuert wird.
  • Der Kolben P weist einen drückenden Teil 6 auf, welcher an derjenigen Seite vorgesehen ist, welche dem haltenden Tisch H gegenüberliegt, wobei der drückende Bereich 6 aus Edelstahl 440C (oder Edelstahl 304) gemacht ist, welcher eine Wärmebeständigkeit besitzt. Es sei angemerkt, dass als ein Werkstoff des drückenden Teils 6 Edelstahl ausgezeichnet ist, da er eine stabile Oberflächenbeschaffenheit und eine ausreichende Härte besitzt, sogar wenn er in einer Umgebung mit hohen Temperaturen zum Einsatz kommt. Ferner ist der Kolben P von einer oberen Öffnung des Gehäuses C in das Gehäuse C eingepasst und ist dazu eingerichtet, um in der axialen Richtung von dem Anpressmechanismus 5 nach vorne und nach hinten bewegt zu werden. Es sei angemerkt, dass ein O-Ring 13 zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens P und der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses C angeordnet ist und für eine Abdichtung zwischen diesen sorgt. Zudem ist eine Balgabdichtung 17 zwischen einem Flanschbereich des Kolbens P und der oberen Stirnfläche des Gehäuses C vorgesehen, und die Luftdichtigkeit zwischen dem Kolben P und dem Gehäuse C wird überdies durch die Balgabdichtung 17 verbessert.
  • Zudem ist in der Oberfläche des drückenden Teils 6 zumindest ein Bereich, welcher mit dem geschmolzenen Metall M in Kontakt kommt, durch Elektropolieren hochglanzpoliert. Als ein Ergebnis des Hochglanzpolierens ist für die Oberflächenrauigkeit des drückenden Teils 6 in einer experimentell gefertigten Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall die 10-Punkt gemittelte Rautiefe (Rz) gleich wie oder niedriger als 0,3 μm, die maximale Höhe (Ry) ist gleich wie oder niedriger als 0,5 μm, und der mittlere Abstand der Unebenheit (unevenness average distance) (Sm) ist gleich wie oder höher als 10 μm. Indem die Oberflächenrauigkeit (10-Punkt gemittelte Rautiefe) des drückenden Teils 6 gleich wie oder niedriger als 0,3 μm gemacht wird und auf diese Weise wie oberhalb erläutert die metallische Oberfläche des drückenden Teils 6 glatt gemacht wird, ist es möglich, das geschmolzene Metall M am Anhaften an dem drückenden Teil 6 zu hindern, und deshalb, wenn der drückende Teil 6 von dem Halbleiterwafer K getrennt wird, dann kann das geschmolzene Metall M, welches abgekühlt wurde und ausgehärtet ist, mit Leichtigkeit von der metallischen Oberfläche des drückenden Teils 6 ablöst werden, was es möglich macht, ein fehlerhaftes Befüllen, einen Riss in dem Halbleiterwafer K und dergleichen wirkungsvoll zu vermeiden.
  • Es sei angemerkt, dass die Oberflächenrauigkeit in dieser Patentanmeldung die 10-Punkt gemittelte Rautiefe von der JIS (Japan Industrial Standard) bezeichnet.
  • Überdies ist eine Kohlenstoffbeschichtung (Auslösebehandlung) auf der Oberfläche des drückenden Teils 6 ausgeführt, und deshalb, sogar falls der drückende Teil 6 auf das geschmolzene Metall mit einer großen Kraft gedrückt wird, dann kann das geschmolzene Metall M, sogar nachdem es ausgehärtet ist, mit Leichtigkeit von dem drückenden Teil 6 abgelöst werden.
  • Als die Bearbeitung zur Formtrennung können neben der Kohlenstoffbeschichtung, eine CrN Beschichtung, eine TiN Beschichtung, die Surf Treatment (von der Kanuc Corporation) und dergleichen bevorzugt zum Einsatz kommen. Wie oberhalb erläutert ist der drückende Teil 6 ferner ein metallischer Teil, welcher aus Edelstahl gemacht ist und besitzt deshalb eine ausreichende Härte, und in einer experimentell gefertigten Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall hatte der drückende Teil 6 eine micro-Vickers Härte (Hv) von mehr als 1200 in einem Zustand, bei dem das oben stehend erläuterte Hochglanzpolieren oder die Bearbeitung zur Formtrennung an diesem durchgeführt wurde.
  • Da der metallische drückende Teil 6 verhältnismäßig selten aufgrund von Erwärmen und mit Druck beaufschlagen verformt wird, und er wie oberhalb erläutert eine ausreichende Härte besitzt, kann zudem eine Beschichtungsbearbeitung, welche auf der Oberfläche von selbigem ausgeführt wird, schwierig verschlechtert werden und deshalb ist es möglich, die Einsatzdauer der beschichtenden Wirkung zu verlängern.
  • Der Anpressmechanismus 5 ist der sogenannte ölhydraulische Zylindermechanismus und wendet eine Antriebskraft zum Bewegen des Kolbens P nach vorne und nach hinten auf, und ist in der Lage, den drückenden Teil 6 des Kolbens P auf den Halbleiterwafer K mit einer vorbestimmten Presskraft zu drücken. Es sei angemerkt, dass obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, der Anpressmechanismus 5 Rohrleitungen aufweist, welche mit diesem zum Bereitstellen von Drucköl in den Zeichnungen dargestellten oberen und unteren Kammern verbunden sind, und ein Umschaltventil, wobei dessen Betrieb von dem Steuergerät gesteuert wird, ist an jeder Rohrleitung vorgesehen, und der Kolben P wird nach unten bewegt, wenn das Drucköl in der oberen Kammer zugeführt wird, und wird nach oben bewegt, wenn das Drucköl in der unteren Kammer zugeführt wird.
  • Der druckreduzierende Mechanismus 3 weist eine Vakuumpumpe 3a, welche mit der Bearbeitungskammer 2 mittels einer Rohrleitung 11 verbunden ist, welche durch einen oberen Endbereich der Seitenwand des Gehäuses C hindurchtretend vorgesehen ist, und ein Regelventil 3b auf, welches zwischen der Vakuumpumpe 3a und der Bearbeitungskammer 2 in der Rohrleitung 11 vorgesehen ist, und verringert den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer 2 durch das Ausblasen der Luft im Inneren der Bearbeitungskammer 2 unter Verwendung der Vakuumpumpe 3a. Es sei angemerkt, dass der Betrieb der Vakuumpumpe und das Öffnen und Schließen des Regelventils 3b von dem Steuergerät 15 gesteuert werden.
  • Ferner weist der Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall einen Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall, welcher mit der Bearbeitungskammer 2 mittels einer Rohrleitung 9 verbunden ist, welche durch einen seitlichen unteren Endbereich der Seitenwand des Gehäuses C hindurchtretend vorgesehen ist, und ein Regelventil 4a auf, welches zwischen dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall und der Bearbeitungskammer 2 in der Rohrleitung 9 vorgesehen ist, und stellt das geschmolzene Metall M in der Bearbeitungskammer 2 von dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall mit einem vorbestimmten Zuführdruck bereit, und das Öffnen und Schließen des Regelventils 4b wird von dem Steuergerät 15 gesteuert.
  • In dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall wird das geschmolzene Metall M, welches zum Einfüllen von Metall verwendet werden soll, auf eine Temperatur oberhalb von seinem Schmelzpunkt erhitzt und wird in flüssiger Form gespeichert. In dieser Ausführungsform ist das geschmolzene Metall M, welches zum Einfüllen von Metall verwendet wird, eine bleifreie Lotlegierung, welche einen Schmelzpunkt von ungefähr 200°C besitzt. Obwohl Metalle einen relativ niedrigen Schmelzpunkt besitzen, wie zum Beispiel Lotlegierungen, sind sie dahingehend ausgezeichnet, dass sie einfach zu handhaben sind, wobei die Art des geschmolzenen Metalls M in der vorliegenden Erfindung nicht auf Lotlegierungen beschränkt ist, und es ist möglich, ein beliebiges Metall zu verwenden, zum Beispiel Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ir, Al, Ni, Sn, In, Bi, Zn und Legierungen, welche diese enthalten, entsprechend dem Zweck des Befüllens des winzigen Raums oder der Funktion des winzigen Raums.
  • Überdies weist der Zuführmechanismus 7 für unter Druck stehendes Gas einen Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas, welcher mit der Rohrleitung 11 und der Rohrleitung 9 mittels einer Rohrleitung 10 verbunden ist, ein Regelventil 7b, welches zwischen der Rohrleitung 11 und dem Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas in der Rohrleitung 10 vorgesehen ist, und ein Regelventil 7c auf, welches zwischen der Rohrleitung 9 und dem Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas in der Rohrleitung 10 vorgesehen ist, und führt ein inertes Gas in die Bearbeitungskammer 2 von dem Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas mittels der Rohrleitung 9, der Rohrleitung 10 und der Rohrleitung 11 zu. Es sei angemerkt, dass der Betrieb des Zuführabschnitts 7a für unter Druck stehendes Gas und das Öffnen und Schließen der zwei Regelventile 7b und 7c von dem Steuergerät 15 gesteuert wird.
  • Der Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls weist einen Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall, welcher mit der Bearbeitungskammer 2 mittels einer Rohrleitung 12 verbunden ist, welche durch einen seitlichen unteren Endbereich der Seitenwand des Gehäuses C hindurchtretend vorgesehen ist, und ein Regelventil 8b auf, welches zwischen dem Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall und der Bearbeitungskammer 2 in der Rohrleitung 12 vorgesehen ist, und gewinnt das geschmolzene Metall innerhalb der Bearbeitungskammer 2 zurück, und das Öffnen und Schließen des Regelventils 8b wird von dem Steuergerät 15 gesteuert. Es sei angemerkt, dass wie für die Konfiguration des Wiedergewinnungsabschnitts 8a für geschmolzenes Metall eine Konfiguration als ein Beispiel angegeben werden kann, welche einen Aufbereitungstank und eine Abgabevorrichtung aufweist, welche mit dem Aufbereitungstank verbunden ist.
  • [2. Ablauf des Einfüllens von Metall]
  • Als nächstes wird eine Vorgehensweise für das Einfüllen von Metall in der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall gemäß dieser Ausführungsform unter Verwendung von 2 bis 8 beschrieben werden.
  • Zuerst wird der haltende Tisch H durch das Steuern der Tätigkeit des Hebemechanismus 16 durch das Steuergerät 15 nach unten bewegt und auf diese Weise wird die Oberseite des haltenden Tisches H von der unteren Endfläche des Gehäuses C getrennt, und dann wird ein Halbleiterwafer K, welcher einen winzigen Raum aufweist, der an einer Oberfläche von selbigem ausgebildet ist, auf dem haltenden Tisch H mit dieser Oberfläche nach oben platziert. Danach wird der haltende Tisch H nach oben zu dem Gehäuse C hin durch das Steuern der Tätigkeit des Hebemechanismus 16 durch das Steuergerät 15 bewegt und auf diese Weise wird die Oberseite des haltenden Tisches H in Kontakt mit der unteren Endfläche des Gehäuses C gebracht, was auf diese Weise die Bearbeitungskammer 2 bildet. Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt die untere Endfläche des Gehäuses C in Kontakt mit der Oberfläche des Halbleiterwafers K gebracht wird, um den Halbleiterwafer K auf den haltenden Tisch H niederzudrücken.
  • Wie in 2 dargestellt, wird danach unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 die Vakuumpumpe 3a aktiviert, und das Regelventil 3b der Rohrleitung 11 wird geöffnet, und auf diese Weise wird das Gas im Inneren der Bearbeitungskammer 2 ausgeblasen und die Drücke im Inneren der Bearbeitungskammer 2 und des winzigen Raums werden beinahe auf eine Vakuumsituation verringert.
  • Wie in 3 dargestellt, während der Verringerung des Drucks durch die Vakuumpumpe 3a fortgesetzt wird, um das Innere der Bearbeitungskammer 2 in der beinahe Vakuumsituation zu erhalten, wird als nächstes das Regelventil 4b der Rohrleitung 9 durch das Steuergerät 15 geöffnet, und das geschmolzene Metall M wird in flüssiger Form, welches auf eine Temperatur gleich wie oder höher als sein Schmelzpunkt erhitzt wurde, von dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt, bis die Menge des geschmolzenen Metalls M ein Maß erreicht, welches in der Lage ist, die Gesamtheit der Oberfläche des Halbleiterwafers K zu bedecken, ohne dass es dabei von der Oberfläche des Halbleiterwafers K abgestoßen wird. Es sei angemerkt, dass obwohl es in der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall möglich ist, das geschmolzene Metall M zuzuführen, während die Verringerung des Drucks durch die Vakuumpumpe 3a fortgesetzt wird, da die Rohrleitung 11 dazu vorgesehen ist, durch den oberen Endbereich des Gehäuses C hindurchzutreten, das heißt die Rohrleitung 11 ist an einer Position vorgesehen, welche ausreichend höher als die flüssige Oberfläche des zugeführten geschmolzenen Metalls ist, ist es bevorzugt, dass die Zufuhr des geschmolzenen Metalls M mit einer passenden zeitlichen Planung angehalten wird, so dass das geschmolzene Metall M nicht in die Vakuumpumpe 3a eingesaugt wird. Überdies hindert das wie oberhalb erläuterte niederdrücken des Halbleiterwafers K auf den haltenden Tisch H den Halbleiterwafer K daran, von dem haltenden Tisch H nach oben zu treiben, sogar in einem Fall bei dem zum Beispiel eine Lotlegierung (spezifische Dichte: ungefähr 9,0) auf einen Halbleiterwafer zugeführt wird, welcher aus Silizium gemacht ist (spezifische Dichte: ungefähr 2,5).
  • Da es nicht bevorzugt ist, dass das geschmolzene Metall M vor dem Eintreten eines drückenden Arbeitsschritts, welcher später erläutert werden wird, abgekühlt und ausgehärtet wird, ist es in diesem Arbeitsschritt ferner notwendig, die Temperatur des Inneren der Bearbeitungskammer 2 gleich wie oder höher als den Schmelzpunkt des geschmolzenen Metalls M durch eine geeignete Heizeinrichtung zu halten, so dass das geschmolzene Metall M in flüssiger Form verbleibt.
  • Nach dem Zuführen einer ausreichenden Menge des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2, wie in 4 dargestellt, wird das Regelventil 4b der Rohrleitung 9 durch das Steuergerät 15 geschlossen, und dann wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus 5 angetrieben, um den Kolben P in der Bearbeitungskammer 2 langsam zu dem Halbleiterwafer K zu bewegen, um den Kolben P näher an den Halbleiterwafer K zu bringen, und auf diese Weise wird die Oberfläche des drückenden Teils 6 in das geschmolzene Metall M abgesenkt, welches in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt wird. Durch das Absenken der Oberfläche des drückenden Teils 6 in das geschmolzene Metall M, wobei das Innere der Bearbeitungskammer 2 auf diese Weise in der beinahe Vakuumsituation ist, ist es möglich, das Auftreten einer gashaltigen Schicht zwischen dem drückenden Teil 6 und dem geschmolzenen Metall M zu vermeiden.
  • Wie in 5 dargestellt, wird als nächstes in dem Zustand, bei dem die Oberfläche des drückenden Teils 6 in das geschmolzene Metall M abgesenkt ist, das Regelventil 3b der Rohrleitung 11 durch das Steuergerät 15 geschlossen und die Tätigkeit der Vakuumpumpe 3a wird angehalten, damit die Verringerung des Drucks angehalten wird, und auf der anderen Seite wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 das Regelventil 7b der Rohrleitung 10 geöffnet und der Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas wird aktiviert, um Stickstoffgas oder dergleichen zum Beaufschlagen mit Druck von dem Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas in die Bearbeitungskammer 2 zuzuführen, und auf diese Weise wird das geschmolzene Metall M durch den Gasdruck unter Druck gesetzt und wird in den winzigen Raum durch das sogenannte Differenzdruck-Einfüllen eingefüllt.
  • Wie in 6 dargestellt, wird nachfolgend der Anpressmechanismus 5 durch das Steuergerät 15 angetrieben, damit er den Kolben P weiter zu dem Halbleiterwafer K hin bewegt, was auf diese Weise den drückenden Teil 6 auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K drückt. Dabei wird überschüssiges geschmolzenes Metall zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Halbleiterwafer K von der Oberfläche des Halbleiterwafers K in einen Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses C und der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens P herausgedrückt. Deshalb wird die Restmenge, welche auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K ausgebildet ist, nach dem Bearbeiten verringert. Es sei angemerkt, dass der Rest einen schichtförmigen unnötigen metallischen Bereich bezeichnet, welcher auf dem Halbleiterwafer K aufgrund des Aushärtens von überschüssigem geschmolzenen Metall gebildet wird, welcher nicht in den winzigen Raum an dem Halbleiterwafer K eintreten kann, aber der metallische Bereich ist nicht immer unnötig und es gibt einen Fall, bei dem er als eine Verdrahtungsschicht oder eine Kontaktschicht verwendet werden kann.
  • Danach wird der drückende Teil 6 für eine Weile stillstehend gehalten, in einem Zustand des gedrückt Werdens auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K. In der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall gemäß dieser Ausführungsform wird wie oberhalb erläutert das geschmolzene Metall M in den Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses C und der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens P bewegt, während der drückende Teil 6 in das flüssige geschmolzene Metall M gedrückt wird, und deshalb steigt die flüssige Oberfläche des geschmolzenen Metalls M auf. Als ein Ergebnis davon wird der Halbleiterwafer K in einen Zustand des eingetaucht seins in das geschmolzene Metall M an einer Position tief von der flüssigen Oberfläche des geschmolzenen Metalls M gebracht, und deshalb tritt sogar, falls eine Situation eintritt, bei der der drückende Teil 6 in Kontakt mit dem Halbleiterwafer K kommt und die Kraft des Abstoßens des geschmolzenen Metalls M an der Oberfläche des Halbleiterwafers K aufgrund von einer schlechten Benetzbarkeit des geschmolzenen Metalls M in Bezug auf den Halbleiterwafer K und den drückenden Teil 6 groß ist, ein Abriss des Films des geschmolzenen Metalls M auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K kaum auf. Es sei angemerkt, dass es bevorzugt ist, dass das unter Druck setzen mit Gas durch den Zuführabschnitt 7a für unter Druck stehendes Gas ebenfalls fortgesetzt wird, während der drückenden Teil 6 auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Einfüllkraft beibehalten und der oberhalb erläuterte Filmabriss kann wirkungsvoll vermieden werden.
  • Wie in 7 dargestellt, in dem Zustand, bei dem der drückende Teil 6 auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K gedrückt wird, werden im Weiteren das Regelventil 7c der Rohrleitung 10 und das Regelventil 8b der Rohrleitung 12 durch das Steuergerät 15 geöffnet, was auf diese Weise in dem Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall überschüssiges geschmolzenes Metall M wiedergewinnt, welches nicht in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K eingefüllt werden kann. Falls überschüssiges geschmolzenes Metall M nicht wiedergewonnen wird, dann treten nach einem Abkühlungsvorgang, welcher später erörtert werden wird, Probleme auf, wie zum Beispiel, dass das überschüssige geschmolzene Metall M in einem Spalt zwischen dem Gehäuse C und dem drückenden Teil 6 aushärtet und damit die Bewegung des Kolbens P nach oben und nach unten verhindert, und dass der Halbleiterwafer K und die Wandoberfläche der Bearbeitungskammer 2 aneinander haften. Da ein fehlerhaftes Befüllen auftritt falls ein Gas zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Halbleiterwafer K eintritt, sollte das überschüssige Metall jedoch nicht vollständig abgelassen werden, sondern das geschmolzene Metall M soll in einem Spalt zwischen der Seitenwand des drückenden Teils 6 und der inneren Wand des Gehäuses C belassen werden. Obwohl die Menge des in dem Spalt belassenen geschmolzenen Metalls M von der Benetzbarkeit des geschmolzenen Metalls M in Bezug auf den Halbleiterwafer K und den drückenden Teil 6 abhängt, und von den Größe des Spalts abhängt, ist es bevorzugt, dass das geschmolzene Metall M mit einer Höhe von mehreren mm zurückbleibt.
  • Nach dem Wiedergewinnen des überschüssigen geschmolzenen Metalls M werden unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 die zwei Regelventile 7b, 7c der Rohrleitung 10 geschlossen, um die Zufuhr des Gas zum unter Druck setzen anzuhalten und das Regelventil 8b der Rohrleitung 12 wird ebenfalls geschlossen. Danach wird das Aufheizen oder Beibehalten der Temperatur des Inneren der Bearbeitungskammer 2 angehalten und die Bearbeitungskammer 2 wird gekühlt, bis die Temperatur des geschmolzenen Metalls M gleich wie oder niedriger als dessen Schmelzpunkt wird, und das geschmolzene Metall M, welches in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K gefüllt wird, wartet darauf, dass es gekühlt wird und aushärtet.
  • Wie in 8 dargestellt, unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 wird als nächstes der Anpressmechanismus 5 angetrieben, um den Kolben P langsam nach oben zu bewegen und zudem wird der Hebemechanismus 16 angetrieben, um den haltenden Tisch H nach unten zu bewegen, was auf diese Weise die Bearbeitungskammer 2 freigibt. Dann wird der Halbleiterwafer K, an welchem die Bearbeitung des Einfüllens von Metall abgeschlossen wurde, von dem haltenden Tisch H losgelöst und durch einen neuen Halbleiterwafer K ersetzt, an welchem als nächstes die Bearbeitung des Einfüllens von Metall ausgeführt werden soll. In einem Fall, bei dem die Bearbeitung des Einfüllens von Metall bei einer Vielzahl von Halbleiterwafern K ausgeführt wird, wird der wie in 2 bis 8 dargestellte Vorgang wie jeweils anwendbar wiederholt.
  • [3. Form des Bereitstellens eines Dichtungsteils für geschmolzenes Metall]
  • Als nächstes wird als eine bevorzugte Ausführungsform ein Gestaltungsbeispiel, bei welchem in der oberhalb erläuterten Konfiguration ein Dichtungsteil für geschmolzenes Metall zum Beschränken des geschmolzenen Metalls M vorgesehen ist, welches von dem Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Halbleiterwafer K zugeführt wird, erläutert werden.
  • Erst mal gibt es als eine erste Form des Vorsehens des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall, wie in 9(a) dargestellt, eine Form, bei welcher ein ringförmiger Dichtungsteil 20 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall), welcher ein Elastomer aufweist, in der unteren Oberfläche des drückenden Teils 6 derart vorgesehen ist, so dass er entlang des äußeren Umfangs des kreisrunden Halbleiterwafers K angeordnet ist. In 9(a) ist die Konfiguration des schraffierten Wanddickenbereichs weggelassen (dasselbe trifft auf 10 bis 13 zu).
  • In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration, wenn der drückende Teil 6 dazu veranlasst wird, sich dem Halbleiterwafer K zu nähern (siehe hierzu 6), dann kann die Menge des überschüssigen geschmolzenen Metalls M, welches an dem Halbleiterwafer K verbleiben soll, durch das Abgeben des überschüssigen geschmolzenen Metalls M an die Außenseite ausreichend verringert werden. Das heißt, das geschmolzene Metall M in einem Bereich innerhalb des Dichtungsteils 20 kann an die Außenseite des Bereichs abgegeben werden, bis der Dichtungsteil 20 mit dem Halbleiterwafer K in Kontakt kommt, während das geschmolzene Metall M in dem Bereich innerhalb des Dichtungsteils 20 eingesperrt ist, wenn sich der Dichtungsteil 20 weiter dem Halbleiterwafer K nährt und in Oberflächenkontakt mit der Oberfläche des Halbleiterwafers K kommt (siehe hierzu 9(b)).
  • Das Bereitstellen des Dichtungsteils 20, besonders desjenigen Dichtungsteils 20, welcher ein Elastomer aufweist, macht es möglich, ein gutes Abdichtverhalten zu erzielen. Da der Dichtungsteil 20 durch das Drücken des drückenden Teils 6 verformt wird und auf diese Weise der abgedichtete Bereich enger gemacht wird, ist es überdies möglich, auf wirksame Weise einen hohen Druck auf das geschmolzene Metall M innerhalb des abgedichteten Bereichs unter Verwendung der Schubkraft des Anpressmechanismus 5 aufzubringen, und deshalb ist es möglich, das geschmolzene Metall M dicht in den winzigen Raum an der Oberfläche des Halbleiterwafers K einzufüllen.
  • In dieser Ausführungsform macht das Ausführen des unter Druck Setzens in zwei Arbeitsschritten, nämlich das unter Druck setzen mit Gas und das unter Druck setzen durch den drückenden Teil 6, welcher den Dichtungsteil 20 besitzt, es möglich, das Einfüllen von Metall auszuführen, sogar wenn die Benetzbarkeit des geschmolzenen Metalls M in Bezug auf den Halbleiterwafer K schlecht ist. Besonders das unter Druck setzen mit Gas wird zuerst durchgeführt, und der Gasdruck zu diesem Zeitpunkt wird auf einen solch geringen Druck festgesetzt (zum Beispiel ein Druck gleich wie oder niedriger als 0,2 MPa), dass es keinen Abriss des Films des geschmolzenen Metalls M in einem Spalt zwischen dem Halbleiterwafer K und dem drückenden Teil 6 gibt. Dann wird ein hoher Druck auf das geschmolzene Metall M auf der Gesamtheit der Oberfläche, welche bearbeitet werden soll, des Halbleiterwafers K aufgebracht, welche innerhalb des Dichtungsteils 20 angeordnet ist, durch das Drücken des drückenden Teils 6, welcher den Dichtungsteil 20 besitzt, was auf diese Weise die Abwicklung des Einfüllens ausführt. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, dann ist es möglich, ein wirkungsvolles Einfüllen von Metall durch das zweistufige unter Druck setzen, welches das unter Druck setzen mit Gas und das unter Druck setzen durch Drücken umfasst, zu erreichen, ohne dabei die Leistungsfähigkeit des Druckbehälters der Bearbeitungskammer extrem groß zu machen.
  • Wenn der drückende Teil 6 mit dem Dichtungsteil 20 zum Einsatz kommt, dann ist überdies in dem nachfolgenden Schritt des Abgebens des überschüssigen geschmolzenen Metalls, sogar falls überschüssiges geschmolzenes Metall M' außerhalb des abgedichteten Bereichs unter Verwendung von Gas Blow oder einer flüssigen Spülung abgeführt wird, die Füllung des winzigen Raums innerhalb des abgedichteten Bereich nicht beeinträchtigt, und deshalb ist es möglich, noch wirkungsvoller das überschüssige geschmolzene Metall wiederzugewinnen. Das heißt, bei dieser Ausführungsform, da der Dichtungsteil 20 vorgesehen ist, im Gegensatz zu der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall, sogar falls überschüssiges geschmolzenes Metall M' vollständig abgeführt wird, dann tritt ein fehlerhaftes Befüllen aufgrund des Eintritts von Gas zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Halbleiterwafer K nicht auf und deshalb ist es möglich, Bereiche außerhalb des abgedichteten Bereichs rein zu halten.
  • Als eine zweite Form des Vorsehens des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall, wie in 10(a) dargestellt, gibt es ferner eine Form, bei welcher ein Dichtungsteil 21 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall), welcher einen kreisrunden Elastomer aufweist, der mit dem kreisrunden Halbleiterwafer K konzentrisch ist, an einer Position vorgesehen ist, welche dem haltenden Tisch H außerhalb des Halbleiterwafers K in der unteren Oberfläche des drückenden Teils 6 gegenüberliegt.
  • In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration, da der Dichtungsteil 21 außerhalb des Halbleiterwafers K vorgesehen ist, kommt der Dichtungsteil 21 niemals mit dem Halbleiterwafer K in Kontakt und deshalb ist es möglich, das Abwickeln des Einfüllens des geschmolzenen Metalls M auf der Gesamtheit der Oberfläche des Halbleiterwafers K auszuführen (siehe hierzu 10(b)).
  • Obwohl diejenigen Werkstoffe, welche die oben stehend erläuterten Dichtungsteile für geschmolzenes Metall bilden, nicht speziell eingeschränkt sind, solange wie sie einen bestimmten Grad an Elastizität und Wärmebeständigkeit aufweisen und zum Abdichten geeignet sind, macht das Verwenden eines Werkstoffs oder Konfiguration, welche es dem geschmolzenen Metall M vor dem Abdichten erlaubt, mit Leichtigkeit nach außen zu entweichen, es möglich, diejenige Menge des geschmolzenen Metalls M zu minimieren, welche abgedichtet wird, und auf diese Weise macht es die Restmenge dünn, welche an dem Halbleiterwafer K ausgebildet ist.
  • Als eine dritte Form des Vorsehens des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall, wie in 11(a) dargestellt, gibt es als nächstes eine Form, bei welcher eine Elastomerschicht 22 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall) auf diejenige Oberfläche laminiert wird, welche zu derjenigen Oberfläche des drückenden Teils 6 gegenüberliegend ist, welche mit dem geschmolzenen Metall M in Kontakt gebracht werden soll. In diesem Fall, wenn der Kolben P durch den Anpressmechanismus 5 zu dem Halbleiterwafer K hin bewegt wird und auf diese Weise der drückende Teil 6 näher an das geschmolzene Metall M und den Halbleiterwafer K gebracht wird, wie in 11(b) dargestellt, dann wird die Elastomerschicht 22 in einer ebenen Gestalt senkrecht zu der Drückrichtung erweitert und die erweiterte Elastomerschicht 22 kommt mit dem Gehäuse C in Kontakt, und auf diese Weise ist das geschmolzene Metall M in einem Raum eingesperrt, welcher von der Elastomerschicht 22 abgedichtet wird. In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration wird das Abdichten derart ausgeführt, so dass der Druck des geschmolzenen Metalls M, welches zuvor durch das unter Druck setzen mit Gas unter Druck gesetzt wurde, aufrechterhalten wird.
  • Ferner ist es in dieser Konfiguration möglich, sogar wenn die Parallelität zwischen der Oberfläche des Halbleiterwafers K und der Oberfläche des drückenden Teils 6 mangelhaft ist, die Oberfläche des Halbleiterwafers K und die Oberfläche des drückenden Teils 6 in wirkungsvoller Weise dazu zu veranlassen, durch die Verformung der Elastomerschicht 22 aneinander zu haften. Überdies ist es durch das Ausbilden des metallischen Bereichs des drückenden Teils 6 aus einer dünnen Platte möglich, welche leicht verformt wird, sogar wenn die Ebenheit der Oberfläche des Halbleiterwafers K mangelhaft ist, die Oberfläche des Halbleiterwafers K und die Oberfläche des drückenden Teils 6 in wirkungsvoller Weise dazu zu veranlassen, durch die Verformung der Elastomerschicht 22 und die Verformung der dünnen metallischen Platte aneinander zu haften, und dann das Abkühlen auszuführen, während der Druck zum Aushärten des geschmolzenen Metalls M beibehalten wird, und deshalb ist es möglich, die Restmenge, welche an dem Halbleiterwafer K ausgebildet wird, durch den Haftungseffekt dünner zu machen.
  • Als eine vierte Form des Vorsehens des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall, wie in 12(a) dargestellt, gibt es als nächstes eine Form, bei welcher eine Elastomerschicht 23 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall) auf diejenige Oberfläche laminiert wird, welche zu derjenigen Oberfläche des drückenden Teils 6 gegenüberliegend ist, welche mit dem Halbleiterwafer K in Kontakt gebracht werden soll, und ein ringförmiger Dichtungsteil 24 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall), welcher ein Elastomer aufweist, in der unter Oberfläche des drückenden Teil 6 derart vorgesehen ist, so dass es entlang des äußeren Umfangs des kreisrunden Halbleiterwafers K angeordnet ist. In diesem Fall, wenn der Kolben P durch den Anpressmechanismus 5 zu dem Halbleiterwafer K hin bewegt wird und auf diese Weise der drückende Teil 6 näher an das geschmolzene Metall M und den Halbleiterwafer K gebracht wird und der Dichtungsteil 24 in Kontakt mit dem Halbleiterwafer K gebracht wird, wie in 12(b) dargestellt, dann ist das geschmolzene Metall M in einem Bereich abgedichtet, welcher von dem Dichtungsteil 24 umgeben ist. In Übereinstimmung mit dieser Form, im Vergleich zu der dritten Form, ist der tatsächliche abgedichtete Bereich auf den Bereich des Halbleiterwafers K eingeschränkt, was es möglich macht, diejenige Menge des verbleibenden Metalls zu verringern, welche in einem zusätzlichen Spalt übrigbleibt, durch das Wiedergewinnen des überschüssigen geschmolzenen Metalls M' außerhalb desjenigen Bereichs, welcher von dem Dichtungsteil 24 umgeben ist, gegebenenfalls durch den Mechanismus zur Wiedergewinnung des geschmolzenen Metalls.
  • Als eine fünfte Form des Vorsehens des Dichtungsteils für geschmolzenes Metall, wie in 13(a) dargestellt, gibt es als nächstes eine Form, bei welcher auf den Kolben P eine Elastomerschicht 25 (Dichtungsteil für geschmolzenes Metall) von einem äußeren Bereich der Oberfläche, welche in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall M gebracht werden soll, des drückenden Teils 6 laminiert ist, auf der gegenüberliegenden Oberfläche von diesem. In diesem Fall, wenn der Kolben P durch den Anpressmechanismus 5 zu dem Halbleiterwafer K hin bewegt wird und auf diese Weise der drückende Teil 6 näher zu dem geschmolzenen Metall M und dem Halbleiterwafer K gebracht wird und die Elastomerschicht 25 in Kontakt mit dem Halbleiterwafer K gebracht wird, wie in 13(b) dargestellt, dann ist das geschmolzene Metall M innerhalb des Kontaktbereichs der Elastomerschicht 25 abgedichtet. Es sei angemerkt, dass anders als die in 11 dargestellte Form, das geschmolzene Metall M' in dem Spalt zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Gehäuse C nicht abgedichtet ist.
  • Wie oberhalb erläutert, macht es das Vorsehen von unterschiedlichen Dichtungsteilen für geschmolzenes Metall möglich, das geschmolzene Metall M zwischen dem drückenden Teil 6 und dem Halbleiterwafer K einzusperren und die Dichtungseigenschaften in einem großen Gebiet auf dem Halbleiterwafer K zu verbessern, und deshalb ist es möglich, einen passenden Druck auf das geschmolzene Metall M aufzubringen, um das geschmolzene Metall M in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K zu drücken. Überdies ist es möglich, die Restmenge zu verringern, welche an dem Halbleiterwafer K gebildet wird, und in einem Fall, bei dem eine Form, bei welcher das geschmolzene Metall M lediglich innerhalb des Gebiets auf dem Halbleiterwafer K abgedichtet wird, verwendet wird, ist es möglich, die Menge desjenigen überschüssigen geschmolzenen Metalls zu verringern, welche in der Bearbeitungskammer verbleibt, durch das Wiedergewinnen von geschmolzenem Metall M' außerhalb des Bereichs, welcher von dem Dichtungsteil für geschmolzenes Metall umgeben ist, durch den Mechanismus zur Wiedergewinnung des geschmolzenen Metalls.
  • Auf diese Weise ist es möglich, das geschmolzene Metall dicht in den winzigen Raum zu drücken und das Vorkommen einer Fehlerstelle zum Zeitpunkt des Einfüllens zu vermeiden, was auf diese Weise ein hochgenaues Einfüllen von Metall verwirklicht.
  • Zum Abschluss ist ein Zustand in den Zeichnungen dargestellt, bei dem das Einfüllen von Metall in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ausgeführt wird. 14(a) ist eine Schnittansicht, welche winzige Räume V an einem Halbleiterwafer K vor dem Einfüllen eines geschmolzenen Metalls M darin zeigt, und der untere Bereich in den Figuren ist der Halbleiterwafer K. In 14(a) ist eine unzählige Anzahl von winzigen Räumen V regelmäßig an der Oberfläche des Halbleiterwafers K angeordnet. 14(b) ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, bei dem das geschmolzene Metall M vorteilhaft in die winzigen Räume V an dem Halbleiterwafer K in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gefüllt wurde. In 14(b) ist ersichtlich, dass das geschmolzene Metall M dicht in den winzigen Räumen V eingefüllt ist.
  • Auf der anderen Seite ist 14(c) eine Schnittansicht, welche als ein Vergleichsbeispiel winzige Räume V1 bis V4 zeigt, wo ein fehlerhaftes Einfüllen des geschmolzenen Metalls M auftritt. In 14(c) sind in den winzigen Räumen V1, V2, obwohl das geschmolzene Metall M in einen unteren Bereich von diesen eingefüllt ist, die winzige Räume nicht vollständig gefüllt, weil die Menge des geschmolzenen Metalls M nicht ausreichend ist. Ferner ist ersichtlich, dass das geschmolzene Metall M die unteren Bereiche der winzigen Räume V3, V4 nicht erreicht und dort ein fehlerhaftes Befüllen auftritt.
  • Demnach wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, aber eine bestimmte Ausführungsform, in welcher die vorliegende Erfindung realisiert werden kann, ist nicht darauf beschränkt.
  • Zum Beispiel verwendet die obige Ausführungsform diejenige Konfiguration, bei welcher der drückenden Teil 6 dazu veranlasst wird, sich dem Halbleiterwafer K zu nähern, aber die Konfiguration ist nicht darauf beschränkt und es kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei welcher der Halbleiterwafer K (haltender Tisch H) dazu veranlasst wird, sich dem drückenden Teil 6 zu nähern.
  • In der obigen Ausführungsform wurde überdies das Verfahren erläutert, bei welchem der drückende Teil 6 in einen Zustand des eingesunken seins in das geschmolzene Metall M nach dem Zuführen des geschmolzenen Metalls M durch das Bewegen des Kolbens P zu dem Halbleiterwafer K hin, gebracht wird und auf diese Weise wird der drückende Teil 6 dazu veranlasst, sich der flüssigen Oberfläche des geschmolzenen Metalls M zu nähern, aber der drückende Teil 6 kann in einen Zustand des eingesunken seins in das geschmolzene Metall M durch das Zuführen des geschmolzenen Metalls M gebracht werden, bis die Oberfläche des drückenden Teils 6 in dem geschmolzene Metall M eingetaucht ist, anstelle von durch das Veranlassen des drückenden Teils 6, sich der flüssigen Oberfläche des geschmolzenen Metalls M zu nähern.
  • Überdies ist die Drückrichtung des drückenden Teils 6 nicht auf das Drücken in der vertikalen Richtung nach unten beschränkt, und in Abhängigkeit von der Konfiguration der Vorrichtung kann sie in einer vertikalen Richtung nach oben drücken oder in einer horizontalen Richtung drücken. Darüber hinaus ist die Richtung der Vorrichtung zum Einfüllen von Metall nicht auf die wie in 1 dargestellte Richtung beschränkt, und die in 1 dargestellte Vorrichtung kann auf ihre Seite gelegt werden oder kann auf den Kopf gestellt werden.
  • Obwohl die Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall der obigen Ausführungsform die Konfiguration besitzt, bei welcher eine bestimmte große Menge des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt wird und auf diese Weise die gesamte Oberfläche des Halbleiterwafers K gleichmäßig von dem geschmolzenen Metall bedeckt wird, kann die Vorrichtung 1 des Weiteren eine Konfiguration aufweisen, bei welcher das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer 2 zuvor kleiner gewählt wurde und das geschmolzene Metall M wird in die Bearbeitungskammer zugeführt, so dass das geschmolzene Metall M die Bearbeitungskammer 2 vollständig füllt, und auf diese Weise wird die gesamte Oberfläche des Halbleiterwafers K gleichmäßig von dem geschmolzenen Metall M bedeckt. Eine auf diese Weise konfigurierte Vorrichtung zum Einfüllen von Metall wird unterhalb mit Bezugnahme auf 15 erläutert werden. Es sei angemerkt, dass dieselben Bauteile wie diejenigen der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und detaillierte Beschreibungen von selbigen weggelassen sind.
  • Eine wie in 15 dargestellte Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall weist einen haltenden Tisch H, ein Gehäuse C, einen Kolben P, einen Hebemechanismus 16, einen druckreduzierenden Mechanismus 3, einen Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall, einen Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls und ein Steuergerät 15 auf, und besitzt zusätzlich einen Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5', welcher den Kolben P in Bezug auf einen Halbleiterwafer K nach vorne und nach hinten bewegt, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, und einen Mechanismus zur Gaszufuhr 7', welcher in die Bearbeitungskammer 2 ein inertes Gas zuführt. Es sei angemerkt, dass der Betrieb des Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' und des Mechanismus zur Gaszufuhr 7' von dem Steuergerät 15 gesteuert werden. Überdies ist der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' ein Bauteil, welches als ein Anpressmechanismus eingebettet ist, der ebenfalls als ein Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen funktioniert.
  • Der Kolben P weist ähnlich wie der Kolben P der Vorrichtung 1 zum Einfüllen von Metall einen drückenden Teil 6 auf, welcher aus Edelstahl 440C gemacht ist, der auf derjenigen Seite vorgesehen ist, welche dem haltenden Tisch H gegenüberliegt, und zudem weist der drückende Teil 6 ein Dichtungsteil 6a für geschmolzenes Metall auf, welches an einem äußeren Umfangsbereich derjenigen Oberfläche vorgesehen ist, welche dem haltenden Tisch H gegenüberliegt. Es sei angemerkt, dass zwei O-Ringe 13a, 13b zwischen dem Kolben P und dem Gehäuse C zwischenliegend angeordnet sind und diese zwei O-Ringe 13a, 13b sind an dem Gehäuse C befestigt.
  • Des Weiteren führt der Mechanismus zur Gaszufuhr 7' ein inertes Gas in die Bearbeitungskammer 2 und führt überschüssiges geschmolzenes Metall innerhalb der Bearbeitungskammer 2 zu einem Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall des Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls, und weist einen Abschnitt zur Gaszufuhr 7a', welcher ein inertes Gas zuführt, eine Rohrleitung 10', welche den Abschnitt zur Gaszufuhr 7a' und eine Rohrleitung 11 verbindet, und ein Regelventil 7b' auf, welches zwischen dem Abschnitt zur Gaszufuhr 7a' und der Rohrleitung 11 in der Rohrleitung 10' vorgesehen ist, und der Betrieb des Abschnitts zur Gaszufuhr 7a' und das Öffnen und Schließen des Regelventils 7b' werden von dem Steuergerät 15 gesteuert. Es sei angemerkt, dass in der Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall die Rohrleitung 11 dazu vorgesehen ist, durch einen unteren Endbereich der Seitenwand des Gehäuses C hindurchzutreten.
  • Darüber hinaus wird in der Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall der Betrieb des Hebemechanismus 16 von dem Steuergerät 15 gesteuert und auf diese Weise wird der haltende Tisch H nach oben bewegt und die untere Endfläche des Gehäuses C und die Oberfläche des Halbleiterwafers K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, werden miteinander in Kontakt gebracht, was auf diese Weise eine Bearbeitungskammer 2 bildet. Es sei angemerkt, dass wenn die Bearbeitungskammer 2 gebildet ist, dann wird die Luftdichtigkeit zwischen der unteren Endfläche des Gehäuses C und der Oberfläche des Halbleiterwafers K durch einen O-Ring 14 beibehalten.
  • Es sei angemerkt, dass das Regelventil 8b des Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls zwischen drei Zuständen aus einem geschlossenen Zustand, einem Zustand der Drosselung mit geöffneter Drossel und einem vollkommen offenen Zustand umschaltbar ist.
  • In Übereinstimmung mit dieser Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall wird zuerst in einem Zustand, bei dem der haltende Tisch H und das Gehäuse C voneinander getrennt sind, ein Halbleiterwafer K auf dem haltenden Tisch H platziert, und unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 wird der Hebemechanismus 16 angetrieben und auf diese Weise wird der haltende Tisch H nach oben zu dem Gehäuse C hin bewegt, und die Oberfläche des Halbleiterwafers K, welcher auf dem haltenden Tisch H platziert ist, wird mit der unteren Endfläche des Gehäuses C in Kontakt gebracht, was auf diese Weise die Bearbeitungskammer 2 bildet.
  • Nachfolgend wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben und auf diese Weise wird der Kolben P näher zu dem Halbleiterwafer K gebracht, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, so dass das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer 2 so gering wie möglich wird, und dann wird das Regelventil 3b durch das Steuergerät 15 geöffnet und die Vakuumpumpe 3a wird angetrieben, um damit den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer 2 zu einem beinahe Vakuumzustand zu verringern. Danach wird das Regelventil 3b durch das Steuergerät 15 geschlossen und der Betrieb der Vakuumpumpe 3a wird angehalten, während ein Regelventil 4b geöffnet wird, um in der Bearbeitungskammer 2 das geschmolzene Metall M zuzuführen und unter Druck zu setzen. Nach dem vollständigen Befüllen der Bearbeitungskammer 2 mit dem geschmolzenen Metall M wird dann das Regelventil 4b durch das Steuergerät 15 geschlossen, um die Zufuhr des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2 anzuhalten. Auf diese Weise, da die Bearbeitungskammer 2 vollständig mit dem geschmolzenen Metall M gefüllt ist, wird das geschmolzene Metall M nicht an der Oberfläche des Halbleiterwafers K abgestoßen und die Oberfläche des Halbleiterwafers K wird gleichmäßig von dem geschmolzenen Metall M bedeckt. Es sei angemerkt, dass da die Luftdichtigkeit zwischen der unteren Endfläche des Gehäuses C und der Oberfläche des Halbleiterwafers K durch das wie oberhalb erläuterte Dazwischenstellen des O-Rings 14 zwischen diese aufrechterhalten wird, wenn das geschmolzene Metall M in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt wird, wird das geschmolzene Metall am Eindringen unter den Halbleiterwafer K gehindert.
  • Nach dem Anhalten der Zufuhr des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2 wird das Regelventil 8b in den Zustand der Drosselung mit geöffneter Drossel durch das Steuergerät 15 gebracht, und unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 wird der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben, um den Kolben P zu dem Halbleiterwafer K hin zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt, da das Regelventil 8b in dem Zustand der Drosselung mit geöffneter Drossel ist, wird aufgrund der Bewegung des Kolbens P überschüssiges geschmolzenes Metall M zu dem Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall in einem Zustand herausgedrückt, bei dem das geschmolzene Metall M passend unter Druck gesetzt wird. Dann wird das Dichtungsteil 6a für geschmolzenes Metall in Kontakt mit der Oberfläche des Halbleiterwafers K durch das weitere Bewegen des Kolbens P gebracht, und auf diese Weise ist das geschmolzene Metall M in dem Gebiet innerhalb des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall eingesperrt und ein höherer Druck wird auf den Halbleiterwafer K innerhalb des Gebietes im Inneren des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall aufgebracht, was auf diese Weise das geschmolzene Metall M in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K drückt.
  • Danach wird das Regelventil 8b in den vollkommen offenen Zustand durch das Steuergerät 15 gebracht, und das Regelventil 7b' wird geöffnet und der Abschnitt zur Gaszufuhr 7a wird aktiviert und auf diese Weise wird ein inertes Gas in die Bearbeitungskammer 2 von dem Abschnitt zur Gaszufuhr 7a' zugeführt, und überschüssiges geschmolzenes Metall M', welches in Bereichen mit Ausnahme von dem Bereich innerhalb des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall verbleibt, wird an den Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall abgeführt. Es sei angemerkt, dass bei diesem Schritt des Abführens, da der Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall bei beinahe atmosphärischem Druck beibehalten wird, das überschüssige geschmolzene Metall M mit Leichtigkeit an den Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall abgeführt wird, sogar mit einem niedrigen Gasdruck. Nach dem Abführen des überschüssigen geschmolzenen Metalls M an den Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall wird der Betrieb des Abschnitts zur Gaszufuhr 7a' durch das Steuergerät 15 angehalten und das geschmolzene Metall M, welches in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K eingefüllt ist, wartet darauf, dass es abgekühlt und ausgehärtet wird.
  • Danach wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben, um den Kolben P nach oben zu bewegen und der Hebemechanismus 16 wird angetrieben, um den haltenden Tisch H nach unten zu bewegen, und schließlich wird der Halbleiterwafer K von dem haltenden Tisch H losgelöst.
  • Somit hindert in Übereinstimmung mit der Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall das vollständige Befüllen der Bearbeitungskammer 2 mit dem geschmolzenen Metall M das geschmolzene Metall M daran, auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K abgestoßen zu werden und deshalb ist es möglich, die Gesamtheit der Oberfläche des Halbleiterwafers K mit dem geschmolzenen Metall M gleichmäßig zu bedecken. Überdies macht das Bewegen des Kolbens P zu dem Halbleiterwafer K hin zusammen mit der Bearbeitungskammer 2, welche vollständig mit dem geschmolzenen Metall M gefüllt ist, es möglich, das geschmolzene Metall M in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K zu drücken, und ferner, da der drückende Teil 6a auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K gedrückt wird, macht es die Funktion des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall ebenfalls möglich, das geschmolzene Metall M in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K zu drücken, und deshalb kann das Einfüllen von Metall wirkungsvoll durchgeführt werden.
  • Ferner, da überschüssiges geschmolzenes Metall von der Oberfläche des Halbleiterwafers K durch das Drücken des drückenden Teils 6 auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K herausgedrückt wird, ist es möglich, das Maß der Restmenge zu verringern, welche nach dem Bearbeiten auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K gebildet wird.
  • Da das Vorsehen des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall es überdies möglich macht, das geschmolzene Metall M in dem Bereich innerhalb des Dichtungsteils 6a für geschmolzenes Metall einzusperren, ist es möglich, lediglich überschüssiges geschmolzenes Metall M' in den Bereichen mit Ausnahme von dem Bereich an den Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall durch den Mechanismus zur Gaszufuhr 7a' abzuführen, was auf diese Weise das Auftreten von Problemen verhindert, wie zum Beispiel, dass nach dem Bearbeiten das überschüssige geschmolzene Metall in einem Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses C und der äußeren Umfangsoberfläche des drückenden Teils 6 aushärtet und auf diese Weise die Bewegung nach oben und nach unten des Kolbens P verhindert, und dass der Halbleiterwafer K und das Gehäuse C aneinander haften.
  • Darüber hinaus kann in der Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer 2 so gering wie möglich gemacht werden, durch das Veranlassen des Kolbens P sich dem Halbleiterwafer K, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, zu nähern, die Menge des geschmolzenen Metalls M, welche in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt werden soll, kann niedrig gehalten werden, und deshalb ist es möglich, eine Zunahme der Gerätekosten und der Betriebskosten, wie zum Beispiel eine Vergrößerung des Fassungsvermögens eines Heizungssystems, welches zum Speichern eines Metalls in einer flüssigen Form notwendig ist, eine Zunahme bei dem Verbrauch von Werkstoffen und dergleichen abzustellen.
  • Es sei angemerkt, dass obwohl die Erläuterung für eine Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall erfolgt ist, welche die Konfiguration besitzt, bei welcher durch das Dazwischenstellen der Drossel des Regelventils 8b das überschüssige geschmolzene Metall M' von der Bearbeitungskammer 2 herausgedrückt wird, wobei das geschmolzene Metall M in dem unter Druck stehenden Zustand beibehalten wird, ist die Konfiguration von selbiger nicht darauf beschränkt, und die Vorrichtung 30 zum Einfüllen von Metall kann zum Beispiel eine Konfiguration besitzen, bei welcher das überschüssige geschmolzene Metall M' durch das Bewegen des Kolbens P in einem Zustand herausgedrückt wird, bei dem der Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall ins Gleichgewicht gebracht und durch ein inertes Gas oder dergleichen mit Druck beaufschlagt wird, so dass das geschmolzene Metall M in der Bearbeitungskammer 2 in dem unter Druck stehenden Zustand beibehalten wird.
  • Die oberhalb erläuterten zwei Vorrichtungen 1, 30 zum Einfüllen von Metall besitzen die Konfiguration, bei welcher die Zufuhr des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2 und das Ausblasen der Bearbeitungskammer 2 mittels der Rohrleitungen ausgeführt werden, welche durch die Seitenwand des Gehäuses C hindurchtretend vorgesehen sind, überdies sind ihre Konfigurationen nicht darauf beschränkt und sie können jeweils eine Konfiguration besitzen, bei welcher die Zufuhr des geschmolzenen Metalls M in die Bearbeitungskammer 2 und das Ausblasen der Bearbeitungskammer 2 mittels Rohrleitungen ausgeführt werden, welche an dem Kolben P ausgebildet sind, so dass sie eine Öffnung in derjenigen Oberfläche des Kolbens P aufweisen, welche der Oberfläche des Halbleiterwafers K gegenüberliegt. Eine Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall, welche eine solche Konfiguration besitzt, wird unterhalb mit Bezugnahme auf 16 bis 21 erläutert werden. Es sei angemerkt, dass dieselben Bauteile wie diejenigen der Vorrichtung 1, 30 zum Einfüllen von Metall mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und detaillierte Beschreibungen von selbigen weggelassen sind.
  • Wie in 16 dargestellt, weist die Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall einen haltenden Tisch H, ein Gehäuse C, einen Kolben P, einen Hebemechanismus 16, einen Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5', einen druckreduzierenden Mechanismus 3, einen Zuführmechanismus 4 für geschmolzenes Metall und ein Steuergerät 15 auf.
  • Die Vakuumpumpe 3a und die Bearbeitungskammer 2 sind mittels einer Rohrleitung 11' miteinander verbunden, wobei ein Ende von dieser in der Umgebung der Mitte derjenigen Oberfläche des Kolbens P geöffnet ist, welche der Oberfläche des Halbleiterwafers K gegenüberliegt, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, und das Gas im Inneren der Bearbeitungskammer 2 wird mittels der Rohrleitung 11' ausgeblasen. Überdies sind der Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall und die Bearbeitungskammer 2 auf ähnliche Weise miteinander mittels einer Rohrleitung 9' verbunden, wobei ein Ende von dieser in der Umgebung der Mitte derjenigen Oberfläche des Kolbens P geöffnet ist, welche der Oberfläche des Halbleiterwafers K gegenüberliegt, und das geschmolzene Metall M wird in die Bearbeitungskammer 2 mittels der Rohrleitung 9' zugeführt. Darüber hinaus ist ein Absperrschieber 3c, wobei das Öffnen und Schließen von diesem durch das Steuergerät 15 gesteuert wird, an der kolbenseitigen Öffnung der Rohrleitung 11 vorgesehen, und ein Absperrschieber 4c, wobei das Öffnen und Schließen von diesem durch das Steuergerät 15 gesteuert wird, ist auf ähnliche Weise an der kolbenseitigen Öffnung der Rohrleitung 9' vorgesehen.
  • Zudem sind zwei O-Ringe 13b, 13c zwischen dem Kolben P und dem Gehäuse C zwischenliegend angeordnet, und der O-Ring 13c ist an einem unteren Endbereich des Kolbens P befestigt und der O-Ring 13b ist an einem oberen Endbereich des Gehäuses C befestigt.
  • Es sei angemerkt, dass obwohl der Kolben P der Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall derart eingerichtet ist, dass kein drückender Teil auf derjenigen Seite von selbigem vorgesehen ist, welche dem haltenden Tisch H gegenüberliegt, kann in einem Fall, bei dem ein drückender Teil vorgesehen ist, der Kolben P derart eingerichtet sein, so dass die einen Enden der beiden Rohrleitungen 9', 11' in der Umgebung der Mitte derjenigen Oberfläche des drückenden Teils offen sind, welche der Oberfläche des Halbleiterwafers K gegenüberliegt, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird.
  • Als nächstes wird ein Ablauf des Einfüllens eines geschmolzenen Metalls M in einen winzigen Raum eines Halbleiterwafers K durch die Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall mit Bezugnahme auf 17 bis 21 erläutert werden.
  • Als erstes wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der haltende Tisch H durch das Antreiben des Hebemechanismus 16 nach unten bewegt und ein Halbleiterwafer K wird auf dem haltenden Tisch H platziert, und dann wird der haltende Tisch H durch den Hebemechanismus 16 nach oben bewegt und auf diese Weise wird die Oberfläche des Halbleiterwafers K in Kontakt mit der unteren Endfläche des Gehäuses C gebracht, was auf diese Weise eine luftdichte Bearbeitungskammer 2 bildet. Danach wird unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben, um den Kolben P näher an den Halbleiterwafer K zu bringen, welcher auf dem haltenden Tisch H gehalten wird, so dass das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer 2 so klein wie möglich wird. Danach wird die Vakuumpumpe 3a durch das Steuergerät 15 angetrieben und das Regelventil 3b und der Absperrschieber 3c der Rohrleitung 11' sind geöffnet und das Gas innerhalb der Bearbeitungskammer 2 wird abgeblasen, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer 2 in einen beinahe Vakuumzustand zu verringern (siehe hierzu 17).
  • Wie in 18 dargestellt, werden im Weiteren das Regelventil 3b und der Absperrschieber 3c durch das Steuergerät 15 geschlossen und der Betrieb der Vakuumpumpe 3a wird ebenfalls angehalten. Während der Zustand des verringerten Drucks im Inneren der Bearbeitungskammer 2 beibehalten wird, werden dann das Regelventil 4b und der Absperrschieber 4c der Rohrleitung 9' durch das Steuergerät 15 geöffnet, und das geschmolzene Metall M wird mit Druck beaufschlagt und von dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt und die Bearbeitungskammer 2 wird vollständig mit dem geschmolzenen Metall M gefüllt. Ähnlich zu dem vorhergehenden hindert das vollständige Befüllen der Bearbeitungskammer 2 mit dem geschmolzenen Metall M auf diese Weise das geschmolzene Metall M daran, auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K abgestoßen zu werden, und auf diese Weise wird die Oberfläche des Halbleiterwafers K gleichmäßig von dem geschmolzenen Metall M bedeckt.
  • Wie in 19 dargestellt, wird danach in einem Zustand, bei dem das Regelventil 4b und der Absperrschieber 4c geöffnet sind, unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben, um den Kolben P zu der Oberfläche des Halbleiterwafers K hin zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt, falls der Kolben P mit einer Kraft bewegt wird, welche größer als der Zuführdruck des geschmolzenen Metalls M an dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall ist, um das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer 2 zu verringern und das geschmolzene Metall M von der Bearbeitungskammer 2 zurück zu dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall zu drücken, wird der Zustand beibehalten, bei dem das geschmolzene Metall M mit demselben Druck wie der Zuführdruck mit Druck beaufschlagt wird. Überdies wird überschüssiges geschmolzenes Metall M zu dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall mittels der Rohrleitung 9' durch das Bewegen des Kolbens P mit einer Kraft zurückgedrückt, welche wie oberhalb erläutert größer als der Zuführdruck des geschmolzenen Metalls M ist.
  • Dann wird der Kolben P weiter bewegt und auf den Halbleiterwafer K gedrückt, und wird in diesem Zustand belassen (siehe hierzu 20), und dann werden das Regelventil 4b und der Absperrschieber 4c durch das Steuergerät 15 geschlossen, und das geschmolzene Metall M wird gekühlt, bis seine Temperatur gleich wie oder niedriger als sein Schmelzpunkt wird, und das geschmolzene Metall M, welches in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K eingefüllt ist, wartet darauf, dass es abgekühlt und ausgehärtet wird.
  • Es sei angemerkt, dass in einem Fall, bei dem ein Druck mit dem Zuführdruck an dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall nicht erreicht werden kann, welcher zum Einfüllen des Metalls in den winzigen Raum ohne das Vorkommen einer Fehlerstelle in der Lage ist, das Schließen des Absperrschiebers 4c vor dem Drücken des Kolbens P auf den Halbleiterwafer K und das weitere mit Druck beaufschlagen des geschmolzenen Metalls M, welches in der Bearbeitungskammer 2 eingesperrt ist, unter Verwendung des Kolbens P es möglich macht, einen Druck zu erzielen, welcher zum Einfüllen des Metalls in den winzigen Raum ohne das Vorkommen einer Fehlerstelle in der Lage ist. In diesem Fall wird die zeitliche Planung des Schließens des Absperrschiebers 4c durch das Steuergerät 15 derart gesteuert, so dass überschüssiges geschmolzenes Metall auf dem Halbleiterwafer K minimiert wird. Dann wird das geschmolzene Metall M in diesem Zustand gekühlt, bis seine Temperatur gleich wie oder niedriger als sein Schmelzpunkt wird, und das geschmolzene Metall M, welches in den winzigen Raum des Halbleiterwafers K eingefüllt ist, wartet darauf, dass es abkühlt und aushärtet.
  • Wie in 21 dargestellt, wird danach unter der Steuerung durch das Steuergerät 15 der Anpressmechanismus und Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen 5' angetrieben, um den Kolben P nach oben zu bewegen und der Hebemechanismus 16 wird angetrieben, um den haltenden Tisch H nach unten zu bewegen, und auf diese Weise wird die Bearbeitungskammer 2 freigesetzt, und schließlich wird der Halbleiterwafer K von dem haltenden Tisch H losgelöst.
  • Somit wird ebenfalls in der Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall, da die Bearbeitungskammer 2 vollständig mit dem geschmolzenen Metall M gefüllt ist, das geschmolzene Metall M daran gehindert, auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K abgestoßen zu werden und auf diese Weise wird die Gesamtheit der Oberfläche des Halbleiterwafers K gleichmäßig von dem geschmolzenen Metall M bedeckt. Da der Kolben P zu dem Halbleiterwafer K hin in einem Zustand bewegt wird, bei dem die Bearbeitungskammer 2 vollständig mit dem geschmolzenen Metall M gefüllt ist, kann das geschmolzene Metall M zudem in den winzigen Raum gefüllt werden. Darüber hinaus, da der Kolben P auf die Oberfläche des Halbleiterwafers K gedrückt wird und auf diese Weise überschüssiges geschmolzenes Metall M auf dem Halbleiterwafer K von dem Halbleiterwafer K zu dem Zuführabschnitt 4a für geschmolzenes Metall hin herausgedrückt wird, ist es möglich, das Maß der Restmenge zu verringern, welche nach dem Bearbeiten auf der Oberfläche des Halbleiterwafers K gebildet wird.
  • Durch das Festsetzen des Fassungsvermögens der Bearbeitungskammer 2 zu einer geringen Größe, wie oberhalb erläutert, kann überdies die Menge des geschmolzenen Metalls M, welche in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt werden soll, niedrig gehalten werden, was auf diese Weise eine Zunahme der Gerätekosten und der Betriebskosten niedrig hält.
  • In der Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall, da keine Rohrleitung mit dem Gehäuse C verbunden ist, ist es ferner möglich, den O-Ring 13c in der Umgebung der drückenden Oberfläche des Kolbens P anzuordnen, und deshalb ist es möglich, den Spalt zwischen dem Gehäuse C und dem Kolben P in der Bearbeitungskammer 2 derart festzusetzen, dass er so klein wie möglich ist. Auf diese Weise, sogar falls der Arbeitsschritt des Abführens desjenigen geschmolzenen Metalls M, welches in dem Spalt verbleibt, weggelassen wird, dann ist es möglich, das Problem zu umgehen, dass das Gehäuse C und der Kolben P aufgrund von einem ausgehärteten Metall aneinander haften, und zudem ist es möglich, die wirksame Bearbeitungsfläche durch das Anwenden einer Konfiguration zu erweitern, bei welcher kein Dichtungsteil an dem drückenden Teil vorgesehen ist.
  • Es sei angemerkt, dass obwohl die Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall die Konfiguration besitzt, bei welcher zwei Rohrleitungen an dem Kolben P vorgesehen sind, kann sie eine Konfiguration besitzen, bei welcher eine der zwei Rohrleitungen an dem Kolben P vorgesehen ist und die andere ist an dem Gehäuse C vorgesehen. In diesem Fall kann die Zufuhr des geschmolzenen Metalls und das Ausblasen aus der Bearbeitungskammer 2 jeweils mittels derjenigen Rohrleitung ausgeführt werden, welche an dem Kolben P vorgesehen ist, und mittels derjenigen Rohrleitung, welche an dem Gehäuse C vorgesehen ist, oder als Gegensatz können das Ausblasen der Bearbeitungskammer 2 und die Zufuhr des geschmolzenen Metalls jeweils mittels derjenigen Rohrleitung ausgeführt werden, welche an dem Kolben P vorgesehen ist, und mittels derjenigen Rohrleitung, welche an dem Gehäuse C vorgesehen ist.
  • In der Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall kann überdies in einem Fall, bei dem es nicht bevorzugt ist, das geschmolzene Metall M, welches in die Bearbeitungskammer 2 zugeführt wird, erneut zu verwenden, ein Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls wie bei einer Vorrichtung 50 zum Einfüllen von Metall vorgesehen sein, wie in 22 dargestellt. In diesem Fall kann zudem der Wiedergewinnungsabschnitt 8a für geschmolzenes Metall des Mechanismus zur Wiedergewinnung 8 des geschmolzenen Metalls dazu eingerichtet sein, um überschüssiges geschmolzenes Metall M in der Bearbeitungskammer 2 mittels der Rohrleitung 9' zurückzugewinnen, oder kann dazu eingerichtet sein, um überschüssiges geschmolzenes Metall M mittels einer Rohrleitung zurückzugewinnen, welche getrennt an dem Kolben P ausgebildet ist. Darüber hinaus können in der Vorrichtung 1, 30 zum Einfüllen von Metall in einem Fall, bei dem das geschmolzene Metall erneut zum Einsatz kommt, in ähnlicher Weise wie bei der Vorrichtung 40 zum Einfüllen von Metall, überschüssiges geschmolzenes Metall zu dem Zuführabschnitt für geschmolzenes Metall zurückgeführt werden, ohne einen separaten Wiedergewinnungsabschnitt für geschmolzenes Metall vorzusehen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oberhalb erläutert wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise bei einer Vorrichtung zum Einfüllen von Metall zum Einfüllen eines geschmolzenen Metalls in einen winzigen Raum (Via, Durchgangsloch) an einem Gegenstand angewandt, welcher bearbeitet werden soll.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Einfüllen von Metall
    2
    Bearbeitungskammer
    3
    Druckreduzierender Mechanismus
    4
    Zuführmechanismus für geschmolzenes Metall
    5
    Anpressmechanismus
    6
    Drückender Teil
    7
    Zuführmechanismus für unter Druck stehendes Gas
    8
    Mechanismus zur Wiedergewinnung des geschmolzenen Metalls
    15
    Steuergerät
    16
    Hebemechanismus
    C
    Gehäuse
    H
    Haltender Tisch
    K
    Halbleiterwafer
    P
    Kolben

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Einfüllen von Metall, welche ein geschmolzenes Metall (M) in einen winzigen Raum einfüllt, welcher an einer Oberfläche eines Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, dazu ausgebildet ist, damit er eine Öffnung auf der Oberfläche besitzt, wobei das geschmolzene Metall (M) auf dem Gegenstand (K), welcher bearbeitet werden soll, bereitgestellt wird, wobei die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall umfasst: einen haltenden Teil (H), welcher den Gegenstand (K) hält, welcher bearbeitet werden soll; ein zylindrisches Bauteil (C), welches einen inneren Raum aufweist und dazu vorgesehen ist, dass ein Ende dem haltenden Teil (H) gegenüberliegt; ein druckausübendes Bauteil (P), welches derart in den inneren Raum des zylindrischen Bauteils (C) hineinpasst, damit es in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung beweglich ist; einen Anpressmechanismus (5), welcher das druckausübende Bauteil (P) in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den Gegenstand (K) bewegt, welcher bearbeitet werden soll, welcher von dem haltenden Teil (H) gehalten wird; und einen Bewegungsmechanismus (16), welcher zumindest einen von dem haltenden Teil (H) und das zylindrische Bauteil (C) in Richtungen bewegt, welche sich von dem anderen davon annähern und abtrennen, wobei der Gegenstand (K), welcher bearbeitet werden soll, der von dem haltenden Teil (H) gehalten wird oder der haltende Teil (H), das zylindrische Bauteil (C) und das druckausübende Bauteil (P) gemeinsam eine luftdichte Bearbeitungskammer (2) bilden, und die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall des Weiteren aufweist: einen druckreduzierenden Mechanismus (3), welcher einen Druck im Inneren der Bearbeitungskammer (2) verringert; einen Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) der Bearbeitungskammer (2) bereitstellt; und einen Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen, welcher das in der Bearbeitungskammer (2) bereitgestellte geschmolzene Metall (M) unter Druck setzt, und das Fassungsvermögen der Bearbeitungskammer (2) wird in Übereinstimmung mit der Position des druckausübenden Bauteils (P) in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung verändert.
  2. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, bereitgestellt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, wobei sich ein Ende von diesem zu einer inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils (C) öffnet, und einen Zuführdurchlass aufweist, wobei sich ein Ende von diesem zu der inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils (C) öffnet, der druckreduzierende Mechanismus (3) dazu eingerichtet ist, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch das Ausblasen eines Gases im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch den Entlüftungsdurchlass zu verringern, und der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) mittels des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  4. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welches das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, zugeführt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, welcher derart an dem druckausübenden Bauteil (P) ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von selbigem zu einer Oberfläche öffnet, welche dem haltenden Teil des druckausübenden Bauteils (P) gegenüberliegt, und einen Zuführdurchlass aufweist, welcher derart an dem druckausübenden Bauteil (P) ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von selbigem zu derjenigen Oberfläche öffnet, welche dem haltenden Teil des druckausübenden Bauteils (P) gegenüberliegt, der druckreduzierende Mechanismus (3) dazu eingerichtet ist, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch das Ausblasen eines Gases im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch den Entlüftungsdurchlass zu verringern, und der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) mittels des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  6. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, zugeführt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressmechanismus (5) das druckausübende Bauteil (P) derart bewegt, so dass das druckausübende Bauteil (P) auf den Gegenstand (K), welcher bearbeitet werden soll, gedrückt werden kann, wenn er nach vorne bewegt wird.
  8. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, zugeführt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, wobei sich ein Ende von diesem zu einer inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils (C) öffnet, und einen Zuführdurchlass aufweist, wobei sich ein Ende von diesem zu der inneren Wandoberfläche des zylindrischen Bauteils (C) öffnet, der druckreduzierende Mechanismus (3) dazu eingerichtet ist, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch das Ausblasen eines Gases im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch den Entlüftungsdurchlass zu verringern, und der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) mittels des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  10. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, zugeführt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall einen Entlüftungsdurchlass, welcher derart an dem druckausübenden Bauteil (P) ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von selbigem zu einer Oberfläche öffnet, welche dem haltenden Teil des druckausübenden Bauteils (P) gegenüberliegt, und einen Zuführdurchlass aufweist, welcher derart an dem druckausübenden Bauteil (P) ausgebildet ist, so dass sich ein Ende von selbigem zu derjenigen Oberfläche öffnet, welche dem haltenden Teil des druckausübenden Bauteils (P) gegenüberliegt, der druckreduzierende Mechanismus (3) dazu eingerichtet ist, um den Druck im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch das Ausblasen eines Gases im Inneren der Bearbeitungskammer (2) durch den Entlüftungsdurchlass zu verringern, und der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) mittels des Zuführdurchlass bereitzustellen.
  12. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (20; 21; 22; 23; 24; 25; 6a) für geschmolzenes Metall, welcher das geschmolzene Metall (M) beschränkt, welches von dem Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall zwischen dem druckausübenden Bauteil (P) und der Oberfläche des Gegenstands (K), welcher bearbeitet werden soll, zugeführt wird, an dem druckausübenden Bauteil (P) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen ein Zuführmechanismus (7) für unter Druck stehendes Gas ist, welcher in der Bearbeitungskammer (2) ein unter Druck stehendes Gas bereitstellt.
  14. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) bereitzustellen, so dass die Bearbeitungskammer (2) vollständig mit dem geschmolzenen Metall (M) gefüllt ist, und der Anpressmechanismus (5) ebenfalls als der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen funktioniert.
  15. Vorrichtung (1) zum Einfüllen von Metall nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführmechanismus (4) für geschmolzenes Metall dazu eingerichtet ist, um das geschmolzene Metall (M) in der Bearbeitungskammer (2) unter Druck zu setzen und bereitzustellen, so dass die Bearbeitungskammer (2) vollständig mit dem geschmolzenen Metall (M) gefüllt ist, und ebenfalls als der Mechanismus zum mit Druck beaufschlagen funktioniert.
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