JP2001244283A - 半導体装置の製造方法及び電子部品の実装方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び電子部品の実装方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体装置の製造方法に関し、フラックスを使
用せず且つ半田層にボイドの発生をさせずに半田バンプ
の形成ができ、しかも半田バンプ整形後に洗浄が不要な
こと。 【解決手段】半導体装置の下地金属膜５の上に半田バン
プ６を形成する工程と、カルボン酸を含み且つ減圧され
た雰囲気Ａ中に半導体装置及び半田バンプ６を配置して
加熱する工程とを含む。
用せず且つ半田層にボイドの発生をさせずに半田バンプ
の形成ができ、しかも半田バンプ整形後に洗浄が不要な
こと。 【解決手段】半導体装置の下地金属膜５の上に半田バン
プ６を形成する工程と、カルボン酸を含み且つ減圧され
た雰囲気Ａ中に半導体装置及び半田バンプ６を配置して
加熱する工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び電子部品の実装方法に関し、より詳しくは、半
田バンプ形成工程を含む半導体装置の製造方法と、電子
部品を基板等に実装する電子部品実装方法に関する。
方法及び電子部品の実装方法に関し、より詳しくは、半
田バンプ形成工程を含む半導体装置の製造方法と、電子
部品を基板等に実装する電子部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子が形成された半導体基板に半
田バンプを形成する方法としては、メッキ法、印刷法、
半田ボール設置溶融法等がある。そして、半導体基板の
上に形成された半田バンプは、溶融されて配線等の被着
物に接合される。半田バンプを配線基板の端子に接続す
るような場合には、半田バンプを溶融するとともに、フ
ラックスを使用して端子表面の酸化膜を除去して清浄化
させるような方法が一般に採用されている。
田バンプを形成する方法としては、メッキ法、印刷法、
半田ボール設置溶融法等がある。そして、半導体基板の
上に形成された半田バンプは、溶融されて配線等の被着
物に接合される。半田バンプを配線基板の端子に接続す
るような場合には、半田バンプを溶融するとともに、フ
ラックスを使用して端子表面の酸化膜を除去して清浄化
させるような方法が一般に採用されている。
【０００３】フラックスを使用した半田接合工程は次の
ようなプロセスを経る。まず、端子、配線等の被着面に
塗布されて加熱されたフラックスは、被着面を活性化し
ながらその表面を被覆して新たな酸化を防止し、これに
より被着面の活性状態を維持する。また、被着面上で溶
融された半田は、被着面に広がるとともにフラックスの
一部を分解する。さらに、被着面上で半田を冷却する
と、半田は、凝固して被着面に接合され、残フラックス
と分解生成物は固化する。
ようなプロセスを経る。まず、端子、配線等の被着面に
塗布されて加熱されたフラックスは、被着面を活性化し
ながらその表面を被覆して新たな酸化を防止し、これに
より被着面の活性状態を維持する。また、被着面上で溶
融された半田は、被着面に広がるとともにフラックスの
一部を分解する。さらに、被着面上で半田を冷却する
と、半田は、凝固して被着面に接合され、残フラックス
と分解生成物は固化する。
【０００４】そのような工程における問題の１つ目とし
てフラックスの除去に起因するものがある。即ち、被着
面を洗浄すべく、固化したフラックスをフロン、トリク
レン以外の有機溶剤により除去する方法が使用される
が、少量の有機溶剤では分解生成物が簡単に除去されな
いので、有機溶剤が大量に消費されることになる。
てフラックスの除去に起因するものがある。即ち、被着
面を洗浄すべく、固化したフラックスをフロン、トリク
レン以外の有機溶剤により除去する方法が使用される
が、少量の有機溶剤では分解生成物が簡単に除去されな
いので、有機溶剤が大量に消費されることになる。
【０００５】フロン、トリクレンは、オゾン層の破壊防
止、地下水の汚染防止の見地から既に使用が禁じられて
いる。また、他の有機溶剤も環境に悪影響を与えること
から、洗浄が不要な半田バンプ形成方法の開発が望まれ
ている。また、問題の２つ目として、半田溶融の最中
に、半田バンプの内部にボイドが形成されることがあげ
られる。この時に発生したボイドは、半導体装置の実装
後にも半田バンプ内に残されたままであり、半田バンプ
と被着物との接続の信頼線を損ねる。従って、半田バン
プでのボイドの発生を抑制する必要がある。
止、地下水の汚染防止の見地から既に使用が禁じられて
いる。また、他の有機溶剤も環境に悪影響を与えること
から、洗浄が不要な半田バンプ形成方法の開発が望まれ
ている。また、問題の２つ目として、半田溶融の最中
に、半田バンプの内部にボイドが形成されることがあげ
られる。この時に発生したボイドは、半導体装置の実装
後にも半田バンプ内に残されたままであり、半田バンプ
と被着物との接続の信頼線を損ねる。従って、半田バン
プでのボイドの発生を抑制する必要がある。
【０００６】一方、電子部品モジュールの実装工程にお
いてもフラックス又はフラックス含有ペーストを配線基
板等の表面に塗布した状態で、電子部品モジュールの端
子をその配線基板上に実装することが一般的である。実
装時には熱によりフラックスが分解して有毒ガスが発生
するので、作業の安全性を確保する必要がある。また、
フラックスの残渣としてハロゲン成分があると、基板内
の配線の腐食、マイグレーションが助長されるので徹底
的な洗浄が必要となり、製造コストを高くさせる要因と
なっている。
いてもフラックス又はフラックス含有ペーストを配線基
板等の表面に塗布した状態で、電子部品モジュールの端
子をその配線基板上に実装することが一般的である。実
装時には熱によりフラックスが分解して有毒ガスが発生
するので、作業の安全性を確保する必要がある。また、
フラックスの残渣としてハロゲン成分があると、基板内
の配線の腐食、マイグレーションが助長されるので徹底
的な洗浄が必要となり、製造コストを高くさせる要因と
なっている。
【０００７】半田実装工程には次の幾つかの方法が知ら
れている。第１に、減圧あるいは真空雰囲気の下で半田
をリフローする方法が、特開平４−２２０１６９号公
報、特開平５−２１１３９１、特開平６−２９６５９号
公報、特開平７−７９０７１号公報、特開平７−１７０
０６３号公報等に記載されている。その半田リフローに
用いられる装置は、例えば特開平４−２２０１６６号公
報では、予熱炉とリフロー本体炉がゲートを介して設置
され、それぞれに排気系を有し、予熱炉内に窒素ガスの
みを導入する機構になっている。
れている。第１に、減圧あるいは真空雰囲気の下で半田
をリフローする方法が、特開平４−２２０１６９号公
報、特開平５−２１１３９１、特開平６−２９６５９号
公報、特開平７−７９０７１号公報、特開平７−１７０
０６３号公報等に記載されている。その半田リフローに
用いられる装置は、例えば特開平４−２２０１６６号公
報では、予熱炉とリフロー本体炉がゲートを介して設置
され、それぞれに排気系を有し、予熱炉内に窒素ガスの
みを導入する機構になっている。
【０００８】第２に、カルボン酸を用いて半田をリフロ
ーする方法が、特開平６−１９０５８４号公報、特開平
６−２６７６３２号公報、特開平７−１６４１４１号公
報に記載されている。その半田リフローに用いられる装
置は、不活性ガス、還元ガス、カルボン酸液及びジケト
ン溶液を直接加熱ゾーンに導入し、かつ、ジケトンを発
泡させる構造を有しているが、ゲートや排気装置を持た
ないで常圧雰囲気中で基板を加熱する機構となってい
る。
ーする方法が、特開平６−１９０５８４号公報、特開平
６−２６７６３２号公報、特開平７−１６４１４１号公
報に記載されている。その半田リフローに用いられる装
置は、不活性ガス、還元ガス、カルボン酸液及びジケト
ン溶液を直接加熱ゾーンに導入し、かつ、ジケトンを発
泡させる構造を有しているが、ゲートや排気装置を持た
ないで常圧雰囲気中で基板を加熱する機構となってい
る。
【０００９】第３に、還元ガスを活用して半田をリフロ
ーする方法が、特開昭６２−１０２５４６号公報、特開
平２−４１７７２号公報、特開平４−２５８７３７、特
開平６−１９０５８４号公報、特開平６−３２６４４８
号公報に記載されている。
ーする方法が、特開昭６２−１０２５４６号公報、特開
平２−４１７７２号公報、特開平４−２５８７３７、特
開平６−１９０５８４号公報、特開平６−３２６４４８
号公報に記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、減圧雰
囲気下での半田付け方法を用いても、被着面上に形成さ
れた酸化膜は容易に除去されないので、バンプの整形性
が劣悪になる。また、本発明者等は、単なる減圧雰囲に
することによるボイド発生の抑制効果について調査した
ところ、改善の結果は得られなかった。
囲気下での半田付け方法を用いても、被着面上に形成さ
れた酸化膜は容易に除去されないので、バンプの整形性
が劣悪になる。また、本発明者等は、単なる減圧雰囲に
することによるボイド発生の抑制効果について調査した
ところ、改善の結果は得られなかった。
【００１１】また、カルボン酸を用いた半田付けによっ
てもボイド発生を抑制するような効果は全く得られなか
った。ところで、水素雰囲気中で半田付けを行うと、高
温での半田バンプのリフローには有効な場合もあるが、
半田バンプの下地となる電極パッドが水素を吸蔵するこ
とで電極パッドとその下の絶縁層との密着性が低下し、
電極パッドの剥離などの障害を起こす可能性が高くな
る。また、３５０℃以下の温度では、水素等によって実
質的に酸化膜を還元する力がないことは、特開平６−１
９０５８４号公報に記載がある。
てもボイド発生を抑制するような効果は全く得られなか
った。ところで、水素雰囲気中で半田付けを行うと、高
温での半田バンプのリフローには有効な場合もあるが、
半田バンプの下地となる電極パッドが水素を吸蔵するこ
とで電極パッドとその下の絶縁層との密着性が低下し、
電極パッドの剥離などの障害を起こす可能性が高くな
る。また、３５０℃以下の温度では、水素等によって実
質的に酸化膜を還元する力がないことは、特開平６−１
９０５８４号公報に記載がある。
【００１２】本発明の目的は、フラックスを使用せず且
つ半田層にボイドを発生させずに半田バンプの形成がで
き、しかも半田バンプ整形後に洗浄が不要な半田バンプ
の形成工程を含む半導体装置の製造方法を提供すること
にある。また、本発明の別な目的は、フラックスの使用
を省くことで電子部品モジュールの製造工程を簡素化す
ると同時に、製品の信頼性を向上させ、かつ環境に優し
い工程を有する電子部品の実装方法を提供することにあ
る。
つ半田層にボイドを発生させずに半田バンプの形成がで
き、しかも半田バンプ整形後に洗浄が不要な半田バンプ
の形成工程を含む半導体装置の製造方法を提供すること
にある。また、本発明の別な目的は、フラックスの使用
を省くことで電子部品モジュールの製造工程を簡素化す
ると同時に、製品の信頼性を向上させ、かつ環境に優し
い工程を有する電子部品の実装方法を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】（１）上記した課題は、
半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する工程と、カ
ルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に半導体装置及
び半田層を配置する工程と、雰囲気中で半田層を加熱溶
融する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法によって解決される。
半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する工程と、カ
ルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に半導体装置及
び半田層を配置する工程と、雰囲気中で半田層を加熱溶
融する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法によって解決される。
【００１４】カルボン酸が蟻酸である場合には、半田層
を加熱溶融する前に蟻酸を半田層上に塗布してもよい
し、または、半田層を溶融する前に蟻酸の雰囲気を形成
して半田層を保持してその後溶融するようにしてもよ
い。また、カルボン酸が蟻酸である場合には、半田層を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ前記蟻酸の沸点以
上の第１の温度で半田層を所定時間保持するようにして
もよい。
を加熱溶融する前に蟻酸を半田層上に塗布してもよい
し、または、半田層を溶融する前に蟻酸の雰囲気を形成
して半田層を保持してその後溶融するようにしてもよ
い。また、カルボン酸が蟻酸である場合には、半田層を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ前記蟻酸の沸点以
上の第１の温度で半田層を所定時間保持するようにして
もよい。
【００１５】また、上記した課題は、半導体装置の金属
膜の上に半田層を形成する工程と、減圧された雰囲気中
で蟻酸を含む混合溶液を半田層上に塗布する工程と、半
田層を加熱溶融する工程と、半田層を半田融点未満で且
つ蟻酸沸点以上の第１の温度で半田層を所定時間保持す
る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法によって解決される。 （２）上記した課題は、半田を有する電子部品モジュー
ルを被着物の上に載せる工程と、カルボン酸を含み且つ
減圧された雰囲気中に前記電子部品モジュール及び前記
被着物を配置して半田と被着物を加熱して接合する工程
とを有することを特徴とする電子部品の実装方法によっ
て解決される。
膜の上に半田層を形成する工程と、減圧された雰囲気中
で蟻酸を含む混合溶液を半田層上に塗布する工程と、半
田層を加熱溶融する工程と、半田層を半田融点未満で且
つ蟻酸沸点以上の第１の温度で半田層を所定時間保持す
る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法によって解決される。 （２）上記した課題は、半田を有する電子部品モジュー
ルを被着物の上に載せる工程と、カルボン酸を含み且つ
減圧された雰囲気中に前記電子部品モジュール及び前記
被着物を配置して半田と被着物を加熱して接合する工程
とを有することを特徴とする電子部品の実装方法によっ
て解決される。
【００１６】カルボン酸が蟻酸である場合に、半田を加
熱溶融する前に半田上に蟻酸を供給してもよいし、又
は、半田を加熱溶融する前に蟻酸の雰囲気を形成し、そ
の後溶融してもよい。この場合、半田溶融後に、半田融
点未満で且つ蟻酸の沸点以上の第１の温度で半田を所定
時間保持することが好ましい。
熱溶融する前に半田上に蟻酸を供給してもよいし、又
は、半田を加熱溶融する前に蟻酸の雰囲気を形成し、そ
の後溶融してもよい。この場合、半田溶融後に、半田融
点未満で且つ蟻酸の沸点以上の第１の温度で半田を所定
時間保持することが好ましい。
【００１７】次に、本発明の作用について説明する。本
発明によれば、被着物の上に半田バンプを形成する工程
や、電子部品の半田を被着物に実装する工程において、
カルボン酸を含む減圧雰囲気内で半田を加熱溶融する
か、又は、カルボン酸（例えば蟻酸）を半田表面に塗布
した後に減圧雰囲気で半田を加熱溶融するようにしてい
る。
発明によれば、被着物の上に半田バンプを形成する工程
や、電子部品の半田を被着物に実装する工程において、
カルボン酸を含む減圧雰囲気内で半田を加熱溶融する
か、又は、カルボン酸（例えば蟻酸）を半田表面に塗布
した後に減圧雰囲気で半田を加熱溶融するようにしてい
る。
【００１８】これによれば、被着物の表面の酸化膜が除
去され、その表面に残渣が残らず、しかもバンプ表面形
状が良好になり、或いは半田接合部分の形状が良好にな
る上に、半田バンプや半田接合部分内でのボイドの発生
が抑制される。また、本発明によれば、被着物を脆化す
るような現象も発生しないので、被着物の剥離が防止さ
れる。
去され、その表面に残渣が残らず、しかもバンプ表面形
状が良好になり、或いは半田接合部分の形状が良好にな
る上に、半田バンプや半田接合部分内でのボイドの発生
が抑制される。また、本発明によれば、被着物を脆化す
るような現象も発生しないので、被着物の剥離が防止さ
れる。
【００１９】更に、半田バンプの形成や半田接合の後の
洗浄を省略することが可能である。しかし、カルボン
酸、例えば蟻酸が半田の表面に残っている場合には、空
気中で半田を再酸化するおそれがあるので、半田を加熱
溶融ついで凝固した後に、半田融点未満で且つ蟻酸沸点
以上の温度で半田を加熱保持することが好ましい。これ
により、半田表面から蟻酸が蒸発するので、半田の再酸
化が防止される。
洗浄を省略することが可能である。しかし、カルボン
酸、例えば蟻酸が半田の表面に残っている場合には、空
気中で半田を再酸化するおそれがあるので、半田を加熱
溶融ついで凝固した後に、半田融点未満で且つ蟻酸沸点
以上の温度で半田を加熱保持することが好ましい。これ
により、半田表面から蟻酸が蒸発するので、半田の再酸
化が防止される。
【００２０】半田を加熱溶融する前に蟻酸を半田表面に
予め供給しておけば、半田の温度が徐々に上昇する過程
において蟻酸の還元が徐々に進むので、半田内に発生す
るボイド又は半田に存在するボイドが徐々に抜けて行
く。この結果、ボイドが一度に抜けることによって半田
の形状不良と半田の飛散が生じなくなる。上記した方法
は、例えば、半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、チャンバ内に取り付けられて半田を
加熱するためのヒータと、チャンバ内を減圧するための
排気手段と、チャンバ内にカルボン酸を供給するカルボ
ン酸供給手段とを有することを特徴とする加熱溶融処理
装置によって達成される。
予め供給しておけば、半田の温度が徐々に上昇する過程
において蟻酸の還元が徐々に進むので、半田内に発生す
るボイド又は半田に存在するボイドが徐々に抜けて行
く。この結果、ボイドが一度に抜けることによって半田
の形状不良と半田の飛散が生じなくなる。上記した方法
は、例えば、半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、チャンバ内に取り付けられて半田を
加熱するためのヒータと、チャンバ内を減圧するための
排気手段と、チャンバ内にカルボン酸を供給するカルボ
ン酸供給手段とを有することを特徴とする加熱溶融処理
装置によって達成される。
【００２１】または、半田が露出している加熱対象装置
を入れるためのチャンバと、チャンバ内に取り付けられ
て前記半田を加熱するためのヒータと、チャンバ内を減
圧するための排気手段と、チャンバ内に加熱対象装置を
挿入する前にカルボン酸含有ガス又はカルボン酸含有溶
液を前記半田に塗布する塗布手段とを有することを特徴
とする加熱溶融処理装置によって達成される。
を入れるためのチャンバと、チャンバ内に取り付けられ
て前記半田を加熱するためのヒータと、チャンバ内を減
圧するための排気手段と、チャンバ内に加熱対象装置を
挿入する前にカルボン酸含有ガス又はカルボン酸含有溶
液を前記半田に塗布する塗布手段とを有することを特徴
とする加熱溶融処理装置によって達成される。
【００２２】上記した加熱溶融処理装置において、カル
ボン酸は蟻酸の場合に、排気手段の吸気又は排気側には
蟻酸回収機構又は蟻酸分解機構が設けられ又は取り付け
られているようにしてもよい。カルボン酸供給手段とし
ては、カルボン酸を放出する管を有するとともにこの管
の先端の近傍にカボン酸の気化を助長する加熱手段を設
けたものであってもよい。
ボン酸は蟻酸の場合に、排気手段の吸気又は排気側には
蟻酸回収機構又は蟻酸分解機構が設けられ又は取り付け
られているようにしてもよい。カルボン酸供給手段とし
ては、カルボン酸を放出する管を有するとともにこの管
の先端の近傍にカボン酸の気化を助長する加熱手段を設
けたものであってもよい。
【００２３】そのような加熱溶融処理装置によれば、加
熱溶融チャンバの排気側に蟻酸回収機構、蟻酸分解機構
を取り付けているので、蟻酸が空気中に飛散することが
未然に防止される。また、カルボン酸をチャンバに放出
する部分にカルボン酸を加熱する加熱機構を設けている
ので、カルボン酸が半田の表面に液滴状態になることを
抑制して半田加熱溶融後に半田表面にカルボン酸が残り
にくくなり、半田の再酸化が防止される。
熱溶融チャンバの排気側に蟻酸回収機構、蟻酸分解機構
を取り付けているので、蟻酸が空気中に飛散することが
未然に防止される。また、カルボン酸をチャンバに放出
する部分にカルボン酸を加熱する加熱機構を設けている
ので、カルボン酸が半田の表面に液滴状態になることを
抑制して半田加熱溶融後に半田表面にカルボン酸が残り
にくくなり、半田の再酸化が防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 （第１実施形態）本発明等は、半田被着面、例えば電極
の表面、配線の表面と半田とを減圧又は真空雰囲気中に
置いて加熱するとともに、その雰囲気中にガス状のカル
ボン酸を供給することにより、半田の溶融中に半田層内
に形成されるボイドを除去すると同時に半田被着面の酸
化膜を除去することを考えた。
基づいて説明する。 （第１実施形態）本発明等は、半田被着面、例えば電極
の表面、配線の表面と半田とを減圧又は真空雰囲気中に
置いて加熱するとともに、その雰囲気中にガス状のカル
ボン酸を供給することにより、半田の溶融中に半田層内
に形成されるボイドを除去すると同時に半田被着面の酸
化膜を除去することを考えた。
【００２５】カルボン酸として、例えば蟻酸、酢酸、ア
クリル酸、プロピオン酸、プチリック酸、カプロン酸、
蓚酸、コハク酸、サリチル酸、マロン酸、エナント酸、
カプリル酸、ペラルゴン酸、乳酸、カプリン酸等があ
り、使用に際してはそれらから１つ選択するか、或いは
複数を選択して混合してもよい。それらの酸化銅への還
元作用については、次式で示される。なお、次式におい
て、Ｒは、水素又は各種炭化水素基を表している。
クリル酸、プロピオン酸、プチリック酸、カプロン酸、
蓚酸、コハク酸、サリチル酸、マロン酸、エナント酸、
カプリル酸、ペラルゴン酸、乳酸、カプリン酸等があ
り、使用に際してはそれらから１つ選択するか、或いは
複数を選択して混合してもよい。それらの酸化銅への還
元作用については、次式で示される。なお、次式におい
て、Ｒは、水素又は各種炭化水素基を表している。
【００２６】2(R-COOH) ＋ CuO ＝ (R-COO)2Cu ＋ H2O カルボン酸の化学的物性は表１のように示され、その温
度対蒸気圧曲線は図１のようになる。
度対蒸気圧曲線は図１のようになる。
【００２７】
【表１】
【００２８】カルボン酸による還元作用は、一般的には
その沸点を超える温度、特に２００℃以上の高温におい
て顕著になり、半田の酸化物およびニッケル（Ni）、銅
（Cu）の被着面の酸化物を容易に還元できる。そのた
め、被着面と半田は良好に接合される。還元に寄与した
カルボン酸は、また、フラックスを使用した場合のよう
に残渣を生じさせないので、半田付け後の洗浄は全く不
要になる。
その沸点を超える温度、特に２００℃以上の高温におい
て顕著になり、半田の酸化物およびニッケル（Ni）、銅
（Cu）の被着面の酸化物を容易に還元できる。そのた
め、被着面と半田は良好に接合される。還元に寄与した
カルボン酸は、また、フラックスを使用した場合のよう
に残渣を生じさせないので、半田付け後の洗浄は全く不
要になる。
【００２９】また、半田付け中に半田層に発生するボイ
ドは、被着面の酸化膜が除去されていないことに起因す
る濡れ不良か、或いは、半田加熱時に発生するガスが原
因である。このボイドは、カルボン酸を含む減圧雰囲気
で半田層を加熱溶融することにより、速やかに半田層内
に発生しなくなる。
ドは、被着面の酸化膜が除去されていないことに起因す
る濡れ不良か、或いは、半田加熱時に発生するガスが原
因である。このボイドは、カルボン酸を含む減圧雰囲気
で半田層を加熱溶融することにより、速やかに半田層内
に発生しなくなる。
【００３０】本発明では、半導体装置への半田形成工
程、或いは電子部品モジュールの半田と配線の接続工程
において、減圧雰囲気内で加熱中にカルボン酸を含む雰
囲気ガスを導入することにより、引火性のあるカルボン
酸ガスの雰囲気中濃度を充分に下げることができ、従来
技術よりも安全性が向上する。また、その減圧雰囲気内
に導入するカルボン酸の供給源として、沸点１５０℃以
下の有機溶媒、或いはジケトンのような溶液、或いは水
によりカルボン酸を希釈した材料を使用してもよく、水
を用いる場合にはより安価である。
程、或いは電子部品モジュールの半田と配線の接続工程
において、減圧雰囲気内で加熱中にカルボン酸を含む雰
囲気ガスを導入することにより、引火性のあるカルボン
酸ガスの雰囲気中濃度を充分に下げることができ、従来
技術よりも安全性が向上する。また、その減圧雰囲気内
に導入するカルボン酸の供給源として、沸点１５０℃以
下の有機溶媒、或いはジケトンのような溶液、或いは水
によりカルボン酸を希釈した材料を使用してもよく、水
を用いる場合にはより安価である。
【００３１】カルボン酸ガスの圧力は、被着物の表面の
酸化の程度を勘案して１３Pa〜1 ８０００Pa、好ましく
は６６０Pa〜８０００Paまでの広い範囲の中で決定すれ
ばよく、被着物表面の酸化の程度が軽い場合にはカルボ
ン酸ガスの導入量と成分量を下げて安全性や経済性を向
上させることができる。しかし、その圧力以上では、カ
ルボン酸は表１に示したように比較的低い発火点及び爆
発限界をもつので、ガスの発火若しくは爆発の危険性が
ある。従って、カルボン酸を供給する材料の発火点及び
爆発限界以下の条件で使用することが好ましい。
酸化の程度を勘案して１３Pa〜1 ８０００Pa、好ましく
は６６０Pa〜８０００Paまでの広い範囲の中で決定すれ
ばよく、被着物表面の酸化の程度が軽い場合にはカルボ
ン酸ガスの導入量と成分量を下げて安全性や経済性を向
上させることができる。しかし、その圧力以上では、カ
ルボン酸は表１に示したように比較的低い発火点及び爆
発限界をもつので、ガスの発火若しくは爆発の危険性が
ある。従って、カルボン酸を供給する材料の発火点及び
爆発限界以下の条件で使用することが好ましい。
【００３２】減圧雰囲気中のカルボン酸の分圧は、例え
ば全圧１Torrの雰囲気中で１０％以上必要である。カル
ボン酸だけを減圧雰囲気に導入して０．０７Torrとした
ときに、半田バンプの下の金属膜表面の酸化物は除去さ
れない。次に、半田バンプを半導体基板（半導体ウェ
ハ）上に形成する工程について説明する。
ば全圧１Torrの雰囲気中で１０％以上必要である。カル
ボン酸だけを減圧雰囲気に導入して０．０７Torrとした
ときに、半田バンプの下の金属膜表面の酸化物は除去さ
れない。次に、半田バンプを半導体基板（半導体ウェ
ハ）上に形成する工程について説明する。
【００３３】まず、図２(a) に示すように、トランジス
タ等の半導体素子（不図示）が形成されたシリコン（半
導体）基板１の上に絶縁膜２を形成し、その上に電極パ
ッド３を形成する。その電極パッド３は、図では示され
ていないが絶縁膜２の上に複数形成されている。その電
極パッド３は、シリコン基板１に形成された半導体素子
に電気的に接続されている。また、絶縁膜２は、多層配
線間を絶縁するものであってもよいし、シリコン基板１
内の半導体素子を覆う絶縁膜であってもよい。
タ等の半導体素子（不図示）が形成されたシリコン（半
導体）基板１の上に絶縁膜２を形成し、その上に電極パ
ッド３を形成する。その電極パッド３は、図では示され
ていないが絶縁膜２の上に複数形成されている。その電
極パッド３は、シリコン基板１に形成された半導体素子
に電気的に接続されている。また、絶縁膜２は、多層配
線間を絶縁するものであってもよいし、シリコン基板１
内の半導体素子を覆う絶縁膜であってもよい。
【００３４】続いて、絶縁性のカバー膜４、例えばシリ
コン酸化膜を絶縁膜２と電極パッド３の上に形成した後
に、そのカバー膜４をフォトリソグラフィー法によりパ
ターニングして電極パッド３を露出する開口４ａを形成
する。さらに、カバー膜４の開口４ａ内の電極パッド３
上とその周辺に、エリアアレイバンプとして下地金属膜
５を形成する。その下地金属膜５は、チタン(Ti)層とニ
ッケル(Ni)層を順に形成したものであり、上側のニッケ
ル層は被着物となり、その表面には図示していないが酸
化ニッケルが薄く形成されている。
コン酸化膜を絶縁膜２と電極パッド３の上に形成した後
に、そのカバー膜４をフォトリソグラフィー法によりパ
ターニングして電極パッド３を露出する開口４ａを形成
する。さらに、カバー膜４の開口４ａ内の電極パッド３
上とその周辺に、エリアアレイバンプとして下地金属膜
５を形成する。その下地金属膜５は、チタン(Ti)層とニ
ッケル(Ni)層を順に形成したものであり、上側のニッケ
ル層は被着物となり、その表面には図示していないが酸
化ニッケルが薄く形成されている。
【００３５】そして、開口４ａの上方にある下地金属層
５上には、電解メッキ法、無電解メッキ法、印刷法、半
田ボール設置溶融法等によってスズ鉛（PbSn）半田バン
プ６が配置される。図では半田バンプ６として半田ボー
ルを設置した状態を表している。次に、図２(b) に示す
ように、カルボン酸ガスを含む減圧雰囲気Ａの中にシリ
コン基板１を入れ、ヒータＨによって半田バンプ６を加
熱し、これにより半田バンプ６をリフローする。その減
圧雰囲気Ａは、後述する実施形態においては加熱溶融チ
ャンバ内で形成される。
５上には、電解メッキ法、無電解メッキ法、印刷法、半
田ボール設置溶融法等によってスズ鉛（PbSn）半田バン
プ６が配置される。図では半田バンプ６として半田ボー
ルを設置した状態を表している。次に、図２(b) に示す
ように、カルボン酸ガスを含む減圧雰囲気Ａの中にシリ
コン基板１を入れ、ヒータＨによって半田バンプ６を加
熱し、これにより半田バンプ６をリフローする。その減
圧雰囲気Ａは、後述する実施形態においては加熱溶融チ
ャンバ内で形成される。
【００３６】そのヒータＨにより半田バンプ６を加熱溶
融する前の処理として、減圧雰囲気Ａ内にカルボン酸を
ガス状又は液状にして導入してもよく、この前処理は後
述する各実施形態で採用してもよい。減圧雰囲気Ａに
は、カルボン酸以外の還元ガスは導入されていない。こ
の環境下で、半田バンプ６を溶融して電極パッド３に密
着させた後に半田の融点以下になるまで温度を下げる。
なお、カルボン酸ガスの導入は、半田の溶融中に止めて
もよい。
融する前の処理として、減圧雰囲気Ａ内にカルボン酸を
ガス状又は液状にして導入してもよく、この前処理は後
述する各実施形態で採用してもよい。減圧雰囲気Ａに
は、カルボン酸以外の還元ガスは導入されていない。こ
の環境下で、半田バンプ６を溶融して電極パッド３に密
着させた後に半田の融点以下になるまで温度を下げる。
なお、カルボン酸ガスの導入は、半田の溶融中に止めて
もよい。
【００３７】その後に、図２(c) に示すように、シリコ
ン基板１を減圧雰囲気Ａから大気中に取り出して冷却す
る。以上のような工程と従来の工程を、半田組成、カル
ボン酸ガスの種類、減圧雰囲気Ａの圧力、加熱温度、加
熱時間を変えた実験を繰り返して以下の表２のような実
験結果が得られた。
ン基板１を減圧雰囲気Ａから大気中に取り出して冷却す
る。以上のような工程と従来の工程を、半田組成、カル
ボン酸ガスの種類、減圧雰囲気Ａの圧力、加熱温度、加
熱時間を変えた実験を繰り返して以下の表２のような実
験結果が得られた。
【００３８】
【表２】
【００３９】表２の試料１〜７は、サイズが９．８mm×
９．８mmの半導体チップの上に半田バンプを形成した実
験結果である。表２の試料１は、カルボン酸を含まない
減圧雰囲気下で半田バンプを加熱した実験結果であり、
半田バンプ形状は略球形状にならず、しかも、Ｘ線で半
田バンプ内部を観察したところ、ボイドの発生した半田
バンプが多発した。
９．８mmの半導体チップの上に半田バンプを形成した実
験結果である。表２の試料１は、カルボン酸を含まない
減圧雰囲気下で半田バンプを加熱した実験結果であり、
半田バンプ形状は略球形状にならず、しかも、Ｘ線で半
田バンプ内部を観察したところ、ボイドの発生した半田
バンプが多発した。
【００４０】これに対して、表２の試料２〜７は、カル
ボン酸ガス、又はカルボン酸含有ガスを有する減圧雰囲
気下で半田バンプを加熱したもので、半田バンプの外形
は１００％又はそれに近い確率で略球形となって良好と
なった。また、試料２〜７について、ボイドの発生率を
調べたところ、試料２を除いて、１％以下となった。そ
の試料２と試料３は同じ種類のカルボン酸、即ち蟻酸を
使用したにもかかわらず試料２のボイドの発生率が１
２．６％と高くなった。
ボン酸ガス、又はカルボン酸含有ガスを有する減圧雰囲
気下で半田バンプを加熱したもので、半田バンプの外形
は１００％又はそれに近い確率で略球形となって良好と
なった。また、試料２〜７について、ボイドの発生率を
調べたところ、試料２を除いて、１％以下となった。そ
の試料２と試料３は同じ種類のカルボン酸、即ち蟻酸を
使用したにもかかわらず試料２のボイドの発生率が１
２．６％と高くなった。
【００４１】そこで、発明者等は、カルボン酸として蟻
酸を使用して、半田組成、雰囲気ガス、圧力、加熱時
間、加熱温度等を変えて半田を溶融したところ、表３の
ような結果が得られた。なお、表３では、参考例として
カルボン酸以外のガスを使用する場合についても示され
ている。
酸を使用して、半田組成、雰囲気ガス、圧力、加熱時
間、加熱温度等を変えて半田を溶融したところ、表３の
ような結果が得られた。なお、表３では、参考例として
カルボン酸以外のガスを使用する場合についても示され
ている。
【００４２】
【表３】
【００４３】表３の試料１〜３，試料７〜１５は、蟻酸
を使用した場合を示し、m.p （融点）以上の温度での加
熱保持時間を５分以上とした場合に、ボイドの発生率が
低くなって、それ以下の加熱保持時間、例えば３分とし
た場合にボイドの発生率が上がることが明らかになっ
た。それ以外は外観不良率、ボイド発生率ともに低くな
った。
を使用した場合を示し、m.p （融点）以上の温度での加
熱保持時間を５分以上とした場合に、ボイドの発生率が
低くなって、それ以下の加熱保持時間、例えば３分とし
た場合にボイドの発生率が上がることが明らかになっ
た。それ以外は外観不良率、ボイド発生率ともに低くな
った。
【００４４】一方、表３の試料４〜試料６は、カルボン
酸を使用しない従来の例を示していて、いずれも外観不
良率、又は、ボイドの発生率が低くなっている。なお、
半田バンプが接続される構造は、上記した例に限られる
ものではなく、図３に示すような構造であってもよい。 （第２の実施の形態）第１実施形態で説明したような半
田バンプ形成のために使用される装置について、以下に
説明する。
酸を使用しない従来の例を示していて、いずれも外観不
良率、又は、ボイドの発生率が低くなっている。なお、
半田バンプが接続される構造は、上記した例に限られる
ものではなく、図３に示すような構造であってもよい。 （第２の実施の形態）第１実施形態で説明したような半
田バンプ形成のために使用される装置について、以下に
説明する。
【００４５】図４は、本発明の半導体装置の半田バンプ
形成に使用される装置を示す構成図である。図４に示し
た加熱溶融処理装置は、半導体装置が形成された半導体
ウェハ１を搬送する半導体装置搬送室１０と、半導体ウ
ェハ１上の半田バンプ６を加熱する加熱溶融チャンバ１
１とを有し、半導体装置搬送室１０と加熱溶融チャンバ
１１はゲートバルブ１２を介して接続されている。
形成に使用される装置を示す構成図である。図４に示し
た加熱溶融処理装置は、半導体装置が形成された半導体
ウェハ１を搬送する半導体装置搬送室１０と、半導体ウ
ェハ１上の半田バンプ６を加熱する加熱溶融チャンバ１
１とを有し、半導体装置搬送室１０と加熱溶融チャンバ
１１はゲートバルブ１２を介して接続されている。
【００４６】加熱溶融チャンバ１１内には半導体ウェハ
加熱兼搬送用の加熱台１１ａが収納され、また、その上
方にはガス導入管１１ｂが接続されている。その加熱台
１１ａは、内部に伝導熱式ヒータ１１ｃを有している。
また、ガス導入管１１ｂは、加熱溶融チャンバ１１の外
側でガス導入機構１１ｄに接続されていて、カルボン酸
ガス又はカルボン酸含有ガスは、ガス供給源１１ｅから
ガス導入機構１１ｄ、ガス導入管１１ｂを経て加熱溶融
チャンバ１１内に導入される。なお、加熱台１１ａでの
半導体ウェハの搬送機構は省略されている。
加熱兼搬送用の加熱台１１ａが収納され、また、その上
方にはガス導入管１１ｂが接続されている。その加熱台
１１ａは、内部に伝導熱式ヒータ１１ｃを有している。
また、ガス導入管１１ｂは、加熱溶融チャンバ１１の外
側でガス導入機構１１ｄに接続されていて、カルボン酸
ガス又はカルボン酸含有ガスは、ガス供給源１１ｅから
ガス導入機構１１ｄ、ガス導入管１１ｂを経て加熱溶融
チャンバ１１内に導入される。なお、加熱台１１ａでの
半導体ウェハの搬送機構は省略されている。
【００４７】加熱溶融チャンバ１１には排気口１１ｆが
設けられ、その排気口１１ｆには排気装置１１ｇが接続
されていて、排気装置１１ｇによって加熱溶融チャンバ
１１内を所定の圧力に減圧するようになっている。ま
た、加熱台１１ａには冷却モジュール１１ｈが内蔵さ
れ、加熱温度プロファイルを厳密に管理できるような構
造となっている。
設けられ、その排気口１１ｆには排気装置１１ｇが接続
されていて、排気装置１１ｇによって加熱溶融チャンバ
１１内を所定の圧力に減圧するようになっている。ま
た、加熱台１１ａには冷却モジュール１１ｈが内蔵さ
れ、加熱温度プロファイルを厳密に管理できるような構
造となっている。
【００４８】一方、半導体装置搬送室１０内には、半導
体ウェハ１を加熱溶融チャンバ１１に搬送したり、加熱
溶融チャンバ１１から搬出するための搬送機構１０ａが
設置され、これによりウェハ搬送処理時間を短くしてい
る。その搬送機構１０ａの代わりにアーム状のロボット
を配置してもよい。さらに、半導体装置搬送室１０に
は、半導体ウェハ１を搬入、搬出する開口部にゲートバ
ルブ１０ｃが取り付けられている。
体ウェハ１を加熱溶融チャンバ１１に搬送したり、加熱
溶融チャンバ１１から搬出するための搬送機構１０ａが
設置され、これによりウェハ搬送処理時間を短くしてい
る。その搬送機構１０ａの代わりにアーム状のロボット
を配置してもよい。さらに、半導体装置搬送室１０に
は、半導体ウェハ１を搬入、搬出する開口部にゲートバ
ルブ１０ｃが取り付けられている。
【００４９】また、半導体装置搬送室１０には排気装置
１０ｂを接続することにより、その内部を所望の圧力ま
で減圧して加熱溶融チャンバ１１内での試料交換のタク
トを短縮するようになっている。その半導体装置搬送室
１０に接続される排気装置１０ｂは、場合によっては省
かれることもある。排気装置として、例えば水封ポン
プ、ソープションポンプ、ドライポンプ、油回転ポン
プ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポン
プ、等のうち１つ以上を使用する。
１０ｂを接続することにより、その内部を所望の圧力ま
で減圧して加熱溶融チャンバ１１内での試料交換のタク
トを短縮するようになっている。その半導体装置搬送室
１０に接続される排気装置１０ｂは、場合によっては省
かれることもある。排気装置として、例えば水封ポン
プ、ソープションポンプ、ドライポンプ、油回転ポン
プ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポン
プ、等のうち１つ以上を使用する。
【００５０】なお、半導体ウェハ１の搬送、ゲートバル
ブ１０ｃ，１２の開閉、加熱温度の調整、排気量調整、
ガス流量調整は、それぞれ図示しない制御回路により制
御される。上記した加熱溶融チャンバ１１には、必要に
応じて真空ゲージ１３が取り付けられる。その真空ゲー
ジ１３は、カルボン酸含有ガスが導入される加熱溶融チ
ャンバ１１内の圧力を管理して安全に作業することを可
能にする。
ブ１０ｃ，１２の開閉、加熱温度の調整、排気量調整、
ガス流量調整は、それぞれ図示しない制御回路により制
御される。上記した加熱溶融チャンバ１１には、必要に
応じて真空ゲージ１３が取り付けられる。その真空ゲー
ジ１３は、カルボン酸含有ガスが導入される加熱溶融チ
ャンバ１１内の圧力を管理して安全に作業することを可
能にする。
【００５１】図４に示した装置を使用して半田バンプを
形成する場合には、図２(a) に示した状態の半田バンプ
６を搭載した半導体ウェハ１を半導体装置搬送室１０を
通して加熱溶融チャンバ１１の加熱台１１ａの上に搬送
し、その後にゲートバルブ１２を閉じる。そして、第１
実施形態で説明した条件下で、半田バンプ６を図２(b)
に示すようにリフローする。さらに、半田バンプ６の接
合及び整形を終了した後に、ゲートバルブ１２を開けて
半導体装置搬送室１０を通して半導体ウェハ１を外部に
搬出する。
形成する場合には、図２(a) に示した状態の半田バンプ
６を搭載した半導体ウェハ１を半導体装置搬送室１０を
通して加熱溶融チャンバ１１の加熱台１１ａの上に搬送
し、その後にゲートバルブ１２を閉じる。そして、第１
実施形態で説明した条件下で、半田バンプ６を図２(b)
に示すようにリフローする。さらに、半田バンプ６の接
合及び整形を終了した後に、ゲートバルブ１２を開けて
半導体装置搬送室１０を通して半導体ウェハ１を外部に
搬出する。
【００５２】なお、伝導熱式ヒータ１１ｃの代わりに、
コイルヒータ、或いは後述する第６実施形態の赤外線等
ランプヒータを採用してもよい。それらのヒータは加熱
台１１ａの上、下又は上下双方のいずれかの位置に設置
される。即ち、本実施形態の加熱溶融処理装置による加
熱溶融の対象は半導体ウェハ１上の半田バンプ６であ
り、図２(a) に示した被着物５との接合をするために十
分な位置であればよい。 （第３の実施の形態）本実施形態では、加熱溶融チャン
バ１１内にカルボン酸含有ガスを導入する機構として、
次のような構造を採用している。
コイルヒータ、或いは後述する第６実施形態の赤外線等
ランプヒータを採用してもよい。それらのヒータは加熱
台１１ａの上、下又は上下双方のいずれかの位置に設置
される。即ち、本実施形態の加熱溶融処理装置による加
熱溶融の対象は半導体ウェハ１上の半田バンプ６であ
り、図２(a) に示した被着物５との接合をするために十
分な位置であればよい。 （第３の実施の形態）本実施形態では、加熱溶融チャン
バ１１内にカルボン酸含有ガスを導入する機構として、
次のような構造を採用している。
【００５３】即ち、図５に示すように、カルボン酸含有
溶液を恒温槽のような溶液気化装置１４ａに入れて気化
させ、その気化したカルボン酸含有ガスをガス圧力調整
部１４ｂ、ガス流量調整バルブ１４ｃ、ガス導入管１１
ｂを介して加熱溶融チャンバ１１内に導入するような構
造を採用している。そのような構造を採用することによ
り、液状の材料を使用できるのでコストが低減される。
しかも、ガス圧力調整部１４ｂによって均一なガス圧力
を得ることができる、しかも、ガス流量調整バルブ１４
ｃによれば、圧力ゲージ１３とともに加熱溶融チャンバ
１１内の圧力を厳密に管理でき、作業の安全性を高める
ことができる。
溶液を恒温槽のような溶液気化装置１４ａに入れて気化
させ、その気化したカルボン酸含有ガスをガス圧力調整
部１４ｂ、ガス流量調整バルブ１４ｃ、ガス導入管１１
ｂを介して加熱溶融チャンバ１１内に導入するような構
造を採用している。そのような構造を採用することによ
り、液状の材料を使用できるのでコストが低減される。
しかも、ガス圧力調整部１４ｂによって均一なガス圧力
を得ることができる、しかも、ガス流量調整バルブ１４
ｃによれば、圧力ゲージ１３とともに加熱溶融チャンバ
１１内の圧力を厳密に管理でき、作業の安全性を高める
ことができる。
【００５４】また、図５に示すように、排気装置１１ｇ
と加熱溶融チャンバ１１の間に圧力調整機構１５を設け
ると、加熱溶融チャンバ１１内部へのガス導入量を抑え
ながら必要な内部圧力を得ることができ、カルボン酸含
有溶液の消費量を抑制する上で有効である。なお、図５
において、図４に示した符号と同一な符号は、同一の要
素を示している。 （第４の実施の形態）第２、第３の実施形態では、気化
したカルボン酸含有材料を加熱溶融チャンバ１１内に導
入しているが、図６に示すように、液状のカルボン酸又
はカルボン酸含有材料を加熱溶融チャンバ１１内に導入
してもよい。
と加熱溶融チャンバ１１の間に圧力調整機構１５を設け
ると、加熱溶融チャンバ１１内部へのガス導入量を抑え
ながら必要な内部圧力を得ることができ、カルボン酸含
有溶液の消費量を抑制する上で有効である。なお、図５
において、図４に示した符号と同一な符号は、同一の要
素を示している。 （第４の実施の形態）第２、第３の実施形態では、気化
したカルボン酸含有材料を加熱溶融チャンバ１１内に導
入しているが、図６に示すように、液状のカルボン酸又
はカルボン酸含有材料を加熱溶融チャンバ１１内に導入
してもよい。
【００５５】図６において、加熱溶融チャンバ１１の外
部に配置した液槽１６ａにはカルボン酸溶液又はカルボ
ン酸含有溶液が貯えられている。そして、液糟１６ａの
給液口は、液流量調整バルブ１６ｂと溶液／ミスト導入
管１６ｃを介して加熱溶融チャンバ１１の上部に接続さ
れている。なお、図６において、図４、図５に示した符
号と同一な符号は、同一の要素を示している。
部に配置した液槽１６ａにはカルボン酸溶液又はカルボ
ン酸含有溶液が貯えられている。そして、液糟１６ａの
給液口は、液流量調整バルブ１６ｂと溶液／ミスト導入
管１６ｃを介して加熱溶融チャンバ１１の上部に接続さ
れている。なお、図６において、図４、図５に示した符
号と同一な符号は、同一の要素を示している。
【００５６】以上のような給液機構によれば、液糟１６
ａ内のカルボン酸は、溶液／ミスト導入管１６ｃを経て
加熱溶融チャンバ１１内に導入される。そして、加熱溶
融チャンバ１１内は加熱され、減圧されているために、
液状のカルボン酸は即座に気化してチャンバ１１内部で
拡散する。また、液流量調整バルブ１６ｂは、加熱溶融
チャンバ１１内に液が必要以上に供給されることを抑制
し、圧力調整機構１５とともに加熱溶融チャンバ内の圧
力を一定の値に抑制することができる。 （第５の実施の形態）第４実施形態に示す構造におい
て、加熱溶融チャンバ１１内に不活性ガスを導入する場
合には、図７に示すような構造が採用される。なお、図
７において、図４〜図６に示した符号と同一の符号は、
同一の要素を示している。
ａ内のカルボン酸は、溶液／ミスト導入管１６ｃを経て
加熱溶融チャンバ１１内に導入される。そして、加熱溶
融チャンバ１１内は加熱され、減圧されているために、
液状のカルボン酸は即座に気化してチャンバ１１内部で
拡散する。また、液流量調整バルブ１６ｂは、加熱溶融
チャンバ１１内に液が必要以上に供給されることを抑制
し、圧力調整機構１５とともに加熱溶融チャンバ内の圧
力を一定の値に抑制することができる。 （第５の実施の形態）第４実施形態に示す構造におい
て、加熱溶融チャンバ１１内に不活性ガスを導入する場
合には、図７に示すような構造が採用される。なお、図
７において、図４〜図６に示した符号と同一の符号は、
同一の要素を示している。
【００５７】図７において、加熱溶融チャンバ１１の外
部には不活性ガス供給源１６ｄが配置され、その不活性
ガス供給源１６ｄは不活性ガス導入管１６ｅを介して混
合部１６ｆに接続される。混合部１６ｆは、溶液／ミス
ト導入管１６ｃの途中に取り付けられている。不活性ガ
ス供給源１６ｄには、例えば窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、キセノン等の不活性ガスが封入されている。
部には不活性ガス供給源１６ｄが配置され、その不活性
ガス供給源１６ｄは不活性ガス導入管１６ｅを介して混
合部１６ｆに接続される。混合部１６ｆは、溶液／ミス
ト導入管１６ｃの途中に取り付けられている。不活性ガ
ス供給源１６ｄには、例えば窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、キセノン等の不活性ガスが封入されている。
【００５８】上記した構成において、液槽１６ａから供
給されたカルボン酸溶液と、不活性供給源１６ｄから送
られた不活性ガスは、それぞれ混合部１６ｆ内で混合さ
れてミストとなる。そのミストは、溶液／ミスト導入管
１６ｃを経て加熱溶融チャンバ１１内に噴霧される。そ
して、加熱溶融チャンバ１１内部は加熱、減圧されてい
るので、ミストは気化して内部で拡散する。
給されたカルボン酸溶液と、不活性供給源１６ｄから送
られた不活性ガスは、それぞれ混合部１６ｆ内で混合さ
れてミストとなる。そのミストは、溶液／ミスト導入管
１６ｃを経て加熱溶融チャンバ１１内に噴霧される。そ
して、加熱溶融チャンバ１１内部は加熱、減圧されてい
るので、ミストは気化して内部で拡散する。
【００５９】そのような構成は、カルボン酸ガスの分圧
を下げる場合に効果がある。 （第６の実施の形態）第４の実施形態においては、加熱
手段として赤外線ランプヒータを使用してもよい。例え
ば図８に示すように、赤外線ランプヒータ１７が、加熱
溶融チャンバ１１の上部で半導体ウェハ１に対向する配
置されている。
を下げる場合に効果がある。 （第６の実施の形態）第４の実施形態においては、加熱
手段として赤外線ランプヒータを使用してもよい。例え
ば図８に示すように、赤外線ランプヒータ１７が、加熱
溶融チャンバ１１の上部で半導体ウェハ１に対向する配
置されている。
【００６０】赤外線加熱を用いると、伝導熱式に比べて
短時間で半田バンプ６を加熱することができ、処理時間
が短縮される。なお、図７では、赤外線ランプヒータ１
７を半導体ウェハ１の上側に配置したが、半導体ウェハ
１の下側に配置しても、同様な効果が得られる。また、
冷却モジュール１１ｈと併用することにより、第１実施
形態と同様に、温度プロファイルを厳密に管理すること
ができる。
短時間で半田バンプ６を加熱することができ、処理時間
が短縮される。なお、図７では、赤外線ランプヒータ１
７を半導体ウェハ１の上側に配置したが、半導体ウェハ
１の下側に配置しても、同様な効果が得られる。また、
冷却モジュール１１ｈと併用することにより、第１実施
形態と同様に、温度プロファイルを厳密に管理すること
ができる。
【００６１】なお、ガス供給手段は、第２、第３の実施
形態と同じ構造を採用してもよい。 （第７の実施の形態）図９は、第７実施形態を示す装置
の構成図であり、図４〜図８と同じ符号は同じ要素を示
している。図９において、第２実施形態に示した加熱溶
融チャンバ１１の基板搬送口にはそれぞれ第１、第２の
ゲートバルブ２１、２２を介して第１、第２の予備排気
室２３，２４が隣接されている。さらに、第１の予備排
気室２３には第３のゲートバルブ２５を介して搬入室２
６が隣接され、また、第２の予備排気室２４には第４の
ゲートバルブ２７を介して搬出室２８が隣接されてい
る。
形態と同じ構造を採用してもよい。 （第７の実施の形態）図９は、第７実施形態を示す装置
の構成図であり、図４〜図８と同じ符号は同じ要素を示
している。図９において、第２実施形態に示した加熱溶
融チャンバ１１の基板搬送口にはそれぞれ第１、第２の
ゲートバルブ２１、２２を介して第１、第２の予備排気
室２３，２４が隣接されている。さらに、第１の予備排
気室２３には第３のゲートバルブ２５を介して搬入室２
６が隣接され、また、第２の予備排気室２４には第４の
ゲートバルブ２７を介して搬出室２８が隣接されてい
る。
【００６２】第１及び第２の予備排気室２３，２４には
それぞれ排気装置３０が接続されていて、それらの予備
排気室２３，２４内を所望の圧力まで減圧するようにな
っている。また、第１及び第２の予備排気室２３，２４
内にはそれぞれ搬送機構３１が取り付けられている。第
１の予備排気室２３の搬送機構３１の下と上には、半導
体ウェハ１を予備加熱するための予備加熱機構３２、３
３が取り付けられており、加熱溶融チャンバ１１内での
加熱対象物（基板、ウェハ）の加熱の立上がり時間を短
くしている。予備加熱機構３２，３３は、上記した実施
形態のように赤外線ランプヒータであってもよいし伝導
熱式ヒータ、コイルヒータであってもよい。
それぞれ排気装置３０が接続されていて、それらの予備
排気室２３，２４内を所望の圧力まで減圧するようにな
っている。また、第１及び第２の予備排気室２３，２４
内にはそれぞれ搬送機構３１が取り付けられている。第
１の予備排気室２３の搬送機構３１の下と上には、半導
体ウェハ１を予備加熱するための予備加熱機構３２、３
３が取り付けられており、加熱溶融チャンバ１１内での
加熱対象物（基板、ウェハ）の加熱の立上がり時間を短
くしている。予備加熱機構３２，３３は、上記した実施
形態のように赤外線ランプヒータであってもよいし伝導
熱式ヒータ、コイルヒータであってもよい。
【００６３】以上のような構成の装置において、搬入室
２６内に入れられた半導体ウェハ１は、第３のゲートバ
ルブ２５を通して第１の予備排気室２３内の搬送機構３
１の上に載置される。そして、第１の予備排気室２３内
では、予備加熱機構３２，３３によって半導体ウェハ１
が予備加熱されるとともに、排気装置３０によって室内
が所定の圧力まで減圧される。この場合の加熱温度は半
田バンプ６が溶融しない温度に設定される。
２６内に入れられた半導体ウェハ１は、第３のゲートバ
ルブ２５を通して第１の予備排気室２３内の搬送機構３
１の上に載置される。そして、第１の予備排気室２３内
では、予備加熱機構３２，３３によって半導体ウェハ１
が予備加熱されるとともに、排気装置３０によって室内
が所定の圧力まで減圧される。この場合の加熱温度は半
田バンプ６が溶融しない温度に設定される。
【００６４】その後に、第１のゲートバルブ２１を開
き、半導体ウェハ１を搬送機構３１によって加熱溶融チ
ャンバ１１の加熱台１１ａの上に送る。加熱溶融チャン
バ１１内では、第１及び第２のゲートバルブ２１，２２
を閉じた状態で、内部を排気装置１１ｇによって所定の
圧力まで減圧し、その内部にカルボン酸ガス又はカルボ
ン酸含有ガスを導入した状態で、ヒータ１１ｃ、１７に
よって半導体ウェハ１及び半田バンプ６を加熱して、半
導体バンプ６を図２(a)に示すように下地金属膜５に接
続するとともに、半田バンプ６をリフローする。その半
田バンプ６の接続・リフロー条件は、第１実施形態に従
って行われる。
き、半導体ウェハ１を搬送機構３１によって加熱溶融チ
ャンバ１１の加熱台１１ａの上に送る。加熱溶融チャン
バ１１内では、第１及び第２のゲートバルブ２１，２２
を閉じた状態で、内部を排気装置１１ｇによって所定の
圧力まで減圧し、その内部にカルボン酸ガス又はカルボ
ン酸含有ガスを導入した状態で、ヒータ１１ｃ、１７に
よって半導体ウェハ１及び半田バンプ６を加熱して、半
導体バンプ６を図２(a)に示すように下地金属膜５に接
続するとともに、半田バンプ６をリフローする。その半
田バンプ６の接続・リフロー条件は、第１実施形態に従
って行われる。
【００６５】そのような半田バンプ６の接合、成型を終
えた後に、半田バンプ６の加熱を停止し、融点以下に温
度を下げた後に第２のゲートバルブ２２を開いて半導体
ウェハ１を加熱溶融チャンバ１１から減圧状態の第２の
予備排気室２４まで搬送し、ついで、第２のゲートバル
ブ２２を閉じる。半導体ウェハ１は、第２の予備排気室
２４で所定の温度まで低減された後に、第４のゲートバ
ルブ２７を開いて搬出室２８へ搬送される。
えた後に、半田バンプ６の加熱を停止し、融点以下に温
度を下げた後に第２のゲートバルブ２２を開いて半導体
ウェハ１を加熱溶融チャンバ１１から減圧状態の第２の
予備排気室２４まで搬送し、ついで、第２のゲートバル
ブ２２を閉じる。半導体ウェハ１は、第２の予備排気室
２４で所定の温度まで低減された後に、第４のゲートバ
ルブ２７を開いて搬出室２８へ搬送される。
【００６６】以上のように、半導体ウェハ１の搬送方向
を一方向に定めることにより、加熱溶融チャンバ１１へ
のウェハ連続供給が可能になり、半田バンプ形成の量産
性が増す。なお、図９では、カルボン酸ガスを加熱溶融
チャンバ１１内に導入する機構として、第４実施形態で
採用した構造、即ち、カルボン酸溶液等を入れる液糟１
６ａと液流量調整バルブ１６ｂ、溶液／ミスト導入管１
６ｃ、不活性ガス供給源１６ｄ、不活性ガス導入管１６
ｅ、混合部１６ｆを有する構造を採用している。
を一方向に定めることにより、加熱溶融チャンバ１１へ
のウェハ連続供給が可能になり、半田バンプ形成の量産
性が増す。なお、図９では、カルボン酸ガスを加熱溶融
チャンバ１１内に導入する機構として、第４実施形態で
採用した構造、即ち、カルボン酸溶液等を入れる液糟１
６ａと液流量調整バルブ１６ｂ、溶液／ミスト導入管１
６ｃ、不活性ガス供給源１６ｄ、不活性ガス導入管１６
ｅ、混合部１６ｆを有する構造を採用している。
【００６７】そのようなカルボン酸ガス供給機構におい
てカルボン酸ガスの分圧を下げる必要がない場合には、
第３実施形態で示したように、不活性ガス供給源１６
ｄ、不活性ガス導入管１６ｅ、混合部１６ｆを省略して
もよく、この場合にも、カルボン酸溶液は加熱溶融チャ
ンバ１１内に供給されて即座にガス化する。また、カル
ボン酸ガスを加熱溶融チャンバ１１内に導入する機構と
して、第２実施形態で採用したように、ガス供給源１１
ｅからガス導入機構１１ｄ、ガス導入管１１ｂを経て加
熱溶融チャンバ１１内に導入するような機構を採用して
もよい。 （第８の実施の形態）第２〜第７の実施形態では、半田
バンプ形成について説明したが、本実施形態では、電子
部品モジュールの組立について説明する。
てカルボン酸ガスの分圧を下げる必要がない場合には、
第３実施形態で示したように、不活性ガス供給源１６
ｄ、不活性ガス導入管１６ｅ、混合部１６ｆを省略して
もよく、この場合にも、カルボン酸溶液は加熱溶融チャ
ンバ１１内に供給されて即座にガス化する。また、カル
ボン酸ガスを加熱溶融チャンバ１１内に導入する機構と
して、第２実施形態で採用したように、ガス供給源１１
ｅからガス導入機構１１ｄ、ガス導入管１１ｂを経て加
熱溶融チャンバ１１内に導入するような機構を採用して
もよい。 （第８の実施の形態）第２〜第７の実施形態では、半田
バンプ形成について説明したが、本実施形態では、電子
部品モジュールの組立について説明する。
【００６８】本実施形態では、図１０に示すように、第
７実施形態で説明したと同じ構造の加熱搬送装置を使用
する。まず、図１１(a) に示すように、一面に複数の半
田バンプ４１が突出形成された電子部品４０を用い、そ
の電子部品４０は配線基板４２に搭載されて電子部品モ
ジュールを構成する。この場合、電子部品４０の半田バ
ンプ４１は、配線基板４２上の銅又は金よりなる配線４
３の上に位置決めされた状態となっている。
７実施形態で説明したと同じ構造の加熱搬送装置を使用
する。まず、図１１(a) に示すように、一面に複数の半
田バンプ４１が突出形成された電子部品４０を用い、そ
の電子部品４０は配線基板４２に搭載されて電子部品モ
ジュールを構成する。この場合、電子部品４０の半田バ
ンプ４１は、配線基板４２上の銅又は金よりなる配線４
３の上に位置決めされた状態となっている。
【００６９】なお、電子部品４０としては、図２(c) に
示した半導体バンプ構造を有する半導体素子、或いはＢ
ＧＡ(ball grid array) パッケージ、その他のデバイス
がある。また、配線基板４２としては、セラミック配線
基板、プリント配線基板、或いは、耐熱温度が２００℃
を越える絶縁材料からなる基板等がある。そのように、
配線基板４２上に電子部品４０を搭載した状態で、配線
基板４３と電子部品４０を図１０に示した搬入室２６内
に入れる。 次に、第３のゲートバルブ２３を通して配
線基板４２及び電子部品４０を第１の予備排気室２３の
搬送機構３１の上に載置する。そして、第１の予備排気
室２３内では、予備加熱機構３２，３３によって電子部
品４０と配線基板４２が予備加熱されるとともに、排気
装置３０によって室内が所定の圧力まで減圧される。こ
の場合の加熱温度は半田バンプ４１が溶融しない温度に
設定される。
示した半導体バンプ構造を有する半導体素子、或いはＢ
ＧＡ(ball grid array) パッケージ、その他のデバイス
がある。また、配線基板４２としては、セラミック配線
基板、プリント配線基板、或いは、耐熱温度が２００℃
を越える絶縁材料からなる基板等がある。そのように、
配線基板４２上に電子部品４０を搭載した状態で、配線
基板４３と電子部品４０を図１０に示した搬入室２６内
に入れる。 次に、第３のゲートバルブ２３を通して配
線基板４２及び電子部品４０を第１の予備排気室２３の
搬送機構３１の上に載置する。そして、第１の予備排気
室２３内では、予備加熱機構３２，３３によって電子部
品４０と配線基板４２が予備加熱されるとともに、排気
装置３０によって室内が所定の圧力まで減圧される。こ
の場合の加熱温度は半田バンプ４１が溶融しない温度に
設定される。
【００７０】その後に、第１のゲートバルブ２１を開
き、配線基板４２及び電子部品４０を搬送機構３１を用
いて加熱溶融チャンバ１１の加熱台１１ａの上に移動す
る。加熱溶融チャンバ１１内では、第１及び第２のゲー
トバルブ２１，２２を閉じて排気装置１１ｇによって所
定の圧力まで減圧され、少なくともカルボン酸ガスを導
入した状態で、ヒータ１１ｃ，１７によって半田バンプ
４１と配線４３を半田融点以上の温度に加熱する。これ
により、電子部品４０の半田バンプ４１は、図１１(b)
に示すように配線基板４２の配線４３に接続するととも
にリフローされる。この場合、配線基板４２の配線４３
上に形成された酸化物は少なくともカルボン酸を含む雰
囲気ガスによって除去されるので、半田バンプ４１と配
線４３の接合は安定する。その際に発生するガスは、速
やかに減圧雰囲気中に拡散して半田バンプ４１内から除
去され、結果としてボイドの無い接合部が得られる。
き、配線基板４２及び電子部品４０を搬送機構３１を用
いて加熱溶融チャンバ１１の加熱台１１ａの上に移動す
る。加熱溶融チャンバ１１内では、第１及び第２のゲー
トバルブ２１，２２を閉じて排気装置１１ｇによって所
定の圧力まで減圧され、少なくともカルボン酸ガスを導
入した状態で、ヒータ１１ｃ，１７によって半田バンプ
４１と配線４３を半田融点以上の温度に加熱する。これ
により、電子部品４０の半田バンプ４１は、図１１(b)
に示すように配線基板４２の配線４３に接続するととも
にリフローされる。この場合、配線基板４２の配線４３
上に形成された酸化物は少なくともカルボン酸を含む雰
囲気ガスによって除去されるので、半田バンプ４１と配
線４３の接合は安定する。その際に発生するガスは、速
やかに減圧雰囲気中に拡散して半田バンプ４１内から除
去され、結果としてボイドの無い接合部が得られる。
【００７１】その半田バンプと配線の接合条件は、第１
実施形態に示した半田バンプ形成と同じ条件で行われ
る。そのような接合を終えた後に、半田融点以下の温度
になった時点で、第２のゲートバルブ２２を開いて配線
基板４２と電子部品４０を加熱溶融チャンバ１１から第
２の予備排気室２４まで搬送した後に、第２のゲートバ
ルブ２２を閉じる。判断バンプ４１を介して電子部品４
０が接続された配線基板４２は、第２の予備排気室２４
で所定の温度まで低減された後に、第４のゲートバルブ
２７を開いて搬出室２８へ搬送される。
実施形態に示した半田バンプ形成と同じ条件で行われ
る。そのような接合を終えた後に、半田融点以下の温度
になった時点で、第２のゲートバルブ２２を開いて配線
基板４２と電子部品４０を加熱溶融チャンバ１１から第
２の予備排気室２４まで搬送した後に、第２のゲートバ
ルブ２２を閉じる。判断バンプ４１を介して電子部品４
０が接続された配線基板４２は、第２の予備排気室２４
で所定の温度まで低減された後に、第４のゲートバルブ
２７を開いて搬出室２８へ搬送される。
【００７２】これにより電子部品モジュールの組立が終
了する。なお、電子部品４０を配線基板４２上に取り付
けるための装置は、図１０に示すような構成に限定され
るものではなく、図４〜図８に示したような装置、ある
いは後述する実施形態で示される装置を用いてもよい。
次に、配線基板４２の配線をニッケル又は銅から構成
し、カルボン酸の有無、カルボン酸の種類、加熱温度、
半田バンプ材料、圧力、配線基板材料、絶縁材料を変え
て、接合部でのボイドの発生率と接合外観形状の歩留ま
りについて調べたところ表４のような結果が得られた。
その絶縁材料は、図２(c) に示した絶縁膜２又はカバー
膜４を構成する材料であり、又は、図３に示したように
開口４ａから引き出された下地金属膜５を覆う絶縁保護
膜７である。この場合、半田バンプ６は、絶縁保護膜７
に形成された開口を通して半田バンプ６と下地金属膜５
が接続される。図２(c) 、図３の構造は、図１１(a) の
電子部品４０が半導体装置である場合に対応している。
了する。なお、電子部品４０を配線基板４２上に取り付
けるための装置は、図１０に示すような構成に限定され
るものではなく、図４〜図８に示したような装置、ある
いは後述する実施形態で示される装置を用いてもよい。
次に、配線基板４２の配線をニッケル又は銅から構成
し、カルボン酸の有無、カルボン酸の種類、加熱温度、
半田バンプ材料、圧力、配線基板材料、絶縁材料を変え
て、接合部でのボイドの発生率と接合外観形状の歩留ま
りについて調べたところ表４のような結果が得られた。
その絶縁材料は、図２(c) に示した絶縁膜２又はカバー
膜４を構成する材料であり、又は、図３に示したように
開口４ａから引き出された下地金属膜５を覆う絶縁保護
膜７である。この場合、半田バンプ６は、絶縁保護膜７
に形成された開口を通して半田バンプ６と下地金属膜５
が接続される。図２(c) 、図３の構造は、図１１(a) の
電子部品４０が半導体装置である場合に対応している。
【００７３】なお、ボイドの発生はＸ線検査によって調
査される。
査される。
【００７４】
【表４】
【００７５】表４の試料２〜５によれば、従来条件であ
る試料１に比べて、カルボン酸の導入により半田バンプ
接合形状の歩留まりは向上し、半田バンプ内でのボイド
発生率も大幅に低減されることが明らかになった。ま
た、半田組成の広い範囲に渡って、最適なカルボン酸の
選定と導入条件の設定により、極めて高い品質を得るこ
とが可能になる。また、それらの組成や条件の変更は、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更しても充分に効果
が上げられる。 （第９の実施の形態）カルボン酸として蟻酸を減圧雰囲
気中に導入して半田（半田バンプ）を加熱溶融した後に
は、半田の加熱溶融後に蟻酸の一部が加熱分解されずに
減圧雰囲気中に残留することがある。そして、還元に寄
与しなかった蟻酸の未反応分が半田表面に残ると、その
未反応分が空気中で半田を再酸化させることがある。
る試料１に比べて、カルボン酸の導入により半田バンプ
接合形状の歩留まりは向上し、半田バンプ内でのボイド
発生率も大幅に低減されることが明らかになった。ま
た、半田組成の広い範囲に渡って、最適なカルボン酸の
選定と導入条件の設定により、極めて高い品質を得るこ
とが可能になる。また、それらの組成や条件の変更は、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更しても充分に効果
が上げられる。 （第９の実施の形態）カルボン酸として蟻酸を減圧雰囲
気中に導入して半田（半田バンプ）を加熱溶融した後に
は、半田の加熱溶融後に蟻酸の一部が加熱分解されずに
減圧雰囲気中に残留することがある。そして、還元に寄
与しなかった蟻酸の未反応分が半田表面に残ると、その
未反応分が空気中で半田を再酸化させることがある。
【００７６】そのような蟻酸の未反応分を半田表面から
除去するために、図１２に示すようなフローチャートに
従った半田の加熱溶融処理を行う。まず、図２(a) に示
したようにシリコン基板１上の下地金属膜（被着物）５
の上に半田バンプ６を形成する。半田バンプ６は、Pb9
5:Sn5、共晶Pb-Sn 、Sn-3.5Agのいずれかの組成の半田
材料から形成される。その後に、図２(b) に示したよう
にシリコン基板１を減圧雰囲気に入れる。これにより、
図１２のａに示すように、半田バンプ６と下地金属膜５
は減圧雰囲気中に置かれる。
除去するために、図１２に示すようなフローチャートに
従った半田の加熱溶融処理を行う。まず、図２(a) に示
したようにシリコン基板１上の下地金属膜（被着物）５
の上に半田バンプ６を形成する。半田バンプ６は、Pb9
5:Sn5、共晶Pb-Sn 、Sn-3.5Agのいずれかの組成の半田
材料から形成される。その後に、図２(b) に示したよう
にシリコン基板１を減圧雰囲気に入れる。これにより、
図１２のａに示すように、半田バンプ６と下地金属膜５
は減圧雰囲気中に置かれる。
【００７７】続いて、図１２のｂ，ｃに示すように、蟻
酸を減圧雰囲気中に導入した後に、半田バンプ６を半田
融点以上の温度で数十秒間、加熱溶融して半田バンプ６
を下地金属膜５に接合するとともに、半田バンプ６を整
形し、半田バンプ６内でのボイドの発生を防止する。さ
らに、図１２のｄ，ｅに示すように、半田バンプ６の加
熱温度を半田融点未満であって蟻酸沸点以上の温度まで
下げて半田バンプ６を凝固した後に、その温度を持続さ
せる。この温度持続中には減圧雰囲気の排気を継続させ
る。その排気によって、減圧雰囲気中の蟻酸の圧力は徐
々に小さくなり、半田バンプ６表面とその周囲のカバー
膜４表面に付着していた蟻酸を蒸発させて、半田バンプ
６とカバー膜４から蟻酸を実質的に除去する。
酸を減圧雰囲気中に導入した後に、半田バンプ６を半田
融点以上の温度で数十秒間、加熱溶融して半田バンプ６
を下地金属膜５に接合するとともに、半田バンプ６を整
形し、半田バンプ６内でのボイドの発生を防止する。さ
らに、図１２のｄ，ｅに示すように、半田バンプ６の加
熱温度を半田融点未満であって蟻酸沸点以上の温度まで
下げて半田バンプ６を凝固した後に、その温度を持続さ
せる。この温度持続中には減圧雰囲気の排気を継続させ
る。その排気によって、減圧雰囲気中の蟻酸の圧力は徐
々に小さくなり、半田バンプ６表面とその周囲のカバー
膜４表面に付着していた蟻酸を蒸発させて、半田バンプ
６とカバー膜４から蟻酸を実質的に除去する。
【００７８】そして、図１２のｆ，ｇに示すように、半
田バンプ６の温度を半田融点以下で蟻酸沸点以上に所定
時間保持した後に、半田バンプ６の温度を蟻酸の沸点未
満、例えば室温まで下げた後にシリコン基板１を減圧雰
囲気から大気に取り出す。以上のような工程によって被
着物５に接合された半田バンプ６は再酸化されることは
無かった。
田バンプ６の温度を半田融点以下で蟻酸沸点以上に所定
時間保持した後に、半田バンプ６の温度を蟻酸の沸点未
満、例えば室温まで下げた後にシリコン基板１を減圧雰
囲気から大気に取り出す。以上のような工程によって被
着物５に接合された半田バンプ６は再酸化されることは
無かった。
【００７９】上記したように半田の加熱溶融後に減圧雰
囲気において、室温まで下げられた半田と、約６分で１
１０℃の温度に保たれた半田と、約４分で２００℃の温
度に保たれた半田のそれぞれについて、減圧雰囲気から
大気中に取り出し、さらに空気中に１週間放置した。そ
して、加熱溶融後の温度処理の異なる半田表面の酸化状
態を半田材料毎に調査した。その調査の際には、半田の
加熱溶融後に減圧雰囲気を排気したか否かの違いによる
半田の酸化への影響と、加熱溶融後の減圧雰囲気の圧力
の変化による半田の酸化への影響を併せて調査した。
囲気において、室温まで下げられた半田と、約６分で１
１０℃の温度に保たれた半田と、約４分で２００℃の温
度に保たれた半田のそれぞれについて、減圧雰囲気から
大気中に取り出し、さらに空気中に１週間放置した。そ
して、加熱溶融後の温度処理の異なる半田表面の酸化状
態を半田材料毎に調査した。その調査の際には、半田の
加熱溶融後に減圧雰囲気を排気したか否かの違いによる
半田の酸化への影響と、加熱溶融後の減圧雰囲気の圧力
の変化による半田の酸化への影響を併せて調査した。
【００８０】
【表５】
【００８１】表５によれば、半田を凝固してから大気中
に取り出すまでの間に、室温まで冷却された半田は、１
週間経過後にその表面がひどく酸化されたのに対して、
所定時間で１１０℃以上に保たれた半田は、１週間経過
後もその表面での酸化が発見されなかった。これは、半
田表面に付着した蟻酸が、半田凝固後の加熱により蒸発
したことによるものと考えられる。蟻酸の大気中の沸点
は１０１℃付近で、半田の保持温度はこれより高くする
必要がある。また、減圧雰囲気中では蟻酸の沸点は下が
るので、減圧雰囲気中の沸点より高い温度であれば蟻酸
は除去されるが、沸点に近いほど熱保持時間を長くする
必要がある。
に取り出すまでの間に、室温まで冷却された半田は、１
週間経過後にその表面がひどく酸化されたのに対して、
所定時間で１１０℃以上に保たれた半田は、１週間経過
後もその表面での酸化が発見されなかった。これは、半
田表面に付着した蟻酸が、半田凝固後の加熱により蒸発
したことによるものと考えられる。蟻酸の大気中の沸点
は１０１℃付近で、半田の保持温度はこれより高くする
必要がある。また、減圧雰囲気中では蟻酸の沸点は下が
るので、減圧雰囲気中の沸点より高い温度であれば蟻酸
は除去されるが、沸点に近いほど熱保持時間を長くする
必要がある。
【００８２】また、表５によれば、半田を凝固した後に
半田の温度を蟻酸の沸点以上に保持する場合に、減圧雰
囲気の圧力を高くすると減圧雰囲気に混入するガスの純
度によっては半田の表面がその後に酸化され易くなるの
で、半田の凝固後には減圧雰囲気を１５００Pa以下に制
御することが好ましい。また、表５によれば、減圧雰囲
気内のガスを排気せずに半田の凝固後の温度を蟻酸の沸
点以上に保持すると、半田表面はその後に酸化され易く
なるので、半田の凝固後の加熱時には減圧雰囲気は排気
状態にあることが好ましい。
半田の温度を蟻酸の沸点以上に保持する場合に、減圧雰
囲気の圧力を高くすると減圧雰囲気に混入するガスの純
度によっては半田の表面がその後に酸化され易くなるの
で、半田の凝固後には減圧雰囲気を１５００Pa以下に制
御することが好ましい。また、表５によれば、減圧雰囲
気内のガスを排気せずに半田の凝固後の温度を蟻酸の沸
点以上に保持すると、半田表面はその後に酸化され易く
なるので、半田の凝固後の加熱時には減圧雰囲気は排気
状態にあることが好ましい。
【００８３】なお、上述した方法は、半田をシリコン基
板上の金属面に接合する場合にのみ採用されるものでは
なく、電子部品上に形成された半田層を配線基板の配線
に接合する場合にも適用される。 （第１０の実施の形態）半田層を加熱溶融して金属面に
接合する場合に、金属面の酸化膜が除去されないことに
起因する濡れ性の不良、或いは、接合時に発生するガス
が原因となって半田層中にガスが入り、そのガスが半田
層に残るとボイドとなって金属面との接合不良の原因と
なる。また、半田層内に存在したボイドが、半田層と金
属の接合後にも残ることもある。そのようなボイドの発
生は、蟻酸を含む減圧雰囲気中において半田層を加熱溶
融することによって防止される。しかし、溶融状態の半
田層内からガスが抜ける際に半田の一部が飛散したり、
或いは半田の整形不良が引き起されることがまれにあ
る。
板上の金属面に接合する場合にのみ採用されるものでは
なく、電子部品上に形成された半田層を配線基板の配線
に接合する場合にも適用される。 （第１０の実施の形態）半田層を加熱溶融して金属面に
接合する場合に、金属面の酸化膜が除去されないことに
起因する濡れ性の不良、或いは、接合時に発生するガス
が原因となって半田層中にガスが入り、そのガスが半田
層に残るとボイドとなって金属面との接合不良の原因と
なる。また、半田層内に存在したボイドが、半田層と金
属の接合後にも残ることもある。そのようなボイドの発
生は、蟻酸を含む減圧雰囲気中において半田層を加熱溶
融することによって防止される。しかし、溶融状態の半
田層内からガスが抜ける際に半田の一部が飛散したり、
或いは半田の整形不良が引き起されることがまれにあ
る。
【００８４】そのような半田の飛散と半田の整形不良を
防止するために、図１３に示すようなフローチャートに
従った半田の加熱溶融処理を行う。まず、図２(a) に示
したようにシリコン基板１上の下地金属膜（被着物）５
の上に半田バンプ６を形成する。半田バンプ６は、Pb9
5:Sn5、共晶Pb-Sn 、Sn-3.5Agいずれかの組成の半田材
料から形成される。続いて、図２(b) に示したようにシ
リコン基板１を減圧雰囲気に入れる。これにより、図１
３のａに示すように、半田バンプ６と下地金属膜５は減
圧雰囲気中に置かれる。
防止するために、図１３に示すようなフローチャートに
従った半田の加熱溶融処理を行う。まず、図２(a) に示
したようにシリコン基板１上の下地金属膜（被着物）５
の上に半田バンプ６を形成する。半田バンプ６は、Pb9
5:Sn5、共晶Pb-Sn 、Sn-3.5Agいずれかの組成の半田材
料から形成される。続いて、図２(b) に示したようにシ
リコン基板１を減圧雰囲気に入れる。これにより、図１
３のａに示すように、半田バンプ６と下地金属膜５は減
圧雰囲気中に置かれる。
【００８５】それから、図１３のｂ、ｃに示すように、
半田融点未満の温度、例えば半田融点よりも２０〜４０
℃低い温度で半田バンプ６を加熱し、その加熱状態で蟻
酸を半田バンプ６に供給する。次に、図１３のｄに示す
ように、半田バンプ６を徐々に半田融点以上の温度に上
げる。その温度上昇の最中には、半田バンプ６表面の酸
化膜は徐々に除去されるとともに、半田バンプ６内に発
生する又は存在するガスは徐々に脱泡される。これによ
り、半田バンプ６からの半田の飛散と半田バンプ６の整
形不良がともに生じなくなる。
半田融点未満の温度、例えば半田融点よりも２０〜４０
℃低い温度で半田バンプ６を加熱し、その加熱状態で蟻
酸を半田バンプ６に供給する。次に、図１３のｄに示す
ように、半田バンプ６を徐々に半田融点以上の温度に上
げる。その温度上昇の最中には、半田バンプ６表面の酸
化膜は徐々に除去されるとともに、半田バンプ６内に発
生する又は存在するガスは徐々に脱泡される。これによ
り、半田バンプ６からの半田の飛散と半田バンプ６の整
形不良がともに生じなくなる。
【００８６】その後に、図１３のｅ，ｆに示すように、
減圧雰囲気内のガスを排気しながら半田融点未満で蟻酸
沸点以上の範囲の温度に半田バンプ６の加熱温度を下
げ、その温度を所定時間保持すると、半田バンプ６の表
面の蟻酸は除去されてその後にその表面が酸化されにく
くなる。さらに、図１３のｇに示すように、半田バンプ
６の温度を室温まで下げた後にシリコン基板１を減圧雰
囲気から取り出す。
減圧雰囲気内のガスを排気しながら半田融点未満で蟻酸
沸点以上の範囲の温度に半田バンプ６の加熱温度を下
げ、その温度を所定時間保持すると、半田バンプ６の表
面の蟻酸は除去されてその後にその表面が酸化されにく
くなる。さらに、図１３のｇに示すように、半田バンプ
６の温度を室温まで下げた後にシリコン基板１を減圧雰
囲気から取り出す。
【００８７】以上のように、蟻酸導入のタイミングは、
半田を溶融している最中ではなく、半田溶融前であって
半田融点よりも数十度低い温度で半田を加熱している状
態が最適である。そして、蟻酸導入の後に半田の温度を
徐々に半田融点又はそれ以上に上昇させると、半田と金
属面とが正常な形状で接合される。そこで、蟻酸導入の
際の半田の適正温度について調査したところ、表６に示
すような結果が得られた。表６によれば、半田融点（m.
p.）又はそれ以上の温度で半田層を加熱した状態で蟻酸
を半田層に供給したところ、その後に蟻酸沸点以上且つ
半田融点未満の温度に半田を保持し、減圧雰囲気を１０
Paと低く設定し、減圧雰囲気を排気した場合でも、半田
のボイドの発生率が高くなった。この場合のボイドとい
うのは、半田の形状不良によるものである。
半田を溶融している最中ではなく、半田溶融前であって
半田融点よりも数十度低い温度で半田を加熱している状
態が最適である。そして、蟻酸導入の後に半田の温度を
徐々に半田融点又はそれ以上に上昇させると、半田と金
属面とが正常な形状で接合される。そこで、蟻酸導入の
際の半田の適正温度について調査したところ、表６に示
すような結果が得られた。表６によれば、半田融点（m.
p.）又はそれ以上の温度で半田層を加熱した状態で蟻酸
を半田層に供給したところ、その後に蟻酸沸点以上且つ
半田融点未満の温度に半田を保持し、減圧雰囲気を１０
Paと低く設定し、減圧雰囲気を排気した場合でも、半田
のボイドの発生率が高くなった。この場合のボイドとい
うのは、半田の形状不良によるものである。
【００８８】
【表６】
【００８９】従って、蟻酸の導入タイミングにより半田
の形状の歩留まりは変化し、半田の溶融前に導入すれば
ボイド発生率も大幅に低減されることが明らかになっ
た。表６の実験の際には、蟻酸を窒素ガスと混合して噴
霧したが、窒素の代わりにアルゴン、ヘリウム、キセノ
ン等の不活性ガスを使用してもよい。また、蟻酸のみを
減圧雰囲気中に導入してもよい。さらに、沸点が半田凝
固後の保持温度よりも低い溶剤、例えばエタノールを気
化して蟻酸に混合して減圧雰囲気中に導入してもよい。
の形状の歩留まりは変化し、半田の溶融前に導入すれば
ボイド発生率も大幅に低減されることが明らかになっ
た。表６の実験の際には、蟻酸を窒素ガスと混合して噴
霧したが、窒素の代わりにアルゴン、ヘリウム、キセノ
ン等の不活性ガスを使用してもよい。また、蟻酸のみを
減圧雰囲気中に導入してもよい。さらに、沸点が半田凝
固後の保持温度よりも低い溶剤、例えばエタノールを気
化して蟻酸に混合して減圧雰囲気中に導入してもよい。
【００９０】また、半田層をメッキ法で形成した場合な
ど、溶融前の半田層にボイドが多く含まれる場合には、
蟻酸を導入する前に半田層を溶融してボイドを一旦抜い
た後に、半田層をその融点以下の温度まで下げてから図
１３に示すフローに従って半田層を金属面に接合する
と、１回の工程でボイドを効果的に抑制できる。さら
に、半田層が印刷法で金属層の上に仮付着された場合に
も図１３に示すフローに従った半田層と金属層との接合
は有効であるが、その場合、印刷ペーストにフラックス
が添加されていると溶融前に半田層を洗浄を行う必要が
ある。そこで、半田層を印刷法で形成する場合には、好
ましくはフラックスを用いない印刷ペーストを使用する
べきである。
ど、溶融前の半田層にボイドが多く含まれる場合には、
蟻酸を導入する前に半田層を溶融してボイドを一旦抜い
た後に、半田層をその融点以下の温度まで下げてから図
１３に示すフローに従って半田層を金属面に接合する
と、１回の工程でボイドを効果的に抑制できる。さら
に、半田層が印刷法で金属層の上に仮付着された場合に
も図１３に示すフローに従った半田層と金属層との接合
は有効であるが、その場合、印刷ペーストにフラックス
が添加されていると溶融前に半田層を洗浄を行う必要が
ある。そこで、半田層を印刷法で形成する場合には、好
ましくはフラックスを用いない印刷ペーストを使用する
べきである。
【００９１】上述した方法は、半田層をシリコン基板上
の金属面に接合する場合にのみ採用されるものではな
く、電子部品上に形成された半田層を配線基板の配線に
接合する場合にも適用される。 （第１１の実施の形態）蟻酸は、金属腐食性が高いの
で、第２〜第８実施形態で示した加熱溶融チャンバ等に
接続されるガス導入管、排気管等を腐食するおそれがあ
る。また、蟻酸は室温になると凝結するので、排気ポン
プからそのまま空気中に放出するのは好ましくない。さ
らに、基板又は半田層に蟻酸を不均一に供給すると、複
数の半田層の形状がばらついてしまう。
の金属面に接合する場合にのみ採用されるものではな
く、電子部品上に形成された半田層を配線基板の配線に
接合する場合にも適用される。 （第１１の実施の形態）蟻酸は、金属腐食性が高いの
で、第２〜第８実施形態で示した加熱溶融チャンバ等に
接続されるガス導入管、排気管等を腐食するおそれがあ
る。また、蟻酸は室温になると凝結するので、排気ポン
プからそのまま空気中に放出するのは好ましくない。さ
らに、基板又は半田層に蟻酸を不均一に供給すると、複
数の半田層の形状がばらついてしまう。
【００９２】そこで、そのような蟻酸による腐食を防止
し、蟻酸を空気中に放出することを抑制し、又は蟻酸を
基板上に均一に供給するための種々の機構を有する加熱
溶融処理装置について、以下に説明する。図１４は、第
１１実施形態に係る加熱溶融処理装置の構成図であっ
て、図４と同じ符号は同じ要素を示している。
し、蟻酸を空気中に放出することを抑制し、又は蟻酸を
基板上に均一に供給するための種々の機構を有する加熱
溶融処理装置について、以下に説明する。図１４は、第
１１実施形態に係る加熱溶融処理装置の構成図であっ
て、図４と同じ符号は同じ要素を示している。
【００９３】図１４に示した加熱溶融処理装置は、第２
実施形態と同様に、半導体ウェハ１を搬送する半導体装
置搬送室１０と、半導体ウェハ１上の半田バンプ６を加
熱する加熱溶融チャンバ１１とを有し、半導体装置搬送
室１０と加熱溶融チャンバ１１はゲートバルブ１２を介
して接続されている。加熱溶融チャンバ１１内には、全
体がSUS304のステンレスから構成されるか又は内面がテ
フロン（登録商標）加工されたガス導入管１８ａが接続
されている。そのガス導入管１８ａは、加熱溶融チャン
バ１１の外側でガス供給機構１８ｂに接続されていて、
ガス供給機構１８ｂから供給された蟻酸ガス又は蟻酸含
有ガスは、ガス導入管１８ａを経て加熱溶融チャンバ１
１内の減圧雰囲気に導入される。ガス導入管１８ａを通
るガス流量はマスフローコントローラ１８ｃによって調
整される。
実施形態と同様に、半導体ウェハ１を搬送する半導体装
置搬送室１０と、半導体ウェハ１上の半田バンプ６を加
熱する加熱溶融チャンバ１１とを有し、半導体装置搬送
室１０と加熱溶融チャンバ１１はゲートバルブ１２を介
して接続されている。加熱溶融チャンバ１１内には、全
体がSUS304のステンレスから構成されるか又は内面がテ
フロン（登録商標）加工されたガス導入管１８ａが接続
されている。そのガス導入管１８ａは、加熱溶融チャン
バ１１の外側でガス供給機構１８ｂに接続されていて、
ガス供給機構１８ｂから供給された蟻酸ガス又は蟻酸含
有ガスは、ガス導入管１８ａを経て加熱溶融チャンバ１
１内の減圧雰囲気に導入される。ガス導入管１８ａを通
るガス流量はマスフローコントローラ１８ｃによって調
整される。
【００９４】また、ガス導入管１８ａの近傍には蟻酸の
液化を防止するためのヒータ１９ａが取り付けられてい
る。図１５(a) は、ガス導入管１８ｂの排出端の外周を
ヒータ１９ａで覆うことにより、ガス導入管１８ａを加
熱する構造を示している。蟻酸の液化を防止するために
は、図１５(a) に示す構造の代わりに、図１５(b) に示
すように、ガス導入管１８ａの排出端の先方に間隔を置
いてヒータ１９ｂを配置してもよく、このヒータ１９ｂ
はガス導入管１８ａから放出されたガスを加熱する構造
を示している。これによれば、加熱溶融チャンバ１１内
の減圧雰囲気での蟻酸の分布を均等化して、半導体ウェ
ハ１上の複数の半田バンプ６のそれぞれに均一な量で蟻
酸を与えることができる。複数の半田バンプ６に均一量
で蟻酸が供給されると、各半田バンプ６の加熱溶融後の
形状が揃うので、図２(b) で示した半田バンプ６と下地
金属層５との接合の歩留まりが向上する。
液化を防止するためのヒータ１９ａが取り付けられてい
る。図１５(a) は、ガス導入管１８ｂの排出端の外周を
ヒータ１９ａで覆うことにより、ガス導入管１８ａを加
熱する構造を示している。蟻酸の液化を防止するために
は、図１５(a) に示す構造の代わりに、図１５(b) に示
すように、ガス導入管１８ａの排出端の先方に間隔を置
いてヒータ１９ｂを配置してもよく、このヒータ１９ｂ
はガス導入管１８ａから放出されたガスを加熱する構造
を示している。これによれば、加熱溶融チャンバ１１内
の減圧雰囲気での蟻酸の分布を均等化して、半導体ウェ
ハ１上の複数の半田バンプ６のそれぞれに均一な量で蟻
酸を与えることができる。複数の半田バンプ６に均一量
で蟻酸が供給されると、各半田バンプ６の加熱溶融後の
形状が揃うので、図２(b) で示した半田バンプ６と下地
金属層５との接合の歩留まりが向上する。
【００９５】ところで、加熱溶融チャンバ１１内の半導
体ウェハ１の上を通過した蟻酸は、排気口１１ｆから排
気装置５０によって排気される。その排気装置５０は、
加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆに第１の排気管５
０ａを介して接続される排気ポンプ５０ｂと、排気ポン
プ５０ｂの排気側に第２の排気管５０ｃを介して接続さ
れる蟻酸回収機構（カルボン酸回収機構）５０ｄとを有
している。
体ウェハ１の上を通過した蟻酸は、排気口１１ｆから排
気装置５０によって排気される。その排気装置５０は、
加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆに第１の排気管５
０ａを介して接続される排気ポンプ５０ｂと、排気ポン
プ５０ｂの排気側に第２の排気管５０ｃを介して接続さ
れる蟻酸回収機構（カルボン酸回収機構）５０ｄとを有
している。
【００９６】蟻酸回収機構５０ｄは、例えば図１６に示
すように、第２の排気管５０ｃを液糟５０ｅ内の溶液５
０ｆに挿入するとともに、液糟５０ｅの上部に第３の排
気管５０ｇを接続した構造を有している。その液糟５０
ｅ内の溶液５０ｆとして、蟻酸を容易に溶かす水又はア
ルコールが用いられている。なお、第１、第２の排気管
５０ａ，５０ｃは、全体をSUS304のステンレスから形成
するか、又は内面がテフロン加工された構造を有してい
る。
すように、第２の排気管５０ｃを液糟５０ｅ内の溶液５
０ｆに挿入するとともに、液糟５０ｅの上部に第３の排
気管５０ｇを接続した構造を有している。その液糟５０
ｅ内の溶液５０ｆとして、蟻酸を容易に溶かす水又はア
ルコールが用いられている。なお、第１、第２の排気管
５０ａ，５０ｃは、全体をSUS304のステンレスから形成
するか、又は内面がテフロン加工された構造を有してい
る。
【００９７】以上の構成の加熱溶融処理装置によれば、
ガス導入管１８ａと排気管５０ａ，５０ｃのそれぞれの
内面はステンレス又はテフロン被膜から構成されている
ので、蟻酸に対して耐食性があり、装置の保守が楽にな
る。また、排気ポンプ５０ｂから排出された蟻酸は、蟻
酸回収機構５０ｄを通過する際に溶液５０ｆに溶けるの
で、蟻酸回収機構５０ｄから空気中に排気されたガスの
蟻酸濃度は極めて低くなる。
ガス導入管１８ａと排気管５０ａ，５０ｃのそれぞれの
内面はステンレス又はテフロン被膜から構成されている
ので、蟻酸に対して耐食性があり、装置の保守が楽にな
る。また、排気ポンプ５０ｂから排出された蟻酸は、蟻
酸回収機構５０ｄを通過する際に溶液５０ｆに溶けるの
で、蟻酸回収機構５０ｄから空気中に排気されたガスの
蟻酸濃度は極めて低くなる。
【００９８】さらに、ガス導入管１８ａの排気端の近傍
にはヒータ１８ａ，１８ｂを配置したので、ガス導入管
１８ａを通過する際に冷却されて液化した蟻酸が僅に存
在しても、その蟻酸はヒータ１８ａ，１８ｂによって再
び気化されるので、半導体ウェハ１及び半田バンプ６上
に蟻酸が残らないようにすることができる。ヒータ１８
ａ、１８ｂの設定温度は５０℃〜１１０℃の範囲で最も
効果が期待できる。ヒータ１８ａ、１８ｂによる加熱温
度を上げ過ぎると、液化された蟻酸が突沸して破裂した
り、或いは蟻酸が分解するおそれがあるので注意を要す
る。
にはヒータ１８ａ，１８ｂを配置したので、ガス導入管
１８ａを通過する際に冷却されて液化した蟻酸が僅に存
在しても、その蟻酸はヒータ１８ａ，１８ｂによって再
び気化されるので、半導体ウェハ１及び半田バンプ６上
に蟻酸が残らないようにすることができる。ヒータ１８
ａ、１８ｂの設定温度は５０℃〜１１０℃の範囲で最も
効果が期待できる。ヒータ１８ａ、１８ｂによる加熱温
度を上げ過ぎると、液化された蟻酸が突沸して破裂した
り、或いは蟻酸が分解するおそれがあるので注意を要す
る。
【００９９】半導体ウェハ１や半田バンプ６の加熱は、
第２実施形態と同様に、伝熱式ヒータ１１ｃを使用する
だけでなく、加熱溶融チャンバ１１内の上部に赤外線ラ
ンプヒータ１７を配置して、温度上昇を赤外線ランプヒ
ータ１７に担わせるようにしてもよい。伝熱式ヒータ１
１ｃだけでは熱容量が大きく、冷却を速やかに行うこと
が困難であるが、赤外線ランプヒータ１７を配置するこ
とにより、半田バンプ６の溶融時の加熱を補助し、その
後の半田バンプ６の冷却を迅速に、例えば１分以内で融
点以下まで下げることが可能である。即ち、赤外線ラン
プヒータ１７は、半田バンプ６の温度の制御性を良くす
るために配置される。
第２実施形態と同様に、伝熱式ヒータ１１ｃを使用する
だけでなく、加熱溶融チャンバ１１内の上部に赤外線ラ
ンプヒータ１７を配置して、温度上昇を赤外線ランプヒ
ータ１７に担わせるようにしてもよい。伝熱式ヒータ１
１ｃだけでは熱容量が大きく、冷却を速やかに行うこと
が困難であるが、赤外線ランプヒータ１７を配置するこ
とにより、半田バンプ６の溶融時の加熱を補助し、その
後の半田バンプ６の冷却を迅速に、例えば１分以内で融
点以下まで下げることが可能である。即ち、赤外線ラン
プヒータ１７は、半田バンプ６の温度の制御性を良くす
るために配置される。
【０１００】なお、図１４中符号５０ｚは、第１の排気
管５０ａに取り付けられた圧力調整機構を示している。
ところで、排気ポンプ５０ｂの排気側に蟻酸回収機構５
０ｄを設けることにより、空気中への蟻酸の拡散を抑制
することが可能になるが、排気ポンプ５０ｂ内に蟻酸が
滞留すると、排気ポンプ５０ｂは腐食して耐用年数を短
くしてしまう。
管５０ａに取り付けられた圧力調整機構を示している。
ところで、排気ポンプ５０ｂの排気側に蟻酸回収機構５
０ｄを設けることにより、空気中への蟻酸の拡散を抑制
することが可能になるが、排気ポンプ５０ｂ内に蟻酸が
滞留すると、排気ポンプ５０ｂは腐食して耐用年数を短
くしてしまう。
【０１０１】排気ポンプ５０ｂの腐食を抑制するための
幾つかの方法を以下に示す。まず、第１の方法として
は、排気ポンプ５０ｂの排気機構、例えば図１７(a)に
示すようなスクリュー５０ｈの表面にテフロン５０ｉを
被覆する構造を採用する。第２の方法としては、図１７
(b) に示すようにスクリュー５０ｈを１１０℃以上で加
熱して排気ポンプ５０ｂ内に蟻酸が滞留しない機構を採
用する。
幾つかの方法を以下に示す。まず、第１の方法として
は、排気ポンプ５０ｂの排気機構、例えば図１７(a)に
示すようなスクリュー５０ｈの表面にテフロン５０ｉを
被覆する構造を採用する。第２の方法としては、図１７
(b) に示すようにスクリュー５０ｈを１１０℃以上で加
熱して排気ポンプ５０ｂ内に蟻酸が滞留しない機構を採
用する。
【０１０２】第３の方法としては、図１８に示すよう
に、加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆと排気ポンプ
５０ｂの間に蟻酸分解機構５１を配置する構造を採用す
る。その蟻酸分解機構５１は、図１９(a),(b) に示すよ
うに、SUS304のステンレスからなる円柱体５１ａを有
し、その円柱体５１ａには円柱軸方向に伸びる貫通孔５
１ｂが複数形成されている。また、円柱体５１ａはヒー
タ５１ｃに囲まれた状態で円筒状のステンレス製の筐体
５１ｄに収容されている。また、その筐体５１ｄの両端
には貫通孔５１ｃに通じるガス導入口５１ｅとガス排気
口５１ｆが形成されている。ガス導入５１ｅとガス排気
口５１ｆのそれぞれの外側にはフランジ５１ｇ、５１ｈ
が形成されている。一方のフランジ５１ｇは、第１の排
気管５０ａに接続され、また、他方のフランジ５１ｈは
排気ポンプ５０ｂに接続されている。なお、ステンレス
性の円柱体５１ａに複数の貫通孔５１ｂを設ける代わり
に、ステンレス製の細い管を平行に複数束ねて配置して
もよい。
に、加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆと排気ポンプ
５０ｂの間に蟻酸分解機構５１を配置する構造を採用す
る。その蟻酸分解機構５１は、図１９(a),(b) に示すよ
うに、SUS304のステンレスからなる円柱体５１ａを有
し、その円柱体５１ａには円柱軸方向に伸びる貫通孔５
１ｂが複数形成されている。また、円柱体５１ａはヒー
タ５１ｃに囲まれた状態で円筒状のステンレス製の筐体
５１ｄに収容されている。また、その筐体５１ｄの両端
には貫通孔５１ｃに通じるガス導入口５１ｅとガス排気
口５１ｆが形成されている。ガス導入５１ｅとガス排気
口５１ｆのそれぞれの外側にはフランジ５１ｇ、５１ｈ
が形成されている。一方のフランジ５１ｇは、第１の排
気管５０ａに接続され、また、他方のフランジ５１ｈは
排気ポンプ５０ｂに接続されている。なお、ステンレス
性の円柱体５１ａに複数の貫通孔５１ｂを設ける代わり
に、ステンレス製の細い管を平行に複数束ねて配置して
もよい。
【０１０３】そのような蟻酸分解機構５１においては、
ヒータ５１ｃによってステンレス製の円柱体５１ａ内の
貫通孔５１ｂ内部が２００〜３００℃となるように加熱
される。そして、加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆ
から排出された蟻酸は、貫通孔５１ｂを通過する間に水
と炭素に分解されて排気ポンプ５０ｂに排出される。蟻
酸は２００℃以上に加熱されれば分解を始めるので、排
気されたガスは腐食性を失う。したがって、図１８に示
した装置では、排気ポンプ５０ｂには蟻酸回収機構が接
続されていない。しかし、さらなる空気中への蟻酸の拡
散を防止するために図１６に示した蟻酸回収機構５０ｄ
を排気ポンプ５０ｂの排気側に取り付けてもよい。
ヒータ５１ｃによってステンレス製の円柱体５１ａ内の
貫通孔５１ｂ内部が２００〜３００℃となるように加熱
される。そして、加熱溶融チャンバ１１の排気口１１ｆ
から排出された蟻酸は、貫通孔５１ｂを通過する間に水
と炭素に分解されて排気ポンプ５０ｂに排出される。蟻
酸は２００℃以上に加熱されれば分解を始めるので、排
気されたガスは腐食性を失う。したがって、図１８に示
した装置では、排気ポンプ５０ｂには蟻酸回収機構が接
続されていない。しかし、さらなる空気中への蟻酸の拡
散を防止するために図１６に示した蟻酸回収機構５０ｄ
を排気ポンプ５０ｂの排気側に取り付けてもよい。
【０１０４】ところで、加熱溶融チャンバ１１内に蟻酸
を導入するために、図１４，図１８に示したようなガス
導入管１８ａとガス供給機構１８ｂを設ける代わりに、
第４実施形態に示したような液糟１６ａを流量調整バル
ブ１６ｂ及び溶液／ミスト導入管１６ｃを介して加熱溶
融チャンバ１１に接続してもよい。例えば図２０に示す
ように、加熱溶融チャンバ１１の外部に配置した液槽１
６ａには蟻酸又は蟻酸含有溶液が貯えられている。そし
て、液糟１６ａの給液口は液流量調整バルブ１６ｂと溶
液／ミスト導入管１６ｃを介して加熱溶融チャンバ１１
の上部に接続されている。また、ガス導入管１６ｃの近
傍には、図１５(a)又は図１５(b) に示すようにヒータ
１９ａ，１９ｂが取り付けられている。
を導入するために、図１４，図１８に示したようなガス
導入管１８ａとガス供給機構１８ｂを設ける代わりに、
第４実施形態に示したような液糟１６ａを流量調整バル
ブ１６ｂ及び溶液／ミスト導入管１６ｃを介して加熱溶
融チャンバ１１に接続してもよい。例えば図２０に示す
ように、加熱溶融チャンバ１１の外部に配置した液槽１
６ａには蟻酸又は蟻酸含有溶液が貯えられている。そし
て、液糟１６ａの給液口は液流量調整バルブ１６ｂと溶
液／ミスト導入管１６ｃを介して加熱溶融チャンバ１１
の上部に接続されている。また、ガス導入管１６ｃの近
傍には、図１５(a)又は図１５(b) に示すようにヒータ
１９ａ，１９ｂが取り付けられている。
【０１０５】そのような構造によれば、溶液／ミスト導
入管１６ｃから放出されたカルボン酸は、減圧された加
熱溶融チャンバ１１内で気化するとともに、溶液／ミス
ト導入管１６ｃの排気端近傍のヒータ１９ａ，１９ｂに
よって加熱されて蒸発して気化がさらに促進される。こ
の場合にも、ヒータ１９ａ，１９ｂの加熱温度は５０〜
１１０℃の範囲で最も蒸発効果が期待できる。ただし、
ヒータ１９ａ，１９ｂによる加熱温度を上げ過ぎると、
蟻酸のミストが突沸して破裂したり、或いは蟻酸が分解
するおそれがあるので注意を要する。
入管１６ｃから放出されたカルボン酸は、減圧された加
熱溶融チャンバ１１内で気化するとともに、溶液／ミス
ト導入管１６ｃの排気端近傍のヒータ１９ａ，１９ｂに
よって加熱されて蒸発して気化がさらに促進される。こ
の場合にも、ヒータ１９ａ，１９ｂの加熱温度は５０〜
１１０℃の範囲で最も蒸発効果が期待できる。ただし、
ヒータ１９ａ，１９ｂによる加熱温度を上げ過ぎると、
蟻酸のミストが突沸して破裂したり、或いは蟻酸が分解
するおそれがあるので注意を要する。
【０１０６】また、図２１に示すように、溶液／ミスト
導入管１６ｃの途中に不活性ガスの混合部１６ｆを取り
付け、その不活性ガス混合部１６ｆには不活性ガス導入
管１６ｅを介して不活性ガス供給源１６ｄを接続しても
よい。不活性ガス供給源１６ｄには、例えば窒素、アル
ゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスが封入されて
いる。溶液／ミスト導入管１６ｃの流量はマスフローコ
ントローラ１６ｇによって調整される。
導入管１６ｃの途中に不活性ガスの混合部１６ｆを取り
付け、その不活性ガス混合部１６ｆには不活性ガス導入
管１６ｅを介して不活性ガス供給源１６ｄを接続しても
よい。不活性ガス供給源１６ｄには、例えば窒素、アル
ゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスが封入されて
いる。溶液／ミスト導入管１６ｃの流量はマスフローコ
ントローラ１６ｇによって調整される。
【０１０７】そのような構造によれば、液糟１６ａから
供給された蟻酸と、不活性供給源１６ｅから送られた不
活性ガスは、混合部１６ｆ内で混合されてミストとな
る。ミストは、溶液／ミスト導入管１６ｃの近傍に配置
されたヒータ１９ａ，１９ｂによって気化が促進され
る。図２０、図２１に示した装置においても、図１９に
示した蟻酸分解機構（カルボン酸分解機構）５１を排気
ポンプ５０と第１の排気管５０ａの間に介在させてもよ
い。
供給された蟻酸と、不活性供給源１６ｅから送られた不
活性ガスは、混合部１６ｆ内で混合されてミストとな
る。ミストは、溶液／ミスト導入管１６ｃの近傍に配置
されたヒータ１９ａ，１９ｂによって気化が促進され
る。図２０、図２１に示した装置においても、図１９に
示した蟻酸分解機構（カルボン酸分解機構）５１を排気
ポンプ５０と第１の排気管５０ａの間に介在させてもよ
い。
【０１０８】ところで、上記した装置においては、搬送
室１０から搬送された半導体ウェハ１は加熱溶融チャン
バ１１内で処理した後に、再び搬送室１０に戻されるの
で、構造上、装置にかかる費用が軽減される。これに対
して、その処理時間を短くしたい場合には、図２２に示
すように、ヒータ１９ａ，１９ｂと蟻酸回収機構５０ｄ
を有する加熱溶融チャンバ１１に２つの基板搬送口を設
け、それらの基板搬送口に図９に示した第１、第２の予
備排気室２３，２４を配置するようにしてもよい。この
ような構造を採用することにより、半導体ウェハ１の搬
送方向を一方向に定めて加熱溶融チャンバ１１へのウェ
ハ連続供給が可能になり、半田バンプ形成の量産性が増
す。なお、図２２において、図９と同じ符号は同じ要素
を示している。
室１０から搬送された半導体ウェハ１は加熱溶融チャン
バ１１内で処理した後に、再び搬送室１０に戻されるの
で、構造上、装置にかかる費用が軽減される。これに対
して、その処理時間を短くしたい場合には、図２２に示
すように、ヒータ１９ａ，１９ｂと蟻酸回収機構５０ｄ
を有する加熱溶融チャンバ１１に２つの基板搬送口を設
け、それらの基板搬送口に図９に示した第１、第２の予
備排気室２３，２４を配置するようにしてもよい。この
ような構造を採用することにより、半導体ウェハ１の搬
送方向を一方向に定めて加熱溶融チャンバ１１へのウェ
ハ連続供給が可能になり、半田バンプ形成の量産性が増
す。なお、図２２において、図９と同じ符号は同じ要素
を示している。
【０１０９】上記した装置では、加熱溶融チャンバ１１
内において蟻酸をガスの流れに沿って半導体ウェハ１上
に供給している。蟻酸を半導体ウェハ１上の半田バンプ
６に供給する機構としては、その他の構造を採用しても
よい。例えば図２３に示すように、加熱溶融チャンバ１
１と予備排気室２４の間に蟻酸（カルボン酸）供給室３
４を設け、蟻酸供給室３４と予備排気室２４の間にゲー
トバルブ３５を取り付ける。そして蟻酸供給室３で加熱
台１１ａを移動可能に配置し、その蟻酸供給室３４の上
部の中央領域に蟻酸ミストスプレー１６ｘを取り付ける
構造を採用してもよい。そのような機構によれば、半導
体ウェハ１を載置した加熱台１１ａを予備排気室２４か
ら加熱溶融チャンバ１１に移動する最中に、蟻酸ミスト
スプレー１６ｘから放出された蟻酸液又は蟻酸含有溶液
を半導体ウェハ１上に供給して塗布する。なお、蟻酸供
給質３４は減圧されることが好ましい。
内において蟻酸をガスの流れに沿って半導体ウェハ１上
に供給している。蟻酸を半導体ウェハ１上の半田バンプ
６に供給する機構としては、その他の構造を採用しても
よい。例えば図２３に示すように、加熱溶融チャンバ１
１と予備排気室２４の間に蟻酸（カルボン酸）供給室３
４を設け、蟻酸供給室３４と予備排気室２４の間にゲー
トバルブ３５を取り付ける。そして蟻酸供給室３で加熱
台１１ａを移動可能に配置し、その蟻酸供給室３４の上
部の中央領域に蟻酸ミストスプレー１６ｘを取り付ける
構造を採用してもよい。そのような機構によれば、半導
体ウェハ１を載置した加熱台１１ａを予備排気室２４か
ら加熱溶融チャンバ１１に移動する最中に、蟻酸ミスト
スプレー１６ｘから放出された蟻酸液又は蟻酸含有溶液
を半導体ウェハ１上に供給して塗布する。なお、蟻酸供
給質３４は減圧されることが好ましい。
【０１１０】これによれば、半導体ウェハ１上の複数の
半田バンプ６への蟻酸の供給を全体に一様に塗布するこ
とが可能になる。なお、半田バンプ６を加熱溶融し、凝
固した後に、半田バンプ６表面に残った蟻酸は、第９及
び第１０の実施形態に記載した方法によって除去され
る。また、蟻酸供給室３４を加熱溶融チャンバ１１の前
に配置する場合には、加熱溶融チャンバ１１への蟻酸を
共有する機構は省略してもよい。 （第１２の実施の形態）上記した加熱溶融チャンバを複
数並列に配置するとともに、それらの加熱溶融チャンバ
の事前／事後加熱機構を共通化した装置を以下に説明す
る。
半田バンプ６への蟻酸の供給を全体に一様に塗布するこ
とが可能になる。なお、半田バンプ６を加熱溶融し、凝
固した後に、半田バンプ６表面に残った蟻酸は、第９及
び第１０の実施形態に記載した方法によって除去され
る。また、蟻酸供給室３４を加熱溶融チャンバ１１の前
に配置する場合には、加熱溶融チャンバ１１への蟻酸を
共有する機構は省略してもよい。 （第１２の実施の形態）上記した加熱溶融チャンバを複
数並列に配置するとともに、それらの加熱溶融チャンバ
の事前／事後加熱機構を共通化した装置を以下に説明す
る。
【０１１１】図２４、図２５において、半導体ウェハ、
電子部品等の試料ｗを収納する試料ストッカー５２に第
１のゲートバルブ５３を介して隣接された試料搬送室５
４内には、搬送機構５４ａと事前／事後加熱機機構５４
ｂが配置されている。その搬送機構５４ａは、第１のゲ
ートバルブ５３を開いた状態で事前／事後加熱機構５４
ｂ上の試料ｗを試料ストッカー５２に出し入れする構造
を有している。
電子部品等の試料ｗを収納する試料ストッカー５２に第
１のゲートバルブ５３を介して隣接された試料搬送室５
４内には、搬送機構５４ａと事前／事後加熱機機構５４
ｂが配置されている。その搬送機構５４ａは、第１のゲ
ートバルブ５３を開いた状態で事前／事後加熱機構５４
ｂ上の試料ｗを試料ストッカー５２に出し入れする構造
を有している。
【０１１２】さらに試料搬送室５４は、第１及び第２の
加熱溶融チャンバ５５，５６にそれぞれ第２、第３のゲ
ートバルブ５７，５８を介して接続されている。試料搬
送室５４内の搬送機構５４ａは、第２のゲートバルブ５
７を開いた状態で試料ｗを事前／事後加熱機構５４ｂか
ら第１の加熱溶融チャンバ５５内の加熱台１１ａへ又は
その加熱台１１ａから事前／事後加熱機構５４ｂへと試
料を搬送したり、又は第３のゲートバルブ５８を開いた
状態で試料ｗを事前／事後加熱機構５４ｂから第２の加
熱溶融チャンバ５６内の加熱台１１ａへ又はその加熱台
１１ａから事前／事後加熱機構５４ｂへと試料ｗを搬送
するように制御される。試料搬送室５４には、その室内
を減圧するための排気機構５９が接続されている。
加熱溶融チャンバ５５，５６にそれぞれ第２、第３のゲ
ートバルブ５７，５８を介して接続されている。試料搬
送室５４内の搬送機構５４ａは、第２のゲートバルブ５
７を開いた状態で試料ｗを事前／事後加熱機構５４ｂか
ら第１の加熱溶融チャンバ５５内の加熱台１１ａへ又は
その加熱台１１ａから事前／事後加熱機構５４ｂへと試
料を搬送したり、又は第３のゲートバルブ５８を開いた
状態で試料ｗを事前／事後加熱機構５４ｂから第２の加
熱溶融チャンバ５６内の加熱台１１ａへ又はその加熱台
１１ａから事前／事後加熱機構５４ｂへと試料ｗを搬送
するように制御される。試料搬送室５４には、その室内
を減圧するための排気機構５９が接続されている。
【０１１３】なお、第１及び第２の加熱溶融チャンバ５
５，５６において、図１４と同じ符号は同じ要素を示し
ている。上記した装置において、試料搬送室５４と試料
ストッカー５２の間で試料を出し入れする際には第１の
ゲートバルブ５３は開閉され、また、第１の加熱溶融チ
ャンバ５５に試料ｗを出し入れする際には第２のゲート
バルブ５７が開閉され、さらに、第２の加熱溶融チャン
バ５６に試料２を出し入れする際には第３のゲートバル
ブ５８が開閉される。
５，５６において、図１４と同じ符号は同じ要素を示し
ている。上記した装置において、試料搬送室５４と試料
ストッカー５２の間で試料を出し入れする際には第１の
ゲートバルブ５３は開閉され、また、第１の加熱溶融チ
ャンバ５５に試料ｗを出し入れする際には第２のゲート
バルブ５７が開閉され、さらに、第２の加熱溶融チャン
バ５６に試料２を出し入れする際には第３のゲートバル
ブ５８が開閉される。
【０１１４】以上のような装置において、第１及び第２
の加熱溶融チャンバ５５，５６内を排気機構５０によっ
て所定の圧力まで減圧する。そのような状態で、試料ス
トッカー５２内の試料ｗ、例えば半導体ウェハ１を試料
搬送室５４内に入れた後に、その試料搬送室５４内を所
定圧力まで減圧し、さらに、搬送機構５４ａを操作して
半導体ウェハ１を事前／事後加熱機構５４ｂ上に載置し
て所定の温度まで加熱する。続いて、加熱された半導体
ウェハ１を搬送機構５４ａを用いて第１の加熱溶融チャ
ンバ５５内の加熱台１１ａ上に載置する。
の加熱溶融チャンバ５５，５６内を排気機構５０によっ
て所定の圧力まで減圧する。そのような状態で、試料ス
トッカー５２内の試料ｗ、例えば半導体ウェハ１を試料
搬送室５４内に入れた後に、その試料搬送室５４内を所
定圧力まで減圧し、さらに、搬送機構５４ａを操作して
半導体ウェハ１を事前／事後加熱機構５４ｂ上に載置し
て所定の温度まで加熱する。続いて、加熱された半導体
ウェハ１を搬送機構５４ａを用いて第１の加熱溶融チャ
ンバ５５内の加熱台１１ａ上に載置する。
【０１１５】そして、半導体ウェハ１を第１の加熱溶融
チャンバ５５内で処理している間に試料ストッカー５２
内の別の半導体ウェハ１を搬送機構５４ａにより試料搬
送室５４内に搬入し、ついで試料搬送室５４内を所定圧
力まで減圧し、さらに、搬送機構５４ａを操作して半導
体ウェハ１を試料搬送室５４内の事前／事後加熱機構５
４ｂ上に載置して所定の温度まで予備加熱する。
チャンバ５５内で処理している間に試料ストッカー５２
内の別の半導体ウェハ１を搬送機構５４ａにより試料搬
送室５４内に搬入し、ついで試料搬送室５４内を所定圧
力まで減圧し、さらに、搬送機構５４ａを操作して半導
体ウェハ１を試料搬送室５４内の事前／事後加熱機構５
４ｂ上に載置して所定の温度まで予備加熱する。
【０１１６】続いて、加熱された半導体ウェハ１をは搬
送機構５４ａを用いて第２の加熱溶融チャンバ５６内の
加熱台１１ａ上に載置する。半導体ウェハ１を第２の加
熱溶融チャンバ５６内に搬送している間に、第１の加熱
溶融チャンバ５５内では蟻酸が導入されて半導体ウェハ
１上の半田バンプ６は加熱溶融され、さらに凝固され
る。そして、第２の加熱溶融チャンバ５６内で半導体ウ
ェハ１が処理されている間に、第１の加熱溶融チャンバ
５５内の半導体ウェハ１は、搬送機構５４ａによって事
前／事後加熱機構５４ｂ上に戻されて所定温度に後加熱
された後に、試料ストッカー５２に戻される。搬送機構
５４ａはさらに別の半導体ウェハ１を試料ストッカー５
２から取り出して事前／事後加熱機構５４ｂ上に搬送す
る。そして、加熱された半導体ウェハ１は第１の加熱溶
融チャンバ５５内に搬送される。
送機構５４ａを用いて第２の加熱溶融チャンバ５６内の
加熱台１１ａ上に載置する。半導体ウェハ１を第２の加
熱溶融チャンバ５６内に搬送している間に、第１の加熱
溶融チャンバ５５内では蟻酸が導入されて半導体ウェハ
１上の半田バンプ６は加熱溶融され、さらに凝固され
る。そして、第２の加熱溶融チャンバ５６内で半導体ウ
ェハ１が処理されている間に、第１の加熱溶融チャンバ
５５内の半導体ウェハ１は、搬送機構５４ａによって事
前／事後加熱機構５４ｂ上に戻されて所定温度に後加熱
された後に、試料ストッカー５２に戻される。搬送機構
５４ａはさらに別の半導体ウェハ１を試料ストッカー５
２から取り出して事前／事後加熱機構５４ｂ上に搬送す
る。そして、加熱された半導体ウェハ１は第１の加熱溶
融チャンバ５５内に搬送される。
【０１１７】次に、搬送機構５４ａは、第２の加熱溶融
チャンバ５６内の半導体ウェハ１を事前／事後加熱機構
５４ｂ上に戻し、所定条件で加熱した後に試料ストッカ
ー５２に戻す。その後に、搬送機構５４ａは試料ストッ
カー５２から未処理の半導体ウェハ１を取り出し、事前
／事後加熱機構５４ｂ上に載せた後にさらに第２の加熱
溶融チャンバ５６内の加熱台１１ａに載せる。
チャンバ５６内の半導体ウェハ１を事前／事後加熱機構
５４ｂ上に戻し、所定条件で加熱した後に試料ストッカ
ー５２に戻す。その後に、搬送機構５４ａは試料ストッ
カー５２から未処理の半導体ウェハ１を取り出し、事前
／事後加熱機構５４ｂ上に載せた後にさらに第２の加熱
溶融チャンバ５６内の加熱台１１ａに載せる。
【０１１８】以上のような半導体ウェハ１の搬送、加熱
動作は繰り返し行われ、一方の加熱溶融チャンバ５５
（５６）内で試料を処理している間に、他方の加熱溶融
チャンバ５６（５５）内への半導体ウェハ１の入れ替え
が行われるので、処理効率が高くなり、時間当たりの処
理枚数が増加する。ところで、図２４、図２５に示した
装置は、加熱溶融チャンバ５５，５６内への試料ｗの搬
入と加熱溶融チャンバ５５，５６からの試料ｗの搬出は
同じ経路となっているので、場所を取らず、構造も複雑
ではない。しかし、加熱溶融チャンバ５５，５６に対す
る試料ｗの搬入と搬出を同時に行うことができないの
で、加熱溶融チャンバ５５，５６内での処理時間によっ
ては、試料ｗの搬出と搬入がスムーズにできなくなるお
それがある。
動作は繰り返し行われ、一方の加熱溶融チャンバ５５
（５６）内で試料を処理している間に、他方の加熱溶融
チャンバ５６（５５）内への半導体ウェハ１の入れ替え
が行われるので、処理効率が高くなり、時間当たりの処
理枚数が増加する。ところで、図２４、図２５に示した
装置は、加熱溶融チャンバ５５，５６内への試料ｗの搬
入と加熱溶融チャンバ５５，５６からの試料ｗの搬出は
同じ経路となっているので、場所を取らず、構造も複雑
ではない。しかし、加熱溶融チャンバ５５，５６に対す
る試料ｗの搬入と搬出を同時に行うことができないの
で、加熱溶融チャンバ５５，５６内での処理時間によっ
ては、試料ｗの搬出と搬入がスムーズにできなくなるお
それがある。
【０１１９】そこで、図２６，図２７に示すように、複
数の加熱溶融チャンバの試料の搬入側と搬出側に共通の
搬入室と搬送室を別々に設けてもよい。図２６、図２７
において、第１の加熱溶融チャンバ６１の試料搬入側と
試料搬出側にはそれぞれ第１のゲートバルブ６２と第２
のゲートバルブ６３が取り付けられ、第２の加熱溶融チ
ャンバ６４の試料搬入側と搬出側にはそれぞれ第３のゲ
ートバルブ６５と第４のゲートバルブ６６が取り付けら
れている。
数の加熱溶融チャンバの試料の搬入側と搬出側に共通の
搬入室と搬送室を別々に設けてもよい。図２６、図２７
において、第１の加熱溶融チャンバ６１の試料搬入側と
試料搬出側にはそれぞれ第１のゲートバルブ６２と第２
のゲートバルブ６３が取り付けられ、第２の加熱溶融チ
ャンバ６４の試料搬入側と搬出側にはそれぞれ第３のゲ
ートバルブ６５と第４のゲートバルブ６６が取り付けら
れている。
【０１２０】そして、第１及び第２の加熱溶融チャンバ
６１，６４は、それぞれ第１及び第３のゲートバルブ６
２，６５を介して共通の試料搬入室６７に接続されてい
る。試料搬入室６７内には、搬送機構６７ａと事前加熱
機構６７ｂと供給用の試料ストッカー６７ｃが配置さ
れ、さらに、排気機構６７ｄが接続されている。また、
第１及び第２の加熱溶融チャンバ６１，６４は、それぞ
れ第２及び第４のゲートバルブ６３，６６を介して共通
の試料搬出室６８に接続されている。試料搬出室６８内
には、搬送機構６８ａと事後加熱機構６８ｂと回収用の
試料ストッカー６８ｃが配置され、さらに、排気機構６
８ｄが接続されている。
６１，６４は、それぞれ第１及び第３のゲートバルブ６
２，６５を介して共通の試料搬入室６７に接続されてい
る。試料搬入室６７内には、搬送機構６７ａと事前加熱
機構６７ｂと供給用の試料ストッカー６７ｃが配置さ
れ、さらに、排気機構６７ｄが接続されている。また、
第１及び第２の加熱溶融チャンバ６１，６４は、それぞ
れ第２及び第４のゲートバルブ６３，６６を介して共通
の試料搬出室６８に接続されている。試料搬出室６８内
には、搬送機構６８ａと事後加熱機構６８ｂと回収用の
試料ストッカー６８ｃが配置され、さらに、排気機構６
８ｄが接続されている。
【０１２１】なお、図２６，図２７において図１４と同
じ符号は同じ要素を示している。図２６、図１７に示し
た装置の試料搬入室６７内において、供給用の試料スト
ッカー６７ｃ内の試料ｗ、例えば半導体ウェハ１は、搬
送機構６７ａによって事前加熱機構６８ｂ上に置かれて
所定条件で加熱された後に、搬送機構６７ａによって第
１又は第３のゲートバルブ６２，６４を通して第１又は
第２の加熱溶融チャンバ６１，６４内の加熱台１１ａ上
に載置される。また、第１又は第２の加熱溶融チャンバ
６１，６４内で処理を終えた半導体ウェハ１は、第２又
は第４のゲートバルブ６３，６５を通して試料搬出室６
８内の搬送機構６８ａによって事後加熱機構６８ｂ上に
置かれて所定条件で加熱された後に、回収用の試料スト
ッカー６８ｃに収納される。
じ符号は同じ要素を示している。図２６、図１７に示し
た装置の試料搬入室６７内において、供給用の試料スト
ッカー６７ｃ内の試料ｗ、例えば半導体ウェハ１は、搬
送機構６７ａによって事前加熱機構６８ｂ上に置かれて
所定条件で加熱された後に、搬送機構６７ａによって第
１又は第３のゲートバルブ６２，６４を通して第１又は
第２の加熱溶融チャンバ６１，６４内の加熱台１１ａ上
に載置される。また、第１又は第２の加熱溶融チャンバ
６１，６４内で処理を終えた半導体ウェハ１は、第２又
は第４のゲートバルブ６３，６５を通して試料搬出室６
８内の搬送機構６８ａによって事後加熱機構６８ｂ上に
置かれて所定条件で加熱された後に、回収用の試料スト
ッカー６８ｃに収納される。
【０１２２】したがって、複数の加熱溶融チャンバ６
１，６４の搬入側に試料搬入機構を設け、搬出側に試料
搬出機構を設けているので、試料の出し入れが同時にで
きたり試料ストッカー６７ｃの交換サイクルが短くなる
等、処理時間が短縮される。なお、第９〜第１２実施形
態においては、半田の加熱溶融の際に蟻酸を使用した
が、その他のカルボン酸を用いてもよい。
１，６４の搬入側に試料搬入機構を設け、搬出側に試料
搬出機構を設けているので、試料の出し入れが同時にで
きたり試料ストッカー６７ｃの交換サイクルが短くなる
等、処理時間が短縮される。なお、第９〜第１２実施形
態においては、半田の加熱溶融の際に蟻酸を使用した
が、その他のカルボン酸を用いてもよい。
【０１２３】また、上記した各実施形態における半田材
料として、錫４０ at.％以下の鉛錫半田、錫を８０ at.
％以上含み鉛を含まない半田、インジウムを４０ at.％
以上含む半田、鉛又はスズを含む半田、鉛スズ半田、ス
ズ銀含有半田、等がある。 （付記１）半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する
工程と、カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に前
記半導体装置及び前記半田層を配置する工程と、前記雰
囲気中で前記半田層を加熱溶融する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 （付記２）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記蟻酸は、
前記半田層を加熱溶融する前に前記半田層上に供給され
る特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。 （付記３）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田層を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の範
囲の第１の温度で前記半田を所定時間保持することを特
徴とする付記１又は付記２に記載の半導体装置の製造方
法。 （付記４）半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する
工程と、減圧された雰囲気中で蟻酸を含む混合溶液を前
記半田層上に塗布する工程と、前記半田層を加熱溶融す
る工程と、半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第１の温
度で前記半田層を所定時間保持する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 （付記５）前記蟻酸は、蟻酸を含む混合溶液を前記雰囲
気に導入することによって前記半田層上に供給されるこ
とを特徴とする付記２、付記４に記載の半導体装置の製
造方法。 （付記６）前記混合溶液は、不活性ガスと混合されて前
記雰囲気に導入されることを特徴とする付記５に記載の
半導体装置の製造方法。 （付記７）前記第１の温度で前記半田層を保持する際に
は、前記雰囲気中の圧力を１５００Ｐａ以下に設定する
ことを特徴とする付記３、付記４のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法。 （付記８）前記第１の温度で前記半田層を保持する際に
は、前記雰囲気は排気されていることを特徴とする付記
３、付記４、付記７のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。 （付記９）前記雰囲気には、還元剤としてカルボン酸の
みが導入されることを特徴とする付記１に記載の半導体
装置の製造方法。 （付記１０）前記カルボン酸は、カルボン酸を溶解した
溶液を気化して得られるか、カルボン酸を含む混合液を
気化して得られることを特徴とする付記１に記載の半導
体装置の製造方法。 （付記１１）前記混合液には、沸点１５０℃以下の有機
溶媒、又は水を用いることを特徴とする付記１０に記載
の半導体装置の製造方法。 （付記１２）前記半田バンプの組成は、錫４０％以下の
鉛錫半田、錫を８０％以上含んで且つ鉛を含まない半
田、インジウムを４０％以上含む半田のいずれかである
ことを特徴とする付記１〜付記１１のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法。 （付記１３）前記半田バンプを加熱溶融する前処理とし
て、前記カルボン酸を含むガス又は前記カルボン酸を含
む混合溶液を前記雰囲気中に導入することを特徴とする
付記１に記載の半導体装置の製造方法。 （付記１４）電子部品から露出した半田を被着物の上に
載せる工程と、カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気
中に前記電子部品及び前記被着物を配置して前記半田と
前記被着物を加熱して接合する工程とを有することを特
徴とする電子部品の実装方法。 （付記１５）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融する前に前記半田上に前記蟻酸が供給されるこ
とを特徴とする付記１４に記載の電子部品の実装方法。 （付記１６）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第
１の温度で前記半田を所定時間保持することを特徴とす
る付記１４又は付記１５に記載の電子部品の実装方法。 （付記１７）前記蟻酸は、蟻酸を含む混合溶液を前記雰
囲気に導入することによって前記半田上に供給されるこ
とを特徴とする付記２１、付記２３に記載の電子部品の
実装方法。なお、前記第１の温度で前記半田層を保持す
る際には、前記雰囲気は排気されていることを特徴とす
る付記１６に記載の電子部品の実装方法であってもよ
い。 （付記１８）前記被着物は、セラミック基板、プリント
基板、又は耐熱温度２００℃以上の絶縁層のいずれかの
上に表出された金属膜であることを特徴とする付記１４
に記載の電子部品の実装方法。 （付記１９）前記雰囲気は、還元性ガスとしてカルボン
酸のみを導入することを特徴とする付記１４に記載の電
子部品の実装方法。 （付記２０）前記半田バンプを加熱溶融する前処理とし
て、前記カルボン酸を含むガス又は前記カルボン酸を含
む混合溶液を前記雰囲気中に導入することを特徴とする
付記１４に記載の電子部品の実装方法。 （付記２１）半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、前記チャンバ内に取り付けられて前
記半田を加熱するためのヒータと、前記チャンバ内を減
圧するための排気手段と、前記チャンバ内にカルボン酸
を供給するカルボン酸供給手段とを有することを特徴と
する加熱溶融処理装置。 （付記２２）半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、前記チャンバ内に取り付けられて前
記半田を加熱するためのヒータと、前記チャンバ内を減
圧するための排気手段と、前記チャンバ内に前記加熱対
象装置を挿入する前にカルボン酸又はカルボン酸含有溶
液を前記半田に塗布する塗布手段とを有することを特徴
とする加熱溶融処理装置。 （付記２３）前記塗布手段は、ミスト状に噴霧された前
記カルボン酸又は前記カルボン酸含有溶液を含む領域を
通過させる手段であることを特徴とする付記２２に記載
の加熱溶融処理装置。 （付記２４）前記カルボン酸は蟻酸であって、前記排気
手段の吸気又は排気側には蟻酸を回収する回収機構が設
けられ又は取り付けられていることを特徴とする付記２
１又は付記２２に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２５）前記回収機構は、前記チャンバから排気さ
れたガスを溶液中に通す構造を有していることを特徴と
する付記２４記載の加熱溶融処理装置。 （付記２６）前記溶液は水又はアルコールであることを
特徴とする付記２５に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２７）前記カルボン酸は蟻酸であって、前記排気
手段の吸気又は排気側には蟻酸を分解する分解機構が設
けられ又は取り付けられていることを特徴とする付記２
１又は付記２２に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２８）前記分解機構は、前記チャンバから排気さ
れるガスを２００℃以上に加熱する構造を有しているこ
とを特徴とする付記２５に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２９）前記カルボン酸供給手段は、前記チャンバ
に接続され且つ前記カルボン酸に対して耐食性を有する
管を有していることを特徴とする付記２１に記載の加熱
溶融処理装置。 （付記３０）前記カルボン酸供給手段は、前記カルボン
酸を放出する管を有するとともに、該管の先端の近傍に
は前記カルボン酸の気化を助長する加熱手段が設けられ
ていることを特徴とする付記２１に記載の加熱溶融処理
装置。 （付記３１）前記加熱手段は５０〜１１０℃の範囲で加
熱温度が設定されることを特徴とする付記３０に記載の
加熱溶融処理装置。 （付記３２）前記カルボン酸供給手段は、カルボン酸溶
液を気化させる構造、又は、カルボン酸溶液と不活性ガ
スを混合させる構造のいずれかを有することを特徴とす
る付記２１に記載の加熱溶融処理装置。 （付記３３）前記チャンバには別のチャンバが隣接さ
れ、それらのチャンバには前記加熱溶融対象装置を搬送
する搬送機構が設けられていることを特徴とする付記２
１に記載の加熱溶融処理装置。 （付記３４）前記別のチャンバには予備加熱機構が設け
られていることを特徴とする付記２１に記載の加熱溶融
処理装置。
料として、錫４０ at.％以下の鉛錫半田、錫を８０ at.
％以上含み鉛を含まない半田、インジウムを４０ at.％
以上含む半田、鉛又はスズを含む半田、鉛スズ半田、ス
ズ銀含有半田、等がある。 （付記１）半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する
工程と、カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に前
記半導体装置及び前記半田層を配置する工程と、前記雰
囲気中で前記半田層を加熱溶融する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 （付記２）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記蟻酸は、
前記半田層を加熱溶融する前に前記半田層上に供給され
る特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。 （付記３）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田層を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の範
囲の第１の温度で前記半田を所定時間保持することを特
徴とする付記１又は付記２に記載の半導体装置の製造方
法。 （付記４）半導体装置の金属膜の上に半田層を形成する
工程と、減圧された雰囲気中で蟻酸を含む混合溶液を前
記半田層上に塗布する工程と、前記半田層を加熱溶融す
る工程と、半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第１の温
度で前記半田層を所定時間保持する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 （付記５）前記蟻酸は、蟻酸を含む混合溶液を前記雰囲
気に導入することによって前記半田層上に供給されるこ
とを特徴とする付記２、付記４に記載の半導体装置の製
造方法。 （付記６）前記混合溶液は、不活性ガスと混合されて前
記雰囲気に導入されることを特徴とする付記５に記載の
半導体装置の製造方法。 （付記７）前記第１の温度で前記半田層を保持する際に
は、前記雰囲気中の圧力を１５００Ｐａ以下に設定する
ことを特徴とする付記３、付記４のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法。 （付記８）前記第１の温度で前記半田層を保持する際に
は、前記雰囲気は排気されていることを特徴とする付記
３、付記４、付記７のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。 （付記９）前記雰囲気には、還元剤としてカルボン酸の
みが導入されることを特徴とする付記１に記載の半導体
装置の製造方法。 （付記１０）前記カルボン酸は、カルボン酸を溶解した
溶液を気化して得られるか、カルボン酸を含む混合液を
気化して得られることを特徴とする付記１に記載の半導
体装置の製造方法。 （付記１１）前記混合液には、沸点１５０℃以下の有機
溶媒、又は水を用いることを特徴とする付記１０に記載
の半導体装置の製造方法。 （付記１２）前記半田バンプの組成は、錫４０％以下の
鉛錫半田、錫を８０％以上含んで且つ鉛を含まない半
田、インジウムを４０％以上含む半田のいずれかである
ことを特徴とする付記１〜付記１１のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法。 （付記１３）前記半田バンプを加熱溶融する前処理とし
て、前記カルボン酸を含むガス又は前記カルボン酸を含
む混合溶液を前記雰囲気中に導入することを特徴とする
付記１に記載の半導体装置の製造方法。 （付記１４）電子部品から露出した半田を被着物の上に
載せる工程と、カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気
中に前記電子部品及び前記被着物を配置して前記半田と
前記被着物を加熱して接合する工程とを有することを特
徴とする電子部品の実装方法。 （付記１５）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融する前に前記半田上に前記蟻酸が供給されるこ
とを特徴とする付記１４に記載の電子部品の実装方法。 （付記１６）前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第
１の温度で前記半田を所定時間保持することを特徴とす
る付記１４又は付記１５に記載の電子部品の実装方法。 （付記１７）前記蟻酸は、蟻酸を含む混合溶液を前記雰
囲気に導入することによって前記半田上に供給されるこ
とを特徴とする付記２１、付記２３に記載の電子部品の
実装方法。なお、前記第１の温度で前記半田層を保持す
る際には、前記雰囲気は排気されていることを特徴とす
る付記１６に記載の電子部品の実装方法であってもよ
い。 （付記１８）前記被着物は、セラミック基板、プリント
基板、又は耐熱温度２００℃以上の絶縁層のいずれかの
上に表出された金属膜であることを特徴とする付記１４
に記載の電子部品の実装方法。 （付記１９）前記雰囲気は、還元性ガスとしてカルボン
酸のみを導入することを特徴とする付記１４に記載の電
子部品の実装方法。 （付記２０）前記半田バンプを加熱溶融する前処理とし
て、前記カルボン酸を含むガス又は前記カルボン酸を含
む混合溶液を前記雰囲気中に導入することを特徴とする
付記１４に記載の電子部品の実装方法。 （付記２１）半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、前記チャンバ内に取り付けられて前
記半田を加熱するためのヒータと、前記チャンバ内を減
圧するための排気手段と、前記チャンバ内にカルボン酸
を供給するカルボン酸供給手段とを有することを特徴と
する加熱溶融処理装置。 （付記２２）半田が露出している加熱対象装置を入れる
ためのチャンバと、前記チャンバ内に取り付けられて前
記半田を加熱するためのヒータと、前記チャンバ内を減
圧するための排気手段と、前記チャンバ内に前記加熱対
象装置を挿入する前にカルボン酸又はカルボン酸含有溶
液を前記半田に塗布する塗布手段とを有することを特徴
とする加熱溶融処理装置。 （付記２３）前記塗布手段は、ミスト状に噴霧された前
記カルボン酸又は前記カルボン酸含有溶液を含む領域を
通過させる手段であることを特徴とする付記２２に記載
の加熱溶融処理装置。 （付記２４）前記カルボン酸は蟻酸であって、前記排気
手段の吸気又は排気側には蟻酸を回収する回収機構が設
けられ又は取り付けられていることを特徴とする付記２
１又は付記２２に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２５）前記回収機構は、前記チャンバから排気さ
れたガスを溶液中に通す構造を有していることを特徴と
する付記２４記載の加熱溶融処理装置。 （付記２６）前記溶液は水又はアルコールであることを
特徴とする付記２５に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２７）前記カルボン酸は蟻酸であって、前記排気
手段の吸気又は排気側には蟻酸を分解する分解機構が設
けられ又は取り付けられていることを特徴とする付記２
１又は付記２２に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２８）前記分解機構は、前記チャンバから排気さ
れるガスを２００℃以上に加熱する構造を有しているこ
とを特徴とする付記２５に記載の加熱溶融処理装置。 （付記２９）前記カルボン酸供給手段は、前記チャンバ
に接続され且つ前記カルボン酸に対して耐食性を有する
管を有していることを特徴とする付記２１に記載の加熱
溶融処理装置。 （付記３０）前記カルボン酸供給手段は、前記カルボン
酸を放出する管を有するとともに、該管の先端の近傍に
は前記カルボン酸の気化を助長する加熱手段が設けられ
ていることを特徴とする付記２１に記載の加熱溶融処理
装置。 （付記３１）前記加熱手段は５０〜１１０℃の範囲で加
熱温度が設定されることを特徴とする付記３０に記載の
加熱溶融処理装置。 （付記３２）前記カルボン酸供給手段は、カルボン酸溶
液を気化させる構造、又は、カルボン酸溶液と不活性ガ
スを混合させる構造のいずれかを有することを特徴とす
る付記２１に記載の加熱溶融処理装置。 （付記３３）前記チャンバには別のチャンバが隣接さ
れ、それらのチャンバには前記加熱溶融対象装置を搬送
する搬送機構が設けられていることを特徴とする付記２
１に記載の加熱溶融処理装置。 （付記３４）前記別のチャンバには予備加熱機構が設け
られていることを特徴とする付記２１に記載の加熱溶融
処理装置。
【０１２４】なお、付記２１に記載の加熱溶融装置にお
いては、(1) 前記排気手段は、蟻酸に対して耐腐食性を
有する排気ポンプであり、または、(2) 前記ヒータによ
って加熱溶融した後、前記加熱対象装置を１分以内に前
記半田の融点以下に冷却する冷却機構をさらに有するも
のであり、または、(3) 前記カルボン酸供給手段は、カ
ルボン酸ガス供給機構、又はカルボン酸混合溶液供給機
構であってもよく、(4) または、前記チャンバには、冷
却機構、真空ゲージ、圧力調整機構の少なくとも１つを
有してもよく、また、(5) 前記カルボン酸ガス供給機
構、又はカルボン酸混合溶液供給機構には、流量調整機
構が取り付けられていてもよい。
いては、(1) 前記排気手段は、蟻酸に対して耐腐食性を
有する排気ポンプであり、または、(2) 前記ヒータによ
って加熱溶融した後、前記加熱対象装置を１分以内に前
記半田の融点以下に冷却する冷却機構をさらに有するも
のであり、または、(3) 前記カルボン酸供給手段は、カ
ルボン酸ガス供給機構、又はカルボン酸混合溶液供給機
構であってもよく、(4) または、前記チャンバには、冷
却機構、真空ゲージ、圧力調整機構の少なくとも１つを
有してもよく、また、(5) 前記カルボン酸ガス供給機
構、又はカルボン酸混合溶液供給機構には、流量調整機
構が取り付けられていてもよい。
【０１２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被着
物の上に半田バンプを形成する工程や、電子部品の半田
を被着物に実装する工程において、カルボン酸を含む減
圧雰囲気内で半田を加熱溶融するようにしたので、被着
物の表面の酸化膜が除去され、残渣が残らず、バンプ表
面形状を良好にし、或いは半田接合部分の形状を良好に
することができる。しかも、半田バンプや半田接合部分
内でのボイドの発生を抑制できる。さらにも、被着物を
脆化するような現象も発生せず、被着物の剥離を防止で
きる。
物の上に半田バンプを形成する工程や、電子部品の半田
を被着物に実装する工程において、カルボン酸を含む減
圧雰囲気内で半田を加熱溶融するようにしたので、被着
物の表面の酸化膜が除去され、残渣が残らず、バンプ表
面形状を良好にし、或いは半田接合部分の形状を良好に
することができる。しかも、半田バンプや半田接合部分
内でのボイドの発生を抑制できる。さらにも、被着物を
脆化するような現象も発生せず、被着物の剥離を防止で
きる。
【０１２６】そのような処理を行うための加熱溶融処理
装置によれば、加熱溶融チャンバの排気側にカルボン酸
回収機構、カルボン酸分解機構を取り付けているので、
カルボン酸、例えば蟻酸が空気中に飛散することを防止
できる。また、カルボン酸をチャンバに放出する部分に
カルボン酸を加熱する加熱機構を設けているので、カル
ボン酸が半田の表面に液滴状態になることを抑制して半
田加熱溶融後に半田表面にカルボン酸が残りにくくな
り、半田の再酸化が防止される。
装置によれば、加熱溶融チャンバの排気側にカルボン酸
回収機構、カルボン酸分解機構を取り付けているので、
カルボン酸、例えば蟻酸が空気中に飛散することを防止
できる。また、カルボン酸をチャンバに放出する部分に
カルボン酸を加熱する加熱機構を設けているので、カル
ボン酸が半田の表面に液滴状態になることを抑制して半
田加熱溶融後に半田表面にカルボン酸が残りにくくな
り、半田の再酸化が防止される。
【図１】本発明に使用されるカルボン酸の温度と蒸気圧
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体装置における半田バ
ンプの形成工程を示す断面図である。
ンプの形成工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態の半導体装置における他の半
田バンプを示す断面図である。
田バンプを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図５】本発明の第３実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図６】本発明の第４実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図７】本発明の第５実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図８】本発明の第６実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図９】本発明の第７実施形態の半導体装置の半田バン
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
プ加熱溶融に使用される加熱溶融処理装置の構成図であ
る。
【図１０】本発明の第８実施形態の電子部品モジュール
実装に使用される加熱溶融処理装置の一例を示す構成図
である。
実装に使用される加熱溶融処理装置の一例を示す構成図
である。
【図１１】本発明の第８実施形態の電子部品モジュール
実装を示す断面図である。
実装を示す断面図である。
【図１２】本発明の第９実施形態の半田加熱溶融工程を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１０実施形態の半田加熱溶融工程
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１１実施形態の半田加熱溶融に使
用される加熱溶融処理装置の第１例を示す構成図であ
る。
用される加熱溶融処理装置の第１例を示す構成図であ
る。
【図１５】本発明の第１１実施形態の加熱溶融処理装置
の蟻酸ガス又は蟻酸溶液の加熱機構を示す側面図であ
る。
の蟻酸ガス又は蟻酸溶液の加熱機構を示す側面図であ
る。
【図１６】本発明の第１１実施形態の加熱溶融処理装置
の蟻酸回収機構を示す構成図である。
の蟻酸回収機構を示す構成図である。
【図１７】本発明の第１１実施形態の加熱溶融処理装置
の排気ポンプに使用されるスクリューの構造を示す側面
図である。
の排気ポンプに使用されるスクリューの構造を示す側面
図である。
【図１８】本発明の第１１実施形態の半田加熱溶融に使
用される加熱溶融処理装置の第２例を示す構成図であ
る。
用される加熱溶融処理装置の第２例を示す構成図であ
る。
【図１９】本発明の第１１実施形態の加熱溶融処理装置
に使用される蟻酸回収機構を示す断面図である。
に使用される蟻酸回収機構を示す断面図である。
【図２０】本発明の第１１実施形態の半田加熱溶融に使
用される加熱溶融処理装置の第３例を示す構成図であ
る。
用される加熱溶融処理装置の第３例を示す構成図であ
る。
【図２１】本発明の第１１実施形態の半田加熱溶融に使
用される加熱溶融処理装置の第４例を示す構成図であ
る。
用される加熱溶融処理装置の第４例を示す構成図であ
る。
【図２２】本発明の第１１実施形態の半田加熱溶融に使
用される加熱溶融処理装置の第５例を示す構成図であ
る。
用される加熱溶融処理装置の第５例を示す構成図であ
る。
【図２３】本発明の第１１実施形態の加熱溶融処理装置
に使用される蟻酸供給室の構成図である。
に使用される蟻酸供給室の構成図である。
【図２４】本発明の第１２実施形態の加熱溶融処理装置
の第１例を示す上面図である。
の第１例を示す上面図である。
【図２５】本発明の第１２実施形態の加熱溶融処理装置
の第１例を示す側面図である。
の第１例を示す側面図である。
【図２６】本発明の第１２実施形態の加熱溶融処理装置
の第２例を示す上面図である。
の第２例を示す上面図である。
【図２７】本発明の第１２実施形態の加熱溶融処理装置
の第２例を示す側面図である。
の第２例を示す側面図である。
１…半導体基板（半導体ウェハ）、２…絶縁膜、３…電
極パッド、４…カバー膜、５…下地金属膜（被着物）、
６…半田バンプ、１０…半導体装置搬送室、１１…加熱
溶融チャンバ、１１ａ…加熱台、１１ｂ…ガス導入管、
１１ｃ…ガス供給源、１１ｄ…ガス導入機構、１１ｅ…
ガス供給源、１１ｆ…排気口、１１ｇ…排気装置、１１
ｈ…冷却器、１２…ゲートバルブ、１３…真空ゲージ、
１４ａ…溶液気化装置、１４ｂ…ガス圧力調整部、１４
ｃ…ガス流量調整バルブ、１５…圧力調整機構、１６ａ
…液糟、１６ｂ…液流量調整バルブ、１６ｃ…溶液／ミ
スト導入管、１６ｄ…不活性ガス供給源、１６ｅ…不活
性ガス導入管、１６ｆ…混合部、１７…赤外線ランプヒ
ータ、１８ａ…ガス導入管、１８ｂ…ガス供給機構、１
８ｃ…マスフローコントローラ、１９ａ，１９ｂ…ヒー
タ、２１，２２，２７…ゲートバルブ、２３，２４…予
備排気室、２５…ゲートバルブ、２６…搬入室、２８…
搬出室、３０…排気装置、３１…搬送機構、３２、３３
…予備加熱機構、３４…蟻酸供給室、４０…電子部品モ
ジュール、４１…半田バンプ、４２…配線基板、４３…
配線、５０…排気装置、５０ａ，５０ｃ，５０ｇ…排気
管、５０ｂ…排気ポンプ、５０ｄ…蟻酸回収機構、５１
…蟻酸分解機構、５２…試料ストッカー、５３，５７，
５８…ゲートバルブ、５４…試料搬送室、５４ａ…搬送
機構、５４ｂ…事前／事後加熱機構、５５，５６…加熱
溶融チャンバ、６１，６５…加熱溶融チャンバ、６２，
６３，６５，６６…ゲートバルブ、６７…試料搬入室、
６７ａ…搬送機構、６７ｂ…事前加熱機構、６７ｃ…試
料ストッカー、６８…試料搬出室、６８ａ…搬送機構、
６８ｂ…事後加熱機構、６８ｃ…試料ストッカー。
極パッド、４…カバー膜、５…下地金属膜（被着物）、
６…半田バンプ、１０…半導体装置搬送室、１１…加熱
溶融チャンバ、１１ａ…加熱台、１１ｂ…ガス導入管、
１１ｃ…ガス供給源、１１ｄ…ガス導入機構、１１ｅ…
ガス供給源、１１ｆ…排気口、１１ｇ…排気装置、１１
ｈ…冷却器、１２…ゲートバルブ、１３…真空ゲージ、
１４ａ…溶液気化装置、１４ｂ…ガス圧力調整部、１４
ｃ…ガス流量調整バルブ、１５…圧力調整機構、１６ａ
…液糟、１６ｂ…液流量調整バルブ、１６ｃ…溶液／ミ
スト導入管、１６ｄ…不活性ガス供給源、１６ｅ…不活
性ガス導入管、１６ｆ…混合部、１７…赤外線ランプヒ
ータ、１８ａ…ガス導入管、１８ｂ…ガス供給機構、１
８ｃ…マスフローコントローラ、１９ａ，１９ｂ…ヒー
タ、２１，２２，２７…ゲートバルブ、２３，２４…予
備排気室、２５…ゲートバルブ、２６…搬入室、２８…
搬出室、３０…排気装置、３１…搬送機構、３２、３３
…予備加熱機構、３４…蟻酸供給室、４０…電子部品モ
ジュール、４１…半田バンプ、４２…配線基板、４３…
配線、５０…排気装置、５０ａ，５０ｃ，５０ｇ…排気
管、５０ｂ…排気ポンプ、５０ｄ…蟻酸回収機構、５１
…蟻酸分解機構、５２…試料ストッカー、５３，５７，
５８…ゲートバルブ、５４…試料搬送室、５４ａ…搬送
機構、５４ｂ…事前／事後加熱機構、５５，５６…加熱
溶融チャンバ、６１，６５…加熱溶融チャンバ、６２，
６３，６５，６６…ゲートバルブ、６７…試料搬入室、
６７ａ…搬送機構、６７ｂ…事前加熱機構、６７ｃ…試
料ストッカー、６８…試料搬出室、６８ａ…搬送機構、
６８ｂ…事後加熱機構、６８ｃ…試料ストッカー。
フロントページの続き (72)発明者 谷口 文彦 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 兒玉 邦雄 福島県会津若松市門田町工業団地４番地 株式会社富士通東北エレクトロニクス内 (72)発明者 渡辺 英二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 水越 正孝 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】半導体装置の金属膜の上に半田層を形成す
る工程と、 カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に前記半導体
装置及び前記半田層を配置する工程と、 前記雰囲気中で前記半田層を加熱溶融する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記カルボン酸は蟻酸であり、前記蟻酸
は、前記半田層を加熱溶融する前に前記半田層上に供給
される特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田層
を加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の
範囲の第１の温度で前記半田を所定時間保持することを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】半導体装置の金属膜の上に半田層を形成す
る工程と、 減圧された雰囲気中で蟻酸を含む混合溶液を前記半田層
上に塗布する工程と、 前記半田層を加熱溶融する工程と、 半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第１の温度で前記半
田層を所定時間保持する工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記第１の温度で前記半田層を保持する際
には、前記雰囲気中の圧力を１５００Ｐａ以下に設定す
ることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項６】前記第１の温度で前記半田層を保持する際
には、前記雰囲気は排気されていることを特徴とする請
求項３〜請求項５のいずれかに記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項７】電子部品から露出した半田を被着物の上に
載せる工程と、 カルボン酸を含み且つ減圧された雰囲気中に前記電子部
品及び前記被着物を配置して前記半田と前記被着物を加
熱して接合する工程とを有することを特徴とする電子部
品の実装方法。 - 【請求項８】前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融する前に前記半田上に前記蟻酸が供給されるこ
とを特徴とする請求項７に記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項９】前記カルボン酸は蟻酸であり、前記半田を
加熱溶融した後に半田融点未満で且つ蟻酸沸点以上の第
１の温度で前記半田を所定時間保持することを特徴とす
る請求項７又は請求項８に記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１０】前記蟻酸は、蟻酸を含む混合液を前記雰
囲気に導入することによって前記半田上に供給されるこ
とを特徴とする請求項８に記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１１】前記第１の温度で前記半田層を保持する
際には、前記雰囲気は排気されていることを特徴とする
請求項９又は請求項１０に記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１２】前記被着物は、セラミック基板、プリン
ト基板、又は耐熱温度２００℃以上の絶縁層のいずれか
の上に表出された金属膜であることを特徴とする請求項
７に記載の電子部品の実装方法。
Priority Applications (6)
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