凸起形成裝置和方法

專利名稱：凸起形成裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種凸起(bump)形成裝置和方法，是關于例如、具有對于在半導體單晶片及半導體芯片的電極上形成凸起的凸起形成完成元件、實現改善上述電極和上述凸起之間接合強度的凸起強度改善裝置的凸起形成裝置，和由該凸起形成裝置執行的凸起形成方法。更詳細地說，本發明是關于、在半導體基板的電極部分形成凸起時、能夠使上述電極部分和上述凸起之間的接合狀態與以往技術比較更穩定的凸起形成裝置，由該凸起形成裝置執行的凸起形成方法、記錄可以執行該凸起形成方法的程序的記錄媒體以及形成凸起的凸起形成完成的半導體基板。
背景技術：
近年來，例如伴隨著像便攜式電話那樣安裝電子元件的機器非常小型化的趨勢，上述電子元件也在小型化。由此存在不將在半導體單晶片上形成的各個電路形成部分從上述半導體單晶片上切開，而在上述半導體單晶片上的各自的上述電路形成部分的電極部分上形成凸起的凸起形成裝置。在這樣的凸起形成裝置中，設有從存放凸起形成前的半導體單晶片的第1存放容器中取出上述凸起形成前的單晶片的搬入裝置，和存放形成上述凸起的凸起形成后的單晶片的第2存放容器，和載置上述凸起形成前單晶片、并為使上述電極部分和凸起之間的接合而將上述半導體單晶片加熱到通常的150℃左右的接合臺，和將上述凸起形成后的單晶片存放到上述第2存放容器中的搬出裝置，和從上述搬入裝置向上述接合臺以及從上述接合臺向上述搬出裝置進行上述單晶片的裝載移動的裝載移動裝置。
另外，例如，在形成使用于上述移便攜式電話等的SAW(SurfaceAcoustic Wave)濾波器的壓電基板以及形成所謂微小凸起的半導體基板上，在上述壓電基板及上述微小凸起形成半導體基板上的各電極部分和凸起之間的接合有時不完全。即，如圖45所示，上述SAW濾波器10，具有在壓電基板上分別成對地形成由梳子齒狀構成的輸入側電路12和輸出側電路13、并由輸入側電路12產生的振動傳遞到輸出側電路13、根據傳遞振動的輸出從輸出側電路13輸出的功能。通過這樣的動作，SAW濾波器10僅使特定的信號通過。作為具有這樣的SAW濾波器10構造和功能的原因，是在梳子齒狀的上述輸入側電路12和輸出側電路13的電路形成部分和在這些電路12、13的電極部分上的膜厚約為200，例如與在由Si構成的通常的半導體基板上形成的電極部分的膜厚約為5000～7000左右相比是較薄的。由此，由于由形成上述電極部分的金屬材料的粒子、例如鋁粒子構成的層很薄，所以可以考慮在凸起和電極部分之間的接合有不完全的情況。
另外，如圖46所示，在上述微小凸起形成半導體基板14上，在電極部分15形成的凸起16的臺座部分16a的直徑16b約為40～48μm，對于通常情形的上述臺座直徑約為80μm，凸起16本身的大小比通常情形要小。由此凸起16和電極部分15之間的接合面積小、接合不完全的情況就較多。
另外，作為支持電子機器近年來的小型化的方法之一，例如，有使從半導體單晶片切分開的半導體芯片的電極、和電路基板上的電極部相對向，而不使用導線連接的方法。由于采用該方法，一邊加熱上述半導體單晶片和上述半導體芯片，一邊如圖63所示，在上述半導體單晶片或上述半導體芯片的電極51上形成由金等構成的凸起52。
另外，伴隨上述小型化，上述半導體芯片本身也在微型化，上述半導體芯片的耐熱溫度處于下降傾向。從而要求在凸起形成時降低上述加熱溫度。
本發明為解決上述的問題點，其目的在于提供一種與以往相比能夠提高在電極部分形成的凸起和電極之間的接合強度的凸起形成裝置和凸起形成方法，更具體的是以下述內容為目的。
即，本發明的第1目的是提供一種達到電極部分和凸起的接合狀態的穩定、與以往相比可以提高接合強度的凸起形成裝置，由該凸起形成裝置執行的凸起形成方法，記憶可以執行該凸起形成方法的程序的計算機可讀取的記錄媒體，和形成凸起的凸起形成完成半導體基板。
進而另外，本發明的第2目的是提供一種即使實現在凸起形成時上述加熱溫度的下降也不降低在上述半導體元件的電極上形成的凸起和上述電極之間的接合強度、與以往相比能夠提高上述半導體元件的質量的、改善凸起強度的裝置及方法，以及凸起形成裝置。

發明內容
本發明為了達到上述第1個目的，如以下的構成。
根據本發明之1的凸起形成裝置，具有對當在半導體基板上的電極部分上形成凸起時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板、向上述電極部分形成上述凸起的凸起形成頭；包括在向上述電極部分上的凸起形成前、對于上述半導體基板實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制的預熱裝置。
也可以是，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度(TB)以下的形成前接合促進用溫度(T1)、加熱上述半導體基板。
也可以是，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而以形成前接合促進用時間(t1)、把上述半導體基板維持在上述形成前接合促進用溫度，并在經過上述形成前接合促進用時間后，設定在上述凸起接合溫度。
也可以是，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而，根據上述電極部分和上述凸起的材質，設定上述形成前接合促進用溫度和上述形成前接合促進用時間。
也可以是，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而根據上述電極部分的厚度和上述凸起的臺座部分的直徑，設定上述形成前接合促進用溫度和上述形成前接合促進用時間。
能夠把上述形成前接合促進用溫度，設定為在上述凸起接合用溫度上增加30～60℃的溫度。
能夠把上述形成前接合促進用時間設定為10分鐘～30分鐘。
也可以是，還包括在向上述電極部分的上述凸起形成后，對上述半導體基板執行促進凸起形成后的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成后接合促進用溫度控制的后加熱裝置。
也可以是，上述后加熱裝置的上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度(T3)、加熱上述半導體基板。
也可以是，上述后加熱裝置的上述形成后接合促進用溫度控制，進而以形成后接合促進用時間(t3)、把上述半導體基板維持在上述形成后接合促進用溫度，并在經過上述形成后接合促進用時間后進行降溫。
也可以是，還具有使由上述預熱裝置對上述形成前接合促進用溫度控制和由上述后加熱裝置對形成后接合促進用溫度控制相互關聯，控制上述預熱裝置和上述后加熱裝置的控制裝置。
另外，根據本發明之2的凸起形成方法，對當在半導體基板上的電極部分上形成凸起時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板，向上述電極部分形成上述凸起；在向上述電極部分的凸起形成前，對上述半導體基板實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制。
在上述凸起形成方法中，也可以是，上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度(TB)以下的形成前接合促進用溫度(T1)、加熱上述半導體基板，進而，以形成前接合促進用時間(t1)、把上述半導體基板維持在上述形成前接合促進用溫度，并在經過上述形成前接合促進用時間后，設定在上述凸起接合溫度。
在上述凸起形成方法中，也可以是，進而，在向上述電極部分的上述凸起形成后，對上述半導體基板實行促進凸起形成后的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成后接合促進用溫度控制。
在上述凸起形成方法中，也可以是，上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度(T3)、加熱上述半導體基板，進而，以形成后接合促進用時間(t3)、把上述半導體基板維持在上述形成后接合促進用溫度，并在經過上述形成后接合促進用時間后進行降溫。
在上述凸起形成方法中，也可以是，對上述形成前接合促進用溫度控制和上述形成后接合促進用溫度控制相互關聯地進行控制。
根據本發明之3的記錄媒體，是計算機可讀取的記錄媒體，記錄有執行對于當在半導體基板上的電極部分上形成凸起時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板、向上述電極部分形成上述凸起的凸起形成方法的程序；記錄有對向上述電極部分的凸起形成前的上述半導體基板、實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制的處理。
另外，本發明之4的半導體基板，由上述本發明之1的凸起形成裝置形成凸起。
另外，上述半導體基板，對于在電極部分上形成的凸起和上述電極部分之間的接合強度，上述凸起具有在該凸起的臺座部分斷裂的強度。
另外，上述半導體基板，在電極部分上形成的凸起的臺座部分的直徑為大約90μm的上述凸起，其每個凸起可承受大約680～800mN的斷裂力。
根據上述本發明之1的凸起形成裝置、和本發明之2的凸起形成方法，具有預熱裝置，在向電極部分的凸起形成前，對半導體基板實行形成前接合促進用溫度控制。為此，在凸起形成前，能夠使電極部分的金屬粒子變為適當的狀態，現象上，與以前比較，能夠達到電極部分和凸起之間的接合狀態的改善。從而，使電極部分和凸起之間的接合強度，不在電極部分和凸起之間的接合界面部分的斷裂，能夠提高在凸起的臺座部分抗斷裂的程度。
上述形成前接合促進用溫度控制，具體的是，把電極部分加熱到形成前接合促進用溫度，進而以由該形成前接合促進用溫度、維持形成前接合促進用時間。通過這樣的構造，能夠達到在電極部分的金屬結晶的適當化，能夠得到凸起的完全的接合狀態。另外，對這些形成前接合促進用溫度和形成前接合促進用時間，通過根據電極部分和凸起的材質及尺寸的設定，對應于各種的凸起能夠得到最適當的接合狀態。
作為上述形成前接合促進用溫度的一例，以在凸起接合用溫度上加30～60℃的溫度，能夠達到提高凸起形成動作的生產節奏。另外，作為這時的形成前接合促進用時間，10分鐘～30分鐘是理想的。
除了上述預熱裝置，還具有后加熱裝置，可以在向電極部分的凸起形成后，對半導體基板實行形成后接合促進用溫度控制。通過實行形成后接合促進用溫度控制，與僅執行預熱動作時比較能夠進一步提高在電極部分形成的凸起和電極部分之間的接合強度。
另外，也能夠設置控制裝置。通過設置該控制裝置，能夠進行使上述形成前接合促進用溫度控制和上述形成后接合促進用溫度控制相互關聯地控制，根據半導體基板的種類和尺寸、電極部分的材質、厚度和尺寸、凸起的材質和尺寸等，為了在電極部分更容易接合并更加提高凸起和電極部分之間的接合強度，可以進行細微的形成前接合促進用溫度控制和上述形成后接合促進用溫度控制。
另外，根據上述本發明之3的記錄媒體，通過記錄上述至少執行上述形成前接合促進用溫度控制的程序，能夠對多個凸起形成裝置容易執行上述形成前接合促進用溫度控制。
另外，根據上述本發明之4的半導體基板，由于由至少具備執行上述形成前接合促進用溫度控制的預熱裝置的凸起形成裝置、在電極部分形成凸起，所以能夠提供凸起和電極部分之間的接合強度與以往比較提高了的半導體基板。因此，即使對這樣的半導體基板作倒裝片安裝時，在凸起和電極部分之間的接合界面部分，凸起也不與電極部分脫離，能夠提高倒裝片安裝的可靠性。
另外，本發明為了達到上述第2個目的，為以下的構成。
本發明之5的凸起強度改善裝置，具有對在半導體元件的電極上形成凸起的凸起形成完成元件、比較凸起形成時的上述電極和上述凸起之間的接合強度，以可達到該接合強度改善的接合強度改善條件、進行加熱的加熱裝置，和對上述加熱裝置進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制的控制裝置。
上述接合強度改善條件，是以為得到所希望的上述接合強度的加熱時間和該加熱溫度為變量的條件，上述控制裝置，具有對于上述半導體元件的材質、上述半導體元件的大小、上述電極的材質、上述電極的大小、上述凸起的材質和上述凸起的大小的至少一個、由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息、構成的上述接合強度改善條件，并根據該接合強度改善條件能夠進行上述加熱裝置的加熱控制。
也可以是，上述控制裝置所具有的上述接合強度改善條件，是對于上述半導體元件的材質和大小、上述電極的材質和大小以及上述凸起的材質和大小的至少一組、或對于各組的組合，為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息。
上述半導體元件，也可以是從半導體單晶片切分開的芯片元件。
上述加熱裝置，具有分別載置至少一個上述芯片元件的多個加熱處理部。
上述控制裝置，能夠分別獨立于上述加熱處理部，并根據各加熱處理部所具有的各個上述芯片元件的凸起形成后經過時間進行溫度管理。
能夠把上述加熱裝置設置于，在上述半導體元件上形成凸起的接合臺、或者用于把在上述凸起形成完成元件上的凸起高度對齊的凸起水準測量臺、或者收放上述凸起形成完成元件的凸起形成完成元件收放部中的任意一處。
能夠在上述半導體元件為半導體單晶片時，上述控制裝置，根據在上述半導體單晶片上形成大致所有的凸起所需要的凸起形成時間(TE-TS)，求出上述接合強度改善條件，并由所求出的接合強度改善條件進行上述加熱裝置的加熱控制。
能夠在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、超過上述凸起形成時間時，上述接合強度改善條件，是根據所獲得的上述接合強度的目標值(P0)的第1加熱時間(TB)的對上述半導體單晶片的加熱。
能夠在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、在上述凸起形成時間以下時，上述接合強度改善條件，是根據從上述凸起形成時間減去上述加熱適當時間的第2加熱時間(TA)的對上述半導體單晶片的加熱。
上述加熱裝置，具有載置上述半導體單晶片、并對應于在上述半導體單晶片的凸起形成順序的多個加熱處理部，上述控制裝置，分別獨立于上述加熱處理部，并根據對應于各加熱處理部的上述半導體單晶片的凸起形成后經過時間能夠進行溫度管理。
本發明之6的凸起形成裝置，具有上述本發明之5的凸起強度改善裝置，和載置并加熱半導體元件，在上述半導體元件的電極上形成凸起的凸起形成部。
在上述凸起強度改善裝置所具有的控制裝置，進而，在于上述凸起形成部的凸起形成時，以對上述半導體元件不帶來損傷的非損傷溫度進行上述凸起形成部的溫度控制，在凸起形成后，對上述加熱裝置能夠根據超過上述非損傷溫度的溫度由接合強度改善條件進行加熱控制。
本發明之7的凸起強度改善方法，搬入在半導體元件的電極上形成凸起的凸起形成完成元件，對上述凸起形成完成元件，比較凸起形成時的上述電極和上述凸起之間的接合強度，根據達到該接合強度的改善的接合強度改善條件而進行加熱控制。
上述接合強度改善條件，是以為得到所希望的上述接合強度的加熱時間和該加熱溫度為變量的條件，是對于上述半導體元件的材質、上述半導體元件的大小、上述電極的材質、上述電極的大小、上述凸起的材質和上述凸起的大小的至少一個，由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息而構成的條件，并根據該關聯信息進行上述加熱控制。
上述接合強度改善條件，是對于上述半導體元件的材質和大小、上述電極的材質和大小以及上述凸起的材質和大小的至少一組、或對于各組的組合，由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息構成的條件，并根據該關聯信息進行上述加熱控制。
在上述凸起形成完成元件的搬入之前，在上述半導體元件的上述電極上形成上述凸起，在該凸起形成時，以對上述半導體元件不帶來損傷的非損傷溫度、對形成上述凸起的凸起形成部進行溫度控制，在上述凸起形成后，根據以超過上述非損傷溫度的溫度的上述接合強度改善條件進行加熱控制。
根據大致所有的凸起形成所需要的凸起形成時間(TE-TS)，求出上述接合強度改善條件，并由求出的接合強度改善條件進行上述加熱控制。
在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、超過上述凸起形成時間時，上述接合強度改善條件，是根據所獲得的上述接合強度的目標值(P0)的第1加熱時間(TB)的加熱。
在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、為上述凸起形成時間以下時，上述接合強度改善條件，是根據從上述凸起形成時間減去上述加熱適當時間的第2加熱時間(YA)的加熱。
根據上述本發明之5的凸起強度改善裝置、本發明之6的凸起強度改善方法以及本發明之7的凸起形成裝置，具有加熱裝置和控制裝置，在凸起形成后，以達到上述接合強度的改善的接合強度改善條件、進行半導體元件的加熱。為此，在凸起形成時，在上述半導體元件上的各凸起的接合強度、即使在該半導體元件上是不均勻的，但通過進行由上述接合強度改善條件的加熱，能夠大致均勻化。因此，與以往上述半導體元件的質量比較能夠提高質量。另外，在確保弱耐熱元件的接合強度方面也是有益的。
上述接合強度改善條件，是以加熱時間和加熱溫度為變量的條件，例如根據半導體元件的材質和大小等是可以變化的。由此，例如對于以在把凸起形成時的凸起形成用溫度設定為比較高的溫度時、在材質上、物理上發生損傷的半導體元件，將上述凸起形成用溫度設定在比較低的溫度，通過在上述接合強度改善條件中也以比較低的溫度跨過長時間加熱上述半導體元件，大致均勻化上述接合強度，與以往上述半導體元件的質量比較能夠提高質量。
另外，在上述加熱裝置，通過可以載置多個的半導體元件，能夠并行處理根據上述接合強度改善條件的加熱和其他動作，能夠達到提高生產節奏。
另外，作為處理對象的上述半導體元件在為半導體單晶片時，與為半導體芯片的情形比較，由于從凸起形成開始到結束的時間長，所以根據從上述凸起形成開始到結束的時間、和通過凸起形成后的加熱可得到接合強度的改善的加熱適當時間之間的關系，能夠確定上述接合改善條件。這樣如上所述，通過確定上述接合改善條件，使上述半導體單晶片上的所有凸起的上述接合強度大致均勻化，與以往凸起形成完成的半導體單晶體的質量比較能夠提高質量。


本發明的這些和其他目的特征，可以從有關添加附圖的理想實施例的以下記述中明了。在這些附圖中，圖1是表示本發明的第1實施例的凸起形成裝置的全體構成的立體圖。
圖2是表示圖1中所示的凸起形成裝置的主要部分的詳細結構的立體圖。
圖3是表示圖1中所示的凸起接合裝置的結構圖。
圖4是表示在圖1和圖2所示的預熱裝置、后加熱裝置、和接合臺中，對與電荷發生半導體基板的接觸面施以鍍銀狀態的圖。
圖5是表示在圖1和圖2所示的搬入裝置詳細構成的立體圖。
圖6是為說明圖17所示的步驟8的動作的圖，表示將由搬出側裝載移動裝置固定的凸起形成后的單晶片、配置在搬出裝置的上方的狀態的圖。
圖7是表示圖1和圖2所示的定向平面對合裝置詳細構成的立體圖。
圖8是表示圖1和圖2所示的裝載移動裝置詳細構成的立體圖。
圖9是表示圖1和圖2所示的搬入側裝載移動裝置和搬出側裝載移動裝置的變形例圖。
圖10是表示圖8所示的單晶片固定部的除電用接觸部件的詳細構成圖。
圖11是預熱裝置和后加熱裝置的立體圖。
圖12是圖11所示的預熱裝置和后加熱裝置的動作說明圖。
圖13是圖11所示的預熱裝置和后加熱裝置的動作說明圖。
圖14是圖11所示的預熱裝置和后加熱裝置的鋁板和加熱器板框的立體圖。
圖15是表示在凸起形成處近旁部分的表面，在執行形成前接合促進用溫度控制之前的狀態的金屬粒子圖。
圖16是表示在凸起形成處近旁部分的表面，在執行形成前接合促進用溫度控制之后的狀態的金屬粒子的圖。
圖17是表示圖1所示的凸起形成裝置的動作的流程圖。
圖18是說明圖17所示的步驟2動作的圖，是表示由搬入裝置使單晶片上升的狀態的圖。
圖19是說明圖17所示的步驟2動作的圖，是表示由搬入側裝載移動裝置固定單晶片前的狀態的圖。
圖20是說明圖17所示的步驟2動作的圖，是表示由搬入側裝載移動裝置固定單晶片后的狀態的圖。
圖21是說明圖17所示的步驟2動作的圖，是表示由搬入側裝載移動裝置固定單晶片的狀態的圖。
圖22是在于圖1所示的凸起形成裝置上具有的預熱裝置的預熱動作的流程圖。
圖23是說明從圖17所示的步驟5的預熱裝置向凸起接合裝置的裝載移動動作的流程圖，是表示分離輻射式加熱器框和鋁板時的動作的流程圖。
圖24是說明圖17所示的步驟3的動作的圖，是表示向預熱裝置的上方輸送凸起形成前單晶片的狀態的圖。
圖25是在圖26所示的III部分的放大圖。
圖26是表示由圖1所示的凸起形成裝置執行的、在形成前接合促進用溫度控制和形成后接合促進用溫度控制的半導體基板的溫度變化曲線圖。
圖27是說明圖17所示的步驟3的動作的圖，是表示將凸起形成前單晶片向鋁板上放置的狀態的圖。
圖28是說明圖17所示的步驟3的動作的圖，是表示解除由單晶片固定部的凸起形成前單晶片的固定的狀態的圖。
圖29是說明圖17所示的步驟3的動作的圖，是表示使放置凸起形成前單晶片的鋁板下降的狀態的圖。
圖30是說明在電極部分形成的凸起的剪切力的測定方法的圖。
圖31是表示由圖1所示的凸起形成裝置執行的、在形成前接合促進用溫度控制和形成后接合促進用溫度控制中的半導體基板的溫度變化的圖，是表示圖26的變形例的圖。
圖32是說明圖17所示的步驟5的、向凸起接合臺裝載移動凸起形成前單晶片的裝載移動動作的流程圖。
圖33是說明在圖17所示的步驟5的動作的圖，是表示將凸起形成前單晶片配置在接合臺的上方的狀態的圖。
圖34是說明圖17所示的步驟5的動作的圖，是表示由接合臺固定單晶片之前的狀態的圖。
圖35是說明圖17所示的步驟5的動作的圖，是表示由接合臺固定單晶片并且搬入側裝載移動裝置解除單晶片的固定的狀態的圖。
圖36是說明圖17所示的步驟5的動作的圖，是表示由接合臺固定單晶片的狀態的圖。
圖37是在圖1所示的凸起形成裝置中具有的后加熱裝置的后加熱動作的流程圖。
圖38是說明在上述后加熱動作中，在形成后接合促進用溫度和該溫度的保持時間之間的相互關系的圖。
圖39是在圖26所示的IV部分的放大圖。
圖40是說明圖17所示的步驟8的動作的圖，是表示使搬出裝置的固定部接觸凸起形成后單晶片的狀態的圖。
圖41是說明圖17所示的步驟8的動作的圖，是表示解除由搬出側裝載移動裝置的單晶片的固定后的狀態的圖。
圖42是說明圖17所示的步驟8的動作的圖，是表示將在搬出裝置的固定部固定的凸起形成后單晶片、載置在固定臺之前的狀態的圖。
圖43是說明圖17所示的步驟8的動作的圖，是表示將上述凸起形成后單晶片載置在固定臺上的狀態的圖。
圖44是表示在從圖1所示的搬出側裝載移動裝置向搬出裝置裝載移動凸起形成后單晶片時、由離子發生裝置使離子作用于單晶片的狀態的圖。
圖45是表示SAW濾波器構造的立體圖。
圖46是表示在電極部分形成凸起的狀態的圖。
圖47是本發明的第2實施例的凸起形成裝置的立體圖。
圖48是放大了圖47所示的半導體芯片輸送裝置的立體圖。
圖49是圖47所示的接合臺的放大立體圖。
圖50是圖47所示的凸起形成部的放大立體圖。
圖51是圖47所示的水準測量裝置的放大立體圖。
圖52是凸起和電極之間的接合強度、與加熱時間的關系按各加熱溫度表示的曲線圖。
圖53是表示凸起形成用溫度和凸起的接合強度之間關系的曲線圖。
圖54是表示上述接合強度與加熱時間和加熱溫度之間關系的曲線圖。
圖55是圖47所示的水準測量裝置的變形例的立體圖。
圖56是圖47所示的完成品存放裝置的變形例的立體圖。
圖57是圖47所示的凸起形成裝置的變形例，是設置加熱臺時的配置圖。
圖58是表示圖47所示的凸起形成裝置的變形例，使加熱臺分隔為多個劃區，可以設定每個劃區的溫度控制的上述加熱臺的圖。
圖59是表示處理對象為半導體單晶片時的凸起形成順序圖。
圖60是說明在處理對象為半導體單晶片時、求出接合強度改善條件方法的一例的曲線圖，是表示接合強度和凸起形成后加熱時間之間關系的曲線圖。
圖61是表示參照圖60的上述接合強度改善條件的求出方法的流程圖。
圖62是圖47所示的凸起形成裝置的變形例，是在處理對象為半導體單晶片時，把加熱臺分隔為多個劃區，可以設定每個劃區的溫度控制的上述加熱臺的圖。
圖63是表示在電極上形成的凸起的形狀的圖。
具體實施例方式
(第1實施例)下面，參照圖1對本發明的第1實施例進行詳細地說明。
對于作為本發明的凸起形成裝置、由該凸起形成裝置執行的凸起形成方法、記錄執行該凸起形成方法的程序的計算機可讀取記錄媒體和由上述凸起形成裝置形成凸起的半導體基板，參照附圖在下面進行說明。另外，在各附圖中，有關相同構成部分賦予相同的符號。
另外，圖1和圖2所示的本實施例的凸起形成裝置101，適合于處理形成上述SAW濾波器的單晶片狀的壓電基板(以下記為“壓電基板單晶片”)，在以下說明中，如圖46所示，以在于上述壓電基板單晶片上形成的電路部分的電極部分15上、采用形成凸起16時為例子進行說明。另外，在該壓電基板單晶片上形成的電極部分15以鋁為主要成分，其厚度15a約為2000左右。另外，在這樣的電極部分15形成的凸起16由金構成，上述臺座部分16a的直徑約為90～120μm。
然而，本實施例，處理對象不限定于這樣的壓電基板單晶片。即、把與在電極部分和該電極部分上形成的凸起的接合狀態為不穩定且與通常值比較接合強度弱的基板作為處理對象。具體地如上所述，例如上述電極部分的厚度15a約為2000左右、與通常的厚度比較具有薄的電極部分15的半導體單晶片和半導體芯片、以及形成有上述所謂微小凸起的半導體單晶片和半導體芯片等成為上述處理對象。另外，作為上述薄的電極部分15，是指尺寸約為2500以下、例如所謂具有1800～2200左右的厚度的電極部分。另外，作為上述微小凸起，是指尺寸在臺座部分16a上約為50μm以下，例如所謂具有40～48μm左右大小的凸起。
另外，構成上述半導體單晶片和半導體芯片的基材部分的材質，在形成上述SAW濾波器時的LiTaO3及LiNbO3等的化合物半導體以外，是水晶及Si等，沒有特別的限定。
另外，上述凸起形成裝置101，具有層狀地存放凸起形成前的壓電基板單晶片201的第1存放容器205，和層狀地存放凸起形成后的壓電基板單晶片202的第2存放容器206雙方，是所謂雙托盤型，但不并限定于此，也可以構成為將上述凸起形成前的壓電基板單晶片201和凸起形成后的壓電基板單晶片202存放到一個存放容器中的所謂單托盤型。
上述凸起形成裝置101，大致區分有，一個接合臺110、一個凸起形成頭120、輸送裝置130、在搬入側和搬出側分別設置的裝載移動裝置140、和對上述存放容器205、206分別設置的使各個存放容器205、206升降的升降裝置150、和預熱裝置160、和后加熱裝置170以及控制裝置180。另外，在本實施例的凸起形成裝置101中，如以下詳細說明，在向上述電極部分凸起形成前，因由上述預熱裝置160進行基板的溫度控制是其特征之一，所以最基本的構成部分是形成凸起的上述凸起形成頭120和上述預熱裝置160。
以下，對上述各構成部分進行說明。
上述接合臺110，載置上述凸起形成前的壓電基板單晶片(以下簡單地記為“凸起形成前單晶片”)201，同時把凸起形成前單晶片201設定為、作為既是于該凸起形成前單晶片201上形成的電路中的電極部分15上形成凸起16時、該凸起形成前單晶片201的溫度、又是對凸起形成是必要的溫度的凸起接合用溫度。另外，作為與上述凸起形成必要的凸起接合用溫度，是為了使上述電極部分15和凸起16以設計上的強度接合而必需的溫度，是根據形成凸起16的單晶片及基板的材質以及上述設計上的強度而設定的溫度，在本實施例中約為150℃。
在接合臺110中，在載置凸起形成前單晶片201的單晶片載置臺111上，如圖3所示，開設有為吸附凸起形成前單晶片201和為噴出氣體的出入孔113，在該出入孔113中，連接著由控制裝置180控制動作的吸引裝置114和作為氣體供給裝置功能一例的送氣裝置115。另外，在本實施例中，上述氣體是空氣。另外，在接觸加熱器112側的加熱位置和裝載移動上述凸起形成前單晶片201等的半導體基板的裝載移動位置之間，可以由升降裝置升降接合臺110的單晶片載置臺111。另外，在與單晶片載置臺111上的凸起形成前單晶片201的接觸面上，施以如圖4所示的鍍金屬，在本實施例中使施以鍍銀261。通過施以鍍銀，能夠使在單晶片載置臺111和凸起形成前單晶片201之間的熱傳導率好，另外，凸起形成前單晶片201的除電效果也變高。
上述凸起形成頭120，是在載置在上述接合臺110上并維持上述凸起接合用溫度的凸起形成前單晶片201的上述電極部分15上、形成凸起16的公知的裝置，如圖1所示，除了具有供給作為凸起16的材料的金線的線供給部121以外，還有熔融上述金線并形成球、將該熔融球按壓在上述電極部分15上的凸起制作部和在上述按壓時對凸起16作用超聲波的超聲波發生部等。另外，這樣構成的凸起形成頭120，被設置在例如具有滾珠絲杠結構并可在平面上相互垂直相交的X、Y方向移動的X、Y臺122上，由上述X、Y臺122向上述X、Y方向移動，以便在被固定的上述凸起形成前單晶片201的各上述電極部分15上形成凸起16。
在該上述凸起形成裝置101上，作為上述輸送裝置130，被設置為兩種。其中之一的搬入裝置131是從上述第1存放容器205取出上述凸起形成前單晶片201的裝置，另外一個搬出裝置132，是將凸起形成后的壓電基板單晶片(以下簡單地記為“凸起形成后單晶片”)202輸送存放到上述第2存放容器206的裝置。如圖5所示，在搬入裝置131上，配置有由吸附動作固定凸起形成前單晶片201的固定臺1311、和使該固定臺1311沿X方向移動的搬入裝置用移動裝置1312。在搬入裝置用移動裝置1312中含有的驅動部1313，與控制裝置180連接進行動作控制。由此，通過上述驅動部1313動作，固定臺1311沿X方向移動，搬入裝置131從第1存放容器205中取出上述凸起形成前單晶片201。
搬出裝置132也有與搬入裝置131同樣的構造，由于動作同樣所以省略說明。總之搬出裝置132，如圖6所示，具有在本實施例中通過吸附動作對凸起形成后單晶片202固定的固定臺1321、使該固定臺1321沿X方向移動并向第2存放容器206存放上述凸起形成后單晶片202的搬出裝置用移動裝置1322、吸附凸起形成后單晶片202的背面202b并固定凸起形成后單晶片202的固定部1323和向在固定在配置于上述固定臺1321的下方的固定臺1321上的凸起形成后單晶片202的厚度方向移動固定部1323的驅動部1324。上述搬出裝置用移動裝置1322和驅動部1324，由控制裝置180進行動作控制。
另外，在搬入裝置131的設置處，設置有將從第1存放容器205由搬入裝置131取出的凸起形成前單晶片201的定向平面按規定方向配置、定向平面對合裝置133。在該定向平面對合裝置133上，如圖7所示，配置有由驅動部1332驅動向Y方向移動并夾持凸起形成前單晶片201的夾持板1331、可以向凸起形成前單晶片201的厚度方向移動并且也可以固定凸起形成前單晶片201且為了對被固定的凸起形成前單晶片201的定向平面的方向進行配置而可以在凸起形成前單晶片201的圓周方向旋轉的固定部1333、該固定部1333的驅動部1334。上述驅動部1332、1334由控制裝置180進行動作控制。
裝載移動裝置140，在該凸起形成裝置101中，具有搬入側裝載移動裝置141和搬出側裝載移動裝置142。搬入側裝載移動裝置141，夾持被固定在上述搬入裝置131的固定臺1311上的上述凸起形成前單晶片201，并進行向預熱裝置160的輸送和從預熱裝置160向接合臺110的輸送。另外，搬出側裝載移動裝置142，夾持被固定在接合臺110上的上述凸起形成后單晶片202，并進行向后加熱裝置170的輸送和從后加熱裝置170向上述搬出裝置132的固定臺1321的輸送。
這樣的搬入側裝載移動裝置141，如圖2所示，具有夾持凸起形成前單晶片201并且除去凸起形成前單晶片201的表面和內面的帶電的單晶片固定部1411，和用于上述夾持動作而驅動單晶片固定部1411的、在本實施例中具有氣缸的驅動部1412，和使這些單晶片固定部1411和驅動部1412整體向X方向移動的、在本實施例中由滾珠絲杠結構構成的移動裝置1413。上述驅動部1412和移動裝置1413，與控制裝置180連接并被控制動作。
搬出側裝載移動裝置142也與上述搬入側裝載移動裝置141同樣，具有單晶片固定部1421、驅動部1422和移動裝置1423，驅動部1422和移動裝置1423由控制裝置180控制動作。
下面，對上述單晶片固定部1411、1421進行說明。單晶片固定部1411，如圖8所示，是將上述驅動部1412向X方向可移動的第1固定部件1414和第2固定部件1415，與被它們夾在中間而配置的除電用部件1416相互平行地排列布置而成。這些第1固定部件1414、第2固定部件1415和除電用部件1416，都是由鐵或其他導電材料制成。單晶片固定部1421也與單晶片固定部1411同樣，是將第1固定部件1424和第2固定部件1425、與被它們夾在中間而配置的除電用部件1426相互平行地排列布置而成。這些第1固定部件1424、第2固定部件1425和除電用部件1426，都是由鐵或其他導電材料制成。另外，單晶片固定部1411、1421由于為相同構造，以下作為代表以單晶片固定部1411為例進行說明。
在第1固定部件1414和第2固定部件1415上，分別設置2個由鐵及導電樹脂材料制作的、如圖所示的用于固定凸起形成前單晶片201的L字形的固定爪1417。另外，把第1固定部件1414和第2固定部件1415以及固定爪1417由鐵或其他導電材料制成，是由于使固定的凸起形成前單晶片201的背面201b的帶電可以接地的原因。
另外，最好在第1固定部件1414和第2固定部件1415以及固定爪1417的外面的整個面上，如圖9所示由絕緣材料施以涂覆。
在除電用部件1416上，為了與由該單晶片固定部1411固定的凸起形成前單晶片201的表面201a的周邊部分201c接觸，在本實施例中在沿著單晶片201的直徑方向的2個地方向單晶片201的厚度方向突出設置了除電用接觸部件14161。除電用接觸部件14161，如圖10所示，由相對于除電用部件14161可以滑動地貫通安裝著的彈簧14162，沿除電用接觸部件14161的軸方向施以彈簧力。另外，在除電用接觸部件14161的單晶片接觸端部，設置有作為緩沖材料的導電樹脂14163。
這樣的除電用接觸部件14161，以上述導電樹脂14163接觸凸起形成前單晶片201的表面201a的方式，使該表面201a的帶電接地。另外，在由固定爪1417固定的凸起形成前單晶片201之前的狀態下，除電用接觸部件14161，在凸起形成前單晶片201的厚度方向，與固定爪1417同水平或超過固定爪1417而突出。根據該構成，當該單晶片固定部1411要固定凸起形成前單晶片201時，固定爪1417在接觸凸起形成前單晶片201之前，除電用部件14161可以與凸起形成前單晶片201的表面201a接觸。由此，首先，能夠進行上述表面201a的除電。另外，在除電用部件14161上也能夠采用直接連接地線的結構。
上述預熱裝置160，是在本實施例的凸起形成裝置101中執行作為特征的動作之一的裝置。即，預熱裝置160，是在對凸起形成前單晶片201的電極部分15形成凸起16之前，對于凸起形成前單晶片201，執行促進在凸起形成時的上述電極部分15和凸起16之間的接合的形成前接合促進用溫度控制的裝置，大致包括，加熱凸起形成前單晶片201的前加熱部、對該前加熱部進行上述形成前接合促進用溫度控制的控制部。另外，在本實施例中，上述控制部相當于控制裝置180。
上述前加熱部，為以下構成。
如圖11～圖13所示，在具有作為熱源的輻射式加熱器161的輻射式加熱器框162上載置有作為熱擴散部件的在本實施例中6mm厚的鋁板163。在鋁板163的單晶片載置面163a上，如圖4所示施于鍍金屬，在本實施例中施于鍍銀261。通過施加鍍銀，使鋁板163和凸起形成前單晶片201之間的熱傳導率好，另外，也提高了凸起形成前單晶片201的除電效果。由輻射式加熱器161的升溫，邊參照從測定鋁板163的溫度的、例如像熱電偶那樣的溫度傳感器166發出的溫度信息、邊由控制裝置180進行控制。另外，上述熱擴散部件163的材質，并不限定于上述的鋁，也可以是用熱傳導率良好的材質并且與凸起形成前單晶片201不發生化學反應的材質，例如是硬鋁。等在本實施例中，上述搬入側裝載移動裝置141和搬出側裝載移動裝置142不設置使單晶片固定部1411和單晶片固定部1421向它們固定的凸起形成前單晶片201和凸起形成后單晶片202的厚度方向移動的機構。由此，預熱裝置160，具有為了把凸起形成前單晶片201載置在上述鋁板163上而將具有輻射式加熱器161的輻射式加熱器框162和鋁板163向上述厚度方向、在如圖12所示下降位置167和如圖13所示上升位置168之間升降的升降機構。該升降機構，具有作為用于向上述厚度方向做升降動作的驅動源的氣缸1601，和由該氣缸1601升降的T字型支撐部件1602，和豎立設置在該支撐部件1602上的輻射式加熱器框162和支撐鋁板163的2根支撐桿1603。另外，上述氣缸1601，用由控制裝置180進行動作控制的氣缸驅動裝置1604使其動作。另外，在本實施例中，如后所述的通過由氣缸1601驅動的升降動作，輻射式加熱器框162和鋁板163分離開來促進鋁板163的冷卻，上述氣缸驅動裝置1604和上述氣缸1601具有作為分離裝置的功能。
在本實施例中，如圖所示支撐桿1603穿過輻射式加熱器框162，其前端部插入到鋁板163中。在支撐桿1603穿通狀態下，輻射式加熱器框162可以沿支撐桿1603的軸方向滑動，在支撐桿1603的前端部鋁板163被固定在支撐桿1603上。進而，輻射式加熱器框162由作為頂靠機構一例的彈簧1605向鋁板163按壓。由此，通過氣缸1601的動作，如圖12所示，從下降位置167、輻射式加熱器框162和鋁板163一體地升降，但上升時，輻射式加熱器框162與設置于接觸位置的擋塊1606接觸后，如圖13所示，由于擋塊1606使輻射式加熱器框162的上升停止，所以僅鋁板163上升，而使輻射式加熱器框162和鋁板163分離。并且鋁板163一直上升到上升位置。在本實施例中，在分離完成時的輻射式加熱器框162和鋁板163之間的間隙，約為2～4mm。在該分離后下降時，從上述上升位置168到設置上述擋塊1606的上述接觸位置僅鋁板163下降，從上述接觸位置、輻射式加熱器框162和鋁板163一體地一直下降到上述下降位置167。
在后面詳述的預熱后，每載置下一個新的凸起形成前單晶片201，必須將鋁板163的溫度下降到約40℃，但如上所述，通過使輻射式加熱器框162和鋁板163可以分離的構造，與以往比較能夠提高鋁板163的冷卻速度，并能夠達到縮短生產節奏。另外，在批量生產前進行的試驗階段時，對于同種類的單晶片僅進行1、2張晶片的凸起形成時，通過采用上述分離結構，由于實現了提高上述冷卻速度，所以對提高生產節奏也特別有效。
而且，在鋁板163的溫度下降的時刻，可以使輻射式加熱器框162和鋁板163合體，由于輻射式加熱器框162沒有必要下降到40℃，所以與以往比較輻射式加熱器框162中的溫度差小。因此，能夠降低輻射式加熱器161負荷，與以往比較能夠延長輻射式加熱器161的壽命。
進而，如上所述，在本實施例中，輻射式加熱器框162和鋁板163為可以分離的構造，但作為簡易型，也可以不分離輻射式加熱器框162和鋁板163，而總是以一體升降。
另外，如上所述，由于由2根支撐桿1603支撐輻射式加熱器框162和鋁板163，所以從輻射式加熱器框162發出的熱就難于向支撐部件1602及氣缸1601等傳導。由此，從輻射式加熱器框162發出的熱，幾乎都能夠傳導到鋁板163上，所以使在鋁板163上的溫度分布大致是均勻的，能夠均勻加熱凸起形成前單晶片201的整體。另外，即使連續運轉，支撐部件1602等也不帶熱。
在鋁板163的單晶片載置面163a上，形成有用于在放置凸起形成前單晶片201的時、設置在上述單晶片固定部1411上的固定爪1417進入的避讓槽1607和空氣出入孔1608。空氣出入孔1608，如圖14所示，連通于鋁板163內形成的送氣吸引用通路1609，在后面的動作說明中要敘述，是在輸送凸起形成前單晶片201時、在分離凸起形成前單晶片201和單晶片載置面163a、或除去凸起形成前單晶片201的內面的帶電時的噴出空氣的孔，或者雖然在本實施例中基本不使用，但是也是在把凸起形成前單晶片201吸引固定在單晶片載置面163a上時的空氣吸引用孔。另外，上述送氣吸引用通路1609，如圖11所示，通過連接管1610連接在由控制裝置180進行動作控制的送氣吸引裝置1611上。另外，在本實施例中，作為噴出的氣體，如上所述，使用了空氣，但也可以使用其他氣體。另外，上述送氣吸引裝置1611，能夠作為通過氣體供給進行凸起形成前單晶片201的翹曲矯正動作和除電動作時的氣體供給裝置而發揮功能。
進而在鋁板163內，形成有用于冷卻鋁板163的冷介質用通路1612。在本實施例中，作為冷介質，使用的是常溫的空氣，但也可以使用其他氣體及水等。冷介質用通路1612，如圖11所示，通過連接管1614連接在由控制裝置180進行動作控制的冷卻空氣供給裝置1613上。另外，向冷介質用通路1612供給的冷卻用空氣，按照圖示的箭頭在冷介質用通路1612中流動，并通過連接管1615排出。
下面，對在有這樣的構成的預熱裝置160中，由上述控制裝置180的控制執行的上述形成前接合促進用溫度控制進行說明。
作為以往的技術點如上所述，在電極部分15的膜厚與通常的膜厚比較薄時，在上述微小的凸起的情形或電極部分15的材質特別為鋁的時候，凸起16的接合狀態不穩定，有得不到必要的接合強度的情形。其原因可考慮如下。即，在半導體基板上形成的電路部分20上的電極部分15，例如用蒸發法，使形成電極部分15的金屬、例如鋁在上述電路部分20上形成為所希望的膜厚。然而，在電極部分15形成時的上述金屬，雖然是鋁的粒子堆積的狀態，但由于其鋁粒子直徑為0.05～0.3μm左右大小，特別是，上述膜厚如上述那樣比通常的薄時，例如如上所述在為約2000(＝0.2μm)時，如上所述可以考慮起因于粒子粗的狀態的不完全性，電極部分15呈脆的狀態。另外，在向電極部分15上形成凸起16時，由于對構成凸起16的熔融狀態的金屬球一邊作超聲波振動一邊向電極部分15按壓，所以對呈脆狀態的電極部分15作用上述超聲波振動等，粗離子的金屬會產生散開等現象，結果，可以認為電極部分15和凸起16之間不能穩定的接合。特別是，在電極部分15使用鋁、膜厚22薄的時候，顯著地產生上述不穩定的接合。
這里，在本實施例中，對于形成電極部分15的上述凸起形成前單晶片201，在進行凸起16的形成前，進行由上述形成前接合促進用溫度控制的加熱。具體地在后述的該凸起形成裝置101的凸起形成動作說明中闡述，但上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至凸起形成前單晶片201的損傷防止溫度以下的形成前接合促進用溫度、加熱上述凸起形成前單晶片201的控制，進而在本實施例中，是把凸起形成前單晶片201、以形成前接合促進用時間、維持在上述形成前接合促進用溫度，經過上述形成前接合促進用時間后，把凸起形成前單晶片201設定在上述凸起接合溫度的控制。
通過執行這樣的形成前接合促進用溫度控制，在現象上，與以往相比能夠實現對電極部分15和凸起16之間接合狀態的改善。這可以考慮為，上述那樣的粒徑大的金屬粒子，例如在粒徑為2/3～1/3左右金屬粒子變化為細微化的狀態而提高了電極部分15的強度。另外，圖15是根據對在凸起形成處的附近部分的基板表面的、執行形成前接合促進用溫度控制前的狀態進行拍攝的電子顯微鏡照片而制作的圖，圖16是根據對在上述附近部分的、執行形成前接合促進用溫度控制后的狀態進行拍攝的電子顯微鏡照片而制作的圖，基本的電子顯微鏡照片兩者倍率都是10萬倍。另外，由符號21所示的是形成電極部分15的鋁粒子，圖16所示的粒子21比圖15所示的粒子21要小，可知通過形成前接合促進用溫度控制的執行，促進了鋁粒子的細微化。
下面，對上述后加熱裝置170進行說明，該后加熱裝置170也是在本實施例的凸起形成裝置101中執行特征的動作之一的裝置。即，后加熱裝置170，是在向凸起形成前單晶片201的電極部分15上形成凸起16后，對于凸起形成后單晶片202執行促進上述電極部分15和凸起16之間的接合的形成后接合促進用溫度控制的裝置，大致具有加熱凸起形成后單晶片202的后加熱部，和對該后加熱部進行上述形成后接合促進用溫度控制的控制部。另外，在本實施例中，上述控制部相當于控制裝置180。
上述后加熱部，為以下的構成。
在其構造上有與上述預熱裝置160同樣的構造，在本實施例中，是輻射式加熱器框和鋁板分離的構造。即，對應上述預熱裝置160的各構成部分，在后加熱裝置170中，也具有輻射式加熱器171、輻射式加熱器框172、鋁板173、溫度傳感器176、氣缸1701、支撐部件1702、支撐桿1703、缸驅動裝置1704、彈簧1705、擋塊1706、避讓槽1707、空氣出入孔1708、送氣吸引用通路1709、連接管1710、送氣吸引裝置1711、冷介質用通路1712、冷卻空氣供給裝置1713、連接管1714、1715。由此，在圖11～圖14中，記有在預熱裝置160和后加熱裝置170兩者中的符號。但是，為了控制凸起形成后單晶片202的溫度，輻射式加熱器171由控制裝置180進行動作控制。另外，在鋁板173的單晶片載置面173a上，與鋁板163的情形相同，如圖4所示，施以鍍金屬、在本實施例中施以鍍銀261。通過施以鍍銀，使在鋁板173和凸起形成后單晶片202之間的熱傳導率變好，另外，凸起形成后單晶片202的除電效果也變高。
下面，對在具有這樣的構成的后加熱裝置170中，由上述控制裝置180的控制執行的上述形成后接合促進用溫度控制進行說明。
詳情地在后述的該凸起形成裝置101的凸起形成動作說明中進行闡述，上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至凸起形成后單晶片202的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度、加熱上述凸起形成后單晶片202的控制，而且在本實施例中，是把凸起形成后單晶片202、以形成后接合促進用時間、維持在上述形成后接合促進用溫度上，經過上述形成后接合促進用時間后，把凸起形成后單晶片202的溫度降低至大致室溫的控制。
這樣的形成后接合促進用溫度控制，不是進行由預熱裝置160執行的形成前接合促進用溫度控制那樣的使電極部分15的金屬粒子的適當化的控制，而是促進凸起16和電極部分15之間的接合界面部分的兩材料的擴散的控制。通過進行該形成后接合促進用溫度控制，由上述的金屬擴散，可改善在電極部分15上形成的凸起16和電極部分15之間的接合狀態，使電極部分15和凸起16連接可以變得更牢固。
在本實施例中，將進行形成前接合促進用溫度控制及形成后接合促進用溫度控制的程序，存放在控制裝置180中具有的記憶裝置181中。然而不限于此，也可以從記錄了上述程序的例如CD-ROM、軟盤等的記錄媒體182通過讀取裝置183向控制裝置180供給上述程序，另外，也能夠為通過通信線供給的構成。
另外，也可以對形成前接合促進用溫度控制及形成后接合促進用溫度控制分別單獨執行，而且，例如在延長形成前接合促進用時間時，能夠縮短形成后接合促進用時間等，由上述控制裝置180，也能夠使兩控制相關聯地進行控制。
下面，上述升降裝置150，具有載置上述第1存放容器205的第1升降裝置151和載置上述第2存放容器206的第2升降裝置152。第1升降裝置151，以配置在可以通過上述搬入裝置131取出上述凸起形成前單晶片201的位置上的方式、升降上述第1存放容器205。第2升降裝置152，以能夠把由上述搬出裝置132固定的凸起形成后單晶片202存放到第2存放容器206內的規定位置的方式、升降第2存放容器206。
下面，對具有以上說明的構成的本實施例的凸起形成裝置101的動作、即凸起形成方法進行說明。上述的各構成部分，通過由控制裝置180進行動作控制，在凸起形成前單晶片201上形成凸起，然后執行凸起形成后單晶片202向第2存放容器206存放的一系列動作。另外，如上所述的控制裝置180，由預熱裝置160對凸起形成前單晶片201進行形成前接合促進用溫度控制，而且，由預熱裝置160也能夠控制可執行的對于凸起形成前單晶片201的除電用送氣動作及翹曲矯正用送氣動作。另外，如上所述控制裝置180，由后加熱裝置170對于凸起形成后單晶片202進行形成后接合促進用溫度控制，而且，由后加熱裝置170也能夠控制可執行的對于凸起形成后單晶片202的除電用送氣動作及翹曲矯正用送氣動作。
在本實施例的凸起形成裝置101中，通過從如圖17所示的步驟(在圖內用“S”表示)1到步驟10的各工序，在凸起形成前單晶片201形成凸起，并把凸起形成后單晶片202存放到第2存放容器206中。
即，在步驟1中，由第1升降裝置151升降第1存放容器205，以便把凸起形成前單晶片201配置在通過搬入裝置131能夠從第1存放容器205中取出的位置上，然后，通過搬入裝置131從第1存放容器205中取出凸起形成前單晶片201。進而，由搬入裝置131固定的凸起形成前單晶片201，由定向平面對合裝置133進行定向平面的方向配置。
定向平面的方向配置結束后，在步驟2，固定在搬入裝置131的固定臺1311上的凸起形成前單晶片201被搬入側裝載移動裝置141夾持。對該動作參照圖18～圖21進行詳細說明。
如圖18所示，在上述方向配置后，定向平面對合裝置133的固定部1333上升，從固定臺1311對凸起形成前單晶片201進行吸附固定并上升。另外，單晶片固定部1411被配置在凸起形成前單晶片201的上方，并且由驅動部1412使第1固定部件1414和第2固定部件1415沿X方向向打開的方向移動。下面，如圖19所示，固定部1333上升，由此，首先，單晶片固定部1411的除電用接觸部件14161的前端與凸起形成前單晶片201的表面201a接觸。這樣，在除電用接觸部件14161的接觸前，即使上述表面201a帶電，通過除電用接觸部件14161的接觸也可以進行除電。
下面，如圖20所示，由驅動部1412使第1固定部件1414和第2固定部件1415沿X方向向關閉的方向移動。
下面，如圖21所示，上述固定臺1311下降，凸起形成前單晶片201由單晶片固定部1411的固定爪1417固定。這時，通過由設在除電用接觸部件14161部分的彈簧14162的彈簧力，把凸起形成前單晶片201向固定爪1417按壓。另外，該按壓力，不會產生在由單晶片固定部1411的對凸起形成前單晶片201的輸送時落下等不好的情況，也不會使凸起形成前單晶片201產生變形。
另外，通過凸起形成前單晶片201的背面201b和固定爪1417接觸，在上述背面201b的電荷的一部分被接地。
在下面的步驟3中，如圖2所示，以固定凸起形成前單晶片201的狀態，單晶片固定部1411由移動裝置1413輸送并配置在預熱裝置160的上方。并且在下面的步驟4中，對于凸起形成前單晶片201，由預熱裝置160進行通過上述形成前接合促進用溫度控制的預熱動作。
另外，如圖11所示，在本實施例中，預熱裝置160為輻射式加熱器框162和鋁板163可以分離的構造。由此，鋁板163在處于常溫以上的溫度時，在凸起形成前單晶片201被輸送到預熱裝置160的上方前，即，在步驟3被執行之前，執行圖22所示的步驟510～515，并進行鋁板163的冷卻。有關這些步驟510～515，參照圖23在后面敘述。
鋁板163在預熱開始溫度、在本實施例中約冷卻到40℃的時刻，鋁板163下降到上述下降位置167。然后，在上述步驟3中，如圖24所示，以固定凸起形成前單晶片201的狀態，單晶片固定部1411由移動裝置1413輸送并配置在預熱裝置160的上方。然后開始上述步驟4。對由在步驟4的上述形成前接合促進用溫度控制的詳細動作出示在圖22的步驟401～408中。
在圖22所示的步驟401中，在為上述預熱開始溫度T0的約40℃的鋁板163的上方，通過在移動裝置1413配置凸起形成前單晶片201，對凸起形成前單晶片201由從鋁板163發出的輻射熱進行緩慢地加熱。這樣使凸起形成前單晶片201不直接與鋁板163接觸，首先通過保持在空中加熱，能夠防止對處于室溫的凸起形成前單晶片201給予熱應力，并能夠防止發生對凸起形成前單晶片201的物理損傷及形成的電路的破壞。在本實施例中，該步驟401的加熱時間是約1～3分鐘，作為室溫、約27℃的凸起形成前單晶片201，按圖25所示的升溫曲線被加熱到40℃左右。另外，上述加熱時間、和凸起形成前單晶片201的升溫溫度，不限定于上述的例的情形，例如可根據凸起形成前單晶片201的種類、材質及尺寸等、以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變。另外，上述圖25是在圖26所示的III部分的放大圖。
在下面的步驟402中，再次將鋁板163上升到上升位置168。這時，在設置在單晶片固定部1411的固定爪1417，如圖27所示，進入形成于鋁板163的上述避讓槽1607中。由此，固定在單晶片固定部1411的凸起形成前單晶片201，被放置在鋁板163上。另外，如上所述，在本實施例中，由于在搬入側裝載移動裝置141和搬出側裝載移動裝置142上設置有升降機構，所以為了進行向預熱裝置160的凸起形成前單晶片201的搬入動作和向鋁板163的載置動作，必須進行鋁板163的升降。
在下面的步驟403中，如圖28所示，打開搬入側裝載移動裝置141的第1固定部件1414和第2固定部件1415，在下面的步驟404中，如圖29所示，使鋁板163下降到上述下降位置167。
在下面的步驟405中，如圖26所示，通過向輻射式加熱器161的通電，使鋁板163升溫，以鋁板163和凸起形成前單晶片201接觸的狀態，將凸起形成前單晶片201從上述預熱開始溫度T0附近的溫度加熱到形成前接合促進用時間t1。該形成前接合促進用時間t1，是在凸起接合用溫度T2以上、作為半導體基板的一例的該凸起形成前單晶片201的損傷防止溫度TB以下的溫度。另外，作為損傷防止溫度TB，是該凸起形成前單晶片201產生物理的損傷、產生電路破壞，對該凸起形成前單晶片201帶來故障的溫度，具體的是上述凸起接合用溫度T2+約150℃左右的溫度。把上述形成前接合促進用時間t1設定在凸起接合用溫度T2以上的理由是，即使加熱至不到凸起接合用溫度T2，僅以電極部分15進行的表面氧化，也不能對使上述的電極部分15的金屬粒子細微化的適當化等抱有希望，由此則不能夠達到對凸起16的接合狀態的改善。
在本實施例中，由于上述凸起接合用溫度T2是150℃，上述損傷防止溫度TB是約300℃，所以將上述形成前接合促進用時間t1設定在約210℃。另外，直到上述形成前接合促進用時間t1的升溫梯度，在本實施例中，定為30℃/分鐘。當然，這些凸起接合用溫度T2、形成前接合促進用時間t1、和升溫梯度，并不限定于上述的值，例如，可以根據凸起形成前單晶片201的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變。
在下面的步驟406在中，在上述約210℃的形成前接合促進用時間t1中凸起形成前單晶片201大體達到的地方，把上述約210℃的形成前接合促進用時間t1維持在形成前接合促進用時間t1。通過設置這樣的保持時間，可實現使電極部分15的金屬粒子細微化的促進金屬粒子適當化。在本實施例中，把上述形成前接合促進用時間t1設定為約10分鐘。當然，該形成前接合促進用時間t1，并不限定于上述的值，例如，可以根據凸起形成前單晶片201的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變。
另外，預熱裝置160的溫度測定，如上所述由設在鋁板163上的溫度傳感器進行，但由于鋁板163和凸起形成前單晶片201接觸，另外，凸起形成前單晶片201很薄，所以鋁板163的溫度和凸起形成前單晶片201的溫度可看作為相同。
在下面的步驟407中，在經過上述形成前接合促進用時間t1的時刻，開始凸起形成前單晶片201的降溫。即，控制向輻射式加熱器161的通電，進行上述鋁板163的冷卻，從上述約210℃的形成前接合促進用時間t1到上述凸起接合用溫度T2、下降凸起形成前單晶片201的溫度。在這里，把降溫目標溫度設定為凸起接合用溫度T2的理由，是由于下面以凸起接合用溫度T2執行凸起16的形成。在本實施例中，上述降溫梯度，被設定在與上述降溫梯度相同的30℃/分鐘。當然，該降溫梯度，并不限定于上述的值，例如，可以根據凸起形成前單晶片201的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變，另外，也可以使上述升溫梯度和降溫梯度不同。但是，在凸起形成前單晶片201是可根據溫度變化而產生電荷的單晶片時，如果降溫梯度大，則對凸起形成前單晶片201產生損傷的幾率變高，由此，這時使降溫梯度比升溫梯度緩些是理想的。
在下面的步驟408在中，結束預熱動作。這時，在本實施例中，為減小鋁板163的溫度和凸起形成前單晶片201的溫度之間的差，例如在0～1分鐘之間，維持使凸起形成前單晶片201和鋁板163的接觸狀態。通過進行這樣的操作，例如即使對溫度變化敏感的凸起形成前單晶片201的情形也沒有問題，能夠向約為150℃的凸起接合用溫度T2的接合臺110裝載移動。
這樣對于凸起形成前單晶片201，通過上述形成前接合促進用溫度控制而進行預熱動作后，對凸起形成前單晶片201進行步驟5的動作。另外，對預熱裝置160，進行向上述預熱開始溫度T0的降溫動作。
通過由這樣的形成前接合促進用溫度控制進行預熱動作，如上所述，把在電極部分15上的粒徑大且粗的金屬粒子，變化為粒子的細微化的狀態而提高電極部分15的強度。由此，在形成凸起16時，能夠提高電極部分15和凸起16之間的接合強度。具體地是在進行上述預熱動作的單晶片的各電極部分15上，在以臺座部分16a的直徑為90μm左右形成金凸起16后，如圖30所示，在臺座部分16a上從電極部分15的表面離開3μm處與剪切測定用部件17接觸，測定了剪切狀態。其結果，在40個左右的電極部分15上形成的所有金凸起16、在臺座部分16a形成斷裂面而斷裂，產生了所謂金中斷裂。即，可知在電極部分15和凸起16之間的接合面部分不斷裂，與以往相比達到更牢固的接合。另外，剪切力的誤差約為200mN以下。
另外，對于不進行上述的本實施例的預熱動作的以往技術，幾乎不能形成凸起本身，即使是進行了凸起形成的，其剪切力例如也是240～500mN左右，由于剪切力低、其誤差也大，所以經不起實用。
另外，上述形成前接合促進用時間t1，是上述凸起接合用溫度T2以上的溫度，在上述實施例中，由于將凸起接合用溫度T2設定在150℃，所以對接合用溫度T2增加了約60℃而大約為210℃。由于形成前接合促進用時間t1與上述凸起接合用溫度T2有關，因此例如凸起接合用溫度T2如果為210℃，則加30～40℃是理想的，即約為240～250℃。由此，形成前接合促進用時間t1，在上述凸起接合用溫度T2上加30～60℃的值是理想的。另外，由于為了不對凸起形成前單晶片201產生損傷而與上升溫度相比有必要使降溫速度變緩，因此如果過高地設定形成前接合促進用時間t1，則降溫到凸起接合用溫度T2就需要時間。由此，考慮到生產節奏，形成前接合促進用時間t1的最佳值，是對凸起接合用溫度T2加約60℃的值。
另外，在上述實施例中，上述形成前接合促進用時間t1，為超過上述凸起接合用溫度T2的溫度，但如果忽視生產節奏，如圖31所示，也可以為與上述凸起接合用溫度T2相同的溫度。
另外，上述形成前接合促進用時間t1，在上述實施例中定為10分鐘，但有必要根據形成前接合促進用時間t1而變化，形成前接合促進用時間t1對凸起接合用溫度T2加上述30～60℃的范圍時，定為10～30分鐘是理想的。由此，在損傷防止溫度TB以下，在把形成前接合促進用時間t1設定為在凸起接合用溫度T2上加上超過60℃的溫度時，可把形成前接合促進用時間t1設定在約為1秒～10分鐘。例如，將形成前接合促進用時間t1大致設定在上述損傷防止溫度時，形成前接合促進用時間t1被設定在約1秒。這是因為，在設定超過約1秒的時間時，電極部分15的金屬結晶的反應過度，另外，萬一發生問題時變得難以對應。
另外，根據凸起形成前單晶片201的種類，通過由上述預熱動作使凸起形成前單晶片201的溫度變化，有在凸起形成前單晶片201產生電荷的情況。但是，由于凸起形成前單晶片201是載置在鋁板163上，電荷通過鋁板163可以被接入地來進行除電。
在上述的預熱動作之后，執行步驟5。在步驟5中，首先如圖23所示，由預熱裝置160向接合臺110進行凸起形成前單晶片201的裝載移動動作。
在圖23的步驟501中，通過搬入側裝載移動裝置141的驅動部1412的動作，第1固定部件1414和第2固定部件1415向打開的方向移動。在下面的步驟502中把預熱裝置160的鋁板163從下降位置167移動到上升位置168。這時在第1固定部件1414和第2固定部件1415上所具有的各固定爪1417進入鋁板163的各避讓槽1607。然后在下一步驟503中關閉第1固定部件1414和第2固定部件1415。在下一步驟504中，使送氣吸引裝置1611動作，從鋁板163的空氣出入孔1608噴出空氣，將鋁板163和凸起形成前單晶片201被分離。另外，噴出的空氣的溫度，為可極力防止已被預熱的凸起形成前單晶片201降低溫度的溫度，例如為約160℃左右。然后在這樣的送氣動作中，在步驟505中下降鋁板163，將凸起形成前單晶片201固定在具有第1固定部件1414和第2固定部件1415的單晶片固定部1411上。在下一步驟506中，停止上述送氣吸引裝置1611的動作，結束送氣動作，在步驟507中，使固定已被升溫的凸起形成前單晶片201的上述單晶片固定部1411向接合臺110的上方移動。然后如后所述，移到向接合臺110的載置動作。
另外，升溫到約150℃的預熱裝置160的鋁板163，在載置下一個凸起形成前單晶片201之前，必須再次降溫到上述預熱開始溫度T0。在這里，在圖23所示的步驟510中，使冷卻空氣供給裝置1613動作，向鋁板163內的冷介質用通路1612供給冷卻用空氣。進而在下一個步驟511和步驟512中，使預熱裝置160的氣缸1601動作，使鋁板163從上述下降位置167上升到上述上升位置168，分離開輻射式加熱器框162和鋁板163，使鋁板163的溫度冷卻到約40℃。另外，在本實施例中將鋁板163的冷卻溫度設定在上述約40℃，但并不限定于該溫度。
如上所述，通過分離輻射式加熱器框162和鋁板163，能夠高效率地冷卻鋁板163。在鋁板163的溫度冷卻到約40℃后，在步驟513中停止冷卻空氣供給裝置1613的動作，結束供給冷卻用空氣。然后在步驟514中使鋁板163下降，在步驟515中使搬入側裝載移動裝置141的單晶片固定部1411返回到輸送裝置130的上方。
下面，對從預熱裝置160向接合臺110的凸起形成前單晶片201的裝載移動動作進行說明。另外，起因于凸起形成前單晶片201的溫度和接合臺110的溫度之間的差，有由于凸起形成前單晶片201的材質而產生翹曲的情形。由此，作為該翹曲矯正用的動作，也有對載置于接合臺110上的凸起形成前單晶片201進行熱風噴射動作的情形。在下面，以進行上述熱風噴射動作的情形為例進行說明。
在如圖32所示的步驟507中，如圖33所示，固定在搬入側裝載移動裝置141的單晶片固定部1411上的凸起形成前單晶片201被搬入到接合臺110上。在下面的步驟531中，進行為向接合臺110的凸起形成前單晶片201的搬入角度的調整而旋轉接合臺110。在下面的步驟532中，如圖34所示，單晶片載置臺111向凸起形成前單晶片201的厚度方向上升并與凸起形成前單晶片201的背面201b接觸，并進一步稍微上抬單晶片201。另外，在單晶片載置臺111上升時，上述單晶片固定部1411的各固定爪1417進入到形成在單晶片載置臺111上的避讓槽116中。
在該上抬時，與凸起形成前單晶片201的表面201a接觸的除電用接觸部件14162，在反抗彈簧14162的彈簧力的同時，進行維持接觸上述表面201a的狀態地上抬。
在下面的步驟533中，如圖35所示，通過搬入側裝載移動裝置141的驅動部1412的動作，第1固定部件1414和第2固定部件1415向打開方向移動，解除由單晶片固定部1411對凸起形成前單晶片201的固定。
以該狀態，在下面的步驟534中，使送氣裝置115動作，從在單晶片載置臺111上開口的空氣出入孔113，將約160℃左右的上述翹曲矯正用熱風噴向凸起形成前單晶片201。通過該噴射動作，凸起形成前單晶片201從單晶片載置臺111上浮起約0.5mm，但在凸起形成前單晶片201的周圍，由于存在第1固定部件1414和第2固定部件1415的固定爪1417，所以上浮的凸起形成前單晶片201不從單晶片載置臺111脫落。
經過上述熱風噴射時間后，在步驟535中停止送氣裝置115的動作，結束矯正用熱風的噴射。然后在步驟536中，使吸引裝置114動作，從上述空氣出入孔113開始吸引并將凸起形成前單晶片201吸附在單晶片載置臺111上。在步驟537中，檢測所進行的上述吸附。在步驟538中，如圖36所示，單晶片載置臺111以固定凸起形成前單晶片201的狀態，下降到原來的位置。
在以上的動作中結束上述翹曲矯正動作。其后，搬入側裝載移動裝置141的單晶片固定部1411向輸送裝置130的上方移動。
在以上說明的翹曲矯正動作結束后，向載置于接合臺110上的固定凸起形成前單晶片201上的電路的電極部分15、用凸起形成頭120形成凸起16。在本實施例中，凸起形成時的凸起形成前單晶片201的溫度，如上所述設定為150℃。
上述凸起形成后，在步驟6中，由搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421上的第1固定部件1424和第2固定部件1425、固定凸起形成后單晶片202，由搬出側裝載移動裝置142的移動裝置1423的驅動、單晶片固定部1421沿X方向移動，如圖2所示，在預熱裝置170的上方配置凸起形成后單晶片202，然后，在步驟7中，執行載置于預熱裝置170上、并實行包含上述形成后接合促進用溫度控制的預熱動作。對這些更詳細的動作參照圖37在以下進行說明。
在步驟601中，把預熱裝置170的鋁板173加熱到上述凸起接合用溫度T2的上述150℃。下面，移到步驟6，將固定在單晶片固定部1421上的凸起形成后單晶片202搬入到預熱裝置170的上方。
下面，在構成步驟7的步驟701中，使上述加熱的鋁板173從下降位置167向上升位置168上升。通過該上升動作，上述凸起形成后單晶片202與鋁板173接觸載置于其上。另外，這時，在搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421上的第1固定部件1424和第2固定部件1425所具有的固定爪1417，進入到在鋁板173上形成的避讓槽1707中。然后在下面的步驟702中，打開搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421上的第1固定部件1424和第2固定部件1425，解除對凸起形成后單晶片202的固定。在下面的步驟703中，使載置上述凸起形成后單晶片202的鋁板173，從上升位置168向下降位置167下降。
在下面的步驟704中，如圖26所示，通過由向輻射式加熱器161的通電、升溫鋁板173，以鋁板173和凸起形成后單晶片202接觸的狀態，對凸起形成后單晶片202從上述凸起接合用溫度T2加熱到形成后接合促進用時間t3。該形成后接合促進用時間t3，在凸起接合用溫度T2以上，是作為半導體基板的一例的該凸起形成后單晶片202的損傷防止溫度TB以下的溫度。另外，作為損傷防止溫度TB，如上所述，該凸起形成后單晶片202產生物理的損傷，或產生電路破壞，是對該凸起形成后單晶片202帶來故障的溫度，具體地說是上述凸起接合用溫度T2+約150℃左右的溫度。
在本實施例中，上述形成后接合促進用時間t3，與上述的形成前接合促進用溫度T1相同被設定在約210℃，當然也可以不同。另外，從上述凸起接合用溫度T2到形成后接合促進用時間t3的升溫梯度，在本實施例中，與上述預熱動作的情形同樣被設定為30℃/分。當然，該升溫梯度，并不限定于上述的值，例如，可以根據凸起形成后單晶片202的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變。
在下面的步驟705中，在凸起形成后單晶片202大體達到上述約210℃的形成后接合促進用時間t3的時候，把上述約210℃的形成后接合促進用時間t3維持形成后接合促進用時間t3。通過設置這樣的固定時間，能夠更有效地進行在電極部分15上形成的凸起16及電極部分15的兩金屬間的擴散，并更能提高凸起16和電極部分15之間的接合狀態。在本實施例中，把上述形成前接合促進用時間t3定為約10分鐘。
在本實施例中，如上所述，將上述形成后接合促進用溫度T3維持10分鐘，但在形成后接合促進用溫度T3和該溫度的保持時間之間，如圖38所示有相關關系，存在可以提高凸起16和電極部分15之間的接合強度的區域185。即，如上所述，由于預熱動作是促進凸起16和電極部分15之間金屬擴散的動作，所以在將形成后接合促進用溫度T3設定為比上述凸起接合用溫度T2稍微高的溫度的時候，需要比較長的時間，相反，在將形成后接合促進用溫度T3設定為比上述凸起接合用溫度T2相當高的溫度的時候，以比較短的時間即可完成。但是，在過高地設定形成后接合促進用溫度T3時，凸起16和電極部分15之間的反應過度進行，凸起16和電極部分15之間的接合強度相反變弱。由此，存在可以提高凸起16和電極部分15之間的接合強度的區域185。
另外，圖38是表示上述相關關系和區域185的概念的圖。
當然，上述形成后接合促進用時間t3，并不限定于上述的值，例如，可以根據凸起形成后單晶片202的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸等而改變。特別是，電極部分15的厚度15a、凸起16的臺座部分16a的大小對上述形成后接合促進用溫度T3以及上述形成后接合促進用時間t3的設定是重要的因素。
例如對形成上述微小凸起的基材為Si的半導體基板的情況，作為一例，把上述凸起接合用溫度T2設定在約270℃，把上述形成后接合促進用溫度T3設定在約300℃。
在下面的步驟706中，在經過上述形成后接合促進用時間t3的時刻，開始凸起形成后單晶片202的降溫。即，控制向輻射式加熱器171的通電并進行鋁板173的冷卻，從上述約210℃的形成后接合促進用溫度T3到約40℃降低凸起形成后單晶片202的溫度。在本實施例中，降溫梯度設定為與上述升溫梯度相同的30℃/分鐘。當然，該降溫梯度，并不限定于該值，例如，可以根據凸起形成后單晶片202的種類、材質及尺寸等以及電極部分15和凸起16的各材質及尺寸、特別是電極部分15的膜厚、凸起16的臺座部分16a的直徑等而改變，另外，上述升溫梯度和降溫梯度也可以不同。
在下面的步驟707中，在將搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421配置在預熱裝置170的上方后，使預熱裝置170的鋁板173從下降位置167向上升位置168上升，由在上述單晶片固定部1421的第1固定部件1424和第2固定部件1425固定凸起形成后單晶片202，另外，在該固定動作時，使送氣吸引裝置1711動作，從鋁板173的空氣出入孔1708噴出送氣用空氣，使凸起形成后單晶片202從鋁板173上浮。
在上述固定后，使鋁板173從上升位置168下降到下降位置167。另外，固定凸起形成后單晶片202的搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421，按原樣配置在預熱裝置170的上方，由此，凸起形成后單晶片202，如圖39所示，在預熱裝置170的上方，即在空中漸漸冷卻。另外，上述圖39，是在圖26所示的IV部分的放大圖。這樣在預熱裝置170的上方進行凸起形成后單晶片202的冷卻的理由，是由于當從上述約40℃向室溫的約27℃一下子降溫時，會產生損傷凸起形成后單晶片202的可能性，所以是為防止這種損傷的原因。在本實施例中，把在上述空中的冷卻時間設定在0～約2分鐘，通過該空中冷卻凸起形成后單晶片202為約37℃。當然，上述冷卻時間，可以根據凸起形成后單晶片202的種類，材質等而改變。
在下面的步驟708中，在經過上述空中的冷卻時間的時刻，以固定凸起形成后單晶片202的狀態、使搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421沿X方向移動，從預熱裝置170的上方離開，進行凸起形成后單晶片202的自然冷卻。通過該自然冷卻將凸起形成后單晶片202冷卻到上述室溫。
該步驟708結束后，對凸起形成后單晶片202執行步驟8的動作。另外，為了對預熱裝置170作下一個接收凸起形成后單晶片202的準備，向輻射式加熱器171開始通電，鋁板173升溫到上述凸起接合用溫度T2。
另外，在上述實施例中，把上述形成后接合促進用溫度T3設定為超過上述凸起接合用溫度T2的溫度，但如圖31所示，也能夠為與上述凸起接合用溫度T2相同的溫度。
通過執行上述的后加熱動作，如上所述，能夠提高凸起16和電極部分15之間的接合強度。另外，如在本實施例中所述，通過執行上述的預熱動作和后加熱動作，可得到兩者的相乘效果。具體地，例如，在鋁的厚度約為2000的電極部分15上，在凸起臺直徑大致形成為90μm的金凸起16的時候，在僅執行上述預熱動作時的每一個凸起的剪切強度，平均約為680mN，其誤差約為200mN。對此，進一步通過再執行后加熱動作，每一個凸起的剪切強度能夠提高到平均約800mN，其誤差也能夠降低到約140mN左右。
另外，特別是在單晶片上的各電極部分15上形成凸起16的時候，凸起形成數量多。由此，在初始階段對于進行凸起接合的凸起16，剩下的凸起16至接合結束的時間，由于維持在凸起接合用溫度T2，所以產生與上述后加熱動作類似的作用。這樣，也可以在于上述后加熱動作中的上述形成后接合促進用控制中，特別是根據在單晶片形成的電路部分的數量，進而凸起形成數，決定形成后接合促進用溫度T3以及上述該形成后接合促進用時間t3。
另外，在執行上述預熱動作和后加熱動作兩方時，能夠使上述預熱動作中的上述形成前接合促進用控制和使上述后加熱動作中的上述形成后接合促進用控制相關聯地進行控制。這樣的相關聯控制，可以由控制裝置180執行。作為上述相關聯控制的一例，在將上述形成前接合促進用控制的上述形成前接合促進用時間t1設定得較長時，把將上述形成前接合促進用控制的上述形成后接合促進用時間t3與上述形成前接合促進用時間t1設定得比較短，相反，在縮短上述形成前接合促進用時間t1時，將上述形成后接合促進用時間t3設定得比上述形成前接合促進用時間t1長。這樣，為了提高電極部分15和凸起16之間的接合狀態，在上述形成前接合促進用控制和上述形成后接合促進用控制中，能夠相互補充地控制。
在以上說明的后加熱動作結束后，移向步驟8，執行以下的動作。對凸起形成后單晶片202實行固定的搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421，通過移動裝置1423的驅動沿X方向向搬出裝置132的上方移動。將移動后的狀態表示在圖6中。
在上述移動之后，搬出裝置132的驅動部1324動作，如圖40所示，固定部1323與凸起形成后單晶片202的背面202b接觸，并且凸起形成后單晶片202從單晶片固定部1421的固定爪1417上以浮起約1mm左右的方式上升。在該上升后，固定部1323通過吸附動作固定住凸起形成后單晶片202。
固定部1323在固定住凸起形成后單晶片202后，如圖41所示，單晶片固定部1421的第1固定部件1424和第2固定部件1425通過驅動部1422打開，解除對凸起形成后單晶片202的固定。
當上述固定解除后，如圖42和圖43所示，上述固定部1323下降并將凸起形成后單晶片202放置在固定臺1321上。在該放置后，固定臺1321在本實施例中通過吸附動作對凸起形成后單晶片202實行固定。
另外，在下面的步驟9中，對凸起形成后單晶片202實行固定的上述固定臺1321，通過搬出裝置用移動裝置1322的動作向X方向移動，并將凸起形成后單晶片202向第2存放容器206側輸送。
另外，象在本實施例中作為處理對象的壓電基板單晶片那樣，根據半導體基板的種類而產生伴隨該基板的溫度變化的電荷，也有以該電荷為起因而產生熱電破壞等的情況。因此，在向第2存放容器206的存放前，由于必須減少凸起形成后單晶片202的帶電量，所以如圖44所示，在從搬出側裝載移動裝置142的單晶片固定部1421向搬出裝置132作凸起形成后單晶片202的接收傳遞動作時，在凸起形成后單晶片202的至少背面202b側，最好進而在表面側202a側的兩面側，設置離子發生裝置190是理想的。在上述的接收傳遞時，由于在凸起形成后單晶片202的至少背面202b帶負電荷、在表面202a帶正電荷，為了中和各電荷，配置在背面202b側的離子發生器190-1發生正離子，配置在表面202a側的離子發生器190-2發生負離子。各離子發生器190-1、190-2被連接在控制裝置180上進行動作控制。另外，圖44是表示在把對凸起形成后單晶片202實行固定的單晶片固定部1421配置在搬出裝置132的上方時，從離子發生器190-1、190-2將離子作用于凸起形成后單晶片202的狀態，但如上所述在接收傳遞動作期間，即從圖40到圖43的各動作之間，向凸起形成后單晶片202作用離子。
這樣通過設置離子發生器190，與不設置的時候相比，能夠如以下那樣更降低帶電量。另外，下述的帶電量值是一例。在不進行本實施例的上述的溫度上升控制及溫度下降控制、單晶片固定部1421被配置在搬出裝置132的上方時，凸起形成后單晶片202的表面202a的帶電量約為+18V，背面202b如上所述約為-1000V。通過在這樣的凸起形成后單晶片202的表、背兩面由離子發生器190用離子作用4分鐘，能夠使表面202a的帶電量約為+22V，背面202b約為+22V。由此，進行在本實施例中的上述的溫度上升控制及溫度下降控制，進而通過由離子發生器190至少對上述背面202b作用離子，更能夠降低背面202b的帶電量。
另外，進一步為了使從離子發生器190-1、190-2發生的離子更高效率地至少作用于上述背面202b，如圖44所示，也可以至少在背面202b側設置用于使發生的離子向背面202b更高效率地移動的送風裝置191。另外，送風裝置191由控制裝置180進行動作控制。
另外，如圖44所示，也可以設置靜電傳感器251，至少對背面202b、最好進而對表面202a的兩面的帶電量由靜電傳感器251測定，同時根據所測定的帶電量由控制裝置180進行上述離子發生器190的離子發生量以及送風裝置191的送風量的控制。
進而，也可以在從單晶片固定部1421向搬出裝置132進行凸起形成后單晶片202的接收傳遞動作前的上述后加熱動作中，為了更高效率地除電而由上述離子發生裝置190進行離子作用。
而且，也可以在上述預熱動作中由上述離子發生裝置190進行離子作用。
并且，在下面的步驟10中，固定臺1321將凸起形成后單晶片202向第2存放容器206中存放。
通過以上說明的工序，順序地對各凸起形成前單晶片201形成凸起16，并分別向第2存放容器206中存放。
在上述的本實施例中，由預熱動作執行形成前接合促進用溫度控制、和由后加熱動作執行形成后接合促進用溫度控制兩方，但最低限執行上述形成前接合促進用溫度控制即可。通過執行該形成前接合促進用溫度控制，對于以往的接合很難完全的凸起16和電極部分15，能夠使在電極部分15的表面部分的金屬結晶適當化，即，使金屬粒子細微化并適當化，能夠使接合狀態完全。
在由本實施例的凸起形成裝置101制造的凸起形成完成半導體基板中，最低限，由于由預熱裝置160執行上述形成前接合促進用溫度控制，如上所述，在電極部分15上的金屬結晶狀態與以往相比得到改善，對于在以前凸起16的形成是不可能的、或者凸起形成即使可能也不能得到所希望的強度的半導體基板，能夠進行凸起形成，并且使其接合強度能夠提高到在凸起16的臺座部分16a剪切的程度。從而，對凸起16和電極部分15有這樣的接合強度的半導體芯片，進行倒裝片安裝的時候，可消除象以往發生的那樣、在凸起16和電極部分15之間的接合界面部分凸起16從電極部分15分開的狀況發生。由此使進行倒裝片安裝時的可靠性與以往比較也能夠提高。
(第2實施例)下面，參照附圖對本發明的第2實施例進行詳細地說明。
作為本發明的第2實施例，對于凸起強度改善裝置、由該強度改善裝置執行的方法以及具有上述凸起強度改善裝置的凸起形成裝置，參照附圖進行以下說明。另外，對于各圖中的相同構成部分賦予相同的符號。
圖47出示的是具有作為本第2實施例的一例的上述強度改善裝置的上述凸起形成裝置301。在該凸起形成裝置301中，作為處理對象的半導體元件，是能夠將形成在半導體單晶片上的各電子電路切分開得到的半導體芯片，在該半導體芯片的電極51上形成凸起52。然而上述半導體元件并不限定于上述半導體芯片，也可以是上述半導體單晶片，這時，是在半導體單晶片的電極51上構成形成凸起52的凸起形成裝置。
上述凸起形成裝置301，具有半導體芯片供給裝置311、半導體芯片輸送裝置312、凸起形成部313、水準測量裝置314、完成品存放裝置315、接合臺316和控制裝置317。
上述半導體芯片供給裝置311，是將上述半導體芯片供給上述半導體芯片輸送裝置312的裝置，具有存放托盤部3111、托盤輸送裝置3112。上述存放托盤部3111，存放上述半導體芯片的托盤如圖示那樣可以層狀地存放。托盤輸送裝置3112，是將上述存放托盤部3111沿圖示的X方向在裝入位置和取出位置之間輸送的裝置，在本第2實施例中，具有由驅動電動機3113對滾珠絲杠驅動而進行移動動作的送出機構。另外，上述裝入位置，是于在托盤輸送裝置3112中可以裝入存放托盤部3111的位置，上述取出位置是由上述半導體芯片輸送裝置312可以從存放托盤部3111取出所存放的半導體芯片的位置。另外，托盤輸送裝置3112連接控制裝置317并進行動作控制。
上述半導體芯片輸送裝置312，是從上述半導體芯片供給裝置311取出上述半導體芯片并放置在上述接合臺316上、進而將后述的凸起形成完成半導體芯片61從上述接合臺316通過后述的水準測量裝置314輸送到完成品存放裝置315的裝置，具有芯片輸送機構3121和芯片調整機構3122。
上述芯片輸送機構3121，如圖48所示，具有進行向上述X方向的輸送的X方向移動機構31211、進行向與上述X方向垂直的Y方向輸送的Y方向移動機構31212和芯片固定部31213。
上述X方向移動機構31211，在本第2實施例中，具有由驅動電動機31214驅動滾珠絲杠而進行移動動作的送出機構，在該送出機構上安裝上述Y方向移動機構31212。上述Y方向移動機構31212，具有由驅動電動機31215驅動的送出機構，在該送出機構上安裝上述芯片固定部31213。該芯片固定部31213，在本第2實施例中由吸引裝置31216的吸附動作固定上述半導體芯片。上述驅動電動機31214、上述Y方向移動機構31212、上述驅動電動機31215、和上述吸引裝置31216由控制裝置317進行動作控制。這樣的芯片輸送機構3121進行以下的動作。
即，驅動X方向移動機構31211和Y方向移動機構31212，使芯片固定部31213配置在上述取出位置，由芯片固定部31213從上述半導體芯片供給裝置311取出并固定上述半導體芯片。在該固定后，再次驅動X方向移動機構31211和Y方向移動機構31212，將固定上述半導體芯片的芯片固定部31213移動到上述接合臺316處，將上述半導體芯片放置到上述接合臺316上。在上述半導體芯片的電極51上形成凸起52后，再次由芯片固定部31213固定凸起形成完成半導體芯片61，在該固定后，再次驅動X方向移動機構31211和Y方向移動機構31212，從上述接合臺316向在上述水準測量裝置314的水準測量臺3141上放置凸起形成完成半導體芯片61。進而，由水準測量裝置314對齊凸起高度后，由芯片固定部31213固定凸起形成完成半導體芯片61，在該固定后，再次驅動X方向移動機構31211和Y方向移動機構31212，從水準測量臺3141上向完成品存放裝置315輸送。
上述芯片調整機構3122，是對放置在上述接合臺316上的半導體芯片的位置進行調整的裝置，具有將位置調整用部件31221，和將該位置調整用部件31221向X、Y方向移動的部件移動機構31222。
上述接合臺316，是對調整了被放置位置的上述半導體芯片，通過在本第2實施例中的吸附而固定，同時加熱到凸起形成溫度的接合臺，在該接合臺316上連接上述吸附用的吸引裝置3161和上述加熱用的加熱裝置3162。另外，吸引裝置3161和上述加熱用的加熱裝置3162，連接在控制裝置317上分別進行動作控制。
另外，在本第2實施例中，上述接合臺316，如圖49所示，具有可以放置2個半導體芯片60的空間，通過在該2個空間交替地放置半導體芯片60，能夠達到提高生產節奏。另外，接合臺316的大小，不限定于可放置2個半導體芯片60的大小，也可以是放置3個以上的大小，另外，如果不考慮提高生產節奏，也可以是載置1個半導體芯片60的大小。
進而，在本第2實施例中，上述加熱裝置3162，對于相當于在半導體芯片60的電極51上形成凸起52的凸起形成完成部件的凸起形成完成半導體芯片61，也可以進行由達到電極51和凸起52之間的接合強度的改善的接合強度改善條件的加熱。有關由該接合強度改善條件的加熱的詳細情況在后面敘述。另外，在本第2實施例中，相當于在接合臺316中進行根據上述接合強度改善條件的加熱的加熱處理部的接合強度改善用空間3163，是由網狀圖樣表示的地方，但并不限定于該位置，例如能夠設置在于圖49中點劃線所示的地方，進而如后述也能夠設置于接合臺316以外的構成部分。另外，接合強度改善用空間3163，在本第2實施例中，有可以放置2個凸起形成完成半導體芯片61的大小，但并不限定于此，也可以是能夠放置3個以上或1個凸起形成完成半導體芯片61的大小。
上述凸起形成部313，是在固定于上述接合臺316的半導體芯片60的電極51上形成凸起52的裝置，具有凸起形成用頭3131和X、Y工作臺3132。另外，在本第2實施例中，由1臺凸起形成部313進行凸起形成。上述凸起形成用頭3131，如圖50所示，具有伴隨供給構成凸起52的金線使該金線前端部分熔融而成為凸起52的、形成被稱為原始球的熔融球的金線供給部，和在向電極51上形成凸起時伴隨把上述熔融球向上述電極51上按壓并給予超聲波振動的按壓振動部31311，并安裝在上述X、Y工作臺3132上。X、Y工作臺3132，具有使凸起形成用頭3131向X方向移動的例如由電動機構成的第1驅動源31321，和使凸起形成用頭3131向Y方向移動的例如由電動機構成的第2驅動源31322，通過由第1驅動源31321和第2驅動源31322的驅動使凸起形成用頭3131向X、Y方向移動，在半導體芯片60的所希望的電極51上配置上述熔融球。
上述第1驅動源31321、第2驅動源31322和按壓振動部31311與控制裝置317連接，并如上所述，由控制裝置317進行動作控制，以便在半導體芯片60的所希望的電極51上配置上述熔融球和在電極51上形成凸起52地。
上述水準測量裝置314，是由上述凸起形成部313將在上述半導體芯片60的電極51上形成的凸起52的高度對齊的裝置，如圖51所示，具有水準測量臺3141、沖壓裝置3142和凸起高度檢查裝置3143。上述水準測量臺3141，載置凸起形成完成半導體芯片61并通過吸附而固定，同時例如通過具有由電動機構成的驅動源31412的移動機構31411可以在Y方向移動。上述沖壓裝置3142，具有與凸起形成完成半導體芯片61上形成的所有凸起52接觸的按壓板31421，通過沿固定于臺314上的凸起形成完成半導體芯片61的厚度方向、移動上述按壓板31421來按壓各凸起52，對凸起形成完成半導體芯片61的例如從凸起形成面的凸起52的高度進行對齊。凸起高度檢查裝置3143，是檢查由上述沖壓裝置3142處理的凸起52的高度的裝置，例如安裝在具有由電動機構成的驅動源31432的移動機構31431上并可向X方向移動。另外，上述驅動源31412、31432、沖壓裝置3142和凸起高度檢查裝置3143分別與控制裝置317連接、進行動作控制。
上述完成品存放裝置315，是存放上述凸起形成完成半導體芯片61的裝置，與上述半導體芯片供給裝置311相同，具有存放上述凸起形成完成半導體芯片61的存放托盤3151、輸送該存放托盤3151的托盤輸送裝置。另外，完成品存放裝置315由控制裝置317進行動作控制。
在以上說明的凸起形成裝置301中，作為特征的構成部分之一，進而，設置有包括上述的控制裝置317的凸起強度改善裝置。對該凸起強度改善裝置在下面進行詳細說明。
圖52出示的是對于在由Si半導體基板構成的半導體芯片的、或Si半導體單晶片的鋁的電極51上、形成由金構成的凸起52的凸起形成完成半導體芯片、以50℃和100℃分別加熱時，在電極51與凸起52的接合面上的剪切力和凸起形成后經過的時間之間的關系。從該圖52可知，凸起形成后，通過在適當的溫度將凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片以適當的時間保溫，能夠增加上述剪切力，即，增加電極51與凸起52之間的接合強度。對于該現象可以這樣考慮的，即，通過在適當的溫度對凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片保溫，在上述接合界面部分進行電極51的鋁和凸起52的金的材料擴散，由此可增加上述接合強度。
另外，例如在半導體芯片的電極51上形成凸起52時，以前進行上述半導體芯片的加熱，但由圖52的結果可知，在凸起形成時的半導體芯片的加熱溫度，即使為比較低溫的凸起形成時溫度，凸起形成后，通過以超過上述凸起形成時溫度的溫度加熱凸起形成完成半導體芯片，也能夠提高上述接合強度。
而且從圖52可以判斷，如果在必要以上加熱凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片，相反上述接合強度會惡化。這可以考慮是起因于電極51的鋁熱劣化的問題。
另外，圖53出示的是在凸起形成時的上述半導體芯片或上述半導體單晶片的凸起形成時溫度和上述剪切力之間的關系，從圖53可以判斷，為了提高上述剪切力以比較高的溫度、即從圖53判斷時以約100～約250℃左右作沖撞是理想的。另外，參照圖52如上所述，由于進行必要以上的加熱會導致上述剪切力的惡化，所以存在例如如圖54所示的加熱溫度和加熱時間之間的關系。
因此，在凸起52形成后，作為為增加上述接合強度而達到接合強度的改善的接合強度改善條件，可以認為是以加熱上述凸起形成完成半導體芯片或上述凸起形成完成半導體單晶片的溫度和時間作為變量的條件。
另外，在圖54中，例如對上述凸起形成完成半導體芯片，在以100℃加熱時，作為一例用約3小時±α小時的加熱時間是理想的，在以200℃加熱時，作為一例用約1小時±β分鐘的加熱時間是理想的，在以300℃加熱時，作為一例用約1分鐘±γ秒的加熱時間是理想的。在這里，作為上述α小時的一例為約1小時，作為上述β分鐘的一例為約15分鐘，作為上述γ秒的一例為約20秒。
如上所述，由于考慮到上述接合強度的增加，起因于促進電極51的材料和凸起52的材料之間的擴散，所以這樣的接合強度改善條件，是至少在電極51的材質、電極51的大小、凸起52的材質、凸起52的大小、構成上述半導體芯片或上述半導體單晶片的半導體基板的材質和該半導體基板的大小中決定一個，理想的是，至少對于電極51的材質及大小、凸起52的材質及大小以及上述半導體芯片或上述半導體單晶片的半導體基板的材質和大小中的一組、或由這些各組的組合來決定。
作為上述接合強度改善條件的一例，是Si半導體基板的一邊為6mm的正方形的半導體芯片，電極51，是由鋁構成的一個大小為每邊100μm的正方形、其厚是1μm，凸起52，由金構成的如圖63所示的D尺寸為φ80μm，作為臺座高的H尺寸為20μm。對于這樣的半導體芯片，在凸起形成后，在200℃進行1小時的加熱。其結果，上述剪切力在凸起形成時為500mN，在加熱處理后提高到800mN。
在上述半導體芯片中，由于每一個芯片例如存在100個前后的電極51，并在它們后面依次形成凸起52，所以從在第1個形成凸起52以后至在所有電極51上形成凸起52要經過時間。如上所述，由于在凸起形成時半導體芯片或半導體單晶片被加熱，并通過凸起形成后的加熱可提高上述接合強度，所以例如在第1個形成的凸起52的接合強度和在最后形成的凸起52的接合強度會產生差異。由此，有在1個芯片內的各凸起52的接合強度不均勻的問題。該問題在半導體單晶片上的所有電極51上形成凸起52時進一步加大。
另外，在Si半導體基板的情況下，也可以對凸起形成時的溫度和其后的加熱溫度都作比較粗的溫度管理，但對于GaAs、LiTaO3以及LiNbO3那樣的化合物半導體基板的情況和水晶基板的情況，以在Si基板時的溫度進行凸起形成時，產生由翹曲等帶來的基板損傷的可能性高。由此在凸起形成時，必須以上述損傷不發生的非損傷溫度，具體地以比Si基板的情形還低的溫度進行半導體芯片或半導體單晶片的加熱，并且凸起形成后的加熱溫度也以比較低的溫度進行。另外，在Si半導體基板的情況下，能夠以超過凸起形成用的溫度的溫度進行凸起形成后的加熱。因此，能夠以超過上述非損傷溫度的溫度進行凸起形成后的加熱。
在這里，如參照圖52～圖54說明的那樣，利用以凸起形成后的加熱溫度和時間可以增加上述接合強度，在本第2實施例中，具有改善上述接合強度的不均勻性、與以往比較可提高半導體元件的質量的上述凸起強度改善裝置。
該凸起強度改善裝置，在本第2實施例的凸起形成裝置301中，由上述控制裝置317和設置在具有上述接合強度改善用空間3163的接合臺316上的加熱裝置3162構成。控制裝置317，使由上述接合強度改善條件的加熱控制在上述加熱裝置中進行。如本第2實施例，通過在接合臺316上設置加熱裝置3162和接合強度改善用空間3163，使加熱裝置3162在凸起形成時的加熱用和凸起形成后的加熱用兩方能夠兼用這點上是有利的。在本第2實施例中，加熱裝置3162由加熱器和該加熱器電力供給部構成。
然而，由于為了提高上述接合強度，也可以對加熱凸起形成后的凸起形成完成半導體元件進行加熱，所以加熱裝置3162和作為由該加熱裝置3162加熱控制的部分的接合強度改善用空間3163，不限定于設置在上述接合臺316的形態。例如如圖55所示，把相當于上述水準測量裝置314的水準測量臺3141的水準測量裝置414上的臺4141、作為上述接合強度改善用空間3163，在上述臺4141上具有上述加熱裝置3162，為了對齊凸起52的高度，對于放置在臺4141上的一個或多個凸起形成完成半導體元件也能夠進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制。通過采用這樣的構成，由于能夠與對齊凸起52的高度動作并行、進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制，所以能夠實現提高生產節奏。
另外，如圖56所示，在相當于上述完成品存放裝置315的存放托盤3151的完成品存放裝置415的存放托盤4151中具有上述加熱裝置3162，也能夠構成對一個或多個凸起形成完成半導體元件進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制。更具體的說明是，作為上述加熱裝置3162，例如，在構成收放托盤4151的筐體側面設置加熱器，或在移動收放托盤3151的上述托盤輸送裝置上設置加熱器，控制該加熱器并對于在該收放托盤4151或收放托盤3151內收放的上述凸起形成完成半導體元件、進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制。這時，上述收放托盤4151的內部和收放托盤3151的內部相當于上述接合強度改善用空間3163。另外，這時，由于將上述凸起形成完成半導體元件收放在收放托盤4151之間能實現接合強度的改善，對生產節奏方面也有利。
另外，如圖57所示，在凸起形成裝置中新設置加熱臺480，在該加熱臺480上放置一個或多個凸起形成完成半導體元件，對于該凸起形成完成半導體元件也能夠進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制。
下面，對上述控制裝置317對于上述加熱裝置3162執行的上述接合強度改善條件的加熱控制進行說明。
參照圖52～圖54，如上所述，上述接合強度改善條件，分別由各個電極51的材質和大小、凸起52的材質和大小以及構成上述半導體芯片或上述半導體單晶片的半導體基板的材質和大小，或這些組合來決定，以加熱相當于凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片的溫度和時間作為變量的條件。由此，在本第2實施例中的控制裝置317的記憶部3171中，參照圖52～圖54預先裝入根據上述接合強度改善條件控制上述加熱溫度和時間的接合強度改善用程序。另外，也可以預先不將該程序裝入記憶部3171，可以從記錄了上述接合強度改善用程序的CD-ROM等的記錄媒體讀出并裝入，另外，也可以通過通訊線裝入。
作為上述接合強度改善用程序的一例，例如在由Si半導體基板構成的半導體芯片或半導體單晶片的時候，把在上述接合臺316上形成凸起52時的半導體芯片或半導體單晶片的加熱溫度設為約200℃，在凸起形成后，把載置在上述接合強度改善用空間3163上的凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片的接合強度改善用溫度設為約250℃、加熱時間設為30分鐘。如上所述半導體基板的材質為Si時，對凸起形成溫度、及接合強度改善用溫度能夠比較粗地控制，上述接合強度改善用溫度與凸起形成溫度比較，或高、或低、或是同樣溫度均可。
另外，由于由上述的化合物半導體基板構成的半導體芯片或半導體單晶片，在是容易受物理損傷的半導體芯片或半導體單晶片的時候，如果把凸起形成時溫度設為約250℃以上、則有產生破損等的損傷的可能，所以凸起形成時溫度以及接合強度改善用溫度都比由Si半導體基板構成時低，作為上述非損傷溫度。由此，根據接合強度改善用溫度的加熱時間，比為Si半導體基板時長。作為具體例，在凸起形成時的凸起形成用溫度為150℃，在凸起形成后的接合強度改善用溫度為200℃，根據接合強度改善用溫度的加熱時間是1小時。
另外，上述控制裝置317也能夠進行下面的動作控制。
如上所述，在上述接合強度改善用空間3163中，配置多個上述凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片，另外如上所述，經過凸起形成后的加熱時間來提高上述接合強度。為此，例如以上述加熱臺480為例參照圖58進行說明，但將在加熱臺480的接合強度改善用空間3163預先劃分多個，在每個劃區設置加熱裝置3162。在如圖58所示的例中，將接合強度改善用空間3163分割為5個劃區4801-1～4801-5，并把各個的劃區4801-1～4801-5作為加熱處理部而分別進行加熱控制，這樣，在每個劃區4801-1～4801-5上配置加熱裝置3162-1～3162-5，同時進行對每各劃區4801-1～4801-5的溫度控制，例如設置熱電偶的溫度測定傳感器4802-1～4802-5。加熱裝置3162-1～3162-5和溫度測定傳感器4802-1～4802-5，與控制裝置317連接。
在這樣的構成中，控制裝置317，在每個劃區4801-1～4801-5上，對上述凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片的載置后經過時間和加熱溫度，以上述接合強度改善條件進行控制，以便在載置于各個劃區4801-1～4801-5的凸起形成完成半導體芯片或凸起形成完成半導體單晶片的上述接合強度為適當值以上。
另外，如圖59所示，對于在各個半導體芯片60切開前的半導體單晶片70，在構成各半導體芯片60的電路部分，從第1個電路部分71-1到最后的電路部分71-n，按箭頭所示的順序，在所有的電路部分71的電極51上，由1臺凸起形成部313形成凸起52時，上述控制裝置317，特別是進行下一個動作控制是理想的。
即，特別是半導體單晶片70的情況，在上述電路部分71-1上形成凸起52后，由于直到在上述電路部分71-n形成凸起52結束為止需要比較長的時間，所以凸起形成后的加熱時間因各電路部分71而不同。當對在該半導體單晶片70上形成凸起52后的凸起形成后半導體芯片和凸起形成后半導體單晶片進行加熱時，雖然在上述的說明中已敘述，上述接合強度的變化，具體地例如在圖52中所示那樣，概念地如圖60所示的接合強度曲線390那樣，在凸起形成后，隨著到某一時間所經過的加熱時間同時增加，但超過峰值時則下降。即，在進行需要以上的凸起形成后的加熱時，上述接合強度變壞。因此，在初期對于進行凸起形成的電路部分71的凸起形成后的加熱，為短時間和不需要，對于在后期的進行凸起形成的電路部分71，與上述初期的比較，能夠進行長時間加熱。這樣，由于凸起52的上述接合強度，在各個電路部分71不同，所以為了在半導體單晶片70的所有電路部分71提高凸起52的接合強度，并且盡量均勻化，就必須由控制裝置317實行以下說明的加熱控制。
即，如圖61所示，控制裝置317，在步驟(圖內以“S”表示)801中，測量并記憶在半導體單晶片70上最初開始形成凸起52時的開始時刻TS和在所有的電極51上結束形成凸起52時的結束時刻TE。在下面的步驟802中，由對應于上述半導體芯片輸送裝置312的單晶片用的輸送裝置，從接合臺316例如在上述加熱臺480的接合強度改善用空間3163中放置凸起形成完成半導體單晶片70。
下面，在步驟803中控制裝置317，根據從上述結束時刻TE減去上述開始時刻TS的時間的所有凸起形成時間(TE-TS)，求出上述接合強度改善條件，并以求出的接合強度改善條件進行上述加熱裝置3162的加熱控制。即，由上述接合強度曲線390所示那樣，預先判斷上述接合強度的變化，進而判斷通過凸起形成后的加熱得到的最大接合強度值P2，另外，在設定通過凸起形成后的加熱得到的最低的接合強度值的最低接合強度值P1時，在步驟803中，首先，控制裝置317，求出從上述接合強度曲線390通過上述最低接合強度值P1的時刻的T4和時刻T1求出的時間，即由在凸起形成后的加熱得到上述接合強度的改善的加熱適當時間T。下面，控制裝置317，對在所有的凸起形成所需要的實際時間的上述所有凸起形成時間(TE-TS)，判斷是否超過上述加熱適當時間T。
當上述加熱適當時間T超過上述所有凸起形成時間(TE-TS)時，換句話說，對于進行在凸起形成后實行最長加熱的第一個凸起形成的上述電路部分71-1，即使繼續加熱，也不會開始上述接合強度的劣化，而是可靠地提高上述接合強度，這時執行步驟804和步驟805。在步驟804中，控制裝置317求出能夠得到上述接合強度的目標值P0的上述接合條件強度改善條件。具體的是，根據上述接合強度曲線390求出可得到上述目標值P0以上的接合強度的時間TB，并求出對應于該時間TB的第1加熱時間T0B。并且在步驟805中，控制裝置317，以上述接合強度改善條件，具體地進行以上述第1加熱時間T0B進行上述加熱裝置3163的加熱控制的上述凸起形成完成半導體單晶片70的凸起形成后加熱。這時的加熱溫度，如上所述，根據半導體基板的材質、電極51的材質和尺寸以及凸起52的材質和尺寸等，由控制裝置317決定。
另外，在步驟803中，當上述加熱適當時間T為上述所有凸起形成時間(TE-TS)以下時，換句話說，對于進行實行凸起形成后最長加熱的第一個凸起形成的上述電路部分71-1，如果繼續實行加熱，則在上述接合強度為不到上述最低接合強度值P1時，執行步驟806和步驟807。在步驟806中，控制裝置317求出從相當于上述接合強度改善條件的、上述所有凸起形成時間(TE-TS)減去上述加熱適當時間T的時間TA，并求出對應于該時間TA的第2加熱時間T0A。然后在步驟807中，控制裝置317，進行以上述接合強度改善條件、具體地以上述第2加熱時間T0A進行的上述加熱裝置3162的加熱控制的上述凸起形成完成半導體單晶片70的凸起形成后加熱。這時的加熱溫度，如上所述，根據半導體基板的材質、電極51的材質和尺寸以及凸起52的材質和尺寸等，通過控制裝置317決定。
下面，在步驟808中，由單晶片用的上述輸送裝置，從在上述加熱臺480的接合強度改善用空間3163、將凸起形成完成半導體單晶片72向下一個工序的水準測量裝置314的臺上輸送。
在上述的說明中，根據上述所有凸起形成時間(TE-TS)求出了上述接合強度改善條件，但即使不根據所有的凸起52的形成時間，而根據大致所有的凸起52的形成時間也可以求出上述接合強度改善條件。在這里，作為大致所有的凸起52，相當于所有的凸起的約8成以上的凸起52。
另外，在上述說明中，對作為處理對象的半導體元件，以半導體單晶片作為例子，但即使對上述半導體芯片也可應用根據上述所有凸起形成時間(TE-TS)求出上述接合強度改善條件的上述控制方法。
另外，上述步驟801～步驟808的控制動作，是將整個形成完成半導體單晶片72作同樣地加熱時的動作，但按照參照圖58說明的加熱控制方法，也能加熱凸起形成完成半導體單晶片72。
例如如圖62所示，在劃區4801-1中，最初配置包括形成了凸起52的電路部分71-1的第1組電路部分71，在下一個劃區4801-2中，配置比上述第1組在時間上遲形成的凸起52的第2組電路部分71，在下一個劃區4801-3中，配置比上述第2組在時間上遲形成凸起52的第3組電路部分71，在下一個劃區4801-4中，配置比上述第3組在時間上遲形成凸起52的第4組電路部分71，在下一個劃區4801-5中，最后配置包括形成了凸起52的電路部分71-n的第5組電路部分71。
因此，通過控制裝置317的控制，在凸起形成完成半導體單晶片72中，對于由于其他電路部分71的凸起形成的加熱的、凸起形成后的加熱時間比較長的、配置有上述第1組電路部分71的劃區4801-1中所設置的加熱裝置3162-1不進行加熱，或者進行比較短時間的加熱，或者能夠進行加熱溫度與其他劃區4801相比更低的加熱。以下，對于劃區4801-2～劃區4801-5的加熱裝置3162-2～加熱裝置3162-5，控制裝置317能夠進行對應于凸起形成后經過的時間的溫度管理。具體地是，對于劃區4801-2～劃區4801-5的加熱裝置3162-2～加熱裝置3162-5，能夠依次較高地設定加熱溫度，或較長地設定加熱時間，或較高地設定加熱溫度并較長地設定加熱時間。
這樣在凸起形成完成半導體單晶片72中，即使將根據凸起形成后經過時間劃分的各區域、分別獨立進行加熱控制，也能在凸起形成完成半導體單晶片72中的所有電路部分71提高凸起52的接合強度并使其均勻化。
對在以上那樣構成的凸起形成裝置301中，直至半導體元件被搬入存放到凸起形成完成品存放裝置315的動作進行說明。另外，上述動作由控制裝置3 17控制。而且，上述半導體元件是以上述半導體芯片為例。
從半導體芯片供給裝置311的存放托盤部3111，通過在半導體芯片輸送裝置312上具有的芯片固定部31213固定半導體芯片60，該芯片固定部31213由設置在半導體芯片輸送裝置312上的X方向移動機構31211和Y方向移動機構31212移動，把半導體芯片60放置在接合臺316上。
放置在接合臺316上的半導體芯片60，一邊被加熱到凸起形成用溫度，一邊由凸起形成部313對于半導體芯片60的各電極51形成凸起52。
形成凸起52的凸起形成完成半導體芯片61，由上述芯片固定部31213配置在設置于該接合臺316上的接合強度改善用空間3163上，如上所述，以由控制裝置317的接合強度改善條件進行凸起形成后的加熱。
該凸起形成后的加熱結束后，凸起形成完成半導體芯片61，再次由芯片固定部31213固定，被放置在水準測量裝置314的水準測量臺3141上，對所載置的凸起形成完成半導體芯片61由水準測量裝置314實行凸起高度均勻化。
凸起高度被實行了均勻化的凸起形成完成半導體芯片61，再次由芯片固定部31213固定、被輸送并存放在完成品存放裝置315的存放托盤3151中。
另外，如上所示在本第2實施例中，由于在接合臺316和接合強度改善用空間3163上可以放置多個凸起形成完成半導體芯片61，所以在接合臺316上進行凸起形成時，能夠將凸起形成完成半導體芯片61向接合強度改善用空間3163輸送，或在根據接合強度改善條件開始加熱之前，或者大致同時地，將已經根據接合強度改善條件進行加熱的凸起形成完成半導體芯片61向水準測量裝置314輸送。通過該動作，能夠實現生產節奏的改善。
上述第2實施例，采用了在凸起形成裝置301上具有上述凸起強度改善裝置的例。然而并不限定于此，也可以把具有上述控制裝置317和上述加熱裝置3162的、例如具有上述接合臺316的凸起強度改善裝置個別獨立地設置。另外，在這樣構成時，可以向上述獨立的凸起強度改善裝置中，搬入已經形成凸起52的凸起形成完成半導體芯片61或凸起形成完成半導體單晶片72。
在包括有說明書，權利要求書、附圖、說明書摘要的2000年7月4日提出申請的日本特許出愿第2000-202700號、和2000年5月23日提出申請的日本特許出愿第2000-151287號中公開的內容全部作為參考在這里被全部收入進來。
本發明，參照附圖就理想的實施例作了充分的記述，但對于熟悉該技術的人對于作種種變形及修正是明了的。那樣的變形及修正，在不脫離本發明的范圍之內，應該理解到都含在其中。
權利要求
1.一種凸起形成裝置，具有對當在半導體基板(201)上的電極部分(15)上形成凸起(16)時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板、向上述電極部分形成上述凸起的凸起形成頭(120)；包括在向上述電極部分上的凸起形成前、對于上述半導體基板實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制的預熱裝置(160)。
2.按照權利要求1所述的凸起形成裝置，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度(TB)以下的形成前接合促進用溫度(T1)、加熱上述半導體基板。
3.按照權利要求2所述的凸起形成裝置，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而以形成前接合促進用時間(t1)、把上述半導體基板維持在上述形成前接合促進用溫度，并在經過上述形成前接合促進用時間后，設定在上述凸起接合溫度。
4.按照權利要求3所述的凸起形成裝置，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而，根據上述電極部分和上述凸起的材質，設定上述形成前接合促進用溫度和上述形成前接合促進用時間。
5.按照權利要求3所述的凸起形成裝置，上述預熱裝置的上述形成前接合促進用溫度控制，進而根據上述電極部分的厚度(15a)和上述凸起的臺座部分(16a)的直徑，設定上述形成前接合促進用溫度和上述形成前接合促進用時間。
6.按照權利要求2所述的凸起形成裝置，上述形成前接合促進用溫度，是在上述凸起接合用溫度上增加30～60℃的溫度。
7.按照權利要求6所述的凸起形成裝置，上述形成前接合促進用時間是10分鐘～30分鐘。
8.按照權利要求1所述的凸起形成裝置，還包括在向上述電極部分的上述凸起形成后，對上述半導體基板執行促進凸起形成后的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成后接合促進用溫度控制的后加熱裝置(170)。
9.按照權利要求8所述的凸起形成裝置，上述后加熱裝置的上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度(T3)、加熱上述半導體基板。
10.按照權利要求9所述的凸起形成裝置，上述后加熱裝置的上述形成后接合促進用溫度控制，進而以形成后接合促進用時間(t3)、把上述半導體基板維持在上述形成后接合促進用溫度，并在經過上述形成后接合促進用時間后進行降溫。
11.按照權利要求8所述的凸起形成裝置，還具有使由上述預熱裝置對上述形成前接合促進用溫度控制和由上述后加熱裝置對形成后接合促進用溫度控制相互關聯，控制上述預熱裝置和上述后加熱裝置的控制裝置(180)。
12.一種凸起形成方法，對當在半導體基板(201)上的電極部分(15)上形成凸起(16)時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板，向上述電極部分形成上述凸起；在向上述電極部分的凸起形成前，對上述半導體基板實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制。
13.按照權利要求12所述的凸起形成方法，上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度(TB)以下的形成前接合促進用溫度(T1)、加熱上述半導體基板，進而，以形成前接合促進用時間(t1)、把上述半導體基板維持在上述形成前接合促進用溫度，并在經過上述形成前接合促進用時間后，設定在上述凸起接合溫度。
14.按照權利要求12所述的凸起形成方法，進而，在向上述電極部分的上述凸起形成后，對上述半導體基板實行促進凸起形成后的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成后接合促進用溫度控制。
15.按照權利要求14所述的凸起形成方法，上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度(T3)、加熱上述半導體基板，進而，以形成后接合促進用時間(t3)、把上述半導體基板維持在上述形成后接合促進用溫度，并在經過上述形成后接合促進用時間后進行降溫。
16.按照權利要求14所述的凸起形成方法，對上述形成前接合促進用溫度控制和上述形成后接合促進用溫度控制相互關聯地進行控制。
17.一種計算機可讀取的記錄媒體，記錄有執行對于當在半導體基板(201)上的電極部分(15)上形成凸起(16)時、為凸起接合用溫度(T2)的半導體基板、向上述電極部分形成上述凸起的凸起形成方法的程序；記錄有對向上述電極部分的凸起形成前的上述半導體基板、實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制的處理。
18.按照權利要求17所述的計算機可讀取的記錄媒體，上述形成前接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度(TB)以下的形成前接合促進用溫度(T1)、加熱上述半導體基板，進而，以形成前接合促進用時間(t1)、把上述半導體基板維持在上述形成前接合促進用溫度，并在經過上述形成前接合促進用時間后，設定在上述凸起接合溫度。
19.按照權利要求17所述的計算機可讀取的記錄媒體，進而，記錄有在向上述電極部分的上述凸起形成后，對上述半導體基板實行促進凸起形成后的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成后接合促進用溫度控制的處理。
20.按照權利要求19所述的計算機可讀取的記錄媒體，上述形成后接合促進用溫度控制，是在上述凸起接合用溫度以上至上述半導體基板的損傷防止溫度以下的形成后接合促進用溫度(T3)、加熱上述半導體基板，進而，以形成后接合促進用時間(t3)、把上述半導體基板維持在上述形成后接合促進用溫度，并在經過上述形成后接合促進用時間后進行降溫。
21.按照權利要求19所述的計算機可讀取的記錄媒體，進而記錄有使上述形成前接合促進用溫度控制和上述形成后接合促進用溫度控制相互關聯地控制的處理。
22.一種半導體基板，是用權利要求1所述的凸起形成裝置進行凸起形成的半導體基板。
23.一種半導體基板，對于在電極部分(15)上形成的凸起(16)和上述電極部分之間的接合強度，上述凸起具有在該凸起的臺座部分(16a)斷裂的強度。
24.一種半導體基板，在電極部分(15)上形成的凸起(16)的臺座部分(16a)的直徑為大約90μm的上述凸起，其每個凸起可承受大約680～800mN的斷裂力。
25.一種凸起強度改善裝置，具有對在半導體元件(60、70)的電極(51)上形成凸起(52)的凸起形成完成元件(61、72)、比較凸起形成時的上述電極和上述凸起之間的接合強度，以可達到該接合強度改善的接合強度改善條件、進行加熱的加熱裝置(3162)，和對上述加熱裝置進行根據上述接合強度改善條件的加熱控制的控制裝置(317)。
26.按照權利要求25所述的凸起強度改善裝置，上述接合強度改善條件，是以為得到所希望的上述接合強度的加熱時間和該加熱溫度為變量的條件，上述控制裝置，具有對于上述半導體元件的材質、上述半導體元件的大小、上述電極的材質、上述電極的大小、上述凸起的材質和上述凸起的大小的至少一個、由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息、構成的上述接合強度改善條件，并根據該接合強度改善條件進行上述加熱裝置的加熱控制。
27.按照權利要求26所述的凸起強度改善裝置，上述控制裝置所具有的上述接合強度改善條件，是對于上述半導體元件的材質和大小、上述電極的材質和大小以及上述凸起的材質和大小的至少一組、或對于各組的組合，為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息。
28.按照權利要求25所述的凸起強度改善裝置，上述半導體元件，是從半導體單晶片切分開的芯片元件。
29.按照權利要求28所述的凸起強度改善裝置，上述加熱裝置，具有分別載置至少一個上述芯片元件的多個加熱處理部(4801)。
30.按照權利要求29所述的凸起強度改善裝置，上述控制裝置，分別獨立于上述加熱處理部，并根據各加熱處理部所具有的各個上述芯片元件的凸起形成后經過時間進行溫度管理。
31.按照權利要求25所述的凸起強度改善裝置，把上述加熱裝置設置于，在上述半導體元件上形成凸起的接合臺(316)、或者用于把在上述凸起形成完成元件上的凸起高度對齊的凸起水準測量臺(314)、或者收放上述凸起形成完成元件的凸起形成完成元件收放部(315)中的任意一處。
32.按照權利要求25所述的凸起強度改善裝置，在上述半導體元件為半導體單晶片時，上述控制裝置，根據在上述半導體單晶片上形成大致所有的凸起所需要的凸起形成時間(TE-TS)，求出上述接合強度改善條件，并由所求出的接合強度改善條件進行上述加熱裝置的加熱控制。
33.按照權利要求32所述的凸起強度改善裝置，在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、超過上述凸起形成時間時，上述接合強度改善條件，是根據所獲得的上述接合強度的目標值(P0)的第1加熱時間(TB)的對上述半導體單晶片的加熱。
34.按照權利要求32所述的凸起強度改善裝置，在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、在上述凸起形成時間以下時，上述接合強度改善條件，是根據從上述凸起形成時間減去上述加熱適當時間的第2加熱時間(TA)的對上述半導體單晶片的加熱。
35.按照權利要求32所述的凸起強度改善裝置，上述加熱裝置，具有載置上述半導體單晶片、并對應于在上述半導體單晶片的凸起形成順序的多個加熱處理部(4801)，上述控制裝置，分別獨立于上述加熱處理部，并根據對應于各加熱處理部的上述半導體單晶片的凸起形成后經過時間進行溫度管理。
36.一種凸起形成裝置，具有權利要求25所述的凸起強度改善裝置(317、3162)，和載置并加熱半導體元件(60、70)、在上述半導體元件的電極(51)上形成凸起(52)的凸起形成部(313)。
37.按照權利要求36所述的凸起形成裝置，在上述凸起強度改善裝置上所具有的控制裝置(317)，進而在上述凸起形成部的凸起形成時、以對上述半導體元件不帶來損傷的非損傷溫度進行上述凸起形成部的溫度控制，在凸起形成后，對上述加熱裝置，根據以超過上述非損傷溫度的溫度的接合強度改善條件進行加熱控制。
38.一種凸起強度改善方法，搬入在半導體元件(60、70)的電極(51)上形成凸起(52)的凸起形成完成元件(61、72)，對上述凸起形成完成元件，比較凸起形成時的上述電極和上述凸起之間的接合強度，根據達到該接合強度的改善的接合強度改善條件而進行加熱控制。
39.按照權利要求38所述的凸起強度改善方法，上述接合強度改善條件，是以為得到所希望的上述接合強度的加熱時間和該加熱溫度為變量的條件，是對于上述半導體元件的材質、上述半導體元件的大小、上述電極的材質、上述電極的大小、上述凸起的材質和上述凸起的大小的至少一個，由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息而構成的條件，并根據該關聯信息進行上述加熱控制。
40.按照權利要求39所述的凸起強度改善方法，上述接合強度改善條件，是對于上述半導體元件的材質和大小、上述電極的材質和大小以及上述凸起的材質和大小的至少一組、或對于各組的組合，由為達到上述所希望的接合強度的加熱溫度和該加熱時間之間的關聯信息構成的條件，并根據該關聯信息進行上述加熱控制。
41.按照權利要求38所述的凸起強度改善方法，在上述凸起形成完成元件的搬入之前，在上述半導體元件的上述電極上形成上述凸起，在該凸起形成時，以對上述半導體元件不帶來損傷的非損傷溫度、對形成上述凸起的凸起形成部進行溫度控制，在上述凸起形成后，根據以超過上述非損傷溫度的溫度的上述接合強度改善條件進行加熱控制。
42.按照權利要求38所述的凸起強度改善方法，根據大致所有的凸起形成所需要的凸起形成時間(TE-TS)，求出上述接合強度改善條件，并由求出的接合強度改善條件進行上述加熱控制。
43.按照權利要求42所述的凸起強度改善方法，在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、超過上述凸起形成時間時，上述接合強度改善條件，是根據所獲得的上述接合強度的目標值(P0)的第1加熱時間(TB)的加熱。
44.按照權利要求42所述的凸起強度改善方法，在通過上述加熱可獲得上述接合強度的改善的加熱適當時間(T)、為上述凸起形成時間以下時，上述接合強度改善條件，是根據從上述凸起形成時間減去上述加熱適當時間的第2加熱時間(YA)的加熱。
全文摘要
一種凸起形成裝置和方法，具有預熱裝置(160)，對于在向上述電極部分(15)的形成凸起(16)前的半導體基板(201)，實行促進在凸起形成時的上述電極部分和上述凸起之間接合的形成前接合促進用溫度控制。為此，在凸起形成前，上述電極部分的金屬粒子能夠變化為適當的狀態，在現象上，與以往相比，能夠達到電極部分和凸起之間的接合狀態的改善。而且，本發明也能夠在凸起形成后，通過控制裝置(317)的加熱控制，由接合臺(316)對凸起形成完成半導體元件、以接合強度改善條件進行加熱。
文檔編號B23K20/00GK1440568SQ01812387
公開日2003年9月3日 申請日期2001年6月29日 優先權日2000年7月4日
發明者成田正力, 吉田幸一, 池谷雅彥, 前貴晴, 金山真司, 今西誠, 東和司, 福本健治, 和田浩 申請人:松下電器產業株式會社