JP4864591B2 - はんだ付け方法およびはんだ付け装置 - Google Patents

Description

この発明は、はんだ付け方法およびはんだ付け装置に関し、特に例えば、第１基板の第１主面と第２基板の第２主面とを互いに対向させた状態で、当該第１主面に形成されている第１電極と第２主面に形成されている第２電極とをはんだ付けする、いわゆるフリップチップ接続のための、はんだ付け方法およびはんだ付け装置に関する。

フリップチップ接続においては、はんだ付けに先立って、当該はんだ付けの対象となる部分、例えば各基板の電極およびはんだバンプと呼ばれるはんだ製の突起電極、の表面を覆っている酸化膜を除去することが、その信頼性を図る上で肝要である。かかる酸化膜を除去する技術として、従来、例えば特許文献１に開示されたものがある。

この従来技術によれば、シリコンウェハ等の基板が、被処理物として、チャンバ内に設置される。そして、この基板の電極パッド上に、はんだバンプの元となる固体状のはんだが配置され、その後、チャンバが閉じられる。さらに、チャンバ内が、真空ポンプによって高真空状態にまで排気され、言わば真空引きされる。そして、この真空引き後、はんだを含む基板全体が、当該はんだの融点よりも低い温度に加熱され、この状態で、チャンバ内に遊離基ガスとしての水素ラジカルが発生される。すると、この水素ラジカルが、はんだに付属する酸化膜と反応し合い、これによって、当該酸化膜が還元され、除去される。

このようにして酸化膜が除去された後、水素ラジカルの発生が停止され、チャンバ内が再度真空引きされる。そして、この真空引き後、チャンバ内に窒素ガスが供給され、当該チャンバ内が無酸化雰囲気とされる。さらに、この無酸化雰囲気中で、基板全体が、はんだの融点よりも高い温度に加熱される。これによって、はんだが溶融し、電極パッド上にはんだバンプが形成される。そして、このはんだバンプの形成後、基板が室温にまで冷却されると共に、チャンバ内が大気圧に戻される。

さらに、従来技術によれば、上述の要領ではんだバンプが形成された基板に対し、別の基板をフリップチップ接続することも可能である旨が、開示されている。即ち、はんだバンプが形成された基板の電極パッド上に、別の基板の電極を接触させ、この状態で、チャンバ内を改めて真空引きする。そして、この真空引き後、チャンバ内にはんだの融点以上の温度で遊離基ガスを発生させて、はんだバンプを溶融し、これによって、各基板をはんだ付けすること、つまりフリップチップ接続すること、も可能である旨が、開示されている。

特開２００５−２３０８３０号公報

ところで、上述の如くはんだバンプが形成された基板の電極パッド上に別の基板の電極を接触させるという言わば位置合わせ作業を、例えばチャンバ内で実施しようとすると、困難を極める。このため、実際には、当該位置合わせ作業は、チャンバの外部、つまり大気中、で行われる。即ち、上述した要領ではんだバンプが形成された基板は、一旦、大気中に取り出される。そして、この大気中で別の基板と位置合わせされ、この位置合わせされた状態を維持しながら、チャンバ内に戻され、フリップチップ接続される。

しかし、このようにはんだバンプ形成後の基板が大気中に取り出されると、当然ながら、当該はんだバンプの表面が酸化して、再び酸化膜が形成されてしまう。これでは、上述の如くはんだバンプの形成時に酸化膜を除去すること自体が全く無意味になり、ひいてはフリップチップ接続の信頼性（品質）が低下する。

そこで、この発明は、従来よりも信頼性の高いフリップチップ接続を実現することができるはんだ付け方法およびはんだ付け装置を提供することを、目的とする。

かかる目的を達成するために、第１の発明は、第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、これら第１主面に形成されている第１電極および第２主面に形成されている第２電極を互いにはんだ付けするはんだ付け方法において、真空槽内に第１基板を設置する第１基板設置工程と、当該真空槽内に第２基板を設置する第２基板設置工程と、を具備する。具体的には、第１基板設置工程において、第１基板は、第１主面を水平にし、かつ当該第１主面を上方に向けた状態で、真空槽内に設置される。そして、第２基板設置工程において、第２基板は、第１電極の真上に空間を隔てて第２電極が位置するように、第２主面を水平にし、かつ当該第２主面を下方に向けた状態で、真空槽内に設置される。つまり、第１基板の上方に第２基板が設置される。なお、これら第１基板設置工程と第２基板設置工程とは、どちらが先に行われてもよいし、両方同時に行われてもよい。そして、このように第１基板および第２基板が真空槽内に設置された後に、この発明は、排気工程と、酸化膜除去工程と、位置合わせ工程と、接合工程と、をこの順番で連続的に行うことを特徴とする。

即ち、まず、排気工程において、真空槽内を排気する。これによって、真空槽内は、低酸素雰囲気（言い換えれば無酸化雰囲気）とされる。そして、このように低酸素雰囲気とされた真空槽内に、続く酸化膜除去工程において、還元性ガスを導入することで、第１電極および第２電極の表面を当該還元性ガスに晒す。これによって、第１電極および第２電極の表面に形成されている酸化膜と還元性ガスとが互いに反応し合い、当該酸化膜が還元され、除去される。なお、この酸化膜除去工程においては、第１電極および第２電極の少なくとも一方に付されているはんだの表面も還元性ガスに晒されるので、当該はんだの表面に形成されている酸化膜も同様に除去される。そして、この酸化膜除去工程の終了後も、真空槽内の低酸素雰囲気状態は維持され、続く位置合わせ工程が行われる。位置合わせ工程においては、第２基板を真下に降下させる。これによって、第１電極および第２電極がはんだを介して互いに重ね合わせられ、つまり第１基板と第２基板との位置合わせが行われる。そして、この位置合わせ工程後も、真空槽内の低酸素雰囲気状態は維持され、続く接合工程が行われる。接続工程においては、第１電極および第２電極の間に介在するはんだを溶融する。この結果、当該はんだを介して第１電極および第２電極が互いに接合され、つまりフリップチップ接続が実現される。

このように、第１の発明によれば、はんだ付けの対象となる第１電極および第２電極の表面を覆っている酸化膜を除去するという酸化膜除去工程と、これら第１電極および第２電極を互いに重ね合わせて位置合わせするという位置合わせ工程と、当該第１電極および第２電極を互いにはんだ付けするという接合工程と、が低酸素雰囲気中で連続して行われる。

なお、酸化膜除除去工程において用いられる還元性ガスとしては、例えば水素ガスが好適である。また、水素ガスをプラズマ化することによって、水素プラズマを発生させ、この水素プラズマを当該還元性ガスとして用いてもよい。さらに、水素プラズマに含まれる水素イオン，電子および水素ラジカル（遊離基）のうち、荷電粒子である水素イオンおよび電子を排除し、電荷を持たないいわゆる中性粒子である水素ラジカルのみを還元性ガスとして採用してもよい。水素ラジカルは、化学的に不安定であり、換言すれば活性が強いため、酸化膜を効果的に還元し、除去することができる。また、水素ガスに加えて、アルゴンガス等の不活性ガスを混合してもよいし、当該水素ガスに代えて、蟻酸等の有機酸ガスを採用してもよい。

併せて、酸化膜除去工程においては、処理の対象である第１電極および第２電極の間の空間に還元性ガスを積極的（強制的）に流通させるのが、望ましい。また、このとき、これら第１電極が形成されている第１基板の第１主面、および第２電極が形成されている第２基板の第２主面、のそれぞれに沿うように、つまり当該第１主面および第２主面と略平行な方向に沿って、当該還元性ガスを流通させるのがよい。このようにすれば、当該第１電極および第２電極の隅々にまで還元性ガスを行きわたらせることができ、ひいてはより効果的に酸化膜を除去することができる。

さらに、酸化膜除去工程においては、還元性ガスとして上述の水素プラズマを採用することで、当該酸化膜除去工程における処理温度を抑制することができ、具体的には、はんだの融点よりも低い温度で当該酸化膜除去工程を行うことができる。そして、この場合、第２基板設置工程においては、当該酸化膜除去工程における処理温度よりも高く、かつはんだの融点以下の温度を融点とする固体部材によって、第２基板を支持してもよい。このようにすれば、続く位置合わせ工程において、当該固体部材を溶融することによって、この固体部材による第２基板の支持状態を解除し、当該第２基板を真下に降下させることができる。

かかる固体部材は、例えばはんだと同じ材料によって形成することができる。このようにすれば、当該固体部材を形成するために特別な（つまりはんだとは別の）材料を用意する必要がなく、経済性および材料管理等の観点から極めて有益である。

また、固体部材は、第１基板の第１主面と第２基板の第２主面との間に介在するように設けることができる。そして、この場合、当該固体部材は、第１基板（第１主面）および第２基板（第２主面）の少なくとも一方と予め一体化されたものであってもよい。

さらに、第１基板の第１主面に、第１電極とは別の第１ダミー電極を設けると共に、当該第１ダミー電極と対向するように、第２基板の第２主面に、第２電極とは別の第２ダミー電極を設け、これら第１ダミー電極と第２ダミー電極との間に固体部材を介在させてもよい。このようにすれば、位置合わせ工程において固体部材が溶融されたとき、この溶融された固体部材の表面張力によって第１ダミー電極と第２ダミー電極とが互いに引き合わされ、この結果、第１基板と第２基板との位置合わせがより正確に行われる。

この第１の発明におけるはんだとしては、例えばはんだバンプがある。即ち、第１電極および第２電極の少なくとも一方に、当該はんだバンプが予め形成されていてもよい。また、これに限らず、はんだバンプの元となる球状のはんだボールが、第１電極および第２電極の少なくとも一方に付されていてもよい。なお、この場合は、残渣の生じないフラックス、或いはアルコールまたは有機酸を主成分とする接着剤によって、当該はんだボールを固定するのが、望ましい。さらに、はんだボールに代えて、例えばメッキ処理によって形成可能な固体状のはんだ層、或いは印刷処理によって形成可能なペースト状のはんだ層が、当該はんだとして予め付されていてもよい。

次に、第２の発明は、第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、これら第１主面に形成されている第１電極および第２主面に形成されている第２電極を互いにはんだ付けするはんだ装置において、真空槽と、この真空槽内において第１主面を水平にしかつ当該第１主面を上方に向けた状態で第１基板が設置される第１基板設置手段と、同真空槽内において第１電極の真上に空間を隔てて第２電極が位置するように第２主面を水平にしかつ当該第２主面を下方に向けた状態で第２基板が設置される第２基板設置手段と、を具備する。そして、このように第１基板および第２基板が設置された真空槽内を排気して当該真空槽内を低酸素雰囲気とする排気手段と、この排気手段によって低酸素雰囲気とされた真空槽内において第１電極および第２電極の表面を還元性ガスに晒すことによって当該表面に形成されている酸化膜を除去する酸化膜除去手段と、をも具備する。さらに、この酸化膜除去手段による酸化膜除去処理に続いて低酸素雰囲気状態が維持されている真空槽内において第２基板を真下に降下させて第１電極および第２電極を互いに重ね合わせる位置合わせ手段と、この位置合わせ手段による位置合わせに続いて低酸素雰囲気状態が維持されている真空槽内においてはんだを溶融することで第１電極および上記第２電極を互いに接合する接合手段と、をも備えるものである。

即ち、上述の第１の発明が、はんだ付け方法に関する発明であるのに対して、この第２の発明は、当該第１の発明に対応するはんだ付け装置に関する発明である。そして、この第２の発明のはんだ付け装置によれば、第１の発明のはんだ付け方法を実現することができる。つまり、はんだ付けの対象となる第１電極および第２電極の表面を覆っている酸化膜を除去する工程と、これら第１電極および第２電極を互いに重ね合わせて位置合わせする工程と、当該第１電極および第２電極を互いにはんだ付けする工程と、を低酸素雰囲気中で連続的に行うことができる。

なお、この第２の発明においても、第１の発明と同様、第１電極および第２電極の表面を覆っている酸化膜を除去する際に、これら第１電極および第２電極の間の空間に還元性ガスを積極的に流通させる、詳しくは第１基板の第１主面および第２基板の第２主面と略平行な方向に沿って当該還元性ガスを流通させる、のが望ましい。つまり、このように還元性ガスを流通させるためのガス流通手段を設けるのが、望ましい。

また、還元性ガスとして上述の水素プラズマを採用すれば、当該酸化膜を除去する際の処理温度を抑制することができ、具体的には、はんだの融点よりも低い温度で当該酸化膜を除去することができる。そして、この場合、第２基板設置手段は、酸化膜を除去する際の処理温度よりも高く、かつはんだの融点以下の温度を融点とする固体部材を含み、この固体部材によって第２基板を支持するものとしてもよい。このようにすれば、位置合わせ手段は、この固体部材を溶融することによって、当該固体部材による第２基板の支持状態を解除し、第２基板を真下に降下させることができる。

そして、ここで言う固体部材についても、第１の発明におけるものと同様、例えばはんだと同じ材料によって形成することができる。

さらに、第１基板の第１主面に、第１電極とは別の第１ダミー電極を設けると共に、当該第１ダミー電極と対向するように、第２基板の第２主面に、第２電極とは別の第２ダミー電極を設け、これら第１ダミー電極と第２ダミー電極との間に固体部材を介在させてもよい。このようにすれば、位置合わせ手段によって固体部材が溶融されたとき、この溶融された固体部材の表面張力で第１ダミー電極と第２ダミー電極とが互いに引き合わされ、この結果、第１基板と第２基板との位置合わせがより正確に行われる。

また、はんだとしては、はんだバンプ、はんだボール、メッキ処理によって形成可能な固体状のはんだ層、または印刷処理によって形成可能なペースト状のはんだ層を、採用することができる。

以上のように、この発明によれば、はんだ付けの対象となる第１電極および第２電極の表面を覆っている酸化膜を除去する工程と、これら第１電極および第２電極を互いに重ね合わせて位置合わせする工程と、当該第１電極および第２電極を互いにはんだ付けする工程と、を低酸素雰囲気中で連続的に行うことができる。言い換えれば、第１電極および第２電極は、前処理を施された後、位置合わせされ、さらにはんだ付けされるまでの間、大気に晒されることは一切ない。従って、はんだ付けの対象となる基板がはんだ付けの前に大気に晒されるという上述した従来技術とは異なり、当該第１電極および第２電極がはんだ付けの前に酸化されることはない。ゆえに、従来よりも信頼性の高いフリップチップ接続を実現することができる。

この発明の一実施形態について、図１〜図１２参照して説明する。

図１に示すように、この実施形態に係るはんだ付け装置１０は、真空槽としての箱型の金属製チャンバ１２を備えている。そして、このチャンバ１２の内部、言わば真空室内には、概略平板状の加熱ステージ１４が、その上面を水平にした状態で配置されており、当該加熱ステージ１４の上面に、はんだ付けの対象となる複数の被処理物１６，１６，…が設置される。つまり、加熱ステージ１４は、被処理物１６，１６，…を設置するための設置手段として機能し、より具体的には、後述する第１基板としての中間基板（インターポーザ）１００が設置される第１基板設置手段として機能する。

さらに、加熱ステージ１４は、被処理物１６，１６，…を加熱するための加熱手段としても機能する。このため、加熱ステージ１４は、熱容量が比較的に小さい材料、例えばセラミックまたはカーボン製とされている。そして、当該加熱ステージ１４の内部には、抵抗加熱ヒータ１８が設けられており、この抵抗加熱ヒータ１８の発熱エネルギによって、被処理物１６，１６，…を加熱する。なお、抵抗加熱ヒータ１８による被処理物１６，１６，…の加熱温度は、チャンバ１２の外部に設けられた図示しないヒータ加熱用電源装置によって、例えば常温〜後述するはんだ１０８の融点以上の温度、詳しくは１５［℃］〜４００［℃］、の範囲で任意に制御可能とされている。

また、図には示さないが、加熱ステージ１４には、抵抗加熱ヒータ１８の他に、冷却手段としての水冷式の冷却装置も、付属されている。この冷却装置は、抵抗加熱ヒータ１８に上述のヒータ加熱用電力が供給されているとき、つまり通電されているときは、加熱ステージ１４に対して非接触状態にある。そして、抵抗加熱ヒータ１８への通電が絶たれ、被処理物１６，１６，…を冷却する必要性が生じると、加熱ステージ１４の下面全体に接触して、当該加熱ステージ１４と共に被処理物１６，１６，…を冷却する。このように加熱ステージ１４に冷却装置が付属されることで、より正確かつ迅速な被処理物１６，１６，…の温度制御が可能となる。

さらに、チャンバ１２の壁部の適宜位置、例えば底壁の略中央位置に、排気口２０が設けられている。そして、この排気口２０には、排気管２２を介して、チャンバ１２の外部に設けられた排気手段としての真空ポンプ２４が結合されている。なお、真空ポンプ２４としては、例えばメカニカルブースタポンプとロータリポンプとを組み合わせたものが採用される。勿論、これ以外のポンプを採用してもよい。また、図には示さないが、排気管２２の途中には、真空ポンプ２４による排気量を制御し、ひいてはチャンバ１２内の圧力を制御するための圧力制御手段、例えばコンダクタンスバルブ、が設けられている。

そしてさらに、チャンバ１２内における上方寄りの位置に、金属製の遮蔽板２６が、当該チャンバ１２内を上下に二分するように水平に沿って設けられている。この遮蔽板２６は、例えば、厚さ寸法が５［ｍｍ］程度のアルミニウム板に、その一方主面（上面）から他方主面（下面）に貫通する複数の貫通孔を穿設したものである。これらの貫通孔の直径は、遮蔽板２６の厚さ寸法、換言すれば当該貫通孔の長さ寸法、よりも小さく、例えば１［ｍｍ］程度とされている。また、各貫通孔間の距離、言わばピッチは、当該貫通孔の直径よりも大きめの数［ｍｍ］程度とされており、詳しくは５［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］程度とされている。この遮蔽板２６によって仕切られた上方側の空間２８は、後述する水素プラズマを発生させるためのプラズマ発光室であり、下方側の空間３０は、被処理物１６，１６，…に後述するはんだ付け等の処理を施すための処理室である。なお、図１においては、プラズマ発光室２８の方が処理室３０よりも小さめとされているが、これらプラズマ発光室２８および処理室３０の大きさは、諸状況（例えばはんだ付け装置１０の規模や被処理物１６，１６，…の種類等）に応じて適宜決定される。また、図には示さないが、遮蔽板２６は、チャンバ１２の壁部と共に、基準電位としての接地電位に接続されている。

プラズマ発光室２８は、上述したように水素プラズマを発生させるための空間であり、ここに水素（Ｈ_２）ガスを導入するべく、ガス導入管３２を介して、チャンバ１２の外部に設けられた水素ガス源３４に結合されている。なお、図には示さないが、水素ガス源３４は、ガス導入管３２を介してプラズマ発光室２８に供給される水素ガスの供給量（流量）を調整するための供給量調整手段、例えばマスフローコントローラ、を備えている。

そして、プラズマ発光室２８の上壁を構成するチャンバ１２の上壁には、その中央部分を含む大部分を占めるように、石英製のマイクロ波導入窓３６が設けられている。さらに、このマイクロ波導入窓３６の上方には、当該マイクロ波導入窓３６を出力端とする導波管３８が、当該マイクロ波導入窓３６の上面に沿って、つまり水平方向に沿って、延伸するように設けられている。そして、この導波管３８の入力端には、周波数が２．４５［ＧＨｚ］のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器４０が結合されている。

このようにガス導入管３２，水素ガス源３４，マイクロ波導入窓３６，導波管３８およびマイクロ発生器４０が付属されたプラズマ発光室２８によれば、次の手順で水素プラズマが発生される。即ち、まず、プラズマ発光室２８を含むチャンバ１２内が、真空ポンプ２４によって１［Ｐａ］〜２［Ｐａ］程度の高真空状態にまで排気され、言わば真空引きされる。そして、この真空引き後、図１に矢印４２で示すように、水素ガス源３４からガス導入管３２を介してプラズマ発光室２８に水素ガスが導入される。なお、このとき、プラズマ発光室を含むチャンバ１２内の圧力は、上述したコンダクタンスバルブによって、１０［Ｐａ］〜２００［Ｐａ］程度に調整される。

これと併せて、プラズマ発光室２８には、図１に矢印４４で示すように、マイクロ波発生器４０から導波管３８およびマイクロ波導入窓３６を介して、マイクロ波が導入される。すると、このマイクロ波のエネルギを受けて、プラズマ発光室２８に導入されている水素ガスの粒子が放電し、これによって当該プラズマ発光室２８に水素プラズマが発生する。なお、マイクロ波は、石英の表面を伝播し易い性質を有しているので、かかる石英製のマイクロ波導入窓３６の上面に沿って導波管３８が延伸された図１の構成によれば、当該マイクロ波導入窓３６を介してプラズマ発光室２８に効率よくマイクロ波を拡散させることができ、ひいてはより高密度な水素プラズマを発生させることができる。

このようにしてプラズマ発光室２８に発生した水素プラズマは、水素イオンＨ^＋，電子ｅ⁻および水素ラジカル（遊離基）Ｈ^＊を含むが、このうち、荷電粒子である水素イオンＨ^＋および電子ｅ⁻は、遮蔽板２６を介して接地電位に流れ、言わば排除される。そして、電荷を持たない中性粒子である水素ラジカルＨ^＊のみが、真空ポンプ２４による排気作用によって、遮蔽板２６（貫通孔）をすり抜けて、処理室３０へと導かれる。つまり、遮蔽板２６は、水素ラジカルＨ^＊のみを透過させるための一種のフィルタ手段として機能する。

処理室３０においては、遮蔽板２６をすり抜けてきた水素ラジカルＨ^＊を、図１に点線の矢印４６および４６で示すような経路で流通させるためのガス流通手段としてのガス流ガイド４８が、設けられている。具体的には、ガス流ガイド４８は、遮蔽板２６をすり抜けてきた水素ラジカルＨ^＊を、一旦、処理室３０の中央付近に集める概略漏斗状の収集部５０と、この収集部５０によって集められた水素ラジカルＨ^＊を加熱ステージ１４の上面付近にまで誘導する概略筒状の誘導部５２と、当該誘導部５２によって誘導された水素ラジカルＨ^＊を加熱ステージ１４の上面に沿って外方（加熱ステージ１４の上面の中央から周縁に向かう方向）に拡散させる中空平板状の拡散部５４と、を備えている。そして、このようにガス流ガイド４８によって水素ラジカルＨ^＊が案内された状態で、加熱ステージ１４上の被処理物１６，１６，…に対し、次の要領ではんだ付け等の処理が施される。

即ち、この実施形態のはんだ付け装置１０によれば、被処理物１６として、図２に示すような半導体装置を製造することができ、厳密には、上述した第１基板としての中間基板１００と第２基板としての半導体チップ（ベアチップ）１０２とをはんだ付けすること、つまりフリップチップ接続すること、ができる。

より具体的には、中間基板１００は、第１主面としての上面に、第１電極としての複数の円板状微小電極１０４，１０４，…を有している。一方、半導体チップ１０２は、第２主面としての下面に、中間基板１００側の各電極１０４，１０４，…に対応する第２電極としての複数の円板状微小電極１０６，１０６，…を有している。そして、これら中間基板１００側の電極１０４，１０４，…と半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…とが、はんだ１０８，１０８，…を介して接合され、つまりはんだ付けされる。さらに、このはんだ付けに先立って、各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…間の接合性を向上させるべく、当該各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…，並びにはんだ（厳密には後述するはんだバンプ）１０８，１０８，…の表面に形成されている図示しない酸化膜を除去するための処理も、施される。

図３に、これらの処理が施される前の被処理物１２を示す。この図３に示すように、処理前においては、中間基板１００と半導体チップ１０２とは、空間１１０を隔てて互いに平行を成し、かつそれぞれ対応し合う電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…同士を真っ直ぐに対向（正対）させた状態にある。そして、これら中間基板１００の上面と半導体チップ１０２の下面との間に、第２基板設置手段としての互いに同一仕様の複数の固体部材、例えば４つの円柱状スペーサ１１２，１１２，…が、設けられている。換言すれば、半導体チップ１０２は、中間基板１００との間に空間１１０を隔てるように、これら４つのスペーサ１１２，１１２，…によって支持された状態にある。

より詳しくは、各スペーサ１１２，１１２，…は、中間基板１００の上面の四隅位置と半導体チップ１０２の下面の四隅位置とを結合するように設けられている。そして、それぞれの結合部分は、図示しない固着剤によって固定されている。つまり、処理前においては、中間基板１００と半導体チップ１０２とは、スペーサ１１２，１１２，…を介して一体化された状態にある。なお、ここで言う固着剤としては、例えば残渣の生じないフラックス、或いはアルコールまたは有機酸を主成分とする接着剤が、採用される。また、スペーサ１１２，１１２，…は、はんだ１０８，１０８，…と同じ材料（つまりはんだ）で形成されている。さらに、中間基板１００側の各スペーサ１１２，１１２，…との接合部分には、当該スペーサ１１２，１１２，…よりも径の大きい円板状のダミー電極（パッドのみの電極）１１４，１１４，…が設けられている。そして、このダミー電極１１４，１１４，…が設けられていることにも起因して、中間基板１００の外周寸法は、半導体チップ１０２の外周寸法よりも少し（一回りほど）大きめとされている。

さらに、半導体チップ１０２側の各電極１０６，１０６，…に、はんだ１０８，１０８，…の原形であるはんだバンプが形成されている。このはんだバンプ１０８，１０８，…は、例えば錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）との合金製であり、その融点は、約２２０［℃］である。なお、上述したように、スペーサ１１２，１１２，…もまた、このはんだバンプ１０８，１０８，…と同じ材料で形成されており、即ち融点が約２２０［℃］の錫銀銅合金製とされている。

このような構成の処理前の被処理物１６は、図３に示す状態、つまり中間基板１００を下にし、半導体チップ１０２を上にした状態で、加熱ステージ１４（図３には示さず）上に設置される。そして、図１に示したように加熱ステージ１４上に複数の被処理物１６，１６，…が設置された状態で、チャンバ１２内が真空引きされる。さらに、この真空引き後、上述した要領でプラズマ発光室２８に水素プラズマが発生され、この水素プラズマに含まれる水素ラジカルＨ^＊が処理室３０に導かれ、ひいては加熱ステージ１４上の各被処理物１６，１６，…の設置位置に案内される。そして、この水素ラジカルＨ^＊の雰囲気中で、図４に示すように、はんだ付け等の処理が順次施される。

即ち、まず、図４（ａ）に示すように、水素ラジカルＨ^＊がそれぞれの被処理物１６の空間１１０内を中間基板１００の上面および半導体チップ１０２の下面に沿って流通している状態、換言すれば各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…，並びにはんだバンプ１０８，１０８，…の表面（露出面）が当該水素ラジカルＨ^＊に晒されている状態で、被処理物１６が、加熱ステージ１４（抵抗加熱ヒータ１８）によって、常温よりも高くかつはんだバンプ１０８，１０８，…の融点よりも低い温度、例えば約１５０［℃］に加熱される。すると、各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…，並びにはんだバンプ１０８，１０８，…の表面に形成されている図示しない酸化膜が、水素ラジカルＨ^＊と反応し合い、これによって、当該酸化膜が還元され、除去される。なお、この酸化膜を除去するための処理、言わば酸化膜除去工程は、約１分間にわたって行われる。

続いて、加熱ステージ１４によって、被処理物１６が、はんだバンプ１０８，１０８，…の融点よりも高くかつ半導体チップ１０２の耐熱温度よりも低い温度、具体的には当該半導体チップ１０２の推奨はんだ付け温度、で加熱される。すると、はんだバンプ１０８，１０８，…が溶融すると共に、当該はんだバンプ１０８，１０８，…と同じ材料で形成されたスペーサ１１２，１１２，…も溶融する。そして、このスペーサ１１２，１１２，…が溶融することによって、図４（ｂ）に示すように、当該スペーサ１１２，１１２，…による半導体チップ１０２の支持状態が解除され、半導体チップ１０２が真下に自由降下する。この結果、中間基板１００側の電極１０４，１０４，…と半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…とが、はんだバンプ１０８，１０８，…を介して接触し、言わば位置合わせされる。なお、溶融したスペーサ１１２，１１２，…は、その下方に設けられたダミー電極１１４，１１４，…上に留まるので、当該ダミー電極１１４，１１４，…の周囲、特に中間基板１００および半導体チップ１０２の内側部分、に流れることはない。つまり、ダミー電極１１４，１１４，…は、溶融したスペーサ１１２，１１２，…が周囲に流出するのを防止する言わば流出防止手段として機能する。

そして、この位置合わせ工程を経た後、半導体チップ１０２は、自重によりさらに中間基板１００側に押圧される。この結果、図４（ｃ）に示すように、中間基板１００側の電極１０４，１０４，…と半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…とが、はんだバンプ１０８，１０８，…から変容したはんだを介して接合され、つまりはんだ付けされる。そして、この接合工程後、被処理物１６は、加熱ステージ１４と共に、上述した冷却装置によって常温にまで冷却される。これと同時に、チャンバ１２内が大気圧に戻される。そして、チャンバ１２内から被処理物１６が取り出され、つまり図２に示した半導体装置が完成する。

即ち、この実施形態によれば、図４（ａ）の酸化膜除去工程と、図４（ｂ）の位置合わせ工程と、図４（ｃ）の接合工程とが、水素ラジカルＨ^＊で満たされた低酸素雰囲気中で、連続的に行われる。言い換えれば、これら酸化膜除去工程，位置合わせ工程および接合工程の全てが終わるまでの間、被処理物１６は、一度たりとも大気に晒されることはない。従って、はんだ付けの対象となる基板がはんだ付けの前に大気に晒されるという上述した従来技術とは異なり、被処理物１６、特に各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…，並びにはんだバンプ１０８，１０８，…が、はんだ付け（接合工程）の前に酸化されることはない。ゆえに、従来よりも信頼性の高いフリップチップ接続を実現することができる。

また、酸化膜除去工程および位置合わせ工程において、被処理物１６，１６，…が或る程度にまで加熱されるので、接合工程におけるいわゆる本加熱がスムーズに行われる。つまり、酸化膜除去工程および位置合わせ工程において、被処理物１６，１６，…を予備的に加熱するという予備加熱が並行して行われる、という効果も奏する。

さらに、酸化膜除去工程においては、中間基板１００の上面および半導体チップ１０２の下面によって挟まれた狭い空間１１０内を水素ラジカルＨ^＊が積極的に流通するように、上述したガス流ガイド４８によって当該水素ラジカルＨ^＊が案内されるので、酸化膜の除去処理が効率的かつ確実に行われる。また、この水素ラジカルＨ^＊を利用することによって、これまで利用されていた酸化膜除去剤としてのフラックスが不要になるので、このフラックスを塗布したり、当該フラックスの残渣を除去したりする手間が省け、生産性が向上する。併せて、フラックスの残渣を除去するための有機溶剤も不要であるので、環境への影響も抑制される。

そしてさらに、この実施形態によれば、中間基板１００の真上にスペーサ１１２，１１２，…を介して半導体チップ１０２を置いた状態で、酸化膜除去工程を行い、続く位置合わせ工程において、当該スペーサ１１２，１１２，…を溶融することで、これら中間基板１００および半導体チップ１０２の位置合わせを実現している。つまり、スペーサ１１２，１１２，…という極めて簡素かつ安価な固体部材を採用しつつ、これまで困難であった真空槽１２内での位置合わせを実現することができる。

なお、この実施形態においては、スペーサ１１２，１１２，…として、はんだバンプ１０８，１０８，…と同じ材料で形成されたものを採用したが、これに限らない。即ち、スペーサ１１２，１１２，…は、上述の図４（ａ）に示した酸化膜除去工程における被処理物１６の加熱温度よりも高く、かつはんだバンプ１０８，１０８，…の融点以下の温度を融点とする材料によって形成されたものであればよい。ただし、この実施形態のように、はんだバンプ１０８，１０８，…と同じ材料でスペーサ１１２，１１２，…を形成すれば、当該スペーサ１１２，１１２，…を形成するために特別な（つまりはんだとは別の）材料を用意する必要がなく、経済性および材料管理等の観点から極めて有益である。

また、上述の図４（ｂ）および図４（ｃ）に示したように、溶融したスペーサ１１２，１１２，…はダミー電極１１４，１１４，…上に留まるが、この場合、当該溶融したスペーサ１１２，１１２，…がダミー電極１１４，１１４，…以外の部分、特に半導体チップ１０２の下面等、に付着しないようにすることが、必要とされる。即ち、このような不都合が生じないように、スペーサ１１２，１１２，…およびダミー電極１１４，１１４，…のサイズを適宜決定することが、肝要である。

さらに、ダミー電極１１４，１１４，…による流出防止手段としての機能をより確実なものとするべく、例えば図５に示すように、個々のダミー電極１１４の周りを筒状の壁１２０で囲んでもよい。また、この場合、ダミー電極１１４，１１４，…を設けずに、当該壁１２０のみによって、流出防止手段を実現してもよい。

そしてさらに、ダミー電極１１４，１１４，…に代えて、例えば図６に示すような凹状の窪み１３０を設け、この窪み１３０に溶融したスペーサ１１２を収容させることで、流出防止手段を実現してもよい。また、この窪み１３０による流出防止手段としての機能をより確実なものとするべく、当該窪み１３０の内側に金属膜１３２を形成してもよい。

併せて、この実施形態では、スペーサ１１２，１１２，…を円柱状としたが、これ以外の形状、例えば角柱状としてもよいし、或いは壁状としてもよい。また、当該スペーサ１１２，１１２，…の数についても、４つに限らず、これ以外の数としてもよい。ただし、上述の酸化膜除去工程において、空間１１０内に水素ラジカルＨ^＊が効率的に流通するよう、当該スペーサ１１２，１１２，…の形状および数を設定することが、肝要である。

また、はんだバンプ（はんだ）１０８，１０８，…として、融点が約２２０［℃］の錫銀銅合金製のものを採用したが、これ以外ものを採用してもよい。例えば、鉛（Ｐｂ），ビスマス（Ｂｉ），インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）のうちの１つまたは２つ以上を含む錫合金を、当該はんだバンプ１０８，１０８，…として採用してもよい。ただし、鉛については、いわゆる鉛フリー化の観点から採用を控えるのが、望ましい。また、はんだバンプ１０８，１０８，…の材料が変わると、これに伴い、その融点も変わるので、当該融点に応じて各工程における被処理物１６の加熱温度を設定するのが、望ましい。

そして、この実施形態では、半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…に、予めはんだバンプ１０８，１０８，…が形成されている場合について説明したが、これに限らない。例えば図７に示すように、中間基板１００側の電極１０４，１０４，…に、当該はんだバンプ１０８，１０８，…が形成されていてもよい。また、中間基板１００側の電極１０４，１０４，…および半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…の両方に、はんだバンプ１０８，１０８，…が形成されていてもよい。

さらに、はんだバンプ１０８，１０８，…に限らず、例えば図８に示すように、当該はんだバンプ１０８，１０８，…の元となるはんだボールが、中間基板１００側の電極１０４，１０４，…および半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…の少なくとも一方、実用的には下方に位置する中間基板１００側の電極１０４，１０４，…に、付されていてもよい。この場合、電極１０４，１０４，…上にはんだボール１０８，１０８，…を安定させるべく、当該はんだボール１０８，１０８，…を上述した固着剤によって固定するのが望ましい。また、固着剤に代えて、例えば電極１０４，１０４，…に図示しない窪みを形成し、この窪みにはんだボール１０８，１０８，…を嵌合させることによって、当該はんだボール１０８，１０８，…を固定してもよい。なお、このようにはんだボール１０８，１０８，…を採用する場合、当該はんだボール１０８，１０８，…は、上述の位置合わせ工程においてスペーサ１１２，１１２，…と共に溶融する。これによって、一時的ではあるが、電極１０４，１０４，…上にはんだバンプ１０８，１０８，…が形成される。

また、図８に示すようなはんだボール１０８，１０８，…に限らず、一般に知られているメッキ処理によって形成可能な固体状のはんだ層、或いは印刷処理によって形成可能なペースト状のはんだ層を、採用してもよい。なお、これらのはんだ層を採用する場合には、はんだボール１０８，１０８，…を採用する場合とは異なり、上方に位置する半導体チップ１０２側の電極１０６，１０６，…に当該はんだ層を付することもできる。

さらに、図９（ａ）に示すように、中間基板１００側のみならず、半導体チップ１１２側にも、各スペーサ１１２，１１２，…との接合部分にダミー電極１１６，１１６，…を設けてもよい。つまり、中間基板１００側の各ダミー電極１１４，１１４，…が設けられている位置に対応する半導体チップ１１２側の下面の四隅位置に、当該ダミー電極１１６．１１６．…を設けてもよい。このようにすれば、図９（ｂ）に示す位置合わせ工程において、中間基板１００側の言わば第１のダミー電極１１４，１１４，…と、半導体チップ１１２側の第２のダミー電極１１６，１１６，…と、の両方に、溶融したスペーサ１１２，１１２，…が付着する。そして、この溶融したスペーサ１１２，１１２，…の表面張力によって、互いに対応するダミー電極１１４，１１４，…および１１６，１１６，…同士が引き付けられ、この結果、位置合わせ精度が向上する。また、図９（ｃ）に示す接合工程によって、各電極１０４，１０４，…および１０６，１０６，…同士のみならず、各ダミー電極１１４，１１４，…および１１６，１１６，…同士もはんだ付けされるので、中間基板１００と半導体チップ１０２との接合力が向上し、ひいては完成品としての半導体装置１６全体の機械的強度が向上する。

そしてさらに、スペーサ１１２，１１２，…に代えて、例えば図１０（ａ）に示すような形状記憶合金１１８，１１８，…を、第２基板設置手段として採用してもよい。即ち、各形状記憶合金１１８，１１８，…は、互いに同一仕様のものであり、図１０（ａ）の酸化膜除去工程においては、スペーサ１１２，１１２，…と同様、円柱状の状態、つまり中間基板１００と半導体チップ１０２との間に介在して当該半導体チップ１０２を支持する言わば第１の状態にある。そして、酸化膜除去工程の後、続く位置合わせ工程において、これらの形状記憶合金１１８，１１８，…は、当該酸化膜除去工程よりも高温に加熱される。これによって、各形状記憶合金１１８，１１８，…は、図１０（ｂ）に示すように、外方に向かって湾曲（または屈折）するという言わば第２の状態になる。なお、厳密に言うと、この第２の状態が、形状記憶合金１１８，１１８，…の元の状態であり、第１の状態が、外力によって強制的に変形された状態である。そして、このように各形状記憶合金１１８，１１８，…が第２の状態になる（つまり戻る）ことによって、半導体チップ１０２が真下に降下し、この結果、当該半導体チップ１０２と中間基板１００との位置合わせが実現される。併せて、第２の状態となった各形状記憶合金１１８，１１８，…は、図１０（ｂ）に矢印１１９，１１９，…で示すように、外方に落下する。これにより、続く図１０（ｃ）の接合工程において、当該形状記憶合金１１８，１１８，…は、完全に排除される。従って、この形状記憶合金１１８，１１８，…によって、完成品である半導体装置１６に回路ショート等の不都合が生じることはない。また、排除された形状記憶合金１１８，１１８，…は、次回以降のロットで再利用される。なお、第１の状態にあるときの形状記憶合金１１８，１１８，…は、円柱状に限らず、角柱状や板状等の他の形状のものであってもよい。

また、例えば図１１に示すような昇降装置１４０を、第２基板設置手段として採用してもよい。即ち、この昇降装置１４０は、半導体チップ１０２の両端縁を挟んで保持する保持部１４２と、この保持部１４２を垂直方向に移動させる昇降部１４４と、を備えている。なお、図には示さないが、昇降部１４４は、上述したガス流ガイド４８の拡散部５４に結合されている。

かかる昇降装置１４０を採用する構成によれば、まず、図１１（ａ）に示す酸化膜除去工程において、当該昇降装置１４０によって、半導体チップ１０２が支持される。そして、図１１（ｂ）の位置合わせ工程において、矢印１４６で示すように、昇降装置１４０（昇降部１４４）によって半導体チップ１０２が真下に降下され、その後、当該昇降装置１４０（保持部１４２）による半導体チップ１０２の保持状態が解除される。これによって、中間基板１００と半導体チップ１０２との位置合わせが行われる。なお、この昇降装置１４０を採用する場合の位置合わせ工程においては、加熱ステージ１４による被処理物１６の加熱温度は酸化膜除去工程のときと同じ温度とされ、つまりはんだバンプ１０８，１０８，…は未だ溶融されていない状態にある。そして、この位置合わせ工程後、加熱ステージ１４による加熱温度が上述した半導体チップ１０２の推奨はんだ付け温度にまで上げられ、図１１（ｃ）に示すように、接合工程が行われる。

そして、このように昇降装置１４０を採用する場合には、例えば図１２に示すように、中間基板１００と半導体チップ１０２とを逆さまに設置してもよい。即ち、半導体チップ１０２を下にし、中間基板１００を上にし、この上方に位置する中間基板１００を昇降装置１０４によって支持するようにしてもよい。

なお、上述したスペーサ１１２，１１２，…や形状記憶合金１１８，１１８，…を採用する場合にも、半導体チップ１０２を下にし、中間基板１００を上にすることができるが、この場合、半導体チップ１０２の上面、つまり回路面が、加熱ステージ１４の上面に直接接触することになるので、機械的にデリケートな当該回路面に対しては好ましくない。従って、スペーサ１１２，１１２，…または形状記憶合金１１８，１１８，…を採用する場合には、上述の如く中間基板１００を下にし、半導体チップ１０２を上にするのが、望ましい。

さらにまた、はんだ付け装置１０についても、上述の図１に示した構成に限らず、例えば図１３に示すような構成としてもよい。即ち、チャンバ１２内を水平方向において二分するように垂直に沿って遮蔽板２６を設け、この遮蔽板２６で仕切られたプラズマ発光室２８に対して、その横方（図１３において左側）からマイクロ波が導入されるように、マイクロ波導入窓３６，導波管３８およびマイクロ発生器４０を構成する。そして、処理室３０においては、図１に示した構成と同様に、加熱ステージ１４を、その上面が水平を成すように配置し、当該加熱ステージ１４の上面に被処理物１６，１６，…を設置する。さらに、この加熱ステージ１４を挟んで遮蔽板２６と対向するように、排気口２０を設ける。このようにすれば、図１３に矢印４６で示すように、加熱ステージ１４の上面に沿って水素ラジカルＨ^＊を流通させるという当該水素ラジカルＨ^＊の流通経路を形成し易くなり、つまりガス流ガイド４８の構造を簡素化することができる。具体的には、ガス流ガイド４８は、遮蔽板２６をすり抜けてきた水素ラジカルＨ^＊を加熱ステージ１４の上面付近に集めるための収集部５０ａと、この収集部５０ａによって集められた水素ラジカルＨ^＊を加熱ステージ１４の上面に沿って拡散させる拡散部５４ａと、のみで構成することができる。また、このようにガス流ガイド４８の構造を簡素化することができるので、かかる簡素なガス流ガイド４８を採用する図１３の構成によれば、図１の構成に比べて、はんだ付け装置１０全体を小型化することもできる。勿論、これら図１および図１３に限らず、これ以外の構成を採用してもよい。

さらにまた、この実施形態においては、水素プラズマを発生させるのにマイクロ波を用いたが、例えば周波数が１３．５６［ＭＨｚ］の高周波を用いてもよい。

そして、被処理物１６，１６，…を加熱するのに抵抗加熱ヒータ１８を用いたが、これに代えて、熱輻射器等の別の手段を用いてもよい。併せて、上述した冷却装置については、これを必要としない場合には省いてもよい。

また、上述の酸化膜除去工程において、中性粒子である水素ラジカルＨ^＊のみによって、酸化膜を還元し、除去することとしたが、これに限らない。即ち、当該水素ラジカルＨ^＊のみならず、荷電粒子である水素イオンＨ^＋および電子ｅ⁻をも含む水素プラズマによって、酸化膜を還元し、除去してもよい。そして、水素ガスに加えて、アルゴンガス等の不活性ガスを混合してもよいし、当該水素ガスに代えて、蟻酸等の有機酸ガスを採用してもよい。

さらに、上述の位置合わせ工程および接合工程において、水素プラズマ（水素ラジカルＨ^＋）を発生させずに、例えば窒素ガスをチャンバ１２内に導入し、この窒素ガス雰囲気中で、当該位置合わせ工程および接合工程を行ってもよい。

また、この実施形態では、中間基板１００と半導体チップ１０２とをはんだ付け（フリップチップ接続）する場合について説明したが、勿論、これ以外のものをはんだ付けする場合にも、この発明を適用することができる。

以上、この実施形態で説明した内容は、飽くまでこの発明を実現するための一例であり、この発明を限定するものではない。

この発明の一実施形態に係るはんだ付け装置の概略構成を示す図である。 同実施形態における被処理物の概略構成を示す中央縦端面図である。 同被処理物の処理前の概略構成を示す図である。 同被処理物の処理工程を示す図解図である。 同被処理物の別の例を示す一部拡大断面図である。 図５とはさらに別の例を示す一部拡大断面図である。 図６とはさらに別の例を示す中央縦断面図である。 図７とはさらに別の例を示す中央縦断面図である。 図８とはさらに別の例を示す図解図である。 図４とは別の方式による処理工程を示す図解図である。 図１０とはさらに別の方式による処理工程を示す図解図である。 図１１の別の例を示す中央縦断面図である。 図１とは別の構成例を示す図である。

符号の説明

１０ はんだ付け装置
１２ チャンバ
１４ 加熱ステージ
１６ 被処理物
１８ 抵抗加熱ヒータ
２４ 真空ポンプ
３４ 水素ガス源
１００ 中間基板
１０２ 半導体チップ
１０４，１０６ 電極
１０８ はんだ（はんだバンプ）
１１０ 空間
１１２ スペーサ

Claims (10)

1. 第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、該第１主面に形成されている第１電極および該第２主面に形成されている第２電極の少なくとも一方に付されたはんだによって該第１電極および該第２電極を互いに接合するはんだ付け方法において、
   上記第１主面を水平にしかつ該第１主面を上方に向けた状態で上記第１基板を真空槽内に設置する第１基板設置工程と、
   上記第１電極の真上に空間を隔てて上記第２電極が位置するように上記第２主面を水平にしかつ該第２主面を下方に向けた状態で上記第２基板を上記真空槽内に設置する第２基板設置工程と、
   上記第１基板および上記第２基板が設置された上記真空槽内を排気して該真空槽内を低酸素雰囲気とする排気工程と、
   上記低酸素雰囲気とされた上記真空槽内において上記第１電極および上記第２電極の表面を還元性ガスに晒すことによって該表面に形成されている酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、
   上記酸化膜除去工程に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記第２基板を真下に降下させることによって上記第１電極および上記第２電極を互いに重ね合わせる位置合わせ工程と、
   上記位置合わせ工程に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記はんだを溶融することによって上記第１電極および上記第２電極を互いに接合する接合工程と、
   を具備し、
   上記酸化膜除去工程における処理温度は上記はんだの融点よりも低く、
   上記第２基板設置工程において上記はんだと同じ材料で形成された固体部材によって上記第２基板を支持し、
   上記位置合わせ工程において上記固体部材を溶融することによって該固体部材による上記第２基板の支持状態を解除して該第２基板を真下に降下させること、
   を特徴とする、はんだ付け方法。
2. 上記酸化膜除去工程において上記第１電極および上記第２電極の間の上記空間に上記第１主面および上記第２主面と略平行な方向に沿って上記還元性ガスを流通させる、請求項１に記載のはんだ付け方法。
3. 上記第２基板設置工程において上記第１主面に形成されている第１ダミー電極と該第１ダミー電極に対向するように上記第２主面に形成されている第２ダミー電極との間に上記固体部材を介在させることによって上記第２基板を支持し、
   上記位置合わせ工程において溶融された上記固体部材の表面張力により上記第１ダミー電極および上記第２ダミー電極を互いに引き合わせる、
   請求項１または２に記載のはんだ付け方法。
4. 上記はんだは、はんだバンプ、はんだボール、メッキ処理によって形成されたはんだ層または印刷処理によって形成されたはんだ層である、請求項１ないし３のいずれかに記載のはんだ付け方法。
5. 第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、該第１主面に形成されている第１電極および該第２主面に形成されている第２電極の少なくとも一方に付されたはんだによって該第１電極および該第２電極を互いに接合するはんだ付け装置において、
   真空槽と、
   上記真空槽内において上記第１主面を水平にしかつ該第１主面を上方に向けた状態で上記第１基板が設置される第１基板設置手段と、
   上記真空槽内において上記第１電極の真上に空間を隔てて上記第２電極が位置するように上記第２主面を水平にしかつ該第２主面を下方に向けた状態で上記第２基板が設置される第２基板設置手段と、
   上記第１基板および上記第２基板が設置された上記真空槽内を排気して該真空槽内を低酸素雰囲気とする排気手段と、
   上記低酸素雰囲気とされた上記真空槽内において上記第１電極および上記第２電極の表面を還元性ガスに晒すことによって該表面に形成されている酸化膜を除去する酸化膜除去手段と、
   上記酸化膜除去手段による酸化膜除去処理に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記第２基板を真下に降下させることによって上記第１電極および上記第２電極を互いに重ね合わせる位置合わせ手段と、
   上記位置合わせ手段による位置合わせに続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記はんだを溶融することによって上記第１電極および上記第２電極を互いに接合する接合手段と、
   を具備し、
   上記酸化膜除去処理における処理温度は上記はんだの融点よりも低く、
   上記第２基板設置手段は上記第２基板を支持するように設けられ上記はんだと同じ材料で形成された固体部材を含み、
   上記位置合わせ手段は上記固体部材を溶融することによって該固体部材による上記第２基板の支持状態を解除して該第２基板を真下に降下させること、
   を特徴とする、はんだ付け装置。
6. 上記酸化膜除去処理において上記第１電極および上記第２電極の間の上記空間に上記第１主面および上記第２主面と略平行な方向に沿って上記還元性ガスを流通させるガス流通手段をさらに備える、請求項５に記載のはんだ付け装置。
7. 上記第１主面に上記第１電極とは別の第１ダミー電極が形成されており、
   上記第２主面に上記第１ダミー電極と対向するように上記第２電極とは別の第２ダミー電極が形成されており、
   溶融される前の上記固体部材は上記第１ダミー電極と上記第２ダミー電極との間に介在することによって上記第２基板を支持し、
   上記位置合わせ手段によって溶融された上記固体部材はその表面張力により上記第１ダミー電極および上記第２ダミー電極を互いに引き合わせる、
   請求項５または６に記載のはんだ付け装置。
8. 上記はんだは、はんだバンプ、はんだボール、メッキ処理によって形成されたはんだ層または印刷処理によって形成されたはんだ層である、請求項５ないし７のいずれかに記載のはんだ付け装置。
9. 第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、該第１主面に形成されている第１電極および該第２主面に形成されている第２電極の少なくとも一方に付されたはんだによって該第１電極および該第２電極を互いに接合するはんだ付け方法において、
   上記第１主面を水平にしかつ該第１主面を上方に向けた状態で上記第１基板を真空槽内に設置する第１基板設置工程と、
   上記第１電極の真上に空間を隔てて上記第２電極が位置するように上記第２主面を水平にしかつ該第２主面を下方に向けた状態で上記第２基板を上記真空槽内に設置する第２基板設置工程と、
   上記第１基板および上記第２基板が設置された上記真空槽内を排気して該真空槽内を低酸素雰囲気とする排気工程と、
   上記低酸素雰囲気とされた上記真空槽内において上記第１電極および上記第２電極の表面を還元性ガスに晒すことによって該表面に形成されている酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、
   上記酸化膜除去工程に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記第２基板を真下に降下させることによって上記第１電極および上記第２電極を互いに重ね合わせる位置合わせ工程と、
   上記位置合わせ工程に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記はんだを溶融することによって上記第１電極および上記第２電極を互いに接合する接合工程と、
   を具備し、
   上記第２基板設置工程において上記第１基板と上記第２基板との間に形状記憶合金を介在させることによって該第２基板を支持し、
   上記形状記憶合金は上記酸化膜除去工程における処理温度以下の温度において上記第２基板を支持する状態を維持し該処理温度よりも高温において該第２基板の支持状態を解除する状態に変形するものであり、
   上記位置合わせ工程において上記形状記憶合金を上記酸化膜除去工程における処理温度よりも高温に加熱することによって該形状記憶合金による上記第２基板の支持状態を解除して該第２基板を真下に降下させること、
   を特徴とする、はんだ付け方法。
10. 第１基板の第１主面および第２基板の第２主面を互いに対向させた状態で、該第１主面に形成されている第１電極および該第２主面に形成されている第２電極の少なくとも一方に付されたはんだによって該第１電極および該第２電極を互いに接合するはんだ付け装置において、
    真空槽と、
    上記真空槽内において上記第１主面を水平にしかつ該第１主面を上方に向けた状態で上記第１基板が設置される第１基板設置手段と、
    上記真空槽内において上記第１電極の真上に空間を隔てて上記第２電極が位置するように上記第２主面を水平にしかつ該第２主面を下方に向けた状態で上記第２基板が設置される第２基板設置手段と、
    上記第１基板および上記第２基板が設置された上記真空槽内を排気して該真空槽内を低酸素雰囲気とする排気手段と、
    上記低酸素雰囲気とされた上記真空槽内において上記第１電極および上記第２電極の表面を還元性ガスに晒すことによって該表面に形成されている酸化膜を除去する酸化膜除去手段と、
    上記酸化膜除去手段による酸化膜除去処理に続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記第２基板を真下に降下させることによって上記第１電極および上記第２電極を互いに重ね合わせる位置合わせ手段と、
    上記位置合わせ手段による位置合わせに続いて上記低酸素雰囲気の状態が維持されている上記真空槽内において上記はんだを溶融することによって上記第１電極および上記第２電極を互いに接合する接合手段と、
    を具備し、
    上記第２基板設置手段は上記第１基板と上記第２基板との間に介在して該第２基板を支持する形状記憶合金を含み、
    上記形状記憶合金は上記酸化膜除去処理における処理温度以下の温度において上記第２基板を支持する状態を維持し該処理温度よりも高温において該第２基板の支持状態を解除する状態に変形するものであり、
    上記位置合わせ手段は上記形状記憶合金を上記酸化膜除去処理における処理温度よりも高温に加熱することによって該形状記憶合金による上記第２基板の支持状態を解除して該第２基板を真下に降下させること、
    を特徴とする、はんだ付け装置。

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