(57)【要約】【課題】半導体基板または半導体パッケージ上に密着性および熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製すること。【解決手段】  この焼成装置３０は、ナノ銀粒子を含んでいるインクの塗布膜ＫＭが一面に形成されている半導体基板１２をワークピースＷ（ＫＭ／１２）として出し入れし、たとえば隔壁または整流板３１およびステージ３３が設けられている焼成室内に一度に複数のワークピースＷを収容できるチャンバ３２と、チャンバ３２に空気を導入しながらチャンバ３２からガスを排出する換気部３４と、チャンバ３２内の雰囲気を所定の焼成温度に調整する温度調整機構３６と、チャンバ３２内の湿度を３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の範囲内の設定値に調整する湿度調整機構３８とを有している。【選択図】 図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板または半導体パッケージ上にヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製する方法であって、
前記半導体基板または半導体パッケージの一面にナノ銀粒子を含むインクまたはペーストの塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を換気型のオーブンにより湿度３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の雰囲気下で加熱して焼結させる工程と
を有する焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項２】
前記焼結工程における湿度は、３５％〜４５％ＲＨ（３０℃）である、請求項１に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項３】
前記焼結工程における加熱温度は、１００℃以上である、請求項１または請求項２に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項４】
前記焼結工程における加熱温度は、１００℃〜２５０℃である、請求項１または請求項２に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項５】
前記半導体基板はシリコン基板であり、前記シリコン基板の前記焼結銀被覆膜が形成される面はベアな状態で露出している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項６】
前記半導体基板の前記焼結銀被覆膜が形成される面は、シリコンを含む無機膜で覆われている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項７】
前記インクまたはペーストは、アルキルアミン系の保護分子により覆われた被覆銀超微粒子を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結銀被覆膜作製方法。
【請求項８】
半導体基板または半導体パッケージ上に形成されているナノ銀粒子を含むインクまたはペーストの塗布膜を焼成するための焼成装置であって、
前記半導体基板または半導体パッケージを収容するチャンバと、
前記チャンバに外気を導入して内部の空気を排出する換気部と、
前記チャンバ内で前記半導体基板または半導体パッケージを加熱する温度を所定の焼成温度に調整する温度調整機構と、
前記チャンバ内の湿度を３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）に調整する湿度調整機構と
を有する焼成装置。
【請求項９】
前記換気部は、前記チャンバの壁の異なる箇所に設けられた外気導入用の第１のポートおよび排気用の第２のポートと、前記チャンバ内で前記第１のポートから前記第２のポートへ空気を移動させるためのファンとを有する、請求項８に記載の焼成装置。
【請求項１０】
前記換気部は、前記チャンバ内に導入された空気を室内で均一に拡散させるためのガス拡散板を有する、請求項８または請求項９に記載の焼成装置。
【請求項１１】
前記チャンバの中で、前記ガス拡散板は、前記半導体基板または半導体パッケージの横に配置され、前記半導体基板または半導体パッケージの前記塗布膜が形成されている面に対して平行に、空気を整流して噴き出す、請求項１０に記載の焼成装置。
【請求項１２】
前記チャンバの中で、前記ガス拡散板は、前記半導体基板または半導体パッケージの正面に配置され、前記半導体基板または半導体パッケージの前記塗布膜が形成されている面に対して垂直に、空気を整流して噴き出す、請求項１０に記載の焼成装置。
【請求項１３】
前記温度調整機構は、前記チャンバに導入される前の外気を予熱するための第１のヒータを有する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項１４】
前記温度調整機構は、
前記チャンバに導入される前の外気の温度を測定するための第１の温度測定部と、
前記第１の温度測定部より得られる温度測定値が第１の温度設定値に一致するように、前記第１のヒータの放熱量を制御する第１の温度制御部と
を有する、
請求項１３に記載の焼成装置。
【請求項１５】
前記温度調整機構は、前記チャンバ内で空気を加熱するための第２のヒータを有する、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項１６】
前記温度調整機構は、
前記チャンバ内の雰囲気の温度を測定するための第２の温度測定部と、
前記第２の温度測定部より得られる温度測定値が第２の温度設定値に一致するように、前記第２のヒータの放熱量を制御する第２の温度制御部と
を有する、
請求項１５に記載の焼成装置。
【請求項１７】
前記チャンバ内で前記半導体基板または半導体パッケージを載置して加熱するホットプレートを有する、請求項８〜１６のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項１８】
前記湿度調整機構は、
乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、
前記乾燥空気発生部からの空気を前記チャンバ内に導入される前に加湿する加湿器と、
前記チャンバ内の湿度を測定する湿度測定部と、
前記湿度測定部より得られる湿度測定値が湿度設定値に一致するように、前記乾燥空気発生部および前記加湿器の少なくとも一方の出力を制御する湿度制御部と
を有する、請求項８〜１７のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項１９】
前記湿度調整機構は、
乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、
前記乾燥空気発生部からの空気を前記チャンバ内に導入さる前に加湿する加湿器と、
前記加湿器により加湿された空気の水分量を測定する水分量測定部と、
前記湿度測定部より得られる水分量測定値が水分量設定値に一致するように前記乾燥空気発生部および前記加湿器の少なくとも一方の出力を制御する湿度制御部と
を有する、請求項８〜１７のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項２０】
前記湿度調整機構は、
乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、
前記乾燥空気発生部からの乾燥空気で水を気化して混合気を生成する気化器と、
前記乾燥空気発生部より前記気化器に送られる乾燥空気の流量を制御するための第１の流量制御弁と、
水を収容する容器より前記気化器に送られる水の流量を制御するための第２の流量制御弁と、
前記気化器より生成された前記混合気の温度および湿度を測定する温湿度センサと、
前記温湿度センサより得られる温度測定値および湿度測定値に基づいて、前記混合気における水と空気の重量比が設定値になるように、前記第１および第２の流量制御弁を通じて前記気化器に供給される乾燥空気および水の流量の少なくとも一方を制御する湿度制御部と
を有する、請求項８〜１７のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項２１】
前記湿度調整機構は、前記加湿器により加湿された空気を前記チャンバまで運ぶためのエアダクトを有する、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の焼成装置。
【請求項２２】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の焼結銀被覆膜作製方法によって半導体基板または半導体パッケージ上に形成された焼結銀被覆膜と、
前記焼結銀被覆膜に接合された放熱部と
を有する、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板または半導体パッケージ上にヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製する方法、および焼結銀被覆膜の作製に使用可能な焼成装置、ならびに焼結銀被覆膜を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発熱量の大きい集積回路（特にＣＰＵ）やパワートランジスタを搭載する半導体チップは、空冷式又は水冷式のヒートシンクを装着する。また、発熱量の大きい半導体チップを搭載する半導体中継基板（たとえばシリコンインターポーザ）も、同様のヒートシンクを装着する。
【０００３】
このような発熱量の大きい半導体基板とヒートシンクとの間の密着性および熱伝導性を高めて効率的な放熱を行うために、半導体基板の放熱面にヒートスプレッダと称される部材（通常は金属プレートまたは金属膜）を接合して、このヒートスプレッダにヒートシンクを直接または接合層を介して接続する構成が採られている。ヒートスプレッダの素材には、銅、銅合金、アルミニウムが多く用いられている。半導体基板とヒートスプレッダとの接合には、金属ペースト、熱伝導性接着剤、半田、熱伝導性グリース等が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発熱量の大きい半導体素子を搭載する電子機器の動作を良好に保つためには、半導体素子が発生する熱を効率よく放熱させて、許容温度の上限を超えないようにすることが重要である。
【０００６】
しかしながら、金属ペースト、熱伝導性接着剤、半田あるいは熱伝導性グリース等からなる接合層を介して、半導体基板に金属プレートのヒートスプレッダを接合する従来のヒートスプレッダ構造は、接合層にボイドの発生やストレス、疲労等に起因する熱伝導性劣化の要因があり、冷却機能の性能および信頼性が十分ではない。
【０００７】
また、半導体チップを収める半導体パッケージにもヒートスプレッダを介してヒートシンクを装着することがよく行われており、この場合にもヒートスプレッダ回りで上記と同様のことが問題となっている。
【０００８】
一方で、金属プレートの代わりに、金属蒸着膜または金属スパッタ膜をヒートスプレッダとして半導体基板上に形成する場合は、高価な真空成膜装置を必要とする。
【０００９】
そこで、半導体チップ、半導体中継基板、半導体パッケージ等に用いるヒートスプレッダとして、素材に熱伝導率の最も高い銀を使用する形態と、半田等の接合材を使わず、かつ成膜装置の簡便化を図る観点から塗布法による焼結被覆膜を基板上に作製する形態が有利と考えられる。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、上記着眼点からなされたものであり、半導体基板または半導体パッケージ上に密着性および熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製する方法、およびこの方法に使用可能な焼成装置、ならびに焼結銀被覆膜を用いた半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明における焼結銀被覆膜の作製方法は、半導体基板または半導体パッケージ上にヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製する方法であって、前記半導体基板または半導体パッケージの一面にナノ銀粒子を含むインクまたはペーストの塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜を換気型のオーブンにより湿度３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の雰囲気下で加熱して焼結させる工程とを有する。
【００１２】
本発明の焼成装置は、半導体基板または半導体パッケージ上に形成されているナノ銀粒子を含むインクまたはペーストの塗布膜を焼成するための焼成装置であって、前記半導体基板または半導体パッケージを収容するチャンバと、前記チャンバに外気を導入して内部の空気を排出する換気部と、前記チャンバ内で前記半導体基板または半導体パッケージを加熱する温度を所定の焼成温度に調整する温度調整機構と、前記チャンバ内の湿度を３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）に調整する湿度調整機構とを有する。
【００１３】
本発明の半導体装置は、上記の焼結銀被覆膜作製方法によって半導体基板または半導体パッケージ上に形成された焼結銀被覆膜と、前記焼結銀被覆膜に接合された放熱部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明における焼結銀被覆膜の作製方法または焼成装置によれば、上記のような構成により、半導体基板または半導体パッケージ上に密着性および熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００１５】
本発明における半導体装置によれば、上記のような構成により、半導体基板または半導体パッケージより発生される熱が、密着性および熱伝導性に優れた焼結銀被覆膜を介して放熱部に伝達され放出されるので、装置の安定動作と信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における半導体装置の一構成例を示す断面図である。
【図２】上記実施形態における成膜工程を示す斜視図である。
【図３】上記成膜工程により半導体基板上に焼結銀被覆膜が形成された状態を示す断面図である。
【図４】上記焼成工程に使用可能な焼成装置の一構成例を示す断面図である。
【図５】上記焼成工程に使用可能な焼成装置の別の構成例を示す断面図である。
【図６】実施例の焼結工程における温度条件を説明する図である。
【図７】実施例における焼結銀被覆膜の密着性評価試験（ピールテスト）を示す斜視図である。
【図８】実施例において焼結工程の湿度をパラメータにしたときの各サンプルにおける焼結銀被覆膜の密着性の評価結果を示す図である。
【図９】実施例において焼結工程の湿度をパラメータにしたときの各サンプルにおける焼結銀被覆膜の断面および表面状態の走査電子顕微鏡写真を示す図である。
【図１０】実施例における焼結工程の湿度と焼結銀被覆膜の電気抵抗率との関係を説明する図である。
【図１１】Wiedemann-Franzの法則に基づく電気抵抗率と熱伝導率との関係を示すグラフ図である。
【図１２】実施例において焼結銀被覆膜の膜厚をパラメータにしたときの各サンプルにおける焼結銀被覆膜の密着性評価結果を示す図である。
【図１３】実施例において焼結条件をパラメータにしたときの各サンプルにおける焼結銀被覆膜の密着性評価結果を示す図である。
【図１４】実施例において焼結条件をパラメータにしたときの各サンプルにおける焼結銀被覆膜の断面の走査電子顕微鏡写真を示す図である。
【図１５】上記焼成装置の更に別の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の焼成装置において湿度線図を参照して焼成処理用の水分量を一定に制御する技法を説明するための図である。
【図１７】上記焼成装置の更に別の構成例を示すブロック図である。
【図１８】上記焼成装置の更に別の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の焼結銀被覆膜作成方法において、焼結工程における湿度は、３５％〜４５％ＲＨ（３０℃）であるのがより好ましい。このような加湿条件によって、半導体基板または半導体パッケージ上に、より密着性および熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００１８】
また、焼結工程における加熱温度は、１００℃以上であるのが好ましく、これによって密着性に優れた焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００１９】
また、焼結工程における加熱温度は、１００℃〜２５０℃であるのが好ましい。これによって、たとえば半導体パッケージに２５０℃以下で熱変形、熱劣化を生じない樹脂材料が使用されている場合に、密着性と熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００２０】
好適な一形態において、インクまたはペーストは、アルキルアミン系の保護分子により覆われた被覆銀超微粒子を含むものが好ましい。この構成によれば、インクまたはペーストの塗布膜の低温焼成によって、密着性と熱伝導性に優れたヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００２１】
本発明の焼成装置における好ましい一形態として、換気部は、チャンバの壁の異なる箇所に設けられた外気導入用の第１のポートおよび排気用の第２のポートと、チャンバ内で第１のポートから第２のポートへ空気を移動させるためのファンとを有する。このような構成によって、換気効率を高めて焼成時間の短縮化を図るとともに、チャンバ内の雰囲気の温度および湿度を均一化して焼結処理の均一性および再現性を向上させ、ひいては焼結銀被覆膜の物性（密着性および熱伝導性）の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
また、温度調整機構は、好ましい一形態として、チャンバに導入される前または導入された後の空気を加熱するためのヒータを有し、さらに好ましくは、チャンバ内の雰囲気の温度を測定するための温度測定部と、この温度測定部より得られる温度測定値が温度設定値に一致するように、ヒータの放熱量を制御する温度制御部とを有する。このような構成によって、焼成温度の精度を高めて、焼結処理の均一性および再現性を向上させ、ひいては焼結銀被覆膜の物性（密着性および熱伝導性）の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、湿度調整機構は、好ましい一形態として、乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、この乾燥空気発生部からの空気をチャンバ内に導入される前に加湿する加湿器と、チャンバ内の湿度を測定する湿度測定部と、湿度測定部より得られる湿度測定値が湿度設定値に一致するように、乾燥空気発生部および加湿器の少なくとも一方の出力を制御する湿度制御部とを有する。かかる構成によって、チャンバ内の雰囲気の湿度を正確に管理して、焼結処理の均一性および再現性を向上させ、ひいては焼結銀被覆膜の物理的な特性（特に密着性および熱伝導性）の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、別の好適な一形態として、湿度調整機構は、乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、この乾燥空気発生部からの空気をチャンバ内に導入される前に加湿する加湿器と、この加湿器により加湿された空気の水分量を測定する水分量測定部と、湿度測定部より得られる水分量測定値が水分量設定値に一致するように、乾燥空気発生部および加湿器の少なくとも一方の出力を制御する湿度制御部とを有する。かかる構成によっても、焼結工程における雰囲気の湿度を正確に管理して、焼結処理の均一性および再現性を向上させ、ひいては焼結銀被覆膜の物理的な特性（密着性および熱伝導性）の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、更に別の好適な一形態として、湿度調整機構は、前記湿度調整機構は、乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部と、前記乾燥空気発生部からの乾燥空気で水を気化して混合気を生成する気化器と、前記乾燥空気発生部より前記気化器に送られる乾燥空気の流量を制御するための第１の流量制御弁と、水を収容する容器より前記気化器に送られる水の流量を制御するための第２の流量制御弁と、前記気化器より生成された前記混合気の温度および湿度を測定する温湿度センサと、前記温湿度センサより得られる温度測定値および湿度測定値に基づいて、前記混合気における水と空気の重量比が設定値になるように、前記第１および第２の流量制御弁を通じて前記気化器に供給される乾燥空気および水の流量の少なくとも一方を制御する湿度制御部とを有する。かかる構成によっても、焼結工程における雰囲気の湿度を正確に管理して、焼結処理の均一性および再現性を向上させ、ひいては焼結銀被覆膜の物理的な特性（密着性および熱伝導性）の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、好適な一形態において、湿度調整機構は、加湿器により加湿された空気をチャンバまで運ぶためのエアダクトを有する。このような構成によって、チャンバ内の雰囲気の湿度をより正確かつ効率的に制御することができる。
【００２７】
本発明における半導体基板は、たとえば、半導体チップ、半導体ウエハ、半導体中継基板（たとえばシリコンインターポーザ）である。半導体基板の材質は、典型的にはシリコンである。シリコン基板のベアな状態で露出している面に、本発明における焼結銀被覆膜を好適に作製することができる。また、半導体基板の表面が、シリコンを含む無機膜たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ2）層、窒化シリコン（ＳｉＮ）層等で覆われていてもよく、そのような無機膜の上に本発明における焼結銀被覆膜を好適に作製することができる。さらには、半導体基板の表面に、銅（Ｃｕ）層、金（Ａｕ）層等の金属層が形成されていてもよい。
【００２８】
本発明における半導体パッケージは、たとえば、セラッミクスパッケージまたは樹脂パッケージである。セラッミクスパッケージは、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス材料からなる枠体および上部の蓋体により構成され、内部に半導体素子または半導体基板（半導体チップ）を配置して封止している。樹脂パッケージは、半導体チップが中に配置される樹脂ケースとこれを覆う樹脂カバーとを有し、内部に半導体チップを密封して収める。樹脂パッケージの材料となる樹脂として、電気絶縁性が良好で熱伝導率が高いフィラー、たとえば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、シリカ（酸化珪素）等のフィラーを充填した樹脂が好適に用いられる。半導体パッケージの焼結銀被覆膜が形成される表面には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）層、窒化シリコン（ＳｉＮ）層等のシリコンを含む無機層が形成されていてもよく、あるいは銅（Ｃｕ）層、金（Ａｕ）層の金属層が形成されていてもよい。
【００２９】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態をより詳しく説明する。
［実施形態における半導体装置］
【００３０】
図１に、本発明の一実施形態における半導体装置の構成例を示す。図示の半導体装置１０において、半導体基板１２は、集積回路あるいは配線類（図示せず）が作り込まれているベアな半導体チップまたは半導体中継基板である。この半導体基板１２の一方の面（放熱面）１２ａ上には、後述する本発明の焼結銀被覆膜作製方法および焼成装置を用いて、ヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜１４が作製される。そして、このヒートスプレッダ用の焼結銀被覆膜１４の上に、接着層１６を介してたとえば銅またはアルミニウムからなる放熱フィン１８が結合される。接着層１６には、たとえば、金属ペースト、熱伝導性接着剤、半田または熱伝導性グリースが用いられる。放熱部の別の構成例として、接着層１６を省く構成、つまり焼結銀被覆膜１４の上に放熱フィン１８を直接載置する構成も可能である。
【００３１】
この半導体装置１０においては、半導体基板１２の放熱面１２ａに対する焼結銀被覆膜１４の密着性および熱伝導性が非常に優れているため、半導体基板１２の発生する熱が焼結銀被覆膜１４を介して効率よく放出される。このため、半導体基板１２に搭載されている集積回路が許容温度の範囲内で安定に動作できるようになっている。
【００３２】
本実施形態の焼結銀被覆膜作製方法または焼成装置の適用を受けるワークピースとしての半導体基板１２は、上記のような製品形態の半導体チップまたは半導体中継基板であってもよいが、半導体デバイスが完成する前の半導体ウエハであってもよい。
［実施形態における焼結銀被覆膜作製方法及び焼成装置］
【００３３】
本実施形態の焼結銀被覆膜作製方法は、次の第１の工程つまり塗布工程（１）および第２の工程つまり焼結工程（２）を含む。
（１）先ず、半導体基板１２の放熱面１２ａにナノ銀粒子（アルキルアミン系の保護分子により覆われた被覆銀超微粒子）を含むインクまたはペーストの塗布膜を形成する。
（２）次に、上記塗布膜を換気型のオーブンにより湿度３０％ＲＨ以上、５０％ＲＨ以下（３０℃）の雰囲気下で加熱して焼結させる。
【００３４】
図２に、スピンコート法による塗布工程（１）を示す。図示のように、放熱面１２ａを上に向けた半導体基板１２を回転円板２０上に載置して固定し、回転円板２０と一体的に半導体基板１２をスピン回転させながら、滴下装置２２の滴下口からインクＫを半導体基板１２の中心部に滴下する。そうすると、スピン回転の遠心力によりインクＫの液滴が中心部から周辺部に拡がり、図３に示すように半導体基板１２上に膜厚の均一な塗布膜ＫＭが形成される。ここで、インクＫは、ナノ銀粒子（アルキルアミン系の保護分子により覆われた被覆銀超微粒子）を含んでいる。したがって、半導体基板１２上に形成される塗布膜ＫＭも、同じナノ銀粒子（アルキルアミン系の保護分子により覆われた被覆銀超微粒子）を含んでいる。
【００３５】
図４に、上記焼結工程（２）に使用可能な本実施形態における焼成装置の一構成例を示す。この焼成装置３０は、室内の空気を外気と入れ替えながら焼成処理を行う換気型のオーブンとして構成されている。より詳しくは、この焼成装置３０は、上記塗布工程（１）によりナノ銀粒子を含んでいるインク塗布膜ＫＭが一面に形成されている半導体基板１２をワークピースＷ（ＫＭ／１２）として出し入れし、たとえば隔壁または整流板３１およびステージ３３が設けられている焼成室内に一度に複数のワークピースＷを収容できるチャンバ３２を有している。さらに、この焼成装置３０は、チャンバ３２に外気を導入しながらチャンバ３２からガスを排出する換気部３４と、チャンバ３２内の雰囲気を所定の焼成温度に調整する温度調整機構３６と、チャンバ３２内の湿度を３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の範囲内の設定値に調整する湿度調整機構３８とを有している。なお、この実施形態において、外気とは、チャンバ３２に未だ導入されていない外の空気である。
【００３６】
換気部３４は、チャンバ３２の壁の異なる箇所たとえば底壁および側壁にそれぞれ設けられる空気導入ポート４０および排気ポート４２と、チャンバ３２内で空気導入ポート４０から排気ポート４２へ空気を攪拌しながら移動させるためのファン４４とを有する。このファン４４は、制御部４６の制御の下でモータ４８により駆動される。空気導入ポート４０は、後述するように水分量を調節された加湿空気をチャンバ３２内に導入するようになっている。排気ポート４２は、チャンバ３２内のガスが排出される出口であり、排気管４３を介して大気に開放されるか、あるいは工場排気ダクト（図示せず）に接続される。
【００３７】
温度調整機構３６は、空気導入ポート４０よりチャンバ３２内に導入された空気を加熱するためのヒータ５０と、チャンバ３２内の雰囲気温度を測定するための温度センサ５２と、この温度センサ５２より得られる温度測定値が温度設定値に一致するようにヒータ５０の放熱量を制御する制御部４６とで構成されている。ヒータ５０は、熱を放射して周囲に空気を加熱する任意のヒータでよく、たとえば電熱ヒータやカーボンファイバーヒータ等を使用できる。
【００３８】
湿度調整機構３８は、チャンバ３２の外で乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部５４と、この乾燥空気発生部５４より送出された乾燥空気をチャンバ３２の中に導入される前に混合器５６を介して加湿する加湿器５８と、混合器５６の出口からチャンバ３２の空気導入ポート４０までの気密な空気流路を形成するエアダクト６０内に設けられる水分量センサ６２および流量センサ６４と、上記制御部４６とで構成されている。水分量センサ６２および流量センサ６４は、ダクト６０内を流れる加湿された空気の水分量および流量をそれぞれ測定する。制御部４６は、水分量センサ６２および流量センサ６４からの測定値信号に基づいてチャンバ３２に導入される加湿空気の単位体積当たりの水分量（測定値）を演算し、その単位体積当たりの水分量（測定値）が設定値に一致するように、乾燥空気発生部５４および加湿器５８の少なくとも一方の出力を制御する。
【００３９】
なお、水分量センサ６２として、たとえば、電気抵抗式水分計、吸湿性物質の電気的変化を使用する電子式水分計、赤外線吸収を利用する赤外線（吸収）水分計等を使用することができる。
【００４０】
この焼成装置３０においては、湿度調整機構３８より単位体積当たりの水分量が一定に調整された加湿空気が、エアダクト６０を通って、空気導入ポート４０からチャンバ３２の中に導入される。チャンバ３２内に導入された加湿空気は、焼成室に入る前にヒータ５０によって加熱され、ファン４４の推力によって、空気以外のガスを巻き込みながら焼成室の中を排気ポート４２の方に向かって通り抜け、排気ポート４２からチャンバ３２の外に出る。
【００４１】
焼成処理中は、制御部４６の制御の下で上記構成の換気部３４、温度調整機構３６および湿度調整機構３８がそれぞれの機能または作用を奏することにより、チャンバ３２の焼成室内の雰囲気が設定通りの恒温かつ恒温状態に管理される。すなわち、上記焼結工程（２）のために、焼成温度は、１００℃以上、好ましくは１００℃以上で２５０℃以下、より好ましくは１００℃以上で２００℃以下に制御される。また、湿度は、３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の範囲に調整され、好ましくは３５％ＲＨ〜４５％ＲＨ（３０℃）の範囲に制御される。
【００４２】
図５に、本実施形態における焼成装置の一変形例を示す。図中、図４の焼成装置と同様の構成または機能を有する部分には、同じ符号を付している。
【００４３】
この焼成装置７０は、空気導入ポート４０を開放した状態で、チャンバ３２を密閉空間の空調室７２内に配置する。空調室７２内には、乾燥空気発生部５４より乾燥空気がエアダクト７４を介して送り込まれるとともに、空気導入ポート４０の近くに加湿器５８が配置される。これにより、乾燥空気発生部５４からの乾燥空気は、主として空気導入ポート４０付近で（チャンバ３２の外だけでなく中でも）加湿され、チャンバ３２内でヒータ５０により加熱されるようになっている。この焼成装置７０の湿度調整機構３８は、チャンバ３２の中に配置される湿度センサ７６を有している。制御部４６は、この湿度センサ７６より得られる湿度測定値が設定値に一致するように、乾燥空気発生部５４および加湿器５８の少なくとも一方の出力を制御する。
【００４４】
この焼成装置７０においても、焼成処理中は、制御部４６の制御の下で換気部３４、温度調整機構３６および湿度調整機構３８がそれぞれの機能または作用を奏することにより、チャンバ３２の焼成室内の雰囲気が設定通りの恒温かつ恒温状態に管理される。すなわち、上記焼結工程（２）のために、焼成温度は、１００℃以上、好ましくは１００℃以上で２５０℃以下、より好ましくは１００℃以上で２００℃以下に制御される。また、湿度は、３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の範囲に調整され、好ましくは３５％ＲＨ〜４５％ＲＨ（３０℃）の範囲に制御される。
［実施例］
【００４５】
以下、図６〜図１４を参照して本発明の実施例を説明する。特に、実施例の焼結銀被覆膜作製方法における焼成条件（サンプルの種類、焼成時の湿度、成膜厚さ、焼成温度）、作製された焼結銀被覆膜の密着性の評価、および作製された焼結銀被覆膜の導電性の評価の詳細について説明する。
【００４６】
先ず、実施例で使用した被覆銀超微粒子が分散する分散液は、特開２０１０−２６５５４３号公報の実施例１０（段落００８４）に記載された製法を用いて調製した。因みに、特開２０１０−２６５５４３号公報の段落００８４に記載された被覆銀超微粒子の分散液の製法は、「ｎ−ヘキシルアミン５．７８ｇ（５７．１ｍｍｏｌ）とｎ−ドデシルアミン０．８８５ｇ（４．７７ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン３．８９ｇ（３８．１ｍｍｏｌ）、オレイン酸（東京化成、＞８５．０％）０．２５１ｇ（０．８８９ｍｍｏｌ）を混合し、この混合液にシュウ酸銀７．６０ｇ（２５．０ｍｍｏｌ）を加え、約１時間撹拌すると、シュウ酸イオン・アルキルアミン・アルキルジアミン・銀錯化合物が生成し、粘性のある固体物へと変化した。これを１００℃で１０分加熱撹拌すると、二酸化炭素の発泡を伴う反応が完結し、青色光沢を呈する懸濁液へと変化した。これにメタノール１０ｍＬを加え、遠心分離により得られた沈殿物を分離し、もう一度、メタノール１０ｍＬを加え、沈殿物を撹拌し、遠心分離により得られた被覆銀超微粒子の沈殿物を得た。被覆銀超微粒子の沈殿物にｎ−オクタンとｎ−ブタノールの混合溶媒（体積比４：１ｖ/ｖ）を加えて撹拌することで、５０重量％の被覆銀超微粒子が良好に分散する分散液を得た。」である。
【００４７】
一方で、実施例における半導体基板１２として、３０ｍｍ×３０ｍｍの半導体チップを４種類準備した。すなわち、シリコン基板からなるベアな半導体チップ（Ｓｉベアチップ）１２Ａと、一面に酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜を形成した半導体チップ（ＳｉＯ2／Ｓｉチップ）１２Ｂと、一面に窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成した半導体チップ（ＳｉＮ／Ｓｉチップ）１２Ｃと、一面にＣｕ膜を形成した半導体チップ（Ｃｕ／Ｓｉチップ）１２Ｄと、一面にＡｕ膜を形成した半導体チップ（Ａｕ／Ｓｉチップ）１２Ｅとを準備した。
【００４８】
本発明の実施例における塗布工程（１）には上述したようなスピンコート法（図２）を用いた。すなわち、被覆銀超微粒子の分散液を用いてスピンコート法による塗布膜ＫＭを、Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、Ａｕ／Ｓｉチップの各一面（Ｓｉ面、ＳｉＯ2面、ＳｉＮ面、Ｃｕ面、Ａｕ面）上にそれぞれ形成した。
【００４９】
また、本発明の実施例における焼結工程（２）には図５に示す構成の焼成装置７０を使用した。そして、塗布膜ＫＭが形成されたＳｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、Ａｕ／Ｓｉチップを焼成装置７０により同一の条件で焼成した。
【００５０】
図６に、本発明の実施例における焼成処理の温度条件を示す。図示のように、１００℃から２００℃まで約４０ｍｉｎで昇温し、２００℃を６０ｍｉｎ保持した後、約８０℃まで約８０ｍｉｎで降下させて、焼成装置の外へ取り出した。
【００５１】
そして、各半導体チップ１２上に得られた焼結銀被覆膜８０の密着性（チップに対する被試験焼結銀被覆膜の付着性）の評価を、ＪＩＳ−Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験（クロスカットピール試験）に準じてピールテスト（剥離試験）により行った。図７に、このピールテストの内容および手順を示す。
【００５２】
先ず、図７の（ａ）に示すように、カッターナイフ８２を用いて、カッターナイフ８２の刃先が焼結銀被覆膜８０を貫通して半導体チップ１２に達するように、半導体チップ１２上の焼結銀被覆膜８０に切り込み８４を入れる。この切り込み８４では、直交する２方向で１ｍｍ間隔の碁盤目状に入れ、焼結銀被覆膜８０に正方形の１００区画（マス）からなる格子パターンを形成した。
【００５３】
次に、図７の（ｂ）に示すように、半導体チップ１２上の焼結銀被覆膜８０に隙間無く密着するように、粘着テープ（３Ｍ社製のスコッチテープ：610-1PK，テープ強度３．７Ｎ／ｃｍ）８６を圧着して貼り付けた。次に、図７の（ｃ）に示すように、半導体チップ１２上の焼結銀被覆膜８０に貼り付けた粘着テープ８６をその端を持って一方向に引き剥がし、焼結銀被覆膜８０の中で剥がれなかった区画（マス）の数ないし割合を目視観察で計数した。
【００５４】
各サンプルにおける半導体チップ１２および焼結銀被覆膜８０間の密着性を評価する基準として、半導体チップ１２からの焼結銀被覆膜８０の剥がれが１００区画（マス）の全てで無い場合を１００％とし、１００区画（マス）のうち少しでも剥がれが見られた場合は、剥れなかった区画（マス）の割合（％）を求めた。
【００５５】
さらに、実施例においては、四探針シート抵抗測定器によって測定された表面抵抗率と、焼結銀被覆膜の膜厚から求めた電気抵抗率（体積抵抗率）（resistivity）とから、後述するようにWiedemann-Franzの法則に基づいて各焼結銀被覆膜８０の熱伝導率を算出した。
【００５６】
表１および図８に、上記Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップの各サンプルにおいて、焼成処理時の湿度を＜２０％、４０％、５０％の３通りに選んで得られた各焼結銀被覆膜の密着性の評価結果を示す。
【表１】
2014187346.tif 000003
【００５７】
表１および図８に示すように、塗布膜の焼成における焼成雰囲気の湿度を４０％とした場合には、Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップのいずれのサンプルにおいても、上記ピールテストにおいて、１００区画（マス）の全てで剥離は発生しなかった。
【００５８】
本発明者が本実施例における塗布膜ＫＭを焼成するときの焼成雰囲気の湿度を変化させて得られた結果の概要は次の通りである。
（ａ）１０％とした場合、密着性は全く不良であった。
（ｂ）２０％とした場合、１０％とした場合よりも密着性に少し改善が見られた。
（ｃ）３０％〜４０％とした場合、密着性は最も良かった。
（ｄ）５０％を超える場合、密着性は低下した。
【００５９】
このように、塗布膜ＫＭの焼成における焼成雰囲気の湿度は、３０％〜５０％が好ましく、４０％付近が最も好ましく、低すぎても高すぎても焼結銀被覆膜の望ましい密着性は得られず、焼結銀被覆膜の密着性に大きく影響することが判明した。
【００６０】
図９に、上記Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップの各サンプルにおいて、焼成処理時の雰囲気の湿度を＜２０％、４０％、５０％の３通りに選んで得られた各焼結銀被覆膜の断面および表面状態の走査電子顕微鏡写真を示す。表２に、この走査電子顕微鏡写真で得られた焼結銀被覆膜の膜厚ｔ（ｎｍ）および電気抵抗率（Ω・ｃｍ）を示す。
【表２】
2014187346.tif 000004
【００６１】
図９および表２から明らかなように、焼成雰囲気の湿度を変えても、焼結銀被覆膜の粒径は２００ｎｍ〜６００ｎｍであり、表面状態に顕著な差は見られなかった。なお、焼成温度をもっと高く、たとえば３００℃以上とすれば、焼結銀被覆膜の表面状態はより均一になる。
【００６２】
Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップのいずれのサンプルにおいても、焼成雰囲気の湿度が４０％である場合、チップ面に形成された焼結銀被覆膜のピールテストにおいて１００区画（マス）の全てで剥離は発生しなかった。
【００６３】
図９、図１０および表２に示すように、焼成処理における雰囲気の湿度を変化させても、焼結銀被覆膜の電気抵抗率（Ω・ｃｍ）に大きな変化は見られなかった。焼成雰囲気の湿度が４０％である場合、焼結銀被覆膜の電気抵抗率（Ω・ｃｍ）は、２．５μΩ・ｃｍ〜２．７μΩ・ｃｍであった。
【００６４】
焼結銀被覆膜の熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））は、焼結銀被覆膜の電気抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）から推定することができる。
【００６５】
すなわち、バルク銀の電気抵抗率ρ(μΩ・ｃｍ)、熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）をそれぞれ、＝１．４７、４３０とし、Wiedemann-Franzの法則（λ∝σ＝１／ρ）を用いると、図１１に示すように、実施例における焼結銀被覆膜においては、その電気抵抗率ρ(μΩ・ｃｍ)が２．５〜２．７であるとすると、その熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）は２３４〜２５３（推定値）である。
【００６６】
図９、図１０および表２に示す実施例の焼結銀被覆膜の熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝２３４〜２５３は、市販の銀ペーストの熱伝導率約１０、市販の半田の熱伝導率約５０と比較すると非常に大きな値であり、この焼結銀被覆膜の熱伝導性は非常に良好なものであることがわかる。これにより、熱抵抗が小さくて放熱効果の大きいヒートスプレッダとして使用することができる。
【００６７】
図１２および表３に、本発明の実施例において、焼結銀被覆膜の膜厚条件と焼結銀被覆膜の密着性評価結果を説明する図であり、Ｓｉチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップの各サンプルにおいて焼結銀被覆膜の膜厚を０．６μｍ、１．５μｍ、４．０μｍの３通りに選んで得られたピールテストの結果を示す。
【表３】
2014187346.tif 000005
【００６８】
図１２および表３に示すように、厚さ１．５μｍの焼結銀被覆膜を形成したＳｉＮ／Ｓｉチップでは、ピールテストの結果、１００区画（マス）のうち１０区画で剥離が発生せず１０％であり、厚さ１．５μｍの焼結銀被覆膜を形成したＳｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、および、厚さ０．６μｍの焼結銀被覆膜を形成したＳｉチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップでは、ピールテストの結果、１００区画（マス）の全てで剥離の発生はなく、１００％であった。
【００６９】
なお、厚さ４．０μｍの焼結銀被覆膜を形成したＳｉチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップでは、スピンコート膜の焼成時にクラックを生じ正常な状態の焼結銀被覆膜が形成できなかったので、ピールテストは未評価である。
【００７０】
図１３および図１４に、本発明の実施例において、Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、ＳｉＮ／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、Ａｕ／Ｓｉチップの各サンプルにおいて焼成条件を「焼成なし」、「１００℃，３０ｍｉｎ」、「２００℃，６０ｍｉｎ」の３通りに選んで得られたピールテストの結果および焼結銀被覆膜の断面の走査電子顕微鏡写真をそれぞれ示す。表４は、図１３に対応している。
【００７１】
図１３および表４に示すように、塗布膜ＫＭを焼成しない場合のＳｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、および、塗布膜ＫＭを１００℃、３０ｍｉｎで焼成した場合のＳｉチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップでは、ピールテストの結果、１００区画（マス）のうち全ての区画で剥離が発生し、０％であった。
【００７２】
一方、塗布膜ＫＭを焼成しない場合のＡｕ／Ｓｉチップ、塗布膜ＫＭを１００℃、３０ｍｉｎで焼成した場合のＡｕ／Ｓｉチップ、および、塗布膜ＫＭを２００℃、６０ｍｉｎで焼成した場合のＳｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、Ａｕ／Ｓｉチップでは、ピールテストの結果、１００区画（マス）の全てで剥離の発生はなく、１００％であった。
【００７３】
このように、塗布膜ＫＭを２００℃、６０ｍｉｎで焼成することによって、Ｓｉベアチップ、ＳｉＯ2／Ｓｉチップ、Ｃｕ／Ｓｉチップ、Ａｕ／Ｓｉチップの何れにおいても良好なチップ密着性を確保できた。
【表４】
2014187346.tif 000006
［焼成装置に関する他の実施例］
【００７４】
図１５に、上記実施形態における焼結工程（２）に使用可能な焼成装置の更に別の構成例を示す。
【００７５】
図１５に示す焼成装置１００は、上述した図４および図５の焼成装置と同様に、室内の空気を外気と入れ替えながら焼成処理を行う換気型のオーブンとして構成されている。すなわち、この焼成装置１００は、上記塗布工程（１）によりナノ銀粒子を含んでいるインク塗布膜ＫＭが一面に形成されている１つまたは複数の半導体基板１２をワークピースＷ（ＫＭ／１２）として出し入れ可能に収容できるチャンバ１０２と、このチャンバ１０２に外気を導入しながらチャンバ１０２からガスを排出する換気部１０４と、チャンバ１０２内の雰囲気を所定の焼成温度に調整する温度調整機構１０６と、チャンバ１０２内の湿度を３０％〜５０％ＲＨ（３０℃）の範囲内の設定値に調整する湿度調整機構１０８とを有している。
【００７６】
ただし、この焼成装置１００における換気部１０４、温度調整機構１０６および湿度調整機構１０８は、それぞれ図４の焼成装置における換気部３４、温度調整機構３６および湿度調整機構３８とは異なる独自の構成ないし機能を有している。
【００７７】
より詳しくは、換気部１０４は、チャンバ１０２内に導入された空気（後述するように温度および湿度を一定に調整されている加湿空気）を室内で均一に拡散するためのガス拡散板（または整流板）１１０を有している。図１５に示すように、このガス拡散板１１０は、チャンバ１０２内で図示しない基板支持部により所定位置に水平に配置されるワークピースＷ（ＫＭ／１２）の横に、つまりチャンバ１０２の一側壁に設けられた空気導入ポート１１２とワークピースＷ（ＫＭ／１２）との間に、板面を垂直にして配置される。ここで、空気導入ポート１１２とガス拡散板１１０との間の空間１１３は、チャンバ１０２内に導入された空気を一時的に滞留させるガスバッファ室を形成する。
【００７８】
ガス拡散板１１０には一定の密度で多数のガス噴出孔１１０ａが形成されており、これらのガス噴出孔１１０ａより加湿空気が水平方向に整流されて均一な流速で噴き出すようになっている。そして、ガス噴出孔１１０ａより噴き出た空気は、ワークピースＷ（ＫＭ／１２）の周囲を水平方向に通り過ぎて、空気導入ポート１１２と向かい合って反対側のチャンバ側壁に設けられている排気ポート１１４側へ流れ、排気ポート１１４より排気管１１６を介してチャンバ１０２の外へ排出される。なお、チャンバ１０２内で上記のような加湿空気の流れを形成するために、チャンバ１０２の中または空気導入ポート１１２もしくは排気ポート１１４の近くにファン（図示せず）を設けることができる。
【００７９】
温度調整機構１０６は、空気導入ポート１１２に接続されているエアダクト１１８内でチャンバ１０２に導入される前の加湿空気（外気）を予熱するためのプリヒータ１２０と、ガスバッファ室１１３に導入された加湿空気をガス拡散板１１０より噴き出させる前に所定温度まで加熱するためのメインヒータ１２２とを有している。プリヒータ１２０は、エアダクト１１８内に設けられる発熱部１２０ａと、制御部４６の制御の下で発熱部１２０ａに発熱用の電力を供給するヒータ電源１２０ｂとを有している。メインヒータ１２２は、ガスバッファ室１１３内に設けられる発熱部１２２ａと、制御部４６の制御の下で発熱部１２２ａに発熱用の電力を供給するヒータ電源１２２ｂとを有している。
【００８０】
エアダクト１１８内には、プリヒータ１２０の発熱部１２０ａの下流側に温湿度センサ１２４が設けられている。制御部４６は、この温湿度センサ１２４より得られる温度測定値が設定温度になるようにプリヒータ１２０の発熱量を制御することができるとともに、温湿度センサ１２４より得られる温度測定値に応じてメインヒータ１２２の発熱量を制御することもできる。これによって、チャンバ１０２内でワークピースＷ（ＫＭ／１２）の周囲温度または雰囲気温度を所望の処理温度に制御することができる。
【００８１】
湿度調整機構１０８は、チャンバ１０２の外で乾燥した空気を生成する乾燥空気発生部１２６と、水を収容する容器１２８と、乾燥空気発生部１２６からの乾燥空気で容器１２８内の水を気化して混合気（加湿空気）を生成する気化器１３０と、乾燥空気発生部１２６より気化器１３０に送られる乾燥空気の流量を制御するための流量制御弁１３２と、容器１２８より気化器１３０に送られる水の流量を制御するための流量制御弁１３４と、気化器１３０より生成された混合気の温度および湿度を測定する上記温湿度センサ１２４と、湿度調整機構１０８内の各部を制御する制御部４６とで構成されている。
【００８２】
気化器１３０は、たとえばベンチュリ管を有し、吸入空気がそこを流れる際に生じる圧力降下で吸入空気流量と吸入水流量とを調量して混合気を生成するようになっている。制御部４６は、温湿度センサ１２４より得られる温度測定値および湿度測定値に基づいて、混合気における水と空気の重量比が設定値になるように、流量制御弁１３２，１３４を通じて気化器１３０に供給される乾燥空気の流量および水の流量の少なくとも一方を制御するようになっている。
【００８３】
ここで、温湿度センサ１２４は、温度測定値を乾球温度で出力し、湿度測定値を相対湿度で出力する。制御部４６は、内部メモリに格納している湿度線図（psychrometric chart）のデータを参照して、乾球温度および相対湿度で表わされる測定値および設定値に対して水／空気の比重量および絶対湿度で表わされる制御量を求めるようになっている。
【００８４】
たとえば、図１６に示すように、ＡＳＨＲＡＥ（American Society of Heating, Refrigenerating and Air-Conditioning engineers）より発行されている湿度線図を参照すると、乾球温度３０℃および相対湿度４０％の空気は、１ｋｇの乾燥空気に対して１０．５ｇの水分が含まれており（１０．５ｇH2O/kgdryair）、比重量（specific weight）は０．８７４［ｍ3/ kgdryair］であることが読み取れる。つまり、乾球温度３０℃および相対湿度４０％の加湿空気（混合気）を得るには、一定時間に０．８７４ｍ3の乾燥空気に対して１０．５ｇの水を流せばよいことになり、そうなるように制御部４６は流量制御弁１３２，１３４を制御する。
【００８５】
その場合、かかる条件を満たす加湿空気（混合気）をチャンバ１０２内に導入し、チャンバ１０２内では２００℃の温度で焼結工程（２）を行うと、図１６に示すように相対湿度は０．１１５％に下がる。しかし、このように３０℃で導入した加湿空気をチャンバ１０２内で２００℃に昇温しても、絶対湿度は１０．５ｇH2O/kgdryairを保っている。このように、チャンバ１０２内に導入された加湿空気をそこで何度に昇温するかにかかわらず、加湿空気を通じてチャンバ１０２内に供給する焼成処理用の水分量を湿度調整機構１０８により一定に制御することができる。
【００８６】
図１７および図１８に、上述した焼成装置（図１５）において、チャンバ１０２内にホットプレート１４０を設ける変形例を示す。ホットプレート１４０は、ワークピースＷ（ＫＭ／１２）を載せる金属プレートまたは載置台１４０ａと、この載置台１４０ａの中に埋設されている発熱体１４０ｂと、制御部４６の制御の下で発熱体１４０ｂに発熱用の電力を供給するヒータ電源１４０ｃとを有しており、伝熱方式でワークピースＷ（ＫＭ／１２）を所定の焼成温度に加熱するようにしている。
【００８７】
図１７に示す構成例は、図１５の構成例と同様にサイドフロー型であり、ガス拡散板１１０をワークピースＷ（ＫＭ／１２）の横に配置し、ワークピースＷ（ＫＭ／１２）の塗布膜形成面に対して平行にガス拡散板１１０より加湿空気を整流して噴き出すようにしている。
【００８８】
図１８の構成例は、ダウンフロー型であり、ガス拡散板１１０をワークピースＷ（ＫＭ／１２）の正面（真上）に配置し、ワークピースＷ（ＫＭ／１２）の塗布膜形成面（上面）に対して垂直にガス拡散板１１０より加湿空気を整流して噴き出すようにしている。
［他の実施形態又は変形例］
【００８９】
以上、本発明を好適な実施の形態、実施例について説明したが、本発明は上述の実施の形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形が可能である。
【００９０】
たとえば、上記実施形態および実施例では、本発明の焼結銀被覆膜作製方法および焼成装置により、半導体基板の一面に焼結銀被覆膜を作製する例について説明した。しかし、本発明の焼結銀被覆膜作製方法および焼成装置により、半導体パッケージの一面にも焼結銀被覆膜を作製することができる。
【００９１】
また、本発明の塗布工程（１）にはスピンコート法を有利に使用できるが、印刷法等の他の塗布法も使用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０    半導体装置
１２    半導体基板
１４    焼結銀被覆膜（ヒートスプレッダ）
１６    接着層
１８    放熱フィン
２０    回転円板
２２    滴下装置
３０，７０    焼成装置
３２    チャンバ
３４    換気部
３６    温度調整機構
３８    湿度調整機構
４６    制御部
５２    温度センサ
６２    水分量センサ
７６    湿度センサ
１００    焼成装置
１０２    チャンバ
１０４    換気部
１０６    温度調整機構
１０８    湿度調整機構
１２４    温湿度センサ
１３０    気化器
【図２】
2014187346.tif 000007
【図３】
2014187346.tif 000008
【図６】
2014187346.tif 000009
【図１５】
2014187346.tif 000010
【図１７】
2014187346.tif 000011
【図１８】
2014187346.tif 000012
【図１】
2014187346.tif 000013
【図４】
2014187346.tif 000014
【図５】
2014187346.tif 000015
【図７】
2014187346.tif 000016
【図８】
2014187346.tif 000017
【図９】
2014187346.tif 000018
【図１０】
2014187346.tif 000019
【図１１】
2014187346.tif 000020
【図１２】
2014187346.tif 000021
【図１３】
2014187346.tif 000022
【図１４】
2014187346.tif 000023
【図１６】
2014187346.tif 000024