(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をもって相対する両被接合物の相対位置合わせを行った後、両被接合物の周囲に位置する可動壁を一方の被接合物保持手段に当接するまで移動させて局部的な密閉空間を持つローカルチャンバ構造を形成するとともに該ローカルチャンバ内に両被接合物を閉じ込め、該ローカルチャンバ内を減圧して所定の真空状態にする工程を経た後、該ローカルチャンバの容積を縮小する方向に前記被接合物保持手段を移動するとともにそれに追従させて前記可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合することを特徴とする実装方法。
【請求項２】
ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後、ローカルチャンバ内でエネルギー波もしくはエネルギー粒子により被接合物の接合面を洗浄し、しかる後に前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合する、請求項１の実装方法。
【請求項３】
前記エネルギー波もしくはエネルギー粒子による洗浄をローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧して行い、洗浄後接合前にローカルチャンバ内を大気圧の不活性ガスまたは非酸化ガスに置換する、請求項２の実装方法。
【請求項４】
前記エネルギー波もしくはエネルギー粒子がプラズマである、請求項２または３に記載の実装方法。
【請求項５】
ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧する前に一方の被接合物の接合面に封止材を塗布し、該封止材を塗布した状態でかつ前記所定の真空状態下で前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し両被接合物の接合部を前記封止材中で圧着して接合する、請求項１の実装方法。
【請求項６】
前記封止材が非導電性接着剤または異方導電性接着剤である、請求項５の実装方法。
【請求項７】
ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後に該ローカルチャンバ内を特定のガス雰囲気にし、そのガス雰囲気下にて前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合する、請求項１の実装方法。
【請求項８】
ローカルチャンバ内を大気圧の特定のガス雰囲気にする、請求項７の実装方法。
【請求項９】
前記特定のガスとして、不活性ガス、非酸化ガス、還元ガス、置換ガスのいずれかを用いる、請求項７または８の実装方法。
【請求項１０】
前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し、かつ、一方の被接合物を他方の被接合物に対し加圧するとき、前記可動壁の被接合物保持手段への当接力を低下させ、ローカルチャンバ内圧を利用して加圧する、請求項１、２、４〜７、９のいずれかに記載の実装方法。
【請求項１１】
間隔をもって相対する両被接合物の相対位置合わせを行った後、両被接合物を圧着して接合する実装装置において、両被接合物の周囲に位置し、一方の被接合物保持手段に当接するまで移動して内部に両被接合物を閉じ込める局部的な密閉空間を持つローカルチャンバ構造を形成することが可能で、かつ、前記被接合物保持手段の移動に追従してローカルチャンバの容積を縮小する方向に移動可能な可動壁と、前記ローカルチャンバ内を減圧して所定の真空状態にする真空吸引手段とを備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項１２】
前記可動壁を移動させるシリンダ手段を有する、請求項１１の実装装置。
【請求項１３】
前記可動壁の先端部に、弾性変形可能なシール材が設けられている、請求項１１または１２の実装装置。
【請求項１４】
前記ローカルチャンバ内でエネルギー波もしくはエネルギー粒子により被接合物の接合面を洗浄する手段を有する、請求項１１〜１３のいずれかに記載の実装装置。
【請求項１５】
前記エネルギー波もしくはエネルギー粒子による洗浄時および／または洗浄後に前記ローカルチャンバ内を不活性ガス雰囲気または非酸化ガス雰囲気にするガス供給手段を有する、請求項１４の実装装置。
【請求項１６】
前記エネルギー波もしくはエネルギー粒子がプラズマである、請求項１４または１５の実装装置。
【請求項１７】
両被接合物保持手段がプラズマ発生用電極を備えている、請求項１６の実装装置。
【請求項１８】
一方の被接合物の接合面に封止材を塗布する手段を有する、請求項１１〜１７のいずれかに記載の実装装置。
【請求項１９】
前記封止材が非導電性接着剤または異方導電性接着剤である、請求項１８の実装装置。
【請求項２０】
ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後に該ローカルチャンバ内を特定のガス雰囲気にする特定ガス供給手段を有する、請求項１１〜１３のいずれかに記載の実装装置。
【請求項２１】
前記特定のガスが、不活性ガス、非酸化ガス、還元ガス、置換ガスのいずれかである、請求項２０の実装装置。
【請求項２２】
少なくとも一方の被接合物保持手段が加熱手段を備えている、請求項１１〜２１のいずれかに記載の実装装置。
【請求項２３】
少なくとも一方の被接合物保持手段が被接合物を静電気的に保持する静電チャック手段を備えている、請求項１１〜２２のいずれかに記載の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップや基板等からなる被接合物同士を接合する実装方法および実装装置に関し、とくに、接合部を周囲から局部的に密閉する可動壁を持ったローカルチャンバ構造を形成して実装する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被接合物同士の接合、たとえばチップをフェイスダウンの形で基板に近づけ、チップと基板の電極同士を圧着して（必要に応じて加熱を伴って）両被接合物を接合するようにした実装方法はよく知られている。また、この実装の際に、チャンバで実装部を囲って実質的に密閉し、チャンバ内を特殊な雰囲気にして各種の処理を行った後、あるいは、チャンバ内を減圧して所定の真空状態にした後、実装を行う方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、上記のようなチャンバ構造を採用する場合、内部を減圧するチャンバの実質的に全体を剛体構造としており、このチャンバ内で実装を行うため、実装装置の全体、あるいはその大部分を、チャンバで覆う構造となっていた。そのため、チャンバを含む装置全体が大規模なものとなり、装置の大型化やコスト増加を招くという問題を有している。また、チャンバ内容積が大きくなるため、所定の真空度に減圧したり、特殊ガスに置換したりするのに時間を要するとともに、高真空度の達成が困難になる場合が生じるという問題もある。
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、接合部とその周辺を周囲から局部的に効率よく密閉可能で、かつ、接合の際にもその密閉状態を維持しつつ接合動作に連動して密閉空間の形状を適切に可変できるローカルチャンバ構造を提供し、それを用いて所定の真空度や特殊ガス雰囲気等を小型の装置で迅速かつ容易に達成できるようにし、それによって各種の要求処理条件や実装条件を容易にかつ安価に満足させることができるようにした実装方法および実装装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る実装方法は、間隔をもって相対する両被接合物の相対位置合わせを行った後、両被接合物の周囲に位置する可動壁を一方の被接合物保持手段に当接するまで移動させて局部的な密閉空間を持つローカルチャンバ構造を形成するとともに該ローカルチャンバ内に両被接合物を閉じ込め、該ローカルチャンバ内を減圧して所定の真空状態にする工程を経た後、該ローカルチャンバの容積を縮小する方向に前記被接合物保持手段を移動するとともにそれに追従させて前記可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合することを特徴とする方法からなる。
【０００６】
この実装方法では、上記所定の真空状態にする工程を経た後、直接、接合を伴う実装工程に入ることもできるが、実装工程に入る前に、各種の処理工程や、各種条件を整える工程を介在させることもできる。
【０００７】
たとえば、上記実装方法においては、ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後、ローカルチャンバ内でエネルギー波もしくはエネルギー粒子により被接合物の接合面を洗浄し、しかる後に被接合物保持手段およびそれに追従する可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合することができる。
【０００８】
この場合、上記エネルギー波もしくはエネルギー粒子による洗浄を前記所定の真空状態下で行うことができる。また、エネルギー波もしくはエネルギー粒子による洗浄をローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧して行い、洗浄後接合前にローカルチャンバ内を大気圧の不活性ガスまたは非酸化ガスに置換することもできる。エネルギー波もしくはエネルギー粒子としては、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザ等を用いることができるが、中でも取り扱い易さ、装置のコストや構造の簡易性の面から、プラズマを用いることが好ましい。
【０００９】
また、前記実装方法においては、ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧する前に一方の被接合物の接合面に封止材を塗布し、該封止材を塗布した状態でかつ前記所定の真空状態下で前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し両被接合物の接合部を前記封止材中で圧着して接合することもできる。封止材としては、たとえば、非導電性接着剤（ペーストおよびフィルムの両形態を含む。）または異方導電性接着剤（ペーストおよびフィルムの両形態を含む。）を使用できる。
【００１０】
さらに、前記実装方法においては、ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後に該ローカルチャンバ内を特定のガス雰囲気にし、そのガス雰囲気下にて前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動し両被接合物を圧着して接合することもできる。この場合、ローカルチャンバ内を大気圧の特定のガス雰囲気にすることもできる。特定のガスとしては、不活性ガス（たとえば、アルゴンガス）、非酸化ガス（たとえば、窒素ガス）、還元ガス（たとえば、水素ガス）、置換ガス（たとえば、フッ素基置換用ガス）等のいずれかを用いることができる。たとえば、ハンダバンプによる加熱接合を行う場合、窒素ガスに置換した環境下でフラックスレスの接合を行うことができる。
【００１１】
また、前記実装方法においては、前記可動壁の作動力を、そのときの動作に応じて適切な力に制御することが可能である。たとえば、前記所定の真空状態にする工程においては、可動壁の被接合物保持手段への当接力によりローカルチャンバ内を外部に対しシールすることにより、確実にローカルチャンバ内を所定の真空状態にすることができる。
【００１２】
また、前記被接合物保持手段およびそれに追従する前記可動壁を移動する際、ローカルチャンバ内圧により前記被接合物保持手段に作用する力と、前記可動壁の被接合物保持手段への当接力とを実質的にバランスさせることにより、被接合物保持手段およびそれに追従する可動壁の移動に要する力を低く抑えることが可能になり、より円滑な動作が可能となる。
【００１３】
さらに、被接合物保持手段およびそれに追従する可動壁を移動し、かつ、一方の被接合物を他方の被接合物に対し加圧するとき、可動壁の被接合物保持手段への当接力を低下させ、ローカルチャンバ内圧を利用して加圧するようにすることもできる。たとえば上側の被接合物を片持ち指示構造のヘッドで保持する場合、ヘッド側から加圧する方法に比べ、上記のような方法では、ヘッド側加圧によるモーメントがかからないようにすることが可能となり、高精度の実装が可能となる。したがって、このような方式を用いることも可能である。
【００１４】
本発明に係る実装装置は、間隔をもって相対する両被接合物の相対位置合わせを行った後、両被接合物を圧着して接合する実装装置において、両被接合物の周囲に位置し、一方の被接合物保持手段に当接するまで移動して内部に両被接合物を閉じ込める局部的な密閉空間を持つローカルチャンバ構造を形成することが可能で、かつ、前記被接合物保持手段の移動に追従してローカルチャンバの容積を縮小する方向に移動可能な可動壁と、前記ローカルチャンバ内を減圧して所定の真空状態にする真空吸引手段とを備えたことを特徴とするものからなる。
【００１５】
この実装装置においては、前記可動壁を移動させるための手段として、シリンダ手段を有することが好ましい。このようにすれば、シリンダ手段における各ポートへの供給圧を制御することにより、可動壁を容易に移動させることができるとともに、可動壁の作動力を容易にかつ精度良く制御できるようになる。この可動壁の先端部には、弾性変形可能なシール材が設けられていることが好ましい。該シール材によって、容易に、可動壁の先端部を被接合物保持手段に密着させることができ、それによってローカルチャンバ内を周囲からより確実にシールできるようになる。また、チップと基板の平行度調整やアライメント位置調整を行う場合にも、このシールによる弾性変形により、これら調整分を吸収できる。
【００１６】
また、この実装装置は、前記ローカルチャンバ内でエネルギー波もしくはエネルギー粒子により被接合物の接合面を洗浄する手段を有することができる。また、このエネルギー波もしくはエネルギー粒子による洗浄時および／または洗浄後に前記ローカルチャンバ内を不活性ガス雰囲気または非酸化ガス雰囲気にするガス供給手段を有することもできる。
【００１７】
エネルギー波もしくはエネルギー粒子は、前述の如くプラズマであることが好ましく、プラズマを用いる場合には、両被接合物保持手段がプラズマ発生用電極を備えている構成とすることが好ましい。これによって、容易にローカルチャンバ内で所定のプラズマ洗浄を行うことが可能となる。
【００１８】
また、前記実装装置は、一方の被接合物の接合面に封止材を塗布する手段を有する構成とすることもできる。封止材としては、非導電性接着剤または異方導電性接着剤を用いることができる。
【００１９】
また、前記実装装置は、ローカルチャンバ内を所定の真空状態に減圧した後に該ローカルチャンバ内を特定のガス雰囲気にする特定ガス供給手段を有する構成とすることもできる。特定のガスとしては、前述したように、不活性ガス、非酸化ガス、還元ガス、置換ガスのいずれかを用いることができる。
【００２０】
さらに、前記実装装置は、少なくとも一方の被接合物保持手段が加熱手段を備えた構成とすることもできる。加熱を伴う実装が要求される場合、この加熱手段により接合部を加熱できる。
【００２１】
また、前記実装装置においては、少なくとも一方の被接合物保持手段が被接合物を静電気的に保持する静電チャック手段を備えていることが好ましい。静電チャック手段は、真空中でも静電保持力を発揮できるので、ローカルチャンバ内が減圧された際にも、問題なく被接合物の保持状態を維持することができる。この保持手段としては、後述の図１に示すように、静電チャック、プラズマ電極、ヒーターの３層の電極パターンを備えることができる。
【００２２】
このような本発明に係る実装方法および装置においては、可動壁を用いてローカルチャンバ構造を形成するので、相対する被接合物部分のみを効率よく局部的に密閉することが可能になり、大型のチャンバを使用することなく、したがって装置全体を大型化することなく、簡単にかつ安価に目標とする真空状態を形成することが可能になる。また、この可動壁は、一方の被接合物保持手段の移動に追従して移動され、それに伴ってローカルチャンバの容積も適切に縮小されるので、両被接合物は、目標とする雰囲気条件に保たれたまま圧着され、所定の接合が行われることになる。その結果、信頼性の高い実装が行われることになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る実装装置１を示している。図１では、間隔をもって相対する被接合物として、一方はチップ２で他方は基板３である場合を例示している。チップ２上には複数のバンプ４（図１には２つのバンプ４を示してある）が設けられており、基板３には対応するパッド５（たとえば電極など）が設けられている。チップ２は一方の被接合物保持手段としてのチップ保持手段６に保持されており、基板３は他方の被接合物保持手段としての基板保持手段７に保持されている。本実施態様では、チップ保持手段６はＺ方向（上下方向）に位置調整できるようになっており、基板保持手段７はＸ、Ｙ方向（水平方向）および／または回転方向（θ方向）に位置調整できるようになっている。
【００２４】
なお、上記において、チップ２とは、たとえば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、基板３と接合させる側の全てのものをいう。バンプ４とは、たとえば、ハンダバンプ、スタッドバンプなど基板３に設けられたパッド５と接合する全てのものをいう。また、基板３とは、たとえば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、チップ２と接合される側の全てのものをいう。パッド５とは、たとえば、電気配線を伴った電極、電気配線につながっていないダミー電極など、チップ２に設けられたバンプ４と接合する全てのものをいう。
【００２５】
また、本実施態様では、チップ保持手段６において直接チップ２を保持する部分、および、基板保持手段７において直接基板３を保持する部分は、電極ツール８、９に構成されており、それぞれプラズマ発生用電極として機能可能に構成されているとともに、ヒーターが内蔵されて少なくとも一方の電極ツールを介して被接合物を加熱可能となっており、かつ、静電チャック手段を備え少なくとも一方の被接合物を静電気的に保持することができるようになっている。ヒーターおよび静電チャック手段については図示を省略してあるが、ともに、市販の周知のものを採用できる。図１における１０ａは基板保持手段７側に内蔵された静電チャック用の電極端子、１１ａはプラズマ電極用の端子、１２ａはヒーター用の端子をそれぞれ示しており、電極コネクター１３を介して給電されるようになっている。パターンとしては、表層から静電チャック、プラズマ電極、ヒーターとなっていることが好ましい。同様に、１０ｂはチップ保持手段６側に内蔵された静電チャック用の電極端子、１１ｂはプラズマ電極用の端子、１２ｂはヒーター用の端子を、それぞれ示している。
【００２６】
両被接合物２、３の周囲には、一方の被接合物保持手段（本実施態様ではチップ保持手段６）に当接するまで移動して内部に両被接合物２、３を閉じ込める局部的な密閉空間を持つローカルチャンバ構造（図１に２点鎖線にてローカルチャンバ１４を示す。）を形成することが可能で、かつ、上記当接状態にて、前記被接合物保持手段（本実施態様ではチップ保持手段６）の移動に追従してローカルチャンバ１４の容積を縮小する方向（本実施態様では下降方向への移動）に移動可能な可動壁１５が設けられている。この可動壁１５は、筒状の剛体壁構造に構成されており、可動壁上昇ポート１６、可動壁下降ポート１７および内部シール機構１８を備えたシリンダ手段１９により、図１の上下方向に移動可能となっている。可動壁１５の先端部には、弾性変形可能なシール材２０が設けられており、上記当接状態にて、ローカルチャンバ１４内部を外部に対してより確実にシール、密閉することができるようになっている。
【００２７】
基板保持手段７側には、上記のように形成されるローカルチャンバ１４に対し、該ローカルチャンバ１４内を減圧して所定の真空状態にする真空吸引手段としての真空ポンプ２１が接続されている。ローカルチャンバ１４内の空気あるいはガスは、吸引路２２を通して真空ポンプ２１により吸引される。また、この吸引路２２とは別に、あるいはこの吸引路２２と兼用させて、基板保持手段７側にはアルゴンガス（Ａｒガス）などの特定のガスをローカルチャンバ１４内に供給するガス供給路２３が設けられている。
【００２８】
このように構成された実装装置１を用いて、本発明に係る実装方法は次のような各種の形態にて実施することができる。図２〜図５に、代表的な形態を示す。
【００２９】
まず図２に示す第１実施例に係る実装方法では、被接合物セット工程において、チップ保持手段６側にチップ２を保持し、基板保持手段７側に基板３を保持する。次に、アライメント工程で、両被接合物２、３間に認識手段２４（たとえば、上下２視野の認識手段）を挿入し、位置合わせ用の上下の認識マークを読み取り、その読み取り情報に基づいて、基板保持手段７をＸ、Ｙ方向、さらに必要に応じてθ方向に調整して、両被接合物２、３間の相対位置を所定の精度範囲内に納める。
【００３０】
アライメント後、可動壁上昇ポート１６を介してシリンダ手段１９に可動壁１５の上昇移動のための圧力を供給し、可動壁１５の先端がチップ保持手段６の下面に当接するまで可動壁１５を移動させる。これによって、周囲に対して実質的に密閉されたローカルチャンバ１４が形成され、両被接合物２、３がこの局部的な密閉空間内に閉じ込められる。ローカルチャンバ１４を形成した状態にて、吸引路２２を通して真空ポンプ２１により吸引することにより、ローカルチャンバ１４内が減圧され（真空引きされ）、所定の真空状態とされる。所定の真空状態としては、たとえば、１３０×１０-1Ｐａ以下の真空度とされる。チップ２や基板３の保持に静電チャックを使用しているので、高真空度とされても問題なく被接合物の保持状態が維持される。なお、これ以降、この真空度のローカルチャンバ１４に維持する場合には、可動壁１５のチップ保持手段６への当接力を適切な大きさに保持しておくことにより、ローカルチャンバ１４内を外部から確実にシールし、内部を所定の真空状態に維持することができる。
【００３１】
次に、被接合物の接合面を、エネルギー波もしくはエネルギー粒子により洗浄する。この洗浄は、上記の高真空状態中でも可能であるが、本実施態様ではエネルギー波もしくはエネルギー粒子としてプラズマを用いるので、効率よく容易にプラズマを発生させるために、ローカルチャンバ１４内を所定の真空度に減圧後、ガス供給路２３を介してローカルチャンバ１４内に必要量のＡｒガスを供給し、ローカルチャンバ１４内を所定の真空度を保ちつつＡｒガス雰囲気にする。
【００３２】
この状態で、ローカルチャンバ１４内にて、上下の電極（電極ツール８、９）間でプラズマを発生させ、発生したプラズマにより被接合物の接合面上の有機物や異物を飛ばして接合面を洗浄する。この洗浄により、接合面の表面は活性化された状態となる。このＡｒガス雰囲気下でのプラズマ洗浄においては、上下の電極の極性を交互に切り替えることにより、プラズマの照射方向を交互に切り替えることができ、チップ２側および基板３側の両接合面の洗浄を効果的に行うことが可能になる。
【００３３】
次に、上記プラズマ洗浄により接合面の表面が活性化されたチップ２と基板３を接合する。接合工程では、チップ保持手段６を下降させ、それに追従させて、チップ保持手段６に当接している可動壁１５も下降させるが、この間、可動壁１５は常時チップ保持手段６の下面に当接された状態に保たれるので、ローカルチャンバ１４の容積は縮小されるものの、ローカルチャンバ１４内の密閉状態はそのまま良好に保たれる。ただしこのとき、ローカルチャンバ１４の内圧（真空圧）によりチップ保持手段６に作用する力（チップ保持手段６を下降させようとする力）と、可動壁１５のチップ保持手段６への当接力とを一定関係になるように制御すれば、チップ保持手段６の下降力を小さく抑えることが可能になり、かつ、チップ２と基板３が当接した後のチップ保持手段６による接合のための加圧力の制御が容易になる。
【００３４】
また、ローカルチャンバ１４の内圧（真空圧）によりチップ保持手段６に作用する力（チップ保持手段６を下降させようとする力）と、可動壁１５のチップ保持手段６への当接力とを実質的にバランスさせるようにすれば、ヘッドが片持支持構造の場合は、モーメントが発生せず、平行度、位置精度の上で有利である。ここで、「実質的にバランスさせる」とは、上下方向に多少の差があっても、ヘッド昇降軸は保持できるため、支障がないということである。また、バランスさせた状態でも、当接力に変化がないため、確実なシール状態はそのまま維持することができる。
【００３５】
チップ２のバンプ４と基板３のパッド５が当接され、接合されるが、両表面が前記プラズマ洗浄により活性化されており、かつ、接合面から有機物や酸化物が除去された状態となっているので、真空中での常温接合が可能となる。
【００３６】
図３は、第２実施例に係る実装方法を示している。本実施例において、被接合物セットからＡｒガス雰囲気下での電極切替を伴うプラズマ洗浄までの工程は、実質的に図２に示した第１実施例と同じである。本第２実施例においては、所定の真空下でＡｒガス雰囲気下での電極切替を伴うプラズマ洗浄を行った後、ローカルチャンバ１４内にガス供給路２３を介してさらにＡｒガスを供給し、ローカルチャンバ１４内を大気圧のＡｒガス（大気圧の不活性ガス）に置換する。また、それに伴いチャンバ壁上昇ポートの圧力もシールが維持できる程度に下降させる。
【００３７】
そして、大気圧のＡｒガス雰囲気状態にて、チップ保持手段６を下降させ、それに追従させて、チップ保持手段６に当接している可動壁１５も下降させ、チップ２のバンプ４と基板３のパッド５とを圧着して接合する。前述の真空中ではチャンバ壁シール部では圧力がかかっており、上下保持手段に微妙な傾きがある場合にはモーメントが発生し、数μｍオーダーでの実装位置ずれの可能性がある。しかし、大気圧に戻してから実装を行えば、モーメントは発生せず、より高精度な実装を行うことができる。このとき本実施例においては、さらに、加熱を伴って接合する。加熱は、前述した内蔵ヒーターによって行うことができる。この接合工程においては、チップ２と基板３の接合面は先行工程にてＡｒガス雰囲気下プラズマ洗浄により表面が活性化されているので、比較的低温の加熱で所望の接合を行うことができる。つまり、チップ２のバンプ４と基板３のパッド５との所定の金属接合を、低温加熱にて達成することができる。
【００３８】
図４は、第３実施例に係る実装方法を示している。本実施例においては、被接合物セットの段階で、あるいは、アライメント後の段階で、一方の被接合物（本実施例では基板３）の接合面に封止材３１（本実施例では、非導電性接着剤〔以下、ＮＣＰ（Non-Conductive Paste）と略称することもある。〕）を塗布し、アライメント後に、可動壁１５を上昇させてローカルチャンバ１４を形成し、その内部を真空引きする。まずこの段階で接着剤に含まれるエアは脱泡される。ローカルチャンバ１４内を所定の真空状態にして、チップ保持手段６および可動壁１５を下降させ、チップ２のバンプ４を基板３のパッド５に圧着させる。このとき、塗布されていた封止材３１は外側に向けて押し拡げられるが、所定の真空状態下での封止材３１の流動であるから、空気の残留が抑えられる。そして、これと同時に、あるいはこの直後に、加熱を伴ってチップ２のバンプ４と基板３のパッド５とを接合し、同時に封止材３１を硬化させる。この封止材３１の硬化時に空気が残留していると、加熱による体積増加によりボイドとなって残るおそれがあるが、所定の真空状態下での加熱接合であるから、ボイドレスでの接合が可能となる。
【００３９】
図５は、第４実施例に係る実装方法を示している。本実施例においては、チップ２のバンプとして、加熱溶融接合が可能なハンダボールバンプ４ａが設けられている。本実施例において、被接合物セットから真空引きまでの工程は、実質的に図２に示した第１実施例と同じである。本第４実施例においては、ローカルチャンバ１４内を所定の真空状態にした後、該ローカルチャンバ１４内を特定のガス雰囲気に置換する。本実施例においては、特定のガスとして非酸化ガス、とくに大気圧の窒素ガス（Ｎ2 ガス）を使用している。ローカルチャンバ１４内を大気圧の窒素ガスに置換した後、チップ保持手段６および可動壁１５を下降させ、チップ２のハンダボールバンプ４ａを基板３のパッド５に圧着させ、加熱接合する。窒素ガス雰囲気中での加熱接合であるから、加熱に伴う二次酸化を抑えることができ、フラックスレスにて、バンプ４ａとパッド５との信頼性の高い接合が可能となる。
【００４０】
図２〜図５に示したように、本発明においては、各種の条件における実装形態を採ることができる。いずれの形態においても、可動壁１５の上下動により効率よくローカルチャンバ１４を形成でき、可動壁１５をシリンダ手段１９で上下動させるとともにチップ保持手段６に追従して下降できるようにし、接合動作の際にもローカルチャンバ１４内を目標とする雰囲気に維持できるようにしたので、信頼性の高い接合状態を達成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る実装方法および実装装置によれば、可動壁によって簡単に効率よくローカルチャンバを形成し、該ローカルチャンバ内を所定の真空状態にする工程を経た後、ローカルチャンバ内を目標とする雰囲気としその状態を維持しつつローカルチャンバの容積を縮小する方向に被接合物保持手段と可動壁を移動させて所定の接合を実施できるようにしたので、小型の装置でありながら、効率よく信頼性の高い接合状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る実装装置の縦断面図である。
【図２】図１の実装装置を用いて実施する本発明の第１実施例に係る実装方法を示す工程フロー図である。
【図３】図１の実装装置を用いて実施する本発明の第２実施例に係る実装方法を示す工程フロー図である。
【図４】図１の実装装置を用いて実施する本発明の第３実施例に係る実装方法を示す工程フロー図である。
【図５】図１の実装装置を用いて実施する本発明の第４実施例に係る実装方法を示す工程フロー図である。
【符号の説明】
１  実装装置
２  一方の被接合物としてのチップ
３  他方の被接合物としての基板
４  バンプ
４ａ  ハンダボールバンプ
５  パッド
６  チップ保持手段
７  基板保持手段
８、９  電極ツール
１０ａ、１０ｂ  静電チャック用の電極端子
１１ａ、１１ｂ  プラズマ電極用の端子
１２ａ、１２ｂ  ヒーター用の端子
１３  電極コネクター
１４  ローカルチャンバ
１５  可動壁
１６  可動壁上昇ポート
１７  可動壁下降ポート
１８  内部シール機構
１９  シリンダ手段
２０  弾性変形可能なシール材
２１  真空ポンプ
２２  吸引路
２３  ガス供給路
２４  認識手段
３１  封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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