【手続補正書】
【提出日】平成29年2月22日(2017.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合システムであって、
接合対象の２つの被接合物のうちの一方の被接合物である第１の被接合物を保持する第１の保持手段と、
前記２つの被接合物のうちの他方の被接合物である第２の被接合物を保持する第２の保持手段と、
前記第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温する加熱手段と、
前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させる駆動手段と、
前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出する接触検知手段と、
前記２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での前記変位量の値を前記変位量の基準値として検出する変位量検出手段と、
前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合する制御手段と、
を備え、
前記第１の温度は、前記バンプ電極の融点よりも低い温度であり且つ前記バンプ電極の融点の１０℃以内の温度であることを特徴とする接合システム。
【請求項２】
請求項１に記載の接合システムにおいて、
前記制御手段は、前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うことを特徴とする接合システム。
【請求項３】
請求項１に記載の接合システムにおいて、
前記制御手段は、前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続し、前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させることを特徴とする接合システム。
【請求項４】
請求項１に記載の接合システムにおいて、
前記制御手段は、前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温し前記バンプ電極を溶融させた状態で加熱処理を継続する期間において、前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させることを特徴とする接合システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の接合システムにおいて、
ａ）前記第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を前記第１の温度にまで昇温する処理と、
ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させる処理と、
ｃ）前記２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での前記変位量の値を前記変位量の基準値として検出する処理と、
ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合する処理と、
を前記２つの被接合物に関して実行した後に、前記２つの被接合物とは別の２つの被接合物に関して前記処理ａ），ｂ），ｃ），ｄ）をさらに実行することを特徴とする接合システム。
【請求項６】
接合システムであって、
接合対象の２つの被接合物のうちの一方の被接合物である第１の被接合物を保持する第１の保持手段と、
前記２つの被接合物のうちの他方の被接合物である第２の被接合物を保持する第２の保持手段と、
前記第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温する加熱手段と、
前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させる駆動手段と、
前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出する接触検知手段と、
前記２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での前記変位量の値を前記変位量の基準値として検出する変位量検出手段と、
前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段と前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とのうちの少なくとも１つの熱膨張量と前記バンプ電極の温度との対応関係であって事前測定によって得られた当該対応関係に基づいて、前記バンプ電極の温度が前記第１の温度から前記第２の温度へと変化する際における前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との間の相互間距離の変化量であって熱膨張に起因する変化量を推定し、
前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続する際に前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離が低減されたとしても前記バンプ電極が潰れ過ぎない旨が前記変化量に基づいて推定される場合、前記２つの保持手段の相互間距離に応じた前記変位量を前記基準値に維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うことを特徴とすることを特徴とする接合システム。
【請求項７】
接合方法であって、
ａ）接合対象の２つの被接合物のうちの第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温するステップと、
ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の被接合物を保持する第１の保持手段と第２の被接合物を保持する第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させるステップと、
ｃ）前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出するとともに、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での当該変位量の値を当該変位量に関する基準値として検出するステップと、
ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合するステップと、
を備え、
前記第１の温度は、前記バンプ電極の融点よりも低い温度であり且つ前記バンプ電極の融点の１０℃以内の温度であることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
請求項７に記載の接合方法において、
前記ステップｄ）は、
ｄ−１）前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うステップ、
を有することを特徴とする接合方法。
【請求項９】
請求項７に記載の接合方法において、
前記ステップｄ）は、
ｄ−２）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続することによって、前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離をさらに低減させるステップ、
を有することを特徴とする接合方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の接合方法において、
前記ステップｄ）は、
ｄ−３）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温し前記バンプ電極を溶融させた状態で加熱処理を継続する期間において、前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させるステップ、を有することを特徴とする接合方法。
【請求項１１】
請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の接合方法において、
ｅ）前記２つの被接合物に関して前記ステップａ），ｂ），ｃ），ｄ）を実行した後に、前記２つの被接合物とは別の２つの被接合物に関して前記ステップａ），ｂ），ｃ），ｄ）をさらに実行するステップ、
をさらに備えることを特徴とする接合方法。
【請求項１２】
接合方法であって、
ａ）接合対象の２つの被接合物のうちの第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温するステップと、
ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の被接合物を保持する第１の保持手段と第２の被接合物を保持する第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させるステップと、
ｃ）前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出するとともに、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での当該変位量の値を当該変位量に関する基準値として検出するステップと、
ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合するステップと、
を備え、
前記ステップｄ）は、
ｄ−１）前記第１の保持手段と前記第２の保持手段と前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とのうちの少なくとも１つの熱膨張量と前記バンプ電極の温度との対応関係であって事前測定によって得られた当該対応関係に基づいて、前記バンプ電極の温度が前記第１の温度から前記第２の温度へと変化する際における前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との間の相互間距離の変化量であって熱膨張に起因する変化量を推定するステップと、
ｄ−２）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続する際に前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離が低減されたとしても前記バンプ電極が潰れ過ぎない旨が前記変化量に基づいて推定される場合、前記２つの保持手段の相互間距離に応じた前記変位量を前記基準値に維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うステップと、
を有することを特徴とする接合方法。
【請求項１３】
半導体デバイスの製造方法であって、
請求項７ないし請求項１２のいずれかに記載の接合方法を用いて前記２つの被接合物を接合するステップを備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明に係る接合システムにおいて、前記制御手段は、前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続し、前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１の発明に係る接合システムにおいて、前記制御手段は、前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温し前記バンプ電極を溶融させた状態で加熱処理を継続する期間において、前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明に係る接合システムにおいて、ａ）前記第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を前記第１の温度にまで昇温する処理と、ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させる処理と、ｃ）前記２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での前記変位量の値を前記変位量の基準値として検出する処理と、ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合する処理と、を前記２つの被接合物に関して実行した後に、前記２つの被接合物とは別の２つの被接合物に関して前記処理ａ），ｂ），ｃ），ｄ）をさらに実行することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項６の発明は、接合システムであって、接合対象の２つの被接合物のうちの一方の被接合物である第１の被接合物を保持する第１の保持手段と、前記２つの被接合物のうちの他方の被接合物である第２の被接合物を保持する第２の保持手段と、前記第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温する加熱手段と、前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させる駆動手段と、前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出する接触検知手段と、前記２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での前記変位量の値を前記変位量の基準値として検出する変位量検出手段と、前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段と前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とのうちの少なくとも１つの熱膨張量と前記バンプ電極の温度との対応関係であって事前測定によって得られた当該対応関係に基づいて、前記バンプ電極の温度が前記第１の温度から前記第２の温度へと変化する際における前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との間の相互間距離の変化量であって熱膨張に起因する変化量を推定し、前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続する際に前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離が低減されたとしても前記バンプ電極が潰れ過ぎない旨が前記変化量に基づいて推定される場合、前記２つの保持手段の相互間距離に応じた前記変位量を前記基準値に維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項７の発明は、接合方法であって、ａ）接合対象の２つの被接合物のうちの第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温するステップと、ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の被接合物を保持する第１の保持手段と第２の被接合物を保持する第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させるステップと、ｃ）前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出するとともに、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での当該変位量の値を当該変位量に関する基準値として検出するステップと、ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合するステップと、を備え、前記第１の温度は、前記バンプ電極の融点よりも低い温度であり且つ前記バンプ電極の融点の１０℃以内の温度であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項８の発明は、請求項７の発明に係る接合方法において、前記ステップｄ）は、ｄ−１）前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うステップ、を有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項９の発明は、請求項７の発明に係る接合方法において、前記第２の温度は、前記融点よりも高い温度であり、前記ステップｄ）は、ｄ−２）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続することによって、前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離をさらに低減させるステップ、を有することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項７の発明に係る接合方法において、前記ステップｄ）は、ｄ−３）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温し前記バンプ電極を溶融させた状態で加熱処理を継続する期間において、前記２つの保持手段の相互間距離を維持しつつ前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離を低減させるステップ、を有することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項７ないし請求項１０のいずれかの発明に係る接合方法において、ｅ）前記２つの被接合物に関して前記ステップａ），ｂ），ｃ），ｄ）を実行した後に、前記２つの被接合物とは別の２つの被接合物に関して前記ステップａ），ｂ），ｃ），ｄ）をさらに実行するステップ、をさらに備えることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項１２の発明は、接合方法であって、ａ）接合対象の２つの被接合物のうちの第１の被接合物の接合表面に設けられたバンプ電極を当該バンプ電極の融点よりも低い温度である第１の温度にまで昇温するステップと、ｂ）前記バンプ電極を前記第１の温度まで昇温した状態で、前記第１の被接合物を保持する第１の保持手段と第２の被接合物を保持する第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離を変更して、所定方向に離間していた前記２つの被接合物を当該所定方向において相対的に接近させ、前記バンプ電極を固相状態で前記第２の被接合物に接触させるステップと、ｃ）前記バンプ電極が前記第２の被接合物に接触したことを検出するとともに、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との２つの保持手段の相互間距離に応じた変位量であって前記バンプ電極の接触時点での当該変位量の値を当該変位量に関する基準値として検出するステップと、ｄ）前記変位量を前記基準値に対して相対的に制御することによって前記２つの保持手段の相互間距離を制御しつつ、前記融点以上の温度である第２の温度にまで前記バンプ電極を前記第１の温度からさらに昇温することにより前記バンプ電極を溶融させ、前記バンプ電極により前記２つの被接合物を接合するステップと、を備え、前記ステップｄ）は、ｄ−１）前記第１の保持手段と前記第２の保持手段と前記第１の被接合物と前記第２の被接合物とのうちの少なくとも１つの熱膨張量と前記バンプ電極の温度との対応関係であって事前測定によって得られた当該対応関係に基づいて、前記バンプ電極の温度が前記第１の温度から前記第２の温度へと変化する際における前記第１の被接合物と前記第２の被接合物との間の相互間距離の変化量であって熱膨張に起因する変化量を推定するステップと、ｄ−２）前記第１の温度から前記第２の温度にまでさらに昇温した状態で加熱処理を継続する際に前記第１の保持手段および前記第２の保持手段の少なくとも一方の熱膨張により前記２つの被接合物の相互間距離が低減されたとしても前記バンプ電極が潰れ過ぎない旨が前記変化量に基づいて推定される場合、前記２つの保持手段の相互間距離に応じた前記変位量を前記基準値に維持しつつ、前記バンプ電極を溶融させた状態での加熱処理を行うステップと、を有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１３の発明は、半導体デバイスの製造方法であって、請求項７ないし請求項１２のいずれかの発明に係る接合方法を用いて前記２つの被接合物を接合するステップを備えることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項１ないし請求項１２に記載の発明によれば、２つの被接合物をバンプ電極を介して接合するに際して、当該２つの被接合物の相互間の距離を適切に制御することが可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また特に、請求項３および請求項９に記載の発明によれば、溶融状態のバンプ電極の合金化を促進することが可能である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、請求項１３に記載の発明によれば、その２つの被接合物の相互間の距離が適切に制御されて接合された半導体デバイスを得ることが可能である。