台湾专利TW201316422A 半導體元件之安裝方法

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一面照射還原氣體21一面加壓、加熱進行凸塊接合而於基板2之表面上並列安裝複數個半導體元件時，分割用於加壓之砝碼22，藉此可確保還原氣體21之流入路徑，且可一面抑制於凸塊4及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。
公开号:TW201316422A
申请号:TW101131393
申请日:2012-08-29
公开日:2013-04-16
发明作者:Daisuke Sakurai；Kazuya Usirokawa
申请人:Panasonic Corp；
IPC主号:H01L23-00

专利说明:
半導體元件之安裝方法
本發明係關於一種將複數個半導體元件介隔凸塊而安裝於基板或成為下段之半導體元件上之半導體元件之安裝方法。
對應於半導體裝置之高功能化、小型化之要求，使用有將半導體元件複數個並列進行安裝而封裝化之SiP(System in Package，系統級封裝)等半導體裝置。半導體元件之安裝係藉由介隔凸塊而將電極端子間焊接而進行，由於焊料熔融時之加熱，會有半導體元件翹曲，電極端子間之連接不良等產生之情況，難以生產性較高地進行半導體元件之安裝。翹曲之原因係由用於形成於半導體元件表面之電路之Al或Cu或SiN、聚醯亞胺等絕緣膜之材料與半導體背面材料之線膨脹係數差而引起。尤其，為了半導體裝置之小型化，半導體元件越薄，翹曲之產生越顯著。
因此，於先前之半導體元件之安裝方法中，熔融焊料至焊料凝固而結束電極端子間接合為止之期間，為了限制半導體元件之翹曲而對半導體元件加壓。
上述加壓係於每安裝1個半導體元件時，使用加壓構件對1個半導體元件附加負載而進行。
進而，亦有為了縮短半導體元件之安裝步驟，而利用1個加壓構件對複數個半導體元件加壓而安裝之情形。
以下，使用圖9對先前之半導體元件之安裝方法進行說明。
圖9係說明先前之半導體元件之安裝方法之概略剖面圖。
首先，以介隔凸塊4而連接相互之電極端子之方式於基板2上載置複數個半導體元件1。
其次，於對半導體元件1上表面加壓之狀態下將凸塊加熱、冷卻，藉此介隔凸塊而將電極端子間接合。此處，半導體元件1之加壓係藉由如下方式進行：使用與半導體元件1上表面平行且具有覆蓋所有半導體元件1之大小，例如與基板2相同程度之大小的板狀加壓裝置20，以與搭載於基板上之複數個或所有半導體元件1上表面整個面相接觸之方式於半導體元件1上表面上擠壓加壓裝置20。
如此，於自凸塊4熔融時至凝固為止之期間進行加壓，藉此於安裝半導體元件1時防止半導體元件1翹曲。
此處，若於接合凸塊4及電極端子時，於凸塊4表面形成有氧化膜，則會產生構成凸塊4之焊料之潤濕性降低、於凸塊4及電極端子之間產生間隙、接合強度降低之問題。因此，於先前之半導體元件之安裝方法中，一面將甲酸導入至凸塊4一面進行加熱、加壓，一面將氧化膜還原而去除一面進行安裝。
然而，於先前之半導體元件之安裝方法中，將甲酸導入至凸塊4時，半導體元件1上載置有加壓裝置20，故而甲酸繞過加壓裝置20而供給至凸塊4。因此，會產生如下問題：甲酸未充分地導入至凸塊4，凸塊4表面之氧化膜去除不充分，無法充分確保凸塊4之接合強度。
本發明之目的在於一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。
為了達成上述目的，本發明之半導體元件之安裝方法係於基板或第1半導體元件之表面介隔凸塊而接合第2半導體元件者，其特徵在於：其具有：加壓加熱步驟，其係將暫時接合於基板或複數個第1半導體元件表面之凸塊之複數個第2半導體元件於還原氣體環境中，藉由加壓機構，於上述基板或複數個第1半導體元件與複數個上述第2半導體元件靠近之方向上加壓，並對上述凸塊進行加熱；及冷卻步驟，其係一面繼續利用上述加壓機構進行之上述加壓，一面冷卻上述凸塊；且於上述加壓機構中配設有上述還原氣體可通過之還原氣體流入路徑，藉由上述加壓加熱步驟及上述加壓冷卻步驟而將暫時接合於上述基板或複數個第1半導體元件之上述第2半導體元件正式接合而安裝。
又，較佳為藉由上述正式接合而抑制上述暫時接合之複數個第2半導體元件之翹曲。
又，亦可於上述暫時接合之上述第2半導體元件之至少一部分上，進而暫時接合其他半導體元件或上述第2半導體元件而積層。
又，上述加壓機構較佳為對複數個上述第2半導體元件個別地加壓。
又，上述加壓機構亦可包含複數個加壓構件、及將上述複數個加壓構件相互連接之連接部。
又，上述連接部亦可為網狀或格子狀。
又，上述連接部亦可具有可對應於上述加壓構件之移位而變形之彈性。
又，上述加壓機構亦可包含具有磁性之複數個加壓構件，使用電磁鐵控制複數個上述加壓構件之載置及提拉。
又，上述加壓機構亦可包含於上述基板或複數個第1半導體元件與複數個上述第2半導體元件靠近之方向上加壓之複數個銷。
又，上述加壓構件亦可為砝碼。
又，上述加壓機構亦可包含包圍複數個上述第2半導體元件之導板、及配置於上述導板所圍成之區域內之粒狀物。
又，上述基板或成為下段之第1半導體元件亦可為形成於晶圓上之複數個半導體元件。
又，上述還原氣體亦可為甲酸氣體或氫氣。
於基板或成為下段之半導體元件之表面並列複數個半導體元件，將各電極端子與對應之形成於基板或成為下段之半導體元件之表面的電極端子介隔凸塊而接合，藉此將各個半導體元件安裝於基板或成為下段之半導體元件之表面。此時，於以搭載之半導體元件不翹曲之方式自各半導體元件上使用加壓裝置而加壓之狀態下，一面將還原氣體導入至凸塊以去除凸塊表面之氧化膜，一面對凸塊進行總括加熱、冷卻而將電極端子間焊接。而且，本發明之特徵在於：加壓裝置內，將至少與半導體元件接觸之加壓構件分割為複數個，利用經分割之各加壓構件進行擠壓，藉此對1個或複數個半導體元件加壓。如此，藉由分割加壓構件而確保加壓構件及加壓構件之間之空間作為還原氣體之流入路徑，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。尤其，將施加時所必需之負載所對應之重量的砝碼之自重用作加壓構件之情形時，於半導體元件上載置砝碼後，可將用於移動砝碼之加壓裝置本體自半導體元件離開，故而亦可自砝碼上方之空間確保還原氣體之流入路徑，可更有效地一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，即便於對半導體元件1個1個進行加壓而安裝之情形時，藉由於1個半導體元件上載置砝碼而加壓，加壓裝置不覆蓋半導體元件上部，故而亦可促進還原氣體之流入，且可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，即便不利用自重，而藉由加壓半導體元件之方式非接觸地控制加壓構件，加壓裝置本體亦不成為還原氣體之流通之阻礙，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。
又，為了縮短安裝時間，亦可將安裝步驟分為暫時接合步驟及正式接合步驟。暫時接合步驟係於每次搭載半導體元件時進行，且僅於加熱期間進行加壓。暫時接合只要至少可將位置對準之電極端子間固定為於搬送步驟等中不脫落之程度即可。正式接合係於對複數個半導體元件進行暫時接合後總括進行，於加熱至冷卻整個期間進行加壓。而且，至少於正式接合步驟中，使用分割為複數個之加壓構件進行加壓，將加壓構件之間隙作為流路而導入還原氣體。如此，藉由一面分割加壓構件而確保還原氣體之流入路徑一面進行加壓，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲，且於作為佔用安裝時間之大部分之步驟之冷卻的同時，僅於對所有半導體元件總括進行之本步驟中進行加壓之步驟，藉此可縮短安裝時間而實現生產性之提昇。
以下，使用圖式，以各實施形態之形式說明具體之加壓方法。此處，係以使用藉由暫時接合及正式接合而安裝之方法，於基板上並列地安裝複數個半導體元件之情形為例進行說明。又，以使用砝碼作為加壓構件之情形為例進行說明。 (實施形態1)
使用圖1、圖2說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法。
圖1係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之暫時接合步驟的概略剖面圖，圖2係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之正式接合步驟的概略剖面圖。
如圖1所示，於實施形態1中，作為暫時接合，於基板2上安裝半導體元件，進而，鄰接於半導體元件安裝其他半導體元件1，重複如此之安裝而於基板表面並列安裝複數個半導體元件。
首先，如圖1(a)所示，於基板2之電極端子7或半導體元件1之電極端子8之任一者上形成凸塊4。
其次，如圖1(b)所示，使電極端子7、8位置對準而於基板2上載置半導體元件1，作為暫時接合，一面加熱一面對半導體元件1加壓，於加熱結束之同時加壓亦結束。又，亦可施加超音波而代替加熱。
如圖1(c)所示，藉由如此之暫時接合，僅將凸塊4及電極端子7、8之界面區域合金化而形成合金區域4b，藉此使基板2及半導體元件1暫時接合。如此之部分合金化係藉由加壓、加熱時間而進行控制。此時，於解除加壓、加熱之瞬間，作為凸塊4之未合金化區域之非合金層4a為熔融狀態。又，藉由解除加壓，半導體元件1由於表面背面之線膨脹係數差而開始產生翹曲。於此狀態下，非合金層4a開始凝固，於半導體元件1完全地翹曲前凝固結束，藉此可一面抑制半導體元件1之翹曲一面進行半導體元件1之暫時接合。如此，於由翹曲產生之應力施加於凸塊4時，非合金層4a不合金化而熔融，故而可防止凸塊4由於翹曲而斷裂。此處，解除加壓、加熱後，利用冷卻氣體等冷卻凸塊4，藉此可促進凝固，並一面更抑制翹曲，一面暫時接合半導體元件1。
進而，自形成凸塊4時進行暫時接合，鄰接於半導體元件1而於基板2上安裝半導體元件3。如圖1(d)所示，重複如此之半導體元件之安裝，於基板2上並列地安裝複數個半導體元件。
其次，如圖2所示，於實施形態1中，作為正式接合，對重複暫時接合而安裝之半導體元件1、3之凸塊4之非合金層4a(參照圖1)總括進行合金化。
首先，如圖2(a)所示，對安裝於基板2上之複數個半導體元件1、3於總括而加壓之狀態下進行加熱。此時，為了還原去除凸塊4表面之氧化膜，一面將還原氣體21導入至凸塊4一面進行。
非合金層4a由於如此之加熱而再熔融，且藉由於該狀態下加壓而去除半導體元件1、3之翹曲。即，由於加熱、加壓，半導體元件1、3之翹曲作用於返回之方向，凸塊4未完全合金化，非合金層4a熔融，故而可不阻礙半導體元件1、3之返回，熔融之非合金層4a吸收翹曲之返回，從而去除半導體元件之翹曲。本實施形態之特徵在於：使用複數個砝碼22進行加壓，且各砝碼22對1個或複數個半導體元件1、3進行加壓。同時，還原氣體21可自砝碼22之間隙流入至凸塊4。
其次，如圖2(b)所示，停止加熱，於維持加壓狀態之狀態下導入冷卻氣體11而冷卻凸塊4。如此，於加壓狀態下冷卻凸塊4，藉此，凸塊整體凝固而成為合金層4c，半導體元件於無翹曲之狀態下安裝固定至基板2。
最後，如圖2(c)所示，若停止冷卻氣體11之導入及加壓，則對基板2上安裝有複數個無翹曲之半導體元件。
如以上方式，於正式接合時，可使用分割為複數個之砝碼22，對並列安裝於基板上之複數個半導體元件進行總括而加壓，故而還原氣體21充分導入而可一面抑制於凸塊4及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。
再者，隨著近來之半導體裝置之小型化、高功能化，有安裝之半導體元件薄型化、端子窄間距化之傾向。例如，有安裝半導體元件厚度為50 μm、電極端子間間距為50 μm左右之半導體元件之情況。隨著使半導體元件薄型化，促進了半導體元件之翹曲，而隨著窄端子間距化，還原氣體之流通變得更困難。因此，於安裝薄型化、端子窄間距化之半導體元件時，根據以上之安裝方法，可一面提高生產性一面抑制半導體元件之翹曲，並可使還原氣體自砝碼之間隙流入，故而可更有效地維持凸塊接合之強度。
又，亦有於基板或下段之半導體元件上安裝高度不同之半導體元件之情形。於此情形時，若使用1個砝碼對所有半導體元件加壓，則會有因半導體元件之高度差別致砝碼傾斜之情況。若利用傾斜之砝碼對半導體元件加壓，則會有半導體元件亦傾斜而安裝，產生安裝不良之情況。即便於此情形時，藉由於每一半導體元件上載置砝碼，因半導體元件之高度差別致砝碼傾斜之情況消失，亦可減少安裝不良之產生。
再者，作為焊料材料，可使用SnAg、SnAgCu、SnZn、SnZnBi、SnPb、SnBi、SnAgBiIn、SnIn、In、Sn等。作為電極端子，例如可使用AlCu、AlSiCu、AlSi、Cu、Al等。進而，亦可使用內包有Cu之Sn等焊料、或於Cu之表面設置有Sn等焊料之Cu支柱凸塊或非電解鍍Ni凸塊等作為凸塊4。
又，安裝條件於凸塊4為Sn2. 3 Ag之情形時，融點T0為220℃，暫時接合之加熱溫度設定為260~300℃，暫時接合之安裝時間為0.25~2.0 sec，暫時接合之加壓負載為10~200 N。又，正式接合之加熱溫度設定為245~260℃，安裝時間為30~300 sec，加壓負載為0.1~0.5 N。
又，於圖1、2之說明中，例示了半導體元件於向下凸起之方向上翹曲之情形，即便於翹曲之方向於每一半導體元件中為任意方向，視半導體元件不同翹曲之方向不同之情形時，亦可利用相同之方法安裝。 (實施形態2)
其次，使用圖3，以實施形態2之形式說明砝碼之形態之實施例。
圖3係說明實施形態2中之砝碼之構造之圖。
如圖3所示，實施形態2中之砝碼23之特徵在於：其包含對半導體元件10施加負載之複數個加壓部24及與加壓部24相連之連接部25，且於連接部25中具備網狀或格子狀等之孔以使還原氣體可流通。
藉由使用如此之利用連接部25連接有複數個加壓部24之構造之砝碼23而進行實施形態1中之正式接合時之加壓，可一面使各加壓部24對1個或複數個半導體元件10進行加壓，一面自連接部25供給還原氣體。因此，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，由於加壓部24利用連接部25進行連接，故而可容易地進行加壓之施加及解除步驟。
又，藉由利用具有彈性之柔軟材質形成連接部25，即便於安裝之半導體元件之高度不均之情形時，連接部25對應於加壓部24之高度之移位而變形以吸收高度之差異，亦可抑制加壓部24傾斜而產生連接不良。
連接部25之材質例如可使用玻璃纖維等纖維。又，亦可蝕刻SUS、Al、Cu而形成。
上述連接部25只要具有格子狀或網狀等還原氣體可流通之孔即可，亦可混載有具備各種孔之形狀。於圖3中，例示了格子狀及網狀之孔及於加壓部24間布網之形狀。
砝碼之形狀以外之暫時接合步驟及正式接合步驟與實施形態1相同，故而省略說明。 (實施形態3)
其次，使用圖4，以實施形態3之形式說明使用實施形態1及實施形態2之砝碼施加及解除負載之方法之實施例。
圖4係說明利用實施形態3中之砝碼之加壓方法之圖。
本實施形態之加壓方法之特徵在於：利用具有磁性之材質形成實施形態1中之砝碼22及實施形態2中之砝碼23(參照圖3)，藉由電磁鐵26進行控制。即，於加壓時，首先對電磁鐵26導電而將具有磁性之複數個砝碼22或加壓部24(參照圖3)吸附至電磁鐵26。再者，係對應於搭載於基板2上之半導體元件10之位置而吸附砝碼22或加壓部24(參照圖3)。其次，以各個砝碼22或加壓部24(參照圖3)配置於對應之半導體元件10上之方式移動電磁鐵26。其次，控制供給至電磁鐵26之電流而於各個半導體元件10上載置砝碼22或加壓部24(參照圖3)。其後，進行實施形態1及實施形態2中之暫時接合或正式接合。最後，再次對電磁鐵26導電將複數個砝碼22或加壓部24(參照圖3)吸附至電磁鐵26，解除對半導體元件10之加壓。以上之說明以外之步驟與實施形態1或實施形態2相同，故而省略說明。
如此，藉由使用電磁鐵26而控制砝碼22或砝碼23(參照圖3)之動作，可容易地控制利用複數個砝碼22或加壓部24(參照圖3)進行之加壓，一面藉由加壓抑制翹曲一面將還原氣體導入至凸塊變得容易，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，於半導體元件翹曲之情形時，若於凸塊凝固之狀態下進行加壓，則會有半導體元件破裂之情況，由於使用電磁鐵26可容易地控制砝碼22、23之載置，故而可以於凸塊凝固之狀態下不載置砝碼22、23，於熔融之狀態下載置之方式，容易地控制砝碼22、23之載置時機。 (實施形態4)
其次，使用圖5，以實施形態4之形式說明砝碼之形態之實施例。
圖5係說明實施形態4中之砝碼之構造之圖。
如圖5所示，其特徵在於：藉由於砝碼27上設置銷形狀，使還原氣體21自銷及銷之間流入。即，其特徵在於：砝碼27係於基材28之與半導體元件10對向之面上連接複數個長度相等之銷29之構成，藉由銷29擠壓半導體元件10表面而加壓。再者，加壓以外之步驟與實施形態1或實施形態2相同，故而省略說明。
如此，藉由利用相互空開間隔之銷27進行加壓，可於加壓中使還原氣體21自銷27之間隔流入而將還原氣體21導入至各半導體元件10之凸塊4，故而一面藉由加壓抑制翹曲一面將還原氣體21導入至凸塊4變得容易，可一面抑制於凸塊4及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，於將銷29鋪滿基材28之情形時，無需限於半導體元件之尺寸或半導體元件間間距，亦無需對準位置，故而可容易地進行加壓。
又，銷29亦可使用可伸縮之銷。又，不限於藉由自重或非接觸進行加壓，即便藉由利用加壓裝置於基材28上施加負載，加壓裝置本體亦不成為阻礙，還原氣體21可於銷29間流通。
又，亦可利用電磁鐵進行砝碼27之動作。於此情形時，利用具備磁性之材料形成基材28。又，亦可以可於每一安裝之半導體元件上載置砝碼27之方式進行分割。 (實施形態5)
其次，使用圖6，以實施形態5之形式說明砝碼之形態之實施例。
圖6係說明實施形態5中之砝碼之構造之圖。
如圖6所示，其特徵在於：使用多數個粒狀物30作為實施形態5中之砝碼。
於加壓時，首先，於並列接合有複數個半導體元件10之基板2上設置包圍所有半導體元件10之導板31。其次，使多數個粒狀物30流入至導板31內。藉由粒狀物30之自重對各半導體元件1加壓。加壓之壓力藉由粒狀物30之重量及個數進行調整。於解除負載時，取下導板31使粒狀物流出。此處，粒狀物30較佳為球形，但只要能確保某程度之流動性，則形狀任意。又，關於大小，若粒狀物30之最短直徑大於基板2及半導體元件10之間隔，則不流入基板2及半導體元件10之間，故而較佳，為了於半導體元件10表面均勻地施加負載，較佳為最短直徑小於半導體元件10表面之短邊之例如1/5。
又，藉由將粒狀物30之材質設為鐵等具有磁性之物，可容易且便利地進行粒狀物30之流入及流出。即，於加壓時，將導板31設置於基板2上之後，使吸附有粒狀物30之電磁鐵移動至導板31內。其次，阻斷電磁鐵之電源，使粒狀物30流入至導板31內。於除壓時，再次對電磁鐵供給電源，並且使電磁鐵靠近半導體元件10，將導板31內之粒狀物30吸附至電磁鐵。
如以上方式，藉由使用粒狀物31進行加壓，而通過粒狀物31之間隙而供給還原氣體，故而一面藉由加壓抑制翹曲一面將還原氣體導入至凸塊4變得容易，可一面抑制於凸塊4及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，無需限於半導體元件之尺寸或半導體元件間間距，亦無需對準位置，故而可容易地進行加壓。 (實施形態6)
其次，使用圖7，說明實施形態6之半導體元件之安裝方法。
圖7係說明實施形態6中之半導體元件之安裝方法之圖。
如圖7所示，本實施形態之特徵在於：於形成於基板2之半導體元件3之至少一部分上進而積層有半導體元件32。即便由於搭載於基板2上之半導體元件之段數不同，會有合併搭載之半導體元件而成之高度不同的情況，於正式接合時，藉由將砝碼22等實施形態1~3中例示之砝碼載置於每一半導體元件上，亦可在砝碼不傾斜之情況下確保接合精度，並且一面藉由加壓抑制翹曲一面將還原氣體導入至凸塊變得容易，可一面抑制於凸塊及電極端子之間產生間隙，一面抑制凸塊接合時之翹曲。又，即便以實施形態5之方式，於正式接合時使用粒狀物30(參照圖6)進行加壓，由於可利用流動之粒狀物30(參照圖6)吸收合併搭載之半導體元件而成之高度之差，故亦可維持半導體元件之接合精度。
此處，暫時接合係於每次搭載1個半導體元件3或半導體元件32時進行，正式接合係於所有半導體元件之暫時接合結束後，對每一基板2總括而進行。此外之步驟與上述各實施形態相同，故而省略說明。 (實施形態7)
其次，使用圖8，對實施形態7中之半導體元件之安裝方法進行說明。
圖8係說明實施形態7中之半導體元件之安裝方法之圖，圖8(a)係表示安裝有半導體元件之晶圓之構成之立體圖，圖8(b)係表示安裝有半導體元件之晶圓之構成之剖面圖，圖8(c)係說明將積層之半導體元件單片化之步驟之剖面圖。
於以上各實施形態中，對於基板或半導體元件上安裝複數段之半導體元件之方法進行了說明，但實施形態7中之半導體元件之安裝方法之特徵在於：於形成有複數個半導體元件之晶圓之各半導體元件上而非基板上安裝1段或複數段之半導體元件。
如圖8所示，於晶圓13之表面上，複數個半導體元件14相互介隔切割區域15而形成為矩陣狀。於本實施形態中，首先，於晶圓之狀態下於半導體元件14上搭載1個或複數個半導體元件33。此時，於每次搭載半導體元件33時進行暫時接合，對所有半導體元件33進行暫時接合之後，一面以晶圓13為單位總括而對所有半導體元件之凸塊4供給還原氣體，一面對上述各實施形態中所示之每一半導體元件進行載置加壓構件之加壓而進行正式接合(圖8(a)、圖8(b))。
以如此之方式，於晶圓13上之半導體元件14上搭載有1個或複數個半導體元件之狀態下，將各半導體元件總括成形，其後，藉由使用切割刀片16等沿切割區域15進行切割，將搭載有積層有半導體元件之半導體元件14之半導體裝置單片化(圖8(c))。
如以上方式，於每次於晶圓狀態下將半導體元件33安裝至半導體元件14上時進行暫時接合，對所有半導體元件33進行暫時接合之後，總括晶圓進行正式接合，藉此，即便為薄型化、端子窄間距化之半導體元件，若與於每次搭載半導體元件時抑制翹曲而接合之情形相比，則亦可一面提高生產性，一面抑制於凸塊4及電極端子之間產生間隙，並且抑制凸塊接合時之翹曲。
再者，於上述各實施形態中，作為還原氣體，可使用甲酸等羧酸、或H₂氣體等。
又，亦可於暫時接合之前進行Ar電漿清洗，藉此去除凸塊表面之焊料氧化膜。藉由去除凸塊表面之氧化物，可進而抑制接合部之空隙之產生而提高接合強度，並且以短時間進行接合。進而，Ar電漿清洗後，於H₂氣體環境中保持，藉此可抑制其後之氧化。
1‧‧‧半導體元件
2‧‧‧基板
3‧‧‧半導體元件
4‧‧‧凸塊
4a‧‧‧非合金層
4b‧‧‧合金區域
4c‧‧‧合金層
7‧‧‧電極端子
8‧‧‧電極端子
10‧‧‧半導體元件
11‧‧‧冷卻氣體
13‧‧‧晶圓
14‧‧‧半導體元件
15‧‧‧切割區域
16‧‧‧切割刀片
20‧‧‧加壓裝置
21‧‧‧還原氣體
22‧‧‧砝碼
23‧‧‧砝碼
24‧‧‧加壓部
25‧‧‧連接部
26‧‧‧電磁鐵
27‧‧‧砝碼
28‧‧‧基材
29‧‧‧銷
30‧‧‧粒狀物
31‧‧‧導板
32‧‧‧半導體元件
33‧‧‧半導體元件
圖1(a)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之暫時接合步驟的概略剖面圖。
圖1(b)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之暫時接合步驟的概略剖面圖。
圖1(c)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之暫時接合步驟的概略剖面圖。
圖1(d)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之暫時接合步驟的概略剖面圖。
圖2(a)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之正式接合步驟的概略剖面圖。
圖2(b)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之正式接合步驟的概略剖面圖。
圖2(c)係依序說明實施形態1中之半導體元件之安裝方法之正式接合步驟的概略剖面圖。
圖3係說明實施形態2中之砝碼之構造之圖。
圖4係說明利用實施形態3中之砝碼之加壓方法之圖。
圖5係說明實施形態4中之砝碼之構造之圖。
圖6係說明實施形態5中之砝碼之構造之圖。
圖7係說明實施形態6中之半導體元件之安裝方法之圖。
圖8(a)係說明實施形態7中之半導體元件之安裝方法之圖。
圖8(b)係說明實施形態7中之半導體元件之安裝方法之圖。
圖8(c)係說明實施形態7中之半導體元件之安裝方法之圖。
圖9係說明先前之半導體元件之安裝方法之概略剖面圖。
2‧‧‧基板
3‧‧‧半導體元件
4‧‧‧凸塊
4a‧‧‧非合金層
4c‧‧‧合金層
11‧‧‧冷卻氣體
21‧‧‧還原氣體
22‧‧‧砝碼

权利要求:
Claims (13)
[1] 一種半導體元件之安裝方法，其係於基板或第1半導體元件之表面介隔凸塊而接合第2半導體元件者，其特徵在於：其具有：加壓加熱步驟，其將暫時接合於基板或複數個第1半導體元件之表面之凸塊之複數個第2半導體元件於還原氣體環境中，藉由加壓機構，於上述基板或複數個第1半導體元件與複數個上述第2半導體元件靠近之方向上加壓，並對上述凸塊進行加熱；及加壓冷卻步驟，其一面繼續進行利用上述加壓機構之上述加壓一面冷卻上述凸塊；於上述加壓機構中配設有上述還原氣體可通過之還原氣體流入路徑，且藉由上述加壓加熱步驟及上述加壓冷卻步驟，將暫時接合於上述基板或複數個第1半導體元件之上述第2半導體元件正式接合而安裝。
[2] 如請求項1之半導體元件之安裝方法，其中藉由上述正式接合而抑制上述暫時接合之複數個第2半導體元件之翹曲。
[3] 如請求項2之半導體元件之安裝方法，其中於上述暫時接合之上述第2半導體元件之至少一部分上，進而暫時接合而積層有其他半導體元件或上述第2半導體元件。
[4] 如請求項2之半導體元件之安裝方法，其中上述加壓機構對複數個上述第2半導體元件個別地進行加壓。
[5] 如請求項4之半導體元件之安裝方法，其中上述加壓機構包含複數個加壓構件、及將上述複數個加壓構件相互連接之連接部。
[6] 如請求項5之半導體元件之安裝方法，其中上述連接部為網狀或格子狀。
[7] 如請求項5之半導體元件之安裝方法，其中上述連接部具有可對應於上述加壓構件之移位而變形之彈性。
[8] 如請求項4之半導體元件之安裝方法，其中利用具有磁性之複數個加壓構件構成上述加壓機構，並使用電磁鐵控制複數個上述加壓構件之載置及提拉。
[9] 如請求項4之半導體元件之安裝方法，其中利用於上述基板或複數個第1半導體元件與複數個上述第2半導體元件靠近之方向上加壓之複數個銷構成上述加壓機構。
[10] 如請求項5至8中任一項之半導體元件之安裝方法，其中上述加壓構件為砝碼。
[11] 如請求項4之半導體元件之安裝方法，其中利用包圍複數個上述第2半導體元件之導板、及配置於上述導板所圍成之區域內之粒狀物構成上述加壓機構。
[12] 如請求項1至9中任一項之半導體元件之安裝方法，其中上述基板或成為下段之第1半導體元件為形成於晶圓上之複數個半導體元件。
[13] 如請求項1至9、請求項11中任一項之半導體元件之安裝方法，其中上述還原氣體為甲酸氣體或氫氣。

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