制造半导体装置的方法和回流预处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及制造半导体装置的方法和回流预处理装置。本发明专利技术的方法包括如下步骤：将被焊接对象和用于捕获悬浮固体的过滤器两者都布置在预定位置处，其中在所述对象中布置了包含锡的焊料；以及在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，利用氢自由基对布置在所述被焊接对象中的所述焊料进行照射，其中在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，将所述氢自由基照射到通过所述用于捕获悬浮固体的过滤器之后的所述焊料上。本发明专利技术的回流预处理装置包含氢自由基发生器和用于捕获悬浮固体的过滤器。本发明专利技术能防止锡粘合到被焊接对象的形成有焊料凸块的部分的表面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及回流预处理装置和回流预处理方法，特别地，涉及形成焊料凸块时所 使用的回流预处理装置和回流预处理方法。
技术介绍
在实施倒装芯片执行方式(FC连接倒装芯片连接)时在半导体芯片上形成的焊 料凸块是已知的。通过在低氧气氛中对布置在半导体芯片上的焊料进行热处理(回流处 理)而形成焊料凸块。将所述焊料凸块机械并电连接到在所述半导体芯片上形成的电极焊 盘(pad)上。在半导体芯片上布置焊料的方法可例示地有镀敷法、印刷法、焊球安装法等。所述 焊料例示性地有其中向作为主要成分的铅Pb中添加诸如锡Sn的成分的合金、或其中向作 为主要成分的锡Sn中添加银Ag和铜Cu的合金。在这种焊料中，如果以在其表面上直接形 成氧化膜的状态实施回流处理，则有时存在如下情况氧化膜抑制焊料的熔化并由此不能 将焊料形成为随后的FC连接所需要的凸块状。因此，在回流处理中，需要在对焊料进行热 处理之前或期间将氧化膜除去。除去氧化膜的方法例示性地有通过助熔剂使用还原反应的方法、和通过与还原气 体的反应将氧化膜除去的方法。所述还原气体例示性地有甲酸、氢等。在使用甲酸的处理 中，已知的是，半导体芯片上的电极焊盘之间的间距越小，甲酸越难以进入焊料之间的间隙 中。在通过极性氢等离子体进行的处理中，已知的是，半导体芯片的电荷成为问题。在通过 使用氢气将凸块表面上的氧化膜除去的方法中，通过将氢气电离并自由基化而以高活性状 态照射到凸块的表面上，将其表面上的氧化膜除去。日本特开2001-058259号公报公开了一种其中不需要清洁步骤的焊接方法。所述 焊接方法包括如下步骤在其中放置具有焊料的被处理物体的真空室内将压力降至真空状 态；在所述真空状态下将真空室内的温度加热至所述焊料的熔化温度并保持在其熔化温度 下；和在加热步骤的同时向所述真空室内供应氢自由基。在焊接方法中，通过利用微波对氢 气进行照射可产生氢离子和氢自由基。通过在等离子体发生器下安装用于捕获离子的接地 的金属过滤器，使得氢离子和氢自由基中仅电中性的氢自由基通过所述过滤器并照射到晶 片表面上。根据这种照射，能够抑制使晶片带电。在将焊料表面上的氧化膜除去之后，通过 在真空或惰性气氛下在高于或等于焊料熔化温度的温度下实施热处理来将焊料熔化，从而 形成焊料凸块。日本特开2007-053245号公报公开了一种其中防止在焊料表面上发生褶皱的焊 接方法。所述焊接方法包括如下步骤在低于焊料熔化温度的温度下和低于大气压的压力下将自由基气体照射到焊料和具有与焊料接合的部分的被处理物体上；在上述步骤之后， 在大气压或约大气压下在还原气氛或惰性气氛中将被处理物体加热至高于或等于焊料熔 化温度的温度下；以及在上述步骤之后，在大气压或约大气压下在还原或惰性气氛中对被 处理物体进行冷却。日本特开2005-230830号公报公开了一种具有良好品质的焊接方法。在所述焊接 方法中，将其中放置具有固体焊料的被处理对象的真空室内的压力减压至真空状态，所述 固体焊料包含单独的锡；或锡与选自银、铅、铜、铋、铟和锌中的一种或多种组分；随后通 过产生自由基气体将焊料上的氧化膜除去；以及然后停止自由基气体的产生，使得通过在 非氧化气氛中将焊料加热至高于或等于焊料熔化温度的温度而将焊料熔化。
技术实现思路
在焊料表面上直接形成的氧化膜包含锡的氧化膜。当利用活化的氢照射时，所 述锡的氧化膜通过由如下化学方程式所表示的反应产生氢化锡SnH4 :Sn02+4H* — Sn+2H20 Sn02+8H* — SnH4+2H20,所述活化的氢例示性地有氢离子、氢自由基等。氢化锡SnH4是气体 且产生之后漂浮在处理室中。当到达在晶片表面上直接形成的保护膜(例如由聚酰亚胺形 成的保护膜)时，在所述保护膜充当催化剂的条件下，漂浮的氢化锡SnH4会分解为锡Sn和 氢气H2,由此有时使得锡Sn粘合到保护膜上。这种锡的粘附有时会造成问题。本专利技术的目的是提供回流预处理装置和回流预处理方法，其中可防止锡粘合到被 焊接对象的形成有焊料凸块的部分的表面上。用于实施本专利技术的实施方案和实施例中的标号用括号表示，并对用于解决问题的 手段进行说明。为了阐明权利要求书与用于实施本专利技术的实施方案和实施例之间的对应而 添加了标号，但不应将所述标号用于解释权利要求书中所述的本专利技术的技术范围。根据本专利技术的回流预处理装置包含氢自由基发生器3以及用于捕获悬浮固体的 过滤器5和31。所述氢自由基发生器3向布置在被焊接对象10中的焊料上照射氢自由基。 以使得在通过用于捕获悬浮固体的过滤器5和31之后将所述氢自由基照射到焊料上的方 式布置所述用于捕获悬浮固体的过滤器5和31。根据本专利技术的回流预处理方法包括如下步骤将被焊接对象10以及用于捕获悬 浮固体的过滤器5和31布置在预定位置处；和在将被焊接对象10以及用于捕获悬浮固体 的过滤器5和31布置在预定位置处的同时，利用氢自由基对布置在被焊接对象10中的焊 料进行照射。在将被焊接对象10以及用于捕获悬浮固体的过滤器5和31布置在预定位置 处的同时，将氢自由基照射到通过用于捕获悬浮固体的过滤器5和31之后的焊料上。在根据本专利技术的回流预处理装置和回流预处理方法中，能够防止锡粘合到被焊接 对象的其中布置有焊料的部分的表面上。附图说明图1是显示根据本专利技术的回流预处理装置的截面图2是显示沿图1中的A-A线所取的横截面的截面图，其中显示了用于捕获锡的 过滤器；图3是显示通过制造半导体包装产品的方法制造的FCBGA包装的截面图，其中在所述方法中应用了根据本专利技术的回流预处理方法；图4是显示用于捕获锡的另一种过滤器的平面图5是显示回流预处理装置的比较例的截面图6是显示在保护膜表面上累积的锡的量的图；且图7是显示填充树脂的剥离发生数的图。具体实施方式参考附图对根据本专利技术的回流预处理装置的优选实施方案进行描述。如图1中所 示，将多个装置设置在回流预处理装置中的室I中。所述室I是用于将其内部与外部隔绝 的容器。在室I中设置有门。设置所述门以用于室I的内部与加载互锁真空室(load lock chamber)的内部之间的连通，并由使用者将所述门打开或关闭。所述加载互锁真空室包含 传送装置。当门打开时，所述传送装置将放置在加载互锁真空室内部的传送对象传送入室 I的内部，或者将放置在所述室I内部的传送对象传送入所述加载互锁真空室的内部。所述装置包含多个升降销2、销驱动装置4、氢自由基发生器3、用于捕获锡的过滤 器5、过滤器驱动电动机6、过滤器加热器7、晶片加热器8和控制装置9。将各个升降销2形成为棒状并在其一端处形成保持部分。将各个升降销2布置在 室I中，使得其在垂直方向上取向且保持部分指向垂直方向的上侧。所述升降销2进一步 由室I支持，从而可以在垂直方向上平行移动，使得升降销2的所有保持部分都布置在一个 水平面上。所述升降销2将晶片10保持在室I中，同时所述晶片10放置在升降销2的保 持部分上。将多个电路元件和多个布线设置在晶片10内部。所述布线通过电连接所述电路 元件而形成多个电路。另外，在晶片10的表面层上还设置保护膜和多个电极焊盘。所述保 护膜由聚酰亚胺形成并覆盖所述电路元件和布线以保护它们免受外部环境影响。在保护膜 中形成多个开口。各个电极焊盘由导体形成并布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体装置的方法，包括如下步骤：将被焊接对象和用于捕获悬浮固体的过滤器两者都布置在预定位置处，其中在所述对象中布置了包含锡的焊料；以及在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，利用氢自由基对布置在所述被焊接对象中的所述焊料进行照射，其中在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，将所述氢自由基照射到通过所述用于捕获悬浮固体的过滤器之后的所述焊料上。

【技术特征摘要】
2011.09.28 JP 2011-2119071.一种制造半导体装置的方法，包括如下步骤 将被焊接对象和用于捕获悬浮固体的过滤器两者都布置在预定位置处，其中在所述对象中布置了包含锡的焊料；以及 在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，利用氢自由基对布置在所述被焊接对象中的所述焊料进行照射， 其中在将所述被焊接对象和所述用于捕获悬浮固体的过滤器布置在所述预定位置处的同时，将所述氢自由基照射到通过所述用于捕获悬浮固体的过滤器之后的所述焊料上。2.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，还包括如下步骤 在利用所述氢自由基对所述焊料进行照射的同时，将所述用于捕获悬浮固体的过滤器加热至所述用于捕获悬浮固体的过滤器捕获悬浮固体的温度。3.如权利要求2所述的制造半导体装置的方法，还包括如下步骤 在利用所述氢自由基对所述焊料进行照射的同时，相对于所述被焊接对象移动所述用于捕获悬浮固体的过滤器。4.如权利要求3所述的制造半导体装置的方法，还包括如下步骤 在利用所述氢自由基对所述焊料进行照射的同时，将所述焊料加热至除去氧化膜的温度。5.如权利要求1至4中任一项所述的制造半导体装置的方法，还包括如下步骤 通过将已经利用氢自由基进行照射的所述焊料熔化并凝固而形成多个焊料凸块。6.如权利要求5所述的制造半导体装置的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水裕司，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：