專利名稱：制造半導(dǎo)體裝置的方法和回流預(yù)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回流預(yù)處理裝置和回流預(yù)處理方法，特別地，涉及形成焊料凸塊時所 使用的回流預(yù)處理裝置和回流預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
在實施倒裝芯片執(zhí)行方式(FC連接倒裝芯片連接)時在半導(dǎo)體芯片上形成的焊 料凸塊是已知的。通過在低氧氣氛中對布置在半導(dǎo)體芯片上的焊料進(jìn)行熱處理(回流處 理)而形成焊料凸塊。將所述焊料凸塊機(jī)械并電連接到在所述半導(dǎo)體芯片上形成的電極焊 盤(pad)上。
在半導(dǎo)體芯片上布置焊料的方法可例示地有鍍敷法、印刷法、焊球安裝法等。所述 焊料例示性地有其中向作為主要成分的鉛Pb中添加諸如錫Sn的成分的合金、或其中向作 為主要成分的錫Sn中添加銀Ag和銅Cu的合金。在這種焊料中，如果以在其表面上直接形 成氧化膜的狀態(tài)實施回流處理，則有時存在如下情況氧化膜抑制焊料的熔化并由此不能 將焊料形成為隨后的FC連接所需要的凸塊狀。因此，在回流處理中，需要在對焊料進(jìn)行熱 處理之前或期間將氧化膜除去。
除去氧化膜的方法例示性地有通過助熔劑使用還原反應(yīng)的方法、和通過與還原氣 體的反應(yīng)將氧化膜除去的方法。所述還原氣體例示性地有甲酸、氫等。在使用甲酸的處理 中，已知的是，半導(dǎo)體芯片上的電極焊盤之間的間距越小，甲酸越難以進(jìn)入焊料之間的間隙 中。在通過極性氫等離子體進(jìn)行的處理中，已知的是，半導(dǎo)體芯片的電荷成為問題。在通過 使用氫氣將凸塊表面上的氧化膜除去的方法中，通過將氫氣電離并自由基化而以高活性狀 態(tài)照射到凸塊的表面上，將其表面上的氧化膜除去。
日本特開2001-058259號公報公開了一種其中不需要清潔步驟的焊接方法。所述 焊接方法包括如下步驟在其中放置具有焊料的被處理物體的真空室內(nèi)將壓力降至真空狀 態(tài)；在所述真空狀態(tài)下將真空室內(nèi)的溫度加熱至所述焊料的熔化溫度并保持在其熔化溫度 下；和在加熱步驟的同時向所述真空室內(nèi)供應(yīng)氫自由基。在焊接方法中，通過利用微波對氫 氣進(jìn)行照射可產(chǎn)生氫離子和氫自由基。通過在等離子體發(fā)生器下安裝用于捕獲離子的接地 的金屬過濾器，使得氫離子和氫自由基中僅電中性的氫自由基通過所述過濾器并照射到晶 片表面上。根據(jù)這種照射，能夠抑制使晶片帶電。在將焊料表面上的氧化膜除去之后，通過 在真空或惰性氣氛下在高于或等于焊料熔化溫度的溫度下實施熱處理來將焊料熔化，從而 形成焊料凸塊。
日本特開2007-053245號公報公開了一種其中防止在焊料表面上發(fā)生褶皺的焊 接方法。所述焊接方法包括如下步驟在低于焊料熔化溫度的溫度下和低于大氣壓的壓力下將自由基氣體照射到焊料和具有與焊料接合的部分的被處理物體上；在上述步驟之后， 在大氣壓或約大氣壓下在還原氣氛或惰性氣氛中將被處理物體加熱至高于或等于焊料熔 化溫度的溫度下；以及在上述步驟之后，在大氣壓或約大氣壓下在還原或惰性氣氛中對被 處理物體進(jìn)行冷卻。
日本特開2005-230830號公報公開了一種具有良好品質(zhì)的焊接方法。在所述焊接 方法中，將其中放置具有固體焊料的被處理對象的真空室內(nèi)的壓力減壓至真空狀態(tài)，所述 固體焊料包含單獨的錫；或錫與選自銀、鉛、銅、鉍、銦和鋅中的一種或多種組分；隨后通 過產(chǎn)生自由基氣體將焊料上的氧化膜除去；以及然后停止自由基氣體的產(chǎn)生，使得通過在 非氧化氣氛中將焊料加熱至高于或等于焊料熔化溫度的溫度而將焊料熔化。發(fā)明內(nèi)容
在焊料表面上直接形成的氧化膜包含錫的氧化膜。當(dāng)利用活化的氫照射時，所 述錫的氧化膜通過由如下化學(xué)方程式所表示的反應(yīng)產(chǎn)生氫化錫SnH4 :Sn02+4H* — Sn+2H20 Sn02+8H* — SnH4+2H20,所述活化的氫例示性地有氫離子、氫自由基等。氫化錫SnH4是氣體 且產(chǎn)生之后漂浮在處理室中。當(dāng)?shù)竭_(dá)在晶片表面上直接形成的保護(hù)膜(例如由聚酰亞胺形 成的保護(hù)膜)時，在所述保護(hù)膜充當(dāng)催化劑的條件下，漂浮的氫化錫SnH4會分解為錫Sn和 氫氣H2,由此有時使得錫Sn粘合到保護(hù)膜上。這種錫的粘附有時會造成問題。
本發(fā)明的目的是提供回流預(yù)處理裝置和回流預(yù)處理方法，其中可防止錫粘合到被 焊接對象的形成有焊料凸塊的部分的表面上。
用于實施本發(fā)明的實施方案和實施例中的標(biāo)號用括號表示，并對用于解決問題的 手段進(jìn)行說明。為了闡明權(quán)利要求書與用于實施本發(fā)明的實施方案和實施例之間的對應(yīng)而 添加了標(biāo)號，但不應(yīng)將所述標(biāo)號用于解釋權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明的技術(shù)范圍。
根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置包含氫自由基發(fā)生器3以及用于捕獲懸浮固體的 過濾器5和31。所述氫自由基發(fā)生器3向布置在被焊接對象10中的焊料上照射氫自由基。 以使得在通過用于捕獲懸浮固體的過濾器5和31之后將所述氫自由基照射到焊料上的方 式布置所述用于捕獲懸浮固體的過濾器5和31。
根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法包括如下步驟將被焊接對象10以及用于捕獲懸 浮固體的過濾器5和31布置在預(yù)定位置處；和在將被焊接對象10以及用于捕獲懸浮固體 的過濾器5和31布置在預(yù)定位置處的同時，利用氫自由基對布置在被焊接對象10中的焊 料進(jìn)行照射。在將被焊接對象10以及用于捕獲懸浮固體的過濾器5和31布置在預(yù)定位置 處的同時，將氫自由基照射到通過用于捕獲懸浮固體的過濾器5和31之后的焊料上。
在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置和回流預(yù)處理方法中，能夠防止錫粘合到被焊接 對象的其中布置有焊料的部分的表面上。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置的截面圖2是顯示沿圖1中的A-A線所取的橫截面的截面圖，其中顯示了用于捕獲錫的 過濾器；
圖3是顯示通過制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的方法制造的FCBGA包裝的截面圖，其中在所述方法中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法；
圖4是顯示用于捕獲錫的另一種過濾器的平面圖5是顯示回流預(yù)處理裝置的比較例的截面圖6是顯示在保護(hù)膜表面上累積的錫的量的圖；且
圖7是顯示填充樹脂的剝離發(fā)生數(shù)的圖。
具體實施方式
參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置的優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述。如圖1中所 示，將多個裝置設(shè)置在回流預(yù)處理裝置中的室I中。所述室I是用于將其內(nèi)部與外部隔絕 的容器。在室I中設(shè)置有門。設(shè)置所述門以用于室I的內(nèi)部與加載互鎖真空室(load lock chamber)的內(nèi)部之間的連通，并由使用者將所述門打開或關(guān)閉。所述加載互鎖真空室包含 傳送裝置。當(dāng)門打開時，所述傳送裝置將放置在加載互鎖真空室內(nèi)部的傳送對象傳送入室 I的內(nèi)部，或者將放置在所述室I內(nèi)部的傳送對象傳送入所述加載互鎖真空室的內(nèi)部。
所述裝置包含多個升降銷2、銷驅(qū)動裝置4、氫自由基發(fā)生器3、用于捕獲錫的過濾 器5、過濾器驅(qū)動電動機(jī)6、過濾器加熱器7、晶片加熱器8和控制裝置9。
將各個升降銷2形成為棒狀并在其一端處形成保持部分。將各個升降銷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側(cè)。所述升降銷2進(jìn)一步 由室I支持，從而可以在垂直方向上平行移動，使得升降銷2的所有保持部分都布置在一個 水平面上。所述升降銷2將晶片10保持在室I中，同時所述晶片10放置在升降銷2的保 持部分上。
將多個電路元件和多個布線設(shè)置在晶片10內(nèi)部。所述布線通過電連接所述電路 元件而形成多個電路。另外，在晶片10的表面層上還設(shè)置保護(hù)膜和多個電極焊盤。所述保 護(hù)膜由聚酰亞胺形成并覆蓋所述電路元件和布線以保護(hù)它們免受外部環(huán)境影響。在保護(hù)膜 中形成多個開口。各個電極焊盤由導(dǎo)體形成并布置在各個開口中。各個電極焊盤通過各個 布線而電連接到電路元件中的一個上。此外，在晶片10的電極焊盤中分別布置多個焊料。 各個焊料由包含錫Sn和鉛Pb的合金形成。
或者，可以由包含錫Sn的另一種金屬代替所述焊料。這種焊料的實例包括包含 錫Sn和銀Ag的合金；包含錫Sn和銅Cu的合金；和純錫。
所述銷驅(qū)動裝置4通過控制裝置9的控制，在將升降銷2的所有保持部分布置在 一個水平面上的同時，在垂直方向上平行移動所有升降銷2。
氫自由基發(fā)生器3包含石英板11、用于捕獲離子的過濾器12和磁控管14。所述 石英板11由石英形成并形成為板狀。用于捕獲離子的過濾器12由鋁形成并形成為板狀網(wǎng) 眼?；蛘?，用于捕獲離子的過濾器12可由不同于鋁的另一種導(dǎo)體形成。這種導(dǎo)體的實例包 含不銹鋼。用于捕獲離子的過濾器12以使得將室I的內(nèi)部分成等離子體發(fā)生室15和回流 預(yù)處理室16的方式布置在室I中。即，用于捕獲離子的過濾器12將等離子體發(fā)生室15與 回流預(yù)處理室16相互隔開。所述等離子體發(fā)生室15是夾在石英板11與用于捕獲離子的 過濾器12之間的空間。所述升降銷2布置在回流預(yù)處理室16中。將用于捕獲離子的過濾 器12進(jìn)一步接地。磁控管14通過控制裝置9的控制，通過石英板11向等離子體發(fā)生室15 中輸出微波17。氫自由基發(fā)生器3還包含未不出的氫氣進(jìn)料器。所述氫氣進(jìn)料器通過控制裝置9的控制，通過連接至等離子體發(fā)生室15的管道將氫氣供應(yīng)到等離子體發(fā)生室15中。
用于捕獲錫的過濾器5由鎳Ni形成。用于捕獲錫的過濾器5布置在室I中并以 在室I內(nèi)部可平行移動和旋轉(zhuǎn)移動的方式被支持。所述過濾器驅(qū)動電動機(jī)6通過控制裝置 9的控制而移動用于捕獲錫的過濾器5。所述過濾器驅(qū)動電動機(jī)6還對用于捕獲錫的過濾 器5的位置進(jìn)行測量并將所述位置輸出至控制裝置9。過濾器加熱器7熱連接到用于捕獲 錫的過濾器5上。所述過濾器加熱器7通過控制裝置9的控制而產(chǎn)生熱。所述過濾器加熱 器7還測量用于捕獲錫的過濾器5的溫度并將溫度輸出至控制裝置9。將晶片加熱器8布 置在室I內(nèi)部的回流預(yù)處理室16中。所述晶片加熱器8通過控制裝置9的控制而產(chǎn)生熱。 所述晶片加熱器8還對由升降銷2保持的晶片10的溫度進(jìn)行測量并將溫度輸出至控制裝 置9。
室I還包含未示出的排氣系統(tǒng)。所述排氣系統(tǒng)通過控制裝置9的控制，通過在室 I中形成的排氣口將氣體從室I的內(nèi)部排出。所述排氣系統(tǒng)還對室I中的氣氛的壓力進(jìn)行 測量并將所述壓力輸出至控制裝置9。
所述控制裝置9是計算機(jī)并包含CPU、記憶裝置、可拆卸的存儲驅(qū)動器、通信裝置、 輸入裝置、輸出裝置和界面，它們都未示出。所述CPU通過執(zhí)行安裝在控制裝置9中的計算 機(jī)程序?qū)τ洃浹b置、可拆卸的存儲驅(qū)動器、通信裝置、輸入裝置、輸出裝置和界面進(jìn)行控制。 所述記憶裝置對計算機(jī)程序進(jìn)行記錄。所述記憶裝置還對CPU所使用的信息進(jìn)行記錄。當(dāng) 插入其上記錄了計算機(jī)程序的記錄介質(zhì)時，使用所述可拆卸的存儲驅(qū)動器將計算機(jī)程序安 裝到控制裝置9中。所述通信裝置用于通過通信網(wǎng)絡(luò)從連接到控制裝置9的另一臺計算機(jī) 上下載計算機(jī)程序，從而將計算機(jī)程序安裝到控制裝置9中。輸入裝置將由使用者的操作 生成的信息輸出至CPU。輸入裝置的實例包括鍵盤和鼠標(biāo)。輸出裝置對CPU所生成的信息 進(jìn)行輸出，使得可以由使用者對信息進(jìn)行識別。輸出裝置的實例包括顯示器，所述顯示器顯 示由CPU生成的圖像。
所述界面將由連接至控制裝置9的外部裝置所生成的信息輸出至CPU，并將由CPU 生成的信息輸出至外部裝置。所述外部裝置包含氫自由基發(fā)生器3、過濾器驅(qū)動電動機(jī)6、 過濾器加熱器7和晶片加熱器8。
安裝到控制裝置9中的計算機(jī)程序由多個計算機(jī)程序形成，通過所述多個計算機(jī) 程序，控制裝置9能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能中的各種功能。所述功能包括晶片傳送單元和氧化膜 除去單元。
晶片傳送單元對過濾器驅(qū)動電動機(jī)6進(jìn)行控制，使得在通過升降銷2保持晶片10 之前，將用于捕獲錫的過濾器5布置在垂直方向朝上側(cè)上距所述升降銷2足夠遠(yuǎn)的位置處。 所述晶片傳送單元還對銷驅(qū)動裝置4進(jìn)行控制，使得在通過升降銷2保持晶片10之前，將 升降銷2的保持部分布置在垂直方向朝上側(cè)上距所述晶片加熱器8足夠遠(yuǎn)的位置處。
所述晶片傳送單元對銷驅(qū)動裝置4進(jìn)行控制，使得在通過升降銷2保持晶片10之 后，以充分靠近晶片加熱器8的方式布置晶片10。所述晶片傳送單元還對過濾器驅(qū)動電動 機(jī)6進(jìn)行控制，使得在通過升降銷2保持晶片10之后，用于捕獲錫的過濾器5接近晶片10， 直至其間的距離變?yōu)轭A(yù)定距離。所述預(yù)定距離為Imm IOmm范圍內(nèi)的一個值。
所述晶片傳送單元對過濾器驅(qū)動電動機(jī)6進(jìn)行控制，使得在利用氫自由基H*對晶 片10進(jìn)行照射之后，在垂直方向上朝上側(cè)上距升降銷2足夠遠(yuǎn)的方式布置所述用于捕獲錫的過濾器5。所述晶片傳送裝置單元還對銷驅(qū)動裝置4進(jìn)行控制，使得在利用氫自由基對晶 片10進(jìn)行照射之后，將升降銷2的保持部分布置在垂直方向朝上側(cè)上距晶片加熱器8足夠 遠(yuǎn)的位置處。
氧化膜除去單元對氫自由基發(fā)生器3進(jìn)行控制，使得將預(yù)定量的氫自由基H*照射 到由升降銷2保持的晶片10上。即，氧化膜除去單元對排氣系統(tǒng)進(jìn)行控制，使得在通過升 降銷2保持晶片10的同時，室I內(nèi)的氣氛具有預(yù)定氣壓。所述氧化膜除去單元對氫氣進(jìn)料 器進(jìn)行控制，使得將預(yù)定量的氫氣H2供應(yīng)到等離子體發(fā)生室15內(nèi)。所述氧化膜除去單元 對磁控管14進(jìn)行控制，使得將預(yù)定量的微波17輸出到等離子體發(fā)生室15內(nèi)。
通過利用微波17對填充等離子體發(fā)生室15的氫氣進(jìn)行照射，在等離子體發(fā)生室 15中產(chǎn)生氫等離子體，由此使得產(chǎn)生多個粒子。所述粒子包含帶電離子和不帶電的氫自由 基H*。所述離子包含氫離子H+。所述離子被用于捕獲離子的過濾器12捕獲。所述氫自由 基H*通過所述用于捕獲離子的過濾器12，并排出到回流預(yù)處理室16中以照射到由升降銷 2保持的晶片10上。
所述氧化膜除去單元對過濾器加熱器7進(jìn)行控制，使得在利用氫自由基H*對晶片 10進(jìn)行照射的同時，用于捕獲錫的過濾器5的溫度變?yōu)轭A(yù)定溫度。所述預(yù)定溫度是50°C至 容許溫度界限的范圍內(nèi)的一個值。所述容許溫度界限表示用于捕獲錫的過濾器5可以承受 的最高溫度，且所述溫度為例如200°C。所述氧化膜除去單元還對過濾器驅(qū)動電動機(jī)6進(jìn)行 控制，使得在利用氫自由基H*對晶片10進(jìn)行照射的同時，用于捕獲錫的過濾器5繞與垂直 方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
所述氧化膜除去單元還對晶片加熱器8進(jìn)行控制，使得布置在晶片10中的焊料具 有預(yù)定溫度。所述預(yù)定溫度為50°C至最高溫度的范圍內(nèi)的一個值。所述最高溫度表示低于 焊料熔點的溫度，且所述溫度為例如200°C。
圖2顯示了用于捕獲錫的過濾器5。所述用于捕獲錫的過濾器5形成為尺寸大于 晶片10的盤狀物，并形成為網(wǎng)狀。還以使得網(wǎng)眼的面積對用于捕獲錫的過濾器5的面積的 孔徑比為約70%的方式形成所述用于捕獲錫的過濾器5。在此情況中，從氫自由基發(fā)生器3 排出到回流預(yù)處理室16中的氫自由基H*通過在用于捕獲錫的過濾器5中形成的網(wǎng)眼而照 射到晶片10上。通過將用于捕獲錫的過濾器5形成為這種網(wǎng)狀，更多的氫自由基H*能夠 通過過濾器，因此，即使將過濾器布置在晶片10附近，更多的氫自由基H*仍能夠照射到晶 片10上。通過將用于捕獲錫的過濾器5布置在回流預(yù)處理室16中，能夠捕獲漂浮在室16 中的氫化錫SnH4。當(dāng)用于捕獲錫的過濾器5的表面的表面積增大時，作為將氫化錫SnH4分 解成錫Sn和氫氣H2的分解反應(yīng)的催化劑的效率變得更高。即，隨著用于捕獲錫的過濾器5 的網(wǎng)眼變得更細(xì)，與其網(wǎng)眼更粗的情況相比，能夠更有效地分解氫化錫SnH4。
根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法的實施方案通過使用這種回流預(yù)處理裝置來實施， 并適用于制造半導(dǎo)體包裝的半導(dǎo)體包裝制造方法。所述半導(dǎo)體包裝制造方法包括用于實施 回流預(yù)處理方法、回流預(yù)處理和倒裝芯片連接的操作。
在所述回流預(yù)處理方法中，所述控制裝置9通過控制過濾器驅(qū)動電動機(jī)6首先將 用于捕獲錫的過濾器5移動至在垂直方向朝上側(cè)上距所述升降銷2足夠遠(yuǎn)的位置處。所述 控制裝置9還通過控制銷驅(qū)動裝置4將升降銷2的保持部分布置在垂直方向朝上側(cè)上距所 述晶片加熱器8足夠遠(yuǎn)的位置處。使用者通過打開室I中的門將布置在加載互鎖真空室內(nèi)的晶片10放置在升降銷2上以對加載互鎖真空室中的傳送裝置進(jìn)行控制，從而由升降銷2 來保持晶片10。在由升降銷2來保持晶片10之后，使用者將室I中的門關(guān)閉。
此時，由于用于捕獲錫的過濾器5被布置在垂直方向朝上側(cè)上距所述升降銷2足夠遠(yuǎn)的位置處且升降銷2的保持部分被布置在垂直方向朝上側(cè)上距所述晶片加熱器8足夠遠(yuǎn)的位置處，所以可以通過加載互鎖真空室中的傳送裝置將晶片從加載互鎖真空室傳送入室I中而不受用于捕獲錫的過濾器5和晶片加熱器8的干擾。
通過在由升降銷2來保持晶片10之后控制銷驅(qū)動裝置4，所述控制裝置9將升降銷2在垂直方向上朝下側(cè)移動，使得以充分靠近晶片加熱器8的方式布置晶片10。在以充分靠近晶片加熱器8的方式布置晶片10的條件下，晶片加熱器8能夠?qū)?0進(jìn)行加熱。
在由升降銷2來保持晶片10之后，所述控制裝置9還通過控制過濾器驅(qū)動電動機(jī) 6使得用于捕獲錫的過濾器5在垂直方向上朝下側(cè)移動，使得用于捕獲錫的過濾器5布置在距晶片10預(yù)定距尚(Imm IOmm)處。用于捕獲錫的過濾器5能夠有效捕獲從晶片10釋放的氫化錫SnH4,同時用于捕獲錫的過濾器5接近晶片10，直至其間的距離變?yōu)轭A(yù)定距離。
控制裝置9通過控制氫自由基發(fā)生器3在由升降銷2保持的晶片10上照射預(yù)定量的氫自由基H*，同時將晶片10和用于捕獲錫的過濾器5布置在預(yù)定位置處。S卩，所述控制裝置9通過控制排氣系統(tǒng)使得室I中的氣氛具有預(yù)定壓力?？刂蒲b置9通過控制氫氣進(jìn)料器向等離子體發(fā)生室15中供應(yīng)預(yù)定量的氫氣H2。所述控制裝置9通過控制磁控管14向等離子體發(fā)生室15中輸出預(yù)定量的微波17，使得在等離子體發(fā)生室15中產(chǎn)生氫等離子體。
有時存在在布置在晶片10中的焊料表面上直接形成氧化膜的情況。通過利用氫自由基H*對晶片10進(jìn)行照射而將所述氧化膜除去。所述氧化膜包括錫的氧化膜。所述錫的氧化膜包含二氧化錫Sn02。當(dāng)利用氫自由基H*照射時，所述錫的氧化膜通過由如下化學(xué)方程式表示的反應(yīng)發(fā)生分解Sn02+4H* — Sn+2H20 Sn02+8H* — SnH4+2H20,由此產(chǎn)生錫Sn和氫化錫SnH4。錫Sn殘留在焊料的表面上。氫化錫SnH4是在產(chǎn)生之后會揮發(fā)的氣體，并漂浮在回流預(yù)處理室16中。
所述控制裝置9還通過控制晶片加熱器8將布置在晶片10中的焊料加熱至預(yù)定溫度。隨著預(yù)定溫度的升高，能夠更有效地將焊料表面上的氧化膜除去；然而，如果溫度超過焊料的熔點，則有時存在氫進(jìn)入到焊料中，由此在凸塊中產(chǎn)生氣泡的情況。因此，優(yōu)選的是，預(yù)定溫度為50°C以上且所述焊料的熔點以下。當(dāng)向焊料上照射氫自由基H*時，通過將焊料加熱至預(yù)定溫度，焊料上的氧化膜能夠有效分解并除去。
當(dāng)與晶片10的保護(hù)膜接觸時，在保護(hù)膜作為催化劑的條件下，氫化錫SnH4解離成錫Sn和氫H2。解離的錫Sn粘合到保護(hù)膜上并在其上累積。當(dāng)預(yù)定 溫度高時，在保護(hù)膜 10作為催化劑的條件下，解離速率變大。因此，進(jìn)一步優(yōu)選的是，預(yù)定溫度為100°C以上且 150°C以下。由此，可以在有效地將焊料表面上的氧化膜除去的同時，抑制在晶片10的保護(hù)膜作為催化劑的條件下的解離速率。當(dāng)與用于捕獲錫的過濾器5接觸時，氫化錫SnH4解離成錫Sn和氫H2。解離的錫Sn粘合到用于捕獲錫的過濾器5上并固化。
在利用氫自由基H*對晶片10進(jìn)行照射的同時，所述控制裝置9通過控制過濾器加熱器7將用于捕獲錫的過濾器5加熱至預(yù)定溫度。所述預(yù)定溫度是50°C至容許溫度界限的范圍內(nèi)的一個值。所述容許溫度界限表示用于捕獲錫的過濾器5可以承受的最高溫度， 且所述溫度為例如200°C。當(dāng)加熱至預(yù)定溫度時，用于捕獲錫的過濾器5能夠有效捕獲從晶片10放出的氫化錫SnH4。進(jìn)一步優(yōu)選的是，使得用于捕獲錫的過濾器5的溫度高于布置在 晶片10中的焊料的溫度。由此，可以在抑制晶片10的保護(hù)膜作為催化劑的條件下的解離 速率的同時，通過用于捕獲錫的過濾器5有效地捕獲氫化錫SnH4。
在利用氫自由基H*對晶片10進(jìn)行照射的同時，所述控制裝置9還通過控制過濾 器驅(qū)動電動機(jī)6，使得用于捕獲錫的過濾器5繞與垂直方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)用 于捕獲錫的過濾器5，將氫自由基H*均勻照射到晶片10中的焊料上。通過旋轉(zhuǎn)用于捕獲錫 的過濾器5，可以使從晶片10放出的氫化錫SnH4被用于捕獲錫的過濾器5均勻捕獲。
在利用氫自由基H*對晶片10照射之后，所述控制裝置9通過控制過濾器驅(qū)動電 動機(jī)6，將用于捕獲錫的過濾器5移動至在垂直方向朝上側(cè)上距所述升降銷2足夠遠(yuǎn)的位置 處。在利用氫自由基H*對晶片10照射之后，所述控制裝置9還通過控制銷驅(qū)動裝置4，將 升降銷2的保持部分移動至在垂直方向朝上側(cè)上距所述晶片加熱器8足夠遠(yuǎn)的位置處。使 用者通過打開室I中的門以對加載互鎖真空室內(nèi)的傳送裝置進(jìn)行控制，將由升降銷2保持 的晶片傳送入加載互鎖真空室中。在將用于捕獲錫的過濾器5布置在垂直方向朝上側(cè)上距 升降銷2足夠遠(yuǎn)的位置處且將升降銷2的保持部分布置在垂直方向朝上側(cè)上距晶片加熱器 8足夠遠(yuǎn)的位置處的條件下，可以通過加載互鎖真空室中的傳送裝置將晶片10傳送入加載 互鎖真空室中而不受用于捕獲錫的過濾器5和晶片加熱器8的干擾。
根據(jù)這種回流預(yù)處理方法，通過利用用于捕獲錫的過濾器5對漂浮在室I中的氫 化錫SnH4進(jìn)行捕獲，能夠減少與晶片10的保護(hù)膜接觸的氫化錫SnH4的量。因此，在這種回 流預(yù)處理方法中，能夠減少在晶片10的保護(hù)膜上產(chǎn)生的錫Sn的量并還能夠減少在其保護(hù) 膜上累積的錫Sn的量。
當(dāng)使氫化錫SnH4與室I的內(nèi)壁接觸時，從氫化錫SnH4解離的錫Sn粘合到內(nèi)壁上 并在其上累積。因此，需要定期清潔室I的內(nèi)壁。根據(jù)這種回流預(yù)處理方法，能夠減少漂 浮在室I中的氫化錫SnH4的量且還能夠減少粘合到室I的內(nèi)壁上并在其上累積的錫Sn的 量。結(jié)果，在這種回流預(yù)處理方法中能夠降低清潔頻率，由此使得可提高回流預(yù)處理裝置的 運行速率。
通過在晶片10附近布置用于捕獲錫的過濾器5，從布置在晶片10中的焊料放出的 氫化錫SnH4能夠在更高可能性下與用于捕獲錫的過濾器5接觸。因此，氫化錫SnH4能夠有 效地被用于捕獲錫的過濾器5捕獲并還能夠有效地捕獲要與晶片10的保護(hù)膜接觸的氫化 錫SnH4。因此，根據(jù)在晶片10附近移動用于捕獲錫的過濾器5的操作，使得更易于向升降 銷2上或從升降銷2傳送晶片10并能夠更有效地捕獲氫化錫SnH4。
在用于捕獲錫的過濾器5的溫度更高時，氫化錫SnH4能夠通過用于捕獲錫的過濾 器5而更有效地分解成錫Sn和氫H2。因此，根據(jù)用于加熱用于捕獲錫的過濾器5的操作，氫 化錫SnH4能夠通過用于捕獲錫的過濾器5而更有效地分解成錫Sn和氫H2且還能夠更有效 地減少氫化錫SnH4在保護(hù)膜上的累積。此外，通過將用于捕獲錫的過濾器5加熱至100°C 至容許溫度界限的范圍內(nèi)的溫度，與將用于捕獲錫的過濾器5加熱至50°C至容許溫度界限 的范圍內(nèi)的溫度的情況相比，氫化錫SnH4能夠更有效地分解且還能夠更有效地減少氫化錫 SnH4在保護(hù)膜上的累積。當(dāng)用于捕獲錫的過濾器5的溫度變?yōu)?40°C以上時，急劇促進(jìn)了其 中將氫化錫SnH4分解成錫Sn和氫H2的分解反應(yīng)。因此，通過將用于捕獲錫的過濾器5加 熱至150°C至容許溫度界限的范圍內(nèi)的溫度，氫化錫SnH4能夠更有效地分解且還能夠更有效地減少錫Sn在保護(hù)膜上的累積。在此情況中，優(yōu)選的是，用于捕獲錫的過濾器5由能夠 承受200 °C溫度的金屬形成。
或者，用于捕獲錫的過濾器5由能夠承受高達(dá)200°C的溫度的另一種金屬形成。可 與錫Sn發(fā)生合金化反應(yīng)的金屬優(yōu)選作為另一種金屬。另一種金屬的實例包含包含鎳Ni 的合金；銅01 ;和包含銅Cu的合金。由另一種金屬形成的用于捕獲錫的過濾器能夠以與用 于捕獲錫的過濾器5相同的方式更有效地分解氫化錫SnH4。因此，以與向其應(yīng)用了用于捕 獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置中相同的方式，通過向其應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器的 回流預(yù)處理裝置，能夠更有效地減少錫Sn在保護(hù)膜上的累積。
在真空或惰性氣氛下將照射了氫自由基H*之后傳送至加載互鎖真空室中的晶片 10傳送至單獨準(zhǔn)備的回流處理裝置中。在所述回流處理裝置中，使用者將晶片10加熱至高 于或等于焊料熔點的溫度，從而使得焊料熔化。在將各種焊料熔化之后，使用者將熔化的焊 料自然冷卻，從而將焊料凝固成多個焊料凸塊形狀。
圖3顯示了通過制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的方法制造的半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品。所述半導(dǎo) 體包裝產(chǎn)品包含半導(dǎo)體芯片21、多個焊料凸塊22、中介片(interposer) 23、底部填充樹脂 (underfill resin) 24和蓋子25。半導(dǎo)體芯片21是晶片10的一部分并形成為板狀且在其 內(nèi)部具有多個電路元件和布線兩者。通過將電路元件與布線電連接而形成多個電路。在面 對中介片23的半導(dǎo)體芯片21的表面上進(jìn)一步形成保護(hù)膜和焊料凸塊22。所述保護(hù)膜覆蓋 所述電路元件和布線。將各個焊料凸塊22通過布線電連接到電路元件中的一個上。
所述中介片23形成為板狀形狀并具有多個內(nèi)部布線。所述內(nèi)部布線以相互電絕 緣的方式布置在所述中介片23內(nèi)。將面對半導(dǎo)體芯片21的中介片23的表面通過焊料凸 塊22連接到半導(dǎo)體芯片21上。在與面對半導(dǎo)體芯片21的表面相對的中介片23的另一個 表面上形成多個焊球26。在此情況中，焊料凸塊22通過內(nèi)部布線分別電連接到焊球26上。
底部填充樹脂24由絕緣體形成并注射到半導(dǎo)體芯片21與中介片23之間。所述 底部填充樹脂24緊密粘合到在半導(dǎo)體芯片21上形成的保護(hù)膜27和面對半導(dǎo)體芯片21的 中介片23的表面兩者上，由此底部填充樹脂24對焊料凸塊22進(jìn)行保護(hù)。將所述蓋子25 形成為容器狀。因為容器的所有邊緣都緊密粘合到中介片23上，所以通過蓋子25能夠保 護(hù)布置在容器內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片21。
在制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的方法中的倒裝芯片連接中，使用者首先將其中形成了焊 料凸塊的晶片10切割成多個芯片。使用者通過使用后樹脂填充方法將各個芯片21連接到 單個中介片23上。即，使用者通過熔化焊料凸塊22以夾在焊料凸塊22與焊料兩者之間的 方式布置芯片21和中介片23。在對半導(dǎo)體芯片21和中介片23進(jìn)行焊接之后，使用者將液 體絕緣樹脂涂布在半導(dǎo)體芯片21的一側(cè)上，使得樹脂通過毛細(xì)現(xiàn)象滲入半導(dǎo)體芯片21與 中介片23之間的小間隙中。在將涂布和滲透重復(fù)由半導(dǎo)體芯片21的尺寸所計算的次數(shù)之 后，使用者將絕緣樹脂固化成底部填充樹脂22。在形成底部填充樹脂22之后，使用者將蓋 子25緊密粘合到中介片23上以保護(hù)半導(dǎo)體芯片21。在與面對所述半導(dǎo)體芯片21的表面 相對的中介片23的另一個表面上形成焊球26。
這種后樹脂填充方法是公知的且在日本特開2009-057575號公報中公開了其細(xì) 節(jié)?；蛘撸梢酝ㄟ^與這種后樹脂填充方法不同的另一種方法來注入底部填充樹脂22。所 述另一種方法的實例包括前樹脂填充方法，其中在將樹脂涂布到芯片21與中介片23的接合表面上之后實施倒裝芯片連接。用于前樹脂填充方法中的樹脂的實例包括液體樹脂和膜樹脂。涂布液體樹脂的前樹脂填充方法是公知的且在日本特開2003-338525號公報中公開了所述方法。應(yīng)用膜樹脂的前樹脂填充方法是公知的且在日本特開2008-311443號公報中公開了所述方法。
當(dāng)錫Sn在保護(hù)膜27上累積時，有時存在相互不同的焊料凸塊22的兩個焊料凸塊相互電連接的情況。當(dāng)兩個焊料凸塊電連接時，半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品變?yōu)椴缓细癞a(chǎn)品。在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法的制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的這種方法中，能夠減少在保護(hù)膜27 上累積的錫Sn的量。結(jié)果，在制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的這種方法中，能夠防止焊料凸塊22電連接在一起，由此使得半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的不良率降低。
當(dāng)錫Sn在保護(hù)膜27上累積時，有時存在保護(hù)膜27與底部填充樹脂24不相互緊密粘合的情況。在應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法的制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的這種方法中，能夠減少在保護(hù)膜27上累積的錫Sn的量。結(jié)果，在制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的這種方法中， 能夠更確實地將半導(dǎo)體芯片中的保護(hù)膜27與底部填充樹脂24相互緊密粘合，由此使得底部填充樹脂24在半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品中的粘合失效降低。
用于捕獲錫的過濾器5能夠用氫自由基H*能夠通過的另一種用于捕獲錫的過濾器代替。如圖4中所示，例如，以與用于捕獲錫的過濾器5相同的方式，將用于捕獲錫的過濾器31形成為尺寸大于晶片10的盤狀過濾器。在用于捕獲錫的過濾器31中，將多個孔 32-1 32-n(n=2、3、4、…)進(jìn)一步形成為所謂的穿孔板結(jié)構(gòu)。以使得孔32_1 32_n的面積對用于捕獲錫的過濾器31的面積的孔徑比為約70%的方式形成所述用于捕獲錫的過濾器31。在用于捕獲錫的過濾器31的表面上進(jìn)一步形成足夠細(xì)微的凹凸。在此情況中，從氫自由基發(fā)生器3放出到回流預(yù)處理室16中的氫自由基H*通過孔21-1 22-n而照射到晶片10上。
在應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置中，通過以與應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置中相同的方式捕獲氫化錫SnH4，能夠防止錫Sn在晶片10 的保護(hù)膜上的累積。
在用于捕獲錫的過濾器31的表面的表面積更大時，作為其中將氫化錫SnH4分解成錫Sn和氫H2的分解反應(yīng)的催化劑的效率變得更高。即，與用于捕獲錫的過濾器5相比， 在表面上形成了凹凸的用于捕獲錫的過濾器31中，能夠更有效地捕獲氫化錫SnH4。因此， 用于捕獲錫的過濾器31能夠比用于捕獲錫的過濾器5更有效地捕獲氫化錫SnH4。因此，與應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置相比，在應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置中，通過防止錫Sn在晶片10的保護(hù)膜上的累積，能夠防止在由晶片10形成的半導(dǎo)體包裝中的焊料凸塊22相互電連接或能夠進(jìn)一步減少樹脂的粘合失效。
圖5顯示了相對于根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置的比較例。在所述回流預(yù)處理裝置中，從根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置中省略了用于捕獲錫的過濾器5、過濾器驅(qū)動電動機(jī) 6和過濾器加熱器7。即，所述回流預(yù)處理裝置包含室101、多個升降銷102、氫自由基發(fā)生器103 、銷驅(qū)動裝置104、晶片加熱器108和控制裝置109。控制裝置109為計算機(jī)。所述室 101是用于將其內(nèi)部與外部隔絕的容器。將升降銷102布置在室101內(nèi)部以將晶片110保持在室101內(nèi)部。以與晶片10相同的方式將多個焊料布置在晶片110中。所述銷驅(qū)動裝置104通過控制裝置109的控制，在將所有升降銷102的保持部分布置在一個水平面上的同時，在垂直方向上平行移動所有升降銷102。
所述氫自由基發(fā)生器103包含石英板111、用于捕獲離子的過濾器112和磁控管 114。所述石英板111由石英形成并形成為板狀。所述用于捕獲離子的過濾器112由導(dǎo)體形成并形成為板狀網(wǎng)眼。用于捕獲離子的過濾器112以室101的內(nèi)部分成等離子體發(fā)生室 115和回流預(yù)處理室116的方式布置在室101內(nèi)。將所述用于捕獲離子的過濾器112進(jìn)一步接地。將多個升降銷102布置在回流預(yù)處理室116中。所述磁控管114通過控制裝置 109的控制通過石英板111向等離子體發(fā)生室115內(nèi)輸出微波117。所述氫自由基發(fā)生器 103還包含未示出的氫氣進(jìn)料器。所述氫氣進(jìn)料器通過控制裝置109的控制向等離子體發(fā)生室115中供應(yīng)氫氣。即，氫自由基發(fā)生器103通過控制裝置109的控制向由升降銷102 保持的晶片110上照射自由基H*。
將所述晶片加熱器108布置在升降銷102中。所述晶片加熱器108通過控制裝置 109的控制而產(chǎn)生熱。所述晶片加熱器108還對由升降銷102保持的晶片110的溫度進(jìn)行測量，并將所述溫度輸出至控制裝置109。
所述室101還包含排氣系統(tǒng)。所述排氣系統(tǒng)通過控制裝置109的控制將氣體從室 101內(nèi)部排出。所述排氣系統(tǒng)還對室101中的氣氛的壓力進(jìn)行測量并將所述壓力輸出至控制裝置109。
通過使用根據(jù)這種比較例的回流預(yù)處理裝置實施相對于根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法的比較例。使用者首先使得升降銷102保持晶片110。在由升降銷102來保持晶片 110之后，控制裝置109通過控制銷驅(qū)動裝置104在垂直方向上朝下側(cè)移動升降銷102，從而以足夠靠近晶片加熱器108的方式布置晶片110。所述控制裝置109還通過控制排氣系統(tǒng)，使得在由升降銷來保持晶片110之后室101中的氣氛具有預(yù)定壓力。所述控制裝置109 通過控制氫氣進(jìn)料器向等離子體發(fā)生室115中每單位時間供應(yīng)預(yù)定量的氫氣H2。所述控制裝置109通過控制磁控管114，向等離子體發(fā)生室115中輸出預(yù)定量的微波117。通過這些操作，利用氫!自由基H*對晶片110進(jìn)行照射。通過向晶片110上照射氧自由基H*,將在布置在晶片Iio中的多個焊料的表面上直接形成的氧化膜分解，從而產(chǎn)生氫化錫SnH4。
所述控制裝置109通過控制晶片加熱器108將布置在晶片110中的焊料加熱至預(yù)定溫度，同時利用氫自由基H*對晶片110進(jìn)行照射。
在實施這種回流預(yù)處理方法之后，使用者以與根據(jù)上述實施方案的制造半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的方法中相同的方式，通過實施回流處理和倒裝芯片連接，由晶片110制造了多個半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品。
圖6顯示了在多個保護(hù)膜的表面上累積的Sn的量。在其表面上累積的Sn的量中， 在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量41表示，在實施根據(jù)比較例的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的在晶片110的保護(hù)膜上累積的錫Sn的量。在其表面上累積的Sn的量中，在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量42表示，在通過使用應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置實施根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的在晶片10的保護(hù)膜上累積的錫Sn的量。在其表面上累積的Sn的量中，在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量43表示，在通過使用應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置實施根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的在晶片 10的保護(hù)膜上累積的錫Sn的量。
在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量顯示Sn的量41大于Sn的量42且Sn的量41也大于Sn的量43。即，在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量顯示，與根據(jù)比較例的回流預(yù)處理方法相比，通過根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法能夠進(jìn)一步降低在保護(hù)膜上累積的Sn的量。
在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量顯示，Sn的量43小于Sn的量42。S卩，在保護(hù)膜表面上累積的Sn的量顯示與應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置相比，通過應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置能夠進(jìn)一步降低在保護(hù)膜上累積的Sn的量；且用于捕獲錫的過濾器31能夠比用于捕獲錫的過濾器5更有效地捕獲氫化錫SnH4。
圖7顯示了多個填充樹脂的剝離發(fā)生數(shù)。在填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)中，其發(fā)生數(shù)51 表示，可能發(fā)生在實施根據(jù)比較例的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的其中晶片110的保護(hù)膜與樹脂相互不緊密粘合的粘合失效的可能性。在填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)中，其發(fā)生數(shù)52表示， 可能發(fā)生在通過使用應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置實施根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的其中晶片10的保護(hù)膜與樹脂相互不緊密粘合的粘合失效的可能性。在填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)中，其發(fā)生數(shù)53表示，可能發(fā)生在通過使用應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置實施根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法時所發(fā)生的其中晶片 10的保護(hù)膜與樹脂相互不緊密粘合的粘合失效的可能性。
填充樹脂的剝離發(fā)生數(shù)顯示填充樹脂發(fā)生數(shù)51大于填充樹脂發(fā)生數(shù)52且填充樹脂發(fā)生數(shù)51也大于填充樹脂發(fā)生數(shù)53。即，填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)顯示，與根據(jù)比較例的回流預(yù)處理方法相比，通過根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法能夠更確實地防止粘合失效。
填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)顯示，填充樹脂發(fā)生數(shù)53小于填充樹脂發(fā)生數(shù)52。S卩，填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)顯示與應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器5的回流預(yù)處理裝置相比，通過應(yīng)用了用于捕獲錫的過濾器31的回流預(yù)處理裝置能夠更確實地防止粘合失效。
圖6中的在保護(hù) 膜表面上累積的Sn的量和圖7中的填充樹脂剝離發(fā)生數(shù)顯示在保護(hù)膜上累積的Sn的量增大時，發(fā)生粘合失效的可能性變大；即，在保護(hù)膜上累積的Sn的量與粘合失效的發(fā)生之間存在因果關(guān)系。
或者，在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中，可利用在照射氫自由基時發(fā)生的晶片 10的移動來代替在照射氫自由基時發(fā)生的用于捕獲錫的過濾器5的旋轉(zhuǎn)。此外，在此情況中，以與上述實施方案中相同的方式，在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中可以利用氫自由基對晶片10進(jìn)行充分且均勻的照射。
或者，在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中，當(dāng)即使在不進(jìn)行上述移動仍能夠利用氫自由基對晶片10進(jìn)行充分且均勻的照射時，可省略在照射氫自由基時發(fā)生的用于捕獲錫的過濾器5 (或用于捕獲錫的過濾器31)的移動。此外，在此情況中，以與上述實施方案中相同的方式，在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中能夠防止錫Sn的粘合。
或者，當(dāng)加載互鎖真空室中的傳送裝置能夠以其中以充分捕獲氫化錫SnH4的方式布置用于捕獲錫的過濾器5 (或用于捕獲錫的過濾器31)的狀態(tài)將晶片10傳送入或傳送出升降銷2時，可在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中省略移動用于捕獲錫的過濾器5 (或用于捕獲錫的過濾器31)的操作，并可在回流預(yù)處理裝置中省略過濾器驅(qū)動電動機(jī)6。
或者，當(dāng)在以使得晶片加熱器8能夠?qū)?0進(jìn)行加熱的方式將升降銷布置在垂直方向上足夠低的位置處的情況下加載互鎖真空室中的傳送裝置能夠?qū)⒕?0傳送入或傳送出升降銷2時，能夠在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中省略移動升降銷2的操作，并可在回流預(yù)處理裝置中省略銷驅(qū)動裝置4。
或者，用于捕獲錫的過濾器5 (或用于捕獲錫的過濾器31)可由不用于Ni的另一 種材料形成。所述材料的實例包含陶瓷和金屬。作為金屬，在與陶瓷相比，金屬對解離的錫 的重新放出具有更高抵抗性方面，優(yōu)選可與錫發(fā)生合金化反應(yīng)的金屬，因此優(yōu)選包含鎳或 銅Cu的金屬。
或者，當(dāng)即使不對用于捕獲錫的過濾器5進(jìn)行加熱氫化錫SnH4仍能夠被用于捕獲 錫的過濾器5充分捕獲時，在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法中可以省略對用于捕獲錫的過 濾器5 (或用于捕獲錫的過濾器31)進(jìn)行加熱的操作，且在回流預(yù)處理裝置中可省略過濾器 加熱器7。
在根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置中，晶片10與用于捕獲錫的過濾器5之間的距離 能夠改變。在所述兩者之間的距離變小時，能夠在照射氫自由基H*的同時更有效地捕獲所 產(chǎn)生的氫化錫SnH4;然而，難以將翹曲或彎曲的晶片10傳送入或傳送出在用于捕獲錫的過 濾器5下方的區(qū)域。通過使所述兩者之間的距離大，能夠抑制在將晶片10傳送入或傳送出 所述區(qū)域時所發(fā)生的晶片10與用于捕獲錫的過濾器相互干擾或相互接觸的風(fēng)險；且通過 使所述兩者之間的距離小，能夠在照射期間有效地捕獲錫Sn。
此外，能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法應(yīng)用于制造與圖3中所示不同的半導(dǎo) 體包裝產(chǎn)品。半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品的實例包括其中通過Cu柱凸塊實施倒裝芯片連接的半導(dǎo)體 包裝產(chǎn)品和其中省略了底部填充樹脂的半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品。在應(yīng)用了 Cu柱凸塊的半導(dǎo)體包 裝產(chǎn)品中，能夠防止由于粘合的錫造成的短路失效和底部填充樹脂的粘合失效。在省略了 底部填充樹脂的半導(dǎo)體包裝產(chǎn)品中，能夠防止由粘合的錫造成的短路失效。所述Cu柱凸塊 具有其中在晶片10的電極焊盤上形成含Cu的圓柱形導(dǎo)體并在所述圓柱形導(dǎo)體上形成焊料 的結(jié)構(gòu)。在其中形成了 Cu柱凸塊的晶片10中，當(dāng)將晶片10傳送入或傳送出在用于捕獲錫 的過濾器5下方的區(qū)域或照射位置時，由柱高度變化等造成的晶片10與用于捕獲錫的過濾 器5接觸的風(fēng)險大；且如果晶片僅與其輕微接觸，則易于因變形等而造成失效。因此，其中 晶片10與用于捕獲錫的過濾器15之間的距離發(fā)生特殊變化的根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理裝 置和回流預(yù)處理方法對Cu柱凸塊是有效的。
或者，照射氫自由基H*的步驟可包括在晶片10與用于捕獲錫的過濾器5之間的 距離Dl處照射氫自由基的第一步驟；和在大于所述距離Dl的距離D2處照射氫自由基的第 二步驟。通過在第一步驟之后特殊實施第二步驟，即通過以其中焊料表面上的氧化膜厚且 產(chǎn)生的氫化錫SnH4的量大的狀態(tài)在捕獲錫的效率高的Dl (〈D2)處照射氫自由基，并通過在 除去特定量的氧化膜之后在D2處照射氫自由基，能夠使得由用于捕獲錫的過濾器5造成的 晶面內(nèi)的照射分布小。
此外，能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法應(yīng)用于形成用于與倒裝芯片連接不同 的應(yīng)用的另一種焊料凸塊。根據(jù)本發(fā)明的回流預(yù)處理方法能夠應(yīng)用于例如形成圖3中所示 的焊球26。在此情況中，能夠防止錫粘合到其上形成了焊球26的中介片23的表面上并能 夠防止其中焊球相互電連接的短路失效。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括如下步驟 將被焊接對象和用于捕獲懸浮固體的過濾器兩者都布置在預(yù)定位置處，其中在所述對象中布置了包含錫的焊料；以及 在將所述被焊接對象和所述用于捕獲懸浮固體的過濾器布置在所述預(yù)定位置處的同時，利用氫自由基對布置在所述被焊接對象中的所述焊料進(jìn)行照射， 其中在將所述被焊接對象和所述用于捕獲懸浮固體的過濾器布置在所述預(yù)定位置處的同時，將所述氫自由基照射到通過所述用于捕獲懸浮固體的過濾器之后的所述焊料上。
2.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括如下步驟 在利用所述氫自由基對所述焊料進(jìn)行照射的同時，將所述用于捕獲懸浮固體的過濾器加熱至所述用于捕獲懸浮固體的過濾器捕獲懸浮固體的溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括如下步驟 在利用所述氫自由基對所述焊料進(jìn)行照射的同時，相對于所述被焊接對象移動所述用于捕獲懸浮固體的過濾器。
4.如權(quán)利要求3所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括如下步驟 在利用所述氫自由基對所述焊料進(jìn)行照射的同時，將所述焊料加熱至除去氧化膜的溫度。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括如下步驟 通過將已經(jīng)利用氫自由基進(jìn)行照射的所述焊料熔化并凝固而形成多個焊料凸塊。
6.如權(quán)利要求5所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，還包括如下步驟 通過所述焊料凸塊對所述被焊接對象和焊接對象進(jìn)行焊接， 其中所述被焊接對象包含在半導(dǎo)體襯底上形成的多個電路和各自電連接到所述電路的各個端子上的多個第一焊盤， 其中所述焊接對象包含多個第二焊盤，且 其中所述焊料凸塊中的各個焊料凸塊將所述第一焊盤中的一個焊盤電連接到所述第二焊盤中的一個焊盤上。
7.一種回流預(yù)處理裝置，包含 氫自由基發(fā)生器，所述氫自由基發(fā)生器用于將氫自由基照射到布置在被焊接對象中的焊料上；和 用于捕獲懸浮固體的過濾器， 其中以使得將所述氫自由基照射到通過所述用于捕獲懸浮固體的過濾器之后的所述焊料上的方式布置所述用于捕獲懸浮固體的過濾器。
8.如權(quán)利要求7所述的回流預(yù)處理裝置，其中所述用于捕獲懸浮固體的過濾器由包含鎳或銅的金屬形成。
9.如權(quán)利要求7所述的回流預(yù)處理裝置，還包含 用于捕獲懸浮固體的過濾器用加熱器，其用于對所述用于捕獲懸浮固體的過濾器進(jìn)行加熱。
10.如權(quán)利要求7所述的回流預(yù)處理裝置，還包含 被焊接對象用加熱器，其用于對所述焊料進(jìn)行加熱。
11.如權(quán)利要求7所述的回流預(yù)處理裝置，還包含執(zhí)行器，其用于相對于所述被焊接對象移動所述用于捕獲懸浮固體的過濾器。
12.如權(quán)利要求11所述的回流預(yù)處理裝置，還包含 控制裝置，其用于以使得在利用所述氫自由基對所述焊料進(jìn)行照射的同時，所述用于捕獲懸浮固體的過濾器相對于所述被焊接對象移動的方式對所述執(zhí)行器進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體裝置的方法和回流預(yù)處理裝置。本發(fā)明的方法包括如下步驟將被焊接對象和用于捕獲懸浮固體的過濾器兩者都布置在預(yù)定位置處，其中在所述對象中布置了包含錫的焊料；以及在將所述被焊接對象和所述用于捕獲懸浮固體的過濾器布置在所述預(yù)定位置處的同時，利用氫自由基對布置在所述被焊接對象中的所述焊料進(jìn)行照射，其中在將所述被焊接對象和所述用于捕獲懸浮固體的過濾器布置在所述預(yù)定位置處的同時，將所述氫自由基照射到通過所述用于捕獲懸浮固體的過濾器之后的所述焊料上。本發(fā)明的回流預(yù)處理裝置包含氫自由基發(fā)生器和用于捕獲懸浮固體的過濾器。本發(fā)明能防止錫粘合到被焊接對象的形成有焊料凸塊的部分的表面上。
文檔編號B23K3/08GK103028800SQ20121035286
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者清水裕司 申請人:瑞薩電子株式會社