晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法及洗凈設備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體潔凈技術(shù)(Clean technology),特別是一種晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法及洗凈設備。
【背景技術(shù)】
[0002]按，微處理器晶片包括一邏輯單元和多個快取記憶體，若邏輯單元和快取記憶體皆以二維(two-dimens1nal ;2_D)圖案配置，則晶片的實體尺寸將限制快取記憶體的數(shù)量(因為大面積晶片的制程不良所造成)，從而局限了微處理器的性能。
[0003]為解決晶片上的2-D資源問題，目前正積極開發(fā)建構(gòu)三維(three-dimens1nal ；
3-D)積體電路的方法。一般來說，典型的3-D IC的制造過程包括:制作導孔(ViaFormat1n)、填充導孔(Via Filling)、晶圓薄化(Wafer Thinning)、及晶圓接合(WaferBonding)等四大步驟，并且在每一個步驟前后還必須進行晶圓洗凈的步驟，以避免晶圓在處理過程中發(fā)生污染。
[0004]進一步來說，晶圓接合的步驟大致上可分成晶片到晶圓(Chip to Wafer，C2W)、晶片到晶片(Chip to Chip, C2C)、晶圓到晶圓(Wafer to Wafer, W2W)等三種型式。然而，無論是晶圓與晶圓或晶圓與晶片接合所形成的間隙通常為20?50 μ m，因此如何去除此類微小間隙內(nèi)殘留的助焊劑或其他雜質(zhì)，已成為目前急需克服挑戰(zhàn)的技術(shù)瓶頸。
[0005]目前業(yè)界多以高壓洗凈、浸泡洗凈、超音波洗凈等工藝清洗半導體晶圓。其中，高壓洗凈工藝一般將清洗液噴射到待洗凈的加工件，由于該洗凈方式需要非常高的液體供給壓力，通常需使用到工作壓力80公斤以上的高壓泵，導致洗凈工藝的高成本化;浸泡洗凈工藝一般將待洗凈的加工件浸泡于清洗液中，然而此洗凈方式往往無法有效移除20?50 μ m的微小間隙內(nèi)殘留的助焊劑或其他雜質(zhì)；超音波洗凈工藝一般是對待洗凈的加工件施加超音波振動，然而為了提高該加工件的潔凈程度，通常需要增大超音波振動的輸出，隨著輸出增大，則基板上的晶片、圖案等損傷的可能性亦相對增加，對元件的電性造成不良。
[0006]因此，本發(fā)明人有鑒于傳統(tǒng)的洗凈方式實在有其改良必要性，遂以其多年從事相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)作設計及專業(yè)制造經(jīng)驗，積極地針對微小間隙內(nèi)的潔凈方法進行研究改良，在各方條件的審慎考量下終于開發(fā)出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺失，提出一種晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法及洗凈設備，主要是通過控制化學清洗液的流通方向，以完全去除三維、垂直互連的晶片堆迭結(jié)構(gòu)中20?50 μ m的微小間隙內(nèi)的助焊劑或其他雜質(zhì)，進而可提高后續(xù)制程良率。
[0008]為達上述目的及功效，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法，包括以下步驟:首先，提供一晶片堆迭結(jié)構(gòu)，該晶片堆迭結(jié)構(gòu)具有至少一位于晶片與基板之間的微小間隙，該微小間隙具有可讓液體流通的一流入側(cè)及一流出側(cè)；接著，提供一化學清洗液，并使該化學清洗液從該流入側(cè)進入該微小間隙，且進一步自該流出側(cè)排出；隨后，以一有機溶劑清洗該晶片堆迭結(jié)構(gòu)，將該晶片堆迭結(jié)構(gòu)上殘留的該化學清洗液置換成該有機溶劑；最后，進行一干燥步驟，以移除該晶片堆迭結(jié)構(gòu)上殘留的該有機溶劑。
[0009]基于上述晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法，本發(fā)明還提供一種洗凈設備，用于去除一晶片堆迭結(jié)構(gòu)上殘留的助焊劑，其中該晶片堆迭結(jié)構(gòu)具有至少一位于晶片與基板之間的微小間隙，且該微小間隙具有可讓液體流通的一流入側(cè)及一流出側(cè)，該洗凈設備包括一清洗腔室、一承載平臺、一供液裝置及一抽液裝置。其中該承載平臺設置于該清洗腔室內(nèi)；該供液裝置設置于該承載平臺的上方，用以將一化學清洗液施加于該基板上，并使該化學清洗液沿著該基板從該流入側(cè)進入該微小間隙；該抽液裝置設置于該承載平臺的上方，用以驅(qū)使該化學清洗液流通過該微小間隙并自該流出側(cè)排出，以完全帶走殘留于該微小間隙內(nèi)的助焊劑。
[0010]是以，本發(fā)明通過一供液裝置搭配一抽液裝置以提供化學清洗液，并控制化學清洗液以特定方向流通過三維、垂直互連的晶片堆迭結(jié)構(gòu)中20?50 μ m的微小間隙,可避免造成基板上的晶片及/或圖案損傷，并且可完全帶走微小間隙內(nèi)殘留的助焊劑，以獲得較佳潔凈度的晶片堆迭結(jié)構(gòu)，確保元件的電性特性。
[0011]以上關(guān)于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說明以及以下實施方式的說明用以舉例并解釋本發(fā)明的原理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍進一步的解釋。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法的工藝過程示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法的流程圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的洗凈設備的示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的供液裝置與抽液裝置的使用狀態(tài)圖。
[0016]I洗凈設備
[0017]10清洗腔室
[0018]11承載平臺
[0019]12供液裝置
[0020]121輸液管
[0021]122 噴嘴
[0022]13抽液裝置
[0023]131排液管
[0024]132抽液座
[0025]1321滑移結(jié)構(gòu)
[0026]1321a滾輪型滑動結(jié)構(gòu)
[0027]1321b毛刷型滑動結(jié)構(gòu)
[0028]14加熱裝置
[0029]W晶片堆迭結(jié)構(gòu)
[0030]S 基板
[0031]C 晶片
[0032]G微小間隙
[0033]Gi流入側(cè)
[0034]Go流出側(cè)
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明揭露一種新穎的洗凈工藝，其特征在于通過一供液裝置與一抽液裝置提供化學清洗液，并控制化學清洗液的流動方向，以有效去除三維、垂直互連的晶片堆迭結(jié)構(gòu)中20?50 μ m的微小間隙內(nèi)的助焊劑或其他雜質(zhì)。下文特舉一較佳實施例并配合所附圖示，對本發(fā)明的晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法的工藝特征作進一步闡述；本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本發(fā)明所揭露內(nèi)容輕易了解本發(fā)明的優(yōu)點及功效，并在不悖離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本發(fā)明的方法。
[0036]請參考圖1及圖2，其中圖2為本發(fā)明較佳實施例的晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈方法的流程圖。依次執(zhí)行圖2所示的各步驟便可完成晶片堆迭結(jié)構(gòu)的洗凈，以獲得較佳潔凈度(Cleanliness)的晶片堆迭結(jié)構(gòu)。
[0037]首先執(zhí)行步驟S10，提供一待清洗的晶片堆迭結(jié)構(gòu)W (如圖1所示)。具體而言，晶片堆迭結(jié)構(gòu)W包含一基板S及位于基板S上的至少一晶片C，其中晶片C以覆晶方式固接于基板S上；當覆晶作業(yè)完成后，晶片C與基板S之間焊固有凸塊或錫球(未標示)，因此晶片C與基板S之間便具有20?50 μ m的一微小間隙G，且微小間隙G具有可讓液體流通的一流入側(cè)Gi及一流出側(cè)Go。
[0038]需說明的是，由于在進行焊接作業(yè)時需先利用助焊劑(Flux)把基板S上的焊點或晶片C上的凸塊的氧化物、油潰等去除以達到良好焊接效果，因此晶片堆迭結(jié)構(gòu)W上通常會殘留有相當助焊劑，尤其殘留于微小間隙G內(nèi)的助焊劑特別難以去除。