專利名稱：用于形成焊料凸點的模板、該模板的制造方法以及使用該模板檢測焊料凸點的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于形成焊料凸點的模板、該模板的制造方法以及使用該模板檢測焊料凸點的方法。本發(fā)明尤其涉及一種具有腔室以在微電子封裝工藝中形成焊料凸點的模板、該模板的制造方法以及檢測該模板的腔室中所形成的悍料凸點的方法。
背景技術：
近來，微電子封裝工藝中互聯(lián)方法已漸漸從引線接合(wire bonds)轉變?yōu)楹噶贤裹c(solder bumps)。在大規(guī)模生產(chǎn)中使用有多種焊料凸點制造技術。例如，有電鍍、焊膏印刷、蒸鍍、直接附接預形成的焊球等。
具體地，C4NP (受控倒塌芯片連接新工藝)技術最近引起了廣泛的關注，因其能夠以低成本實現(xiàn)小節(jié)距凸點制造并且能夠改善半導體器件的可靠性。第5,607,099、 5,775,569、 6,025,258號美國專利等揭露了該C4NP技術的例子。
根據(jù)該C4NP技術，在模板的腔室中形成球形焊料凸點，然后在該焊料凸點的回流溫度(reflow temperature)下將其轉移至半導體晶片的凸點焊盤之上。該凸點悍盤與形成在該半導體基底上的芯片的金屬線連接，而且凸點下金屬化層(UBM)悍盤放置在該凸點焊盤上?？稍O置該UBM焊盤以改善該焊料凸點與該凸點焊盤之間的粘合強度。
可通過切割工藝使其上轉移有該焊料凸點的該晶片的半導體芯片形成單個芯片。通過焊料回流工藝及底部填充工藝將各半導體芯片附接至諸如印刷電路板(PCB)的基底，以藉此來制造倒裝晶片器件。
可在該模板的腔室中注入軟焊料以形成焊料凸點。第6,231,333號美國專利揭露了一種軟焊料注入裝置的例子。該被注入的軟焊料在該腔室內固化，且將該模板加熱至焊料回流溫度以形成球形焊料凸點。
圖1為示出現(xiàn)有的用于形成焊料凸點的模板的剖視圖。
3參考圖l，在模板IO的表面部形成多個腔室14以形成焊料凸點。腔室14
可通過濕蝕刻工藝來形成。具體地，可在基底12上形成帶有多個開孔的掩膜， 然后使用該掩膜進行濕蝕刻工藝，藉此來形成腔室14。第6,332,569號美國專 利揭露了形成腔室14的方法的例子。
由于模板10由硅氧化物形成，現(xiàn)有的模板很難使用較長時間。具體地， 提供軟焊料的噴嘴與模板10緊密接觸，并且通過該噴嘴與該模板之間的相對 滑動而將該軟焊料注入腔室14。由此，在注入該軟焊料的同時，該噴嘴可能會 損壞模板IO。此外，模板IO在其轉移過程中容易破損。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例提供一種使用壽命較長的模板。 此外，本發(fā)明的實施例提供一種制造前述模板的方法。 再者，本發(fā)明的實施例提供一種檢測前述在該模板的腔室中所形成焊料凸 點的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，模板包括在其上表面部形成有多個腔室的透明基 底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層。
本發(fā)明的一些實施例中，該反光層包括金屬，且該反光層上可形成有保護層。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的制造模板的方法中，在透明基底的下表面形成反 光層，且去除該透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸點的多 個腔室，從而制成該模板。
在根據(jù)本發(fā)明再一方面的檢測焊料凸點的方法中，該焊料凸點形成在模板 的腔室中。該腔室形成在透明基底的上表面部，且該透明基底的下表面形成有 反光層。使光朝向該透明基底的上表面照射。該光經(jīng)由該光反射層反射，并且 可由檢測器檢測。分析該經(jīng)檢測的光來確定該焊料凸點是否正常形成在該腔室 中。
在本發(fā)明的一些實施例中，從該經(jīng)檢測的光獲取該焊料凸點的圖像，并且 從該圖像的規(guī)則性確定該焊料凸點是否正常形成在該腔室中。
在本發(fā)明的一些實施例中，從該經(jīng)檢測的光獲取強度分布，并且從該經(jīng)檢 測的光的強度分布中的峰值間距離的變化確定該焊料凸點是否正常形成在該 腔室中。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于形成焊料凸點的模板可包括在其上表面部形成 有多個腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層。由此，即 使該模板與噴嘴緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，也可防止該模板的損傷，藉 此來延長該模板的使用壽命。此外，可通過分析從該光反射層反射的光而方便地對該形成在腔室中的焊料凸點進行檢測處理。


結合附圖并參看以下的詳細說明，會清楚本發(fā)明的上述及其他特點和優(yōu) 點，其中
圖1為示出現(xiàn)有的用于形成焊料凸點的模板的剖視圖2為示出根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于形成焊料凸點的模板的剖視圖； 圖3及圖4為示出如圖2所示模板的制造方法的剖視圖； 圖5至7為示出在如圖2所示模板的腔室中形成焊料凸點的方法的剖視圖; 圖8為示出如圖2所示模板的腔室中所形成之焊料凸點的檢測方法的示意圖。
具體實施例方式
參見示出本發(fā)明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發(fā)明。然而，本發(fā) 明可以以許多不同的形式實現(xiàn)，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。 更確切地，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使本技術領域的 技術人員完全了解本發(fā)明的范圍。整份說明書中類似標號是指類似的元件。
應理解，當將元件稱為在另一元件"上"時，其可以為直接在另一元件上， 或者存在居于其間的元件。與此相反，當將元件稱為"直接在另一元件之上"時， 并不存在居于其間的元件。如本文中所使用的，術語"及/或"包括一或多個相關 的所列項目的任何或所有組合。
應理解，雖然可采用第一、第二等用語來描述不同的元件，但是這些元件 不應受到這些用語的限制。這些用語僅是用來將一個元件與另一個元件區(qū)分開 來。例如，第一薄膜可以被稱之為第二薄膜，并且類似的，第二薄膜可以被稱 之為第一薄膜，而不脫離本說明書的教導。
本文中所使用的表述僅用于描述特定的實施例，并且并不意欲限制本發(fā) 明。如本文中所述的，單數(shù)形式的冠詞意欲包括復數(shù)形式，除非其上下文明示。 還應理解，當本說明書中使用表述"包括"之時，明確說明了存在有所描述的部 件、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但并不排除一或多個其它部件、 區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件及/或它們的組群的存在或添加。
此外，空間相對的表述，如"下(lower)"或"底部(buttom)"以及"上(upper)" 或"頂部(top)"等，在本文中使用這些表述以容易地表述如圖所示的一個元件 與另一元件的關系。應理解，這些空間相對的表述除圖中所示方位之外，還意 欲涵蓋該設備的不同方位。例如，若圖中的該設備翻轉，描述為在其它元件的 "下"側的元件則會確定為在其它元件的"上"側。由此，該示范性的表述"下"可
5同時涵蓋"上"與"下"兩者，取決于圖中的特定方位。類似地，若圖中的該設備
翻轉，描述為"在其它元件之下(beneath)"或"在其它元件下方(below)"的元件則 會確定為在其它元件的"上方(above)"。因此，這些示范性表述"下"或"在... 之下"可同時涵蓋"上"與"下"這兩個方位。
除非另行詳細說明，本文所使用的所有術語(包括科技術語)的意思與本 技術領域的技術人員所通常理解的一致。還應理解，諸如一般字典中所定義的 術語應解釋為與相關技術領域以及本發(fā)明的描述中的意思一致，并且不應解釋 為理想化的或過度刻板的含義，除非在文中另有明確定義。
本發(fā)明的實施例，本文中是參照本發(fā)明的理想化實施例的示意剖視圖來描 述的。照此，預期會產(chǎn)生例如因制造工藝及/或公差而造成形狀上的變化。由此， 本發(fā)明的實施例不應解釋為將其限制成本文所示的特定區(qū)域形狀，還應包括例 如，因制造而導致的形狀偏差。例如，顯示或描述為平坦的區(qū)域， 一般會有粗 糙的及/或非線性的特征。此外，所示出的銳角可以是經(jīng)過倒圓的。由此，圖中 所示的區(qū)域是示意性的，并且其形狀并不意欲示出部件區(qū)域的精確形狀，也不 意欲限制本發(fā)明的范圍。
圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于形成焊料凸點的模板的剖視圖。
參見圖2，用于形成焊料凸點的模板20包括透明基底22、反光層24及保 護層26。透明基底22的上表面部處形成有多個腔室22a。反光層24可形成在 透明基底22的下表面上。
例如，透明基底22可為由硅氧化物形成的玻璃基底。具體地，該可用于 透明基底22的硅氧化物的例子包括硼硅玻璃(BSG)、磷硅玻璃(PSG)、硼 磷硅玻璃(BPSG)等?？蓡为毣蚪M合使用這些硅氧化物。
反光層24可包括金屬。該可用于反光層24的金屬的例子包括鋁(Al)、 銀(Ag)、錫(Sn)等?？蓡为毣蚪M合使用這些金屬。具體地，可通過電鍍工 藝或真空沉積工藝來形成反光層24。
可形成保護層26來保護反光層24，其可包括金屬或金屬氮化物。該可用 于保護層26的金屬的例子包括鉬(Mo)、鴇(W)、鈦(Ti)、銅(Cu)等。 可單獨或組合使用這些金屬。
圖3及圖4為示出圖2中模板的制造方法的剖視圖。
參見圖3，透明基底22的下表面上依次形成有反光層24及保護層26。
可在透明基底22的上表面形成掩膜層(未示)。該掩膜層上可形成光阻 圖形?？捎糜谠撗谀拥牟牧系睦影ǘ嗑Ч?、氮化硅等。
可通過使用該光阻圖形作為蝕刻掩膜的蝕刻工藝對該掩膜層進行刻圖。從 而，在透明基底22的該上表面形成帶有開孔32的蝕刻掩膜30，透明基底22 的上表面部從開孔32中露出?？赏ㄟ^光刻工藝形成該光阻圖形，并且在形成蝕刻掩膜30之后通過灰化 工藝及/或剝離工藝去除該光阻圖形。
參見圖4，可通過利用蝕刻掩膜30的蝕刻工藝去除從開孔32中露出的、 該透明基底22的上表面部。例如，可通過使用稀釋的氫氟酸(DHF)的濕蝕 刻工藝去除透明基底22上露出的上表面部，以藉此在透明基底22的該上表面 部處形成多個腔室22a。
在形成腔室22a后，可通過濕蝕刻工藝去除蝕刻掩膜30。 可在由前述方法所制造模板的腔室22a中形成焊料凸點。例如，通過使用 注入噴嘴將軟焊料注入腔室22a中，然后進行焊料回流工藝以此來形成該焊料 凸點。
圖5至7為示出在圖2所示模板的腔室中形成焊料凸點的方法的剖視圖。
參見圖5至7，模板20放置在卡盤(未示)上。模板20可包括其上表面 部形成有多個腔室22a的透明基底22、及形成在透明基底22的下表面上的反 光層24與保護層26。
透明基底22的上表面放置有噴嘴100以將軟焊料100輸送到腔室22a中。 在此，將噴嘴100加熱至大于等于焊料熔點的溫度。軟焊料110可包括錫(Sn)、 銀(Ag)、銅(Cu)、鉍(Bi)、銦(In)等?？蓡为毣蚪M合使用這些材料。
模板20可加熱至低于該焊料熔點的溫度。具體地，模板20可加熱至低于 該焊料熔點的溫度，約3"C 約1(TC，例如，為約5'C。當模板20未經(jīng)充分加 熱，放置在模板20上的噴嘴100的溫度會變化。相反，當模板20的溫度過高， 注入腔室22a的軟焊料120無法固化。
在將噴嘴100放置為與模板20的該上表面緊密接觸之后，通過模板20與 噴嘴100之間的相對滑動，將軟焊料110連續(xù)注入腔室22a。具體地，通過噴 嘴100的內部與外部之間的壓力差將軟焊料110注入腔室22a。在將軟焊料110 注入腔室22a之后，由于模板20的溫度低于該焊料的熔點，因此該注入的軟焊 料120得以固化。
反光層24及保護層26可充分增加模板20的強度。由此，即使噴嘴100 與模板20的該上表面緊密接觸以將軟焊料110注入腔室22a，也可以防止模板 20的損傷。此外，可延長模板20的使用壽命。
可通過將模板20加熱至焊料回流溫度來熔化腔室22a中已固化的焊料 120，并且可通過表面張力形成球形焊料凸點130。
形成該焊料凸點130后，可執(zhí)行光學檢測處理以確定焊料凸點130是否在 腔室22a中正常形成。
圖8為示出圖2所示模板的腔室中所形成之焊料凸點的檢測方法的示意圖。參見圖8，光源200及檢測器210放置在其上形成有多個焊料凸點130的 模板20的上方。模板20包括其上表面部形成有多個腔室22a的透明基底22， 以及依次形成在透明基底22的下表面的反光層24及保護層26。焊料凸點130 形成在腔室22a中。光源200的例子包括發(fā)光二極管(LED)、汞汽燈等。
從光源200發(fā)出的光經(jīng)過透明基底22，然后經(jīng)由光反射層24反射?？捎?檢測器20檢測該經(jīng)反射的光。檢測器210可由該經(jīng)檢測的光生成圖像或強度 分布。
當焊料凸點130在腔室22a中正常形成時，焊料凸點130的圖像是規(guī)則排 列。然而，當焊料凸點130在腔室22a中非正常形成時，例如， 一些悍料凸點 130所形成的位置偏離腔室22a中心，則焊料凸點130的圖像是不規(guī)則排列。 即，可從焊料凸點130的規(guī)則性或者焊料凸點130之間距離的變化來確定這些 焊料凸點是否正常形成。
或者，可通過該經(jīng)檢測的光的強度分布來確定焊料凸點130是否在腔室22a 中正常形成。具體地，該經(jīng)檢測的光的強度分布具有與焊料凸點130相對應的 峰值，且該峰值以規(guī)則間隔互相分開。然而，當焊料凸點130非正常形成時， 該峰值以不規(guī)則間隔互相分開。
從而，可通過分析該經(jīng)檢測的光的該圖像或該強度分布的規(guī)則性來確定焊 料凸點130是否在腔室22a中正常形成。
根據(jù)前述的本發(fā)明的實施例，用于形成焊料凸點的模板包括在其上表面部 形成有多個腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層及保護 層。由此，即使該模板與噴嘴緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，也可防止該模 板的損傷，且更可延長該模板的使用壽命。
再者，可通過分析從該光反射層反射的光而方便地對該形成在腔室中的焊 料凸點進行檢測處理。
盡管業(yè)已對本發(fā)明的實施例作出說明，應理解本發(fā)明并不限于這些實施例 而可有多種變化和修正，且本技術領域中技術人員可在本發(fā)明的由所附權利要 求書所限定的范圍及精神之內作出修改。
權利要求
1、一種用于形成焊料凸點的模板，包括透明基底，其上表面部形成有多個腔室；及形成在該透明基底的下表面的反光層。
2、 如權利要求l所述的模板，其中該反光層包括金屬。
3、 如權利要求l所述的模板，還包括形成在該反光層上的保護層。
4、 一種制造模板的方法，包括在透明基底的下表面形成反光層；及去除該透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸 點的多個腔室。
5、 如權利要求4所述的方法，還包括在該反光層上形成保護層。
6、 一種對利用模板形成的焊料凸點進行檢測的方法，該模板包括其上表 面部形成有多個腔室的透明基底,以及形成在該透明基底的下表面 的反光層，包括使光向該透明基底的上表面照射； 檢測由該反光層反射的該光；及分析該經(jīng)檢測的光以確定該焊料凸點是否正常形成在該腔室中。
7、 如權利要求6所述的方法，其中分析該經(jīng)檢測的光包括從該經(jīng)檢測的光獲取該焊料凸點的圖像；及 從該圖像的規(guī)則性確定該焊料凸點是否正常形成在該腔室中。
8、 如權利要求6所述的方法，其中分析該經(jīng)檢測的光包括獲取該經(jīng)檢測的光的強度分布；及從該經(jīng)檢測的光的強度分布中的峰值間距離的變化確定該焊料 凸點是否正常形成在該腔室中。
全文摘要
一種用于形成焊料凸點的模板包括在其上表面部形成有多個腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層及保護層。當噴嘴與該模板緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，可利用該反光層及保護層來防止該模板的損傷，由此可延長該模板的使用壽命?？赏ㄟ^分析從該光反射層反射的光而方便地對該形成在腔室中的焊料凸點進行檢測處理。
文檔編號H01L21/60GK101483143SQ20081009268
公開日2009年7月15日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權日2008年1月7日
發(fā)明者樸泌奎 申請人:賽科隆股份有限公司