提高微凸點制備良率的裝置及微凸點的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高微凸點制備良率的裝置及微凸點的制備工藝，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Flip-chip (倒裝芯片)技術(shù)具有很多優(yōu)勢，主要包括以下幾點:具有優(yōu)良的電性能和熱性能；能夠克服打線焊盤節(jié)距的限制；具有比打線更短的互連長度，可以減小延時，提供更好的電學(xué)特能；為高速或高頻設(shè)計提供更優(yōu)的信號完整性；適用于批量生產(chǎn)。隨著Flip-chip技術(shù)的發(fā)展和倒裝芯片I/O數(shù)目的急劇增加，對高密度微凸點技術(shù)的要求也越來越高。
[0003]IBM近年來一直在關(guān)注和研發(fā)應(yīng)用印刷填充焊料成型的方法制備微凸點，被稱為IMS (Inject1n Molded Solder)方法。該技術(shù)主要是利用釬料填充頭將釬料填充到晶圓表面涂覆的光刻膠中，然后冷卻成型，在剝離光刻膠回流后形成微凸點。
[0004]該方法與業(yè)界主流的電鍍微凸點制備方法相比最大的優(yōu)勢是成本低，避開電鍍釬料的工藝；同時，該工藝可完成不同釬料成分的凸點制備，適合不同的產(chǎn)品應(yīng)用，而電鍍技術(shù)僅僅適用于純Sn或二元合金的微凸點制備。該工藝尚處于研發(fā)階段，并未形成量產(chǎn)或有相關(guān)的設(shè)備問世。
[0005]該工藝和方法存在的問題如下:首先，IBM在釬料填充頭的設(shè)計上存在弊端，對釬料采取氣體加熱和冷卻的方式，以此控制工藝開始和停止的時間。但是氣體加熱和冷卻焊料需要的時間較長，無法精確的控制焊料注入和停止的時間，極大的降低了產(chǎn)量，不利于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；其次，IBM在填充釬料工藝后設(shè)計了一個刮刀進行多余釬料的去除，該方法并不能有效的去除表面多余的釬料，影響微凸點質(zhì)量；最后，該填充過程中易造成晶圓碎片的可會K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種提高微凸點制備良率的裝置，提供快速的加熱方法，保持焊料融化狀況，精確控制焊料注入；并且可有效防止晶圓碎片的危險，提尚良率。
[0007]本發(fā)明還提供一種微凸點的制備工藝，提尚制備良率，提升廣量，有利于廣業(yè)化應(yīng)用。
[0008]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述提高微凸點制備良率的裝置，其特征是:包括工作箱體，工作箱體內(nèi)部為微凸點制備腔體，工作箱體一側(cè)設(shè)置可閉合的上蓋，在上蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有多個紅外加熱燈管，上蓋閉合后將微凸點制備腔體形成封閉空間；在所述工作箱體內(nèi)設(shè)置多個用于放置晶圓的柔性托架，在晶圓的一側(cè)安裝釬料填充頭，釬料填充頭上設(shè)有噴嘴，釬料填充頭與工作箱體外側(cè)的進料嘴連接。
[0009]進一步的，所述柔性托架包括安裝在工作箱體底部安裝孔中的支撐桿，支撐桿的上部設(shè)置托架，托架與工作箱體之間設(shè)置彈簧，托架的上表面為晶圓的支撐面。
[0010]進一步的，在所述工作箱體底部安裝孔的邊緣設(shè)置凸起的圍擋部，在托架的邊緣朝下方設(shè)置限位圍邊，限位圍邊圍繞在圍擋部的外圈。
[0011]所述微凸點的制備工藝，其特征是，包括以下工藝步驟:
(1)在晶圓上表面電鍍Ti/Cu種子層；
(2)在Ti/Cu種子層上涂覆光刻膠；
(3)在光刻膠表面制備阻焊層；
(4)在光刻膠上制作開口，開口由阻焊層延伸至Ti/Cu種子層的上表面；
(5)在光刻膠的開口中電鍍銅，得到銅柱，銅柱的高度小于開口的深度；
(6)在銅柱的上方填充釬料合金得到釬料合金層，釬料合金層的上表面與阻焊層平齊；填充釬料合金時，將加熱后融化狀況的釬料合金由填充頭的進料口進入，再通過填充頭的噴嘴向開口處進行填充；同時用紅外燈對晶圓進行加熱，保持釬料合金處于融化狀態(tài)；
(7)填充釬料合金后，采用氮氣將晶圓表面多余的釬料合金噴除；
(8)將步驟(7)處理后的晶圓上表面的光刻膠剝離，使光刻膠下方的Ti/Cu種子層暴露于表面；
(9)回流操作使釬料合金形成凸點；
(10)刻蝕掉步驟(8)處理后暴露于表面的Ti/Cu種子層。
[0012]所述Ti/Cu種子層的厚度為100?300nm。
[0013]所述阻焊層的厚度為5?20 μ m。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(1)本發(fā)明應(yīng)用紅外加熱燈對晶圓進行加熱，提供快速的加熱方法，保持焊料融化狀態(tài)；(2)本發(fā)明通過控制噴嘴狹縫寬度、焊料黏度及壓力差可以精確控制焊料注入的速度，可以精確控制焊料注入；(3)在光刻膠或干膜工藝結(jié)束后，在其表面制備一層阻焊層，然后填充釬料后應(yīng)用氣體將晶圓表面多余的釬料驅(qū)散，可實現(xiàn)多余釬料的徹底清除，提高微凸點質(zhì)量；(4)本發(fā)明在晶圓的支撐臺上制備柔性托架，有效的防止晶圓碎片的危險，提高了良率。
【附圖說明】
[0015]圖1為在晶圓上電鍍Ti/Cu種子層的示意圖。
[0016]圖2為在Ti/Cu種子層上涂覆光刻膠的示意圖。
[0017]圖3為在光刻膠上制備阻焊層的示意圖。
[0018]圖4為在光刻膠上制作開口的示意圖。
[0019]圖5為在開口中電鍍銅柱的示意圖。
[0020]圖6為在銅柱上方填充釬料合金層的示意圖。
[0021]圖7為剝離光刻膠的示意圖。
[0022]圖8為回流形成凸點的示意圖。
[0023]圖9為刻蝕多余Ti/Cu種子層的示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明所述提高微凸點制備良率的裝置示意圖。
[0025]圖11為所述柔性托架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中序號:晶圓l、Ti/Cu種子層2、光刻膠3、阻焊層4、開口 5、銅柱6、釬料合金層7、凸點8、工作箱體100、上蓋102、柔性托架103、釬料填充頭105、進料嘴106、紅外加熱燈管107、安裝孔108、支撐桿109、托架110、彈簧111、圍擋部112、限位圍邊113。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0028]如圖10所示，本發(fā)明所述提高微凸點制備良率的裝置，包括工作箱體100，工作箱體100內(nèi)部為微凸點制備腔體，工作箱體100 —側(cè)設(shè)置可閉合的上蓋102，上蓋102閉合后可將微凸點制備腔體形成封閉空間；在所述工作箱體100內(nèi)設(shè)置多個用于放置晶圓I的柔性托架103，在晶圓I的一側(cè)安裝釬料填充頭105，釬料填充頭105上設(shè)有噴嘴，釬料填充頭105與工作箱體100外側(cè)的進料嘴106連接，進料嘴106用于向釬料填充頭105輸送加熱后呈融化狀況的釬料合金；在所述上蓋102的內(nèi)側(cè)設(shè)有多個紅外加熱燈管107，紅外加熱燈管107可以提供快速的加熱方法，保持釬料合金處于