專利名稱：半導(dǎo)體器件的回流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種回流裝置，用于使半導(dǎo)體晶片等上形成的焊料電極熔融和成形，更具體地涉及一種用于無助焊劑回流裝置中的室材料的防腐蝕技術(shù)，在該無助焊劑回流裝置中不使用助焊劑而使焊料電極熔融和成形。
背景技術(shù)：
(例如，專利文獻(xiàn)I)提出一種無助焊劑回流裝置，在該裝置中制造倒裝芯片LSI時，使用蟻酸的還原力而不使用助焊劑來除去焊料電極的表面氧化膜，由此形成焊料凸點。 根據(jù)這種無助焊劑回流裝置，由于不使用助焊劑，因此無需在回流之后進(jìn)行使用有機(jī)溶劑清洗焊料凸點表面的助焊劑清洗工藝，并且可以縮短制造工藝。此外，由于省去目前使用大量有機(jī)溶劑的助焊劑清洗工藝，所以能夠消除對環(huán)境的不利影響，特別是抑制產(chǎn)生二氧化碳。根據(jù)專利文獻(xiàn)I的無助焊劑回流裝置，在減小壓力的情況下進(jìn)行熱回流。因此，幾乎沒有氣體進(jìn)入焊料凸點，從而防止氣孔產(chǎn)生。因而提高了焊料凸點的可靠性。圖I示出傳統(tǒng)回流裝置的略圖。這種回流裝置具有用于進(jìn)行熱熔融回流處理的處理室I以及蟻酸噴射機(jī)構(gòu)4。對于蟻酸噴射機(jī)構(gòu)4，通過蟻酸導(dǎo)入管2提供液態(tài)的蟻酸，并且通過惰性氣體導(dǎo)入管3提供諸如氮?dú)?N2)和氬氣(Ar)的惰性氣體。導(dǎo)入的蟻酸溶液和惰性氣體在噴嘴5中混合，并且從噴嘴5噴射蟻酸氛圍氣霧6a。通過輔助加熱器7保持霧狀以促進(jìn)蒸發(fā)，并且將噴射出的蟻酸氛圍氣霧6a導(dǎo)入處理室I。在處理室I中設(shè)置半導(dǎo)體晶片9 (晶片)，在半導(dǎo)體晶片9的表面上形成焊料電極。晶片9放置在用于加熱晶片9的主加熱器10的上方，并且由晶片固定機(jī)構(gòu)8固定。由于處理室I由主加熱器10加熱，并且通過排氣裝置(未示出)排氣，因此導(dǎo)入的蟻酸氛圍氣霧6a作為蟻酸氛圍氣體6b擴(kuò)散在晶片9上。[專利文獻(xiàn)I] JAP 2001-244618

發(fā)明內(nèi)容
處理室I 一般由不銹鋼SUS304制成，這種不銹鋼SUS304主要由鐵(Fe)、鎳(Ni)以及鉻(Cr)制成，其中SUS304缺乏對蟻酸的長期耐蝕性。尤其在回流的熱熔融處理等中，部分蟻酸滴落附著在由SUS304制成的處理室I的內(nèi)壁上并且不揮發(fā)，從而引起室材料的腐蝕；腐蝕物變?yōu)楣腆w,并且殘留物變得很明顯。如果殘留物堆積，它作為金屬雜質(zhì)成為室內(nèi)的污染源。該金屬雜質(zhì)可飛散并附著在諸如在電路板上安裝的電子零件和在半導(dǎo)體晶片上形成的集成電路(LSI)元件的處理物上。這就降低了處理物的質(zhì)量和回流裝置的長期穩(wěn)定性。作為解決該問題的措施，可以想到的辦法是定期清洗處理室并且在沒有噴射液滴的情況下在容器內(nèi)蒸發(fā)蟻酸。然而它們不是長久之計。本發(fā)明可以提供一種回流裝置和使用該回流裝置的半導(dǎo)體器件的制造方法，本發(fā)明充分消除由公知技術(shù)的限制和缺點造成的一個或多個問題。這種回流裝置對于長期使用蟻酸的熱熔融處理具有耐久性，并且該裝置能夠制造高質(zhì)量的產(chǎn)品。本發(fā)明實施例的特性在以下的說明中闡述，并且從說明書和附圖中部分特征將變得顯而易見，或者可以根據(jù)說明書中提供的教導(dǎo)從本發(fā)明的實踐獲得。通過說明書中詳細(xì)特別指出的回流裝置和使用該回流裝置的半導(dǎo)體器件的制造方法將實現(xiàn)并獲得本發(fā)明實施例提供的解決方案，在說明中使用完整、清楚、簡明并且準(zhǔn)確的術(shù)語進(jìn)行描述，從而使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。
為了實現(xiàn)這些解決方案并與本發(fā)明的方案一致，如這里具體實施和廣泛描述地，本發(fā)明的實施例提供如下的回流裝置和使用該回流裝置的半導(dǎo)體器件的制造方法。為了解決上述問題，本發(fā)明的實施例在用于熔融焊料的回流裝置的處理室中設(shè)置防護(hù)構(gòu)件，同時向處理室提供包含蟻酸的氛圍氣體，該防護(hù)構(gòu)件對蟻酸具有極好的耐蝕性；并且本發(fā)明在處理室內(nèi)壁附近設(shè)置熱分解處理單元，用于分解處理室中殘留的蟻酸。通過采用上述兩項的至少其中一項，防止處理室的腐蝕。因而，防止金屬雜質(zhì)飛散并附著在處理物上。本發(fā)明的一個方案(第一方案)提供一種回流裝置，其用于對處理物上形成的焊料構(gòu)件進(jìn)行回流處理，該回流裝置包括處理室，蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，用于將包含蟻酸的氛圍氣體提供給該處理室，以及對蟻酸具有耐(抗)蝕性的防護(hù)構(gòu)件，該防護(hù)構(gòu)件設(shè)置在處理室的回流處理部分與
處理室壁之間。本發(fā)明的另一方案(第二方案)提供一種回流裝置，其用于對處理物上形成的焊料構(gòu)件進(jìn)行回流處理，該回流裝置包括處理室，蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，其用于將包含蟻酸的氛圍氣體提供給該處理室，以及用于分解蟻酸的熱分解處理單元，該熱分解處理單元設(shè)置在處理室的回流部分與
處理室壁之間。通過使用根據(jù)本發(fā)明的第一方案或第二方案的回流裝置，能夠防止蟻酸對室材料的腐蝕，并且能夠避免反應(yīng)產(chǎn)物(金屬雜質(zhì))飛散到處理物上。此外，作為高度推薦的構(gòu)造，回流裝置既可以裝配用于分解蟻酸的熱分解處理單元又可以裝配對蟻酸具有耐蝕性的防護(hù)構(gòu)件。在這種情況，熱分解處理單元設(shè)置在例如防護(hù)構(gòu)件與處理室壁之間。該防護(hù)構(gòu)件由例如包含哈司特鎳合金和SUS316L的金屬材料、包含環(huán)氧樹脂和聚茚樹脂的樹脂材料、和涂覆耐熱特氟綸和聚烯烴的材料的其中一種材料制成。本發(fā)明的另一方案(第三方案)提供一種焊料構(gòu)件的回流方法。該回流方法包括以下步驟
(a)加熱處理物(例如襯底)，該處理物上形成有焊料構(gòu)件；(b)當(dāng)處理物達(dá)到第一溫度時，將包含蟻酸的氛圍氣體提供給處理物；(c)當(dāng)處理物達(dá)到第二溫度時，對焊料構(gòu)件進(jìn)行熔融處理，保持第二溫度，以及(d)當(dāng)完成焊劑構(gòu)件的熔融時，開始分解蟻酸的熱分解處理。本發(fā)明的另一方案(第四方案)提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該制造方法包括回流處理。該半導(dǎo)體器件的制造方法包括以下步驟(a)將形成有焊料電極的處理物放置在處理室中的預(yù)定位置并加熱該處理物；(b)當(dāng)處理物達(dá)到第一溫度時，將包含蟻酸的氛圍氣體提供給處理室；(c)當(dāng)處理物達(dá)到第二溫度時，通過熔融使焊料電極形成焊料凸點，以及 (d)在形成焊料凸點之后，開始分解蟻酸的熱分解處理，并且將處理物的溫度降低
到第一溫度。本發(fā)明能夠防止由于蟻酸引起腐蝕所導(dǎo)致的金屬雜質(zhì)的產(chǎn)生以及飛散，并且能夠制造聞質(zhì)量和聞穩(wěn)定性的廣品。本發(fā)明的再一方案提供一種回流裝置，包括爐，包括晶片接收區(qū)域、回流處理區(qū)域及取出區(qū)域，并具有由防護(hù)構(gòu)件完全覆蓋的內(nèi)壁；蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，安裝在該回流處理區(qū)域中；惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，在該爐內(nèi)產(chǎn)生惰性氣體氛圍；加熱器，用于蟻酸分解，充分散布在該爐的內(nèi)壁與該防護(hù)構(gòu)件之間；裝載機(jī)，承載多個晶片至該晶片接收區(qū)域；卸載機(jī)，從該取出區(qū)域中卸出所述多個晶片；第一閘門，位于該裝載機(jī)與該晶片接收區(qū)域之間；以及第二閘門，位于該取出區(qū)域與該卸載機(jī)之間。該回流裝置能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或更多半導(dǎo)體晶片的批處理。由于爐的內(nèi)壁被防護(hù)構(gòu)件覆蓋，并且用于蟻酸分解的加熱器插入在防護(hù)構(gòu)件與內(nèi)壁之間，因此即使進(jìn)行批處理，也能分解附著防護(hù)構(gòu)件的殘留蟻酸。從而，能夠防止蟻酸對爐的腐蝕，并且能夠防止金屬雜質(zhì)(反應(yīng)產(chǎn)物)飛散到晶片上。


圖I是傳統(tǒng)回流裝置的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回流裝置的剖視圖；圖3是示出圖2的回流裝置的防護(hù)構(gòu)件所使用的金屬材料耐蝕性的試驗結(jié)果表；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回流裝置的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的回流裝置的剖視圖；圖6A、圖6B和圖6C分別是根據(jù)本發(fā)明第一、第二和第三實施例的回流裝置的分解圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的回流裝置的剖視圖；圖8是圖7的批處理型回流裝置使用的處理盒的透視圖；圖9是示出第二實施例和第三實施例的回流裝置的處理定時示意圖；以及圖10是根據(jù)圖9的處理定時的熱熔融回流工藝的流程圖。
具體實施例方式以下參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回流裝置。根據(jù)第一實施例的回流裝置包括處理室1，在其中執(zhí)行回流處理；蟻酸噴射機(jī)構(gòu)(蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu))4，其用于向處理室I提供包含蟻酸的氛圍氣體；以及防護(hù)構(gòu)件11，其設(shè)置在處理室I的內(nèi)壁的表面(內(nèi)壁表面)附近。防護(hù)構(gòu)件11由對蟻酸的強(qiáng)腐蝕性具有耐蝕性的材料制成。防護(hù)構(gòu)件11例如由諸如哈司特鎳合金和SUS316L的金屬材料以及諸如環(huán)氧樹脂和聚茚樹脂的耐熱樹脂制成。或者，防護(hù)構(gòu)件 11可以由諸如涂覆聚烯烴或耐熱特氟綸的SUS304的金屬板制成。將液態(tài)蟻酸從蟻酸導(dǎo)入管2導(dǎo)入蟻酸噴射機(jī)構(gòu)4。另一方面，將諸如氮?dú)?N)和氬氣(Ar)的惰性氣體從惰性氣體導(dǎo)入管3導(dǎo)入蟻酸噴射機(jī)構(gòu)4。蟻酸溶液和惰性氣體在噴嘴5中混合，并且從噴嘴5中噴射霧狀的蟻酸氛圍氣體6a。通過輔助加熱器7保持霧狀并促進(jìn)蒸發(fā)，并且將噴射的蟻酸氛圍氣霧6a提供給在處理室I中設(shè)置的處理物。在本實施例中處理物是半導(dǎo)體晶片9 (晶片)，且其設(shè)置在處理室I中。晶片9具有在其表面上形成的焊料電極。晶片9放置在用于加熱晶片的主加熱器10的上方，并且由晶片固定機(jī)構(gòu)8固定。由于處理室I被主加熱器10加熱，并且通過未示出的排氣單元排氣，所以導(dǎo)入的蟻酸霧6a作為蟻酸氛圍氣體6b擴(kuò)散在晶片9上。 晶片固定機(jī)構(gòu)8包括由處理室I的上部支撐的兩個或更多的支撐桿8a ；由支撐桿8a支撐的支架8b，以及從支架8b延伸的兩個或更多的控制桿8c。通過氣缸機(jī)構(gòu)(未示出)能夠垂直地移動控制桿Sc。此外，支撐桿8a包括用于彈性按壓晶片9的彈簧機(jī)構(gòu)(未示出)。支架Sb做成矩形或者環(huán)形。通過支架8b的中央部開口將蟻酸霧6a提供給晶片9。此外，雖然省略描述，但是作為一般構(gòu)造的回流裝置還包括預(yù)熱室，用于預(yù)先將晶片9加熱到預(yù)定溫度；以及冷卻室，用于在回流工藝之后冷卻晶片9。此外，該回流裝置包括裝備機(jī)器臂的運(yùn)送室，用于向處理室I運(yùn)送半導(dǎo)體晶片以及從處理室I取出半導(dǎo)體晶片；裝載鎖定(L/L) (load lock)室，用于容納放置晶片9 (處理物)的盒子等。由于這些零件(預(yù)熱室、冷卻室、運(yùn)送室以及裝載鎖定室)不直接涉及本發(fā)明，因此省略對它們的解釋。根據(jù)如上所述本發(fā)明第一實施例的回流裝置，由于在處理室I的內(nèi)壁表面附近設(shè)置防護(hù)構(gòu)件11，所以擴(kuò)散的蟻酸氛圍氣體6b不直接附著在處理室I的內(nèi)壁表面。此外，由于防護(hù)構(gòu)件11的耐蝕性很高，即使液態(tài)的蟻酸殘留在防護(hù)構(gòu)件11上也不會產(chǎn)生由于腐蝕導(dǎo)致的金屬雜質(zhì)。圖3示出為了確定適合防護(hù)構(gòu)件11的金屬材料而在各種金屬材料上進(jìn)行耐蝕性試驗(試驗I和試驗2)的結(jié)果。在試驗I中，將樣品金屬片浸入85 的蟻酸；然后在浸入之如和浸入之后進(jìn)彳丁質(zhì)量變化的速率測量和外觀觀察。浸入條件是蟻酸溫度為室溫；浸入時間為48小時；并且在浸入之后的干燥時間為24小時。試驗I的結(jié)果如下(I)鍍鎳銅由于腐蝕質(zhì)量減小速率為0. 085% ;鍍鎳脫落；并且銅發(fā)生反應(yīng)(銅銹)。因此，確定不行。
(2)SUS304 :沒有質(zhì)量變化并且沒有外觀變化。因此，確定可以。(3)SUS316L :沒有質(zhì)量變化并且沒有外觀變化。因此，確定可以。(4)哈司特鎳合金C-22 :沒有質(zhì)量變化并且沒有外觀變化。因此，確定可以。然后，對除了鍍鎳銅以外的樣品進(jìn)行試驗2。在不同條件下將樣品浸入85%的蟻酸，并且在浸入之前和浸入之后進(jìn)行質(zhì)量變化的速率測量和外觀觀察。條件為蟻酸溫度為80°C，浸入時間為45小時，并且浸入之后的干燥時間為24小時。試驗2的結(jié)果如下(I) SUS303 :質(zhì)量減少I. 97%，在樣品表面產(chǎn)生白色固體雜質(zhì)。因此，確定不行。(2)SUS316L :沒有質(zhì)量變化并且沒有外觀變化。因此，確定可以。(3)哈司特鎳合金C-22 :沒有質(zhì)量變化并且沒有外觀變化。因此，確定可以。 從上述結(jié)果并且如圖3所示，確定哈司特鎳合金C-22和SUS316L具有高耐蝕性，也就是適合防護(hù)構(gòu)件11。雖然SUS304可以用作防護(hù)構(gòu)件11，但是在采用熱熔融的回流裝置中長期使用可以降低其耐蝕性。如上所述，當(dāng)金屬材料用作防護(hù)構(gòu)件11時，哈司特鎳合金C-22和SUS316L最理想。由于哈司特鎳合金C-22是昂貴的材料，如果整個處理室I都用這種材料建造，則回流裝置的成本增加。因此，通過在內(nèi)壁周圍使用哈司特鎳合金C-22制造防護(hù)構(gòu)件11，無需使傳統(tǒng)處理室的結(jié)構(gòu)和/或制造工藝改變很大就能夠經(jīng)濟(jì)地提高蟻酸的耐蝕性。防護(hù)構(gòu)件11可以由諸如環(huán)氧樹脂和聚茚樹脂的樹脂材料制成，樹脂材料比金屬材料更便宜并且更易于處理。此外，防護(hù)構(gòu)件11可以由涂覆聚烯烴或耐熱特氟綸的諸如SUS304的理想金屬板制成。此外，期望處理室I中還設(shè)置其它部件例如導(dǎo)入管2a，用于向處理室I提供氛圍氣體(或氣霧)6 ;以及晶片固定機(jī)構(gòu)8，由諸如哈司特鎳合金和SUS316L的具有高蟻酸耐蝕性的材料制成。此外，防護(hù)構(gòu)件11是可拆卸的。以這種方式，可以替換防護(hù)構(gòu)件11，并且可以進(jìn)一步提高回流裝置的耐用性。同時，可以防止金屬雜質(zhì)飛散并附著在半導(dǎo)體晶片的IC部分以及電路板上的電子零件上，從而能夠制造高質(zhì)量和高可靠性的產(chǎn)品。圖4示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回流裝置。在第二實施例中，代替第一實施例中的防護(hù)板11，安裝用于蟻酸分解的加熱器12，該加熱器覆蓋處理室I的內(nèi)壁表面。對于用于蟻酸分解的加熱器12，期望采用諸如種子加熱器(seeds heater)和微型加熱器的這種又薄又靈活的加熱器。通過將用于蟻酸分解的加熱器12覆蓋處理室I的內(nèi)壁表面，附著內(nèi)壁并包含蟻酸的氛圍氣體6b發(fā)生熱分解。通過加熱到200°C以上使包含蟻酸的氛圍氣體6b分解，從而防止分離蟻酸與室材料的反應(yīng)產(chǎn)物。期望當(dāng)回流工藝完成時打開用于蟻酸分解的加熱器12?；亓鞴に嚢▏娚湎佀岱諊鷼怏w、除去晶片9上的焊料電極表面上的氧化膜并且通過熱熔融形成凸點電極。由于在進(jìn)行回流工藝的同時使用蟻酸的還原作用清洗焊料表面，所以在完成回流工藝之后通過200°C以上的熱分解除去附著在防護(hù)構(gòu)件或室材料上的殘留蟻酸，從而防止腐蝕。第二實施例也提供一種回流裝置，該回流裝置可以有效地防止蟻酸引起的腐蝕，并且無需使傳統(tǒng)處理室的結(jié)構(gòu)改變很大，就可以防止雜質(zhì)附著在諸如晶片上的集成電路器件或電路板上的電子零件的處理物上。由于其它構(gòu)件與圖2所示的第一實施例中的構(gòu)件相同，因此省略對它們的描述。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的回流裝置。根據(jù)第三實施例，既使用防護(hù)構(gòu)件11又使用用于蟻酸分解的加熱器12。期望將用于蟻酸分解的加熱器12設(shè)置在處理室I的內(nèi)壁與防護(hù)構(gòu)件11之間。以這種方式，用于蟻酸分解的加熱器12將防護(hù)構(gòu)件11加熱到200°C或更高，并且能夠分解附著在防護(hù)構(gòu)件11上的蟻酸氛圍氣體6b。從而，能夠進(jìn)一步防止本身具有極好耐蝕性的防護(hù)構(gòu)件11的腐蝕。雖然如第一實施例和第二實施例所述使用防護(hù)構(gòu)件11和用于蟻酸分解的加熱器12的其中之一就可以防止處理室I的內(nèi)壁腐蝕，但是通過將它們組合使用能夠進(jìn)一步提高回流裝置的耐用性，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。圖6A、圖6B和圖6C分別是根據(jù)如上述第一、第二和第三實施例的回流裝置的分解圖。圖6A示出第一實施例的回流裝置，其中防護(hù)構(gòu)件11設(shè)置在處理室I內(nèi)壁附近的整個 表面上。用于加熱晶片9的主加熱器10設(shè)置在由防護(hù)構(gòu)件11圍繞的空間中，并且晶片9放置在用于加熱晶片的主加熱器10的上方。由蟻酸噴射機(jī)構(gòu)4向晶片9提供蟻酸氛圍氣體。圖6B示出第二實施例的回流裝置，其中處理室I的內(nèi)壁表面由用于蟻酸分解的加熱器12覆蓋。圖6C示出第三實施例的回流裝置，其中用于蟻酸分解的加熱器12夾在制成處理室I的室材料與防護(hù)構(gòu)件11之間。由于通過上述實施例的任一構(gòu)造均可以熱分解附著的蟻酸，因此所述應(yīng)用可以抑制蟻酸與室材料或防護(hù)構(gòu)件11的反應(yīng)。圖7示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的回流裝置。該實施例的回流裝置能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或更多半導(dǎo)體晶片的批處理。晶片放置在處理盒15中，并且運(yùn)送到具有處理盒15的爐內(nèi)。爐內(nèi)被劃分為區(qū)域A、區(qū)域B和區(qū)域C，其中區(qū)域A是半導(dǎo)體晶片接收區(qū)域，區(qū)域B是回流處理區(qū)域，區(qū)域C是半導(dǎo)體晶片取出區(qū)域?；亓魈幚韰^(qū)域B對應(yīng)于處理室，而晶片接收區(qū)域A和取出區(qū)域C對應(yīng)于主室。爐內(nèi)充滿氮?dú)?N2)。爐的內(nèi)壁表面由防護(hù)構(gòu)件11完全覆蓋，并且用于蟻酸分解的加熱器12充分散布在內(nèi)壁與防護(hù)構(gòu)件11之間。承載晶片的處理盒15穿過裝載機(jī)21的閘門24a進(jìn)入晶片接收區(qū)域A。在回流處理區(qū)域B中安裝蟻酸噴嘴25。當(dāng)處理盒15進(jìn)入?yún)^(qū)域B時，加熱器20從上方下降，并且同時加熱處理盒15運(yùn)送的晶片。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的晶片溫度時，蟻酸霧被加熱并且從蟻酸噴嘴25中噴射出來。借此，對晶片上形成的焊料電極進(jìn)行表面清洗(還原處理)并且形成凸點(熱熔融處理)。當(dāng)回流工藝完成之后，由卸載機(jī)22將處理盒15通過閘門24b從晶片卸出區(qū)域C中卸出。分別在裝載機(jī)21的閘門24a和卸載機(jī)22的閘門24b附近設(shè)置氮?dú)獾臍饽?，從而在爐中保持氮?dú)夥諊?。將剩余的蟻酸回收到蟻酸回收?1。持續(xù)運(yùn)行的多葉片式風(fēng)扇29b設(shè)置在爐的上部。位于處理盒15下部的多葉片式風(fēng)扇29b或干式真空泵30在特定時間運(yùn)行。當(dāng)處理完成之后，通過凈化嘴32凈化來自爐內(nèi)的氮?dú)狻?br> 圖8是圖7所示回流裝置使用的處理盒15的透視圖。晶片(未示出)彼此平行地放置在處理盒15中。將處理盒15插入處理室中以使晶片水平放置(與爐底平行)。蟻酸氣體從蟻酸噴嘴25側(cè)通過狹縫27進(jìn)入多個晶片之間，并且還原作用除去在每個半導(dǎo)體晶片上形成的焊料電極表面上的氧化膜。由于爐的內(nèi)壁被防護(hù)構(gòu)件11覆蓋，并且用于蟻酸分解的加熱器12插入在防護(hù)構(gòu)件與內(nèi)壁之間，因此即使如第四實施例中進(jìn)行 批處理，也能分解附著防護(hù)構(gòu)件11的殘留蟻酸。從而，能夠防止蟻酸對爐的腐蝕，并且能夠防止金屬雜質(zhì)(反應(yīng)產(chǎn)物)飛散到晶片上。這里，雖然圖7所示的實例既包括防護(hù)構(gòu)件11又包括用于蟻酸分解的加熱器12，但是通過使用上述其中一種構(gòu)件就能夠獲得足夠的防腐蝕效果。圖9示出抽氣(排氣)型回流裝置的處理定時示意圖，該裝置包括用于蟻酸分解的加熱器12，例如第二實施例和第三實施例。該圖的上部是晶片9的溫度曲線，并且該圖的下部是處理室I中的壓力曲線。水平軸代表時間(分鐘)。在定時A，抽取處理室I的氣體至到預(yù)定壓力，并且將晶片9設(shè)置在抽氣后的處理室I中。晶片9放置在主加熱器10上。當(dāng)在定時B晶片達(dá)到預(yù)定溫度I時，噴射蟻酸和氮?dú)?N2)的混合氣體(蟻酸氛圍氣體)，并且開始除去在晶片9上形成的焊料電極表面上的氧化膜。同時，主加熱器10繼續(xù)加熱晶片。通過噴射蟻酸氛圍氣體并加熱，處理室I中的壓力迅速上升。如果在定時C晶片達(dá)到預(yù)定溫度2，則焊料電極開始熔融。晶片在預(yù)定溫度2保持幾分鐘，并且進(jìn)行包括噴射蟻酸氛圍氣體的熱熔融工藝(回流)。當(dāng)在定時D完成焊料凸點成形(回流)時，打開用于蟻酸分解的加熱器12。此外，當(dāng)打開用于抽氣的抽氣閥時晶片降低到預(yù)定溫度I。因而，處理室I中的壓力迅速下降。繼續(xù)抽取處理室I的氣體直到在定時E壓力達(dá)到預(yù)定等級。然后，將晶片移入冷卻室，并且晶片溫度降到室溫RT。圖10示出根據(jù)圖9的處理定時由圖4 (第二實施例)和圖5 (第三實施例)的回流裝置進(jìn)行的回流工藝的流程圖。首先，在步驟SlOl將預(yù)熱室和冷卻室加熱到相應(yīng)的預(yù)定溫度。此外，將用于晶片運(yùn)送和晶片卸載的主室的壓力降低到大約20Pa，并且抽取處理室I的氣體至IOPa或更小的壓力。接著，在步驟S102，引入晶片載體(未示出)，并且抽取裝載鎖定(L/L)室的氣體至IOPa或更小的壓力。接著，在步驟S103，由機(jī)器人將晶片從盒子運(yùn)送到處理室I。該步驟對應(yīng)于圖9的定時A。接著，在步驟S104，當(dāng)晶片達(dá)到預(yù)定溫度I時，噴射蟻酸和氮?dú)?N2)的混合氣體，并且開始除去晶片9上的焊料電極表面的氧化膜。該步驟對應(yīng)于圖9的定時B。接著，在步驟S105，當(dāng)晶片達(dá)到預(yù)定溫度2時，保持該溫度幾分鐘，并且通過熱熔融使焊料電極形成焊料凸點。這個步驟對應(yīng)于圖9的定時C。接著，在步驟S106，當(dāng)在噴射蟻酸氛圍氣體的條件下焊料電極形成焊料凸點時，打開用于蟻酸分解的加熱器12，并且殘留并附著處理室I的蟻酸開始分解(熱分解)。同時，晶片溫度下降到預(yù)定溫度1，打開抽氣閥(未示出)以進(jìn)行抽氣。這個步驟對應(yīng)于圖9的定時D0接著，在步驟S107，繼續(xù)抽氣直到處理室I內(nèi)部的壓力變?yōu)镮OPa或更小。這個步驟對應(yīng)于圖9的定時E。接著，在步驟S108，取出晶片9并將其運(yùn)送到冷卻室。這時，將下一個待處理的半導(dǎo)體晶片從主室運(yùn)送到處理室I。在步驟S109，將冷卻到室溫的晶片運(yùn)送到盒子。在步驟S110，確定是否處理完由盒子放置的所有晶片。如果確定為肯定(在SllO是)，則在步驟Slll打開裝載鎖定室，并且完成處理。否則，即，如果在盒子中剩余仍待處理的半導(dǎo)體晶片(在Slio否)，則處理返回到步驟S103以重復(fù)步驟S103至S110。
如上所述，打開用于蟻酸分解的加熱器，從而在蟻酸氛圍中焊料電極熔融成形之 后進(jìn)行分解附著室的蟻酸的熱分解處理。從而，能夠有效地防止蟻酸飛散以及產(chǎn)生蟻酸的反應(yīng)產(chǎn)物。雖然基于上述特定的實施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于所述實施例。根據(jù)所述實施例，回流裝置用于在晶片上形成焊料凸點電極；然而，回流裝置也可以用于例如將在期望襯底上形成的焊料凸點連接到線路板的端子或焊盤。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于例如在電路板或轉(zhuǎn)接板的電極部分形成的焊料部分的回流處理，該電路板或轉(zhuǎn)接板由絕緣樹脂(例如玻璃環(huán)氧樹脂)或陶瓷制成，至少在其表面上設(shè)置布線和電極。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于將半導(dǎo)體集成電路元件或其它電子零件焊接固定到電路板或轉(zhuǎn)接板上的電極。此外本發(fā)明并不限于這些實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以作出變化和修改。本申請基于在2005年11月2日提交日本專利局的日本在先申請No. 2005-319819，在此通過參考援引該申請的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種回流裝置，包括 爐，包括晶片接收區(qū)域、回流處理區(qū)域及取出區(qū)域，并具有由防護(hù)構(gòu)件完全覆蓋的內(nèi)壁； 蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，安裝在該回流處理區(qū)域中； 惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，在該爐內(nèi)產(chǎn)生惰性氣體氛圍； 加熱器，用于蟻酸分解，充分散布在該爐的內(nèi)壁與該防護(hù)構(gòu)件之間； 裝載機(jī)，承載多個晶片至該晶片接收區(qū)域； 卸載機(jī)，從該取出區(qū)域中卸出所述多個晶片； 第一閘門，位于該裝載機(jī)與該晶片接收區(qū)域之間；以及 第二閘門，位于該取出區(qū)域與該卸載機(jī)之間。
2.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，還包括 氮?dú)獾臍饽粰C(jī)構(gòu)，設(shè)置在該第一閘門附近；以及 另一氮?dú)獾臍饽粰C(jī)構(gòu)，設(shè)置在該第二閘門附近。
3.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中該惰性氣體是氮?dú)饣驓鍤狻?br> 4.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中所述多個晶片放置在處理盒中，并由該處理盒運(yùn)送到該爐內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的回流裝置，其中該處理盒中設(shè)置有狹縫。
6.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中該防護(hù)構(gòu)件由包含耐蝕金屬合金和SUS316L其中一種的金屬材料制成。
7.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中該防護(hù)構(gòu)件由環(huán)氧樹脂和聚茚樹脂的其中一種制成。
8.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中該防護(hù)構(gòu)件由聚烯烴和耐熱PTFE(聚四氟乙烯)的其中一種涂覆。
9.如權(quán)利要求I所述的回流裝置，其中該回流處理區(qū)域是經(jīng)加熱的處理室，設(shè)定于第一溫度，該經(jīng)加熱的處理室上安裝有焊料構(gòu)件，并被提供有該第一溫度的氛圍氣體。
10.如權(quán)利要求9所述的回流裝置，其中該經(jīng)加熱的處理室被設(shè)定于第二溫度，并且所安裝的焊料構(gòu)件在該第二溫度下成為熔融處理的焊料構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求10所述的回流裝置，其中該熔融處理的焊料構(gòu)件為熱熔融焊料凸點。
全文摘要
本發(fā)明公開一種回流裝置，在該回流裝置中使用蟻酸清洗處理物上的焊料電極的表面。該回流裝置包括爐，包括晶片接收區(qū)域、回流處理區(qū)域及取出區(qū)域，并具有由防護(hù)構(gòu)件完全覆蓋的內(nèi)壁；蟻酸導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，安裝在該回流處理區(qū)域中；惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，在該爐內(nèi)產(chǎn)生惰性氣體氛圍；加熱器，用于蟻酸分解，充分散布在該爐的內(nèi)壁與該防護(hù)構(gòu)件之間；裝載機(jī)，承載多個晶片至該晶片接收區(qū)域；卸載機(jī)，從該取出區(qū)域中卸出所述多個晶片；第一閘門，位于該裝載機(jī)與該晶片接收區(qū)域之間；以及第二閘門，位于該取出區(qū)域與該卸載機(jī)之間。該回流裝置能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或更多半導(dǎo)體晶片的批處理，也能夠防止蟻酸對爐的腐蝕，并防止金屬雜質(zhì)(反應(yīng)產(chǎn)物)飛散到晶片上。
文檔編號B23K3/08GK102825356SQ201210284359
公開日2012年12月19日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者松井弘之, 松木浩久, 大竹幸喜 申請人:富士通半導(dǎo)體股份有限公司