專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)在形成于表面上的多個(gè)電極上分別設(shè)置凸塊而成的 襯底進(jìn)行加熱，使凸塊熔融以實(shí)現(xiàn)回流焊的半導(dǎo)體器件的制造方法及制造裝 置。
背景技術(shù)：
以往，在制造半導(dǎo)體器件或電子部件時(shí)，為了對(duì)在形成于襯底表面上的 多個(gè)電極上分別設(shè)置的凸塊、例如焊料凸塊進(jìn)行回流焊，將該襯底設(shè)置在加 熱處理腔室內(nèi)，從襯底背面進(jìn)行加熱以使凸塊熔融，以此進(jìn)行回流焊。
另外，在專利文獻(xiàn)1、 2中公開了如下技術(shù)在進(jìn)行該回流焊處理時(shí)， 為了通過還原除去形成在凸塊表面上的氧化膜，在加熱處理腔室內(nèi)導(dǎo)入蟻酸 等。
專利文獻(xiàn)1: JP特開2002-210555號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2: JP特開平7-164141號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
近年來，對(duì)半導(dǎo)體器件或電子部件的進(jìn)一步的細(xì)微化和高集成化日益發(fā) 展，與此相伴，要求縮短襯底表面的電極間的距離、即焊料凸塊間的距離。 縮短該凸塊間距離引發(fā)了如下問題。
圖7A 圖7C是用于說明現(xiàn)有的焊料凸塊的回流焊處理技術(shù)的問題的示 意圖。在圖7A 圖7C中，上方的圖表示加熱處理腔室內(nèi)的情形，下方的圖 表示對(duì)上方圖中的矩形框內(nèi)的焊料凸塊進(jìn)行了放大的情形。
首先，如圖7A的上圖所示，將半導(dǎo)體晶片110設(shè)置在加熱處理腔室101 內(nèi)的支撐銷102上，其中，該半導(dǎo)體晶片IIO是在形成于表面上的多個(gè)電極 端子111上分別設(shè)置有焊料凸塊112的半導(dǎo)體晶片。在此，例示了例如通過 電鍍法將焊料凸塊112形成為其上部(傘狀部分)112b比下部112a (根部)大的所謂的懸垂(overhang)形狀的情況。
然后，向加熱處理腔室101內(nèi)導(dǎo)入還原性氣體，在此導(dǎo)入的是蟻酸，并 通過配置在加熱處理腔室101內(nèi)的下部的加熱器104，即通過與半導(dǎo)體晶片 110的背面相對(duì)地配置的加熱器104，將加熱處理腔室101內(nèi)部加熱至形成 在焊料凸塊112表面上的表面氧化膜(未圖示)的還原溫度以上且焊料凸塊 112的熔融溫度以下的規(guī)定溫度。此時(shí)，如圖7A的下圖所示，表面氧化膜 被除去，處于使焊料凸塊112的表面露出的狀態(tài)。
接著，如圖7B的上圖所示，襯底移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)在上下方向上驅(qū) 動(dòng)支撐銷102,使支撐銷102向下方移動(dòng)，從而使半導(dǎo)體晶片110接近加熱 器104。在該狀態(tài)下，加熱器104將半導(dǎo)體晶片110從其背面加熱至焊料凸 塊112的熔融溫度以上的規(guī)定溫度。在該加熱處理中，由于從下方對(duì)焊料凸 塊112進(jìn)行加熱，因此在焊料凸塊112的下部112a和上部112b，開始熔融 的時(shí)機(jī)(timing)分別不同，先從下部112a開始熔融。
此時(shí)，當(dāng)相鄰的焊料凸塊112的間隔距離小時(shí)，如圖7B的下圖所示， 相鄰的焊料凸塊112在上部112b接觸。其原因在于，通過上述加熱，下部 112a的焊料粘性降低，而上部112b幾乎處于未熔融狀態(tài)，因此焊料凸塊112 因熱振動(dòng)等而發(fā)生傾倒。如果相鄰的焊料凸塊112的間隔距離相對(duì)大，則即 使焊料凸塊112傾倒，相鄰的焊料凸塊112之間也不會(huì)發(fā)生接觸，但該間隔 距離越小，發(fā)生接觸的可能性就越大。
一旦接觸的焊料凸塊112，即使通過上述加熱完全熔融，也保持接觸的 狀態(tài)。因此，存在如下問題如圖7C所示，在接觸的焊料凸塊112之間發(fā) 生橋接(bridge) 113，從而引起短路。
本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于，提供一種半導(dǎo)體器件的 制造方法及制造裝置，上述裝置和方法即使為了響應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體器件或電子設(shè) 備的進(jìn)一步的細(xì)微化和高集成化的要求而縮短了相鄰的凸塊間距離，也不會(huì) 使該凸塊之間發(fā)生短路，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的所希望的凸塊回流焊，因此能 夠提供可靠性高的產(chǎn)品。
本發(fā)明的襯底處理方法包括第一工序，僅對(duì)在半導(dǎo)體襯底的一側(cè)主面 的電極上形成的凸塊的上部進(jìn)行加熱以使其熔融；第二工序，對(duì)所述凸塊的 下部也進(jìn)行加熱，使所述凸塊的整體熔融。
5本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造裝置包括第一加熱單元，其設(shè)置在腔室內(nèi) 的上部；第二加熱單元，其設(shè)置在所述腔室內(nèi)的下部。
根據(jù)本發(fā)明，即使為了響應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體器件或電子設(shè)備的進(jìn)一步的細(xì)微化 和高集成化的要求而縮短相鄰的凸塊間距離，也不會(huì)使該凸塊之間發(fā)生短 路，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的所希望的凸塊回流焊，因此能夠提供可靠性高的產(chǎn) 卩R o


圖l是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2A是按照工序順序表示用于形成本實(shí)施方式中所使用的焊料凸塊的 方法的概略截面圖。
圖2B是接著圖2A，按照工序順序表示用于形成本實(shí)施方式中所使用的 焊料凸塊的方法的概略截面圖。
圖2C是接著圖2B，按照工序順序表示用于形成本實(shí)施方式中所使用的 焊料凸塊的方法的概略截面圖。
圖2D是接著圖2C，按照工序順序表示用于形成本實(shí)施方式中所使用的 焊料凸塊的方法的概略截面圖。
圖3A是按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示意圖。
圖3B是接著圖3A，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖3C是接著圖3B，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖4A是接著圖3C，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖4B是接著圖4A，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖4C是接著圖4B，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖5A是接著圖4C，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。圖5B是接著圖5A，按照工序順序表示本實(shí)施方式的襯底處理方法的示 意圖。
圖6是表示成為本實(shí)施方式的處理對(duì)象的另一半導(dǎo)體晶片的例子的概略 截面圖。
圖7A是用于說明現(xiàn)有的焊料凸塊的回流焊處理技術(shù)的問題的示意圖。 圖7B是接著圖7A，用于說明現(xiàn)有的焊料凸塊的回流焊處理技術(shù)的問題 的示意圖。
圖7C是接著圖7B，用于說明現(xiàn)有的焊料凸塊的回流焊處理技術(shù)的問題 的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的基本要點(diǎn)
本發(fā)明人著眼于對(duì)凸塊進(jìn)行回流焊時(shí)的相鄰?fù)箟K之間的短路起因于從 該凸塊的下方進(jìn)行的加熱，想到了本發(fā)明。在本發(fā)明中，在進(jìn)行回流焊時(shí)， 首先，將凸塊的上部加熱至該凸塊的熔融溫度以上的規(guī)定溫度，使得先從該 上部起開始熔融。接著，將凸塊的下部加熱至該凸塊的熔融溫度以上的規(guī)定 溫度，使該下部熔融。此時(shí)，凸塊的上部已經(jīng)開始熔融，處于焊料粘性降低 的狀態(tài)，而且，在該下部熔融的階段，該凸塊無偏斜且大致均勻地熔融，成 為大致球狀(或者半球狀)的穩(wěn)定形狀。因此，即使發(fā)生熱振動(dòng)等，由于已 經(jīng)處于穩(wěn)定形狀，因此不存在凸塊發(fā)生傾倒等擔(dān)心，而且各凸塊在彼此相鄰 處不會(huì)發(fā)生短路，從而能夠獲得所希望的良好的回流焊狀態(tài)。
進(jìn)而，本發(fā)明人想到了實(shí)現(xiàn)上述加熱處理的半導(dǎo)體器件的制造裝置的具
體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造裝置采用了如下結(jié)構(gòu)為了自如地對(duì)凸 塊上部以及下部進(jìn)行各加熱處理，在加熱處理腔室內(nèi)，與襯底表面相對(duì)地配 置第一加熱單元，與襯底背面相對(duì)地配置第二加熱單元，而且，能夠?qū)Ω骷?熱單元分別獨(dú)立地或者同時(shí)進(jìn)行加熱控制。
進(jìn)而，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造裝置中，配置有使襯底對(duì)于第一加 熱單元或者第二加熱單元進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的襯底移動(dòng)單元。通過該結(jié)構(gòu)，能夠 調(diào)整襯底的位置，使得在對(duì)襯底表面以及背面中的一個(gè)面進(jìn)行加熱時(shí)，另一 個(gè)面不會(huì)受到該加熱的影響。應(yīng)用本發(fā)明的最佳實(shí)施方式
圖1是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。 該半導(dǎo)體器件的制造裝置具有加熱處理腔室1，用于容納作為被處理 對(duì)象的襯底，在此，容納的是半導(dǎo)體晶片；支撐銷2，用于支撐容納在加熱 處理腔室l內(nèi)的襯底；作為加熱單元的上部加熱器3以及下部加熱器4;移 動(dòng)機(jī)構(gòu)5、 6，分別使上部加熱器3以及下部加熱器4移動(dòng)；真空泵7，用于 對(duì)加熱處理腔室1內(nèi)部抽真空；氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)8，用于向加熱處理腔室1內(nèi) 導(dǎo)入環(huán)境氣體。
支撐銷2用于在半導(dǎo)體晶片的外周部支撐半導(dǎo)體晶片，在此，設(shè)置有4 個(gè)(在圖示的例子中，僅顯示了2個(gè))。通過這些4個(gè)支撐銷2來均勻地支 撐固定半導(dǎo)體晶片。支撐銷2貫通下部加熱器4內(nèi)部，而且設(shè)置有使支撐銷 2相對(duì)于下部加熱器4在上下方向上移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)。
上部加熱器3例如是紅外線燈加熱器等，在加熱處理腔室l內(nèi)，設(shè)置在 上部，即設(shè)置在所設(shè)置的半導(dǎo)體晶片的表面(設(shè)置有焊料凸塊的面)側(cè)，并 具有能夠自由地控制為所期望的加熱溫度及加熱時(shí)間的加熱控制機(jī)構(gòu)(未圖 示)。
下部加熱器4例如是紅外線燈加熱器等，在加熱處理腔室l內(nèi)，設(shè)置在 下部，即設(shè)置在所設(shè)置的半導(dǎo)體晶片的背面(未設(shè)置有焊料凸塊的面)偵IJ， 并具有能夠自由地控制為所期望的加熱溫度及加熱時(shí)間的加熱控制機(jī)構(gòu)(未 圖示)。
此外，上部加熱器3以及下部加熱器4采用能夠分別獨(dú)立地或者同時(shí)(協(xié) 同動(dòng)作)進(jìn)行加熱控制的結(jié)構(gòu)。
移動(dòng)機(jī)構(gòu)5用于使上部加熱器3相對(duì)于所設(shè)置的半導(dǎo)體晶片的表面在上 下方向上自由地移動(dòng)，在此，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)5具有氣缸(aircylinder)。
移動(dòng)機(jī)構(gòu)6用于使下部加熱器4相對(duì)于所設(shè)置的半導(dǎo)體晶片的背面在上 下方向上自由地移動(dòng)，在此，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)6具有氣缸。
移動(dòng)機(jī)構(gòu)5以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)6能夠分別獨(dú)立地工作(對(duì)上部加熱器3和下 部加熱器4獨(dú)立地進(jìn)行移動(dòng)控制)。除了該獨(dú)立工作功能外，在本實(shí)施方式 中，通過兩者的協(xié)同動(dòng)作來驅(qū)動(dòng)上部加熱器3和下部加熱器4，使得第一加
8熱器3和第二加熱器4之間的間隔距離保持恒定，例如保持為30mm左右。 由于采用這樣的結(jié)構(gòu)，例如在通過上部加熱器3對(duì)襯底表面進(jìn)行加熱時(shí)，不 受來自下部加熱器4的加熱所帶來的影響。
為了在對(duì)凸塊進(jìn)行回流焊處理之前除去形成于凸塊表面上的氧化膜，氣 體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)8向加熱處理腔室1內(nèi)導(dǎo)入還原性氣體，例如導(dǎo)入規(guī)定量的蟻酸 氣體。
下面，對(duì)使用了圖1的半導(dǎo)體器件的制造裝置的處理方法進(jìn)行說明。 圖2A 圖2D是按照工序順序表示用于形成本實(shí)施方式中所使用的焊料 凸塊的方法的概略截面圖。圖3A 圖5B是按照工序順序表示本實(shí)施方式的 襯底處理方法的示意圖。在此，在圖3C、圖4A 圖4C中，上方的圖表示 加熱處理腔室內(nèi)的情形，下方的圖表示對(duì)上方圖中的矩形框內(nèi)的焊料凸塊進(jìn) 行放大的情形。
首先，在半導(dǎo)體晶片的表面形成焊料凸塊。
首先，如圖2A所示，準(zhǔn)備半導(dǎo)體晶片(硅晶片)10，在該半導(dǎo)體晶片 10形成有晶體管或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體元件，而且在該半導(dǎo)體晶片10表 面上形成有多個(gè)用于與這些半導(dǎo)體元件進(jìn)行外部連接的電極端子11 。
接著，如圖2B所示，以覆蓋半導(dǎo)體晶片10的表面的方式涂布形成電鍍 種子層(未圖示)以及光刻膠膜，通過光刻法對(duì)光刻膠膜進(jìn)行加工，形成光 刻膠掩模21，該光刻膠掩模使各電極端子11在表面形成有電鍍種子層的狀 態(tài)下從開口 21a露出。
接著，如圖2C所示，例如通過電解電鍍法，在從光刻膠掩模21的開口 21a露出的電鍍種子層上，利用焊料、在此為SnAg類焊料來進(jìn)行電鍍成膜， 形成分別與各電極端子11連接的焊料凸塊12。
將焊料凸塊12形成為在回流焊后能夠得到規(guī)定高度的形狀，在此，使 焊料凸塊12的高度比光刻膠掩模21的厚度高，即，使悍料凸塊12的上部 高出光刻膠掩模21的表面。更具體地說，將焊料凸塊12形成為其上部比下 部(電鍍填充在開口21a內(nèi)的部分)大的傘形狀。
另外，作為焊料凸塊12的電鍍材料，也可以采用SnAgCu類焊料或PbSn 類焊料來取代SnAg類焊料。
接著，如圖2D所示，通過灰化處理等來除去光刻膠掩模21，并使用規(guī)定的藥水除去光刻膠掩模21下的電鍍種子層。通過以上各工序，半導(dǎo)體晶 片10處于在表面的各電極端子11上分別形成了焊料凸塊12的狀態(tài)。此時(shí)， 并排形成的焊料凸塊12的間距例如為200/zm左右，其尺寸為180/zm左右。 接著，對(duì)半導(dǎo)體晶片10的各焊料凸塊12進(jìn)行回流焊處理。
tAfm図3 A曰J ^1、1々氺曰乂士旦Ain曰X石rai6h氺曰乂+BE乂牛6^生iU4
裝置的加熱處理腔室1內(nèi)，其中，該半導(dǎo)體晶片10處于在其表面的各電極 端子11上分別形成有焊料凸塊12的狀態(tài)。
圖3B表示將半導(dǎo)體晶片10導(dǎo)入至加熱處理腔室1內(nèi)，并通過支撐銷2 在半導(dǎo)體晶片10的外周部支撐固定半導(dǎo)體晶片10的情形。
在此，如圖3C的下圖所示，由于自然氧化等，其處于在焊料凸塊12的 表面形成有氧化膜13的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，如下所述，在進(jìn)行回流焊 處理之前除去氧化膜13。
首先，通過驅(qū)動(dòng)真空泵7，使加熱處理腔室l內(nèi)處于規(guī)定的真空狀態(tài)， 然后如圖3C的上圖所示，通過氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)8，向加熱處理腔室1內(nèi)導(dǎo)入 還原性氣體，在此，導(dǎo)入的是規(guī)定量的蟻酸氣體。在導(dǎo)入蟻酸氣體時(shí)，將加 熱處理腔室1的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)為低于焊料凸塊12的熔融溫度且達(dá)到氧化膜 13的還原開始溫度附近(還原開始溫度士5"C左右)的溫度，例如調(diào)節(jié)為170°C 左右。
接著，如圖4A的上圖所示，通過加熱驅(qū)動(dòng)上部加熱器3，從半導(dǎo)體晶 片10的表面?zhèn)葘?duì)各焊料凸塊12進(jìn)行加熱。在此，以達(dá)到氧化膜13的還原 開始溫度以上且低于焊料凸塊12的熔融溫度的溫度，例如以19(TC左右的溫 度，進(jìn)行2 3分鐘左右的加熱處理。通過該加熱處理，如圖4A的下圖所示， 氧化膜13與蟻酸氣體發(fā)生反應(yīng)而被還原，從而從焊料凸塊12的表面被除去。 由此，使焊料凸塊12處于其表面露出的狀態(tài)。
此外，在圖4A的上圖中，例示了如下情況如圖3B所示那樣，在半導(dǎo) 體晶片10被支撐固定在支撐銷2上的階段，將上部加熱器3和半導(dǎo)體晶片 10的表面之間的間隔距離調(diào)整為適合于上部加熱器3對(duì)各焊料凸塊12進(jìn)行 加熱的值。在此，在進(jìn)行該加熱處理時(shí)，也可以通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)5使上部加熱 器3移動(dòng)，從而將上述間隔距離調(diào)整為適合于上部加熱器3對(duì)各焊料凸塊12 進(jìn)行加熱的值。接著，如圖4B的上圖所示，使上部加熱器3的溫度上升，繼續(xù)從半導(dǎo) 體晶片10的表面?zhèn)葘?duì)各焊料凸塊12進(jìn)行加熱。在此，以焊料凸塊12的熔 融溫度以上的溫度例如以270'C左右的溫度，進(jìn)行1分鐘以上的加熱處理。 通過該加熱處理，如圖4B的下圖所示，各焊料凸塊12的上部(傘狀部分) 12b優(yōu)先于下部12a (根部)(在下部12a之前)被熔融。
接著，如圖4C的上圖所示，通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)6使下部加熱器4 (向上方) 移動(dòng)，使下部加熱器4接近半導(dǎo)體晶片10的背面，從而將下部加熱器4和 半導(dǎo)體晶片10的背面之間的間隔距離調(diào)整為適合于下部加熱器4對(duì)各焊料 凸塊12進(jìn)行加熱的值。在此，在通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)6使下部加熱器4移動(dòng)時(shí)， 移動(dòng)機(jī)構(gòu)5與移動(dòng)機(jī)構(gòu)6協(xié)同動(dòng)作，使得上部加熱器3和下部加熱器4之間 的間隔距離保持恒定，例如保持為30mm，其結(jié)果，移動(dòng)機(jī)構(gòu)5使上部加熱 器3 (向上)移動(dòng)，使上部加熱器3遠(yuǎn)離半導(dǎo)體晶片IO的表面。
然后，通過加熱驅(qū)動(dòng)下部加熱器4，從半導(dǎo)體晶片10的背面?zhèn)葘?duì)各焊料 凸塊12進(jìn)行加熱。在此，以焊料凸塊12的熔融溫度以上的溫度例如以270°C 左右的溫度，進(jìn)行1分鐘以上的加熱處理。此時(shí)，也可以適當(dāng)?shù)乩^續(xù)進(jìn)行通 過上部加熱器3的加熱處理。如上所述，由于上部加熱器3和下部加熱器4 之間的間隔距離保持恒定，因此能夠防止上部加熱器3將各焊料凸塊12的 上部加熱至必要溫度以上。
通過該加熱處理，如圖4C的下圖所示，各焊料凸塊12的下部(根部) 12a接著上部12b幵始熔融。此時(shí)，各焊料凸塊12的上部12b已經(jīng)熔融，處 于焊料粘性降低的狀態(tài)，而且，在該下部12a熔融的階段，各焊料凸塊12 無偏斜且大致均勻地熔融，處于例如大致球狀的穩(wěn)定形狀。因此，即使發(fā)生 熱振動(dòng)等，由于已經(jīng)形成為穩(wěn)定形狀，因此不存在各焊料凸塊12發(fā)生傾倒 等的擔(dān)心，而且各焊料凸塊12在彼此相鄰處不會(huì)發(fā)生短路，從而能夠獲得 所希望的良好的回流焊狀態(tài)。
接著，停止對(duì)上部加熱器3以及下部加熱器4的加熱驅(qū)動(dòng)，如圖5A所 示，通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、 6使上部加熱器3以及下部加熱器4的位置恢復(fù)到初 始狀態(tài)。之后，通過驅(qū)動(dòng)真空泵7，排出加熱處理腔室l內(nèi)的蟻酸氣體。
然后，如圖5B所示，從加熱處理腔室1向外部取出半導(dǎo)體晶片10。此 時(shí)，半導(dǎo)體晶片10的各焊料凸塊12在彼此相鄰處沒有發(fā)生短路等，保持回
ii流焊時(shí)的良好的大致球狀。
如上所說明，根據(jù)本實(shí)施方式，即使為了響應(yīng)半導(dǎo)體器件或電子設(shè)備的
進(jìn)一步的細(xì)微化和高集成化的要求而縮短相鄰的焊料凸塊12之間的距離， 也不會(huì)使該焊料凸塊12之間發(fā)生短路，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的所希望的凸塊 回流焊，因此能夠提供可靠性高的產(chǎn)品。
此外，在本實(shí)施方式中，例示了將半導(dǎo)體晶片10的各焊料凸塊12形成 為其上部12b比下部12a大的所謂的蘑菇(mushroom)狀的情況，但是在本 發(fā)明中，并不限定于該焊料凸塊12。例如，如圖6所示，也可以將如下的半 導(dǎo)體晶片10作為處理對(duì)象，該半導(dǎo)體晶片10通過電解電鍍法在電極端子11 上形成了直線(straight)形狀(在上部和下部形狀相同)的焊料凸塊22。
當(dāng)形成了直線形狀的焊料凸塊22時(shí)，若通過圖7A 圖7B所示的現(xiàn)有 的襯底處理方法進(jìn)行回流焊處理，則盡管不顯著，但在焊料凸塊12上同樣 也會(huì)存在傾倒、短路。因此，通過應(yīng)用與本實(shí)施方式相同的襯底處理方法， 例如與圖5B同樣，能夠得到如下半導(dǎo)體晶片10，在該半導(dǎo)體晶片10上， 各焊料凸塊22在彼此相鄰處沒有發(fā)生短路等，呈回流焊時(shí)的良好的大致球 狀。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，即使為了響應(yīng)半導(dǎo)體器件或電子設(shè)備的進(jìn)一步的細(xì)微化和 高集成化的要求而縮短相鄰的凸塊間距離，也不會(huì)使該凸塊間發(fā)生短路，從 而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的所希望的凸塊回流焊，因此能夠提供可靠性高的產(chǎn)品。
1權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括第一工序，僅對(duì)在半導(dǎo)體襯底的一側(cè)主面的電極上形成的凸塊的上部進(jìn)行加熱以使其熔融；以及第二工序，對(duì)所述凸塊的下部也進(jìn)行加熱，使所述凸塊的整體熔融。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述 第一工序和第二工序是在蟻酸氣體環(huán)境中進(jìn)行的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所 述第一工序以及第二工序之前，利用蟻酸氣體對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行所述氧 化膜的除去處理，所述蟻酸氣體是指，將溫度調(diào)整為低于所述凸塊的熔融溫 度且達(dá)到形成在所述凸塊表面上的氧化膜的還原開始溫度附近的溫度的蟻 酸氣體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，將所 述蟻酸氣體環(huán)境溫度控制為低于所述凸塊的熔融溫度且在所述氧化膜的還 原開始溫度士5'C的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述 凸塊是焊料凸塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述 凸塊形成為所述上部比所述下部大的懸垂形狀。
7. —種半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，包括 第一加熱單元，其設(shè)置在腔室內(nèi)的上部；以及 第二加熱單元，其設(shè)置在所述腔室內(nèi)的下部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，所述 第一加熱單元以及所述第二加熱單元分別獨(dú)立地或者同時(shí)進(jìn)行加熱控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，在所 述腔室內(nèi)，所述第二加熱單元設(shè)置為與所述第一加熱單元相對(duì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，還包括第一移動(dòng)單元，其使所述第一加熱單元在上下方向上移動(dòng)；以及 第二移動(dòng)單元，其使所述第二加熱單元在上下方向上移動(dòng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，所述第一移動(dòng)單元以及所述第二移動(dòng)單元通過兩者的協(xié)同動(dòng)作來驅(qū)動(dòng)所述第 一加熱單元以及所述第二加熱單元，使得所述第一加熱單元和所述第二加熱 單元之間的間隔距離保持恒定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，還包 括支撐單元，該支撐單元在所述腔室內(nèi)支撐被處理物，并使所述被處理物在 上下方向上移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，還包 括氣體導(dǎo)入單元，該氣體導(dǎo)入單元向所述腔室內(nèi)導(dǎo)入還原性氣體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件的制造裝置，其特征在于，所 述第一加熱單元將向所述處理腔室內(nèi)導(dǎo)入了還原性氣體時(shí)的該處理腔室內(nèi) 的環(huán)境溫度，控制為低于所述凸塊的熔融溫度且在所述氧化膜的還原開始溫 度士5'C的范圍內(nèi)。
全文摘要
提供半導(dǎo)體器件的制造方法及制造裝置。在進(jìn)行回流焊時(shí)，首先將凸塊(12)的上部(12b)加熱至該凸塊(12)的熔融溫度以上的規(guī)定溫度，使得先從該上部(12b)開始熔融。接著，將凸塊(12)的下部(12a)加熱至該凸塊(12)的熔融溫度以上的規(guī)定溫度，使該下部(12a)熔融。此時(shí)，凸塊(12)的上部(12b)已開始熔融，處于焊料粘性降低的狀態(tài)，而且，在下部(12a)熔融的階段，凸塊(12)無偏斜且大致均勻地熔融，呈大致球狀的穩(wěn)定形狀。因此，即使發(fā)生熱振動(dòng)等，由于已形成為穩(wěn)定形狀，因此不存在凸塊(12)發(fā)生傾倒等擔(dān)心，而且各凸塊(12)在彼此相鄰處不會(huì)發(fā)生短路，從而能夠獲得所希望的良好的回流焊狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101512741SQ20068005590
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者松井弘之, 牧野豊, 芥川泰人 申請(qǐng)人:富士通微電子株式會(huì)社