半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法，更詳細(xì)的說本發(fā)明涉及減少工序階段，且可防止錫球破裂的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地說，半導(dǎo)體晶圓為了導(dǎo)線、導(dǎo)體等的連接，形成焊接(solder)凸出部。這種焊接部(凹凸bump)的制造過程中一種的回流焊接(reflow)工序?yàn)?，恪融錫球、焊接膏等緊貼晶圓，使其具有適當(dāng)輪廓的工序。
[0003]在回流焊接過程中，根據(jù)特定的溫度環(huán)境與大氣條件及工序時間，可制作希望的輪廓的焊接部，為了維持這種溫度環(huán)境或其他的條件，不向大氣中提取處理中的晶圓，使用具有連續(xù)腔室的裝置，以連續(xù)工序進(jìn)行處理。
[0004]與此相同，作為回流焊接方法的示例，可舉美國專利07358175號(以下，傳統(tǒng)技術(shù)I)，作為為了實(shí)現(xiàn)此的裝置，可舉美國專利US6，827，789號(以下，傳統(tǒng)技術(shù)2)。
[0005]圖1是記載在所述傳統(tǒng)技術(shù)I的回流焊接裝置的構(gòu)成圖。
[0006]如圖1所示，利用處理裝置10進(jìn)行工序，其包括:第I至第6工作站#1?#6 ;與轉(zhuǎn)盤12，在所述各工作站使晶圓W旋轉(zhuǎn)并移送。
[0007]在傳統(tǒng)技術(shù)的詳細(xì)說明等，記載了對分別在第I至第6工作站#1?#6進(jìn)行的工序，按階段整理如下。
[0008]首先，晶圓W裝載在第6工作站#6后，根據(jù)氮?dú)鈨艋?工作站#6內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)盤12旋轉(zhuǎn)使晶圓W移動至所述第I工作站#1。這時在第I工作站#1，在大氣壓供給氮?dú)饣蚣姿嵴羝c氮?dú)猓鶕?jù)加熱解除晶圓上的水分、有機(jī)污染物、表面氧化物。
[0009]之后，根據(jù)轉(zhuǎn)盤12第I工作站#1的晶圓W移動至第2工作站#2，在大氣壓供給并加熱氮?dú)饣蚣姿嵴羝c氮?dú)?，進(jìn)而溶解晶圓W上的焊接。
[0010]之后，根據(jù)轉(zhuǎn)盤12在第2工作站#2移送晶圓W至第3工作站#3后，在Itorr以下的大氣環(huán)境以200至400°C的溫度加熱，解除在晶圓上的焊接包括的空隙(void)。
[0011]之后，在第4工作站#4，在大氣壓環(huán)境供給甲酸蒸汽與氮?dú)獾幕旌蠚怏w或氮?dú)獾臓顟B(tài)下，加熱晶圓W形成焊接凹凸，緩和所述焊接表面的粗糙。
[0012]之后，移送至第5工作站#5的晶圓W，在大氣壓環(huán)境供給并加熱氮?dú)猓刂坪笝C(jī)凹凸紋理(grain)的形成。
[0013]之后，使晶圓W移送至第6工作站#6，此晶圓為在大氣壓環(huán)境冷卻焊接凹凸后，卸載晶圓W至外部。
[0014]像這樣傳統(tǒng)晶圓W的回流焊接方法，總共以6個階段按順序進(jìn)行，并且在分別的工序階段的進(jìn)行時間以外，還要考慮移送晶圓W的時間時，存在相對降低生產(chǎn)性的問題。
[0015]另外，如上所述在Itorr以下的壓力環(huán)境，解除焊接內(nèi)空隙的過程中焊接破裂，并且這也根據(jù)在第4工作站M的后續(xù)處理，存在表面不能均勻恢復(fù)的問題。
[0016]另一方面，傳統(tǒng)技術(shù)2的圖面1，圖示了包括裝載腔室與卸載腔室的共6個腔室，并且其構(gòu)成為使用轉(zhuǎn)盤使裝載的晶圓按順序移動至下一個工序腔室，最終移送晶圓至卸載腔室，根據(jù)機(jī)器人使處理完成的晶圓卸載。
[0017]傳統(tǒng)技術(shù)I的轉(zhuǎn)盤與傳統(tǒng)技術(shù)2的腔室作為相同的意義使用，在以下說明也相同。
[0018]傳統(tǒng)技術(shù)2，使處理板件與下部隔離腔室可上下移動的構(gòu)成，使根據(jù)轉(zhuǎn)盤移送的晶圓隔離，進(jìn)行工序。
[0019]所述處理板件通常統(tǒng)稱為基座，并且在內(nèi)部包括加熱器，形成使晶圓真空吸附的構(gòu)造，因此為相對性的笨重物，并且存在為了使其上下移動電源消耗大，裝置的體積大的問題。
[0020]同時，為了使處理板件與下部隔離腔室上下移動，驅(qū)動部與動力傳達(dá)構(gòu)造復(fù)雜，存在制造成本增加的問題。
[0021]另外，傳統(tǒng)技術(shù)2為多個腔室分別在密封的狀態(tài)，晶圓經(jīng)常裝載在處理板件的構(gòu)造，因此在其他腔室正在進(jìn)行工序的狀態(tài)，即使在特定腔室完成工序的情況，晶圓裝載在處理板件且被持續(xù)加熱，存在可發(fā)生工序不良的問題。
[0022]傳統(tǒng)技術(shù)2的情況，若處理板件與下部隔離腔室一起向下移動，晶圓環(huán)與晶圓一起下降裝載在轉(zhuǎn)盤，進(jìn)而晶圓從處理板件隔離，在其他腔室正在進(jìn)行工序的期間，可使完成工序的晶圓不接觸處理板件，因此，可防止由從處理板件的持續(xù)加熱發(fā)生工序不良的問題。
[0023]但是，此情況晶圓無法再維持隔離的狀態(tài)，晶圓露在隔離的腔室外部空間。因此，若晶圓根據(jù)加熱工序被進(jìn)行處理后，直到在其他腔室進(jìn)行工序?yàn)橹孤对谕獠靠臻g，存在晶圓溫度下降發(fā)生工序不良的問題。
[0024]另外，傳統(tǒng)技術(shù)2的情況，在處理板件的上面形成為了收容晶圓支撐銷的凹槽，若在處理板件上支撐晶圓的狀態(tài)給晶圓加熱，由于凹槽導(dǎo)致傳達(dá)至晶圓底面的熱不均勻，可發(fā)生工序不良。
[0025]另外，傳統(tǒng)技術(shù)2的情況，晶圓在一個腔室移送至下一個腔室的途中，無法維持希望的溫度，給晶圓施加熱沖擊，存在品質(zhì)下降的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026](要解決的課題)
[0027]為解決如上所述的問題的本發(fā)明的課題為，提供可減少工序階段的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。
[0028]另外，本發(fā)明的其他課題為，提供在解除空隙的過程防止焊接破裂，可使工序的穩(wěn)定性提高的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。
[0029]本發(fā)明的其他課題為，提供直到完成其他腔室的工序?yàn)橹?，使完成工序的特定腔室?nèi)的晶圓從基座隔離的同時維持隔離的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。
[0030]另外，本發(fā)明的其他課題為，提供噴射晶圓之前加熱噴射晶圓的工序氣體，進(jìn)而可確保工序處理均勻性的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。
[0031]另外，本發(fā)明的其他課題為，提供在錫球的形成階段，同時加熱晶圓的上面與下面，進(jìn)而可穩(wěn)定的形成錫球形態(tài)的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法。(課題的解決方法)
[0032]為達(dá)成如上所述課題，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶圓的連續(xù)處理方法，根據(jù)具有多個腔室，并具有圍繞所述腔室外部的外部機(jī)體的裝置處理晶圓的半導(dǎo)體晶圓連續(xù)處理方法，包括:第I階段，所述多個腔室由第I至第5腔室構(gòu)成，在所述第I腔室裝載晶圓后，注入惰性氣體進(jìn)行凈化；第2階段，移送完成所述第I階段的所述晶圓至第2腔室，在所述第2腔室內(nèi)部注入工序氣體后，加熱晶圓；第3階段，移送完成所述第2階段的所述晶圓至第3腔室，在所述第3腔室內(nèi)部注入工序氣體后，加熱晶圓；第4階段，移送完成所述第3階段的所述晶圓至第4腔室，所述第4腔室的內(nèi)部在大氣壓以下的壓力狀態(tài)，加熱所述晶圓；第5階段，移送完成所述第4階段的所述晶圓至第5腔室，在所述第5腔室的內(nèi)部注入工序氣體后，加熱晶圓；第6階段，移送完成所述第5階段的所述晶圓至第I腔室，冷卻所述晶圓后卸載至外部，使其他晶圓裝載在所述第I腔室。
[0033]在所述第2階段至第5階段注入的工序氣體，可由甲酸蒸汽與氮?dú)鈽?gòu)成。
[0034]所述腔室內(nèi)部的隔離的工序空間，與所述外部機(jī)體內(nèi)部的連接空間部，在移送所述晶圓的過程供給加熱的氮?dú)猓墒咕A的溫度變化最小化。
[0035]所述加熱的氮?dú)鉃?，在隔離所述腔室的狀態(tài)，可以高于進(jìn)行工序的情況的所述連接空間部的環(huán)境溫度的溫度供給。
[0036]在所述第4階段的壓力可以為100?760torr。
[0037]所述第4階段，在100至500°C的溫度，將氮?dú)馐褂脼閭鬟_(dá)氣體供給甲酸蒸汽，可在I至300秒的時間期間處理所述晶圓。
[0038]所述第5階段，在大氣壓與20至400°C的溫度環(huán)境，將氮?dú)馐褂脼閭鬟_(dá)氣體供給甲酸蒸汽，可在I至300秒的時間期間處理所述晶圓。
[0039]所述第4階段及第5階段，根據(jù)在支撐所述晶圓下面的基座具備的加熱器加熱，同時根據(jù)在所述晶圓上部設(shè)置的上部加熱器加熱，進(jìn)而可均勻的加熱晶圓的上面與下面。
[0040]在所述晶圓噴射的甲酸，可根據(jù)所述上部加熱器加熱。
[0041]所述上部加熱器的下部，形成所述甲酸流入內(nèi)部的緩沖空間，在所述緩沖空間的下部，具備為了在所述晶圓的上面均勻的噴射所述甲酸而形成噴射口的多個噴頭，可在所述緩沖空間加熱所述甲酸。
[0042]所述第I階段，注入所述第I腔室的惰性氣體為，為了使內(nèi)部空間的水分蒸發(fā)，可以加熱的狀態(tài)注入。
[0043]所述第I至第5腔室，包括:基座，為了支撐晶圓固定并設(shè)置，在所述晶圓施加熱；下部外殼，固定并設(shè)置在所述基座的外側(cè)，在所述晶圓的下部形成隔離的工序空間；上部外殼，為了在所述晶圓的上部形成隔離的工序空間，上下移動；轉(zhuǎn)盤，具備在所述上部外殼與下部外殼之間，形成使所述基座的上部露出的孔，為了在所述多個腔室之間移送所述晶圓而旋轉(zhuǎn)，并且在所述基座上部使所述晶圓上下移動；安裝環(huán)，使其可向上脫離的插入所述孔，裝載所述晶圓。所述上部外殼的下端部向下移動，在所述晶圓的上部與下部形成隔離的工序空間的狀態(tài)，可進(jìn)行所述晶圓的處理。
[0044]所述第I至第5腔室中完成工序的腔室的所述晶圓，在根據(jù)所述上部外殼隔離的工序空間內(nèi)，以使所述晶圓從所述基座的上面隔離的狀態(tài)，可待機(jī)直到正在進(jìn)行工序中的腔室的工序完成為止。
[0