專利名稱：助焊劑殘留的去除方法
助焊劑殘留的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種去除助焊劑殘留的方法，特別是在于以一 電漿去除法清洗一晶片于清洗劑清洗后所殘留下的助焊劑，以 清除晶片表面殘留的助焊劑。背景技術(shù)：
由于科技的日新月異，現(xiàn)在的電子芯片已愈趨朝微小化加發(fā) 展，而電子芯片多半是具有不同的功效的電子組件，這些電子 組件通常是由焊錫加以焊接在設(shè)有電子回路的基板上，如此可 以讓電子組件正常的運作，然而由于電子組件的微小化，傳統(tǒng) 的焊接方式已無法再適用于現(xiàn)有的電子芯片焊接作業(yè)，因此而有貼焊或稱作表面黏著(SMT)的焊接方式及設(shè)備的誕生。以上述SMT方式在進行電子芯片的焊接作業(yè)時，皆需要以 凸塊或錫球來作為焊接工具。由于凸塊工藝作業(yè)是否圓滿都往 往會影響到后續(xù)晶片工藝，因此，凸塊工藝中的每一個步驟都 極為重要。 一般來說，會先制作多個凸塊于一晶片上，而晶片 具有一有源表面，且晶片還具有一保護層及多個接點，均配置 在晶片的有源表面上，保護層可暴露出此接點。之后，形成一 光致抗蝕劑到晶片的有源表面上，并且光致抗蝕劑具有多個開 口，暴露出一凸塊下金屬層。接著，填入多個焊球于開口中， 并同時進行一加熱步驟以使焊球部份融镕以暫時固定于晶片接 點上。等到所有開口皆填入焊球后，再續(xù)行一助焊劑涂布動作， 以使助焊劑至少覆蓋焊球的表面。最后，進行一回流工藝，以 使焊球分別與凸塊下金屬層接合，并將助焊劑清除且將光致抗 蝕劑去除以完成凸塊工藝，進而可繼續(xù)晶片的工藝。
而上述凸塊或錫球的焊接作業(yè)時，常利用助焊劑將基板上的 焊點或芯片上的凸塊的氧化物或油漬去除達到良好焊接效果。 由于這些助焊劑會妨礙電子組件訊號的傳輸，因此多需進行清 洗作業(yè)以將助焊劑溶解并去除。
請參閱圖一所示，為公知以清洗劑去除助焊劑的圖案的示意圖。其中晶片10上有多個凸塊11,且凸塊11周圍有助焊劑12 殘留的情況。
但值得一提的是，在清除助焊劑時， 一般利用非水溶性的清 洗劑去除，其目前選用的清洗劑的成分選自甲氧基乙醇(濃度為 60-100%)、環(huán)銨類(濃度為10-30%)及氫氧化鉀(濃度為1-5%)的組 合。然而， 一般晶片表面在上述的清洗劑清洗過后，即可將所 殘留的助焊劑12完全清除，并無晶片表面殘留助焊劑的問題發(fā) 生，其原因乃在于一般的晶片表面的粗糙度(Ra)多為0.4 μm以 下，所以不會將助焊劑12的粒子卡在晶片11表面上。但對于非 上述粗糙度范圍內(nèi)的晶片11來說(例如0.4μm以上)，由于晶片 11表面粗糙度較高的因素，乃造成助焊劑12的粒子卡在晶片表 面上，且以清洗劑清洗方式并無法完全清除助焊劑12的粒子。
有鑒于此，為解決上述清洗劑無法完全清除助焊劑的粒子的 問題，進而避免晶片表面殘留的助焊劑影響到后續(xù)晶片工藝， 以提升其工藝效能，實為一個刻不容緩的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，即是在提供一種去除助焊劑殘留的方法，適 用于一晶片工藝中，其特征在于以一 電漿去除法清洗該晶片， 以清除于晶片表面殘留的助焊劑。
在本發(fā)明的一實施例中， 一種清洗晶片且去除助焊劑殘留的 方法，包括下列步驟:首先先提供一晶片，其包含多個焊墊，于
該些焊墊每一個上形成一凸塊下金屬層，涂布一光致抗蝕劑層 于該晶片表面上，曝顯出該些凸塊下金屬層，并印刷一焊料于 凸塊下金屬層上，以進行第一次回流預(yù)成型該焊料，在去除光 致抗蝕劑層后，涂布一助焊劑于該些焊料表面，進行第二次回 流，并將焊料成型為一凸塊。接著為完全去除此助焊劑，于是浸泡此晶片于一清洗劑中。再以電漿(descum)余膜去除法再次清 洗晶片及凸塊。并以干凈的去離子水(deiomze water)高壓沖洗 (rinse)此晶片表面，將殘余的清洗劑一并清洗干凈。最后對晶片 表面加以進行干燥。在本發(fā)明的一實施例中，此晶片表面的粗糙度大于0.435"在本發(fā)明的一實施例中，電漿余膜清洗此晶片步驟是利用電 漿產(chǎn)生自由基與化合物反應(yīng)而加以去除助焊劑。在本發(fā)明的一實施例中，干燥此晶片步驟可使用一離心裝置 或是一烘烤裝置進行晶片干燥。為了能更進一步了解本發(fā)明特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有 關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用， 并非用來對本發(fā)明加以限制。
圖一是示出公知以清洗劑去除助焊劑的圖案的示意圖； 圖二是示出本發(fā)明以電漿余膜去除助焊劑的流程示意圖；及 圖三是示出本發(fā)明以電漿余膜去除助焊劑的圖案的示意圖。主要組件符號說明晶片10、 20凸塊11 助焊劑1具體實施方式本發(fā)明揭露一種去除助焊劑殘留的方法，適用于一晶片工藝 中，其特征在于以一電漿余膜去除法清洗此晶片藉由清洗劑清 洗所殘留下的助焊劑，以去除此助焊劑殘留于晶片表面。在目前倒裝芯片的工藝中通常包括:組裝前置作業(yè)的凸塊制 作(bumping)、晶片切割(wafer saw)、以及組裝作晶粒接合 (bonding)、回流(reflow)、清洗(clean)、填膠(underfiU)、膠烘烤固 化(cure)等。常見的凸塊制作有錫鉛凸塊(solder bump)、金凸塊 (glod bump)、導(dǎo)電膠凸塊(conductive polymer bump)以及高分子凸 塊等，其中又以錫鉛凸塊應(yīng)用最廣泛。而上述設(shè)置在芯片上的凸塊或錫球(或焊錫)的焊接作業(yè)時， 常利用助焊劑將基板上的焊點或芯片上的凸塊的氧化物或油漬 去除達到良好焊接效果。由于助焊劑一般分為水溶性及油溶性 兩種，而在進行倒裝芯片作業(yè)時，由于加熱的關(guān)會滲出助焊劑 或油漬，然這一些助焊劑或油漬會妨礙電子組件訊號的傳輸， 因此多需進行清洗作業(yè)以將助焊劑或油漬溶解并去除。如圖二所示，揭露一種清洗晶片且去除助焊劑殘留的方法， 此方法包括下列步驟步驟801(s801):首先先制作一鉛錫凸塊及助焊劑殘留的晶 片。在錫鉛凸塊工藝中，通常在鋁金屬焊墊(pad)上，利用蝕刻 工藝蝕刻護層以暴露出焊墊。再分別沉積一阻擋層與一凸塊下 金屬層的組合于其上，并完成圖案化步驟。接著利用光刻工藝 涂布一光致抗蝕劑且形成圖案于晶片表面上，形成的光致抗蝕 劑圖案在鋁焊墊上具有一開窗。再印刷一焊料于該凸塊下金屬 層上，以進行第一次回流(reflow)預(yù)成型焊料，此利用印刷法形 成的錫鉛于開窗的中與凸塊下金屬層接觸，然后去除光致抗蝕 劑圖案形成錫鉛凸塊。接著在去除該光致抗蝕劑層后，涂布一助焊劑于該些焊料表 面，并利用錫鉛凸塊作為蝕刻掩膜。再將印刷形成的錫鉛凸塊 加熱至錫鉛合金的液相線之上，使其第二次回流便完成錫鉛凸 塊的制作流程。在上述的加熱及接合過程中需涂布一助焊劑在芯片及錫鉛 凸塊上。此助焊劑不僅具有暫時固定凸塊的功能，而且可使錫 鉛凸塊表面的氧化物得以活化，形成良好效果。而且助焊劑亦 可以在加熱的過程中去除錫鉛表面的氧化層，為得到光亮干凈 的凸塊表面，以方便后續(xù)的組裝作業(yè)。由于助焊劑再加熱過程中容易焦化，因此易造成晶片及凸塊 表面清洗困難。步驟802(s802):為去除該助焊劑，于是浸泡晶片于一清洗劑 中。此清洗劑選自甲氧基乙醇、環(huán)銨類及氫氧化鉀等所組成， 其浸泡時間約IO分鐘。乃因上述清洗劑去除助焊劑的步驟，由于助焊劑含有鹵素及 其它化學(xué)成分，因此在清洗劑將助焊劑去除的鹵素成分后，仍 會將其它助焊劑的化學(xué)成分殘留下來，因此接著進行下一步驟。步驟803(s803):以電漿(descum)余膜去除法再次清洗晶片及 凸塊。電漿余膜去除法是以氣體激發(fā)產(chǎn)生自由基，將氣體極化 成小分子后，撞擊助焊劑所殘留的其它化合物，而加以去除助 焊劑的殘留成分。步驟804(s804):再以干凈的去離子水(deionize water)高壓沖 洗(rinse)此晶片表面，將殘余的清洗劑一并清洗干凈。此去離子 水使用循環(huán)流動且高壓沖洗，并以一冷卻系統(tǒng)，將去離子水的
溫度控制在25X:以下。步驟805 (s805):對晶片表面加以進行干燥。此干燥晶片可使 用一離心裝置、 一烘烤裝置或一旋干機(SRD)，將晶片置于此裝 置中，使殘留在芯片表面的去離子水脫離晶片表面，達到干燥 的目的。接著將完成后的晶片與印刷基板進行接合工藝或其它工藝。值得注意的是，參閱圖三所示，示出是示出本發(fā)明以電漿余 膜去除助焊劑的圖案的芯片20圖案的示意圖。本發(fā)明采用電漿 余膜去除法殘留助焊劑方法的優(yōu)點如下列說明1. 因為傳統(tǒng)上半導(dǎo)體清除晶片表面微粒、金屬與有機物仍以 濕式化學(xué)清洗法為主，不可避免的會產(chǎn)生去離子水及化學(xué)物質(zhì) 大量使用的情形，且濕式清洗方法所需的高純度化學(xué)藥品及去 離子水費用昂貴，也會有廢棄物丟棄、廢水處理及人員健康危 害的問題發(fā)生。因此采用本發(fā)明的電漿余膜去除法殘留助焊劑 方法，采用氣體撞擊方式，不需用到化學(xué)物質(zhì)，所以對環(huán)保不 會造成影響。2. 本發(fā)明的電漿余膜去除法殘留助焊劑方法，直接用電漿氣 體撞擊，可使芯片或錫鉛凸塊表面上不會殘留下任何乙烯或乙 二醚等合成物，如此便不會造成錫鉛凸塊的工藝產(chǎn)品因日久而 被腐蝕，并影響電氣壽命及可靠性，可維持芯片的質(zhì)量并提高 工藝良率。3. 在粗糙度較高的晶片工藝中，例如粗糙度大于0.4um (本 實施例為0.435um)的晶片表面，以電漿余膜清洗晶片后，可完 全去除殘留的助焊劑。4. 在傳統(tǒng)清洗此晶片助焊劑時，實務(wù)上常將晶片反復(fù)浸泡于 清洗劑進行重工，以將助焊劑去除，但因清洗劑本身即無法完
全去除助焊劑，所以仍會將化學(xué)物質(zhì)殘留在晶片表面上。因此 本發(fā)明乃采用電漿余膜去除法可以完全去除助焊劑殘留，并較 反復(fù)使用清洗劑重工法更節(jié)省人力。本發(fā)明雖已較佳實例闡明如上，雖其并非用以限定本發(fā)明精 神與發(fā)明實體，僅止于上述實施例爾。是以，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種去除助焊劑殘留的方法，適用于晶片工藝中，且該 晶片表面會因清洗劑清洗而殘留一助焊劑，以一電漿去除法清 洗該晶片表面，以降低該助焊劑殘留于該晶片表面。
2. 如權(quán)利要求1的去除助焊劑殘留方法，更包括該電漿去除 法后需再進行去離子水(deionize water)高壓沖洗該晶片表面。
3. 如權(quán)利要求1的去除助焊劑殘留方法，其中該晶片表面粗 糙度大于0.4 ii m。
4. 一種去除助焊劑殘留的方法，適用于晶片工藝中，該方 法包括下列步驟提供一晶片；形成多個凸塊于該晶片上；涂布一助焊劑于該些凸塊表面上；回流該些凸塊；浸泡該晶片于一清洗劑中；以一電漿清洗該晶片；沖洗該晶片；及干燥該晶片。
5. 如權(quán)利要求4的去除助焊劑殘留方法，其中形成該多個凸 塊于該晶片步驟前，更包括形成一凸塊下金屬層以完成圖案化， 其中該晶片表面粗糙度大于0.4um;接著，在芯片表面上形成 具有光致抗蝕劑圖案；再印刷一焊料于該凸塊下金屬層上；然 后，去除光致抗蝕劑圖案形成凸塊。6.如權(quán)利要求4的去除助焊 劑殘留方法，其中在涂布該助焊劑于該些凸塊表面上的步驟后， 更包括一預(yù)回流步驟。
6. 如權(quán)利要求4的去除助焊劑殘留方法，其中該清洗劑浸泡 選自甲氧基乙醇、環(huán)銨類及氫氧化鉀所組成的族中混合的成分。
7. 如權(quán)利要求4的去除助焊劑殘留方法，其中該晶片表面粗 糙度大于0.435 u m。
8. 如權(quán)利要求4的去除助焊劑殘留方法，更包括在沖洗該晶 片步驟中以去離子水(deiomze water)高壓沖洗該晶片表面，且 該離子水的溫度在25°C以下。
9. 如權(quán)利要求4的去除助悍劑殘留方法，其中該電漿清洗該 晶片步驟利用電槳產(chǎn)生自由基與化合物反應(yīng)而加以去除助焊 劑。
全文摘要
一種去除助焊劑殘留的方法，該方法包括下列步驟首先提供一具有凸塊的晶片，涂布助焊劑于凸塊及晶片表面，回流該些凸塊，浸泡晶片于一清洗劑中，再以一電漿清洗晶片表面，接著再沖洗此晶片并加以干燥。其中此方法的特征在于以一電漿去除法清洗晶片于清洗劑清洗后所殘留下的助焊劑，以清除晶片表面所殘留的助焊劑。
文檔編號H01L21/02GK101123172SQ20061010963
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者王俊棋, 王啟宇, 蔡孟錦, 陳知行, 黃耀鋒 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司