專利名稱：用于形成焊料凸點(diǎn)的模板、該模板的制造方法以及使用該模板檢測(cè)焊料凸點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成焊料凸點(diǎn)的模板、該模板的制造方法以及使用該模板檢測(cè)焊料凸點(diǎn)的方法。本發(fā)明尤其涉及一種具有腔室以在微電子封裝工藝中形成焊料凸點(diǎn)的模板、該模板的制造方法以及檢測(cè)該模板的腔室中所形成的悍料凸點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
近來，微電子封裝工藝中互聯(lián)方法已漸漸從引線接合(wire bonds)轉(zhuǎn)變?yōu)楹噶贤裹c(diǎn)(solder bumps)。在大規(guī)模生產(chǎn)中使用有多種焊料凸點(diǎn)制造技術(shù)。例如，有電鍍、焊膏印刷、蒸鍍、直接附接預(yù)形成的焊球等。
具體地，C4NP (受控倒塌芯片連接新工藝)技術(shù)最近引起了廣泛的關(guān)注，因其能夠以低成本實(shí)現(xiàn)小節(jié)距凸點(diǎn)制造并且能夠改善半導(dǎo)體器件的可靠性。第5,607,099、 5,775,569、 6,025,258號(hào)美國(guó)專利等揭露了該C4NP技術(shù)的例子。
根據(jù)該C4NP技術(shù)，在模板的腔室中形成球形焊料凸點(diǎn)，然后在該焊料凸點(diǎn)的回流溫度(reflow temperature)下將其轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體晶片的凸點(diǎn)焊盤之上。該凸點(diǎn)悍盤與形成在該半導(dǎo)體基底上的芯片的金屬線連接，而且凸點(diǎn)下金屬化層(UBM)悍盤放置在該凸點(diǎn)焊盤上。可設(shè)置該UBM焊盤以改善該焊料凸點(diǎn)與該凸點(diǎn)焊盤之間的粘合強(qiáng)度。
可通過切割工藝使其上轉(zhuǎn)移有該焊料凸點(diǎn)的該晶片的半導(dǎo)體芯片形成單個(gè)芯片。通過焊料回流工藝及底部填充工藝將各半導(dǎo)體芯片附接至諸如印刷電路板(PCB)的基底，以藉此來制造倒裝晶片器件。
可在該模板的腔室中注入軟焊料以形成焊料凸點(diǎn)。第6,231,333號(hào)美國(guó)專利揭露了一種軟焊料注入裝置的例子。該被注入的軟焊料在該腔室內(nèi)固化，且將該模板加熱至焊料回流溫度以形成球形焊料凸點(diǎn)。
圖1為示出現(xiàn)有的用于形成焊料凸點(diǎn)的模板的剖視圖。
3參考圖l，在模板IO的表面部形成多個(gè)腔室14以形成焊料凸點(diǎn)。腔室14
可通過濕蝕刻工藝來形成。具體地，可在基底12上形成帶有多個(gè)開孔的掩膜， 然后使用該掩膜進(jìn)行濕蝕刻工藝，藉此來形成腔室14。第6,332,569號(hào)美國(guó)專 利揭露了形成腔室14的方法的例子。
由于模板10由硅氧化物形成，現(xiàn)有的模板很難使用較長(zhǎng)時(shí)間。具體地， 提供軟焊料的噴嘴與模板10緊密接觸，并且通過該噴嘴與該模板之間的相對(duì) 滑動(dòng)而將該軟焊料注入腔室14。由此，在注入該軟焊料的同時(shí)，該噴嘴可能會(huì) 損壞模板IO。此外，模板IO在其轉(zhuǎn)移過程中容易破損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種使用壽命較長(zhǎng)的模板。 此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種制造前述模板的方法。 再者，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種檢測(cè)前述在該模板的腔室中所形成焊料凸 點(diǎn)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，模板包括在其上表面部形成有多個(gè)腔室的透明基 底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層。
本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該反光層包括金屬，且該反光層上可形成有保護(hù)層。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的制造模板的方法中，在透明基底的下表面形成反 光層，且去除該透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸點(diǎn)的多 個(gè)腔室，從而制成該模板。
在根據(jù)本發(fā)明再一方面的檢測(cè)焊料凸點(diǎn)的方法中，該焊料凸點(diǎn)形成在模板 的腔室中。該腔室形成在透明基底的上表面部，且該透明基底的下表面形成有 反光層。使光朝向該透明基底的上表面照射。該光經(jīng)由該光反射層反射，并且 可由檢測(cè)器檢測(cè)。分析該經(jīng)檢測(cè)的光來確定該焊料凸點(diǎn)是否正常形成在該腔室 中。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，從該經(jīng)檢測(cè)的光獲取該焊料凸點(diǎn)的圖像，并且 從該圖像的規(guī)則性確定該焊料凸點(diǎn)是否正常形成在該腔室中。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，從該經(jīng)檢測(cè)的光獲取強(qiáng)度分布，并且從該經(jīng)檢 測(cè)的光的強(qiáng)度分布中的峰值間距離的變化確定該焊料凸點(diǎn)是否正常形成在該 腔室中。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于形成焊料凸點(diǎn)的模板可包括在其上表面部形成 有多個(gè)腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層。由此，即 使該模板與噴嘴緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，也可防止該模板的損傷，藉 此來延長(zhǎng)該模板的使用壽命。此外，可通過分析從該光反射層反射的光而方便地對(duì)該形成在腔室中的焊料凸點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)處理。


結(jié)合附圖并參看以下的詳細(xì)說明，會(huì)清楚本發(fā)明的上述及其他特點(diǎn)和優(yōu) 點(diǎn)，其中
圖1為示出現(xiàn)有的用于形成焊料凸點(diǎn)的模板的剖視圖2為示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的用于形成焊料凸點(diǎn)的模板的剖視圖； 圖3及圖4為示出如圖2所示模板的制造方法的剖視圖； 圖5至7為示出在如圖2所示模板的腔室中形成焊料凸點(diǎn)的方法的剖視圖; 圖8為示出如圖2所示模板的腔室中所形成之焊料凸點(diǎn)的檢測(cè)方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā) 明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。 更確切地，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。整份說明書中類似標(biāo)號(hào)是指類似的元件。
應(yīng)理解，當(dāng)將元件稱為在另一元件"上"時(shí)，其可以為直接在另一元件上， 或者存在居于其間的元件。與此相反，當(dāng)將元件稱為"直接在另一元件之上"時(shí)， 并不存在居于其間的元件。如本文中所使用的，術(shù)語"及/或"包括一或多個(gè)相關(guān) 的所列項(xiàng)目的任何或所有組合。
應(yīng)理解，雖然可采用第一、第二等用語來描述不同的元件，但是這些元件 不應(yīng)受到這些用語的限制。這些用語僅是用來將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)分開 來。例如，第一薄膜可以被稱之為第二薄膜，并且類似的，第二薄膜可以被稱 之為第一薄膜，而不脫離本說明書的教導(dǎo)。
本文中所使用的表述僅用于描述特定的實(shí)施例，并且并不意欲限制本發(fā) 明。如本文中所述的，單數(shù)形式的冠詞意欲包括復(fù)數(shù)形式，除非其上下文明示。 還應(yīng)理解，當(dāng)本說明書中使用表述"包括"之時(shí)，明確說明了存在有所描述的部 件、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但并不排除一或多個(gè)其它部件、 區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組件及/或它們的組群的存在或添加。
此外，空間相對(duì)的表述，如"下(lower)"或"底部(buttom)"以及"上(upper)" 或"頂部(top)"等，在本文中使用這些表述以容易地表述如圖所示的一個(gè)元件 與另一元件的關(guān)系。應(yīng)理解，這些空間相對(duì)的表述除圖中所示方位之外，還意 欲涵蓋該設(shè)備的不同方位。例如，若圖中的該設(shè)備翻轉(zhuǎn)，描述為在其它元件的 "下"側(cè)的元件則會(huì)確定為在其它元件的"上"側(cè)。由此，該示范性的表述"下"可
5同時(shí)涵蓋"上"與"下"兩者，取決于圖中的特定方位。類似地，若圖中的該設(shè)備
翻轉(zhuǎn)，描述為"在其它元件之下(beneath)"或"在其它元件下方(below)"的元件則 會(huì)確定為在其它元件的"上方(above)"。因此，這些示范性表述"下"或"在... 之下"可同時(shí)涵蓋"上"與"下"這兩個(gè)方位。
除非另行詳細(xì)說明，本文所使用的所有術(shù)語(包括科技術(shù)語)的意思與本 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所通常理解的一致。還應(yīng)理解，諸如一般字典中所定義的 術(shù)語應(yīng)解釋為與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域以及本發(fā)明的描述中的意思一致，并且不應(yīng)解釋 為理想化的或過度刻板的含義，除非在文中另有明確定義。
本發(fā)明的實(shí)施例，本文中是參照本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意剖視圖來描 述的。照此，預(yù)期會(huì)產(chǎn)生例如因制造工藝及/或公差而造成形狀上的變化。由此， 本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)解釋為將其限制成本文所示的特定區(qū)域形狀，還應(yīng)包括例 如，因制造而導(dǎo)致的形狀偏差。例如，顯示或描述為平坦的區(qū)域， 一般會(huì)有粗 糙的及/或非線性的特征。此外，所示出的銳角可以是經(jīng)過倒圓的。由此，圖中 所示的區(qū)域是示意性的，并且其形狀并不意欲示出部件區(qū)域的精確形狀，也不 意欲限制本發(fā)明的范圍。
圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于形成焊料凸點(diǎn)的模板的剖視圖。
參見圖2，用于形成焊料凸點(diǎn)的模板20包括透明基底22、反光層24及保 護(hù)層26。透明基底22的上表面部處形成有多個(gè)腔室22a。反光層24可形成在 透明基底22的下表面上。
例如，透明基底22可為由硅氧化物形成的玻璃基底。具體地，該可用于 透明基底22的硅氧化物的例子包括硼硅玻璃(BSG)、磷硅玻璃(PSG)、硼 磷硅玻璃(BPSG)等。可單獨(dú)或組合使用這些硅氧化物。
反光層24可包括金屬。該可用于反光層24的金屬的例子包括鋁(Al)、 銀(Ag)、錫(Sn)等。可單獨(dú)或組合使用這些金屬。具體地，可通過電鍍工 藝或真空沉積工藝來形成反光層24。
可形成保護(hù)層26來保護(hù)反光層24，其可包括金屬或金屬氮化物。該可用 于保護(hù)層26的金屬的例子包括鉬(Mo)、鴇(W)、鈦(Ti)、銅(Cu)等。 可單獨(dú)或組合使用這些金屬。
圖3及圖4為示出圖2中模板的制造方法的剖視圖。
參見圖3，透明基底22的下表面上依次形成有反光層24及保護(hù)層26。
可在透明基底22的上表面形成掩膜層(未示)。該掩膜層上可形成光阻 圖形。可用于該掩膜層的材料的例子包括多晶硅、氮化硅等。
可通過使用該光阻圖形作為蝕刻掩膜的蝕刻工藝對(duì)該掩膜層進(jìn)行刻圖。從 而，在透明基底22的該上表面形成帶有開孔32的蝕刻掩膜30，透明基底22 的上表面部從開孔32中露出。可通過光刻工藝形成該光阻圖形，并且在形成蝕刻掩膜30之后通過灰化 工藝及/或剝離工藝去除該光阻圖形。
參見圖4，可通過利用蝕刻掩膜30的蝕刻工藝去除從開孔32中露出的、 該透明基底22的上表面部。例如，可通過使用稀釋的氫氟酸(DHF)的濕蝕 刻工藝去除透明基底22上露出的上表面部，以藉此在透明基底22的該上表面 部處形成多個(gè)腔室22a。
在形成腔室22a后，可通過濕蝕刻工藝去除蝕刻掩膜30。 可在由前述方法所制造模板的腔室22a中形成焊料凸點(diǎn)。例如，通過使用 注入噴嘴將軟焊料注入腔室22a中，然后進(jìn)行焊料回流工藝以此來形成該焊料 凸點(diǎn)。
圖5至7為示出在圖2所示模板的腔室中形成焊料凸點(diǎn)的方法的剖視圖。
參見圖5至7，模板20放置在卡盤(未示)上。模板20可包括其上表面 部形成有多個(gè)腔室22a的透明基底22、及形成在透明基底22的下表面上的反 光層24與保護(hù)層26。
透明基底22的上表面放置有噴嘴100以將軟焊料100輸送到腔室22a中。 在此，將噴嘴100加熱至大于等于焊料熔點(diǎn)的溫度。軟焊料110可包括錫(Sn)、 銀(Ag)、銅(Cu)、鉍(Bi)、銦(In)等?？蓡为?dú)或組合使用這些材料。
模板20可加熱至低于該焊料熔點(diǎn)的溫度。具體地，模板20可加熱至低于 該焊料熔點(diǎn)的溫度，約3"C 約1(TC，例如，為約5'C。當(dāng)模板20未經(jīng)充分加 熱，放置在模板20上的噴嘴100的溫度會(huì)變化。相反，當(dāng)模板20的溫度過高， 注入腔室22a的軟焊料120無法固化。
在將噴嘴100放置為與模板20的該上表面緊密接觸之后，通過模板20與 噴嘴100之間的相對(duì)滑動(dòng)，將軟焊料110連續(xù)注入腔室22a。具體地，通過噴 嘴100的內(nèi)部與外部之間的壓力差將軟焊料110注入腔室22a。在將軟焊料110 注入腔室22a之后，由于模板20的溫度低于該焊料的熔點(diǎn)，因此該注入的軟焊 料120得以固化。
反光層24及保護(hù)層26可充分增加模板20的強(qiáng)度。由此，即使噴嘴100 與模板20的該上表面緊密接觸以將軟焊料110注入腔室22a，也可以防止模板 20的損傷。此外，可延長(zhǎng)模板20的使用壽命。
可通過將模板20加熱至焊料回流溫度來熔化腔室22a中已固化的焊料 120，并且可通過表面張力形成球形焊料凸點(diǎn)130。
形成該焊料凸點(diǎn)130后，可執(zhí)行光學(xué)檢測(cè)處理以確定焊料凸點(diǎn)130是否在 腔室22a中正常形成。
圖8為示出圖2所示模板的腔室中所形成之焊料凸點(diǎn)的檢測(cè)方法的示意圖。參見圖8，光源200及檢測(cè)器210放置在其上形成有多個(gè)焊料凸點(diǎn)130的 模板20的上方。模板20包括其上表面部形成有多個(gè)腔室22a的透明基底22， 以及依次形成在透明基底22的下表面的反光層24及保護(hù)層26。焊料凸點(diǎn)130 形成在腔室22a中。光源200的例子包括發(fā)光二極管(LED)、汞汽燈等。
從光源200發(fā)出的光經(jīng)過透明基底22，然后經(jīng)由光反射層24反射?？捎?檢測(cè)器20檢測(cè)該經(jīng)反射的光。檢測(cè)器210可由該經(jīng)檢測(cè)的光生成圖像或強(qiáng)度 分布。
當(dāng)焊料凸點(diǎn)130在腔室22a中正常形成時(shí)，焊料凸點(diǎn)130的圖像是規(guī)則排 列。然而，當(dāng)焊料凸點(diǎn)130在腔室22a中非正常形成時(shí)，例如， 一些悍料凸點(diǎn) 130所形成的位置偏離腔室22a中心，則焊料凸點(diǎn)130的圖像是不規(guī)則排列。 即，可從焊料凸點(diǎn)130的規(guī)則性或者焊料凸點(diǎn)130之間距離的變化來確定這些 焊料凸點(diǎn)是否正常形成。
或者，可通過該經(jīng)檢測(cè)的光的強(qiáng)度分布來確定焊料凸點(diǎn)130是否在腔室22a 中正常形成。具體地，該經(jīng)檢測(cè)的光的強(qiáng)度分布具有與焊料凸點(diǎn)130相對(duì)應(yīng)的 峰值，且該峰值以規(guī)則間隔互相分開。然而，當(dāng)焊料凸點(diǎn)130非正常形成時(shí)， 該峰值以不規(guī)則間隔互相分開。
從而，可通過分析該經(jīng)檢測(cè)的光的該圖像或該強(qiáng)度分布的規(guī)則性來確定焊 料凸點(diǎn)130是否在腔室22a中正常形成。
根據(jù)前述的本發(fā)明的實(shí)施例，用于形成焊料凸點(diǎn)的模板包括在其上表面部 形成有多個(gè)腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層及保護(hù) 層。由此，即使該模板與噴嘴緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，也可防止該模 板的損傷，且更可延長(zhǎng)該模板的使用壽命。
再者，可通過分析從該光反射層反射的光而方便地對(duì)該形成在腔室中的焊 料凸點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)處理。
盡管業(yè)已對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作出說明，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例 而可有多種變化和修正，且本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員可在本發(fā)明的由所附權(quán)利要 求書所限定的范圍及精神之內(nèi)作出修改。
權(quán)利要求
1、一種用于形成焊料凸點(diǎn)的模板，包括透明基底，其上表面部形成有多個(gè)腔室；及形成在該透明基底的下表面的反光層。
2、 如權(quán)利要求l所述的模板，其中該反光層包括金屬。
3、 如權(quán)利要求l所述的模板，還包括形成在該反光層上的保護(hù)層。
4、 一種制造模板的方法，包括在透明基底的下表面形成反光層；及去除該透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸 點(diǎn)的多個(gè)腔室。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括在該反光層上形成保護(hù)層。
6、 一種對(duì)利用模板形成的焊料凸點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的方法，該模板包括其上表 面部形成有多個(gè)腔室的透明基底,以及形成在該透明基底的下表面 的反光層，包括使光向該透明基底的上表面照射； 檢測(cè)由該反光層反射的該光；及分析該經(jīng)檢測(cè)的光以確定該焊料凸點(diǎn)是否正常形成在該腔室中。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中分析該經(jīng)檢測(cè)的光包括從該經(jīng)檢測(cè)的光獲取該焊料凸點(diǎn)的圖像；及 從該圖像的規(guī)則性確定該焊料凸點(diǎn)是否正常形成在該腔室中。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中分析該經(jīng)檢測(cè)的光包括獲取該經(jīng)檢測(cè)的光的強(qiáng)度分布；及從該經(jīng)檢測(cè)的光的強(qiáng)度分布中的峰值間距離的變化確定該焊料 凸點(diǎn)是否正常形成在該腔室中。
全文摘要
一種用于形成焊料凸點(diǎn)的模板包括在其上表面部形成有多個(gè)腔室的透明基底、以及形成在該透明基底的下表面的反光層及保護(hù)層。當(dāng)噴嘴與該模板緊密接觸以將軟焊料注入該腔室，可利用該反光層及保護(hù)層來防止該模板的損傷，由此可延長(zhǎng)該模板的使用壽命?？赏ㄟ^分析從該光反射層反射的光而方便地對(duì)該形成在腔室中的焊料凸點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)處理。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101483143SQ20081009268
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者樸泌奎 申請(qǐng)人:賽科隆股份有限公司