专利名称：用于形成焊料凸点的模板、该模板的制造方法以及使用该模板检测焊料凸点的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于形成焊料凸点的模板、该模板的制造方法以及使用该模板检测焊料凸点的方法。本发明尤其涉及一种具有腔室以在微电子封装工艺中形成焊料凸点的模板、该模板的制造方法以及检测该模板的腔室中所形成的悍料凸点的方法。
背景技术：
近来，微电子封装工艺中互联方法已渐渐从引线接合(wire bonds)转变为焊料凸点(solder bumps)。在大规模生产中使用有多种焊料凸点制造技术。例如，有电镀、焊膏印刷、蒸镀、直接附接预形成的焊球等。
具体地，C4NP (受控倒塌芯片连接新工艺)技术最近引起了广泛的关注，因其能够以低成本实现小节距凸点制造并且能够改善半导体器件的可靠性。第5,607,099、 5,775,569、 6,025,258号美国专利等揭露了该C4NP技术的例子。
根据该C4NP技术，在模板的腔室中形成球形焊料凸点，然后在该焊料凸点的回流温度(reflow temperature)下将其转移至半导体晶片的凸点焊盘之上。该凸点悍盘与形成在该半导体基底上的芯片的金属线连接，而且凸点下金属化层(UBM)悍盘放置在该凸点焊盘上。可设置该UBM焊盘以改善该焊料凸点与该凸点焊盘之间的粘合强度。
可通过切割工艺使其上转移有该焊料凸点的该晶片的半导体芯片形成单个芯片。通过焊料回流工艺及底部填充工艺将各半导体芯片附接至诸如印刷电路板(PCB)的基底，以藉此来制造倒装晶片器件。
可在该模板的腔室中注入软焊料以形成焊料凸点。第6,231,333号美国专利揭露了一种软焊料注入装置的例子。该被注入的软焊料在该腔室内固化，且将该模板加热至焊料回流温度以形成球形焊料凸点。
图1为示出现有的用于形成焊料凸点的模板的剖视图。
3参考图l，在模板IO的表面部形成多个腔室14以形成焊料凸点。腔室14
可通过湿蚀刻工艺来形成。具体地，可在基底12上形成带有多个开孔的掩膜， 然后使用该掩膜进行湿蚀刻工艺，藉此来形成腔室14。第6,332,569号美国专 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，现有的模板很难使用较长时间。具体地， 提供软焊料的喷嘴与模板10紧密接触，并且通过该喷嘴与该模板之间的相对 滑动而将该软焊料注入腔室14。由此，在注入该软焊料的同时，该喷嘴可能会 损坏模板IO。此外，模板IO在其转移过程中容易破损。
发明内容
本发明的实施例提供一种使用寿命较长的模板。 此外，本发明的实施例提供一种制造前述模板的方法。 再者，本发明的实施例提供一种检测前述在该模板的腔室中所形成焊料凸 点的方法。
根据本发明的一个方面，模板包括在其上表面部形成有多个腔室的透明基 底、以及形成在该透明基底的下表面的反光层。
本发明的一些实施例中，该反光层包括金属，且该反光层上可形成有保护层。
在根据本发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 光层，且去除该透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸点的多 个腔室，从而制成该模板。
在根据本发明再一方面的检测焊料凸点的方法中，该焊料凸点形成在模板 的腔室中。该腔室形成在透明基底的上表面部，且该透明基底的下表面形成有 反光层。使光朝向该透明基底的上表面照射。该光经由该光反射层反射，并且 可由检测器检测。分析该经检测的光来确定该焊料凸点是否正常形成在该腔室 中。
在本发明的一些实施例中，从该经检测的光获取该焊料凸点的图像，并且 从该图像的规则性确定该焊料凸点是否正常形成在该腔室中。
在本发明的一些实施例中，从该经检测的光获取强度分布，并且从该经检 测的光的强度分布中的峰值间距离的变化确定该焊料凸点是否正常形成在该 腔室中。
根据本发明的实施例，用于形成焊料凸点的模板可包括在其上表面部形成 有多个腔室的透明基底、以及形成在该透明基底的下表面的反光层。由此，即 使该模板与喷嘴紧密接触以将软焊料注入该腔室，也可防止该模板的损伤，藉 此来延长该模板的使用寿命。此外，可通过分析从该光反射层反射的光而方便地对该形成在腔室中的焊料凸点进行检测处理。
结合附图并参看以下的详细说明，会清楚本发明的上述及其他特点和优 点，其中
图1为示出现有的用于形成焊料凸点的模板的剖视图2为示出根据本发明一实施方式的用于形成焊料凸点的模板的剖视图； 图3及图4为示出如图2所示模板的制造方法的剖视图； 图5至7为示出在如图2所示模板的腔室中形成焊料凸点的方法的剖视图; 图8为示出如图2所示模板的腔室中所形成之焊料凸点的检测方法的示意图。
具体实施例方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发 明可以以许多不同的形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。 更确切地，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的 技术人员完全了解本发明的范围。整份说明书中类似标号是指类似的元件。
应理解，当将元件称为在另一元件"上"时，其可以为直接在另一元件上， 或者存在居于其间的元件。与此相反，当将元件称为"直接在另一元件之上"时， 并不存在居于其间的元件。如本文中所使用的，术语"及/或"包括一或多个相关 的所列项目的任何或所有组合。
应理解，虽然可采用第一、第二等用语来描述不同的元件，但是这些元件 不应受到这些用语的限制。这些用语仅是用来将一个元件与另一个元件区分开 来。例如，第一薄膜可以被称之为第二薄膜，并且类似的，第二薄膜可以被称 之为第一薄膜，而不脱离本说明书的教导。
本文中所使用的表述仅用于描述特定的实施例，并且并不意欲限制本发 明。如本文中所述的，单数形式的冠词意欲包括复数形式，除非其上下文明示。 还应理解，当本说明书中使用表述"包括"之时，明确说明了存在有所描述的部 件、区域、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除一或多个其它部件、 区域、整体、步骤、操作、元件、组件及/或它们的组群的存在或添加。
此外，空间相对的表述，如"下(lower)"或"底部(buttom)"以及"上(upper)" 或"顶部(top)"等，在本文中使用这些表述以容易地表述如图所示的一个元件 与另一元件的关系。应理解，这些空间相对的表述除图中所示方位之外，还意 欲涵盖该设备的不同方位。例如，若图中的该设备翻转，描述为在其它元件的 "下"侧的元件则会确定为在其它元件的"上"侧。由此，该示范性的表述"下"可
5同时涵盖"上"与"下"两者，取决于图中的特定方位。类似地，若图中的该设备
翻转，描述为"在其它元件之下(beneath)"或"在其它元件下方(below)"的元件则 会确定为在其它元件的"上方(above)"。因此，这些示范性表述"下"或"在... 之下"可同时涵盖"上"与"下"这两个方位。
除非另行详细说明，本文所使用的所有术语(包括科技术语)的意思与本 技术领域的技术人员所通常理解的一致。还应理解，诸如一般字典中所定义的 术语应解释为与相关技术领域以及本发明的描述中的意思一致，并且不应解释 为理想化的或过度刻板的含义，除非在文中另有明确定义。
本发明的实施例，本文中是参照本发明的理想化实施例的示意剖视图来描 述的。照此，预期会产生例如因制造工艺及/或公差而造成形状上的变化。由此， 本发明的实施例不应解释为将其限制成本文所示的特定区域形状，还应包括例 如，因制造而导致的形状偏差。例如，显示或描述为平坦的区域， 一般会有粗 糙的及/或非线性的特征。此外，所示出的锐角可以是经过倒圆的。由此，图中 所示的区域是示意性的，并且其形状并不意欲示出部件区域的精确形状，也不 意欲限制本发明的范围。
图2为示出根据本发明实施方式的用于形成焊料凸点的模板的剖视图。
参见图2，用于形成焊料凸点的模板20包括透明基底22、反光层24及保 护层26。透明基底22的上表面部处形成有多个腔室22a。反光层24可形成在 透明基底22的下表面上。
例如，透明基底22可为由硅氧化物形成的玻璃基底。具体地，该可用于 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。可单独或组合使用这些硅氧化物。
反光层24可包括金属。该可用于反光层24的金属的例子包括铝(Al)、 银(Ag)、锡(Sn)等。可单独或组合使用这些金属。具体地，可通过电镀工 艺或真空沉积工艺来形成反光层24。
可形成保护层26来保护反光层24，其可包括金属或金属氮化物。该可用 于保护层26的金属的例子包括钼(Mo)、鸨(W)、钛(Ti)、铜(Cu)等。 可单独或组合使用这些金属。
图3及图4为示出图2中模板的制造方法的剖视图。
参见图3，透明基底22的下表面上依次形成有反光层24及保护层26。
可在透明基底22的上表面形成掩膜层(未示)。该掩膜层上可形成光阻 图形。可用于该掩膜层的材料的例子包括多晶硅、氮化硅等。
可通过使用该光阻图形作为蚀刻掩膜的蚀刻工艺对该掩膜层进行刻图。从 而，在透明基底22的该上表面形成带有开孔32的蚀刻掩膜30，透明基底22 的上表面部从开孔32中露出。可通过光刻工艺形成该光阻图形，并且在形成蚀刻掩膜30之后通过灰化 工艺及/或剥离工艺去除该光阻图形。
参见图4，可通过利用蚀刻掩膜30的蚀刻工艺去除从开孔32中露出的、 该透明基底22的上表面部。例如，可通过使用稀释的氢氟酸(DHF)的湿蚀 刻工艺去除透明基底22上露出的上表面部，以藉此在透明基底22的该上表面 部处形成多个腔室22a。
在形成腔室22a后，可通过湿蚀刻工艺去除蚀刻掩膜30。 可在由前述方法所制造模板的腔室22a中形成焊料凸点。例如，通过使用 注入喷嘴将软焊料注入腔室22a中，然后进行焊料回流工艺以此来形成该焊料 凸点。
图5至7为示出在图2所示模板的腔室中形成焊料凸点的方法的剖视图。
参见图5至7，模板20放置在卡盘(未示)上。模板20可包括其上表面 部形成有多个腔室22a的透明基底22、及形成在透明基底22的下表面上的反 光层24与保护层26。
透明基底22的上表面放置有喷嘴100以将软焊料100输送到腔室22a中。 在此，将喷嘴100加热至大于等于焊料熔点的温度。软焊料110可包括锡(Sn)、 银(Ag)、铜(Cu)、铋(Bi)、铟(In)等。可单独或组合使用这些材料。
模板20可加热至低于该焊料熔点的温度。具体地，模板20可加热至低于 该焊料熔点的温度，约3"C 约1(TC，例如，为约5'C。当模板20未经充分加 热，放置在模板20上的喷嘴100的温度会变化。相反，当模板20的温度过高， 注入腔室22a的软焊料120无法固化。
在将喷嘴100放置为与模板20的该上表面紧密接触之后，通过模板20与 喷嘴100之间的相对滑动，将软焊料110连续注入腔室22a。具体地，通过喷 嘴100的内部与外部之间的压力差将软焊料110注入腔室22a。在将软焊料110 注入腔室22a之后，由于模板20的温度低于该焊料的熔点，因此该注入的软焊 料120得以固化。
反光层24及保护层26可充分增加模板20的强度。由此，即使喷嘴100 与模板20的该上表面紧密接触以将软焊料110注入腔室22a，也可以防止模板 20的损伤。此外，可延长模板20的使用寿命。
可通过将模板20加热至焊料回流温度来熔化腔室22a中已固化的焊料 120，并且可通过表面张力形成球形焊料凸点130。
形成该焊料凸点130后，可执行光学检测处理以确定焊料凸点130是否在 腔室22a中正常形成。
图8为示出图2所示模板的腔室中所形成之焊料凸点的检测方法的示意图。参见图8，光源200及检测器210放置在其上形成有多个焊料凸点130的 模板20的上方。模板20包括其上表面部形成有多个腔室22a的透明基底22， 以及依次形成在透明基底22的下表面的反光层24及保护层26。焊料凸点130 形成在腔室22a中。光源200的例子包括发光二极管(LED)、汞汽灯等。
从光源200发出的光经过透明基底22，然后经由光反射层24反射。可由 检测器20检测该经反射的光。检测器210可由该经检测的光生成图像或强度 分布。
当焊料凸点130在腔室22a中正常形成时，焊料凸点130的图像是规则排 列。然而，当焊料凸点130在腔室22a中非正常形成时，例如， 一些悍料凸点 130所形成的位置偏离腔室22a中心，则焊料凸点130的图像是不规则排列。 即，可从焊料凸点130的规则性或者焊料凸点130之间距离的变化来确定这些 焊料凸点是否正常形成。
或者，可通过该经检测的光的强度分布来确定焊料凸点130是否在腔室22a 中正常形成。具体地，该经检测的光的强度分布具有与焊料凸点130相对应的 峰值，且该峰值以规则间隔互相分开。然而，当焊料凸点130非正常形成时， 该峰值以不规则间隔互相分开。
从而，可通过分析该经检测的光的该图像或该强度分布的规则性来确定焊 料凸点130是否在腔室22a中正常形成。
根据前述的本发明的实施例，用于形成焊料凸点的模板包括在其上表面部 形成有多个腔室的透明基底、以及形成在该透明基底的下表面的反光层及保护 层。由此，即使该模板与喷嘴紧密接触以将软焊料注入该腔室，也可防止该模 板的损伤，且更可延长该模板的使用寿命。
再者，可通过分析从该光反射层反射的光而方便地对该形成在腔室中的焊 料凸点进行检测处理。
尽管业已对本发明的实施例作出说明，应理解本发明并不限于这些实施例 而可有多种变化和修正，且本技术领域中技术人员可在本发明的由所附权利要 求书所限定的范围及精神之内作出修改。
权利要求
1、一种用于形成焊料凸点的模板，包括透明基底，其上表面部形成有多个腔室；及形成在该透明基底的下表面的反光层。
2、 如权利要求l所述的模板，其中该反光层包括金属。
3、 如权利要求l所述的模板，还包括形成在该反光层上的保护层。
4、 一种制造模板的方法，包括在透明基底的下表面形成反光层；及去除该透明基底的上表面部中的一部分以形成用于形成焊料凸 点的多个腔室。
5、 如权利要求4所述的方法，还包括在该反光层上形成保护层。
6、 一种对利用模板形成的焊料凸点进行检测的方法，该模板包括其上表 面部形成有多个腔室的透明基底,以及形成在该透明基底的下表面 的反光层，包括使光向该透明基底的上表面照射； 检测由该反光层反射的该光；及分析该经检测的光以确定该焊料凸点是否正常形成在该腔室中。
7、 如权利要求6所述的方法，其中分析该经检测的光包括从该经检测的光获取该焊料凸点的图像；及 从该图像的规则性确定该焊料凸点是否正常形成在该腔室中。
8、 如权利要求6所述的方法，其中分析该经检测的光包括获取该经检测的光的强度分布；及从该经检测的光的强度分布中的峰值间距离的变化确定该焊料 凸点是否正常形成在该腔室中。
全文摘要
一种用于形成焊料凸点的模板包括在其上表面部形成有多个腔室的透明基底、以及形成在该透明基底的下表面的反光层及保护层。当喷嘴与该模板紧密接触以将软焊料注入该腔室，可利用该反光层及保护层来防止该模板的损伤，由此可延长该模板的使用寿命。可通过分析从该光反射层反射的光而方便地对该形成在腔室中的焊料凸点进行检测处理。
文档编号H01L21/60GK101483143SQ20081009268
公开日2009年7月15日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年1月7日
发明者朴泌奎 申请人:赛科隆股份有限公司