回流机台腔体的清洗方法与流程

本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种回流机台腔体的清洗方法。

背景技术：

为了进行芯片(chip)的封装，晶圆(wafer)上必须具有凸块(bump)形成晶圆凸块(wafer bump)以便与封装的基板连接。制作凸块时，先在晶圆上形成一凸块下金属层(UBM)结构，接着在凸块下金属层上形成一锡料。锡料经过回流后固化形成凸块。为了防止回流过程中的锡料的氧化或去除锡料表面的氧化锡，回流过程中需通入氮气以及甲酸。然而，甲酸会与氧化锡反应生成甲酸锡，气态甲酸锡遇冷即凝华为固态，残留在回流机台腔体的壁上。在后续的晶圆上形成凸块的过程中，甲酸锡会脱落在晶圆表面，形成缺陷，影响晶圆的性能。

因此，必须对回流机台腔体进行清洗，防止甲酸锡在晶圆表面形成缺陷。现有技术中对腔体的清洗需要对腔体进行降温、开腔、清洗，再升温等操作，并需要耗费较多的人力物力，影响晶圆凸块的产能；并且，开腔时会在回流机台腔体内引入外界颗粒，从而增加了后续产品的颗粒风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种回流机台腔体的清洗方法，将甲酸锡的残留物排除到腔体外，避免甲酸锡对晶圆表面产生的缺陷，提高晶圆凸块的生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种回流机台腔体的清洗方法，包括；

提供一回流机台腔体，所述回流机台腔体的壁上形成有甲酸锡结晶；

向所述回流机台腔体中通入一清洗气体，所述甲酸锡结晶与所述清洗气体 接触升华为气态，并随所述清洗气体流至所述回流机台腔体外，其中，所述清洗的温度大于等于所述甲酸锡结晶的升华温度。

可选的，所述清洗气体为还原性气体。

可选的，所述清洗气体为甲酸气体。

可选的，通入的所述清洗气体的温度为200℃-300℃。

可选的，通入的所述清洗气体的时间大于等于30min。

可选的，通入的所述清洗气体的浓度大于等于10000ppm

可选的，通入的所述清洗气体的流量大于等于30000sccm。

可选的，所述回流机台腔体外接一排气管，甲酸锡气体在所述排气管中凝华形成甲酸锡结晶，通过甲酸锡结晶在所述排气管的变化量判断清洗过程是否完成。

可选的，所述回流机台腔体外还设置有一加热器，用于加热所述清洗气体。

可选的，所述回流机台腔体包括预热区、升温区、保温区和降温区，通入所述清洗气体之后，所述预热区、所述升温区、所述保温区和所述降温区的温度均大于等于所述甲酸锡结晶的升华温度。。

可选的，所述回流机台腔体中形成甲酸锡结晶的具体步骤包括；

提供晶圆，所述晶圆中包括锡料，将所述晶圆放置在所述回流机台腔体内；

向所述回流机台腔体中通入甲酸，所述甲酸与所述锡料反应形成甲酸锡，甲酸锡凝华在所述回流机台腔体的壁上，形成甲酸锡结晶。

本发明的回流机台腔体的清洗方法，向回流机台腔体内通入清洗气体，所述清洗的温度大于等于甲酸锡结晶的升华温度。清洗气体会流至回流机台腔体的每个地方，甲酸锡结晶与清洗气体接触使得甲酸锡温度升高而升华为气态，气态的甲酸锡便随着清洗气体的气流一起排出腔体，在腔体外的排气管中凝结成结晶。通过排气管中结晶的生成过程可以判断腔体内的甲酸锡残留是否清洗干净。本发明可以将回流机台腔体内的甲酸锡结晶清洗干净，并且不在腔体中引入其他杂质，从而避免在晶圆表面形成缺陷。

附图说明

图1为本发明回流机台腔体的清洗方法的流程图；

图2为本发明回流机台腔体的清洗方法一实施例中的结构图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的回流机台腔体的清洗方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

本发明的核心思想在于，锡料经过回流之后，回流机台腔体的温度较低的部分，甲酸锡会凝华结晶形成残留，向回流机台腔体内清洗气体，清洗气体的温度大于等于甲酸锡结晶升华的温度，清洗气体会流至回流机台腔体的每个地方，甲酸锡结晶与清洗气体接触使得甲酸锡温度升高而升华为气态，并随着清洗气体的气流一起排出腔体，在腔体外的排气管中凝华结晶。通过结晶的生成过程可以判断腔体内的甲酸锡残留是否清洗干净。甲酸锡结晶为白色晶体，当排气管中的白色晶体不再增加时，可以认为回流机台腔体内的甲酸锡已清洗干净。本发明可以不在腔体中引入其他杂质，将回流机台腔体内的甲酸锡清洗干净，从而避免在晶圆表面形成缺陷。

本发明的回流机台的结构示意图参考图1所示，并且下文结合图2的回流机台的清洗方法的流程图对本发明的清洗方法进行具体说明。

执行步骤S1，提供回流机台，回流机台包括用于回流过程的回流机台腔体20，回流机台腔体20包括预热区(此为本领域的技术人员可以理解的，图中未示出)、升温区(此为本领域的技术人员可以理解的，图中未示出)、保温区21、降温区22，在回流机台腔体20的壁上形成有甲酸锡结晶。

在本实施例中，回流机台腔体20的壁上的甲酸锡结晶是晶圆在凸块回流过程中残留的，其具体过程如下：提供晶圆10，晶圆10表面包括接触垫、锡料等结构(图中未示出)，锡料为锡银合金材料，用于在晶圆10的后段制程中形成凸块结构。将晶圆10置于回流机台腔体20中，将晶圆10置于回流机台腔体20的保温区21中，使得回流过程中，晶圆10的温度更稳定。对回流机台腔体20进行升温，使得保温区21的温度维持为200℃-300℃，向腔体中通入氮气作为保护气防止锡料在回流过程中被氧化，对锡料进行回流，回流过程的时间为 15min-25min。回流过程中的温度超过锡银合金的熔点，使得锡料熔化为液态金属，液态金属在表面张力的作用下，会成为接近球状的形状。然而，由于锡料底部的形状固定，从而使得锡料形成球冠形，使得锡料形成晶圆的凸块。回流过程中，由于腔体中难以避免残留的氧气，从而在锡料表面会氧化形成一层氧化锡，因此，在通入氮气的同时通入少量的甲酸气体，通入的甲酸的浓度为500ppm-1000ppm。甲酸既具有弱酸性，同时又具有还原性。此时，甲酸可以与锡料表层的氧化锡反应，从而去除锡料表面的氧化层，使得形成的晶圆凸块的性能更好。但是，甲酸与锡料的氧化锡在保温区21中反应，生成的甲酸锡为气态，气态的甲酸锡流至腔体中的降温区22等其他区域，当该区域的温度较低(低于200℃)时。气态的甲酸锡遇冷即凝华结晶成固态，因此，在腔体的降温区22等其他温度低的区域，甲酸锡形成结晶而残留在腔体内。

本发明中，残留甲酸锡结晶的回流机台腔体20中进行后续的晶圆进行回流过程中，甲酸锡结晶会脱落而在晶圆表面形成残留物，形成缺陷，影响晶圆的性能。此外，本实施例中，以晶圆的回流过程形成甲酸锡结晶为例进行说明，本领域技术人员可以理解的是，甲酸锡结晶还可以在别的工艺过程中形成，残留在回流机台腔体内，本发明对此不做限制。

执行步骤S2，将清洗气体从与所述回流机台腔体连接的一进气管30的一端通入回流机台腔体20，所述清洗气体的温度大于等于甲酸锡结晶升华的温度，使得甲酸锡结晶与所述清洗气体接触而温度升高，并升华为气体。需要说明的是，所述清洗气体还可以具有还原性，使得在通入清洗气体的过程中，清洗气体与甲酸锡结晶或腔体内的其他杂质还可以进行还原性的反应，使得腔体内清洗的更充分。在本实施例中，以通入甲酸气体为例进行说明，采用甲酸气体不易引入杂质，甲酸从进气管30进入腔体内。在进气管30中间设置一加热器40，甲酸通过加热器40，将甲酸的深度加热至预定温度为200℃-300℃的气态甲酸，气态甲酸通入腔体内。通入的甲酸的浓度大于等于10000ppm、通入的甲酸的流量大于等于30000sccm，使得通入所述清洗气体之后，预热区、升温区、降温区以及保温区的温度均高于甲酸锡结晶升华的温度，并使得通入的甲酸的总量足以去除腔体内的所残留的所有的甲酸锡。此外，在该浓度和流量的甲酸气体下，可以更好的控制回流机台腔体20内的压力和压强，使得清洗气体与甲酸锡结晶 反应的更充分，并使得甲酸锡气体能够更快的流至回流机台腔体20的外部。甲酸气体进入回流机台腔体20之后，甲酸锡结晶与温度较高的甲酸接触，甲酸锡遇热升华为气态，气态的甲酸锡随着甲酸的气流一起流到腔体外。在本实施例中，通入的甲酸的时间大于等于30min，持续通入的高温、高浓度的甲酸可以流经腔体中的每一个地方，从而使得腔体中每一个地方残留的甲酸锡都能够升华为气态，并随着甲酸气流到排气管50中。

需要说明的是，本发明的回流机台腔体的清洗方法中，还包括一步骤S3，在步骤S3中，甲酸锡在与回流机台腔体外连接的排气管50中形成凝华形成结晶。可以理解的是，甲酸锡结晶为白色，因此，可以通过甲酸锡结晶的变化量判断清洗过程是否完成。当甲酸锡在排气管50中形成的结晶不再增加时，可以判断此时腔体内的甲酸锡残留已被清洗干净。判断甲酸锡结晶的变化量可以采用直接观察的方法。当然，本实施例中，也可以对排气管30处的气体的成分进行检测，从而判断甲酸锡是否清洗完全。

此外，本实施例中采用高温度、高温度、高流量的甲酸气体作为去除甲酸锡结晶的载气，当然，本发明中还可以采用其他的载气去除甲酸锡结晶。例如，还原性气体氢气。但是，在回流过程中采用甲酸作为还原性气体，因此，本发明采用的甲酸作为载气，可以不在回流机台腔体中引入其他杂质的情况下，将腔体内的甲酸锡结晶去除。

综上所述，本发明的回流机台腔体的清洗方法。向回流机台腔体内清洗气体，清洗气体的温度高于甲酸锡结晶的升华温度。持续通入的清洗气体会流至腔体的每个地方，甲酸锡与清洗气体接触使得甲酸锡温度升高而升华，气态的甲酸锡便随着清洗气体的气流一起排出腔体，在腔体外的排气管中凝结成结晶。通过结晶的生成过程可以判断腔体内的甲酸锡残留是否清洗干净。本发明可以将回流机台腔体内的甲酸锡清洗干净，并且不在腔体中引入其他杂质，从而避免在晶圆表面形成缺陷。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。