[发明专利]金属薄膜镀层机的铝贴附方法及真空传送腔结构

说明书

一种金属薄膜镀层机的铝贴附方法及真空传送腔结构，主要是于金属薄膜镀层机的真空传送腔之中不影响机械手臂传送晶圆的位置处设置至少一置放架以用于存放铝片，然后藉由机械手臂将铝片于置放架与前置蚀刻反应室之间传送，以进行铝贴附制程者；藉由上述结构使其具有可提升工作效率及降低设备制作成本的功效。

技术领域

本发明关于一种半导体凸块制程及进行该制程的设备，尤指一种可有效利用真空传送腔的空间，以大幅提升铝贴附制程的工作效率及可降低设备制作成本的金属薄膜镀层机的铝贴附方法及真空传送腔结构。

背景技术

为适应便携式高性能微电子产品“短、小、轻、薄”的需求，传统以打线方式(WireBonding)作为芯片与各式基材接合的电子封装技术，早已不敷应用需求。代之而起的是以凸块（Bumps）取代金线作为芯片与基材接合的覆晶接合技术，此即为晶圆级封装的关键核心技术。在半导体凸块制程之中，需先于晶圆上进行镀UBM层(凸块底层金属薄膜镀层)的制程，然后再依序进行涂布光阻、曝光与显影、电镀金凸块、洗去光阻及UBM蚀刻等制程。

以下所有图式中皆将真空传送腔1的顶盖去除以有助于看到内部的结构，于实际情形中该真空传送腔1的顶面封设有顶盖，以使其内部能被抽成真空状态，此合先叙明。

请参阅图1所示，为一种已知金属薄膜镀层机进行镀UBM层制程的动作示意图，其指出该金属薄膜镀层机包含一真空传送腔1、设于该真空传送腔1周边而与其相连通的一水气去除装置2、至少一前置蚀刻反应室3、数个溅镀反应室4、一第一加载互锁真空室5a及一第二加载互锁真空室5b，该第一、二加载互锁真空室5a、5b皆与一常压传送装置6相连通，该常压传送装置6的一侧设有数个晶圆搬运盒7可供放置晶圆8。进行镀UBM层制程时，利用常压传送装置6中的机械手臂(图中未示)将晶圆搬运盒7中的晶圆8运送到第一加载互锁真空室5a后，关闭该第一加载互锁真空室5a与常压传送装置6之间的阀门，并将该第一加载互锁真空室5a抽真空，当该第一加载互锁真空室5a的压力到达高真空时，再利用该真空传送腔1内的机械手臂10将该第一加载互锁真空室5a中的晶圆8依序传送到水气去除装置2、前置蚀刻反应室3及溅镀反应室4，以依序完成去除水气、去除铝电极氧化物及金属薄膜镀层的加工，然后再送至该第二加载互锁真空室5b回压到大气压力后，再用常压传送装置6中的机械手臂将晶圆8传送回该晶圆搬运盒7中，以完成镀UBM层的制程。

上述制程之中，晶圆在晶圆厂完成制程后，在运送到封装厂的过程中，晶圆表面上的铝电极会氧化，若铝电极表面的氧化物不去除，在后续直接制作凸块时则将会造成接触电阻大幅上升，导致将来芯片与载板的导电不良，致使产品报废。因此在制作凸块(包含镀UBM层)之前，必须要先经过前置蚀刻反应室3，用电浆将晶圆上铝电极表面的氧化物去除，在图1中为了增加产能是设有2个前置蚀刻反应室3。然而，晶圆8在该前置蚀刻反应室3利用电浆清洁的过程中，会产生固态副产物(如PI、PBO、碳)的微粒或气态副产物(如一氧化碳、二氧化碳、氧气水)等各种物质，该些物质会以各种形式黏附在该前置蚀刻反应室3的内侧壁上，当这些黏附的物质累积到一定的量时，便易产生剥落而形成微粒以及易产生一氧化碳、二氧化碳、水气、氧气等不良气体，而此固态副产物微粒及气态副产物在完成前置蚀刻反应制程后会扩散到晶圆的表面，使晶圆上铝电极表面再次氧化而造成接触电阻升高的情形。因此，为了要解决这个问题，通常是准备一片铝片(可用纯铝材料加工成晶圆的形状大小或是先在芯片上镀铝)，然后再将其传送进该前置蚀刻反应室3中用电浆轰击这铝片，将铝片上的铝镀到该前置蚀刻反应室3内侧壁上，以将原先的被电浆轰击出来的各种物质盖住，如此便可有效减少微粒及不良气体的产生，此动作称为铝贴附制程。通常会在一定数量(7片为最佳)的晶圆作前置蚀刻清洁后，须用铝片做1次铝贴附制程。