[发明专利]半导体器件的制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对在形成于表面上的多个电极上分别设置凸块而成的衬底进行加热，使凸块熔融以实现回流焊的半导体器件的制造方法及制造装置。 

背景技术

以往，在制造半导体器件或电子部件时，为了对在形成于衬底表面上的多个电极上分别设置的凸块、例如焊料凸块进行回流焊，将该衬底设置在加热处理腔室内，从衬底背面进行加热以使凸块熔融，以此进行回流焊。 

另外，在专利文献1、2中公开了如下技术：在进行该回流焊处理时，为了通过还原除去形成在凸块表面上的氧化膜，在加热处理腔室内导入蚁酸等。 

专利文献1：JP特开2002-210555号公报 

专利文献2：JP特开平7-164141号公报 

发明内容

近年来，对半导体器件或电子部件的进一步的细微化和高集成化日益发展，与此相伴，要求缩短衬底表面的电极间的距离、即焊料凸块间的距离。缩短该凸块间距离引发了如下问题。 

图7A～图7C是用于说明现有的焊料凸块的回流焊处理技术的问题的示意图。在图7A～图7C中，上方的图表示加热处理腔室内的情形，下方的图表示对上方图中的矩形框内的焊料凸块进行了放大的情形。 

首先，如图7A的上图所示，将半导体晶片110设置在加热处理腔室101内的支撑销102上，其中，该半导体晶片110是在形成于表面上的多个电极端子111上分别设置有焊料凸块112的半导体晶片。在此，例示了例如通过电镀法将焊料凸块112形成为其上部(伞状部分)112b比下部112a(根部)大的所谓的悬垂(overhang)形状的情况。 

然后，向加热处理腔室101内导入还原性气体，在此导入的是蚁酸，并通过配置在加热处理腔室101内的下部的加热器104，即通过与半导体晶片110的背面相对地配置的加热器104，将加热处理腔室101内部加热至形成在焊料凸块112表面上的表面氧化膜(未图示)的还原温度以上且焊料凸块112的熔融温度以下的规定温度。此时，如图7A的下图所示，表面氧化膜被除去，处于使焊料凸块112的表面露出的状态。 

接着，如图7B的上图所示，衬底移动机构(未图示)在上下方向上驱动支撑销102，使支撑销102向下方移动，从而使半导体晶片110接近加热器104。在该状态下，加热器104将半导体晶片110从其背面加热至焊料凸块112的熔融温度以上的规定温度。在该加热处理中，由于从下方对焊料凸块112进行加热，因此在焊料凸块112的下部112a和上部112b，开始熔融的时机(timing)分别不同，先从下部112a开始熔融。 

此时，当相邻的焊料凸块112的间隔距离小时，如图7B的下图所示，相邻的焊料凸块112在上部112b接触。其原因在于，通过上述加热，下部112a的焊料粘性降低，而上部112b几乎处于未熔融状态，因此焊料凸块112因热振动等而发生倾倒。如果相邻的焊料凸块112的间隔距离相对大，则即使焊料凸块112倾倒，相邻的焊料凸块112之间也不会发生接触，但该间隔距离越小，发生接触的可能性就越大。 

一旦接触的焊料凸块112，即使通过上述加热完全熔融，也保持接触的状态。因此，存在如下问题：如图7C所示，在接触的焊料凸块112之间发生桥接(bridge)113，从而引起短路。 

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供一种半导体器件的制造方法及制造装置，上述装置和方法即使为了响应对半导体器件或电子设备的进一步的细微化和高集成化的要求而缩短了相邻的凸块间距离，也不会使该凸块之间发生短路，从而能够实现良好的所希望的凸块回流焊，因此能够提供可靠性高的产品。 

本发明的衬底处理方法包括：第一工序，仅对在半导体衬底的一侧主面的电极上形成的凸块的上部进行加热以使其熔融；第二工序，接着所述第一工序，对所述凸块的下部也进行加热，使所述凸块的整体熔融。 

本发明的半导体器件的制造装置包括：第一加热单元，其设置在腔室内的上部，利用该第一加热单元，将在半导体衬底的一侧主面的电极上形成的凸块从该一侧主面侧进行加热以使其熔融；第二加热单元，其设置在所述腔室内的下部，接着利用第一加热单元的加热，利用该第二加热单元将所述凸块也从所述半导体衬底的另一侧主面进行加热，使所述凸块的下部接着上部熔融。