JPH10189632A - 回路上のソルダ・バンプを清浄するためのプラズマ活性化ｎｆ３の使用 - Google Patents
回路上のソルダ・バンプを清浄するためのプラズマ活性化ｎｆ３の使用Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ反応炉内、あるいは、ＩＣ表面上に
堆積する残滓又は微粒子を発生させることなく、ソルダ
・バンプを有効に洗浄すると共に、ソルダ・バンプに有
効にフッ素を添加するための方法を提供すること。 【解決手段】 ダイ上のソルダ・バンプ洗浄方法は、ソ
ルダ・バンプ１８を備えるダイ１６をプラズマ反応炉１
２内に配置するステップ、三フッ化窒素ガスを含むソー
ス・ガスをプラズマ反応炉１２内に導入するステップを
備える。また方法は、プラズマ反応炉１２内でソース・
ガスからプラズマを生成するステップ、ソルダ・バンプ
１８の表面上にフッ化化合物を形成するステップを備え
る。
堆積する残滓又は微粒子を発生させることなく、ソルダ
・バンプを有効に洗浄すると共に、ソルダ・バンプに有
効にフッ素を添加するための方法を提供すること。 【解決手段】 ダイ上のソルダ・バンプ洗浄方法は、ソ
ルダ・バンプ１８を備えるダイ１６をプラズマ反応炉１
２内に配置するステップ、三フッ化窒素ガスを含むソー
ス・ガスをプラズマ反応炉１２内に導入するステップを
備える。また方法は、プラズマ反応炉１２内でソース・
ガスからプラズマを生成するステップ、ソルダ・バンプ
１８の表面上にフッ化化合物を形成するステップを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路（ＩＣ）
上のフラックスレスのソルダ・バンプを清浄する技術に
関する。より詳細には、本発明は、フリップチップ設計
におけるフラックスレスのソルダ・バンプを清浄するプ
ラズマを生成するために用いるソース・ガスとして、三
フッ化窒素（ＮＦ3）を使用する技術に関する。
上のフラックスレスのソルダ・バンプを清浄する技術に
関する。より詳細には、本発明は、フリップチップ設計
におけるフラックスレスのソルダ・バンプを清浄するプ
ラズマを生成するために用いるソース・ガスとして、三
フッ化窒素（ＮＦ3）を使用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路（ＩＣ）技術においては、半導
体チップ（すなわち、ＩＣ）に対する接続は、通常、Ｉ
Ｃの外縁又は周辺に配置されていると共に、相互にでき
る限り近接配置されている周辺接点（すなわち、ボンド
・パッド）によって形成されている。すなわち、ボンド
・パッドは通常、約７５μｍ〜約１００μｍの間隔で離
間されている。しかし、２つのボンド・パッド間の距離
は、部分的には、ボンド・パッドを最も近接して配置す
るボンド・パッド装置の性能によって、制限されてい
る。例えば、多くの論理回路が実装される高性能ＩＣで
は、必要な接続を実現可能にするためにＩＣ上に要求さ
れるボンド・パッド接続の数は、そのＩＣ上で利用可能
なボンド・パッド数をはるかに超える。この結果、ＩＣ
上に幾分複雑な回路設計を実装する際には、ボンド・パ
ッドの必要量に関してＩＣ上の周辺スペースにしばしば
不足が生じる。ＩＣ上の周辺空間のこの制限は当業者に
とって周知事項であり、また、「パッド制限設計（pad
limited design）」と一般的に呼ばれている。
体チップ（すなわち、ＩＣ）に対する接続は、通常、Ｉ
Ｃの外縁又は周辺に配置されていると共に、相互にでき
る限り近接配置されている周辺接点（すなわち、ボンド
・パッド）によって形成されている。すなわち、ボンド
・パッドは通常、約７５μｍ〜約１００μｍの間隔で離
間されている。しかし、２つのボンド・パッド間の距離
は、部分的には、ボンド・パッドを最も近接して配置す
るボンド・パッド装置の性能によって、制限されてい
る。例えば、多くの論理回路が実装される高性能ＩＣで
は、必要な接続を実現可能にするためにＩＣ上に要求さ
れるボンド・パッド接続の数は、そのＩＣ上で利用可能
なボンド・パッド数をはるかに超える。この結果、ＩＣ
上に幾分複雑な回路設計を実装する際には、ボンド・パ
ッドの必要量に関してＩＣ上の周辺スペースにしばしば
不足が生じる。ＩＣ上の周辺空間のこの制限は当業者に
とって周知事項であり、また、「パッド制限設計（pad
limited design）」と一般的に呼ばれている。
【０００３】図１は、一般的に「フリップチップ」設計
に実装されると共に、周辺ボンド・パッド接続によって
は達成され得ない、高いＩＣ接点密度を提供するソルダ
・バンプ・アレイの例を図示する。したがって、このソ
ルダ・バンプ・アレイは、ＩＣ上における利用可能な周
辺スペースの不足という上述の問題に対する実行可能な
解決策を提供する。図示するように、ＩＣソルダ・バン
プ設計１００は、通常、ダイ１０２の表面のほとんどの
部分に及ぶソルダ・バンプ１０４を有するダイ１０２を
備える。ソルダ・バンプ１０２の直径は、一般的に、約
５０μｍ〜約１００μｍの範囲にあり、典型的には、約
７５μｍである。ソルダ・バンプは、通常、約５％の錫
及び約９５％の鉛を基本組成として有する鉛・錫合金を
含む。
に実装されると共に、周辺ボンド・パッド接続によって
は達成され得ない、高いＩＣ接点密度を提供するソルダ
・バンプ・アレイの例を図示する。したがって、このソ
ルダ・バンプ・アレイは、ＩＣ上における利用可能な周
辺スペースの不足という上述の問題に対する実行可能な
解決策を提供する。図示するように、ＩＣソルダ・バン
プ設計１００は、通常、ダイ１０２の表面のほとんどの
部分に及ぶソルダ・バンプ１０４を有するダイ１０２を
備える。ソルダ・バンプ１０２の直径は、一般的に、約
５０μｍ〜約１００μｍの範囲にあり、典型的には、約
７５μｍである。ソルダ・バンプは、通常、約５％の錫
及び約９５％の鉛を基本組成として有する鉛・錫合金を
含む。
【０００４】ソルダ・バンプの生成に用いられる１つの
方法は、ソルダ・バンプの位置を指定する孔（hole
s）、すなわち開口部（openings）を有する薄モリブデ
ン・マスクの生成を伴う。そして、マスクがＩＣのすぐ
近くまで搬送される。マスクで覆われているＩＣは、鉛
や錫等の金属を含む金属気化物質（metallic vapors）
中にさらされる。金属気化物質は、マスクの孔を通り抜
け、そして、ＩＣ上に堆積物、すなわち、ソルダ・バン
プを形成する。他の解決方法では、従来のフォトリソグ
ラフィで用いられているフォトレジスト・マスクを使用
する。ＩＣ上に供給されたフォトレジストは、ソルダ・
バンプの位置を特定するパターンを有するレチクルを透
過する光によって照射される。フォトレジストの露光及
び現像の後、ＩＣ表面上のマスキングされていない領域
に、電解メッキが施され、錫−鉛合金ソルダ・バンプが
ＩＣ表面上に形成される。
方法は、ソルダ・バンプの位置を指定する孔（hole
s）、すなわち開口部（openings）を有する薄モリブデ
ン・マスクの生成を伴う。そして、マスクがＩＣのすぐ
近くまで搬送される。マスクで覆われているＩＣは、鉛
や錫等の金属を含む金属気化物質（metallic vapors）
中にさらされる。金属気化物質は、マスクの孔を通り抜
け、そして、ＩＣ上に堆積物、すなわち、ソルダ・バン
プを形成する。他の解決方法では、従来のフォトリソグ
ラフィで用いられているフォトレジスト・マスクを使用
する。ＩＣ上に供給されたフォトレジストは、ソルダ・
バンプの位置を特定するパターンを有するレチクルを透
過する光によって照射される。フォトレジストの露光及
び現像の後、ＩＣ表面上のマスキングされていない領域
に、電解メッキが施され、錫−鉛合金ソルダ・バンプが
ＩＣ表面上に形成される。
【０００５】上記処理の１つによってＩＣ上にソルダ・
バンプが形成され、例えば、大気中にさらされると、ソ
ルダ・バンプの錫及び／又は鉛組成は、望ましくないこ
とに酸化され始める。一定時間が経過すると、酸化物と
金属の山である「ドロス」（垢、dross）でソルダ・バ
ンプの表面を完全に覆うために十分な酸化物が形成され
る。当業者に周知であるように、ドロスは、金属そのも
のよりもかなり高い融点を有しており、更に、電気的に
非導電性であり、比較的堅い。したがって、ＩＣパッケ
ージに対する接続を実行するためにＩＣが加熱される
と、ソルダは、容易には流動せず、すなわち、近傍の表
面を濡らさない。この結果、ＩＣパッケージの接続は、
しばしば不完全となり、低い歩留まりをもたらす。
バンプが形成され、例えば、大気中にさらされると、ソ
ルダ・バンプの錫及び／又は鉛組成は、望ましくないこ
とに酸化され始める。一定時間が経過すると、酸化物と
金属の山である「ドロス」（垢、dross）でソルダ・バ
ンプの表面を完全に覆うために十分な酸化物が形成され
る。当業者に周知であるように、ドロスは、金属そのも
のよりもかなり高い融点を有しており、更に、電気的に
非導電性であり、比較的堅い。したがって、ＩＣパッケ
ージに対する接続を実行するためにＩＣが加熱される
と、ソルダは、容易には流動せず、すなわち、近傍の表
面を濡らさない。この結果、ＩＣパッケージの接続は、
しばしば不完全となり、低い歩留まりをもたらす。
【０００６】この障害を克服するために、ソルダの形成
に当たり、一般的な酸性フラックス、あるいは、酸性の
低いロジン・フラックスが導入されている。フラックス
中の酸は、有効にドロスを溶解する。フラックスはま
た、その下方に横たわるソルダ金属を浸食し得ると共
に、上方に横たわる酸化物を消散することが知られてお
り、これによりドロスを除去する揮発性、あるいは、ガ
ス状副生成物を生成する。
に当たり、一般的な酸性フラックス、あるいは、酸性の
低いロジン・フラックスが導入されている。フラックス
中の酸は、有効にドロスを溶解する。フラックスはま
た、その下方に横たわるソルダ金属を浸食し得ると共
に、上方に横たわる酸化物を消散することが知られてお
り、これによりドロスを除去する揮発性、あるいは、ガ
ス状副生成物を生成する。
【０００７】都合の悪いことに、ソルダ組成に対するフ
ラックスの適用は、時に約５０μｍ以上離間せず相互に
近接して配置されているソルダ・バンプ上への比較的粘
着性のある反応性有機物質の適用を伴うので、困難な課
題であり得る。さらに、長期間ＩＣ上に残存するフラッ
クスはいずれも、好ましくないことに金属を含む他のＩ
Ｃ構成要素を腐食、あるいは、浸食し得る。この問題
は、ＩＣ物質のすぐ近くに水分をもたらす多くのフラッ
クスが備える吸湿性によってその度合いが増す。
ラックスの適用は、時に約５０μｍ以上離間せず相互に
近接して配置されているソルダ・バンプ上への比較的粘
着性のある反応性有機物質の適用を伴うので、困難な課
題であり得る。さらに、長期間ＩＣ上に残存するフラッ
クスはいずれも、好ましくないことに金属を含む他のＩ
Ｃ構成要素を腐食、あるいは、浸食し得る。この問題
は、ＩＣ物質のすぐ近くに水分をもたらす多くのフラッ
クスが備える吸湿性によってその度合いが増す。
【０００８】したがって、ソルダリング作業が完了した
後、速やかに残存フラックスを除去することが不可避と
なる。不都合なことに、ソルダ・バンプからのフラック
スの除去は、面倒であると共に困難な作業である。一般
的に、フラックスを除去するためには、ソルダ・バンプ
は、加熱されると共に洗浄液にさらされる。都合の悪い
ことに、ソルダ・バンプ間の狭い間隔（例えば、５０μ
ｍ）は、洗浄液による浸透に侵されない曲がりくねった
パス（通路）を生成する。さらに、クロロフルオロカー
ボン（ＣＦＣ）といった洗浄液は環境破壊をもたらす。
したがって、ソルダ組成中にフラックスを用いることに
関連する問題を排除する実施可能な解決策として、ソル
ダ・バンプにフラックスのない（フラックスレスの）ソ
ルダを用いる方法が浮上してきた。
後、速やかに残存フラックスを除去することが不可避と
なる。不都合なことに、ソルダ・バンプからのフラック
スの除去は、面倒であると共に困難な作業である。一般
的に、フラックスを除去するためには、ソルダ・バンプ
は、加熱されると共に洗浄液にさらされる。都合の悪い
ことに、ソルダ・バンプ間の狭い間隔（例えば、５０μ
ｍ）は、洗浄液による浸透に侵されない曲がりくねった
パス（通路）を生成する。さらに、クロロフルオロカー
ボン（ＣＦＣ）といった洗浄液は環境破壊をもたらす。
したがって、ソルダ組成中にフラックスを用いることに
関連する問題を排除する実施可能な解決策として、ソル
ダ・バンプにフラックスのない（フラックスレスの）ソ
ルダを用いる方法が浮上してきた。
【０００９】そのようなフラックスレス技術の１つとし
て、「プラズマ活性化ドライ・ソルダリング」が知られ
ている。この処理は、硫黄フリーラジカル及びイオン、
フッ素フリーラジカル及びイオンを含むプラズマを生成
するために、ＳＦ6のようなソース・ガスが用いられる
プラズマ反応炉内で実行される。フッ素フリーラジカル
は、ソルダ組成中の錫及び／又は鉛と反応し、フッ化錫
及び／又は鉛を生成する。この結果、ソルダ・バンプ表
面上のフッ化物は、既に形成されているあらゆる酸化物
にとって代わると共に、更なる酸化物の如何なる形成を
も阻止する。
て、「プラズマ活性化ドライ・ソルダリング」が知られ
ている。この処理は、硫黄フリーラジカル及びイオン、
フッ素フリーラジカル及びイオンを含むプラズマを生成
するために、ＳＦ6のようなソース・ガスが用いられる
プラズマ反応炉内で実行される。フッ素フリーラジカル
は、ソルダ組成中の錫及び／又は鉛と反応し、フッ化錫
及び／又は鉛を生成する。この結果、ソルダ・バンプ表
面上のフッ化物は、既に形成されているあらゆる酸化物
にとって代わると共に、更なる酸化物の如何なる形成を
も阻止する。
【００１０】最後には酸素がソルダ・バンプの表面と反
応すると共にフッ化物にとって代わることは明らかであ
るが、ソルダ・バンプの表面は、通常の雰囲気下で収納
されている少なくとも２−３日の間は酸化物が形成され
ないままである。ソルダ・バンプ表面上にいくらかの酸
化物が形成されたとしても、フッ化化合物は、連続ソル
ダリングの間、低酸性フラックスとして作用し得る。特
に、例えば、パッケージに取り付けるためにフッ化錫、
又は、フッ化鉛を含むソルダ・バンプが加熱されると、
フッ化物、すなわち、フッ化錫、又は、フッ化鉛は、低
酸性物として作用する。この酸性物は、ソルダ・バンプ
及びソルダ・バンプが接続されるパッケージの双方を有
効に濡らす。得られるソルダ済装置は、外部フラックス
が適用されなかったので洗浄の必要がない。残存フッ化
金属はどれも、ソルダ金属中にいくらか可溶である。し
たがって、残存フッ化金属はソルダ表面上に固まって残
ることはない。
応すると共にフッ化物にとって代わることは明らかであ
るが、ソルダ・バンプの表面は、通常の雰囲気下で収納
されている少なくとも２−３日の間は酸化物が形成され
ないままである。ソルダ・バンプ表面上にいくらかの酸
化物が形成されたとしても、フッ化化合物は、連続ソル
ダリングの間、低酸性フラックスとして作用し得る。特
に、例えば、パッケージに取り付けるためにフッ化錫、
又は、フッ化鉛を含むソルダ・バンプが加熱されると、
フッ化物、すなわち、フッ化錫、又は、フッ化鉛は、低
酸性物として作用する。この酸性物は、ソルダ・バンプ
及びソルダ・バンプが接続されるパッケージの双方を有
効に濡らす。得られるソルダ済装置は、外部フラックス
が適用されなかったので洗浄の必要がない。残存フッ化
金属はどれも、ソルダ金属中にいくらか可溶である。し
たがって、残存フッ化金属はソルダ表面上に固まって残
ることはない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、不都合なこと
に、プラズマ活性化ドライ・ソルダリングは、いくつか
の短所を有している。第１に、プラズマ分解時のソース
・ガスとしてのＳＦ6あるいはＣＦ4の使用は、プラズマ
反応炉内部の側壁上に固体硫黄残滓の堆積をもたらす。
硫黄又は炭素残滓の蓄積は、ソルダ・バンプの洗浄過程
に低スループットをもたらす定期的な清掃を必要とす
る。
に、プラズマ活性化ドライ・ソルダリングは、いくつか
の短所を有している。第１に、プラズマ分解時のソース
・ガスとしてのＳＦ6あるいはＣＦ4の使用は、プラズマ
反応炉内部の側壁上に固体硫黄残滓の堆積をもたらす。
硫黄又は炭素残滓の蓄積は、ソルダ・バンプの洗浄過程
に低スループットをもたらす定期的な清掃を必要とす
る。
【００１２】第２に、ＩＣ技術がより小さな構成要素サ
イズへと移行するに従い、ソルダ・バンプの直径は小さ
くなる（例えば、５０μｍ以下の値に近づく）。大規模
設計では問題とならない微粒子が、小さなソルダ・バン
プを有するＩＣにおいては問題となる。したがって、Ｓ
Ｆ6又はＣＦ4の分解反応の結果としてＩＣ表面上に必然
的に形成される硫黄、又は、炭素残滓は、ソルダリング
処理を阻害する微粒子を含み得る。
イズへと移行するに従い、ソルダ・バンプの直径は小さ
くなる（例えば、５０μｍ以下の値に近づく）。大規模
設計では問題とならない微粒子が、小さなソルダ・バン
プを有するＩＣにおいては問題となる。したがって、Ｓ
Ｆ6又はＣＦ4の分解反応の結果としてＩＣ表面上に必然
的に形成される硫黄、又は、炭素残滓は、ソルダリング
処理を阻害する微粒子を含み得る。
【００１３】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、プラズマ反応炉内、
あるいは、ＩＣ表面上に堆積する残滓又は微粒子を発生
させることなく、ソルダ・バンプを有効に洗浄すると共
に、ソルダ・バンプに有効にフッ素を添加するための方
法を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、プラズマ反応炉内、
あるいは、ＩＣ表面上に堆積する残滓又は微粒子を発生
させることなく、ソルダ・バンプを有効に洗浄すると共
に、ソルダ・バンプに有効にフッ素を添加するための方
法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は基板（例えば、フリップチップ設計）上の
ソルダ・バンプを洗浄するための方法を提供する。この
方法は、ソルダ・バンプを備える基板をプラズマ反応炉
内に配置するステップと、三フッ化窒素ガス（ＮＦ3）
を含むソース・ガスをプラズマ反応炉内に導入するステ
ップと、プラズマ反応炉内でソース・ガスからプラズマ
を生成するステップと、ソルダ・バンプの表面上にフッ
化化合物を形成するステップとを備える。
に、本発明は基板（例えば、フリップチップ設計）上の
ソルダ・バンプを洗浄するための方法を提供する。この
方法は、ソルダ・バンプを備える基板をプラズマ反応炉
内に配置するステップと、三フッ化窒素ガス（ＮＦ3）
を含むソース・ガスをプラズマ反応炉内に導入するステ
ップと、プラズマ反応炉内でソース・ガスからプラズマ
を生成するステップと、ソルダ・バンプの表面上にフッ
化化合物を形成するステップとを備える。
【００１５】プラズマ生成ステップは、約５ミリトルか
ら約１トルの間の圧力下でプラズマを生成するステップ
を備えても良い。電力は、一般的に、約５０ワットから
約１０００ワットの間であることが好ましく、更には、
約３００ワットから約５００ワットの間であることが好
ましい。
ら約１トルの間の圧力下でプラズマを生成するステップ
を備えても良い。電力は、一般的に、約５０ワットから
約１０００ワットの間であることが好ましく、更には、
約３００ワットから約５００ワットの間であることが好
ましい。
【００１６】ソース・ガス導入ステップは、約０．０１
標準リットル毎分から約１標準リットル毎分の間の流速
で三フッ化窒素ガスを導入するステップを備えても良
い。ソース・ガスは、三フッ化窒素ガス、ヘリウムガ
ス、あるいは他の希ガスを含んでも良い。例として、ソ
ース・ガスは、０体積％から約９５体積％のヘリウムガ
ス、及び約５体積％までのフッ化窒素ガスを含み得る。
標準リットル毎分から約１標準リットル毎分の間の流速
で三フッ化窒素ガスを導入するステップを備えても良
い。ソース・ガスは、三フッ化窒素ガス、ヘリウムガ
ス、あるいは他の希ガスを含んでも良い。例として、ソ
ース・ガスは、０体積％から約９５体積％のヘリウムガ
ス、及び約５体積％までのフッ化窒素ガスを含み得る。
【００１７】本発明はまた、接続領域を有する、例え
ば、ＩＣパッケージの表面に対してソルダ・バンプを実
装するための方法を提供する。この実装方法は、上記過
程に従ってソルダ・バンプを洗浄するステップ、ソルダ
・バンプを表面の接続領域に近接させる搬送ステップ、
表面との接触を確立するために、ソルダ・バンプが溶融
し、接続領域に流れ込むようにソルダ・バンプを加熱す
るステップとを備える。本発明の実施形態の１つでは、
この実装方法は、洗浄に用いられたプラズマ反応炉と同
一のプラズマ反応炉内で実行され得る。
ば、ＩＣパッケージの表面に対してソルダ・バンプを実
装するための方法を提供する。この実装方法は、上記過
程に従ってソルダ・バンプを洗浄するステップ、ソルダ
・バンプを表面の接続領域に近接させる搬送ステップ、
表面との接触を確立するために、ソルダ・バンプが溶融
し、接続領域に流れ込むようにソルダ・バンプを加熱す
るステップとを備える。本発明の実施形態の１つでは、
この実装方法は、洗浄に用いられたプラズマ反応炉と同
一のプラズマ反応炉内で実行され得る。
【００１８】他の局面では、本発明は、フッ化物被膜を
備える複数のソルダ・バンプを有する基板を提供する。
フッ化物被膜は、ソルダ・バンプを備える基板をプラズ
マ反応炉内に配置するステップと、三フッ化窒素ガスを
含むソース・ガスをプラズマ反応炉内に導入するステッ
プと、プラズマ反応炉内でソース・ガスからプラズマを
生成するステップ、ソルダ・バンプの表面上にフッ化化
合物を形成するステップとにより形成される。
備える複数のソルダ・バンプを有する基板を提供する。
フッ化物被膜は、ソルダ・バンプを備える基板をプラズ
マ反応炉内に配置するステップと、三フッ化窒素ガスを
含むソース・ガスをプラズマ反応炉内に導入するステッ
プと、プラズマ反応炉内でソース・ガスからプラズマを
生成するステップ、ソルダ・バンプの表面上にフッ化化
合物を形成するステップとにより形成される。
【００１９】さらに他の局面では、本発明は、炭素粒子
フリー、または、硫黄粒子フリーであるフッ化物被膜を
有する複数のソルダ・バンプをその表面上に備える集積
回路（ＩＣ）基板を提供する。ソルダ・バンプは、錫ソ
ルダを含んでも良く、フッ化物被膜は、少なくとも錫フ
ッ化物及び鉛フッ化物の内の１つを含むことが好まし
い。集積回路基板及びソルダは共にフリップチップを形
成し得る。既述のＩＣは、特に小さな構成要素サイズを
採用する設計において重要である。したがって、実施形
態の１つでは、ＩＣは、約１００μｍ以下（好ましくは
約５０μｍ以下）の間隔で離間されている約１００μｍ
以下（好ましくは約５０μｍ以下）の直径を有するソル
ダ・バンプを有することが好ましい。
フリー、または、硫黄粒子フリーであるフッ化物被膜を
有する複数のソルダ・バンプをその表面上に備える集積
回路（ＩＣ）基板を提供する。ソルダ・バンプは、錫ソ
ルダを含んでも良く、フッ化物被膜は、少なくとも錫フ
ッ化物及び鉛フッ化物の内の１つを含むことが好まし
い。集積回路基板及びソルダは共にフリップチップを形
成し得る。既述のＩＣは、特に小さな構成要素サイズを
採用する設計において重要である。したがって、実施形
態の１つでは、ＩＣは、約１００μｍ以下（好ましくは
約５０μｍ以下）の間隔で離間されている約１００μｍ
以下（好ましくは約５０μｍ以下）の直径を有するソル
ダ・バンプを有することが好ましい。
【００２０】本発明は、従来技術に対して著しい改善を
示す。本発明による洗浄過程は、従来技術が適用される
プラズマ反応炉内で通常見られる固体炭素、又は固体硫
黄の残滓を生成しない。この結果、従来技術のプラズマ
反応炉における反応炉でも、従来技術が適応される反応
炉と異なり、頻繁に洗浄される必要がない。また、反応
炉内に極微量の残滓しか有さず、すなわち、残滓がほと
んど存在しないので、例えば、５０μｍ以下の小さなサ
イズのソルダ・バンプを有するデバイスが、デバイス故
障を被る可能性を低減することができる。
示す。本発明による洗浄過程は、従来技術が適用される
プラズマ反応炉内で通常見られる固体炭素、又は固体硫
黄の残滓を生成しない。この結果、従来技術のプラズマ
反応炉における反応炉でも、従来技術が適応される反応
炉と異なり、頻繁に洗浄される必要がない。また、反応
炉内に極微量の残滓しか有さず、すなわち、残滓がほと
んど存在しないので、例えば、５０μｍ以下の小さなサ
イズのソルダ・バンプを有するデバイスが、デバイス故
障を被る可能性を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、例えば、プラズマを生
成しフリップチップ設計で一般的に用いられるソルダ・
バンプを洗浄するソース・ガスとして、三フッ化窒素
（ＮＦ3）を使用する。以下の説明では、本発明の好適
実施例を十分に説明するために多くの特定の詳細事項が
用いられる。しかし、本発明は、この明細書中に記載さ
れているあらゆる特定の詳細事項には限定されずに実現
され得ることは明らかである。
成しフリップチップ設計で一般的に用いられるソルダ・
バンプを洗浄するソース・ガスとして、三フッ化窒素
（ＮＦ3）を使用する。以下の説明では、本発明の好適
実施例を十分に説明するために多くの特定の詳細事項が
用いられる。しかし、本発明は、この明細書中に記載さ
れているあらゆる特定の詳細事項には限定されずに実現
され得ることは明らかである。
【００２２】図２は、本発明の１つの側面に従ってＩＣ
上のソルダ・バンプを洗浄するのに用いられ得る一般的
なプラズマ反応炉システムを表している。この図面を参
照すると、プラズマ反応装置１０は、反応炉１２を備え
ている。反応炉１２の内壁は、シリーズ３００及び４０
０ステンレス鋼、厚い陽極処理された被膜を備えたアル
ミニウム、あるいは、当業者に周知である他の物質から
成ることが好ましい。一般的に、炉内部は、フッ素又は
フッ素イオンによる浸食に対して高い抵抗を示す物質を
含有するべきである。反応炉１２には、一般的に整合ネ
ットワーク（説明の簡略化のため図示しない）を介し
て、例えば、１３．５６ＭＨｚ、又は、他の好適な周波
数におけるＲＦ発生器２４により、付勢されるシャワー
ヘッド１４が備えられている。シャワーヘッド１４は、
ソース・ガスであるＮＦ3を、それ自身とダイ１６との
間のＲＦ−誘導プラズマ領域中に放出するための複数の
孔を有することが好ましい。あるいは、電力源としてマ
イクロ波が用いられてもよく、また、ＮＦ3は、反応炉
１２自体の壁に組み込まれるポートから放出されても良
い。
上のソルダ・バンプを洗浄するのに用いられ得る一般的
なプラズマ反応炉システムを表している。この図面を参
照すると、プラズマ反応装置１０は、反応炉１２を備え
ている。反応炉１２の内壁は、シリーズ３００及び４０
０ステンレス鋼、厚い陽極処理された被膜を備えたアル
ミニウム、あるいは、当業者に周知である他の物質から
成ることが好ましい。一般的に、炉内部は、フッ素又は
フッ素イオンによる浸食に対して高い抵抗を示す物質を
含有するべきである。反応炉１２には、一般的に整合ネ
ットワーク（説明の簡略化のため図示しない）を介し
て、例えば、１３．５６ＭＨｚ、又は、他の好適な周波
数におけるＲＦ発生器２４により、付勢されるシャワー
ヘッド１４が備えられている。シャワーヘッド１４は、
ソース・ガスであるＮＦ3を、それ自身とダイ１６との
間のＲＦ−誘導プラズマ領域中に放出するための複数の
孔を有することが好ましい。あるいは、電力源としてマ
イクロ波が用いられてもよく、また、ＮＦ3は、反応炉
１２自体の壁に組み込まれるポートから放出されても良
い。
【００２３】一般的に、複数のソルダ・バンプ１８を有
するダイ１６は、第２の電極として作用し得るチャンク
２０上で支持されると共に、（一般的に整合ネットワー
クを介して）同一の無線周波数発生器２４によってバイ
アスされ得る。ソルダ・バンプ１８は、通常、約５０μ
ｍ〜約１００μｍの間の直径を備えると共に、約５０μ
ｍ〜約１００μｍの間隔で配置されている。しかし、デ
バイス技術がより小さな構成要素サイズへ移行するにつ
れて、ソルダ・バンプの直径が５０μｍ未満の値、例え
ば、約２０μｍに縮小されることが予測される。このサ
イズ縮小は、ソルダ・バンプ密度のそれに伴う増加と、
ソルダ・バンプの間隔を約５０μｍ未満まで縮小するこ
ととによって達成され得る。
するダイ１６は、第２の電極として作用し得るチャンク
２０上で支持されると共に、（一般的に整合ネットワー
クを介して）同一の無線周波数発生器２４によってバイ
アスされ得る。ソルダ・バンプ１８は、通常、約５０μ
ｍ〜約１００μｍの間の直径を備えると共に、約５０μ
ｍ〜約１００μｍの間隔で配置されている。しかし、デ
バイス技術がより小さな構成要素サイズへ移行するにつ
れて、ソルダ・バンプの直径が５０μｍ未満の値、例え
ば、約２０μｍに縮小されることが予測される。このサ
イズ縮小は、ソルダ・バンプ密度のそれに伴う増加と、
ソルダ・バンプの間隔を約５０μｍ未満まで縮小するこ
ととによって達成され得る。
【００２４】ダイ１６をチャンク２０に適切に固定する
ために、機械式又は静電気式クランプ（図示しない）
が、いくつかの反応炉内部に実装され得る。接地通路を
提供するために、反応炉１２の壁は、典型的には、図２
に図示するように接地されている。反応炉１２には、典
型的には、真空ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプ（tu
rbomolecular pump）に接続された排出口２２が備えら
れ、反応炉１２内部の気体状物質を吸い出し、所望の反
応炉圧力を維持する。
ために、機械式又は静電気式クランプ（図示しない）
が、いくつかの反応炉内部に実装され得る。接地通路を
提供するために、反応炉１２の壁は、典型的には、図２
に図示するように接地されている。反応炉１２には、典
型的には、真空ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプ（tu
rbomolecular pump）に接続された排出口２２が備えら
れ、反応炉１２内部の気体状物質を吸い出し、所望の反
応炉圧力を維持する。
【００２５】消耗誘電体（consumable dielectrics）を
含まない内部側壁を有する反応炉を用いることが好まし
いが、その理由は、ＮＦ3やフッ化物を含むそれ以外の
化合物は、極端に反応性が高く消耗誘導体を急速に浸食
し損傷を与えることが知られているからである。酸化物
エッチングを実行するために設計されている反応炉に類
似するプラズマ反応炉を採用することが好ましい。これ
ら反応炉は、反応炉の内壁に形成されるフッ素耐性酸素
−炭素ベースのパッシベーション層を有しても良い。こ
のパッシベーション層は、一般的にＮＦ3に起因する高
反応性原子の分解によりもたらされる反応炉側壁の劣化
を阻止する保護被膜を与える。しかし、留意すべきであ
るが、本発明は、この特定の構成には限定されない。例
えば、米国カリフォルニア州フリーモント市所在のラム
・リサーチ・コーポレーション（Lam Research Corpora
tion）及びカリフォルニア州サンタクララ市所在のアプ
ライド・マテリアルズ（Applied Materials）から入手
可能な種々の反応炉がうまく動作する。
含まない内部側壁を有する反応炉を用いることが好まし
いが、その理由は、ＮＦ3やフッ化物を含むそれ以外の
化合物は、極端に反応性が高く消耗誘導体を急速に浸食
し損傷を与えることが知られているからである。酸化物
エッチングを実行するために設計されている反応炉に類
似するプラズマ反応炉を採用することが好ましい。これ
ら反応炉は、反応炉の内壁に形成されるフッ素耐性酸素
−炭素ベースのパッシベーション層を有しても良い。こ
のパッシベーション層は、一般的にＮＦ3に起因する高
反応性原子の分解によりもたらされる反応炉側壁の劣化
を阻止する保護被膜を与える。しかし、留意すべきであ
るが、本発明は、この特定の構成には限定されない。例
えば、米国カリフォルニア州フリーモント市所在のラム
・リサーチ・コーポレーション（Lam Research Corpora
tion）及びカリフォルニア州サンタクララ市所在のアプ
ライド・マテリアルズ（Applied Materials）から入手
可能な種々の反応炉がうまく動作する。
【００２６】ある実施例では、本発明による洗浄過程
は、ソルダ・バンプ１８を有するダイ１６が反応炉１２
内のチャンク２０上に、例えば、機械式又は静電気式ク
ランプによって固定されることにより開始される。ＮＦ
3などのソース・ガスが、シャワーヘッド１４を介して
反応炉１２内に導入される。ソース・ガスは、選択的
に、ＮＦ3や９５％までの例えばヘリウムのような希ガ
スを含み得る。次に、ＲＦ発生器２４がオンされ、電極
として作用するシャワーヘッド１４を付勢する。シャワ
ーヘッド１４は、ソース・ガスを含む反応炉１２に対し
てＲＦエネルギを送り、これによりプラズマを生成す
る。
は、ソルダ・バンプ１８を有するダイ１６が反応炉１２
内のチャンク２０上に、例えば、機械式又は静電気式ク
ランプによって固定されることにより開始される。ＮＦ
3などのソース・ガスが、シャワーヘッド１４を介して
反応炉１２内に導入される。ソース・ガスは、選択的
に、ＮＦ3や９５％までの例えばヘリウムのような希ガ
スを含み得る。次に、ＲＦ発生器２４がオンされ、電極
として作用するシャワーヘッド１４を付勢する。シャワ
ーヘッド１４は、ソース・ガスを含む反応炉１２に対し
てＲＦエネルギを送り、これによりプラズマを生成す
る。
【００２７】理論によって裏付けされていないが、プラ
ズマ状態のＮＦ3ガスは、分解されて、少なくとも、原
子状態の窒素、フッ素フリーラジカル及びフッ化物イオ
ンを形成すると考えられている。そして、フッ素及びフ
ッ化物の化学種（species）が、ソルダ・バンプの表面
において、錫、鉛−錫、又は錫−鉛ベースの合金と反応
し、錫フッ化物及び／又は鉛フッ化物を生成する。ソル
ダ・バンプは、十分な時間周期の間、反応炉１２内のプ
ラズマに露出され、全体ではないにしても、その表面の
ほとんどが、錫フッ化物及び／又は鉛フッ化物で覆われ
る。この変換には、反応条件によるが、約１／２分〜約
３分が必要である。上述のように、錫及び／又は鉛フッ
化物は、約１週間までの期間、ソルダ・バンプ表面の酸
化を阻止する酸化阻止物質として作用する。したがっ
て、大気への１週間までの露出の間、例えば、電子パッ
ケージに接続するとき、本発明に従い洗浄されたＩＣ上
のソルダ・バンプは、リフロー問題を示さない。これ
は、非常に短い貯蔵寿命を有する非フッ化物添加ソルダ
・バンプと比較して、著しい改善である。前述のよう
に、本発明に従い生成された錫及び鉛フッ化物は、少な
くとも部分的には、錫又は鉛-錫ベースのソルダ合金中
に可溶である。したがって、ソルダ過程の後、残ったフ
ッ化物は全て、（少なくとも部分的に）溶けてソルダ・
バンプになる。
ズマ状態のＮＦ3ガスは、分解されて、少なくとも、原
子状態の窒素、フッ素フリーラジカル及びフッ化物イオ
ンを形成すると考えられている。そして、フッ素及びフ
ッ化物の化学種（species）が、ソルダ・バンプの表面
において、錫、鉛−錫、又は錫−鉛ベースの合金と反応
し、錫フッ化物及び／又は鉛フッ化物を生成する。ソル
ダ・バンプは、十分な時間周期の間、反応炉１２内のプ
ラズマに露出され、全体ではないにしても、その表面の
ほとんどが、錫フッ化物及び／又は鉛フッ化物で覆われ
る。この変換には、反応条件によるが、約１／２分〜約
３分が必要である。上述のように、錫及び／又は鉛フッ
化物は、約１週間までの期間、ソルダ・バンプ表面の酸
化を阻止する酸化阻止物質として作用する。したがっ
て、大気への１週間までの露出の間、例えば、電子パッ
ケージに接続するとき、本発明に従い洗浄されたＩＣ上
のソルダ・バンプは、リフロー問題を示さない。これ
は、非常に短い貯蔵寿命を有する非フッ化物添加ソルダ
・バンプと比較して、著しい改善である。前述のよう
に、本発明に従い生成された錫及び鉛フッ化物は、少な
くとも部分的には、錫又は鉛-錫ベースのソルダ合金中
に可溶である。したがって、ソルダ過程の後、残ったフ
ッ化物は全て、（少なくとも部分的に）溶けてソルダ・
バンプになる。
【００２８】本発明のフッ化物添加ソルダ・バンプは、
従来のフリップチップのボンディング手順によって、適
当な基板に接合され得る。第１に、ソルダ・バンプ及び
基板の接続領域が近づけられる。そして、基板との接続
を確立するために、ソルダ・バンプはそれ自体が接続領
域に流れ込む温度まで加熱される。接続領域の例には、
ＩＣパッケージの導電性接点領域、あるいは、試験ソケ
ット、あるいは、回路ボードが含まれる。したがって、
ボンディング過程は、フラックスが用いられない点を除
いて、従来のＩＣソルダリング操作で用いられる過程に
非常に類似している。
従来のフリップチップのボンディング手順によって、適
当な基板に接合され得る。第１に、ソルダ・バンプ及び
基板の接続領域が近づけられる。そして、基板との接続
を確立するために、ソルダ・バンプはそれ自体が接続領
域に流れ込む温度まで加熱される。接続領域の例には、
ＩＣパッケージの導電性接点領域、あるいは、試験ソケ
ット、あるいは、回路ボードが含まれる。したがって、
ボンディング過程は、フラックスが用いられない点を除
いて、従来のＩＣソルダリング操作で用いられる過程に
非常に類似している。
【００２９】本発明のソース・ガスは、活性反応物とし
てＮＦ3を含むので、（硫黄、及び炭素残滓を生成す
る）ＳＦ6及びＣＦ4といったソース・ガスとは異なり、
固体分解生成物を生成しない。むしろ、全ての分解生成
物は、フッ素並びに窒素といった気体である。これらの
副生成物は、典型的には、真空ポンプによって排出口２
２を介して、反応炉１２の外へ完全に排出される。した
がって、本発明の反応物洗浄ガスは、ＩＣ上及び反応炉
内のどこにも好ましくない残滓を堆積させない。本発明
の過程では、例えば、ＮＦ2Ｃｌ及びＮＦ2Ｈといった他
の残滓フリーのガスを採用し得ることに留意すべきであ
る。
てＮＦ3を含むので、（硫黄、及び炭素残滓を生成す
る）ＳＦ6及びＣＦ4といったソース・ガスとは異なり、
固体分解生成物を生成しない。むしろ、全ての分解生成
物は、フッ素並びに窒素といった気体である。これらの
副生成物は、典型的には、真空ポンプによって排出口２
２を介して、反応炉１２の外へ完全に排出される。した
がって、本発明の反応物洗浄ガスは、ＩＣ上及び反応炉
内のどこにも好ましくない残滓を堆積させない。本発明
の過程では、例えば、ＮＦ2Ｃｌ及びＮＦ2Ｈといった他
の残滓フリーのガスを採用し得ることに留意すべきであ
る。
【００３０】反応炉の内部に極めて少量しか堆積プラズ
マ残滓を生成しない、又はほとんど全く堆積プラズマ残
滓を生成しない本発明の方法に用いられるプラズマ反応
炉は、ＳＦ6、ＣＦ4又は他の固体生成ガスを使用するプ
ラズマ反応炉で要求されるほど頻繁な洗浄を必要としな
い。したがって、本発明に従うソルダ・バンプ洗浄過程
は、そのような固体生成ガスを使用する方法と比較して
高いスループットをもたらす。
マ残滓を生成しない、又はほとんど全く堆積プラズマ残
滓を生成しない本発明の方法に用いられるプラズマ反応
炉は、ＳＦ6、ＣＦ4又は他の固体生成ガスを使用するプ
ラズマ反応炉で要求されるほど頻繁な洗浄を必要としな
い。したがって、本発明に従うソルダ・バンプ洗浄過程
は、そのような固体生成ガスを使用する方法と比較して
高いスループットをもたらす。
【００３１】さらに、反応炉内における実質的に残滓フ
リーな環境は、特に小さなソルダ・バンプサイズを有す
る回路について非常に高い回路歩留まりをもたらす。前
述のように、ＳＦ6及びＣＦ4といった洗浄ガスは、分解
に際して炭素及び硫黄残滓を生成する。したがって、い
くらかの固体微粒子がＩＣ表面上に堆積する。これらの
微粒子がソルダ・バンプの寸法と比較して十分に大きい
場合には、これら微粒子は、例えば、基板上の接続領域
に対するいくつかのソルダ・バンプの接触の阻害、ある
いは、微粒子下又は微粒子周囲に加熱ソルダを流し込ま
せることによりソルダリング過程を阻害し得る。したが
って、洗浄ガスの固体分解生成物は、少なくとも、ソル
ダリングをより困難なものとし、また、回路に欠陥をも
たらし得る。この問題は、ソルダ・バンプサイズが約５
０μｍ以下に（また、ソルダ・バンプ間の間隔が約５０
μｍ以下に）縮小されるにつれ、より顕著になると思わ
れる。しかし、本発明の方法では、ＮＦ3の使用が実質
的に残滓フリーな環境を保証するので、これら問題の危
険性は、大幅に削減される。
リーな環境は、特に小さなソルダ・バンプサイズを有す
る回路について非常に高い回路歩留まりをもたらす。前
述のように、ＳＦ6及びＣＦ4といった洗浄ガスは、分解
に際して炭素及び硫黄残滓を生成する。したがって、い
くらかの固体微粒子がＩＣ表面上に堆積する。これらの
微粒子がソルダ・バンプの寸法と比較して十分に大きい
場合には、これら微粒子は、例えば、基板上の接続領域
に対するいくつかのソルダ・バンプの接触の阻害、ある
いは、微粒子下又は微粒子周囲に加熱ソルダを流し込ま
せることによりソルダリング過程を阻害し得る。したが
って、洗浄ガスの固体分解生成物は、少なくとも、ソル
ダリングをより困難なものとし、また、回路に欠陥をも
たらし得る。この問題は、ソルダ・バンプサイズが約５
０μｍ以下に（また、ソルダ・バンプ間の間隔が約５０
μｍ以下に）縮小されるにつれ、より顕著になると思わ
れる。しかし、本発明の方法では、ＮＦ3の使用が実質
的に残滓フリーな環境を保証するので、これら問題の危
険性は、大幅に削減される。
【００３２】理論的には、反応ガスの分解によりもたら
される固体残滓はＩＣ表面から洗浄除去され得るが、洗
浄過程はＩＣ製造コストを増加させる。したがって、本
発明に従い製造されるＩＣは、安価である。
される固体残滓はＩＣ表面から洗浄除去され得るが、洗
浄過程はＩＣ製造コストを増加させる。したがって、本
発明に従い製造されるＩＣは、安価である。
【００３３】好適な発明の実施の形態では、本発明は、
その表面上にフッ化物被膜を備えると共に、実質的に固
体微粒子、特に、例えば、ＳＦ6、ＣＦ4またはＣＦ2Ｃ
ｌ2の分解によりもたらされ得る硫黄又は炭素残滓を有
しないソルダ・バンプを有する回路を提供する。これら
回路は、フッ化物被膜の効力により比較的長い貯蔵寿命
を備える。これら回路はまた、実装過程を阻害する大き
な粒子を有しないので、基板に対して確実に実装され
る。
その表面上にフッ化物被膜を備えると共に、実質的に固
体微粒子、特に、例えば、ＳＦ6、ＣＦ4またはＣＦ2Ｃ
ｌ2の分解によりもたらされ得る硫黄又は炭素残滓を有
しないソルダ・バンプを有する回路を提供する。これら
回路は、フッ化物被膜の効力により比較的長い貯蔵寿命
を備える。これら回路はまた、実装過程を阻害する大き
な粒子を有しないので、基板に対して確実に実装され
る。
【００３４】表１は、本発明の発明の実施の形態の１つ
に従う、ソルダ・バンプを洗浄するための市販プラズマ
反応炉にて通常用いられるおおよそのパラメータを示
す。表１に示されるソルダ・バンプ洗浄過程のパラメー
タは、圧力、電力、及びソース・ガスの流速を含んでい
る。パラメータのおおよその基準化は、当業者にとって
周知であるように、基準から著しく外れる反応炉容積を
調整するために実行され得る。
に従う、ソルダ・バンプを洗浄するための市販プラズマ
反応炉にて通常用いられるおおよそのパラメータを示
す。表１に示されるソルダ・バンプ洗浄過程のパラメー
タは、圧力、電力、及びソース・ガスの流速を含んでい
る。パラメータのおおよその基準化は、当業者にとって
周知であるように、基準から著しく外れる反応炉容積を
調整するために実行され得る。
【００３５】
【表１】
【００３６】圧力は、洗浄過程の間反応炉１２内で計測
される圧力を意味する。ソース・ガスの圧力は、一般的
に、約５ミリトル〜約１トルの間である。電力は、ＲＦ
電源２４の出力を意味する。電力は一般的に約５０ワッ
ト〜約１０００ワットの間であり、好ましくは約３００
ワット〜約５００ワットの間である。流速は、ＮＦ3を
含むソース・ガスの反応炉１２内への流速を意味する。
流速は、一般的に約０．０１標準リットル毎分〜約１標
準リットル毎分の間にある。
される圧力を意味する。ソース・ガスの圧力は、一般的
に、約５ミリトル〜約１トルの間である。電力は、ＲＦ
電源２４の出力を意味する。電力は一般的に約５０ワッ
ト〜約１０００ワットの間であり、好ましくは約３００
ワット〜約５００ワットの間である。流速は、ＮＦ3を
含むソース・ガスの反応炉１２内への流速を意味する。
流速は、一般的に約０．０１標準リットル毎分〜約１標
準リットル毎分の間にある。
【００３７】本発明に従い洗浄されるソルダ・バンプを
使用するために、ソルダ・バンプを例えば、ＩＣパッケ
ージの表面と接合するためにフラックスレスソルダのリ
フロー過程が実行される。本発明の発明の実施の形態の
１つでは、ソルダ・バンプが表面の接続領域に近づけら
れる。ソルダ・バンプは、自身と表面との間に接続を確
立するため、接続領域に流れ込むように加熱される。
使用するために、ソルダ・バンプを例えば、ＩＣパッケ
ージの表面と接合するためにフラックスレスソルダのリ
フロー過程が実行される。本発明の発明の実施の形態の
１つでは、ソルダ・バンプが表面の接続領域に近づけら
れる。ソルダ・バンプは、自身と表面との間に接続を確
立するため、接続領域に流れ込むように加熱される。
【００３８】あるいは、リフロー過程は、洗浄過程の直
後に上記プラズマ反応炉内で実行される。この実施形態
に従うと、ソルダ・バンプは、洗浄に用いられた同一の
反応炉内で連続モードにて、例えば、ＩＣパッケージの
表面の接続領域にリフローし、これにより、ソルダ・バ
ンプと表面との間に接続が確立される。この方法の１つ
の長所は、大気が存在しないプラズマ反応炉内で実行さ
れる所にある。これは、ソルダ・バンプ表面の再酸化を
排除する。しかし、この方法は、ＩＣが実装される基板
が適当な時期に反応炉内に導入されることを必要とす
る。好適な発明の実施の形態では、基板はソルダ・バン
プと共に洗浄され、これによりソルダリング過程が実行
されるとき双方の表面が確実に洗浄されている。
後に上記プラズマ反応炉内で実行される。この実施形態
に従うと、ソルダ・バンプは、洗浄に用いられた同一の
反応炉内で連続モードにて、例えば、ＩＣパッケージの
表面の接続領域にリフローし、これにより、ソルダ・バ
ンプと表面との間に接続が確立される。この方法の１つ
の長所は、大気が存在しないプラズマ反応炉内で実行さ
れる所にある。これは、ソルダ・バンプ表面の再酸化を
排除する。しかし、この方法は、ＩＣが実装される基板
が適当な時期に反応炉内に導入されることを必要とす
る。好適な発明の実施の形態では、基板はソルダ・バン
プと共に洗浄され、これによりソルダリング過程が実行
されるとき双方の表面が確実に洗浄されている。
【００３９】以上、本発明の理解を明瞭にするためにい
くつかの発明の実施の形態に基づき本発明を説明した
が、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変更改良
が可能である。例えば、フリップチップの洗浄過程を用
いて本発明を説明したが、本発明は、例えば、ボールグ
リッドアレイのソルダ、または、パッケージ基板の銅と
いった他の表面を洗浄する過程にも用いられ得る。した
がって、上記各発明の実施の形態は、あくまで例示とし
て考えられるべきであり、限定事項として考えられるべ
きでない。また、本発明はここに記載した詳細事項に限
定されるべきでなく、特許請求の範囲の範囲内にて変更
され得る。
くつかの発明の実施の形態に基づき本発明を説明した
が、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変更改良
が可能である。例えば、フリップチップの洗浄過程を用
いて本発明を説明したが、本発明は、例えば、ボールグ
リッドアレイのソルダ、または、パッケージ基板の銅と
いった他の表面を洗浄する過程にも用いられ得る。した
がって、上記各発明の実施の形態は、あくまで例示とし
て考えられるべきであり、限定事項として考えられるべ
きでない。また、本発明はここに記載した詳細事項に限
定されるべきでなく、特許請求の範囲の範囲内にて変更
され得る。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればプ
ラズマ反応炉内、あるいは、ＩＣ表面上に堆積する残滓
又は微粒子を発生させることなく、ソルダ・バンプを有
効に洗浄すると共に、ソルダ・バンプに有効にフッ素を
添加することができる。
ラズマ反応炉内、あるいは、ＩＣ表面上に堆積する残滓
又は微粒子を発生させることなく、ソルダ・バンプを有
効に洗浄すると共に、ソルダ・バンプに有効にフッ素を
添加することができる。
【図１】 フリップチップパッケージ設計に用いられる
ダイの表面上に形成され得る一般的なソルダ・バンプア
レイの平面図である。
ダイの表面上に形成され得る一般的なソルダ・バンプア
レイの平面図である。
【図２】 ソルダ・バンプを有効に洗浄するために用い
られる代表的なプラズマ反応炉の側断面図である。
られる代表的なプラズマ反応炉の側断面図である。
１０…プラズマ反応装置、１２…プラズマ反応炉、１４
…シャワーヘッド、１６…ダイ、１８…ソルダ・バン
プ、２０…チャンク、２２…排出口、２４…ＲＦ無線周
波数発生器、１００…ＩＣソルダ・バンプ設計、１０２
…ダイ、１０４…ソルダ・バンプ。
…シャワーヘッド、１６…ダイ、１８…ソルダ・バン
プ、２０…チャンク、２２…排出口、２４…ＲＦ無線周
波数発生器、１００…ＩＣソルダ・バンプ設計、１０２
…ダイ、１０４…ソルダ・バンプ。
Claims (18)
- 【請求項１】 基板上のソルダ・バンプを清浄するため
の方法であって、 前記ソルダ・バンプを備える前記基板をプラズマ反応炉
内に配置するステップと、 三フッ化窒素ガスを含むソース・ガスを前記プラズマ反
応炉内に導入するステップと、 前記プラズマ反応炉内で前記ソース・ガスからプラズマ
を生成するステップと、 前記ソルダ・バンプの表面上にフッ化化合物を形成する
ステップと、 を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記プ
ラズマ生成ステップは、約５ミリトルから約１トルの間
の圧力下で前記プラズマを生成するステップを含むこと
を特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記プ
ラズマ生成ステップは、約５０ワットから約１０００ワ
ットの間の電力で前記プラズマを生成するステップを含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記電
力は約３００ワットから約５００ワットの間であること
を特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、前記ソ
ース・ガス導入ステップは、約０．０１標準リットル毎
分から約１標準リットル毎分の間の流速で三フッ化窒素
ガスを導入するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、前記ソ
ース・ガス導入ステップは、三フッ化窒素ガス及びヘリ
ウムガスを導入するステップを含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記ソ
ース・ガスは、０体積％から約９５体積％のヘリウムガ
スと約５体積％までのフッ化窒素ガスとを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項８】 接続領域を有する表面に対してソルダ・
バンプを実装するための方法であって、 請求項１に記載の方法に従って前記ソルダ・バンプを洗
浄するステップと、 前記ソルダ・バンプを前記表面の前記接続領域に近接さ
せる搬送ステップと、 前記表面との接触を確立するために、前記ソルダ・バン
プが溶融し、前記接続領域に流れ込むように前記ソルダ
・バンプを加熱するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の方法において、前記洗
浄ステップと前記搬送ステップとは、前記プラズマ反応
炉内で実行されることを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 フッ化物被膜を伴う複数のソルダ・バ
ンプを有する基板であって、前記フッ化物被膜は、 前記ソルダ・バンプを備える前記基板をプラズマ反応炉
内に配置するステップと、 三フッ化窒素ガスを含むソース・ガスを前記プラズマ反
応炉内に導入するステップと、 前記プラズマ反応炉内で前記ソース・ガスからプラズマ
を生成するステップと、 前記ソルダ・バンプの表面上にフッ化物を形成するステ
ップと、 によって形成されることを特徴とする基板。 - 【請求項１１】 複数のソルダ・バンプを備えておりそ
の表面上にフッ化物被膜が与えられた集積回路基板であ
って、この集積回路の表面は、炭素粒子フリー、又は、
硫黄粒子フリーであることを特徴とする集積回路基板。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の集積回路基板にお
いて、前記ソルダ・バンプは、錫ソルダを備えているこ
とを特徴とする集積回路基板。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の集積回路基板にお
いて、前記フッ化物被膜は、錫フッ化物及び鉛フッ化物
の少なくとも一方を含むことを特徴とする集積回路基
板。 - 【請求項１４】 請求項１１に記載の集積回路基板にお
いて、前記集積回路基板とソルダとは両者でフリップチ
ップを形成することを特徴とする集積回路基板。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の集積回路基板にお
いて、前記ソルダ・バンプの少なくともいくつかは、約
１００μｍ以下の間隔で離間されていることを特徴とす
る集積回路基板。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の集積回路基板にお
いて、前記ソルダ・バンプの少なくともいくつかは、約
５０μｍ以下の間隔で離間されていることを特徴とする
集積回路基板。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載の集積回路基板にお
いて、前記ソルダ・バンプの少なくともいくつかは、約
５０μｍから約１００μｍの間の直径を有することを特
徴とする集積回路基板。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の集積回路基板にお
いて、前記ソルダ・バンプの少なくともいくつかは、約
５０μｍ未満の直径を有することを特徴とする集積回路
基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/771,955 US5776551A (en) | 1996-12-23 | 1996-12-23 | Use of plasma activated NF3 to clean solder bumps on a device |
| US771955 | 1996-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189632A true JPH10189632A (ja) | 1998-07-21 |
| JP4709336B2 JP4709336B2 (ja) | 2011-06-22 |
Family
ID=25093450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35562097A Expired - Lifetime JP4709336B2 (ja) | 1996-12-23 | 1997-12-24 | 回路上のソルダ・バンプを清浄するためのプラズマ活性化ｎｆ３の使用 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5776551A (ja) |
| JP (1) | JP4709336B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100417338B1 (ko) * | 2000-12-07 | 2004-02-05 | 주식회사제4기한국 | 칩 실장시 플라즈마를 이용한 표면세정 및 개질방법 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19960249A1 (de) * | 1999-12-14 | 2001-07-05 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbausteins |
| TW533758B (en) * | 2000-07-31 | 2003-05-21 | Ngk Spark Plug Co | Printed wiring substrate and method for manufacturing the same |
| TW506103B (en) * | 2001-08-06 | 2002-10-11 | Au Optronics Corp | Bump layout on a chip |
| US6935553B2 (en) * | 2002-04-16 | 2005-08-30 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Reflow soldering method |
| US6805279B2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-10-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Fluxless bumping process using ions |
| US6770510B1 (en) * | 2002-09-06 | 2004-08-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Flip chip process of flux-less no-flow underfill |
| US7059512B2 (en) * | 2002-11-06 | 2006-06-13 | Ricoh Company, Ltd. | Solder alloy material layer composition, electroconductive and adhesive composition, flux material layer composition, solder ball transferring sheet, bump and bump forming process, and semiconductor device |
| US7319341B1 (en) * | 2003-08-28 | 2008-01-15 | Altera Corporation | Method of maintaining signal integrity across a capacitive coupled solder bump |
| US20050186690A1 (en) * | 2004-02-25 | 2005-08-25 | Megic Corporation | Method for improving semiconductor wafer test accuracy |
| US9273408B2 (en) * | 2012-09-12 | 2016-03-01 | Globalfoundries Inc. | Direct injection molded solder process for forming solder bumps on wafers |
| KR102045186B1 (ko) | 2016-11-22 | 2019-11-14 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4921157A (en) * | 1989-03-15 | 1990-05-01 | Microelectronics Center Of North Carolina | Fluxless soldering process |
| US5407121A (en) * | 1993-11-19 | 1995-04-18 | Mcnc | Fluxless soldering of copper |
| US5499754A (en) * | 1993-11-19 | 1996-03-19 | Mcnc | Fluxless soldering sample pretreating system |
-
1996
- 1996-12-23 US US08/771,955 patent/US5776551A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-29 US US08/922,141 patent/US5786073A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-24 JP JP35562097A patent/JP4709336B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100417338B1 (ko) * | 2000-12-07 | 2004-02-05 | 주식회사제4기한국 | 칩 실장시 플라즈마를 이용한 표면세정 및 개질방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5776551A (en) | 1998-07-07 |
| US5786073A (en) | 1998-07-28 |
| JP4709336B2 (ja) | 2011-06-22 |
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