專利名稱：微電子元件的表面處理、分類與組裝方法及其儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)微電子元件(microelectronic device)的處理，尤其涉 及 一 種樣史電子元件的表面處理(surface treatment)、分類(sort)與組裝 (assembling)方法及其儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)(storage structure)。
背景技術(shù)：
微電子元件在最終組裝前的儲(chǔ)存期間常受到外界環(huán)境的影響。舉例來 說，經(jīng)長時(shí)間儲(chǔ)存微電子元件后，發(fā)現(xiàn)微電子元件的芯片(chip)表面會(huì)有腐 蝕(corrosion)、褪色(discolor)或者分層化(delaminating)的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo) 致最后產(chǎn)品的碎屑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種微電子元件的表面處理方法，以保護(hù)微電子 元件的芯片表面不受外界不良環(huán)境影響，且沒有復(fù)雜及高成本的工藝。
本發(fā)明的再一目的是提供一種微電子元件的分類方法(wafer sort),可在 不影響測試準(zhǔn)確性(testing accuracy)與探針尖端潔凈(cleanliness)的情形下， 防止芯片表面^皮污染。
本發(fā)明的又一目的是提供一種微電子元件的組裝方法，不影響接合操 作(bonding operation)與品質(zhì)下維持芯片表面的潔凈。
本發(fā)明的另一目的是提供一種微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，可避免芯片在 儲(chǔ)存期間所發(fā)生的表面腐蝕(corrosion)、褪色(discolor)或者分層化 (delaminating)的玉見象。
本發(fā)明提出一種微電子元件的表面處理方法，適用于完成后段工藝 (back-end-of-line， BEOL)的芯片。這種方法包括于前述芯片的表面形成一層 可溶于溶劑的聚合物層(solvent dissolvable polymer layer),以隔絕完成后段 工藝的芯片表面與外界環(huán)境。
依照本發(fā)明的第一實(shí)施例所述微電子元件的表面處理方法，上述可溶
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于溶劑的聚合物層的材料包括六曱基二硅氮烷(hexamethyldisilazane , HMDS)、雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷(bis(dimethylamino)dimethylailane, BDMAS) 、 二甲基曱硅烷基二乙胺(dimethylsilyldiethylamine, DMSEDA)或
其它適合的聚合物。而且，形成可溶于溶劑的聚合物層的溫度約在90° C 120° C之間及時(shí)間約在30秒~90秒之間。
依照本發(fā)明的第 一 實(shí)施例所述微電子元件的表面處理方法，上述于芯 片的表面形成可溶于溶劑的聚合物層的方法包括物理氣相沉積法。
依照本發(fā)明的第一實(shí)施例所述微電子元件的表面處理方法，上述于芯 片的表面形成可溶于溶劑的聚合物層之前，還包括進(jìn)行一道去水氣步驟 (dehydration step)。
本發(fā)明另提出一種微電子元件的分類方法，包括提供一個(gè)芯片，再對(duì) 芯片進(jìn)行上述表面處理方法，以于芯片的表面形成一層防水層，其中防水 層的材料是可溶于溶劑的聚合物。接著，利用一探針穿過防水層，以進(jìn)行 測試。
本發(fā)明再提出一種微電子元件的組裝方法，包括分別提供一個(gè)芯片與 一個(gè)電路基板(circuitsubstrate)。然后，對(duì)前述芯片進(jìn)行上述表面處理方法， 以于芯片的表面形成一層防水層，其中防水層的材料是可溶于溶劑的聚合 物。之后，在接合步驟之前去除上述防水層，再接合芯片與電路基板。
依照本發(fā)明的第三實(shí)施例所述微電子元件的組裝方法，上述去除防水 層時(shí)，可同時(shí)清洗芯片的表面。例如，使用異丙醇(isopropyl alcohol, IPA) 的溶劑清洗或是以去離子水加超音波及過氧化氫、氨水或稀氫氟酸(Dilute HF, DHF)的方式洗滌。
依照本發(fā)明的第三實(shí)施例所述微電子元件的組裝方法，上述去除防水 層的方法包括使用強(qiáng)堿溶液清洗、使用濕式清潔劑(wet stripper)清洗或以等 離子體剝除的方式清洗。
依照本發(fā)明的第三實(shí)施例所述微電子元件的組裝方法，上述去除防水 層之后還包括對(duì)芯片進(jìn)行一道晶背研磨步驟(back grinding step)。
依照本發(fā)明的各實(shí)施例所述的方法，前述形成防水層的方法包括物理 氣相沉積法或其它適合的方法。
依照本發(fā)明的各實(shí)施例所述的方法，前述防水層的材料包括六甲基二 硅氮烷(HMDS)、雙(二曱基氨基)二甲基曱硅烷(BDMAS)、 二曱基曱硅烷基
二乙胺(DMSEDA)或其它適合的聚合物。
依照本發(fā)明的各實(shí)施例所述的方法，前述防水層形成前還包括對(duì)芯片 進(jìn)行一道去水氣步驟。
本發(fā)明又提出 一種微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，包括已完成后段工藝的芯 片及覆蓋于芯片的表面的可溶于溶劑的聚合物層，以隔絕芯片的表面與外 界環(huán)境。
依照本發(fā)明的上述儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，其中可溶于溶劑的聚合物層的材料包括
六曱基二硅氮烷(HMDS)、雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷(BDMAS)、 二甲基 曱硅烷基二乙胺(DMSEDA)或其它適合的聚合物。另夕卜，上述可溶于溶劑的 聚合物層的厚度約在數(shù)埃到數(shù)十埃之間。
本發(fā)明因?yàn)樵谕瓿珊蠖喂に嚭缶驮谛酒砻嫘纬梢粚又豢扇苡谌軇┑?聚合物層，因此芯片表面在儲(chǔ)存期間不會(huì)受外界不良環(huán)境影響，而有表面 腐蝕(corrosion)、褪色(discolor)或者分層化(delaminating)的現(xiàn)象發(fā)生。再者， 形成上述可溶于溶劑的聚合物層的方法既簡單又不用花費(fèi)高成本制作，且 可相容于一般的后段工藝(BEOL)與清潔室設(shè)備(cleanroom facility)和制造機(jī) 臺(tái)。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于微電子元件的分類方法(wafersort)，而不影響測 試準(zhǔn)確性(testing accuracy)與探針尖端潔凈(cleanliness)。另外，本發(fā)明還能 應(yīng)用在微電子元件的組裝方法中，而不影響接合操作(bonding operation)與 品質(zhì)。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1A至圖1B是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種微電子元件的表面處 理流程剖面圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的 一種微電子元件的分類步驟圖； 圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種微電子元件的組裝步驟圖。 主要元件符號(hào)說明 10:芯片 100:基底
102、 104、 110:介電層
106:插塞 108:焊墊
120:可溶于溶劑的聚合物層 200~220、 300~330:步驟
具體實(shí)施例方式
圖1A至圖1B是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種微電子元件的表面處 理流程剖面圖。
請(qǐng)先參照?qǐng)D1A，本發(fā)明提出一種微電子元件的表面處理方法，適用于 完成后段工藝(BEOL)的芯片10,其中芯片10例如是由基底100、數(shù)層介電 層102、 104和110、插塞106與焊墊108所構(gòu)成。而露在芯片IO表面的有 焊墊108與最外層的介電層110。以上芯片10的結(jié)構(gòu)只是一種例子，而非 用以限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1B,此一實(shí)施例的方法是于芯片IO表面形成一層可
數(shù)埃到數(shù)十埃之間。而上述于芯片10的表面形成可溶于溶劑的聚合物層120 的方法例如物理氣相沉積法。
而且，優(yōu)選的可溶于溶劑的聚合物層120是能與金屬材料(如本圖的焊 墊108)及介電質(zhì)材料(如本圖的介電層IIO)都有良好的附著性。于本實(shí)施例 中，可溶于溶劑的聚合物層120的材料例如是六曱基二硅氮烷 (hexamethyldisilazane ， HMDS)、 雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷 (bis(dimethylamino)dimethylailane ， BDMAS) 、 二曱基曱硅烷基二乙胺 (dimethyl silyldiethylamine， DMSEDA)或其它適合的聚合物。舉例來說，形 成前述可溶于溶劑的聚合物層120的溫度約在90° C~120° C之間及時(shí)間 約在30秒 90秒之間。此外，于芯片IO的表面形成可溶于溶劑的聚合物層 l20之前還可進(jìn)行一道去水氣步驟(dehydration step)。
當(dāng)完成后段工藝(BEOL)的芯片表面覆蓋可溶于溶劑的聚合物層后，即 可得到本發(fā)明的一種微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，并且因?yàn)橛锌扇苡谌軇┑木?合物層的保護(hù)，所以微電子元件不會(huì)受外界環(huán)境污染。
圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的 一種微電子元件的分類步驟圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，于步驟200中，提供一芯片。而且，可在步驟210前，先
對(duì)上述芯片進(jìn)行一道去水氣步驟。然后，于步驟210中，對(duì)芯片進(jìn)行上述 第一實(shí)施例所述的表面處理方法，以于芯片的表面形成一層防水層，其中
防水層的材料是可溶于溶劑的聚合物，如六曱基二硅氮烷(HMDS)、雙(二曱 基氨基)二曱基曱硅烷(BDMAS) 、 二曱基曱硅烷基二乙胺(DMSEDA)或其它 適合的聚合物。而形成防7，〈層的方法例如是物理氣相沉積法或其它適合的
方法。接著，于步驟220中，利用一探針穿過防水層，以進(jìn)行測試。
由于第二實(shí)施例中的防水層不會(huì)影響分類時(shí)所進(jìn)的測試準(zhǔn)確性，也不
會(huì)污染測試用探針，因此可相容于芯片分類測試的操作中。
圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種微電子元件的組裝步驟圖。 請(qǐng)參照?qǐng)D3，于步驟300中，提供一個(gè)芯片與一個(gè)電路基板(circuit substrate)。然后，可以在步驟310之前先對(duì)芯片進(jìn)行一道去水氣步驟；或者 直接進(jìn)行步驟310，對(duì)前述芯片進(jìn)行上述第一實(shí)施例所述的表面處理方法， 以于芯片的表面形成一層防水層，其中防水層的材料是可溶于溶劑的聚合 物，其材料如六曱基二硅氮烷(HMDS)、雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷 (BDMAS)、 二曱基曱硅烷基二乙胺(DMSEDA)或其它適合的聚合物。而前 述形成防水層的方法包括物理氣相沉積法或其它適合的方法。
之后，在接合步驟之前先進(jìn)行步驟320，去除防水層，其方法例如是采 用如前段工藝(front-end-of-line , FEOL)的強(qiáng)石威溶液清洗、如后段工藝 (back-end-of-line, BEOL)的濕式清潔劑(wet stripper)清洗或是以等離子體剝 除的方式清洗。此外，步驟320也可達(dá)到同時(shí)清洗芯片的表面的目的；舉 例來說，可使用異丙醇(isopropyl alcohol, IPA)的溶劑清洗或是以去離子水 加超音波以及過氧化氫、氨水或稀氬氟酸(Dilute HF, DHF)(舉例來說稀 氫氟酸的濃度《100:1)的方式洗滌。之后還可依所需，對(duì)芯片進(jìn)行一道晶背 研磨步驟(back grinding step),再接續(xù)下一步驟330。最后，于步驟330中， 接合上述芯片與電路基板。
綜上所述，本發(fā)明的特點(diǎn)是在完成后段工藝后就在芯片表面形成一層 只可溶于溶劑的聚合物層，因此芯片表面在儲(chǔ)存期間不會(huì)受外界不良環(huán)境 影響，進(jìn)而避免芯片表面發(fā)生腐蝕、褪色或分層化的現(xiàn)象。再者，形成上 述可溶于溶劑的聚合物層的方法簡單、低成本，且可相容于一般的后段工 藝與清潔室設(shè)備及制造機(jī)臺(tái)。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于微電子元件的分類方 法，而不影響測試準(zhǔn)確性與探針尖端潔凈。另外，本發(fā)明還能應(yīng)用在微電
子元件的組裝方法中，而不影響接合操作與品質(zhì)。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任 何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的 更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種微電子元件的表面處理方法，適用于完成后段工藝的芯片，包括于該芯片的表面形成可溶于溶劑的聚合物層，以隔絕完成后段工藝的該芯片表面與外界環(huán)境。
2. 如權(quán)利要求1所述的微電子元件的表面處理方法，其中該可溶于溶 劑的聚合物層的材料包括六曱基二硅氮烷、雙(二曱基氨基)二曱基甲硅烷或 二曱基曱硅烷基二乙胺。
3. 如權(quán)利要求2所述的微電子元件的表面處理方法，其中形成該可溶 于溶劑的聚合物層的溫度在90° C ~120° C之間以及時(shí)間在30秒~90秒 之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的微電子元件的表面處理方法，其中于該芯片的 表面形成該可溶于溶劑的聚合物層的方法包括物理氣相沉積法。
5. 如權(quán)利要求1所述的微電子元件的表面處理方法，其中于該芯片的 表面形成該可溶于溶劑的聚合物層之前，還包括進(jìn)行去水氣步驟。
6. —種微電子元件的分類方法，包括 提供芯片；對(duì)該芯片進(jìn)行權(quán)利要求1所述的表面處理方法，以于該芯片的表面形 成防水層，其中該防水層的材料是可溶于溶劑的聚合物；以及 利用探針穿過該防水層，以進(jìn)行測試。
7. 如權(quán)利要求6所述的微電子元件的分類方法，其中形成該防水層的 方法包4舌物理氣相沉積法。
8. 如權(quán)利要求6所述的微電子元件的分類方法，其中該防水層的材料 包括六曱基二硅氮烷、雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷或二甲基曱硅烷基二乙 胺。
9. 如權(quán)利要求6所述的微電子元件的分類方法，其中形成該防水層之 前還包括對(duì)該芯片進(jìn)行去水氣步驟。
10. —種微電子元件的組裝方法，包括 提供芯片與電路基板；對(duì)該芯片進(jìn)行權(quán)利要求1所述的表面處理方法，以于該芯片的表面形 成防水層，其中該防水層的材料是可溶于溶劑的聚合物；在接合步驟之前去除該防水層；以及接合該芯片與該電路基板。
11. 如權(quán)利要求10所述的樣i電子元件的組裝方法，其中形成該防水層的方法包括物理氣相沉積法。
12. 如權(quán)利要求10所述的微電子元件的組裝方法，其中去除該防水 層時(shí)，同時(shí)清洗該芯片的表面。
13. 如權(quán)利要求12所述的微電子元件的組裝方法，其中去除該防水 層的方法包括使用異丙醇的溶劑清洗或是以去離子水加超音波及過氧化 氫、氨水或稀氫氟酸的方式洗滌。
14. 如權(quán)利要求10所述的微電子元件的組裝方法，其中去除該防水 層的方法包括使用強(qiáng)堿溶液清洗、使用濕式清潔劑清洗或以等離子體剝除 的方式清洗。
15. 如權(quán)利要求10所述的微電子元件的組裝方法，其中該防水層的 材料包括六曱基二硅氮烷、雙(二甲基氨基)二曱基曱硅烷或二曱基曱硅烷基 二乙胺。
16. 如權(quán)利要求10所述的微電子元件的組裝方法，其中去除該防水 層之后還包括對(duì)該芯片進(jìn)行晶背研磨步驟。
17. 如權(quán)利要求10所述的微電子元件的組裝方法，其中形成該防水 層之前還包括對(duì)該芯片進(jìn)行去水氣步驟。
18. —種微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，包括 芯片，該芯片已完成后段工藝；以及可溶于溶劑的聚合物層，覆蓋于該芯片的表面，以隔絕該芯片的表面 與外界環(huán)境。
19. 如權(quán)利要求18所述的微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，其中該可溶于溶 劑的聚合物層的材料包括六曱基二硅氮烷、雙(二曱基氨基)二曱基曱硅烷或 二曱基曱硅烷基二乙胺。
20. 如權(quán)利要求18所述的微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，其中該可溶于溶 劑的聚合物層的厚度在數(shù)埃到數(shù)十埃之間。
全文摘要
一種微電子元件的儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，包括已完成后段工藝的芯片及覆蓋于芯片的表面的可溶于溶劑的聚合物層。由于可溶于溶劑的聚合物層能夠隔絕芯片的表面與外界環(huán)境，所以可避免芯片表面有腐蝕、褪色或者分層化的現(xiàn)象發(fā)生。
文檔編號(hào)H01L21/50GK101110348SQ20061010594
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者勁 于, 張光曄 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司