TW570856B

TW570856B - Solder jointing system, solder jointing method, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device manufacturing system

Info

Publication number: TW570856B
Application number: TW090123755A
Authority: TW
Inventors: Hirohisa Matsuki; Hiroyuki Matsui; Eiji Yoshida; Takao Ohno; Koki Otake
Original assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2004-01-11
Also published as: US6732911B2; KR20020061482A; KR100529489B1; KR100540868B1; KR20050087774A; US20020130164A1

Description

570856 A7 B7 五、發明説明1( 相關申請案之對照參考資料 (請先閲讀背％之注意事項再本頁) 本申凊案係基於並請求於20(^年丨月18曰以及2001年6月7曰，以及20〇1年3月9日所分別提申之日本專利申請案第20〇1_1〇423號、第 200M72960號，以及第2〇〇1_67615號的優先權，該三申請案之内容係併於此作參考。發明背景 1.發明領域 .、可| 本發明係有關一種焊料接合系統以及焊料接合方法，而更特定言之，係有關一種使用焊料接合系統與焊料接合方法，以將焊料層接合至佈線或半導體元件之襯墊或電子元件。本發明係有關於一種半導體元件製造方法以及半導體元件製造系統，更特定言之，係有關種具有用於將黏者至電極之表面或主要由銅形成之佈線上之不需要的物質去除之步驟/裝置的半導體元件製造方法以及半導體元件製造系統。於習知技藝中，佈線或半導體元件之電極一般係由主要含有鋁之金屬製成。然而，近年來’為了滿足佈線小型化以及高速的要求，已進行發展利用具有低電阻率與高電遷移阻抗之銅作為主要材料之佈線的實際應用。

五、發明説明2() 此銅具有㈣更容易還原的性質，但係容易氧化。因此’在製造半導體元件之步驟中，係需要快速並精準地將形成在銅佈線之表面或銅電極上之氧化物薄膜去除的技術，以清除表面。 2.習知技藝描述作為將焊料接合至諸如半導體元件之電極襯墊、金屬佈線等等之金屬圖案的方法，係使用藉由電鑛法、印刷法、球安裝方法等等將焊料形成於金屬圖案上，而後加熱/熔融該焊料至將其接合/成形於該電極襯墊上的方法。於熔融該焊料時，焊料或焊料下方電極襯墊之表面上的氧化物薄膜—般係藉&使用助鎔劑而去除，而後當清除表面時，焊料係被熔融並接合。舉例而言，使用助鎔劑之焊料接合步驟係以下述方法執行。首先，塗佈在金屬圖案表面作為焊料沈積表面之助鎔劑係覆蓋金屬圖案表面，以防止在藉由加熱活化其表面時之金屬圖案的氧化，以維持金屬圖案之活化狀態。此時，焊料係被熔融，以散佈於金屬圖案之表面上。一部分助鎔劑因焊料之溶融而溶解。接著，焊料係藉由固化而接合至金屬圖案之表面。此時，仍留在金屬圖案上之助鎔劑與溶解的產 570856 A7 ___B7 __ 五、發明説明3( ) 物係亦被固化。在執行使用此助鎔劑之焊料接合後，固化的助鎔劑係藉由清除加以去除。於此情況下，在此清除中，由於溶解的產品無法輕易地被不含三氣乙烯之有機溶劑去除，因此在此清除中，必須使用大量的有機溶劑。然而，由於有機溶解對環境存在不利的影響，因此需要發展不需清除的焊料接合方法。又，在電子零件模組之封裝步驟中，一般封裝步驟係在助鎔劑或含有助鎔劑之漿料塗佈至焊料接合部分後再進行。於此情況下，由於助鎔劑係被施加於封裝中之熱所溶解，而產生有害的氣體，因此必須確保操作安全。又，設若鹵素組份仍在模組内成為助鎔劑的殘留物，會加速在模組内之佈線腐蝕以及佈線遷移。因此，需要徹底的清除，其為導致製造花費增加的原因。為了克服此等問題，已知有下列方法或設備。首先，使用羧酸之焊接方法，舉例而言，係揭露在專利申請公開案（KOKAI) Hei 6-190584(文獻1)、專利申請公開案（KOKAI) Hei 6-267632(文獻 2)，以及專利申請公開案（KOKAI) Hei 7-164141(文獻3)中。又，設備係揭露於文獻3中。又，在低壓或真空氣壓所執行之焊接方法係揭露在專利申請公開案（KOKAI) Hei 4-220166 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請也閲讀背#之注意事項再本頁) •、可| 570856 A7 B7 五、發明説明4( ) (文獻4)、專利申請公開案（KOKAI) Hei 5-211391 (文獻5)、專利申請公開案（KOKAI) Hei 6-29659 (文獻6)、專利申請公開案（KOKAI) Hei 7-79071 (文獻7)，以及專利申請公開案（KOKAI) Hei 7-170063 (文獻 8)。然而，根據習知技藝之焊料接合系統與焊料接合方法，係有如下所述之課題。首先，第一個課題是，存在有在焊料接合氣氛中爆炸的危險。舉例而言，在文獻3中揭示了，在使用羧酸與二酮之焊料接合系統中，係供應羧酸氣體，以還元焊料之氧化物薄膜，並供應二酮小滴，以去除襯墊之氧化物薄膜。然而，如在文獻3所揭示者，二酮係為一昂貴的材料且具有爆炸的危險。二酮與羧酸兩者皆具有爆炸限制。設若在處理層内的溫度與濃度以及氧濃度超過各別的若干範圍，假如在1〇〇 °(：下，曱酸濃度與氧濃度到達30 %與10 %，則存在有爆炸的危險。具有產生爆炸危險可能性的設備與方法係無法被欣然地接受。第二個課題是羧酸具有有毒性質。舉例而言，如文獻4所揭示，為了防止羧酸自處理區域洩漏，有利的係執行藉由將羧酸導入排除空氣之腔室的焊接，同時還原該氧化物薄膜。然本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背妒之注意事項再本頁) 、τ· 570856 A7 B7 五、發明説明5() 而，在腔室内之焊料接合係具有小的處理能力。第三個課題係，在焊料接合後，仍殘留在焊料表面與金屬圖案表面的羧酸係產生再次氧化。根據本案發明人的檢視，設若羧酸的組份仍殘留在焊料表面，在預定的時間後，在氣氛内之焊料表面係被再次氧化。又，設若執行焊料接合之氣氛内的氧濃度過高，在加熱/溶化後，殘留的熱係使焊料表面再次氧化。第四個課題是，必須改良在已知焊料接合系統中之焊料接合總量。焊料係形成於半導體基材、陶瓷基材、電路板等等之佈線或襯墊上，而後被攜入焊料接合系統内，並接著在該處加熱/熔化，以接合至該佈線或襯墊。由於基材係一個一個負載進入該焊料接合系統 /自該焊料接合系統卸下，即，此焊料接合系統具有所謂的片饋入（sheet-fed)處理結構，因而焊料接合效率低。為此原因，為了增進基材處理能力，在專利申請公開案（KOKAI) Hei 11-233934之第2圖與第3圖中係揭示了設置多數個鄰近焊料接合區域之焊料接合系統。於此情況下，由於此設備係大體相當於使用多數個焊料接合系統，不僅花費增加，同時需要大的區域。第五課題是必須防止在焊料接合後在基材上之殘餘物的產生。在上述專利申請公開案本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請也閲讀背命之注意事項再本頁) .訂- 570856 A7 B7 五、發明説明6() (KOKAI) Hei 7-164141中，其揭示了，將羧酸與二酮混合物導入在焊料接合中之焊料熔化區域。於此情況下，以小滴形式供應至焊料熔化區域的混合物係容易在基材上產生殘餘物。在習知技藝中，在製造具有含有銅作為主要材料之電極或佈線（以下，電極與佈線係統稱為“銅佈線等等”)之半導體元件的步驟中，清除步驟必須如下執行：①在半導體元件中之佈線化學拋光（以下稱為“CMP”)步驟的後處理，②用於半導體基材之物理蒸汽沈積（以下稱為“PVD”)程序或化學蒸汽沈積（以下稱為“CVD”)程序的前處理，③蝕刻程序之後處理，④封裝程序等等之前處理。以下將解說在各別程序内之清除步驟。 ①作為CMP步驟之後處理的清除步驟作為在完成銅佈線之CMP步驟等等後所執行之清除方法，係有使用羧酸作為氧化材料的方法，如同專利申請公開案（KOKAI) Hei 11-33023 等等，如習知技藝所熟知。此方法係在鹼氣氛内之清除後，預先執行在酸氣氛内的清除。再者，有許多有關於使用羧酸作為氧化材料的方法與設備的熟知實例，例如在專利申請公開案 (KOKAI) Hei 8-83780等等内的揭示内容。正常來說，作為在完成銅佈線等等之CMP 步驟後執行的清除，係執行以刷子刮具去除粒子本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請也閲讀背斯之注意事項再本頁)

、可I 570856 A7 ~ ---~——— B7 五、發明説明7( ) ' ~— 的f驟，以及利用化學藥品去除形成在絕緣層上 ^氧，鋼的步驟。選擇使用諸如擰檬酸、草酸、 IL化氫等等，可去除氧化銅但對銅具有較小餘刻作用的化學藥品。 ②作為PVD程序與CVD程序之前處理的清除步驟 ^作為在物理或化學蒸汽沈積步驟中之氧化物薄膜去除方法，舉例而言，有藉由還原氣體電聚去除氧化物薄膜的方法，如同專射請公開案 (KOKAI) Hei 9-82798所揭示者。根據此方法，銅佈線等等係、藉由使用含氫氣之混合氣體的反向錢鑛來清除。又，在專利申請公開案（KOKAI) Hei 9-232313中係揭示了，藉由當形成銅佈線等等時，使用還原(氫)氣體來清除表面而均勻地形成銅佈線等等的方法。再者，如專利巾請公開案 (KOKAI)Hei8_316233等等所揭示，係有使用幾酸作為還原氣體的方法。根據此方法，銅佈線等專係藉由產生局部氧化·還原，同時使用還原氣體與氧化氣體而還原，而後執行包埋。當包埋的電極形成於其上有諸如由銅所製成之底下佈線與用於覆蓋此佈線之絕緣層等等的半導體基材上時，係執行PVD步驟。更明確地說，介層洞係在包埋電極形成位置形成於絕緣層本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公复）

(請先閲讀背斯之注意事項再^^本頁} •訂丨嗓...... 570856 A7 五、發明説明8() 内’以曝露底下佈線，而後藉由使用PVD技術之沈積而使阻擋金屬形成於（薄膜形成）介層洞内。接著，以PVD技術將銅包埋於介層洞内，藉此’形成連接至底下佈線之包埋電極。執行清除步驟，以確保阻擋金屬沈積前之底下佈線與銅間之電氣連接。更特定言之，底下佈線之表面係 I 以使用氣（Ar)錢鑛之前處理來加以清除。又，於CVD步驟中，數百nm厚之siN薄膜等等，舉例而言，係在CMP終點沈積於半導體基材之表面上。此係要防止銅自底下佈線與包埋電極擴散至絕緣層内。 ③作為蝕刻程序之後處理的清除步驟如上所述，設若連接至底下佈線之包埋電極形成於半導體基材上，介層洞係形成於絕緣薄膜内。介層洞之形成係藉由將在包埋電極形成位置上具有開口之光阻設置於絕緣層上，而後蝕刻該絕緣層同時使用該光阻作為罩模來執行。在完成此蝕刻後，光阻係以灰化設備加以去除，而後諸如Si、C、Cu等等絲著物質係、黏著至介層洞之側壁等等（其後稱為“dep〇_substance”），仍 | 未去除者，則以化學藥品去除。由於由銅製成之底下佈線係曝露於介層洞内，因此難以使用強酸或強鹼作為化學藥品，故常使用弱酸清除。 ④作為封裝程序之前處理的清除步驟本紙張尺度適财_家標準（_ M規格（2歡297公箸）

.、一-T— (請朱閱讀背？k之注意事項再？本頁〕 -11 - 五、發明説明9() 舉例而言，在含有銅作為主要材料之電極的接合步驟中，一般係使用焊料作為接合材料的方法。於此情況下，氧化物薄膜總是在接合前或接合時形成於銅電極之表面上。由於此氧化鋼在導電性較差，通常係藉由執行清除程序來去除此等氧化銅。作為氧化銅之清除方法，舉例而言，如揭露於專利申請公開案（K0KAI) Hei 7_75699 中，係有藉由使用羧酸作為形成氣體而去除氧化銅之方法。然而，在習知技藝之上述清除方法十係有以下所述之問題。 ①在作為CMP步驟之後處理的清除步驟中的問題如上所述，在執行作為CMP步驟之後處理的清除步驟中，係藉由化學藥品執行粒子之去除步驟，以及在絕緣層上之氧化銅與形成在銅佈線上之氧化銅的去除步驟。當完成使用化學藥品之程序時，係接著執行以純水之清除，以去除化學藥品。然而，在化學藥品之pH值由酸性變中性期間係產生銅佈線等等之腐蝕問題。此乃由於若化學藥品的濃度高，在銅佈線的總表面上係進行輕微的钱刻’但局部触刻係發生於稀釋的溶液中。第42圖係顯示當在實例中作為蝕刻劑之化 570856 A7 ___B7 __ 五、發明説明ip ) 學藥品（CIREX(產品名））濃度改變時，產生於銅佈線等等内之腐蝕係具有0.27 /fem的寬度。由第42 圖的結果，可發現到，腐蝕係因應化學藥品濃度變化而產生。又，設若大量的氧亦存在於化學藥品内，腐蝕係局部發生。因此，在習知技藝的清除方法中，係存在有無法獲得均勻蝕刻的問題。 ②在作為PVD程序與CVD程序之前處理之清除步驟内的問題如上所述，由於執行作為PVD程序與CVD 程序之前處理的步驟係藉由Ar濺鍍之物理去除方法，污染物係再度黏著至自介層洞曝露之底下佈線 (由銅製成），且形成絕緣層内之介層洞肩部係被濺鍍刮落。因此，係存在有無法達成形成微小包埋電極的問題。又，在CVD步驟中，SiN薄膜，或其等類似之物係沈積在半導體基材之表面上，如上所述。於此情況下，由於銅佈線等等係在CMP至CVD薄膜沈積期間曝露至大氣，銅佈線等等的氧化係無可避免的。為此，在諸如SiN薄膜或其等類似之物的擴散防止薄膜沈積前，一般係在CVD設備内執行使用諸如H2、NH3或其等類似之物之還原氣體的電漿程序作為預處理。此電漿程序係在接近400°C之溫度環境下進行。由於此程序係在高溫且在銅佈線等等曝露的狀本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） _ 13 - (請么閲讀背#之注意事項再^^本頁) 、^τ— 570856

態下進行，銅表面係因再結晶而形成不平坦。因此，存在有CVD薄膜之覆蓋係局部劣化的問題。 ③ 在作為蝕刻程序之後處理之清除步驟内的問題如上所述，在蝕刻程序後執行之清除步驟係主要為使用化學藥品之清除步驟。但此方法之清除作用係不足夠。因此，存在有無法達成有效清除的問題。 ④ 在作為封裝程序之前處理之清除步驟内的問題如上所述，在習知技藝中，焊料係使用作為接合材料，以接合在封裝中作為主要材料之由銅製成的電極。然而，設若將電阻率與電極材料完全不同之接合材料使用於傳輸高速訊號，係會在該部分產生電磁場的反射，而干擾該高速傳輸。因此，所欲係只要可接合，不使用不同的材料，否則若使用不同的材料時，在最外層使用最 ✓專的層’以抑制訊號的反射。發明概诚本發明乃是針對上述問題，且本發明之一目的在於提供一種焊料接合系統，其可具有高處理能力且可防止再氧化或排除爆炸的危險。本發明之另一目的在於提供一種焊料接合 -14- (請先閲讀背f注意事項再本頁) -、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公釐） 570856 A7 -—---- B7 五、發明説明坶） ~' 系統以及一種焊料接合方法，其可較習知技藝增進焊料接合的生產率，或防止在焊料接合後基材上殘餘物的產生。本發明之另一目的在於提供一種半導體元件製造方法以及一種半導體元件製造系統，其可均勻且有效地去除含有銅作為主要材料之形成在電極或佈線表面上之表面氧化物薄膜。又，本發明之另一目的在於在執行作為接續在清除步驟之步驟的薄膜形成步驟中實現良好的覆蓋。根據本發明，加熱/溶融區域以及攜載區域係設置在具有對外部空氣開口之腔室内，且甲酸供應裝置與曱酸排出機構係設置在該加熱/熔融區域内。因此，可在腔室内形成具有最下部壓力係在该加熱/熔融區域之壓力分佈的下部壓力氣氛，且可形成最高溫度係在該加熱/溶融區域之溫度分佈。因此，在焊料層上之氧化物係藉由使用在加熱/熔融區域内之甲酸而去除，且曱酸係在藉由加熱接合焊料層時之低壓下揮發並藉由排出機構加以去除。由於排出與進入氣體供應係在加熱 /熔融區域内同時進行，甲酸的分壓係非常低的，但甲酸的揮發能力是非常高的。設若曱酸在此方本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背&之注意事項再m本頁) .、可| -15- 五、發明説明1β ) 式中，自腔室内之焊料黏著物件表面去除，可防止焊料黏著物件上之焊料層的再氧化。又，由於焊料黏著物件可經由開放至外部空氣之開口而負載至腔室/自腔室卸下，因而可增進焊料接合程序之加工能力。再者，設若攜載區域係在預 J溫度下藉由加熱裝置加以固持，可加速甲酸的揮再者，供給至加熱/熔融區域之甲酸係藉由回應腔室内之壓力分佈的排出機構而導入甲酸分解機構、甲酸回收機構或其等類似之機構，而不會自開口洩漏。因此，可避免因甲酸之環境破壞。再者，於加熱/炼融區域内加熱之焊料黏著物件係經由其溫度回應腔室内溫度分佈之開口而卸下至外部。因此，焊料黏著物件可在溫度接近室溫之腔室取出，故可有利於焊料黏著物件的處理。設若甲酸供應裝置係在低於75 ν〇1%之濃度下供給至加熱/熔融區域，可在未有爆炸限制下，安全地使用此一濃度之甲酸。此外，設若氣流控制裝置係設置於加熱/熔融區域與攜載區域間之邊界，共同區域間之氣體來與去係變得困難。因此，可容易地在各別區域内維持壓力與溫度並可防止甲酸進入攜載區域。由於焊料黏著物件之固持機構係設置在加熱/熔融區域内，在焊料黏著物件被停止/固持五、發明説明埒 ) 後，氧化物薄膜可藉由甲酸加以去除，以減少焊料黏著物件之溫度變化以及壓力變化。因此，可獲得施加至所有焊料黏著物件之方法的一致性。由於焊料黏著物件係藉由輸送帶而負载至腔室/自腔室卸下，因此，可達成焊料黏著物件之連續加工，且因此增進加工效率。再者，焊料黏著物件可藉由一起使用上述固持機構而間隔地供給至腔室内，因而可在不降低品質下增進生產率。根據本發明，係提供一種用於容納多數個具有以一距離黏著於其上之焊料層之金屬圖案的基材，以及一加熱器，使得該收納容器係可限制於該加熱器内。因此，在多數個基材上之焊料係可被同時接合，且因此可比習知技藝增進生產率〇又’由於在以加熱器加熱/熔融焊料層後，加熱器可在不包圍收納容器下取出，可容易降低焊料層之溫度且因此可縮短加熱至冷卻所需的時間。再者，由於使用適於對加熱器之冷卻氣體導入機構的機構，因而可在焊料層加熱完成後，即刻藉由冷卻氣體而更快速地冷卻，且因此可縮短焊料冷卻時間。設若甲酸係供應至焊料層，曱酸與氣體係被混合’以抑制曱酸過量的供應，或曱酸係藉由五、發明説明# ) 超聲波變成霧氣。因此，可抑制甲酸的過量供應。再者’由於收納容器係僅置於加熱室内，因而可抑制空氣中之污染物黏著在收納容器上’且因此可防止加熱期間基材的污染。此外’由於加熱器與收納容器係自甲酸導入加熱器至其排出被受限於加熱室内，因而可防止甲酸自加熱器洩漏至外部。根據本發明另一面，本發明係具有下列特徵，為了去除形成在含有銅作為主要材料（銅佈線等等）之電極或佈線之表面上的氧化物薄膜（表面氧化物薄膜），表面氧化物薄膜係轉變成羧酸鹽而後還原/去除。因此，表面氧化物薄膜之去除可在不對銅佈線等等本身以及其等之周邊結構產生物理或化學損害下，均勻且有效地執行。表面氧化物薄膜主要係由銅（11)氧化物（Cu0) 形成。即使表面氧化物薄膜仍殘留於還原性氫氣氛或其等類似之物内，此一表面氧化物薄膜並不會還原，除非溫度上升超過4〇〇°C或更高。因此，為了使銅表面快速降至低溫，於本發明中，係使用一反應系統··一但表面變成具有高反應性之鹽狀態，而後即產生銅之還原。又，於本發明中，舉例而言，係選擇羧酸鹽作為具有高反應性之鹽狀態，且甲酸係使用作為用於形成竣酸鹽之竣酸氣體，施加超過2〇〇°c但低於4〇〇 570856 A7 B7 五、發明説明埤 ) °c之加熱。以下為使用甲酸時之反應。 2HCOOH+CuO— (HC00)2Cu+H20 (HCOO)2Cu-> Cu+H20+2C02 在此方式中，由於甲酸鹽係分解成h2o與 co2，在清除程序後，雜質並未留在形成有銅佈線等等之半導體基材上。因此，甲酸鹽對清除程序之後步驟不會產生影響。相對地，可使用各種型態（例如乙酸）作為所使用之羧酸，只要其等可產生銅與羧酸鹽。然而，甲酸在作為羧酸鹽時具有最快速的反應，且因此，由此觀點以使用甲酸為宜。又，為了自所產生之羧酸鹽還原銅，可導入反應性氣體（例如氫等等）。同時，設若使用上述羧酸來去除表面氧化物薄膜，在去除程序内之環境溫度必須合宜地設定，以有效地去除表面氧化物薄膜。因此，本案之發明人測試了表面氧化物薄膜還原所需的溫度條件，而後獲得了顯示於第43圖之結果。由此等結果顯示，除非還原氣溫高於200°C但低於400°C，否則無法獲得足夠地還原速率，且由於銅結晶顆粒在高於此溫度時係加速成長，而產生表面不平坦，因此，此溫度可為實際使用之限制溫度。相對地，在半導體元件製造系統中，由於在導入羧酸之液滴黏著於半導體基材之絕緣層上本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -19- (請先閲讀背is之注意事項再本頁) 、τ 570856 A7 B7 五、發明説明1?) 時，係產生奪取（產生外來物質），因而需要防止此奪取的方法。又，由於銅係容易產生再氧化的物質，因而需要防止再氧化的結構。此方面可藉由在將羧酸供應至銅佈線等等時，將羧酸喷灑為小粒子喷霧，而將喷灑的羧酸喷霧變成蒸汽加以克服。舉例而言，Ikeuchi公司所製造之噴嘴BIMK6004可根據條件，將具有15至30 /fem之粒子直徑之羧酸喷灑於空氣内，且喷嘴 BIMV8002S可噴灑具有10至20 /έιη之粒子直徑的羧酸。作為其他方式，可使用藉由加熱混合至羧酸霧氣之氣體（例如氮氣）而產生羧酸蒸汽的方法。舉例而言，Ikeuchi公司所製造之線加熱器可可在最大氣體流率為12 liter/min下，將氣體加熱至300°C。再者，可使用間接藉由將羧酸霧氣噴灑至熱板等等之產生蒸汽的方法。在此情況下，作為熱板之加熱器係加熱至250至300°C，而後羧酸霧氣（例如，甲酸霧氣）係喷灑至熱板上，而後藉由所產生之蒸汽去除表面氧化物薄膜。同時，由於在根據使用去除銅氧化物薄膜之羧酸濃度的程序期間，係有產生爆炸的可能性，必須避免此可能性。舉例而言，設若使用甲酸作為羧酸，由於曱酸在98%體積濃度具有69°C之閃點 (flash point)，在設備中將有著火/爆炸的危險問題。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -20 - (請先閲讀背歃之注意事項再本頁) :裝- 、可| 五、發明説明) 然而，設若體積濃度係設定低於76 %，則閃點會損失且不再有爆炸危險，同時，不影響還原能力。結果’設若_濃度係設定低於閃點不。存在的濃度，（在甲酸的情況下，體積濃度為75 ’可增進清除程序的安全性。凰Α簡要說明第1圖係顯示根據本發明第一實施例之焊料接合系統的截面圖；第2圖係顯示在根據本發明第一實施例之焊料接合系統中之輸送帶的平面圖；第3圖係顯示在根據本發明第一實施例之焊料接合系統中之甲酸噴灑單元的截面圖；第4圖係顯示使用於本發明第一實施例之焊料接合系統之甲酸回收機構的截面圖；第5圖係顯示在根據本發明第一實施例之焊料接合系統之腔室中之壓力分佈的實例；第6A與6B圖係顯示作為根據本發明第一實施例之焊料接合系統之加熱物件之半導體元件之一部分的截面圖；第7A至7F圖係顯示在根據本發明第一實施例之焊料接合系統内之處理步驟的截面圖；第8圖係顯示一結構的截面圖，其中在根據本發明第一實施例之焊料接合系統内的排風扇 570856 A7 ~----—__B7 五、發明説明1?) 的位置係經改變；第9A與9B圖係顯示作為根據本發明第一實施例之焊料接合系統之加熱物件之半導體模組之形成的截面圖；第1 〇圖係顯示根據本發明第二實施例之焊料接合系統的截面圖，而第11圖係顯示呈現在第 10圖之焊料接合系統之腔室内的壓力分佈；第12 A圖係顯示根據本發明第三實施例之部分焊料接合系統的戴面圖，而第12B圖係沿著第12A圖之Μ線的截面圖；第13圖係顯示根據本發明第四實施例之部分焊料接合系統的截面圖；第14Α與14Β圖係顯示使用於第1〇圖之焊料接合系統内之甲酸揮發單元之二具體實例的截面圖；第15圖係顯示根據本發明第四實施例之焊料接合系統之變化的截面圖；第16 Α圖係顯示使用於本發明第五實施例之部分焊料接合系統之曱酸分解機構的截面圖，而第16B圖係沿著第16A圖之II-II線的截面圖；第17圖係顯示根據本發明第六實施例之焊料接合系統的截面圖；第18圖係顯示根據本發明第六實施例之焊本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -22- (請先閲讀背卸之注意事項再本頁) •訂| 570856 A7 B7 五、發明説明2p ) 料接合系統之變化的截面圖；第19圖係顯示用於負載根據本發明第六實施例之焊料接合系統之加熱物件之載體的透視圖；第20圖係顯示根據本發明第七實施例之焊料接合系統的頂面圖；第21圖係沿著第20圖之III-III線的截面圖；第22圖係顯示使用於根據本發明第七實施例之焊料接合系統内之甲酸供應喷嘴之一部分的透視圖；第23圖係顯示使用於根據本發明第七實施例之焊料接合系統内之處理收納容器的透視圖；第24A與24B圖係為一透視圖與一側視圖，其顯示一半導體晶圓，其上係分別形成欲以根據本發明第七實施例之焊料接合系統而接合之焊料；第25與26圖係顯示呈現現在第24B圖之半導體元件之一部分的截面圖；第27圖係顯示使用於根據本發明第七實施例之焊料接合系統内之甲酸回收機構的截面圖，而第28圖係顯示結合至該曱酸回收機構内之板的截面圖；第29A至291圖係顯示據本發明第七實施例之焊料接合系統的操作圖；第30A與30B圖係一透視圖與一側視圖，其顯示一夾具，其係分別安裝於多數個其上以根據本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -23- (請先閲讀背ig之注意事項再集本頁) 、可|

^〇JD

、發明説明與導面示元本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）本發明第七實施例之焊料接 α…丄、受糸統接合之焊料所形成的類晶片半導體元件；干第31圖係顯示另一使用於根據本發明第七 e例之焊料接合“充内之處理收納容器的透視圖；第32A與咖圖係顯示另一使用於根據本發月第七實施例之焊料接合系統内之甲酸供應機構的截面圖；第33圖係顯示另一使用於根據本發明第七實施例之知料接合系統内之甲酸供應機構的截面圖；第34A圖係顯示根據本發明第八實施例之半導體元件製造系統之結構的平面圖，而第34B 圖係沿著第34A圖之Χΐ-χΐ線的截面圖；第35A至35E圖係顯示使用第34A圖之半體元件製造系統之半導體元件製造方法的截圖；第36圖係顯示第35A至35E圖之半導體元件製造方法之步驟的流程圖；第3 7A圖係顯示根據本發明第九實施例之半導體元件製造系統之結構的平面圖，而第3 7B 圖係沿者第37A圖之X2-X2線的截面圖；第38A至38E圖以及第39A至39D圖係顯使用第37A圖之半導體元件製造系統之半導體 -24-

五、發明説明2?) 件製造方法的截面圖；第40A圖係顯示根據本發明第十實施例之半導體元件製造系統之結構的平面圖，而第4〇b 圖係沿著第40A圖之X3-X3線的截面圖；第41A至41D圖係顯示使用第4〇a圖之半導體元件製造系統之半導體元件製造方法的截面圖；第42圖係顯示在CMP步驟内之表面餘刻狀態的表；以及第43圖係顯示還原一表面氧化物薄膜所需之溫度條件表。較佳實施例之描诫以下將參照附圖詳細解說本發明之實施例。 (第一實施例）第1圖係顯示根據本發明第一實施例之焊料接合系統的截面圖。 ^ 在第1圖中，腔室1係具有一用於擷取諸如半：體70#、電子元#，或其等類似之物之焊料黏著物件（工作件）w進行内部的負載埠2,以及一用於將焊料黏著物件W擷取至外部的卸下埠3。負載埠2與卸下埠3兩者係對空氣開口。、第一至第四區域4至7係依序自負載埠2至本紙張尺度翻中_家標^T^T^X297公f 570856 A7 ^-------- 五、發明説明泊) " 卸下埠3而設置於腔室丨内。該第—至第四區域（空間）4至7係具有可分別置放焊料黏著物件w之尺寸’而該等焊料黏著物件係藉由具加熱器之氣體屏蔽板8a至8e而縱向地分個隔，該加熱器係安裝至該腔室1之上部。在腔室1中，用於將諸如氮、氬或其等類似之氣體的惰性氣體排入腔室丨之惰性氣體導入管 9、10係分別安裝貼近負載埠2，但係位於比氣體屏蔽板8a内部之側，且貼近卸下埠3，但係位於比氣體屏蔽板8e内部之側。藉由自惰性氣體導入管9、10排出之惰性氣體形成氣幕。又，以控制器（未示出）控制溫度之下部及上部加熱器11a至lie、12a至12e係分別安裝至在腔至1内之第一至第四區域4至7的下部及上部。此等加熱器11a至lie、12a至12e係用於加熱焊料。可使用紅外線燈作為上部加熱器12a至12e。可省略上部加熱器12a至12e，但若設置該等上部加熱器，則可獲得較高的加熱效率。又，上部加熱器 12a至12e係放置在比氣體屏蔽板之底端高的位置，而不消除可由氣體屏蔽板8a至8e所獲得之氣流抑制效應。第二區域5係作為一加熱/熔融區域，其中可根據加熱器1 1 b、1 2 b之溫度控制，而使焊料加熱/溶融。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱）

.、訂| (請先閲讀背命之注意事項再本頁) 570856 A7 「五、發明説明2备~―)" """ 滑輪13、14係分別設置在腔室丨之負載埠2 與卸下埠3之外側上。二通過腔室1之内部與腔室 1之下外部的環狀輸送帶15係以一比焊料黏著物件w窄之距離而橫向地置放在此等滑輪13、14 上。第2圖顯示滑輪13、14，輸送帶15，以及焊料黏著物件w間之關係。 /月輪14係藉由經帶14b而自馬達（驅動力）14a傳輸之旋轉驅動力而轉動，以將輸送帶15 自腔室1内之負載埠2移動至卸下埠3。輸送帶15係以稍大於焊料黏著物件w高度之距離而自氣體屏蔽板8&至8〇之下端分離地設置在腔至1内’而其專係與下部加熱器11&至 | 为開’以抑制熱對焊料黏著物件w之内部的影響。甲酸喷灑單元16係連接至腔室1之第二區域5内之上部，貼近第二區域5與第一區域4間之邊界。又，設置在腔室1之外部之排氣扇丨7的吸氣管17a係連接至腔室丨之第二區域5内之上部，貼近第二區域5與第三區域6間之邊界。如第3圖所示，舉例而言，上述甲酸喷灑單元16係包含一用於自設置在腔室1外部之含甲酸溶液槽16a導入含甲酸溶液16h之含甲酸液體導入官16b、一用於將自一容器16c、器皿i6e之諸如氮、氬或其等類似之氣體之惰性氣體導入插置有含甲酸導入管16b與氣體導入管16(1之上部的 ----------- --- 本紙張尺度適用中國國家標準（ojs) A4規格（21〇><297公楚）

訂— (請先閲讀背於之注意事項再本頁) -27 - 570856 A7

(請先閲讀背赴之注意事項再？pf本頁) 氣體導入管16d、一置於與器皿i6e之底部相接觸之超聲波振動板16f，以及一自器皿16e之上部出來進入腔室1之内部的氣體排放管丨6g。可對含甲酸溶液槽16a設置一加熱器（未示出），以加速含曱酸溶液16h之揮發。作為含甲酸溶液16h，係有以低於75 vol%之濃度將甲酸混入水的混合物。接著，自含甲酸液體導入管16b進入器皿 16e之含甲酸溶液16h係經揮發/氣化或藉由超聲波振動板16f之振動而變成霧氣。接著，該經由氣體導入管16d導入之甲酸及惰性氣體係經由氣體排放管16g排入腔室1内。 •訂— 設若包含於含曱酸溶液16h内之曱酸係控制成具有低於75 vol%之濃度，自氣體排放管1 & 排放之含甲酸氣體係具有非爆炸限制而可安全地使用。在此情況下，除了甲酸以外，舉例而言，水係包含於該含曱酸溶液16h内。將曱酸形成氣體之方法並非限定於超聲波振動方法。而有藉由使用自插置於器皿16e内之氣體導入管16d排出之含甲酸溶液氣泡化的方法。在此情況下，第1圖中，符號I6j係顯示一用於經由含曱酸液體導入管16b調整含甲酸溶液之流率或停止溶液之流動的閥。舉例而言，所欲是將具有高排氣能力之熱風扇（sirocco fan)作為上述排氣扇17，且一甲酸本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -28- 570856 A7 兑明龙~) _ 回收機構18係連接至排氣埠。舉例而言，如第4 圖所示，甲酸回收機構18係具有一如下之結構：排氣扇之不銹鋼排氣管17b係插置於一位在密閉不銹鋼液體槽18a之溶液18b内，且一不銹鋼排氣管18c係連接至該液體槽i8a之上部。溶液為甲酸可容易溶解之水或醇。一用於將半導體元件、電子元件或其等類似之物供應至輸送帶15A之負載器20係設置在腔至1之負載埠2的外部。又，一用於自輸送帶15回收半導體元件、電子元件或其等類似之物之卸下器21係設置在腔室1之卸下埠3的外部。又，汽缸22係設置在第二區域5之下方。此 >飞缸22係經由二輸送帶15而向上移動，以將焊料黏著物件w舉起至比輸送帶15高的位置，接著暫時停止，以將該焊料黏著物件w固持住，而後a 向下移動，以將該焊料黏著物件〜往下帶。在具有上述結構之焊料接合系統中，自惰，氣體導入管9、10向下排出之惰性氣體係將腔 I 室1之内部空氣與外部空氣隔離。又，在腔室1之内部的壓力係藉由連接至第二區域5之排氣扇而降低，且在腔室1内之氣體流動係藉由多數個氣體屏蔽板8a至8e而分散至某個程度。因此，舉例而言，在腔室1内之壓力分佈係如第5圖所示，而具有一壓力梯度，即，在第二區域5為最低壓力，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公€ ---

•訂| (請先閲讀背化之注意事項再^|^本頁) -29- 五、發明説明ί7 ) 且壓力係自第二區域5至負載埠2逐漸地增加，而到達實際相當於大氣壓力，且具有一壓力梯度，即’壓力係自第二區域5至卸下埠3逐漸地增加，而到達大氣壓力。舉例而言，在第5圖中，在第一區域4之壓力為1030至1〇2〇 hPa，在第二區域5之壓力為990 至1000 hPa，在第三區域6之壓力為約1〇1〇 hPa，且在第四區域7之壓力為1030至1020 hPa，藉此，負載埠2與卸下埠3附近之壓力Ρι係變成最高。接著，以下將解說藉由使用上述焊料接合系統而將自焊料黏著物件w曝露之焊料接合至金屬圖案的方法。於此，半導體元件3〇係使用作為焊料黏著物件w。舉例而言，如第6A圖所示，半導體元件3〇係包含一矽（半導體）基材31，其上係形成有一諸如電晶體或其等類似之物的半導體元件、一形成於其上之絕緣薄膜32，以及一形成於該絕緣薄膜上之電極襯墊33。電極襯墊33係電氣連接至一形成在該矽基材31上之半導體構件（未示出）。可形成絕緣薄膜32，以使多層佈線絕緣。電極襯墊33 係經由形成在絕緣覆蓋薄膜34上之開口而曝露。接著，一由鈦與鎳所構成之底下金屬層35係形成在該曝露的部分上。一焊料層36係藉由非電解電鍍法、電解電鍍法、印刷法，或其等類似之五、發明説明龙 ) 方法而形成在該底下金屬層35上。如第6B圖所示，已知電極襯墊33與焊料層 36係經由一引導佈線（再放置佈線）而互相電氣連接。引導佈線37係形成在該絕緣覆蓋薄膜34上。引導佈線37之一端係經由絕緣覆蓋薄膜34之開口而連接至電極襯墊33，而另一端係經由覆蓋引導佈線37之重疊絕緣薄膜38之開口而連接至底下金屬層35與焊料層36。在焊料層36經由底下金屬層35而接合至電極襯墊33或引導佈線37之情況中，首先，多數個半導體元件30係負載至顯示在第i圖之負載器2〇内。在負載器20内之半導體元件3〇係以一間隔一個接著一個間歇地饋入旋轉輸送帶15。如第7A圖所示，在負載器2〇内之第一半導體元件30係饋入旋轉輸送帶15。接著，在旋轉輸送帶15上之半導體元件3〇係根據輸送帶15之旋轉而通過腔室1内之第一區域4。接著，如第邛與 7C圖所示，半導體元件3〇係在半導體元件3〇完全進入作為加熱/熔融區之第二區域5的時間點，藉由位在第二區域5下方之汽缸22的上升而舉起。接著，甲酸係在諸如溫度、壓力等等之半導體元件之環境穩定的時間點，自甲酸喷灑單元 I6供應至半導體元件3〇上之焊料層36。在此情況下，自曱酸喷灑單元16至半導體 570856 A7 B7 、發明説明游 ) 元件30之甲酸供應可在半導體元件3〇自第一區域4至第二區域5之移動中間執行。作為第一階段，為了藉由甲酸的還原作用去除在焊料層36表面上之氧化物薄膜，藉由設置在第二區域5之加熱器lib、12b之加熱溫度係控制成’例如，溫度係比焊料層36之熔點低約50至 90〇C 〇甲酸係自比焊料層36之熔點低約50°C的溫度開始有效地反應，而在焊料層36之表面上的氧化物薄膜係在此溫度下逐漸地去除。設若焊料層 36係由共熔錫_.(SnPb)焊料形成，甲酸之還原反應變成有效的溫度係超過約150°C。又，設若焊料層36係由諸如錫-銀（snAg)之财火焊料材料形成’曱酸之還原反應變成有效的溫度係超過約 180〇C。同時，由於第一區域4係鄰近負載埠2，接近負載埠2之第一區域4的溫度係變成接近室溫。結果，第一區域4係具有一溫度梯度，即， ‘度係自負載埠2向第二區域5增加。又，由於在第二區域5與第三區域6間邊界之鄰近區域内的空氣係藉由在第二區域5内之排氣扇17加以排出’自曱酸喷灑單元16供應之含曱酸氣體係實質上僅流入第二區域5内。作為第二階段，在第二區域5之加熱器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -32- 請先· 閲面· 之注意事項

訂

五、發明説明ίο ) 11 b、12 b的溫度係控制成，在曱酸之還原程序終止後，溫度可上升超過焊料層36之熔點或更高。因此’焊料層3 6之溫度係上升，而後於焊料層3 6 之内部產生或存在的氣體在溫度上升時逐漸逸散’且烊料層36係逐漸熔融。因此，不會產生焊料層3 6之散落或模塑失敗。再者，在焊料層3 $表面上之甲酸的揮發係藉由在低壓力下的加熱而加速。焊料層36係被熔融且形成如第6八與66圖之虛線所示者。加熱器1 lb、12b之加熱溫度係在預定的時間内回復至焊料層36之熔點或更低，例如，在第二區域5之預定時間内，而焊料層％藉由加熱器 lib、12b而加熱/溶融後之一分鐘内。其後，如第7D圖所示，第一半導體元件3〇係藉由使汽缸落下而回到輸送帶15，而後第一半導體元件30係藉由輸送帶15之旋轉而移動至第三區域6。焊料層36之冷卻可在第三區域6内進行。在此情況下，較佳焊料層36須在焊料加熱完畢一分鐘内冷卻至溶點以下。因此，汽虹22與輸送帶15 必須操作成，在一分鐘内完成將半導體元件30由第二區域5至第三區域6的移動。在此，如第7C圖所示，第二半導體元件3〇係經由輸送帶15而自負載器20饋入第-區域4，五、發明説明3[ι ) 以在第一半導體元件3〇被汽缸22舉起期間於該地備用。半導體元件30自負載器20至輸送帶15的供應以及輸送帶15的驅動/停止係由一計時器加以管理。 " 諸如第一半導體元件3 〇與隨後半導體元件饋入第一區域4，以於該處備用，而後饋入第二區域5的操作係以第二區域5内之半導體元件3 〇之處理時間為基礎，而間歇地進行。因此，可穩定地進行在第二區域5内之處理，且因此可在不才貝害品質下，獲得生產率的改良。如第7E圖所示，於第一區域4内備用之第二半導體元件30係與第一半導體元件3〇之移動同步移動至第二區域5内，接著甲酸係如上述供應至第二半導體元件3〇,接著第二半導體元件3〇係被4缸22舉起，而後焊料層36係被加熱/炼融。如第7F圖所示，在第二半導體元件3〇被汽缸22舉起後，第一半導體元件30係通過第三區域 6與第四區域7。當第一半導體元件3〇通過第三區域6與第四區域7時，第一半導體元件3〇之溫度係逐漸降低。在第三區域6内之加熱器lie、了2c係控制成’溫度係低於焊料之溶點，但高於11 ，以利於曱酸的去除。再者，在第四區域7内之加熱器lid、12d係在比第三區域6之加熱溫度低而接近室溫的溫度下加熱半導體元件3 〇。再者，由本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -34- 570856 五、發明説明:¾ ) 於半導體元件30係在鄰近奸下蜂3淋以惰性氣體，加以冷卻，該半導體元件3〇對儲存於卸下器内之其他半導體㈣3G係不具有溫度影響，即使是其經由卸下埠3而儲存於卸下器以時。在此情況下，當第一半導體元件30係完全置入卸下器21或其後，第三半導體元件％係在其

可完美地進入第一區域4且可置於備用的時間點下自負載器20饋入輸送帶15。訂惰性氟體之氣幕係分別形成在腔室1之負載埠2與卸下負載埠3。惰性氣體主要係被排氣扇 17吸附而排至外部。因此，自甲酸供應喷灑器16 排出之含甲酸氣體係沿著氣體的流動排除，而不洩漏至腔室1外部。被排氣扇17排出之含曱酸氣體係溶解於第4圖所示之甲酸回收機構丨8之溶液内並且加以回收。隨後，藉由將75 vol%之甲酸導入腔室丨之第二區域5内而檢查接合至底下金屬35之形成度與氧化物薄膜，接著加熱/熔融焊料層36，而後冷卻第三區域6之焊料層36時，係獲得如表丨所示之結果。口根據表1，明顯可見，焊料層36之氧化物薄膜的去除以及焊料層36的形成可在第二區域5内進行，其壓力係比大氣壓力低，且其在腔室1内包含甲酸，且焊料層36與襯墊間之接合可在未有本紙張尺度適用中國國家標準（OfS) A4規格（210X297公釐） -35- 焊料組成物融值度熔峰溫 570856 A7 B7 五、發明説明3$ ) 助鎔劑下良好進行。再者，由於腔室1之負載埠2與卸下埠3係對大氣開口，可比習知技藝有利於半導體元件負載至設備/自設備卸下，且可增進可用性。表1 [焊料熔融條件與氧化物薄膜去除效果] 溶融區氧化物形成度壓力薄膜 (請也閲讀背面之注意事項再？^本頁)

Pb95:Sn5 200°C 300°C 350〇C 380〇C Sn-3.5Ag~~170°C 240〇C 270〇C 共溶 110°C Pb-Sn 170°C 220〇C 1000 hPa 形成 1000 hPa 未形成 1000 hPa未形成 1000 hPa未形成 1000 hPa 形成 1000 hPa 未形成 1000 hPa 未形成 1000 hPa 形成 1000 hPa 未形成 1000 hPa未形成佳佳K K 不不ο ο •、tr— 佳佳K 不不0 佳佳K 不不0 隨後，當藉由在由Pb95:An5製成之焊料層 3 6經加熱/溶融後之操作上差異來檢查焊料層3 6 之再氧化如何被影響時，係獲得如表2所示之結果。根據表2,藉由在腔室1之第二區域5内，350 °C之峰值溫度下加熱/熔融焊料層36，可防止甲酸所產生之再氧化，接著使在超過ll〇°C之焊料層本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明％ 36保持一預定的時間，而後冷卻焊料層％。然而，設若在加熱/熔融後，將溫度設定成7(rc，焊料層36係被再度氧化。可推測為，由於自焊料層 36表面之甲酸的去除未完全，而導致此再氧化。表2 [後熔融加熱條件以及再氧化的產生] 焊料熔融後熔融後熔融組成物峰值加熱加熱-固持再氧化溫度溫度時間 Pb95:Sn5 350〇C 180°C 4分鐘未產生 350〇C iio°c 8分鐘未產生 350〇C 70°c 12分鐘產生排氣扇17之吸氣管17a的位置可設定在接近第三區域6與第二區域5間邊界之第三區域6 (請先閲讀背•面之注意事項再本頁) 訂— 内，如第8圖所示，而非第二區域5。又，設若省略在腔室1内之上部加熱器11a、l2a、13a、14a，可同時省略汽缸22且焊料層36可僅藉由下部加熱器 lib、12b、13b、14b來加熱。在上述解說中，具有顯示於第6A與6B圖之電極概塾3 3的半導體元件3 0係作為舉例。而可使用如第9A圖所示之模組。在第9A圖中，形成在電子元件41之佈線42上的焊料層36係放置在佈線 45上，而後焊料層36係在腔室1内被加熱/溶融。 570856 A7 _ " —一 B7 五、發明説明^ -- 因此，如第9B圖所示，相對佈線42、45係經由焊料層36而互相接合。 (第一實施例）在第實^例中，一排氣扇17係僅連接至腔至1内之第二區域5。除此之外，如第1〇圖所示，排氣扇23、24、25之吸附管23a、24a、25a可分別設置於貼近第一區域4與第二區域5間之邊界位置貼近第二區域6與第四區域7間之邊界位置，以及貼近第四區域7内之卸下埠3。具有相同結構之甲酸回收機構18係適於此等排氣扇23、24、25 之排出埠。 δ又若排氣扇17、23、24、25係分別設置於第一區域4至第四區域7，藉由逐一調整在第一區域 4、第三區域6，以及第四區域7内之壓力，第二區域5之氣氛可容易地設定成常態低壓狀態。舉例而言，設若在第二區域5與第三區域6内之排氣扇 17、24的排氣係設定成比第一區域4與第四區域7 内之排氣扇23、25強，在第二區域5内之壓力分佈係變成常態，如第11圖所示。相對地，在第一實施例中，排氣扇17係僅連接於第二區域5。然而，由於在此情況下，負載蟑 2與卸下埠3之外部空氣的影響較大，不僅在腔室内之壓力無法被降低，且難以將第二區域5内之低本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公楚：） -38- (請·4?閲讀背·面之注意事項再^!本頁) 、τ. -% 570856 A7 ------ B7 五、發明伽3(6 ) ^ 壓力分佈調整為常壓。 (E閲讀背ig之注意事項再本頁} 、由於惰性氣體導入管10係連接於接近第四區域7内之排氣扇25，可調整排氣量，以不過量排出自惰性氣體導入管1〇供應之惰性氣體，否則，排氣官25之吸氣管25a可設置於第四區域7之中間或接近第四區域7。 (第三實施例）在第一實施例中，氣體屏蔽板8b至8d係分別設置於第一區域4與第二區域5、第二區域5與第三區域6，以及第三區域6與第四區域7間之邊界。在此情況下，如第12A與12B所示，可設置氣幕取代設置於第二區域5前與後之氣體屏蔽板扑、 8c ° -¾ 在第12A與12B圖中，氮氣供應機構26a、26b 係設置在腔室1内之第二區域5前與後，來取代氣體屏蔽板8b、8c，且吸氣/回收機構27a、27b係分別安裝於相對於氮氣供應機構26a、26b的位置，同時且位於輸送帶15下方。氮氣供應機構26a、26b係將自外部氮氣供應源饋入之氮氣向下注入腔室1内。自氮氣供應機構26a、26b排出之氮氣係藉由排氣幫浦29經由吸氣/回收機構27a、27b而排至外部。因此，如第 12A圖之虛線所示，藉由氮氣，氣幕係形成在第本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明3(7 二區域5之前與後。設若氮氣供應機構26a、26b 之注入壓力係設定成不影響排氣扇17之真空吸氣的程度，置於二氣幕間之第二區域（加熱處理區）5係藉由排氣扇17帶入低壓狀態。在此情況下，焊料黏著物件w係藉由輸送帶15攜入加熱處理區5而後在穩定的低壓下進行處理。又，設若在焊料黏著物件w通過氣幕時，因氣體壓力而在焊料黏著物件w内產生問題，當焊料黏著物件w 通過氮氣供應機構26a、26b下方期間，氮氣注入壓力係變弱，而後在焊料黏著物件^¥完全饋入第二區域5後，氮氣注入壓力係變高。氮氣供應機構26a、26b可設置於腔室之下部或側部，來取代腔室之上部。又，可使用其他惰性氣體來取代氮氣。 (第四實施例）在第一實施例中，使用甲酸喷麗單元16，將甲酸供應至腔室1。在此情況下，可使用顯示於第31圖之曱酸揮發單元51作為甲酸供應裝置。含曱酸溶液槽51a之曱酸供應管51b係連接至顯示於第31圖之甲酸揮發單元51。一流率控制閥51c係設置於曱酸供應管51b，以調整自含曱酸溶液槽51a供應至曱酸揮發單元51之含曱酸溶液的供應量，或停止曱酸的供應。本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) A4規格（21〇><297公楚） -40- (請4?閲讀背*面之注意事項再本頁) 、tr— 570856 A7 B7 五、發明説明邓 ) 舉例而言，如第14A圖所示，曱酸揮發單元 51係具有一設置在甲酸供應管5lb之外圍上的加熱器51d。流經曱酸供應管51b之含甲酸溶液係藉由加熱器51d而在高於110°C下加熱甲酸供應管51b 而加熱/揮發，以導入腔室1。又，顯示於第14B圖之甲酸揮發單元51係具有一加熱器51e，其係以自曱酸供應管51b之排氣端的距離設置在腔室1内。自甲酸供應管51b排出之含甲酸溶液係藉由加熱器 51e而在高於110°C下加熱甲酸供應管51b而加熱/ 揮發，以導入第二區域5。作為甲酸揮發單元可亦使用用於將溶液加熱至其沸點的結構。根據此一甲酸揮發單元51，甲酸可在腔室之第二區域以低壓均勻地分佈，使得甲酸可分別均勻地供應至多數個在半導體元件30上之焊料層36。設若曱酸可以均勻的等級供應至多數個焊料層 36，在加熱/熔融後之各別焊料層36的形狀係均一地形成，且因此可增進焊料層36與底下金屬層35 間之接合率。在此情況下，為了加速在含甲酸溶液槽51a 内之含甲酸溶液的揮發，一加熱器51f可設置在含甲酸溶液槽51a内或在其外部。附帶一提的是，可將類霧甲酸供應至半導體元件上之焊料層。如第15圖所示，含類霧甲酸溶液可由一取代曱酸揮發單元51之曱酸霧氣喷灑器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -41 - (請先閲讀背·面之注意事項再翻本頁) 、可| % 570856 A7 B7 五、發明説明芩 ) 52供應。接著，自曱酸霧氣喷灑器52排出之曱酸或含甲酸溶液係在將半導體元件30經由輸送帶15 自第一區域4攜載至第二區域5中間供應至半導體元件30上之焊料層36。據此’可將曱酸整體均勻地供應至半導體元件30上之多數個焊料層36。在焊料層％加熱/ 熔融並固化後，殘留在焊料層36表面之曱酸係藉由在低壓下加熱第三區域5與第四區域6而加以去除。 (第五實施例）在第一實施例中，在腔室内之甲酸係藉由曱酸回收機構加以回收。在此情況下，可於排氣扇n 之至少一吸氣側與排氣側設置甲酸分解機構。第16A圖係顯示一曱酸分解機構實例之側截面圖，而第16B圖係沿著第16A圖之π-π線的截面圖。顯示於第16A與16B圖之曱酸分解機構52 係具有一不銹鋼圓筒汽缸53c，其係被在不銹鋼圓筒殼體53a内之加熱器53b所環繞。多數個穿孔53c 係形成在該圓筒汽缸53c内，以將圓筒汽缸53c於 X軸方向延伸。又，氣體入口埠53a與氣體出口辞 53f係形成在殼體53a之兩端。在此情況下，可言受置多數個平行不銹鋼管來取代圓筒汽缸53c。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） -42- (請先閲讀背.面之注意事項再鋼本頁) •、tr· •t- 570856 A7 I___________B7 五、發明説明外） ---- 根據此—甲酸分解機構53,在圓筒汽虹53c 《穿孔53d内。p係藉由力^熱器別在大於2⑽。[但低=30(TC的溫度下加熱。接著，自排氣扇17之排 ^管17b排出的甲酸係在穿孔53d内分解成水與 ⑨而後加以排出。由於甲酸係在加熱至細。c或更高溫時開始分解，排出的氣體偏失腐純質。 (第六實施例）在上述實施例中，使用輸送帶15之機構係顯不作為攜載焊料黏著物件w的方法。此乃由於，設若焊料黏著物件w被直接帶與腔室丨内之下部加熱器11a至lid相接觸，在焊料黏著物件w之層間係容易產生剝落，例如，被熱導性與熱膨脹係數影響之半導體元件30,且因此必須防止此剝落。在此情況下，在第一至第四區域4至7之溫度係相當緩慢的改變，且因此在焊料接合系統内之溫度係依據腔室1内之大氣氣體溫度而上升/下降。然而，在腔室1内之溫度的上升/下降必須控制成在沒有焊料黏著物件W内之層間之剝落的可能性下，舉例而言，係使用半導體元件3〇、一藉由如第17圖所示之移動（攜載）臂55將焊料黏著物件w連續地攜載至腔室1内之下部加熱器11&至 11 d上的機構。在此情況下，係省略使用於第一實施例之汽缸22。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐）

訂— (請·^閲讀背•面之注意事項再^本頁) 五、發明説明4(1 ) 在第二區域5中，焊料層30係藉由加熱器 Ub、12b在超過熔點之溫度下加熱/熔融。此後，焊料黏著物件w可藉由移動臂55而自第二區域5 移動至第三區域6，而後焊料層36可於第三區域6 内冷卻。在此情況下，較佳係，焊料層36必須在加熱終止一分鐘内冷卻至溶點以下。 ^ 又，如第18圖所示，設若使用攜載臂55，焊料黏著物件w可經由負載埠（開口）2而負載至腔室i 内/自腔至1卸下。在此情況下，可省略腔室1之第三區域6與第四區域7,以縮短腔室丨的總長度，且因此可節省焊料接合系統之安裝區域空間。在此情況下，位在開口 2之相對側的第二區域5部分係被封閉。在此方式中，設若焊料黏著物件〜係藉由使用攜載臂55穿過相同的開口 2而負載/卸下，藉由使用如第19圖所示之攜載器56，可省略使用於上述實施例之甲酸導入機構。顯示於第19圖之攜載器56具有一不銹鋼來源部分，其上係放置作為焊料黏著物件w之半導體元件，以及形成在該來源部分56a之一端上的含甲酸部分56b。甲酸供應/排出埠56c係形成在含甲酸部分56b之上部。在藉由使用此一攜載器56而使半導體元件 30上之焊料層36加熱/熔融的情況中，半導體元件本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公^ 570856 、發明説明碌 ) 30係放置在來源部分56a，而後含曱酸溶液（例如，將75 vol〇/〇之曱酸混合於水之溶液）係經由甲酸供應/排出埠56c而填入含甲酸部分56b内。接著，在第18圖所示之焊料接合系統中，攜載器56係藉由使用攜載臂55經由腔室1與第一區域4之開口而負載於第二區域5内，使得最後係負載含曱酸部分56b。在第二區域5中，由於含甲酸部分5 6b與半導體元件3 0係藉由加熱|§ 11 b、12 b來加熱，於含甲酸部分56b内揮發之含甲酸溶液係經由甲酸供應/排出埠56c而沿空氣流動，且因此供應至半導體元件30上之焊料層36。焊料層36係藉由在第二區域5内之加熱器 lib、12b而加熱/溶融，並接合至底下金屬層35。揮發並通過半導體元件30上方之曱酸係藉由排氣扇17加以排出，而後以甲酸回收機構18加以回收。在以排氣扇降低壓力之第二區域5中，焊料層36係經加熱/熔融，接著溫度係被降低至低於焊料層36之熔點，但高於甲酸沸點之溫度，以去除甲酸’接著，攜載器56係藉由使用攜載臂55而攜入第一區域4，接著，攜載器56係冷卻至室溫，而後攜載器56係藉由使用攜載臂55而經由開口 2 取出至外部。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -45- (請知閲讀背面之注意事項再编本頁) .訂— 570856 A7 B7 五、發明説明笮 ) 根據上述攜載器56的使用，可省略具有複雜結構之甲酸導入機構，且可簡化焊料接合系統之結構，藉此，可降低焊料接合系統的花費。 (第七實施例）第20圖係顯示根據本發明第七實施例之焊料接合系統的頂面圖。第21圖係沿著第20圖之 III-III線的截面圖。在第20與21圖中，藉由一收納容器移動機構110而移動之不銹鋼處理收納容器102係負載於一收納容器負載桌101上，且一用於覆蓋該處理收納容器（攜載機構）1〇2之不銹鋼加熱/熔融腔室103 係設置在該收納容器102之移動區域。舉得比處理收納容器102高之底部開口鐘形加熱器104係設置在該加熱/熔融搶室103之中間。此加熱器104係由下列一者所構成：熱傳導加熱器、紅外線燈加熱器，以及線形加熱器，或其等之組合。加熱器104係藉由安裝在該加熱/熔融腔室 103中間之驅動機構105的支撐軸105a而垂直移動。又，導引自設置在該加熱/熔融腔室103外部之氮氣供應源（未示出）的惰性氣體淨化喷嘴104a係連接至加熱器104之一上部或多處上部。連接至設置在加熱/熔融腔室103外部之甲酸供應機構107的曱酸喷嘴106係設置於位在該加熱本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _ 46 - (請知閲讀背•面之注意事項再本頁) •訂— 570856 A7 --------- B7_____ 五、發明説明衅 ) /熔融腔室103中間内之處理收納容器1〇2的兩側上。舉例而言’如第22圖所示，甲酸噴嘴1 在其側部係具有多數個分別形成在加熱/熔融腔室 103之中心的甲酸喷灑孔106a。一負載埠103a係以處理收納容器1 〇2之移動方向而設置在該加熱/熔融腔室1〇3之一端，而一卸下琿103b係設置在該加熱/熔融腔室ίο]之另一端。負載埠103a與卸下埠l〇3b係分別藉由開閉器 108、109而開啟與關閉。設置此等開閉器1〇8、丨〇9, 以防止導入加熱/熔融腔室1〇3之甲酸洩漏至外部。甲酸洩漏至外部空氣不僅會對人類產生刺激的氣味，且由於甲酸對外部空氣的接觸而產生爆炸。一用於負載其上黏著有未接合焊料之晶圓W 的負載器111係放置在負載埠1 〇3a外部之收納容器負載桌101上。又，用於自處理收納容器1〇2接收晶圓W之卸下器112係放置在卸下埠i〇3b外部之收納容器負載桌101上。一第一推進器113係設置在負載器hi之負載區域下方。該第一推進器113係沿收納容器負載桌101之一側端舉起，而後將負載器m内之晶圓 W推出’並經由負載埠1 〇3a推入處理收納容器 102。又，一第二推進器114係設置在接近卸下埠 l〇3b之加熱/熔融腔室1〇3下方。該第二推進器U4 係經由收納容器負載桌1〇1之開口 l〇u而舉起，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 、\t— % -47- 570856 A7 p_ _ B7 五、發明説明4?) 而後將處理收納容器102内之晶圓w推出，並經由卸下埠103b推入卸下器112。一用於在第二推進器 114於收納容器負載桌101下方備用時關閉開口 101 a之開閉器115係設置在開口 1 〇 1 a之上側或下側。第一與第二推進器113、114係具有藉由設置在收納容器負載桌101下方之驅動部113a、114a 而垂直移動的肘部113b、114b、以水平方向自肘部113b、114b來回移動至加熱/熔融腔室1〇3之負載埠103a或卸下埠l〇3b的臂113c、114c，以及垂直地安裝至該臂113c、114c之頂端，並分別具有比處理收納容器102窄之寬度的板13d、14d。一用於將加熱/熔融腔室103或加熱器l〇2内之氣體排出至加熱/熔融腔室1〇3外部之排氣單元 116係設置在放置有加熱器102之收納容器負載桌 101下方的區域。一曱酸回收機構117係經由一排氣管116a而連接至該排氣單元116之排氣埠（未示出）。舉例而言，作為排氣單元116，若覆蓋處理收納容器102之加熱器114的内部空間壓力降低時，係使用乾式幫浦’或是若内部壓力保持在大氣壓力時則使用熱風扇。一用於將外部空氣導入加熱/熔融腔室103之熱風扇118係設置在該加熱/熔融腔室103之頂部。舉例而言’如第23圖所示，上述處理收納容本紙張尺度適财_家鮮（CNS) Α4·⑽χ297公爱) -48- (請先閲讀背面之注意事項再- _,^— 本頁；

、可I 570856 A7 __B7 _ 五、發明説明<6 ) 器102係具有一組合成立方體形狀之框架體102a，以及多數個以一距離垂直安裝至該框架體102a之兩側的類晶格條102b。條102b係具有分別突出框架體102a内部之支撐面102c，係係設置成在各別基台中，藉由該條l〇2b之右與左支撐面102c來支撐諸如晶圓、半導體基材、支撐板等等之基礎構件。由焊料突起接合的觀點，垂直設置之條102b 之支撐面102c間的間隔，即，縫隙間隔，係設定成5 mm或更大。又，負載器111與卸下器112係具有多數個基台負載表面，其上在分別相同於處理收納容器 102之支撐表面102c的位置上，係負載有晶圓、基材，或其等類似之物。可使用相同於顯示在第23 圖之處理收納容器102的結構作為負載器111與卸下器112。處理收納容器102、負載器111，以及卸下器 112係置放在收納容器負載桌101上，使得其等未具有條102b之前面係相對於負載埠103a，且其等未具有條l〇2b之後面係相對於負載埠103b。又，舉例而言，如第24A圖所示，大體圓形半導體晶圓 W係負載於處理收納容器102、負載器111，以及卸下器112之各別基台上。接著，如第24B圖所示，多數個焊料層A係形成在半導體晶圓W之多數個半導體元件C上。 (請*4?閲讀背·面之注意事項再本頁) 訂· .¾. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -49- 570856 A7 __B7 _ 五、發明説明</ ) 舉例而言，如第25圖所示，半導體元件C係具有一形成在具有諸如電晶體、電容器、多層佈線，以及其他等等之半導體構件之半導體晶圓W的絕緣薄膜121a，以及一形成在該絕緣薄膜121a上之電極襯墊121b。電極襯墊121b係電氣連接至該半導體構件，且係自形成在其上之絕緣覆蓋薄膜 121c内之開口 121d而曝露出來。一由鈦與鎳所構成之底下金屬層121e係形成在該電極襯墊121b之曝露部分。一焊料層A係藉由非電解電鍍法、電解電鍍法、印刷法或其等類似之方法而形成在底下金屬層121e上。如第26圖所示，電極襯墊121b與焊料層A 係分別形成在相隔很遠的位置上，且有時係經由一引導佈線（再放置佈線）121f而互相電氣連接。引導佈線121f係形成在該絕緣覆蓋薄膜121c上。該引導佈線121f之一端係經由在絕緣覆蓋薄膜内之開口 121d而連接至電極襯墊121b，而其另一端係經由覆蓋引導佈線121f之重疊絕緣覆蓋薄膜121g内之開口 121h而連接至底下金屬層121e與焊料層A。舉例而言，如第27圖所示，上述甲酸回收機構117係具有一結構，其中排氣單元116之排氣管 116a係連接至槽117a之下部，而排氣管117b係連接至槽117a之頂部。作為填充於槽117a内至溶液不會與排氣管117b底部相接觸之程度的溶液117c 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） -50- (請先閲讀背冗之注意事項再本頁) _、\一\口 · 570856 A7 B7 五、發明説明4(8 ) 係有醇、水等等。又，如第28圖所示，由多孔材料所形成之板117d，或形成有多數個孔洞117e之板117d係放置於排氣單元116之排氣管116a與槽 117a間之連接埠内。此板117d係將導自排氣單元 116之排氟管116a的含甲酸排出氣體轉變成無數個氣泡。因此，含曱酸排出廢氣係在溶液117c中氣泡化，使得甲酸成份係溶解於溶液内，而後具有低含量甲酸之溶液係自排氣管117b排出。易言之，由於含甲酸排出氣體與溶液117c間之接觸區域增加，因而可增進甲酸回收效率，同時可安全地回收曱酸。處理收納容器102之移動、加熱器104之上升/下降、甲酸供應機構107之驅動、排氣單元116 之驅動、推進器113、114之驅動、開閉器115、108、 109之開啟/關閉、熱風扇118之驅動、加熱器104 之溫度控制、自惰性氣體淨化喷嘴l〇4a之氮氣的導入與停止等等係分別藉由控制電路（未示出）來執行。以下，將參照第27A至27C圖、第28A至28C 圖，以及第29A至29C圖，來解說如第25圖所示之接合焊料層（焊料突起）A與電極襯墊121b的方法，或是藉由使用如第20與21圖所示之焊料加熱 /溶融設備來連接如第26圖所示之焊料層A與引導佈線117f的方法。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） -51- (請知閲讀背^之注意事項再本頁) 、可| 570856 A7 B7 五、發明説明4?) 首先’如第29A圖所示，在加熱/炼融腔室1 〇3 内之負載埠103a的開閉器1〇8係被開啟，而卸下埠103b之開閉器1〇9係被關閉。又，第一與第二推進器 113、114 之肘部 li3b、114b，臂 ll3c、114c，板113d、114d係被向下拉得比收納容器負載桌1〇1 上表面低。再者，舉例而言，加熱器丨〇4係藉由在加熱/溶融腔室103内之支撐軸而被舉起至上部，並加熱至焊料層A之熔點或更高的溫度。接著，以一垂直距離儲存多數個半導體晶圓 W之負載器111係放置在負載埠1 〇3a外部之收納谷器負載桌1 〇 1上，且處理收納容器1 〇2係攜入負載埠103a内。接下來，如第29B圖所示，在保持其等之垂直距離同時’在負載器111内之多數個半導體晶圓 W係係藉由以第一推進器113之驅動部分113a舉起肘部113b而移動至在各別基台上之處理收納容器102的條l〇2b，而後將臂113c向負載器m 伸’以藉由設置在臂113c之頂端的板U3d推動圓W。接著，如第29C圖所示，處理收納容器1 〇2 係移動至加熱/熔融腔室103之中心，且在此同時關閉設置在負載埠l〇3a之開閉器1〇8。接著，在處理收納容器102正位於加熱器1〇4下方的時間點時，停止處理收納容器102的移動。延曰曰

(請知閲讀背面之注意事項再 ,---- 本頁一訂— -52- 570856 A7 __ B7 _ 五、發明説明不 ) 接著，含甲酸氣體G係自設在處理收納容器 102側面上之甲酸供應喷嘴106而喷灑至該處理收納容器102。因此，氣態的甲酸係飄浮在晶圓W上，以及在處理收納容器102内之晶圓W間的空間内。氣態甲酸係藉由將蒸發前甲酸濃度設定成76 vol% 或更低的溶液變成氣相而形成，因而不會產生爆炸，且因此可確保安全性。接著，如第29D圖所示，處理收納容器102 係藉由自驅動機構105降低支撐軸105a而覆蓋有加熱器104。多數個在各晶圓W上之焊料層A係藉由加熱器104而加熱/熔融，並接合至底下電極襯墊 121b或底下引導佈線121 f。於此，可藉由環繞的加熱器104來防止供應至處理收納容器102之含甲酸氣體洩漏至外部。在此情況下，可控制加熱器104之加熱溫度。舉例而言，作為第一階段，為了藉由甲酸之還原作用去除焊料層A表面上之氧化物薄膜，可將溫度控制成比焊料層熔點低的溫度，幾近50至90°C。甲酸係自低於焊料層A之熔點的溫度，幾近 50°C，開始有效地作用，而在焊料層A表面上之氧化物薄膜係在此溫度下被去除。設若焊料層A係由共熔錫鉛形成，甲酸之還原作用變成有效的溫度係高於150°C。又，設若焊料層A係由耐火性材料，錫鉛所形成，則曱酸之還原作用變成有效的溫度係 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 570856 A7 ____B7 五、發明説明界 ) 高於約180°C。作為加熱器104之溫度控制的第二階段，溫度係設定成焊料層A之溶點或更高。因此，增加焊料層A之溫度’而產生或存在於焊料層a内部之氣體係逐漸逸散，且焊料層A係逐漸熔融並接合至電極襯墊121b或引導佈線I21f。結果，係不會產生散落或有缺陷的焊料層A。焊料層a在熔融後係形成由第25A與25B圖之虛線所顯示之形狀。在此焊料層A之加熱步驟中，由於處理收納容器102係局限在窄加熱器1 〇4内，而使在處理收納容器102内之溫度控制變得容易。接著，如第29E圖所示，氮氣係自惰性氣體淨化喷嘴104a導入加熱器1〇4内，而後在加热器 104内之含曱酸氣體以及氮氣係藉由驅動排氣機構 116而排至氮氣回收機構ip。因此，焊料層a係被冷卻並固化，且加速在焊料層A與電極襯塾121b 或引導佈線121f表面上之甲酸的揮發，並去除曱酸。在此階段下，加熱器1〇4之溫度可降低至比焊料層A之熔點低。在此情況下，可自惰性氣體淨化喷嘴104a導入諸如氬、氖或其等類似之物的惰性氣體。接著，如第29F圖所示，在驅動設置於加熱/ 熔融腔室103之頂部的熱風扇ι18同時，加熱器ι〇4 係被支撐軸l〇5a舉起。因此，處理收納容器1〇2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -54- (請尤閲讀背面之注意事項再_本頁) 訂| 570856 A7 _B7 _ 五、發明説明5?) 係曝露於加熱/熔融腔室103内，且仍留在處理收納容器102内部之氣體係藉由驅動排氣機構116而排至曱酸回收機構117。結果，於加熱/熔融腔室103 内輕微擴散的甲酸亦被排出，且在處理收納容器内之半導體晶圓W係進一步冷卻至室溫。於此之後，停止熱風扇118與排氣機構116。接著，如第29G圖所示，處理收納容器102 係移動至卸下埠103b。接著，如第29H圖所示，第二推進器114之肘部104b係被舉起，且設置在卸下埠103b之開閉器109係被開啟。接著，如第291圖所示，第二推進器114之臂114c係向卸下埠103b延伸，以藉由設置在該臂 114c頂端之板114d將在處理收納容器102内之多數個晶圓W推出，藉此，多數個晶圓W係轉移至卸下器112。在此情況下，在設置於卸下埠l〇3b之開閉器 109關閉，且處理收納容器102拉至負載埠103a 前，負載有晶圓W之負載器111係放置在設置於加熱/熔融腔室103之負載埠103a之開閉器108的外部。如此，係完全由將半導體晶圓W負載至加熱 /熔融腔室103内到其等之卸下的一循環。因此，係連續重覆此等程序。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -55- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 、τ 570856 A7 B7 五、發明説明Φ ) 根據上述之連續操作，由於在晶圓上之多層焊料層可藉由一焊料加熱/熔融程序同時接合，因而可比習知技藝之層饋入增進生產率。再者，在加熱 /熔融焊料層Α後，該焊料層Α係被迫置於氮氣（惰性氣體）之流動内。因此，不僅溫度快速下降，而可達成焊料層A之冷卻，同時可在短時間内回收在處理收納容器102内之甲酸，且可藉由氮氣的流動去除/回收存在於焊料層A表面上之反應所產生的氣體。結果，可避免反應所產生的氣體在冷卻焊料層時固化，而後黏著至焊料層A表面成為殘留物的情況。此等殘留物係為焊料層A再氧化的原因。又，根據上述焊料加熱/熔融設備，由於用於加熱焊料之加熱器104係具有可藉由其上升/下降操作而在加熱時將處理收納容器102局限於其中之機構，因而可使焊料層A之溫度快速上升，且因此焊料層A可自加熱中快速地釋放出來。再者，由於使用可將處理收納容器102局限於加熱器104内，以自各別側將其環繞，熱能可良好地傳輸至處理收納容器102之中心，且在加熱器之熱分佈係變得平均，藉此，可排除因半導體晶圓W之上表面位置差所導致之加熱不均勻。再者，由於甲酸係在每一循環自加熱器104 與加熱/熔融腔室103之内部回收，甲酸係不曾在多數個半導體晶圓W自加熱/熔融腔室103傳輸至 -56- (請知閲讀背•面之注意事項再本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明* ) 卸下器112期間，或在多數個半導體晶圓W在隨後循環而自負載器111傳輸至加熱/熔融腔室103期間，自加熱/熔融腔室103洩漏至外部，因而可防止環境遭受污染。在此同時，設若使用乾式幫浦作為排氣機構 116,加熱器104内部之壓力係藉由乾式幫浦在處理收納容器覆蓋有加熱器104的狀態下降低。又，在上述解說中，甲酸供應喷嘴106係位在加熱器104 之側邊。然而，藉由將曱酸供應喷嘴106設置在加熱器104内部可預先降低甲酸擴散至加熱/熔融腔室103的量。上述焊料層A之加熱/熔融係用於將焊料層A 接合至襯墊或佈線。又，設若半導體晶片之襯墊係經由焊料接合至電路板之佈線，可使用上述焊料加熱/熔融設備。設若焊料層A係在分割如第24A圖所示之半導體晶圓A而形成類晶片半導體元件C後，藉由使用上述焊料接合系統來加熱/熔融，可使用如第30 圖所示之夾具119。此夾具119具有大體相同於圓形半導體晶圓 W的形狀，放置類晶片半導體元件D之凹槽部119a 係形成在其上表面上。為了快速執行在半導體元件 D上之焊料層A的溫度上升/下降，較佳夾具119 必須由具有高熱傳導率之細且硬的材料來形成。舉本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -57- 請先· 閲讀背面· 之注意事項

訂 570856 A7 B7 五、發明説明$ ) 例而言，作為該等材料，係有諸如石英之無機材料，以及諸如氮化鋁之金屬材料。為了增進夾具119 之溫度上升/下降，較佳在凹槽部119a下方之石英夾具119的厚度係設定校於0.5 mm，而在凹槽部 119a下方之氮化鋁夾具119的厚度必須設定為小於 1.0 mm ° 附帶一提的是，上述處理收納容器102係未限制於顯示在第23圖之結構。舉例而言，如第31 圖所示，可使用呈立方體框架之架102e係設置在多數個基台的結構。架102e間之垂直間距係選擇作為允許在經圓分別置於架102e時於晶圓間之5 mm或更高之間隙的尺寸。架102e間之空間係作為甲酸導入空間。根據具有此結構之處理收納容器102,可減少置放於此收納容器之加熱物件之尺寸的限制，且可增廣使用性。再者，由於熱能係經由架1 〇2e間之間隙傳遞至加熱物件，因而不會損失施加至家熱物件之熱能的均勻度。可使用此一結構作為負載器 111與卸下器112。又，如第22圖所示，上述甲酸供應機構107 係配置有具喷灑孔106a之喷嘴106。在此情況下，甲酸供應機構並非限制於此結構。舉例而言，如第32A圖所示，可在加熱/溶融腔室103内設置一具有在鄰近喷灑孔處混合曱請先* 閲面之注意事項

訂 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -58- 570856 A7 B7 五、發明説明筇 ) 酸與惰性氣體，以將其等轉變成霧氣之結構的噴灑器。顯示於第32A圖之噴灑器122係具有一具結合至喷灑孔122b之氣體混合空間122c的主體 122a，以及連接至該氣體混合空間122c之甲酸導入管122d與惰性氣體導入管122e。一喉型注入閥122f 係安裝至喷灑器122之喷灑孔122b。當藉由自惰性氣體導入管122e導入之惰性氣體的壓力增加氣體混合空間122c内之壓力時，注入閥122f係被向外推，以開啟喷灑孔122b，如第32B圖所示，而後自甲酸導入管122d導入之甲酸係轉變成霧氣，而後自喷灑孔122b排入處理收納容器102。又，設若停止將惰性氣體導入啟氣體混合空間122c，注入閥122f係被後移，以關閉喷灑孔 122b並停止甲酸自噴灑孔122b排出。在此情況下，由於喷灑孔122b係藉由注入閥122f而加以關閉，可防止自喷灑孔滴出溶液。注入閥122f不僅可藉由氣體壓力，同時可藉由外力而前後移動。作為甲酸供應機構，可使用具有如第33圖所顯示之超聲波振動器的喷灑器123。顯示於第33圖之喷灑器123係具有一具結合至喷灑孔123b之氣體混合空間123c的主體123a，以及連接至該氣體混合空間123c之甲酸導入管 123d與惰性氣體導入管123e。一超聲波振動器123f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -59- (請知閲讀背面之注意事項再本頁) 、可| % 570856 A7 五、發明説明5(7 ) 係設置在該氣體混合空間123c。甲酸與惰性氣體係在超聲波振動器123f上混合，以藉由超聲波將甲酸轉變成霧氣。接著，霧氣係由喷灑孔123b射入處理收納容器102。由超聲波振動器123f係在供應霧氣時驅動，而在其他時間未驅動，因而可控制含甲酸氣體之供應/停止。用於分別取代設置在加熱/熔融腔室103之負載埠103a與卸下埠l〇3b的開閉器108、109，可設置用於排出氮氣（惰性氣體）之氣幕的喷嘴 125 ’否則可同時一起設置開閉器1〇8、ι〇9以及氣幕。因此，可成功地防止甲酸洩漏至加熱/熔融腔室103外部。又，惰性氣體可在晶圓等等係包含於處理收納容器102的狀態下，自喷嘴125或惰性氣體淨化喷嘴104a導入，藉以在加熱/熔融腔室1〇3内形成惰性氣體氣氛。 (第八實施例）本發明係在將形成在銅佈線等等上之表面氧化物薄膜自製造具有含有銅作為主要材料（銅佈線專專）之電極或佈線之半導體元件的步驟中清除去除的步驟中係具有一特徵。如上所述，在半導體元件製造步驟中，清除步驟必須執行為①在半導體元件中之佈線之CMP步驟的後處理，②用於半導體 1 ' - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇^^----~ --

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570856 A7 B7 五、發明説明邛 ) 基材之PVD程序或CVD程序的前處理，@蝕刻程序之後處理，④烘烤程序之前處理等等。因此，以下參照上述①至④之分類解說清除步驟。 (第八實施例）此第八實施例係執行作為CMP步驟之後處理的清除步驟。第34A圖係顯示根據本發明第八實施例之半導體元件製造系統240A。第34B圖係沿第34A圖之X1-X1線的截面圖。製造系統240A係包含一預處理腔室222a、一處理腔室223a、一溫度保持加熱器腔室224a、一負載定位腔室225、一攜載腔室227，以及其等類似之物。各腔室222a、223a、224a、225、227係分別劃分有以密閉型式之可開啟/關閉的閘極32A。又，各腔室 222a、223a、224a、225、227 係選擇性地連接至排氣幫浦220a、220b，且可於各腔室内獲得預定低壓力氣氛。再者，設置於各腔室222a、223a、224a、225、227之構成構件係共同地由一控制板驅動與控制。半導體基材201係自製造系統240A之外部負載至負載定位腔室225。當負載半導體基材201時，負載定位腔室225係對大氣開啟，但在半導體基材 201負載於負載定位腔室225後，係藉由排氣幫浦 220b，對負載定位腔室225施加壓力降低程序。接本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _ 61 - (請七閲讀背面之注意事項再^^本頁)

、可I 570856 A7 B7 五、發明説明芩 ) 著，於負載定位腔室225内之壓力降低至預定低壓後，閘極232A係被開啟，而後半導體基材201係藉由設置在攜載腔室227内之攜載臂而運送至各腔室 222a、223a、224a。負載有半導體基材201之預加熱加熱器 222b係设置於預加熱腔室222a内。此預加熱加熱器222b係用於在後述處理腔室223a之清除程序執行刖初步加熱半導體基材2 01。藉由預加熱加熱器222b之半導體基材201的加熱方式可藉由控制板226而任意設定。在處理腔室223a中，形成在半導體基材201 上之底下佈線202與佈線3等等（銅佈線等等）表面上的氧化物薄膜214係被清除並加以去除。如第 34B圖所示，用於將半導體基材201負載於其上之溫度上升/下降加熱器223b、用於將羧酸霧氣 207(在本實施例中，曱酸係使用作為羧酸）喷灑至半導體基材201之霧氣導入喷嘴223c，如後所述等等係設置在處理腔室223a内。溫度上升/下降加熱器223b亦作為負載半導體基材201的基台。用於真空吸附半導體基材201之真空吸附機構（未示出）係設置在溫度上升/下降加熱器223b内。此真空吸附機構藉由啟動一基材吸附閥（未示出）而開始真空吸附，並藉由關閉該基材吸附閥而釋放真空吸附。又，溫度上升/下降加熱器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -62- 請先- 閲面之注意事項

570856 A7 B7 五、發明説明Φ ) 223b可使負載的半導體基材201之溫度上升與下降。又，霧氣導入喷嘴223c係連接至一供應單元 30。曱酸/氮氣導入閥231係設置在連接霧氣導入喷嘴223c與供應單元30的管上。因此，甲酸可藉由開啟該甲酸/氮氣導入閥231而供應至半導體基材 201。在處理腔室223a進行清除程序之半導體基材 201係被攜入溫度保持加熱器腔室224a内。因此，即使在處理腔室223a之清除程序後，羧酸（甲酸) 仍殘留在半導體基材201上，可藉由在溫度保持加熱器腔室224a中加熱半導體基材201而使殘留的羧酸揮發及去除。結果，可在不使用水清除下去除殘留的羧酸。接下來，將解說藉由使用上述製造系統240A 來製造半導體元件（半導體基材201)的方法。如上所述，第八實施例以具有清除形成在半導體基材 201之底下佈線202與銅佈線203表面上之表面氧化物薄膜之步驟作為特徵，但剩餘的步驟係未與習知步驟不同。因此，以下將解說表面氧化物薄膜之清除步驟。第35A圖係顯示在施加CMP步驟前之半導體基材201。由銅形成之底下佈線202係形成在半導體基材201上，而間層絕緣材料204係形成在其本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -63- (請先閲讀背面之注意事項再？^本頁)

、可I ^/0856 五、發明說明$ γ -—- ^。又丄介層洞218係形成在該間層絕緣材料2〇4 之預疋位置内，而銅佈線2〇3係藉由如電鑛方法 :形成在介層洞218内。如第35A圖所示，由於仍 =執行CMP步驟，一部分的鋼佈線2〇3係形成在 ^間層絕緣材料2〇4之上表面上。形成在半導體基材2〇1上之銅佈線2〇3係藉由 ^ CMP步驟中使用氧化劑與研磨粒子1〇5之cMp 耘序而拋光，直到間層絕緣材料2〇4之表面曝露出來為止。如第35B圖所示，在完成CMp步驟之時間點時，表面氧化物薄膜2〇6係形成在銅佈線2〇3 之表面上。又’使用於CMP步驟之研磨粒子1〇5係在完成CMP步驟之時間點時黏著至半導體基材2〇丨的整個表面上。研磨粒子1〇5係藉由使用晶圓刮除器，而在藉由執行超聲波清除或其等類似之程序時自基材201之表面去除。去除研磨粒子105之半導體基材2〇1係負載於如第34圖所示之製造系統240A。接著，對半導體基材201施加表面氧化物薄膜206之清除程序。預加熱加熱器222b與溫度保持加熱器224b係在製造系統240A内預先加熱。又，抽空攜載腔室227，以具有約20 Pa之内部壓力，並抽空處理腔室 223a，以具有低於10 Pa之内部壓力。首先，上述半導體基材201係負載於該負載本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -64- (請#閲讀背面之注意事項再9本頁) 訂丨 570856 A7 ^________B7 _ 五、發明説明积 ) 定位腔室225内。在此同時，多數個半導體基材2〇1 可藉由將架設置於負載定位腔室225而同時負載。在負載半導體基材201後，藉由排氣幫浦220b抽空該負載定位腔室225，至低於10 Pa。當負載定位腔室225内之壓力低於上述預定壓力時，閘極232A、232B係被開啟，而後半導體基材201係藉由設置在攜載腔室227之攜載臂221 而自負載定位腔室225攜入預加熱腔室222a。接著，半導體基材201係放置於該預加熱加熱器222b 上，而後關閉閘極232B。接著，對半導體基材201 執行加熱程序。第36圖係顯示製造系統240A内之製造方法之步驟的流程圖。在第36圖中，半導體基材201 之溫度變化係顯示於最上部區域，而後依序顯示甲酸/氮氣導入閥之開啟/關閉狀態、處理腔室之内部壓力，以及基材吸附閥之開啟/關閉狀態。當半導體基材201負載至預加熱腔室222a内之時間點為第 36圖中之時間T0。半導體基材201係在時間間隔 T0至T1内於預加熱腔室222a内進行加熱，藉以使半導體基材201預加熱。當完成預加熱腔室内之半導體基材201的預加熱程序時，閘極232B、232C係被開啟，而後經預加熱之半導體基材201係藉由攜載臂221攜入處理腔室223a内。在此同時，隨後之半導體基材201 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） -65- (請七閲讀背面之注意事項再本頁) •訂· 570856 A7 __B7 _ 五、發明説明矽 ) 係自負載定位腔室225攜至預加熱腔室222a。在半導體基材201攜入處理腔室223a並放置於溫度上升/下降加熱器223b上後，閘極232C係被關閉。又，當半導體基材201負載至處理腔室223a 内時，係開始藉由溫度上升/下降加熱器223b之半導體基材201的溫度上升程序，並藉由開啟排氣幫浦開始處理腔室223a之壓力下降程序。又，基材吸附閥係轉向開啟（ON)，且因此半導體基材201係吸附/固定至溫度上升/下降加熱器223b。接著，當半導體基材201之溫度上升至第一設定溫度時，藉由將甲酸/氮氣導入閥231由關閉（OFF) 轉向開啟（ON)而將甲酸（羧酸）自供應單元230供應至半導體基材201持續一預定的時間t。更特定而言，當半導體基材201之溫度上升至250°C(第一設定溫度），且處理腔室223a之壓力下降至約60 Pa 時，甲酸/氮氣導入閥231係轉向開啟（ON)。因此，混合有氮氣之10 cc甲酸的霧氣207(以下稱為“羧酸霧氣”)係經由霧氣導入喷嘴223c而導入處理腔室 223a内。第35C圖係顯示羧酸霧氣207導入處理腔室223a的狀態。如上所述，設若羧酸之水滴係在導入羧酸（甲酸）時黏著至半導體基材201上之間層絕緣材料4，則有於半導體基材201内產生佔據的可能性（產生外來物質）。為了防止此一情況，在第八實施例中，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _ 66 - (請七閲讀背面之注意事項再？^本頁) 、τ· 570856 A7 B7 五、發明説明唞 ) 形成小粒子霧氣的甲酸係供應至處理腔室223a。羧酸霧氣207可藉由使用上述由Ikeuchi公司所製造之喷嘴BIMK6004、BIMV8002S，或其等類似之物作為霧氣導入喷嘴223c而容易地形成。再者，有效的係在屋酸霧氣207轉變成蒸氣後，將羧酸霧氣207自霧氣導入喷嘴223c導入半導體基材201。羧酸霧氣207之蒸氣可藉由加熱構成羧酸霧氣207之氮氣而產生，藉以揮發羧酸（甲酸）。作為加熱氮氣的裝置，如上所述，可使用由 Kikuchi公司製造之線加熱器L-00-100W，或其等類似之物。羧酸蒸氣之產生方式並非限制於上述方法。羧酸蒸氣可藉由將作為熱板之加熱器加熱至250至 300°C，而後將羧酸霧氣207(曱酸霧氣）喷灑至此熱板而產生。如上所述，羧酸係具有閃點，舉例而言，甲酸係在87%之體積濃度下具有40°C之閃點。因此，設若曱酸係於此體積濃度下使用，容易因製造系統 240A的問題而產生燃燒或爆炸。然而，使用於本實施例之甲酸的體積濃度係低於75 %。設若甲酸之體積濃度係設定低於76 %，則會損失閃點且可排除爆炸的危險。但還原能力並不會因體積濃度降低而受到影響。因此，根據本實施例，可在不失敗且保持安全性下執行表面氧化物薄膜206之清除程序。請先· 閲面之注意事項

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -67- 570856 A7

五、發明說明筇 ) 在如上述導入甲酸後，在腔室223a内之氣壓可保持在6000 Pa至7500 Pa。又，半導體基材201 係在最高溫度350。〔)（第二設定溫度）加熱約6分鐘 (在第36圖之時間間隔T2至T3)。在此時間間隔 T2至T3期間’形成在銅佈線203表面上之表面氧化物薄膜206(氧化銅（II))係轉變成甲酸鹽而後還原。在此方式中，在本實施例中，由於使用反應系列，使得首先表面氧化物薄膜206係藉由供應曱酸而變成具有高反應性之甲酸鹽（羧酸鹽），而後開始銅的還原，因而可在低溫下執行表面氧化物薄膜 2〇6之清除程序。如第35D圖所示，形成在銅佈線203表面上之表面氧化物薄膜206係藉由執行上述程序而去除，且根據上述反應式，銅係產生於銅佈線203上。又，同時產生之H20與C02係排至處理腔室223a 之外部。接著，在降低半導體基材201的溫度時，處理腔室223a係經排氣，直到壓力低於10 Pa，且因此在處理腔室223a内之羧酸霧氣207係亦被排出（時間間隔T3至T4)。又，基材吸附閥係轉向關閉 (OFF)，而用於半導體基材201之溫度上升/下降加熱器223b係被釋放。當完成上述在處理腔室223a内之表面氧化物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -68- 請先· 閲面之注意事項

頁 J/^856 r-___b77 五、發明說明 -— 溥膜206的清除程序時，閘極232C、232d係被開啟，而後半導體基材2〇1係自處理腔室223a攜至溫度保持加熱器腔室224a。當半導體基材2〇1係負載於溫度保持加熱器腔室224a之溫度保持加熱器 224b上時，閘極2321)係被關閉。接著，溫度保持加熱器224b係將半導體基材2〇1維持在上述第一設定溫度（250。〇。擔心甲酸仍殘留並黏著於自處理腔室223a取出之半導體基材201上。設若曱酸仍殘留在銅佈線 203上，則有銅佈線2〇3被曱酸再度氧化的可能性。然而，設若在溫度保持加熱器腔室224a内進行清除程序之半導體基材201係在排氣環境内加熱，殘留的甲酸係被揮發並自半導體基材201去除。因此，可防止銅佈線203的再氧化。當完成在溫度保持加熱器腔室224a内之殘留甲酸去除程序後，閘極232A、232D係被開啟，而後半導體基材201係藉由攜載臂221而自溫度保持加熱器腔室224a攜至負載定位腔室225。接著，在閘極232A關閉後，半導體基材201係藉由洩漏出負載定位腔室225而自負載定位腔室225取出。第 35E圖係顯示自負載定位腔室225取出之半導體基材201。如第35E圖所示，表面氧化物薄膜206係未形成於銅佈線203之上表面上，藉以可製得高品質之半導體基材201。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210 X 297公釐） -69- 請先· 閲讀背面- 之注意事項

頁訂 % 570856 A7 _B7 _ 五、發明説明取 ) 在上述實施例中，在處理腔室223a内之半導體基材201的加熱溫度係設定在250°C至350°C。可在以此溫度低的溫度下，執行表面氧化物薄膜 206之清除程序。更具體而言，由本案發明人確切證實了，表面氧化物薄膜206之清除可在溫度設定於200°C至30(TC間合宜地執行。 (第九實施例）在此第九實施例中，施加至半導體基材之清除步驟係作為蝕刻程序之後處理，或作為PVD 程序或CVD程序之前處理第3 7 A圖係顯示使用於第九實施例之半導體元件製造系統240B。第37B圖係沿第37A圖之X2-X2線的截面圖。又，在使用於本實施例之第37A與37B圖，以及使用於下述實施例之各別實施例的圖式中，相同於根據上述參照第34A與34B圖所解說之第八實施例之製造系統240A的結構，係給予相同的符號，並省略其等之說明。又，除了執行於此實施例之半導體元件製造步驟，以及在下述解說之各別實施例中的製造步驟外，將省略執行於第八實施例中所解說之製造步驟之相同程序之製造步驟的解說。根據第九實施例之製造系統240B係具有如下的特徵：設置一PVD/CVD腔室228，來取代根本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） _ 70 _ (請七閲讀背面之注意事項再本頁) ·、τ. 570856 A7 __B7___ 五、發明説明Φ ) 據第八實施例之製造系統240Α中的溫度保持加熱器224b。在此PVD/CVD腔室228中，PVD程式或CVD程式係施加至半導體基材201。在第九實施例中，係設置PVD/CVD腔室228來執行PVD程式。 PVD/CVD腔室228係設置在離執行清除程序之處理腔室223a最遠的位置上。執行於 PVD/CVD腔室228之PVD程序/CVD程序兩者係不欲有非需要的氣體進入。因此’設若具有高反應性的羧酸自處理腔室223a進入PVD/CVD腔室 228，在半導體基材201上之薄膜形成的可靠度係會遭到極端破壞。然而，類似此實施例，設若PVD/CVD腔室 228係設置遠離處理腔室223a，而排氣系統係分別設置在各別腔室223a、228以及設置於其等之間的攜載腔室227(係連接至排氣幫浦220a、 220b)，可必定防止羧酸進入PVD/CVD腔室228 ° 結果，可增進形成在PVD/CVD腔室228内之薄膜的可靠度。隨後，將解說藉由使用上述製造系統240B 來製造半導體元件（半導體基材201)的方法。第38A圖係顯示負載於製造系統240B前之半導體基材201。如第38A圖所示，一介層洞218 係藉由預先執行蝕刻步驟來曝露底下佈線202而請先- 閲面之注意事項

訂本紙張尺度適用中國國家標準（⑶幻M規格（210 X 297公釐） -71- 570856 A7 — _____B7 _ 五、發明説明申 ) 形成在半導體基材201之間層絕緣材料204上。在此情況下，需要部分時間來執行製造系統等等間之攜載程序’直到藉由蝕刻步驟形成介層洞2! 8 後之半導體基材201負載於製造系統240B為止。結果’在此時間期間，表面氧化物薄膜206係曝露至外部空氣，且因此表面氧化物薄膜206係形成在底下佈線202之表面上。相對地，在部分情況中’諸如Si、C、Cu或其等類似之物的沈積物質219係在執行作為處理步驟之蝕刻步驟中沈積在介層洞218之側表面。在此方式中，於介層洞218内存在有表面氧化物薄膜206與沈積物質219的半導體基材201係負載至製造系統240B之負載定位腔室225内。在第九實施例中，負載至負載定位腔室225内之半導體基材201係藉由攜載臂221而攜入處理腔室 223a 内。在處理腔室223a内，表面氧化物薄膜206與沈積物質219係藉由執行相同於第八實施例所描述之清除程序而還原/去除。亦即，處理腔室223a 之内部係設定成預定低壓，且羧酸霧氣2〇7係在半導體基材201加熱至約200至350°C的情況下自供應單元230供應。第38B圖係顯示在處理腔室 223a内，執行表面氧化物薄膜2〇6與沈積物質219 之還原/去除程序的作用。請先- 閲面之注意事項

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公發） -72- 570856 A7 B7 五、發明説明7<P ) (請先閲讀背面之注意事項再^^本頁) 在此型式中，在第九實施例中，曱酸鹽之還原/去除係藉由供應曱酸而在表面氧化物薄膜 206與沈積物質219轉變成具有高反應性之甲酸鹽（叛酸鹽）後而執行。為此原因，表面氧化物薄膜206與沈積物質219之去除程序係可在低溫下進行。如第38C圖所示，形成在底下佈線2〇2表面上之表面氧化物薄膜206，以及黏著至介層洞218 之側壁的沈積物質219可藉由執行上述程序加以去除。、可丨

當在上述處理腔室223a完成表面氧化物薄膜206與沈積物質219之清除程序時，半導體基材 201係自處理腔室223a攜載至溫度保持加熱器腔至224a。為了防止底下佈線202的再氧化，對保持加熱器腔室224a内之半導體基材2〇1施加加熱程序，以去除仍殘留在半導體基材2〇1上的曱酸。當完成曱酸之去除程序時，閘極232C、232D 係被開啟’而後半導體基材2〇 1係藉由攜載臂221 而攜入PVD/CVD腔室228。在PVD/CVD腔室228 中’ 一第一沈積層係藉由執行PVD程序而形成在介層洞218内。第38D圖係顯示在形成第一沈積層208後之半導體基材201。舉例而言，此第一沈積層2〇8係作為一阻擋金屬。由於在方法中所形成之第一沈

-73- 570856 A7 _ B7 _ 五、發明説明W ) 積層208係與底下佈線202之上表面以及介層洞 218之内部表面相接觸，可獲得具足夠低接觸阻抗的連接。又，第一沈積層208之形成係在未有因表面氧化物薄膜206與沈積物質219存在所產生之不平坦的狀態下執行，第一沈積層208可形成有良好的覆蓋。作為包埋電極來包埋介層洞218之第二沈積層209係於形成第一沈積層208後，形成在 PVD/CVD腔室228内。因此，製得如第38E圖所示之半導體基材201。當完成PVD/CVD腔室228内之第一沈積層 208與第二沈積層209的形成程序時，半導體基材 201係藉由攜載臂221而攜入負載定位腔室225，接著執行如上所述之洩漏程序，而後半導體基材 201係自負載定位腔室225取出。在上述實施例中，係描述執行在PVD/CVD 腔室228内之PVD程序的實例。由於在本實施例中，在處理腔室223a之清除程序可在相當低的溫度（例如，200°C)下進行，本實施例亦可有效的在 PVD/CVD腔室228中執行CVD程序。易言之，如第39A圖所示，當表面氧化物薄膜206係形成於底下佈線202上之半導體基材係負載於製造系統240B内，而後在處理腔室223a執行類似於上述之還原程序時，如第39B圖所示，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） -74- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 、τ· 570856 A7 __B7 _ 五、發明説明W ) 可防止因熱能之底下佈線202上之不平坦的產生。結果，如第39C圖所示，底下佈線202之上表面在去除表面氧化物薄膜2 0 6後係變成一平坦的表面。因此，當諸如SiN薄膜，或其等類似之物之間層絕緣材料204係藉由CVD沈積於 PVD/CVD腔室228時，間層絕緣材料204可沈積有良好的覆蓋。如上所述，根據本實施例，預加熱腔室222a 係未設置在製造系統240B内。但在第八實施例中，施加至在處理腔室223a内之半導體基材的預加熱程序可藉由使用設置在處理腔室223a内之溫度上升/下降加熱器223b來執行。結果，即便使用省去預加熱腔室222a之結構，對清除程序並不會造成問題。 (第十實施例）在第十實施例中，清除程序係執行作為烘烤程序之預處理。第40A圖係顯示使用於本實施例之半導體元件製造系統240C。第40B圖係沿第40A 圖之X3-X3線的圖。根據本實施例之製造系統240C係具有一特徵：設置部分封裝腔室229，來取代根據第八實施例之設置於製造系統240A之溫度保持加熱器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _ 75 - (請先閲讀背面之注意事項再？^本頁) 訂— 570856 A7 " -__B7 __ 五、發明綱) " ~ 〜 224b，，或者是根據第九實施例之設置在製造系統240B的PVD/CVD腔室228。在本實施例中之部分封裝腔室229係建構成，執行接合封裝基礎材料210與佈線基礎材料211的程序。如第41A圖所示，封裝基礎材料21〇係包含一内部佈線215、一用於覆蓋内部佈線215之封裝覆蓋材料216、一連接至内部佈線215並自封裝覆蓋材料216等等突出之封裝基礎材料端點212。又，佈線基礎材料211係包含一内部佈線215、_用於覆蓋内部佈線215之封裝基礎材料覆蓋材料217、一連接至内部佈線215並自封裝基礎材料覆蓋材料 217等等突出之封裝基礎材料端點213。封裝基礎材料端點212與封裝基礎材料端點 213係分別由含有Cu作為主要材料之金屬材料所形成。由於端點212、213係在空氣的左邊，端點佈線215係分別形成其等表面上。根據第十實施例之製造系統240C係藉由清除/去除形成在各別端點 212、213上之表面氧化物薄膜214而執行接合操作。接下來’將解說藉由使用上述製造系統24〇c 而將封裝基礎材料210封裝於佈線基礎材料211上的方法。第41A圖係顯示負載至製造系統240C前之封裝基礎材料210與佈線基礎材料211。如第41A 圖所示，表面氧化物薄膜214係形成在封裝基礎材本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -76- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) .、一-T— 570856 A7 __B7 __ 五、發明説明％ ) 料210之封裝基礎材料端點212上，以及佈線基礎材料211之封裝基礎材料端點213上。在此方式中，如上所述，設若封裝程序係在由不同於端點材料所製成之表面氧化物薄膜214形成於各別端點 212、213的狀態下執行，在表面氧化物薄膜214形成區域係產生電磁場的反射^因而防礙訊號的南速傳輸。如上所述，形成有表面氧化物薄膜214之封裝基礎材料210與佈線基礎材料211係負載至製造系統240C之負載定位腔室225内。當基礎材料 210、211負載至負載定位腔室225時，此等基礎材料210、211係藉由攜載臂221而攜入處理腔室 223a。在處理腔室223a中，形成在各別端點212、 213表面上之表面氧化物薄膜214的還原/去除係藉由執行類似於第八實施例所解說之清除程序。易言之，羧酸霧氣207係在處理腔室223a之内部係設定至上述預定低壓且各別基礎材料210、211係加熱至約200°C至350°C的狀態下，自供應單元230 供應至處理腔室223a。第41B圖係顯示在處理腔室 223a内所執行之表面氧化物薄膜214之還原/去除程序的作用。於此方式中，在此第十實施例中，甲酸鹽之還原/去除係在藉由供應甲酸而將表面氧化物薄膜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐〉 _ 77 - (請七閲讀背面之注意事項再本頁) .訂— 570856 A7 _ B7 _ 五、發明説明％ ) 214轉變成具有高反應性之甲酸鹽（羧酸鹽）後執行。因此，可在低溫下執行表面氧化物薄膜214之去除程序。又，如第41C圖所示，可藉由執行上述清除程序而去除形成在各別端點212、213表面上之表面氧化物薄膜214。當完成上述在處理腔室223a内之表面氧化物薄膜214的清除程序時，各別基礎材料210、211 係自處理腔室223a攜入溫度保持加熱器腔室224a 内。在溫度保持加熱器腔室224a中，為了防止各別端點212、213之再氧化，係對各別基礎材料210、 211施加加熱程序，以去除殘留在各別基礎材料 210、211上之甲酸。當完成曱酸之去除程序時，閘極232C、232D 係被開啟，而後各別基礎材料210、211係藉由攜載臂221攜入部分封裝腔室229内。在部分封裝腔室229中，將封裝基礎材料210封裝至佈線基礎材料211之封裝程序係藉由接合封裝基礎材料端點 212與封裝基礎材料端點213而執行。此接合封裝基礎材料端點212與封裝基礎材料端點213的程序係在未氧化氣氛下執行。因此，在部分豐裝腔室229内之經清除的端點212、213 係不會再度氧化。又，作為具體的接合方法，可使用各別端點212、213係加熱至200°C至300°C的加熱接合程序。在此加熱接合程序中，可應需要施加本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -78- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) •、\吞 _ 570856 A7 _______B7___ 五、發明説明70 ) " ' " 壓力。再者，可藉由將超聲波振動器設置在各別基礎材料210、211而將超聲波接合程序勿&至各別端點 212 、 213 〇第41〇圖係顯示封裝基礎材料210封裝至佈線基礎材料211的狀態。如第41D圖所示，由於封裝基礎材料端點212係在清除表面氧化物薄臈214 後接合至封裝基礎材料端點213，可將封裝基礎材料210牢靠地封裝至佈線基礎材料211。設若使用超聲波接合，則不需一定要清除封裝基礎材料端點212與封裝基礎材料端點213兩者。設若清除端點212、213之任一表面，可獲得類似的優點。此乃由於此等表面氧化物薄臈214可藉由超聲波而機械地去除（剝落）。當到達部分封裝腔室229内之封裝程序的終點時，接合的基礎材料210、211係藉由攜栽臂221 而攜入負載定位腔室225内。接著，如上所述，在封裝程序後，基礎材料210、211係自負載定位腔室225取出。如上所述，根據本發明，加熱/溶融區域與攜載區域係設置在具有開放至外部空氣之開口的腔室，且甲酸供應裝置與曱酸排出機構係設置在加熱/、熔融區域内。因此，在焊料層上之氧i化物焊料層係藉由使用在加熱/熔融區域内之甲酸而去除，且甲酸係在藉由加熱接合焊料層的低壓時本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -79- (請七閲讀背面之注意事項再本頁) .訂— 五、發明説明7?) 揮發，並藉由排氣機構去除。又，由於焊料黏著物件可經由開放至外部空氣的開口而負載至腔室/自腔室卸下，因而可增進焊料接合程序之處理能力。再者，設若攜載區域係保持在預定的溫度，可加速甲酸的揮發，並因而可防止焊料黏著物件上之焊料層的再氧化。再者，由於供應至加熱/熔融區域之甲酸係藉由反應腔室内壓力分佈之排氣機構而吸附不會自開口洩漏，因而可防止環境污染。此外，於加熱/溶融區域内加熱之焊料黏著物件係經由開口，同時在將其溫度降低反應腔室内之溫度分佈而卸下至外部。因此，可在接近室溫之溫度下將焊料黏著物件自腔室取出，且因此可利於焊料黏著物件之處理。设右甲酸供應裝置係將低於75 vol%之濃度的甲酸供應至加熱/熔融區域，可在未有爆炸限制下安全地使用此一濃度之曱酸。如上所述，根據本發明，係設置有用於包含多數個具有黏著層以一距離黏著於其上之金屬圖案之基材的收納容器，以及可使收納容器限制於加熱器内的加熱器。因此，在多數個基材上之焊料可同時接合，且因此可比習知技藝增進生產率。又，由於在藉由加熱器而使焊料層加熱/熔融 - 80- 本紙張尺度翻巾_家標準（⑽）A4規格（2獻公爱) 五、發明説明7β ) 後’加熱器可被取出而不環繞收納容器，因而可使焊2層的溫度容易下降，且因此可縮短加熱至冷卻所^的時間。再者，由於使用將冷卻氣體導入機構女裝至加熱氣的機構，焊料層可在完成焊料層之加 …、後糟由冷卻氣體而即刻更快速的冷卻，且因此可縮短焊料冷卻時間。設若甲酸係供應至焊料層，甲酸係與氣體相混合，以抑制甲酸的過量供應，或是甲酸係藉由超聲波轉變成霧氣。因此，可抑制甲酸的過量供應。再者，由於收納容器係僅放置在加熱腔室内，因而可抑制空氣中之污染物黏著至收納容器，且因此可防止加熱期間之基材的污染。如上所述，根據本發明，由於形成在含有銅作為主要材料之電極或佈線上的表面氧化物薄膜係轉變成羧酸鹽，而後還原/去除，因而可成功地去除表面氧化物薄膜。又，由於羧酸鹽係在未有氧氣下供應至電極或佈線上之表面氧化物薄膜，且可在不使用純水清除下有效地去除竣酸，因而可防止產生於電極或佈線上之局部腐丧k 〇

-81 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明^ ) 元件標號對照表 1 腔室 16d 氣體導入管 2 負載埠 16e 器皿 3 卸下埠 16f 超聲波振動板 4 第一區域 16g 排氣管 5 第二區域 16h 含甲酸溶液 6 第三區域 16j 閥 7 第四區域 17 排氣扇 8a 〜8e 氣體屏蔽板 17a 空氣吸附管 9 惰性氣體導入管 17b 排氣管 10 惰性氣體導入管 18 甲酸回收機構 11a〜lie 下部加熱器 18a 液體槽 12e〜12e 上部加熱器 18b 溶液 13 滑輪 18c 排氣管 14 滑輪 20 負載器 14a 馬達 21 卸下器 14b 帶 22 汽缸 15 輸送帶 23 排氣扇 16 甲酸喷灑單元 23a 吸附管 16a 含曱酸溶液槽 24 排氣扇 16b 含曱酸液體導入 24a 吸附管管 25 排氣扇 16c 容器 25a 吸附管 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) •訂| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -82- 570856 A7 ' _________ B7 五、發明説明8p ) 26a 氮氣供應機構 51e 加熱器 26b 氮氣供應機構 51f 加熱器 27a 氣體吸附機構 52 曱酸霧氣噴嘴 27b 氣體回收機構 53 甲酸分解機構 29 排氣幫浦 53a 汽缸殼體 30 半導體元件 53b 加熱器 31 矽（半導體）基材 53c 汽缸 32 絕緣薄膜 53d 穿孔 33 電極襯墊 53f 氣體出口痒 34 絕緣覆蓋薄膜 55 移動（攜載）臂 35 底下金屬層 56 攜載器 36 焊料層 56a 來源部分 37 引導佈線（再放 56b 含曱酸部分置佈線） 56c 曱酸供應/排+ 38 重疊絕緣覆蓋薄埠膜 101 收納谷為負栽卓 41 電子元件 102 處理收納容器 42 佈線 102a 框架體 45 佈線 102b 類晶格條 51 甲酸揮發單元 102c 支撐面 51a 含曱酸溶液槽 102d 框架體 51b 曱酸供應管 102e 架 51c 流率控制閥 103 加熱/熔融腔室 51d 加熱器 103a 負載埠 -83- (請先閲讀背面之注意事項再9本頁} .、j-T— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明8J ) 103b 卸下埠 116 排氣單元 104 加熱器 116a排氣管 104a 惰性氣體淨化噴 117 甲酸回收機構嘴 117a 槽 105 驅動機構 117b 排氣管 105a 支撐軸 117c 溶液 106 曱酸喷嘴 117d 板 107 甲酸供應機構 117e 孔 108 開閉器 117f 引導佈線 109 開閉器 118 熱風扇 110 收納容器移動機 119 夾具構 121a 絕緣薄膜 111 負載器 121b 電極襯墊 112 卸下器 121c 絕緣覆蓋薄膜 113 第一推進器 121d 開口 113a 驅動部 121e 底下金屬層 113b 肘部 121f 引導佈線 113c 臂 121g 重疊絕緣覆蓋薄 113d 板膜 114 第二推進器 122 喷灑器 114a 驅動部 122a 主體 114b 肘部 122b 噴灑孔 114c 臂. 122c 氣體混合空間 115 開閉器 122d 甲酸導入管 -84- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明a?) 122e 惰性氣體導入管 215 内部佈線 122f 閥 216 封裝覆蓋材料 123 喷灑器 217 封裝基礎材料覆 123a 主體盖材料 123b 喷灑孔 218 介層洞 123c 氣體混合空間 219 沈積物質 123d 甲酸導入管 220a 排氣幫浦 123e 惰性氣體導入管 220b 排氣幫浦 123f 超聲波振動器 221 攜載臂 125 喷嘴 222a 預加熱腔室 201 半導體基材 223a 處理腔室 202 底下佈線 223b 溫度上升/下降 203 銅佈線加熱器 204 間層絕緣材料 223c 霧氣導入喷嘴 206 表面氧化物薄膜 224a 溫度保持加熱器 207 羧酸霧氣腔室 208 第一沈積層 224b 溫度保持加熱器 209 第二沈積層 225 負載定位腔室 210 封裝基礎材料 226 控制板 211 佈線基礎材料 227 攜載腔室 212 封裝基礎材料 228 PVD/CVD 腔室 213 封裝基礎材料端 229 部分封裝腔室點 230 供應單元 214 表面氧化物薄膜 231 甲酸/氮氣導入 -85- (請先閲讀背面之注意事項再本頁) .、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 570856 A7 B7 五、發明説明穸 ) 閥 232A閘極 232B 閘極 232C 閘極 232D 閘極 240A 製造系統 240B 製造系統 240C 製造系統 A 焊料層 C 半導體元件 D 類晶片半導體元件 W 焊料黏著物件 -86- (請先閲讀背面之注意事項再_本頁) 、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐〉

Claims

570856 參正光

申請專利範園 2. 3. 第9〇123755號專利申铁安Λ I、申凊專利範圍修正本91年08月08日一_料接合年腔至，其具有對外部空氣開放且由其通過著物件之開口，並具有一加熱/溶融區域以置鄰近於該加熱/熔融區域的攜載區域；一攜載機構，其用於將烊料黏著物件攜入該加熱/熔融區域内. ^供應裝置，其用於將f酸供應至該加熱/熔融區域内；、-排氣裝置’其用於將自該加熱/熔融區域及其近區域之氣體排除，以將該加熱綠融區域内之屋力降至比外部空氣低； ^加熱裝置，其用於直接或間接加熱在該加熱/熔融區域内之焊料黏著物件；以及、一氣流抑制裝置，其用於分佈該加熱/炼融區域與該攜載區域間之氣體流動。如申請專利範圍第丨項之焊料接合系統，其中該曱酸供應裝置係供應低於75 vol%之濃度的甲酸。如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該攜載機構係具有用於將腔室内之焊料黏著物件移至距加熱裝置一距離處的輸送帶。如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該攜載機構具有一用於移動腔室内之焊料黏著物件同時將其放置於加熱裝置上的攜載臂。及一設 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· t, 4. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） •20· •如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中一可固持焊料黏著物件之固持機構係安裝至該加熱/熔融區域。 6·如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該氣机抑制裝置係由用於局部減少腔室内加熱/熔融區域與攜載區域間之邊界空間的屏蔽板所構成。 7·如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該氣流抑制裝置係由流經設置於腔室内加熱/熔融區域與攜載區域間之邊界之上部、下部或側部之惰性氣體排氣部間的惰性氣體氣幕，以及設置在相對於該隋性氣體排氣部的強迫排氣部所構成。 8·如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中用於加熱該焊料黏著物之另一加熱裝置係設置於該攜載區域。 9·如申請專利範圍第8項之焊料接合系統，其中另一排氣機構係設置在該攜載區域。 10·如申請專利範圍第丨項之焊料接合系統，其進一步包含一放置焊料黏著物件並移動至腔室内之攜載器。如申4專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該甲酸供應裝置係由設置在放置焊料黏著物件並移動至腔室内之攜載器的一部分，並具有曱酸排出埠的含甲酸溶液部所構成。 12·如申請專利範圍第1項之焊料接合系統，其中該甲

-21- 570856 A8 B8 C8 ~----—_D8 六、申請專利範園 -— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) k供應裝置係設置接近該加熱/溶融區域之一端，而該排出機構係設置在該加熱/熔融區域之另一端。以如中請專利範圍第！項之焊料接合系統，其中該甲酸供應裝置具有下列任-者：一用於將甲酸轉變成霧氣的機構、一用於揮發甲酸的機構，以及一用於噴灑甲酸的機構。 W·如申請專利辜爸圍第！項之焊料接合系統，其中該甲酸供應裝置具有一藉由超聲波振動含甲酸溶液之機構。 15. 如申請專利範圍第丨項之焊料接合系統，其中甲酸分解機構與甲酸回收機構之至少一者係連接至該排出機槔之排出側或吸附側。 16. 如申請專利範圍第15項之焊料接合系統，其中該甲酸分解機構具有一用於藉由排出機構吸附之含甲酸氣體或自該排出機構排出的含甲酸氣體加熱至2〇〇〇c或更高的加熱器。 17·如申請專利範圍第15項之焊料接合系統，其中該甲酸回收機構具有通過藉由排出機構吸附之含甲酸氣體或自該排出機構排出的含甲酸氣體的溶液。 18·如申請專利範圍第17項之焊料接合系統，其中該溶液為水或醇。 19· 一種焊料接合系統，其包含：一收納谷器’其用於包含多數個其上以一距離黏著之焊料的基體；本紙張尺度適用中關家標準（CNS) A4規格（21GX297公釐) -22- 570856 Q A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍一加熱腔室，其用於儲存該收納容器，並具有使基體負載至收納容器内之負載埠與使基體自收納容器卸下之卸下埠；一第一空氣屏蔽機構與一第二空氣屏蔽機構，其等係分別設置於負載埠與卸下埠，以將加熱腔室與大氣隔離；一加熱器，其係設置在該加熱腔室内，使得該收納容器可限制於其中； .一甲酸供應機構，其用於將甲酸供應至該加熱區域；以及一排出機構，其用於將曱酸自該加熱腔室排出。 20. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其進一步包含一用於自外部將冷卻氣體導入加熱器之冷卻氣體導入機構。 21. 如申請專利範圍第20項之焊料接合系統，其中該冷卻氣體係由惰性氣體形成。 22. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該第一空氣屏蔽機構與該第二空氣屏蔽機構係由至少一開閉器與一氣幕構成。 23. 如申請專利範圍第22項之焊料接合系統，其中該氣幕係由惰性氣體浴構成。 24. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該曱酸供應機構具有用於導入甲酸與惰性氣體之混合本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -23- 570856 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍霧氣的導入部。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 25. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該甲酸供應機構具有一用於將甲酸轉變成霧氣的超聲波振動構件。 26. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該甲酸供應機構具有一用於導入甲酸濃度低於76 vol% 之溶液的曱酸導入部。 27. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該排出機構具有在收納容器限制於加熱器内的狀態下，降低加熱器内壓力的功能。 28. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其進一步包含一連接至排出機構之排出部的甲酸分解機構或甲酸回收機構。 29. 如申請專利範圍第28項之焊料接合系統，其中該甲酸回收機構具有一用於含有通過自排出機構排出之排出氣體之溶液的槽。 30. 如申請專利範圍第29項之焊料接合系統，其中一具有多數個通過排出氣體之孔洞之通風部係設置該在槽内。 31. 如申請專利範圍第30項之焊料接合系統，其中該溶液為水或醇。 32. 如申請專利範圍第28項之焊料接合系統，其中該甲酸分解機構具有一用於將自排出機構排出的排出氣體加熱至400°C或更高的加熱部。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -24- 570856 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 33. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該收納容器具有支撐有類晶圓基體之支撐表面，以及使甲酸通過進入内部的導入空間。 34. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該收納容器具有支撐有類晶圓基體之類網眼支撐表面，以及使甲酸導入内部的導入空間。 35. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該等基體係類晶片半導體元件，且被一支撐工具所支撐，而該支撐工具之多個片材係以一距離支撐於收納容器内。 36. 如申請專利範圍第35項之焊料接合系統，其中該支撐工具具有用於放置半導體元件之凹槽部分，且係由無機材料或有機金屬材料所形成。 37. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其進一步包含一用於攜載加熱腔室内之收納容器的攜載機構。 38. 如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其中該基體係由電子元件、電路板、半導體晶圓，以及半導體晶片中任一者所構成。 39·如申請專利範圍第19項之焊料接合系統，其進一步包含一用於將惰性氣體導入加熱腔室之惰性氣體導入機構。 40. —種焊料接合方法，其包含下列步驟：將多數個各具有金屬圖案，且其上黏著有焊料層之基體以一距離負載至一收納容器内；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^τ— 嚤 -25- 570856 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以在一加熱區域内之加熱器覆蓋已有甲酸供應至其内的收納容器；藉由該加熱器加熱焊料層，以將焊料層接合至金屬圖案；將一冷卻氣體導入該加熱器内，以冷卻焊料層、金屬圖案，以及基體，並將加熱器内之甲酸排至外部；自該收納容器之周邊移動加熱器；以及自該收納容器卸下該基體。 41. 如申請專利範圍第40項之焊料接合方法，其進一步包含藉由一甲酸回收機構而回收自加熱器排出之甲酸的步驟。 42. 如申請專利範圍第40項之焊料接合方法，其進一步包含藉由一甲酸分解機構分解自加熱器排出之甲酸的步驟。 43. 如申請專利範圍第40項之焊料接合方法，其進一步包含在收納容器覆蓋有加熱器之狀態下，降低加熱器内之壓力的步驟。 44. 一種半導體元件製造方法，其包含：形成含有銅作為主要材料之電極或佈線的電極/佈線形成步驟；以及清除形成在電極或佈線上之表面氧化物薄膜的清除步驟，該清除步驟包含：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -26- 570856 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍將表面氧化物薄膜轉變成屬於羧酸鹽之甲酸鹽之第一步驟，以及還原/去除該甲酸鹽之第二步驟，及於清除步驟之後加熱電線或佈線之加熱步驟。 45. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其進一步包含在完成清除步驟後，將一絕緣體塗佈電極或佈線表面上之塗佈步驟。 46. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其進一步包含在在清除步驟完成後，將電極或佈線接合至其他導體的接合步驟。 47. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其中用於產生甲酸鹽之甲酸係於混合有一還原氣體之氣氛下使用。 48. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其中該第二步驟係在高於50 hPa且低於1000 hPa之低壓下執行。 49. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其中該第二步驟係在高於200°C且低於400°C之加熱溫度下執行。 50. 如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其中用於產生甲酸鹽之曱酸係以蒸氣或霧氣之型式施加至電極或佈線。 51·如申請專利範圍第44項之半導體元件製造方法，其中用於產生甲酸鹽之甲酸係在不具有爆炸限制之溶液濃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨，訂— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -27- 570856 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍度下使用。 52.如申請專利範圍第46項之半導體元件製造方法，其中甲酸係在接合步驟後，在高於1 Pa且低於1 hpa之低壓下，以及高於50°C且低於150。(：之加熱溫度下去除。 53·如申請專利範圍第46項之半導體元件製造方法，其中在接合步驟中，係使用一超音波振動器，將電極或佈線接合至其他導體。 54. —種半導體元件製造系統，其具有用於清除形成在半導體基材之電極或佈線上之含有鋼作為主要材料之表面氧化物薄膜的清除設備，該清除設備包含：一羧酸供應機構，其用於將屬於羧酸之甲酸供應至半導體基材内，一加熱機構，其用於加熱半導體基材，以及一還原材料供應機構，其用於供應還原材料至半導體基材，該還原材料降低作為表面氧化物薄膜與甲酸間之反應物之甲酸鹽；以及一溫度保持加熱器腔室，其用於去除殘留在電線或佈線上之甲酸。 55·如申請專利範圍第54項之半導體元件製造系統，其進一步包含將一導電性薄膜或一絕緣薄臈沈積於藉由清除設備加以清除之半導體基材上，以覆蓋電極或佈線之至少一表面的沈積設備。 56.如申請專利範圍第54項之半導體元件製造系統，其進一步包含將藉由清除設備清除之半導體基材接合至其本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、可| -28- 570856 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍他導體之接合設備。 57. 如申請專利範圍第54項之半導體元件製造系統，其中該羧酸供應機構係建構成混合甲酸與惰性氣體，而後將其等供應至半導體基材。 58. 如申請專利範圍第54項之半導體元件製造系統，其中該清除設備與該沈積設備係設置在分開的腔室内。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） -29-