Brevet FR2808620A1 — publié le 20011109

Procédé de formation de plots métalliques sur une plaquette de semiconducteur et sur un substrat Les matrices de billes (plus connues sous le nom de BGA), les boîtiers à l'échelle de la puce (appelés actuellement CSP) et les puces à bossage (ou "flip-chip") sont les plus populaires des techni ques d'encapsulation nouvellement développées, et ces techniques reposent principalement sur le procédé de technologie de montage de puce à bossage. Le procédé de technologie de montage de puce à bos sage signifie principalement que la puce est d'abord retournée puis fixée par sa surface supérieure à un substrat via des conducteurs métalliques. Généralement, les conducteurs métalliques sont appelés plots métalliques et sont largement utilisés dans des produits de grande production parce qu'ils sont plus fiables en fabrication que les autres moyens. La technologie peu onéreuse de formation des plots métalliques utilise le procédé chimique, ou "electroless", Ni/Au pour former d'abord une couche de "métallurgie sous plot" ou couche UBM, afin d'y implanter ensuite les plots métalliques. En référence aux figures 1A à 1H, on forme d'abord une cou che UBM 12 sur le contact électrode de la face supérieure d'une pla quette de semiconducteur 14 par le procédé chimique Ni/Au. La pla quette 14 est couverte d'une couche protectrice, par exemple en polyi- mide. Ensuite, on applique une couche d'agent photorésistant 2 sur la plaquette 14, que l'on fait chauffer. On place ensuite un masque 3 au- dessus de la plaquette 14 et on l'expose à la lumière pour former un trou borgne 21 au-dessus de la couche UBM 12. Puis on remplit le trou borgne 21 de pâte à braser 5 à l'aide d'un poussoir 4, cette pâte étant chauffée pour fondre, puis refroidie jusqu'à former un bloc de soudure 6. Ensuite, on supprime l'agent photorésistant 2 à l'aide d'un agent chimique puis on effectue un nettoyage, pour ne garder qu'un bloc de soudure saillant 6. Enfin, on chauffe le bloc de soudure saillant 6 pour former un plot de soudure 7 en forme de bille. Cependant, le dépôt, l'exposition et le retrait de l'agent photorésistant présentent beaucoup d'inconvénients dans ce type de procédé. Tout d'abord, il est nécessaire de prévoir une certaine durée pour le séchage de l'agent photorésistant. De plus, un masque est nécessaire pour l'opération d'exposition, ce qui accroît les coûts. En outre, l'agent photorésistant doit être supprimé par un agent chimique, ce qui complique le procédé, et demande plus de temps pour la mise en oeuvre du procédé, accroissant ainsi les coûts de production. Par conséquent, un objet de la présente invention est de proposer un pro cédé de formation de plots sur des plaquettes ou substrats qui peut éviter et réduire les inconvénients susmentionnés. Le procédé de formation de plots métalliques sur des plaquet tes de semiconducteur (simplement appelées "plaquettes" dans ce qui suit) ou des substrats selon la présente invention comprend globale ment les étapes consistant à coller un ruban synthétique sur la surface supérieure d'une plaquette, former un trou borgne dans le ruban synthétique à l'aide d'un laser, remplir le trou borgne de pâte à braser à l'aide d'un poussoir, faire fondre puis refroidir la pâte à braser jusqu'à former un bloc de soudure, retirer le ruban synthétique, et faire fondre le bloc de soudure pour former un plot de soudure en forme de bille. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif, illustré par dessins d'accompa gnement dans lesquels les figures 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G et 1H illustrent un procédé de fabrication classique de formation de plots métalliques sur des plaquettes; les figures 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G et 2H illustrent un procédé de formation de plots métalliques sur une plaquette selon la présente invention; et les figures 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G et 3H illustrent un procédé de formation de plots métalliques sur un substrat selon la pré sente invention. référence aux figures 2A à 2H, le procédé de formation de plots métalliques sur des plaquettes ou des substrats selon la présente invention comprend dans le détail les étapes suivantes a. former une couche de "métallurgie sous plot" (couche UBM) 12 sur contact électrode 11 sur la face supérieure d'une plaquette 14 par un procédé chimique Ni/Au (figure 2A); b. coller un ruban synthétique résistant à la chaleur et stable 2a sur la face supérieure de la plaquette 14 (figure 2B); c. réaliser des trous à travers le ruban synthétique 2a au-dessus de la couche UBM 12 à l'aide d'un laser (figure 2C); d. former un trou borgne gal dans le ruban synthétique 2a au- dessus de la couche UBM 12 (figure 2D); e. remplir le trou borgne 2a1 de pâte à braser 5 à l'aide poussoir 4 (figure 2E); f. faire fondre puis faire refroidir la pâte à braser 5 pour obtenir un bloc de soudure 6 (figure 2F); g. retirer le ruban synthétique 2a pour exposer le bloc de dure 6 (figure 2G); et h. faire fondre puis faire refroidir le bloc de soudure 6 pour for mer un plot de soudure 7 en forme de bille. Il est à noter toutefois que la formation de la couche UBM 12 n'est pas limitée au procédé chimique Ni/Au, et qu'elle peut être effec tuée à l'aide de tout autre moyen connu. La présente invention utilise donc l'étape consistant à coller un ruban synthétique au lieu d'appliquer un agent photorésistant comme dans le procédé classique, éliminant ainsi le temps nécessaire au séchage de l'agent photorésistant. De plus, la présente invention fait appel à un laser pour réaliser des trous dans le ruban synthétique et pour former un trou borgne, puis on retire le ruban synthétique après fusion et refroidissement de la pâte à braser pour obtenir un bloc de soudure, au lieu d'utiliser un masque et de traiter l'agent photoré sistant par un traitement d'exposition pour former un trou borgne sur la plaquette, ce qui permet d'éliminer ainsi le coût du masque et de réduire largement le temps requis pour cette opération. En outre, la présente invention peut être appliquée pour for mer des plots métalliques sur un substrat. Comme montré sur le figu res 3A à 3H, le procédé de formation de plots métalliques sur un sub strat comprend les étapes consistant à a. former un circuit en cuivre 82 sur un substrat 81 (figure 3A); b. coller un ruban synthétique résistant à la chaleur et stable 83 sur la face supérieure du substrat 81 (figure 3B); c. réaliser des trous à travers le ruban synthétique 83 au-dessus du circuit en cuivre 82 à l'aide d'un laser (figure 3C); d. former un trou borgne 831 dans le ruban synthétique 83 au- dessus du circuit en cuivre 82 (figure 3D); e. remplir le trou borgne 831 de pâte à braser 85 à l'aide d'un poussoir 84 (figure 3E); f. faire fondre puis faire refroidir la pâte à braser 85 pour obte nir un bloc de soudure 86 (figure 3F); g. retirer le ruban synthétique 83 pour exposer le bloc de sou dure 86 (figure 3G); et h. faire fondre puis faire refroidir le bloc de soudure 86 pour former un plot de soudure 87 en forme de bille. REVENDICATIONS 1. Procédé de formation de plots métalliques sur une pla quette de semiconducteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à a. former une couche de "métallurgie sous plot" ou couche UBM (12) sur un contact électrode (11) sur la face supérieure d'une pla quette (14); b. coller un ruban synthétique (2a) sur la face supérieure de ladite plaquette (14); c. réaliser des trous à travers ledit ruban synthétique (2a) au- dessus de ladite couche UBM (12) à l'aide d'un laser; d. former un trou borgne (gal) dans ledit ruban synthétique (2a) au-dessus ladite couche UBM (12); e. remplir ledit trou borgne (2a1) de pâte à braser (5) à l'aide d'un poussoir (4); f. faire fondre puis faire refroidir ladite pâte à braser (5) pour obtenir un bloc de soudure (6); g. retirer ledit ruban synthétique (2a) pour exposer ledit bloc soudure (6); et h. faire fondre puis faire refroidir ledit bloc de soudure (6) pour former un plot de soudure (7) en forme de bille. 2. Procédé de formation de plots métalliques sur un substrat caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à a. former un circuit en cuivre (82) sur un substrat (81); b. coller un ruban synthétique (83) sur la face supérieure dudit substrat (8 ); c. réaliser des trous à travers ledit ruban synthétique (83) au- dessus dudit circuit en cuivre (82) à l'aide d'un laser; d. former un trou borgne (831) dans ledit ruban synthétique (83) au-dessus dudit circuit en cuivre (82); e. remplir ledit trou borgne (831) de pâte à braser (85) à l'aide d'un poussoir (84); f. faire fondre puis faire refroidir ladite pâte à braser (85) pour obtenir un bloc de soudure (86); g. retirer ledit ruban synthétique (83) exposer ledit bloc de soudure (86); et h. faire fondre puis faire refroidir ledit bloc de soudure (86) pour former un plot de soudure (87) en forme bille.