KR100788191B1 - Bump forming process of semiconductor element - Google Patents

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Abstract

A method for forming a bump of a semiconductor device is provided to reduce manufacturing costs by performing a bump manufacturing process. A bump material as a metallic conducting material is coated on an upper surface of a semiconductor element(S100). A bump material layer is formed on the upper surface of the semiconductor element by rotating the semiconductor element in a horizontal state. A mask having a predetermined pattern is arranged on an upper side of the bump material layer(S200). A preliminary bump is formed along the pattern of the mask by irradiating laser beams onto an upper side of the mask and melting only the bump material layer(S300). A cleaning process is performed to remove the residual bump material layer except for the preliminary bump(S400). A bump having a spherical shape is formed by heating the preliminary bump(S500).

Description

반도체 소자의 범프형성방법{BUMP FORMING PROCESS OF SEMICONDUCTOR ELEMENT}Bump forming method of semiconductor device {BUMP FORMING PROCESS OF SEMICONDUCTOR ELEMENT}

도 1a 및 도 1b는 종래의 반도체 소자의 범프형성방법의 하나를 예시하는 공정설명도.1A and 1B are process explanatory diagrams illustrating one bump forming method of a conventional semiconductor device.

도 2a 내지 도 2f는 종래의 반도체 소자의 범프형성방법을 도시한 공정도.2A to 2F are process drawings showing a bump forming method of a conventional semiconductor device.

도 3a 내지 도 3c는 또 다른 종래의 반도체 소자의 범프형성방법을 도시한 공정도.3A to 3C are process diagrams illustrating a bump forming method of another conventional semiconductor device.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 범프형성공정을 도시한 블록 순서도.4 is a block flow diagram illustrating a bump forming process of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5c는 도4의 범프형성공정 중 반도체 소자 상에 범프원료를 공급하는 상태를 도시한 도면.5A to 5C are diagrams illustrating a state in which bump raw materials are supplied onto a semiconductor device during the bump forming process of FIG. 4.

도 6은 도4의 범프형성공정 중 마스크배치단계 및 레이저 전사단계를 도시한 측단면도.6 is a side cross-sectional view showing a mask arrangement step and a laser transfer step of the bump forming process of FIG.

도 7은 도4의 범프형성공정 중 레이저 전사공정을 거쳐 반도체 소자의 전극 상에 예비범프가 형성된 상태를 도시한 측단면도.FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a preliminary bump is formed on an electrode of a semiconductor device through a laser transfer process of the bump forming process of FIG. 4; FIG.

도 8은 도4의 범프형성공정 중 세척공정에 의해 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층이 제거된 상태를 도시한 측단면도.Figure 8 is a side cross-sectional view showing a state in which the remaining bump forming material layer except for the preliminary bump by the washing step of the bump forming process of Figure 4 removed.

도 9는 도4의 범프형성공정 중 리플로우 공정을 도시한 측단면도.FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a reflow process among the bump forming processes of FIG. 4. FIG.

도 10은 도4의 범프형성공정 중 레이저 세기가 낮은 경우에 레이저를 집광하는 제1광학계를 배치하여 레이저 세기를 높이는 레이저 집광공정을 도시한 측단면도.FIG. 10 is a side cross-sectional view illustrating a laser condensing process of increasing laser intensity by arranging a first optical system that condenses a laser when the laser intensity is low during the bump forming process of FIG. 4;

도 11은 도4의 범프형성공정 중 반도체 소자의 집적도가 마스크 패턴의 집적도 보다 높은 경우에 마스크와 반도체 소자 사이에 볼록렌즈와 같은 광학계를 배치시켜 마스크 패턴을 투과한 레이저를 요구되는 배율로 집적하여 전사하는 집적전사단계를 도시한 측단면도.11 illustrates an optical system such as a convex lens disposed between the mask and the semiconductor device when the degree of integration of the semiconductor device is higher than that of the mask pattern during the bump forming process of FIG. Side cross-sectional view showing an integrated transfer step for transferring.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 반도체 소자 11: 범프형성원료10: semiconductor device 11: bump forming material

11a: 범프형성원료층 12: 마스크11a: bump forming material layer 12: mask

12a: 패턴공 20: 예비범프12a: pattern hole 20: preliminary bump

30: 레이저빔 40, 50: 블록렌즈30: laser beam 40, 50: block lens

60: 범프 70: 레이저 출력부60: bump 70: laser output unit

본 발명은 반도체 소자의 범프형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 레이저빔을 이용하여 반도체 소자의 전극 상에 범프를 손쉽고 신속하게 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라 높은 집적도의 반도체 소자에 대하여도 저렴하면서도 정확하고 신속하게 범프를 형성시켜 반도체 소자의 생산성을 향상시키는 반도체 소자의 범프형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a bump of a semiconductor device, and more particularly, it is possible to easily and quickly form a bump on an electrode of a semiconductor device using a laser beam, and is inexpensive even for a high integration semiconductor device. The present invention relates to a bump forming method of a semiconductor device for forming bumps accurately and quickly to improve productivity of the semiconductor device.

일반적으로, 반도체 소자의 범프형성방법은 다음의 몇 가지로 크게 나뉜다.In general, bump formation methods for semiconductor devices are broadly divided into the followings.

첫 번째로는, 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 소자(a)의 본드패드(b)상에 범프대(c)를 적층시킨 후 성형오목부(d1)를갖는 성형툴(d)로 상기 범프대(c)를 눌러 상방으로 돌출되는 범프(e)를 형성시키는 것이다.First, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, a molding tool having a molding recess d1 after stacking bump bumps c on the bond pads b of the semiconductor device a ( d) to form the bump (e) protruding upward by pressing the bump (c).

두 번째로는, 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같이, 본드패드(b)를 제외한 반도체 소자(a)의 상면에 제 1피알층(c)을 형성시키고, 본드패드(b) 및 제 1 피알층(c)상에 시드메탈층(d)을 형성시킨 다음 시드메탈층(d)상에 제 2피알층(e)을 형성시킨 후, 예비범프(f)가 형성될 본드패드(b) 부위의 제 2피알층(e)을 제거하여 오프부(e1)를 형성한 후 상기 오프부(e1)내에 범프원료를 충전시킨 다음, 제 2피알층(e)을 제거하고, 예비범프(f)의 하측에 위치된 시드메탈층(d)을 제와한 나머지 시드메탈층(d) 및 제 1 피알층(c)을 제거한 후 리플로우 공정을 거쳐 범프를 형성시키는 것이다.Secondly, as illustrated in FIGS. 2A to 2F, the first PAL layer c is formed on the upper surface of the semiconductor device a except for the bond pads b, and the bond pads b and the first pads are formed. After the seed metal layer (d) is formed on the PAL layer (c), the second PAL layer (e) is formed on the seed metal layer (d), and then the bond pads (b) on which the preliminary bumps (f) are to be formed. After removing the second PI layer of the site (e) to form the off portion (e1), and then filling the bump material in the off portion (e1), then removing the second PI layer (e), preliminary bump (f) After removing the seed metal layer (d) and the first seed layer (c) with the seed metal layer (d) positioned below the bottom, the bump is formed through a reflow process.

세 번째로는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 반도체 소자(a)의 상면에 패턴공(b1)이 형성되어 있는 스탠슬(b)을 적층시키고 스탠슬(b)상에 범프원료를 공급한 후, 스크린 방식으로 공급된 범프원료를 스탠슬(b)의 패턴공(b1)내로 충전시킨 후 스탠슬(b)을 제거하여 예비범프(c)를 형성한 다음, 리플로우 공정을 거쳐 범프를 형성시키는 것이다.Thirdly, as shown in FIGS. 3A to 3C, the stent b with the pattern hole b1 formed thereon is stacked on the upper surface of the semiconductor element a, and the bump raw material is placed on the stent b. After supplying the, and filling the bump material supplied by the screen method into the pattern hole (b1) of the stencil (b) and then remove the stencil (b) to form a preliminary bump (c), and then the reflow process To form bumps.

상술한 종래의 범프형성방법 이외에도 여러 가지 다양한 방법들이 있으나, 이들 다양한 종래의 범프형성방법들도 상술된 종래의 세 가지 범프형성방법을 응용한 것이거나, 예비범프을 형성시키는데 별도의 도구를 사용하는 기계적인 방식을 사용하고 있다는 공통점이 있다.In addition to the conventional bump forming method described above, there are various other methods, but these various conventional bump forming methods also apply the three conventional bump forming methods described above, or use a separate tool for forming a preliminary bump. There is something in common that we use the traditional approach.

그러나 상기와 같은 종래의 범프형성방법들은 예비범프를 기계적인 방식으로 형성시키고 있기 때문에 그 공정수가 많고 번거로워 생산성이 저하됨은 물론 범프의 집적도가 높은 반도체 소자를 제조하는데 있어서는 예비범프형성을 위한 고정밀의 도구를 제작하는데 많은 비용이 소요되고, 고정밀의 도구를 사용하여 예비범프를 형성시키는 공정에서 형성된 예비범프에 대한 불량률이 매우 높을 뿐만 아니라 매우 높은 집적도의 범프를 갖는 반도체 소자의 제조에는 기계적 방식에 의한 예비범프형성 자체가 불가능하다는 문제점이 있었다.However, the conventional bump forming methods as described above have a large number of processes and are cumbersome because the formation of the preliminary bumps in a mechanical manner reduces productivity, as well as a high precision tool for forming the preliminary bumps in the manufacture of semiconductor devices having a high degree of bump integration. It is costly to manufacture and the high rate of defects for the preliminary bumps formed in the process of forming the preliminary bumps using a high-precision tool as well as the manufacture of a semiconductor device having a very high integration bumps by a mechanical method There was a problem that bump formation itself is impossible.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 레이저빔을 이용하여 반도체 소자의 전극 상에 범프를 손쉽고 신속하게 형성시킬 수 있는 반도체 소자의 범프형성방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a bump forming method of a semiconductor device that can easily and quickly form a bump on the electrode of the semiconductor device using a laser beam. do.

또한, 본 발명은 고집적도의 범프를 갖는 반도체 소자에 대하여도 매우 저렴한 비용으로 정확하고 신속하게 범프를 형성시킬 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to enable a bump to be formed accurately and quickly at a very low cost even for a semiconductor device having a high integration bump.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 레이저빔의 출력이 부족한 레이저 출력장비로도 장비의 업그레이드 없이 충분한 레이저빔의 세기를 구현하여 범프를 원활하게 형성시킬 수 있도록 하는 것이다. Further, another object of the present invention is to implement a sufficient laser beam intensity without upgrading the equipment even in the laser output equipment lacking the output of the laser beam to be able to form a bump smoothly.

또한, 본 발명은, 패턴이 같고 집적도가 상이한 범프를 형성하는 경우에, 동일한 패턴의 마스크만으로 다양한 집적도의 범프를 형성시킬 수 있는 반도체 소자의 범프형성방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a bump forming method of a semiconductor device capable of forming bumps of various degrees of integration only by using masks of the same pattern when forming bumps having the same pattern and different degrees of integration.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 반도체 소자의 범프형성방법으로서, 반도체 소자의 상면에 범프형성원료를 도포하여 범프형성원료층을 형성하는 범프원료도포단계와; 미리 정해진 패턴을 갖는 마스크를 범프형성원료층의 상측에 배치하는 마스크배치단계와; 상기 마스크의 패턴에 따라 상기 반도체 소자의 전극 상에 위치된 범프형성원료층만을 용융시켜 예비범프를 형성하도록, 상기 마스크의 상측으로부터 레이저빔을 조사하는 레이저 전사단계와; 상기 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층을 제거하는 세척단계와; 상기 예비범프에 열을 가하여 구형 형상을 포함하는 범프로 형성시키는 리플로우 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a bump forming method of a semiconductor device, comprising: a bump material applying step of forming a bump forming material layer by applying a bump forming material to an upper surface of a semiconductor device; A mask disposing step of disposing a mask having a predetermined pattern on an upper side of the bump forming material layer; A laser transfer step of irradiating a laser beam from an upper side of the mask to melt only a bump forming material layer positioned on an electrode of the semiconductor device according to a pattern of the mask to form a preliminary bump; A washing step of removing the remaining bump forming material layer except for the preliminary bumps; A reflow step of applying heat to the preliminary bump to form a bump including a spherical shape; It provides a bump forming method of a semiconductor device comprising a.

이를 통해, 고집적도의 범프를 갖는 반도체 소자를 간단하고 저렴하면서 신속하게 제조할 수 있게 된다. As a result, a semiconductor device having a high integration bump can be manufactured simply, inexpensively, and quickly.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 범프형성방법을 상술한다. Hereinafter, a bump forming method of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 범프형성공정을 도시한 블록 순서도이다.4 is a block flowchart illustrating a bump forming process of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 반도체 소자(10)의 상면에 범프형성원료(11)를 균일한 평활도로 형성시키는 범프원료도포단계(S100)와, 미리 정해진 패턴을 갖는 마스크(12)를 범프형성원료층(11a)의 상측에 배치하는 마스크배치단계(S200)와, 마스크(12)의 상측의 레이저 출력부(70)로부터 레이저빔(30)을 조사하여 마스크(12)의 패턴 형상대로 범프 형성원료층(11a)만을 용융시켜 예비 범프(20)를 형성시키는 레이저 전사단계(S300)와, 예비 범프(20)를 제외한 나머지 범프형성원료층(11a)을 제거하는 세척단계(S400)와, 예비 범프(20)에 열을 가하여 반구형 내지 구형을 포함하는 범프로 형성시키는 리플로우단계(S500)로 구성된다. As shown in FIG. 4, in the bump forming method of the semiconductor device according to the exemplary embodiment, the bump material applying step of forming the bump forming material 11 on the upper surface of the semiconductor device 10 with uniform smoothness (S100). ) And a mask disposition step S200 for arranging a mask 12 having a predetermined pattern above the bump forming material layer 11a, and a laser beam from the laser output unit 70 above the mask 12. 30 is irradiated to form the preliminary bump 20 by melting only the bump forming material layer 11a in the pattern shape of the mask 12 and the remaining bump forming material except the preliminary bump 20. Washing step (S400) for removing the layer (11a), and the reflow step (S500) is formed by forming a bump containing a hemispherical to spherical by applying heat to the preliminary bump (20).

상기 범프원료도포단계(S100)는, 범프형성원료(11)를 균일한 평활도를 갖도록 반도체 소자(10)의 상면에 도포하여 범프형성원료층(11a)을 형성시키기 위한 것이다. 이 때, 범프형성원료(11)는 전도성 금속을 사용하며, 분말형태, 겔 타입의 유체형태 및 패이스트 형태 중 어떤 것을 사용하여도 무방하다. 다만, 겔 타입의 유체형태의 범프형성원료(11)를 사용하는 것이 균일한 평활도를 쉽게 형성할 수 있는 측면에서 바람직하다. The bump material applying step (S100) is to form the bump forming material layer 11 a by applying the bump forming material 11 to the upper surface of the semiconductor device 10 to have a uniform smoothness. In this case, the bump forming material 11 may use a conductive metal, and may be any of powder, gel, and paste. However, it is preferable to use a bump-forming material 11 in the form of a gel fluid in terms of easily forming uniform smoothness.

한편, 분말 형태의 범프형성원료(11)를 사용하는 경우에는 분말 형태의 범프형성원료(11)를 반도체 소자(10)의 상면에 균일한 평활면을 갖도록 적층시키는 것에 의하여 범프원료도포단계(S100)가 이루어지고, 패이스트 형태의 범프형성원료(11)를 사용하는 경우에는 반도체 소자(10)의 상면에 범프형성원료(11)를 바른 후에 균일한 평활도가 되도록 안정화시키는 단계를 거친다.On the other hand, in the case of using the powder-forming bump-forming raw material 11, bump material coating step by laminating the powder-forming bump-forming raw material 11 to have a uniform smooth surface on the upper surface of the semiconductor device 10 (S100) In the case of using the paste-forming bump forming material 11, the bump forming material 11 is applied to the upper surface of the semiconductor device 10 and then stabilized to have a uniform smoothness.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 범프형성공정 중 반도체 소자 상에 범프원료를 공급하는 공정을 예시한 공정설명도이다.5A through 5C are process explanatory diagrams illustrating a process of supplying a bump raw material onto a semiconductor device during a bump forming process according to the present invention.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 이러한 겔 타입의 유체형태의 범프형성원료(11)를 반도체 소자(10)상에 도포하는 방법은, 반도체 소자(10)가 수평으로 놓여져 회전시키는 상태에서 반도체 소자(10)의 중앙부에 범프형성원료(11)를 공급하여, 반도체 소자(10)의 회전에 따른 원심력(도 5b의 화살표로 표시)에 의하여 반도체 소자(10)상에 공급된 범프형성원료(11)가 반도체 소자(10)의 중앙부로부터 방사상으로 확산되도록 하여 실질적으로 균일한 평활도로 반도체 소자(10)의 상면에 분포될 수 있게 된다. As shown in FIGS. 5A to 5C, the method of applying the gel-forming fluid-forming bump forming material 11 on the semiconductor device 10 is performed in a state in which the semiconductor device 10 is placed horizontally and rotated. The bump forming material 11 is supplied to the center of the semiconductor device 10, and the bump forming material is supplied onto the semiconductor device 10 by centrifugal force (indicated by an arrow in FIG. 5B) according to the rotation of the semiconductor device 10. (11) is diffused radially from the central portion of the semiconductor element 10 it can be distributed on the upper surface of the semiconductor element 10 with a substantially uniform smoothness.

이와 같이, 겔 타입의 유체형태의 범프형성원료(11)를 사용하는 것은 균일한 평활도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 범프형성원료(11)의 공급 및 도포공정을 매우 신속하고 정확하게 실시할 수 있는 장점이 있으므로 자동화 공정에 매우 유리하다.As described above, the use of the gel-type fluid-forming bump forming material 11 not only provides uniform smoothness, but also the advantages of providing and applying the bump forming material 11 very quickly and accurately. This is very advantageous for the automation process.

도 6은 본 발명에 따른 범프형성공정 중 마스크배치단계 및 레이저 전사단계를 예시한 공정설명도이고, 도 7은 본 발명에 따른 범프형성공정 중 레이저 전사공정을 거쳐 반도체 소자의 전극 상에 예비범프가 형성된 상태를 도시한 공정상태 설명도이다.6 is a process explanatory diagram illustrating a mask arrangement step and a laser transfer step of the bump forming process according to the present invention, and FIG. 7 is a preliminary bump on the electrode of the semiconductor device through the laser transfer process during the bump forming process according to the present invention. It is explanatory drawing of the process state which shows the state in which the was formed.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마스크배치단계(S200)는, 요구되는 패턴으로 배치된 패턴공(12a)을 갖는 마스크(12)를 범프형성원료층(11a)의 상측에 배치하는 공정에 의하여 이루어진다. 여기서, 마스크(12)에 형성되는 패턴 형상은 반도체 소자(10)에 형성될 범프(60)의 패턴과 동일하게 형성된다. 다만, 마스크(12)의 패턴과 범프(60)의 집적도가 상이한 경우에는, 마스크(12)를 교체하지 않는 대신, 마스크(12)의 패턴을 통과한 레이저빔(30)의 집적도를 조절하는 집적전사단계(S600)에 의하여 요구되는 집적도의 범프(60)를 형성시킬 수도 있다. As shown in FIG. 6, the mask disposition step S200 is performed by disposing a mask 12 having a pattern hole 12a disposed in a desired pattern on an upper side of the bump forming material layer 11a. Is done. Here, the pattern shape formed on the mask 12 is formed in the same manner as the pattern of the bump 60 to be formed on the semiconductor device 10. However, when the pattern of the mask 12 and the degree of integration of the bumps 60 are different, the integration of adjusting the degree of integration of the laser beam 30 that has passed through the pattern of the mask 12 instead of replacing the mask 12. It is also possible to form the bump 60 of the degree of integration required by the transfer step (S600).

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 전사단계(S300)는 마스크(12)의 상측의 레이저 출력부로부터 레이저빔(30)을 조사하여 상기 마스크(12)를 통과한 레이저빔(30)에 의해 마스크(12)의 패턴에 따라 반도체 소자(10)의 전극 상에 위치된 범프형성원료층(11a)을 용융시켜(도 6 참조) 예비범프(20)를 형성시킨다. 즉, 마스크(12)의 상측으로부터 조사되는 레이저빔(30)은 마스크(12)의 패턴공(12a)을 통과한 일부의 레이저빔(30)만이 범프형성원료층(11a)에 도달하게 되고, 도달된 레이저빔(30)에 조사된 부분(레이저빔(30)과 접촉된 범프형성원료층(11a))만이 용융되어 예비범프(20)를 형성(도 7 참조)한다. 따라서, 이를 통해 형성되는 범프(60)는 작은 크기와 높은 집적도가 요구되는 경우에도 간단히 예비범프(20)를 형성시킬 수 있게 된다. As shown in FIGS. 6 and 7, the laser transfer step S300 irradiates the laser beam 30 from the laser output unit above the mask 12 and passes the laser beam 30 through the mask 12. The preliminary bump 20 is formed by melting the bump forming material layer 11a positioned on the electrode of the semiconductor element 10 in accordance with the pattern of the mask 12. That is, in the laser beam 30 irradiated from the upper side of the mask 12, only a part of the laser beam 30 passing through the pattern hole 12a of the mask 12 reaches the bump forming material layer 11a, Only the portion irradiated to the laser beam 30 (the bump forming material layer 11a in contact with the laser beam 30) is melted to form the preliminary bump 20 (see FIG. 7). Therefore, the bumps 60 formed through this can easily form the preliminary bumps 20 even when a small size and a high degree of integration are required.

한편, 레이저 전사단계(S300)에서의 레이저빔(30)의 세기가 낮은 경우에는, 출력되는 레이저빔(30)을 집광시키는 후술하는 레이저 집광단계(S700)를 통하여, 레이저 출력장비를 업그레이드시키지 않더라도 레이저빔(30)의 세기를 요구되는 정도로 높이는 것이 가능해진다. On the other hand, when the intensity of the laser beam 30 in the laser transfer step (S300) is low, even if the laser output equipment is not upgraded through the laser condensing step (S700) to be described later to focus the laser beam 30 to be output It is possible to increase the intensity of the laser beam 30 to the required level.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 범프형성공정 중 세척공정에 의해 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층이 제거된 상태를 도시한 측단면도이다. 8 is a side cross-sectional view illustrating a state in which the remaining bump forming material layer except for the preliminary bumps is removed by a washing process of the bump forming process according to an embodiment of the present invention.

상기 세척 단계(S400)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 세척수를 반도체 소자(10)에 분사시켜 전극 상에 용융되어 형성된 예비범프(20)를 제외한 나머지 범프형성원료층(11a)을 제거시키도록 구성된다. 이를 통하여, 레이저 전사단계(S300)를 거쳐 용융 형성된 예비범프(20)만이 반도체 소자(10) 상에 남게 된다. In the cleaning step (S400), as shown in Figure 8, by spraying the washing water to the semiconductor device 10 to remove the remaining bump forming material layer (11a) except the preliminary bump 20 formed by melting on the electrode. It is configured to. Through this, only the preliminary bumps 20 melted through the laser transfer step S300 remain on the semiconductor device 10.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 범프형성공정 중 리플로우 공정을 도시한 측단면도이다.9 is a side cross-sectional view illustrating a reflow process during a bump forming process according to an embodiment of the present invention.

상기 리플로우 단계(S500)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 구형상이 아닌 불규칙하게 형성된 예비범프(20)에 열을 가하여, 구형을 포함하는 형상의 범프(60)를 완성시킨다. 즉, 비구면 형상의 예비범프(20) 표면에 예정된 온도의 열을 가하는 것에 의하여, 예비범프(20)는 그 외부 표면이 용융되면서, 재질 자체의 표면 장력에 의하여 구형 형상을 포함하게 그 형상이 변형된다. In the reflow step (S500), as shown in Figure 9, by applying heat to the irregularly formed preliminary bump (20) rather than spherical, to complete the bump 60 of the shape including a sphere. That is, by applying heat of a predetermined temperature to the surface of the preliminary bump 20 having an aspherical shape, the preliminary bump 20 is deformed to include a spherical shape by the surface tension of the material itself while the outer bump is melted. do.

도 11은 본 발명에 따른 범프형성공정 중 반도체 소자의 집적도가 마스크 패턴의 집적도 보다 높을 때 마스크와 반도체 소자 사이에 볼록렌즈와 같은 제2광학계를 배치시켜 마스크 패턴을 투과한 레이저를 요구되는 배율로 집적하여 전사하는 집적전사단계를 예시하는 공정설명도이다.FIG. 11 illustrates a laser having transmitted through the mask pattern by disposing a second optical system such as a convex lens between the mask and the semiconductor device when the degree of integration of the semiconductor device is higher than that of the mask pattern during the bump forming process according to the present invention. It is a process explanatory drawing which illustrates the integration transcription step which accumulates and transfers.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 집적전사단계(S600)는 반도체 소자(10) 상에 형성시킬 범프(60)의 요구되는 집적도가 마스크(12)의 패턴의 집적도와 상이한 경우에, 다시 말하면 마스크(12)의 패턴과 형성된 범프(60)의 패턴은 동일하지만 그 집적도만 서로 다른 경우에, 이미 배치된 마스크(12)를 교체하지 않고서도, 마스크(12)와 반도체 소자(10)의 범프형성원료층(11a) 사이에 볼록렌즈와 같은 제1광학계(50)를 배치하는 것에 의하여, 마스크(12)의 패턴을 통과한 레이저빔(30)을 적절한 배율로 집적시켜 반도체 소자(10)의 전극 상에 원하는 집적도의 예비범프(20)를 형성시킨다.As shown in FIG. 11, the integrated transfer step S600 is performed when the required degree of integration of the bump 60 to be formed on the semiconductor device 10 is different from that of the pattern of the mask 12. If the pattern of (12) and the pattern of the formed bumps 60 are the same but only different in their degree of integration, the bump formation of the mask 12 and the semiconductor element 10 without replacing the mask 12 already disposed. By arranging the first optical system 50 such as a convex lens between the raw material layers 11a, the laser beam 30 passing through the pattern of the mask 12 is integrated at an appropriate magnification so that the electrode of the semiconductor element 10 can be integrated. Preliminary bumps 20 of desired density are formed on the substrate.

즉, 볼록렌즈(40)와 마스크(12)와의 거리인 제1거리(L1)와 볼록렌즈(40)와 범프원료층(11a)과의 거리인 제2거리(L2)를 조절하는 것에 의하여 범프 형성에 요구되는 집적도를 용이하게 조절할 수 있다. 보다 구체적으로는, 제2거리(L2)가 최저 거리에 도달한 경우에 집적도가 가장 높게 설정되도록 볼록렌즈(40)를 설치되는 경우에, 제1거리(L1)가 길어지고 제2거리(L2)가 짧을수록 집적도가 높아지고, 제1거리(L1)가 짧고, 제2거리(L2)가 길수록 집적도가 낮아진다. That is, the bump is adjusted by adjusting the first distance L1, which is the distance between the convex lens 40 and the mask 12, and the second distance L2, which is the distance between the convex lens 40 and the bump raw material layer 11a. The degree of integration required for formation can be easily adjusted. More specifically, when the convex lens 40 is installed so that the integration degree is set highest when the second distance L2 reaches the lowest distance, the first distance L1 becomes long and the second distance L2 The shorter), the higher the degree of integration, the shorter the first distance L1, and the longer the second distance L2, the lower the degree of integration.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 범프형성공정 중 레이저의 세기가 낮은 경우에 레이저를 집광하는 제1광학계(50)를 배치하여 그 세기를 높이는 레이저 집광공정을 예시한 측단면도이다.FIG. 10 is a side cross-sectional view illustrating a laser condensing process of arranging a first optical system 50 for condensing a laser when the intensity of the laser is low during the bump forming process according to an embodiment of the present invention.

상기 레이저 집광단계(S700)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 레이저빔(30)의 세기가 낮은 경우에, 레이저 출력부(70)와 마스크(12) 사이에 볼록렌즈와 같은 제2광학계(40)를 배치하는 것에 의하여, 레이저빔(30)을 집광하여 레이저빔(30)의 세기를 높힘으로써 레이저 출력장비를 업그레이드하지 않고도 요구되는 레이저 세기를 얻을 수 있게 된다. 10, when the intensity of the laser beam 30 is low, a second optical system, such as a convex lens, is formed between the laser output unit 70 and the mask 12 when the intensity of the laser beam 30 is low. By arranging 40, the laser beam 30 is focused to increase the intensity of the laser beam 30, thereby obtaining the required laser intensity without upgrading the laser output equipment.

이는 전술한 집적전사단계(S600)와 유사한 원리를 이용한 것으로서, 레이저 출력부(70)와 마스크(12) 사이에 볼록렌즈와 같은 제2광학계(40)를 배치시켜 볼록렌즈(50)와 마스크(12) 사이의 거리인 제3거리(L3)를 조절하는 것에 의하여 원하는 레이저의 집광도를 얻을 수 있다. 보다 구체적으로는, 제3거리(L3)가 최저거리에 도달한 경우에 집광도가 가장 높게 설정되는 볼록렌즈(50)를 설치되는 경우에, 볼록렌즈(50)와 마스크(12) 사이의 거리인 제3거리(L3)가 짧아질수록 레이저의 집광도가 높아 레이저빔(30)의 세기가 높아지고, 제3거리(L3)가 길어질 수 록 레이저빔(30)의 집광도가 낮아져 레이저빔(30)의 세기가 낮아진다. This uses a principle similar to the above-described integrated transfer step (S600), wherein the second optical system 40 such as a convex lens is disposed between the laser output unit 70 and the mask 12 so that the convex lens 50 and the mask ( 12) By adjusting the third distance L3, which is the distance between them, a desired laser light concentration can be obtained. More specifically, the distance between the convex lens 50 and the mask 12 when the convex lens 50 is set in which the condensing degree is set highest when the third distance L3 reaches the minimum distance. The shorter the third distance L3 is, the higher the intensity of the laser beam is, the higher the intensity of the laser beam 30 is, and the longer the third distance L3 is, the lower the concentration of the laser beam 30 is. 30) is lowered.

상기와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 마스크(12)의 패턴에 대응하여 반도체 소자(10) 상에 범프(60)를 형성시킴으로써 높은 집적도의 범프(60)를 쉽게 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 집적전사단계(S600) 및 레이저 집광단계(S700)를 선택적으로 도입함으로써, 요구되는 범프(60)의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 마스크(12)를 사용하여 요구되는 집적도의 범프(60)를 간편하게 형성시킬 수 있으며, 고가의 레이저 출력 장비를 교체하지 않고 낮은 출력의 레이저 출력장비로도 레이저빔(30)의 세기를 조절하여 요구되는 레이저의 세기로 범프형성공정을 실시할 수 있도록 한다. In the bump forming method of the semiconductor device according to the present invention as described above, the bump 60 having a high degree of integration may be easily formed by forming the bump 60 on the semiconductor device 10 corresponding to the pattern of the mask 12. In addition, by selectively introducing the integrated transfer step (S600) and the laser condensing step (S700), the bump 60 of the required degree of integration using the mask 12 having the same pattern as the pattern of the required bump (60) It is possible to easily form, without changing the expensive laser output equipment to adjust the intensity of the laser beam 30 even with a low output laser output equipment to be able to perform the bump forming process with the required laser intensity.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 레이저빔을 이용하여 반도체 소자의 전극 상에 범프를 손쉽고 신속하게 형성시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the bump forming method of the semiconductor device according to the present invention has an effect of easily and quickly forming bumps on the electrodes of the semiconductor device using a laser beam.

또한, 본 발명에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 고집적도의 범프를 갖는 반도체 소자에 대하여도 매우 저렴한 비용으로 정확하고 신속하게 범프를 형성시킬 수 있도록 한다. In addition, the bump forming method of the semiconductor device according to the present invention enables to form bumps accurately and quickly at a very low cost even for semiconductor devices having a high integration bump.

그리고, 본 발명에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 레이저빔의 출력이 부족한 레이저 출력장비로도 장비의 업그레이드 없이 충분한 레이저빔의 세기를 얻어 범프를 형성시킬 수 있는 유리한 효과를 갖는다. In addition, the bump forming method of the semiconductor device according to the present invention has an advantageous effect of forming a bump by obtaining a sufficient laser beam intensity without upgrading the equipment even with a laser output equipment lacking the output of the laser beam.

또한, 본 발명에 따른 반도체 소자의 범프형성방법은 동일한 패턴을 가지면서 집적도가 상이한 범프를 형성하는 경우에, 동일한 패턴의 마스크만으로 다양한 집적도의 범프를 형성시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the bump forming method of the semiconductor device according to the present invention has an effect of forming bumps having various integration levels using only masks having the same pattern when forming bumps having the same pattern and having different integration degrees.

Claims (15)

반도체 소자의 범프형성방법으로서, As a bump forming method of a semiconductor device, 반도체 소자의 상면에 금속전도성 물질로서 유체, 겔, 패이스트 중 어느 하나의 형태인 범프형성원료를 도포하여 상기 반도체 소자를 수평 상태로 두고 회전시키는 것에 의하여, 상기 반도체 소자 상에 공급된 범프형성원료가 원심력에 의하여 균일한 평활도로 분산되는 것에 의하여 범프형성원료층을 형성하는 범프원료도포단계와; A bump forming material supplied on the semiconductor device by applying a bump forming material in the form of a fluid, gel or paste as a metal conductive material on the upper surface of the semiconductor device and rotating the semiconductor device in a horizontal state. A bump raw material applying step of forming a bump forming raw material layer by being dispersed with uniform smoothness by centrifugal force; 미리 정해진 패턴을 갖는 마스크를 범프형성원료층의 상측에 배치하는 마스크배치단계와; A mask disposing step of disposing a mask having a predetermined pattern on an upper side of the bump forming material layer; 상기 마스크의 패턴에 따라 상기 반도체 소자의 전극 상에 위치된 범프형성원료층만을 용융시켜 예비범프를 형성하도록, 상기 마스크의 상측으로부터 레이저빔을 조사하는 레이저 전사단계와; A laser transfer step of irradiating a laser beam from an upper side of the mask to melt only a bump forming material layer positioned on an electrode of the semiconductor device according to a pattern of the mask to form a preliminary bump; 상기 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층을 제거하는 세척단계와; A washing step of removing the remaining bump forming material layer except for the preliminary bumps; 상기 예비범프에 열을 가하여 구형 형상을 포함하는 범프로 형성시키는 리플로우 단계를;A reflow step of applying heat to the preliminary bump to form a bump including a spherical shape; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Bump formation method of a semiconductor device characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 레이저빔을 출력하는 레이저 출력부와 상기 마스크 사이에 레이저빔을 집광하는 제1광학계를 배치하여 레이저빔의 세기를 높이는 레이저 집광단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.And a laser condensing step of increasing the intensity of the laser beam by disposing a first optical system for condensing the laser beam between the laser output unit for outputting the laser beam and the mask. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제1광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The first optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 마스크와 상기 범프형성원료층의 사이에 상기 마스크의 패턴을 통과한 레이저빔의 집적도를 조절하는 제2광학계를 배치하여 레이저빔을 조사하여 상기 반도체 소자의 전극 상에 예비범프를 형성시키는 집적전사단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Integrated transfer for forming a preliminary bump on an electrode of the semiconductor device by irradiating a laser beam by disposing a second optical system for adjusting the degree of integration of the laser beam passing through the mask pattern between the mask and the bump forming material layer. Bump forming method of a semiconductor device characterized in that it further comprises the step. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제2광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The second optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 반도체 소자의 범프형성방법으로서, As a bump forming method of a semiconductor device, 반도체 소자의 상면에 범프형성원료층을 형성하는 범프원료도포단계와; A bump raw material coating step of forming a bump forming raw material layer on the upper surface of the semiconductor device; 미리 정해진 패턴을 갖는 마스크를 범프형성원료층의 상측에 배치하는 마스크배치단계와; A mask disposing step of disposing a mask having a predetermined pattern on an upper side of the bump forming material layer; 레이저빔을 출력하는 레이저 출력부와 상기 마스크 사이에 레이저빔을 집광하는 제1광학계를 배치하여 레이저빔의 세기를 높이는 레이저 집광단계와;A laser condensing step of arranging a first optical system for condensing a laser beam between a laser output unit for outputting a laser beam and the mask to increase the intensity of the laser beam; 상기 마스크의 패턴에 따라 상기 반도체 소자의 전극 상에 위치된 범프형성원료층만을 용융시켜 예비범프를 형성하도록, 상기 마스크의 상측으로부터 레이저빔을 조사하는 레이저 전사단계와; A laser transfer step of irradiating a laser beam from an upper side of the mask to melt only a bump forming material layer positioned on an electrode of the semiconductor device according to a pattern of the mask to form a preliminary bump; 상기 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층을 제거하는 세척단계와; A washing step of removing the remaining bump forming material layer except for the preliminary bumps; 상기 예비범프에 열을 가하여 구형 형상을 포함하는 범프로 형성시키는 리플로우 단계를;A reflow step of applying heat to the preliminary bump to form a bump including a spherical shape; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Bump formation method of a semiconductor device characterized in that it comprises a. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 제1광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The first optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 마스크와 상기 범프형성원료층의 사이에 상기 마스크의 패턴을 통과한 레이저빔의 집적도를 조절하는 제2광학계를 배치하여 레이저빔을 조사하여 상기 반도체 소자의 전극 상에 예비범프를 형성시키는 집적전사단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Integrated transfer for forming a preliminary bump on an electrode of the semiconductor device by irradiating a laser beam by disposing a second optical system for adjusting the degree of integration of the laser beam passing through the mask pattern between the mask and the bump forming material layer. Bump forming method of a semiconductor device characterized in that it further comprises the step. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제2광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The second optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 제 6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 범프원료도포단계는, 10. The method of claim 6, wherein the bump material applying step, 금속전도성 물질로서 유체, 겔, 패이스트 중 어느 하나의 형태인 범프형성원료를 도포하여 상기 반도체 소자를 수평 상태로 두고 회전시키는 것에 의하여, 상기 반도체 소자 상에 공급된 범프형성원료가 원심력에 의하여 균일한 평활도로 분산되는 것에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Bump-forming material supplied on the semiconductor device is uniformly applied by centrifugal force by applying a bump-forming material in the form of a fluid, gel or paste as a metal conductive material and rotating the semiconductor device in a horizontal state. A bump forming method for a semiconductor device, characterized by being dispersed in one smoothness. 반도체 소자의 범프형성방법으로서, As a bump forming method of a semiconductor device, 반도체 소자의 상면에 범프형성원료층을 형성하는 범프원료도포단계와; A bump raw material coating step of forming a bump forming raw material layer on the upper surface of the semiconductor device; 미리 정해진 패턴을 갖는 마스크를 범프형성원료층의 상측에 배치하는 마스크배치단계와; A mask disposing step of disposing a mask having a predetermined pattern on an upper side of the bump forming material layer; 상기 마스크와 상기 범프형성원료층의 사이에 상기 마스크의 패턴을 통과한 레이저빔의 집적도를 조절하는 제2광학계를 배치시킨 상태에서 상기 마스크의 상측으로부터 레이저빔을 조사하여, 상기 마스크의 패턴에 비례하는 패턴에 따라 상기 반도체 소자의 전극 상에 위치된 범프형성원료층만을 용융시켜 예비범프를 형성시키는 집적전사단계와;The laser beam is irradiated from the upper side of the mask in a state where a second optical system for adjusting the degree of integration of the laser beam passing through the mask pattern is disposed between the mask and the bump forming material layer, and is proportional to the pattern of the mask. An integrated transfer step of forming a preliminary bump by melting only a bump forming material layer positioned on an electrode of the semiconductor device according to a pattern; 상기 예비범프를 제외한 나머지 범프형성원료층을 제거하는 세척단계와; A washing step of removing the remaining bump forming material layer except for the preliminary bumps; 상기 예비범프에 열을 가하여 구형 형상을 포함하는 범프로 형성시키는 리플로우 단계를;A reflow step of applying heat to the preliminary bump to form a bump including a spherical shape; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Bump formation method of a semiconductor device characterized in that it comprises a. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제2광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The second optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 레이저빔을 출력하는 레이저 출력부와 상기 마스크 사이에 레이저빔을 집광하는 제1광학계를 배치하여 레이저빔의 세기를 높이는 레이저 집광단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.And a laser condensing step of increasing the intensity of the laser beam by disposing a first optical system for condensing the laser beam between the laser output unit for outputting the laser beam and the mask. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 제1광학계는 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.The first optical system is a bump forming method of a semiconductor device, characterized in that the convex lens. 제 11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 범프원료도포단계는, 15. The method of claim 11, wherein the bump material applying step, 금속전도성 물질로서 유체, 겔, 패이스트 중 어느 하나의 형태인 범프형성원료를 도포하여 상기 반도체 소자를 수평 상태로 두고 회전시키는 것에 의하여, 상기 반도체 소자 상에 공급된 범프형성원료가 원심력에 의하여 균일한 평활도로 분산되는 것에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 범프형성방법.Bump-forming material supplied on the semiconductor device is uniformly applied by centrifugal force by applying a bump-forming material in the form of a fluid, gel or paste as a metal conductive material and rotating the semiconductor device in a horizontal state. A bump forming method for a semiconductor device, characterized by being dispersed in one smoothness.
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