KR101031344B1

KR101031344B1 - Template for forming solder bumps and chuck for supporting the same

Info

Publication number: KR101031344B1
Application number: KR1020090115129A
Authority: KR
Inventors: 박인오; 임정현
Original assignee: 세크론 주식회사
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-04-29

Abstract

PURPOSE: A template for forming solder bumps and a chuck for supporting the same are provided to easily transfer the solder bumps which are formed in mold cavities to the bump pad of a wafer by forming positive pressure in a through hole. CONSTITUTION: A plurality of mold cavities(14) are formed on the first surface(12A) of a substrate(12) to form a solder bumps. The mold cavities are formed through isotropic etching using an etch mask. The substrate comprises a mold area and a peripheral area that surrounds the mold area. The mold area has a size and shape to correspond to a semiconductor wafer. A plurality of penetration holes(16) passes through the substrate from the bottom of the mold cavities.

Description

Template for forming solder bumps and chuck for supporting the same

본 발명은 솔더 범프들을 형성하기 위한 템플릿 및 이를 지지하기 위한 척에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마이크로 전자 패키징(microelectronic packaging) 기술에서 솔더 범프들(solder bumps)을 형성하기 위한 몰드 캐버티들을 갖는 템플릿 및 이를 지지하기 위한 템플릿 척에 관한 것이다.The present invention relates to a template for forming solder bumps and a chuck for supporting it. More specifically, it relates to a template having mold cavities for forming solder bumps in microelectronic packaging technology and a template chuck for supporting it.

최근 마이크로 전자 패키징 기술은 접속 방법에서 와이어 본딩으로부터 솔더 범프로 변화하고 있다. 솔더 범프를 이용하는 기술은 다양하게 알려져 있다. 예를 들면, 전기 도금, 솔더 페이스트 프린팅, 증발 탈수법, 솔더볼의 직접 부착 등이 알려져 있다.Recently, microelectronic packaging technology is changing from wire bonding to solder bumps in the connection method. Techniques for using solder bumps are variously known. For example, electroplating, solder paste printing, evaporative dehydration, direct attachment of solder balls, and the like are known.

특히, C4NP(controlled collapse chip connection new process) 기술은 낮은 비용으로 미세 피치를 구현할 수 있으며 반도체 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 장점으로 인해 크게 주목받고 있다. 상기 C4NP 기술의 예는 미합중국 특허 제5,607,099호, 제5,775,569호, 제6,025,258호, 등에 개시되어 있다.In particular, C4NP (controlled collapse chip connection new process) technology has attracted much attention due to the advantages that can realize a fine pitch at a low cost and improve the reliability of the semiconductor device. Examples of such C4NP technology are disclosed in US Pat. Nos. 5,607,099, 5,775,569, 6,025,258, and the like.

상기 C4NP 기술에 의하면, 구형의 솔더 범프들은 리플로우 공정을 통해 템플 릿의 캐버티들 내에서 형성되며 상기 솔더 범프들은 웨이퍼 상에 형성된 집적 회로 소자들의 범프 패드들 상으로 전달된다. 상기 범프 패드들은 웨이퍼 상에 형성된 집적 회로 소자들의 금속 배선들과 연결되어 있으며, 상기 범프 패드들 상에는 UBM(under bump metallurgy) 패드들이 구비될 수 있다. 상기 UBM 패드들은 상기 솔더 범프들과 범프 패드들 사이에서 접착력을 향상시키기 위하여 제공될 수 있다.According to the C4NP technology, spherical solder bumps are formed in the cavities of the template through a reflow process and the solder bumps are transferred onto bump pads of integrated circuit elements formed on the wafer. The bump pads are connected to metal wires of integrated circuit elements formed on a wafer, and under bump metallurgy (UBM) pads may be provided on the bump pads. The UBM pads may be provided to improve adhesion between the solder bumps and bump pads.

상기와 같이 솔더 범프들이 전달된 웨이퍼의 집적 회로 소자들은 다이싱 공정에 의해 개별화될 수 있다. 상기 개별화된 집적 회로 소자들은 열압착 공정과 언더필(under fill) 공정을 통해 회로 기판 상에 접합될 수 있으며, 이에 의해 플립칩이 제조될 수 있다.As described above, the integrated circuit elements of the wafer to which the solder bumps are transferred may be individualized by a dicing process. The individualized integrated circuit devices may be bonded onto a circuit board through a thermocompression process and an under fill process, whereby a flip chip may be manufactured.

상기 솔더 범프들을 형성하기 위하여 상기 템플릿의 캐버티들 내에는 용융된 솔더가 주입될 수 있다. 상기 템플릿의 캐버티들 내에서 응고된 솔더들은 상기 템플릿을 가열함으로써 구형의 솔더 범프들로 형성될 수 있으며, 이어서 상기 웨이퍼의 범프 패드들 상으로 전달될 수 있다.Molten solder may be injected into the cavities of the template to form the solder bumps. Solders solidified in the cavities of the template may be formed into spherical solder bumps by heating the template and then transferred onto bump pads of the wafer.

그러나, 상기 템플릿의 캐버티들 내에 용융된 솔더를 주입하는 공정에서 상기 캐버티들의 내부 압력 조절이 용이하지 않으므로 상기 캐버티들 내에 용융된 솔더를 충분히 균일하게 주입하는 것이 용이하지 않으며, 또한 리플로우 공정을 통해 상기 캐버티들 내에서 구형의 솔더 범프들을 형성한 후 상기 솔더 범프들을 상기 웨이퍼의 범프 패드들 상으로 전달하는 공정에서 상기 캐버티들의 내측 표면들에서의 젖음력에 의해 상기 솔더 범프들이 상기 범프 패드들로 충분히 부착되지 않을 수 있다.However, in the process of injecting molten solder into the cavities of the template, it is not easy to control the internal pressure of the cavities so that the molten solder in the cavities is sufficiently evenly injected and also reflowed. Forming solder spherical bumps in the cavities through the process and then transferring the solder bumps onto the bump pads of the wafer by the wetting forces on the inner surfaces of the cavities. It may not be sufficiently attached to the bump pads.

본 발명의 실시예들은 몰드 캐버티들에 용융된 솔더를 용이하게 주입하고, 상기 몰드 캐버티들 내에서 형성된 솔더 범프들을 웨이퍼 상으로 용이하게 전달할 수 있는 템플릿을 제공하는데 제1 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a template for easily injecting molten solder into mold cavities and easily transferring solder bumps formed in the mold cavities onto a wafer.

또한 본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 템플릿을 지지할 수 있는 척을 제공하는데 제2 목적이 있다.Embodiments of the present invention also have a second object to provide a chuck capable of supporting a template as described above.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 템플릿은 반도체 웨이퍼와 같거나 큰 크기를 갖는 기판으로 이루어질 수 있다. 상기 기판의 표면에는 솔더 범프들을 형성하기 위한 다수의 몰드 캐버티들이 형성될 수 있으며, 또한 상기 몰드 캐버티들의 저면으로부터 상기 기판을 통과하는 다수의 관통홀들이 형성될 수 있다.Template according to an aspect of the present invention for achieving the first object may be made of a substrate having a size equal to or larger than the semiconductor wafer. A plurality of mold cavities for forming solder bumps may be formed on the surface of the substrate, and a plurality of through holes may be formed through the substrate from the bottom of the mold cavities.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관통홀들의 직경은 5㎛ 내지 15㎛의 범위 내에 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the diameters of the through holes may be in the range of 5 μm to 15 μm.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 웨이퍼와 같거나 큰 크기를 갖는 기판으로 이루어지며, 상기 기판의 표면에는 솔더 범프들을 형성하기 위한 다수의 몰드 캐버티들이 형성되어 있고, 상기 몰드 캐버티들의 저면으로부터 상기 기판을 통과하는 다수의 관통홀들이 형성되어 있는 템플릿을 지지하기 위한 척에 있어서, 상기 척은 상기 템플릿을 지지하며 다공성 물질로 이 루어진 플레이트와, 상기 플레이트에 연결된 매니폴드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 매니폴드는 상기 템플릿의 관통홀들을 통하여 음압 또는 양압을 제공하기 위하여 압력 조절부와 연결될 수 있다.According to embodiments of the present invention for achieving the second object, a substrate having a size equal to or larger than that of a semiconductor wafer, and a plurality of mold cavities for forming solder bumps are formed on a surface of the substrate. And a chuck for supporting a template having a plurality of through holes passing through the substrate from bottom surfaces of the mold cavities, wherein the chuck supports the template and is made of a porous material; It may include a manifold connected to. Here, the manifold may be connected to the pressure regulator to provide a negative pressure or a positive pressure through the through holes of the template.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 척은 상기 플레이트에 내장되며 상기 템플릿을 가열하기 위한 히터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chuck may further include a heater embedded in the plate and for heating the template.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 템플릿은 상기 몰드 캐버티들이 구비되는 몰드 영역과 상기 몰드 영역을 감싸는 주변 영역을 포함할 수 있으며, 상기 플레이트는 상기 몰드 영역을 지지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the template may include a mold region in which the mold cavities are provided and a peripheral region surrounding the mold region, and the plate may support the mold region.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 척은 상기 플레이트를 감싸도록 배치되어 상기 주변 영역을 지지하며 상기 주변 영역을 파지하기 위한 진공압이 제공되는 다수의 진공홀들을 갖는 주변 플레이트와, 상기 주변 플레이트에 연결된 주변 매니폴드를 더 포함할 수 있다. 상기 주변 매니폴드는 상기 진공압을 제공하기 위한 제2 압력 조절부와 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chuck is disposed around the plate to support the peripheral area and the peripheral plate having a plurality of vacuum holes provided with a vacuum pressure for holding the peripheral area, and the peripheral plate It may further comprise a connected peripheral manifold. The peripheral manifold may be connected with a second pressure regulator for providing the vacuum pressure.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 템플릿은 기판의 표면에 형성된 몰드 캐버티들 및 상기 몰드 캐버티들의 저면으로부터 상기 기판을 관통하는 관통홀들을 가질 수 있다. 상기 관통홀들을 통해 제공되는 음압 및 양압에 의해 상기 몰드 캐버티들에 상기 용융된 솔더를 보다 충분하게 주입할 수 있으며, 또한 상기 몰드 캐버티들 내에서 형성된 솔더 범프들의 전달이 보다 용이하게 수행될 수 있다.According to embodiments of the present invention as described above, the template may have mold cavities formed on the surface of the substrate and through holes penetrating through the substrate from the bottom of the mold cavities. The molten solder can be more sufficiently injected into the mold cavities by the negative pressure and the positive pressure provided through the through holes, and the transfer of the solder bumps formed in the mold cavities can be more easily performed. Can be.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.The invention is now described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the invention. However, the present invention should not be construed as limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms. The following examples are provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, rather than to allow the invention to be fully completed.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.When an element is described as being disposed or connected on another element or layer, the element may be placed or connected directly on the other element, and other elements or layers may be placed therebetween. It may be. Alternatively, where one element is described as being directly disposed or connected on another element, there may be no other element between them. Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and / or parts, but the items are not limited by these terms. Will not.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문 맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Also, unless stated otherwise, all terms including technical and scientific terms have the same meaning as would be understood by one of ordinary skill in the art having ordinary skill in the art. Such terms, such as those defined in conventional dictionaries, will be construed as having meanings consistent with their meaning in the context of the related art and the description of the invention, and ideally or excessively intuition unless otherwise specified. Will not be interpreted.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the invention are described with reference to cross-sectional illustrations that are schematic illustrations of ideal embodiments of the invention. Accordingly, changes from the shapes of the illustrations, such as changes in manufacturing methods and / or tolerances, are those that can be expected. Accordingly, embodiments of the invention are not to be described as limited to the particular shapes of the areas described as the illustrations, but include deviations in the shapes, and the areas described in the figures are entirely schematic and their shapes. Are not intended to describe the precise shape of the region nor are they intended to limit the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 템플릿을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a template according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic plan view for explaining the template shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿(10)은 마이크로 전자 패키징 기술에서 반도체 웨이퍼 상에 형성된 집적 회로 소자들의 범프 패드들 상에 솔더 범프들을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 템플릿(10) 상에 솔더 범프들을 먼저 형성한 후 상기 솔더 범프들을 상기 집적 회로 소자들 상에 전달할 수 있다.1 and 2, a template 10 according to an embodiment of the present invention may be used to form solder bumps on bump pads of integrated circuit elements formed on a semiconductor wafer in microelectronic packaging technology. . In particular, first solder bumps may be formed on the template 10, and then the solder bumps may be transferred onto the integrated circuit devices.

상기 템플릿(10)은 상기 반도체 웨이퍼와 같거나 그보다 큰 크기를 갖는 기판(12)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(12)은 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 웨이퍼의 직경과 같거나 그보다 큰 폭을 가질 수 있으며, 실리콘, 유리 또는 세라믹 물질로 이루어질 수 있다.The template 10 may include a substrate 12 having a size equal to or larger than that of the semiconductor wafer. For example, the substrate 12 may have a rectangular plate shape, have a width equal to or greater than the diameter of the wafer, and may be made of silicon, glass, or ceramic material.

상기 기판(12)의 표면(12A)에는 상기 집적 회로 소자의 범프 패드들 상으로 전달하기 위한 솔더 범프들이 형성되는 다수의 몰드 캐버티들(14)이 형성될 수 있다. 상기 기판(12)은 도시된 바와 같이 상기 몰드 캐버티들(14)이 형성되는 몰드 영역(14A)과 상기 몰드 영역(14A)을 둘러싸는 주변 영역(14B)을 포함할 수 있다. 상기 몰드 영역(14A)은 상기 반도체 웨이퍼와 대응하는 크기와 형태를 가질 수 있으며, 상기 몰드 캐버티들(14)은 상기 집적 회로 소자들의 범프 패드들과 대응하는 위치들에 각각 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몰드 캐버티들(14)은 식각 마스크를 이용하는 등방성 식각에 의해 형성될 수 있다.A plurality of mold cavities 14 may be formed on the surface 12A of the substrate 12 in which solder bumps are formed to be transferred onto bump pads of the integrated circuit device. As illustrated, the substrate 12 may include a mold region 14A in which the mold cavities 14 are formed and a peripheral region 14B surrounding the mold region 14A. The mold region 14A may have a size and shape corresponding to that of the semiconductor wafer, and the mold cavities 14 may be formed at positions corresponding to bump pads of the integrated circuit devices, respectively. For example, the mold cavities 14 may be formed by isotropic etching using an etching mask.

상기 템플릿(10)은 상기 몰드 캐버티들(14)의 저면으로부터 상기 기판(12)을 관통하는 다수의 관통홀들(16)을 가질 수 있다. 상기 관통홀들(16)은 상기 몰드 캐버티들(14)에 용융된 솔더를 주입하는 공정에서 상기 몰드 캐버티들(14)에 상기 용융된 솔더가 보다 용이하게 주입되도록 하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 상기 관통홀들(16) 내부에서 음압을 형성함으로써 상기 용융된 솔더가 보다 용이하게 상기 몰드 캐버티들(14)로 주입될 수 있으며, 또한 이후의 솔더 범프 전달 공정에서 상기 관통홀들(16) 내에서 양압을 형성함으로써 상기 몰드 캐버티들(14)로부터 솔더 범프들이 보다 용이하게 상기 웨이퍼의 범프 패드들 상으로 전달될 수 있다.The template 10 may have a plurality of through holes 16 penetrating the substrate 12 from the bottom surfaces of the mold cavities 14. The through holes 16 may be used to more easily inject the molten solder into the mold cavities 14 in the process of injecting the molten solder into the mold cavities 14. In particular, by forming a negative pressure inside the through holes 16, the molten solder can be more easily injected into the mold cavities 14, and in the subsequent solder bump transfer process, the through holes ( By forming a positive pressure in 16, solder bumps from the mold cavities 14 can be more easily transferred onto bump pads of the wafer.

상기 관통홀들(16)은 상기 용융된 솔더가 상기 관통홀들(16) 내부로 흡입되지 않도록 충분히 작은 내경을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 솔더 범프 전달 공정에서 상기 몰드 캐버티들(14) 내에서 형성되는 구형의 솔더 범프들의 직경보다 충 분히 작은 내경을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 관통홀들(16)은 약 5㎛ 내지 15㎛ 정도의 내경을 가질 수 있다.The through holes 16 preferably have an inner diameter small enough to prevent the molten solder from being sucked into the through holes 16. In addition, it is desirable to have an inner diameter sufficiently smaller than the diameters of the spherical solder bumps formed in the mold cavities 14 in the solder bump transfer process. For example, the through holes 16 may have an inner diameter of about 5 μm to 15 μm.

도 3 내지 도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 템플릿을 형성하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.3 to 6 are schematic cross-sectional views for describing a method of forming the template illustrated in FIGS. 1 and 2.

도 3을 참조하면, 실리콘, 유리 또는 세라믹 물질로 이루어진 기판(12)의 표면(12A) 상에 상기 표면(12A)을 노출시키는 다수의 제1 개구들(102A)을 갖는 제1 식각 마스크(102)를 형성한다. 상기 제1 식각 마스크(102)는 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴일 수 있다.Referring to FIG. 3, a first etch mask 102 having a plurality of first openings 102A exposing the surface 12A on a surface 12A of a substrate 12 made of silicon, glass, or ceramic material. ). The first etching mask 102 may be a photoresist pattern formed using a photolithography process.

이어서, 도 4를 참조하면, 상기 제1 식각 마스크(102)를 이용한 등방성 식각 공정을 통하여 상기 표면(12A) 상에 몰드 캐버티들(14)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몰드 캐버티들(14)은 식각액을 이용한 습식 식각을 통해 형성될 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 4, mold cavities 14 may be formed on the surface 12A through an isotropic etching process using the first etching mask 102. For example, the mold cavities 14 may be formed through wet etching using an etchant.

특히, 상기 등방성 식각에 의해 상기 몰드 캐버티들(14)은 반구 형태로 형성될 수 있으며, 약 30㎛ 내지 50㎛ 정도의 직경을 가질 수 있다. 그러나, 상기 몰드 캐버티들(14)의 직경은 형성하고자 하는 솔더 범프들의 크기에 따라 다양하게 조절될 수 있다.In particular, the mold cavities 14 may be formed in a hemispherical shape by the isotropic etching, and may have a diameter of about 30 μm to 50 μm. However, the diameter of the mold cavities 14 may be variously adjusted according to the size of the solder bumps to be formed.

도 5를 참조하면, 상기 몰드 캐버티들(14)을 형성한 후 상기 제1 식각 마스크(102)는 애싱 및/또는 스트립 공정에 의해 제거될 수 있다. 계속해서, 상기 기판(12)의 표면(12A) 상에는 상기 몰드 캐버티들(14)의 저면 중앙 부위들을 노출시키는 다수의 제2 개구들(104A)을 갖는 제2 식각 마스크(104)가 형성될 수 있다. 상기 제2 식각 마스크(104)는 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 일 수 있다.Referring to FIG. 5, after forming the mold cavities 14, the first etching mask 102 may be removed by an ashing and / or strip process. Subsequently, on the surface 12A of the substrate 12, a second etching mask 104 having a plurality of second openings 104A exposing the bottom center portions of the mold cavities 14 is formed. Can be. The second etching mask 104 may be a photoresist pattern formed by a photolithography process.

도 6을 참조하면, 상기 제2 식각 마스크(104)를 이용하는 이방성 식각 공정, 예를 들면, 건식 식각 공정을 통하여 상기 몰드 캐버티들(14)의 저면들로부터 기판(10)을 관통하는 다수의 관통홀들(16)을 형성할 수 있다. 상기 제2 식각 마스크(104)는 상기 관통홀들(16)을 형성한 후 애싱 및/또는 스트립 공정을 통해 제거될 수 있다.Referring to FIG. 6, a plurality of anisotropic etching processes using the second etching mask 104, for example, a dry etching process, may penetrate the substrate 10 from the bottom surfaces of the mold cavities 14. The through holes 16 may be formed. The second etching mask 104 may be removed through an ashing and / or strip process after forming the through holes 16.

한편, 상기와는 다르게, 상기 몰드 캐버티들(14)을 형성한 후 자외선 레이저 드릴링 공정을 통하여 상기 관통홀들(16)을 형성할 수도 있다.Unlike the above, the through holes 16 may be formed through the ultraviolet laser drilling process after the mold cavities 14 are formed.

도 7은 도 1에 도시된 템플릿의 몰드 캐버티들에 용융된 솔더를 주입하는 장치와 방법을 설명하기 위한 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating an apparatus and method for injecting molten solder into mold cavities of the template shown in FIG. 1.

도 7을 참조하면, 템플릿(10)의 몰드 캐버티들(14)에 용융된 솔더를 주입하는 장치는 상기 템플릿(10)을 지지하고 수평 방향으로 이송하는 템플릿 척(200)과 상기 템플릿 척(200)의 상부에서 수직 방향으로 이동 가능하도록 배치되며 상기 몰드 캐버티들(14)에 용융된 솔더를 주입하기 위한 솔더 주입 노즐(250)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the apparatus for injecting molten solder into the mold cavities 14 of the template 10 includes a template chuck 200 and a template chuck 200 for supporting the template 10 and transferring the template 10 in a horizontal direction. A solder injection nozzle 250 for injecting molten solder into the mold cavities 14 may be disposed to be movable in a vertical direction from the top of the 200.

상기 템플릿 척(200)은 상기 템플릿(10)을 지지하기 위한 플레이트(210)와 상기 플레이트(210)와 연결된 매니폴드(220)를 포함할 수 있으며, 상기 매니폴드(220)는 압력 조절부(230)와 연결될 수 있다.The template chuck 200 may include a plate 210 for supporting the template 10 and a manifold 220 connected to the plate 210, and the manifold 220 may include a pressure control unit ( 230).

특히, 상기 플레이트(210)는 상기 템플릿(10)의 몰드 영역(14A)을 지지하기 위한 중앙 플레이트(212)와 상기 템플릿(10)의 주변 영역(14B)을 지지하기 위한 주 변 플레이트(214)를 포함할 수 있다. 상기 중앙 플레이트(212)는 상기 템플릿(10)의 관통홀들(16)을 통하여 상기 몰드 캐버티들(14)의 내부 압력을 조절하기 위하여 다공성 물질(porous material)로 이루어질 수 있으며, 상기 주변 플레이트(214)는 상기 템플릿(10)의 주변 영역(14B)을 파지하기 위한 다수의 진공홀들(214A)을 가질 수 있다.In particular, the plate 210 includes a central plate 212 for supporting the mold region 14A of the template 10 and a peripheral plate 214 for supporting the peripheral region 14B of the template 10. It may include. The central plate 212 may be made of a porous material to adjust the internal pressure of the mold cavities 14 through the through holes 16 of the template 10, and the peripheral plate 214 may have a plurality of vacuum holes 214A for gripping the peripheral region 14B of the template 10.

상기 매니폴드(220)는 상기 중앙 플레이트(212)와 연결된 중앙 공간(222A)과 상기 주변 플레이트(214)와 연결된 주변 공간(224A)을 가질 수 있으며, 상기 중앙 및 주변 공간들(222A, 224A) 사이에는 격벽(226)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 매니폴드(220)는 상기 중앙 플레이트(212)와 연결된 중앙 공간(222A)을 갖는 중앙 매니폴드(222)와 상기 주변 플레이트(214)와 연결된 주변 공간(224A)을 갖는 주변 매니폴드(224)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 압력 조절부(230)는 상기 몰드 캐버티들(14) 내부의 압력을 음압으로 형성하기 위하여 상기 중앙 매니폴드(222)와 연결된 제1 압력 조절부(232)와 상기 진공홀들(214A)을 통하여 상기 템플릿(10)의 주변 영역(14B)을 흡착하기 위한 진공압을 제공하는 제2 압력 조절부(234)를 포함할 수 있다.The manifold 220 may have a central space 222A connected to the central plate 212 and a peripheral space 224A connected to the peripheral plate 214, and the central and peripheral spaces 222A and 224A. The partition wall 226 may be disposed therebetween. That is, the manifold 220 includes a central manifold 222 having a central space 222A connected to the central plate 212 and a peripheral manifold having a peripheral space 224A connected to the peripheral plate 214. 224). In addition, the pressure regulating unit 230 may include a first pressure regulating unit 232 and the vacuum holes connected to the central manifold 222 to form a negative pressure in the mold cavities 14. The second pressure regulator 234 may provide a vacuum pressure for adsorbing the peripheral region 14B of the template 10 through 214A.

또한, 상기 템플릿 척(200) 내에는 상기 템플릿(10)의 온도를 조절하기 위한 히터(240)가 구비될 수 있다. 상기 히터(240)는 상기 중앙 및 주변 플레이트들(212, 214)을 균일하게 가열할 수 있다. 예를 들면, 상기 히터(240)로서 상기 중앙 및 주변 플레이트들(212, 214) 내에는 전기저항열선이 구비될 수 있으며, 상기 전기저항열선은 상기 솔더 주입 노즐(250)보다 낮은 온도로 상기 템플릿(10)을 가 열할 수 있다.In addition, the template chuck 200 may be provided with a heater 240 for adjusting the temperature of the template 10. The heater 240 may uniformly heat the center and peripheral plates 212 and 214. For example, an electric resistance heating wire may be provided in the center and peripheral plates 212 and 214 as the heater 240, and the electric resistance heating wire may be formed at a lower temperature than the solder injection nozzle 250. (10) can be heated.

도시되지는 않았으나, 상기 템플릿 척(200)은 구동부(미도시)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 템플릿 척(200)의 수평 이동에 의해 상기 솔더 주입 노즐(250)로부터 용융된 솔더가 상기 몰드 캐버티들(14)에 순차적으로 주입될 수 있다.Although not shown, the template chuck 200 may be moved in a horizontal direction by a driving unit (not shown), and the solder melted from the solder injection nozzle 250 may be moved by the horizontal movement of the template chuck 200. The mold cavities 14 may be sequentially injected.

상기 솔더 주입 노즐(250)은 상기 템플릿 척(200)의 수평 이동 방향에 대하여 수직하는 다른 수평 방향으로 연장할 수 있으며, 솔더 물질을 수용하기 위한 내부 공간(250A)과 상기 내부 공간(250A)과 하부면 사이를 연결하는 슬릿(250B)을 포함할 수 있다. 상기 슬릿(250B)은 상기 솔더 주입 노즐(250)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장하며, 용융된 솔더는 상기 슬릿(250B)을 통해 상기 몰드 캐버티들(14)로 공급될 수 있다. 상기 내부 공간(250A)의 주위에는 상기 솔더 물질을 용융시키기 위한 히터(260)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 솔더 주입 노즐(250)에는 상기 히터(260)로서 전기저항열선이 내장될 수 있으며, 상기 히터(260)에 의해 상기 솔더 주입 노즐(250)은 상기 솔더 물질의 용융점 이상의 온도로 가열될 수 있다.The solder injection nozzle 250 may extend in another horizontal direction perpendicular to a horizontal movement direction of the template chuck 200, and may include an internal space 250A and an internal space 250A for accommodating solder material. It may include a slit 250B for connecting between the lower surface. The slit 250B extends in the same direction as the extending direction of the solder injection nozzle 250, and the molten solder may be supplied to the mold cavities 14 through the slit 250B. A heater 260 may be provided around the internal space 250A to melt the solder material. For example, an electric resistance heating wire may be embedded in the solder injection nozzle 250 as the heater 260, and the solder injection nozzle 250 may be at a temperature higher than the melting point of the solder material by the heater 260. Can be heated.

또한, 상기 솔더 주입 노즐(250)의 하부면에는 상기 슬릿(250B)과 연결된 채널(250C)이 형성될 수 있으며, 상기 채널(250C)은 상기 솔더 주입 노즐(250)을 통해 형성된 관통홀(250D)과 연결될 수 있다. 상기 관통홀(250D)은 제3 압력 조절부(270)와 연결될 수 있으며, 상기 제3 압력 조절부(270)는 상기 채널(250C) 내부에서 음압을 형성하기 위하여 사용될 수 있다.In addition, a channel 250C connected to the slit 250B may be formed on a lower surface of the solder injection nozzle 250, and the channel 250C may be a through hole 250D formed through the solder injection nozzle 250. ) Can be connected. The through hole 250D may be connected to the third pressure adjusting unit 270, and the third pressure adjusting unit 270 may be used to form a sound pressure inside the channel 250C.

상기 솔더 주입 노즐(250)은 상기 템플릿 척(200) 상에 배치된 템플릿(10)의 표면(12A)에 밀착될 수 있으며, 이어서 도시된 바와 같이 상기 템플릿 척(200)의 수평 방향 이동에 의해 상기 몰드 캐버티들(14)에 용융된 솔더가 순차적으로 주입될 수 있다. 이때, 상기 몰드 캐버티들(14) 및 상기 채널(250C) 내부에는 제1 및 제3 압력 조절부들(232, 270)에 의해 음압이 형성될 수 있다. 특히, 상기 몰드 캐버티들(14) 내부에서는 상기 제1 압력 조절부(232)에 의해 상기 관통홀들(16)을 통하여 하방으로 흡입력이 생성되므로 상기 몰드 캐버티들(14) 내부로 상기 용융된 솔더가 충분히 주입될 수 있다.The solder injection nozzle 250 may be in close contact with the surface 12A of the template 10 disposed on the template chuck 200, and then, as illustrated, by the horizontal movement of the template chuck 200. The molten solder may be sequentially injected into the mold cavities 14. In this case, sound pressure may be formed in the mold cavities 14 and the channel 250C by first and third pressure adjusting units 232 and 270. In particular, since the suction force is generated in the mold cavities 14 through the through-holes 16 by the first pressure adjusting unit 232, the melting into the mold cavities 14. Enough solder can be injected.

상기와 같이 주입된 솔더는 상기 솔더 주입 노즐(250)과 상기 템플릿(10) 사이의 온도차에 의해 응고될 수 있다. 여기서, 상기 템플릿 척(200)은 상기 솔더 주입 노즐(250)의 온도보다 낮은 범위에서 기 설정된 온도로 가열될 수 있다. 즉, 상기 템플릿(10)은 상기 템플릿 척(200)에 의해 가열될 수 있으며, 상기 템플릿(10)의 온도는 상기 솔더 주입 노즐(250)의 히터(260)에 의해 상기 용융된 솔더가 응고되는 온도를 고려하여 설정될 수 있다.The solder injected as described above may be solidified by a temperature difference between the solder injection nozzle 250 and the template 10. Here, the template chuck 200 may be heated to a predetermined temperature in a range lower than the temperature of the solder injection nozzle 250. That is, the template 10 may be heated by the template chuck 200, and the temperature of the template 10 may be solidified by the heater 260 of the solder injection nozzle 250. It may be set in consideration of the temperature.

도 8 내지 도 10은 템플릿으로부터 웨이퍼 상으로 솔더 범프들을 전달하는 장치와 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.8-10 are schematic diagrams illustrating an apparatus and method for transferring solder bumps from a template onto a wafer.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 상술한 바와 같이 솔더가 주입된 템플릿(10)은 템플릿(10) 상에서 솔더 범프들(20)을 형성하고, 상기 솔더 범프들(20)을 웨이퍼(30) 상의 범프 패드들(32)에 전달하기 위한 장치로 이송된다.8 to 10, as described above, the solder-injected template 10 forms solder bumps 20 on the template 10, and the solder bumps 20 are formed on the wafer 30. Conveyed to the device for delivery to the bump pads 32.

상기 템플릿(10)은 템플릿 척(300) 상에 지지될 수 있으며, 상기 웨이퍼(30) 는 웨이퍼 척(350) 상에 지지될 수 있다. 상기 템플릿 척(300)과 상기 웨이퍼 척(350)은 서로 마주하도록 상하 배치될 수 있으며, 상기 템플릿(10)과 웨이퍼(30)는 진공압에 의해 상기 템플릿 척(300)과 웨이퍼 척(350)에 각각 파지될 수 있다.The template 10 may be supported on the template chuck 300, and the wafer 30 may be supported on the wafer chuck 350. The template chuck 300 and the wafer chuck 350 may be disposed up and down to face each other, and the template 10 and the wafer 30 may be vacuum-pressured to the template chuck 300 and the wafer chuck 350. Each can be gripped on.

상기 템플릿 척(300)은 상기 템플릿(10)을 지지하기 위한 플레이트와 상기 플레이트의 하부면에 연결된 매니폴드를 포함할 수 있으며, 상기 매니폴드는 상기 템플릿(10)의 관통홀들(16) 내의 압력을 조절하며 상기 템플릿(10)을 상기 플레이트 상에 파지하기 위한 압력 조절부와 연결될 수 있다. 또한, 상기 템플릿 척(300)은 상기 템플릿(10)의 온도를 조절하기 위한 히터(340)를 내장할 수 있다.The template chuck 300 may include a plate for supporting the template 10 and a manifold connected to a lower surface of the plate, the manifold in the through holes 16 of the template 10. It may be connected to a pressure regulator for adjusting the pressure and for holding the template 10 on the plate. In addition, the template chuck 300 may have a heater 340 for adjusting the temperature of the template 10.

상기 플레이트는 상기 다공성 물질로 이루어진 중앙 플레이트와 상기 중앙 플레이트를 감싸도록 배치되며 다수의 진공홀들을 갖는 주변 플레이트를 가질 수 있다. 상기 매니폴드는 상기 중앙 플레이트와 연결된 중앙 매니폴드와 상기 주변 플레이트와 연결된 주변 매니폴드를 포함할 수 있다. 상기 압력 조절부는 상기 중앙 매니폴드에 연결된 제1 압력 조절부와 상기 주변 매니폴드에 연결된 제2 압력 조절부를 포함할 수 있다.The plate may have a central plate made of the porous material and a peripheral plate disposed to surround the central plate and having a plurality of vacuum holes. The manifold may include a central manifold connected with the central plate and a peripheral manifold connected with the peripheral plate. The pressure regulator may include a first pressure regulator connected to the central manifold and a second pressure regulator connected to the peripheral manifold.

상기 템플릿 척(300)은 도 8에 도시된 템플릿 척(200)과 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다. 다만, 상기 제1 압력 조절부는 상기 템플릿(10)의 몰드 캐버티들(14)에 용융된 솔더를 주입하는 것과는 달리 상기 템플릿(10)의 관통홀들(16) 내부에서 양압을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 관통홀들(16) 내부의 양압은 후속하여 상기 몰드 캐버티들(14) 내에서 형성되는 솔더 범프들(20)이 웨이퍼(30)의 범프 패드들(32) 상으로 용이하게 전달되도록 상 기 솔더 범프들(20)에 미는 힘을 제공할 수 있다.Since the template chuck 300 has the same configuration as the template chuck 200 shown in FIG. 8, further detailed description thereof will be omitted. However, the first pressure control unit may be used to form a positive pressure in the through holes 16 of the template 10, unlike injecting molten solder into the mold cavities 14 of the template 10. Can be. The positive pressure inside the through holes 16 allows the solder bumps 20 subsequently formed in the mold cavities 14 to be readily transferred onto the bump pads 32 of the wafer 30. The pushing force may be provided to the solder bumps 20.

상기 템플릿 척(300)의 히터(340)는 상기 몰드 캐버티들(14)에 주입되어 응고된 솔더들을 리플로우시키기 상기 템플릿(10)을 가열할 수 있다. 특히, 상기 히터(340)는 상기 템플릿(10)을 상기 솔더의 리플로우 온도, 예를 들면, 용융점 이상의 온도로 가열할 수 있으며, 이에 의해 상기 응고된 솔더들은 상기 몰드 캐버티들(14) 내에서 용융될 수 있으며, 표면 장력에 의해 구 형태의 솔더 범프들(20)로 형성될 수 있다.The heater 340 of the template chuck 300 may heat the template 10 to reflow the solidified solders injected into the mold cavities 14. In particular, the heater 340 may heat the template 10 to a reflow temperature of the solder, for example, to a temperature above the melting point, whereby the solidified solders in the mold cavities 14. It can be melted in, it can be formed into the solder bumps 20 of the spherical shape by the surface tension.

이어서, 상기 웨이퍼 척(300)은 상기 웨이퍼(30)의 범프 패드들(32)과 상기 구 형태의 솔더 범프들(20)을 접촉시키기 위하여 하강할 수 있으며, 상기 범프 패드들(32)과 상기 솔더 범프들(20)이 충분히 접촉된 후 상기 솔더 범프들(20)의 전달을 위해 상승할 수 있다. 상기 솔더 범프들(20)은 상기 범프 패드들(32)과 상기 솔더 범프들(20) 사이의 젖음력에 의해 상기 범프 패드들(20)에 전달될 수 있다. 이때, 상기 템플릿(10)의 관통홀들(16) 내에는 양압이 형성될 수 있다. 특히, 상기 템플릿(10)의 관통홀들(16) 내에는 템플릿 척(10)의 중앙 매니폴드와 중앙 플레이트를 통해 상기 제1 압력 조절부로부터 불활성 가스 또는 에어가 공급될 수 있으며, 이에 의해 상기 솔더 범프들(20)이 보다 용이하게 상기 웨이퍼(30)의 범프 패드들(32)에 전달될 수 있다.Subsequently, the wafer chuck 300 may be lowered to contact the bump pads 32 of the wafer 30 and the spherical solder bumps 20, and the bump pads 32 and the bump pad 32 may be lowered. After the solder bumps 20 are sufficiently in contact, they may rise for the delivery of the solder bumps 20. The solder bumps 20 may be transferred to the bump pads 20 by a wetting force between the bump pads 32 and the solder bumps 20. In this case, positive pressure may be formed in the through holes 16 of the template 10. In particular, in the through holes 16 of the template 10, an inert gas or air may be supplied from the first pressure regulator through the central manifold and the central plate of the template chuck 10. Solder bumps 20 may be transferred to the bump pads 32 of the wafer 30 more easily.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 템플릿은 기판의 표면에 형성된 몰드 캐버티들 및 상기 몰드 캐버티들의 저면들로부터 상기 기판을 관통하는 관통홀들을 가질 수 있다. 상기 관통홀들을 통해 제공되는 음압 및 양압에 의해 상기 몰드 캐버티들에 상기 용융된 솔더를 보다 충분하게 주입할 수 있으며, 또한 상기 몰드 캐버티들 내에서 형성된 솔더 범프들의 전달이 보다 용이하게 수행될 수 있다.According to embodiments of the present invention as described above, the template may have mold cavities formed on the surface of the substrate and through holes penetrating through the substrate from the bottoms of the mold cavities. The molten solder can be more sufficiently injected into the mold cavities by the negative pressure and the positive pressure provided through the through holes, and the transfer of the solder bumps formed in the mold cavities can be more easily performed. Can be.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for describing a template according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 템플릿을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 2 is a schematic plan view for describing the template illustrated in FIG. 1.

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

10 : 템플릿 12 : 기판10: template 12: substrate

14 : 몰드 캐버티 14A: 몰드 영역14: mold cavity 14A: mold area

14B : 주변 영역 16 : 관통홀14B: peripheral area 16: through hole

20 : 솔더 범프 30 : 웨이퍼20: solder bump 30: wafer

32 : 범프 패드 200 : 템플릿 척32: Bump Pad 200: Template Chuck

212 : 중앙 플레이트 214 : 주변 플레이트212: center plate 214: peripheral plate

222 : 중앙 매니폴드 224 : 주변 매니폴드222 central manifold 224 peripheral manifold

Claims

Made of a substrate having the same or larger size as the semiconductor wafer,

The first surface of the substrate is formed with a plurality of mold cavities for forming solder bumps,

And a plurality of through holes passing through the substrate from the bottom surfaces of the mold cavities.

The template of claim 1, wherein the through holes have a diameter in a range of 5 μm to 15 μm.

And a plurality of mold cavities for forming solder bumps on a first surface of the substrate, the plurality of mold cavities passing through the substrate from the bottom of the mold cavities. In the chuck for supporting the template in which the through holes of the formed,

A plate supporting the template and made of a porous material; And

A manifold connected to the plate,

And the manifold is connected with a pressure regulator to provide negative pressure or positive pressure through the through holes of the template.

4. The chuck of claim 3, further comprising a heater embedded in said plate and for heating said template.

The chuck of claim 3, wherein the template includes a mold region in which the mold cavities are provided and a peripheral region surrounding the mold region, and the plate supports the mold region.

6. The apparatus of claim 5, further comprising: a peripheral plate having a plurality of vacuum holes disposed to enclose the plate to support the peripheral area and to provide a vacuum pressure for holding the peripheral area; And

Further comprising a peripheral manifold connected to the peripheral plate,

And the peripheral manifold is connected with a second pressure regulator for providing the vacuum pressure.