KR101036134B1 - 솔더 범프 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

솔더 범프 전달 장치는 범프 패드들을 갖는 집적 회로 소자들이 형성된 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척과, 상기 범프 패드들과 대응하는 표면 캐버티들을 갖고 상기 표면 캐버티들 내에 솔더 물질들이 채워진 템플릿을 지지하며, 상기 솔더 물질들과 상기 범프 패드들이 서로 마주하도록 배치되는 템플릿 척과, 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 이동 가능하도록 배치되며 상기 템플릿 상에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 도포 유닛과, 상기 템플릿 척과 연결되며, 상기 플럭스가 도포된 템플릿을 가열하여 상기 솔더 물질들을 구 형태를 갖는 솔더 범프들로 형성하기 위한 히터와, 상기 솔더 범프들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 상대적인 수직 운동을 제공하는 구동부를 포함한다.

Description

솔더 범프 전달 장치{Apparatus for transferring solder bumps}
본 발명의 실시예들은 솔더 범프 전달 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마이크로 전자 패키징(microelectronic packaging) 기술에서 템플릿 상에 형성된 솔더 범프들을 웨이퍼 상으로 전달하는 장치에 관한 것이다.
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.
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.
상기 C4NP 기술에 의하면, 구형의 솔더 범프들은 템플릿의 표면 캐버티들 내에서 형성되며 상기 솔더 범프들은 웨이퍼 상에 형성된 범프 패드들 상에 열적으로 부착된다. 상기 범프 패드들은 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩과 같은 집적 회로 소 자의 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.
상기와 같이 솔더 범프들이 전달된 웨이퍼의 반도체 칩들은 다이싱 공정에 의해 개별화될 수 있다. 상기 개별화된 반도체 칩은 열압착 공정과 언더필(under fill) 공정을 통해 기판 상에 접합될 수 있으며, 이에 의해 플립칩이 제조될 수 있다.
상기 솔더 범프들을 형성하기 위하여 상기 템플릿의 표면 캐버티들 내에는 용융된 솔더가 주입된 후 응고될 수 있다. 상기 용융된 솔더의 주입을 위한 장치의 일 예는 미합중국 특허 제6,231,333호에 개시되어 있다.
상기 솔더 물질들이 상기 표면 캐버티들에 채워진 템플릿 상에는 플럭스가 도포될 수 있다. 상기 플럭스는 솔더 범프 전달 공정에서 상기 표면 캐버티들에 채워진 솔더 물질들이 용이하게 구 형태의 솔더 범프들로 형성되도록 하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 플럭스가 도포된 템플릿은 상기 웨이퍼와 마주하도록 배치될 수 있으며, 이어서 솔더 리플로우 온도로 가열될 수 있다. 상기 솔더 물질들은 상기 솔더 리플로우 온도에서 구 형태를 갖는 솔더 범프들로 형성될 수 있으며, 이어서 상기 솔더 범프들이 상기 웨이퍼의 범프 패드들에 부착되도록 상기 템플릿과 웨이퍼 사이의 간격이 조절될 수 있다.
상기와 같은 솔더 범프 전달 공정에서 상기 템플릿은 상기 플럭스를 도포하 기 위한 장치로부터 상기 솔더 범프들을 전달하기 위한 장치로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 템플릿을 이송하는 동안 상기 플럭스가 기화될 수 있으며, 이에 따라 솔더 범프 형성 및 전달이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 또한, 상기 템플릿과 웨이퍼를 서로 정렬하는 과정에서 상기 도포된 플럭스에 의해 상기 템플릿 상의 정렬 마크 이미지 획득이 방해될 수 있다. 즉, 상기 템플릿과 웨이퍼 사이의 정렬 단계에 소요되는 시간이 증가될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 템플릿과 웨이퍼가 정렬된 후 상기 템플릿에 플럭스를 도포할 수 있는 솔더 범프 전달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 솔더 범프 전달 장치는, 범프 패드들을 갖는 집적 회로 소자들이 형성된 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척과, 상기 범프 패드들과 대응하는 표면 캐버티들을 갖고 상기 표면 캐버티들 내에 솔더 물질들이 채워진 템플릿을 지지하며, 상기 솔더 물질들과 상기 범프 패드들이 서로 마주하도록 배치되는 템플릿 척과, 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 이동 가능하도록 배치되며 상기 템플릿 상에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 도포 유닛과, 상기 템플릿 척과 연결되며 상기 플럭스가 도포된 템플릿을 가열하여 상기 솔더 물질들을 구 형태를 갖는 솔더 범프들로 형성하기 위한 히터와, 상기 솔더 범프들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 상대적인 수직 운동을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 템플릿 척은 상기 웨이퍼 척 아래에 배치될 수 있으며, 상기 구동부는 상기 웨이퍼 척과 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 솔더 범프 전달 장치는 상기 플럭스 도포 유닛과 연결되며 상기 플럭스 도포 유닛을 수평 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 솔더 범프 전달 장치는 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 이동 가능하도록 배치되며 상기 웨이퍼와 상기 템플릿을 서로 정렬하기 위하여 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크와 상기 템플릿 상의 정렬 마크에 대한 이미지들을 획득하기 위한 이미지 획득 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동부는 상기 웨이퍼 척과 연결될 수 있으며, 상기 솔더 범프들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척을 수직 방향으로 이동시키고, 상기 웨이퍼와 템플릿을 서로 정렬하기 위하여 상기 웨이퍼 척을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 솔더 범프 전달 장치는 상기 플럭스 도포 유닛 및 상기 이미지 획득 유닛과 연결되며 상기 플럭스 도포 유닛 및 상기 이미지 획득 유닛을 수평 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 템플릿 상에 상기 플럭스를 도포하기 위한 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 웨이퍼 상에 상기 플럭스를 도포하기 위한 제2 노즐을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 웨이퍼 척과 템플릿 상에 웨이퍼와 템플릿이 각각 로드되고, 또한 서로 정렬된 후, 플럭스를 상기 템플릿 상에 도포할 수 있다. 따라서, 종래의 기술과 비교하여, 상기 템플릿 상의 정렬 마크 이미지를 획득하는데 있어서 플럭스의 영향을 제 거할 수 있으며, 또한 템플릿의 이송 중에 플럭스가 기화되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 솔더 범프 전달에 소요되는 시간이 단축될 수 있으며, 또한 솔더 범프 전달 공정의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
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.
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. 유사한 요소들에 대하여는 전체적으로 유사한 참조 부호들이 사용될 것이며 또한, "및/또는"이란 용어는 관련된 항목들 중 어느 하나 또는 그 이상의 조합을 포함한다.
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. 이들 용어들은 단지 다른 요소 로부터 하나의 요소를 구별하기 위하여 사용되는 것이다. 따라서, 하기에서 설명되는 제1 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 제2 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분으로 표현될 수 있을 것이다.
공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들면, "하부" 또는 "바닥" 그리고 "상부" 또는 "맨위" 등의 용어들은 도면들에 설명된 바와 같이 다른 요소들에 대하여 한 요소의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면에 도시된 방위에 더하여 장치의 다른 방위들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 하부 쪽에 있는 것으로 설명된 요소들이 상기 다른 요소들의 상부 쪽에 있는 것으로 맞추어질 것이다. 따라서, "하부"라는 전형적인 용어는 도면의 특정 방위에 대하여 "하부" 및 "상부" 방위 모두를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 "아래" 또는 "밑"으로서 설명된 요소들은 상기 다른 요소들의 "위"로 맞추어질 것이다. 따라서, "아래" 또는 "밑"이란 전형적인 용어는 "아래"와 "위"의 방위 모두를 포함할 수 있다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 하기에서 사용된 바와 같이, 단수의 형태로 표시되는 것은 특별히 명확하게 지시되지 않는 이상 복수의 형태도 포함한다. 또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이란 용어가 사용되는 경우, 이는 언급된 형태들, 영역들, 완전체들, 단계들, 작용들, 요소들 및/또는 성분들의 존재를 특징짓는 것이며, 다른 하나 이상의 형태들, 영역들, 완전체들, 단계들, 작 용들, 요소들, 성분들 및/또는 이들 그룹들의 추가를 배제하는 것은 아니다.
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 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
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 것이다. 예를 들면, 평평한 것으로서 설명된 영역은 일반적으로 거칠기 및/또는 비선형적인 형태들을 가질 수 있다. 또한, 도해로서 설명된 뾰족한 모서리들은 둥글게 될 수도 있다. 따라서, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 범프 전달 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 범프 전달 장치(100)는 마이크로 전자 패키징 기술에서 웨이퍼(10) 상에 솔더 범프들을 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 반도체 칩과 같은 집적 회로 소자들이 형성된 반도체 웨이퍼(10) 상에 구 형태를 갖는 솔더 범프들을 전달하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 솔더 범프들은 템플릿(20) 상에서 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 템플릿(20)은 상기 집적 회로 소자들의 범프 패드들과 대응하도록 구비된 표면 캐버티들을 가질 수 있다. 상기 템플릿(20)의 표면 캐버티들에는 솔더 주입 노즐을 이용하여 용융된 솔더 물질이 주입될 수 있으며, 이어서 상기 주입된 솔더 물질들은 상기 표면 캐버티들 내에서 응고될 수 있다.
상기 솔더 범프 전달 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 웨이퍼 척(110)과 상기 템플릿(20)을 지지하는 템플릿 척(120)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 척(110)과 상기 템플릿 척(120)은 서로 마주하도록, 예를 들면, 상기 웨이퍼 척(110) 아래에 상기 템플릿 척(120)이 배치될 수 있다.
상기 표면 캐버티들 내에 상기 솔더 물질들이 채워진 템플릿(20)은 상기 템플릿 척(120) 상으로 로드될 수 있으며, 상기 웨이퍼(10)는 상기 웨이퍼 척(110) 상으로 로드될 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼(10)의 범프 패드들이 아래를 향하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼(10)의 범프 패드들과 상기 템플릿(20)의 표면 캐버티들 내의 솔더 물질들이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 한편, 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)은 이송 로봇에 의해 이송될 수 있으며, 진공압에 의해 상기 웨이퍼 척(110)과 템플릿 척(120)에 각각 파지될 수 있다.
상기 솔더 범프 전달 장치(100)는 상기 웨이퍼 척(110)과 상기 템플릿 척(120) 사이에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 플럭스 도포 유닛(130)을 포함할 수 있다. 상기 플럭스 도포 유닛(130)은 아래를 향하도록 배치되어 상기 템플릿 척(120)에 의해 지지된 템플릿(20) 상으로 플럭스를 도포하는 노즐(132)을 포함할 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 노즐(132)은 플럭스 공급부(미도시)와 연결될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 템플릿 상에서 구 형태의 솔더 범프들이 형성되는 과정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 솔더 범프 전달 장치(100)는 상기 템플릿(20)의 표면 캐버티들(22)에 채워진 솔더 물질들(24a)을 리플로우시켜 상기 표면 캐버티들(22) 내에서 구 형태를 갖는 솔더 범프들(24b) 또는 솔더볼들을 형성하기 위하여 상기 템플릿(20)을 가열하는 히터(140)를 포함할 수 있다. 상기 히터(140)는 열적으로 상기 템플릿 척(120)과 연결될 수 있다. 일 예로서, 상기 템플릿 척(120)에는 전기저항열선 형태의 히터(140)가 내장될 수 있다. 상기 히터(140)에 의해 상기 템플릿(20)이 상기 솔더 물질들(24a)의 리플로우 온도로 가열되면, 상기 표면 캐버티들(22)에 채워진 솔더 물질들(24a)이 용융될 수 있으며, 용융된 솔더 물질들은 표면 장력에 의해 구형의 솔더 범프들(24b)로 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 솔더 범프 전달 장치(100)는 상기 템플릿(20) 상에서 솔더 범프들(24b)이 형성된 후 상기 솔더 범프들(24b)을 상기 웨이퍼(10) 상의 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척(110)과 상기 템플릿 척(120) 사이에서 상대적인 수직 운동을 제공하는 제1 구동부(150)를 포함할 수 있 다. 예를 들면, 상기 제1 구동부(150)는 상기 웨이퍼 척(110)과 연결될 수 있으며, 상기 웨이퍼 척(110)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 솔더 범프들이 웨이퍼의 범프 패드들에 전달되는 과정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 웨이퍼(10) 상의 범프 패드들(12) 각각은 젖음력을 향상시키기 위한 UBM 패드(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 구형의 솔더 범프들(24b)은 상기 제1 구동부(150)에 의해 하방으로 이동하는 웨이퍼(10)의 범프 패드들(12)과 접촉할 수 있으며, 상기 범프 패드들(12)과 상기 솔더 범프들(24b) 사이의 젖음력에 의해 상기 범프 패드들(12)에 부착될 수 있다.
상기 솔더 범프들(24b)이 상기 범프 패드들(12)에 부착된 후 상기 제1 구동부(150)는 상기 웨이퍼 척(110)을 상방으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 솔더 범프들(24b)은 상기 젖음력에 의해 상기 템플릿(20)으로부터 분리될 수 있으며, 이어서 상기 웨이퍼(10)와 상기 템플릿(20) 사이의 온도 차이에 의해 응고될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼 척(110)은 상기 웨이퍼(10)의 온도를 조절하기 위한 제2 히터(미도시)와 열적으로 연결될 수도 있다. 상기 제2 히터는 상기 웨이퍼(10)를 상기 솔더 물질의 용융점보다 낮은 온도로 유지시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼 척(110) 내에는 전기저항열선 타입의 제2 히터가 내장될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 솔더 범프 전달 장치의 제2 구동부와 이미지 획득 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 플럭스 도포 유닛(130)은 제2 구동부(160)와 연결될 수 있으며, 상기 제2 구동부(160)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 플럭스 도포 유닛(130)은 상기 템플릿(20) 상에 플럭스를 균일하게 도포하기 위하여 상기 제2 구동부(160)에 의해 수평 방향으로, 예를 들면, 지그재그 형태로 이동될 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 구동부(160)로는 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있으며, 상기 제2 구동부(160)는 상기 템플릿 척(120)의 측방에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플럭스는 상기 템플릿(20)이 템플릿 척(120) 상에 지지된 후 상기 템플릿(20) 상으로 도포될 수 있다. 즉, 상기 플럭스의 도포가 상기 솔더 물질들(24a)의 리플로우 단계 직전에 수행되므로 상기 플럭스의 기화를 충분히 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 솔더 범프들(24b)의 형성 및 전달이 효율적으로 수행될 수 있다.
이미지 회득 유닛(170)은 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)을 서로 정렬하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 이미지 획득 유닛(170)은 상기 웨이퍼(10) 상의 정렬 마크와 상기 템플릿(20) 상의 정렬 마크에 대한 이미지들을 획득하며, 획득된 이미지 정보를 제어부(미도시)로 전송한다. 상기 제어부는 상기 이미지 정보를 분석하여 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)이 서로 정렬되도록 상기 제1 구동부(150)의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 상기 제1 구동부(150)는 상기 웨이퍼 척(110)의 수직 구동 뿐만 아니라 상기 웨이퍼 척(110)의 수평 구동까지도 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 구동부(150)로는 3축 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 이미지 획득 유닛(170)은 비전 카메라와 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 포함하는 광학 필터 및 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20) 상의 정렬 마크들을 조명하는 조명 기구를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이미지 획득 유닛(170)은 상기 플럭스 도포 유닛(130)의 일측에 배치될 수 있으며, 상기 제2 구동부(160)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다.
상기 플럭스 도포 유닛(130)은 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)이 상기 이미지 획득 유닛(170)을 이용하여 서로 정렬된 후 상기 템플릿(10) 상에 플럭스를 도포할 수 있다. 즉, 상기 플럭스가 도포되기 이전에 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)이 서로 정렬되므로 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20)의 정렬 마크 이미지들을 용이하게 획득할 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20) 사이의 정렬에 소요되는 시간이 단축될 수 있고, 또한 상기 웨이퍼(10)와 템플릿(20) 사이의 정렬이 종래의 기술과 비교하여 정확하게 이루어질 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 플럭스 도포 유닛의 다른 예들을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 7에 도시된 플럭스 도포 유닛(230)은 상기 템플릿(20) 상에 플럭스를 도포하기 위한 제1 노즐(232)과 상기 웨이퍼(10) 상에 플럭스를 도포하기 위한 제2 노즐(234)을 포함할 수 있다. 상기 제1 노즐(232)과 제2 노즐(234)은 플럭스 공급부(236)와 하나의 배관(238)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 배관(238)에는 온/오프 밸브(240)와 유량 제어기(242; liquid mass flow controller; LMFC)가 설치될 수 있다.
도 8에 도시된 플럭스 도포 유닛(330)은 상기 템플릿(20) 상에 플럭스를 도 포하기 위한 제1 노즐(332)과 상기 웨이퍼(10) 상에 플럭스를 도포하기 위한 제2 노즐(334)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 노즐(332)과 제2 노즐(334)은 플럭스 공급부(336)와 제1 배관(338) 및 제2 배관(340)을 통해 각각 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 배관들(338, 340) 각각에는 온/오프 밸브(342, 344)와 유량 제어기(346, 348; liquid mass flow controller; LMFC)가 설치될 수 있다.
상기 도 7 및 도 8에 도시된 플럭스 도포 유닛들(230, 330)은 상기 템플릿(20) 뿐만 아니라 상기 웨이퍼(10) 상에도 플럭스를 공급하는 경우에 사용될 수 있다. 특히, 도 8에 도시된 플럭스 도포 유닛(330)은 상기 웨이퍼(10) 상에 선택적으로 플럭스를 공급하는 경우에 바람직하게 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 솔더 범프 전달 장치는 웨이퍼 척, 템플릿 척 및 상기 웨이퍼 척과 템플릿 척 사이에 배치되는 플럭스 도포 유닛을 포함할 수 있다. 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 웨이퍼 척과 템플릿 상에 웨이퍼와 템플릿이 각각 로드되고, 서로 정렬된 후 플럭스를 템플릿 상에 도포할 수 있다.
따라서, 종래의 기술과 비교하여, 상기 템플릿 상의 정렬 마크 이미지를 획득하는데 있어서 플럭스의 영향을 제거할 수 있으며, 또한 템플릿의 이송 중에 플럭스가 기화되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 솔더 범프 전달에 소요되는 시간이 단축될 수 있으며, 또한 솔더 범프 전달 공정의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 범프 전달 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 템플릿 상에서 구 형태의 솔더 범프들이 형성되는 과정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 솔더 범프들이 웨이퍼의 범프 패드들에 전달되는 과정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6은 도 1에 도시된 솔더 범프 전달 장치의 제2 구동부와 이미지 획득 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시된 플럭스 도포 유닛의 다른 예들을 설명하기 위한 개략도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 웨이퍼 12 : 범프 패드
20 : 템플릿 22 : 표면 캐버티
24a : 솔더 물질 24b : 솔더 범프
100 : 솔더 범프 전달 장치 110 : 웨이퍼 척
120 : 템플릿 척 130 : 플럭스 도포 유닛
140 : 히터 150 : 제1 구동부
160 : 제2 구동부 170 : 이미지 획득 유닛

Claims (8)

  1. 범프 패드들을 갖는 집적 회로 소자들이 형성된 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척;
    상기 범프 패드들과 대응하는 표면 캐버티들을 갖고 상기 표면 캐버티들 내에 솔더 물질들이 채워진 템플릿을 지지하며, 상기 솔더 물질들과 상기 범프 패드들이 서로 마주하도록 배치되는 템플릿 척;
    상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 이동 가능하도록 배치되며 상기 템플릿 상에 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 도포 유닛;
    상기 템플릿 척과 연결되며, 상기 플럭스가 도포된 템플릿을 가열하여 상기 솔더 물질들을 구 형태를 갖는 솔더 범프들로 형성하기 위한 히터; 및
    상기 솔더 범프들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 상대적인 수직 운동을 제공하는 구동부를 포함하는 솔더 범프 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 템플릿 척은 상기 웨이퍼 척 아래에 배치되며, 상기 구동부는 상기 웨이퍼 척과 연결되는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플럭스 도포 유닛과 연결되며, 상기 플럭스 도포 유닛을 수평 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 척과 상기 템플릿 척 사이에서 이동 가능하도록 배치되며, 상기 웨이퍼와 상기 템플릿을 서로 정렬하기 위하여 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크와 상기 템플릿 상의 정렬 마크에 대한 이미지들을 획득하기 위한 이미지 획득 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동부는 상기 웨이퍼 척과 연결되고, 상기 솔더 범프들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 웨이퍼 척을 수직 방향으로 이동시키며, 상기 웨이퍼와 템플릿을 서로 정렬하기 위하여 상기 웨이퍼 척을 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 플럭스 도포 유닛 및 상기 이미지 획득 유닛과 연결되며, 상기 플럭스 도포 유닛 및 상기 이미지 획득 유닛을 수평 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 템플릿 상에 상기 플럭스를 도포하기 위한 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 플럭스 도포 유닛은 상기 웨이퍼 상에 상기 플럭스를 도포하기 위한 제2 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 범프 전달 장치.
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