KR20020042033A - 솔더 범프를 포함하는 반도체 소자 및 그 형성방법 - Google Patents

Abstract

솔더 범프의 형성 방법 및 그에 의해 형성된 반도체 소자에 관해 개시한다. 전기 도금 방법을 이용한 솔더 범프의 형성 시 웨이퍼의 스크라이브 라인에 더미 패드를 형성함으로써 메인칩 형성부의 중앙 및 외곽의 유비엠(Under Bump Metal;UBM)에 흐르는 전류량을 일정하게 하여 메인칩 형성부의 중앙 및 외곽의 본드 패드에 같은 크기의 솔더 범프를 형성할 수 있다.

Description

솔더 범프를 포함하는 반도체 소자 및 그 형성 방법{Semiconductor device with solder bump and forming method thereof}

본 발명은 반도체 소자 및 그 형성 방법에 관한 것으로 특히, 플립칩 (Flipchip) 공정에서 전기 도금 방법으로 형성된 솔더 범프를 포함하는 반도체 소자 및 그 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플립칩 공정 중 솔더 범프의 형성은 전기 도금 방법을 이용한다.

도 1a 내지 도 1d는 전기 도금 방법을 이용한 솔더 범프의 형성 공정을 나타낸 단면도들이다.

도 1a에서, 반도체 기판(100) 상에 알루미늄으로 이루어진 본드 패드(110)를 형성하고 본드 패드(110)의 일부가 노출되도록 패시베이션층(120)을 형성한 후, 반도체 기판(100) 전면에 크롬, 크롬과 구리의 합금, 구리의 적층으로 구성되는 유비엠(Under Bump Metal;UBM) 물질층(130)을 형성한다.

도 1b에서, 포토 레지스트막(140)을 이용하여 노출된 UBM 물질층(130) 상면에 솔더 범프층(150)을 형성한다. UBM 물질층(130)에 마이너스 전압, 솔더 범프를 형성할 금속에 플러스 전압을 인가하면 금속의 플러스 이온들이 UBM 물질층(130) 상면에 증착하여 노출된 UBM 물질층(130) 상면에 솔더 범프층(150)이 형성된다.

포토 레지스트막(140)을 제거하고 도 1c에서, 솔더 범프층(150)을 마스크로 이용하여 UBM 물질층(130)을 습식 식각하여 UBM(135)을 형성한다.

도 1d에서, 리플로우(Reflow) 공정을 진행하여 솔더 범프(155)를 형성한다.

그런데, 상기와 같이 전기 도금 방법을 이용한 솔더 범프(155)의 형성 시, 웨이퍼 상에서 본드 패드(110)의 위치에 따라 UBM에 인가되는 전류량에 차이가 생긴다. 웨이퍼의 외곽에는 웨이퍼의 중앙보다 많은 양의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 웨이퍼 외곽의 UBM에는 웨이퍼 중앙의 UBM보다 더 많은 전류가 흐르므로, 웨이퍼 외곽의 본드 패드에는 웨이퍼 중앙의 본드 패드에 형성되는 솔더 범프의 크기보다 더 큰 솔더범프가 형성된다. 심한 경우에는 외곽에 형성되는 솔더 범프 끼리 붙기도 한다. 즉, 본드 패드가 웨이퍼의 어느 위치에 있는가에 따라 솔더 범프의 크기가 다르게 형성된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼의 외곽에 위치하는 본드 패드 및 중앙에 위치하는 본드 패드에 균일한 크기를 갖는 솔더 범프를 포함하는 반도체 소자의 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼의 외곽에 위치하는 본드 패드 및 중앙에 위치하는 본드 패드에 균일한 크기의 솔더 범프가 형성된 반도체 소자를 제공하는 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 전기도금 방법을 이용한 솔더 범프의 형성 공정을 나타낸 단면도들이다.

도 2는 본 발명에 따른 솔더 범프를 형성하기 위한 본드 패드의 배열을 나타낸 도면이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 소자는 메인칩(main chip) 형성부와 메인칩의 상, 하, 좌, 우 외곽에 위치하는 스크라이브 라인(scribe line)으로 구성된 반도체 기판, 메인칩 형성부 상에 같은 크기를 갖고 매트릭스 형태로 배열된 다수의 본드 패드, 스크라이브 라인에 다수의본드 패드와 줄을 맞추어 다수의 본드 패드와 같은 크기로 형성된 다수의 더미 패드, 다수의 본드 패드 및 다수의 더미 패드 상에 형성된 다수의 유비엠 및 다수의유비엠 상에 형성된 다수의 솔더 범프를 포함한다.

또한 본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따라 반도체 기판 상에 메인칩 형성부를 구성하고 메인칩 형성부의 상,하,좌,우 외곽의 반도체 기판 상에 스크라이브 라인을 구성한다. 메인칩 형성부 상에 같은 크기를 갖고 매트릭스 형태로 배열된 다수의 본드 패드를 형성하고 스크라이브 라인 상에 다수의 본드 패드와 줄을 맞추어 다수의 본드 패드와 같은 크기의 더미 패드를 형성한다. 다음, 다수의 본드 패드 및 다수의 더미 패드 상에 다수의 유비엠을 형성하고 다수의 유비엠 상에 다수의 솔더 범프를 형성한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명의 개시가 완전해지도록 하며, 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 구성 요소를 의미한다. 또한, 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다 라고 기재되는 경우에 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제3의 막이 개재되어질 수도 있다.

이하 도 2를 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2에서 반도체 기판(미도시) 상에 메모리 소자 또는 논리 소자로 역할하는 트랜지스터(미도시) 및 배선(미도시)들이 형성된 메인칩 형성부(100)와 메인칩 형성부(100)의 외곽에 형성되는 스크라이브 라인(110)을 구성하고 메인칩 형성부(100)에 본드 패드(120)를 형성한다. 메인칩 형성부(100)의 본드 패드(120)는 반도체 기판 상에 형성된 트랜지스터 또는 배선들과 전기적으로 연결되어 있다. 다음, 스크라이브 라인(110)에 메인칩 형성부(100)의 본드 패드(120)와 줄을 맞추어 본드 패드(120)와 같은 크기의 더미 패턴(130)을 형성한다. 더미 패턴(130)은 반도체 기판 상에 형성된 트랜지스터 또는 배선들과 전기적으로 연결되어 있지 않고, 메인칩 형성부(100) 외곽에 형성된 본드 패드의 UBM에 과다한 전류가 흐르는 것을 막기 위해 형성한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 솔더 범프의 형성 방법 및 그에 의해 형성된 반도체 소자에서는 메인칩 형성부 외곽의 스크라이브 라인에 더미 패턴을 형성함으로써 메인칩 형성부 외곽의 UBM 및 중앙의 UBM에 일정한 전류가 흐르게 하여 메인칩 형성부의 중앙 및 외곽의 본드 패드에 균일한 크기의 솔더 범프를 형성할 수 있다.

Claims (2)

1. 메인칩(main chip) 형성부와 상기 메인칩의 상, 하, 좌, 우 외곽에 위치하는스크라이브 라인(scribe line)으로 구성된 반도체 기판;

   상기 메인칩 형성부 상에 같은 크기를 갖고 매트릭스 형태로 배열된 다수의 본드 패드;

   상기 스크라이브 라인에 상기 본드 패드와 줄을 맞추어 형성되되, 상기 다수의 본드 패드와 같은 크기로 형성된 다수의 더미 패드;

   상기 다수의 본드 패드 및 상기 다수의 더미 패드 상에 형성된 다수의 유비엠(Under Bump Metal;UBM); 및

   상기 다수의 유비엠 상에 형성된 다수의 솔더 범프를 포함하는 반도체 소자.
2. 반도체 기판 상에 메인칩 형성부를 구성하는 단계;

   상기 메인칩 형성부의 상,하,좌,우 외곽에 위치하는 반도체 기판 상에 스크라이브 라인을 구성하는 단계;

   상기 메인칩 형성부 상에 같은 크기를 갖고 매트릭스 형태로 배열된 다수의 본드 패드를 형성하는 단계;

   상기 스크라이브 라인 상에 상기 다수의 본드 패드와 줄을 맞추어 상기 다수의 본드 패드와 같은 크기로 다수의 더미 패드를 형성하는 단계;

   상기 다수의 본드 패드 및 상기 다수의 더미 패드 상에 다수의 유비엠을 형성하는 단계; 및

   상기 다수의 유비엠 상에 다수의 솔더 범프를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 형성 방법.