KR20090103506A - Method of fabricating wiring pattern and method of fabricating wafer level package using the same - Google Patents
Method of fabricating wiring pattern and method of fabricating wafer level package using the sameInfo
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Abstract
Description
본 발명은 배선 패턴 형성방법 및 이를 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 재배선으로 형성한 배선 패턴을 이용하여 웨이퍼의 손상을 방지함과 아울러, 수율 저하 및 단가를 절감할 수 있는 배선 패턴 형성방법 및 이를 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wiring pattern forming method and a wafer level package manufacturing method using the same, and more particularly, by using a wiring pattern formed by redistribution to prevent damage to the wafer, and to reduce yield and cost. The present invention relates to a method of forming a wiring pattern and a method of manufacturing a wafer level package using the same.
오늘날 전자 산업의 추세는 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화, 고성능화되고 높은 신뢰성을 갖는 제품을 저렴하게 제조하는 것이다. 이와 같은 제품 설계의 목표 달성을 가능하게 하는 중요한 기술 중의 하나가 바로 패키지 조립 기술이다. 이러한 패키지 조립 기술은 웨이퍼 조립 공정을 거쳐 집적회로가 형성된 반도체 칩을 외부 환경으로부터 보호하고, 기판 상에 용이하게 실장되도록 하여 반도체 칩의 동작 신뢰성 확보하기 위한 기술이다.The trend in today's electronics industry is to make products that are lighter, smaller, faster, more versatile, more powerful and more reliable. One of the key technologies that enables these product design goals is package assembly technology. This package assembly technique is a technique for securing the operation reliability of the semiconductor chip by protecting the semiconductor chip on which the integrated circuit is formed through the wafer assembly process from the external environment and easily mounted on the substrate.
기존의 패키지는 웨이퍼를 절단하여 개개의 반도체 칩들로 분리시킨 다음, 개개의 반도체 칩 별로 패키징 공정을 실시하는 방식으로 제조되었다. 그러나, 상기의 패키징 공정은 자체적으로 많은 단위 공정들, 즉, 칩 부착, 와이어 본딩, 몰딩, 트림/포밍 등의 공정들을 포함하고 있는바, 반도체 칩 별로 각각의 패키징 공정이 수행되어야 하는 기존의 패키지 제조방법은, 하나의 웨이퍼에서 얻어지는 반도체 칩의 수를 고려할 때, 모든 반도체 칩에 대한 패키징 소요 시간이 너무 많다는 문제점을 갖고 있다.Existing packages are manufactured by cutting a wafer into separate semiconductor chips and then packaging the semiconductor chips. However, the packaging process itself includes many unit processes, that is, chip attaching, wire bonding, molding, trim / forming, etc., and thus, a conventional package in which each packaging process must be performed for each semiconductor chip. The manufacturing method has a problem that the packaging time for all the semiconductor chips is too large, considering the number of semiconductor chips obtained from one wafer.
이에, 최근에는 개별 반도체 칩으로 분리된 상태에서 조립이 진행되지 않고, 웨이퍼 상태에서 재배선 작업과 볼 형태의 외부 접속 단자의 형성 및 개별 반도체 칩 분리하는 작업을 거쳐 제조하는 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package)라는 기술이 제안되었다.Therefore, in recent years, assembling does not proceed in a state of being separated into individual semiconductor chips, and wafer level packages manufactured by rewiring in a wafer state, formation of ball-type external connection terminals, and work of separating individual semiconductor chips (Wafer Level) Package technology has been proposed.
한편, 웨이퍼 레벨 패키지의 제조 방법을 간단히 살펴보면, 우선, 상면에 회로 패턴이 형성된 반도체 칩 상면 전체에 절연막을 형성하고 포토 공정을 통하여 본딩 패드를 노출시키고, 상기 절연막으로 형성된 반도체칩 상면 일부에 전기적 신호연결을 위하여 메탈층을 증착시킨다.On the other hand, briefly looking at the manufacturing method of the wafer-level package, first, an insulating film is formed on the entire upper surface of the semiconductor chip having a circuit pattern formed thereon, the bonding pad is exposed through a photo process, and an electrical signal is formed on a portion of the upper surface of the semiconductor chip formed of the insulating film. A metal layer is deposited for the connection.
다음으로, 다시 포토 공정을 이용하여 상기 반도체 칩 상에 증착된 메탈층과 볼 랜드를 도금한 후, 상기 메탈층을 식각하여 솔더 범프가 형성될 영역을 노출시켜 상기 솔더 범프가 형성될 영역과 본딩 패드 간이 전기적으로 연결되도록 재배선층을 형성한다.Next, after plating the metal layer and the ball land deposited on the semiconductor chip by using a photo process again, the metal layer is etched to expose the region where the solder bumps are to be formed and bonded with the region where the solder bumps are to be formed. The redistribution layer is formed so that the pads are electrically connected to each other.
그런 다음, 상기 솔더 범프가 형성될 영역을 제외한 전 부분에 솔더 마스크를 형성시키고, 상기 노출된 솔더 범프 자리에 솔더를 부착하여 마운팅(Mounting)하며, 이어서, 각각의 유니트 패키지로 쏘잉(Sawing)하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조한다.Then, a solder mask is formed over the entire area except the region where the solder bumps are to be formed, and the solder is attached to the exposed solder bumps to mount, and then sawed into each unit package. Prepare a wafer level package.
그러나, 자세하게 도시하고 설명하지는 않았지만, 전술한 바와 같은 종래의 웨이퍼 레벨 패키지는 제조시, 대부분 웨이퍼 상에 직접 감광막을 형성하여 상기 감광막을 매개로 도금 및 에칭하여 배선 패턴을 형성하는데, 이때, 상기 패턴을 형성하기 위한 리소그라피(Lithography), 현상, 도금, 스트립(Strip) 및 식각 등의 공정을 수행하여야 하기 때문에, 상기 공정들을 수행하는 동안 사용되는 화학 물질로 인해 웨이퍼가 손상될 우려가 있다.However, although not shown and described in detail, conventional wafer-level packages as described above are mostly formed on the wafer, during the manufacturing process, to form a wiring pattern by plating and etching through the photosensitive film, wherein the pattern is formed. Since lithography, development, plating, strip, and etching processes must be performed to form a wafer, chemicals used during the above processes may damage the wafer.
또한, 상기와 같이 배선 패턴을 형성하기 위한 다양한 공정을 수행하고자, 각 공정에 따라서 웨이퍼를 이동시키기 때문에, 그에 따른 웨이퍼의 깨짐 현상이 발생하게 된다.In addition, in order to perform various processes for forming the wiring pattern as described above, since the wafer is moved according to each process, a cracking phenomenon of the wafer occurs accordingly.
따라서, 상기와 같은 웨이퍼의 깨짐 현상으로 인해 웨이퍼의 수율을 저하시키게 되고, 그에 따른 공정 단자를 상승시키게 된다.Accordingly, the wafer cracking phenomenon lowers the yield of the wafer, thereby raising the process terminal.
본 발명은 웨이퍼의 깨짐과 같은 손상을 방지할 수 있는 배선 패턴 형성방법 및 이를 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a wiring pattern forming method that can prevent damage such as cracking of a wafer, and a wafer level package manufacturing method using the same.
또한, 본 발명은 상기와 같이 웨이퍼의 깨짐과 같은 손상을 방지하여 웨이퍼의 수율 저하 및 공정 단가를 방지할 수 있는 배선 패턴 형성방법 및 이를 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a wiring pattern forming method and a method of manufacturing a wafer level package using the same, which can prevent damage such as cracking of the wafer as described above, thereby preventing a decrease in wafer yield and a process cost.
본 발명에 따른 배선 패턴 형성방법은, 베이스(Base) 필름 상에 금속막을 부착하는 단계; 상기 금속막 상에 감광막 및 배선 패턴 형성용 마스크를 순차적으로 형성하는 단계; 상기 배선 패턴 형성용 마스크를 식각마스크로 이용하여 상기 감광막을 식각하는 단계; 상기 배선 패턴 형성용 마스크를 제거하는 단계; 상기 감광막을 식각마스크로 이용하여 상기 금속막을 식각하여 상기 필름 상면에 배선 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 감광막을 제거하는 단계;를 포함한다.The wiring pattern forming method according to the present invention comprises the steps of: attaching a metal film on the base film; Sequentially forming a photoresist film and a wiring pattern forming mask on the metal film; Etching the photosensitive film by using the wiring pattern forming mask as an etching mask; Removing the wiring pattern forming mask; Etching the metal layer using the photosensitive layer as an etching mask to form a wiring pattern on the upper surface of the film; And removing the photosensitive film.
상기 감광막은 폴리머로 형성한다.The photosensitive film is formed of a polymer.
상기 배선 패턴 형성용 마스크는 재배선을 포함한다.The wiring pattern forming mask includes redistribution.
상기 베이스 필름은 UV(Ultra Violet) 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The base film is characterized in that consisting of UV (Ultra Violet) film.
또한, 본 발명에 따른 배선 패턴 형성방법을 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법은, 청구항 1의 구성에 의해 형성된 배선 패턴을 갖는 베이스 필름을, 다수의 반도체 칩으로 이루어진 웨이퍼 상에 상기 각각의 반도체 칩과 배선 패턴 간이 대응되도록 부착하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 반도체 칩 레벨로 쏘잉하는 단계;를 포함하한다.In addition, a method of manufacturing a wafer level package using the wiring pattern forming method according to the present invention includes a base film having a wiring pattern formed by the configuration of claim 1, wherein each of the semiconductor chips is formed on a wafer composed of a plurality of semiconductor chips. Attaching the wiring patterns to correspond to each other; And sawing the wafer at the semiconductor chip level.
상기 베이스 필름은 UV 필름으로 형성한다.The base film is formed of a UV film.
상기 배선 패턴을 갖는 베이스 필름을 다수의 반도체 칩으로 이루어진 웨이퍼 상에 상기 각각의 반도체 칩과 배선 패턴 간이 대응되도록 부착하는 단계와, 상기 필름이 부착된 웨이퍼를 반도체 칩 레벨로 쏘잉하는 단계 사이에, 상기 웨이퍼 상의 접속 단자가 형성될 부분의 필름을 제거하는 단계;를 더 포함한다.Between the step of attaching the base film having the wiring pattern on the wafer consisting of a plurality of semiconductor chips so as to correspond between the respective semiconductor chip and the wiring pattern, and the step of sawing the wafer with the film attached to the semiconductor chip level, And removing the film of the portion where the connection terminal on the wafer is to be formed.
상기 웨이퍼 상의 접속 단자가 형성될 부분의 필름을 제거하는 단계는, UV 조사 방식으로 수행한다.Removing the film of the portion where the connection terminal on the wafer is to be formed is performed by UV irradiation.
본 발명은 재배선에 의해 배선 패턴이 형성된 필름을 웨이퍼 상에 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 종래의 웨이퍼 레벨 패키지에서 배선 패턴을 형성하기 위해 여러 공정들에 사용되는 화학 물질로 인한 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.The present invention provides a wafer level package by attaching a film on which a wiring pattern is formed by redistribution on a wafer, thereby damaging the wafer due to chemicals used in various processes to form the wiring pattern in a conventional wafer level package. Can be prevented.
또한, 본 발명은 상기와 같이 배선 패턴이 형성된 필름만을 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 배선 패턴을 형성하기 위해 종래와 같이, 배선 패턴을 형성하는 각 공정에 따라 웨이퍼를 이동시키지 않아도 되므로, 그에 따른 웨이퍼의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.In addition, since the present invention does not need to move the wafer in accordance with each step of forming the wiring pattern, as in the prior art, to form the wiring pattern by attaching only the film having the wiring pattern formed thereon to manufacture the wafer level package. The cracking phenomenon of the wafer can be prevented.
따라서, 본 발명은 웨이퍼의 수율 저하를 방지할 수 있으며, 그에 따른 공정 단가를 최소화시킬 수 있다.Therefore, the present invention can prevent a decrease in the yield of the wafer, thereby minimizing the process cost.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 배선 패턴 형성방법을 설명하기 위한 공정별 사시도.1A to 1E are perspective views illustrating processes for forming a wiring pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.2A and 2B are perspective views illustrating a method of manufacturing a wafer level package according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 평면도.3 is a plan view illustrating a method of manufacturing a wafer level package according to an embodiment of the present invention.
본 발명은, 재배선에 의해 배선 패턴이 형성된 필름을 웨이퍼 상에 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조한다.The present invention attaches a film on which a wiring pattern is formed by rewiring onto a wafer to manufacture a wafer level package.
이렇게 하면, 웨이퍼 상에 직접 감광막을 형성하고, 웨이퍼 상의 배선 패턴을 형성하기 위해, 상기 감광막을 매개로 리소그라피, 현상, 도금, 스트립 및 식각 등의 공정을 수행하여 제조하는 종래의 웨이퍼 레벨 패키지와 달리, 상기와 같이 배선 패턴이 형성된 필름을 웨이퍼 상에 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 상기 공정들을 수행하기 위해 사용되는 화학 물질로 인한 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.In this way, unlike conventional wafer level packages manufactured by performing a process such as lithography, development, plating, stripping and etching through the photosensitive film to form a photoresist film directly on the wafer and to form a wiring pattern on the wafer. By attaching a film having a wiring pattern as described above onto a wafer to manufacture a wafer level package, damage to the wafer due to chemicals used to perform the processes may be prevented.
또한, 상기와 같이 배선 패턴이 형성된 필름만을 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 종래와 같이, 배선 패턴을 형성하기 위해 각 공정에 따라 웨이퍼를 이동시키지 않아도 되므로, 그에 따른 웨이퍼의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.In addition, by manufacturing a wafer-level package by attaching only the film on which the wiring pattern is formed as described above, it is not necessary to move the wafer according to each process in order to form the wiring pattern as in the related art, thereby preventing the wafer from breaking. Can be.
따라서, 웨이퍼의 수율 저하를 방지할 수 있으며, 그에 따른 공정 단가를 최소화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to prevent a decrease in the yield of the wafer, thereby minimizing the process cost.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
자세하게, 도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 배선 패턴 형성방법을 설명하기 위한 공정별 사시도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.In detail, Figures 1a to 1e is a perspective view for each process for explaining a wiring pattern forming method according to an embodiment of the present invention, as follows.
도 1a를 참조하면, 베이스 필름(102) 상에 박막으로 이루어진 금속막(104)을 부착한다. 이때, 상기 베이스 필름(102)은 일반적인 접착력을 갖는 베이스 필름으로 사용하거나, 또는, UV(Ultra Violet) 필름으로 사용한다.Referring to FIG. 1A, a metal film 104 made of a thin film is attached onto the base film 102. In this case, the base film 102 is used as a base film having a general adhesive force, or is used as a UV (Ultra Violet) film.
도 1b를 참조하면, 상기 박막으로 이루어진 금속막(104)이 부착된 상기 베이스 필름(102) 상에 폴리머로 이루어진 감광막(106)을 형성하고, 그런 다음, 상기 감광막(106) 상에 배선 패턴을 형성하기 위한 일정한 형상의 패턴(110)이 형성된 배선 패턴 형성용 마스크(108)를 형성한다.Referring to FIG. 1B, a photosensitive film 106 made of a polymer is formed on the base film 102 to which the metal film 104 made of the thin film is attached. Then, a wiring pattern is formed on the photosensitive film 106. A wiring pattern forming mask 108 having a pattern 110 having a predetermined shape for forming is formed.
이때, 상기 배선 패턴 형성용 마스크(108) 상에 형성된 일정한 형상의 패턴(110)은 재배선에 의해 형성된다.In this case, the pattern 110 having a predetermined shape formed on the wiring pattern forming mask 108 is formed by redistribution.
도 1c를 참조하면, 상기 배선 패턴 형성용 마스크(108)를 식각마스크로 이용하여 상기 감광막(106)을 식각한다. Referring to FIG. 1C, the photosensitive film 106 is etched using the wiring pattern forming mask 108 as an etching mask.
도 1d를 참조하면, 상기 배선 패턴 형성용 마스크를 제거하고, 이어서, 상기 식각된 상기 감광막(106)을 마스크로 이용하여 상기 필름(102) 상면에 일정한 형태의 배선 패턴이 형성되도록 금속막(104)을 식각한다.Referring to FIG. 1D, the wiring pattern forming mask is removed, and then the metal film 104 is formed such that a wiring pattern having a predetermined shape is formed on the upper surface of the film 102 by using the etched photosensitive film 106 as a mask. Etch).
도 1e를 참조하면, 상기 금속막의 식각으로 형성된 배선 패턴(150)이 형성된 상기 베이스 필름(102) 상의 감광막(106) 및 식각되어 배선 패턴(150)이 형성되지 않은 나머지 금속막을 제거한다.Referring to FIG. 1E, the photoresist layer 106 on the base film 102 on which the wiring pattern 150 formed by etching of the metal film is formed and the remaining metal layer on which the wiring pattern 150 is not formed are removed.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 배선 형성방법을 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선 형성방법을 이용한 웨이퍼 레벨 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.2A and 2B are perspective views illustrating processes for manufacturing a wafer level package using a wiring forming method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a wafer level using the wiring forming method according to an embodiment of the present invention. As a plan view for explaining the manufacturing method of the package, this will be described.
도 2a를 참조하면, 상면에 배선 패턴(150)이 형성된 베이스 필름(102)을, 다수의 반도체 칩(도시안됨)으로 이루어진 웨이퍼(112) 상에 상기 각각의 반도체 칩과 대응되도록 부착한다.Referring to FIG. 2A, a base film 102 having a wiring pattern 150 formed on an upper surface thereof is attached to a wafer 112 formed of a plurality of semiconductor chips (not shown) so as to correspond to each of the semiconductor chips.
이때, 상기 배선 패턴(150)이 형성된 베이스 필름(102)을 웨이퍼(112) 상에 부착시, 상기 웨이퍼(112) 상의 각각의 반도체 칩의 본딩패드(도시안됨) 부분과 일치하도록 부착한다.In this case, when the base film 102 on which the wiring pattern 150 is formed is attached onto the wafer 112, the base film 102 is attached to coincide with a bonding pad (not shown) of each semiconductor chip on the wafer 112.
여기서, 상기 베이스 필름(102)은 일반적인 접착력을 갖는 베이스 필름으로 사용하거나, 또는, UV(Ultra Violet) 필름으로 사용하는 것이 바람직하다.Here, the base film 102 is preferably used as a base film having a general adhesive force, or is used as a UV (Ultra Violet) film.
한편, 상기 웨이퍼(112) 상에 배선 패턴(150)이 형성된 베이스 필름(102) 부착 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 솔더 볼과 같은 외부 접속 단자가 부착되는 부분, 예컨대, 볼 랜드(B)와 같은 솔더 볼이 부착되는 필름(102)의 일부 부분을 선택적으로 제거한 다음, 나머지 필름(102) 부분을 제거하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조할 수 있다.Meanwhile, after attaching the base film 102 on which the wiring pattern 150 is formed on the wafer 112, as shown in FIG. 3, a portion to which an external connection terminal such as a solder ball is attached, for example, a ball land B The portions of the film 102 to which the solder balls are attached may be selectively removed, and then the remaining portions of the film 102 may be removed to manufacture a wafer level package.
이때, 상기 선택적인 필름(102)의 제거시, 상기 필름(102)이 UV 필름일 경우에는 UV 조사 방식으로 제거하는 것이 바람직하다.At this time, when the optional film 102 is removed, when the film 102 is a UV film, it is preferable to remove by UV irradiation method.
도 2b를 참조하면, 상기 필름(102)이 부착된 웨이퍼(112)를 반도체 칩 레벨로 쏘잉하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 패키지를 완성한다.Referring to FIG. 2B, the wafer 112 having the film 102 attached thereto is sawed at the semiconductor chip level to complete a wafer level package according to an embodiment of the present invention.
전술한 바와 같이 본 발명은, 상기와 같이 재배선에 의해 배선 패턴이 형성된 필름을 웨이퍼 상에 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 종래의 웨이퍼 상에 직접 감광막을 형성하고, 웨이퍼 상의 배선 패턴을 형성하기 위해, 상기 감광막을 매개로 리소그래피, 현상, 도금, 스트립 및 식각 등의 공정을 수행하기 위해 사용되는 화학 물질로 인한 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, a film having a wiring pattern formed by redistribution as described above is attached to a wafer to manufacture a wafer level package, thereby forming a photosensitive film directly on a conventional wafer, and forming a wiring pattern on the wafer. To this end, it is possible to prevent damage to the wafer due to chemicals used to perform processes such as lithography, development, plating, stripping and etching through the photosensitive film.
또한, 상기와 같이 배선 패턴이 형성된 필름만을 부착하여 웨이퍼 레벨 패키지를 제조함으로써, 종래와 같이, 배선 패턴을 형성하기 위해 각 공정에 따라 웨이퍼를 이동시키지 않아도 되므로, 그에 따른 웨이퍼의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.In addition, by manufacturing a wafer-level package by attaching only the film on which the wiring pattern is formed as described above, it is not necessary to move the wafer according to each process in order to form the wiring pattern as in the related art, thereby preventing the wafer from breaking. Can be.
따라서, 웨이퍼의 수율 저하를 방지할 수 있으며, 그에 따른 공정 단가를 최소화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to prevent a decrease in the yield of the wafer, thereby minimizing the process cost.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들에서는 특정 실시예에 관련하고 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.In the above-described embodiments of the present invention, the present invention has been described and described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto, and the scope of the following claims is not limited to the scope of the present invention. It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified.
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |