KR20110026151A - Apparatus for forming solder bumps - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 솔더 범프 형성 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마이크로 전자 패키징(microelectronic packaging) 기술에서 웨이퍼 상의 범프 패드들 상에 구형의 솔더 범프들을 형성하기 위한 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a solder bump forming apparatus. More particularly, it relates to an apparatus for forming spherical solder bumps on bump pads on a wafer in microelectronic packaging technology.
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 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.According to the C4NP technique, spherical solder bumps are formed in the surface cavities of the template and the solder bumps are thermally attached to bump pads formed on the wafer. The bump pads are connected to metal wires of an integrated circuit device such as a semiconductor chip 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 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.As described above, the semiconductor chips of the wafer to which the solder bumps are transferred may be individualized by a dicing process. The individualized semiconductor chip may be bonded onto a substrate through a thermocompression process and an under fill process, whereby a flip chip may be manufactured.
상기 솔더 범프들을 형성하기 위하여 상기 템플릿의 표면 캐버티들 내에는 용융된 솔더가 주입된 후 응고될 수 있다. 또한, 상기 캐버티들에 주입된 솔더들은 리플로우 공정을 통해 구형의 솔더 범프들로 형성될 수 있으며, 상기 웨이퍼 상에 형성된 범프 패드들 상으로 전달될 수 있다.Molten solder may be injected into the surface cavities of the template to form the solder bumps and then solidified. In addition, the solders injected into the cavities may be formed into spherical solder bumps through a reflow process, and may be transferred onto bump pads formed on the wafer.
상기와 같이 웨이퍼의 범프 패드들 상에 솔더 범프들을 형성하기 위하여는 상기 용융된 솔더를 템플릿의 캐버티들에 주입하는 모듈과 상기 템플릿으로부터 솔더 범프들을 웨이퍼 상으로 전달하는 모듈이 요구되며, 또한 상기 모듈들 사이에서 웨이퍼와 템플릿을 이송하는 모듈이 추가적으로 요구된다. 즉, 상기와 같이 다수의 모듈들이 요구되므로 솔더 범프 형성 장치의 크기를 감소시키기 어려우며 상기 솔더 범프 형성 장치의 제조 비용을 절감하기가 매우 어렵다. 또한, 상기 웨이퍼 상에 솔더 범프들을 형성하는데 소요되는 시간을 단축시키기 매우 어렵다.In order to form solder bumps on the bump pads of the wafer as described above, a module for injecting the molten solder into the cavities of the template and a module for transferring the solder bumps from the template onto the wafer are required. There is an additional need for a module to transfer wafers and templates between modules. That is, since a plurality of modules are required as described above, it is difficult to reduce the size of the solder bump forming apparatus and it is very difficult to reduce the manufacturing cost of the solder bump forming apparatus. In addition, it is very difficult to shorten the time required to form solder bumps on the wafer.
본 발명의 실시예들은 단순한 구조를 가지며 솔더 범프 형성 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 웨이퍼 상에 솔더 범프들을 형성하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Embodiments of the present invention have an object of providing a device for forming solder bumps on a wafer having a simple structure and can reduce the time required for the solder bump forming process.
본 발명의 실시예들에 따른 솔더 범프 형성 장치는, 범프 패드들을 갖는 집적 회로 소자들이 형성된 웨이퍼를 지지하는 척과, 솔더 물질을 수용하며 개방된 상부와 상기 범프 패드들과 대응하는 다수의 홀들이 형성된 하부 패널을 갖는 용기와, 상기 용기와 열적으로 연결되며 상기 솔더 물질을 용융시키기 위한 히터와, 상기 용기의 상부에서 상기 용기 내에서 용융된 솔더를 가압하여 상기 홀들의 하부에서 다수의 용융된 솔더 방울들을 형성하기 위한 프레스와, 상기 척 또는 상기 용기와 연결되어 상기 웨이퍼의 범프 패드들을 상기 솔더 방울들에 접촉시키고 상기 용기로부터 상기 솔더 방울들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 척과 상기 용기 사이의 간격을 조절하는 구동부를 포함할 수 있다.The solder bump forming apparatus according to the embodiments of the present invention includes a chuck supporting a wafer on which integrated circuit devices having bump pads are formed, an upper portion open to receive solder material, and a plurality of holes corresponding to the bump pads. A container having a lower panel, a heater thermally connected to the container and a heater for melting the solder material, and a plurality of molten solder drops at the bottom of the holes by pressing molten solder in the container at the top of the container A press between the chuck and the container in contact with the chuck or the container to contact the bump pads of the wafer with the solder drops and transfer the solder drops from the container onto the bump pads. It may include a drive for adjusting the spacing.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동부는 상기 척과 연결될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the driving unit may be connected to the chuck.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 하부 패널은 상기 집적 회로 소자들과 대응하는 다수의 개구들을 가질 수 있으며, 상기 용기는 상기 개구들에 결합된 다수의 블록들을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 홀들은 상기 블록들을 통해 형성될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the lower panel may have a plurality of openings corresponding to the integrated circuit elements, and the container may further include a plurality of blocks coupled to the openings. Here, the holes may be formed through the blocks.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 용기와 상기 척 사이에는 상기 웨이퍼 상에 플럭스를 도포하기 위하여 플럭스 도포 유닛이 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 플럭스 도포 유닛은 제2 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다.According to embodiments of the present invention, a flux applying unit may be disposed between the container and the chuck so as to move the flux on the wafer. For example, the flux applying unit may be moved in the horizontal direction by the second drive unit.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 용기와 상기 척 사이에는 상기 웨이퍼와 상기 용기를 서로 정렬하기 위하여 상기 용기의 하부 패널 상의 정렬 마크와 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크에 대한 이미지들을 획득하기 위한 이미지 획득 유닛이 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 구동부는 상기 척과 연결될 수 있으며 상기 솔더 방울들을 상기 범프 패드들 상으로 전달하기 위하여 상기 척을 수직 방향으로 이동시키고 상기 웨이퍼와 용기를 서로 정렬하기 위하여 상기 척을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 플럭스 도포 유닛 및 상기 이미지 획득 유닛은 제2 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다.According to embodiments of the present invention, an image acquisition unit for acquiring images of alignment marks on the lower panel of the vessel and alignment marks on the wafer to align the wafer and the vessel with each other between the vessel and the chuck. This can be arranged to be movable. In this case, the driving part may be connected with the chuck and move the chuck vertically to transfer the solder drops onto the bump pads and move the chuck horizontally to align the wafer and the container with each other. have. In addition, the flux applying unit and the image acquisition unit may be moved in the horizontal direction by the second drive unit.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 솔더 범프 형성 장치는 종래의 기술과 비교하여 크게 단순화된 구조를 갖고 있으므로 상기 솔더 범프 형성 장치의 크기 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 솔더 범프 형성 장치를 이용하여 수행되는 솔더 범프 형성 공정이 종래의 기술과 비교하여 매우 단순해질 수 있으므로 상기 솔더 범프들을 형성하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, since the solder bump forming apparatus has a greatly simplified structure compared to the prior art, it is possible to reduce the size and manufacturing cost of the solder bump forming apparatus. In addition, since the solder bump forming process performed using the solder bump forming apparatus can be very simple as compared with the prior art, the time required for forming the solder bumps can be greatly shortened.
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. 유사한 요소들에 대하여는 전체적으로 유사한 참조 부호들이 사용될 것이며 또한, "및/또는"이란 용어는 관련된 항목들 중 어느 하나 또는 그 이상의 조합을 포함한다.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. Similar reference numerals will be used throughout for similar elements, and the term “and / or” includes any one or more combinations of related items.
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 요소로부터 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.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. These terms are only used to distinguish one element from another. Accordingly, the first element, composition, region, layer or portion described below may be represented by the second element, composition, region, layer or portion without departing from the scope of the invention.
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.Spatially relative terms such as "bottom" or "bottom" and "top" or "top" may be used to describe the relationship of one element to other elements as described in the figures. Can be. Relative terms may include other orientations of the device in addition to the orientation shown in the figures. For example, if the device is reversed in one of the figures, the elements described as being on the lower side of the other elements will be tailored to being on the upper side of the other elements. Thus, the typical term "bottom" may include both "bottom" and "top" orientations for a particular orientation in the figures. Similarly, if the device is reversed in one of the figures, the elements described as "below" or "below" of the other elements will be fitted "above" of the other elements. Thus, a typical term "below" or "below" may encompass both orientations of "below" and "above."
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, 작용들, 요소들, 성분들 및/또는 이들 그룹들의 추가를 배제하는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used below, what is shown in the singular also includes the plural unless specifically indicated otherwise. In addition, where the terms “comprises” and / or “comprising” are used, they are characterized by the presence of the forms, regions, integrals, steps, actions, elements and / or components mentioned. It is not intended to exclude the addition of one or more other forms, regions, integrals, steps, actions, elements, components, and / or groups.
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 기 술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.Unless defined 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, shall be construed as having meanings consistent with the meanings thereof 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 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.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 present invention are not to be described as limited to the particular shapes of the areas described as the illustrations but to include deviations in the shapes. For example, a region described as flat may generally have roughness and / or nonlinear shapes. Also, the sharp edges described as illustrations may be rounded. Accordingly, the regions described in the figures are entirely schematic and their shapes are not intended to describe the precise shape of the regions nor are they intended to limit the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 범프 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a solder bump forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 범프 형성 장치(100)는 마이크로 전자 패키징 기술에서 웨이퍼(10) 상에 솔더 범프들을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 반도체 칩과 같은 집적 회로 소자들(12; 도 7 참조)이 형성된 반도체 웨이퍼(10) 상에 구 형태를 갖는 솔더 범프들(24; 도 6 참조)을 형성하기 위하여 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the solder
상기 솔더 범프 형성 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 척(110)과 솔더 물질(20)을 수용하는 용기(120)를 포함할 수 있다. 상기 척(110)과 상기 용기(120)는 서로 마주하도록, 예를 들면, 상기 용기(120) 아래에 상기 척(110)이 배치될 수 있다.The solder
상기 웨이퍼(10)는 이송 로봇(미도시)에 의해 상기 척(110) 상으로 로드될 수 있으며, 상기 집적 회로 소자들(12)의 범프 패드들(12; 도 6 참조)이 위를 향하도록 진공압에 의해 상기 척(110) 상에 파지될 수 있다.The
상기 용기(120)는 개방된 상부와 상기 범프 패드들(14)과 각각 대응하는 다수의 홀들(122A)이 형성된 하부 패널(124) 및 상기 솔더 물질(20)이 수용되는 공간을 한정하는 측벽(126)을 포함할 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 하부 패널의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 블록을 설명하기 위한 부분 단면 사시도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for describing an example of the lower panel shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view for explaining the block shown in FIG. 2.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용기(120)의 하부 패널(124)은 상기 웨이퍼(10) 상의 집적 회로 소자들(12)과 대응하는 다수의 개구들(124A)을 가질 수 있으며, 상기 개구들(124A) 내에는 상기 범프 패드들(14)과 대응하는 다수의 홀들(122A)이 형성된 블록(122)이 각각 결합될 수 있다.According to one embodiment of the invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the
예를 들면, 상기 블록들(122)은 유리 또는 세라믹 물질로 형성될 수 있으며, 상기 홀들(122A)은 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다. 한편, 상기 홀들(122A)의 내경은 형성하고자 하는 솔더 범프들(24)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들 면, 상기 솔더 범프들(24)이 약 20㎛ 내지 30㎛ 정도의 직경을 갖는 경우 상기 홀들(122A)은 상기 솔더 범프들(24)의 직경 보다 작은, 예를 들면, 약 5㎛ 내지 20㎛ 정도의 내경을 가질 수 있다.For example, the
한편, 도시된 바와 같이 상기 블록들(122)의 외측면들 및 상기 개구들(124A)의 내측면들에는 각각 결합을 위한 계단부들이 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in the outer surface of the
다시 도 1을 참조하면, 상기 솔더 범프 형성 장치(100)는 상기 용기(120)와 열적으로 연결되어 상기 솔더 물질(20)을 용융시키기 위한 히터(130)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 히터(130)는 상기 측벽(126)에 내장된 전기저항열선을 포함할 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 히터(130)는 상기 하부 패널(124) 내에 내장될 수도 있으며, 상기 용기(120)의 외측 표면들 상에 배치될 수도 있다. 상기 히터(130)는 상기 솔더 물질(20)을 용융시키기 위하여 상기 용기(120)를 상기 솔더 물질(20)의 용융점 이상의 온도로 가열할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the solder
상기 솔더 범프 형성 장치(100)는 상기 용기(120)의 내부 공간에서 용융된 솔더(20)를 상기 홀들(122A)을 통해 배출시킴으로써 상기 홀들(122A)의 하부에서 다수의 용융된 솔더 방울들(도 4 참조)을 형성하기 위한 프레스(140)를 더 포함할 수 있다. 특히, 상기 프레스(140)는 상기 용기(120)의 내부 공간으로 삽입되며 상기 용융된 솔더(20)를 가압하기 위한 상부 패널(142)을 포함할 수 있다.The solder
상기 솔더 범프 형성 장치(100)는 상기 척(110)과 용기(120) 사이에서 상대적인 수직 운동을 제공하기 위한 제1 구동부(150)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제1 구동부(150)는 상기 척(110) 또는 상기 용기(120)와 연결될 수 있다. 예를 들 면, 도시된 바와 같이 상기 제1 구동부(150)는 상기 척(110)과 연결될 수 있으며, 상기 웨이퍼(10)와 용기(120) 사이의 간격을 조절할 수 있다.The solder
도 4 내지 도 6은 웨이퍼 상에 솔더 범프들을 전달하는 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.4-6 are schematic diagrams for explaining a method of transferring solder bumps onto a wafer.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1 구동부(150)는 상기 웨이퍼(10)의 범프 패드들(14)이 상기 용융된 솔더 방울들(22)과 접촉하도록 상기 척(110)을 상방으로 이동시킬 수 있으며, 상기 용융된 솔더 방울들(22)이 상기 웨이퍼(10)의 범프 패드들(14) 상으로 전달될 수 있도록 상기 척(110)을 하방으로 이동시킬 수 있다. 상기 범프 패드들(14) 상으로 전달된 상기 용융된 솔더 방울들(22)은 온도 저하에 따라 응고될 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼(10)의 범프 패드들(14) 상에 구형의 솔더 범프들(24)이 형성될 수 있다.4 to 6, the
한편, 상기 웨이퍼(10)의 상의 범프 패드들(14) 각각은 젖음력을 향상시키기 위한 UBM 패드(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 용융된 솔더 방울들(22)은 상기 제1 구동부(150)에 의해 상방으로 이동된 웨이퍼(10)의 범프 패드들(14)과 접촉할 수 있으며, 상기 범프 패드들(14)과 상기 용융된 솔더 방울들(22) 사이의 젖음력에 의해 상기 범프 패드들(14)로 부착될 수 있다.Meanwhile, each of the
상기 용융된 솔더 방울들(22)이 상기 범프 패드들(14)에 부착된 후 상기 제1 구동부(150)는 상기 척(110)을 하방으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 용융된 솔더 방울들(22)은 상기 젖음력에 의해 상기 하부 패널(124)의 블록들(122)로부터 분리될 수 있으며, 이어서 상기 범프 패드들(14) 상에서 응고될 수 있다.After the
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 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 척(110) 내에는 전기저항열선 타입의 제2 히터가 내장될 수 있다.Although not shown, the
다시 도 1을 참조하면, 상기 솔더 범프 형성 장치(100)는 상기 척(110)과 상기 용기(120) 사이에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 플럭스 도포 유닛(160)을 포함할 수 있다. 상기 플럭스 도포 유닛(160)은 아래를 향하도록 배치되어 상기 척(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10) 상으로 플럭스를 도포하는 노즐(162)을 포함할 수 있으며, 상기 노즐(162)은 플럭스 공급부(미도시)와 연결될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the solder
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 노즐(162)은 상기 플럭스 공급부와 플럭스 공급 배관(미도시)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 배관에는 온/오프 밸브(미도시)와 유량 제어기(미도시)가 설치될 수 있다.Although not shown in detail, the
도 7은 도 1에 도시된 솔더 범프 형성 장치의 제2 구동부와 이미지 획득 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 7 is a schematic plan view for describing a second driver and an image acquisition unit of the solder bump forming apparatus illustrated in FIG. 1.
도 7을 참조하면, 상기 플럭스 도포 유닛(160)은 제2 구동부(170)와 연결될 수 있으며, 상기 제2 구동부(170)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 플럭스 도포 유닛(160)은 상기 웨이퍼(10) 상에 플럭스를 균일하게 도포하기 위하여 상기 제2 구동부(170)에 의해 수평 방향으로, 예를 들면, 지그재그 형태로 이동될 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 구동부(170)로는 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있 으며, 상기 제2 구동부(170)는 상기 척(110)의 측방에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
이미지 획득 유닛(180)은 상기 웨이퍼(10)와 용기(120)를 서로 정렬하기 위하여 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼(10)와 상기 용기(120)의 하부 패널(124) 상에는 각각 정렬 마크(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 이미지 획득 유닛(180)은 상기 웨이퍼(10) 상의 정렬 마크와 상기 용기(120)의 하부 패널(124) 상의 정렬 마크에 대한 이미지들을 획득하며, 획득된 이미지 정보를 제어부(미도시)로 전송한다. 상기 제어부는 상기 이미지 정보를 분석하여 상기 웨이퍼(10)와 용기(120)가 서로 정렬되도록 상기 제1 구동부(150)의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 상기 제1 구동부(150)는 상기 척(110)의 수직 구동 뿐만 아니라 상기 척(110)의 수평 구동까지도 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 구동부(150)로는 3축 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있다.The
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 이미지 획득 유닛(180)은 비전 카메라와 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 포함하는 광학 필터 및 상기 웨이퍼(10)와 용기(120)의 하부 패널(124) 상의 정렬 마크들을 조명하는 조명 기구를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이미지 획득 유닛(180)은 상기 플럭스 도포 유닛(160)의 일측에 배치될 수 있으며, 상기 제2 구동부(170)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다.Although not shown in detail, the
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 솔더 범프 형성 장치는 웨이퍼를 지지하는 척과 용융된 솔더가 수용되는 용기를 포함할 수 있다. 상기 용융된 솔더는 프레스에 의해 상기 용기의 하부 패널에 형성된 다수의 홀들을 통해 배 출될 수 있으며, 이에 따라 상기 홀들의 하부에서 용융된 솔더 방울들이 형성될 수 있다. 상기 용융된 솔더 방울은 상기 척에 의해 상승 및 하강하는 웨이퍼로 전달될 수 있다.According to embodiments of the present invention as described above, the solder bump forming apparatus may include a chuck supporting the wafer and a container in which the molten solder is accommodated. The molten solder may be discharged through a plurality of holes formed in the lower panel of the container by a press, and thus molten solder droplets may be formed in the lower portions of the holes. The molten solder droplets may be transferred to the wafer ascending and descending by the chuck.
상기와 같이 솔더 범프 형성 장치는 종래의 기술과 비교하여 크게 단순화된 구조를 갖고 있으므로 상기 솔더 범프 형성 장치의 크기 및 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 솔더 범프 형성 장치를 이용하여 수행되는 솔더 범프 형성 공정이 종래의 기술과 비교하여 매우 단순해질 수 있으므로 상기 솔더 범프들을 형성하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.As described above, since the solder bump forming apparatus has a greatly simplified structure compared with the related art, the size and manufacturing cost of the solder bump forming apparatus can be reduced. In addition, since the solder bump forming process performed using the solder bump forming apparatus can be very simple as compared with the prior art, the time required for forming the solder bumps can be greatly shortened.
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 솔더 범프 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a solder bump forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 하부 패널의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for describing an example of the lower panel shown in FIG. 1.
도 3은 도 2에 도시된 블록을 설명하기 위한 부분 단면 사시도이다.3 is a partial cross-sectional perspective view for explaining the block illustrated in FIG. 2.
도 4 내지 도 6은 웨이퍼 상에 솔더 범프들을 전달하는 방법을 설명하기 위한 개략도들이다.4-6 are schematic diagrams for explaining a method of transferring solder bumps onto a wafer.
도 7은 도 1에 도시된 솔더 범프 형성 장치의 제2 구동부와 이미지 획득 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 7 is a schematic plan view for describing a second driver and an image acquisition unit of the solder bump forming apparatus illustrated in FIG. 1.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 웨이퍼 12 : 집적 회로 소자10
14 : 범프 패드 20 : 솔더14
22 : 솔더 방울 24 : 솔더 범프22: solder drop 24: solder bump
100 : 솔더 범프 형성 장치 110 : 척100: solder bump forming device 110: chuck
120 : 용기 122 : 블록120
124 : 하부 패널 130 : 히터124: lower panel 130: heater
140 : 프레스 150 : 제1 구동부140: press 150: first drive unit
160 : 플럭스 도포 유닛 170 : 제2 구동부160: flux coating unit 170: second drive unit
180 : 이미지 획득 유닛180: image acquisition unit
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