(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだバンプを形成するためのテンプレート、この製造方法およびこれを用いてのはんだバンプの検査方法を提供する。【解決手段】はんだバンプを形成するためのテンプレート２０は上面上に多数の空洞２２ａが形成された透明基板２２と前記透明基板の下面上に形成された光反射膜２４および保護膜２６を含むことができる。前記空洞に溶融されたはんだを注入するために前記テンプレートがノズルと密着する場合、前記光反射膜および前記保護膜により前記テンプレートの破損防止ができる。よって、前記テンプレートの寿命が大幅延長できる。前記テンプレートの空洞内に形成されたはんだバンプに対する検査工程は前記光反射膜により反射された光を分析することによって容易に遂行できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面上に多数の空洞が形成されている透明基板と、
前記透明基板の下面上に形成されている光反射膜と、を含むはんだバンプを形成するためのテンプレート。
【請求項２】
前記光反射膜は金属を含むことを特徴とする請求項１記載のはんだバンプを形成するためのテンプレート。
【請求項３】
前記光反射膜上に形成されている保護膜をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のはんだバンプを形成するためのテンプレート。
【請求項４】
前記透明基板の下面上に光反射膜を形成する段階と、
透明基板の上面を部分的に除去して、はんだバンプを形成するための多数の空洞を形成する段階と、を含むテンプレート製造方法。
【請求項５】
前記光反射膜上に保護膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４記載のテンプレート製造方法。
【請求項６】
上面上に多数の空洞が形成されている透明基板と前記透明基板の下面上に形成されている光反射膜とを含むテンプレートを利用して形成されているはんだバンプを検査する方法において、
前記透明基板の上面に向けて光を照射する段階と、
前記光反射膜によって反射された光を検出する段階と、
前記検出された光を分析し、前記多数の空洞内に前記はんだバンプが正常的に形成されているかを確認する段階と、を含むはんだバンプの検査方法。
【請求項７】
前記検出された光を分析する段階は、
前記検出された光より前記はんだバンプのイメージを獲得する段階と、
前記イメージの規則性より前記はんだバンプが正常的に形成されているかを確認する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載のはんだバンプの検査方法。
【請求項８】
前記検出された光を分析する段階は、
前記検出された光の強度プロファイルを獲得する段階と、
前記強度プロファイルのピーク値間の間隔変化より前記はんだバンプが正常的に形成されているかを確認する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載のはんだバンプの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだバンプを形成するためのテンプレート、これを製造する方法およびこれを用いてはんだバンプを検査する方法に関する。より詳しくは、マイクロ電子パッケージング（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ）技術よりはんだバンプを形成するための空洞を有するテンプレートと、これを製造する方法および前記テンプレートの空洞内に形成されているはんだバンプの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のマイクロ電子パッケージング技術は接続方法において、ワイヤーボンディングよりはんだバンプへと変化しつつある。はんだバンプを利用する多様な技術はよく知られている。例えば、電気メッキ、はんだペースト塗布、蒸発脱水法、ばんだボールの直接付着などが知られている。
【０００３】
特に、Ｃ４ＮＰ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｃｏｌｌａｐｓｅ  ｃｈｉｐ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｎｅｗ  ｐｒｏｃｅｓｓ）技術は低費用で微細ピッチを具現することが可能であり、半導体装置の信頼性を向上させることができるというメリットによって注目されている。前記Ｃ４ＮＰ技術の例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３などに開示されている。
【０００４】
前記Ｃ４ＮＰ技術によれば、球形のはんだバンプはテンプレートの空洞内に形成され、前記はんだバンプはウェハーのバンプパッド上に熱圧着される。前記バンプパッドはウェハー上に形成されている半導体チップの金属配線と接続されており、前記バンプパッド上にはＵＢＭ（ｕｎｄｅｒ  ｂｕｍｐ  ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）パッドが具備される。前記ＵＢＭパッドは接着力を向上させるために前記はんだバンプとバンプパッドの間に提供されることができる。
【０００５】
前述のように、はんだバンプとつながったウェハーの半導体チップはダイシング工程によって個別化されることができる。前記個別化された半導体チップははんだリフロー工程とアンダーフィール（ｕｎｄｅｒ  ｆｉｌｌ）工程を通じて基板、例えば、ＰＣＢ上に接合されることができ、よってフリップチップが製造されることができる。
【０００６】
前記はんだバンプを形成するために前記テンプレートの空洞内には溶融されたはんだが注入される。前記溶融されたはんだの注入装置の一例は、特許文献４に開示されている。前記テンプレートの空洞内で凝固されたはんだは前記テンプレートをはんだリフロー温度で加熱することによって、球形のはんだバンプに形成されることができる。
【０００７】
図１は従来のはんだバンプを形成するためのテンプレートを説明する断面図である。
【０００８】
図１を参照すれば、テンプレート１０の表面側にははんだバンプを形成するための多数の空洞１４が形成されている。前記空洞１４は湿式エッチングによって形成されることができる。具体的に、基板１２上に多数の開口を有するマスクを形成し、前記マスクを用いる湿式エッチングによって前記空洞１４が形成されることができる。前記空洞１４を形成する方法の一例は特許文献５に開示されている。
【０００９】
前記従来のテンプレート１０はシリコン酸化物よりなるため、長時間の使用は困難である。これはテンプレート１０の空洞１４に溶融されたはんだを注入するためには前記溶融
されたはんだを提供するためのノズルとの密着および前記ノズルとの間に生じる相対的に滑る運動が要求されため、前記溶融されたはんだの注入過程において前記ノズルによる前記テンプレート１０の損傷が生じることもある。又、前記テンプレート１０の移送途中、破損されることもある。
【特許文献１】米国特許第５，６０７，０９９号
【特許文献２】米国特許第５，７７５，５６９号
【特許文献３】米国特許第６，０２５，２５８号
【特許文献４】米国特許第６，２３１，３３３号
【特許文献５】米国特許第６，３３２，５６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１の目的は、延長した寿命を有するテンプレートの提供にある。
【００１１】
本発明の第２の目的は前述のように、テンプレート製造方法の提供にある。
【００１２】
本発明の第３の目的は前述のように、テンプレートの空洞内に形成されているはんだバンプ検査方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記第１の目的を達成するための本発明の一側面によるテンプレートは上面側に多数の空洞が形成されている透明基板と、前記透明基板の下面上に形成されている光反射膜を含むことができる。
【００１４】
本発明の実施例によれば、前記光反射膜は金属を含むことができ、前記光反射膜上には保護膜がさらに形成されることができる。
【００１５】
前記第２の目的を達成するための本発明の他の側面によるテンプレート製造方法は前記透明基板の下面上に光反射膜を形成する段階と透明基板の上面側を部分的に除去し、はんだバンプを形成するための多数の空洞を形成する段階を含むことができる。
【００１６】
前記第３の目的を達成するための本発明のさらに他の側面によれば、上面側に多数の空洞が形成されている透明基板と前記透明基板の下面上に形成されている光反射膜を含むテンプレートを用いて形成されたはんだバンプを検査する方法において、前記透明基板の上面上より光を照射する段階と、前記光反射膜によって反射された光を検出する段階と、前記検出された光を分析して前記空洞内に前記はんだバンプが正常に形成されているかを確認する段階と、が遂行されることができる。
【００１７】
本発明の実施例によれば、前記検出された光よりイメージを生成し、前記イメージの規則性より前記はんだバンプが正常に形成されているかを確認することできる。
【００１８】
本発明の実施例によれば、前記検出された光のプロファイルを生成し、前記光プロファイルのピーク値の間の間隔変化より前記はんだバンプが正常的に形成されているかを確認することができる。
【発明の効果】
【００１９】
前述のような本発明の実施例によれば、はんだバンプを形成するためのテンプレートは上面側に多数の空洞が形成された透明基盤と前記透明基板の下面上に形成されている光反射膜を含むことができる。よって、前記空洞に溶融されたはんだを注入するためのノズルと接触する場合にも、前記テンプレートの破損を抑えることが可能である。従って、前記
テンプレートの寿命をより延長させることができる。又、前記テンプレートの空洞内に形成されたはんだバンプに対する検査工程は、前記光反射膜によって反射された光を分析することで容易に遂行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。しかし、本発明は後記の実施例に限らず、他の形態をもって具現することができる。ここで、紹介される実施例は開示された内容がより完全になるように、又、当該業者に本発明の思想と特徴が充分に伝えることができるように提供する。図面において、各装置或いは構成要素および領域の厚さは、本発明の明確性を期するために誇張に図示されており、又、各装置は本明細書において説明されていない多様な付加要素を付け加えて具備することができる。なお、特定要素が他の構成要素、或いは装置上に位置すると言及される場合、前記他の構成要素または装置上に直接配置されるか、もしくはその間に追加要素が介在することができる。
【００２１】
図２は本発明の一実施例によるはんだバンプを形成するためのテンプレートを説明する概略断面図である。
【００２２】
図２を参照すれば、はんだバンプを形成するためのテンプレート２０は透明基板２２と光反射膜２４および保護膜２６を含むことができる。前記透明基板２２の上面上には前記溶融されたはんだを注入するための多数の空洞２２ａが形成されており、前記光反射膜２４は前記透明基板２２の下面上に形成されることができる。
【００２３】
前記透明基板２２はシリコン酸化物よりなるガラス基板であることができる。例えば、前記透明基板２２はＢＳＧ（ｂｏｒｏｎ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）、ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）、ＢＰＳＧ（ｂｏｒｏ− ｐｈｏｓｐ
ｈｏｒ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）、などのようなシリコン酸化物を含むことができる。
【００２４】
前記光反射膜２４は金属を含むことができる。例えば、前記光反射膜２４はアルミ、銀、錫、などを含むことができる。前記光反射膜２４はメッキ、真空蒸着、などによって形成されることができる。
【００２５】
前記保護膜２６は前記光反射膜２４を保護するために形成されることができ、金属を含むことができる。例えば、前記保護膜２６はモリブデン、タングステン、チタン、銅、などを含むことができ、前記金属の窒化物を含むことができる。
【００２６】
図３および図４は、図２に図示されたテンプレートの製造方法を説明する概略断面図である。
【００２７】
図３を参照すれば、透明基板２２の下面上には光反射膜２４と保護膜２６が順次に形成されることができる。
【００２８】
前記透明基板２２の上面上にはマスク層（図示せず）が形成されることができ、前記マスク層上にはフォトレジストパターン（図示せず）が形成されることができる。前記マスク層はポリシリコン、シリコン窒化物などを含むことができる。
【００２９】
前記マスク層は前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いるエッチング工程を通じてパターニングすることができ、よって前記透明基板２２の上面の一部分を露出させる開口３２を有するエッチングマスク３０が前記透明基板２２の上面上に形成されることができる。
【００３０】
前記フォトレジストパターンは通常のフォトリソグラフィ工程により形成されることができ、前記エッチングマスク３０を形成した後、アッシングおよび／或いはストリップ工程により除去されることができる。
【００３１】
図４を参照すれば、前記開口３２により露出された透明基板２２の上面部分は前記エッチングマスクを用いるエッチング工程により除去されることができる。例えば、前記露出された透明基板２２の上面部分はフッ化水素酸を用いる湿式エッチングにより除去されることができ、よって前記透明基板２２の上面部分には多数の空洞２２ａが形成されることができる。
【００３２】
前記空洞２２ａを形成するためのエッチング工程を遂行した後、前記エッチングマスク３０は湿式エッチングにより除去することができる。
【００３３】
前記のように製造されたテンプレートの空洞２２ａ内にははんだバンプが形成されることができる。前記はんだバンプは、インジェクションノズルを用いて溶融されたはんだを前記空洞２２ａに充填した後、リフロー工程を遂行することによって形成されることができる。
【００３４】
図５〜図７は、図２に図示されたテンプレートの空洞内にはんだバンプを形成する方法を説明する概略断面図である。
【００３５】
図５〜図７を参照すれば、テンプレート２０はチャック（図示せず）上に配置されることができる。前記テンプレート２０は、上面部分に形成された多数の空洞２２ａを含む透明基板２２と前記透明基板２２の下面上に形成された光反射膜２４および保護膜２６を含むことができる。
【００３６】
前記空洞２２ａに溶融されたはんだ１１０を提供するためのノズル１００は前記テンプレートの上面上に配置できる。この際、前記ノズル１００ははんだ材の溶融点以上の温度で加熱することができる。前記溶融されたはんだ１１０は錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、などを含むことができ、単独または組合せの形態で用いることができる。
【００３７】
前記テンプレート２０ははんだ材の溶融点より低い温度で加熱されることができる。特に、前記テンプレート２０は前記ノズル１００の温度より約３〜１０℃ほど低い温度、例えば、約５℃ほど低い温度で加熱されることができる。前記テンプレート２０が充分に過熱されない場合、前記テンプレート２０上に位置するノズル１００の温度変化が生じる可能性があり、前記テンプレート２０の温度が過度に高い場合、前記空洞２２ａに充填された溶融されたはんだ１２０が凝固されないことが生じる。
【００３８】
前記ノズル１００が前記テンプレート２０上に配置された後、前記テンプレート２０とノズル１００の間で相対的に滑る運動が提供されることができ、よって、前記テンプレート２０の空洞２２ａには溶融されたはんだ１１０が順次に充填されることができる。前記溶融されたはんだ１１０は前記ノズル１００の内部と外部の間の差圧により前記空洞２２ａに充填されることができる。前記空洞２２ａに溶融されたはんだ１１０が充填された後、前記テンプレート２０の温度が前記はんだ材の溶融点より低いため、前記空洞２２ａに充填された溶融されたはんだ１２０は直ちに凝固されることができる。
【００３９】
前記空洞２２ａに前記溶融されたはんだ１１０を注入するために、ノズル１００が前記テンプレートの上面上に密着される場合にも前記テンプレート２０の光反射膜２４および
保護膜２６によって前記テンプレート２０の強度が充分に増加された状態であるため、前記テンプレート２０の破損防止ができる。よって、前記テンプレート２０の寿命延長が可能になる。
【００４０】
前記空洞２２ａ内で凝固されたはんだ１２０は前記テンプレート２０をリフロー温度で加熱することによって溶融ができ、表面の張力によって球形はんだバンプ１３０に形成されることができる。
【００４１】
前述のようにはんだバンプ１３０が形成された後、前記空洞２２ａ内ではんだバンプ１３０が正常的に形成されたかを確認するための光学的検査工程が遂行されることできる。
【００４２】
図８は図２に図示されたテンプレートの空洞内に形成されたはんだバンプの検査方法を説明する概略図である。
【００４３】
図８を参照すれば、多数のはんだバンプ１３０が形成されたテンプレートの上部には光源２００と検出部２１０が配置されることができる。前記テンプレート２０は上面部分に多数の空洞が形成された透明基板２２と前記透明基板２２の下面上に形成された光反射膜２４および保護膜２６を含むことができ、前記はんだバンプ１３０は前記空洞２２ａ内に形成されている。一方、前記光源２００としては、発光ダイオード、水銀ランプ、などを用いることができる。
【００４４】
前記光源２００より照射された光は前記透明基板２２を透過し、前記光反射膜２４によって反射され、前記反射された光は検出部２１０によって検出されることができる。前記検出部２１０は前記検出された光よりイメージおよび強度のプロファイルを生成するができる。
【００４５】
前記はんだバンプ１３０が正常に前記空洞２２ａ内に形成された場合、前記はんだバンプ１３０のイメージが規則的に配列されることができるが、前記はんだバンプ１３０の一部が非正常に形成された場合、すなわち前記はんだバンプ１３０の一部が前記空洞２２ａの中央の位置から離隔された位置で形成された場合、前記はんだバンプ１３０のイメージが不規則的に配列されることができる。つまり、前記はんだバンプ１３０の規則性または前記はんだバンプ１３０の間の間隔変化によって前記はんだバンプ１３０が正常に形成されているかを判断することができる。
【００４６】
前述とは異なって、前記はんだバンプ１３０が正常に形成されているかは前記反射された光の強度プロファイルより判断できる。具体的に、前記反射された光のプロファイルは前記はんだバンプ１３０に対応するピーク値を有することができ、前記ピーク値は一定の間隔で離隔されることができる。しかし、はんだバンプ１３０が非正常に形成された場合、前記ピーク値は不規則的な間隔で離隔されることができる。
【００４７】
結果的に、前記テンプレート２０の光反射膜２４により反射された光によって生成されたイメージまたは前記反射された光の強度プロファイルが有する規則性を分析することによって、はんだバンプ１３０が前記テンプレート２０の空洞２２ａ内で正常に形成されているかを確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
前述のような本発明の実施例によれば、はんだバンプを形成するためのテンプレートは、上面側に多数の空洞が形成された透明基板と前記透明基板の下面上に形成された光反射膜および保護膜を含むことができる。よって、前記空洞に溶融されたはんだを注入するためのノズルと接触される場合にも前記テンプレートの破損を抑制することができる。よっ
て、前記テンプレートの寿命は大幅延長できる。
【００４９】
さらに、前記テンプレートの空洞内に形成されたはんだバンプに対する検査工程は前記光反射膜により反射された光を分析することによって容易に遂行できる。
【００５０】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来のはんだバンプを形成するためのテンプレートを説明する断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるはんだバンプを形成するためのテンプレートを説明する概略断面図である。
【図３】図２に図示されたテンプレートの製造方法を説明する概略断面図である。
【図４】図２に図示されたテンプレートの製造方法を説明する概略断面図である。
【図５】図２に図示されたテンプレートの空洞内にはんだバンプの形成方法を説明する概略断面図である。
【図６】図２に図示されたテンプレートの空洞内にはんだバンプの形成方法を説明する概略断面図である。
【図７】図２に図示されたテンプレートの空洞内にはんだバンプの形成方法を説明する概略断面図である。
【図８】図２に図示されたテンプレートの空洞内に形成されたはんだバンプの検査方法を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０    テンプレート
２２    透明基板
２２ａ    空洞
２４    光反射膜
２６    保護膜
１００    ノズル
１１０    溶融されたはんだ  
１２０    溶融されたはんだ
１３０    はんだバンプ
２００    光源
２１０    検出部
【図１】
2009164549.tif 000003
【図２】
2009164549.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009164549.tif 000007
【図６】
2009164549.tif 000008
【図７】
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【図８】
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