KR20230023499A - 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치 - Google Patents

라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

상면에 행과 열을 갖추어 배열되는 복수 개의 금속패드가 형성된 웨이퍼를 준비하는 제1단계; 상기 금속패드에 솔더볼을 각각 배치하는 제2단계; 상기 웨이퍼에 일정 폭과 길이를 갖는 직선 형태의 라인빔레이저를 조사하여 상기 솔더볼을 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 동시에 가열하는 제3단계; 및 상기 라인빔레이저의 조사 위치 또는 상기 웨이퍼의 위치를 일정 간격으로 이동시키면서 상기 웨이퍼의 상면에 배치된 나머지 상기 솔더볼을 순차적으로 가열하는 제4단계; 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법을 제공한다.

Description

라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치{ATTACHMENT METHOD OF SOLDER BALL USING LINE BEAM LASER AND DEVICE THEREOF}
본 발명은 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼에 배열되는 마이크로 단위의 솔더 볼을 레이저를 통해 부착시키기 위한 부착 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 회로 기판에 부착하기 위해서는 먼저 웨이퍼를 절단하고, 그 이후 본딩하는 공정이 사용된다. 그러나, 최근 반도체가 미세화되면서 WLP(Wafer Level Package) 기술이 활발하게 사용되는 경향이다. 그러나, WLP의 경우, 솔더볼의 리플로우 공정은 대략 3시간 이상이 소요되는 문제점이 있었다. (300mm 웨이퍼 기준) 이는, 솔더 범프를 형성하기 위해 웨이퍼를 리플로우 오븐에 위치시킨 이후 가열하는 방법에 기인하며, 웨이퍼 전체에 열이 전달되는 시간이 길기 때문이다.
한편, WLP 공정은 마이크로 단위의 솔더볼을 사용하는데, 이와 관련하여 레이저를 이용한 리플로우 기술이 개발되고 있다. 이런 레이저 리플로우 기술은 비접촉이면서 솔더볼에 대한 미세 국부적 가열을 이용하는 측면에서 에너지 소비가 작다는 장점을 갖는다. 그러나, 이를 대량 생산형 대면적 웨이퍼에 대한 공정에 사용하는 경우, 소면적 웨이퍼에 대한 레이저 리플로우 기술을 그대로 사용할 때 레이저의 에너지 출력 손실이 불가피하며, 웨이퍼 전체에 대한 온도 편차의 발생 등 다양한 문제점이 야기되었다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0094587호 레이저를 이용한 불량 솔더 수리 장치 및 방법 대한민국 등록특허 제10-2120722호 마이크론급의 두께를 갖는 전자부품에 대한 레이저 리플로우 장치 대한민국 공개특허 제10-2020-0137628호 레이저 리플로우 장치
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, WLP 공정에서 솔더볼에 대한 리플로우 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
또한, WLP 공정에서 레이저의 에너지 출력, 에너지 밀도 등을 감소시키고자 한다. 또한, WLP 공정에서 웨이퍼에 가해질 수 있는 비틀림 현상 등 열적 손상을 최소화하고자 한다.
이를 통해, WLP 공정의 신뢰성을 확보하고, 생산성을 전체적으로 향상시키고자 한다. 또한, 이를 통해 제품 원가를 절감하고 경영상 이익을 개선하고자 한다. 또한, 본 장치의 각 구성요소 사이의 결합 관계를 용이하게 하여 유지, 관리가 편리하도록 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 상면에 행과 열을 갖추어 배열되는 복수 개의 금속패드가 형성된 웨이퍼를 준비하는 제1단계; 상기 금속패드에 솔더볼을 각각 배치하는 제2단계; 상기 웨이퍼에 일정 폭과 길이를 갖는 직선 형태의 라인빔레이저를 조사하여 상기 솔더볼을 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 동시에 가열하는 제3단계; 및 상기 라인빔레이저의 조사 위치 또는 상기 웨이퍼의 위치를 일정 간격으로 이동시키면서 상기 웨이퍼의 상면에 배치된 나머지 상기 솔더볼을 순차적으로 가열하는 제4단계; 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법을 제공한다.
상기 제3단계에서, 상기 라인빔레이저의 길이를 상기 웨이퍼의 직경보다 더 길게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제3단계에서, 상기 라인빔레이저의 길이 방향에 대한 에너지 균질도를 90% 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제3단계에서, 상기 라인빔레이저의 폭을 상기 솔더볼의 직경보다 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제3단계에서, 상기 라인빔레이저의 길이 방향에 대한 대칭선이 상기 솔더볼의 중심을 지나가도록 상기 라인빔레이저를 조사하여,
상기 웨이퍼 및 상기 솔더볼을 동시에 가열하는 것이 바람직하다.
라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법을 사용하기 위한 장치로서, 챔버; 상기 챔버 내에 수용되며, 상기 웨이퍼가 안착되는 진공척; 상기 챔버의 상측 공간에 배치되며, 상기 라인빔레이저가 조사되는 빔조사부; 및 상기 라인빔레이저가 통과되는 라인슬릿공이 형성되며, 상기 웨이퍼에서 반사되는 상기 라인빔레이저가 재반사되는 것을 차단시키는 빔덤프부;를 포함하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치를 제공한다.
상기 빔덤프부의 하면에는 상기 라인빔레이저가 무반사되도록 규칙적 또는 비규칙적으로 배열되는 돌부가 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법 및 그 장치는 WLP 공정에서 솔더볼에 대한 리플로우 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. 즉, 리플로우 공정을 고속으로 진행할 수 있다. 구체적으로, 행 또는 열 단위로 이격 배열되는 복수 개의 솔더볼을 라인빔레이저를 통해 동시에 리플로우할 수 있다. 또한, WLP 공정에서 라인빔레이저를 통해 레이저의 에너지 출력, 에너지 밀도 등을 감소시킬 수 있다.
또한, 일 실시예는 WLP 공정에서 라인빔레이저를 통해 웨이퍼에 가해질 수 있는 비틀림 현상 등 열적 손상을 최소화할 수 있다. 이를 통해, WLP 공정의 신뢰성을 확보하고, 생산성을 전체적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이를 통해 제품 원가를 절감하고 경영상 이익을 개선할 수 있다. 또한, 본 장치의 각 구성요소 사이의 결합 관계를 용이하게 하여 유지, 관리가 편리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법에서, 라인 빔 레이저를 이용하여 솔더 볼을 가열하는 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 라인 빔 레이저의 길이 방향에 대한 에너지 균일도를 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 3-3`방향 측면도를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 평면도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 5의 평면도를 도시한 도면.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법에서, 라인 빔 레이저를 이용하여 솔더 볼을 가열하는 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 라인 빔 레이저의 길이 방향에 대한 에너지 균일도를 보여주는 도면이며, 도 3은 도 1의 3-3`방향 측면도를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 평면도를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법은 제1단계 내지 제4단계를 포함할 수 있다. 먼저, 제1단계는 웨이퍼(10)를 준비하는 단계이다. 웨이퍼(10)(wafer)는 반도체 소자(칩) 등이 실장되는 원형 박판을 의미한다. 웨이퍼(10)의 상면에는 행과 열을 갖추어 일정 피치로 배열되는 복수 개의 금속패드(20)가 형성되어 있다. 한편, 제1단계는 준비한 웨이퍼(10)의 상면에 플럭스를 프린팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 플럭스는 솔더링 과정에서 접착면의 산화를 방지하고, 금속패드(20)와 솔더볼(30) 사이의 접합 강도를 향상시킨다.
또한, 솔더볼(30)이 녹는점에 도달하면 솔더 범프가 형성되고 경화가 이루어지는데, 이 때 플럭스는 솔더 범프 내 금속 사이의 결합이 취약한 부분을 보호하여 진동, 충격 등에 대한 기계적 특성을 향상시킨다. 이를 위해, 적절한 소재의 플럭스 선택이 필요하다. 예를 들어, 솔더 파우더에 플럭스를 첨가하여 제조되는 솔더 페이스트를 웨이퍼(10) 상면에 도포하는 방법으로 플럭스를 프린팅할 수 있다.
제2단계는 금속패드(20)에 솔더볼(30)을 각각 배치하는 단계이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더볼(30)의 직경(D)은 0.06 mm 내지 0.2 mm 이내 범위인 것이 바람직하다. 솔더볼(30)은 예를 들어, 수용용기(bowl)에 담겨 있을 수 있다. 솔더볼(30)은 이송유닛에 의해 픽업되어 웨이퍼(10)에 형성된 각 금속패드(20)의 상면에 위치하게 된다. 이송유닛은 예를 들어, 헤드부(미도시)와, 헤드부의 하면에 배치되며 복수 개의 통공을 통해 진공 흡입력을 제공하는 부착플레이트(미도시) 등을 포함할 수 있다. 솔더볼(30)은 부착플레이트를 통해 이송유닛에 복수 개 부착될 수 있다. 제2단계 이후, 웨이퍼(10)의 상면에는 솔더볼(30)이 행과 열을 갖추어 일정 피치로 배열되게 된다.
그 다음, 제3단계는 웨이퍼(10)에 일정 폭과 길이를 갖는 직선 형태의 라인빔레이저(40)를 조사하여 솔더볼(30)을 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 동시에 가열하는 단계이다. 여기서, 라인빔레이저(40)는 웨이퍼(10)의 연직 상방에서 솔더볼(30)을 향해 수직으로 조사될 수 있다. 이와 달리, 라인빔레이저(40)는 웨이퍼(10)의 상측에서 일정 경사각으로 솔더볼(30)을 향해 조사될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 출사면 즉, 웨이퍼(10)의 상면에서 라인빔레이저(40)의 빔 형상은 예를 들어, 가늘고 긴 직사각형일 수 있다. 따라서, 라인빔레이저(40)는 일정 폭과 길이를 갖게 된다. 즉, 라인빔레이저(40)는 면적을 갖는 면 광원의 형태이다.
구체적으로, 웨이퍼(10)에 조사되는 라인빔레이저(40)의 길이(2L)를 웨이퍼(10)의 직경(2R)보다 더 길게 형성할 수 있다. 일 실시에에 따른 웨이퍼(10)의 직경은 예를 들어, 300 mm 일 수 있다. 이 때, 라인빔레이저(40)의 길이를 예를 들어, 330 mm로 설정할 수 있다.
또한, 라인빔레이저(40)의 폭(W)을 솔더볼(30)의 직경(D)보다 더 크게 형성할 수 있다. 일 실시예는 솔더볼(30)의 직경을 고려하여, 라인빔레이저(40)의 폭을 0 mm 내지 2 mm 이하로 형성할 수 있다. 그 결과, 라인빔레이저(40)는 솔더볼(30)을 가열하는 과정에서 솔더볼(30) 및 그 주변 웨이퍼(10)를 동시에 가열할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 라인빔레이저(40)는 길이 방향에 대한 대칭선(I)이 솔더볼(30)의 중심을 지나가도록 라인빔레이저(40)를 조사하여, 웨이퍼(10) 및 솔더볼(30)을 동시에 가열하는 것이 바람직하다. 즉, 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 배열되는 각 솔더볼(30)의 중심 사이를 연결하는 가상선과 대칭선을 서로 일치하도록 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 라인빔레이저(40)는 웨이퍼(10) 및 솔더볼(30)을 동시에 가열할 수 있는 바, 라인빔레이저(40)의 에너지 출력과 에너지 밀도를 낮출 수 있다. 이는, 동시에 솔더볼(30)의 가열 공정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 도 3을 참고하면, 솔더볼(30)이 위치하지 않는 그 주변 웨이퍼(10) 표면(c)도 라인빔레이저(40)에 의해 가열되어 일정 온도를 갖게 된다. 이와 달리, 솔더볼(30)이 위치하는 웨이퍼(10) 부분(d)은 라인빔레이저(40)에 의해 솔더볼(30)을 경유하여 전달되는 열의 집중 현상으로 인해 그 주변 웨이퍼(10)보다 더 높은 온도를 갖게 된다.
이와 달리, 솔더볼(30)만 가열하는 경우 즉, 그 주변 웨이퍼(10)에 대한 직접적인 가열이 없는 경우, 솔더볼(30)이 위치하지 않는 그 주변 웨이퍼(10)의 표면 온도는 크게 달라지지 않는다. 이 때, 라인빔레이저(40)에 의한 열은 솔더볼(30) 하측에 위치하는 웨이퍼(10)를 통해 그 주변 웨이퍼(10)로 확산될 수 있다. 즉, 열의 확산에 의해, 레이저는 더 높은 에너지 출력, 더 높은 에너지 밀도를 갖도록 설정해야 한다. 이는, 솔더볼(30)이 타거나 터지도록 할 수 있다.
또한, 라인빔레이저(40)의 길이 방향에 대한 에너지 균질도를 90% 이상으로 형성할 수 있다. 일반적으로, 레이저는 가우시안 분포에 의해 중심부에 에너지가 집중된다. 그러나, 일 실시예에 따른 라인빔레이저(40)는 중심부을 기준으로 길이 방향에 대해 좌우 대칭적인 에너지 분포를 갖는 것이 바람직하다.
구체적으로, 라인빔레이저(40)는 균질영역(42)과 비균질영역(44)을 포함할 수 있다. 균질영역(42)은 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 배열되는 솔더볼(30)이 수용되는 영역을 의미한다. 균질영역(42)의 길이는 적어도 웨이퍼(10)의 직경(2R)보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 라인빔레이저(40)의 균질영역(42)의 길이를 웨이퍼(10)의 직경에 대응하여 300 mm로 형성할 수 있다. 또한, 균질영역(42)의 폭은 적어도 솔더볼(30)의 직경(D)보다 큰 것이 바람직하다. 균질영역(42)은 라인빔레이저(40)의 에너지 분포가 길이 방향에 관계없이 균질한 영역을 의미한다. 그 결과, 균질영역(42)에서 복수 개의 각 솔더볼(30)에 가해지는 에너지는 일정할 수 있다.
이에 반해, 비균질영역(44)은 라인빔레이저(40)의 에너지 분포가 가장자리 측으로 갈수록 감소하는 비균질한 영역을 의미한다. 이런, 비균질영역(44)은 균질영역(42)의 양측 가장자리에 대칭적으로 형성될 수 있다. 따라서, 라인빔레이저(40)의 조사 위치는 어느 하나의 솔더볼(30)이라도 비균질영역(44) 내에 수용되지 않도록 설정되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따른 라인빔레이저(40)는 균질영역(42)과 비균질영역(44)을 포함하고 있어, 에너지의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
제4단계는 라인빔레이저(40)의 조사 위치 또는 웨이퍼(10)의 위치를 일정 간격으로 이동시키면서 웨이퍼(10)의 상면에 배치된 나머지 솔더볼(30)을 순차적으로 가열하는 단계이다. 여기서, 라인빔레이저(40)는 후술할 빔조사부(300)를 통해 조사될 수 있다. 이런, 라인빔레이저(40)의 조사 위치는 빔조사부(300)의 이동에 따라 달라지도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 라인빔레이저(40)의 조사 위치는 빔조사부(300)의 위치가 고정되고 예를 들어, 갈바노미터 등을 사용하여 레이저의 이동 경로가 조절되는 방법으로 변경시킬 수 있다.
이와 달리, 라인빔레이저(40)의 조사 위치를 고정시키고, 웨이퍼(10)의 위치를 일정 간격 이동시킬 수 있다. 이는 웨이퍼(10)가 안착되는 진공척(200) 또는 챔버(100)의 이동에 따라 달라지도록 구성될 수 있다.
또한, 라인빔레이저(40)에 의해 웨이퍼(10) 및 솔더볼(30)은 순간적으로 가열될 수 있다. 이 때, 솔더볼(30)의 가열 온도는 200℃ 내지 250℃ 범위 이내인 것이 바람직하다. 이 때, 솔더볼(30)의 하측은 국부적으로 용융되어 금속패드(20)에 약한 부착 상태가 될 수 있다. 즉, 제4단계 및 제5단계에서, 솔더볼(30)의 하측을 국부적으로 용융시켜 금속패드(20)의 상면에 솔더 범프를 형성시킬 수 있다.
또한, 제4단계 및 상기 제5단계에서, 라인빔레이저(40)에 의해 제공되는 열이 솔더볼(30) 및 금속패드(20)를 순차적으로 통과하여, 솔더볼(30)의 연직 하측에 위치하는 웨이퍼(10)를 통해 그 하방 또는 그 주변으로 전파되지 않도록, 라인빔레이저(40)의 에너지 밀도를 조절하는 것이 바람직하다.
이하, 전술한 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법을 사용하기 위한 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 평면도를 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치는 챔버(100), 진공척(200), 빔조사부(300), 빔덤프부(400) 등을 포함할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 일정 크기의 수용 공간을 제공한다. 챔버(100)는 그 내부가 질소로 충진되어, 솔더볼(30)의 가열 과정에서 발생하는 산화 현상을 방지할 수 있다. 이를 위해, 챔버(100)의 일측에는 질소의 공급 및 배출이 가능한 각 구조가 형성될 수 있다. 이런 챔버(100)는 질소의 누출 방지를 위해 밀폐 형성될 수 있다. 한편, 챔버(100)의 상면에는 라인빔레이저(40)가 투과되는 윈도우창(110)이 전부 또는 부분적으로 형성될 수 있다. 윈도우창(110)은 라인빔레이저(40)를 흡수하지 않는 재질로 형성된다. 챔버(100)는 솔더부의 행 또는 열 간격에 대응하여 선형으로 이송될 수 있다.
진공척(200)은 챔버(100) 내에 수용되며, 웨이퍼(10)가 안착되도록 한다. 진공척(200)의 상부는 일정 두께를 갖는 원판 형상일 수 있다. 그리고, 진공척(200)의 상부 상면은 평탄하여 웨이퍼(10)가 안착될 수 있도록 한다. 또한, 진공척(200)의 하부는 관 형상으로, 챔버(100)에 끼움 결합될 수 있다. 진공척(200)의 상부 상면은 웨이퍼(10)가 고정 배치되도록 한다. 이를 위해, 진공척(200)은 웨이퍼(10)의 하면과 면접하여 웨이퍼(10)를 흡착시키는 흡착유닛을 포함할 수 있다.
구체적으로, 흡착유닛은 진공척(200)의 상부 상면을 통해 노출되는 복수 개의 홀(212)(hole), 홀(212)과 각각 연통되어 공기의 이동 통로를 제공하는 에어통로부(214), 에어통로부(214)와 연통되며 공기를 흡입하여 웨이퍼(10)와 진공척(200) 사에에 진공 상태가 형성되도록 하는 공기흡입부(미도시) 등을 포함할 수 있다. 홀(212)은 진공척(200)의 상부 상면에서 연직 하방으로 연장되는 구조일 수 있다. 에어통로부(214)는 진공척(200)의 상부 내측 공간에 형성되어 공기흡입부를 통해 흡입되는 공기가 이동되는 통로 역할을 한다.
웨이퍼(10) 및 솔더볼(30)은 라인빔레이저(40)에 의해 가열된다. 그 과정에서, 웨이퍼(10)는 열에 의한 비틀림 현상으로 손상될 수 있다. 진공척(200)은 특히 전술한 제3단계 또는 제4단계에서 웨이퍼(10)의 비틀림 현상을 방지하기 위해 웨이퍼(10)를 고정시킨다. 이 때, 공기흡입부가 동작하면, 진공척(200)은 웨이퍼(10)를 흡착 고정시킬 수 있다.
빔조사부(300)는 챔버(100)의 상측 공간에 배치되며, 라인빔레이저(40)가 조사되도록 한다. 여기서, 레이저는 어느 한 종류로 제한되지 않으며, 라인빔레이저(40)를 형성시킬 수 있는 모든 종류를 포함할 수 있다. 빔조사부(300)는 단일 광원의 레이저를 라인빔레이저(40)의 형태로 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 빔조사부(300)는 빔쉐이퍼 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 빔조사부(300)는 에너지 균일도를 위해 플랫탑컨버터 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 빔조사부(300)는 라인빔레이저(40)의 조사 위치, 조사 각도 등을 조절시킬 수 있는 구성을 더 포함할 수 있다. 또한, 빔조사부(300)는 솔더부의 행 또는 열 간격에 대응하여 선형으로 이송될 수 있다.
빔덤프부(400)는 라인빔레이저(40)가 통과되는 라인슬릿공(420)이 형성되며, 웨이퍼(10)에서 반사되는 라인빔레이저(40)가 재반사되는 것을 차단시킬 수 있다. 이를 위해, 빔덤프부(400)의 하면에는 라인빔레이저(40)가 무반사되도록 규칙적 또는 비규칙적으로 배열되는 돌부(410)가 형성될 수 있다. 빔덤프부(400)는 챔버(100)의 상측 공간에 배치되며, 빔조사부(300)의 선형 이송에 대응하여 동일 간격으로 함께 선형 이송될 수 있다. 여기서, 빔덤프부(400)는 웨이퍼(10)에서 반사되는 라인빔레이저(40)에 의한 손상을 방지한다.
한편, 일 실시예에 따른 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치는 빔조사부(300)와 솔더볼(30) 사이에 마스크부(미도시)를 포함하지 않는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 웨이퍼 20: 금속패드
30: 솔더볼 40: 라인빔레이저
42: 균질영역 44: 비균질영역
W: 라인빔레이저의 폭 2L: 라인빔레이저의 길이
D: 솔더볼의 직경 I: 대칭선
2R: 웨이퍼의 직경
100: 챔버 200: 진공척
300: 빔조사부 400: 빔덤프부
110: 윈도우창 212: 홀
214: 에어통로부 410: 돌부
420: 라인슬릿공

Claims (7)

  1. 상면에 행과 열을 갖추어 배열되는 복수 개의 금속패드가 형성된 웨이퍼를 준비하는 제1단계;
    상기 금속패드에 솔더볼을 각각 배치하는 제2단계;
    상기 웨이퍼에 일정 폭과 길이를 갖는 직선 형태의 라인빔레이저를 조사하여 상기 솔더볼을 행 또는 열 중 어느 하나의 단위로 동시에 가열하는 제3단계; 및
    상기 라인빔레이저의 조사 위치 또는 상기 웨이퍼의 위치를 일정 간격으로 이동시키면서 상기 웨이퍼의 상면에 배치된 나머지 상기 솔더볼을 순차적으로 가열하는 제4단계; 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 라인빔레이저의 길이를 상기 웨이퍼의 직경보다 더 길게 형성하는 것을 특징으로 하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 라인빔레이저의 길이 방향에 대한 에너지 균질도를 90% 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 라인빔레이저의 폭을 상기 솔더볼의 직경보다 더 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3단계에서,
    상기 라인빔레이저의 길이 방향에 대한 대칭선이 상기 솔더볼의 중심을 지나가도록 상기 라인빔레이저를 조사하여,
    상기 웨이퍼 및 상기 솔더볼을 동시에 가열하는 것을 특징으로 하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 방법을 사용하기 위한 장치로서,
    챔버;
    상기 챔버 내에 수용되며, 상기 웨이퍼가 안착되는 진공척;
    상기 챔버의 상측 공간에 배치되며, 상기 라인빔레이저가 조사되는 빔조사부; 및
    상기 라인빔레이저가 통과되는 라인슬릿공이 형성되며, 상기 웨이퍼에서 반사되는 상기 라인빔레이저가 재반사되는 것을 차단시키는 빔덤프부;를 포함하는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 빔덤프부의 하면에는 상기 라인빔레이저가 무반사되도록 규칙적 또는 비규칙적으로 배열되는 돌부가 형성되는 라인 빔 레이저를 이용한 솔더 볼의 부착 장치.
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