KR100725013B1 - 웨이퍼 그라인딩 후 테이프의 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 백그라인딩 동안 웨이퍼의 손상 방지를 위해 부착되는 테이프를 용이하게 제거하여 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있는 테이프 제거방법에 관한 것이다.

이를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법은 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 다수의 패드가 상면에 형성된 웨이퍼의 전면에 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 포토 레지스트막 상에 접착 테이프를 라미네이션하는 단계; 상기 웨이퍼의 후면을 일정두께만큼 그라인딩하는 단계; 상기 웨이퍼를 소잉하여 개별 반도체 소자를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼 상면에 잔류하는 상기 포토 레지스트와 상기 접착 테이프를 제거할 수 있도록 애싱공정을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법은 웨이퍼에서 포토 레지스트막을 노광 마스크 없이 노광공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

백그라인딩, 포토 레지스트, 테이프

Description

웨이퍼 그라인딩 후 테이프의 제거 방법{Method of removing the tape using while the wafer is grinded}

도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 따른 테이프 제거 공정을 순차적으로 나타내는 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 공정 순서를 나타내는 플로우차트이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 웨이퍼 13 : 포토 레지스트

15 : 테이프 20 : 그라인더

본 발명은 웨이퍼의 백그라인딩 동안 웨이퍼 상면에 형성된 전자회로의 손상 방지를 위해 부착한 테이프를 용이하게 제거하여 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있는 테이프 제거방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 실리콘 웨이퍼에 이온 주입, 박막 증착 등의 수많은 공정을 실행함으로써 형성된다. 그러나, 반도체 소자가 경박단소(輕薄短小)화됨에 따라, 그 두께를 얇게 하기 위해 통상적인 웨이퍼의 백그라인딩이 수행되고 있다.

이러한 백그라인딩은 전자회로가 형성되지 않은 웨이퍼의 후면을 일정 두께만큼 제거함으로써, 50㎛ 이하의 두께로 반도체 소자를 형성하기 위한 것이다.

백그라인딩 공정은 우선 다양한 공정을 통해 전자회로가 형성된 웨이퍼의 전면에 웨이퍼 전면의 손상을 방지하기 위한 테이프를 라미네이션(lamination)한 후, 웨이퍼의 후면을 고속 회전하는 다이아몬드 블레이드(Diamond Blade)를 이용하여 일정 두께만큼 깍아 낸다.

그리고, 각각의 반도체 소자로 제거될 수 있도록 소잉(Sawing) 공정을 진행한 후, UV광을 조사하여 웨이퍼 상면에 부착된 테이프를 제거한다.

이와 같은 기계적인 연마방법으로 인하여 고집적화 고박형화된 반도체 소자들로 이루어진 두께가 얇은 웨이퍼에는 큰 압력과 힘을 가해지기 때문에 웨이퍼에는 적지 않은 스트레스가 가해져 반도체 소자가 파손됨에 따라 불량이 발생할 수 있다.

즉, 백그라인딩 된 웨이퍼의 두께가 얇기 때문에 웨이퍼의 전면 또는 후면과 수직 방향으로 작용하는 힘에 의하여 쉽게 크랙되는(깨지는) 현상이 발생한다.

이를 방지하기 위하여, 웨이퍼의 전면에 부착되는 테이프는 강한 힘으로 웨이퍼를 지지할 수 있도록 높은 접착력이 요구되나, 이러한 접착력으로 인하여 테이프를 웨이퍼로부터 제거할 때, 접착성분이 웨이퍼의 전자회로 상에 잔류하게 되어 반도체 소자의 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다.

또한, 이러한 잔류물을 무리하게 제거하는 경우, 웨이퍼에 또한 높은 압력과 힘이 가해지기 때문에 크랙이 발생되어 웨이퍼의 생산 소율이 저하될 수 있다.

본 발명은 웨이퍼의 백그라인딩 시 웨이퍼를 안정적으로 지지하도록 부착된 테이프를 용이하게 제거할 수 있는 테이프 제거방법을 제공하여 반도체 생산 수율을 향상시키고 제조 공정을 단순화시키는 데 그 목적이 있다.

이를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법은 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 다수의 패드가 상면에 형성된 웨이퍼의 전면에 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 포토 레지스트막 상에 접착 테이프를 라미네이션하는 단계; 상기 웨이퍼의 후면을 일정두께만큼 그라인딩하는 단계; 상기 웨이퍼를 소잉하여 개별 반도체 소자를 형성하는 단계; 상기 웨이퍼 상면에 잔류하는 상기 포토 레지스트와 상기 접착 테이프를 제거할 수 있도록 애싱공정을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법은 웨이퍼에서 포토 레지스트막을 노광 마스크 없이 노광공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법은 상기 포토 레지스트를 제거하는 애싱공정은 산소기나 산소이온에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 따라 본 발명에 따른 웨이퍼 그라인딩 후 테이프 제거 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 도 1a와 같이, 집적회로 제조 공정이 완료된 웨이퍼(10)를 준비한다. 웨이퍼를 구성하는 집적회로가 형성된 반도체 소자의 상면(10a)에는 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 다수의 패드가 형성되어 있다.

상기 웨이퍼(10)의 상면(10a)에 포토 레지스트를 도포한 다음 스피닝시켜 얇은 막을 형성한 후, 경화시키면 상기 반도체 소자의 집적회로를 커버할 수 있는 포토 레지스트막(13)이 형성된다.

포토 레지스트는 점성과 유동성을 갖는 유체이므로 스핀코터에 의해 웨이퍼(10)가 고속 회전함에 따라 원심력에 의해 웨이퍼(10)의 주변부로 점차 퍼져나가게된다. 이러한 포토 레지스트를 진공 건조시키고, 소프트 베이킹 하면 직접회로가 형성된 상기 웨이퍼(10)의 상면에 얇은 포토 레지스트막(13)이 형성된다.

이때, 상기 포토 레지스트는 열 또는 광에 반응하는 열 릴리스(thermal release) 또는 자외선 릴리스(UV release)계열의 포토 레지스트일 수 있다.

포토 레지스트는 자외선, X선 및 전자선 등에 노출될 때 물질의 특성이 변하여 후속 처리를 통하여 빛을 받은 부분이나 그렇지 않은 부분을 현상액으로 선택적으로 제거할 수 있는 물질을 말한다.

그 다음, 도 1b에서 도시된 바와 같이, 상기 포토 레지스트막(13)의 상면 즉, 상기 웨이퍼의 상면(10a)측에 그라인딩용 테이프(15)가 부착된다. 상기 웨이퍼(10)에 부착되는 그라인딩용 테이프(15)는 그라인딩 공정 중에 웨이퍼의 손상을 막아줄 정도의 접착성을 갖고 있으며, 웨이퍼(10)와 비슷하게 원형으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 그라인딩용 테이프(15)는 그라인더(20)에 의해 웨이퍼(10)가 그라인딩되면서 발생하는 이물질 또는 물기등이 웨이퍼(10)의 회로면을 타격하지 못하도록 하는 것으로써 웨이퍼(10)의 회로면을 보호하는 테이프이다.

도 1c와 같이, 테이프(15)가 부착된 웨이퍼(10)를 뒤집은 상태로 웨이퍼 연마기 위에 안착시켜 버큠으로 고정시킨 다음, 웨이퍼 연마기(20)로 상기 웨이퍼(10b)의 뒷면을 연마한 후, 상기 웨이퍼(10)의 그라인딩이 완료된 뒷면에 탈이온수를 사용하여 클리닝 한다.

이후, 도 1d에서 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(10)를 반도체 소자로 1개씩 제거하기 위해 절단하는 소잉 작업을 실시한다.

웨이퍼(10)의 후방면(10b)에는 그라인딩용 테이프(15)가 부착되어 있으므로, 이를 웨이퍼 소잉용 지지대에 탑재시킨후, 다이아몬드 블레이드 등을 이용하여 스크라이브 라인을 따라서 웨이퍼를 절단하면 개별 반도체 소자로 제거된 채 그라인딩용 테이프(15)의 접착력에 의해 하나의 웨이퍼 형태로 고정되어 있다.

개별적으로 제거된 반도체 소자를 칩 다이에 실장하기 위해서는 상기 웨이퍼의 후방면에 부착된 그리인딩용 테이프(15)를 웨이퍼(10)로부터 제거시켜야 한다.

본 발명의 제 1 실시예에서는 그리인딩용 테이프(15)가 용이하게 웨이퍼(10)로부터 제거될 수 있도록 웨이퍼에, 도 1e에서 도시된 것과 같이, 애싱공정을 실시한다.

이는 웨이퍼(10)의 상면(10a)에 도포된 포토 레지스트 성분을 제거하기 위한 것으로서, 통상의 애싱 공정은 웨이퍼를 공정 챔버에 넣고 적절한 가열 수단을 이 용하여 웨이퍼 온도를 높인 상태에서 플라즈마를 형성함으로써 형성된 플라즈마에 의해 수행된다.

즉, 도 1e와 같이, 애싱공정은 고온에서 실행되기 때문에 포토 레지스트가 이에 반응하여 점성을 띄게 되고 이에 따라 이를 개재로 서로 연결되어 있는 상기 웨이퍼(10)와 그라인딩용 테이프(15)는 제거된다.

그리고, 상기 애싱공정을 통하여 웨이퍼(10) 상면에서 잔류하는 포토 레지스트가 제거된다.

반도체 애싱 장치를 이용한 애싱 공정은 먼저, 상면에 포토 레지스트막(13)이 형성된 웨이퍼(10)를 소정의 온도로 가열된 웨이퍼 척에 안착시킨 후, 웨이퍼를 가열하여 웨이퍼의 온도가 애싱 공정 온도에 도달될 시, 가스 공급부로부터 반응 가스 및 플라즈마 소스를 공급하여, 플라즈마(Plasma) 상태의 산소 라디칼(Radical)에 의해 공정 챔버 내부에 탑재된 웨이퍼(10) 상의 포토 레지스트 막과 산소 라디칼이 서로 반응하여 포토 레지스트 막을 제거하는 것이다.

이때, 본 발명에 따른 애싱공정은 산소기나 산소이온에 의해 형성된 플라즈마를 이용한다.

이 후, 소잉된 반도체 소자를 리드 프레임 등의 다이에 1개씩 접착제를 사용하여 본딩하는 다이 본딩공정, 와이어 본딩 공정, 몰딩 공정, 트리밍 공정, 포밍 공정을 순차적으로 진행하여 반도체 패키지를 제조할 수 있다.

상기한 설명과 달리, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 포토 레지스트막(13)의 용이한 제거를 위하여 노광 공정을 실시할 수도 있다.

즉, 상기 웨이퍼(10)의 상면(10a)에 포토 레지스트를 도포한 다음 경화시켜 포토 레지스트막(13)을 형성한 후, 노광 마스크 없이 전체적으로 포토 레지스트를 노광시킬 수도 있다.

이는 상기 포토 레지스트가 자외선, X선 및 전자선 등에 노출될 때 물질의 특성이 변하는 특성을 이용하는 것으로서, 노광공정을 실행한 포토 레지스트막(13)에 그라인딩용 테이프(15)를 부착하고, 웨이퍼 그라인딩 공정을 실행한다.

이후, 100~200℃ 정도의 열을 상기 웨이퍼에 가해주면 화학 구조가 변해(wolf rearrangement) 현상액에 아주 잘 녹아서 제거되므로 용이하게 상기 그라인딩용 테이프(15)를 상기 웨이퍼(10) 상에서 제거할 수 있다.

그 다음에, 상기와 동일하게 상기 웨이퍼(10) 상에 잔류할 수 있는 포토 레지스트를 애싱공정을 통하여 제거한다.

즉, 본 발명에 따른 테이프 제거방법은 접착 테이프(15)와 웨이퍼(10) 사이에 포토 레지스트를 개재시킴으로써, 상기 포토 레지스트의 상변화에 의하여 용이하게 웨이퍼(10)로부터 그라인딩용 테이프(15)를 제거함으로써, 반도체 소자를 소잉 후 픽업하는 단계에서 발생하던 칩핑 현상도 방지될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 테이프 제거 공정은 도 2에서 도시된 것과 같이, 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 다수의 패드가 상면에 형성된 웨이퍼의 전면에 포토 레지스트를 도포하여, 포토 레지스트막을 형성한다(S11).

그리고, 상기 포토 레지스트막상에 접착 테이프를 라미네이션한 후(S12), 상기 웨이퍼의 후면을 일정두께만큼 그라인딩하는 공정을 실행한다(S13).

이때, 상기 접착 테이프는 제거한 후, 소잉 공정용 접착 테이프를 재 부착할 수도 있다. 이 후, 상기 웨이퍼를 각각의 반도체 소자로 제거될 수 있도록 소잉하여 개별 소자로 분리한 후(S14), 상기 웨이퍼에 애싱공정을 실시하여 포토 레지스트를 제거함으로써 상기 웨이퍼상에서 접착 테이프를 분리한다(S15).

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼의 상면에 포토 레지스트를 도포하고 그 상면에 그라인딩용 테이프를 부착한 후, 열 또는 광을 가하면 변화되는 포토 레지스트의 상변화 현상을 이용하여 상기 웨이퍼로부터 테이프를 용이하게 제거할 수 있으므로 반도체 생산 수율이 향상된다.

그리고, 접착 테이프의 잔류물이 반도체 소자의 상면에 달라 붙어서 본딩 패드를 덮는 것을 방지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 웨이퍼의 상면에 포토 레지스트막과 테이프에 의한 지지막이 형성되므로 그라인딩 공정시 가해지는 스트레스에 의해 반도체 칩이 휘어짐 및 크랙이 방지되어 반도체 소자의 전기적 특성을 확보할 수 있다.

Claims (3)

1. 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 다수의 패드가 상면에 형성된 웨이퍼의 전면에 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트막을 형성하는 단계;

   상기 포토 레지스트막 상에 접착 테이프를 라미네이션하는 단계;

   상기 웨이퍼의 후면을 일정두께만큼 그라인딩하는 단계;

   상기 웨이퍼를 소잉하여 개별 반도체 소자를 형성하는 단계;

   상기 웨이퍼 상면에 잔류하는 상기 포토 레지스트와 상기 접착 테이프를 제거할 수 있도록 애싱공정을 실시하는 단계;

   상기 포토 레지스트를 제거하는 애싱공정은 산소기나 산소이온에 의해 형성된 플라즈마에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 그라인딩후 테이프의 제거 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 웨이퍼에서 포토 레지스트막을 노광 마스크없이 노광공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 그라인딩 후 테이프의 제거 방법.

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