KR102615699B1 - Retention method of semiconductor wafer and fabrication method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼 보유 방법을 얻는 것이다. 범프를 갖는 반도체 웨이퍼를 이송가공 시에는 지지체에 강하게 보유시키고, 가공완료 후에는 지지체와 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리하는 것이 양립될 수 있다. 본 발명의 반도체 웨이퍼 보유 방법은 범프를 갖는 반도체 웨이퍼의 범프가 형성된 면에 상기 범프를 채우기 위해 경화성 수지를 도포하는 도포 공정과, 상기 경화성 수지를 경화하는 경화 공정과, 경화된 상기 경화성 수지의 상기 반도체 웨이퍼와는 반대 측의 면에 지지 기판을 흡착하는 흡착 공정을 가진다.The object of the present invention is to obtain a method for holding a semiconductor wafer. It is possible to maintain the semiconductor wafer with bumps strongly on the support during transfer processing and to easily separate the support and the semiconductor wafer after processing is completed. The semiconductor wafer holding method of the present invention includes an application process of applying a curable resin to the bumped surface of a semiconductor wafer having bumps to fill the bumps, a curing process of curing the curable resin, and the curing of the cured curable resin. It has an adsorption process to adsorb the support substrate to the side opposite to the semiconductor wafer.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 보유 방법 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of holding a semiconductor wafer and a method of manufacturing a semiconductor device.
반도체 웨이퍼의 박막화 요구는 메모리 장치의 용량의 증가와 데이터 전송 속도의 고속화 대응 필요성을 배경으로 하여 강력하게 추진되고 있다. 한편, 반도체 웨이퍼가 얇아지면 반도체 웨이퍼의 이송 시에 반도체 웨이퍼에 변형이 생기는 등의 문제가 발생한다.The demand for thinner semiconductor wafers is being strongly promoted against the backdrop of the need to respond to increased capacity of memory devices and faster data transfer speeds. On the other hand, as the semiconductor wafer becomes thinner, problems such as deformation of the semiconductor wafer occur during transportation of the semiconductor wafer.
반도체 웨이퍼 이송 시에 변형 등을 방지하는 수단으로서 반도체 웨이퍼를 지지하는 지지 기판을 이용하는 방법이 알려져 있다.A method of using a support substrate to support a semiconductor wafer is known as a means of preventing deformation, etc. during transportation of a semiconductor wafer.
예를 들어 특허 문헌 1에는 반도체 웨이퍼와 지지 기판을 접착제를 통해 접착하여 이송 및 가공하는 것이 기재되어있다. 특허 문헌 1은 일본특허 공개공보 2005-116610호이다. For example, Patent Document 1 describes transferring and processing a semiconductor wafer and a support substrate by bonding them with an adhesive. Patent Document 1 is Japanese Patent Publication No. 2005-116610.
또한, 예를 들어 특허 문헌 2에는 반도체 웨이퍼를 베이스 기재에 흡착 파지하는 것이 기재되어 있다. 특허 문헌 2는 일본특허 공개공보 2005-116610호이다. Additionally, for example, Patent Document 2 describes holding a semiconductor wafer by adsorption on a base substrate. Patent Document 2 is Japanese Patent Publication No. 2005-116610.
그러나 지금까지의 방법으로는 범프를 갖는 반도체 웨이퍼를 이송 가공시 에는 지지체에 강하게 보유시키되, 가공완료 후에는 지지체와 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리하는 것이 양립될 수 없었다.However, with the existing methods, it was not possible to maintain the semiconductor wafer with bumps strongly on the support during transfer processing, but easily separate the support and the semiconductor wafer after processing was completed.
예를 들어, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 접착제를 사용하여 지지 기판과 접착한 경우에는, 지지 기판에 반도체 웨이퍼를 강하게 보유시킬 수 있다. 그러나, 지지 기판과 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리할 수 없다는 문제가 있다.For example, when the semiconductor wafer is bonded to the support substrate using an adhesive as described in Patent Document 1, the semiconductor wafer can be strongly held by the support substrate. However, there is a problem that the support substrate and the semiconductor wafer cannot be easily separated.
접착제를 반도체 웨이퍼로부터 박리 시, 지지 기판으로부터 분리 방법으로는 열에 의한 박리법, 레이저를 이용한 박리법, 약액으로 용해하는 박리 법, 화학적 박리법 등이 알려져 있다. 그러나 어떤 방식으로든 점착제의 박리 시에 범프가 누락(범프 손상)될 수 있다. 또한 지지 기판은 재사용될 것이 요구되고 있지만, 지지 기판 측에 남아있는 접착제를 완전히 제거하기 위한 세정 공정 등에는 시간과 비용이 소요된다.When peeling an adhesive from a semiconductor wafer, known methods for separating the adhesive from the support substrate include a peeling method using heat, a peeling method using a laser, a peeling method dissolving in a chemical solution, and a chemical peeling method. However, when the adhesive is peeled off in any way, the bump may be missing (bump damage). Additionally, the support substrate is required to be reused, but a cleaning process to completely remove the adhesive remaining on the support substrate takes time and costs.
예를 들어, 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이 반도체 웨이퍼를 지지 기판에 흡착하는 방법을 이용한 경우, 접착제 등을 사용하지 않기 때문에 지지 기판과 반도체 웨이퍼를 쉽게 제거할 수 있다. 그러나, 지지 기판에 반도체 웨이퍼를 충분히 강하게 보유하지 못한다. 반도체 웨이퍼의 뒷면을 박막화하기 위해서는 범프가 형성된 면을 지지 기판에 흡착시킬 필요가 있다. 범프에 의한 요철과 흡착하는 지지 기판 사이에 틈새가 발생한다. 즉 충분한 보유력을 유지시키는 것이 어렵다. 또한 그 틈에 파티클 등이 침입하여 반도체 웨이퍼를 오염시킬 우려가 있다.For example, when a method of adsorbing a semiconductor wafer to a support substrate is used as described in Patent Document 2, the support substrate and the semiconductor wafer can be easily removed because no adhesive or the like is used. However, it does not hold the semiconductor wafer strongly enough to the support substrate. In order to thin the back side of a semiconductor wafer, it is necessary to adsorb the surface on which the bumps are formed to a support substrate. A gap occurs between the unevenness caused by the bump and the adsorbing support substrate. In other words, it is difficult to maintain sufficient holding power. Additionally, there is a risk that particles, etc. may enter the gap and contaminate the semiconductor wafer.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 양립 가능한 반도체 웨이퍼의 보유 방법 및 반도체 장치의 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다. The present invention was made in view of the above problems, and its purpose is to obtain a compatible method of holding a semiconductor wafer and a method of manufacturing a semiconductor device.
상기 양립은 범프를 갖는 반도체 웨이퍼를 이송 압력가공 시에는 지지체에 강하게 보유하되, 가공 완료 후에는 지지체와 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리하는 것을 의미한다.The above compatibility means that the semiconductor wafer with bumps is strongly held on the support during transfer pressure processing, but the support and the semiconductor wafer are easily separated after processing is completed.
본 발명자는 예의(銳意)검토 결과, 반도체 웨이퍼 범프가 형성된 면에 반도체 장치의 제작 프로세스의 다음 공정에서 사용되는 소정의 수지로써 범프를 덮는 것에 의해, 양립성을 발견하였다. 즉, 범프를 갖는 반도체 웨이퍼를 이송 가공 시에는 지지체에 강하게 보유하고 가공 완료 후에는 지지체와 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리하는 것이 양립될 수 있다. 그러한 양립성의 발견에 의해 발명이 완성된다. 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 제공한다.As a result of careful examination, the present inventor found compatibility by covering the bumps on the surface of the semiconductor wafer where the bumps were formed with a predetermined resin used in the next step of the semiconductor device manufacturing process. In other words, it is possible to maintain the semiconductor wafer with bumps strongly on the support during transfer processing and to easily separate the support and the semiconductor wafer after processing is completed. The invention is completed through the discovery of such compatibility. The present invention provides the following method to solve the above problems.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 보유 방법은, 범프를 갖는 반도체 웨이퍼의 범프가 형성된 면에 상기 범프를 채우기 위해 경화성 수지를 도포하는 도포 공정과, 상기 경화성 수지를 경화하는 경화 공정과, 경화된 상기 경화성 수지의 상기 반도체 웨이퍼와는 반대측 면에 지지 기판을 흡착하는 흡착 공정을 가진다. A method of holding a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention includes an application process of applying a curable resin to the bumped surface of a semiconductor wafer having bumps to fill the bumps, a curing process of curing the curable resin, It has an adsorption process of adsorbing a support substrate to the surface of the cured curable resin opposite to the semiconductor wafer.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 경화성 수지는 열경화성 수지일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the curable resin may be a thermosetting resin.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 경화 공정에서 상기 경화성 수지는 B 스테이지 상태로 경화될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the curing process, the curable resin may be cured in a B stage state.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 흡착 공정에서 상기 지지 기판은 정전 흡착에 의해 흡착될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the adsorption process, the support substrate may be adsorbed by electrostatic adsorption.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 도포 공정에서 상기 경화성 수지는 스프레이 코팅될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the curable resin may be spray coated in the application process.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 지지 기판의 흡착면의 외주부가 중앙부에 대하여 솟아 있을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the outer peripheral portion of the adsorption surface of the support substrate may be raised relative to the central portion.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 제조방법은, 범프를 갖는 반도체 웨이퍼의 범프가 형성된 면에 상기 범프를 채우기 위해 경화성 수지를 도포하는 도포 공정, 상기 경화성 수지를 경화하는 경화 공정, 및 경화된 상기 경화성 수지의 상기 반도체 웨이퍼와는 반대측 면에 지지 기판을 흡착하는 흡착 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 보유 방법을 이용하여 반도체 웨이퍼를 보유하는 공정을 포함하고, 또한, 보유된 상기 반도체 웨이퍼의 상기 지지 기판을 흡착하고 있지 않는 측면을 박막화하는 공정을 포함한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes an application process of applying a curable resin to fill the bump on the surface of a semiconductor wafer having bumps, a curing process of curing the curable resin, and curing. A process of holding a semiconductor wafer using a holding method of a semiconductor wafer including an adsorption process of adsorbing a support substrate to a side of the curable resin opposite to the semiconductor wafer, and further comprising: holding the semiconductor wafer held therein; It includes a process of thinning the side that is not adsorbing the support substrate.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 보유 방법에 따르면 범프를 갖는 반도체 웨이퍼를 이송 가공 시에는 지지체에 강하게 보유하되 가공 완료 후에는 지지체와 반도체 웨이퍼를 간편하게 분리하는 것이 양립될 수 있다.According to the method of holding a semiconductor wafer of the present invention, it is possible to strongly hold a semiconductor wafer with bumps on a support during transfer processing, but easily separate the support from the semiconductor wafer after processing is completed.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 범프가 형성된 반도체 웨이퍼의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 경화성 수지가 도포된 반도체 웨이퍼의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 경화성 수지를 경화한 후 반도체 웨이퍼의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 지지 기판을 흡착한 반도체 웨이퍼의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer on which bumps are formed according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer coated with a curable resin according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer after curing the curable resin according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer on which a support substrate is adsorbed according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram schematically showing a method of manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram schematically showing a conventional method of manufacturing a semiconductor wafer.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 보유 방법 및 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 대하여, 필요에 따라 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of holding a semiconductor wafer and a method of manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention will be described in detail using drawings as necessary.
이하의 설명에서 예시되는 재료, 치수 등은 일 예로서, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다.The materials, dimensions, etc. illustrated in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and can be implemented with appropriate changes without changing the gist of the present invention.
(반도체 웨이퍼의 보유 방법)(Method of holding semiconductor wafer)
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 보유 방법은 범프를 갖는 반도체 웨이퍼의 범프가 형성된 면에 상기 범프를 채우기 위해 경화성 수지를 도포하는 도포 공정과, 상기 경화성 수지를 경화하는 경화 공정과, 경화된 상기 경화성 수지의 상기 반도체 웨이퍼와는 반대측 면에 지지 기판을 흡착하는 흡착 공정을 가진다. A method of holding a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention includes an application process of applying a curable resin to fill the bump on the bumped surface of a semiconductor wafer having a bump, a curing process of curing the curable resin, and curing It has an adsorption process for adsorbing a support substrate to the surface of the curable resin opposite to the semiconductor wafer.
도 1은 범프가 형성된 반도체 웨이퍼의 단면도이다. 반도체 웨이퍼 (1)의 일면에는 관통 공이 형성되고, 관통 공에는 범프 (2)가 형성되어있다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer on which bumps are formed. A through hole is formed on one side of the semiconductor wafer (1), and a bump (2) is formed in the through hole.
반도체 웨이퍼 (1)는 실리콘, 갈륨 비소 등의 다양한 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 또한 그 일면 및 내부에 소정의 배선 패턴이 형성된 패턴 웨이퍼로 되어 있을 수 있다. The semiconductor wafer 1 can be made of various materials such as silicon and gallium arsenide. Additionally, it may be a patterned wafer with a predetermined wiring pattern formed on one side and inside the wafer.
범프 (2)는 공지의 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 땜납, 은, 구리 등이 사용될 수 있다. 범프 (2)가 반도체 웨이퍼 (1)의 일면 (1a)에서 돌출되는 높이는 특별히 묻지 않는다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 (1)의 일면(1a)에 대해 1 ~ 350μm 등으로 돌출되어 있는 것이 사용될 수 있다.The bump 2 can be made of a known material, for example, solder, silver, copper, etc. The height at which the bump 2 protrudes from one surface 1a of the semiconductor wafer 1 is not particularly limited. For example, one that protrudes by 1 to 350 μm with respect to one surface 1a of the semiconductor wafer 1 may be used.
반도체 웨이퍼 (1)에 소정의 배선 패턴 및 범프를 형성하는 방법은 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 포토 리소그래피 기술 등이 이용될 수 있다.A known method can be used to form a predetermined wiring pattern and bumps on the semiconductor wafer 1. For example, photo lithography technology, etc. may be used.
(도포 공정)(Application process)
도포 공정에서는 범프 (2)가 형성된 반도체 웨이퍼 (1)의 일면 (1a)에 경화성 수지 (3)를 도포한다. 도 2는 경화성 수지가 도포된 반도체 웨이퍼의 단면도이다. 반도체 웨이퍼 (1)의 일면 (1a)은 범프 (2)가 형성된 면이다. In the application process, the curable resin (3) is applied to one side (1a) of the semiconductor wafer (1) on which the bumps (2) are formed. Figure 2 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer coated with curable resin. One side (1a) of the semiconductor wafer (1) is the side on which the bump (2) is formed.
경화성 수지 (3)는 범프 (2)를 채우도록 도포된다. 범프 (2)를 채우도록 도포하면 도포된 경화성 수지 (3)의 반도체 웨이퍼 (1)와는 반대쪽 면을 평탄화할 수 있다. 범프 (2)는 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 전기적인 접점으로 되기 때문에, 범프 (2)는 완전히 매립되지 않고, 표면의 일부가 노출되도록 가공될 수도 있다. Curable resin (3) is applied to fill the bump (2). When applied to fill the bump (2), the surface of the applied curable resin (3) opposite to the semiconductor wafer (1) can be flattened. Since the bump 2 serves as an electrical contact point in the semiconductor device manufacturing method described later, the bump 2 may not be completely buried and may be processed so that a portion of the surface is exposed.
도포 방법으로는, 공지의 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 실장용에 이용되는 필름 형태의 비 도전성 필름을 라미네이팅하는 방법, 경화성 수지 (3)를 스핀 코팅하는 방법, 스프레이 코팅하는 방법 등을 이용하는 것일 수 있다. 특히, 도포 방법으로서는 스프레이 코팅이 이용될 수 있다. As an application method, various known methods can be used. For example, a method of laminating a non-conductive film in the form of a film used for semiconductor packaging, a method of spin coating the curable resin 3, or a spray coating method may be used. In particular, spray coating can be used as an application method.
스프레이 코팅을 이용하면, 도포된 경화성 수지 (3)의 반도체 웨이퍼 (1)와는 반대측 면을 더 평탄하게 할 수 있다. 예를 들어, 비 도전성 필름을 라미네이트하는 경우에는, 범프 (2)의 위에서 열에 의해 라미네이트를 하기 때문에, 라미네이트 후의 표면이 일부 범프 (2)의 형상을 반영하게 되어 버린다. 또한 스핀 코팅의 경우 범프 (2)에 의해, 도포되는 경화성 수지 (3)의 확산이 일부 저해될 수 있다. 이에 비해 스프레이 코팅은 범프 (2)에 의한 요철 형상의 영향을 받지 않고 도포할 수 있다. 경화성 수지 (3)의 반도체 웨이퍼 (1)와는 반대쪽 면을 평탄하게 할 수 있으면, 후술하는 흡착 공정에 있어서 흡착되는 지지 기판과의 밀착성을 높일 수 있다.By using spray coating, the surface of the applied curable resin 3 opposite to the semiconductor wafer 1 can be made flatter. For example, when laminating a non-conductive film, since the lamination is performed on the bump 2 by heat, the surface after lamination will partially reflect the shape of the bump 2. Additionally, in the case of spin coating, the diffusion of the applied curable resin (3) may be partially inhibited by the bump (2). In comparison, spray coating can be applied without being affected by the uneven shape caused by the bump (2). If the surface of the curable resin 3 opposite to the semiconductor wafer 1 can be flattened, adhesion to the support substrate to be adsorbed in the adsorption process described later can be improved.
경화성 수지 (3)는, 반응 후 경화 시에 반도체 웨이퍼 (1)에 밀착하는 것이 사용될 수 있다. 여기서 '밀착'은 이후의 공정에서 박리되지 않는 것임을 의미한다. 종래의 반도체 웨이퍼의 보유 방법에서 사용되는 접착제는 박리하는 것을 고려한 것이다. 그 때문에 반응에 의해 경화하는 것은 사용할 수 없다. 이에 비해 경화성 수지 (3)은 벗겨 분리하는 것(박리)을 고려하지 않기 때문에 본 발명의 실시 예에서는 경화성 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 실장 공정에서 사용되는 봉지 재료 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는 나믹스 회사 제품의 NCF (Non-Conductive Film) 등이 이용될 수 있다.The curable resin 3 may be used to be in close contact with the semiconductor wafer 1 during curing after reaction. Here, ‘adhesion’ means that it does not peel off in the subsequent process. The adhesive used in the conventional semiconductor wafer holding method is designed to be peeled off. Therefore, those that harden by reaction cannot be used. In contrast, since the curable resin 3 does not consider peeling and separation (peeling), the curable resin can be used in embodiments of the present invention. For example, an encapsulation material used in a semiconductor packaging process may be used. Specifically, NCF (Non-Conductive Film) manufactured by Namix Company can be used.
경화성 수지 (3)는 소정의 처리를 실시한 후 경화하는 재료일 수도 있고, 공지의 것이 이용될 수 있다. 예를 들어, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등이 사용될 수 있다. 이들 중에서도 열경화성 수지 (3)가 바람직하다. 열경화성 수지는 열이 전해지는 환경이라면 경화될 수 있으므로, 열경화성 수지 (3)에 밀착되는 부재의 종류 등을 제한하지 않는다.The curable resin 3 may be a material that hardens after a predetermined treatment, and a known material may be used. For example, thermosetting resin, photocurable resin, etc. can be used. Among these, thermosetting resin (3) is preferable. Since the thermosetting resin can be cured in any environment where heat is transmitted, there are no restrictions on the type of member that is in close contact with the thermosetting resin (3).
(경화 공정)(curing process)
이어서 도포한 경화성 수지 (3)을 경화시켜 경화성 수지층 (4)을 형성한다. 도 3은 경화성 수지를 경화한 후의 반도체 웨이퍼의 단면도이다. 경화 성 수지층 (4)은 후술될 것이지만, 반도체 장치(디바이스)의 제조 방법에 있어서 의 봉지층일 수 있다. 경화성 수지 (3)을 경화하는 방법으로는 사용되는 재료의 종류에 따라 공지의 방법이 사용될 수 있다.Next, the applied curable resin (3) is cured to form the curable resin layer (4). Figure 3 is a cross-sectional view of the semiconductor wafer after curing the curable resin. The curable resin layer 4, as will be described later, may be an encapsulation layer in the manufacturing method of a semiconductor device (device). As a method of curing the curable resin 3, a known method can be used depending on the type of material used.
경화성 수지 (3)는 완전히 경화시키지 않고 반경화시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는 B 스테이지 상태로 경화시키는 것이 바람직하다. 여기서 B 스테이지는 전자 회로 기판 등의 분야에서 일반적으로 사용되는 용어이며, 경화성 수지에 있어서 경화 반응의 중간 단계에 있는 것을 말한다. B 스테이지 상태의 경화성 수지 층 (4)는 C 스테이지 (완전 경화) 상태의 경화성 수지 층 (4)보다 부드럽다. 따라서 후술되는 지지 기판과의 밀착성이 높아지므로, 지지 기판에 대한 반도체 웨이퍼 (1)의 보유력(붙어서 유지되는 능력)을 더 높일 수 있다.It is preferable that the curable resin (3) is semi-cured without being completely cured. Specifically, it is preferable to cure it in a B stage state. Here, B stage is a term commonly used in fields such as electronic circuit boards, and refers to the intermediate stage of the curing reaction in curable resin. The curable resin layer 4 in the B stage state is softer than the curable resin layer 4 in the C stage (fully cured) state. Accordingly, the adhesion to the support substrate, which will be described later, is increased, and thus the holding power (ability to remain attached) of the semiconductor wafer 1 to the support substrate can be further increased.
(흡착 공정)(Adsorption process)
흡착 공정에서는 경화성 수지 층 (4)의 양 면들 중에, 반도체 웨이퍼와는 반대쪽인 면에서 지지 기판 (5)이 흡착된다. 도 4는 지지 기판을 흡착한 반도체 웨이퍼의 단면도이다.In the adsorption process, the support substrate 5 is adsorbed on the side of the curable resin layer 4 opposite to the semiconductor wafer. Figure 4 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer with a support substrate adsorbed on it.
흡착 방법은 진공 흡착, 정전 흡착 등의 방법이 이용될 수 있다. 방법들 중에서 특히 무급전의 정전 흡착을 이용하는 것이 바람직하다. 무급전의 정전 흡착 방식을 이용하면, 한번 지지 기판 (5)과 반도체 웨이퍼 (1)를 흡착시킨 후에는 외부에서 힘을 가하지 않고서도 단독으로 흡착한 상태를 유지할 수 있다. 따라서 지지 기판 (5)이 흡착된 반도체 웨이퍼 (1)를 이송하기가 쉬워진다.Adsorption methods such as vacuum adsorption and electrostatic adsorption may be used. Among the methods, it is particularly preferable to use electrostatic adsorption without power supply. Using the non-powered electrostatic adsorption method, once the support substrate 5 and the semiconductor wafer 1 are adsorbed, the adsorbed state can be maintained independently without applying external force. Therefore, it becomes easy to transport the semiconductor wafer 1 to which the support substrate 5 is adsorbed.
지지 기판 (5)은, 진공 흡착을 할 경우에는 특히 문제가 없다. 경화성 수 지층 (4)과 높은 밀착성을 유지할 수 있는 유리 기판 등이 이용될 수 있다. 정전 흡착하는 경우에는 쿨롱 력에 의해 경화성 수지 층 (4)를 갖는 반도체 웨이퍼 (1)와 지지 기판 (5)를 흡착하기 위해 소정의 베이스 플레이트를 이용할 수 있다.There is no particular problem with the support substrate 5 when vacuum adsorption is performed. A glass substrate or the like that can maintain high adhesion to the curable resin layer 4 can be used. In the case of electrostatic adsorption, a predetermined base plate can be used to adsorb the semiconductor wafer 1 having the curable resin layer 4 and the support substrate 5 by Coulomb force.
지지 기판 (5)의 흡착 면은 외주부가 중앙부에 대해 솟아있는 것일 수 있다. 지지 기판 (5)를 경화성 수지 층 (4)에 흡착시킬 때에, 지지 기판 (5) 외주부가 솟아 있게 되면, 지지 기판 (5)의 외주부와 경화성 수지 층 (4)이 먼저 밀착한다. 따라서 지지 기판 (5)의 그 다른 부분에 대해 외주부의 밀착성을 높일 수 있다. 지지 기판 (5)의 외주부와 경화성 수지 층 (4)의 밀착성이 높아지면, 경화성 수지 층 (4)이 파티클 등에 의해 오염되는 것을 억제할 수 있다. 파티클 등은 지지 기판 (5) 외주부로부터 침입하기 때문이다. 여기서 경화 성 수지 층 (4)은 지지 기판 (5)를 흡착시킬 때 어느 정도의 형상변화를 가질 수 있다. 따라서 외주부가 중앙부에 솟아 있어도 충분히 추종 가능하며 접착성이 현저히 저하되는 것은 아니다.The adsorption surface of the support substrate 5 may have an outer peripheral portion raised relative to the central portion. When the support substrate 5 is adsorbed to the curable resin layer 4, when the outer peripheral portion of the support substrate 5 rises, the outer peripheral portion of the support substrate 5 and the curable resin layer 4 first come into close contact. Therefore, the adhesion of the outer peripheral portion to the other portion of the support substrate 5 can be improved. If the adhesion between the outer periphery of the support substrate 5 and the curable resin layer 4 increases, contamination of the curable resin layer 4 by particles, etc. can be prevented. This is because particles, etc. invade from the outer periphery of the support substrate 5. Here, the curable resin layer 4 may have a certain degree of shape change when adsorbing the support substrate 5. Therefore, even if the outer peripheral part rises in the central part, it can be sufficiently followed and the adhesiveness is not significantly reduced.
지지 기판 (5) 외주부가 중앙부에 대하여 솟아있는 정도로는, 중앙부에 대하여 5μm~ 10μm로서, 외주부가 솟아 있는 것이 바람직하다. 외주부의 고조의 정도가 너무 크면 밀착성이 저하되고, 너무 적으면 오염 방지 효과가 적어지기 때문이다.The extent to which the outer peripheral portion of the support substrate (5) is raised relative to the central portion is 5 μm to 10 μm relative to the central portion, and it is preferable that the outer peripheral portion is raised. This is because if the degree of swelling of the outer peripheral part is too large, the adhesion decreases, and if it is too small, the anti-contamination effect decreases.
위의 절차를 통해 지지 기판 부착 웨이퍼 (10)를 얻을 수 있다. 지지 기판 부착 웨이퍼 (10)는 독립적으로 이송 가능하게 된다.Through the above procedure, a wafer 10 with a support substrate can be obtained. The wafer 10 with the support substrate can be transported independently.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 보유 방법을 이용하면, 경화성 수지 층 (4)에 의해 반도체 웨이퍼 (1)의 범프 (2)가 형성된 측의 일면이 평탄화되기 때문에 지지 기재 (5)와의 밀착성을 높일 수 있다. 또한 반도체 웨이퍼 (1)의 일면 (1a) 및 범프 (2)가 경화성 수지 층 (4)에 의해 덮여 있기 때문에 파티클에 의해 반도체 웨이퍼 (1) 등이 오염되는 것이 방지될 수 있다.When using the semiconductor wafer holding method according to an embodiment of the present invention, one surface of the semiconductor wafer 1 on the side where the bump 2 is formed is flattened by the curable resin layer 4, so that it is connected to the support substrate 5. Adhesion can be improved. Additionally, since one surface 1a and the bump 2 of the semiconductor wafer 1 are covered with the curable resin layer 4, contamination of the semiconductor wafer 1, etc. by particles can be prevented.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 웨이퍼의 보유 방법을 이용하면, 지지 기판 (5)은 경화성 수지 층 (4)가 형성된 반도체 웨이퍼 (1)에 흡착되어 있다. 따라서 예를 들어 진공 상태를 개방하거나 쿨롱 력을 개방함으로써 간편하게, 지지 기판 (5)과, 경화성 수지 층 (4)가 형성된 반도체 웨이퍼 (1)을 분리 할 수 있다.Additionally, when using the semiconductor wafer holding method according to an embodiment of the present invention, the support substrate 5 is adsorbed to the semiconductor wafer 1 on which the curable resin layer 4 is formed. Therefore, the support substrate 5 and the semiconductor wafer 1 on which the curable resin layer 4 is formed can be easily separated, for example, by opening the vacuum state or releasing the Coulomb force.
(반도체 웨이퍼의 제조 방법) (Method of manufacturing semiconductor wafer)
이어서, 반도체 웨이퍼의 제조 방법에 대하여 설명한다. 반도체 웨이퍼의 제조 방법은 상기 반도체의 보유 방법을 이용하여 반도체 웨이퍼를 보유하는 공정과, 보유된 상기 반도체 웨이퍼의 상기 지지 기판을 흡착하지 않는 면을 박막화하는 공정을 포함한다. Next, the manufacturing method of the semiconductor wafer is explained. A method of manufacturing a semiconductor wafer includes a process of holding a semiconductor wafer using the above-described semiconductor holding method, and a process of thinning the side of the held semiconductor wafer that does not adsorb the support substrate.
상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼의 보유 방법을 이용함으로써 지지 기판 부착 웨이퍼 (10)를 얻을 수 있다. 도 5는 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.The wafer 10 with a support substrate can be obtained by using the semiconductor wafer holding method as described above. Figure 5 is a diagram schematically showing a method of manufacturing a semiconductor wafer.
지지 기판 장착 웨이퍼 (10)는 일체형으로 이송된다. 이송된 지지 기판 부착 웨이퍼의 지지 기판 (5)가 흡착되어 있는 면과는 반대쪽 면을 박막화한다. The wafer 10 with the support substrate is transported as one piece. The surface of the transferred wafer with a support substrate opposite to the surface on which the support substrate 5 is adsorbed is thinned.
박막화 방법은 불문하지만, 도 5 (a)에 나타낸 바와 같이, 그라인더 (9) 등으로 연마하는 것일 수 있다. 이 외에도 화학 연마 등이 이용될 수도 있다. 박막화는 범프 (2)에 연결되어 반도체 웨이퍼 (1)의 연직 방향으로 연장된 배선의 일단이 노출될 때까지 실시된다. 박막화 처리를 실시하는 것으로, 반도체 웨이퍼 (1)의 두께는 5μm ~ 100μm 정도까지 얇게 될 수 있다.The thinning method is not limited, but as shown in Fig. 5(a), it may be polishing with a grinder 9 or the like. In addition to this, chemical polishing may also be used. Thinning is performed until one end of the wiring connected to the bump 2 and extending in the vertical direction of the semiconductor wafer 1 is exposed. By performing thinning treatment, the thickness of the semiconductor wafer 1 can be reduced to about 5 μm to 100 μm.
이어서, 도 5 (b)에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼 (1)의 범프와 는 반대쪽 면에 노출된 배선에 전극 (2a)을 형성 한 후, 흡착을 해제하여 지지 기판 (5)과, 경화성 수지 층 (4)이 형성된 반도체 웨이퍼 (1)를 떨어지게 한다. 흡착에 의해 지지 기판 (5)과, 경화성 수지 층 (4)이 형성된 반도체 웨이퍼 (1)가 밀착되어 있기 때문에, 수지와 접착제 등이 잔존하는 것은 아니다.Subsequently, as shown in Figure 5 (b), the electrode 2a is formed on the exposed wiring on the side opposite to the bump of the semiconductor wafer 1, and then the adsorption is released to form the support substrate 5 and the curable resin. The semiconductor wafer (1) on which the layer (4) is formed is dropped. Since the support substrate 5 and the semiconductor wafer 1 on which the curable resin layer 4 is formed are brought into close contact by adsorption, the resin, adhesive, etc. do not remain.
마지막으로, 도 5 (c)에 나타낸 바와 같이, 범프 (2)와 반도체 회로 기판 (6)의 전극 (6a)을 접합하고, 경화 수지 층을 본 경화(C 스테이지 상태 화)함에 의해 반도체 장치가 제작된다. 또한, 도 5 (c)는 이해를 쉽게 하기 위해 반도체 회로 기판 (6)과, 경화성 수지 층(4)이 형성된 반도체 웨이퍼 (1)를 분리적으로 나타내고 있다.Finally, as shown in Figure 5 (c), the bump 2 and the electrode 6a of the semiconductor circuit board 6 are bonded, and the cured resin layer is fully cured (turned into a C stage state), thereby forming a semiconductor device. It is produced. In addition, for ease of understanding, Figure 5(c) shows the semiconductor circuit board 6 and the semiconductor wafer 1 on which the curable resin layer 4 is formed separately.
본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 이용하면 종래의 반도체 웨이퍼의 보유 방법에서 필요했던 접착 층의 도포 공정, 접착 층의 박리 공정 및 실장 시의 봉지 공정을 없앨 수 있다. 종래의 반도체 출시 제품의 제조 방법을 설명하면서 이에 대해 자세히 설명한다.By using the semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the adhesive layer application process, adhesive layer peeling process, and sealing process during mounting required in the conventional semiconductor wafer holding method can be eliminated. This will be explained in detail while explaining the manufacturing method of conventional semiconductor products.
도 6은 종래의 반도체 웨이퍼의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 종래의 반도체 웨이퍼의 제조 방법에서는 먼저 도 6 (a)에 나타낸 바와 같이, 지지 기판 부착 웨이퍼 (20)의 지지 기판 (15)과는 반대쪽 면을 박막화한다. 지지 기판 부착 웨이퍼 (20)는 범프 (2)가 형성된 반도체 웨이퍼 (1)과, 범프를 채우기 위해 마련된 접착 층 (14)과, 접착 층 (14)과 접착하는 지지 기판 (15)를 가진다. 반도체 웨이퍼 (1)와 지지 기판 (15)를 접착하는 층이 접착 층 (14)인 점이 상술한 지지 기판 부착 웨이퍼 (10)와는 다르다. 이하, 상기 지지 기판 부착 웨이퍼 (10)와 동일하게 이루어진 것에 대해서는 동일한 부호를 이용하며 상세한 설명을 생략한다.Figure 6 is a diagram schematically showing a conventional method of manufacturing a semiconductor wafer. In the conventional semiconductor wafer manufacturing method, first, as shown in FIG. 6(a), the surface of the wafer 20 with a support substrate opposite to the support substrate 15 is thinned. The wafer 20 with a support substrate has a semiconductor wafer 1 on which bumps 2 are formed, an adhesive layer 14 provided to fill the bumps, and a support substrate 15 that adheres to the adhesive layer 14. This is different from the wafer 10 with a support substrate described above in that the layer that bonds the semiconductor wafer 1 and the support substrate 15 is the adhesive layer 14. Hereinafter, for the same components as the wafer 10 with the support substrate, the same symbols are used and detailed description is omitted.
다음으로, 도 6 (b)에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼 (1)의 범프와는 반대쪽의 면에 노출되는 배선에 전극 (2a)을 형성 한 후, 흡착을 해제하여 지지 기판 (15)과, 접착 층(14)이 형성된 반도체 웨이퍼 (1)을 서로 떨어지게 한다. 지지 기판 (15)과, 접착 층 (14)이 형성된 반도체 웨이퍼 (1)는 접착 층 (14)에 의해 접착되어 있기 때문에, 접착제가 지지 기판 (15) 측에 잔존할 수 있다. 이 때문에 지지 기판 (15)를 재사용하고자 하는 경우에 잔존하는 접착제가 오염의 원인이 될 수 있다. 남아있는 접착제를 완전히 제거하려면 세정 등의 작업이 필요하며, 시간과 비용이 소요된다. Next, as shown in FIG. 6(b), after forming the electrode 2a on the wiring exposed on the surface opposite to the bump of the semiconductor wafer 1, the adsorption is released to form the support substrate 15 and, The semiconductor wafers 1 on which the adhesive layer 14 is formed are separated from each other. Since the support substrate 15 and the semiconductor wafer 1 on which the adhesive layer 14 is formed are bonded by the adhesive layer 14, the adhesive may remain on the support substrate 15 side. For this reason, if the support substrate 15 is to be reused, the remaining adhesive may cause contamination. To completely remove the remaining adhesive, cleaning and other operations are required, which takes time and money.
다음으로, 도 6 (c)에 나타낸 바와 같이, 지지 기판 (15)를 박리 후 접착 층 (14)이 접착된 반도체 웨이퍼 (1)로부터 접착 층 (14)을 박리한다. 접착 층 (14)은 완전히 경화되는 것이 아니어서 반도체 장치의 봉지 재료로서 충분한 밀착성 및 내구성을 갖지 못한다. 따라서 일단 박리할 필요가 있다. 이 박리 공정에서는 접착 층 (14)에 의해 범프 (2)가 손상되어 버리는 경우가 있다.Next, as shown in FIG. 6(c), after peeling off the support substrate 15, the adhesive layer 14 is peeled from the semiconductor wafer 1 to which the adhesive layer 14 is attached. The adhesive layer 14 is not completely cured and therefore does not have sufficient adhesion and durability as an encapsulating material for semiconductor devices. Therefore, it is necessary to first peel it off. In this peeling process, the bump 2 may be damaged by the adhesive layer 14.
접착 층 (14)이 제거됨으로써 범프 (2)가 노출된다. 노출된 범프 (2)에는 도6 (d)에 나타낸 바와 같이, 반도체 회로 기판 (6)의 전극 (6a)가 접합된다.The adhesive layer 14 is removed thereby exposing the bump 2. As shown in Fig. 6(d), the electrode 6a of the semiconductor circuit board 6 is bonded to the exposed bump 2.
마지막으로, 도 6 (e)에 나타낸 바와 같이, 반도체 회로 기판 (6)과 반도체 웨이퍼 (1)을 접합한 후에 반도체 회로 기판 (6)과 반도체 웨이퍼 (1) 사이에 밀봉 재료를 충진 및 경화하여, 봉지 층 (17)을 형성한다. 봉지 층(17)은 반도체 회로 기판 (6)과 반도체 웨이퍼 (1) 사이에 주입되어 형성된다. 또한 봉지 층(17)은 반도체 회로 기판 (6) 측에 사전에 재료를 도포함으로써 형성되는 것이 일반적이다Finally, as shown in Figure 6 (e), after bonding the semiconductor circuit board 6 and the semiconductor wafer 1, a sealing material is filled and cured between the semiconductor circuit board 6 and the semiconductor wafer 1. , forming the encapsulation layer 17. The encapsulation layer 17 is formed by implanting between the semiconductor circuit board 6 and the semiconductor wafer 1. Additionally, the encapsulation layer 17 is generally formed by applying a material in advance to the semiconductor circuit board 6 side.
이와 같이, 종래의 반도체 장치의 제조 방법에서는 접착 층의 도포 공정, 반도체 웨이퍼 박막화 공정, 지지 기판과의 박리 공정, 접착 층의 제거 공정, 반도체 회로 기판과의 접합 공정, 및 실장시의 봉지 공정이라는 공정들이 필요했다. 이에 비해 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 이용함으로써, 3개의 공정들, 즉 접착 층의 도포 공정, 접착 층의 제거 공정, 및 실장시의 봉지 공정을 없앨 수 있다.In this way, the conventional semiconductor device manufacturing method includes an adhesive layer application process, a semiconductor wafer thinning process, a peeling process from the support substrate, an adhesive layer removal process, a bonding process with a semiconductor circuit board, and a sealing process during mounting. Processes were needed. In contrast, by using the semiconductor device manufacturing method of the present invention, three processes, namely, the adhesive layer application process, the adhesive layer removal process, and the encapsulation process during mounting, can be eliminated.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 이용하면, 지지 기판에 접착제 등이 잔존하는 것을 회피할 수 있어 지지 기판의 재사용을 도모 할 수 있다.By using the semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is possible to avoid adhesives and the like remaining on the support substrate, and the support substrate can be reused.
1: 반도체 웨이퍼
1a: 일면
2: 범프
3: 경화성 수지
4: 경화성 수지층
5: 지지 기판
9: 그라인더
10,20: 지지기판 부착 웨이퍼
14: 접착층
17: 봉지층1: Semiconductor wafer
1a: one side
2: bump
3: Curable resin
4: Curable resin layer
5: Support substrate
9: Grinder
10, 20: Wafer with support substrate
14: Adhesive layer
17: Encapsulation layer
Claims (7)
상기 경화성 수지를 경화하는 경화 공정; 및
경화된 상기 경화성 수지의 상기 반도체 웨이퍼와는 반대측 면에 지지 기판을 흡착하는 흡착 공정을 포함하고,
상기 범프는 상기 경화성 수지에 의해 완전히 매립되지 않고 표면의 일부가 노출되고,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지인 반도체 웨이퍼의 보유 방법.An application process of applying a curable resin to the bumped surface of a semiconductor wafer having bumps to fill the bumps;
A curing process of curing the curable resin; and
An adsorption process of adsorbing a support substrate to the surface of the cured curable resin opposite to the semiconductor wafer,
The bump is not completely buried by the curable resin and a portion of the surface is exposed,
A method of holding a semiconductor wafer wherein the curable resin is a thermosetting resin.
보유된 상기 반도체 웨이퍼의 상기 지지 기판을 흡착하고 있지 않는 측면을 박막화하는 공정을 포함하고,
상기 범프는 상기 경화성 수지에 의해 완전히 매립되지 않고 표면의 일부가 노출되고,
상기 경화성 수지는 열경화성 수지인 반도체 장치의 제조 방법.An application process of applying a curable resin to fill the bumps on the bumped side of a semiconductor wafer having bumps, a curing process of curing the curable resin, and a support substrate on the side of the cured curable resin opposite to the semiconductor wafer. A process for holding a semiconductor wafer using a semiconductor wafer holding method including an adsorption process for adsorbing; and
A step of thinning a side of the held semiconductor wafer that does not adsorb the support substrate,
The bump is not completely buried by the curable resin and a portion of the surface is exposed,
A method of manufacturing a semiconductor device wherein the curable resin is a thermosetting resin.
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