KR20010046386A - Wafer separation method and apparatus - Google Patents

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최희국
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Abstract

PURPOSE: A method for separating a wafer is provided to prevent damage to a semiconductor chip in separating the wafer into individual semiconductor chips, by using a diamond blade. CONSTITUTION: A wafer(100) is prepared. A part of the thickness of the wafer is sawed along a separation line of the wafer by the first width to form the first groove(128). The second groove(138) has the second width narrower than the first width, extending from the first groove to a thickness direction of the wafer. The third groove(148) has the third width narrower than the second width, extending from the second groove to the thickness direction of the wafer.

Description

웨이퍼 분리 방법 및 장치{Wafer separation method and apparatus}Wafer separation method and apparatus

본 발명은 웨이퍼 분리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수개의 회전날을 이용하여 웨이퍼를 개별 칩으로 분리하는 방법 및 이러한 방법에 사용되는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer separation method and apparatus, and more particularly, to a method for separating a wafer into individual chips using a plurality of rotary blades, and an apparatus used in such a method.

도 1은 일반적인 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 웨이퍼 분리 공정을 실시하는 모습을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a state of performing a wafer separation process using a general wafer separation apparatus.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 분리 공정(Wafer Separation Process)은 반도체 패키지 제조 공정 중에서 사진 공정, 식각 공정, 박막 증착 공정 등을 반복하여 웨이퍼(10) 상태의 반도체 칩(12)에 전기 회로를 형성하는 웨이퍼 처리 공정이라고 불리는 전공정(前工程)과 조립 공정이라고 불리는 후공정(後工程) 사이에 위치하며, 고속으로 회전하는 다이아몬드 칼날(Blade)(26)로 웨이퍼(10)를 개개의 반도체 칩(12)으로 분리하는 공정이다.Referring to FIG. 1, in the wafer separation process, an electrical circuit is formed on a semiconductor chip 12 in a wafer 10 state by repeating a photo process, an etching process, and a thin film deposition process in a semiconductor package manufacturing process. Located between the preprocess called wafer processing and the postprocess called assembly, the wafer 10 is rotated at a high speed with a diamond blade 26 to separate the wafer 10 into individual semiconductor chips ( 12) process to separate.

웨이퍼(10) 상태에서 반도체 칩(12)에 전기 회로를 형성하는 웨이퍼 처리 공정을 거친 웨이퍼(10)는 웨이퍼(10) 뒷면에 웨이퍼 테이프(30)를 부착하는 테이프 마운트 공정, 웨이퍼(10)를 개별 반도체 칩(12)으로 분리하는 웨이퍼 분리 공정을 거친다. 테이프 마운트 공정은 웨이퍼(10)보다 면적이 넓고 두께가 약 80~120㎛인 피.브이.씨(PVC; Polyvinyl Chloride) 재질의 웨이퍼 테이프(30) 또는 자외선에 의한 접착제의 반응을 이용하는 자외선 감응 웨이퍼 테이프(30)에 웨이퍼(10)와 웨이퍼 링(Wafer Ring)(40)을 붙이는 단계로 이루어진다.The wafer 10 which has undergone the wafer processing process of forming an electric circuit on the semiconductor chip 12 in the wafer 10 state is a tape mount process for attaching the wafer tape 30 to the back surface of the wafer 10, and the wafer 10. The wafer separation process is performed by separating the individual semiconductor chips 12. The tape mounting process is a UV tape that uses a reaction of an adhesive by UV or a wafer tape 30 made of PVC (PVC) having a larger area than the wafer 10 and having a thickness of about 80 to 120 μm. A step of attaching the wafer 10 and the wafer ring 40 to the tape 30 is performed.

웨이퍼 테이프(30)는 웨이퍼(10)에서 분리된 반도체 칩(12)이 흩어지거나 손실되지 않도록 반도체 칩(12) 및 웨이퍼(10)를 고정시킨다. 웨이퍼 링(40)은 안쪽 지름이 웨이퍼(10)의 지름보다 큰 텅스텐 재질로 이루어지며, 웨이퍼 링(40)의 안쪽에서 웨이퍼(10)의 뒷면이 웨이퍼 테이프(30)에 접착된다. 웨이퍼(10)는 웨이퍼 분리 장치(Wafer Separation Apparatus)(20)에서 다이아몬드 칼날(26)을 이용하여 웨이퍼 분리선(Scribe Line)(14)을 따라 절단되어 개별 반도체 칩(14)으로 분리된다. 이때 분리된 반도체 칩(12)은 웨이퍼 테이프(30) 접착되어 고정된다.The wafer tape 30 fixes the semiconductor chip 12 and the wafer 10 so that the semiconductor chip 12 separated from the wafer 10 is not scattered or lost. The wafer ring 40 is made of a tungsten material having an inner diameter larger than the diameter of the wafer 10, and the back surface of the wafer 10 is adhered to the wafer tape 30 inside the wafer ring 40. The wafer 10 is cut along a wafer line 14 using a diamond blade 26 in a wafer separation apparatus 20 and separated into individual semiconductor chips 14. At this time, the separated semiconductor chip 12 is bonded and fixed to the wafer tape 30.

그런데, 이와 같이 고속으로 회전하는 다이아몬드 칼날(26)을 이용하여 한 번의 공정으로 웨이퍼(10)를 절단하는 경우에는 웨이퍼 분리 장치(20)의 진동에 의해서 반도체 칩(12)에 칩핑(Chipping), 균열 등의 손상이 발생할 수 있다. 특히, 12인치 웨이퍼는 8인치 웨이퍼보다 웨이퍼(10)가 더 두껍기 때문에 이러한 손상이 더욱 빈번하게 발생하게 된다.However, when the wafer 10 is cut in one step using the diamond blade 26 rotating at a high speed in this way, the semiconductor chip 12 may be chipped by the vibration of the wafer separation device 20. Damage such as cracking may occur. In particular, this damage occurs more frequently because the 12-inch wafer is thicker than the 8-inch wafer 10.

따라서, 본 발명의 목적은 고속으로 회전하는 다이아몬드 칼날을 이용하여 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리할 때 반도체 칩에 발생하는 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼 분리 방법 및 이러한 방법에 사용되는 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer separation method capable of preventing damage to a semiconductor chip when the wafer is separated into individual semiconductor chips using a diamond blade rotating at a high speed, and an apparatus used in the method. .

도 1은 일반적인 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 웨이퍼 분리 공정을 실시하는 모습을 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing a state of performing a wafer separation process using a conventional wafer separation apparatus,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 웨이퍼 분리 공정을 실시하는 모습을 나타내는 개략도,2 is a schematic view showing a state of performing a wafer separation process using a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 분리 공정을 나타내는 공정도이다.3 is a process chart showing a wafer separation process according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

10, 100; 웨이퍼 12, 112; 반도체 칩10, 100; Wafer 12, 112; Semiconductor chip

14; 웨이퍼 분리선 20; 웨이퍼 분리 장치14; Wafer separation line 20; Wafer separation device

22; 회전축 24; 모터22; Axis of rotation 24; motor

26, 126, 136, 146; 다이아몬드 칼날26, 126, 136, 146; Diamond blade

30, 300; 웨이퍼 테이프 40, 400; 웨이퍼 링30, 300; Wafer tapes 40, 400; Wafer ring

128, 138, 148; 홈 500; 웨이퍼 분리 방법128, 138, 148; Home 500; Wafer Separation Method

이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 실시예는 웨이퍼 분리 방법에 있어서, 웨이퍼를 준비하는 단계; 웨이퍼 분리선을 따라 웨이퍼의 두께의 일부분을 제 1 폭으로 절단하여 제 1 홈을 형성하는 단계; 제 1 홈에서 웨이퍼의 두께 방향으로 연장되고, 제 1 폭보다 좁은 제 2 폭을 갖는 제 2 홈을 형성하는 단계; 및 제 2 홈에서 웨이퍼의 두께 방향으로 연장되고, 제 2 폭보다 좁은 제 3 폭을 갖는 제 3 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention provides a wafer separation method, comprising: preparing a wafer; Cutting a portion of the thickness of the wafer along the wafer separation line to a first width to form a first groove; Forming a second groove extending in the thickness direction of the wafer in the first groove, the second groove having a second width narrower than the first width; And forming a third groove extending from the second groove in the thickness direction of the wafer and having a third width narrower than the second width.

또한, 본 발명의 실시예는 웨이퍼 분리선의 폭보다 두께가 작은 제 1 회전날; 제 1 회전날보다 두께가 작은 제 2 회전날; 제 2 회전날보다 두께가 작은 제 3 회전날; 및 제 1 회전날, 제 2 회전날, 제 3 회전날을 각각 구동시키는 모터를 포함하는 웨이퍼 분리 장치로서, 제 1 회전날, 제 2 회전날, 제 3 회전날은 서로 다른 평면상에서 평행하게 위치하고, 제 1 회전날 및 제 2 회전날, 제 2 회전날 및 제 3 회전날 사이의 간격은 이웃하는 웨이퍼 분리선 사이의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention includes a first rotary blade having a thickness smaller than the width of the wafer separation line; A second rotary blade having a smaller thickness than the first rotary blade; A third rotary blade having a smaller thickness than the second rotary blade; And a motor for driving the first rotary blade, the second rotary blade, and the third rotary blade, wherein the first rotary blade, the second rotary blade, and the third rotary blade are positioned in parallel on different planes. And the spacing between the first and second rotary blades, the second and third rotary blades is equal to the spacing between neighboring wafer separation lines.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 웨이퍼 분리 공정을 실시하는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 분리 공정을 나타내는 공정도이다.2 is a schematic view showing a wafer separation process using a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a process diagram showing a wafer separation process according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 분리 장치(도 1의 20)는 세 개의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)과 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)을 구동시키는 모터(도 1의 24)를 구비한다. 웨이퍼 분리 공정을 진행하기 위해서 웨이퍼(100)가 웨이퍼 테이프(300) 및 웨이퍼 링(400)에 고정되어 정렬되고, 웨이퍼 분리 장치가 준비된다. 웨이퍼 분리 장치의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)은 두께가 각각 다르다. 제 1 다이아몬드 칼날(126)의 두께가 가장 두껍고, 제 3 다이아몬드 칼날(146)의 두께가 가장 얇다. 그러나, 제 1 다이아몬드 칼날(126)의 두께는 웨이퍼 분리선(도 1의 14)의 폭보다는 작다.Referring to FIGS. 2 and 3, the wafer separation apparatus 20 of FIG. 1 is a motor (24 of FIG. 1) driving three diamond blades 126, 136, 146 and diamond blades 126, 136, 146. It is provided. In order to proceed with the wafer separation process, the wafer 100 is fixed and aligned to the wafer tape 300 and the wafer ring 400, and a wafer separation apparatus is prepared. The diamond blades 126, 136, and 146 of the wafer separation apparatus are different in thickness. The thickness of the first diamond blade 126 is the thickest, and the thickness of the third diamond blade 146 is the thinnest. However, the thickness of the first diamond blade 126 is smaller than the width of the wafer separation line (14 in FIG. 1).

두께가 가장 두꺼운 제 1 다이아몬드 칼날(126)이 가장 앞쪽에, 제 2 다이아몬드 칼날(136)이 중간에, 제 3 다이아몬드 칼날(146)이 가장 뒤쪽에 서로 평행하게 위치한다. 세 개의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)이 연속하여 동일한 위치의 웨이퍼 분리선을 절단할 수 있도록 하기 위해서 각각의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)은 일정한 간격 a 및 b만큼 떨어져 있다. 즉, 다이아몬드 칼날(126, 136, 146) 사이의 간격은 웨이퍼 분리선 사이의 간격과 동일하다.The thickest first diamond blades 126 are positioned in the foremost front, the second diamond blade 136 is in the middle, and the third diamond blade 146 is located at the rearmost parallel to each other. Each of the diamond blades 126, 136, 146 is spaced apart by a distance a and b in order to allow three diamond blades 126, 136, 146 to cut the wafer split line at the same location in succession. In other words, the spacing between the diamond blades 126, 136, 146 is equal to the spacing between the wafer separation lines.

도 2에서 보는 바와 같이, 제 1 다이아몬드 칼날(126)이 웨이퍼 분리선을 따라 웨이퍼(100) 두께의 일부분을 절단하여 제 1 홈(128)을 형성한다. 제 1 다이아몬드 칼날(126)이 다음 웨이퍼 분리선으로 이동하면, 제 2 다이아몬드 칼날(136)이 제 1 홈(128)의 위치로 옮겨온다. 제 2 다이아몬드 칼날(136)은 제 1 홈(128)과 동일한 위치에 제 1 홈(128)보다 폭이 좁은 제 2 홈(138)을 형성한다. 제 2 다이아몬드 칼날(136) 또한 웨이퍼(100) 두께의 일부분만을 절단하므로 웨이퍼(100)는 아직 완전히 절단되지 않는다.As shown in FIG. 2, the first diamond blade 126 cuts a portion of the thickness of the wafer 100 along the wafer separation line to form the first groove 128. As the first diamond blade 126 moves to the next wafer separation line, the second diamond blade 136 is moved to the position of the first groove 128. The second diamond blade 136 defines a second groove 138 that is narrower than the first groove 128 at the same position as the first groove 128. The second diamond blade 136 also cuts only a portion of the wafer 100 thickness so that the wafer 100 is not yet fully cut.

제 1 및 제 2 다이아몬드 칼날(126, 136)이 다음 웨이퍼 분리선으로 이동하면 제 3 다이아몬드 칼날(146)이 제 2 홈(138)의 위치로 옮겨온다. 제 3 다이아몬드 칼날(146)은 제 1 및 제 2 홈(128, 138)과 동일한 위치에 정렬되어 웨이퍼(100) 두께의 나머지를 절단하여 웨이퍼(100)를 완전히 분리시킨다. 이때, 제 3 다이아몬드 칼날(146)에 의해서 형성된 제 3 홈(148)은 제 2 홈(138)보다 폭이 좁다. 이와 같이, 세 개의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)에 의해서 웨이퍼(100)가 세 번에 걸쳐 일부분씩 절단되므로 웨이퍼(100)를 손상시키지 않고 분리할 수 있다.When the first and second diamond blades 126, 136 move to the next wafer separation line, the third diamond blade 146 is moved to the position of the second groove 138. The third diamond blade 146 is aligned in the same position as the first and second grooves 128, 138 to cut the remainder of the wafer 100 thickness to completely separate the wafer 100. At this time, the third groove 148 formed by the third diamond blade 146 is narrower than the second groove 138. As such, since the wafer 100 is partially cut three times by three diamond blades 126, 136, and 146, the wafer 100 may be separated without damaging the wafer 100.

각각의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)은 동일한 축(도 1의 26)에 고정되어 동시에 상하 운동을 할 수도 있고, 각각 독립적으로 상하 운동을 할 수도 있다. 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)의 축이 동일선 상에 위치하는 경우에는 각각의 다이아몬드 칼날(126, 136, 146)의 직경이 서로 달라야 한다. 즉, 제 3 다이아몬드 칼날(146)의 직경이 가장 크고, 제 1 다이아몬드 칼날(126)의 직경이 가장 작은 경우에 도 2에서 보는 바와 같이 웨이퍼(100)를 순차적으로 절단할 수 있다. 또한, 제 1 다이아몬드 칼날(126)과 제 3 다이아몬드 칼날(146)의 높이차 c는 웨이퍼 두께 d보다 작다.Each of the diamond blades 126, 136, 146 is fixed to the same axis (26 in Fig. 1) may be in the vertical motion at the same time, or may be in the vertical motion independently. If the axes of the diamond blades 126, 136, 146 are located on the same line, the diameters of the diamond blades 126, 136, 146 must be different from each other. That is, when the diameter of the third diamond blade 146 is the largest and the diameter of the first diamond blade 126 is the smallest, as shown in FIG. 2, the wafer 100 may be sequentially cut. Further, the height difference c between the first diamond blade 126 and the third diamond blade 146 is smaller than the wafer thickness d.

본 발명의 실시예에서는 세 개의 다이아몬드 칼날에 의해서 세 번의 절단 공정을 거쳐 웨이퍼가 분리되는 경우를 설명하였지만, 웨이퍼 절단 공정은 세 번 이상 나누어 진행될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the case in which the wafer is separated through three cutting processes by three diamond blades has been described. However, the wafer cutting process may be divided three or more times.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 반도체 칩에 손상되지 않고 웨이퍼 분리 공정을 진행하여 웨이퍼를 분리할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the wafer may be separated by performing a wafer separation process without damaging the semiconductor chip.

Claims (4)

웨이퍼 분리선을 따라 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 웨이퍼 분리 장치에 있어서,A wafer separation apparatus for separating a wafer into individual semiconductor chips along a wafer separation line, 상기 웨이퍼 분리선의 폭보다 두께가 작은 제 1 회전날;A first rotary blade having a thickness smaller than a width of the wafer separation line; 상기 제 1 회전날보다 두께가 작은 제 2 회전날;A second rotary blade having a smaller thickness than the first rotary blade; 상기 제 2 회전날보다 두께가 작은 제 3 회전날; 및A third rotary blade having a smaller thickness than the second rotary blade; And 상기 제 1 회전날, 상기 제 2 회전날, 상기 제 3 회전날을 구동시키는 모터를 포함하는 웨이퍼 분리 장치로서,A wafer separation device comprising a motor for driving the first rotary blade, the second rotary blade, and the third rotary blade, 상기 제 1 회전날, 상기 제 2 회전날, 상기 제 3 회전날은 서로 다른 평면상에서 평행하게 위치하고, 상기 제 1 회전날 및 상기 제 2 회전날, 상기 제 2 회전날 및 상기 제 3 회전날 사이의 간격은 이웃하는 상기 웨이퍼 분리선 사이의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The first rotary blade, the second rotary blade, and the third rotary blade are positioned in parallel on different planes and between the first rotary blade and the second rotary blade, the second rotary blade and the third rotary blade. The spacing of the wafer separation apparatus, characterized in that the same as the spacing between the adjacent wafer separation line. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전날, 상기 제 2 회전날, 상기 제 3 회전날의 축은 동일선 상에 위치하고, 상기 제 3 회전날의 직경은 상기 제 2 회전날의 직경보다 크고, 상기 제 2 회전날의 직경은 상기 제 1 회전날의 직경보다 크고, 상기 제 3 회전날의 일단과 상기 제 1 회전날의 일단 사이의 간격은 상기 반도체 칩의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.According to claim 1, wherein the axis of the first rotary blade, the second rotary blade, the third rotary blade is located on the same line, the diameter of the third rotary blade is larger than the diameter of the second rotary blade, The diameter of the two rotary blades is larger than the diameter of the first rotary blade, the interval between the one end of the third rotary blade and the first rotary blade is smaller than the thickness of the semiconductor chip, characterized in that the wafer. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회전날, 상기 제 2 회전날, 상기 제 3 회전날은 각각 독립하여 상하 운동을 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 1, wherein the first rotary blade, the second rotary blade, and the third rotary blade independently move vertically. 웨이퍼 분리 방법에 있어서,In the wafer separation method, (1) 웨이퍼를 준비하는 단계;(1) preparing a wafer; (2) 웨이퍼 분리선을 따라 상기 웨이퍼의 두께의 일부분을 제 1 폭으로 절단하여 제 1 홈을 형성하는 단계;(2) cutting a portion of the thickness of the wafer along a wafer separation line to a first width to form a first groove; (3) 상기 제 1 홈에서 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 연장되고, 상기 제 1 폭보다 좁은 제 2 폭을 갖는 제 2 홈을 형성하는 단계; 및(3) forming a second groove extending from the first groove in the thickness direction of the wafer and having a second width narrower than the first width; And (4) 상기 제 2 홈에서 상기 웨이퍼의 두께 방향으로 연장되고, 상기 제 2 폭보다 좁은 제 3 폭을 갖는 제 3 홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 방법.(4) forming a third groove extending from the second groove in the thickness direction of the wafer and having a third width narrower than the second width.
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