KR20030035763A - 반도체 칩의 박리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 칩의 박리 방법 및 장치에 관한 것으로서, 반도체 칩을 얇게 하여도 반도체 칩을 테이프로부터 확실하게 박리시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
외측에서부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)를 포함하는 박리 장치(38)에 의해 테이프(24)에 붙여진 반도체 칩(16)을 상기 테이프로부터 박리시키는 공정을 구비하고, 반도체 칩(16)이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프(24)로부터 박리되도록 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 구성으로 한다.

Description

반도체 칩의 박리 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE OF PEELING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 장치의 제조 공정에서의 반도체 칩의 박리 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치는, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(반도체 기판)의 제 1 표면에 복수의 반도체 소자를 형성하고, 이 실리콘 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 소자(실리콘 칩)마다 분리함으로써 형성된다. 실리콘 웨이퍼는 다이싱 전에 다이싱 테이프에 붙여지고, 다이싱된 상태에서는 분리된 실리콘 칩은 다이싱 테이프에 부착되어 있다. 실리콘 칩은 다이 본딩(die bonding) 전에 박리 장치에 의해 다이싱 테이프로부터 박리된다.
실리콘 칩을 다이싱 테이프로부터 박리시키기 위해, 종래는 도 11에 도시되는 니들 장치(34)가 사용되었다. 니들 장치(34)는 니들(34A)을 포함한다. 니들(34A)은 다이싱 테이프(24)의 하측으로부터 다이싱 테이프(24)를 향하여 이동되고, 다이싱 테이프(24)를 관통하여 실리콘 칩(16)을 들어올리도록 되어 있다. 또한, 니들(34A)이 다이싱 테이프(24)를 관통하지 않도록 한 니들 장치도 있다.
일본국 특개평10-189690호 공보는, 니들이 실리콘 칩의 4개의 코너 부근 및 중앙 부근에 배치되고, 4개의 코너 부근의 니들을 먼저 작동시킨 후, 중앙 부근의 니들을 작동시키며, 실리콘 칩을 4개의 코너 부근으로부터 중앙 부근을 향하여 단계적으로 박리시키도록 한 박리 장치를 개시하고 있다.
일본국 특개평6-338527호 공보는, 니들을 사용하지 않고, 흡인 홈을 갖는 박리 장치에 의해 다이싱 테이프를 하측으로부터 흡인함으로써, 실리콘 칩을 다이싱 테이프로부터 박리시키는 것을 개시하고 있다. 일본국 특개평11-318376호 공보는, 다이싱 테이프를 하측으로부터 흡인 홈에 의해 흡인하고, 스테이지를 평행 이동시킴으로써, 실리콘 칩을 다이싱 테이프로부터 박리시키는 것을 개시하고 있다.
최근, 실리콘 웨이퍼 및 실리콘 칩을 점점 얇게 하는 요구가 있다. 그러나, 실리콘 웨이퍼가 얇아짐에 따라, 실리콘 칩을 다이싱 테이프로부터 박리시키는 것이 어려워지고 있다. 예를 들어, 실리콘 칩이 얇아지면, 니들이 다이싱 테이프를 관통한 후에 실리콘 칩에 꽂히거나 손상되는 경향이 있다.
또한, 실리콘 칩이 얇아지면 실리콘 칩은 변형되기 쉬워지고, 예를 들어, 도 12에 도시되는 바와 같이, 니들(34A)이 닿은 위치에서 다이싱 테이프(24) 및 실리콘 칩(16)이 오목한 형상으로 변형되는 상태로 되는 경우가 있다. 따라서, 실리콘 칩(16)이 손상 또는 파손되게 된다. 이것은 다이싱 테이프를 하측으로부터 흡인 홈에 의해 흡인하는 경우에도 동일하다.
또한, 실리콘 칩(16)을 다이싱 테이프(24)로부터 박리시키기 위해서는, 실리콘 칩(16)과 다이싱 테이프(24) 사이의 인터페이스에 공기가 들어가고, 공기가 인터페이스를 따라 확산되는 것이 필요하다. 다이싱 테이프(24)가 파손되지 않을 경우, 공기는 실리콘 칩(16)의 중앙부에서 최초로 인터페이스에 들어가지는 않고, 공기가 실리콘 칩(16)의 외주부에서 인터페이스에 들어가기 때문에, 박리는 실리콘 칩(16)의 외주부로부터만 발생한다. 도 12에 도시되는 상황이 되면, 박리는 발생하기 어렵고, 실리콘 칩(16)이 손상되기 쉬워진다.
본 발명의 목적은 반도체 칩을 얇게 하여도 반도체 칩을 테이프로부터 확실하게 박리시킬 수 있도록 한 반도체 칩의 박리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩의 박리 방법 및 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 박리 헤드를 나타내는 확대 단면도.
도 3은 도 1의 박리 헤드의 표면을 나타내는 평면도.
도 4는 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 4의 (A)는 박리 장치의 단면도, 도 4의 (B)는 헤드의 평면도.
도 5는 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 5의 (A)는 박리 장치의 단면도, 도 5의 (B)는 헤드의 평면도.
도 6은 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 6의 (A)는 박리 장치의 단면도, 도 6의 (B)는 헤드의 평면도.
도 7은 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 7의 (A)는 박리 장치의 단면도, 도 7의 (B)는 헤드의 평면도.
도 8은 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 8의 (A)는 박리 장치의 단면도, 도 8의 (B)는 헤드의 평면도.
도 9는 도 1의 박리 장치의 작동을 설명하는 도면으로서, 도 9의 (A)는 박리장치의 단면도, 도 9의 (B)는 헤드의 평면도.
도 10은 반도체 장치의 제조 방법의 전형적인 일련의 공정 예를 나타내는 도면.
도 11은 반도체 웨이퍼의 박리를 위해 사용되는 종래의 니들 장치를 나타내는 도면.
도 12는 반도체 웨이퍼가 얇은 경우에 박리 시에 변형된 반도체 웨이퍼를 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 실리콘 웨이퍼
16 : 반도체 칩
24 : 다이싱 테이프
38 : 박리 장치
44 : 박리 헤드
46 : 캠
54, 56, 58, 60 : 환상(環狀) 접촉부재
본 발명에 의한 반도체 칩의 박리 방법은, 외측에서부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재를 포함하는 박리 장치에 의해 테이프에 붙여진 반도체 칩을 상기 테이프로부터 박리시키는 공정을 구비하고, 반도체 칩이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프로부터 박리되도록 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 반도체 칩의 박리 장치는, 테이프에 붙여진 반도체 칩을 상기 테이프로부터 박리시키기 위한 박리 장치로서, 외측에서부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재와, 반도체 칩이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프로부터 박리되도록 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 작동 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 반도체 칩이 외측에서부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재를 포함하는 박리 장치에 의해 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프로부터 박리된다. 따라서, 반도체 칩을 얇게 하여도, 반도체 칩을 테이프로부터 확실하게 박리시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 10을 참조하여 반도체 장치의 제조 방법의 전형적인 일련의 공정 예를 설명한다.
도 10의 (A)는 집적회로 형성 프로세스가 실시된 실리콘 웨이퍼(반도체 기판)(10)를 나타내는 도면이다. 실리콘 웨이퍼(10)의 제 1 표면(12)에는 집적회로 형성 프로세스에 의해 복수의 반도체 소자(실리콘 칩)(16)가 형성되어 있다. 도 10의 (B)에 있어서, 보호 테이프(18)가 반도체 소자(16)의 제 1 표면(12)에 붙여진다.
도 10의 (C)에 있어서, 보호 테이프(18)가 실리콘 웨이퍼(10)의 제 1 표면(12)에 붙여진 상태에서 실리콘 웨이퍼(10)의 제 2 표면(14)이 깎인다. 이 예에서는, 회전 지지부재(20)가 실리콘 웨이퍼(10)의 보호 테이프(18) 측을 지지한 상태에서, 기계적인 가공 공구인 다이아몬드 지석(砥石)(22)이 실리콘 웨이퍼(10)의 제 2 표면(14)을 깎는다. 그 동안 실리콘 웨이퍼(10)의 반도체 소자(16)가 형성되어 있는 제 1 표면(12)은 보호 테이프(18)에 의해 보호된다. 실리콘 웨이퍼(10)는 소정 두께를 갖도록 연삭(硏削)된다.
도 10의 (D)에 있어서, 실리콘 웨이퍼(10)의 제 2 표면(14)이 다이싱 테이프(24)에 붙여지고, 보호 테이프(18)가 실리콘 웨이퍼(10)의 제 1 표면(12)으로부터 벗겨진다. 다이싱 테이프(24)는 웨이퍼 링(26)에 붙여져 있고, 보호 테이프(18)는, 예를 들어, 양면 접착 테이프(28)에 의해 벗겨진다. 보호 테이프(18)를 벗기기 전에 보호 테이프(18)에 UV 조사를 행한다.
도 10의 (E)에 있어서, 실리콘 웨이퍼(10)는 다이싱 테이프(24)에 붙여진 상태에서 다이서(30)에 의해 다이싱된다. 분리된 실리콘 칩(16)은 다이싱 테이프(24)에 접착되어 있다. 다이싱 후에, 다이싱 테이프(24)에 UV 조사를 행한다. 도 10의 (F)에 있어서, 실리콘 칩(16)은 리드 프레임(32)에 다이 본딩된다. 이 경우, 각 실리콘 칩(16)은 박리 장치(38)에 의해 다이싱 테이프(24)로부터 벗겨지고, 흡착 헤드(36)에 의해 리드 프레임(32)에 운반된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩의 박리 방법 및 장치를 나타내는단면도이다. 도 1은 도 10의 (F)의 다이 본딩 공정과 동일한 다이 본딩 공정에서 니들 장치(34) 대신에 사용되는 박리 장치(38)를 나타낸다. 복수의 실리콘 웨이퍼(10)는 다이싱 테이프(24)에 붙여져 있고, 박리 장치(38)와 흡착 헤드(36) 사이에 반송된다.
박리 장치(38)는 프레임(40)과, 프레임(40)의 정상부에 배치된 흡착 캡(42)과, 흡착 캡(42)의 중앙 개구부로부터 노출되도록 프레임(40)에 부착된 박리 헤드(44)를 포함한다. 또한, 박리 장치(38)는 박리 헤드(44)를 작동시키기 위한 캠(46)과 모터(48)를 포함한다. 캠(46)은 풀리(50, 51) 및 벨트(52)에 의해 모터(48)에 작동 연결된다.
도 2는 박리 헤드(44)를 나타내는 확대 단면도이다. 도 2는 박리 헤드(44)의 표면을 나타내는 평면도이다. 박리 헤드(44)는 외측에서부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)를 포함한다. 환상 접촉부재(54)는 가장 외측에 위치하고, 환상 접촉부재(56)는 환상 접촉부재(54)의 내부에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지고, 환상 접촉부재(58)는 환상 접촉부재(56)의 내부에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지며, 환상 접촉부재(60)는 환상 접촉부재(58)의 내부에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰진다.
도 3의 (A)에 나타낸 예에 있어서는, 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)의 표면(및 단면)은 정사각형 형상으로 형성되어 있다. 도 3의 (B)에 나타낸 예에 있어서는, 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)의 표면(및 단면)은 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 그러나, 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)의 표면(및 단면)의 형상은이들 예에 한정되지 않는다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)는 각각 견부(肩部)를 갖는 단붙임 형상으로 형성되어 있다. 환상 접촉부재(54)의 내측 견부(54i)는 환상 접촉부재(56)의 외측 견부(56o)를 지지하고, 환상 접촉부재(56)의 내측 견부(56i)는 환상 접촉부재(58)의 외측 견부(58o)를 지지하며, 환상 접촉부재(58)의 내측 견부(58i)는 환상 접촉부재(60)의 외측 견부(60o)를 지지한다. 모든 견부가 서로 맞닿아 있을 때에 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)의 표면은 공통 평면 내에 정렬한다.
외측에 위치하는 환상 접촉부재(54)가 상측으로 작동되면, 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)가 상승한다. 다음으로, 외측에 위치하는 환상 접촉부재(56)가 상측으로 작동되면, 환상 접촉부재(56, 58, 60)가 상승한다. 다음으로, 외측에 위치하는 환상 접촉부재(58)가 상측으로 작동되면, 환상 접촉부재(58, 60)가 상승한다. 중앙의 환상 접촉부재(60)가 상측으로 작동되면, 환상 접촉부재(60)만이 상승한다.
캠(46)은, 그 1회전 동안에, 외측에 위치하는 환상 접촉부재(54)를 제 1 위치에 상승시킨 후에 그 위치로 유지하고, 이어서 외측에 위치하는 환상 접촉부재(56)를 제 1 위치보다 높은 제 2 위치에 상승시킨 후에 그 위치로 유지하고, 이어서 외측에 위치하는 환상 접촉부재(58)를 제 2 위치보다 높은 제 3 위치에 상승시킨 후에 그 위치로 유지하며, 이어서 중앙의 환상 접촉부재(60)를 제 3 위치보다 높은 제 4 위치에 상승시키도록 형성되어 있다.
또한, 박리 장치(38)의 프레임(40) 내부는 진공 쳄버로서 형성되고, 진공 튜브(62)가 진공 쳄버에 접속되어 있다. 진공 튜브(62)는 진공원(도시 생략)에 접속된다. 진공 쳄버에 도입된 진공은 흡착 캡(42) 위에 배치된 다이싱 테이프(24)에 작용한다. 진공은 다이싱 테이프(24)를 흡착 캡(42)에 대하여, 및 환상 접촉부재(54, 56, 58)에 대하여 흡착시킨다.
도 4 내지 도 9는 박리 장치(38)의 작동을 설명하는 도면이다. 각 도면의 b에 있어서는, 해칭(hatching)은 실리콘 칩(16)의 다이싱 테이프(24)에 접착되어 있는 영역을 나타내고, 해칭이 없는 영역에서는 실리콘 칩(16)이 다이싱 테이프(24)로부터 박리되어 있다.
도 4에 있어서, 박리 헤드(44)의 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)는 초기 위치에 있고, 실리콘 칩(16)이 접착되어 있는 다이싱 테이프(24)가 흡착 캡(42) 및 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60) 위에 배치된다. 진공 튜브(62)로부터 도입된 진공은 다이싱 테이프(24)에 작용하고, 다이싱 테이프(24)를 흡착 헤드(42)에 흡착시킨다.
도 5에 있어서, 외측에 위치하는 환상 접촉부재(54)가 제 1 위치에 상측으로 작동되기 때문에, 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)가 상승한다. 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)의 표면은 실리콘 칩(16)의 면적보다도 약간 작다. 따라서, 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)는 실리콘 칩(16)의 최외주부(最外周部)를 제외한 대부분을 상승시킨다.
다이싱 테이프(24)의 실리콘 칩(16)의 외측 부분에는 진공이 작용하고 있으며, 다이싱 테이프(24)는 하측으로 끌어당겨진다. 따라서, 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)가 상승하면 외측에 위치하는 환상 접촉부재(54) 주위의 실리콘 칩(16)의 최외주부가 다이싱 테이프(24)로부터 박리된다. 즉, 실리콘 칩(16)의 최외주부에 있어서 실리콘 칩(16)과 다이싱 테이프(24) 사이의 인터페이스에 공기가 들어간다. 이 경우, 실리콘 칩(16)의 대부분은 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)에 의해 지지되어 있고, 실리콘 칩(16)의 다이싱 테이프(24)로부터 박리되는 부분의 반경 방향 폭은 비교적 작기 때문에 박리에 수반하여 무리한 힘은 가해지지 않으며, 실리콘 칩(16)의 다이싱 테이프(24)로부터 박리되는 부분은 둘레 방향으로 연속되고 있기 때문에 박리에 따른 응력의 집중이 발생하지 않는다. 따라서, 실리콘 칩(16)이 손상되지 않는다.
도 6에 있어서, 이어서 외측에 위치하는 환상 접촉부재(54)가 제 1 위치에 유지된 상태에서, 이어서 외측에 위치하는 환상 접촉부재(56)가 제 2 위치에 상측으로 작동되고, 환상 접촉부재(56, 58, 60)가 상승한다. 이 때에는, 환상 접촉부재(56)의 외측에 위치하는 환상 접촉부재(54)에 상당하는 실리콘 칩(16)의 부분이 다이싱 테이프(24)로부터 박리된다. 즉, 공기가 외측에서부터 내측으로 인터페이스에 들어간다. 이 때에도, 실리콘 칩(16)에는 박리에 수반하여 무리한 힘이 가해지지 않고, 실리콘 칩(16)의 부분은 다이싱 테이프(24)로부터 확실하게 박리된다.
도 7에 있어서, 이어서 환상 접촉부재(56)가 제 2 위치에 유지된 상태에서, 이어서 외측에 위치하는 환상 접촉부재(58)가 제 3 위치에 상측으로 작동되고, 환상 접촉부재(58, 60)가 상승한다. 이 때에는, 이 환상 접촉부재(58)의 외측에 위치하는 환상 접촉부재(56)에 상당하는 실리콘 칩(16)의 부분이 다이싱 테이프(24)로부터 박리된다. 즉, 공기가 외측에서부터 내측으로 인터페이스에 들어간다.
도 8에 있어서, 환상 접촉부재(58)가 제 3 위치에 유지된 상태에서, 중앙에 위치하는 환상 접촉부재(60)가 제 4 위치에 상측으로 작동되고, 환상 접촉부재(60)가 상승한다. 이 때에는, 이 환상 접촉부재(60)의 외측에 위치하는 환상 접촉부재(58)에 상당하는 실리콘 칩(16)의 부분이 다이싱 테이프(24)로부터 박리된다. 즉, 공기가 내측에서부터 외측으로 인터페이스에 들어간다.
도 9에 있어서, 흡착 헤드(36)가 작동되어 실리콘 칩(16)을 흡착하고, 실리콘 칩(16)을 상승시킨다. 따라서, 실리콘 칩(16)은 다이싱 테이프(24)로부터 최종적으로 박리된다. 실리콘 칩(16)과 다이싱 테이프(24)는 중앙에 위치하는 환상 접촉부재(60)에 상당하는 작은 부분에서만 접착되어 있던 것이기 때문에, 최종적인 박리는 용이하며 확실하게 발생한다.
캠(46)이 1회전되면, 모든 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)는 캠(48)의 상측으로의 누름 작용을 받지 않게 되나, 진공의 작용을 받고 있는 다이싱 테이프(24)에 의해 하측으로 눌리고, 초기 위치로 되돌아간다.
이와 같이, 본 발명에 있어서는, 반도체 칩(16)이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프(24)로부터 박리되도록 되어 있다. 따라서, 반도체 칩(16)은 손상되지 않고 테이프(24)로부터 확실하게 박리된다. 또한, 환상 접촉부재(54, 56, 58, 60)는 점이 아니라 연속적인 표면에서 반도체 칩(16)을 수용하고 있기 때문에, 박리에 따른 응력의 집중은 발생하지 않고, 반도체 칩(16)이 변형되거나 파손되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반도체 칩을 얇게 하여도 반도체 칩을 테이프로부터 확실하게 박리시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 외측으로부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재를 포함하는 박리 장치에 의해 테이프에 붙여진 반도체 칩을 상기 테이프로부터 박리시키는 공정을 구비하고, 반도체 칩이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프로부터 박리되도록 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 박리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 환상 접촉부재를 동시에 이동시킨 후, 상기 복수의 환상 접촉부재 중에서 외측의 것을 정지시켜 나머지 것을 동시에 더 이동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 박리 방법.
  3. 테이프에 붙여진 반도체 칩을 상기 테이프로부터 박리시키기 위한 박리 장치로서, 외측으로부터 내측으로 차례로 배치된 복수의 환상 접촉부재와, 반도체 칩이 외주부로부터 중심부를 향하여 단계적으로 테이프로부터 박리되도록 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 작동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 박리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 작동 장치는 상기 복수의 환상 접촉부재를 작동시키는 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 박리 장치.
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