KR20050053008A - 첩부장치 및 첩부방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 웨이퍼 등의 기판과 서포트 플레이트 사이에 끼인 가스를 용이하게 제거하면서 압착할 수 있는 첩부장치와 첩부방법을 제공한다.
유지대(51)의 윗면에 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)와의 적층체를 세팅하고, 모터(55)를 구동하여 밀어누름판(52)를 하강시켜 유지대(51)과 밀어누름판(52) 사이에서 압착한다. 이 압착시에 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2) 사이에 존재하고 있던 기포 또는 접착제층(1)의 용제가 기화된 가스는 세라믹스 소결체(62)를 매개로 하여 외부로 배기되어 제거된다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 박판화할 때, 백업을 위해 기판에 서포트 플레이트를 첩부하는 장치와 첩부하는 방법에 관한 것이다.
IC 카드나 휴대전화의 박형화, 소형화, 경량화가 요구되고 있어, 이 요구를 충족시키기 위해서는 삽입되는 반도체 칩에 대해서도 두께가 얇은 반도체 칩으로 해야만 한다. 이 때문에 반도체 칩의 기초가 되는 웨이퍼의 두께는 현재 상태로는 125 ㎛~150 ㎛이지만, 차세대 칩용으로는 25 ㎛~50 ㎛로 해야만 한다고 말하고 있다.
반도체 웨이퍼를 그라인더 등에 의해 박판화하는 공정에서는, 반도체 웨이퍼의 회로 형성면측을 테이프나 판재(板材)로 서포트할 필요가 있다. 특허문헌 1에는 반도체 웨이퍼에 서포트 플레이트를 첩부하는 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시되는 장치는, 상하 한쌍의 핫플레이트를 배치하는 동시에, 이들 핫플레이트의 바깥쪽에 상하 한쌍의 진공 포트(vacuum pot)를 설치하여, 상하의 핫플레이트 사이에서 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트와의 적층체를 압착(壓着)하는 동안 감압 분위기에서 행하도록 하고 있다. 특히, 특허문헌 1에서는 위쪽 핫플레이트를 승강시키는 수단으로서 유압식(油壓式) 프레스기를 사용하지 않고, 댐퍼(damper)로서도 기능하는 에어 플런져(air plunger)를 사용함으로써, 핫플레이트로부터의 열로 적층체가 팽창되었을 때에 발생하는 역압력으로 반도체 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제2002-192394호 공보 단락 (0012), (0014), (0019)
반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트를 겹친 경우, 이들 사이에 공기가 개재되어 버리는 경우가 있다. 또한 가열 압착시에 접착제에 포함되는 용제가 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트 사이에 가스가 되어 발생한다.
특허문헌 1에서는 핫플레이트를 진공 포트 내에 배치하여 감압 분위기에서 압착하도록 하고 있지만, 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트 사이에 끼인 가스를 빼는 것은 용이하지 않다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 첩부장치는, 반도체 웨이퍼 등의 기판과 서포트 플레이트와의 적층체를 얹어 놓는 유지대와, 이 유지대에 대해 상대적으로 승강이 가능한 밀어누름판을 구비하고, 또한 상기 유지대 및 밀어누름판 중 서포트 플레이트와 접하는 부재에는 배기기구를 설치하였다.
상기 배기기구로서는 두께방향으로 관통공이 형성된 다공판, 세라믹스 소결체 또는 스테인리스판 등의 면정도(面精度)가 높은 판재를, 상기 유지대 및 밀어누름판 중 서포트 플레이트와 접하는 부재에 끼워 넣은 구성을 생각할 수 있다. 또한, 상기 밀어누름판에 대해서는 유니버셜 조인트를 매개로 하여 프레임에 설치 각도가 조정 가능하게 지지되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 첩부방법은, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 회로 형성면에 접착제를 도포하고, 이 접착제 위에 통기성을 갖는 서포트 플레이트를 겹쳐, 이 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트와의 적층체를 유지대 위에 얹어 놓고, 이어서 유지대와 밀어누름판 사이가 소정 간격(예를 들면 1.2 mm)이 될 때까지 유지대에 대해 밀어누름판을 상대적으로 하강시켜서 상기 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트를 압착시키는 동시에, 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트 사이에 존재하는 가스를 서포트 플레이트 및 이 서포트 플레이트와 접하는 유지대 또는 밀어누름판을 매개로 하여 외부로 배기한다.
또한, 본 발명의 다른 첩부방법은, 회로 형성면에 접착제를 도포한 반도체 웨이퍼 등의 기판과 통기성을 갖는 서포트 플레이트를, 각각의 반송수단으로 첩부장치 내로 반송하고, 장치 내에서 상기 기판과 서포트 플레이트를 겹쳐, 그 적층체를 유지대 위에 얹어 놓는다. 기판과 서포트 플레이트를 겹침으로써 양자 사이에 존재하는 가스는 빠져 나간다. 이어서, 유지대와 밀어누름판 사이가 소정 간격(예를 들면 1.2 mm)이 될 때까지 유지대에 대해 밀어누름판을 상대적으로 하강시켜 상기 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트를 압착시킨다.
이하에 본 발명의 실시형태를 첨부하는 도면을 토대로 하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 첩부장치(방법)를 삽입한 반도체 웨이퍼의 박판화공정을 설명한 도면으로, 최초로 박판화공정의 전체를 설명한다.
먼저, 반도체 웨이퍼(W)의 회로(소자) 형성면(A면)에 접착제액을 도포한다. 도포에는 예를 들면 스피너(spinner)를 사용한다. 접착제액으로서는 예를 들면 노볼락형 페놀 수지계 재료를 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
이어서, 상기 접착제액을 예비 건조시켜 유동성을 저감시켜서 접착제층(1)으로서의 형상 유지를 가능하게 한다. 예비 건조에는 오븐을 사용하여, 예를 들면 80℃에서 5분간 가열한다. 접착제층(1)의 두께는 반도체 웨이퍼(W)의 표면(A면)에 형성한 회로의 요철에 따라 결정한다. 또한, 1회의 도포로는 필요한 두께를 얻을 수 없는 경우에는, 도포와 예비 건조를 여러 차례 반복해서 행한다. 이 경우, 최상층(最上層) 이외의 접착제층의 예비 건조는 접착제에 유동상을 남기지 않도록 건조의 정도를 강하게 한다.
이상 설명한 바에 따라 소정 두께의 접착제층(1)이 형성된 반도체 웨이퍼(W)에, 본 발명의 첩부장치를 사용해서 서포트 플레이트(2)를 첩부한다. 첩부장치의 상세한 것은 후술한다.
그 다음, 일체화된 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)의 적층체를 반전(反轉)하고, 반도체 웨이퍼(W)의 이면(裏面)(B면)을 그라인더(10)으로 연삭(硏削)하여, 반도체 웨이퍼(W)를 박판화한다. 또한, 연삭시에는 그라인더(10)과 반도체 웨이퍼(W) 사이에 발생하는 마찰열을 억제하기 위해 물(연삭액)을 반도체 웨이퍼(W)의 이면에 공급하면서 행한다. 여기에서, 상기 접착제는 물에 불용(알코올에 가용)인 것을 선정하고 있기 때문에, 연삭시에 반도체 웨이퍼(W)로부터 서포트 플레이트(2)가 박리되는 경우가 없다.
상기 박판화된 반도체 웨이퍼(W)의 이면(B면)에 필요에 따라 회로 등을 형성한 후, 해당 이면을 다이싱 테이프(11) 위에 고정한다. 이 다이싱 테이프(11)은 점착성을 갖는 동시에 프레임(12)에 유지되어 있다.
그 다음, 서포트 플레이트(2)의 위에서 용제로서 알코올을 붓는다. 알코올은 서포트 플레이트(2)의 관통공을 매개로 하여 접착제층(1)에 도달하여 접착제층(1)을 용해한다. 이 경우, 프레임(12)를 도시하지 않는 스피너로 회전시킴으로써, 알코올을 단시간 중에 접착제층(1)의 전면에 골고루 퍼지게 할 수 있다. 사용하는 알코올로서는 에탄올이나 메탄올 등의 분자량이 작은 것일수록 용해성이 높기 때문에 바람직하다. 또한 복수의 알코올을 혼합해도 된다. 또한 알코올 대신에 케톤 또는 알코올과 케톤의 혼합용액을 사용해도 된다.
알코올 등을 접착제층(1)에 공급하는 수단으로서는, 용제를 채운 조(槽)에 서포트 플레이트(2)가 접착된 반도체 웨이퍼(W)를 침지해도 된다. 이 경우 초음파진동을 가하면 더욱 효과적이다.
이상과 같이 하여 접착제층(1)을 용해시킨 경우, 프레임(12)를 회전시켜 서포트 플레이트(2) 위의 여분의 용제를 제거한 후, 암(14)의 앞쪽 끝에 설치한 마그네트(15)를 서포트 플레이트(2)의 주변에 접근시켜 자력에 의해 부착시키고, 이어서 암(14)를 비스듬히 위쪽으로 잡아당김으로써 서포트 플레이트(2)를 주변부분으로부터 서서히 박리한다.
그리고, 서포트 플레이트(2)를 떼어낸 후, 다이싱장치(13)에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 칩 사이즈로 절단한다. 절단 후에는 다이상 테이프(11)에 자외선을 조사하고, 다이싱 테이프(11)의 점착력을 저하시켜 절단한 칩을 따로 따로 떼어낸다.
이어서, 첩부장치에 대해 도 2~도 4를 토대로 하여 설명한다. 여기에서, 도 2는 본 발명의 첩부 스테이션의 전체도이고, 도 3은 서포트 플레이트의 사시도이며, 도 4(a)~(c)는 유지대와 밀어누름판을 평행하게 하기 위한 순서를 설명한 도면이다. 첩부 스테이션에는 첩부장치(5) 외에, 반도체 웨이퍼 재치대(6), 서포트 플레이트 재치대(7) 및 이들 첩부장치(5), 반도체 웨이퍼 재치대(6), 서포트 플레이트 재치대(7) 사이에서 워크를 반송하는 로봇(8)이 배치되어 있다.
첩부장치(5)는 유지대(51)과 밀어누름판(52) 사이에서 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)의 적층체를 압착한다.
상기 유지대(51)은 윗면이 평탄한 세라믹스제로 베이스(53)에 고정되어 있다. 이 베이스(53)에는 프레임(54)가 설치되고, 이 프레임(54)에는 모터(55)가 지지되며, 이 모터(55)에 의해 회전되는 나사(56)이 상기 프레임(54)에 자유자재로 회전되어 지승(支承)되고 있다.
한편, 상기 밀어누름판(52)는 볼 조인트(57)을 매개로 하여 승강체(58)에 지지되어 있다. 볼 조인트(57)의 측방(側方)에는 볼트(59)가 설치되고, 이 볼트(59)를 느슨하게 함으로써 밀어누름판(52)는 자유로운 상태로 지지되어, 볼트(59)를 조여서 볼 조인트(57)의 구면(球面)을 강하게 고정함으로써 밀어누름판(52)는 그 때의 각도로 승강체(58)에 지지된다.
또한 승강체(58)의 좌우 끝부분은 프레임(54)의 좌우 멤버 안쪽에 설치한 레일(60)에 상호 맞물리게 함으로써 상하방향으로 이동 가능해지고, 또 승강체(58)의 중앙 위쪽 끝부분에는 너트부재(61)을 고착(固着)하여, 이 너트부재(61)에 상기 나사(56)을 나합(螺合)하고 있다. 그리고, 상기 모터(55)를 구동하여 나사(56)을 회전시킴으로써 승강체(58)은 레일(60)을 따라 승강하고, 이 승강체(58)과 일체적으로 밀어누름판(52)도 승강한다.
상기 밀어누름판(52)에는 아래쪽을 향해 개구(開口)하는 오목부분이 형성되어 이 오목부분에 세라믹스 소결체(62)가 끼워 넣어지고, 또 밀어누름판(52)에는 진공 펌프로 연결되는 배기관(63)이 설치되어 있다. 상기 세라믹스 소결체(62)는 다공질로, 배기관(63)을 설치하는 구멍을 세라믹스 소결체(62)까지 늘림으로써, 세라믹스 소결체(62)를 매개로 하여 흡인할 수 있다.
상기 첩부장치(5)를 사용하여 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)를 압착하기 위해서는, 먼저 유지대(51)과 밀어누름판(52)를 평행하게 한다. 이 조작은 매회 행할 필요는 없지만, 정기적으로 행할 필요가 있다.
평행하게 하기 위해서는 먼저 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 볼트(59)를 느슨하게 하여 볼트 조인트(57)을 자유로운 상태로 한다. 그리고, 이 상태 그대로 밀어누름판(52)를 하강시켜 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 밀어누름판(52)(세라믹스 소결체(62))의 아랫면을 유지대(51)의 윗면에 맞닿게 한다. 이 시점에서 유지대(51)과 밀어누름판(52)는 평행해진다. 이어서, 볼트(59)를 조여서 볼트 조인트(57)을 고정한 후, 밀어누름판(52)를 상승시켜 도 4(c)에 나타내는 상태로 한다.
또한, 첩부 스테이션에 배치되는 반도체 웨이퍼 재치대(6)에는, 반도체 웨이퍼(W)의 아랫면을 지지하는 핀(6a)가 설치되고, 이 핀(6a)와 재치대(6) 사이에 로봇(8)의 핸드(8a)가 들어 가는 간극(間隙)이 형성되도록 하고 있다. 더욱이, 서포트 플레이트 재치대(7)은 링형상을 이뤄, 그 일부에 로봇(8)의 핸드(8a)보다도 폭이 넓은 절결(切缺)(7a)를 형성하고 있다.
또한, 서포트 플레이트 재치대(7)에 유지되는 서포트 플레이트(2)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 반도에 웨이퍼(W) 보다도 큰 직경(반경으로 2 mm)으로, 두께 0.5 mm의 철-니켈 합금(니켈 36%의 합금: 인버)을 사용하여, Φ 0.5 mm의 관통구멍(3)이 0.7 mm 피치로 형성되고, 더욱이 바깥 가장자리부분은 관통구멍이 없는 평탄부분(4)로 하고 있다. 또한, 서포트 플레이트로서는 통기성 기능을 갖는 세라믹판 등을 사용해도 된다.
상기 평탄부분(4)는 서포트 플레이트(2)를 반도체 웨이퍼(W)에 겹친 상태에서, 반도체 웨이퍼(W)의 가장자리부분이 걸리는 부분 보다도 바깥쪽 부분으로 하고 있다. 반도체 웨이퍼(W)는 박판화되어 있기 때문에 갈라짐이나 크랙이 발생하기 매우 쉽다. 특히 모서리부분이 관통공에 걸리면 이 부분은 아무것도 지지되어 있지 않은 상태가 되기 때문에, 연삭액의 수압 또는 그라인더의 압력에 의해 간단히 갈라짐이나 크랙이 발생해 버린다. 따라서, 실시예에 있어서는 평탄부분(4)에 반도체 웨이퍼(W)의 가장자리부분이 걸리도록 하고 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(W)의 목적으로 하는 두께에 따라서는 서포트 플레이트(2) 전체에 관통공을 형성해도 된다.
이상의 첩부 스테이션으로 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)를 압착하기 위해서는, 먼저 반도체 웨이퍼 재치대(6) 위에 대기하고 있는 반도체 웨이퍼(W)의 아래쪽에 로봇(8)의 핸드(8a)를 끼워 넣고, 핸드(8a)를 상승시켜서 핸드(8a) 위에 반도체 웨이퍼(W)를 옮겨서 얹어 놓는다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)의 윗면(회로 형성면)에는 접착제층(1)이 형성되어 있다.
이어서, 핸드(8a)를 수평방향으로 이동시켜, 반도체 웨이퍼(W)를 서포트 플레이트 재치대(7)에서 대기하고 있는 서포트 플레이트(2)의 아래쪽에 위치시킨다. 그 다음, 핸드(8a)를 상승시켜 반도체 웨이퍼(W) 윗면의 접착제층(1) 위의 서포트 플레이트(2)에 겹쳐서, 그대로 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)와의 적층체를 서포트 플레이트 재치대(7)로부터 들어 올린다. 이 때 핸드(8a)는 서포트 플레이트 재치대(7)의 일부에 형성한 절결(7a)를 통과한다.
그 다음, 핸드(8a)를 이동하여 첩부장치(5)의 유지대(51) 위에 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2)와의 적층체를 세팅한다. 그 다음, 모터(55)를 구동하여 밀어누름판(52)를 하강시켜 유지대(51)과 밀어누름판(52) 사이가 1.2 mm가 될 때까지 접근시킨 상태에서 압착한다. 또한, 이 압착시에 반도체 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2) 사이에 존재하고 있던 기포 또는 접착제층(1)의 용제가 기화된 가스는, 세라믹스 소결체(62)를 매개로 하여 외부로 배기되어 제거된다.
또한, 도시예에서는 밀어누름판에 세라믹스 소결체를 끼워 넣어 배기기능을 발휘하는 예를 예시하였지만, 유지대가 배기기능을 발휘하는 구성으로 해도 된다. 이 경우에는 반도체 웨이퍼와 서포트 플레이트의 상하를 반대로 한다.
상기 실시예에서는 먼저 반도체 웨이퍼(W)의 회로(소자) 형성면에 접착제를 도포한 후에 유지대를 갖는 첩부장치 내로 반입하였지만, 먼저 기판과 서포트 플레이트를 각각의 수단으로 첩부장치 내로 반입하고, 첩부장치 내를 감압상태로 한 후에 기판과 서포트 플레이트를 겹쳐도 된다.
도 5(a)~(h)는 상기한 본 발명의 다른 첩부방법의 설명도이다. 유지대(51)과 밀어누름판(52)로 되는 첩부장치에 있어서, 유지대(51) 위에 평행도가 조정된 밀어누름판(52)를 끌어 올린 상태(a)로부터,
(b)통기성을 갖는 서포트 플레이트(2)가 첩부장치 내로 반송되어 끝면에서 유지되고,
(c)첩부장치 내로 웨이퍼(W)가 반송되어,
(d)첩부장치 내에서 서포트 플레이트(2)와 웨이퍼(W)가 겹쳐지고,
(e)서포트 플레이트(2)와 겹쳐진 웨이퍼(W)를 유지대 위에 얹어,
(f)탑 플레이트가 소정 간격까지 하강하여 압착해서 첩부하는 동시에, 웨이퍼(W)와 서포트 플레이트(2) 사이에 개재하는 가스를 서포트 플레이트(2) 및 서포트 플레이트와 접하는 유지대 또는 밀어누름판을 매개로 하여 외부로 배기하고,
(g)서포트 플레이트(2)와 웨이퍼(W)의 첩부 후에 탑 플레이트가 상승하여,
(h)맞붙혀진 적층체가 첩부장치로부터 반출된다.
본 발명의 의하면, 반도체 웨이퍼 등의 기판과 서포트 플레이트를 압착시킬 때, 기판과 서포트 플레이트 사이에 존재하는 가스를 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 압착 후에 박리되거나 압착 후의 두께가 부분적으로 상이한 경우가 없어, 연삭공정에 있어서 반도체 웨이퍼의 두께를 정확하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 첩부(貼付)방법을 그 일부에 삽입한 반도체 웨이퍼의 박판화공정을 설명한 도면이다.
도 2는 본 발명의 첩부 스테이션의 전체도이다.
도 3은 서포트 플레이트의 사시도이다.
도 4(a)~(c)는 유지대와 밀어누름판을 평행하게 하기 위한 순서를 설명한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 첩부방법을 설명한 도면이다.
[부호의 설명]
1…접착제층, 2…서포트 플레이트(support plate), 3…관통구멍(貫通穴), 4…평탄부분, 5…첩부장치, 6…반도체 웨이퍼 재치대(載置台), 7…서포트 플레이트 재치대, 8…로봇, 10…그라인더(grinder), 11…다이싱 테이프(dicing tape), 12…프레임, 13…다이싱장치, 14…암(arm), 15…마그네트, 51…유지대(保持台), 52…밀어누름판(押壓板), 53…베이스, 54…프레임, 55…모터, 56…나사, 57…볼 조인트(ball joint), 58…승강체(昇降體), 59…볼트, 60…레일, 61…너트부재, 62…세라믹스 소결체(燒結體), 63…배기관, W…반도체 웨이퍼.
Claims (6)
- 반도체 웨이퍼 등의 기판과 서포트 플레이트와의 적층체를 얹어 놓는 유지대와, 이 유지대에 대해 상대적으로 승강이 가능한 밀어누름판을 구비한 첩부장치에 있어서, 상기 유지대 및 밀어누름판 중 서포트 플레이트와 접하는 부재에는 배기기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 첩부장치.
- 제1항의 첩부장치에 있어서, 상기 배기기구는 두께방향으로 관통공이 형성된 판재를 가지고, 이 판재가 상기 유지대 및 밀어누름판 중 서포트 플레이트와 접하는 부재에 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 첩부장치.
- 제1항 또는 제2항의 첩부장치에 있어서, 상기 밀어누름판은 유니버셜 조인트를 매개로 하여 프레임에 설치해 각도가 조정 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 첩부장치.
- 반도체 웨이퍼 등의 기판의 회로 형성면에 접착제를 도포하고, 이 접착제 위에 통기성을 갖는 서포트 플레이트를 겹쳐, 이 기판과 서포트 플레이트와의 적층체를 유지대 위에 얹어 놓고, 이어서 유지대와 밀어누름판 사이가 소정 간격이 될 때까지 유지대에 대해 밀어누름판을 상대적으로 하강시켜 상기 기판과 서포트 플레이트를 압착시키는 동시에, 기판과 서포트 플레이트 사이에 존재하는 가스를 서포트 플레이트 및 이 서포트 플레이트와 접하는 유지대 또는 밀어누름판을 매개로 하여 외부로 배기하는 것을 특징으로 하는 첩부방법.
- 회로 형성면에 접착제를 도포한 반도체 웨이퍼 등의 기판과 서포트 플레이트를, 각각 따로 따로의 반송수단을 사용해서 첩부장치 내로 반송하고, 상기 기판과 상기 서포트 플레이트를 겹쳐, 그들의 적층체를 유지대 위에 얹어 놓고, 이어서 유지대와 밀어누름판 사이가 소정 간격이 될 때까지 유지대에 대해 밀어누름판을 상대적으로 하강시켜 상기 기판과 서포트 플레이트를 압착시키는 동시에, 기판과 서포트 플레이트 사이에 개재하는 가스를 서포트 플레이트 및 이 서포트 플레이트와 접하는 유지대 또는 밀어누름판을 매개로 하여 외부로 배기하는 것을 특징으로 하는 첩부방법.
- 제4항 또는 제5항의 첩부방법에 있어서, 상기 서포트 플레이트로서 두께방향으로 관통공이 형성된 다공판 또는 세라믹스 소결체를 사용하는 것을 특징으로 하는 첩부방법.
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