KR20050062886A

KR20050062886A - 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법

Info

Publication number: KR20050062886A
Application number: KR1020030093880A
Authority: KR
Inventors: 이재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-06-28

Abstract

본 발명은 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법에 관한 것으로서, 반도체 칩을 기판에 부착하는 칩 부착 공정을 위하여 웨이퍼로부터 개별 칩을 분리하는 방법에 관한 것이다. 종래에는 배출 핀이 웨이퍼 밑면의 접착 테이프를 밀어 올리는 기계적 동작을 통하여 칩 분리가 이루어지기 때문에 칩에 손상을 가하는 문제가 있었으나, 본 발명의 칩 분리 방법은 자외선 경화제가 첨가된 웨이퍼 고정 테이프와 자외선 램프를 사용하여 종래의 문제를 방지한다. 웨이퍼 고정 테이프의 자외선 경화층은 베이스층과 접착층 사이에 형성되며, 웨이퍼 절단시 접착층은 칩과 함께 분리된다. 웨이퍼 절단 후 자외선을 조사하면 자외선 경화층이 경화되면서 접착층과 자연 분리된다. 따라서, 칩에 손상을 가하지 않고 쉽게 칩을 분리할 수 있다.

Description

웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법 {Method For Detaching Individual Chips From Wafer}

본 발명은 반도체 패키지 조립 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 칩을 기판에 부착하는 칩 부착 공정을 위하여 웨이퍼로부터 개별 칩을 분리하는 방법에 관한 것이다.

반도체 패키지(package)는 반도체 칩을 외부 환경으로부터 보호하며 전자 시스템에 물리적으로 접합하고 전기적으로 접속시키는 기능을 가진다. 오늘날의 패키지 기술은 반도체 소자의 성능과 최종 제품의 가격, 성능, 신뢰성 등을 좌우할 만큼 그 중요성이 매우 커지고 있다.

패키지 조립 공정 중에서 개별 칩(또는 '다이'라고도 함)을 웨이퍼에서 분리하여 리드프레임(leadframe) 또는 인쇄회로기판(PCB)과 같은 기판에 부착하는 공정을 칩 부착(die attach) 공정이라 한다. 이는 웨이퍼상에 그룹으로 있던 칩들을 개별적으로 분리하여 제품화하는 첫 단계이다. 따라서, 칩 부착 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼를 개별 칩 단위로 절단하여 분리시키는 공정이 선행되어야 한다.

웨이퍼를 절단하기 전에 웨이퍼 밑면에는 접착 테이프를 부착한다. 이 접착 테이프는 웨이퍼를 절단한 후에도 개별 칩들이 떨어져 나가지 않도록 고정한다. 이어서, 칩이 낱개로 분리될 수 있도록 절단 날을 이용하여 웨이퍼를 절단한 후, 접착 테이프로부터 칩을 분리한다. 종래 기술에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 접착 테이프(20)로부터 칩(12)을 분리할 때, 접착 테이프(20)의 아래쪽에서 배출 핀(32, eject pin)이 상승하여 접착 테이프(20)를 밀어준다. 동시에 칩(12) 위쪽에서 픽업 수단(34, pick-up tool)이 내려와 칩(12)을 흡입하여 접착 테이프(20)로부터 분리시킨다. 이와 같이 배출 핀(32)이 상승하면서 접착 테이프(20)를 위쪽으로 밀어주기 때문에, 칩(12)이 들뜨면서 쉽게 분리가 가능해지는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 칩 분리 방법은 배출 핀(32)의 기계적인 동작이 칩(12)의 하단부에 영향을 주기 때문에, 배출 핀(32)의 모양, 상승 속도, 칩(12)의 크기, 두께 등에 따라 칩(12)에 금이 가거나 심한 경우 칩(12) 하단부가 파손되는 불량이 종종 발생한다.

또한, 접착 테이프(20)로부터 칩(12)이 분리된 후에도 접착 테이프(20)의 일부 성분들이 칩(12) 밑면에 잔류하는 경우가 있다. 이러한 접착 테이프 잔류 성분은 이후 패키지 조립 공정에서 계면박리(delamination)를 유발하는 원인으로 작용한다.

이러한 문제들 때문에 배출 핀(32)을 작동시킬 때 배출 핀(32)의 상승 속도를 일정 속도 이상으로 빠르게 할 수 없다. 이는 칩 부착 공정의 속도를 떨어뜨리는 요인이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 칩 분리 방법에서 발생하는 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 칩 분리 공정시 칩에 미치는 기계적인 영향을 최소화하고, 웨이퍼 고정용 접착 테이프의 잔류물을 최소화하며, 칩 부착 공정 전반의 속도를 향상하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 종래의 접착 테이프 대신에 자외선 경화제가 첨가된 테이프를 사용하고 종래의 배출 핀 대신에 자외선 램프를 이용하는 칩 분리 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법은, 복수개의 개별 칩들로 이루어진 웨이퍼의 밑면에 자외선 경화층을 포함하는 웨이퍼 고정 테이프를 부착하는 단계와, 개별 칩들 사이를 분리하기 위하여 웨이퍼를 절단하는 단계와, 웨이퍼 고정 테이프에 자외선을 조사하여 자외선 경화층을 경화시키는 단계와, 개별 칩을 웨이퍼 고정 테이프로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법에 있어서, 웨이퍼 고정 테이프는 자외선 경화층 하부에 형성된 베이스층과, 자외선 경화층 상부에 형성되고 웨이퍼의 밑면에 접착되는 접착층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼의 절단 단계는 웨이퍼 고정 테이프의 접착층까지 절단하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다. 첨부 도면은 발명의 명확한 이해를 돕기 위해 주요 부분만을 개략적으로 도시하고 있으며, 각 구성요소의 실제 크기가 전적으로 반영된 것은 아니다. 또한, 도면을 통틀어 동일한 구성요소 또는 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 사용하고 있다.

실시예

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법이 도 2 내지 도 5의 개략도에 순차적으로 도시되어 있다.

먼저, 도 2를 참조하면, 웨이퍼 절단을 위하여 웨이퍼(10)의 밑면에 고정 테이프(20')를 부착한다. 웨이퍼(10)는 복수개의 개별 칩(12)들로 이루어져 있으며, 각 칩(12)과 칩(12) 사이에는 절단선(14, scribe line)이 형성되어 있다. 웨이퍼(10) 밑면에 부착된 고정 테이프(20')는 웨이퍼(10)를 절단한 후에도 개별 칩(12)들이 떨어져 나가지 않도록 고정하는 것으로, 종래와 달리 3개의 층으로 이루어진다. 즉, 웨이퍼 고정 테이프(20')는 베이스층(22, base layer) 위에 자외선 경화층(24)이 형성되고, 그 위에 다시 접착층(26)이 형성된 구조로 되어 있다. 웨이퍼 고정 테이프(20')는 접착층(26)을 통하여 웨이퍼(10) 밑면과 부착된다.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 절단 공정을 진행한다. 웨이퍼 절단 공정은 웨이퍼(10)상의 칩(12)이 낱개로 분리될 수 있도록 절단 날(36, sawing blade)을 이용하여 절단선(14)을 따라 웨이퍼(10)를 절단하는 공정이다. 이때 절단 날(36)은 웨이퍼(10) 뿐만 아니라 웨이퍼 고정 테이프(20)의 접착층(26)까지 절단하여 분리시킨다. 웨이퍼 절단 공정을 통하여 이웃하는 개별 칩(12)들이 서로 분리되지만, 웨이퍼 고정 테이프(20')의 베이스층(22)과 자외선 경화층(24)은 분리되지 않은 상태이므로 분리된 개별 칩(12)들이 떨어져 나가지 않고 고정된 상태로 남아 있다.

계속해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 고정 테이프(20')에 자외선을 조사(照射)하여 자외선 경화층(24)을 경화시킨다. 자외선 경화층(24)은 자외선 조사에 의하여 경화되는 성질을 가진다. 따라서, 웨이퍼 고정 테이프(20')의 아래쪽에서 자외선 램프(38, UV lamp)를 통하여 자외선을 조사하면, 자외선 경화층(24)이 경화되면서 그 위의 접착층(26)과 자연적으로 분리가 된다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)상의 개별 칩(12)을 웨이퍼 고정 테이프(20')로부터 분리시킨다. 전 단계에서 자외선 조사에 의하여 자외선 경화층(24)과 접착층(26)이 자연 분리되었기 때문에, 칩(12) 위쪽에서 픽업 수단(34)이 내려와 칩(12)을 흡입하면 손쉽게 칩(12)을 분리시킬 수 있다. 이때, 칩(12) 밑면에는 접착층(26)이 부착된 채 칩(12)과 함께 분리되며, 이 접착층(26)은 후속 칩 부착 공정에서 칩과 기판 사이의 접착제로 사용된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법은 자외선 경화층이 포함된 웨이퍼 고정 테이프와 자외선 램프를 이용하기 때문에 칩에 손상을 가하지 않고 칩 분리가 가능하다.

또한, 자외선 조사에 의하여 자외선 경화층과 접착층이 자연 분리되는 성질을 이용하기 때문에 칩 분리 공정 후에 칩 밑면의 테이프 잔류물이 최소화된다.

또한, 단순히 자외선 조사 과정을 통하여 칩 분리가 이루어지기 때문에 칩 부착 공정 전반의 속도가 향상된다.

아울러, 웨이퍼 고정 테이프의 접착층을 칩과 함께 분리하여 사용하므로 이후의 칩 부착 공정에서 별도의 접착제를 사용할 필요없이 칩과 기판간의 접착을 구현할 수 있다.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법을 나타내는 개략도이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법을 순차적으로 나타내는 개략도로서, 도 2는 웨이퍼 고정 테이프 부착 단계를, 도 3은 웨이퍼 절단 단계를, 도 4는 자외선 경화 단계를, 도 5는 개별 칩 분리 단계를 각각 나타낸다.

<도면에 사용된 참조 번호의 설명>

10: 웨이퍼(wafer) 12: 개별 칩(chip)

14: 절단선(scribe line) 20, 20': 웨이퍼 고정 테이프

22: 베이스층(base layer) 24: 자외선 경화층(UV layer)

26: 접착층(adhesive layer) 32: 배출 핀(eject pin)

34: 픽업 수단(pick-up tool) 36: 절단 날(sawing blade)

38: 자외선 램프(UV lamp)

Claims

복수개의 개별 칩들로 이루어진 웨이퍼의 밑면에 자외선 경화층을 포함하는 웨이퍼 고정 테이프를 부착하는 단계와, 상기 개별 칩들 사이를 분리하기 위하여 상기 웨이퍼를 절단하는 단계와, 상기 웨이퍼 고정 테이프에 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화층을 경화시키는 단계와, 상기 개별 칩을 상기 웨이퍼 고정 테이프로부터 분리하는 단계를 포함하는 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법.
제1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 고정 테이프는 상기 자외선 경화층 하부에 형성된 베이스층과, 상기 자외선 경화층 상부에 형성되고 상기 웨이퍼의 밑면에 접착되는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법.
제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 절단 단계는 상기 웨이퍼 고정 테이프의 접착층까지 절단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼상의 개별 칩 분리 방법.