KR20050111946A - 박형 칩 분리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형 칩 분리 방법에 관한 것으로, 박형의 반도체 칩을 기계적인 충격을 최소화하면서 자외선 테이프에서 분리하기 위해서, (a) 자외선 테이프에 부착되어 개별 박형 칩으로 분리된 웨이퍼를 다수개의 이형 핀이 설치된 진공 홀더를 갖는 웨이퍼 테이블에 탑재하는 단계와; (b) 칩 접착 공정을 진행할 상기 웨이퍼의 박형 칩을 상기 진공 홀더로 흡착하는 단계와; (c) 상기 박형 칩을 중심으로 상기 진공 홀더가 왕복 운동하면서 상기 박형 칩에 부착된 자외선 테이프 부분을 아래로 끌어 당겨 상기 박형 칩과 상기 자외선 테이프 사이의 접착력을 떨어뜨리는 단계와; (d) 상기 진공 홀더 사이에 설치된 상기 이형 핀으로 상기 박형 칩을 밀어 상기 자외선 테이프에서 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 칩 분리 방법을 제공한다.

Description

박형 칩 분리 방법{Method for separating thin chip}
본 발명은 반도체 칩 접착 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박형의 반도체 칩을 기계적인 충격을 최소화하면서 자외선 테이프에서 분리할 수 있는 반도체 칩 분리 방법에 관한 것이다.
일반적인 반도체 웨이퍼는 평면이기 때문에, 한 평면내에 반도체 칩의 집적도를 향상시키는 데 한계가 있고, 집적도를 향상시키는 데도 많은 설비투자가 필요한 실정이다. 따라서, 최근 반도체 패키지의 고집적화를 위하여 많은 업체들 및 학계에서 고밀도 3차원 칩, 3차원 패키지의 적층 방법을 연구하고 있다. 즉, 반도체 웨이퍼를 개별 반도체 소자로 절삭한 이후에 집적도를 높이는 방법을 연구하고 있다.
여기서 복수개의 단위 패키지를 3차원으로 적층하여 제조된 3차원 적층 패키지는 고집적화를 이룰 수 있는 반면에, 두께가 두꺼워 반도체 제품의 경박단소화에 대한 대응성이 떨어지는 문제점을 안고 있다. 반면에, 복수개의 반도체 칩을 3차원으로 적층하여 제조된 3차원 적층 칩 패키지는 고집적화를 이룰 수 있는 동시에 반도체 제품의 경박단소화에 대한 대응성도 뛰어나다.
적층 칩 패키지에서 패키지의 두께를 줄이면서 보다 많은 반도체 칩을 적층하기 위해서는 두께가 얇은 박형의 반도체 칩(이하, '박형 칩'이라 한다)이 요구된다. 하지만 박형 칩의 두께가 얇아질수록 취급하는 과정에서 박형 칩에 기계적인 충격이 가해져 금이 가거나 깨지는 불량이 발생하고 있는 실정이다. 이와 같은 불량은 패키지 제조 공정 중 칩 접착 공정을 진행할 때 주로 발생된다.
종래기술에 따른 박형 칩(22)을 자외선 테이프(30)에서 분리하는 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 이형 핀(14)을 이용하여 자외선 테이프(30)에서 칩 접착 공정을 진행할 박형 칩(22)을 분리한다. 즉, 자외선 테이프(30)의 배면 아래에 설치된 진공 홀더(10; vacuum holder)의 진공 흡착 구멍(12)을 통한 자외선 테이프(30)를 진공 흡착한 상태에서, 이형 핀(14)이 상승하면서 박형 칩(22)을 밀어 자외선 테이프(30)에서 분리하게 된다.
한편 전기적 특성 검사(electrical die sorting; EDS)가 완료된 웨이퍼(20)에 대한 절단 공정 전에, 웨이퍼(20) 상의 박형 칩(22)의 이탈을 방지하기 위해 웨이퍼(20) 뒷면에 접착 테이프를 부착하는 공정을 진행하게 되는데, 접착 테이프로 자외선 테이프(30)가 많이 사용되고 있다. 자외선 테이프(30)가 부착된 웨이퍼(20)를 각각의 개별 박형 칩(22)으로 분리시키기 위해서 웨이퍼(20)의 스크라이브 라인(scribe line)을 따라서 절단하게 된다. 그리고 칩 접착 장치의 웨이퍼 테이블로 투입하기 전에 자외선 테이프(30)에 자외선을 조사(照射)하여 자외선 테이프(30)와 박형 칩(22) 사이의 접착력을 떨어뜨리는 공정을 진행한다. 이와 같은 자외선 테이프(30)는 베이스 테이프(32)와, 베이스 테이프(32)에 형성된 접착층(34)으로 구성되며, 자외선 조사에 의해 베이스 테이프(32)와 접착층(34) 사이의 계면 접착력을 떨어뜨린다. 따라서 이형 핀(14)에 의해 자외선 테이프(30)에서 분리되는 부분은, 박형 칩(22) 아래의 접착층(34)과 함께 박형 칩(22)이 베이스 테이프(32)에서 분리된다.
그런데 자외선 테이프(30)의 접착력이 자외선 조사를 하더라도 소정의 접착력은 그대로 유지하고 있다. 물론 두께가 두꺼운 반도체 칩의 경우는 문제가 되지 않지만 두께가 50㎛ 이하인 박형 칩(22)의 경우에는 문제가 달라진다. 즉, 자외선 테이프(30)와 접착력을 유지하고 있는 박형 칩(22)을 이형 핀(14)으로 분리하는 과정에서 이형 핀(14)이 박형 칩(22)에 가하는 기계적인 충격에 의해 박형 칩(22)이 자외선 테이프(30)에서 분리되는 과정에서 금이가거나 깨지는 불량이 발생될 수 있다. 특히 박형 칩의 두께가 얇아질수록 전술된 불량의 발생빈도는 증가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 박형 칩에 가해지는 기계적인 충격을 최소화하면서 자외선 테이프에서 박형 칩을 분리할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 칩 접착 장치를 그대로 이용하여 박형 칩을 안전하게 분리할 수 있도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 박형 칩을 자외선 테이프에서 분리하는 방법으로, (a) 자외선 테이프에 부착되어 개별 박형 칩으로 분리된 웨이퍼를 다수개의 이형 핀이 설치된 진공 홀더를 갖는 웨이퍼 테이블에 탑재하는 단계와; (b) 칩 접착 공정을 진행할 상기 웨이퍼의 박형 칩을 상기 진공 홀더로 흡착하는 단계와; (c) 상기 박형 칩을 중심으로 상기 진공 홀더가 왕복 운동하면서 상기 박형 칩에 부착된 자외선 테이프 부분을 아래로 끌어 당겨 상기 박형 칩과 상기 자외선 테이프 사이의 접착력을 떨어뜨리는 단계와; (d) 상기 진공 홀더 사이에 설치된 상기 이형 핀으로 상기 박형 칩을 밀어 상기 자외선 테이프에서 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 칩 분리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 (c) 단계에서 진공 홀더의 진공 흡착에 의해 박형 칩과 자외선 테이프 사이의 접착력을 떨어뜨리기 위해서, 진공 홀더는 박형 칩 크기에 대응되는 부분에 다수개의 진공 흡착 구멍이 형성되어 있으며, 진공 흡착 구멍들은 진공 홀더의 상부면에 대해서 아래로 단차지게 형성된 홈에 각기 형성되어 있다.
그리고 본 발명에 따른 (c) 단계는 진공 홀더가 박형 칩을 포함한 주위를 적어도 한번 이상 일방향으로 왕복 운동하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 칩 접착 공정을 진행하기 위해서 자외선 테이프(70)에서 박형 칩(62)을 분리하는 단계들을 보여주는 도면들이다. 한편 도면을 통틀어 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 박형 칩(62)을 자외선 테이프(70)에서 분리하는 단계는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개별 박형 칩(62)으로 분리된 웨이퍼(60)를 웨이퍼 테이블(40)에 제공하는 단계로부터 출발한다. 이때 웨이퍼(60)는 자외선 테이프(70)에 의하여 웨이퍼 링(80; wafer ring)에 부착되어 공급되며, 웨이퍼 절단 공정이 완료된 웨이퍼이다. 물론 자외선 테이프(70)에 자외선 조사 공정을 진행하여 자외선 테이프(70)와 웨이퍼(60) 사이의 접착력은 떨어진 상태이다.
그리고 웨이퍼(60)는 웨이퍼 테이블(40)의 중심 부분에 형성된 빈 공간(42)에 노출되며, 빈 공간(42) 내부에는 자외선 테이프(70)에서 개별 박형 칩(62)을 분리하는 진공 홀더(50)가 설치되어 있다. 즉 진공 홀더(50)는 칩 접착 공정을 진행할 자외선 테이프(70) 부분을 흡착하기 위한 진공 흡착 구멍(52)과, 진공 흡착 구멍(520 사이에 설치되어 자외선 테이프(70)에서 박형 칩(62)을 이형시키는 다수개의 이형 핀(54)이 설치되어 있다. 특히 본 발명에 따른 진공 흡착 구멍들(52)은 진공 홀더(50)의 상부면(51)에 대해서 아래로 단차지게 형성된 홈(53)에 각기 형성된다.. 이와 같이 진공 홀더(50)의 상부면(51)에 대해서 아래로 단차지게 형성된 홈(53)에 진공 흡착 구멍(54)들을 형성하는 이유는 후술하도록 하겠다.
다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 칩 접착 공정을 진행할 박형 칩(62)을 진공 홀더(50)로 흡착하는 단계가 진행된다. 즉, 진공 홀더(50)는 자외선 테이프(70) 아래에서 칩 접착 공정을 진행할 박형 칩(620 아래로 이동하여 자외선 테이프(70) 부분을 진공 흡착한다.
다음으로 종래에는 이형 핀을 이용하여 박형 칩을 분리하는 공정을 진행함으로써, 박형 칩이 금이가거나 깨지는 불량이 발생되었지만, 본 발명의 실시예에서는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(60)에 대해서 진공 홀더(50)를 상대 운동시키는 단계가 진행된다. 구체적으로 설명하면, 박형 칩(62)을 중심으로 진공 홀더(50)가 박형 칩(62) 주위를 왕복 운동하면서 박형 칩(62)에 부착된 자외선 테이프(70) 부분을 진공 흡착으로 아래로 끌어 당겨 박형 칩(62)과 자외선 테이프(70) 사이의 접착력을 떨어뜨리는 공정을 진행한다. 특히 진공 흡착 구멍들(54)이 진공 홀더의 상부면(51) 아래의 홈(53)에 각기 형성되기 때문에, 단차진 홈(53) 부분으로 자외선 테이프(70)를 효과적으로 끌어 당겨 박형 칩(62)에서 자외선 테이프(70)를 분리할 수 있다. 진공 흡착 구멍(54)에 의해 흡착되는 자외선 테이프(70) 부분은 진공 흡착 구멍(54)이 형성된 홈(53) 안으로 흡착되기 때문에, 진공 흡착 구멍(54)이 형성된 부분에서는 박형 칩(62)과 자외선 테이프(70) 사이에 분리가 이루어진다. 이때 박형 칩(62)에서 자외선 테이프(70)가 분리되는 과정에서 작용하는 기계적인 스트레스는 박형 칩(62)이 진공 홀더(50)에 의해 전체적으로 지지되기 때문에, 큰 문제가 없다. 그리고 진공 홀더(50)의 왕복 운동은 적어도 한번 이상 일방향으로 진행되며, 진공 홀더(50)가 진공 흡착하는 부분은 적어도 박형 칩(62) 아래의 자외선 테이프(70) 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 상세하게 말한다면 자외선 테이프(70)의 베이스 테이프(72) 부분이 진공 홀더(50)의 진공 흡착에 의해 박형 칩(62) 아래의 접착층(74)에서 분리된다.
이와 같은 진공 홀더(50)의 왕복 운동 이후에 박형 칩(62) 아래로 원위치하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 이형 핀(54)으로 박형 칩(62)을 밀어 박형 칩(62)을 자외선 테이프(70)에서 분리하는 단계가 진행된다. 즉, 자외선 조사 이후에 박형 칩(62)과 자외선 테이프(70) 사이에 남아 있던 접착력은 본 발명에 따른 진공 홀더(50)의 왕복 운동에 의해 거의 사라지기 때문에, 박형 칩(62)을 조금만 밀어주어도 자외선 테이프(70)에서 박형 칩(62)을 분리할 수 있다. 물론 박형 칩(62)을 이형 핀(54)을 미는 과정에서 작용하는 기계적인 스트레스는 거의 작용하지 않기 때문에, 박형 칩(62)이 금이가거나 깨지는 불량은 발생하지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이형 핀(54)에 의해 자외선 테이프(70)에서 분리된 박형 칩(62)은 칩 이송기(90)에 의해 리드 프레임과 같은 배선기판으로 이송되어 칩 접착 공정이 진행된다.
그리고 전술된 바와 같은 공정을 반복하여 칩 분리 공정을 포함하여 칩 접착 공정이 차례로 진행된다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼의 위치가 고정되고 진공 홀더가 왕복 운동하는 예를 개시하였지만, 반대로 진공 홀더가 고정되고 웨이퍼가 왕복 운동하도록 구현하여도 무방하고, 함께 상대운동할 수 있도록 구현할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 칩 분리 방법에 따르면, 분리할 박형 칩 아래의 자외선 테이프 부분을 진공 홀더가 왕복 운동하면서 진공 흡착을 통하여 박형 칩 아래의 자외선 테이프를 박형 칩에서 분리하는 공정을 거친 이후에 칩 분리 공정을 진행하기 때문에, 이형 핀에 의해 분리되는 박형 칩에 가해지는 기계적인 스트레스를 최소화하여 박형 칩을 자외선 테이프에서 쉽게 분리할 수 있습니다.
그리고 별도의 장비의 추가 없이 종래의 다이 접착 장치를 그대로 활용하여 박형 칩을 안전하게 자외선 테이프에서 분리할 수 있습니다.
도 1은 종래기술에 따른 칩 접착 공정을 진행하기 위해서 자외선 테이프에서 박형 칩을 분리하는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 칩 접착 공정을 진행하기 위해서 자외선 테이프에서 박형 칩을 분리하는 단계들을 보여주는 도면들로서,
도 2는 웨이퍼가 웨이퍼 테이블로 이송된 상태를 보여주는 평면도이고,
도 3은 진공 홀더로 자외선 테이프를 흡착하는 상태를 보여주는 단면도이고,
도 4 및 도 5는 칩 접착 공정을 진행할 박형 칩을 중심으로 진공 홀더를 포함하여 웨이퍼 테이블이 일방향으로 왕복 운동하는 단계를 보여주는 단면도이고,
도 6은 이형 핀의 상승에 의해 박형 칩이 자외선 테이프에서 분리되는 단계를 보여주는 단면도이고,
도 7은 칩 이송기에 의해 박형 칩이 자외선 테이프에서 완전히 분리된 상태를 보여주는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10, 50 : 진공 홀더 12, 52 : 진공 흡착 구멍
14, 54 : 이형 핀 20, 60 : 웨이퍼
22, 62 : 박형 칩 30, 70 : 자외선 테이프
32, 72 : 베이스 테이프 34, 74 : 접착층
40 : 웨이퍼 테이블 53 : 홈
80 : 웨이퍼 링 90 : 칩 이송기

Claims (3)

  1. 박형 칩을 자외선 테이프에서 분리하는 방법으로,
    (a) 자외선 테이프에 부착되어 개별 박형 칩으로 분리된 웨이퍼를 다수개의 이형 핀이 설치된 진공 홀더를 갖는 웨이퍼 테이블에 탑재하는 단계와;
    (b) 칩 접착 공정을 진행할 상기 웨이퍼의 박형 칩을 상기 진공 홀더로 흡착하는 단계와;
    (c) 상기 박형 칩을 중심으로 상기 진공 홀더가 왕복 운동하면서 상기 박형 칩에 부착된 자외선 테이프 부분을 아래로 끌어 당겨 상기 박형 칩과 상기 자외선 테이프 사이의 접착력을 떨어뜨리는 단계와;
    (d) 상기 진공 홀더 사이에 설치된 상기 이형 핀으로 상기 박형 칩을 밀어 상기 박형 칩을 상기 자외선 테이프에서 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 칩 분리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 진공 홀더의 진공 흡착에 의해 상기 박형 칩과 자외선 테이프 사이의 접착력을 떨어뜨리기 위해서, 상기 진공 홀더는 상기 박형 칩 크기에 대응되는 부분에 다수개의 진공 흡착 구멍이 형성되어 있으며, 상기 진공 흡착 구멍들은 상기 진공 홀더의 상부면에 대해서 아래로 단차지게 형성된 홈에 각기 형성된 것을 특징으로 하는 박형 칩 분리 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 진공 홀더가 상기 박형 칩을 포함한 주위를 적어도 한번 이상 일방향으로 왕복 운동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 칩 분리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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