KR20070040538A - 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법 - Google Patents

보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법 Download PDF

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    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices

Abstract

본 발명은 반도체 칩 분리 방법에 관한 것으로서, 외부 자극에 의하여 점착력이 저하되는 액상의 접착제를 웨이퍼의 활성면에 도포하는 단계, 접착제가 도포된 웨이퍼의 상부면에 구조물이 안착되는 단계, 웨이퍼의 상부면에 성형 수지가 주입되어 구조물과 일체화되며 접착제에 접착되는 단계, 웨이퍼의 비활성면을 연마하는 단계, 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 단계, 분리된 반도체 칩을 기판이나 리드프레임에 접착하는 단계, 및 접착제에 외부 자극을 가해 점착력을 저하시켜 반도체 칩으로부터 구조물과 일체화된 성형 수지를 분리하는 분리 단계를 포함하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법을 제공한다.
이에 따라, 얇은 웨이퍼를 용이하게 취급할 수 있으며, 웨이퍼의 파손이나 변형을 억제할 수 있으므로, 생산성 및 품질이 높아지는 효과가 있다.
다이싱, 웨이퍼, 성형 수지, 구조물, 벌집 구조

Description

보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법{SEMICONDUCTOR DICING METHOD USING PROTECTIVE MEANS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호 수단과 웨이퍼를 개략적으로 나타내는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 보호 수단을 이용하는 반도체 칩 분리 방법을 설명하기 위한 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 웨이퍼 11 : 회로 패턴
20 : 연마 수단 30 : 블레이드
40 : 배선기판 100 : 보호 수단
110 : 접착제 120 : 구조물
130 : 성형 수지
본 발명은 반도체 칩 분리 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 웨이퍼의 파손이나 변형 없이 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리할 수 있는 반도체 칩 분리 방법에 관한 것이다.
최근 소형 가전 제품에 대한 수요가 증가하면서 반도체 소자도 휴대용 제품에 적합하도록 얇은 두께와 작은 크기, 그리고 기능의 복합화를 겸비한 고집적 소자가 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해 반도체 조립공정에서는 반도체 칩의 두께를 가능한 한 얇게 하여 동일 두께의 반도체 패키지에 보다 많은 반도체 칩을 적층할 수 있는 방법이 지속적으로 연구되고 있다.
그러나 웨이퍼의 두께를 얇게 연마하는 경우(예컨데, 10O㎛ 이하)에는, 연마 후의 웨이퍼가 종이와 같이 유연해져 취급이 어려워진다. 예컨데, 이러한 얇은 두께의 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 절단하기 위해 종래의 소잉(Sawing) 방법을 적용하는 경우, 웨이퍼의 유연성으로 인해 공정을 원활하게 진행하기 어렵다.
따라서, 블레이드(blade)의 회전 속도를 감속하여 절단하는 방법 등이 이용되고 있으나, 이로 인하여 생산성이 급격히 떨어지는 문제가 야기되고 있다. 또한, 분리된 얇은 반도체 칩을 리드프레임(Lead frame)이나 배선기판에 옮기는 작업도 용이하지 않은 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리할 때, 웨이퍼나 반도체 칩이 파손되거나 변형되는 것을 억제할 수 있는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법은 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 반도체 칩 분리 방법으로서, a) 외부 자극에 의하여 점착력이 저하되는 액상의 접착제를 웨이퍼의 활성면에 도포하는 단계; b) 접착제가 도포된 웨이퍼의 상부면에 복수개의 관통 홀이 형성된 구조물이 안착되는 단계; c) 구조물에 성형 수지를 주입하여, 구조물과 성형 수지가 일체화되며 접착제에 접착되는 보호 수단을 형성하는 단계; d) 웨이퍼의 비활성면을 연마하는 단계; e)보호 수단과 함께 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 단계; 및 f) 접착제에 외부 자극을 가해 점착력을 저하시켜 반도체 칩으로부터 보호 수단을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
이 경우, f) 단계는 보호 수단이 접착되어 있는 반도체 칩을 기판이나 리드프레임에 접착하는 단계; 및 반도체 칩으로부터 보호 수단을 분리하는 분리 단계;를 포함하여 구성되거나, 반도체 칩으로부터 보호 수단을 분리하는 단계; 및 보호 수단이 분리된 반도체 칩을 기판이나 리드프레임에 접착하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 자극은 자외선인 것이 바람직하며, 접착제 및 성형 수지는 투명성을 갖는 재질인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 구조물은 강성(剛性)을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 구조물은 웨이퍼와 유사한 면적으로 형성되며, 평면이 육각 형상의 벌집 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
더하여, 본 발명에 있어서, 반도체 칩은 활성면에 외부접속단자가 형성되어 있는 플립 칩 형태일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보호 수단을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 보호 수단을 이용하는 반도체 칩 분리 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 보호 수단(100)은 회로 패턴(11)이 형성되어 있는 웨이퍼(10)의 상부면에 도포되는 액상의 접착제(110), 접착제(110)의 상부면에 안착되는 구조물(120), 및 액상으로 구조물(120)에 주입되어 구조물(120)과 함께 일체화되며 경화되는 성형 수지(130)를 포함한다. 도 1에서는 용이한 표현을 위해 액상의 접착제(110)와 성형 수지(130)를 고형(固形)화하여 도시하였다.
이러한 구성을 갖는 보호 수단(100)은 후술되는 보호 수단(100)을 이용한 반도체 칩 분리 방법에서 보다 자세하게 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3f을 참조하여 본 실시예에 따른 보호 수단(100)을 이용한 반도체 칩 분리 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 3a를 참조하면, 외부 자극에 의하여 점착력이 저하되는 액상의 접착제(110)를 회로 패턴(11)이 형성되어 있는 웨이퍼(10)의 활성면에 도포하는 단계가 진행된다.
접착제(110)는 투명성을 갖는 물질로 이루어진다. 따라서, 접착제(110)가 도 포되더라도, 웨이퍼(10)의 활성면에 형성되어 있는 반도체 칩 영역(CA)과 스크라이브 래인(scribe lane; SL)은 육안으로 식별이 가능하다.
접착제(110)는 이후에 진행되는 보호 수단(100)의 분리 공정 시, 보호 수단(100)을 웨이퍼(10)으로부터 용이하게 분리시키기 위해 이용된다. 따라서, 본 발명에 따른 접착제(110)는 외부 자극을 통해 점착력이 현저하게 저하되는 물질이라면 다양하게 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 외부 자극으로 자외선을 이용하는 방법을 예시하고 있다. 따라서, 접착제(110)는 자외선에 의해 점착력이 저하되는 자외선 접착제(110)를 이용하게 된다.
웨이퍼(10)에 도포된 접착제(110)는 곧바로 경화되는데, 경화 시간을 단축시키기 위해 열과 같은 자극을 가할 수 있다.
다음으로, 도 3b를 참조하면, 접착제(110)가 도포된 웨이퍼(10)의 상부면에 구조물(120)이 안착된다. 구조물(120)은 이후에 주입되는 성형 수지나 웨이퍼(10)가 휘거나 변형되는 것을 억제하기 위하여 삽입된다. 따라서, 구조물(120)은 외력이 가해지더라도 그 형태가 변형되지 않는 강성(剛性)이 높은 재질로 이루어지며, 경질 수지와 같은 수지 계열이나 실리콘과 같은 금속 계열의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
구조물(120)에는 상면과 하면을 관통하는 다수개의 관통 홀(121)이 형성된다. 따라서, 관통 홀(121)을 통해 웨이퍼(10)의 활성면에 형성되어 있는 회로 패턴(11) 또는 반도체 칩 영역(CA)과 스크라이브 래인(SL)을 육안으로 식별할 수 있다. 본 실시예에서는 평면이 육각 형상의 벌집 구조로 이루어진 구조물(120)을 예시하 고 있다.
계속해서 도 3c를 참조하면, 접착제(110)가 도포된 웨이퍼(10)의 상부면에 구조물(120)이 안착되면 성형 수지(130)가 주입된다. 성형 수지(130)는 투명성을 갖는 재질로 이루어지며, 투명 아크릴 수지인 것이 바람직하다. 성형 수지(130)는 액체 상태로 주입되어 구조물(120) 전체를 덮으며 구조물(120)과 함께 접착제(110)의 상부면에 접착된다. 이때, 성형 수지(130)는 구조물(120)에 형성된 모든 관통 홀(121)을 채우며 구조물(120)과 일체화된다.
웨이퍼(10) 상부면 전반에 걸쳐 성형 수지(130)가 모두 주입되면, 성형 수지(130)를 경화시키는 과정이 진행되고, 경화가 완료된 성형 수지(130)는 구조물(120)과 일체가 된 보호 수단(100)으로 형성되어 웨이퍼(10)의 활성면을 보호하게 된다. 이와 같이 경화된 성형 수지(130)는 구조물(120)이 그 내부를 지지하고 있기 때문에 외력에 대한 강성을 갖게 되며, 이에 의해 하부에 접착되어 있는 웨이퍼(10)가 쉽게 변형되거나 휘는 것을 억제하게 된다.
도 3d를 참조하면, 다음으로 웨이퍼(10)의 비활성면을 연마하는 단계를 거친다. 보호 수단(100)이 접착된 웨이퍼(10)는 연마 수단(20)이 비활성면에 접촉된다. 연마 수단(20)은 회전하며 웨이퍼(10)를 가압하여 웨이퍼(10)의 비활성면을 연마하게 되고, 이에 웨이퍼(10)가 적정 두께로 연마된다.
이때, 보호 수단(100)의 구조물(120)에 의하여 웨이퍼(10)가 연마 수단(20)으로부터 받게 되는 압력을 골고루 분산시킬 수 있다. 또한, 접착제(110)가 구조물(120)과 웨이퍼(10) 사이에서 완충의 역할을 하므로 웨이퍼(10)의 표면에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.
연마 과정이 완료되면, 도 3e에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)를 절단하여 개별 반도체 칩(15)으로 분리하는 단계가 진행된다. 블레이드(30)는 고속으로 회전하면서 웨이퍼(10)에 형성되어 있는 스크라이브 레인(scribe lane; 도시되지 않음)을 따라 웨이퍼(10)를 절단한다. 이 경우, 보호 수단(100)이 웨이퍼(10)를 지지하며 접착되어 있기 때문에, 얇은 웨이퍼(10)를 절단하더라도 블레이드(30)의 회전 속도를 감소시키지 않고 절단을 진행할 수 있다.
마지막으로, 도 3f를 참조하면, 보호 수단(100)을 분리하는 단계가 진행된다. 보호 수단(100)의 분리 단계는, 보호 수단(100)이 접착되어 있는 반도체 칩(15)을 배선 기판(40) 또는 리드프레임에 접착한 후 반도체 칩으로부터 보호 수단(100)을 분리하는 방법, 또는 먼저 보호 수단(100)을 반도체 칩으로부터 분리시킨 후, 반도체 칩(15)을 배선 기판(40) 또는 리드프레임에 접착하는 방법 중 어느 하나의 방법을 택하여 이용할 수 있다.
본 실시예에서는 도 3f에 도시된 바와 같이 전자의 방법에 따른 보호 수단 분리 단계를 예시하였다. 이 경우, 먼저 블레이드(30)에 의해 절단되어 분리된 개개의 반도체 칩(15)이 배선 기판(40)이나 리드프레임(도시되지 않음)에 접착된다.
이후, 접착제(110)에 의하여 각각의 반도체 칩(15)은 접착되어 있는 보호 수단(100)을 분리시키기 위해 접착제(110)의 점착력을 저하시키는 과정이 진행되며, 이를 위해 자외선을 접착제(110)에 가하게 된다.
자외선에 의해 접착제(110)의 점착력이 저하되어 보호 수단(100)이 반도체 칩(15)으로부터 분리되기 쉬운 상태가 되면, 공기를 분사하거나 개별적으로 보호 수단(100)을 흡착하는 등 다양한 방법을 통해 보호 수단(100)을 반도체 칩(15)으로부터 분리하게 된다.
이와 같은 방법으로 제조된 반도체 칩은 연마 공정이나 절단 공정, 또는 각 공정 사이의 이송 과정 등 어느 경우에 있어서도 높은 강성을 갖는 보호 수단에 의해 지지되기 때문에, 각각의 과정에서 균열, 결손, 변형 등이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법은 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 구조물은 육각 형상의 벌집 구조를 이용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 사각 형상 등 강성을 지니며 웨이퍼의 회로 패턴을 식별할 수 있는 구조라면 다양하게 이용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 액상의 접착제를 이용하는 방법을 예시하였지만, 외부 자극에 반응하는 접착 테이프 등 다양한 형태의 접착 수단을 이용하는 것도 가능하다. 더하여, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 반도체 칩 분리 방법은 웨이퍼의 활성 면에 구조물과 일체화된 성형 수지로 이루어지는 보호 수단을 접착시킨 후 웨이퍼를 개개의 반도체 칩을 분리하는 방법을 이용한다.
이에 따라, 얇은 웨이퍼를 용이하게 취급할 수 있으며, 웨이퍼의 파손이나 변형을 억제할 수 있으므로, 생산성 및 품질이 높아지는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 반도체 칩 분리 방법으로서,
    a) 외부 자극에 의하여 점착력이 저하되는 액상의 접착제를 상기 웨이퍼의 활성면에 도포하는 단계;
    b) 상기 접착제가 도포된 상기 웨이퍼의 상부면에 복수개의 관통 홀이 형성된 구조물을 안착시키는 단계;
    c) 상기 구조물에 성형 수지를 주입하여, 상기 구조물과 상기 성형 수지가 일체화되며 상기 접착제에 접착되는 보호 수단을 형성하는 단계;
    d) 상기 웨이퍼의 비활성면을 연마하는 단계;
    e) 상기 보호 수단과 함께 상기 웨이퍼를 개별 반도체 칩으로 분리하는 단계; 및
    f) 상기 접착제에 상기 외부 자극을 가해 점착력을 저하시켜 상기 반도체 칩으로부터 상기 보호 수단을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 f) 단계는,
    상기 보호 수단이 접착되어 있는 상기 반도체 칩을 기판이나 리드프레임에 접착하는 단계; 및
    상기 반도체 칩으로부터 상기 보호 수단을 분리하는 단계;를 포함하여 구성 되는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 f) 단계는,
    상기 반도체 칩으로부터 상기 보호 수단을 분리하는 단계; 및
    상기 보호 수단이 분리된 상기 반도체 칩을 기판이나 리드프레임에 접착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 자극은 자외선인 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 및 상기 성형 수지는 투명성을 갖는 재질인 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 구조물은 강성(剛性)을 갖는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 구조물은 상기 웨이퍼와 유사한 면적으로 형성되며, 평면이 육각 형상의 벌집 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 반도체 칩은 활성면에 외부접속단자가 형성되어 있는 플립 칩 형태인 것을 특징으로 하는 보호 수단을 이용한 반도체 칩 분리 방법.
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