KR20070095636A

KR20070095636A - 반도체 칩 접착 및 스택 방법

Info

Publication number: KR20070095636A
Application number: KR1020060026065A
Authority: KR
Inventors: 고준영; 천대상; 신화수; 한만희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-01

Abstract

본 발명은 반도체 칩 접착 및 스택 방법에 관한 것으로, 반도체 칩의 상부에 보호 테이프를 붙여 고정시킨 다음 에폭시 접착제를 매개로 고정된 반도체 칩을 기판에 접착시키고 보호 테이프를 제거하는 반도체 칩 접착 방법과 이를 이용한 반도체 칩 스택 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 보호 테이프를 사용하여 반도체 칩을 고정시킨 후 접착하므로 반도체 칩 접착 과정에서의 반도체 칩 변형을 억제하고, 반도체 칩 상부의 에폭시 접착제 오염을 억제할 수 있다.

칩 접착, 칩 스택, 보호 테이프, 변형 억제, 접착제

Description

반도체 칩 접착 및 스택 방법 {Method for bonding semiconductor chip and stacking}

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 의한 반도체 칩 접착 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩 접착 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도로서,

도 2a와 도 2b는 반도체 칩의 상부에 보호 테이프를 붙여 고정시키는 단계를 나타내는 단면도이고,

도 2c는 접착제를 매개로 반도체 칩을 기판에 접착시키는 단계를 나타내는 단면도이고,

도 2d는 보호 테이프가 UV 테이프인 경우 보호 테이프를 UV 경화하는 것을 나타내는 단면도이고,

도 2e는 보호 테이프를 제거하는 단계를 나타내는 단면도이다.

도 2f는 반도체 칩 접착 후 와이어를 본딩하는 공정을 나타내는 단면도이다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩 스택 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.

도 3f는 반도체 칩 스택 후 와이어를 본딩하는 공정을 나타내는 단면도이다.

<도면에 사용된 참조번호의 설명>

1, 11, 21 : 반도체 칩 2 : 픽업 콜렛(pickup collet)

3, 13 : 기판 4, 14, 24 : 접착제

15, 25 : 보호테이프 16, 26 : 와이어(wire)

본 발명은 반도체 칩 접착 및 스택(stack) 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩의 변형과 오염을 억제할 수 있는 반도체 칩 접착 및 스택 방법에 관한 것이다.

반도체 패키지 제조 공정 중 반도체 칩 접착 공정은 웨이퍼에서 반도체 칩을 분리한 후 접착제를 매개로 반도체 칩을 기판에 접착하는 공정을 말한다.

종래의 반도체 칩 접착 방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이 웨이퍼에서 분리된 반도체 칩(1)을 픽업 콜렛(2)으로 흡착한다. 이후 도 1b에 도시된 바와 같이, 접착제(4)가 도포된 기판(3)으로 이송한 후 소정의 압력을 가하여 반도체 칩(1)을 기판(3)에 접착한다.

한편, 최근의 반도체 기술은 방대한 양의 정보를 신속히 처리하기 위해 고집적화를 통해 고성능이면서 소형의 반도체 칩을 생산하는 형태로 발전하고 있으며 따라서 반도체 칩은 그 두께가 점점 얇아지는 추세이다. 그러나 반도체 칩의 두께가 얇아질수록 반도체 칩을 가압하여 접착하는 과정에서 반도체 칩에 변형(warp)이 발생하고, 유동성을 가지는 접착제가 칩의 상부에 묻는 경우가 발생하여 반도체 칩의 상부에 에폭시 접착제 오염이 발생할 수 있다.

도 1c는 종래의 반도체 칩 접착 방법을 이용하여 접착하였을 때 반도체 칩에 변형이 발생한 모습을 나타낸 단면도이다.

이에, 이러한 문제점을 해결하고자 반도체 칩 접착시 사용되는 접착제를 에폭시(epoxy) 접착제에서 테이프 접착제로 전환하는 추세에 있다. 이러한 테이프 접착제는 가압 접착 후 반도체 칩에 발생된 변형을 기판에 고정하는 고정력이 있어 얇은 칩 조립에 유용하게 사용되고 있다. 그러나, 비용이 고가이며 테이프 접착제를 반도체 칩 후면과 기판에 접착하기 위한 공정이 복잡해지는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 저가의 에폭시 접착제를 사용하면서 반도체 칩 변형을 억제하고, 반도체 칩 상부에 에폭시 오염 문제를 방지하는 반도체 칩 접착 및 스택 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 칩 접착 방법은 반도체 칩의 상부에 보호 테이프를 부착하는 단계, 접착제를 매개로 반도체 칩을 기판에 접착 시키는 단계 및 보호 테이프를 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 반도체 칩 접착 방법에 있어서, 보호 테이프에 붙여 고정시키 는 반도체 칩은 복수개가 될 수 있다. 즉, 하나의 보호 테이프에 복수개의 반도체 칩을 붙여 고정시킬 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 칩 접착 방법에 있어서, 접착제는 에폭시 접착제로서 유동성을 가지는 접착제 또는 반경화(B-stage) 상태의 접착제 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 칩 접착 방법에 있어서, 반도체 칩을 기판에 접착하는 단계에서 가압 가열하는 방법으로 반도체 칩을 기판에 접착할 수 있으며, 바람직하게는 0.01~200g/mm² 에서 가압, 50~300℃에서 가열하여 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 칩 접착 방법에 있어서, 보호 테이프가 UV 테이프(여기서 UV 테이프란 UV경화에 의해 테이프의 접착력이 약화되어 이를 제거할 수 있는 테이프를 말한다)인 경우에는 이를 제거하는 단계에서 보호 테이프를 UV경화하여 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 반도체 칩 스택 방법에 관한 발명을 포함하는데, 본 발명에 따른 반도체 칩 스택 방법은 제1칩을 기판에 접착하는 단계, 제2칩의 상부에 보호 테이프를 부착하는 단계, 제2칩의 하부에 접착제를 바르는 단계, 접착제를 매개로 제2칩을 제1칩에 접착 시키는 단계 및 보호 테이프를 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 반도체 칩 스택 방법에 있어서, 제1칩을 기판에 접착하는 단계는 본 발명의 반도체 칩 접착 방법을 사용할 수 있으며, 제1칩과 제2칩은 복수개의 칩으로 할 수 있다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩 접착 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼에서 분리한 반도체 칩(11)의 상부에 보호 테이프(15)를 붙여 반도체 칩(11)을 고정시킨다.

이때 사용되는 보호 테이프(15)는 UV 테이프, 열경화 테이프(여기서 열경화 테이프란 열에 의해 테이프의 접착력이 약화되어 이를 제거할 수 있는 테이프를 말한다) 등을 사용할 수 있다.

보호 테이프(15)에는 적어도 하나 이상의 반도체 칩(11)을 붙여서 고정시킬 수 있다. 하나의 보호 테이프(15)에 복수개의 반도체 칩을 붙이는 경우 복수개의 칩을 접착하기 위한 공정을 한번에 할 수 있으므로 공정이 보다 간단해 진다.

다음으로 도 2c에 도시한 바와 같이, 고정된 반도체 칩(11)을 접착제(14)를 매개로 기판(13)에 접착시킨다. 이때 종래 반도체 칩 접착 방법과 마찬가지로 접착제(14)를 기판(13)에 도포한 다음 반도체 칩(11)을 접착할 수도 있고, 고정된 반도체 칩(11)의 하부에 접착제(14)를 바른 후 접착할 수도 있다.

이때 접착제(14)는 에폭시 접착제로서 유동성을 가지는 접착제 또는 반경화(B-stage) 상태의 접착제를 사용할 수 있다.

반도체 칩(11)은 기판(13)과 반도체 칩(11)의 보호면 상하에서 가압 · 가열 하여 에폭시 접착제(14)를 일정수준으로 경화(cure)한 후 가압력을 제거하여 기판(13)에 접착시킬 수 있다. 이때 바람직하게는 0.01~200g/mm² 에서 가압, 50~300℃에서 가열하여 실시할 수 있다. 이러한 가압 가열 단계를 거치는 동안에도 반도체 칩(11)의 상부에 붙어 있는 보호 테이프(15)에 의해 반도체 칩(11)이 고정되므로 반도체 칩(11)이 변형되는 것을 막아준다. 또한 보호 테이프(15)가 반도체 칩(11)의 상부를 덮고 있으므로 접착제(14)가 반도체 칩(11)의 상부를 오염시키는 것을 막아준다.

도 2e에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(11)을 기판(13)에 접착한 후 보호 테이프(15)를 제거한다.

도 2d에 도시한 바와 같이, 보호 테이프(15)가 UV 테이프인 경우에는 보호 테이프(15)를 UV경화하는 단계를 거친 후 이를 제거할 수 있다. 보호 테이프(15)가 열경화 테이프인 경우에는 반도체 칩(11)을 가열하는 과정에서 보호 테이프(15)의 접착력이 약화되므로 별도의 경화 과정 없이 이를 제거할 수 있다.

이와 같은 반도체 칩 접착 공정 이후에, 도 2f에 도시한 바와 같이 와이어(16)를 본딩하는 공정이 진행된다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 실시예에 의한 반도체 칩 스택 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.

본 발명의 반도체 칩 스택 방법은 제1칩을 기판에 접착한 후 제2칩을 제1칩에 접착하기 위해 본 발명의 반도체 칩 접착 방법을 반복하여 실시하는 것으로 볼 수 있다. 이하에서는 반도체 칩 접착 방법과의 차이점을 위주로 반도체 칩 스택 방법의 실시예를 설명한다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 제1칩(11)을 기판에 접착한 후 웨이퍼에서 분리한 제2칩(21)의 상부에 보호 테이프(25)를 붙이고, 제2칩(21)의 하부에 접착제(24)를 바른다.

이때 제1칩(11)을 기판(13)에 접착하는 방법은 본 발명의 반도체 칩 접착 방법을 사용할 수 있으며, 복수개의 제1칩(11)을 접착할 수 있다. 또한 보호 테이프(25)에 적어도 하나 이상의 제2칩(21)을 붙여 고정시킬 수 있다.

접착제(24)를 제1칩(11)의 상부에 도포한 후 제2칩(21)을 접착할 수도 있으나, 바람직하게는 접착하고자 하는 제2칩(21)의 하부에 접착제(24)를 바른다. 제2칩(21)의 하부에 접착제(24)를 바른 후 접착해야 접착제(24)의 두께 조절이 가능하고 따라서 제1칩(11)의 와이어(16)에 의해 영향을 받지 않는 두께로 균일하게 접착할 수 있다.

이와 같이 반도체 칩 스택 공정 이후에, 도 3e에 도시한 바와 같이 와이어(26)를 본딩하는 공정이 진행된다.

이러한 반도체 칩 스택 방법을 반복 실시하여 복수개의 반도체 칩을 스택할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

이상에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 칩 접착 및 스택 방법에 의하면, 반도체 칩 상부에 보호 테이프를 붙여 고정시킨 후 반도체 칩을 접착하므로 에폭시 접착제를 사용하면서도 반도체 칩 접착 후 변형을 억제하고, 반도체 칩 상부에 에폭시 오염 문제를 방지할 수 있다.

Claims

반도체 제조 공정에 있어서

(a) 반도체 칩의 상부에 보호 테이프를 부착하는 단계;

(b) 접착제를 매개로 상기 반도체 칩을 기판에 접착시키는 단계; 및

(c) 상기 보호테이프를 제거하는 단계;

를 포함하는 반도체 칩 접착 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 반도체 칩은 복수개인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 접착 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 접착제는 에폭시 접착제로서 유동성을 가지는 접착제 또는 반경화 상태의 접착제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 접착 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 가압 가열하여 상기 반도체 칩을 접착시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 접착 방법.
제4항에 있어서, 상기 (b) 단계는 0.01~200g/mm² 에서 가압, 50~300℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 접착 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 보호 테이프가 UV 테이프인 경우에는 상기 보호 테이프를 UV경화하여 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 접착 방법.
반도체 칩 스택 방법에 있어서

(a) 제1칩을 기판에 접착하는 단계;

(b) 제2칩의 상부에 보호 테이프를 부착하는 단계;

(c) 상기 제2칩의 하부에 접착제를 바르는 단계;

(d) 상기 접착제를 매개로 상기 제 2칩을 상기 제1칩에 접착시키는 단계; 및

(e) 상기 보호테이프를 제거하는 단계;

를 포함하는 반도체 칩 스택 방법.
제7항에 있어서, 상기 (a) 단계는 제1항 내지 6항 중 어느 한 항의 반도체 칩 접착 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 스택 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1칩 및 상기 제2칩은 복수개인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 스택 방법.
제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 접착제는 에폭시 접착제로서 유동성을 가지는 접착제 또는 반경화 상태의 접착제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 스택 방법.
제7항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 가압 가열하여 상기 제2칩을 접착시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 스택 방법.
제 11항에 있어서, 상기 (d) 단계는 0.01~200g/mm² 에서 가압, 50~300℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 스택 방법.
제7항에 있어서, 상기 (e) 단계에서 보호 테이프가 UV 테이프인 경우에는 보호 테이프를 UV경화하여 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩스택 방법.