KR20180056381A - 디바이스 칩 패키지의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 디바이스 칩의 표면 및 측면을 완전하게 수지 봉지 가능한 디바이스 칩 패키지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 디바이스 칩 패키지의 제조 방법으로서, 교차하는 복수의 스트리트와 그 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼를 표면으로부터 그 스트리트를 따라 절삭 블레이드로 절삭하여, 그 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이의 절삭 홈을 형성하는 절삭 스텝과, 그 절삭 홈의 경사 상태를 검출하는 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝과, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면에 봉지 수지를 공급하여, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면과 그 절삭 홈을 피복하는 봉지 수지층을 형성하는 봉지 수지층 형성 스텝과, 그 척 테이블에 유지된 그 디바이스 웨이퍼의 그 절삭 홈을 따라 그 봉지 수지층에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 그 디바이스 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하여 디바이스 칩 패키지를 형성하는 레이저 가공 스텝을 포함한다. 그 레이저 가공 스텝에서는, 그 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 그 절삭 홈의 경사 상태에 기초하여, 그 척 테이블의 유지면과 그 레이저 빔을 상대적으로 기울여 그 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사한다.

Description

디바이스 칩 패키지의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING DEVICE CHIP PACKAGE}
본 발명은, 표면과 이면과 측면을 갖고, 그 표면에 디바이스가 형성된 디바이스 칩의 그 표면과 그 측면이 수지 봉지된 디바이스 칩 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 대략 원판 (圓板) 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자상으로 형성된 스트리트로 불리는 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 스트리트를 따라 절삭 장치로 절삭함으로써, 반도체 웨이퍼가 개개의 디바이스 칩으로 분할된다.
반도체 웨이퍼는, 최근 디바이스 칩의 취득 개수를 높이기 위해서 협스트리트화되고 있다. 이와 같이 협스트리트화된 반도체 웨이퍼를 하프 컷하여 절삭 홈을 형성하고, 이어서 반도체 웨이퍼의 표면에 봉지 수지를 공급하여, 반도체 웨이퍼의 표면과 절삭 홈을 수지 봉지하고, 이어서, 레이저 빔을 절삭 홈에 조사하여 반도체 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩 패키지로 분할하는 방법이 알려져 있다.
일본 공개특허공보 2001-127206호
그러나, 날 두께가 매우 얇은 절삭 블레이드로 반도체 웨이퍼를 하프 컷하면, 하프 컷시에 절삭 블레이드의 날끝이 구부러져, 하프 컷한 절삭 홈이 경사진다. 경사진 절삭 홈에 대해 레이저 빔을 조사하면, 하프 컷한 절삭 홈 측면에 레이저 빔이 조사되어 버려, 분할된 디바이스 칩의 측면에 수지 봉지되지 않는 지점이 생겨 버린다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 디바이스 칩의 표면 및 측면을 완전하게 수지 봉지 가능한 디바이스 칩 패키지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 표면과 이면과 측면을 갖고, 그 표면에 디바이스가 형성된 디바이스 칩의 그 표면과 그 측면이 수지 봉지된 디바이스 칩 패키지의 제조 방법으로서, 교차하는 복수의 스트리트와 그 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 디바이스 웨이퍼를 그 표면으로부터 그 스트리트를 따라 절삭 블레이드로 절삭하여, 그 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이의 절삭 홈을 형성하는 절삭 스텝과, 그 절삭 스텝의 실시 중 또는 그 절삭 스텝을 실시한 후, 그 절삭 홈의 경사 상태를 검출하는 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝과, 그 절삭 스텝과 그 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝을 실시한 후, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면에 봉지 수지를 공급하여, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면과 그 절삭 홈을 피복하는 봉지 수지층을 형성하는 봉지 수지층 형성 스텝과, 그 봉지 수지층 형성 스텝을 실시한 후, 그 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭하여 그 디바이스 웨이퍼를 그 디바이스 칩의 그 마무리 두께로 박화 (薄化) 하는 연삭 스텝과, 그 연삭 스텝을 실시한 후, 척 테이블의 유지면에서 그 디바이스 웨이퍼를 유지하고, 그 척 테이블에 유지된 그 디바이스 웨이퍼의 그 절삭 홈을 따라 그 봉지 수지층에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 그 디바이스 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하여 디바이스 칩 패키지를 형성하는 레이저 가공 스텝을 구비하고, 그 레이저 가공 스텝에서는, 그 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 그 절삭 홈의 경사 상태에 기초하여, 그 척 테이블의 그 유지면과 그 레이저 빔을 상대적으로 기울여 그 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 디바이스 칩 패키지의 제조 방법이 제공된다.
바람직하게는, 레이저 가공 스텝에서는, 척 테이블을 경사시킴으로써 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사하여 디바이스 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할한다.
본 발명의 디바이스 칩 패키지의 제조 방법에 의하면, 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 절삭 홈의 경사 상태에 기초하여, 척 테이블의 유지면과 레이저 빔을 상대적으로 기울여 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사하기 때문에, 제조한 디바이스 칩 패키지의 측면에 수지 봉지되지 않는 지점이 생겨 버릴 우려를 방지할 수 있다.
도 1 은, 디바이스 웨이퍼 (반도체 웨이퍼) 의 사시도이다.
도 2 는, 디바이스 웨이퍼를 다이싱 테이프를 개재하여 환상 프레임으로 지지한 웨이퍼 유닛의 사시도이다.
도 3 은, 절삭 스텝을 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 절삭 스텝 실시 후의 디바이스 웨이퍼의 단면도이다.
도 5 는, 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝을 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 봉지 수지층 형성 스텝 실시 후의 단면도이다.
도 7 은, 연삭 스텝을 나타내는 사시도이다.
도 8 은, 연삭 스텝 실시 후의 디바이스 웨이퍼의 단면도이다.
도 9 는, 척 테이블에서 웨이퍼 유닛을 유지한 상태의 일부 단면 측면도이다.
도 10 은, 레이저 가공 스텝을 나타내는 일부 단면 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1 을 참조하면, 본 발명의 제조 방법의 가공 대상이 되는 디바이스 웨이퍼 (반도체 웨이퍼) (11) 의 사시도가 나타나 있다.
디바이스 웨이퍼 (11) 는 표면 (11a) 및 이면 (11b) 을 가지고 있고, 표면 (11a) 에는 복수의 스트리트 (분할 예정 라인) (13) 가 직교하여 형성되어 있고, 교차하는 스트리트 (13) 에 의해 구획된 각 영역에는 각각 디바이스 (15) 가 형성되어 있다. 각 디바이스 (15) 의 4 변에는 복수의 돌기상의 범프 (17) 가 형성되어 있다.
본 발명의 제조 방법을 실시함에 있어서, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면을 다이싱 테이프 (T) 에 첩착 (貼着) 하고, 다이싱 테이프 (T) 의 외주를 환상 프레임 (F) 에 장착한 웨이퍼 유닛 (19) 의 형태로 절삭 장치에 투입된다.
본 실시형태의 디바이스 칩 패키지의 제조 방법에서는, 먼저, 교차하는 복수의 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 디바이스 웨이퍼를 스트리트를 따라 절삭 블레이드로 절삭하여, 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이의 절삭 홈을 형성하는 절삭 스텝을 실시한다.
이 절삭 스텝에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 유닛 (19) 의 디바이스 웨이퍼 (11) 를 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 절삭 장치의 척 테이블 (12) 에서 흡인 유지하고, 환상 프레임 (F) 을 도시되지 않은 클램프로 클램프하여 고정시킨다.
절삭 장치의 절삭 유닛 (14) 은, 스핀들 하우징 (16) 중에 회전 가능하게 수용된 스핀들 (18) 과, 스핀들 (18) 의 선단부에 장착된 절삭 블레이드 (20) 를 포함하고 있다. 절삭 블레이드 (20) 는, 예를 들어 20 ㎛ 이하의 매우 얇은 절삭날을 가지고 있어, 협스트리트화된 디바이스 웨이퍼의 절삭에 적합한 것이다.
절삭 스텝에서는, 화살표 A 방향으로 고속 회전하는 절삭 블레이드 (20) 로, 제조하는 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이까지 디바이스 웨이퍼 (11) 의 스트리트 (13) 에 그 표면측으로부터 절입하고, 척 테이블 (12) 을 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이의 절삭 홈 (21) 을 디바이스 웨이퍼 (11) 에 형성한다.
제 1 방향으로 신장되는 스트리트 (13) 를 따라 스트리트 (13) 의 피치씩 가공 이송 방향 X1 과 직교하는 방향으로 산출 이송하면서 동일한 절삭 홈 (21) 을 차례차례 형성한다. 이어서, 척 테이블 (12) 을 90°회전시키고 나서, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 모든 스트리트 (13) 를 따라 동일한 절삭 홈 (21) 을 형성한다.
절삭 스텝 실시 후의 디바이스 웨이퍼 (11) 의 확대 단면도가 도 4 에 나타나 있다. 절삭 스텝을 실시하는 절삭 블레이드 (20) 는 매우 날 두께가 얇은 날끝 (절삭날) 을 가지고 있기 때문에, 절삭 블레이드 (20) 를 사용한 디바이스 웨이퍼 (11) 의 하프 컷시에 절삭 블레이드 (20) 의 절삭날이 구부러져, 하프 컷 홈 (21) 이 디바이스 웨이퍼 (11) 의 표면 (11a) 에 대해 경사진다. 절삭 홈 (21) 의 경사 방향은, 모든 절삭 홈 (21) 에 대해 동일 방향이 되는 경향이 있다.
그래서, 본 실시형태의 디바이스 칩 패키지의 제조 방법에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이저 변위계 (24) 로부터 레이저 빔을 디바이스 웨이퍼 (11) 의 표면에 조사하고, 레이저 변위계 (24) 를 화살표 A 방향으로 이동시킴으로써 절삭 홈 (21) 의 경사 상태를 검출하여, 이 경사 상태를 예를 들어 레이저 변위계의 메모리에 격납한다. 레이저 변위계 대신에, 현미경 및 촬상 소자를 갖는 촬상 유닛의 초점 심도를 이용하여 절삭 홈 (21) 의 기울기를 검출하도록 해도 된다.
상기 서술한 절삭 스텝 및 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝을 실시한 후, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 표면에 봉지 수지를 공급하여, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 표면 (11a) 과 절삭 홈 (21) 을 봉지 수지층 (23) 으로 피복하는 봉지 수지층 형성 스텝을 실시한다. 범프 (17) 가 다소 돌출되는 두께로 봉지 수지층 (23) 을 형성하는 것이 바람직하다. 봉지 수지층 (23) 은, 예를 들어 에폭시 수지 등으로 형성한다.
봉지 수지층 형성 스텝을 실시한 후, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 연삭하여 디바이스 칩의 마무리 두께로 박화하는 연삭 스텝을 실시한다. 연삭 스텝을 실시하기 전에, 디바이스 웨이퍼 (11) 를 웨이퍼 유닛 (19) 의 다이싱 테이프 (T) 로부터 박리한 후, 디바이스 웨이퍼의 표면 (11a) 에 디바이스 (15) 를 보호하기 위해서 표면 보호 테이프 (25) 를 첩착한다. 그리고, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 연삭 장치의 척 테이블 (28) 에서 표면 보호 테이프 (25) 측을 흡인 유지하고, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 노출시킨다.
도 7 에 있어서, 연삭 장치의 연삭 유닛 (30) 은, 모터에 의해 회전 구동되는 스핀들 (32) 과, 스핀들 (32) 의 선단에 고정된 휠 마운트 (34) 와, 휠 마운트 (34) 에 복수의 나사 (38) 에 의해 착탈 가능하게 장착된 연삭 휠 (36) 을 포함하고 있다. 연삭 휠 (36) 은, 환상의 휠 기대 (基臺) (40) 와, 휠 기대 (40) 의 하단 외주에 고착된 복수의 연삭 지석 (42) 으로 구성된다.
연삭 스텝에서는, 척 테이블 (28) 을 화살표 a 방향으로 예를 들어 300 rpm 으로 회전시키면서, 연삭 휠 (36) 을 척 테이블 (28) 과 동일 방향으로, 즉 화살표 b 방향으로 예를 들어 6000 rpm 으로 회전시킴과 함께, 도시되지 않은 연삭 유닛 이송 기구를 구동시켜 연삭 휠 (36) 의 연삭 지석 (42) 을 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 에 접촉시킨다.
그리고, 연삭 휠 (36) 을 소정의 연삭 이송 속도로 하방으로 소정량 연삭 이송하면서, 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면 (11b) 을 연삭하여, 디바이스 웨이퍼 (11) 를 디바이스 칩의 마무리 두께로 박화한다. 연삭 스텝 실시 후의 디바이스 웨이퍼 (11) 의 단면도가 도 8 에 나타나 있다.
연삭 스텝을 실시한 후, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치의 척 테이블 (46) 의 흡인 유지부 (50) 에서 다이싱 테이프 (T) 를 개재하여 디바이스 웨이퍼 (11) 의 이면측을 흡인 유지하고, 웨이퍼 유닛 (19) 의 환상 프레임 (F) 을 클램프 (54) 로 클램프하여 고정시킨다. 도 9 에 있어서, 흡인 유지부 (50) 는 금속제의 프레임체 (48) 에 형성된 흡인로 (52) 를 개재하여 도시되지 않은 흡인원에 선택적으로 접속되어 있다.
디바이스 웨이퍼 (11) 를 척 테이블 (46) 에서 흡인 유지한 후, 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 절삭 홈 (21) 의 경사 상태에 기초하여, 척 테이블 (46) 의 유지면과 집광기 (56) 로부터 조사되는 레이저 빔 (LB) 을 상대적으로 기울여, 절삭 홈 (21) 에 대해 평행하게 레이저 빔 (LB) 을 조사하는 레이저 가공 스텝을 실시한다.
본 실시형태에서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-119123호에 개시된 기구 또는 일본 공개특허공보 2014-237210호에 개시된 기구를 사용하여, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 절삭 홈 (21) 의 경사 상태에 기초하여, 레이저 빔 (LB) 이 절삭 홈 (21) 과 평행해지도록 경사시킨다. 그리고, 봉지 수지층 (23) 에 대해 흡수성을 갖는 파장 (예를 들어 355 nm) 의 레이저 빔 (LB) 을 절삭 홈 (21) 에 조사하여, 절삭 홈 (21) 중의 봉지 수지층 (23) 을 절단한다.
스트리트 (13) 의 피치씩, 척 테이블 (46) 을 Y 축 방향으로 산출 이송하여, 제 1 방향으로 신장되는 스트리트 (13) 를 따라 디바이스 웨이퍼 (11) 를 레이저 빔 (LB) 의 조사에 의해 완전 절단한다.
제 1 방향으로 신장되는 모든 스트리트 (13) 를 따른 절단이 완료된 후, 척 테이블 (46) 을 90°회전시키고 나서, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 신장되는 모든 스트리트 (13) 를 따라 동일한 레이저 가공 스텝을 실시하여, 디바이스 웨이퍼 (11) 를 개개의 칩으로 분할하여 표면 및 측면이 봉지 수지층 (23) 으로 봉지된 디바이스 칩 패키지를 형성한다.
상기 서술한 실시형태에서는, 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 절삭 홈 (21) 의 경사 상태에 기초하여, 레이저 가공 스텝에서, 척 테이블 (46) 의 유지면과 레이저 빔 (LB) 을 상대적으로 기울여 절삭 홈 (21) 에 대해 평행하게 레이저 빔 (LB) 을 조사하기 때문에, 하프 컷된 절삭 홈 (21) 의 측면에 레이저 빔이 조사되어 버리는 것을 방지할 수 있어, 제조한 디바이스 칩 패키지의 측면에 수지 봉지되지 않는 지점이 생겨 버리는 것을 방지할 수 있다.
11 : 디바이스 웨이퍼 (반도체 웨이퍼)
13 : 스트리트 (분할 예정 라인)
15 : 디바이스
17 : 범프
19 : 웨이퍼 유닛
20 : 절삭 블레이드
21 : 절삭 홈
23 : 봉지 수지층
30 : 연삭 유닛
36 : 연삭 휠
46 : 척 테이블
56 : 집광기

Claims (2)

  1. 표면과 이면과 측면을 갖고, 그 표면에 디바이스가 형성된 디바이스 칩의 그 표면과 그 측면이 수지 봉지된 디바이스 칩 패키지의 제조 방법으로서,
    교차하는 복수의 스트리트와 그 스트리트에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스가 형성된 표면을 갖는 디바이스 웨이퍼를 그 표면으로부터 그 스트리트를 따라 절삭 블레이드로 절삭하여, 그 디바이스 칩의 마무리 두께에 이르는 깊이의 절삭 홈을 형성하는 절삭 스텝과,
    그 절삭 스텝의 실시 중 또는 그 절삭 스텝을 실시한 후, 그 절삭 홈의 경사 상태를 검출하는 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝과,
    그 절삭 스텝과 그 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝을 실시한 후, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면에 봉지 수지를 공급하여, 그 디바이스 웨이퍼의 그 표면과 그 절삭 홈을 피복하는 봉지 수지층을 형성하는 봉지 수지층 형성 스텝과,
    그 봉지 수지층 형성 스텝을 실시한 후, 그 디바이스 웨이퍼의 이면을 연삭하여 그 디바이스 웨이퍼를 그 디바이스 칩의 그 마무리 두께로 박화하는 연삭 스텝과,
    그 연삭 스텝을 실시한 후, 척 테이블의 유지면에서 그 디바이스 웨이퍼를 유지하고, 그 척 테이블에 유지된 그 디바이스 웨이퍼의 그 절삭 홈을 따라 그 봉지 수지층에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 조사하여, 그 디바이스 웨이퍼를 개개의 칩으로 분할하여 디바이스 칩 패키지를 형성하는 레이저 가공 스텝을 구비하고,
    그 레이저 가공 스텝에서는, 그 절삭 홈 경사 상태 검출 스텝에서 검출된 그 절삭 홈의 경사 상태에 기초하여, 그 척 테이블의 그 유지면과 그 레이저 빔을 상대적으로 기울여 그 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 디바이스 칩 패키지의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 레이저 가공 스텝에서는, 그 척 테이블을 경사시킴으로써 그 절삭 홈에 대해 평행하게 레이저 빔을 조사하는, 디바이스 칩 패키지의 제조 방법.
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