KR20220169707A - Semiconductor processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 처리 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to a semiconductor processing apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
플립 칩 본딩 공정은 플립 칩 제품으로 절단된 웨이퍼에서 개별 칩으로 뒤집어(flip), 접착제를 도포한 후, 접착제가 도포된 칩을 전기 회로 기판에 안착시키는 공정일 수 있다.The flip-chip bonding process may be a process of flipping a wafer cut into flip-chip products into individual chips, applying an adhesive, and then seating the chip to which the adhesive is applied on an electric circuit board.
이때, 플립 칩 본딩 장치는 절단된 낱개의 칩으로 분리하고, 분리된 칩을 뒤집는 동작을 반복수행하기 때문에, 개별 칩 단위로 회전할 수 있는 공간이 확보되어야 한다. 또한, 플립 칩 본딩 장치는 뒤집힌 칩을 보관할 수 있는 공간이 확보되어야, 보관된 칩을 본딩을 위한 이동 공간 또한 확보되어야 한다. At this time, since the flip-chip bonding device separates into individual cut chips and repeatedly performs an operation of flipping the separated chips, a space capable of rotating in units of individual chips must be secured. In addition, the flip-chip bonding device must secure a space for storing the flipped chip, and a moving space for bonding the stored chip must also be secured.
이와 같은 플립 칩 본딩 장치는 별도의 공간들이 확보되어야 하며, 칩 단위로 공정이 진행되어야 하므로 작업 시간이 증대될 수 있다.In such a flip-chip bonding device, separate spaces must be secured and processing must be performed in units of chips, so working time can be increased.
본 발명의 실시 예는 다이의 본딩 성능이 향상된 반도체 처리 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a semiconductor processing device with improved die bonding performance and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 처리 장치는, 복수 개로 다이싱된 다이를 포함하는 웨이퍼의 상기 다이의 표면을 기판과 대향되도록 상기 웨이퍼를 플립하는 웨이퍼 위치 조절부; 및 상기 웨이퍼의 본딩 대상 다이를 가압하여 상기 기판에 본딩시키도록 구성되는 다이 본딩 장치를 포함하며, 상기 웨이퍼 위치 조절부는 상기 복수의 다이를 동시에 플립하도록 구성된다. A semiconductor processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a wafer position adjusting unit for flipping a wafer including a plurality of diced dies so that a surface of the die faces a substrate; and a die bonding device configured to pressurize and bond dies of the wafer to be bonded to the substrate, wherein the wafer position adjusting unit is configured to simultaneously flip the plurality of dies.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 방법은, 개별의 다이로 다이싱된 웨이퍼를 투입하는 단계, 상기 웨이퍼의 다이와 표면과 기판이 대향되도록 상기 웨이퍼를 위치 이동시키는 단계, 본딩 대상 다이와 상기 기판의 예정 영역을 얼라인하는 단계, 상기 본딩 대상 다이의 상부에 다이 본딩 장치를 이동시키는 단계, 및 다이 본딩 장치를 상기 본딩 대상 다이 방향으로 가압하여, 상기 기판에 본딩하는 단계를 포함한다. A semiconductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes the step of inputting a wafer diced into individual dies, the step of positionally moving the wafer so that the die and the surface of the wafer face each other, and the predetermined bonding target die and the substrate. The method may include aligning regions, moving a die bonding device above the die to be bonded, and bonding the die bonding device to the substrate by pressing the die bonding device toward the die to be bonded.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 방법은, 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 웨이퍼를 제공하는 단계; 상기 웨이퍼의 상기 제 1 표면에 소자들을 형성하는 단계; 상기 웨이퍼를 개별의 다이로 다이싱하는 단계; 상기 웨이퍼의 제 2 표면에 접착층을 도포하는 단계; 상기 웨이퍼의 제 1 면이 기판 처리 장치에 로딩되어 있는 기판 표면과 대향할 수 있도록 상기 웨이퍼를 사전 플립하는 단계; 플립된 상기 웨이퍼를 상기 기판 처리 장치에 투입하는 단계; 상기 웨이퍼의 본딩 대상 다이와 상기 기판의 예정 영역을 얼라인하는 단계; 상기 본딩 대상 다이의 상부에 다이 본딩 장치를 이동시키는 단계; 및 상기 다이 본딩 장치를 이용하여, 상기 다이를 픽업한 후, 상기 본딩 대상 다이 방향으로 가압하여, 상기 기판에 본딩하는 단계를 포함한다.A semiconductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes providing a wafer having a first surface and a second surface; forming devices on the first surface of the wafer; dicing the wafer into individual dies; applying an adhesive layer to the second surface of the wafer; flipping the wafer in advance so that the first side of the wafer faces the surface of the substrate loaded in the substrate processing apparatus; putting the flipped wafer into the substrate processing apparatus; aligning a die to be bonded of the wafer and a predetermined area of the substrate; moving a die bonding device above the die to be bonded; and using the die bonding device to pick up the die, press it toward the die to be bonded, and bond the die to the substrate.
본 실시 예들에 따르면, 칩 본딩 시 개별 칩 단위로 뒤집고 이동시켜야 하는 공정을 웨이퍼 단위로 수행하기 때문에, 반도체 제조 공정에서 발생할 수 있는 개별 칩 단위별로 발생하는 회전, 보관 및 이동에 따른 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the present embodiments, since the process of flipping and moving individual chips during chip bonding is performed in wafer units, productivity is reduced by reducing the time required for rotation, storage, and movement of individual chip units that may occur in the semiconductor manufacturing process. can improve
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 처리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 위치 조절부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 다이 본딩 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 다른 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a diagram showing the configuration of a semiconductor processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a wafer position adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
3A to 3B are diagrams showing the configuration of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining a semiconductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are exemplary diagrams for explaining a semiconductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
6A to 6D are exemplary diagrams for explaining a semiconductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 처리 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 위치 조절부의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a semiconductor processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a wafer position adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참고하면, 반도체 처리 장치(100)는 웨이퍼 위치 조절부(110), 다이 본딩 장치(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
상기 웨이퍼 위치 조절부(110)는 각각 분리된 상태의 복수의 다이(311, 혹은 칩)를 포함하되 일면에 점착 테이프(320)가 점착된 웨이퍼(310)의 위치를 조절할 수 있다. 이때, 점착 테이프(320)는 라미네이션 필름(lamination film)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The wafer
후술하겠지만, 반도체 처리 장치(100)에 로딩되는 웨이퍼(310)는 개별의 다이(311)로 다이싱 되었을 뿐, 웨이퍼 형태를 유지한 상태일 수 있다. 또한, 개별로 분리된 다이들(311)은 웨이퍼 배면에 부착되는 점착 테이프(320)에 의해 웨이퍼 형태를 유지할 수 있고, 점착 테이프(320)의 테두리에 웨이퍼 고정판(330)이 결합될 수 있다.As will be described later, the
상기 웨이퍼 위치 조절부(110)는 웨이퍼 플리퍼(flipper:120) 및 웨이퍼 이동부(130)를 포함할 수 있다.The wafer
웨이퍼 플리퍼(120)는 투입된 웨이퍼(310)의 복수의 다이(311)의 상태를 확인하여, 복수의 다이(311)가 반도체 처리 장치에 로딩된 기판(도시되지 않음)과 대향되도록 웨이퍼(310)를 이동 및/또는 회전시키는 구성일 수 있다.The wafer flipper 120 checks the state of the plurality of
상기 반도체 처리 장치내에 장착된 기판은 반도체 패키지용 기판을 비롯한 회로 기판일 수 있다. The substrate mounted in the semiconductor processing apparatus may be a circuit board including a substrate for a semiconductor package.
도 2를 참고하면, 반도체 처리 장치(100)에 투입된 웨이퍼(310)는 그것의 배면에 점착 테이프(320)가 점착되고, 웨이퍼 고정판(330)은 상기 점착 테이프(320) 상부의 웨이퍼(310)의 가장자리에 위치될 수 있다. Referring to FIG. 2 , an
일예로, 웨이퍼(310) 및 점착 테이프(320)는 테두리 형태의 웨이퍼 고정판(330)에 점착 테이프(320)가 고정된 상태로 투입될 수 있는 것이다.For example, the
이와 같은 웨이퍼(310)는 웨이퍼(310) 배면이 상기 기판에 대향되는 형태로 상기 반도체 처리 장치(100)에 로딩되거나, 배면 또는 웨이퍼(310) 배면에 점착 테이프(320)가 부착된 상태로 상기 기판에 대향되는 상태로 투입될 수 있다.Such a
본 실시예의 웨이퍼 플리퍼(120)는 투입된 웨이퍼(310)의 다이면과 상기 기판이 대향되도록 웨이퍼(310)를 회전시킬 수 있다. 상기 웨이퍼 플리퍼(120)는 상기 웨이퍼 고정판(330)에 고정될 수 있으며, 상기 웨이퍼(310)의 회전은 상기 웨이퍼 고정판(330)의 회전에 의해 수행될 수 있다. The wafer flipper 120 of this embodiment may rotate the
도시하지 않았지만, 웨이퍼 플리퍼(120)는 별도의 센서(도시되지 않음)를 구비하여 웨이퍼(310)의 일면 및 배면 중 어느 면이 상기 기판에 대향되는 검출할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 플리퍼(120)는 예를 들어, 광학 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 광학 센서를 통해 촬영된 이미지와 기 저장된 웨이퍼의 일면 또는 배면의 이미지간의 비교를 통해 웨이퍼(310)의 표면 상태를 확인할 수 있다. 또한, 웨이퍼 플리퍼(120)는 거리 센서(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 상기 거리 센서는 상기 웨이퍼와 상기 거리 센서 간의 측정된 거리를 투입된 웨이퍼 상면이 반도체 소자가 형성되어 있는 면인지 혹은 웨이퍼 배면인지 확인할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 센서로서 광학 센서 및 거리 센서 등을 일 예로 설명하였지만, 상기 거리 센서는 상기 광학 센서의 한 종류에 해당할 수도 있고, 비젼 카메라와 같이 다양한 매체가 상기 센서로서 이용될 수도 있다. Although not shown, the
웨이퍼 이동부(130)는 투입된 웨이퍼(310)의 복수의 다이(311) 중 본딩 대상 다이가 상기 기판의 본딩 영역에 대향되도록 상기 웨이퍼(310)를 다양한 방향으로 이동시킬 수 있다. The
본 실시예에서 상술한 웨이퍼 플리퍼(120) 및 웨이퍼 이동부(130)를 포함한 웨이퍼 위치 조절부(110)가 하나만 구현된 것을 예로 들어 도시하였지만, 운용자의 필요에 따라, 웨이퍼 플리퍼(120) 및 웨이퍼 이동부(130)가 2개로 구현할 수 있다. 이렇게 웨이퍼 플리퍼(120) 및 웨이퍼 이동부(130)가 2개로 구현되는 경우, 웨이퍼 고정판(330)을 양측에서 고정시키는 형태로 동작할 수 있다.In this embodiment, only one wafer
도 2에서 도시된웨이퍼 플리퍼(120) 및 웨이퍼 이동부(130)는 일 예에 불과할 뿐, 투입된 웨이퍼(310)를 뒤집고 본딩 영역에 대향되도록 이동시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 형태라도 가능하다.The
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 다이 본딩 장치의 구성을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams showing the configuration of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
다이 본딩 장치(140)는 상기 기판에 부착될 다이(311) 뒷면(예를 들어, 웨이퍼의 배면)의 점착 테이프(320)를 가압하여, 상기 기판에 본딩시키는 장치이다. The
도 3a를 참고하면, 다이 본딩 장치(140)는 본체(141), 제1 진공 영역부(142), 제2 진공 영역부(143), 가압 툴(144), 가압 툴 지지부(145), 진공 처리부(146) 및 구동부(147)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the
제1 진공 영역부(142)는 본체(141)의 내측 테두리 영역에 형성될 수 있다. The
본딩 대상 다이(311)를 상기 기판에 본딩하기 위해, 상기 제어부(150)의 제어에 따라, 다이 본딩 장치(140)를 상기 기판 예정 영역과 얼라인시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 진공 영역부(142)는 본딩 대상 다이(311)에 인접한 점착 테이프(320)를 흡입할 수 있다. 이에 따라, 점착 테이프(320)와 본딩 대상 다이(311) 간의 접착력이 약화되어, 상기 다이(311)는 점착 테이프(320)로부터 분리가 용이한 상태가 된다. 반면, 상기 본딩 대상 다이(311) 외측에 위치하는 다른 다이(311)들과 점착 테이프(320)간의 유지시킬 수 있다. In order to bond the die 311 to be bonded to the substrate, the
이후 설명하겠지만,점착 테이프(320)와 접착되는 제1 진공 영역부(142)의 일면(예를 들어, 하면)은 가압 툴(144)이 상기 기판을 향해 하강시, 가압 툴(144)에 의해서 펀칭(punching)되는 점착 테이프(320)의 주변을 고정시킬 수 있다. As will be described later, when the
제2 진공 영역부(143)는 상기 제1 진공 영역부(142) 내측에 하단에 구비될 수 있다. The
제2 진공 영역부(143)는 상기 가압 툴(144)에 의해 점착 테이브(320)로부터 분리된 본딩 대상 다이(311)를 상기 기판측으로 하강시킬 때, 본딩 대상의 다이(311)가 가압 툴(144)로부터 분리되지 않고 픽업 고정될 수 있도록 흡입력을 제공할 수 있다. When the bonding target die 311 separated from the
즉, 본딩 대상 다이(311)는 점착 테이프(320)로부터 분리된 후 하부에 위치한 상기 기판의 본딩 영역까지 안전하게 안착되기 전까지 추락되지 않도록, 가압 툴(144)의 제2 진공 영역부(143)에서 제공되는 진공 흡입력에 의해 본딩 대상 다이(311)는 픽업 상태를 유지할 수 있다. That is, the die to be bonded 311 is separated from the
또한, 제2 진공 영역부(143)는 제어부(150)의 제어에 따라, 본딩 대상 다이(311)가 상기 기판에 안착된 후, 가압 툴(144)의 일면(예를 들어, 하면)과 본딩 대상 다이(311)가 분리될 수 있도록 흡입력을 조절할 수 있다. 제2 진공 영역부(143)의 흡입력은 본딩 대상 다이(311)를 분리시킬 때 뿐만 아니라 제어부(150)의 제어에 따라 다이(311)를 픽업 고정시키는 데에도 이용될 수 있다.In addition, the second
또한, 상기 가압 툴(144)은 하부 외측면이 모따기 처리되어, 제2 진공 영역(143)이 한정될 수 있다. In addition, the lower outer surface of the
도 3b를 참고하면, 가압 툴(144)은 제2 진공 영역부(143)의 내부로부터 외부까지 돌출될 수 있도록 승하강이 가능한 형태로 구성된다. 이에 따라, 본딩 대상 다이(311)는 상기 가압 툴(144)에 의해 상기 기판에 안착될 수 있다.Referring to FIG. 3B , the
가압 툴(144)은 중심에 길이 방향의 홀이 구비된 봉 형태이거나, 또는 일정 간격 이격된 제1 및 제2 기둥 형태를 가질 수 있다. 이때, 중앙 홀 또는 제1 및 제2 기둥 사이에 이격된 영역(이하, 중공 영역)은 상기 제2 진공 영역부(143)의 일부에 해당되며, 상기 중공 영역을 통해 진공 압력이 제공될 수 있다. The
가압 툴(144)은 제2 진공 영역부(143)에 의해 제공되는 진공 압력에 의한 흡입력으로 상기 본딩 대상 다이(311)를 고정시키는 동시에, 상기 가압 툴(144)에 인가되는 기계적 구동력에 의해 가압 툴(144)의 하강 시, 본딩 대상 다이(311)에 점착된 점착 테이프(320)를 뚫고 하강할 수 있다.The
한편, 다이 본딩 장치(140)의 웨이퍼(310)와 대향되는 면의 사이즈는 개별 다이(311) 사이즈와 동일하거나, 또는 개별 다이(311) 사이즈보다 약간 크거나 작게 형성될 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 다이 본딩 장치(140)의 가압 툴(144)은 상기 다이(311)의 사이즈와 유사할 수 있다. 가압 툴(144)의 하단부는 상기 다이와 동일한 크기 또는 상기 다이 보다 약간 크거나 약간 작은 크기로 형성될 수 있다. Meanwhile, the size of the surface of the
가압 툴 지지부(145)는 제1 진공 영역부(142)의 내측벽과 가압 툴(144) 사이에 개재되어, 가압 툴(144)의 승하강 시, 상기 가압 툴(144)을 고정 및 지지를 위한 구성일 수 있다.The
예를 들어, 가압 툴 지지부(145)는 볼 베어링(ball bearing)을 비롯한 다양한 형태의 베어링으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.For example, the
진공 처리부(146)는 제1 및 제2 진공 영역부(142, 143)에 진공을 제공하도록 구성될 수 있다.The
이때, 진공 처리부(146)는 제어부(150)의 제어에 따라 제1 및 제2 진공 영역부(142, 143)에 발생하는 진공 압력을 조정할 수 있다.At this time, the
구동부(147)는 가압 툴(144)을 승하강 시키는 기계적 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 구동부(147)는 구동 모터로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The driving
제어부(150)는 웨이퍼 위치 조절부(110) 및 다이 본딩 장치(140)를 비롯하여 반도체 처리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The
본 실시예의 제어부(150)는 진공 처리부(146)를 통해 제1 진공 영역부(142) 및 제2 진공 영역부(143)의 진공 압력을 각각 별도로 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(150)는 가압 툴(144)을 통해 본딩 대상 다이(311)를 상기 기판에 본딩할 때, 제1 진공 영역부(142)의 일단에 접촉된 점착 테이프(320)를 제1 흡입 압력으로 흡입하고, 제2 진공 영역부(143)의 일단에 접촉된 본딩 대상 다이(311)를 제2 흡입 압력으로 흡입하도록 진공 처리부(146)를 통해 진공 압력을 제어할 수 있다. 즉, 제1 흡입 압력과 제2 흡입 압력은 별도로 제어될 수 있는 것이다.In addition, when the bonding target die 311 is bonded to the substrate through the
도 4a 내지 도 4d 본 발명의 실시 예들에 따른 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 4A to 4D are flowcharts illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments. 5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment, and FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another exemplary embodiment. to be.
먼저, 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 공정이 완료된 웨이퍼(310)를 반도체 처리 장치(100)에 투입한다(S110). First, referring to FIGS. 4A to 4D , the processed
상기 웨이퍼(310)를 상기 반도체 처리 장치(100)에 투입하는 단계(S110) 이전에, 웨이퍼(310)를 개별 다이(311)로 다이싱하여 상기 복수의 다이(311)로 분리하는 단계가 수행될 수 있다. Prior to inputting the
경우에 따라, 상기 반도체 처리 장치(100)에 웨이퍼(310)를 투입하기 이전 상기 웨이퍼(310)의 배면에 접착층을 도포하는 단계(S105, 도 4d 참조)를 더 포함할 수 있다. 상기 접착층을 사전 도포하는 단계(S105)는 접착층, 예를 들어 플럭스(flux) 물질을 스크린 도포 방식을 이용하여 웨이퍼(310) 배면에 형성하거나, 상기 웨이퍼(310)의 배면에 DAF(die attach film) 필름을 점착할 수 있다. 또한, 점착 테이프(320)가 점착된 웨이퍼(310)는 웨이퍼 고정판(330)에 의해 고정 및 상호 분리가 용이하도록 익스펜딩(expanding)될 수 있다. 경우에 따라, 상기 웨이퍼(310)는 반도체 처리 장치(100)에 투입되기 이전, 상기 반도체 처리 장치(100)내에 내장되어 있는 기판(200)과 마주하는 형태로 사전 플립하는 단계(S107)를 수행할 수 있다(도 4d 참조).In some cases, a step of applying an adhesive layer to the back surface of the
상기 사전 플립 단계(S107)를 수행하지 않은 경우, 상기 투입된 웨이퍼(310)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 점착 테이프(320)와 기판(200), 예컨대, 패키지 기판(200)이 서로 마주하는 형태로 투입될 수 있다. If the pre-flip step (S107) is not performed, in the loaded
다음, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 투입된 웨이퍼(310)의 상태 및 위치를 조정할 수 있다(S120). 상기 웨이퍼의 상태 및 위치를 조정하는 단계(S120)는, 도 5a와 같이, 상기 웨이퍼(310)의 점착 테이프(320)와 상기 기판(200)이 마주하도록 웨이퍼(310)가 투입된 경우, 도 4b, 도 4c 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 다이(311)와 상기 기판(200)이 마주할 수 있도록 웨이퍼를 플립(R)시키는 단계(S121)를 포함할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4A , the state and position of the loaded
웨이퍼(310)의 배면에 점착 테이프가 부착되지 않은 상태로 반도체 처리 장치(100)내에 투입된 경우라면, 상기 웨이퍼 플립 단계(S121) 이후, 상기 반도체 처리 장치(100)내에서 상기 웨이퍼(310)의 배면에 점착 테이프(320)를 형성하는 단계(S123)를 수행할 수 있다. 상기 반도체 처리 장치(100)내에서 접착 테이프(320)를 형성하는 단계는 점착 물질인 플럭스(flux) 물질에 침지하는 도포 방식으로 진행될 수 있다. If the
한편, 사전 플립(S107)이 수행된 상태로 반도체 처리 장치(100)내에 웨이퍼(310)가 투입된 경우, 또는 상기 웨이퍼 플립 단계(S121)를 수행한 경우, 상기 웨이퍼(310)의 상태 및 위치를 조정하는 단계(S120)는 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 대상 다이(311)와 기판(200)의 본딩 예정 영역에 대응될 수 있도록 다이 얼라인 단계(S122)를 포함할 수 있다(도 4b 내지 도 4d 참조). 그 밖에, 투입된 웨이퍼(310)의 상태 및 위치를 조정하는 단계(S120)는 웨이퍼(310)의 편심을 유지하는 단계 등을 추가로 포함할 수 있다. 도 5c에서 “IN”은 웨이퍼 얼라인 방향을 지시할 수 있다. Meanwhile, when the
다음, 도 4a 내지 도 4d 및 도 6a에서 도시하는 바와 같이, 다이 얼라인(S125)가 완료된 경우, 즉, 복수의 다이(311) 중 본딩 대상 다이(311)의 점착 테이프 면이 기판(200)의 다이 본딩 면(200a)에 대응되는 경우, 상기 다이 본딩 장치(140)가 상기 본딩 대상 다이(311)와 대응될 수 있도록 상기 다이 본딩 장치(140)를 이동시킨다(S130). 도 6a의 점선 박스는 상기 가압 툴(144)에 구동력을 제공하는 구동부(147)일 수 있다.Next, as shown in FIGS. 4A to 4D and 6A, when the die alignment (S125) is completed, that is, the adhesive tape surface of the die 311 to be bonded among the plurality of dies 311 is the
그후, 도 4a 내지 도 4d 및 도 6b에서 도시하는 바와 같이, 다이 본딩 장치(140)가 상기 본딩 대상 다이(311)를 가압하여 점착 테이프(320)로부터 본딩 대상 다이(311)를 분리시킨 후, 상기 기판(200)에 상기 다이(311)를 본딩한다(S140). 상기 기판(200)에 다이(311)를 본딩시키는 방식은 DAF(Die attach film)을 이용하여 부착시키는 방식 또는 범프(Bump)의 열 압착 방식을 포함할 수 있다. Then, as shown in FIGS. 4A to 4D and 6B, the
상기 다이 본딩 장치(140)는 본체(141), 본체(141)의 내측 테두리 영역에 형성된 제1 진공 영역부(142), 제1 진공 영역부(142) 내측에 형성된 제2 진공 영역부(143), 제2 진공 영역부(143) 내측에 형성되되 제2 진공 영역부(143) 내부로부터 외부까지 돌출되게 승하강이 가능한 형태로 형성되어, 본딩 대상 다이(311)가 기판(200)에 안착되도록 본딩 대상 다이(311)를 기판 방향으로 가압하는 가압 툴(144)을 포함할 수 있다.The
단계 S140에서, 반도체 처리 장치(100)는 다이 본딩 장치(140)의 제1 및 제2 진공 영역부(142, 143)의 진공 압력을 각각 별도로 제어할 수 있다.In operation S140 , the
단계 S140에서, 반도체 처리 장치(100)는 점착 테이프(320)로부터 본딩 대상 다이(311)를 분리시킬 때, 점착 테이프(320)의 흡입력이 상승되도록 제1 진공 영역부(142)의 진공 압력을 상승 조절할 수 있다.In step S140, when the
단계 S140에서, 반도체 처리 장치(100)는 본딩 대상 다이(311)의 흡입력이 공정 상황에 따라 변경되도록 제2 진공 영역부(143)의 진공 압력을 공정 상황별 흡입 조건에 따라 조절할 수 있다. .In operation S140 , the
도 6c 및 도 6d에서 도시하는 바와 같이, 반도체 처리 장치(100)는 이전 본딩 대상 다이(311)에 대한 본딩 과정을 완료한 후, 다음 본딩 대상 다이(311)에 대한 본딩 과정을 순차적으로 반복할 수 있다.
As shown in FIGS. 6C and 6D , the
본 발명에 따르면, 다이싱된 웨이퍼 자체를 플립핑하므로써, 개별적으로 다이를 플립핑하는 경우보다 다량의 다이를 동시에 플립핑이 가능하므로, 다이 본딩 특성을 개선할 수 있다. According to the present invention, by flipping the diced wafer itself, it is possible to simultaneously flip a large number of dies rather than individually flipping the dies, so that die bonding characteristics can be improved.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention, so the embodiments described above are illustrative in all respects and are not limiting. You have to understand. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100: 반도체 처리 장치
110: 웨이퍼 위치 조절부
120: 웨이퍼 플리퍼
130: 웨이퍼 이동부
140: 다이 본딩 장치
150: 제어부100: semiconductor processing device 110: wafer position control unit
120: wafer flipper 130: wafer moving unit
140: die bonding device 150: control unit
Claims (18)
상기 웨이퍼의 본딩 대상 다이를 가압하여 상기 기판에 본딩시키도록 구성되는 다이 본딩 장치를 포함하며,
상기 웨이퍼 위치 조절부는 상기 복수의 다이를 동시에 플립하도록 구성되는 반도체 처리 장치.a wafer position adjusting unit flipping a wafer including a plurality of diced dies so that a surface of the die of the wafer faces a substrate; and
A die bonding device configured to pressurize and bond a die to be bonded of the wafer to the substrate;
The wafer position adjusting unit is configured to simultaneously flip the plurality of dies.
상기 웨이퍼는 소자층이 형성되지 않는 상기 웨이퍼의 배면에 다이싱된 상기 복수의 다이를 고정하도록 부착된 점착 테이프를 더 포함하는 반도체 처리 장치. According to claim 1,
The semiconductor processing apparatus of claim 1 , wherein the wafer further includes an adhesive tape attached to a rear surface of the wafer on which an element layer is not formed to fix the plurality of diced dies.
상기 웨이퍼 위치 조절부는 상기 본딩 대상 다이를 상기 기판의 예정 영역과 마주하도록 상기 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 이동부를 더 포함하는 반도체 처리 장치. According to claim 1,
The semiconductor processing apparatus of claim 1 , wherein the wafer position adjusting unit further includes a wafer moving unit configured to move the wafer so that the bonding target die faces a predetermined area of the substrate.
상기 다이 본딩 장치는,
중심부에 진공을 제공하는 진공 영역을 구비하는 봉 형태로 구비되어, 상기 진공에 의해 상기 웨이퍼상의 다이를 개별 분리 및 픽업하고, 승하강 구동에 의해 상기 기판에 상기 분리된 상기 다이를 안착시키도록 구성되는 가압 툴을 포함하는 반도체 처리 장치. According to claim 1,
The die bonding device,
It is provided in the form of a rod having a vacuum region providing vacuum at the center, and is configured to separate and pick up dies on the wafer individually by the vacuum, and seat the separated dies on the substrate by lifting and lowering driving. A semiconductor processing apparatus including a pressing tool to be.
상기 가압 툴의 하단부는 상기 상단부 보다 좁은 면적을 갖도록 구성되며,
상기 가압 툴의 하단부는 상기 다이 사이즈와 유사한 크기로 구성되는 반도체 처리 장치. According to claim 4,
The lower end of the pressure tool is configured to have a smaller area than the upper end,
The semiconductor processing apparatus of claim 1 , wherein the lower end of the pressing tool has a size similar to that of the die.
상기 다이 본딩 장치는,
상기 가압 툴을 수용하는 본체;
상기 본체의 내측 테두리 영역에 구비된 제1 진공 영역부; 및
상기 제1 진공 영역부 내측에 구비된 제2 진공 영역부를 구비하며,
상기 제2 진공 영역부는 상기 중심부에 진공을 제공하는 진공 영역을 포함하는 반도체 처리 장치. According to claim 4,
The die bonding device,
a main body accommodating the pressure tool;
a first vacuum area provided in an inner edge area of the main body; and
A second vacuum region provided inside the first vacuum region,
The second vacuum region includes a vacuum region providing a vacuum to the central portion.
상기 제1 진공 영역과 상기 가압 툴 사이에 구비되어, 상기 가압 툴의 승 하강시, 상기 가압 툴을 지지하도록 구성되는 지지부 반도체 처리 장치.According to claim 6,
A support portion provided between the first vacuum region and the pressure tool, configured to support the pressure tool when the pressure tool ascends and descends.
상기 가압 툴의 하측벽부는 사선 형태의 모따기 구조로 되어 있으며,
상기 제2 진공 영역부는 상기 가압 툴의 하측벽부와 상기 지지부 사이의 공간 및 상기 가압 툴의 중심부에 위치하는 공간을 포함하는 반도체 처리 장치. According to claim 7,
The lower wall of the pressure tool has an oblique chamfer structure,
The second vacuum region includes a space between the lower wall portion of the pressure tool and the support portion and a space located at a central portion of the pressure tool.
상기 다이 본딩 장치는,
상기 제1 및 제2 진공 영역부에 진공압력을 제공하는 진공 처리부; 및
상기 가압 툴을 승하강 시키기 위한 구동부,
를 더 포함하는 반도체 처리 장치.According to claim 6,
The die bonding device,
a vacuum processing unit providing vacuum pressure to the first and second vacuum regions; and
A driving unit for raising and lowering the pressure tool;
A semiconductor processing device further comprising a.
상기 제1 진공 영역부 및 상기 제2 진공 영역부의 상기 진공 압력은 동일 또는 상이하게 인가되는 반도체 처리 장치.According to claim 9,
The semiconductor processing apparatus of claim 1 , wherein the same or different vacuum pressures are applied to the first vacuum region and the second vacuum region.
상기 웨이퍼의 다이와 표면과 기판이 대향되도록 상기 웨이퍼를 위치 이동시키는 단계;
본딩 대상 다이와 상기 기판의 예정 영역을 얼라인하는 단계;
상기 본딩 대상 다이의 상부에 다이 본딩 장치를 이동시키는 단계; 및
상기 다이 본딩 장치를 상기 본딩 대상 다이 방향으로 가압하여, 상기 기판에 본딩하는 단계,
를 포함하는 반도체 제조 방법.Injecting wafers diced into individual dies;
positioning the wafer so that the die and surface of the wafer and the substrate face each other;
aligning a die to be bonded with a predetermined area of the substrate;
moving a die bonding device above the die to be bonded; and
bonding the die bonding device to the substrate by pressing the die bonding device toward the die to be bonded;
A semiconductor manufacturing method comprising a.
상기 웨이퍼의 배면에 점착 테이프를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 방법.According to claim 11,
The semiconductor manufacturing method further comprising forming an adhesive tape on the rear surface of the wafer.
상기 점착 테이프를 형성하는 단계는, 상기 웨이퍼가 반도체 처리 장치내에 투입되기 전에 형성하는 반도체 제조 방법. According to claim 12,
The step of forming the adhesive tape is a semiconductor manufacturing method formed before the wafer is put into a semiconductor processing device.
상기 점착 테이프를 형성하는 단계는,
상기 웨이퍼 배면에 접착체를 마스크 도포(screen printing)하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조방법. According to claim 12,
Forming the adhesive tape,
A semiconductor manufacturing method further comprising the step of screen printing an adhesive on the back surface of the wafer.
상기 접착 테이프를 형성하는 단계는, 상기 웨이퍼를 플립하는 단계 이후,
상기 웨이퍼를 점착 물질에 침지시켜, 상기 웨이퍼 배면에 점착 테이프를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 방법. According to claim 12,
Forming the adhesive tape, after flipping the wafer,
The semiconductor manufacturing method further comprising the step of immersing the wafer in an adhesive material to form an adhesive tape on the back surface of the wafer.
상기 다이를 본딩하는 단계는,
상기 웨이퍼상에 다이 본딩 장치를 배치하는 단계;
상기 다이 본딩 장치를 이용하여, 상기 본딩될 다이를 픽업하는 단계; 및
상기 픽업된 다이를 가압하여 상기 기판에 부착시키는 단계 더 포함하는 반도체 제조방법. According to claim 12,
The step of bonding the die,
placing a die bonding device on the wafer;
picking up the die to be bonded using the die bonding device; and
The semiconductor manufacturing method further comprising the step of attaching the picked-up die to the substrate by pressing.
상기 픽업된 다이를 가압하여, 상기 기판에 부착시키는 단계시, 상기 웨이퍼의 배면은 상기 기판 표면과 DAF(die attach film) 및 범프(Bump)를 이용하여 부착시키는 단계를 포함하는 반도체 제조방법. According to claim 16,
In the step of pressing the picked-up die and attaching it to the substrate, the semiconductor manufacturing method comprising the step of attaching the back surface of the wafer to the substrate surface using a die attach film (DAF) and a bump.
상기 웨이퍼의 상기 제 1 표면에 소자들을 형성하는 단계;
상기 웨이퍼를 개별의 다이로 다이싱하는 단계;
상기 웨이퍼의 제 2 표면에 접착층을 도포하는 단계;
상기 웨이퍼의 제 1 면이 기판 처리 장치에 로딩되어 있는 기판 표면과 대향할 수 있도록 상기 웨이퍼를 사전 플립하는 단계;
플립된 상기 웨이퍼를 상기 기판 처리 장치에 투입하는 단계;
상기 웨이퍼의 본딩 대상 다이와 상기 기판의 예정 영역을 얼라인하는 단계;
상기 본딩 대상 다이의 상부에 다이 본딩 장치를 이동시키는 단계; 및
상기 다이 본딩 장치를 이용하여, 상기 다이를 픽업한 후, 상기 본딩 대상 다이 방향으로 가압하여, 상기 기판에 본딩하는 단계,
를 포함하는 반도체 제조 방법.providing a wafer having a first surface and a second surface;
forming devices on the first surface of the wafer;
dicing the wafer into individual dies;
applying an adhesive layer to the second surface of the wafer;
flipping the wafer in advance so that the first side of the wafer faces the surface of the substrate loaded in the substrate processing apparatus;
putting the flipped wafer into the substrate processing apparatus;
aligning a die to be bonded of the wafer and a predetermined area of the substrate;
moving a die bonding device above the die to be bonded; and
After picking up the die by using the die bonding device, bonding the die to the substrate by pressing it in the direction of the die to be bonded;
A semiconductor manufacturing method comprising a.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020210080127A KR20220169707A (en) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | Semiconductor processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same |
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2021
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