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KR100834837B1 - 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업방법 - Google Patents

반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업방법 Download PDF

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KR100834837B1
KR100834837B1 KR1020060137510A KR20060137510A KR100834837B1 KR 100834837 B1 KR100834837 B1 KR 100834837B1 KR 1020060137510 A KR1020060137510 A KR 1020060137510A KR 20060137510 A KR20060137510 A KR 20060137510A KR 100834837 B1 KR100834837 B1 KR 100834837B1
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KR
South Korea
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semiconductor die
magnetic
adhesive film
collet
pick
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KR1020060137510A
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Inventor
변학균
송현정
심종보
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US11/959,299 priority patent/US20080160725A1/en
Priority to JP2007328502A priority patent/JP2008166774A/ja
Priority to TW096150576A priority patent/TW200834794A/zh
Priority to CNA2007103058697A priority patent/CN101211809A/zh
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Abstract

본 발명은 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 소잉된 반도체 다이를 고정시키기 위한 웨이퍼 접착 테이프로서, 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름을 적용한다. 그리고, 상기 소잉된 반도체 다이를 픽업하기 위한 반도체 다이 픽업 장치로서, 상기 마그네틱 접착 필름과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트를 적용함을 특징으로 한다. 따라서, 상기 전자석 구조의 콜레트를 반도체 다이 상부에 위치시킨 상태에서 전기를 인가할 경우, 상기 콜레트와 마그네틱 접착 필름 사이의 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되고, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름 상부에 위치하고 있는 반도체 다이에도 고른 픽업 포스가 작용하게 되어 반도체 다이에 대한 변형이나 크렉 발생없이 웨이퍼 접착 테이프의 베이스 필름으로부터 반도체 다이를 효과적으로 분리시켜 픽업 에러를 최소화할 수 있게 된다.
반도체 다이, 마그네틱 필러, 콜레트, 상자성체

Description

반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법{semiconductor die pick up apparatus and semiconductor die pick up methoe thereof}
도 1a 내지 도 1c에는 소잉된 반도체 다이가 반도체 다이 픽업 장치에 의해 핍업되는 과정이 도시되어 있다.
도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 접착 테이프가 웨이퍼 후면에 접착되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 3에는 페라이트 물질이 상자체로 변화되는 과정이 도시되어 있다.
도 4a 내지 도 4e에는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치 및 이에 의한 반도체 다이 픽업 과정이 도시되어 있다.
도 5에는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 다이 픽업 과정을 일괄적으로 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다.
도 6a 내지 도 6e에는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치 및 이에 의한 반도체 다이 픽업 과정이 도시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 다이 픽업 과정을 일괄적으로 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다.
도 8a 내지 도 8e에는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치 및 이에 의한 반도체 다이 픽업 과정이 도시되어 있다.
도 9에는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 다이 픽업 과정을 일괄적으로 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다.
도 10a 내지 도 10e에는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치 및 이에 의한 반도체 다이 픽업 과정이 도시되어 있다.
도 11에는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 다이 픽업 과정을 일괄적으로 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
300: 베이스 필름 302: UV 필름
304: 마그네틱 접착 필름 306: 접착 테이프
308: 웨이퍼 310: 절단선
312: 반도체 다이 픽업 장치 314: 트랜스퍼 헤드
316: 콜레트 318: 프로텍션 필름
320: PCB
본 발명은 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 다이에 대한 물리적 데미지와 픽업 에러를 최소화하여 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법에 관한 것이다.
최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 반도체 소자도 비약적으로 발전하고 있으며, 이로 인해 그 기능적인 면에 있어서도 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되고 있다. 또한, 반도체 소자의 고집적화 및 대용량화 추세로 인해 반도체 소자의 집적도가 점차 증가되어 메모리셀을 구성하는 각각의 단위소자 사이즈가 축소됨에 따라 제한된 면적내에 다층구조를 형성하는 고집적화 기술 또한 눈부신 발전을 거듭하고 있다.
따라서, 이러한 고집적화 기술에 부응하기 위하여 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정에 있어서도 최상의 정확성 및 정밀성이 요구되고 있다. 통상적으로, 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은, 크게 반도체 기판 내부로 3B족(예컨대, B) 또는 5B(예컨대, P 또는 As)족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온주입 및 확산 공정, 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 박막증착(deposition) 공정, 상기 박막증착 공정으로 형성된 물질막을 원하는 형상으로 패터닝하는 포토리소그라피(photolithography)를 비롯한 식각 공정, 웨이퍼 표면에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 폴리싱하여 단차를 없애는 평탄화(CMP:Chemical Mechanical Polishing)공정을 비롯하여 불순물 제거를 위한 웨이퍼 세정 공정등으로 구분할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 여러 단위 공정들을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 웨이퍼 표면 상부에 복수의 회로 패턴들을 적층함 으로써 반도체 디바이스를 제조하게 된다.
그리고, 상기와 같은 단위 공정들을 거쳐 완성된 반도체 디바이스를 이용하여 반도체 집적회로를 조립하기 위해서, 우선 웨이퍼에 형성되어 있는 상기 반도체 디바이스(반도체 다이)들을 블레이드를 사용하여 낱개로 분리하는 소잉(sawing) 공정을 실시하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 소잉 공정은 먼저, 상기 블레이드가 웨이퍼 전체면중 한쪽 방향의 스크라이브라인을 완전히 절단한다. 그리고 나서, 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 척을 90°회전시켜 상기 절단된 스크라이브라인과 수직 방향으로 절단함으로써 웨이퍼가 각각의 반도체 다이로 분리되도록 한다. 그러나, 이처럼 웨이퍼를 소잉함에 있어서, 웨이퍼만을 소잉할 경우 반도체 칩들이 분리된 후에는 외부로 떨어져 나가서 사용할 수가 없게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 접착 테이프를 웨이퍼의 후면에 접착함으로써 소잉에 의해 분리된 반도체 칩들은 외부로 흩어지지 않고 그대로 정렬 상태가 유지되도록 한다. 따라서, 다이 어태치 공정에서 상기 분리된 칩들을 하나씩 떼어내어 반도체 칩을 패키징하는 패키징 공정을 진행할 수가 있는 것이다.
도 1a 내지 도 1c에는 소잉된 반도체 다이가 반도체 다이 픽업 장치에 의해 핍업되는 과정이 도시되어 있다.
먼저, 도 1a에는 종래 기술에 따른 접착 테이프(16)가 웨이퍼(18) 후면에 접착되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼(18) 후면에 베이스 필름(10), UV 필름(12) 및 접착 필름(14)으로 이루어진 접착 테이프(16)가 접착되어 있다. 여기서, 상기 베이 스 필름(10)은 다이싱 테입(dicing tape) 형상을 띠고 있으며, 접착 필름(14)은 상기 웨이퍼(18)를 접착 테이프(16)에 단단히 고정시키기 위한 메인 접착 필름으로서 기능한다. 그리고, 상기 UV 필름(12)은 상기 베이스 필름(10)과 접착 필름(14)간의 접착력을 높이기 위한 매우 끈적이는 재질로 이루어진 물질막이다.
한편, 상기와 같이 후면에 접착 테이프(16)가 접착되어 있는 웨이퍼에 대하여, 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인을 따라 낱개의 반도체 다이로 소잉하게 된다. 상기 블레이드에 의한 소잉 결과, 참조부호 20으로 나타낸 것과 같은 스크라이브 라인에 따른 절단선에 따라 웨이퍼 상에 형성되어 있는 다수개의 반도체 다이들은 각각의 반도체 다이(18a)로 분리된다.
계속해서, 도 1b 및 도 1c에는 상기 소잉된 반도체 다이(18a)가 반도체 다이 픽업 장치에 의해 핍업되는 과정이 도시되어 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 절단선(20)에 따라 낱개로 분리된 반도체 다이(18a)를 픽업하기 위해 상기 웨이퍼(18) 상부에 반도체 다이 픽업 장치(22)를 위치시킨다. 상기 반도체 다이 픽업 장치(22)는, 구동장치와 연결되어 반도체 다이를 후속 공정을 위한 공정 설비로 낱장씩 이동시키는 트랜스퍼 헤드(transfer head:28)와, 상기 트랜스퍼 헤드(28) 하단에 부착되어 상기 소잉된 반도체 다이를 진공 흡착하는, 다수개의 진공 라인(26)이 내장된 콜레트(24)로 구성된다. 여기서, 상기 콜레트(24)는, 반도체 다이에 대한 데미지를 최소화하기 위하여 예컨대 고무재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반도체 다이에 대한 데미지를 보다 적극적으로 방지하기 위하여, 상기 콜레트(24) 하부에 소프트한 재질의 프로텍션 필름을 더 형성할 수도 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 낱개로 분리된 반도체 다이를 플랜지 핀(28)을 이용하여 상승시킨다. 그리고, 상기 플랜지 핀(28)의 상승에 의해 반도체 다이(18a) 또한 상승되며, 이처럼 상승된 반도체 다이(18a)는 콜레트(24)에 의해 진공 흡착된다.
그러나, 상기 도 1a 내지 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 반도체 다이 픽업 공정은 반도체 다이 칩 뒷면에서 플랜지 핀의 상승으로 인한 푸쉬 업 방식이다. 따라서, 반도체 다이 뒷면에 가하는 플랜지 핀의 접촉 스트레스로 인하여 참조부호 A로 나타낸 것과 같이 절단선 영역에 크렉이 발생하기도 한다. 예컨대, 50㎛ 이하 울트라 씬 웨이퍼의 공정에서는 웨이퍼 휘어짐 또는 플렉서빌어티등의 이유로 플랜지 핀이 효과적으로 소잉된 칩을 낱개로 분리시키지 못하며, 무리한 조건 설정시 웨이퍼에 크렉이 발생하게 된다.
또한, 플랜지 핀을 이용하여 반도체 다이의 한정적인 접촉 영역을 밀어올리는 푸쉬 업 방식이다 보니 플랜지 핀을 이용하여 밀어 올리는 힘이 반도체 다이의 전체 영역에 고르게 분산되지 못하여 칩의 변형이 일어나거나 픽업 에러등이 발생할 수 있다. 또한, 참조부호 B로 나타낸 것과 같이, 반도체 다이와 접착 필름(14)간에 고착현상이 발생한 상태에서 플랜지 핀을 이용하여 반도체 다이를 밀어올릴 경우, 상기 B 영역에 대해서는 플랜지 핀의 힘이 가해지지 못하여 웨이퍼가 브로큰되는 문제점이 발생하기도 한다.
또한, 상기 콜레트와 같이 진공을 이용하여 반도체 다이를 흡착함에 있어서 도 상기 콜레트 내부에 부분적으로 형성되어 있는 진공 라인(26) 위주로 진공 흡착력이 집중된다. 따라서, 반도체 다이 면적 전체에 균일한 흡착력이 작용하지 못하여 픽업 에러가 발생할 우려가 높다.
또한, 종래에는 상기 플랜지 핀을 반도체 다이 사이즈별로 각각 제작하였다. 따라서, 설비 제작의 번거로움의 물론 설비 제작 비용 또한 전체 공정 비용에 상당한 부분을 차지하고 있다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 웨이퍼 크렉을 유발하지 않는 반도체 다이 픽업 장치 및 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반도체 다이 전체 영역에 작용하는 고른 픽업 포스에 의해 픽업될 수 있도록 하는 반도체 다이 픽업 장치 및 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 픽업 에러를 유발하지 않는 반도체 다이 픽업 장치 및 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반도체 다이 사이즈에 따라 별도의 픽업 설비를 제조하여야 하는 번거로움을 해소할 수 있는 반도체 다이 픽업 장치 및 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치는, 웨이퍼 후면에 부착되어 있는 웨이퍼 접착 테이프를 구성하는 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력이 발생되도록 하는, 전자석 구조의 콜레트부와; 상기 콜레트부에 의해 픽업된 반도체 다이를 구동장치의 구동에 의해 이동시키는 트랜스퍼 헤드부를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치는, 소잉된 반도체 다이를 고정시키기 위하여 웨이퍼 후면에 부착되어 있는, 마그네틱 접착 필름을 포함하는 웨이퍼 접착 테이프와; 상기 웨이퍼 접착 테이프의 마그네틱 접착 필름과의 인력이 발생되도록 하는, 전자석 구조의 콜레트부와; 상기 콜레트부에 의해 픽업된 소잉된 반도체 다이를 구동장치의 구동에 의해 이동시키는 트랜스퍼 헤드부를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 방법은, 웨이퍼 후면에 마그네틱 접착 필름을 포함하는 웨이퍼 접착 테이프를 접착시키는 단계와; 상기 후면에 접착 테이프가 접착되어 있는 웨이퍼를 각각의 반도체 다이로 소잉하는 단계와; 상기 소잉된 반도체 다이 상부에, 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력이 발생되도록 하는 전자석 구조의 콜레트부를 포함하는 반도체 다이 픽업 장치를 위치시키는 단계와; 상기 콜레트부에 전기를 인가하여 상기 콜레트부에 자기장을 발생시킴으로써, 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력을 발생시켜 상기 콜레트에 반도체 다이를 흡착시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 방법은, 웨이퍼 후면에 베이스 필름과 마그네틱 접착 필름을 포함하는 웨이퍼 접착 테이프를 접착시키는 단계와; 상기 후면에 접착 테이프가 접착되어 있는 웨이퍼에 대하여, 스크라이브 라인을 기준으로 각각의 반도체 다이로 소잉하는 단계와; 상기 소잉된 반도체 다이 상부에, 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력이 발생되도록 하는 전자석 구조의 콜레트부를 포함하는 반도체 다이 픽업 장치를 위치시키는 단계와; 상기 콜레트부에 전기를 인가하여 상기 콜레트부에 자기장을 발생시킴으로써, 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력을 발생시켜 상기 베이스 필름으로부터 반도체 다이를 분리시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
그러면, 하기의 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 발명을 통해 설명되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 접착 테이프(106)가 웨이퍼(108) 후면에 접착되어 있는 상태를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 웨이퍼(108) 후면에 베이스 필름(100), UV 필름(102) 및 마그네틱 접착 필름(104)으로 이루어진 접착 테이프(106)가 도시되어 있다. 상기 마그네틱 접착 필름(104)은 본 발명의 실시예에 따른 접착 테이프(106)를 구성하는 핵심 구성요소로서, 상기 마그네틱 접착 필름(104)에는 마그네틱 필러(magnetic filler:204)가 함유되어 상자성체(paramagnetic substance)나 강자성체(ferromagnetic material) 성질을 가지게 된다. 따라서, 백 랩(back lab) 공정에 있어서, 반도체 다이 소잉 공정 진행 후, 전자석 구조의 콜레트에 전기를 인가하게 되면, 상기 콜레트와 상기 마그네틱 접착 필름 사이에 인력에 발생하여 소잉된 반도체 다이를 베이스 필름으로부터 분리시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 통상의 접착 필름에 마그네틱 필러(204)를 첨가하여 자성체 특성을 띠도록 하는 원리는 다음과 같다.
도 3에 도시된 것과 같이, 산소(O2)를 포함한 물질(202)에 둘러싸인 페라이트 물질(202)에 대하여 소정 온도의 열을 인가한다. 그러면, 이처럼 소정 온도가 인가되어 큐어(cure)되는 과정에서 상기 페라이트 물질(202)이 산화되어 상자성체로 변화되는 것이다. 여기서, 상기 페라이트 물질(202)로는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질이 사용될 수 있다.
통상적으로 자성체(magnetic substance)는 자성을 지닌 물질로서, 자기장 안에서 자화하는 물질을 의미하는 용어이다. 이러한 자성체는 자기장 안에서 자기화되는 정도에 따라 강자성체(ferromagnetic material), 상자성체(paramagnetic material) 및 반자성체(antimagnetic material)로 구분할 수 있는데, 먼저 강자성체는 원자의 자기모멘트가 정렬되어 있어 자성이 강한 자성체이고, 상자성체는 원자의 열진동으로 인해 자화가 무질서하게 일어난 자성체이며, 반자성체는 외부자기 장과 반대방향으로 자화가 일어나는 자성체이다. 이처럼, 상자성체는 자기장안에 넣으면 자기장 방향으로 약하게 자화하고, 자기장이 제거되면 자화하지 않는 물질로서, 알루미늄, 주석, 백금, 이리듐등의 금속을 비롯하여 산소나 공기등이 이에 속한다. 이러한 상자성체의 자화되는 크기는 주위 자기장의 크기에 비례하며, 자화되는 정도는 자화율로 표현된다. 그리고, 상자성체의 자화율은 온도에 반비례하여 커지는데 이를 퀴리의 법칙이라고 한다.
따라서, 상기 도 3에 도시된 것과 같이, 산소(O2)를 포함한 물질(202)에 둘러싸인 페라이트 물질(202)을 통상의 접착 필름 내부로 주입한다. 그리고 나서, 소정의 온도로 큐어하면 상기 페라이트 물질이 산화되어 상자성체 성질을 띠게 되고, 그로 인해 상기 접착 필름은 도 2에 도시된 것과 같이 본 발명의 실시예에 따른 접착 테이프(106)를 구성하는 핵심 구성요소인 마그네틱 접착 필름(104)을 형성하게 되는 것이다.
종래에는 웨이퍼 후면 접착을 위한 접착 테이프로서, 베이스 필름, UV 필름 및 통상의 접착 필름이 차례로 적층된 구조의 접착 테이프를 사용하였다. 그리고, 소잉된 반도체 다이를 픽업함에 있어서, 플랜지 핀을 이용하여 밀어올리고, 진공 라인이 내장된 콜레트를 이용하여 진공 흡착하는 방식의 푸쉬 업 방식을 취하였다. 이처럼, 플랜지 핀 및 진공 콜레트를 이용한 푸쉬 업 방식으로 반도체 다이를 픽업할 경우, 반도체 다이 뒷면에 가해지는 플랜지 핀의 접촉 스트레스로 인하여 소잉을 위한 절단선 영역에 크렉이 발생하는 문제점이 있었다. 그리고, 플랜지 핀의 상 승력이 반도체 다이 전체 영역에 고루 분산되지 못하여 반도체 다이가 픽업되는 과정에서 반도체 다이의 변형이 일어나거나 반도체 다이와 접착 필름간의 고착현상으로 인하여 웨이퍼가 브로큰되는등의 픽업 에러가 발생하기도 하였다.
그러나, 본 발명에서와 같이, 웨이퍼 후면 접착을 위한 접착 테이프를 구성함에 있어서, 자기장 방향으로 자화되는 마그네틱 접착 필름으로 형성할 경우, 반도체 다이를 픽업하기 위한 전자석 구조의 콜레트에 전기를 인가함에 따라 상기 콜레트와 상기 마그네틱 접착 필름 사이에 인력에 발생하게 된다. 그리고, 이처럼 상기 콜레트와 상기 마그네틱 접착 필름 사이에 발생된 인력으로 인하여 상기 마그네틱 접착 필름과 UV 필름이 균일한 박리력이 작용하게 된다. 그 결과, 전체 웨이퍼로부터 소잉된 반도체 다이를 베이스 필름으로부터 분리시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 전기력을 띠는 콜레트와 상기 마그네틱 접착 필름 사이에는 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 된다. 따라서, 상기 마그네틱 접착 필름 상부에 위치하고 있는 반도체 다이에도 고른 픽업 포스가 작용하게 되어 반도체 다이에 대한 변형을 방지하고 크렉 발생을 최소화할 수 있게 된다.
그러면, 하기의 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 하자.
먼저, 도 4a 내지 도 4e, 및 도 5에는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법이 도시되어 있다.
도 4a 및 도 5를 참조하면, 웨이퍼(308) 후면에 베이스 필름(300), UV 필 름(302) 및 마그네틱 접착 필름(304)으로 이루어진 접착 테이프(306)를 접착시킨다(S400). 여기서, 상기 베이스 필름(300)은 다이싱 테입(dicing tape) 형상을 띠고 있으며, 상기 UV 필름(302)은 상기 베이스 필름(300)과 마그네틱 접착 필름(304)간의 접착력을 높이기 위한 매우 끈적이는 재질로 이루어진 물질막이다. 그리고, 상기 마그네틱 접착 필름(304)은 상기 웨이퍼(308)를 베이스 필름(300)에 단단히 고정시키기 위한 메인 접착 필름으로서, 본 발명에 따른 반도체 다이 접착 테이프(306)를 구성하는 핵심 구성요소이다.
상기 마그네틱 접착 필름(304) 형성과정은, 우선 통상의 접착 필름 내부에 자성재료로서, 산소(O2)를 포함한 물질에 둘러싸인 페라이트 물질을 주입한 뒤, 소정의 온도로 큐어(cure)한다. 여기서, 상기 페라이트 물질로는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질이 사용될 수 있다. 그러면, 상기 큐어 과정에서 상기 페라이트 물질이 산화되어 상자성체 성질을 띠게 되고, 그로 인해 상기 통상의 접착 필름이 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 접착 필름(304)으로 변화되는 것이다. 이처럼, 산화된 페라이트 물질은 상기 통상의 접착 필러가 상자성체 성질을 띠도록 하는 마그네틱 필러로서 작용하게 되는 것이다.
한편, 상기 철, 니켈 또는 코발트등은 그 자체가 이미 강자성체를 띠는 페라이트 물질이다. 따라서, 상기와 같은 큐어 과정을 거치지 않고 강자성체 성질을 그대로 이용할 수도 있다.
도 4b 및 도 5를 참조하면, 상기와 같이 후면에 상기 접착 테이프(306)가 접착되어 있는 웨이퍼(308)에 대하여, 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼(308)의 스크라이브 라인(scribe line)을 기준으로 소잉(sawing)한다. 그 결과, 상기 웨이퍼(308) 상에 형성되어 있는 다수개의 반도체 다이들은 참조부호 310으로 나타낸 스크라이브 라인에 따른 절단선에 따라 각각의 반도체 다이로 분리된다(S402).
이어서, 상기 절단선(310)에 따라 낱개로 분리된 반도체 다이(308a)를 픽업하기 위해 상기 웨이퍼(308) 상부에 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치(312)를 위치시킨다(S404). 상기 반도체 다이 픽업 장치(312)는, 구동장치와 연결되어 소잉된 반도체 다이를 후속 공정을 위한 공정 설비로 낱장씩 이동시키는 트랜스퍼 헤드(transfer head:314)와, 상기 트랜스퍼 헤드(314) 하단에 부착되어 상기 소잉된 반도체 다이(308a)를 픽업하는 콜레트(316)로 구성된다. 또한, 상기 콜레트(316) 하부에는 반도체 다이에 대한 데미지를 최소화하기 위하여, 소프트한 재질의 프로텍션 필름(318)을 더 형성할 수도 있다. 그리고, 본 발명에서는 상기 반도체 다이 픽업 장치(312)의 콜레트(316)를 자화될 수 있는(magnetizable) 물질로 형성함을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 콜레트(316)는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로서, 예컨대 철, 니켈 또는 코발트등의 페라이트 계열의 전자석 물질로 형성할 수 있다.
도 4c 및 도 5를 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(316)가 포함된 반도체 다이 픽업 장치(312)를 소잉된 반도체 다이(308a) 상부에 위치시킨 뒤, 상기 콜레트(316)에 소정의 전기를 인가한다. 그러면, 상기 전자석 구조로 이루어진 콜레 트(316)는 자화되어 자기를 띠게 되고, 그로 인해 참조부호 C로 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(308) 후면에 부착되어 있는 마그네틱 접착 필름(304)과의 사이에 상호 인력이 작용하게 된다(S406).
도 4d 및 도 5를 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(316)와 마그네틱 접착 필름(304)과의 사이에 상호 인력이 작용하는 상태에서, 반도체 다이 픽업 장치(312)의 트랜스퍼 헤드(314)를 이용하여 상기 소잉된 반도체 다이(308a)를 픽업한다(S408). 즉, 상기 콜레트(316)와 마그네틱 접착 필름(304)과의 사이에 작용하는 상호 인력으로 인하여 상기 마그네틱 접착 필름(304)과 UV 필름(302)이 서로 분리되면서, 상기 소잉된 반도체 다이(308a)가 베이스 필름(300)으로부터 분리되어 픽업되는 것이다.
이때, 상기 마그네틱 접착 필름(304)에는 마그네틱 필러(magnetic filler)가 전체적으로 골고루 분포되어 있다. 그리고, 상기 콜레트(316)에도 전체적으로 골고루 자기가 발생하고 있다. 따라서, 상기 마그네틱 접착 필름(304)과 콜레트(316)에는 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되며, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(304) 상부에 위치하고 있는 소잉된 반도체 다이(308a)에도 고른 픽업 포스(pick up force)가 작용하게 된다. 그 결과, 상기 도 4d에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 상기 반도체 다이 픽업 장치(312)를 이용하여 반도체 다이(308a)를 픽업할 경우, 상기 반도체 다이(308a)의 전체 영역에 대하여 고른 박리력이 작용하여 상기 반도체 다이(308a)에 대한 변형 또는 크렉이 발생됨이 없이 상기 베이스 필름(300)으로부터 소잉된 상기 반도체 다이(308a)를 용이하게 픽업할 수 있게 된다.
도 4e 및 도 5를 참조하면, 상기 픽업된 반도체 다이(308a)를 PCB(320) 상부로 이동시켜 안착시킨다(S410). 그리고 나서, 상기 콜레트(316)에 대한 전기 인가를 중단시킨다. 그러면, 상기 콜레트(316)의 자화력이 소멸되고, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(304)과의 상호 인력 또한 소멸된다(S412). 따라서, 상기 소잉된 반도체 다이(308a)는 PCB(320) 상부에 잔류하여 회로를 구성하게 되며, 상기 반도체 다이 픽업 장치(312)는 원위치로 되돌아가서 다음 반도체 다이 픽업을 위해 스탠바이(standby)하게 된다(S414).
이처럼, 상기 제1실시예에서는 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름(304) 및 상기 마그네틱 접착 필름(304)과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트(316)를 이용함으로써, 변형이나 크렉 발생없이 베이스 필름으로부터 소잉된 반도체 다이(308a)를 효과적으로 분리시킬 수 있게 된다.
한편, 도 6a 내지 도 6e, 및 도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법이 도시되어 있다.
도 6a 및 도 7을 참조하면, 웨이퍼(512) 후면에 베이스 필름(500), UV 필름(502), 제1접착 필름(504), 마그네틱 접착 필름(506) 및 제2접착 필름(508)으로 이루어진 접착 테이프(510)를 접착시킨다(S600). 여기서, 상기 베이스 필름(500)은 다이싱 테입(dicing tape) 형상을 띠고 있으며, 상기 UV 필름(502)은 상기 베이스 필름(500)과 제1접착 필름(504)간의 접착력을 높이기 위한 매우 끈적이는 재질로 이루어진 물질막이다. 그리고, 제2접착 필름(508)은 상기 웨이퍼(512)를 상기 베이스 필름(500)에 단단히 고정시키는 기능을 한다. 그리고, 상기 제1접착 필름(504) 및 제2접착 필름 사이(508)에 삽입되어 있는 마그네틱 접착 필름(506)은 본 발명에 따른 반도체 다이 접착 테이프(510)를 구성하는 핵심 구성요소이다.
상기 마그네틱 접착 필름(506) 형성과정은, 우선 UV 필름(502) 상부에 제1접착 필름(504)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 제1접착 필름(504) 상부에 통상의 접착 필름을 한층 더 형성한 뒤, 그 내부에 자성재료로서 산소(O2)를 포함한 물질에 둘러싸인 페라이트 물질을 주입한다. 그리고 나서, 소정의 온도로 큐어한다. 그러면, 상기 큐어 과정에서 상기 페라이트 물질이 산화되어 상자성체 성질을 띠게 되고, 그로 인해 상기 통상의 접착 필름이 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 접착 필름(506)으로 변화되는 것이다. 이처럼, 산화된 페라이트 물질은 상기 통상의 접착 필러가 상자성체 성질을 띠도록 하는 마그네틱 필러로서 작용하게 되는 것이다. 여기서, 상기 페라이트 물질로는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질이 사용될 수 있다.
한편, 상기 철, 니켈 또는 코발트등은 그 자체가 이미 강자성체를 띠는 페라이트 물질이다. 따라서, 상기와 같은 큐어 과정을 거치지 않고 강자성체 성질을 그대로 이용할 수도 있다.
또한, 상기에서는 제1접착 필름(504) 상부에 통상의 접착 필름을 형성한 뒤, 이에 페라이트 물질을 주입하여 마그네틱 접착 필름으로 변화시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 상기한 방법 이외에 상기 제1접착 필름(504) 상부에 직접 페라이트 물질층을 소정 두께로 형성하는 방법을 적용할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 페라이트 물질층으로서는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질층이 적용될 수 있다.
도 6b 및 도 7을 참조하면, 상기와 같이 후면에 상기 접착 테이프(510)가 접착되어 있는 웨이퍼(512)에 대하여, 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼(512)의 스크라이브 라인을 기준으로 소잉한다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성되어 있는 다수개의 반도체 다이들은 참조부호 514으로 나타낸 스크라이브 라인에 따른 절단선에 따라 각각의 반도체 다이로 분리된다(S602).
이어서, 상기 절단선(514)에 따라 낱개로 분리된 반도체 다이(512a)를 픽업하기 위해 상기 웨이퍼(512) 상부에 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치(516)를 위치시킨다(S604). 상기 반도체 다이 픽업 장치(516)는, 구동장치와 연결되어 소잉된 반도체 다이를 후속 공정을 위한 공정 설비로 낱장씩 이동시키는 트랜스퍼 헤드(transfer head:518)와, 상기 트랜스퍼 헤드(518) 하단에 부착되어 상기 소잉된 반도체 다이(512a)를 픽업하는 콜레트(520)로 구성된다. 또한, 상기 콜레트(520) 하부에는 반도체 다이에 대한 데미지를 최소화하기 위하여, 소프트한 재질의 프로텍션 필름(522)을 더 형성할 수도 있다. 그리고, 본 발명에서는 상기 반도체 다이 픽업 장치(516)의 콜레트(520)를 자화될 수 있는(magnetizable) 물질로 형성함을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 콜레트(520)는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로서, 예컨대 철, 니켈 또는 코발트등의 페라이트 계열의 전자석 물질로 형성할 수 있다.
도 6c 및 도 7을 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(520)가 포함된 반도 체 다이 픽업 장치(516)를 소잉된 반도체 다이(512a) 상부에 위치시킨 뒤, 상기 콜레트(520)에 소정의 전기를 인가한다. 그러면, 상기 전자석 구조로 이루어진 콜레트(520)는 자화되어 자기를 띠게 되고, 그로 인해 참조부호 D로 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(512) 후면에 부착되어 있는 마그네틱 접착 필름(506)과의 사이에 상호 인력이 작용하게 된다(S606).
도 6d 및 도 7을 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(520)와 마그네틱 접착 필름(506)과의 사이에 상호 인력이 작용하는 상태에서, 반도체 다이 픽업 장치(516)의 트랜스퍼 헤드(518)를 이용하여 상기 소잉된 반도체 다이(512a)를 픽업한다(S608). 즉, 상기 콜레트(520)와 마그네틱 접착 필름(506)과의 사이에 작용하는 상호 인력으로 인하여 상기 마그네틱 접착 필름(506)과 제1접착 필름(504)이 서로 분리되면서, 상기 소잉된 반도체 다이(512a)가 베이스 필름(500)으로부터 분리되어 픽업되는 것이다.
이때, 상기 마그네틱 접착 필름(506)에는 마그네틱 필러가 전체적으로 골고루 분포되어 있다. 그리고, 상기 콜레트(520)에도 전체적으로 골고루 자기가 발생하고 있다. 따라서, 상기 마그네틱 접착 필름(506)과 콜렉트(520)에는 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되며, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(506) 상부에 위치하고 있는 소잉된 반도체 다이(512a)에도 고른 픽업 포스가 작용하게 된다. 그 결과, 상기 도 6d에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 상기 반도체 다이 픽업 장치(516)를 이용하여 반도체 다이(512a)를 픽업할 경우, 상기 반도체 다이(512a) 전체 영역에 대하여 균일한 박리력이 작용하여 반도체 다이(512a)에 대한 변형 또는 크렉이 발생됨이 없이 상기 베이스 필름(500)으로부터 소잉된 반도체 다이(512a)를 용이하게 픽업할 수 있게 된다.
도 6e 및 도 7을 참조하면, 상기 픽업된 반도체 다이(512a)를 PCB(524) 상부로 이동시켜 안착시킨다(S610). 그리고 나서, 상기 콜레트(520)에 대한 전기 인가를 중단시킨다. 그러면, 상기 콜레트(520)의 자화력이 소멸되고, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(506)과의 상호 인력 또한 소멸된다(S612). 따라서, 상기 소잉된 반도체 다이(512a)는 PCB(524) 상부에 잔류하여 회로를 구성하게 되며, 상기 반도체 다이 픽업 장치(516)는 원위치로 되돌아가서 다음 반도체 다이 픽업을 위해 스탠바이(standby)하게 된다(S614).
이처럼, 상기 제2실시예에서는 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름(506) 및 상기 마그네틱 접착 필름(506)과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트(520)를 이용함으로써, 변형이나 크렉 발생없이 베이스 필름으로부터 소잉된 반도체 다이(512a)를 효과적으로 분리시킬 수 있게 된다.
한편, 도 8a 내지 도 8e, 및 도 9에는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법이 도시되어 있다.
도 8a 및 도 9를 참조하면, 웨이퍼(708) 후면에 베이스 필름(700), UV 필름(702) 및 마그네틱 접착 필름(704)으로 이루어진 접착 테이프(706)를 접착시킨다(S800). 여기서, 상기 베이스 필름(700)은 다이싱 테입(dicing tape) 형상을 띠고 있으며, 상기 UV 필름(702)은 상기 베이스 필름(700)과 마그네틱 접착 필름(704)간의 접착력을 높이기 위한 매우 끈적이는 재질로 이루어진 물질막이다. 그 리고, 상기 마그네틱 접착 필름(704)은 상기 웨이퍼(708)를 베이스 필름(700)에 단단히 고정시키기 위한 메인 접착 필름으로서, 본 발명에 따른 반도체 다이 접착 테이프(706)를 구성하는 핵심 구성요소이다.
상기 마그네틱 접착 필름(704) 형성과정은, 우선 통상의 접착 필름 내부에 자성재료로서, 산소(O2)를 포함한 물질에 둘러싸인 페라이트 물질을 주입한 뒤, 소정의 온도로 큐어한다. 그러면, 상기 큐어 과정에서 상기 페라이트 물질이 산화되어 상자성체 성질을 띠게 되고, 그로 인해 상기 통상의 접착 필름이 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 접착 필름(704)으로 변화되는 것이다. 이처럼, 산화된 페라이트 물질은 상기 통상의 접착 필러가 상자성체 성질을 띠도록 하는 마그네틱 필러로서 작용하게 되는 것이다. 여기서, 상기 페라이트 물질로는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질이 사용될 수 있다.
한편, 상기 철, 니켈 또는 코발트등은 그 자체가 이미 강자성체를 띠는 페라이트 물질이다. 따라서, 상기와 같은 큐어 과정을 거치지 않고 강자성체 성질을 그대로 이용할 수도 있다.
도 8b 및 도 9를 참조하면, 상기와 같이 후면에 상기 접착 테이프(706)가 접착되어 있는 웨이퍼(708)에 대하여, 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼(708)의 스크라이브 라인을 기준으로 소잉한다. 그 결과, 웨이퍼(708) 상에 형성되어 있는 다수개의 반도체 다이들은 참조부호 710으로 나타낸 스크라이브 라인에 따른 절단선에 따라 각각의 반도체 다이로 분리된다(S802).
이어서, 상기 절단선(710)에 따라 낱개로 분리된 반도체 다이(708a)를 픽업하기 위해 상기 웨이퍼(708) 상부에 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치(712)를 위치시킨다(S804). 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)는, 구동장치와 연결되어 반도체 다이를 후속 공정을 위한 공정 설비로 낱장씩 이동시키는 트랜스퍼 헤드(transfer head:714)와, 상기 트랜스퍼 헤드(714) 하단에 부착되어 상기 소잉된 반도체 다이를 픽업하는 콜레트(716)로 구성된다. 또한, 상기 콜레트(716) 하부에는 반도체 다이에 대한 데미지를 최소화하기 위하여, 소프트한 재질의 프로텍션 필름(718)을 더 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)의 콜레트(716)를 자화될 수 있는(magnetizable) 물질로 형성함을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 콜레트(716)는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로서, 예컨대 철, 니켈 또는 코발트등의 페라이트 계열의 전자석 물질로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 콜레트(716) 내부에는 상기 소잉된 반도체 다이(708a)를 진공 흡착하기 위한 다수개의 진공 라인(720)이 형성되어 있다.
도 8c 및 도 9를 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(716)가 포함된 반도체 다이 픽업 장치(712)를 상기 소잉된 반도체 다이(708a) 상부에 위치시킨 뒤, 상기 콜레트(716)에 소정의 전기를 인가한다. 그러면, 상기 전자석 구조로 이루어진 콜레트(716)는 자화되어 자기를 띠게 되고, 그로 인해 참조부호 E로 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(708) 후면에 부착되어 있는 마그네틱 접착 필름(704)과의 사이에 상호 인력이 작용하게 된다. 그리고, 상기 콜레트(716) 내부의 진공 라인(720) 에 진공을 공급한다. 그 결과, 상기 반도체 다이(718)에 대해서, 자화된 콜레트(716)와 마그네틱 접착 필름(704) 사이의 인력 및 상기 진공 라인(720)에 의한 진공 흡착력이 작용하게 된다(S806).
도 8d 및 도 9를 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(716)와 마그네틱 접착 필름(704)과의 사이에 상호 인력이 작용하고, 상기 진공 라인(720)에 의한 진공 흡착력이 작용하는 상태에서, 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)의 트랜스퍼 헤드(714)를 이용하여 상기 소잉된 반도체 다이(718a)를 픽업한다(S808). 즉, 상기 콜레트(716)와 마그네틱 접착 필름(704)과의 사이에 작용하는 상호 인력으로 인하여 상기 마그네틱 접착 필름(704)과 UV 필름(702)이 서로 분리되면서, 상기 소잉된 반도체 다이(708a)가 베이스 필름(700)으로부터 분리되어 픽업되는 것이다.
이때, 상기 마그네틱 접착 필름(704)에는 마그네틱 필러가 전체적으로 골고루 분포되어 있다. 그리고, 상기 콜레트(716)에도 전체적으로 골고루 자기가 발생하고 있다. 따라서, 상기 마그네틱 접착 필름(704)과 콜레트(716)에는 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되며, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(704) 상부에 위치하고 있는 소잉된 반도체 다이(708a)에도 고른 픽업 포스가 작용하게 된다. 그 결과, 상기 도 4d에 도시된 것과 같이, 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)를 이용하여 반도체 다이(708a)를 픽업할 경우, 상기 반도체 다이(708a) 전체 영역에 대하여 균일한 박리력이 작용하여 상기 반도체 다이(708a)에 대한 변형 또는 크렉이 발생됨이 없이 상기 베이스 필름(700)으로부터 소잉된 반도체 다이(708a)를 용이하게 픽업할 수 있게 된다.
도 8e 및 도 9를 참조하면, 상기 픽업된 반도체 다이(708a)를 PCB(722) 상부로 이동시켜 안착시킨다(S810). 그리고 나서, 상기 콜레트(716)에 대한 전기 인가를 중단시킨다. 그리고, 상기 진공 라인(720)에 대한 진공 공급을 중단한다(S812). 그러면, 상기 콜레트(716)의 자화력이 소멸되어 상기 마그네틱 접착 필름(704)과의 상호 인력 또한 소멸된다. 그리고, 진공 라인(720)에 의한 진공 흡착력 또한 소멸된다. 따라서, 상기 소잉된 반도체 다이(708a)는 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)로부터 이탈되어, PCB(722) 상부에 잔류함으로써 회로를 구성하게 된다. 그리고, 상기 반도체 다이 픽업 장치(712)는 원위치로 되돌아가서 다음 반도체 다이 픽업을 위해 스탠바이(standby)하게 된다(S814).
이처럼, 상기 제3실시예에서는 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름(704) 및 상기 마그네틱 접착 필름(704)과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트(716)를 이용함으로써, 변형이나 크렉 발생없이 베이스 필름으로부터 소잉된 반도체 다이(708a)를 효과적으로 분리시킬 수 있게 된다. 또한, 제3실시예에서는 상기 콜레트(716) 내부에 진공 라인(720)을 형성함으로써, 상기 마그네틱 접착 필름(704)과의 인력에만 의존하는 경우에 비해 상기 소잉된 반도체 다이(708a)에 대한 픽업 효과를 배가시킬 수 있을 것으로 예상된다.
한편, 도 10a 내지 도 10e, 및 도 11에는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체 다이 픽업 장치와 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법이 도시되어 있다.
도 10a 및 도 11을 참조하면, 웨이퍼(900) 후면에 베이스 필름(900), UV 필름(902), 제1접착 필름(904), 마그네틱 접착 필름(906) 및 제2접착 필름(908)으로 이루어진 접착 테이프(910)를 접착시킨다(S1000). 여기서, 상기 베이스 필름(900)은 다이싱 테입(dicing tape) 형상을 띠고 있으며, 상기 UV 필름(902)은 상기 베이스 필름(900)과 제1접착 필름(904)간의 접착력을 높이기 위한 매우 끈적이는 재질로 이루어진 물질막이다. 그리고, 제2접착 필름(908)은 상기 웨이퍼(912)를 베이스 필름(900)에 단단히 고정시키는 기능을 한다. 그리고, 상기 제1접착 필름(904) 및 제2접착 필름(908) 사이에 삽입되어 있는 마그네틱 접착 필름(906)은 본 발명에 따른 반도체 다이 접착 테이프(910)를 구성하는 핵심 구성요소이다.
상기 마그네틱 접착 필름(906) 형성과정은, 우선 UV 필름(902) 상부에 제1접착 필름(904)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 제1접착 필름(904) 상부에 통상의 접착 필름을 한층 더 형성한 뒤, 그 내부에 자성재료로서, 산소(O2)를 포함한 물질에 둘러싸인 페라이트 물질을 주입한다. 그리고 나서, 소정의 온도로 큐어한다. 그러면, 상기 큐어 과정에서 상기 페라이트 물질이 산화되어 상자성체 성질을 띠게 되고, 그로 인해 상기 통상의 접착 필름이 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 접착 필름(906)으로 변화되는 것이다. 이처럼, 산화된 페라이트 물질은 상기 통상의 접착 필러가 상자성체 성질을 띠도록 하는 마그네틱 필러로서 작용하게 되는 것이다. 여기서, 상기 페라이트 물질로는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질이 사용될 수 있다.
한편, 상기 철, 니켈 또는 코발트등은 그 자체가 이미 강자성체를 띠는 페라이트 물질이다. 따라서, 상기와 같은 큐어 과정을 거치지 않고 강자성체 성질을 그 대로 이용할 수도 있다.
또한, 상기에서는 제1접착 필름(904) 상부에 통상의 접착 필름을 형성한 뒤, 이에 페라이트 물질을 주입하여 마그네틱 접착 필름으로 변화시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 상기한 방법 이외에 상기 제1접착 필름(904) 상부에 직접 페라이트 물질층을 소정 두께로 형성하는 방법을 적용할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 페라이트 물질층으로서는, 철, 니켈 또는 코발트등과 같이 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 전자석 구조의 물질층이 적용될 수 있다.
도 10b 및 도 11을 참조하면, 상기와 같이 후면에 상기 접착 테이프(910)가 접착되어 있는 웨이퍼(912)에 대하여, 블레이드를 이용하여 상기 웨이퍼(912)의 스크라이브 라인을 기준으로 소잉한다. 그 결과, 웨이퍼(912) 상에 형성되어 있는 다수개의 반도체 다이들은 참조부호 914으로 나타낸 스크라이브 라인에 따른 절단선에 따라 각각의 반도체 다이로 분리된다(S1002).
이어서, 상기 절단선(914)에 따라 낱개로 분리된 반도체 다이(912a)를 픽업하기 위해 상기 웨이퍼(912) 상부에 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치(916)를 위치시킨다(S1004). 상기 반도체 다이 픽업 장치(916)는, 구동장치와 연결되어 반도체 다이를 후속 공정을 위한 공정 설비로 낱장씩 이동시키는 트랜스퍼 헤드(transfer head:918)와, 상기 트랜스퍼 헤드(918) 하단에 부착되어 상기 소잉된 반도체 다이(912a)를 픽업하는 콜레트(920)로 구성된다. 또한, 상기 콜레트(920) 하부에는 반도체 다이에 대한 데미지를 최소화하기 위하여, 소프트한 재질의 프로텍션 필름(922)을 더 형성할 수도 있다. 그리고, 본 발명에서는 상기 반도체 다이 픽업 장치(916)의 콜레트(920)를 자화될 수 있는(magnetizable) 물질로 형성함을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 콜레트(920)는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로서, 예컨대 철, 니켈 또는 코발트등의 페라이트 계열의 전자석 물질로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 콜레트(920) 내부에는 상기 소잉된 반도체 다이(912a)를 진공 흡착하기 위한 다수개의 진공 라인(924)이 형성되어 있다.
도 10c 및 도 11을 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(920)가 포함된 반도체 다이 픽업 장치(916)를 소잉된 반도체 다이(912a) 상부에 위치시킨 뒤, 상기 콜레트(920)에 소정의 전기를 인가한다. 그러면, 상기 전자석 구조로 이루어진 콜레트(920)는 자화되어 자기를 띠게 되고, 그로 인해 참조부호 F로 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(912) 후면에 부착되어 있는 마그네틱 접착 필름(906)과의 사이에 상호 인력이 작용하게 된다. 그리고, 상기 콜레트(920) 내부의 진공 라인(924)에 진공을 공급한다. 그 결과, 상기 반도체 다이(912a)에 대해서, 자화된 콜레트(920)와 마그네틱 접착 필름(906) 사이의 인력 및 상기 진공 라인(924)에 의한 진공 흡착력이 작용하게 된다(S1006).
도 10d 및 도 11을 참조하면, 상기 전자석 구조의 콜레트(920)와 마그네틱 접착 필름(906)과의 사이에 상호 인력이 작용하고, 상기 진공 라인(924)에 의한 진공 흡착력이 작용하는 상태에서, 반도체 다이 픽업 장치(916)의 트랜스퍼 헤드(918)를 이용하여 상기 소잉된 반도체 다이(912a)를 픽업한다(S1008). 즉, 상기 콜레트(920)와 마그네틱 접착 필름(906)과의 사이에 작용하는 상호 인력으로 인하여 상기 마그네틱 접착 필름(906)과 제1접착 필름(904)이 서로 분리되면서, 상기 소잉된 반도체 다이(912a)가 베이스 필름(900)으로부터 분리되어 픽업되는 것이다.
이때, 상기 마그네틱 접착 필름(906)에는 마그네틱 필러가 전체적으로 골고루 분포되어 있다. 그리고, 상기 콜레트(920)에도 전체적으로 골고루 자기가 발생하고 있다. 따라서, 상기 마그네틱 접착 필름(906)과 콜렉트(920)에는 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되며, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름(906) 상부에 위치하고 있는 소잉된 반도체 다이(912a)에도 고른 픽업 포스가 작용하게 된다. 그 결과, 상기 도 10d에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 상기 반도체 다이 픽업 장치(916)를 이용하여 반도체 다이(912a)를 픽업할 경우, 상기 반도체 다이(912a) 전체 영역에 대하여 균일한 박리력이 작용하여 반도체 다이(912a)에 대한 변형 또는 크렉이 발생됨이 없이 상기 베이스 필름(900)으로부터 소잉된 반도체 다이(912a)를 용이하게 픽업할 수 있게 된다.
도 10e 및 도 11을 참조하면, 상기 픽업된 반도체 다이(912a)를 PCB(926) 상부로 이동시켜 안착시킨다(S1010). 그리고 나서, 상기 콜레트(920)에 대한 전기 인가를 중단시킨다. 그리고, 상기 진공 라인(924)에 대한 진공 공급을 중단한다(S1012). 그러면, 상기 콜레트(920)의 자화력이 소멸되어 상기 마그네틱 접착 필름(906)과의 상호 인력 또한 소멸된다. 그리고, 상기 진공 라인(924)에 의한 진공 흡착력 또한 소멸된다. 따라서, 상기 소잉된 반도체 다이(912a)는 PCB(926) 상부에 잔류하여 회로를 구성하게 되며, 상기 반도체 다이 픽업 장치(916)는 원위치로 되돌아가서 다음 반도체 다이 픽업을 위해 스탠바이(standby)하게 된다(S1014).
이처럼, 상기 제4실시예에서는 상자성체 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함 된 마그네틱 접착 필름(906) 및 상기 마그네틱 접착 필름(906)과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트(920)를 이용함으로써, 변형이나 크렉 발생없이 베이스 필름으로부터 소잉된 반도체 다이(912a)를 효과적으로 분리시킬 수 있게 된다. 또한, 제4실시예에서는 상기 콜레트(920) 내부에 진공 라인(924)을 형성함으로써, 상기 마그네틱 접착 필름(906)과의 인력에만 의존하는 경우에 비해 상기 소잉된 반도체 다이(912a)에 대한 픽업 효과를 배가시킬 수 있을 것으로 예상된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 소잉된 반도체 다이를 고정시키기 위한 웨이퍼 접착 테이프로서, 자성체(상자성체 또는 강자성체) 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름을 적용한다. 그리고, 상기 소잉된 반도체 다이를 픽업하기 위한 반도체 다이 픽업 장치로서, 상기 마그네틱 접착 필름과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트를 적용한다. 그 결과, 상기 콜레트와 마그네틱 접착 필름 사이의 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되고, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름 상부에 위치하고 있는 반도체 다이에도 고른 픽업 포스가 작용하게 되어 반도체 다이에 대한 변형이나 크렉 발생없이 웨이퍼 접착 테이프의 베이스 필름으로부터 반도체 다이를 효과적으로 분리시켜 픽업 에러를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 종래에는 반도체 다이 사이즈에 따라 별도의 반도체 다이 픽업 장치를 제조하여야 하는 번거로움이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 반도체 다이 픽업 장치를 반도체 다이에 대한 신뢰성 및 작업성 측면에서의 효과를 극대화할 수 있는 디자인(예컨대, 완전 평면 형상이나 라운드 형상등)으로 자유롭게 제작할 수 있도 록 함으로써, 반도체 다이에 대한 신뢰성 및 작업상 효율성을 향상시킬 뿐 아니라 제조 비용 측면에서도 유리한 이점을 누릴 수 있게 된다. 특히, 플립 칩의 경우 콜레트의 콘택을 감안하여 패드리스 스페이스를 중앙에 남겨두어야 하지만 본 발명에서와 같이 전자석 구조의 콜레트를 적용할 경우에는 종래에서와 같은 진공 라인이 필요치 않기 때문에 반도체 다이 픽업 장치 자체의 사이즈를 보다 축소시킬 수 있게 되어 원활한 작업에 도움을 주게 된다.
종래에서와 같이 반도체 다이 사이즈에 따라 별도의 반도체 다이 픽업 장치를 제조하여야 하는 번거로움을 해소하여 제조 설비에 소요되는 비용을 월등히 절감할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에서와 같이, 상기 전자석 구조의 콜레트 내부에 진공 라인을 형성할 경우에는, 마그네틱 접착 필름과의 인력에만 의존하는 경우에 비해 소잉된 반도체 다이에 대한 픽업 효과가 한층더 향상되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
이상, 상기에서는 제1실시예 내지 제4실시예를 통하여 본 발명에 따른 반도체 다이 픽업 장치 및 이를 이용한 반도체 다이 픽업 방법을 설명하였다. 그러나, 웨이퍼 후면에 부착되는 웨이퍼 접착 테이프등에 관한 구성 또는 소잉된 반도체 다이를 픽업하기 위한 반도체 다이 픽업 장치의 구성등은 상기한 실시예에들에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 변경시키지 않는 범위내에서 얼마든지 그 변경이 가능하다. 예를 들면, 본 발명에 제시된 웨이퍼 접착 테이프는 마그네틱 필러를 포함하도록 하는 것이 발명의 핵심 내용이다. 따라서, 웨이퍼 접착 테이프를 구성하는 전체 물질막들의 순서나 종류는 얼마든지 변경될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에 제시된 반도체 다이 픽업 장치는, 종래의 고무 재질의 콜레트 대신 전자석 구조의 금속 물질로 구현한 것이 발명의 핵심 내용이다. 따라서, 전자석 성질을 유지시킬 수 있도록 하는 범위 내에서 콜레트 하단 또는 상단에 기타 다른 구성 성분들이 부가될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는, 소잉된 반도체 다이를 고정시키기 위한 웨이퍼 접착 테이프로서, 자성체 성질을 띠는 마그네틱 필러가 포함된 마그네틱 접착 필름을 적용한다. 그리고, 상기 소잉된 반도체 다이를 픽업하기 위한 반도체 다이 픽업 장치로서, 상기 마그네틱 접착 필름과 인력이 작용하는 전자석 구조의 콜레트를 적용한다. 그 결과, 상기 콜레트와 마그네틱 접착 필름 사이의 전체 면적에 걸쳐 고른 인력이 작용하게 되고, 그로 인해 상기 마그네틱 접착 필름 상부에 위치하고 있는 반도체 다이에도 고른 픽업 포스가 작용하게 되어 반도체 다이에 대한 변형이나 크렉 발생없이 웨이퍼 접착 테이프의 베이스 필름으로부터 반도체 다이를 효과적으로 분리시켜 픽업 에러를 최소화할 수 있게 된다.

Claims (35)

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  11. 소잉된 반도체 다이를 고정시키기 위하여 웨이퍼 후면에 부착되며, 자기력을 갖는 마그네틱 접착 필름을 포함하는 웨이퍼 접착 테이프와;
    전기가 인가되면 상기 웨이퍼 접착 테이프의 마그네틱 접착 필름과 인력이 발생되도록 하는 전자석 구조의 콜레트부와;
    상기 콜레트부에 의해 픽업된 소잉된 반도체 다이를 구동장치의 구동에 의해 이동시키는 트랜스퍼 헤드부;
    를 포함함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 웨이퍼 접착 테이프는;
    베이스 필름,
    상기 베이스 필름 상부에 형성되어 있는 UV 필름, 및
    상기 UV 필름 상부에 형성되어 있는 마그네틱 접착 필름으로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 마그네틱 접착 필름에는 페라이트 물질로 이루어진 마그네틱 필러가 포함되어 있음을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 페라이트 물질은 철, 니켈 또는 코발트등의 전자석 구조의 물질임을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 콜레트는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 금속 물질은 페라이트 계열의 전자석 물질임을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 금속 물질은 철, 니켈 또는 코발트중의 어느 하나로 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 콜레트부의 하부에는 상기 반도체 다이를 보호하기 위한 프로텍션 레이어를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 콜레트부는 내부에 반도체 다이를 진공 흡착하기 위한 진공 라인을 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
  20. 제 12항에 있어서, 상기 베이스 필름은 다이싱 테입 형상을 띠고 있음을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 장치.
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  27. 웨이퍼 후면에 마그네틱 접착 필름을 포함하는 웨이퍼 접착 테이프를 접착시키는 단계와;
    상기 웨이퍼를 각각의 반도체 다이로 소잉하는 단계와;
    상기 소잉된 반도체 다이의 상부에서 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력이 발생되도록 전자석 구조로 이루어지는 콜레트부를 포함하는 반도체 다이 픽업 장치를 위치시키는 단계와;
    상기 콜레트부에 전기를 인가하여 상기 콜레트부에 자기장이 발생되게 하고, 상기 마그네틱 접착 필름과의 사이에 인력이 발생되게 하여 상기 콜레트부에 상기 반도체 다이를 흡착시키는 단계;
    로서 이루어지는 반도체 다이 픽업 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 웨이퍼 접착 테이프는 베이스 필름, UV 필름, 마그네틱 접착 필름이 차례로 적층된 구조, 또는 베이스 필름, UV 필름, 제1접착 필름, 마그네틱 접착 필름, 제2접착 필름이 차례로 적층된 구조 중의 어느 하나로 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 마그네틱 접착 필름은 페라이트 물질로 이루어진 마그네틱 필러가 포함되어 있음을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 페라이트 물질은 철, 니켈 또는 코발트 등의 전자석 구조의 물질임을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  31. 제 27항에 있어서, 상기 콜레트부는 전기를 인가하면 자기장을 형성하는 금속 물질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 금속 물질은 페라이트 계열의 전자석 물질임을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 금속 물질은 철, 니켈 또는 코발트 중의 어느 하나로 형성함을 특징으로 하는 반도체 다이 픽업 방법.
  34. 제 27항에 있어서, 상기 콜레트부에 의해 픽업된 상기 반도체 다이는 트랜스퍼 헤드를 이용하여 PCB 상부에 안착되도록 하고, 상기 콜레트부에 인가한 전기 공급을 중단시켜 상기 콜레트부에 발생된 자기장을 소멸시키는 단계로 이루어지는 반도체 다이 픽업 방법.
  35. 제 27항에 있어서, 상기 콜레트부에는 내부에 진공 라인을 형성하여 상기 콜레트부와 마그네틱 접착 필름과의 사이에 전자기적으로 인력을 발생시킴과 동시에 상기 진공 라인을 통해 진공을 공급하여 상기 반도체 다이를 진공 흡착하도록 하는 단계로 이루어지는 반도체 다이 픽업 방법.
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