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KR101191121B1 - 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법 - Google Patents

다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법 Download PDF

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KR101191121B1
KR101191121B1 KR1020070124321A KR20070124321A KR101191121B1 KR 101191121 B1 KR101191121 B1 KR 101191121B1 KR 1020070124321 A KR1020070124321 A KR 1020070124321A KR 20070124321 A KR20070124321 A KR 20070124321A KR 101191121 B1 KR101191121 B1 KR 101191121B1
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bonding film
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유현지
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Abstract

본 발명은 다이싱 공정 시 버(burr)의 발생 및 이로 인한 다이의 오염을 억제하면서도, 부착성, 갭 필링성 및 픽업성과 같은 반도체 패키징 공정의 작업성과 신뢰성을 우수하게 유지시킬 수 있는 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에서는 다이싱 다이본딩 필름의 인장 특성을 최적화하거나, 다이싱 시에 다이본딩 필름의 일부까지 다이싱을 행하고, 익스펜딩 공정을 통하여 분리하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명에서는 다이싱 공정 시에 버의 발생 및 다이 오염을 억제하면서도, 특별한 제한 없이 부착성, 픽업성 및 갭 필링성이 극대화될 수 있도록 필름의 물성을 조절할 수 있으며, 그 결과 반도체 패키징 공정의 작업성 및 신뢰성을 우수하게 유지할 수 있다.
다이싱 다이본딩 필름, 다이싱 방법, 일부 절단, 인장탄성률, 연신율, 항복점, 항복 강도, 익스펜딩

Description

다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법 {Dicing die bonding film and dicing method}
본 발명은 다이싱 공정 시 버의 발생 및 이로 인한 다이의 오염을 억제하면서도, 부착성, 갭 필링성 및 픽업성과 같은 반도체 패키징 공정의 작업성 및 신뢰성을 우수하게 유지시킬 수 있는 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packing)하는 공정을 포함한다.
상기에서 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같 은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사 공정 등을 포함한다.
한편 상기 다이싱 공정 시에는 다이아몬드 휠 등으로 웨이퍼를 소정의 두께로 커팅하게 된다. 이때 웨이퍼를 고정시켜 주기 위해 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼의 후면에 다이싱 다이본딩용 접착 필름을 적절한 온도 조건에서 라미네이션시킨다. 그런데, 상기 조건 하에서 다이싱 공정이 진행될 경우 과다한 압력 또는 기계적 충격이 인가되어, 웨이퍼 손상으로 인한 칩핑 및 패턴을 오염시킬 수 있는 버(Burr)가 발생한다. 최근 패키징의 크기가 작아지면서 웨이퍼의 두께가 얇아지고, 생산 효율 증대를 위해 다이싱 조건이 가혹해 지면서 상기와 같은 문제의 발생 빈도가 증가되고 있다. 특히 버의 경우 이전에는 문제가 되지 않았던 수준의 버가 웨이퍼의 두께가 얇아 지면서, 다이 위로 올라오는 빈도가 많아 지게 되어 패턴을 오염시켜 불량 발생을 일으키고 있다.
이와 같은 버를 줄이기 위한 종래의 기술은 다이싱 필름과 다이본딩 필름의 물성을 조절하는 방법이 대부분이었다. 그런데, 버를 줄이기 위해 상기 필름들의 물성을 변경함에 따라 다이본딩 공정이나 다이싱 공정 등에서 신뢰성과 같은 물성에 상대적으로 한계를 가질 수 밖에 없다.
일본 특허공개공보 제2007-19478호는, 이면 연삭(back grind)을 수행하지 않고, 다이싱 시에 웨이퍼 파편이 비산하는 것을 방지할 수 있는 기술로서, 웨이퍼의 부위별로 다이싱 깊이를 제어하고, 또한 특정 부위에서는 다이싱 블레이드의 높이를 서서히 변화(상승)시키면서, 다이싱을 수행하는 방법을 개시한다.
그러나, 상기 선행 문헌에 개시된 방법에서는 기존의 일반적인 다이싱 방법에서와 같이, 다이싱 필름의 기재 필름까지 다이싱을 수행한다. 이 경우 버의 주요 성분이 되는 다이본딩 필름이 완전히 절단된 상태에서 익스펜딩 및 픽업 공정이 수행되게 되는데, 이 때 상대적으로 밀착력이 약한 다이본딩 필름의 버가 다이 위로 비산하여, 다이의 오염을 유발하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술을 고려하여 된 것으로서, 다이싱 공정 시에 버의 발생이나 다이 오염을 억제하면서도, 부착성, 갭 필링성 및 픽업성과 같은 반도체 패키징 공정의 작업성과 신뢰성을 우수하게 유지할 수 있는 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성되고, 25℃에서의 인장탄성률이 10 내지 2,000 MPa인 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 제공한다.
상기 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름에서는 다이싱 필름의 연신율이 100 내지 2,000%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 500 내지 1,500%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법에 있어서,
다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 제 1 단계; 다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 다이싱을 수행하는 제 2 단계; 및 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 제 3 단계를 포함하는 다이싱 방법을 제공한다.
본 발명의 다이싱 방법은 전술한 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다이싱 방법의 제 2 단계에서의 다이싱은 다이본딩 필름 두께의 50 내지 99%의 수준까지 이루어지는 것이 바람직하고, 75 내지 95%의 수준까지 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 다이싱 방법의 제 3 단계에서 익스펜딩 강도는 다이싱 필름의 기재 필름의 항복 강도의 60 내지 90%의 수준인 것이 바람직하다.
본 발명의 다이싱 방법의 익스펜딩 공정은 익스펜딩 비율을 다이싱 필름의 기재 필름의 항복점 신율 이상으로 제어하는 것이 바람직하고, 상기 익스펜딩 비율을 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 곡선에서 항복점 이후 인장 강도가 다시 증가하기 시작하는 지점의 인장 변형율 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 폴리올레핀 필름과 상기 폴리올레핀 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법에 있어서,
다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 제 1 단계; 다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 웨이퍼 다이싱을 수행하는 제 2 단계; 및 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 방법을 제공한다.
상기 다이싱 방법에서는 제 3 단계의 익스펜딩 강도가 600 내지 1350 gf인 것이 바람직하다.
또한, 상기 다이싱 방법에서는 제 3 단계의 익스펜딩 비율이 8 내지 30%인 것이 바람직하다.
본 발명의 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법에 따르면, 다이싱 공정 시에 버(burr)의 발생을 억제하면서도, 특별한 제한 없이 부착성, 픽업성 및 갭 필링성이 극대화될 수 있도록 필름의 물성을 조절할 수 있으며, 이에 따라 반도체 패키징 공정의 작업성 및 신뢰성을 우수하게 유지할 수 있다.
본 발명은, 다이싱 필름; 및
상기 다이싱 필름 상에 형성되고, 25℃에서의 인장탄성률(tensile modulus)이 10 내지 2,000 MPa인 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다. 본 발명에서는 다이싱 다이본딩 필름의 인장 특성을 최적화한 것을 특징으로 한다. 상기에서 『인장 특성』은 시편(ex. 다이본딩 필름 등)의 양 단을 고 정시킨 후, 축 방향으로 응력을 가하여 파괴에 이를 때까지의 응력과 왜곡 곡선의 관계(인장 곡선)로 나타나는 시편의 특성을 의미한다. 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름에 따르면, 부착성, 갭 필링성 및 픽업성과 같은 반도체 패키징 공정의 작업성 및 신뢰성을 우수하게 유지할 수 있다. 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름은 특히 후술하는 본 발명의 다이싱 방법에서 효율적으로 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서는 다이본딩 필름의 25℃에서의 인장탄성률을 10 내지 2,000 MPa의 범위로 조절한 것을 특징으로 한다. 이 때 인장 탄성율은 25℃의 온도에서 12.8 mm/min의 인장 속도로 필름에 인장 시험을 수행하였을 때의 수치이다. 구체적으로, 본 발명에서는 필름 제조 시의 코팅 방향을 길이 방향으로 하여, 50 mm×10 mm(길이×폭)의 크기로 필름을 재단하여 시편을 제조한 후에, 상기 시편을 길이 방향으로 25 mm만 남도록 양 끝을 테이핑한 후, 상기 부분을 잡아 12.8 mm/min의 속도로 인장하면서, 인장탄성률을 측정하게 된다. 이와 같이 측정된 탄성율이 10 MPa 미만이면, 후술하는 다이싱 방법의 익스펜딩 공정에서 필름의 깨끗한 절단이 이루어지지 않아, 픽업 공정이 원활하지 않을 우려가 있고, 2,000 MPa를 초과하면, 파단 시에 필름 가루가 다량 발생하여 다이의 패턴이 오염될 우려가 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 다이본딩 필름의 인장탄성율을 조절한 것을 특징으로 하며, 경우에 따라서는 다이싱 필름의 인장 특성을 추가로 제어할 수 있다. 구체적으로 본 발명에서는 다이싱 필름의 연신율을 100 내지 2,000%로 제어하는 것 이 바람직하고, 500 내지 1,500%로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이 때 연신율은 25℃의 온도에서 300 mm/min의 인장 속도로 필름에 인장 시험을 수행하였을 때의 수치이다. 이와 같은 연신율을 측정하는 구체적인 방법은 인장 속도 등을 제외하고는, 상기 다이본딩 필름의 인장탄성률의 측정 방법과 유사하다. 상기 연신율이 100% 미만이면, 후술하는 다이싱 방법의 익스펜딩 공정에서 필름이 쉽게 찢어질 우려가 있으며, 2,000%를 초과하면, 필름이 전체적으로 처질 우려가 있다.
본 발명에서는 다이싱 필름 및/또는 다이본딩 필름의 인장 특성을 상기와 같이 조절함으로써, 다이싱 공정 시 버의 발생 및 다이 오염을 억제할 수 있으며, 특히 상기 필름을 후술하는 본 발명의 다이싱 방법에 적용할 경우 효과를 극대화할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름을 구성하는 소재 및 그 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야의 평균적 기술자는 특별한 어려움 없이 본 발명의 필름을 자유롭게 구현할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름은,
수지 조성물을 용제에 용해 또는 분산시켜 수지 바니쉬를 제조하는 제 1 단계;
상기 수지 바니쉬를 기재 필름에 도포하는 제 2 단계; 및
상기 수지 바니쉬가 도포된 기재 필름을 가열하여 용제를 제거하는 제 3 단계를 포함하는 방법을 통하여 다이본딩 필름 및 다이싱 필름을 각각 제조한 후, 이를 적층함으로써 제조될 수 있다.
상기에서 제 1 단계는 수지 조성물을 사용하여 수지 바니쉬를 제조하는 단계이다. 이 때 수지 조성물을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 통상 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있다. 예를 들어 다이싱 필름의 점착층의 재료로는, 상온에서의 점착이 가능하고, 응집력 및 탄성률이 높은 아크릴계 수지와 같은 고분자량의 열가소성 수지를 들 수 있다. 일반적으로 다이싱 필름의 점착층은 가공될 웨이퍼의 두께 및 용도에 따라서 UV형 또는 비(非)UV형(ex. 열경화형)을 사용하는데, 상기 각각은 UV 경화형 점착제 또는 열경화형 점착제 등을 사용함으로써 제조될 수 있다. 이 때 UV형의 경우 UV 조사 등을 통하여 점착제의 응집력을 높여 점착력을 저하시키고, 비UV형(ex. 열경화형)의 경우 열 등을 가하여 점착력을 저하시킨다. 이러한 UV형과 비UV형에 따라서 다이싱 공정 후, 다이싱된 웨이퍼 조각을 픽업(pick up)할 때 박리력에서 차이가 발생하는데, 비UV형의 경우 UV형의 경우보다 상대적으로 점착력이 높아서, 웨이퍼가 얇을 경우에는 픽업 시 불량이 발생할 우려가 높다. 따라서 최근 웨이퍼의 두께가 얇아지면서, 점착력이 낮은 UV형의 다이싱 필름이 주로 사용되는데, 본 발명의 경우에도 UV형 점착제를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다이본딩 필름의 접착층에는, 필름의 탄성률 및 초기 접착 특성의 관점에서 열가소성 고분자량 수지를 사용하거나, 또는 고온 접착력 및 내열성의 관점에서 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 접착층에 사용될 수 있는 대표적인 조성물의 예로는 다관능 에폭시 수지, 경화제 및 열가소성 수지를 포함하는 조성물을 들 수 있 다. 상기에서 경화제로는 페놀 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 고온 내습성의 관점에서 PCT(Pressure Cooker Test:121℃/100% /2atm) 48시간 처리시 흡습율이 2.0 중량% 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 열가소성 수지로서는 글리시딜기, 히드록시기, 카복실기 및/또는 니트릴기와 같은 관능기를 갖는 화합물, 예를 들면 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 히드록시 (메타)아크릴레이트 및/또는 카복실 (메타)아크릴레이트와 같은 단량체를 포함하는 아크릴계 수지를 들 수 있다. 상기 각각의 재료는 본 발명에서 사용될 수 있는 일례를 든 것이나, 본 발명의 필름 제조 시에는 상기 재료의 한정되지 않고 이 분야의 통상의 재료가 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 바니쉬화의 용제는 통상적으로 메틸에틸 케톤(MEK), 아세톤, 톨루엔, 디메틸포름아미드(DMF), 메틸셀로솔브(MCS), 테트라히드로푸란 (THF) 및 N-메틸피롤리돈(NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용된다.
상기 제 1 단계에서는 공정 시간의 단축이나, 필름 내의 분산성의 향상을 위하여 충진제를 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 충진제의 예로는 볼 밀(ball mill), 비드 밀(bead mill), 3개 롤(roll) 또는 고속 분산기의 단독 또는 상기 중 2종 이상이 조합된 것을 들 수 있다. 볼이나 비드의 재질로는 글라스, 알루미나, 또는 지르코늄 등을 들 수 있으며, 입자의 분산성 측면에서 지르코늄 재질의 볼이나 비드가 특히 바람직하다.
상기 제 2 단계는 제조된 수지 바니쉬를 기재 필름에 도포하는 단계이다. 상기 기재 필름에 수지 바니쉬를 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 나이프 코트, 롤 코트, 스프레이 코트, 그라비아 코트, 커튼 코트, 콤마 코트 및/또는 립 코트법과 같이 이 분야에서 통상적으로 알려진 방법을 사용할 수 있다. 상기 단계에서 사용되는 기재 필름 역시 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌 비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸 공중합체 필름 또는 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 등과 같은 이 분야의 통상의 재료를 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 기재 필름은 또한, 필요에 따라서, 프라이머 도포, 코로나 처리, 에칭 처리 또는 UV 처리 등의 표면 처리가 행하여져 있을 수 있고, 자외선 조사에 의한 경화를 위하여 우수한 광투과성을 갖는 것을 선택할 수 있다.
상기 제 3 단계는 도포된 기재 필름을 가열하여 용제를 제거하는 단계이며, 이 때 가열은 70 내지 250℃의 온도에서, 5분 내지 20분 동안 수행하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같은 방법으로 다이싱 필름 및 다이본딩 필름을 제조한 후, 이를 적층하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하게 된다. 이때에는 제조된 다이싱 필름 및 다이본딩 필름은 핫 롤 라미네이트 또는 적층 프레스 등의 방법으로 적층된다. 연속 공정의 가능성 및 효율 측면에서 핫 롤 라미네이트 방법이 특히 바람직하며, 상기 방법은 10 내지 100℃의 온도 및 0.1 내지 10 kgf/cm2의 압력 조건에서 수행되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름(1); 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름(2)을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법으로서,
다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 제 1 단계;
다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 웨이퍼 다이싱을 수행하는 제 2 단계; 및
다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 방법에 관한 것이다. 상기 본 발명에서 제시된 방법으로 반도체 패키징의 다이싱 공정이 이루어질 경우에 다이싱 필름 및 다이본딩 필름의 물성을 폭 넓게 조절할 수 있어, 다이싱 공정 시에 버의 발생이 억제되면서도, 부착성, 픽업성 및 갭 필링성 등의 작업성 및 신뢰성이 우수한 다이싱 다이본딩 필름을 제공할 수 있게 된다. 만약, 다이 오염 및 버의 발생을 고려하지 않고, 작업성 및 신뢰성만을 위하여 필름 물성 조절이 이루어진다면, 보다 우수한 필름 특성이 구현될 수 있다. 그러나, 필름의 버 발생을 감소시키기 위해서는 탄성률이 일정 수준 이상으로 유지되어야 하고, 이러한 제한으로 인해 다이본딩 공정 등에서 부착성 및 갭 필링성이 떨어지게 된다. 즉, 필름의 탄성률을 조절하기 위해서 무기 필러의 함량을 증가시키는 것이 일반적인데, 이로 인해 웨이퍼와의 부착성이 저하되어 다이싱 시에 칩 플라잉 및 픽업 불량이 발생한다. 또한 높은 무기 필러의 함량과 탄성률로 인해 갭 필링성이 떨어지는 경우, PCB(Printed Circuit Board) 및 리드프레임(lead frame)과 같은 반도체용 기판(substrate)과 다이본딩 필름의 사이에 공극이 발생할 우려가 높고 이에 따라 반도체 패키지의 신뢰성에 문제가 생길 수 있다.
그러나, 본 발명에서 제안된 다이싱 방법의 경우 필름의 탄성률과 같은 물성에 큰 제한이 없이, 다이본딩 후의 갭 필링성을 극대화할 수 있게 된다. 일반적인 패키징 공정에서는 다이본딩 및 몰딩 공정을 통해 다이본딩 필름과 기판과의 갭 필링성이 100%로 되지만, 본 발명의 방법의 경우 다이본딩 후에 기판과의 갭 필링성이 100%가 되도록 필름 물성의 조절이 가능하다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 다이싱 방법에는 전술한 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름이 적용되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 다이싱 방법의 각 단계를 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제 1 단계는, 도 2에 나타난 바와 같이, 다이본딩 필름(2) 상에 다이싱될 웨이퍼(3)를 부착하는 단계이다. 이 때 웨이퍼(3)를 부착하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 부착할 수 있다.
본 발명의 제 2 단계는 웨이퍼(3)가 부착된 필름을 다이싱하여 반도체 칩을 제조하는 공정이다. 본 발명은 첨부된 도 3에 나타난 바와 같이 다이싱 깊이를 다 이본딩 필름(2)이 완전히 절단되지 않는 깊이까지 제어하는 것을 특징으로 한다. 첨부된 도 4는 본 발명의 방법에 따라 다이싱을 수행한 후 다이싱 블레이드(4)를 제거한 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 도 4에서 웨이퍼(3) 및 다이본딩 필름(2) 부분을 확대한 단면도이다. 구체적으로, 상기 제 2 단계에서의 다이싱 깊이는 다이본딩 필름의 두께에 따라서 결정되며, 다이본딩 필름의 두께가 두꺼워질수록 커팅이 많이 이루어져야 한다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 제 2 단계의 웨이퍼 다이싱은 다이본딩 필름 두께의 50 내지 99%까지 이루어지는 것이 바람직하며, 75 내지 95%까지 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 상기 다이싱 깊이가 다이본딩 필름 두께의 50% 미만이면, 익스펜딩 공정에서 필름이 완전히 분리되지 않을 우려가 았고, 99%를 초과하면, 공정 마진으로 인해 다이싱 필름의 일부가 커팅되어 버가 발생할 우려가 있다.
본 발명의 제 3 단계는 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 제 2 단계에서 일부가 커팅된 다이본딩 필름을 완전히 분리하는 단계이다. 익스펜딩 공정은 통상 이어지는 픽업 공정이 원활히 수행될 수 있도록, 절삭된 다이의 간격을 넓혀주는 공정으로서, 이 단계에서 절삭된 웨이퍼가 부착된 다이싱 다이본딩 필름은 모든 방향(360도)으로 연신된다.
본 발명의 다이싱 방법의 익스펜딩 공정에서는 기존에 비하여 익스펜딩성이 떨어진다. 즉, 기존 방법에서는 다이싱 필름의 기재 필름의 일부까지 절단된 상태에서 익스펜딩이 수행되어 익스펜딩이 용이하지만, 본 발명에서는 기존에 비하여 전체 필름에서의 커팅 부분이 적어 상대적으로 익스펜딩성이 떨어지게 된다. 이에 따라 익스펜딩 공정이 원활히 수행되기 위해서는, 필름의 인장 특성을 조절하거나, 또는 필름의 인장 특성에 따라서 익스펜딩 조건을 적절히 제어할 필요가 있다. 본 발명에서는 제 3 단계의 익스펜딩 공정의 익스펜딩 강도 및 익스펜딩 비율을 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 특성(인장 곡선)에 따라서 조절하는 것을 특징으로 한다. 상기 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 특성의 구체적인 시험 조건은 전술한 바와 같다 (인장 속도: 300 mm/min). 인장 특성을 나타내는 인장 곡선을 도시할 때에 Y축은 시편에 가해지는 응력(stress)을 표시하고, X축에는 응력에 의해 시편이 변형하는 비율(인장 변형율, strain, %)을 표시한다. 이하 본 발명의 명세서에서 사용하는 용어 『익스펜딩 강도』는 익스펜딩 시에 다이싱 다이본딩 필름에 가해지는 응력을 의미하며, 이는 인장 곡선의 Y축에 대응한다. 추가로, 본 발명에서 사용하는 용어 『익스펜딩 비율』은 익스펜딩 시에 다이싱 다이본딩 필름이 늘어나는 변형율을 의미하며, 이는 인장 곡선의 X축에 대응한다.
본 발명의 제 3 단계에서는 익스펜딩 공정 시의 익스펜딩 강도를 다이싱 필름의 기재 필름의 항복 강도의 60 내지 90% 수준으로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 익스펜딩 강도가 60% 미만이면, 필름이 전체적으로 처질 우려가 있고, 90%를 초과하면, 필름이 찢어질 우려가 있다.
본 발명의 제 3 단계에서는 다이싱 다이본딩 필름의 익스펜딩 비율을 다이싱 필름의 기재 필름의 항복점 신율(Yield elongation) 이상으로 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 용어 『항복점 신율』은 다이싱 필름의 기재 필름 의 인장 곡선의 항복점에서의 인장 변형율을 의미한다. 또한, 상기 다이싱 다이본딩 필름의 익스펜딩 비율은 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 곡선에서 인장 강도의 수치가 항복점 이후 재증가하는 지점의 인장 변형율보다 작은 것이 바람직하다. 상기 비율이 다이싱 필름의 기재 필름의 항복점 미만이면, 익스펜딩 시에 필름이 복원성을 가지게 되고, 이에 따라 전체 필름에 수축에 따른 힘이 작용하여 픽업 시 칩이 비산되거나, 불량이 발생할 우려가 있다. 또한, 익스펜딩 비율이 인장 곡선에서 인장 강도의 수치가 재증가하는 지점 이상이면, 익스펜딩 장비에 이차적인 하중이 걸리게 되어 웨이퍼의 흔들림이 발생하고, 칩 날림 등과 같은 불량이 유발될 우려가 있다.
이와 같이 본 발명의 방법에서는 다이본딩 필름의 두께 및/또는 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 특성에 따라 각 단계의 구체적인 조건을 결정한다. 따라서 본 발명의 방법은 사용되는 소재의 종류와는 무관하게 적용될 수 있는 장점을 가진다. 예를 들어, 다이싱 필름의 기재 필름으로서 폴리올레핀 필름을 사용할 경우 본 발명의 구체적 실시 태양의 일례는 하기와 같다.
즉, 본 발명은, 폴리올레핀 필름과 상기 폴리올레핀 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법으로서,
(1) 다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 단계;
(2) 다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 웨이퍼 다이싱을 수행하는 단계; 및
(3) 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 방법에 관한 것이다.
상기 폴리올레핀 필름은 다이싱 필름의 기재 필름으로서 가장 빈번하게 사용되는 소재이며, 이러한 폴리올레핀 필름의 인장 곡선은 첨부된 도 7과 같다. 도면 중 MD(Mechanical Direction)는 제조 시의 코팅 방향을 의미하고, TD(Transverse Direction)는 상기 MD의 수직 방향을 의미한다. 도 7에 나타난 바와 같이 상기 폴리올레핀 필름은 300 mm/min의 인장 속도에서 항복 강도가 약 1,000 내지 1,500 gf이며, 인장 강도는 약 2,800 내지 3,300 gf이고, 연신율은 약 1,000%의 수준이다.
이와 같은 다이싱 필름을 사용하여 본 발명의 방법을 수행할 때의 각 단계의 구체적인 조건은 하기와 같다.
즉, 상기 단계 (1) 및 (2)에서는 웨이퍼를 준비하고, 다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이, 바람직하게는 상기 다이본딩 필름 두께의 50 내지 99%, 보다 바람직하게는 75 내지 95%의 수준으로 다이싱을 수행한다. 상기 단계에 이어서 익스펜딩 공정을 수행하게 되는데, 이 때 익스펜딩 강도는 다이싱 필름의 기재 필름(폴리올레핀 필름)의 항복 강도의 60 내지 90%의 수준인 600 내지 1350 gf인 것이 바람직하다. 또한, 이 때 폴리올레핀 필름의 변형율을 항복점 신율(약 8 내지 12%, 도 7 참조) 이상, 항복점 이후 인장강도가 다시 증가하는 지점의 인장 변형율(약 25 내지 30%, 도 7 참조) 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, (1) 전술한 다이싱 방법에서 분리된 반도체 칩을 픽업하는 단계;
(2) 픽업된 반도체 칩을 반도체용 기판에 본딩하는 단계;
(3) 반도체 칩과 반도체용 기판을 전기적 접속 수단으로 연결하는 단계; 및
(4) 제조된 패키지를 봉지재로 몰딩하는 단계를 포함하는 반도체 패키징 방법에 관한 것이다.
상기 반도체 패키징 방법의 구체적인 조건은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에서 일반적으로 수행되는 픽업 공정, 다이본딩 공정, 와이어 본딩 공정 및 몰딩 공정의 조건을 제한 없이 채용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 다이싱 다이본딩 필름 및 다이싱 방법은 반도체 패키징 공정에서 우수한 작업성 및 신뢰성을 제공하여 각종의 반도체 장치의 제조에 효과적으로 적용될 수 있다. 상기 반도체 장치의 예로는 휴대전화, 또는 모바일 단말기에 탑재되는 플래쉬 메모리 또는 반도체 메모리를 들 수 있다. 최근 상기 반도체 장치들은 고집적화 및 고기능화의 요구에 따라 반도체용 기판에 복수의 칩을 적층하는 MCP(Multi Chip Package) 방식으로 제조된다. 본 발명의 필름 및 방법의 경우 이러한 MCP 방식의 경우에서도 우수한 작업성 및 신뢰성을 나타낼 수 있다.
이하 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
방향족계 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점: 80℃) 66 중량부, 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점: 90℃), 에폭시기 함유 아크릴 공중합체(SA-55, Tg: 5℃, 중량평균분자량: 50만, ㈜LG화학(제)) 200 중량부, 경화 촉진제(2-페닐-4-메틸이미다졸(2P4MZ)) 0.3 중량부 및 실리카(용융 실리카, 평균 입경: 75 nm) 15 중량부로 되는 조성물에 메틸에틸 케톤을 교반 혼합하여 바니쉬를 제조하였다.
제조된 바니쉬를 두께 38 ㎛의 기재 필름(이형 폴리에스테르 필름, RS-21G, SKC(제))에 도포하고, 110℃에서 3분 동안 건조하여, 도막 두께가 20 ㎛인 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 제조 시의 코팅 방향을 길이 방향으로 하여, 50 mm×10 mm(길이×폭)의 크기로 재단하여 시편을 제조한 후에, 상기 시편을 길이 방향으로 25 mm만 남도록 양 끝을 테이핑하였다. 이어서, 테이핑 부분을 잡아 상온(25℃)에서 12.8 mm/min의 속도로 인장하면서, 인장탄성률을 측정하였다. 이와 같은 측정된 필름의 상온에서의 인장탄성률은 450 MPa였다. 상기와 같이 제조된 다이본딩 필름에 기재 필름의 두께가 100 ㎛이며, 점착층의 두께가 10 ㎛인 다이싱 필름 을 라미네이션한 후, 재단하여 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.
실시예 2
아크릴 수지를 100 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다이싱 다이본딩 필름을 제작하였다. 이 때 다이본딩 필름의 인장탄성률은 900 MPa였다.
실시예 3
아크릴 수지를 400 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다이싱 다이본딩 필름을 제작하였다. 이 때 다이본딩 필름의 인장탄성률은 200 MPa였다.
비교예 1
아크릴 수지를 30 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다이싱 다이본딩 필름을 제작하였다. 이 때 다이본딩 필름의 인장탄성률은 3000 MPa였다.
비교예 2
아크릴 수지를 600 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다이싱 다이본딩 필름을 제작하였다. 이 때 다이본딩 필름의 인장탄성률은 10 MPa였다.
비교예 3
실시예 1에서 제조된 다이싱 다이본딩 필름의 다이싱 공정의 다이싱 깊이를 조절하여, 비교예 3으로 설정하였다.
상기에서 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2의 다이싱 다이본딩 필름의 작업 시 버 발생율, 픽업성 및 다이 오염율을 하기 제시된 방법으로 측정하였다.
1. 버 발생율 , 픽업성 및 다이 오염율 측정 시험
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2의 경우
실시예 및 비교예에서 제조된 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 실시하였다. 이 때 다이 사이즈는 5mm × 5mm였다. 다이싱 깊이를 17 ㎛로 한 후 버의 발생 여부를 관찰하고, 이어서 필름을 7 mm로 익스펜딩하여 픽업성을 확인하였다.
상기 시험을 100회 반복하여 다이싱 후 100개의 다이 중 버가 발생한 다이에 대하여 버 발생율을 계산하였으며, 픽업성의 경우는 100 개 중 하나라도 실패하였을 경우 불량으로 구분하였다. 또한, 익스펜딩 공정을 통한 분리 후, 다이본딩 필름 절단 시 필름 가루 발생으로 인한 다이 오염 발생율도 상기 버 발생율과 동일한 방법으로 계산하였다.
비교예 3의 경우
실시예 1에서 제조된 다이싱 다이본딩 필름을 다이싱 공정에 적용할 때, 다이본딩 필름 및 다이싱 필름의 점착층의 전체 및 다이싱 필름의 기재필름의 일부(30㎛)까지만 다이싱을 행하고, 버의 발생 여부를 관찰하고, 이어서 7 mm로 익스펜딩하여 픽업성을 확인하였다. 다이싱 시의 다이 사이즈는 5mm × 5mm였다.
상기에서 제시된 방법으로 측정된 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
[표 1]
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
인장탄성률( MPa ) 450 900 200 3000 10 450
다이싱 깊이(㎛) 17 17 17 17 17 60
버 발생 여부(%) 0 0 0 0 0 15
다이 오염율 (%) 0 0 0 20 0 0
픽업성 양호 양호 양호 양호 불량 양호
부착성 양호 양호 우수 불량 우수 양호
갭 필링성 양호 우수 양호 양호 불량 양호
신뢰성 우수 우수 우수 불량 양호 양호
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름을 본 발명의 다이싱 방법을 적용한 실시예 1 내지 3의 경우 버의 발생, 또는 그로 인한 다이의 오염이 완전히 억제되었다. 이에 반하여 다이싱 다이본딩 필름의 탄성률이 본 발명의 범위를 벗어나거나, 본 발명의 방법을 적용하지 않은 비교예 1 내지 3의 경우에는 본 발명의 방법을 적용한 경우에도 만족스러운 결과를 얻을 수 없었다.
구체적으로 다이본딩 필름의 탄성률이 지나치게 큰 비교예 1의 경우 다이싱 시 발생된 버에 의해 다이가 심하게 오염되었다. 또한, 다이본딩 필름의 탄성률이 작은 비교예 2의 경우에는 버의 발생이나 다이의 오염은 일어나지 않았으나, 픽업성 및 다이본딩 공정에서의 갭 필링성이 현저히 저하되었다. 또한, 실시예 1의 다이싱 다이본딩 필름을 기존의 다이싱 방법에 적용한 비교예 3의 경우 픽업성, 부착성 및 갭 필링성 등은 우수하게 유지되었으나, 다이싱 과정에서 많은 양의 버가 발생된 것을 확인할 수 있었다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른, 다이싱 필름 상에 다이본딩 필름이 적층된 접착 필름을 나타내는 도면이다.
도 2는 상기 도 1의 접착 필름 상에 웨이퍼가 부착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 태양에 따른 다이싱 방법에서 다이싱 블레이드가 다이본딩 필름을 일부 절단한 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3의 일부 절단 후의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 다이본딩 필름과 웨이퍼의 부분을 확대한 단면도이다.
도 6은 일부 절단된 필름을 익스펜딩하여 다이본딩 필름이 완전히 분리된 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7은 폴리올레핀 필름의 인장 곡선을 나타내는 도면이다.
<도면 부호의 설명>
1: 다이싱 필름 1-1: 기재필름
1-2: 점착층 2: 다이본딩 필름
3: 웨이퍼 4: 다이싱 블레이드
A: 다이본딩 필름에서의 다이싱 깊이
B: 다이싱 후 잔존 깊이 C: 다이싱 폭

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기재 필름과 상기 기재 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법에 있어서,
    다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 제 1 단계;
    다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 다이싱을 수행하는 제 2 단계; 및
    상기 다이싱 필름의 기재 필름의 항복점 신율 이상이고, 또한 상기 다이싱 필름의 기재 필름의 인장 곡선에서 항복점 이후 인장 강도가 재증가하기 시작하는 지점의 인장 변형률 이하의 익스펜딩 비율로 상기 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    다이싱 필름의 연신률이 100 내지 2,000%이며, 다이본딩 필름은, 25℃에서의 인장탄성률이 10 내지 2,000 MPa인 다이싱 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제 2 단계에서의 다이싱을 다이본딩 필름 두께의 50 내지 99%의 수준까지 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    제 2 단계에서의 다이싱을 다이본딩 필름 두께의 75 내지 95%의 수준까지 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    제 3 단계의 익스펜딩 강도를 다이싱 필름의 기재 필름의 항복 강도의 60 내지 90%로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 폴리올레핀 필름과 상기 폴리올레핀 필름 상에 형성된 점착층을 포함하는 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름 상에 형성된 다이본딩 필름을 포함하는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱을 수행하는 방법에 있어서,
    다이본딩 필름 상에 웨이퍼를 부착하는 제 1 단계;
    다이본딩 필름이 완전히 절단되지 않을 깊이까지 웨이퍼 다이싱을 수행하는 제 2 단계; 및
    상기 폴리올레핀 필름의 항복점 신율 이상이고, 또한 상기 폴리올레핀 필름의 인장 곡선에서 항복점 이후 인장 강도가 재증가하기 시작하는 지점의 인장 변형률 이하의 익스펜딩 비율로 상기 다이싱 다이본딩 필름을 익스펜딩하여, 다이본딩 필름을 완전히 분리시키는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이싱 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 3 단계의 익스펜딩 강도가 600 내지 1350 gf인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    제 3 단계의 익스펜딩 비율이 8 내지 30%인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. (1) 제 4 항 또는 제 11 항의 다이싱 방법을 수행하여 제작된 반도체 칩을 픽업하는 단계;
    (2) 픽업된 반도체 칩을 반도체용 기판에 본딩하는 단계;
    (3) 반도체 칩과 반도체용 기판을 전기적 접속 수단으로 연결하는 단계; 및
    (4) 제조된 패키지를 봉지재로 몰딩하는 단계를 포함하는 반도체 패키징 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    다이싱 필름의 연신률이 100 내지 2,000%이며, 다이본딩 필름은, 25℃에서의 인장탄성률이 10 내지 2,000 MPa인 다이싱 방법.
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