KR20050031927A - 반도체 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

챔퍼링된 외주 측면부(15)를 절삭하여 대략 수직면으로 형성한 후 이면을 연삭하여 소정의 두께로 하고, 그 후 이면에 접착 필름을 접착하여 가열함으로써 반도체 웨이퍼(1)와 접착 필름을 일체화시킨다. 외주 측면부(15)를 대략 수직면이 되도록 함으로써 연삭에 의해 얇아진 후에도 외주가 예각 형상으로 되지 않고 흠이 생기지 않기 때문에, 그 후 가열하여도 크랙이 성장되지 않는다.

Description

반도체 웨이퍼의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은, 외주가 챔퍼링(chamfering)된 반도체 웨이퍼를 연삭하여 이면에 접착 필름을 접착하는 방법에 관한 것이다.

IC나 LSI와 같이 복수 개의 회로가 표면에 형성된 반도체 웨이퍼는 취성(脆性) 부재로 이루어지기 때문에, 표면에 회로가 만들어 넣어지는 과정에서 손상되는 것을 방지하기 위하여, 그 두께는 어느 정도 두껍게(예를 들면, 600㎛ 정도로) 형성되어 있는 동시에, 외주 측면부가 원호형 등으로 챔퍼링되어 형성되고, 회로 형성 후에 이면을 연삭(硏削)함으로써 소정의 두께로 형성된다(예로서, 특허문헌 일본 특개평 11-33887호 공보 참조).

최근에는, 각종 전자 기기의 박형화, 소형화를 도모하기 위하여, 반도체 웨이퍼의 두께를 100㎛ 이하, 50㎛ 이하로 매우 얇게 형성하는 것이 요구되고 있다.

이면의 연삭에 의해 소정의 두께로 형성된 반도체 웨이퍼의 이면에는, 다이아터치 필름이라 불리는 접착 필름이 접착되는 경우가 있다. 이 접착 필름은, 반도체칩을 복수 적층시키는 경우에, 반도체칩 사이의 접착제로서 역활을 하거나, 리드프레임 및 인터포저(interposer) 등에 반도체칩을 본딩할 때의 접착제로서 역활을 하는 것으로, 접착 후에 가열함으로써 반도체 웨이퍼와 일체를 이룬다(예로서, 특허문헌 일본 특개 2003-197651호 공보 참조).

그러나, 600㎛ 정도의 두께를 가지는 반도체 웨이퍼의 외주 측면부가 원호형으로 챔퍼링되어 있으면, 이면의 연삭에 의해 서서히 얇게(예를 들면, 두께가 200㎛ 정도로) 형성됨으로써, 외주 측면부가 나이프와 같은 예각 형상(나이프 에지)으로 되고, 또한 이면을 연삭하여 얇게(예를 들면, 두께가 100㎛ 이하로) 형성하면, 나이프 에지에 흠이 생기게 된다(예로서, 특허문헌 일본 특개평 8-37169호 공보 참조).

두께가 100㎛ 이하, 50㎛ 이하로 얇아져서 외주가 나이프 에지로 된 반도체 웨이퍼의 이면에 접착 필름을 접착하고, 1∼3분 정도 180℃ 정도로 가열하여 반도체 웨이퍼와 접착 필름을 일체화시키면, 반도체 웨이퍼가 갈라지는 문제가 있다. 이것은 반도체 웨이퍼와 접착 필름의 열팽창 차이에 의해서 나이프 에지에 형성된 흠으로부터 크랙이 성장되는 것에 원인이 있다고 추측된다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외주 측면부가 챔퍼링된 반도체 웨이퍼를 연삭하여 얇게 형성한 후에, 반도체 웨이퍼를 손상시키지 않고 이면에 접착 필름을 접착하여 반도체 웨이퍼와 접착 필름을 일체화시키는 것이다.

본 발명은, 복수의 회로가 스트리트에 의해서 구획되어 표면에 형성되고 외주면이 챔퍼링된 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 반도체 웨이퍼를 소정의 두께로 형성한 후, 그 반도체 웨이퍼의 이면에 접착 필름을 접착하여 접착 필름과 반도체 웨이퍼를 일체로 형성하는 경우에 있어서, 반도체 웨이퍼의 외주면을 대략 수직면 형상의 외주벽으로 하고 나서, 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하고, 이면에 접착 필름을 접착하고 가열하여 반도체 웨이퍼와 접착 필름을 일체가 되도록 형성하는 것을 요지로 한다. 대상이 되는 것은 외주면이 챔퍼링된 반도체 웨이퍼이며, 예를 들면 외주면이 원호형으로 챔퍼링된 것이 있지만, 챔퍼링은 원호형으로 된 것에 한정되지 않고, 후에 이면을 연삭하여 얇게 형성됨으로써 외주가 예각 형상으로 되는 형상으로 챔퍼링되어 있는 것은 전부 포함된다. 또, 외주벽은, 수직형뿐 아니라, 수직에 가까운 상태로 되어 있는 것도 포함되며, 후에 이면을 연삭하여 얇게 형성됨으로써 예각 형상이 되는 형상이면 된다.

외주벽 형성 공정에서는, 절삭 블레이드를 이용하여 반도체 웨이퍼의 외주를 따라 절삭을 행함으로써 외주벽을 형성하는 것이 바람직하지만, 외주 측면부를 연마하여도 외주벽을 형성할 수 있다. 또, 이면의 연삭에 의해 반도체 웨이퍼의 두께가 100㎛ 이하로 되는 경우에는, 특히 나이프 에지의 형성에 의한 흠의 문제가 생기기 때문에, 연삭 공정에서 두께가 100㎛ 이하로 되는 경우에 본 발명이 유용해진다.

또한, 일체화 형성 공정 후에 접착 필름과 일체가 된 반도체 웨이퍼를 분할하고, 이면에 접착 필름이 접착된 개개의 반도체칩으로 만드는 분할 공정을 포함할 수도 있다.

[실시예]

도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼(1)를 가공하는 경우에 대하여 설명한다. 이 반도체 웨이퍼(1)의 표면(10)에는, 소정간격을 두고 격자형으로 스트리트(12)가 형성되고, 스트리트(12)에 의해서 구획된 다수의 직사각형 영역에는 각각 회로가 형성되어 있어, 스트리트(12)를 절삭함으로써, 회로 마다의 반도체칩(13)이 된다.

도 1의 반도체 웨이퍼(1)에서는, 결정 방위(方位)를 나타내는 마크로서 오리엔테이션 플랫(orientation flat)(14)이 형성되어 있다. 또, 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 외주 측면부(15)는, 가공이나 반송(搬送) 과정에서 갈라짐이나 흠이 생기는 것을 방지하기 위해서 원호형으로 챔퍼링되어 있다. 이 반도체 웨이퍼(1)는, 예를 들면 600㎛ 정도의 두께를 가진다.

예를 들면, 도 3에 나타내는 절삭 장치(2)를 이용하여, 도 2에 나타낸 원호형으로 형성된 외주 측면부(15)의 내측을 절삭한다. 도 3의 절삭 장치(2)에는, 피절삭물을 홀딩하는 홀딩 테이블(20)과, 절삭할 영역을 검출하는 얼라인먼트(alignment) 수단(21)과, 피가공물에 대하여 절삭 가공을 실시하는 절삭 수단(22)이 갖추어져 있다.

홀딩 테이블(20)은 X축 방향으로 이동 가능하고 또한 회전 가능하며, 피가공물을 흡인(吸引) 유지하는 흡인부(200)와, 그 주위에 형성된 언더컷(undercut)(201)으로 구성된다. 얼라인먼트 수단(21)은, 홀딩 테이블(20)의 X축 방향의 이동경로의 위에 설치되어 있고, 피절삭물을 촬상하는 촬상 수단(210)을 구비한다. 절삭 수단(22)은 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하고, 회전 가능한 스핀들(220)의 선단부(先端部)에 절삭 블레이드(221)가 장착된 구성으로 되어 있다.

홀딩 테이블(20)에는 반도체 웨이퍼(1)가 표면을 위로 향해서 홀딩된다. 그리고, 홀딩 테이블(20)이 +X 방향으로 이동함으로써 얼라인먼트 수단(21)의 바로 아래에 위치가 부여되고, 절삭할 영역이 검출된 후, 추가로 홀딩 테이블(20)이 동일 방향으로 이동함으로써 절삭 수단(22)의 근방에 위치가 부여된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 외주를 따라 절삭을 행함으로써, 도 2에 나타낸 원호형 외주 측면부(15)를 제거한다. 최초에 홀딩 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시키는 동시에 고속회전하는 절삭 블레이드(221)를 오리엔테이션 플랫(14)을 따라 컷팅해 들어가는 절삭을 행하여 직선부(160)를 형성한다. 다음에, 홀딩 테이블(20)을 회전시키면서 고속 회전하는 절삭 블레이드(221)를 원호형 외주를 따라 컷팅해 들어감으로써 원형부(161)가 형성되고, 외주 측면부(15)가 전부 제거된다. 또, 최초에 직선부(160)를 형성하고 나서 직선부(160)에 교차하도록 절삭 블레이드(22)를 위치 부여하여 원형부(161)를 형성해 나가면, 최초의 컷아웃에 의해 결함이 생기는 것을 방지할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 절삭 시 절삭 블레이드(221)의 외주부는 척 테이블(20)에 형성된 언더컷(undercut)(201)에 들어가기 때문에, 홀딩 테이블(20) 및 절삭 블레이드(221)가 손상되지 않는다. 이렇게 하여 절삭을 행하면, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 외주에 대략 수직면 형상의 외주벽(16)이 형성된다(외주벽 형성 공정). 외주벽(16)은 완전히 수직으로 형성되어 있지 않아도 된다.

다음에, 도 8에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 표면에 보호 부재(3)를 접착한다. 그리고, 예를 들면, 도 9에 나타내는 연삭 장치(4)를 이용하여 반도체 웨이퍼(1)의 이면(11)을 연삭한다. 연삭 장치(4)는, 피연삭물을 유지하는 척 테이블(40)과, 척 테이블(40)에 유지된 피연삭물에 연삭 가공을 실시하는 연삭 수단(41)을 구비하고 있다. 척 테이블(40)은, 턴 테이블(42)에 의해서 회전(자전) 가능하게 지지되어 있는 동시에, 턴 테이블(42)의 회전에 의해 공전 가능하게 되어 있다. 한편, 연삭 수단(41)은 지지판(43)에 고정되어 있고, 지지판(43)이 모터(44)에 의해서 구동되어 레일(45)에 가이드되어 승강하는 데 따라 연삭 수단(41)도 승강하는 구성으로 되어 있다.

연삭 수단(41)은, 수직방향의 축심을 가지는 스핀들(410), 스핀들(410)의 선단부에 형성된 마운터(411), 마운터(411)에 고정된 연삭 휠(412), 연삭 휠(412)의 하면에 고착된 연삭 숫돌(413)을 구비하고 있다.

척 테이블(40)에서는, 도 8에 나타낸 보호 부재(3)를 유지하고, 반도체 웨이퍼(1)의 이면을 노출시킨다. 그리고, 반도체 웨이퍼(1)를 연삭 수단(41)의 바로 아래에 위치시켜, 스핀들(410)의 회전에 의해서 연삭 숫돌(413)을 회전시키는 동시에 연삭 수단(41)을 하강시키고, 회전하는 연삭 숫돌(413)을 반도체 웨이퍼(1)의 이면에 접촉시킴으로써 상기 이면을 연삭하고, 반도체 웨이퍼(1)를 소정의 두께로 형성한다(연삭 공정). 여기서는, 예를 들면, 두께가 100㎛ 이하, 50㎛ 이하가 되도록 연삭된다.

이와 같이 얇게 연삭되더라도, 외주벽 형성 공정에서 반도체 웨이퍼(1)의 원호상의 외주 측면부가 제거되어 수직면형의 외주벽(16)(도 6 참조)이 형성되어 있기 때문에, 종래와 같이 외주가 예각 형상의 나이프 에지로 되지 않고, 도 10에 도시한 바와 같이, 외주벽(16)은 대략 수직 상태 그대로 이다. 따라서, 흠이 생기기 어렵다.

다음에, 도 11에 도시한 바와 같이, 표면에 보호 부재(3)가 접착된 반도체 웨이퍼(1)의 이면(11)에 접착 필름(5)을 접착한다. 접착 필름(5)은, 예를 들면 다이 어태치 필름이라고 불리는 것이다.

접착 필름(5)을 반도체 웨이퍼(1)에 접착한 후에는, 180℃ 정도의 열을 가함으로써 양자(兩者)를 일체화시킨다(일체 형성 공정). 이 때, 반도체 웨이퍼(1)에 흠이 생겨 있지 않기 때문에, 열충격(thermal shock)에 의해서 반도체 웨이퍼(1)가 깨어지는 일이 없다.

이렇게 해서 반도체 웨이퍼(1)와 접착 필름(5)이 일체가 된 후에는, 도 12에 도시한 바와 같이, 다이싱 테이프(6)의 점착면(60)에 접착 필름(5)측을 접착한다. 다이싱 테이프(6)는 다이싱 프레임(7)에 접착되기 때문에, 반도체 웨이퍼(1)가 다이싱 테이프(6)를 개재(介在)하여 다이싱 프레임(7)과 일체가 된다. 그 다음에, 반도체 웨이퍼(1)의 표면(10)으로부터 보호 부재(3)를 박리한다. 또, 미리 접착 필름(5)이 형성되어 있는 타입의 다이싱 테이프를 사용하는 경우는, 반도체 웨이퍼(1)의 이면에 접착 필름을 접착하는 동시에 다이싱 테이프에도 접착되는 것이 된다.

이렇게 해서 다이싱 프레임(7)과 일체가 된 반도체 웨이퍼(1)는, 예를 들면 도 3에 나타낸 절삭 장치(2)를 이용하여 스트리트(12)(도 1 참조)를 종횡으로 절삭(다이싱)함으로써 개개의 반도체칩(13)으로 분할된다(분할 공정). 그리고, 다이싱 테이프(6)로부터 하나씩 픽업함으로써, 이면에 접착 필름이 접착된 반도체칩(13)이 형성된다. 그 후, 접착 필름이 리드프레임 등에의 본딩에 이용되어 반도체칩이 고정된다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명은, 외주가 챔퍼링된 반도체 웨이퍼를 연삭하여 얇게 형성하더라도 흠이나 크랙이 생기지 않기 때문에, 고품질인 반도체칩의 제조에 이용할 수 있다.

본 발명에서는, 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭하기 전에 외주면을 대략 수직면형의 외주벽으로 함으로써, 그 후의 이면 연삭에 의해 얇게 형성되더라도 외주가 예각 형상의 나이프 에지로 되지 않으므로 흠이 생기는 일이 없다. 따라서, 이면에 접착 필름을 접착하여 가열함으로써 반도체 웨이퍼와 접착 필름을 일체가 되도록 해도, 외주에 흠이 없기 때문에, 반도체 웨이퍼와 접착 필름에서 열팽창에 차이가 있었다고 해도 크랙이 생기지 않기 때문에, 반도체 웨이퍼를 손상시키지 않고 반도체 웨이퍼와 접착 필름을 일체로 형성할 수 있다.

또, 외주벽 형성 공정에서는 절삭 블레이드를 이용하여 반도체 웨이퍼의 외주를 따라 절삭을 행하여 외주벽을 형성함으로써, 용이하고 또한 효율적으로 외주벽을 형성할 수 있다.

또한, 연삭 공정에서 이면의 연삭에 의해 반도체 웨이퍼의 두께가 100㎛ 이하로 되는 경우는, 반도체 웨이퍼의 박형화의 요청에 부응하면서 흠이나 크랙이 없는 반도체 웨이퍼로 만들 수 있다.

일체 형성 공정 후에 접착 필름과 일체가 된 반도체 웨이퍼를 분할하고, 이면에 접착 필름이 접착된 개개의 반도체칩으로 분할하는 분할 공정이 포함되는 경우는, 그 상태로 바로 리드프레임 등에 대한 본딩을 행할 수 있다.

도 1은 반도체 웨이퍼의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1의 반도체 웨이퍼를 나타내는 확대 단면도이다.

도 3은 외주벽 형성 공정에 이용하는 절삭 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3의 외주벽 형성 공정을 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4의 외주벽 형성 공정을 나타내는 확대 단면도이다.

도 6은 도 5의 외주벽 형성 공정 후의 반도체 웨이퍼를 나타내는 확대 단면도이다.

도 7은 도 6의 외주벽 형성 공정 후의 반도체 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.

도 8은 표면에 보호 부재를 접착한 반도체 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.

도 9는 연삭 공정에 이용하는 연삭 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 10은 도 9의 연삭 공정 종료 후의 반도체 웨이퍼를 나타내는 확대 단면도이다.

도 11은 도 10의 반도체 웨이퍼 및 접착 필름을 나타내는 사시도이다.

도 12는 다이싱 테이프를 개재하여 다이싱 프레임과 일체가 된 반도체 웨이퍼를 나타내는 사시도이다.

[부호의 설명]

1: 반도체 웨이퍼

10: 표면, 11: 이면, 12: 스트리트, 13: 반도체칩, 14: 오리엔테이션

플랫, 15: 외주 측면부, 16: 외주벽, 160: 직선부, 161: 원형부

2: 절삭 장치

20: 지지 테이블, 200: 흡인부, 201: 언더컷, 21: 얼라인먼트 수단,

210: 촬상 수단, 22: 절삭 수단, 220: 스핀들, 221: 절삭 블레이드

3: 보호 부재

4: 연삭 장치

40: 척 테이블, 41: 연삭 수단, 410: 스핀들, 411: 마운터, 412: 연삭

휠, 413: 연삭 숫돌, 42: 턴 테이블, 43: 지지판, 44: 모터, 45: 레일

5: 접착 필름

6: 다이싱 테이프

7: 다이싱 프레임

Claims (4)

1. 복수의 회로가 스트리트에 의해서 구획되어 표면에 형성되고 외주면(外周面)이 챔퍼링(chamfering)된 반도체 웨이퍼의 이면(裏面)을 연삭하여 반도체 웨이퍼를 소정의 두께로 형성한 후, 상기 반도체 웨이퍼의 이면에 접착 필름을 접착하여 상기 접착 필름과 상기 반도체 웨이퍼를 일체로 형성하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법으로서,

   상기 반도체 웨이퍼의 외주면을 대략 수직면 형상의 외주벽으로 만드는 외주벽 형성 공정,

   상기 반도체 웨이퍼의 표면에 보호 부재를 접착하고 상기 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭하여 소정의 두께로 형성하는 연삭 공정, 및

   상기 반도체 웨이퍼의 이면에 접착 필름을 접착하고 가열하여 상기 반도체 웨이퍼와 상기 접착 필름을 일체로 형성하는 일체 형성 공정

   을 포함하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외주벽 형성 공정에서, 상기 반도체 웨이퍼를 외주를 따라 절삭 블레이드로 절삭하여 대략 수직면 형상의 외주벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 연삭 공정에서, 상기 반도체 웨이퍼 이면의 연삭에 의해 상기 반도체 웨이퍼의 두께가 100㎛ 이하로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 일체 형성 공정 이후에, 상기 접착 필름과 일체가 된 반도체 웨이퍼를 분할하여 이면에 접착 필름이 접착된 개개의 반도체칩으로 만드는 분할 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법.