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KR-20260061809-A - die bonding method

KR20260061809AKR 20260061809 AKR20260061809 AKR 20260061809AKR-20260061809-A

Abstract

본 발명은 다이 본딩 방법에 관한 것이다. 다이 본딩 방법은 백 그라인딩 공정과 다이싱 공정을 마친 다이들에 대한 검사를 수행하는 검사 프로세스; 및 다이를 픽업하여 어태치하는 본딩 프로세스를 포함하되; 상기 검사 프로세스는 전기적 다이 분류(EDS)공정에서 생성된 기반 맵 데이터 상의 굿 다이(Good Die) 전체를 대상으로 검사 항목들을 수행하고, 상기 검사가 완료되면 신규 웨이퍼 맵 데이터를 생성하여 상기 기반 맵 데이터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.

Inventors

  • 김창진

Assignees

  • 세메스 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (10)

  1. 백 그라인딩 공정과 다이싱 공정을 마친 다이들에 대한 검사를 수행하는 검사 프로세스; 및 다이를 픽업하여 어태치하는 본딩 프로세스를 포함하되; 상기 검사 프로세스는 전기적 다이 분류(EDS)공정에서 생성된 기반 맵 데이터 상의 굿 다이(Good Die) 전체를 대상으로 검사 항목들을 수행하고, 상기 검사가 완료되면 신규 웨이퍼 맵 데이터를 생성하여 상기 기반 맵 데이터를 업데이트하는 단계를 포함하는 다이 본딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 검사 프로세스는 웨이퍼를 투입하는 단계; 웨이퍼를 정렬하는 단계; 정렬된 웨이퍼를 작업 위치로 이동시키는 단계; 및 웨이퍼 상의 굿 다이(Good Die) 전체를 대상으로 상기 검사 항목들을 순차적으로 진행하되, 상기 검사 항목들 중 합격 항목에 대해서만 다음 검사 항목으로 넘어가고, 불합격되면 불량 다이로 변경하고, 해당 다이에 대한 검사를 종료하는 다이 본딩 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 검사 항목들은 크랙, 칩핑, 오염, 노 다이, 엑스트라 다이를 포함하는 다이 본딩 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 검사 프로세스에서 불량 다이로 변경되는 정보를 활용하여, 불량 발생 공정을 역 추적하는 다이 본딩 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 검사 프로세스에서 상기 기반 맵 데이터의 업데이트를 통해, 업데이트된 상기 기반 맵 데이터와 실물 웨이퍼 상태를 일치화하는 다이 본딩 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 검사 프로세스는 고 해상도의 카메라를 이용하여 검사를 수행하고, 상기 본딩 프로세스는 저 해상도 카메라를 이용하여 수행하는 다이 본딩 방법.
  7. 백 그라인딩 공정과 다이싱 공정을 마친 다이들에 대한 검사를 수행하는 검사 프로세스; 및 다이를 픽업하여 어태치하는 본딩 프로세스를 포함하되; 상기 검사 프로세스는 전기적 다이 분류(EDS)공정에서 생성된 기반 맵 데이터 상의 굿 다이(Good Die) 전체를 대상으로 크랙, 칩핑, 오염, 노 다이, 엑스트라 다이를 포함하는 검사 항목들을 수행하고, 상기 검사가 완료되면 신규 웨이퍼 맵 데이터를 생성하여 상기 기반 맵 데이터를 업데이트하는 단계를 포함하며, 상기 검사 프로세스에서 불량 다이로 변경되는 정보를 활용하여, 불량 발생 공정을 역 추적하는 다이 본딩 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 검사 프로세스는 웨이퍼를 투입하는 단계; 웨이퍼를 정렬하는 단계; 정렬된 웨이퍼를 작업 위치로 이동시키는 단계; 및 웨이퍼 상의 굿 다이(Good Die) 전체를 대상으로 상기 검사 항목들을 순차적으로 진행하되, 상기 검사 항목들 중 합격 항목에 대해서만 다음 검사 항목으로 넘어가고, 불합격되면 불량 다이로 변경하고, 해당 다이에 대한 검사를 종료하는 다이 본딩 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 검사 프로세스에서 업데이트된 상기 기반 맵 데이터와 실물 웨이퍼 상태를 일치화하는 다이 본딩 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 검사 프로세스는 고 해상도의 카메라를 이용하여 검사를 수행하고, 상기 본딩 프로세스는 저 해상도 카메라를 이용하여 수행하는 다이 본딩 방법.

Description

다이 본딩 방법{die bonding method} 본 발명은 반도체 소자를 형성하기 위해서 다이싱 공정에 의해 웨이퍼로부터 개별화된 다이를 픽업하여 기판에 본딩하는 다이 본딩 방법에 관한 것이다. 일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 전기적 다이 분류(EDS;Electrical Die Sorting)공정을 진행한다. 도 1을 참고하면, 전기적 다이 분류 공정 후에는 백 그라인딩(back grinding), 다이싱(dicing), 다이 본딩(die bonding), 와이어본딩(wire bonding) 그리고 몰딩(molding) 등의 패키징 공정을 진행한다. 패키징 공정 중에서 백 그라인딩 및 다이싱 작업은 다이에 데미지가 발생되기 때문에, 현재에는 엔지니어가 샘플링 검사를 통해 불량 다이에 대한 마킹 처리를 다이 제거를 하고 있는 상황이다. 그러나, 샘플링 검사 한계로 100% 불량이 발생한 다이(Die)가 걸려지지 않은 채로 다이 어태치(Die Attach) 공정(다이 본딩 공정)으로 웨이퍼가 투입되면, 전기적 다이 분류 공정에서 생성된 기반 맵 데이터를 기준으로 공정이 진행되기 때문에 샘플링 검사에서 걸러지지 않은 불량 다이가 작업되면서 수율 저하 등의 문제가 발생하게 된다. 도 1은 종래 패키징 공정을 설명하기 위한 블럭도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩을 포함한 패키징 공정을 간략하게 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사 방법 및 본딩 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다. 도 5는 도 4에 도시된 검사 항목을 진행하는 단계를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 6은 도 4에 도시된 양산 프로세스본딩 프로세스를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩을 포함한 패키징 공정을 간략하게 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 패키징 공정은 백 그라인딩, 다이싱 그리고 다이 본딩을 포함할 수 있고, 전기적 다이 분류(EDS;Electrical Die Sorting)공정은 백 그라인딩 전에 진행된다. 전기적 다이 분류(EDS)공정은 프로브 스테이션과 같은 검사 장치를 통해 각 다이들에 대한 전기적 특성 검사를 진행하는 것으로, 검사 결과에 따라 각 다이들의 개별적인 등급 및 위치 좌표를 포함하는 기반 맵 데이터가 생성된다. 패키징 공정 중, 백 그라인딩 및 다이싱 공정에서는 다이 불량 리스크가 높다. 종래에는 백 그라인딩 공정과 다이싱 공정 마다 샘플링 검사를 진행하였으나, 본 발명에서 샘플링 검사를 생략하고 다이 본딩 공정에서 검사 프로세스 통해 사전 검사를 진행하고 이를 기준으로 기반 맵 데이터의 업그레이드를 진행할 수 있다. 따라서, 다이 본딩 공정에서는 업그레이드된 기반 맴 데이터를 통해 불량 다이를 작업 대상에서 제외시킬 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는, 본딩 모듈(10)과 검사부(30) 그리고 제어기(20)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는, 반도체 장치를 적층 방식으로 제조하기 위해 사용될 수 있는 장치로서, 프로브 카드 등을 통해 웨이퍼(W)의 복수의 다이(D)들을 전기적으로 검사하여 동작 성능에 따라 다이 별 등급 정보를 생성하는 EDS(Electrical Die Sorting) 장치(E)의 이후에 설치될 수 있다. 본딩 모듈(10)은 다이싱 테이프(T)에 부착된 웨이퍼(W)로부터 다이(Die)(D)를 픽업하하는 픽업 유닛(11) 및 다이 스테이지(DS)로 이송된 다이(D)를 픽업하여 기판 스테이지(SS)에 위치한 기판(S)에 본딩할 수 있는 어태치 유닛(12)을 포함할 수 있다. 이러한 본딩 모듈(10)은, 픽업 유닛(11) 및 어태치 유닛(12)으로 역할이 나누어지는 것에만 국한되지 않는 것으로서, 예컨대, 다이 스테이지가 생략되고 하나의 본딩 모듈(10)이 픽업 유닛(11)과 어태치 유닛(12)의 역할을 겸하는 단일 본딩 모듈이 적용되는 것도 가능할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(WS)는, 복수의 다이(D)들의 선택적인 픽업을 위해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 픽업하고자 하는 다이가 다이 이젝터(16)의 상부에 위치되도록 웨이퍼 스테이지(WS)가 스테이지 구동부(미도시)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 검사부(30)는 웨이퍼 스테이지(WS) 상의 다이(D)를 비전 검사하기 위한 카메라(32,34)들을 포함할 수 있다. 카메라(32,34)들은 저해상도 카메라(32)와 고해상도 카메라(34)를 포함할 수 있다. 저해상도 카메라는 검사 항목을 수행하기 전 웨이퍼를 정렬하기 위한 영상 촬영에 사용되며, 고해상도 카메라는 다이의 검사를 위한 영상 촬영에 사용될 수 있다. 검사부(30)는 본딩 공정을 진행하기에 앞서 웨이퍼 스테이지(WS) 상의 다이(D) 전체에 대한 사전 검사를 진행할 수 있다. 제어기(20)는 다이(D)의 검사 공정 및 본딩 공정을 위한, 검사부(30) 및 어태치 유닛(12)의 구동을 스케쥴링하여 제어신호를 인가할 수 있다. 제어기(20)는 검사부(30)의 고해상도 카메라(34)에서 촬영된 이미지를 이용하여 각 다이에 대한 사전 검사를 진행하여, 다이의 작업 가능 여부(양품, 불량품)를 판단함으로써, 다이(D)를 폐기하거나 기판(S)에 본딩할 수 있다. 또한, 제어기(20)는 전체 다이(D)에 대한 검사가 완료되면 신규 웨이퍼 맵 데이터를 생성하여 전기적 다이 분류에서 생성된 기반 맵 데이터를 업데이트하는 작업을 수행할 수 있다. 또한, 업데이트된 기반 맵 데이터와 실물 웨이퍼 웨이퍼 맵 업로드를 통해, 맵 데이터와 실물 웨이퍼 상태를 일치화하여 전산 수량 관리 및 품질 관리를 진행할 수 있다. 또한, 제어기(20)는 불량 다이로 변경되는 정보를 활용하여, 불량 발생 공정을 역 추적할 수 있다. 제어기(20)는 불량 다이가 반복적으로 발생되는 위치가 확인되면, 불량 다이의 불량 원인을 파악하고, 해당 불량 원인이 발생되는 공정