MIPOX 연마 필름을 사용한 웨이퍼 에지 트리밍 기술에 대해서 ① 기술 리포트


최근, 정밀도 향상이나 제품 수율 개선 요구가 급속히 높아지고 있는 플래시 메모리 등을 중심으로 한 반도체 제조 공정에서의 기판 슬림화 기술(백 그라인드 공정 이하 BG )에 대한 "연마 필름을 사용한 에지 트리밍 기술"에 대해서 이번 ① 와 다음 회 이후 ②~③의 3차례 소개 드립니다.

에지 트리밍은 실리콘 웨이퍼로 대표되는 반도체용 기판의 에지부에 , 파손의 원인이 되는 것을 제거하는 기술입니다. 보통 실리콘 웨이퍼의 에지부는 구형 또는 곡면(R형상)로 가공되고있습니다만, 웨이퍼의 박막화에 따른 칼날처럼  예리한 형상이기 때문에 그것이 원인이 되어 치핑·균열이 발생했고, 결과, 웨이퍼의 파손에 이르는 확률이 높아집니다.
에지 트리밍 가공은 반도체 제조 기술(공법)으로 이미 중요한 공법(웨이퍼 에지부의 파손을 막는 방법으로)로서 인지되고 있어 많은 채용 사례를 가지고 있습니다.트리밍 가공 방식으로는 다이아몬드 연마석을 이용한 연삭방식, 브레이드를 이용한 절단 방식 등 여러방식이 존재하지만 Mipox는 "연마 필름 방식"을 채용하고 그 특징을 살린 독자적인 프로세스 애플리케이션을 전개하고 있습니다.


<"연마 필름 방식"에 의한 에지 트리밍 가공의 대표적인 특징, 우위성에 대해서>
● BG테이프(디바이스 면 보호 테이프)과 실리콘 웨이퍼의 에지부를 동시(함께)에 트리밍 가공할 수 있습니다(필름 연마 방식의 최대의 특징입니다). 연마 필름 방식에서 트리밍 가공한 에지부는 다른 트리밍 방식에서는 불가피한 BG테이프의 "귀"(웨이퍼에서 삐져나온 부분이 나온다)가 없기 때문에 BG가공 중의 다이아몬드 휠에 의한 풍압, 쿨란트 비산에 의한 웨이퍼의 움직임이 거의 제로로 줄일 수 있고, 안정된 상태에서 포러스 척 위에 웨이퍼 고정시킬 수 있습니다.

● 고 범프 웨이퍼에 대응한 BG테이프는 통상의 BG테이프와 다른 상당의 두께를 가진·유동성을 가진 점착층을 가지고있습니다만, 그것이 원인으로 웨이퍼 에지부에 접착제가  부착되는 문제를 안고 있습니다.그것들의 이물질이 BG가공 중에 다이아몬드 휠에 부착,  휠의 수명을 현저히 저하(눈이 막힘 연삭 불가능이 발생 등)에 하지만 연마 필름 방식에 의한 에지 트리밍 가공에 의해서 그 문제(원인)의 대부분을 제거할 수 있습니다.


● 케리어 기판(케리어 웨이퍼 위에서 박리화된 실리콘 웨이퍼의 경계부 칫핑부를 제거를 효율적으로 실시할 수 있습니다. 접착층에 수지(접착제)을 이용하는 것이 많은 TSV의 제조 공정에서 연마 필름 방식의 엣지 트리밍 가공은 특히 효과적이며, 숫돌 연삭 방식(다이아몬드 휠)이 어려운 수지·접착제의 영향을 받지 않고 소정의 트리밍 가공할 수 있습니다(수지·접착제가 연마 필름에 접촉해도 트리밍 가공적 영향을 받지 않습니다).

● 연마 필름의 선정에 따라서는 웨이퍼의 엣지부에 부착된 수지·접착제만 제거하는 "에지 클리닝 과정"에 대한 응용·전용이 가능합니다. 실리콘 웨이퍼의 에지부의 형상을 거의 유지한 채(형상·치수를 변화시키지 않고)에지부에 부착한 이물질을 제거시키는 것이 가능하다, 다른 장점과 마찬가지로 BG공정 안정(다이아몬드 홀의 연명)에 기여합니다.

● BG공정의 처리량을 향상시킬 수 있습니다. 통상 BG공정은 총 연삭(1st그라인드)과 마무리 연삭(2nd그라인드)의 2공정을 동일한 BG장치 속에서 연속적으로 처리합니다만, 이때 치핑의 발생과 웨이퍼 파손의 주요 원인은 1st그라인드 공정에 있다고 합니다. 일반적으로 1st그라인드는 연삭 가공량이 많아 그것에 대응한 비교적 굵은 번수( 굵은 연마 )의 다이아몬드 휠(숫돌)를 적용합니다만, 그 영향으로 연삭 가공 중의 웨이퍼에 대한 부담이 크며 웨이퍼의 박리화에 의해서 생긴 칼날부에 대한 부하도 커지는 만큼 치핑이 발생하고(웨이퍼 파손에 이르는)주요 원인으로 꼽히고 있습니다. 그것을 회피하기 때문에 1st그라인드 공정에 대해서는 다이아몬드 휠의 홈 속도를 낮추는 등의 대책을 적용하는 것이 많은데, 그래서 2nd그라인드의 연삭 시간과의 불균형(1st그라인드가 보틀넥이 된다)이 생기자 BG공정의 생산성을 떨어뜨리는 원인이 되어 버립니다. 연마 필름 방식에 의한 에지 트리밍 가공함으로써 그 영향이 없어지기 때문 휠의  속도를 높은 수준으로 유지시킬 수 있고 BG테이프 에지부의 "귀"의 " 흔들림"걱정도 없어지기 때문에 높은 회전을 설정할 수 있게 되는 결과 1st그라인드 공정 처리 속도를 향상시킬 수 있습니다.

● 숫돌 연삭 방식 블레이드 방식에 의한 에지 트리밍 가공에서는 표층의 박막에 치명적인 데미지가 발생하기 쉽다. GaNonSi와 SiConSi등의 민감한 웨이퍼에 대한 낮은 부하(저 데미지)에서 소정의 에지 트리밍 가공을 달성할 수 있습니다.또 이 특징을 살리고, 수십 μm의 두께로 얇은화된 후의 웨이퍼(지지 기반 없이)에 대해서도 다듬질 가공 및 모서리 가공을 하는 것도 가능합니다.