반도체 Assembly 공정 (feat. 백그라인딩, 웨이퍼 다이싱, Die Attach, Bonding)

반도체 어셈블리(Assembly) 공정의 핵심 4단계인 백그라인딩, 웨이퍼 다이싱, Die Attach 및 Bonding 과정에 대한 내용을 알려드립니다. 주요 장비와 소재 공급업체 그리고 각 공정 플로우의 중요성과 기술적 세부사항을 전반적으로 알려드립니다. 특히, 반도체 후공정 분야의 취업을 준비하시는 분들께 유의미한 정보를 제공하고자 합니다.

 

 

목차

1. 백그라인딩
   1-1. 백그라인딩 공정
   1-2. CMP 장비 및 주요 업체

2. 웨이퍼 다이싱
   2-1. 다이싱 주요 공정
   2-2. 다이싱 주요 업체

3. Die Attach 및 Bonding

 

 

 

    1. 백그라인딩이란?

---

반도체 제조 공정의 핵심 단계 중 하나인 백그라인딩은 웨이퍼의 후면을 얇게 가공하여 칩의 집적도를 높이는 중요한 과정입니다. 이 과정은 웨이퍼의 두께를 줄임으로써 다층 구조(Multi-Chip Package, MCP) 반도체 제작 시 부피 증가를 최소화합니다.

 

1-1. 백그라인딩 공정

---

백그라인딩 공정은 크게 세 단계로 이루어집니다. 첫 번째는 테이프 라미네이션, 여기서 접착테이프를 웨이퍼 전면에 부착하여 보호합니다. 두 번째는 백그라인딩 자체로, 여기서 그라인딩 휠을 사용해 웨이퍼의 후면을 연삭 합니다. 마지막으로, 웨이퍼 마운팅 단계에서는 칩 Dicing/Saw를 위한 준비가 이루어집니다.

 

CMP(Chemical Mechanical Polishing)는 이러한 백그라인딩 과정에서 핵심적인 역할을 합니다. 이 공정은 웨이퍼의 표면을 화학적, 기계적으로 평평하게 만들어 포토 공정에서 발생할 수 있는 단차 문제를 해결합니다. CMP는 특히 적층공정이 많은 반도체에서 중요한 역할을 하며, OLED 산업에서도 미세화 추세에 따라 중요성이 증가하고 있습니다.

 

반도체 백그라인딩 및 CMP 공정에 필요한 주요 장비 및 소재는 다음과 같습니다.

 

1. Tape Lamination: Lintech, 3M, Meyer Burger 등이 제공
   
   
2. Back Grinder: Disco, Accretech, Ebara 및 AM Tech 등이 제조
   
   
3. Chip Mounter: Matsushita, Fuji, JUKI 등이 공급
   
   
4. CMP 장비: AMAT, Ebara, 케이씨텍 등이 중요한 역할
   
   

1-2. CMP 장비 및 주요 업체

---

CMP 장비의 주요 부분으로는 연마장치, 세정장치, 슬러리 공급 장치 등이 있으며, 이들은 버핑, 산화물, 금속 CMP 등으로 구분됩니다. CMP 소재인 슬러리는 절연막 연마에는 SiO2 계열, 금속 연마에는 CeO2 계열이 주로 사용됩니다.

 

구분	장비/소재	주요 공급업체	비고
Tape Lamination	장비	Lintech, 3M, Mayer Burger	-
Back Grinding	장비	Disco, Accretech, Ebara, AM Tech	-
Chip Mounting	장비	Matsushita, 후지i, JUKI	-
CMP 장비	장비	AMAT, Ebara, 케이씨텍	AMAT가 시장 점유율 70%
CMP 슬러리	소재	히타치, 후지, 삼성SDI, 케이씨텍, 솔브레인	Oxide CMP용
CMP 패드	소재	NITTA Hass, Cabot, SKC	-

 

 

   2. 웨이퍼 다이싱이란?

---

반도체 제조 과정에서 핵심적인 역할을 하는 웨이퍼 다이싱(Dicing) 공정은 칩을 개별화하는 중요한 단계입니다. 이 공정은 Sawing이나 Singulation으로도 알려져 있으며, 평탄화된 웨이퍼를 칩 단위로 절단하는 작업을 포함합니다. 웨이퍼의 두께가 얇아지면서 절단 방식의 발전이 이루어졌고, 이는 생산성과 품질 향상에 기여했습니다.

 

2-1. 다이싱 주요 공정

---

다이싱 공정은 주로 웨이퍼 Grinding, 테이핑, 그리고 본격적인 Dicing으로 이루어집니다. 블레이딩 공정 도중에는 Di Water를 사용해 마찰열을 줄이는 작업이 필요합니다.

 

• 블레이드 다이싱: 초기 6인치 웨이퍼에 사용되며, 웨이퍼에 선을 그어 브레이킹으로 칩을 분리
  
  
• 8인치 웨이퍼 다이싱: 웨이퍼 후면에 보호 테이프를 부착하고 Di Water로 마찰열을 감소
  
  
• DBG (Dicing Before Grinding): 12인치 웨이퍼, WLP에 적용되며, 다이싱 후 그라인딩을 진행
  
  
• 레이저 다이싱: 100㎛ 이하의 얇은 웨이퍼에 주로 사용되며, 일반 레이저와 스텔스 다이싱 방식으로 나뉨
  
  
• 플라즈마 다이싱: 30㎛ 이하의 얇은 웨이퍼에 사용되며, 빠른 속도로 전면을 다이싱
  
  

2-2. 다이싱 주요 업체

---

장비/소재 분류	주요 공급업체
블레이드 다이싱	디스코, Kulicke&sofa, 한미반도체
레이저 다이싱	디스코, Hamamatsu, 이오테크닉스
플라즈마 다이싱	디스코(with 플라즈마-써머)
다이싱 테일	Lintech, Denko, 히타치, Sumitomo, 3M, Henkel

 

 

 

    3. Die Attach 및 Bonding

---

반도체 제조 과정에서 Die Attach 및 Bonding은 중요한 단계입니다. 이 과정에서는 웨이퍼에서 잘라낸 칩(다이)을 PCB나 플라스틱 패키지에 부착하고 전기적 연결을 만듭니다. 이때 사용되는 매개체는 금속소재의 Lead Frame과 Substrate(기판)으로 나뉩니다.

 

본딩 과정에서는 와이어본딩과 솔더범프 방식이 사용되며, 칩과 외부 PCB(마더보드) 연결에는 리드프레임 혹은 솔더볼이 활용됩니다. 이러한 소재와 방식에 따라 패키징 종류가 결정됩니다.

 

카테고리	소재/장비	역할	주요 공급업체
소재	솔더페이스트	접착	엠케이전자
소재	Die Attach Film	다이 부착	Lintech
장비	Reflow	표면 안정화	피에스케이 홀딩스, 에스티아이
장비	Die Bonder	칩 부착	한미반도체, 프로텍
장비	Dispenser	레진/에폭시 몰딩	프로텍

 

 

 

반도체 후공정 관련 게시글

2023.08.19 - [IT & 과학/반도체 기술 공정] - 반도체 패키징 - FOWLP 공정 // FOWLP 공정의 개요, TSV기술, FOWLP 공정 순서

반도체 패키징 - FOWLP 공정 // FOWLP 공정의 개요, TSV기술, FOWLP 공정 순서

2023.08.06 - [IT & 과학/반도체 기술 공정] - 반도체 후공정 - 테스트 공정 : 전기적 파라미터와 공정 변수의 연동 이해

반도체 후공정 - 테스트 공정 : 전기적 파라미터와 공정 변수의 연동 이해

2023.08.01 - [IT & 과학/반도체 기술 공정] - 반도체 후공정의 모든 것 : 반도체 테스트 공정 - 웨이퍼 테스트(W/F Test), 패키지 테스트(PKG Test)

반도체 후공정의 모든 것 : 반도체 테스트 공정 - 웨이퍼 테스트(W/F Test), 패키지 테스트(PKG Test)