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반도체 생산공정을 위한 고점도 감광성 폴리이미드 탈포 및 공급시스템에 관한 연구
A Study on the High Viscosity Photosensitive Polyimide Degassing and Pumping System 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.2, 2015년, pp.1364 - 1369  

박형근 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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반도체 칩의 고집적화로 과거 와이어 본딩 공정에서 BUMP 공정으로 전환되면서 반도체칩과 외부 기기로 이어지는 통신선도 더욱 미세해짐으로 인해 보다 정밀한 작업이 필요한 실정이지만 PSPI의 고점도 특성상 정량제어가 어렵고 버블유입에 따른 수율의 저하가 계속되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 반도체 BUMP 공정에서 고점도 감광성 폴리이미드(PSPI : Photosensitive Polyimide)의 도포(coating)시 발생하는 기포(gas)를 제거하여 공급하는 D&P(Degassing and Pumping) 시스템을 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the wire bonding process has been converted into BUMP process due to the high density integration of semiconductor chip, the telecommunication line connecting to semiconductor chip and external devices have become finer. As a result, a more precise work is necessary. However, it is difficult to c...

주제어

#Degassing   #Chemical Pumping   #Photosensitive Polyimide   #BUMP  

AI 본문요약
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문제 정의

  • Control unit에서 PSPI의 유량을 정밀하게 제어하고 PSPI의 도포 후 미 도포 및 기포로 인한 공정손실(Process Loss)을 ‘0(zero)'에 근접한 수준으로 유지할 뿐만 아니라 손실 및 에러 발생 시 신속한 대처가 가능하여 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있도록 연구를 수행하였다.
  • 따라서 본 논문에서는 반도체 BUMP 공정에서 고점도 감광성 폴리이미드(PSPI : Photosensitive Polyimide)의 도포(coating)시 발생하는 기포(gas)를 제거하여 공급하는 D&P(Degassing and Pumping) 시스템을 개발함으로써 생산성을 향상시키고자 하였다.
  • 본 논문에서는 불량의 원인이 되는 기포를 제거하기 위하여 이중격벽(Dual diaphragm) 구조의 새로운 탈포(degassing) 시스템을 제안하고 이를 이용하여 고점도 PSPI D&P 시스템을 개발하였다.
  • 이에 본 논문에서는 고점도 감광성 폴리이미드(PSPI : Photosensitive Polyimide)의 도포(coating)시 발생하는 기포(gas)를 제거하여 공급하는 D&P(Degassing and Pumping) 시스템을 개발하였으며, 개발된 시스템의 성능은 Table 1과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폴리이미드는 빛에 대한 반응성 유무에 따라 어떻게 나뉘어지는가? 반도체 재료로서 사용되는 폴리이미드는 PR처럼 빛에 대한 반응성 유무에 따라 감광성(PSPI ;photosensitive polyimide)과 비감광성(PI)으로 나뉜다.여기서 PSPI 부분에 대해서는 positive type에 대해서만 다루기로 한다(여기서 언급되는 PSPI는 positive-type이 며, i-line PR과 동일하며 단지 resin 구조만 다름).
평판디스플레이 생산공정에서 버블 발생으로 인한 문제는? 최근의 반도체 기술개발 동향은 반도체 칩의 고집적 화로 과거 와이어 본딩 공정에서 BUMP 공정으로 전환 되면서 반도체칩과 외부 기기로 이어지는 통신선도 더욱 미세해짐으로 인해 보다 정밀한 작업이 필요한 실정이지만 PSPI의 고점도 특성상 정량제어가 어렵고 버블 유입에 따른 수율의 저하가 계속되고 있는 실정이다. 또한 평판디스플에이(FPD) 생산공정에서 디스플레이 보호를 위한 보호 커버(강화유리)를 합착 후 버블 발생시 제품을 폐기하거나 재작업 과정을 거쳐야 함에 따라 이는 수율  의 감소로 이어지고 있다.[1,2] 따라서 본 논문에서는 반도체 BUMP 공정에서 고점도 감광성 폴리이미드(PSPI : Photosensitive Polyimide) 의 도포(coating)시 발생하는 기포(gas)를 제거하여 공급 하는 D&P(Degassing and Pumping) 시스템을 개발함으 로써 생산성을 향상시키고자 하였다.
비감광성의 폴리이미드를 사용할 경우 생기는 단점은? PI는 빛에 대한 반응성이 없기 때문에 device의 PAD(Al로 되어있으며, device에 외부 전기 신호를 전달하는 역할)와 fuse 부분을 open 하기 위해서는 PI 위에 PR을 도포하여 포토공정을 진행한 후, 형성된 PR pattern을 mask로 하여 PAD와 fuse 부위의 PI를 open하게 된다. 이러한 경우 wet-etch 개념으로 PI open 을 하기 때문에 구현 가능한 open size한계가 있으며 구현된 PI pattern의 profile(overhang profile) 또한 깨끗하게 형성되지 못하는 단점이 있다. PSPI를 사용할 경우 PI 대비 공정 단축 및 PI에서 문제가 되는 한계 open size와 공정불량(상부 PR로 인한 불량)을 해결할 수 있는 이점이 있어 최근 반도체공정에 많이 적용되고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Korea semiconductor industry association, http://ksia.or.kr, Understanding of semiconductor and status of semiconductor industry 

  2. Hyoung-Keun Park, "Study on the FPCS for Photoresist Coating of Semiconductor Manufacturing Process", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 14, No. 9, pp.4467-4471, September 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.9.4467 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Hyoung-Keun Park, Keun-Wang Lee, "Development of DWCCS for Chemical Temperature Control of Semiconductor Manufacturing", International Journal of Control and Automation, Vol. 6, No. 3, pp.125-132, June 2013 

  4. Villegas I, Napolitano P., "Development of a continuous-flow system for the growth of compound semiconductor thin films via electrochemical atomic layer epitaxy", Journal of the Electrochemical Society, Vol. 146, No. 1, pp. 117-124, Jan. 1999 DOI: http://dx.doi.org/10.1149/1.1391573 

    상세보기 crossref

  5. Chiu WKS, Jaluria Y, "Continuous chemical vapor deposition processing with a moving finite thickness susceptor", Journal of Materials Research, Vol. 15, No. 2, pp.317-328, Feb. 2000 DOI: http://dx.doi.org/10.1557/JMR.2000.0050 

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