KR101104880B1 - 반도체칩 패키징 공정에 사용되는 웨이퍼 링프레임 검사장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 링프레임의 휨과 변형을 검사하는 검사장치가 개시된다. 검사장치는 외형검사부와 내형검사부로 구성된다. 외형검사부는 외부에서 웨이퍼 링프레임이 내부로 투입되는 투입구가 상부에 형성되며, 웨이퍼 링프레임의 외주면에 대응되는 형상의 내측면을 구비하는 실린더 형상으로 구성된다. 내형검사부는 외형검사부 내에 구비되며 웨이퍼 링프레임의 내주면에 대응되는 형상의 외측면을 구비하는 원통 형상으로 구성된다. 투입구를 통해 외형검사부 내에 투입된 웨이퍼 링프레임이 외형검사부와 내형검사부 사이의 공간을 따라 자중에 의해 하방 이동함에 따라, 웨이퍼 링프레임의 외주면 및 내주면의 형상이 정상임을 판단할 수 있다. 간단한 작업에 의해 웨이퍼 링프레임의 외경면과 내경면의 형상이나 치수의 변형은 물론이고 휨에 의한 변형도 검사가 가능하다.

Description

반도체칩 패키징 공정에 사용되는 웨이퍼 링프레임 검사장치 {Wafer Ring Frame Inspection Unit used in Semiconductor Packaging Process}

본 발명은 반도체칩 패키징 공정에 사용되는 웨이퍼 링프레임 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 링프레임의 휨 및 외주면 및 내주면의 형상과 치수의 변형을 간단한 작업으로 검사할 수 있는 웨이퍼 링프레임 검사장치에 관한 것이다.

웨이퍼상에 제작된 반도체 칩은 별도의 패키징(Packaging) 공정을 통해 개개의 칩 제품으로 양산된다. 패키징 공정은 Dicing(SAW) 을 통해 웨이퍼상에 패터닝(patterning) 되어 있는 수많은 칩을 개개의 칩으로 나누어 주는 공정으로부터 시작된다. 이러한 Dicing 공정을 수행하기 위해서, 웨이퍼 상태의 반도체칩은 웨이퍼 링프레임(Wafer Ring Frame)에 점착력이 있는 테이프를 사용하여 고정된다.

도 1 은 일반적인 웨이퍼 링프레임의 일 예를 도시한 것이다. 웨이퍼 링프레임(10)은 대략 링 형상을 갖는 평판상으로 형성되며, Dicing 툴에서 요구되는 세부 형상을 갖도록 그 외주면(11) 및 내주면(12)이 특유의 형상으로 구성된다. 이러한 웨이퍼 링프레임(10)의 내측에 UV 테이프와 같은 점착력 있는 테이프가 접착되고 그 위에 웨이퍼가 안착됨으로써 Dicing 을 위하여 웨이퍼가 웨이퍼 링프레임(10)에 고정된 상태가 된다.

이러한 웨이퍼 링프레임은 6인치, 8인치, 12인치 등과 같은 웨이퍼의 크기에 따라 다양한 크기로 제작되며, 또한 각 부분의 치수는 적용되는 현장에 따라 다르게 구성되나, 반도체 패키징 공정, 특히 Dicing 공정에서 요구되는 정밀도에 부합되기 위해서 각 부분의 치수는 매우 큰 정밀도로 유지되어야 한다.

그러나 웨이퍼 링프레임(10)은 반복 사용됨에 따라 사용 환경에 따른 변형이 누적되어 각 부분의 치수가 공정의 불량을 유발할 정도로 달라질 수 있다. 이러한 변형은 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)과 내주면(12)의 형상에서도 발생하고, 웨이퍼 링프레임(10)의 판면 자체의 뒤틀림에 따른 휨에서도 발생한다. 웨이퍼 링프레임(10)의 변형이 발생하면 웨이퍼 장착 위치의 정렬(Alignment)이 정확하게 이루어지지 않아 Dicing 공정에서의 부정확도를 유발하여 패키징 공정 전체에서의 불량 발생이 야기된다.

이러한 판면의 휨이나 외주면(11)과 내주면(12)의 변형은 지속적인 사용에 의해서 뿐만 아니라, 웨이퍼 링프레임(10)의 최초 제작시에도 발생할 수 있다. 따라서 이러한 치수의 부정확 여부를 웨이퍼 링프레임(10)이 입고되어 최초로 사용되기 전에 검증할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 작업에 의해 웨이퍼 링프레임의 외경면과 내경면의 형상이나 치수의 변형은 물론이고 휨에 의한 변형도 검사가 가능하도록 구성된 웨이퍼 링프레임 검사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 링프레임 검사장치는, 외부에서 상기 웨이퍼 링프레임이 내부로 투입되는 투입구가 상부에 형성되며, 상기 웨이퍼 링프레임의 외주면에 대응되는 형상의 내측면을 구비하는 실린더 형상의 외형검사부; 및 상기 외형검사부 내에 구비되며 상기 웨이퍼 링프레임의 내주면에 대응되는 형상의 외측면을 구비하는 원통 형상의 내형검사부;를 포함하여 구성됨으로써, 상기 투입구를 통해 상기 외형검사부 내에 투입된 상기 웨이퍼 링프레임이 상기 외형검사부와 상기 내형검사부 사이의 공간을 따라 자중에 의해 하방 이동함에 따라 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 외주면 및 상기 내주면의 형상이 정상임을 판단할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기어세, 상기 투입구는 상기 외형검사부의 상부 측면에 형성되며, 상기 웨이퍼 링프레임의 두께에 대응되는 두께를 갖는 슬릿 형상으로 형성됨으로써, 상기 웨이퍼 링프레임이 판면 방향으로 상기 투입구를 통과함에 따라 상기 웨이퍼 링프레임의 휨이 정상임을 판단할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 투입구를 형성하는 평판상의 가이드가 상기 외형검사부에 형성될 수 있다.

상기 외형검사부의 상기 내측면은 그 상부 영역에서 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 외주면의 크기보다 크도록 형성되고, 상기 내형검사부의 상기 외측면은 그 상부 영역에서 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 내주면의 크기보다 작도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 간단한 작업에 의해 웨이퍼 링프레임의 외경면과 내경면의 형상이나 치수의 변형은 물론이고 휨에 의한 변형도 검사가 가능하다는 장점이 있다.

도 1 은 일반적인 웨이퍼 링프레임의 일 예를 보여주는 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 웨이퍼 링프레임 검사장치의 외관을 보여주는 사시도.
도 3 은 도 2 의 측단면도.
도 4 내지 6 은 도 3 의 검사장치에 의해 웨이퍼 링프레임이 검사되는 과정을 순차적으로 도시한 도면.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 웨이퍼 링프레임 검사장치의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 3 은 도 2 의 측단면도이다. 본 발명의 실시예에 대한 설명에서 도 1 에 도시된 웨이퍼 링프레임(10)에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여 인용한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 링프레임 검사장치는 외형검사부(30)와 내형검사부(40)로 구성된다. 외형검사부(30)는 전체적으로 대략 실린더 형상을 갖도록 형성되고, 내형검사부(40)는 외형검사부(30)의 내부 공간 내에 수용된 대략 원통의 형상을 갖도록 형성된다.

외형검사부(30)는 그 상부의 측면에 슬릿 형상의 투입구(38)를 구비하고 있으며, 이 투입구(38)를 통해 웨이퍼 링프레임(10)이 외부로부터 외형검사부(30) 내부로 투입된다. 투입구(38)는 평행하게 배치된 한 쌍의 평판상의 가이드(35) 사이의 공간에 의해 형성되며, 이때 투입구(38)의 두께(상하 방향의 폭)는 웨이퍼 링프레임(10)의 판면의 두께와 정확하게 일치되도록 구성된다. 따라서, 만약 웨이퍼 링프레임(10)의 판면에 휨이 발생되어 있다면 웨이퍼 링프레임(10)은 투입구(38)를 원활하게 통과하지 못하게 된다.

외형검사부(30)의 하부 영역의 내측면(31)은 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)의 형상과 일치하는 형상을 갖도록 구성되고, 외형검사부(30)의 상부 영역의 내측면(32)은 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)보다 다소 큰 형상을 갖도록 구성된다. 또한, 내형검사부(40)의 하부의 영역의 외측면(41)은 웨이퍼 링프레임(10)의 내주면(12)의 형상과 일치하는 형상을 갖도록 구성되고, 내형검사부(40)의 상부 영역의 외측면(42)은 웨이퍼 링프레임(10)의 내주면(12)보다 다소 큰 형상을 갖도록 구성된다.

한편, 도 3 에 도시된 바와 같이, 가이드(35)는 외형검사부(30)의 내측면으로 연장된 형태로 구성되고, 이에 부합하여 외형검사부(30)의 상단부 중 가이드(35)와 마주보는 영역(도 3 의 좌측 상단부 영역)은 그 내경면이 타 부위에 비해서 더 확관된 형태로 구성되어 있다.

도 4 내지 6 은 도 3 의 검사장치에 의해 웨이퍼 링프레임이 검사되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.

도 3 과 같은 상태에서 웨이퍼 링프레임(10)이 판면 방향으로 투입구(38)에 인입되면, 웨이퍼 링프레임(10)은 투입구(38)를 관통하여 도 4 와 같이 외형검사부(30) 내부로 투입된다. 웨이퍼 링프레임(10)이 판면 방향으로 투입구(35)를 통과하면, 이를 통해 웨이퍼 링프레임(10)의 판면에 대해 휨이 발생하지 않은 정상임을 판단할 수 있다. 즉, 투입구(38)의 폭이 웨이퍼 링프레임(10)의 판면의 두께와 정확하게 일치하도록 구성되어 있으므로, 웨이퍼 링프레임(10)의 판면에 휨이 발생하였다면 웨이퍼 링프레임(10)이 가이드(35) 사이의 투입구(28)를 통과하는 동안 가이드(35)에 걸리거나 통과하기가 어렵게 되므로, 통과 여부를 통해 판면의 휨의 정상 여부를 확인할 수 있다.

도 4 의 상태에서, 웨이퍼 링프레임(10)은 자중에 의해 도 5 와 같이 하향 이동한다. 외형검사부(30)와 내형검사부(40)는 각각의 상부 영역에서의 내측면(32)과 외측면(42)이 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)과 내주면(12)에 비해 크게 형성되어 있으므로, 웨이퍼 링프레임(10)의 가운데 빈 부분에 내형검사부(40)의 상단부가 끼워지는 형태로 웨이퍼 링프레임(10)이 외형검사부(30)와 내형검사부(40) 사이의 공간을 따라 자중에 의해 이동하여 도 6 과 같은 상태가 된다.

외형검사부(30)와 내형검사부(40)는 각각의 하부 영역에서의 내측면(31)과 외측면(41)이 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)과 내주면(12)의 형상에 정확하게 일치되도록 형성되어 있으므로, 만약 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11) 또는 내주면(12)의 형상에 변형이 발생하였다면 웨이퍼 링프레임(10)은 도 6 의 상태에서 외형검사부(30)와 내형검사부(40) 사이의 공간에 끼인 상태에서 더 이상 하향 이동되지 못하고 걸리게 되고, 정상이라면 도 6 과 같은 상태에서 하향 이동하여 검사장치 하부로 자중에 의해 낙하하여 배출된다. 따라서 이를 통해 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)과 내주면(12)의 정상/변형 여부를 검사할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 투입구(38)를 통해 웨이퍼 링프레임(10)의 판면의 휨을 검사할 수 있고 외형검사부(30)와 내형검사부(40)를 통해 웨이퍼 링프레임(10)의 외주면(11)과 내주면(12)의 형상의 정상 여부를 검사할 수 있다. 따라서, 본 검사장치에 웨이퍼 링프레임(10)을 투입하고 하방으로 배출되는 것을 확인하는 간단한 작업에 의해 웨이퍼 링프레임(10)의 정상 여부를 신속하게 확인할 수 있다.

한편, 도 4 의 상태에서는, 도 3 과 같이 투입된 웨이퍼 링프레임(10)이 투입된 방향과 정확하게 일치하지 않고 수직 방향의 회전축선을 중심으로 다소 회전되도록 위치 변경될 수가 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이 웨이퍼 링프레임(10)의 형상은 완전한 대칭 형상이 아니므로 만약 도 4 의 상태에서 다소 회전된 위치에 놓이게 되면 웨이퍼 링프레임(10)이 내형검사부(40)의 상단부에 걸리어 내려가지 않는 상태가 될 우려가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 외형검사부(30)와 내형검사부(40)는 그 상부 영역에서의 내측면(32)과 외측면(41)이 확관되도록 경사지게 형성되어 있으므로, 검사장치의 상부 영역에서는 웨이퍼 링프레임(10)보다 큰 공간이 이루어지게 된다. 따라서 도 5 와 같은 상태에서 도 6 과 같은 상태로의 자중에 의한 이동이 웨이퍼 링프레임(10)의 회전 방향상의 위치 변경이 발생한 경우라도 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 링프레임 검사장치에 있어서,
   외부에서 상기 웨이퍼 링프레임이 내부로 투입되는 투입구가 상부에 형성되며, 상기 웨이퍼 링프레임의 외주면에 대응되는 형상의 내측면을 구비하는 실린더 형상의 외형검사부; 및
   상기 외형검사부 내에 구비되며 상기 웨이퍼 링프레임의 내주면에 대응되는 형상의 외측면을 구비하는 원통 형상의 내형검사부;를 포함하여 구성됨으로써,
   상기 투입구를 통해 상기 외형검사부 내에 투입된 상기 웨이퍼 링프레임이 상기 외형검사부와 상기 내형검사부 사이의 공간을 따라 자중에 의해 하방 이동함에 따라 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 외주면 및 상기 내주면의 형상이 정상임을 판단할 수 있도록 구성된 웨이퍼 링프레임 검사장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 투입구는 상기 외형검사부의 상부 측면에 형성되며, 상기 웨이퍼 링프레임의 두께에 대응되는 두께를 갖는 슬릿 형상으로 형성됨으로써,
   상기 웨이퍼 링프레임이 판면 방향으로 상기 투입구를 통과함에 따라 상기 웨이퍼 링프레임의 휨이 정상임을 판단할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 링프레임 검사장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 투입구를 형성하는 평판상의 가이드가 상기 외형검사부에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 링프레임 검사장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외형검사부의 상기 내측면은 그 상부 영역에서 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 외주면의 크기보다 크도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 링프레임 검사장치.
   
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내형검사부의 상기 외측면은 그 상부 영역에서 상기 웨이퍼 링프레임의 상기 내주면의 크기보다 작도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 링프레임 검사장치.

Images