KR-20260060839-A - wafer bumping defect inspection apparatus

Abstract

본 발명은 웨이퍼 범핑 결함 검사장치에 관한 것으로서, 검사대상 웨이퍼가 수직상으로 이격되게 장착된 카세트가 수용되는 카세트실이 마련된 본체와, 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼에 대한 정렬 위치를 인식하는 선단 인식기와, 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼가 1차 로딩 플레이트에 유입되면 검사대상 웨이퍼의 상면과 하면을 스캐닝하여 표면의 상태를 검사하는 1차 검사부와, 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼가 메인로딩 플레이트로 유입되면 검사대상 웨이퍼의 상면을 현미경에 의해 범핑 상태를 검사하는 범핑 상태 검사부와, 본체에 설치되며 카세트실의 카세트에 수용된 검사대상 웨이퍼를 선단인식기, 1차 검사부, 범핑상태 검사부로의 이송을 수행하는 이송 핸들러를 구비한다. 이러한 웨이퍼 범핑 결함 검사장치에 의하면, 웨이퍼의 범핑 상태를 자동으로 검사하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.

Inventors

• 김도헌

Assignees

• (주)가온코리아

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (3)

1. 검사대상 웨이퍼가 수직상으로 이격되게 장착된 카세트가 수용되는 카세트실이 마련된 본체와; 상기 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼에 대한 정렬 위치를 인식하는 선단 인식기와; 상기 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼가 1차 로딩 플레이트에 유입되면 검사대상 웨이퍼의 상면과 하면을 스캐닝하여 표면의 상태를 검사하는 1차 검사부와; 상기 본체에 설치되며 검사대상 웨이퍼가 메인로딩 플레이트로 유입되면 검사대상 웨이퍼의 상면을 현미경에 의해 범핑 상태를 검사하는 범핑 상태 검사부와; 상기 본체에 설치되며 상기 카세트실의 카세트에 수용된 검사대상 웨이퍼를 상기 선단인식기, 상기 1차 검사부, 상기 범핑상태 검사부로의 이송을 수행하는 이송 핸들러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 결함 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 범핑 상태 검사부는 상기 메인로딩 플레이트를 평면상에서 위치 이동할 수 있도록 된 위치 이동 스테이지;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 결함 검사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 1차 검사부는 상기 1차 로딩 플레이트에 안착된 검사 대상 웨이퍼의 상면과 하면을 각각 라인카메라로 촬상하는 복수개의 라인스캐너;를 구비하고, 상기 선단인식기에 의해 인식된 고유식별정보에 매칭시켜 상기 라인스캐너로부터 수신된 정보로부터 표면결함 여부를 판단하고, 상기 현미경으로부터 수신된 영상정보로부터 검사대상 웨이퍼에 형성된 범핑의 오류여부를 검사하는 검사처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 결함 검사장치.

Description

웨이퍼 범핑 결함 검사장치{wafer bumping defect inspection apparatus} 본 발명은 웨이퍼 범핑 결함 검사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 웨이퍼의 범핑 결함을 자동으로 검사할 수 있도록 된 웨이퍼 범핑 결함 검사장치에 관한 것이다. 일반적으로 유리 기판에 캐비티들을 가공한 템플릿을 이용하여 웨이퍼 범핑 공정을 수행한다. 외부 리드(outer lead)와 연결된 기판 상의 내부 리드와 와이어 본딩(wire bonding)으로 연결하는 경우에 공간 활용에 제약이 크므로, 템플릿의 캐비티들에 솔더 범프들을 만들고 이를 칩 단위 또는 웨이퍼 단위의 전극 패드들에 전이하는 웨이퍼 범핑 공정을 수행하고 솔더 범프들이 전이된 칩을 기판 상의 내부 리드와 연결시켜 플립 칩(flip chip) 형태로 패키징을 수행한다. 이와 같은 웨이퍼 범핑을 위하여 일반적으로 유리 재질의 템플릿 상에 원하는 위치들에 솔더 범프가 적절히 형성되었는 지 여부, 또는 템플릿의 솔더 범프를 반도체 웨이퍼로 전이한 후 솔더 범프가 반도체 웨이퍼로 적절히 전이되었는지 여부를 검사하게 된다. 일반적으로 템플릿 또는 반도체 웨이퍼 등에 형성된 솔더 범프 상태의 검사는 작업자가 현미경을 통해 검사한다. 따라서, 이러한 웨이퍼에 형성된 펌핑을 자동으로 검사를 용이하게 수행할 수 있는 장비가 요구되고 있다. 도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 범핑 결함 검사장치를 나타내 보인 정면도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 범핑 결함 검사장치의 작동요소가 노출되게 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 범핑 상태 검사부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 도 2의 선단 인식기를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 5는 도 2의 라인 스캐너를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 2의 이송 핸들러의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 2의 범핑 상태 검사부의 현미경에 의해 촬상된 범핑 상태를 도시한 사진이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 결함 검사장치를 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 범핑 결함 검사장치를 나타내 보인 정면도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 범핑 결함 검사장치의 작동요소가 노출되게 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 범핑 상태 검사부를 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 범핑 결함 검사장치(100)는 본체(110), 선단 인식기(120), 1차 검사부(180), 범핑 상태 검사부(150), 이송 핸들러(190) 및 검사처리부(200)를 구비한다. 본체(110)는 사각 함체 형태로 형성되어 있고, 검사대상 웨이퍼(10)가 수직상으로 이격되게 장착되어 전후가 개방된 사각 함체 형태의 카세트가 수용되는 카세트실(101)과, 후술되는 선단 인식기(120), 1차 검사부(180), 범핑 상태 검사부(150), 이송 핸들러(190) 및 검사처리부(200)가 구획되어 설치될 수 있는 수용공간을 갖게 형성되어 있다. 여기서 카세트는 수직상으로 웨이퍼(10)를 이격되게 장착할 수 있도록 된 통상의 웨이퍼 수납 구조로 되어 있다. 선단 인식기(120)는 본체(110)에 설치되며 이송 핸들러(190)에 의해 이송되어 로딩된 검사대상 웨이퍼(10)에 대한 정렬 위치를 인식하고, 인식된 정렬 위치로 로딩상태를 조정한다. 선단 인식기(120)는 검사대상 웨이퍼(10)의 고유식별정보도 인식하여 검사처리부(200)에 제공하고, 도 4를 함께 참조하여 설명한다. 선단 인식기(120)는 이송 핸들러(190)에 의해 이송된 검사 대상 웨이퍼(10)가 안착되는 정렬판(121)을 구동모터(123)에 의해 정역회전시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 선단 인식기(120)는 정렬판(121) 상부에서 정렬판(121)에 안착된 검사 대상 웨이퍼(10)를 촬상하는 인식모듈이 장착되어 웨이퍼(10)에 형성된 정렬용 노치 정보와 인식된 고유식별정보를 검사처리부(200)에 제공한다. 이러한 선단 인식기(120)는 검사 처리부(200)에 제어되어 설정된 정렬방향으로 검사 대상 웨이퍼(10)가 정렬되게 정렬판(121)을 회전시킨다. 여기서, 정렬방향은 검사 대상 웨이퍼(10)에 형성된 노치 또는 플랫부분을 검출하여 정렬하도록 구축될 수 있다. 선단 인식기(120)에 의해 정렬위치로 정렬된 검사대상 웨이퍼(10)는 이송 핸들러(190)에 의해 1차 검사부(180)로 이송된다. 1차 검사부(180)는 본체(110)에 설치되며 검사대상 웨이퍼(10)가 1차 로딩 플레이트(152)에 유입되면 검사대상 웨이퍼(10)의 상면과 하면을 스캐닝하여 표면의 상태를 검사하여 검사 처리부(200)에 제공한다. 1차 로딩 플레이트(152)는 상호 나란하게 배치되어 감사 대상 웨이퍼(10)이 안착을 지지하는 두 개의 아암이 좌측와 우측에 각각 마련된 구조로 되어 있다. 1차 로딩 플레이트(152)의 아암 사이의 간격은 적용되는 검사 대상 웨이퍼(10)의 사이즈에 따라 조정될 수 있게 구축되어 있다. 1차 검사부(180)는 1차 로딩 플레이트(185)에 안착된 검사 대상 웨이퍼(10)의 상면과 하면을 각각 도 5에 예시된 바와 같이 1차 로딩 플레이트(185)의 상부 및 하부에서 이송되면서 상면과 하면의 표면정보를 각각 라인 카메라(181)(182)로 촬상을 수행하는 라인 스캐너가 적용된다. 1차 검사부(180)는 촬상된 정보를 검사 처리부(200)에 제공한다. 1차 검사부(180)에서 1차 표면검사가 완료된 검사대상 웨이퍼(10)는 이송 핸들러(190)에 의해 범핑상태 검사부(150)로 이송된다. 범핑 상태 검사부(150)는 본체(110)에 설치되며 검사대상 웨이퍼(10)가 메인로딩 플레이트(152)로 유입되면 검사대상 웨이퍼(10)의 상면을 현미경(155)에 의해 범핑 상태를 검사한다. 범핑 상태 검사부(150)는 고정된 현미경(155)에 대해 검사대상 영역의 이동을 지원하도록 메인 로딩 플레이트(152)를 평면상에서 위치 이동할 수 있도록 된 이송스테이지(157)가 마련되어 있다. 이동 스테이지(157)는 메인 로딩 플레이트(152)를 평면상에서 직교하는 방향으로 이동을 지원하는 구조로 구축되어 있다. 메인 로딩 플레이트(152)는 진공 흡착에 의해 검사대상 웨이퍼(10)를 흡착상태로 안착을 유지하는 구조로 구축되어 있다. 이송 핸들러(190)는 본체(110)에 설치되며 카세트실(101)의 카세트에 수용된 검사대상 웨이퍼(10)를 선단인식기(120), 1차 검사부(180), 범핑상태 검사부(150)로의 이송을 수행한다. 이송 핸들러(190)는 상부로 승하강되는 승하강 플레이트(195)와, 승하강 플레이트(195)에 회전되면서 검사대상 웨이퍼(10)를 안착하여 이송하는 안착이송기(196)를 갖는 구조로 되어 있다. 안착 이송기(196)는 승하강 플레이트(195)에 직렬상으로 상대회전가능하게 접속된 제1 내지 제3회전아암(196a 내지 196c) 및 제3회전아암(196c)의 종단에 중앙이 개방되게 반원형 링판 형상으로 형성된 핸들 안착플레이트(197)를 갖는 구조로 되어 있다. 도시된 예와 다르게, 이송 핸들러(190)는 검사 대상 웨이퍼(10)의 외경에 따라 선택적으로 이용할 수 있도록 상호 독립적으로 회전되는 2개의 안착 이송기가 적용될 수 있고, 그 예를 도 6을 참조하여 설명한다. 이송 핸들러(190)는 직선 왕복가이드레일(193)을 따라 이송 슬라이더(191)가 직선 왕복 이동할 수 있도록 구축될 수 있다. 이송 슬라이더(191)에는 이송 슬라이더(191)의 상부로 승하강되는 승하강 플레이트(195)와, 승하강 플레이트(195)에 회전되면서 검사대상 웨이퍼(10)를 안착하여 이송하는 안착이송기(196)를 갖는 구조로 되어 있다. 또한, 검사 대상 웨이퍼(10)의 외경에 따라 선택적으로 이용할 수 있도록 상호 독립적으로 회전되는 2개의 안착 이송기(196)가 적용되어 있다. 이러한 이송 핸들러(190)는 검사대상 웨이퍼(10)의 하부에 핸들 안착플레이트(197)가 위치되게 안착이송기(196)를 작동한 후 승하강 플레이트(195)를 상승시켜 핸들 안착플레이트(197)에 검사대상 웨이퍼(10)를 안착시키고, 이후 검사공정에 대응되는 로딩 위치로 핸들 안착플레이트(197)를 이송시켜 검사대상 웨이퍼(10)를 전달하도록 작동된다. 도시된 예와 다르게 핸들 안착 플에이트(197)에 대해 요구되는 동선에 대해 직선 왕복가이드레일(193)이 요구되지 않은 경우 생략될 수 있음은 물론이다. 이러한 이송 핸들러(190)는 검사 대상 웨이퍼(10)의 하부에 핸들 안착플레이트(195)가 위치되게 안착이송기(196)를 작동한 후 승하강 플레이트(191)를 상승시켜 핸들 안착플레이트(195)에 검사대상 웨이퍼(10)를 안착시키고, 이후 검사공정에 대응되는 로딩 위치로 핸들 안착플레이트(195)를 이송시켜 검사대상 웨이퍼(10)를 전달하도록 작동된다. 검사처리부(200)는 선단인식기(120)에 의해 인식된 고유식별정보에 매칭시켜 1차검사부(180)의 라인스캐너로부터 수신된 정보로부터 표면결함 여부를 판단하고, 도 7에 예시된 바와 같이 현미경(155)으로부터 수신된 영상정보로부터 검사대상 웨이퍼(10)에 형성된 범핑의 오류여부를 검사하고, 검사결과를 표시장치를 통해 표시한다. 또한, 검사처리부(200)는 라인스캐너로부터 수신된 정보로부터 표면결함 여부를 판단한다. 즉 검사처리부(200)는 검사대상 웨이퍼(10)의 백사이드(Back Side) 표면에 대해 라인스캐너에 의해 촬상된 영상으로부터 이미지 분석을 통해 크랙(crack) 또는 떨어져나감(chipping)과 같은 불량을 검출하고, 불량검출결과를 표시장치를 통해 표시하여 제공한다. 이러한 검사처리부(200)는 선단 인식기(120), 1차 검사부(180), 범핑 상태 검사부(150), 이송 핸들러(190)를 검사 공정에 대응되게 구동을 제어한다. 이상에서 설명된 웨이퍼 범핑 결함 검사장치에 의하면, 웨이퍼의 범핑 상태를 자동으로 검사하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.