• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권1호
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• pp.27-31
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• 2009

본 논문에서는 웨이퍼 레벨 기술을 이용한 CIS용 폴리머 접합 기술을 연구하고 접합 후의 warpage 분석과 개별 패키지의 신뢰성 테스트를 수행하였다. 균일한 접합 높이를 유지하기 위하여 glass 웨이퍼 상에 dam을 형성하고 접합용 폴리머 층을 patterning하여 Si과 glass 웨이퍼의 접합 테스트를 수행하였다. Si 웨이퍼의 접합온도, 접합 압력 그리고 접합 층이 낮을수록 warpage 결과가 감소하였으며 접합시간과 승온 시간이 짧을수록 warpage 결과가 증가하는 것을 확인하였다. 접합 된 웨이퍼를 dicing 하여 각 개별 칩 단위로 TC, HTC, Humidity soak의 신뢰성 테스트를 수행하였으며 warpage 결과가 패키지의 신뢰성 결과에 미치는 영향은 미비한 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권1호
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• pp.41-45
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• 2018

기술의 발전과 전자기기의 소형화와 함께 반도체의 크기는 점점 작아지고 있다. 이와 동시에 반도체 성능의 고도화가 진행되면서 입출력 단자의 밀도는 높아져 패키징의 어려움이 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 산업계에서는 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FO-WLP)에 주목하고 있다. 또한 FO-WLP는 다른 패키지 방식과 비교해 얇은 두께, 강한 열 저항 등의 장점을 가지고 있다. 하지만 현재 FO-WLP는 생산하는데 몇 가지 어려움이 있는데, 그 중 한가지가 웨이퍼의 휨(Warpage) 현상의 제어이다. 이러한 휨 변형은 서로 다른 재료의 열팽창계수, 탄성계수 등에 의해 발생하고, 이는 칩과 인터커넥트 간의 정렬 불량 등을 야기해 대량생산에 있어 제품의 신뢰성 문제를 발생시킨다. 이러한 휨 현상을 방지하기 위해서는 패키지 재료의 물성과 칩 사이즈 등의 설계 변수의 영향에 대해 이해하는 것이 매우 중요하다. 이번 논문에서는 패키지의 PMC 과정에서 칩의 두께와 EMC의 두께가 휨 현상에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 알아보았다. 그 결과 특정 칩과 EMC가 특정 비율로 구성되어 있을 때 가장 큰 휨 현상이 발생하는 것을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.31-39
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• 2014

최근 모바일 응용 제품에 사용되는 반도체 패키지는 고밀도, 초소형 및 다기능을 요구하고 있다. 기존의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package, WLP)는 fan-in 형태로, I/O 단자가 많은 칩에 사용하기에는 한계가 있다. 따라서 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(fan-out wafer level package, FOWLP)가 새로운 기술로 부각되고 있다. FOWLP에서 가장 심각한 문제 중의 하나는 휨(warpage)의 발생으로, 이는 FOWLP의 두께가 기존 패키지에 비하여 얇고, 다이 레벨 패키지 보다 휨의 크기가 매우 크기 때문이다. 휨의 발생은 후속 공정의 수율 및 웨이퍼 핸들링에 영향을 미친다. 본 연구에서는 FOWLP의 휨의 특성과 휨에 영향을 미치는 주요 인자에 대해서 수치해석을 이용하여 분석하였다. 휨을 최소화하기 위하여 여러 종류의 epoxy mold compound (EMC) 및 캐리어 재질을 사용하였을 경우에 대해서 휨의 크기를 비교하였다. 또한 FOWLP의 주요 공정인 EMC 몰딩 후, 그리고 캐리어 분리(detachment) 공정 후의 휨의 크기를 각각 해석하였다. 해석 결과, EMC 몰딩 후에 발생한 휨에 가장 영향을 미치는 인자는 EMC의 CTE이며, EMC의 CTE를 낮추거나 Tg(유리천이온도)를 높임으로서 휨을 감소시킬 수 있다. 캐리어 재질로는 Alloy42 재질이 가장 낮은 휨을 보였으며, 따라서 가격, 산화 문제, 열전달 문제를 고려하여 볼 때 Alloy 42 혹은 SUS 재질이 캐리어로서 적합할 것으로 판단된다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.168-172
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• 2013

In 3D wafer-stacking technology, one of the major issues is wafer warpage. Especially, The important reason of warpage has been known due to CTE(Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between materials. It was too hard to choose how to make the FE model for blanket structured wafer level 3D packaging, because the thickness of each layer in wafer level 3D packaging was too small (micro meter or nano meter scale) comparing with diameter of wafer (6 or 8 inches). In this study, the FE model using the shell element was selected and simulated by the ANSYS WorkBench to investigate effects of the CTE on the warpage. To verify the FE model, it was compared by experimental results.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권3호
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• pp.71-74
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• 2013

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 적층 과정에서 발생하는 웨이퍼 오정렬(misalignment) 현상과 웨이퍼 휘어짐(warpage)과의 관계에 대해서 조사하였다. $0.5{\mu}m$ 두께의 구리 박막 증착을 통해 최대 $45{\mu}m$의 휨 크기(bow height)를 갖는 웨이퍼를 제작하였으며, 이 휘어진 웨이퍼와 일반 웨이퍼를 본딩하였을 때 $6{\sim}15{\mu}m$ 정도의 정렬 오차가 발생하였다. 이는 약 $5{\mu}m$의 웨이퍼 확장(expansion)과 약 $10{\mu}m$의 미끄러짐(slip)의 복합 거동으로 설명할 수 있으며, 웨이퍼 휘어짐의 경우 확장 오정렬보다 본딩 과정에서의 미끄러짐 오정렬에 주로 기여하는 것으로 보인다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.86-90
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• 2018

Standards related to express the non-flatness of a wafer are reviewed and discussed, for example, bow, warp, and sori. Novel wafer warpage measurement method is proposed for 3D stacked IC application. The new way measures heat transfer from a heater to a wafer, which is a function of the contact area between these two surfaces and in turn, this contact area depends on the wafer warpage. Measurement options such as heating from room temperature and cooling from high temperature were experimentally examined. The heating method was found to be sensitive to environmental conditions. The cooling technique showed more robust and repeatable results and the further investigation for the optimal cooling condition is underway.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권6호
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• pp.139-144
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• 2014

As a result of a mismatch of the residual stress between both sides of the silicon wafer, which warps and distorts during the patterning process. The accuracy of the warpage measurement is related to the calibration. A CCD camera was used for the calibration. Performing optimization of the error function constructed with phase values measured at each pixel on the CCD camera, the coordinates of each light source can be precisely determined. Measurement results after calibration was performed to determine the warpage of the silicon wafer demonstrate that the maximum discrepancy is $5.6{\mu}m$ with a standard deviation of $1.5{\mu}m$ in comparison with the test results obtained by using a Form TalySurf instrument.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.89-93
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• 2020

반도체 패키지의 경박단소화로 인해 발생하는 복잡한 휨 거동은 내부 응력을 발생시켜 박리나 균열과 같은 다양한 기계적인 결함을 야기한다. 이에 따른 수율 감소를 막기 위해 휨 거동을 정확하게 예측하려는 노력은 다양한 측면에서 그 접근이 이루어지고 있다. 이 중 패키지를 구성하는 주 재료인 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 균질한 물질로 취급되어 열에 의한 휨 거동은 전혀 없는 것으로 묘사된다. 그러나 실리콘을 얇게 가공하기 위해서 진행되는 그라인딩과 폴리싱에 의해 상온에서 휨이 발생한다는 사실이 보고되어 있고, 이는 표면에 형성되는 damage layer가 두께 방향으로 불균질함을 발생시키는 것으로부터 기인한다. 이에 본 논문에서는 반도체 패키징 공정 중 최고온 공정 과정인 solder reflow 온도에서 단면 연마된 웨이퍼가 나타내는 휨 거동을 측정하고, 이러한 휨 량이 나타나는 원인을 연마된 면과 그렇지 않은 면의 열팽창계수를 측정함으로써 밝혀내었다. 측정에는 미세 변형률과 형상이 모두 측정 가능한 3차원 디지털 이미지 상관법(Digital Image Correlation; DIC)을 이용하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제20권1호
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• pp.32-36
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• 2021

The number of processes in the manufacture of semiconductors, displays and solar cells is increasing. And as the processes is performed, multiple layers of films and various patterns are formed on the wafer. At this time, substrate warpage occurs due to the difference in stress between each film and pattern formed on the wafer. the substrate warping phenomenon occurs due to the difference in stress between each film and pattern formed on the wafer. We developed a new warpage measurement method to measure wafer warpage during real-time processing. We performed an experiment to measure the presence and degree of warpage of the substrate in real time during the process by adding only measurement equipment for applying additional electrical signals to the existing ESC and detecting the change of the additional electric signal. The additional electrical measurement signal applied at this time is very small compared to the direct current (DC) power applied to the electrostatic chuck whit a frequency that is not generally used in the process can be selectively used. It was confirmed that the measurement of substrate warpage can be easily separated from other power sources without affecting.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.124-130
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• 2023

Recently, fan out wafer level packaging, which enables high integration, miniaturization, and low cost, is being rapidly applied in the semiconductor industry. In particular, FOWLP is attracting attention in the mobile and Internet of Things fields, and is recognized as a core technology that will lead to technological advancements such as 5G, self-driving cars, and artificial intelligence in the future. However, as chip density and package size within the package increase, FOWLP warpage is emerging as a major problem. These problems have a direct impact on the reliability and electrical performance of semiconductor products, and in particular, cause defects such as vacuum leakage in the manufacturing process or lack of focus in the photolithography process, so technical demands for solving them are increasing. In this paper, warpage simulation according to the thickness of FOWLP material was performed using finite element analysis. The thickness range was based on the history of similar packages, and as a factor causing warpage, the curing temperature of the materials undergoing the curing process was applied and the difference in deformation due to the difference in thermal expansion coefficient between materials was used. At this time, the stacking order was reflected to reproduce warpage behavior similar to reality. After performing finite element analysis, the influence of each variable on causing warpage was defined, and based on this, it was confirmed that warpage was controlled as intended through design modifications.