KR100312081B1 - 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 관한 것으로, 검사장비를 이송하고 피검사 대상물인 오브젝트를 공급하는 핸들러와, 오브젝트를 조명하기 위한 광원을 제공하는 광원부와, 상기 오브젝트를 촬영하기 위한 카메라로 되는 촬영메커니즘을 포함하는 반도체소자의 영역 스캔 검사시스템에 있어서, 상기 촬영메커니즘은, 상기 오브젝트를 촬영하기 위한 촬영장치인 CCD 카메라와, 상기 CCD 카메라에 부착되고 상기 오브젝트의 이미지를 확대시켜 관찰하기 위한 텔레스코프와, 상기 텔레스코프에 결합되고 상기 CCD 카메라의 촬영범위(Field Of View)를 조절하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈에 결합되고 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 촬영범위를 맞추어 상기 CCD 카메라의 촬영범위를 따라 이동하면서 상기 오브젝트의 이미지를 캡처하도록 상을 이동시키는 스캔 헤드를 포함하고, 상기 광원부는, 파장이 서로 다른 광원을 발생하는 광원발생기를 복수개 구비하고, 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 따라 그 오브젝트에 가장 적합한 파장을 갖는 광을 선택하여 출력하기 위한 광원선택 스위치박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사 시스템{PROGRAMMABLE AREA SCAN VISION INSPECTION SYSTEM}

본 발명은 반도체소자의 영역 스캔 비전 검사시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정의 필수소재인 리드프레임 뿐만아니라 불량기준이 더욱 미세한 웨이퍼, LCD 및 TFT 등 기타분야의 검사를 더욱 정밀하게 실행할 수 있는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 관한 것이다.

일반적인 영역 스캔 비전 검사시스템은 기본적으로 CCD 카메라(디지털 타입 또는 아날로그 타입이 있음)와, 상기 CCD 카메라에 조합되어 오브젝트에 조명을 제공하는 광원과, 상기 CCD 카메라와 상기 광원을 이용하여 캡처한 오브젝트의 이미지를 컨트롤하는 CPU 등으로 구성되어 있다.

일반적으로 반도체소자의 검사에 있어 규정된 범위의 시야(FOV:Field OfView; 이하 FOV라 함)의 검사영역은 CCD 카메라의 분해능, 검사대상물의 요구되는 불량의 크기, 수량, 형태 및 기타 검사의 목적에 따라 제한되게 된다.

예를 들어 현재 일반적으로 이용되는 디지털 타입의 2,048 ×2,048 픽셀의 해상도(resolution)를 갖는 CCD 카메라(예를 들어 코닥사(KODAK)의 일본제품)인 경우, 검사대상물에 관계없이 불량요소가 특정한 오브젝트를 검사할 경우를 살펴보면 다음과 같은 결과를 얻게 된다. 즉 불량 오브젝트의 크기가 5㎛정도인 경우에는 10㎜ ×10㎜ 영역을 초과하여 검사할 수가 없었다.

또 현재까지 알려진 바에 의하면 디지털 카메라인 경우는 2,048 ×2,048의 해상도를 갖고 있지만, 아날로그 카메라인 경우에는 1,500 ×1,300의 해상도를 갖는 것이 최고 수준이다. 따라서 상기와 같이 아날로그 카메라를 이용하는 경우에 불량 오브젝트의 크기가 5㎛정도이라면 FOV는 더욱 작아지게 된다. 즉 이 경우에는 적정한 검사영역은 5㎜ ×5㎜ 로 제한되는 것이다.

일반적으로 이용되는 영역 스캔 비전 검사시스템을 이용한 반도체 소자의 검사방법에 대해 도 1과 도 2를 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 영역 스캔 비전 시스템에 의한 검사방법을 설명하는 설명도이고, 도 2의 (a)는 복수의 오브젝트로 된 오브젝트 군의 형상을 도시하며, 도 2의 (b)는 각각의 오브젝트의 검사순서를 설명하는 도면이다.

도 1에서 참조번호 10은 피측정대상물인 오브젝트, 11은 상기 오브젝트(10)를 올려 놓을 수 있는 테이블, 50은 CCD 카메라에 조합되어 오브젝트에 일정한 조명을 조사하는 광원, 100은 검사장비를 이송하고 피검사 대상물인 오브젝트를 공급하는 핸들러, 120은 오브젝트의 촬영수단인 CCD 카메라, a는 오브젝트(10)와 CCD 카메라(120) 사이의 간격으로 작업 거리(working distance)를 나타내고, b는 CCD 카메라(120)의 이동방향을 나타내며, c는 오브젝트(10)의 이동방향을 나타낸다.

일반적으로 이용되는 영역 스캔 비전 검사방법에는 카메라를 이동시키는 이동 카메라(moving camera) 방식과, 오브젝트가 놓여진 테이블을 이동시키는 이동 테이블(moving table)방식이 있다.

도 1과 도 2의 (a), (b)를 참조하면서 일반적인 영역 스캔 비전 검사방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저 이동 카메라 방식은, 검사위치에 수직으로 장착된 CCD 카메라(120)가 수평방향으로 이동하면서 오브젝트(10)를 인식하여 가는 방법이다.

즉 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 복수의 오브젝트가 차례로 배열된 오브젝트의 군을 형성하여 검사를 진행하고자 할 경우, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 CCD 카메라(120)가 첫번째의 오브젝트(A)를 촬영하여 카메라의 FOV를 결정하여 오브젝트(10)를 검사한 후, 수평방향으로 진행하여 두번째의 오브젝트(B)를 검사하게 된다. 마찬가지로 상기 두번째의 오브젝트(B)에 대하여 FOV를 결정한 후 검사를 완료하게 되면, CCD 카메라(120)는 세번째의 오브젝트(C)로 이동하여 촬영을 통해 검사를 하게 된다. 이와 같이 하여 오브젝트 군(12)에 포함된 개별의 오브젝트(A, B, C, D)를 차례로 검사하는 방식이다. 이 때 상기 오브젝트의 조도를 높이기 위해 상기 CCD 카메라(120)에 조합된 광원(50)으로부터 일정한 밝기를 갖는 조명이 제공된다.

다음으로 이동 테이블 방식은 상기 이동 카메라 방식과는 반대로, 카메라는 고정위치에 두고 오브젝트(10)가 놓여진 테이블(11)을 이동시켜감으로써 전체영역의 검사를 수행하게 되는 방법이다. 즉 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 오브젝트 군(12)에서 첫번째의 오브젝트(A)를 미리 정해진 카메라의 FOV 범위내에 위치시켜 검사를 실행한 후, 테이블(11)을 이동시켜 오브젝트(B), 오브젝트(C) 오브젝트(D)의 순서로 검사를 진행하는 방식이다. 물론 각 오브젝트가 이동하였을 때의 카메라의 시야(FOV)는 별도로 조정되어야 한다. 마찬가지로 상기 오브젝트의 조도를 높이기 위해 상기 CCD 카메라(120)에 조합된 광원(50)으로부터 일정한 밝기를 갖는 조명이 제공된다.

반도체검사 시스템의 정밀도는 FOV 크기에 좌우되고, 카메라의 해상도가 일정한 값을 가질 때 FOV가 작으면 그 만큼 정밀하게 검사가 이루어 질 수 있다. 그러므로 복수의 오브젝트로 된 오브젝트 군(12) 전체를 한번에 검사하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 CCD 카메라(120)와 오브젝트(10) 간의 작업거리(a)를 멀어지게 해야 한다. 그러나 작업거리(a)를 증가시켜 FOV를 크게하면 정밀도가 낮아지는 문제점이 발생하게 된다. 또한 CCD 카메라나 테이블을 이동시키는 것은 모터에 의해 기계적으로 이루어지기 때문에 이동거리의 정밀도가 떨어질 우려도 있기 때문에 정밀한 수준을 요구하는 시스템에서는 이용이 곤란하다.

이 경우 상기의 2가지 방식은 모두 이동 하드웨어 어셈블리에 대하여 FOV마다 반복적인 검사를 하기 때문에 검사의 안정도가 낮아지게 되고, 그 만큼 진동에 민감하게 영향을 받게 되기 때문에 전체 영역을 스캔하는데는 많은 시간이 걸리게된다.

또한 영역 스캔 비전 검사 방식으로 라인 스캔 카메라를 이용할 수도 있는데, 일반적으로 라인 스캔 카메라를 이용하는 경우에는 6,000 ×1 픽셀, 4,000 ×1 픽셀 등을 얻을 수 있는 비교적 저렴한 카메라를 이용할 수 있다. 그러나 이러한 라인 스캔 카메라는 1픽셀 단위의 매우 작은 단위로 정밀하게 이동하여야 하므로, 속도가 매우 느리게 스캐닝하여야만 양호한 이미지를 얻을 수 있으며 생산성이 낮다는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 일반적인 영역 스캔 비전 검사시스템에서는 카메라가 한꺼번에 인식할 수 있는 영역인 FOV가 제한되며, 이 FOV는 최대 10㎜ ×10㎜ 영역으로 된다.

이것은 반도체 제조공정의 필수소재인 리드프레임을 기준으로 하여 불량검사를 실행한 경우이지만, 불량기준이 더욱 미세한 웨이퍼, LCD, TFT 등의 기타 분야의 검사를 실행하는 경우에는 이러한 FOV가 더욱 작은 범위로 제한된다. 따라서 정밀한 검사를 실행하기 위해서는 FOV를 작게하여 다수의 카메라 어셈블리를 다층 어레이(multi-array)로 조합하여 사용하여야 된다.

또 단지 하나의 카메라 어셈블리만을 이용하여 검사할 경우에는, 검사 대상물인 오브젝트를 카메라에서 주어지는 FOV만큼 단계적으로 이동(step by step moving)시켜 검사하거나 또는 카메라 자체를 검사영역만큼 단계적으로 이동시켜 카메라의 FOV보다 큰 검사 대상물을 검사하게 된다. 따라서 이러한 한계성을 갖는 일반적인 스캔 비전 검사시스템을 활용하면, 반도체 제조공정에서의 조립공정에서의 인 라인 프로세스(In Line Process), 백 엔드 프로세스(Back End Process), TFT, LCD 등의 제조공정에서 검사시간이 불필요하게 증대하고 생산성이 매우 낮아지게 된다.

즉 시간당 생산량이 낮아지고 제조 사이클이 길어지게 되며, 결국 제조원가가 상승하게 된다. 그렇지만 현재로서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법을 발견하지 못하고 있기 때문에 제조업체에서는 계속하여 이러한 기술을 사용하고 있는 실정이다.

더욱이 현재의 반도체소자의 제조업체나 일반 TFT, LCD 및 기타 반도체 소자의 제조업체들은 최종 사용자들로부터 생산성의 향상 요구와, 제조원가의 절감, 제조사이클의 증가 및 보다 신속한 제품의 공급을 끊임없이 요구받고 있다.

또한 반도체소자의 제조에 있어서는 소형, 경박화, 다품종화, 고집적화되어, 하나의 리드프레임, 기판, 필름 패턴, 웨이퍼 등으로 형성되는 추세에 있고, 단위면적당 집적되는 소자의 수량이 증가되도록 설계되고 있고, 단위 오브젝트의 크기도 점점 커지고 있다.

예를 들면 SOIC 리드프레임인 경우에 폭은 30㎜에서 75㎜로 증대되고, 길이는 100㎜에서 270㎜로 대구경화 되고 있으며, 현재는 모든 프로세스에서 이와 같은 추세에 있다. 또 PLCC, TSOP, QFP, TQFP, BGA, FBGA, μBGA, TSSOP, SSOP, MLP, CSP등의 모든 패키지들의 대구경화가 급격히 진행되고 있다.

그렇지만 종래의 영역 스캔 비전 검사장비의 광학 카메라들의 FOV는 해상도가 1500 ×1300 픽셀인 CCD 카메라의 경우에 10㎜ ×10㎜ 영역인 것이 최대이기 때문에 신속한 불량검사에 시간적인 한계성을 갖게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 오브젝트 수량이 많은 경우에도 단시간에 정밀하게 불량검사를 수행하고 제조사이클을 단축시키며, 제조원가를 절감시킬 수 있는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 일반적인 영역 스캔 비전 시스템에 의한 검사방법을 설명하는 설명도

도 2의 (a)는 복수의 오브젝트로 된 오브젝트 군의 형상을 도시하며, (b)는 각각의 오브젝트의 검사순서를 설명하는 도면

도 3은 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도

도 4는 본 발명에 의한 고속 스캐닝이 가능한 영역 스캔 비전 검사시스템의 개념도

도 5의 (a)는 본 발명에 의한 영역 스캔 비전 시스템에 의한 검사방법을 설명하는 설명도이고, (b)는 도 5의 (a)에서의 오브젝트 군을 확대한 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 오브젝트 11 : 테이블

12 : 오브젝트 군 20 : X축 액튜에이터

22, 32 : 미러 30 : Y축 액튜에이터

40 : 촬영메커니즘 50 : 광원(light source)

100 : 핸들러 110 : 스캔 헤드

112 : 줌 렌즈 114 : 텔레스코프

120 : CCD 카메라 130 : 광원부(light source)

132 : 광원발생기 134 : 광원선택 스위치박스

140 : CPU 150 : 스캔 컨트롤러

160 : 서보 드라이버

a : 작업 거리(working distance) b : 카메라의 이동방향

c : 테이블의 이동방향 A, B, C, D : 개별 오브젝트

θx, θy : 피측정 오브젝트의 크기에 따른 편차

본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템은, 검사장비를 이송하고 피검사 대상물인 오브젝트를 공급하는 핸들러와, 오브젝트를 조명하기 위한 광원을 제공하는 광원부와, 상기 오브젝트를 촬영하기 위한 카메라로 되는 촬영메커니즘을 포함하는 반도체소자의 영역 스캔 검사시스템으로서,

상기 촬영메커니즘은,

상기 오브젝트를 촬영하기 위한 촬영장치인 CCD 카메라와,

상기 CCD 카메라에 부착되고 상기 오브젝트의 이미지를 확대시켜 관찰하기 위한 텔레스코프와,

상기 텔레스코프에 결합되고 상기 CCD 카메라의 촬영범위(Field Of View)를 조절하기 위한 줌 렌즈와,

상기 줌 렌즈에 결합되고 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 촬영범위를 맞추어 상기 CCD 카메라의 촬영범위를 따라 이동하면서 상기 오브젝트의 이미지를 캡처하도록 상을 이동시키는 스캔 헤드를 포함하고,

상기 광원부는,

파장이 서로 다른 광원을 발생하는 광원발생기를 복수개 구비하고, 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 따라 그 오브젝트에 가장 적합한 파장을 갖는 광을 선택하여 출력하기 위한 광원선택 스위치박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 의해 달성될 수 있다.

상술한 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

(실시예)

본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 의한 검사방법을 도 3을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.

도 3에서 참조 번호 100은 검사장비를 이송하고 피검사 대상물인 오브젝트를 공급하며 CPU 등의 외부장치와 신호를 교환하는 핸들러, 110은 이미지를 FOV에 따라 이동하여 캡처하고 초고속으로 이동시키는 스캔 헤드, 112는 오브젝트의 사이즈에 따라 편차가 생기는 FOV를 조정하기 위한 줌 렌즈, 114는 상기 CCD 카메라에 부착되고 상기 오브젝트의 이미지를 확대시켜 관찰하기 위한 텔레스코프, 120은 이미지를 촬영하기 위한 CCD 카메라, 130은 오브젝트를 선명하게 판별하기 위한 보조광을 제공하는 광원부, 140은 시리얼 접속된 복수의 I/O 포트를 내장하고 상기 핸들러(100)와 광원부(130)과 CCD 카메라(120)와 스캔 컨트롤러 등의 제어장치를 연결하여 제어하는 CPU, 150은 상기 스캔 헤드(110)를 제어하는 스캔 컨트롤러, 160은 상기 스캔 헤드(110)를 구동하는 서보 드라이브를 각각 나타낸다. 여기에서 상기 스캔 헤드(110)와 줌 렌즈(112)와 텔레스코프(114) 및 CCD 카메라(120)로 본 발명의 특유한 촬영메커니즘(40)을 형성한다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템은 측정하고자 하는 오브젝트(10)를 핸들러(100)에 올려놓고 검사를 실행하게 된다.

피측정대상물인 오브젝트(10)가 핸들러(100)상에 올려 지면, 스캔 헤드(110)는 스텝 모터 또는 갈바노미터 등의 내장된 액튜에이터(도시 생략)를 이용하여 오브젝트(10)를 스캐닝 할 준비를 하게 된다.

다음으로 오브젝트(10)를 보다 선명하게 식별하기 위해 광원부(130)를 제어하게 된다. 이 때 상기 광원부(130)에는 각각 다른 파장을 발생시키기 위한 복수개의 광원발생기(132)가 구비된다. 상기 광원발생기(132)는 오브젝트(10)의 형상이나 크기에 따라 대상 오브젝트를 가장 선명하게 촬영하기 위한 파장을 갖는 광을 발생시킨다. 예를 들어 오브젝트가 비교적 어두운 색을 가질 때와 두께가 두꺼울 경우에는 이를 밝게하여 정밀도가 높은 촬영을 할 수 있도록 밝은 색 계열의 적색광을 발생시키고, 상기 오브젝트가 비교적 밝은 색을 가질 때와 두께가 얇은 경우에는 청색광을 발생시켜 항상 정밀도가 높은 오브젝트의 촬영이 가능하도록 한다. 이 때 상기 광원발생기(132)로부터 발생되는 광은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 계통의 색이 가능하지만, 이들 색은 오브젝트의 형상이나 크기 및 상태에 따라 적절한 색을갖는 광으로 조합될 수도 있다.

또 상기 광원부(130)에는 상기 광원발생기(132)로부터 발생되는 광을 선택하여 상기 텔레스코프(114) 내부로 제공하기 위한 광원선택 스위치박스(134)가 추가로 구비된다. 상기 광원선택 스위치박스(134)에서는 상기 오브젝트(10)의 형상이나 크기 및 상태에 따라 적합한 광원을 선택하게 된다.

상기 광원선택 스위치박스(134)를 통해 인출된 광원은 광 가이드를 통하여 줌 렌즈(112)에 결합된 텔레스코프(114) 내부에 조사되어, 상기 오브젝트(10)의 FOV에 광을 공급하고, 그 FOV를 확대시켜 정밀하게 조정하게 된다. 이때 상기 광원부(130)는 CPU(140)에 내장된 I/O 포트로부터 소정(대략 0∼ 5V)의 아날로그 신호를 받아 조도를 대상 오브젝트(10)에 따라 적절히 조절할 수 있다.

이렇게 하여 오브젝트(10)의 이미지의 크기에 따른 FOV가 결정되면, CCD 카메라(120) 등의 촬영장치를 이용하여 오브젝트(10)를 촬영하고, 상기 촬영된 오브젝트(10)의 이미지 데이터를 CPU(140)에 시리얼하게 접속되어 실장된 I/O 포트를 통하여 다른 장치와 신호를 교환하게 된다.

상기 스캔 컨트롤러(150)는 스캔할 영역에 대한 데이터를 주 컴퓨터(도시 생락)로부터 시리얼 포트를 통해 제공 받아 상기 스캔 헤드(110)에 내장된 갈바노미터 등의 액튜에이터를 제어한다.

이 때 상기 스캔 컨트롤러(150)를 통해 검출된 제어량은 서로 병렬로 접속된 서보 드라이브(160)에 제공되어 실질적으로 스캔 헤드(110)를 구동시키게 된다.

즉 상기 CPU(140)에 내장된 시리얼 포트(142)를 통해 입력된 스캔 데이터가상기 스캔 컨트롤러(150)로 업 로딩되어, 오브젝트(10)의 대상영역을 충분히 인식할 수 있도록 상기 스캔 헤드(110)에 내장된 액튜에이터인 갈바노미터(도시 생략)를 제어하고, 서보 드라이브(160)를 통해 상기 스캔 헤드(110)를 제어량에 맞게 구동시키게 된다.

여기에서 스캔 헤드(110)에 내장된 액튜에이터에 따라 인식할 수 있는 범위가 달라지게 되는데, 만약 액튜에이터로 정밀도가 높은 갈바노미터를 이용하는 경우에는 최대 ± 20°까지 회전하면서 오브젝트(10)를 스캔할 수 있다. 그러나 스캔영역의 선형성을 유지하며 왜곡(distortion)이 없이 오브젝트(10)를 스캔할 수 있는 각도 범위는 대략 ± 10°정도로, 이 범위내에서는 오차가 미소하게 스캔할 수 있다.

즉 FOV가 ± 10°정도인 경우에는 최고 2.3㎛ ×2.3㎛ 로부터 330㎜ ×330㎜ 영역의 범위까지 정밀한 측정이 가능하다. 이 것은 종래의 일반적인 영역 스캔 비전 검사시스템에서의 최대 FOV인 10㎜ ×10㎜에 비해 획기적으로 향상된 것이다.

따라서 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 의하면, 한꺼번에 다수의 오브젝트를 빠른 처리공정으로 정밀도 높게 검사할 수 있게 된다.

다음으로 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 관하여 도 4를 참조하면서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 고속 스캐닝이 가능한 영역 스캔 비전 검사시스템의 개념도이다.

도 4에서 참조번호 20은 X축 액튜에이터, 30은 Y축 액튜에이터를 나타내고, 22, 32는 각각의 X, Y축 액튜에이터에 이용되는 미러이다. 또 θx, θy는 피측정 오브젝트의 크기에 따른 편차를 나타낸다.

도 4에 도시한 바와 같이 각각의 미러(22, 32)를 갖는 X축 액튜에이터(20)와 Y축 액튜에이터(30)를 조정함으로써, 넓은 영역에 걸친 이미지를 고해상도로 정밀하게 판독할 수 있게 된다.

즉 어떠한 크기의 오브젝트가 CCD 카메라(도시생략) 등에 의해 이미지가 입력되면, 상기 X축 액튜에이터(20)와 Y축 액튜에이터(30)가 작동하여 각각이 갖는 미러(22, 32)를 제어하여 입력되는 오브젝트(10) 이미지의 사이즈를 정밀하게 검사하여 출력시키게 된다. 이 때 입력되는 오브젝트(10)의 정보는 X, Y 축방향에서 제공되는 2차원적인 정보이어도 되고, X, Y, Z 축방향으로부터 제공되는 3차원적인 정보이어도 물론 처리가능하다.

일반적으로 미러의 동작을 제어하는 액튜에이터의 종류에는 AC 모터, DC 모터, 스텝 모터 및 갈바노미터 등이 있어 어느 것을 이용하여도 관계는 없으나, 고 정밀성과 높은 생산성을 요구하는 면을 고려하면 보다 정밀하게 데이터를 측정할 수 있는 갈바노미터를 사용하는 것이 바람직하다.

실제적으로 일반적인 광디지털 카메라(2,048 ×2,048)를 이용하여 5㎛의 해상도를 갖도록 이미지를 얻기 위해서는 FOV는 1㎝ ×1㎝가 되어야 한다. 그러나 카메라 자체가 고가(1,024 ×1,024 제품의 약 3.6배)이고, 이러한 소형의 영역을 카메라나 테이블이 이동하면서 스캐닝 한다는 것은 효율성 면이나 비용 면에서 비효율적인 것이다.

이에 대해 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템은 FOV의 범위가 최대 300㎜ ×300㎜영역에 대해 2.3㎛이하의 초정밀 분해능을 갖도록 구성된다.

이하 도 5를 참조하여 정밀하게 측정가능한 본 발명의 영역 스캔 비전 검사시스템에 관하여 설명하기로 한다.

도 5의 (a)는 본 발명에 의한 영역 스캔 비전 시스템에 의한 검사방법을 설명하는 설명도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서의 오브젝트 군(12)을 확대한 도면이다.

도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 영역 스캔 비전 시스템에서는 오브젝트 군(12)과 스캔 헤드(110)가 모두 고정된 위치에 설치되어 검사를 실행하게 된다. 즉 원하는 FOV에 따른 범위(θ)를 커버하는 오브젝트 군(12)에 대하여 CCD 카메라(도시생략)를 이용하여 줌 렌즈(112)를 통해 스캔 헤드(110)의 내부에 반영된 오브젝트의 이미지를 확대함으로써, 오브젝트 군(12) 전체를 동시에 촬영할 수 있게 된다.

이 때 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 영역 스캔 비전 시스템은 FOV를 세분하여 여러 영역으로 나누어 개별 오브젝트(A, B, C, D)의 이미지를 정밀하게 촬영하게 된다.

이와 같이 여러 조각으로 나뉘어 촬영된 이미지는 주 컴퓨터(도시 생략)에서의 프로그래밍 과정을 통해 조합되어 원래의 이미지대로 형성하여 검사하게 된다.또한 FOV가 미세하기 때문에 정밀도는 그만큼 높아지게 된다.

또 FOV의 이동에 대해서는 종래와 같이 카메라나 오브젝트를 이동시키는 일 없이 스캐너에 의해 이루어지게 되고, FOV의 이동거리는 최소 2.3㎛까지 정밀한 범위까지 제어가 가능하다. 또 FOV 이동 시간도 최소 2.3㎛까지 제어가 가능하다.

또한 상술한 바와 같이 오브젝트의 사이즈에 따라 FOV를 더욱 정밀하게 조정하기 위해 상기 스캔 헤드(110)에는 줌 렌즈(112)가 부착되어 있다. 줌 렌즈(112)를 부착함으로써 정밀도가 높게 요구되는 영역에 대해서는 FOV를 미세하게 조정하여 검사를 실행하고, 그렇지 않은 영역에 대해서는 FOV를 확대하여 검사를 실행하도록 한다. 이때 오브젝트의 선명도를 향상시키기 위해 오브젝트의 내용에 따라 광원을 제어할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템에 의하면, 피측정 반도체 오브젝트의 수량이 많은 경우에도 단시간에 정밀하게 불량검사를 수행하고 제조사이클을 단축시키며, 제조원가를 크게 절감시킬 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구의 범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 검사장비를 이송하고 피검사 대상물인 오브젝트를 공급하는 핸들러와, 오브젝트를 조명하기 위한 광원을 제공하는 광원부와, 상기 오브젝트를 촬영하기 위한 카메라로 되는 촬영메커니즘을 포함하는 반도체소자의 영역 스캔 검사시스템에 있어서,

   상기 촬영메커니즘은,

   상기 오브젝트를 촬영하기 위한 촬영장치인 CCD 카메라와,

   상기 CCD 카메라에 부착되고 상기 오브젝트의 이미지를 확대시켜 관찰하기 위한 텔레스코프와,

   상기 텔레스코프에 결합되고 상기 CCD 카메라의 촬영범위(Field Of View)를 조절하기 위한 줌 렌즈와,

   상기 줌 렌즈에 결합되고 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 촬영범위를 맞추어 상기 CCD 카메라의 촬영범위를 따라 이동하면서 상기 오브젝트의 이미지를 캡처하도록 상을 이동시키는 스캔 헤드를 포함하고,

   상기 광원부는,

   파장이 서로 다른 광원을 발생하는 광원발생기를 복수개 구비하고, 상기 오브젝트의 형상 및 크기에 따라 그 오브젝트에 가장 적합한 파장을 갖는 광을 선택하여 출력하기 위한 광원선택 스위치박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 촬영메커니즘과 상기 광원부에 연결되어, 촬영된 이미지에 대한 데이터를 제어하기 위한 CPU를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 촬영메커니즘은 상기 CPU에 의해 상기 스캔 헤드를 제어하기 위한 스캔 컨트롤러와, 상기 스캔 컨트롤러에 의해 스캔 헤드를 구동하는 서보 드라이브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 광원부는, 상기 발생된 광원을 광가이드를 통하여 상기 텔레스코프 내에 공급하는 구조인 것을 특징으로 하는 프로그램가능한 영역 스캔 비전 검사시스템.