KR100480490B1 - Multi bonded wafer void inspection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 접합 웨이퍼의 전면에 적외선을 조사하여 웨이퍼를 투과한 투과광을 검출한 후, 이를 바탕으로 웨이퍼 접합면의 공간을 검사하는 비접촉식의 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치를 제공한다.The present invention provides a space inspection apparatus for a non-contact multi-bonded wafer that irradiates the front surface of the multi-bonded wafer to detect transmitted light transmitted through the wafer, and then inspects the space of the wafer bonded surface based on the detected light.
이는 웨이퍼를 투과할 수 있는 웨이퍼 투과광을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사된 웨이퍼 투과광을 웨이퍼 홀더에 의해 지지된 다중 접합 웨이퍼의 하측 전면으로 안내하는 광 가이드수단; 상기 광 가이드수단을 통해 상기 다중 접합 웨이퍼에 제공된 웨이퍼 투과광이, 상기 다중 접합 웨이퍼를 투과한 다중 접합 웨이퍼의 투과광을 검출하여, 이에 따른 검출화상신호를 출력하는 투과광 검출수단; 상기 투과광 검출수단에서 출력된 검출화상신호를 처리.분석하여 상기 다중 접합 웨이퍼내의 공간(Void)에 대한 정보를 표시하는 화상 처리수단으로 구성됨에 의해 달성될 수 있다.It includes a light source for irradiating the wafer transmitted light that can pass through the wafer; Light guide means for guiding the wafer transmitted light irradiated from the light source to the lower front surface of the multi-bonded wafer supported by the wafer holder; Transmitted light detecting means for detecting the transmitted light of the multi-bonded wafer which has been transmitted to the multi-bonded wafer through the light guide means, and transmitting the detected image signal accordingly; And image processing means for processing and analyzing the detected image signal outputted from the transmitted light detecting means to display information on the voids in the multi-bonded wafer.
Description
본 발명은 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치에 관한 것으로, 특히 다중 접합 웨이퍼의 전면에 걸쳐 적외선을 조사하여 비접촉식으로 다중 접합 웨이퍼의 공간(Void)을 검사하는 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a space inspection apparatus for a multi-bonded wafer, and more particularly, to a space inspection apparatus for a multi-bonded wafer for inspecting voids of the multi-bonded wafer in a non-contact manner by irradiating infrared rays over the entire surface of the multi-bonded wafer.
서로 다른 재질의 웨이퍼를 2∼5중 접합하는(Bonding) 기술은 최근 불고 있는 MEMS(Micro Electro-Mechanical System)를 이용한 고집적 마이크로 센서의 발전과 더불어 SOI(Silicon On Insulator)소자 등의 제조방법의 하나로서 주목받으며 성장해나가고 있다.Bonding technology of two to five wafers of different materials is one of the manufacturing methods of silicon on insulator (SOI) devices along with the development of highly integrated microsensors using MEMS (Micro Electro-Mechanical System). It is attracting attention as it is growing.
그러나, 이들 반도체 웨이퍼의 접합시에 여러 종류의 문제들이 발생될 수 있으며, 특히 웨이퍼의 접합불량으로 인하여 접합면 사이에 공간이 발생하는 문제들이 종종 발생한다.However, various kinds of problems may arise in the bonding of these semiconductor wafers, and in particular, problems in which a space is generated between the bonding surfaces due to poor bonding of the wafers often occur.
따라서 종래에는 초음파 검사방법이나 X-ray 검사방법으로 웨이퍼 접합면의 공간을 검사하였다.Therefore, conventionally, the space of the wafer bonding surface was inspected by an ultrasonic test method or an X-ray test method.
초음파 검사방법은 웨이퍼를 물 등의 용액에 담가서 측정하고, X-ray 검사방법은 유해한 X-ray 광선을 웨이퍼에 직접 조사하여 측정하므로 웨이퍼 표면에 손상을 입힐 수 있었다.Ultrasonic inspection method was measured by immersing the wafer in a solution such as water, and X-ray inspection method could damage the wafer surface because harmful X-ray rays were measured by directly irradiating the wafer.
즉, 상기 초음파 검사방법이나 X-ray 검사방법은 웨이퍼에 직.간접적으로 영향을 주는 접촉식 검사방법으로 검사시 웨이퍼에 손상을 줄 수 있었다.That is, the ultrasonic inspection method or the X-ray inspection method is a contact inspection method that directly or indirectly affects the wafer and may damage the wafer during the inspection.
또한, 검사시간이 오래 걸리는 단점이 있었다.In addition, there was a disadvantage that the test takes a long time.
본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 다중 접합 웨이퍼의 전면에 적외선을 조사하여 웨이퍼를 투과하는 투과광을 검출한 후, 이를 바탕으로 웨이퍼 접합면의 공간을 검사하여 검사결과를 실시간으로 디스플레이 할 수 있도록 함으로써 비접촉식으로 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사를 가능케 하여, 웨이퍼의 손상을 방지함은 물론 검사시간의 단축과 더불어 검사결과의 실시간 모니터링이 가능토록 한 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by detecting the transmitted light passing through the wafer by irradiating infrared rays on the front surface of the multi-bonding wafer, by inspecting the space on the wafer bonding surface based on this to display the test results in real time It is an object of the present invention to provide a space inspection apparatus of a multi-bonded wafer which enables the space inspection of a multi-bonded wafer in a non-contact manner, thereby preventing wafer damage and shortening the inspection time and real-time monitoring of the inspection result.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼를 투과할 수 있는 웨이퍼 투과광을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사된 웨이퍼 투과광을 웨이퍼 홀더에 의해 지지된 다중 접합 웨이퍼의 하측 전면으로 안내하는 광 가이드수단; 상기 광 가이드수단을 통해 상기 다중 접합 웨이퍼에 제공된 웨이퍼 투과광이 상기 다중 접합 웨이퍼를 투과한 다중 접합 웨이퍼의 투과광을 검출하여 이에 따른 검출화상신호를 출력하는 투과광 검출수단; 상기 투과광 검출수단에서 출력된 검출화상신호를 처리.분석하여 상기 다중 접합 웨이퍼내의 공간에 대한 정보를 표시하는 화상 처리수단을 구비하는 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치에 있어서, 상기 광 가이드 수단은 그 하면에 다수개의 홈이 형성되어 있는 투명체인 집광판; 상기 집광판의 하측에 위치하여, 상기 광원으로부터 상기 집광판에 도달된 적외선 광을 반사하는 반사판; 상기 집광판의 상측에 위치하여 상기 집광판 상측의 적외선 광을 골고루 분산시키는 광 패널로 구성됨이 바람직하다.The present invention for achieving this object is a light source for irradiating the wafer transmitted light that can pass through the wafer; Light guide means for guiding the wafer transmitted light irradiated from the light source to the lower front surface of the multi-bonded wafer supported by the wafer holder; Transmitted light detecting means for detecting the transmitted light of the multi-bonded wafer which has been transmitted to the multi-bonded wafer through the light guide means and transmitting the detected image signal accordingly; A spatial inspection apparatus for a multi-bonded wafer, comprising: image processing means for processing the detected image signal output from the transmitted light detecting means and analyzing and displaying information about the space in the multi-bonded wafer, wherein the light guide means A light collecting plate which is a transparent body having a plurality of grooves formed therein; A reflection plate positioned below the light collecting plate to reflect infrared light reaching the light collecting plate from the light source; The light panel may be disposed above the light collecting plate and configured to evenly disperse infrared light above the light collecting plate.
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이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a spatial inspection apparatus for a multi-junction wafer according to the present invention.
이에 도시한 바와 같이, 적외선 광을 조사하는 광원(100a),(100b)이 구비되며, 상기 광원(100a),(100b)에서 조사된 적외선 광을 웨이퍼 홀더(200)에 의해 지지된 다중 접합 웨이퍼(10)의 하측 전면으로 안내하기 위한 광 가이드부(300)가 구비된다.As shown therein, the light source 100a or 100b for irradiating infrared light is provided, and the multi-junction wafer in which the infrared light irradiated from the light source 100a or 100b is supported by the wafer holder 200. The light guide part 300 for guiding to the lower front surface of the 10 is provided.
그리고 상기 광 가이드부(300)를 통해 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 하측에 제공된 적외선 광이 상기 다중 접합 웨이퍼(10)를 투과한 투과광을 검출하여 이에 따른 검출화상신호를 출력하는 투과광 검출부(400) 및 상기 투과광 검출부(400)에서 출력된 검출화상신호를 처리.분석하여 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함(Defect), 흠집(Scratches) 등의 형상, 크기, 위치를 표시하는 화상 처리부(500)가 구비된다.The transmitted light detector 400 detects the transmitted light transmitted through the multi-bonded wafer 10 through the light guide unit 300 to the lower side of the multi-bonded wafer 10, and outputs a detected image signal accordingly. And an image processing unit for processing the detected image signal output from the transmitted light detector 400 to display the shape, size, and position of the space, defects, and scratches of the multi-bonded wafer 10. 500 is provided.
상기 광 가이드부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이, 그 하면에 다수의 홈(311)이 형성되어 있어 이 홈(311)들을 통해 상기 광원(100a),(100b)으로 부터 조사된 적외선 광이 모아지도록 하는 투명체인 집광판(310), 상기 집광판(310)의 하측에 위치하여, 상기 광원(100a),(100b)으로 부터 집광판(310)에 도달된 적외선 광을 상측으로 반사하는 반사판(320), 상기 집광판(310)의 상측에 위치하여 상기 집광판(310) 상측의 적외선 광을 골고루 분산시키는 광 패널(330)로 구성된다,.As shown in FIG. 2, the light guide part 300 has a plurality of grooves 311 formed on the lower surface thereof, and the infrared rays irradiated from the light sources 100a and 100b through the grooves 311. The light collecting plate 310, which is a transparent body for collecting light, is positioned below the light collecting plate 310, and reflects the infrared light reaching the light collecting plate 310 from the light sources 100a and 100b upwards. 320, the light panel 330 is disposed above the light collecting plate 310 to evenly distribute infrared light above the light collecting plate 310.
여기서, 상기 집광판(310)은 글래스(Glass)가 사용될 수 있으며, 상기 광 패널(330)은 반투명 아크릴판이 사용될 수 있다.Here, the light collecting plate 310 may be glass, and the light panel 330 may be a translucent acrylic plate.
또한, 상기 투과광 검출부(400)는 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 투과광을 검출하여 이에 따른 검출화상신호를 출력하는 적외선 카메라부(410), 상기 적외선 카메라부(410)를 제어하는 카메라 제어부(420)로 구성되며, 상기 적외선 카메라부(410)의 제어는 카메라 제어부(420)를 별도로 구성하지 않고, 상기 화상 처리부(500)의 제어를 받도록 할 수 있음은 물론이다.In addition, the transmitted light detector 400 detects the transmitted light of the multi-junction wafer 10 and outputs a detection image signal according to the infrared camera unit 410, the camera controller 420 for controlling the infrared camera unit 410. The infrared camera unit 410 may be controlled by the image processor 500 without separately configuring the camera controller 420.
상기 화상 처리부(500)는 상기 투과광 검출부(400)에서 출력되는 검출화상신호를 처리.분석하여 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치를 표시할 수 있는 신호를 출력하는 화상신호 분석부(510), 상기 검출화상신호 분석부(510)에서 출력된 신호에 따라 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치를 표시하게 되는 모니터 등의 디스플레이부(520)로 구성되는 것으로, 화상 처리부(500)는 PC로 구성될 수 있다.The image processing unit 500 processes and analyzes a detected image signal output from the transmitted light detector 400 to display a shape, a size, and a position of a space, a defect, a scratch, etc. of the multi-bonded wafer 10. The image signal analyzer 510 outputs a signal, and displays the shape, size, and position of the space, defects, and scratches of the multi-bonded wafer 10 according to the signal output from the detected image signal analyzer 510. It is composed of a display unit 520 such as a monitor, the image processing unit 500 may be configured as a PC.
상기와 같이 구성된 본 발명은 상기 광원(100a),(100b)에서 상기 광 가이드부(300)의 집광판(310)으로 적외선 광이 조사되면, 이 적외선 광은 집광판(310)의 하면에 형성되어 있는 홈(311)을 따라 집광판(310)의 양측으로부터 집광판(310)의 중심부근까지 들어와 주로 집광판(310)의 홈(311)에 광원(100a),(100b)에서 조사된 적외선 광이 모아지게 된다.According to the present invention configured as described above, when infrared light is irradiated from the light sources 100a and 100b to the light collecting plate 310 of the light guide part 300, the infrared light is formed on the bottom surface of the light collecting plate 310. Infrared light irradiated from the light sources 100a and 100b is collected from both sides of the light collecting plate 310 along the groove 311 to the center of the light collecting plate 310 and mainly to the groove 311 of the light collecting plate 310. .
상기 집광판(310)에 모아진 적외선 광은 집광판(310) 하측의 반사판(320)을 통해 상측으로 반사되어, 상기 광 패널(330)에 보다 많은 양의 적외선 광이 도달할 수 있게 된다.The infrared light collected by the light collecting plate 310 is reflected upward through the reflecting plate 320 below the light collecting plate 310, so that a greater amount of infrared light may reach the light panel 330.
즉, 집광판(310) 하측에 반사판(320)을 둠으로써 집광판(310) 하측으로 적외선 광이 제공되는 것을 방지하여 보다 많은 적외선 광이 광 패널(330)에 보내질 수 있도록 한다.That is, by placing the reflector 320 below the light collecting plate 310, the infrared light is prevented from being provided below the light collecting plate 310 so that more infrared light can be sent to the light panel 330.
상기 집광판(310) 및 반사판(320)에 의해 상기 광 패널(330)에 도달될 적외선 광은 광 패널(330)을 통해 골고루 분산되어 다중 접합 웨이퍼(10)의 하면 전체로 고루 보내지게 된다.The infrared light to be reached by the light collecting plate 310 and the reflecting plate 320 to the light panel 330 is evenly distributed through the light panel 330 and is evenly transmitted to the entire lower surface of the multi-junction wafer 10.
상기 광 패널(330)의 기능을 좀더 살펴보면, 상기 집광판(310)은 홈(311)이 형성되어 있어 이 홈(311)을 따라 적외선 광이 보다 많이 도달되므로 집광판(310) 상측에 도달되는 적외선 광은 홈(311)이 형성되어 있는 곳이 홈(311)이 형성되지 않은 곳보다 더 많을 것이다. 밝기를 일 예로 설명하면, 홈(311)이 형성된 곳의 집광판(310) 상측 부분이 홈(311)이 형성되지 않은 곳보다 밝을 것이다.Looking at the function of the light panel 330 in more detail, the light collecting plate 310 has a groove 311 is formed so that more infrared light is reached along the groove 311, the infrared light reaching the top of the light collecting plate 310. Where the groove 311 is formed will be more than where the groove 311 is not formed. If the brightness is described as an example, the upper portion of the light collecting plate 310 where the groove 311 is formed will be brighter than where the groove 311 is not formed.
따라서 광 패널(330)은 상기 집광판(310) 상측에 위치하여 집광판(310) 상측의 고르지 못한 적외선 광의 분포를 보다 고르게 해주어 다중 접합 웨이퍼(10)에 골고루 적외선 광이 도달될 수 있도록 해준다.Accordingly, the light panel 330 is positioned above the light collecting plate 310 to more evenly distribute the uneven infrared light above the light collecting plate 310 so that the infrared light can be evenly distributed to the multi-junction wafer 10.
상기 광 패널(330)을 통해 상기 다중 접합 웨이퍼(10)의 하면에 도달되어 다중 접합 웨이퍼(10)를 투과한 투과광은 투과광 검출부(400)의 적외선 카메라부(410)에서 검출되어 해당 검출화상신호로 출력된다. 이때, 상기 카메라 제어부(420)에서 상기 적외선 카메라부(410)의 촬영 밝기, 명암, 색농도 등을 조절하여 선명한 화상이 촬영되도록 한다.The transmitted light reaching the lower surface of the multi-bonded wafer 10 through the optical panel 330 and transmitted through the multi-bonded wafer 10 is detected by the infrared camera unit 410 of the transmitted light detector 400 to detect the corresponding detected image signal. Is output. At this time, the camera controller 420 adjusts the photographing brightness, contrast, color density, etc. of the infrared camera unit 410 so that a clear image is captured.
한편, 상기 화상 처리부(500)의 화상신호 분석부(510)는 상기 적외선 카메라부(410)에서 출력된 검출화상신호를 처리 및 분석하여 해당 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치를 표시할 수 있는 신호를 출력하며, 이 신호에 따라 디스플레이부(520)에 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치가 표시된다.Meanwhile, the image signal analyzer 510 of the image processor 500 processes and analyzes a detected image signal output from the infrared camera unit 410 to detect a space, a defect, scratches, etc. of the multi-bonded wafer 10. A signal capable of displaying shape, size, and position is output, and the shape, size, and position of the space, defects, and scratches of the multi-bonded wafer 10 are displayed on the display unit 520 according to the signal.
도 3은 상기 디스플레이부(520)의 디스플레이 예시도로, 검사자는 상기 디스플레이부(520)에 디스플레이 되는 상태를 바탕으로 다중 접합 웨이퍼(10)의 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치를 파악할 수 있게 된다. 예를 들어, 크기가 일정 크기 이상이거나 또는 이하이고, 그 형태가 특정의 형태이면 공간으로 판단하거나 또는 결함이나 흠집으로 판단할 수 있을 것이다.3 is a diagram illustrating a display of the display unit 520, and an inspector may determine a shape, a size, and a position of a space, a defect, a scratch, and the like of the multi-bonded wafer 10 based on a state displayed on the display unit 520. It becomes possible. For example, if the size is above or below a certain size and the shape is a specific shape, it may be judged as a space or a defect or a scratch.
물론, 상기 화상 처리부(500)의 처리.분석 결과는 도시하지 않은 별도의 프린터 등의 출력장치를 통한 출력 및 기타 저장장치를 통한 저장도 가능할 것이다.Of course, the result of the processing and analysis of the image processing unit 500 may be output through an output device such as a separate printer (not shown) and stored through other storage devices.
이와 같이, 본 발명은 광원(100a),(100b)에서 조사된 적외선 광을 광 가이드부(300)를 통해 골고루 분산시켜, 다중 접합 웨이퍼(10)의 하면 전체에 적외선 광이 조사되도록 하며, 투과광 검출부(400)에서 상기 다중 접합 웨이퍼(10)를 투과한 투과광을 검출하여 이에 해당하는 검출화상신호를 출력하며, PC 등의 화상 처리부(500)에서 상기 검출화상신호를 처리.분석하여 그 결과를 디스플레이부(520)를 통해 디스플레이함으로써, 다중 접합 웨이퍼(10) 내부의 공간, 결함 및 흠집을 실시간으로 확인, 판정할 수 있도록 한다.As such, the present invention evenly distributes the infrared light irradiated from the light source (100a, 100b) through the light guide unit 300, so that the infrared light is irradiated on the entire lower surface of the multi-junction wafer 10, transmitted light The detector 400 detects the transmitted light transmitted through the multi-bonded wafer 10 and outputs a corresponding detected image signal, and the image processor 500 such as a PC processes and analyzes the detected image signal. By displaying through the display unit 520, the space, defects and scratches in the multi-junction wafer 10 can be checked and determined in real time.
본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above described embodiments, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖게 된다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 적외선 광을 이용하여 비접촉식으로 검사하므로 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있게 된다.First, non-contact inspection using infrared light can prevent damage to the wafer.
둘째, 다중 접합 웨이퍼의 전면에 적외선 광이 조사되도록 함으로써 음영(Shading)없이 웨이퍼 전면을 한번에 검사할 수 있게 되며, 이에 따라 검사 시간을 단축할 수 있게 된다.Second, by irradiating infrared light onto the front surface of the multi-junction wafer, the front surface of the wafer can be inspected at once without shading, thereby reducing inspection time.
셋째, 모니터 등을 통해 검사결과를 실시간으로 표시하므로, 공간, 결함, 흠집 등의 형상, 크기, 위치를 용이하게 파악할 수 있게 된다.Third, since the inspection results are displayed in real time through a monitor or the like, the shape, size, and position of space, defects, scratches, etc. can be easily grasped.
도 1은 본 발명에 따른 다중 접합 웨이퍼의 공간 검사장치의 구성도.1 is a block diagram of a spatial inspection apparatus for a multi-junction wafer according to the present invention.
도 2는 도 1의 광 가이드부의 상세 구성도.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the light guide unit of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에서의 검사결과에 따른 디스플레이의 일 예 도이다.3 is an example of a display according to a test result in the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 다중 접합 웨이퍼 100a,100b : 광원10: multi-junction wafer 100a, 100b: light source
200 : 웨이퍼 홀더 300 : 광 가이드부200: wafer holder 300: light guide portion
310 : 집광판 311 : 홈310: light collecting plate 311: home
320 : 반사판 330 : 광 패널320: reflector 330: light panel
400 : 투과광 검출부 410 : 적외선 카메라부400: transmitted light detection unit 410: infrared camera unit
420 : 카메라 제어부 500 : 화상 처리부420: camera control unit 500: image processing unit
510 : 화상신호 분석부 520 : 디스플레이부510: image signal analysis unit 520: display unit
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