KR100633798B1 - 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체의 안착높이 및 위치를 측정 시 Gull-Wing 타입반도체 및 CSP 타입반도체 검사가 가능하며, 반도체의 외관형상에 대한 검사를 동시에 할 수 있도록 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치에 관한 것으로, 검사영역에 안착되어 있는 반도체에 특정 파장대역의 빛을 패턴으로 조사하는 안착상태 검사조명, 상기 안착상태 검사조명의 파장대역과는 다른 특정 파장대역의 빛을 상기 반도체의 표면에 전체적으로 조사하는 외관 검사조명, 상기 반도체에 조사되어 반사된 상기 안착상태검사조명의 빛을 투영 및 반사시키는 안착상태 투영막을 포함한 조명수단; 상기 안착상태 투영막에 투영된 반도체 표면의 패턴 형상 및 안착되어 있는 반도체 표면에 전체적으로 조사된 다른 특정 파장대역의 빛을 입력받는 영상입력수단; 상기 입력된 영상신호의 영상정보를 이용하여 상기 반도체의 안착상태를 검사하는 영상처리수단; 상기 처리된 영상정보를 화면에 보여주는 디스플레이수단을 포함하여 구성된다.
반도체, 안착상태, 외관형상, 검사, 레이저, 발광다이오드

Description

반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치{Apparatus for testing installation condition and outer shape of a semiconductor}
도 1a는 종래 예에 따른 Gull-Wing 타입 반도체 안착높이 측정장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 1b는 종래 예에 따른 CSP 타입 반도체 안착높이 측정장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 1c는 종래 예에 따른 반도체 형상측정장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 있어서 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치를 도시한 개략도,
도 3a는 본 발명에 있어서 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치의 실시의 예에 따른 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 3b는 본 발명에 있어서 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치의 다른 실시의 예에 따른 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 3c는 본 발명에 있어서 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치의 또다른 실시의 예에 따른 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,
도 4a는 Gull-Wing 타입 반도체의 안착상태를 도시한 도면,
도 4b는 Gull-Wing 타입 반도체가 트레이에 안착된 상태를 도시한 도면,
도 4c는 CSP 반도체의 안착상태를 도시한 도면,
도 5a는 1개의 정상적인 반도체가 포켓에 안착된 상태를 나타낸 도면,
도 5b는 반도체가 포켓에서 비어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 5c는 2개의 반도체(Double Device)가 포켓에 안착된 상태를 나타낸 도면,
도 5d는 반도체가 포켓에서 안착위치 불량인 상태를 나타낸 도면,
도 6은 트레이 타입에 있어서 반도체의 안착상태 영상을 나타낸 도면,
도 7a는 CSP 타입 반도체의 정면을 도시한 도면,
도 7b는 Gull Wing 타입 반도체의 정면을 도시한 도면,
도 7c 및 도 7d는 도 7a의 반도체를 이용하여 마크결점을 발견한 상태를 도시한 영상의 일예,
도 8a는 본 발명의 실시 예 설명에 채용되는 가시광선 대역에서의 RGB파장대역의 분포도 그래프,
도 8b는 본 발명의 실시 예 설명에 채용되는 특정파장대역의 빛을 반사시키는 미러 구조도,
도 9a는 본 발명에 채용되는 안착상태 투영막의 구조도,
도 9b는 본 발명에 채용되는 안착상태 투영막의 다른 구조도,
도 10은 본 발명에 있어서 변형의 예이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 반도체 안착상태 검사조명 102 : 반도체 외관 검사조명
103 : 반도체 안착위치 검사조명 110 : 레이저
124 : 조명산란막 130 : 특정파장대역 반사미러
140 : 안착상태 투영막 201 : 흑백 카메라
202 : RGB카메라 320 : 반도체자재
321 : Gull-Wing 타입 반도체 322 : CSP 타입 반도체
330 : 트레이 401 : 영상입력보드
410 : CPU 420 : 메모리
430 : 보조기억장치 510 : 모니터
본 발명은 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체가 놓여 있는 높이 및 위치를 측정할 때 타입이 상호 다른 적어도 2개의 반도체에 대한 검사가 가능하도록 한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정에서는 반도체를 안착하는 도구로서 트레이(tray), 릴(Reel), 또는 포켓을 사용하고 있다.
반도체 공정의 진행 중의 문제점으로 인하여 반도체가 안착이 제대로 안된 경우, 두개의 반도체가 하나의 포켓에 겹쳐서 안착된 경우, 포켓에 반도체가 비어 있는 경우 등이 발생하고 있다.
현재 반도체 공정에서 적용되는 검사방법은 다음과 같다.
공정에서는 안착상태를 측정하는 방법으로는 접촉식 센서를 이용하여 반도체가 포켓이 있는지 여부 및 높이에 대한 측정 방법이 있으며, 다른 방법으로는 비젼검사방식을 이용하여, 비접촉식으로 레이져 패턴조명을 이용하여 레이져 패턴이 반도체의 측면에서 조사되고, 카메라는 조사된 레이져 패턴의 형상을 이용하여 반도체의 안착상태 검사를 실시하고 있다.
그러나 현재 사용하고 있는 비젼시스템을 이용한 비접촉식 검사방법으로는, 도1a와 같은 Gull-Wing 타입의 반도체 검사 시에는 조사된 레이져 패턴의 형상이 반도체 표면에서 산란이 되며, 카메라에서는 반도체에 조사된 레이져 패턴의 형상을 이용하여 반도체의 안착상태 검사를 실시하고 있으며, 도1b와 같은 CSP 타입 반도체의 검사는 반도체 표면의 특징 때문에 조사된 레이져 패턴의 형상이 반도체 표면 거칠기가 없어 레이저 조명을 산란하지 못하고, 레이저 조명이 전체적으로 반사가 되어 반도체 표면에서는 빛의 산란이 이루어 지지 않는 문제점이 있다. 또한 반도체의 안착상태에 따라 반사되는 방향(117, 118, 119)이 달라져서 카메라를 레이져가 반사되는 측면에 위치 시에는 빛이 반사되는 방향에 따라 레이져 패턴이 투영되지 못하므로 CSP 반도체의 안착상태 검사 시 문제점으로 되고 있다.
또한, 도 1C와 같이 두개의 반도체가 포켓에 동일하게 안착이 되었을 경우, 카메라를 이용하여 측정 시에는 반도체의 중첩된 상태를 감지하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체의 안착높이 및 위치를 측정 시 Gull-Wing 타입반도체 및 CSP 타입반도체 검사가 가능하며, 반도체의 외관형상에 대한 검사를 동시에 할 수 있도록 한 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치는, 검사영역에 안착되어 있는 반도체에 특정 파장대역의 빛을 라인형상으로 조사하는 안착상태 검사조명, 상기 안착상태 검사조명의 파장대역과는 다른 특정 파장대역의 빛을 상기 반도체의 표면에 전체적으로 조사하는 외관 검사조명, 및 상기 반도체에 조사되어 반사된 상기 안착상태검사조명의 빛을 투영 및 반사시키는 안착상태 투영막을 포함한 조명수단; 상기 안착상태 투영막에 투영된 반도체 표면의 라인형상 및 안착되어 있는 반도체 표면에 전체적으로 조사된 다른 특정 파장대역의 빛을 입력받는 영상입력수단; 상기 입력된 영상신호의 영상정보를 이용하여 상기 반도체의 안착상태를 검사하는 영상처리수단; 상기 처리된 영상정보를 화면에 보여주는 디스플레이수단을 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 있어서 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치를 도시한 개략도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 조명수단, 영상입력수단, 영상처리수단(400)과, 디스플레이수단을 포함하여 구성된다.
상기 조명수단은 반도체자재(320)에 대한 영상정보를 제공하는 조명장치에 대한 부분으로서, 반도체 안착 상태 검사조명(101), 반도체 외관 검사조명(102), 조명산란막(124), 특정파장대역 반사미러 (130), 안착상태투영막(140)으로 구성되어 있다.
도 2에서, 참조부호 310은 검사대상인 반도체 자재(320)에 대한 검사영역으로서, Gull-Wing 타입 반도체, CSP 타입 반도체의 안착상태 및 반도체의 외관검사 를 측정하는 영역이다.
상기 영상입력수단은 조명수단에 의하여 조사된 조명 검사대상 반도체자재(320)에 대한 영상정보를 입력받는 부분으로서, RGB 카메라(202)와 영상입력부(250)로 구성되어 있으며, 상기 영상입력부(250)는 카메라의 영상을 입력 받을 수 있는 영상입력보드 또는 USB 장치 등으로 구성할 수 있다.
상기 영상 처리수단은 입력된 검사대상물체의 영상에 대한 불량유무를 판단하는 부문으로서 CPU(Central Processing Unit)(410), 메모리(420), 검사대상물체불량유무프로그램 등을 포함하여 구성된다.
상기 제어수단은 검사대상물체의 불량유무에 대한 제어를 할 수 있으며, 모니터(510), 통신장치 등이 포함된다.
도 3a ∼ 도3c는 도 2에 도시된 조명수단과 영상입력수단을 설명하기 위한 실시 예를 예시한 개략도이다. 도 3a는 도 2에 도시된 조명수단과 영상입력수단을 설명하기 위한 일 실시 예를 도시한 개략도이다. 동도면에서 장치의 구성으로는 조명수단으로 반도체 안착 상태 검사조명(110), 반도체 외관 검사조명(102), 조명산란막(124), 특정파장대역 반사미러(130), 안착상태투영막(140)으로 구성되어 있다. 또한, 도 3a에서, 참조부호 310은 검사영역이고, 320은 반도체자재이며, 230은 카메라에 촬상된 레이저 투영패턴이고, 240은 카메라에 촬상된 반도체 영상이며, 220 및 221은 카메라에 촬상된 영상이다.
그 검사영역(310)에서는 Gull-Wing 타입 반도체 및 CSP 타입 반도체가 트레 이 또는 포켓에 안착되어 검사된다.
그리고 구성요소의 특성은 다음과 같다.
조명수단에서, 반도체 안착 상태 검사조명(101)은 특정파장대역의 라인레이져와 같은 조명을 이용하여 반도체 표면에 라인패턴을 조사하고, 반도체 외관 검사조명(102)은 상기 반도체 안착상태 검사조명(101)과는 다른 특정파장대역의 빛을 조사할 수 있는 LED와 같은 조명을 사용한다. 상기 조명산란막(124)은 반도체 외관 검사조명(102)의 전면에 그 반도체 외관 검사조명(120)과 소정 거리가 이격되게 설치되어 그 반도체 외관 검사조명(102)에서의 출력 광이 검사영역(310)내의 반도체자재(320)에 골고루 조사되도록 광을 산란시킨다.
그리고 안착상태 투영막(140)은 반도체 표면에 조사된 반도체 안착상태 검사조명(101)의 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사시킬 수 있는 재질로서 도 9a에서와 같이 하프미러(half Mirror)를 사용하거나, 도 9b에서와 같이 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사를 시키는 물질이 표면에 처리된 필터 등으로 구성된다.
그리고 특정파장대역 반사미러(130)는 도 8b와 같이 특정파장대역의 빛을 표면에서 전반사 시키고 다른 파장대역의 빛을 투과할 수 있는 재질의 필터로 구성된다.
영상입력수단으로서의 카메라는 RGB 카메라(202)와 같이 서로 다른 파장대역의 빛을 다른 영상으로 입력 받을 수 있는 것으로 구성된다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다.
상기 반도체의 안착상태를 측정하기 위하여 적색(650 나노미터)의 레이져 패턴 조명은 반도체 표면에 투영되고 투영된 레이져 패턴은 안착상태 투영막(140)으로 반사된다.
또한 안착상태 투영막(140)에서 반사된 빛은 특정파장대역 반사미러(130)에 반사하여 영상입력수단의 카메라(202)로 입력받아 적색 촬상소자에 영상(220)이 촬상되어 반도체에 조사된 레이져의 투영패턴을 입력 받을 수 있다.
그리고 다른 특정파장대역의 빛을 조사할 수 있는 LED(120)와 같은 반도체 외관 검사조명으로는 청색 또는 녹색 LED를 사용하여 반도체 표면에 전체적으로 조명을 조사하고, 조사된 조명은 특정파장대역 반사 미러(130)를 투과하여 카메라(202)의 청색 또는 녹색 촬상소자에 영상(221)이 촬상되어진다
도 3b는 도 2에 도시된 조명수단, 영상입력수단을 설명하기 위한 다른 실시 예를 도시한 개략도이다.
동도면에서 장치의 구성으로는 조명수단으로, 반도체 안착 상태 검사조명으로서 특정파장대역의 레이저 패턴을 조사하는 레이져조명(110), 반도체 외관 검사조명으로서 그 레이저 조명(110)과는 다른 특정파장대역의 광을 출력하는 LED(120), 조명산란막(124), 및 안착상태 투영막(140)으로 구성되어 있다.
또한, 영상입력수단으로는 흑백 카메라(201)를 이용한다.
그리고 구성요소의 특성은 다음과 같다.
조명수단에서, 반도체 안착 상태 검사조명(101)은 특정파장대역의 라인레이져와 같은 조명을 이용하여 반도체 표면에 라인패턴을 조사하고, 반도체 외관 검사조명(102)은 상기 반도체 안착상태 검사조명(101)과는 다른 특정파장대역의 빛을 조사할 수 있는 LED와 같은 조명을 사용한다. 상기 조명산란막(124)은 반도체 외관 검사조명(102)의 전면에 그 반도체 외관 검사조명(102)과 소정 거리가 이격되게 설치되어 그 반도체 외관 검사조명(102)에서의 출력광이 검사영역(310)내의 반도체자재(320)에 골고루 조사되도록 광을 산란시킨다.
그리고 안착상태 투영막(140)은 반도체 표면에 조사된 반도체 안착상태 검사조명(101)의 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사시킬 수 있는 재질로서, 도 9a에서와 같이 하프미러(half Mirror)를 사용하거나, 도 9b에서와 같이 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사를 시키는 물질이 표면에 처리된 필터 등으로 구성된다.
영상입력수단으로서의 카메라는 흑백 카메라(201)를 이용하여 반도체 안착상태의 영상과 반도체 형상에 대한 영상을 입력 받을 수 있는 것으로 구성된다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다.
상기 반도체의 안착상태를 측정하기 위한 적색(650 나노미터)의 레이져 패턴 조명은 반도체 표면에 투영되고 투영된 레이져 패턴은 안착상태 투영막(140)으로 반사된다.
또한, 안착상태 투영막(140)에서 반사된 빛은 특정파장대역 반사미러(130)에 반사하여 영상입력수단의 카메라로 입력 받아 반도체에 조사된 레이져의 투영패턴이 카메라에 촬상(230)되고, 다른 특정파장대역의 빛을 조사할 수 있는 LED(120)와 같은 조명으로는 청색 또는 녹색 LED를 사용하여 반도체 표면에 전체적으로 조명을 조사하고, 조사된 반도체 영상은 카메라에 영상(240)이 촬상되어 진다.
도 3c는 도 2에 도시된 조명수단과 영상입력수단을 설명하기 위한 또다른 실시 예를 도시한 개략도이다.
동도면은, 반도체 안착 상태 검사조명(101)과 안착상태 투영막(140)을 포함하는 조명수단과, 영상입력수단으로 구성된다.
상기 반도체 안착 상태 검사조명(101)으로는 특정파장대역의 빛을 패턴으로 조사할 수 있는 조명으로서 레이져(110)와 같은 조명을 이용하여 반도체 표면에 라인패턴을 조사할 수 있다.
그리고 안착상태 투영막(140)은 반도체 표면에 조사된 반도체 안착상태 검사조명의 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사시킬 수 있는 재질로서, 도 9a에서와 같이 하프미러(half Mirror)를 사용하거나, 도 9b에서와 같이 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사를 시키는 물질이 표면에 처리된 필터 등으로 구성된다.
영상입력수단으로서의 카메라는 흑백 카메라(201)를 이용하여 영상을 입력 받을 수 있는 것으로 구성된다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다.
상기 반도체의 안착상태를 측정하기 위하여 적색(650 나노미터)의 레이져 패턴 조명은 반도체 표면에 투영되고 투영된 레이져 패턴은 안착상태 투영막(140)으로 반사된다.
또한, 안착상태 투영막(140)에서 반사된 빛은 특정파장대역 반사미러(130)에 반사하여 영상입력수단의 카메라(201)로 입력받아 반도체에 조사된 레이져의 투영패턴이 카메라(201)에 촬상되어 진다.
도 4a는 Gull-Wing 타입 반도체의 안착상태를 도시한 도면이며, 도 4b는 Gull-Wing 타입 반도체가 트레이(330)에 안착된 상태를 도시한 도면을 표시한 것이며, 도 4c는 CSP 반도체의 안착상태를 도시한 도면이다. 도 4a와 도 4b 및 도 4c에서, 381은 안착이 정상적인 반도체를 나타내고, 382는 더블로 안착된 반도체를 나타내며, 383은 안착위치가 불량상태인 반도체를 나타내고, 113은 레이저 조명 투영 패턴이며, 231은 카메라에 촬상된 안착상태 양품인 반도체의 레이저 투영패턴이고, 232는 카메라에 촬상된 안착상태 불량인 반도체 레이저 투영패턴이며, 239는 레이저 투영패턴(231)과 레이저 투영패턴(232)간의 갭이다.
도 5a는 1개의 정상적인 반도체가 포켓에 안착된 상태, 도 5b는 반도체가 포켓에서 비어 있는 상태, 도 5c는 2개의 반도체가 포켓에 안착된 상태, 도 5d는 반도체가 포켓에 안착이 불량인 상태를 도시한 도면이다.
도 6는 트레이 타입에 있어서 반도체의 안착상태를 나타낸 영상이다. 도 6에 서, 341은 Gull-Wing 타입 반도체 안착높이 검사 영상이고, 342는 CSP 타입 반도체의 예제영상이며, 343은 CSP타입 반도체 안착높이 검사 영상이다.
도 7a는 CSP 타입 반도체의 정면을 도시한 도면, 도 7b는 Gull Wing 타입 반도체의 정면을 도시한 도면, 도 7c는 도 7a의 반도체를 이용하여 마크결점(251)을 발견한 상태를 도시한 영상의 일예, 도 7d는 도 7a의 반도체를 이용하여 마크결점(251)을 발견한 상태를 도시한 영상의 일예를 도시한 도면이다. 도 7a 내지 도 7d에서, 321은 Gull-Wing타입 반도체이고, 322는 CSP타입 반도체이다.
도 8a는 가시광선대역에서의 RGB파장대역의 분포도의 그래프, 도 8b는 특정파장대역의 빛을 반사시키는 미러의 구조도이다. 도 8a 및 도 8b에서, 150은 가시광선대역이고, 151은 흑백화상소자 반응대역이며, 181은 사용가능한 레드(R) 파장대역의 예이고, 182는 사용가능한 그린(G) 파장대역의 예이며, 183은 사용가능한 블루(B) 파장대역의 예이다.
도 8a에서, 본 발명의 경우 레이저 조명을 이용한 안착상태 검사조명의 특정파장대역은 적색파장대역(181)이고, 형상 검사조명은 블루파장대역(183)의 광방출이 가능한 청색발광다이오드를 사용한다. 한편, 본 발명에서 RGB카메라는 적색, 녹색, 청색의 파장대역을 구분하여 영상을 입력받을 수 있으나, 흑백 카메라에 입력되는 파장대역(151)은 대부분의 가시광선 대역의 파장을 포함한다.
도 8b에서 특정파장대역 반사미러(130)는 표면처리된 청색필터로서, 그 특정파장대역 반사미러(130)는 입사되는 적색파장대역(181)의 빛은 카메라측으로 반사시키고 청색파장대역(183)의 빛을 투과시킨다.
도 9a는 안착상태 투영막의 구조도이고, 도 9b는 안착상태 투영막의 다른 구조도이다.
장치의 구성으로서는, 특정파장대역의 빛을 반사시키는 재질로 구성되어 있으며, 안착된 반도체에서 반사되어 반도체 안착상태에 따라 다른 각도로 반사되는 영역의 빛을 투영할 수 있는 크기로 구성되어 있다.
그리고 구성요소의 특성은 다음과 같다.
안착상태 투영막(140)은 반도체 표면에 조사된 반도체 안착상태 검사조명의 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사시킬 수 있는 재질로서, 도 9a에서와 같이 하프미러(half Mirror)를 사용하거나, 도 9b에서와 같이 특정파장대역의 빛을 투영 및 반사를 시키는 물질이 표면에 처리된 필터 등으로 구성 할 수 있으며, 도 9b와 같이 구성 시에는 특정파장대역의 빛만 반사시키고 이외의 빛은 투과시킴으로서 안착상태검사조명의 패턴을 선명하게 투영시키는 것을 특징으로 한다. 도 9a에서 113은 레이저 조명이 반도체자재(322)의 표면에서 반사되어 안착상태 투영막(140)에게로 입사되는 광이고, 169는 레이저 조명과는 다른 파장대역을 지닌 발광다이오드에서 조사되어 안착상태 투영막(140)에 입사된 후 반사되는 광이며, 210은 그 안착상태 투영막(140)에서 반사되어 카메라에게로 입사되는 광의 영상진행경로이다. 도 9b에서의 안착상태 투영막(140)은 레이저 패턴과 같은 특정파장대역의 빛만을 투영하는 재질로 이루어져 있으므로 그 레이저 패턴과 같은 특정파장대역의 빛만을 투영시킨 후에 카메라측으로 반사시키고, 그 특정파장대역과 다른 파장대역의 빛은 투과시킨다. 이에 따라, 도 9b에서 169는 투과되는 광을 의미한다.
이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 검사영역에 반도체(320)가 안착되어 있고 검사가 시작되면, 제어수단(500)에서는 조명수단을 제어하여 조명(101, 102)을 조사한다.
첫 번째 단계로, 상기 조명수단과 영상입력부에서의 구성 및 작용은 다음과 같다.
본 발명에서는 검사유형에 따라 안착상태의 검사 및 반도체 형상의 검사로 구분 지워지며 이를 도 3a 내지 도 3c에 따라 제 1 실시의 예, 제 2 실시의 예, 제 3 실시의 예로 구분한다.
제 1 실시의 예에서는 RGB 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태의 검사 및 반도체의 외관검사를 동시에 검사하는 분야에 적용할 수 있으며, 제 2 실시의 예에서는 흑백 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태로서 안착높이 및 안착 위치의 검사 분야에 적용할 수 있으며, 제 3 실시의 예에서는 흑백 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태로서 안착높이의 검사 분야에 적용할 수 있다.
상기 제 1 실시의 예를 상세히 기술하면 다음과 같다.
상기 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 실시의 예의 주요 특징으로서는, RGB 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태의 검사 및 반도체의 외관검사를 동시에 검사하는 분야에 적용할 수 있다.
상기 안착상태의 검사에 있어서는 조명수단은 상기 반도체 안착 상태 검사조명(101)으로 특정파장영역의 조명인 예를 들면 적색 레이저(110)조명을 반도체 표면에 조사하게 되며, 반도체 표면에 조사된 조명은 안착상태 투영막(140)에 투영되고, 투영된 영상은 특정파장대역 반사미러(130)에 반사되며, 이는 RGB카메라(202)의 적색 촬상소자에 투영된 영상(220)이 나타난다.
상기 반도체형상상태의 검사에 있어서는 조명수단은 상기 반도체 외관검사조명(102)으로 다른 특정파장영역의 조명인, 예를 들면 청색 발광다이오드(120)조명을 반도체 표면에 전체적으로 조사하게 되며, 반도체 표면에 전체적으로 조사된 조명은 특정파장대역 반사미러(130)를 투과하여 RGB카메라(202)의 청색 촬상소자에 투영된 영상(221)이 나타난다.
상기 제 2 실시의 예를 상세히 기술하면 다음과 같다.
상기 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 실시의 예의 주요 특징으로는, 흑백 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태의 검사 및 반도체의 외관검사를 동시에 검사하는 분야에 적용할 수 있다.
상기 안착상태의 검사에 있어서의 조명수단은 상기 반도체 안착 상태 검사조명(101)으로 특정파장영역의 조명인 적색 레이져(110)조명을 반도체 표면에 조사하게 되며, 반도체 표면에 조사된 조명은 안착상태 투영막(140)에 투영되고, 투영된 영상은 흑백카메라(201)의 촬상소자에 투영된 영상(220)이 나타난다.
상기 반도체형상상태의 검사에 있어서는 조명수단은 상기 반도체 외관검사조 명(102)으로 다른 특정파장영역의 조명인 청색 발광다이오드(120)조명을 반도체 표면에 전체적으로 조사하게 되며, 반도체 표면에 전체적으로 조사된 조명은 흑백카메라의 촬상소자에 투영된 영상(220)이 나타난다.
상기 제 3 실시의 예를 상세히 기술하면 다음과 같다.
상기 도 3c에 도시된 바와 같이, 제 3 실시의 예의 주요 특징으로는, 흑백 카메라를 이용하여 반도체의 안착상태의 검사 분야에 적용할 수 있다.
상기 안착상태의 검사에 있어서의 조명수단은 상기 반도체 안착 상태 검사조명(101)으로 특정파장영역의 조명인 적색 레이져(110)조명을 반도체 표면에 조사하게 되며, 반도체 표면에 조사된 조명은 안착상태 투영막(140)에 투영되고, 투영된 영상은 흑백카메라(201)의 촬상소자에 투영된 영상(220)이 나타난다.
본 발명에서는 검사유형에 따라 안착상태의 검사 및 반도체 형상의 검사가 있으며, 안착상태의 검사에는 안착이 정상인 반도체, Double 안착 반도체, 위치이탈 반도체로 구분되며, 반도체 형상 검사에는 반도체 표면의 마크검사, 리드 검사가 있으며, 도 4 내지 도 7을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 안착상태의 검사를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4c와 같이 반도체 안착 상태 검사조명(101)으로 특정파장영역의 조명인 적색레이저(110)조명을 반도체 표면에 조사하게 되며, 반도체 표면에 조 사된 조명(113)은 안착상태 투영막(140)에 투영되고, 투영된 영상은 카메라의 촬상소자에 투영된 영상(220)이 나타난다.
도 4a에서, Gull-Wing 타입 반도체자재의 안착상태가 정상인 반도체(381)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 양품인 반도체의 레이져 투영패턴(231)을 형성할 수 있으며, 반도체자재가 Double 안착 상태인 반도체(382)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 불량인 반도체의 레이져 투영패턴(232)이 형성되어 촬상소자에 나타난 레이져 투영패턴의 차이를 영상처리수단에서 영상을 처리하여 Double 반도체의 유무를 알 수 있다.
도 4b에서, Gull-Wing 타입 반도체자재가 트레이에 안착된 안착상태를 검사하는 것으로서, 안착상태가 정상인 반도체(381)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 양품인 반도체의 레이져 투영패턴(231)을 형성할 수 있으며, 반도체자재가 트레이에서 위치이탈이 발생한 위치이탈 상태인 반도체(383)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 불량인 반도체의 레이져 투영패턴(232)이 형성되어 촬상소자에 나타난 레이저 투영패턴의 차이에 의하여 영상처리수단에서 영상을 처리하여 반도체의 위치이탈 상태를 알 수 있다.
도 4c에서, CSP 타입 반도체자재가 트레이에 안착된 안착상태를 검사하는 것으로서, 안착상태가 정상인 반도체(381)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 양품인 반도체의 레이져 투영패턴(231)을 형성할 수 있으며, 반도체자재가 트레이에서 위치이탈이 발생한 위치이탈 상태인 반도체(383)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상되어 안착상태 불량인 반도체의 레이져 투영패턴(232)이 형성되고, 반도체자재가 트레이에서 위치이탈이 발생한 위치이탈 상태인 반도체(383)는 반도체 표면에 있어서 반사높이에 의하여 카메라에 촬상된 안착상태 불량인 반도체의 레이져 투영패턴(232)이 형성되어 촬상소자에 나타난 레이저 투영패턴의 차이에 의하여 영상처리수단에서 영상을 처리하여 반도체의 위치이탈 상태를 알 수 있다.
도 5에서는 레이져 투영패턴(231)에 의하여 영상입력장치에 입력된 레이져 패턴의 일예를 도시화 한 것이다.
도 5a는 1개의 정상적인 반도체가 포켓에 안착된 상태를 도시화 한 것이며, 도 5b는 반도체가 포켓에서 비어 있는 상태를 나타내며, 도 5c는 2개의 반도체가 포켓에 안착된 상태를 나타내고, 도 5d는 반도체가 포켓에 안착이 불량인 상태를 나타내고 있다.
도 6은 트레이 타입에 있어서 Gull-Wing 타입 반도체자재 및 CSP 타입 반도체자재의 안착상태를 나타낸 영상이다.
도면에서, Gull- Wing 타입 반도체 안착높이 검사 영상(341)에서는 반도체가 안착이 되어 있지 않는 상태(empty)와 정상적으로 안착이 된 상태 및 두개의 반도체가 중첩되어 안착된 상태(double device)에 대한 결함이 나타나고 있다.
또한, 트레이에 안착된 CSP 타입 반도체 예제(342)에서는 영상입력수단에 의 하여 입력받은 CSP 타입 반도체 안착높이 검사 영상(343)을 이용하여 반도체가 안착되어 있지 않는 상태(empty), 정상적으로 안착이 된 상태, 반도체 안착이 불량한 상태에 대한 결함이 나타나고 있다.
상기 반도체 형상상태의 검사를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 반도체 형상상태의 검사에 있어서, 도 3a와 같이 조명수단은 상기 반도체 외관검사조명(102)으로 다른 특정파장영역의 조명인 예를 들면 청색 발광다이오드(120)조명을 반도체 표면에 전체적으로 조사하게 되며, 반도체 표면에 전체적으로 조사된 조명은 카메라의 청색 촬상소자에 투영된 영상(221)이 나타난다.
도 7a는 CSP 타입 반도체의 정면을 도시한 도면이며, 도 7b는 Gull Wing 타입 반도체의 정면을 도시한 도면이다. 도 7c는 도 7a의 반도체를 이용하여 마크결점(351)을 발견한 상태를 도시한 영상의 일예를 나타낸 것이며 도 7d는 도 7a의 반도체를 이용하여 마크결점(351)을 발견한 상태를 도시한 영상의 일예이다.
그러므로 본 발명으로 하나의 카메라를 이용하여 반도체의 형상검사 및 반도체의 안착상태를 검사할 수 있는 장점으로 인하여 장비의 단순화 및 경제성과 기존에 검사의 문제점으로 발생한 CSP의 안착상태에 대한 검사가 가능하다.
이와 더불어, 상기에서 본 발명은 특정 실시 예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 도 10과 같이 카메라(201) 의 각도 및 안착상태 투영막(140)의 위치변형 등과 같이 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 조명수단에서 동시에 조사된 서로 다른 특정 파장대역의 조명을 이용, 특정파장대역에서는 안착상태 투영막을 이용한 반도체안착상태의 검사와 다른 특정파장대역에서는 반도체의 외관검사를 실시할 수 있다.
그리고 카메라에 촬상되는 특정 파장대역들의 빛에 대한 영상을 이용하여 검사대상물체의 불량유형에 대한 최적의 검사영상을 손쉽게 추출할 수 있다.
그러므로 종래의 영상처리를 이용한 검사대상물체의 불량유형에서 대두되었던 대부분의 문제점인 검사대상물체와 조명과의 위치 및 각도에 따른 불량유형의 종류들에 대한 최적화된 영상을 손쉽게 추출할 수 있으므로, 영상처리시의 부적절한 영상 입력으로 인한 신뢰성을 감소시키며, 다수의 카메라 및 조명장치의 구성으로 인한 시스템의 신뢰도의 저하, 비용의 증가, 불량유무에 대한 최적의 상태의 영상정보를 추출할 수 있다.

Claims (10)

  1. 검사영역에 안착되어 있는 반도체에 특정 파장대역의 빛을 라인형상으로 조사하는 안착상태검사조명, 및 상기 반도체에 조사되어 반사된 상기 안착상태검사조명의 빛을 투영 및 반사시키는 안착상태 투영막을 포함한 조명수단;
    상기 안착상태 투영막에 투영된 반도체 표면의 라인형상의 빛을 입력받는 영상입력수단;
    상기 입력된 영상신호의 영상정보를 이용하여 상기 반도체의 안착상태를 검사하는 영상처리수단; 및
    상기 처리된 영상정보를 화면에 보여주는 디스플레이수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안착상태 검사조명은, 특정 컬러의 라인 패턴을 형성할 수 있는 레이져 조명인 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 안착상태 투영막은, 특정파장대역의 빛이 입사되면 그 입사되는 빛을 투영시킨 후에 상기 영상입력수단에게로 반사시키는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 안착상태 투영막은, 가시광선이 입사되면 특정파장대역의 빛만을 투영시킨 후에 상기 영상입력수단에게로 반사시키고 그 이외의 파장대역의 빛은 투과시키는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 검사장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 영상입력수단은, 흑백 카메라인 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 검사장치.
  6. 검사영역에 안착되어 있는 반도체에 특정 파장대역의 빛을 라인형상으로 조사하는 안착상태 검사조명, 상기 안착상태 검사조명의 파장대역과는 다른 특정 파장대역의 빛을 상기 반도체의 표면에 전체적으로 조사하는 외관 검사조명, 및 상기 반도체에 조사되어 반사된 상기 안착상태검사조명의 빛을 투영 및 반사시키는 안착상태 투영막을 포함한 조명수단;
    상기 안착상태 투영막에 투영된 반도체 표면의 라인형상 및 안착되어 있는 반도체 표면에 전체적으로 조사된 다른 특정 파장대역의 빛을 입력받는 영상입력수단;
    상기 입력된 영상신호의 영상정보를 이용하여 상기 반도체의 안착상태를 검사하는 영상처리수단; 및
    상기 처리된 영상정보를 화면에 보여주는 디스플레이수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 안착상태 검사조명은 특정 컬러의 라인 패턴을 형성할 수 있는 레이져 조명이고, 상기 외관 검사조명은 상기 레이져 조명과는 다른 특정파장대역의 빛을 조사할 수 있는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 안착상태 투영막은, 특정파장대역의 빛이 입사되면 그 입사되는 빛을 투영시킨 후에 상기 영상입력수단에게로 반사시키는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 안착상태 투영막은, 가시광선이 입사되면 특정파장대역의 빛만을 투영시킨 후에 상기 영상입력수단에게로 반사시키고 그 이외의 파장대역의 빛은 투과시키는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 영상입력수단은 RGB카메라인 것을 특징으로 하는 반도체 안착상태 및 외관형상 검사장치.
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