KR101654825B1 - 기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 기판에 검사대상이 밀집하게 분포된 검사 부위에 대한 결함 검사가 가능하도록 하는 기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법에 관한 것이다. 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법은 검사 대상 영역의 크기에 따라 분할 영역을 설정하는 단계; 상기 밀집 검사 부위에 대한 1차 검사를 진행하는 단계; 및 상기 1차 검사의 결과에 기초하여 2차 회전 이미지 검사를 진행하는 단계를 포함한다.

Description

기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법{Method for Inspecting Compact Parts Formed on Substrate in Defect Inspection}

본 발명은 기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 기판에 검사대상이 밀집하게 분포된 검사 부위에 대한 결함 검사가 가능하도록 하는 기판의 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법에 관한 것이다.

엑스레이 검사는 투과 두께에 따른 이미지의 명암 차이를 이용하여 다양한 산업 제품의 비파괴 검사에 적용될 수 있다. 예를 들어 엑스레이 검사는 전자기판, 칩, 배터리 또는 식품의 불량 또는 이물질의 존재 여부의 검사에 적용될 수 있다. 검사를 위하여 검사 부위가 결정되어야 하고 그리고 검사 부위에 엑스레이가 투과되어 해당 부위에 대한 엑스레이 투과 이미지가 얻어져야 한다. 그리고 이미지로부터 검사 대상의 불량 여부가 판단될 수 있다. 그러므로 검사 부위에 대한 정확한 투과 이미지를 얻을 수 있어야 하는 것이 검사의 기본 조건이 된다. 다만 일반적으로 엑스레이는 납과 같은 일부 차폐 소재를 제외하면 대부분의 물질을 투과하므로 소재에 따른 검사 대상의 제한이 없다는 장점을 가진다. 그러나 예를 들어 고밀도 집적 회로 기판의 범프와 같이 검사 부위가 밀집하게 배치되면 일반적인 검사 방법이 적용되기 어렵다. 만약 각각의 검사 부위의 밀집도로 인하여 서로 구분되는 선명한 이미지가 얻어질 수 없다면 엑스레이 검사 자체가 불가능하거나 검사의 비효율성이 발생할 수 있다는 문제점을 가진다.

밀집하게 배치된 검사 부위의 검사를 위한 선행기술로 특허공개번호 제2006-0094844호 범프 검사 장치 및 방법이 있다. 상기 선행기술은 기판을 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부에 의하여 얻어진 오브젝트 영상에 포함된 범프를 나타내는 영상 중 올바른 범프의 형상을 가지는 영상을 검출하는 형상 검출부와, 상기 오브젝트 화상의 영역 중 상기 형상 검출부에 의해서 검출된 올바른 범프의 형상을 갖는 화상과 그 주위의 영역을 포함하는 영역을 비검사 영역으로 하고, 그 밖의 영역을 검사 영역으로 설정하는 검사 영역 설정부와, 검사의 기준이 되는 마스터 화상을 기억하는 마스터 화상 기억부와, 상기 검사 영역 설정부에 의해서 설정된 검사 영역에 대하여 상기 오브젝트 화상과 상기 마스터 화상을 비교하여 범프가 소정의 정밀도로 형성되어 있는지 여부를 검사하는 비교 검사부로 이루어진 범프 검사 장치에 대하여 개시한다.

기판의 본딩 검사와 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2009-0069838호 웨이퍼 범핑 공정에서 전자빔을 이용하여 솔더 범프 형성 및 정이 상태를 검사하는 장치 및 방법이 있다. 상기 선행기술은 대상체로 전자빔을 방출하는 전자빔 방출 수단; 상기 전자빔의 편향과 가속을 수행하는 편향 및 가속 수단; 상기 전자 빔에 의하여 상기 대상체로부터 나오는 전자를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 디텍터; 및 상기 디텍터로부터 상기 전기적 신호를 처리하여 상기 대상체에 형성된 금속 물질의 배치 상태에 대한 정보를 생성하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 대상체는 복수의 솔더 범퍼들이 형성된 탬플릿, 복수의 전극 패드들 위에 템플릿으로부터 전이된 솔더 범프들이 형성된 반도체 웨이퍼 또는 전기 회로와 접속된 복수의 전극 패드들, 복수의 전극 라인들이나 솔더 범퍼의 형태의 복수의 테스트 단자들이 형성되어 있는 회로 기판을 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 템플릿에 형성된 복수의 솔퍼 범프들, 상기 반도체 웨이퍼에 형성된 솔더 범프들 또는 상기 회로 기판에 형성된 복수의 테스트 단자들의 배치 상태에 대한 정보를 생성하고, 상기 회로 기판 상의 상기 복수의 테스트 단자들로부터 나오는 전자에 대한 전기적 신호로부터 상기 전기 회로의 동작과 관련된 전기적 특성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 검사 장치에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 영상을 이용하거나 또는 전자빔에 의한 검사 방법에 관한 것이고 엑스레이 검사에 적용될 수 없다. 다른 한편으로 상기 선행기술은 예를 들어 플립 칩의 솔더링 범프에 검사되기 어렵다.

본 발명은 선행기술에서 개시된 검사 방법과 다른 새로운 검사 방법을 제안하면서 이와 동시에 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행문헌1: 특허공개번호 제2006-0094844호(DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD., 2006년08월30일 공개) 선행문헌2: 특허공개번호 제2009-0069838호(주식회사 에이디피엔지니어링, 2009년07월01일 공개)

본 발명의 목적은 밀집 검사 부위의 검사가 가능하도록 하는 엑스레이 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 엑스레이 검사 방법은 검사 대상 영역의 크기에 따라 분할 영역을 설정하는 단계; 상기 밀집 검사 부위에 대한 1차 검사를 진행하는 단계; 및 상기 1차 검사의 결과에 기초하여 2차 회전 이미지 검사를 진행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 분할 영역의 각각의 영역에 대하여 서로 다른 두 점에서 측정된 높이에 기초하여 분할 영역의 기준 면 높이 차가 결정되는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 2차 검사는 경사(tilt) 검사가 되고, 상기 경사 검사는 적어도 하나의 경사 각도에서 이루어지고 그리고 각각의 위치에서 서로 다른 각도에서 본 적어도 하나의 이미지가 얻어진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 밀집 검사 부위는 플립 칩의 솔더링 범프, 고밀도 집적 회로의 범프 또는 메모리 범프가 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 2차 회전 이미지 검사는 적어도 2개의 서로 다른 방향에서 얻어진 단면 이미지에 기초한다.

본 발명에 따른 검사 방법은 영상 검사 또는 다른 검사 방법이 적용될 수 있는 플립 칩의 검사가 가능하도록 하면서 이와 동시에 고밀도 집적회로(LSI)의 검사가 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 검사 방법은 다수 개의 회전 이미지로부터 전체 영상을 획득하는 것에 의하여 검사 오류가 방지되도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 검사 방법은 해상도의 조절에 의하여 임의의 밀집 구조의 검사에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 검사 방법이 진행되는 과정에 대한 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 보정 인자에 해당되는 분할 영역의 기준 면 높이 차를 보정하는 실시 예를 도시한 것이다.
도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 보정 인자에 해당되는 기준 검사 부위의 위치 보정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 서로 다른 방법의 검사 방법에 대한 이미지를 얻는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명에 따른 검사 방법에 의하여 얻어지는 검사 대상에 대한 이미지의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 검사 방법이 진행되는 과정에 대한 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법은 검사 대상 영역의 크기에 따라 분할 영역을 설정하는 단계(S11); 상기 분할 영역에 배치된 적어도 하나의 검사 대상을 위한 보정 인자를 결정하는 단계(S12); 상기 결정된 보정 인자의 적어도 하나에 기초하여 상기 밀집 검사 부위에 대한 1차 검사를 진행하는 단계(S13); 및 상기 1차 검사의 결과에 기초하여 상기 결정된 보정 인자의 적어도 하나에 따라 2차 회전 이미지 검사를 진행하는 단계(S14)를 포함한다.

본 발명에 따른 검사 방법은 예를 들어 전자 기판의 메모리 칩 또는 고밀도 집적 회로(LSI)의 본딩(bonding) 검사에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않고 임의의 전자 기판의 본딩 검사에 적용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 검사 방법은 플립 칩의 솔더 범프(solder bump)의 검사에 적용될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 검사 방법은 반도체 공정에 적용되는 다양한 솔더링 본딩 검사에 적용될 수 있고 본 발명은 검사 대상에 의하여 제한되지 않는다.

밀집 검사 부위란 검사가 되어야 할 검사 대상이 기판에 밀집된 형태로 배치되고 예를 들어 검사 대상 사이의 간격이 수십 내지 수백 마이크론 단위가 되는 것을 의미한다. 또한 밀집 검사 부위는 하나의 방향 또는 한 번의 검사에 의하여 불량 여부가 정확하게 판단되기 어려운 검사 대상을 포함한다. 예를 들어 고밀도 집적 회로의 솔더링 범프의 경우 하나의 방향에서 얻어진 이미지로 정상 이미지는 판단될 수 있지만 불량 범프에 해당되는지 여부는 정확하게 판단되기 어렵다. 이와 같이 밀집 검사 부위는 검사 대상의 공간적인 분포 또는 불량 판단을 위하여 요구되는 엑스레이 이미지의 수와 관련된다.

밀집 검사 부위는 메모리칩 또는 집적 회로가 배치된 웨이퍼와 같은 전자 기판에 위치될 수 있다. 엑스레이 검사를 위하여 기판은 다수 개의 분할 영역으로 나누어질 수 있다(S11). 각각의 분할 영역은 연속적이거나 또는 비연속적으로 설정될 수 있고 엑스레이 검사 장치의 구조에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 그리고 각각의 분할 영역은 다수 개의 밀집 검사 부위를 포함할 수 있다. 필요에 따라 각각의 분할 영역은 다시 서브 분할 영역으로 나누어질 수 있다. 이와 같이 분할 영역은 다양한 방법으로 설정될 수 있고 본 발명은 분할 영역에 설정 방법에 의하여 제한되지 않는다.

분할 영역이 형성되면 기판의 구조 또는 밀집 검사 부위의 기하학적 구조에 따라 보정 인자가 결정될 수 있다(S12). 본 명세서에서 보정 인자는 검사 환경 설정, 이미지 획득 방법 또는 이미지 형성 방법과 관련된다. 예를 들어 보정 인자는 상기 분할 영역의 기준 면 높이 차, 관심 영역에서 기준 검사 부위의 위치 보정, 밀집 검사 부위의 상하 높이 결정 또는 다수 개의 회전 영상에 대한 중심점 결정을 포함할 수 있다. 보정 인자에 기초하여 이미지가 얻어질 수 있고, 불량 판단에 필요한 이미지가 얻어질 수 있고 그리고 불량 여부가 판단될 수 있다. 다른 한편으로 본 발명에 따른 보정 인자는 검사 대상에 따라 적절하게 결정될 수 있고 그리고 검사 과정에 따라 설정될 수 있다. 이와 같은 보정 인자의 결정은 검사 대상의 크기 또는 검사 대상의 밀집성에 따른 적절하게 이루어질 수 있다. 추가로 보정 인자는 검사 개시 전, 검사 과정 또는 이미지 획득 후에 결정될 수 있고 그에 따라 적절하게 검사 대상의 불량 여부가 판단될 수 있다.

보정 인자가 결정되면(S12), 적어도 하나의 보정 인자에 기초하여 밀집 검사 부위에 대한 1차 이미지 검사가 진행될 수 있다(S13). 보정 인자에 기초한 검사는 보정 인자에 따라 검사 과정에 대한 보정이 이루어지고 그리고 검사가 진행되는 것을 의미한다. 그리고 1차 이미지 검사는 분할 영역에 위치하는 검사 대상 전체에 대하여 또는 분할 영역에 위치하는 검사 대상에 대하여 영역 별로 차례대로 검사가 되는 것을 의미한다.

1차 이미지 검사로부터 일차적으로 불량 여부가 판단될 수 있다. 불량 여부의 판단은 예를 들어 정상, 불량 및 불량 의심과 같이 분류될 수 있다. 1차 이미지 검사는 정해진 검사 영역에서 각각의 검사 대상에 대한 가장 선명한 이미지가 얻어질 수 있는 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 1차 이미지 검사는 기판에 대하여 수직이 되는 방향으로 엑스레이가 조사되고 그리고 그에 따른 이미지에 기초하여 판단하는 방식으로 이루어질 수 있다. 밀집 검사 부위에 대한 1차 이미지 검사로부터 불량 여부가 판단되기 어려운 대상이 발생할 수 있다. 이와 같은 상황은 일집 검사 부위 자체의 기하학적 구조 또는 엑스레이 검사 장치 자체의 성능에 기인할 수 있다. 1차 이미지 검사에서 불량 의심으로 분류된 검사 대상에 대하여 2차 회전 이미지 검사가 진행될 수 있다. 2차 회전 이미지 검사는 불량 의심으로 분류된 검사 대상을 포함하는 영역에 대하여 1차 이미지 검사와 다른 방향에서 조사된 엑스레이로부터 이미지를 얻는 방법으로 이루어질 수 있다. 대안으로 2차 회전 이미지 검사는 다수 개의 방향에서 조사된 엑스레이부터 다수 개의 단면 이미지를 얻는 방법으로 이루어질 수 있다. 2차 회전 이미지 검사 방법은 검사 대상의 구조 또는 밀접 정도에 따라 결정될 수 있고 예를 들어 메모리 칩의 솔더링 범프 및 고밀도 집적 회로의 솔더링 범프에 대하여 서로 다른 방법의 2차 회전 이미지 검사가 진행될 수 있다.

본 발명에 따른 검사 방법은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 도 1에 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

아래에서 보정 인자의 실시 예에 대하여 설명된다.

도 2a는 본 발명에 따른 보정 인자에 해당되는 분할 영역의 기준 면 높이 차를 보정하는 실시 예를 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면, 기판(20)에 배치된 각각의 칩(211 내지 2MN)이 분할 영역으로 설정될 수 있고 각각의 칩(211 내지 2MN) 주위로 4개의 기준 마크(Fiducial Mark)(F11 내지 F(M+1)(N+1))가 설정될 수 있다. 그리고 각각의 기준 마크(F11 내지 F(M+1)(N+1))를 기준으로 높이 차 보정이 이루어질 수 있다.

높이 차에 대한 보정은 기판(20)이 엑스레이 영상을 얻기 위한 기준 면에 대하여 서로 다른 위치에서 서로 다른 높이가 될 수 있는 것에 기인한다. 예를 들어 기판(20)의 고정을 위하여 기판의 아래쪽에서 공기 흡입 장치가 설치될 수 있다. 또한 기판(20) 자체가 공정 과정에서 휘어지거나 또는 열 변형이 될 수 있다. 그러므로 엑스레이 튜브로부터 분할 영역에 이르는 거리가 서로 다른 칩(211 내지 2MN)에서 달라질 수 있다. 그리고 동일한 배율의 이미지를 얻지 못하거나 예상되는 이미지가 얻어지지 않을 수 있다. 그러므로 서로 다른 분할 영역에서 기준 위치로부터 기판(20)에 이르는 거리가 미리 측정되고 그리고 필요에 따라 보정될 필요가 있다.

보정을 위하여 각각의 칩(211 내지 2MN)의 주위의 4개의 기준 마크(F11 내지 F(M+1)(N+1))에 대한 위치가 예를 들어 레이저 거리 센서 또는 포토 센서와 같은 근거리 측정 센서에 의하여 측정될 수 있다. 그리고 보간법(interpolation)과 같은 방법으로 중간 부위에 대한 높이가 결정될 수 있다. 이와 같은 방법으로 각각의 칩(211 내지 2MN)에 대한 높이가 결정되고 그리고 예를 들어 보간법에 따라 서로 다른 위치에 배치된 칩(211 내지 2MN)에 대한 보정 값이 결정될 수 있다. 그리고 이를 기초로 각각의 분할 영역에 대한 검사 과정에서 엑스레이 튜브의 검사 영역에 대한 초점 거리가 보정될 수 있다.

분할 영역에 대한 높이 차 보정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 보정 인자에 해당되는 기준 검사 부위의 위치 보정의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2b의 (가)를 참조하면, 분할 영역의 검사를 위하여 분할 영역에서 검사 개시를 위한 검사 대상이 결정되어야 한다. 구체적으로 검사의 기준이 되는 최초 검사 대상(221)이 탐색되어야 한다. 만약 최초 검사 대상(221)의 검사 위치에 대하여 오차가 발생된다면 분할 영역에 대한 연속적인 검사 과정에서 오차가 그대로 유지될 수 있다.

칩(21)에서 검사 대상(221)이 되는 예를 들어 범프의 위치가 미리 결정되어 배치 맵으로 만들어질 수 있고 이에 따라 엑스레이 튜브 및 디텍터가 연속적으로 이동되면서 분할 영역에 대한 검사가 이루어질 수 있다. 만약 현재 검사 개시 대상이 되는 검사 대상(221)의 위치가 개시 포인트(CP)로 설정되어 있지만 실질적으로 최초 검사 대상이 되는 검사 대상(221)의 위치가 편이가 된 탐색 지점(DP)에 위치한다면 이에 대한 보정이 이루어질 필요가 있다. 그리고 이와 같은 보정 값은 검사 대상이 되는 모든 분할 영역에 위치하는 검사 대상(221 내지 22n)에 대하여 적용될 필요가 있다.

도 2b의 (나)를 참조하면, 기판(20)은 다수 개의 분할 영역이 되는 칩(21)을 가질 수 있고 그리고 각각의 칩(21)에 대하여 제1 축 보정 값(CX) 및 제2 보정 값(CY)이 적용될 필요가 있다. 도 2b의 (다)에 도시된 것처럼, 최초 검사 대상(211)에 대한 X축 방향 보정 값(CX) 및 Y축 방향 보정 값(CY)이 결정될 수 있고 그리고 설정 위치(CP)와 탐색 위치(DP)에 이르는 변위 또는 벡터가 결정될 수 있다. 그리고 제1 분할 대상의 탐색 과정에서 얻어진 변위 또는 벡터에 기초하여 보정된 값으로 이후 분할 대상에 대한 탐색 과정을 진행하게 된다.

각각의 분할 영역 또는 분할 영역 내의 범프에 대한 배치 맵이 만들어질 수 있고 배치 맵에 기초하여 제어 유닛에 의하여 또는 입력 명령에 의하여 엑스레이 튜브의 이동 위치가 결정될 수 있다. 만약 최초 검사 과정에서 위치 차이로 인하여 보정이 이루어졌다면 미리 결정된 모든 이동 위치에 대하여 동일한 변위 또는 벡터에 대응되는 보정이 이루어질 수 있다. 그리고 이로 인하여 최초 검사 개시 위치 및 그에 따른 설정에 소요되는 시간으로 인하여 발생될 수 있는 비효율성이 개선될 수 있다.

도 2c를 참조하면, 기판(20)에 다수 개의 검사 대상(221, 22n, 22m)이 위치할 수 있고 그에 따른 검사 대상에 대한 배치 맵이 미리 결정될 수 있다. 그리고 기판(20)은 칩 단위로 또는 다른 적절한 방법에 의한 분할 영역으로 나누어질 수 있고 그리고 각각의 분할 영역의 검사 과정에서 최조 검사 개시 위치가 결정될 필요가 있다. 제1 분할 영역에서 보정이 되어야 할 X축 방향 보정 값(CX) 및 Y축 방향 보정 값(CY)가 결정된다면 이후 분할 영역의 검사 과정에서 결정된 보정 값(CX, CY)에 기초하여 검사가 진행될 수 있다.

분할 영역에 대한 영역 검사에서 정상, 불량 및 불량 의심이 판정될 수 있고 불량 의심으로 분류된 검사 대상을 가지는 분할 영역 또는 검사 영역에 대하여 2차 회전이미지 검사가 진행될 필요가 있다.

아래에서 1차 이미지 검사 및 2차 회전 이미지 검사가 이루어지는 실시 예에 대하여 설명된다.

도 3a는 본 발명에 따른 서로 다른 방법의 검사 방법에 대한 이미지를 얻는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

도 3a의 (가)를 참조하면, 엑스레이 검사를 위하여 엑스레이 튜브(31), 디텍터(32a, 32b) 및 검사 대상(B)이 위치하는 검사 스테이지(33)가 준비될 수 있다. 영역 검사를 위하여 엑스레이 튜브(31)로부터 검사 대상(B)에 대하여 수직으로 엑스레이가 조사되어 디텍터(32a)에 의하여 탐지될 수 있고 그리고 디텍터(32a)에 탐지된 엑스레이로부터 얻어진 이미지에 기초하여 검사 대상(B)에 대한 정상, 불량 및 불량 의심이 판단될 수 있다. 만약 특정 분할 영역에 대한 영역 검사의 결과 불량 의심으로 판단된 검사 대상(B)이 존재하다면 이에 대하여 2차 회전 이미지 검사가 이루어질 필요가 있다.

2차 회전 이미지 검사는 경사(tilt) 검사가 될 수 있고 경사 검사는 수직이 아닌 경사진 방향에서 검사 대상(B)으로 엑스레이가 조사되는 것을 의미한다. 경사 검사는 하나 또는 그 이상의 각도에서 이루어질 수 있고 그리고 각각의 경사 각도에서 경사 검사가 이루어지는 과정에서 적어도 하나의 회전 이미지가 얻어질 수 있다. 회전 이미지는 다수 개가 될 수 있고 그리고 회전 이미지는 특정 경사 검사 과정에서 검사 대상(B)이 회전되면서 서로 다른 방향에서 얻어지는 이미지를 의미한다. 회전 이미지가 얻어지는 방향은 제한되지 않으며 또는 하나의 경사 검사 과정에서 얻어지는 회전 이미지의 수는 제한되지 않는다. 다른 한편으로 1차 검사 과정에서 필요에 따라 경사 검사가 이루어질 수 있다.

2차 회전 이미지 검사를 위하여 검사 대상(B)에 대한 서로 다른 각도에서 본 단면 이미지가 얻어지거나 또는 회전 이미지가 얻어질 수 있다. 단면 이미지를 얻기 위하여 검사 스테이지(33)가 회전될 수 있고 그리고 엑스레이 튜브(31)로부터 검사 대상(B)에 대하여 검사 대상에 대한 서로 다른 방향으로 엑스레이가 조사될 수 있다. 도 3a의 (가)에 도시된 것처럼, 디텍터(32b)가 회전이 되어 엑스레이 튜브(31)와 디텍터(32b) 사이에 위치하는 검사 대상(B)에 대하여 경사진 방향으로 엑스레이가 조사될 수 있다. 이와 같은 위치에서 도 3a의 (나)에 도시된 것처럼, 엑스레이가 검사 대상(B)에 대하여 경사진 방향으로 조사되는 위치에서 검사 스테이지(33)가 회전하게 되면 검사 대상(B)의 서로 다른 방향에 대한 단면 이미지 또는 회전 이미지가 얻어질 수 있다. 그리고 다수 개의 다수 개의 회전 이미지의 백 프로젝션(back projection)에 의하여 전체 이미지가 얻어질 수 있다. 이와 같이 2차 회전 이미지 검사는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography)와 유사한 방법으로 이루어질 수 있다.

검사 대상(B)에 대한 단면 이미지 또는 회전 이미지는 다수 개가 될 수 있다. 구체적으로 단면 이미지 또는 회전 이미지는 서로 다른 방향에서 엑스레이가 조사된 서로 다른 방향의 다수 개의 이미지가 될 수 있다. 회전 이미지의 수는 검사 대상(B)의 구조에 따라 적절하게 결정될 수 있고 예를 들어 회전 이미지의 수는 하나가 될 수 있다. 적어도 하나의 단면 이미지로부터 전체 이미지 또는 검사 이미지가 만들어질 수 있고 그에 따라 불량 의심으로 분류된 검사 대상(B)의 불량 여부가 결정될 수 있다.

도 3b 및 도 3c는 본 발명에 따른 검사 방법에 의하여 얻어지는 검사 대상에 대한 이미지의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3b는 1차 검사 이미지로부터 불량 여부가 판단될 수 있는 예를 들어 메모리칩의 범프의 검사 결과를 나타낸 것이다.

도 3b의 (가)는 메모리칩의 범프의 불량 이미지를 나타낸 것이고 그리고 도 3b의 (나)는 메모리칩의 범프의 정상 이미지를 나타낸 것이다.

도 3b를 참조하면, 불량 범프(BP2)의 기판(S)의 접촉 면(SC2)의 면적이 작고 이로 인하여 엑스레이가 수직으로 조사되어 탐지되는 불량 이미지(BI2)는 크기가 작아진다. 이에 비하여 정상 범프(BP1)의 기판(S)의 접촉 면(SC1)의 면적은 크고 이로 인하여 정상 이미지(BI1)의 면적이 정상 범프(BP1)이 단면적의 크기에 대응되는 크기를 가지게 된다. 이와 같이 메모리칩이 범프의 경우 1차 이미지 검사에 의하여 범프의 불량 여부가 판단될 수 있다. 그러나 예를 들어 고밀도 집적회로의 경우 범프의 형상으로 인하여 엑스레이가 기판(S)에 대하여 수직으로 조사가 되는 1차 이미지 검사에 의하여 불량 여부의 판단이 어려운 불량 의심 범프가 발생하게 된다.

도 3c를 참조하면, 플립 칩의 범프의 경우 정상 범프(B21)과 불량 범프(B22)는 1차 검사 이미지로부터 구별이 어렵다. 정상 범프(B21)와 불량 범프(B22)는 천정 라인(TL) 및 바닥 라인(BL)에 따른 단면에 의하여 구분이 어렵고 중간 라인(ML)에 따른 단면에 의하여 구분이 될 수 있다.

도 3c의 (나)에 도시된 것처럼, 중간 라인(ML)에 대한 단면을 얻기 위하여 검사 대상이 되는 범프(B2)가 화살표(R)의 방향으로 회전될 수 있고 그리고 정해진 회전각에서 회전 이미지 또는 단면 이미지(RI1, RI2, RI3)가 얻어질 수 있다. 그리고 회전 이미지로부터 전체 이미지가 얻어지고 이에 따라 중간 라인(ML)의 단면이 얻어질 수 있다.

범프의 다양한 형태로 불량이 발생될 수 있고 도 3c에 제시된 검사 방법은 예를 들어 도 3c의 (가)에 제시된 불량 범프(B22)의 검사를 위한 것이다. 플립 칩의 범프에 대하여 1차 수직 검사 이미지에 의하여 불량 여부가 판단될 수 있다. 그러므로 모든 범프에 대하여 회전 이미지에 따른 검사가 진행되어야 하는 것은 아니다.

다수 개의 단면 이미지로부터 전체 이미지를 얻기 위하여 회전 중심이 결정되어야 한다.

본 발명에 따른 검사 방법은 영상 검사 또는 다른 검사 방법이 적용될 수 있는 플립 칩의 검사가 가능하도록 하면서 이와 동시에 고밀도 집적회로(LSI)의 검사가 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 검사 방법은 다수 개의 회전 이미지로부터 전체 영상을 획득하는 것에 의하여 검사 오류가 방지되도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 검사 방법은 해상도의 조절에 의하여 임의의 밀집 구조의 검사에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않는다.

20: 기판 21:칩
31: 엑스레이 튜브 32a, 32b: 디텍터
33: 검사 스테이지 221: 검사 대상

Claims (5)

1. 플립 칩, 고밀도 집적 회로 또는 메모리의 범프 검사를 위한 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법에 있어서,
   검사 대상 영역의 크기에 따라 각각이 다수 개의 밀집 검사 부위를 포함하는 분할 영역을 설정하는 단계;
   기판의 구조 또는 상기 각각의 밀집 검사 부위의 기하학적 구조에 따라 보정 인자가 결정되는 단계;
   상기 각각의 밀집 검사 부위에 대하여 수직이 되는 방향으로 엑스레이가 조사되어 얻어지는 이미지의 크기에 따라 1차 이미지 검사가 되는 단계;
   상기 1차 이미지 검사의 결과에 따라 상기 각각의 밀집 검사 부위가 정상, 불량 및 불량 의심으로 분류되는 단계; 및
   상기 불량 의심으로 분류된 밀집 검사 부위에 대하여 서로 다른 각도에서 본 다수 개의 단면 이미지로부터 얻어지는 전체 이미지에 의하여 불량 여부를 판단하는 2차 회전 이미지 검사가 진행되는 단계;를 포함하고,
   상기 분할 영역에서 검사 대상이 되는 상기 범프의 위치에 대한 배치 맵이 만들어져 엑스레이 튜브 및 디텍터가 연속적으로 이동되면서 다수 개의 밀집 검사 부위에 대하여 검사가 진행되고, 각각의 분할 영역에서 최초 검사 개시 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보정 인자는 분할 영역에서 기준 면의 높이 차를 포함하고, 기준 면의 높이 차의 보정은 분할 영역에서 4개의 기준 마크에 대한 거리 측정에 의하여 중간 부위 높이의 결정에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 최초 검사 개시 위치에서 검사의 기준이 되는 최초 검사 대상이 탐색되고, 상기 최초 검사 대상이 편이가 된 탐색 지점(DP)에 대한 보정이 이루어지고, 상기 보정은 배치 맵에 위치하는 각각의 밀집 부위의 검사 개시 위치에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀집 검사 부위의 엑스레이 검사 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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