KR101771008B1

KR101771008B1 - bonding wire chip inspection apparatus

Info

Publication number: KR101771008B1
Application number: KR1020170018531A
Authority: KR
Inventors: 안현구; 정현석
Original assignee: 주식회사 에이치비테크놀러지
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-25
Also published as: KR20170027747A

Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 본딩 와이어 검사를 실시함에 있어 2차원 측정과 3차원 측정을 동시에 구현함에 따라 와이어 본딩의 정밀 검사는 물론, 검사 대상체의 구조에 해당하는 와어어, 볼, 패드, 다이, 기판 등 전반적인 검사를 동시에 실행하고 나아가 조명의 종류를 다양하게 하여 각 구조별로 최적의 조명을 결정하고 그에따라 검사 정밀도 향상과 더불어 자동화 설비의 생산성 향상으로 이어지는 경제적 장점을 가지는 이점이 있다.According to the features of the present invention, since the two-dimensional measurement and the three-dimensional measurement are simultaneously implemented in the bonding wire inspection, the wire bonding, the wire, the pad, the die, Substrate and so on, and further various types of illumination are selected to determine the optimal illumination for each structure, thereby improving the inspection accuracy and further improving the productivity of the automation equipment.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 본딩 와이어 칩 검사 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 본딩 와이어 칩 검사 장치는 와이어가 접촉되는 서브스트레이트의 부분에서 패드 부분까지 3차원 측정을 통해 와이어의 높이와 형태를 검사하고, 패키지상의 Die 및 substrate(기판)의 두께를 측정하며, 서브스트레이트, 칩의 표면을 촬상하여 Wire 상태, Crack, Scratch 및 Particle 불량을 검사하기 위한 칩 검사 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding wire chip inspecting apparatus, and more particularly, to a bonding wire chip inspecting apparatus which inspects a height and a shape of a wire through three-dimensional measurement from a portion of a substrate, To a chip inspection apparatus for measuring the thickness of a die and a substrate (substrate) on a substrate, imaging a surface of the substrate, a chip, and inspecting wire status, cracks, scratches and particle defects.

첨단 산업기술에 발전으로 인해 해당 기술들은 보다 정밀도가 높아지고 있으며, 그에 부응하기 위한 주변기술 또한 큰 정밀도를 요구하고 있다. Due to advances in high-tech industrial technologies, the technologies are becoming more precise, and peripheral technology to meet them is also requiring greater precision.

종래 기술에서는 반도체 와이어 본딩 산업 분야에서 와이어의 최상 높이를 측정하여 이상 여부를 검사할 때 와이어의 상한치에 이를 때까지 패드를 이동하여 전기적으로 통전됨을 확인하여 와이어 상한치의 높이를 측정하는 접촉식 방법으로 패키지 내에서 여러 와이어 중 상한치에 대한 와이어만을 측정하게 된다.In the prior art, when measuring an uppermost height of a wire in a semiconductor wire bonding industry, it is a contact type method of measuring the height of the wire upper limit by confirming that the wire is electrically energized by moving the pad until the wire reaches the upper limit value Only the wire for the upper limit of several wires in the package is measured.

다시 말해, 와이어 높이를 측정하기 위해서 와이어 하한치에 대해서는 문제가 생기지 않는다고 가정을 하고 와이어 상한치에 대해서 설정 해 놓은 전도체 물질을 가지는 패드를 직접 와이어에 접촉 시켜 통전함으로써 와이어의 상한치만을 측정하게 되는 것이다.In other words, assuming that there is no problem with respect to the wire lower limit value for measuring the wire height, a pad having a conductor material set for the wire upper limit value is directly brought into contact with the wire and energized to measure only the upper limit value of the wire.

또한, 와이어들 중 최고 높이를 가지는 와이어만을 측정하기 때문에 각각의 와이어 높이에 대한 데이터를 가질 수 없으므로 패키지 하나에 대한 각각의 와이어 높이 상태를 알 수 없을 뿐만 아니라 와이어의 형태 또한 알 수 없게 됨으로써 와이어 본딩 공정을 상세히 알 수 없다. 또한 패키지 모델 변경 시 와이어 상한치에 대해서 다시 설계를 해야 하므로 모델 변경에 대해 유연하게 대처 할 수 없다.In addition, since only the wire having the highest height among the wires is measured, it is impossible to have data on the height of each wire, so that the state of each wire height for one package is unknown and the shape of the wire is unknown. The process can not be elaborated. Also, when the package model is changed, the upper limit of the wire must be redesigned, so it can not be flexibly coped with the model change.

또 다른 방법으로는 미리 와이어 높이에 대한 와이어 폭의 상관관계로 높이에 대한 상한치와 하한치를 설정 해두고 측정한 와이어 폭에 대해 설정치를 기준으로 하여 양품/불량 판정을 한다.As another method, the upper limit value and the lower limit value of the height are set in advance by the correlation of the wire width to the wire height, and the good / bad determination is made based on the set value with respect to the measured wire width.

와이어 높이와 와이어 폭과의 상관관계로 와이어 높이를 측정 하는 방법은 미리 상한치와 하한치에 대해서 설정값을 두고 와이어 폭을 측정하여 높이를 추정함으로써 설정값의 조건에 맞는지를 판단함으로 정확한 와이어 높이에 대한 값을 측정 할 수 없다.As a method of measuring the wire height according to the correlation between the wire height and the wire width, the wire width is measured by setting the set value with respect to the upper limit value and the lower limit value in advance and the height is estimated to determine whether it meets the condition of the set value. The value can not be measured.

다이(Die) 및 서브스트레이트(substrate) 표면, 볼(ball), 칩(chip) 및 와이어(Wire) 형태 및 유무에 대한 불량 여부의 판정은 검사 해당 항목의 불량 판단 검출 기준을 정하기 위해 미리 양호한 각각의 검사 항목들을 미리 촬상하여 각 검사 항목에 적합한 조명 및 카메라가 장착된 3가지의 검사 모듈로 촬상한 기준 이미지에 대한 데이터를 얻고 해당 검사 영역의 이미지를 서로 비교하여 각 항목의 양품과 불량을 판정한다. 다이 및 서브스트레이트 표면, 패드, 볼, 칩 및 와이어의 형태 및 유무애 대한 양불 판정 검사는 미리 양호한 각각의 검사 항목의 이미지들을 기준 이미지로 미리 가지고 있어야 함으로써 패키지 모델 변경 시 각각의 검사 항목의 이미지들을 매번 촬상을 해서 비교해야 함으로써 유연하게 대처 할 수 없다.The determination of whether or not the die or substrate surface, ball, chip or wire is defective or not is determined in advance in order to determine the defect judgment criteria of the inspection item. And the data of the reference image taken by the three inspection modules equipped with the illumination and the camera suitable for each inspection item are obtained and the images of the inspection area are compared with each other to judge the good product and the defect of each item do. It is necessary to have the images of each inspection item preliminarily good in advance for the form and the presence or absence of the die and the substrate surface, pad, ball, chip and wire in advance as the reference image, It is not possible to cope flexibly by imaging and comparing each time.

또한, 기존의 검사 장치에서 와이어 높이 측정의 경우 가장 높은 와이어 하나만을 측정하여 와이어 높이 기준을 삼았으나, 이러한 경우 최상의 와이어 하나만을 가지고는 와이어 본딩이 조건대로 본딩 되었는지는 판별이 불가능함에 따라 적어도 최상의 와이어와 최저의 와이어를 가지고 있어야 본딩 공정상의 조건에 들어 간다고 볼 수 있으나, 이 또한 와이어 전체에 대한 본딩의 공정을 살펴 볼 수 없다.In addition, in the conventional inspection apparatus, only the highest wire is measured to measure the wire height. However, in this case, it is impossible to determine whether or not the wire bonding is conditionally bonded with only one of the best wires. And the lowest wire to enter the conditions of the bonding process. However, it is also impossible to observe the bonding process for the whole wire.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0008728호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-0008728 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0920042호Korean Registered Patent Publication No. 10-0920042

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 와이어 본딩 검사 장치를 제공하는 것으로, 와이어 본딩 칩에 대한 전반적인 검사를 수행함에 있어 와이어의 접합부에 있는 볼 검사 및 패드 검사부터 와이어 루프에 대한 높이 및 형상에 대한 전체 검사 기능을 가능케 하며, 더불어 서브스트레이트(Substrate;기판) 및 칩(다이) 표면을 동시에 검사할 수 있는 검사 장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wire bonding inspection apparatus comprising: a wire bonding inspection apparatus for inspecting a wire bonding chip, It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus capable of simultaneously inspecting the substrate (substratum) and the surface of a chip (die) while enabling a full inspection function for the substrate.

또한, 본 발명은 이러한 문제를 해결 하기 위해서는 칩 전체의 와이어에 대해서 높이 검사가 가능하며, 높이뿐만 아니라 형상까지도 검사가 가능한 검사 장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of inspecting a height of a wire of a chip as well as a height as well as a shape thereof in order to solve such a problem.

따라서, 본 발명은 색수차를 이용하여 높이를 측정하는 센서를 이용하여 라인 형태로 다수 배열된 측정기를 통해서 스캔하여 각각의 와이어 전체에 대한 형상 및 높이 데이터를 얻을 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a device for obtaining shape and height data for each wire by scanning through a plurality of measuring devices arrayed in a line form using a sensor for measuring a height using a chromatic aberration.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본딩 와이어 칩 검사 장치에 있어서, 검사 대상체에 진공 흡착을 통해 고정시킨 후 스테이지 위에 올려놓고 각 검사 단계를 위해 이송제어부의 제어를 받아 이송시키는 이송모듈, 상기 이송모듈을 통해 공급된 상기 검사 대상체가 상기 스테이지 위에서 기준에 맞게 놓여졌는지 여부를 확인하기 위해 정렬마크를 촬영하여 확인하는 확인모듈, 상기 확인모듈에서 정렬된 상기 검사 대상체를 2차원 측정과 3차원 측정으로 각각 촬영하여 2차원 측정을 통해 검사 대상체의 2차원적 검사 대상을 검사하고, 3차원 측정을 통해 와이어 본딩의 상태를 검사하는 2D 검사 모듈과 3D 검사 모듈, 상기 2D 검사 모듈과 3D 검사 모듈로 검사 대상체 측정을 위한 조명광을 제공하는 조명부 및 상기 이송모듈, 확인모듈, 검사모듈 및 조명부를 제어하고 획득한 검사 대상체 데이터를 통해 검사 대상체의 이상 여부를 검출하는 PC를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding wire chip inspecting apparatus, comprising: a conveying module that is fixed to a test object through vacuum suction and then placed on a stage and is conveyed under the control of a conveying control unit for each inspecting step; A confirmation module for photographing and confirming an alignment mark to confirm whether the inspection object supplied through the transfer module is placed on the stage in conformity with the reference; A 2D inspection module and a 3D inspection module for inspecting a two-dimensional inspection target of the inspection object through two-dimensional measurement and inspecting the state of wire bonding through three-dimensional measurement, the 2D inspection module and the 3D inspection module An illumination unit for providing illumination light for measurement of an object to be inspected, It is configured to include a PC for detecting at least whether the inspection object through the inspection target object data by controlling the illumination to obtain.

또한, 상기 이송모듈은, 상기 검사 대상체가 놓여지는 플레이트 표면으로 하부와 연통하는 다공이 형성되어 놓여진 검사 대상체를 진공 흡착하도록 구성되며, 검사 대상체의 회전 얼라인먼트를 결정하기 위하여 상기 플레이트는 회전 가능하도록 구성된다.In addition, the transfer module may be configured to vacuum-adsorb an object to be inspected on which a porous material communicating with the lower part is placed on a plate surface on which the object is placed, and the plate may be configured to be rotatable to determine rotation alignment of the object to be inspected do.

또한, 상기 2D 검사 모듈은 검사 대상체의 다이(Die), 기판(Substrate), 볼(Ball), 와이어(Wire) 형태와 와이어 유무를 검사하며, 상기 3D 검사 모듈은 검사 대상체의 와이어(Wire)를 3차원으로 측정하여 높이와 형상 정보를 검사하는 것을 특징으로 한다.In addition, the 2D inspection module inspects a die, a substrate, a ball, and a wire of the inspection object and the presence or absence of a wire, and the 3D inspection module detects the wire of the inspection object And the height and shape information are inspected in three dimensions.

또한, 상기 조명부는, 상기 검사 대상체에 대해 15°, 35°, 55°로 조사각으로 조명광을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the illumination unit may provide illumination light at an irradiation angle of 15 °, 35 °, and 55 ° to the inspection object.

또한, 상기 3D 검사 모듈은, 색수차를 이용하여 높이 측정을 구현하는 센서가 라인타입으로 구성되고, 상기 검사 대상체를 스캐닝하여 높이 정보를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the 3D inspection module is configured such that a sensor for realizing height measurement using chromatic aberration is configured in a line type, and the height information is obtained by scanning the inspection object.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 와이어 본딩 검사 장치에 있어 와이어의 불량 여부 판정을 정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라. 다이, 기판 표면, 패드, 볼, 칩 등 와이어 본딩 기판 전체에 해당하는 부분을 동시에 획득할 수 있는 장점이 있다.The present invention constructed and operative as described above not only improves the accuracy of determination of whether or not a wire is defective in a wire bonding inspection apparatus, There is an advantage that a portion corresponding to the entire wire-bonded substrate such as a die, a substrate surface, a pad, a ball, and a chip can be obtained at the same time.

따라서, 본 발명은 High resolution, High Speed 의 신뢰성 있는 Data를 획득할 수 있으며, Thin Die 제품의 품질을 점검할 수 있는 자동 검사 장비를 개발하여 품질 불량 방지 및 투자비를 절감시킬 수 있고, Thin Die 제품의 품질 안정화 및 PKG Front 공정 모니터링 업무 Loss를 최소화시켜 검사 자동화를 통한 생산성 향상에 크게 기여할 수 있는 것이다.Accordingly, the present invention can obtain reliable data of high resolution and high speed, and can develop an automatic inspection device capable of checking quality of a thin die product, thereby preventing quality defect and investment cost, Quality control and PKG Front process monitoring can be minimized and productivity can be improved through automation of inspection.

도 1은 종래기술에 따른 일예로 검사장치를 나타낸 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 또 다른 예로 본딩 검사장치를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치의 개략적인 전체 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치의 확인 모듈, 이송모듈, 검사모듈을 나타낸 구성도,
도 5는 와이어 본딩 되는 반도체 구조를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 본딩 와이어 칩 검사 장치의 조명 구조는 나타낸 도면,
도 7 내지 도 10는 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치를 통해 획득한 데이터를 나타낸 이미지,1 is a cross-sectional view showing an inspection apparatus according to an example of the related art,
2 is a cross-sectional view showing a bonding test apparatus according to another example according to the prior art,
3 is a schematic overall configuration diagram of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention,
FIG. 4 is a view showing a checking module, a feeding module, and a checking module of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a semiconductor structure to be wire-
6 is a diagram showing the lighting structure of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention,
7 to 10 are views showing data obtained through the bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치는, 본딩 와이어 칩 검사 장치에 있어서, 검사 대상체에 진공 흡착을 통해 고정시킨 후 스테이지 위에 올려 놓고 각 검사 단계를 위해 이송제어부의 제어를 받아 이송시키는 이송모듈(5000), 상기 이송모듈을 통해 공급된 상기 검사 대상체가 상기 스테이지 위에서 기준에 맞게 놓여졌는지 여부를 확인하기 위해 정렬마크를 촬영하여 확인하는 확인모듈(2000), 상기 확인모듈에서 정렬된 상기 검사 대상체를 2차원 측정과 3차원 측정으로 각각 촬영하여 2차원 측정을 통해 검사 대상체의 2차원적 검사 대상을 검사하고, 3차원 측정을 통해 와이어 본딩의 상태를 검사하는 2D 검사 모듈(3100)과 3D 검사 모듈(3200), 상기 2D 검사 모듈과 3D 검사 모듈로 검사 대상체 측정을 위한 조명광을 제공하는 조명부(4000) 및 상기 이송모듈, 확인모듈, 검사모듈 및 조명부를 제어하고 획득한 검사 대상체 데이터를 통해 검사 대상체의 이상 여부를 검출하는 PC(1000)를 포함하여 구성된다.The bonding wire chip inspecting apparatus according to the present invention is a bonding wire chip inspecting apparatus comprising a transporting module 5000 for transporting a substrate to be inspected by vacuum adsorption to a test object, An inspection module 2000 for photographing and confirming an alignment mark to check whether the inspection object supplied through the transfer module is placed on the stage according to a standard, A 2D inspection module 3100 for inspecting a two-dimensional inspection object of the inspection object through two-dimensional measurement and inspection of the state of wire bonding through three-dimensional measurement, and a 3D inspection module 3200), an illumination unit (4000) for providing illumination light for the inspection object measurement by the 2D inspection module and the 3D inspection module, And a PC 1000 for controlling the confirmation module, the inspection module, and the illumination unit and detecting abnormality of the inspection object through the acquired inspection object data.

본 발명에 따른 본딩 와이어 검사 장치는, 검사 대상체의 정확한 검사를 위해 얼라인먼트를 구현하는 확인모듈(2000)과 검사 대상체의 다양한 구조에 대한 보다 정확한 검사를 위해 2차원적 촬영과 3차원적 측정을 각각 실시하여 검사 분해능을 향상시킬 수 있는 연속으로 검사를 수행함으로써 검사의 정확성을 높일 수 있는 것을 주요 기술적 요지로 한다.The bonding wire inspection apparatus according to the present invention includes a confirmation module 2000 for implementing alignment for accurate inspection of an object to be inspected and two-dimensional imaging and three-dimensional measurement for more accurate inspection of various structures of the object to be inspected The accuracy of the inspection can be improved by performing the inspection continuously in order to improve the inspection resolution.

도 3은 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치의 개략적인 전체 구성도이다. 본 발명은 크게 검사 대상체를 스테이지상에서 이동시키는 이송모듈(5000)과, 얼라인을 확인하는 확인모듈(2000)와 검사를 수행하는 검사모듈(3000) 상기 확인모듈과 검사모듈에서 획득한 검사 대상체 정보를 이용하여 불량 여부를 검출하는 PC(1000)로 구성된다.3 is a schematic overall configuration diagram of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention. The present invention mainly relates to a transfer module 5000 for moving an inspection object on a stage, a confirmation module 2000 for confirming alignment and an inspection module 3000 for performing inspection, And a PC 1000 for detecting whether or not there is a defect.

도 4는 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치의 확인 모듈, 이송모듈, 검사모듈을 나타낸 구성도이다.FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a verification module, a transfer module, and an inspection module of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention.

상기 이송 모듈은 검사 대상체를 확인 모듈 및 검사 모듈로 이동을 시킨다. 검사 대상체가 이동 할 때 흔들림을 방지하기 위하여 플레이트에 다공으로 형성된 구멍을 통해서 검사 대상체를 흡착 시킨다. 검사 시 정위치에 검사 대상체가 놓일 수 있도록 회전 할 수가 있다.The transport module moves the inspection object to the confirmation module and the inspection module. In order to prevent shaking when the test object moves, the test object is adsorbed through a hole formed in the plate. It can be rotated so that the test object can be placed at the correct position at the time of inspection.

확인 모듈은 검사 대상체가 들어오면 얼라인을 확인 하며, 검사가 끝나면 불량이 나온 대상에 대하여 Review를 한다.The verification module checks the alignment when the object comes in, and reviews the object with the defect when the inspection is completed.

검사 모듈은 와이어 높이와 형상을 측정하는 검사 모듈과 다이 및 서브스트레이트, 볼, 와이어 형태 및 유무를 검사하는 모듈로 나눌 수 있다. Inspection modules can be divided into inspection modules that measure the wire height and shape, and modules that check the shape and presence of the die and substrate, ball, and wire.

또한, 상기 3D 검사 모듈은 색수차 이용하여 높이를 측정하는 센서를 라인형태로 다수 배열된 측정기를 이용하여 본딩 패드를 갖는 반도체 칩 및 와이어 루프 부분을 스캔 하여 패키지 상의 본딩된 모든 와이어들의 각각의 높이와 형태를 비접촉식으로 측정하게 된다.The 3D inspection module scans a semiconductor chip and a wire loop portion having a bonding pad by using a plurality of sensors arranged in a line form to measure a height using a chromatic aberration, The shape is measured in a noncontact manner.

도 5는 와이어 본딩 되는 반도체 구조를 나타낸 단면도이다. 일반적으로 와이어 본딩 구조를 가지는 패키징 전의 반도체(6000)은 베이스 기판(6300) 상부 표면으로 필름(6200)과 다이(6100)가 적층되고, 다이 표면으로는 와이어 본딩을 위해 전도성 패드(6500)가 형성되어 기판에 위치한 패드와 다이 표면에 형성된 패드를 전기적으로 연결시키기 위해 와이어 본딩을 실시한다. 패드에 본딩 후에는 볼(6400)을 형성하여 와이어의 안정적인 내구성을 위해서이다.5 is a cross-sectional view showing a semiconductor structure to be wire-bonded. A semiconductor 6000 before packaging having a wire bonding structure is stacked with a film 6200 and a die 6100 on the upper surface of the base substrate 6300 and a conductive pad 6500 is formed on the die surface for wire bonding And a wire bonding is performed to electrically connect the pad located on the substrate and the pad formed on the die surface. After bonding to the pad, a ball 6400 is formed in order to ensure stable durability of the wire.

상술한 바와 같이 와이어 본딩 구조의 반도체는 일반적으로 이러한 형태를 가지며, 본 발명은 이와 같은 동일한 구조를 가지는 검사 대상체를 검사하고자 하는 것이 아니라, 우선적인 목적으로는 와이어 본딩의 불량 여부를 검사하고자 하는 것이므로 검사 대상체의 구조에 한정되는 것은 결코 아니다.As described above, the semiconductor of the wire bonding structure generally has this type. The present invention is not intended to inspect the inspection object having the same structure but to check whether the wire bonding is defective for the purpose of priority But it is by no means limited to the structure of the test object.

도 6은 본 발명에 본딩 와이어 칩 검사 장치의 조명 구조는 나타낸 도면이다. 하나의 검사 모듈에 여러 조명을 혼합하여 촬상한 이미지만을 바탕으로 각각의 다이 및 서브스트레이트 표면, 패드, 볼, 칩 및 와이어의 형태 및 유무를 영상 처리하여 수치화한 값을 가지고 일정 검사 조건을 벗어 날 때 불량을 판정하는 검사방식으로 미리 티칭 된 이미지와 비교 하지 않으므로 속도가 빠르며 모델 변경에 유연한 장점이 있다.6 is a diagram showing an illumination structure of a bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention. A test module is composed of images obtained by mixing multiple lights. The image is processed by image processing of each die and substrate surface, pad, ball, chip, and wire based on images. This is an inspection method for judging defects, so that it is not compared with an image previously taught, so that the speed is fast and it is flexible in changing a model.

도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에서는 다 방향성 조명부를 이용하여 다양한 조건이 반사광을 얻을 수 있기 때문에 보다 정밀한 측정이 가능하게 되는 것이다. 조명광의 조사각은 14°-16°(대표각 15°), 34°-36°(대표각 35°), 54°- 56°(대표각 55°) 로 결정하여 최적의 반사광을 얻도록 하였다.As shown in FIG. 6, in the present invention, since the reflected light can be obtained under various conditions using the multi-directional illumination unit, more precise measurement can be performed. The illumination angle of the illumination light was determined at 14 ° -16 ° (representative angle 15 °), 34 ° -36 ° (typical angle 35 °), and 54 ° -56 ° (typical angle 55 °) .

위에서 설명한바와 같이 하나의 검사 모듈에 여러 조명을 혼합하여 촬상한 이미지만을 바탕으로 각각의 다이 및 서브스트레이트 표면, 패드, 볼, 칩 및 와이어의 형태 및 유무를 영상 처리하여 수치화한 값을 가지고 일정 검사 조건을 벗어 날 때 불량을 판정하는 검사방식으로 진행하게 되는데, 이때 위 조명부는 고정되어 있으나, 각각의 조명부는 조사각이 달라 이들을 조합하여 다양한 조건의 조명을 얻을 수 있으며, 이를 통해 검사항목에 따라 최적의 조명조건을 얻을 수 있다. As described above, each inspection module is composed of images obtained by mixing various lights, and image processing is performed on the shapes and the states of the respective dies and substrate surfaces, pads, balls, chips and wires, In this case, the upper illuminating unit is fixed, but each illuminating unit has different illuminating angles and can combine them to obtain various conditions of illumination. According to the inspection items, An optimum illumination condition can be obtained.

이하 측정하고자 하는 부품명칭과 검사항목에 따라 최적의 조명조건을 얻는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a description will be given of a method for obtaining an optimum illumination condition according to a component name and an inspection item to be measured.

먼저 측정하고자 하는 부품명칭(예: 각각의 다이, 서브스트레이트 표면, 패드, 볼, 칩, 와이어 등)을 구분한 후 각각의 조명을 바꾸어 가면서 영상을 획득한다. 이때 획득한 영상으로 수치화를 진행하는데, 이때 조명의 형태는 단독조명과 합동조명 및 전체조명으로 나누어서 조명한 후 이로부터 얻은 결과치를 수치화하여 진행한다. First, identify the part name to be measured (eg, each die, substrate surface, pad, ball, chip, wire, etc.). At this time, the digitization is performed with the obtained image. At this time, the shape of the illumination is divided into the single illumination, the combined illumination and the whole illumination, and the result obtained is digitized.

여기서 단독조명은 조사각이 가장 작은(대표각 15°) 최소각 조명부를 적용해 조명하는 제1단독조명과, 조사각이 중간인 (대표각 35°) 중간각 조명부를 적용해 조명하는 제2단독조명과, 조사각이 가장큰(대표각 55°) 최대각 조명부를 적용해 조명하는 제3단독조명으로 나누어진다.Here, the single illumination includes a first single illumination that illuminates the smallest illumination angle (representative angle 15 °) using the minimum angle illumination, and a second single illumination that illuminates the middle angle illumination unit (middle angle angle of 35 °) It is divided into single illumination and third single illumination which illuminates by applying the maximum angle of each illuminating part having the largest illumination angle (representative angle 55 °).

여기서 합동조명은 최소각 조명부와 중간각 조명부를 동시에 조명하는 제1합동조명과, 최소각 조명부와 최대각 조명부를 동시에 조명하는 제2합동조명과, 중간각 조명부와 최대각 조명부를 동시에 조명하는 제3합동조명으로 나누어진다.Here, the joint illumination includes a first joint illumination for simultaneously illuminating the minimum angle illumination portion and the intermediate angle illumination portion, a second joint illumination for simultaneously illuminating the minimum angle illumination portion and the maximum angle illumination portion, and a second joint illumination for simultaneously illuminating the intermediate angle illumination portion and the maximum angle illumination portion It is divided into 3 joint lights.

여기서 전체조명은 최소각 조명부와 상기 중간각 조명부와 상기 최대각 조명부를 모두 조명하는 조명이다. Wherein the overall illumination is illumination that illuminates both the minimum illumination portion, the intermediate angle illumination portion, and the maximum angle illumination portion.

이하 상기 조명을 통해 최적의 조명을 획득하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method for obtaining optimal illumination through the illumination will be described.

먼저 검사하고자 하는 부품이 정해지면 해당부품에 대해 단독조명, 즉 제1단독조명과 제2단독조명과 제3단독조명을 차례로 조명하여 결과값을 획득한다.When the part to be inspected is determined first, a single illumination, that is, the first independent illumination, the second independent illumination, and the third independent illumination are sequentially illuminated on the part to obtain the resultant value.

이후 동일한 검사부품(상기 단독조명을 통해 검사한 부품)에 대해 합동조명, 즉 제1합동조명과 제2합동조명과 제3합동조명을 차례를 조명하여 결과값을 획득한다.Thereafter, the same inspection component (the component inspected through the single illumination) is illuminated sequentially through the joint illumination, that is, the first joint illumination, the second joint illumination, and the third joint illumination, thereby obtaining the resultant value.

마찬가지로 동일한 검사부품에 대해 전체조명을 조명하여 결과값을 획득한다.Similarly, the entire illumination is illuminated for the same inspection part to obtain the resultant value.

이렇게 조명을 바꾸어 가며 결과값을 획득할 경우 3개의 조명부를 가지고 총 7개의 조명형태에 대한 결과값을 획득할 수 있다. If the result is obtained by changing the illumination, it is possible to obtain the results of 7 illumination types with three illumination units.

상기 각기 다른 조명을 통해 얻을 결과값을 비교하면 결국 해당부품에 대한 최상의 조명부를 선택할 수 있어, 이러한 결과값을 통해 해당부품에서의 최적의 조명상태를 얻을 수 있다. If the result obtained through the different illumination is compared, the best illumination part for the part can be finally selected, and the optimal illumination condition of the part can be obtained through the resultant value.

위와 같은 과정은 모든부품에 적용할 수 있으므로 모든부품에 대한 최적을 조명상태를 결정할 수 있어 최적의 조명에 따른 최상의 결과치를 얻을 수 있다. The above procedure can be applied to all parts, so that optimum lighting conditions can be determined for all parts, and optimum results can be obtained according to the optimum illumination.

다음으로 본 발명에 따른 본딩 와이어 검사 장치의 검사 순서를 설명한다.Next, the inspection procedure of the bonding wire inspection apparatus according to the present invention will be described.

검사 대상체가 이송 모듈에 들어오게 된다. 플레이트의 다기공으로 흡착을 하여 대상체가 흔들리는 것을 막아 주며 확인 모듈의 위치로 이동한다. 확인 모듈의 위치에서 검사 대상체에 있는 피듀셜 마크를 촬상하여 검사 대상체의 틀어짐의 정도를 계산하여 플레이트를 회전 시킨다. The object to be inspected enters the conveying module. It is adsorbed by the multi-plate of the plate to prevent the object from shaking and moves to the position of the confirmation module. The fiducial mark in the inspection target object is picked up at the position of the confirmation module, the degree of deflection of the inspection target object is calculated, and the plate is rotated.

회전 된 플레이트는 검사 모듈로 이동 된다. 검사 모듈에서는 각각의 검사 항목에 최적화 된 4Channel 의 조명이 혼합되어 나오며, 각 검사항목에 맞는 포커스 위치로 이송 모듈이 이동 후 다이 및 서브스트레이트, 볼, 와이어 형태를 Line Scan Camera로 촬상하여 실시간으로 검사 대상 항목들의 양불을 판정한다.The rotated plate is moved to the inspection module. Inspection module mixes 4Channel lights optimized for each inspection item, moves to the focus position suitable for each inspection item, and after the transfer module moves, it captures the shape of die, substrate, ball, and wire by line scan camera, Determine whether the target items are amortized.

양불 판정 후 와이어의 높이 및 형상을 측정하는 모듈로 이동 한다. 마찬가지로 높이 및 형상을 측정하는 포커스로 이송 모듈이 이동 후 검사 하고자 하는 칩의 위치로 이동 후에 색수차를 이용하여 높이를 측정하는 센서가 일열로 달린 모듈에서 서브스트레이트, 다이 및 와이어의 높이를 스캔하여 동시에 높이에 대한 데이터를 얻는다.After the judgment of the simple judgment, the module moves to the module for measuring the height and shape of the wire. Likewise, the height and shape measurement focuses on the moving module, moves to the position of the chip to be inspected, and then measures the height using the chromatic aberration. In this module, the height of the substrate, die and wire is scanned Obtain data about height.

획득한 데이터로 공정 기준치 이상, 이하의 각각의 와이어에 대해서 양불 판정을 한다. 또한 와이어의 형상 및 높이 데이터를 Zmap(각 위치마다의 높이 정보를 갖는 지도)으로 구성하여 높이에 대한 데이터를 한눈에 볼 수 있게 표시한다.For each wire below or above the process reference value, the lead wire is determined to be lead-free. In addition, the shape and height data of the wire are constituted by Zmap (a map having height information for each position), and the height data is displayed at a glance.

검사 모듈에서 양불 판정이 완료 후 확인 모듈로 이동 후 불량이 난 항목에 대해서 확인이 가능하다.After checking the completion of prepayment in the inspection module, it moves to the confirmation module and it is possible to confirm the defective item.

높은분해능(High resolution), 빠른 측정속도(High Speed)의 신뢰성 있는 Data 획득한다.It obtains reliable data of high resolution and fast speed.

Thin Die 제품의 품질을 점검할 수 있는 자동 검사 장비를 개발하여 품질 불량 방지 및 투자비를 절감한다. 또한 Thin Die 제품의 품질 안정화 및 패키지 전공정(PKG Front) 모니터링 업무 Loss를 최소화 및 검사 자동화를 통한 생산성 향상 기대한다.Thin Die We develop automatic inspection equipment that can check the quality of products and prevent quality defect and reduce investment cost. In addition, we expect productivity stabilization of Thin Die products, minimization of PKG Front monitoring job loss, and productivity improvement through automation of inspection.

칩의 와이어 각각의 높이 및 형상 측정이 가능하며 동시에 서브스트레이트 및 다이의 높이까지 One Scan으로 가능하다.It is possible to measure the height and shape of each wire of the chip, and it is possible to perform one scan up to the height of the substrate and the die.

하나의 검사 모듈에서 조명의 조합을 이용하여 다이 및 서브스트레이트, 볼, 와이어 형태 및 유무를 기준 이미지(티칭) 없이 실시간으로 수치화 하여 양불을 판정한다.In a single inspection module, a combination of illumination is used to digitize in real time without reference image (teaching) the die and substrate, ball, and wire shape and whether there is any.

도 7 내지 도 10는 본 발명에 따른 본딩 와이어 칩 검사 장치를 통해 획득한 데이터를 나타낸 이미지로서 본 발명의 검사장치의 조명장치를 통해 검사 대상체를 부분별로 획득한 영상 데이터이다. FIGS. 7 to 10 are image data showing data obtained through the bonding wire chip inspection apparatus according to the present invention, and are image data obtained by partially acquiring inspection objects through the illumination device of the inspection apparatus of the present invention.

도 7 내지 도 10의 이미지는 위에서 설명한 조명을 적용하여 최적의 이미지를 얻은 것을 통해 이진화 한 이미지이다. The images of FIGS. 7 to 10 are binarized images obtained by applying the above-described illumination to obtain an optimal image.

최적의 이미지를 통해 이진화 할 경우 결함 혹은 외형의 형상을 잘 확인할 수 있으며, 이미지 프로세싱시에 인접한 픽셀간의 레벨차이가 잘 나타나므로, 소프트웨어적으로 외형형상이나 결함 등을 잘 검출할 수 있음은 당연하다.When the binary image is binarized through the optimal image, the shape of the defect or the contour can be well recognized, and since the level difference between the neighboring pixels is well displayed at the time of image processing, it is natural that the software can detect the contour or defect .

이때 이진화된 이미지를 통해 인접한 픽셀간의 레벨차이를 값을 검출하여 이러한 레벨차이의 평균값이 소정의 값 이상이면 최적의 이미지로 판단할 수 있으며 이러한 이미지를 획득하기 위해 적용한 조명을 선택하여 이후의 이미지 획득에 활용할 수 있다. At this time, the level difference between adjacent pixels is detected through the binarized image. If the average value of the level differences is greater than or equal to a predetermined value, it can be determined as an optimal image. Then, the illumination applied to acquire the image is selected, .

즉 최적의 이미지는 얻기 위한 최적의 조명은 획득한 이미지의 전체픽셀을 이진화 했을 때 각 인접픽셀간의 레벨차이의 평균값을 통해 구하게 된다. That is, optimal illumination for obtaining an optimal image is obtained by averaging the level differences between adjacent pixels when the entire pixels of the acquired image are binarized.

이렇게 얻은 각 인접픽셀간의 레벨차이의 평균값이 일정수치 이상일 경우 이진화로 획득한 이미지의 명암이 차이가 뚜렷함을 정량적으로 표현할 수 있으므로, 이러한 과정을 거쳐 해당 디바이스 혹은 해당 위치에 대한 최적의 조명을 결정할 수 있다. When the average value of the level differences between adjacent pixels is equal to or greater than a predetermined value, it is quantitatively expressed that the difference in brightness and darkness of the image obtained by binarization is quantitatively determined. Thus, optimal illumination for the device or the corresponding position is determined .

도 7은 반도체 특정부위를 이진화한 이미지를 보여주고 있다, 여기서 이진화된 이미지 중에서 변형된 외형을 갖는 형태(도 7에서 빨간씩 부분 참조)을 소프트웨어적으로 바로 확인할 수 있으며, 이는 최적의 조명으로 얻은 이미지를 통해 이진화된 이미지로부터 얻은 결과이다. FIG. 7 shows an image obtained by binarizing a semiconductor specific region. In this case, it is possible to directly check the shape of the binarized image having a modified contour (see red portion in FIG. 7) directly by software, The result from the binarized image through the image.

도 8 내지 도 10은 반도체에서 일정부위를 검사하는 일련의 과정을 나타낸 것으로 조명을 선택하여 최적의 이미지를 얻고 이로부터 이미지 프로세싱을 통해 결함 혹은 변형된 형태를 쉽게 판단할 수 있다. FIGS. 8 to 10 illustrate a series of processes for inspecting a certain area in a semiconductor. An optimum image can be obtained by selecting an illumination, and defects or deformed shapes can be easily determined through image processing.

도 8 내지 도 10의 일련의 과정은 검사장치의 각 장치의 특성에 따라 각각의 알고리즘을 통해 수행되는 것이므로 본 발명에서는 상세한 내용은 생략한다. 8 to 10 are performed through respective algorithms according to the characteristics of the respective apparatuses of the inspection apparatus, detailed description thereof will be omitted in the present invention.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

1000 : PC 2000 : 확인 모듈
3000 : 검사 모듈 3100 : 2D 검사 모듈
3200 : 3D 검사 모듈 4000 : 조명부
5000 : 이송모듈 5100 : 이송 제어부
6000 : 검사 대상체 6100 : 다이(Die)
6200 : 필름 6300 : 기판(substrate)
6400 : Ball 6500 : 패드
6600 : 와이어 6700 : 솔뎌볼1000: PC 2000: Identification module
3000: inspection module 3100: 2D inspection module
3200: 3D inspection module 4000:
5000: Feed module 5100: Feed control part
6000: object to be inspected 6100: Die
6200: Film 6300: substrate
6400: Ball 6500: Pad
6600: Wire 6700: Brush

Claims

A bonding wire chip inspection apparatus comprising:
A transfer module 5000 which is fixed to the object to be inspected through vacuum suction and then placed on the stage and transferred under the control of the PC 1000 for each inspection step;
A confirmation module for photographing and confirming the alignment mark to check whether the inspection object supplied through the transfer module is placed on the stage on the stage;
Wherein the 2D inspection module is configured to measure the inspection object by using a 2D inspection module and a 3D inspection module, wherein the 2D inspection module comprises a die, a substrate, a ball, a wire, And the 3D inspection module inspects the height information of the wire of the inspection object,
An illumination unit for providing illumination light for measuring an object to be inspected by the 2D inspection module and the 3D inspection module; And
And a PC 1000 for controlling the transport module, the confirmation module, the inspection module, and the illumination unit and detecting an abnormality of the inspection object through the inspection object data acquired
Wherein the illumination unit has a minimum angle illumination unit having the smallest irradiation angle with respect to the inspection object, an intermediate angle illumination unit having a middle irradiation angle, and a maximum angle illumination unit having the largest irradiation angle, wherein the minimum angle illumination unit Wherein the middle angle illumination unit forms an angle of 34 to 36 degrees with respect to the inspection table body and the maximum angle illumination unit forms an angle of 54 to 56 degrees with respect to the inspection table body
The illumination unit illuminates the inspection object through the illumination unit. The illumination unit includes a single illumination unit illuminating only the illumination unit, a joint illumination unit illuminating the two illumination units, and a total illumination unit illuminating all the illumination units.
The single illumination refers to a first single illumination that illuminates by applying a minimum angle illumination unit having the smallest illumination angle, a second single illumination that illuminates by applying an intermediate angle illumination unit having an intermediate illumination angle, Is a third sole illumination that illuminates by applying,
The joint illumination includes a first joint illumination for simultaneously illuminating the minimum illumination section and the intermediate illumination section, a second joint illumination for simultaneously illuminating the minimum illumination section and the maximum illumination section, and a second illumination section for simultaneously illuminating the intermediate illumination section and the maximum illumination section 3 joint lighting,
Wherein the overall illumination is illumination for illuminating both the minimum illumination portion, the intermediate angle illumination portion, and the maximum angle illumination portion,
A die, a substrate, a ball, and the like of an object to be inspected on the basis of only the image captured through the entire illumination or the combined illumination of the single illumination and the combined illumination when the 2D inspection module performs the measurement, , A wire type and wire presence or absence of a wire are acquired to obtain a numerical value, and when the numerical value is out of a certain inspection condition, it is judged to be defective,
A level difference between neighboring pixels is detected after binarizing the sensed image, and when the average value of the level difference values is equal to or greater than a predetermined value, the binarized image is determined as an optimal image, and the illumination applied when acquiring the optimal image , And then acquires an image of the corresponding position of the upper body of the test so as to obtain an optimal image
Wherein the transfer module is configured to vacuum-inspect an object to be inspected on which a plate surface on which the inspection object is placed is placed,
Wherein the plate is rotatable so as to determine a rotation alignment of the inspection object.

delete

The 3D inspection module according to claim 1,
Wherein the sensor for realizing the height measurement using the chromatic aberration is configured as a line type and is configured to scan the inspection object to obtain the height information.