KR101943880B1 - Inspection apparatus for pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광을 생성하고, 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부, 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 획득된 이미지에서 영상처리를 통해 상기 각 패턴의 형상을 추출하는 영상처리부, 상기 영상처리부에서 획득한 각 패턴의 좌표값을 결정하고 상기 결정된 좌표값을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 좌표연산부 및 상기 측정물의 상부에 구비된 대물렌즈로 이루어진 측정물에 형성된 각 패턴간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 검사장치에 관한 것이다.The present invention provides an image processing apparatus including an illumination unit that generates light and makes the generated light enter the surface of the object to be measured, an image acquiring unit that acquires an image generated by the incident light, A coordinate calculator for determining a coordinate value of each pattern acquired by the image processor and determining a relative position between each pattern based on the determined coordinate value, and an objective lens provided on the object to be measured The present invention relates to an inspection apparatus for obtaining a coordinate value between respective patterns formed on a measurement object and determining a relative position between the patterns through the coordinate values.
Description
본 발명은 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정물에 형성된 각 패턴간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 검사장치에 관한 것이다. The present invention relates to an inspection apparatus for determining a relative position between a pattern formed on a front surface and a pattern formed on a bottom surface, and more particularly, to an inspection apparatus for determining a relative position between each pattern through the use of the coordinate values To an inspection apparatus.
일반적으로 반도체 및 PCB의 공정에 포함되는 다이 어태치는 기반이 되는 서브스트레이트(Substrate)나 리드 프레임 또는 PCB기판에 각각의 실리콘 다이가 부착되는 과정이다. In general, the die attach included in semiconductor and PCB processes is the process of attaching each silicon die to a substrate, lead frame, or PCB substrate that is the base.
이때, 상기 다이 어태치 과정이 끝난 후, 상기 다이와 서브스트레이트 또는 리드 프레임 또는 PCB 기판의 상대위치를 비교하여 상기 다이가 정확한 위치에 올려졌는지를 계측하기 위해 상기 다이의 상부에 카메라 및 조명이 포함된 검사장치를 사용하여 검사한다.At this time, after the die attach process is completed, a relative position between the die and the substrate or lead frame or PCB substrate is compared to determine whether the die is raised to the correct position, Inspection is carried out using an inspection device.
그러나, 종래에 사용되는 검사장치는 상기 서브스트레이트와 상기 다이의 두께차이로 인해 한 화면에 담을 수 없어 상기 서브스트레이트에 형성된 패턴과 상기 다이의 하면에 형성된 패턴을 각각 따로 촬영함으로써 상기 두 패턴의 상대적 위치를 찾을 수 없는 문제점이 있었다. However, since a conventional inspection apparatus can not store a substrate on the screen due to the difference in thickness between the substrate and the die, the pattern formed on the substrate and the pattern formed on the lower surface of the die are separately photographed, There was a problem that the location could not be found.
또한, 상기 서브스트레이트와 상기 다이를 촬상하기 위해 구비된 카메라의 측정범위를 벗어나는 파장대를 갖는 조명을 사용하여 상기 서브스트레이트와 상기 다이에 광을 입사시킴으로써 상기 카메라를 사용해 상기 서브스트레이트와 상기 다이에 형성된 패턴의 영상 획득이 어려워 상기 다이를 정확한 위치에 정렬하지 못하는 문제점이 있었다. It is further contemplated that using the camera to illuminate the substrate and the die using illumination having a wavelength band outside the measurement range of the camera provided to image the substrate and the die, There is a problem in that it is difficult to arrange the die at an accurate position due to difficulty in acquiring an image of a pattern.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높이 차가 있는 측정물의 표면에 동축조명 및 링조명을 사용하여 투과촬상 및 비 투과촬상이 가능하게 함으로써, 상기 측정물의 표면과 하면에 형성된 패턴을 동시에 획득하는 것이 가능한 검사장치를 제안하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for simultaneously acquiring a pattern formed on a surface and a lower surface of a measurement object by simultaneously performing coherent illumination and ring illumination on the surface of a measurement object having a height difference And to provide a test apparatus capable of performing the test.
이에 따라, 광을 생성하고 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부와 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부와 상기 획득된 이미지에서 영상처리를 통해 상기 각 패턴의 형상을 추출하는 영상처리부, 상기 영상처리부에서 획득한 각 패턴의 좌표값을 결정하고 상기 결정된 좌표값을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 좌표연산부 및 상기 측정물의 상부에 구비된 대물렌즈를 구비시켜 상기 측정물에 형성된 각 패턴간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 검사장치를 제송하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, there is provided an image processing apparatus including an illumination unit for generating light and causing the generated light to enter the surface of the object to be measured, an image acquiring unit for acquiring an image generated by the incident light, An image processor for extracting a shape, a coordinate calculator for determining a coordinate value of each pattern acquired by the image processor, and determining a relative position between each pattern based on the determined coordinate value, and an objective lens provided on the object to be measured And to determine a relative position between each of the patterns through the coordinate values.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and another object which is not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 측정물에 형성된 각 패턴간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 검사장치에 있어서, 광을 생성하고, 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부와 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부와 상기 획득된 이미지에서 영상처리를 통해 상기 각 패턴의 형상을 추출하는 영상처리부와 상기 영상처리부에서 획득한 각 패턴의 좌표값을 결정하고 상기 결정된 좌표값을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 좌표연산부 및 상기 측정물의 상부에 구비된 대물렌즈로 이루어진 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치이다.In order to attain the above object, the present invention provides an inspection apparatus for obtaining coordinate values between respective patterns formed on a measurement object and determining a relative position between the respective patterns through the coordinate values, the apparatus comprising: An image acquiring unit for acquiring an image generated by the incident light; an image processor for extracting a shape of each of the patterns through image processing in the acquired image; A coordinate computing unit for determining a coordinate value of each of the patterns and determining a relative position between the patterns through the determined coordinate values, and an objective lens disposed on the object to be measured.
또한, 상기 패턴 중 일부패턴은 측정물의 표면에 위치하고, 상기 패턴 중 나머지 패턴은 측정물의 표면아래인 하면에 위치하며, 상기 이미지 획득부는 이미징렌즈와 하나의 영상획득소자를 포함하되, 상기 하나의 영상획득소자로 상기 표면과 하면에 위치한 각각의 패턴을 동시에 획득한다.In addition, some of the patterns are located on the surface of the object to be measured, and the rest of the patterns are located on the lower surface of the object under the surface of the object. The image acquiring unit includes an imaging lens and one image acquiring element, And acquires each pattern located on the front surface and the bottom surface simultaneously with the acquisition element.
이때, 상기 하면에 위치한 패턴은 실리콘 다이의 하면에 형성된 패턴이고, 상기 표면에 위치한 패턴은 상기 실리콘 다이가 부착된 주위에 형성된 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴이다.At this time, the pattern located on the lower surface is a pattern formed on the lower surface of the silicon die, and the pattern located on the surface is a pattern formed on the surface of the substrate formed around the silicon die.
더불어, 상기 이미지 획득부의 중심 및 상기 대물렌즈의 중심을 통과하는 수직중심축과 상기 조명부의 중심을 통과하는 수평중심축은 상기 이미지 획득부와 상기 대물렌즈 사이에서 만나고, 상기 수평중심축과 상기 수직중심축이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45°기울어 지도록 배치된 빔분할기가 더 구비되며, 상기 조명부는 상기 수직중심축과 일치하도록 상기 측정물에 입사되는 동축조명을 발광하는 동축조명부와 상기 수직중심축과 경사지도록 상기 측정물에 입사되는 경사조명을 발광하는 링조명부로 이루어지되, 상기 측정물에 입사된 광에 의해 형성된 이미지는 상기 빔분할기를 통해 상기 이미지획득부에서 획득한다.In addition, a vertical center axis passing through the center of the image acquiring unit and the center of the objective lens and a horizontal center axis passing through the center of the illumination unit meet between the image acquiring unit and the objective lens, and the horizontal center axis and the vertical center Wherein the illumination unit includes a coaxial illumination unit for emitting coaxial illumination incident on the measurement object so as to coincide with the vertical center axis, And a ring illumination unit for emitting an oblique illumination incident on the measurement object so as to be inclined with respect to the axis, wherein an image formed by the light incident on the measurement object is acquired by the image acquisition unit through the beam splitter.
또한, 상기 표면에 형성된 패턴과 상기 하면에 형성된 패턴의 높이 차는 100㎛ ~ 200㎛ 범위에 있고, 상기 링조명부의 파장은 상기 실리콘다이의 내부를 통과할 수 있는 파장인 0.75㎛ ~ 3㎛ 범위에 있으며, 상기 영상획득소자는 상기 조명파장과 상기 높이 차를 고려하여 0.9㎛ ~ 1.7㎛ 범위의 파장대의 적외선 영역에서 촬상되는 이미지센서이다. The height difference between the pattern formed on the surface and the pattern formed on the lower surface is in a range of 100 mu m to 200 mu m and the wavelength of the ring illumination portion is in a range of 0.75 mu m to 3 mu m And the image capturing element is an image sensor that is imaged in an infrared region of a wavelength range of 0.9 mu m to 1.7 mu m in consideration of the illumination wavelength and the height difference.
더불어, 상기 이미지센서로 획득한 하나의 이미지에는 상기 실리콘 다이의 하면에 형성된 패턴과 상기 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴이 동시에 촬상되고, 상기 촬상된 이미지에서 이미지 프로세싱을 통해 상기 패턴들의 좌표를 결정하며, 상기 결정된 좌표를 연산하여 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정한다.In addition, a pattern formed on the lower surface of the silicon die and a pattern formed on the surface of the substrate are simultaneously captured in one image acquired by the image sensor, and the coordinates of the patterns are determined through image processing in the captured image , And the determined coordinates are calculated to determine the relative position between the pattern formed on the surface and the bottom surface.
이때, 표면과 하면에 형성된 상기 패턴간의 상대위치는 수평축에 평행한 수평거리와 수직축에 평행한 수직거리를 연산한다.At this time, the relative position between the pattern formed on the surface and the bottom surface calculates the horizontal distance parallel to the horizontal axis and the vertical distance parallel to the vertical axis.
또한, 상기 링조명부에는 복수 개의 적외선 광원이 링형태로 배치되며 상기 링조명부에는 공기순환통로가 링형태로 구비되되, 상기 적외선 광원은 상기 공기순환통로에 접하여 배치되어 상기 적외선 광원에서 발생되는 열기를 공랭식으로 냉각시킨다.Further, in the ring illumination part, a plurality of infrared light sources are arranged in the form of a ring, and the ring illumination part is provided with an air circulation passage in the form of a ring, and the infrared light source is disposed in contact with the air circulation passage, Cool in air-cooled.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명에 따르면 투과촬상 및 비 투과촬상이 가능하게 하여 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴과 상기 실리콘 다이의 하면에 형성된 패턴의 촬상이미지를 획득함으로써 상기 측정물에 형성된 각 패턴 간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴 간의 상대적인 위치를 결정하는 것이 가능한 장점이 있다. According to the present invention, coordinate values between respective patterns formed on a measured object are obtained by obtaining an image of a pattern formed on the surface of the substrate and a pattern formed on the lower surface of the silicon die so as to enable transmission and non-transmission imaging, It is possible to determine the relative position between each pattern through the coordinate values.
또한, 동축 조명을 내는 조명부 이외에 실리콘 다이의 내부를 통과할 수 있는 주변조명을 구비하고, 눈에 보이지 않는 적외선 영역에서도 촬상 가능한 파장대를 갖는 영상획득소자를 사용하여 패턴 간의 높이 차이가 형성됨에도 불구하고 동시에 이미지 획득이 가능한 장점이 있다. Further, in spite of the formation of the height difference between the patterns using the image acquisition element having the peripheral illumination capable of passing through the inside of the silicon die in addition to the illumination part for emitting the coaxial illumination and having the wavelength band that can be captured even in the invisible infrared region At the same time, there is an advantage that an image can be acquired.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 링조명부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 서브스트레이트에 안착된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 오정렬된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 정확하게 정렬된 모습을 돗한 도면이다.1 is a view showing an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a ring illumination unit of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which a silicon die according to an embodiment of the present invention is seated on a substrate.
FIG. 4 is a diagram illustrating a misaligned silicon die according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view of a precisely aligned silicon die according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely as exemplifications of the constituent elements set forth in the claims of the present invention, and are included in technical ideas throughout the specification of the present invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 표면과 하면에 형성된 패턴 간의 상대위치를 결정하는 검사장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 링조명부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 서브스트레이트에 안착된 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 오정렬된 모습을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 다이가 정확하게 정렬된 모습을 돗한 도면이다.2 is a view illustrating a ring illumination unit of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a silicon wafer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, FIG. 4 is a diagram illustrating a misalignment of a silicon die according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a silicon die according to an embodiment of the present invention, It is a figure that shows the alignment.
도 1 내지 도 2를 참조하여 측정물에 형성된 각 패턴간의 좌표값을 구하고, 상기 좌표값들을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 검사장치에 대해 설명한다.1 to 2, an inspection apparatus for obtaining coordinate values between respective patterns formed on a measured object and determining a relative position between the patterns through the coordinate values will be described.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 검사장치는 광을 생성하고, 상기 생성된 광을 상기 측정물(600) 표면에 입사시키는 조명부(200), 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부(110), 상기 획득된 이미지에서 영상처리를 통해 상기 각 패턴의 형상을 추출하는 영상처리부(300), 상기 영상처리부에서 획득한 각 패턴의 좌표값을 결정하고 상기 결정된 좌표값을 통해 각 패턴 간의 상대적인 위치를 결정하는 좌표연산부(400), 상기 측정물(600)의 상부에 구비된 대물렌즈(500)로 이루어진다. 1 and 2, the inspection apparatus includes an illumination unit 200 for generating light and making the generated light incident on the surface of the object to be measured 600, a light source 200 for obtaining an image generated by the incident light, An image processing unit (300) for extracting the shape of each pattern through image processing in the obtained image, a controller (300) for determining coordinate values of each pattern acquired by the image processing unit A coordinate operation unit 400 for determining a relative position between the patterns, and an
상기 패턴(p1,p2) 중 일부패턴은 측정물(600)의 표면에 위치하고, 상기 패턴 중 나머지 패턴은 측정물(600)의 표면아래인 하면에 위치하며, 상기 이미지 획득부(110)는 이미징렌즈(111)와 하나의 영상획득소자(112)를 포함하되, 상기 하나의 영상획득소자로 상기 표면과 하면에 위치한 각각의 패턴(p1,p2)을 동시에 획득한다. Some patterns of the patterns p1 and p2 are located on the surface of the object to be measured 600 and the remaining patterns of the patterns are located on a lower surface of the object 600 below the surface of the object to be measured 600, (111) and an image acquisition element (112), and simultaneously acquires the respective patterns (p1, p2) located on the lower surface and the lower surface with the one image acquisition element.
또한, 상기 하면에 위치한 패턴(p2)은 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴이고, 상기 표면에 위치한 패턴(p1)은 상기 실리콘 다이가 부착된 주위에 형성된 서브스트레이트(210)의 표면에 형성된 패턴이다. The pattern p2 located on the lower surface is a pattern formed on the lower surface of the
더불어, 상기 이미지 획득부(110)의 중심 및 상기 대물렌즈(500)의 중심을 통과하는 수직중심축(CA2)과 상기 조명부(200)의 중심을 통과하는 수평중심축(CA1)은 상기 이미지 획득부(110)와 상기 대물렌즈(500) 사이에서 만나고, 상기 수평중심축과 상기 수직중심축이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45°기울어 지도록 배치된 빔분할기(130)가 더 구비된다.In addition, a vertical center axis CA2 passing through the center of the
또한, 상기 조명부(200)는 상기 수직중심축(CA2)과 일치하도록 상기 측정물(600)에 입사되는 동축조명을 발광하는 동축조명부(210)와 상기 수직중심축과 경사지도록 상기 측정물에 입사되는 경사조명을 발광하는 링조명부(220)로 이루어지되, 상기 측정물에 입사된 광에 의해 형성된 이미지는 상기 빔분할기(130)를 통해 상기 이미지획득부(110)에서 획득된다. The illumination unit 200 includes a
더불어, 상기 링조명부(220)에는 복수 개의 적외선 광원(221)이 링 형태로 배치되며 상기 링조명부에는 공기순환통로(222)가 링 형태로 구비되되, 상기 적외선 광원(221)은 상기 공기순환통로(222)에 접하여 배치되어 상기 적외선 광원에서 발생되는 열기를 공랭식으로 냉각시킨다. In addition, a plurality of
이때, 상기 링조명부(220)에는 공기 흡입구(224)와 공기 배출구(223)가 더 포함되어 형성되고, 상기 공기순환통로(222)에서 냉각된 열기가 공기 배출구(223)를 통해 빠져나간다.At this time, the
이때, 상기 표면에 형성된 패턴(p1)과 상기 하면에 형성된 패턴(p2)의 높이 차는 100㎛ ~ 200㎛ 범위에 있고, 상기 링조명부(220)의 파장은 상기 실리콘다이(620)의 내부를 통과할 수 있는 파장인 0.75㎛ ~ 3㎛ 범위에 있으며, 상기 영상획득소자(112)는 상기 조명파장과 상기 높이 차를 고려하여 0.9㎛ ~ 1.7㎛ 범위의 파장대의 적외선 영역에서 촬상되는 이미지센서이다.In this case, the height difference between the pattern p1 formed on the surface and the pattern p2 formed on the lower surface is in the range of 100 mu m to 200 mu m, and the wavelength of the
상기 실리콘 다이의 통과할 수 있는 광원의 IR(Infrared=0.7㎛~1,000㎛) 파장대는 NIR(Near-Infrared=0.75㎛~1.4㎛), SWIR(Short-Wavelength Infrared=1.4㎛~3㎛), MWIR(Mid-Wavelength Infrared=3㎛~8㎛), LWIR(Long-Wavelength Infrared=8㎛~15㎛), FWIR(Far-Wavelength Infrared=15㎛~1,000㎛)로 나누어진다.The wavelength range of IR (Infrared = 0.7 탆 to 1,000 탆) of the light source that can pass through the silicon die is NIR (Near-Infrared = 0.75 탆 to 1.4 탆), SWIR (Short-Wavelength Infrared = 1.4 탆 to 3 탆) (Mid-Wavelength Infrared = 3 占 퐉 to 8 占 퐉), LWIR (Long-Wavelength Infrared = 8 占 퐉 to 15 占 퐉), and FWIR (Far-Wavelength Infrared = 15 占 퐉 to 1,000 占 퐉).
그러나, 이때 상기 영상획득소자에 의해 촬상 가능한 범위의 파장대의 범위는 0.9㎛ ~ 1.7㎛이므로, 상기 높이차가 존재하고, 상기 실리콘 다이를 통과하여 패턴의 이미지 획득이 가능하도록 하는데에 사용되는 조명은 0.75㎛ ~ 3㎛ 범위의 파장대를 갖는 광원을 사용하는 것이 바람직하다. However, since the range of the wavelength range of the image capture element by the image capturing element is 0.9 mu m to 1.7 mu m, the height difference exists and the illumination used to enable image acquisition of the pattern through the silicon die is 0.75 It is preferable to use a light source having a wavelength band ranging from mu m to 3 mu m.
이에 따라, 상기 조건들을 만족하는 검사장치를 사용함으로써, 상기 각각 형성된 복수 개의 패턴의 이미지를 한 화면에 동시에 획득하는 것이 가능하게 됨으로써 상기 실리콘 다이가 제대로 정렬되었는지의 위치 확인이 가능하다.Accordingly, by using the inspection apparatus that satisfies the above conditions, it is possible to simultaneously acquire the images of the plurality of patterns formed on one screen, so that it is possible to confirm the position of the silicon die whether it is properly aligned.
더불어, 상기 이미지센서로 획득한 하나의 이미지에는 상기 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴(p2)과 상기 서브스트레이트(610)의 표면에 형성된 패턴(p1)이 동시에 촬상되고, 상기 촬상된 이미지에서 이미지 프로세싱을 통해 상기 패턴(p1,p2)들의 좌표를 결정하며, 상기 결정된 좌표를 연산하여 표면과 하면에 형성된다. In addition, a pattern p2 formed on the lower surface of the
상기 표면과 하면에 형성된 상기 패턴(p1,p2)간의 상대위치는 수평축에 평행한 수평거리와 수직축에 평행한 수직거리를 연산한다. The relative position between the pattern (p1, p2) formed on the surface and the lower surface calculates a horizontal distance parallel to the horizontal axis and a vertical distance parallel to the vertical axis.
도 4 내지 도 5를 참조하여 상기 실리콘 다이가 정확한 위치에 정렬되었는지의 여부를 확인하는 확인방법을 서술한다. 4 to 5, a confirmation method for confirming whether or not the silicon die is aligned at an accurate position will be described.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 수직거리(dy)는 상기 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴(p1)의 중심으로부터 수평축과 평행하게 형성되는 연장선과, 상기 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴(p2)의 중심으로부터 수직축과 평행하게 형성되는 연장선이 만나는 지점에서 상기 하면에 형성된 패턴(p2) 중심부까지의 길이이다.4 and 5, the vertical distance dy is defined by an extension line formed parallel to the horizontal axis from the center of the pattern p1 formed on the surface of the substrate and a pattern formed on the lower surface of the silicon die 620 (p2) to the center of the pattern (p2) formed on the lower surface at a point where an extension line formed parallel to the vertical axis meets.
또한, 상기 수평거리(dx)는 상기 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴(p1)의 중심으로부터 상기 수직축과 평행하게 형성되는 연장선과 상기 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴(p2)의 중심으로부터 상기 수평축과 평행하게 형성되는 연장선이 만나는 지점으로부터 상기 하면에 형성된 패턴(p2) 중심부의 길이이다.The horizontal distance dx is a distance from the center of the pattern p1 formed on the surface of the substrate to an extension extending parallel to the vertical axis and the center of the pattern p2 formed on the lower surface of the
이때, 상기 수평거리(dx) 및 수직거리(dy)는 미리 정해져있어, 상기 정해진 수평거리(dx) 및 수직거리(dy)의 값과 동일한 경우, 상기 실리콘 다이가 정확한 위치에 구비되었다고 판단하고, 상기 거리(dx,dy) 범위를 벗어나는 경우에는 상기 실리콘다이가 정확한 위치에 놓여져 있지 않은 것으로 판단한다.The horizontal distance dx and the vertical distance dy are determined in advance and are equal to the predetermined horizontal distance dx and the vertical distance dy, If it is out of the range (dx, dy), it is determined that the silicon die is not located at the correct position.
다른 방법으로는, 상기 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴(p1)의 근방에 형성된 꼭지점(V1)에서 상기 꼭지점과 만나는 두 변 중 한 변은 수평방향과 평행한 수평축, 나머지 한 변을 수직방향과 평행한 수직축으로 정의한다. Alternatively, one side of the two sides meeting the vertex at the vertex V1 formed in the vicinity of the pattern p1 formed on the surface of the substrate is a horizontal axis parallel to the horizontal direction, and the other side parallel to the vertical direction It is defined as a vertical axis.
이때, 상기 꼭지점은 다이수납부(611)의 꼭지점이다.At this time, the vertex is the vertex of the die
또한, 상기 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴(p2)의 근방에 형성된 꼭지점(dv1)에서 상기 꼭지점과 만나는 두 변 중 상기 수평축과 가까이에 있는 변을 제 1변, 상기 수직축과 가까이에 있는 변을 제 2변으로 정의한다.A side near the horizontal axis of the two sides meeting the vertex at the vertex dv1 formed in the vicinity of the pattern p2 formed on the lower surface of the
이에 따라, 상기 수평축과 상기 제1 변의 연장선상의 세타(θ) 각도를 계산하여 상기 세타(θ) 각도의 값이 '0'인 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 실리콘 다이가 정렬된 것으로 판단한다. Accordingly, when a value of theta ([theta]) is '0', the silicon die is determined to be aligned as shown in FIG. 5 by calculating the angle of theta on the horizontal axis and the extension of the first side do.
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수평축과 상기 제1 변의 연장선상의 세타 각도의 값이 '0'이 아닌 경우에는 상기 실리콘 다이가 정확한 위치에 정렬되지 않은 것으로 판단한다.However, as shown in FIG. 4, when the value of the ankle angle on the horizontal axis and the extension line of the first side is not '0', it is determined that the silicon die is not aligned at the correct position.
이에 따라, 상기 서브스트레이트(610)의 표면에 형성된 패턴(p1)과, 상기 실리콘 다이(620)의 하면에 형성된 패턴(p2)의 이미지를 동시에 획득함으로써, 상기 패턴의 위치에 따른 좌표계산을 통해 상기 실리콘 다이(620)의 정렬여부를 검사하는 것이 가능한 장점이 있다.Thus, by simultaneously obtaining the image of the pattern p1 formed on the surface of the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
110 : 이미지획득부 111 : 이미징렌즈
112 : 영상획득소자 130 : 빔분할기
200 : 조명부 210 : 동축조명부
211 : 광원 212 : 조명렌즈
220 : 링조명부 221 : 적외선광원
222 : 공기순환통로 223 : 공기흡입구
224 : 공기배출구 300 : 영상처리부
400 : 좌표연산부 500 : 대물렌즈
600 : 측정물 610 : 서브스트레이트
611 : 다이수납부 620 : 실리콘다이110: image acquiring unit 111: imaging lens
112: image acquisition element 130: beam splitter
200: illumination part 210: coaxial illumination part
211: light source 212: illumination lens
220: Ring illumination part 221: Infrared light source
222: air circulation passage 223: air inlet
224: air outlet port 300: image processing section
400: coordinate calculation unit 500: objective lens
600: Measured material 610: Substrate
611: Die receiving portion 620: Silicon die
Claims (6)
광을 생성하고, 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부;
상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
상기 획득된 이미지에서 영상처리를 통해 상기 각 패턴의 형상을 추출하는 영상처리부;
상기 영상처리부에서 획득한 각 패턴의 좌표값을 결정하고 상기 결정된 좌표값을 통해 각 패턴간의 상대적인 위치를 결정하는 좌표연산부;
상기 측정물의 상부에 구비된 대물렌즈; 로 이루어지고
상기 패턴 중 일부패턴은 측정물의 표면에 위치하고,
상기 패턴 중 나머지 패턴은 측정물의 표면아래인 하면에 위치하며,
상기 이미지 획득부는 이미징렌즈와 하나의 영상획득소자를 포함하되,
상기 이미지 획득부의 중심 및 상기 대물렌즈의 중심을 통과하는 수직중심축과 상기 조명부의 중심을 통과하는 수평중심축은,
상기 이미지 획득부와 상기 대물렌즈 사이에서 만나고,
상기 수평중심축과 상기 수직중심축이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45°기울어 지도록 배치된 빔분할기; 가 더 구비되며,
상기 조명부는 상기 수직중심축과 일치하도록 상기 측정물에 입사되는 동축조명을 발광하는 동축조명부; 와,
상기 수직중심축과 경사지도록 상기 측정물에 입사되는 경사조명을 발광하는 링조명부; 로 이루어지되,
상기 측정물에 입사된 광에 의해 형성된 이미지는 상기 빔분할기를 통해 상기 이미지획득부에서 획득되는 것을 특징으로 하는 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치.
A test apparatus for obtaining a coordinate value between each pattern formed on a measurement object and determining a relative position between each pattern through the coordinate values,
An illumination unit for generating light and making the generated light enter the surface of the object to be measured;
An image obtaining unit obtaining an image generated by the incident light;
An image processing unit for extracting the shape of each pattern through image processing in the obtained image;
A coordinate calculator for determining a coordinate value of each pattern acquired by the image processor and determining a relative position between each pattern based on the determined coordinate value;
An objective lens provided on the object to be measured; Made of
Some of the patterns are located on the surface of the workpiece,
The remaining pattern of the pattern is located on the lower surface which is below the surface of the object to be measured,
Wherein the image acquisition unit includes an imaging lens and one image acquisition element,
A vertical center axis passing through the center of the image obtaining section and a center of the objective lens, and a horizontal center axis passing through the center of the illumination section,
Wherein the image acquiring unit meets between the image acquiring unit and the objective lens,
A beam splitter disposed so that the reflecting surface is inclined by 45 DEG while passing through a point where the horizontal center axis and the vertical center axis meet; Further,
Wherein the illumination unit comprises: a coaxial illumination unit for emitting coaxial illumination incident on the measurement object so as to coincide with the vertical center axis; Wow,
A ring illumination unit emitting an oblique illumination incident on the measurement object so as to be inclined with respect to the vertical center axis; Lt; / RTI >
Wherein an image formed by light incident on the object to be measured is obtained by the image obtaining unit through the beam splitter.
상기 하면에 위치한 패턴은 실리콘 다이의 하면에 형성된 패턴이고,
상기 표면에 위치한 패턴은 상기 실리콘 다이가 부착된 주위에 형성된 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치.The method according to claim 1,
The pattern located on the lower surface is a pattern formed on the lower surface of the silicon die,
Wherein the pattern located on the surface is a pattern formed on the surface of the substrate formed around the silicon die.
상기 표면에 형성된 패턴과 상기 하면에 형성된 패턴의 높이 차는 100㎛ ~ 200㎛ 범위에 있고,
상기 링조명부의 파장은 상기 실리콘다이의 내부를 통과할 수 있는 파장인 0.75㎛ ~ 3㎛ 범위에 있으며,
상기 영상획득소자는 상기 조명파장과 상기 높이 차를 고려하여 0.9㎛ ~ 1.7㎛ 범위의 파장대의 적외선 영역에서 촬상되는 이미지센서인 것을 특징으로 하는 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치.The method of claim 3,
The height difference between the pattern formed on the surface and the pattern formed on the lower surface is in the range of 100 mu m to 200 mu m,
The wavelength of the ring illumination portion is in the range of 0.75 mu m to 3 mu m, which is the wavelength that can pass through the inside of the silicon die,
Wherein the image acquiring device is an image sensor that is imaged in an infrared region of a wavelength range of 0.9 mu m to 1.7 mu m in consideration of the illumination wavelength and the height difference. .
상기 이미지센서로 획득한 하나의 이미지에는 상기 실리콘 다이의 하면에 형성된 패턴과 상기 서브스트레이트의 표면에 형성된 패턴이 동시에 촬상되고,
상기 촬상된 이미지에서 이미지 프로세싱을 통해 상기 패턴들의 좌표를 결정하며, 상기 결정된 좌표를 연산하여 표면과 하면에 형성된 패턴간의 상대위치를 결정하는 검사장치.6. The method of claim 5,
A pattern formed on a lower surface of the silicon die and a pattern formed on a surface of the substrate are simultaneously imaged on one image acquired by the image sensor,
Determines the coordinates of the patterns through image processing in the captured image, and calculates the determined coordinates to determine a relative position between the pattern formed on the surface and the bottom surface.
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