KR102517103B1 - Ultrasonic Inspection System - Google Patents

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KR102517103B1
KR102517103B1 KR1020220133019A KR20220133019A KR102517103B1 KR 102517103 B1 KR102517103 B1 KR 102517103B1 KR 1020220133019 A KR1020220133019 A KR 1020220133019A KR 20220133019 A KR20220133019 A KR 20220133019A KR 102517103 B1 KR102517103 B1 KR 102517103B1
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김주호
신종훈
최종명
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주식회사 엠아이티
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Abstract

The present invention relates to an ultrasonic inspection system, which inspects the defect of a wafer, and comprises: a transfer robot module (110) which has an arm unit to transfer a wafer from a loading module (101) to a specific inspection location for ultrasonic inspection; and an inspection module (230) which has at least one probe unit (231) to perform ultrasonic scanning concerning the wafers in the inspection location. The inspection module (230) comprises at least one jig unit (240) which fixes the probe unit (231) at the upper side of the inspection regular location for ultrasonic scanning of the wafer. The jig unit (240) is formed in a multi-channel method having first to Nth channels. At the first to Nth channels, first to Nth probe units are formed to be mounted to individually probe preset frequencies. Provided is the ultrasonic inspection system, wherein the distance between M and M+1 probe units is formed to be changeable in the ±X direction or the ±Y direction (here, N is a natural number, and M is a natural number smaller than N). Therefore, precision, reliability, and speed are improved.

Description

초음파검사시스템{Ultrasonic Inspection System}Ultrasonic Inspection System {Ultrasonic Inspection System}

본 발명은 초음파검사시스템으로서, 반도체나 전자부품 등의 내부 보이드, 박리 등을 화상화함으로써, 결함을 검사하는 초음파검사시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic inspection system, which inspects defects by imaging internal voids, peeling, etc. of semiconductors, electronic parts, and the like.

초음파(ultrasonic wave) 영역의 주파수를 갖는 신호를 활용하여 검사 대상의 내부 이미지를 취득하는 기술이 신체 내부의 장기나 임신 중의 태아를 대상으로 하는 의료 분야나 제조 결과물을 변형시키지 않으면서 내부의 결함을 검출하는 비파괴검사(NDT) 분야 등에서 다양하게 활용되고 있다.A technology that acquires an internal image of an examination target by using a signal having a frequency in the ultrasonic wave range can detect internal defects without deforming the medical field or manufacturing results targeting internal organs or fetuses during pregnancy. It is widely used in the field of non-destructive testing (NDT).

비파괴검사 분야 관련해서, 부품 또는 재료의 수명 예측 및 건전성 평가에 있어서 결함의 위치에 대한 정보는 매우 중요하며, 정확하고도 신속한 결함 검출 기술이 요구되고 있다. 종래의 비파괴 결함 검출 기술 중 하나인 펄스 에코 측정법(Pulse Echo Technique)은 비파괴 검사체 내부에 존재하는 결함으로부터 반사되어 돌아오는 에너지 크기(Amplitude)에 따라 결함을 검출하는 기술이다. 그러나, 반사 에너지 크기는 반사면의 표면 상태에 의존적이어서 정확한 결함 크기 측정이 어려운 단점이 있었다.In relation to the field of non-destructive testing, information on the location of defects is very important in predicting the lifespan and evaluating the integrity of parts or materials, and accurate and rapid defect detection technology is required. Pulse Echo Technique, one of the conventional non-destructive defect detection techniques, is a technique for detecting defects according to the amount of energy reflected back from a defect existing inside a non-destructive test object. However, since the size of the reflected energy is dependent on the surface state of the reflective surface, it is difficult to accurately measure the size of the defect.

반면, 초음파 탐상검사 방식은 검사장비 취급 시에 검사자가 방사능에 피폭될 위험성이 없을 뿐만 아니라 검사 감도가 우수하고 검사 속도가 빠르기 때문에 검사효율이 높은 장점이 있어 점차 사용이 증가 추세에 있다.On the other hand, the ultrasonic inspection method has the advantage of high inspection efficiency because there is no risk of inspector being exposed to radiation when handling inspection equipment, and the inspection sensitivity is excellent and the inspection speed is fast, so the use is gradually increasing.

이러한 초음파에 의한 비파괴검사 방법은 일반적으로, 초음파 탐상기(ultrasonic flaw detector)에서 발생하는 전기적 에너지에 의하여 초음파 변환기 일명, 탐촉자에서 발생한 초음파를 빔(beam) 형태로 비파괴 검사체의 내부로 조사하고, 이에 비파괴 검사체에서 반사되어 다시 탐촉자로 되돌아오는 반사신호를 초음파 탐상기에서 전기적 신호로 해석하여, 비파괴 검사체의 결함 여부 및 결함 크기 등을 판단하는 것이다.In general, such a non-destructive testing method using ultrasonic waves irradiates ultrasonic waves generated from an ultrasonic transducer, so-called transducer, into a non-destructive test object in the form of a beam by means of electrical energy generated from an ultrasonic flaw detector. The ultrasonic flaw detector interprets the reflected signal reflected from the non-destructive test object and returns to the probe as an electrical signal to determine whether or not the non-destructive test object has defects and the size of the defect.

하지만, 종래의 초음파 탐상검사 방식의 경우 송신되는 파동과 이에 의하여 발생되는 회절파의 전체적인 이동 거리만을 측정할 수 있게 되어, 비파괴 검사체 표면 상에서의 결함 위치 및 비파괴 검사체 표면으로부터의 결함깊이 등 비파괴 검사체 내부에 존재하는 결함의 3차원적인 위치를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the case of the conventional ultrasonic inspection method, it is possible to measure only the overall moving distance of the transmitted wave and the diffraction wave generated thereby, so that non-destructive There was a problem of not being able to accurately measure the three-dimensional position of the defect existing inside the inspection body.

종래기술로는 한국공개특허 제10-2006-0095338호인 '초음파를 이용한 비파괴 검사장비'가 개시된다. 이것은 리니어모터를 이용하여 탐침자(본 발명의 '프로브'를 의미함)와 검사대상의 각도, 거리를 정밀하게 조정하도록 탐침자의 3방향(X, Y, Z축 방향)의 이동을 가능하게 하는 구성을 개시한다. 다만, 종래기술은 3방향으로 정밀하게 탐침자의 위치를 제어하기는 어렵고, 또한, 싱글 탐침자 적용에 따른 검사 효율의 한계가 존재한다.As a prior art, Korea Patent Publication No. 10-2006-0095338 'Non-destructive inspection equipment using ultrasonic waves' is disclosed. This enables the movement of the probe in three directions (X, Y, Z axis directions) to precisely adjust the angle and distance between the probe (meaning 'probe' of the present invention) and the inspection target using a linear motor. Initiate configuration. However, in the prior art, it is difficult to precisely control the position of the probe in three directions, and there is a limit in inspection efficiency due to the application of a single probe.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2006-0095338호(Patent Document 1) Korean Patent Publication No. 10-2006-0095338

본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 싱글 프로브유닛을 적용한 구조의 가장 큰 문제점인 초음파검사의 정확도, 신뢰성 및 신속성을 개선시킬 수 있는 멀티 프로브유닛이 적용된 시스템을 제안하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to propose a system to which a multi-probe unit is applied, which can improve the accuracy, reliability, and speed of ultrasonic inspection, which is the biggest problem of a conventional single probe unit-applied structure.

또한, 본 발명은 종래의 프로브유닛 3방향 제어방식을 탈피함으로써, 보다 정확한 프로브유닛의 위치제어를 수행할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.In addition, the present invention intends to propose a system capable of performing more accurate position control of the probe unit by breaking away from the conventional three-way control method of the probe unit.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 웨이퍼(Wafer)의 결함을 검사하는 초음파검사시스템으로서, 웨이퍼들이 로딩된 적재모듈(101)로부터 웨이퍼를 언로딩하여 초음파검사를 위한 검사정위치로 상기 웨이퍼를 이송시키는 암(Arm)유닛이 구비된 이송로봇모듈(110); 및 적어도 하나의 프로브유닛(231)을 구비하여, 상기 검사정위치 상태의 웨이퍼를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하는 검사모듈(230); 을 포함하며, 상기 검사모듈(230)은, 상기 웨이퍼의 초음파스캐닝을 위해, 상기 프로브유닛(231)을 상기 검사정위치 상측에 고정시키는 적어도 하나의 지그유닛(240)을 포함하되, 상기 지그유닛(240)은, 제1 내지 제N 채널을 구비하는 멀티채널방식으로 형성되며, 상기 제1 내지 제N 채널에는 미리 설정된 주파수를 각각 조사하도록 형성된 제1 내지 제N 프로브유닛이 장착 가능하도록 형성되되, 제M 및 제M+1 프로브유닛 사이의 거리는, ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 변경 가능하도록 형성된(단, N은 자연수이며, M은 N보다 작은 자연수임), 초음파검사시스템을 제공한다.One embodiment of the present invention for solving the above problems is an ultrasonic inspection system for inspecting defects of a wafer, and unloading the wafer from the loading module 101 in which the wafers are loaded to inspect for ultrasonic inspection. A transfer robot module 110 equipped with an arm unit that transfers the wafer to a fixed position; and an inspection module 230 including at least one probe unit 231 to perform ultrasonic scanning on the wafer in the inspection position. The inspection module 230 includes at least one jig unit 240 for fixing the probe unit 231 above the inspection position for ultrasonic scanning of the wafer, the jig unit 240 is formed in a multi-channel manner having first to Nth channels, and first to Nth probe units configured to irradiate preset frequencies, respectively, are formed to be mountable to the first to Nth channels; , The distance between the Mth and M+1th probe units is formed to be changeable in the ±X direction or ±Y direction (where N is a natural number and M is a natural number smaller than N), providing an ultrasonic inspection system.

또한, 상기 지그유닛(240)은, 일방향으로 연장되되, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 결합되는 N개의 채널장착부(241)를 포함하고, 상기 N개의 채널장착부(241)는, 상기 일방향을 따라 이격되어 배치되되, 이웃하는 채널장착부 사이의 거리를 변경함으로써, 상기 이웃하는 프로브유닛 사이의 거리를 변경시킬 수 있다.In addition, the jig unit 240 extends in one direction and includes N channel mounting parts 241 to which the first to N th probe units are coupled, and the N channel mounting parts 241 are connected in the one direction. However, the distance between the adjacent probe units may be changed by changing the distance between the adjacent channel mounting units.

또한, 상기 지그유닛(240)은, 하부 측에 위치되며, 상기 일방향으로 연장되는 이동가이드부(245)가 구비되고, 상기 N개의 채널장착부(241)는, 상기 이동가이드부(245)를 따라, 상기 일방향 또는 그 반대방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.In addition, the jig unit 240 is located on the lower side and is provided with a movement guide part 245 extending in one direction, and the N channel mounting parts 241 follow the movement guide part 245. , It may be formed to be movable in one direction or the opposite direction.

또한, 상기 초음파검사시스템은, 상기 프로브유닛(231) 및 상기 지그유닛(240)을 제어하는 스캔제어모듈(250); 을 더 포함하며, 상기 스캔제어모듈(250)은, 검사정위치에 위치된 웨이퍼의 면적정보; 상기 채널장착부(241)의 개수정보; 이웃하는 채널장착부(241) 사이의 간격정보; 및 상기 채널장착부(241) 각각에 장착된 프로브유닛(231)의 설정주파수정보; 를 포함하는 정보세트 중 적어도 어느 하나를 고려하여, 상기 웨이퍼에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 형성될 수 있다.In addition, the ultrasonic inspection system includes a scan control module 250 for controlling the probe unit 231 and the jig unit 240; Further, the scan control module 250 includes area information of the wafer located at the inspection position; number information of the channel mounting unit 241; Interval information between adjacent channel mounting units 241; and set frequency information of the probe unit 231 mounted on each of the channel mounting units 241; In consideration of at least one of the information sets including, it may be formed to perform ultrasonic scanning on the wafer.

또한, 상기 지그유닛(240)은, 구동수단(260)과 연결되어 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 이동하면서 상기 웨이퍼에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 형성되며, 상기 스캔제어모듈(250)은, 상기 정보세트를 통해, 상기 지그유닛(240)의 이동경로를 연산할 수 있다.In addition, the jig unit 240 is connected to the driving means 260 and is formed to perform ultrasonic scanning of the wafer while moving in the ±X direction or ±Y direction, and the scan control module 250, Through the information set, the movement path of the jig unit 240 can be calculated.

또한, 상기 초음파검사시스템은, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 의한 초음파스캐닝을 통해, 스캔정보를 전송받고, 상기 스캔정보를 이용하여 미리 설정된 방식으로 웨이퍼의 결함을 판단하는 스캔연산모듈(290); 을 더 포함하며, 상기 스캔제어모듈(250)은, 상기 스캔연산모듈(290)로부터 웨이퍼 결함의 위치정보를 전송받고, 상기 위치정보를 기반으로, 상기 채널장착부(241)에 결합된 프로브유닛(231) 사이의 간격을 조절하도록 형성될 수 있다.In addition, the ultrasonic inspection system includes a scan operation module 290 that receives scan information through ultrasonic scanning by the first to Nth probe units and determines defects of the wafer in a preset manner using the scan information. ); The scan control module 250 receives location information of wafer defects from the scan operation module 290, and based on the location information, the probe unit coupled to the channel mounting unit 241 ( 231) may be formed to adjust the spacing between them.

또한, 상기 스캔연산모듈(290)은, 웨이퍼에 대한 스캔정보를 학습정보로 하여 하는 인공지능모델을 생성하는 머신러닝부(291)로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 의한 스캔정보를 이용하여 웨이퍼의 임의의 섹터에 대한 결함가능성을 미리 판단하는, 머신러닝부(291); 를 포함하며, 상기 스캔제어모듈(150)은, 상기 머신러닝부(291)에 의해, 웨이퍼의 결함가능성이 미리 설정된 기준 이상으로 판단된 결함예상섹터정보를 전송받고, 상기 결함예상섹터정보를 이용하여, 상기 채널장착부(241)에 결합된 프로브유닛(231) 사이의 간격을 조절하도록 형성될 수 있다.In addition, the scan operation module 290 is a machine learning unit 291 that generates an artificial intelligence model using scan information on a wafer as learning information, using scan information from the first to Nth probe units. a machine learning unit 291 which pre-determines the possibility of defects in any sector of the wafer by doing so; The scan control module 150 receives, by the machine learning unit 291, defect prediction sector information in which the defect probability of the wafer is determined to be higher than a preset standard, and uses the defect prediction sector information. Thus, the gap between the probe units 231 coupled to the channel mounting portion 241 may be adjusted.

또한, 상기 스캔제어모듈(250)은, 상기 결함예상섹터정보를 기반으로, 상기 지그유닛(240)의 이동속도를 제어하되, 웨이퍼 중 결합예상섹터의 위치에 대한 초음파스캐닝을 수행할 경우, 상기 지그유닛(240)의 이동속도를 일시적으로 감소시키거나 또는 반복이동하도록 설정할 수 있다.In addition, the scan control module 250 controls the moving speed of the jig unit 240 based on the defect expected sector information, but when ultrasonic scanning is performed for the position of the expected bond sector in the wafer, the The moving speed of the jig unit 240 may be temporarily reduced or set to be repeatedly moved.

또한, 상기 스캔연산모듈(290)은, 미리 설정된 방식으로 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 센싱불량을 판단하는 센싱불량판단부(292); 를 더 포함하며, 상기 스캔제어모듈(250)은, 상기 센싱불량판단부(292)에 의해 센싱불량으로 판단된 프로브유닛의 초음파스캐닝을 중단시키며, 웨이퍼의 전체섹터 중 상기 프로브유닛의 할당섹터 측으로, 상기 프로브유닛과 이웃하는 다른 프로브유닛을 이동시켜서 상기 할당섹터에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 설정될 수 있다.In addition, the scan operation module 290 includes a sensing failure determination unit 292 for determining sensing failure of the first to Nth probe units in a preset manner; The scan control module 250 stops ultrasonic scanning of the probe unit determined to have poor sensing by the sensing failure determination unit 292, and scans the entire sector of the wafer toward the allocated sector of the probe unit. , it may be set to perform ultrasound scanning on the allocation sector by moving another probe unit adjacent to the probe unit.

본 발명은 멀티 프로브유닛 방식을 채택함으로써, 종래의 싱글 프로브유닛을 적용한 구조의 가장 큰 문제점인 초음파검사의 정확도, 신뢰성 및 신속성을 개선시킬 수 있다.By adopting the multi-probe unit method, the present invention can improve the accuracy, reliability, and speed of ultrasonic inspection, which are the biggest problems of the conventional single probe unit-applied structure.

또한, 본 발명은 종래의 프로브유닛 3방향 제어방식을 탈피함으로써, 보다 정확한 프로브유닛의 위치제어를 수행할 수 있다.In addition, the present invention can perform more accurate position control of the probe unit by breaking away from the conventional three-way control method of the probe unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파검사시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 초음파검사시스템의 전체 구성을 기능별로 구분한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파검사시스템의 전체 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파검사시스템의 사시도이다.
도 5는 도 1의 초음파검사구간에 해당되는 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5에서의 동작을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파검사시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파검사시스템의 개략적인 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파검사시스템의 변형예를 도시하는 모식도이다.
도 10은 도 9의 지그유닛의 결합 전 및 결합 후를 나타내는 모식도이다.
도 11은 도 10의 지그유닛이 결합되어 지그바조립체가 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파검사시스템의 프로브유닛의 이동경로를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파검사시스템의 프로브유닛의 이동경로에 대한 유선화를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파검사시스템의 개략적인 모식도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파검사시스템 중 무빙어셈블리에 대한 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파검사시스템 중 무빙어셈블리의 동작에 대한 개략적인 모식도이다.
도 17은 도 16의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 18 내지 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파검사시스템의 멀티프로브유닛을 설명하기 위한 모식도이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파검사시스템을 이용한 초음파검사방법에 대한 순서도이다.
도 22는 도 21에서 무빙어셈블리의 구체적인 동작을 나타내는 순서도이다.
1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram in which the overall configuration of an ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present invention is divided by function.
3 is an overall conceptual diagram of an ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of an ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing a configuration corresponding to the ultrasonic inspection section of FIG. 1;
FIG. 6 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation in FIG. 5 .
7 is a conceptual diagram of an ultrasonic inspection system according to a first embodiment of the present invention.
8 is a schematic schematic diagram of an ultrasonic inspection system according to a first embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram showing a modified example of the ultrasonic inspection system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing the jig unit of FIG. 9 before and after coupling.
11 is a schematic diagram schematically showing a state in which a jig bar assembly is formed by combining the jig unit of FIG. 10 .
12 is a schematic diagram schematically illustrating a movement path of a probe unit of an ultrasonic inspection system according to a first embodiment of the present invention.
13 is a schematic diagram schematically illustrating streamlining of a moving path of a probe unit of an ultrasonic inspection system according to a first embodiment of the present invention.
14 is a schematic schematic diagram of an ultrasonic inspection system according to a second embodiment of the present invention.
15 is a conceptual diagram of a moving assembly in an ultrasonic inspection system according to a third embodiment of the present invention.
16 is a schematic diagram of the operation of the moving assembly in the ultrasonic inspection system according to the third embodiment of the present invention.
Fig. 17 is a schematic diagram showing a modified example of Fig. 16;
18 to 20 are schematic diagrams for explaining a multi-probe unit of an ultrasonic inspection system according to an embodiment of the present invention.
21 is a flowchart of an ultrasonic inspection method using an ultrasonic inspection system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart illustrating specific operations of the moving assembly in FIG. 21 .

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 이하에서의 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 따른 권리범위를 제한하거나 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명에 관한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명에 따른 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description is only for specifying the embodiments, and is not intended to limit or limit the scope of rights according to the present invention. What a person skilled in the art can easily infer from the detailed description and examples of the present invention should be construed as belonging to the scope of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에 관한 기술 분야에서 널리 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 본 발명에서 사용되는 용어의 의미는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 새로운 기술의 출현, 심사기준 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 일부 용어는 출원인에 의해 임의로 선정될 수 있고, 이 경우 임의로 선정되는 용어의 의미가 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에서 사용되는 용어는 단지 사전적 의미만이 아닌, 명세서의 전반적인 맥락을 반영하는 의미로 해석되어야 한다.The terms used in the present invention have been described as general terms widely used in the technical field related to the present invention, but the meanings of the terms used in the present invention are the intentions of technicians working in the field, the emergence of new technologies, examination standards or precedents. etc. may vary. Some terms may be arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meanings of the arbitrarily selected terms will be described in detail. Terms used in the present invention should be interpreted as meanings reflecting the overall context of the specification, not just dictionary meanings.

본 발명에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다'와 같은 용어는 명세서에 기재되는 구성 요소들 또는 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 일부 구성 요소들 또는 단계들은 포함되지 않는 경우, 및 추가적인 구성 요소들 또는 단계들이 더 포함되는 경우 또한 해당 용어로부터 의도되는 것으로 해석되어야 한다.Terms such as 'consisting' or 'comprising' used in the present invention should not be construed as necessarily including all of the components or steps described in the specification, and if some components or steps are not included, and when additional components or steps are further included, it should also be construed as intended from the term.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자 및 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary according to intentions or customs of users, operators, and designers. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본원에서 사용되는 '피검체'는 검사의 대상이 되는 웨이퍼(Wafer)를 포함하되, 초음파 조사를 이용하여 검사를 수행할 수 있는 모든 객체를 포함한다. 본원에서는 원형의 평면을 갖는 웨이퍼를 예로 들어 설명하나, 피검체의 형태 및 종류는 이에 제한되지 않으며, 본 발명이 적용될 수 있는 객체라면 모두 적용 가능하다.As used herein, 'subject' includes a wafer to be inspected, and includes all objects that can be inspected using ultrasonic irradiation. In the present application, a wafer having a circular plane is described as an example, but the shape and type of the subject are not limited thereto, and any object to which the present invention can be applied is applicable.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초음파검사시스템을 설명한다. 설명을 생략한 부분/구성은 동일한 효과 및 기능을 발휘하는 공지된 모든 수단이 적용될 수 있음을 미리 명시한다.Hereinafter, an ultrasonic inspection system according to the present invention will be described with reference to the drawings. It is stated in advance that all known means exhibiting the same effects and functions can be applied to parts/configurations omitted from description.

도 1 및 2를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 전체 구성 및 동작 원리에 관한 내용을 설명한다.With reference to FIGS. 1 and 2 , the overall configuration and operation principle of the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described.

초음파검사시스템은 크게 로딩/언로딩 구간 및 초음파검사 구간으로 구분될 수 있으며, 프로그램(또는 PC)으로 연산처리되는 제어/영상처리 구간이 더 존재한다.The ultrasonic inspection system can be largely divided into a loading/unloading section and an ultrasonic inspection section, and there are more control/image processing sections processed by a program (or PC).

'로딩/언로딩 구간'은 LPM, 적재모듈(FOUP), 이송로봇모듈로 구성되며, 이송로봇모듈에 의해서 적재모듈(FOUP)에 있는 웨이퍼를 초음파검사 시작단계에 배치하거나, 초음파검사 완료단계에 배치시킬 수 있다. 즉, 듀얼암(Dual Arm)으로 형성된 이송로봇모듈에 의해 웨이퍼를 출고(이하 '언로딩'이라 함)하여 검사정위치로 배치시키고, 초음파검사가 완료된 상태에서는, 검사정위치의 웨이퍼를 적재모듈로 입고(이하 '로딩'이라 함)시키는 개념으로 이해될 수 있다.The 'loading/unloading section' consists of an LPM, a loading module (FOUP), and a transfer robot module. The transfer robot module places wafers in the loading module (FOUP) at the start of ultrasonic inspection or at the end of ultrasonic inspection. can be placed. That is, the wafer is shipped out (hereinafter referred to as 'unloading') by the transfer robot module formed of a dual arm and placed in the inspection position, and in the state where the ultrasonic inspection is completed, the wafer in the inspection position is loaded into the loading module. It can be understood as a concept of wearing (hereinafter referred to as 'loading').

'초음파검사 구간'은 웨이퍼 얼라이너, 3축 리니어모션, 프로브유닛, 웨이퍼 스테이지(수조 침지방식 포함), 건조부로 구성될 수 있다. 웨이퍼를 검사정위치에 정렬시킨 후 초음파검사 구간에서 펄스에코(Pulse echo) 방식으로 초음파검사가 이루어지고, 완료되면 건조부에서 웨이퍼 건조가 진행되는 구성이다.The 'ultrasonic inspection section' may consist of a wafer aligner, a 3-axis linear motion, a probe unit, a wafer stage (including a water bath immersion method), and a drying unit. After aligning the wafer to the correct position for inspection, ultrasonic inspection is performed in the ultrasonic inspection section in a pulse echo method, and upon completion, the wafer is dried in the drying unit.

'제어/영상처리 구간'은 리니어모션 구동부, 펄서/리시버, ADC(Analog to Digital Conversion), PC로 구성될 수 있다. 리니어모션 구동부는 갠트리 방식으로 구성되었으며 PLC 방식으로 제어가 수행될 수 있다. 여기서, 리니어모션 구동부는 초음파검사 결과에 따른 피드백제어로 수행될 수 있다. 이는 본원에서 X축, Y축 및 Z축구동부로 명명하여 후술하도록 하며, 동일한 기능을 수행하는 공지된 모든 구성이 적용될 수 있다.The 'control/image processing section' may be composed of a linear motion driver, pulser/receiver, ADC (Analog to Digital Conversion), and PC. The linear motion driver is configured in a gantry method and can be controlled in a PLC method. Here, the linear motion driver may be performed by feedback control according to the result of the ultrasonic test. This is referred to herein as the X-axis, Y-axis, and Z-axis east to be described later, and all known configurations that perform the same function may be applied.

펄서부는 스퀘어 펄스신호를 프로브유닛에 전송하고, 웨이퍼의 결함부에서 임피던스 차이로 반사된 신호가 리시버에 들어오면 ADC(Analogue to Digital Converter)를 통해, 연속적인 아날로그 신호가 디지털 신호로 전환되어 PC에서 영상을 획득할 수 있으며, 영상분석을 통해서 초음파 검사가 이루어지는 방식으로 수행될 수 있다.The pulser unit transmits the square pulse signal to the probe unit, and when the signal reflected by the impedance difference at the defective part of the wafer enters the receiver, the continuous analog signal is converted into a digital signal through the ADC (Analogue to Digital Converter), and the PC An image may be obtained, and an ultrasound examination may be performed through image analysis.

도 3 및 4를 참조하여, 본 발명의 전체 구성에 대해 자세히 설명한다.Referring to Figures 3 and 4, the overall configuration of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 초음파검사시스템은 이송로봇모듈(110), 검사모듈(130), 스캔제어모듈(150) 및 스캔연산모듈(290)로 구성될 수 있다.The ultrasonic inspection system according to the present invention may be composed of a transfer robot module 110, an inspection module 130, a scan control module 150, and a scan operation module 290.

이송로봇모듈(110)은 웨이퍼들이 로딩된 적재모듈(101)로부터 웨이퍼를 언로딩하여 초음파검사를 위한 검사정위치로 웨이퍼를 이송시키는 암(Arm)유닛이 구비된다. 빠른 검사를 위해, 듀얼암 방식이 적용될 수 있으며, 제1 암유닛(도 2의 Gripper1)이 웨이퍼를 이동시키고, 초음파검사가 완료된 이후에, 제2 암유닛(도 2의 Gripper2)이 동일한 방식으로 동작된다. 제1 및 제2 암유닛은 상호 교대로 동작되는 것이 바람직하며, 어느 하나의 암유닛이 동작되는 동안, 다른 암유닛은 웨이퍼 이송의 대기상태로 유지된다.The transfer robot module 110 is provided with an arm unit that unloads wafers from the loading module 101 loaded with wafers and transfers the wafers to an inspection position for ultrasonic inspection. For fast inspection, a dual arm method can be applied, and the first arm unit (Gripper1 in FIG. 2) moves the wafer, and after the ultrasonic inspection is completed, the second arm unit (Gripper2 in FIG. 2) moves the wafer in the same way. it works Preferably, the first and second arm units are alternately operated, and while one arm unit is operated, the other arm unit is maintained in a standby state of wafer transfer.

이송로봇모듈(110)은 암유닛을 통해 적재모듈(101)에 있는 웨이퍼를 얼라인부(정렬부)로 안정적으로 이동하여 웨이퍼 정렬이 이루어질 수 있다.The transfer robot module 110 stably moves the wafers in the loading module 101 to the align unit (alignment unit) through the arm unit so that the wafers can be aligned.

이후 정렬이 완료되면, 다시 이송로봇모듈(110)에 의해 검사모듈(130)로 웨이퍼를 이송하고 초음파검사가 완료되면, 암유닛이 드라이부(건조부)로 이동시겨 건조시키고, 건조가 완료되면 이송로봇모듈(110)에 의해 적재모듈(101)로 이송시킨다. 이 때, 건조 후 별도의 센서부(미도시)를 통해 웨이퍼의 건조 상태를 확인할 수도 있다.Then, when the alignment is completed, the wafer is transferred to the inspection module 130 by the transfer robot module 110 again, and when the ultrasonic inspection is completed, the arm unit moves to the drying unit (drying unit) to dry, and when drying is completed, It is transferred to the loading module 101 by the transfer robot module 110. At this time, after drying, the drying state of the wafer may be checked through a separate sensor unit (not shown).

검사모듈(130)은 프로브유닛(131)을 구비하되, 본 발명에 따른 초음파검사시스템은 멀티채널방식이 적용되는 바, 복수의 프로브유닛(131)이 구비될 수 있다. 검사모듈(130)은 현재 검사정위치 상태의 웨이퍼에 초음파검사를 수행한다.The inspection module 130 includes a probe unit 131, but since the multi-channel method is applied to the ultrasonic inspection system according to the present invention, a plurality of probe units 131 may be provided. The inspection module 130 performs ultrasonic inspection on the wafer currently in the correct position for inspection.

구체적으로, 검사모듈(130)은 지그유닛(140), 무빙어셈블리(360) 및 구동수단(160)이 구비될 수 있다.Specifically, the inspection module 130 may include a jig unit 140, a moving assembly 360, and a driving means 160.

지그유닛(140)은 웨이퍼의 초음파검사를 위해, 프로브유닛(131)을 검사정위치 상측에 고정시키는 기능을 수행한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 검사정위치 상태의 프로브유닛(131) 상에 소정의 높이를 유지하도록 배치될 수 있다.The jig unit 140 performs a function of fixing the probe unit 131 above the inspection position for ultrasonic inspection of the wafer. As shown in FIG. 4 , it may be arranged to maintain a predetermined height on the probe unit 131 in the correct position.

지그유닛(140)은 제1 내지 제N 채널을 구비하는 멀티채널방식이며, 각각의 채널에는 프로브유닛(131-1~131-N)이 장착되도록 제1 내지 제N 채널장착부(141-1~141-N)가 형성된다. 이 때, 프로브유닛(131-1~131-N)은 제1 내지 제N 채널장착부(141-1~141-N) 상에 결합/결합해제 가능하도록 구성되는 바, 피검체인 웨이퍼에 상태 및 사용자의 선택에 따라 최적의 프로브유닛(131)이 장착될 수 있다.The jig unit 140 is a multi-channel type having first to Nth channels, and the first to Nth channel mounting units 141-1 to 131-N are mounted on each channel. 141-N) is formed. At this time, the probe units 131-1 to 131-N are configured to be coupled/uncoupled to the first to Nth channel mounting parts 141-1 to 141-N, and the state and user are connected to the wafer, which is the object under test. An optimal probe unit 131 may be mounted according to the selection of .

도 5를 참조하면, 신호발생부(132)가 각각 구비될 수 있다. 신호발생부(132)는 'Pulser Pre-AMP'가 적용될 수 있다. 신호발생부(132) 하측에는 2개의 프로브유닛(131-1, 131-2)가 구비될 수 있고, 전원수단(미도시)과 연결된 신호발생부(132)로부터 초음파신호가 발생되고, 프로브유닛(131-1, 131-2)을 통해 웨이퍼 상에 조사되며, 반사신호를 수신하도록 구성된다.Referring to FIG. 5 , signal generators 132 may be respectively provided. The signal generator 132 may apply 'Pulser Pre-AMP'. Two probe units 131-1 and 131-2 may be provided below the signal generator 132, and an ultrasonic signal is generated from the signal generator 132 connected to a power source (not shown), and the probe unit It is irradiated onto the wafer through (131-1, 131-2) and is configured to receive a reflected signal.

도 7을 먼저 참조하면, N개의 채널장착부(141)는 일방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 상기 일방향은 X방향을 의미하나, 이는 지그유닛(140)의 배치형태에 따라 Y방향으로 형성될 수 있다.Referring first to FIG. 7 , the N number of channel mounting units 141 may be spaced apart from each other along one direction. Here, the one direction means the X direction, but it may be formed in the Y direction according to the arrangement of the jig unit 140.

스캔제어모듈(150)은 프로브유닛(131) 및 지그유닛(140)의 동작을 제어하도록 구성된다. 이 때, 스캔제어모듈(150)은 스캔연산모듈(290) 및 포커싱연산모듈(320)과 연산정보를 송수신하도록 구성됨으로써, 피드백제어가 수행될 수 있다. 스캔제어모듈(150)은 구동수단(160)을 제어하도록 구성된다. 지그유닛(140)을 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 이동하면서 웨이퍼에 대한 초음파검사를 수행하도록 구성되며, 프로브유닛(131)의 펄스에코방식의 동작을 제어할 수 있다.The scan control module 150 is configured to control the operation of the probe unit 131 and the jig unit 140 . At this time, the scan control module 150 is configured to transmit/receive calculation information to/from the scan calculation module 290 and the focusing calculation module 320, so that feedback control can be performed. The scan control module 150 is configured to control the driving means 160 . While moving the jig unit 140 in the ±X direction or ±Y direction, ultrasonic inspection is performed on the wafer, and the operation of the probe unit 131 in a pulse echo method can be controlled.

이하에서는 싱글 프로브유닛이 장착됨을 기준으로, 초음파검사 프로세스에 대해 간략하게 설명한다.Hereinafter, an ultrasonic inspection process will be briefly described based on the installation of a single probe unit.

먼저, 검사정위치에 있는 프로브유닛을 대상으로 A-scan을 수행한다. A-scan은 시료의 수직방향으로 어느 한 점에 대해 수신된 초음파 에코신호의 크기(진폭)을 시간에 대해 표현함으로써, 해당 웨이퍼의 결함을 판단한다. 프로브유닛을 이용하여 시간 측에 대한 에코신호의 파형을 표출할 수 있고, 그래프의 수직측은 신호의 세기(진폭)를, 수평측은 시간을 나타내도록 구성된다. 즉, 특정한 기준점에서 시간이 지남에 따라, 진폭의 변화를 확인하는 방식이다. 이 때, Z축 거리를 미세하게 이동하면서 접합면에 대한 최대 진폭을 확보하는 방식으로 초음파 빔 포커싱이 이루어질 수 있다.First, A-scan is performed for the probe unit in the correct position. A-scan determines the defect of the wafer by expressing the magnitude (amplitude) of the ultrasonic echo signal received for any one point in the vertical direction of the sample with respect to time. The waveform of the echo signal with respect to time can be expressed using the probe unit, and the vertical side of the graph represents the intensity (amplitude) of the signal, and the horizontal side of the graph represents time. That is, it is a method of confirming a change in amplitude over time from a specific reference point. At this time, the ultrasonic beam focusing may be performed in such a way as to secure the maximum amplitude with respect to the bonding surface while finely moving the Z-axis distance.

A-scan은 프로브유닛(131)에 의한 웨이퍼에 대해 수직방향으로 초음파신호를 조사한다. 이 때, 웨이퍼의 접합면(본딩 웨이퍼)에 최대진폭을 갖는 포커싱거리 조절하도록 구성된다. 그 후, 접합면의 초음파신호 반사신호 전후에 게이트를 설정한다. 게이트는 검사하는 영역을 일정구간으로 한정하여 사용하기 위함이다. 여기서, 포커싱거리는 Z축구동부(363)(도 4 참조)를 이용하여 조절될 수 있다.A-scan irradiates ultrasonic signals in a vertical direction with respect to the wafer by the probe unit 131. At this time, it is configured to adjust the focusing distance having the maximum amplitude on the bonding surface of the wafer (bonding wafer). After that, the gate is set before and after the ultrasonic signal reflection signal of the bonding surface. The gate is used by limiting the area to be inspected to a certain section. Here, the focusing distance can be adjusted using the Z axis eastern portion 363 (see FIG. 4).

예를 들면, 웨이퍼 표면이 매끄럽지 못할 경우 생기는 노이즈를 제거하기 위한 I게이트(Interface Gate)를 설정할 수 있다. 또한, 결함에 대한 에코를 수신할 경우 어느 정도의 양을 결함으로 판단할 것인가를 정하는 척도가 되며 검사대상의 결함 및 두께를 측정할 수 있는 A게이트를 설정할 수 있다.For example, an I-gate (Interface Gate) can be set to remove noise generated when the wafer surface is not smooth. In addition, when receiving an echo for a defect, it becomes a scale for determining how much of the defect is to be judged as a defect, and an A gate capable of measuring the defect and thickness of the inspection target can be set.

이 때, A게이트보다 높은 값이 들어올 경우 결함으로 판단하고 A게이트보다 낮은 값이 들어올 경우 그 값을 버림으로써 결함을 인정하지 않도록 설정할 수 있다.At this time, if a value higher than A gate is entered, it is determined as a defect, and if a value lower than A gate is entered, the value is discarded, so that the defect is not recognized.

먼저, 에코신호의 크기(AMP)와 진행시간(TOF)에 관한 정보를 이용하여 웨이퍼 내부의 접합면에 발생된 결함으로부터 반사신호의 크기를 시간축 상에 표시한 1차원적인 A-Scan 데이터를 생성한다.First, one-dimensional A-Scan data in which the size of the reflection signal is displayed on the time axis from defects generated on the bonding surface inside the wafer is generated using information on the size of the echo signal (AMP) and the time of travel (TOF). do.

이 때, 선택적으로 피검체 내부의 단면을 영상화한 B-Scan 데이터를 생성할 수 있다. 프로브유닛(131)에 의해, 결함이 있는 것으로 판단된 위치를 일정 간격만큼 이동하면서 수신한 각각의 반사신호를 메모리에 저장한 후 이를 종합적으로 처리하여 3차원 영상의 C-Scan 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.At this time, it is possible to selectively generate B-scan data imaging a cross-section of the inside of the subject. Configured to generate C-Scan data of a 3D image by storing each reflected signal received while moving the position determined to be defective by a predetermined interval by the probe unit 131, and then processing them comprehensively in a memory It can be.

C-scan은 프로브유닛(131)에 X축 및 Y축 스캔면적을 설정하여 초음파신호를 조사하도록 구성된다. 본 발명의 X축구동부(361) 및 Y축구동부(362)(도 4 참고)를 이용하여 지그유닛(340)이 이동하면서 초음파신호를 조사하도록 구성될 수 있다.The C-scan is configured to irradiate an ultrasonic signal by setting X-axis and Y-axis scan areas in the probe unit 131 . The jig unit 340 may be configured to irradiate ultrasonic signals while moving using the X-axis east portion 361 and the Y-axis east portion 362 (see FIG. 4) of the present invention.

피검체인 웨이퍼가 다층면으로 구성된 본딩 웨이퍼인 경우에는, 각각의 다층면(예를 들어 N개의 층으로 구성된 경우)에 대해 각각 A-scan 및 C-scan이 수행됨으로써, 제1 내지 제N 층의 이미지를 형성할 수 있다.In the case where the wafer to be inspected is a bonding wafer composed of multi-layer surfaces, A-scan and C-scan are performed on each of the multi-layer surfaces (for example, when composed of N layers), so that the first to Nth layers are scanned. image can be formed.

제1 내지 제N 층의 이미지는 스캔연산모듈(290)의 영상처리부(293)에 전송되어 미리 설정된 방식으로 스캔이미지정보가 연산될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.The images of the first to Nth layers may be transmitted to the image processing unit 293 of the scan operation module 290, and scan image information may be calculated in a preset manner. This will be described later.

도 6, 10 및 11을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템에 적용될 수 있는 증류수분사방식을 설명한다.Referring to FIGS. 6, 10 and 11, a distilled water injection method applicable to the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described.

본 발명에 적용되는 프로브유닛(131)은 워터홀더(water holder)가 결합된 구조이다. 외부의 증류수공급부(180)로부터 2개의 튜브관을 통해 주입되어 끝단에서 프로브유닛(131) 중앙부의 렌즈에 밀착된 노즐로 물이 폭포수처럼 분사가 이루어지는 방식을 의미한다. 도 11을 참조하면, 이 때 프로브유닛(131) 렌즈를 통해서 초음파가 발생되는 것으로, 증류수분사부(143)와 프로브유닛(131)의 렌즈 끝단부에는 에어갭(Air-gap)없이 완전히 밀착되어 초음파신호의 에너지 손실없이 물속에서 초음파 에너지가 안정적으로 전달되는 구조이다. 초음파검사에 사용되는 물은 'Di water'로써 증류수를 의미한다.The probe unit 131 applied to the present invention has a structure in which a water holder is coupled. It means a method in which water is injected from the external distilled water supply unit 180 through two tubes and sprayed like a waterfall through a nozzle closely attached to the lens in the center of the probe unit 131 at the end. Referring to FIG. 11, at this time, ultrasonic waves are generated through the lens of the probe unit 131, and the distilled water spraying unit 143 and the tip of the lens of the probe unit 131 are completely in close contact without an air-gap. It is a structure in which ultrasonic energy is stably transmitted in water without energy loss of ultrasonic signals. The water used for ultrasound examination is 'Di water', which means distilled water.

본 발명은 웨이퍼를 물에 완전히 담그는 수침형 방식에 적용될 수 있으나, 상기와 같이 증류수분사방식으로 적용될 경우, 수침형 방식보다 물에 대한 저항을 줄일 수 있어 속도를 향상시킬 수 있고, 웨이퍼를 완전히 물에 잠기지 않아도 되는 바, 노이즈의 원인이 되는 거품 발생을 감소시킬 수 있다. 또한, 프로브유닛(131)의 이동 자유도가 높아지기 때문에, 보다 정밀한 초음파검사가 가능하다.The present invention can be applied to a water immersion method in which a wafer is completely immersed in water, but when applied in a distilled water spray method as described above, resistance to water can be reduced compared to a water immersion method and speed can be improved, and the wafer can be completely watered. Since it does not have to be immersed in, the generation of bubbles that cause noise can be reduced. In addition, since the degree of freedom of movement of the probe unit 131 is increased, more accurate ultrasonic inspection is possible.

개별 지그유닛(140) 내에는 증류수유로(144)가 각각 구비되며, 증류수유로(144)는 증류수공급부(180)와 연결되고, 공급받은 증류수는 증류수분사부(143)를 통해 하방을 향해 분사된다. 이 때, 증류수분사부(143) 측에는 유량센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 유량센서 및 유량밸브를 이용하여 분사되는 증류수량이 제어될 수 있다. 유량밸브는 전자식밸브가 적용되어 자동으로 온/오프가 제어될 수 있다.Distilled water passages 144 are provided in each jig unit 140, and the distilled water passages 144 are connected to the distilled water supply unit 180, and the supplied distilled water is sprayed downward through the distilled water spray unit 143. . At this time, a flow sensor (not shown) may be provided on the side of the distilled water spraying unit 143, and the amount of distilled water injected may be controlled using the flow sensor and the flow valve. The flow valve can be automatically turned on/off by applying an electronic valve.

후술하는 바와 같이, 설정주파수가 상이한 멀티 프로브유닛 방식이 적용될 경우, 특히 유량센서 및 유량밸브는 매우 중요한 기능을 한다. 설정주파수가 다른 경우, 프로브유닛의 렌즈크기가 달라질 수 있다. 렌즈크기가 달라지는 경우, 렌즈와 계면 사이에 분사되는 증류수의 양도 달라지기 때문에, 설정주파수에 대응되는 유량센서 및 유량밸브 제어가 필요하다.As will be described later, when a multi-probe unit method having different set frequencies is applied, a flow sensor and a flow valve play a very important function. When the set frequency is different, the size of the lens of the probe unit may be different. When the size of the lens is changed, the amount of distilled water sprayed between the lens and the interface is also changed, so a flow sensor and flow valve control corresponding to the set frequency are required.

도 6을 다시 참조하면, 웨이퍼가 안착되는 검사정위치('스테이지'라고도 함)에는 진공척(Vacuum chuck) 및 버블트랩이 구비될 수 있다. 버블트랩은 워터순환시스템과 연결되어 증류수가 지속적으로 강제 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 증류수의 버블만 효과적으로 제거할 수 있으며, 정수 기능을 통해 증류수 오염을 방지할 수 있다. 에어멤브레인필터(미도시)가 구비될 수 있다.Referring again to FIG. 6 , a vacuum chuck and a bubble trap may be provided at an inspection station (also referred to as a 'stage') on which a wafer is seated. The bubble trap is connected to the water circulation system so that distilled water can be circulated continuously. Through this, only bubbles in distilled water can be effectively removed, and contamination of distilled water can be prevented through a water purification function. An air membrane filter (not shown) may be provided.

일 예시적 구조로써, 버블트랩은 튜브관, 에어멤브레인필터, 정수필터, 펌프로 구성된다. 웨이퍼 스테이지 하단부에 위치되어 있으며 버블이 포함된 물이 튜브로 들어오면 멤브레인 필터를 지나가게 되고 이때 펌프를 통해서 버블만 효과적으로 제거할 수 있다. 이 때, 정수필터도 포함하는 바, 물의 오염을 방지할 수 있다.As an exemplary structure, the bubble trap is composed of a tube pipe, an air membrane filter, a water filter, and a pump. It is located at the lower part of the wafer stage, and when water containing bubbles enters the tube, it passes through the membrane filter. At this time, only bubbles can be effectively removed through the pump. At this time, since a water filter is also included, contamination of water can be prevented.

초음파검사 과정 중에 버블이 발생하고 버블이 포함된 물은 스테이지를 둘러싸고 있는 물수조의 하단부관을 통해서 이동한다. 버블트랩을 통해서 버블이 제거된 깨끗한 증류수는 지그유닛으로 주입되고, 이 때 초음파와 증류수가 함께 공급되어 웨이퍼를 초음파검사하도록 구성된다.Bubbles are generated during the ultrasonic inspection process, and the water containing the bubbles moves through the lower part of the water tank surrounding the stage. Clean distilled water from which bubbles are removed through the bubble trap is injected into the jig unit, and at this time, ultrasonic waves and distilled water are supplied together to perform ultrasonic inspection on the wafer.

참고로, 증류수는 분당 1~3ml or 4~10ml로 구분되어 사용되며, 프로브유닛의 사이즈 및 검사체에 따라 구분되어 사용될 수 있다.For reference, distilled water is used separately at 1 to 3 ml or 4 to 10 ml per minute, and may be used separately according to the size of the probe unit and the test object.

이하에서는, 도 7 내지 13을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제1 실시예를 설명한다. 본 발명의 주요구성들은 전술하였는 바, 중복 설명은 생략한다.Hereinafter, a first embodiment of an ultrasonic inspection system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 13 . Since the main components of the present invention have been described above, redundant description will be omitted.

제1 실시예는 지그유닛(140)에 프로브유닛(131)이 탈착 가능한 구조로 형성된다. 이를 위해, 지그유닛(140)은, 제1 내지 제N 채널을 구비하는 멀티채널방식으로 형성될 수 있다. 이 때, 제1 내지 제N 채널에는 미리 설정된 주파수를 각각 조사하도록 형성된 제1 내지 제N 프로브유닛이 장착 가능하도록 형성된다. 여기서, 각각의 채널은 초음파신호를 발생시키고, 반사신호를 수신하는데 필요한 모든 기능을 포함하는 모듈형태로 이해될 수 있다.In the first embodiment, the probe unit 131 is formed in a detachable structure to the jig unit 140. To this end, the jig unit 140 may be formed in a multi-channel manner including first to Nth channels. In this case, the first to Nth probe units are formed to be mounted on the first to Nth channels to respectively irradiate preset frequencies. Here, each channel may be understood as a module type including all functions necessary for generating an ultrasonic signal and receiving a reflected signal.

도 7에 도시되는 바와 같이, 지그유닛(140)은 일방향으로 연장되며, 일방향을 따라, N개의 채널장착부(141-1,141-2)가 구비될 수 있다. 이들은 미리 설정된 간격으로 이격 배치된다. 상기 간격은 상호간 초음파신호 및 반사신호의 간섭이 되지 않는 거리로 설정되는 것이 필요하다. 물론, 본 발명이 전술한 증류수분사식일 경우, 분사되는 증류수 역시 간섭되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 7 , the jig unit 140 extends in one direction, and may include N number of channel mounting parts 141-1 and 141-2 along one direction. They are spaced apart at preset intervals. The interval needs to be set to a distance that does not interfere with each other between ultrasonic signals and reflected signals. Of course, when the present invention is the distilled water spray type described above, it is preferable that the sprayed distilled water is also configured not to interfere.

프로브유닛(131) 및 지그유닛(140)의 동작을 제어하는 스캔제어모듈(150)은 채널장착부(141)의 개수정보 및 프로브유닛(131)의 장착정보를 확인하도록 구성된다. 프로브유닛(131)의 장착정보에 따라, 지그유닛(140)의 이동경로가 상이하게 설정될 수 있기 때문이다. X방향으로 프로브유닛(131)이 촘촘하게 장착된 경우, 지그유닛(140)의 X방향 이동거리가 상대적으로 짧게 형성될 수 있다. 물론, 이 경우에도 이동거리를 동일하게 설정하여, 웨이퍼의 동일한 위치를 복수 회에 검사하도록 설정될 수도 있다. 이를 위해, 프로브유닛(131)의 장착정보에 따라, 피검체인 웨이퍼의 대응되는 좌표가 자동으로 설정될 수 있다. 만약, 특정 위치에서 결함이 발견된 경우, 좌표정보는 자동으로 스캔연산모듈(290)로 전송되어 메모리부(미도시)에 저장되며, 추적 관리가 가능하다.The scan control module 150 that controls the operations of the probe unit 131 and the jig unit 140 is configured to check the number information of the channel mounting unit 141 and mounting information of the probe unit 131 . This is because the moving path of the jig unit 140 can be set differently according to the mounting information of the probe unit 131 . When the probe units 131 are densely mounted in the X direction, the moving distance of the jig unit 140 in the X direction can be formed relatively short. Of course, even in this case, the moving distance may be set to be the same, and the same position of the wafer may be inspected a plurality of times. To this end, corresponding coordinates of the wafer, which is an object to be inspected, may be automatically set according to the mounting information of the probe unit 131 . If a defect is found at a specific location, the coordinate information is automatically transmitted to the scan operation module 290 and stored in a memory unit (not shown), and tracking management is possible.

도 7에는 듀얼 프로브유닛(131)이 개시된다. 프로브유닛(131)이 각각 장착된 경우를 전제로 설명한다. 듀얼 프로브유닛(131)은 웨이퍼의 180도 기준으로 양쪽에 각각 싱글 프로브유닛(131)이 구성된 것으로 각각 독립적으로 제어가 가능하다. 동작의 일 예시로서, 초음파검사 준비단계에서, 초음파 포커싱하기 위해서는 한 개의 프로브유닛(131)을 선정하여 수행하고 이 후에 180도 양분되어 동시에 C-scan이 진행된다. 이를 통해, 종래의 싱글 프로브유닛(131) 방식에서 200mm 또는 300mm 웨이퍼를 초음파검사하는 것보다 더욱 빠른 속도로 스캐닝이 가능하여 검사 속도를 높일 수 있다. 300mm 웨이퍼를 예시로 설명하면, 각각 180도 양분되어 얻어진 반사신호는 최종적으로 합쳐지고 300mm 웨이퍼에 대한 전체 이미지를 확보할 수 있다. 이러한 일련의 과정은 스캔연산모듈(290)의 영상처리부(293)에서 수행될 수 있고, 이러한 이미지정보는 웨이퍼결함판단부(2931)를 통해 미리 설정된 방식으로 웨이퍼결함정보를 판단하게 된다. 이는 결함의 종류, 결함의 위치, 결함의 크기 등의 모든 정보를 포함한다.7 shows the dual probe unit 131. The description will be made on the premise that each probe unit 131 is mounted. The dual probe unit 131 is composed of single probe units 131 on both sides of the wafer based on 180 degrees, and can be independently controlled. As an example of the operation, in the ultrasonic examination preparation step, one probe unit 131 is selected and performed in order to focus the ultrasonic wave, and then the C-scan is performed simultaneously by dividing the probe unit 131 by 180 degrees. Through this, it is possible to scan at a higher speed than ultrasonic inspection of a 200 mm or 300 mm wafer in the conventional single probe unit 131 method, thereby increasing the inspection speed. Taking a 300mm wafer as an example, the reflection signals obtained by dividing each by 180 degrees are finally combined, and an entire image of the 300mm wafer can be secured. This series of processes may be performed by the image processing unit 293 of the scan operation module 290, and the wafer defect determination unit 2931 determines wafer defect information through a predetermined method. This includes all information such as the type of defect, the location of the defect, and the size of the defect.

지그유닛(140)은 구동수단(160)과 연결되어 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 이동하면서 웨이퍼에 대한 초음파검사를 수행하도록 형성된다. 이 때, 스캔제어모듈(150)은 채널장착부(141)의 개수정보 및 프로브유닛(131)의 장착정보를 통해, 상기 지그유닛(140)의 이동경로를 설정한다.The jig unit 140 is connected to the driving means 160 and moves in the ±X direction or ±Y direction to perform ultrasonic inspection on the wafer. At this time, the scan control module 150 sets the movement path of the jig unit 140 through the number information of the channel mounting unit 141 and the mounting information of the probe unit 131 .

도 8을 참조하면, 스캔제어모듈(150)은, N개의 채널장착부(141) 중 적어도 일부에 프로브유닛이 장착되지 않은 비활성 채널장착부 및 프로브유닛(131)이 결합된 활성 채널장착부가 혼합된 상태로 판단된 경우, 활성 채널장착부의 위치를 기준으로, 지그유닛(140)의 이동경로를 설정한다. 즉, 채널장착부(141)는 비활성 채널장착부 및 활성 채널장착부로 구분될 수 있으며, 활성 채널장착부(141-1, 141-2, 141-4, 141-6)를 기준으로 이동경로가 생성된다.Referring to FIG. 8 , the scan control module 150 is in a state in which at least some of the N number of channel mounting units 141 are in a mixed state with inactive channel mounting units to which probe units are not mounted and active channel mounting units to which probe units 131 are coupled. If it is determined that, the movement path of the jig unit 140 is set based on the position of the active channel mounting unit. That is, the channel mounting unit 141 can be divided into an inactive channel mounting unit and an active channel mounting unit, and a movement path is created based on the active channel mounting units 141-1, 141-2, 141-4, and 141-6.

제1 내지 제N 프로브유닛은, 적어도 일부가 상이한 설정주파수를 갖도록 형성되는 멀티주파수 조합으로 구성될 수 있다. 즉, 다른 설정주파수를 갖는 프로브유닛(131)을 자유롭게 탈착할 수 있는 구조이다.The first to Nth probe units may be composed of multi-frequency combinations, at least some of which have different set frequencies. That is, it is a structure in which the probe unit 131 having a different set frequency can be freely attached or detached.

지그유닛(140)은 구동수단(160)과 연결되되, 동력전달부(172)를 매개체로 하여 연결된다. 동력전달부(172)는 Z축방향으로 연장되는 결합축 및 상기 연결축이 X축 및 Y축방향으로 이동 가능하도록 형성된 결합축연결부로 구성될 수 있다. N개의 채널장착부(141)에 프로브유닛(131-1, 131-2, 131-4, 131-6)의 장착위치에 따라, 지그유닛(140)의 무게중심이 달라질 수 있는 바, 프로브유닛(131)에 따라 지그유닛(140)의 밸런스 유지를 위해 결합축이 이동 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.The jig unit 140 is connected to the driving means 160 and is connected through the power transmission unit 172 as a medium. The power transmission unit 172 may be composed of a coupling shaft extending in the Z-axis direction and a coupling shaft connecting portion formed such that the coupling shaft is movable in the X-axis and Y-axis directions. Depending on the mounting positions of the probe units 131-1, 131-2, 131-4, and 131-6 on the N channel mounting parts 141, the center of gravity of the jig unit 140 may vary, and the probe unit ( 131), it is preferable that the coupling shaft is formed to be movable in order to maintain the balance of the jig unit 140.

추가적인 구성으로서, N개의 채널장착부(141)에 복수의 프로브유닛(131-1, 131-2, 131-4, 131-6)이 장착되는 경우, 지그유닛(140)의 무게가 증가될 수 있다. 증가된 무게에 따른 관성이 커지며, 구동수단(160)에 의해 방향 전환시 진동이 발생함에 따라 에어갭이 생성되어는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 진동을 완충하는 댐퍼부(171)가 구비될 수 있다. 지그유닛(140)이 이동하는 과정에서, 초음파검사를 수행하는 바, 지그유닛(140)의 안정적인 이동이 매우 중요하며, 댐퍼부(171)를 통해 충격을 완충시킴으로써, 정밀한 초음파검사가 수행될 수 있다.As an additional configuration, when a plurality of probe units 131-1, 131-2, 131-4, and 131-6 are mounted on the N channel mounting parts 141, the weight of the jig unit 140 may increase. . Inertia increases according to the increased weight, and as vibration occurs when the direction is changed by the driving means 160, a problem may occur in that an air gap is created. A damper unit 171 that absorbs these vibrations may be provided. In the process of moving the jig unit 140, ultrasonic inspection is performed, stable movement of the jig unit 140 is very important, and by buffering the shock through the damper unit 171, precise ultrasound inspection can be performed there is.

도 12에는 X방향으로의 초음파검사를 수행하는 과정이 도시된다. 사용자 또는 관리자에 따라, 지그유닛(140)은 ±X 방향으로 반복하여 이동하면서 초음파검사가 수행될 수 있다. X축방향 스캔폭(커버면적)은 설정주파수에 따라 조절될 수 있으며 C-scan 모드에서 스캔범위가 설정되어 진행될 수 있다.12 shows a process of performing an ultrasound examination in the X direction. According to the user or manager, ultrasonic inspection may be performed while the jig unit 140 repeatedly moves in the ±X direction. The scan width (cover area) in the X-axis direction can be adjusted according to the set frequency, and the scan range can be set and progressed in C-scan mode.

도 13에는 지그유닛(140)의 방향 전환시 인가되는 진동을 최소화하기 위해, 이동경로의 곡선화가 도시된다. X방향 또는 Y방향으로 수직방향 전환을 하는 경우, 진동을 최소화하는 설정이다. 유선화경로의 곡률은 웨이퍼의 크기, 설정주파수 등을 고려하여 설정될 수 있다. 즉, 직선방향에서는 전술한 댐퍼부(171)를 이용하여 진동을 완충시키며, 방향전환에서는 유선화경로를 형성하여, 인가되는 진동을 최소화시킬 수 있다. 유선화경로 설정방법의 일 예시는 다음과 같다. a) 전체적인 경로를 직선화한 1차 이동경로를 설정, b) 직선화된 1차 이동경로 중 방향전환 구간을 구분, c) 웨이퍼 면적, 프로브유닛의 설정주파수, 프로브유닛의 커버면적(개별 프로브유닛의 스캔면적을 의미함)을 고려하여, 방향전환 구간의 사각화, d) 사각화된 방향전환 구간에서 대각선을 따라 유선화 곡선 설정 및 e) 유선화 곡선의 곡률을 설정하는 순서로 수행될 수 있다.FIG. 13 shows a curvilinear movement path in order to minimize vibration applied when the direction of the jig unit 140 is changed. This is a setting that minimizes vibration when switching the vertical direction in the X or Y direction. The curvature of the streamlined path may be set in consideration of the size of the wafer, the set frequency, and the like. That is, in the straight direction, vibration is dampened using the above-described damper unit 171, and in the direction change, a streamlined path is formed to minimize applied vibration. An example of a wired path setting method is as follows. a) Setting the first movement path by straightening the overall path, b) Classifying the direction change section among the linearized primary movement paths, c) Wafer area, set frequency of the probe unit, cover area of the probe unit (individual probe unit scan area), it can be performed in the order of quadrangling the direction change section, d) setting the streamlined curve along the diagonal line in the squared direction change section, and e) setting the curvature of the streamlined curve. .

도 9에는 복수의 지그유닛(140a, 140b)이 결합된 지그바조립체(170)가 도시된다. 지그바조립체(170)는 복수의 지그유닛(140a, 140b)이 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 결합되어 연장된 구조체로 이해될 수 있다. 도 9는 2개의 지그유닛(140a, 140b)이 X방향으로 결합된 구조를 일 예시로서 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, X방향 및 Y방향으로 모두 지그유닛이 결합 가능하며, 3개 이상의 지그유닛이 X방향 및 Y방향으로 혼합 결합된 구조도 가능하다. 이런 경우, 지그바조립체(170)는 전체적으로 'T자형 구조'로 형성될 수 있다.9 shows a jig bar assembly 170 in which a plurality of jig units 140a and 140b are coupled. The jig bar assembly 170 may be understood as a structure in which a plurality of jig units 140a and 140b are coupled in a ±X direction or a ±Y direction and extended. 9 illustrates a structure in which two jig units 140a and 140b are coupled in the X direction as an example, the present invention is not limited thereto, and the jig unit can be coupled in both the X and Y directions, and three A structure in which the above jig units are mixed and coupled in the X direction and the Y direction is also possible. In this case, the jig bar assembly 170 may be formed in a 'T-shaped structure' as a whole.

도 9를 참조하면, 지그바조립체(170)는 제1 지그유닛(140a) 및 제2 지그유닛(140b)이 X방향으로 결합되어 연장된 구조이다. 이들의 결합을 위해, 제1 지그유닛(140a)의 일측 단부에는 제1 결합부(173a)가 형성되며, 제2 지그유닛(140b) 중 상기 제1 결합부(173a)와 대면하는 방향에는 제2 결합부(173b)가 형성될 수 있다. 지그바조립체(170)의 결합 확장성을 위해, 개별 지그유닛(140a, 140b)의 양측 단부에는 각각 결합부가 형성되는 것이 바람직하다. 도 10에는 지그바조립체(170)가 형성된 경우, 증류수유로(144)도 함께 연결되는 개념을 도시한다. 제1 및 제2 결합부(173a, 173b)가 물리적 결합되면, 증류수가 유동하는 증류수유로(144)가 상호 연결되는 피팅구조가 내장될 수 있다. 이러한 유로 연결수단은 공지된 모든 구조가 적용될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the jig bar assembly 170 has a structure in which the first jig unit 140a and the second jig unit 140b are coupled in the X direction and extended. For their coupling, a first coupling portion 173a is formed at one end of the first jig unit 140a, and a second coupling portion 173a is formed in a direction facing the first coupling portion 173a of the second jig unit 140b. 2 coupling parts 173b may be formed. For coupling expandability of the jig bar assembly 170, it is preferable that coupling parts are formed at both ends of the individual jig units 140a and 140b, respectively. 10 shows a concept in which the distilled water flow path 144 is also connected together when the jig bar assembly 170 is formed. When the first and second couplers 173a and 173b are physically coupled, a fitting structure in which distilled water passages 144 through which distilled water flows are connected to each other may be incorporated. All known structures may be applied to the passage connecting means.

N개의 채널장착부(141)에 복수의 프로브유닛(131-1, 131-2, 131-4, 131-6)이 장착되는 경우, 멀티주파수 조합에 대해, 도 18 내지 20을 먼저 참조하여 설명한다.When a plurality of probe units 131-1, 131-2, 131-4, and 131-6 are mounted on the N channel mounting units 141, a multi-frequency combination will be described with reference to FIGS. 18 to 20 first. .

도 18의 (a) 내지 (d)에는 채널장착부의 개수가 2개, 3개, 4개 및 6개를 갖는 지그유닛(140)의 형태가 도시된다.18 (a) to (d) show the form of the jig unit 140 having two, three, four, and six channel mounting units.

도 19에는 제1 또는 제2 설정주파수를 갖도록 형성된 지그유닛(140)이 도시된다. 100MHz 및 200 MHz의 설정주파수가 교번하여 배치되는 지그유닛(140) 구조를 도시한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 2개의 접합면이 존재하는 경우, 100MHz는 하측의 접합면을 검사하고, 200MHz는 상측의 접합면을 검사하도록 구성된다.19 shows a jig unit 140 formed to have a first or second set frequency. It shows the structure of the jig unit 140 in which set frequencies of 100 MHz and 200 MHz are alternately arranged. As shown in FIG. 19 , when there are two joint surfaces, 100 MHz is configured to inspect the lower joint surface and 200 MHz to inspect the upper joint surface.

도 20에는 4개의 채널장착부를 갖는 지그유닛(140)의 예시적 형태를 도시한다. 설정주파수마다 분해능 및 침투거리가 다르며, 설정주파수가 높을수록 분해능은 높아지나 웨이퍼 내부의 초음파 침투거리는 짧아진다. 이와 같이, 서로 다른 설정주파수 조합을 통해서 분해능과 초음파 침투거리 확보를 통해서 접합면의 결함 검출 효율을 높일 수 있다. 접합면이 다층으로 구성된 웨이퍼(제1 내지 제4 접합면으로 구성됨)의 경우 더욱 정밀한 분석이 이루어지는 바, 검사속도 및 검출 효율성을 동시에 구현이 가능하다. 또한, 서로 다른 설정주파수의 조합의 경우 각 채널마다 독립적으로 제어가 가능할 수 있다.20 shows an exemplary form of a jig unit 140 having four channel mounting parts. The resolution and penetration distance are different for each set frequency, and the higher the set frequency, the higher the resolution but the shorter the ultrasonic penetration distance inside the wafer. In this way, it is possible to increase the defect detection efficiency of the joint surface through the resolution and the ultrasonic penetration distance secured through different set frequency combinations. In the case of a wafer having a multi-layer bonding surface (consisting of first to fourth bonding surfaces), more precise analysis is performed, and thus inspection speed and detection efficiency can be simultaneously realized. In addition, in the case of a combination of different set frequencies, each channel may be independently controlled.

싱글 프로브유닛 또는 싱글 설정주파수와 비교해보면, 접합면이 다층인 웨이퍼를 초음파검사하는 경우, 종래의 구조는 설정주파수를 변경하면서 복수 횟수에 걸쳐 동일한 초음파검사를 수행해야되는 반면, 본원발명에 따른 초음파검사시스템은 초음파검사의 처리속도를 획기적으로 개선시킬 수 있다.Compared to a single probe unit or a single set frequency, in the case of ultrasonic inspection of a wafer with a multi-layer bonding surface, the conventional structure needs to perform the same ultrasonic inspection over a plurality of times while changing the set frequency, whereas the ultrasonic test according to the present invention The inspection system can dramatically improve the processing speed of ultrasound inspection.

본 발명은 도 20 및 21에 도시된 이외의 조합으로 구성될 수 있다.The present invention may be configured in combinations other than those shown in FIGS. 20 and 21 .

예를 들면, 2개의 프로브유닛의 경우 각각 50/100MHz, 50/200MHz, 100/300MHz 등으로 형성할 수 있으며, 4개의 프로브유닛의 경우 50/100/50/100MHz, 50/200/50/200MHz, 100/300/100/300MHz 등의 조합일 수 있다. 또한, 6개의 프로브유닛의 경우 50/100/50/100/50/100MHz, 50/200/50/200/50/200MHz, 100/300/100/300/100/300MHz 등으로 구성될 수 있다.For example, in the case of two probe units, 50/100 MHz, 50/200 MHz, and 100/300 MHz can be formed, respectively, and in the case of four probe units, 50/100/50/100 MHz, 50/200/50/200 MHz , 100/300/100/300 MHz, and the like. In addition, in the case of 6 probe units, 50/100/50/100/50/100 MHz, 50/200/50/200/50/200 MHz, 100/300/100/300/100/300 MHz may be configured.

도 19 및 20을 참조하면, 두 접합면에 대한 보이드, 크렉, 박리 등에 결함을 검출할 때, 서로 다른 설정주파수를 갖는 통해서 접합면에 대한 비정형화된 결합 형상에 대한 검출 효능을 향상시킬 수 있다. 설정주파수가 높을수록 분해능이 향상되지만, 초음파신호의 빔사이즈(beam size)가 작고, 초음파 침투거리가 짧아 비정형 형상을 갖는 다양한 보이드, 크렉 형상에 대한 이미지를 확보하는데 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해결하고자 설정주파수가 높은 것과 낮은 것을 동시에 사용하여 다양한 비정형 형상의 결함에 대한 검출 효능을 향상시킬 수 있다.Referring to Figures 19 and 20, when detecting defects such as voids, cracks, peeling, etc. for two bonding surfaces, it is possible to improve the detection efficiency for irregular bonding shapes for bonding surfaces through having different set frequencies. . The resolution improves as the set frequency increases, but the beam size of the ultrasonic signal is small and the ultrasonic penetration distance is short, making it difficult to secure images of various voids and cracks having atypical shapes. In order to solve this difficulty, it is possible to improve the detection efficiency for defects of various atypical shapes by simultaneously using high and low set frequencies.

일 예시적인 동작으로, 서로 다른 설정주파수를 갖는 듀얼 프로브유닛에 있어서, 설정주파수가 높은 주파수를 접합면에 포커싱한 상태에서 초음파검사가 수행될 수 있다. 높은 설정주파수는 접합면에 대한 분해능을 향상시키고, 낮은 주파수는 상대적으로 초음파 빔사이즈가 커서 접합면 주변의 다양한 비정형 형상에 대한 이미지를 확보할 수 있다.As an exemplary operation, in a dual probe unit having different set frequencies, ultrasonic inspection may be performed in a state in which a frequency having a high set frequency is focused on a bonding surface. A high set frequency improves the resolution of the bonding surface, and a low frequency has a relatively large ultrasound beam size, so it is possible to secure images of various atypical shapes around the bonding surface.

도 11을 참조하여, 본 발명이 복수의 지그유닛(140)이 결합된 지그바조립체(170)가 형성된 경우를 설명한다. 도 11에서는 개별 지그유닛(140)에 싱글 채널장착부가 형성된 구조를 기준으로 설명한다. 다만, 도 9에 도시된 바와 같이, 싱글 지그유닛(140)에 복수의 채널장착부가 형성된 구조에도 적용될 수 있다.Referring to FIG. 11, a case in which a jig bar assembly 170 in which a plurality of jig units 140 are coupled to each other according to the present invention will be described. In FIG. 11, a structure in which a single channel mounting portion is formed in an individual jig unit 140 will be described based on the structure. However, as shown in FIG. 9 , it may also be applied to a structure in which a plurality of channel mounting parts are formed in a single jig unit 140 .

개별 지그유닛(140)에는 각각 증류수유로(144)가 구비되며, 지그유닛(140)이 X방향 또는 Y방향으로 연결된 경우, 각각의 증류수유로(144)도 상호 연통되도록 구성될 수 있다. 구조적 일 예시로서, 개별 지그유닛(140) 각각에는 유량센서가 구비되며, 유량센서는 전기적신호를 전달할 수 있도록 각각에는 회로수단이 내장될 수 있다. 개별 지그유닛(140)이 물리적으로 체결되어 연결된 경우, 이들은 전기적으로도 연결되어 개별 유량센서 및 유량밸브가 제어될 수 있다.Each jig unit 140 is provided with a distilled water flow path 144, and when the jig unit 140 is connected in the X direction or the Y direction, each distilled water flow path 144 may also be configured to communicate with each other. As an example of the structure, each of the individual jig units 140 is provided with a flow sensor, and each flow sensor may have a built-in circuit means to transmit an electrical signal. When the individual jig units 140 are physically fastened and connected, they are also electrically connected so that individual flow sensors and flow valves can be controlled.

이하에서는 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제2 실시예에 대해 설명한다. 전술한 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a second embodiment of the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described with reference to FIG. 14 . A description of a configuration overlapping with that of the first embodiment described above will be omitted.

도 14를 참조하면, 제2 실시예에 적용되는 지그유닛(240)은 제1 내지 제N 채널을 구비하는 멀티채널방식으로 형성되며, 제1 내지 제N 채널에는 미리 설정된 주파수를 각각 조사하도록 형성된 제1 내지 제N 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4)이 장착 가능하도록 형성된다. 제1 내지 제N 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4)은 장착 가능하게 형성됨에 따라, 특정 프로브유닛의 교체 또는 수리가 필요한 경우, 해당 프로브유닛만을 분리할 수 있다.Referring to FIG. 14, the jig unit 240 applied to the second embodiment is formed in a multi-channel manner having first to Nth channels, and the first to Nth channels are formed to irradiate preset frequencies, respectively. The first to Nth probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 are formed to be mountable. As the first to Nth probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 are formed to be mountable, when a specific probe unit needs to be replaced or repaired, only the corresponding probe unit can be separated. there is.

제2 실시예에 적용되는 지그유닛(240)은 제M 및 제M+1 프로브유닛 사이의 거리가 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 변경 가능하도록 형성된 구조이다(단, N은 자연수이며, M은 N보다 작은 자연수임). 도 14에서는 제1 내지 제4 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4)이 도시되며, 각각의 거리는 제1 간격(d1), 제2 간격(d2) 및 제3 간격(d3)로 구분될 수 있다. 여기서 제1 내지 제3 간격(d1, d2, d3)은 변경될 수 있다.The jig unit 240 applied to the second embodiment has a structure formed so that the distance between the Mth and M+1th probe units can be changed in the ±X direction or ±Y direction (where N is a natural number and M is is a natural number less than N). In FIG. 14, first to fourth probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 are shown, and the respective distances are a first interval d1, a second interval d2, and a third interval d1. It can be divided by the interval (d3). Here, the first to third intervals d1, d2, and d3 may be changed.

또한, 이들의 간격이 변경되는 경우, 지그유닛(240)의 전체 무게중심이 달라질 수 있는 바, 전술한 제1 실시예와 같이, 지그유닛(240)의 안정적인 이동을 위해, 가변적인 동력전달부(272)로 형성될 수 있다.In addition, when the distance between them is changed, the overall center of gravity of the jig unit 240 may be changed, so as in the first embodiment described above, for stable movement of the jig unit 240, the variable power transmission unit (272).

구체적으로, 지그유닛(240)은, 일방향(도 14에서는 X방향임)으로 연장되며, 제1 내지 제N 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4)이 결합되는 N개의 채널장착부(241-1, 241-2, 241-3, 241-4)를 포함한다. 이 때, N개의 채널장착부(241-1, 241-2, 241-3, 241-4)는, 일방향을 따라 이격되어 배치되되, 이웃하는 채널장착부 사이의 거리를 변경함으로써, 이웃하는 프로브유닛 사이의 거리를 변경시킬 수 있는 구성이다.Specifically, the jig unit 240 extends in one direction (the X direction in FIG. 14), and the first to Nth probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 are coupled to each other. It includes N number of channel mounting parts 241-1, 241-2, 241-3, and 241-4. At this time, the N number of channel mounting units 241-1, 241-2, 241-3, and 241-4 are disposed spaced apart along one direction, and the distance between the adjacent channel mounting units is changed so that neighboring probe units are spaced apart. It is a configuration that can change the distance of .

프로브유닛 사이의 거리를 조절할 수 있도록 지그유닛(240)의 하부에는 이동가이드부(245)가 장착된다. 일 예시로서, 이동가이드부(245)는 레일방식으로 형성될 수 있다. 채널장착부(241-1, 241-2, 241-3, 241-4)가 레일 상에 이동 가능하도록 결합되어 있으며, 채널장착부(241-1, 241-2, 241-3, 241-4)에는 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4)이 장착되어 고정되는 구조이다.A moving guide part 245 is mounted on the lower part of the jig unit 240 so that the distance between the probe units can be adjusted. As an example, the movement guide unit 245 may be formed in a rail manner. The channel mounting parts 241-1, 241-2, 241-3, and 241-4 are coupled to be movable on the rail, and the channel mounting parts 241-1, 241-2, 241-3, and 241-4 have It is a structure in which the probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 are mounted and fixed.

이와 같이, 본 발명에 적용되는 지그유닛(240)은 멀티 프로브유닛 간의 간격을 필요에 따라 자유롭게 독립 제어 가능한 구성인 바, 웨이퍼의 특정 섹터에 지속적으로 결함이 발생될 경우, 지그유닛(240)의 이동경로를 설정하는 것 이외에, 지그유닛(240) 상에 장착된 프로브유닛의 위치를 변경함으로써, 보다 정밀한 분석을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the jig unit 240 applied to the present invention is a configuration capable of freely and independently controlling the distance between the multi-probe units as needed. When defects continuously occur in a specific sector of the wafer, the jig unit 240 In addition to setting the movement path, by changing the position of the probe unit mounted on the jig unit 240, there is an effect of performing more precise analysis.

도 14에는 X방향으로 연장된 지그유닛(240) 구조가 도시되며, 제1 내지 제N 프로브유닛(231-1, 231-2, 231-3, 231-4) 역시 X방향으로 간격이 변경 가능한 구조를 도시하나, Y방향으로의 간격 역시 변경 가능하도록 구성될 수 있다.14 shows the structure of the jig unit 240 extending in the X direction, and the first to N th probe units 231-1, 231-2, 231-3, and 231-4 may also have a changeable distance in the X direction. Although the structure is shown, the interval in the Y direction may also be configured to be changeable.

본 발명에 따른 초음파검사시스템은 프로브유닛의 간격이 변경 가능한 구성에 최적화된 시스템을 제공할 수 있다. 이에 수반되는 연산처리 및 제어처리는 스캔제어모듈(250)에서 수행될 수 있다.The ultrasonic inspection system according to the present invention can provide a system optimized for a configuration in which the distance between probe units can be changed. Calculation processing and control processing accompanying this may be performed in the scan control module 250 .

스캔제어모듈(250)은 프로브유닛(231) 및 지그유닛(240)을 제어하는 컨트럴러 기능의 모듈을 의미한다. 초음파검사와 관련된 여러가지 정보들이 입력되고, 이를 피드백제어하도록 구성될 수 있다.The scan control module 250 means a controller function module that controls the probe unit 231 and the jig unit 240 . Various types of information related to ultrasound examination may be input, and may be configured to perform feedback control.

구체적으로, 스캔제어모듈(250)은 검사정위치에 위치된 웨이퍼의 면적정보, 채널장착부(241)의 개수정보, 이웃하는 채널장착부(241) 사이의 간격정보 및 채널장착부(241) 각각에 장착된 프로브유닛(231)의 설정주파수정보 중 적어도 어느 하나를 고려하여 초음파검사를 수행할 수 있다.Specifically, the scan control module 250 includes information on the area of the wafer located at the correct position for inspection, information on the number of channel mounting units 241, information on the distance between adjacent channel mounting units 241, and mounting on each of the channel mounting units 241. Ultrasound examination may be performed in consideration of at least one of set frequency information of the probe unit 231.

일 예시로서, 상기의 정보세트를 이용하여 지그유닛(240)의 이동경로를 연산할 수 있다. 지그유닛(240)은 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 이동하면서, 검사정위치에 있는 웨이퍼에 대한 초음파검사를 수행하도록 형성되는 바, 지그유닛(240)의 이동경로는 매우 중요하다. 이동경로가 적절하게 설정되지 못한 경우, 웨이퍼의 특정섹터의 초음파검사 누락이 발생되거나, 이와는 반대로, 모든 섹터를 과하게 중복검사를 수행하여 검사 속도를 크게 감소시킬 수 있는 문제가 있다.As an example, a movement path of the jig unit 240 may be calculated using the above information set. The jig unit 240 moves in the ±X direction or the ±Y direction and is formed to perform an ultrasonic inspection on a wafer at the correct inspection position, so the moving path of the jig unit 240 is very important. If the movement path is not properly set, there is a problem in that the ultrasonic inspection of a specific sector of the wafer may be omitted or, on the contrary, the inspection speed may be greatly reduced by excessively redundant inspection of all sectors.

이에 따라, 웨이퍼의 면적정보, 채널장착부(241)의 개수정보, 채널장착부(241)들 사이의 간격정보를 이용하여, 지그유닛(240)의 이동경로를 설정하는 것이 바람직하다. 상기의 정보세트를 이용하여, 지그유닛(240)의 X방향 및 Y방향의 이동범위를 설정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 초음파검사시스템에서는 서로 다른 설정주파수를 갖는 프로브유닛이 장착될 수 있다. 각각의 설정주파수마다 그 특성이 상이할 수 있는 바, 이를 고려하여 지그유닛(240)의 이동경로를 설정하는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable to set the movement path of the jig unit 240 using information on the area of the wafer, information on the number of the channel mounting parts 241, and distance information between the channel mounting parts 241. Using the above information set, it is possible to set the movement range of the jig unit 240 in the X and Y directions. In addition, probe units having different set frequencies may be installed in the ultrasonic inspection system according to the present invention. Since the characteristics may be different for each set frequency, it is preferable to set the moving path of the jig unit 240 in consideration of this.

본 발명에 따른 초음파검사시스템은 제1 내지 제N 프로브유닛에 의한 초음파검사를 통해, 스캔정보를 전송받고, 스캔정보를 이용하여 미리 설정된 방식으로 웨이퍼의 결함을 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 웨이퍼에 대한 X축 및 Y축 스캔영역이 개별 프로브유닛마다 설정된 후, 초음파검사가 수행된다.The ultrasonic inspection system according to the present invention may receive scan information through ultrasonic inspection by the first to Nth probe units, and determine defects of a wafer in a preset manner using the scan information. As described above, after the X-axis and Y-axis scan areas for the wafer are set for each individual probe unit, ultrasonic inspection is performed.

도 3을 다시 참조하면, 영상처리부(293)는 프로브유닛 각각에 대한 스캔이미지를 생성하고, 이들을 합성하여 웨이퍼 전체에 대한 스캔이미지를 생성한다.Referring again to FIG. 3 , the image processing unit 293 generates scan images for each probe unit and synthesizes them to generate scan images for the entire wafer.

웨이퍼결함판단부(2931)는 영상처리부(293)로부터 전달받은 스캔이미지를 이용하여, 웨이퍼의 결함을 판단한다. 특히, 웨이퍼결함판단부(2931)는, 결함 유무 뿐만 아니라, 결함의 종류, 위치 등의 다양한 정보를 모두 획득할 수 있다.The wafer defect determination unit 2931 uses the scanned image received from the image processing unit 293 to determine defects in the wafer. In particular, the wafer defect determination unit 2931 may acquire various types of information, such as the type and location of defects, as well as the presence or absence of defects.

본 발명에 따른 초음파검사시스템은 인공지능모델을 생성하는 머신러닝부(291)를 포함한다. 머신러닝부(291)는 기계학습을 통해 생성된 인공지능모델(2911)을 포함한다. 인공지능모델(2911)은 CNN(Convolutional Neural Networks)방식의 딥러닝 모델로 구현될 수 있다.The ultrasound inspection system according to the present invention includes a machine learning unit 291 for generating an artificial intelligence model. The machine learning unit 291 includes an artificial intelligence model 2911 generated through machine learning. The artificial intelligence model 2911 may be implemented as a convolutional neural networks (CNN) type deep learning model.

머신러닝부(291)에서는 인공지능모델(2911)을 이용하여, 웨이퍼의 임의의 섹터에 대한 결함가능성을 미리 판단할 수 있다. 특히, 머신러닝부(291)는, 웨이퍼 특정 섹터에서 지속적으로 결함이 발생할 가능성을 판단하여 해당 섹터가 집중적으로 초음파검사되도록 할 수 있다.The machine learning unit 291 may use the artificial intelligence model 2911 to determine the possibility of a defect in an arbitrary sector of the wafer in advance. In particular, the machine learning unit 291 may determine the possibility that a defect continuously occurs in a specific sector of the wafer and perform an intensive ultrasound examination on the corresponding sector.

해당 섹터를 집중적으로 초음파검사하기 위해, 스캔제어모듈(150)은 웨이퍼의 결함가능성이 미리 설정된 기준 이상으로 판단된 결함예상섹터정보를 전송받고, 결함예상섹터정보를 이용하여, 채널장착부(241)에 결합된 프로브유닛(231) 사이의 간격을 조절하도록 구성된다.In order to intensively perform ultrasonic inspection on the corresponding sector, the scan control module 150 receives defect prediction sector information in which the defect probability of the wafer is determined to be greater than or equal to a preset standard, and uses the defect prediction sector information to transmit the channel mounting unit 241. It is configured to adjust the distance between the probe units 231 coupled to the.

일 예시로서, 결함예상섹터정보를 이용하여, 결함예상섹터 주변으로 프로브유닛(231)이 근접하도록 설정할 수 있다. 이는, 기존의 등간격으로 배치된 프로브유닛(231)들을 특정 위치를 향해 집중시키거나, 특정 위치 측으로 이동시키는 것을 의미한다. 결함이 발생된 섹터는 그와 인접한 섹터들도 결함이 발생될 가능성이 높기 때문에, 해당 영역을 집중적으로 초음파검사하여 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As an example, the probe unit 231 may be set to approach the vicinity of the predicted defect sector using the predicted defect sector information. This means that the existing probe units 231 disposed at equal intervals are concentrated toward a specific position or moved toward a specific position. Since a sector in which a defect has occurred is highly likely to also have a defect in sectors adjacent thereto, reliability of inspection may be improved by performing an intensive ultrasonic inspection on the corresponding area.

또 다른 예시로서, 결함예상섹터정보를 기반으로, 지그유닛(240)의 이동속도를 제어하되, 웨이퍼 중 결합예상섹터의 위치에 대한 초음파검사를 수행할 경우, 지그유닛(240)의 이동속도를 일시적으로 감소시키거나 또는 반복이동하도록 설정할 수 있다. 이 역시 보다 정밀한 초음파검사를 수행하기 위함이다.As another example, the moving speed of the jig unit 240 is controlled based on the expected defect sector information, but when ultrasonic inspection is performed on the position of the expected bonding sector in the wafer, the moving speed of the jig unit 240 It can be set to temporarily decrease or repeat movement. This is also to perform a more precise ultrasound examination.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제2 실시예는 프로브유닛 사이의 간격을 가변적으로 형성할 수 있다. 멀티 프로브유닛 방식으로 구성될 경우, 특정 프로브유닛이 센싱불량으로 판단된 경우에, 이를 제외할 필요가 있다.As described above, in the second embodiment of the ultrasonic inspection system according to the present invention, the interval between the probe units can be formed variably. In the case of a multi-probe unit configuration, when a specific probe unit is determined to have poor sensing, it is necessary to exclude it.

이를 위해, 본 발명은 미리 설정된 방식으로 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 센싱불량을 판단하는 센싱불량판단부(292)를 포함한다.To this end, the present invention includes a sensing failure determination unit 292 that determines sensing failure of the first to Nth probe units in a preset manner.

센싱불량을 판단하는 일 예시로서, 웨이퍼의 특정 섹터에 대해 초음파검사를 수행하는 과정에서 특정 섹터를 복수의 프로브유닛을 이용하여 동일하게 초음파검사하도록 구성할 수 있다. 웨이퍼는 검사정위치에 배치된 경우, 웨이퍼의 전체 영역에 좌표가 부여되며, 소정의 좌표를 갖는 특정 섹터에 대해 복수의 프로브유닛을 이용하여 초음파검사를 수행하면서, 역으로 프로브유닛의 센싱 정확도를 판단하는 것이다. 복수의 프로브유닛에 의해 수행된 특정 섹터에 대한 스캔정보를 서로 비교함으로써, 오차범위를 벗어나는 스캔정보를 제공하는 프로브유닛은 초음파검사 수행에서 제외하는 것이다. 이 때, 오차범위 뿐만 아니라, 오차횟수도 누적하여 저장되도록 구성될 수 있다. 그 이외에도 프로브유닛의 불량을 판단하는 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다.As an example of determining the sensing failure, in the process of performing ultrasonic inspection on a specific sector of the wafer, the specific sector may be configured to be subjected to the same ultrasonic inspection using a plurality of probe units. When the wafer is placed in the correct inspection position, coordinates are assigned to the entire area of the wafer, and ultrasonic inspection is performed using a plurality of probe units for a specific sector having predetermined coordinates, while conversely, the sensing accuracy of the probe unit is increased. is to judge By comparing scan information on a specific sector performed by a plurality of probe units with each other, a probe unit that provides scan information outside the error range is excluded from performing the ultrasonic test. At this time, it may be configured to accumulate and store not only the error range but also the number of errors. In addition to this, various algorithms for determining the defect of the probe unit may be applied.

일 예시로서, 제2 프로브유닛이 센싱불량으로 판단된 경우, 제2 프로브유닛의 검사결과를 신뢰하기 어려운 바, 제2 프로브유닛의 초음파검사 수행을 중단하고, 제1 및 제3 프로브유닛으로 제2 프로브유닛을 대체할 수 있다. 3개의 프로브유닛을 기준으로 분할되었던 웨이퍼 전체영역은, 2개의 프로브유닛을 기준으로 재분할되어야 하며, 이를 위해, 스캔제어모듈(250)에서 제1 및 제3 프로브유닛의 위치를 자동으로 제어하도록 구성될 수 있다.As an example, when the second probe unit is judged to have poor sensing, it is difficult to trust the inspection result of the second probe unit, so the ultrasound examination of the second probe unit is stopped, and the first and third probe units are used. 2 probe unit can be replaced. The entire wafer area, which was divided based on three probe units, should be re-divided based on two probe units. For this purpose, the scan control module 250 is configured to automatically control the positions of the first and third probe units. It can be.

이하에서는 도 15 내지 17을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제3 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, a third embodiment of the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 17 .

제3 실시예는 무빙어셈블리(360)를 포함하는 구조이다.The third embodiment is a structure including a moving assembly 360.

무빙어셈블리(360)는 지그유닛(340)을 ±X 방향, ±Y 방향 및 ±Z방향으로 이동시킬 수 있다. 도 4에는 무빙어셈블리(360)가 구비된 초음파검사시스템의 모식도가 도시되며, 함께 참조하도록 한다. 제3 실시예는 전술한 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로, 멀티 프로브유닛 방식이 적용될 수 있다.The moving assembly 360 may move the jig unit 340 in ±X directions, ±Y directions, and ±Z directions. 4 shows a schematic diagram of an ultrasonic inspection system equipped with a moving assembly 360, which is referred to together. In the third embodiment, the multi-probe unit method can be applied similarly to the first and second embodiments described above.

무빙어셈블리(360)는 채널장착부와 해당 채널장착부에 결합되는 프로브유닛 사이에 구비되며, 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동시키는 Z축미세구동부(364)를 포함한다. 도 15를 참조하면, X축구동부(361), Y축구동부(362) 및 Z축구동부(363)는 지그유닛(340)을 이동시키는 구성이며, Z축미세구동부(364)는 프로브유닛(364)을 이동시키는 구성이라는 점에서 결합의 객체가 구분된다. 다만, Z축미세구동부(364)는 Z축구동부(363)를 보완함으로써, 프로브유닛의 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 일 예시로서, Z축구동부(363)는 1 내지 100mm의 동작범위를 갖도록 구성될 수 있는데 반해, Z축미세구동부(364)는 0.1 내지 1mm 또는 0.01 내지 1mm 범위로 구분되어 동작될 수 있다.The moving assembly 360 is provided between the channel mounting unit and the probe unit coupled to the corresponding channel mounting unit, and includes a Z-axis fine driving unit 364 that minutely moves the probe unit in the ±Z direction. Referring to FIG. 15, the eastern part of the X-axis 361, the eastern part of the Y-axis 362, and the eastern part of the Z-axis 363 are configured to move the jig unit 340, and the Z-axis fine drive unit 364 is the probe unit 364 ), the object of the combination is distinguished in that it is a configuration that moves the However, the Z-axis fine actuator 364 complements the Z-axis actuator 363, so that the position of the probe unit can be more accurately controlled. As an example, the Z-axis actuator 363 may be configured to have an operating range of 1 to 100 mm, whereas the Z-axis fine actuator 364 may operate in a range of 0.1 to 1 mm or 0.01 to 1 mm.

전술한 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로, 제3 실시예도 멀티 프로브유닛 방식이 적용될 수 있으며, 이들의 설정주파수는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 설정주파수 별로 프로브유닛의 최적높이가 달라지므로, 이는 Z축미세구동부(364)를 이용하여 각각 개별적으로 제어될 수 있다. Z축미세구동부(364)를 이용하여, 모든 멀티 프로브유닛의 높이를 제어한 상태에서 초음파검사가 수행되는 것이 바람직하다.Like the first and second embodiments described above, a multi-probe unit method may be applied to the third embodiment, and their set frequencies may be formed to be different from each other. Since the optimal height of the probe unit is different for each set frequency, it can be individually controlled using the Z-axis micro-drive unit 364 . Preferably, ultrasonic inspection is performed in a state in which the heights of all the multi-probe units are controlled using the Z-axis micro-drive unit 364.

프로브유닛의 최적높이는 프로브유닛에 구비된 렌즈의 포커싱과 관련이 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 초음파검사시스템은 포커싱연산모듈(320)을 포함한다. 포커싱연산모듈(320)을 이용하여 웨이퍼로부터의 포커싱최적정보를 연산한다. 여기서 포커싱최적정보란 포커싱거리를 포함하여, 최적 포커싱을 형성시키기 위한, 모든 정보 내지 조건을 의미한다. 이는 전술한 바대로, 프로브유닛 각각의 설정주파수를 고려하는 것이다.The optimal height of the probe unit is related to the focusing of the lens provided in the probe unit. To this end, the ultrasonic inspection system according to the present invention includes a focusing calculation module 320. Focusing optimization information from the wafer is calculated using the focusing calculation module 320 . Here, the focusing optimal information means all information or conditions for forming optimal focusing, including the focusing distance. As described above, this is to consider the set frequency of each probe unit.

도 16에는 본 발명에 따른 초음파검사시스템에서 Z축미세구동부(364)에 의한 프로브유닛 개별적으로 미세 제어가 수행되는 것이 도시된다.16 shows that fine control is performed individually for each probe unit by the Z-axis fine drive unit 364 in the ultrasonic inspection system according to the present invention.

도 17에는 Z축 이외에, X축미세구동부(3611, 3612) 및 Y축미세구동부(3621, 3622)가 구비된 시스템 구조를 도시한다. Z축미세구동부(364)는 주로 프로브유닛의 포커싱을 조절하는데 사용됨에 반해, X축미세구동부(3611, 3612) 및 Y축미세구동부(3621, 3622)는 웨이퍼의 특정 위치에 대한 정밀분석을 수행하는 과정에서 동작될 수 있다. 또한, 웨이퍼의 크기 또는 다이 사이즈에 맞게 개별적으로 프로브유닛의 위치를 정렬하는데 사용될 수도 있고, 제2 실시예의 구조에 적용될 경우, 프로브유닛 간의 간격을 미세하게 조정하기 위해 사용될 수도 있다.17 shows a system structure including X-axis micro-drive units 3611 and 3612 and Y-axis micro-drive units 3621 and 3622 in addition to the Z-axis. While the Z-axis fine actuator 364 is mainly used to adjust the focusing of the probe unit, the X-axis fine actuators 3611 and 3612 and the Y-axis fine actuators 3621 and 3622 perform precise analysis on a specific position of the wafer. It can be operated during the process. In addition, it may be used to align the positions of the probe units individually according to the size of the wafer or the die, or may be used to finely adjust the distance between the probe units when applied to the structure of the second embodiment.

이하에서는 도 21 및 22를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템을 이용한 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method using the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 21 and 22 .

도 21을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 단계(S310) 내지 단계(S350)을 포함한다.Referring to FIG. 21 , the method according to the present invention includes steps S310 to S350.

단계(S310)은 이송로봇모듈(110)에 의해, 피검체인 웨이퍼가 검사정위치로 이동되는 단계이다.Step S310 is a step in which the wafer, which is an object to be inspected, is moved to an inspection position by the transfer robot module 110 .

단계(S320)은 제1 내지 제N 프로브유닛을 이용하여, 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 단계로서, 제1 내지 제N 프로브유닛 각각이 상기 웨이퍼의 접합면 또는 전체단면에 대해 최대진폭을 갖도록 포커싱거리로 세팅되는 단계이다. 즉, A-scan이 진행될 때, 분석하고자 하는 면에 대한 포커싱거리 최적화 과정이 진행된다.In step S320, A-scan is performed on the vertical cross section of the wafer using the first to N th probe units, wherein each of the first to N th probe units scans the junction surface or the entire cross section of the wafer. This step is to set the focusing distance to have the maximum amplitude. That is, when A-scan is performed, a process of optimizing the focusing distance for the surface to be analyzed is performed.

단계(S330)은 스캔연산모듈(390)에서, A-scan을 통해 획득된 제1 스캔정보를 이용하여, 초음파반사신호에 대한 게이트가 설정되고, 웨이퍼에 대한 X축 및 Y축 스캔면적이 설정되는 단계이다. 접합면 또는 내면의 반사신호에 대해서 가장 높은 진폭을 갖는 설정주파수 및 프로브유닛을 설정하고 반사신호에 대한 게이트를 설정을 통해 C-scan 모드를 준비하는 단계이다.In step S330, in the scan operation module 390, the gate for the ultrasonic reflection signal is set using the first scan information acquired through the A-scan, and the X-axis and Y-axis scan areas of the wafer are set. step to become This is the step of preparing the C-scan mode by setting the setting frequency and probe unit with the highest amplitude for the reflection signal on the bonding surface or inner surface and setting the gate for the reflection signal.

단계(S340)은 단계(S330)의 스캔면적에 대한 C-scan이 수행되는 단계로서, 지그유닛(340)을 ±X 및 ±Y 방향으로 이동시키는 X축구동부(361)와 Y축구동부(362)를 이용하여, 제1 내지 제N 프로브유닛이 이동되면서, 초음파검사가 수행됨으로써, 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보가 획득되는 단계이다. 즉, 웨이퍼 전체영역에 대한 초음파검사가 수행되며, 개별 프로브유닛에 의해 각각 제2 스캔정보가 획득될 수 있다. 각각의 프로브유닛은 대상 스캔영역이 서로 상이할 수 있으며, 서로 중복되는 영역이 있을 경우, 미리 설정된 방식에 의해 어느 하나는 무시될 수 있다.Step S340 is a step in which C-scan is performed on the scan area of step S330, and the X axis eastern part 361 and Y axis eastern part 362 move the jig unit 340 in ±X and ±Y directions. This is a step in which second scan information for each of the first to Nth probe units is obtained by performing ultrasound examination while the first to Nth probe units are moved using ). That is, ultrasonic inspection is performed on the entire area of the wafer, and second scan information may be acquired by individual probe units. Each probe unit may have different target scan areas, and if there are overlapping areas, one of them may be ignored by a preset method.

단계(S350)은 스캔연산모듈(390)의 영상처리부(293)에서, 제2 스캔정보를 기반으로, 웨이퍼에 대한 스캔이미지정보가 연산되는 단계로서, 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보를 미리 설정된 방식을 이용하여, 하나의 스캔이미지로 합성하는 단계이다. 각각의 설정주파수에 대해서 이미지를 생성하고 취합하는 과정을 거쳐서, 최종적으로 하나의 스캔이미지로 나타내는 방식이다.Step S350 is a step in which scan image information for the wafer is calculated based on the second scan information in the image processing unit 293 of the scan operation module 390, and the first to N th probe units are respectively 2 This is a step of synthesizing scan information into one scan image using a preset method. It is a method of generating and collecting images for each set frequency, and finally displaying them as one scanned image.

이하에서는 초음파검사 과정에서 무빙어셈블리를 제어하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a moving assembly in an ultrasonic inspection process will be described.

무빙어셈블리를 제어하는 방법은 단계(S321) 내지 단계(S323)를 포함한다.The method for controlling the moving assembly includes steps S321 to S323.

단계(S321)은 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363)를 이용하여, 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축위치가 1차적으로 세팅되는 단계이다.Step S321 is a step in which the Z-axis positions of the first to N-th probe units are primarily set using the Z-axis east part 363 that moves the jig unit 340 in the ±Z direction.

단계(S322)는 제1 내지 제N 프로브유닛(331)을 이용하여, 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 과정에서, 포커싱연산모듈(320)에 의해, 상기 웨이퍼에 대한 포커싱최적정보가 생성되는 단계이다. 포커싱거리에 대한 초음파진폭 최적화 과정이 진행되면서 포커싱최적정보가 생성될 수 있다.In step S322, in the process of performing A-scan on the vertical cross section of the wafer using the first to Nth probe units 331, the focusing operation module 320 obtains the focusing optimum information for the wafer. is the step in which is created. As the process of optimizing the ultrasonic amplitude for the focusing distance proceeds, the focusing optimization information may be generated.

단계(S323)은 포커싱최적정보를 기반으로, Z축미세구동부(364)에 의해, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동되어 포커싱거리로 세팅되는 단계이다.Step S323 is a step of setting the focusing distance by finely moving the first to Nth probe units in the ±Z direction by the Z-axis fine drive unit 364 based on the focusing optimization information.

이렇게 포커싱거리가 최종적으로 세팅되면, X축구동부(361) 및 Y축구동부(362)를 이용하여 C-scan이 수행될 수 있다.When the focusing distance is finally set in this way, C-scan may be performed using the X-axis eastern part 361 and the Y-axis eastern part 362.

또한, 단계(S323)에서, 제1 내지 제N 프로브유닛 중 동일한 설정주파수를 갖는 프로브유닛이 적어도 둘 이상 있는 프로브유닛그룹이 있는 경우에는 모든 프로브유닛에 대해 A-scan이 수행될 필요는 없다.In addition, in step S323, when there is a probe unit group having at least two or more probe units having the same set frequency among the first to Nth probe units, A-scan need not be performed for all probe units.

해당 프로브유닛그룹 중 어느 하나의 프로브유닛에 대해서만, A-scan이 수행되어 포커싱최적정보가 생성되며, 포커싱최적정보를 기반으로, 상기 프로브유닛그룹 전체에 대해 포커싱거리가 한번에 세팅될 수 있다.A-scan is performed for only one probe unit of the corresponding probe unit group to generate focusing optimization information, and based on the focusing optimization information, focusing distances may be set for all probe unit groups at once.

한편, 본 발명은 스캔연산모듈(290)의 머신러닝부(291)와 연결되어 정보를 송수신하도록 구성될 수 있다. 포커싱최적정보를 머신러닝부(291)에 전송하여 이를 학습데이터로 활용하는 것이다. 많은 학습데이터를 통해 자동으로 포커싱거리를 세팅하도록 Z축구동부(363) 및 Z축미세구동부(364)가 동작될 수 있다.Meanwhile, the present invention may be connected to the machine learning unit 291 of the scan operation module 290 to transmit and receive information. The focusing optimization information is transmitted to the machine learning unit 291 and used as learning data. The Z-axis actuator 363 and the Z-axis fine actuator 364 may be operated to automatically set the focusing distance through a lot of learning data.

본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 하고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. The above embodiment in the present invention is an example, and the present invention is not limited thereto. Anything that has substantially the same configuration as the technical concept described in the claims of the present invention and achieves the same effect is included in the technical scope of the present invention.

101: 적재모듈
110: 이송로봇모듈
130, 230: 검사모듈
131, 231, 331: 프로브유닛
140, 240, 340: 지그유닛
141, 241 : 채널장착부
143: 증류수분사부
144: 증류수유로
150, 250, 350: 스캔제어모듈
160: 구동수단
170: 지그바조립체
172, 272: 동력전달부
180: 증류수공급부
101: loading module
110: transfer robot module
130, 230: inspection module
131, 231, 331: probe unit
140, 240, 340: jig unit
141, 241: channel mounting part
143: distilled water injection unit
144: with distilled water
150, 250, 350: scan control module
160: driving means
170: jig bar assembly
172, 272: power transmission unit
180: distilled water supply unit

Claims (9)

웨이퍼(Wafer)의 결함을 검사하는 초음파검사시스템으로서,
웨이퍼들이 로딩된 적재모듈(101)로부터 웨이퍼를 언로딩하여 초음파검사를 위한 검사정위치로 상기 웨이퍼를 이송시키는 암(Arm)유닛이 구비된 이송로봇모듈(110); 및
적어도 하나의 프로브유닛(231)을 구비하여, 상기 검사정위치 상태의 웨이퍼를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하는 검사모듈(230);을 포함하며,
상기 검사모듈(230)은,
상기 웨이퍼의 초음파스캐닝을 위해, 상기 프로브유닛(231)을 상기 검사정위치 상측에 고정시키는 적어도 하나의 지그유닛(240)을 포함하되,
상기 지그유닛(240)은,
제1 내지 제N 채널을 구비하는 멀티채널방식으로 형성되며, 상기 제1 내지 제N 채널에는 미리 설정된 주파수를 각각 조사하도록 형성된 제1 내지 제N 프로브유닛이 장착 가능하도록 형성되되,
제M 및 제M+1 프로브유닛 사이의 거리는,
±X 방향 또는 ±Y 방향으로 변경 가능하도록 형성되고(단, N은 자연수이며, M은 N보다 작은 자연수임),
상기 지그유닛(240)은,
일방향으로 연장되되, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 결합되는 N개의 채널장착부(241)를 포함하고,
상기 N개의 채널장착부(241)는,
상기 일방향을 따라 이격되어 배치되되, 이웃하는 채널장착부 사이의 거리를 변경함으로써, 상기 이웃하는 프로브유닛 사이의 거리를 변경시키는,
초음파검사시스템.
An ultrasonic inspection system for inspecting wafer defects,
a transfer robot module 110 equipped with an arm unit for unloading wafers from the loading module 101 loaded with wafers and transferring the wafers to an inspection position for ultrasonic inspection; and
An inspection module 230 having at least one probe unit 231 and performing ultrasonic scanning on the wafer in the inspection position,
The inspection module 230,
For ultrasonic scanning of the wafer, at least one jig unit 240 for fixing the probe unit 231 above the inspection position,
The jig unit 240,
It is formed in a multi-channel manner having first to Nth channels, and first to Nth probe units configured to irradiate preset frequencies, respectively, are mountable to the first to Nth channels,
The distance between the Mth and M+1th probe units,
It is formed to be changeable in the ±X direction or ±Y direction (provided that N is a natural number and M is a natural number smaller than N),
The jig unit 240,
It includes N channel mounting parts 241 extending in one direction and to which the first to N th probe units are coupled;
The N channel mounting parts 241,
Doedoe spaced apart along the one direction, changing the distance between the neighboring probe units by changing the distance between the neighboring channel mounting units,
Ultrasonic Inspection System.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 지그유닛(240)은,
하부 측에 위치되며, 상기 일방향으로 연장되는 이동가이드부(245)가 구비되고,
상기 N개의 채널장착부(241)는,
상기 이동가이드부(245)를 따라, 상기 일방향 또는 그 반대방향으로 이동 가능하도록 형성된,
초음파검사시스템.
According to claim 1,
The jig unit 240,
It is located on the lower side and is provided with a movement guide part 245 extending in the one direction,
The N channel mounting parts 241,
Formed to be movable in one direction or the opposite direction along the movement guide part 245,
Ultrasonic Inspection System.
제 3항에 있어서,
상기 초음파검사시스템은,
상기 프로브유닛(231) 및 상기 지그유닛(240)을 제어하는 스캔제어모듈(250);을 더 포함하며,
상기 스캔제어모듈(250)은,
검사정위치에 위치된 웨이퍼의 면적정보;
상기 채널장착부(241)의 개수정보;
이웃하는 채널장착부(241) 사이의 간격정보; 및
상기 채널장착부(241) 각각에 장착된 프로브유닛(231)의 설정주파수정보;를 포함하는 정보세트 중 적어도 어느 하나를 고려하여, 상기 웨이퍼에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 형성된,
초음파검사시스템.
According to claim 3,
The ultrasonic inspection system,
A scan control module 250 controlling the probe unit 231 and the jig unit 240; further comprising,
The scan control module 250,
Area information of the wafer located at the inspection position;
number information of the channel mounting unit 241;
Interval information between adjacent channel mounting units 241; and
Formed to perform ultrasonic scanning on the wafer in consideration of at least one of information sets including; set frequency information of the probe unit 231 mounted on each of the channel mounting units 241
Ultrasonic Inspection System.
제 4항에 있어서,
상기 지그유닛(240)은,
구동수단(260)과 연결되어 ±X 방향 또는 ±Y 방향으로 이동하면서 상기 웨이퍼에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 형성되며,
상기 스캔제어모듈(250)은,
상기 정보세트를 통해, 상기 지그유닛(240)의 이동경로를 연산하는,
초음파검사시스템.
According to claim 4,
The jig unit 240,
It is connected to the driving means 260 and is formed to perform ultrasonic scanning of the wafer while moving in the ±X direction or ±Y direction,
The scan control module 250,
Calculating the movement path of the jig unit 240 through the information set,
Ultrasonic Inspection System.
제 5항에 있어서,
상기 초음파검사시스템은,
상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 의한 초음파스캐닝을 통해, 스캔정보를 전송받고, 상기 스캔정보를 이용하여 미리 설정된 방식으로 웨이퍼의 결함을 판단하는 스캔연산모듈(290);을 더 포함하며,
상기 스캔제어모듈(250)은,
상기 스캔연산모듈(290)로부터 웨이퍼 결함의 위치정보를 전송받고, 상기 위치정보를 기반으로, 상기 채널장착부(241)에 결합된 프로브유닛(231) 사이의 간격을 조절하도록 형성된,
초음파검사시스템.
According to claim 5,
The ultrasonic inspection system,
A scan operation module 290 that receives scan information through ultrasonic scanning by the first to Nth probe units and determines defects of the wafer in a preset manner using the scan information;
The scan control module 250,
Formed to receive location information of wafer defects from the scan operation module 290 and adjust a distance between probe units 231 coupled to the channel mounting portion 241 based on the location information,
Ultrasonic Inspection System.
제 6항에 있어서,
상기 스캔연산모듈(290)은,
웨이퍼에 대한 스캔정보를 학습정보로 하여 하는 인공지능모델을 생성하는 머신러닝부(291)로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 의한 스캔정보를 이용하여 웨이퍼의 임의의 섹터에 대한 결함가능성을 미리 판단하는, 머신러닝부(291);를 포함하며,
상기 스캔제어모듈(250)은,
상기 머신러닝부(291)에 의해, 웨이퍼의 결함가능성이 미리 설정된 기준 이상으로 판단된 결함예상섹터정보를 전송받고, 상기 결함예상섹터정보를 이용하여, 상기 채널장착부(241)에 결합된 프로브유닛(231) 사이의 간격을 조절하도록 형성된,
초음파검사시스템.
According to claim 6,
The scan operation module 290,
A machine learning unit 291 generating an artificial intelligence model using scan information of a wafer as learning information, and determining the possibility of a defect in an arbitrary sector of the wafer by using the scan information of the first to N th probe units. Including, a machine learning unit 291 that determines in advance;
The scan control module 250,
A probe unit coupled to the channel mounting unit 241 by receiving defect prediction sector information determined by the machine learning unit 291 to be higher than a preset standard, and using the defect prediction sector information Formed to adjust the spacing between (231),
Ultrasonic Inspection System.
제 7항에 있어서,
상기 스캔제어모듈(250)은,
상기 결함예상섹터정보를 기반으로, 상기 지그유닛(240)의 이동속도를 제어하되, 웨이퍼 중 결합예상섹터의 위치에 대한 초음파스캐닝을 수행할 경우, 상기 지그유닛(240)의 이동속도를 일시적으로 감소시키거나 또는 반복이동하도록 설정한,
초음파검사시스템.
According to claim 7,
The scan control module 250,
Based on the defect prediction sector information, the moving speed of the jig unit 240 is controlled, but when ultrasonic scanning is performed for the position of the expected bonding sector in the wafer, the moving speed of the jig unit 240 is temporarily reduced. set to decrease or repeat movement,
Ultrasonic Inspection System.
제 6항에 있어서,
상기 스캔연산모듈(290)은,
미리 설정된 방식으로 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 센싱불량을 판단하는 센싱불량판단부(292);를 더 포함하며,
상기 스캔제어모듈(250)은,
상기 센싱불량판단부(292)에 의해 센싱불량으로 판단된 프로브유닛의 초음파스캐닝을 중단시키며, 웨이퍼의 전체섹터 중 상기 프로브유닛의 할당섹터 측으로, 상기 프로브유닛과 이웃하는 다른 프로브유닛을 이동시켜서 상기 할당섹터에 대한 초음파스캐닝을 수행하도록 설정된,
초음파검사시스템.
According to claim 6,
The scan operation module 290,
Further comprising a sensing failure determination unit 292 for determining sensing failure of the first to N th probe units in a preset manner;
The scan control module 250,
The sensing failure determination unit 292 stops ultrasonic scanning of the probe unit judged to have poor sensing, and moves another probe unit adjacent to the probe unit toward the assigned sector of the probe unit among all sectors of the wafer, Set to perform ultrasonic scanning for the assigned sector,
Ultrasonic Inspection System.
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