KR102517107B1 - 초음파검사시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 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(331)을 구비하여, 상기 검사정위치 상태의 웨이퍼를 대상으로 초음파검사를 수행하는 검사모듈; 을 포함하며, 상기 검사모듈은, 상기 웨이퍼의 초음파검사를 위해, 상기 프로브유닛(331)을 상기 검사정위치 상측에 고정시키는 적어도 하나의 지그유닛(340); 및 상기 지그유닛(340)을 ±X 방향, ±Y 방향 및 ±Z방향 중 적어도 일방향으로 이동시키는 무빙어셈블리(360);를 포함하고, 상기 지그유닛(340)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 형성된, 초음파검사시스템을 제공한다.

Description

초음파검사시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법{Ultrasonic Inspection System and Ultrasonic Inspection method using the same}

본 발명은 초음파검사시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법으로서, 반도체나 전자부품 등의 내부 보이드, 박리 등을 화상화함으로써, 결함을 검사하는 초음파검사시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법에 관한 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2006-0095338호

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 시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 종래의 프로브유닛 3방향 제어방식을 탈피함으로써, 보다 정확한 프로브유닛의 위치제어를 수행할 수 있는 시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법을 제안하고자 한다.

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(331)을 구비하여, 상기 검사정위치 상태의 웨이퍼를 대상으로 초음파검사를 수행하는 검사모듈; 을 포함하며, 상기 검사모듈은, 상기 웨이퍼의 초음파검사를 위해, 상기 프로브유닛(331)을 상기 검사정위치 상측에 고정시키는 적어도 하나의 지그유닛(340); 및 상기 지그유닛(340)을 ±X 방향, ±Y 방향 및 ±Z방향 중 적어도 일방향으로 이동시키는 무빙어셈블리(360); 를 포함하고, 상기 지그유닛(340)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 형성된, 초음파검사시스템을 제공한다.

또한, 상기 무빙어셈블리(360)는, 상기 지그유닛(340)을 ±X 방향으로 이동시키는 X축구동부(361); 상기 지그유닛(340)을 ±Y 방향으로 이동시키는 Y축구동부(362); 및 상기 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363); 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지그유닛(340)은, 일방향으로 연장되되, 상기 일방향을 따라 미리 설정된 거리를 두고 형성되어 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 결합되는 N개의 채널장착부를 포함하고, 상기 무빙어셈블리(360)는, 상기 채널장착부와 상기 채널장착부에 결합되는 프로브유닛 사이에 구비되며, 상기 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동시키는 Z축미세구동부(364); 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 초음파검사시스템은, 상기 프로브유닛(331) 및 상기 무빙어셈블리(360)를 제어하는 스캔제어모듈(350); 을 더 포함하며, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 구비된 Z축미세구동부(364)는, 상기 스캔제어모듈(350)에 의해, 미리 설정된 방식으로 개별적으로 제어될 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛은, 적어도 일부가 상이한 설정주파수를 갖도록 형성되는 멀티주파수 조합으로 구성되며, 상기 스캔제어모듈(350)은, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 Z축미세구동부(364)를 개별적으로 제어함으로써, 초음파검사 수행을 위한 Z축 포커싱을 수행할 수 있다.

또한, 상기 초음파검사시스템은, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대해, 상기 웨이퍼로부터의 포커싱최적정보를 연산하는 포커싱연산모듈(320); 을 더 포함하며, 상기 스캔제어모듈(350)은, 상기 포커싱연산모듈(320)로부터 전송된 상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 대한 포커싱최적정보를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축 포커싱을 개별적으로 수행함으로써, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각이 개별포커싱거리로 세팅될 수 있다.

한편, 본 발명은 전술한 초음파검사시스템을 이용한 방법으로서, (a) 상기 이송로봇모듈(110)에 의해, 피검체인 웨이퍼가 검사정위치로 이동되는 단계(S310); (b) 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 이용하여, 상기 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 단계로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각이 상기 웨이퍼의 접합면 또는 전체단면에 대해 최대진폭을 갖도록 포커싱거리로 세팅되는 단계(S320); (c) 스캔연산모듈(390)에서, 상기 A-scan을 통해 획득된 제1 스캔정보를 이용하여, 초음파반사신호에 대한 게이트가 설정되고, 상기 웨이퍼에 대한 X축 및 Y축 스캔면적이 설정되는 단계(S330); (d) 상기 스캔면적에 대한 C-scan이 수행되는 단계로서, 상기 지그유닛(340)을 ±X 및 ±Y 방향으로 이동시키는 X축구동부(361)와 Y축구동부(362)를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 이동되면서, 초음파검사가 수행됨으로써, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보가 획득되는, 단계(S340); 및 (e) 상기 스캔연산모듈(390)의 영상처리부(293)에서, 상기 제2 스캔정보를 기반으로, 상기 웨이퍼에 대한 스캔이미지정보가 연산되는 단계로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보를 미리 설정된 방식을 이용하여, 하나의 스캔이미지로 합성하는 단계(S350); 를 포함하는, 방법을 제공한다.

또한, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363)를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축위치가 1차적으로 세팅되는 단계(S321); (b-2) 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 이용하여, 상기 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 과정에서, 포커싱연산모듈(320)에 의해, 상기 웨이퍼에 대한 포커싱최적정보가 생성되는 단계(S322); 및 (b-3) 상기 (b-2) 단계에서 생성된 포커싱최적정보를 기반으로, Z축미세구동부(364)에 의해, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동되어 포커싱거리로 세팅되는 단계(S323); 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (b-3) 단계에서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 적어도 일부가 상이한 설정주파수를 갖도록 형성되는 멀티주파수 조합으로 구성되는 경우, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛은, 각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 구비된 Z축미세구동부(364)를 개별적으로 제어함으로써, 각각이 포커싱거리로 세팅될 수 있다.

또한, 상기 (b-3) 단계에서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 중 동일한 설정주파수를 갖는 프로브유닛이 적어도 둘 이상 있는 프로브유닛그룹이 있는 경우, 상기 프로브유닛그룹 중 어느 하나의 프로브유닛에 대해서만, A-scan이 수행되어 포커싱최적정보가 생성되며, 상기 포커싱최적정보를 기반으로, 상기 프로브유닛그룹 전체에 대해 포커싱거리가 세팅될 수 있다.

본 발명은 멀티 프로브유닛 방식을 채택함으로써, 종래의 싱글 프로브유닛을 적용한 구조의 가장 큰 문제점인 초음파검사의 정확도, 신뢰성 및 신속성을 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 종래의 프로브유닛 3방향 제어방식을 탈피함으로써, 보다 정확한 프로브유닛의 위치제어를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파검사시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1 및 2를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 전체 구성 및 동작 원리에 관한 내용을 설명한다.

초음파검사시스템은 크게 로딩/언로딩 구간 및 초음파검사 구간으로 구분될 수 있으며, 프로그램(또는 PC)으로 연산처리되는 제어/영상처리 구간이 더 존재한다.

'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.

'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.

'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.

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.

도 3 및 4를 참조하여, 본 발명의 전체 구성에 대해 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 초음파검사시스템은 이송로봇모듈(110), 검사모듈(130), 스캔제어모듈(150) 및 스캔연산모듈(290)로 구성될 수 있다.

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.

이송로봇모듈(110)은 암유닛을 통해 적재모듈(101)에 있는 웨이퍼를 얼라인부(정렬부)로 안정적으로 이동하여 웨이퍼 정렬이 이루어질 수 있다.

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.

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.

구체적으로, 검사모듈(130)은 지그유닛(140), 무빙어셈블리(360) 및 구동수단(160)이 구비될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

이하에서는 싱글 프로브유닛이 장착됨을 기준으로, 초음파검사 프로세스에 대해 간략하게 설명한다.

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.

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.

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.

이 때, A게이트보다 높은 값이 들어올 경우 결함으로 판단하고 A게이트보다 낮은 값이 들어올 경우 그 값을 버림으로써 결함을 인정하지 않도록 설정할 수 있다.

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.

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.

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.

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.

제1 내지 제N 층의 이미지는 스캔연산모듈(290)의 영상처리부(293)에 전송되어 미리 설정된 방식으로 스캔이미지정보가 연산될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.

도 6, 10 및 11을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템에 적용될 수 있는 증류수분사방식을 설명한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

참고로, 증류수는 분당 1~3ml or 4~10ml로 구분되어 사용되며, 프로브유닛의 사이즈 및 검사체에 따라 구분되어 사용될 수 있다.

이하에서는, 도 7 내지 13을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제1 실시예를 설명한다. 본 발명의 주요구성들은 전술하였는 바, 중복 설명은 생략한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 18의 (a) 내지 (d)에는 채널장착부의 개수가 2개, 3개, 4개 및 6개를 갖는 지그유닛(140)의 형태가 도시된다.

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.

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.

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.

본 발명은 도 20 및 21에 도시된 이외의 조합으로 구성될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

이하에서는 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제2 실시예에 대해 설명한다. 전술한 제1 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

스캔제어모듈(250)은 프로브유닛(231) 및 지그유닛(240)을 제어하는 컨트럴러 기능의 모듈을 의미한다. 초음파검사와 관련된 여러가지 정보들이 입력되고, 이를 피드백제어하도록 구성될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

도 3을 다시 참조하면, 영상처리부(293)는 프로브유닛 각각에 대한 스캔이미지를 생성하고, 이들을 합성하여 웨이퍼 전체에 대한 스캔이미지를 생성한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이를 위해, 본 발명은 미리 설정된 방식으로 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 센싱불량을 판단하는 센싱불량판단부(292)를 포함한다.

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.

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.

이하에서는 도 15 내지 17을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템의 제3 실시예에 대해 설명한다.

제3 실시예는 무빙어셈블리(360)를 포함하는 구조이다.

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.

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.

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.

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.

도 16에는 본 발명에 따른 초음파검사시스템에서 Z축미세구동부(364)에 의한 프로브유닛 개별적으로 미세 제어가 수행되는 것이 도시된다.

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.

이하에서는 도 21 및 22를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템을 이용한 방법에 대해 설명한다.

도 21을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 단계(S310) 내지 단계(S350)을 포함한다.

단계(S310)은 이송로봇모듈(110)에 의해, 피검체인 웨이퍼가 검사정위치로 이동되는 단계이다.

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.

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.

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.

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.

이하에서는 초음파검사 과정에서 무빙어셈블리를 제어하는 방법을 설명한다.

무빙어셈블리를 제어하는 방법은 단계(S321) 내지 단계(S323)를 포함한다.

단계(S321)은 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363)를 이용하여, 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축위치가 1차적으로 세팅되는 단계이다.

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.

단계(S323)은 포커싱최적정보를 기반으로, Z축미세구동부(364)에 의해, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동되어 포커싱거리로 세팅되는 단계이다.

이렇게 포커싱거리가 최종적으로 세팅되면, X축구동부(361) 및 Y축구동부(362)를 이용하여 C-scan이 수행될 수 있다.

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.

해당 프로브유닛그룹 중 어느 하나의 프로브유닛에 대해서만, A-scan이 수행되어 포커싱최적정보가 생성되며, 포커싱최적정보를 기반으로, 상기 프로브유닛그룹 전체에 대해 포커싱거리가 한번에 세팅될 수 있다.

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.

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.

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

Claims (10)

1. 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(331)을 구비하여, 상기 검사정위치 상태의 웨이퍼를 대상으로 초음파검사를 수행하는 검사모듈;을 포함하며,
   상기 검사모듈은,
   상기 웨이퍼의 초음파검사를 위해, 상기 프로브유닛(331)을 상기 검사정위치 상측에 고정시키는 적어도 하나의 지그유닛(340); 및
   상기 지그유닛(340)을 ±X 방향, ±Y 방향 및 ±Z방향 중 적어도 일방향으로 이동시키는 무빙어셈블리(360);를 포함하고,
   상기 지그유닛(340)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 형성되고,
   상기 무빙어셈블리(360)는,
   상기 지그유닛(340)을 ±X 방향으로 이동시키는 X축구동부(361);
   상기 지그유닛(340)을 ±Y 방향으로 이동시키는 Y축구동부(362); 및
   상기 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363);를 포함하고,
   상기 지그유닛(340)은,
   일방향으로 연장되되, 상기 일방향을 따라 미리 설정된 거리를 두고 형성되어 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 결합되는 N개의 채널장착부를 포함하고,
   상기 무빙어셈블리(360)는,
   상기 채널장착부와 상기 채널장착부에 결합되는 프로브유닛 사이에 구비되며, 상기 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동시키는 Z축미세구동부(364);를 더 포함하는,
   초음파검사시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파검사시스템은,
   상기 프로브유닛(331) 및 상기 무빙어셈블리(360)를 제어하는 스캔제어모듈(350);을 더 포함하며,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 구비된 Z축미세구동부(364)는,
   상기 스캔제어모듈(350)에 의해, 미리 설정된 방식으로 개별적으로 제어되는,
   초음파검사시스템.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛은,
   적어도 일부가 상이한 설정주파수를 갖도록 형성되는 멀티주파수 조합으로 구성되며,
   상기 스캔제어모듈(350)은,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 Z축미세구동부(364)를 개별적으로 제어함으로써, 초음파검사 수행을 위한 Z축 포커싱을 수행하는,
   초음파검사시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 초음파검사시스템은,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대해, 상기 웨이퍼로부터의 포커싱최적정보를 연산하는 포커싱연산모듈(320);을 더 포함하며,
   상기 스캔제어모듈(350)은,
   상기 포커싱연산모듈(320)로부터 전송된 상기 제1 내지 제N 프로브유닛에 대한 포커싱최적정보를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축 포커싱을 개별적으로 수행함으로써, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각이 개별포커싱거리로 세팅되는,
   초음파검사시스템.
7. 제 1항, 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 초음파검사시스템을 이용한 방법으로서,
   (a) 상기 이송로봇모듈(110)에 의해, 피검체인 웨이퍼가 검사정위치로 이동되는 단계(S310);
   (b) 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 이용하여, 상기 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 단계로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각이 상기 웨이퍼의 접합면 또는 전체단면에 대해 최대진폭을 갖도록 포커싱거리로 세팅되는 단계(S320);
   (c) 스캔연산모듈(390)에서, 상기 A-scan을 통해 획득된 제1 스캔정보를 이용하여, 초음파반사신호에 대한 게이트가 설정되고, 상기 웨이퍼에 대한 X축 및 Y축 스캔면적이 설정되는 단계(S330);
   (d) 상기 스캔면적에 대한 C-scan이 수행되는 단계로서, 상기 지그유닛(340)을 ±X 및 ±Y 방향으로 이동시키는 X축구동부(361)와 Y축구동부(362)를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 이동되면서, 초음파검사가 수행됨으로써, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보가 획득되는, 단계(S340); 및
   (e) 상기 스캔연산모듈(390)의 영상처리부(293)에서, 상기 제2 스캔정보를 기반으로, 상기 웨이퍼에 대한 스캔이미지정보가 연산되는 단계로서, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 대한 제2 스캔정보를 미리 설정된 방식을 이용하여, 하나의 스캔이미지로 합성하는 단계(S350);를 포함하는,
   방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 (b) 단계는,
   (b-1) 상기 지그유닛(340)을 ±Z 방향으로 이동시키는 Z축구동부(363)를 이용하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛의 Z축위치가 1차적으로 세팅되는 단계(S321);
   (b-2) 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 이용하여, 상기 웨이퍼의 수직단면에 대한 A-scan이 수행되는 과정에서, 포커싱연산모듈(320)에 의해, 상기 웨이퍼에 대한 포커싱최적정보가 생성되는 단계(S322); 및
   (b-3) 상기 (b-2) 단계에서 생성된 포커싱최적정보를 기반으로, Z축미세구동부(364)에 의해, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛을 ±Z 방향으로 미세 이동되어 포커싱거리로 세팅되는 단계(S323);를 포함하는,
   방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 (b-3) 단계에서,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛이 적어도 일부가 상이한 설정주파수를 갖도록 형성되는 멀티주파수 조합으로 구성되는 경우,
   상기 제1 내지 제N 프로브유닛은,
   각각의 설정주파수를 고려하여, 상기 제1 내지 제N 프로브유닛 각각에 구비된 Z축미세구동부(364)를 개별적으로 제어함으로써, 각각이 포커싱거리로 세팅되는,
   방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계에서,
    상기 제1 내지 제N 프로브유닛 중 동일한 설정주파수를 갖는 프로브유닛이 적어도 둘 이상 있는 프로브유닛그룹이 있는 경우,
    상기 프로브유닛그룹 중 어느 하나의 프로브유닛에 대해서만, A-scan이 수행되어 포커싱최적정보가 생성되며, 상기 포커싱최적정보를 기반으로, 상기 프로브유닛그룹 전체에 대해 포커싱거리가 세팅되는,
    방법.

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