KR102552909B1 - Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same - Google Patents

Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102552909B1
KR102552909B1 KR1020230001620A KR20230001620A KR102552909B1 KR 102552909 B1 KR102552909 B1 KR 102552909B1 KR 1020230001620 A KR1020230001620 A KR 1020230001620A KR 20230001620 A KR20230001620 A KR 20230001620A KR 102552909 B1 KR102552909 B1 KR 102552909B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scan
ultrasonic
axis
defect
distance
Prior art date
Application number
KR1020230001620A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김주호
서광진
최종명
Original Assignee
주식회사 엠아이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠아이티 filed Critical 주식회사 엠아이티
Priority to KR1020230001620A priority Critical patent/KR102552909B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102552909B1 publication Critical patent/KR102552909B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • G01N29/069—Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/048—Marking the faulty objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/275—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving both the sensor and the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4481—Neural networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/105—Number of transducers two or more emitters, two or more receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2697—Wafer or (micro)electronic parts

Abstract

본 발명은, 초음파 검사 시스템으로서, 검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반하도록 구성되는 이송 로봇 모듈; 멀티 채널 방식으로 형성되어 상기 검사 정위치에서 상기 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들; 상기 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해 상기 복수의 프로브 유닛들을 상기 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 상기 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하도록 구성되는 스캔 제어 모듈; 및 상기 3방향을 따라 측정되는 상기 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 상기 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하고, 상기 3D 스캔 이미지를 분석하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성되는 스캔 연산 모듈; 을 포함하는, 초음파 검사 시스템을 제공한다.The present invention is an ultrasonic inspection system, comprising: a transfer robot module configured to transport an inspection object from a loading module to an inspection position; a plurality of probe units formed in a multi-channel manner and configured to perform multi-channel ultrasound scanning of the examination target at the target location; The multi-channel ultrasound scanning using a C-scan method in which the plurality of probe units are driven along the three directions in order to measure the amplitude of the ultrasound echo signal reflected from the object to be measured along the X, Y, and Z axes. a scan control module configured to control; and generating a 3D scan image of the test object based on the amplitude of the ultrasound echo signal measured along the three directions, and estimating a probability that each spatial region of the test object has a defect by analyzing the 3D scan image. a scan operation module configured to; Including, it provides an ultrasonic inspection system.

Description

초음파검사시스템 및 이를 이용한 초음파 검사 방법{ULTRASONIC INSPECTION SYSTEM AND ULTRASONIC INSPECTION METHOD USING THE SAME}Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same {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.The present invention relates to an ultrasonic inspection system and an ultrasonic inspection method using the same, which inspects defects by imaging internal voids, peeling, etc. of semiconductors or electronic components, and an ultrasonic inspection method using the same.

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.

특히, 종래기술은 결함을 갖고 있는 검사체 내부의 3차원적인 이미지를 확인할 수 없으므로, 결함의 존재를 직관적으로 이해하는 것이 어려울 수 있고, 결함의 구체적인 종류와 그 원인을 추정하는 것도 어려울 수 있다.In particular, since the prior art cannot identify a three-dimensional image of the inside of a test object having defects, it may be difficult to intuitively understand the presence of defects, and it may be difficult to estimate the specific types of defects and their causes.

(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 프로브유닛을 이용하여 결함을 갖고 있는 검사체 내부의 3D 스캔 이미지를 생성하고, 이를 통해 결함을 보다 직관적이고 구체적으로 분석할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to use a multi-probe unit that can improve the accuracy, reliability, and speed of ultrasonic inspection, which is the biggest problem of the conventional single probe unit-applied structure, inside the inspected object having defects. It is to provide a system that can generate 3D scan images of and analyze defects more intuitively and specifically through this.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 초음파 검사 시스템으로서, 검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반하도록 구성되는 이송 로봇 모듈; 멀티 채널 방식으로 형성되어 상기 검사 정위치에서 상기 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들; 상기 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해 상기 복수의 프로브 유닛들을 상기 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 상기 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하도록 구성되는 스캔 제어 모듈; 및 상기 3방향을 따라 측정되는 상기 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 상기 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하고, 상기 3D 스캔 이미지를 분석하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성되는 스캔 연산 모듈; 을 포함하는, 초음파 검사 시스템을 제공한다.The present invention for solving the above problems is an ultrasonic inspection system, comprising: a transfer robot module configured to transport an inspection object from a loading module to an inspection position; a plurality of probe units formed in a multi-channel manner and configured to perform multi-channel ultrasound scanning of the examination target at the target location; The multi-channel ultrasound scanning using a C-scan method in which the plurality of probe units are driven along the three directions in order to measure the amplitude of the ultrasound echo signal reflected from the object to be measured along the X, Y, and Z axes. a scan control module configured to control; and generating a 3D scan image of the test object based on the amplitude of the ultrasound echo signal measured along the three directions, and estimating a probability that each spatial region of the test object has a defect by analyzing the 3D scan image. a scan operation module configured to; Including, it provides an ultrasonic inspection system.

또한, 상기 멀티 채널 방식은 제1 초음파 주파수에 대응하는 제1 채널 내지 제N 초음파 주파수에 대응하는 제N 채널을 갖고, 상기 복수의 프로브 유닛들의 각 프로브 유닛은 상기 제1 초음파 주파수 내지 상기 제N 초음파 주파수 중 어느 하나의 주파수로 상기 검사 대상체에 초음파 펄스 신호를 조사하도록 구성된다.In addition, the multi-channel method has a first channel corresponding to a first ultrasonic frequency to an N-th channel corresponding to an N-th ultrasonic frequency, and each probe unit of the plurality of probe units has a first ultrasonic frequency to an N-th ultrasonic frequency. It is configured to irradiate an ultrasonic pulse signal to the test object at any one of ultrasonic frequencies.

또한, 상기 제1 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제1 Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고, 상기 제N 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제N Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고, 상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리에 기초하여 상기 C-스캔 방식을 제어하도록 구성된다.In addition, the ultrasonic pulse signal having the first ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at a first Z-axis distance, and the ultrasonic pulse signal having the Nth ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at an N-th Z-axis distance. The scan control module is configured to control the C-scan method based on the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance.

또한, 상기 검사 대상체는 복수의 웨이퍼들의 접합으로 형성되는 본딩 웨이퍼를 포함하고, 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 적어도 일부는 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면에 대응하도록 설정되고, 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 나머지 일부는 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 설정된다.In addition, the inspection object includes a bonding wafer formed by bonding a plurality of wafers, and at least a part of the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance is set to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer, , the remaining part of the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance is set to correspond to an inner space of each wafer of the plurality of wafers.

또한, 상기 복수의 프로브 유닛들은 서로 다른 N개의 초음파 주파수들에서 동작하도록 구성되는 제1 프로브 유닛 내지 제N 프로브 유닛을 포함하고, 상기 스캔 제어 모듈은 서로 다른 N개의 Z축 거리들에 대한 N개의 B-스캔들에 기초하여 상기 C-스캔 방식을 제어하도록 구성된다.In addition, the plurality of probe units include first to N-th probe units configured to operate at different N ultrasonic frequencies, and the scan control module includes N probe units for N different Z-axis distances. and to control the C-scan scheme based on B-scans.

또한, 상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 설정하기 위해 Z축 방향을 따라 수행되는 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제1 스캔을 제어하고, 상기 스캔 연산 모듈은 상기 제1 스캔의 결과에 기초하여 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면 및 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정하고, 상기 스캔 제어 모듈은 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정되는 상기 복수의 프로브 유닛들을 제어하여 X-Y축 방향으로 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제2 스캔을 수행한다.In addition, the scan control module controls a first scan of the bonding wafer performed along the Z-axis direction to set the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance, and the scan operation module controls the first scan of the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance. Based on the result of the scan, the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance are set to N different Z-axis distances so as to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer and the inner space of each wafer of the plurality of wafers. , and the scan control module performs a second scan of the bonding wafer in the X-Y axis direction by controlling the plurality of probe units set to N different Z-axis distances.

또한, 상기 스캔 연산 모듈은 상기 3D 스캔 이미지를 임의의 평면으로 분할한 2D 단면 이미지를 제공하도록 구성된다.In addition, the scan operation module is configured to provide a 2D cross-sectional image obtained by dividing the 3D scan image into arbitrary planes.

또한, 상기 스캔 연산 모듈은 결함을 갖는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지 및 결함을 갖지 않는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 학습 대상으로 하여 임의의 3D 스캔 이미지를 입력받아 결함 보유 확률을 출력하도록 학습되는 AI 확률 추정 모델에 기초하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성된다.In addition, the scan operation module takes a 3D scan image of a test object having a defect and a 3D scan image of a test object without a defect as a learning target, receives an arbitrary 3D scan image, and outputs a defect retention probability AI probability that is learned and estimating a probability that each of the spatial regions of the object has a defect based on the estimation model.

또한, 상기 검사 대상체가 갖는 결함의 종류는 보이드(void), 크랙(crack) 및 박리를 포함하고, 상기 AI 확률 추정 모델은 상기 검사 대상체가 갖는 결함의 종류에 따른 3D 스캔 이미지의 차이를 구별하도록 학습되는 AI 결함 분류 모델을 포함한다.In addition, the types of defects of the inspection object include voids, cracks, and peeling, and the AI probability estimation model is used to distinguish a difference between 3D scan images according to the types of defects of the inspection object. It includes an AI defect classification model that is trained.

또한, 상기 스캔 연산 모듈은 상기 검사 대상체의 공간 영역들 중 결함을 가질 확률이 제1 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역을 상기 3D 스캔 이미지 상에 결함 의심 영역으로 추가로 표시하고, 상기 제1 확률 임계치보다 큰 제2 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역에 대해 상기 AI 결함 분류 모델에 의해 추정되는 결함의 종류를 상기 3D 스캔 이미지 상에 추가로 표시하도록 구성된다.In addition, the scan operation module additionally displays at least one spatial region in which the probability of having a defect exceeds a first probability threshold among the spatial regions of the test object as a suspected defect region on the 3D scan image, and A defect type estimated by the AI defect classification model for at least one spatial region exceeding a second probability threshold greater than 1 probability threshold is further displayed on the 3D scan image.

한편, 본 발명은, 초음파 검사 시스템에 의해 수행되는 초음파 검사 방법으로서, 이송 로봇 모듈을 통해, 검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반하는 단계; 스캔 제어 모듈을 통해, 상기 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해, 멀티 채널 방식으로 형성되어 상기 검사 정위치에서 상기 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들을 상기 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 상기 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하는 단계; 스캔 연산 모듈을 통해, 상기 3방향을 따라 측정되는 상기 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 상기 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 스캔 연산 모듈을 통해, 상기 3D 스캔 이미지를 분석하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하는 단계; 를 포함하는, 초음파 검사 방법을 제공한다.Meanwhile, the present invention provides an ultrasonic inspection method performed by an ultrasound inspection system, comprising: transporting an inspection object from a loading module to an inspection position through a transfer robot module; Through the scan control module, it is formed in a multi-channel manner to measure the amplitude of the ultrasonic echo signal reflected from the test object along three directions of the X axis, Y axis, and Z axis, controlling the multi-channel ultrasound scanning by a C-scan method of driving a plurality of probe units configured to perform the multi-channel ultrasound scanning along the three directions; generating a 3D scan image of the object to be examined based on the amplitudes of the ultrasound echo signals measured along the three directions through a scan operation module; and estimating a probability that each of the spatial regions of the object has a defect by analyzing the 3D scan image through the scan operation module. Including, it provides an ultrasound examination method.

본 발명은 멀티 프로브유닛 방식을 채택함으로써, 종래의 싱글 프로브유닛을 적용한 구조의 가장 큰 문제점인 초음파검사의 정확도, 신뢰성 및 신속성을 개선할 수 있으며, 이를 이용하여 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 검사 대상체의 3D 스캔 이미지에 기초하여 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률이 추정될 수 있으므로, 이에 기초하여 결함이 보다 직관적이고 구체적으로 분석될 수 있다.By adopting the multi-probe unit method, the present invention can improve the accuracy, reliability, and speed of ultrasonic inspection, which is the biggest problem of the conventional single probe unit-applied structure, and can create a 3D scan image of the inspection target using this. can In addition, since the probability that each spatial area of the object to be inspected has a defect can be estimated based on the 3D scan image of the object, the defect can be more intuitively and specifically analyzed based on the probability.

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 일 실시예에 따른 복수의 프로브 유닛들이 조립된 상태를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 제어 모듈이 복수의 프로브 유닛들을 제어하는 방식을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 프로브 유닛들이 형성하는 멀티 채널 방식의 듀얼 주파수 모드를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 프로브 유닛들이 형성하는 멀티 채널 방식의 멀티 주파수 모드를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 확률 추정 모델을 설명하기 위한 스캔 연산 모듈의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 검사 시스템에 의해 수행되는 초음파 검사 방법에 대한 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 entire 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 schematic diagram schematically illustrating an assembled state of a plurality of probe units according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram schematically illustrating a method of controlling a plurality of probe units by a scan control module according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram schematically illustrating a multi-channel dual frequency mode formed by a plurality of probe units according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram schematically illustrating a multi-frequency mode of a multi-channel method formed by a plurality of probe units according to an embodiment of the present invention.
11 is a conceptual diagram of a scan operation module for explaining an AI probability estimation model according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart of an ultrasound inspection method performed by an ultrasound inspection system according to an embodiment of the present invention.

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, A-scan에서는, 웨이퍼의 접합면(본딩 웨이퍼)에 대해 최대진폭을 갖는 포커싱거리를 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, in the A-scan, it is configured to adjust the focusing distance having the maximum amplitude with respect to 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 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사시스템에 적용될 수 있는 증류수분사방식을 설명한다.Referring to FIGS. 6 and 7 , a distilled water injection method that can be applied 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 7을 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. 7, 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. 버블트랩은, 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. The bubble trap is located at the lower end of the wafer stage, and when water containing bubbles enters the tube, it passes through the membrane filter, and 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.

이하에서 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서 멀티 채널 초음파 스캐닝이 수행되는 방식을 설명한다.Hereinafter, a method of performing multi-channel ultrasound scanning in the ultrasound inspection system according to the present invention will be described with reference to FIG. 8 .

도 8에는 복수의 프로브 유닛들(131)을 이용하여 X방향 및 Y방향으로 초음파 스캐닝을 수행하는 과정이 도시된다. 8 shows a process of performing ultrasonic scanning in the X and Y directions using the plurality of probe units 131 .

복수의 프로브 유닛들(131)을 설치하여 고정하고 있는 지그 유닛(140)이 ±Y 방향으로 검사 대상체(200mm 또는 300mm wafer)를 스캐닝하는 과정이 ±X 방향으로 이동하면서 반복하여 수행될 수 있다. 즉, ±X 방향의 시작점에서 종료점까지 반복하여 ±Y 방향의 스캐닝이 수행될 수 있다. 초음파 스캐닝의 스캔 폭(커버 면적)은 복수의 프로브 유닛들(131)의 설정 주파수에 따라 조절될 수 있다.The process of scanning the inspection target (200mm or 300mm wafer) in the ±Y direction by the jig unit 140 in which the plurality of probe units 131 are installed and fixed may be repeatedly performed while moving in the ±X direction. That is, scanning in the ±Y direction may be repeatedly performed from the starting point in the ±X direction to the ending point. A scan width (cover area) of ultrasound scanning may be adjusted according to a set frequency of the plurality of probe units 131 .

도 8에서와 같은 X-Y방향의 초음파 스캐닝을 반복하여 검사 대상체를 3차원으로 스캔하는 C-스캔이 수행될 수 있다. 예를 들면, 복수의 프로브 유닛들(131)이 동일한 주파수로 설정되는 4개의 프로브 유닛들인 경우, 4개의 프로브 유닛들은 모두 동일한 초음파 침투 깊이(Z축 거리)를 가질 수 있고, 싱글 프로브 유닛과 비교할 때 대략 4배의 속도(또는 대략 2배의 속도와 2배의 정확도)로 검사 대상체를 스캔할 수 있다. 동일한 Z축 거리에 대해 X-Y방향의 초음파 스캐닝이 수행되면 2차원의 B-스캔이 완료되어, 검사 대상체의 해당 Z축 높이의 평면에 대한 2차원 스캔 정보가 제공될 수 있다. 복수의 프로브 유닛들(131)의 설정 주파수를 변경하면서 서로 다른 Z축 거리들에 대해 2차원의 B-스캔을 반복적으로 수행하는 경우, 2차원 스캔 정보들을 종합하여 3차원의 C-스캔이 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 8 , C-scan may be performed by repeating ultrasonic scanning in the X-Y direction to scan the object in three dimensions. For example, when the plurality of probe units 131 are 4 probe units set to the same frequency, all 4 probe units may have the same ultrasonic penetration depth (Z-axis distance), compared to a single probe unit. It is possible to scan the object at about 4 times the speed (or about 2 times the speed and 2 times the accuracy). When ultrasound scanning is performed in the X-Y direction for the same Z-axis distance, a 2-dimensional B-scan is completed, and 2-dimensional scan information on a plane having a corresponding Z-axis height of the object to be examined may be provided. When the 2D B-scan is repeatedly performed for different Z-axis distances while changing the set frequency of the plurality of probe units 131, the 3D C-scan is achieved by synthesizing the 2D scan information. can

또 다른 예시로서, 복수의 프로브 유닛들(131)의 설정 주파수들이 모두 동일하게 설정되는 대신, 설정 주파수들이 모두 서로 상이하게 설정되는 경우, 각 프로브 유닛은 서로 다른 Z축 거리, 즉 검사 대상체의 서로 다른 Z축 높이를 스캔할 수 있다. 이를 이용하면, 복수의 프로브 유닛들(131)을 도 8의 시작점과 종료점 사이에서 반복하여 이동시키는 횟수를 줄이면서 C-스캔이 수행될 수 있다.As another example, when all of the set frequencies of the plurality of probe units 131 are set to be the same, instead of all set to be different from each other, each probe unit has a different Z-axis distance, that is, the distance between the probe units 131 is different from each other. You can scan different Z-axis heights. If this is used, C-scan can be performed while reducing the number of times of repeatedly moving the plurality of probe units 131 between the starting point and the ending point of FIG. 8 .

이하에서 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서 듀얼 주파수 모드 및 멀티 주파수 모드로 초음파 스캐닝이 수행되는 방식을 설명한다.Hereinafter, a method of performing ultrasound scanning in a dual frequency mode and a multi-frequency mode in the ultrasound examination system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 .

도 9에는 제1 또는 제2 설정주파수를 갖도록 형성된 복수의 프로브 유닛들(131)이 도시된다. 예를 들면, 100MHz 및 200 MHz의 설정주파수가 교번하여 배치되는 복수의 프로브 유닛들(131)의 구조가 활용될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 접합면이 존재하는 경우, 100MHz는 하측의 접합면을 검사하고, 200MHz는 상측의 접합면을 검사하도록 구성될 수 있다.9 shows a plurality of probe units 131 formed to have a first or second set frequency. For example, a structure of a plurality of probe units 131 in which set frequencies of 100 MHz and 200 MHz are alternately disposed may be utilized. As shown in FIG. 9 , when there are two bonding surfaces, 100 MHz may be configured to inspect the lower bonding surface and 200 MHz to inspect the upper bonding surface.

도 10에는 4개의 채널장착부를 갖는 지그유닛(140)에 서로 다른 설정주파수를 갖는 복수의 프로브 유닛들(131)이 설치되는 예시적 형태가 도시된다. 설정주파수마다 분해능 및 침투거리가 상이할 수 있으며, 설정주파수가 높을수록 분해능은 높아지나 웨이퍼 내부의 초음파 침투거리는 짧아질 수 있다. 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.10 shows an exemplary form in which a plurality of probe units 131 having different set frequencies are installed in a jig unit 140 having four channel mounting units. The resolution and penetration distance may be 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 수행해야 하는 반면, 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템은 초음파 스캐닝의 처리속도를 획기적으로 개선시킬 수 있다.Compared to a single probe unit or a single set frequency, when ultrasonically inspecting 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 ultrasonic scanning.

한편, 복수의 프로브 유닛들(131)은 도 9 및 도 10에 도시된 예시적인 형태 이외의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 2개의 프로브 유닛의 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.Meanwhile, the plurality of probe units 131 may be configured in combinations other than the exemplary forms shown in FIGS. 9 and 10 . 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 9 및 도 10을 참조하면, 접합면에 대한 보이드, 크랙, 박리 등에 결함을 검출할 때, 서로 다른 설정주파수를 통해 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, 크랙 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 9 and 10, when detecting defects such as voids, cracks, peeling, etc. on the bonding surface, it is possible to improve the detection efficiency for irregular bonding shapes on the bonding surface through 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.

이하에서는, 도 3을 다시 참조하여, 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템의 구체적인 동작 방식을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3 again, a detailed operation method of the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described.

초음파 검사 시스템은 이송 로봇 모듈(110), 복수의 프로브 유닛들(131), 스캔 제어 모듈(150) 및 스캔 연산 모듈(290)을 포함할 수 있다.The ultrasound inspection system may include a transfer robot module 110 , a plurality of probe units 131 , a scan control module 150 and a scan operation module 290 .

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 이송 로봇 모듈(110)은 검사 대상체를 적재 모듈(101)로부터 검사 정위치로 운반하도록 구성될 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, the transfer robot module 110 may be configured to transport the inspection object from the loading module 101 to the proper position for inspection.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 복수의 프로브 유닛들(131)은 멀티 채널 방식으로 형성되어 검사 정위치에서 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound examination system according to the present invention, the plurality of probe units 131 may be formed in a multi-channel manner and configured to perform multi-channel ultrasound scanning of an examination object at a specific location.

예를 들면, 복수의 프로브 유닛들(131)은 제1 프로브 유닛(131-1) 내지 제N 프로브 유닛(131-N)을 포함할 수 있다. 복수의 프로브 유닛들(131)은 도 9 및 도 10에서와 같이 2개 이상의 설정주파수들을 갖는 멀티 채널 방식으로 형성될 수 있다. 각 프로브 유닛은 각자의 설정주파수로 동작하여 검사 대상체에 조사될 초음파 펄스 신호를 생성할 수 있다. 복수의 프로브 유닛들(131)은 검사 모듈(130)에 포함될 수 있고, 지그 유닛(140)에 설치되어 고정될 수 있다.For example, the plurality of probe units 131 may include a first probe unit 131-1 to an Nth probe unit 131-N. The plurality of probe units 131 may be formed in a multi-channel manner having two or more set frequencies as shown in FIGS. 9 and 10 . Each probe unit may operate at its own set frequency to generate an ultrasonic pulse signal to be irradiated to the test object. The plurality of probe units 131 may be included in the inspection module 130 and may be installed and fixed to the jig unit 140 .

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 제어 모듈(150)은 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해 복수의 프로브 유닛들(131)을 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하도록 구성될 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, the scan control module 150 includes a plurality of probe units 131 to measure the amplitude of the ultrasound echo signal reflected from the inspection object along three directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. It may be configured to control multi-channel ultrasound scanning in a C-scan manner in which a ? is driven along three directions.

복수의 프로브 유닛들(131)이 검사 대상체의 특정 영역에 초음파 펄스 신호를 조사하면, 검사 대상체로부터 초음파 에코 신호가 반사될 수 있다. 초음파 펄스 신호는 2개 이상의 설정주파수들을 갖는 멀티 채널 신호이므로, 초음파 에코 신호 또한 동일한 주파수들을 가질 수 있다.When the plurality of probe units 131 radiate ultrasonic pulse signals to a specific region of an object to be examined, the ultrasonic echo signal may be reflected from the object. Since the ultrasonic pulse signal is a multi-channel signal having two or more set frequencies, the ultrasonic echo signal may also have the same frequencies.

스캔 제어 모듈(150)은 복수의 프로브 유닛들(131)을 설치하여 고정하는 지그 유닛(140)을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 구동하여 검사 대상체의 전체 영역을 스캐닝할 수 있다. 예를 들면, 검사 대상체가 X축, Y축 및 Z축에 대해 각각 x개, y개 및 z개의 공간 영역들로 구분되는 경우, x*y*z개의 공간 영역들 전부가 복수의 프로브 유닛들(131)에 의해 스캐닝되도록 검사 모듈(130)이 제어될 수 있다. 검사 대상체의 공간 영역들 전체에 대한 전수 스캐닝은 도 8에서 전술한 C-스캔 방식으로 수행될 수 있다. 공간 영역들의 개수는 해상도 및 연산량의 트레이드 오프를 고려하여 적절한 수치로 설정될 수 있다.The scan control module 150 may scan the entire area of the test object by driving the jig unit 140 in which the plurality of probe units 131 are installed and fixed along three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis. . For example, when an examination target is divided into x, y, and z spatial regions in the X-axis, Y-axis, and Z-axis, all of the x*y*z spatial regions are a plurality of probe units The inspection module 130 may be controlled to be scanned by 131 . Total scanning of all spatial regions of the object may be performed using the C-scan method described in FIG. 8 . The number of spatial regions may be set to an appropriate number in consideration of a trade-off between resolution and amount of computation.

검사 대상체의 공간 영역으로부터 반사되는 초음파 에코 신호는 그 공간 영역의 상태에 따라 상이한 진폭으로 측정될 수 있다. 예를 들면, 결함을 갖지 않는 인접한 공간 영역들에서는 초음파 에코 신호의 진폭이 비교적 일정하게 유지되어 정상 범위 내에 속할 수 있으나, 결함을 갖는 공간 영역에서 반사되는 초음파 에코 신호는 상대적으로 매우 크거나 매우 작게 되어 정상 범위를 벗어날 수 있다. 정상 범위의 상한값 및 하한값은 결함 영역과 비결함 영역을 분리하기 위한 적절한 수치로 설정될 수 있다.An ultrasound echo signal reflected from a spatial region of the object may be measured with different amplitudes depending on the state of the spatial region. For example, the amplitude of an ultrasonic echo signal may be maintained relatively constant and fall within a normal range in adjacent spatial regions without defects, but the ultrasonic echo signal reflected in the spatial region with defects is relatively very large or very small. may become out of the normal range. Upper and lower limits of the normal range may be set to appropriate values for separating the defective area from the non-defective area.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 연산 모듈(290)은 3방향을 따라 측정되는 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound examination system according to the present invention, the scan operation module 290 may be configured to generate a 3D scan image of the examination object based on amplitudes of ultrasound echo signals measured along three directions.

검사 대상체의 모든 공간 영역들에 대한 전수 스캐닝이 수행되면, 모든 공간 영역들에 대해 초음파 에코 신호의 진폭이 측정될 수 있다. 예를 들면, 검사 대상체의 x*y*z개의 공간 영역들에 대한 x*y*z개의 진폭 값들이 3차원 데이터 형태로 획득될 수 있다. 진폭 값들의 3차원 데이터에 기반하여 검사 대상체 내부의 공간 영역들을 시각화한 3D 스캔 이미지가 생성될 수 있다. 예를 들면, 3D 스캔 이미지는 초음파 에코 신호의 진폭이 정상 범위를 벗어나는 양상에 기초하여 생성될 수 있으며, 3D 스캔 이미지를 구성하는 공간 영역들 각각은 정상 웨이퍼, 정상 접합면, 보이드, 크랙 및 박리 중 어느 하나의 상태를 시각화할 수 있다.When total scanning of all spatial regions of the object is performed, amplitudes of ultrasound echo signals may be measured for all spatial regions. For example, x*y*z amplitude values for x*y*z spatial regions of the test object may be obtained in the form of 3D data. A 3D scan image visualizing spatial regions inside the examination object may be generated based on the 3D data of the amplitude values. For example, a 3D scan image may be generated based on a pattern in which the amplitude of an ultrasonic echo signal is out of a normal range, and each of the spatial regions constituting the 3D scan image includes a normal wafer, a normal bonding surface, voids, cracks, and delamination. Either state can be visualized.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 연산 모듈(290)은 3D 스캔 이미지를 분석하여 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound inspection system according to the present invention, the scan operation module 290 may be configured to analyze the 3D scan image and estimate a probability that each of the spatial regions of the object to be inspected has a defect.

3D 스캔 이미지가 x*y*z개의 공간 영역들로 이루어지는 경우, x*y*z개의 공간 영역들이 각각 결함을 가질 x*y*z개의 확률값들이 추정될 수 있다. 예를 들면, 결함 확률값은 각 공간 영역의 초음파 에코 신호의 진폭값에 기초하여 산출될 수 있다. 진폭값이 정상 범위에 속하는 경우 결함 확률값은 0에 가까울 수 있으며, 진폭값이 정상 범위를 벗어나는 정도가 커질수록 결함 확률값이 커질 수 있다. 또한, 결함 확률값의 산출 과정에는 결함 종류, 공간 영역이 접합면인지 여부 등의 요소들이 추가적으로 고려될 수 있다.If the 3D scan image is composed of x*y*z spatial regions, x*y*z probability values of each of the x*y*z spatial regions having defects may be estimated. For example, the defect probability value may be calculated based on the amplitude value of the ultrasonic echo signal in each spatial region. When the amplitude value falls within the normal range, the defect probability value may be close to 0, and the defect probability value may increase as the degree of deviation of the amplitude value from the normal range increases. In addition, in the process of calculating the defect probability value, factors such as the type of defect and whether the space area is a bonding surface may be additionally considered.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 멀티 채널 방식은 제1 초음파 주파수에 대응하는 제1 채널 내지 제N 초음파 주파수에 대응하는 제N 채널을 가질 수 있고, 복수의 프로브 유닛들(131)의 각 프로브 유닛은 제1 초음파 주파수 내지 제N 초음파 주파수 중 어느 하나의 주파수로 검사 대상체에 초음파 펄스 신호를 조사하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound examination system according to the present invention, the multi-channel method may have a first channel corresponding to the first ultrasonic frequency to an N-th channel corresponding to the N-th ultrasonic frequency, and each probe of the plurality of probe units 131 The unit may be configured to irradiate an ultrasonic pulse signal to the object to be examined at a frequency of any one of the first ultrasonic frequency to the Nth ultrasonic frequency.

예를 들면, 도 9의 예시와 같이 2개의 프로브 유닛들은 100 MHz의 설정주파수를 갖고, 나머지 2개의 프로브 유닛들은 200 MHz의 설정주파수를 가질 수 있다. 또는, 도 10의 예시와 같이 4개의 프로브 유닛들이 각각 50/100/150/200 MHz의 설정주파수, 또는 50/100/200/300 MHz의 설정주파수를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않고 다른 다양한 주파수값들의 조합이 활용될 수 있다.For example, as shown in the example of FIG. 9 , two probe units may have a set frequency of 100 MHz, and the remaining two probe units may have a set frequency of 200 MHz. Alternatively, as in the example of FIG. 10, each of the four probe units may have a set frequency of 50/100/150/200 MHz or a set frequency of 50/100/200/300 MHz, but is not limited thereto. Combinations of values may be utilized.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 제1 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제1 Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사될 수 있고, 제N 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제N Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사될 수 있다. 이 때, 스캔 제어 모듈(150)은 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리에 기초하여 C-스캔 방식을 제어하도록 구성될 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, an ultrasonic pulse signal having a first ultrasonic frequency may be irradiated in a spatial area at a first Z-axis distance, and an ultrasonic pulse signal having an N-th ultrasonic frequency is at an N-th Z-axis distance. can be investigated in the spatial domain. At this time, the scan control module 150 may be configured to control the C-scan method based on the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance.

전술한 바와 같이, 프로브 유닛이 동작하는 초음파 주파수가 어떤 설정주파수로 설정되는지에 따라 초음파 펄스 신호가 검사 대상체에 침투하는 깊이/거리와 분해능이 달라질 수 있다. 이 점을 활용하면 검사 대상체의 둘 이상의 Z축 깊이들에 대해 동시에 초음파 스캐닝이 멀티 채널 방식으로 수행될 수 있다.As described above, the depth/distance through which the ultrasonic pulse signal penetrates the test object and the resolution may vary depending on the set frequency at which the probe unit operates. Utilizing this point, ultrasound scanning may be performed in a multi-channel manner simultaneously for two or more Z-axis depths of an object to be examined.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 검사 대상체는 복수의 웨이퍼들의 접합으로 형성되는 본딩 웨이퍼를 포함할 수 있고, 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리 중 적어도 일부는 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면에 대응하도록 설정될 수 있고, 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리 중 나머지 일부는 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 설정될 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, the inspection object may include a bonding wafer formed by bonding a plurality of wafers, and at least a part of the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance is at least one bonding surface of the bonding wafer. , and the remaining part of the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance may be set to correspond to an inner space of each wafer of the plurality of wafers.

예를 들면, 도 9 또는 도 10에 도시된 바와 같이, 검사 대상체가 본딩 웨이퍼(bonding wafer)인 경우, 복수 층의 웨이퍼들이 접합면을 통해 적층될 수 있다. 이와 같은 구조에서는 각 웨이퍼의 내부 공간뿐만 아니라, 적어도 하나의 접합면에서 결함이 발생할 확률이 높기 때문에, 복수의 프로브 유닛들(131)의 초음파 펄스 신호가 조사되는 Z축 거리가 접합면에 대응하도록 설정될 수 있다. 즉, C-스캔 방식으로 3D 스캔 이미지를 생성할 때, 본딩 웨이퍼의 접합면들이 스캔 대상으로 반드시 포함될 수 있다.For example, as shown in FIG. 9 or 10 , when the inspection object is a bonding wafer, multiple layers of wafers may be stacked through a bonding surface. In such a structure, since there is a high probability of occurrence of defects in at least one bonding surface as well as the inner space of each wafer, the Z-axis distance to which the ultrasonic pulse signals of the plurality of probe units 131 are irradiated corresponds to the bonding surface. can be set. That is, when a 3D scan image is generated using the C-scan method, bonding surfaces of bonding wafers may necessarily be included as scan targets.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 복수의 프로브 유닛들(131)은 서로 다른 N개의 초음파 주파수들에서 동작하도록 구성되는 제1 프로브 유닛 내지 제N 프로브 유닛을 포함할 수 있고, 스캔 제어 모듈(150)은 서로 다른 N개의 Z축 거리들에 대한 N개의 B-스캔들에 기초하여 C-스캔 방식을 제어하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound examination system according to the present invention, the plurality of probe units 131 may include a first to an Nth probe unit configured to operate at different N ultrasound frequencies, and the scan control module 150 ) may be configured to control the C-scan scheme based on N B-scans for N different Z-axis distances.

예를 들면, 도 10에 도시되어 있는 예시에서와 같이, 복수의 프로브 유닛들(131) 모두가 서로 상이한 설정주파수를 갖는 경우, 각 프로브 유닛은 검사 대상체의 상이한 Z축 깊이를 스캔할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 시작점으로부터 종료점으로 1회의 스캐닝만이 수행되더라도 검사 대상체의 상이한 Z축 깊이들이 검사될 수 있으므로, 복수의 프로브 유닛들(131)을 설치/고정하는 지그 유닛(140)이 시작점과 종료점을 이동하는 횟수가 감소할 수 있다.For example, as in the example shown in FIG. 10 , when all of the plurality of probe units 131 have different set frequencies, each probe unit may scan different Z-axis depths of the object to be examined. Therefore, as shown in FIG. 8 , even if only one scanning is performed from the starting point to the ending point, since different Z-axis depths of the object can be inspected, the jig unit 140 for installing/fixing the plurality of probe units 131 ) may decrease the number of times the start and end points are moved.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 제어 모듈(150)은 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리를 설정하기 위해 Z축 방향을 따라 수행되는 본딩 웨이퍼에 대한 제1 스캔을 제어할 수 있고, 스캔 연산 모듈(290)은 제1 스캔의 결과에 기초하여 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면 및 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리를 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정할 수 있고, 스캔 제어 모듈(150)은 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정되는 복수의 프로브 유닛들(131)을 제어하여 X-Y축 방향으로 본딩 웨이퍼에 대한 제2 스캔을 수행할 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, the scan control module 150 may control a first scan of the bonding wafer performed along the Z-axis direction to set a first Z-axis distance to an N-th Z-axis distance, The scan operation module 290 sets the first Z-axis distance to the N-th Z-axis distance to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer and the inner space of each wafer of the plurality of wafers based on the result of the first scan. Z-axis distances can be set, and the scan control module 150 controls the plurality of probe units 131 set to different N Z-axis distances to perform a second scan of the bonding wafer in the X-Y axis direction. can be performed.

도 10에 도시되어 있는 예시에서와 같이, 본딩 웨이퍼의 적층 구조 및 접합면 정보를 획득하기 위해 먼저 Z 방향의 제1 스캔이 수행될 수 있고, 그에 기초하여 복수의 프로브 유닛들(131)의 제1 Z축 거리 내지 제N Z축 거리가 서로 상이하게 설정될 수 있고, 이후 서로 다른 N개의 Z축 거리들에 대한 X-Y 방향의 제2 스캔이 수행되어, 최종적으로 3차원의 C-스캔이 수행될 수 있다. 이에 따르면, 멀티 주파수 구성을 통해 1회의 스캔만으로 다수의 접합면과 각 웨이퍼의 내부 공간을 분석할 수 있으므로, 기존의 단일 주파수 프로브와 비교할 때 본딩 웨이퍼가 보다 신속하게 분석될 수 있다. 또한, 복수의 프로브 유닛들(131)의 주파수 범위(Z축 거리)를 세밀하게 조정할 경우 미세한 샘플에 대해서도 정밀한 분석이 가능할 수 있다.As in the example shown in FIG. 10 , a first scan in the Z direction may be performed in order to acquire information on the laminated structure and bonding surface of the bonding wafer, and based on this, a first scan in the plurality of probe units 131 may be performed. 1 Z-axis distance to N-th Z-axis distance may be set to be different from each other, then a second scan in the X-Y direction is performed for different N Z-axis distances, and finally a 3-dimensional C-scan is performed. can According to this, since multiple bonding surfaces and internal spaces of each wafer can be analyzed with only one scan through the multi-frequency configuration, the bonding wafer can be analyzed more quickly compared to the conventional single-frequency probe. In addition, when the frequency range (Z-axis distance) of the plurality of probe units 131 is finely adjusted, precise analysis may be possible even for a fine sample.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 연산 모듈(290)은 3D 스캔 이미지를 임의의 평면으로 분할한 2D 단면 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound inspection system according to the present invention, the scan operation module 290 may be configured to provide a 2D cross-sectional image obtained by dividing a 3D scan image into arbitrary planes.

예를 들면, 3D 스캔 이미지가 x*y*z개의 공간 영역들로 이루어지는 경우, 관계식에 따라 사용자/관리자가 확인하기를 원하는 영역들만을 보여주는 단층 이미지를 생성하는 것이 가능할 수 있다. 이를 활용하면, 검사 대상체가 본딩 웨이퍼인 경우 접합면, 웨이퍼 내부 결함 부위 등을 상세하게 검토할 수 있는 기능이 제공될 수 있다.For example, when a 3D scan image is composed of x*y*z spatial regions, it may be possible to generate a tomographic image showing only regions that a user/manager wants to check according to a relational expression. Utilizing this, when the inspection object is a bonding wafer, a function capable of reviewing in detail the bonding surface, defect area inside the wafer, etc. can be provided.

이하에서는, 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하는 방식을 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 11 , a method of estimating a probability that each spatial region of an object to be inspected has a defect in the ultrasonic inspection system according to the present invention will be described.

도 11을 참조하면, 스캔 연산 모듈(290)은 영상 처리부(293), 머신러닝부(291) 및 센싱불량 판단부(292)를 포함할 수 있다. 영상 처리부(293)는 웨이퍼 결함 판단부(2931)와 연계될 수 있고, 머신러닝부(291)는 인공지능 모델(2911)과 연계될 수 있다.Referring to FIG. 11 , the scan operation module 290 may include an image processing unit 293, a machine learning unit 291, and a sensing failure determination unit 292. The image processing unit 293 may be linked with the wafer defect determination unit 2931, and the machine learning unit 291 may be linked with the artificial intelligence model 2911.

영상 처리부(293)는 복수의 프로브 유닛들(131) 각각에 대한 스캔 이미지를 생성하고, 이들을 합성하여 웨이퍼와 같은 검사 대상체 전체에 대한 스캔 이미지를 생성할 수 있다. 웨이퍼 결함 판단부(2931)는 영상 처리부(293)로부터 전달받은 스캔 이미지를 이용하여, 웨이퍼의 결함을 판단할 수 있다. 특히, 웨이퍼 결함 판단부(2931)는, 결함 유무 뿐만 아니라, 결함의 종류, 위치 등의 다양한 정보를 모두 획득할 수 있다.The image processing unit 293 may generate a scan image for each of the plurality of probe units 131 and synthesize them to generate a scan image for the entire inspection object such as a wafer. The wafer defect determination unit 2931 may determine defects of the wafer using the scanned image received from the image processing unit 293 . 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.

머신러닝부(291)는 인공지능 모델을 생성할 수 있고, 기계학습을 통해 생성된 인공지능모델(2911)을 활용할 수 있다. 인공지능 모델(2911)은 CNN(Convolutional Neural Networks) 방식의 딥러닝 모델로 구현될 수 있다. 머신러닝부(291)는 인공지능 모델(2911)을 이용하여, 웨이퍼의 임의의 섹터에 대한 결함 가능성을 미리 판단할 수 있다. 특히, 머신러닝부(291)는, 웨이퍼 특정 섹터에서 지속적으로 결함이 발생할 가능성을 판단하여 해당 섹터가 집중적으로 초음파 검사를 받도록 할 수 있다.The machine learning unit 291 may generate an artificial intelligence model, and may utilize the 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. The machine learning unit 291 may use the artificial intelligence model 2911 to determine in advance the possibility of defects in any sector of the wafer. In particular, the machine learning unit 291 may determine the possibility that a defect continuously occurs in a specific sector of the wafer and allow the corresponding sector to undergo an intensive ultrasonic inspection.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 연산 모듈(290)은 결함을 갖는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지 및 결함을 갖지 않는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 학습 대상으로 하여 임의의 3D 스캔 이미지를 입력받아 결함 보유 확률을 출력하도록 학습되는 AI 확률 추정 모델에 기초하여 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound inspection system according to the present invention, the scan operation module 290 sets the 3D scan image of the inspection object with defects and the 3D scan image of the inspection object without defects as learning targets and receives an arbitrary 3D scan image as input to detect defects. It may be configured to estimate a probability that each of the spatial regions of the test object has a defect based on an AI probability estimation model that is learned to output a retention probability.

AI 확률 추정 모델은 인공지능 모델(2911)의 예시일 수 있고, 이미지 분석/분류를 위한 컨볼루셔널 신경망(CNN) 구조를 가질 수 있다. 머신러닝부(291)는 AI 확률 추정 모델을 수립하고, 모델 성능 기준을 만족할 때까지 AI 확률 추정 모델에 대한 기계학습을 수행하여, 학습 완료된 AI 확률 추정 모델의 파라미터들을 저장하고, 필요에 따라 저장된 파라미터들을 업데이트할 수 있다.The AI probability estimation model may be an example of the artificial intelligence model 2911 and may have a convolutional neural network (CNN) structure for image analysis/classification. The machine learning unit 291 establishes an AI probability estimation model, performs machine learning on the AI probability estimation model until a model performance criterion is satisfied, stores the parameters of the AI probability estimation model that has been learned, and stores the stored parameters as necessary. Parameters can be updated.

AI 확률 추정 모델은 결함을 갖는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지 및 결함을 갖지 않는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 학습 대상으로 하여 임의의 3D 스캔 이미지를 입력받아 결함 보유 확률을 출력하도록 학습될 수 있다. AI 확률 추정 모델은 무결함 이미지에 기초하여 결함이 없는 경우의 이미지 특성을 학습할 수 있고, 유결함 이미지에 기초하여 결함이 있는 경우의 이미지 특성을 학습할 수 있다.The AI probability estimation model may be trained to receive a 3D scan image of a test object having defects and a 3D scan image of a test object without defects as learning targets and output a defect retention probability by receiving an arbitrary 3D scan image. The AI probability estimation model may learn image characteristics when there is no defect based on the defect-free image, and image characteristics when there is a defect based on the defect image.

AI 확률 추정 모델은 3D 스캔 이미지를 입력받을 수 있고, 3D 스캔 이미지로부터 CNN 피쳐들을 추출할 수 있고, 학습 완료된 모델 파라미터들에 기초하여 추출된 CNN 피쳐들에 대한 연산을 수행하여 3D 스캔 이미지의 공간 영역들이 결함을 가질 확률값들을 추정할 수 있다. 예를 들면, 3D 스캔 이미지가 x*y*z개의 공간 영역들로 구성되는 경우, AI 확률 추정 모델은 입력된 3D 스캔 이미지에 대해 x*y*z개의 확률값들을 출력할 수 있다.The AI probability estimation model can receive a 3D scanned image, extract CNN features from the 3D scanned image, and perform an operation on the extracted CNN features based on the model parameters that have been learned to calculate the space of the 3D scanned image. It is possible to estimate probabilities of regions having defects. For example, when a 3D scan image is composed of x*y*z spatial regions, the AI probability estimation model may output x*y*z probability values for the input 3D scan image.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 검사 대상체가 갖는 결함의 종류는 보이드(void), 크랙(crack) 및 박리를 포함할 수 있고, AI 확률 추정 모델은 검사 대상체가 갖는 결함의 종류에 따른 3D 스캔 이미지의 차이를 구별하도록 학습되는 AI 결함 분류 모델을 포함할 수 있다.In the ultrasonic inspection system according to the present invention, the types of defects of the inspection object may include voids, cracks, and delamination, and the AI probability estimation model performs a 3D scan according to the types of defects of the inspection object. It may include an AI defect classification model that is trained to discriminate between images.

예를 들면, 검사 대상체가 본딩 웨이퍼인 경우, 웨이퍼 층들 간의 접합 과정에서 보이드나 크랙, 또는 박리와 같은 전형적인 결함이 발생할 수 있다. 이 외에도, 검사 대상체는 전형적 결함들의 조합, 또는 전형적 결함들로 표현하기 어려운 비전형적 결함을 가질 수 있다.For example, when the object to be inspected is a bonding wafer, typical defects such as voids, cracks, or peeling may occur during bonding between wafer layers. In addition to this, the examination object may have a combination of typical defects or an atypical defect that is difficult to express as typical defects.

AI 확률 추정 모델은 다양한 서브 모델들을 가질 수 있으며, 그 중 하나로서 AI 결함 분류 모델을 포함할 수 있다. 서브 모델들은 AI 확률 추정 모델과 함께 생성되고 학습되어 그 일부로서 저장될 수 있다. AI 결함 분류 모델 또한 CNN 구조로 구현될 수 있다. AI 결함 분류 모델은 검사 대상체의 각 공간 영역이 갖는 결함의 종류를 분류하도록 학습될 수 있다. AI 결함 분류 모델은 보이드 이미지를 학습 데이터로 하여 보이드 결함의 특성을 학습할 수 있고, 크랙 및 박리에 대해서도 유사한 방식으로 학습할 수 있다. 예를 들면, AI 결함 분류 모델은 공간 영역이 결함을 가질 확률이 0.5 이상인 경우, 해당 공간 영역의 결함이 보이드일 확률, 크랙일 확률 및 박리일 확률을 계산할 수 있다.The AI probability estimation model may have various sub-models, and one of them may include an AI defect classification model. Sub-models can be created, trained, and stored as part of an AI probability estimation model. The AI defect classification model can also be implemented as a CNN structure. The AI defect classification model may be trained to classify the defect type of each spatial region of the test object. The AI defect classification model can learn characteristics of void defects using void images as training data, and can learn cracks and peeling in a similar manner. For example, the AI defect classification model may calculate a probability that a defect in a corresponding spatial area is a void, a probability that it is a crack, and a probability that it is a delamination when the probability that the spatial area has a defect is 0.5 or more.

본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에서, 스캔 연산 모듈(290)은 검사 대상체의 공간 영역들 중 결함을 가질 확률이 제1 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역을 3D 스캔 이미지 상에 결함 의심 영역으로 추가로 표시할 수 있고, 제1 확률 임계치보다 큰 제2 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역에 대해 AI 결함 분류 모델에 의해 추정되는 결함의 종류를 3D 스캔 이미지 상에 추가로 표시하도록 구성될 수 있다.In the ultrasound inspection system according to the present invention, the scan operation module 290 selects at least one spatial area in which the probability of having a defect exceeds a first probability threshold among spatial areas of the object to be inspected as a suspected defect area on the 3D scan image. It can be further displayed, and the type of defect estimated by the AI defect classification model for at least one spatial region exceeding a second probability threshold greater than the first probability threshold is configured to be further displayed on the 3D scan image. can

3D 스캔 이미지 상에 각 공간 영역의 결함 확률을 오버레이하여 표시해준다면, 3D 스캔 이미지의 가시성이 향상될 수 있다. 특히, 위와 같이 제1 확률 임계치를 초과하는 공간 영역들을 별도의 색상 또는 표식을 통해 결함 의심 영역으로 표시한다면, 관리자나 사용자가 3D 스캔 이미지 중 어떤 영역들을 중점적으로 검토해야 할 것인지가 효율적으로 전달될 수 있다. 예를 들면, 결함 의심 영역으로 표시하기 위한 기준이 되는 제1 확률 임계치는 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75 등 초음파 검사의 품질 요구치에 부합하도록 적절한 수치로 설정될 수 있다.Visibility of the 3D scan image can be improved if the defect probability of each spatial region is displayed overlaid on the 3D scan image. In particular, if the spatial regions exceeding the first probability threshold are marked as defect-suspect regions through separate colors or marks as described above, which regions of the 3D scan image should be reviewed efficiently by the manager or the user. can For example, the first probability threshold, which is a criterion for marking as a suspected defect region, may be set to an appropriate value such as 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, or 0.75 to meet the quality requirements of ultrasound examination.

한편, 공간 영역이 결함을 가질 확률이 매우 높은 경우에는, 해당 공간 영역의 결함 종류도 높은 정확도로 분류될 수 있는 경우가 많을 수 있다. 이에 착안하여, 제1 확률 임계치보다 큰 제2 확률 임계치를 기준으로 이를 초과하는 공간 영역들에 대해서는 AI 결함 분류 모델에 의해 추정되는 결함 종류를 함께 표시하는 방안이 고려될 수 있다. 그에 따르면, 결함 종류가 상대적으로 높은 정확도로 추정되는 영역들에 대해서만 그 결함 종류가 표시될 수 있으므로, 사용자나 관리자에게 부정확한 정보가 주어지는 것이 방지될 수 있다. 예를 들면, 제2 확률 임계치는 0.8, 0.85, 0.9, 0.95 등의 수치로 설정될 수 있다.On the other hand, when the probability that a spatial region has a defect is very high, there may be many cases where the defect type of the corresponding spatial region can also be classified with high accuracy. In view of this, a method of displaying defect types estimated by the AI defect classification model for spatial regions exceeding the second probability threshold based on the second probability threshold that is greater than the first probability threshold may be considered. According to this, since the defect type can be displayed only for regions where the defect type is estimated with relatively high accuracy, it is possible to prevent giving inaccurate information to a user or administrator. For example, the second probability threshold may be set to a numerical value such as 0.8, 0.85, 0.9, or 0.95.

이하에서는, 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파 검사 시스템에 의해 수행되는 초음파 검사 방법을 구성하는 단계들을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 12, steps constituting an ultrasonic inspection method performed by an ultrasound inspection system according to the present invention will be described.

초음파 검사 방법(1200)은 단계(1210) 내지 단계(1240)를 포함할 수 있다. 초음파 검사 방법(1200)은 초음파 검사 시스템의 이송 로봇 모듈, 스캔 제어 모듈 및 스캔 연산 모듈에 의해 수행될 수 있다.The ultrasound examination method 1200 may include steps 1210 to 1240. The ultrasonic inspection method 1200 may be performed by a transfer robot module, a scan control module, and a scan operation module of the ultrasound inspection system.

초음파 검사 방법(1200)은 초음파 검사 시스템에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성될 수 있다. 따라서, 이하에서 생략되는 내용이라 할지라도, 이상에서 초음파 검사 시스템에 대해 설명되는 내용은 초음파 검사 방법(1200)에 대해서도 적용될 수 있다.The ultrasound inspection method 1200 may include steps processed time-sequentially in an ultrasound inspection system. Therefore, even if the content is omitted below, the content described for the ultrasonic inspection system can be applied to the ultrasound inspection method 1200 as well.

단계(1210)에서, 초음파 검사 시스템은, 이송 로봇 모듈을 통해, 검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반할 수 있다.In step 1210, the ultrasound inspection system may transport the inspection object from the loading module to the proper location through the transfer robot module.

단계(1220)에서, 초음파 검사 시스템은, 스캔 제어 모듈을 통해, 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해, 멀티 채널 방식으로 형성되어 검사 정위치에서 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들을 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어할 수 있다.In step 1220, the ultrasonic inspection system is formed in a multi-channel manner to measure the amplitude of the ultrasound echo signal reflected from the inspection object along three directions of the X axis, Y axis, and Z axis through the scan control module. Multi-channel ultrasound scanning may be controlled by using a C-scan method in which a plurality of probe units configured to perform multi-channel ultrasound scanning of an object to be examined are driven in three directions at a specific location.

단계(1230)에서, 초음파 검사 시스템은, 스캔 연산 모듈을 통해, 3방향을 따라 측정되는 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성할 수 있다.In operation 1230, the ultrasound examination system may generate a 3D scan image of the examination object based on amplitudes of ultrasound echo signals measured along three directions through a scan operation module.

단계(1240)에서, 초음파 검사 시스템은, 스캔 연산 모듈을 통해, 3D 스캔 이미지를 분석하여 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정할 수 있다.In operation 1240, the ultrasound examination system may estimate a probability that each spatial area of the object to be inspected has a defect by analyzing the 3D scan image through the scan operation module.

한편, 초음파 검사 방법(1200)은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 즉, 컴퓨터 프로그램은 초음파 검사 방법(1200)을 구현하기 위한 명령어들을 포함할 수 있고, 컴퓨터 프로그램의 명령어들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 모바일 애플리케이션을 포함할 수 있다.Meanwhile, the ultrasound examination method 1200 may be implemented in the form of a computer program stored in a computer-readable storage medium. That is, the computer program may include instructions for implementing the ultrasound examination method 1200, and the instructions of the computer program may be stored in a computer-readable storage medium. A computer program may include a mobile application.

예를 들면, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 컴퓨터 프로그램 명령어들을 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드 및 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.For example, computer-readable storage media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, floptical disks and It may include a hardware device specially configured to store and execute computer program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Computer program instructions may include machine language codes generated by a compiler and high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.As above, the disclosed embodiments have been described with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a form different from the disclosed embodiments without changing the technical spirit or essential features of the present invention. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.

101: 적재 모듈
110: 이송 로봇 모듈
130: 검사 모듈
131: 복수의 프로브 유닛들
140: 지그 유닛
150: 스캔 제어 모듈
160: 구동 수단
180: 증류수 공급부
290: 스캔 연산 모듈101: loading module
110: transfer robot module
130: inspection module
131: a plurality of probe units
140: jig unit
150: scan control module
160: driving means
180: distilled water supply unit
290: scan operation module

Claims (11)

초음파 검사 시스템으로서,
검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반하도록 구성되는 이송 로봇 모듈;
멀티 채널 방식으로 형성되어 상기 검사 정위치에서 상기 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들;
상기 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해 상기 복수의 프로브 유닛들을 상기 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 상기 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하도록 구성되는 스캔 제어 모듈; 및
상기 3방향을 따라 측정되는 상기 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 상기 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하고, 상기 3D 스캔 이미지를 분석하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성되는 스캔 연산 모듈; 을 포함하고,
상기 멀티 채널 방식은 제1 초음파 주파수에 대응하는 제1 채널 내지 제N 초음파 주파수에 대응하는 제N 채널을 갖고,
상기 복수의 프로브 유닛들의 각 프로브 유닛은 상기 제1 초음파 주파수 내지 상기 제N 초음파 주파수 중 어느 하나의 주파수로 상기 검사 대상체에 초음파 펄스 신호를 조사하도록 구성되고,
상기 제1 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제1 Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고, 상기 제N 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제N Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고,
상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리에 기초하여 상기 C-스캔 방식을 제어하도록 구성되며,
상기 검사 대상체는 복수의 웨이퍼들의 접합으로 형성되는 본딩 웨이퍼를 포함하고,
상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 적어도 일부는 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면에 대응하도록 설정되고, 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 나머지 일부는 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 설정되며,
상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 설정하기 위해 Z축 방향을 따라 수행되는 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제1 스캔을 제어하고,
상기 스캔 연산 모듈은 상기 제1 스캔의 결과에 기초하여 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면 및 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정하고,
상기 스캔 제어 모듈은 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정되는 상기 복수의 프로브 유닛들을 제어하여 X-Y축 방향으로 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제2 스캔을 수행하는,
초음파 검사 시스템.As an ultrasonic inspection system,
a transfer robot module configured to transport the test object from the load module to the correct location;
a plurality of probe units formed in a multi-channel manner and configured to perform multi-channel ultrasound scanning of the examination target at the target location;
The multi-channel ultrasound scanning using a C-scan method in which the plurality of probe units are driven along the three directions in order to measure the amplitude of the ultrasound echo signal reflected from the object to be measured along the X, Y, and Z axes. a scan control module configured to control; and
To generate a 3D scan image of the object based on the amplitude of the ultrasound echo signal measured along the three directions, and analyze the 3D scan image to estimate a probability that each of the spatial regions of the object has a defect configured scan operation module; including,
The multi-channel method has a first channel corresponding to a first ultrasonic frequency to an N-th channel corresponding to an N-th ultrasonic frequency,
Each probe unit of the plurality of probe units is configured to irradiate an ultrasonic pulse signal to the test object at any one of the first ultrasonic frequency to the N-th ultrasonic frequency,
The ultrasonic pulse signal having the first ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at a first Z-axis distance, and the ultrasonic pulse signal having the N-th ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at an NZ-th distance;
The scan control module is configured to control the C-scan method based on the first Z-axis distance to the NZ-th distance,
The inspection object includes a bonding wafer formed by bonding a plurality of wafers,
At least a part of the first Z-axis distance to the NZ-th distance is set to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer, and the remaining part of the first Z-axis distance to the NZ-th distance is set to correspond to the plurality of bonding surfaces. It is set to correspond to the inner space of each wafer of the wafers,
The scan control module controls a first scan of the bonding wafer performed along the Z-axis direction to set the first Z-axis distance to the NZ-axis distance,
The scan operation module determines the first Z-axis distance to the NZ-axis distance to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer and an inner space of each wafer of the plurality of wafers based on a result of the first scan. set to different N Z-axis distances,
The scan control module controls the plurality of probe units set to different N Z-axis distances to perform a second scan of the bonding wafer in the XY-axis direction,
Ultrasound Inspection System. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 프로브 유닛들은 서로 다른 N개의 초음파 주파수들에서 동작하도록 구성되는 제1 프로브 유닛 내지 제N 프로브 유닛을 포함하고,
상기 스캔 제어 모듈은 서로 다른 N개의 Z축 거리들에 대한 N개의 B-스캔들에 기초하여 상기 C-스캔 방식을 제어하도록 구성되는, 초음파 검사 시스템.According to claim 1,
The plurality of probe units include first to Nth probe units configured to operate at N different ultrasonic frequencies,
Wherein the scan control module is configured to control the C-scan scheme based on N B-scans for N different Z-axis distances. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스캔 연산 모듈은 상기 3D 스캔 이미지를 임의의 평면으로 분할한 2D 단면 이미지를 제공하도록 구성되는, 초음파 검사 시스템.According to claim 1,
Wherein the scan operation module is configured to provide a 2D cross-sectional image obtained by dividing the 3D scan image into arbitrary planes. 제1항에 있어서,
상기 스캔 연산 모듈은 결함을 갖는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지 및 결함을 갖지 않는 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 학습 대상으로 하여 임의의 3D 스캔 이미지를 입력받아 결함 보유 확률을 출력하도록 학습되는 AI 확률 추정 모델에 기초하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하도록 구성되는, 초음파 검사 시스템.According to claim 1,
The scan operation module takes a 3D scan image of a test object with defects and a 3D scan image of a test object without defects as a learning target, receives an arbitrary 3D scan image, and outputs a defect retention probability AI probability estimation model that is trained and estimating a probability that each of the spatial regions of the object has a defect based on. 제8항에 있어서,
상기 검사 대상체가 갖는 결함의 종류는 보이드(void), 크랙(crack) 및 박리를 포함하고,
상기 AI 확률 추정 모델은 상기 검사 대상체가 갖는 결함의 종류에 따른 3D 스캔 이미지의 차이를 구별하도록 학습되는 AI 결함 분류 모델을 포함하는, 초음파 검사 시스템.According to claim 8,
Types of defects of the inspection object include voids, cracks, and peelings,
The AI probability estimation model includes an AI defect classification model that is learned to distinguish a difference between 3D scan images according to the type of defect of the inspection object. 제9항에 있어서,
상기 스캔 연산 모듈은 상기 검사 대상체의 공간 영역들 중 결함을 가질 확률이 제1 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역을 상기 3D 스캔 이미지 상에 결함 의심 영역으로 추가로 표시하고, 상기 제1 확률 임계치보다 큰 제2 확률 임계치를 초과하는 적어도 하나의 공간 영역에 대해 상기 AI 결함 분류 모델에 의해 추정되는 결함의 종류를 상기 3D 스캔 이미지 상에 추가로 표시하도록 구성되는, 초음파 검사 시스템.According to claim 9,
The scan operation module additionally displays at least one spatial region in which the probability of having a defect exceeds a first probability threshold among spatial regions of the object as a suspected defect region on the 3D scan image, and the first probability And further displaying on the 3D scan image a type of defect estimated by the AI defect classification model for at least one spatial region exceeding a second probability threshold greater than the threshold. 초음파 검사 시스템에 의해 수행되는 초음파 검사 방법으로서,
이송 로봇 모듈을 통해, 검사 대상체를 적재 모듈로부터 검사 정위치로 운반하는 단계;
스캔 제어 모듈을 통해, 상기 검사 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호의 진폭을 X축, Y축 및 Z축의 3방향을 따라 측정하기 위해, 멀티 채널 방식으로 형성되어 상기 검사 정위치에서 상기 검사 대상체에 대한 멀티 채널 초음파 스캐닝을 수행하도록 구성되는 복수의 프로브 유닛들을 상기 3방향을 따라 구동시키는 C-스캔 방식으로 상기 멀티 채널 초음파 스캐닝을 제어하는 단계;
스캔 연산 모듈을 통해, 상기 3방향을 따라 측정되는 상기 초음파 에코 신호의 진폭에 기초하여 상기 검사 대상체의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 스캔 연산 모듈을 통해, 상기 3D 스캔 이미지를 분석하여 상기 검사 대상체의 공간 영역들 각각이 결함을 가질 확률을 추정하는 단계; 를 포함하고,
상기 멀티 채널 방식은 제1 초음파 주파수에 대응하는 제1 채널 내지 제N 초음파 주파수에 대응하는 제N 채널을 갖고,
상기 복수의 프로브 유닛들의 각 프로브 유닛은 상기 제1 초음파 주파수 내지 상기 제N 초음파 주파수 중 어느 하나의 주파수로 상기 검사 대상체에 초음파 펄스 신호를 조사하도록 구성되고,
상기 제1 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제1 Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고, 상기 제N 초음파 주파수를 갖는 초음파 펄스 신호는 제N Z축 거리에 있는 공간 영역에 조사되고,
상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리에 기초하여 상기 C-스캔 방식을 제어하도록 구성되며,
상기 검사 대상체는 복수의 웨이퍼들의 접합으로 형성되는 본딩 웨이퍼를 포함하고,
상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 적어도 일부는 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면에 대응하도록 설정되고, 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리 중 나머지 일부는 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 설정되며,
상기 스캔 제어 모듈은 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 설정하기 위해 Z축 방향을 따라 수행되는 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제1 스캔을 제어하고,
상기 스캔 연산 모듈은 상기 제1 스캔의 결과에 기초하여 상기 본딩 웨이퍼의 적어도 하나의 접합면 및 상기 복수의 웨이퍼들의 각 웨이퍼의 내부 공간에 대응하도록 상기 제1 Z축 거리 내지 상기 제N Z축 거리를 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정하고,
상기 스캔 제어 모듈은 서로 다른 N개의 Z축 거리들로 설정되는 상기 복수의 프로브 유닛들을 제어하여 X-Y축 방향으로 상기 본딩 웨이퍼에 대한 제2 스캔을 수행하는, 초음파 검사 방법.As an ultrasonic inspection method performed by an ultrasonic inspection system,
Transporting the test object from the load module to the correct location through the transfer robot module;
Through the scan control module, it is formed in a multi-channel manner to measure the amplitude of the ultrasonic echo signal reflected from the test object along three directions of the X axis, Y axis, and Z axis, controlling the multi-channel ultrasound scanning by a C-scan method of driving a plurality of probe units configured to perform the multi-channel ultrasound scanning along the three directions;
generating a 3D scan image of the object to be examined based on the amplitudes of the ultrasound echo signals measured along the three directions through a scan operation module; and
estimating a probability that each spatial area of the object has a defect by analyzing the 3D scan image through the scan operation module; including,
The multi-channel method has a first channel corresponding to a first ultrasonic frequency to an N-th channel corresponding to an N-th ultrasonic frequency,
Each probe unit of the plurality of probe units is configured to irradiate an ultrasonic pulse signal to the test object at any one of the first ultrasonic frequency to the N-th ultrasonic frequency,
The ultrasonic pulse signal having the first ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at a first Z-axis distance, and the ultrasonic pulse signal having the N-th ultrasonic frequency is irradiated to a spatial region at an NZ-th distance;
The scan control module is configured to control the C-scan method based on the first Z-axis distance to the NZ-th distance,
The inspection object includes a bonding wafer formed by bonding a plurality of wafers,
At least a part of the first Z-axis distance to the NZ-th distance is set to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer, and the remaining part of the first Z-axis distance to the NZ-th distance is set to correspond to the plurality of bonding surfaces. It is set to correspond to the inner space of each wafer of the wafers,
The scan control module controls a first scan of the bonding wafer performed along the Z-axis direction to set the first Z-axis distance to the NZ-th distance,
The scan operation module determines the first Z-axis distance to the NZ-axis distance to correspond to at least one bonding surface of the bonding wafer and an inner space of each wafer of the plurality of wafers based on a result of the first scan. set to different N Z-axis distances,
The scan control module controls the plurality of probe units set to different N Z-axis distances to perform a second scan of the bonding wafer in the XY-axis direction.
KR1020230001620A 2023-01-05 2023-01-05 Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same KR102552909B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230001620A KR102552909B1 (en) 2023-01-05 2023-01-05 Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230001620A KR102552909B1 (en) 2023-01-05 2023-01-05 Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102552909B1 true KR102552909B1 (en) 2023-07-07

Family

ID=87155151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230001620A KR102552909B1 (en) 2023-01-05 2023-01-05 Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102552909B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116735711A (en) * 2023-08-09 2023-09-12 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Multilayer complex structure workpiece ultrasonic nondestructive testing synthetic C-scan imaging method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100110340A (en) * 2007-12-21 2010-10-12 브이 앤드 엠 프랑스 Non-destructive testing, in particular for tubes during manufacture or in the finished state
JP2019039902A (en) * 2017-08-25 2019-03-14 株式会社東芝 Linear scan ultrasonic flaw detector and linear scan ultrasonic flaw detection method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100110340A (en) * 2007-12-21 2010-10-12 브이 앤드 엠 프랑스 Non-destructive testing, in particular for tubes during manufacture or in the finished state
JP2019039902A (en) * 2017-08-25 2019-03-14 株式会社東芝 Linear scan ultrasonic flaw detector and linear scan ultrasonic flaw detection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116735711A (en) * 2023-08-09 2023-09-12 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Multilayer complex structure workpiece ultrasonic nondestructive testing synthetic C-scan imaging method
CN116735711B (en) * 2023-08-09 2023-10-24 广州多浦乐电子科技股份有限公司 Multilayer complex structure workpiece ultrasonic nondestructive testing synthetic C-scan imaging method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10823703B2 (en) Real-time fusion of ultrasound and eddy current data during non-destructive examination
JP5795651B2 (en) Ultrasonic immersion inspection of members with arbitrary surface contours
US8438929B2 (en) Phased array ultrasonic inspection system for turbine and generator rotor bore
CN107102065A (en) The ultrasonic wave detecting system of one kind of multiple coupled modes
JP6310814B2 (en) Image processing method and ultrasonic inspection method and apparatus using the same
US10118111B2 (en) Apparatus, system, and method for removing gas in an immersion ultrasonic process
US10578586B2 (en) Weld analysis using Lamb waves and a neural network
KR102552909B1 (en) Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method using the same
JP2009540311A (en) Ultrasonic testing equipment with array probe
Zimermann et al. Multi-layer ultrasonic imaging of as-built Wire+ Arc Additive Manufactured components
CN108431592A (en) Equipment and its implementation for controlling and measuring the weld defect on cylindrical wall
KR102517107B1 (en) Ultrasonic Inspection System and Ultrasonic Inspection method using the same
KR102517103B1 (en) Ultrasonic Inspection System
Casula et al. Ultrasonic nondestructive testing of complex components with flexible phased-array transducers
JP7180494B2 (en) Ultrasonic flaw detector and ultrasonic flaw detection method
JP4431926B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method
JPH05333000A (en) Ultrasonic flaw detector
US5046363A (en) Apparatus for rapid non-destructive measurement of die attach quality in packaged integrated circuits
KR102520291B1 (en) Ultrasonic Inspection System
CN113075297A (en) Titanium alloy phased array linear array ultrasonic detection sound field model construction method
JPH09325136A (en) Automatic defect evaluating method for centrifugal type impeller
KR20240053504A (en) Ultrasonic Inspection System
Papanaboina et al. Numerical Simulation of Additively Manufactured Metal Component
US20220404314A1 (en) System and method for automated indication confirmation in ultrasonic testing
Chen et al. Research on ultrasonic TOFD scanning image weld defect detection method based on PyTorch

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant