KR102679092B1 - Ct device with improved precision for semiconductor inspection - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CT 장치를 이루는 구성들의 상대적 이동시 원점에 대한 정확한 조정이 가능한 오블릭 CT 장비에 관한 것으로, 엑스레이튜브와, 상기 엑스레이튜브로부터의 빔영역의 중심축에 대해 각도를 가지도록 이송되는 디텍터와, 빔영역 내에서 피검사물을 회전시키는 스테이지와, 상기 디텍터의 탑위치에 대해 오블릭위치로 변경되는 과정에서 스테이지 및 피검사물의 수직 및 수평 위치를 단계적으로 변경시킴으로써 원점을 조정할 수 있는 이송계통을 포함하는 CT 장치를 제공한다. The present invention relates to an oblique CT equipment capable of accurately adjusting the origin during relative movement of the components constituting the CT device, including an X-ray tube, a detector transported at an angle with respect to the central axis of the beam area from the , a stage that rotates the object to be inspected within the beam area, and a transfer system that can adjust the origin by gradually changing the vertical and horizontal positions of the stage and the object to be inspected in the process of changing the top position of the detector to the oblique position. A CT device including:
Description
본 발명은 CT 검사 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 CT 장치를 이루는 구성들의 틸트 각도 형성을 위한 상대적 이동시 원점에 대한 재설정이 가능한 CT 장비에 관한 것이다. The present invention relates to CT examination technology, and more specifically, to CT equipment capable of resetting the origin when the components constituting the CT device are relatively moved to form a tilt angle.
CT(Computed Tomography) 장치는, X선 등의 방사선의 출력원과 피검사체를 투과한 방사선의 수용부를 피검사체의 주위로 회전시키며, 수집된 데이터를 처리하여 피검사체에 대한 2, 3차원 이미지를 획득하는 장치를 말하며 현재는 다양한 산업에 보급되어 있다. A CT (Computed Tomography) device rotates an output source of radiation such as It refers to a device that is acquired and is currently being distributed to various industries.
이러한 CT 장치는 피검사물의 절단이나 분해 없이 불량을 판별해낼 수 있다는 점에서 장점을 가지고 있으며, 의료용으로 주로 사용되는 CT 장비는 피검사체를 고정시켜 촬영기기부가 회전하며 X-ray 촬영을 실시하여 내부 영상을 얻게 되는 장치이다. These CT devices have the advantage of being able to determine defects without cutting or disassembling the test object. CT equipment mainly used for medical purposes fixes the test object and rotates the imaging device to take It is a device that obtains images.
이렇게 비파괴 방식으로 피검사체의 내부를 파괴할 수 있는 장점으로 인하여 CT 장치가 넓은 산업분야에 적용되고 있으며 각 분야의 특수성에 맞추어 수많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 대표적인 산업분야로는 반도체 분야가 있는데 반도체의 직접도를 높이기 위한 유일한 방법인 패키징(Packaging)기법을 통하여 반도체 칩을 적층 설계하고 있다. 이러한 패키징은 칩에 균열이 생기거나 칩 간의 연결 상태를 확인하기 위하여 X-ray 검사를 이용하여 검사하는데, 이때 패키징된 칩의 복잡한 구조로 인하여 3D 단층촬영의 사용이 필수적이다. 즉, 집적도가 향상된 칩의 개발을 위해서는 더욱 정밀하고 응용력이 있는 CT 검사 장비의 개발이 동반되어야 함을 의미한다.Due to the advantage of being able to destroy the inside of an object to be inspected in a non-destructive manner, CT devices are being applied to a wide range of industrial fields, and numerous research and development efforts are being conducted to suit the special characteristics of each field. A representative industrial field is the semiconductor field, where semiconductor chips are stacked and designed through packaging techniques, which is the only way to increase the directness of semiconductors. Such packaging is inspected using X-ray inspection to check for cracks in the chip or the connection between chips. At this time, the use of 3D tomography is essential due to the complex structure of the packaged chip. In other words, the development of chips with improved integration must be accompanied by the development of more precise and applicable CT inspection equipment.
종래에는 단순 2D 방식의 이미지 획득을 통하여 대상의 단층을 검사하는 데 그쳤으나 입체적인 변화를 이해할 수 있도록 3D 검사에 대한 요구가 증대하고 있다. Previously, the object was only inspected through simple 2D image acquisition, but the demand for 3D inspection to understand three-dimensional changes is increasing.
근래에는 촬영장비가 고정되어 있는 종래의 방식에서는 크기가 작거나 넓은 형상의 피검사체의 검사가 어렵기 때문에 이를 기반으로 개선하여 피검사체를 중심으로 일정 각도 안에서 촬영장비를 회전시켜가며 촬영을 수행하는 오블릭 CT(Oblique-CT)에 대한 연구도 꾸준히 증가되고 있다. In recent years, it has been difficult to inspect objects that are small in size or have a wide shape in the conventional method in which the imaging equipment is fixed, so based on this, improvements have been made to perform imaging by rotating the imaging equipment within a certain angle around the object to be inspected. Research on Oblique-CT is also steadily increasing.
일반적인 산업용 3D 오블릭 CT 장비는 피검사체의 유형이나 크기에 큰 제약을 받지 않고 분해 없이 내부의 구조를 확인할 수 있어 내부에서 일어난 손상이나 불량 유무 등을 파악하는데 많이 사용될 수 있다. General industrial 3D oblique CT equipment is not limited by the type or size of the object to be inspected and can check the internal structure without disassembly, so it can be widely used to identify internal damage or defects.
일반적인 산업용 오블릭 CT 장비는 검사 수행 시 회전테이블을 단방향이나 양방향으로 회전시키는 방법으로 검사를 진행하고 있으며, 회전 테이블 하측에 엑스레이 튜브를 위치시키고 상측에 디텍터를 위치시킨 형태로 구성되어 있다. 이때, 엑스레이 튜브의 위치를 고정시킨 상태로 디텍터를 소정 각도 회전시켜가며 피검사체의 다각도 영상을 얻게 된다. Typical industrial oblique CT equipment performs the examination by rotating the rotary table in one or two directions when performing the examination, and is configured with an X-ray tube located at the bottom of the rotary table and a detector located at the top. At this time, while the position of the X-ray tube is fixed, the detector is rotated at a predetermined angle to obtain multi-angle images of the subject.
최근 관련 연구로는 검사 속도 향상에 관한 개발이 있는데 2D 정보를 3D 영상으로 재구성하는 시간을 단축하는 알고리즘을 개발하여 단순히 연구 분석용을 넘어서 실제 산업현장에서 사용 가능한 장비개발이 이루어지고 있다. 또한 검사 속도뿐 아니라 고배율 정밀영상 획득에 관한 연구도 활발하게 이루어지는데 이를 위하여 검사 시 발생하는 진동을 저감하는 구조나 시스템을 개발하는 추세이다.Recent related research includes the development of improvements in inspection speed, and by developing an algorithm that shortens the time to reconstruct 2D information into 3D images, equipment that can be used in actual industrial sites beyond simple research and analysis is being developed. In addition, research is being actively conducted on not only inspection speed but also high-magnification precision image acquisition, and for this purpose, there is a trend to develop structures or systems that reduce vibration occurring during inspection.
상기 오블릭 CT에서 지적되는 한계 중에 하나로 배율의 문제가 있으며, 상기 배율이 엑스레이 튜브와 피검사체의 사이의 거리에 비례하여 결정되기 때문이다. 일부 연구결과로 엑스레이 튜브와 디텍터의 위치를 치환시키는 경우가 있다. 아래의 기술은 이러한 컨셉을 적용한 기술을 제시한다. One of the limitations pointed out in the oblique CT is the problem of magnification, because the magnification is determined in proportion to the distance between the X-ray tube and the object to be examined. As a result of some research, there are cases where the positions of the X-ray tube and detector are replaced. The technology below presents a technology that applies this concept.
한국 공개특허 제10-2018-0080780호는 종래 오블릭 CT 장비를 공개하고 있으며 도 1은 이에 대한 정면도이다. Korean Patent Publication No. 10-2018-0080780 discloses a conventional oblique CT equipment, and Figure 1 is a front view of it.
상기 기술을 살펴보면, 상부에 X-ray 튜브(1)를 위치시켜 X-ray 튜브(1)와 물체와의 거리를 바꿀 수 있어 근접시 고배율의 영상까지 획득할 수 있는 구조를 제시한다. 또한, 이 X-ray 튜브(1)와 피검사체가 올라가는 테이블이 구조적으로 분리되어 있어 X-ray튜브나 테이블을 회전시키는데 사용되는 모터(2)의 진동이 서로 영향을 줄 수 없는 구조를 제안하였다. 이에 따라 디텍터(3)는 테이블의 하부에 배치되어 있다. Looking at the above technology, the X-ray tube (1) is positioned at the top to change the distance between the In addition, this X-ray tube (1) and the table on which the subject is placed are structurally separated, so we proposed a structure in which the vibration of the motor (2) used to rotate the X-ray tube or the table cannot affect each other. . Accordingly, the
상기 기술은 엑스레이 튜브를 피검사체에 최대한 근접시켜 고배율의 영상을 획득할 수 있기 때문에 배율의 조절이 가능한 것이다. 그런데, 이 경우 확대 배율을 획득함에 있어서는 종래의 오블릭 CT 장비에 비하여 이점이 있으나 FOV의 문제가 발생하게 된다. 이를 초점의 제어나 소프트웨어적으로 해결하려는 시도가 있기는 하나 기술적인 난이도가 높다. This technology allows the magnification to be adjusted because a high-magnification image can be obtained by bringing the X-ray tube as close to the subject as possible. However, in this case, there is an advantage over conventional oblique CT equipment in obtaining magnification, but problems with FOV arise. There are attempts to solve this problem through focus control or software, but the technical difficulty is high.
한편, 종래의 오블릭 CT 장비에 대한 다른 문제점으로 회전 중심의 확보에 관한 부분이 지적된다. 오블릭 CT의 경우 필연적으로 두 가지 이상의 요소가 회전 및 이송되어야 하기 때문에 상대적인 이송 과정에서 회전 원점이 지속적으로 변화되는 문제가 발생하였다. 근래에는 해상력이 높아지고 있고 부품이 정밀해짐에 따라 이러한 원점의 변화 문제는 검사의 신뢰성에 큰 영향을 미친다. Meanwhile, securing the center of rotation is pointed out as another problem with conventional oblique CT equipment. In the case of oblique CT, since two or more elements must inevitably be rotated and transferred, a problem occurred in which the origin of rotation continuously changes during the relative transfer process. In recent years, as resolution has increased and parts have become more precise, this change in origin has a significant impact on the reliability of inspection.
이를 해결하기 위하여서는 작업자가 회전 영상을 직접 확인하여 동심도를 파악한 이후에 스캔을 다시 진행하여야 하고 시간과 인력 손실의 문제가 있을 뿐만 아니라 그 정확성을 담보할 수 없는 한계도 있었다. To solve this problem, the operator had to check the rotation image directly to determine the concentricity and then proceed with the scan again, which not only resulted in time and manpower loss, but also had limitations in ensuring accuracy.
이러한 문제점을 인식하여 본 발명은 아래의 연구개발을 통하여 도출되었다. Recognizing these problems, the present invention was derived through the following research and development.
이 특허발명은 2023년도 경기도의 재원으로 차세대융합기술연구원에서 관리하는 「경기도 테스트베드 활용 반도체 기술개발사업」의 지원으로 수행된 연구(AICT-04-TB1) 성과이다. This patented invention is the result of research (AICT-04-TB1) conducted with the support of the “Gyeonggi-do Test Bed Utilization Semiconductor Technology Development Project” managed by the Next Generation Convergence Technology Research Institute with financial resources from Gyeonggi-do in 2023.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래의 CT 장비에서 구성의 움직임에 따른 원점의 변화에 적응이 가능하고 장비의 부담을 경감할 수 있을 뿐만 아니라 검사의 신뢰성을 향상할 수 있는 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the above problems, and is capable of adapting to changes in the origin due to the movement of the configuration in conventional CT equipment, and can reduce the burden on the equipment as well as improve the reliability of inspection. The purpose is to provide a CT device with the function of improving the precision of examination.
본 발명은, 엑스레이를 방출하는 엑스레이튜브(100)와, 상기 엑스레이튜브로부터의 축선(T)에 대응되는 탑위치로부터 틸트위치를 가지는 오블릭위치로 이송될 수 있는 디텍터(200)와, 상기 엑스레이튜브가 하측에 배치되고 디텍터가 상측에 배치되며 피검사물이 상측에 배치되는 스테이지(300)와, 상기 피검사물을 승하강시키는 수직이송부(340)와, 상기 피검사물의 수평위치를 조정하는 수평이송부(330)를 포함하는 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치를 제공한다. The present invention includes an
상기 수직이송부는, 탑위치를 기준으로 설정된 피검사물의 초점포인트(1001)를, 디텍터가 틸트위치보다 축선에 더 가깝게 배치되도록 설정된 임의각도(A)에 위치한 상태에서 수직방향으로 이송하여 디텍터의 각도에 대응되는 회전중심 및 초점을 가지는 수직이송포인트(1001v)로 이송시킬 수 있다. The vertical transfer unit transfers the
상기 수평이송부는, 상기 디텍터가 오블릭위치로 배치된 상태에서 수직이송포인트로 이송된 초점포인트를 수평방향으로 이송하여 원점이송포인트(1001h)로 이송시킴으로써 오블릭 원점을 설정할 수 있다.The horizontal transfer unit can set the oblique origin by transferring the focus point transferred to the vertical transfer point in the horizontal direction to the origin transfer point (1001h) while the detector is placed in the oblique position.
또한, 상기 디텍터를 원호방향으로 이동시키도록 가이드하는 이송경로(320)를 포함할 수 있다. Additionally, it may include a
일실시예에 의하여, 상기 임의각도는 축선을 형성하는 법선방향 및 틸트위치의 사이에서 결정되며, 디텍터(200)의 이송경로(320)를 따른 이송 과정에 연동하여 원점의 위치가 조정될 수 있다. According to one embodiment, the arbitrary angle is determined between the normal direction forming the axis and the tilt position, and the position of the origin can be adjusted in conjunction with the transfer process along the
상술된 본 발명의 구성에 의하여, 종래에 오블릭 CT 검사시 디텍터의 틸트각에 의하여 발생하는 미세한 오차를 무시하거나 알고리즘에 의하여 조정하였던 방식을 개선하여, z축으로 직접 피검사물을 이송하고 원점의 조정이 가능하여지기 때문에 검사 모드의 변경시 관리의 편리성과 신속성 및 경제성이 향상되는 효과가 있다. By the configuration of the present invention described above, the conventional method of ignoring or adjusting the minute error caused by the tilt angle of the detector during oblique CT inspection or adjusting it by an algorithm is improved, and the object to be inspected is directly transferred to the z-axis and located at the origin. Because adjustment is possible, the convenience, speed, and economic efficiency of management are improved when changing the inspection mode.
또한, 수동세팅과정에 비하여 정확성이 비약적으로 높고 자동화된 원점 세팅이 가능하여질 수 있기 때문에 시간과 인력을 절약할 수 있어 생산성이 비약적으로 향상되는 효과가 있다. In addition, since accuracy is dramatically higher than the manual setting process and automated origin setting is possible, time and manpower can be saved, which has the effect of dramatically improving productivity.
도 1은 종래 오블릭 CT 장비에 대한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 기본적인 개념에 따른 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치의 정면도이다.
도 3은 탑위치 및 오블릭위치에서의 방향성 및 원점의 변화를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치에서 원점의 변화에 적응하기 위하여 스테이지가 이송되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT장치에 의하여 조정되는 원점에 대한 엑스레이이미지를 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a front view of a conventional oblique CT equipment.
Figure 2 is a front view of a CT device having a function of improving the precision of semiconductor inspection according to the basic concept of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram for explaining changes in directionality and origin at the top position and oblique position.
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the process in which the stage is transferred to adapt to changes in the origin in the CT device with the function of improving the precision of semiconductor inspection according to the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining an
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a CT device having a function of improving the precision of semiconductor inspection according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.However, the embodiments described below are merely intended to provide a detailed description so that a person skilled in the art can easily implement the invention, and this does not limit the scope of protection of the present invention. doesn't mean
이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the following description, when a part is said to be 'connected' to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is connected with another element or device in between. In addition, when a part is said to 'include' a certain component, this does not mean excluding other components, but may include other components, unless specifically stated to the contrary.
본 발명은 기본적으로 엑스레이튜브와, 상기 엑스레이튜브로부터의 빔영역의 중심축에 대해 각도를 가지도록 이송되는 디텍터와, 빔영역 내에서 피검사물을 회전시키는 스테이지와, 상기 디텍터의 탑위치로부터 오블릭위치로 변경되는 과정에서 스테이지 및 피검사물의 수직 및 수평 위치를 변경시킴으로써 원점을 조정할 수 있는 이송계통을 포함하는 CT 장치를 제공한다. The present invention basically includes an X-ray tube, a detector transported at an angle to the central axis of the beam area from the A CT device including a transfer system that can adjust the origin by changing the vertical and horizontal positions of the stage and the object to be inspected in the process of changing the position is provided.
본 발명의 설명에서 엑스레이 검사의 대상인 피검사물은 반도체를 기본으로 하나, BGA(Ball Grid Array),웨이퍼(Wafer), 배터리 등일 수 있으며 피검사물의 종류가 본 발명의 설명에 제한되지 않는다. In the description of the present invention, the object to be inspected that is the subject of
도 2는 본 발명의 기본적인 개념에 따른 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치의 정면도이다. Figure 2 is a front view of a CT device having a function of improving the precision of semiconductor inspection according to the basic concept of the present invention.
본 발명은 기본적으로 공지의 CT 장치의 원리를 적용하여 피검사물(1000)을 촬영하고 이미지를 분석함으로써 불량 등을 검사할 수 있는 장비를 대상으로 하는데, 엑스레이튜브(100) 및 피검사물(1000)에 대해 직렬인 탑위치와 소정의 경사를 가지는 오블릭위치의 사이에서 디텍터(200)가 이송됨으로써 검사 모드의 변동이 가능하다. The present invention basically targets equipment that can inspect defects, etc. by photographing an inspection object (1000) and analyzing the image by applying the principles of a known CT device. The X-ray tube (100) and the inspection object (1000) The inspection mode can be changed by moving the
피검사물(1000)이 스테이지(300)에 배치되어 있으며, 하측의 고정된 위치에 배치되는 엑스레이튜브(100)와 상측에서 상기 엑스레이튜브(100)로부터 조사되는 빔영역(110)의 축에 축선(T)이 매칭되는 수평면과의 법선 방향 및 상기 축선(T)에 대해 경사진 틸트위치(O)로 방향을 전환할 수 있는 디텍터(200)를 포함하여 구성되어 있다. An object to be inspected (1000) is placed on the stage (300), and an axis line ( It is configured to include a
상기 엑스레이튜브(100)는 내부에 전자총과 타겟을 구비한 엑스선관이 사용될 수 있으며, 엑스레이를 방출하는 장치라면 그 유형은 제한되지 않는다. 상기 엑스레이튜브(100)로부터 엑스레이가 출력되어 피검사물(1000)을 투과하면 디텍터(200)에 의하여 감지되어 피검사물이미지를 생성할 수 있고, 상기 피검사물이미지를 통하여 반도체 등의 검사가 가능한 것이다.The
엑스레이튜브(100)로부터 방출되는 소정의 빔영역은 피검사물(1000) 및 디텍터(200) 측으로 진행될 수록 확산되는 콘 형태를 가질 수 있다. 여기서 축선(T) 및 틸트위치(O)는 상기 디텍터(200)가 피검사물(1000)을 바라보는 방향을 의미하는 것으로 이해할 수 있을 것이다. A predetermined beam area emitted from the
상기 디텍터(200)가 축선(T)에 배치되는 경우 법선방향에서 소정의 2D영상을 획득할 수 있을 것이며, 디텍터(200)가 이송경로(320)를 따라 이송되어 상기 축선(T)에 대해 소정의 틸트각을 형성하여 틸트위치(O)에 배치되는 경우 피검사물(1000)이 회전되면 3D 스캔이 가능하다. When the
상기 디텍터(200)는 소정의 빔영역의 범위 안에서 이동될 수 있으며, 피검사물(1000)을 투과한 엑스레이를 감지하여 이미지를 생성하는 기능을 수행한다. 상기 디텍터(200)는 공지의 엑스레이 검출수단이 적용될 수 있을 것이다. 본 발명의 설명에서 틸트란 축선(T)에서 소정의 경사를 가진 것을 의미하며, 도시된 실시예에서 디텍터(200)의 틸트 방향은 좌우 방향으로 형성되어 있으나 이러한 방향성은 제한되지 않는다. 경우에 따라 X-Y-Z축 전체에 대해 도시된 위치에서 좌표가 변경되는 것도 고려될 수 있다. The
상기 디텍터(200)의 이송을 위하여 이송경로(320)가 형성되며 상기 이송경로(320)는 피검사물(1000)의 위치를 촬영할 수 있는 호 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 이송경로(320)의 일부는 축선(T)에 대응될 수 있다. 상기 이송경로(320)는 레일, 로봇암, 링크바 등 공지의 다양한 이송수단이 고려될 수 있을 것이다. A
도시된 바와 같이 상기 디텍터(200)는 엑스레이튜브(100)로부터의 축선(T)에 대해 틸팅이 가능하도록 구성되었으며, 구조적인 단순성과 제어의 정확성을 위하여 상기와 같이 일방으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. As shown, the
피검사물(1000)의 회전을 위하여 피검사물(1000)을 안착한 상태에서 회전제어가 가능한 스테이지(300)가 구성될 수 있다. 상기 스테이지(300)의 회전을 위한 구성의 도식은 생략하도록 한다. 또한, 이러한 스테이지(300)는 공지의 테이블 또는 트레이를 포함할 수 있다. In order to rotate the
이렇게 스테이지(300) 상에서 디텍터(200)가 틸트되고 피검사물(1000)이 회전되면서 촬영이 이루어지면서 3D 영상을 획득할 수 있는데, 피검사물(1000)은 소정의 부피와 형상을 가지고 디텍터(200)의 틸트각에 의하여 회전중심 및 초점이 변화한다. In this way, the
이렇게 디텍터(200)가 축선(T)으로부터 이송되어 틸트위치(O)로 배치되는 경우 변화하는 원점을 정렬하기 위하여 종래기술의 경우 360° 회전 영상을 직접 확인하여 동심도를 체크하고 피검사물(1000) 등을 이동하는 등의 방식으로 원점을 조정하였다. 그런데, 이와 같은 원점 조정방식의 경우 과도한 노력과 시간이 투입되어야 하며 오차를 줄이기 위하여 반복작업을 하여야 하는 비효율성이 있었다. In this way, when the
본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위하여 이송경로(320)를 통해 디텍터(200)가 이송되어 소정의 틸트각을 형성하는 소위 오블릭 모드(Oblique Mode)로 전환할 때 이에 연동하여 피검사물(1000)의 승하강 및 수평방향의 이송이 이루어지도록 하였다. In the present invention, in order to solve the above problem, when the
상기 피검사물(1000)이 안착되는 스테이지(300)의 높이 제어를 위하여 수직이송부(340)가 구성되었다. 상기 수직이송부(340)는 볼너트 및 샤프트, 기어, 벨트, 링크, 레일, 암 등의 공지의 이송장치가 적용될 수 있다. A
이러한 승하강부(340)는 틸트구동부를 가지는 이송경로(320)에서 디텍터(200)의 이송, 더욱 정확하게는 틸트각의 형성에 따라 연동하여 스테이지(300)를 승하강할 수 있다. This raising and lowering
또한, 원점의 조정을 위하여 상기 스테이지(300)의 X-Y 평면상에서 이송되도록 수평이송부(330)가 구성될 수 있다. 상기 수평이송부(330)는 스테이지(300)를 전후 및/또는 좌우로 이송할 수 있도록 볼너트 및 샤프트, 기어, 벨트, 링크, 레일, 암 등의 공지의 이송장치가 적용될 수 있다. Additionally, the
이러한 수직이송부(340) 및 수평이송부(330)의 연동 작동에 의하여 FOV의 조정이 가능할 것인데, 이러한 작동 순서와 관련된 실시예는 후술하기로 한다. Adjustment of the FOV will be possible through the linked operation of the
상기 스테이지(300)의 이송 제어는 소정의 제어부(미도시)에 의하여 이루어질 수 있는데 원점의 자동적인 조정을 위하여 소정의 인공지능알고리즘을 구비할 수도 있을 것이다. Transport control of the stage 300 may be performed by a predetermined control unit (not shown), and a predetermined artificial intelligence algorithm may be provided to automatically adjust the origin.
도 3은 본 발명의 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치에서 탑위치 및 오블릭위치에서의 방향성 및 원점의 변화를 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 이러한 원점의 변화에 적응하기 위하여 이송되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다. Figure 3 is a conceptual diagram to explain the change in directionality and origin at the top and oblique positions in the CT device with the function of improving the precision of semiconductor inspection of the present invention, and Figure 4 is a diagram showing the This is a conceptual diagram to explain the process.
도 2를 참고하면, 피검사물(1000)이 스테이지(300)에 놓여있으며, 그 저부에는 엑스레이튜브(100)가 배치되어 있다. 디텍터(200)가 스테이지(300)의 법선방향 즉, 축선(T)에 배치되어 있는 상태를 탑위치(210T)로 정의한다. 상기 탑위치(210T)에서는 소정의 초점포인트(1001)에 대한 피검사물(1000)의 엑스레이 이미지가 생성될 것이다. 이러한 검사 모드를 탑 모드(Top mode)로 정의한다. Referring to FIG. 2, an
상기 디텍터(200)를 이송경로(320)를 따라 이송하여 틸트위치(O)로 배치하면 오블릭 모드로 작동됨은 상기와 같고, 따라서 디텍터(200)는 오블릭위치(210o)에 배치된다. 상기 오블릭위치(210o)에서 초점포인트(1001)를 지향할 때, 빔에 대한 각도와 거리가 변화됨을 알 수 있다.As described above, if the
상기 초점포인트(1001)는 탑위치(210T)에서 설정된 피검사물(1000)의 회전중심 및/또는 초점을 나타낸다. 또한, 탑위치(210T) 및 오블릭위치(210o)는 실질적으로 디텍터(200)에서 상기 초점포인트(1001) 또는 변화된 초점포인트와 이미지가 센싱되는 지점을 연결하는 가상의 선을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. The
반도체의 경우 소형이며 작은 두께를 가지고 있으나, 정밀 검사를 위하여 배율을 높이는 경우 상기 오블릭 모드로의 작동시 원점의 변화가 불가피하다. In the case of semiconductors, they are small and have a small thickness, but when magnification is increased for precise inspection, a change in the origin is inevitable when operating in the oblique mode.
도 4는 이해의 편의를 위하여 상기 초점포인트만을 나타내었으며, 피검사물(1000) 및 스테이지를 구성하는 요소들은 제외하고 도시되었다. Figure 4 shows only the focus points for convenience of understanding, excluding the elements constituting the
도시된 축선(T)을 z축으로, 축선(T)에 배치되었을 때 초점포인트(1001)의 수평방향 축을 y축으로 설정하도록 한다. The illustrated axis T is set as the z-axis, and the horizontal axis of the
배율이 크거나 원점의 위치가 회전에 대해 소정의 편심된 위치를 가진다면 상기 초점포인트(1001)를 축선(T)에서 틸트위치(O)으로 이송하여 맞추는 과정은 상당히 까다로우며 시간과 인력의 낭비도 불가피하다. If the magnification is large or the position of the origin has a predetermined eccentric position with respect to rotation, the process of moving the
본 발명에서는 이러한 과정을 최대한 효율화하기 위한 방안을 제안한다. The present invention proposes a method to make this process as efficient as possible.
도 4의 (a)는 상기 초점포인트(1001)가 수직방향으로 이송되는 과정을 나타내고 있다. 상기 수직방향의 위치 이송은 수직이송부(340)에 의하여 이루어질 수 있음은 상기와 같다. Figure 4(a) shows the process in which the
본 발명의 개념에 의하여 1차 이송은 디텍터(200)가 틸트위치(O)보다 축선에 더 가깝게 배치되도록 임의각도(A)를 설정하여 이루어진다. 이러한 임의각도(A)를 기준으로 초점포인트(1001)가 디텍터의 틸트각에 대응되는 회전중심 및 초점을 가지도록 수직이송포인트(1001v)로 이송된다. 상기 임의각도(A)는 축선(T)의 위치인 0도 초과 및 틸트위치(O)의 틸트각 미만 사이에 미리 설정된 각도이다.According to the concept of the present invention, the first transfer is performed by setting a random angle (A) so that the
상기 임의각도(A)는 틸트위치(O)에 대비하여 축선(T)에 가깝기 때문에 수직위치만으로도 초점의 조정이 유의미하다. Since the arbitrary angle (A) is closer to the axis (T) than the tilt position (O), focus adjustment is meaningful only by the vertical position.
상기와 같이 임의각도(A)에 대해 수직이송한 수직이송포인트(1001v)를 기준으로 수평이송의 기준이 마련될 수 있다.As described above, a standard for horizontal transfer can be established based on the vertical transfer point (1001v) vertically transferred at an arbitrary angle (A).
도 4의 (b)는 상기 수직이송포인트(1001v)에 대해 수평방향으로 이송하는 과정을 나타내고 있다. Figure 4(b) shows the process of transferring in the horizontal direction with respect to the vertical transfer point (1001v).
1차적으로 상기 임의각도(A)에 배치된 디텍터(200)에 대해 틸트각에 대응되는 회전중심 및 초점을 가지는 수직이송포인트(1001v)로 초점포인트(1001)가 이송된 상태에서, 다음과 같이 2차적 이송이 이루어진다.With the
상기 2차 이송은 먼저 디텍터(200)가 틸트위치(O)에 대해 배치되어 오블릭 모드로 작동될 수 있도록 마련된다. The secondary transfer is provided so that the
또, 상기 오블릭위치(210o)에 배치된 디텍터(200)를 기준으로 수평이송부(330)에 의하여 피검사물(1000)의 이송이 이루어지며, 이렇게 원점이송포인트(1001h)로의 이송이 완료된다. 상기 원점이송포인트(1001h)로의 이송 과정에서 최종적으로 엑스레이 이미지의 초점이 정렬될 수 있다. In addition, the
경우에 따라 오블릭위치(210o)로 결정한 상태에서 수평과 수직 위치를 동시에 이송하는 것을 고려해볼 수도 있으나 이 경우는 선택의 범위가 크고 이에 따른 시간의 손실 및 최적화의 문제가 발생한다. 또한, 수평위치를 먼저 이송하고 수직위치를 조정하는 경우 회전 원점에 대한 정확한 제어가 어렵고 재조정이 필요할 수 있다.In some cases, it may be considered to transfer the horizontal and vertical positions at the same time with the oblique position (210o) determined, but in this case, the range of choices is large, resulting in time loss and optimization problems. Additionally, if the horizontal position is transferred first and then the vertical position is adjusted, accurate control of the rotation origin may be difficult and readjustment may be necessary.
본 발명에서는 이러한 문제를 모두 해결하기 위하여 1차적으로 임의의 각도에서 수직위치를 설정하고, 2차적으로 오블릭위치에서 수평위치를 최종적으로 조정하여 원점이송포인트(1001h)를 결정하였음에 유의한다. Note that in the present invention, in order to solve all of these problems, the vertical position is first set at an arbitrary angle, and secondarily, the horizontal position is finally adjusted at the oblique position to determine the origin transfer point (1001h).
한편, 상기 오블릭 모드에서 탑 모드로 변경시에는 상기의 역순으로 진행될 수 있으며 이와 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Meanwhile, when changing from the oblique mode to the top mode, the process can be done in the reverse order as above, and overlapping explanations will be omitted.
이상과 같이 디텍터(200)의 소정 검사 모드 작동시 틸트에 의하여 변경되는 원점은 스테이지(300)의 피검사물(1000)의 수직위치와 수평위치를 순차적으로 제어함으로써 제어의 효율성과 정확성이 향상될 수 있는 것이다. As described above, the origin, which is changed by tilt when the
한편, 예를 들어, 소정의 면적을 가지는 피검사물(1000)의 영역을 분할하여 검사할 때 상기 수평이송부(330)가 작동하여 디텍터(200)의 검출영역에서 피검사물(1000)을 이송시킬 수 있을 것이다. 이 경우에도 원점은 변화되며 이에 대한 원점 보정을 위하여 수직이송부(340)가 기능할 수 있다.Meanwhile, for example, when inspecting by dividing the area of the
또한, 소정의 높이방향 레이어의 선택시 높이에 따라 변화되는 초점 또는 원점의 위치를 변화시키기 위하여 수평이송부(330)가 작동되는 것도 고려될 수 있다. In addition, it may be considered that the
도 5는 상기의 예에 따라 오블릭 모드로 작동시 엑스레이이미지를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining an X-ray image when operating in oblique mode according to the above example.
엑스레이이미지(1010)는 디텍터(200)에 의하여 생성된 이미지데이터 또는 디스플레이에 구현된 피검사물(1000)의 이미지일 수 있다. The
상기 탑위치(210T)에서 초점포인트(1001)에 대응하여 피검사물의 이미지가 표현되어 있으며 이는 실선으로 나타난다. At the top position (210T), an image of the object to be inspected is expressed corresponding to the focus point (1001), which is displayed as a solid line.
초기 초점포인트에 대해 상기 수직이송부(340) 및 수평이송부(330)에 의하여 수직이송포인트(1001v) 및 원점이송포인트(1001h)로 변화된 상태가 점선으로 표현되어 있다. The state in which the initial focus point is changed to a vertical transfer point (1001v) and an origin transfer point (1001h) by the
이와 같이 피검사물(1000)의 높이와 수평위치의 조정에 따라 피검사물(1000)의 축선(T)을 의미하는 중심 교차점(참조번호 미표시)으로부터의 정확한 이송위치 설정이 가능하여지는 것이다. In this way, by adjusting the height and horizontal position of the inspected
상기 수직이송부(340)의 높이의 조정은 소정의 제어부에 이루어짐은 상기와 같고, 이송경로(320)에서 디텍터(200)의 오블릭위치(210o)에 해당되는 틸트위치(O) 및 임의각도(A)가 미리 설정되어 있기 때문에 피검사물(1000)의 배치 및/또는 크기 및/또는 형상에 따라 조정되는 위치 값의 차이가 있을 수 있다. 바람직한 실시예에 의하여, 피검사물(1000)의 유형에 따라 미리 설정된 값에 의하여 디텍터(200)의 틸트에 연동하여 높이(v) 및 수평(h) 이송이 자동조정이 이루어질 수 있을 것이다. 상기 설정값으로의 이동시에는 틸트 동작 과정의 진행시 원점 세팅의 동작이 함께 연동하여 이루어지는 것이 효율적이다. As described above, the height of the
또한, 상기 피검사물(1000)에 대한 인공지능의 학습과정을 거쳐 상기 높이 및 수평 위치가 설정되도록 하는 경우도 고려될 수 있을 것이다. In addition, a case where the height and horizontal position of the inspected
추가적인 실시예로, 상기 수평이송부(330) 및/또는 수직이송부(340)의 구동에 의하여 검출을 원하는 높이의 레이어(Layer)를 임의로 선택하여 초점에 맞는 3D 영상을 획득할 수 있을 것이다. In an additional embodiment, by driving the
상술한 본 발명의 반도체 검사의 정밀성 향상 기능을 가지는 CT 장치에 의하여, 종래에 CT 검사시 디텍터의 틸트각에 의하여 발생하는 미세한 오차를 무시하거나 알고리즘에 의하여 조정하는 방식을 개선하여, Z축으로 직접 피검사물을 이송하고 원점의 조정이 가능하여지기 때문에 검사 모드의 변경시 관리의 편리성과 신속성 및 경제성이 향상되는 효과가 있다.By using the above-described CT device with the function of improving the precision of semiconductor inspection of the present invention, the conventional method of ignoring minute errors caused by the tilt angle of the detector during CT inspection or adjusting it by an algorithm has been improved, Since it is possible to transport the inspected object and adjust the origin, the convenience, speed, and economic efficiency of management are improved when changing the inspection mode.
또한, 수동세팅과정에 비하여 정확성이 비약적으로 높고 자동화된 원점 세팅이 가능하여질 수 있기 때문에 시간과 인력을 절약할 수 있어 생산성이 비약적으로 향상되는 효과가 있다. In addition, since accuracy is dramatically higher than the manual setting process and automated origin setting is possible, time and manpower can be saved, which has the effect of dramatically improving productivity.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail based on examples and accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content described in the claims described later.
100...엑스레이튜브 200...디텍터
210o...오블릭위치 210T...탑위치
300...스테이지 320...이송경로
330...수평이송부 340...수직이송부
1000...피검사물 1001...초점포인트
1001v...수직이송포인트 1001h...원점이송포인트
1010...엑스레이이미지100...
210o...oblique position 210T...top position
300...stage 320...transfer path
330...
1000...
1001v...
1010...X-ray image
Claims (3)
상기 엑스레이튜브로부터의 축선(T)에 대응되는 탑위치(210T)로부터 틸트위치(O)를 가지는 오블릭위치(210o)로 이송될 수 있는 디텍터(200);
상기 엑스레이튜브가 하측에 배치되고 디텍터가 상측에 배치되며 피검사물이 상측에 배치되는 스테이지(300);
상기 피검사물을 승하강시키는 수직이송부(340);
상기 피검사물의 수평위치를 조정하는 수평이송부(330);를 포함하며,
상기 수직이송부는,
탑위치를 기준으로 설정된 피검사물의 초점포인트(1001)를, 디텍터가 틸트위치보다 축선에 더 가깝게 배치되도록 설정된 임의각도(A)에 위치한 상태에서 수직방향으로 이송하여 디텍터의 각도에 대응되는 회전중심 및 초점을 가지는 수직이송포인트(1001v)로 이송시키고,
상기 수평이송부는,
수직이송포인트로 이송된 초점포인트를 디텍터가 오블릭위치로 배치된 상태에서 수평방향으로 이송하여 원점이송포인트(1001h)로 이송시킴으로써 오블릭 원점을 설정하는 CT 장치.
X-ray tube 100 that emits X-rays;
A detector 200 that can be transferred from a top position 210T corresponding to the axis T from the X-ray tube to an oblique position 210o having a tilt position O;
A stage 300 on which the X-ray tube is placed on the lower side, the detector is placed on the upper side, and the object to be inspected is placed on the upper side;
A vertical transfer unit 340 that raises and lowers the inspection object;
It includes a horizontal transfer unit 330 that adjusts the horizontal position of the object to be inspected,
The vertical transfer unit,
The focus point (1001) of the object to be inspected, which is set based on the top position, is moved vertically while the detector is located at a random angle (A) set to be closer to the axis than the tilt position, and the rotation center corresponding to the angle of the detector is set. and transferred to a vertical transfer point (1001v) having a focus,
The horizontal transfer unit,
A CT device that sets the oblique origin by transferring the focus point transferred to the vertical transfer point in the horizontal direction with the detector placed in the oblique position and transferring it to the origin transfer point (1001h).
상기 디텍터를 원호방향으로 이동시키도록 가이드하는 이송경로(320);를 포함하는 CT 장치.
According to paragraph 1,
A CT device including a transfer path 320 that guides the detector to move in an arc direction.
상기 임의각도는,
축선을 형성하는 법선방향 및 오블릭위치를 결정하는 틸트위치의 사이에서 설정되는 CT 장치.
According to paragraph 2,
The arbitrary angle is,
A CT device that is set between the normal direction that forms the axis and the tilt position that determines the oblique position.
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KR1020230148864A KR102679092B1 (en) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | Ct device with improved precision for semiconductor inspection |
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KR (1) | KR102679092B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-11-01 KR KR1020230148864A patent/KR102679092B1/en active
Patent Citations (1)
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KR102288818B1 (en) | 2020-08-25 | 2021-08-12 | 주식회사 쎄크 | X-ray inspection apparatus and x-ray inspection system |
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