KR20050103269A

KR20050103269A - 범프 높이 측정 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20050103269A
Application number: KR1020057008071A
Authority: KR
Inventors: 제럴드 브라운; 리차드 고에데켄; 찰스 하리스; 추아흐 심 하크; 위라키엣 와하위산
Original assignee: 세미컨덕터 테크놀로지스 앤드 인스트루먼츠.인크.
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-10-28
Also published as: US20040086198A1; AU2003291745A1; WO2004044831A1; CN1735896A

Abstract

본 발명은 컴포넌트를 검사하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은 컴포넌트 피처로부터의 정반사 또는 비-람베르티안 반사를 생성하기 위하여 컴포넌트 피처를 조사하는 광원을 포함한다. 정반사 또는 비-람베르티안 반사를 수신하고, 컴포넌트 피처로부터 반사된 빛의 점에 대하여 점 휘도(point brightness) 데이터 및 점 위치 데이터를 생성하기 위하여 이미지 센서가 배치된다. 높이 측정 시스템은 점 휘도 데이터 및 점 위치 데이터를 수신하여 피처 높이 데이터(feature height data)를 생성한다.

Description

범프 높이 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR BUMP HEIGHT MEASUREMENT}

본 발명은 컴포넌트 검사 시스템(component inspection system) 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 본 발명은 범프의 높이와 같은 피처 높이(feature height)를 측정하기 위하여 정반사(specular) 또는 비-람베르티안 반사(non-lambertian reflection) 데이터를 사용한 컴포넌트 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이미지 데이터를 사용하는 검사 시스템은 본 기술분야에서 널리 알려져 있다. 이러한 검사 시스템은 전형적으로 코히어런트(coherent) 또는 비-코히어런트(noncoherent) 소스에 의하여 조사된 컴포넌트로부터의 이미지 데이터를 사용하고, 컴포넌트가 소정의 기준에 합치하는지 여부를 결정하기 위하여 이미지 데이터에 대해 이미지 분석 프로세스를 수행한다. 예를 들어, 이미지 데이터 분석은, 컴포넌트가 적절하게 마킹되었는지(marked), 정확한 위치에 피처(features)를 구비하는지, 또는 다른 특별한 기준을 갖는지 결정하기 위해 사용된다. 이와 관련하여 "피처(feature)"는 컨택트(contact)와 같은 원하는 피처, 컨택트의 표면의 밖으로 또는 안으로 확장하는 컨택트 상의 손상과 같은 원치 않는 피처를 포함한다.

이러한 컴포넌트 검사 시스템과 관련된 한 가지 문제점은 컴포넌트의 3차원 형상(aspect)이 이미지 데이터로부터 추론(infer)되어야 한다는 점이다. 따라서, 많은 경우에 있어서 이미지 데이터에서의 표시(indication)가 기준면(plane of reference)의 위 또는 아래로 연장되는 피처에 의한 것인지 결정하기가 곤란하다. 예를 들어 매끄러운 표면을 갖는 객체로부터 반사된 빛은 강한 정반사 컴포넌트와 비교적 약한 람베르티안 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트로부터 반사된 빛에 의하여 생성된 이미지 데이터를 분석하는 것은 정반사에 의하여 발생된 "잡음(노이즈, noise)"에 의해 복잡해 질 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 범프 높이(bump height)를 측정하기 위한 시스템의 도표.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 범프 높이를 측정하는 프로세스에서의 후속 단계를 나타내는 시스템의 도표.

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 프로세스에서의 후속 단계를 나타내는 시스템의 도표.

도 1d, 도 1e 및 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 후속 프로세스 단계들을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상대적 높이의 함수로서의 스폿 휘도(spot brightness)를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범프 콘택트들(bump contacts)을 검사하기 위한 시스템 및 다른 컴포넌트 피처들(component features)의 도표.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비 정반사(nonspecular reflection) 데이터를 이용하여 범프 콘택트들을 검사하기 위한 방법의 흐름도.

본 발명에 따르면 컴포넌트 검사와 관련하여 알려져 있는 문제점들을 극복한 컴포넌트 검사 시스템 및 방법이 제공된다.

특히, 피처 높이(feature height)를 결정하기 위하여 정반사 또는 비-람베르티안 반사의 특성을 이용하는 컴포넌트 검사 시스템 및 방법이 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 컴포넌트를 검사하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 컴포넌트 피처로부터의 정반사 또는 비-람베르티안 반사를 생성하기 위하여 컴포넌트 피처를 조사하는 광원(light source)을 포함한다. 정반사 또는 비-람베르티안 반사를 수신하고, 컴포넌트 피처로부터 반사된 빛의 점에 대하여 점 휘도(point brightness) 데이터 및 점 위치 데이터를 생성하기 위하여 이미지 센서가 배치된다. 높이 측정 시스템은 점 휘도 데이터 및 점 위치 데이터를 수신하여 피처 높이 데이터(feature height data)를 생성한다.

본 발명은 많은 중요한 기술적 장점을 제공한다. 본 발명에 의한 중요한 기술적 장점 중 하나는, 컴포넌트 피처를 분석하기 위하여 정반사 또는 비-람베르티안 반사 데이터를 사용하는 컴포넌트 검사 시스템 및 방법이라는 점이다. 이러한 정반사 또는 비-람베르티안 반사 데이터는 종종 이미지 데이터의 분석을 방해하고 복잡하게 만드는 원치 않는 악영향을 발생시키지만, 본 발명은 이러한 효과를 사용하여 피처의 높이 및 다른 적당한 파라미터의 위치를 결정한다.

본 기술분야의 당업자라면 도면과 관련하여 설명하는 이하의 상세한 설명을 참고하면 본 발명의 장점 및 우수한 특성과 다른 중요한 특징을 더 이해할 수 있을 것이다.

이하의 설명에 있어서 동일한 부분은 명세서 및 도면 전체에 걸쳐 각각 동일한 참조 번호를 이용하여 표시된다. 도면은 반드시 비율에 맞는 것은 아니며, 어떠한 컴포넌트들은 일반화된 또는 개략적인 형태로 도시될 수 있으며, 간단 명료하게 하기 위해 상업적인 디자인에 의해 식별될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 범프 높이를 측정하기 위한 시스템(100A)의 도표이다. 시스템(100A)은 광원(102) 및 광 센서(104)를 포함한다. 일 실시예에서, 광원(102)은 정의된 스폿이 표면에 대한 광원의 반사에 의해 형성되도록 빔을 형성하는 레이저 광원 또는 다른 집속 광원일 수 있다.

광 센서(104)는 NxM 픽셀 배열 내의 복수의 픽셀들을 포함할 수 있으며, 물체로부터 반사되는 광원(102)에 의해 형성되는 점이 광 센서(104)의 픽셀 배열의 하나 이상의 픽셀들을 조사하게 된다. 이러한 방식으로, 광 센서(104)의 광점의 위치는 조사되는 픽셀들의 좌표들로부터 결정될 수 있다. 또한, 광점의 휘도 역시 조사되는 픽셀 각각에서의 휘도를 측정함으로써 직접 측정될 수 있다. 이 실시예에서, 휘도는 광점이 더 많거나 적은 수의 픽셀들을 둘러싸게 하는 확산 보정 또는 다른 요인들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 광점의 위치는 검사 영역의 측면들 상의 기준점을 이용하여 결정될 수 있으며, 또는 다른 적합한 위치, 렌즈 덮개 상의 십자선, 또는 다른 적합한 프로시저가 사용될 수 있다.

도 1a에 도시된 바처럼, 광원(102)으로부터의 광선은 점 A에서 제1 범프로부터 반사되어 점 A'에 광점을 형성한다. 이 도면은 광선의 정반사 또는 비 람베르티안(non-lambertian) 반사를 도시하고 있으며, 여기서 입사각과 반사각은 같다.

도 1b는 범프 높이를 측정하는 프로세스에서의 후속 단계를 나타내는 시스템(100B)의 도표이다. 시스템(100B)은 제2 검사 위치에 있는 제1 범프를 포함하며, 여기서 범프들은 도 1a 내지 도 1b에 도시된 화살표 방향으로 이동할 수 있다. 광원(102)으로부터의 광선은 점 B에서 제1 범프로부터 반사되어 점 B'에 스폿을 형성한다. 이 도면은 정반사 또는 비 람베르티안 반사를 도시하고 있으며, 여기서 광원(102)으로부터의 광선의 입사각은 점 B로부터 점 B'로 광선이 반사되는 각과 같다.

도 1c는 검사 프로세스에서의 후속 단계를 나타내는 시스템(100C)의 도표이다. 광원(102)으로부터의 광선은 점 C에서 제1 범프로부터 반사되어 광 센서(104)에서 점 C'를 형성한다. 반사는 정반사 또는 비 람베르티안 반사일 수 있으므로, 점 A', B' 및 C'에서의 휘도는 가장 밝은 점이 범프의 꼭대기에 또는 점 B'에 위치하게끔 변화한다. 이러한 방식으로, 제1 범프의 높이는 광 센서(104)를 가로지르는 위치의 함수로서 휘도의 변화를 플로팅(plotting)함으로써 결정될 수 있으며, 여기서 범프의 꼭대기는 광 센서(104)상의 점의 휘도가 최대가 되는 지점에 존재한다.

도 1d, 1e 및 1f는 시스템(100d, 100e 및 100f)에 대해 유사한 프로세스를 도시한다. 이러한 다이어그램에서 제2 범프는 화살표 방향으로 이동되고 지점(D, E 및 F)은 제2 범프 상에서 조사된다. 동일하게, 지점(D', E' 및 F')은 도시된 지점에서 광센서(104)를 조사한다. 또한, 제2 범프로부터의 반사가 정반사성(specular)이거나 비-람베르티안(non-lambertian)일 수 있기 때문에, 휘도는 위치의 함수로서 변화하여서 가장 밝은 지점은 E' 지점에서 발생한다. 지점(E')의 광센서(104) 상의 위치는 더 높은 범프에 대한 지점(B')의 광센서(104) 상의 위치보다 낮다. 따라서, 정반사를 이용하여 범프 높이를 측정하는 것이 가능하고, 상대적인 범프 높이는 범프로부터의 반사된 광빔의 피크 휘도에 기초하여 결정될 수 있다.

동작 중에, 시스템(100a 내지 100e)은 범프의 높이가 허용가능한 변동 규격내에 있는지와 같은 평면을 형성하는지를 결정하기 위해 범프 콘택트(bump contact) 또는 기타 피처, 또는 기타 피처의 높이를 검사한다. 라인을 추적하는 레이저 광원을 사용하여, 범프 콘택트의 배열이 라인 건너로 이동될 수 있어서 레이저 광은 범프 콘택트로부터 반사되어서 센서에서 수신된다. 각 범프의 높이는 광센서(104)를 지날 때의 각각의 정반사된 지점 또는 기타 적당한 반사의 광도에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 범프 콘택트의 배열이 신속하게 검사될 수 있고 비평면 콘택트(non-planar contact)가 용이하게 검출되거나 또는 기타 피처의 높이가 용이하게 결정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 스폿 휘도의 예시적인 그래프(200 및 202)를 상대적인 스폿 위치의 함수로서 도시한다. 그래프(200)의 X축은 상대적인 스폿 위치를 나타내고, Y축은 스폿 휘도를 나타낸다. 따라서, 지점(A', B' 및 C')에 의해 형성된 곡선은, 도 1a 내지 1f에서의 제1 범프의 높이에 대응하는 제1 위치에서 피크를 가지는 반면, 지점(D', E' 및 F')에 의해 형성된 곡선은, 더 낮은 제2 범프의 높이에 대응하는 제1 위치에서 피크를 갖는다. 이러한 프로세스를 이용하여, 제1 범프 및 제2 범프의 높이가 동일한지 여부 또는 제1 범프가 제2 범프보다 높거나 낮은지 여부를 결정하는 것이 가능하다. 그래프(200)에 도시된 피크 변동을 이용하여, 실제 높이가 도시된 상대적인 높이로 교정될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 콘택트 높이에 대한 고객-특유의 내성(customer-specified tolerance)이, 볼 격자 배열(ball grid array) 또는 다른 형태의 콘택트 범프의 동일평면화를 위한 수용가능한 범위를 설정하는 데 이용될 수 있다.

그래프(202)의 지점(A', B' 및 C')에 의해 형성된 곡선은 도 1a 내지 1f에서의 제1 범프의 높이에 대응하는 제1 위치에서 피크를 가지는 반면, 도 1a 내지 1f에 도시된 것과는 달리 스폿(X', Y' 및 Z')에 의해 형성된 곡선 또한 제1 범프와 동일한 상대적 범프 높이를 갖는 제2 범프의 높이에 대응하는 같은 위치에서 피크를 갖는다. 또한, 스폿(Y')에서의 피크는 스폿(B')에서의 피크보다 더 낮은 상대 휘도를 갖는다. 본 예시적인 실시예에서, 절대 휘도는 두 개의 범프의 정상부의 상대적인 위치를 결정하지 않지만, 두 개의 범프에 대한 피크 휘도의 상대적인 스폿 위치는 두 개의 범프의 정상부의 상대적인 위치를 결정한다. 따라서, 두 개 범프가 상이한 정반사적인 또는 비-람베르티안 반사성질을 가질 수 있지만, 가장 밝은 스폿의 상대적인 위치는 두 개 범프의 상대적인 높이를 결정하기 위해 여전히 이용될 수 있다.

동일하게, 유사한 프로세스가 범프 콘택트 이외의 피처의 높이를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 그러한 피처는 라인 또는 기타 반사된 이미지를 생성할 수 있고, 선의 선형성 또는 기타 피처에 대한 반사의 휘도 및 상대적인 위치가 피처 높이를 결정하는데 또한 또는 대안적으로 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 범프 콘택트 및 다른 컴포넌트 피처들을 검사하기 위한 시스템(300)의 도면이다. 시스템(300)은 비 람베르티안 데이터 분석 시스템(302) 및 휘도 측정 시스템(304), 점 좌표 시스템(306), 최고 위치 시스템(308), 범프 높이 시스템(310), 및 검사 시스템(312)을 포함하며, 이들 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 적절한 조합으로 구현될 수 있으며, 또한 범용 처리 플랫폼 상에서 동작하는 하나 이상의 소프트웨어 시스템이 될 수도 있다. 그 외에도, 시스템(300)은 비 람베르티안 데이터 분석 시스템(302)에 연결된 광 센서(104) 및 광원(102)을 포함한다. 본 실시예에서 사용된 바와 같이, 하드웨어 시스템은 별개의 반도체 장치들, 주문형 반도체(application specific integrated circuit), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array), 또는 다른 적합한 장치들을 포함할 수 있다. 소프트웨어 시스템은 하나 이상의 객체, 에이전트(agent), 스레드(thread), 코드 라인(line of code), 서브루틴, 별개의 소프트웨어 애플리케이션, 사용자-판독가능 (소스) 코드, 기기-판독가능 (객체) 코드, 둘 이상의 대응되는 소프트웨어 애플리케이션 내의 둘 이상의 코드 라인, 데이터베이스, 또는 다른 적합한 소프트웨어 아키텍처들을 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 소프트웨어 시스템은 운영체계와 같은 소프트웨어 애플리케이션 내의 하나 이상의 코드 라인, 및 특수 용도 소프트웨어 애플리케이션 내의 하나 이상의 코드 라인을 포함할 수 있다.

휘도 측정 시스템(304)은 광 센서(104)로부터 데이터를 수신하고, 광 센서(104)로부터 수신된 데이터로부터 휘도 데이터를 결정한다. 예시적인 일 실시예에서, 광 센서(104)는 N x M 픽셀 배열을 포함하여 휘도 측정 시스템(304)이 각각의 픽셀에서 측정된 휘도를 결정하도록 할 수 있다. 이와 유사하게, 휘도 측정 시스템(304)은, 픽셀들의 그룹 또는 다른 적절한 데이터에 의해 덮여진 영역을 결정하기 위해, 픽셀들의 그룹의 휘도를 측정할 수 있다. 휘도 측정 시스템(304)은 또한, 광원(102)의 휘도가 증가 또는 감소하도록, 광원(102)을 제어할 수 있는데, 이는 휘도 변화량이 픽셀들의 측정 능력(measurement capability)의 중간 범위(median range)에 속하는 것을 보장하기 위함이다.

점 좌표 시스템(306)은 광 센서(104) 상에 작용하는(impinge) 휘도의 점(point of brightness)의 위치를 결정한다. 예시적인 일 실시예에서, 점 좌표 시스템(306)은 N x M 픽셀 배열의 각각의 픽셀에 대한 좌표 데이터를 사용하여, 배열, 라인(line), 또는 반사(specular)나 비 람베르티안 반사(non-lambertian reflection)로 인한 다른 적절한 피처들 상에 작용하는 광점(point of light)에 상대적인 높이 좌표들을 할당할 수 있다. 이와 유사하게, 점 좌표 시스템(306)은, 렌즈 커버 상의 십자형상들(crosshairs), 검사 영역의 둘레(periphery) 또는 다른 위치에 있는 높이 식별자들(height indicators), 또는 다른 적합한 프로세스들을 사용하여, 광 센서(104)를 가로질러 추적하면서 휘도의 점의 좌표를 결정할 수 있다. 점 좌표 시스템(306)은 또한, 점 또는 다른 피처에 둘 이상의 픽셀들을 할당할 수 있고, (X<Y 인 경우, X 픽셀들을 덮는 스폿으로부터 Y 픽셀들을 덮는 스폿에 이르는 것과 같은) 점 상의 퍼짐(spreading)을 보상(compensate)할 수 있으며, 다른 적합한 점 좌표 측정 및 제어 기능들을 수행할 수 있다.

최고 위치 시스템(308)은 휘도 데이터 및 점 좌표 데이터를 수신하여 최고 휘도 위치를 결정한다. 예시적인 일 실시예에서, 최고 위치 시스템(308)은 복수의 점, 라인, 또는 다른 적합한 피처에 대한 휘도 데이터 및 점 좌표 데이터를 수신할 수 있고, 각각의 휘도의 점이 고유한 곡선(curve)을 갖도록 복수의 곡선을 형성할 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 최고 위치 시스템(308)은 측정값들의 미리 결정된 수의 이동 평균(moving average)을 사용할 수 있고, 적절한 범위에서 곡선의 기울기가 양에서 음으로 변하는 때를 검출할 수 있으며, 또는 다른 적합한 최고 위치 기능들이나 프로세스들을 구현할 수 있다.

범프 높이 시스템(310)은 비 람베르티안 데이터 분석 시스템(302)에 의해 측정된 휘도 데이터에 상대적인 또는 실제의 범프 높이들을 할당한다. 예시적인 일 실시예에서, 범프 높이 시스템(310)은 일련의 범프들 또는 공지의 높이를 갖는 다른 피처들을 사용하여 교정될 수 있고, 상대적인 높이 차이들이 실제의 물리적인 측정값들과 같아지도록 교정될 수 있으며, 다른 적합한 프로세스들이 사용될 수도 있다. 범프 높이 시스템(310)은, 상대적인 또는 실제의 범프 높이 데이터, 이를테면, 하나의 범프 높이가 미리 결정된 허용가능 범위에 속하는지 여부, 평탄도(coplanarity)의 결정을 위해 범프들의 그룹이 허용가능 높이 변화를 갖는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있는 데이터, 또는 다른 적합한 범프 높이 데이터를 생성한다.

검사 시스템(312)은 범프 높이 데이터를 수신하고 조사 통과/실패 데이터를 생성한다. 일 예시적인 실시예에서, 검사 시스템(312)은 범프 높이에 대한 허용가능한 변위 범위, 상대적인 변위 범위, 절대 변위 범위 또는 다른 적절한 데이터를 포함하는 중요 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 범프 콘택트 배열의 각 범프 콘택트는 허용가능한 최대 및 최소 높이 한계를 가질 수 있지만, 배열 내의 일련의 범프 콘택트의 동일 평면성(coplanarity)을 정하기 위해 높이 변위의 제2 허용가능한 범위도 지정할 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 일련의 범프들의 높이는 허용가능한 범위보다 높을 수도 낮을 수도 있지만, 일련의 범프들은 허용가능한 동일 평면성(coplanarity)을 가질 수 있다. 유사하게, 범프 높이는 최대 및 최소 높이에 대한 허용가능한 범위 내에 있을 수 있으나, 범프의 동일 평면성은 수용가능하지 못할 수도 있다. 검사 시스템(312)은 그런 조건 및 다른 조건들을 탐지해 컴포넌트를 표시 또는 제거하기 위한 제어 데이터와 같은 적절한 통지 데이터(notification data), 작업자 통지 데이터(operator notification data) 또는 다른 적절한 데이터를 생성할 수 있다.

동작중에, 시스템(300)은 범프 콘택트 또는 다른 피처들이 범프 콘택트로부터 빛의 거울(specular) 또는 비 람베르티안(non-lambertian) 반사를 사용해 검사되게 한다. 시스템(300)은 범프 콘택트로부터 반사된 레이저 빔과 같은 빛 반사를 수신해서, 각 범프 콘택트의 높이에 해당하는 피크 휘도를 정할 수 있다. 시스템(300)은 그 후 상대적 또는 실제 범프 높이에 휘도 피크의 위치를 상호연관해서 최대 및 최소 범프 높이, 동일 평면성 또는 다른 적절한 범프 측정기준에 대한 상세함에 맞는 컴플라이언스(compliance)가 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예를 따라 거울 반사 데이터를 사용해 범프 콘택트를 검사하기 위한 방법(400)의 흐름도이다. 방법(400)은 레이저나 다른 적절한 광원이 하나 이상의 범프 콘택트 또는 콘택트의 행 또는 배열인 범프 콘택트와 같이 높이가 측정될 수 있는 다른 피처를 검사하는데 사용되는 단계(402단계)에서 시작한다. 일 예시적인 실시예에서, 레이저는 하나 이상의 범프 콘택트 행들의 방향과 평행하게 향하는 라인을 추적하는데 사용될 수 있고 범프 콘택트의 행들은 레이저로 그린 선을 향해 이동될 수 있다. 그 후 방법은 404로 진행된다.

단계(404)에서, 거울 반사점 휘도가 측정된다. 일 예시적인 실시예에서, 거울 반사점 휘도는 반사점의 휘도 및 위치가 범프 콘택트 상의 빛의 빔의 위치의 함수로 변하는 거울 또는 비 람베르티안 범프 콘택트 표면에 의해 생성될 수 있다. 유사하게, 라인 또는 해당 반사 피처로부터 광원의 반사에 의해 형성된 피처와 같은 다른 모양도 측정될 수 있다. 그 후 방법은 단계(406)로 진행한다.

단계(406)에서 거울 또는 비 람베르티안 반사점이 정해진다. 일 예시적인 실시예에서, 픽셀 배열은 반사점이 있는 픽셀 또는 픽셀 그룹의 좌표가 위치의 함수로 휘도를 그리는데 사용될 수 있는 것과 같이 사용될 수 있다. 유사하게, 렌즈 커버의 십자선, 검사 영역의 기준점 또는 다른 적절한 절차가 거울 또는 비 람베르티안 반사점의 위치를 정하는데 사용될 수 있다. 그 후 방법은 단계(408)로 진행한다.

단계(408)에서, 검사가 완료되었는지 판단된다. 일 예시적인 실시예에서, 검사된 범프 콘택트 행들의 수가 추적될 수 있고, 웨이퍼나 다이의 길이가 언제 전 웨이퍼 또는 다이가 검사가 되었는지 또는 다른 적절한 절차가 사용될 수 있는지를 판정하는데 사용될 수 있다. 단계(408)에서 검사가 완료되지 않은 것으로 판정되면, 방법은 단계(410)로 진행하고 컴포넌트나 광원이 이동한다. 일 예시적인 실시예에서, 이동은 연속적일 수 있어 단계(410)에서 컴포넌트 이동이 계속된다. 만약 단계(408)에서 검사가 완료된 것으로 판정되면, 방법은 단계(412)로 진행한다.

단계(412)에서 최대 휘도를 갖는 위치가 판정된다. 예시적인 일 실시예에서, 점 이동의 범위 전체에 걸쳐 휘도 값이 측정될 수 있고, 그 이후에 저장된 값들이 표시(plotted)되어 최고 휘도 값의 위치를 판정한다. 또 다른 예시적 실시예에서, 단계(406) 다음에, 예컨대 픽셀 휘도 값의 이동 평균을 이용해서 커브의 기울기를 추적하여 그 기울기에서의 변화가 최대 휘도 측정의 경우를 나타낼 수 있도록 함으로써 최대 휘도를 갖는 위치의 판정이 수행될 수 있다. 또 다른 적합한 프로세스가 이용될 수 있다. 그 다음 방법은 단계(414)로 진행한다.

단계(414)에서 최대 휘도를 갖는 위치에 기초하여 범프의 높이가 판정된다. 예시적인 일 실시예에서는, 그 높이가 상대적인 높이 변이 판정에 이용될 수도 있고, 그 높이는 절대 높이 측정치가 획득되도록 교정될 수도 있으며, 기타 적합한 프로세스가 이용될 수도 있다. 그 다음 방법은 단계(416)로 진행한다.

단계(416)에서 검사 결과가 수용 가능한지 여부가 판정된다. 예시적인 일 실시예에서는, 검사 결과가 허용 가능한 최대 및 최소 높이 값과 비교될 수도 있고, 인접한 범프 콘택트들, 예컨대 평면성(coplanarity)에 있어서의 허용 가능한 높이 변이와 비교될 수도 있으며, 기타 적합한 프로세스가 이용될 수도 있다. 단계(416)에서 범프 높이가 수용 가능한 것이라고 판정되면, 방법은 단계(418)로 진행하고, 예컨대 또 다른 검사의 수행이나, 컴포넌트 패키징이나, 또는 기타 적합한 프로세스 수행에 의하여, 컴포넌트 핸들링 프로세스를 계속한다. 마찬가지로, 단계(416)에서 범프 높이가 수용 가능하지 않다고 판정되면, 방법은 단계(420)로 진행하여 그 단계(420)에서 통지 데이터가 생성된다. 예시적인 일 실시예에서는, 그 통지 데이터에 조작자 ID 데이터, 컴포넌트 이동 또는 컴포넌트 마킹을 위한 제어 데이터, 기타 적합한 통지 데이터가 포함될 수 있다.

동작에 있어서, 방법(400)은 범프 콘택트가 반사, 즉 비-람베르티안 광점(a point of light)의 휘도를 추적하며, 이 경우 그와 같은 범프 콘택트는 반사, 즉 비-람베르티안 반사 특성을 제공한다. 이러한 방식에 의하여, 볼 격자 배열의 평면성, 칩 스케일 패키지 콘택트, 또는 기타 적합한 데이터가 신속하고 정확하게 판정될 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명의 시스템 및 방법에 관한 예시적 실시예들이 상세히 개시되어 있지만, 당업자라면 첨부된 청구범위의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위에서 본 시스템 및 방법에 관하여 다양한 변형 및 치환이 이루어질 수 있음을 알 것이다.

Claims

컴포넌트들을 검사하기 위한 시스템에 있어서,

컴포넌트 피처(component feature)로부터 비 람베르티안 반사(non-lambertian reflection)를 생성하기 위하여 상기 컴포넌트 피처를 조사(illuminating)하는 광원(light source);

상기 비 람베르티안 반사를 수신하고, 휘도 데이터와 위치 데이터를 생성하기 위해서 위치된 이미지 센서; 및

상기 휘도 데이터 및 상기 위치 데이터를 수신하고, 피처 높이 데이터를 생성하는 높이 측정 시스템

을 포함하는 컴포넌트 검사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 광원은, 레이저 광원을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 이미지 센서는, 광 센싱 픽셀들의 배열을 포함하고, 상기 휘도 데이터는, 픽셀 휘도 데이터를 포함하고, 상기 위치 데이터는, 픽셀 어드레스 데이터를 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 높이 측정 시스템은, 픽셀 휘도 데이터를 수신하는 휘도 측정 시스템을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 높이 측정 시스템은, 픽셀 배열 내에서 복수의 픽셀들의 위치를 결정하는 픽셀 어드레스 데이터를 수신하는 점 좌표 시스템을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 높이 측정 시스템은, 상기 위치 데이터와 상기 휘도 데이터를 수신하여, 최대 휘도를 갖는 위치를 결정하는 최고 위치 결정 시스템(peak location system)을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 높이 측정 시스템은, 상기 위치 데이터와 상기 휘도 데이터로부터 범프 콘택트 높이(bump contact height)를 결정하는 범프 높이 시스템을 포함하는 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 피처 높이 데이터를 수신하여, 통과/실패 데이터를 생성하는 검사 시스템을 더 포함하는 시스템.
피처를 측정하기 위한 방법에 있어서,

광원으로 상기 피처를 조사하는 단계;

상기 피처가 이동됨에 따라 비 람베르티안 반사 휘도 및 위치를 측정하는 단계; 및

최고 휘도 값의 위치에 기초하여 상기 피처의 높이를 결정하는 단계

를 포함하는 피처 측정 방법.
제 9항에 있어서,

상기 광원으로 피처를 조사하는 단계는, 레이저 광원으로 상기 피처를 조사하는 단계를 포함하는 피처 측정 방법.
제9항에 있어서,

상기 피처(feature)가 이동함에 따라 상기 비 람베르티안 반사(non-lambertian reflection) 휘도 및 위치를 측정하는 단계는 복수의 픽셀들 각각에서 휘도 값(brightness value)을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 최고 휘도 값(peak brightness value)의 상기 위치에 기초하여 상기 피처의 상기 높이를 결정하는 단계는,

복수의 픽셀들 중 어느 것이 최고 휘도 값을 기록하고 있는지를 결정하는 단계;

저장된 픽셀 좌표 데이터로부터 상기 최고 휘도 값을 기록하는 상기 픽셀의 위치를 결정하는 단계; 및

상기 저장된 픽셀 좌표 데이터와 관련된 교정 데이터(calibration data)에 기초하여 상기 높이를 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제9항에 있어서,

복수의 피처들은 레이저로 그린 선(laser-drawn line)을 사용하여 조사되는 방법.
제9항에 있어서,

상기 피처의 상기 높이에 기초하여 통과/실패 데이터(pass/fail data)를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
볼 콘택트들(ball contacts)의 하나 이상의 선형 열(linear rows)을 갖는 볼 격자 배열(ball grid array)을 검사하기 위한 방법으로서,

레이저로 그린 선(laser-drawn line)을 생성하는 단계;

상기 볼 콘택트들의 선형 열이 상기 레이저로 그린 선에 평행하도록 상기 볼 격자 배열을 정렬시키는 단계;

상기 볼 격자 배열을 상기 레이저로 그린 선 방향으로 이동시키는 단계;

각각의 볼 콘택트로부터의 반사의 휘도를 측정하는 단계; 및

각 점의 휘도가 최고(peak)에 도달한 점(point)을 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 각각의 볼 콘택트로부터의 반사의 휘도를 측정하는 단계는 픽셀 배열에서 상기 반사를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 각 점의 휘도가 최고에 도달한 점을 결정하는 단계는,

픽셀 배열 내의 복수의 픽셀들 각각에 대하여 좌표 데이터를 할당하는 단계; 및

상기 픽셀 배열을 따라 이동함에 따라 각 반사의 휘도 및 위치를 추적하는 단계

를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 각 점의 휘도가 최고에 도달한 점을 결정하는 단계는,

시간 간격 동안 픽셀 배열 내의 복수의 픽셀들 각각에 대한 픽셀 휘도 데이터를 저장하는 단계;

상기 픽셀 휘도 데이터 내에 상기 시간 간격에 걸쳐 형성된 선을 격리시키는 단계; 및

최대 휘도 크기(greatest brightness magnitude)를 갖는 상기 선 내의 상기 픽셀을 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 각 점의 휘도가 최고에 도달한 점을 결정하는 단계는,

위치의 함수로서 시간에 따른 휘도의 변화를 표시하는(plotting) 단계; 및

기울기가 양에서 음으로 변화하는 곳을 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,

각 점의 휘도가 최고에 도달한 상기 점으로부터 각각의 볼 콘택트에 대한 높이를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.