KR20090128612A - 반도체 제조장비의 비전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패키지의 비전 검사시 표면 검사와 측면 검사를 동시에 진행하는 반도체 제조장비의 비전장치에 관한 것이다.

본 발명은 반도체 소자에 대한 비전 검사시 측면 검사를 위한 프리즘측에 빛의 굴절원리를 이용한 매질을 부착하여 워킹 디스턴스를 보상하는 새로운 형태의 비전 방식을 구현함으로써, 표면 검사의 촛점 위치에서도 측면 검사의 촛점이 맞도록 할 수 있고, 이에 따라 반도체 소자에 대한 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서 동시에 수행할 수 있는 반도체 제조장비의 비전장치를 제공한다.

반도체, 비전장치, 표면 검사, 측면 검사, 프리즘, 매질, 워킹 디스턴스

Description

반도체 제조장비의 비전장치{Vision inspection device for semiconductor production}

본 발명은 반도체 제조장비의 비전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패키지의 비전 검사시 표면 검사와 측면 검사를 동시에 진행하는 반도체 제조장비의 비전장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 일련의 공정을 통하여 제조된 후에 출하 전에 정밀한 검사를 마치게 되는데, 이러한 정밀 검사는 반도체 소자의 패키지 내부 불량뿐만 아니라, 그 외관에 미소한 결함이 발생하더라도 성능에 치명적인 영향을 미치게 되므로, 전기적인 동작 검사뿐만 아니라, 비전 카메라를 이용한 외관 검사와 같은 여러 가지 검사를 수행하게 된다.

이와 같이 반도체 소자들은 컴퓨터, 가전제품 등에 사용되는 중요 부품으로서, 생산 후 출하 전에 반드시 정밀한 검사를 거치게 되고, 이들 반도체 소자들은 여타의 부품들보다 고도의 정밀성을 요구하므로 패키지 내부적인 요소 뿐만 아니라 그 외형에 있어 조금의 결함이라도 발생하면 성능에 치명적인 영향을 끼치게 된다.

이러한 반도체 소자들의 외형적 결함은 CCD 카메라 등을 이용한 비전 검사에 의해 이루어지고 있으며, 반도체 소자의 표면에 대한 마킹이나 스크래치 등의 결함과 측면에 대한 버어 등의 결함을 동시에 검사하고 있다.

도 1은 종래 반도체 소자의 검사를 위한 비전장치를 나타내는 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 비전장치는 비전 검사 영역(10), 프리즘(11), 카메라(12) 등으로 구성되고, 상기 비전 검사 영역(10)의 내부에 반도체 소자가 위치되면 카메라(12)는 반도체 소자의 표면과 프리즘(11)을 통한 반도체 소자의 측면을 동시에 촬영하는 방식으로 되어 있다.

여기서, 미설명 부호 13은 픽커이고, 14는 비전 라이트이고, 15는 반도체 소자를 나타낸다.

그러나, 종래 반도체 소자의 비전 검사 방식은 표면 검사와 측면 검사를 동시에 수행하는 경우 워킹 디스턴스(Working distance;파사체와의 거리)의 차이(L₁ < L₂)로 인해 어느 한쪽에 촛점을 맞추면, 예를 들면 표면에 촛점을 맞추면 측면은 촛점이 맞지 하게 되므로 선명한 영상을 얻을 수 없고, 결국 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 측면 검사에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 없는 문제가 있다.

이를 해소하기 위하여 표면검사와 측면검사시 거리차를 두고 픽커를 상하로 구동하여 2단으로 제어하면서 검사를 하거나, 예를 들면 반도체 소자의 위치를 위아래로 옮겨가면서 한 번은 표면에 촛점을 맞춰 표면 검사를 진행하고 한 번은 측 면에 촛점을 맞춰 측면 검사를 진행하는 등 두 번에 걸쳐 검사를 진행하거나, 또는 비전 검사 영역을 각각 별도로 구성하여 검사를 진행하고 있다.

그러나, 이러한 방식은 픽커의 상하 구동에 따른 제어의 복잡함 뿐만 아니라 구조적으로나 공간적인 측면에서도 불리하고, 두 번 검사에 따른 장비의 생산성 저하 등을 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체 소자에 대한 비전 검사시 측면 검사를 위한 프리즘측에 빛의 굴절원리를 이용한 매질을 부착하여 워킹 디스턴스를 보상하는 새로운 형태의 비전 방식을 구현함으로써, 표면 검사의 촛점 위치에서도 측면 검사의 촛점이 맞도록 할 수 있고, 이에 따라 반도체 소자에 대한 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서 동시에 수행할 수 있는 반도체 제조장비의 비전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 비전장치는 비전 검사 영역, 프리즘, 카메라 등을 포함하는 한편, 상기 프리즘의 일단에 공기보다 굴절률이 큰 매질(媒質)을 부착하여 반도체 소자의 측면 검사시 발생하는 워킹 디스턴스를 보상할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 매질은 프리즘과 일체형 또는 프리즘에 부착형으로 이루어진 형태의 것을 적용할 수 있으며, 또한 이때의 매질은 유리나 아크릴, 또는 프리즘과 동일한 재질의 투명한 소재로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 비전장치는 프리즘에 부착되어 있는 매질을 통해 측면 검사시 발생되는 워킹 디스턴스를 보상하는 비전 검사방식을 적용함으로써, 반도체 소자의 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서 동시에 수행할 수 있으며, 따라서 비전장치와 관련한 제어나 구조 등을 단순하게 구성할 수 있고, 특히 한 번의 검사에 따른 장비의 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 검사를 위한 비전장치를나타내는 개략도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 비전장치는 반도체 소자의 표면 검사와 측면 검사를 동시에 수행하는 장치로서, 기본적으로 픽커(13)에 의해 픽업된 반도체 소자(15)가 검사를 위해 위치되는 영역인 비전 검사 영역(10)이 조성되고, 상기 비전 검사 영역(10)의 하부로는 카메라(12)가 배치되며, 상기 비전 검사 영역(10)의 내부에는 측면 검사를 위해 빛을 꺽어주는 프리즘(11)이 배치된다.

이때의 상기 비전 검사 영역(10)의 주변으로는 촬영시의 조도 확보를 위한 비전 라이트(14)가 설치되고, 상기 프리즘(11)의 경우에는 반도체 소자가 갖는 4면의 측면을 모두 검사하기 위하여 4개가 갖추어져 있다.

즉, 반도체 소자가 위치될 비전 검사 영역(10)의 중심부를 기준하여 전후 및 좌우 위치에 각 1개씩의 프리즘(11)이 배치된다.

특히, 본 발명에서는 광경로상에 공기보다 굴절률이 큰 매질(媒質)을 부착함 으로써 반도체 소자의 측면 검사시 발생하는 워킹 디스턴스를 보상할 수 있다.

예를 들면, 상기 프리즘(11)의 하단에는 빛의 굴절을 유도하는 일정 두께의 매질(16)이 부착되어 있으며, 이에 따라 반도체 소자의 측면에 대한 검사시 빛이 매질(16)을 통과하여 굴절되면서 측면 검사시 발생하는 워킹 디스턴스를 보상할 수 있다.

즉, 상기 프리즘(11)의 하단에 굴절률이 공기보다 큰 매질을 부착하면, 매질 내에서의 빛의 굴절 때문에 물체(반도체 소자의 측면)는 실제보다 더 가까운 위치에 있는 것처럼 보이므로, 측면 검사시 매질을 사용하지 않을 때보다 실질적으로 촛점 거리를 늘려주는 효과를 얻을 수 있다.

이에 따라, 측면쪽의 워킹 디스턴스 L₂를 상기 매질(15)이 보상해 줌으로써, 대략 표면쪽의 워킹 디스턴스 L₁과 대략 같아지게 된다.

결국, 반도체 소자의 표면과 측면에 대한 결함 검사시 표면의 촛점 위치에서도 측면의 촛점 위치를 맞출 수 있으므로, 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서 동시에 수행하는 것이 가능하게 된다.

이러한 매질(15)은 프리즘(11)의 제작시 프리즘(11)측에 일체형으로 성형되거나, 또는 별도 제작된 후 광학용 접착제 등에 의해 일체식으로 부착될 수 있다.

또한, 상기 매질(15)의 소재로는 유리, 아크릴, 프리즘과 동일한 재질 등의 투명한 소재를 적용할 수 있다.

특히, 상기 매질(15)의 경우 그 두께를 달리하거나, 또는 다양한 굴절률을 갖는 매질을 선택하여 촛점거리를 가변시킬 수 있는데, 예를 들면 8×8×8mm의 규격으로 이루어진 프리즘의 경우에는 대략 3mm 정도의 두께를 갖는 BK7 등과 같은 소재의 매질(15)을 적용하는 것이 최적의 선명도를 확보하는 측면에서 바람직하다.

이와 같은 매질(15)의 경우에는 보통의 렌즈와 같은 복잡한 가공을 필요로 하는 형상이 아니라, 얇은 직육면체 형태의 단순한 부재 형태의 유리나 기타 투명 재질로 제작할 수 있기 때문에 그 제작 과정이 단순하고, 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 픽커(13)에 의해 픽업된 반도체 소자(15)가 비전장치의 비전 검사 영역(10) 내에 위치되면, 카메라(12)에 의해 촬영이 개시되고, 이렇게 촬영한 영상은 도 4에 도시한 바와 같은 형식으로 확인할 수 있게 된다.

이때, 반도체 소자(15)의 측면 검사를 위한 워킹 디스턴스의 경우 매질(15)로 인해 보상을 받을 수 있고, 이에 따라 카메라(12)의 표면쪽의 촛점을 맞춘 위치에서도 측면쪽의 촛점이 맞게 되고, 결국 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 반도체 소자(15)의 선명한 측면 영상을 얻을 수 있다.

이와 같이, 반도체 소자에 대한 비전 검사시 표면 부분과 측면 부분의 촛점을 동시에 맞추기 위해 측면쪽의 광 경로에 공기보다 밀한 재질의 유리 혹은 기타 투명한 소재의 매질을 추가한 광학계를 적용함으로써, 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서, 즉 픽커를 구동하여 반도체 소자의 위치를 움직이지 않고도 동시에 수행할 수 있다.

도 1은 종래 반도체 소자의 검사를 위한 비전장치를 나타내는 개략도

도 2는 종래의 비전장치를 이용하여 촬영한 반도체 소자의 표면과 측면 사진

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 검사를 위한 비전장치를나타내는 개략도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전장치를 이용하여 촬영한 반도체 소자의 표면과 측면 사진

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 비전 검사 영역 11 : 프리즘

12 : 카메라 13 : 픽커

14 : 비전 라이트 15 : 반도체 소자

16 : 매질(媒質)

Claims (5)

1. 비전 검사 영역, 프리즘, 카메라 등을 포함하는 반도체 제조장비의 비전장치에 있어서,

   광경로상에 공기보다 굴절률이 큰 매질(媒質)을 부착하여 반도체 소자의 측면 검사시 발생하는 워킹 디스턴스를 보상할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 비전장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 매질은 프리즘과 일체형 또는 프리즘에 부착형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 비전장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 매질은 유리나 아크릴, 또는 프리즘과 동일한 재질의 투명한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 비전장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 매질은 그 두께를 달리하여 촛점거리를 가변시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 비전장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 반도체 소자의 검사시 표면 검사와 측면 검사를 동일 위치에서 동시에 측정가능하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비의 비전장치.

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