KR20190053881A - 가시 광선 및 적외선으로 반도체 구성요소를 검사하는 광학 검사 장치 및 광학 검사 방법 - Google Patents

가시 광선 및 적외선으로 반도체 구성요소를 검사하는 광학 검사 장치 및 광학 검사 방법 Download PDF

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Abstract

광학 검사 장치(200)는 반도체 구성요소(2)의 특성을 검출하는데 적합하게 설계된다. 광학 검사 장치는 제1 조명 장치(4, 6), 제2 조명 장치(8, 10) 및 촬상 장치(12, 14)를 포함하며, 상기 제1 조명 장치는 촬상 장치(카메라)로부터 떨어져서 마주하는 반도체 구성요소의 제1 표면 상에 적외선을 방출한다. 적외선은 적어도 비례적으로 반도체 구성요소를 완전히 관통한다. 제2 조명 장치는 촬상 장치를 마주하는 반도체 구성요소의 제2 표면 상에 가시 광선을 방출한다. 촬상 장치는 제1 및 제2 조명 장치 모두로부터 방출된 광 스펙트럼을 검출하고, 가시 광선 및 적외선 광 스펙트럼 모두에 기초한 후속의 이미지 평가의 결과로서 반도체 구성요소의 특성 결함 또는 손상을 결정하기 위해 개별적인 이미지 축소를 제공하도록 설계되어 배열된다.

Description

가시 광선 및 적외선으로 반도체 구성요소를 검사하는 광학 검사 장치 및 광학 검사 방법
반도체 구성요소에 대해 가시 광선 및 적외선을 사용하여 검사하는 광학 검사 장치가 개시된다.
여기에서 반도체 구성요소는 예를 들어 실리콘으로 주로 구성되는 전자 반도체 구성요소이며, "칩" 또는 "다이"라고도 불리워지고 있다. 일반적으로 이러한 유형의 구성요소는 다수의 측면과 하나의 단부면 및 하나의 커버 표면을 구비한 직사각형 또는 정사각형의 단면을 갖고 있다. 구성요소의 측면들과 2개의(바닥 및 상단) 덮개 표면은 이하에서 개괄적으로 표면이라고 한다. 구성요소는 또한 4개가 아닌 다수의 측면을 가질 수 있다.
출원인의 작업 실무로부터 소위 픽업 및 정착 장치(pick-up and depositon device)들이 공지되어 있는데, 이 장치에서 구성요소는 흡입 컵 또는 홀더에 의해 구성요소 테이블로부터 픽업된 후에 캐리어 또는 운반 컨테이너 또는 유사한 것에 놓여진다. 구성요소를 내려 놓기 전에, 일반적으로 구성요소의 검사가 수행된다. 이를 위해, 구성요소의 하나 이상의 측면의 이미지가 하나 이상의 카메라를 사용하여 캡쳐되고, 자동 이미지 처리에 의해 평가된다.
제조 작업 중 또는 완료 후에 반도체 구성요소의 검사를 위한 광학 검사 장치가 종래 기술로서 알려져 있다. 동일 출원인의 DE 10 2010 053 912 B4는 상이한 검사 영역에 구성요소를 이송하는 구성요소 이송 기구를 포함하고 있는, 전자 구성요소의 외관 검사를 위한 광학 검사 장치 및 광학 검사 방법을 개시하고 있다. 상이한 검사 영역에서, 구성요소의 상이한 표면들이 조명되고 상이한 표면의 이미지가 카메라 장치에 의해 캡쳐된다.
DE 10 2012 010 406 A1은 태양 전지의 검사를 위한 장치를 개시한다. 이 장치에서 태양 전지는 상이한 파장 또는 색상의 빛에 의해 연속적으로 조명된다. 태양 전지에 외부 손상이 없음은 각각의 캡처 이미지에 의해 확인된다. 이 외에도, 태양 전지의 후방면은 태양 전지를 부분적으로 투과하는 적외선으로 조명된다. 적외선 범위에서 캡처한 이미지를 사용하여, 태양 전지에 내부 손상이 없음이 확인된다.
DE 11 2008 002 282 T2는 회로 기판의 검사를 위한 장치를 개시한다. 이 경우에 회로 기판은 각각의 경우에 상이한 파장에서의 연속적인 조사에 노출된다. 이미지는 개별적으로 캡처되고 회로 보드의 손상이 없음을 확인하기 위하여 기준 이미지와 비교된다. 조사는 적외선 또는 근적외선 파장 범위의 광을 포함할 수 있다.
WO 2009/124817 A1은 구성요소의 표면을 검출하는 광학 검출 장치 및 방법을 개시한다. 여기에 구성요소의 표면은 상이한 광원 및 상이한 파장의 광에 의해 조명되고, 카메라 장치는 구성요소의 이미지를 캡쳐한다.
US 6 094 263 A은 반도체 구성요소의 광학 검사용 장치를 개시한다. 공통 이미지 캡쳐에 구성요소의 복수의 측면의 기록은 광학 활성 요소의 장치에 의해 가능해진다.
개선된 광학 검사 장치는 다수의 관찰 방향으로부터 손상 또는 특성 결함에 대해 반도체 구성요소의 검사를 가능하게 하는 것이다.
이러한 목적은 광학 검사 장치를 포함하는 특히 구성요소 취급 장치에서, 구성요소의 특성을 검출하기에 적합하게 설계된 광학 검사 장치에 의해 달성된다. 검사 장치는 서로 발산하는 적어도 2개의 검출 스펙트럼을 가지며, 검출 스펙트럼 중 하나는 적외선 범위와 관련되어 있다. 반도체 구성요소의 표면 및 내부의 특성 결함을 동시에 검출하기에 특히 적합하게 설계된다. 광학 검사 장치는 방사선 스펙트럼 및 방사선의 입사각과 관련하여 서로 조화되는 방사선 소스와 협력하기에 적합하고 설계된 촬상 장치를 포함한다. 촬상 장치는 후속의 이미지 평가를 위해 각 검출 스펙트럼에 대해 별개의 이미지 캡처를 제공하는데 적합하게 구성된다.
여기에서 제시하는 광학 검사 장치는 반도체 구성요소의 특성을 탐지하는데 적합하게 설계된다. 광학 검사 장치는 제1 조명 장치, 제2 조명 장치 및 촬상 장치를 포함한다. 제1 조명 장치는 촬상 장치로부터 떨어져서 각각 마주하는 반도체 구성요소의 2개의 표면 상에 적외선을 수직으로 방출하도록 적합하고 설계되는데, 적외선을 적어도 비례적으로 반도체 구성요소를 완전히 관통한다. 제2 조명 장치는 촬상 장치에 각각 마주하는 반도체 구성요소의 2개의 표면 상에 수직으로 가시 광선, 특히 적색광을 방출하는데 적합하고 설계된다. 제1 및 제2 조명 장치에 의한 반도체 구성요소의 조명은 동시에 일어난다. 촬상 장치는 제1 및 제2 조명 장치 모두에 의해 방출된 광 스펙트럼을 검출하고, 후속의 이미지 평가를 위해 가시 광선 및 적외선 스펙트럼 모두에 기초하여 각각의 경우에 반도체 구성요소의 특성 결함 및/또는 손상을 결정하기 위한 개별적인 이미지 캡처를 제공하도록 구성 및 배치된다. 여기에서, 촬상 장치는 적어도 부분적으로 동일한 광학 빔 경로를 사용하여 구성요소의 표면에 의해 반사된 가시 광선을 기록하고 구성요소를 관통하는 적외선을 기록한다.
일 변형예에서, 광학 검사 장치는 가시 광선 및/또는 적외선에 대해 적합한 다수의 광학 활성 요소, 특히 편향 미러, 프리즘, 컬러 필터 및/또는 렌즈를 포함한다.
일 변형예에서, 광학 검사 장치는 적어도 하나의 하프 미러(half mirror)를 포함하며, 여기서 하프 미러는 촬상 장치의 광축에 대해 약 45°의 각도로 배열되고, 제1 및/또는 제2 조명 장치의 광을 광학적으로 결합하여 구성요소로 향하도록 하는데 사용된다. 이 경우에 하프 미러는 구성요소에 의해 반사된 가시 광선 및 구성요소를 관통하는 적외선을 촬상 장치로 향하도록 하는데 적합하게 배치된다.
일 변형예에서, 제1 및/또는 제2 조명 장치는 각각 하나 이상의 LED로 구성된다. 제1 조명 장치의 LED는 적외선(1200nm ± 100nm)을 방출하는데 적합하고, 및/또는 제2 조명 장치의 LED는 가시 광선 예를 들어 적색광(예컨대, 630 nm ± 30 nm)을 방출하는데 적합하다.
일 변형예에서, 제1 및/또는 제2 조명 장치의 LED는 반도체 구성요소의 복수의 표면을 각각 조명하도록 배열된다. 이것은 또한 하나 이상의 광학 활성 요소가 LED에 의해 방출된 광을 반도체 구성요소의 복수의 표면으로 향하게 하는데 사용되는 것에서 또한 실현될 수 있다.
촬상 장치는 2개의 이미징 센서, 특히 카메라 센서를 포함한다. 제1 및 제2 이미징 센서는 반도체 구성요소의 2개의 상이한 표면에 직접 또는 광학 활성 요소에 의해 지시된다. 또한 제1 및 제2 이미징 센서는 제1 조명 장치에 의해 방출된 가시 광선 및 제2 조명 장치에 의해 방출된 적외선 모두를 검출하고 처리하도록 구성되어 배열된다. 또한 2개의 이미징 센서는 가시 광선에 기초하여 그리고 적외선에 기초하여 후속의 이미지 처리를 위해 각각의 경우에 개별적인 이미지 캡쳐를 제공하도록 구성되어 배열된다.
일 변형예에서, 제1 조명 장치 및/또는 제2 조명 장치 및/또는 단일 또는 복수의 광학 활성 요소가 각각의 경우에 다른 것과 독립적으로 배향 및/또는 교정/포커싱되도록 구성되어 배열된다.
반도체 구성요소의 광학 검사를 위한 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
- 반도체 구성요소를 적어도 비례적으로 완전히 관통하는, 적외선으로 반도체 구성요소의 2개의 상이한 표면을 조명하는 단계,
- 가시 광선으로 반도체 구성요소의 2개의 상이한 표면을 조명하는 단계, 여기에서 가시 광선으로 조명된 표면은 적외선으로 조명된 표면의 반대쪽에 각각 놓여있고,
- 가시 광선에 의해 조명된 구성요소의 2개의 표면에 의해 반사된 가시 광선 및 적외선에 의해 조명된 2개의 표면으로부터 구성요소를 관통하는 적외선을 검출하기 위해, 적어도 부분적으로 동일한 광학 빔 경로를 이용하는 적어도 하나의 촬상 장치, 특히 카메라에 의해 검출하는 단계,
- 조명에 사용된 가시 광선 및 조명에 사용된 적외선에 기초하여, 각각 적어도 하나의 이미지 캡쳐를 촬상 장치에 의해 생성하는 단계. 특히, 가시 광선에 의해 조명된 구성요소의 2개의 표면의 방향으로 각각 2개의 이미지 캡쳐를 생성하며, 2개의 이미지 캡쳐 중 하나는 구성요소 표면에 의해 반사된 가시 광선에 기초하여 생성되고, 하나는 구성요소를 관통하는 적외선에 기초하여 생성된다.
- 이미지 캡쳐를 통한 후속의 이미지 평가에 의한 결함 또는 불량에 대해 구성요소를 검사하는 단계.
다른 특징들, 특성들, 이점들 및 가능한 변경들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 이하의 설명을 통해 당업자에게 명백해진다. 도면들은 반도체 구성요소를 위한 광학 검사 장치에 대한 2개의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하는데, 설명되는 장치의 변형예가 도면에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 2개의 카메라가 서로 직각으로 인접하고 적색광에 의해 조명되는 직사각형 윤곽을 갖는 반도체 구성요소의 2개의 표면을 동시에 검출하는 반도체 구성요소의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 동시에, 검사 장치는 적외선이 두 개의 직교 축을 따라 구성요소를 통해 비추어질 수 있게 하며 2개의 카메라에 의해 구성요소를 통해 진행되는 적외선의 검출을 허용한다.
도 1a는 기판으로부터 분리된 반도체 구성요소들을 픽업하기 위한 추출 장치의 개략적인 측면도이다.
도 2는 2개의 카메라가 직사각형 윤곽을 갖는 반도체 구성요소의 2개의 대향 표면을 동시에 검출하는 반도체 구성요소의 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 동시에, 검사 장치는 적외선이 구성요소를 통해 비추어질 수 있게 하며 2개의 카메라에 의해 구성요소를 통해 진행되는 적외선의 검출을 허용한다.
도 1은 광학 검사 장치(100)를 도시한다. 여기에서, 사각형의 윤곽을 갖는 반도체 구성요소(2)의 표면(a) 및 표면(b)은 각각 제1 조명 장치(4, 6)에 의해 적외선(1200nm)으로 조명된다. 조명 장치(4, 6)은 서로 직각으로 배열된 2개의 서브 장치(sub-arrangement)로 이루어지며, 서브 장치는 각각 3개의 LED로 형성된다. 서브 장치(4)는 LED A, B 및 C에 의해 형성되고 서브 장치(6)는 LED G, H 및 I에 의해 형성되며, LED A, B 및 C 및 LED G, H 및 I는 구성요소(2)의 두 표면(a, b) 상에 적외선(1200 nm)을 수직으로(90°± 최대 20°) 방출하는데 적합하게 설계된다.
반도체 재료, 특히 실리콘은 적외선, 특히 근적외선 범위(약 780 nm, 특히 1000 nm, 최대 약 3000 nm / 약어 : NIR)에서 투과 특성을 가지고 있으므로, 조명 장치(4, 6)에 의해 방출된 적외선의 적어도 일부는 반도체 구성요소(2)를 완전히 관통한다. 따라서, 표면(a, b)에서 반도체 구성요소(2) 내로 수직으로 입사한 적외선 광은 표면(c, d)에서 수직으로, 적어도 부분적으로 다시 나온다.
동시에, 반도체 구성요소(2)의 2개의 표면(c, d)은 제2 조명 장치(8, 10)에 의해 적색광(630 nm)으로 조명된다. 조명 장치(8, 10)는 서로 직각으로 배열된 2개의 서브 장치로 이루어지며, 서브 장치는 각각 3개의 LED로 형성된다. 서브 장치(8)는 LED D, E 및 F에 의해 형성되고 서브 장치(10)는 LED J, K 및 L에 의해 형성되며, LED D, E 및 F 및 LED J, K 및 L은 구성요소(2)의 두 표면(c, d) 상에 적색광(630 nm)을 수직으로(90°± 최대 20°) 방출하는데 적합하게 설계된다.
서브 장치(8, 10)에 의해 방출된 적색광은 초기에 포커싱 렌즈(30, 32)를 통과하고, 다음에 하프 미러(22, 24)를 지나서 구성요소 표면(c, d)에 수직으로 충돌한다. 블랙 필름의 차폐(26, 28)는 바람직하지 않은 이탈 또는 산란 광의 발생을 방지한다.
하프 미러(22, 24)는 도시된 장치에서 서브 장치(8 ,10)의 방출 방향에 대해 45°각도로 위치되고, 제2 조명 장치(8, 10)에 의해 방출된 광을 구성요소(2)의 방향으로 진행시키지만 서브 장치(8, 10)의 각각의 방출 방향에 대해 90°의 각도로 구성요소 표면(c, d)에 의해 반대 방향으로 반사된 광을 반사하는데 적합하게 설계된다.
또한, 하프 미러(22, 24)는 구성요소 표면(c, d)에 의해 빛이 반사되었던 이들 방향으로부터 유래하는 적색광과 동일한 방식으로 구성요소 표면(c 및 d)으로부터 나오는 조명 장치(4, 6)의 적외선을 반사시키는데 적합하게 설계된다.
미러(20)는 도 1에 도시된 장치에서 하프 미러(22)에 의해 반사된 적색광 및 적외선의 광빔 경로를 하프 미러(24)에 의해 반사된 적색광 및 적외선에 평행하게 향하게 한다.
도 1은 서브 장치(4, 8 또는 6, 10)에 의해 원래 방출된 적색광 및 적외선을 각각 검출하도록 위치된 2개의 카메라(12, 14)를 또한 도시한다. 2개의 카메라(12, 14)의 검출 방향은 가시 광선으로 조명된 반도체 구성요소의 두 표면(c, d) 중 하나에 각각 향하게 된다.
도 1에 도시된 카메라(12, 14)는 가시적인 적색광에 기초하여 이미지 캡쳐를 생성하고 적외선에 기초하여 이미지 캡쳐를 생성하는데 모두 적합하다. 카메라(12, 14)의 카메라 렌즈(16, 18)는 각각 450 내지 670 nm 및 1100 내지 1200 nm의 파장 범위에 대해 각각 최적화되어 있다. 또한, 카메라는 적색광 및 적외선에 각각 기초하여 구성요소 검사, 특히 손상 및/또는 특성 결함을 결정하기 위한 후속의 이미지 평가에 유용한 이미지 캡처를 하도록 구성 및 배열된다.
이미지 평가에서 현재 검사중인 구성요소에 대한 결정(거부, 전달)은 이미지 처리에 의해, 및/또는 결함/손상이 없는 구성요소의 이미지 캡처와의 비교에 의해 결정된다.
이 검사 장치의 장점은 구성요소(2)의 2개의 표면(a, b)(적색광에 기초한 이미지 캡쳐로 인한)이 외부 손상 및/또는 특성 결함에 대해 검사될 수 있으며, 동시에(적외선에 기초한 이미지 캡쳐로 인한) 구성요소(2)의 내부가 카메라 센서의 위치를 변경하지 않고 손상 및/또는 특성 결함에 대해 검사될 수 있다는 사실에 있다. 표면(c, d)은 검사 평면에서 180°도로 구성요소를 회전한 후에 동일한 방식으로 검사될 수 있다.
기판(40)으로부터 분리된 반도체 구성요소(2)를 픽업하기 위한 추출 장치(extraction device)의 측면도가 도 1a에 도시되어 있다.
검사 장치(100)로부터 떨어져서 마주하는 기판(40)의 측면에는 적어도 부분적으로 기판(40)으로부터 반도체 구성요소(2)를 분리하도록 구성된 분리 유닛(방출 핀 또는 레이저)이 배치된다.
이 도면에서, 기판(40) 상에 제공된 반도체 구성요소(2)를 분리하기 위한 분리 유닛은 명확성을 위해 도시되어 있지 않다. 도 1의 검사 장치도 도시되어 있지 않다.
추출 장치는 수용 유닛(receiving unit)(60)을 포함하는데, 수용 유닛(60)은 기판(40)으로부터 분리된 반도체 구성요소(2)를 수용하고 180°만큼 X-축 주위의 회전 운동에 의해 분리된 반도체 구성요소(2)를 회전시키고 이들을 다른 수용 유닛(62)을 위한 전달 위치로 이송하도록 구성된다.
이를 위해 수용 유닛(60)은 또한 Z-축을 따라 이동하도록 구성된다. 수용 유닛(60)은 둘레에 둘 이상의 픽업을 또한 포함한다. 다른 수용 유닛(62)은 수용 유닛(60)으로부터 전달 위치에서 반도체 구성요소(2)를 수용하여 이들을 검사 위치(도 1에 도시됨)로 이송하도록 구성된다.
전달 위치는 검사 평면에 있으며 검사 위치와 일치하거나 다를 수 있다. 도 1에서 카메라(12, 14)의 이미지 획득 축들은 검사 평면에 놓여있다.
수용 유닛(62)은 검사 위치에서 반도체 구성요소(2)의 검사 후에 반도체 구성요소(2)를 중간 저장소(64)에 저장하도록 또한 구성되며; 다른 수용 유닛(62)은 상응하게 Y-축 및 Z-축을 따라 이동 가능할뿐만 아니라 Z-축을 중심으로 회전 가능하다. 수용 유닛(60) 및 다른 수용 유닛(62)은 여기에서 진공 파지부(vacumm gripper)로서 제공된다.
도 2는 광학 검사 장치(200)를 도시한다. 직사각형 윤곽을 갖는 반도체 구성요소(2)의 표면(a) 및 표면(c)은 제1 조명 장치(4, 6)에 의한 적외선(1200nm)에 의해 각각 조명되며 동시에 제2 조명 장치(8, 10)에 의한 적색광(630 nm)으로 조명된다.
제1 조명 장치(4, 6)는 이 경우에 반도체 구성요소(2)에 대해 대향하여 위치하며 LED들로 각각 형성되는 2개의 서브 장치(4, 6)로 구성된다. 서브 장치(4)는 LED A 및 C에 의해 형성되고 서브 장치(6)는 LED B에 의해 형성되는데, LED A, B 및 C 각각은 구성요소(2)의 표면(a, c)들의 하나에 수직으로 적외선(1200 nm)을 방출하기에 적합하게 설계된다.
제2 조명 장치(8, 10)는 표면(a, c)을 적색광(630 nm)으로 조명한다. 여기에서 조명 장치(8, 10)는 반도체 구성요소(2)에 대해 대향하여 위치하며 LED들로 각각 형성되는 2개의 서브 장치(8, 10)로 구성된다. 서브 장치(8)는 LED D에 의해 형성되고 서브 장치(10)는 LED E 및 F에 의해 형성되는데, LED D, E 및 F 각각은 구성요소(2)의 표면(c, a)의 하나에 수직으로 적색광(630 nm)을 방출하기에 적합하게 설계된다.
조명 장치(4, 6)에 의해 방출된 적외선의 적어도 일부는 반도체 구성요소(2)를 완전히 관통한다. 따라서, 표면(a, c)에서 수직으로(90°± 최대 20°) 반도체 구성요소(2)에 입사한 적외선은 각각 반대쪽의 표면(c, a)으로 적어도 부분적으로 다시 나오게 된다.
도 2에서, 조명 장치(4, 6, 8, 10)에 의해 방출된 적색광 및 적외선은 각각의 경우에서 초기에 포커싱 렌즈(30, 32)를 통과하고, 다음에 하프 미러(22, 24)를 지나서 구성요소 표면(c, a)에 수직으로 충돌한다. 블랙 필름의 차폐(26, 28)는 바람직하지 않은 이탈 또는 산란 광의 발생을 방지한다.
하프 미러(22 및 24)는 도 2에 도시된 장치에서 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 방출 방향에 대해 45°도의 각도로 위치되고, 조명 장치(4, 6, 8, 10)에 의해 방출된 광을 구성요소(2)의 방향으로 진행시키지만 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 방출 방향에 대해 90°의 각도로 구성요소 표면(a, c)에 의해 반대 방향으로 반사된 광을 반사하는데 적합하게 설계된다.
또한, 하프 미러(22, 24)는 구성요소 표면(a, c)에 의해 이전에 빛이 반사되었던 이들 방향으로부터 유래하는 적색광과 동일한 방식으로 구성요소 표면(a, c)으로부터 나오는 조명 장치(4, 6)의 적외선을 반사시키는데 적합하게 설계된다.
상기 장치는 서브 장치(4, 8 또는 6, 10)에 의해 원래 방출된 적색광 및 적외선을 각각 검출하도록 위치된 2개의 카메라(12, 14)를 또한 도시한다. 2개의 카메라(12, 14)의 검출 방향은 가시 광선으로 조명된 반도체 구성요소의 두 표면(a, c) 중 하나에 각각 향하게 된다.
장치에 도시된 카메라(12, 14)는 적색광에 기초한 이미지 캡쳐 및 적외선에 기초한 이미지 캡쳐를 생성하는데 모두 적합하다. 카메라(12, 14)의 카메라 렌즈(16, 18)는 각각 450 내지 670 nm 및 1100 내지 1200 nm의 파장 범위에 대해 각각 최적화되어 있다. 또한, 카메라는 적색광 및 적외선에 각각 기초하여 구성요소 검사, 특히 손상 및/또는 특성 결함을 결정하기 위한 후속의 이미지 평가에 유용한 이미지 캡처를 하도록 구성 및 배열된다.
이 검사 장치의 장점은 구성요소(2)의 2개의 표면(a, c)(적색광에 기초한 이미지 캡쳐로 인한)이 외부 손상 및/또는 특성 결함에 대해 검사될 수 있으며, 동시에(적외선에 기초한 이미지 캡쳐로 인한) 구성요소의 내부가 카메라 센서의 위치를 변경하지 않고 손상 및/또는 특성 결함에 대해 검사될 수 있다는 사실에 있다. 표면(b, d)은 90°도로 구성요소를 회전한 후에 동일한 방식으로 검사될 수 있다.
도 1 및 도 2에서 점선으로 개략적으로 도시된 광학 빔 경로는 전적으로 적색광에 의해 사용되고, 파선으로 도시된 광학 빔 경로는 전적으로 적외선에 의해 사용되며, 쇄선으로 도시된 광학 빔 경로는 적색광 및 적외선 모두에 의해 사용된다.
반도체 구성요소(2)는 픽업 상에 유지된다. 픽업은 별 또는 휠의 형태를 갖는 제1 회전 장치의 일부이다. 제1 회전 장치는 원주 상에 다수의, 예를 들어 8개의 픽업을 가지며 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 각각의 픽업은 부압에 의해 반도체 구성요소를 유지하도록 구성된다. 제1 회전 장치는 실질적으로 동일한 구조이고 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 회전 장치와 협력하며, 반도체 구성요소(2)는 전달 지점에서 제1 회전 장치로부터 제2 회전 장치로 전달될 수 있다. 마찬가지로 제2 회전 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 광학 검사 장치를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 회전 장치는 또한 서로 직각으로 배치될 수 있다.
앞서 설명한 장치의 변형예 그리고 구조 및 작동 양태는 구조, 작동 모드 및 특성을 잘 이해시키기 위한 역할을 하는 것이며, 이들은 단지 예시적인 실시예에 대한 것으로 본 발명을 제한하지 않는다. 도면은 부분적으로 개략적이며 기능, 작동 원리, 기술적 구성 및 특징을 명확히 하기 위해 실질적인 특성 및 효과는 경우에 따라 상당히 확대하여 도시되어 있다. 이 경우, 모든 가능한 조합이 설명된 절차와 관련지어질 수 있도록, 도면 및 명세서에 개시되어 있는 모든 작동 모드, 모든 원리, 모든 기술적 구성 및 모든 특징들은 자유롭게 임의의 방식으로 모든 청구범위, 명세서 및 다른 도면에서의 모든 특징 그리고 명세서에 포함되거나 그로부터 유발되는 다른 작동 모드, 원리, 기술적 구성과 결합될 수 있다. 명세서, 상세한 설명의 각각의 절, 청구범위에서의 개별적인 실시예들 사이에 조합, 그리고 명세서, 청구범위 및 도면에서의 다른 변형예 사이의 조합들도 이 경우에 포함된다. 청구범위는 본 발명 및 서로 실증된 모든 특징의 조합 가능성을 제한하는 것이 아니다. 개시된 모든 특징들은 개별적으로 또한 모든 다른 특징과 함께 여기에서 명백하게 드러난다.

Claims (9)

  1. 직사각형의 반도체 구성요소(2)의 특성을 검출하도록 적합하게 설계된 광학 검사 장치(100, 200)로서,
    제1 조명 장치(4, 6), 제2 조명 장치(8, 10) 및 촬상 장치(12, 14)를 포함하고,
    상기 촬상 장치(12, 14)는 적어도 제1 이미징 센서(12) 및 제2 이미징 센서(14)를 포함하며, 제1 이미징 센서(12) 및 제2 이미징 센서(14)는 반도체 구성요소(2)의 상이한 표면을 각각 향하여 있고,
    상기 제1 조명 장치(4, 6)는 촬상 장치(12, 14)로부터 떨어져서 각각 마주하는 반도체 구성요소(2)의 2개의 표면 상에 수직으로 적외선을 방출하며, 상기 적외선은 적어도 비례적으로 반도체 구성요소(2)를 완전히 관통하고,
    상기 제2 조명 장치(8, 10)는 촬상 장치(12, 14)와 각각 대향하는 반도체 구성요소(2)의 2개의 표면 상에 수직으로 가시 광선을 방출하며, 제1 조명 장치(4, 6) 및 제2 조명 장치(8, 10)는 반도체 구성요소(2)를 동시에 조명하고,
    상기 제1 이미징 센서(12) 및 상기 제2 이미징 센서(14)는 각각 제1 조명 장치(4, 6)에 의해 방출된 광 스펙트럼 및 제2 조명 장치(8, 10)에 의해 방출된 광 스펙트럼을 검출하고, 반도체 구성요소(2)의 특성 결함 또는 손상을 결정하기 위해 가시 광선 및 적외선 스펙트럼 모두에 기초한 후속의 평가를 위해 각각의 경우에서의 개별적인 이미지 갭쳐를 제공하도록 구성되어 배치되고,
    상기 이미징 센서(12, 14)는 구성요소(2)에 의해 반사된 가시 광선을 기록하고 구성요소(2)를 관통하는 적외선을 기록하기 위하여 적어도 부분적으로 동일한 광학 빔 경로를 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  2. 제1항에 있어서,
    검사 장치(100, 200)는 다수의 광학 활성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  3. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,
    검사 장치(100, 200)는 적어도 하나의 하프 미러(22, 24)를 포함하고,
    하프 미러(22, 24)는 촬상 장치(12, 14)의 광축에 대해 약 45°의 각도로 배열되고 제1 및/또는 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 광을 광학적으로 결합하여 구성요소(2)로 향하게 하는 역할을 하며,
    하프 미러(22, 24)는 구성요소(2)에 의해 반사된 가시 광선 및 구성요소(2)를 관통하는 적외선을 촬상 장치(12, 14)로 향하게 하는데 적합하게 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  4. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및/또는 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)는 하나 이상의 LED로 구성되고,
    제1 조명 장치(4, 6)의 LED는 1200nm ± 100nm의 적외선을 방출하며, 및/또는
    제2 조명 장치(8, 10)의 LED는 630nm ± 30nm의 적색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  5. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및/또는 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 LED는 반도체 구성요소(2)의 복수의 표면을 개별적으로 조명하도록 배열되고, 및/또는
    제1 및/또는 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)에 의해 방출된 광은 광학 활성 요소에 의해 반도체 구성요소의 복수의 표면 상으로 반사/지향되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  6. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 조명 장치(4, 6) 및/또는 제2 조명 장치(8, 10) 및/또는, 단일 또는 복수의 광학 활성 요소는 독립적으로 각각 배향 및/또는 교정/포커싱되도록 구성되어 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100, 200).
  7. 제1항에 있어서,
    제1 조명 장치(4, 6)는 반도체 구성요소(2)의 2개의 인접한 표면 상에 적외선을 수직으로 방출하도록 구성되고 배치되는 하나 이상의 LED로 구성되고,
    제2 조명 장치(8, 10)는 제1 조명 장치(4, 6)에 의해 적외선이 보내지는 표면의 반대쪽에 각각 놓여 있는 반도체 구성요소(2)의 2개의 인접한 표면 상에 가시 광선을 방출하도록 구성되어 배치되는 하나 이상의 LED로 구성되며,
    제2 조명 장치(8, 10)의 가시 광선은, 상기 제2 조명 장치(8, 10)의 방출 방향으로 가시 광선에 대해 기결정된 투과율을 가지며 각각의 경우에 180°로 반대쪽의 방향으로부터 가시 광선 및 적외선에 대해 기결정된 반사율을 갖도록 각각 구성되어 배열된 광학 활성 요소(22, 24)에 의해 안내되며,
    가시 광선 및 적외선의 반사 방향은 제2 조명 장치(8, 10)의 방출 방향 및 방출 방향과 180°로 반대쪽의 방향과 다르며,
    촬상 장치는 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14)로 구성되고, 카메라들은 가시 광선 및 적외선에 기초한 이미지 갭쳐를 제공하도록 구성되고 배치되며,
    두 개의 카메라(12, 14) 각각은 가시 광선이 제2 조명 장치(8, 10)에 의해 지향되는 반도체 구성요소(2)의 표면 중 하나를 향하게 되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(100).
  8. 제1항에 있어서,
    제1 조명 장치(4, 6)는 반도체 구성요소(2)의 2개의 대향하는 표면 상에 적외선을 수직으로 방출하도록 구성되고 배치되는 다수의 LED로 구성되고,
    제2 조명 장치(8, 10)는 반도체 구성요소(2)의 2개의 대향하는 표면 상에 가시 광선을 방출하도록 구성되어 배치되는 다수의 LED로 구성되며,
    가시 광선 및 적외선은, 제1 및 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 공통 방출 방향으로 가시 광선 및 적외선에 대해 기결정된 투과율을 가지며 각각의 경우에 180°로 반대쪽의 방향으로부터 가시 광선 및 적외선에 대해 기결정된 반사율을 갖도록 각각 구성되어 배열된 광학 활성 요소(22, 24)에 의해 각각 안내되며,
    가시 광선 및 적외선의 반사 방향은 상기 제1 및 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)의 공통 방출 방향 및 공통 방출 방향과 180°로 반대쪽의 방향과 다르며,
    촬상 장치는 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14)로 구성되고, 카메라들은 가시 광선 및 적외선에 기초한 이미지 갭쳐를 제공하도록 구성되고 배치되며,
    두 개의 카메라(12, 14) 각각은 가시 광선이 상기 제1 및 제2 조명 장치(4, 6, 8, 10)에 의해 지향되는 반도체 구성요소(2)의 표면 중 하나를 향하게 되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치(200).
  9. 반도체 구성요소(2)를 검사하는 광학 검사 방법으로서,
    - 반도체 구성요소(2)를 적어도 비례적으로 완전히 관통하는, 적외선으로 반도체 구성요소(2)의 2개의 상이한 표면을 조명하는 단계,
    - 가시 광선으로 반도체 구성요소(2)의 2개의 상이한 표면을 조명하는 단계로서, 여기에서 가시 광선으로 조명된 표면은 적외선으로 조명된 표면의 반대쪽에 각각 놓여 있고,
    - 가시 광선에 의해 조명된 구성요소(2)의 2개의 표면에 의해 반사된 가시 광선 및 적외선에 의해 조명된 2개의 표면으로부터 구성요소(2)를 관통하는 적외선을 검출하기 위해, 적어도 부분적으로 동일한 광학 빔 경로를 이용하는 적어도 하나의 촬상 장치(12, 14)에 의해 검출하는 단계,
    - 가시 광선에 의해 조명된 구성요소의 표면들에 대해 적어도 2개의 이미지 캡쳐를 생성하는 단계로서, 2개의 이미지 캡쳐 중 하나는 구성요소 표면에 의해 반사된 가시 광선에 기초하여 생성되고, 하나는 구성요소(2)를 관통하는 적외선에 기초하여 생성되고,
    - 이미지 캡쳐를 통한 후속의 이미지 평가에 의해 구성요소의 불량을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 방법.
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