KR20210021171A - 제품 검사 장치 및 방법과, 이를 이용한 반도체 제조 시스템 및 제조 방법 - Google Patents

제품 검사 장치 및 방법과, 이를 이용한 반도체 제조 시스템 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 제품 검사 장치는 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하도록 구성되는 광 조사기, 테스트 대상 반도체 제품 상부에 광 조사기와 기 설정된 각도 이격 설치되어, 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하도록 구성되는 카메라, 라인 빔을 조사하는 매 사이클마다 카메라가 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 라인 이미지 수집부, 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 2차원 이미지 가공부 및 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 가공부를 포함하도록 구성될 수 있다.

Description

제품 검사 장치 및 방법과, 이를 이용한 반도체 제조 시스템 및 제조 방법{Apparatus and Method for Inspection of Device, Fabrication System and Method of Semiconductor Device Using the Same}
본 기술은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제품 검사 장치 및 방법과 이를 이용한 반도체 제조 시스템 및 제조 방법에 관한 것이다.
메모리, 비메모리 등의 반도체 디바이스는 FAB(Fabrication)에서 웨이퍼 상태로 가공된 후 와이어 본딩, 몰딩 등의 과정을 통해 제조되고 여러 가지 테스트 과정을 거친 후 이를 통과한 디바이스만이 출하되게 된다.
반도체 디바이스를 제조하는 수많은 공정에서 디바이스의 품질이 보장되어야 하는 것은 아무리 강조해도 부족하지 않으며, 반도체 디바이스의 품질을 실시간으로 확인하고 불량품을 사전에 검출할 수 있어야 한다.
본 기술의 실시예는 반도체 디바이스 제조 공정 중에 디바이스의 양불을 실시간으로 확인 및 검출할 수 있는 제품 검사 장치 및 방법과, 이를 포함하는 반도체 제조 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 제품 검사 장치는 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하도록 구성되는 광 조사기; 상기 테스트 대상 반도체 제품 상부에 상기 광 조사기와 기 설정된 각도 이격 설치되어, 상기 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하도록 구성되는 카메라; 상기 라인 빔을 조사하는 매 사이클마다 상기 카메라가 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 라인 이미지 수집부; 상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 2차원 이미지 가공부; 및 상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 가공부;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 제품 검사 방법은 반도체 제조 장비에 탑재되는 제품 검사 장치의 제품 검사 방법으로서, 상기 제품 검사 장치가 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하는 단계; 상기 제품 검사 장치가 상기 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하는 단계; 상기 제품 검사 장치가 상기 라인 빔을 조사하는 매 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 단계; 상기 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 단계;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 제조 시스템은 컨트롤러; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 동작하며, 반도체 제품의 제조, 가공, 조립 및 검사에 사용되는 장비 중에서 선택되는 반도체 제조 장비; 및 상기 반도체 제조 장비에 마운트되어 상기 컨트롤러의 제어에 따라 동작하며, 단일 광원 및 단일 카메라로 촬상한 이미지로부터 2차원 및 3차원 형상 정보를 획득하여 테스트 대상 반도체 제품의 양불을 판별하도록 구성되는 제품 검사 장치;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 제조 방법은 제품 검사 장치가 탑재된 반도체 제조 장비를 포함하는 반도체 제조 시스템의 동작 방법으로서, 반도체 제품을 제 1 제품 검사 장치로 로딩하여 1차 외관 검사를 수행하는 단계; 상기 1차 외관 검사 결과 양품으로 판별됨에 따라 상기 반도체 제조 장비를 통해, 상기 반도체 제품의 제조 공정을 수행하는 단계; 상기 제조 공정이 완료된 상기 반도체 제품을 제 2 제품 검사 장치로 로딩하여 2차 외관 검사를 수행하는 단계; 및 상기 2차 외관 검사 결과 양품으로 판별된 상기 반도체 제품에 대한 후속 공정을 수행하는 단계;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술에 의하면, 반도체 디바이스 제조 공정 중에 반도체 디바이스의 외관을 단일 광원 및 단일 카메라로 촬상한 이미지로부터 2차원 및 3차원 형상 정보를 획득하여 양불을 판별할 수 있다.
더욱이 이러한 제품 검사 장치가 반도체 제조 장비에 통합 구현됨에 따라 별도의 외관 검사 장치를 설치하기 위한 공간이 낭비되지 않으며, 제품 제조 공정과 병행하여 외관 검사가 진행될 수 있어 공정 시간(Turn Around Time; TAT)을 단축시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 반도체 제조 시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 제품 검사 장치의 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 실시예들에 따른 제품 검사 장치의 설치도이다.
도 7은 라인 빔 조사 위치의 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 검사대상 제품으로부터 획득한 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 의한 제품 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 의한 반도체 제조 장비의 구성도이다.
도 11은 일 실시예에 의한 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 반도체 제조 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 의한 반도체 제조 시스템(10)은 반도체 제조 장비(100), 컨트롤러(110), 입력 장치(120) 및 출력 장치(130)를 포함하며, 반도체 제조 장비(100)에는 제품 검사 장치(200)가 마운트될 수 있다.
반도체 제조 장비(100)는 반도체 제품의 제조, 가공, 조립 및 검사에 사용되는 다양한 반도체 장비일 수 있다.
일 실시예에서, 반도체 제조 장비(100)는 테스트 핸들러일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 테스트 핸들러는 고객 트레이로부터 테스트 트레이 쪽으로 반도체 제품을 자동으로 이송시킨 후 테스트 헤드에 반도체 제품의 입출력단자들을 접촉시켜 전기적 테스트를 수행하는 장비일 수 있다.
컨트롤러(110)는 반도체 제조 시스템(10)의 동작 전반을 제어하도록 구성된다. 도시하지 않았지만, 컨트롤러(110)는 반도체 제조 시스템(10)을 동작시키기 위한 소프트웨어 또는 펌웨어에 따라 동작하는 프로세서와, 반도체 제조 시스템(10)의 동작에 필요한 각종 시스템 데이터, 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등이 저장 및 로딩될 수 있는 동작 메모리를 포함하여, 하드웨어 및 이 하드웨어 상에서 실행되고 저장되는 소프트웨어가 결합된 형태로 구성될 수 있다.
입력 장치(120)는 작업자가 반도체 제조 시스템(10)에 접근할 수 있는 환경을 제공하며 키보드, 마우스 터치 패널 등과 같은 다양한 입력 장치를 구비할 수 있다.
출력 장치(130)는 반도체 제조 시스템(10)의 동작 상황을 작업자가 인지할 수 있는 환경을 제공하며 디스플레이, 스피커 등과 같은 다양한 출력 장치를 포함할 수 있다.
제품 검사 장치(200)는 반도체 제조 장비(100)에 마운트되어 컨트롤러(110)의 제어에 따라 반도체 디바이스의 외관을 검사하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제품 검사 장치(200)는 단일의 광원을 통해 라인 빔을 조사함에 따라 디바이스로부터 반사되는 신호를 단일 카메라를 통해 촬상하여 2차원 및 3차원 이미지로 가공하도록 구성될 수 있다. 제품 검사 장치(200)는 가공된 이미지에 기초하여 반도체 제품의 양불을 판별하는 한편, 출력 장치(130)를 통해 가공된 이미지를 출력하도록 구성될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 제품 검사 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 제품 검사 장치는 광 조사기(210), 카메라(220), 라인 이미지 수집부(230), 픽셀 정보 추출부(240), 2차원 이미지 가공부(250), 3차원 이미지 가공부(260) 및 장비 인터페이스(270)를 포함할 수 있다.
광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔을 조사하도록 구성될 수 있으며, 조사되는 빔은 가시광 영역의 레이저 빔일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT) 상방에 수직 또는 기울기를 갖도록 설치되어 라인 빔을 조사할 수 있다. 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)의 일단부터 종단까지 기 설정된 간격마다 빔을 조사할 수 있으며, 이를 위해 광 조사기(210)가 기 설정된 방향(제 1 방향)을 따라 이동하거나 테스트 대상 제품(DUT)을 기 설정된 방향(제 1 방향)을 따라 이동시킬 수 있다. 광 조사기(210) 또는 테스트 대상 제품(DUT)을 제 1 방향으로 이동시키면서 라인 빔을 조사할 때, 라인 빔의 길이 방향이 제 1 방향과 수직하는 제 2 방향이 되도록 조사될 수 있다.
카메라(220)는 테스트대상 제품(DUT) 상부에 광 조사기(220)와 기 설정된 각도 이격되어 설치될 수 있다. 광 조사기(220)가 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔을 조사함에 따라 카메라(220)는 테스트 대상 제품(DUT)으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하도록 구성될 수 있다.
광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)에 복수 사이클로 라인 빔을 조사할 수 있다. 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔이 조사될 때, 라인 빔 조사 위치 및 그 주변은 라인 빔의 확산, 굴절 등에 의한 주변광, 검사 장소의 조명 등에 노출된다. 따라서, 카메라(220)는 라인 빔 조사 위치 뿐 아니라 그 주변 영역 또한 촬상할 수 있다. 각 라인 빔 조사 사이클에서, 라인 빔 및 주변광에 의해 카메라(220)가 촬상할 수 있는 영역을 "사이클별 촬상 영역"이라 지칭하기로 한다.
라인 이미지 수집부(230)는 카메라(220)에 의해 촬상된 사이클별 촬상 영역의 이미지로부터 촬상 진행 방향, 다른 관점에서는 스캔 방향인 1 방향의 각 픽셀에 대한 라인 이미지를 추출할 수 있다.
픽셀 정보 추출부(240)는 라인 이미지 수집부(230)에서 수집한 각 라인 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환할 수 있다. 다른 관점에서, 픽셀 정보 추출부(240)는 스캔 방향으로 배열된 각 픽셀별 각 라인 이미지의 명도를 추출할 수 있다.
2차원 이미지 가공부(250)는 픽셀 정보 추출부(240)로부터 라인 이미지별 그레이 스케일 레벨을 제공받고 전체 촬상 영역에 대해 스티칭하여 2차원 이미지를 생성할 수 있다.
3차원 이미지 가공부(260)는 픽셀 정보 추출부(240)로부터 그레이 스케일 레벨을 제공받아, 각 사이클별 촬상 영역에 대하여 그레이 스케일 레벨이 설정값 이상인, 바람직하게는 그레이 스케일 레벨이 가장 높은 라인 이미지를 선택할 수 있다. 그리고, 선택한 라인 이미지의 위치(픽셀 좌표)에 대한 높이를 산출하여 높이 맵을 생성할 수 있다. 아울러, 높이 맵에 임의의 컬러값을 매핑하여 컬러맵으로 표현할 수 있다. 일 실시예에서, 높이 산출을 위해 광 삼각법을 적용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
장비 인터페이스(270)는 제품 검사 장치(200)와 반도체 제조 장치(100) 간의 통신 환경을 제공할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 실시예들에 따른 제품 검사 장치의 설치도이다.
도 3을 참조하면, 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)의 표면에 대해 기울기를 갖는 라인 빔을 조사하도록 설치될 수 있다. 광 조사기(210)는 이송 로봇(280)에 의해 스캔 방향을 따라 이동하면서 테스트 제품 대상(DUT) 표면에 복수 사이클로 라인 빔을 조사할 수 있다.
카메라(220)는 테스트 대상 제품(DUT)의 수직 상단에 설치되어 라인 빔이 조사되는 매 사이클마다 사이클별 촬상 영역에 대한 이미지를 촬상할 수 있다.
도 4를 참조하면, 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)의 표면에 대해 수직인 라인 빔을 복수 사이클로 조사할 수 있다. 광 조사기(210)에서 출사되는 라인 빔은 제 1 광학계(290)에 따라 소정 각도로 굴절된 후 테스트 대상 제품(DUT)에 조사될 수 있다. 제 1 광학계(290)는 입사 광을 소정 각도로 굴절시켜 출사하도록 구성될 수 있다.
카메라(220)는 테스트 대상 제품(DUT)의 수직 상단에 설치되어 라인 빔이 조사되는 매 사이클마다 사이클별 촬상 영역에 대한 이미지를 촬상할 수 있다.
도 5를 참조하면 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)의 수직 상단에 설치되어 테스트 대상 제품(DUT)의 표면에 대해 수직인 라인 빔을 복수 사이클로 조사할 수 있다.
카메라(220)는 테스트 대상 제품(DUT)의 표면에 대해 기울기를 갖도록 설치되어 라인 빔이 조사되는 매 사이클마다 사이클별 촬상 영역에 대한 이미지를 촬상할 수 있다.
도 6을 참조하면, 광 조사기(210)는 고정축(281)에 고정되어 테스트 대상 제품(DUT)의 표면에 대해 기울기를 갖는 라인 빔을 조사하도록 설치될 수 있다. 광 조사기에서 출사된 라인 빔은 제 2 광학계(295)로 조사된 후 스캔 방향을 따라 테스트 대상 제품(DUT) 표면에 조사될 수 있다. 제 2 광학계(295)는 갈바노미터일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 기 설정된 스캔 방향을 따라 라인 빔의 조사 위치를 변경할 수 있는 다양한 광학계를 적용할 수 있음을 물론이다.
카메라(220)는 테스트 대상 제품(DUT)의 수직 상단에 설치되어 라인 빔이 조사되는 매 사이클마다 사이클별 촬상 영역에 대한 이미지를 촬상할 수 있다.
도 7은 라인 빔 조사 위치의 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환한 예를 설명하기 위한 도면이다.
그레이 스케일 이미지란 이미지를 구성하는 각 픽셀의 밝기값으로만 표현된 이미지를 의미한다. 구체적으로, 그레이 스케일 이미지는 0 ~ 255 중 하나의 밝기값을 갖는 픽셀로만 구성된 이미지를 의미한다. 여기에서, 밝기값 0이 의미하는 것은 완전한 흑색을 의미하고 밝기값 255는 흰색을 의미한다. 따라서, 그레이 스케일 이미지에서 밝기값의 변화량이 큰 부분을 검출하면 테스트 대상 제품(DUT)의 깨짐, 균열, 칩-아웃, 스크레치, 오염, 이물질 부착, 얼룩 등의 외관 이상을 검출할 수 있다.
도 7을 참조하면, 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔을 조사하여 라인 빔 및 주변광에 의해 획득한 단일 라인 이미지(DUT_Image)의 외관 상태를 반영한 그레이 스케일 레벨을 획득할 수 있음을 알 수 있다.
라인 빔을 테스트 대상 제품(DUT)에 조사하면, 조사 위치의 명도는 가장 높은 값으로 스케일링될 수 있다. 본 기술에서는 명도가 가장 높은 위치(A)의 높이를 라인 이미지 별로 산출하고 결합하여 테스트 대상 제품(DUT)의 3차원 이미지를 구현할 수 있다. 3차원 이미지로부터 테스트 대상 제품(DUT)의 포켓 이탈, 중복 탑재, 미탑재 상태 등을 검사할 수 있다.
한편, 라인 빔이 조사되는 위치 주변은 라인 빔의 확산 등에 의한 주변광 또는 검사 장소의 조명에 노출되므로 상대적으로 낮은 명도를 가지며, 본 기술에서는 특정 명도 범위의 데이터를 이용하여 2차원 이미지를 구현할 수 있다.
테스트 대상 제품(DUT)의 특정 영역에 깨짐, 균열 등의 결함이 존재하는 경우, 테스트 대상 제품(DUT)에 조사된 광이 결함 부분에서 산란되므로 정상 부분에 비해 어둡게 나타난다. 따라서, 깨짐, 균열과 같은 결함이 있는 부분은 정상적인 부분에 비해 어둡게 표시되므로 그레이 스케일 레벨에 기초하여 가공한 2차원 이미지로부터 테스트 대상 제품(DUT)의 외관 검사가 가능하다.
도 8은 검사대상 제품으로부터 획득한 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 실제 테스트 대상 제품(Real)에 대해 라인 빔을 복수 사이클로 조사하여, 매 사이클 마다 라인 이미지(Line)를 획득할 수 있다.
2차원 이미지 가공부(250)는 라인 이미지(Line)들을 스티칭하여 2차원 이미지(2D)를 가공할 수 있고, 3차원 이미지 가공부(260)는 사이클 별 라인 이미지 중 명도가 가장 높은 라인 이미지들의 위치에 대한 높이를 산출하여 3차원 이미지(3D)를 가공할 수 있다.
도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 이물이 부착되었거나, 균열이 발생한 테스트 대상 제품(DUT)을 판별해낼 수 있음은 물론, 칩 이탈 또는 미탑재 등의 상태 또한 확인할 수 있다.
따라서, 단일 광원 및 카메라에 의해 2차원 및 3차원 이미지를 생성함으로써 외관 검사를 고속 및 효율적으로 수행할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 제품 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
반도체 제조 장비(100)의 검사 위치에 테스트 대상 제품(DUT)이 로딩됨에 따라, 제품 검사 장치의 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔을 조사할 수 있다(S101). 조사되는 빔은 가시광 영역의 레이저 빔일 수 있으며, 복수 사이클로 조사될 수 있다.
일 실시예에서, 광 조사기(210)는 테스트 대상 제품(DUT)의 일단부터 종단까지 기 설정된 간격마다 빔을 조사할 수 있으며, 이를 위해 광 조사기(210)가 기 설정된 방향(제 1 방향)을 따라 이동하거나 테스트 대상 제품(DUT)을 기 설정된 방향(제 1 방향)을 따라 이동시킬 수 있다.
라인 빔을 조사함에 따라 반사된 광 신호는 카메라(220)에 의해 촬영될 수 있다(S103). 테스트 대상 제품(DUT)에 라인 빔이 조사될 때, 라인 빔 조사 위치 및 그 주변은 라인 빔의 확산, 굴절 등에 의한 주변광, 검사 장소의 조명 등에 노출되므로, 카메라(220)는 라인 빔 조사 위치 뿐 아니라 그 주변 영역을 포함하는 사이클별 촬상 영역을 매 빔 조사 사이클마다 촬상할 수 있다.
이후, 라인 이미지 수집부(230)는 카메라(220)에 의해 촬상된 사이클별 촬상 영역의 이미지로부터 촬상 진행 방향, 다른 관점에서는 스캔 방향인 1 방향의 각 픽셀에 대한 라인 이미지를 추출할 수 있다(S105).
추출된 라인 이미지는 그레이 스케일 레벨로 변환되고, 2차원 이미지 가공부(250)는 픽셀 정보 추출부(240)로부터 라인 이미지별 그레이 스케일 레벨을 제공받고 전체 촬상 영역에 대해 스티칭하여 2차원 이미지를 생성할 수 있다(S107). 2차원 이미지가 생성되면, 기 설정된 기준 이미지와의 비교 기법 등을 적용하여 2차원 외관 검사를 수행하고(S109), 검사 결과에 따라 양불을 판정할 수 있다(S115).
아울러, 3차원 이미지 가공부(260)는 픽셀 정보 추출부(240)로부터 그레이 스케일 레벨을 제공받아, 각 사이클별 촬상 영역에 대하여 그레이 스케일 레벨이 가장 높은 라인 이미지를 선택하고, 해당 위치의 높이를 산출한 후 임의의 컬러값을 매핑하여 3차원 이미지를 생성할 수 있다(S111). 3차원 이미지가 생성되면, 기 설정된 기준 이미지와의 비교 기법 등을 적용하여 3차원 외관 검사를 수행하고(S1113), 검사 결과에 따라 양불을 판정할 수 있다(S115).
한편, 단계 S107 및 S111에서 생성한 2차원 및 3차원 이미지는 출력 장치(130)를 통해 출력하여 작업자가 확인할 수 있도록 한다.
검사 결과 양품으로 판정되면 프로세스를 종료하고(S117) 다음 테스트 대상 제품이 로딩될 때까지 대기할 수 있다. 불량품으로 판정된 경우에는 출력 장치(130)를 통해 알람을 발생하여 작업자에게 통보할 수 있다(S119).
도 10은 일 실시예에 의한 반도체 제조 장비의 구성도이다.
본 기술에 의한 제품 검사 장치(200)는 반도체 디바이스의 제조, 가공, 조립, 검사에 사용되는 반도체 제조 장비 중 어느 하나에 장착될 수 있으며, 도 10에는 제품 검사 장치가 테스트 핸들러와 결합된 반도체 제조 장비(300)를 도시하였다.
테스트 핸들러는 고객 트레이로부터 테스트 트레이 쪽으로 반도체 디바이스를 자동으로 이송시킨 후에 테스트 헤드에 반도체 디바이스의 입출력단자들을 접촉시켜 테스트를 수행하며, 그 테스트 결과에 따라 반도체 디바이스들을 등급별로 분류하여 적재한다.
도 10을 참조하면, 반도체 제조 장비(300)는 공급 스택커(310), 로딩부(320), 소크챔버(330), 테스트 챔버340), 테스터(400), 디소크 챔버(350), 언로딩부(360), 출하 스택커(370), 제 1 이송부(380), 제 2 이송부(390), 제 1 제품 검사 장치(210) 및 제 2 제품 검사 장치(220)를 포함할 수 있다.
공급 스택커(310)는 고객 트레이(CT)를 공급할 수 있다, 제 1 이송부(380)는 공급 스택커(310)의 고객 트레이를 제 1 제품 검사 장치(210)로 전달하고, 제 1 제품 검사 장치(210)에서 검사가 완료된 고객 트레이를 로딩부(320)의 테스트 트레이 상에 적재할 수 있다.
테스트 트레이(미도시)는 테스트 대상 제품인 반도체 디바이스가 안착될 수 있는 복수의 인서트가 유동 가능하게 설치되며, 이송장치(미도시)에 의해 정해진 폐쇄경로를 따라 순환한다.
소크챔버(330)는 로딩부(320)로부터 이송되어 온 테스트 트레이에 적재되어 있는 제품을 테스트 환경 조건에 따라 예열 또는 예냉할 수 있도록 구성된다, 따라서, 테스트 트레이 상의 제품은 소크챔버(330)에 수용된 후 이송되면서 테스트에 필요한 온도로 제어된다.
테스트 챔버(340)는 소크챔버(330)에서 예열/예냉된 후 이송된 테스트 트레이를 수용하여 테스트 트레이 상의 반도체 제품을 열적/전기적으로 테스트하도록 구성된다. 테스트 챔버(340)에서의 테스트 결과에 따라 반도체 제품은 등급 별로 분류될 수 있다.
디소크 챔버(350)는 테스트 챔버(340)로부터 이송되어 온 테스트 트레이에 적재되어 있는 반도체 제품을 예를 들어 상온으로 조절하도록 구성될 수 있다. 디소크 챔버(350)에서 온도 조절된 테스트 트레이는 언로딩부(360)로 이송된다.
제 2 이송부(390)는 언로딩부(360)의 테스트 대상 제품을 제 2 제품 검사 장치(220)로 로딩하거나, 제 2 제품 검사 장치(220)에서 검사가 완료된 제품을 출하 스택커(370)의 고객 트레이(CT)로 이동시킨다. 고객 트레이에 적재되는 반도체 제품은 테스트 결과에 따라 등급별로 분류되어 적재될 수 있다.
제 1 및 제 2 제품 검사 장치(210, 220)는 도 1 내지 도 6에 도시한 제품 검사 장치로 구성할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 의한 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제 1 이송부(380)에 의해 제 1 제품 검사장치(210)에 고객 트레이가 로딩됨에 따라(s201), 제 1 제품 검사 장치(210)를 통해 1차 외관 검사가 수행될 수 있다(S203). 외관 검사는 예를 들어도 9에 도시한 방법으로 수행될 수 있다.
1차 외관 검사 후 불량이 검출되었는지 확인하여(S205), 불량이 발생한 경우에는(S205:Y) 출력 장치(130)를 통해 알람을 출력하여 작업자가 인지할 수 있도록 한다(S207).
불량이 검출되지 않은 경우에는(S205:N) 고객 트레이 상의 제품을 로딩부의 테스트 트레이로 전달하여 테스트 핸들러를 통한 열적/전기적 테스트를 수행한다(S209).
열적/전기적 테스트가 종료된 반도체 제품은 언로딩부로부터 고객 트레이로 전달된 후 제 2 제품 검사 장치(220)로 이송되어 2차 외관 검사가 수행될 수 있다(S211). 외관 검사는 예를 들어도 9에 도시한 방법으로 수행될 수 있다.
2차 외관 검사 후 불량이 검출되었는지 확인하여(S213), 불량이 발생한 경우에는(S213:Y) 출력 장치(130)를 통해 알람을 출력하여 작업자가 인지할 수 있도록 한다(S215). 불량이 검출되지 않은 경우에는(S213:N) 예정된 후속 공정을 수행한다(S217).
도 10 및 도 11에 도시한 것과 같이, 핸들러에서 테스트를 수행하기 전 및 후에 외관 검사를 수행함에 따라, 결함 발생 원인이 핸들러에 있는지 여부를 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 반도체 제조 시스템
100 : 반도체 제조 장비
200 : 제품 검사 장치

Claims (15)

  1. 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하도록 구성되는 광 조사기;
    상기 테스트 대상 반도체 제품 상부에 상기 광 조사기와 기 설정된 각도 이격 설치되어, 상기 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하도록 구성되는 카메라;
    상기 라인 빔을 조사하는 매 사이클마다 상기 카메라가 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 라인 이미지 수집부;
    상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 2차원 이미지 가공부; 및
    상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 가공부;
    를 포함하도록 구성되는 제품 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사기 및 상기 카메라 중 어느 하나는 상기 테스트 대상 반도체 제품 상방에 상기 테스트 대상 반도체 제품과 수직 설치되는 제품 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 이미지 수집부에서 수집한 각 라인 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환하도록 구성되는 픽셀 정보 추출부를 더 포함하고,
    상기 2차원 이미지 가공부는, 상기 라인 이미지별 그레이 스케일 레벨을 제공받아 전체 촬상 영역에 대해 스티칭하여 2차원 이미지를 생성하도록 구성되는 제품 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 이미지 수집부에서 수집한 각 라인 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환하도록 구성되는 픽셀 정보 추출부를 더 포함하고,
    상기 3차원 이미지 가공부는, 상기 라인 빔 조사 사이클별로 상기 그레이 스케일 레벨이 가장 높은 라인 이미지를 선택하고, 해당 위치의 높이를 산출하여 3차원 이미지를 하도록 구성되는 제품 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 제품의 제조, 가공, 조립 및 검사에 사용되는 장비 중에서 선택되는 반도체 제조 장비와 상기 제품 검사 장치 간의 통신 채널을 제공하는 장비 인터페이스를 더 포함하도록 구성되는 제품 검사 장치.
  6. 반도체 제조 장비에 탑재되는 제품 검사 장치의 제품 검사 방법으로서,
    상기 제품 검사 장치가 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하는 단계;
    상기 제품 검사 장치가 상기 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하는 단계;
    상기 제품 검사 장치가 상기 라인 빔을 조사하는 매 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 단계;
    상기 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 단계;
    를 포함하도록 구성되는 제품 검사 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 라인 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 2차원 이미지를 생성하는 단계는, 상기 라인 이미지별 그레이 스케일 레벨을 제공받아 전체 촬상 영역에 대해 스티칭하여 2차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 제품 검사 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 라인 이미지를 그레이 스케일 레벨로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 3차원 이미지를 생성하는 단계는, 상기 라인 빔 조사 사이클별로 상기 그레이 스케일 레벨이 가장 높은 라인 이미지를 선택하고, 해당 위치의 높이를 산출하여 3차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 제품 검사 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 반도체 제조 장비는 상기 반도체 제품의 제조, 가공, 조립 및 검사에 사용되는 장비 중에서 선택되고, 상기 2차원 이미지 및 상기 3차원 이미지를 상기 반도체 제조 장비로 전송하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 제품 검사 방법.
  10. 컨트롤러;
    상기 컨트롤러의 제어에 따라 동작하며, 반도체 제품의 제조, 가공, 조립 및 검사에 사용되는 장비 중에서 선택되는 반도체 제조 장비; 및
    상기 반도체 제조 장비에 마운트되어 상기 컨트롤러의 제어에 따라 동작하며, 단일 광원 및 단일 카메라로 촬상한 이미지로부터 2차원 및 3차원 형상 정보를 획득하여 테스트 대상 반도체 제품의 양불을 판별하도록 구성되는 제품 검사 장치;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 제조 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제품 검사 장치는, 상기 테스트 대상 반도체 제품에 제 1 방향을 따라 복수 사이클로 라인 빔을 조사하도록 구성되는 광 조사기;
    상기 테스트 대상 반도체 제품 상부에 상기 광 조사기와 기 설정된 각도 이격되어 설치되어, 상기 테스트 대상 반도체 제품으로부터 반사되는 라인 이미지를 촬상하도록 구성되는 카메라;
    상기 라인 빔을 조사하는 매 사이클마다 상기 카메라가 촬상한 이미지로부터 라인 이미지를 추출하는 라인 이미지 수집부;
    상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 2차원 이미지를 생성하는 2차원 이미지 가공부; 및
    상기 라인 이미지 수집부에서 추출한 라인 이미지로부터 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 가공부;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 제조 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반도체 제조 장비는 테스트 핸들러인 반도체 제조 시스템.
  13. 제품 검사 장치가 탑재된 반도체 제조 장비를 포함하는 반도체 제조 시스템의 동작 방법으로서,
    반도체 제품을 제 1 제품 검사 장치로 로딩하여 1차 외관 검사를 수행하는 단계;
    상기 1차 외관 검사 결과 양품으로 판별됨에 따라 상기 반도체 제조 장비를 통해, 상기 반도체 제품의 제조 공정을 수행하는 단계;
    상기 제조 공정이 완료된 상기 반도체 제품을 제 2 제품 검사 장치로 로딩하여 2차 외관 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 2차 외관 검사 결과 양품으로 판별된 상기 반도체 제품에 대한 후속 공정을 수행하는 단계;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제조 공정은 상기 반도체 제품에 대한 열적, 전기적 테스트 공정을 포함하는 반도체 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 1차 외관 검사 및 상기 2차 외관 검사를 수행하는 단계는 상기 반도체 제품에 대해 단일 광원 및 단일 카메라로 촬상한 이미지로부터 2차원 및 3차원 형상 정보를 획득하여 테스트 대상 반도체 제품의 양불을 판별하는 단계인 반도체 제조 방법.
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