KR20230024587A - 반도체 소자의 검사 장치 - Google Patents

반도체 소자의 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 검사 장치를 개시한다. 그의 검사 장치는 흡착 홀을 갖는 척과, 상기 흡착 홀에 연결되는 에어 배기부와, 상기 척 상에 제공되는 행거 프레임과, 상기 행거 프레임 상에 제공되는 광원과, 상기 광원에 인접하는 상기 행거 프레임 상에 제공되는 광 검출기와, 상기 행거 프레임의 둘레에 제공되고, 상기 기판 가장자리에 에어 커튼을 제공하여 상기 기판의 가장자리를 상기 척 상에 압착시키는 에어 나이프 블로어들을 포함한다.

Description

반도체 소자의 검사 장치{apparatus for inspecting semiconductor device}
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 소자의 검사 장치에 관한 것이다.
전자 산업의 발달로 전자 제품의 고기능화, 고속화, 및 소형화가 요구되고 있다. 이러한 추세에 대응하여 현재 반도체 소자의 실장 기술은 하나의 기판에 반도체 칩들을 적층하는 방법이 대두되고 있다. 반면, 기판의 두께는 감소하고 있다. 그러나, 기판의 박형화에 따른 기판 휨 불량이 유발되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 휨에 따른 흡착 불량을 감소시킬 수 있는 반도체 소자의 검사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 반도체 소자의 검사 장치를 개시한다. 그의 검사 장치는, 기판을 흡착하는 흡착 홀을 갖는 척; 상기 흡착 홀에 연결되고, 상기 흡착 홀 내의 에어를 배기하여 상기 기판을 상기 척 상에 흡착시키는 에어 배기부; 상기 척 상에 제공되는 행거 프레임; 상기 행거 프레임 상에 제공되고, 상기 기판에 입사 광을 제공하는 광원; 상기 광원에 인접하는 상기 행거 프레임 상에 제공되고, 상기 기판에서의 반사 광을 검출하는 광 검출기; 및 상기 행거 프레임의 둘레에 제공되고, 상기 기판 가장자리에 에어 커튼을 제공하여 상기 기판의 가장자리를 상기 척 상에 압착시키는 에어 나이프 블로어들을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자의 검사 장치는 기판 가장자리에 에어 커튼을 제공하는 에어 나이프 블로어들을 이용하여 상기 기판의 휨에 따른 흡착 불량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 검사 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 에어 나이프 블로어들의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 제 1 에어 나이프 블로어 및 제 3 에어 나이프 블로어의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 검사 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 검사 장치(100)는 반도체 패키지 검사 장치 및/또는 반도체 칩 검사 장치를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 반도체 소자의 검사 장치(100)는 척(10), 에어 배기부(20), 행거 프레임(30), 광원(40), 광 검출기(50), 광학계(52), 에어 나이프 블로어들(60), 및 에어 공급부(70)를 포함할 수 있다.
척(10)은 기판(W)을 수납할 수 있다. 기판(W)은 로봇 암(미도시)에 의해 척(10) 상에 제공될 수 있다. 척(10)은 에어(22)의 펌핑 압력을 이용하여 기판(W)을 고정할 수 있다. 에어 배기부(20)의 펌핑 압력에 의해, 기판(W)은 척(10) 상에 흡착될 수 있다. 일 예로, 척(10)은 흡착 홀들(12), 및 클램프들(14)을 가질 수 있다.
흡착 홀들(12)은 척(10) 내에 제공될 수 있다. 흡착 홀들(12)은 에어 배기부(20)에 연결될 수 있다. 흡착 홀들(12)은 척(10)의 상부 면에 노출될 수 있다. 기판(W)이 척(10) 상에 제공되면, 흡착 홀들(12)은 에어 배기부(20)의 에어 압력을 이용하여 기판(W)을 척(10) 상에 흡착 및 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 흡착 홀들(12)은 약 10㎛ 내지 1mm의 직경을 가질 수 있다. 흡착 홀들(12)은 척(10) 내에 약 10개 내지 약 15개정도로 제공될 수 있다. 흡착 홀들(12)은 척(10)의 중심으로부터 가장자리까지 균일하게 배열될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
클램프들(14)은 척(10)의 가장자리에 제공될 수 있다. 기판(W)이 척(10)의 흡착 홀들(12)에 흡착된 후에, 클램프들(14)은 기판(W)의 가장자리를 직접적으로 압착하여 상기 기판(W)을 상기 척(10) 상에 고정할 수 있다. 클램프들(14)의 각각은 L자 모양을 가질 수 있다.
에어 배기부(20)는 척(10)의 흡착 홀들(12)에 연결될 수 있다. 기판(W)이 척(10) 사에 제공되면, 에어 배기부(20)는 흡착 홀들(12) 내의 에어(22)를 배기하여 상기 척(10) 상에 기판(W)을 흡착시킬 수 있다. 예를 들어, 에어 배기부(20)는 에어(22)를 약 1Torr 내지 약 10-3Torr의 진공 압력으로 펌핑할 수 있다. 에어 배기부(20)는 드라이 펌프를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
행거 프레임(30)은 척(10)의 가장자리 상부에 제공될 수 있다. 행거 프레임(30)은 광학계(52), 및 에어 나이프 블로어들(60)을 지지할 수 있다. 행거 프레임(30)은 광학계(52)를 둘러쌀 수 있다. 광학계(52)는 행거 프레임(30) 내에서 수평 방향으로 이동할 수 있다. 행거 프레임(30)은 에어 나이프 블로어들(60) 사이에 제공될 수 있다.
광원(40)은 행거 프레임(30)의 일측 상에 제공될 수 있다. 광원(40)은 기판(W)에 입사 광(41)을 제공할 수 있다. 입사 광(41)은 기판(W)에 반사되어 반사 광(51)을 생성할 수 있다. 광원(40)은 발광 다이오드, 또는 램프를 포함할 수 있다. 입사 광(41)은 가시 광(visual light)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 광(41)은 자외선 광 또는 적외선 광을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
광 검출기(50)는 행거 프레임(30) 상에 제공될 수 있다. 광 검출기(50)는 광원(40)에 인접하여 배치될 수 있다. 광 검출기(50)는 행거 프레임(30) 상에 제공될 수 있다. 광 검출기(50)는 기판(W)의 반사 광(51)을 검출할 수 있다. 반사 광(51)은 입사 광(41)의 파장과 유사한 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 광 검출기(50)는 CMOS 센서 또는 CCD(charge coupled device)를 포함할 수 있다.
광학계(52)는 광원(40)과 척(10) 사이에 제공될 수 있다. 광학계(52)는 행거 프레임(30) 내에 제공될 수 있다. 광학계(52)는 광원(40)의 입사 광(41)을 기판(W)에 투영할 수 있다. 광학계(52)는 반사 광(51)을 광 검출기(50)에 제공할 수 있다. 일 예로, 광학계(52)는 경통(54), 대물렌즈(56), 접안렌즈(58), 및 빔 스플리터(59)를 포함할 수 있다.
경통(54)은 광 검출기(50) 및 척(10) 사이에 제공될 수 있다. 경통(54)은 행거 프레임(30) 내에 제공될 수 있다. 경통(54)은 행거 프레임(30) 내에서 수평 방향으로 이동될 수 있다. 경통(54)은 광원(40) 및 광 검출기(50)를 지지할 수 있다. 경통(54)은 입사 광(41) 및 반사 광(51)을 기판(W) 및 광 검출기(50)에 전달시킬 수 있다. 경통(54)은 원통(cylinder)의 모양을 가질 수 있다.
대물렌즈(56)는 경통(54)의 하부 내에 제공될 수 있다. 대물렌즈(56)는 접안렌즈(58) 및 기판(W) 사이에 제공될 수 있다. 대물렌즈(56)는 입사 광(41)을 기판(W)의 일 부분에 집중시킬 수 있다. 예를 들어, 대물렌즈(56)는 볼록렌즈를 포함할 수 있다. 대물렌즈(56)는 반사 광(51)을 기판(W)으로부터 수집하여 접안렌즈(58)에 제공할 수 있다.
접안렌즈(58)는 경통(54)의 상부 내에 제공될 수 있다. 접안렌즈(58)는 대물렌즈(56) 및 빔 스플리터(59) 사이에 제공될 수 있다. 접안렌즈(58)는 입사 광(41)을 대물렌즈(56)에 제공할 수 있다. 접안렌즈(58)는 반사 광(51)을 광 검출기(50)에 집중할 수 있다. 예를 들어, 접안렌즈(58)는 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
빔 스플리터(59)는 경통(54)의 상부 내에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(59)는 접안렌즈(58)와 광원(40) 사이에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(59)는 입사 광(41)을 접안렌즈(58)에 반사할 수 있다. 빔 스플리터(59)는 접안렌즈(58) 및 광 검출기(50) 사이에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(59)는 반사 광(51)을 광 검출기(50)에 투과할 수 있다.
에어 나이프 블로어들(60)은 광학계(52) 및 행거 프레임(30)의 외곽에 제공될 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 행거 프레임(30)에 체결(coupled)될 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 에어 공급부(70)에 연결될 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 척(10) 및 기판(W)의 가장자리 상에 제공될 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 에어(22)를 이용하여 기판(W)의 가장자리를 척(10)에 압착시킬 수 있다. 예를 들어, 에어 나이프 블로어들(60)은 에어 커튼(62)을 이용하여 기판(W)의 가장자리를 척(10)에 압착시킬 수 있다.
에어 공급부(70)는 에어 나이프 블로어들(60)에 연결될 수 있다. 에어 공급부(70)는 에어 나이프 블로어들(60)에 에어(22)를 제공하여 기판(W)의 가장자리 상에 에어 커튼(62)을 형성시킬 수 있다. 에어 공급부(70)는 에어 컴프레셔를 포함할 수 있다. 이와 달리, 에어 공급부(70)는 송풍 공급부 및 에어 저장 탱크를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 2는 도 1의 에어 나이프 블로어들(60)의 일 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 행거 프레임(30)은 사각형의 링 모양을 갖고, 에어 나이프 블로어들(60)은 행거 프레임(30)의 외주면 상에 고정될 수 있다. 즉, 에어 나이프 블로어들(60)은 사각형의 변들에 접할 수 있다. 예를 들어, 에어 나이프 블로어들(60)은 제 1 에어 나이프 블로어(610), 제 2 에어 나이프 블로어(620), 제 3 에어 나이프 블로어(630), 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)를 포함할 수 있다. 제 1 에어 나이프 블로어(610), 제 2 에어 나이프 블로어(620), 제 3 에어 나이프 블로어(630), 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)는 기판(W) 가장자리 상에 제공될 수 있다. 제 1 에어 나이프 블로어(610) 및 제 3 에어 나이프 블로어(630)는 서로 마주보는 기판(W)의 양측 가장자리들 상에 제공될 수 있다. 또한, 제 2 에어 나이프 블로어(620) 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)는 서로 마주보는 기판(W)의 양측 가장자리들 상에 제공될 수 있다.
도 3은 도 2의 제 1 에어 나이프 블로어(610) 및 제 3 에어 나이프 블로어(630)의 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 제 1 에어 나이프 블로어(610) 및 제 3 에어 나이프 블로어(630)는 척(10) 및 기판(W)의 가장자리 방향으로 기울어질 수 있다. 제 1 에어 나이프 블로어(610) 및 제 3 에어 나이프 블로어(630)는 척(10) 및 기판(W)의 중심에서 가장자리의 방향으로 에어(22) 및/또는 에어 커튼(62)을 제공할 수 있다. 에어 커튼(62)은 기판(W)의 중심에서 가장자리 방향으로 기울어질 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 에어 커튼(62)을 이용하여 기판(W)의 가장자리를 척(10)의 상부 면에 압착시킬 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 에어 나이프 블로어(620), 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)는 척(10) 및 기판(W)의 가장자리 방향으로 기울어질 수 있다. 제 2 에어 나이프 블로어(620), 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)는 척(10) 및 기판(W)의 중심에서 가장자리의 방향으로 에어(22) 및/또는 에어 커튼(62)을 제공할 수 있다. 즉, 제 1 에어 나이프 블로어(610), 제 2 에어 나이프 블로어(620), 제 3 에어 나이프 블로어(630), 및 제 4 에어 나이프 블로어(640)는 기판(W) 사방의 가장자리에 에어 커튼(62)을 형성할 수 있다.
기판(W)의 두께가 1mm이하로 감소하면, 상기 기판(W)은 휘어질 수 있다. 기판(W)은 바울(bowl) 모양으로 휘어질 수 있다. 척(10)의 중심 부분은 기판(W)의 중심 부분에 직접적으로 접촉될 수 있다. 기판(W)의 가장자리 부분은 척(10)의 상부 면으로부터 분리될 수 있다. 에어 나이프 블로어들(60)은 에어 커튼(62)을 이용하여 기판(W) 가장자리의 칩들(80)의 스크레치 손상 없이 척(10)에 압착할 수 있다. 기판(W)은 흡착 홀들(12)의 진공 압에 의해 척(10)에 흡착되어 평탄해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 반도체 소자의 검사 장치(100)는 에어 나이프 블로어들(60)을 이용하여 기판(W)의 휨에 따른 흡착 불량을 감소시킬 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.

Claims (10)

  1. 기판을 흡착하는 흡착 홀을 갖는 척;
    상기 흡착 홀에 연결되고, 상기 흡착 홀 내의 에어를 배기하여 상기 기판을 상기 척 상에 흡착시키는 에어 배기부;
    상기 척 상에 제공되는 행거 프레임; 상기 행거 프레임 상에 제공되고, 상기 기판에 입사 광을 제공하는 광원;
    상기 광원에 인접하는 상기 행거 프레임 상에 제공되고, 상기 기판에서의 반사 광을 검출하는 광 검출기; 및
    상기 행거 프레임의 둘레에 제공되고, 상기 기판 가장자리에 에어 커튼을 제공하여 상기 기판의 가장자리를 상기 척 상에 압착시키는 에어 나이프 블로어들을 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 행거 프레임은 사각형의 링 모양을 갖는 반도체 소자의 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 나이프 블로어들은 상기 사각형의 변들에 접하는 반도체 소자의 검사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에어 나이프들은 제 1 내지 제 4 에어 나이프들을 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 나이프들은 상기 척의 가장자리 방향으로 기울어진 반도체 소자의 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 상기 기판의 가장자리를 고정하는 클램프들을 더 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 클램프들의 각각은 L자 모양을 갖는 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 나이프 블로어들에 연결되고, 상기 에어 나이프 블로어들에 상기 에어를 제공하여 상기 에어 나이프를 생성시키는 에어 공급부를 더 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 행거 프레임 내에 제공되고, 상기 광원과 상기 척 사이 그리고 상기 광 검출기와 상기 척 사이에 제공되는 광학계를 더 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학계는:
    상기 광 검출기와 상기 척 사이의 경통;
    상기 경통의 하부 내에 제공되는 대물렌즈;
    상기 경통의 상부 내에 제공되고, 상기 대물렌즈 및 상기 광 검출기 사이에 제공되는 접안렌즈; 및
    상기 접안렌즈와 상기 광 검출기 사이에 제공되는 빔 스플리터를 포함하는 반도체 소자의 검사 장치.
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