KR20230039277A - BGA(Ball Grid Array) 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법 - Google Patents

BGA(Ball Grid Array) 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시간 가간섭성이 작은 광원을 이용하여 표면 거칠기가 있는 BGA(Ball Grid Array)의 홀로그램을 촬영하고 이를 수치적으로 재생하여 BGA의 높낮이 결함을 검사하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경(digital holographic microscope, DHM) 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법에 관한 것이다.
본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치에 있어서, LED(발광다이오드) 광원; LED 광원으로부터의 광이 집광렌즈로 집광되어 입사되고, 입사된 광을 포커스 렌즈(focus lens)로 출사하는, 선형 편광기(linear polarizer); 포커스 렌즈를 통과한 광(빔)은 비편광 빔나누기(non polarized beam splitter)를 통과하여 입사되고, 입사된 광을 물체광과 참조광으로 나누는, 편광 빔나누기; 편광 빔나누기에서 투과된 참조광을 집광하여, 레퍼런스 미러(reference mirror)로 전달하고, 레퍼펀스 미러에서 반사된 광을, 편광 빔나누기로 전달하는, 제1 대물 렌즈; 편광 빔나누기에서 반사된 광인, 물체광을, 집광하여 샘플에 입사시키고, 샘플에서 반사 및 산란된 물체광을, 편광 빔나누기로 전달하는, 제2 대물 렌즈; 편광 빔나누기를 투과한 물체광 및 참조광이 입사되어, 홀로그램을 생성하는, 비편광 빔나누기; 비편광 빔나누기에서 반사된 물체광 및 참조광이, 1/4 파장판 및 튜브 렌즈거쳐 전달되어, 홀로그램을 촬상하는, 편광카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

BGA(Ball Grid Array) 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법{In-line DHM device using a polarized camera for BGA height defect inspection and defect inspection method using the same}
본 발명은 시간 가간섭성이 작은 광원을 이용하여 표면 거칠기가 있는 BGA(Ball Grid Array)의 홀로그램을 촬영하고 이를 수치적으로 재생하여 BGA의 높낮이 결함을 검사하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경(digital holographic microscope, DHM) 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 집적도가 높아지고 소자의 크기가 급격히 줄어들면서 고밀도 소자에 적합한 BGA(Ball Grid Array) 패키지를 사용한 소자의 생산이 증가하고 있다.
BGA 패키지는 소자의 밑면에 둥근 공 모양의 납을 붙여두어 전자회로 기판의 쓰루-홀(Through-Hole)에 직접 가열하여 붙이는 방식이다. 일반적으로는 BGA 패키지는, BGA 기판의 위에 BGA 볼이 위치된다. 그러나 흔치는 않지만, BGA 기판에, BGA 볼이 파묻히도록 이루어진 BGA 패키지도 있다.
BGA 패키지들은 전자회로 기판의 상단 혹은 하단에서 열을 가하면서 눌러서 조립하기 때문에 소자의 밑면에 붙어있는 볼(Ball)의 높이가 일정하지 않거나 소자의 측면에 붙어있는 다리들의 높이가 일정하지 않으면 접촉불량으로 전체기판을 사용하지 못하게 된다. 이를 위하여 소자의 다리들 혹은 볼(Ball)들의 높이가 일정한지를 검사가 필요하다. 이러한 정밀한 볼을 검사하기 위해서는, 해상도가 높은 영상장비를 이용하기 때문에, 고가이다. 특히, 대부분의 BGA 패키지를 사용한 소자의 생산시설은 진동을 가지는 환경으로, 진동은 결함 검사시 오류를 유발하기 쉽다.
따라서, 저가이며, 결함 검사의 정확도가 높고, 진동환경에서도 정확도를 유지하는 결함검사장비 및 결함검사방법이 요망된다.
이를 위해, 본 발명은, 시간 가간섭성이 작은 광원을 이용하여 표면 거칠기가 있는 BGA(Ball Grid Array)의 홀로그램을 촬영하고 이를 수치적으로 재생하여 BGA의 높낮이 결함을 검사하는, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경(digital holographic microscope, DHM) 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법을 제안한다.
선행기술로, 국내 공개특허공보 제2003-0090256호 "볼 그리드 어레이 패키지의 평탄도 검사장치 및 방법"은, CCD 카메라로 영상을 촬영하고 영상인식 알고리즘에서 BGA 패키지의 기하적 구조를 계산한다. BGA 높낮이는 상당히 정밀하기 때문에 국내 공개특허공보 제2003-0090256호와 같은 방법으로는 정확히 판단하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저해상도 촬영 장치(low resolution imaging device)로 화각(field of view)이 넓은 홀로그램을 촬영하고 촬영된 홀로그램의 세기재생을 통해 측정 샘플의 높낮이 결함 정보를 측정하는, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 샘플 표면에서 반사 및 산란되는 물체광의 세기가 샘플 표면의 거칠기에 따라 다르기 때문에, 선형 편광기(linear polarizer)와 1/4 파장판(λ/4 wave plate)를 사용하여 참조광과 물체광의 세기 변화를 줌으로써 콘트라스트(대조비, contrast)가 좋은 홀로그램을 제공하는, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 편광 카메라를 사용함으로써 진동환경에서 4장의 위상이동 영상을 단 한번에 얻을 수 있어 신뢰할 수 있는 BGA의 높낮이 정보를 출력하는, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기위해, 본 발명의, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치는, LED(발광다이오드) 광원; LED 광원으로부터의 광이 집광렌즈로 집광되어 입사되고, 입사된 광을 포커스 렌즈(focus lens)로 출사하는, 선형 편광기(linear polarizer); 포커스 렌즈를 통과한 광(빔)은 비편광 빔나누기(non polarized beam splitter)를 통과하여 입사되고, 입사된 광을 물체광과 참조광으로 나누는, 편광빔나누기; 편광 빔나누기에서 투과된 참조광을 집광하여, 레퍼런스 미러(reference mirror)로 전달하고, 레퍼펀스 미러에서 반사된 광을, 편광 빔나누기로 전달하는,제1 대물 렌즈; 편광 빔나누기에서 반사된 광인, 물체광을, 집광하여 샘플에 입사시키고, 샘플에서 반사 및 산란된 물체광을, 편광 빔나누기로 전달하는, 제2 대물 렌즈; 편광 빔나누기를 투과한 물체광 및 참조광이 입사되어, 홀로그램을 생성하는, 비편광 빔나누기; 비편광 빔나누기에서 반사된 물체광 및 참조광이, 1/4 파장판 및 튜브 렌즈거쳐 전달되어, 홀로그램을 촬상하는, 편광카메라;를 포함하는 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경장치인 것을 특징으로 한다.
인라인 디지털 홀로그래픽 현미경에서, 포커스 렌즈의 초점은 제1 대물 렌즈의 백 포칼 포인트(back focal point, 후방 초점)에 맞추어져 있으며, 기준 거울에서 반사된 영상면은 제1 대물 렌즈의 프론트 포칼 플레인에 위치하며, 샘플에서 반사 및 산란된 물체광의 영상(imaging) 면은 제2 대물 렌즈의 프론트 포칼 플레인(front focal plane)에 위치한다.
LED 광원은 1개의 LED로 이루어지며, LED 광원으로부터의 광은 집광렌즈로 집광되어 직경이 25mm인 평행광으로 만들어져 선형 편광기로 입사된다.
편광카메라는 흑백 편광카메라이며, 동시에 4장의 위상이동 영상을 촬영한다.
참조광은 편광 빔나누기에서 투과되고 편광방향은 0도인 빔이고, 물체광은 편광 빔나누기에서 반사되고 편광방향은 90도인 빔이다.
편광카메라로부터 수신된 홀로그램으로부터, 홀로그램의 세기의 재생상을 획득하고, 상기 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경과, BGA 볼의 높이를 검출하는, 연산처리부를 더 포함한다.
불량 검사시에, 샘플의 BGA 기판 바닥면에 포커스된 인라인 홀로그래픽 현미경의 높이에서, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 기설정된 검출용 높이만큼 아래로 이동하여 홀로그램의 세기의 재생상을 획득하고, 상기 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 검출하고, 검출된 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 이용하여 BGA 볼의 높이를 검출한다.
BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 이용하여 BGA 볼의 높이를 검출하기 위해, 샘플의 BGA 기판 바닥면에 포커스된 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경의 높이에서, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 아래로, 기설정된 BGA 볼 높이의 설계값까지, 기설정된 소정단위만큼, 이동시켜가면서 촬상하여 획득된 홀로그램의 세기의 재생상들에서, 연산처리부가, 기 설정된 각 BGA 볼의 위치에서, BGA 볼의 재생원 안의 픽셀수로, BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 구하고, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경이 이동된 거리에 따른, BGA 볼의 위치별로, BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 그래프로 나타내고, 상기 그래프에서, 각 BGA 볼 위치별의 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 커프피팅을 통해 1차함수로 검출하고, 각 BGA 볼 위치별로 검출된 상기 1차함수의 기울기들의 평균을, 기울기 평균값으로서 검출하고, 상기 1차함수의 절편들의 평균을, 절편 평균값으로서 검출하고, 기울기 평균값 및 절편 평균값을 이용하여 BGA 볼의 높이 정보를 검출한다.
연산처리부는, BGA 볼의 높이 정보(X)값을,
X=(1/a)×(Y-b)
(단, a는 기울기 평균값이며, b는 절편 평균값이고, Y는 홀로그램의 세기의 재생상들에서 BGA 볼의 재생원 안에 포함된 픽셀수)에 의해 구한다.
BGA 볼 높이의 설계값과, BGA 볼 위치인, BGA 볼 중심 위치는, 사용자에 의해, 키입력부를 통해 입력된 값이다.
LED 광원은, 중심파장이 620nm이며 선폭이 15nm인 LED이다.
제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈는 작동거리(working distance) 45mm인 부정형 렌즈(infinitive type lens)이다.
본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법은, 저해상도 촬영 장치(low resolution imaging device)로 화각(field of view)이 넓은 홀로그램을 촬영하고 촬영된 홀로그램의 세기재생을 통해 측정 샘플의 높낮이 결함 정보를 측정하여, 저렴하고, 구성이 비교적 간단하면서도, 정확성이 높다.
일부 BGA종류에서 전광 빔(straight light beam)에 의해 BGA 탑(top)부분에서 홀로그램의 간섭무늬가 묻혀버리는 경향이 있는 대, 본 발명의 결함검사방법에서는, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경을 기설정된 크기만큼 아래로(예로 20um 아래로) 내려 BGA 샘플의 탑(top)면(BGA 볼의 탑)에 가까운 위치로 BGA 홀로그램 현미경을 위치시켜 홀로그램의 세기 재생상을 획득함으로써, 검사 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 샘플 표면에서 반사 및 산란되는 물체광의 세기가 샘플 표면의 거칠기에 따라 다르기 때문에, 선형 편광기(linear polarizer)와 λ/4 파장판(wave plate)를 사용하여 참조광과 물체광의 세기 변화를 줌으로써 콘트라스트가 좋은 홀로그램을 제공한다.
또한, 본 발명은, 편광 카메라를 사용함으로써 진동환경에서 4장의 위상이동 영상을 단 한번에 얻을 수 있어 신뢰할 수 있는 BGA의 높낮이 정보를 제공한다.
도 1은 본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 LED 광원의 일예인 CREE사 LED 스펙트럼의 예이다.
도 3은 도 1의 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치를 실험환경으로 구성한 일예이다.
도 4는 BGA 샘플의 일예를 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치의 편광카메라로 촬영한 4장의 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램과, 그 홀로그램의 세기 재생상을 나타낸다.
도 6은 BGA 기판 바닥면에 포커스된 본 발명의 디지털 홀로그래픽 현미경 장치를 아래로 20um 내린 위치에서, 편광카메라로 촬영한 4장 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램을 나타낸다.
도 7은 BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경 장치를 아래로 20um 내린 위치에서, BGA 홀로그램 현미경 장치의 편광카메라로 촬상된 4장 위상이동 홀로그램 영상의 세기 재생상에서 그레이 레벨 40이상은 255로, 40 미만은 0으로 만든 결과 영상이다.
도 8은 도 7의 세기 재생상중에 하나의 BGA 볼에 의해 만들어진 재생 된 원의 직경 크기의 일예이다.
도 9는 표 1를 그래프로 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치 및 이를 이용한 결함검사 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경(10)의 구성을 설명하는 도면이다.
LED(발광다이오드) 광원(15)을 집광렌즈(collimating lens)(20)로 집광하여 직경이 25mm인 평행에 가까운 광으로 만들어 선형 편광기(linear polarizer)(30)로 입사시킨다.
선형 편광기(30)에 입사된 광은 포커스 렌즈(focus lens)(40)로 출사된다. 포커스 렌즈(40)의 초점은 제1 대물(objective) 렌즈(70)의 백 포칼 포인트(back focal point, 후방 초점)에 맞추어져 있다.
포커스 렌즈(40)를 통과한 광은 비편광 빔나누기(non polarized beam splitter)(50)를 통과한 후에 편광 빔나누기(60)에서 두 개의 광(빔)으로 나누어진다. 하나의 광은 편광 빔나누기(60)에서 투과되고 편광방향은 0도인 빔이고, 다른 하나의 광은 편광 빔나누기(60)에서 반사되고 편광방향은 90도 이다.
편광 빔나누기(60)에서 반사된 편광90도인 광은 물체광으로, 제2 대물 렌즈(75)로 집광되어 평행광이 된 후 샘플(80)에 입사된다.
샘플(80)의 영상(imaging) 면은 제2 대물 렌즈(75)의 프론트 포칼 플레인(front focal plane, 전방 초점면)에 위치한다.
편광 빔나누기(60)에서 투과된 편광 0도인 광은 참조광으로, 제1 대물 렌즈(70)로 집광되어 평행광이 된 후 레퍼런스 미러(reference mirror, 기준 거울)(90)에서 반사된다. 기준 거울(reference mirror)(90) 반사면(즉, 기준 거울(90)에서 반사된 영상면)은 제1 대물 렌즈(70)의 프론트 포칼 플레인(전방 초점면)에 위치한다.
샘플(80)에서 반사 및 산란된 물체광은 되돌아 제2 대물렌즈(75)로 진행되어 편광 빔나누기(60)로 입사되며 편광 빔나누기(60)에서 반사되어 비편광 빔나누기(50)로 입사된다. 여기서 샘플(80)은, BGA 또는 BGA를 포함하는 전자회로기판이다.
물체광은 비편광 빔나누기(50)에서 반사되어 1/4 파장판(quarter wave plate)(100)를 거쳐 튜부(tube) 렌즈(110)에서 편광카메라(120)로 초점된다.
일반적으로, 1/4 파장판은 직선편광을 원형편광으로 바꾼다.
또한, 참조광은 레퍼펀스 미러(90)에서 반사되어 되돌아가 제1 대물 렌즈(70)로 진행되어 편광 빔나누기(60)로 입사되며, 편광 빔나누기(60)를 투과하여 비편광 빔나누기(50)로 입사된다. 참조광은 비편광 빔나누기(50)에서 반사되어 상기 1/4 파장판(100)를 거쳐 튜브 렌즈(110)에서 편광카메라(120)로 초점된다.
비편광 빔나누기(50)에서 만난 참조광과 물체광이, 홀로그램을 만들게 되고 편광카메라(120)에서 상기 홀로그램이 촬상된다. 만들어진 홀로그램은 참조광과 물체광이 동일 광축으로 입사되는 인라인(in-line) 홀로그램이다.
편광카메라(120)에서 촬상된 홀로그램은 연산처리부(미도시)로 전송된다. 편광카메라(120)는 흑백 편광카메라이다.
연산처리부(미도시)는 편광카메라(120)로부터 수신된 홀로그램으로부터, 세기 재생상을 획득하고, 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경과, 볼의 높이를 검출한다.
연산처리부(미도시)는 컴퓨터, 마이크로프로세서, 마이크로 콘트롤러 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 광원으로서 LED를 사용하고 있는 데, LED 광원으로서 CREE사 R2 LED를 사용할 수 있다. CREE사 R2 LED는, 도 2와 같이, 중심파장이 620nm, 선폭이 15nm이다.
일반적으로 LED 광원은 시간 가간섭성이 작은 광원으로 가간섭 길이(coherence length)가 20um 이하이고, 또한 공간 가간섭성이 작은 광원으로, 거친 측정 샘플이 발생하는 스펙클 노이즈를 최소화 할 수 있다.
도 3은 도 1의 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을 실험환경으로 구성한 일예이다.
도 3은, BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경 실험 구성을 나타내었다.
도 3에 적용된 LED 광원(15)은, LED로서, 중심파장이 620nm이며 선폭이 약 15nm 이다. LED광원(15)을 집광렌즈(20)로 집광하여 직경이 25mm인 평행에 가까운 광으로 만들어 선형 편광기(30)로 입사시킨다. 선형 편광기(30)로 입사된 광은 광의 직경을 바꾸어 주는 가변 조리개(variable aperture)를 통해 포커스 렌즈(40)로 간다. 포커스 렌즈(40)의 초점은 제1 대물 렌즈(70)(예로, Nikon AZ Plan APO 1x)의 백 포칼 포인트(후방 초점)에 맞추어져 있다.
광은 비편광 빔나누기(50)를 통과한 후에 편광 빔나누기(60)에서 두 개의 빔으로 나누어진다. 하나의 광은 투과되고 편광방향은 0도인 빔이며 다른 하나의 광은 반사되고 편광방향은 90도 이다. 반사된 편광90도인 광은 물체광으로 제2 대물 렌즈(75)로 집광되어 평행광이 된 후 샘플(80), 즉 BGA에 입사된다. 샘플(80)의 이미지(imaging) 면은 제2 대물 렌즈(75)의 프론트 포칼 플레인(전방 초점면)에 위치한다. 투과된 편광 0도인 광은 참조광으로 제1 대물 렌즈(70)로 집광되어 평행광이 된 후 레퍼런스 미러(90)에서 반사된다. 레퍼런스 미러(90) 반사면은 제1 대물 렌즈(70)의 프론트 포칼 플레인(전방 초점면)에 위치한다.
샘플(80)에서 반사 및 산란된 물체광은 되돌아 제2 대물 렌즈(75)로 진행되어 편광 빔나누기(60)로 입사되며 편광 빔나누기(60)에서 반사되어 비편광 빔나누기(50)로 입사된다. 물체광은 비편광 빔나누기(50)에서 반사되어 1/4 파장판(100)을 거쳐 tube렌즈(110)에서 편광카메라(120)로 초점된다.
참조광은 레퍼런스 미러(90)에서 반사되어 되돌아가 제1 대물 렌즈(70)로 진행되어 편광 빔나누기(60)로 입사되며 편광 빔나누기(60)를 투과하여 비편광 빔나누기(50)로 입사된다. 참조광은 비편광 빔나누기(50)에서 반사되어 1/4 파장판(100)을 거쳐 tube렌즈(110)에서 편광카메라(120)로 초점된다.
이와같이 비편광 빔나누기(50)에서 만난 참조광과 물체광이 홀로그램을 만들게 되고 편광카메라(120)에서 홀로그램이 촬상된다. 만들어진 홀로그램은 참조광과 물체광이 동일 광축으로 입사되는 인라인(in-line) 홀로그램이다.
대물 렌즈로는 시판되는 nikon AZ Plan APO 1x를 사용할 수 있으며, 이는 작동거리(working distance) 45mm인 부정형 렌즈(infinitive type lens)이다. 사용카메라 로는 Lucid 사 trio0s-pc 편광카메라를 사용할 수 있으며, 이는 픽셀 크기가 3.45um, 2048 x 2048 이다. 편광카메라는 동시에 4장의 위상이동 영상이 촬영된다.
도 4는 BGA 샘플의 일예를 나타낸다.
도 4의 (a)는 BGA 패키지의 일예로, 전자회로 기판, 즉, BGA 기판에 다수의 BGA 볼(Ball)들이 나열되어 있다.
도 4의 (b)는 BGA 기판에 BGA 볼이 파묻혀 있는 상태를 설명하는 설명도로, BGA 기판에, BGA 볼이 파묻혀 있으며, BGA 볼의 탑면은 BGA 기판 바닥면과 동일하다.
일반적으로는 BGA 패키지는, BGA 기판의 위에 BGA 볼이 위치되나, 도 4의 경우는 BGA 기판에, BGA 볼이 파묻히도록 이루어진 BGA 패키지의 일예이다. 도 4는, 후술되는 도 5 내지 도 9의 결과를 도출하기 위해 사용된 BGA 패키지를 예시한 것으로, 이로써 본 발명을 한정하기 위한 것은 아님을 밝혀둔다.
이하, 본 발명의 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치를 이용한 결함검사 방법은 다음과 같다.
제1단계로, 우선 샘플(80)을 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경(10)의 측정 스테이지(stage)(미도시)에 놓는다.
도 1에서 샘플(80)을 놓여진 위치에 측정 스테이지(미도시)가 구비되어 있고, 그위에 BGA 샘플을 놓는다.
2단계로, 샘플의 BGA 기판 바닥면에 포커스 되도록, 본 발명의 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라(120)를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경(10)의 높이를 조절한다.
도 5는, 본 발명의 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치의 편광카메라(120)로 촬영한 4장의 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램(a)과, 그 홀로그램의 세기 재생상(b)을 나타낸다.
도 5의 (a)는 편광카메라(120)로 촬상된 4장의 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램이며, 도 5의 (b)는 이 홀로그램의 세기 재생상이다.
도 5에서와 같이, 촬상된 홀로그램 영상에서 간섭무늬를 볼 수 있으며 이는 참조광과 물체광이 만나 이룬 간섭무늬이다. 또한, 간섭무늬의 콘트라스트(contrast)는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인(in-line) 디지털 홀로그래픽 현미경(이하 설명의 편의상'BGA 홀로그램 현미경' 이라함)(10) 의 높이에 따라 다르다. BGA 홀로그램 현미경(10)을 위아래로 움직이면 간섭무늬 콘트라스트가 변하는데 BGA 기판 바닥면에 초점이 맞았을 때가 콘트라스트가 가장 높다. 따라서 BGA 홀로그램 현미경(10)의 높이를 조절하면서 BGA 기판 바닥의 홀로그램 간섭무늬 콘트라스트가 가장 높은 곳을 BGA 기판 바닥면으로 택한다.
3단계로, BGA 샘플의 탑(top, 상면), 즉, BGA 볼의 탑은 BGA 기판 바닥면과 일치하므로, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)을 기설정된 크기만큼 아래로(예로 20um 아래로) 내려 BGA 샘플의 탑(top)면(BGA 볼의 탑)에 가까운 위치로 BGA 홀로그램 현미경(10)을 위치시켜 홀로그램의 세기 재생상을 획득하고, 상기 재생상에서의 각 BGA 볼의 위치에서 각 BGA 볼의 면적크기(BGA 볼의 원안의 픽셀수)를 검출하고, 이를, 즉, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경의 상대적으로 이동한 거리(다시말해 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 높이)에 따른, BGA 볼의 위치별 BGA 볼의 면적(직경)을 메모리부(미도시)에 저장한다.
즉, 3단계에서는, 2단계에서 조절된 디지털 홀로그래픽 현미경(10)의 높이에서, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 디지털 홀로그래픽 현미경(10)의 높이를, 아래로, 기설정된 BGA 볼 높이의 설계값(예로 20um)까지, 기설정된 소정단위(예로 1um) 만큼, 이동시켜가면서 홀로그램의 세기 재생상들을 획득한다. 그리고, 이렇게 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로 상대적으로 아래로 이동한 디지털 홀로그래픽 현미경(10)으로부터 획득된 각 재생상들에서 각 BGA 볼 중심 위치(보다 상세히는, BGA 볼 중심 위치의 설계값으로, 이하 설명의 편의상 'BGA 볼 위치'라 함)에서 각 BGA 볼의 재생원의 면적크기(BGA 볼의 원안의 픽셀수)를 검출하고, 이를 메모리부(미도시)에 임시저장한다.
여기서, BGA 볼 높이 및 BGA 볼 중심 위치의 설계값은, 사용자에 의해, 검사초기에, 검사 BGA에 대한 설계도면에서의 BGA 볼 높이 및 BGA 볼 중심 위치를 키입력부(미도시)를 통해 입력한 값이다.
다시말해, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 높이에서, 샘플의 BGA 볼의 탑면(BGA 볼의 탑)을 기준으로, 기설정된 크기만큼 아래로 내린 위치에서 촬상된 홀로그램의 세기 재생상을 획득하되, 아래로 내리는 이동거리(크기)를 달리하면서 홀로그램의 세기 재생상을 획득한다. 예를들어 BGA 볼의 탑면에서 20um 아래로 내린 위치에서 홀로그램의 세기 재생상을 획득하고, 이때의 각 BGA 볼의 재생원의 직경 또는, BGA 볼의 재생원의 면적(즉, BGA 볼의 원안의 픽셀수)을 구한다. 다음은 BGA 볼의 탑면에서 19um 아래로 내린 위치에서 홀로그램의 세기 재생상을 획득하고, 이때의 각 BGA 볼의 재생원의 직경 또는, 재생원의 면적을 구한다. 이러한 순서로, BGA 볼의 탑면에서 0um 아래로 내린 위치, 즉, BGA 볼의 탑면에서의 홀로그램의 세기 재생상을 획득하고, 이때의 각 BGA 볼의 재생원의 직경 또는 BGA 볼의 재생원의 면적크기를 구한다.
4단계로, 3단계에서 메모리부(미도시)에 저장된, BGA 기판 바닥면 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 높이에서, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, BGA의 높이와 같은 축 방향으로 상대적으로 이동한 위치에서의 세기 재생상들에서 각 BGA 볼 위치에서 BGA 볼의 재생원의 면적크기(BGA 볼의 원안의 픽셀수)들을 도식화(그래프)하고 커프피팅을 통해, 각 BGA 볼의 위치별로, 상대적으로 이동된 위치에 따른 BGA 볼의 재생원의 면적(즉, BGA 볼의 원안의 픽셀수)에 관한 1차함수를 검출하고, 각 BGA 볼의 위치별로 구해진 상기 1차함수의 기울기들 및 절편들로부터 기울기 평균값 및 절편 평균값을 구한다. 구하여진 기울기 평균값 및 절편 평균값을 이용하여, 기울기 평균값을 가질때의 상대적으로 이동된 위치(즉, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 높이에서, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 상대적으로 아래로 이동한 거리), 즉, 'BGA 볼 높이'를 구하는 식(후술된 수학식 1 참조)을 생성한다.
앞서, 제2단계 내지 제4단계는 불량검사의 전단계라 할 수 있다.
여기서, 재생상의 BGA 볼의 재생원은 평면 형태의 이미지로 나타내지만, BGA 볼의 재생원은 위에서 촬상된 것으로, BGA 볼의 재생원에는 BGA 볼의 크기정보를 포함하고 있다. 또한, BGA 볼의 재생원의 면적크기(직경크기)는, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)을, BGA의 높이와 같은 축 방향으로 상대적으로 이동한 거리의 크기에 비례한다. 따라서, 수학식 1에서 BGA 볼의 재생원의 면적크기(직경크기)를 알면, BGA의 높이 정보를 알 수 있다.
본 발명에서는 각 BGA 볼의 높이를 정확하게 측정하기 위한 것이 아니라, 불량검사를 위해 높이가 소정 범위를 벗어나는 지를 검사하기 위한 것이다. 따라서, 수학식 1에 의해 구해진 BGA의 높이 정보는, 불량검사를 위한 BGA의 높이로서 사용하기에 충분하다.
5단계로, 실제 불량 검사단계로, 기설정된 검출용 높이로, 홀로그래픽 현미경(10)을 위치시키고, 홀로그래픽 현미경(10)으로 홀로그램의 세기 재생상을 획득하고, 이들 재생상으로부터 BGA 볼의 재생원의 면적크기를 구하여, 수학식 1에 적용하여, BGA 볼의 높이를 검출한다.
여기서 검출용 높이는, 사용자에 의해 또는 공장출하시 기설정된 값으로, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 높이에서, 샘플의 BGA 볼의 탑면으로부터, 아래로 BGA 볼 높이의 설계값(예로 20um)까지의 사이의 높이이며, 바람직하게는 BGA 볼의 탑면에서 상기 BGA 홀로그램 현미경(10)을 약 10um 아래로 이동한 것이다.
도 6은 BGA 기판 바닥면에 포커스된 본 발명의 디지털 홀로그래픽 현미경을 아래로 20um 내린 위치에서, 편광카메라로 촬영한 4장 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램을 나타낸다.
도 6의 (a)는 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경(10), 즉, BGA 홀로그램 현미경을 BGA 기판 바닥면에서 20um 아래로 내린 위치에서 편광카메라로 촬상된 4장 위상이동 영상중에 0도에 해당되는 홀로그램이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 촬상된 BGA 홀로그램중 일부를 확대한 영상이다. 도 6의 (c)는 도 6의 (b)의 확대된 영상에서 명암 및 콘트라스트를 높인 영상으로, 가운데 하얀 점 주위로 검고 하얀 간섭무늬 원모양 띠가 생겼음을 알 수 있다. 이는 둥근 볼인 BGA의 전체에서 포커스된 지점의 ±15um이내의 위치한 높이에서 간섭무늬가 형성되는 것을 알 수 있다. 따라서 BGA 볼에 형성된 간섭무늬는 동그란 원모양 띠를 만들게 된다.
도 7은 BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)을 아래로 20um 내린 위치에서, BGA 홀로그램 현미경의 편광카메라로 촬상된 4장 위상이동 홀로그램 영상의 세기 재생상에서 그레이 레벨(gray level) 40이상은 255로, 40 미만은 0으로 만든 결과 영상이다.
도 7의 (a)는, BGA 홀로그램 현미경(10)을 샘플의 BGA 볼의 탑을 기준으로 20um 내린 위치에서 편광카메라로 촬상된 4장 위상이동 홀로그램 영상의 세기 재생상이며, 도 7의 (b)는, 도 7의 (a)의 세기 재생상에서 그레이 레벨 40이상은 255로, 40 미만은 0으로 만든 결과 영상이다. 즉, 문턱치 40을 기준으로 255(FF)와 0로 나타낸 영상이다.
도 7의 (b)에서 재생상의 각각의 BGA 볼의 재생원의 직경을 구하고, 원 안쪽의 픽셀수를 검출한다. 다시말해, BGA 볼의 원 안쪽의 픽셀 수를, 원의 면적, 즉, BGA 볼의 크기로서 구한다.
도 8은 도 7의 세기 재생상중에 하나의 BGA 볼에 의해 만들어진 재생 된 원의 직경 크기의 일예이다.
도 8은, BGA 볼의 탑을 기준으로 20um 내린 위치에서 촬상된 홀로그램의 세기 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 직경(즉, 원의 내측의 픽셀수)을 검출한 결과의 일예를 나타낸다.
예를 들어, 연산처리부(미도시)는 BGA 볼의 재생원의 원둘레를 형성하는 픽셀(화소)수로, 원둘레의 크기를 나타내고, 이를 이용하여 상기 재생원의 지름(직경)을 구할 수 있다. 또는 BGA 볼의 재생원의 내측의 픽셀수로 부터 구해진 재생원 안의 픽셀수, 즉, 상기 재생원의 면적은, 직경의 정보를 포함한 값으로, 이를 직경 값으로 대치할 수도 있다.
즉, BGA 볼의 재생원의 내측의 픽셀수로 부터 BGA 볼의 재생원의 면적, 즉, BGA 볼을 위에서 내려다 보았을 때의 BGA 볼의 재생원의 면적을 검출할 수 있다. 도 8에서 검출된 BGA 볼의 재생원 안쪽의 픽셀수는 22172이다.
다시말해, BGA 볼의 탑면에서 상기 BGA 홀로그램 현미경(10)을, 기설정된 크기만큼 아래로 내린 위치에서 촬상된 홀로그램의 세기 재생상을 획득하되, 아래로 내리는 크기를 달리하여 홀로그램의 세기 재생상을 획득한다. 그리고, 이렇게 얻은 홀로그램의 세기 재생상들 안에서, 각 위치의 BGA 볼의 재생원의 안쪽 픽셀수(즉, 각 BGA 볼의 단면면적)를 구할 수 있다,
도 7의 (b)에서 세기 재생상에서, 각 위치의 BGA 볼의 재생원의 안쪽 픽셀수(즉, 각 BGA 볼의 재생원의 면적)를 구할 수 있으며, 이렇게 구하여진 BGA 볼의 크기는 메모리부(미도시)에 저장되고, 출력부(미도시)로 출력된다.
표1은, 도 7의 (b)에서 세기 재생상에서, 각 위치의 BGA 볼의 재생원의 안쪽 픽셀수(즉, 각 BGA 볼의 재생원의 면적)를 도표화한 예를 나타낸다. 즉, 표1은, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 상대적 위치 이동에 따른 각 세기 재생상의 각 BGA 볼 위치에서의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 나타낸 표의 예이다.
Figure pat00001
표 1에 위치(position)는, BGA 홀로그램 현미경(10)이, BGA 패키지 기판의 바닥을 포커스한 위치를 기준으로 상대적으로 아래로 움직인 거리(um)를 나타낸다. 즉, BGA 홀로그램 현미경(10)이, BGA 패키지 기판의 바닥을 포커스한 위치를 '0'이며, 이에대해 BGA 홀로그램 현미경(10)이 아래로 이동한 상대적 위치를 나타내며 그 단위는 um이다. 또한, 표 1에 (1,1), (1,5),....(5,5)는 BGA 볼의 위치를 표시하는 것이다. 또한, 표 1에서 세기 재생상(재생영상)의 각 위치에 있는 볼에서 BGA 홀로그램 현미경의 위치별 재생된 원의 직경내 픽셀수 값을 표시한다.
도 9는 표 1를 그래프로 나타낸 것으로, x축은 표 1에서 BGA 홀로그램 현미경의 상대적 이동 위치를 나타내며, y축은 픽셀수를 나타낸다. 즉, 도 9는, BGA 기판 바닥면에 포커스된 BGA 홀로그램 현미경(10)의 상대적 위치 이동에 따른 각 재생상에서의 각 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 나타낸 표의 일 예이다.
세기 재생상에서 소정 위치의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기(원안의 픽셀수)들을 연결하면, 직선의 함수(즉, 직선)에 가깝기 때문에, 1차함수로 커브 피팅하여 기울기값을 찾을 수 있다. 예로, 도 9에서 세기 재생상들에서 (5,5)에 위치되는 BGA 볼의 재생원의 면적 크기들을 커브피팅하면, y=-918.3x+6238 이 얻어지며, 이때 기울기는 918.3이고 절편은 6238이다.
이와같은 방식으로 재생상들에서 모든 위치에에의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기들을 커브피팅하고 그 기울기 및 절편을 검출한다. 이렇게 검출된 기울기들의 평균값 및 절편들의 평균값을 구한다. 상기 기울기들의 평균값은 세기 재생상들에서 각 위치의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 커브피팅한 직선의 기울기의 평균값(이하, 설명의 편의상 '기울기 평균값'이라 함)이라고 할 수 있다. 또한 상기 절편들의 평균값은 재생상들에서 각 위치의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 커브피팅한 직선의 절편의 평균값(이하, 설명의 편의상 '절편 평균값'이라 함)이라고 할 수 있다
도 9의 경우, 각 BGA 볼별로 찾아낸 기울기 평균값은 -973.06이고, 절편 평균값은 4000이다.
BGA 볼의 평균적인 높이를 검출하기 위해, 기울기 평균값을 가질때의 커브피팅된 수식은 다음과 같다.
Y= aX+b
단, 여기서 a는 기울기 평균값이고, b는 절편 평균값이다. X는 BGA 높이이고, Y는 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 나타낸다. 보다 상세히는, X는 기울기(a)가 기울기 평균값일때의 BGA 볼의 높이(이하 설명의 편의상 'BGA 높이'라 함)이고, Y는 기울기(a)가 기울기 평균값일때의 BGA 볼의 재생원의 면적 크기를 나타낸다.
그러므로, BGA 높이(즉, BGA 볼의 높이, X)는, 수학식 1에 의해 구하여 진다.
[수학식 1]
X=(1/a)×(Y-b)
다시말해, 수학식 1에서, Y값은 BGA 볼의 재생원 안에 포함된 픽셀수로, BGA 홀로그램 현미경으로 촬상된 홀로그램을 세기 재생하여 얻은 결과값으로, 이를 수학식 1에 넣으면 각 BGA 볼의 높이 X값을 알 수 있다.
본 발명의 BGA 홀로그램 현미경(10)를 적용하여 결함 검사를 실행하기에 앞서 사전에 정보가 필요하다. 첫번째로, 검사 BGA에 대한 설계도면에서 BGA 볼 높이 및 볼 중심 위치를 확인하고, 두번째로, 사전에 BGA 홀로그램 현미경 높이별 검사를 통해 기울기 평균값일때의 BGA 높이식(수학식 1)을 구한다. 이를 위해서 BGA 높낮이 불량 검사 이전에 BGA 홀로그램 현미경 높이 별로 재생상의 BGA 볼 원안쪽의 픽셀수(BGA 볼의 재생원의 면적 크기)를 검출해야 한다. 측정된 픽셀수로부터 측정될 BGA 볼의 높이를 함수화한다.
그런 다음 불량 검사시에 BGA 홀로그램 현미경을 고정된 검출용 높이에 위치시키고, 홀로그램의 세기 재생상을 획득하여, BGA 볼 원안쪽의 픽셀수(BGA 볼의 재생원의 면적 크기)를 검출하고, 이를, 수학식 1에 적용하여 볼 높이를 구한다.
여기서 검출용 높이는 사용자에 의해 또는 공장출하시 기설정된 값으로, BGA 볼의 탑면에서 BGA 홀로그램 현미경(10)을 약 10um 아래로 이동한 것일 수 있다.
본 발명의 BGA 홀로그램 현미경을 적용하여 여러 가지 BGA에 대하여 실험한 결과, BGA 탑(top) 위치를 넘어서 홀로그램이 형성되지 않음을 알 수 있었다. 따라서 바람직하게는, BGA 홀로그램 현미경(10)의 상대적 위치는 BGA 볼의 탑면 위치보다는 다소 아래쪽을 선택하는 것이 좋다는 것을 알 수 있다.
또한, 일부 BGA종류에서 전광 빔(straight light beam)에 의해 BGA 탑(top)부분에서 홀로그램의 간섭무늬가 묻혀버리는 경향이 있다. 따라서 이 경향을 피하기 위해 BGA 탑(top)이 아니라 보다 아래쪽에 BGA 홀로그램 현미경을 두어 검사하는 것이 검사 신뢰도를 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 내용은 그 상세한 기재를 생략하였으며, 본 명세서에 기재된 구체적인 예시들 이외에 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않는 범위 내에서 보다 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 설명하고 예시한 것과 다른 방식으로도 실시될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자이면 이해할 수 있는 사항이다.
10 : 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 15 : 광원
20 : 집광렌즈 30 : 선형 편광기
40 : 포커스 렌즈 50 : 비편광 빔나누기
60 : 편광 빔나누기 70 : 제1대물 렌즈
75 : 제2대물 렌즈 80 : 샘플
90 : 레퍼런스 미러 100 :1/4 파장판
110 : 튜부렌즈 120 : 편광카메라

Claims (12)

  1. BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치에 있어서,
    LED(발광다이오드) 광원;
    LED 광원으로부터의 광이 집광렌즈로 집광되어 입사되고, 입사된 광을 포커스 렌즈(focus lens)로 출사하는, 선형 편광기(linear polarizer);
    포커스 렌즈를 통과한 광(빔)은 비편광 빔나누기(non polarized beam splitter)를 통과하여 입사되고, 입사된 광을 물체광과 참조광으로 나누는, 편광빔나누기;
    편광 빔나누기에서 투과된 참조광을 집광하여, 레퍼런스 미러(reference mirror)로 전달하고, 레퍼펀스 미러에서 반사된 광을, 편광 빔나누기로 전달하는,제1 대물 렌즈;
    편광 빔나누기에서 반사된 광인, 물체광을, 집광하여 샘플에 입사시키고, 샘플에서 반사 및 산란된 물체광을, 편광 빔나누기로 전달하는, 제2 대물 렌즈;
    편광 빔나누기를 투과한 물체광 및 참조광이 입사되어, 홀로그램을 생성하는, 비편광 빔나누기;
    비편광 빔나누기에서 반사된 물체광 및 참조광이, 1/4 파장판 및 튜브 렌즈거쳐 전달되어, 홀로그램을 촬상하는, 편광카메라;
    를 포함하는 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경장치.
  2. 제1항에 있어서,
    포커스 렌즈의 초점은 제1 대물 렌즈의 백 포칼 포인트(back focal point, 후방 초점)에 맞추어져 있으며,
    기준 거울에서 반사된 영상면은 제1 대물 렌즈의 프론트 포칼 플레인에 위치하며
    샘플에서 반사 및 산란된 물체광의 영상(imaging) 면은 제2 대물 렌즈의 프론트 포칼 플레인(front focal plane)에 위치하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  3. 제1항에 있어서
    LED 광원은 1개의 LED로 이루어지며,
    LED 광원으로부터의 광은 집광렌즈로 집광되어 직경이 25mm인 평행광으로 만들어져 선형 편광기로 입사되는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    편광카메라는 흑백 편광카메라이며, 동시에 4장의 위상이동 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    참조광은 편광 빔나누기에서 투과되고 편광방향은 0도인 빔이고,
    물체광은 편광 빔나누기에서 반사되고 편광방향은 90도인 빔인 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    편광카메라로부터 수신된 홀로그램으로부터, 홀로그램의 세기의 재생상을 획득하고, 상기 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경과, BGA 볼의 높이를 검출하는, 연산처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    불량 검사시에, 샘플의 BGA 기판 바닥면에 포커스된 인라인 홀로그래픽 현미경의 높이에서, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 기설정된 검출용 높이만큼 아래로 이동하여 홀로그램의 세기의 재생상을 획득하고, 상기 재생상에서 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 검출하고, 검출된 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 이용하여 BGA 볼의 높이를 검출하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 이용하여 BGA 볼의 높이를 검출하기 위해,
    샘플의 BGA 기판 바닥면에 포커스된 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경의 높이에서, 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경을, 샘플의 BGA 볼의 탑면을 기준으로, 아래로, 기설정된 BGA 볼 높이의 설계값까지, 기설정된 소정단위만큼, 이동시켜가면서 촬상하여 획득된 홀로그램의 세기의 재생상들에서, 연산처리부가, 기 설정된 각 BGA 볼의 위치에서, BGA 볼의 재생원 안의 픽셀수로, BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 구하고,
    인라인 디지털 홀로그래픽 현미경이 이동된 거리에 따른, BGA 볼의 위치별로, BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 그래프로 나타내고,
    상기 그래프에서, 각 BGA 볼 위치별의 BGA 볼의 재생원의 면적 또는 직경을 커프피팅을 통해 1차함수로 검출하고,
    각 BGA 볼 위치별로 검출된 상기 1차함수의 기울기들의 평균을, 기울기 평균값으로서 검출하고, 상기 1차함수의 절편들의 평균을, 절편 평균값으로서 검출하고,
    기울기 평균값 및 절편 평균값을 이용하여 BGA 볼의 높이 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    BGA 볼 높이의 설계값과, BGA 볼 위치인, BGA 볼 중심 위치는, 사용자에 의해, 키입력부를 통해 입력된 값인 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    연산처리부는, BGA 볼의 높이 정보(X)값을,
    X=(1/a)×(Y-b)
    (단, a는 기울기 평균값이며, b는 절편 평균값이고, Y는 홀로그램의 세기의 재생상들에서 BGA 볼의 재생원 안에 포함된 픽셀수)
    에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    LED 광원은, 중심파장이 620nm이며 선폭이 15nm인 LED인 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈는 작동거리(working distance) 45mm인 부정형 렌즈(infinitive type lens)인 것을 특징으로 하는 BGA 높낮이 결함 검사용 편광카메라를 이용한 인라인 디지털 홀로그래픽 현미경 장치.

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