KR20230089426A - Ai를 이용한 기판 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기판 검사 장치는 기판의 배선 패턴에 대하여 검사를 하는 검사부; 검사부에 의한 검사를 제어하고, 기준치와 상기 검사 결과인 검사치를 비교하여 상기 배선 패턴의 불량 여부를 판정하는 제어부; 이전 검사 단계의 기준치 또는 이전 검사 단계의 검사치를 이용하여 현재 검사 단계의 기준치를 업데이트하는 인공지능 처리부; 를 포함할 수 있다.

Description

AI를 이용한 기판 검사 장치{Substrate inspecting device using artificial intelligence}

본 발명은 AI를 이용하여 기판을 검사하는 기판 검사 장치에 관한 것이다.

최근 회로 기판의 미세화의 진행에 따라 배선 패턴의 폭이 좁아지는 추세이고, 이로 인해 배선 패턴의 측정점간의 저항값이 불균일해지기 쉬울 수 있다.

따라서, 불량의 기준이 되는 스레스홀드를 정하는 것이 점점 더 어려워질 수 있고, 사람이 검사 결과를 바탕으로 수동으로 스레스홀드를 제어 또는 조절하는 경우 어려움이 많을 수 있으며, 시간이 많이 낭비될 수 있다.

본 발명은 도통 검사 또는 절연 검사를 포함하는 기판 검사시에 기준이 되는 값을 사람이 수동으로 일일이 지정하여 검사하는 것은 시간과 노력의 낭비가 많기에 인공 지능을 이용하여 최적의 스레스홀드를 산출하고자 한다.

본 발명의 기판 검사 장치는 기판의 배선 패턴에 대하여 검사를 하는 검사부; 검사부에 의한 검사를 제어하고, 기준치와 상기 검사 결과인 검사치를 비교하여 상기 배선 패턴의 불량 여부를 판정하는 제어부; 이전 검사 단계의 기준치 또는 이전 검사 단계의 검사치를 이용하여 현재 검사 단계의 기준치를 업데이트하는 인공지능 처리부; 를 포함할 수 있다.

인공지능 처리부는 상기 기준치 또는 검사치를 저장 및 연산하기 위한 순환 신경망(RNN, Recurrent Neural Network) 구조를 포함할 수 있고, 또한 더 장기적인 대량의 정보를 저장 또는 업데이트 처리하기 위해 장단기 메모리(Long short-term memory, LSTM) 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에는 각 검사의 기준치를 자동으로 업데이트하면서 가장 적절한 기준치를 산출할 수 있는 인공지능 처리부가 마련될 수 있다.

이러한 인공지능 처리부를 통해, 검사를 실시하는 관리자의, 각 준비된 배선 패턴에 따라 도통 불량 또는 절연 불량을 포함하는 검사 불량에 대한 적절한 기준치를 매 검사마다 설정해야하는 어려움 또는, 수동적인 기준치의 제어시 숙련자에 따라 큰 편차가 날 수 있고, 트라이 앤 에러에 의해 긴 시간이 소비될 수 있는 문제를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 도통 검사시 기준치를 나타낸 설명도이다.
도 3은 본 발명의 절연 불량 유형을 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 절연 검사시 정상 판정인 경우에 대한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 절연 검사시 쇼트(short) 불량을 나타낸 설명도이다.
도 6은 본 발명의 절연 검사시 스파크 불량이 발생한 경우에 대한 설명도이다.
도 7은 본 발명의 절연 검사시 부분 방전 불량이 발생한 경우에 대한 설명도이다.
도 8은 본 발명의 절연 검사시 교류 전압원이 인가된 경우의 불량 여부를 나타낸 설명도이다.
도 9는 본 발명의 절연 불량 유형에 따른 패턴 구간 및 판정 구간을 나타낸 설명도이다.

본 발명의 기판 검사 장치는 전원부를 통해 검사 위치간에 전위차를 생기게 할 수 있고, 검사점으로부터 검사용의 신호를 검출하여 검사점 사이의 배선 패턴의 전기적 특성을 검사할 수 있다. 전원부는 검사의 종류에 따라 배선 패턴에 전압을 인가하거나 전류를 흐르게 할 수 있다.

배선 패턴에 대한 검사는 도통 검사, 절연 검사를 포함할 수 있다. 도통 검사는 기판의 배선 패턴 각각에 대해 시행될 수 있다. 절연 검사는, 배선 패턴을 검사 대상이 되는 제1 그룹과 제1 그룹외의 다른 배선 패턴을 제2 그룹으로 할 수 있고, 특정 제1 그룹을 고정시킨채 복수의 제2 그룹을 바꿔가며 절연 불량 여부를 진행할 수 있다.

기판의 배선 패턴에 대해 불량 여부를 판정하기 위한 기준값이 설정될 필요가 있고, 준비된 배선 패턴에 따라 상기 기준값은 계속적으로 변하는 값일 수 있다. 검사를 실시하는 관리자는, 각 준비된 배선 패턴에 따라 도통 불량 또는 절연 불량을 포함하는 검사 불량에 대한 적절한 기준치를 매 검사마다 설정해야하는 어려움이 있을 수 있다.

관리자에 의해서 수동으로 설정된 기준치가 제어부에 입력되면 제어부는 입력된 기준치에 따른 신호를 검사부로 보낼 수 있다. 입력된 기준치에 따라 검사부가 검사를 수행한 검사치는 제어부로 보내질 수 있고, 관리자는 제어부가 회신받은 데이터인 검사치를 바탕으로 적절한 기준치를 갱신하여 다시 제어부에 입력할 수 있다. 그러나, 상기 수동적인 기준치의 제어는 숙련자에 따라 큰 편차가 날 수 있고, 트라이 앤 에러에 의해 긴 시간이 소비될 수 있다.

따라서, 이러한 각 검사마다의 기준치를 자동으로 업데이트하면서 가장 적절한 기준치를 산출할 수 있는 인공지능 처리부가 마련될 수 있다.

즉, 도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 검사 장치는 기판의 배선 패턴(P)에 도통 검사 또는 절연 검사를 시행할 수 있는 검사부(200), 검사부(200)의 검사 공정 전체를 제어할 수 있는 제어부(100), 검사부(200)에 의한 이전 검사 단계의 검사치와 이전 검사 단계의 기준치에 기반하여 현재 검사 단계의 검사치를 업데이트할 수 있는 인공지능 처리부(300)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

인공지능 처리부(300)는 검사부(200)로부터 전송받은 검사치를 저장할 수 있고, 업데이트된 검사치를 산출하여 검사부(200)가 다음 단계의 검사를 계속 할 수 있게 한다. 인공지능 처리부(300)는 업데이트된 검사치를 제어부(100)를 경유하여 검사부(200)로 전송하거나, 동시에 제어부(100) 및 검사부(200)로 기준치를 전송할 수 있다.

검사부(200)는 기판에 대하여 도통 검사 및 절연 검사를 연달아 시행할 수 있고, 각 검사는 각각 제1 검사부(210), 제2 검사부(220)에서 실시될 수 있다. 다른 종류의 검사가 추가되는 경우, 제3 검사부(230)가 추가될 수 있다.

예를 들어, 제1 검사부(210)는 도통 검사를 실시할 수 있고, 제2 검사부(220)는 직류 전원에 의한 절연 검사를 시행할 수 있으며, 제3 검사부(230)는 교류 전원에 의한 절연 검사를 시행할 수 있다.

도 2를 참조하면, 도통 검사의 경우, 특정 배선 패턴에서 소정의 스레스홀드 저항값(Rs)이상의 저항이 검사 결과 측정될 수 있고, 이 스레스홀드 저항값이상으로 산출된 배선 패턴은 도통 불량으로 판정될 수 있다. 이러한 도통 검사를 제1 검사라하면, 스레스홀드 저항치를 제1 기준치라 할 수 있다.

N1, N2, N3 등은 도통 검사를 행하는 배선 패턴을 나타내는 것일 수 있다. 기판에 형성된 배선 패턴은 십자, 일자, T자 등 다양한 형태일 수 있고, 배선 패턴의 유형에 따라 양품으로 판정되는 저항값의 범위는 배선 패턴의 종류에 따라 다를 수 있다.

배선 패턴의 다양성에도 불구하고, 모든 배선 패턴이 양품으로 판정될 수 있는 범위가 양품 저항 범위내(R_L과R_H사이)로 들어올 수 있다. 이 경우, 스레스홀드 저항치인 제1 기준치는 단수로 전체 배선 패턴의 양부를 판정할 수 있다.

그러나, 이러한 단수의 스레스홀드 저항치로 양부를 판정할 경우, 모든 배선 패턴을 하나의 기준으로 판정하기 위해 양품 저항 범위(R_L과R_H사이)가 너무 크게 잡히는 경우, 각 배선 패턴의 유형에 따른 정밀한 양품 판정이 어려울 수 있다.

따라서, 기판의 배선 패턴이 종류에 따라 분류될 수 있고, 분류된 배선 패턴의 종류에 따라 각각 다른 스레스홀드 저항치가 설정될 수 있다. 즉, 배선 패턴의 종류에 따라 각 배선 패턴은 서로 다른 양품 저항 범위를 가질 수 있고, 그게 따라 스레스홀드 저항치도 달라질 수 있다.

각 배선 패턴의 종류에 따라 가장 적절한 양품 저항 범위와 제1 기준치를 얻기 위해서, 실제 검사 대상인 기판에 대한 본 검사를 시행하기 전에 양품으로 이루어진 양품 그룹 및 불량품으로 이루어진 불량 그룹에 대한 인공지능 처리부의 학습이 선행될 수 있다.

인공지능 처리부(300)가 목표 검사 기판에 대한 검사 전에 양품 그룹 및 불량 그룹에 대한 학습 결과를 저장할 수 있고, 이러한 백데이터를 바탕으로 인공지능 처리부(300)는 목표 검사 기판의 검사시 배선 패턴의 종류에 따른 각각 다른 스레스홀드 저항치 또는 양품 저항 범위를 빠르게 학습하여 판정할 수 있다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 절연 검사의 경우, 정상 그룹으로 분류된 배선 패턴에 대한 절연 검사 종료 시간보다 더 긴 절연 검사 종료 시간이 걸리면 절연 불량으로 판정될 수 있다. 이러한 절연 검사를 제2 검사라하면, 기준이되는 정상 그룹에 대한 절연 검사 종료 시간을 제2 기준치라 할 수 있다.

또한, 절연 검사시 상기와 같이 제2 기준치로 설정하여 절연 불량 여부를 판단하는 것 외에 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프를 산출하여 상기 그래프의 패턴 자체를 비교하여 절연 불량 여부를 판단할 수 있다.

일 실시 예로, 시간에 대한 전압 또는 전류 그래프를 산출하는 경우, 제1 변수는 시간일 수 있고, 제2 변수는 전압 또는 전류일 수 있다. 이 경우, 제2 기준치는 시간의 흐름에 따라 전압이 충전 시간동안 선형 증가하고 충전 시간 이후에는 상한 전압의 상수값을 가지는 그래프 패턴이거나, 시간의 흐름에 따라 소정 상수 전류값인 상태에서 전류가 감소하기 시작하여 절연 검사 종료 시간 또는 그전에 검사 종료 임계값 이하로 떨어지는 그래프 패턴일 수 있다.

다른 실시 예로, 교류 전압원에 의한 절연 검사의 경우를 살펴보면, 제1 변수는 인가되는 주파수일 수 있고, 제2 변수는 산출되는 임피던스일 수 있다. 이 경우, 절연 정상인 경우에 예상되는 직선의 그래프 대신에 소정의 주파수 영역에서 기울기가 달라지는 영역이 그래프 패턴에 나타나면 절연 불량일 수 있다.

즉, 제2 기준치는 제1 기준치와 마찬가지로 특정 수치일 수도 있고, 특정 그래프 패턴일 수도 있다.

제2 기준치가 소정의 그래프 패턴인 경우에는, 제어부는 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프 패턴 자체를 기억하여 제1 변수의 변화에 따라 패턴 자체를 트랙킹함을써 기준치와 측정치를 비교함으로써 불량 여부를 판정할 수 있다.

인공지능 처리부는 제1 기준치, 제2 기준치 등의 기준치를 순서대로 업데이트하며 최적의 기준치를 찾아낼 수 있다. 인공지능 처리부는 최적의 기준치를 관리자에게 제시할뿐 아니라, 적절한 불량 양부를 판단하는 기준치마다의 통계치를 제공할 수 있다.

예를 들어, 도통 검사시 제1-1 기준치를 기준으로 하는 제1-1 불량률, 제1-2 기준치를 기준으로 하는 제1-2 불량률을 관리자에게 제시할 수 있고, 관리자는 제시된 기준치중에서 목표로하는 불량률에 따라 기준치를 선택할 수 있다.

인공지능 처리부는 제어부에 제1 기준치를 부여할 수 있고, 검사부는 제어부로부터 전송받은 제1 기준치로 정해진 검사를 시행한 후, 그 결과를 인공지능 처리부 또는 제어부로 전송할 수 있다.

검사부에서 인공지능 처리부 또는 제어부로 전송되는 값을 검사치라 할 수 있다. 따라서, 제1 기준치에 대한 응답은 제1 검사치라 할 수 있고, 제2 기준치에 대한 응답은 제2 검사치라 할 수 있다.

인공지능 처리부는 회신받은 제1 검사치를 저장할 수 있고, 제2 기준치를 제어부 또는 검사부로 전송할 수 있다. 검사부는 제2 기준치를 전송받을 수 있고, 검사부는 이에 따라 도통 또는 절연 검사를 진행할 수 있다.

인공지능 처리부가 최적의 기준치를 업데이트 하기 위해서는 검사치와 검사부로부터 회신받은 기준치를 저장하며 연산할 필요가 있다. 이를 위해, 인공지능 처리부는 순환 신경망(RNN, Recurrent Neural Network) 구조를 포함할 수 있다. 또한, 인공지능 처리부가 포함하는 장기적인 대량의 정보를 저장 또는 업데이트하기 위한 구조중 하나인 장단기 메모리(Long short-term memory, LSTM)일 수 있다.

인공지능 처리부가 검사부에 부여하는 기준치는 제1-1 기준치, 제1-2 기준치, 제1-3 기준치로 순차대로 증가하거나, 제1-3 기준치는 제1-1 기준치 및 제2-1 기준치의 중간의 어느 값으로 부여될 수 있다.

제1-1 기준치, 제1-2 기준치, 1-3 기준치에 대한 설명은 제2-1 기준치, 제2-2기준치, 제2-3 기준치 또는 제3-1 기준치, 제3-2 기준치, 제3-3 기준치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

예를 들어, 제1 검사에서 제1 기준치를 찾기 위해 인공지능 처리부는 제1-1 기준치, 제1-2 기준치, 제1-3 기준치의 순서대로 저항치를 순서대로 증가시키며 최적의 스레스홀드 저항치를 찾거나, 제1-1 기준치 및 제1-2 기준치로 큰 경계를 잡고 점차적으로 기준치 범위내로 기준치를 좁혀가며 최적의 기준치를 찾을 수 있다.

인공지능 처리부는 주어진 배선 패턴에 대해 도통 검사 또는 절연 검사의 순서대로 검사를 진행할 수 있고, 예정된 모든 검사를 한 후 최적의 기준치를 제시하거나, 검사를 진행하는중 불량이 발견되는 경우 검사를 멈추고 관리자에게 불량 발견 사실을 알릴 수 있다.

인공지능 처리부가 각 기준치를 선정하는 방식은, 관리자에 의해서 다양하게 설정될 수 있으나, 이전 기준치 및 이전 기준치에 대응하는 이전 검사치를 이용하여 현재의 기준치를 산출하는 것은 공통될 수 있다.

도통 검사는 제1 검사부에서 행해질 수 있고, 절연 검사는 제2 검사부에서 행해질 수 있다. 검사가 추가되는 경우, 제3 검사부가 추가될 수 있다. 예를 들어, 교류 전원에 의한 절연 검사가 시행되는 제3 검사부가 추가될 수 있다. 이런 방식으로 제n 제어부 및 대응하는 제n 검사부가 추가로 구비될 수 있다.

예를 들어, 각 검사부의 검사 과정 전체를 제어할 수 있는 제어부가 마련될 수 있고, 제어부는 각 검사부에 대응하여 제1 제어부, 제2 제어부, 제3 제어부가 구비될 수 있다.

제1 검사부는 제1 제어부에 의해서 검사 과정이 제어될 수 있고, 제2 검사부는 제2 제어부에 의해서 검사 과정이 제어될 수 있으며, 제3 검사부는 제3 제어부에 의해서 검사 과정이 제어될 수 있다. 이러한 방식으로 기판의 배선 패턴에 대한 검사가 추가되는 경우, 제n 검사부는 제n 제어부에 의해서 검사 과정이 제어될 수 있다.

도 3은 배선 패턴(P)에 대한 도통 검사, 절연 검사 및 절연 불량의 유형을 개략적으로 나타낸 것일 수 있다.

도 3을 참조하면, 배선 패턴(P)중 일부 배선 패턴(P1-P8)을 나타낸 것일 수 있고, 프로브1(Probe1)에 의해서는 도통 검사를, 프로브2(Probe2)에 의해서는 절연 검사를 시행되는 것을 나타낸 것일 수 있다.

즉, 도통 검사는 각 배선 패턴 각각에 대해서 검사를 시행할 수 있고, 절연 검사는 서로 다른 배선 패턴간에 검사를 시행할 수 있다.

도통 검사시, 특정한 동일 배선 패턴에 대해 하나의 프로브1은 상기 특정 동일 배선 패턴의 일단(S1)에 연결될 수 있고, 다른 하나의 프로브1은 상기 특정 동일 배선 패턴의 다탄(S2)에 연결될 수 있다.

절연 검사시, 하나의 프로브2는 특정 배선 패턴(P2)에 연결될 수 있고, 다른 프로브2는 상기 특정 배선 패턴(P2)과는 다른 배선 패턴(P3)에 연결될 수 있다.

절연 검사시, 검사 대상인 배선 패턴을 제1 그룹을 선정하고, 나머지 배선 패턴을 제2 그룹으로 선정할 수 있다. 예를 들어, 특정 배선 패턴 하나를 제1 그룹으로 선정하면(P2), 제2 그룹은 제1 그룹을 제외한 나머지 배선 패턴으로 이루어질 수 있고, 특정 배선 패턴과 제2 그룹의 멤버들은 순차대로 절연 검사가 진행될 수 있다. 즉, P2-P1, P2-P3, P2-P4, P2-P5의 순서대로 절연 검사가 실시 될 수 있다.

도 3에서는, 제1 그룹을 P2의 하나의 배선패턴으로 선정한 경우이지만, 제1 그룹 및 제2 그룹은 복수로 선정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 배선 패턴(P1)에 대한 도통 검사가 시행되는 것을 나타낸 것일 수 있고, 도통 정상인 경우일 수 있다. 또한, 제2 배선 패턴(P2) 및 제3 배선 패턴(P3)에 대한 절연 검사가 시행되는 것을 나타낸 것일 수 있고, 절연 정상인 경우일 수 있다.

그러나, 제5 배선 패턴(P5) 내지 제8 배선 패턴(P8) 사이에 절연 불량의 다양한 유형을 나타낸 것일 수 있다. 예를 들어, 제5 배선 패턴(P5) 및 제6 배선 패턴(P6)간에는 쇼트(short)불량이 발생한 것일 수 있고, 제6 배선 패턴(P6) 및 제7 배선 패턴(P7)간에는 부분 방전 불량이 발생한 것일 수 있으며, 제7 배선 패턴(P7) 및 제8 배선 패턴(P8)간에는 스파크 불량이 발생한 것일 수 있다.

도 4는 절연 검사시 절연 정상인 경우의 시간에 대한 전압 또는 전류의 그래프의 한 형태를 나타낸 것일 수 있고, 도 5는 절연 검사시의 쇼트 불량의 한 형태를 나타낸 것일 수 있으며, 도 6은 절연 검사시의 스파크 불량의 한 형태를 나타낸 것일 수 있고, 도 7은 절연 검사시의 부분 방전의 한 형태를 나타낸 것일 수 있다.

전원부는 제어부의 제어에 의해 프로브를 통하여 검사점 사이에 검사를 위한 소정 레벨의 전류 또는 전압을 공급할 수 있다.

검출부는 제어부의 제어에 의해, 전원부에 의해 검사점에 전류 또는 전압이 공급되고 있을때, 프로브를 통하여 검사점 사이의 전위차 또는 검사점 사이에 흐르는 전압 또는 전류를 검출할 수 있다.

스위치부는 전원부 및 검출부와 프로브를 연결하는 배선에 연결될 수 있고, 제어부의 제어에 의해 전원부 및 검출부와 프로브의 접속을 전환할 수 있다.

제어부는 전원부, 검출부 및 스위치 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있고, 피검사 기판의 배선 패턴의 전기적 특성을 검사할 수 있다.

도통 검사에서는 피검사 기판 내의 각각의 배선 패턴이 문제없이 도통하고 있는지의 여부가 검사될 수 있다. 전원부에 프로브를 통하여 검사점 사이에 소정 전류치(예를 들면, 20mA)의 전류가 공급되면서, 검출부에 검사점 사이의 전위차를 검출될 수 있다. 그리고, 그때의 공급 전류치와 검출된 전위차의 값에 의해 검사점 사이의 배선 패턴의 저항치가 산출될 수 있다.

산출된 저항치는 제1 검사치일 수 있고, 제1 검사치는 제어부 또는 인공지능 처리부로 전송될 수 있다. 제어부 또는 인공지능 처리부는 제1 검사치와 제1 기준치를 비교하여 배선 패턴의 도통 여부를 검사할 수 있다. 인공지능 처리부는 제1 검사치 또는 제1 기준치에 기반하여 제2 기준치를 선정할 수 있고, 이를 제어부를 통해 검사부로 전송하여 검사를 계속 진행할 수 있다.

절연 검사에서는, 절연되어 있어야 할 배선 패턴에 단락 등의 절연 불량이 없는지가 검사될 수 있다. 구체적으로는, 서로 절연되어 있어야 할 2개의 배선 패턴에 전기적으로 접속된 2개의 검사점 사이에, 프로브를 통하여, 다단계로 설정되는 소정 전압치의 전압을 순차대로 인가할 수 있다.

각 단계의 전압이 부여되어 있는 각 상태에서 검출부에 프로브를 통하여 검사점 사이에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 각 단계의 검사점 사이에 관한 인가 전압과 검출 전류에 의거하여, 검사점 사이의 저항치가 도출될 수 있다.

도출된 저항치와, 각 단계의 전압치에 응하여 단계적으로 미리 설정된 복수의 판정 기준 저항치를 비교함에 의해, 검사 대상의 배선 패턴 사이의 절연 불량의 유무를 검사할 수 있다.

도출된 저항치는 제2 검사치일 수 있고, 절연 불량의 유형이 전압의 크기에 따라 분별되는 경우, 전압의 크기에 따라 복수의 제2 검사치가 설정될 수 있다. 인공지능 처리부는 상기 복수의 제2 기준치를 제어부 또는 검사부로 전송할 수 있고, 이는 단수의 기준치가 설정되는 경우와 동일하게 진행될 수 있다.

모든 단계의 전압 인가시에 도출된 저항치인 제2 검사치가 그 단계에 대응하여 설정된 판정 기준 저항치인 제2 기준치보다 큰 경우에는, 절연 양호라고 판정될 수 있고, 어느 하나 이상의 단계에서 도출한 저항치가 판정 기준 저항치 이하인 경우에는 절연 불량이라고 판정될 수 있다.

이와 같은 순서로 도통 검사, 및 그것에 계속되는 제1 내지 제3 절연 검사가 행하여질 수 있고, 모든 검사에서 이상 없음으로 판정된 피검사 기판은 정상이라고 판정될 수 있으며, 어느 하나의 검사에서 이상이라고 판정되면, 피검사 기판은 불량으로 판정될 수 있다.

불량으로 판정되는 경우, 불량으로 판정된 시점에서 그 이후의 검사를 행하지 않고 검사가 종료되거나, 모든 검사가 진행된 후 검사의 통계 결과를 관리자에게 제시할 수 있다.

기판은 복수의 절연 기판의 상면 또는 하면에 형성될 수 있는 복수의 배선 패턴으로 구성된 다층의 빌드업 인쇄 배선 기판일 수 있다.

도통 검사의 경우를 살펴보면, 검출부는 동일 종류의 복수 개의 피검사 기판 중에서 미리 선택된 소정 수의 피검사 기판인 기준 기판에 대하여 측정점 세트간의 저항값을 기준 저항값으로서 측정할 수 있고, 얻어진 기준 저항값은 측정점 세트의 식별 정보와 대응지어 저장될 수 있다.

검출부에서 측정된 전압값을 전원부에 부여된 전류값으로 나눈 것을 저항값으로서 구할 수 있다. 또한, 기준 기판은 동일 종류의 10000장의 피검사 기판 중에서 미리 도통 검사를 행하여 검사 결과가 양호한 것을 기준 기판으로서 선택할 수 있다.

제1 제어부는 측정점 세트를 기준 저항값의 평균값의 크기에 따라 측정점 세트마다 시퀀스 번호를 부여할 수 있고, 측정점 세트의 기준 저항값에 따라 문턱값을 설정함과 함께, 설정한 문턱값을 시퀀스 번호 정보 및 측정점 세트의 식별 정보와 대응지어 저장할 수 있다.

검출부는 피검사 기판의 측정점 세트간의 저항값을 검사 저항값으로서 측정할 수 있고, 얻어진 검사 저항값인 검사치는 측정점 세트의 식별 정보와 대응지어 저장될 수 있다. 검출부에서 측정된 전압값을 전원부에 부여된 전류값으로 나눈 것을 저항값으로서 구하는 것일 수 있다.

기준이 되는 배선 패턴들의 저항값들이 모두 포함될 수 있는 특정 상한치 및 하한치의 범위를 가지는 기준 저항 범위가 설정될 수 있다. 문턱 저항값인 제1 기준치는 기준 저항 범위의 상한치보다 높게 설정될 수 있다. 따라서 특정 배선 패턴이 문턱 저항값을 넘는 경우, 제1 제어부에 의해서 절연 불량이 판정될 수 있어 절연 불량인 배선 패턴을 선별할 수 있다.

절연 검사는, 검사 대상의 배선 패턴간에 전압을 인가할 수 있고, 배선 패턴간에 전류가 흐르는지의 여부를 검출함으로써 실시될 수 있다.

복수의 배선 패턴 중의 배선 패턴을 양극으로, 나머지의 배선 패턴을 음극으로 설정할 수 있고, 배선 패턴간에 전원부에 의하여 전위차를 부여하여 배선 패턴과 전원부 사이에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 검출한 전류의 값에 의거하여 배선 패턴간의 절연성의 양부를 판정할 수 있다. 양극으로 설정되는 배선 패턴은 순서대로 교체되어 감으로써 모든 배선 패턴 상호간의 조합에 대하여 절연성을 검사할 수 있다.

각 검사 공정에 있어서 배선 패턴간에 전위차를 부여할 때에, 전원부와 배선 패턴과의 사이에 흐르는 전류는 전원부에 의한 배선 패턴간에 대한 전위차의 부여시작 직후에는 안정되지 않을 수 있고, 배선 패턴의 충전이 진행됨에 따라서 점차 일정한 값으로 수렴하여 갈 수 있다.

예를 들어, 절연이 완전한 경우에는 영으로 수렴할 수 있고, 배선 패턴간에 절연 불량 패턴이 존재한다고 가정했을 경우의 저항값에 수렴해갈 수 있다.

이 때문에 각 검사 공정에 있어서 배선 패턴간의 절연성을 높은 신뢰도에서 검사하기 위해서는, 배선 패턴에 대한 전위차의 부여시작시부터 소정의 시간이 경과하여 전원부와 배선 패턴과의 사이에 흐르는 전류의 값이 안정한 상태에서, 그 전류의 값을 검출하는 것 바람직할 수 있다.

검사대상이 되는 배선 패턴간의 절연성에 대한 검사는, 배선 패턴간에 전위차를 부여한 상태에서 배선 패턴간에 인가된 전위차의 값과 배선 패턴간에 전위차를 부여하는 전원부와의 사이에 흐르는 전류의 값을 검출하고, 그들 값에 의거하여 배선 패턴간의 유사적인 저항치를 도출하고, 그 저항치의 값에 의거하여 배선 패턴간의 절연성의 양부에 대하여 판정할 수 있다.

스위치는, 예를 들어 트랜지스터 등의 반도체 스위칭 소자나 릴레이 스위치 등에 의해 구성된 개폐 스위치일 수 있다. 스위치는 제어부로부터의 제어 신호에 따라 개폐될 수 있다.

절연 검사시에는 배선 패턴에 전압이 인가되기 때문에, 당해 배선 패턴의 사이에서 스파크가 발생할 수 있다. 이와 같이 스파크가 발생한 경우, 회로 기판에 손상이 발생할 수 있고, 배선 패턴에 인가하는 전압의 하강이 검출되는 경우, 스파크가 검출될 수 있다.

기판의 패턴 피치가 좁아지는 추세이고, 이에 기인하여 절연 검사시에 배선 패턴의 사이에 부분 방전이 발생하는 경우가 늘 수 있다. 검사 중에 스파크가 발생한 회로 기판과 마찬가지로, 부분 방전이 발생한 회로 기판도 불량품으로서 분류될 수 있다.

그런데, 부분 방전의 경우, 배선 패턴의 사이에 흐르는 전류가 작기 때문에, 스파크가 발생한 경우와 같은 전압의 하강이 관측되지 않을 수 있다.

전원부는 정전류원을 포함할 수 있고, 정전류원은 검사 대상의 배선 패턴의 한쪽인 플러스측 패턴에 전류를 공급할 수 있으며, 검출부는 검사 대상의 배선 패턴에 흐른 전류를 측정할 수 있다.

제2 제어부는 검출부에서 측정된 전류의 시간 변화에 기초하여, 검사 대상의 배선 패턴에 스파크 또는 부분 방전이 발생했는지 여부를 판정할 수 있다.

검사 대상의 배선 패턴의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 당해 배선 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화가, 정상인 경우에 비해 느려질 수 있다. 따라서, 배선 패턴에 흐른 전류의 시간 변화에 기초하여, 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를 판정할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 검사 장치에 있어서, 검출부는 검사 대상의 배선 패턴의 다른 쪽인 마이너스측 패턴에 흐른 전류를 측정할 수 있다.

즉, 마이너스측의 패턴의 전류를 측정함으로써, 플러스측의 각 구성의 영향을 받기 어려워져, 배선 패턴에 흐른 전류를 고정밀도로 측정할 수 있다. 따라서, 스파크나 부분 방전을 고정밀도로 검출할 수 있다.

검출부가 측정한 전류가 검사 종료 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간인 절연 검사 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부가 구비될 수 있다.

제2 제어부는 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정할 수 있다.

즉, 검사 대상의 배선 패턴의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화가 느려지는 결과, 당해 전류가 안정될 때까지 필요로 하는 시간이 길어질 수 있고, 따라서 절연 검사 종료 시간이 규정 시간보다 길어진 경우에는, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정할 수 있다.

실제의 회로 기판에는 복잡한 배선 패턴이 다수 형성되어 있으나, 이를 단순화하여, 회로 기판에 2개의 단순한 배선 패턴이 형성된 것을 나타낼 수 있다.

배선 패턴의 플러스측에 전류원이 전류를 공급하고, 배선 패턴의 마이너스측 패턴에 전류를 측정하는 것이 바람직할 수 있다.

기판 검사 장치에는, 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하고나서, 검출부가 측정한 전류가 미리 결정 된 제1 임계값 이하로 내려갈 때까지 필요한 시간인 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부가 구비될 수 있다.

제2 제어부는, 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정할 수 있다.

제1 전류 임계값을 설정하여 상기 제1 전류 임계값보다 측정 전류값이 낮아지는데 걸리는 종료 시간이 측정될 수 있고, 정상인 경우의 종료 시간보다 검사하는데 걸리는 검사 시간이 더 오래 걸리는 경우 불량으로 판정될 수 있다.

상기 경우는 소정의 시간이 경과하더라도 측정되는 전류가 소정의 임계치보다 떨어지지 않고 유지되는 경우를 포함할 수 있다.

검사 장치는, 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시후, 검출부가 측정한 전류가 미리 결정된 제2 임계값 이하로 내려가지 않은 상태에서 미리 결정된 제한 시간이 초과한 경우, 검사 대상의 배선 패턴간의 절연성이 불충분하다고 판정하는 제2 제어부가 구비될 수 있다.

검출부는 플러스측 패턴의 전압을 측정하도록 구성될 수 있고, 검출부에 의한 측정 결과는 제2 제어부에 전송될 수 있다.

배선 패턴간에는 배선 패턴간의 작아진 피치에 의해 기생 용량이 중요한 영향을 줄 수 있다. 정전류원이 플러스측 패턴에 일정한 전류를 공급함으로써, 기생 용량이 충전될 수 있다. 이에 수반하여 플러스측 패턴의 전압이 상승할 수 있다.

플러스측 패턴의 전압의 변화에 대해 설명하면, 플러스측 패턴에 전류를 공급하기 시작하고나서의 플러스측 패턴의 전압의 시간 변화를 모식적으로 예시하는 그래프일 수 있고, 스파크나 부분 방전이 발생하지 않은 경우(정상인 경우)의 그래프일 수 있으며, 전압은 검출부에 의해 측정될 수 있다.

기생 용량이 충전됨으로써, 플러스측 패턴의 전압이 서서히 상승할 수 있다. 또한, 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하기 전의 상태에서는, 기생 용량은 완전히 방전되어 있어, 플러스측 패턴의 전압은 제로일 수 있다.

따라서, 플러스측 패턴의 전압이 제로에서부터 서서히 상승할 수 있다. 이와 같이, 플러스측 패턴의 전압이 상승하는 시간 범위(기생 용량이 충전되어 가는 시간)를 충전 시간이라고 할 수 있다.

기판 검사 장치에는 리미터 회로가 설치될 수 있고, 정전류원의 플러스측 단자와 마이너스측 단자의 사이의 전위차가 상한 전압 이상이 되지 않도록 보호될 수 있다.

플러스측 패턴의 전압이 상한 전압까지 증대하면, 리미터 회로가 작동하여, 전압은 상한 전압으로 일정해질 수 있다. 즉, 기생 용량이 상한 전압까지 충전된 시점에서, 당해 기생 용량의 충전이 완료될 수 있다.

계속해서, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류에 대해 살펴보면, 플러스측 패턴의 전압이 상기와 같이 변화하는 경우에 있어서, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화를 나타낸 그래프일 수 있다. 전류는 검출부에 의해 측정될 수 있다.

배선 패턴의 사이에는 저항의 존재가 가정될 수 있다. 저항은 이상적으로는 무한대일 수 있지만, 실제로는 유한한 값을 취할 수 있다. 따라서, 저항에는 전류가 흐를 수 있다.

또한, 충전 시간 중에 있어서는, 기생 용량을 충전하기 위한 전류가 마이너스측 패턴에 흐를 수 있다. 따라서, 충전 시간 중은, 기생 용량을 충전하기 위한 전류와, 저항에 흐른 전류가 마이너스측 패턴에 흐르게 된다. 이때 마이너스측 패턴에 흐르는 전류를 합계하면 Io로 될 수 있다. 결국, 충전 시간 중에 있어서, 마이너스측 패턴에는 일정한 전류(Io)가 흐를 수 있다.

기생 용량의 충전이 완료된 후는 당해 충전을 위한 전류는 흐르지 않게 되므로, 마이너스측 패턴에 흐르는 것은, 저항을 흐르는 전류만으로 된다. 이 때문에, 충전 시간이 종료된 후는 마이너스측 패턴에 흐르는 전류는 급속하게 감소하여 Ir에 점차 가까워질 수 있다.

따라서, 충전 시간이 종료될 수 있고, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류가 안정된 후에, 당해 전류가 충분히 작아진 것을 확인할 수 있으면, 저항에 흐르는 전류가 충분히 작은(또는 저항이 충분히 큰) 것을 보증할 수 있다.

이하 스파크 및 부분 방전을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.

충전 시간 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴 사이에 스파크가 발생한 경우의, 플러스측 패턴의 전압의 시간 변화 및 마이너스측 패턴에 흐른 전류의 시간 변화를 나타낼 수 있다.

스파크가 발생한 순간, 플러스측 패턴의 전하가 마이너스측 패턴에 유출될 수 있고, 플러스측 패턴의 전압이 일시적으로 강하될 수 있다.

즉, 기생 용량에 충전된 전하의 일부가 방전될 수 있다. 그 결과, 당해 기생 용량의 충전을 완료시키는데 필요로 하는 시간(충전 시간)이 정상인 경우의 충전 시간보다 길어지기 때문에, 전류가 감소하기 시작하는 타이밍이 정상인 경우보다 느려질 수 있다.

결과적으로, 절연 검사 종료 시간이 정상인 경우보다 길어져버릴 수 있다. 또한, 정상인 경우란, 스파크나 부분 방전 등의 절연 불량 하자가 발생하지 않은 상태를 의미할 수 있다.

따라서, 충전 시간 중에 스파크가 발생한 경우에는, 충전 시간이 정상인 경우보다도 길어질 수 있고, 결과적으로 절연 검사 종료 시간이 정상인 경우보다 길어질 수 있다.

충전 시간 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴 사이에 부분 방전이 발생한 경우의, 플러스측 패턴의 전압의 시간 변화 및 마이너스측 패턴에 흐른 전류의 시간 변화를 나타낼 수 있다.

부분 방전이 발생한 경우도, 플러스측 패턴의 전하가 마이너스측 패턴으로 유출될 수 있다. 부분 방전의 경우에는, 스파크와 같은 급격한 전하의 유출이 아닐 수 있고, 플러스측 패턴으로부터의 전하의 유출분을, 정전류원으로부터 공급되는 전류로 보충할 수 있다.

따라서, 부분 방전의 발생 중에는, 플러스측 패턴의 전압은 강하되지 않을 수 있지만(기생 용량으로부터의 방전은 발생하지 않을 수 있지만), 전압의 상승 속도(기생 용량의 충전 속도)가 저하될 수 있다. 이 때문에, 기생 용량의 충전에 필요로 하는 시간(충전 시간)이 정상인 경우보다 길어질 수 있다.

충전 시간 중에 부분 방전이 발생한 경우도, 충전 시간이 정상인 경우보다 길어질 수 있다. 따라서, 이 경우도, 전류가 감소하기 시작하는 타이밍이 정상인 경우보다 느려질 수 있다. 그 결과, 절연 검사 종료 시간이 정상인 경우보다 길어질 수 있다.

충전 시간 종료 후에 부분 방전이 발생할 수도 있다.

충전 시간 종료 후에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴 사이에 부분 방전이 발생한 경우의, 플러스측 패턴의 전압의 시간 변화 및 마이너스측 패턴에 흐른 전류의 시간 변화를 나타낼 수 있다.

부분 방전의 발생 중에는, 플러스측 패턴의 전압은 강하되지 않을 수 있다. (기생 용량으로부터의 방전은 발생하지 않을 수 있다.) 이 때문에, 충전 시간이 종료된 후에 부분 방전이 발생한 경우, 전압의 그래프는 정상인 경우에 있어서의 전압의 그래프와 거의 동일할 수 있다. 따라서, 전압의 시간 변화만으로는, 충전 시간 종료 후에 부분 방전이 발생했는지 여부를 판단할 수 없다

그러나 이 경우에도, 전류의 그래프에는 부분 방전의 영향이 나타날 수 있다. 구체적으로는, 충전 시간이 종료된 후, 부분 방전이 발생한 기간 중에는, 전류가 감소하는 속도가 정상인 경우보다 느려질 수 있고, 이 때문에, 절연 검사 종료 시간이 정상인 경우보다 길어질 수 있다.

따라서, 절연 검사 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴 사이에 부분 방전 또는 스파크가 발생한 경우에는, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화(전류가 감소하기 시작하는 타이밍, 또는 당해 전류의 감소 속도)가 정상인 경우보다 느려질 수 있다.

제어부는 절연 검사 중에 있어서의 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를 전류의 시간 변화에 기초하여 판정하는 제2 제어부로서 기능할 수 있다. 제2 제어부는 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과하였는지 여부를 판정할 수 있다. 또한, 규정 시간은, 절연 불량없는 정상인 경우의 절연 검사 종료 시간을 기준으로 하여 미리 설정해둘 수 있다.

제2 제어부는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우, 당해 절연 검사 종료 시간이, 정상인 경우보다 길어졌다고 판단할 수 있다. 이 경우, 전류가 감소하기 시작한 타이밍 및 당해 전류의 감소 속도 중 적어도 어느 한쪽이 정상인 경우보다 느려졌다는 것이기 때문에, 제2 제어부는 절연 검사 중에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 것으로 판정할 수 있다.

제2 제어부는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과하지 않은 경우, 당해 절연 검사 종료 시간이 정상인 경우와 변함없다고 판단할 수있다. 이 경우, 전류가 감소하기 시작한 타이밍 및 당해 전류의 감소 속도 양쪽이 정상이라고 생각되므로, 제2 제어부는, 절연 검사 중에 스파크 및 부분 방전은 발생하지 않았다고 판단할 수 있다.

따라서 상기와 같이 구성된 일 실시 예의 기판 검사 장치에 의하면, 스파크 외에, 부분 방전의 발생도 검출할 수 있다. 특히, 충전 시간 종료 후에 부분 방전이 발생한 경우, 전압의 그래프는 정상인 경우와 변함없을 수 있다.

예를 들어, 전압의 변화만를 이용하여 스파크를 검출하는 실시 예를 구성하는 경우, 충전 시간 종료 후에 부분 방전이 발생하는 경우를 검출할 수 없다. 따라서, 플러스측 패턴의 전압의 시간의 변화 및 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간의 변화를 모두 측정하거나, 최소한 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간의 변화를 측정하는 것이 스파크뿐만 아니라 부분 방전까지 검출하기 위해 바람직할 수 있다.

따라서, 제2 제어부는 인공지능 학습부에 의해서 부여된 제2 기준치를 제2 검사부로 전송할 수 있다. 제2 기준치에 대응하는 제2 검사치가 검사부로부터 제2 제어부 또는 인공지능 검사부로 전송될 수 있다.

제2 기준치는 절연 검사 종료 시간이거나, 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프 패턴일 수 있고, 제1 변수는 시간, 제2 변수는 전압 또는 전류일 수 있다.

절연 불량은 전압에 따라 다단계로 분별될 수 있고, 각 단계는, 특정 단계에서 스파크 또는 부분 방전에 대한 상기 논의가 모두 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

절연 불량의 원인에는 다양한 요인이 있을 수 있고, 상기 절연 불량 요인들은 전압의 크기에 따라 분별될 수 있다.

상대적으로 낮은 전압의 제1 전압에서는, 배선 패턴 사이가 연결된 미세 단락이 형성될 수 있다. 예를 들어, 미세 단락은 배선 패턴의 에칭후 제거되어야할 불필요한 배선 재료가 완전히 제거되지 않고 남은 에칭 찌거기 등에 의해 생성될 수 있다.

미세 단락은 예를 들어, 미크론 단위의 미세한 굵기일 수 있고, 배선 패턴에 큰 전압을 걸면, 미세 단락은 전류에 의해 타거나 인근 배선 패턴이 손상받을 수 있다. 미세 단락의 저항치는 약 100Ω 이하일 수 있다.

상대적으로 높은 전압의 제3 전압에서는, 배선 패턴의 형성시에 패턴 불량에 의해서 배선 패턴간에 비정상적으로 서로 접근한 부분이 발생할 수 있다. 상기 접근 부분에 의해서 배선 패턴간에 스파크에 의한 절연 불양이 일어날 수 있다. 상기 패턴의 접근 부분의 저항치는, 스파크가 생기기 전에는 실질적으로 무한대일 수 있고, 스파크가 발생한 때는 예를 들면 약 1MΩ 정도가 될 수 있다.

저전압인 제1 전압 및 고전압인 제3 전압 사이에는 제2 전압이 추가될 수 있다. 제3 전압에서는 배선 패턴간에 간헐적으로 단락이 발생할 수 있고, 인가되는 전압의 증가에 수반하여 비단락 상태에서 단락 상태로 변할 수 있다.

간헐적 단락은 미세한 도체의 파편으로 이루어질 수 있고, 간헐적 단락에 제2 전압이상의 전압이 걸리면, 간헐적 단락도 타거나 손상될 수 있다. 간헐적 단락의 저항은 약 10MΩ 내지 약 100MΩ 정도일 수 있다.

제1 전압 내지 제3 전압은 순차로 큰 전압값일 수 있고, 각 전압은 소정의 전압 범위를 가질 수 있으며, 각 전압 범위를 중복되는 범위가 생길 수 있다. 예를 들어, 제1 전압은 제1 전압 범위를 가질 수 있고, 제2 전압은 제2 전압 범위를 가질 수 있으며, 제3 전압은 제3 전압 범위를 가질 수 있다. 따라서, 제1 전압 범위의 상한치는 제2 전압 범위의 하한치보다 클 수 있고, 제2 전압 범위의 상한치는 제3 전압 범위의 하한치보다 클 수 있다.

일 실시 예로, 제1 전압 범위는 약 0V에서 1.2V 일 수 있고, 제2 전압 범위는 약 0.2V에서 20V 일 수 있으며, 제3 전압 범위는 약 10V일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제1 전압 범위 중에 하나인 약 1V, 제2 전압 범위 중에 하나인 약 10V, 제3 전압 범위 중에 하나인 약 250V로 절연 검사를 실시할 수 있다.

이러한 방식으로, 도통 검사 후에 단계별로 절연 검사가 실시될 수 있고, 이로 인해 절연 검사를 특정 한개의 인가 전압으로 하거나, 낮은 전압 또는 높은 전압으로 행하는 경우에 비해서, 낮은 전압 단계의 불량 유형이 모두 타서 손실되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 제2 전압 범위를 넘어서는 제3 전압 범위중의 하나의 전압값으로만 절연 검사를 실시하면(예를 들어, 250V), 미세 단락 또는 간헐적 단락은 과전류에 의해서 모두 손실되어버릴 수 있다. 이 경우, 다양한 절연 불량 유형중 어느 것에 의한 손실인지 알 수 없기에 정확한 불량 진단을 하기 어려울 수 있다.

전압원을 교류를 이용하여 절연 상태를 검사하는 경우, 배선 패턴의 절연 검사를 하기 위하여 교류 전력을 인가할 수 있고, 임피던스를 산출하여 임피던스를 기초로 하여 배선 패턴간의 절연 상태를 검사할 수 있다.

배선 패턴간의 절연검사를 하기 위하여 소정 주파수의 전력을 인가하는 전원부와, 배선 패턴에 상기 전력을 공급하기 위하여 배선 패턴의 일방의 배선에 비접촉으로 배치되는 제1 단자부와, 배선 패턴간에 전력을 공급하기 위하여 배선 패턴의 타방의 배선에 비접촉으로 배치되는 제2 단자부가 마련될 수 있다.

검출부는 일방의 배선 또는 타방의 배선의 전기 신호를 검출하기 위하여 일방의 배선 또는 타방의 배선에 비접촉으로 배치될 수 있고, 제3 제어부는 검출부로부터의 전기 신호를 기초로 하여 상기 배선 패턴의 임피던스를 산출할 수 있다.

제1 단락부는 배선 패턴에 전원부로부터의 전력을 공급하기 위하여 배선 패턴의 일방에 비접촉으로 배치될 수 있다. 제1 단락부는, 일방의 배선에만 전력을 공급할 수 있도록 일방의 배선과 폭이 같거나 또는 폭이 더 작은 형상의 도전성의 판 모양 부재로 형성될 수 있다. 제1 단락부는 일방의 배선에 대하여 일정한 거리를 가지며 또한 서로 대향하여 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 단락부가 배치됨으로써 제1 단락부와 일방의 배선이 정전 용량성 결합될 수 있다.

제2 단락부와 배선 패턴의 타방에도 제1 단락부와 배선 패턴의 일방과 마찬가지로 적용되어 비접촉 정전 용량성 결합될 수 있다.

제1 단락부와 제2 단락부가 상기한 바와 같이 배치됨으로써 이들 단락부와 배선 패턴에 의하여 전기적인 폐루프가 형성될 수 있다.

검출부는 일방의 배선의 전기신호를 검출하기 위하여 일방의 배선에 비접촉으로 배치될 수 있다. 검출부는, 일방의 배선으로부터의 전기신호를 검출할 수 있도록 일방의 배선과 폭이 같거나 또는 폭이 더 작은 형상의 도전성의 판 모양 부재로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

검출부는 일방의 배선에 대하여 일정한 거리를 가지며 또한 대향하여 배치될 수 있다. 이와 같이 검출부가 배치됨으로써 검출부와 일방의 배선이 정전 용량성 결합될 수 있다.

검출부는, 상기의 설명에서는 일방의 배선에 비접촉으로 배치되는 경우를 설명하였지만, 타방의 배선에 비접촉으로 배치되어도 좋을 수 있고, 이 경우에는 일방의 배선을 대신하여 타방의 배선과 상기의 조건이 맞도록 조정되면 좋을 수 있다.

제3 제어부은 소정 주파수의 전력을 공급하도록 전원부에 요구함과 아울러, 소정 주파수의 전력이 인가되었을 때의 임피던스를 산출하도록 산출부에 요구할 수 있다. 제3 제어부은 전원부에서 인가되는 전력을 제어함과 아울러, 전력이 인가되었을 경우의 배선 패턴의 임피던스를 산출하도록 제어할 수 있다.

제3 제어부는 검사 대상이 되는 배선 패턴 사이로 소정 주파수의 전력을 공급하도록 상기 전원부에 요구할 수 있고, 검사대상이 되는 배선 사이로 상기 소정 주파수의 전력이 인가되었을 때의 임피던스를 산출할 수 있다.

즉, 제3 제어부는 검사 대상이 되는 배선 패턴 사이로 소정 주파수의 전력을 공급하였을 때의 임피던스를 산출할 수 있고, 산출된 임피던스로부터 배선 패턴간의 절연 여부를 판정할 수 있다.

전원부는 검사 대상이 되는 배선 패턴간의 절연 검사를 하기 위하여 소정의 주파수의 전력을 인가할 수 있다. 전원부는 제어부로부터의 전기 신호에 따라 주파수를 변경한 교류 전압을 공급할 수 있다.

배선 패턴간의 절연 상태가 양호한 경우에는, 배선 패턴간의 전기 용량만의 영향을 받은 전기 신호가 검출될 수 있고, 배선 패턴간의 절연 상태가 불량인 경우에는 배선 패턴간의 전기 용량의 영향 및 단락으로 인한 저항의 영향을 받은 전기 신호가 검출될 수 있다.

주파수 저역대에서는 저항 성분의 영향이 크게 반영되는 반면, 주파수 광역대에서는 전기 용량 성분의 영향이 크게 반영될 수 있다.

제3 제어부는 산출된 임피던스를 기초로 하여, 미리 절연 상태가 양호한 경우의 임피던스 패턴을 기준으로 설정할 수 있고, 상기 기준 임피던스 패턴과의 차이를 통해 절연 불량 여부를 판정할 수 있다.

인공지능 처리부(300)가 업데이트하는 기준치는, 검사치가 기준치와 비교하여 불량 여부를 판단 가능한 소정의 스레스홀드 값이거나, 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프 패턴일 수 있다. 제1 변수 또는 제2 변수는 시간, 전압, 전류, 임피던스를 포함하는 기판의 전기적 특성을 나타내는 변수일 수 있다.

예를 들어, 도통 검사의 경우, 제1 변수는 시간일 수 있고, 제2 변수는 저항일 수 있다. 기준치인 스레스홀드 값은 양품 저항 범위의 차이에 따라 인공지능 처리부(300)가 단수로할지 복수로할지 결정할 수 있다.

스레스홀드 값이 단수인 경우는 배선 패턴의 종류가 다양함에도 불구하고, 하나의 양품 저항 범위 및 하나의 스레스홀드 값으로 빠르게 회로 기판 전체의 양품 여부를 판정할 수 있다.

스레스홀드 값이 복수인 경우는 배선 패턴의 종류에 따라 양품 저항 범위의 차이가 크게 있거나, 하나의 스레스홀드 값 또는 하나의 양품 저항 범위로 설정함에 따라 무시될 수 있는 불량 유형을 정밀하게 양부 판정하는 경우 사용될 수 있다.

인공지능 처리부(300)가 복수의 단계를 거쳐 학습을 수행시, 이전 단계의 제1 기준치와 현 단계의 검사치를 비교함으로써 새로운 제2 기준치를 산출할 수 있고, 이러한 업데이트를 통한 학습 및 산출의 정확도를 높이고 신속하게 수행하기 위해서, 양품 또는 불량 배선 패턴에 대한 샘플 그룹이 인공지능 처리부(300)에 주어질 수 있다.

상기 샘플 그룹은 인공지능 처리부(300)가 수행한 검사 기판에 대한 저장 데이터이거나, 현재 검사 목표 기판에 대한 본 검사전에 목표 기판에 대해 샘플링된 그룹일 수 있다.

인공지능 처리부(300)는 더욱 정밀하게 불량 유형을 판정하기 위해, 양품 그룹 및 불량 그룹의 패턴 유형을 학습할 수 있다.

예를 들어, 직류 전원의 절연 검사인 제2 검사시에는 제1 변수는 시간일 수 있고, 제2 변수는 전압 또는 전류일 수 있다. 교류 전원의 절연 검사인 제3 검사시에는 제1 변수는 주파수일 수 있고, 제2 변수는 임피던스일 수 있다.

예를 들어, 도 9를 참조하면, 제2 검사 결과는 패턴 구간 및 판정 구간으로 분별될 수 있다.

판정 구간은 일정 시간이 흐른 후 응답이 안정화되어 양품인지 불량인지 판정 가능한 구간일 수 있고, 패턴 구간은 다양한 배선 패턴의 다이내믹한 특성을 나타내는 구간일 수 있다.

기준치가 그래프 패턴인 경우, 인공지능 처리부(300)가 기준치를 업데이트하고 학습하는 그래프의 구간은 패턴 구간 또는 판정 구간일 수 있다.

인공지능 처리부(300)는 판정 구간의 지연 시간 등의 데이터를 바탕으로 양불 여부를 판정할 수 있으나, 패턴 구간의 복잡한 패턴 자체를 학습함으로써 양불 판정을 할 수도 있다.

사용자가 직접 기준치의 설정하는 경우에는, 패턴 구간을 이용하여 기준치를 설정하는 것은 복잡하거나 긴 시간이 필요해 어려울 수 있으나, 인공지능 처리부(300)는 패턴 구간 자체를 학습함으로써 불량의 유형을 분류할 수 있어 더 정밀한 양불 판정을 할 수 있다.

예를 들어, 절연 검사시 전압이 일정해지는 판정 구간 전에 패턴 구간에서 시간당 급격한 전류 변화가 생기는 경우 스파크 불량 유형으로 분류할 수 있고, 일정 시간 구간동안 전압이 일정한 경우 부분 방전 불량 유형으로 분류할 수 있다.

그러나, 인공지능 처리부(300)를 통하여 패턴 구간을 학습하는 경우, 스파크 불량 유형내에서도 유형화되어 제1 스파크 불량, 제2 스파크 불량으로 분류 될 수 있고, 어떤 스파크 불량인지에 따라서 기준치를 업데이트함에 있어 다른 가중치를 부여함으로써 정밀한 배선 패턴의 양부 판정이 가능할 수 있다.

100... 제어부 110... 제1 제어부
120... 제2 제어부 130... 제3 제어부
200... 검사부 210... 제1 검사부
220... 제2 검사부 230... 제3 검사부
300... 인공지능 처리부 P... 배선 패턴
Rs... 스레스홀드 저항값 S1... 배선 패턴의 일단
S2... 배선 패턴의 타단 Probe1... 도통 검사 프로브
Probe2... 절연 검사 프로브 tc... 충전 시간
Vm... 상한 전압 Io... 상한 전류
A... 정상 패턴 B... 불량 패턴
S... 스파크 D... 부분 방전
R_H... 양품 저항 범위의 상한치 R_L... 양품 저항 범위의 하한치
Ic... 검사 종료 전류 임계값
t0... 절연 검사 종료 시간(정상시)
ti... 절연 검사 종료 시간(검사시)

Claims (13)

1. 기판의 배선 패턴에 대하여 검사를 하는 검사부;
   상기 검사부에 의한 검사를 제어하고, 기준치와 상기 검사 결과인 검사치를 비교하여 상기 배선 패턴의 불량 여부를 판정하는 제어부;
   이전 검사 단계의 기준치 또는 이전 검사 단계의 검사치를 이용하여 현재 검사 단계의 기준치를 업데이트하는 인공지능 처리부; 를 포함하는 기판 검사 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 기준치는, 상기 검사치가 상기 기준치와 비교하여 불량 여부를 판단 가능한 소정의 스레스홀드값이거나, 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프 패턴이고,
   상기 제1 변수 또는 제2 변수는 시간, 전압, 전류, 임피던스, 주파수를 포함하는 상기 기판의 전기적 특성을 나타내는 변수인 기판 검사 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 인공지능 처리부는 제1 기준치를 상기 제어부를 통해 상기 검사부에 전송하고,
   상기 검사부는 상기 제1 기준치를 이용하여 검사한 결과인 제1 검사치를 상기 인공지능 처리부 또는 상기 제어부로 전송하며,
   상기 인공지능 처리부는 상기 제1 기준치 또는 상기 제1 검사치를 이용하여 제2 기준치를 산출하여 상기 제2 기준치를 상기 제어부를 통해 상기 검사부로 전송하는 기판 검사 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 검사부는 상기 배선 패턴 각각에 대해 도통 검사를 시행하고,
   상기 기준치는 상기 배선 패턴에 공통된 스레스홀드 저항값이며, 상기 배선 패턴의 양품이 속하는 양품 저항 범위는 상기 배선 패턴에 공통되고,
   상기 검사치가 상기 스레스홀드 저항값을 넘는 배선 패턴은 도통 불량으로 판정되는 기판 검사 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 검사부는 상기 배선 패턴 각각에 대해 도통 검사를 시행하고,
   상기 배선 패턴은 상기 도통 검사에 대한 저항 유형에 따라 분류되며,
   상기 분류된 배선 패턴은 각각 서로 다른 양품 저항 범위 또는 스레스홀드 저항값을 가지는 기판 검사 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 검사부는 상기 서로 다른 배선 패턴간에 절연 검사를 시행하고,
   상기 기준치는 제1 변수에 대한 제2 변수의 그래프 패턴이며,
   상기 제1 변수는 시간 또는 주파수를 포함하는 변수이고, 상기 제2 변수는 전압, 전류, 임피던스를 포함하는 변수이며,
   상기 그래프 패턴은 불량 유형에 따른 다이나믹한 특성을 보이는 패턴 구간 및 상기 그래프 패턴이 안정화되는 판정 구간을 포함하고,
   상기 인공지능 처리부는 상기 패턴 구간을 통해 상기 배선 패턴의 불량 유형에 따른 상기 그래프 패턴을 학습하는 기판 처리 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 배선 패턴에 대한 샘플링을 통해 양품 그룹과 불량 그룹이 선출되고,
   상기 배선 패턴에 대한 본 검사를 시행하기 전, 상기 인공지능 처리부는 상기 양품 그룹과 불량 그룹에 대한 학습을 통해 상기 본 검사의 기준치에 대한 초기값 또는 예측값을 저장하는 기판 처리 장치.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 인공지능 처리부는 상기 기준치 또는 검사치를 저장 및 연산하기 위한 순환 신경망(RNN, Recurrent Neural Network) 구조를 포함하는 기판 검사 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 검사부는 제1 검사부, 제2 검사부 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 제1 검사부는 도통 검사를 실시하며, 상기 제2 검사부는 절연 검사를 실시하고,
   상기 검사는 상기 도통 검사, 절연 검사의 순서로 진행되는 기판 검사 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 검사부는 제1 검사부, 제2 검사부 및 제3 검사부 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 검사부는 도통 검사를 실시하며, 상기 제2 검사부는 직류 전원에 의한 절연 검사를 실시하고, 상기 제3 검사부는 교류 전원에 의한 절연 검사를 실시하며,
    상기 제어부는 상기 제1 검사부를 제어하는 제1 제어부, 상기 제2 검사부를 제어하는 제2 제어부, 상기 제3 검사부를 제어하는 제3 제어부 중 적어도 하나를 포함하는 기판 검사 장치.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 배선 패턴간에 절연 검사를 시행하고,
    상기 기준치는 제1 변수인 시간에 대한 제2 변수인 전압 또는 전류를 나타내는 제1 그래프 패턴이며,
    상기 기준치의 제1 그래프 패턴과 상기 검사치의 제1 그래프 패턴을 비교하여 절연 불량을 판정하는 기판 검사 장치.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 배선 패턴간에 절연 검사를 시행하고,
    상기 기준치는 제1 변수인 시간에 대한 제2 변수인 전류를 나타내는 그래프에서의 절연 검사 종료 시간이며,
    상기 절연 검사 종료 시간은 상기 배선 패턴을 흐르는 전류가 소정의 검사 종료 임계값 이하로 되는데 걸리는 시간이고,
    상기 검사치가 상기 절연 검사 종료 시간보다 더 길면 절연 불량으로 판정하는 기판 검사 장치.
    
13. 제1 항에 있어서,
    상기 검사부는 상기 배선 패턴간에 절연 검사를 시행하고,
    상기 배선 패턴에는 다른 주파수를 가지는 교류 전원이 인가되며,
    상기 기준치는 제1 변수인 주파수에 대한 제2 변수인 임피던스를 나타내는 제2 그래프 패턴이며,
    상기 기준치의 제2 그래프 패턴과 상기 검사치의 제2 그래프 패턴을 비교하여 절연 불량을 판정하는 기판 검사 장치.
    

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