KR101124566B1 - Apparatus for examining a wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 웨이퍼 검사장치는, 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 로딩부와, 웨이퍼 로딩부에 의해 로딩된 웨이퍼를 검사장치 내에서 이동시키는 웨이퍼 이동부와, 웨이퍼 이동부에 의해 이동된 웨이퍼에 대해 검사를 수행하는 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템이 장착된 검사 챔버와, 그리고 검사장치에 대한 전체적인 제어를 수행하는 컨트롤러부를 포함한다.The wafer inspection apparatus of the present invention includes a wafer loading portion for loading at least one wafer, a wafer moving portion for moving the wafer loaded by the wafer loading portion in the inspection apparatus, and a wafer moved by the wafer moving portion. And an inspection chamber equipped with a 2D camera system and a 3D camera system for performing inspection, and a controller unit for performing overall control of the inspection apparatus.

Description

웨이퍼 검사장치{Apparatus for examining a wafer}Wafer Inspection Device {Apparatus for examining a wafer}

본 발명은 웨이퍼 검사장치에 관한 것으로서, 특히 카메라를 이용한 웨이퍼 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer inspection apparatus, and more particularly to a wafer inspection apparatus using a camera.

최근 반도체소자의 집적기술이 향상됨에 따라 하나의 웨이퍼에 보다 많은 수의 소자들이 집적되고 있으며, 그 결과 웨이퍼상의 결함 존재 여부가 수율을 증가시키는데 있어서 중요한 영향을 끼치고 있다. 따라서 웨이퍼의 결함 존재 여부를 검사하는 검사 공정에 대한 중요성이 점점 증대되고 있으며, 이는 특히 소자의 집적도 증가에 따라 보다 미세한 결함도 검출할 필요성이 증대되고 있다는 점에서 그 비중이 더욱 더 증대되고 있다.Recently, as the integration technology of semiconductor devices is improved, a larger number of devices are integrated on one wafer, and as a result, the presence of defects on the wafer has an important effect in increasing the yield. Therefore, the importance of an inspection process for inspecting the presence of defects in a wafer is increasing. This is especially important in that the necessity of detecting finer defects increases with the increase in the density of devices.

반도체소자 제조를 위한 웨이퍼나, 또는 엘이디(LED) 제조를 위한 칩 또는 패키지를 검사하는 방법에는 여러가지가 있는데, 그 중 하나는 카메라 시스템을 이용하여 웨이퍼의 결함을 검사하는 방법이다. 이 방법은, 카메라와 조명계로 이루어진 카메라 시스템을 사용하여 웨이퍼를 촬상하고, 촬상된 영상 이미지를 분석하여 웨이퍼상의 결함 존재 여부를 확인하는 방법이다. 이와 같은 검사장치에 사용되는 카메라 시스템으로서 정밀도가 상대적으로 떨어지는 2D(2-Dimension) 카메라 시스템과 정밀도가 상대적으로 높으며 다양한 검사 결과를 얻을 수 있는 3D(3-Dimension) 카메라 시스템이 사용된다.There are various methods of inspecting a wafer for manufacturing a semiconductor device, or a chip or package for manufacturing an LED, and one of them is a method of inspecting a wafer defect using a camera system. This method is a method of imaging a wafer using a camera system consisting of a camera and an illumination system, and analyzing the captured image image to check for the presence of defects on the wafer. As a camera system used in such an inspection apparatus, a 2D (2-Dimension) camera system having relatively low precision and a 3D (3-Dimension) camera system having a relatively high precision and obtaining various inspection results are used.

종래의 카메라를 이용한 웨이퍼 검사장치는 2D 카메라 시스템이 내장된 검사장치와, 3D 카메라 시스템이 내장된 검사장치로 구분되었다. 이 경우 상대적으로 낮은 정밀도를 요하는 검사를 수행하고자 하는 경우, 웨이퍼를 2D 카메라 시스템이 내장된 검사장치에 로딩하여 검사를 수행하였으며, 상대적으로 높은 정밀도와 다양한 결과를 요하는 검사를 수행하고자 하는 경우, 웨이퍼를 3D 카메라 시스템이 내장된 검사장치에 로딩하여 검사를 수행하였다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이, 소자의 집적도가 증가함에 따라 보다 미세한 검사가 요구되고, 이에 따라 2D 카메라 시스템을 이용한 검사와 3D 카메라 시스템을 이용한 검사가 병행되는 경우가 점점 늘어나고 있다. 따라서 2D 카메라 시스템이 내장된 검사장치를 통해 1차 검사를 수행하고, 이어서 3D 카메라 시스템이 내장된 검사장치를 통해 2차 검사를 수행함에 따라 전체 검사에 소요되는 시간이 증가하고, 또한 검사에 필요한 공간도 불필요하게 많이 요구되고 있다.The wafer inspection apparatus using a conventional camera is classified into an inspection apparatus with a built-in 2D camera system and an inspection apparatus with a built-in 3D camera system. In this case, if you want to perform a test that requires relatively low precision, the inspection was carried out by loading the wafer into a test device with a built-in 2D camera system, and if you want to perform a test that requires a relatively high precision and various results The wafer was loaded into an inspection apparatus incorporating a 3D camera system for inspection. However, as mentioned above, as the degree of integration of the device increases, finer inspection is required, and accordingly, an inspection using a 2D camera system and an inspection using a 3D camera system are increasing. Therefore, the first inspection is performed through the inspection device with the built-in 2D camera system, and the second inspection is performed with the inspection device with the built-in 3D camera system. Space is also required unnecessarily much.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 2D 카메라 시스템과 3D 카메라 시스템을 이용한 웨이퍼 검사를 보다 작은 부피를 차지하면서 검사에 소요되는 시간을 감소시키면서 수행되도록 할 수 있는 웨이퍼 검사장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wafer inspection apparatus capable of performing wafer inspection using a 2D camera system and a 3D camera system while reducing the time required for inspection while taking a smaller volume.

본 발명의 일 예에 따른 웨이퍼 검사장치는, 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 로딩부와, 웨이퍼 로딩부에 의해 로딩된 웨이퍼를 검사장치 내에서 이동시키는 웨이퍼 이동부와, 웨이퍼 이동부에 의해 이동된 웨이퍼에 대해 검사를 수행하는 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템이 장착된 검사 챔버와, 그리고 검사장치에 대한 전체적인 제어를 수행하는 컨트롤러부를 포함한다.A wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a wafer loading portion for loading at least one wafer, a wafer moving portion for moving the wafer loaded by the wafer loading portion in the inspection apparatus, and a wafer moving portion. And a test chamber equipped with a 2D camera system and a 3D camera system for performing inspection on the wafer, and a controller unit for performing overall control of the inspection apparatus.

상기 웨이퍼 로딩부는, 복수개의 웨이퍼들이 제1 웨이퍼 카세트 및 제2 웨이퍼 카세트에 장착되어 공급되도록 구성될 수 있다.The wafer loading unit may be configured to supply a plurality of wafers mounted on the first wafer cassette and the second wafer cassette.

상기 웨이퍼 이동부는, 웨이퍼 로딩부와 검사 챔버 사이에 웨이퍼를 이동시키기 위한 로봇 암을 포함할 수 있다.The wafer moving unit may include a robot arm for moving the wafer between the wafer loading unit and the inspection chamber.

상기 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템 내에 장착된 카메라는, 라인 스캔형 카메라일 수 있다.The camera mounted in the 2D camera system and the 3D camera system may be a line scan camera.

상기 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템은, 웨이퍼의 결함이 존재하는 위치에 대한 정보를 출력할 수 있다.The 2D camera system and the 3D camera system may output information on a location where a defect of a wafer exists.

상기 검사 챔버는, 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템에 의해 출력되는 웨이퍼의 위치 정보에 따라 웨이퍼의 특정 위치에 대한 웨이퍼의 세부 영상 이미지를 촬상하기 위한 결함 검출 카메라를 더 포함할 수 있다.The inspection chamber may further include a defect detection camera for capturing a detailed image image of the wafer with respect to a specific position of the wafer according to the position information of the wafer output by the 2D camera system and the 3D camera system.

상기 검사 챔버는, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척과, 검사 챔버 내에서 웨이퍼를 제1 방향으로 왕복 이동시키기 위해 웨이퍼 척의 하부에 부착되는 이동레일과, 그리고 검사 챔버 내에서 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 웨이퍼를 왕복 이동시키기 위해 이동레일의 하부에 부착되는 이동판을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼 척의 하부에 부착되어 웨이퍼 척을 비스듬하게 배치하는 틸트축을 더 구비할 수 있다.The inspection chamber includes a wafer chuck on which the wafer is seated, a moving rail attached to a lower portion of the wafer chuck to reciprocate the wafer in the first direction within the inspection chamber, and a second direction perpendicular to the first direction in the inspection chamber. The apparatus may further include a moving plate attached to a lower portion of the moving rail to reciprocally move the wafer. In this case, it may further include a tilt axis attached to the lower portion of the wafer chuck to arrange the wafer chuck obliquely.

일 예에서, 상기 검사 챔버에 이동된 웨이퍼의 얼라인(align)을 맞추기 위한 얼라인 카메라를 더 구비할 수도 있다.In one example, an alignment camera may be further provided to align the wafer moved in the inspection chamber.

일 예에서, 상기 검사 챔버는 이동된 웨이퍼의 아이디(ID; Identification)를 인식하는 리더기를 더 구비할 수 있다.In one example, the test chamber may further include a reader that recognizes an identification (ID) of the moved wafer.

본 발명에 따르면, 2D 카메라 시스템과 3D 카메라 시스템이 검사 챔버 내에 함께 배치됨에 따라 하나의 검사장치를 통해 2D 카메라 시스템을 이용한 검사와 3D 카메라를 이용한 검사를 수행할 수 있으며, 그 결과 2D 카메라 시스템과 3D 카메라 시스템을 이용한 검사를 수행하는데 있어서 요구되는 공간이 절약되며 검사에 소요되는 시간도 감소시킬 수 있다는 이점이 제공된다.According to the present invention, as the 2D camera system and the 3D camera system are disposed together in the inspection chamber, the inspection using the 2D camera system and the inspection using the 3D camera can be performed through one inspection apparatus, and as a result, the 2D camera system and The advantage is that the space required for performing the inspection using the 3D camera system can be saved and the time required for the inspection can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치의 검사대상의 일 예로서 인쇄회로기판을 나타내 보인 평면도이다.
도 3은 도 2의 인쇄회로기판에 집적된 칩의 단면 구조를 나타내 보인 도면이다.
도 4는 도 3의 칩에 대한 제2 촬상 이미지를 나타내 보인 사진이다.
도 5 내지 도 7은 복수개의 범프가 배치된 인쇄회로기판을 제2 카메라를 사용하여 촬상한 제2 촬상 이미지를 다양한 배속으로 확대하여 나타내 보인 사진들이다.
도 8 내지 도 10은 동일한 범프 결함에 대한 2D 촬상 이미지와 3D 촬상 이미지를 비교하기 위해 나타내 보인 도면들이다.1 is a view schematically showing a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a printed circuit board as an example of an inspection object of the wafer inspection apparatus according to the present embodiment.
3 is a cross-sectional view illustrating a chip integrated in the printed circuit board of FIG. 2.
FIG. 4 is a photograph illustrating a second captured image of the chip of FIG. 3.
5 to 7 are photographs showing enlarged second captured images of a printed circuit board on which a plurality of bumps are disposed using a second camera at various speeds.
8 to 10 are diagrams shown for comparing a 2D captured image and a 3D captured image for the same bump defect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.1 is a view schematically showing a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치(100)는, 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 로딩부(110)와, 웨이퍼 로딩부(110)에 의해 로딩된 웨이퍼를 검사장치(100) 내에서 이동시키는 웨이퍼 이동부(120)와, 웨이퍼 이동부(120)에 의해 이동된 웨이퍼에 대해 검사를 수행하는 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템이 장착된 검사 챔버(130)와, 그리고 검사장치(100)에 대한 전체적인 제어를 수행하는 컨트롤러부(140)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the wafer inspection apparatus 100 according to the present exemplary embodiment may include a wafer loading unit 110 loading at least one or more wafers, and a wafer loaded by the wafer loading unit 110. The inspection chamber 130 equipped with a wafer moving unit 120 for moving within the wafer), a 2D camera system and a 3D camera system for inspecting the wafer moved by the wafer moving unit 120, and an inspection apparatus. It is configured to include a controller unit 140 for performing overall control over the (100).

웨이퍼 로딩부(110)는 제1 웨이퍼 로딩부(111) 및 제2 웨이퍼 로딩부(112)를 포함한다. 제1 웨이퍼 로딩부(111) 및 제2 웨이퍼 로딩부(112)에는 각각 복수개의 웨이퍼들이 장착된 웨이퍼 카세트가 로딩된다. 본 실시예에서는 두 개의 웨이퍼 로딩부가 배치되었지만, 이는 예시적인 것으로서 경우에 따라서는 두 개보다 많은 개수의 웨이퍼 로딩부들이 배치될 수도 있다.The wafer loading unit 110 includes a first wafer loading unit 111 and a second wafer loading unit 112. Each of the first wafer loading unit 111 and the second wafer loading unit 112 is loaded with a wafer cassette on which a plurality of wafers are mounted. Although two wafer loading portions are disposed in this embodiment, this is merely an example, and in some cases, more than two wafer loading portions may be disposed.

웨이퍼 이동부(120)는, 웨이퍼 로딩부(110)에서 로딩된 웨이퍼를 검사 챔버(130) 내로 이동시키거나, 또는 검사 챔버(130)에서 검사가 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 로딩부(110)로 이동시킨다. 이를 위해 웨이퍼 이동부(120) 내에는 로봇 암(121, 122)이 배치된다. 로봇 암(121, 122)의 개수는 웨이퍼 로딩부(110)에 로딩되는 웨이퍼 카세트의 개수와 일치되지만, 경우에 따라서는 보다 많을 수도 있다.The wafer moving unit 120 moves the wafer loaded from the wafer loading unit 110 into the inspection chamber 130, or moves the inspected wafer from the inspection chamber 130 to the wafer loading unit 110. . To this end, the robot arms 121 and 122 are disposed in the wafer moving part 120. The number of robot arms 121 and 122 is equal to the number of wafer cassettes loaded in the wafer loading unit 110, but may be larger in some cases.

검사 챔버(130)는 웨이퍼 이동부(120)로부터 이동된 웨이퍼에 대해 검사를 수행하는 검사 공간을 제공하며, 이 검사 챔버(130) 내에는 2D 카메라 시스템과 3D 카메라 시스템이 배치된다. 2D 카메라 시스템은 제1 카메라(131)와 제1 조명계(미도시)를 포함하여 구성되며, 3D 카메라 시스템은 제2 카메라(132)와 제2 조명계(미도시)를 포함하여 구성된다. 제1 카메라(131)와 제2 카메라(132)는 모두 라인 스캔(line scan)형 카메라로서, 카메라 고정틀(134)에 부착된다. 제1 카메라(131)와 제2 카메라(132)는 동일한 카메라일 수 있으며, 이 경우 제1 조명계와 제2 조명계의 차이에 의해 2D 카메라 촬상과 3D 카메라 촬상이 이루어질 수 있다.The inspection chamber 130 provides an inspection space for inspecting the wafer moved from the wafer moving part 120, and the 2D camera system and the 3D camera system are disposed in the inspection chamber 130. The 2D camera system includes a first camera 131 and a first illumination system (not shown), and the 3D camera system includes a second camera 132 and a second illumination system (not shown). The first camera 131 and the second camera 132 are both line scan cameras and are attached to the camera fixing frame 134. The first camera 131 and the second camera 132 may be the same camera. In this case, 2D camera imaging and 3D camera imaging may be performed by a difference between the first illumination system and the second illumination system.

카메라 고정틀(134)은 상하 방향으로 이동이 가능하며, 카메라 고정틀(134)이 상하로 이동함에 따라 제1 카메라(131) 및 제2 카메라(132)도 상하로 이동할 수 있으며, 이와 같은 상하 이동을 통해 웨이퍼상의 포커스(focus)를 맞출 수 있다. 카메라 고정틀(134)에는, 제1 카메라(131) 및 제2 카메라(132) 외에도 결함 검출 카메라(133)가 부착된다. 결함 검출 카메라(133)는, 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템에 의해 출력되는 웨이퍼의 위치 정보에 따라 웨이퍼의 특정 위치에 대한 세부 영상 이미지를 촬상하기 위한 것이다.The camera fixing frame 134 may move in the vertical direction. As the camera fixing frame 134 moves up and down, the first camera 131 and the second camera 132 may also move up and down. This allows focusing on the wafer. The defect fixing camera 133 is attached to the camera fixing frame 134 in addition to the first camera 131 and the second camera 132. The defect detection camera 133 is for capturing a detailed image image of a specific position of the wafer according to the positional information of the wafer output by the 2D camera system and the 3D camera system.

검사 챔버(130) 내에서 웨이퍼는 웨이퍼척(135)상에 안착된다. 웨이퍼척(135) 하부에는 이동레일(136)이 부착된다. 이동레일(136)은 제1 방향, 즉 X방향으로 왕복 이동 가능하며, 이동레일(136)이 X방향으로 왕복이동함에 따라 웨이퍼척(135) 또한 X방향으로 왕복이동된다. 이동레일(136)의 하부에는 제1 방향과 수직인 제2 방향, 즉 Y방향으로 왕복 이동 가능한 이동판(137)이 부착된다. 이동판(137)이 Y방향으로 왕복 이동함에 따라 웨이퍼척(135)도 또한 Y방향으로 왕복 이동된다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 웨이퍼척(135)의 하부에는 웨이퍼척(135)을 일정 각도로 비스듬하게 배치시키기 위한 틸트축(미도시)이 배치된다. 또한 검사 챔버(130) 내에는 검사 챔버(130)로 이동된 우ㅞ이퍼의 얼라인(align)을 맞추기 위한 얼라인 카메라(미도시)가 더 배치될 수 있다. 또한 검사 챔버(130)로 이동된 웨이퍼의 아이디(ID; Identification)를 인식하는 리더기가 더 배치될 수도 있다.In the inspection chamber 130, the wafer is seated on the wafer chuck 135. The moving rail 136 is attached to the lower portion of the wafer chuck 135. The moving rail 136 is capable of reciprocating in the first direction, that is, the X direction, and the wafer chuck 135 is also reciprocated in the X direction as the moving rail 136 reciprocates in the X direction. A moving plate 137 capable of reciprocating in a second direction perpendicular to the first direction, that is, the Y direction is attached to the lower portion of the moving rail 136. As the moving plate 137 reciprocates in the Y direction, the wafer chuck 135 also reciprocates in the Y direction. Although not shown in the drawings, a tilt axis (not shown) is disposed below the wafer chuck 135 to obliquely arrange the wafer chuck 135 at an angle. In addition, an alignment camera (not shown) may be further disposed in the test chamber 130 to align the right wiper moved to the test chamber 130. In addition, a reader for recognizing ID (ID) of the wafer moved to the test chamber 130 may be further disposed.

이와 같은 구성의 웨이퍼 검사장치를 이용해 웨이퍼를 검사하는 과정을 설명하면, 먼저 복수개의 웨이퍼들이 장착된 제1 웨이퍼 카세트 및 제2 웨이퍼 카세트가 각각 제1 웨이퍼 로딩부(111) 및 제2 웨이퍼 로딩부(112)로 로딩된다. 제1 웨이퍼 로딩부(111) 및 제2 웨이퍼 로딩부(112)로 로딩되기 전 또는 후에 컨트롤러부(140)는 검사장치(100)의 초기화 작업을 수행하며, 이 초기화 작업에 의해 검사장치(100)와 검사 결과를 표시해주는 디스플레이 장치가 연결된다. 제1 웨이퍼 로딩부(111) 및 제2 웨이퍼 로딩부(112)로 로딩된 후에는 컨트롤러부(140)에 의해 웨이퍼가 맵핑(mapping)되며, 그 결과 어느 위치에 웨이퍼가 있는지 확인된다. 다음에 특정 웨이퍼에 대한 검사를 수행할지, 아니면 전체 웨이퍼에 대해 검사를 수행할지를 결정한다. 특정 웨이퍼에 대한 검사만을 수행할 경우, 웨이퍼 맵핑에 의해 파악된 위치에 있는 웨이퍼를 로봇암(121, 122)을 이용하여 검사 챔버(130)의 웨이퍼척(135) 위로 안착시킨다. 웨이퍼를 이송하는 과정에서 웨이퍼 정렬 상태를 측정하여 제1 정렬데이터를 얻을 수 있으며, 이 제1 정렬데이터는 후속의 검사가 이루어진 결과 얻어지는 검사결과 데이터에 반영된다. 마찬가지로 웨이퍼척(135) 위에 웨이퍼가 안착된 후에도 웨이퍼 정렬 상태를 측정하여 제2 정렬데이터를 얻으며, 이 제2 정렬데이터 또한 후속의 검사가 이루어진 결과 얻어지는 검사 결과 데이터에 반영된다. 얼라인 카메라가 별도로 구비된 경우, 이와 같은 웨이퍼 정렬 과정은 얼라인 카메라를 이용하여 수행할 수도 있다.Referring to the process of inspecting the wafer using the wafer inspection apparatus having such a configuration, first, the first wafer cassette and the second wafer cassette on which the plurality of wafers are mounted are respectively the first wafer loading portion 111 and the second wafer loading portion. Loaded with 112. Before or after the first wafer loading unit 111 and the second wafer loading unit 112 is loaded, the controller unit 140 performs an initialization operation of the inspection apparatus 100, and by this initialization operation, the inspection apparatus 100. ) And a display device for displaying the test results are connected. After being loaded into the first wafer loading unit 111 and the second wafer loading unit 112, the wafers are mapped by the controller unit 140, and as a result, the wafer is located at which position. Next, decide whether to perform an inspection on a specific wafer or the entire wafer. When only inspection on a particular wafer is performed, the wafer at the position identified by the wafer mapping is seated on the wafer chuck 135 of the inspection chamber 130 using the robot arms 121 and 122. In the process of transferring the wafer, the wafer alignment state may be measured to obtain first alignment data, which is reflected in the inspection result data obtained as a result of the subsequent inspection. Similarly, even after the wafer is seated on the wafer chuck 135, the wafer alignment state is measured to obtain second alignment data, which is also reflected in the inspection result data obtained as a result of the subsequent inspection. If the alignment camera is provided separately, such a wafer alignment process may be performed using the alignment camera.

웨이퍼가 웨이퍼척(135)에 안착된 후에는 이동레일(136) 및 이동판(137)을 이용하여 웨이퍼가 X방향 및 Y방향으로 왕복 이동되도록 한다. 또한 경우에 따라서는 틸트축을 이용하여 웨이퍼가 Z방향으로 비스듬하게 배치되도록 할 수도 있다. 이 과정에서 제1 카메라(131)를 이용해 웨이퍼에 대한 라인 스캔을 수행하여 제1 촬상 이미지를 얻는다. 제1 촬상 이미지는 2D 카메라 시스템에 의해 촬상된 결과이므로, 명암에 의해서만 결함의 존재 여부를 판단할 수 있다. 제1 촬상 이미지는 컨트롤러부(140) 또는 외부의 분석장치에 의해 분석되며, 그 결과 결함이 존재하는 위치 데이터를 얻을 수 있다. 위치 데이터를 얻은 후에는, 결함 검출 카메라(133)를 이용하여 웨이퍼 영역 중에서 위치 데이터에 의해 검출된 위치에 대한 세부 촬상 이미지를 얻는다. 세부 촬상 이미지는 웨이퍼상의 결함이 어떤 종류의 결함이고 그 결함의 정도를 세밀하게 보여준다.After the wafer is seated on the wafer chuck 135, the moving rail 136 and the moving plate 137 are used to reciprocate the wafer in the X and Y directions. In some cases, the tilt axis may be used to arrange the wafer obliquely in the Z direction. In this process, the first camera 131 is used to perform a line scan on the wafer to obtain a first captured image. Since the first captured image is the result of the image picked up by the 2D camera system, it is possible to determine whether the defect is present only by the contrast. The first captured image is analyzed by the controller 140 or an external analyzer, and as a result, position data at which a defect exists can be obtained. After the position data is obtained, the detailed detection image of the position detected by the position data in the wafer area is obtained using the defect detection camera 133. The detailed captured image shows in detail what kind of defect is on the wafer and the extent of the defect.

다음에 제1 촬상 이미지를 얻는 과정을 동일하게 수행하되, 제1 카메라(131) 대신 제2 카메라(132)를 이용해 웨이퍼에 대한 라인 스캔을 수행하여 제2 촬상 이미지를 얻는다. 제2 촬상 이미지는 3D 카메라 시스템에 의해 촬상된 결과이므로, 결함에 대해 보다 정밀한 이미지를 제공한다. 제2 촬상 이미지가 제공되면, 컨트롤러부(140) 또는 외부의 분석장치에 의해 분석이 이루어지며, 그 결과 결함이 존재하는 위치 데이터를 얻는다. 이 위치 데이터를 얻은 후에는 결함 검출 카메라(133)를 이용하여 웨이퍼 영역 중에서 위치 데이터에 의해 검출된 위치에 대한 세부 촬상 이미지를 얻는다.Next, the process of obtaining the first captured image is performed in the same manner, but the second scanned image is obtained by performing a line scan of the wafer using the second camera 132 instead of the first camera 131. The second captured image is the result of being picked up by the 3D camera system, thus providing a more accurate image of the defect. When the second captured image is provided, the analysis is performed by the controller unit 140 or an external analyzer, and as a result, position data in which the defect is present is obtained. After obtaining this position data, the defect detection camera 133 is used to obtain a detailed captured image of the position detected by the position data in the wafer area.

비록 지금까지는 검사 대상을 웨이퍼로 한정하였지만, 이는 단지 예시적인 것으로서 웨이퍼 외에도 엘이디(LED) 칩일 수도 있으며, 웨이퍼 단위의 패키지일 수도 있다. 또한 경우에 따라서는 칩들이 집적되어 있는 인쇄회로기판을 검사 대상으로 설정할 수도 있다.Although so far, the inspection target has been limited to wafers, this is merely an example, and may be an LED chip or a wafer-based package in addition to the wafer. In some cases, a printed circuit board in which chips are integrated may be set as an inspection target.

도 2는 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치의 검사대상의 일 예로서 인쇄회로기판을 나타내 보인 평면도이고, 도 3은 도 2의 인쇄회로기판에 집적된 칩의 단면 구조를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 4는 도 3의 칩에 대한 제2 촬상 이미지를 나타내 보인 사진이다. 먼저 도 2를 참조하면, 검사대상으로서 인쇄회로기판(210)의 일 표면 위에는 복수개의 칩(220)들이 부착되어 있다. 이와 같은 칩(220)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 패드(310)상에 범프(bump)(320)가 형성되어 있는 구조를 포함한다. 이와 같은 칩(220)을 3D 카메라 시스템, 즉 제2 카메라(132)를 이용하여 촬상한 결과인 제2 촬상 이미지(400)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 어두운 부분과 밝은 부분으로 구분되며, 특히 어두울수록 높이가 낮으며 밝을수록 높이가 높다는 것을 나타낸다. 따라서 범프(320)의 높이를 알 수 있으며, 특히 범프(320)의 상부면 측정영역(S1)과 패드(310)의 함몰된 부분의 측정영역(S2)의 차이를 범프(320)의 높이(H)로 정의할 수 있다.FIG. 2 is a plan view illustrating a printed circuit board as an example of an inspection target of the wafer inspection apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a chip integrated in the printed circuit board of FIG. 2. 4 is a photograph showing a second captured image of the chip of FIG. 3. First, referring to FIG. 2, a plurality of chips 220 are attached to one surface of the printed circuit board 210 as an inspection object. As illustrated in FIG. 3, the chip 220 includes a structure in which a bump 320 is formed on the pad 310. As shown in FIG. 4, the second captured image 400, which is a result of photographing the chip 220 using the 3D camera system, that is, the second camera 132, is divided into a dark portion and a bright portion. In particular, the darker the height is lower, the brighter the height is higher. Therefore, the height of the bump 320 may be known, and in particular, the difference between the upper surface measuring area S1 of the bump 320 and the measuring area S2 of the recessed portion of the pad 310 may be measured. H) can be defined.

도 5 내지 도 7은 복수개의 범프가 배치된 인쇄회로기판을 제2 카메라를 사용하여 촬상한 제2 촬상 이미지를 다양한 배속으로 확대하여 나타내 보인 사진들이다. 도 5는 8배로 확대한 사진이고, 도 6은 16배로 확대한 사진이며, 그리고 도 7은 64배로 확대한 사진이다. 도시된 바와 같이 64배로 확대하더라도 명암이 선명하게 나타나는 이미지를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.5 to 7 are photographs showing enlarged second captured images of a printed circuit board on which a plurality of bumps are disposed using a second camera at various speeds. 5 is an enlarged picture 8 times, FIG. 6 is an enlarged picture 16 times, and FIG. 7 is an enlarged picture 64 times. As shown in the drawing, it can be seen that even when the image is enlarged 64 times, the image with sharp contrast is obtained.

도 8 내지 도 10은 동일한 범프 결함에 대한 2D 촬상 이미지와 3D 촬상 이미지를 비교하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 먼저 도 8에서 "A"로 나타낸 범프 결함에 대한 2D 이미지, 즉 2D 카메라 시스템을 이용한 촬상 이미지에서는 "B1"으로 나타낸 바와 같이, 결함의 존재 여부를 알 수 있을지라도 그 결함이 어떤 종류의 결함인지는 알 수 없다. 반면에 3D 이미지, 즉 3D 카메라 시스템을 이용한 촬상 이미지에서는 "B2"로 나타낸 바와 같이, 결함의 존재 여부와 결함의 종류가 범프의 오른쪽 가장자리 부분이 뭉개진 결함이라는 것을 알 수 있다. 다음에 도 9에서 "C"로 나타낸 범프 결함, 즉 범프가 불완전하게 형성된 경우, 2D 이미지에서는 "D1"으로 나타낸 바와 같이, 범프가 형성되지 않은 부분을 파악하기 힘든 반면에, 3D 이미지에서는 "D2"로 나타낸 바와 같이 범프가 형성되지 않은 부분이 명확하게 나타난다. 다음에 도 10에서 "E"로 나타낸 결함, 즉 오염원이 존재하는 경우, 2D 이미지에서는 "F1"으로 나타낸 바와 같이 오염원이 존재하는지 여부를 알 수 없는 반면에, 3D 이미지에서는 "F2"로 나타낸 바와 같이 오염원의 형상이 명확하게 나타난다.8 to 10 are diagrams shown for comparing a 2D captured image and a 3D captured image for the same bump defect. First, as shown by "B1" in the 2D image of the bump defect indicated by "A" in FIG. 8, that is, the captured image using the 2D camera system, even if the presence of the defect is known, what kind of defect is the defect? Is unknown. On the other hand, in the 3D image, that is, the captured image using the 3D camera system, as indicated by "B2", it can be seen that the presence of the defect and the kind of the defect are the defects in which the right edge of the bump is crushed. Next, when the bump defect indicated by “C” in FIG. 9, that is, the bump is incompletely formed, as shown by “D1” in the 2D image, it is difficult to identify the part where no bump is formed, whereas in the 3D image “D2”. As shown by ", the part where no bump is formed is clearly shown. Next, when there is a defect indicated by "E" in FIG. 10, that is, a contaminant, whether or not a contaminant exists as indicated by "F1" in the 2D image is not known. Likewise, the shape of the source of contamination appears clearly.

따라서 이와 같이 2D 카메라 시스템과 3D 카메라 시스템이 동일한 검사 챔버 내에 장착된 검사장치를 사용함으로써, 필요한 경우 2D 이미지만을 촬상할 수도 있고, 2D 이미지와 3D 이미지를 모두 촬상할 수도 있으며, 이에 따라 결함에 대한 보다 정밀한 정보를 얻을 수 있으며, 또한 이와 같은 검사 과정을 자동으로 수행할 수 있게 된다.Therefore, by using the inspection apparatus mounted in the same inspection chamber as the 2D camera system and the 3D camera system, it is possible to capture only 2D images, and to capture both 2D and 3D images, if necessary, More accurate information can be obtained and this inspection process can be performed automatically.

100...검사장치 110...웨이퍼 로딩부
120...웨이퍼 이동부 130...검사 챔버
140...컨트롤러부100 Inspection device 110 Wafer loading part
120 ... wafer moving part 130 ... inspection chamber
140.Controller section

Claims (10)

적어도 하나 이상의 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 로딩부;
상기 웨이퍼 로딩부에 의해 로딩된 웨이퍼를 검사장치 내에서 이동시키는 웨이퍼 이동부;
상기 웨이퍼 이동부에 의해 이동된 웨이퍼에 대해 검사를 수행하는 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템이 장착된 검사 챔버; 및
상기 검사장치에 대한 전체적인 제어를 수행하는 컨트롤러부를 포함하며,
상기 웨이퍼 이동부는, 상기 웨이퍼 로딩부와 상기 검사 챔버 사이에 상기 웨이퍼를 이동시키기 위한 로봇 암을 포함하는 웨이퍼 검사장치.A wafer loading unit loading at least one wafer;
A wafer moving unit for moving the wafer loaded by the wafer loading unit in an inspection apparatus;
An inspection chamber equipped with a 2D camera system and a 3D camera system for inspecting the wafer moved by the wafer moving unit; And
It includes a controller for performing overall control of the inspection device,
The wafer moving unit includes a robot arm for moving the wafer between the wafer loading unit and the inspection chamber. 제1항에 있어서,
상기 웨이퍼 로딩부는, 복수개의 웨이퍼들이 제1 웨이퍼 카세트 및 제2 웨이퍼 카세트에 장착되어 공급되도록 구성되는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1,
The wafer loading unit is configured to supply a plurality of wafers mounted on the first wafer cassette and the second wafer cassette, the wafer inspection apparatus. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템 내에 장착된 카메라는, 라인 스캔형 카메라인 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1,
The camera mounted in the 2D camera system and the 3D camera system is a line scan camera. 제1항에 있어서,
상기 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템은, 상기 웨이퍼의 결함이 존재하는 위치에 대한 정보를 출력하는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1,
The 2D camera system and the 3D camera system, the wafer inspection apparatus for outputting information on the position where the defect of the wafer exists. 제5항에 있어서,
상기 검사 챔버는, 상기 2D 카메라 시스템 및 3D 카메라 시스템에 의해 출력되는 웨이퍼의 위치 정보에 따라 상기 웨이퍼의 특정 위치에 대한 웨이퍼의 세부 영상 이미지를 촬상하기 위한 결함 검출 카메라를 더 포함하는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 5,
The inspection chamber further comprises a defect detection camera for photographing a detailed image of the wafer with respect to a specific position of the wafer in accordance with the position information of the wafer output by the 2D camera system and the 3D camera system. 제1항에 있어서, 상기 검사 챔버는,
상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척;
상기 검사 챔버 내에서 상기 웨이퍼를 제1 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 웨이퍼 척의 하부에 부착되는 이동레일; 및
상기 검사 챔버 내에서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 웨이퍼를 왕복 이동시키기 위해 상기 이동레일의 하부에 부착되는 이동판을 더 포함하는 카메라를 이용한 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1, wherein the test chamber,
A wafer chuck on which the wafer is seated;
A moving rail attached to a lower portion of the wafer chuck to reciprocate the wafer in a first direction in the inspection chamber; And
And a moving plate attached to a lower portion of the moving rail to reciprocate the wafer in a second direction perpendicular to the first direction in the inspection chamber. 제7항에 있어서,
상기 웨이퍼 척의 하부에 부착되어 상기 웨이퍼 척을 비스듬하게 배치하는 틸트축을 더 구비하는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 7, wherein
And a tilt axis attached to a lower portion of the wafer chuck to arrange the wafer chuck at an angle. 제1항에 있어서,
상기 검사 챔버에 이동된 웨이퍼의 얼라인(align)을 맞추기 위한 얼라인 카메라를 더 구비하는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1,
And an alignment camera for aligning a wafer moved in the inspection chamber. 제1항에 있어서,
상기 검사 챔버는 이동된 웨이퍼의 아이디(ID; Identification)를 인식하는 리더기를 더 구비하는 웨이퍼 검사장치.The method of claim 1,
The inspection chamber further comprises a reader for recognizing the identification (ID) of the moved wafer.
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