JP2007300105A - 基板検査装置及びその照明ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】基板上のバンプパッドに形成されたプローブマークを検査するための装置を提供する。
【解決手段】基板２０の検査領域内のバンプパッドに形成されたプローブマークを検査するための基板検査装置において、基板はステージ上に支持され、イメージ獲得ユニット２２０によって検査領域のイメージが獲得される。ステージとイメージ獲得ユニットとの間にはリング照明ユニット２３０が配置され、リング照明ユニットは検査領域に向かって配置されたリング形態の内側面を有する印刷回路基板２３２と印刷回路基板の内側面上に円周方向に実装された複数の発光素子２３４を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は基板検査装置及びその照明ユニットに係り、より詳細には、基板上に形成されたバンプパッドに形成されたプローブマークを検査するための基板検査装置及びその照明ユニットに関する。

一般的に、半導体装置はシリコンウェーハのような基板上に多様な工程を反復的に実施することで形成することができる。例えば、半導体基板上に電気的特性を有する回路パターンを形成するために膜形成工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、イオン注入工程、洗浄工程などを含むファブ（ＦＡＢ；fabrication）工程が反復的に実施される。

ＥＤＳ（Electrical Die Sorting、以下ＥＤＳとする）工程は前記ファブ工程を通じて半導体基板上に形成された半導体装置の電気的特性を検査するために実施される。

前記ＥＤＳ工程を実施するための装置は、半導体基板上に形成された半導体装置との電気的な連結のための複数の探針（probe neddle）を有するプローブカードを含むプローブと、前記プローブカードと電気的に連結されるテスタを含む。前記プローブとテスタは複数のポゴピンによって電気的に連結され、前記ポゴピンは前記プローブとテスタとの間に配置されたポゴブロックの上部面及び下部面から突出されるように前記ポゴブロックを貫通して配置される。前記プローブカードはプローブカードステージによって支持され、前記半導体基板は前記プローブカードの下で基板ステージによって支持される。

前記プローブカードとテスタがポゴピンによって電気的に連結された状態で前記基板ステージの上昇によって前記半導体基板上に形成された半導体装置のうち一つが前記プローブカードと電気的に連結される。具体的に、それぞれの半導体装置には前記探針との接触のためのバンプパッドが形成されており、前記基板ステージの上昇によって前記探針と前記バンプパッドがそれぞれ接触される。

前記のように半導体装置に対するＥＤＳ工程が終了すると、それぞれのバンプパッドには前記探針との接触によるプローブマークが形成される。前記プローブマークはプローブの一側に具備されるプローブマーク検査装置によって検査することができる。前記プローブマーク検査装置に対する一例は（特許文献１）に開示されている。

図１は従来のプローブマーク検査装置を説明するための概略的な構成図である。

図１を参照すると、前記プローブマーク検査装置１００は半導体基板１０を支持するためのステージ１０２、半導体基板１０上の検査領域、例えば、バンプパッドが形成されたパッド領域を照明するための光源１０４及び前記検査領域のイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニット１０６を含む。前記光源１０４は示されたようにイメージ獲得ユニット１０６の側面に配置され前記検査領域に単一傾斜照明を提供する。

最近、半導体装置の集積度が増加されたことによって前記バンプパッドの大きさ及び探針の直径が縮小されており、それにより前記単一傾斜照明を用いて獲得された検査領域のイメージからプローブマークの識別がしだいに難しくなりつつある。
大韓民国公開特許２００５−５５０４１号

前記のような問題点を解決するための本発明の一つの目的は検査領域のイメージからプローブマークを容易に識別することができる基板検査装置を提供することにある。

前記のような問題点を解決するための本発明の他の目的は検査領域のイメージからプローブマークを容易に識別するための照明ユニットを提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の一側面による基板検査装置は、検査領域を有する基板を支持するためのステージと、前記検査領域を検査するために前記検査領域のイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニットと、前記検査領域を照明するために前記ステージと前記イメージ獲得ユニットとの間に配置され、前記検査領域に向かって配置された内側面を有する開口が形成された印刷回路基板と前記印刷回路基板の内側面上に円周方向に実装された複数の発光素子を含むリング照明ユニットと、を含む。

本発明の実施形態によると、それぞれの発光素子としては、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードを使用することができる。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面は、前記ステージの上部面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有することができる。

本発明の実施形態によると、前記検査領域内には前記基板上に形成された半導体装置の電気的テストのための複数の金属バンプが形成されている。

本発明の実施形態によると、前記半導体装置は表示駆動回路を含む。

本発明の実施形態によると、前記印刷回路基板は前記リング形態の内側面を有するリング基板と、及び前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板を含む。

本発明の実施形態によると、前記基板検査装置は前記リング照明ユニットを支持するためのパネルをさらに含む。

本発明の実施形態によると、前記パネルは前記リング基板と対応するホールを有し、前記リング照明ユニットは前記支持基板の上部面が前記パネルの下部面に接するように前記パネルに装着する。

本発明の実施形態によると、前記パネルは前記リング基板と対応するホールを有し、前記リング照明ユニットは前記リング基板の外側面と前記支持基板の上部面が前記パネルに形成されたホールの内側面とが前記パネルの下部面にそれぞれ接するように前記パネルに装着する。

本発明の実施形態によると、前記ステージは、前記基板上に形成された半導体装置の電気的テストのための第１検査位置と前記照明ユニット下の第２検査位置との間で移動可能であるように配置される。

本発明の実施形態によると、前記基板検査装置は、前記イメージ獲得ユニットと連結され前記イメージ獲得ユニットによって獲得されたイメージを処理するためのイメージ処理ユニットと、前記イメージ処理ユニットと連結されイメージ情報を貯蔵するためのイメージ貯蔵ユニットと、前記イメージ処理ユニットと連結され前記イメージを表示するための表示ユニットと、をさらに含む。

本発明の実施形態によると、前記印刷回路基板の内側面はリング形態を有する。

本発明の他の側面によると、照明ユニットは内側面を有する開口が形成されたベースを有する印刷回路基板と、前記内側面上に円周方向に装着された複数の発光素子と、含む。

本発明の実施形態によると、それぞれの発光素子は、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードである。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面は水平面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有する。

本発明の実施形態によると、前記印刷回路基板は、前記発光素子が装着されるリング形態の内側面を有するリング基板と、前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板と、を含む。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面はリング形態を有する。

本発明の他の側面によると、照明ユニットは、内側面を有する開口が形成されたベースと、前記開口の内側面上に装着された複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードと、を含む。

本発明の実施形態によると、前記複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードは前記内側面上に配置される印刷回路基板上に装着される。

本発明の実施形態によると、前記印刷回路基板は、前記複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードが装着されるリング形態の内側面を有するリング基板と、前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板を含む。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面は水平面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有する。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面はリング形態を有する。

本発明のさらなる側面による基板検査装置は、検査領域を有する基板を支持するためのステージと、前記検査領域を検査するために前記検査領域のイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニットと、
前記ステージと前記イメージ獲得ユニットとの間に配置され、内側面を有する開口が形成されたベース及び前記検査領域を照明するために前記内側面上に装着された複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードと、を含むことができ、前記開口の内側面は前記検査領域に対して垂直でない。

本発明の実施形態によると、前記開口はリング形態を有する。

本発明の実施形態によると、前記開口の内側面は前記ステージの表面に対して２０°〜７０°の傾斜角を有する。

本発明の実施形態によると、それぞれの発光素子は、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードである。

本発明の実施形態によると、前記基板検査装置は、前記開口上に装着される印刷回路基板をさらに含み、前記発光素子は印刷回路基板上に装着される。

前記のような構成の本発明によると、リング照明を使用して基板の検査領域から獲得されたイメージからバンプパッドのプローブマークを容易に識別することができる。また、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードを使用することで光効率を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。

図２は本発明の一実施形態による基板検査装置を説明するための概略的な構成図である。

図２を参照すると、基板検査装置は基板２０を支持するための基板ステージ２１０と前記基板２０の検査領域２２（図４参照）に対するイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニット２２０及び前記基板２０の検査領域２２を照明するためのリング照明ユニット２３０を含む。

前記基板検査装置は、前記基板２０の検査領域２２に対する電気的テスト工程を実施した後前記基板２０の検査領域２２内に位置された金属バンプパッド３０、３２、３４（図８及び図９参照）に形成されたプローブマーク４０、４２、４４（図８及び図９参照）を検査するために使用される。

例えば、前記基板検査装置はシリコンウェーハのような半導体基板２０上に形成された半導体装置の電気的特性を検査するためのＥＤＳ工程が実施された後、前記半導体装置の金属バンプパッドに形成されたプローブマーク４０、４２、４４を検査するために使用される。特に、前記半導体基板２０上には、チップオンフィルムＣＯＦ技術を用いてＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤなどのような平板ディスプレイ（Flat Panel Display）ＦＰＤと電気的に連結されるディスプレイ駆動集積回路を形成する。しかし、本発明は前記ディスプレイ駆動集積回路に限定されるものではなく、多様な半導体装置に適用することができる。

イメージ獲得ユニット２２０ではＣＣＤ（Charge Coupled Deviced）カメラが使用される。前記イメージ獲得ユニット２２０は検査領域２２のイメージを処理するためのイメージ処理ユニット２５０と連結され、前記イメージ処理ユニット２５０は表示ユニット２５２及びイメージ情報を貯蔵するためのイメージ貯蔵ユニット２５４と連結される。イメージ獲得ユニット２５０によって獲得された検査領域２２のイメージは前記表示ユニット２５２によって表示される。

前記基板ステージ２１０は、前記電気的テスト工程（例えば、ＥＤＳ工程）を実施するための第１検査位置Ａとプローブマーク４０、４２、４４を検査するための第２検査位置Ｂとの間で移動可能であるように配置されることができ、半導体基板２０の高さを調節するために垂直方向に移動可能であるように配置される。

図３は図２に示されたリング照明ユニットを説明するための拡大断面図であり、図４は図２に示されたリング照明ユニットを説明するための平面図であり、図５は図２に示されたリング照明ユニットを説明するための底面図である。

図３〜図５を参照すると、前記リング照明ユニット２３０は前記基板ステージ２１０とイメージ獲得ユニット２２０との間に配置され、印刷回路基板２３２と複数の発光素子２３４を含む。

前記印刷回路基板２３２はリング形態を有するリング基板２３８と前記リング基板２３８の下部から水平方向外側に延長する支持基板２４０を含むことができ、前記基板ステージ２１０とイメージ獲得ユニット２２０との間に水平方向に配置されるパネル２３６（またはベース）上に装着される。前記リング基板２３８は前記基板２０の検査領域２２に向かって配置されたリング形態の内側面２３８ａを有し、前記複数の発光素子２３４は前記リング基板２３８の内側面２３８ａ上に円周方向に装着される。

前記パネル２３６は前記リング基板２３８のホール（または開口）と対応するホール２３６ａ（または開口）を有し、前記リング照明ユニット２３０は前記リング基板２３８の外側面及び前記支持基板２４０の上部面が前記ホール２３６ａの内側面及び前記パネル２３６の下部面とそれぞれ接するように締結部材（図示せず）または接着剤を用いて装着される。

前記リング基板２３８の内側面２３８ａは前記半導体基板２０が置かれる前記基板ステージ２１０の上部面に対して約２０°〜７０°の傾斜角を有する。特に、前記リング基板２３８の内側面２３８ａは前記基板ステージ２１０の上部面に対して約４０〜５０°の傾斜角（例えば、約４５°）を有する。

前記リング基板２３８及び支持基板２４０は円形リング形状を有しているが、本発明は前記印刷回路基板２３２の形状によっては限定されない。

前記発光素子２３４の例としては表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードを」使用することができ、これにより、光効率を向上させることができる。すなわち、前記表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードは前記傾斜されたリング基板２３８の内側面２３８ａ上に前記基板２０の検査領域２２のみを照明するように表面実装されるので光効率が向上される。

前記リング基板２３８の傾斜された内側面２３８ａ上には４〜２０個程度の発光素子２３４が装着される。例えば、図示されたように、前記リング基板２３８の傾斜された内側面２３８ａ上には１６個の発光素子２３４を装着される。しかし、前記発光素子２３４の搭載数量は検査領域２２の大きさまたはリング基板２３８の直径によって変更されることもある。

前記リング基板２３８及び前記支持基板２４０は前記発光素子２３４と電気的に連結される配線２４２を有する。前記配線２４２は前記発光素子２３４を照明制御部２４４と連結するために提供される。

図２を参照すると、前記基板ステージ２１０はＥＤＳ工程を実施形態するために第１検査位置Ａに位置され、次に、プローブマーク４０、４２、４４を検査するために第２検査位置Ｂに位置される。

前記基板ステージ２１０が前記第１検査位置Ａに位置された場合、前記基板ステージ２１０の上部には前記基板２０の検査領域２２内のバンプパッド３０、３２、３４と接触される探針２６２を有するプローブカード２６０が配置される。前記プローブカード２６０はプローブカードステージ２６４によって支持される。

前記プローブカード２６０の上部には、前記探針２６２及びバンプパッド３０、３２、３４を通じて半導体装置に電気的な信号を印加することで前記半導体装置の電気的特性を検査するためのテスタ２７０が配置され、前記テスタ２７０とプローブカード２６０との間を電気的に連結するためのポゴブロック２８０が前記テスタ２７０とプローブカード２６０との間に配置される。前記ポゴブロック２８０には電気的な信号伝達のための複数のポゴピン２８２が装着されている。

前記ＥＤＳ工程は前記第１検査位置Ａで前記ステージ２１０の上昇によって前記探針２６２が前記バンプパッド３０、３２、３４に接触された後実行される。

前記探針２６２と前記バンプパッド３０、３２、３４との間の接触によって前記バンプパッド３０、３２、３４の表面部位にはプローブマーク４０、４２、４４が形成され、前記ＥＤＳ工程が実施された後、第２検査位置Ｂで前記イメージ獲得ユニット２２０によって獲得された検査領域２２のイメージを用いて前記プローブマーク４０、４２、４４に対する検査工程が実行される。

図６及び図７は従来の基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真であり、図８及び図９は本発明の一実施形態による基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真である。

図６及び図７を参照すると、従来の単一傾斜照明を用いて検査領域のイメージを獲得した場合、プローブマークを識別することが容易ではない。しかし、図８及び図９を参照すると、リング照明ユニット２３０を用いて検査領域２２のイメージを獲得する場合、バンプパッド３０、３２、３４に形成されたプローブマーク４０、４２、４４を容易に識別することができる。

前記のような本発明によると、半導体基板のバンプパッドに形成されたプローブマークを容易に識別することができ、ＥＤＳ工程で探針が前記バンプパッドに正常的に接触されたかを判断することができる。また、前記プローブマーク検査工程で光使用効率を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。

本発明は、半導体装置の基板検査に適用することができる。

従来のプローブマーク検査装置を説明するための概略的な構成図である。 本発明の一実施形態による基板検査装置を説明するための概略的な構成図である。 図２に示されたリング照明ユニットを説明するための拡大断面図である。 図２に示されたリング照明ユニットを説明するための平面図である。 図２に示されたリング照明ユニットを説明するための底面図である。 従来の基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真である。 従来の基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真である。 本発明の一実施形態による基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真である。 本発明の一実施形態による基板検査装置を用いて獲得された検査領域のイメージを示す写真である。

符号の説明

２０ 基板、
２２ 検査領域、
３０、３２、３４ バンプパッド、
４０、４２、４４ プローブマーク、
２００ 基板検査装置、
２１０ 基板ステージ、
２２０ イメージ獲得ユニット、
２３０ リング照明ユニット、
２３２ 印刷回路基板、
２３４ 発光素子、
２３６ パネル、
２３８ リング基板、
２４０ 支持基板、
２４２ 配線、
２４４ 照明制御部、
２５０ イメージ処理ユニット、
２５２ 表示ユニット、
２５４ イメージ貯蔵ユニット、
２６０ プローブカード、
２６２ 探針、
２６４ プローブカードステージ、
２７０ テスタ、
２８０ ポゴブロック、
２８２ ポゴピン。

Claims (27)

1. 検査領域を有する基板を支持するためのステージと、
   前記検査領域を検査するために前記検査領域のイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニットと、
   前記検査領域を照明するために前記ステージと前記イメージ獲得ユニットとの間に配置され、前記検査領域に向かって配置された内側面を有する開口が形成された印刷回路基板と前記印刷回路基板の内側面上に円周方向に実装された複数の発光素子を含むリング照明ユニットと、
   を含むことを特徴とする基板検査装置。
2. それぞれの発光素子は、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
3. 前記内側面は、前記ステージの上部面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
4. 前記検査領域内には前記基板上に形成された半導体装置の電気的テストのための複数の金属バンプが形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
5. 前記半導体装置は、表示駆動回路を含むことを特徴とする請求項４記載の基板検査装置。
6. 前記印刷回路基板は、前記リング形態の内側面を有するリング基板と、前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板と、を含むことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
7. 前記リング照明ユニットを支持するためのパネルをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の基板検査装置。
8. 前記パネルは前記リング基板と対応するホールを有し、前記リング照明ユニットは前記支持基板の上部面が前記パネルの下部面に接するように前記パネルに装着されることを特徴とする請求項７記載の基板検査装置。
9. 前記パネルは前記リング基板と対応するホールを有し、前記リング照明ユニットは前記リング基板の外側面と前記支持基板の上部面が前記パネルに形成されたホールの内側面と前記パネルの下部面にそれぞれ接するように前記パネルに装着されることを特徴とする請求項７記載の基板検査装置。
10. 前記ステージは、前記基板上に形成された半導体装置の電気的テストのための第１検査位置と前記照明ユニット下の第２検査位置との間で移動可能であるように配置されることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
11. 前記イメージ獲得ユニットと連結され前記イメージ獲得ユニットによって獲得されたイメージを処理するためのイメージ処理ユニットと、
    前記イメージ処理ユニットと連結されイメージ情報を貯蔵するためのイメージ貯蔵ユニットと、
    前記イメージ処理ユニットと連結され前記イメージを表示するための表示ユニットと、をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
12. 前記印刷回路基板の内側面は、リング形態を有することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
13. 内側面を有する開口が形成されたベースを有する印刷回路基板と、
    前記内側面上に円周方向に装着された複数の発光素子と、
    を含むことを特徴とする基板を検査するための照明ユニット。
14. それぞれの発光素子は、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードであることを特徴とする請求項１３記載の照明ユニット。
15. 前記開口の内側面は、水平面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有することを特徴とする請求項１３記載の照明ユニット。
16. 前記印刷回路基板は、前記発光素子が装着されるリング形態の内側面を有するリング基板と、前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板と、を含むことを特徴とする請求項１３記載の照明ユニット。
17. 前記開口の内側面は、リング形態を有することを特徴とする請求項１３記載の照明ユニット。
18. 内側面を有する開口が形成されたベースと、
    前記開口の内側面上に装着された複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードと、
    を含むことを特徴とする照明ユニット。
19. 前記複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードは、前記開口の内側面上に配置される印刷回路基板上に装着されることを特徴とする請求項１８記載の照明ユニット。
20. 前記印刷回路基板は、前記複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードが装着されるリング形態の内側面を有するリング基板と前記リング基板から水平方向外側に延長する支持基板を含むことを特徴とする請求項１９記載の照明ユニット。
21. 前記開口の内側面は、水平面に対して４０°〜５０°の傾斜角を有することを特徴とする請求項１８記載の照明ユニット。
22. 前記開口の内側面は、リング形態を有することを特徴とする請求項１８記載の照明ユニット。
23. 検査領域を有する基板を支持するためのステージと、
    前記検査領域を検査するために前記検査領域のイメージを獲得するためのイメージ獲得ユニットと、
    前記ステージと前記イメージ獲得ユニットとの間に配置され、内側面を有する開口が形成されたベース及び前記検査領域を照明するために前記内側面上に装着された複数の表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードと、
    を含み、
    前記内側面は前記検査領域に対して垂直でないことを特徴とする基板検査装置。
24. 前記開口は、リング形態を有することを特徴とする請求項２３記載の基板検査装置。
25. 前記開口の内側面は、前記ステージの表面に対して２０°〜７０°の傾斜角を有することを特徴とする請求項２３記載の基板検査装置。
26. それぞれの発光素子は、表面実装型発光ダイオードまたはフリップチップ発光ダイオードであることを特徴とする請求項２３記載の基板検査装置。
27. 前記開口上に装着される印刷回路基板をさらに含み、前記発光素子は印刷回路基板上に装着されることを特徴とする請求項２３記載の基板検査装置。