KR100878213B1

KR100878213B1 - 프로브카드 탐침 위치인지 장치

Info

Publication number: KR100878213B1
Application number: KR1020070063575A
Authority: KR
Inventors: 최시용; 정균
Original assignee: 세크론 주식회사
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-13
Also published as: TWI366673B; TW200900702A; KR20080114224A; CN101334265A

Abstract

본 발명은 프로브카드에 구비된 탐침의 높이를 측정하는 프로브카드의 탐침 위치인지 시스템에 관한 것으로, 상기 프로브카드를 고정하는 프로브카드홀더의 하면에 구비된 타겟부, 및 상기 타겟부의 위치 및 높이를 감지하는 카메라부를 포함하되, 상기 카메라부는 상기 타겟부의 높이 값을 기준으로 상기 탐침의 높이를 측정하는 것이 특징이다.

본 발명에 의하면, 제1ㆍ제2카메라가 타겟부의 위치 및 높이를 1차 측정한 후, 탐침의 위치 및 높이를 측정하기 때문에 오차누적으로 인한 탐침 감지에러를 방지할 수 있고, 상기 제2카메라가 상기 탐침의 높이를 정확히 측정할 수 있다.

프로브카드, 프로브, 탐침, 웨이퍼

Description

프로브카드 탐침 위치인지 장치{Probe location perception device for probe card}

도 1은 종래의 프로브카드 탐침 위치인지 장치를 개략적으로 도시한 상태의 정면도,

도 2는 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치를 개략적으로 도시한 상태의 정면도,

도 3은 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치의 도 2에 도시된 A부의 확대도,

도 4는 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치의 사용상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 타겟부 110 : 홀더

111 : 관통홀 120 : 타겟블럭

200 : 카메라부 210 : 제1카메라

220 : 제2카메라 PC : 프로브카드

PH : 프로브카드홀더 N : 탐침

본 발명은 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웨이퍼와 접촉되는 탐침의 높이를 정밀하게 측정하여 웨이퍼와 탐침의 접촉률을 극대화시킬 수 있는 위치로 프로브카드의 탐침을 위치시킬 수 있는 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼(wafer) 상에는 복수개의 칩들이 규칙적으로 배열된다. 이러한 칩들의 정상적인 동작을 위해서, 상기 칩들을 절단하여 후속 가공하기 전에, 즉 웨이퍼 단계(wafer level)에서 상기 칩들을 전기적으로 테스트하는 단계를 거친다.

상기 칩들은 상기 칩들과 접촉되는 복수개의 탐침 바늘들(probing needles)을 갖는 프로브카드(probe card)를 이용하여 테스트된다. 이를 위해, 웨이퍼 상의 칩들을 테스트하는 프로빙검사장치는 상기 프로브카드, 상기 프로브카드가 고정되는 프로브카드홀더, 상기 프로브카드의 탐침과 접촉되도록 상기 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 척으로 크게 이루어진다.

여기서, 상기 프로브카드에 구비된 상기 탐침을 상기 웨이퍼에 접촉시키기 전, 상기 탐침이 상기 웨이퍼와 정확히 접촉시키기 위해 상기 탐침 위치를 측정하여 기 설정된 위치로 정렬한다.

즉, 첨부된 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 프로브카드(PC)의 저면부에는 카메라(C)가 설치되어 상기 탐침(N)의 영역을 감지하고, 상기 웨이퍼로부터의 상기 탐침(N)과의 높이를 측정하는 것이다.

이때, 상기 카메라(C)는 기 설정된 높이 영역을 포커싱을 통해 스캔하여 상기 탐침(N)의 높이를 측정하게 된다. 여기서 상기 카메라(C)는 기 설정된 상기 탐침(N)의 예상 높이를 기준으로 상기 영역을 스캔하게 된다.

그런데, 기존에 설치된 프로브카드(PC)와 상이한 사이즈를 갖는 프로브카드(PC)로 교체된 경우, 상기 프로브카드홀더(PH)의 위치가 변경되고, 상기 프로브카드(PC)의 종류 또는 접촉에 의한 변형에 따라 상기 탐침(N)의 높이도 변경될 수 있다.

따라서, 이러한 상기 프로브카드홀더(PH)에 의한 오차 및 상기 탐침(N)에 의한 오차가 누적되어, 기 설정된 상기 탐침(N)의 예상 높이로부터 상기 탐침(N)의 실제 높이가 크게 벗어나 있는 경우도 발생한다. 그리하여 상기 탐침(N)의 실제 높이가 상기 카메라(C)의 높이 스캔 영역을 벗어나는 경우, 상기 카메라(C)가 상기 탐침(N)을 감지하지 못하는 높이 감지에러가 발생하는 문제점이 있다.

이렇게 상기 카메라(C)가 상기 탐침(N)을 감지하지 못하게 되면 작업자가 상기 카메라(C)를 상기 탐침(N)을 인식할 수 있도록 수동으로 조작해야만 하는 번거로움이 있었다.

또한, 상기 카메라(C)는 일반적으로 상기 탐침(N)의 위치를 감지할 때, 좁은 영역을 스캔하지만 정밀하게 상기 탐침(N)의 높이를 측정할 수 있는 마이크로 카메라로 구비되는데, 상기 탐침(N)의 높이뿐만 아니라, 상기 탐침(N)의 위치도 기 설정된 예상 위치와 크게 다른 경우, 위치 감지에러가 발생하는 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해 상기 카메라(C)를 넓은 영역을 스캔하여 상기 탐침(N)의 위치를 감지할 수 있고, 상기 탐침(N)의 높이도 정밀하게 측정할 수 있는 카메라는 단가가 높아 비용이 과도한 문제점이 있다.

따라서, 한정된 비용 내에서 상기 카메라(C)를 구비할 경우, 상기 카메라(C)를 넓은 영역을 스캔할 수 있는 카메라(C)로 구성되면, 상기 탐침(N)과의 높이를 정밀하게 측정할 수 없기 때문에, 상기 탐침(N)과 상기 웨이퍼와의 접촉 상태가 불량해 진다.

반대로, 상기 카메라(C)를 좁은 영역을 감지하는 카메라로 구성할 경우, 상기 탐침(N)을 감지하는 영역이 작아지기 때문에, 위치 감지에러가 자주 발생하여 작업자가 수동으로 조작해야 하는 빈도 발생이 증대되는 문제점이 발생된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기 탐침이 웨이퍼와 안정되고 정밀하게 접촉될 수 있도록 상기 탐침의 높이를 정확히 측정할 수 있는 프로브카드 탐침 위치인지 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 카메라가 상기 탐침을 감지할 때 1차 측정을 통해 인식한 프로브카드홀더로 인해 발생되는 오차를 반영하여, 상기 탐침에 대한 높이 감지에러 발생을 최소화할 수 있는 프로브카드 탐침 위치인지 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 카메라가 한 쌍으로 구비되고 그 중 제1카메라가 상기 탐침의 위치를 감지하여 그 위치 정보를 제2카메라에 제공함으로써, 상기 제2카메라가 상기 탐침의 높이를 측정할 때 위치 감지에러 발생을 최소화할 수 있는 프로브카드 탐침 위치인지 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치는, 프로브카드를 고정하는 프로브카드홀더의 하면에 구비된 타겟부; 및 상기 타겟부의 위치 및 높이를 감지하는 카메라부;를 포함하되, 상기 카메라부는, 상기 타겟부의 높이 값을 기준으로 상기 탐침의 높이를 측정하는 것이 특징이다.

본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 있어서, 상기 카메라부는 상기 타겟부의 위치 및 높이, 상기 탐침의 위치를 각각 측정하는 제1카메라; 및 상기 타겟부의 높이 및 상기 탐침의 높이를 각각 측정하는 제2카메라;를 포함한다.

본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 있어서, 상기 제2카메라는 상기 제1카메라가 측정한 상기 타겟부의 위치 정보를 전달받아 상기 타겟부의 높이를 측정하고, 상기 제1카메라가 측정한 상기 탐침의 위치 정보를 전달받아 상기 탐침의 높이를 측정한다.

본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 있어서, 상기 제2카메라는 상기 탐침의 높이를 측정할 때, 상기 제1ㆍ제2카메라가 측정한 상기 타겟부의 높이 값을 비교하여 산출한 위치 오차 값을 반영한다.

본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 있어서, 상기 타겟부는 상기 프로브카드에 설치된 상기 탐침과 가장 가까운 거리에 설치된다.

본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치에 있어서, 상기 타겟부는 상기 프로브카드홀더의 하면에 설치되고, 하면에는 홀이 형성된 홀더; 및 상기 홀더 내부에 설치되어 상기 제1ㆍ제2카메라가 상기 홀을 통해 위치를 감지하는 타겟블럭;을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치의 구성 및 작용을 설명하도록 한다.

도시된 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치는, 타겟부(100)와 카메라부(200)로 크게 구성된다.

상기 타겟부(100)는 상기 프로브카드(PC)가 고정되는 프로브카드홀더(PH)의 저면에 설치되고, 상기 카메라부(200)는 상기 프로브카드홀더(PH) 및 프로브카드(PC)의 저면부에 설치된다.

먼저, 상기 타겟부(100)는 홀더(110)와 타겟블럭(120)으로 구성되며, 상기 탐침(N)과 인접된 위치에 설치된다. 즉, 상기 프로카드홀더(110)의 저면부 중에서도 상기 탐침(N)과 가장 인접된 위치에 구비되는 것이다.

상기 홀더(110)는 상기 타겟블럭(120)을 상기 프로브카드홀더(PH)에 고정하기 위한 것이다. 상기 홀더(110)는 그 하면에 관통홀(111)이 형성되고, 상기 타겟블럭(120)은 상기 홀더(110)의 내부에 설치된다. 여기서, 상기 타겟블럭(120)은 상기 관통홀(111) 내에 위치되도록 구비된다.

상기 타겟블럭(120)은 상기 프로브카드(PC)의 교체로 인해 발생되는 오차를 후술되는 카메라부(200)가 감지할 수 있도록 설치된 것이다.

그리고, 상기 타겟블럭(120)은 상기 프로브카드(PC)에 구비된 탐침(N)의 최 하단부 끝단보다 상대적으로 높은 위치를 갖도록 구비된다. 이는 상기 타겟블럭(120)이 상기 탐침(N)의 최하단부 끝단보다 낮게 위치되면, 상기 탐침(N)이 웨이퍼에 접촉될 때, 상기 타겟블럭(120)이 상기 웨이퍼와 간섭을 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 타겟블럭(120)의 높이는 상기 탐침(N)의 최하단부 끝단 높이보다 높게 위치되어야만 하는 것이다.

상기 카메라부(200)는 상기 프로브카드홀더(PH)의 저면에서 상기 프로브카드(PC)의 저면으로 위치 이동된다. 즉, 상기 카메라부(200)는 별도의 구동부에 의해서 횡 방향으로 왕복 운동되도록 구비된다. 이는 상기 카메라부(200)가 상기 프로브카드홀더(PH)에 설치된 타겟부(100)와 상기 프로브카드(PC)에 구비된 탐침(N) 방향으로 이동되는 것이다.

상기 카메라부(200)는 넓은 광각을 갖는 매크로(macro) 카메라로 이루어진 제1카메라(210)와 좁은 광각을 갖는 마이크로(micro) 카메라로 이루어진 제2카메라(220)로 구성된다.

상기 제1카메라(210)는 상기 타겟부(100)의 위치 및 높이를 측정하고, 상기 탐침(N)의 위치도 측정한다. 그리고, 상기 제2카메라(220)는 상기 타겟부(100)의 높이 및 상기 탐침(N)의 높이를 각각 측정한다.

즉, 상기 제1카메라(210)는 상기 타겟부(100)의 저면에서 넓은 영역을 1차적으로 스캔하여 상기 타겟부(100)의 위치를 감지하고, 상기 탐침(N)의 저면에서 넓은 영역을 2차적으로 스캔하여 상기 탐침(N)의 위치를 감지한다.

그리고, 상기 제2카메라(220)는 상기 타겟부(100)의 저면에서 상기 제1카메라(210)가 감지한 상기 타겟부(100)의 위치 정보를 전달받아 상기 타겟부(100)의 높이를 정밀하게 측정한다.

이때, 상기 제2카메라(220)는 상기 타겟부(100)의 위치를 별도로 감지하여 상기 제1카메라(210)로부터 전달받은 상기 타겟부(100)의 위치 정보와 비교한다. 이로 인해, 상기 타겟부(100)의 위치를 기준으로 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 상대적 위치가 정확히 감지된다. 이 감지 값은 상기 제1ㆍ제2카메라(220)가 상기 탐침(N)을 감지할 때, 반영되어 상기 제2카메라(220)가 보다 정확하기 상기 탐침(N)의 위치 정보를 인지하게 되는 것이다.

상기한 상태를 보다 상세히 설명하면, 상기 탐침(N)의 위치를 감지할 때, 상기 제2카메라(220)는 상기 제1카메라(210)가 감지한 상기 탐침(N)의 위치 값을 전달받는다. 상기 제2카메라(220)는 상기 제1카메라(210)가 감지한 상기 탐침(N)의 위치 값에 기 설정된 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 위치 값을 반영하여 상기 탐침(N)의 위치를 감지하게 된다.

그러나 카메라의 교체 등으로 인해 기 설정된 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 위치 값과, 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 실제 위치 값이 서로 상이할 경우, 상기 제2카메라(220)가 상기 탐침(N)을 감지할 때 오차가 생겨 에러가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 제1ㆍ제2카메라(220)는 상기 타겟부(100)를 기준으로 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 실제 위치 값을 정확히 측정하여 기 설 정된 위치 값과의 차이를 반영함으로써, 상기 제2카메라(220)가 상기 탐침(N)을 감지할 때 오차가 발생하여 상기 탐침(N)을 감지하지 못하는 경우의 발생을 방지하는 것이다.

이와 같이, 상기 제2카메라(220)는 상기 탐침(N)의 저면에서 상기 제1카메라(210)가 감지한 상기 탐침(N)의 위치 정보를 전달받고, 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 실제 위치 값과 기 설정된 위치 값과의 차이를 반영하여, 상기 탐침(N)의 높이를 정밀하게 측정하는 것이다.

즉, 상기 제2카메라(220)는 좁은 영역을 정밀하게 측정하기 위한 마이크로 카메라이므로, 상기 제1카메라(210)로부터 상기 타겟부(100) 또는 상기 탐침(N)의 위치 정보를 받지 않은 경우 상기 타겟부(100) 또는 상기 탐침(N)의 위치를 감지할 수 없는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 제1카메라(210)가 넓은 영역을 스캔하여 상기 타겟부(100) 또는 상기 탐침(N)의 위치 정보를 상기 제2카메라(220)에 제공해준다.

이러한 카메라부(200)는 웨이퍼가 안착되는 척의 외주면에 설치되어 상기 프로브카드(PC)가 상기 척의 상부에 위치된 상태에서 상기 카메라부(200)를 상기 프로브카드(PC) 및 상기 프로브카드홀더(PH)의 하부에 인접되도록 위치시키는 것이다.

이상과 같이 이루어진 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치의 사용상태 설명은 다음과 같다.

먼저, 작업자가 프로브카드(PC)를 프로브카드홀더(PH)에 고정시키게 되면, 카메라부(200)가 상기 프로브카드홀더(PH)에 구비된 타겟부(100)를 감지한다. 즉, 상기 카메라부(200)에 구비된 제1카메라(210)가 상기 타겟부(100)의 저면에서 넓은 영역을 감지하여 상기 타겟부(100)의 위치와 높이를 감지한다.

상기 제1카메라(210)가 상기 타겟부(100)를 1차적으로 감지하는 이유는 상기 제2카메라(210)가 좁은 영역을 정밀하게 스캔하는 마이크로 카메라이기 때문에 상기 타겟부(100)의 위치를 상기 제2카메라(210)에 제공하기 위함이다.

상기 제1카메라(210)가 상기 타겟부(100)를 1차 감지한 후, 상기 카메라부(200)에 구비된 제2카메라(220)가 상기 타겟부(100)의 높이를 정밀하게 감지하게 된다. 즉, 상기 제1카메라(210)는 넓은 영역을 감지하여 상기 타겟부(100)의 위치 정보를 상기 제2카메라(200)에 제공하고, 상기 제2카메라(220)는 상기 제1카메라(210)로부터 상기 타겟부(100)의 위치 정보를 전달받아 상기 타겟부(100)의 높이를 정밀하게 감지하게 된다.

또한, 상기 제2카메라(220)는 상기 제1제2카메라가 각각 측정한 상기 타겟부(100)의 위치를 이용하여 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 실제 위치를 감지한다.

이후, 구동부에 의해 상기 카메라부(200)가 상기 프로브카드(PC)의 저면으로 위치 이동된다. 즉, 상기 카메라부(200)가 상기 탐침(N)의 저면에 위치된다. 이후, 상기 제1카메라(210)는 넓은 영역을 스캔하여 상기 탐침(N)의 위치를 감지한다. 다음, 상기 제2카메라(210)가 상기 제1카메라(210)로부터 상기 탐침(N)의 위치 정보 를 전달받고, 앞서 측정한 상기 제1카메라(210)에 대한 상기 제2카메라(220)의 실제 위치를 반영하여 상기 탐침(N)의 높이를 정밀하게 감지한다.

이때, 상기 제2카메라(220)가 측정한 타겟부(100)의 높이와 상기 탐침(N)의 높이는 서로 상이하다. 그 이유는 상기 프로브카드홀더(PH)와 상기 프로브카드(PC)의 이격으로 인할 수 있으며, 상기 타겟부(100)와 상기 탐침(N)과의 수평 높이 차로 인해서 서로의 값이 달라질 수밖에 없는 것이다.

그러나 종래기술과 같이 기 설정된 탐침(N)의 예상 높이에서 상기 프로브카드홀더(PH)의 위치로 인한 오차가 누적되지는 않아 상기 제2카메라(220)가 측정한 상기 타겟부(100)와 상기 탐침(N)의 높이는 유사한 값을 가진다. 따라서, 상기 제2카메라(220)가 먼저 측정한 상기 타겟부(100)의 높이를 기준으로 상기 탐침(N)의 높이를 측정하면 상기 제2카메라(220)가 스캔 범위를 벗어나는 이유로 상기 탐침(N)의 높이를 감지하지 못하는 경우는 발생되지 않는 것이다.

이상과 같이 이루어진 본 발명의 프로브카드 탐침 위치인지 장치는, 제1ㆍ제2카메라가 타겟부의 위치 및 높이를 1차 측정한 후, 탐침의 위치 및 높이를 측정하기 때문에 오차누적으로 인한 탐침 감지에러를 방지할 수 있고, 탐침의 높이를 정밀하게 측정할 수 있다. 따라서, 탐침과 웨이퍼가 안정되고 정확하게 접촉할 수 있다.

또한, 카메라부는 넓은 영역을 스캔하여 상기 타겟부 또는 상기 탐침의 위치를 감지하는 제1카메라, 및 상기 제1카메라로부터 상기 타겟부 또는 상기 탐침의 위치 정보를 전달받아 상기 타겟부 또는 상기 탐침의 높이를 정밀하게 측정하는 제2카메라로 이루어짐으로써, 상기 타겟부 또는 상기 탐침의 위치를 신속하게 인지하고 그 높이를 측정할 수 있다.

그리고, 상기 제1ㆍ제2카메라가 모두 상기 타겟부의 위치를 감지하므로, 상기 타겟부를 기준으로 상기 제1카메라에 대한 상기 제2카메라의 상대적인 위치를 정확히 감지하여 상기 제2카메라가 상기 제1카메라로부터 전달받은 상기 탐침의 위치 정보에 반영함으로써 상기 탐침의 위치를 정확히 인지할 수 있다.

뿐만 아니라, 카메라부가 넓은 영역을 측정하는 제1카메라와 좁은 영역을 측정하는 제2카메라로 구성되어 상기 제1카메라가 감지한 상기 타겟부 및 상기 탐침의 위치정보를 상기 제2카메라에 제공함으로써, 상기 제2카메라가 상기 타겟부 및 상기 탐침부의 높이를 측정할 때, 위치 감지에러가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims

프로브카드에 구비된 탐침의 높이를 측정하는 프로브카드의 탐침 위치인지 장치에 있어서,

상기 프로브카드를 고정하는 프로브카드홀더의 하면에 구비된 타겟부; 및

상기 타겟부의 위치 및 높이를 감지하는 카메라부;를 포함하되,

상기 카메라부는,

상기 타겟부의 높이 값을 기준으로 상기 탐침의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.
제 1항에 있어서,

상기 카메라부는,

상기 타겟부의 위치 및 높이, 상기 탐침의 위치를 각각 측정하는 제1카메라; 및

상기 타겟부의 높이 및 상기 탐침의 높이를 각각 측정하는 제2카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제2카메라는,

상기 제1카메라가 측정한 상기 타겟부의 위치 정보를 전달받아 상기 타겟부의 높이를 측정하고,

상기 제1카메라가 측정한 상기 탐침의 위치 정보를 전달받아 상기 탐침의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.
제 3항에 있어서,

상기 제2카메라는,

상기 탐침의 높이를 측정할 때, 상기 제1ㆍ제2카메라가 측정한 상기 타겟부의 높이 값을 비교하여 산출한 위치 오차 값을 반영하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 타겟부는,

상기 프로브카드에 설치된 상기 탐침의 측면에 설치된 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.
제 5항에 있어서,

상기 타겟부는,

상기 프로브카드홀더의 하면에 설치되고, 하면에는 홀이 형성된 홀더; 및

상기 홀더 내부에 설치되어 상기 제1ㆍ제2카메라가 상기 홀을 통해 위치를 감지하는 타겟블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 탐침 위치인지 장치.