KR101378392B1 - 이미지 소자 검사장치 - Google Patents

Abstract

개시된 이미지 소자의 검사 장치는 제1 기판, 제2 기판, 연결부재 및 접촉부재를 포함한다. 상기 제1 기판은 광이 투과되는 제1 홀 및 상기 제1 홀의 주변에 형성되고, 이미지 소자에 인가되는 전기적 신호를 전송하는 제1 배선을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 홀의 하부에 형성된 제2 홀 및 상기 제2 홀의 주변에 형성된 제2 배선을 포함한다. 상기 연결부재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되고, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결한다. 상기 접촉부재는 상기 제2 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 기판의 하면으로부터 돌출되어 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉하는 팁 및 상기 팁이 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉할 때 상기 팁을 고정하는 투명한 재질의 플레이트 부재를 포함한다.

Description

이미지 소자 검사장치{APPARATUS FOR INSPECTING AN IMAGE SENSOR}

본 발명은 이미지 소자 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이미지 소자용 반도체 제작 시에 사용되는 이미지 소자 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제품을 생산하기 위해서는 순수 실리콘 웨이퍼를 제조하는 공정, 순수 실리콘 웨이퍼 상에 패턴을 형성하여 반도체 칩을 제조하는 공정, 반도체 칩의 양부를 판별하기 위하여 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 이디에스(EDS: electronic die sorting) 공정, 양품 반도체 칩을 패키징하는 공정, 패키징된 반도체 칩을 최종 테스트하는 공정 등이 필요하다.

전기적 특성을 테스트하는 공정을 통하여 불량으로 판별된 칩들 중 리페어(repair)가 가능한 칩은 리페어하여 재생시키고, 리페어가 불가능한 칩은 어셈블리 공정을 수행하기 이전에 제거된다. 따라서 전기적 특성 테스트 공정은 어셈블리 공정에서 조립 비용을 감소시키고, 반도체 칩 제조 공정의 수율을 향상시키는 중요한 공정 중 하나이다.

이디에스 공정을 수행하는 장치는 웨이퍼와 같은 검사 대상물에 형성된 전도성 패드와 접촉되어 이에 전기적 신호를 인가하는 프로브 팁(probe tip)들을 갖는 프로브 카드를 포함한다. 프로브 카드로 시모스 이미지 센서(CIS: CMOS image sensor)의 불량 여부를 검사하는 경우, 시모스 이미지 센서에 광 및 전기적 신호가 인가되고, 인가된 광 및 전기적 소자에 응답하여 상기 시모스 이미지 센서로부터 발생되는 전기적 신호를 분석한다.

기존에 사용되는 상기 시모스 이미지 센서의 경우에는 전기적 검사를 실시하는 최종 도구인 팁을 고정시키는 데에 세라믹 플레이트가 사용된다. 상기 세라믹 플레이트의 경우에는 팁을 끼워 넣는 수작업 시간이 오래 걸리고, 파인 피치(Fine Pitch) 대응이 어렵게 된다. 또한, 세라믹 플레이트 사용으로 인한 그림자에 의한 불량률이 크게 발생하고 세라믹 플레이트에 홀을 가공하는 경우에 기계적인 오차가 큰 단점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 팁을 보다 용이하게 끼워 넣을 수 있고, 그림자 발생에 의한 불량률을 방지할 수 있는 이미지 소자의 검사 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자의 검사 장치는 제1 기판, 제2 기판, 연결부재 및 접촉부재를 포함한다. 상기 제1 기판은 광이 투과되는 제1 홀 및 상기 제1 홀의 주변에 형성되고, 이미지 소자에 인가되는 전기적 신호를 전송하는 제1 배선을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 홀의 하부에 형성된 제2 홀 및 상기 제2 홀의 주변에 형성된 제2 배선을 포함한다. 상기 연결부재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되고, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결한다. 상기 접촉부재는 상기 제2 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 기판의 하면으로부터 돌출되어 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉하는 팁 및 상기 팁이 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉할 때 상기 팁을 고정하는 투명한 재질의 플레이트 부재를 포함한다.

바람직하게, 상기 접촉부재는 상기 플레이트부재를 하부에서 커버하여 상기 플레이트부재를 상기 제2 베이스기판에 고정시키는 커버부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 플레이트부재는 상기 접촉부가 통과되어 상기 접촉부를 고정시키는 복수개의 홀을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 하부 기판의 플 레이트부재는 석영을 포함할 수 있다.

이와 같은 이미지 소자의 검사 장치에 따르면, 이미지 소자의 검사에 이용되는 팁을 보다 용이하게 끼워 넣을 수 있고, 이미지 소자에 광을 보다 효율적으로 제공할 수 있으며, 팁을 고정시키는 플레이트를 제조할 때에 오차 범위를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자 검사 장치의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자의 검사 장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 연결부재(320) 및 접촉부재(500)를 포함한다.

상기 제2 기판(120)은 상기 제1 기판(110)의 하부에 배치된다. 상기 제2 기판(120)에는 제2 홀(121) 및 제2 배선(미도시)이 형성된다. 상기 제2 홀(121)은 상기 제1 홀(111)의 하부에 형성된다. 상기 제2 홀(121)에는 이 후 설명될 확산부재(150)가 삽입된다. 따라서, 상기 제2 홀(121)의 형상 및 크기는 상기 확산부재(150)의 형상 및 크기에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 확산부재(150)가 원통형상의 발산렌즈를 다수개 포함할 경우, 상기 제2 홀(121)은 상기 발산렌즈의 수만큼의 홀을 포함하고, 각각의 홀은 상기 발산렌즈와 동일한 원통형상을 갖는다. 상기 제2 배선은 상기 제2 홀(121)의 주변에 형성되고, 이미지 소자에 인가되는 전기적 신호를 전송한다.

상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)의 하부에 배치된다. 상기 제2 기판(200)에는 제2 홀 및 제2 배선이 형성된다. 상기 제2 홀은 상기 제1 홀의 하부에 형성된다. 상기 제1 홀을 통해 입사한 광이 상기 제2 홀을 통하여 하부로 입사된다. 상기 광은 상기 이미지 소자를 검사할 때에 상기 이미지 소자의 광에 따른 반응을 검사하여야 하므로 상기 이미지 소자에 상기 광이 다다르도록 상기 이미지 검사 장치가 설계되어야 한다.

상기 연결부재(320)는 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 사이에 배치된다. 상기 연결부재(320)는 상기 제1 기판(100)에 형성된 제1 배선과 상기 제2 기판(200)에 형성된 제2 배선을 전기적으로 연결한다. 따라서 외부로부터 상기 제1 배선에 인가된 전기적 신호는 상기 연결부재(320)를 통하여 상기 제2 배선으로 전송된다.

상기 확산부재(150)는 상기 제2 홀(121)에 삽입된다. 상기 제1 홀(111)에 입사한 광을 확산시킨다. 상기 확산부재(150)에 의하여 이미지 소자의 표면에 광이 균일하게 제공될 수 있다. 따라서, 검사의 정확도를 향상시킬 수 있다. 일례로, 상기 확산부재(150)는 발산렌즈를 포함할 수 있다. 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)는 상기 제2 기판(120)의 상면 상에 배치되고, 상기 제1 단부(151)에 대향하는 상기 발산렌즈의 제2 단부(153)는 상기 제2 기판(120)의 하면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)는 상기 제2 기판(120)의 상면으로부터 소정 길이만큼 돌출될 수 있고, 상기 발산렌즈의 제2 단부(153)는 상기 제2 기판(120)의 하면으로부터 소정 길이만큼 돌출될 수 있다. 예를 들면, 상기 발산렌즈는 원통형상을 가질 수 있다. 상기 제1 홀(111)에 입사한 광은 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)로 입사되어 상기 발산렌즈의 제2 단부(153)를 통하여 출사된다. 상기 발산렌즈로부터 출사된 광은 발산렌즈의 길이방향에 대해 외곽으로 확산된다. 따라서, 이미지 소자의 중심부뿐만 아니라 가장자리에도 균일하게 광이 제공될 수 있다.

상기 접촉부재(500)는 실질적으로 이미지 소자에 접촉하는 팁 및 상기 팁을 지지하고 고정하는 플레이트부재를 포함한다. 상기 접촉부재(500)에는 복수개의 팁이 형성되어 있고, 상기 복수개의 팁은 상기 플레이트부재를 통하여 지지된다.

도 2는 도 1의 이미지 소자 검사 장치의 플레이트부재를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 이미지 소자 검사 장치의 커버부를 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 플레이트부재(510)는 투명한 재질을 포함한다. 상기 플레이트부재(510)는 예를 들어, 석영과 같은 재료를 포함할 수 있다.

상기 플레이트부재(510)는 검사 대상인 이미지 소자에 직접 전지적으로 접촉하는 팁을 고정하는 역할을 한다. 상기 플레이트부재(510)에 상기 팁을 끼워 넣는 방식으로 접촉부재(500)가 제작된다. 따라서, 상기 팁을 교환해야 하는 경우에는 상기 플레이트부재(510)에 직접 수작업ㅇ로 팁을 삽입해야 되는데, 상기 플레이트부재(510)가 투명한 재질을 포함하는 경우에는 이러한 작업이 훨씬 용이하게 이루어진다. 기존의 세라믹 재질의 플레이트부재의 경우, 상기 팁을 끼워 넣음에 있어 수작업 시간이 오래 걸리고, 상기 세라믹 플레이트의 뒷면에서의 삽입이 어렵다. 또한, 상기 세라믹 플레이트의 경우 파인 피치(Fine Pitch) 대응이 어렵게 된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자의 검사 장치(100)는 집광부재(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 집광부재(160)는 상기 제1 기판(110)의 상부에 배치되어 상기 제1 기판(110)에 형성된 제1 홀(111)로 광을 집광하는 집광렌즈(161)를 포함한다. 상기 집광렌즈(161)의 형상은 다양하게 변경될 수 있으나, 상기 제1 홀(111)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 집광렌즈(161)는 사각형상을 가질 수 있다. 상기 집광렌즈(161)로 광을 집광하여 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)에 제공하고, 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)를 통해 입사된 광은 제2 단부(153)를 통해 출사되어 상기 이미지 소자에 제공된다. 이미지 소자의 정확한 검사를 위해서는 충분한 양의 광을 이미지 소자에 제공하여야 하고, 이를 위하여 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)에 입사되는 광의 양을 증가시켜야 한다. 상기 발산렌즈는 광을 집광하여 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)에 제공하므로, 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)에 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다.

상기 플레이트부재(510)는 복수개의 홀을 포함한다. 상기 복수개의 홀에 상기 팁들이 삽입되게 된다. 상기 플레이트부재(510)가 석영으로 제작되는 경우에는 상기 복수개의 홀들이 반도체장비인 샌드블라스터에 의해 가공될 수 있다. 따라서 오차범위가 더욱 줄어들게 된다.

상기 플레이트부재(510)는 커버부(520)에 의해 상기 제2기판에 고정된다. 상기 커버부(520)는 상기 플레이트부재(510)의 주변부를 감싸 상기 플레이트부재(510)를 통과하는 광이 통과할 수 있는 공간을 확보한다. 상기 커버부(520)에는 복수개의 결합용 홀이 형성되고 상기 플레이트부재(510)에 대응적으로 형성된 결합용 홀들과 함께 볼트결합에 의해 고정될 수 있다.

도 4는 도 2의 플레이트 부재 및 도 3의 커버부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 플레이트부재(510) 및 상기 커버부(520)가 결합된 접촉부재(500)의 모습을 볼 수 있다. 상기 접촉부재(500)는 상기 제2 기판과 전기적으로 연결되어 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉하여 전기적인 검사를 실시한다.

도 5는 도 4의 결합된 플레이트 부재 및 커버부의 A부분을 확대한 사시도이다.

구체적으로, 상기 고정모듈(163)은 상기 집광렌즈(161)와 결합하는 제1 플레이트(163a) 및 상기 제1 플레이트(163a)의 하부에 배치되어 상기 보강모듈(165)에 결합되는 제2 플레이트(163b)를 포함할 수 있고, 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)는 상기 제2 플레이트(163b)에 삽입되어 상기 제2 플레이트(163b)의 상면을 통해 노출될 수 있다. 이 경우, 상기 조절부재(167)는 상기 제1 플레이트(163a) 및 제2 플레이트(163b)에 삽입되어 제1 플레이트(163a)와 제2 플레이트(163b)의 이격 거리를 조절하는 볼트를 포함할 수 있다.

다수의 이미지 소자를 한번에 검사하기 위해서는 제2 기판(120)에는 상기 이미지 소자의 개수에 대응하는 다수개의 발산렌즈가 삽입되어야 한다. 또한, 다수개의 이미지 소자 모두를 정확히 검사하기 위해서는 상기 다수개의 발산렌즈에 동일한 양의 광이 제공되어야 한다. 집광렌즈(161)에 평행한 단면을 고려할 때, 집광렌즈(161)를 통과한 광이 진행하는 단면의 면적은 집광렌즈(161)로부터의 거리에 따라 달라진다. 구체적으로, 집광렌즈(161)로부터의 거리가 거의 제로일 때는 상기 집광렌즈(161)를 통과한 광은 상기 집광렌즈(161)의 면적과 동일한 면적의 단면을 통과하게 되고, 이 후 집광렌즈(161)로부터의 거리가 멀어질수록 상기 집광렌즈(161)를 통과한 광이 진행하는 단면의 면적은 감소하게 된다. 따라서, 다수개의 발산렌즈의 제1 단부(151)들이 제2 플레이트(163b)의 상면 상의 일정한 면적 내에 배치될 때, 상기 발산렌즈를 통과한 광이 진행하는 단면이 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)들이 배치된 면적보다 크거나 같아지도록 상기 조절부재(167)는 상기 제1 플레이트(163a)와 제2 플레이트(163b)의 이격 거리가 조절한다. 따라서, 상기 조절부재(167)는 상기 발산렌즈의 제1 단부(151)에 입사되는 광의 양을 조절할 수 있다.

또한, 상기 플레이트부재가 석영재질을 포함하는 경우에는, 상기 석영재질이 일반적인 세라믹 재질보다 정교하게 가공되므로, 제품의 오차를 더욱 줄일 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자 검사 장치의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 이미지 소자 검사 장치의 플레이트부재를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 이미지 소자 검사 장치의 커버부를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 2의 플레이트 부재 및 도 3의 커버부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4의 결합된 플레이트 부재 및 커버부의 A부분을 확대한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제1 기판 200 : 제2 기판

310 : 스티프너 320 : 연결부재

330 : 커버부재 340 : 보강부재

500 : 접촉부재 510 : 플레이트부재

520 : 커버부

Claims (6)

1. 광이 투과되는 제1 홀 및 상기 제1 홀의 주변에 형성되고, 이미지 소자에 인가되는 전기적 신호를 전송하는 제1 배선을 포함하는 제1 기판;

   상기 제1 홀의 하부에 형성된 제2 홀 및 상기 제2 홀의 주변에 형성되고, 상기 이미지 소자에 인가되는 전기적 신호를 전송하는 제2 배선을 포함하는 제2 기판;

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되고, 상기 제1 배선과 제2 배선을 전기적으로 연결하는 연결부재;

   상기 제2 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 기판의 하면으로부터 돌출되어 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉하는 팁 및 상기 팁이 상기 이미지 소자에 전기적으로 접촉할 때 상기 팁을 고정하는 투명한 재질의 플레이트 부재를 포함하는 접촉부재; 및

   상기 플레이트 부재는 상기 팁이 통과되어 상기 팁을 고정시키는 복수개의 홀을 포함하는 이미지 소자의 검사 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 하부 기판의 플레이트부재는 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자 검사 장치.
5. 삭제
6. 삭제

Images