KR101489369B1 - 범프필름 및 프루브유닛 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범프필름 및 프루브유닛 검사장치에 있어서, 특히 영상 분석을 통해 범프필름의 불량 여부 판별과 프루브유닛의 수명 추정을 가능하게 해주는 범프필름 및 프루브유닛 검사장치에 관한 것으로, 검사 대상에 해당하는 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 로딩하는 검사스테이지와, 상기 검사스테이지에 로딩된 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 촬영하는 카메라모듈과, 상기 카메라모듈에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 상기 범프필름의 불량 여부를 판별하고 상기 프루브유닛의 수명을 추정하는 제어부를 포함하여 구성되어, 수십 또는 수백 마이크로미터 단위로 제조되는 프루브와 범프를 영상 분석을 통해 불량 및/또는 수명을 미리 검사함으로써, 반도체 집적회로 소자에 대한 검사의 신뢰성을 현저하게 높일 수 있는 발명이다.

Description

범프필름 및 프루브유닛 검사장치{Bump film and probe block tester}

본 발명은 범프필름 및 프루브유닛 검사장치에 관한 것으로, 특히 영상 분석을 통해 범프필름의 불량 여부 판별과 프루브유닛의 수명 추정을 가능하게 해주는 범프필름 및 프루브유닛 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적회로 소자(semiconductor integrated circuit device) 등은 일련의 제조 공정을 거쳐 제조되며, 그 제조 공정 중 또는 제조 완료 후에 전기적인 검사를 거쳐 정상품과 불량품을 선별한다. 이러한 전기적인 검사 과정에는 외부로부터 각종 전기적 신호를 전달하고 또한 반도체 집적회로에서의 응답 신호를 검출하여 분석하는 장비가 사용되며, 검사 장비와 반도체 집적회로 등을 전기적으로 연결시키기 위해서는 프루브(probe)와 같은 전기적 접촉체(contactor)가 형성된 장치가 필요하다. 이와 유사한 검사 과정이 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 등의 제조 과정 중 또는 제조 완료 후에도 시행되며, 여기에도 검사 장비와 소자간의 전기적 연결을 담당하는 프루브로 구성된 장치가 필요하다. 그 장치에는 다수의 프루브들을 포함하는 프루브유닛이 구비되며, 각각의 프루브는 그 크기가 매우 작아서 마이크로미터 단위로 크기가 매우 작고, 아주 우수한 정도의 위치 정확도 등이 요구되므로 매우 정밀하게 제조되어야 한다. 그리고, 반복적인 접촉 과정에서도 안정적인 전기적 연결을 유지할 수 있어야 한다. 그러나 반복적인 접촉에 따라 프루브는 점점 마모되며 일정 수준 이상 마모되는 경우에는 안정적인 전기적 연결을 유지할 수 없게 된다. 따라서, 프루브가 반복적인 접촉에도 얼마만큼 수명을 유지하는지에 대한 검사가 요구되고 있다.

한편, 프루브유닛에는 필름형태의 범프(bump)를 구비하는 패드가 연결되며, 범프에는 수십 또는 수백 마이크로미터의 간격으로 전극패턴이 형성되어 있다. 그 전극패턴들은 반도체 공정을 통해 제조되지만 이웃하는 패턴 간에 접촉되는 경우나 패턴이 끊어지는 경우 등 다양한 불량이 발생할 수 있다.

이와 같이 불량 범프를 사용할 경우에는 검사 대상이 되는 소자라 불량인 것으로 오인할 수 있으므로, 소자를 검사하기 이전에 검사에 사용될 범프의 불량 여부를 판별할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 수십 또는 수백 마이크로미터 단위로 제조되는 프루브와 범프의 불량 및/또는 수명을 미리 검사하여 반도체 집적회로 소자에 대한 검사의 신뢰성을 높이는데 적당한 범프필름 및 프루브유닛 검사장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범프필름 및 프루브유닛 검사장치의 특징은, 범프필름과 프루브유닛을 검사하는 검사장치로서, 검사 대상에 해당하는 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 로딩하는 검사스테이지와, 상기 검사스테이지에 로딩된 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 촬영하는 카메라모듈과, 상기 카메라모듈에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 상기 범프필름의 불량 여부를 판별하고 상기 프루브유닛의 수명을 추정하는 제어부를 포함하여 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 검사스테이지는 상기 범프필름을 상기 검사스테이지 상면에 고정시키는 제1고정부, 상기 프루브유닛을 상기 검사스테이지 상면에 고정시키는 제2고정부, 상기 검사스테이지의 하중을 지지하는 베이스, 및 상기 베이스에 구비되어 상기 검사스테이지의 하중에 의한 변위를 탄성 지지하는 완충부를 구비할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제1고정부는 공기 흡입압으로 상기 범프필름을 상기 검사스테이지 상면에 고정시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 카메라모듈은 고정 위치에서 상기 프루브유닛의 프루브를 촬영하는 제1카메라와, 상기 제어부에 의해 설정된 일정 범위의 거리를 주기적으로 이동하면서 상기 범프필름을 촬영하는 제2카메라와, 상기 제2카메라를 상기 제어부에 의해 설정된 일정 범위의 거리만큼 주기적으로 이송시키는 카메라이송부를 구비할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제2카메라는 상기 범프필름에 구비되는 패턴을 지그재그 스캔닝 방식으로 촬영하되, 상기 패턴의 길이 방향으로 일정 거리씩 전진하면서 상기 패턴의 폭 방향 영상데이터를 다수 촬영할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 제2카메라에 의해 촬영된 최초 영상데이터에서 유효 값을 가지는 데이터영역을 분석하여 상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값을 산출하고, 상기 산출된 길이 값에 상응하게 상기 카메라이송부의 이송거리를 설정할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 제2카메라의 의해 촬영된 다수 영상데이터를 분석하여 상기 범프필름 패턴 간의 거리 값을 산출하고, 상기 산출된 거리 값을 기준 값과 비교하여 상기 범프필름 패턴의 특정 위치에서의 단락 또는 개방 여부를 검사하고, 그 검사 결과에 따라 상기 범프필름의 불량 여부를 판별할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 카메라모듈은 상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이를 측정하는 감지센서를 더 구비하되, 상기 제어부는 상기 감지센서에 의해 측정된 상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값에 상응하게 상기 카메라이송부의 이송거리를 설정할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 프루브유닛의 프루브 높이 별로 수명 정보를 포함하는 룩업테이블과, 상기 프루브유닛의 프루브 접촉면에 주기적으로 접촉과 분리를 수행하는 접점구동부를 더 구비할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제1카메라는 상기 접점구동부에 의해 상기 접촉과 분리를 수행하는 주기마다 상기 프루브유닛의 프루브를 촬영할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 제1카메라에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 상기 프루브의 높이를 산출하고, 상기 룩업테이블을 참조하여 상기 산출된 프루브의 높이에 따른 수명을 산출할 수 있다.

본 발명에 따르면 수십 또는 수백 마이크로미터 단위로 제조되는 프루브와 범프를 영상 분석을 통해 불량 및/또는 수명을 미리 검사하므로, 반도체 집적회로 소자에 대한 검사의 신뢰성을 현저하게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 범프필름 및 프루브유닛 검사장치의 구성을 나타낸 다이어그램.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 범프필름 및 프루브유닛 검사 장치의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 범프필름 및 프루브유닛 검사장치의 구성을 나타낸 다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 범프필름과 프루브유닛을 검사하는 검사장치는 크게 검사스테이지(100)와 카메라모듈(200)과 제어부(300)로 구성된다.

검사스테이지(100)는 검사 대상에 해당하는 범프필름(10)과 프루브유닛(20)을 로딩하는 구성으로, 범프필름(10)을 검사스테이지(100) 상면에 고정시켜 로딩하는 제1고정부(110)와, 프루브유닛(20)을 검사스테이지(100) 상면에 고정시키는 제2고정부(120)와, 검사스테이지(100)의 하중을 지지하는 베이스(130)와, 베이스(130)에 구비되어 상기 검사스테이지(100)의 하중에 의한 변위를 탄성 지지하는 완충부(140)를 구비할 수 있다.

상기 제1고정부(110)는 공기 흡입압으로 범프필름(10)을 검사스테이지(100) 상면에 고정시킬 수 있으며, 검사스테이즈(100) 상면에는 범프필름(10)의 로딩 위치에 공기 흡입구가 구비될 수 있다.

상기 제2고정부(120)는 프루브유닛(20)을 양측부에서 압박하는 형태로 고정시킬 수 있으며, 제2고정부(120)의 일측은 검사스케이지(100)의 상면에 일정 높이로 돌출되어 프루브유닛(20)의 일측면이 대면되는 구조이고 타측은 프루브유닛(20)의 다양한 규격을 고려하여 제2고정부(120)의 일측으로부터 일정 거리 확장된 후 복귀하여 프루브유닛(20)의 타측을 가압하여 고정하는 구조이다.

카메라모듈(200)은 검사스테이지(100)에 로딩된 범프필름(10)과 프루브유닛(20)을 촬영하는 구성으로, 고정 위치에서 프루브유닛(20)의 프루브(21)를 촬영하는 제1카메라(210)와, 제어부(300)에 의해 설정된 일정 범위의 거리를 주기적으로 이동하면서 범프필름(10)을 촬영하는 제2카메라(220)와, 제2카메라(220)를 제어부(300)에 의해 설정된 일정 범위의 거리만큼 주기적으로 이송시키는 카메라이송부(230)를 구비할 수 있다.

또한 카메라모듈(200)은 범프필름(10)에 구비되는 패턴의 폭 방향 길이를 측정하는 감지센서(240)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 범프필름(10)에 구비되는 패턴은 수십 또는 수백 마이크로미터의 간격으로 형성되는 전극패턴일 수 있다.

제어부(300)는 카메라모듈(200)에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 범프필름(10)의 불량 여부를 판별하고, 프루브유닛(20)의 수명을 추정한다.

또한, 제어부(300)는 카메라모듈(200)에 구비되는 감지센서(240)에 의해 측정된 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값에 상응하게 카메라이송부(230)의 이송거리를 설정할 수 있다.

카메라모듈(200)에서 제2카메라(220)는 카메라이송부(230)에 의해 이송되면서 범프필름(10)에 구비되는 패턴을 지그재그 스캔닝 방식으로 촬영하며, 그에 따라 범프필름(10)에 구비되는 패턴의 길이 방향으로 일정 거리씩 전진하면서 그 패턴의 폭 방향 영상데이터를 다수 촬영할 수 있다.

제어부(300)는 제2카메라(220)에 의해 촬영된 최초 영상데이터에서 유효 값을 가지는 데이터영역을 분석하여 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값을 산출하고, 그 산출된 길이 값에 상응하게 카메라이송부(230)의 이송거리를 설정할 수도 있다. 이와 같이, 제어부(300)가 제2카메라(220)에 의해 촬영된 최초 영상데이터에 기반하여 카메라이송부(230)의 이송거리를 설정할 경우에는 전술된 감지센서(240)를 카메라모듈(200)에 구비하지 않을 수 있다.

제어부(300)가 범프필름(10)의 불량 여부를 판별하는 동작을 설명한다.

제어부(300)는 제2카메라(220)의 의해 촬영된 다수 영상데이터를 분석하여 범프필름 패턴 간의 거리 값을 산출한다.

이어, 제어부(300)는 그 산출된 거리 값을 기준 값과 비교하여 범프필름 패턴의 특정 위치에서의 단락(short) 또는 개방(open) 여부를 검사하고, 그 검사 결과에 따라 범프필름(10)의 불량 여부를 판별할 수 있다.

일 예로, 산출된 거리 값이 기준 값 미만인 경우에는 단락(short)된 경우로 판별할 수 있고, 산출된 거리 값이 기준 값을 초과하면서 기준 값의 수 배의 거리 값인 경우에는 개방(open)된 경우로 판별할 수 있다.

제어부(300)가 프루브유닛(20)의 수명을 추정하는 동작을 설명한다.

제어부(300)는 제1카메라(210)에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 프루브유닛(20)에 구비되는 프루브(21)의 높이를 산출한다.

이어, 제어부(300)는 룩업테이블을 참조하여 그 산출된 프루브(21)의 높이에 따른 수명을 산출할 수 있다. 여기서, 룩업테이블은 프루브유닛(20)의 프루브 높이 별로 수명 정보를 포함하는 것으로, 제어부(300)에 구비될 수 있다.

한편, 검사스테이지(100)는 프루브(21)의 수명 추정을 위한 접점구동부(150)를 더 구비할 수 있으며, 접점구동부(150)는 프루브유닛(20)의 프루브(21) 접촉면에 주기적으로 접촉과 분리를 수행하는 구성이다.

제어부(300)는 접점구동부(150)의 동작 주기에 상응하게 제1카메라(210)의 촬영 주기를 제어할 수 있다. 그에 따라, 제1카메라(210)는 접점구동부(150)의 접촉체가 프루브(21)의 접촉면에 접촉된 후 분리되는 접점 주기마다 영상을 촬영할 수 있다.

상기에서는 제어부(300)가 프루브(21)의 높이를 산출하는 예를 설명하나, 프루브(21)의 높이와 대비되는 프루브(21)의 마모량을 산출하여 그 프루브(21)의 수명을 추정할 수도 있다.

이 경우에는 룩업테이블이 프루브유닛(20)의 프루브 마모량 별로 수명 정보를 포함하며, 제어부(300)는 제1카메라(210)에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 프루브(21)의 마모량을 산출한 후에 룩업테이블을 참조하여 상기 산출된 프루브의 마모량에 따른 수명을 산출할 수 있다.

본 발명의 다른 예로, 상기에서는 카메라이송부(230)에 의해 제2카메라(220)가 이동하면서 범프필름(10)을 촬영하는 구조로 설명하나, 그러한 예로만 한정하지 않는다. 즉, 제2카메라(220)를 고정한 상태로 배치하고, 검사스테이지(100)에 구비되어 공기 흡입압으로 범프필름(10)을 고정시키는 제1고정부(110)를 제어부(300)에 의해 설정된 일정 범위의 거리만큼 주기적으로 이송시키는 이송부(미도시)가 구비될 수도 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 검사스테이지 110: 제1고정부
120: 제2고정부 130: 베이스
140: 완충부 150: 접점구동부
200: 카메라모듈 210: 제1카메라
220: 제2카메라 230: 카메라이송부
300: 제어부

Claims (11)

1. 범프필름과 프루브유닛을 검사하는 검사장치에 있어서,
   검사 대상에 해당하는 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 로딩하는 검사스테이지;
   상기 검사스테이지에 로딩된 상기 범프필름과 상기 프루브유닛을 촬영하는 카메라모듈; 및
   상기 카메라모듈에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 상기 범프필름의 불량 여부를 판별하고 상기 프루브유닛의 수명을 추정하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브유닛 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 검사스테이지는,
   상기 범프필름을 상기 검사스테이지 상면에 고정시키는 제1고정부,
   상기 프루브유닛을 상기 검사스테이지 상면에 고정시키는 제2고정부,
   상기 검사스테이지의 하중을 지지하는 베이스, 및
   상기 베이스에 구비되어 상기 검사스테이지의 하중에 의한 변위를 탄성 지지하는 완충부를 구비하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브유닛 검사장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1고정부는,
   공기 흡입압으로 상기 범프필름을 상기 검사스테이지 상면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 카메라모듈은,
   고정 위치에서 상기 프루브유닛의 프루브를 촬영하는 제1카메라와,
   상기 제어부에 의해 설정된 일정 범위의 거리를 주기적으로 이동하면서 상기 범프필름을 촬영하는 제2카메라와,
   상기 제2카메라를 상기 제어부에 의해 설정된 일정 범위의 거리만큼 주기적으로 이송시키는 카메라이송부를 구비하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2카메라는 상기 범프필름에 구비되는 패턴을 지그재그 스캔닝 방식으로 촬영하되,
   상기 패턴의 길이 방향으로 일정 거리씩 전진하면서 상기 패턴의 폭 방향 영상데이터를 다수 촬영하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제2카메라에 의해 촬영된 최초 영상데이터에서 유효 값을 가지는 데이터영역을 분석하여 상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값을 산출하고, 상기 산출된 길이 값에 상응하게 상기 카메라이송부의 이송거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제2카메라의 의해 촬영된 다수 영상데이터를 분석하여 상기 범프필름 패턴 간의 거리 값을 산출하고,
   상기 산출된 거리 값을 기준 값과 비교하여 상기 범프필름 패턴의 특정 위치에서의 단락 또는 개방 여부를 검사하고, 그 검사 결과에 따라 상기 범프필름의 불량 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 카메라모듈은,
   상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이를 측정하는 감지센서를 더 구비하되,
   상기 제어부는 상기 감지센서에 의해 측정된 상기 범프필름 패턴의 폭 방향 길이 값에 상응하게 상기 카메라이송부의 이송거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 프루브유닛의 프루브 높이 별로 수명 정보를 포함하는 룩업테이블과,
   상기 프루브유닛의 프루브 접촉면에 주기적으로 접촉과 분리를 수행하는 접점구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1카메라는 상기 접점구동부에 의해 상기 접촉과 분리를 수행하는 주기마다 상기 프루브유닛의 프루브를 촬영하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1카메라에 의해 촬영된 영상데이터를 분석하여 상기 프루브의 높이를 산출하고, 상기 룩업테이블을 참조하여 상기 산출된 프루브의 높이에 따른 수명을 산출하는 것을 특징으로 하는 범프필름 및 프루브 검사장치.
    

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