KR101544320B1 - 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법 - Google Patents

Abstract

프로브 카드의 팁을 관리하는 방법은 프로브 카드의 팁에 광을 조사하는 단계, 상기 광을 조사한 팁을 정면에서 명암 형태로 촬상하여 팁 이미지를 획득하는 단계, 상기 획득한 팁 이미지를 확인하여 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정하는 단계, 상기 측정한 사이즈를 기준 사이즈와 비교하는 단계, 및 상기 비교한 결과, 상기 측정한 사이즈가 상기 기준 사이즈를 초과할 경우 상기 팁 또는 상기 팁을 포함하는 프로브 카드를 교체하는 단계를 포함한다.

Description

프로브 카드의 팁을 관리하는 방법{METHOD FOR CONTROLLING A TIP OF PROBE CARD}

본 발명은 프로브 카드의 팁(tip)을 관리하는 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 칩들에 접속하는 프로브 카드의 팁의 수명을 관리하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 칩이 기판 상에 연결된 구조를 갖는 전자 부품 중의 하나이다. 상기 반도체 소자는 일 예로, 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 등과 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다.

상기 반도체 소자는 실리콘 재질의 얇은 단결정 기판으로 이루어진 웨이퍼(wafer)를 기초로 하여 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 상기 웨이퍼 상에 회로 패턴이 패터닝된 다수의 칩들을 형성하는 팹 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 칩들 각각을 상기 웨이퍼로부터 절단하는 소잉 공정, 상기 소잉 공정에서 절단한 칩들을 기판에 전기적으로 연결시키는 본딩 공정, 상기 기판에 연결된 칩을 외부로부터 보호하기 위한 몰딩 공정 등을 수행하여 제조된다.

여기서, 상기 소잉 공정을 진행하기 전에 상기 칩들 각각에 프로브 카드의 팁을 접속하여 그 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트하는 공정이 진행될 수 있다. 이때, 상기 프로브 카드의 팁은 상기 웨이퍼의 칩들에 연속적으로 접속하면서 테스트를 수행하게 됨으로써, 장기간 사용 시 마모는 자연스럽게 진행될 수밖에 없다. 이에, 기존에는 상기 프로브 카드의 상기 팁이 장착되는 베이스 부위와 상기 팁의 상단 부위를 포커싱하여 상기 팁의 마모 정도를 상기 팁의 높이를 통해 직접 측정하는 방식을 사용하였다.

그러나, 상기 팁의 마모량 변화는 실질적으로 수십 ㎛ 단위로 매우 정밀하게측정되어야 하는데, 상기와 같은 직접적인 측정 방법으로는 이 정밀도를 만족하기 어려운 것이 현실이다. 예를 들어, 통상 상기 포커싱할 때의 편차가 약 ㅁ5㎛ 이므로, 상기 팁의 높이 변화 범위가 약 20 내지 40㎛ 로 감안할 때 상기 베이스 부위와 상기 팁의 상단 부위의 오차는 각각을 더한 약 ㅁ10㎛로 나타나, 상기의 방법으로 측정된 값은 상기 변화 범위인 약 20㎛ 내에서 실질적으로 신뢰가 불가능한 약 50%의 오차를 가지게 된다.

본 발명의 목적은 웨이퍼에 형성된 칩들의 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트하기 위한 프로브 카드의 팁의 마모 상태를 정밀하게 측정하여 상기 팁을 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법은 프로브 카드의 팁에 광을 조사하는 단계, 상기 광을 조사한 팁을 정면에서 명암 형태로 촬상하여 팁 이미지를 획득하는 단계, 상기 획득한 팁 이미지를 확인하여 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정하는 단계, 상기 측정한 사이즈를 기준 사이즈와 비교하는 단계, 및 상기 비교한 결과, 상기 측정한 사이즈가 상기 기준 사이즈를 초과할 경우 상기 팁 또는 상기 팁을 포함하는 프로브 카드를 교체하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법은 상기 팁에 광을 조사하는 단계 이전에, 상기 프로브 카드의 팁이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는지 확인하는 단계, 및 상기 확인한 결과, 상기 팁이 상기 형상을 가질 경우 상기 팁이 장착된 프로브 카드를 상기 광을 조사하는 장소로 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정하는 단계에서는 상기 밝은 부분 중 가장 넓은 폭을 측정할 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 기준 사이즈는 40㎛ 일 수 있다.

일 실시예에 따른 상기 밝은 부분은 히스토그램 이진화 방식으로 그 경계를 구분 짓는 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법에 따르면, 웨이퍼에 형성된 칩들의 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트하기 위한 프로브 카드의 상기 칩들과 반복적으로 접속하는 팁을 그 정면에서 명암 형태의 팁 이미지를 획득한 다음, 상기 팁 이미지로부터 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정한 후, 이가 기준 사이즈를 초과할 경우 상기 팁 또는 상기 프로브 카드 자체를 교체하도록 관리함으로써, 상기 팁의 마모 정도를 수십 ㎛ 사이즈 단위로 정밀하게 측정할 수 있다.

이에 따라, 상기 팁을 최대한 활용한 상태에서 이를 교체하여 사용함으로써, 상기 팁의 수명을 최대로 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 유지 보수하는 작업도 최적화하여 효율적인 테스트 공정을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 순서도에서 팁 이미지를 획득하는 촬상 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 촬상 장치로부터 촬상되는 프로브 카드의 팁을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 팁을 입체적으로 나타낸 사시 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법에 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 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 순서도에서 팁 이미지를 획득하는 촬상 장치를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 촬상 장치로부터 촬상되는 프로브 카드의 팁을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 팁을 입체적으로 나타낸 사시 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 프로브 카드(10)에 장착된 팁(20)의 수명을 관리하기 위하여, 우선 상기 프로브 카드(10)의 팁(20)에 촬상 장치(100)의 광조사부(200)를 이용하여 광을 조사한다(S100). 여기서, 상기 프로브 카드(10)는 상기 팁(20)을 웨이퍼(미도시)의 칩들(미도시)에 상기 팁(20)을 접속시켜 상기 칩들의 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트하는데 사용된다.

이때, 상기 광조사부(200)는 상기 광을 상기 프로브 카드(10)의 팁(20)에 직광 형태로 광을 조사할 수 있다. 이를 위하여, 상기 직광 형태의 광을 조사하는 광조사부(200)가 상기 팁(20)과 마주하도록 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 광조사부(200)는 도 2에서와 같이 상기 팁(20)과 마주하는 경로의 측방에 위치하여 이 경로로 상기 광을 조사하도록 배치된 상태에서 미러(300)를 통해 상기 조사된 광을 상기 팁(20)으로 가이드할 수 있다.

이어서, 상기 광조사부(200)로부터 상기 광을 조사한 팁(20)을 정면에서 명암 형태로 촬상하여 팁 이미지를 획득한다(S200). 구체적으로, 상기 팁(20)과 마주하는 위치에서 상기 미러(300)가 사이에 개재되도록 카메라부(400)를 배치하여 상기 팁 이미지를 직접 획득할 수 있다.

이때, 상기 광조사부(200)가 도 2에서와 같이 상기 팁(20)과 마주하는 경로의 측방에 배치될 경우, 상기 미러(300)는 상기 팁(20)에 조사된 직광 형태의 광을 상기 광조사부(200)로부터 반사하면서 동시에 상기 카메라부(400)로 일부 투과되도록 반투과성 재질로 이루어질 수 있다. 반면, 상기 미러(300) 없이 상기 광조사부(200)가 상기 팁(20)과 마주하도록 배치될 경우에는 상기 카메라부(400)에 상기 광조사부(200)가 직접 설치될 수도 있다.

이어서, 상기 카메라부(400)로부터 획득한 팁 이미지를 확인하여 상기 팁(20)의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정한다(S300). 여기서, 상기 팁(20)의 단부가 주위보다 밝게 나타나는 이유는 상기 팁(20)으로 조사된 광 중 상기 팁(20)의 단부로부터 반사되는 광이 가장 짧은 경로로 상기 카메라부(400)에 수신되어 경로에 따른 광 소멸이 가장 적기 때문이다.

이어서, 상기 측정한 사이즈가 기준 사이즈를 초과하는지 여부를 비교한다(S400). 이때, 상기 기준 사이즈는 상기 팁(20)이 마모되어 더 이상 상기 칩들과의 접속을 안정적으로 할 수 없는 약 40㎛로 정의될 수 있다.

이어서, 상기 비교한 결과, 상기 측정한 사이즈가 상기 기준 사이즈를 초과할 경우에는 상기 팁(20)으로 상기 칩들의 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트할 수 없다고 판단하여 상기 팁(20) 또는 상기 프로브 카드(10) 자체를 상황에 따라 교체할 수 있다.

이렇게, 상기 팁(20)의 마모 정도를 상기 팁(20)의 정면에서 상기 카메라부(400)로부터 촬상한 상기 팁(20)의 단부 사이즈를 통해 판단하므로, 상기 프로브 카드(10)의 팁(20)에 광을 조사하기 전 우선적으로 상기 팁(20)이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상, 예컨대 도 3 및 도 4에서와 같이 피라미드 형상을 갖는지 확인할 필요성 있다. 구체적으로, 상기 팁(20)이 상기의 형상을 갖는지 확인한 다음, 그 결과 상기 팁(20)이 상기의 형상을 가질 경우 상기 촬상 장치(100)가 설치된 장소로 이송하여 상기의 단계들을 진행한다. 반대로, 상기 팁(20)이 상기의 형상을 가지고 있지 않을 경우, 예컨대 일정한 폭을 가지면서 돌출된 기둥 형상을 가질 경우에는 상기의 촬상 장치(100)가 설치된 장소로 이송하지 않고, 배경기술의 설명에서와 같이 직접 그 마모량을 포커싱하여 측정할 수 있다.

또한, 상기 팁(20)의 마모에 따라 상기 칩들의 테스트가 안정하게 이루어질 수 있도록 상기 S300 단계에서는 상기 밝은 부분의 사이즈로써 상기 밝은 부분 중 가장 넓은 폭을 측정할 수 있다. 즉, 상기 팁(20)의 마모에 따른 사용 횟수를 증가시키는 것보다 상기 칩들과의 접속이 안정적으로 이루어지도록 가이드함으로써, 상기 프로브 카드(10)의 팁(20)에 의한 테스트 공정 시의 치명적인 공정 불량을 우선적으로 미연에 방지할 수 있다.

또한, 상기 S300 단계에서 촬상한 팁 이미지의 밝은 부분의 사이즈를 측정함에 있어서, 상기 밝은 부분을 히스토그램 이진화 방식으로 그 경계를 명확하게 구분하여 상기 사이즈를 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 팁 이미지를 중심 지나는 어느 한 축에 대하여 위치에 따른 밝기를 그래프 형태로 표시하면 상기 팁(20)의 단부에 해당하는 중심 부분을 기준으로 히스토그램 형태의 그래프가 작성될 수 있으며, 이에 상기 히스토그램 형태의 그래프에서 중간 밝기 값을 기준으로 더 밝은 부분과 어두운 부분을 이진화하여 상기 밝은 부분을 명확하게 구분 지을 수 있다. 이러면, 상기 밝은 부분에 대한 사이즈도 더 정밀한 값으로 측정될 수 있다.

이와 같이, 상기 웨이퍼에 형성된 칩들의 전기적인 성능의 이상 여부를 테스트하기 위한 상기 프로브 카드(10)의 상기 칩들과 반복적으로 접속하는 팁(20)을 그 정면에서 명암 형태의 상기 팁 이미지를 획득한 다음, 상기 팁 이미지로부터 상기 팁(20)의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정한 후, 이가 기준 사이즈를 초과할 경우 상기 팁(20) 또는 상기 프로브 카드(10) 자체를 교체하도록 관리함으로써, 상기 팁(20)의 마모 정도를 수십 ㎛ 사이즈 단위로 정밀하게 측정할 수 있다.

이에 따라, 상기 팁(20)을 최대한 활용한 상태에서 이를 교체하여 사용함으로써, 상기 팁(20)의 수명을 최대로 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 유지 보수하는 작업도 최적화하여 효율적인 테스트 공정을 구현할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 프로브 카드 20 : 팁
100 : 촬상 장치 200 : 광조사부
300 : 미러 400 : 카메라부

Claims (5)

1. 프로브 카드의 팁에 광을 조사하는 단계;
   상기 광을 조사한 팁을 정면에서 명암 형태로 촬상하여 팁 이미지를 획득하는 단계;
   상기 획득한 팁 이미지를 확인하여 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정하는 단계;
   상기 측정한 사이즈를 기준 사이즈와 비교하는 단계; 및
   상기 비교한 결과, 상기 측정한 사이즈가 상기 기준 사이즈를 초과할 경우 상기 팁 또는 상기 팁을 포함하는 프로브 카드를 교체하는 단계를 포함하는 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 팁에 광을 조사하는 단계 이전에,
   상기 프로브 카드의 팁이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는지 확인하는 단계; 및
   상기 확인한 결과, 상기 팁이 상기 형상을 가질 경우 상기 팁이 장착된 프로브 카드를 상기 광을 조사하는 장소로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 팁의 단부에 해당하는 밝은 부분의 사이즈를 측정하는 단계에서는 상기 밝은 부분 중 가장 넓은 폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 기준 사이즈는 40㎛ 인 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 밝은 부분은 히스토그램 이진화 방식으로 그 경계를 구분 짓는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 팁을 관리하는 방법.

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