KR0134032B1 - 프로우버 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

프로우버 장치

제1도는 종래의 테스트 헤드 얹어심는형 웨이퍼 프로우버를 부분적으로 나타낸 도면.

제2도는 데스트 헤드 얹어심는형 웨이퍼 프로우버 장치의 외관을 나타내는 졍면도.

제3도는 본 발명의 데스트 헤드 얹어심는형 웨이퍼 프로우버 장치를 부분적으로 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 프로우버 장치에 사용되는 데스트 헤드 프로우브 카아드의 다른 형태를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명의 웨이퍼 프로우버 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

제6도는 위치 맞춤을 설명하기 위한 웨이퍼를 나타낸 도면.

제7도는 본 발명의 웨이퍼 프로우버 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.

제8도 내지 제15도는, 제7도의 장치를 사용한 위치맞춤 방법을 설명하기 위한 도면.

제16도 및 제17도는 각각 다른 본 발명의 웨이퍼 프로우버 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

＊도면 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 헤드 플레이트 2 : 인서어트 링

3 : 콘텍트 보오드 4 : 카아드소켓(프로우브 카아드)

5 : 케이블 6 : 프로우브 카아드

6a : 침 7 : 소켓

8 : 고주파 테스트 헤드 9 : 퍼포먼스 보오드

10 : 포고핀(Pogo pin) 11 : 얹어놓는대(처크 톱)

12 : 웨이퍼 13 : θ회전기구

20 : 전자동 웨이퍼 프로우버 장치 21 : 오오토 로우더(Auto Loader) 기구부

22 : 프로우브 기구부 23 : 콘트 로울러 기구부(제어부)

24 : 키이보오드 25 : 전원부

26 : 고주파 테스트 헤드(테스트 헤드 수단) 26a : 현미경 삽입용 호울

26b : 볼록부 27 : 힌지

28 : 사이트 데스크 29 : 확대기구

30 : 현미경 31 : 퍼포먼스 보오드

32 : 프로우브 카아드(프로우브 카아드 수단) 32a : 프로우브 카아드 탐침

32a' : 기준 프로우브 침 33 : 나사

34 : 포고 핀(와이어 케이블) 35 : 헤드 테이블(헤드 플레이트)

35a : 개구 36 : 반도체 웨이퍼

36a : 오리엔테이션 플레트 37 : 처크 기구(위치맞춤 기구)

37a : 얹어놓는대(처크 톱) 38 : X-Y-Z-θ스테이지

41, 42 : 콘텍트 패드 51, 52 : 웨이퍼 카세트

71 : T.V 카메라 72 : 광학적 스포트

81, 81a∼81c : 반도체 칩 91 : 전극 패드

92 : 더미(Dummy)기판 93 : 크로스(Cross)

C₁, C₂: 칩

본 발명은 프로우버 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼에 형성된 칩의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로우버 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 각 제조 공정후에 어셈블리 공정전의 웨이퍼의 상태에서, 각 장치는 그 전기적 특성의 시험에 제공된다.

이 시험을 웨이퍼 테스트라 불리우고, 장치는 웨이퍼 프로우버라고 불리운다.

이것에 의하여 불량인 장치가 검출필요에 따라 제거된다.

이와같은 실험을 행하기 위한 웨이퍼 테스트 시스템은, 기본적으로는 측정 라인에 의하여 접속된 2개의 유니트, 즉 테스터 및 웨이퍼 프로우버로 구성된다.

테스트 제어 라인으로부터의 테스트 스타아트(TEST START) 명령에 대하여 테스트 완료(TEST COMPLETE) 및 실패(FAIL) 신호에 의하여 웨이퍼 프로우버는 불량품에 자동적으로 마아킹(marking) 하고, 다음의 칩을 차례로 프로우브 한다.

테스터에서는, 프로우브에서의 웨이퍼 앤드(WAFER END) 신호에 의하여 자동적으로 1 웨이퍼의 테스트를 행하고, 테스트 데이타의 집계를 행하며, 또한 웨이퍼 프로우버로부터의 캐리어 앤드(CARRIER END) 신호에 의하여 1 로트의 처리를 행한다. 웨이퍼 프로우버로서는, 테스터의 테스트 헤드가 웨이퍼 프로우버의 헤드 플레이트 위에 얹어실리게 되어있는 형(소위 HF형)의 것이 알려져 있다.

이러한 종류의 웨이퍼 프로우버를 제1도를 참조하여 설명한다. 구체적으로는, 미합중국 특허 제3493858호, 제3866119호, 제4038599호, 일본국 특개소 58-209134호, 특개소 59-72145호, 특개소 61-43854호에 개시되어 있다. 제1도에 나타낸 바와같이, 인서어트 링(2)이 헤드플레이트(1)내에 설정되어 있다. 인서어트 링(2)의 윗면에서 콘택트 보오드(3)가 설치되고, 아래면에는 카아드 소켓(4)이 설치되며, 이들 콘택트 보오드(3) 및 카아드 소켓(4)은 케이블(5)로 접속되어 있다.

카아드 소켓(4)에는 포고(Pogo)핀 또는 소켓(7)에 프로우브 카아드(6)가 접속되어 있다. 또한 헤드 플레이트(1) 위쪽의 고주파 테스트 헤드(8)는 그의 아래면에 퍼포먼스(Performance) 보오드(9)를 가지며, 이 퍼포먼스 보오드(9)와 콘택트 보오드(3)는 포고핀(10)에 의하여 접속되어 있다.

프로우브 카아드(6)의 아래쪽에는 웨이퍼(12)를 얹어놓은 얹어놓은대 처크 톱(11)이 설치되어 있다. 또한 프로우브 카아드(6)의 침(6a)과, 웨이퍼(12)의 각 칩의 본딩패드(Bonding pad)와의 수평각도 조정(θ조정)은, 인서어트링(2)에 접속한 θ회전기구(13)에 의하여 행하여 진다.

이와같은 구성의 웨이퍼 프로우버에 있어서는, 퍼포먼스 보오드(9)와 프로우브 카아드(6)의 전기적 접속이, 포고핀(10), 콘택트 보오드(3), 케이블(5), 카아드 소켓(4) 및 포고핀(7)을 개재하여 행하여 진다. 따라서, 접속 거리가 길다.

더우기 프로우브 카아드를 교환할때마다 위치맞춤을 하기 위하여 θ회전기구(13)를 인서어트 링(2)에 설치하고 있다. 따라서 헤드 플레이트/인서어트 링부의 두께가 50mm 정도 필요하다.

이러한 점들과 함께, 프로우브 카아드(6)와 퍼포먼스 보오드(8)와의 사이의 접속거리는, 약 80mm로서 매우 길게 된다. 테스트 정밀도의 견지에서 말하자면, 퍼포먼스 보오드(9)로부터 프로우브 카아드(6)까지의 접속 거리가 긴만큼, 측정 타이밍이나 용량부하의 증대에 의하여 프로우버 자체의 전기적 특성이 저하되며, 측정 정밀도가 저하한다.

그 결과 프로우버에 의하여 측정된 반도체 칩의 성능은 본래의 성능보다 열등한 것으로 될 가능성이 있다. 또한 이와같이 접속 거리가 긴 결과, 테스트 헤드가 고주파, 예를들면 20MHz의 고주파 신호를 발생할 능력이 있어도 프로우브 카아드의 특성에 의하여 그것이 10 내지 15MHz로 실효치가 저하하며, 또한 100MHz 테스트 헤드라도, 프로우브 카아드에서는 70 내지 80MHz로 실효치가 저하되어 버린다.

따라서 본 발명의 목적은 테스트 정밀도가 보다 높고, 또한 고주파 특성의 열등화가 경감된 프로우버 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 있어서는, 테스터의 테스트 헤드를 얹어심은형의 프로우버 장치에 있어서, 종래의 인서어트 링을 배제하고, 프로우브 카아드를 테스트 헤드에 붙이고 떼기가 자유롭게 착설하고 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 테스트 신호를 발생하는 테스트 헤드 수단 및 상기 테스트 헤드 수단에 붙이고 떼기가 자유롭게 고정되며, 테스트 피스와 전기적으로 접촉 함으로써 상기 테스트 피스에 상기 테스트 신호를 입력하고, 또한 상기 테스트 피스의 전기적 특성을 테스트 하기 위한 프로우브 카아드 수단으로 이루어지는 프로우버 장치가 제공된다.

실시예

본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

전체 도면에 있어서, 동일부분은 동일부호로써 나타내었다.

제2도는, 반도체 웨이퍼의 전기적 특성(고주파 특성 등)을 테스트 하기 위한 전자동 웨이퍼 프로우버 장치(20)를 나타낸다.

장치(2)는, 웨이퍼의 오오토 로우더(Auto Loader)기구부(21)와 프로우브 기구부(22)와의 2개의 구동 기구부를 가지며, 이들 기구부는 콘트로울러(Controller) 기구부를 가지며, 이들 기구부는 콘트로울러(Controller) 기구부(23)에 의하여 제어되고, 키이 보오드(24)로서 조작된다.

전원부는 부호(25)로써 나타내고 있다. 프로우브 기구부(22)의 상부에는, 다음에 상술하는 고주파 테스트 헤드(26)가 힌지(27)에 의하여 회전운동이 자유롭게 설치되어 있다.

테스트 헤드(26)는 테스트시에는 도면중에서 실선으로 나타낸 바와같이 프로우브 기구부(22)의 윗면에 대면하고, 테스트하지 않을때에는 도면중에서 2점쇄선으로 나타낸 바와같이 사이드 테스트(28)위에 얹어놓여진다.

또한 테스트 헤드(26)의 위쪽에는, 프로우브 카아드의 침과 반도체 칩의 본딩패드와의 접촉부분을 확대하여 관찰하기 위하여, 현미경(30)을 포함한 확대기구(29)가 설치되어 있다.

다음에 제3도를 참조하여, 본 발명의 웨이퍼 프로우버 장치를 보다 더 상세하게 설명하면, 그 자체가 이미 알려져 있는 고주파 테스트 헤드(26)는 현미경 삽입용 호올(26a)이 형성되고, 또한 그 아래면에는 테스트 프로그램에 따라 릴레이 선택 가능한 회로가 실제로 내장된, 그 자체가 이미 알려진 퍼포먼스 보오드(31)가 설치되어 있다.

이 퍼포먼스 보오드(31)에는 예를들면 나사(33)에 의하여 프로우브 카아드(32)가 붙이고 떼기가 자유롭게 위치가 결정되어 고정되고 있다.

프로우브 카아드(32)는 당업자에게 잘 알려져 있는 바와같이 테스트해야 하는 반도체 웨이퍼에 형성된 각 칩의 본딩패드에 대응하는 수자의 침(32a)을 갖고있다.

퍼포먼스 보오드(31)와 프로우브 카아드(32)의 전기적 접속은, 포고핀 또는 와이어 케이블(34)에 의하여 행하여 진다. 헤드 테이블(35)은, 종래의 콘텍트 보오드를 설치한 인서어트 링을 설정하는 부위에 상당하는 개구(35a)를 가진다.

테스트 되어야 하는 반도체 웨이퍼(36)는, 처크 기구(37)가 착설된 처크 톱(얹어 놓는대)(37a)위에 얹어놓여 진다. 처크 기구(37)는, X-Y-Z-θ 스테이지(38)위에 얹어놓여져 있다.

또한, 퍼포먼스 보오드(31)와 프로우브 카아드(32)와의 접속은, 케이블 또는 포고핀(34)에 의하지 않고, 제4도에 나타낸 바와같이, 퍼포먼스 보오드(31)에 콘텍트 패드(41)를 형성하고, 이들 패드(41)에 대응하는 콘텍트 패드(42)를 프로우브 카아드에 형성하며, 이들을 나사(33) 등에 의하여 누름 접합하도록 하여도 좋다.

즉, 페이스 콘텍트(Face Contact) 시켜도 좋다. 다음에 이상과 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 프로우버 장치의 동작기구를 제5도를 참조하여 다음에 간단하게 설명한다.

오오토 로우더 기구부(21)에 있어서, 카세트 테이블에 웨이퍼 카세트(51)를 세트한다. 웨이퍼 반송부에서는 웨이퍼 카세트(51)내의 웨이퍼(36)를 1매를 인출하거나, 또는 메인처크로부터 테스트 후의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(52)에 수납한다.

로우드/언로우드부에서는, 웨이퍼 반송부의 웨이퍼를 메인처크 위에 얹어놓거나 또는 메인처크 위의 웨이퍼를 웨이퍼 반송부로 옮겨 싣는다.

오오토 어라이먼트 기구에서는 주로 메인처크 위에 얹어놓여진 웨이퍼에 대하여 예를들면 오리엔테이션 플레트를 기준으로 θ 조정한다.

프로우브 기구부(22)에 있어서는 X-Y-Z-θ 스테이지의 구동에 의하여 프로우브 카아드(32)의 침을 웨이퍼(36)의 각 칩의 본딩패드 위에 정확하게 접촉하고, 테스터로부터의 지령에 의하여 테스트 헤드(26)로부터의 고주파 테스트 신호가 프로우브 카아드(32)를 통하여 반도체 칩에 입력되어, 전기적 특성의 테스트를 행한다.

오오토 로우더 기구부(21) 및 프로우브 기구부(22)의 제어는 테스터로부터 지령에 따라, 로직 콘트로울러 및 드라이버를 가지는 제어부(23)에 의하여 행하여 진다. 또한 테스트중에 테스터로부터 실패(FAIL) 신호가 발생되는 경우에는, 도시하지 아니한 잉커 구동부에서 해당 불량 칩에 마아크를 실시한다.

다음에 프로우브 카아드(32)와 처크 톱(37a)위의 웨이퍼(36)와의 위치맞춤에 대하여 설명한다.

Z방향의 위치맞춤에 대하여는 다음에 설명하기로 하고 먼저 각도(θ) 방향의 위치맞춤에 대하여 설명한다.

본 발명의 웨이퍼 프로우브 장치에 있어서는, 프로우브 카아드(32)가 테스트 헤드(26)에 고정되어 있기 때문에 각도 방향의 위치맞춤은 스테이지(38)의 회전구동에 의하여 이를 실시한다.

즉, 프로우브 카아드(32)와 처크 톱(37a)과의 X-Y축이 각도 θ만큼 어긋나고 있는 경우에 먼저, 프로우브 카아드(32)는 움직이지 않는 상태에서 도시하지 아니한 어라이먼트 부에서 처크 톱(37a)만을 이동 조정하여 반도체 칩의 배열과 프로우브 카아드(32)를 정합시킨다.

이와같이하여, 칩(C₁)을 측정 한후에, 처크 톱(37a)의 어긋난 각도 θ에 기초하여 아래식

x = a cos θ, y = a sin θ

(여기에서, x는 처크 톱의 X축 방향의 이동거리, y는 처크 톱의 Y축 방향의 이동거리, a는 웨이퍼에 형성되는 칩의 폭임)에 의하여 X방향 및 Y방향의 이동거리를 산출하고, 이에 따라서 스테이지(38)를 X-Y 이동시켜서, 인접한 칩(C2)의 테스트를 행한다.(제6도 참조).

프로우브 카아드(32)를 움직이지 않는 상태로 하는 것은 프로우브 카아드(32)와 테스트 헤드(26)와의 배선을 가장 짧게 할 수가 있다.

다음에 이 수평방향의 위치맞춤을 자동적으로 행하는 수법을 제7도 내지 제12도를 참조하여 설명한다. 이는, 1988년 11월 2일에 일본국에 출원된 특원소 63-278389호(발명자 : 요코다 게이이치, 및 다케부치 류우이치, 출원인 : 도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤)에 기재된바 있다.

제7도는 상기 자동 θ 위치맞춤을 행하기 위한 웨이퍼 프로우브 장치를 나타내며, 이 장치는 헤드 플레이트(35)에 어라이먼트용 광학적 스포트(72)와 이것에 연이어 형성된 카메라(71)를 설치하고 있는 것이외에는 제2도 및 제3도에 나타낸 장치와 동일한 것이다.

먼저, 도시하지 않은 프리 어라이먼트 스테이지에서 웨이퍼(36)의 오리엔테이션 플레트(36a)(제8도 참조)을 검출함으로써 프리 어라이먼트를 행한다.

프리 어라이머너트 후의 웨이퍼(36)를 측정용의 얹어놓는대(37a) 위에 얹어놓고, 파인 어라이먼트로 한다.

이것은 상기 웨이퍼(36)를 얹어놓는대를 어라이먼트용 광학적 스포트(72)의 아래쪽에도 반송시키고, 상기 웨이퍼(36) 표면은 TV 카메라(71)에 결상(結像) 한다.

이 화상 데이타에 의하여, 상기 얹어놓는대(37a)의 X0Y0 방향과 상기 웨이퍼(36) 표면에 형성되어 있는 반도체 칩의 배열 방향의 어긋남을 검출하고 이 어긋남을 제거하는 방향으로 상기 얹어놓는대(37a)를 θ회전시킴으로써, 상기 얹어놓는대(37a)의 좌표계로 상기 웨이퍼(36)의 칩의 배열 방향이 맞추어진다.

이와 동시에 제8도에 나타낸 바와같이, 상기 웨이퍼(36)에 형성되어 있는 반도체 칩(81)의 완전 칩, 즉 웨이퍼(36)둘레부의 절반이 부족한 칩을 제거한 반도체 칩(도면중 사선이 그려진 칩)만을 선택하고, 이것을 웨이퍼 메프(Map)화하여 기억한다.

그리고, 상기 얹어놓는대(37a)를 프로우브 카아드(32)의 아래쪽까지 이동시켜, 제9도의 (a)도 및 제9도의 (b)에 나타낸 바와같이 상기 웨이퍼(36)의 중앙에 배치되어 있는 반도체 칩(81c)의 전극부와 상기 탐침(32a)의 앞끝단부의 위치맞춤을 행하기 위하여 상기 얹어놓는대(37a)를 회전시켜 θ 맞춤을 행하고, 계속하여 웨이퍼(36)의 양쪽끝단의 칩(81a), (81b)에 대하여서도 θ보정 조작을 행한다.

보다 구체적으로는, 제9도의 (a)에 나타낸 바와같이 프로우브 카아드(32)의 탐침(32a)의 좌표계 (X₁, Y₁)에 웨이퍼(36)위의 모든 칩의 전극 배열 방향이 합치되도록 얹어놓는대(37a)를 θ회전한다.

다음에 어라이먼트용 광학적 스포트(72)의 아래쪽으로 웨이퍼(36)의 양쪽끝단 칩(81a), (81b)을 옮겨가고, 그의 화상 패턴을 카메라(71)로서 검출함으로써, 칩의 배열방향, 즉 제9도의 (b)에 있어서의 프로우브 축(X₂, Y₂)을 검출하여 인식한다.

이것은 얹어놓는대(37a)의 회전각 θ에서 계산되는 (X₁, Y₁)축을 따라서,ㅡ 얹어놓는대(37a)를 스포트(72)의 아래쪽에서 이동시키고, 웨이퍼(36) 양쪽끝단에서 동일 화상 패턴을 검출함에 의하여 그때의 얹어놓는대(37a)의 이동량을 측정하여 제10도에 있어서의 XpYp를 계측한다.

이 경우의 축의 경사θ는 아래식 ⓛ에 의하여 구한다.

여기에서, 어라이먼트 세트업시에 칩패턴중의 특징 패턴 데이타를 기억하여 두고, 다시 그 위치에 대한 칩위의 전극 사이의 상대 위치를 기억시켜 둔다.

이들의 데이타에 의하여, (X₂Y₂)축을 따라 특징패턴을 검출함으로써, θ만큼 경사지고 있는 웨이퍼(36) 중앙의 칩(81c)의 전극 헤드에 자동적으로 침 맞춤을 할 수가 있다.

이 경우의 상기 상대위치라 함은 제11도에서 나타낸 특징 패턴 위의 (S)와 가상칩 센터(C)와의 거리 X₂Y₂로서, 칩의 가상센터(C)를 프로우브 카아드 탐침(32a)의 가상센터에 맞춤으로써 침맞춤을 할 수가 있다.

X₂Y₂는 프로우브 카아드의 재설정이 없는한은 품종에 따라 고정되어 있는 데이타로서, 점 (S)의 패턴 데이타와 함께 해당 품종이 투입된 시점에서 최초로 장치의 콘트로울러 부(23)(제2도 참조)에 기억되어 있다.

그리고 얹어놓는대(37a)의 좌표계(X0 Y0)로 변환하는 식은 아래식 ②, ③에 의하여 구할 수가 있다.

상기 ②③식에 있어서, x0 y0는 얹어놓는대(37a)이 (X₀Y₀)축을 구동하여 위치를 수정하기 위한 이동량으로서, ①식에 있어서 계산된 θ를 사용하여 윗식에 의하여 구하여 진다.

상기와 같이하여 웨이터 센터의 칩(P)의 전극 패드에 프로우브 카아드의 탐침(32a)을 위치맞춤을 하는것이 가능하다(제12도 참조).

초기에 있어서 웨이퍼(36)를 θ회전하기 이전에 기억되어 있는 완전칩의 웨이퍼 매프 데이타(제8도 참조)를 사용하여, 웨이퍼 위의 완전칩(A), (B), (C)을 차례로 프로우브하게 된다.

이 경우에 칩으로부터 칩에로의 이동 오차를 제거하기 위하여 센터칩(P)의 좌표를 기준으로 하여, 측정하는 칩(A), (B), (C)……의 좌표를 계산한 토대위에서 각 축(X₀Y₀)의 이동량을 계산하는 것이 중요하다.

프로우브 축(X₂Y₂)위의 좌표를 얹어놓는대(37a)의 (X₀Y₀) 축상의 좌표로 변환하는 경우에는 아래식 ④ ⑤에 의하여 구할수가 있다.

제12도에 있어서 칩 A→B, 칩 B→C에로 옮겨가는 경우에는 위에서 나타낸 바와같이 각 칩의 좌표값의 차이를 각 이동량으로 한다.

상기 ⑥ ⑦식은 X0 Y0축의 좌표치로서 계산된 것으로 한다.

이와같이 하여, 웨이퍼(36)위의 완전 칩 전부에 대하여 정확하게 침 맞춤을 하면서, 프로우브 동작을 실행할 수가 있다.

다른 품종의 웨이퍼인 경우에는 상기 프로우브 카아드(32)를 상기 품종에 대응하는 것으로 교환하여, 상기 동작과 동일하게 실행할 수가 있다.

이 프로우브 카아드(32)의 교환수에 프로우브 카아드 자동 교환 기구를 사용함으로써 보다 자동화 시킬수가 있으므로, 작업자의 작업을 경감시킬 수가 있다.

또한 탐침(32a)을 반도체 칩의 전극에 맞추는 수단으로서는, 작업자가 현미경(30)에 의하여 상기 탐침(32a) 및 전극을 눈으로 보고, 수동 조작으로 얹어놓는대(37a)를 θ 회전시켜도 좋다.

혹은, 예를들면 따로 설정한 더미(Dummy) 웨이퍼를 얹어놓는대(37a)위에 얹어놓고, 이 더미 웨이퍼에 상기 탐침(37a)을 맞닿게하여 침적(針跡)을 부가하고, 이 침적으로부터 상시 탐침(32a)의 좌표계(X₀Y₀)를 인식함으로써 TV카메라(71)로서 상기 전극과 맞추도록 구성하여도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

이 더미 웨이퍼로 맞추는 방법에 의하면, 보다 장치를 자동화 할 수가 있다.

상기 더미 웨이퍼를 사용한 위치맞춤 방법을 다음에 제13도 내지 제15도를 참조하여 설명한다.

이 방법은 1988년 11월 18일에 본 출원인 명의로 일본국에 출원된 방법이 있다.

다른 품종의 반도체 웨이퍼(36)의 검사를 대응하는 프로우브 카아드(4)에 의하여, 프로우버부(22)에서 실행할 때에, 제13도에 나타낸 바와같이 IC칩에 형성된 전극 패드(91) 배열 패턴과, 프로우브 카아드(32)에 장착된 각 프로우브 침(32a) 배열 패턴을 접촉시키기 위하여, 미리 수동으로 정환한 위치맞춤(티칭)을 실행한다.

이 티칭(Teaching)은 이 티칭된 기준 데이타를 프로우브 카아드 코우드와 함께 기억하고 저장함으로써, 이후의 프로우빙 동작은 자동적으로 행할 수가 있다.

처음에 신품종의 프로우브 카아드(32)를 데스트 헤드(26)에 세트한다. 이 세트는, 프로우브 카아드 자동 교환부에 의하여 행한다. 이 교환부의 위치맞춤으로서는 침적 검출법이 있다.

즉, 해당 품종에 대응하는 기준 프로우브 침(32a')의 위치는 이미 알고있기 때문에 기준 프로우브 침(32a')에 대한 처크 톱(37a)의 위치관계를 미리 기억시켜 둔다.

이후에 처크 톱(37a)위에 더미 기판(92)을 로우드 한다. 이 더미 기판(92)은 예를들면 반도체 웨이퍼의 한쪽면에 알루미늄을 증착한 것이다. 그리고 TV카메라(71)의 설치 대향 위치에 미리 기판(92)을 자동적으로 이동하여 빈 영역의 조사를 행한다.

즉 과거에 사용된 부분은 피하기 위하여 더미 기판(92)의 침적이 얹는 부분을 조사한다. 다음에, 기준 프로우브 침(32a')에 대한 처크 톱(37a)의 위치는 미리 기억되어 있으므로, 처크 톱(37a)이 자동적으로 이동하여, 더미 기판(92)의 빈 영역을 각 프로우브 침(32a)의 대향 위치에 설치한다.

이 위치에서 처크 톱(37a)이 상승하고, 더미 기판(92)의 빈 영역에 각 프로우브 침(32a)의 침적이 부가된다.

다음에 침적이 부가된 더미 기판(92)을 TV카메라(71)의 시야내로 이동한다.

그리고 TV카메라(71)에 의하여, 상기 침적 부근을 촬영한다.

이를 제17도에 나타내었으며, 상기 TV카메라(71)에 의하여 찍힌 침적을 (A), (B), (C), (D)로 한다.

이러한 상태에서 먼저 작업자가 조이스틱(Joy Stick)을 조작함으로써 처크 톱(37a)을 이동시키고, TV카메라(71)의 센터를 나타내는 크로스(93)와 기준 프로우브 침(32a')에 의하여 부가된 침적 (A)을 맞춘다. 그리고, 이 위치(α₁) 및 기준 프로우브 침(13a)가 크로스(23)와의 위치관계 (L)를 기억한다.

또한, (α₁)우치를 기준으로하여, 가상적으로 프로우브 카아드(4)의 θ 회전방향이 정확하게 맞추어져 있는 상태에서의 각 침적 위치를 (α₂), (α₃), (α₄)로 한다.

이후에 처크 톱(37a)이 자동적으로 평행 이동하고, 크로스(93)가 가상(α₂) 위치로 설정된다.

이때의 이동량은 미리 기억된 것이다.

상기 이동에 의하여 TV카메라(71)의 크로스(93)와 침적(B)이 일치하고 있는 경우에 프로우브 카아드(32)의 θ 회전 방향이 맞추어져 있는 것으로 되고, 또한 일치하고 있지 않은 경우에 프로우브 카아드(32)의 회전 방향이 어긋나고 있는 것이 된다. 상기의 일치하고 있지 않은 경우에는 작업자가 조이스틱을 사용하여 실제의 침적(B)의 부분에 크로스(93)를 맞춘다.

이것에 의하여 침적(B)가 가장위치(α₂)와의 절대위치 (x₁, y₁)와, ∠Bα₁α₂=θ₁이 산출된다

상기와 같이 침적(C) 및 (D)에 대하여서도 다음에 나타내는 절대위치 및 각도를 산출한다.

침적(C)과 가상위치(α₃)와의 절대위치 (x₂, y₂), ∠Cα₁α₃=θ₂이다.

침적(D)과 가상위치(α₄)와의 절대위치 (x₃, y₃), ∠Dα₁α₄=θ₃이다.

상기 산출한 값으로부터 프로우브 카아드(32)의 보정량을 다음에 나타낸 ①식으로부터 산출한다.

보정량 = (θ₁, θ₂, θ₃의 최고치) + (θ₁, θ₂, θ₃의 최저치) / 2………①

다음에 상기 ①식에서 구한 보정량으로부터, 스테이지(38)의 회전 구동에 의하여 처크 톱(37a)의 회전 방향의 위치맞춤을 실행한다.

이 보정 동작에 상기 보정한 프로우브 카아드(32)가 정확한 위치에 설치되었는가를 확인하기 위하여 다시 더미기판(92)의 빈 영역에 프로우브 침(32a)의 침적을 부가하고, 상기와 같은 보정량 산출의 동작을 행한다.

그리고, 이때에 구한 값에서, x₁, x₂, x₃및 y₁, y₂, y₃의 값은 각각 소정의 오차내에 들어간 경우에는 프로우브 카아드(32)의 θ 회전 방향이 맞추어진 것으로 한다.

또한, 소정의 오차내에 들어가지 않은 경우에는 상기 보정량 산출 동작을 프로우트 카아드(32)와 θ 회전 방향이 맞추어질때까지 반복한다.

이후에 아래식 ②에 나타낸 바와같이 XY 위치의 보정을 행한다.

예를들면 기준 프로우브 침(32a')의 침적 검출로서 구한 카아드 위치와 광학제 사이의 거리(x, y)와, 다른 프로우브 침(13)에 의한 침적의 어긋난량에 의하여 보정한다.

상기에서 구한 값을 기억한다.

다음에 더미 기판(92)을 인로우드하고, 검사대상 웨이퍼(36)을 처크 톱(37a)위에 로우드 한다.

그리고, 웨이퍼(36)의 스크라이브 라인 등을 참조하여 웨이퍼(36)의 XY 방향과 처크 톱(37a)의 이동 XY 방향과의 거시(巨視)적인 θ 맞춤을 행한다.

다음에 상기 θ 맞춤을 보다 더 정확하게 미시적인 θ 맞춤을 행한다.

먼저 TV카메라(71)의 대향 위치에 웨이퍼(36)를 설치한다.

이 위치에서 TV카메라(71)에 의하여 칩(81)의 임의의 점을 기억한다.

그러면 이 임의의 점과 기준 프로우브 칩(32a')까지의 거리가 정해진다. 또한 동시에 화상 데이타로 기억한다. 그리고 처크 톱(37a)을 칩 사이즈 분판큼 이동하여 그 위치를 TV카메라(71)로서 촬영한다. 그리고 이 촬영 출력과 상기 기억한 화상 데이타를 비교하여 평행도를 검출한다.

이 동작을 반복하여 상기 미시적인 θ 맞춤이 종료된다.

다음에 작업자가 TV카메라(71)의 찰영 출력을 감시하면서 조이스틱(도시하지 않음)을 조작하여, 기준 프로우브 침(32a')에 대응하는 칩(81)의 전극 패드(91)를, TV 화면이 크로스(93)에 맞춘다. 그리고 이 위치를 기억한다.

다음에 상기 조직으로 구한 기준 프로우브 침(32a')을 TV 화면의 크로스(93)의 거리분량(L)만큼 처크 톱(37a)이 자동적으로 이동된다.

그러면 프로우브 가이드(32)의 각 프로우브 침(32a)과, 칩(81)의 각 전극 패드(91)가 위치맞춤된 상태로 된다.

이러한 티칭 동작에서의 정보를 기억하여 기준 데이타로 한다.

여기에서 제15도에 상기 현미경을 사용하지 않고 위치맞춤을 행하는 동작 프로우챠아트를 나타내었다. 다음에 웨이퍼(36)의 검사 동작을 개시한다. 즉, 웨이퍼(36)가 형성된 검사 스테이지(38)를 수직으로 상승하여, 칩(81)의 전극 패드(91) 프로우브 카아드(32)의 각 프로우브 침(32a)을 접속 콘텍트 한다.

이 접속 상태에서 테스트 헤드(26)로 IC칩의 전기적 특성의 검사를 행한다.

이 경우에 테스트 헤드(26)와 프로우브 카아드(32)와의 배선 거리가 짧기 때문에, 고주파의 검사를 보다 정확하게 행할 수가 있다.

상기에서와 같은 검사를 반복하여 검사가 종료된다.

또한, θ 조정은 테스트 헤드 자체를 회전시키는 것이 의하여서도 행할 수가 있다. Z방향의 이동은 제3도에 나타낸 장치에서는 종래의 프로우버 장치에 비하여 인서어트 링 기구의 분량만큼 프로우브 카아드(32)와 웨이퍼(36)와의 거리가 길어지게 되므로, 그 분량(약 20mm 이상)만큼 처크 톱(37a)의 Z 스트로우크를 길게하여 프로우브 카아드(32)의 침(32a)열과 웨이퍼(36)칩의 본딩패드 열과의 접촉을 행하도록 한다.

또는 제16도에 나타낸 바와같이 테스트 헤드(26)의 힌지(27)는 프로우버부(22)의 최상부(22a) 보다도 아래쪽에 형성하고, 테스트 헤드(26)를 테스트 위치로 세트함과 동시에 프로우브 카아드(32)가 종래의 장치에 있어서의 콘텍트 포인트에 위치하도록 할 수도 있다.

더우기 제7도 내지 제15도에서 설명한 위치맞춤 방법에 의하면, 현미경(30)을 사용할 필요가 없기 때문에 현미경을 없애고, 테스트 헤드(26)의 현미경 삽입 호올(26a) 상당부분에 핀 일렉트로닉스 보우드를 배열 설치하고, 부분(26a)에 볼록부(26b)를 형성하여 그의 앞쪽끝단에 프로우브 카아드(32)를 고정하도록 하여도 좋다.

Claims (11)

1. 테스트 신호를 발생하는 테스트헤드수단(26)과, 상기 테스트헤드수단(26)에 붙이고 떼기가 자유롭게 고정되고, 테스트 피스와 전기적으로 접촉함으로써, 상기 테스트 피스에 상기 테스트 신호를 입력하며, 상기 테스트 피스의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로우브 카아드 수단(32)으로 이루어지는 프로우버 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로우브 카아드 수단(32)이 상기 테스트 헤드 수단(26)에 나사멈춤 되어있는 프로우버 장치.
3. 테스트 해야할 반도체 웨이퍼를 얹어놓기 위한 얹어놓는대(37a)가 형성된 프로우브 기구부(22)와, 상기 웨이퍼와 전기적으로 접촉함으로써 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로우브 열이 형성된 프로우브 카아드(32)와, 테스터의 지령에 의하여 테스트 신호를 발생하고, 이것을 상기 프로우브 카아드(32)를 통하여 상기 웨이퍼에 입력하는 테스트 헤드(26)로서, 상기 데스트 헤드(26)는 상기 프로우브 카아드(32)를 붙이고 떼기가 자유롭게 고정함과 동시에 이것과 전기적으로 접속하고 있고 또한 상기 웨이퍼와 프로우브 카아드(32)와의 위치 맞춤을 행하기 위한 위치맞춤 기구(37)로 이루어져서, 반도체 웨이퍼에 형성된 칩의 전기적 특성으로 테스트하기 위한 프로우버 장치.
4. 제3항에 있어서, 테스트 헤드(26)는 그의 아래면에 상기 프로우브 카아드(32)를 직접 고정하고, 이것과 직접 전기적으로 접속하는 퍼포먼스 보오드(31)를 가지는 프로우버 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보오드(31)와 상기 프로우브 카아드(32)는 나사(33)에 의하여 고정되어 있는 프로우버 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보오드(31)와 상기 프로우프 카아드(3)는 배선 케이블(34)에 의하여 전기적으로 접속되어 있는 프로우버 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보오드(31)와 프로우브 카아드(32)는, 포고 핀(34)에 의하여 전기적으로 접속되어 있는 프로우버 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 퍼포먼스 보오드(31)와 상기 프로우브 카아드(32)는 각각 콘텍트 패드(41), (42)를 가지고, 이들 콘텍트 패드(41), (42)의 접촉에 의하여 상기 퍼포먼스 보오드(31)와 프로우브 카아드(32)가 전기적으로 접촉하는 프로우버 장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 위치맞춤 기구(37)는, 상기 프로우브 카아드(32)를 이동시키지 않고, 얹어놓는대(37a)를 X, Y, Z 및 θ방향으로 이동시키는 프로우버 장치.
10. 제3항에 있어서, 상기 테스트 헤드(26)는 상기 프로우브 기구부(22)의 상부에 대하여 위치되었을때에 프로우브 카아드(32)가 웨이퍼와 접촉하도록 프로우브 기구부(22)에 회전운동이 자유롭게 설치되어 있는 프로우버 장치.
11. 제3항에 있어서, 상기 테스트 헤드(26)는, 핀 일렉트로닉스 보오드를 수용하기 위한 호올(26a)을 가지고, 그 호올(26a)의 앞쪽끝단이 돌출하고, 그 돌출부에 프로우브 카아드(32)가 고정되어 있는 프로우버 장치.

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