KR100386632B1

KR100386632B1 - device and method for testing semiconductor

Info

Publication number: KR100386632B1
Application number: KR10-1999-0067457A
Authority: KR
Inventors: 조응산
Original assignee: 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2003-06-02
Also published as: KR20010059919A

Abstract

본 발명은 신호 전달이 정확하고 반도체소자의 본딩패드 손상을 방지할 수 있도록 한 신뢰성 높은 새로운 타입의 반도체소자 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a new type of semiconductor device test apparatus with high reliability, which enables signal transmission to be accurate and prevents bonding pad damage of a semiconductor device.

이를 위해, 본 발명은 테스트 신호를 인가하는 테스트 헤드와 신호를 인가받는 반도체소자 사이에 전기유변유체가 구비되어, 상기 전기유변유체에 전원이 인가됨에 따라 상기 전기유변유체를 통해 테스트 헤드로부터의 전기적 신호가 반도체소자로 전달됨을 특징으로 하는 반도체소자 테스트 방법이 제공된다.To this end, the present invention is provided with an electric rheological fluid between a test head for applying a test signal and a semiconductor device receiving the signal, the electrical fluid from the test head through the electric rheological fluid as power is applied to the electric rheological fluid Provided is a semiconductor device test method characterized in that a signal is transmitted to a semiconductor device.

한편, 전원이 인가되는 테스트 헤드(4)와, 상기 테스트 헤드(4) 상부에 구비되는 유체수용체(6)와, 상기 유체수용체(6) 내부에 충진되는 전기유변유체(2)를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 반도체소자 테스트 장치가 제공된다.On the other hand, it includes a test head (4) to be applied to the power, a fluid receptor (6) provided on the test head (4), and the electric rheology fluid (2) filled in the fluid receptor (6) A semiconductor device test apparatus is provided.

Description

Device and method for testing semiconductor device

본 발명은 반도체소자 테스트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기유변유체(ER fluid; Electro Rheological fluid)를 이용하여 테스트 신호를 인가하는 새로운 타입의 테스트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device test apparatus, and more particularly, to a new type of test apparatus for applying a test signal using an electro rheological fluid (ER fluid).

일반적으로, 반도체 산업에서 집적회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지금까지 계속 발전해오고 있다.In general, the packaging technology for integrated circuits in the semiconductor industry continues to evolve to meet the demand for miniaturization and mounting reliability.

즉, 소형화에 대한 요구는 칩 스케일에 근접한 패키지에 대한 개발을 가속화시키고 있으며, 실장 신뢰성에 대한 요구는 실장작업의 효율성 및 실장후의 기계적·전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키지 제조 기술에 대한 중요성을 부각시키고 있다.In other words, the demand for miniaturization is accelerating the development of packages close to the chip scale, and the demand for mounting reliability emphasizes the importance of package manufacturing technology that can improve the efficiency of mounting work and the mechanical and electrical reliability after mounting. I'm making it.

한편, 상기한 반도체 패키지에 탑재되는 반도체소자는 집적회로가 형성된 웨이퍼 상태에서 테스트 장치에 의해 불량여부를 검사받게 된다.On the other hand, the semiconductor device mounted on the semiconductor package is inspected for defects by the test apparatus in the wafer state in which the integrated circuit is formed.

기존의 반도체소자 테스트시에는 프로브 카드(도시는 생략함)의 탐침이 반도체소자의 본딩패드에 접촉하도록 한 후, 탐침을 통해 반도체소자에 전원을 인가하여 반도체소자의 양·불량 여부를 테스트하였다.In a conventional semiconductor device test, a probe of a probe card (not shown) is brought into contact with a bonding pad of a semiconductor device, and then power is applied to the semiconductor device through a probe to test whether the semiconductor device is good or bad.

그러나, 이러한 기존의 반도체소자 테스트 방법은 각각의 본딩패드와 탐침을 일대일로 대응시켜 접촉시킨 상태에서, 전원을 인가하여 테스트하므로 인해, 본딩패드에 손상을 주게 되는 경우가 발생하며, 테스트에 소요되는 시간도 매우 길어지게 되는 등 여러 가지 단점이 있었다.However, in the conventional semiconductor device test method, the bonding pads and the probes are in contact with each other in a one-to-one correspondence, and the test is performed by applying power, thereby causing damage to the bonding pads. There were a number of drawbacks, including a very long time.

즉, 기존의 테스트 방법은 탐침에 의해 압력이 가해지는 가압 접촉식이어서, 본딩패드의 손상을 초래하여 결국 반도체소자의 수율을 저하시키게 되며, 고도의정밀성이 요구되는 프로브 카드의 제작이 수작업으로 이루어지므로 인해 장비 구입에 많은 비용이 드는 등 많은 문제점이 있었다.In other words, the conventional test method is a pressure contact by applying a pressure by the probe, causing damage to the bonding pads, thereby lowering the yield of the semiconductor device, and the production of a probe card that requires high precision is made manually. There are many problems, such as the cost of purchasing equipment.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기유변유체를 이용하여 신호 전달 특성이 매우 정확하고 우수하며 본딩패드의 손상이 전혀 없는 새로운 타입의 반도체소자 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a new type of semiconductor device test apparatus that is highly accurate and excellent in signal transmission characteristics using no electrofluidic fluid and does not damage the bonding pads.

도 1a 및 도 1b는 전기유변유체의 작동 원리를 설명한 개념도로서,1a and 1b is a conceptual diagram illustrating the operating principle of the electro-fluidic fluid,

도 1a는 전원이 인가되기 전 상태도1A is a state diagram before power is applied

도 1b는 전원이 인가된 후의 상태도1B is a state diagram after power is applied

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 반도체소자 테스트 장치의 구조 및 작동 원리를 나타낸 종단면도로서,2A and 2B are longitudinal cross-sectional views showing the structure and operating principle of a semiconductor device test apparatus according to the present invention;

도 2a는 전원이 인가되기 전 상태도2A is a state diagram before power is applied

도 2b는 전원이 인가된 후의 상태도2B is a state diagram after power is applied

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1:도전체 2:전기유변유체1: Conductor 2: Electric rheological fluid

3:전도성입자 4:테스트헤드3: conductive particle 4: test head

400:콘택패드 5:반도체소자400: contact pad 5: semiconductor element

500:본딩패드 6:유체수용체500: bonding pad 6: fluid receptor

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 웨이퍼상에 형성된 반도체소자 테스트를 위해 전원을 인가함과 더불어 웨이퍼가 안착되는 테스트 헤드를 구비한 반도체소자 테스트 장치에 있어서; 상기 테스트 헤드의 상면에 구비되는 콘택패드와, 상기 테스트 헤드 상부에 구비되며 비도전성(非導傳性) 재질로서 내부에 전기유변유체 수용을 위한 공간을 가지며 그 상하면에는 상기 테스트 헤드 상면에 구비된 콘택패드 및 웨이퍼상에 형성된 반도체소자의 본딩패드와 일치하는 위치에 각각 개구공이 형성된 유체수용체와, 상기 유체수용체 내부에 충진되며, 테스트 헤드로부터 전원 인가시 전도성 입자가 체인을 형성하여 상기 콘택패드와 본딩패드 사이를 연결함에 따라 웨이퍼 상의 칩에 테스트 전류가 인가되도록 하는 전기유변유체를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체소자 테스트 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device test apparatus having a test head to which the wafer is seated while applying power for testing a semiconductor device formed on a wafer; A contact pad provided on an upper surface of the test head, a non-conductive material provided on an upper portion of the test head, and having a space for accommodating an electrofluidic fluid therein, and provided on an upper and lower surface of the test head; A fluid receptor having an opening formed at a position corresponding to a contact pad and a bonding pad of a semiconductor device formed on a wafer, and filled in the fluid receptor, and conductive particles form a chain when power is applied from a test head to form a chain. Provided is a semiconductor device testing apparatus comprising an electro-fluidic fluid that allows a test current to be applied to a chip on a wafer as the bonding pads are connected to each other.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 웨이퍼상에 형성된 반도체소자 테스트를 위해 전원을 인가함과 더불어 웨이퍼가 안착되는 테스트 헤드의 상면에 구비되는 콘택패드와, 상기 테스트 헤드 상부에 구비되며 비도전성(非導傳性) 재질로서 내부에 전기유변유체 수용을 위한 공간을 가지며 그 상하면에는 상기 테스트 헤드 상면에 구비된 콘택패드 및 웨이퍼상에 형성된 반도체소자의 본딩패드와 일치하는 위치에 각각 개구공이 형성된 유체수용체와, 상기 유체수용체 내부에 충진되며, 테스트 헤드로부터 전원 인가시 전도성 입자가 체인을 이루어 상기 콘택패드와 본딩패드를 연결함에 따라 웨이퍼 상의 칩에 테스트 전류를 인가하게 되는 전기유변유체를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 반도체소자 테스트 장치에 있어서; 반도체소자의 본딩패드와 유체수용체의 개구공를 일치시켜 상기 테스트 헤드 상부에 구비된 유체수용체 상면에 반도체소자를 안착시킴으로써 상기 반도체소자의 본딩패드와 전기유변유체가 접촉하도록 하는 단계와, 상기 테스트 헤드에 전원을 인가하여 상기 테스트 헤드 상면의 콘택패드를 통해 전기유변유체에 전원이 인가되도록 하는 단계와, 상기 전기유변유체에 전원이 인가됨에 따라 상기 전기유변유체의 전도성 입자가 체인을 형성하여 상기 테스트 헤드의 콘택패드와 반도체소자의 본딩패드를 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 반도체소자 테스트 방법이 제공된다..이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a contact pad provided on the upper surface of the test head on which the wafer is seated while applying power for testing a semiconductor device formed on the wafer, and the test head A non-conductive material provided on the upper portion and having a space for accommodating the electrofluidic fluid therein, the upper and lower sides of which correspond to the contact pads provided on the upper surface of the test head and the bonding pads formed on the wafer. The fluid receptor is formed in each of the opening and the fluid receptor is filled in, and when the power is applied from the test head, the conductive particles form a chain to connect the contact pad and the bonding pad to apply a test current to the chip on the wafer In the semiconductor device test apparatus characterized in that it comprises an electro-fluidic fluid .; Contacting the bonding pad of the semiconductor device with the opening of the fluid receptor so that the semiconductor device is seated on the upper surface of the fluid receptor provided on the test head so that the bonding pad of the semiconductor device and the electro-fluidic fluid come into contact with each other; Applying power to the electric rheological fluid through a contact pad on an upper surface of the test head; and as the electric power is applied to the electric rheological fluid, conductive particles of the electric rheological fluid form a chain to test the test head. A semiconductor device testing method is provided, comprising electrically connecting a contact pad of a semiconductor device to a bonding pad of the semiconductor device. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 2B. It will be described in detail as follows.

도 1a 및 도 1b는 전기유변유체의 작동 원리를 설명한 개념도로서, 도 1a는 전원이 인가되기 전 상태도이고, 도 1b는 전원이 인가된 후의 상태도로서, 먼저, 본 발명의 패키지에 적용되는 전기유변유체의 개념 및 동작원리를 설명하면 다음과 같다.1A and 1B are conceptual views illustrating the operating principle of the electrofluidic fluid. FIG. 1A is a state diagram before power is applied, and FIG. 1B is a state diagram after power is applied. First, an electric rheology applied to a package of the present invention. The concept and principle of operation of the fluid are as follows.

전기유변유체(2)는 유체안에 전도성을 가지는 수십 ㎛ 내지 수㎚의 작은 입자(입자는 ＋, －의 극성을 가지고 있음)를 넣은 것으로서, 양쪽의 도전체(1)에 전기를 공급하게 될 경우, 전기유변유체(2)의 전기적인 특성에 의해 전도성 입자(3)는 일렬로 늘어서게 되어 전기가 통하는 통로 역할을 수행하게 된다.The electrorheological fluid 2 is a small particle of several tens of micrometers to several nm (the particle has a polarity of + and-) having conductivity in the fluid. When the electric fluid is supplied to both conductors 1, By the electrical properties of the electrofluidic fluid 2, the conductive particles 3 are lined up to serve as a passage through which electricity flows.

즉, 전기유변유체(2)는 전압이나 전류가 가해짐에 따라 비콜로이드 상태에서 교질(膠質; gel)상태로 변화되며, 이 때 유체내의 전도성 입자(3)는 가장 가까운 도전체(1)를 향해서 체인 구조로 이어지게 되며, 가해지는 전압이나 전류가 커질수록 전도성 입자(3) 상호간의 결합력이 커지게 된다.That is, the electrofluidic fluid 2 changes from a non-colloidal state to a gelatinous state as a voltage or current is applied, and at this time, the conductive particles 3 in the fluid form the closest conductor 1. Towards the chain structure, and as the voltage or current applied increases, the bonding force between the conductive particles 3 increases.

한편, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 반도체소자 테스트 장치의 구조 및 작동 원리를 나타낸 종단면도로서, 도 2a는 전원이 인가되기 전 상태도이고, 도 2b는 전원이 인가된 후의 상태도이다.2A and 2B are longitudinal cross-sectional views showing the structure and operating principle of the semiconductor device test apparatus of the present invention. FIG. 2A is a state diagram before power is applied, and FIG. 2B is a state diagram after power is applied.

본 발명은 반도체소자 테스트를 위한 장비 본체(도시는 생략함)에 구비되며 전원이 인가되는 테스트 헤드(4)와, 상기 테스트 헤드(4) 상부에 구비되며 그 상하면에 개구공이 형성되는 유체수용체(6)와, 상기 유체수용체(6) 내부에 충진되며 전원인가시 내부의 전도성 입자들이 체인을 형성하여 연결되는 전기유변유체(2)를 포함하여 구성된다.The present invention includes a test head 4 provided in a main body of a device for testing a semiconductor device (not shown) and to which a power is applied, and a fluid receptor provided on an upper side of the test head 4 and having opening holes formed on upper and lower surfaces thereof. 6) and an electro-fluidic fluid 2 filled in the fluid receptor 6 and connected with conductive particles in a chain when the power is applied.

이 때, 상기 유체수용체(6)는 비도전성 재질로 이루어지며, 플라스틱 재질로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the fluid receptor 6 is made of a non-conductive material, preferably made of a plastic material.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 테스트 헤드(4) 상부에 구비된 유체수용체(6)의 개구공과 일치시켜 그 상부에 반도체소자(5)를 안착시킨다.First, the semiconductor element 5 is seated on the upper part of the test head 4 so as to coincide with the opening of the fluid receptor 6 provided on the test head 4.

이 때, 테스트 헤드(4)에는 전원이 인가되지 않은 상태이므로 전기유변유체(2)는 액체상태를 유지하게 되며 이와 더불어 전도성 입자(3)는 도 2a에 나타낸 바와 같이 유체 내에 분산되어 있게 된다.At this time, since no power is applied to the test head 4, the electrofluidic fluid 2 is maintained in the liquid state, and the conductive particles 3 are dispersed in the fluid as shown in FIG. 2A.

이와 같이 된 상태에서 테스트 헤드(4)에 전원이 인가되면, 도 2b에 나타낸 바와 같이 전도성 입자(3)가 체인을 형성하여 테스트 헤드(4)의 콘택패드(400)와 반도체소자(5)의 본딩패드(500) 사이를 전기적으로 연결하게 된다.When power is applied to the test head 4 in this state, as shown in FIG. 2B, the conductive particles 3 form a chain to form the contact pads 400 of the test head 4 and the semiconductor device 5. The bonding pads 500 are electrically connected to each other.

즉, 전원인가시 전기유변유체(2) 내부에 함유된 전도성 입자(3)는 체인을 형성하여 반도체소자(5)와 테스트 헤드(4) 사이를 연결하는 전기적 통로로서 역할하게 된다.That is, when the power is applied, the conductive particles 3 contained in the electrofluidic fluid 2 form a chain to serve as an electrical path connecting the semiconductor device 5 and the test head 4.

한편, 상기한 실시예와는 달리, 테스트 헤드(4)를 웨이퍼 스케일로 배열하고, 필요한 부위에 선택적으로 전원을 공급할 수 있도록 설계할 경우, 개별 칩별로 테스트 하거나, 웨이퍼상의 반도체소자(5) 전체를 한번에 테스트 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, unlike the embodiment described above, when the test heads 4 are arranged on a wafer scale and designed to selectively supply power to a required portion, the test heads are tested for individual chips or the semiconductor devices 5 on the wafer as a whole. You can test it all at once to increase your productivity.

요컨대, 본 발명의 반도체소자 테스트 장치는 기존의 프로브 카드를 이용한 테스트 방법과는 달리 본딩패드(500)가 접촉압력을 받지 않으므로 본딩패드(500)의 손상을 방지할 수 있으며, 탐침에 비해 정확한 테스트 신호의 전달이 가능하여 테스트의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.In short, the semiconductor device test apparatus of the present invention can prevent damage to the bonding pad 500 because the bonding pad 500 does not receive contact pressure, unlike the conventional test method using a probe card, and is more accurate than the probe. The signal can be delivered, increasing the reliability of the test.

이상에서와 같이, 본 발명은 전기유변유체(2)를 이용한 반도체소자 테스트 장치로서, 본 발명에 의한 반도체소자 테스트시에는 기존의 테스트 장치에서와는 달리 반도체소자(5)의 본딩패드(500) 손상을 방지할 수 있으며, 정확한 신호전달이 가능하여 반도체소자에 대한 테스트 결과의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.As described above, the present invention is a semiconductor device test apparatus using the electro-fluidic fluid (2), when testing the semiconductor device according to the present invention, unlike the conventional test device to damage the bonding pad 500 of the semiconductor device (5) It is possible to prevent the signal transmission and to improve the reliability of the test results for the semiconductor device.

Claims

Claims [1] A semiconductor device testing apparatus comprising: a test head on which a wafer is mounted while applying power for testing a semiconductor device formed on a wafer;

A contact pad provided on an upper surface of the test head;

A non-conductive material provided above the test head and having a space for accommodating an electrofluid fluid therein, and contact pads provided on an upper surface of the test head and bonding pads of a semiconductor device formed on a wafer at upper and lower surfaces thereof. A fluid receptor in which opening holes are formed at positions corresponding to

It is filled in the fluid receptor, and when the power is applied from the test head, the conductive particles have a chain structure to connect the contact pad and the bonding pad, characterized in that it comprises an electro-fluidic fluid to apply a test current to the chip on the wafer A semiconductor device test apparatus.

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A contact pad provided on the upper surface of the test head on which the wafer is seated while the power is applied to test the semiconductor devices formed on the wafer, and a non-conductive material provided on the test head and electrically It has a space for accommodating the fluid, and the upper and lower surfaces are filled with a fluid receptor having opening holes formed at positions corresponding to the contact pads provided on the upper surface of the test head and the bonding pads of the semiconductor elements formed on the wafer, and inside the fluid receptor. In the semiconductor device test apparatus, characterized in that the conductive particles form a chain structure when applying power from a test head, the electro-fluidic fluid to apply a test current to the chip on the wafer as the contact pad and the bonding pad is connected. ;

Contacting the bonding pads of the semiconductor devices with the openings of the fluid receptors so that the semiconductor devices are seated on the upper surface of the fluid receptors provided in the upper part of the test head so that the bonding pads of the semiconductor devices are in contact with the rheology fluid;

Applying power to the test head such that power is applied to the electric rheological fluid through a contact pad on an upper surface of the test head;

The semiconductor device test, characterized in that it comprises the step of electrically connecting the contact pad of the test head and the bonding pad of the semiconductor device by forming a chain of the conductive particles of the electro-fluidic fluid as power is applied to the electro-fluidic fluid. Way.

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