KR100635524B1

KR100635524B1 - 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치

Info

Publication number: KR100635524B1
Application number: KR1020040092374A
Authority: KR
Inventors: 유재은; 유세롬
Original assignee: 주식회사 세지
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-10-18
Also published as: KR20060046874A

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에 관한 것으로, 접촉하고자 하는 웨이퍼 칩의 패드와 근접위치에 상기 웨이퍼와 수직상태로 신호전달을 위한 기판을 배열하므로써 많은 수의 접촉핀이 좁은 간격 범위내에서 정확하게 위치되도록 하며, 접촉핀의 접촉에 의한 웨이퍼 칩의 전기적 신호전달이 짧은 경로로 이루어지면서도 임피던스(impedance)를 맞춘상태에서 신호전달을 하므로써 고속, 고품질의 검사가 가능하도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 검사기 본체의 헤드부(1) 하방에 상기 헤드부와 복수개의 연결용 케이블(302)로서 전기적으로 연결되어 수평되게 길이를 가지면서 복수개가 한조를 이루는 복수조의 연결용 기판(301)과, 상기 각 조를 이루는 연결용 기판에 납땜 고정되어 전기적으로 연결된 상부 커넥터(303)와, 상기 각 상부 커넥터에 분리가능하게 결합되어 결합상태에서 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 상부 리지드기판(304)과, 상기 각 상부 리지드기판에 상단이 전기적으로 연결되어 외부적인 힘에 의해 자유롭게 휨이 일어나도록 유연성이 있으면서 신호를 전달하는 신호전달부재(305)와, 상기 각 신호전달부재의 하단에 전기적으로 연결되어 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 하부 리지드기판(306)과, 상기 각 하부 리지드기판에 핀 고정부재(309)로서 고정되어 척(4)에 지지된 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b)에 선택적으로 탄성 접촉되는 복수개의 접촉핀(308)과, 상기 검사기 본체의 적소에 일단이 고정되어 상부 리지드기판(304)의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 상부 위치고정부재(310) 및 하부 리지드기판(306)의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 하부 위치고정부재(311)로 구성되어 하부 리지드기판(306)의 접촉핀(308)을 통해 감지된 웨이퍼(3)의 전기적 신호가 수직상태로 하여 검사기 본체의 헤드부(1)까지 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 제공한 것이다.

반도체, 웨이퍼, 웨이퍼 칩, 웨이퍼 검사, 프로브

Description

반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치{probe device of semiconductor wafer inspector}

도 1은 반도체 웨이퍼를 참고적으로 나타낸 평면도

도 2는 종래 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 나타낸 요부 분해사시도

도 3은 종래 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 나타낸 정면도

도 4는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 일 실시예로 나타낸 요부 분해사시도

도 5는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 일 실시예로 나타낸 정면도

도 6은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 일 실시예로 나타낸 측면도

도 7은 도 6의 "A"부분 확대 종단면도

도 8은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 신호전달부재가 플랙시블케이블인 것을 다른 실시예로 나타낸 요부 정면도

도 9는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 하부 리지드기판에 신호전달부재를 분리가능하게 결합하는 다른 실시예를 나타낸 요부 사시도

도 10은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 하부 리지드기판에 신호전달부재를 분리가능하게 결합하는 다른 실시예를 나타낸 요부 측면도

도 11은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 하나의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 일 실시예로 나타낸 요부 사시도

도 12a 내지 12d는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 하나의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 여러 실시예로 나타낸 요부 측면도

도 13은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 한조를 이루는 두개의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 다른 실시예로 나타낸 요부 사시도

도 14a 내지 14d는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 한조를 이루는 두개의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 여러 실시예로 나타낸 요부 측면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1. 헤드부 3. 웨이퍼

3a. 칩 4. 척

301. 연결용 기판 302. 연결용 케이블

303. 상부 커넥터 304. 상부 리지드기판

305. 신호전달부재 306. 하부 리지드기판

307. 하부 커넥터 308. 접촉핀

309. 핀 고정부재 310. 상부 위치고정부재

311. 하부 위치고정부재

본 발명은 반도체 웨이퍼 검사기 분야에 관련된 것으로, 좀더 구체적으로는 제조가 완료된 웨이퍼의 칩에 선택적으로 접촉되면서 상기 칩의 전기적 신호를 검사기의 헤드부로 전달하여 상기 헤드부가 전달된 전기적 신호를 받아 이상 유무를 가려낼 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체의 구성요소인 웨이퍼(wafer)는 고도의 정밀성을 요하기 때문에 실제로 반도체 제조에 사용되기에 앞서 여러가지의 특성 검사를 필요로 하는데, 이때 사용되는 장비가 반도체 웨이퍼 검사기이다.

상기 반도체 웨이퍼 검사기는 검사기 본체와, 상기 검사기 본체에 구비된 헤드부(1)와, 상기 헤드부의 하부에 설치되어 웨이퍼의 전기적 신호를 헤드부(1)에 선택적으로 전달하는 프로브장치(2)와, 상기 프로브장치의 직하방에 이격된 상태에서 수직 및 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 웨이퍼(3)를 지지하면서 상기 지지된 웨이퍼를 프로브장치(2)에 선택적으로 접촉시켜 주는 척(chuck)(4)으로 구성된다.

한편 상기 웨이퍼(3)는 도 1과 같이 둥근 원판형태로 되어 있는데, 상기 원판은 사각형태로 분할된 여러개의 칩(chip)(3a)으로 이루어져 있고, 상기 각 칩의 내부에는 신호의 전달을 위한 회로가 구성되어 있으며, 상기 각 칩(3a)의 표면에는 내부 회로와의 전기적 연결을 위한 복수개의 패드(pad)(3b)가 2열 또는 사각으로 배열 구비되어 있다.

따라서 상기 웨이퍼(3)의 칩(3a) 개수는 가운데 부분이 가장 많고 양쪽 가장자리 부분으로 갈수록 그 개수는 점점더 적어진다

그럼 이하에서 종래 프로브장치를 첨부된 도 2 내지 도 3을 참고로 하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

검사기 본체의 헤드부(1)에 복수개의 케이블(32)로서 신호전달이 가능하게 마더보드(31)가 연결되어 있고, 상기 마더보드의 하부에는 프로브카드(33)가 결합되어 있다.

상기에서 마더보드(31)와 프로브카드(33)의 결합은, 커넥터(34)에 의해 이루어지는데, 상기 커넥터는 마더보드(31)의 하부면 가장자리 둘레를 따라 고정된 암소켓(34a)과 상기 프로브카드(33)의 상부면 가장자리 둘레를 따라 고정되어 상기 암소켓(34a)에 끼워지는 수소켓(34b)으로 구성되어 있다.

한편 상기 프로브카드(33)는 일정두께를 갖는 평판상의 몸체(33a)와, 상기 몸체의 중심부분에 그 하부가 하부면 외부로 노출되게 고정되어 실제 작업 과정에서 웨이퍼(3)의 칩(3a)에 배열되어 있는 패드(3b)에 접촉되는 복수개의 접촉핀(33b)과, 상기 몸체(33a) 내부에 구비되어 프로브카드(33)에 고정된 수소켓(34b)의 단자와 접촉핀(33b)을 전기적으로 연결하는 연결배선(33c)으로 구성되어 있다.

상기에서 프로브카드(33)에 고정된 수소켓(34b)의 단자와 접촉핀(33b)을 전기적으로 연결하는 연결배선(33c)을 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내부에 구비할 수 있는 것은, 상기 프로브카드(33)의 몸체(33a)가 처음부터 하나의 단일판으로 이루어진 것이 아니고 수십장의 절연판재가 접착되어 이루어진 것임을 감안할 때 상기 수십장의 절연판재를 접착에 의해 일체화하기 전에 각 장 사이 사이로 연결배선(33c)을 위치시킨 이후 상기 수십장의 절연판재를 접착하여 일체화하면 가능하다.

이와 같이 구성된 종래 프로브장치에 의해 웨이퍼의 각종 특성을 검사하는 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저 검사할 웨이퍼(3)를 척(4)위에 올려 놓은 다음 검사기 본체에 구비되어 있는 콘트롤부의 검사시작 버튼을 선택하면, 상기 척(4)이 수직방향 및 수평방향으로 위치이동하므로 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)이 프로브카드(33)에 선택적으로 접촉되는데, 이때 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)의 전기적 신호가 프로브카드(33)와 마더보드(31)를 연속적으로 통해 검사기 본체의 헤드부(1)로 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 전기적신호를 받아 각종 검사를 수행하고, 그 결과에 따라 칩(3a)을 양품과 불량품으로 구별하면서 웨이퍼의 검사가 완료되는 것이다.

구체적으로, 척(4)의 위치이동에 의해 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)중 특정 칩이 프로브카드(33)에 접촉된 상태라 함은, 결국 프로브카드(33)의 몸체(33a) 중심부분에 그 하부가 하부면 외부로 노출되게 고정되어 있는 각 접촉핀(33b)이 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)중 특정 칩의 패드(3b)에 탄력 접촉된 상태인데, 이때에는 상기 웨이퍼(3)와 프로브카드(33)가 전기적으로 연결된 상태가 됨에 따라 상기 웨이퍼(3)의 전기적 신호가 일단 프로브카드(33)의 몸체(33a)에 고정된 각 접촉핀(33b)까지 전달된다.

상기 프로브카드(33)의 몸체(33a)에 고정된 각 접촉핀(33b)까지 전달된 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호는 상기 프로브카드(33)가 마드보드(31)에 고정되어 있는 암소켓(34a)과 프로브카드(33)에 고정되어 있는 수소켓(34b)으로 구성되어진 커넥터(34)로서 상기 마더보드(31)에 결합되어 있음에 따라 계속해서 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내에 구비되어 있는 연결배선(33c)을 통해 커넥터(34)로 전달된 다음 마더보드(31)까지 전달되고, 이후 상기 마더보드가 검사기 본체에 구비된 헤드부(1)와 케이블(32)로서 연결되어 있음에 따라 상기 케이블을 통해 헤드부(1)로 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호를 분석하여 이상유무를 가려내는 것이다.

참고적으로 상기 웨이퍼(3)의 칩(3a)중 불량품의 칩은 별도의 마킹수단 등에 의해 표시되고, 이후 상기 칩(3a)을 반도체의 제조 공정에서 사용할 때 픽커가 마킹된 불량품은 집어가지 않으므로 결국 상기 불량품의 칩은 반도체 제조에 사용되지 않게되는 것이다.

그러나 종래 이와 같은 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치는 마더보드(31)와 웨이퍼(3)에 평행한 상태로 놓인 프로브카드(33)를 사용하므로써 전기적 신호의 전달 경로가 길어짐에 따라 특성이 저하되며, 접촉핀(33b)의 위치고정 및 전기적 연결수단 등의 구조가 복잡해지는 여러가지 문제점이 있었다.

구체적인 문제점으로 보면, 반도체 기술의 급진적인 발달에 따라 같은 용량을 지닌 웨이퍼(3)의 칩(3a) 크기가 갈수록 작아지므로 상기 칩 패드와 패드의 간격 또한 좁아지는 추세에 있고, 이는 웨이퍼(3) 한 장당 칩(3a)의 개수가 그만큼 많아지는 것을 의미하는데, 이 경우 프로브카드(33)의 접촉핀(33b)과 연결배선(33c) 수가 비례하여 많아짐은 물론 칩 패드와 패드의 간격이 좁아져 접촉핀(33b)이 좁은 간격으로 배열이 가능하면서 높이를 일정하게 유지해야 하는 정밀한 접촉핀 위치고정 부품이 필요하다.(접촉핀 위치고정 부품의 크기 제한으로 동시측정갯수가 제한되는 경우도 발생한다)

또한 프로브 카드(33)에서의 연결배선(33c) 수가 증가하며, 연결배선의 길이도 길어짐에 따라 특성의 저하가 발생되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 접촉하고자 하는 웨이퍼 칩의 패드와 근접위치에 상기 웨이퍼와 수직상태로 신호전달을 위한 기판을 배열하므로써 많은 수의 접촉핀이 좁은 간격 범위내에서 정확하게 위치되도록 하며, 접촉핀의 접촉에 의한 웨이퍼 칩의 전기적 신호전달이 짧은 경로로 이루어지면서도 임피던스(impedance)를 맞춘상태에서 신호전달을 하므로써 고속, 고품질의 검사가 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적은, 검사기 본체의 헤드부 하방에 상기 헤드부와 복수개의 연결용 케이블로서 전기적으로 연결되어 수평되게 길이를 가지면서 복수개가 한조를 이루는 복수조의 연결용 기판과, 상기 각 조를 이루는 연결용 기판에 납땜 고 정되어 전기적으로 연결된 상부 커넥터와, 상기 각 상부 커넥터에 분리가능하게 결합되어 결합상태에서 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 상부 리지드기판과, 상기 각 상부 리지드기판에 상단이 전기적으로 연결되어 외부적인 힘에 의해 자유롭게 휨이 일어나도록 유연성이 있으면서 신호를 전달하는 신호전달부재와, 상기 각 신호전달부재의 하단에 전기적으로 연결되어 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 하부 리지드기판과, 상기 각 하부 리지드기판에 핀 고정부재로서 고정되어 척에 지지된 웨이퍼 칩의 패드에 선택적으로 탄성 접촉되는 복수개의 접촉핀과, 상기 검사기 본체의 적소에 일단이 고정되어 상부 리지드기판의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 상부 위치고정부재 및 하부 리지드기판의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 하부 위치고정부재로 구성되어 하부 리지드기판의 접촉핀을 통해 감지된 웨이퍼의 전기적 신호가 수직상태로 하여 검사기 본체의 헤드부까지 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도 4 내지 도 14를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 5는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 일 실시예로 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 일 실시예로 나타낸 측면도이며, 도 7은 도 6의 "A"부분 확대 종단면도이고, 도 8은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 신호전달부재가 플랙시블케이블인 것을 다른 실시예로 나타낸 요부 정면도이며, 도 9는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 하부 리지드기판에 신호전달부재를 분리가능하게 결합하는 다른 실시예를 나타낸 요부 사시도이다.

또한 도 10은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 하부 리지드기판에 신호전달부재를 분리가능하게 결합하는 다른 실시예를 나타낸 요부 측면도이고, 도 11은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 하나의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 일 실시예로 나타낸 요부 사시도이며, 도 12a 내지 12d는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 하나의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 여러 실시예로 나타낸 요부 측면도이고, 도 13은 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 한조를 이루는 두개의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 다른 실시예로 나타낸 요부 사시도이며, 도 14a 내지 14d는 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치에서 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되기 위한 접촉핀이 한조를 이루는 두개의 하부 리지드기판에 고정된 상태를 여러 실시예로 나타낸 요부 측면도이다.

본 발명은 검사기 본체의 헤드부(1) 하방에 복수개가 좌,우수평상태로 길이를 가지면서 한조를 이루도록 복수조의 연결용 기판(인쇄회로기판)(301)이 복수개의 연결용 케이블(302)에 의해 연결되고, 상기 각 연결용 기판(301)의 하부에는 상부 커넥터(connector)(303)가 납땜 연결되며, 상기 각 상부 커넥터에는 결합상태에서 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 상부 리지드기판(rigid PCB)(304)이 수직을 향해 분리가능하게 결합되며, 상기 각 상부 리지드기판의 하단에는 외부적인 힘에 의해 자유롭게 휨이 일어나도록 유연성이 있으면서 신호를 전달하는 신호전달부재(305)가 수직을 향해 그 상단이 전기적으로 연결되고, 상기 각 신호전달부재의 하단에는 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 하부 리지드기판(306)이 전기적으로 연결되며, 상기 각 하부 리지드기판(306)에는 척(4)에 지지된 웨이퍼(3)의 각 칩의 패드(3b)에 선택적으로 수직접촉되도록 복수개의 접촉핀(308)이 핀 고정부재(309)에 의해 고정되고, 상기 각 상부 리지드기판(304)은 검사기 본체의 적소에 일단이 고정되어 있는 상부 위치고정부재(310)에 의해 그 위치가 적정상태로 유지됨과 함께 각 하부 리지드기판(306)은 하부 위치고정부재(311)에 의해 그 위치가 적정상태로 유지된다.

상기에서 각 상부 리지드기판(304)의 하단에 전기적으로 연결된 신호전달부재(306)는 그 연결상태가 일체화될 수도 있고, 아니면 암,수로 나뉘어진 커넥터에 의해 분리가능하게 연결될 수도 있는데, 바람직하기로는 사용 과정에서 채널 수 증감에 따라 그 연결상태를 달리할 필요성이 전혀 없으므로 도 4 및 도 9에서와 같이 일체화 함이 바람직하다.

또한 상기 각 신호전달부재의 하단에 전기적으로 연결된 하부 리지드기판(306)은 그 연결상태가 일체화될 수도 있고, 아니면 암,수로 나뉘어진 커넥터에 의해 분리가능하게 연결될 수 있는데, 바람직하기로는 사용 과정에서 채널 수 증감에 따라 그 연결상태를 달리할 필요성이 있으므로 일체화하기 보다는 도 4 및 도 9에서와 같이 암,수로 나뉘어진 하부 커넥터(307)에 의해 분리가능하게 연결함이 바람직하다.

한편 하부 리지드기판(306)과 분리가능하게 연결된 신호전달부재(305)는 일 실시예와 같이 플랙시블기판(flexible PCB)(305a)일 수도 있고, 다른 실시예와 같이 플랙시블케이블(Flexible cable)(305b)일 수도 있는데, 바람직하기로는 플랙시블기판(305a)을 사용함이 여러가지 측면에서 유리하다.

이상에서 설명된 본 발명 구성에서 각 조를 이루는 상부 커넥터(303)는 측면에서 보았을 때 도 6과 같이 복층상태로 배치됨이 바람직 한데, 상기 상부 커넥터(303)가 복층상태로 배치되는 경우에는 동일한 공간 내에서 커넥터의 개수를 늘릴 수 있으므로 웨이퍼(3)의 칩(3a) 크기가 소형화, 고직접화됨에 따라 상기 칩의 개수가 늘어나거나 칩의 표면에 배열된 패드(3b)의 개수가 많아졌을 경우라도 이에 적절히 대응할 수 있음은 물론 일회당 검사되는 웨이퍼(3)의 칩(3a) 개수도 증대시킬 수 있음은 이해 가능하다.

상기 커넥터(303)가 복층상태로 배치되는 경우에 있어서는 도 6에서 처럼 하부층을 이루는 커넥터가 서로 일정간격 이격되게 하고, 상부층을 이루는 커넥터는 그 중심부가 각 하부층을 이루는 커넥터 사이의 중심에 정확히 일치하도록 서로 일정간격 이격되게 하여 상기 상부층의 커넥터 하부에 결합된 상부 리지드기판(304)가 하부층의 커넥터 사이를 통과하도록 한다.

그리고, 본 발명에서 웨이퍼(3)의 모든 칩(3a)을 한번에 검사하고자 할 경우에 있어 상기 웨이퍼(3)는 둥근 원판형임에 따라 칩(3a) 개수는 전체 영역중 가운데 영역이 가장 많이 필요하고 상기 가운데 영역에서 부터 가장자리 영역으로 갈수록 점점 적어지므로 결국 상기 웨이퍼(3)의 가운데 영역을 검사할 채널 수는 가장 자리 영역을 검사할 채널 수보다 훨씬 많아 각 하부 리지드기판(306)중 가운데의 하부 리지드기판에는 많은 개수의 신호전달부재(305)가 하부 커넥터(307)에 의해 분리가능하게 연결되고 가장자리의 하부 리지드기판에는 적은 개수의 신호전달부재(305)가 하부 커넥터(307)에 의해 분리가능하게 연결됨은 이해 가능하다.

한편 본 발명의 구성요소 중에서 하부 리지드기판(306)에 핀 고정부재(309)로서 고정된 복수개의 접촉핀(308)은 그 상단인 하부 리지드기판(306) 고정부분과 하단인 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉부분이 절곡되어 전체적으로 볼 때 도 7에서 처럼 Ｓ자형태를 이루도록 함이 바람직 한데, 이는 상기 접촉핀(308)의 실제로 웨이퍼(3)의 검사과정에서 각 칩(3a)의 패드(3b)에 접촉될 때 탄성력을 가지도록 함에 따라 그 접촉이 더욱 안정된 상태에서 명확하게 이루어지도록 하기 위함에 있다.

상기에서 웨이퍼(3)의 한 영역을 이루는 각 칩(3a)의 패드(3b)에 접촉될 접촉핀(308)은 측면에서 보았을 때 도 11 및 도12와 같이 하나의 하부 리지드기판(306)을 중심으로 그 양측면에 각각 수직고정되어 서로 일정간격 이격되게 할 수 있고, 도 13 및 도 14와 같이 두개의 하부 리지드기판(306)을 한조로하여 각 조를 이루는 하부 리지드기판의 어느 일측면에 각각 수직고정되어 서로 일정간격 이격되게 할 수도 있는데, 상기 웨이퍼(3)에서 한 영역을 이루는 각 칩(3a)의 패드(3b)에 접촉될 접촉핀(308)의 간격은 상기 한 영역별 칩(3)의 패드(3a)가 가운데부분에 위치되어 있느냐 아니면 가장자리부분에 위치되어 있느냐에 따라 달라질 수 있으므로 상기 패드의 간격에 비례하여 접촉핀(308)의 간격을 적정간격으로 유지시켜야 한다.

구체적으로, 하부 리지드기판(306)을 하나로 하되 두께를 변화시켜 그 양측면에 수직고정된 접촉핀(308)이 서로 일정간격 이격되게 할 경우에는 도 12a의 실시예와 같이 상기 하부 리지드기판(306)의 두께가 두꺼우면서 양측면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 외측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "A1"이고, 도 12b의 실시예와 같이 하부 리지드기판(306)의 두께가 두꺼우면서 양측면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 내측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "A2"이며, 도 12c의 실시예와 같이 하부 리지드기판(306)의 두께가 얇으면서 양측면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 외측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "A3"이고, 도 12d의 실시예와 같이 하부 리지드기판(306)의 두께가 얇으면서 양측면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 내측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "A4"인데, 실제 사용 과정에서는 상기 도 12a 내지 12d를 기준으로 하여 하부 리지드기판(306)의 두께를 무수히 달리하므로서 웨이퍼 칩(3a)의 영역당 패드(3b) 간격에 적절히 대응할 수 있다.

또한 두개의 하부 리지드기판(306)을 한조로하여 각 조를 이루는 하부 리지 드기판의 어느 일측면에 각각 수직고정된 접촉핀(308)이 서로 일정간격 이격되게 할 경우에는, 도 14a의 실시예와 같이 상기 각 조를 이루는 두개의 하부 리지드기판(306) 사이가 넓으면서 서로 반대되는 바깥쪽면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 외측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "a1"이고, 도 14b의 실시예와 같이 상기 각 조를 이루는 두개의 하부 리지드기판(306) 사이가 넓으면서 서로 반대되는 바깥쪽면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 내측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "a2"이며, 도 14c의 실시예와 같이 상기 각 조를 이루는 두개의 하부 리지드기판(306) 사이가 좁으면서 서로 마주보는 안쪽면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 외측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "a3"이고, 도 14d와 같이 상기 각 조를 이루는 두개의 하부 리지드기판(306) 사이가 좁으면서 서로 마주보는 안쪽면에 수직고정된 접촉핀(308)의 하부인 패드(3b) 접촉부분이 상부인 하부 리지드기판(306) 고정부분보다 내측으로 위치되어 졌을 경우 상기 접촉핀(308)을 통한 웨이퍼 칩(3a)의 패드(3b) 접촉 간격은 "a4"인데, 실제 사용 과정에서 상기 도 14a 내지 14d를 기준으로 하여 각 조를 이루는 하부 리지드기판(306)의 간격을 무수히 달리하므로서 웨이퍼 칩(3a)의 영역당 패드(3b) 간격에 적절히 대응할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명 프로브장치에 의해 웨이퍼의 각종 특성을 검사하는 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저 검사할 웨이퍼(3)를 척(4)위에 올려 놓은 다음 검사기 본체에 구비되어 있는 콘트롤부의 검사시작 버튼을 선택하면, 상기 척(4)이 수직방향 및 수평방향으로 위치이동하므로 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)이 하부 리지드기판(306)에 선택적으로 접촉되는데, 이때 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)의 전기적 신호가 접촉핀(308) → 하부 리지드기판(306) → 하부 커넥터(307) → 신호전달부재(305) → 상부 리지드기판(304) → 상부 커넥터(303) → 연결용 기판(301) → 연결용 케이블(302)을 순차적으로 통해 검사기 본체의 헤드부(1)로 수직 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 전기적신호를 받아 각종 검사를 수행하고, 그 결과에 따라 칩(3a)을 양품과 불량품으로 구별하면서 웨이퍼(3)의 검사가 완료되는 것이다.

구체적으로, 척(4)의 위치이동에 의해 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)이 하부 리지드기판(306)에 접촉된 상태라 함은, 결국 상기 하부 리지드기판에 핀 고정부재(309)로서 고정되어 있는 각 접촉핀(308)이 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩(3a)의 패드(3b)에 탄력 접촉된 상태인데, 이때에는 상기 웨이퍼(3)와 하부 리지드기판(306)이 접촉핀(308)에 의해 전기적으로 연결된 상태가 됨에 따라 상기 웨이퍼(3)의 전기적 신호가 접촉핀(308)을 통해 일단 하부 리지드기판(306)까지 전달된다.

상기 하부 리지드기판(306)까지 전달된 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호는 상기 하부 리지드기판(306)이 암,수로 나뉘어진 하부 커넥터(307)에 의해 신호전달부재(305)와 분리가능하게 결합되어 있고, 상기 신호전달부재의 상부는 상부 리지드기 판(304)에 일체화 되어 있으며, 상기 상부 리지드기판의 상부는 상부 커넥터(303)에 분리가능하게 결합되어 있음에 따라 전기적 신호는 계속해서 상기 상부 커넥터(303)로 전달된다.

상기 상부 커넥터까지 전달된 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호는 상기 상부 커넥터(303)가 검사기 본체의 헤드부(1)에 고정되어 복수개의 케이블(302)로서 연결된 연결용 기판(301)과 납땜 고정된 상태임을 감안할 때 상기 연결용 기판(301)과 연결용 케이블(302)을 통해 헤드부(1)까지 전달되므로 상기 헤드부가 전달되어진 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호를 분석하여 이상유무를 가려내는 것이다.

지금까지 설명된 본 발명에서 검사기 본체에 복수개의 연결용 케이블(302)로서 연결된 연결용 기판(301)에서 부터 웨이퍼(3)의 칩(3a)에 접촉핀(308)을 통해 접촉되는 하부 리지드기판(306)까지 신호전달을 위한 모든 구성요소가 수직을 이루고 있으므로 상기 웨이퍼(3)의 전기적 신호전달이 짧은 거리내에서 신속 정확하게 이루어질 것임은 이해 가능하다.

이상에서 설명된 본 발명 장치는 일단이 검사기 본체의 적소에 고정되어 있는 상부 위치고정부재(310)에 의해 각 상부 리지드기판(304)이 유동됨이 없이 특정 위치에서 고정되어 있음은 물론 하부 위치고정부재(311)에 의해 각 하부 리지드기판(306)이 유동됨이 없이 특정 위치에서 고정되어 있으므로 결국 전체 구성요소가 검사기 본체에 고정된 상태에서 안정을 이루게 되는데, 상기 각 하부 리지드기판(306)은 웨이퍼(3)의 각 칩(3a)당 채널수가 늘어날 경우 이에 적절히 대응하도록 각 상부 커넥터(303)에 그 상단이 일체화된 적어도 두개 이상의 신호전달부재(305) 를 하나의 하부 리지드기판(306)에 하부 커넥터(307)로서 분리가능하게 결합하여 사용할 수도 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 실시예에 따라 설명하였지만 반드시 이에 한정될 필요는 없고 본 발명의 기술적 사상이 달라지지 않는 범위내에서는 실시예로 볼 때 다른 구성 요소의 결합이라 하더라도 본 발명의 범주에 모두 포함될 것이다.

그러므로 본 발명 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치는 웨이퍼(3)와 수직상태로 신호전달을 위한 기판 결합체(304)(305)(306)가 배열되므로서 상기 하부 리지드기판(306)에 많은 수의 접촉핀(308)이 좁은 간격 범위내에서 정확하게 위치되며, 접촉핀의 접촉에 의한 웨이퍼 칩(3a)의 전기적 신호전달이 짧은 경로로 이루어지면서도 임피던스(impedance)를 맞춘상태에서 신호전달이 이루어지므로써 고속, 고품질의 검사가 가능해지는 효과가 있다.

Claims

검사기 본체의 헤드부 하방에 상기 헤드부와 복수개의 연결용 케이블로서 전기적으로 연결되어 수평되게 길이를 가지면서 복수개가 한조를 이루는 복수조의 연결용 기판과,

상기 각 조를 이루는 연결용 기판에 납땜 고정되어 전기적으로 연결된 상부 커넥터와,

상기 각 상부 커넥터에 분리가능하게 결합되어 결합상태에서 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 상부 리지드기판과,

상기 각 상부 리지드기판에 상단이 전기적으로 연결되어 외부적인 힘에 의해 자유롭게 휨이 일어나도록 유연성이 있으면서 신호를 전달하는 신호전달부재와,

상기 각 신호전달부재의 하단에 전기적으로 연결되어 형상의 변형이 일어나지 않도록 딱딱한 상태를 갖는 하부 리지드기판과,

상기 각 하부 리지드기판에 핀 고정부재로서 고정되어 척에 지지된 웨이퍼 칩의 패드에 선택적으로 탄성 접촉되는 복수개의 접촉핀과,

상기 검사기 본체의 적소에 일단이 고정되어 상부 리지드기판의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 상부 위치고정부재 및 하부 리지드기판의 위치를 적정상태로 유지시켜 주는 하부 위치고정부재로 구성되어 하부 리지드기판의 접촉핀을 통해 감지된 웨이퍼의 전기적 신호가 수직상태로 하여 검사기 본체의 헤드부까지 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

각 상부 리지드기판의 하단에 전기적으로 연결된 신호전달부재는 그 연결상태가 일체화된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

각 신호전달부재의 하단에 전기적으로 연결된 하부 리지드기판은 그 연결상태가 암,수로 나뉘어진 하부 커넥터에 의해 분리가능하게 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

각 신호전달부재는 플랙시블기판인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

각 신호전달부재는 플랙시블와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

각 조를 이루는 상부 커넥터는 복층상태로 배치되고, 상기 복층상태의 상부 커넥터중 하부층을 이루는 상부 커넥터는 측면에서 보았을 때 서로 일정간격 이격됨과 함께 상부층을 이루는 상부 커넥터는 그 수직방향 중심부가 각 하부층을 이루는 상부 커넥터 사이의 중심에 정확히 일치하도록 서로 일정간격 이격되어 상기 상부층을 이루는 상부 커넥터 하부에 결합된 상부 리지드기판이 하부층을 이루는 상부 커넥터 사이를 통과하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

하나의 하부 리지드기판에 복수조를 이루는 여러개의 신호전달부재를 연결시켜 웨이퍼의 특정 영역을 검사할 채널수의 증가에 적절히 대응하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

웨이퍼의 한 영역에 들어 있는 칩의 검사를 위한 하부 리지드기판은 측면에서 보았을 때 하나로 단일화되고, 상기 단일화된 하나의 하부 리지드기판에는 그 양측면으로 각각 복수개의 접촉핀이 핀 고정부재에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 8 항에 있어서,

하나로 단일화된 하부 리지드기판의 두께를 달리하여 웨이퍼의 한 영역에 들 어 있는 칩의 패드간 간격에 적절히 대응하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항에 있어서,

웨이퍼의 한 영역에 들어 있는 칩의 검사를 위한 하부 리지드기판은 측면에서 보았을 때 두개가 한조를 이루고, 상기 한 조를 이루는 두개의 하부 리지드기판에는 일측면으로 각각 복수개의 접촉핀이 핀 고정부재에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 10 항에 있어서,

한조를 이루는 두 하부 리지드기판의 간격을 달리하여 웨이퍼의 한 영역에 들어 있는 칩의 패드간 간격에 적절히 대응하도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.
제 1 항, 제 8 항, 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

핀 고정부재에 의해 하부 리지드기판에 고정된 복수개의 접촉핀은 그 상단인 하부 리지드기판 고정부분과 하단인 웨이퍼 칩의 패널 접촉부분이 절곡되어 전체적으로 볼 때 Ｓ자 또는 역Ｓ자형태를 이루면서 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치.