KR100720122B1 - 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브카드에 탈착가능하게 장착되는 수직회로기판을 통해 웨이퍼칩의 전기적 신호전달이 이루어지도록 하여 웨이퍼칩의 이상 유무를 가려낼 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치에 관한 것이다.

본 발명의 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치는 반도체 웨이퍼(3) 검사기 본체와 전기적으로 연결된 마더보드(100)와,

마더보드(100)의 중앙에 배열된 커넥터들(300)과,

커넥터(300)들을 통해 상기 마더보드(100)의 하부에 전기적으로 연결된 프로브카드(200)와,

상기 커넥터(300)와 교차되는 방향으로 배열되어 상기 프로브카드(200)의 하부 중앙에 통전가능하게 부착된 소켓(400)들과,

상기 소켓(400)들을 통해 프로브카드(200)와 분리가능하게 통전결합되며 하단에 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)에 접촉되는 접촉핀(520)들이 다수형성된 수직회로기판(500)을 포함하여 구성된다.

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Description

반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치{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 도면.

도 4a 및 4b는 각각 종래 프로브장치의 접촉핀 배열상태를 나타내는 프로브카드 저면도 및 이를 통한 웨이퍼 검사 방법을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치의 구성을 나타내기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치를 나타낸 요부 분해사시도.

도 7은 본 발명을 구성하는 프로브카드의 하부에 수직회로기판과 소켓이 설치된 상태를 나타내는 사시도.

도 8은 본 발명을 구성하는 소켓에 수직회로기판 결합되어 웨이퍼칩의 패드에 접촉된 상태를 나타내는 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브카드의 하부의 구성을 나타내기 위한 도 5의 "A"부 상세도.

도 10은 본 발명을 구성하는 수직회로기판의 사시도.

도 11a 및 11b는 각각 본 발명을 구성하는 수직회로기판의 양단에 고정되는 고정브라켓의 분해사시도 및 프로부카드와의 결합사시도.

도 12는 본 발명의 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브장치의 접촉핀이 원형으로 배열된 상태 및 이를 통한 웨이퍼 검사 방법을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...마더보드 200...프로브카드

300...커넥터 400...소켓

401...지지편 500...수직회로기판

501...전극 502...전극홀

520...접촉핀 530...세라믹부재

540...고정브라켓 541...제1브라켓

542...제2브라켓

본 발명은 프로브카드에 탈착가능하게 장착되는 수직회로기판을 통해 웨이퍼칩의 전기적 신호전달이 이루어지도록 하여 웨이퍼칩의 이상 유무를 가려낼 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 웨이퍼(Wafer)상에 패턴을 형성시키는 패브리케이션 (Febrication)공정과 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(Chip)으로 조립하는 어셈블리(Assembly)공정을 통해 제조되며, 이런 패브리케이션 공정과 어셈블리 공정사이에서는 웨이퍼를 구성하는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting)공정을 수행한다.

이디에스공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서 특히 불량칩을 판별하기 위하여 수행되는데 이디에스공정을 통한 검사는 웨이퍼를 구성하는 칩에 형성된 패드들에 전기적 신호를 인가하면서 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판단하게 되는 바 이러한 공정 수행을 위하여 구비되는 반도체 웨이퍼 검사기이다.

상기 반도체 웨이퍼 검사기는 검사기 본체와, 상기 검사기 본체에 구비된 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 설치되어 웨이퍼의 전기적 신호를 헤드부에 선택적으로 전달하는 프로브장치와, 상기 프로브장치의 직하방에 이격된 상태에서 수직 및 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 웨이퍼를 지지하면서 상기 지지된 웨이퍼를 프로브장치에 선택적으로 접촉시켜 주는 척(chuck)으로 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(3)는 사각형태로 분할된 여러개의 칩(3a)(chip)으로 이루어진 원판으로서 상기 각 칩(3a)의 내부에는 신호의 전달을 위한 회로가 구성되며, 상기 각 칩(3a)의 표면에는 내부 회로와의 전기적 연결을 위한 복수의 패드(3b)가 배열된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 프로브장치는 검사기 본체의 헤드부(1)에 복수개의 케이블(32)로서 신호전달이 가능하게 연결된 마더보드(31)와, 상기 마더보드(31)의 하부에 결합된 프로브카드(33)와, 상기 마더보드(31)와 프로브카드(33)를 결합시키는 커넥터(34)로 구성된다.

상기 프로브카드(33)는 일정두께를 갖는 평판상의 몸체(33a)와, 상기 몸체(33a)의 중심부분에 그 하부가 하부면 외부로 노출되게 고정되어 실제 작업 과정에서 칩에 배열되어 있는 패드(3b)에 접촉되는 복수개의 접촉핀(33b)과, 가장자리 둘레를 따라 형성된 다수의 전극(미도시)으로 구성된다.

상기 전극에는 커넥터(34)가 결합되는데, 상기 커넥터(34)는 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 구성된다.

그리고 상기 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내부에는 프로브카드(33)에 고정된 수소켓(34b)의 단자와 접촉핀(33b)을 전기적으로 연결하는 리드선(33c)이 구비된다.

상기에서 리드선(33c)을 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내부에 구비할 수 있는 것은, 상기 프로보카드의 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 리드선(33c)을 위치시킨 이후 상기 수십장의 절연판재를 접착하여 일체화하면 가능하다.

또한, 상기에서 전극이 프로브카드(33)의 가장자리에 배열되는 것은 중앙에 위치된 접촉핀(33b)과의 위치 중복을 회피하기 위함이다.

이와 같이 구성된 종래 프로브장치에 의해 웨이퍼의 각종 특성을 검사하는 과정은 다음과 같다.

먼저 검사할 웨이퍼(3)가 척(4) 위에 위치되면, 상기 척(4)이 수직방향 및 수평방향으로 이동하면서 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩이 프로브카드(33)에 선택적으로 접촉된다.

칩과 프로브카드(33)와의 접촉은 프로브카드(33)의 몸체(33a) 중심의 하부면으로부터 외부로 노출되게 고정되는 각 접촉핀(33b)이 상기 웨이퍼(3)를 이루는 각 칩중 특정 칩의 패드(3b)에 탄력 접촉되어 이루어지며, 이에 따라 상기 웨이퍼(3)의 전기적 신호가 프로브카드(33)의 몸체(33a)에 고정된 각 접촉핀(33b)까지 전달된다.

웨이퍼(3)의 패드(3b)에 프로브카드(33)가 접촉되면, 각 패드(3b)의 전기적 신호는 프로브카드(33)의 몸체(33a) 내에 구비되어 있는 리드선(33c)을 통해 커넥터(34)로 전달된 다음, 마더보드(31)내에 구비되어 있는 케이블(32)을 통해 헤드부로 전달되며, 상기 헤드부는 전달되어진 웨이퍼(3)칩의 전기적 신호를 분석하여 칩의 이상유무를 가려낸다.

참고적으로 상기 칩중 불량품의 칩은 별도의 마킹수단 등에 의해 표시되고, 이후 상기 칩을 반도체의 제조 공정에서 사용할 때 픽커가 마킹된 불량품은 집어가지 않으므로 결국 상기 불량품의 칩은 반도체 제조에 사용되지 않게 되는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 프로브장치는 다음과 같은 문제점들을 갖는다.

첫째, 반도체 기술의 발달에 따라 웨이퍼(3)의 칩은 그 크기가 갈수록 작아 지면서 웨이퍼(3) 한 장당 칩의 개수는 증대되고, 이에 따라 상기 칩 패드(3b)와 패드(3b)의 간격 또한 좁아지는 동시에 생산성 증대를 위하여 웨이퍼(3)는 대구경화되는 추세이나, 종래의 프로브장치로는 접촉핀(33b)과 리드선(33c)을 증대시키고 좁은간격으로 배열시키는데 물리적 공간상의 한계가 있다.

둘째, 프로브카드(33)의 가장자리에 전극이 형성되고 프로브카드(33)의 중앙의 요부에만 접촉핀(33b)이 형성된 관계로 접촉핀(33b)의 수량 증대에 비례하여 상기 전극과 접촉핀(33b)을 연결하는 리드선(33c)들의 연결경로 또한 길고 복잡해지게 되므로 리드선(33c)의 전기적 신호전달 특성이 저하되어 정밀한 측정결과가 이루어지지 못하게 되는 문제가 발생된다.

셋째, 검사장비가 처리할 수 있는 동시 측정수는 한계가 있기 마련이므로 검사횟수를 최대한 줄일 수 있는 접촉핀(33b)의 배열 및 검사방법이 요구되나, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브장치에는 프로브카드(33)의 중앙에 접촉핀(33b)이 사각형상으로 밀집되게 배열되고, 웨이퍼(3)의 일정영역을 구획하여 순차적으로 검사하는 방식을 따르고 있기 때문에 원판형상의 웨이퍼(3)를 검사하기 위해서는 필연적으로 비검사영역의 과다 발생되어 다수회에 걸쳐 검사를 실시해야 하는 문제가 있다.

넷째, 상기 접촉핀(33b)은 프로브카드(33)에 고정되어 있기 때문에 웨이퍼(3)와 접촉되는 접촉핀(33b)들이 반복적인 사용에 의해 휘어지거나 부러지면 그 유지보수가 어렵다.

본 발명은 상기한 종래 문제점들을 고려하여 이루어진 것으로서, 전기적 신호의 경로를 단순화하고 균형있게 분산되어 물리적 연결부위의 중복 및 전기적 연결부위의 집중되지 않게 되며, 웨이퍼 검사시 비검사영역을 감소시켜 검사횟수가 감소되고, 접촉핀의 유지보수가 가능하게 되는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치는 반도체 웨이퍼 검사기 본체와 전기적으로 연결된 마더보드와, 마더보드의 중앙에 배열된 커넥터들과, 커넥터들을 통해 상기 마더보드의 하부에 전기적으로 연결된 프로브카드와, 상기 커넥터와 교차되는 방향으로 배열되어 상기 프로브카드의 하부 중앙에 통전가능하게 부착된 소켓들과, 상기 소켓들을 통해 프로브카드와 분리가능하게 통전결합되며 하단에 웨이퍼칩의 패드에 접촉되는 접촉핀들이 다수 형성된 수직회로기판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소켓은 프로브카드의 하부에 수직으로 부착되는 박판으로서, 일측에 수직회로기판의 전면 또는 후면에 지지되어 수직회로기판과 통전가능하게 접촉되는 지지편이 형성된다.

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또한, 상기 수직회로기판의 전극 및 전극홀은 기판의 전후면에 다층으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 수직회로기판은 열이나 외력에 의한 기판의 변형을 막도록 세라 믹으로 제작되거나, 하부에 별도의 세라믹부재를 부착시킬 수도 있다.

또한, 상기 수직회로기판의 양단에는 수직회로기판이 소켓에 끼워진 상태에서 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 프로브카드의 하부에 고정되는 고정브라켓이 더 결합될 수 있다.

또한, 상기 수직회로기판의 접촉핀은 접촉핀의 전체적인 배열은 수직회로기판의 길이나 수직회로기판상의 접촉핀 형성위치를 변형시켜 웨이퍼의 외곽을 따라 원형으로 이루어지고, 각각의 웨이퍼칩에 대응되도록 균일하게 분포될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 프로브장치는 검사기 본체에 구비된 헤드부와 상기 헤드부의 직하방에 이격된 상태에서 수직 및 수평방향으로 이동가능하게 설치되어 웨이퍼를 지지하는 척의 사이에 위치되어 척의 이동에 따라 웨이퍼와 선택적으로 접촉하면서 웨이퍼의 전기적 신호를 헤드부에 선택적으로 전달하는 장치로서, 상기 검사기 본체와 헤드부와 척에 대한 구성은 종래의 기술에서 설명한 구성과 동일하며 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 여기서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브장치는 반도체 웨이퍼(3) 검사기 본체와 전기적으로 연결된 마더보드(100)와, 커넥터(300)들을 통해 상기 마더보드(100)의 하부에 연결된 프로브카드(200)와, 프로브카드(200)의 하부 중앙에 부착되는 소켓(400)들과, 상기 소켓(400)들을 통해 프로브카드(200)와 분리가능하게 통전결합되며 하단에 웨이퍼칩의 패드에 접촉되는 접촉핀들이 다수 형성된 수직회로기판(500)으로 구성된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마더보드(100)는 검사기 본체에 구비된 헤드부(미도시)의 하부에 전기적으로 연결되며 수평으로 설치된다. 마더보드(100)의 하부면에는 다수의 전극이 형성되는데 이 전극들은 커넥터(300)를 통해 하부에 위치되는 프로브카드(200)와 전기적으로 연결된다.

커넥터(300)는 프로브카드(200)와 마더보드(100)가 서로 분리될 수 있도록 한쌍의 암소켓(310)과 수소켓(320)으로 이루어진다. 상기 암소켓(310)은 마더보드(100)의 전극에 결합되고 수소켓(320)은 프로브카드(200)의 상부전극에 결합된다.

프로브카드(200)는 상기 커넥터(300)들에 의해 마더보드의 하부에서 수평 고정되며, 프로브카드(200)의 하부 중앙에는 소켓(400)들이 납땜이나 용접에 의해 부착된다. 프로브카드(200)의 내부에는 다수의 리드선(미도시)이 형성되어 있으며, 이 리드선들을 통해 하부의 소켓(400)들과 상부의 커넥터(300)들이 통전된다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 소켓(400)은 박판으로서 프로브카드(200)의 하부에 납땜이나 용접을 통해 수직으로 부착된다. 상기 박판의 일측에는 수직회로기판(500)의 전면 또는 후면을 탄력적으로 지지하면서 수직회로기판(500)과 통전가능하게 접촉되는 지지편(401)이 형성된다. 상기 지지편(401)은 수직회로기판(500)의 상부가 끼워지기 용이하도록 소켓(400)의 하단 양측으로부터 소켓(400)의 중앙으로 연장되며 라운드진 상태로 상향 형성된다.

상기 수직회로기판(500)은 통상의 인쇄회로기판으로서 기판의 전면과 후면에 다수의 접촉핀(520)들이 연결되어 있으며, 상기 접촉핀(520)들은 상기 수직회로기판(500)의 전후면에 형성된 전극(501) 및 전극홀(502) 등과 납땜이나 용접에 의해 접속된다.

상기 접촉핀(520)들은 하단이 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)와 동일한 간격으로 위치되도록 기판에 연결되어 있으며, 핀이 휘면서 패드(3b)에 탄성 접촉되도록 몸체의 일부구간이 소정 형상으로 굴곡 형성될 수도 있다.

상기 수직회로기판(500)은 프로브카드(200)에 수직으로 위치되어 있어서, 척에 의해 웨이퍼 패드(3b)와 상하방향으로 지속적으로 반복 접촉되는 검사특성을 감안할 때 기판의 휨 발생이 적다.

또한, 상기 수직회로기판(500)은 프로브카드(200)와 탈착이 가능하게 되어 있어서 접촉핀(520)이나 기판 자체에 손상이 발생했을 경우 그 유지보수가 매우 용이하다.

상기 전극(501)들은 수직회로기판(500)의 상부 전후면에 형성된 전극(501)패턴 등에 접촉된 소켓(400)의 지지편(401)과 전기적으로 연결됨으로써 웨이퍼(3)로부터의 신호가 수직회로기판(500)을 통해 프로브카드(200)측으로 전달될 수 있게 한다. 상기 전극(501)들은 미세 패드(3b) 피치에 대응할 수 있도록 다층으로 형성 될 수도 있다.

한편, 열이나 외력에 의한 수직회로기판(500)의 변형을 막기 위해서 수직회로기판(500)을 세라믹으로 제작하거나 기판의 하부 전, 후면에 세라믹부재(530)를 부착할 수도 있다. 수직회로기판(500)은 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)와 접촉되는 수많은 접촉핀(520)이 밀집형성되어 있고 검사과정에서 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)와 지속적으로 반복 접촉될 뿐 아니라 고온의 작업조건에서도 견뎌야 하기 때문에 기판의 평탄도 유지가 필수적이다.

따라서, 수직회로기판(500)을 세라믹으로 제작하거나 기판의 하부 전, 후면에 세라믹부재(530)가 부착되면, 정밀도가 우수하고 열팽창계수가 낮은 세라믹의 특성상, 고온이나 반복되는 작업조건 하에서 수직회로기판(500)의 변형을 막아 수직회로기판(500)의 평탄도가 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 수직회로기판(500)이 소켓(400)에 끼워진 상태에서 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 상기 수직회로기판(500)의 양단에는 프로브카드(200)의 하부에 고정된 별도의 고정브라켓(540)이 고정될 수 있다.

상기 고정브라켓(540)은 수직회로기판(500)의 양단에 끼워지는 제1브라켓(541)과, 일측으로는 상기 제1브라켓(541)과 나사 고정되고 타측으로는 프로브카드(200)의 하부면에 나사결합에 의해 고정되는 제2브라켓(542)으로 분리 형성된다.

상기 제2브라켓(542)은 고정하고자 하는 수직회로기판(500)의 길이에 맞도록 다양한 크기로 형성될 수 있다.

따라서, 수직회로기판(500)들을 고정브라켓(540)과 함께 일체로 미리 결합시 킨 상태에서 소켓(400)에 일괄적으로 끼운 다음 고정브라켓(540)(제2브라켓)을 프로브카드(200)에 일괄적으로 나사결합시키면, 수직회로기판(500)들과 소켓(400)와의 결합작업을 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 커넥터(300)는 마더보드(100) 및 프로브카드(200)의 중앙에 배열된다. 만일 커넥터(300)가 종래와 같이 마더보드(100) 및 프로브카드(200)의 가장자리를 따라 배열되도록 형성될 경우(도 2참조), 커넥터(300)와 소켓(400)을 연결하는 프로브카드(200) 내부의 리드선의 길이가 길어지고 연결경로가 복잡해지기 때문이다.

커넥터(300)가 프로브카드(200)의 중앙에 배열되면 프로브카드(200) 하부 중앙에 설치된 소켓(400)과의 연결이 최단거리와 최단경로를 통해 이루어지게 되므로 커넥터(300)와 소켓(400)의 연결이 연결하는 프로브카드(200) 내부의 리드선의 길이가 짧아지고 연결경로가 단순해진다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 소켓(400)은 커넥터(300)와 교차되는 방향으로 배열된다. 소켓(400)과 커넥터(300)가 서로 교차하는 방향으로 배열되면, 동일면적의 프로브카드(200)에 대하여 공간활용도가 향상되어 소켓(400)과 커넥터(300)가 동일 방향으로 배열됨으로서 발생되는 물리적 연결부위의 중복이나 리드선의 집중현상을 방지할 수 있게 된다. 아울러, 리드선의 연결경로가 단순해지기 때문에 프로브카드(200)를 이루는 적층면수가 줄어들 수도 있다.

이때, 상기 커넥터(300)와 소켓(400)의 교차각도는 특별히 한정되지 않으나 직각으로 교차되도록 하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 커넥터(300)와 소켓 (400)이 직각으로 교차되도록 배열된 프로브카드를 예를 들어 도시하고 설명하였다.

한편, 도 7 및 도 11에 도시된 바와 같이, 수직회로기판(500)이 프로브카드(200)에 설치된 상태에서 프로브카드(200)에 형성된 접촉핀(520)의 전체적인 배열이 웨이퍼(3)의 외곽을 따라 원형이 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 원형배열이 가능한 이유는 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)와 접촉되는 접촉핀(520)이 프로브카드(200)에 탈착가능하게 연결되는 수직회로기판(500)에 연결되어 있기 때문이다. 접촉핀(520)의 원형배열은 수직회로기판(500)의 길이나 수직회로기판(500)상의 접촉핀(520) 형성위치를 자유롭게 변형시키면 가능하며 이에 따라, 원판형상의 웨이퍼(3)를 검사하기 위해서는 필연적으로 발생되는 비검사영역이 과다 발생되는 현상이 방지된다.

이와 같이, 접촉핀(520)이 원형배열된 상태에서는 접촉핀(520)이 모든 웨이퍼칩(3a)에 대응되도록 위치시켜 단 일회의 검사만으로 웨이퍼(3)검사를 완료할 수도 있으나 실제 웨이퍼(3)검사기의 용량에 한계가 있기 때문에 수회 내지 수십회에 걸쳐 검사가 이루어지게 된다.

도 12에서는 총 4회에 걸쳐 웨이퍼(3)의 검사가 이루어지도록 접촉핀(520)이 웨이퍼칩(3a) 4개당 하나씩 대응되도록 형성된 배열상태를 도시하였다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치를 이용하여 웨이퍼의 각종 특성을 검사하는 과정을 설명한다.

먼저 검사할 웨이퍼(3)를 척(4) 위에 올려 놓은 다음 검사를 시작하면, 상기 척이 수직방향 및 수평방향으로 위치이동하면서 수직회로기판(500)의 하부에 형성된 접촉핀(520)이 상기 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)에 선택적으로 탄력 접촉된다. 이때에는 상기 웨이퍼(3)와 수직회로기판(500)이 접촉핀(520)에 의해 전기적으로 연결된 상태가 되며, 접촉핀(520)과 연결된 전극(501)이나 전극홀(502)을 따라 전달된다.

이러한 각 칩의 전기적 신호는 수직회로기판(500)을 통해 소켓(400) → 프로브카드(200) → 커넥터(300) → 마더보드(100)를 순차적으로 통해 검사기 본체의 헤드부(1)로 수직 전달된다. 상기 헤드부(1)는 전달되는 전기적신호를 통해 칩을 양품과 불량품으로 구별하게 되며, 이러한 과정을 수회 반복하여 모든 웨이퍼칩(3a)이 검사되면 웨이퍼 검사가 완료된다.

본 발명에서와 같이, 모든 커넥터(300)와 소켓(400)을 프로브카드(200)의 중앙에 위치되게 제작하면, 종래 프로브카드(200)의 가장자리에 배열되었던 경우에 비하여 설치면적이 증대되는 결과를 가져오게 되므로 최근 고집적화에 따라 단위면적당 칩의 개수가 많아져 패드(3b)와 패드(3b)의 간격 및 접촉핀(520)의 간격이 좁아져가는 웨이퍼(3)에 대한 대응에 유리하며 한번에 많은 수의 칩 불량여부를 측정할 수 있어서 불량여부 측정 횟수를 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)와 접촉되는 접촉핀(520)이 프로브카드(200)와는 분리된 수직회로기판(500)에 부착되어 있기 때문에 접촉핀(520)의 자유로운 배열과 보다 많은 접촉핀(520)의 형성이 가능해질 뿐만 아니라, 상기 접촉핀(520)의 배열형상을 웨이퍼(3) 외곽을 따라 원형으로 배열함으로서 웨 이퍼(3)의 검사효율을 극대화 시킬 수 있다.

즉, 접촉핀(520)이 원형으로 배열되면, 종래 웨이퍼(3)의 일정영역을 구획하여 순차 검사하는 방식에서 탈피하여 각각의 접촉핀(520)에 할당된 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)만을 검사할 수 있게 되므로 비검사영역을 최소화하고 접촉핀(520)의 수량을 최적화시켜 검사횟수를 줄일 수 있다.

예컨대, 동일측정수를 갖는 프로브카드(200)에 대하여 종래에는 6회에 걸쳐 검사가 이루어져야만 모든 검사가 완료되었으나(도 4참조), 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 검사방법에 따르면 예컨대 최초검사 → 후진이동검사 → 좌측이동검사 → 전진이동검사를 통해 각각의 접촉핀(520)에 할당된 웨이퍼(3) 칩의 패드(3b) 4개, 총 4회의 검사만으로 모든 검사가 완료될 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치에 의하면, 프로브카드와 웨이퍼칩의 패드와의 연결을 프로브카드의 하부면에 접촉핀이 부착된 착탈가능하게 연결된 수직회로기판들을 통해 동축상에서 이루지게 하여 여러 전달경로를 거쳐 전달되는 전기적 신호의 경로를 단순화하고 균형있게 분산시킴으로써, 집적도가 높은 웨이퍼에 대한 대응이 자유롭고, 전기적 신호전달 특성 향상에 따른 장비의 신뢰성을 향상시키며, 접촉핀을 비롯한 관련 장비의 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 프로브카드의 커넥터와 소켓을 서로 교차되는 방향으로 배열되면, 커넥터와 소켓의 물리적 연결부위의 중복 및 전기적 연결부위의 집중화를 회피할 수 있게 되므로 프로부카드의 리드선 구조를 더욱 개선시킬 수 있다.

또한, 접촉핀의 배열을 웨이퍼를 따라 원형으로 배열함으로써 웨이퍼 검사시 비검사영역을 감소시켜 검사횟수를 감소시키고 접촉핀의 수량을 최적화시킴으로써 검사의 효율성을 극대화시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 마더보드(100)의 중앙에 배열된 커넥터들(300)과,

   커넥터(300)들을 통해 상기 마더보드(100)의 하부에 전기적으로 연결된 프로브카드(200)와,

   상기 커넥터(300)와 교차되는 방향으로 배열되어 상기 프로브카드(200)의 하부 중앙에 통전가능하게 부착된 소켓(400)들과,

   상기 소켓(400)들을 통해 프로브카드(200)와 분리가능하게 통전결합되며 하단에 웨이퍼칩(3a)의 패드(3b)에 접촉되는 접촉핀(520)들이 다수형성된 수직회로기판(500)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 소켓(400)은

   프로브카드(200)의 하부에 수직으로 부착되는 박판으로서, 수직회로기판(500)의 전면 또는 후면에 지지되어 수직회로기판(500)과 통전가능하게 접촉되는 지지편(401)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수직회로기판(500)의 전극(501) 및 전극홀(502)은 기판의 전후면에 다층으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 수직회로기판(500)은 열이나 외력에 의한 기판의 변형을 막도록 세라믹으로 제작된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 수직회로기판(500)의 하부에는 열이나 외력에 의한 기판의 변형을 막도록 세라믹부재(530)가 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 수직회로기판(500)의 양단에는 수직회로기판(500)이 소켓(400)에 끼워진 상태에서 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 프로브카드(200)의 하부에 고정되는 고정브라켓(540)이 더 결합된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   접촉핀(520)의 전체적인 배열은 수직회로기판(500)의 길이나 수직회로기판(500)상의 접촉핀(520) 형성위치를 변형시켜 웨이퍼(3)의 외곽을 따라 원형으로 이루어지고, 각각의 웨이퍼칩(3a)에 대응되도록 균일하게 분포된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사기의 프로브 장치.

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