KR101388674B1 - 고속 원 샷 웨이퍼 테스트를 위한 무선 인터페이스 프로브카드 및 이를 구비한 반도체 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

대면적의 웨이퍼를 무선 데이터 송수신에 의해 고속 원 샷 테스트를 가능케 하는 무선 인터페이스 프로브 카드 및 이를 구비한 반도체 검사장치를 개시한다. 무선 인터페이스 프로브 카드는 기판 부재 및 전송 부재를 포함한다. 상기 기판 부재는 일정 피치를 두고 배열되는 다수의 프로브 단자를 구비한다. 상기 웨이퍼상에 배열된 상기 반도체 칩들을 원 샷 테스트하도록, 상기 프로브 단자가 웨이퍼상에 배열된 다수의 반도체 칩상에 각각 일정 피치를 두고 배열되는 패드들과 직접 콘택된다. 상기 전송 부재는 상기 기판 부재상에 배열되고, 테스트신호를 무선 수신하여 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로 제공하고 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로부터 제공되는 전기적 특성신호를 외부로 무선 송신한다.

Description

고속 원 샷 웨이퍼 테스트를 위한 무선 인터페이스 프로브 카드 및 이를 구비한 반도체 테스트 장치{Wireless interface probe card for high speed one-shot wafer test and semiconductor testing apparatus having the same}

본 발명은 반도체 웨이퍼 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 대면적의 반도체 웨이퍼를 무선 데이터 송수신을 통해 고속으로 원 샷 테스트를 할 수 있는 고속 원 샷 웨이퍼 테스트용 무선 인터페이스 프로브 카드 및 이를 구비한 반도체 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 웨이퍼를 제조하는 공정, 상기 반도체 웨이퍼에 다수개의 단위 반도체 칩을 제조하는 공정, 반도체 칩의 불량여부를 판별하는 반도체 칩의 전기적 검사(EDS, electrical die sorting test) 공정, 양품의 반도체 칩을 패키징하는 공정, 패키징된 반도체 칩을 최종적으로 테스트하는 공정 등 일련의 반도체 제조공정을 거쳐 완성되어진다. EDS 검사공정은 웨이퍼상에 형성된 반도체 칩이 전기적으로 양호한 상태 또는 불량 상태인가를 판별하기 위한 공정으로서, 웨이퍼상의 반도체 칩에 전기적 신호를 인가시켜 불량을 판단하는 검사장치를 이용한다.

이러한 검사장치는 전기적 신호를 발생시키는 테스터와, 프로브 카드를 구비한다. 반도체 웨이퍼의 다수의 반도체 칩 각각에는 복수개의 패드들이 배열되고, 프로브 카드는 복수개의 니들을 구비하여 상기 니들들이 상기 패드들에 콘택되어진다. 상기 프로브 카드는 상기 웨이퍼의 패드들과 콘택되는 상기 니들들을 통해 상기 테스터로부터 발생한 테스트 신호를 상기 웨이퍼상의 상기 반도체 칩들에 전달하거나 또는 상기 웨이퍼상의 상기 반도체 칩들로부터 전기적 신호를 상기 테스터로 전달하는 역할을 한다.

도 1a는 종래의 프로브 카드의 평면도를 도시한 것이고, 도 1b는 도 1a의 프로브 카드의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 프로브 카드(10)는 중앙부에 관통홀(25)을 구비하는 인쇄회로기판(PCB, 20)과, 상기 PCB(20)의 저면에 부착된 복수의 니들(30)을 구비한다. 상기 프로브 핀(30)은 지지부재(40)에 의해 지지된다.

상기 프로브 카드(10)를 이용하여 웨이퍼(50)에 대한 EDS 검사공정을 진행하는 경우, 웨이퍼 스테이지(70)에 장착된 반도체 웨이퍼(50)의 반도체 칩(60)의 패드(65)와 상기 프로브 카드(10)의 니들(30)이 콘택된다. 테스터(도면상에 도시되지 않음)는 테스트 신호를 상기 프로브 카드(10)를 통해 상기 반도체 웨이퍼(50)의 상기 반도체 칩(60)으로 전송하고, 상기 반도체 칩(60)으로부터 전기적 특성신호를 상기 프로브 카드(10)를 통해 받는다. 따라서, 테스터는 상기 반도체 칩(60)으로부터 제공되는 상기 전기적 특성 신호에 근거하여 상기 반도체 칩(60)의 불량 여부를 판별하게 된다.

그러나, 종래의 프로브 카드(10)는 PCB(20)가 다층으로 적층되는 경우 신호 무결성(signal integrity)과 전력 무결성 등의 문제로 1GHz 이상의 고주파 신호를 전송하는데 한계가 있다. 또한, 반도체 칩의 패드 수에 대응하여 니들이 상기 PCB(20)에 부착되어야 하는데, 원 샷 테스트를 하는 경우 반도체 칩의 패드 수와 프로브 카드의 니들의 수가 동일하여야 한다. 그러나, 웨이퍼가 대면적화 됨에 따라 원 샷 테스트가 불가능해지고 있다.

한편, 대면적의 웨이퍼를 원 샷 테스트하기 위해서는 프로브 카드의 니들의 수를 증가시켜 하므로 프로브 카드의 제작이 용이하지 않게 된다. 또한, 프로브 카드의 니들의 수가 증가함에 따라 니들의 피치가 감소하여 니들간의 쇼트가 발생되어 반도체 칩의 불량 여부를 정확하게 판별하기 어렵다.

게다가, 프로브 카드가 퍼포먼트 보드에 물리적으로 콘택되므로, 프로브 카드와 퍼포먼스 보드의 콘택시 스트레스에 의해 프로브 카드 또는 웨이퍼의 손상을 야기시킨다. 또한, 실리콘 웨이퍼와 프로브 카드의 열팽창 계수(coefficient of temperature expansion, CTE) 차이에 의해 웨이퍼의 패드와 프로브 카드의 니들간의 콘택불량이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 데이터 무선 송수신하여 고속으로 반도체 웨이퍼를 원 샷 테스트할 수 있는 고속 원 샷 웨이퍼 테스트용 무선 인터페이스 프로브 카드 및 이를 구비하는 반도체 검사장치를 제공한다.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 견지에 따르면 고속 원 샷 웨이퍼 테스트용 무선 인터페이스 프로브 카드를 제공한다. 무선 인터페이스 프로브 카드는 기판 부재 및 전송 부재를 포함한다. 상기 기판 부재는 일정 피치를 두고 배열되는 다수의 프로브 단자를 구비한다. 상기 웨이퍼상에 배열된 상기 반도체 칩들을 원 샷 테스트하도록, 상기 프로브 단자가 웨이퍼상에 배열된 다수의 반도체 칩상에 각각 일정 피치를 두고 배열되는 패드들과 직접 콘택된다. 상기 전송 부재는 상기 기판 부재상에 배열되고, 테스트신호를 무선 수신하여 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로 제공하고 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로부터 제공되는 전기적 특성신호를 외부로 무선 송신한다.

상기 기판 부재는 제1실리콘 기판과 제2실리콘 기판을 포함한다. 상기 제1실리콘 기판은 제1피치를 두고 배열되고, 상기 제1실리콘 기판을 관통하는 다수의 제1관통홀과, 상기 다수의 제1관통홀 각각에 매립되는 다수의 제1배선 라인을 구비한다. 상기 제2실리콘 기판은 제2피치를 두고 배열되고 상기 제2실리콘 기판을 관통하는 다수의 제2관통홀과, 상기 다수의 제2관통홀 각각에 매립되는 다수의 제2배선 라인을 구비한다. 상기 제2실리콘 기판은 상기 제2배선 라인이 상기 제1배선 라인에 전기적으로 연결되어 상기 프로브 단자를 구성하도록 상기 제1실리콘 기판상에 적층된다.

상기 전송 부재는 상기 프로브 단자들에 각각 대응하여 상기 기판 부재상에 배열되는 다수의 송수신기 및 상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 테스트신호를 수 신하여 상기 송수신기들로 제공하고 상기 프로브 단자들로부터 상기 전기적 특성신호를 외부로 송신하는 다수의 안테나를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선 인터페이스 프로브 카드를 구비한 반도체 검사장치를 제공한다. 상기 반도체 검사장치는 테스터 헤드, 상기 무선 인터페이스 프로브 카드 및 무선 인터페이스 카드를 구비한다. 상기 테스터 헤드는 웨이퍼상에 배열된 다수의 반도체 칩상에 각각 일정 피치를 두고 배열되는 패드들로 테스트신호를 제공하고, 상기 패드들로부터 전기적 특성 신호를 입력하여 상기 반도체 칩들의 불량 여부를 판단한다. 상기 무선 인터페이스 프로브 카드는 기판 부재 및 전송 부재를 포함한다. 상기 기판 부재는 일정 피치를 두고 배열되는 다수의 프로브 단자를 구비한다. 상기 웨이퍼상에 배열된 상기 반도체 칩들을 원 샷 테스트하도록, 상기 프로브 단자가 상기 패드들과 직접 콘택된다. 상기 전송부재는 상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 테스트신호를 무선 수신하여 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로 제공하고 상기 프로브 단자들을 통해 제공되는 상기 전기적 특성신호를 무선 송신한다. 상기 무선 인터페이스 카드는 상기 테스트 헤드로부터 상기 테스트 신호를 입력하여 상기 프로브 카드의 상기 전송부재로 무선 송신하며, 상기 무선 인터페이스 프로브 카드로부터 상기 전기적 특성 신호를 무선 수신하여 상기 테스터 헤드로 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 견지에 따르면 무선 인퍼테이스 프로브 카드의 제조방법을 제공한다. 먼저, 제1실리콘 기판에 제1피치를 갖고 배열되는 다수의 제1관통홀을 형성하고, 상기 다수의 제1관통홀에 각각 다수의 제1배선 라인을 매립한 다. 제2실리콘 기판에 제2피치를 갖고 배열되는 다수의 제2관통홀을 형성하고, 상기 다수의 제2관통홀에 각각 다수의 제2배선 라인을 매립한다. 이어서, 상기 다수의 제2배선라인에 각각 대응하는 다수의 송신기과 다수의 안테나를 상기 제2실리콘 기판상에 배치한다. 상기 제1실리콘 기판상에 상기 제2실리콘 기판을 적층하여 상기 제1배선 라인을 상기 제2배선 라인과 연결하여 다수의 프로브 단자들을 형성한다.

본 발명은 데이터를 무선으로 송수신하여 고속의 원 샷 테스트가 가능하고, 물리적인 콘택에 의한 프로브 카드나 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 콘택불량에 기인한 테스트 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼에 관통홀이 형성되고 관통홀에 테스트될 웨이퍼의 패드들에 콘택되는 프로브 핀이 형성되므로, 대면적 웨이퍼의 원샷 테스트가 가능한 프로브 카드의 제작이 용이하다. 게다가, 프로브 카드가 웨이퍼 형태를 가지므로, 프로브 카드와 웨이퍼간의 열팽창 계수 차이에 의한 콘택불량을 방지할 수 있다.

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서 의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 불량을 원 샷 테스트할 수 있는 무선 인터페이스 프로브 카드의 구성도를 도시한 것이다. 도 3은 도 2의 프로브 카드의 단면도를 도시한 것이다. 도 3은 도1 및 도 2의 전송부재의 일 예를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 무선 인터페이스 프로브 카드(200)는 기판 부재(210) 및 다수의 전송 부재(250)를 구비한다. 상기 기판 부재(210)는 다수의 프로브 단자(220)를 구비한다. 상기 프로브 단자(200)는 테스트될 웨이퍼(100)상에 배열된 패드(115)에 대응하여 배열된다. 상기 웨이퍼(100)는 다수의 반도체 칩 영역(120) 각각에 반도체 칩(150)이 배열된다. 각 반도체 칩(150)상에는 다수의 패드들(115)이 배열된다. 상기 프로브 단자(220)는 상기 각 반도체 칩(150) 각각에 배열되는 패드들(115)에 대응하여 배열된다.

상기 기판부재(210)는 제1실리콘 기판(211)과 제2실리콘 기판(212)를 구비한다. 상기 제1실리콘 기판(211)은 일정 피치를 가지고 배열되는 다수의 관통홀(213)과 상기 다수의 관통홀(213)에 매립된 다수의 제1배선 라인(215)을 구비한다. 상기 제1배선 라인들(215)간의 피치는 상기 웨이퍼(100)상에 배열되는 상기 패드들(215)간의 피치와 실제적으로 동일할 수 있다. 상기 제1배선 라인(215)은 구리를 포함할 수 있다.

상기 제2실리콘 기판(212)은 일정 피치를 가지고 배열되는 다수의 관통 홀(223)과 상기 다수의 관통홀(223)에 매립된 다수의 제2배선 라인(225)을 구비한다. 상기 제2배선 라인들(225)간의 피치는 상기 제1배선 라인(215)간의 피치보다 클 수 있다. 상기 제2배선 라인(225)은 구리를 포함할 수 있다. 상기 제2실리콘 기판(212)은 상기 제1실리콘 기판(211)에 대향하는 일면상에 배열되어 상기 제2배선 라인(225)에 연결되는 제3배선 라인(227)을 더 구비한다. 상기 제3배선 라인(227)은 구리를 포함할 수 있다.

상기 제2실리콘 기판(212)은 상기 제1실리콘 기판(211)상에 적층되고, 상기 제2배선 라인(225)이 제3배선 라인(227)을 통해 제1배선 라인(215)에 연결되어 상기 프로브 단자(220)를 구성하게 된다. 상기 프로브 단자(220)중 상기 웨이퍼(100)의 패드(115)와 콘택되는 부분 즉, 상기 제1배선 라인(215)의 노출된 부분에는 상기 웨이퍼(100)의 상기 패드(115)와 접착력 향상을 위한 접착층(217)이 더 형성될 수도 있다. 상기 접착층(217)은 금 도금층을 포함할 수 있다. 상기 제2실리콘 기판(212)은 접착 부재(219)에 의해 상기 제1실리콘 기판(211)상에 접착될 수 있다.

상기 실시예에서는 2층의 실리콘 기판이 적층되는 것을 예시하였으나, 다층의 실리콘 기판이 적층되고, 각 실리콘 기판에는 관통홀에 배치되는 배선라인을 구비하고, 상하로 이웃하게 배열되는 실리콘 기판에 배열된 배선라인들이 제3배선라인에 의해 연결되어 프로브 단자를 구성할 수도 있다.

상기 기판 부재(210)상에는 상기 다수의 전송 부재(250)가 배치된다. 상기 전송부재(250)는 상기 프로브 단자(220)에 각각 대응하여 배열된다. 상기 전송부재(250)는 상기 제2실리콘 기판(212)상에 통상적인 반도체 제조공정을 통해 집적되 며, 그의 평면 배열구조는 도 4와 같다. 상기 전송 부재(250)는 테스터 헤드(도 5의 400)와의 신호 전송을 위한 송수신기(transceiver, 230)와, 상기 송수신기(230)와의 신호 송수신을 위한 안테나(240)를 구비한다. 상기 송수신기(230)는 송신부(230a) 및 수신부(230b)를 구비한다. 상기 송신부(230a), 상기 수신부(230b) 및 상기 안테나(240)는 상기 제2실리콘 기판(212)의 동일면상에 배열될 수 있다. 상기 안테나(240)는 지향성의 나선형 구조를 가질 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 송수신기(230)에 대하여 상기 안테나(240)가 일대일 대응하여 배열되는 것을 예시하였으나, 다수의 송수신기(230)에 대응하여 하나의 안테나(340)만을 배치하고, 멀티플렉싱 기술을 이용하여 신호를 송수신할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 2 및 도 3의 무선 인터페이스 프로브 카드를 구비한 반도체 검사장치의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 반도체 검사 장치는 테스트될 웨이퍼(100)상에 배열된 반도체 칩(도 2의 150)을 테스트하기 위한 프로브 카드(200), 무선 인터페이스 카드(300) 및 테스터 헤드(400)를 구비한다. 상기 프로브 카드(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 웨이퍼 타입 프로브 카드이다. 상기 테스터 헤드(400)는 테스터(미도시)로부터 테스트 신호를 상기 프로브 카드(200)로 제공하여 상기 웨이퍼(100)의 상기 반도체 칩(150)의 전기적 특성을 테스트한다. 또한, 상기 테스터 헤드(400)는 상기 프로브 카드(200)를 통해 상기 반도체 칩(150)의 전기적 특성 신호를 상기 테스터로 제공하여, 상기 테스터로 하여 상기 웨이퍼(100)상에 배열된 반도체 칩(150)의 불량 여부를 판별하도 록 한다.

상기 무선 인터페이스 카드(300)는 상기 프로브 카드(200)와 상기 테스터 헤드(400)간의 무선 신호 전달을 인터페이스하기 위한 웨이퍼 타입 카드이다. 상기 무선 인터페이스 카드(300)는 기판 부재(310)와 다수의 전송 부재(350)를 구비한다. 상기 기판 부재(310)는 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판 부재(310)는 일정 피치로 배열되는 다수의 관통홀(313)과 상기 관통홀에 매립된 배선 라인(315)을 구비한다. 상기 배선 라인(315)은 구리를 포함할 수 있다. 상기 배선 라인(315)간의 피치는 상기 프로브 카드(200)의 상기 기판 부재(310)의 상기 제2배선 라인(225)간의 피치와 실제로 동일할 수 있다.

상기 기판 부재(310)의 일면상에는 상기 다수의 전송 부재(350)가 배열된다. 상기 전송 부재(350) 각각은 상기 다수의 배선 라인(315)에 각각 배열된다. 상기 전송 부재(350)는 상기 배선 라인(315)에 대응하여 배열되는 송수신기(330)와 안테나(340)를 구비한다. 상기 전송 부재(350)는 상기 기판 부재(310)상에 통상적인 반도체 제조공정을 통해 집적된다. 상기 전송 부재(350)는 상기 프로브 카드(200)의 상기 전송 부재(250)에 대응하여 배열되고, 상기 전송 부재(250)와 마찬가지로 도 4와 같은 그의 평면 배열 구조를 가질 수 있다.

상기 전송 부재(350)는 테스터 헤드(400)와의 신호 전송을 위한 송수신기(330)와, 상기 송수신기(330)와의 신호 송수신을 위한 안테나(340)를 구비한다. 상기 송수신기(330)는 송신부(도 6b의 330a) 및 수신부(도 6b의 330b)를 구비한다. 상기 송신부(330a), 상기 수신부(330b) 및 상기 안테나(340)는 상기 기판 부 재(310)의 동일면상에 배열될 수 있다. 상기 안테나(340)는 지향성의 나선형 구조를 가질 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 송수신기(330)에 대하여 상기 안테나(340)가 일대일 대응하여 배열되는 것을 예시하였으나, 다수의 송수신기(330)에 대응하여 하나의 안테나(340)만을 배치하고, 멀티플렉싱 기술을 이용하여 신호를 송수신할 수도 있다.

상기 무선 인터페이스 카드(300)의 타면상에는 유선 신호 전송을 위한 신호 전송 부재(360)가 더 배열될 수 있다. 상기 신호 전송 부재(360)는 상기 배선 라인(315)에 대응하여 각각 배열된다. 상기 신호 전송 부재(360)는 플렉서블 동축 케이블을 포함할 수 있다. 상기 신호 전송 부재(360)는 테스터 헤드(400)로부터 상기 테스트 신호를 상기 무선 인터페이스 카드(300)로 제공하거나 또는 상기 웨이퍼(100)의 상기 반도체 칩(150)으로부터 상기 전기적 특성 신호를 상기 테스터 헤드(400)로 제공하는 역할을 한다.

상기 반도체 검사 장치는 상기 웨이퍼(100)의 테스트를 위해 상기 웨이퍼(100)의 패드들(215)과 상기 프로브 카드(200)의 상기 프로브 단자들(220)을 콘택시켜 줄 때, 상기 웨이퍼(100)와 상기 프로브 카드(200)를 지지하기 위한 콘택 홀더(500)를 더 구비할 수 있다.

도 6a는 도 5의 상기 프로브 카드(200)의 상기 송수신기(230)의 블록회로도이다. 도 6a를 참조하면, 상기 송수신기(230)는 상기 웨이퍼(100)의 상기 패드(115)로부터 전기적 특성 신호를 상기 안테나(240)로 송신하기 위한 송신 부(230a)와 상기 안테나(240)로부터 테스트 신호를 수신하여 상기 프로브 단자(220)를 통해 상기 웨이퍼(100)의 상기 패드(115)로 제공하기 위한 수신부(230b)를 구비한다.

상기 수신부(230b)는 안테나(240)로부터 송신되는 테스트신호를 필터링하는 제1필터(231), 상기 제1필터(231)의 출력신호를 증폭시켜 주는 제1증폭기(232) 및 상기 제1증폭기(232)의 출력신호를 복조시켜 상기 웨이퍼(100)로 제공하기 위한 복조기(233)를 구비한다. 상기 송신부(230a)는 상기 웨이퍼(100)로부터의 상기 전기적 특성신호를 변조시켜 주기 위한 변조기(235), 상기 변조기(235)의 출력신호를 필터링하기 위한 제2필터(236) 및 상기 제2필터(236)의 출력신호를 증폭하여 상기 안테나(240)로 제공하는 제2증폭기(237)를 구비한다.

상기 송수신기(230)는 수신 동작시 상기 복조기(233)의 출력신호를 상기 웨이퍼(100)로 전달시켜 하고, 송신 동작시에는 상기 웨이퍼(100)로부터의 상기 전기적 특성신호를 상기 변조기(235)로 전달시켜 주는 제1듀플렉서(duplexer, 234)와, 수신 동작시 상기 안테나(240)로부터 상기 테스트 신호를 상기 제1필터(231)로 전달시켜 주고, 송신 동작시에는 상기 제2증폭기(237)의 출력신호를 상기 안테나(240)로 전달시켜 주는 제2듀플렉서(238)를 더 구비한다.

도 6b는 도 5의 상기 무선 인터페이스의 상기 송수신기(330)의 블록회로도이다. 도 6b를 참조하면, 상기 송수신기(330)는 상기 테스트 헤더(400)로부터 상기 테스트신호(Data I)를 상기 안테나(340)로 송신하기 위한 송신부(330a)와, 상기 안테나(340)로부터 상기 전기적 특성신호(DaTa O)를 상기 테스터 헤드(400)로 제공하 기 위한 수신부(330b)를 구비한다.

상기 송신부(330a)는 상기 테스터 헤드(400)로부터 테스트신호를 변조시켜 주기 위한 변조기(331), 상기 변조기(331)의 출력신호를 필터링하기 위한 제1필터(332) 및 상기 제1필터(332)의 출력신호를 증폭하여 상기 안테나(340)로 제공하는 제1증폭기(333)를 구비한다. 상기 수신부(330b)는 안테나(340)로부터 송신되는 테스트신호를 필터링하는 제2필터(334), 상기 제2필터(335)의 출력신호를 증폭시켜 주는 제2증폭기(336) 및 상기 제2증폭기(336)의 출력신호를 복조시켜 상기 테스터 헤드(400)로 제공하기 위한 복조기(337)를 구비한다.

상기 송수신기(330)는 송신 동작시에는 상기 제1증폭기(333)의 출력신호를 상기 안테나(340)로 전달시켜 주고 수신 동작시에는 상기 안테나(340)로부터 수신된 상기 웨이퍼(100)의 상기 전기적 특성 신호를 상기 제2필터(335)로 전달시켜 주는 듀플렉서(334)를 더 구비한다.

도 7a 내지 도 7k는 도 2 및 도 3의 발명의 무선 인터페이스 프로브 카드의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 7k는 상기 프로브 카드의 프로브 단자들과 반도체 웨이퍼의 패드들이 콘택되는 것을 보여주는 단면도이다.

도 7a를 참조하면, 일정 두께를 갖는 제1실리콘 기판(211a)을 마련한다. 도 7b를 참조하면, 상기 제1실리콘 기판(211a)을 전면으로부터 일정 깊이만큼 식각하여 일정 피치로 배열되는 다수의 관통홀(213)을 형성한다. 도 7c를 참조하면, 상기 관통홀들(213)에 금속 물질을 매립시켜 제1배선 라인(215)을 형성한다. 상기 제1배선 라인(215)간의 피치는 웨이퍼(100)의 패드(215)간의 피치와 실제적으로 동일할 수 있다. 상기 금속 물질을 구리를 포함할 수 있다.

도 7d를 참조하면, 상기 제1실리콘 기판(211a)의 배면을 식각한다. 상기 제1배선 라인(215)과 상기 웨이퍼(100)의 패드들(115)과의 충분한 접촉을 위하여, 상기 제1배선 라인(215)의 일부분이 노출되도록 상기 제1실리콘 기판(211a)의 배면을 식각할 수 있다. 따라서, 상기 제1실리콘 기판(211)의 배면보다 상기 제1배선 라인(215)이 돌출되어진다. 도 7e를 참조하면, 상기 노출된 제1배선 라인(215)의 일부분에 상기 웨이퍼(100)의 상기 패드들(215)과의 접착력 향상을 위한 접착층(217)을 더 형성할 수 있다. 상기 접착층(217)은 금도금층을 포함할 수 있다.

도 7f를 참조하면, 제2실리콘 기판(212a)을 마련한다. 상기 제2실리콘 기판(212a)을 전면으로부터 일정 깊이만큼 식각하여 일정 피치로 배열되는 다수의 관통홀(223)을 형성한다. 도 7g를 참조하면, 상기 관통홀(223)내에 금속 물질을 매립시켜 제2배선라인(225)을 형성한다. 상기 금속물질은 구리를 포함할 수 있다. 상기 제2배선 라인(225)간의 피치는 상기 제1배선 라인(215)간의 피치보다 클 수 있다. 도 7h를 참조하면, 상기 제2실리콘 기판(212)의 배면을 식각하여 상기 제2배선 라인(225)을 노출시켜 준다. 이때, 상기 제2배선 라인(225)은 그의 상면만 노출되도록 상기 제2실리콘 기판(212a)을 식각하거나 또는 도 7d에서와 같이 제2배선 라인(225)이 제2실리콘 기판(212)의 배면보다 돌출되도록 상기 제2실리콘 기판(212a)을 식각할 수 있다.

도 7i를 참조하면, 상기 제2실리콘 기판(212)의 배면상에 상기 제2배선 라인(225)에 연결되는 다수의 제3배선 라인(227)을 더 형성할 수 있다. 상기 제3배선 라인은 구리를 포함할 수 있다. 상기 제3배선 라인(227)은 서로 다른 피치를 갖는 상기 제1배선 라인(215)과 상기 제2배선 라인(225)간을 연결시켜 주기 위한 것이다. 상기 프로브 카드(200)의 크기가 상기 웨이퍼(100)의 크기와 실제적으로 동일한 경우에는, 상기 제1배선 라인(215)간의 피치가 상기 웨이퍼(100)상의 패드(215)간의 피치와 실제적으로 동일하고, 상기 제2배선 라인(225)의 피치가 상기 제1배선 라인(215)의 피치와 실제적으로 동일하게 된다. 따라서, 제1실리콘 기판(211)에 배열된 제1배선 라인(215)과 제2실리콘 기판(212)의 제2배선라인(225)이 직접 콘택될 수도 있다.

도 7j를 참조하면, 상기 제2배선 라인(225)에 대응하여 상기 제2실리콘 기판(212)상에 송수신기(230)와 안테나(240)를 배열한다. 상기 송신기(230)와 안테나(240)는 통상적인 반도체 제조공정을 통해 상기 실리콘 기판(212)상에 형성할 수 있다. 상기 송신기(230)는 상기 제1배선 라인(225)에 전기적으로 연결되도록 상기 실리콘 기판(212)상에 형성될 수도 있다. 도 7k를 참조하면, 상기 제1실리콘 기판(211)상에 상기 제2실리콘 기판(212)을 적층한다. 상기 제1실리콘 기판(211)과 상기 제2실리콘 기판(212)은 접착부재(219)를 통해 접착될 수 있다. 상기 제1실리콘 기판(211)의 제1배선 라인(215)이 상기 제3배선 라인(227)을 통해 상기 제2실리콘 기판(212)의 상기 제2배선 라인(225)과 연결되어, 프로브 단자(220)를 구성하게 된다.

도 7l을 참조하면, 상기 프로브 카드(200)의 프로브 단자들(220)이 상기 웨이퍼(100)의 패드들(115)과 전기적으로 콘택된다. 이때, 프로브 카드(200)의 프로 브 단자들(220)과 상기 웨이퍼(100)의 패드들(115)의 손상을 방지하기 위하여 상기 프로브 카드(200)와 상기 웨이퍼(100)는 진공 압착되는 것이 바람직하다.

다른 실시예로서, 제2실리콘 기판(212)에 상기 제2배선라인(225)을 형성한 다음 상기 제1실리콘 기판(211)에 상기 제1배선라인(215)을 형성하고, 상기 제1실리콘 기판(211)상에 상기 제1배선라인(215)과 상기 제2배선라인(225)을 연결하기 위한 제3배선라인(227)을 형성하며, 제2배선라인(225)이 제3배선라인(227)과 콘택되도록 상기 제1실리콘 기판(211)상에 상기 제2실리콘 기판(212)을 적층시켜 줄 수 있다.

도 8a 내지 도 8d는 도 5의 본 발명의 무선 인터페이스 카드(300)의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 8a를 참조하면, 실리콘 기판(310a)을 마련한다. 상기 실리콘 기판(310a)을 전면으로부터 일정 깊이만큼 식각하여 일정 피치로 배열되는 관통홀(323)을 형성한다. 도 8b을 참조하면, 상기 관통홀(323)내에 금속 물질을 매립시켜 배선라인(325)을 형성한다. 상기 배선 라인(325)간의 피치는 상기 제2배선 라인(225)간의 피치와 실제적으로 동일할 수 있다. 도 8c를 참조하면, 상기 실리콘 기판(310)의 배면을 식각하여 상기 배선 라인(325)을 노출시켜 준다. 이때, 상기 배선 라인(325)은 그의 상면만 노출되도록 상기 실리콘 기판(310a)을 식각할 수 있다.

도 8d를 참조하면, 상기 배선 라인(325)에 대응하여 상기 실리콘 기판(310)상에 송수신기(330)와 안테나(340)를 배열한다. 상기 송신기(330)와 안테나(340)는 통상적인 반도체 제조공정을 통해 상기 실리콘 기판(310)상에 형성할 수 있다. 상 기 송신기(330)는 상기 배선 라인(325)에 전기적으로 연결되도록 상기 실리콘 기판(310)상에 형성될 수도 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 프로브 카드의 평면도 및 단면도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터페이스 프로브 카드의 구성도를 도시한 것이다.

도 3은 도 2의 무선 인터페이스 프로브 카드의 단면도를 도시한 것이다.

도 4는 도 2의 무선 인터페이스 프로브 카드의 전송부재의 평면 배열구조를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터페이스 프로브 카드를 구비한 반도체 검사장치의 구성도이다.

도 6a는 도 5의 반도체 검사장치의 무선 인터페이스 프로브 카드의 전송부재의 블록회도도이다.

도 6b는 도 5의 반도체 검사장치의 무선 인터페이스 카드의 전송부재의 회로블럭도이다.

도 7a 내지 도 7k는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터페이스 프로브 카드의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 7l은 본 발명의 무선 인터페이스 프로브 카드의 프로브 단자들이 테스트될 반도체 웨이퍼의 패드들과 콘택되는 것을 보여주는 단면도이다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 무선 인터페이스 카드의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

Claims (30)

1. 일정 피치를 두고 배열되는 다수의 프로브 단자를 구비하며, 웨이퍼상에 배열된 다수의 반도체 칩들을 원 샷 테스트하도록 상기 프로브 단자가 상기 웨이퍼 상에 배열된 상기 반도체 칩들 상에 각각 일정 피치를 두고 배열되는 패드들과 직접 콘택되는 기판 부재; 및

   상기 기판 부재상에 배열되고, 테스트신호를 무선 수신하여 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로 제공하고 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로부터 제공되는 전기적 특성신호를 외부로 무선 송신하는 전송부재를 포함하고,

   상기 기판 부재는

   제1피치를 두고 배열되는 다수의 제1배선 라인을 구비하는 제1실리콘 기판; 및

   제2피치를 두고 배열되는 다수의 제2배선 라인을 구비하는 제2실리콘 기판을 구비하며,

   상기 제2실리콘 기판은 상기 제2배선 라인이 상기 제1배선 라인에 전기적으로 연결되어 상기 프로브 단자를 구성하도록 상기 제1실리콘 기판상에 적층되는 무선 인터페이스 프로브 카드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1실리콘 기판은

   상기 제1실리콘 기판을 관통하는 다수의 제1관통홀을 더 구비하고, 상기 다수의 제1관통홀 각각에 상기 제1배선라인들이 매립되며,

   상기 제2실리콘 기판은

   상기 제2실리콘 기판을 관통하는 다수의 제2관통홀을 더 구비하며, 상기 다수의 제2관통홀 각각에 상기 제2배선라인들이 매립되는 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1배선 라인간의 상기 제1피치와 상기 제2배선 라인간의 상기 제2피치는 실제로 동일하며, 상기 제1배선 라인은 상기 제2배선 라인들에 각각 직접 콘택되는 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1배선 라인간의 상기 제1피치와 상기 제2배선 라인간의 상기 제2피치는 상기 각 반도체 칩상에 배열된 상기 패드들의 상기 일정 피치와 실제적으로 동일한 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
6. 제3항에 있어서, 상기 제1배선 라인간의 상기 제1피치는 상기 제2배선라인간의 상기 제2피치보다 작으며, 상기 제1피치는 상기 각 반도체 칩상에 배열된 상기 패드들의 상기 일정 피치와 실제적으로 동일한 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1실리콘 기판은 상기 제2실리콘 기판과 대향하는 면에 배열되어 상기 제1배선 라인에 연결되는 제3배선 라인을 더 포함하며, 상기 제3배선 라인이 상기 제2실리콘 기판의 상기 제2배선 라인과 직접 콘택되는 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 전송 부재는

   상기 프로브 단자들에 각각 대응하여 상기 기판 부재상에 배열되는 다수의 송수신기; 및

   상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 테스트신호를 수신하여 상기 송수신기들로 제공하고 상기 프로브 단자들로부터 상기 전기적 특성신호를 외부로 송신하는 다수의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 인터페이스 프로브 카드.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 웨이퍼상에 배열된 다수의 반도체 칩상에 각각 일정 피치를 두고 배열되는 패드들로 테스트신호를 제공하고, 상기 패드들로부터 전기적 특성 신호를 입력하여 상기 반도체 칩들의 불량 여부를 판단하는 테스터 헤드;

    일정 피치를 두고 배열되는 다수의 프로브 단자를 구비하며, 상기 웨이퍼상에 배열된 상기 반도체 칩들을 원 샷 테스트하도록 상기 프로브 단자가 상기 패드들과 직접 콘택되는 기판 부재; 및 상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 테스트신호를 무선 수신하여 상기 프로브 단자들을 통해 상기 웨이퍼의 상기 패드들로 제공하고 상기 프로브 단자들을 통해 제공되는 상기 전기적 특성신호를 무선 송신하는 전송부재를 구비하는 무선 인터페이스 프로브 카드; 및

    상기 테스트 헤드로부터 상기 테스트 신호를 입력하여 상기 프로브 카드의 상기 전송부재로 무선 송신하며, 상기 무선 인터페이스 프로브 카드로부터 상기 전기적 특성 신호를 무선 수신하여 상기 테스터 헤드로 제공하는 무선 인터페이스 카드를 구비하고,

    상기 무선 인터페이스 카드는

    일정 피치로 배열되는 다수의 배선라인들을 구비하는 기판부재;

    상기 프로브 단자들에 각각 대응하여 상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 프로브 단자로부터 상기 전기적 특성 신호를 송신하기 위한 송신부 및 상기 테스트 신호를 수신하여 상기 프로브 단자로 제공하는 수신부를 구비하는 다수의 송수신기; 및

    상기 기판 부재상에 배열되고, 상기 테스트신호를 수신하여 상기 송수신기들로 제공하고 상기 프로브 단자들로부터 상기 전기적 특성신호를 상기 테스터 헤드로 무선 송신하는 다수의 안테나를 포함하는 반도체 검사장치.
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