KR19990001118U - 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 검사용 프로빙장치의 프로브카드에 관한 것으로, 특히 웨이퍼(20) 위의 패드와 프로브카드(10)의 탐침(12)이 접촉될 때 평탄도 오차(a)에 의한 탐침(12) 간의 불균일한 압력을 해소하기 위해, 프로브카드의 몸체를 이루는 인쇄회로기판(11)과, 이 인쇄회로기판(11)의 저면부에 병렬 배치되는 다수의 탐침(12)과, 이 탐침(12)을 상기 인쇄회로기판(11)의 저면부에 고정함과 아울러 평탄도 오차(a) 발생시 상기 탐침(12)의 접촉단부에 가해지는 압력을 완충할 수 있는 탐침가이드(13)로 구성된 것으로서, 웨이퍼(20)의 제품 특성시험을 실시함에 있어서 웨이퍼(20) 상에 여러 가지 요인으로 인하여 평탄도 오차(a)가 발생한 상태에서 탐침(12)이 접촉하여 이들 탐침(12) 간에 불균일한 압력이 가해지는 경우, 상기 탐침(12) 간에 발생된 압력차를 감쇠시켜 상호 적정압력이 가해지게 되므로써 특정 탐침의 끝부분에 균열이나 마모가 발생하지 않게 되어 기기의 수명을 연장할 수 있도록 된 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드

본 고안은 반도체 웨이퍼 검사용 프로빙장치의 프로브카드에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 위의 패드와 프로브카드의 탐침이 접촉될 때 평탄도 오차에 의한 탐침간의 불균일한 압력이 발생함에 따른 탐침의 수명단축을 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼의 제품특성시험(EDS)은 웨이퍼 내에 있는 칩의 특성을 검사하기 위해 실시한다. 웨이퍼의 제조공정은 높은 정확도를 요하게 되는데, 패키지의 제작중에 특성검사를 거치지 않은 칩(다이라고도 함)은 그 중의 상당수가 여러가지 요인으로 인해 작동을 하지 않게 되므로 이를 어셈블리하는 것은 생산성이나 경제성을 고려해 볼 때 엄청난 손실이 아닐 수 없으며, 한번의 실수로 인해 웨이퍼를 완전히 못쓰게 될 수도 있으므로 스펙(Specification)에서 벗어난 웨이퍼나 낮은 수율을 갖는 웨이퍼는 즉시 선별해내야 한다.

따라서, 웨이퍼가 공정 스텝을 거칠 때마다 필히 여러가지의 테스트와 평가를 받아야 하며, 사전에 칩의 기능이나 특성을 살피는 웨이퍼의 선별 작업은 대단히 중요한 의미를 갖는다.

상기의 EDS 테스트는 보통 프로브 테스트(Probe Test)라고도 하는데, 이 시험을 위해 검사할 웨이퍼를 진공척에 고정하고, 이 웨이퍼의 수많은 칩(다이)에 형성된 각각의 본딩 패드에 금속 탐침(Probe)을 접촉 연결시켜, 상기 칩의 DC 파라미터와 기능을 검사하게 된다. 실제로 상기 테스트는 컴퓨터에 의해 수행되며, 1초에서 수분 정도의 시간이 소요된다. 기능을 수행하지 못하거나 스펙을 벗어난 칩은 점이 찍히게 되어(Inking) 정상상태의 칩과 구별되도록 되어있다. 또한, 상기 본딩 패드위에 나타나는 탐침의 흔적속에서 패드의 오염 상태, 불완전 에칭에 의한 유리 피막의 존재 유무및 패드의 표면 경도 등에 대한 정보도 얻을 수 있다.

한편, 패키지 제조 공정중에 있어서 웨이퍼 칩의 소자변수를 전기적으로 측정하여 그 공정을 검증해 볼 필요가 있는데, 이러한 검증은 상기 웨이퍼 칩내에 공정 검증을 위한 용도로 국한된 테스트 패턴, 즉 공정 검증용 테스트 패턴에서 행하여지게 된다. 상기의 공정 검증용 테스트 패턴은 일반 칩과 같은 공정으로 형성된 특수 패턴의 칩으로, 트랜지스터, 다이오드, 저항및 캐패시터 등은 너무 작아서 공정중에 테스트하기가 어려우므로 공정중의 품질관리를 위해 크게 만들어진 것이다. 이러한 테스트 패턴은 패키지 제조수율을 높이는데도 기여하게 되는데, 이는 완성된 웨이퍼의 패턴이 여러공정의 질을 보여주기 때문이다.

일반적인 종래의 웨이퍼는 실제의 제품으로 완성되는 다수의 일반칩이 규칙적으로 배열되고, 이 일반칩 배열내의 소정 위치에 소수의 공정 검증용 테스트 패턴(Test Pattern)이 각각 배치된 구조로 이루어져 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드의 구조를 설명하기 위한 저면도 및 횡단면도를 각각 나타낸 것으로, 종래의 프로브카드(10)는 프로브카드의 몸체를 이루는 인쇄회로기판(11)과, 이 인쇄회로기판(11)의 저면부에 병렬 배치되는 다수의 탐침(12)과, 이 탐침(12)을 상기 인쇄회로기판(11)의 저면부에 고정하기 위한 탐침가이드(13)로 구성되어 있었다.

상기와 같은 종래의 프로브카드(10)를 사용하는 경우에 있어서, 웨이퍼(20)에 대한 프로브 테스트는 프로빙장치(Probe Machine)에 장착된 탐침(12)을 상기 웨이퍼(20)의 일반칩에 형성된 일반패드와 접촉시킴으로써 이루어진다. 즉, 진공척(30) 위에 웨이퍼(20)를 올려놓고, 상기 진공척(30)을 상승시켜, 상기 웨이퍼(20) 위의 패드 표면이 탐침(12)의 끝에 닿게 한다. 이때, 원활한 프로브 테스트가 이루어지기 위해서는 상기 탐침(12)에 항상 일정한 압력이 작용하여야 한다.

그러나, 상기한 종래의 웨이퍼는 도 3에 도시한 바와 같이 프로브 테스트시에 탐침(12)의 위치가 잘못 조절되어 패드와의 접촉이 불량한 경우, 잘 만들어진 웨이퍼(20)라 하더라도 모두 불량으로 판정되어 폐기 처리될 수도 있고, 프로브카드(10)와 설치대(31) 사이의 이물질(32) 개입 등에 의한 경미한 평탄도 오차(a)만으로도 제품의 특성이 정확히 검증되지 못하여 막대한 경제적 손실을 초래하는 문제점이 있었다.

특히, 웨이퍼(20)의 패드와 프로브카드(10)의 탐침(12)이 접촉될 때, 탐침(12) 자체, 웨이퍼(20) 내부에 구비된 칩 또는 진공척(30) 자체 등에서 발생되는 평탄도 오차(a)와 같은 여러가지 요인으로 인하여 웨이퍼(20)의 상면은 탐침(12)들 간의 각 접촉부위에 대하여 불균일한 압력이 발생하므로써 탐침(12)의 끝이 갈라지거나 조기에 마모되어 자체의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼의 제품 특성시험을 실시함에 있어서 웨이퍼 상에 평탄도 오차가 발생한 상태에서 탐침이 접촉하여 이들 탐침간에 불균일한 압력이 가해지는 경우, 상기 탐침간에 발생된 압력차를 감쇠시켜 상호 적정압력이 가해지게 되므로써 특정 탐침의 끝부분에 균열이나 마모가 발생하지 않게 되어 기기의 수명을 연장할 수 있는 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 프로브카드의 구조를 나타낸 저면도,

도 2는 종래 기술에 의한 프로브카드를 포함한 프로빙장치의 설치상태를 나타낸 개략도,

도 3은 종래의 프로빙장치에 나타나는 평탄도 오차를 설명하기 위한 작동 상태도,

도 4는 본 고안에 따른 프로브카드의 구조 및 이를 포함한 프로빙장치에 나타나는 평탄도 오차를 설명하기 위한 개략도,

도 5는 본 고안에 적용된 프로브카드에 의하여 압력차가 감쇠되는 과정을 나타낸 작동 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

a ; 평탄도 오차10 ; 프로브카드

11 ; 인쇄회로기판12 ; 탐침

13 ; 탐침가이드14 ; 탄성재

20 ; 웨이퍼30 ; 진공척

31 ; 설치대32 ; 이물질

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드는 프로브카드의 몸체를 이루는 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 저면부에 병렬 배치되는 다수의 탐침과, 이 탐침을 상기 인쇄회로기판의 저면부에 고정함과 아울러 평탄도 오차 발생시 상기 탐침의 접촉단부에 가해지는 압력을 완충할 수 있는 탐침가이드로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 탐침가이드는 상기 인쇄회로기판과 접촉되는 부위에 소정두께의 탄성재가 부착된 것을 특징으로 한다.

상기 탄성재는 상기 탐침에 가해지는 통상 압력하중인 2mg 이하에서 작용하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드(10)는 프로브카드의 몸체를 이루는 인쇄회로기판(11)과, 이 인쇄회로기판(11)의 저면부에 병렬 배치되는 다수의 탐침(12)과, 이 탐침(12)을 상기 인쇄회로기판(11)의 저면부에 고정함과 아울러 평탄도 오차(a) 발생시 상기 탐침(12)의 접촉단부에 가해지는 압력을 완충할 수 있는 탐침가이드(13)로 구성된다. 도면중 미설명 부호 20은 웨이퍼, 30은 상기 웨이퍼(20)를 고정하기 위한 진공척, 31은 프로브카드(10)가 안착되는 설치대, 32는 이물질을 각각 나타낸다.

상기 탐침가이드(13)는 상기 인쇄회로기판(11)과 접촉되는 부위에 소정두께의 탄성재(14)가 부착되어 있다. 이때, 상기 탄성재(14)의 탄성율은 상기 탐침(12)에 가해지는 통상 압력하중인 2mg 이하에서 감쇠 작용할 수 있는 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작용을 도 5에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 프로브카드(10)에 의한 프로브 테스트는 종래의 프로빙장치에서와 같이 탐침(12)을 상기 웨이퍼(20)의 일반칩에 형성된 일반패드와 접촉시킴으로써 이루어진다. 즉, 진공척(30) 위에 웨이퍼(20)를 올려놓고, 상기 진공척(30)을 상승시켜, 상기 웨이퍼(20) 위의 패드 표면이 탐침(12)의 끝에 닿게 한다.

웨이퍼(20)의 패드와 프로브카드(10)의 탐침(12)이 접촉될 때, 프로브 테스트시에 탐침(12)의 위치가 잘못 조절되어 패드와의 접촉이 불량한 경우, 즉 프로브카드(10)와 설치대(31) 사이에 이물질(32)의 개입, 탐침(12) 자체, 웨이퍼(20) 내부에 구비된 칩 또는 진공척(30) 자체 등에서 발생되는 평탄도 오차(a) 등으로 인하여 상기 웨이퍼(20)로부터 각 탐침(12)들 간에 불균일한 압력이 발생하게 되는 경우에, 상기 탐침가이드(13)에 형성된 탄성재(14)는 탐침(12)에 불균일하게 가해지는 압력차를 탄성적으로 1차 수용하여 감쇠시켜 주고, 또한 탐침(12) 자체의 탄성에 의해 2차 흡수되므로써 상기 탐침(12)에는 과도한 압력의 발생없이 항상 일정한 압력이 작용하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과는 다음과 같다.

본 고안에 따른 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드는 웨이퍼(20)의 제품 특성시험을 실시함에 있어서 웨이퍼(20) 상에 여러 가지 요인으로 인하여 평탄도 오차(a)가 발생한 상태에서 탐침(12)이 접촉하여 이들 탐침(12) 간에 불균일한 압력이 가해지는 경우, 상기 탐침(12) 간에 발생된 압력차를 감쇠시켜 상호 적정압력이 가해지게 되므로써 특정 탐침의 끝부분에 균열이나 마모가 발생하지 않게 되어 기기의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 프로브카드의 몸체를 이루는 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판의 저면부에 병렬 배치되는 다수의 탐침과, 이 탐침을 상기 인쇄회로기판의 저면부에 고정함과 아울러 평탄도 오차 발생시 상기 탐침의 접촉단부에 가해지는 압력을 완충할 수 있는 탐침가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탐침가이드는 상기 인쇄회로기판과 접촉되는 부위에 소정두께의 탄성재가 부착된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성재는 상기 탐침에 가해지는 통상 압력하중인 2mg 이하에서 작용하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 프로빙장치용 프로브카드.