KR20030084052A - 반도체검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및접촉방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법에 관한 것으로서, 테스트헤드와 그 피스톤축이 연결된 에어실린더와; 상기 테스트헤드를 소정위치에 대시상태를 이루도록 에어압을 조정하여 에어실린더로 에어를 공급하는 제1레귤레이터와; 상기 테스트헤드를 상승시키는 유압을 조정하여 에어실린더로 공급하는 제2레귤레이터와; 에어를 공급하는 에어공급수단과; 상기 제1,2레귤레이터를 통해 공급되는 에어의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제1솔레노이드밸브 및; 유로를 온/오프하여 상기 에어실린더로 에어를 통하게 하고 차단시키는 제2솔레노이드밸브로 이루어지는 구동수단을 구비하며, 프로브카드측에는 소정위치로 하강하여 대기상태를 이루는 테스트헤드를 진공력에 의해 하강시켜 포고핀을 포고고정부에 접촉시키는 진공흡착수단을 설치된 것이며, 그에 따른 접촉방법을 제공한다.

상술한 바와 같이 포고핀 및 포고고정부의 접촉을 테스트헤드를 소정위치에 유동 가능한 상태로 대기시킨 상태에서 프로브카드측에서 진공흡착력을 제공하여 테스트헤드가 하강하는 구조로 하여 이루어지게 함에 따라 프로브카드의 변형됨을 해소시켜 포고블럭 및 포고핀의 접촉성 향상은 물론 상기 프로브카드의 저면에 형성된 프로브침 및 웨이퍼의 패드와의 접촉성을 향상시킴과 아울러 프로브카드의 수명을 연장시킨다.

Description

반도체검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 접촉방법{POGO PIN AND POGO SEAT CONTACTING APPARATUS AND THE METHOD FOR PROBING SYSTEM}

본 발명은 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 테스트헤드 구동동작을 개선하여 포고핀 및 프로브카드 접촉부와의 접촉성을 향상시키는 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치의 제조에서는 웨이퍼(WAFER)상에 패턴(PATTERN)을 형성시키는 패브릭케이션(FABRICATION)공정과, 상기 패턴이 형성된 웨이퍼를 각 단위 칩(CHIP)으로 조립하는 어셈블리 공정이 수행된다.

그리고, 상기 공정들 사이에 웨이퍼를 구성하고 있는 각 단위 칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electric Die Sorting : 이하 “EDS”라 칭함)공정이 수행된다.

이러한 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 단위 칩 들 중에서 불량 칩을 판별하여 불량 칩을 판별하기 위하여 수행하는 것이다.

여기서 EDS 공정은 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판단하는 검사장치를 주로 이용한다.

이 같은 검사는 웨이퍼를 구성하는 칩들의 전기적 상태를 검서할 수 있도록 상기 웨이퍼와 접촉하여 전기적 신호를 인가시킬 수 있는 니들이 구비되는 프로브 카드로 이루어지는 검사장치를 주로 이용한다.

프로브카드를 이용한 테스트의 결과가 양품으로 판정되는 반도체 디바이스는 패키징들의 후 공정에 의해서 완성품으로서 제작된다.

반도체 웨이퍼의 전기적 특성검사는 통상 반도체 웨이퍼의 전극패드에 프로브카드의 니들을 접촉시키고, 이 니들을 통해 측정의 전류를 통전시킴으로써 그때의 전기적 특성을 측정하게 된다.

도 1a 내지 도 2b는 종래의 반도체 검사장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 상기 도면에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)를 흡착유지시키는 웨이퍼척(11)과, 상기 웨이퍼척(11)의 상부에는 장치의 케이스체(미도시)에 고정된 지지링(12)과, 상기 지지링(12)에 설치되는 프로브카드(13)와, 상기 프로브카드(13)의 상측에 승·하강가능하게 설치됨과 아울러 그 하면에 상기 포고고정부(13a)와의 접촉을 수행하는 포고블럭(14)이 설치된 테스트헤드(15)로 구성된다.

상기 웨이퍼척(11)은 수평(X축 Y축) 및 상하(Z축)방향으로 이동이 가능하며, 또 그 중심축 둘레로 (Θ)회전이 가능하게 구성되며, 상기 웨이퍼척(11)의 이동에 의해 웨이퍼(W)가 일체적으로 이동되어 전극패드가 후술하는 프로브침(13b)의 선단에 위치가 일치하게 된다.

상기 프로브카드(13)는 절연기판상에 도체배선패턴이 배설된 링 형상의 주회로기판(13a)으로 이루어져 상기 회로기판(13a)상에는 다수의 도체로서 포고고정부(13b)가 형성되며, 그 저면에는 웨이퍼의 전극패드(미도시)에 접촉되어 전류를 통전시킴으로써 그 때의 전기적 특성을 측정하는 프로브침(13c)이 마련된다.

상기 포고블럭(14)은 그 하면에 상기 포고고정부(13b)와 접촉되어 프로브카드(13)에 전압이나 신호를 부여하기 위한 다수의 포고핀(14a)이 배설되며, 상기 포고핀(14a)은 상기 포고고정부(13b)와 1대 1의 대응 관계로 배치된다.

상기 테스트헤드(15)는 구동수단(16)에 의해 승·하강가능하게 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 반도체 검사장치(10)는 먼저, 도시되지 않은 제어수단에 의해 구동신호가 출력되면 구동수단(16)이 동작되어 상기 포고블럭(14)을 그 저면에 구비하는 테스트헤드(15)를 하강시킨다.

상기 테스트헤드(15)는 소정의 위치상태로 하강하여 상기 포고핀(14a)과 포고고정부(13b)가 소정거리(예컨대 3㎜)유지하는 위치에서 정지하여 대기상태를 이룬다.

다음 상기 테스트헤드(15) 측에 마련된 진공흡착기(미도시)가 동작되어 진공이 가해지면 상기 프로브카드(13)가 진공흡착에 의해 빨려 올라가 상기 포고핀(14a)이 상기 포고고정부(13b)에 접촉되는 상태를 이루게 된다.

그러나, 이와 같은 동작원리에 의해 포고고정부(13b) 및 포고핀(14a)이 접촉됨에 따라 상기 테스트헤드(15)의 하강 거리를 소정거리 만큼 이동시킨 상태에서 정지시킨 상태에서 포고핀(14a) 및 포고고정부(13b)와의 접촉을 프로브카드(13)를진공흡착에 의해 빨아올려서 행하게 됨에 따라 도 2b와 같이 프로브카드(13)가 결합된 그 에지부위 즉 지지링(12)과 결합된 부위에 변형이 발생하게 되는 바, 상기 프로브카드(13) 변형 발생에 의해 프로브침(13c)의 위치가 틀어져 웨이퍼(W)의 패드 위치와 정확하게 얼라인먼트가 이루어지지 못하여 그 접촉성이 저하된다는 제1문제점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 프로브카드(13)가 변형됨에 따라 프로브고정부(13a) 및 프로브핀(14a)과 접촉성이 저하되는 제2문제점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 프로브카드(13)에 반복되는 변형으로 인해 상기 프로브카드(13)의 수명이 단축된다는 제3문제점이 있다.

특히, 웨이퍼(W) 칩의 신뢰성을 테스트하기 위하여 소정의 열을 가하여 실시하는 핫 테스트(HOT TEST)시에는 상기 프로브카드(13)의 변형은 더욱 극심하게 되어 접촉성이 더욱 불안전하게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 포고블럭의 포고핀 및 프로브카드의 포고고정부를 접촉시키는 장치 및 방법을 개선하여 상기 포고블럭 및 포고핀의 접촉성 향상은 물론 상기 프로브카드의 저면에 형성된 프로브침 및 웨이퍼의 패드와의 접촉성을 향상시키는 반도체검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 프로브카드의 변형률을 최소화시켜 프로브카드의수명을 연장시키는 반도체검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 세 번째 목적은 검사장치의 접촉성을 향상시켜 불량률을 최소화 시킴에 따라 검사 수율을 향상시키는 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동수단에 의해 상하로 승하강가능하게 설치되어 그 저면에 설치된 포고블럭의 포고핀을 소정위치에 설치된 프로브카드의 포고고정부와 접촉시키도록 된 반도체 검사장치에 있어서, 상기 구동수단은 상기 테스트헤드와 그 피스톤축이 연결된 에어실린더와; 상기 테스트헤드를 소정위치에 대시상태를 이루도록 에어압을 조정하여 에어실린더로 에어를 공급하는 제1레귤레이터와; 상기 테스트헤드를 상승시키는 유압을 조정하여 에어실린더로 공급하는 제2레귤레이터와; 에어를 공급하는 에어공급수단과; 상기 제1,2레귤레이터를 통해 공급되는 에어의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제1솔레노이드밸브 및; 유로를 온/오프하여 상기 에어실린더로 에어를 통하게 하고 차단시키는 제2솔레노이드밸브로 이루어지며, 상기 프로브카드측에는 소정위치로 하강하여 대기상태를 이루는 테스트헤드를 진공력에 의해 하강시켜 포고핀을 포고고정부에 접촉시키는 진공흡착수단이 설치된 것이다.

또한, 상술한 장치에 의해 테스트헤드를 자중에 의해 하강시키는 단계와; 소정의 압력으로 조정된 에어를 공급하여 상기 테스트헤드를 소정의 위치에 유동가능하게 대기시키는 단계와; 프로브카드측에서 진공흡착동작을 실시하는 단계와; 진공흡착력에 의해 테스트헤드가 하강하여 포고핀이 포고고정부에 접촉되는 단계를 행하여 포고핀 및 포고고정부와의 접촉을 행하는 방법을 행한다.

도 1은 종래의 반도체검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 2a는 상기 도 1의 테스트헤드(15)가 하강하여 포고핀(14a)이 포고고정부(13b)와 접촉된 상태를 도시한 도면,

도 2b는 상기 도 2a의 상태에서 프로브카드(13)에 변형이 발생된 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 상기 도 3의 구성에 의해 포고핀(14a)이 포고고정부(13b)와 접촉되는 방법을 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 반도체검사장치11 : 웨이퍼척

13 : 프로브카드13a : 포고고정부

13c : 프로브침14 ; 포고블럭

14a : 포고핀15 : 테스트헤드

30 : 구동수단31 : 에어실린더

31a : 피스톤31a′ : 피스톤축

32,33 : 제1,2레귤레이터34,35 : 제1,2솔레노이드밸브

40 : 진공흡착수단

이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해서 자세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 에에 의한 반도체검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 구성에 의해 포고핀 및 포고고정부가 접촉되는 방법을 도시한 순서도로서, 도 1내지 도 2b의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 명기하며, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 점은 테스트헤드(15)를 하강시켜 포고핀(14a) 및 포고고정부(13b)를 접촉시키는 부분이다.

도 3에 도시된 바와 같이 테스트헤드(15)를 상하로 구동시키는 구동수단(30)은 상기 테스트헤드(15)와 그 피스톤축(31a′)이 연결된 에어실린더(31)와, 상기 테스트헤드(15)를 소정위치에 대기상태를 이루도록 에어압을 조정하여 에어실린더(31)로 공급하는 제1레귤레이터(32)와, 상기 테스트헤드(15)를 상승시키는 에어압을 조정하여 에어실린더(31)로 에어를 공급하는 제2레귤레이터(33)와, 에어를 공급하는 에어공급수단(34)과, 상기 제1,2레귤레이터(33)를 통해 공급되는 에어의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제1솔레노이드밸브(34)와, 유로를 온/오프하여 상기 에어실린더(31)로 에어를 통하게 하고 차단시키는 제2솔레노이드밸브(35)로 이루어진다.

물론 이때, 상기 피스톤축(31a)은 상기 연결브라켓(36)을 매개로 상기 테스트헤드(15)와 연결된다.

한편, 상기 프로브카드(13)측에는 소정위치로 하강하여 대기상태를 이루는 테스트헤드(15)를 진공력에 의해 하강시켜 포고핀(14a)을 포고고정부(13b)에 접촉시키는 진공흡착수단(40)이 설치된다.

다음은 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 의한 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부 접촉 방법에 대해서 도 4를 참조로 하여 설명한다.

먼저, 테스트헤드(15)의 초기 하강시에는 상기 포고블럭(14)을 포함하는 테스트헤드(15)의 자중에 의해 하강동작을 실시한다.(S1000)

그와 같은 동작이 계속되어 상기 테스트헤드(15)가 소정의 위치 예컨대, 포고핀(14a)과 포고접촉부(13b)가 소정거리(H) 유지되는 상태로 하강하게 되면, 제1레귤레이터(32)가 동작되어 에어공급수단(34)으로부터 소정압으로 공급되는 에어를 공급하고, 이때, 상기 제1솔레노이드밸브(34)는 상기 제1레귤레이터(34)와 연결된 유로를 개방시켜 제2솔레노이드밸브(35)로 통하게 하고, 이때, 상기 제2솔레노이드밸브(35)는 개방된 상태가 되어 에어를 상기 에어실린더(31)측으로 공급하도록 한다.

그와 같이 에어실린더(31)내부로 에어가 공급되어 화살표방향으로 진행되어 피스톤(31a)을 받쳐줌으로써 테스트헤드(15)를 소정위치에서 정지시켜 대기상태로 머물도록 한다.(S2000)

이때, 상기 제1레귤레이터(32)를 통해 공급되는 에어압은 상기 포고블럭(14)을 포함하는 테스트헤드(15)의 무게를 지탱하는 정도로서, 테스트헤드(15)를 유동 가능한 상태로 정지시키는 역할을 수행하게 된다.

다음, 프로브카드(13)측에 설치된 진공흡착수단(40)에 의해 진공흡착동작이 실시(S3000)되면, 제1레귤레이터(32)로 공급되는 에어압에 의해 정지상태로 머무는 테스트헤드(15)의 자중에 의해 서서히 아래로 하강하여 포고핀(14a)을 포고고정부(13b)에 안전하게 접촉시킨다.(S4000)

상술한 바와 같은 원리에 의해 포고핀(14a)을 포고고정부(13b)에 접촉시킴에 따라 종래와 같이 진공흡착실시 동작에 따라 프로브카드에 변형이 발생되는 것을 해소시킴으로써 접촉성을 향상시키는 이점을 갖게 된다.

한편, 테스트헤드(15)를 상승시킬 경우에는 제1솔레노이드밸브(34)는 제2레귤레이터(33)가 연결된 측의 유로를 연결시키며, 상기 에어공급수단(34)으로부터 공급된 에어는 상기 제2레귤레이터(33)를 통해 압력 조정되어 제1솔레노이드밸브(34)를 통하여 제2솔레노이드밸브(35)를 거쳐 에어실린더(31)의 내부로 공급된다.

그와 같이 에어실린더(31) 내부로 에어가 공급되면, 피스톤(31)이 ↑방향으로 상승하여 테스트헤드(15)를 소정위치로 상승시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 포고핀 및 포고고정부의 접촉을 테스트헤드를 소정위치에 유동 가능한 상태로 대기시킨 상태에서 프로브카드측에서 진공흡착력을 제공하여 테스트헤드가 하강하는 구조로 이루어지게 함에 따라 프로브카드의 변형됨을 해소시킬 수 있게 된다.

그와 같이 프로브카드의 변형을 줄임에 따라 포고블럭 및 포고핀의 접촉성 향상은 물론 상기 프로브카드의 저면에 형성된 프로브침 및 웨이퍼의 패드와의 접촉성을 향상시키며, 따라서, 검사수율을 향상시키는 것을 도모할 수 있다.

또한, 프로브카드의 변형률을 최소화시켜 프로브카드의 수명을 연장시키는 이점을 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (2)

1. 구동수단에 의해 상하로 승하강가능하게 설치되어 그 저면에 설치된 포고블럭의 포고핀을 소정위치에 설치된 프로브카드의 포고고정부와 접촉시키도록 된 반도체 검사장치에 있어서,

   상기 구동수단은 상기 테스트헤드와 그 피스톤축이 연결된 에어실린더와;

   상기 테스트헤드를 소정위치에 대시상태를 이루도록 에어압을 조정하여 에어실린더로 에어를 공급하는 제1레귤레이터와;

   상기 테스트헤드를 상승시키는 유압을 조정하여 에어실린더로 공급하는 제2레귤레이터와;

   에어를 공급하는 에어공급수단과;

   상기 제1,2레귤레이터를 통해 공급되는 에어의 유로를 선택적으로 개폐시키는 제1솔레노이드밸브 및;

   유로를 온/오프하여 상기 에어실린더로 에어를 통하게 하고 차단시키는 제2솔레노이드밸브로 이루어지며,

   상기 프로브카드측에는 소정위치로 하강하여 대기상태를 이루는 테스트헤드를 진공력에 의해 하강시켜 포고핀을 포고고정부에 접촉시키는 진공흡착수단이 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부접촉장치.
2. 그 저면에 포고핀을 갖는 포고블럭이 마련된 테스트헤드를 소정위치로 하강시킨 후 상기 포고핀을 소정위치에 설치된 프로브카드의 포고고정부에 접촉시키는 방법에 있어서,

   테스트헤드를 자중에 의해 하강시키는 단계와;

   소정의 압력으로 조정된 에어를 공급하여 상기 테스트헤드를 소정의 위치에 유동가능하게 대기시키는 단계와;

   프로브카드측에서 진공흡착동작을 실시하는 단계와;

   진공흡착력에 의해 테스트헤드가 하강하여 포고핀이 포고고정부에 접촉되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 검사장치의 포고핀 및 포고고정부접촉방법.