KR20030087348A - 프로브 카드 홀더 - Google Patents

Abstract

프로버 스테이션에 구비되어 프로브 카드를 고정시키는 홀더가 개시되어 있다. 상기 홀더는 프로브 카드를 장착하기 위한 장착홈이 일측면에 형성되어 있으며, 상기 장착홈의 일측에는 장착된 프로브 카드를 고정시키기 위한 고정 부재가 구비된다. 프로브 카드는 억지 끼움 방식에 의해 장착되며, 고정 부재는 장착된 프로브 카드의 주연 부위를 눌러준다. 또한, 장착홈의 주연 부위에는 장착된 프로브 카드를 분리시키기 위한 분리홈이 형성되어 있다. 따라서, 프로브 카드를 교체할 때, 분리홈을 통해 용이하게 프로브 카드를 분리하고, 단순한 억지 끼움 방식에 의해 프로브 카드를 장착하므로 짧은 시간 내에 프로브 카드 교체 작업을 수행할 수 있다.

Description

프로브 카드 홀더{Probe card holder}

본 발명은 프로브 카드 홀더(probe card holder)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판을 검사하기 위한 프로버 스테이션(prober station)에 구비되어 프로브 카드를 지지하는 홀더에 관한 것이다.

최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하는 팹(Fab) 공정, 패턴이 형성된 각각의 다이(die)를 전기적으로 검사하는 프로브 테스트(prove test) 공정, 각각의 다이를 컷팅(cutting)하는 컷팅 공정, 컷팅 공정에 의해 각각의 다이로 분할된 반도체 기판에 금 혹은 알루미늄 선을 용접하는 본딩(bonding) 공정, 본딩 공정이 종료된 반조체 기판을 세라믹 혹은 플라스틱으로 봉인하는 패키징 공정을 통해 제조된다.

상기 프로브 테스트 공정은 반도체 기판에 형성된 각각의 다이에 대한 전기적 특성을 검사하는 공정으로 통상적으로 이디에스(EDS : electrical die sorting) 공저이라고도 불린다.

상기 프로브 테스트 공정은 반도체 기판에 형성된 각각의 다이들이 전기적으로 양호한 상태 또는 불량한 상태인가를 판별하는 공정이다. 이는 상기 프로브 테스트 공정을 통하여 불량한 상태를 갖는 다이를 패키징 공정을 수행하기 이전에 제거함으로서 상기 패키징 공정에서 소모되는 노력 및 비용을 절감하기 위함이고, 상기 불량한 상태를 갖는 다이를 조기에 발견하고 재생하기 위함이다.

상기 프로브 테스트 공정에 대한 예는 일본국 공개 특허 평6-120316호, 일본국 공개 특허 평6-181248호, 일본국 공개 특허 평10-150082호, 안데르손(Anderson et al.) 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,254,939호, 안데르손(Anderson et al.) 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,506,498호 및 디 빌레뉴브(de Villeneuve)에게 허여된 미합중국 특허 제5,866,024호에 개시되어 있다.

상기 프로브 테스트 공정은 프로브 카드 및 퍼포먼스 보드 등이 설치되는 프로버 스테이션을 사용하여 상기 반도체 기판에 형성한 다이의 전기적 특성을 검사한다. 그리고 상기 검사에 대한 결과 확인은 상기 프로버 스테이션과 연결되는 테스터(tester)에 의한다.

이때 상기 웨이퍼에 형성되는 다이들은 64메가(mega) 디램(DRAM), 128매가 디램, 256매가 디램 등과 같은 다양한 형태로 제조된다. 따라서 상기 검사를 위한 프로버 스테이션에 설치되는 프로브 카드 및 퍼포먼스 보드 등과 같은 구성 부재도 상기 검사의 대상이 되는 구조물에 따라 적합하게 설치되어야 한다. 따라서, 프로브 카드는 검사하고자 하는 반도체 기판에 따라 빈번하게 교체되어야 한다.

도 1은 프로브 카드를 지지하는 종래의 프로브 카드 홀더를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 저면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 프로브 카드 홀더(100)는 전체적으로 원반 형상을 갖는다. 프로브 카드 홀더(100)는 프로브 카드(10)가 삽입되는 베이스 플레이트(110)와 베이스 플레이트(110)의 일측에서 프로브 카드(10)를 고정시키는 고정 홀더(120)를 포함한다. 고정 홀더(120)는 베이스 플레이트(110)와 볼트(130a)들에 의해 고정되며, 고정 홀더(120)와 베이스 플레이트(110) 사이에 프로브 카드(10)가 배치된다. 그리고, 고정 홀더(120)와 프로브 카드(10)는 볼트(130b)들에 의해 결합된다.

상기와 같이 결합된 프로브 카드(10)는 프로버 스테이션의 퍼포먼스 보드와 전기적으로 연결된다. 프로브 카드(10)에는 에폭시로 고정시킨 다수개의 니들(미도시)이 구비되며, 상기 니들은 반도체 기판의 검사시 반도체 기판의 각 다이에 형성된 패드에 접촉되어 전기적 신호를 인가한다.

도 4는 도 1에 도시한 베이스 플레이트를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 베이스 플레이트의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 베이스 플레이트(110)의 중앙 부위에는 프로브 카드에 부착되는 니들이 반도체 기판과 접촉될 수 있도록 관통홀(112)이 형성되어 있다. 관통홀(112)의 내측벽은 프로브 카드(10, 도 1 참조)가 놓여지는 계단부(114)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 프로브 카드 홀더를 사용하여 반도체 기판의 검사 공정을 수행하는 경우, 빈번한 프로브 카드의 교체에 따라 결합부의 볼트가 느슨해지거나 프로브 카드가 제대로 수평을 유지하지 못하는 문제점이 발생한다. 즉, 볼트의 체결력이 다른 경우 프로브 카드는 수평 상태를 유지하지 못하며, 볼트의 체결부가 느슨해지는 경우에도 프로브 카드는 수평 상태를 유지하지 못하게된다. 이러한 문제점은 반도체 기판의 패드와 프로브 카드의 니들이 제대로 접촉되지 않는 문제점과 프로브 카드와 퍼포먼스 보드를 연결하는 포고 핀의 접촉 불량을 발생시킨다.

또한, 프로브 카드 교체시 각각의 볼트들을 분해하고 다시 조립하는 과정에서 시간적인 손실이 발생하며, 고정 홀더를 다수 확보해야한다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 프로브 카드를 억지 끼움 방식에 의해 고정시키는 프로브 카드 홀더를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 프로브 카드 홀더를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 정면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 저면도이다.

도 4는 도 1에 도시한 베이스 플레이트를 나타내는 평면도이다.

도 5는 도 4에 도시한 베이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 홀더를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 7은 도 6에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 6에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 저면도이다.

도 9는 도 6에 도시한 베이스 플레이트를 나타내는 평면도이다.

도 10은 도 9에 도시한 베이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 프로브 카드200 : 프로브 카드 홀더

210 : 베이스 플레이트212 : 장착홈

214 : 관통홀220 : 고정 부재

222 : 고정홈224 : 분리홈

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

플레이트 형상을 갖고, 반도체 기판을 검사하기 위한 프로브 카드를 억지 끼움 방식으로 장착하기 위한 장착홈이 일측면에 형성된 베이스 플레이트와,

상기 장착홈의 주연 부위에 구비되고, 상기 프로브 카드를 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 홀더를 제공한다.

여기서, 상기 장착홈의 주연 부위에는 상기 고정 부재가 삽입되는 고정홈이 더 형성되어 있으며, 상기 고정 부재는 상기 홈에 억지 끼움 방식으로 결합된다. 고정 부재는 고정홈에 삽입됨과 동시에 프로브 카드를 눌러주는 역할을 한다. 또한, 상기 장착홈의 주연 부위에는 상기 프로브 카드의 분리를 위한 분리홈이 더 형성되어 있다.

따라서, 프로브 카드의 교체시 기존에 고정 부재를 분리하고, 장착된 프로브 카드를 분리홈을 통해 작업자가 용이하게 분리할 수 있으며, 새로이 장착할 프로브 카드는 단순히 장착홈에 억지 끼움 결합함으로서 짧은 시간 내에 작업을 종료시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 홀더를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 7은 도 6에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 6에 도시한 프로브 카드 홀더를 나타내는 저면도이다.

도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 프로브 카드 홀더(200)는 반도체 기판을 검사하기 위한 프로버 스테이션(미도시)에 구비된다. 프로버 카드 홀더(200)는 전체적으로 원반 형상을 갖고, 중앙 부위에 프로브 카드(10)를 장착하기 위한 장착홈이 형성되어 있는 베이스 플레이트(210)를 포함한다. 베이스 플레이트(210)의 장착홈 중앙 부위에는 프로브 카드(10)의 니들(미도시)이 반도체 기판의 패드와 접촉되도록 관통홀이 형성되어 있다. 장착홈의 직경은 프로브 카드(10)의 직경과 대응되도록 형성되며, 프로브 카드(10)는 장착홈에 억지 끼움 방식으로 결합된다.

또한, 프로브 카드 홀더(200)는 베이스 플레이트(210)에 결합된 프로브 카드(10)를 고정시키기 위한 고정 부재(220)를 구비한다. 고정 부재(220)는 프로브 스테이션의 장시간 사용시 프로브 카드(10)가 베이스 플레이트(210)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 설치된다. 베이스 플레이트(210)의 장착홈 주연 부위에는 고정 부재(220)가 삽입되는 고정홈이 형성되어 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 장착홈(212)의 중앙 부위에는 반도체 기판의 패드와 프로브 카드(10)의 니들이 접촉되도록 관통홀(214)이 형성되어 있으며, 주연 부위에는 서로 마주보도록 한 쌍의 고정홈(222)이 양측에 형성되어 있다. 또한, 장착홈(212)의 주연 부위에는 프로브 카드(10)를 분리시키기 위한 한 쌍의 분리홈(224)이 서로 마주보도록 형성되어 있다. 즉, 프로브 카드(10)를 교체할 때, 작업자는 분리홈(224)을 이용하여 프로브 카드(10)를 용이하게 분리시킬 수 있다. 즉, 분리홈(224)은 프로브 카드(10)를 베이스 플레이트(210)로부터 분리할 때 작업자가 용이하게 프로브 카드(10)를 파지할 수 있도록 하기 위해 형성된다.

고정 부재(220)는 고정홈(222)에 억지 끼움 결합 방식으로 결합되며, 고정 부재(220)의 일측에는 프로브 카드(10)의 주연 부위를 베이스 플레이트(210) 방향으로 눌러주기 위한 누름부(미도시)가 형성되어 있다.

상기와 같은 프로브 카드 홀더(200)에 고정된 프로브 카드(10)를 교체하는 방법을 설명하면, 작업자는 베이스 플레이트(210)에 결합되어 프로브 카드(10)를 고정시키는 고정 부재(220)를 분리한다. 이어서, 손 또는 공구를 이용하여 분리홈(224)을 통해 프로브 카드(10)를 파지하여 프로브 카드(10)를 베이스 플레이트(210)로부터 분리한다. 그리고, 새로운 프로브 카드를 장착홈(212)에 억지 끼움 결합하고, 고정 부재(220)를 통해 상기 새로운 프로브 카드의 결합 위치를 고정시킨다. 상기와 같이 단순한 작업을 통해 프로브 카드(10)를 교체할 수 있으므로 프로브 카드(10) 교체에 소요되는 시간이 단축된다.

상기와 같은 구성을 갖는 프로브 카드 홀더를 구비하는 검사 장치를 설명하면 다음과 같다.

상기 검사 장치는 반도체 기판에 인가하기 위한 전기적 신호를 발생시키는 테스터(tester)를 구비한다. 상기 테스터는 반도체 기판으로부터 전기적 신호를 전달받아 반도체 기판의 전기적 특성을 판단한다. 또한, 상기 검사 장치는 테스터의 전기적 신호 및 반도체 기판의 전기적 신호를 전달하는 프로버 스테이션을 구비한다. 프로버 스테이션은 퍼포먼스 보드, 프로브 카드, 웨이퍼가 놓여지는 척 등을 구비한다. 이때, 프로브 카드는 프로브 카드 홀더에 의해 고정되며, 프로브 카드와 퍼포먼스 보드는 헤드 플레이트에 설치되는 포고 핀에 의해 연결된다. 한편, 퍼포먼스 보드는 테스터와 프로브 사이에서 전기적 신호를 전달하는 기능을 수행한다.

상기 퍼포먼스 보드는 테스터와 연결되는 베이스 보드 및 프로버 스테이션의 헤드 플레이트와 연결되는 웨이퍼 보드를 포함한다. 상기 베이스 보드 및 웨이퍼 보드는 완충기에 의해 지지되며, 상기 완충기는 검사 도중에 테스터로부터 가해지는 하중을 흡수한다. 또한, 베이스 보드 및 웨이퍼 보드 사이에는 전기적 신호를 전달하는 케이블이 설치된다.

상기 테스터는 사각 형태의 구성을 갖고, 상기 퍼포먼스 보드는 원형 형태를 갖는다. 상기 퍼포먼스 보드는 전기적 신호의 전달을 수행하는 다양한 채널들을 원형으로 변형시키는 역할을 한다. 이는 상기 웨이퍼가 원형으로 구성되기 때문이다.

프로브 카드에는 반도체 기판의 패드 부위에 접촉되는 다수개의 니들을 포함한다. 니들은 반도체 기판의 패드에 접촉되어 테스터로부터 전달되는 전기적 신호를 반도체 기판으로 제공하고, 반도체 기판으로부터 발생되는 전기적 신호를 테스터로 전달하는 기능을 한다. 상기 반도체 기판의 패드 부위는 검사 공정이 종료된 후 와이어 본딩(wire bonding) 공정에서 금 또는 알루미늄 선들이 용접되는 부위이다.

프로브 카드의 하부에는 반도체 기판이 안착되는 척이 구비된다. 상기 척은 반도체 기판이 안착된 다음 반도체 기판의 플랫존 부위 등을 감지하여 반도체 기판을 검사를 수행하기 위한 위치로 정렬시키는 기능을 수행한다.

상기 프로브 스테이션을 사용한 검사에서는 상기 웨이퍼의 종류에 따라 다른 구성을 갖는 퍼포먼스 보드 및 프로브 카드를 설치하여야 한다. 즉, 64메가 디램의 구조를 갖는 반도체 기판을 검사할 경우에는 64메가 디램의 전기적 특성의 검사를 위한 퍼포먼스 보드 및 프로브 카드를 설치하여야 하고, 256메가 디램의 구조를 갖는 반도체 기판을 검사할 경우에는 256메가 디램의 전기적 특성의 검사를 위한 퍼포먼스 보드 및 프로브 카드를 설치하여야 한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같은 프로브 카드 홀더를 사용하는 경우 단순한 작업으로 짧은 시간 내에 프로브 카드를 교체할 수 있다. 또한, 프로브 카드의 장착시 볼트에 의하지 않고, 억지 끼움 방식과 함께 고정 부재를 사용함으로서 항상 일정한 수평을 유지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 프로브 카드 홀더는 프로브 카드를 억지 끼움 방식을 사용하여 결합하기 위한 장착홈이 형성된 베이스 플레이트와 장착된 프로브 카드를 고정시키기 위한 고정 부재를 구비한다.

따라서, 작업자는 프로브 카드의 교체시 종래의 볼트 체결 방식을 사용하지 않으므로 단순한 작업으로 짧은 시간 내에 프로브 카드의 교체를 수행할 수 있다. 또한, 종래의 볼트 체결 방식에 의해 발생되는 프로브 카드 수평 유지 불량을 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 플레이트 형상을 갖고, 반도체 기판을 검사하기 위한 프로브 카드를 억지 끼움 방식으로 장착하기 위한 장착홈이 일측면에 형성된 베이스 플레이트; 및

   상기 장착홈의 주연 부위에 구비되고, 상기 프로브 카드를 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 홀더.
2. 제1항에 있어서, 상기 장착홈의 주연 부위에는 상기 고정 부재가 삽입되는 고정홈이 더 형성되어 있으며, 상기 고정 부재는 상기 홈에 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 홀더.
3. 제1항에 있어서, 상기 장착홈의 주연 부위에는 상기 프로브 카드의 분리를 위한 분리홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 홀더.