KR20070018327A - 반도체 웨이퍼 검사용 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상의 반도체 칩을 검사하기 위한 프로브 카드에 관한 것으로서, 인쇄 회로 기판에 연결되어 있는 복수 개의 니들에 칩의 전기적 특성을 검사하기 위한 신호가 인가되는지 여부를 감지하는 입력핀과, 입력핀으로부터의 전기적 신호에 응답하여 프로브 카드의 탐침 횟수를 카운팅하고 탐침 횟수를 표시하는 프로브 카운터를 포함한다. 본 발명은 프로브 카드의 탐침 횟수를 카운트하고 니들의 교체시기를 판단하여 디스플레이 장치에 표시함으로써, 니들의 세정주기와 교체시기를 시각적으로 확인할 수 있도록 하여 EDS 공정의 신뢰도를 높이고 반도체 제조공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 검사용 프로브 카드{Probe card for testing semiconductor wafer}

도 1은 EDS 공정을 수행하는 프로버를 개략적으로 나타내는 도면;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 검사용 프로브 카드를 개략적으로 나타내는 평면도;

도 3는 도 2에 도시된 프로브 카드의 구성요소를 나타내는 도면; 그리고

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카운터를 나타내는 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명*

100: 프로버 10; 니들

20; 입력핀 12; 인쇄회로 기판

14; 고정링 16; 에폭시 수지

22; 접촉 패드 30; 프로버 카운터

31; 제어부 32; 드라이버 집적회로

33; 디스플레이 패널 35; 표시등

본 발명은 반도체 웨이퍼의 검사 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 웨이퍼 상의 반도체 칩을 검사할 할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다.

일반적으로 고집적 반도체 소자의 제조 과정에서는 웨이퍼(Wafer) 상에 특정의 패턴(Pattern)을 반복적으로 형성하여 집적회로를 구성하는 형성공정(Fabarication)과, 집적회로가 구성된 웨이퍼를 단위 칩으로 절단한 후 패키징하는 어셈블리(Assembly) 공정을 수행한다.

그리고 상기 웨이퍼를 각 단위 칩으로 절단하기 이전에 상기 웨이퍼를 구성하고 있는 각 단위칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting: 이하 'EDS"라 한다) 공정을 수행한다.

이러한 EDS 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들의 양/불량 상태를 판별하여 불량 칩을 재생하거나 초기에 제거함으로써, 후속되는 어셈블리 공정에서의 조립 비용 및 검사비용 등을 절감하기 위한 것이다. EDS 공정은 웨이퍼 상의 반도체 칩의 검사를 수행하는 프로버(Prober)에 의해 수행된다.

웨이퍼 상의 반도체 칩과 집적 접촉하는 프로브 카드(Probe Card)는 제작시 정교함과 정밀성이 요구된다. 프로브 카드는 반도체 칩의 입/출력 패드에 전기적 신호를 입력하기 위한 니들(needle)을 포함하는데, 니들은 패드 부위와의 접촉으로 마모되기 쉬우며 접촉시 발생한 금속 찌꺼기 등의 다양한 이물질에 쉽게 오염된다.

이와 같은 이유로, 프로브 카드의 니들은 주기적으로 상태 점검이 이루어져야 하고 적절한 시기에 세정 또는 교체되어야 한다. 세정 또는 교체가 이루어지지 않아 니들이 오염되거나 마모되는 경우, EDS 공정의 신뢰도에 치명적 영향을 주게 되며 반도체 제조 공정의 수율이 감소한다. 따라서, EDS 공정의 신뢰도를 높이기 위해 프로브 카드의 최적 상태를 유지 관리할 수 있는 새로운 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은 니들의 세정주기와 교체시기를 판단하여 EDS 공정의 신뢰도를 높일 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다.

(구성)

상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 프로브 카드는 다수의 접촉 패드를 구비한 칩의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사용 집적회로를 구비한 인쇄 회로 기판과, 상기 접촉 패드들을 탐침할 수 있도록 상기 인쇄 회로 기판에 연결되어 있는 복수 개의 니들들을 포함한다. 또한, 상기 니들들에 상기 칩의 전기적 특성을 검사하기 위한 신호가 인가되는지 여부를 감지하는 입력핀과 상기 입력핀으로부터의 전기적 신호에 응답하여 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 카운팅하고 상기 탐침 횟수를 표시하는 프로브 카운터를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프로브 카운터는 상기 입력핀으로부터의 전기적 신호에 응답하여 카운트한 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 표시하기 위한 제 1 신호를 발생하고, 상기 탐침 횟수에 근거하여 상기 니들의 교체 시기를 판단하고 상기 교체 시기를 표시하기 위한 제 2 신호를 발생하는 제어부; 그리고 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호에 응답하여 상기 프로브 카드의 탐침 횟수 및 상기 니들의 교체 시기를 표시하는 디스플레이 장치를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입력핀은 상기 복수 개의 니들 중 대응하는 니들의 상부에 고정되며, 상기 칩의 전기적 특성 검사시 상기 접촉 패드들이 상기 니들을 밀어올리면 상기 입력핀에 접촉된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프로브 카운터는 상기 인쇄회로 기판에 상에 설치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 상기 제 1 신호에 응답하여 상기 디스플레이 패널에 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 표시하기 위한 드라이버 집적회로(IC); 그리고 상기 제 2 신호에 응답하여 상기 니들의 교체 시기를 표시하기 위한 표시등을 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 참조 도면에 의거하여 이하 상세히 설명될 것이다.

(실시예)

도 1은 EDS 공정을 수행하기 위한 일반적인 프로버를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 1을 참조하면, 프로버는 검사할 웨이퍼(W)를 카세트(도시되지 않음)로부터 이송하는 로딩/언로딩부(2)와 EDS 공정이 수행되는 웨이퍼(W)가 위치할 테스트 부(3)를 구비한다. 테스트 부(30) 내에는 웨이퍼(20)가 위치하는 스테이지(9)와 하부 CCD 카메라(8)가 설치되어 있다. 테스트 부(3) 상부에는 테스트 헤드(7)와 상부 CCD 카메라(8)가 설치되어 있다. 테스트 헤드(7)는 중앙처리장치인 CPU(4)에 의해 제어되는 테스터(5)에 연결되어 있다. 인쇄회로 기판(12)과 복수개의 칩 검사용 니들을 구비하는 프로브카드(1)가 홀더(도시되지 않음)에 의해 테스트 헤드(7)의 하부면에 탈착 가능하게 장착된다.

프로브카드(1)는 테스트 부(3)내에 위치하는 스테이지(9) 상에 안착된 웨이퍼(W)와 마주보도록 위치한다. 스테이지(9)는 상부 및 하부 CCD 카메라(6, 8)로부터 검지 신호를 입력받은 CPU(4)의 제어 신호에 따라 상/하/좌/우의 방향으로 구동된다.

프로브카드(1)는 복수 개의 니들(10)을 구비하며, 테스터(5)로부터 니들(10)을 통해 검사하고자 하는 웨이퍼(W) 상의 칩으로 일정한 전기적 신호가 공급되고, 상기 칩에 내장된 집적회로로부터 발행한 신호가 테스터(5)로 전송된다. 테스터(5)는 테스트 신호에 근거하여 칩의 양/불량을 판단하게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 검사용 프로브 카드를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 프로브 카드(1)는 상술한 바와 같이 홀더에 의해 테스트 헤드에 탈착 가능하게 장착되는 것으로, 프로브 카드(1)의 인쇄회로 기판(12)의 중앙부에는 테스트하고자 하는 반도체 칩에 일정한 전기적 신호를 공급하기 위한 복수 개의 니들(10)이 배열되어 있다. 복수 개의 니들(10) 중 적어도 하나의 니들 상부에는 입력핀(20)이 설치된다.

입력핀(20)은 프로브 카드(1)의 탐침 횟수를 측정하기 위한 것으로, 프로브 카드(1)의 동작 상태를 감지하여 디스플레이 패널(33) 및 표시등(35)을 포함하는 프로브 카운터(30)에 감지 신호(VDD_SE)를 전달한다. 도 2에 도시된 바와 같이 프로브 카운터(30)는 인쇄회로 기판(12)에 설치되며, 프로브 카운터(30)의 디스플레이 패널(33) 및 표시등(35)은 인쇄회로 기판(12) 표면에 드러나도록 설치된다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 프로브 카드(1)의 구성 및 프로브 카운터(30)의 동작을 상술한다.

도 3는 도 2에 도시된 프로브 카드의 구성요소를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카운터의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 프로브 카드(1)에는 웨이퍼의 검사대상 칩(24) 상에 형성되어 있는 접촉 패드(22)에 접촉하기 위한 니들(10)이 접촉 패드(22)의 위치에 따라 정렬되어 인쇄회로 기판(Print Circuit Board; PCB, 12)에 솔더링 결합한다.. 인쇄회로 기판(12)은 EDS 검사용 기능 회로들이 형성되어 있는 기판이다. 인쇄회로 기판(12)의 하측에는 절연성의 고정링(14)이 설치되며, 니들(10)은 절연성의 에폭시수지(EPOXY, 16)에 의해 고정링(14)에 부착된다. 니들(10)의 상부에는 니들(10)에 인가되는 전기적 신호를 감지하기 위한 입력핀(20)이 인쇄회로 기판(12)에 솔더링 결합하며, 니들(10)과 마찬가지로 에폭시수지(16)에 의해 고정링(14)에 부착된다.

도 1에 도시된 스테이지가 이동하여 스테이지 상에 안착된 검사대상 웨이퍼의 칩(24)이 니들(10)과 접촉하면 니들(10)이 밀려올라 가면서 니들(10)의 상부에 고정된 입력핀(20)과 접촉하게 된다. 입력핀(20)은 검사를 위하여 니들(10)에 인가되는 일정한 전기적 신호(VDD_SE)를 감지하여 인쇄회로 기판(12)에 형성된 프로브 카운터(30)에 전달한다.

프로브 카운터(30)는 제어부(31), 드라이버 집적회로(32), 표시등(35), 그리 고 디스플레이 패널(33)을 포함하며, 프로브 카드(1)의 탐침 횟수를 카운팅하고, 카운트한 탐침 횟수를 디스플레이한다.

프로브 카운터(30)의 제어부(31)는 입력핀(20)으로부터의 전기적 신호(VDD_SE)에 응답하여 프로브 카드(1)의 탐침 횟수를 카운트 하고, 카운트된 값을 표시하기 위한 제어 신호(CONT_1)를 발생한다. 또한, 제어부(31)는 탐침 횟수에 근거하여 복수 개의 니들(10)의 교체 시기를 판단하고 상기 교체 시기를 표시하기 위한 제어 신호(CONT_2)를 발생한다. 즉, 제어부(31)는 카운트 된 탐침 횟수와 니들(10)의 마모도를 고려하여 설정한 소정의 값을 비교하여, 니들(10)의 교체시기에 도달했는지 여부를 판단한다. 드라이버 집적회로(32)는 디스플레이 패널(33)을 구동하기 위한 회로로써, 제어 신호(CONT_1)에 응답하여 디스플레이 패널(33)의 표시 상태를 결정하는 신호를 발생한다. 표시등(35)은 발광 다이오드(LED) 등을 포함하며, 제어 신호(CONT_2)에 응답하여 동작한다.

따라서, 본 발명의 프로브 카드(1)에 의하면 니들(10)의 세정주기와 교체시기를 간편하게 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 프로브 카운터에서 프로브 카드의 탐침 횟수를 카운트하고 니들의 교체시기를 판단하여 디스플레이 장치에 표시함으로써, 니들의 세정주기와 교체시기를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 따라서, EDS 공정의 신뢰도를 높일 수 있으며, 반도체 소자 생산 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 다수의 접촉 패드를 구비한 칩의 전기적 특성을 검사하기 위한 검사용 집적회로를 구비한 인쇄 회로 기판과, 상기 접촉 패드들을 탐침할 수 있도록 상기 인쇄 회로 기판에 연결되어 있는 복수 개의 니들들을 포함하는 프로브 카드에 있어서,

   상기 니들들에 상기 칩의 전기적 특성을 검사하기 위한 신호가 인가되는지 여부를 감지하는 입력핀;

   상기 입력핀으로부터의 전기적 신호에 응답하여 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 카운팅하고 상기 탐침 횟수를 표시하는 프로브 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 카운터는

   상기 입력핀으로부터의 전기적 신호에 응답하여 카운트한 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 표시하기 위한 제 1 신호를 발생하고, 상기 탐침 횟수에 근거하여 상기 니들의 교체 시기를 판단하고 상기 교체 시기를 표시하기 위한 제 2 신호를 발생하는 제어부; 그리고

   상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호에 응답하여 상기 프로브 카드의 탐침 횟수 및 상기 니들의 교체 시기를 표시하는 디스플레이 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 입력핀은

   상기 복수 개의 니들 중 대응하는 니들의 상부에 고정되며, 상기 칩의 전기적 특성 검사시 상기 접촉 패드들이 상기 니들을 밀어올리면 상기 입력핀에 접촉되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 프로브 카운터는 상기 인쇄회로 기판에 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
5. 제 2항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는

   디스플레이 패널;

   상기 제 1 신호에 응답하여 상기 디스플레이 패널에 상기 프로브 카드의 탐침 횟수를 표시하기 위한 드라이버 집적회로(IC); 그리고

   상기 제 2 신호에 응답하여 상기 니들의 교체 시기를 표시하기 위한 표시등을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 표시등은 엘이디(Light Emitting Diode; LED)인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.

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