KR20080010881A - 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트방법 - Google Patents

프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트방법 Download PDF

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KR20080010881A
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Abstract

본 발명은 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법에 관한 것으로, 종래 기술에 따른 PIP(PKG Internal Probing) 테스트 장치는 웨이퍼 단계의 테스트 장치를 그대로 이용하여 구성하므로 패키지 공정이 끝난 반도체 칩을 테스트하는 공정에 적합하지 않고, 테스트 마진을 확보할 수 없는 문제를 해결하기 위하여, 프로브 카드 핀을 각 반도체 칩의 볼 본딩 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드를 고려하여 그 길이가 상이하게 구비되도록 주문 제작하되, 그 전체적인 길이를 종래의 프로브 카드 핀 보다 짧게 형성하고 꺾임 각을 90 ~ 100 도로 감소시켜 형성함으로써, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드가 눌러질 때 프로브 카드 핀이 휘어져 인접한 프로브 카드 핀과 서로 단락되는 문제를 해결할 수 있고, 안정적으로 테스트 공정을 진행하여 불량 분석을 효율적으로 수행할 수 있는 발명에 관한 것이다.

Description

프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법{PROBE TEST APPARATUS AND THE METHOD FOR TESTING SEMICONDUCTOR CHIP USING THE SAME}
도 1은 종래 기술에 따른 프로브 테스트 장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 프로브 테스트 장치를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩의 테스트 방법을 도시한 개략도.
본 발명은 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법에 관한 것으로, 종래 기술에 따른 PIP(PKG Internal Probing) 테스트 장치는 웨이퍼 단계의 테스트 장치를 그대로 이용하여 구성하므로 패키지 공정이 끝난 반도체 칩을 테스트하는 공정에 적합하지 않고, 테스트 마진을 확보할 수 없는 문제를 해결하기 위하여, 프로브 카드 핀을 각 반도체 칩의 볼 본딩 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드를 고려하여 그 길이가 상이하게 구비되도록 주문 제작하되, 그 전체적인 길이를 종래의 프로브 카드 핀 보다 짧게 형성하고 꺾임 각을 90 ~ 100 도로 감소시켜 형성함으로써, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드가 눌러질 때 프로브 카드 핀이 휘어져 인접한 프로브 카드 핀과 서로 단락되는 문제를 해결할 수 있고, 안정 적으로 테스트 공정을 진행하여 불량 분석을 효율적으로 수행할 수 있는 발명에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 프로브 테스트 장치를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, PIP(PKG Internal Probing) 테스트 장치를 나타낸 것으로 프로브 카드(40)에 복수개의 프로브 카드 핀(30)들이 연결되고, 프로브 카드 핀(30)을 반도체 칩(10)의 패드 부분에 접속시켜 테스트를 진행한다. 이때, 반도체 칩에는 볼 본딩(20)이 된 패드(25b)와 볼 본딩(20)이 안 된 패드(25a)가 구분되는데 프로브 카드 핀(30)이 볼 본딩(20)이 안 된 패드(25a) 부분에 접속되지 않는 문제가 있다.
따라서 프로브 카드(40)를 눌러서 프로브 카드 핀(30)이 반도체 칩에 모두 밀착되도록 한 다음에 테스트를 수행하게 된다. 그러나 이 경우 프로브 카드 핀이 휘어지면서 서로 단락되는 문제가 발생할 수 있고, 볼 본딩(20)도 손상되어 반도체 칩에 불량이 발생하거나 테스트 공정을 정상적으로 진행할 수 없는 상태가 된다. 이러한 문제는 반도체 칩에 패키지 공정을 수행한 후 실시하는 PIP 테스트 장치를 웨이퍼 단계에서 수행하는 테스트 장치의 크기를 그대로 활용하여 발생한 것이다.
일반적으로 프로브 카드 핀의 지름은 27.8㎛ 이고, 핀의 전체 길이는 276㎛, 핀의 꺾임 각도는 103도가 되도록 형성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따른 PIP 테스트 장치는 웨이퍼 단계에서 수행하는 테스트 장치의 프로브 카드 핀을 그대로 활용하여 형성하므로, 반도체 칩 단계에서 수행하는 테스트 방법에는 적합하지 않다. 볼 본딩 패드와 그렇 지 않은 패드 사이에 단차가 존재하고, 이러한 단차를 고려하여 프로브 카드 핀에 무리한 힘을 주게 될 경우 프로브 카드 핀이 서로 단락되거나, 반도체 칩이 손상되는 문제가 발생할 수 있고 반도체 칩의 테스트 공정이 정상적으로 수행되지 못하는 문제가 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 프로브 테스트 장치의 프로브 카드 핀을 각 반도체 칩의 볼 본딩 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드를 고려하여 그 길이가 상이하게 구비되도록 주문 제작하고 그 전체적인 길이를 종래의 프로브 카드 핀 보다 짧게 형성하고 꺾임 각을 90 ~ 100 도로 감소시켜 형성함으로써, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드에 가해지는 압력에 대한 마진을 충분히 확보하고, 반도체 칩의 볼 본딩 부분이 손상되지 않도록 하는 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 프로브 테스트 장치는 프로브 카드(Probe Card) 및 프로브 카드 핀(Probe Card Pin)을 구비한 PIP (PKG Internal Probing) 테스트 장치에 있어서,
테스트용 반도체 칩에 구비된 볼 본딩(Ball Bonding) 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드의 위치를 고려하여, 볼 본딩이 안 된 패드와 대응되는 제 1 프로브 카드 핀의 길이가 볼 본딩 패드와 대응되는 제 2 프로브 카드 핀의 길이보다 더 길게 구비되도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 프로브 카드 핀의 길이는 제 2 프로브 카드 핀의 길이 보다 20 ~ 30㎛ 더 길게 구비되고, 상기 제 1 및 제 2 프로브 카드 핀은 'ㄱ' 자 형으로 구비되며, 그 각도는 90 ~ 100 도의 각도로 구비되고, 상기 제 1 프로브 카드 핀의 길이는 270 ~ 280㎛로 구비되고, 상기 제 2 프로브 카드 핀의 길이는 240 ~ 260㎛로 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 반도체 칩의 테스트 방법은 반도체 칩을 패키징 하는 단계와,
상기 패키징된 반도체 칩을 상부에서부터 폴리싱 하여 반도체 칩의 패드부가 드러나도록 하는 단계 및
상기 청구항 1 항의 프로브 테스트 장치를 이용하여 상기 반도체 칩을 테스트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프로브 테스트 장치의 프로브 카드에 압력을 가하여 상기 프로브 카드 핀이 상기 반도체 칩에 밀착되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 프로브 테스트 장치를 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, PIP (PKG Internal Probing) 테스트 장치의 일부분으로 테스트 공정을 진행하며 테스트 용 탐침인 프로브 카드 핀(130)을 구비하는 프로브 카드(140)가 구비된다. 이때, 프로브 카드(140)는 바(Bar) 형태로 구비되고, 반도 체 칩(100)의 길이와 동일한 크기로 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 프로브 카드 핀(130)은 테스트용 반도체 칩(100)에 구비된 볼 본딩(120)이 된 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드의 위치를 고려하여, 볼 본딩(120)이 안 된 패드와 대응되는 위치의 제 1 프로브 카드 핀(130a)의 길이는 더 길게 구비하고, 볼 본딩(120) 패드와 대응되는 위치의 제 2 프로브 카드 핀(130b)의 길이는 볼 본딩(120)의 크기만큼 더 작게 형성한다. 이때, 볼 본딩(120)의 크기는 20 ~ 30㎛ 정도이므로 제 1 프로브 카드 핀(130a)의 길이는 제 2 프로브 카드 핀(130b)의 길이 보다 20 ~ 30㎛ 더 길게 구비하는 것이 바람직하다.
일반적으로 반도체 칩에 볼 본딩 패드와 볼 본딩이 안 된 패드의 비율을 9:1로 형성되고 있으며, 반도체 칩에 따라서 볼 본딩 패드와 그렇지 않은 패드의 위치는 명확하게 구분되어 있다.
반도체 칩에 내부 전압을 인가하는 패드와 같은 부분이 볼 본딩이 안 된 패드이므로 본 발명에서 볼 본딩 패드와 볼 본딩이 안 된 패드의 위치를 계산하는 것은 크게 문제가 되지 않는다.
따라서 프로브 카드 핀의 길이를 테스트 하고자 하는 반도체 칩에 맞게 주문 생산하는 일은 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 프로브 카드 핀(130a, 130b)은 'ㄱ' 자 형으로 구비되는데, 그 각도는 90 ~ 100 도의 각도로 구비하는 것이 바람직하다. 프로브 카드 핀(130)의 꺾어진 각도를 줄임으로써, 테스트 공정 시 프로브 카드(140)를 눌러서 프로브 카드 핀(130)을 반도체 칩(100)에 밀착시키는데, 꺾임의 각도가 작을 경우 가해지는 압력을 안정적으로 분배시킬 수 있다.
여기서, 압력을 가하면서 프로브 카드 핀(130)에 가해지는 충격 및 프로브 카드 핀(130)이 휘어지면서 단락되는 문제를 해결하기 위하여, 프로브 카드 핀(130)의 길이를 종래의 길이보다 더 짧게 구비한다. 제 1 프로브 카드 핀(130a)의 길이는 270 ~ 280㎛로 구비하고, 제 2 프로브 카드 핀(130b)의 길이는 240 ~ 260㎛로 구비하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩의 테스트 방법을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 칩(100)을 패키징 한다.
다음에는, 패키징된 반도체 칩(100)을 상부에서부터 폴리싱 하여 반도체 칩(100)에 형성된 패드부가 드러나도록 한다.
그 다음에는, 도 2에서 설명한 테스트용 반도체 칩에 구비된 볼 본딩(Ball Bonding) 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드의 위치를 고려하여, 볼 본딩이 안 된 패드와 대응되는 제 1 프로브 카드 핀의 길이가 볼 본딩 패드와 대응되는 제 2 프로브 카드 핀의 길이보다 더 길게 구비된 프로브 테스트 장치를 이용하여 상기 반도체 칩(100)을 테스트 한다.
여기서, 프로브 테스트 장치의 프로브 카드(140)에 압력을 가하여 프로브 카드 핀(130)이 반도체 칩(100)에 밀착되도록 하는데, 프로브 카드 핀의 길이가 반도체 칩의 특성에 맞게 형성되어 있으므로 프로브 카드에 가하는 압력을 조금만 주어도 된다. 따라서 반도체 칩의 볼 본딩 부분이 손상되지 않고, 테스트 공정이 안정적으로 수행된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 테스트 장치 및 그를 이용한 반도체 칩의 테스트 방법은 프로브 테스트 장치의 프로브 카드 핀을 각 반도체 칩의 볼 본딩 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드를 고려하여 그 길이가 상이하게 구비된 제 1 및 제 2 프로브 카드 핀이 혼합되어 구비된 프로브 카드를 주문 제작하고 그 전체적인 길이를 종래의 프로브 카드 핀 보다 짧게 형성하고 꺾임 각을 90 ~ 100 도로 감소시켜 형성함으로써, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드에 가해지는 압력에 대한 마진을 충분히 확보하고, 반도체 칩의 볼 본딩 부분이 손상되지 않을 수 있다.
또한, 안정적으로 테스트 공정을 진행하여 PIP 테스트 공정을 보다 정확하게 수행하고 테스트 성공률을 높일 수 있다. 아울러, 주문제작 된 프로브 테스트 장치는 웨이퍼 단계에서 수행하는 전기적 테스트 장치에도 응용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 프로브 카드 핀을 각 반도체 칩의 볼 본딩 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드를 고려하여 그 길이가 상이하게 구비되도록 주문 제작하되, 그 전체적인 길이를 종래의 프로브 카드 핀 보다 짧게 형성하고 꺾임 각을 90 ~ 100 도로 감소시켜 형성함으로써, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드에 가해지는 압력에 대한 마진을 충분히 확보할 수 있도록 한다. 아울러, 반도체 칩의 테스트 공정에서 프로브 카드가 눌러질 때 프로브 카드 핀이 휘어져 인접한 프로브 카드 핀과 서로 단락되는 문제를 해결할 수 있고, 반도체 칩이 손상되는 문제를 해결할 수 있으므로, 안정적으로 테스트 공정을 진행하여 불량 분석의 효율 을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 프로브 카드(Probe Card) 및 프로브 카드 핀(Probe Card Pin)을 구비한 PIP (PKG Internal Probing) 테스트 장치에 있어서,
    테스트용 반도체 칩에 구비된 볼 본딩(Ball Bonding) 패드 및 볼 본딩이 안 된 패드의 위치를 고려하여, 볼 본딩이 안 된 패드와 대응되는 제 1 프로브 카드 핀의 길이가 볼 본딩 패드와 대응되는 제 2 프로브 카드 핀의 길이보다 더 길게 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 프로브 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프로브 카드 핀의 길이는 제 2 프로브 카드 핀의 길이 보다 20 ~ 30㎛ 더 길게 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프로브 카드 핀은 'ㄱ' 자 형으로 구비되며, 그 각도는 90 ~ 100 도의 각도로 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 테스트 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프로브 카드 핀의 길이는 270 ~ 280㎛로 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 테스트 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 프로브 카드 핀의 길이는 240 ~ 260㎛로 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 테스트 장치.
  6. 반도체 칩을 패키징 하는 단계;
    상기 패키징된 반도체 칩을 상부에서부터 폴리싱 하여 반도체 칩의 패드부가 드러나도록 하는 단계; 및
    상기 청구항 1 항의 프로브 테스트 장치를 이용하여 상기 반도체 칩을 테스트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 테스트 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로브 테스트 장치의 프로브 카드에 압력을 가하여 상기 프로브 카드 핀이 상기 반도체 칩에 밀착되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 테스트 방법.
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