KR20100075124A

KR20100075124A - 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법

Info

Publication number: KR20100075124A
Application number: KR1020080133746A
Authority: KR
Inventors: 정연하
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-02

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 전기적으로 검사하는 EDS 테스트에 사용되는 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법에 관한 것이다.

본 발명의 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치는 상부에 웨이퍼를 안착시키고 상하운동을 하는 스테이지; 상기 스테이지의 상하운동으로 상기 웨이퍼와 접촉을 하는 프로브 카드; 상기 웨이퍼의 전기적인 특성을 테스트하기 위해 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 니들; 및 상기 프로브 니들의 상부에 설치되어 고온의 공기를 공급하는 히팅 에어 공급라인;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법에 의하면 고온 테스트가 진행됨에 따라 발생하는 오정렬을 방지할 수 있는 효과가 있다.

EDS(Electronic Die Sort), 고온 테스트, 오정렬, 히팅 시스템

Description

히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법{Wafer tester equipped with heating system and wafer test method thereof}

일반적으로 웨이퍼의 단일 소자인 반도체 칩은 하나의 완성된 반도체 패키지로 구동되기까지는 많은 공정을 거쳐야 한다. 상기 공정을 크게 나누면 웨이퍼 생산, 반도체 제조공정(Fabrication), 조립(Assembly) 등으로 나누어진다.

특히 반도체 제조공정에서 웨이퍼 상에 복수개의 반도체 소자가 형성되며, 복수개의 반도체 소자인 칩은 EDS 테스트(Electronic Die Sort, 이하 'EDS'라고 한다)를 거치면서 양, 불량을 선별하게 된다.

상기 EDS 테스트에서 양품으로 판정된 반도체 칩들은 조립공정을 통해 반도체 패키지로 만들어지고, 불량으로 판명된 반도체 칩들은 초기에 폐기 처리(scrap disposal)되어 조립 공정에서 소요되는 비용을 절약하게 된다.

따라서 EDS 테스트는 웨이퍼 상에 반도체 칩들의 제조를 완료한 후, 상기 칩들의 기능을 전기적으로 검사하는 공정이다. 통상적으로 EDS 테스트는 테스터(tester)와 프로브 스테이션(probe station)을 사용하여 진행된다.

상기 테스터는 웨이퍼에 있는 개별 칩에 전압, 전류, 클락(clock) 등의 전기적 신호를 인가하여 반도체 칩의 기능을 테스트하는 자동 검사 장치(ATE: Automatic Test Equipment)이다.

상기 프로브 스테이션은 웨이퍼를 이송하여 웨이퍼에 있는 반도체 칩들이 프로브 카드에 있는 탐침(또는 프로브 니들)을 통해 정확히 테스터와 연결되게 하는 자동 이송 및 정렬(align) 장비이다.

상기 프로브 카드는 매우 가는 프로브 니들(probe needle)을 인쇄회로 기판에 고정시켜 놓은 것으로서, 테스터에서 발생하는 신호가 프로브 니들에 전달되고 이렇게 전달된 신호는 프로브 니들이 웨이퍼의 반도체 소자의 금속 패드에 접촉하면서 반도체 소자에 전달되어 각각의 반도체 소자가 양호한지 불량인지를 테스트한다.

통상적으로 상술한 바와 같은 프로브카드를 이용하여 반도체 칩을 테스트할 경우 동작여부에 대한 신뢰성을 높이기 위하여 웨이퍼가 안착되는 스테이지를 -40 ~ +125℃까지 온도를 변화시켜 테스트를 하게 된다.

종래의 기술에 따른 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법에 의하면 고온 테스트(hot test)시 웨이퍼에만 열이 가해져서 프로브 카드의 프로브 니 들은 가열된 웨이퍼와 접촉되었을 때에만 히팅(heating)되었다.

그러나 프로브 카드에 프로브 니들이 고정되어있는 에폭시(epoxy) 부분은 열에 의해 팽창하기 때문에 테스트가 진행됨에 따라 처음에 설정한 정렬과 맞지 않아 오정렬(miss align)을 유발하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 고온 테스트가 진행됨에 따라 발생하는 오정렬을 방지할 수 있는 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치는 상부에 웨이퍼를 안착시키고 상하운동을 하는 스테이지; 상기 스테이지의 상하운동으로 상기 웨이퍼와 접촉을 하는 프로브 카드; 상기 웨이퍼의 전기적인 특성을 테스트하기 위해 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 니들; 및 상기 프로브 니들의 상부에 설치되어 고온의 공기를 공급하는 히팅 에어 공급라인;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히팅 에어 공급라인은 일단에 복수개의 방출구를 구비하여 상기 프로브 니들에 균일하게 고온의 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 방법은 프로브 니들에 균일하게 고온의 공기를 분사하는 예열단계; 및 가열된 스테이지의 상부에 웨이퍼를 로딩하여 전기적인 특성을 테스트하는 고온 테스트 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치를 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

첨부된 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치는 스테이지(10), 프로브 카드(20), 프로브 니들(30) 및 히팅 에어 공급라인(40)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 스테이지(10)는 상부에 반도체 제조공정이 완료된 웨이퍼(50)를 올리고 상하운동을 할 수 있도록 구성된 것으로서, 상기 웨이퍼(50)를 안착시키기 위한 진공 라인(vaccuum line, 도시되지 않음)과 웨이퍼를 가열 또는 냉각시키기 위한 히팅 코일 또는 냉각수 라인(도시되지 않음)이 상기 스테이지 내부에 설치될 수 있 다.

상기 프로브 카드(20)는 상기 스테이지(10)의 상하운동으로 후술되는 프로브 니들(30)을 통하여 상기 웨이퍼(50)와 전기적으로 접촉을 하는 것으로서, 회로패턴이 형성된 배선기판에 가이드 평판과 기둥을 사용하여 만들어지고, 배선기판 및 가이드 평판에 있는 관통홀을 통해 상기 프로브 니들(30)을 설치하여 이루어진 것이다.

상기 프로브 니들(30)은 상기 웨이퍼(50)의 전기적인 특성을 테스트하기 위해 상기 프로브 카드(20)에 구비된 것으로서, 상기 웨이퍼(50)에 존재하는 복수의 반도체 칩의 금속 패드와 접촉하는 부분이다.

상기 히팅 에어 공급라인(40)은 상기 프로브 니들(30)의 상부에 설치되어 고온의 공기를 공급하는 라인이다. 여기서 상기 히팅 에어 공급라인(40)은 일단에 복수개의 방출구(도시되지 않음)를 구비하여 상기 프로브 니들(30)에 균일하게 고온의 공기를 공급하는 것이 바람직하다.

한편 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 방법은 예열단계 및 고온 테스트 단계를 포함하여 이루어져 있다.

상기 예열단계는 프로브 니들에 균일하게 고온의 공기를 분사하는 단계이다. 여기서 75 ~ 125℃의 온도의 공기를 4 ~ 6 분간 프로브 니들에 균일하게 분사하는 것이 바람직하다.

상기 고온 테스트 단계는 가열된 스테이지의 상부에 웨이퍼를 로딩하여 전기 적인 특성을 테스트하는 단계이다. 여기서 상기 스테이지의 온도는 75 ~ 125℃의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치 및 웨이퍼 테스트 방법에 의하면, 상기 예열단계에서 상기 프로브 니들을 지지하고 있는 에폭시가 충분히 팽창된 다음에 고온 테스트 단계를 진행함으로써 오정렬이 되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

만약 오버헤드 타입(overhead type) 장비의 경우 상기 히팅 에어 공급라인은 테스터 헤드(tester head)에 존재하는 원통형 공간에 구비되는 것이 바람직하고, 다른 장비의 경우에는 지지대를 이용해서 세우는 것이 바람직하다.

상기 히팅 에어 공급라인에서 분사되는 공기의 온도는 스테이지의 온도와 동일하게 유지되고 프로브 니들에 균일하게 분사되어 예열됨으로써 고온 테스트 단계의 시작 및 종료까지 에폭시의 상태가 균일하게 유지된다.

그러나 프로브 카드의 교환 작업 또는 세정 작업을 위하여 테스터 헤드(tester head)를 개방하였을 때에도 뜨거운 바람이 나오고 있다면, 작업자에게 화상을 입힐 수 있는 위험이 있으므로 자동으로 뜨거운 바람의 공급이 중단되어야 한다.

본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치를 보여주는 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 방법을 설명하기 위한 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스테이지 20 : 프로브 카드

30 : 프로브 니들 40 : 히팅 에어 공급라인

50 : 웨이퍼

Claims

상부에 웨이퍼를 안착시키고 상하운동을 하는 스테이지; 상기 스테이지의 상하운동으로 상기 웨이퍼와 접촉을 하는 프로브 카드; 상기 웨이퍼의 전기적인 특성을 테스트하기 위해 상기 프로브 카드에 구비된 프로브 니들; 및 상기 프로브 니들의 상부에 설치되어 고온의 공기를 공급하는 히팅 에어 공급라인;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 히팅 에어 공급라인은 일단에 복수개의 방출구를 구비하여 상기 프로브 니들에 균일하게 고온의 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 장치.
프로브 니들에 균일하게 고온의 공기를 분사하는 예열단계; 및 가열된 스테이지의 상부에 웨이퍼를 로딩하여 전기적인 특성을 테스트하는 고온 테스트 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅 시스템을 구비한 반도체 웨이퍼 테스트 방법.