KR20130136794A - 반도체 테스트 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 테스트 방법 - Google Patents

반도체 테스트 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 테스트 방법 Download PDF

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KR20130136794A
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Abstract

프로브 카드의 변형을 조정할 수 있는 가변 하중 장치를 사용하여, 프로브 카드와 기판 사이의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것이다. 상기 반도체 테스트 장비는 피테스트 기판이 배치되는 웨이퍼 척, 상기 웨이퍼 척 상에 배치되고, 상기 피테스트 기판에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침을 포함하는 프로브 카드, 상기 프로브 카드의 변형을 측정하는 센서, 및 상기 센서와 연동되어 상기 프로브 카드의 변형을 조정하는 가변 하중 장치를 포함한다.

Description

반도체 테스트 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 테스트 방법{Equipment for testing semiconductor and method for testing semiconductor device using the same}
본 발명은 반도체 소자 테스트 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 테스트 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 경박단소(light, thin, short and small)화 되고 있고, 이러한 반도체 소자를 안정적으로 테스트하는 것은 중요한 문제가 되었다. 반도체 소자의 안정적인 테스트를 위해, 반도체 소자와 테스트 장비 사이에 접촉력은 매우 중요하다. 반도체 소자와 테스트 장비 사이의 안정적인 접촉력을 제공하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.
반도체 공정에서 전기적 칩 분류(Electric Die Sorting, EDS) 공정은 팹라인(FAB line)에서 만들어진 기판 상의 개별 칩에 대한 동작 특성 검사 및 불량 칩 리페어(repair)를 목적으로 진행하는 공정이다. EDS 공정은 동시에 많은 칩에 대한 측정이 이뤄지기 때문에, 기판에 제조된 칩과 프로브 침사이의 접촉 신뢰성이 중요하게 여겨진다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 프로브 카드의 변형을 조정할 수 있는 가변 하중 장치를 사용하여, 프로브 카드와 기판 사이의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 상기 반도체 테스트 장비를 이용하여, 반도체 소자의 특성을 검사할 수 있는 반도체 소자 테스트 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 테스트 장비의 일 태양(aspect)은 피테스트 기판이 배치되는 웨이퍼 척, 상기 웨이퍼 척 상에 배치되고, 상기 피테스트 기판에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침을 포함하는 프로브 카드, 상기 프로브 카드의 변형을 측정하는 센서, 및 상기 센서와 연동되어 상기 프로브 카드의 변형을 조정하는 가변 하중 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드는 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하고, 상기 웨이퍼 척과 마주보는 상기 제1 면에는 상기 프로브 침이 배치되고, 상기 제2 면 상에 상기 가변 하중 장치가 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 센서는 상기 제2 면 상에 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가변 하중 장치는 상기 프로브 카드의 중앙부에 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드의 변형은 상기 프로브 카드의 높이차 또는 상기 프로브 카드의 곡률 반경 중 하나이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드의 변형은 상기 프로브 카드의 높이차이고, 상기 센서는 상기 높이차를 측정하는 변위 센서이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가변 하중 장치는 상기 프로브 카드에 하중을 제공하여, 상기 프로브 카드를 평평하게 유지시킨다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드 상에 배치되는 테스터 헤드를 더 포함하고, 상기 테스터 헤드는 상기 프로브 카드와 마주보는 면에 형성된 트렌치를 포함하고, 상기 센서 및 상기 가변 하중 장치는 상기 트렌치 내에 고정된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 테스터 헤드와 전기적으로 연결되는 테스트 본체를 더 포함하고, 상기 센서는 상기 테스트 본체를 매개로 상기 가변 하중 장치와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 웨이퍼 척 하부에 배치되는 압력 측정 장치를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 압력 측정 장치는 상기 피테스트 기판과 상기 프로브 침 사이의 압력을 측정한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 테스트 장비의 다른 태양은 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 상에 피테스트 기판에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침을 포함하는 프로브 카드, 상기 제2 면 상에 배치되고, 상기 프로브 카드의 변형을 측정하는 센서, 상기 센서와 연결되는 테스터, 및 상기 제2 면 상의 중앙부에 배치되고, 상기 테스터를 매개로 상기 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로브 카드의 변형을 조정하는 가변 하중 모터를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드의 변형은 상기 프로브 카드의 높이차이고, 상기 센서는 상기 높이차를 측정하는 변위 센서이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가변 하중 모터는 상기 프로브 카드에 하중을 제공하여, 상기 높이차를 제거한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 테스터는 상기 프로브 카드 상에 배치되는 테스터 헤드를 포함하고, 상기 테스터 헤드는 상기 프로브 카드와 마주보는 면에 형성된 트렌치를 포함하고, 상기 센서 및 상기 가변 하중 모터는 상기 트렌치 내에 고정된다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 소자 테스트 방법의 일 태양은 피테스트 기판을 제공하고, 프로브 카드에 포함되는 프로브 침과 상기 피테스트 기판 사이에 제1 접촉력이 작용하도록 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판을 접촉시키고, 상기 피테스트 기판과 접촉된 상기 프로브 카드의 제1 변형을 측정하고, 상기 프로브 카드의 제1 변형 정보에 따라 상기 프로브 카드에 하중을 제공하여, 상기 프로브 카드의 상면을 평평하게 조정하는 것을 포함된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판을 접촉시키기 전에, 상기 프로브 카드의 제2 변형을 측정하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드의 제2 변형 정보에 따라 상기 프로브 카드에 하중을 제공하여, 상기 프로브 카드의 상면을 평평하게 조정하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판을 접촉시킬 때, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판의 가장자리 영역 사이의 접촉력은 상기 제1 접촉력을 갖고, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판의 중앙부 사이의 접촉력은 상기 제1 접촉력과 다른 제2 접촉력을 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드의 상면을 평평하게 조정하는 것은 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판의 중앙부 사이의 접촉력을 상기 제2 접촉력에서 상기 제1 접촉력으로 조정하는 것이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 카드를 평평하게 조정하는 것 이후에,
상기 프로브 침을 통해 상기 피테스트 기판에 전기적 신호를 입력하여, 상기 피테스트 기판의 전기적 특성을 측정하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판을 접촉시키는 것은 상기 피테스트 기판을 상승시켜 상기 프로브 침과 제1 접촉을 시키고, 상기 제1 접촉 이후, 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판 사이에 제1 접촉력이 작용할 때까지 상기 피테스트 기판을 더 상승시켜 제2 접촉을 시키는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에서 테스터 헤드와 프로브 카드가 도킹되었을 때 I 부분을 도시한 측면도이다.
도 3 내지 도 4b는 센서가 프로브 카드의 변형을 측정하는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 가중 하중 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 방법의 중간 단계를 설명하기 위한 측면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도 1 내지 도 5b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 테스트 장비에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1에서 테스터 헤드와 프로브 카드가 도킹되었을 때 I 부분을 도시한 측면도이다. 도 3 내지 도 4b는 센서가 프로브 카드의 변형을 측정하는 것을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5a 및 도 5b는 가중 하중 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 테스트 장비(10)는 테스터(300), 프로버(prober)(400), 센서(120), 가변 하중 장치(110) 및 프로브 카드(200)를 포함한다. 테스터(300)는 반도체 소자를 테스트하기 위한 소정 전기적인 신호를 발생시키고 발생된 신호를 반도체 소자로 전달할 수 있다. 프로버(400)는 테스터(300)가 테스트를 수행할 수 있도록 피테스트 기판(20)를 이동시켜줄 수 있다. 프로브 카드(200)는 테스터(300)에서 발생된 신호가 피테스트 기판(20)에 형성된 반도체 소자에 전달되도록 중간 매개체 역할을 할 수 있다. 센서(120)는 프로브 카드(200)의 변형을 측정하는 역할을 하고, 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)의 변형을 조정하는 하중을 제공하는 역할을 한다. 센서(120)는 테스터 헤드(100) 내에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 프로브 카드(200), 센서(120) 및 가변 하중 장치(110)에 대해서는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
구체적으로, 테스터(300)는 테스트 본체(310)와, 테스트 본체(310)로부터 소정거리 승강되는 테스터 헤드(100)로 구성될 수 있다.
테스트 본체(310)는 반도체 소자의 테스트를 전반적으로 제어하고 반도체 소자들의 양ㆍ불량을 판별하는 역할을 한다. 예를 들면, 테스트 본체(310)는 반도체 소자를 테스트하기 위한 테스트 신호를 발생하고 이 발생된 신호를 테스터 헤드(100)로 전달하는 역할 및 이 전달된 신호로부터 체크되는 신호를 감지하고 이 감지된 신호들에 의거하여 피테스트 반도체 장치들의 양ㆍ불량을 판별하는 역할을 한다. 또한, 테스트 본체(310)는 센서(120)에서 측정되는 프로브 카드(200)의 변형 신호를 가변 하중 장치(110)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 이 때, 테스트 본체는 경우에 따라, 프로브 카드(200)의 변형 신호를 분석하여 가변 하중 장치(110)에 전달할 수도 있다.
테스터 헤드(100)는 테스트 본체(310)로부터 승강되며, 프로브 카드(200)에 선택적으로 도킹될 수 있다. 따라서, 테스트 본체(310)로부터 전달되는 테스트 신호는 테스터 헤드(100)를 경유하여 프로브 카드(200)로 전달된다. 테스터 헤드(100)의 구체적인 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
프로버(400)는 테스터(300)로부터 테스트 신호를 전달받도록 테스터 헤드(100)의 하부에 배치된다. 이때, 프로버(400)의 상부에는 프로브 카드(200)가 안착되도록 헤드 플레이트(430)가 마련된다. 그리고, 프로버(400)의 내부 곧, 헤드 플레이트(430)의 하부에는 피테스트 기판(20)이 배치되는 웨이퍼 척(wafer chuck)(410)이 마련된다. 웨이퍼 척(410)은 진공 흡착 등의 방법으로 피테스트 기판(20)을 그 상면에 고정하며, 공정진행에 따라 피테스트 기판(20)을 이송하는 역할을 한다. 예를 들면, 웨이퍼 척(410)은 그 상면에 고정된 피테스트 기판(20)를 테스트가 수행될 위치로 이송할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 척(410)의 일측면에는 소정 거칠기를 갖는 면 예를 들면, 샌드 페이퍼(미도시)가 마련될 수 있다. 따라서, 프로브 카드(200)는 후술될 프로브 침(210)의 끝단에 이물질 등이 묻을 경우, 그 프로브 침(210)의 끝단을 이 샌드 페이퍼와 같은 소정 거칠기를 갖는 면에 샌딩시킴으로써 이물질 등을 제거할 수 있다.
도 2를 참조하여, 프로브 카드(200)는 피테스트 기판(20)이 배치되는 웨이퍼 척(410) 상에 배치된다. 프로브 카드(200)는 피테스트 기판(20)에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침(210)을 포함한다. 프로브 카드(200) 상에 센서(120)와 연동되어, 프로브 카드(200)의 변형을 조정하는 가변 하중 장치(110)가 배치될 수 있다. 또한, 프로브 카드(200) 상에 프로브 카드(200)의 변형을 측정하는 센서(120)가 배치될 수 있지만, 센서(120)의 위치는 가변적일 수 있으므로, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 프로브 카드(200)는 프로브 기판(220), 프로브 침(210), 제1 스티프너(stiffener)(230), 제2 스티프너(240) 및 결합핀(250)을 포함한다.
프로브 카드(200)는 웨이퍼 척(410) 상에 위치하고, 헤드 플레이트(430)에 안착된다. 헤드 플레이트(430)는 예를 들어, 내부에 중공을 갖고, 단차가 형성된 링의 형상일 수 있다. 이와 같은 헤드 플레이트(430)에 프로브 카드(200)는 배치될 수 있다. 헤드 플레이트(430)에 실직적으로 안착되는 부분은 프로브 카드의 프로브 기판(220)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 헤드 플레이트(430)에 형성된 중공으로 제1 스티프너(230) 및 프로브 침(210)은 노출될 수 있다.
프로브 카드(200)은 서로 대향하는 제1 면(도 1의 204) 및 제2 면(도 1의 202)를 포함하고, 프로브 기판(220)은 서로 대향하는 제1 면(224)과 제2 면(222)을 포함할 수 있다. 하지만, 설명의 편이성을 위해 프로브 카드의 제1 면은 프로브 기판의 제1 면(224)에 대응되고, 프로브 카드의 제2 면은 프로브 기판의 제2 면(222)에 대응되는 것으로 설명한다. 구체적으로, 프로브 기판의 제1 면(224)은 웨이퍼 척(410)과 마주보는 면으로써, 제1 면(224) 상에 프로브 침(210)이 배치된다. 제1 면(224)과 대향되는 프로브 카드의 제2 면(222) 상에 가변 하중 장치(110)는 배치될 수 있다.
프로브 기판(220)은 헤드 플레이트(430)에 안착될 수 있는 형상, 예를 들어, 원반 형상을 가질 수 있다. 프로브 기판(220)은 내부에 다수의 신호선(226)이 형성되어 있다. 신호선(226)은 테스트 본체(310)로부터 발생 및 전달된 테스트 신호를 프로브 침(210)에 전달하는 역할을 한다. 따라서, 신호선(226)은 프로브 기판(220)의 상단으로부터 시작되어 그 내부를 관통한 다음 그 하단까지 연장 형성될 수 있다. 신호선(226)은 프로브 기판(220) 하단의 여러 곳으로 분기될 수 있다. 분기된 각각의 신호선(226)은 측정 DUT(Device Under Test, 미도시)라 불리는 영역에 연결될 수 있다.
제1 스티프너(230) 및 제2 스티프너(240)는 프로브 기판(220)을 사이에 두고, 대향되어 배치된다. 제1 스티프너(230)는 피테스트 기판(20)과 마주한다고 하여, WSS(Wafer Side Stiffener)라고 하고, 제2 스티프너(240)는 테스터(300)측에 위치하여 TSS(Tester Side Stiffener)라고 한다. 제1 스티프너(230) 및 제2 스티프너(240)는 프로브 기판(220)의 국부적인 변형을 방지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 제1 스티프너(230) 및 제2 스티프너(240)는 프로브 카드(200)의 전체적인 형상이 유지될 수 있도록 해준다. 제1 스티프너(230)는 프로브 기판(220) 내에 배치되는 신호선(226)과 프로브 침(210)을 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수도 있다.
프로브 침(210)은 피테스트 기판(20)내의 반도체 소자에 형성된 단자 즉, 패드에 그 일단이 접촉되도록 매우 얇은 두께를 갖는 니들(needle) 형상으로 형성될 수 있다. 프로브 침(210)은 접착제 등에 의해 제1 스티프너(230) 또는 프로브 기판(220)의 제1 면(224)에 고정/설치될 수 있다. 프로브 침(210)은 테스터(300)로부터 전달된 테스트 신호를 반도체 소자의 패드로 전달하는 역할을 하는 바, 다수의 반도체 소자에 테스트 신호를 한꺼번에 전달할 수 있도록 다수개로 구현될 수 있다.
결합핀(250)은 프로브 기판의 제2 면(222)의 가장자리 부분에 배치될 수 있다. 결합핀(250)은 프로브 카드(200)와 테스터 헤드(100)를 물리적으로 연결하여, 프로브 카드(200)의 위치를 결정하는 역할을 할 수 있어, ZIF(Zero Insert Force)라고 한다. 결합핀(250)은 프로브 기판(220)내에 형성된 신호선(226)과 테스터 헤드 내부의 신호선을 연결한다. 이를 통해, 테스터(300)에서 발생한 테스트 신호가 프로브 기판(220) 내의 신호선(226)에 전달되도록 하는 역할을 한다.
도 2를 참조하여, 테스터 헤드(100)는 프로브 카드(200) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 테스터 헤드(100)는 테스트 보드부(140)와 마더 보드부(130)를 포함할 수 있고, 이 중 마더 보드부(130)는 프로브 카드(200)와 직접적으로 연결되는 부분일 수 있다. 테스트 보드부(140)는 테스트될 반도체 소자의 특성에 맞게 만들어진 여러 종류의 보드(142)를 포함할 수 있다. 마더 보드부(130)는 테스트 보드부(140)에 포함되어 있는 보드(142)와 프로브 카드(200)를 연결하는 기판 역할을 할 수 있고, WMB(Wafer Mother Board)라고 한다.
마더 보드부(130)는 트렌치(130t)를 포함할 수 있다. 마더 보드부(130)에 형성된 트렌치(130t)는 프로브 카드(200)와 마주보는 면에 형성된다. 마더 보드부(130)의 하부에서, 트렌치(130t)의 측부에는 포고 블록(pogo block)(132)이 구비될 수 있다. 이 경우, 포고 블록(132) 내부에는 프로브 카드(200)에 형성된 신호선(226)과 전기적으로 연결되는 다수의 포고핀(pogo pin)이 마련될 수 있다. 따라서, 테스트 본체(310)로부터 발생되어 테스터 헤드(100)로 전달된 테스트 신호는 테스터 헤드(100)의 테스트 보드부(140)와 포고블록(132)의 포고핀(미도시)을 순차적으로 경유하여 프로브 카드(200)로 전달된다. 포고 블록(132)은 트렌치(130t)의 양 측부에 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 마더 보드부(130)는 헤드 플레이트(430)와 고정될 수 있는 클램프(미도시)를 더 포함할 수 있다. 마더 보드부(130)와 헤드 플레이트(430)가 고정됨으로써, 측정 수행시 테스터 헤드(100)와 프로버(도 1의 150)은 고정될 수 있다. 또한, 마더 보드부(130)와 헤드 플레이트(430)가 고정을 통해, 프로브 카드(200)가 헤드 플레이트(430)에서 탈착되는 것도 방지할 수 있다.
도 2를 참조하여, 프로브 카드(200)의 변형을 측정하는 센서(120)는 예를 들어, 프로브 카드, 구체적으로 프로브 기판의 제2 면(222) 상에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 센서(120)는 제2 스티프너(240) 상에 배치되어, 프로브 카드(200)의 변형을 측정할 수 있다. 센서(120)은 프로브 카드(200) 중앙부 상에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 프로브 카드(200) 중앙부의 변형이 가장 크게 나타날 것이므로, 프로브 카드(200)의 변형 또한 쉽게 측정할 수 있다. 하지만, 센서(120)가 위치에 따른 프로브 카드(200)의 변형의 크기 변화 관계를 이용하면 전체적인 프로브 카드()의 변형을 알 수 있기 때문에, 센서(120)의 위치는 문제되지 않는다. 또한, 센서(120)는 마더 보드부(130)에 형성된 트렌치(130t) 내에 배치되어 고정될 수 있다. 센서(120)는 테스터(300)와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 센서(120)는 예를 들어, 변위 센서, 간섭계(interferometer) 등이 될 수 있다. 변위 센서는 구체적으로, 접촉식 변위 센서일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 설명에서, 센서(120)는 프로브 기판의 제2 면(222) 상에서, 트렌치(130t) 내에 배치되고, 고정되는 것으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 설명하면, 센서(120)가 예를 들어, 변위 센서인 경우, 센서(120)는 프로브 기판의 제2 면(222) 상에 배치되어야, 프로브 카드(200)의 변형을 측정할 수 있다. 측정 수행시, 센서(120)는 프로브 카드(200)와 직접 접촉하여, 프로브 카드(200)의 변형을 측정하기 때문이다.
하지만, 센서(120)가 간섭계인 경우, 센서(120)는 프로브 기판의 제2 면(222) 상에 위치할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어, 웨이퍼 척의 상면(412)에도 위치할 수 있다. 즉, 피테스트 기판(20)이 놓여지고 남은 웨이퍼 척 상면(412)의 가장자리 부분에 배치될 수도 있다. 센서(120)가 무아레(Moire) 간섭을 이용하는 간섭계인 경우를 예로 들어 설명하겠다. 센서(120)는 프로브 기판의 제2 면(222)에 배치되어, 제2 스티프너(240)의 표면 또는 프로브 기판(220)의 제2 면(222)에서 형성되는 간섭 무늬를 측정할 수 있다. 하지만, 센서(120)는 웨이퍼 척 상면(412)의 가장자리 부분에 배치되어, 프로브 기판의 제1 면(224) 또는 제1 스티프너(230)의 표면에서 형성되는 무아레 간섭 패턴을 측정할 수 있다. 간섭계를 통해 간섭 무늬를 측정만 할 수 있으면, 간섭 무늬를 분석하여 프로브 카드(200)의 변형은 측정될 수 있다. 따라서, 센서(120)가 간섭계인 경우, 센서(120)가 배치되는 위치는 프로브 기판의 제2 면(222) 상이라고 제한되지 않는다.
도 2를 참조하여, 센서(120)와 연동되는 가변 하중 장치(110)는 프로브 기판의 제2 면(222) 상에 배치된다. 다시 말하면, 가변 하중 장치(110)는 제2 스티프너(240) 상에 배치되어, 프로브 카드(200)에 가변 하중을 제공한다. 또한, 가변 하중 장치(110)는 트렌치(130t)내에 배치되어 고정될 수 있다. 가변 하중 장치(110)와 센서(120)는 서로 근접하여 트렌치(130t)내에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200) 상의 중앙부 예를 들어, 정 중앙에 배치될 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드(200)가 원형일 경우, 가변 하중 장치(110)는 원중심 부위에 배치될 수 있다. 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)의 변형을 조정하는 역할, 구체적으로 프로브 카드(200)에 하중을 제공하여, 프로브 카드(200)를 실질적으로 평평하게 유지시키는 역할을 한다. 여기서 프로브 카드(200)의 평평함이란 프로브 기판(220)의 평평함일 수 있다. 여기서 "프로브 기판의 평평함"이란 프로브 기판의 곡률 반경이 무한대가 되어 완전하게 평평한 경우뿐만 아니라, 측정 과정 중의 오차에 의해서 발생할 수 있는 미세한 변형을 포함하는 의미이다.
가변 하중 장치(110)는 예를 들어, 모터를 이용하여 가변 하중을 제공할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 가변 하중 모터(110)는 일정한 값의 기준 값을 가지고, 가변 하중 모터(110)에 예를 들어, 압력 또는 변위가 발생할 경우, 압력 또는 변위를 제거하는 방향으로 움직일 수 있는 장치는 어떤 방식이든 가능하다.
가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)에 가변 하중을 제공하여, 프로브 카드(200)의 변형을 조정하므로, 프로브 기판의 제2 면(222)상에 배치되어야 한다. 그렇지 않으면, 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)에 가변 하중을 제공하지 못한다. 또한, 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)에 가변 하중을 효과적으로 제공하기 위하여, 프로브 카드(200)의 중앙부에 배치될 수 있다. 만약, 가변 하중 장치(110)가 프로브 카드(200)의 중앙부에 설치되지 않는다면, 가변 하중 장치(110)에 의해 제공되는 가변 하중이 프로브 카드(200)에 효과적으로 배분되지 않는다. 이를 통해, 프로브 카드(200)의 변형을 조정하는 것이 곤란할 수 있다.
이하에서, 가변 하중 장치(110)가 센서(120)와 연동되는 것에 관해 설명한다. 테스터 헤드(100)는 테스트 본체(310)와 전기적으로 연결되어 있음은 전술하였다. 먼저, 센서(120)는 테스트 본체(310)를 매개로 가변 하중 장치(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 센서(120)에서 측정한 프로브 카드(200)의 변형 정보를 테스트 본체(310)에 전달하고, 테스트 본체(310)는 가변 하중 장치(110)에 프로브 카드(200)의 변형을 조정하도록 신호를 전달할 수 있다. 센서(120) 및 가변 하중 장치(110)는 테스트 본체(310)와 전기적으로 직접 연결될 수도 있지만, 테스터 헤드(100) 내부에 형성되어 있는 신호선을 경유하여 테스트 본체(310)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 다음으로, 센서(120)와 가변 하중 장치(110)는 테스트 본체(310)를 경유하지 않고, 전기적으로 연결될 수 있다. 프로브 카드(200)의 변형을 센서(120)는 측정하고, 측정된 변형에 따른 특정 신호를 가변 하중 장치(110)에 전달한다. 특정 신호를 전달받은 가변 하중 장치(110)는 특정 신호에 따른 가변 하중을 프로브 카드(200)에 제공하여, 프로브 카드(200)의 변형을 조정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 설명에서, 센서(120)는 변위 센서이고, 가변 하중 장치(110)는 가변 하중 모터를 이용하여 설명한다. 설명의 편의를 위해, 센서(120), 가변 하중 장치(110) 및 프로브 카드(200)만을 나타내었다.
도 3을 참조하여, 제2 스티프너(240)는 가변 하중 장치(110)와 대응되는 위치에 고정부(242)를 더 포함할 수 있다. 테스터 헤드(도 1의 100)가 하강하여 헤드 플레이트(430)와 도킹될 때, 고정부(242)는 가변 하중 장치(110)와 결합하여, 가변 하중 장치(110)의 위치를 고정시켜주는 역할을 한다. 프로브 카드(200)의 변형이 없을 경우, 테스터 헤드(100)가 헤드 플레이트(430)와 도킹이 될 때, 고정부(242)는 가변 하중 장치(110)와 결합될 수 있다. 하지만, 프로브 카드(200)의 변형이 있는 경우, 테스터 헤드(100)가 헤드 플레이트(430)와 도킹되기 전후로 고정부(242)는 가변 하중 장치(110)와 결합될 수도 있다.
도 3 내지 도 4b를 참조하여, 프로브 카드(200)의 변형은 예를 들어, 프로브 카드의 높이차, 프로브 카드의 곡률 반경, 프로브 카드의 굽은 각도 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 덧붙여, 프로브 카드(200)의 변형은 예를 들어, 테스트 과정 중의 급격한 온도 변화, 고온 테스트, 저온 테스트, 프로브 카드에 제공되는 프로브 침의 무게로 인한 침압 등에 의해 발생할 수 있다. 도 4a에서, 프로브 카드(200)의 변형은 프로브 카드의 높이차인 경우를 설명한다. 프로브 카드의 제1 지점(200a)은 헤드 플레이트(430)와 프로브 카드(200)가 접하는 부분이고, 프로브 카드의 제2 지점(200b)은 제1 지점(200a)으로부터 높이의 변화가 가장 크게 생긴 부분이라고 가정하자. 이때, 프로브 카드의 높이차 d는 프로브 카드의 제2 지점(200b)와 헤드 플레이트(200a) 사이의 거리이다. 제1 지점(200a)는 테스터 헤드와 헤드 플레이트(430)의 도킹에 의해, 위치가 고정되는 지점이므로, 측정 환경 등이 변화해도 변하지 않는 지점으로 볼 수 있다. 따라서, 제1 지점(200a)는 프로브 카드(200)의 변형을 측정하는 기준점으로 삼아도 무방하다. 도 4b에서, 프로브 카드(200)의 변형은 프로브 카드의 곡률 반경인 경우를 설명한다. 프로브 카드(200)에 변형이 생기지 않은 경우, 프로브 카드(200)의 곡률 반경은 실질적으로 무한대이다. 하지만, 프로브 카드(200)의 변형이 발생하면, 프로브 카드(200)의 곡률 반경은 측정 가능한 실수값으로 변화하여 센서로 측정할 수 있게 된다.
구체적으로, 프로브 카드(200)의 변형이 프로브 카드의 높이차인 경우, 센서(120) 예를 들어, 변위 센서 또는 간섭계는 프로브 카드의 높이차를 측정할 수 있다. 간섭계인 경우, 센서(120)는 모이어 간섭계를 이용할 수 있다. 하지만, 프로브 카드(200)의 변형이 프로브 카드의 곡률 반경인 경우, 센서(120)는 한 지점의 변위 변화를 측정할 수 있는 변위 센서가 아닌 간섭계를 이용할 수 있다.
도 3을 참조하여, 프로브 카드(200)는 헤드 플레이트(430) 상에 안착되어 있다. 프로브 카드의 제1 면에는 프로브 침(210)이 제공되어 있고, 제1 면과 대향되는 제2 면 상에는 변위 센서(122)와 가중 하중 모터(112)가 배치되어 있다. 프로브 카드(200)의 변형을 측정하는 변위 센서(122)는 테스터(300)와 연결되어 있다. 가변 하중 모터(112)는 프로브 카드(200)의 중앙부에 배치되어 있으므로, 변위 센서(122)는 프로브 카드(200)의 중앙부를 벗어난 곳에서 프로브 카드(200)의 변형을 측정할 수 있다. 가변 하중 모터(112)는 테스터(300)를 매개로 변위 센서(122)와 전기적으로 연결되고, 프로브 카드(200)의 변형을 조정하는 가변 하중을 프로브 카드(200)에 제공한다.
도 3을 참조하여, 프로브 카드(200)의 변형은 프로브 카드의 높이차일 수 있다. 변위 센서(122)가 실질적으로 측정하는 것은 제2 스티프너(240)의 변형이다. 하지만, 프로브 기판(220) 상에 배치되는 제2 스티프너(240)가 동일한 두께를 가지고 있다면, 제2 스티프너(240)의 변형을 프로브 카드(200)의 변형으로 볼 수 있다. 구체적으로, 제2 스티프너(240)의 두께를 d1라고 하고, 프로브 기판(220)과 헤드 플레이트(430)가 접하는 지점부터 제2 스티프너(240)의 최고점까지의 높이를 d2이라고 한다. 이 경우, 프로브 카드(200)의 변형에 해당한다고 측정되는 프로브 카드의 높이차 d는 d2에서 d1을 빼준 값이 된다. 하지만, 변위 센서(122)는 프로브 카드(200)의 중앙부에서 벗어나 있으므로, d2 － d1보다 작은 값을 측정하게 된다. 하지만, 프로브 카드(200)의 변형과 변위 센서(120)의 위치와의 상관 관계를 이용할 수 있으므로, 변위 센서(122)의 위치는 문제가 되지 않는다. 프로브 카드(200)의 변형과 변위 센서(120)의 위치와의 상관 관계는 테스터(300)에 포함되어 있을 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여, 테스터(300)를 매개로 센서(120)에서 전달된 프로브 카드(200)의 변형 정보를 이용하여, 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)에 하중을 제공한다. 이와 같이 제공된 하중에 의해, 프로브 카드의 높이차는 제거될 수 있다. 도 5a에서, 프로브 카드(200)가 센서(120) 방향으로 볼록해졌을 경우, 테스터(300)는 가변 하중 장치(110)가 프로브 카드(200)를 밀어주는 방향으로 하중을 가하도록 신호를 제공한다. 이렇게 제공받은 신호에 의해 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)에 가중을 가해줘, 프로브 카드(200)의 변형을 제거할 수 있다. 반대로, 프로브 카드(200)가 센서(120)와 반대 방향으로 오목해졌을 경우, 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)를 당겨주는 방향으로 하중을 가해줘, 프로브 카드(200)의 변형을 제거할 수 있다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 테스트 장비에 대해 설명한다. 본 실시예는 웨이퍼 척 하부에 압력 센서를 더 포함하는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로, 전술한 실시예와 중복되는 부분에 대하여는 동일한 도면부호를 기재하고 그에 대한 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 측면도이다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 테스트 장비(15)는 테스터(300), 프로버(400), 센서(120), 가변 하중 장치(110) 및 프로브 카드(200)를 포함한다. 프로버(400)은 웨이퍼 척(410) 하부에 배치되는 압력 측정 장치(420)를 더 포함할 수 있다. 압력 측정 장치(420)는 테스터(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 측정 수행시, 압력 측정 장치(420)는 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)에 형성된 반도체 소자 사이의 압력 즉, 침압을 측정한다.
압력 측정 장치(420)가 없는 경우, 피테스트 기판(20)이 배치된 웨이퍼 척(410)은 일정한 높이만큼 상승하여, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)이 접촉되도록 한다. 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이에 일정 수준 이상의 접촉력을 제공하기 위해, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)이 접촉한 후, 일정 높이만큼 피테스트 기판(20)을 더 상승시킨다. 즉, 웨이퍼 척(410)은 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이의 접촉력과 관계없이, 피테스트 기판(20)을 일정 높이만큼 오버 드라이브(over-drive)시킨다.
하지만, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이의 접촉력은 반도체 소자 테스트 공정에서 중요한 요인으로 작용된다. 따라서, 웨이퍼 척(410) 하부에 압력 측정 장치(420)를 더 배치시킴으로써, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이의 접촉력을 실시간으로 측정할 수 있다. 측정값을 반영하여, 웨이퍼 척(410)의 승강을 조절하면, 보다 효과적인 반도체 소자의 테스트가 이뤄질 수 있다. 이 때, 압력 측정 장치(420), 센서(120) 및 가변 하중 장치(110)가 연동되도록 하면, 프로브 카드(200)는 평평함을 유지할 수 있고, 동시에 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이의 접촉력은 일정 수준의 균일한 값을 제공할 수 있다.
도 7 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 테스트 방법의 중간 단계를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2 및 도 7을 참조하여, 웨이퍼 척(410) 상에 피테스트 기판(20)을 제공한다(S100). 피테스트 기판(20)은 예를 들어, 반도체 칩 상태로 분리되기 이전의 온-웨이퍼(on wafer) 상태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 피테스트 기판(20)을 제공하기 전에, 센서(120)는 프로브 카드(200)가 실질적으로 평평할 경우의 변위 또는 곡률 반경의 값, 다시 말하면 기준 값이 입력되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하여, 테스터 헤드(100)와 헤드 플레이트(430)를 도킹시켜 고정한다. 이때, 프로브 카드(200)와 테스터 헤드(100)의 위치도 고정이 되고, 프로브 카드(200)와 테스터 헤드(100) 사이는 전기적으로 연결될 수 있다. 테스터 헤드(100)와 헤드 플레이트(430)를 고정 시킨 후, 프로브 카드(200)의 제1 변형을 측정할 수 있다. 예를 들어, 반도체 테스트 장비를 이용하여, 고온 또는 저온에서 반도체 소자의 전기적 특성 또는 신뢰성을 측정할 때, 반도체 테스트 장비를 측정에 필요한 온도로 셋팅할 수 있다. 이와 같이 셋팅되는 온도에 따라, 프로브 카드(200)는 변형이 될 수 있다. 하지만, 프로브 카드(200)의 제1 변형을 측정하는 과정은 생략될 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 센서(120)는 프로브 카드(200)의 제1 변형을 측정하고, 센서(120)와 연동된 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)의 제1 변형 정보에 따라, 프로브 카드(200)에 하중을 제공할 수 있다. 가변 하중 장치(110)에 의해 제공되는 하중은 제2 스티프너(240), 프로브 기판(220) 및 제1 스티프너(230)에 순차적으로 작용된다. 이를 통해, 프로브 기판(220)의 상면, 즉 프로브 카드(200)는 평평하게 조정될 수 있다.
도 2, 도 7 내지 도 8b를 참조하여, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)을 접촉시킨다(S200). 프로브 카드 중 웨이퍼 척(410)과 마주보는 면에 포함되는 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 상의 반도체 소자 사이에 제1 접촉력이 작용하도록 한다. 여기서 제1 접촉력이란 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 측정하기 위해, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이에 필요한 접촉 압력일 수 있다.
먼저, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)을 접촉시키기 위해, 웨이퍼 척(410)을 상승시킨다. 웨이퍼 척(410) 상에 배치된 피테스트 기판(20)은 프로브 침(210)과 제1 접촉을 할 수 있다. 제1 접촉이란 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210)이 막 닿았을 때의 접촉을 의미한다. 하지만, 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210)의 제1 접촉만으로는 반도체 소자 테스트를 위한 충분한 접촉력을 얻을 수 없다. 따라서, 제1 접촉 이후, 웨이퍼 척을 일정한 높이만큼 더 상승시켜, 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210) 사이에 제2 접촉을 시킨다. 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210) 사이에 제2 접촉이 이뤄진 상태는 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210) 사이에 제1 접촉력이 발생한 상태이다.
도 8a 및 도 8b에서, 점선으로 도시된 부분은 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)을 접촉시킨 후의 프로브 카드(200)의 모습을 도시하는 것일 수 있다. 프로브 카드(200)는 프로브 침(210)의 침압 및/또는 온도 변화에 의해 변형이 발생할 수 있다. 이 때, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)의 가장자리 영역 사이에는 F1의 접촉력이 발생하고, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)의 중앙부 사이에는 F2의 접촉력이 발생할 수 있다. 헤드 플레이트(430)는 프로버(도 1의 150)에 고정된 구성 요소로서, 프로브 침(210)의 침압 및/또는 온도 변화에 위치가 거의 변화하지 않는다. 따라서, 반도체 테스트 장비의 셋팅 값에 따라 동작될 수 있으므로, F1은 제1 접촉력일 수 있다. 따라서, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)의 중앙부 사이에 발생한 F2는 제2 접촉력일 수 있다. 프로브 카드(200)의 변형되었기 때문에, 제1 접촉력과 제2 접촉력은 의해 서로 다를 수 있다. 도 8a에서, 제2 접촉력은 반도체 소자 테스트에 필요한 접촉력보다 작게 된다. 반대로, 도 8b에서, 제2 접촉력은 반도체 소자 테스트에 필요한 접촉력보다 크게 된다. 이와 같이 필요한 제1 접촉력보다 크거나 작게 될 경우, 반도체 소자 테스트 과정의 신뢰성이 감소하고, 이로 인한 수율 저하를 가져올 수 있다. 따라서, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)의 중앙부 사이에 발생하는 접촉력 F2가 제1 접촉력이 되도록 프로브 카드(200)의 변형을 조절할 필요가 있다.
하지만, 프로브 카드(200)의 변형은 피테스트 기판(20)과 프로브 침(210)이 접촉되었을 때뿐만 아니라, 반도체 소자를 측정하는 도중에 반도체 소자에서 발생하는 국부적인 열에 의해서도 발생할 수 있음은 물론이다.
도 7 내지 도 8b를 참조하여, 피테스트 기판(20)과 접촉된 프로브 카드(200)의 제2 변형을 측정한다(S300). 센서(120)와 연동된 가변 하중 장치(110)는 프로브 카드(200)의 제2 변형 정보에 따라, 프로브 카드(200)에 하중을 제공할 수 있고, 이를 통해, 프로브 기판(220)의 상면, 즉 프로브 카드(200)는 평평하게 조정될 수 있다(S400). 가변 하중 장치(110)에 의해 제공되는 하중은 제2 스티프너(240), 프로브 기판(220) 및 제1 스티프너(230)에 순차적으로 작용되어, 프로브 카드(200)를 평평하게 만들어 준다.
프로브 카드(200)를 평평하게 조정하는 과정을 통해, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20)의 중앙부 사이에 발생하는 접촉력 F2는 반도체 소자를 측정하기에 부적합한 제2 접촉력에서 제1 접촉력으로 조정될 수 있다. 전술한 것과 같이 제1 접촉력은 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 측정하기 위해, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이에 필요한 접촉 압력이다.
도 7 및 도 8a를 참조하여, 프로브 카드(200)가 평평하게 조정되어, 프로브 침(210)과 피테스트 기판(20) 사이에 제1 접촉력이 작용되게 한 후, 프로브 침(210)을 통해 피테스트 기판(20) 즉, 피테스트 기판 상의 반도체 소자에 전기적 신호를 입력하여, 피테스트 기판(20) 상의 반도체 소자의 전기적 특성을 측정한다(S500). 프로브 침(210)을 통해 제공되는 전기적 신호는 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 테스트를 위한 테스트 신호일 수 있다. 입력된 신호에 대한 반도체 소자의 출력 신호를 분석하여, 반도체 소자의 양ㆍ불량을 판별하고, 불량 반도체 소자에 대해 리페어를 실시할 수 있다.
반도체 소자의 테스트 중에, 반도체 소자에서 발생하는 국부적인 열에 의해 프로브 카드(200)가 변형이 발생할 수 있다. 이 때, 센서(120)는 프로브 카드(200)의 변형을 측정하고, 센서(120)와 연동된 가변 하중 장치(110)에 프로브 카드(200)의 변형 정보를 전달한다. 가변 하중 장치(110)는 전달받은 프로브 카드(200)의 변형 정보에 따라, 프로브 카드(200)에 하중을 제공하여, 프로브 카드(200)를 평평하게 조정할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 반도체 테스트 장비 20: 피테스트 기판
100: 테스터 헤드 110: 가변 하중 장치
120: 센서 200: 프로브 카드
210: 프로브 침 300: 테스터
310: 테스트 본체 400: 프로버
410: 웨이퍼 척 430: 헤드 플레이트

Claims (10)

  1. 피테스트 기판이 배치되는 웨이퍼 척;
    상기 웨이퍼 척 상에 배치되고, 상기 피테스트 기판에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침을 포함하는 프로브 카드;
    상기 프로브 카드의 변형을 측정하는 센서; 및
    상기 센서와 연동되어 상기 프로브 카드의 변형을 조정하는 가변 하중 장치를 포함하는 반도체 테스트 장비.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 카드는 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하고,
    상기 웨이퍼 척과 마주보는 상기 제1 면에는 상기 프로브 침이 배치되고,
    상기 제2 면 상에 상기 가변 하중 장치가 배치되는 반도체 테스트 장비.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 제2 면 상에 배치되는 반도체 테스트 장비.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 가변 하중 장치는 상기 프로브 카드의 중앙부에 배치되는 반도체 테스트 장비.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 카드의 변형은 프로브 카드의 높이차이고,
    상기 센서는 상기 높이차를 측정하는 변위 센서인 반도체 테스트 장비.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 카드 상에 배치되는 테스터 헤드를 더 포함하고,
    상기 테스터 헤드는 상기 프로브 카드와 마주보는 면에 형성된 트렌치를 포함하고,
    상기 센서 및 상기 가변 하중 장치는 상기 트렌치 내에 고정되는 반도체 테스트 장비.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 테스터 헤드와 전기적으로 연결되는 테스트 본체를 더 포함하고,
    상기 센서는 상기 테스트 본체를 매개로 상기 가변 하중 장치와 전기적으로 연결되는 반도체 테스트 장비.
  8. 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 상에 피테스트 기판에 테스트 신호를 제공하는 프로브 침을 포함하는 프로브 카드;
    상기 제2 면 상에 배치되고, 상기 프로브 카드의 변형을 측정하는 센서;
    상기 센서와 연결되는 테스터; 및
    상기 제2 면 상의 중앙부에 배치되고, 상기 테스터를 매개로 상기 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로브 카드의 변형을 조정하는 가변 하중 모터를 포함하는 반도체 테스트 장비.
  9. 피테스트 기판을 제공하고,
    프로브 카드에 포함되는 프로브 침과 상기 피테스트 기판 사이에 제1 접촉력이 작용하도록 상기 프로브 침과 상기 피테스트 기판을 접촉시키고,
    상기 피테스트 기판과 접촉된 상기 프로브 카드의 제1 변형을 측정하고,
    상기 프로브 카드의 제1 변형 정보에 따라 상기 프로브 카드에 하중을 제공하여, 상기 프로브 카드의 상면을 평평하게 조정하는 것을 포함하는 반도체 소자 테스트 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 프로브 카드를 평평하게 조정하는 것 이후에,
    상기 프로브 침을 통해 상기 피테스트 기판에 전기적 신호를 입력하여, 상기 피테스트 기판의 전기적 특성을 측정하는 것을 더 포함하는 반도체 소자 테스트 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160056453A (ko) * 2014-11-11 2016-05-20 삼성전자주식회사 반도체 테스트 장치 및 방법
KR20170022414A (ko) * 2015-08-20 2017-03-02 삼성전자주식회사 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치
CN108197820A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 东南大学 一种基于ds证据和变权理论的配电网可靠性关联和评价模型及其建立方法
US10955513B2 (en) 2016-07-27 2021-03-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Test apparatus which tests semiconductor chips

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5898243B2 (ja) * 2014-01-09 2016-04-06 本田技研工業株式会社 電流印加装置及び半導体素子の製造方法
JP6212434B2 (ja) * 2014-05-13 2017-10-11 住友電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
WO2016014906A1 (en) * 2014-07-24 2016-01-28 Nucleus Scientific, Inc. A measurement instrument for testing charge storage devices
JP2017524936A (ja) 2014-07-24 2017-08-31 ヌクレウス サイエンティフィック， インク．Ｎｕｃｌｅｕｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ， Ｉｎｃ． 電荷貯蔵デバイスを試験するための機器搭載パケット（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）
JP6423660B2 (ja) * 2014-09-09 2018-11-14 東京エレクトロン株式会社 ウエハ検査装置における検査用圧力設定値決定方法
KR20200130593A (ko) * 2019-05-10 2020-11-19 에스케이하이닉스 주식회사 플립 칩 패키지 제조방법 및 플립 칩 테스트 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100248569B1 (ko) * 1993-12-22 2000-03-15 히가시 데쓰로 프로우브장치
US6605954B1 (en) * 2002-01-23 2003-08-12 Lsi Logic Corporation Reducing probe card substrate warpage
JP3621938B2 (ja) * 2002-08-09 2005-02-23 日本電子材料株式会社 プローブカード
JP4357813B2 (ja) * 2002-08-23 2009-11-04 東京エレクトロン株式会社 プローブ装置及びプローブ方法
JP5089166B2 (ja) * 2003-03-14 2012-12-05 ルドルフテクノロジーズ インコーポレイテッド プローブカードアナライザにおける部品のたわみの影響を軽減する方法
KR100678480B1 (ko) * 2005-07-25 2007-02-02 삼성전자주식회사 프로브 카드, 이 프로브 카드를 갖는 테스트 장치 및, 이테스트 장치를 이용한 테스트 방법
WO2007057944A1 (ja) * 2005-11-15 2007-05-24 Advantest Corporation 電子部品試験装置及び電子部品試験装置へのパフォーマンスボードの装着方法
JP5529605B2 (ja) * 2010-03-26 2014-06-25 東京エレクトロン株式会社 ウエハチャックの傾き補正方法及びプローブ装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160056453A (ko) * 2014-11-11 2016-05-20 삼성전자주식회사 반도체 테스트 장치 및 방법
KR20170022414A (ko) * 2015-08-20 2017-03-02 삼성전자주식회사 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치
US9793635B2 (en) 2015-08-20 2017-10-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Connection structural member and connection structural member module, and probe card assembly and wafer testing apparatus using the same
US10955513B2 (en) 2016-07-27 2021-03-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Test apparatus which tests semiconductor chips
US11506740B2 (en) 2016-07-27 2022-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Test apparatus which tests semiconductor chips
CN108197820A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 东南大学 一种基于ds证据和变权理论的配电网可靠性关联和评价模型及其建立方法
CN108197820B (zh) * 2018-01-22 2021-12-21 东南大学 一种配电网可靠性关联关系模型的建立方法

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