JP4106228B2 - ポゴピンの弾性測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェーハに形成された半導体装置の電気的な特性を測定するための弾性測定装置に関するものであり、より詳細には、半導体ウェーハに形成された半導体装置の電気的な特性が測定される時、プローブカードに接触するポゴモジュール内のポゴピンの弾性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタと集積回路のような半導体装置は一般的にウェーハに酸化、写真、エッチング、及びイオン注入のような多様な工程が繰返し遂行されると、所定のパターンが形成されて製造される。
しかし、半導体装置内の要所が段々と集積されることによって、製造工程の間で、半導体装置に予期しない問題が生じる可能性がある。このような問題を解決するための後処理工程としてＥＤＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ）工程がある。
【０００３】
このＥＤＳ工程では、ウェーハに形成されている半導体装置の電気的な特性検査を通じて半導体装置が正常であるかを決められる。装置を調査するため、与えられた入力信号に対する出力信号に対して出力信号の電気的特性を把握するプローブ設備が用いられる。
プローブ設備の概略的な構成としては、テストしようするウェーハの上側にテスター（Ｔｅｓｔｅｒ）、テスターヘッド（Ｔｅｓｔｅｒ ｈｅａｄ）及びプローブカード（Ｐｒｏｖｅ ｃａｒｄ）が備えられている。前記ウェーハはプローブチャック（Ｐｒｅｖｅ ｃｈｕｃｋ）により固定される。テスターヘッドとプローブカードとの間にはポゴモジュールが備えられる。前記ポゴモジュールはテスターヘッドからプローブカードに電気的な信号を伝達する役割をする。このため、前記ポゴモジュールはＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）に数百個以上のポゴピンが挿入される形態からなる。
【０００４】
前記ポゴピンは、ポゴモジュールを貫通して前記ポゴモジュールに設けられるハウジング、前記ハウジングの両端に設けられる針、前記針の間に設けられるボール、ならびに前記ボールの間に設けられるスプリングで構成される。前記スプリングは前記テスターヘッドと前記プローブカードがポゴモジュールにより結合される時、緩衝を提供する役割をする。
【０００５】
しかし、前記ポゴピンは非常に弱いので、それは大切に扱う必要がある。又、スプリングの弾性によると、ポゴピンはプローブカードに電気的な信号を確実に伝達できない可能性がある。
前記ポゴピンが正常であるかを確認するためポゴピンは外形と弾性が測定される。外形は一般的に肉眼で確認されるが、弾性は弾性測定器を通じて確認されなければならない。ところで、従来のポゴピンの弾性測定はポゴモジュールに装着されているポゴピンをサンプルに取って、別途の弾性測定器で一個の単位で測定するとか、又は携帯用弾性測定器を利用してポゴピンがポゴモジュールに装着されている状態のまま針を一つずつ押しながら、手動で測定することにより行われた。
【０００６】
弾性測定器を使用する方法は、ポゴピンの弾性を正確に測定できる利点があるが、サンプリングを使用するためポゴピンをポゴモジュールから取り出すのが不便である。携帯用弾性測定器を使用することは便利であるが、携帯用弾性測定器はポゴピンを押す力が一定ではないという問題があり、測定結果が異なるという問題がある。即ち、各々異なる条件で測定された結果であることが分かる。特に、不注意なテストの遂行によりＤＵＴ（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）が損傷される恐れがある。又、手動でポゴピンを測定する過程で測定者の不注意によりポゴピンを損傷させる恐れがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポゴピンにより不良が発生することを防止するため、半導体装置の調査に使用されるポゴモジュール内のポゴピンの弾性を測定するポゴピンの弾性測定装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ポゴピンをポゴモジュールから抜かないでも正確にポゴピンの弾性を測定できるポゴピンの弾性測定装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、プローブカードの各ポゴピンの弾性測定が同一条件下で遂行されるポゴピンの弾性測定装置を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、ポゴモジュールに装着されるポゴピンの位置と関係なく、ポゴピンの弾性を容易に測定できるポゴピンの弾性測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するための本発明によるポゴピンの弾性測定装置は、上下に高さを調節できる高さ調節器と、前記高さ調節器の高さ調節により上下に移動可能に前記高さ調節器に取付けられ、ポゴピンの弾性を測定する弾性測定器とを備える。
この時望ましくは、前記弾性測定装置は、前記弾性測定器を前記高さ調節器に取付け、前記弾性測定器を水平方向に動かす設置移送手段を含む。前記設置移送手段は前記高さ調節器の高さ調節により垂直に移動するように前記高さ調節器に設けられる垂直移動支持体と、前記垂直移動支持体と分離又は結合するように配置される固定体と、前記固定体と結合して回転できる移動レールと、前記弾性測定器が結合した状態で、所定距離の範囲内で動けるように前記移動レールに設けられる結合具とを備える。
【０００９】
前記垂直移動支持体は、前記高さ調節器に固定された少なくとも一つの垂直支持具と、前記垂直支持具の底面と結合する水平支持具と、前記水平支持具の側面に形成される結合突起とを備える。前記結合具は前記弾性測定器を吊るして支持する密着板と、前記密着板が移動レール上で動けるように設けられる固定板とを備える。前記固定体はネジ、ならびに前記ネジに結合されて回転するハンドルが備えられた結合ピンと、前記結合ピンに形成されている前記ネジが挿入されて締結されるホールが備えられる結合板と、一側には前記結合ピンが挿入されるホールが形成され、前記ホールの下部に前記結合板が挿入される開口部が形成されており、前記結合ピンと前記結合板により前記固定体が前記結合突起に固定されるように前記ホールと前記開口部との間には前記結合突起が挿入される貫通ホールが形成されるボディとからなる。
【００１０】
前記移動レールは前記固定体の一側に配置された回転軸を通じて回転できるように結合し、前記回転軸は中央にネジホールが形成された固定ピンと、前記固定体の一側、ならびに前記移動レールの相応する一端に各々形成された円形のホールに挿入される、前記固定体と前記移動レールのためのベアリングと、前記固定ピンが前記円形のホールの中央に挿入されるようにするためのホールと、前記固定体の一側、ならびに前記移動レールの相応する一端との間に設けられて挿入されるパッキングを有するリングと、前記固定ピンのネジホールと締結されるネジとを備える。
【００１１】
前記移動レールは水平方向に−１３５°から＋１３５°の角度範囲で回転できる。前記移動レールは長さ方向に、長さ延長のための拡張移動レールがさらに連結される。このため、前記拡張移動レールの縦断規格は前記移動レールの縦断規格と同一である。
【００１２】
又、前記高さ調節器は一定の大きさの目盛りが形成されている少なくとも一つの垂直軸と、前記垂直軸に沿って移動しながら、所定基準に対する移動距離が測定されて表示される本体と、前記垂直軸を支えるベースとを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図を参照して、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。例えば、本発明の実施例は色々な形態に変換されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施例により画定されると解釈してはいけない。実施例は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面での要所の形状等はより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【００１４】
図１には本発明の一実施例によるポゴピンの弾性測定装置の正面図が示されている。本実施例の弾性測定装置１は上下に高さを調節できる高さ調節器１０、前記高さ調節器１０に設けられる垂直移動支持体２０、前記垂直移動支持体２０に連結される固定体３０、回転軸６０を通じて前記固定体３０に連結される移動レール４０、所定距離の区間内で動けるように前記移動レール４０に設けられる結合具７０、ならびに前記結合具７０を通じて前記移動レール４０上に設けられる弾性測定器５０を備える。
【００１５】
前記弾性測定装置１の高さ調節器１０は本体、第１回転軸１００、第２回転軸１０２及びベース１０６を備える。前記第１、２回転軸１００、１０２は相対する内側に互いに異なる大きさの目盛りが形成されている。
前記本体は前記目盛りを通じて高さを測定する。前記目盛りにより測定される高さは１／１００ｍｍから１ｍｍ単位に調節され、調節される高さの幅が大きい場合には、前記本体の高さは大きい目盛りを有する前記第１回転軸１００を基準に調節し、調節幅が小さい場合には小さい目盛りが形成されている前記第２回転軸１００で調節する。
【００１６】
前記ベース１０６は前記第１、２回転軸１００、１０２を支える役割をする。前記ベース１０６は前記高さ調節器１０を所定場所、又は位置に固定する固定手段を含む。又、前記ベース１０６は前記第１、２回転軸１００、１０２と弾性測定時には結合され、測定が終了されれば、分離しやすい性質のものに具現されることができる。その例として、設定により磁性が異なる磁性体が挙げられる。
【００１７】
前記本体は全面に基準高さを設定する操作パネル１２０、ならびに基準点と前記基準点に対する高さの増減等が表示される表示部５００を備える。前記本体は後面に前記本体の高さを上下に調節するための回転式ハンドル１０４を備える。
前記本体が上下に移動しながら、高さが調節されれば、ここに取付けられている前記垂直移動支持体２０は前記固定体３０及び前記移動レール４０と共に上下に移動する。結果的に前記移動レール４０に取付けられた前記弾性調節器５０は上下に移動する。この時、弾性測定器５０の前記測定チップ５０２が移動する高さほどポゴピン８２を押すことになる。従って、前記弾性測定装置は前記ポゴピン８２に押付けられるロードに相応する弾性を測定して、これを表示部５００に表示する。
【００１８】
前記弾性測定器は０から２，０００ｇｆ又は０から１９．６Ｎ（ｎｅｗｔｏｎｓ）の範囲内で弾性を測定できるデジタルフォースゲージを使用できる。
前記弾性測定器５０は下に説明したように、前記結合具７０を通じて前記移動レール４０上をスライディングするように締結される。前記移動レール４０は後に説明する回転軸６０に対して−１３５°から＋１３５°の角度範囲内で回転できる。
【００１９】
図２には、前記垂直移動支持体２０の細部構成を示す分解斜視図が示されている。
前記垂直移動支持体２０は結合突起が側部に各々形成されている２つの垂直支持具２２、２４と、前記垂直支持具２２、２４下側にネジ結合される水平支持具２６とで構成されている。結合器は下の説明のように固定体３０上に固定され、前記固定体３０内に挿入され、Ｕ字型からなる。
【００２０】
前記垂直支持具２２、２４の上段には前記高さ調節器１０の前記本体と結合されるためのネジホール２００、２０２が形成されている。又、前記水平支持具２６には垂直軸１００、１０２が所定空間離れた状態で前記垂直移動支持体が上下移動するように挿入される溝２１０、２１２が各々形成されている。前記溝２１０、２１２にはガイド板２０８がネジ結合により固定される。
以上の例では前記垂直支持具２２、２４と前記水平支持具２６は分離されてネジ結合されるように構成されているが、分離せずに一つの体部を構成するように変形して成型できるのは当然である。
【００２１】
図３には、前記弾性測定装置１の前記固定体３０の構成を示す分解斜視図が示されている。前記固定体３０は結合ピン３４、ボディ３２及び結合板３６からなる。前記結合ピン３４はネジ３００と、前記結合ピン３４を回転させるためのハンドル３０２とを備える。前記ボディ３２の一側には前記結合ピン３４が挿入されるホール３０４が形成される。前記ホール３０４下部には前記結合板３６が入れられる開口部３０６が形成されている。前記ボディ３２の一側には後に図４を参照して説明するベアリング６１２が挿入されるための円形のホール３１０が形成される。前記ホール３０４と前記開口部３０６との間にはＵ字型の結合突起２０４が挿入されるための貫通ホール３１４が形成される。前記結合板３６の中央には前記結合ピン３４の前記ネジ３００が挿入されるためのネジホール３０８がある。前記結合突起２０４が前記貫通ホール３１４に挿入される時、前記結合ピン３４の前記ネジ３００は前記結合板３６の前記ネジホール３０８と締結される。従って、前記固定体３０は前記垂直支持具２２の前記結合突起２０４に固定される。
【００２２】
図４には前記固定体３０と前記移動レール４０を連結する前記回転軸６０を示す図面が示されている。回転軸は固定ピン６００、前記移動レール４０のためのベアリング６０４、Ｏリング（Ｏ−ｓｈａｐｅｄ）６０６、前記固定体のためのベアリング、ならびに前記固定ピン６００と締結されるネジ６１０からなる。
【００２３】
前記固定ピン６００の中央にはネジホール６０２が形成されている。前記移動レール４０のための前記ベアリング６０４は前記移動レール４０の一端の底面に形成された円形のホール４０２に挿入される。前記固定ピン６００が挿入される前記ホール４００において、前記円形のホール４０２の中央に形成される前記Ｏリング（Ｏ−ｓｈａｐｅｄ）６０６は前記移動レール４０の上部面と前記固定体３０の相応する端の上部に形成された前記円形のホール３１２に挿入される。前記固定ピン６００を固定させるための前記ネジ６０８はワッシャ６１４、６１６を有する。
【００２４】
前記回転軸６０の組合わせのため、前記固定ピン６００は前記ベアリング６０４、前記ホール４００、前記Ｏリング（Ｏ−ｓｈａｐｅｄ）６０６、前記ホール３１０、前記ベアリング６１２に順次に挿入される。次いで、前記固定ピン６００は前記ネジ６１８と結合される。従って、前記移動レール４０は前記固定体３０に回転できるように結合される。
前記高さ調節器１０と前記移動レール４０の結合構造は前述に限定されるわけではなく、前記高さ調節器１０の上下移動によって揺れずに上下移動をそのままで反映し、水平方向に回転できる移動レール４０を用いてもよい。
【００２５】
図５には、前記移動レール４０と前記弾性測定器５０を結合するための結合具７０の構造が示されている。
前記結合具７０は前記弾性測定器５０を吊るして支持する密着板７２と、前記密着板７２が前記移動レール４０で移動できるようにする結合体７４とを備える。
前記密着板７２は前記弾性測定器５０の所定部位を吊るし、それを支持するために密着突起７００と前記密着板７２が前記移動レール４０で移動するようにするため、前記移動レール４０が挿入される開口部７０８を有する。前記結合体７４はネジ及びネジホール７０２、７０４により前記密着板７２に固定される。前記結合具７０が前記移動レール４０でスムーズに移動できるようにローラ又はボールが前記開口部７０８又は前記支持突起７０６の表面に備えられる。又、前記結合具７０は前記結合具７０を固定するための固定手段を備えることができる。
【００２６】
以上のように、前記弾性測定装置１の各部の構成を詳細に説明した。次いで、このような各部の構成によるポゴピンの弾性測定は図６を参照して説明する。
初めに、前記弾性測定装置１はポゴモジュール８０が設けられたプローブ設備の周辺で組み立てる。即ち、前記垂直移動支持体２０が前記高さ調節器１０に装着され、前記前記固定体３０が前記垂直移動支持体２０に固定され、前記移動レール４０、前記結合具７０及び前記弾性測定器５０が順次に結合される。
【００２７】
多数のポゴピン８２はプローブ設備の前記ポゴモジュール８０に設けられ、各ポゴピン８２は前記ポゴモジュール８０を貫通するために前記ポゴモジュール８０に設けられるハウジング８２０、前記ハウジング８２０の両端に設けられる針８２２、ハウジング８２０の中央に設けられるボール８２４、ならびに前記ボール８２４との間に設けられるスプリング８２６からなる。
具体的に弾性測定のためには、前記弾性測定装置５０を零点にして初期化する。前記高さ調節器１０の前記本体は前記弾性測定器５０の前記測定チップ５０２が前記ポゴモジュール８０上に位置するように置かれる。次いで、前記弾性測定器５０が測定される前記ポゴピン８２上に移動するまで前記移動レールが前記回転軸６０を中心に回転する。
【００２８】
測定部位に前記弾性測定器５０が近接したら、前記ＰＯＧＯピン８２の針８２２に前記測定チップ５０２を合わせる。次いで前記測定チップ５０２が前記針８２２と接触するまで下に動かすように前記高さ調節器１０の前記ハンドル１０４を回転させる。この時に前記測定チップ５０２の高さが基準高さとして零点に設定される。
【００２９】
その後に前記ハンドル１０４がまた回転する時、前記測定チップ５０２は所定距離ｄほど前記針８２２を押すように下に動かすと、前記ポゴピン８２の弾性が測定される。測定された弾性は前記弾性測定器５０の前記表示部５００を通じて表示される。零点と前記測定チップ５０２の高さとは次の前記ポゴピン８２の弾性測定基準として使用される。
【００３０】
前記ポゴピン８２の弾性測定を終了した後に前記測定チップ５０２が上に動くように前記ハンドル１０４を反対に回転する。前記弾性測定器５０が測定される次のポゴピン上に移動するまで前記移動レール４０は前記回転軸６０を中心にまた回転する。
【００３１】
ポゴピンの弾性測定は前述したような方法と基準により遂行される。ゆえに、ポゴピンの弾性測定が繰り返される。ポゴピンの弾性基準は前記測定チップ５０２の移動距離により事前に予測できる。例えば、前記測定チップ５０２の移動距離が３ｍｍであれば、ポゴピンの弾性基準は５０ｇｆ（０．４９Ｎ）である。即ち、ポゴピンの測定された弾性が２０ｇｆ（０．２０Ｎ）であれば、ポゴピンの弾性としては不適合である。この場合は、ポゴピンのスプリングが続いて使用されれば、テスターヘッドとプローブカード間の接触にならない接触不良が発生する可能性がある。この場合に、ポゴピンは新しいポゴピンに交換しなければならない。又、ポゴピンの測定された弾性が７０ｇｆ（０．６９Ｎ）であれば、プローブカード又はＤＵＴはポゴピンのスプリングの過度な弾性により損傷される可能性があるので、新しいポゴピンに交換しなければならない。
【００３２】
一方、図６に示されたように、多くのポゴピンの弾性を同時に測定するために前記弾性測定器５０の測定チップ５０２は拡張された測定板５０６に形成されることができる。
この時に、測定されたポゴピンの各々の弾性は全ての弾性の和を測定されたポゴピンの数で割って得られる。前記拡張された測定板５０６はポゴピンが有する弾性をサンプリングにより測定することによって、広い面積でのポゴピンの異常有無を把握することが容易である。
【００３３】
図７を参照すると、前記移動レール４０の測定範囲を過ぎて位置したポゴピンの弾性を測定するために移動レール４０の長さを拡張する拡張移動レール９０が結合された形態が示されている。前記拡張移動レール９０は前記固定体３０と前記移動レール４０を相互連結する前記回転軸６０のような軸構造を有する。又、前記拡張移動レール９０は前記弾性測定器５０を前記移動レール４０で自由に動かすように前記移動レール４０と同一な終端部を有する。
前記移動レール４０と結合する前記拡張移動レール９０の結合部は又移動レール４０の相応する連結部と同一であるか、又は小さい終端部を有する。
【００３４】
以上で、本発明は記載された実施例のみに対しては詳細に説明されるが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能であるのは当業者において明白であり、このような変形及び修正は添付された特許請求範囲に属することは当然である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によると、一定の基準が設定された条件下で各ポゴピンの弾性が正確に測定され、測定結果の信頼度が向上する効果がある。これによって、ＤＵＴの損傷を予防でき、正確なテストを遂行できる効果がある。
そして、ポゴモジュールに設けられたポゴピンの位置に関係なく、ポゴピンの弾性を測定できる。又、過度な弾性を有するポゴピンを検出できるので、ポゴピンの損傷及びテスト誤謬が予防できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置を示す正面図である。
【図２】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置の垂直移動支持体の構成を示す分解斜視図である。
【図３】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置の固定体の構成を示す分解斜視図である。
【図４】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置の回転軸の連結構造を示す分解図である。
【図５】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置の弾性測定器を固定するための結合具の構造を示す分解斜視図である。
【図６】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置での測定例を示す部分断面図である。
【図７】 本発明の実施例によるポゴピンの弾性測定装置の移動レール及び拡張移動レールの構成形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 高さ調節器
１２ 本体
２０ 垂直移動支持体
２２、２４ 垂直支持具
２６ 水平支持具
３０ 固定体
３２ ボディ
３４ 結合ピン
３６ 結合板
４０ 移動レール
５０ 弾性測定器
６０ 回転軸
７０ 結合具
７２ 密着板
７４ 結合体
８０ ポゴモジュール
８２ ポゴピン
９０ 拡張移動レール
１００ 第１回転軸
１０２ 第２回転軸
１０４、３０２ ハンドル
１０６ ベース
１２０ 操作パネル
１２２、５００ 表示部
２０５、２０６ 結合突起
８２０ ハウジング

Claims (2)

1. 垂直に高さを調節可能な高さ調節器と、
   前記高さ調節器の高さ調節により上下に移動可能に前期高さ調節器に取り付けられ、ポゴピンの弾性を測定する弾性測定器と、
   前記弾性測定器を前記高さ調節器に取付け、前記弾性測定器を水平方向に動かす設置移送手段を含みつつ、
   前記設置移送手段は、
   前記高さ調節器の高さ調節により上下に移動可能に前記高さ調節器に設けられている垂直移動支持体と、
   前記垂直移動支持体と分離又は結合する固定体と、
   前記固定体と結合して回転可能な移動レールと、
   前記弾性測定器が結合した状態で、所定距離の範囲内で移動可能に前記移動レールに設けられている結合具とを有し、
   前記移動レールには長さ方向に長さの延長のための拡張移動レールが連結されることを特徴とするポゴピンの弾性測定装置。
2. 前記拡張移動レールの縦断規格は、前記移動レールの縦断規格と同一であることを特徴とする請求項２に記載のポゴピンの弾性測定装置。

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