KR100797318B1 - 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치 및 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 기판을 검사하는 프로브 카드에 있어서 니들의 접촉 저항의 측정을 통하여 니들의 상태를 검사하는 프로브카드 니들의 접촉저항 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 프로브 카드 니들 세정장치 내부에 설치되며, 상기 프로브 카드 니들 세정장치 상면 중앙부에 위치하는 측정 프레임, 상기 측정 프레임의 상면 측면부 둘레로 삽입되어 돌출되어 있는 다수의 테스터 채널핀, 상기 측정 프레임 하면으로 연결되는 저항값이 낮은 성분의 저항체 및 상기 저항체 하방향으로 연결되어 상기 프로브 카드 니들 세정장치 외부에 설치되는 접지를 포함하여 구성되고, 상기 테스터 채널핀과 프로브 카드 니들의 접촉정도를 일정하게 유지함을 특징으로 한다.
본 발명은 프로버 내에 프로브 카드 니들의 상태를 측정할 수 있는 장치의 추가를 통해 자동으로 프로브 카드를 점검하여 프로빙 검사의 신뢰성을 향상시키고 제품 생산 시간을 감소시키는 효과가 있고, 부수적으로는 프로브 카드 수명을 측정할 수 있는 효과가 있다.
프로브 카드 니들, 접촉 저항 측정, 프로빙 안정화

Description

프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치 및 측정방법{Contact Resistance measurement device and process for Probe card Needle}
도 1은 종래 프로버 장치와 프로브 카드 니들 세정장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치의 구성도,
도 3은 도 2의 측정 프레임의 평면도,
도 4는 본 발명 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치와 프로브 카드 니들이 접촉된 모습을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10 : 프로버 15 : 프로브 카드
20 : 프로브 카드 니들 25 : 포고 블록
30 : 웨이퍼 35 : 척
40 : 니들 세정장치 50 : 니들 접촉저항 측정장치
52 : 세정 페이퍼 54 : 저항체
56 : 접지 60 : 측정 프레임
65 : 테스터 채널핀
본 발명은 프로브 카드 니들의 상태를 검사할 수 있는 장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판을 검사하는 프로브 카드에 있어서 니들의 접촉 저항의 측정을 통하여 니들의 상태를 검사하는 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정은 요구되는 회로 패턴을 형성시키는 패브리캐이션(Fabrication)공정과 회로 패턴이 형성된 기판을 각 단위 칩으로 조립하거나 금선연결 등을 포함한 패키징(Packaging)과정을 거치게 됨으로써 제품으로 완성된다.
패브리캐이션 공정과 패키징 공정 사이에 기판을 구성하고 있는 각 단위 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electric Die Soting)공정이 수행된다.
EDS 공정은 기판을 구성하고 있는 단위 칩들 중에서 불량 칩을 판별하기 위한 것으로서, 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판단함으로써, 불량 칩 중에서 수리 가능한 칩은 수리하고, 제작공정에서의 문제점을 조기에 피드백함과 아울러, 불량 칩의 조기 제거로 조립 및 검사에서의 원가절감을 할 수 있도록 한다.
EDS의 기본 요소로는 테스터 시스템, 프로버 시스템, 프로브 카드, 테스터 프로그램을 들 수 있으며, 그 중에서 프로브 카드는 아주 가는 니들을 인쇄회로 기판에 고정시켜 놓은 것으로 테스터에서 발생한 신호가 프로브 카드의 니들까지 전 달되고, 이 니들이 기판 내 칩의 패드에 접촉되어 디바이스 내부의 회로에 전기적 신호가 전달되게 함으로써 전기적 특성을 측정하게 된다.
도 1은 종래 프로버 장치와 프로브 카드 니들의 세정 장치를 나타낸 도면이다.
웨이퍼(30)는 척(35) 위에 안착되어 있고, 웨이퍼(30)의 상면으로는 프로브 카드(15)의 프로브 카드 니들(20)과 웨이퍼(30)의 패드가 접촉되어 웨이퍼(30) 상의 각각의 칩들의 특성 검사가 진행된다. 프로브 카드(15)의 상면으로는 외부 테스터기와 프로브 카드(15)의 인터페이스용 포고 블록(25)이 접속되어 있다.
일정 수의 웨이퍼(30)에 대한 프로빙 검사가 진행된 뒤에는 프로브 카드 니들(20)에는 이물질이 묻게 되는데, 이러한 이물질들을 세정하기 위해 니들 세정장치(40)가 필요하다. 니들 세정장치(40)의 세정 페이퍼(52)와 프로브 카드 니들(20)이 접촉되어 프로브 카드 니들(20)에 묻어 있는 이물질을 제거하게 된다.
상기한 종래 장치와 방법의 경우 프로브 카드 니들(20)의 상태를 점검하기 위해서는 외부 장비를 사용한 검사나, 육안 검사를 통해서나 알 수 있는 상태였다.
또한 실제 웨이퍼(30) 양산 도중 프로브 카드(15)로 인한 문제 발생시, 엔지니어나 오퍼레이터가 상시 점검을 통해 프로브 카드 니들(20)의 세정, 수리, 자동 세정 실행을 하지 않으면 이로 인해 두 개의 칩을 동시에 검사하는 경우 한쪽 프로브 카드 니들(20)의 문제로 인해 에러가 발생되어 재시험을 해야만 하는 문제점이 있다. 또한 프로브 카드(15)의 실제 양산 적용 가능 수명을 판단할 수 있는 데이터가 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로버 내에 프로브 카드 니들의 상태를 측정할 수 있는 장치의 추가를 통해 자동으로 프로브 카드를 점검하여 프로빙 검사의 신뢰성을 향상시키고 제품 생산 시간을 감소시키고, 부수적으로는 프로브 카드 수명을 측정할 수 있는 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정 장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 장치를 이용한 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 구현하기 위한 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치는 프로브 카드 니들 세정장치 내부에 설치되며, 상기 니들 세정장치 상면 중앙부에 위치하는 측정 프레임, 상기 측정 프레임의 상면 측면부 둘레로 삽입되어 돌출되어 있는 다수의 테스터 채널핀, 상기 측정 프레임 하면으로 연결되는 저항값이 낮은 성분의 저항체 및 상기 저항체 하방향으로 연결되어 상기 니들 세정장치 외부에 설치되는 접지를 포함하여 구성되고, 상기 테스터 채널핀과 프로브 카드 니들의 접촉정도를 일정하게 유지함을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치의 구성도이며, 도 3은 도 2의 측정 프레임의 평면도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치(50)는 종래의 프로브 카드 니들 세정장치(40) 내부에 니들 접촉저항 측정장치(50)가 추가 설치된 구조이다.
프로브 카드 니들 세정장치(40)는 그 상면의 세정 페이퍼(52)를 통해 프로브 카드 니들(20)을 문지르는 방식으로 이물질을 제거하게 된다.
본 발명은 상기 세정 페이퍼(52)의 중앙부위에 측정 프레임(60)을 설치한다.
측정 프레임(60)의 상면에는 도 3에 도시된 바와 같이 그 측면 둘레로 다수개의 테스터 채널핀(65)들이 삽입 돌출되어 있다. 각각의 테스터 채널핀(65)은 이에 대응하여 프로브 카드 니들(20)과 접촉하여 측정이 이루어 진다.
프로브 카드 니들(20)의 상태를 측정하기 위한 방법으로 오픈/쇼트 테스트 방법을 이용하는 경우도 있으나, 오픈/쇼트 테스트 방법에 의할 경우에는 그 결과가 일정하지 않게 된다.
그 이유는 오픈/쇼트 테스트의 경우 테스트 결과가 웨이퍼(30)의 특성에 영향을 받게 되고, 프로브 카드 니들(20)과 웨이퍼(30)의 패드 간에 접촉이 이루어 지는 과정에서 드라이브 값이 일정하지 않으므로 즉, 프로브 카드 니들(20)과 웨이퍼(30)의 패드 간에 항상 일정한 깊이로 접촉을 만들지 않게 되므로 양자간의 순간 접촉 저항값이 가변적이어서 참조 데이터로 이용할 수 없게 된다.
테스터 채널핀(65)과 프로브 카드 니들(20)의 일정한 접촉 정도(일정한 드라 이브값)을 유지하게 하여 본 발명을 통해 측정하고자 하는 프로브 카드 니들(20)의 접촉저항 값을 정확히 얻을 수 있게 된다.
측정 프레임(60)의 저면으로는 낮은 저항성분, 주로 텅스텐을 성분으로 한 저항체(54)가 연결되어 있고, 저항체(54)의 끝단으로 연결되어 니들 세정장치(40)외부로 접지(56)되어 있다.
프로브 카드 니들(20)의 접촉저항 측정방법은 테스터 채널핀(65)과 프로브 카드 니들(20)의 접촉 정도를 일정하게 유지하여 접촉시키는 단계, 테스터 채널핀(65)에 일정한 전류를 인가시키는 단계, 측정 테스터 채널핀(65)을 제외한 나머지 테스터 채널핀(65)들은 모두 오픈된 상태에서 상기 프로브 카드 니들(20)과 접지(56) 간의 전압과 저항의 데이터를 측정하는 단계 및 프로브 카드 니들(20)이 최적의 상태에 있을 때의 상기 데이터와 실제 일정량의 칩을 프로빙 후 측정된 데이터를 테스터 채널핀(65) 간에 비교하는 단계 로 이루어 진다.
데이터의 측정은 별도의 테스터인 PMU(Precision Measurement Unit)을 사용하며 프로브 카드 니들(20)과 접지(56) 사이의 전압과 저항을 측정하게 된다.
측정 방법은 프로브 카드 니들(20)과 측정 프레임(60) 상의 테스터 채널핀(65)을 접촉시킨 후 테스터 채널핀(65)에 순차적으로 일정값의 전류를 인가시키면서 전압을 측정한다. 일정값의 전류를 인가시키는 경우, 측정 전압과 저항은 비례하게 되므로(V=IR), 전압이 크게 측정되는 경우 저항도 큰 값이 얻어 진다. 이는 프로브 카드 니들(20)에 이물질의 축적양이 많음을 뜻하며 프로브 카드 니들(20)의 세정이 필요함을 의미한다.
데이터 측정시에는 측정 대상이 아닌 나머지 테스터 채널핀(65)들의 채널IO(Input/Output)은 모두 오픈 상태가 되도록 한다. 즉 측정 대상 테스터 채널핀(65)과 대응하는 프로브 카드 니들(20)만의 데이터를 얻게 된다.
이 데이터를 활용하는 방법은 프로브 카드 니들(20)이 가장 최적의 상태에 있을 때의 측정값을 저장한다. 다음은 실제 일정량의 칩을 프로빙 후 측정된 데이터와 각 테스터 채널핀(65) 간의 데이터 값을 비교하여 일정값 이상이 차이가 나면, 경고와 함께 프로빙이 중단되고, 설정에 따라 프로빙 중단이나 자동 프로브 카드 니들(20) 세정을 실시하게 된다.
도 4는 본 발명 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정장치와 프로브 카드 니들이 접촉된 모습을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이 일반 프로브 카드 니들 세정장치(40)에 프로브카드 니들(20)의 접촉저항 측정장치(50)를 추가함으로써 엔지니어나 오퍼레이터가 육안상으로 프로브 카드 니들(20) 상태를 파악할 필요 없이 테스터(PMU)가 일정 주기로 프로브 카드 니들(20)의 접촉 저항과 전압을 측정하여 기존의 데이터와 비교하여 그 변화값이 심할 때 자동 세정을 실시하고 측정 결과에 따라 자동 세정 횟수를 조정 가능하며, 측정치가 심하게 변할 경우에는 경고를 통해 외부 세정 장비(예컨대 PRVX 장비)의 사용 여부를 결정할 수 있다.
본 발명을 통하여 제품 양산시 또는 엔지니어링시 제조 라인 상에서 프로브 카드 니들 상태를 점검하여 외부 세정장비의 사용 여부를 결정함으로써 추가적인 공정 시간을 감소시키는 효과가 있다. 또한 부수적인 효과로 프로브 카드 니들이 최적의 상태에 있을 때의 전압, 저항의 데이터 값을 기준으로 하여 프로브 카드의 수명을 가늠할 수 있으며, 두개의 칩을 동시에 프로빙 검사하는 경우에는 각 칩별 차이를 가늠할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 프로브 카드 니들 세정장치 내부에 설치되며,
    상기 니들 세정장치 상면 중앙부에 위치하는 측정 프레임;
    상기 측정 프레임의 상면 측면부 둘레로 삽입되어 돌출되어 있는 다수의 테스터 채널핀;
    상기 측정 프레임 하면으로 연결되는 저항값이 낮은 성분의 저항체;및
    상기 저항체 하방향으로 연결되어 상기 니들 세정장치 외부에 설치되는 접지;를 포함하고, 상기 테스터 채널핀과 프로브 카드 니들의 접촉을 이용하는 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 테스터 채널핀과 프로브 카드 니들의 접촉 정도를 일정하게 유지함을 특징으로 하는 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정 장치.
  3. 테스터 채널핀과 프로브 카드 니들의 접촉 정도를 일정하게 유지하여 접촉시키는 단계;
    테스터 채널핀에 일정한 전류를 인가시키는 단계;
    측정 테스터 채널핀을 제외한 나머지 테스터 채널핀들은 모두 오픈된 상태에서 상기 프로브 카드 니들과 접지 간의 전압과 저항의 데이터를 측정하는 단계;및
    프로브 카드 니들이 최적의 상태에 있을 때의 상기 데이터와 실제 일정량의 칩을 프로빙 후 측정된 데이터를 테스터 채널핀 간에 비교하는 단계로 이루어 지는 프로브 카드 니들의 접촉저항 측정방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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