KR19980020299A - 접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 칩들을 전기적으로 테스트하는 장치로서, 웨이퍼 상에 칩들이 형성되어 있고, 그 칩 상면에 형성된 복수 개의 금속 패드들; 상기 웨이퍼를 로딩 및 언로딩 하고, 웨이퍼를 테스트하기 위하여 상기 칩들의 크기만큼 이동시키는 동작을 하는 프로브 스테이션; 상기 금속 패드들과 각기 대응되는 프로브들과, 그 프로브의 말단에 형성되어 상기 금속 패드와 직접 접촉되는 복수 개의 팁; 상기 프로브들을 고정하고 전기적으로 연결하는 프로브 카드; 상기 프로브 카드를 고정하고 테스트 프로그램된 전기적 신호를 이용하여 상기 칩들을 테스트하는 테스트 헤드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브를 제공하고, 금속 패드와 팁의 접촉 저항을 감소시켜 웨이퍼 테스트 신뢰성을 증가시키고 제품 신뢰성을 증가시키는 이점이 있다.

Description

접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브 팁

본 발명은 웨이퍼 상에 형성되어 있는 각 개별 칩들을 전기적으로 테스트하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 개별 칩들의 금속 패드에 직접 접촉하여 전기적인 테스트를 하는 웨이퍼 프로빙 장치(wafer probing machine)의 프로브 팁(tip)에 관한 것이다.

반도체 소자들은 웨이퍼 상태에서 가공을 하며, 가공이 완료된 웨이퍼는 그 신뢰성을 확보하기 하기 위하여 최종적으로 웨이퍼 상에 형성되어 있는 반도체 소자에 직접 전기적 신호를 인가하여 테스트를 실시하고 있다.

이와 같이 웨이퍼 상에 형성되어 있는 반도체 소자에 직접 전기적인 접촉을 하여 불량 여부를 테스트하는 것을 EDS(electrical die sorting) 테스트라고 하며, 그 EDS 테스트하는 장치를 웨이퍼 프로빙 장치(wafer probing machine)라고 한다.

현재 EDS 테스트는 반도체 칩 표면에 형성되어 있는 금속 패드(metal pad)의 상부면에 직접 바늘(needle) 형태의 프로브(probe ; 탐침 ; 探針)를 접촉하여 반도체의 특성을 테스트하고 있다.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 관하여 상세하게 설명하면, 도 1은 일반적인 프로버 스테이션의 모양을 나타내는 개략도 이고, 도 2는 도 1의 '2' 부분의 확대 사시도 이다.

먼저, 도 1은 웨이퍼(10)가 프로버 스테이션(20) 상부면에 로딩(loading)되어 척(chuck; 도면에 도시 안됨)에 고정되어 있고, 그 웨이퍼(10) 상부 면에는 프로브들(40)이 웨이퍼의 금속 패드들 부분 상면에 접촉되어 있고, 그 프로브들은 전기적으로 연결되어 있는 프로브 카드에 고정되어 있으며, 그 프로브 카드는 테스트 프로그램(program)전기 신호를 인가하는 테스트 헤드(30)에 고정·연결되어 있는 일반적인 프로브 테스트 장치를 나타내고 있다.

프로버 스테이션(20)은 웨이퍼(10)를 로딩·언로딩(loading·unloading) 하고 칩이 테스트 되도록 칩 크기만큼 칩을 이동시키는 역할을 하며, 테스트 헤드(30)는 프로브(40)가 형성되어 있는 프로브 카드(42)를 고정하고 그 프로브 카드(42)에 고정된 프로브(40)를 금속 패드에 접촉시켜 프로그램된 전기적 신호를 인가하여 테스트하는 역할을 한다.

이를 보다 상세하게 나타낸 도면인 도 2를 설명하면, 웨이퍼(10) 상에 각 칩(16)들이 스크라이브 라인(15)으로 분리되어 형성되어 있고, 그 칩(16) 상면에는 금속 패드(12)들이 형성되어 있으며, 그 금속 패드(12) 상면에 프로브(40)의 말단에 형성된 팁(45)이 접촉되어 있다.

이와 같이 프로브(40)의 말단에 형성되어 있는 팁(45)이 금속 패드(12)와 직접 접촉되어 전기적으로 연결됨으로써 전기적 특성을 테스트 할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 단일 프로브 팁(45)과 금속 패드(12)간의 단일 접점(60)은 접촉 저항(contact resistance)을 갖게 되어 다음과 같은 문제점을 일으키게 된다.

첫째, 팁(45)과 금속 패드(12)의 접점(60)이 팁(45)의 말단 부분 한 곳으로 집중되어 전류 플럭스(flux)가 분산되지 못하여 접촉 저항이 증가한다.

둘째, 프로브 팁(45)의 평행도가 약간이라도 떨어질 경우 프로브(40)와 팁(45)이 프로브 카드(42)에 고정되어 있으므로 팁(45)이 금속 패드(12)에 접촉되지 않는 오픈 패일(open fail)이 발생한다.

셋째, 고속으로 테스트를 진행하면 칩으로 입출력되는 전기적 신호가 저항을 받아 전기적 신호의 변형(distortion)이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기 전술한 프로브의 팁과 금속 패드의 단일 접점으로 전기적 테스트를 실시함으로서 발생하는 문제점들을 극복하여 웨이퍼 프로브 장치의 전기적 테스트 신뢰성을 증가시키는 것이다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 프로빙 장치의 모양을 나타내는 개략도,

도 2는 도 1의 '2' 부분의 확대 사시도,

도 3a 와 도 3b는 본 발명에 의한 다접점 팁을 갖는 프로브를 나타내는 평면도,

도 4는 본 발명에 의한 다접점 팁을 갖는 프로브를 금속 패드에 접촉시켜 테스트하는 모양을 나타내는 개략도이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명

10 : 웨이퍼(wafer) 12 : 금속 패드(metal pad)

15 : 스크라이브 라인(scribe line) 16 : 반도체 칩(chip)

20 : 프로브 스테이션(probe station) 30 : 테스트 헤드(test head)

40 : 프로브(probe) 42 : 프로브 카드(probe card)

45 : 프로브 팁(probe tip) 46 : 2접점 팁 (tip)

47 : 3접점 팁(tip)

60 : 접점(contact)

상기 목적을 달성하기 위하여 웨이퍼 상에 칩들이 형성되어 있고, 그 칩 상면에 형성된 복수 개의 금속 패드들; 상기 웨이퍼를 로딩 및 언로딩 하고, 웨이퍼를 테스트하기 위하여 상기 칩들의 크기만큼 이동시키는 동작을 하는 프로브 스테이션; 상기 금속 패드들과 각기 대응되는 프로브들과, 그 프로브의 말단에 형성되어 상기 금속 패드와 직접 접촉되는 복수 개의 팁; 상기 프로브들을 고정하고 전기적으로 연결하는 프로브 카드; 상기 프로브 카드를 고정하고 테스트 프로그램된 전기적 신호를 이용하여 상기 칩들을 테스트하는 테스트 헤드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브를 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3a 와 도 3b는 본 발명에 의한 다접점 팁을 갖는 프로브를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 다접점 팁을 갖는 프로브를 금속 패드에 접촉시켜 테스트하는 모양을 나타내는 개략도 이다.

먼저, 도 3a와 도 3b는 프로브(40)의 말단 부분인 팁(46, 47) 부분을 2접점과 3접점을 갖도록 형성한 것을 나타내고 있으며, 이는 금속 패드와 접촉되는 부분이 2접점 또는 3접점을 갖게 된다.

3접점 팁(47)은 프로브(40)와 동일한 금속 재질로 미세하게 가공하여 3개의 원뿔 형태로 형성하며, 그 3개의 원뿔의 말단 부분이 동일 선상에 놓이도록 하여 동일한 접점을 갖도록 한다.

도 4는 3접점이 형성되어 있는 팁(47)이 금속 패드(12)와 접촉되어 전기적으로 연결되어 3개의 접점(60)을 이루고 있는 모양을 나타내고 있다. 이와 같이 3접점 팁(47)을 갖는 프로브(40)가 각기 대응되는 금속 패드(12)와 전기적으로 연결되어 테스트를 진행하게 되며, 이하 테스트 순서와 테스트 장치는 종래 기술과 동일하다.

이와 같이 다접점 팁(46, 47)을 갖고 있은 프로브(40)와 금속 패드(40)를 직접 접촉시켜 전기적인 테스트를 실시하면, 팁과 금속 패드의 접촉 지점에서 발생하였던 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 다접점 팁을 갖는 웨이퍼 프로빙 장치는 다음과 같은 이점(利點)을 가지고 있다.

금속 패드와 대응되는 프로브 팁의 전기적 접촉 지점이 여러 곳으로 분산되어 접촉 저항을 감소시킨다.

다접점 팁의 평행도가 다소 떨어지더라도 금속 패드와 팁간의 접촉 지점이 다접점으로 되어 있어 접촉확율이 증가하여 오픈 페일로 인한 테스트 불량이 감소한다.

고속 테스트를 실시할 때, 금속 패드와 팁이 다접점을 이루고 있어 저항이 감소되고 입·출력되는 전기적 신호의 변형이 제거되어 웨이퍼 테스트 신뢰성을 증가시키고 제품 신뢰성을 증가시키는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 웨이퍼 상에 칩들이 형성되어 있고, 그 칩 상면에 형성된 복수 개의 금속 패드들;

   상기 웨이퍼를 로딩 및 언로딩 하고, 웨이퍼를 테스트하기 위하여 상기 칩들의 크기만큼 이동시키는 동작을 하는 프로브 스테이션;

   상기 금속 패드들과 각기 대응되는 프로브들과, 그 프로브의 말단에 형성되어 상기 금속 패드와 직접 접촉되는 복수 개의 팁;

   상기 프로브들을 고정하고 전기적으로 연결하는 프로브 카드;

   상기 프로브 카드를 고정하고 테스트 프로그램된 전기적 신호를 이용하여 상기 칩들을 테스트하는 테스트 헤드;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프로브의 말단에 형성되어 팁이 3개 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 접촉 저항 감소를 위한 웨이퍼 테스트 장치의 프로브.