KR20030001830A

KR20030001830A - 프로브 장치

Info

Publication number: KR20030001830A
Application number: KR1020010037637A
Authority: KR
Inventors: 최용준
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-08

Abstract

본 발명은 프로브 테스트 전, 웨이퍼가 정확하게 수평을 유지하도록 하는 프로브 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 공간 상면에 위치된 다수개의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 프로브의 위치를 파악하면서 프로브와 웨이퍼 사이의 거리를 측정하는 카메라를 포함하며, 프로브 카드에 다수개의 니들을 포함하는 웨이퍼 수평 체크용 지그가 설치되고, 카메라는 웨이퍼 수평 체크용 지그의 니들과 웨이퍼간의 거리를 측정하여 수평 오차를 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

프로브 장치{Probe system}

본 발명은 프로브 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 프로브 테스트 전, 웨이퍼의 수평 정도를 체크하기 위한 지그를 포함하는 프로브 장치에 관한 것이다.

집적 회로가 형성되어 있는 웨이퍼는 칩 형태로 패키징되기 이전에, 웨이퍼 내의 집적 회로들의 전기적 특성을 검사하기 위하여 테스트 공정이 진행된다. 이러한 테스트 공정은 도 1 및 도 2에 제시된 프로브 장치에서 진행된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 프로브 장치는 웨이퍼(W)를 사전 정렬함과 동시에, 웨이퍼(W)를 송출하는 로더실(1)과, 이 로더실(1)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여, 그 전기적 특성을 검사하는 프로버실(2)을 구비하고 있다. 이때, 프로브 카드(7)는 프로버실(2)의 상부면을 한정하는 헤드 플레이트(head plate:8)에 착탈 가능하도록 장착되어 있다. 여기서, 미설명 도면 부호 "C"는 웨이퍼 캐리어이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로더실(1)에는 핀셋(fork:3) 및 서브 척(4)이 설치된다. 웨이퍼(W)는 서브 척(4)에 의해 그 배향 플랫을 기준으로 하여 사전 정렬된다. 프로버실(2)에는 메인 척(5) 및 상하 카메라(6A,6B)를 갖는 정렬 기구(6)가 설치된다. 웨이퍼(W)가 탑재된 메인 척(5)은 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동하면서, 정렬 기구(6)와 함께 웨이퍼(W) 상에 형성된 전극과 프로브 카드(7)의 프로브 단자(7A)를 정렬시킨다. 이러한 정렬 공정이 실행된 후에, 메인 척(5)이 상승함으로써, 메인 척(5) 상에 탑재된 웨이퍼(W) 상의 전극과 프로브 단자(7A)가 전기적으로 접촉된다. 해당 프로브 단자에 접속된 테스트 헤드(T)가, 웨이퍼(W)상에 형성된 반도체 소자의 전기적 특성을 검사한다.

여기서, 메인 척(5)은 도 1에 도시된 바와 같이 X 방향 및 Y 방향으로 왕복 이동하는 X-Y 스테이지(9)에 고정되어 있으며, 승강 기구에 의하여 Z 방향으로 승강된다. 이때, 메인 척(5)의 승강 거리는 예컨대, 정렬 기구(6)의 상하 카메라(6A, 6B) 및 타겟(6C)을 이용하여 측정되고, 이 측정 데이터에 근거하여, 승강 기구(10)가 구동된다. 즉, 상하 카메라(6A,6B)를 이용하여 프로브 단자(7A), 타겟(6C) 및 웨이퍼(W)가 각각 촬상되고, 각각의 위치 좌표 데이터에 근거하여 상술한 승강 거리가 산출된다.

여기서, 프로브 단자(7A)를 정렬시키기 이전, 통상 웨이퍼(W)가 수평으로 놓여져 있는지를 체크하게 되는데, 웨이퍼의 수평 체크를 위한 수평 지그(10)가 도 3에 도시되어 있다.

이러한 수평 지그(10)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 웨이퍼(W)의 소정 부분에 놓여지는 바디(12)와, 바디(12) 상단에 고정되는 스탠드(14)를 포함한다. 스탠드(14)에는, 스탠드(14)와 거의 수직을 이루도록 바(bar:16)가 업/다운 조정 나사(17)에 의하여 고정된다. 바(16)의 소정 부분에는 영점 조절 나사(18)가 설치되어 있으며, 바(16)의 끝단에는 웨이퍼(W)와 접촉되는 니들(19)이 설치되고, 바(16)의 단부와 니들(18) 사이에는 게이지(20)가 구비된다. 여기서, 영점 조절 나사(18)는 니들(19)이 정확히 웨이퍼(W) 표면과 접촉되도록 조절하기 위한 나사이며, 게이지(20)는 니들(18)이 서로 다른 4 포인트와 접촉했을 때, 높이 변화분을 표시한다.

이러한 수평 체크용 지그(10)를 이용한 수평 체크 공정은 다음과 같다.

먼저, 프로브 장치의 헤드 플레이트(8)를 오픈시킨 채로, 지그(10)의 바디(12)를 웨이퍼(W)의 소정 부분에 놓는다. 그후, 업/다운 조절 나사(16)를 조절하여, 니들(19)을 웨이퍼(W)의 소정 부분과 콘택시킨다음, 영점 조절 나사(18)로 영점을 조절한다. 그후, 지그(10)를 수동 조작하여 웨이퍼(W)의 다른 부분으로 옮긴 다음, 다시 웨이퍼(W)의 다른 세 부분과 콘택시킨다. 이때, 웨이퍼(W)가 수평으로 놓여져 있으면 게이지(20)가 변화되지 않아 웨이퍼(W)가 수평으로 놓여있음을판단하게 되고, 그렇지 않으면, 다시 웨이퍼(W)를 정렬시킨 다음, 테스트 공정을 진행한다.

그러나, 종래의 수평 체크용 지그(10)는 다음과 같은 문제점을 갖는다.

먼저, 종래의 수평 체크용 지그(10)는 웨이퍼(W)의 서로 다른 부분을 콘택할 때, 공정자가 손으로 옮기게 된다. 이에따라, 수동 조작시, 영점 조절 나사(20)의 영점 자체가 변화되기 쉽다. 이로 인하여, 게이지(20)에 표시된 값이 정확하지 않다.

또한, 위의 수평 체크 공정은 프로브 장치의 헤드 플레이트(8)를 연 채로 진행한다음, 헤드 플레이트(8)를 닫고 프로브 테스트 공정을 진행하게 된다. 이때, 헤드 플레이트(8)를 닫을 때, 플레이트(8)의 하중으로 인하여, 웨이퍼(W)가 움직이게 되어, 수평 오차가 발생된다.

이로 인하여, 웨이퍼(W)를 메인 척(5)상에 수평 상태로 배치하기 어렵다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 프로브 테스트 전, 웨이퍼가 정확하게 수평을 유지하도록 하는 프로브 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 프로브 장치의 정면도이다.

도 2는 도 1의 프로브 장치의 평면도이다.

도 3은 종래의 웨이퍼 수평 체크용 지그를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 수평 체크용 지그를 나타낸 도면이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

52 : 인쇄 회로 기판 56 - 핀 가이드 블록

58 : 니들

본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질것이다.

본원에서 개시된 발명중, 대표적 특징의 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 장치는, 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 공간 상면에 위치된 다수개의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 프로브의 위치를 파악하면서 프로브와 웨이퍼 사이의 거리를 측정하는 카메라를 포함하며, 프로브 카드에 다수개의 니들을 포함하는 웨이퍼 수평 체크용 지그가 설치되고, 카메라는 웨이퍼 수평 체크용 지그의 니들과 웨이퍼간의 거리를 측정하여 수평 오차를 측정하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 웨이퍼 수평 체크용 지그는, 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판의 일측 표면에 배치된 절연 패턴 필름과, 상기 인쇄 회로 기판의 타측 표면에 배치된 다수의 니들이 고정된 핀 가이드 블록을 포함한다.

또한, 웨이퍼 수평 체크용 지그는, 절연 패턴 필름의 표면에는 영점을 체크하는 커넥터와, 상기 커넥터 양측에는 인쇄 회로 기판을 이동할 수 있는 설치되는 손잡이를 더 포함할 수 있다.

아울러, 인쇄 회로 기판은 알루미늄으로 형성되고, 웨이퍼 수평 체크용 지그의 니들은 텅스텐으로 형성될 수 있다.

(실시예)

이하 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

여기서, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제 3의 층이 개재되어질 수 있다.

첨부한 도면 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 수평 체크용 지그의 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 웨이퍼 수평 체크용 지그(50)는 보드 형태로 형성되어, 프로브 장치의 헤드 플레이트(8)에 설치되는 프로브 카드(7)에 장착된다.

이러한 지그(50)는 인쇄 회로 기판(print circuit board: 52)을 포함한다. 이러한 인쇄 회로 기판(52)은 프로브 카드(7) 보다 구체적으로는 프로브 카드(7)의 홀더(도시되지 않음)에 장착되며, 평탄한 표면을 갖는다. 아울러, 고온의 메인 척(5)의 열로 인하여 휨이 방지되도록, 예를들어, 알루미늄(Al) 물질로 형성된다.

이 인쇄 회로 기판(52)의 일 표면에는 기판 보호용 패턴 필름(54)이 형성된다. 이때, 패턴 필름(54)은 프로브 카드(7) 및 프로브 장치내의 그 밖의 회로들로 부터 유입되는 시그널로부터 인쇄 회로 기판(52)을 보호하는 역할을 하며, 예를들어, 절연 물질로 형성될 수 있다.

인쇄 회로 기판(52)의 타 표면에는 웨이퍼 표면의 수평 정도를 직접적으로 체크하는 적어도 네 개 이상의 니들(58)이 구비되며, 이들 니들(58)은 핀 가이드블록(56)에 의하여 고정되어 있다. 즉, 핀 가이드 블록(56)은 인쇄 회로 기판(52)의 뒷면에 부착되며, 핀 가이드 블록(56)에는 다수개의 니들(58)이 장착된다. 여기서, 니들(58)은 외부의 압력이나 온도 및 습도와 같은 환경적인 스트레스에 대하여 편차가 적으면서 유동성이 거의 없는 물질, 예를들어 텅스텐 물질로 형성될 수 있다.

한편, 패턴 필름(54)의 표면에는 메인 척(5)의 영점을 체크하면서, 니들(58)의 전기적 신호를 측정하는 커넥터(60)가 구비된다. 커넥터(60) 양측의 패턴 필름(54) 상부에는 인쇄 회로 기판(52)의 장착을 용이하게 하면서 안정되게 작업이 진행되도록 하는 손잡이(62)가 설치될 수 있다.

이러한 본 발명의 웨이퍼 수평 체크용 지그(50)는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 본 발명의 수평 체크용 지그(50)는 프로브 장치의 헤드 플레이트(8)에 설치된 프로브 카드(7)내에 장착되므로써, 헤드 플레이트(8)을 닫은 채로, 수평 체크 공정이 진행된다. 더욱이, 프로브 카드(7)내에 장착되므로, 프로브 카드(7)의 프로브 테스트 공정과 동일한 방법으로 수평 체크 공정을 진행하게 된다.

즉, 공정자가 수평 정도를 체크할 웨이퍼(W)의 위치를 선택하면, 프로브 테스트시 프로브 단자(7A)와 웨이퍼(W)간을 정렬시키는 상하 카메라(6A,6B)가 자동으로 이동한다. 이때, 상하 카메라(6A,6B)는 프로브 테스트시 일반적으로 프로브 단자(7A)가 접촉될 위치가 결정되면, 그 위치로 이동하도록 설계되어 있다. 그후, 상하 카메라(6A,6B)는 프로브 테스트 공정과 마찬가지로, 프로브 단자(7A) 대신 지그(50)의 니들(58)을 촬상하여, 니들(58)과 웨이퍼(W)간의 거리를 측정한다. 여기서, 본 발명의 지그(50)는 다수개의 니들(58)을 가지므로, 각각의 니들(58)과 웨이퍼(W)간의 거리를 측정하여, 수평 오차를 산출하게 된다. 즉, 상하 카메라(6A,6B)는 상술한 바와 같이, 프로브 테스트시 프로브 단자(5A)를 촬상하여, 프로브와 웨이퍼 사이의 거리를 측정하는 기능을 가지므로, 지그(50)의 수평 체크 공정에도 상하 카메라(6A,6B)를 동일하게 적용한다.

이에따라, 본 발명의 수평 체크용 지그(50)는 수동 조작을 하지 않고, 프로브 장치 내부의 카메라(6A,6B)에 의하여 자동적으로 수평 오차를 얻을 수 있다. 아울러, 수평 체크용 지그(50)가 프로브 카드(7)내에 장착되어 있으므로, 헤드 플레이트(8)를 닫은 채로 수평 정도를 체크하게 된다. 그러므로, 헤드 플레이트(8)로 인한 수평 이상등의 문제점이 치유된다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 수평 체크용 지그를 보드 형태로 형성하고, 이 지그를 프로브 카드의 홀더에 장착한다. 그후, 프로브 테스트에 이용되는 카메라를 이용하여 수평 체크용 지그의 니들과 웨이퍼 사이의 거리를 자동으로 측정한다. 이에따라, 지그를 수동 조작을 하지 않아도 되므로, 수동 조작으로 인한 오차를 줄일 수 있다. 또한, 수평 체크용 지그가 프로브 카드에 장착되어 있으므로, 헤드 플레이트를 닫은 채로 수평 정도를 체크하게 된다. 그러므로, 헤드 플레이트로 인한 하중으로 웨이퍼의 위치가 변경되는 문제점을 치유할 수 있다.

기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경실시할 수있다.

Claims

웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 공간 상면에 위치된 다수개의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 프로브의 위치를 파악하면서, 상기 프로브와 웨이퍼 사이의 거리를 측정하는 카메라를 포함하는 프로브 장치로서,

상기 프로브 카드에 다수개의 니들을 포함하는 웨이퍼 수평 체크용 지그가 설치되고,

상기 카메라는 웨이퍼 수평 체크용 지그의 니들과 웨이퍼간의 거리를 측정하여 수평 오차를 측정하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 수평 체크용 지그는,

인쇄 회로 기판과,

상기 인쇄 회로 기판의 일측 표면에 배치된 절연 패턴 필름과,

상기 인쇄 회로 기판의 타측 표면에 배치된 다수의 니들이 고정된 핀 가이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 수평 체크용 지그는,

상기 절연 패턴 필름의 표면에는 영점을 체크하는 커넥터와, 상기 커넥터 양측에는 인쇄 회로 기판을 이동할 수 있는 설치되는 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 수평 체크용 지그의 니들은 텅스텐으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.