PIN PROBE TESTER

PIN PROBE TESTER – 란 무엇인가 ?

  • 반도체 웨이퍼 조립공정 시작 전 수행되는 Probe Card Test 공정은 후공정 불량 비용을 좌우하는 핵심 단계입니다.
  • Probe Card의 PIN이 Wafer Pad와 접촉하는 순간 발생하는
  • 1차적으로 전기적 표면 변화를 2차적으로 기계적 특성 변화를 정밀 분석할 수 있는 시험 시스템
  • Bruker 모델 UMT (Universal Mechanical Tester) 기반 시험기로 설계한 PIN PROBE TESTER 입니다.

PIN PROBE TEST의 중요성

웨이퍼 다이(Wafer Die)는 조립 전 최종 전기적 검사 과정을 거칩니다.


이때 Probe Card의 PIN이 Wafer Pad에 접촉할 때의 특성은 다음과 같은 중요한 요소를 좌우 합니다 :

  1. 접촉 저항 (Contact Resistance) → 전기가 얼마나 안정적으로 잘 흐르는지 결정합니다.
  2. Scrubbing 길이 및 Pad 손상 → PIN이 문지르며 이동하는 거리와, 그로 인해 Wafer 표면이 얼마나 손상되는지를 의미합니다.
  3. PIN의 변형 및 수명 → 반복 사용 시 PIN이 얼마나 휘거나 마모 되는지, 마찰력이 얼마나 되는지, 그리고 얼마나 오래 사용할 수 있는지를 결정 분석 합니다.
  4. 반복 접촉 시 신뢰성 → 수천~수만 번의 테스트 과정에서도 성능이 일정하게 유지되는지를 판단합니다.


PIN 접촉 성이 불안정할 경우,

후공정에서 대량 불량 및 재검사 비용이 발생할 수 있습니다.

PIN PROBE TESTER – 내부 이미지 입니다.

UMT TRIBOLAB 시험기 본체/현미경 카메라/가열과 냉각 웨이퍼 홀더 척/ 진동차단용 옵틱칼 테이블

BRUKER사 로고

글로벌 BRUKER사의 한국대리점 입니다.

PIN PROBE TESTER – 구체적 개념 ?

반도체 적용에 새로운 시험분석기가 있어 소개 드립니다.

웨이퍼 공정중, 웨이퍼 조립공정 시작 이전에, 나중에 발생할 양 불량시험에서의 비용과 시간을 줄이기 위하여 웨이퍼 조립공정 시작 전, Wafer Die들의 최종 양불량 시험 과정이 있고, 이 때 “PROBE CARD TEST 검사 공정”이 있습니다.

이때, PROBE CARD TEST에서 많이 사용되는 PROBE CARD의 시험의 중요 요소인 PROBE CARD의 PIN과 WAFER 접촉 시 발생되는 현상에 대하여 시험할 수 있는 장비가 BRUKER사의 모델 UMT 이고, 아래와 같은 요소 측정분석 가능합니다.

–하중적용에 대한 PIN의 휨 측정 

–하중적용에 대한 PIN의 SCRUBBING ACTION 정도 측정 (마찰력/수직변화량 측정/현미경 카메라 등 시각적 변화)

–전기적 특성 측정

시험과정 중, CARD의 PIN과 웨이퍼 표면에 대한 접촉 하중 적용 별로 전기적 특성 변화와, PIN의 휨 측정, 웨이퍼 표면 변화와 핀의 형상변화 등 현미경적 이미지 측정을 동기화 하여 동시에 시험/측정/분석 할 수 있습니다.

 

Intel/MJC (Micronics Japan Corp) 등에서 이미 사용 중 입니다.

연관된 시험기 리스트

Model ST-BA Belt Abrasion Tester-Test Geometry-시험 형상
ASTM G132 Pin Abrasion Test 모델 ST-BA (벨트 마모시험기)
ASTM G133-왕복형 마모 시험법-개념도
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BLOCK ON RING 시험기
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PIN PROBE TESTER – 구성과 시험방법

  • 정밀한 모션 및 하중 제어와 측정을 위해 TriboLab 시스템을 사용합니다.


  • 고해상도 카메라가 장착된 최대 4개의 현미경 어셈블리를 통해 핀의 움직임을 추적합니다.
  1. PIN의 휨(Bending)
  2. 스크러빙 동작(Scrubbing Action)
  3. 웨이퍼 표면 모니터링


  • 시험 중 웨이퍼는 가열/냉각 척에 고정되며 360° 회전이 가능합니다.
  • 하부 스테이지는 X, Y 및 θ 방향으로 이동하여 웨이퍼의 특정 위치와 핀을 정렬할 수 있습니다.
  • 최대 10개의 독립된 2채널 전원공급장치를 통해 최대 20개의 핀에 전원을 공급할 수 있습니다.
  • 출력 데이터는 힘(수직하중/마찰력?), 모션 및 전기적 데이터와 동기화된 영상으로 제공됩니다.

PIN PROBE TESTER – 중요 사양

Z Motion Linear Stage (옵션, 기본장치 1~3micron 급 Z축 수직 변위 제어 및 측정)

Gross displacement in the z-direction will be measured via rotary encoder on the z-axis motor with sub-micron accuracy. Fine displacement will be measured via a CAP-500 sensor.

Linear Resolution 50 nm

Accuracy 200 nm

Range 0.5 mm

X-Y Stage with Linear Encoders (XY 축 이동 제어 장치)

Accuracy  <1 micron

Travel >25 mm

Max Speed 10 mm/s

Rotary Stage (하부 회전형 이동 제어 장치)

Repeatability 5 arc-seconds

Resolution 0.36 arc-seconds (Microstepping)

Max Speed 25°/s

Travel 360° Continuous

Load Cell (수직하중 & 마찰력, 2축 동시 제어 및 측정형)

The standard system comes equipped with a 500mN Gold Series 2D sensor. The force sensor measures the normal load and the frictional force in one direction. 

  • FLG Force Sensor 
  • Range 5 to 500mN
  • Resolution 50 uN

Vacuum Chuck (웨이퍼 홀더)

Standard chuck is 5” (125mm). Can be upgraded to 8” (200mm) upon request.

High temperature  up to 150°C

Low temperature to -25°C

Optical Components (시각적 측정용 현미경 & 카메라)

At least 2 microscopes with a 10×1 (16×1 available as upgrade) zoom ratio will be used to image the probe wafer interface in situ.  Each microscope will have its own camera and dedicated display.

Camera*

Resolution        1280 x 960

Frame Rate       32 fps

Color               12 bit


Camera specs can change.  This is typical and representative of the camera used.

The microscopes will be mounted on stages that will allow them to rotate in relationship to the origin (electrical probe.)  In addition, each microscope will be mounted on rails to facilitate manual focusing.

The number of microscopes can be increased to include up to 4 microscopes.  These can be used for top down view of the wafer or bottom up view of the probe.

Power Supply (전원)

Standard system comes with one power supply for single probe testing. Can be increased up to 20 power supplies for multiple probe tests.

Max Power        MAX 100W/Channel  80V/20A

Time Resolution  1msec

PIN PROBE TESTER – 시험 개념

반도체 생산 공정에서 웨이퍼는 개별화(unitization) 이전에 테스트됩니다.

여러 개의 프로브가 장착된 카드가 웨이퍼 표면과 접촉합니다.

목적은 웨이퍼 상의 각 사이트에 알려진 전기 신호를 인가하고 그 출력 값을 측정하는 것입니다.

중요한 점 중 하나는,


시험 전에 프로브가 산화막(oxide layer)을 제거해야 한다는 것입니다. 이를 스크러빙(scrubbing)이라 합니다.

PIN PROBE TESTER – 핀 프로브의 다양한 모양 크기

• 프로브는 다양한 형상과 크기로 제작됩니다.


• 중요한 특성은 다음과 같습니다:

  • 하중에 따른 휨 정도 (Degree of bending versus force)
  • 하중에 따른 스크러빙 동작 정도 (Degree of scrubbing action versus force)
  • 전기적 특성 (Electrical properties)


• 이러한 특성은

초기 상태(time = 0)와 반복 사용 후 모두 측정 되어야 합니다.

견적과 상담을 요청하시는 시험기의 모델명을 꼭 확인해주세요

마찰마모윤활

열_분석기

베어링 시험기

스크래치,물성

3차원 표면형상

한미산업

1999년 개업 이후, 지난 30여년간

  • Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기 : 미유럽 일본의 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
  • 열분석기(DSC,TGA,STA,TMA), 고온진공로 : 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE, 미국 MRF사, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등

최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.

상호: 한미산업

대표: 최동하

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