KR102343160B1 - 프로브 카드를 검사 장치로 측정하고 평가하는 방법 - Google Patents

Abstract

프로브 카드의 기능성을 평가하는 방법은 프로브 카드 인터페이스가 없는 프로브 카드 분석기를 제공하는 단계, 프로브들을 갖춘 프로브 카드를 프로브 카드 분석기의 지지 판에 제거가능하게 결합시키는 단계, 프로브 카드 분석기의 센서 헤드를 프로브 카드와 정렬시키는 단계, 및 센서 헤드로 프로브들의 구성요소를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

프로브 카드를 검사 장치로 측정하고 평가하는 방법{METHOD OF MEASURING AND ASSESSING A PROBE CARD WITH AN INSPECTION DEVICE}

<관련 출원의 상호 참조>

본 출원은 2010년 4월 23일자로 출원된, 발명의 명칭이 "수직으로 이동가능한 조립체를 갖춘 검사 장치(Inspection Device with Vertically Moveable Assembly)"인 미국 가특허 출원 제61/327,220호의 이익을 청구하는, 2011년 4월 25일자로 출원된, 발명의 명칭이 "수직으로 이동가능한 조립체를 갖춘 검사 장치(Inspection Device with Vertically Moveable Assembly)"인, 이제 미국 특허 제8,729,917호인 특허 출원 제13/093,456호의 계속 출원인, 2014년 5월 20일자로 출원된, 발명의 명칭이 "수직으로 이동가능한 조립체를 갖춘 검사 장치(Inspection Device with Vertically Moveable Assembly)"인 특허 출원 제14/282,565호의 일부 계속 출원이며, 전술한 출원들의 전체 교시 내용들은 본 명세서에 참고로 포함된다.

집적 회로들의 제조 중에 그것들을 시험하는 데 사용되는 프로브 카드(probe card)들은 집적 회로들의 손상을 회피하기 위해 주기적인 평가와 관리를 필요로 한다. 프로브 카드들의 평가와 관리의 일부로서, 프로브들이 평탄한지 여부와 그것들이 프로브들이 어드레싱하도록 의도되는 반도체 웨이퍼 상의 본드 패드(bond pad)들의 설정 패턴과 정확히 정렬되는지 여부를 결정하기 위해 프로브 카드 내의 프로브들의 X, Y 및 Z 위치들을 측정하는 데 흔히 광학 검사 장치들이 사용된다. 이러한 장치들은 또한 본드 패드를 갖춘 반도체 웨이퍼 대신에 기준 판(fiducial plate)(즉, 체크 플레이트(check plate))을 사용하여 수행되는 측정들에 기초하여 본드 패드 내에 형성될 스크럽 마크(scrub mark)의 길이와 위치를 예측할 수 있다. 프로브 카드들의 다른 평가들이 또한 요망될 수 있다.

프로브 카드 분석기(probe card analyzer)가 프로브 카드들의 성능을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 프로브 카드 분석기들의 많은 상이한 시험기 플랫폼들이 이용가능하다. 특정 시험기 인터페이스를 갖춘 특정 시험기 플랫폼이 전형적으로 특정 프로브 카드 구성과 관련되어, 일부 상황들에서 다수의 프로브 카드 분석기들을 구비할 필요가 있게 한다. 프로브 카드 인터페이스(probe card interface)(PCI)는 전체 프로브 카드 분석기의 매우 고가의 부품이다.

각각의 프로브가 매우 작지만, 적절한 양의 스크러빙(scrubbing)을 달성하는 데 필요한 힘은 수 그램이다. 단일 프로브 카드 내에 수백 개 또는 수천 개의 프로브들이 있는 경우에, 적절한 스크럽 마크를 달성하기 위해 프로브들을 오버트래블(overtravel)시키는 데 필요한 힘의 양이 매우 클 수 있다. 흔히, 모든 프로브들의 오버트래블이 동시에 발생한다. 예를 들어, 장치는 각각의 별도로 와이어링된(wired) 프로브의 Z 높이와 일군의 버싱된(bussed) 프로브들(일부 프로브들이 함께 와이어링되어 신호들을 서로 전기적으로 분리시키는 것을 불가능하게 함) 중 최저 프로브의 Z 높이를 측정하기 위해 사용되는 전도성 체크 플레이트를 구비할 수 있다. 이러한 Z 높이 측정 프로세스에서, 체크 플레이트가 모든 프로브들과 접촉되고, 각각의 프로브(또는 프로브들의 군)가 전기 접촉할 때 체크 플레이트의 Z 높이가 기록된다.

또한 프로브들의 정렬로 지칭되는, 프로브들의 XY 위치를 측정하기 위해, 프로브들의 이미지들이 캡처될 수 있다. 일부 경우들에, 프로브들이 이미지 내에 위치되고, 카메라가 그것 상에 장착되는 스테이지들의 선형 인코더(encoder)들이 XY 위치를 결정하는 데 도움을 주기 위해 사용된다. 다른 경우들에, 프로브들의 위치는 이미지에서 윈도우들 상에 형성되는 기준 마크들과 관련된다. 모든 프로브들을 기준 판과 접촉하도록 오버트래블시키는 데 수반되는 큰 힘들로 인해, 검사 시스템과 프로브 카드의 편향들이 발생할 수 있다. 따라서, 인가되는 힘들을 최소화시키는 것이 바람직하다.

프로브 카드에 인가되는 힘의 양을 최소화시키는 것에 더하여, 프로브 카드와 그것의 프로브들이 겪는 마모의 양을 최소화시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미국 특허 제5,657,394호 및 제6,118,894호에 기술된 것과 같은 시스템들에서, 광학 정렬 측정이 수행될 때마다 프로브들이 접촉하는 것이 필요하다. 심지어 다수의 프로브들이 함께 이미징될 수 있음을 고려하면, 프로브 카드가 수백 개 또는 수천 개의 프로브들을 구비하는 경우에, 각각의 프로브와 프로브 카드가 필연적으로 프로브 카드와 그것의 프로브들에 대한 보다 짧은 수명을 초래하는 많은 불필요한 마모를 겪을 것이다.

따라서, 프로브 카드들의 평가를 수행하는 더욱 저렴한 시스템 및 방법과, 프로브 카드와 그것의 프로브들에 가해지는 응력들을 최소화시키고 유사하게 프로브 카드와 그것의 프로브들의 마모를 최소화시키는 프로브 카드들을 분석하기 위한 메커니즘이 필요하다.

본 개시내용의 원리들에 따른 일부 양태들은 프로브 카드의 기능성을 평가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 프로브 카드 인터페이스가 없는 프로브 카드 분석기를 제공하는 단계, 프로브들을 갖춘 프로브 카드를 프로브 카드 분석기의 지지 판에 제거가능하게 결합시키는 단계, 프로브 카드 분석기의 센서 헤드를 프로브 카드와 정렬시키는 단계, 및 센서 헤드로 프로브들의 구성요소를 측정하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 원리들에 따른 다른 양태들은 프로브 카드를 평가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 지지 판과 센서 헤드를 포함하는 프로브 카드 분석기를 제공하는 단계, 어댑터를 지지 판에 결합시키는 단계, 프로브들을 갖춘 프로브 카드를 어댑터에 결합시키는 단계, 프로브 카드를 지지 판의 구멍을 통해 센서 헤드와 어드레싱하는 단계, 및 프로브들의 기계적 측정을 수행하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 원리들에 따른 다른 양태들은 프로브 카드를 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 프로브 카드에 대한 제1 서비스 기간(service interval)을 확립하는 단계, 프로브 카드에 대한 제2 서비스 기간을 확립하는 단계, 프로브 카드를 프로브 카드 분석기에 제거가능하게 결합시키는 단계, 및 제1 서비스 기간 중에 프로브 카드 인터페이스를 사용함이 없이 프로브 카드를 평가하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 개시내용에 따른 검사 장치의 일 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 개시내용에 따른 대물렌즈 초점 플렉셔의 실시예들이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 개시내용에 따른 대물렌즈 초점 플렉셔의 실시예들이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 개시내용에 따른 캠 조립체의 실시예들이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시내용에 따른 하우징, 캐리어, 액추에이터 조립체의 실시예들이다.
도 6은 종래 기술의 프로브 카드 분석기의 개략적인 측면도이다.
도 7a와 도 7b는 프로브의 실시예들의 개략도들이다.
도 8은 일 실시예에 따른 프로브 카드를 갖춘 프로브 카드 분석기의 개략적인 측면도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 프로브 카드 분석기의 개략적인 측면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 프로브 카드 분석기의 개략적인 사시도이다.
도 11a는 도 1에 예시된 검사 장치와 프로브의 개략도이다.
도 11b는 본 개시내용에 따른 프로브 카드 분석기의 센서 헤드의 일 실시예의 부분 개략도이다.

본 개시내용에 따른 일부 양태들은 체크 플레이트 및 프로브 카드와 함께 사용하기 위한 검사 장치에 관한 것이다. 이를 고려하여, 검사 장치(100)의 일 실시예가 도 1에 개괄적으로 예시되고, 윈도우/핀을 수직 상하로 순환시키는 왕복 메커니즘과 독립적으로 장착되는 체크 플레이트(102)를 포함한다. 이는 다른 하나의 영향으로 인해 전체 조립체의 복잡성과 플렉션(flexion)을 최소화시킨다. 체크 플레이트 및 왕복 메커니즘 둘 모두는 XY 및 Z 스테이지들에 결합된다.

도 1은 검사 장치(100)의 일 실시예의 개략도이다. 검사 장치(100)가 그것이 반도체 프로브 카드 핀들의 검사에 사용되는 것으로 기술될 것이지만, 검사 장치(100)가 이러한 특정 용도 이외의 응용들을 가질 수 있는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 검사 장치(100)는 외측 본체 또는 하우징(90), 캐리어(92), 및 액추에이터(94)를 구비한다.

캐리어(92)는 하우징(90) 내에 장착되고, 그것에 인접한 화살표에 의해 표시된 바와 같이 Z 방향으로 수직으로 왕복한다. 캐리어(92)는 도면 부호 92에 의해 식별되는, 후퇴 위치(retracted position)인 제1 위치와 도면 부호 92'에 의해 식별되는, 연장 위치(extended position)인 제2 위치 사이에서 이동한다. 일 실시예에서, 캐리어(92)는 중력에 의해 그것의 연장 위치(92')로부터 그것의 후퇴 위치(92)로 편의된다. 제2 위치(92')에서, 캐리어(92)의 상부 표면이 검사 중인 물체와 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는 프로브 카드의 프로브 또는 핀일 수 있다. 다른 실시예들에서, 검사 중인 물체(도 1에 도시되지 않음)는 응용이 요구하는 대로 어떤 다른 물체일 수 있다. 캐리어(92)의 상부 표면이 검사 중인 물체를 편향시킬 수 있지만, 모든 경우들에, 캐리어(92)의 상부 표면을 검사 중인 물체와 접촉하게 이동시키거나 적어도 캐리어를 검사 중인 물체에 가깝게 이동시키는 것은 검사 중인 물체를 Z 방향으로 위치시키는 데 도움을 줄 것임에 유의하여야 한다. 즉, 캐리어(92)의 상부 표면과의 접촉이 있는 경우에, 검사 중인 물체의 정확한 위치가 알려진다(접촉이 물체를 편향시켰거나 변형시켰다 하더라도). 유사하게, 캐리어(92)의 상부 표면과 검사 중인 물체 사이의 접촉이 없으면, 물체가 원하는 또는 허용가능한 위치들의 범위 밖에 위치되는 것을 알 수 있다. 캐리어(92)와 시험 중인 물체 사이의 접촉은 캐리어(92)의 상부 표면이 전도성 코팅을 구비하는 경우 또는 캐리어(92)의 상부 표면이 그것 자체가 전도성인 경우에서와 같이, 전기 접촉에 의해 결정될 수 있다. 접촉은 또한 시험 중인 물체를 캐리어(92)의 상부 표면을 통해 관찰함으로써 광학적으로 결정될 수 있다. 캐리어(92)의 상부 표면이 실질적으로 투명한 윈도우인 경우에 그리고 검사 시스템(100)이 필요한 광학 경로를 제공하는 경우에, 검사 중인 물체가 광이 통과할 수 있는 캐리어(92)의 중심 통로를 통과하는 광축(optical axis) 상에 있고, 카메라 또는 다른 이미징 장치(93)가 검사 중인 물체를 검사 시스템(100)을 통해 관찰하기 위해 사용될 수 있는 것에 유의하여야 한다.

일 실시예에서, 검사 시스템(100)의 하우징(90), 캐리어(92), 및 액추에이터(94)는 적어도 XY 평면 내에서 이동가능한 스테이지(98) 상에 장착된다. 일반적으로, 시험 중인 물체는 고정되어 유지될 것이지만, 일부 응용들에서, 본 기술분야의 통상의 기술자가 이러한 배열을 역으로 하여 검사 중인 물체를 하우징(90), 캐리어(92), 및 액추에이터(94)에 대해 적어도 XY 평면 내에서 이동시킬 수 있는 것이 이해되어야 한다. 스테이지(98)는 또한 Z 방향으로 이동할 수 있지만, 검사 시스템(100)의 일부 실시예들과 응용들에서, 캐리어(92)의 왕복 운동이 Z 방향으로의 모든 이동에 충분할 수 있다. 검사 중인 물체와 체크 플레이트(102) 사이의 접촉이 요망되는 경우에, 체크 플레이트(102)와 스테이지(98)가 함께 이동하도록 체크 플레이트(102)를 스테이지(98)에 결합시키는 것(파선(101)에 의해 표시된 바와 같이)이 바람직할 수 있는 것에 유의하여야 한다. 도 1에 서로 아주 근접하게 도시되지만(체크 플레이트(102)는 캐리어(92)가 체크 플레이트(102)의 상부 표면을 통해 그것 위로 연장되도록 허용하는 관통 구멍을 구비함), 체크 플레이트(102)와 스테이지 상의 하우징(90)/캐리어(92) 조립체는 체크 플레이트(102)가 중단없는 상부 표면을 구비하도록 공간적으로 분리될 수 있다. 많은 실시예들에서, 검사 중인 물체와 하우징(90)/캐리어(92)/액추에이터(94) 조립체 및/또는 체크 플레이트(102) 중 어느 하나 또는 둘 모두 사이의 접촉으로 인한 하우징(90)/캐리어(92)/액추에이터(94) 조립체 및/또는 체크 플레이트(102)의 변형을 회피하기 위해 체크 플레이트(102)를 하우징(90)에 물리적으로 결합시키는 것을 회피하는 것이 바람직할 수 있다.

도 1에 도시된 실시예가 사실상 필연적으로 개략적이기 때문에, 도시된 검사 시스템(100)이 상이한 물리적 모드들로 구현될 수 있는 것을 쉽게 인식할 것이다.

상기한 바를 고려하여, 검사 장치(100)는 더욱 상세히 후술되는 대물렌즈 초점 플렉셔(objective focus flexure)(200)와 캠 조립체(cam assembly)(300)를 포함한다. 대체적으로, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 정확한 초점을 보장하기 위해 왕복 캠 조립체(300)와 함께 초점조절 동작을 위한 대물렌즈를 유지시킨다. 흔히, 검사 장치(100)의 초점면(focal plane)은 고정될 것이지만, 초점면의 위치는 또한 변경될 수 있다. 프로브 카드 검사를 제외하고 이러한 플렉셔 초점조절 장치(flexure focusing device)의 많은 용도들이 있다. 의료 장치들, 카메라 또는 비디오 장치들, 및 다양한 다른 제조, 시험 및 품질 관리 장치들을 비롯한, 초점 조절이 요망되는 임의의 응용이 본 개시내용으로부터 이익을 얻을 수 있다.

도 2a 내지 도 2g와 도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 중공 실린더형 구성요소이다. 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 상부 섹션(202), 반대편 저부 섹션(204), 및 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204) 사이의 중간 섹션(206)을 구비한다. 플렉셔 포인트(flexure point)들(208)과 같은 탄성 커플링(resilient coupling)들이 중간 섹션(206)과 상부 섹션(202) 사이의 그리고 중간 섹션(206)과 저부 섹션(204) 사이의 계면의 영역들에 위치된다. 플렉셔 포인트들(208)은 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 축방향으로 탄성적이고, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 반경 방향으로 실질적으로 강성이다. 일 실시예에서, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 재료의 단일 피스(piece)로 제조된다.

일 실시예에서, 상부 섹션(202)은 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 외면(exterior)까지 연장되는 칼라(collar) 또는 플랜지(flange)(212)를 포함한다. 칼라/플랜지(212)의 외경은 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 본체의 외경보다 크다. 일 실시예에서, 내경은 칼라(212)를 비롯하여 상부 섹션(202)을 통해 일관된다.

중간 섹션(206)은 리세스(recess)(214)를 포함한다. 일 실시예에서, 리세스(214)의 깊이 "d"는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 본체 내로 테이퍼진다. 리세스(214)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 본체가 원형인 상태에서 x-축을 따라 선형으로 연장된다. 일 실시예에서, 리세스(214)는 z-축을 따라 협착 지점(constriction point)(216)을 포함한다. 일 실시예에서, 중간 섹션(206)은 내주(inner circumference)(218) 상에서 적어도 부분적으로 나사형성된다. 일 실시예에서, 중간 섹션(206)은 대물렌즈 초점 플렉셔(200)를 토글 조립체(toggle assembly)(도시되지 않음) 내에 설치하고 정렬시키는 데 도움을 주기 위해 세트 스크류(set screw) 개구(220)를 포함한다.

도 2g를 참조하면, 저부 섹션(204)은 대체로 평탄한 저부 면(222)을 구비한다. 일 실시예에서, 저부 면(222)에 있는 스크류 구멍(224)이 대물 렌즈 플렉셔(200)를 토글 조립체 내에 부착하기 위해 포함된다.

위에 언급된 바와 같이, 플렉셔 포인트들(208)은 중간 섹션(206)의 대향 단부들에서 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 원주를 따른 위치들에 확립된다. 플렉셔 포인트들(208)의 영역들을 통한 다수의 단면들이 도 3b 내지 도 3g에 예시된다. 일 실시예에서, 플렉셔 포인트들(208) 각각은 각각 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 대물렌즈 축(210)으로부터 유래되어 플렉셔의 외부에 배향되는 지점까지 연장되는 연장 반경 "R"로 구성된다. 일 실시예에서, 연장 반경 "R"은 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 외면의 반경 "r"보다 크다(예컨대 도 3b 참조).

일 실시예에서, 플렉셔 포인트들(208)은 평면 레벨(planar level) 상에 구성되고, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 원주를 따라 균일하게 이격된다. 도 3b 내지 도 3g는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 일 실시예에 따른 다수의 평면 레벨들을 보여준다. 일 실시예에서, 플렉셔 포인트들(208)의 적어도 2개의 평면 레벨들이 있으며, 이때 각각의 평면 레벨은 인접 평면 레벨로부터 편위되는 플렉셔 포인트들(208)을 포함한다. 일 실시예에서, 플렉셔 포인트들(208)은 원주를 따라 균일하게 엇갈리게 배치된다. 일 실시예에서, 적어도 3개의 인접 평면 레벨들이 있는 경우에, 교번하는 레벨들이 원주를 따라 동일한 위치들에서 플렉셔 포인트들(208)을 포함하며, 예컨대 제1 및 제3 레벨이 원주를 따라 동일하게 위치되는 플렉셔 포인트들을 포함한다. (예를 들어 도 3b와 도 3d를 참조한다.) 일 실시예에서, 플렉셔 포인트들(208)의 대향측들은 외주(outer circumference)에 해당한다. 플렉셔 포인트들(208)은 상부 및 하부 면들 상에서 인접 레벨 또는 상부 섹션(202) 또는 저부 섹션(204)에 연결된다. 원주를 따라, 플렉셔 포인트들(208) 사이에, 재료의 결여에 의해 공극(void)들(226)이 형성된다. 공극들(226)은 레벨들/평면들 내에 간극(clearance)을 형성한다. 일 실시예에서, 공극들(226)은 플렉셔 포인트들(208)보다 큰 원주방향 영역을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 6 자유도(degree of freedom) 중 5 자유도를 구속하는 3개의 인접 평면 레벨들이 있다.

일 실시예에서, 초점의 위치를 대물렌즈 초점 플렉셔(200)로 조절하기 위해, 중간 섹션(206)이 광축(210)을 따라 조절되고, 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)은 고정되어 유지된다. 대안적으로, 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)이 광축(210)을 따라 조절되고, 중간 섹션(206)은 고정되어 유지된다.

이제 도 4a 내지 도 4d에 예시된 캠 조립체(300)의 일 실시예를 참조하면, 액추에이터(302)는 디스크 형상의 중공 실린더형 본체의 회전 캠이다. 액추에이터(302)는 중심축을 따라 개방 내부를 포함한다. 캠 조립체(300)는 적어도 하나의 램프(ramp)(304)를 포함하는 작동 표면(301)을 구비한다. 적어도 하나의 램프(304)는 내측 반경부(inner radius)(306)와 외측 반경부(outer radius)(308)를 구비하고, 액추에이터(302)의 제1 평탄한 표면(310)으로부터 연장된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 램프(304)는 초기 계단형 표면(312), 경사 표면(314), 및 종단 융기 플랫폼(terminating raised platform)(316)을 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 램프(304)는 원형 패턴으로 배열되어 링-유사 형상을 형성하는 일련의 램프들(304)이다. 특히 도 4c를 참조하면, 일 실시예에서, 일련의 적어도 하나의 램프(304)는 제1 램프(304a)의 종단 융기 플랫폼(316) 후에 제2 램프(304b)의 초기 계단형 표면(312)이 이어지도록 배열된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 램프(304) 각각 사이에 갭이 있으며, 여기서 일정 길이의 평탄한 표면(310)이 노출된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 램프(304)는 연속하여 서로 등거리로 이격된다.

일 실시예에서, 액추에이터(302)의 내측 반경부(306)는 캐리어(320)의 주연 반경부(perimeter radius)를 따라 맞도록 구성된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 램프(304)의 외측 반경부(308)는 캐리어(320)의 외측 반경부보다 작지만, 그것들은 본질적으로 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어(320)는 다단(multi-tiered) 상부 표면(322)과 상부 표면(322)으로부터 반대편 저부 표면(326)까지 연장되는 중공 코어(324)를 포함한다. 일 실시예에서, 상부 표면(322)은 각각 중공 코어(324)로부터 동심으로 연장되어 배열되는 상부 링(328), 경사진 원추(beveled cone)(330), 및 하부 링(332)을 포함한다. 캐리어(320)는 적어도 하나의 하드 포인트(hard point)(334)가 그것으로부터 돌출되는 외측 주연부를 구비한다. 일 실시예에서, 그리고 특히 도 4b를 참조하면, 적어도 하나의 하드 포인트(334)는 선단 에지(leading edge)(336), 후단 에지(following edge)(338), 및 선단 에지(336)와 후단 에지(338) 사이에서 연장되는 외측 에지(340)를 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 하드 포인트(334)는 윈도우 캐리어(320)의 저부 표면(326)과 평탄한 저부 표면(342)을 포함한다. 캐리어(320)는 적합한 재료의 단일 피스로부터 조립되거나 형성될 수 있다.

계속해서 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 적어도 하나의 베어링 조립체(350)가 베어링 본체(354) 내의 중심 샤프트 개구로부터 연장되는 샤프트(352)를 구비한다. 일 실시예에서, 베어링 본체(354)는 샤프트(352)를 중심으로 회전가능하다. 일 실시예에서, 베어링 본체(354)는 내경벽(inner diameter wall)(356)과 외경벽(exterior diameter wall)(358) 사이에 베어링 볼들을 포함한다. 일 실시예에서, 베어링 본체(354)는 개방 면과 폐쇄 면을 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 베어링 조립체(350)는 캐리어(320)에 결합되며, 이때 샤프트(352)의 원위 단부가 적어도 하나의 하드 포인트(334)에 인접한 캐리어(320)의 외경부 내의 구멍 내로 삽입된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 베어링 본체(354)의 개방 면은 샤프트(352)의 근위 단부에 근접한다. 일 실시예에서, 폐쇄 표면은 캐리어(320)의 외측 주연부와 하드 포인트(334)의 선단 에지(336)에 인접하지만 그것과 접촉하지 않는다. 일 실시예에서, 베어링 조립체(350)는 외경부(360)가 하드 포인트(334)의 저부 표면(342)과 동일 평면 상에 있지 않도록 위치된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 하드 포인트(334)의 외측 에지(340)는 측방향으로 적어도 하나의 램프(304)의 외부 반경부(308)를 지나 연장된다.

액추에이터(302)는 캐리어(320)에 대해 회전가능하다. 일 실시예에서, 액추에이터(302)가 반시계 방향으로 회전할 때, 캐리어(320)는 축방향으로 고정되어 유지된다. 이러한 회전 방식으로, 베어링 조립체(350)는 각각의 하드 포인트(334)에 선행한다. 회전 중에, 하드 포인트(334)가 노출된 제1 평탄한 표면(310) 위로 이동하고, 이어서 하드 포인트(334)가 계단형 표면(312)과 접촉할 때까지 베어링 조립체(350)가 램프(304)의 계단형 표면(312)과 접촉하며, 이에 의해 캐리어(320)가 제1 평탄한 표면(310) 위로 계단형 표면(312)의 높이와 동일한 거리만큼 축방향으로 융기된다. 계속 회전시, 베어링(350)이 램프(304)의 경사 표면(314)을 인터셉트(intercept)하고, 하드 포인트(334)가 자유로이 들어올려진다. 베어링(350)이 종단 융기 플랫폼(316)의 정상에 이른 후에, 하드 포인트(334)의 선단 에지(336)는 종단 융기 플랫폼(316)과 접촉한다. 액추에이터(302)가 계속 회전함에 따라, 베어링(350)이 자유로이 들어올려질 때까지 하드 포인트(334)의 선단 에지(336)가 종단 융기 플랫폼(316)의 상부 에지 위로 이동한다. 액추에이터(302)가 그것의 최종 위치로 회전함에 따라, 하드 포인트(334)의 저부 표면(342)이 종단 융기 플랫폼(316)을 따라 활주하여, 캐리어(320)를 액추에이터(302) 위로 추가로 융기시킨다. 일 실시예에서, 하드 포인트(334)가 작동 표면(301)과 접촉할 때 베어링 조립체(350)의 외경부(360) 및 적어도 하나의 램프(304)의 평탄한 표면들과 평탄한 표면(310) 사이에 갭(예컨대, 3 밀(mil))이 있다.

예를 들어 도 5b에 구현된 반도체 검사 장치 내에 조립될 때, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 초점조절 메커니즘으로서 하우징(400)의 중심 통로 내에 조립된다. 일 실시예에서, 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 중간 섹션(206)이 하우징(320)에 결합되고, 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)이 하우징(400)에 대해 자유로이 이동한다. 다른 실시예에서, 대물렌즈 초점 플렉셔의 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)이 하우징(400)에 결합되고, 중간 섹션(206)이 하우징(400)에 대해 자유로이 이동한다. 액추에이터(302)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 상부 단부(202)에서 하우징(400) 내에 위치된다.

액추에이터(302)는 액추에이터(302)의 적어도 하나의 작동 표면(301)이 캐리어(320)의 적어도 하나의 베어링 표면(bearing surface)에 선택적으로 맞대어질 수 있도록 하우징(400) 내에 위치되며, 이때 액추에이터(302)는 베어링 표면이 캐리어(320)가 그대로 유지되거나 그것의 후퇴 위치로 복귀하도록 허용하는 제1 위치와 적어도 하나의 작동 표면에 의해 캐리어(320)의 적어도 하나의 베어링 표면에 힘이 가해져 캐리어(320)를 그것의 연장 위치로 이동시키는 제2 위치 사이에서 작동가능하다. 대물렌즈(402)가 대물렌즈 초점 플렉셔(200)와 하우징(400) 내에 삽입된다. 대물렌즈(402)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200) 내부에 끼워맞추어지고, 대물렌즈(402)를 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 중간 섹션 나사(218)에 나사체결함으로써 이동가능하게 고정된다. 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 중간 섹션(206)이 캐리어(92)에 결합되는 경우에, 대물렌즈(402)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 중간 섹션(206)이 광학 요소의 광축(406)을 따라 이동하도록 중간 섹션(206)에 결합된다. 대안적으로, 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)이 캐리어(320)에 결합되는 경우에, 대물렌즈(402)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 상부 섹션(202)과 저부 섹션(206)이 서로 함께 그리고 대물렌즈(402)와 함께 대물렌즈(402)의 광축(406)을 따라 이동하도록 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 상부 섹션(202)과 저부 섹션(206) 사이에 결합된다. 캐리어(320)는 윈도우(404)가 상부 링(328)에 고정된 상태로 토글 조립체(420)에 결합된다. 도 5a와 도 5c에 예시된 바와 같이, 탄성 부재(410)가 캐리어(320)와 하우징(400) 사이에 결합되며, 이때 탄성 부재(410)는 그것의 후퇴 위치와 연장 위치 사이에서의 캐리어(320)의 이동에 의해 한정되는 축방향으로 탄성적이고, 축방향 주위로의 하우징(400) 내에서의 캐리어(320)의 상대 회전에 대해 주로 강성이다. 윈도우(404)는 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 상부 섹션(202)에 근접하게 배향되는 대물렌즈(402)의 돌출 단부 위에 조립된다. 대물렌즈(402)는 상부 섹션(202)과 저부 섹션(204)을 서로 평탄한 평행 관계로 유지시키는 데 도움을 준다.

상기한 바를 참조하면, 액추에이터(302)의 회전은 하드 포인트들(334)과 베어링들(350)이 경사 램프들(304)을 따라 이동함에 따라 캐리어(320)와 윈도우(404)가 수직으로 조절되게 하도록 회전한다. 대물렌즈 초점 메커니즘(408)은 토글 조립체(420) 내의 리세스(214)에서 대물렌즈 초점 플렉셔(200)와 맞물리는 그리고 광축(406)을 따라 조절되는 조절 메커니즘이다. 일 실시예에서, 대물렌즈 초점 메커니즘(408)은 하우징(400)과 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 상부 섹션(202) 및 저부 섹션(204) 중 적어도 하나 사이에 결합되고, 대물렌즈 초점 메커니즘(408)의 작동이 하우징(400)에 대한 상부 섹션(202) 및 저부 섹션(204) 중 적어도 하나의 상대 병진을 유발한다. 다른 실시예에서, 대물렌즈 초점 메커니즘(408)은 하우징(400)과 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 중간 섹션(206) 사이에 결합되고, 대물렌즈 초점 메커니즘(408)의 작동이 하우징(400)에 대한 중간 섹션(206)의 상대 병진을 유발한다. 대물렌즈 초점 플렉셔(200)의 플렉셔 포인트들(208)은 작동시 변형되고, 평탄한 평행 위치로부터 실질적으로 0의 편향이 있다.

캠 조립체(300)와 대물렌즈 초점 플렉셔(200)는 본 개시내용의 원리들에 따르면 검사 시스템 조립체의 일부로서 조립되고 사용될 수 있다. 검사 시스템 조립체의 다른 양태들이 후술된다.

도 6은 프로브 카드 인터페이스(PCI)(504)가 그것에 고정되는 지지 테이블(502)을 갖춘 프로브 카드 분석기(500)의 종래 기술 형태를 예시한다. PCI(504)는 프로브 카드(506)와 프로브 카드 분석기(500) 사이의 기계적 그리고 더욱 중요하게는 전기적 연결을 제공한다. PCI(504)는 개별 프로브(510) 또는 프로브들의 군을 프로브들을 통해 전기 신호들을 송신하기 위한 그리고 생성된 신호들을 수신하여 그것들이 제대로 동작하는지 여부를 결정하기 위한 시험 회로(도시되지 않음)에 연결한다.

지지 판(502)은 힌지(503)를 중심으로 회전되어 그것에 고정된 프로브 카드(506)를 도 7a에 예시된 바와 같이 하향 또는 "라이브 버그(live bug)" 배향으로, 또는 도 7b에 예시된 바와 같이 상향 또는 "데드 버그(dead bug)" 배향으로 위치시킬 수 있다. 라이브 버그 배향에서, 프로브 카드(506)의 프로브들(510)이 물리적으로 그리고 전기적으로 검사될 수 있다. 전형적으로, 이는 프로브들(510)의 정렬(2가지 상태들에서의 XYZ)과 프로브 저항, 커패시턴스(capacitance), 프로브 힘(probe force), 채널 시험들, 누출, 및 구성요소 시험들을 이에 제한됨이 없이 포함하는 다양한 물리적 및 전기적 특성들을 결정하는 프로브 카드 분석기(500)로 수행되었다. 프로브 카드 분석기(500)는 또한 프로브들(510)의 세정을 수행할 수 있고, 프로브들(510)의 수동 재작업(rework) 또는 수리를 허용한다. 지지 판(502)은 현미경 또는 카메라(C)가 프로브들(510)을 이미징하여 조작자에게 프로브들의 근접 촬영 뷰(close up view)를 제공하여 재작업 또는 수리를 용이하게 할 수 있도록 프로브 카드(506)를 위치시킬 수 있다.

도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 프로브 카드 인터페이스(504)는 프로브 카드(506)를 지지하고, 프로브 카드(506)의 프로브들(510)과 프로브 카드 분석기(500)의 전기적 시험 시스템(도시되지 않음) 사이의 연결 지점을 제공한다. 각각의 프로브 카드 인터페이스(504)가 각각의 프로브 카드(506)에 특유하기 때문에, 다른 전기적 연결과 시험이 가능하지 않을 것이고, 프로브 카드들(506)의 사용자가 사용되고 있는 프로브 카드(506)의 각각의 유형에 대해 적어도 하나의 프로브 카드 인터페이스(504)를 구비하는 것이 필요하다. 다수의 각각의 유형의 프로브 카드(506)가 사용되고 있는 경우에, 처리량 문제들이 다수의 프로브 카드 인터페이스들(504)이 입수되고 보관된 다음에 필요시 사용될 것을 요구할 수 있다. 예를 들어, 20개의 프로버(prober)들이 반도체 장치들을 전기적으로 시험하는 데 사용되고 있는 경우에, 제대로 기능하지 않는 프로브 카드(506)를 교체하기 위해, 있다 하더라도, 하나 초과의 여분의 프로브 카드(506)가 있지 않을 수 있다. 2개 이상의 프로브 카드들(506)이 동시에 동작하지 않으면, 그것들을 최대한 빨리 다시 동작시키는 것이 필요하다. 2개 이상의 프로브 카드들(506)에 대한 관리를 각각의 프로브 카드 분석기들(500)로 동시에 수행하는 것이 많은 비용이 드는 정지 시간(down time)을 회피하는 데 필요할 수 있고, 전통적으로 이는 항상 다수의 프로브 카드 인터페이스들(504)이 이용가능할 것을 요구하였다. 그러나, 최근에 프로브 카드 인터페이스들(504)이 모든 경우들에 필요하지는 않은 것으로 확인되었다. 일부 경우들에, 프로브 카드(506)의 검토 및 수리는 매우 복잡하고 많은 비용이 드는 프로브 카드 인터페이스(504) 메커니즘들의 필요없이 수행될 수 있는 단지 제한된 수 또는 유형의 더욱 기계 지향적인 시험들(예컨대, 평탄도(planarity), 정렬, 스크럽(scrub))을 필요로 할 수 있다.

본 발명의 양태들에 따르면, 프로브 카드 인터페이스를 포함하지 않는 프로브 카드 분석기(501)가 도 8과 도 9에 도시된다. 프로브 카드(506)가 지지 판(502)에 도 8에 예시된 바와 같이 직접, 또는 도 9에 예시된 바와 같이 어댑터(532)에 의해 고정된다. 양쪽 실시예들에서, 프로브 카드(506)는 프로브 카드 분석기(501)의 센서 헤드(520)에 어드레싱될 수 있다. 센서 헤드(520)는 프로브 카드(506)의 성능을 분석하는 데 유용한 상이한 센서들 또는 메커니즘들 중 하나 또는 그것의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 센서 헤드(520)는 공칭적으로 프로브 카드(506)의 프로브들(510)의 팁들에 의해 한정되는 평면에 실질적으로 평행하도록 의도되는 XY 평면 내에서 이동가능하다. 일부 실시예들에서, 센서 헤드(520)는 프로브들(510)의 팁들이 센서 헤드(520)의 일부일 수 있는 체크 플레이트(521)의 선택된 부분들과 접촉할 수 있도록 프로브 카드(506)를 향해 그리고 그것으로부터 멀어지게 이동가능하다. 다른 실시예들에서, 센서 헤드(520)는 프로브 카드(506)의 프로브들(510)에 인접하게 위치될 수 있으며, 이어서 이러한 프로브들이 도 1과 함께 기술된 것과 같은 그리고 도 11a에 추가로 예시된 바와 같은 검사 장치(100)에 의해 순차적으로 접촉된다. 다른 실시예에서, 도 11b에 예시된 바와 같이, 프로브들(510)은 센서 헤드(520)의 일부인 포스트(post)(528)와 접촉할 수 있으며, 이때 포스트(528)는 포스트(528)와 그것과 접촉하는 프로브 또는 프로브들(510) 사이에 가해지는 힘을 측정하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 전기 접촉 없이(즉, PCI(504) 없이) 포스트(528) 측정들에 의해 힘-기반 평탄도가 결정된다. 포스트(528)는 또한 예를 들어 루프 백 프로브(loop back probe)들의 측정을 제공한다. 센서 헤드(520)는 체크 플레이트(521), 검사 장치(100), 및/또는 포스트(528)를 포함할 수 있다. 센서 헤드(520) 전체 또는 그것의 다른 부분들, 예컨대 검사 장치(100) 또는 포스트(528)가 하나 이상의 프로브들에 의해 가해지는 힘들을 측정하기 위한 로드 셀(load cell) 유형 요소들(529)을 포함할 수 있는 것에 유의하여야 한다. 이러한 실시예에서, 별개의 포스트(528)가 불필요하다. 또 다른 실시예들에서, 센서 헤드(520)의 체크 플레이트(521)는 다수의 프로브들(510)과 동시에 접촉할 수 있다.

센서 헤드(520)와 그것의 일부를 형성할 수 있는 체크 플레이트(521), 검사 장치(100) 및/또는 포스트(528)에 관하여, 이들 장치들 각각이 전기 또는 전기 신호들을 전도하도록 구성되고 배열되거나 구성될 수 있고 배열될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 체크 플레이트(521)에 관하여, 일반적인 형태들은 내마모성 및 전기 전도성인 탄화물과 같은 금속성 재료로부터 형성된다. 다른 형태들은 강성을 유지시키기에 충분한 두께를 갖는 그리고 전기 전도성 코팅들을 구비하는 유리 판들(기준 판들)로부터 형성될 수 있다. 포스트(528)는 검사 장치(100)와 마찬가지로 전도성 코팅을 구비할 수 있거나, 그것이 설치되는 센서 헤드(520)의 나머지로부터 전기적으로 절연되는 전도성 재료로 그것 자체가 제조될 수 있다. 이들 구조체들 각각은 그러한 신호들을 기록 및/또는 처리하기 위한 장치, 예컨대 독립형 또는 네크워크화된 반도체 검사, 계측 및 처리 도구들을 제어하기 위해 일반적으로 사용되는 유형의 컴퓨터, 컨트롤러, 또는 프로세서에 전기적으로 결합될 수 있다. 하나의 경우에, 적절한 입력/출력 통신 설비들을 갖춘 개인용 컴퓨터가 사용된다.

동작시, 프로브 카드 인터페이스(504)의 사용 없이 지지 판(502)에 고정되는 프로브 카드(506)에 어드레싱되는 센서 헤드(520)는 프로브 카드(506)가 프로브 카드 인터페이스(504)에 의해 지지 판(502)에 고정되는 경우에 수행될 수 있는 동일한 시험들 또는 분석들 중 많은 것을 수행할 수 있다. 예를 들어, 센서 헤드(520)는 프로브 카드(506)의 프로브들(510)의 정렬을 결정하여, 프리 행잉(free hanging) 및 오버트래블 위치들 둘 모두에서 각각의 프로브의 팁의 X, Y, 및 Z 위치들을 캡처할 수 있다. 이러한 정보로부터, 사용 중에 그것들의 성능에 영향을 미칠 수 있는 개별 프로브, 프로브들의 군들 또는 어레이들의 물리적 변위들이 있는지 여부가 결정될 수 있다. 프로브 카드의 프로브들 중 하나 이상의 의해 가해지는 힘의 양이 또한 센서 헤드(520)를 사용하여 측정될 수 있다. 오염된 프로브들의 세정이 또한 수행될 수 있다.

프로브 카드 분석기(501)가 프로브 카드 인터페이스를 포함하지 않기 때문에, 자동화된 전기적 시험들이 어느 정도 축소된다. 그러나, 지지 판(502)은 프로브들(510)에의 그리고 프로브 카드(506)의 전기 회로들 및 구성요소들에의 용이한 물리적 접근을 제공하며, 따라서 사용자가 접촉 저항(CRES) 측정들과 같은 프로브 카드(506)의 다수의 수동 및/또는 부분적으로 자동화된 전기적 분석들을 수행할 수 있다. 다시 도 8과 도 9를 참조하면, 프로브 카드(506)의 부분들이 접지(530)에 연결될 수 있다. 초기 프로브 평면이 프로브 카드(506)의 접지면에 대한 단 하나의 연결에 의해 결정될 수 있다. 그 후에, 저항, 커패시턴스, 및 구성요소 기능성과 같은 프로브 카드의 소정의 전기적 특성들을 측정하기 위해 수동, 전기 전도성 프로브(도시되지 않음)를 프로브 카드의 다른 부분들에 적용할 수 있다. 이는 수동, 또는 일부 실시예들에서 반-자동화된 프로세스일 수 있다. 수행될 수 있는 다른 측정은 제1 접지된 프로브가 센서 헤드(520)와 접촉할 때 센서 헤드(520)의 위치를 결정함으로써 접지(530)에 연결되는 프로브 카드(506)의 최저 행잉(hanging) 프로브(510)를 결정하는 것이다.

추가로 도 8을 참조하면, 프로브 카드(506)는 지지 판(502)에 직접 결합될 수 있으며, 여기서 지지부는 프로브 카드(506)의 크기와 형상에 합치하는 구조들을 갖는다. 지지 판(502)은 그것을 통해 형성되는, 프로브 카드(506)가 그것의 라이브 버그 배향(또한 예컨대 도 7a 참조)에 있을 때 프로브 카드(506)의 프로브들(510)이 센서 헤드(520)에 의해 어드레싱되도록 허용하는 구멍(도시되지 않음)을 구비한다. 추가로 도 10을 참조하면, 프로브 카드(506)는 볼트들, 클램프들, 디텐트(detent)들 등과 같은 클램핑 메커니즘들(533)을 사용하여 지지 판(502)에 제거가능하게 결합될 수 있다.

도 9를 참조하면, 예를 들어, 지지 판(502) 내의 구멍이 주어진 프로브 카드(506)에 대해 너무 크거나 잘못된 형상인 경우에, 프로브 카드들(506)은 어댑터(532)를 지지 판(502)에 고정시킴으로써 지지 판(502)에 고정될 수 있다. 이어서 프로브 카드(506)가 시험을 위해 어댑터(532)에 제거가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 어댑터(532)는 지지 판(502)에 결합되는 그리고 시험되는 특정 프로브 카드(506) 또는 프로브 카드들(506)의 범위에 맞게 구성되는 랜드(land)들, 플랫(flat)들, 또는 키네마틱 마운트(kinematic mount)들과 같은 결합 구조체들(도시되지 않음)을 포함하는 간단한 금속 브래킷이다. 단지 어댑터(532)에 대한 프로브 카드(506)의 최소의 홀드-다운(hold-down) 힘만이 필요하지만, 일부 경우들에, 예컨대 프로브 카드가 사전-응력을 받는 등의 경우에 어댑터(532)에 대한 프로브 카드(502)의 순응(compliance)을 강제하는 것이 필요할 수 있다. 어댑터(532)는 프로브(510)를 지지 판(502) 위로(또는 아래로) 적합한 작동 거리에 위치시킨다. 어댑터(532)는 프로브 카드(506)가 그것의 라이브 버그 배향(또한 예컨대 도 7a 참조)에 있을 때 프로브 카드(506)의 프로브들(510)이 센서 헤드(520)에 의해 어드레싱되도록 허용하는, 지지 판(502) 내에 형성되는 구멍과 정렬될 수 있는 개구(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 프로브 카드 인터페이스(504)가 $100,000만큼 비용이 들 수 있음을 고려하면, 상대적으로 저렴한 어댑터들(532)을 사용하는 것이 경제적으로 이로울 수 있는 것을 인식할 수 있다. 또한, 어댑터(532)를 사용하여 획득되는 정렬 측정치들이 프로브 카드 인터페이스(504)를 사용하여 획득되는 동일한 측정치들과 잘 상관된다. 일 실시예에서, 어댑터(532)를 사용한 정렬 측정치들과 PCI(504)를 사용한 정렬 측정치들은 서로의 95% 내로 상관된다.

일 실시예에서, 프로브 카드(506)의 유효 수명, 즉 추정 반복 또는 사용 횟수는 사용자에 의해 정의된다. 프로브 카드 분석기(500, 501)에 의한 시험을 확립하기 위해 프로브 카드(506)의 유효 수명(즉, 기능 수명) 중에 프로브 카드(506)에 대해 서비스 기간이 확립된다. 일 실시예에서, 프로브 카드(506)는 PCI(504)가 없는 프로브 카드 분석기(501)를 사용하여 프로브 카드(506)의 기능성을 평가하기 위해 확립되는 제1 서비스 기간과 PCI(504)를 갖춘 프로브 카드 분석기(500)로 프로브 카드(506)의 기능성을 평가하기 위한 제2 서비스 기간을 가질 것이다. 이들 서비스 기간들은 프로브 카드들 그것 자체의 실제 기능에 관계없이 선험적으로 설정될 수 있다. 그러나, 일부 다른 실시예들에서, 프로브 카드들 그것 자체의 동작으로부터 도출되는 데이터 또는 기준에 기초하여 서비스 기간들 또는 절차들을 변경하는 것이 바람직하다.

다른 실시예에서, 프로브 카드(506) 성능의 기준 기능성(baseline functionality)이 확립되거나 결정될 수 있고, 이러한 기준 기능성으로부터 서비스 기간이 확립될 수 있다. 바꾸어 말하면, 프로브 카드(506)의 동작에 관한 제1 기준 세트가 정의될 수 있고, 프로브 카드(506)의 제한된 분석이 이러한 제1 기준 세트에 기초하여 어댑터(532)가 있거나 없는 프로브 카드 분석기(501)로 수행될 수 있다. 프로브 카드(506)의 동작에 관한 제2 기준 세트가 또한 정의될 수 있고, 프로브 카드(506)의 더욱 완전한 분석이 이러한 제2 기준 세트에 기초하여 PCI(504)를 포함하는 프로브 카드 분석기(500)로 수행될 수 있다.

프로브 카드 인터페이스(504)와 함께 또는 그것 대신에 어댑터(532)를 배치하는 것은 많은 형태들을 취할 수 있다. 일 실시예에서, 전기적 시험 시스템들, 즉 프로버들에 사용되는 다수의 유사한 프로브 카드들(506)이 시간 경과에 따라 모니터링된다. 프로브 카드들(506)이 적절히 수행하고 있는지 여부를 결정하기 위해 프로브 카드들(506)의 성능과 관련된 기준이 측정되고 평가된다. 기준은 특정 프로브 카드(506)의 특정 부분들에 의해 시험되는 장치들의 반복적인 실패들(프로브 카드의 특정 영역 내의 손상된 프로브들 또는 회로를 가리킴); 시험된 장치들의 수율의 감소들로서, 여기서 감소들은 유사한 프로브 카드들(506)에 의해 확인되지 않음(전반적으로 표준에 맞게 수행하고 있지 않은 프로브 카드를 가리킴); 표준 값들로부터 벗어나는 전기적 시험 값들(부식, 잔해, 또는 프로브 카드 구성요소들의 악화로 인한 프로브 카드 기능성의 열화를 가리킴); 프로브 마크 광학 검사 결과들(정렬 문제들을 가리킴); 및 프로버 그것 자체에 의한 무작위 추출 검사(spot check)들로부터 직접 획득되는 전기 및 광학 검사 정보를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 필요에 따라 다른 기준과 정보가 획득되거나 도출될 수 있다. 여하튼, 획득된 데이터가 진단 또는 수리를 위해 광범위한 전기적 시험을 필요로 하는 실패를 가리키는 경우에, 표준 프로브 카드 인터페이스(504)가 프로브 카드(506)를 시험하고 수리하기 위해 사용될 수 있다. 다른 경우들에, 획득된 데이터는 프로브 카드(506)가 프로브들을 변형시킨 경우와 같은 더욱 보통의 문제를 묘사하도록 결정될 수 있고; 이러한 경우에 간단한 어댑터가 사용될 수 있다. 흔히 다수의 프로브 카드 분석기들이 유사한 프로브 카드들에 대한 분석을 병렬 수행하도록 설정된다는 것에 유의하여야 한다. 이들 경우들에, 프로브 카드들을 유지시키기 위한 프로브 카드 인터페이스들(504)을 갖춘 프로브 카드 분석기들(500)이 거의 또는 심지어 전혀 없이 어댑터들(532)을 갖춘 다수의 프로브 카드 분석기들(501)을 사용하는 것이 훨씬 더 저렴하다.

다른 환경들에서, 프로브 카드 인터페이스들(504)을 갖춘 프로브 카드 분석기들(500)이 오동작들을 보이는 프로브 카드들(506)을 분석하기 위해 사용되는 반면에, 어댑터들(532)을 갖춘 프로브 카드 분석기들(501)이 더욱 일상적인 주기적인 그리고 계획된 관리 점검들을 위해 사용된다. 예를 들어, 주어진 프로브 카드(506)가 어댑터(532)를 갖춘 프로브 카드 분석기(501)에 수행될 수 있는 유형의 시간 기반 물리적 및 전기적 검사들이 수행되는 하나 이상의 서비스 기간들을 확립하였을 수 있다. 확립된 서비스 기간 체제 밖에서 발생하는 프로브 카드들(506)의 더욱 중요한 문제들이 완전 프로브 카드 인터페이스(504)를 갖춘 프로브 카드 분석기(500)가 제공되면 그것을 사용하여 평가될 수 있다.

또 다른 환경들에서, 단지 프로브 카드 제조자만이 주어진 프로브 카드 설계에 대해 완전한 프로브 카드 인터페이스(504)를 관리할 것이다. 이러한 프로브 카드 인터페이스는 완전한 프로브 카드 인터페이스(504)가 이용가능하지 않은 원격 위치들로 후속하여 발송되는 하나 이상의 프로브 카드들(506)을 완전히 인증하기 위해 사용될 수 있다. 어댑터들(532)을 갖춘 프로브 카드 분석기들(501)이 현장에서 분석과 관리를 수행하기 위해 사용될 수 있다.

본 개시내용이 바람직한 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 개시내용의 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 형태와 상세 사항에서 변경들이 이루어질 수 있는 것을 인식할 것이다.

Claims (21)

1. 프로브 카드의 기능성을 평가하는 방법으로서,
   프로브 카드 인터페이스가 없는 프로브 카드 분석기를 제공하는 단계;
   프로브들을 갖는 프로브 카드를 상기 프로브 카드 분석기의 지지 판에 제거가능하게 결합시키는 단계;
   상기 프로브 카드 분석기의 센서 헤드를 상기 프로브 카드와 정렬시키는 단계;
   상기 센서 헤드를 상기 프로브 카드의 상기 프로브들에 접촉시키는 단계; 및
   상기 접촉에 기초하여, 상기 센서 헤드로 구성요소(component)의 힘-기반 평탄화 특성을 측정하는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   어댑터를 상기 지지 판에 장착하는 단계 - 상기 어댑터는 다양한 프로브 카드 구성들의 장착을 수용하도록 구성됨 -; 및
   상기 프로브 카드를 상기 어댑터로 지지 판에 제거가능하게 결합시키는 단계
   를 더 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프로브 카드를 상향 배향으로 위치시키도록 상기 지지 판을 회전시키는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 센서 헤드를 정렬시키는 단계는 상기 센서 헤드를 XY 평면을 따라 재위치시키는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서,
   구성요소를 측정하는 단계는 상기 프로브 카드의 상기 프로브들의 팁들을 상기 센서 헤드의 체크 플레이트(check plate)에 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
6. 프로브 카드를 평가하는 방법으로서,
   지지 판과 센서 헤드를 포함하는 프로브 카드 분석기를 제공하는 단계;
   어댑터를 상기 지지 판에 결합시키는 단계;
   프로브들을 갖춘 프로브 카드를 상기 어댑터에 결합시키는 단계;
   상기 프로브 카드를 상기 지지 판의 구멍(aperture)을 통해 상기 센서 헤드와 물리적으로 어드레싱(addressing)하는 단계; 및
   상기 프로브들의 기계적 측정을 수행하는 단계
   를 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서,
   기계적 측정을 수행하는 단계는
   적어도 하나의 프로브의 팁의 3차원 위치를 캡처(capturing)하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 팁의 상기 위치를 캡처하는 단계는 프리 행잉(free hanging) 위치를 캡처하는 단계를 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 팁의 상기 위치를 캡처하는 단계는 오버트래블(overtravel) 위치를 캡처하는 단계를 포함하는 방법.
10. 프로브 카드를 모니터링하는 방법으로서,
    프로브 카드에 대한 제1 서비스 기간을 확립하는 단계;
    상기 프로브 카드에 대한 제2 서비스 기간을 확립하는 단계;
    상기 프로브 카드를 상기 제1 서비스 기간의 정의된 시점에 프로브 카드 인터페이스에 의해 프로브 카드 분석기에 제거가능하게 결합시키고, 상기 프로브 카드 인터페이스를 사용하여 적어도 부분적으로 상기 프로브 카드를 평가하는 단계; 및
    상기 프로브 카드를 상기 제2 서비스 기간의 정의된 시점에 프로브 카드 인터페이스를 갖지 않는 프로브 카드 분석기에 제거가능하게 결합시키고, 상기 프로브 카드를 평가하는 단계
    를 포함하는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 서비스 기간은 상기 프로브 카드의 동작에 관한 제1 기준 세트에 기초하여 확립되고, 상기 제2 서비스 기간은 상기 프로브 카드의 상기 동작에 관한 제2 기준 세트에 기초하여 확립되는 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기준 세트는 적어도 부분적으로 상기 프로브 카드의 성능과 관련되고, 상기 제2 기준 세트는 적어도 부분적으로 상기 프로브 카드의 사용과 관련되는 방법.
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