JP2004317492A

JP2004317492A - プローブカードのニードルアセンブリ

Info

Publication number: JP2004317492A
Application number: JP2004058966A
Authority: JP
Inventors: Tae-Un Jun; 泰雲田
Original assignee: YULIM HITECH Inc
Current assignee: YULIM HITECH Inc
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2004-11-11
Also published as: US20040201389A1; US6922069B2; KR20040089244A; TWI226931B; TW200420885A

Abstract

【課題】極小形化及び高集積化される半導体デバイスに適切に対応することにより安定した特性検査を行い得る、半導体デバイスの特性検査のためのプローブカードのニードルアセンブリを提供する。
【解決手段】シリコン材質の薄板に一定した間隙で所定の幅と長さでニードル流動ホールを形成し、前記ニードル流動ホールの周面には所定の厚さに絶縁膜を形成するニードルガイドプレートと、ニードル流動ホールの長さ方向の一側面に一方の側面が付着され、他方の側面はニードル流動ホールの周面と所定の流動間隙を有し、ニードル流動ホールの一側面に付着される一側の端部を除いた他側は垂直の厚さが前記ニードルガイドプレートよりは薄く形成されるようにして、垂直方向に上下動できるように流動空間を有するニードルプレートと、からなるプローブカードのニードルアセンブリ。
【選択図】図１

Description

本発明はプローブカードのニードルアセンブリに係るもので、詳しくは、半導体デバイスの特性検査のために使用されるプローブカードにおいてニードルと該ニードルを支持する構成とを一つの構成として一体化させると共に、半導体デバイスのパターン形成に応用される工程を用いて極小形のニードルとこのようなニードル間の間隙を大幅に縮小させることにより、極小形化及び高集積化される半導体デバイスに適切に対応して安定した特性検査を行い得るプローブカードのニードルアセンブリに関する。

一般に半導体デバイスは、ウェハ上にパターンを形成させるファブリケーション（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）工程と、パターンの形成されたウェハを個々のチップに組立てるアセンブリ工程とを通じて製造される。

このようなファブリケーション工程とアセンブリ工程との間には、通常、ウェハを構成する各チップの電気的特性を検査するＥＤＳ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＤｉｅＳｏｒｔｉｎｇ）工程が行われることになる。

ＥＤＳ工程はウェハを構成するチップのうち、特に不良チップを判別するための工程で、簡単にウェハを構成するチップに電気的信号を印加させて、その印加された電気的信号からチェックされる信号により不良を判断する検査装置が主に用いられる。即ち、ウェハを構成するチップの電気的検査のため、これら各チップのパターンと接触すると共に電気的信号を印加する多数のニードルを備えたプローブカードという検査装置を用いることになる。

プローブカードを用いて半導体デバイスを検査した結果が良品として判定されれば、半導体デバイスはパッケージングなどの後工程に移送され、包装などにより完成品として製作される。

半導体の電気的特性検査は、通常、ウェハに具備された各半導体デバイスの電極パッドにプローブカードのニードルが接触し、前記ニードルを通じて別途のテスタ装置から特定の電流を通電させて、その時の電気的特性を測定して検出することである。

一方、最近の半導体デバイスは発展を重ねた結果、高集積化と共に極小形化される趨勢なので、このような半導体デバイスの検査のためにはそれに適切に対応できる検査装置が必要とされ、このため、本願出願人により既に多数の特許出願を通じて提案されており、特に最近では特許文献１（半導体検査用プローブカード）を通じて高集積の半導体デバイスの検査が適切に行われている。

このような半導体デバイスの検査装置によると、メイン基板から半導体デバイスの電極パッドに接続されるニードル間の間隙を最大限狭くすると共に、電気的信号の伝達経路を最大限短縮させている。
韓国特許出願第２００２−６７６５５号

しかしながら、高集積の半導体デバイスを検査するための検査装置を具現する際、ニードル自体の厚さを極小化させると共にその微細な厚さを有するニードル間の間隙も一層微細にならなければならない。

ニードル厚さとニードル間の間隙を微細に形成するためには、これらニードルを支持する構成も微細なパターンを有するように形成させるだけでなく、このような微細なニードルにメイン基板からの電気的信号が安定に伝達されるように連結する構成も必要とされる。そして、これらの構成を具現するためには非常に複雑で精巧な高度の技術が必要とされるとの問題があった。

そこで、本発明の目的は、ニードルの厚さ及びこのニードル間の間隙を一層微細に形成させることにより、最近の高集積及び極小形半導体デバイスの検査にも適切に適用することができるプローブカードを提供することにある。

本発明の他の目的は、半導体デバイスの電極パッドに直接的に接触されるニードルと、このニードルを支持する構成とを単一化することにより、組立工程を短縮させて生産性を向上させることができるプローブカードを提供することにある。

このような目的を達成するため本発明は、シリコン材質の薄板に一定した間隙で所定の幅と長さを有するニードル流動ホールを形成し、前記ニードル流動ホールの周面に所定の厚さで絶縁膜が形成されるニードルガイドプレートと、ニードル流動ホールの長さ方向の一側面に一方の側面が付着され、他方の側面らはニードル流動ホールの周面と所定の流動間隙を有し、ニードル流動ホールの一側面に付着される一側の端部を除き他側は垂直の厚さが前記ニードルガイドプレートよりも薄く形成されるようにして、上部に垂直方向の流動空間を有するニードルプレートと、を具備する。

また、本発明はシリコン材質の薄板に一定した間隔で所定の幅と深さでニードル流動ホールを形成し、前記ニードル流動ホールの周面には所定の厚さで絶縁膜を形成するニードルガイドプレートと、ニードル流動ホールの長さ方向の一側面に一方の側面が付着され、他方の側面らはニードル流動ホールの周面と所定の流動間隙を有し、ニードル流動ホールの一側面に付着される一側の端部を除き他側は垂直の厚さが前記ニードルガイドプレートよりも薄く形成されるようにして、上部に垂直方向への流動空間を有するニードルプレートと、前記ニードルガイドプレートの上部に所定厚さで形成され、板面には前記ニードルプレートの上端部と電気的に接続されるように垂直のコンタクトホールを形成し、コンタクトホールと上部面側に形成した接続パターン間を電気的に連結されるようにして回路を形成した回路基板と、を具備する。

本発明は、半導体デバイスの電極パッドに接触するニードルアセンブリの構成を一つの構成に一体に形成し、半導体デバイスのパターン形成工程を用いて製作することにより、プローブカードの製作における組立性及び生産性の向上、及びニードルの超小形化とニードル間の間隙を大幅に縮小して、高集積の半導体デバイスでも適切に対応し正確な特性検査を実施することができる。

そこで、本発明は、半導体デバイスの検査に一層信頼性を増大させると共に小形化される趨勢に適切に対応し半導体デバイスの信頼性を高めることができるという効果がある。

以下、好ましい一実施形態を添付図を用いて詳しく説明する。

図１は本発明の一実施形態の半導体デバイスの特性検査用プローブカードのニードルを示した側断面図である。

本実施形態のニードルアセンブリは、図示したように、ニードルガイドプレート１０とニードルプレート２０とが一体に形成されるのにその特徴がある。

このとき、前記ニードルガイドプレート１０はシリコン材質でなることが好ましく、ニードルプレート２０はニードルガイドプレート１０に一体に形成され導電性物質でなることが好ましい。

以下、詳しく説明すると、ニードルガイドプレート１０は所定の厚さを有するシリコン材質の薄板からなる構成で、このような平板の構成においてその板面には一定した間隔で所定の幅と長さをもって垂直に貫通されるニードル流動ホール（ニードル移動ホール）１１が形成される。

ニードルガイドプレート１０にはニードル流動ホール１１の内周面と板面の上部面及び底面に一定した厚さをもって絶縁膜１２が形成される。このとき、前記絶縁膜１２は酸化膜及びシリコン窒化膜でなることが好ましい。

本実施形態の構成においてニードルプレート２０自体の材質は導電性物質からなる。このとき、前記導電性物質は化学気相蒸着に有利な物質であり、その一例としてニッケルまたはベリリウム銅（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍｃｏｐｐｅｒ）、及びその他の多様な物質を用いることができる。

ニードルプレート２０は、詳しくは、ニードルガイドプレート１０に形成されたニードル流動ホール１１の長さ方向にそって一側面に一方の側面が付着され、そのほかの側面らは、図２に示すように、ニードル流動ホール１１の内周面と所定の流動間隙（移動間隙）１３を有するように構成される。特に、ニードルプレート２０はニードル流動ホール１１において一方に付着される面に一体に“Ｌ”字状で形成されることにより、ニードルガイドプレート１０に付着される一側を軸として他側が上下に流動（移動）できるようになる。

また、ニードルプレート２０のニードルガイドプレート１０に付着される一側面と対応される他側面の底面には所定の大きさを有して下向き突出されるようにニードルチップ２１が形成される。前記ニードルチップ２１は下端部が半導体デバイスの接続パッドに直接的に接触される部位であり、その接触抵抗を最小化するために面接触より点接触で接触されるように、その終端部を鋭く形成することが好ましい。

特に、ニードルプレート２０の上下動する他側面部の端部とそれに相対するニードルガイドプレート１０の内周面側絶縁膜１２との間の流動間隙１３は、ニードルプレート２０の端部が上下動しながら前記絶縁膜１２との接触が防止されるように十分な空間の幅を有する。

一方、本実施形態は、上述の構成において図３のように回路基板３０が一体に具備される構成により形成することが好ましい。

即ち、回路基板３０はプローブカードのメイン基板からニードルプレート２０に電気的信号が円滑に伝達されるように、ニードルガイドプレート１０の上部面に一体に蒸着または付着されるよう構成され、回路基板３０には上部面にその上方に具備される電気的信号連結手段と電気的に連結される接続パッド３１が形成される。

また、回路基板３０には、ニードルガイドプレート１０の上端面と同一水平線上にあるニードルプレート２０の一端部と同一垂直線上の板面に垂直なコンタクトホールに導電性物質を充填してコンタクト３２が形成され、前記コンタクト３２の上端部を上部面の接続パッド３１と電気的に連結させるパターンが形成される。

このようなニードルの形成のため、本実施形態は通常半導体デバイスを製造するのに用いられる方法を使用する。

即ち、半導体デバイスを製造する際、基板に多様な素子を形成するための工程、即ち、写真/食刻を行うフォトリソグラフィー工程、多様な膜質を蒸着させる化学気相蒸着のような蒸着工程、及び板面を強制研磨する研磨工程を用いる。

従って、本実施形態においても、所定の厚さを有して具備される平板のシリコン板材のニードルガイドプレート１０において、このようなフォトリソグラフィー工程と蒸着工程、特に低圧化学気相蒸着工程を用いて、板面に一体にニードルプレート２０を形成する。

これを詳しく説明すると、まず、ニードルガイドプレート１０においてニードル流動ホール１１を形成する方法は、フォトリソグラフィー工程を通じて行い、このような流動ホール１１にニードルプレート２０を形成する方法としては蒸着工程を用いる。但し、このような工程を行うとき、必ずしも一つの工程だけでなされるわけではない。

特に、このような製造工程を行うとき、ニードルプレート２０の一側面と相対するニードル流動ホール１１の内周面には所定の厚さで絶縁膜１２を形成し、特に“Ｌ”字状のニードルプレート２０において水平に具備される部位の一側面と相対するか、または直接的に付着されるニードルガイドプレート１０側の絶縁膜１２は、シリコン窒化膜で形成されるようにして、ニードル流動ホール１１においてニードルプレート２０が付着される上部の酸化膜とは異なった材質で形成されることとする。

また、ニードルプレート２０には半導体デバイスの電極パッドに接触されるニードルチップ２１を底面の端部、即ち、上下動する一端部の底面から所定の高さを有して下向きに突出されるように形成されるニードルチップ２１はニードルプレート２０で別途の蒸着工程を通じて形成される。

一方、ニードルプレート２０を一体に形成するニードルガイドプレート１０の上部面には回路基板３０が一体に蒸着及び付着されるようにすることができる。

即ち、このような回路基板３０としてニードルガイドプレート１０でのようにフォトリソグラフィー工程と蒸着工程を用いて回路パターンが形成されることになる。

特に、ニードルガイドプレート１０は上面と底面が研磨工程により平坦化されることが好ましい。

以下、このように構成された本実施形態による作用を説明する。

本実施形態は、上述のように、半導体デバイスの電極パッドに直接的に接触されるニードルを一つの構成で形成させ、ニードルの間隙が一層密に形成されるのにその特徴がある。

特に、ニードルガイドプレート１０でニードルプレート２０は、図４に示すように、一端が所定の角度で上下昇降可能に具備されるため、半導体デバイスの電極パッドとの接触に基因する衝撃に対し緩衝作用を有する。

ニードルの構成においてニードルガイドプレート１０にニードルプレート２０と回路基板３０とが一体に形成されることにより、プローブカードを製作するための組立工程に際して便宜を提供している。

即ち、通常のニードルアセンブリはニードルと該ニードルを支持するガイドプレートとニードルに電気的信号を伝達する回路基板とが別途にそれぞれ具備され、これらを順次組立てるのが通常のことであるが、本発明はこれらを一つの構成として一体化させてプローブカードを製作することにより、その組立を一層容易にすることができる。

また、本発明は、半導体デバイスのパターンを形成する微細加工工程を適用してニードルプレート２０と該ニードルプレート２０間の間隙を形成することにより、漸次極小形化及び高集積化されていく半導体デバイスのパターンに効果的に対応することができるプローブカードを提供する。

本発明の一実施形態のニードルアセンブリを示した側断面図である。図１の底面図である。本発明の好ましい一実施形態のニードルアセンブリを示した側断面図である。本発明の好ましい一実施形態のニードルプレートの作動状態図である。

符号の説明

１０…ニードルガイドプレート、１１…ニードル流動ホール、１２…絶縁膜、１３…流動間隙、２０…ニードルプレート、２１…ニードルチップ、３０…回路基板。

Claims

シリコン材質の薄板に一定した間隙で所定の幅と長さでニードル流動ホールを形成し、前記ニードル流動ホールの周面には所定の厚さで絶縁膜を形成するニードルガイドプレートと、
ニードル流動ホールの長さ方向の一側面に一方の側面が付着され、他方の側面らはニードル流動ホールの周面と所定の流動間隙を有し、ニードル流動ホールの一側面に付着される一方の側面部を除いた他側面は垂直の厚さが前記ニードルガイドプレートよりは薄く形成されるようにして、垂直方向に上下動できるように流動空間を有するニードルプレートと、を具備するプローブカードのニードルアセンブリ。
前記ニードルプレートは“Ｌ”字状でなり、その垂直部位は前記ニードルガイドプレートのニードル流動ホールで一側の内周面に付着され、その水平部位は上下動可能に構成される請求項１に記載のプローブカードのニードルアセンブリ。
前記ニードルプレートの上下動する他側面の端部には底面に下向き突出されるようにニードルチップが形成される請求項１に記載のプローブカードのニードルアセンブリ。
前記ニードルプレートの上下動する他側面の端部とそれに相対する前記ニードルガイドプレートの内周面側絶縁膜との間の流動間隙はニードルプレートの端部が上下動しながら、前記絶縁膜との接触を防止できる幅を有して流動間隙が形成される請求項１に記載のプローブカードのニードルアセンブリ。
シリコン材質の薄板に一定した間隔で所定の幅と深さでニードル流動ホールを形成し、前記ニードル流動ホールの周面には所定の厚さで絶縁膜を形成するニードルガイドプレートと、
ニードル流動ホールの長さ方向の一側面に一方の側面が付着され、他方の側面らはニードル流動ホールの周面と所定の流動間隙を有し、ニードル流動ホールの一側面に付着される一側の端部を除き他側は垂直の厚さが前記ニードルガイドプレートよりも薄く形成されるようにして、上部に垂直方向への流動空間を有するニードルプレートと、
前記ニードルガイドプレートの上部に所定厚さで形成され、板面には前記ニードルプレートの上端部と電気的に接続されるように垂直のコンタクトホールを形成し、コンタクトホールと上部面側に形成した接続パターン間を電気的に連結されるようにして回路を形成した回路基板と、を具備するプローブカードのニードルアセンブリ。