KR100403759B1 - Semiconductor Probe Module Using Semiconductor Probe Chip and Fabricating Method thereof, and Probe Station Using the Same - Google Patents

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KR100403759B1
KR100403759B1 KR10-2000-0044674A KR20000044674A KR100403759B1 KR 100403759 B1 KR100403759 B1 KR 100403759B1 KR 20000044674 A KR20000044674 A KR 20000044674A KR 100403759 B1 KR100403759 B1 KR 100403759B1
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Abstract

본 발명은 수십 마이크로미터 간격의 다수의 탐침이 집적된 반도체 프로브 칩을 PCB 케이블에 간단한 진동접합공정으로 조립하여 프로브 스테이션에 사용되는 반도체 프로브 모듈을 간단하게 제조할 수 있는 반도체 프로브 칩을 이용한 반도체 프로브 모듈과 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a semiconductor probe using a semiconductor probe chip that can easily manufacture a semiconductor probe module used in the probe station by assembling a semiconductor probe chip integrated with a plurality of probes of several tens of micrometer intervals to a PCB cable in a simple vibration bonding process A module and a method of manufacturing the same.

본 발명의 반도체 프로브 모듈은 각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩과, 상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드에 각각의 본딩패드가 접속된 PCB 케이블과, 상기 PCB 케이블에 장착되어 상기 각각의 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC와, 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을 프로브 스테이션에 지지하기 위한 지지블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor probe module of the present invention, a plurality of conductive probes protruding in a bump shape are formed at the front end of the semiconductor probe module, each of which is separated from the top of one side of the silicon-on-insulator (SOI) substrate, and extends from the rear end to the opposite side, respectively. A semiconductor probe chip formed and connected to a plurality of contact pads, a PCB cable each bonding pad is connected to a plurality of contact pads of the semiconductor probe chip, and mounted on the PCB cable to be connected through the respective semiconductor probe probes. A drive IC for applying a test signal to a plurality of electrode terminals of the test device, and a support block for supporting the probe module to the probe station while protecting the connection between the semiconductor probe chip and the PCB cable.

Description

반도체 프로브 칩을 이용한 반도체 프로브 모듈과 그의 제조방법, 이를 이용한 프로브 스테이션{Semiconductor Probe Module Using Semiconductor Probe Chip and Fabricating Method thereof, and Probe Station Using the Same}Semiconductor Probe Module Using Semiconductor Probe Chip and Fabricating Method Eating, and Probe Station Using the Same}

본 발명은 LCD 패널 및 반도체 웨이퍼 검사용 반도체 프로브 칩을 이용한 반도체 프로브 모듈과 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 수십 마이크로미터 간격의 다수의 탐침이 집적된 반도체 프로브 칩을 PCB 케이블에 간단한 진동접합공정으로 조립하여 프로브 스테이션에 사용되는 반도체 프로브 모듈을 간단하게 제조할 수 있는 반도체 프로브 칩을 이용한 반도체 프로브 모듈과 그의 제조방법 및 이를 이용한 프로브 스테이션에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor probe module using a semiconductor probe chip for LCD panel and semiconductor wafer inspection, and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a semiconductor probe module using a semiconductor probe chip that can be easily manufactured by assembling a semiconductor probe module used in a probe station, a method of manufacturing the same, and a probe station using the same.

반도체 집적회로 장치(Semiconductor Integrated Circuit Device), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등을 제작할 경우 제작 공정 중, 혹은 제작 완료 후 리드 프레임(lead frame) 또는 구동 IC를 붙이기 전에 제작된 반도체 웨이퍼 혹은 LCD용 액정패널이 정상적으로 작동하는지 여부를 전기적 신호를 인가하여 시험하게 되는데, 이때 사용되는 장비가 탐침 장비(프로브 스테이션 ; Probe Station)이다.In the case of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a liquid crystal display (LCD), or the like, a semiconductor wafer manufactured before attaching a lead frame or driving IC during the manufacturing process or after completion of the manufacturing process; The test is performed by applying an electrical signal to check whether the LCD liquid crystal panel is operating normally. The equipment used is a probe device (Probe Station).

종래의 탐침 장비에서는 반도체 웨이퍼, LCD 패널 등에 형성되어 있는 다수의 전기 접점(Pad)에 전기적 신호를 주어 시험하기 위해서 다수의 텅스텐 또는 니켈 합금판 탐침 바늘을 갖는 프로브 카드를 사용하고 있다. 이 경우, 텅스텐 바늘의 직경은 수백 마이크로 미터, 적어도 100 마이크로 미터 정도이기 때문에 100 마이크로 미터 이하로 근접한 다수의 접점을 통하여 피측정체의 내부회로 상태를 측정하기는 불가능하고 텅스텐 바늘을 수백 개까지 균일하게 배열하기 어려운 점이 있다(공개특허출원 제1999-68745호 등 참조).In conventional probe equipment, a probe card having a plurality of tungsten or nickel alloy plate probe needles is used to give electrical signals to a plurality of electrical contacts (Pad) formed on semiconductor wafers, LCD panels, and the like. In this case, since the diameter of the tungsten needle is several hundred micrometers, at least 100 micrometers, it is impossible to measure the state of the internal circuit of the object through a plurality of contacts close to 100 micrometers or less, and uniformly to twenty hundred tungsten needles. This is difficult to arrange (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-68745, etc.).

또한, 미세 가공법(micro-machining)으로 균일한 높이를 갖고 보다 고밀도의 탐침을 갖는 프로브 카드가 제작되기도 하는데, 이경우 대부분 외팔보(cantilever)의 끝단에 뾰족한 탐침을 형성하여 피측정장치의 접점과 탐침이 접촉이 반복되어도 외팔보의 탄성으로 탐침의 마모나 피측정장치의 접점의 파손을 최소화하려는 노력들이 있어왔다(공개특허 제2000-17761호 등 참조).In addition, by using micro-machining, a probe card having a uniform height and a higher density probe may be manufactured. In this case, a pointed probe may be formed at the end of the cantilever, so that the contact point and the probe of the device under measurement Efforts have been made to minimize the wear of the probe or the breakage of the contact of the device under test due to the elasticity of the cantilever, even if the contact is repeated (see, for example, JP-A-2000-17761).

상기 외팔보 끝단에 탐침을 형성한 프로브 카드의 경우 실리콘 단결정 웨이퍼를 이용하여 탐침을 갖는 외팔보를 제작하고 이를 글래스(glass) 웨이퍼 등에 융해접합(fusion bonding) 또는 전기접합(anodic bonding) 등의 방법으로 접합하여 사용한다.In the case of a probe card having a probe formed at the end of the cantilever beam, a cantilever having a probe is manufactured by using a silicon single crystal wafer, and then bonded to the glass wafer using a method such as fusion bonding or anodic bonding. Use it.

그런데 상기 텅스텐 바늘구조나 미세가공법(micro-machining)으로 형성된 뾰족한 탐침을 사용하여 반도체 웨이퍼나 LCD용 패널을 시험하는 경우 뾰족한 탐침의 선단부가 접점(pad)과 접촉할 때 접점을 손상하게 되는 경우가 많은데 이러한 시험 단계의 접점의 손상은 추후에 피측정장치의 접점에 패키징 또는 조립울 위한 와이어 본딩(wire bonding) 시에 접속불량이 발생하는 문제점이 있다.However, when testing a semiconductor wafer or LCD panel using a tungsten needle structure or a pointed probe formed by micro-machining, the tip of the pointed probe may be damaged when the tip of the pointed probe contacts the pad. In many cases, the damage of the contact point of the test step causes a problem of poor connection at the time of wire bonding for packaging or assembling the contact of the device under measurement.

즉, 종래에는 프로브 카드를 사용하여 검사시에 마이크로스코프를 보면서 프로브 카드의 탐침을 피측정장치의 접점에 접촉시킨 후 접촉상태를 확인하기 위하여피측정장치를 접점의 길이방향을 따라 수십 마이크로미터만큼 이동시킨 상태에서 검사가 이루어졌다.That is, conventionally, by using a probe card to check the microscope while inspecting the microscope, the probe under contact with the probe of the device under test, and the device under test is measured by several tens of micrometers along the length of the contact to check the contact state. The inspection was made while moving.

그 결과, 탐침의 접촉과 이동에 따라 접점(1)의 표면에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와같은 요홈(2)이 발생된다. 따라서, 추후에 상기 접점(1)에 와이어(3)를 사용하여 와이어 본딩을 하게 되면 요홈(2)에 본딩이 이루어지는 와이어(3)는 본딩부의 접속불량에 따른 단선의 위험이 매우 높게 된다.As a result, the groove 2 as shown in Figs. 1 and 2 is generated on the surface of the contact 1 as the probe contacts and moves. Therefore, when wire bonding is performed later using the wire 3 to the contact point 1, the risk of disconnection due to a poor connection of the bonding part of the wire 3 to be bonded to the groove 2 is very high.

또한 미세가공법을 사용한 외팔보 탐침 제작에 있어서는 대부분 다수 단계의 미소가공법을 각각 실리콘 단결정 웨이퍼와 글래스 웨이퍼에 적용하여 제작한 후 서로 접합해야 한다는 복잡성을 가지고 있고, 더욱이 수백개의 탐침과 일대일 대응되도록 외부 단자와 와이어 본딩(wire bonding)을 해야 한다는 기술적인 단점을 가진다.In addition, in the production of cantilever probes using micromachining methods, most of the micro-machining methods are applied to silicon single crystal wafers and glass wafers, and they have to be fabricated and bonded to each other. The technical disadvantage is that wire bonding must be performed.

상기 외팔보 탐침 구조에 있어서는 탐침의 선단부와 지지부 사이의 아암(arm)이 수십 마이크로미터의 두께로 이루어져 있기 때문에 수십만 회의 반복사용에 따라 소성변형을 일으켜 부러지기 쉬운 문제가 있다.In the cantilever probe structure, since the arm between the tip and the support of the probe is made of a thickness of several tens of micrometers, there is a problem of causing plastic deformation due to repeated use of several hundred thousand times.

한편 상기한 탐침구조 이외에 FPC(Flexible PCB)를 이용하여 레이저 가공에 의해 50-100 마이크로미터의 피치를 구현한 탐침 구조가 알려져 있으나, 이 구조는 메탈증착공정이 난해하고, 차후에 선폭이 축소되는 경우 대응이 불가능하다는 단점을 안고 있다.On the other hand, in addition to the probe structure described above, a probe structure that realizes a pitch of 50-100 micrometers by laser processing using FPC (Flexible PCB) is known, but this structure is difficult for the metal deposition process, and the line width is subsequently reduced. It has the disadvantage of not being able to respond.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하도록 수십 마이크로미터 간격(Pitch)의 다수의 탐침이 집적된 반도체 프로브 칩을 반도체-절연체(Silicon On Insulator: SOI) 기판을 이용하여 제조한 후 반도체 프로브 칩을 PCB 케이블에 간단한 진동접합공정으로 조립하여 프로브 스테이션에 사용되는 반도체 프로브 모듈을 간단하게 제조할 수 있는 반도체 프로브 칩을 이용한 반도체 프로브 모듈과 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to fabricate a semiconductor probe chip in which a plurality of probes of several tens of micrometers pitch is integrated by using a semiconductor on insulator (SOI) substrate to solve the above problems of the prior art. The present invention provides a semiconductor probe module using a semiconductor probe chip and a method of manufacturing the semiconductor probe chip which can be easily manufactured by assembling the semiconductor probe chip to a PCB cable by a simple vibration bonding process.

본 발명의 다른 목적은 상기한 반도체 프로브 모듈을 이용하여 간단하게 구성되는 프로브 스테이션을 제공하는데 있다Another object of the present invention is to provide a probe station which is simply configured using the semiconductor probe module described above.

도 1은 종래의 LCD 패널에 대한 부분 평면도,1 is a partial plan view of a conventional LCD panel,

도 2는 도 1의 LCD 패널의 접점에 와이어 본딩을 실시한 단면도,2 is a cross-sectional view of the wire bonding to the contacts of the LCD panel of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 프로브 모듈을 사용하여 제작된 프로브 스테이션의 개략 평면도,3 is a schematic plan view of a probe station fabricated using the semiconductor probe module according to the present invention;

도 4는 도 3의 사시도,4 is a perspective view of FIG.

도 5는 도 4의 확대 평면도,5 is an enlarged plan view of FIG. 4;

도 6은 본 발명에 따른 반도체 프로브 칩의 평면도,6 is a plan view of a semiconductor probe chip according to the present invention;

도 7은 도 6의 저면도,7 is a bottom view of FIG. 6,

도 8은 도 6의 X-X선 단면도,8 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 6;

도 9는 도 6의 부분 확대 사시도,9 is a partially enlarged perspective view of FIG. 6;

도 10은 본 발명에 따른 반도체 프로브 칩의 사시도,10 is a perspective view of a semiconductor probe chip according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블 사이의 접합공정을 설명하기 위한 도면,11 is a view for explaining a bonding process between a semiconductor probe chip and a PCB cable according to the present invention;

도 12는 도 11의 접합공정에 사용되는 진동접합장치의 확대 사시도,12 is an enlarged perspective view of the vibration welding apparatus used in the bonding process of FIG.

도 13a는 본 발명의 탐침이 LCD 패널의 접점에 접촉한 상태를 보여주는 부분 개략 평면도,13A is a partial schematic plan view showing a state in which a probe of the present invention contacts a contact of an LCD panel;

도 13b는 본 발명의 탐침을 사용하여 LCD 패널을 검사하기 위해 LCD 패널을 이동시킨 경우 접점에 남겨진 흔적을 보여주는 평면도,13B is a plan view showing the traces left at the contact when the LCD panel is moved to inspect the LCD panel using the probe of the present invention;

도 14a 내지 도 14d는 본 발명에 따른 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블 사이의 용융접합 공정을 보여주는 접촉부의 단면도이다.14A-14D are cross-sectional views of contacts showing a melt bonding process between a semiconductor probe chip and a PCB cable in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

2a ; 접촉흔적 10 ; 프로브 스테이션2a; Contact trace 10; Probe station

11 ; LCD 패널 12 ; 접점11; LCD panel 12; Contact

13 ; 액정표시부 14 ; 반도체 프로브 모듈13; A liquid crystal display 14; Semiconductor probe module

20 ; 반도체 프로브 칩 20a-20e ; 반도체 프로브 장치20; Semiconductor probe chip 20a-20e; Semiconductor probe device

21 ; 지지블록 22 ; PCB 케이블21; Support block 22; PCB cable

30 ; 탐침 30a ; 접촉흔적30; Probe 30a; Contact trace

31,33 ; 단결정 실리콘층 32 ; 절연층31,33; Single crystal silicon layer 32; Insulation layer

34 ; SOI 기판 35,35a,35b ; 연결배선34; SOI substrates 35,35a, 35b; Connection

36 ; 관통구멍 37 ; 접촉패드36; Through hole 37; Contact pad

23 ; 금속본딩패드 23a,37a ; 산화막23; Metal bonding pads 23a and 37a; Oxide film

46a,46b ; 요홈 50 ; 진동접합장치46a, 46b; Groove 50; Vibration Bonding Device

51 ; 피에조 스택부 52,53 ; 분지 아암51; Piezo stack 52,53; Branch arm

52a,53a ; 경사 분지부 52b,53b ; 직선 분지부52a, 53a; Inclined branches 52b, 53b; Straight branch

54a,54b ; 결합돌기 55a,55b ; 밀착돌기54a, 54b; Coupling protrusion 55a, 55b; Contact protrusion

56a,56b ; 가이드56a, 56b; guide

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩과, 상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드에 각각의 본딩패드가 접속된 PCB 케이블과, 상기 PCB 케이블에 장착되어 상기 각각의 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC와, 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을 프로브 스테이션에 지지하기 위한 지지블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 프로브 모듈을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a plurality of conductive probes protruding in a bump shape at the front end in the state of being separated from each other on the upper side of each side of the silicon-on-insulator (SOI) substrate is formed, respectively A semiconductor probe chip extending to a rear end of the surface and connected to a plurality of contact pads, a PCB cable having respective bonding pads connected to the plurality of contact pads of the semiconductor probe chip, and mounted on the PCB cable to each of the semiconductor probes A drive IC for applying a test signal to a plurality of electrode terminals of the device under test, and a support block for supporting the probe module to the probe station while protecting a connection portion between the semiconductor probe chip and the PCB cable. A semiconductor probe module is provided.

이 경우, 상기 반도체 프로브 칩은 제1단결정 실리콘층-절연층 구조를 갖는 실리콘-온-절연체(SOI) 기판과, 상기 SOI 기판의 절연층 상부에 길이방향으로 소정의 간격으로 소자분리되어 있는 다수의 제2단결정 실리콘층과, 각각 상기 제2단결정 실리콘층의 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 실리콘 탐침과, 각각 상기 소자분리된 다수의 제2단결정 실리콘층과 대응하는 제1단결정 실리콘층 후단부에 형성되며 검사신호를 인가하는 외부단자와 접속되는 다수의 접촉패드와, 각각 상기 다수의 실리콘 탐침과 소자분리된 다수의 제2단결정 실리콘층의 표면에 형성된 다수의 제1연결배선과, 각각 상기 제1연결배선의 후단부에서 SOI 기판의 다수의 관통구멍을 통하여 SOI 기판의 제1단결정 실리콘층과 절연된 상태로 연장 형성되어 상기 다수의 접촉패드에 각각 연결된 다수의 제2연결배선으로 구성된다.In this case, the semiconductor probe chip includes a silicon-on-insulator (SOI) substrate having a first single crystal silicon layer-insulating layer structure, and a plurality of elements separated by a predetermined interval in the longitudinal direction over the insulating layer of the SOI substrate. A second single crystalline silicon layer of, a plurality of silicon probes each projecting in a bump shape at a leading end of the second single crystalline silicon layer, and a plurality of first single crystalline silicon layers corresponding to the plurality of separated second single crystalline silicon layers, respectively. A plurality of contact pads formed at an end and connected to an external terminal to which an inspection signal is applied, a plurality of first connection wires formed on surfaces of the plurality of silicon probes and a plurality of second single crystal silicon layers, respectively, Insulated from the first single crystalline silicon layer of the SOI substrate through a plurality of through-holes of the SOI substrate at the rear end of the first connection line, each of the plurality of contact pads Each of the plurality of second connection wires is connected.

또한 상기 반도체 프로브 모듈은 각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩을 준비하는 단계와, 다수의 금속배선이 인쇄된 일단부에 다수의 본딩패드를 구비한 PCB 케이블의 타단부에 상기 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC를 장착하는 단계와, 상기 PCB 케이블의 다수의 본딩패드에 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드를 각각 물리적으로 압착시킨 상태에서 반도체 프로브 칩에 길이방향의 단진동을 인가하여 마찰열을 발생시켜 용융 접합시키는 단계와, 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을 프로브 스테이션에 지지하기 위한 지지블록을 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부에 결합시기는 단계로 구성된다.In addition, each of the semiconductor probe modules may include a plurality of conductive probes protruding in a bump shape at the front end of the semiconductor probe module, each of which is separated from an upper portion of one side of a silicon-on-insulator (SOI) substrate, and extending from the rear end of the semiconductor probe module. And preparing a semiconductor probe chip connected to the plurality of contact pads, and through the semiconductor probe probe at the other end of the PCB cable having a plurality of bonding pads at one end printed with a plurality of metal wires. Mounting a drive IC for applying a test signal to a plurality of electrode terminals, and a plurality of contact pads of the semiconductor probe chip are physically compressed to the plurality of bonding pads of the PCB cable in a longitudinal direction to the semiconductor probe chip; Generating a frictional heat by applying a single vibration of the melt to join the semiconductor probe chip to the PCB cable; Assembling a support block for connecting the semiconductor probe chip and the PCB cable to support the probe module to the probe station while protecting the.

상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드를 각각에 PCB 케이블의 다수의 본딩패드에 용융접합시키는 단계는 진동접합장치의 분지아암에 형성된 결합돌기와 밀착돌기를 반도체 프로브 칩의 요홈과 상부면에 결합시켜 물리적으로 고정시킨 상태로 하강시켜 PCB 케이블의 본딩패드에 밀착시키는 단계와, 진동접합장치를 이용하여 하방향으로 일정한 하중을 가한 상태에서 진동접합장치의 후단부로부터 원자/분자 크기 정도의 길이방향 단진동을 발생하여, 진동력을 분지아암의 결합돌기를 통하여 반도체 프로브 칩에 전달하여 접촉부에 고속 반복 마찰을 통해 산화막을 제거하는 단계와, 상기 산화막의 제거에 이어서 상기 접촉부의 온도를 용융온도 이상으로 상승시켜 접촉패드와 본딩패드를 용융 접합시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.The step of fusion bonding the plurality of contact pads of the semiconductor probe chip to each of the plurality of bonding pads of the PCB cable may be performed by coupling the coupling protrusion and the contact protrusion formed on the branch arm of the vibration bonding device to the groove and the upper surface of the semiconductor probe chip. Down to the bonding pad of the PCB cable, and the longitudinal single vibration of about the size of atoms / molecules is applied from the rear end of the vibration bonding device while applying a constant load in the downward direction using the vibration bonding device. Generated and transmitted to the semiconductor probe chip through the coupling protrusion of the branch arm to remove the oxide film through high-speed cyclic friction on the contact portion, and after the removal of the oxide film, the temperature of the contact portion is raised above the melting temperature. And contact bonding between the contact pad and the bonding pad.

이 경우, 상기 길이방향 단진동은 직렬 접속된 다수의 피에조 스택부를 이용하여 발생하는 것이 바람직하다.In this case, the longitudinal single vibration is preferably generated using a plurality of piezo stack portions connected in series.

상기한 바와같이 본 발명의 반도체 프로브 모듈에서는 텅스텐 바늘 구조 및 미세가공법으로 제조된 외팔보 구조의 프로브 카드의 문제를 해결할 수 있는 반도체 프로브 칩을 구현하고, 이를 진동접합장치를 이용한 진동접합공정으로 간단하게 PCB 케이블에 조립함에 의해 프로브 스테이션에 사용되는 반도체 프로브 모듈을 간단하게 제조할 수 있게 되었다.As described above, the semiconductor probe module of the present invention implements a semiconductor probe chip which can solve the problem of the probe card of the cantilever structure manufactured by the tungsten needle structure and the microfabrication method, and simply by the vibration bonding process using the vibration bonding device. Assembly on PCB cables makes it simple to manufacture semiconductor probe modules for use in probe stations.

(실시예)(Example)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 반도체 프로브 모듈을 사용하여 제작된 프로브 스테이션의 개략 평면도, 도 4는 도 3의 사시도, 도 5는 도 4의 확대 평면도이다.3 is a schematic plan view of a probe station fabricated using a semiconductor probe module according to the present invention, FIG. 4 is a perspective view of FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged plan view of FIG. 4.

먼저 도 3에 도시된 프로브 스테이션(10)은 LCD 패널(11)을 검사하기 위한 LCD 전용 프로브 스테이션으로서, 본 발명에 따른 다수의 반도체 프로브 모듈(14)을 사용하여 제작된 예이다. 따라서, 상기 반도체 프로브 모듈(14)은 또한 반도체 웨이퍼를 검사하기 위한 웨이퍼 전용 프로브 스테이션에 적용하는 것도 가능하다.First, the probe station 10 illustrated in FIG. 3 is an LCD dedicated probe station for inspecting the LCD panel 11, and is an example manufactured using a plurality of semiconductor probe modules 14 according to the present invention. Accordingly, the semiconductor probe module 14 may also be applied to a wafer dedicated probe station for inspecting a semiconductor wafer.

각각의 반도체 프로브 모듈(14)은 도 4 및 도 5와 같이 선단부에 다수의 탐침(30)이 일체로 형성된 반도체 프로브 칩(20)과, 상기 프로브 칩(20)을 통하여 LCD 패널(11)에 검사용 신호를 인가하기 위한 드라이버 IC와 연결된 PCB 케이블(22)과, 상기 프로브 칩(20)과 PCB 케이블(22)의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈(14)을 프로브 스테이션(10)에 지지하기 위한 지지블록(21)으로 구성된다.Each of the semiconductor probe modules 14 includes a semiconductor probe chip 20 having a plurality of probes 30 integrally formed at a tip thereof as shown in FIGS. 4 and 5, and the semiconductor probe module 14 is connected to the LCD panel 11 through the probe chip 20. A PCB cable 22 connected to a driver IC for applying a test signal and a probe module 14 for supporting the probe module 14 to the probe station 10 while protecting a connection portion between the probe chip 20 and the PCB cable 22. It is composed of a support block (21).

상기 반도체 프로브 모듈(14)의 다수의 탐침(30)은 LCD 패널(11)의 검사시에 액정표시부(13)의 양측변에 배치된 다수의 접점(12)에 대응하여 1대1로 접촉상태를 유지한다.The plurality of probes 30 of the semiconductor probe module 14 are in a one-to-one contact state corresponding to the plurality of contacts 12 disposed at both sides of the liquid crystal display 13 when the LCD panel 11 is inspected. Keep it.

이 경우 상기 반도체 프로브 모듈(14)의 프로브 칩(20)은 도 6 내지 도 9에 도시된 바와같이 반도체-절연체(Silicon On Insulator: SOI) 기판(34)과, SOI 기판(34)의 일측면 선단부에 각각 접촉면이 타원형상을 이루면서 돌출된 다수의 탐침(30)과, 상기 SOI 기판(34)의 타측면 후단부에 PCB 케이블(22)과 연결되는 다수의 접촉패드(37)와, 상기 각각의 탐침(30)으로부터 일측면 후단부로 연장 형성된 후 각 연결배선(35)의 후단부에서 SOI 기판(34)을 관통하여 상기 각각의접촉패드(37)에 연결된 다수의 연결배선(35)으로 구성되어 있다.In this case, the probe chip 20 of the semiconductor probe module 14 may include a semiconductor on insulator (SOI) substrate 34 and one side surface of the SOI substrate 34 as illustrated in FIGS. 6 to 9. A plurality of probes 30 protruding with an elliptical contact surface at each of the front ends, a plurality of contact pads 37 connected to the PCB cable 22 at the rear end of the other side of the SOI substrate 34, and each of It is formed from a plurality of connection wirings 35 connected to the respective contact pads 37 through the SOI substrate 34 at the rear end of each connection wiring 35 formed after extending from one probe 30 to It is.

상기한 본 발명의 반도체 프로브 칩(20)은 SOI 기판(34)을 사용하여 반도체 프로세스만으로 제작되므로 종래와 같이 실리콘 웨이퍼와 글래스 웨이퍼를 접합시키는 접합공정과 실리콘 웨이퍼에 형성된 탐침과 글래스 웨이퍼의 접점을 연결하기 위한 와이어 본딩공정을 제거할 수 있다.Since the semiconductor probe chip 20 of the present invention is manufactured only by a semiconductor process using the SOI substrate 34, the bonding process for bonding the silicon wafer and the glass wafer as in the prior art and the contact between the probe and the glass wafer formed on the silicon wafer are performed. The wire bonding process for connecting can be eliminated.

상기한 본 발명의 반도체 프로브 칩(20)에서는 외부단자와 연결되는 접촉패드(37)가 탐침(30)의 반대면 후단부에 형성되어 있고, 탐침(30)과 접촉패드(37) 사이에는 Al, Ti, Cr 또는 Au 등으로 이루어진 도전성 금속으로 이루어진 제1연결배선(35a)과, 연결배선(35a)과 접촉패드(37)를 연결하는 관통구멍(36)에 형성된 절연막과 불순물이 도핑된 폴리실리콘 배선으로 이루어진 제2연결배선(35b)에 의해 연결되어 있다.In the above-described semiconductor probe chip 20 of the present invention, a contact pad 37 connected to an external terminal is formed at the rear end of the opposite side of the probe 30, and Al is connected between the probe 30 and the contact pad 37. Poly-doped insulating films and impurities formed in the first connection wiring 35a made of a conductive metal made of Ti, Cr or Au, and the through hole 36 connecting the connection wiring 35a and the contact pad 37 It is connected by the second connection wiring 35b made of silicon wiring.

그 결과, 본 발명의 반도체 프로브 칩(20)은 후술하는 바와같이 단 한번의 진동접합으로 외부단자(즉, PCB 케이블의 금속배선)와 모든 접합패드(37)를 직접 접합하는 것이 가능하다. 즉, 제조공정의 단순화를 기할 수 있게 된다.As a result, the semiconductor probe chip 20 of the present invention can directly bond the external terminal (ie, metal wiring of the PCB cable) and all the bonding pads 37 with only one vibration bonding as described below. That is, the manufacturing process can be simplified.

상기 반도체 프로브 칩(20)에 형성된 다수의 탐침(30) 사이의 간격(Pitch)은 수십 마이크로미터 오더로 설정될 수 있어 현존하는 LCD 패널의 접점간의 피치, 즉 80-100 마이크로미터에 충분히 적용이 가능하고, 차후에 회로선폭의 축소에 따른 접점간 피치의 축소시에도 회로선폭의 축소기술을 적용하여 탐침(30) 사이의 피치를 축소시키는 것이 가능하다.The pitch between the plurality of probes 30 formed on the semiconductor probe chip 20 may be set in order of several tens of micrometers so that the pitch between the contacts of the existing LCD panel, that is, 80-100 micrometers, is sufficiently applied. It is possible to reduce the pitch between the probes 30 by applying the circuit line width reduction technique even when the pitch between the contacts is reduced in the future.

더욱이, 상기 반도체 프로브 칩(20)에 형성된 다수의 탐침(30)은 외팔보 구조를 사용하지 않고 외부의 기계적인 탄성체를 사용하도록 하여 탐침(30)의 접촉부(30a)가 타원형상의 반구형 범프 구조로 형성되는 것이 가능하다. 그 결과 종래와 같은 탐침의 파손 현상을 제거할 수 있게 된다.Furthermore, the plurality of probes 30 formed on the semiconductor probe chip 20 may use an external mechanical elastic body instead of a cantilever structure so that the contact portion 30a of the probe 30 has an elliptical hemispherical bump structure. It is possible to be. As a result, it is possible to eliminate the conventional phenomenon of damage to the probe.

또한 탐침(30)의 접촉부(30a)의 폭은 피측정장치의 접점(12)의 폭과 거의 동일한 크기로 형성되고 접촉면적이 크므로 접촉저항이 작게 되고 그 결과 검사신호의 데이터 신뢰성이 향상될 수 있고, 도 13a 및 도 13b와 같이 피측정장치의 검사를 위한 이동시에도 탐침(30)의 접촉으로 인해 접점(12)에 생성되는 접촉흔적(2a)은 거의 발생되지 않으며, 이로 인하여 형성된 요홈은 아주 미미한 정도이다.In addition, since the width of the contact portion 30a of the probe 30 is almost the same size as the width of the contact 12 of the device under measurement and the contact area is large, the contact resistance is small, and as a result, the data reliability of the test signal is improved. 13A and 13B, the contact traces 2a generated at the contact 12 are hardly generated due to the contact of the probe 30 even when moving for the inspection of the device under measurement, and thus the grooves formed It's very slight.

따라서, 본 발명에서는 설사 접촉흔적(2a)의 요홈에 어느 정도의 깊이가 형성될지라도 접촉흔적(2a)의 면적이 매우 크기 때문에 추후 와이어 본딩시에 종래와 같이 요홈으로 인한 접촉불량 및 단선의 문제는 발생되지 않는다.Therefore, in the present invention, even if a certain depth is formed in the groove of the diarrhea contact trace 2a, the area of the contact trace 2a is very large. Does not occur.

상기한 반도체 프로브 칩(20)은 도 6 및 도 7과 같이 다수의 병렬로 배치된 다수의 반도체 프로브 장치(셀)(20a-20e)로 구성되고, 배치 프로세스에 의해 다수의 반도체 프로브 칩(20)을 동시에 제조할 수 있으므로 저렴한 제조비용으로 제조 가능하다.The semiconductor probe chip 20 is composed of a plurality of semiconductor probe devices (cells) 20a-20e arranged in parallel as shown in FIGS. 6 and 7, and the plurality of semiconductor probe chips 20 are arranged by an arrangement process. ) Can be manufactured at the same time, so it can be manufactured at a low manufacturing cost.

본 발명의 반도체 프로브 칩(20)에서 제1연결배선(35a)의 폭은 36 마이크로미터, 제1연결배선(35a) 사이의 간격은 29 마이크로미터, 제1연결배선(35a)간의 피치는 약 65 마이크로미터로 설정되는 것이 가능하다.In the semiconductor probe chip 20 of the present invention, the width of the first connection line 35a is 36 micrometers, the distance between the first connection line 35a is 29 micrometers, and the pitch between the first connection line 35a is approximately. It is possible to set it to 65 micrometers.

상기 반도체 프로브 칩(20)의 피치(Pitch)는 현존하는 LCD 패널의 접점간의 피치에 충분히 적용이 가능하고, 차후에 LCD 패널 또는 반도체 웨이퍼의 회로선폭이 축소되는 경우에도 이에 대응하여 배선피치와 탐침피치를 축소시키는 것이 현재 개발된 반도체 공정기술로 처리가 가능하다.The pitch of the semiconductor probe chip 20 can be sufficiently applied to the pitch between the contacts of the existing LCD panel, and the wiring pitch and the probe pitch can be correspondingly applied even when the circuit line width of the LCD panel or the semiconductor wafer is reduced later. Reducing the pressure can be handled with the currently developed semiconductor process technology.

상기한 본 발명에 따른 제조된 반도체 프로브 칩(20)은 반도체 프로브 모듈(14)로서 조립되기에 접합하도록 실제로는 도 10과 같은 형태로 제작되며, 칩마다 500-600개 정도의 반도체 프로브 장치(셀)가 집적된다.The semiconductor probe chip 20 manufactured according to the present invention described above is actually manufactured in the form as shown in FIG. 10 so as to be assembled as the semiconductor probe module 14, and about 500-600 semiconductor probe devices per chip ( Cells) are integrated.

본 발명에서는 상기 반도체 프로브 칩(20)을 반도체 프로브 모듈(14)로서 조립할 때 먼저 도 11과 같이 진동접합장치(50)를 사용하여 반도체 프로브 칩(20)의 다수의 접촉패드(37)와 PCB 케이블(22)의 다수의 금속배선(22a-22n)을 용융접합방식으로 접합시킨다.In the present invention, when assembling the semiconductor probe chip 20 as the semiconductor probe module 14, first, the plurality of contact pads 37 and the PCB of the semiconductor probe chip 20 are formed using the vibration bonding device 50 as shown in FIG. 11. A plurality of metal wires 22a to 22n of the cable 22 are joined by melt bonding.

상기 진동접합장치(50)는 도 12에 확대 도시된 바와같이 후단부에 길이방향 단진동(Longitudinal vibration)을 인가하기 위한 다수의 피에조 스택부(piezo-stack)(혹은 피에조 튜브(piezo-tube))(51)가 구비되고, 그의 앞단에 피에조 스택부(51)의 단진동을 양측으로 분산하여 전달하기 위해 각각 경사 분지부(52a;53a)와 직선 분지부(52b;53b)로 이루어진 한쌍의 분지 아암(52,53)이 연결되어 있다.The vibration bonding device 50 includes a plurality of piezo-stacks (or piezo-tubes) for applying longitudinal longitudinal vibration to the rear end as enlarged in FIG. 12. 51 is provided, and a pair of branch arms each having an inclined branch portion 52a; 53a and a straight branch portion 52b; 53b at their front ends to distribute and transmit the single vibration of the piezo stack portion 51 to both sides. (52,53) are connected.

상기 분지 아암(52,53)에는 반도체 프로브 칩(20)의 양측변에 형성된 한쌍의 요홈(46a,46b)에 결합하는데 필요한 한쌍의 결합돌기(54a,54b)가 아암의 직선 분지부(52b,53b)에서 내측방향으로 각각 돌출되어 있고, 또한, 이와 인접하여 상기 반도체 프로브 칩(20)을 하방향으로 힘을 가하여 다수의 접촉패드(37)를 다수의 금속배선(22a-22n)에 밀착시키기 위한 한쌍의 밀착돌기(55a,55b)가 아암의 내측방향으로 각각 돌출되어 있다.The branch arms 52 and 53 have a pair of coupling protrusions 54a and 54b necessary for coupling to a pair of grooves 46a and 46b formed at both sides of the semiconductor probe chip 20, and the straight branch portions 52b and 53b) respectively protrude inwardly and adjacent to the plurality of contact pads 37 to be in close contact with the plurality of metal wires 22a to 22n by applying downward force to the semiconductor probe chip 20. A pair of adhesion protrusions 55a and 55b protrude inwardly of the arm, respectively.

이 경우 밀착돌기(55a,55b) 각각은 상기 결합돌기(54a,54b)가 반도체 프로브 칩(20)과 결합될 때 밀착돌기(55a,55b)가 반도체 프로브 칩(20)의 좌우 상부면에 위치될 수 있게 결합돌기(54a,54b)보다 상대적으로 얇은 두께로 형성된다.In this case, each of the adhesion protrusions 55a and 55b is located at the upper left and right surfaces of the semiconductor probe chip 20 when the coupling protrusions 54a and 54b are coupled to the semiconductor probe chip 20. It may be formed to a thickness relatively thinner than the engaging projection (54a, 54b).

또한, 상기 아암(52,53)의 경사 분지부(52a;53a)에는 진동접합장치(50)가 길이방향의 단진동 운동을 할 때 아암의 직선운동을 가이드하기 위한 한쌍의 가이드(56a,56b)가 후방으로 연장 형성되어 있다.Further, a pair of guides 56a and 56b are provided on the inclined branch portions 52a and 53a of the arms 52 and 53 to guide the straight motion of the arm when the vibration bonding device 50 performs the short vibration movement in the longitudinal direction. Is formed extending rearward.

상기한 구조의 진동접합장치(50)를 사용하여 반도체 프로브 칩(20)의 다수의 접촉패드(37)와 PCB 케이블(22)의 다수의 금속배선(22a-22n), 구체적으로는 다수의 금속배선(22a-22n)의 일단부에 형성된 금속본딩패드(23)를 용융접합시키는 공정을 도 13a 내지 도 13d를 참고하여 상세하게 설명한다.The plurality of contact pads 37 of the semiconductor probe chip 20 and the plurality of metal wires 22a-22n of the PCB cable 22, specifically, the plurality of metals, are formed using the vibration bonding device 50 having the above-described structure. A process of melt bonding the metal bonding pads 23 formed at one end of the wirings 22a to 22n will be described in detail with reference to FIGS. 13A to 13D.

먼저 반도체 프로브 칩(20)의 접촉패드(37)와 PCB 케이블(22)의 금속본딩패드(23)의 표면에는 도 13a와 같이 각각 얇은 산화막(37a,23a)이 자연적으로 형성되어 있다.First, thin oxide films 37a and 23a are naturally formed on the contact pads 37 of the semiconductor probe chip 20 and the metal bonding pads 23 of the PCB cable 22 as shown in FIG. 13A.

이 경우 도 11과 같이 진동접합장치(50)의 결합돌기(54a,54b)와 밀착돌기(55a,55b)를 반도체 프로브 칩(20)의 요홈(46a,46b)과 상부면에 결합시켜 물리적으로 고정시킨 상태로 하강시켜 PCB 케이블(22)의 금속본딩패드(23)에 도 13b와 같이 밀착시킨다.In this case, as shown in FIG. 11, the coupling protrusions 54a and 54b of the vibration welding device 50 and the contact protrusions 55a and 55b are physically coupled to the grooves 46a and 46b and the upper surface of the semiconductor probe chip 20. It is lowered in a fixed state to be in close contact with the metal bonding pad 23 of the PCB cable 22 as shown in FIG.

그후 진동접합장치(50)를 이용하여 하방향으로 일정한 하중을 가한 상태에서 피에조 스택부(51)에 약 60Khz의 교류전압을 인가하면 원자/분자 크기 정도의 길이방향 단진동이 발생하며, 이 진동력이 아암(52,53)의 결합돌기(54a,54b)를 통하여접촉부에 전달되면 두 접촉 표면이 도 13c의 과정을 거쳐 고속 반복 마찰을 통해 산화막(37a,23a) 접촉부의 온도가 상승하게 되어 산화막(37a,23a)이 제거된다.Subsequently, when an AC voltage of about 60 Khz is applied to the piezo stack unit 51 in a state in which a constant load is applied downward by using the vibration bonding device 50, longitudinal single vibration of atomic / molecular size is generated. When the contacting portions 54a and 54b of the arms 52 and 53 are transferred to the contact portions, the two contact surfaces are subjected to the high-speed repetitive friction through the process of FIG. 13C to raise the temperature of the contact portions of the oxide films 37a and 23a. (37a, 23a) are removed.

그후 계속하여 진동력이 인가되어 반도체 프로브 칩(20)의 Al 접촉패드(37)와 PCB 케이블(22)의 금속본딩패드(23) 사이의 접촉부가 용융온도 이상으로 상승하면 접촉패드(37)와 금속본딩패드(23) 사이에 용융접합이 이루어진다.Subsequently, vibration force is applied to the contact pad 37 and the contact pad 37 of the semiconductor probe chip 20 and the metal bonding pad 23 of the PCB cable 22 rise above the melting temperature. Melt bonding is made between the metal bonding pads 23.

따라서, 본 발명에서는 진동접합장치(50)의 후단부로부터 초음파의 단진동을 인가함에 의해 접촉부에 마찰열을 발생시켜 접촉부 사이에 용융접합시키는 방식으로 와이어 본딩없이 단일의 진동접합공정으로 직접 접합하는 것이 가능하다.Therefore, in the present invention, by applying a short vibration of ultrasonic waves from the rear end of the vibration welding device 50, frictional heat is generated in the contact portion and melt bonding between the contact portions can be directly bonded in a single vibration bonding process without wire bonding. Do.

그후 상기 접합부에 지지블록(21)을 결합시켜셔 반도체 프로브 모듈(14)을 완성하고 다수의 반도체 프로브 모듈(14)을 사용하여 도 13과 프로브 스테이션(10)을 구성하면 LCD 패널(11)의 특성을 검사하기 위한 전용 프로브 스테이션이 완성된다.Thereafter, by joining the support block 21 to the junction to complete the semiconductor probe module 14 and configuring the probe station 10 with FIG. 13 using a plurality of semiconductor probe modules 14, the LCD panel 11 may be A dedicated probe station for checking the properties is completed.

상기한 실시예 설명에 있어서는 LCD 패널의 검사에 적합한 LCD 패널 전용 프로브 스테이션과 이에 적용되는 프로브 모듈 및 반도체 프로브 칩에 대하여 설명하였으나, 이를 이용하여 반도체 웨이퍼 전용 프로브 스테이션과 프로브 카드에도 적용이 가능하다.In the above description of the embodiments, the LCD panel probe station suitable for the inspection of the LCD panel, the probe module and the semiconductor probe chip applied thereto have been described, but it is also applicable to the semiconductor wafer dedicated probe station and the probe card by using this.

상기한 바와같이 본 발명의 반도체 프로브 모듈에서는 텅스텐 바늘 구조 및 미세가공법으로 제조된 외팔보 구조의 프로브 카드의 문제를 해결할 수 있는 반도체 프로브 칩을 구현하고, 이를 진동접합장치를 이용한 진동접합공정으로 간단하게PCB 케이블에 조립함에 의해 프로브 스테이션에 사용되는 반도체 프로브 모듈을 간단하게 제조할 수 있게 되었다.As described above, the semiconductor probe module of the present invention implements a semiconductor probe chip which can solve the problem of the probe card of the cantilever structure manufactured by the tungsten needle structure and the microfabrication method, and simply by the vibration bonding process using the vibration bonding device. Assembly on PCB cables makes it simple to manufacture semiconductor probe modules for use in probe stations.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have

Claims (6)

각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩과,Each of the silicon-on-insulator (SOI) substrate has a plurality of conductive probes protruding in a bump shape at the front end with the elements separated on top of one side of the substrate, respectively, extending from the rear end of the silicon-on-insulator (SOI) substrate to the plurality of contact pads. A connected semiconductor probe chip, 상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드에 각각의 본딩패드가 접속된 PCB 케이블과,PCB cables each bonding pad is connected to a plurality of contact pads of the semiconductor probe chip, 상기 PCB 케이블에 장착되어 상기 각각의 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC와,A drive IC mounted on the PCB cable for applying a test signal to a plurality of electrode terminals of the device under test through the semiconductor probe probes; 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을 프로브 스테이션에 지지하기 위한 지지블록으로 구성되며,Comprising a support block for supporting the probe module to the probe station while protecting the connection between the semiconductor probe chip and the PCB cable, 상기 반도체 프로브 칩은,The semiconductor probe chip, 제1단결정 실리콘층-절연층 구조를 갖는 실리콘-온-절연체(SOI) 기판과,A silicon-on-insulator (SOI) substrate having a first single crystal silicon layer-insulating layer structure, 상기 SOI 기판의 절연층 상부에 길이방향으로 소정의 간격으로 소자분리되어 있는 다수의 제2단결정 실리콘층과,A plurality of second single crystal silicon layers separated by a predetermined interval in the longitudinal direction over the insulating layer of the SOI substrate; 각각 상기 제2단결정 실리콘층의 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 실리콘 탐침과,A plurality of silicon probes each having a bump shape protruding from a tip of the second single crystal silicon layer, 각각 상기 소자분리된 다수의 제2단결정 실리콘층과 대응하는 제1단결정 실리콘층 후단부에 형성되며 검사신호를 인가하는 외부단자와 접속되는 다수의 접촉패드와,A plurality of contact pads formed at a rear end of each of the plurality of second single crystal silicon layers and the first single crystal silicon layer, each of which is separated from each other, and connected to external terminals for applying a test signal; 각각 상기 다수의 실리콘 탐침과 소자분리된 다수의 제2단결정 실리콘층의 표면에 형성된 다수의 제1연결배선과,A plurality of first connection wirings formed on surfaces of the plurality of silicon probes and the plurality of second single crystal silicon layers, respectively; 각각 상기 제1연결배선의 후단부에서 SOI 기판의 다수의 관통구멍을 통하여 SOI 기판의 제1단결정 실리콘층과 절연된 상태로 연장 형성되어 상기 다수의 접촉패드에 각각 연결된 다수의 제2연결배선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 프로브 모듈.Each of the plurality of second connection wires respectively formed to be insulated from the first single crystalline silicon layer of the SOI substrate through the plurality of through-holes of the SOI substrate at the rear end of the first connection wire and connected to the plurality of contact pads, respectively. A semiconductor probe module, characterized in that configured. 삭제delete 각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩을 준비하는 단계와,Each of the silicon-on-insulator (SOI) substrate has a plurality of conductive probes protruding in a bump shape at the front end with the elements separated on top of one side of the substrate, respectively, extending from the rear end of the silicon-on-insulator (SOI) substrate to the plurality of contact pads. Preparing a connected semiconductor probe chip; 다수의 금속배선이 인쇄된 일단부에 다수의 본딩패드를 구비한 PCB 케이블의 타단부에 상기 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC를 장착하는 단계와,Mounting a drive IC for applying a test signal to a plurality of electrode terminals of a device under test through the semiconductor probe probe at the other end of a PCB cable having a plurality of bonding pads at one end printed with a plurality of metal wires; Wow, 상기 PCB 케이블의 다수의 본딩패드에 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드를 각각 물리적으로 압착시킨 상태에서 반도체 프로브 칩에 길이방향의 단진동을 인가하여 마찰열을 발생시켜 용융 접합시키는 단계와,Fusion bonding by generating longitudinal frictional heat by applying longitudinal vibration to the semiconductor probe chip while physically compressing the contact pads of the semiconductor probe chip to the plurality of bonding pads of the PCB cable; 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을프로브 스테이션에 지지하기 위한 지지블록을 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부에 결합시기는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 프로브 모듈의 제조방법.Coupling a support block for supporting the probe module to the probe station while protecting the connection portion of the semiconductor probe chip and the PCB cable to the connection portion of the semiconductor probe chip and the PCB cable. . 제3항에 있어서, 상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드를 각각에 PCB 케이블의 다수의 본딩패드에 용융접합시키는 단계는4. The method of claim 3, wherein the step of melt-bonding the plurality of contact pads of the semiconductor probe chip to each of the plurality of bonding pads of the PCB cable 진동접합장치의 분지아암에 형성된 결합돌기와 밀착돌기를 반도체 프로브 칩의 요홈과 상부면에 결합시켜 물리적으로 고정시킨 상태로 하강시켜 PCB 케이블의 본딩패드에 밀착시키는 단계와,Coupling the coupling protrusion and the contact protrusion formed on the branch arm of the vibration bonding apparatus to the groove and the upper surface of the semiconductor probe chip to lower the physically fixed state and bringing it into close contact with the bonding pad of the PCB cable; 진동접합장치를 이용하여 하방향으로 일정한 하중을 가한 상태에서 진동접합장치의 후단부로부터 원자/분자 크기 정도의 길이방향 단진동을 발생하여, 진동력을 분지아암의 결합돌기를 통하여 반도체 프로브 칩에 전달하여 접촉부에 고속 반복 마찰을 통해 산화막을 제거하는 단계와,In the state in which a constant load is applied downward by using the vibration bonding device, longitudinal vibration of the size of atoms / molecules is generated from the rear end of the vibration bonding device, and the vibration force is transmitted to the semiconductor probe chip through the coupling protrusion of the branch arm. Removing the oxide film through the high speed cyclic friction to the contact portion; 상기 산화막의 제거에 이어서 상기 접촉부의 온도를 용융온도 이상으로 상승시켜 접촉패드와 본딩패드를 용융 접합시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 프로브 모듈의 제조방법.And removing the oxide film to increase the temperature of the contact portion to a melting temperature or higher to melt-bond the contact pad and the bonding pad. 제4항에 있어서, 상기 길이방향 단진동은 직렬 접속된 다수의 피에조 스택부를 이용하여 발생하는 것을 특징으로 하는 반도체 프로브 모듈의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor probe module according to claim 4, wherein the longitudinal single vibration is generated by using a plurality of piezo stack portions connected in series. 각각 피측정체의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하여 피측정체의 회로결선 상태를 검사하기 위한 다수의 반도체 프로브 모듈과,A plurality of semiconductor probe modules for inspecting a circuit connection state of the object under test by applying a test signal to a plurality of electrode terminals of the object under test; 상기 다수의 반도체 프로브 모듈을 지지하기 위한 지지수단으로 구성되며,Comprising a support means for supporting the plurality of semiconductor probe module, 상기 각각의 반도체 프로브 모듈은 각각 실리콘-온-절연체(SOI) 기판의 일측면 상부에 소자분리된 상태로 선단부에 범프 형상으로 돌출된 다수의 도전성 탐침이 형성되고, 이로부터 각각 반대면 후단부로 연장 형성되어 다수의 접촉패드와 접속된 반도체 프로브 칩과,Each of the semiconductor probe modules has a plurality of conductive probes protruding in a bump shape at the front end of the semiconductor probe module, each of which is separated from the top of one side of a silicon-on-insulator (SOI) substrate, and extends to the rear end of the opposite side. A semiconductor probe chip formed and connected to the plurality of contact pads, 상기 반도체 프로브 칩의 다수의 접촉패드에 각각의 본딩패드가 접속된 PCB 케이블과,PCB cables each bonding pad is connected to a plurality of contact pads of the semiconductor probe chip, 상기 PCB 케이블에 장착되어 상기 각각의 반도체 프로브 탐침을 통하여 피검사장치의 다수의 전극단자로 검사신호를 인가하기 위한 드라이브 IC와,A drive IC mounted on the PCB cable for applying a test signal to a plurality of electrode terminals of the device under test through the semiconductor probe probes; 상기 반도체 프로브 칩과 PCB 케이블의 접속부를 보호하면서 프로브 모듈을 상기 지지수단에 고정시키기 위한 지지블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.And a support block for fixing the probe module to the support means while protecting the connection between the semiconductor probe chip and the PCB cable.
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