KR100634923B1 - 프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

복잡한 구조 등을 필요로 하지 않고 침 높이의 변동을 없애서 미소한 프로브 침을 고밀도 또는 고정밀도로 설치 가능한 프로브 카드이다. 웨이퍼 시험 장치에 설치된 그로브 카드(1)이며, 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판(2)과, 기판(2)의 표면에 형성된 빌드 업 기판(10)과, 빌드 업 기판(10) 상에 배치되어 표면 배선 패턴(11)과 접속되는 빗살 형상으로 형성된 실리콘제의 프로브 침(20)과, 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11) 상에 도금 형성되어, 표면이 연마됨으로써 평탄화되는 평탄부(12)룰 구비하고, 프로브 침(20)이 평탄부(12)에 탑재됨으로써 기판(2) 상에 실장되는 구성으로 하고 있다.

침, 프로브 침, 평탄부, 기판, 배선 패턴, 빌드 업 기판, 웨이퍼

Description

프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법 {PROBE CARD AND METHOD FOR MANUFACTURING PROBE CARD}

본 발명은, 패키징되어 있지 않은 웨이퍼의 전기적 특성 시험을 행하는 웨이퍼 시험 장치(웨이퍼 프로우버)에 구비되는 프로브 카드에 관한 것이다.

특히, 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 실리콘 및 니켈 등을 이용하여 미세하게 형성하는 동시에, 이 프로브 침을 탑재 및 고정하는 기판 상에 고정밀도로 평탄화 처리된 평탄부를 형성함으로써, 복잡한 구조 등을 필요로 하는 일 없이, 침 높이의 변동을 없애어 미소한 프로브 침을 고밀도이면서 고정밀도로 배치할 수 있는 프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼(반도체 기판) 상에 복수 형성되는 반도체 장치 칩은, 각각의 칩에 재단되어 패키지에 봉입되기 전 웨이퍼의 상태, 소위 절반 완성품 상태로 각 장치의 전기적 특성 등의 시험이 행해진다. 이러한 절반 완성품 상태의 웨이퍼의 시험은, 웨이퍼의 전극에 접촉하여 테스트 신호를 인가하는 프로브 침(탐침)을 갖는 프로브 카드를 구비한 웨이퍼 프로우버라 불리는 웨이퍼 시험 장치를 이용하여 행해진다.

도13은, 종래의 프로브 카드를 구비하는 웨이퍼 시험 장치를 개념적으로 도 시한 정면도이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 웨이퍼 시험 장치는 시험 대상이 되는 웨이퍼(103)가 탑재되는 웨이퍼 다이(104)를 구비하는 동시에, 이 웨이퍼 다이(104)의 상측에 위치하도록 프로브 카드(101)를 구비하고 있다.

프로브 카드(101)는 웨이퍼(103) 상의 각 칩에 인가하는 소정의 테스트 신호를 전송하는 프린트 기판 등으로 이루어지는 기판(102)과, 이 기판(102) 상에 배치 및 고정되는 복수의 프로브 침(120)을 구비하고 있다.

웨이퍼 다이(104)는 탑재한 웨이퍼(103)의 소정의 전극이 프로브 카드(101)의 소정의 프로브 침(120)에 접촉되도록, 삼차원 방향(도13에 도시하는 화살표 방향)으로 구동 제어되게 되어 있다.

이러한 구성으로 이루어지는 종래의 웨이퍼 시험 장치에서는 웨이퍼 다이(104)가 구동 제어됨으로써, 프로브 카드(101)의 프로브 침(120)이 웨이퍼(103) 상의 소정의 칩 전극과 접촉된다. 그리고, 프로브 카드(101)의 기판(102)을 거쳐서 시험 장치로부터 웨이퍼(103)의 전극에 테스트 신호가 인가되고, 웨이퍼(103) 상의 각 장치 칩에 대해 소정의 전기적 특성 시험이 행해진다.

여기서, 종래의 웨이퍼 시험 장치에서는 도13에 도시한 바와 같이, 프로브 카드(101)에 구비되는 프로브 침(120)이, 예를 들어 텅스텐 등의 금속제 침으로 이루어지고, 이 금속제 침이 L자형으로 곡절 형성되어 평면 원반형을 이루는 기판(102) 상에 다수 배치되어 수지(130)로 고정 부착되는, 소위 캔티레버형(cantilevered : 외팔보형)의 프로브 침 구조가 채용되어 있었다.

캔티레버형의 프로브 침은, 전체 길이 약 30 내지 50 ㎜의 금속제 침을 선단 부측의 침 높이(도13에 도시하는 화살표 h)가 약 10 ㎜ 정도가 되도록 곡절 형성되어 있고, 웨이퍼(103)의 전극에 접촉하는 침 높이에 변동이 있어도 침의 탄성 한도 내, 예를 들어 수 ㎛로 변동을 흡수할 수 있게 되어 있다. 그리고, 이러한 캔티레버형의 프로브 침은 복수(예를 들어 수백개)의 프로브가 모두 수작업으로 기판 상에 배치되고, 접착제 등으로 고정 부착되게 되어 있었다.

그러나, 이러한 캔티레버형 프로브 침을 구비하는 종래의 프로브 카드에서는, 최근 고밀도화 및 미세화된 웨이퍼의 시험에 대응할 수 없다는 문제가 발생되었다. 최근, 반도체 장치의 미소화 및 고밀도화의 진전이 현저해져 각 칩 상의 전극, 크기, 간격 모두 극미세한 것으로 되고 있다(예를 들어, 전극의 한 변이 약 60 ㎛ 내지 100 ㎛, 피치가 약 100 ㎛ 내지 200 ㎛).

종래의 프로브 카드에서는, 캔티레버형의 프로브 침 자체가 직경 약 250 ㎛ 정도이고, 프로브 침의 부착이 모두 수작업으로 행해지도록 되어 있었기 때문에, 다수의 프로브 침을 미세한 간격으로 기판 상에 부착하는 것은 불가능하였다. 이로 인해, 캔티레버형의 프로브 카드에서는 최근의 고밀도화 및 미세화된 웨이퍼를 시험할 수 없게 되었다.

게다가, 캔티레버형의 프로브 침에서는 침의 전체 길이가 약 30 내지 50 ㎜ 정도의 길이를 가지므로, 고주파 특성이 악화된다는 문제점도 있었다.

그래서, 이러한 종래의 프로브 카드의 문제를 해소하기 위해, 캔티레버형의 프로브 침 대신에, 소정의 패턴 배선을 형성한 가요성을 갖는 박막 상에 복수의 전극 범프를 형성한, 소위 박막형의 프로브 카드가 제안되어 있다(예를 들어, 하기 특허 문헌 1-4 참조).

이러한 박막형의 프로브 카드에 따르면, 박막 상에 형성되는 전극 범프의 미세 가공이 가능해지므로, 미세화 및 고밀도화된 웨이퍼의 시험에도 대응하는 것이 가능하였다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평1-128381호 공보(제4 페이지, 도12)

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평5-215775호 공보(제3-4 페이지, 도2)

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 평7-007056호 공보(제4-5 페이지, 도1)

특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 평8-083824호 공보(제5-6 페이지, 도3)

그러나, 이러한 박막형의 프로브 카드는 전극 범프를 구비하는 박막과, 이를 보유 지지하는 보유 지지 구조, 또한 박막을 웨이퍼측을 향해 압박하는 가압 수단 등 복잡하면서 다수의 구성 요소가 필요해졌다.

이로 인해, 프로브 카드 및 웨이퍼 시험 장치가 종래의 캔티레버형의 것과 비교하여 복잡화 및 대형화되어 제조 비용도 증대하게 되었다.

본 출원의 발명자는, 실리콘을 에칭 가공하거나 니켈 도금 등을 이용함으로써, 길이가 약 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 정도의 미세한 침을 형성하는 것이 가능해지고, 상술한 박막 구조에 따르는 일 없이 미세한 프로브 침을 고밀도이면서 고정밀도로 형성할 수 있는 것에 상도하였다. 그런데, 그 후 프로브 침을 미세하면서 고정밀도로 형성할 수 있어도, 미세한 프로브 침을 단순히 기판 상에 실장한 것만으로는 기판의 요철에 의해 프로브 침의 침 높이가 균일해지지 않는 것에 착안하였다.

일반적으로, 기판의 표면은, 예를 들어 프린트 기판인 경우, 통상 약 0.1 ㎜ 내지 0.3 ㎜ 정도의 범위에서 완만한 요철이 연속되어 있다. 따라서, 이러한 기판의 표면에 길이가 약 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 정도의 미세한 프로브 침을 실장하면, 기판의 요철에 의해 침 높이에 변동이 발생되어 버린다. 게다가, 미소한 침 끝의 프로브 침에서는, 종래의 캔티레버형의 침과 같이 탄성한 내로 변동을 흡수하는 것도 불가능하다.

그래서, 본 출원 발명자는, 또 다른 예의 연구를 거듭한 결과, 이러한 기판 요철의 문제를 해소하여 미세한 프로브 침을 고밀도로 실장할 수 있는 본 출원 발명의 프로브 카드를 창작하는 데 이른 것이다.

즉, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 기술이 갖는 문제를 해결하기 위해 제안된 것이며, 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 실리콘 및 니켈 등을 이용하여 미세하게 형성하는 동시에, 이 프로브 침을 탑재 및 고정하는 기판 상에 평탄화 처리된 평탄부를 형성함으로써 복잡한 구조 등을 필요로 하는 일 없이, 침 높이의 변동을 없애어 미소한 프로브 침을 고밀도이면서 고정밀도로 배치할 수 있는 프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법의 제공을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 프로브 카드는, 청구의 범위 제1항에 기재한 바와 같이 웨이퍼 시험 장치에 구비되는 프로브 카드이며, 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판과, 이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침과, 기판의 표면에 형성되는 표면이 평탄화된 평탄부를 구비하고, 프로브 침이 평탄부에 탑재되는 구성으로 하고 있 다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 프로브 카드에 따르면, 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을, 예를 들어 니켈 및 실리콘 등으로 형성함으로써, 침 길이가 약 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 정도의 미세한 침을 고정밀도로 형성할 수 있고, 또한 복수의 침을 미소한 간격으로 고밀도로 형성할 수 있다. 그리고, 이 프로브 침을 탑재하는 기판 상에 평탄화 처리된 평탄부를 형성함으로써, 프로브 침의 탑재면을 평면도가 약 10 ㎛ 이하의 평탄면으로 할 수 있다.

이에 의해, 기판의 표면에 요철 및 고저 차이 등이 존재되어도, 침 높이의 변동을 없애어 미소한 프로브 침을 기판 상에 배치 및 고정하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 발명에 따르면 간이한 구조에 의해 미세 및 고정밀도로 형성된 프로브 침을 구비하는 프로브 카드를 실현할 수 있고, 최근의 고밀도화된 웨이퍼의 시험을 확실하게 행할 수 있다. 그리고, 본 발명에 관한 프로브 카드를 구비함으로써, 종래의 박막 구조와 같은 복잡한 구조 등을 필요로 하는 일 없이, 장치 전체가 대형화 및 복잡화되는 것을 방지하여 저비용의 웨이퍼 시험 장치를 제공할 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제2항에 기재한 바와 같이, 평탄부가 표면을 연마하게 됨으로써 평탄화되는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 프린트 기판 등의 기판 표면의 평탄부를 연마 처리에 의해 고정밀도로 평탄화할 수 있다. 이에 의해, 기판의 표면에 도금층 등을 적층하고 이를 연마함으로써, 본 발명에 관한 평탄부를 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있 어 고가인 재료나 복잡한 장치 등도 필요 없이, 저렴하게 본 발명의 프로브 카드를 실현할 수 있다. 여기서, 연마 처리는, 예를 들어 웨이퍼나 DVD 디스크의 제조 등에 이용되는 랩 연마에 의해 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제3항에 기재한 바와 같이, 기판이 표면에 형성되는 빌드 업부를 구비하고, 평탄부가 기판의 빌드 업부의 표면에 형성되는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 빌드 업부를 구비하는 기판에 대해서도, 본 발명에 관한 평탄부를 형성할 수 있다. 일반적으로, 예를 들어 프린트 기판의 배선 패턴을 피치 폭 100 ㎛ 정도로 고밀도화하는 경우, 기판의 표면에 빌드 업 기판(빌드 업부)을 적층 형성한다. 그리고, 본 발명에서는 이러한 빌드 업부를 구비하는 기판에 대해서도, 평탄부를 형성할 수 있어 프로브 카드를 보다 고밀도화 및 고정밀도화할 수 있게 되어 있다. 따라서, 이와 같이 빌드 업부를 구비하는 기판인 경우에는 본 발명의 평탄부가 형성되는 배선 패턴은, 빌드 업부의 배선 패턴을 의미한다. 또, 빌드 업부를 구비하지 않는 기판에 대해 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

그리고, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제4항에 기재한 바와 같이, 평탄부가 배선 패턴 상에 상기 배선 패턴에 따라서 형성되는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 프로브 침이 접속되는 배선 패턴 상에 그 배선 패턴에 따라서, 본 발명에 관한 평탄부를 형성할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 평탄부를 도전성 부재에 의해 구성하면, 배선 패턴 자체가 고정밀도로 평탄화되게 되어 기판이나 프로브 침의 구성을 하등 변경하는 일 없이, 본 발명에 관한 프로브 카드 를 실현할 수 있다. 그리고, 이와 같이 배선 패턴이 평탄화됨으로써, 프로브 침의 실장 구조에 대해서도, 평탄부를 구비하지 않는 통상의 프로브 카드인 경우와 마찬가지가 되어 기존의 시험 장치나 실장 공정 등에 대해, 그대로 본 발명의 프로브 카드를 적용하는 것이 가능해지고, 범용성이 우수한 프로브 카드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제5항에 기재한 바와 같이, 평탄부를 기판 상에 형성되는 도금층에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 평탄부를 예를 들어 니켈 도금 등에 의해 형성할 수 있다. 그리고, 도금층의 표면을 연마 가공함으로써, 용이하게 평탄화할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 관한 평탄부를 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 특히, 도전성을 갖는 도금층에 의해 평탄부를 구성함으로써, 평탄부를 기판의 배선 패턴에 따라서 형성함으로써 배선 패턴 자체를 고정밀도로 평탄화할 수 있어 기판이나 프로브 침의 구성을 하등 변경하는 일 없이, 미세 및 고정밀도인 프로브 침의 실장 구조를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제6항에 기재한 바와 같이, 평탄부를 기판 상에 형성되는 마스크층에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 평탄부를 예를 들어 메탈 마스크나 메쉬 마스크 등으로 이루어지는 마스크층에 의해 형성할 수 있다. 그리고, 마스크층의 표면을 연마 가공함으로써, 용이하게 평탄화할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 관한 평탄부를 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 특히, 마스크층에 의해 평탄부를 구성함으로써, 평탄부를 기판의 표면에 넓게 평면형으로 형성할 수 있어 프로브 침의 실장의 용이화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제7항에 기재한 바와 같이, 평탄부를 기판 상에 형성되는 빌드 업층에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 기판의 표면에 빌드 업층(빌드 업부)이 구비되는 경우에, 상기 빌드 업층을 연마 처리함으로써, 본 발명에 관한 평탄부를 빌드 업층에 직접 형성할 수 있다. 이와 같이 빌드 업층을 직접 연마하여 평탄부를 형성함으로써, 마스크층에서 평탄부를 구성하는 경우와 마찬가지로, 본 발명에 관한 평탄부를 기판의 표면에 넓게 평면적으로 형성할 수 있다. 또, 이와 같이 빌드 업층에 직접 평탄부를 형성함으로써, 보다 용이하면서 효율적으로 본 발명에 관한 평탄부를 형성할 수 있어 프로브 카드 전체의 박형화나 경량화를 도모할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제8항에 기재한 바와 같이, 프로브 침이 기판과 별도의 부재로 형성되어 평탄부에 실장되는 구성으로 할 수 있다. 특히, 청구의 범위 제9항에 기재한 바와 같이, 프로브 침을 기부와, 기부로부터 빗살형으로 돌출하는 복수의 침부를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 청구의 범위 제10항에 기재한 바와 같이, 프로브 침은 침 형상으로 형성된 실리콘과 상기 실리콘의 표면에 형성되는 도체 패턴으로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 실리콘을 에칭 가공함으로써, 기판과 별도의 부재의 프로브 침을 고정밀도이면서 미세하게 형성할 수 있다. 이에 의해, 평탄부를 갖는 본 발명의 프로브 카드에 적합한 미세한 프로브 침을 용이하면서 고정밀도로 형성 할 수 있다. 또, 미세한 침을 다수 구비하는 빗살형(핑거형)으로 형성함으로써, 한 번의 작업에 의해 다수의 프로브 침을 기판 상에 실장하는 것이 가능해지고, 프로브 침의 실장 작업이 매우 용이하게 행해져 본 발명에 관한 프로브 카드를 용이하면서 효율적으로 제조할 수 있다. 또, 기판과 별도의 부재로 형성되는 실리콘제 등의 프로브 침은 각각의 침이 단일 부재가 되도록 형성하는 것도 물론 가능하고, 이 경우에도 본 발명의 평탄부를 구비하는 프로브 카드에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

한편, 본 발명의 프로브 카드는 청구의 범위 제11항에 기재한 바와 같이, 프로브 침을 평탄부의 표면에 직접 형성할 수 있다. 그리고, 청구의 범위 제12항에 기재한 바와 같이, 프로브 침은 평탄부의 표면에 침 형상으로 도금 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 예를 들어 니켈 도금 가공 등에 의해, 고정밀도이면서 미세한 프로브 침을 평탄부 상에 직접 형성할 수 있다. 도금 가공에 의한 프로브 침은 평탄부 상에 마스크 및 도금을 복수회 반복함으로써 용이하면서 고정밀도로 미세한 도금 침을 형성할 수 있다. 이에 의해, 평탄부를 갖는 본 발명의 프로브 카드에 적합한 미세한 프로브 침을 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 또, 이와 같이 도금 가공에 의해 평탄부 상에 직접 프로브 침을 형성함으로써, 기판으로의 실장 작업이나 배선 패턴 등의 접속 작업을 필요하지 않을 수 있어, 본 발명에 관한 프로브 카드를 용이하면서 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법은 청구의 범위 제13항에 기재한 바와 같이, 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패 턴을 갖는 기판과, 이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 구비하는 프로브 카드의 기판의 표면에 프로브 침이 탑재되는 표면이 평탄화되어 평탄부를 형성하는 프로브 카드의 제조 방법이며, 소정의 배선 패턴을 형성한 기판 상에 마스크를 형성하는 공정과, 마스크의 소정 위치에 개구부를 형성하는 공정과, 개구부를 도금하는 공정과, 마스크의 표면을 연마하여 평탄화하는 공정을 갖는 방법으로 하고 있다. 또한, 청구의 범위 제14항에 기재한 바와 같이, 마스크의 표면을 연마하여 평탄화하는 공정 후에, 마스크를 박리하는 공정을 더 갖는 방법으로 하고 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 마스크 처리, 패터닝 처리, 도금 처리 등에 의해, 기판의 배선 패턴 상 등 원하는 위치에, 본 발명에 관한 평탄부를 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 그리고, 랩 연마 등을 이용하여 평탄부의 표면을 고정밀도로 평면화하고, 본 발명에 관한 프로브 카드를 용이하게 제조할 수 있다. 또, 기판 표면의 요철 및 고저 차이 등을 보정하여 평면도가 높은 평탄부를 형성할 수 있는 한, 다른 방법 및 공정을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 프로브 카드의 제조 방법은 청구의 범위 제15항에 기재한 바와 같이, 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판과, 이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 구비하는 프로브 카드의 기판의 표면에, 프로브 침이 탑재되는 표면이 평탄화되어 평탄부를 형성하는 프로브 카드의 제조 방법이며, 소정의 배선 패턴을 형성한 기판 상에 빌드 업부를 형성하는 공정과, 빌드 업부의 표 면을 연마하여 평탄화하는 공정을 갖는 방법으로 하고 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 기판의 표면에 빌드 업부(빌드 업층)를 형성하는 동시에, 그 빌드 업부를 연마 처리함으로써, 표면이 고정밀도로 평면화된 평탄부를 빌드 업층에 직접 형성할 수 있다. 이와 같이 빌드 업부에 직접 평탄부를 형성함으로써, 보다 용이하면서 효율적으로 평탄부를 구비한 프로브 카드를 제조하는 것이 가능해진다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드를 구비하는 웨이퍼 시험 장치를 개념적으로 도시한 정면도이다.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 상하를 반전시킨 상태를 모식적으로 도시하고, (a)는 주요부 확대 정면도, (b)는 동일하게 사시도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 베이스가 되는 기판 및 빌드 업 기판을 개념적으로 도시한 단면도이다.

도4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부를 형성하는 빌드 업 기판을 모식적으로 도시하고, (a)는 개략 평면도, (b)는 평탄부를 형성하기 전 (a)의 A-A선 단면도, 또한 (c)는 평탄부를 형성한 (a)의 A-A선 단면도이다.

도5는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 관한 프로브 카드의 상하를 반전시킨 상태를 모식적으로 도시하고, (a)는 주요부 확대 정면도, (b)는 동일하게 사시도이다.

도6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 일제조 공정을 나타내는 설명도이다.

도7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 일제조 공정을 나타내는 설명도이다.

도8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 제조 공정의 변경예를 나타내는 설명도이다.

도9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 제조 공정의 변경예를 나타내는 설명도이다.

도10은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 제조 공정의 또 다른 변경예를 나타내는 설명도이다.

도11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프로브 카드의 상하를 반전시킨 상태를 모식적으로 도시하고, (a)는 주요부 확대 정면도, (b)는 동일하게 사시도이다.

도12는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프로브 카드 상에 형성되는 프로브 침을 개념적으로 도시하고, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 좌측면도이다.

도13은 종래의 프로브 카드를 구비하는 웨이퍼 시험 장치를 개념적으로 도시한 정면도이다.

이하, 본 발명에 관한 프로브 카드의 바람직한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

우선, 본 발명에 관한 프로브 카드의 제1 실시 형태에 대해, 도1 내지 도9를 참조하면서 설명한다.

[웨이퍼 시험 장치]

도1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 프로브 카드를 구비하는 웨이퍼 시험 장치를 개념적으로 도시한 정면도이다.

웨이퍼 시험 장치는, 웨이퍼(반도체 기판) 상에 복수 형성되는 반도체 장치 칩이 각각의 칩에 재단되어 패키지에 봉입되기 전 웨이퍼의 상태, 소위 절반 완성품 상태에 있어서 각 장치의 전기적 특성 등을 시험하기 위한 장치이며, 웨이퍼 프로우버라고도 불린다. 구체적으로는, 도1에 도시한 바와 같이 웨이퍼 시험 장치는, 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)가 탑재되는 웨이퍼 다이(4)를 구비하는 동시에, 이 웨이퍼 다이(4)의 상측에 위치하도록 본 실시 형태에 관한 프로브 카드(1)를 구비하고 있다.

프로브 카드(1)는 웨이퍼(3) 상의 각 칩에 인가하는 소정의 테스트 신호를 전송하는 프린트 기판 등으로 이루어지는 기판(2) 상에 복수의 프로브 침(20)을 구비하고 있다. 프로브 카드(1)의 상세에 대해서는 후술한다.

웨이퍼 다이(4)는 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)의 탑재 다이이며, 탑재된 웨이퍼(3)의 소정의 전극과 프로브 카드(1)의 소정의 프로브 침(20)이 접촉되도록, 삼차원 방향(도1에 도시하는 화살표 방향)으로 구동 제어된다. 그리고, 웨이퍼 시험 장치로는 웨이퍼 다이(4)가 구동 제어됨으로써, 프로브 카드(1)의 프로브 침(20)이 웨이퍼(3)의 소정의 칩 전극과 접촉되고, 프로브 카드(1)의 기판(2)을 거쳐서 시험 장치로부터 웨이퍼(3)의 전극에 테스트 신호가 인가된다. 이에 의해, 웨 이퍼(3) 상에 형성된 각 장치 칩에 대해 소정의 전기적 특성 시험이 행해지게 되어 있다.

[프로브 카드]

도2는, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드를 모식적으로 도시하는 것으로, 상하를 반전시킨 상태의 (a)는 주요부 확대 정면도, (b)는 동일하게 사시도이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이, 프로브 카드(1)는 베이스가 되는 기판(2)과 빌드 업 기판(10) 및 프로브 침(20)을 구비하고 있다.

기판(2)은 프린트 기판 등으로 이루어지고, 프로브 카드(1)의 본체를 구성하는 원반형으로 형성되고, 표면에는 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴[도3에 도시하는 배선 패턴(2a) 참조]이 형성되어 있다. 이 배선 패턴에, 도시하지 않는 시험 장치의 신호 발생기 등으로부터 테스트 신호가 인가되게 되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는 기판(2)의 표면에 빌드 업 기판(빌드 업부)(10)이 형성되어 있다. 또, 본 실시 형태의 기판(2)은 중앙부가 볼록형으로 돌출하는 단차식 형상으로 되어 있지만(도1 참조), 이는 프로브 카드(1)를 부착하는 도시하지 않는 시험 장치측의 구조에 대응시킨 것이며, 특별히 이 단차식 형상이 필수가 되는 것은 아니다. 따라서, 통상의 평판형 기판으로 하는 것도 물론 가능하다.

도3은, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드(1)의 기판(2) 및 빌드 업 기판(10)을 개념적으로 도시한 단면도이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이, 빌드 업 기판(10)은 베이스가 되는 기판(2)의 표면에 절연층과 도체층을 교대로 임의의 층수만 큼 적층 형성된 다층 기판으로 되어 있다(도3에서는 2층).

일반적으로 빌드 업 기판은, 예를 들어 프린트 기판의 배선 패턴을 피치 폭 100 ㎛ 정도로 고밀도화하는 경우에, 기판의 표면에 적층 형성되는 다층 기판이다. 본 실시 형태에서는, 프로브 카드(1)의 기판(2)에 빌드 업 기판(10)을 구비함으로써 프로브 카드(1)의 고밀도화를 도모하고 있다.

그리고, 이 빌드 업 기판(10)의 표면의 배선 패턴[도3에 도시하는 표면 배선 패턴(11) 참조] 상에 표면이 평탄화된 평탄부(12)가 형성되게 되어 있다.

도4에 평탄부(12)를 형성하는 빌드 업 기판(10)의 평면도[도4의 (a)] 및 단면도[도4의 (b), (c)]를 도시한다. 상기 도면의 (b)에 도시한 바와 같이, 빌드 업 기판(10)[및 기판(2)]의 표면은 완만한 요철이 연속된 형상으로 되어 있고, 통상 약 0.1 ㎜ 내지 0.3 ㎜ 정도의 고저 차이가 존재된다. 따라서, 이러한 빌드 업 기판(10)의 표면에 미세한 프로브 침(20)을 그대로 실장한 경우, 빌드 업 기판(10)의 요철에 의해 침 높이에 변동이 발생된다. 게다가, 미소한 프로브 침(20)으로는 탄성한 내로 변동을 흡수하는 것도 곤란해진다. 그래서, 본 실시 형태에서는 도4의 (c)에 도시한 바와 같이, 빌드 업 기판(10)의 표면에 고정밀도로 평탄화 처리된 평탄부(12)를 형성하도록 한 것이다.

구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 평탄부(12)는 빌드 업 기판(10)의 표면에 도금 형성되는 니켈 도금층에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이 니켈 도금층의 표면을 연마함으로써 평탄화된 평탄부(12)를 형성하도록 되어 있다. 이와 같이, 평탄부(12)를 니켈 도금 등에 의해 형성하여 도금층의 표면을 연마 가공함으로써, 평면도 약 10 ㎛ 이하의 고정밀도로 평탄화된 평탄부(12)를 형성할 수 있다(후술하는 도6 및 도7 참조).

또, 평탄부(12)는 도금층 외, 기판 표면에 형성되는 마스크층에 의해 구성할 수도 있다(도8 및 도9 참조). 또한, 평탄부(12)는 도금층이나 마스크층에 의해 형성되는 경우 외, 기판(2) 상의 빌드 업 기판(10)을 직접 연마 처리하여 형성하는 것도 가능하다(도10 참조).

여기서, 평탄부(12)를 평탄화하는 연마 방법으로서는, 예를 들어 랩 연마를 이용할 수 있다. 랩 연마는 정밀 마무리의 일종으로, 연삭에 의한 이상의 정밀도를 요하는 경우에 이용되는 연마 방법이며, 예를 들어 웨이퍼나 DVD 디스크의 제조, 렌즈, 프리즘 등의 광학 유리 제품 등의 정밀 마무리에 이용된다.

구체적으로는, 랩 연마는 랩으로 불리우는 공구와 피연마 대상 사이에 가공액(랩액) 및 지립으로 이루어지는 랩제를 넣어 미끄럼 이동하게 함으로써, 양자 사이의 마모 작용을 이용하여 양호한 평활면을 형성하는 것이다.

랩 연마에 사용되는 랩제로서는, 일반적으로 지립은 알루미나 분말, 탄화규소 분말, 다이아몬드 분말 등, 랩액은 경유, 스핀들유, 머신유 등이 교합하여 사용된다. 또한, 랩 연마는 전용의 랩반을 이용하여 행할 수 있는 동시에, 수작업에 의해 행할 수도 있다.

이러한 랩 연마를 이용함으로써, 본 실시 형태의 도금층으로 이루어지는 평탄부(12)를 고정밀도인 평면도로 평탄화할 수 있다.

또한, 평탄부(12)는 본 실시 형태에서는 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴 (11) 상에, 상기 표면 배선 패턴(11)에 따라서 형성되어 있다[도2의 (b) 참조]. 이와 같이, 평탄부(12)를 배선 패턴(11)에 따라서 적층 형성함으로써, 니켈 등의 도전성 부재로 이루어지는 평탄부(12)에 의해 배선 패턴 자체가 평탄화된 것과 마찬가지의 결과가 되고, 빌드 업 기판(10)이나 기판(2), 프로브 침(20)의 구성을 바꾸는 일 없이, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드(1)를 실현할 수 있다. 따라서, 프로브 침(20)의 실장 구조에 대해서도, 평탄부(12)를 구비하지 않는 통상의 프로브 카드(1)인 경우와 마찬가지로 할 수 있어 기존의 시험 장치나 실장 공정 등에 대해, 그대로 본 실시 형태의 프로브 카드(1)를 적용하는 것이 가능해진다. 또, 평탄부(12)는 도2의 (b)에 도시한 바와 같은 배선 패턴(11)에 따라서 형성되는 경우에 한정되는 것은 아니라, 예를 들어 후술하는 바와 같이 마스크층에 의해 평탄부(12)가 구성되는 경우나, 빌드 업 기판(10)에 직접 평탄부(12)가 형성되는 경우에는 평탄부(12)는 빌드 업 기판(10)[또는 기판(2)]의 표면 전체에 걸쳐 평면형으로 형성할 수 있다(도8 내지 도10 참조).

그리고, 이 평탄부(12) 상에 프로브 침(20)이 탑재되게 되어 있다. 프로브 침(20)은 빌드 업 기판(10)을 경유하여 기판(2)의 배선 패턴과 접속되고, 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)의 전극과 접촉하는 탐침이다. 본 실시 형태의 프로브 침(20)은, 도2에 도시한 바와 같이 기판(2)[및 빌드 업 기판(10)]과 별도의 부재로 형성되어 있고, 평탄부(12) 상에 실장되어 접착제(23) 등으로 고정 부착되게 되어 있다. 구체적으로는, 프로브 침(20)은 기부(21)와, 기부(21)로부터 돌출하는 복수의 침부(22)를 구비하는 빗살 형상으로 형성되어 있다.

기부(21)는 복수의 침부(22)를 연결하는 동시에, 기부 바닥면이 프로브 침(20)이 빌드 업 기판(10)의 표면으로부터 소정의 각도로 기립하는 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 기부 바닥면측은 고정 부착용의 접착제(23)가 충전되는 공간이 형성되게 되어 있다.

침부(22)는 기부(21)로부터 빗살형(핑거형)으로 복수 돌출하도록 형성되어 있고, 구체적으로는 전체 길이가 약 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 정도의 침부(22)가 수백개 형성되게 되어 있다. 그리고, 이 침부(22)가 빌드 업 기판(10)의 표면으로부터 돌출함으로써, 침 높이(도1에 도시하는 화살표 h)가 1 ㎜ 이하가 되는 프로브 침(20)을 얻을 수 있다.

이와 같이, 프로브 침(20)을 미세한 침부(22)를 다수 구비하는 빗살형으로 형성함으로써, 한 번의 작업에 의해 다수의 프로브 침[침부(22)]을 기판(2)[빌드 업 기판(10)] 상에 실장할 수 있다. 또, 침부(22)의 수나 침 길이는 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)의 전극수나 피치 및 탑재하는 기판(2)이나 빌드 업 기판(10)의 배선 패턴 등에 대응하여, 적절하게 변경하는 것은 물론 가능하다.

본 실시 형태에서는 프로브 침(20)을, 실리콘을 에칭 가공함으로써 형성하고 있다. 구체적으로는, 반도체의 제조 방법으로 이용되는 경우와 같이, 실리콘 웨이퍼의 양면을 에칭에 의해 소정의 형상(본 실시 형태에서는 빗살형을 이루는 침 형상)으로 형성한다. 그리고, 빗살형의 실리콘 본체의 표면에 절연층으로서 실리콘 산화막을 형성한다. 이에 의해, 각 침부(22)는 절연된다. 또한, 실리콘 산화막에서 절연된 각 침부(22)의 표면에, 각각 도전성 금속 등으로 이루어지는 도체 패턴 (22a)을 형성한다. 이와 같이 실리콘을 에칭 가공함으로써, 빗살형의 프로브 침(20)을 기판과 별도의 부재로 고정밀도이면서 미세하게 형성할 수 있고, 상술한 고정밀도로 평탄화된 평탄부(12)에 탑재하는 데 적합한 미세한 프로브 침을 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다.

그리고, 이 프로브 침(20)이 평탄화 처리된 평탄부(12)에 탑재되고, 접착제(23)에 의해 빌드 업 기판(10)의 표면에 고정 부착되고, 상기 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)에 접속되게 되어 있다. 프로브 침(20)과 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)은, 도2에 도시한 바와 같이 본딩 와이어(24)에 의해 접속된다. 본딩 와이어(24)는, 각 침부(22)의 표면의 도체 패턴(22a) 및 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)에 납땜 등으로 고정되는 와이어로, 각 침부(22)의 도체 패턴(22a)과 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)을 전기적으로 접속하도록 되어 있다. 이에 의해, 프로브 침(20)의 각 침부(22)는 빌드 업 기판(10)을 경유하여 기판(2)의 배선 패턴(2a)과 접속되고, 웨이퍼(3)의 전극에 대해 시험 장치로부터 테스트 신호가 인가되게 된다.

또, 프로브 침(20)과 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)과의 접속은, 도2에 도시하는 본딩 와이어(24)를 이용하는 것 외, 납땜 등 다른 수단에 따를 수도 있다. 도5에 프로브 침(20)과 표면 배선 패턴(11)의 접속 형태의 변경예를 도시한다. 상기 도면에 도시한 바와 같이, 프로브 침(20)과 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)은 땜납을 이용하여 접속하도록 해도 좋다[도5의 땜납부(25)]. 이 경우에도, 프로브 침(20)과 표면 배선 패턴(11)과 전기적으로 접속할 수 있다. 그리고, 이 땜납부(25)에 의해 접속한 경우, 본딩 와이어(24)를 생략할 수 있으므로, 접속 작업을 보다 용이하면서 효율적으로 행할 수 있다. 이와 같이, 프로브 침(20)과 표면 배선 패턴(11)의 접속은 웨이퍼(3)에 인가되는 테스트 신호가 장해 없이 전송되는 한, 어떠한 형태를 채용할 수도 있다.

[프로브 카드의 제조 방법]

다음에, 이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 실시 형태에 관한 빌드 업 기판(10)의 표면에 평탄부(12)를 형성하는 프로브 카드의 제조 방법에 대해, 도6 및 도7을 참조하여 설명한다. 도6의 (a) 내지 (d) 및 도7의 (a) 내지 (c)는, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드의 평탄부의 일제조 공정을 나타내는 설명도이다.

우선, 소정의 배선 패턴(11)을 형성한 빌드 업 기판(10)을 준비하고[도6의 (a) 참조], 이 빌드 업 기판(10)의 표면에 마스크(14)를 형성한다[도6의 (b) 참조]. 여기서, 마스크(14)는, 예를 들어 구리, 스테인레스, 니켈 등의 금속박을 이용한 메탈 마스크, 수지 섬유나 금속 와이어를 메쉬형으로 조직된 메쉬 마스크 등을 이용할 수 있다.

다음에, 마스크(14)를 패터닝하여 개구부(14a)를 형성한다[도6의 (c) 참조]. 본 실시 형태에서는, 개구부(14a)를 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)과 대응하는 위치에, 상기 표면 배선 패턴(11)에 따라서 형성한다. 여기서, 개구부(14a)는 마스크(14)를 에칭함으로써, 원하는 위치 및 형상 등에 패터닝할 수 있다.

그 후, 이 개구부(14a)를 니켈 도금한다[도6의 (d) 참조].

이에 의해, 평탄화되어 있지 않은 평탄부(12)가 형성되게 된다.

그리고, 니켈 도금된 마스크(14)의 표면을 연마하여 평탄화한다[도7의 (a) 참조]. 여기서, 연마 방법으로서는 상술한 바와 같이, 랩 연마를 이용하는 것이 바람직하다. 연마 종료 후는 마스크(14)를 박리한다[도7의 (b) 참조]. 이에 의해, 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11) 상에 평탄화 처리된 평탄부(12)가 형성된다.

그리고, 이 평탄부(12) 상에 프로브 침(20)을 탑재할 수 있다[도7의 (c) 참조]. 평탄부(12) 상에 탑재된 프로브 침(20)은 접착제(23)에 의해 고정 부착되고, 또한 본딩 와이어(24)에 의해 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)과 접속된다.

이에 의해, 프로브 침(20)이 빌드 업 기판(10)의 표면으로부터 1 ㎜ 이하의 침 높이(도1에 도시하는 화살표 h)로 돌출하는 본 실시 형태의 프로브 카드(1)의 제조가 완료된다. 이와 같이, 본 실시 형태의 프로브 카드의 제조 방법에 따르면, 마스크 처리, 패터닝 처리, 도금 처리 등에 의해, 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11) 상 등의 원하는 위치에 평탄부(12)를 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 그리고, 랩 연마 등을 이용하여 평탄부(12)의 표면을 고정밀도로 평면화할 수 있다.

이상의 제조 방법에서는, 마스크(14)는 도금 배선 패턴의 형성으로만 이용되고, 연마에 의한 평탄화 처리가 이루어진 후는 박리되게 되어 있지만[도7의 (b) 참조], 마스크(14)의 박리 공정을 없애어 마스크(14)를 빌드 업 기판(10)[또는 기판(2)]의 표면에 남겨 평탄부(12)로 하고, 프로브 침(20)의 다이 시트로서 이용할 수도 있다. 도8의 (a) 내지 (e) 및 도9는, 이러한 마스크(14)를 평탄부(12)로서 이 용하는 경우의 제조 공정을 나타내는 설명도이다.

이러한 도면에 도시한 바와 같이, 마스크(14)를 평탄부(12)로서 이용하는 경우에는, 도6 및 도7에 도시한 경우와 마찬가지로, 우선 소정의 배선 패턴(11)을 형성한 빌드 업 기판(10)을 준비하고[도8의 (a) 참조], 이 빌드 업 기판(10)의 표면에 마스크(14)를 형성한다[도8의 (b) 참조].

마스크(14)는 상술한 바와 같이, 예를 들어 구리, 스테인레스, 니켈 등의 금속박을 이용한 메탈 마스크 및 수지 섬유나 금속 와이어를 메쉬 형상으로 조직한 메쉬 마스크 등을 사용할 수 있다.

다음에, 에칭에 의해 마스크(14)를 패터닝하여 개구부(14a)를 형성한다[도8의 (c) 참조]. 이 도8에 도시한 경우에는, 상술한 도6의 경우와 달리 개구부(14a)는 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)에 따라서 형성할 필요가 없고, 적어도 표면 배선 패턴(11)의 일부에 도통할 수 있게 형성되면 좋다. 이 개구부(14a)를 니켈 도금함으로써, 표면 배선 패턴(11)으로부터 마스크(14)의 표면까지 전기적으로 도통된 도통층(11a)이 형성된다[도8의 (d) 참조].

이와 같이 도통층(11a)이 형성된 마스크(14)의 표면을 연마하여 평탄화한다[도8의 (e) 참조]. 또, 연마 방법은 상술한 도7의 경우와 마찬가지로, 랩 연마를 이용하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 빌드 업 기판(10)의 표면 상에 마스크(14)[및 도통층(11a)]가 평탄화 처리된 평탄부(12)가 형성된다. 그리고, 이와 같이 마스크(14)에 의해 구성된 평탄부(12) 상에 프로브 침(20)을 탑재할 수 있다(도9 참조). 평탄부(12) 상에 탑재된 프로브 침(20)은 접착제(23)에 의해 고정 부착되고, 또한 본딩 와이어(24)에 의해 빌드 업 기판(10)의 표면 배선 패턴(11)에 도통하는 도통층(11a)과 접속된다.

이에 의해, 평탄부(12)로서 마스크(14)를 이용한 본 실시 형태의 프로브 카드(1)의 제조가 완료된다. 이와 같이 마스크(14)에 의해 평탄부(12)를 구성하면, 도9에 도시한 바와 같이 평탄부(12)는 빌드 업 기판(10)[또는 기판(2)]의 표면 전체에 걸쳐 평면형으로 형성되게 된다.

이와 같이 마스크(14)를 박리하지 않고 평탄화 처리하여 평탄부(12)를 구성하는 경우라도, 고정밀도로 평면화된 평탄부(12)를 용이하게 형성할 수 있고, 도6 및 도7에 도시한 제조 방법인 경우와 마찬가지로, 고정밀도인 프로브 카드를 용이하게 얻을 수 있다. 또, 마스크(14)로 이루어지는 평탄부(12)는 빌드 업 기판(10)의 표면에 형성되는 경우뿐만 아니라, 빌드 업 기판(10)을 구비하지 않는 기판(2)의 표면에 직접 형성할 수 있는 것은, 상술한 도금층으로 이루어지는 평탄부(12)인 경우와 마찬가지이다.

또한, 평탄부(12)는 상술한 도금층이나 마스크층으로 형성되는 이외에도, 기판(2)의 빌드 업 기판(10)을 직접 연마 처리하여 형성하게 해도 된다.

도10의 (a) 내지 (e)는, 빌드 업 기판(10)에 직접 평탄부(12)를 형성하는 경우의 제조 공정을 나타내는 설명도이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이, 빌드 업 기판(10)에 직접적으로 평탄부(12)를 형성하는 경우에는, 우선 소정의 배선 패턴(2a)을 구비하는 기판(2)의 표면에[도10의 (a) 참조], 도3에서 도시한 바와 같이 절연층과 도체층을 교대로 적층하여 이루어지는 빌드 업 기판(10)을 형성한다[도10의 (b) 내지 (c) 참조].

빌드 업 기판(10)의 절연층에는 관통 구멍(10a)을 거쳐서 배선 패턴(11)이 형성되고, 기판(2)의 배선 패턴(2a)과 접속된다. 그리고, 이와 같이 기판(2)의 표면에 적층 형성된(도10에서는 한 층) 빌드 업 기판(10)의 표면을 연마하여 평탄화한다[도10의 (e) 참조]. 연마 방법은, 상술한 도금층 및 마스크층을 연마하는 경우와 마찬가지로, 랩 연마를 이용하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 빌드 업 기판(10)의 표면이 고정밀도로 평탄화된 평탄부(12)로서 형성된다. 따라서, 평탄부(12) 상에 프로브 침(20)을 탑재하고, 배선 패턴(11)과 본딩 와이어 등을 거쳐서 전기적으로 접속함으로써, 프로브 침(20)을 빌드 업 기판(10)으로 이루어지는 평탄부(12)에 직접 실장할 수 있다.

이와 같이 평탄부(12)는 빌드 업 기판(10)에 직접 형성할 수도 있어, 이와 같이 하면 상술한 마스크층에 의해 평탄부(12)를 구성하는 경우와 마찬가지로, 기판(2)[빌드 업 기판(10)]의 표면에 넓게 평면적으로 평탄부(12)를 형성할 수 있게 된다. 또, 이와 같이 빌드 업 기판(10)에 직접 평탄부(12)를 형성함으로써, 평탄부(12)의 제조를 보다 용이하면서 효율적으로 행할 수 있고, 또한 프로브 카드 전체의 박형화나 경량화를 도모할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법에 따르면, 시험 대상이 되는 웨이퍼(3)의 전극과 접촉하는 프로브 침(20)을, 예를 들어 실리콘으로 형성함으로써, 침 길이가 약 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 정도의 미세한 침을 고정밀도로 형성할 수 있고, 또한 복수의 침을 미소한 간격으로 복수 형성할 수 있다. 그리고, 이 프로브 침(20)을 탑재하는 기판(2)의 빌드 업 기판(10) 상에, 랩 연마 등에 의해 평탄화 처리된 평탄부(12)를 형성함으로써, 프로브 침(20)의 탑재면을 평면도가 약 10 ㎛ 이하의 고정밀도의 평탄면으로 할 수 있다.

이에 의해, 기판(2)의 표면에 요철이 존재해도, 침 높이의 변동을 없앨 수 있어 침 높이가 1 ㎜ 이하가 되는 미소한 프로브 침(20)을 기판(2) 상에 배치 및 고정하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 종래의 박막 구조와 같은 복잡한 구조 등을 필요로 하는 일 없이, 미세 및 고정밀도로 형성된 프로브 침(20)을 구비하는 프로브 카드(1)를 실현할 수 있어 장치 전체가 대형화 및 복잡화되는 일 없이, 저비용의 웨이퍼 시험 장치를 제공할 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에, 도11 및 도12를 참조하여 본 발명에 관한 프로브 카드의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.

도11은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프로브 카드의 상하를 반전시킨 상태를 모식적으로 도시하고, (a)는 주요부 확대 정면도, (b)는 동일하게 사시도이다.

도12는, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드 상에 형성되는 프로브 침을 개념적으로 도시하고, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 좌측면도이다.

이들의 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 프로브 카드는 상술한 제1 실시 형태의 변형 실시 형태이며, 평탄부에 탑재되는 프로브 침으로서 제1 실시 형태에 있어서의 빗살형으로 형성된 실리콘제의 프로브 침 대신에, 니켈 도금제의 프로브 침을 이용한 것이다. 따라서, 그 밖의 구성 부분은 제1 실시 형태와 마찬가지로 되어 있고, 마찬가지의 구성 부분에 대해서는 도면 속에서 제1 실시 형태와 동일 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.

도11에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 프로브 카드(1)는 프로브 침(20)이 평탄부(12)의 표면에 직접 형성되는 구성으로 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 프로브 침(20)을 평탄부(12)의 표면에 침 형상으로 니켈 도금 가공함으로써 형성하도록 하고 있다. 구체적으로는, 평탄부(12) 상에 마스크 및 도금을 복수회 반복함으로써, 도11에 도시한 바와 같은 프로브 침(20)을 형성할 수 있다.

우선, 평탄부(12) 상에 각 표면 배선 패턴(11)마다 기부(21)를 형성하고, 그 후 각 기부(21) 상에 기판(2)[빌드 업 기판(10)]의 표면과 평행하게 돌출하는 침부(22)를 형성한다. 또한, 침부(22)의 선단부에 접촉부가 되는 돌기(22b)를 형성한다. 이에 의해, 평탄부(12) 상에 서로 독립된 프로브 침(20)을 직접 형성할 수 있다.

이와 같이, 니켈 도금 가공에 의해 형성되는 프로브 침(20)은, 예를 들어 도12에 도시한 바와 같이 침부(22)의 전체 길이가 약 2 ㎜ 내지 3 ㎜, 전체 폭이 약 100 ㎛[도12의 (a) 참조], 기부(21)의 높이가 약 150 ㎛[도12의 (b) 참조], 또한 침부 선단부의 돌기(22b)의 높이가 약 50 ㎛의 미세한 프로브 침(20)을 약 100 ㎛ 피치 등으로 평탄부(12) 상에 형성 및 탑재할 수 있다. 이에 의해, 제1 실시 형태 의 경우와 마찬가지로, 평탄부(12)를 구비하는 프로브 카드(1)에 적합한 미세한 프로브 침(20)을 용이하면서 고정밀도로 형성할 수 있다. 또, 이와 같이 도금 가공에 의해 평탄부(12) 상에 직접 프로브 침(20)을 형성하는 본 실시 형태에서는, 프로브 침(20)의 실장 작업이나 배선 패턴과의 접속 작업을 없앨 수 있어, 프로브 카드(1)를 보다 용이하면서 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다.

또, 이상 설명한 본 발명의 프로브 카드는 상술한 실시 형태로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위에서 여러 가지의 변경 실시가 가능한 것은 물론이다. 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는 프로브 침의 재료로서 실리콘(Si), 니켈(Ni)을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 미세한 프로브 침이 형성 가능한 한 다른 재료를 사용할 수도 있다. 특히, 웨이퍼에 접촉되는 침이 스프링과 기능하도록, 고탄성을 갖는 재료가 바람직하다. 예를 들어, 상술한 실리콘이나 니켈 외, 베릴륨 동(Be-Cu)이나 텅스텐(W) 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는 평탄부를 기판(빌드 업 기판)의 배선 패턴 상에 배선 패턴과 동일 형상으로 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 평탄부의 형성 부위나 형상은 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들어 탑재하는 프로브 침의 크기나 형상 등에 대응하여, 기판의 배선 패턴 상 이외의 부위에 임의의 형상으로 평탄부를 형성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법에 따르면, 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 니켈 및 실리콘 등을 이용하여 미세하게 형성하는 동시에, 이 프로브 침을 탑재 및 고정하는 기판 상에 고정밀도로 평탄화 처리된 평탄부를 형성할 수 있다.

이에 의해, 복잡한 구조 등을 필요로 하는 일 없이 침 높이의 변동을 없애어 미소한 프로브 침을 고밀도이면서 고정밀도로 배치한 프로브 카드를 실현할 수 있다.

Claims (15)

1. 웨이퍼 시험 장치에 구비되는 프로브 카드이며,

   시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판과,

   이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는, 상기 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침과,

   상기 기판의 표면에 형성되는 빌드 업부와,

   상기 빌드 업부의 표면이 연마됨으로써 평탄화되어 이루어지는, 상기 프로브 침이 탑재되는 평탄부를 구비하고,

   상기 프로브 침이 상기 평탄부에 탑재됨으로써, 탑재된 복수의 프로브 침의 높이가 균일해지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 평탄부가 상기 배선 패턴 상에 상기 배선 패턴에 따라서 형성되는 프로브 카드.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서. 상기 평탄부가 상기 기판 상에 형성되는 도금층으로 이루어지는 프로브 카드.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 평탄부가 상기 기판 상에 형성되는 마스크층으로 이루어지는 프로브 카드.
7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 평탄부가 상기 기판 상에 형성되는 빌드 업층으로 이루어지는 프로브 카드.
8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 프로브 침이 상기 기판과 별도의 부재로 형성되고, 상기 평탄부에 실장되는 프로브 카드.
9. 제8항에 있어서, 상기 프로브 침이 기부와, 이 기부로부터 빗살형으로 돌출하는 복수의 침부를 구비하는 프로브 카드.
10. 제8항에 있어서, 상기 프로브 침이 침 형상으로 형성된 실리콘과 상기 실리콘의 표면에 형성되는 도체 패턴으로 이루어지는 프로브 카드.
11. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 프로브 침이 상기 평탄부의 표면에 직접 형성되는 프로브 카드.
12. 제11항에 있어서, 상기 프로브 침이 상기 평탄부의 표면에 침 형상으로 도금 형성되는 프로브 카드.
13. 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판과, 이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는, 상기 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 구비하는 프로브 카드의 상기 기판의 표면에, 상기 프로브 침이 탑재되는 표면이 평탄화되어 평탄부를 형성하는 프로브 카드의 제조 방법이며,

    소정의 배선 패턴을 형성한 기판 상에 마스크를 형성하는 공정과,

    상기 마스크의 소정 위치에 개구부를 형성하는 공정과,

    상기 개구부를 도금하는 공정과,

    상기 마스크의 표면을 연마하여 평탄화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 마스크의 표면을 연마하여 평탄화하는 공정 후에,

    상기 마스크를 박리하는 공정을 추가로 갖는 프로브 카드의 제조 방법.
15. 시험 대상이 되는 웨이퍼에 인가되는 테스트 신호를 전송하는 배선 패턴을 갖는 기판과, 이 기판 상에 배치되어 상기 배선 패턴과 접속되는, 상기 웨이퍼의 전극과 접촉하는 프로브 침을 구비하는 프로브 카드의 상기 기판의 표면에, 상기 프로브 침이 탑재되는 표면이 평탄화된 평탄부를 형성하는 프로브 카드의 제조 방법이며,

    소정의 배선 패턴을 형성한 기판 상에 빌드 업부를 형성하는 공정과,

    상기 빌드 업부의 표면을 연마하여 평탄화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.

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