KR100753555B1 - Probe of a probe card - Google Patents

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KR100753555B1
KR100753555B1 KR1020060048019A KR20060048019A KR100753555B1 KR 100753555 B1 KR100753555 B1 KR 100753555B1 KR 1020060048019 A KR1020060048019 A KR 1020060048019A KR 20060048019 A KR20060048019 A KR 20060048019A KR 100753555 B1 KR100753555 B1 KR 100753555B1
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채종현
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(주)엠투엔
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    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements

Abstract

A probe of a probe card is provided to prevent damage generated in applying excessive load to an object by a contact tip and to test the object by holding the contact tip within a contact range of the object although the contact tip presses the object. A probe(100) of a probe card is composed of a base unit(110) placed on the probe card by inserting one side into a contact hole of the probe card in order to connect with an external substrate; an elastic support unit(120) protruded from the base unit; a contact tip(130) integrally formed at the elastic support unit, elastically supported, and contacted to an object; and a tilting prevention unit(140) for providing repulsive force to restrict tilting of the contact tip when the contact tip is pressed by the object.

Description

프로브 카드의 프로브{PROBE OF A PROBE CARD}Probe on probe card {PROBE OF A PROBE CARD}

도 1은 종래의 기술에 따른 프로브 카드를 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing a probe card according to the prior art,

도 2는 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브를 도시한 측면도이고Figure 2 is a side view showing a probe of a probe card according to the prior art

도 3은 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브의 문제점을 설명하기 위한 도면이고,3 is a view for explaining the problem of the probe of the probe card according to the prior art,

도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브를 도시한 측면도이고,4 is a side view illustrating a probe of a probe card according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브의 작용을 설명하기 위한 도면이고,5 is a view for explaining the operation of the probe of the probe card according to the present invention,

도 6a 내지 도 6i는 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브를 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.6A to 6I are process flowcharts for explaining a method for manufacturing a probe of a probe card according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

110 : 기저부 111 : 삽입부110: base portion 111: insertion portion

112 : 연결핀 113 : 탄성부112: connecting pin 113: elastic portion

120 : 탄성지지부 130 : 접촉 팁120: elastic support 130: contact tip

140 : 틸팅방지부 141 : 이격지지부140: tilting prevention part 141: spaced support

본 발명은 반도체 소자의 검사장비에 사용되는 프로브 카드의 프로브에 관한 것으로서, 접촉 팁의 접촉력에 영향을 주지 않고서 스크럽 사이즈를 최소화할 수 있도록 하는 프로브 카드의 프로브에 관한 것이다. The present invention relates to a probe of a probe card to be used in the inspection equipment of the semiconductor device, and relates to a probe of the probe card to minimize the scrub size without affecting the contact force of the contact tip.

일반적으로 프로브 카드는 반도체 메모리, 디스플레이 등의 반도체 소자 제작 중 또는 제작 후에 성능을 테스트하기 위해 웨이퍼와 반도체 소자 검사 장비를 전기적으로 연결시켜서 검사 장비의 전기적 신호를 웨이퍼에 형성된 피검사체인 칩상에 전달하여 주고, 이러한 칩으로부터 돌아오는 신호를 반도체 소자의 검사 장비에 전달하는 장치이다.In general, a probe card electrically connects a wafer and a semiconductor device inspection device to test performance during or after fabrication of a semiconductor device such as a semiconductor memory or a display, and transmits an electrical signal from the inspection device onto a chip, which is a test object formed on the wafer. It is a device that transmits the signal returned from the chip to the inspection equipment of the semiconductor device.

프로브 카드는 다수개의 프로브를 포함하며, 이러한 프로브는 LCD 디바이스, 웨이퍼의 칩과 같은 피검사체에 접촉되기 위하여 니들과 같은 접촉 팁을 가지고 있는데, 현재 반도체 소자가 서브 미크론(sub-micron) 이하로 축소되고 있는 상황에서 웨이퍼의 칩 패드 또한 축소되고 있기 때문에 패드에 콘택되는 접촉 팁(tip)도 미세한 구조를 가지기 위하여 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.The probe card includes a plurality of probes, and these probes have a contact tip such as a needle for contacting an object such as an LCD device and a chip of a wafer. Currently, semiconductor devices are reduced to sub-micron or less. In this situation, since the chip pad of the wafer is also shrinking, research and development are being actively conducted to have a fine structure of the contact tip contacting the pad.

종래의 프로브 카드의 프로브를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The probe of the conventional probe card will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 기술에 따른 프로브 카드를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브를 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브(10)는 프로브 카드의 콘택홀(21)내에 외부 기판(미도시)과의 연결을 위해 일측이 삽입됨으로써 프로브 카드상에 안착되는 기 저부(11)와, 기저부(11)로부터 돌출되도록 형성되는 탄성지지부(12)와, 탄성지지부(12)에 일체로 형성되어 탄성 지지되는 접촉 팁(13)을 포함한다.1 is a perspective view showing a probe card according to the prior art, Figure 2 is a side view showing a probe of the probe card according to the prior art. As shown, the probe 10 of the probe card according to the related art is a base portion which is seated on the probe card by inserting one side for connection with an external substrate (not shown) in the contact hole 21 of the probe card. 11, an elastic support 12 formed to protrude from the base 11, and a contact tip 13 integrally formed on the elastic support 12 and elastically supported.

종래의 프로브(10)는 전기가 통하는 금속 등과 같은 도전성 재질로 형성되어 도 1에 도시된 바와 같이, 콘택홀(21)이 형성되는 프로브 카드상에 설치되는데, 구체적으로 프로브 카드의 콘택 기판(20)에 설치된다.The conventional probe 10 is formed of a conductive material such as an electrically conductive metal, and is installed on a probe card in which a contact hole 21 is formed, as shown in FIG. 1, specifically, the contact substrate 20 of the probe card. It is installed in).

콘택 기판(20)은 프로브(10)가 설치되기 위하여 수직방향으로 관통하도록 형성되는 다수개의 콘택홀(21)로 이루어지는 콘택홀 어레이(22)가 마련되는 단층 또는 다층의 실리콘 기판(23)을 가지고, 실리콘 기판(23)의 하측에 다수개의 콘택홀 어레이(22) 영역을 포함하도록 기판이 밀링 등에 의해 기계 가공된 오픈 영역(24)을 가지는 지지 기판(25)이 부착됨으로써 실리콘 기판(23)의 취약한 강성을 보강한다.The contact substrate 20 has a single layer or multilayer silicon substrate 23 provided with a contact hole array 22 formed of a plurality of contact holes 21 formed to penetrate in a vertical direction in order to install the probe 10. The support substrate 25 having the open region 24 whose substrate is machined by milling or the like is attached to the lower side of the silicon substrate 23 so as to include a plurality of contact hole array 22 regions. Reinforce weak stiffness.

기저부(11)는 프로브 카드, 구체적으로는 프로브 카드의 콘택 기판(20)의 상부를 이루는 실리콘 기판(23)상에 안착되어 프로브(10)가 Z축 방향으로 정렬되도록 하고, 하면에 프로브 카드의 콘택홀(21) 내에 삽입되기 위하여 삽입부(11a)가 일체로 형성되며, 삽입부(11a) 끝단에 반도체 소자의 검사장비에 접속되기 위한 MLC(Multi Layer Ceramic) 기판 또는 기타 기판(미도시) 등과 같은 외부 기판에 연결되기 위하여 연결핀(11b)이 형성된다. The base 11 is seated on a probe card, specifically, a silicon substrate 23 that forms an upper portion of the contact substrate 20 of the probe card so that the probe 10 is aligned in the Z-axis direction. The insertion part 11a is integrally formed to be inserted into the contact hole 21, and a multi-layer ceramic (MLC) substrate or other substrate (not shown) is connected to the inspection equipment of the semiconductor device at the end of the insertion part 11a. Connection pins 11b are formed to be connected to an external substrate such as the like.

삽입부(11a)와 연결핀(11b)사이에 외부 기판과의 원활한 접속을 위하여 탄성부(11c)가 마련될 수 있다.An elastic portion 11c may be provided between the insertion portion 11a and the connection pin 11b for smooth connection with an external substrate.

탄성지지부(12)는 접촉 팁(13)이 피검사체(미도시)와 접촉시 기저부(11)로부 터 탄성을 가짐으로써 피검사체(미도시)에 접촉력을 증가시키면서 접촉으로 인한 손상을 방지하기 위하여 기저부(11)와 접촉 팁(13)과의 사이에 굴곡된 형태로 형성되어 완충작용을 한다. The elastic support 12 has elasticity from the base 11 when the contact tip 13 is in contact with the object under test (not shown) to prevent damage due to contact while increasing the contact force to the object under test (not shown). It is formed in a curved form between the base portion 11 and the contact tip 13 to buffer.

탄성지지부(12)는 일예로, 접촉 팁(13)에 수직으로 길게 연장된 바 부분(12a)과, 바 부분(12a)으로부터 연장 형성되어 기저부(11)에 S자 형태로 연결된 굴곡 부분(12b)으로 구성된다. 이 때, 탄성지지부(12)의 굴곡부분(12b)은 응력분산부(14)를 통해서 기저부(11)에 추가로 연결된다.The elastic support 12 is, for example, a bar portion 12a extending perpendicularly to the contact tip 13 and a curved portion 12b extending from the bar portion 12a and connected to the base portion 11 in an S shape. It is composed of At this time, the bent portion 12b of the elastic support 12 is further connected to the base 11 through the stress distribution 14.

응력분산부(14)는 탄성지지부(12)와 기저부(11)를 추가로 연결시킴으로써 접촉 팁(11)에 가해지는 응력을 분산시킨다.The stress distribution part 14 distributes the stress applied to the contact tip 11 by further connecting the elastic support part 12 and the base part 11.

접촉 팁(13)은 콘택 타겟인 피검사체인 LCD 디바이스 또는 웨이퍼 칩의 패드에 접촉되고, 이 때, 탄성지지부(12)에 의해 탄성을 가지면서 피검사체에 접촉된다. The contact tip 13 is in contact with a pad of an LCD device or a wafer chip, which is a target under test, which is a contact target, and at this time, the elastic tip 12 is in contact with the object under test while being elastic.

접촉 팁(13)은 피검사체에 접촉되는 끝단이 평탄화된 면을 가지거나 피라미드 구조와 같이 예각 또는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.The contact tip 13 may be formed such that an end contacting the object under test has a flattened surface or has an acute angle or curvature such as a pyramid structure.

이와 같은 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브(10)는, 측정 타겟인 피검사체와 접촉시 발생하는 접촉력, 최대 탄성 변형량, 피검사체를 수평방향으로 긁는 스크럽 사이즈(scrub size), 내마모성, 피검사체와 접촉시 발생하는 접촉저항, RF 신호 전달시 발생되는 딜레이(delay) 등이 피검사체의 정확한 검사를 위한 중요한 요인으로 작용하고 있다.The probe 10 of the probe card according to the related art has a contact force, a maximum elastic deformation amount, a scrub size that scratches the test object in a horizontal direction, abrasion resistance, and the test object. The contact resistance that occurs when contacting with and the delay that occurs when transmitting RF signal is an important factor for accurate inspection of the subject.

그러나, 종래의 기술에 따른 프로브 카드의 프로브(10)는 도 3에 도시된 바 와 같이, 피검사체와의 접촉시 접촉 팁(13)이 눌려져서 탄성지지부(12)상의 일정 부분을 중심으로 회전하게 되며, 접촉 팁(13)의 최대 탄성 변형량(E)에서 피검사체를 수평방향으로 긁는 범위를 나타내는 스크럽 사이즈(scrub size)(S)가 증가하여 피검사체에 스크래치를 유발시킴은 물론 접촉 팁(13)이 피검사체의 접촉 범위를 벗어나서 정확한 검사를 어렵게 하는 문제점을 가지고 있었다.However, as shown in FIG. 3, the probe 10 of the probe card according to the related art is rotated about a predetermined portion on the elastic support 12 by pressing the contact tip 13 when contacting the object under test. In the maximum elastic deformation amount (E) of the contact tip 13, the scrub size (S) representing a range in which the subject is scratched in the horizontal direction is increased to cause scratches on the subject, as well as the contact tip ( 13) it had a problem that it was difficult to make an accurate inspection beyond the contact range of the subject.

이러한 문제점을 극복하기 위해서 프로브 카드의 프로브(10)의 스크럽 사이즈를 포함하는 기계적인 특성을 제어하는 경우 프로브(10)의 디자인에서 각 변수들이 서로 영향을 주어 각각의 값을 독립적으로 제어하여야 하기 때문에 다른 문제점을 유발시키게 된다. 즉, 프로브(10)의 스크럽 사이즈를 줄이기 위하여 프로브(10)를 새로이 디자인할 경우 접촉력은 증가하게 되고, 이로 인해 접촉 팁(13)이 피검사체에 과도한 하중을 가하여 손상을 입을 뿐만 아니라 탄성지지부(12) 등에 응력이 집중되어 회복이 어려울 정도로 변형을 초래하는 다른 문제점을 유발시킬 수 있다. 또한, 프로브(10)의 접촉력을 낮추기 위해서 프로브의 길이를 늘리면 스크럽 사이즈가 증가하게 되는 문제점을 발생시킨다.In order to overcome this problem, when controlling the mechanical characteristics including the scrub size of the probe 10 of the probe card, each variable in the design of the probe 10 must influence each other and control each value independently. It will cause other problems. That is, when the probe 10 is newly designed to reduce the scrub size of the probe 10, the contact force is increased, which causes the contact tip 13 to apply excessive load to the object to be inspected and to damage the elastic support. 12) Concentration of stress on the back can cause other problems causing deformation to the extent that recovery is difficult. In addition, increasing the length of the probe in order to lower the contact force of the probe 10 causes a problem that the scrub size increases.

그러므로, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 프로브(10)의 접촉력과 스크럽 사이즈의 제어를 서로 분리시킬 수 있는 프로브(10) 구조의 개발이 필요하게 되었다.Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to develop a probe 10 structure capable of separating the contact force and the scrub size control of the probe 10 from each other.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 접촉 팁의 접촉력에 영향을 주지 않고서 스크럽 사이즈를 최소화할 수 있도록 함으로써 접촉 팁이 피검사체에 과도한 하중을 가함으로써 손상을 입게 되는 것을 방지하며, 접촉 팁이 피검사체를 가압하더라도 피검사체의 접촉 범위에 머물도록 하여 피검사체에 대한 정확한 검사가 이루어지도록 하는 프로브 카드의 프로브를 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to minimize the scrub size without affecting the contact force of the contact tip in order to solve the problems of the prior art as described above to prevent the contact tip from being damaged by applying excessive load to the subject. The present invention provides a probe of a probe card that allows an accurate inspection of a subject to be performed by keeping the contact tip within the contact range of the subject even when the contact tip pressurizes the subject.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 프로브 카드의 프로브에 있어서, 프로브 카드의 콘택홀내에 외부 기판과의 연결을 위해 일측이 삽입됨으로써 프로브 카드상에 안착되는 기저부와, 기저부로부터 돌출되도록 형성되는 탄성지지부와, 탄성지지부에 일체로 형성되어 탄성 지지되며, 피검사체에 접촉되는 접촉 팁과, 접촉 팁이 피검사체와의 접촉에 의해 눌러졌을 때 접촉 팁에 틸팅을 억제하도록 반발력을 제공하는 틸팅방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the probe of the probe card, is formed so as to protrude from the base and the base seated on the probe card by inserting one side for connection with the external substrate in the contact hole of the probe card An anti-tilting prevention that is formed integrally with the elastic support portion, the elastic support portion is elastically supported, and provides a repelling force to suppress the tilting of the contact tip that is in contact with the inspected object and the contact tip when the contact tip is pressed by contact with the inspected object. It is characterized by including a wealth.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브를 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브(100)는 프로브 카드상에 안착되는 기저부(110)와, 기저부(110)로부터 돌출되도록 형성되는 탄성지지부(120)와, 탄성지지부(120)에 일체로 형성되어 탄성 지지되는 접촉 팁(130)과, 접촉 팁(130)의 틸팅(tilting)을 억제하도록 반발력을 제공하는 틸팅방지부(140)를 포함한다.Figure 4 is a side view showing the probe of the probe card according to the present invention. As shown, the probe 100 of the probe card according to the present invention is the base portion 110 that is seated on the probe card, the elastic support portion 120 is formed to protrude from the base portion 110, the elastic support portion 120 It is formed integrally with the contact tip 130 is elastically supported, and the tilting prevention portion 140 to provide a repulsive force to suppress the tilting (tilting) of the contact tip 130.

본 발명에 따른 프로브(100)는 전기가 통하는 금속 등과 같은 도전성 재질로 형성되고, 피검사체와 반도체 소자의 검사장비간의 접속을 위하여 콘택홀(21; 도 1에 도시)이 형성되는 프로브 카드, 구체적으로는 프로브 카드의 콘택 기판(20; 도 1에 도시)에서 수직방향으로 관통하도록 다수개의 콘택홀(21; 도 1에 도시)이 형성됨과 아울러 지지 기판(25; 도 1에 도시)이 하면에 부착되어 강성이 보강되는 단층 또는 다층의 실리콘 기판(23)상에 설치된다.The probe 100 according to the present invention is formed of a conductive material such as an electrically conductive metal, a probe card in which a contact hole 21 (shown in FIG. 1) is formed for connection between an inspection object and an inspection device of a semiconductor device. For example, a plurality of contact holes 21 (shown in FIG. 1) are formed to penetrate in the vertical direction from the contact substrate 20 (shown in FIG. 1) of the probe card, and the support substrate 25 (shown in FIG. 1) has a lower surface. It is installed on the single or multilayer silicon substrate 23 that is attached and reinforced with rigidity.

기저부(110)는 프로브 카드의 실리콘 기판(23)상에 안착되어 프로브(100)가 Z축(도 1에 도시) 방향으로 정렬되도록 하고, 하면에 실리콘 기판(23)상에 형성되는 콘택홀(21; 도 1에 도시)내에 삽입되도록 삽입부(111)가 일체로 형성되며, 삽입부(111) 끝단에 반도체 소자의 검사장비에 접속되도록 MLC(Multi Layer Ceramic) 기판 또는 기타 기판(미도시) 등과 같은 외부 기판에 연결되기 위하여 연결핀(112)이 형성된다. The base 110 is seated on the silicon substrate 23 of the probe card so that the probe 100 is aligned in the Z-axis direction (shown in FIG. 1), and a contact hole formed on the silicon substrate 23 on the bottom surface thereof ( 21; the insertion part 111 is integrally formed to be inserted into the insertion part, and the MLC (Multi Layer Ceramic) substrate or other substrate (not shown) is connected to the inspection equipment of the semiconductor device at the end of the insertion part 111. Connection pins 112 are formed to be connected to an external substrate such as the like.

MLC 기판 등과 같은 외부 기판은 포고 핀(pogo pin) 등의 연결 핀을 이용하여 반도체 소자의 검사장비에 마련된 인쇄회로기판(PCB)과도 연결될 수 있다. An external substrate such as an MLC substrate may also be connected to a printed circuit board (PCB) provided in an inspection apparatus of a semiconductor device by using a connection pin such as a pogo pin.

기저부(110)는 삽입부(111)와 연결핀(112)사이에 외부 기판과의 원활한 접속을 위하여 탄성부(113)가 마련될 수 있다. 또한, 기저부(110)는 프로브 카드의 실리콘 기판(23)에 형성되는 다수의 콘택홀(21; 도 1에 도시)중 어느 하나에 삽입됨으로써 실리콘 기판(23)상에 Y축 방향(도 1에 도시)으로 정렬되도록 하면에 삽입부(111)와는 별개인 정렬핀(미도시)이 형성될 수 있다.The base portion 110 may be provided with an elastic portion 113 for smooth connection with the external substrate between the insertion portion 111 and the connecting pin 112. In addition, the base 110 is inserted into any one of a plurality of contact holes 21 (shown in FIG. 1) formed in the silicon substrate 23 of the probe card, so that the base portion 110 is in the Y-axis direction (see FIG. 1). Alignment pins (not shown) separate from the insertion portion 111 may be formed on the lower surface of the alignment pins.

탄성지지부(120)는 접촉 팁(130)이 피검사체(미도시)와 접촉시 기저부(110)로부터 탄성을 가짐으로써 피검사체(미도시)에 접촉력을 증가시키면서 접촉으로 인 한 손상을 방지하기 위하여 탄성을 가지는 구조로 형성되며, 접촉 팁(130)에 가해지는 하중에 대한 완충작용을 한다.The elastic support portion 120 has elasticity from the base portion 110 when the contact tip 130 is in contact with the inspected object (not shown) to increase the contact force on the inspected object (not shown) while preventing contact damage. It is formed of a structure having elasticity, and acts as a buffer against the load applied to the contact tip 130.

탄성지지부(120)는 곡선으로 형성되거나, 곡선과 직선의 조합으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서처럼 외팔보 형식과 같이 직선과 직선의 조합으로 형성될 수 있다. 즉, 탄성지지부(120)는 본 실시예에서 기저부(110)상에 수직되게 형성되는 수직지지부(121)와 수직지지부(121)의 상단에 수평되게 연결되어 접촉 팁(130)의 측부에 일체로 연결되는 수평지지부(122)로 이루어져서 "ㄱ"자 형상을 가진다.The elastic support part 120 may be formed in a curved line, or may be formed in a combination of a curve and a straight line, and may be formed in a combination of a straight line and a straight line as in the cantilever type as in the present embodiment. That is, the elastic support part 120 is horizontally connected to the upper end of the vertical support part 121 and the vertical support part 121 formed vertically on the base part 110 in the present embodiment, integrally on the side of the contact tip 130. Consisting of the horizontal support portion 122 is connected to have a "-" shape.

접촉 팁(130)은 탄성지지부(120)에 연결됨으로써 탄성 지지되고, 이로 인해 탄성을 가지면서 콘택 타겟인 피검사체인 LCD 디바이스 또는 웨이퍼 칩의 패드에 접촉된다.The contact tip 130 is elastically supported by being connected to the elastic support 120, thereby contacting the pad of the LCD device or wafer chip, which is an inspection target that is elastic and has a contact target.

접촉 팁(130)은 피검사체에 접촉되는 끝단이 평탄화된 면을 가지거나 피라미드 구조와 같이 예각 또는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.The contact tip 130 may be formed such that an end contacting the object under test has a flattened surface or has an acute angle or curvature such as a pyramid structure.

틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)이 피검사체와의 접촉에 의해 눌러졌을 때 접촉 팁(130)에 틸팅을 억제하도록 반발력을 제공한다.The tilt prevention part 140 provides a repulsive force to suppress the tilting of the contact tip 130 when the contact tip 130 is pressed by the contact with the test subject.

틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)이 피검사체와 접촉됨으로써 누름을 당할 경우 탄성지지부(120)로부터 회전을 일으키지 않도록 접촉 팁(130)과 기저부(110)를 서로 일체로 연결시킴과 아울러 접촉 팁(130)의 길이방향으로 반발력 내지 탄성력을 제공한다. 즉 틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)이 눌려졌을 때 탄성력에 의해 접촉 팁(130)의 수직이동은 가이드하되 수평이동은 최대한 억제시킴으로써 접촉 팁(130)이 회전을 일으켜서 틸팅되는 것을 방지한다.The tilting prevention part 140 connects the contact tip 130 and the base 110 integrally with each other so as not to cause rotation from the elastic support part 120 when the contact tip 130 is pressed by being in contact with the subject. Provides a repulsive force to an elastic force in the longitudinal direction of the contact tip 130. That is, the tilt prevention part 140 guides the vertical movement of the contact tip 130 by the elastic force when the contact tip 130 is pressed, but prevents the horizontal movement of the contact tip 130 by tilting by restraining the horizontal movement as much as possible. do.

틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)이 회전을 일으키는 것을 방지하는데 유리하도록 상단이 접촉 팁(130)의 측부에 연결되는 탄성지지부(120)의 끝단으로부터 이격되는 접촉 팁(130)상의 일정 위치, 바람직하게는 하단에 연결된다.The anti-tilting portion 140 is fixed on the contact tip 130 spaced apart from the end of the elastic support 120, the upper end of which is connected to the side of the contact tip 130, so as to advantageously prevent the contact tip 130 from causing rotation. Location, preferably at the bottom.

틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)과 기저부(110)상에 상단과 하단이 각각 연결되는 "⊃"자 형상의 스프링인 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 팁(130)의 수직이동만을 가이드하게 된다. Tilting prevention portion 140 is preferably a "⊃" shaped spring is connected to the upper and lower ends on the contact tip 130 and the base 110, respectively. Therefore, only the vertical movement of the contact tip 130 is guided.

한편, 틸팅방지부(140)는 기저부(110)로부터 상방으로 이격되도록 연결됨으로써 압축과 복원시 기저부(110)와의 간섭을 최소화함과 아울러 기저부(110)상의 작용점 변경을 통한 프로브(100)의 스크럽 사이즈 변경설계를 용이하게 하도록 하단에 수직되게 연장 형성되어 기저부(110)상에 일체로 연결되는 이격지지부(141)가 형성된다.Meanwhile, the tilting prevention part 140 is connected to be spaced upwardly from the base part 110 to minimize the interference with the base part 110 during compression and restoration, and also to scrub the probe 100 by changing the operating point on the base part 110. A spaced apart support 141 is formed to extend perpendicular to the bottom to facilitate the resizing design and is integrally connected to the base 110.

도 6a 내지 도 6i는 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브를 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 이러한 도면을 참조하여 MEMS(MicroElectric Mechanical System) 방식에 의한 본 발명의 프로브 카드의 프로브(100) 제조방법을 설명하면 다음과 같다.6A to 6I are process flowcharts for explaining a method for manufacturing a probe of a probe card according to the present invention. Referring to the drawings will be described a method for manufacturing a probe 100 of the probe card of the present invention by the MEMS (MicroElectric Mechanical System) method as follows.

도 6a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판으로서 100방향의 실리콘 기판(30)위에 물리기상증착법(PVD : Phisycal Vapor Deposition) 또는 증발기(evaporator)에 의해 도전층(32)으로서 Ni 등의 금속, 또는 금속 합금을 형성한다.As shown in FIG. 6A, a metal such as Ni, or a metal, as the conductive layer 32 is formed by a physical vapor deposition (PVD: Phisycal Vapor Deposition) or evaporator on the silicon substrate 30 in the 100 direction as the semiconductor substrate. Forms an alloy.

도 6b에 도시된 바와 같이, 스핀 코팅(spin coating) 방식으로 도전층(32) 위에 포토레지스트층(34)을 도포한다.As shown in FIG. 6B, the photoresist layer 34 is coated on the conductive layer 32 by spin coating.

도 6c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(34) 위에 프로브 패턴이 정의된 마스크(36)를 실리콘 기판(30)의 100방향으로 정렬시키고, 자외선 노광 장치 등을 이용하여 포토레지스트층(34)을 노광한다. 이 때 마스크(36)에는 프로브가 다수개 어레이 단위로 구성되어 있으며 각 프로브는 하나의 어레이에 함께 연결된 프로브 패턴(37)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 6C, the mask 36 having the probe pattern defined on the photoresist layer 34 is aligned in the 100 direction of the silicon substrate 30, and the photoresist layer 34 is formed using an ultraviolet exposure apparatus or the like. Is exposed. In this case, the mask 36 includes a plurality of probes in an array unit, and each probe has a probe pattern 37 connected to one array.

도 6d에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트층(34)에 현상 공정을 진행하여 마스크의 프로브 패턴에 따라 포토레지스트층을 패터닝(34a)한다. As shown in FIG. 6D, a development process is performed on the exposed photoresist layer 34 to pattern the photoresist layer 34a according to a probe pattern of a mask.

그런 다음 도 6e에 도시된 바와 같이, 도금 공정 등을 진행하여 포토레지스트 패턴(34a)에 의해 오픈된 도전층(32) 상부에 Ni, NiCo, NiFe 등의 금속 또는 금속 합금을 도금하여 다수개의 어레이로 구성된 프로브 구조물(38)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 6E, a plating process or the like is performed to plate a metal or metal alloy such as Ni, NiCo, NiFe, or the like on the conductive layer 32 opened by the photoresist pattern 34a. To form a probe structure 38 consisting of.

도금 공정을 진행한 후에 프로브 구조물(38) 표면을 화학적기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 평탄화한다.After the plating process, the surface of the probe structure 38 is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

도 6f 및 도 6g에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정 또는 습식 제거 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴(34a)을 제거한 후에, 제 1 습식 식각 공정을 이용하여 실리콘 기판(30)을 제거한다. 그러면 다수개의 어레이로 구성된 프로브 구조물(38)과 그 아래의 도전층(32)만 남고 실리콘 기판은 제거된다.6F and 6G, after the ashing process or the wet removal process is performed to remove the photoresist pattern 34a, the silicon substrate 30 is removed using the first wet etching process. This leaves only the probe structure 38 consisting of a plurality of arrays and the conductive layer 32 below and the silicon substrate.

계속해서 도 6h에 도시된 바와 같이, 제 2 습식 식각 공정을 진행하여 다수개의 어레이로 구성된 프로브 구조물(38)로부터 도전층(32)을 제거한 후에, 다수개의 어레이로 연결된 프로브 구조물(38)을 각각의 어레이별로 분리한다. 이 때, 각 어레이로 분리된 프로브 구조물(38)은 연결된 상태에서 습식 식각방법, 또는 기계 적 연마방법등을 이용하여 2차원적인 접촉 팁의 끝단을 피라미드 형태로 가공할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 6H, after the second wet etching process is performed to remove the conductive layer 32 from the plurality of array probe structures 38, each of the probe structures 38 connected in the plurality of arrays may be removed. Separate by array. At this time, the probe structure 38 separated into each array can be processed into a pyramid shape by the end of the two-dimensional contact tip using a wet etching method or a mechanical polishing method in a connected state.

그런 다음, 도 6i에 도시된 바와 같이 각각의 어레이에서 각 프로브(100)를 커터기(cutter) 등으로 하나씩 절단하여 서로 분리시킴으로써 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브(100)가 완성된다. Then, as shown in FIG. 6I, each probe 100 in each array is cut one by one with a cutter or the like and separated from each other, thereby completing the probe 100 of the probe card according to the present invention.

프로브 구조물(38)의 형성시 도전층을 형성하고 포토레지스트를 패터닝한 후에 도금 공정으로 이러한 프로브 구조물(38)을 형성하였지만, 도전층 및 포토레지스트 패턴을 형성한 후에 식각 공정으로 도전층을 패터닝하여 프로브 구조물을 형성할 수도 있다.Although the probe structure 38 was formed by the plating process after the conductive layer was formed and the photoresist was formed during the formation of the probe structure 38, the conductive layer was patterned by the etching process after the conductive layer and the photoresist pattern were formed. Probe structures may also be formed.

한편, 실리콘 산화막(SiO2) 등의 희생층 증착 공정을 사용하지 않고 실리콘 기판을 사용하기 때문에 종래 프로브 제조를 위한 희생층 제거 공정시 프로브의 도전층 재질(예를 들어, Ni 등)이 희생층 제거용 식각 용액과 반응하여 발생하는 프로브의 식각 손실을 최소화할 수 있다.On the other hand, since the silicon substrate is used without using a sacrificial layer deposition process such as silicon oxide (SiO 2), the conductive layer material (for example, Ni, etc.) of the probe is removed during the sacrificial layer removal process for manufacturing a conventional probe. It is possible to minimize the etching loss of the probe generated by reacting with the etchant solution.

그리고, 마스크(36)를 실리콘 기판(30)의 100방향에 맞추어 정렬시키고, 노광 공정을 진행하여 프로브 패턴 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 실리콘 기판은 방향성에 따라 식각 속도의 차이가 크기 때문에 접촉 팁 방향을 실리콘 기판의 식각 속도가 빠른 100 방향으로 맞추도록 마스크를 정렬함으로써 프로브 도전층 하부의 실리콘 기판을 식각할 때 접촉 팁 부분에서의 실리콘 기판의 식각 속도를 높여 공정시간을 단축시킬 수 있고, 접촉 팁 부분에서의 실리콘 식각 불량을 방지할 수 있다.Then, the mask 36 is aligned with the 100 direction of the silicon substrate 30, and an exposure process is performed to form a photoresist pattern defining a probe pattern region. Since the silicon substrate has a large difference in etching speed depending on the orientation, the silicon at the contact tip portion is etched when the silicon substrate under the probe conductive layer is etched by aligning the mask to align the contact tip direction to the 100 direction in which the etching speed of the silicon substrate is high. It is possible to shorten the process time by increasing the etching rate of the substrate, and to prevent silicon etching defects at the contact tip portion.

이와 같은 구조로 이루어진 프로브 카드의 프로브의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the probe of the probe card having such a structure is performed as follows.

LDC 디바이스 또는 웨이퍼 칩의 패드 등과 같은 피검사체에 접촉 팁(130)을 접속시키면 접촉 팁(130)은 탄성지지부(120)와 틸팅방지부(140)에 의해 탄성을 가지도록 눌려지고, 이 때, 접촉 팁(130)이 탄성지지부(120)의 일정 부위로부터 회전을 일으키려는 움직임에 대하여 틸팅방지부(140)는 접촉 팁(130)과의 연결부위가 수평방향으로 이동하는 것을 최대한 억제시키면서 수직방향으로 이동을 가이드하도록 반발 스프링 역할을 하게 된다. 따라서, 접촉 팁(130)은 도 5에 도시된 바와 같이, 틸팅방지부(140)에 의해 회전을 일으킴으로써 틸팅되는 것을 방지하여 스크럽(scrub) 발생을 최소화시킨다.When the contact tip 130 is connected to an object under test, such as a pad of an LDC device or a wafer chip, the contact tip 130 is pressed to have elasticity by the elastic support part 120 and the tilt prevention part 140. With respect to the movement of the contact tip 130 to cause rotation from a certain portion of the elastic support 120, the tilting prevention portion 140 is to minimize the movement of the connection portion with the contact tip 130 in the horizontal direction in the vertical direction It will act as a spring for guiding movement. Accordingly, the contact tip 130 is prevented from being tilted by causing the rotation by the tilt preventing portion 140, as shown in Figure 5 to minimize the scrub (scrub) generation.

이와 같이, 접촉 팁(130)에 의한 스크럽의 발생 형태가 접촉 팁(130)의 회전을 주요 원인으로 작용하기 때문에 접촉 팁(130)이 피검사체에 의해 눌려졌을 때 접촉 팁(130)에서 피검사체에 눌려지는 끝단이 회전하면서 심한 스크럽을 유발시키는 것을 틸팅방지부(140)에 의해 수직방향으로만 반발력이 작용하게 됨으로써 접촉 팁(130)은 틸팅이 억제되어 수직 이동은 가능하되, 수평이동은 미세하게 되어 스크럽 사이즈(S)가 최소화된다.In this way, since the occurrence form of the scrub by the contact tip 130 acts mainly as the rotation of the contact tip 130, when the contact tip 130 is pressed by the object under test, the object under test 130 is inspected. Repulsive force acts only in the vertical direction by the tilting prevention part 140 to cause severe scrub while rotating the end pressed on the contact tip 130, the tilting is suppressed, vertical movement is possible, but the horizontal movement is fine. The scrub size S is minimized.

이러한 접촉 팁(130)의 스크럽 사이즈(S)는 탄성지지부(120)와 틸팅방지부(140)간의 탄성비 또는 틸팅방지부(140)의 이격지지부(142) 위치에 의해서 용이하게 조절될 수 있다.The scrub size S of the contact tip 130 may be easily adjusted by the elastic ratio between the elastic support 120 and the tilt prevention part 140 or the position of the spaced apart support part 142 of the tilt prevention part 140. .

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브는 접촉 팁의 접촉력에 영향을 주지 않고서 스크럽 사이즈를 최소화할 수 있도록 함으로써 접촉 팁이 피검사체에 과도한 하중을 가함으로써 손상을 입게 되는 것을 방지하며, 접촉 팁이 피검사체를 가압하더라도 피검사체의 접촉 범위에 머물도록 하여 피검사체에 대한 정확한 검사가 이루어지도록 하는 효과를 가지고 있다. As described above, the probe of the probe card according to the present invention can minimize the scrub size without affecting the contact force of the contact tip, thereby preventing the contact tip from being damaged by applying excessive load to the inspected object, Even if the contact tip pressurizes the subject, the test tip stays in the contact range of the subject to have an accurate inspection of the subject.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 프로브 카드의 프로브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the probe of the probe card according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the subject matter of the present invention as claimed in the following claims Without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that any person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications can be made.

Claims (4)

프로브 카드의 프로브에 있어서,In the probe of the probe card, 상기 프로브 카드의 콘택홀내에 외부 기판과의 연결을 위해 일측이 삽입됨으로써 상기 프로브 카드상에 안착되는 기저부와,A base portion seated on the probe card by inserting one side into the contact hole of the probe card for connection with an external substrate; 상기 기저부로부터 돌출되도록 형성되는 탄성지지부와,An elastic support formed to protrude from the base, 상기 탄성지지부에 일체로 형성되어 탄성 지지되며, 피검사체에 접촉되는 접촉 팁과,A contact tip formed integrally with the elastic support part to be elastically supported and in contact with the inspected object; 상기 접촉 팁이 피검사체와의 접촉에 의해 눌러졌을 때 상기 접촉 팁에 틸팅을 억제하도록 반발력을 제공하는 틸팅방지부Tilting prevention part that provides a repulsive force to suppress the tilting on the contact tip when the contact tip is pressed by the contact with the test object 를 포함하는 프로브 카드의 프로브.Probe of the probe card comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 틸팅방지부는,The tilting prevention portion, 상기 접촉 팁이 눌려져서 회전하는 것을 억제하도록 상기 접촉 팁과 상기 기저부를 서로 일체로 연결시킴과 아울러 상기 접촉 팁의 길이방향으로 반발력을 제공하는 것Connecting the contact tip and the base integrally with each other to prevent the contact tip from being pressed and rotating and providing a repulsive force in the longitudinal direction of the contact tip 을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브.Probe of the probe card, characterized in that. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 and 2, 상기 틸팅방지부는,The tilting prevention portion, 상기 접촉 팁과 상기 기저부상에 상단과 하단이 각각 연결되는 "⊃"자 형상의 스프링인 것A spring of "⊃" shape on the contact tip and on the base part of which upper and lower ends are respectively connected 을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브.Probe of the probe card, characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 틸팅방지부는The tilting prevention part 상기 기저부로부터 이격되도록 연결되기 위한 이격지지부가 하단에 일체로 형성되는 것Spaced support portion for being connected to be spaced apart from the base is integrally formed at the bottom 을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브.Probe of the probe card, characterized in that.
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