KR100799237B1 - 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자 검사장치로 사용되는 프로브핀의 내구성 증대와 교체작업을 용이하게 함과 동시에 정열기판에 신속하고 용이하게 조립할 수 있도록 한 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체에 관한 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 빔부와 지지부 및 연결부로 구성된 상부프로브핀과; 상기 상부프로브핀을 등간격으로 고정배열하는 정열부재와; 상기 정열부재의 저면에 일체로 접합되는 회로기판블록과; 상기 회로기판의 저면에 등간격으로 고정배열되어 상부프로브핀과 전기적 신호가 도통되는 하부프로브핀으로 구성된 것이다.

상부프로브핀, 하부프로브핀

Description

웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체{Advanced probe pin and probe pin bar assembly}

도 1은 본 발명의 분해사시도

도 2는 본 발명의 회로기판블록의 저면구성상태를 예시한 사시도

도 3은 도 1의 상부정열부재와 회로기판블록을 결합한 상태의 종단면도

도 4는 도 1을 결합한 상태의 종단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 분해사시도

도 6은 도 5의 기판블록의 사시도

도 7은 도 5를 결합한 상태의 종단면도

도 8은 본 발명의 또다른 실시예를 예시한 분해사시도

도 9는 본 발명의 또다른 실시예를 예시한 분해사시도

도 10은 종래 프로브핀의 구성상태를 예시한 정면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호>

1: 빔부 3: 연결부 5: 상부프로브핀 6: 삽입홈

7: 정열돌기 8: 정열판 9: 지지판 10: 상부정열부재

11: 요홈 13: 슬릿홈 15: 회로기판블록 16: 연결부

17: 지지부 20: 하부프로브핀 30: 상부정열부재

35: 상부프로브핀 40: 회로기판블록 45: 하부프로브핀

본 발명은 반도체소자 검사장치로 사용되는 프로브핀의 내구성 증대와 교체작업을 용이하게 함과 아울러 정열기판에 신속하고 용이하게 조립할 수 있도록 한 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 반도체칩은 통상적으로 실리콘 기판상에 포토리소그래피공정, 산화공정, 확산공정, 식각공정 및 금속증착공정 등의 일련의 반도체 제조공정을 수행함으로서 구현되며, 실리콘기판상에 구현된 반도체칩은 EDS(Electrical Die Sorting)공정을 거쳐서 정상칩과 불량칩으로 선별하여 정상칩만이 패키징되는 것이다.

또한 반도체칩으로 공급되는 KGD(Known Good Die)는 EDS 검사시 상온온도와 저온온도 검사가 진행되어 정상칩만이 판매되는 것이다.

상기 EDS공정은 프로브카드(Probe Card)의 침부를 반도체칩의 전극패드에 접촉시켜 전기적신호를 인가하므로서 전기신호에 대응하는 응답 전기신호를 디텍션(Detection)하여 정상 및 비정상 유무를 확인하는 공정이다.

최근에 IC칩은 회로가공선폭은 나노기술가공으로 협피치화(Fine Pitch)되어 초고집적화되어 감에 따라 전극패드의 수가 급격히 증가하여 이를 검사할 수 있는 다(多)핀화된 프로브헤드가 요구되고, 또한 전극패드 사이즈도 가로 60um 세로 60um으로 점점 축소화가 진행되고 있다.

그러나 종래의 프로브카드는 프로브핀으로 이용되는 텅스텐니들은 와이어로서 굵기가 80um이상이고, 니들선단의 에칭굵기는 30um으로 협피치와 전극패드 사이즈에 대응이 문제가 되고, 또 니들은 수작업으로 제조되기 때문에 프로브카드의 제조비용은 니들수에 비례하여 높아지고, 또한 전체 조립된 수많은 텅스텐 니들의 평탄도, X축, Y축의 정렬이 어려워지고 작업공정이 많아져 반도체칩을 효율적으로 검사하는데 문제가 있는 것이다.

한편, 검사비용의 절약요구에 부응하기 위하여 한번에 웨이퍼상의 IC칩 전체를 동시에 검사할 수 있는 프로브 카드가 요구되고 있다.

예컨대 1장의 8인치 웨이퍼상의 IC칩 전체를 동시에 검사할 수 있는 IC칩은 메모리소자일 경우 수백개의 칩이 배열되어있는 것으로서, 이를 한번에 검사할 수 있는 프로브 카드의 니들의 수는 수천개에서 수만개가 조립된다.

이에 따라 프로브 카드의 제조는 점점더 어려워지고 있고, 협소피치일 경우는 텅스텐니들을 사용할 수 없어 프로브 카드의 프로브핀으로는 사용할 수 없는 것이다.

또한 텅스텐니들을 이용한 프로브 카드에 있어서, 적정한 침압을 확보하기 위하여 니들의 길이를 짧게하는 것은 한계가 있는 것으로서, 이는 니들의 영률이나 조립 등에 기인하는 것이다.

고속반도체메모리의 검사시에 고주파 특성에 텅스텐 니들의 길이가 영향을 미치게되므로서 기대하는 검사결과를 얻을 수 없게 될 우려가 있는 것이다.

다른 한편으로는 도 10에 도시하고 있는 바와 같이, 단일 재질로된 단층의 금속박판을 식각하여 희망하는 형상으로 성형된 구조로 이루어진 프로브핀이 제안되어있다.

이러한 금속박판 프로브핀은 금속박판 두께를 얇게하고 정밀하게 식각하는데 문제점이 있었다.

또한 금속박판 프로브핀은 침부가 반도체칩의 금속패드에 침부가 접촉시 빔부와 곡선부에 응력이 집중적으로 발생하여 프로브핀이 파괴되는 문제점이 있었다.

또 프로브핀이 상측과 몸체부 하측으로 일체형으로 되어있어 정밀한 포지션으로 삽입하고져하는 좌표에 조립이 어렵고 파손된 프로브핀의 교체가 어렵다고 하는 등의 문제점이 내재되어 있는 것이다.

본 발명은 상기의 종래기술에서 문제점으로 지적되고 있는 사항을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명은 프로브핀을 웨이퍼에 접촉하는 상부프로브핀과 인쇄회로기판을 접합하는 하부프로브핀으로 분리하여 안정된 접촉과 정밀한 조립을 행할 수 있도록 한 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체를 제공하는데 주목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 MEMS공정을 이용하여 산화막공정(CVD), 포토리소그래피공정, 식각공정, 금속증착공정, 평탄화공정(CMP), 세척공정 또는 산화막공정, 포토리소그래피공정, 식각공정, 도금공정(Electro Plating or Electroless Plating)과 평탄화공정, 세척공정 등을 이용하여 프로브 카드의 프로브핀 조건에 가장 부합되는 가장 우수한 금속재질을 선정하여 미세하고 균일하고 희망하는 형상의 프로브핀을 제조하는 것이다.
프로브핀바의 조립체는 회로기판블록과 기판블록으로 성형할 수 있으며, 회로기판블록은 다층으로된 회로기판으로 재질은 세라믹이나 인쇄회로기판 제조용 재질로 선정할 수 있으며, 기판블록은 세라믹판, 탄화규소판, 노비나이트 중에서 선정하여 외표면에 절연막을 코팅할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 정열기판을 이용하여 수천에서 수만개의 프로브핀을 X축, Y축의 포지션 정렬 정밀도를 전극패드중심의 25%이내에 위치시키고 Z축 평탄도를 +-10um 이내로 조립할 수 있도록 한 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체를 제공하는데 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프로브핀의 빔부에 발생되는 탄성응력을 분산하기위해 빔부의 상,하부에 가시형상의 탄성흡수부를 부가하여 접촉안정성을 증대시킨 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용도중에 프로브핀이 파손되는 경우에 이를 신속하게 교환할 수 있는 구조를 갖는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체를 제공하는데 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전체적인 구성은 빔부와 지지부 및 연결부로 구성된 상부프로브핀과; 상기 상부프로브핀을 등간격으로 고정배열하는 상부정열부재와; 상기 상부정열부재의 저면에 일체로 접합되는 회로기판블록과; 상기 회로기판블록의 저면에 등간격으로 고정배열되어 상부프로브핀과 전기적 신호가 도통되는 하부프로브핀으로 구성된 것이다.

상기 상부프로브핀은 웨이퍼에 접촉되는 침부와, 상,하부의 일단에 사선으로 가시형상의 탄성흡수부를 포함하는 빔부와; 양측에 정합홈이 형성된 지지부와; 상기 지지부의 저면중앙에 일정간격을 갖는 절취부가 형성된 연결부로 구성된 것이다.

또 상기 상부정열부재는 중앙에 형성된 삽입홈의 양측에 정열돌기가 상부로 돌출된 정열판과, 상기 정열판의 저면에 지지판이 일체로 접착되어 외표면에 절연박막을 코팅한 구성으로 이루어진 것이다.

또한 상기 회로기판블록은 내측에는 상부정열부재에 형성된 삽입홈과 동일선상에 통공이 형성되고, 저면의 양측에는 등간격으로 슬릿홈이 형성된 구조로 이루어진 것이다.

그리고 상기 하부프로브핀은 중앙에 절취부가 형성된 연결부의 일측에 고정편이 부가된 지지부와, "ㄷ"자 형상으로 인쇄회로기판의 패드랜드와 접촉되는 접합부로 구성된 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 도 1 내지 도 5에 도시되어있는 바와 같이, 상부프로브핀(5)과, 이 상부프로브핀(5)을 고정하는 상부정열부재(10)와, 상기 상부정열부재(10)와 일체로 접합되는 회로기판블록(15) 및 이 회로기판블록(15)에 고정되는 하부프로브핀(20)으로 구성되어 반도체칩의 이상 여부를 검사하는 용도로 사용되는 것이다.

상기 상부프로브핀(5)은 상부정열부재(10)의 상면에 결합되어 웨이퍼와 접촉되는 것으로서, 이는 빔부(1)와 지지부(2) 및 연결부(3)가 일체로 성형된 구성으로 이루어진 것이다.

상기 빔부(1)는 선단부에 침부(1a)와 가시형상의 탄성흡수부(1b)를 포함하는 것으로서, 이 침부(1a)는 웨이퍼와 접촉되며, 상기 탄성흡수부(1b)는 침부(1a)가 웨이퍼에 접촉되면서 빔부(1)에 가해지는 탄성을 흡수하도록 상,하부에 사선으로 형성한 것으로 내측단부를 원형으로 마감처리하여 내구성을 증대시킨 것이다.

상기 탄성흡수부(1b)는 침부(1a)가 반도체칩의 웨이퍼에 접촉시에 오버드라이브나 침압탄성에 의하여 빔부(1)에 집중적으로 응력이 발생되는데 이때 일부응력을 흡수하게 되는 것이다.

이러한 탄성흡수부(1b)의 갯수는 오버드라이브나 침압에 따라 달리하게 되는 것이다.

또 탄성흡수부(1b)는 프로브 카드가 장착되는 프로버 장비의 프로버 헤드플레이트와 척이 갖고 있는 평탄도로 프로브 카드는 기울기가 발생되는데 300mm사이즈 프로브 헤드는 상기 문제로 중심을 기준으로 좌측이나 우측이 기울기를 갖고 어느 한 측이 웨이퍼에 접촉이 된다.

이때 먼저 접촉하는 면은 접촉마크가 길고 큰 침압이 생기고 나중에 접촉하는 면은 접촉마크가 작고, 적은 침압이 발생한다.

이때 먼저 프로브 헤드가 접촉된 측의 웨이퍼는 더 많은 손상이 발생하는 것을 가시형상의 탄성흡수부(1b)가 이를 예방하게 되는 것이다.

또 지지부(2)는 저면의 양측에 후술하는 상부정열부재(10)를 구성하는 정열판(8)에 형성된 정열돌기(7)에 정합되는 정합홈(2a)이 형성되고, 상면의 일측에는 침부(1a)가 웨이퍼에 접촉시에 과도한 상,하 이동을 제한하기 위한 제한돌기(2b)가 부가된 구성으로 이루어진 것이다.

그리고 지지부(2)의 중앙에는 연결부(3)가 외측으로 길게 연장된 것으로서, 이 연결부(3)는 펜촉형상으로서, 내측의 중앙에는 일정공간부를 유지한 절취부(3a) 가 형성되고, 이 절취부(3a)의 단부는 원으로 마감처리된 것이다.

그리고 상기 상부프로브핀(5)을 배설하는 상부정열부재(10)는 정열판(8)과 지지판(9)으로 구성된 것이다.

상기 정열판(8)은 실리콘판으로 성형되는 것으로 이는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상면에는 등간격으로 다수개의 삽입홈(6)이 형성되고, 이 삽입홈(6)의 양측에는 정열돌기(7)가 형성된 구조로 이루어진 것이다.

상기 삽입홈(6)과 정열돌기(7)는 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 제조하거나, 또는 삽입홈(6)만을 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 처리하고 정열돌기(7)는 별도로 제조하여 접착하는 방법을 채택하여도 무방하다.

한편 정열판(8)의 저면에는 이의 강도를 증대시키기 위하여 일정두께를 갖는 지지판(9)을 일체로 접착한 구성으로 이루어진 것이다.

이와 같이 정열판(8)과 지지판(9)으로 구성된 상부정열부재(10)의 외표면은 실리콘산화막, 실리콘질화막 등의 절연박막을 증착하게되는 것이다.

절연박막증착은 화학기상증착(CVD)공정, 원자층증착(ALD)공정 등으로 희망하는 두께로 증착한 구성으로 이루어진 것이다.

또 상기 상부정열부재(10)와 일체로 접착되는 회로기판블록(15)의 구성은 내측에 형성된 요홈(11)에는 상부정열부재(10)에 형성된 삽입홈(6)과 동일선상에 통공(12)이 형성되고, 이 통공(12)의 양측에는 슬릿홈(13)이 등간격으로 부가된 구조로 이루어진 것이다.

한편 상기 회로기판블록(15)을 구성하는 통공(12)과 슬릿홈(13)에 고정되는 하부프로브핀(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 연결부(16)와 지지부(17) 및 접합부(18)로 구성된다.

상기 연결부(16)은 펜촉형상으로서, 내측의 중앙에는 일정 공간부를 유지한 절취부(16a)가 형성되고, 이 절취부(16a)의 단부는 원으로 마감처리된 것이다.

한편 지지부(17)는 상술한 회로기판블록(15)에 형성된 슬릿홈(13)에 삽입되는 고정편(17a)이 상면의 일측에 부가된 구성으로 이루어진 것이다.

또 지지부(17)의 하부중앙에 위치하는 접합부(18)는 역 "ㄷ"자 형상으로서 외측단부가 인쇄회로기판의 패드랜드에 접촉되는 것이다.

상기와 같이 구성된 상부프로브핀(5)과 하부프로브핀(20)을 상부정열부재(10)와 회로기판블록(15)에 결합하는 상태를 살펴보면 하기와 같다.

즉 상부프로브핀(5)을 구성하는 지지부(2)에 형성된 정합홈(2a)은 상부정열부재(10)를 구성하는 정열돌기(7)와 정합되어 고정되고, 또 지지부(2)의 중앙에 부가되어있는 연결부(3)는 삽입홈(6)에 결합되어 외측단부가 회로기판블록(15)을 구성하는 통공(12)의 중앙지점에 위치하게 된다.

또 하부프로브핀(20)을 구성하는 연결부(16)와 고정편(17a)은 각각 회로기판블럭(15)의 저면에 형성된 통공(12)과 슬릿홈(13)에 삽입되어 고정된다.

이렇게 결합하므로서 도 4에 도시한 바와 같이, 상부프로브핀(5)과 하부프로브핀(20)의 접합이 이루어져 전기가 도통되는 것이다.

<제2실시예>

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 예시한 것으로서, 이는 상부정열부재(30)와, 이 상부정열부재(30)에 고정되는 상부프로브핀(35)과, 회로기판블록(40) 및 상기 회로기판블록(40)에 고정되는 하부프로브핀(45)으로 구성된다.

또한 상부프로브핀(35)을 고정하는 상부정열부재(30)는 실리콘판으로 성형되는 것으로서, 이는 정열판(27)과 지지판(28)을 일체로 접합한 구성으로 이루어진 것이다.

상기 정열판(27)은 양측에 등간격으로 다수개의 삽입홈(27a)이 형성되고, 이 삽입홈(27a)의 양측에는 정열돌기(27b)가 형성된 구조로 이루어진 것이다.

상기 삽입홈(27a)과 정열돌기(27b)는 포토리소그래피공정 또는 식각공정으로 동시에 식각하거나, 또 삽입홈(27a)만을 포토리소그래피공정과 식각공정으로 식각하고, 별도로 성형된 정열돌기(27b)를 접합하는 구조도 채택할 수 있는 것이다.

이러한 정열판(27)은 실리콘산화막, 실리콘질화막과 같은 절연박막이 증착되는 것이다.

상기 절연박막증착은 화학기상증착(CVD)공정, 원자층증착(ALD)공정 등으로 희망하는 두께로 증착하게 되는 것이다.

그리고 상기 정열판(27)의 상면에는 이를 보강하는 지지판(28)이 일체로 접착된 구조로 이루어진 것이다.

상기 지기판(28)은 머신어블세라믹판, 반도체 제조용 수지판, 석영유리판 또는 절연박막이 증착된 실리콘판을 이용할 수 있다.

또한 상부정열부재(30)에 고정되는 상부프로브핀(35)은 빔부(31)와 지지부(32) 및 연결부(33)가 일체로 성형된 구성으로 이루어진 것이다.

상기 빔부(31)는 선단부에 침부(31a)와 가시형상의 탄성흡수부(31b)를 포함하는 것으로서, 침부(31a)는 반도체칩의 웨이퍼에 접촉되고, 탄성흡수부(31b)는 빔부(31)에 가해지는 탄성을 흡수하게되는 것으로서, 이 탄성흡수부(31b)의 구조는 빔부(31)의 상,하부에 사선으로 형성되어 내측단부는 원형으로 마감처리하여 내구성을 증대시킨 것이다.

상기 탄성흡수부(31b)는 침부(31a)가 반도체칩의 웨이퍼에 접촉시에 오버드라이브나 침압탄성에 의하여 빔부(31)와 지지부(32)에 집중적으로 발생되는 응력을 흡수하게 되는 것이다.

이러한 탄성흡수부(31b)의 갯수는 오버드라이브나 침압에 따라 달리하게 되는 것이다.

또 탄성흡수부(31b)는 프로브카드가 장착되는 프로버 장비의 프로버 헤드플레이트와 척이 갖고 있는 평탄도로 프로브카드는 기울기가 발생되는데 300mm사이즈 프로브헤드는 상기 문제로 중심을 기준으로 좌측이나 우측이 기울기를 갖고 어느 한 측이 웨이퍼에 접촉이 된다.

이때 먼저 접촉하는 한 측은 접촉마크가 길고 큰 침압이 생기고 나중에 접촉하는 측은 접촉마크가 작고, 적은 침압이 발생한다.

이때 먼저 프로브헤드가 접촉된 측의 웨이퍼는 더 많은 손상이 생기는 것을 가시형상의 탄성흡수부(31b)가 이를 예방하게 되는 것이다.

또 지지부(32)는 상면의 양측에 후술하는 상부정열부재(30)를 구성하는 정열돌기(27b)에 정합되는 정합홈(32a)이 형성된 것이다.

그리고 지지부(32)의 중앙에는 연결부(33)가 길게 연장된 것으로서, 이 연결부(33)는 대략 "ㄷ"자 형상의 구조를 이루고 있는 것이다.

한편 회로기판블록(40)의 구성은 중앙에는 2줄의 패드랜드(37)가 등간격으로 배설되고, 저면의 양측에는 슬릿홈(38)이 등간격으로 연속해서 배설된 구성으로 이루어진 것이다.

상기 회로기판블록(40)에 고정되는 하부프로브핀(45)의 구성은 도 5에 도시되어있는 바와 같이, 상부연결부(41)와 지지부(42) 및 접합부(43)로 구성된다.

상부연결부(41)는 상술한 회로기판블록(40)에 배설된 패드랜드(37)와 접촉되어 상부프로브핀(35)과 연결되는 것으로서 대략 "ㄷ"형상을 이루고 있다.

또 지지부(42)의 일측에는 회로기판블록(40)에 형성된 슬릿홈(38)에 결합되는 고정편(42a)을 부가하여 견고한 결합을 도모하게 되는 것이다.

지지부(42)의 저면중앙에는 역 "ㄷ"형상의 접합부(43)가 부가되어 인쇄회로기판의 패드랜드에 접촉되는 것이다.

이러한 구성을 갖는 상부정열부재(30)와 상부프로브핀(35) 및 회로기판블록(40)과 하부프로브핀(45)의 조립은 하기와 같이 이루어지는 것이다.

즉 상부프로브핀(35)을 상부정열부재(30)의 하부에서 삽입홈(27a)에 결합되어 빔부(31)가 상부정열부재(30)의 삽입홈(27a)의 외측으로 돌출되게 결합되는 것으로서, 상부프로브핀(35)을 구성하는 정합홈(32a)이 정열돌기(27b)에 정합되어 견고하게 고정되는 것이다.

그리고 회로기판블록(40)을 구성하는 슬릿홈(38)에는 하부프로브핀(45)을 결합하게되는 것으로, 이때 상부연결부(41)가 패드랜드(37)의 상면에 접촉되도록 고정하게 되는 것이다.

이와 같이 상부프로브핀(35)이 고정된 상부정열부재(30)와 하부프로브핀(45)이 고정된 회로기판블록(40)은 고정수단인 볼트(B)를 이용하여 일체로 결합하게 되는 것이다.

이와 같이 결합된 상태에서는 상부프로브핀(35)을 구성하는 연결부(33)와 하부프로브핀(45)을 구성하는 상부연결부(41)가 회로기판블록(40)에 배설된 패드랜드(37)에 접촉되어 상부프로브핀(35)과 하부프로브핀(45)이 도통되어 전기적신호를 주고 받게 되는 것이다.

<제3실시예>

본 발명의 또 다른 실시예는 도 8에 의거하여 설명하면 하기와 같다.

본 실시예의 구성은 상부프로브핀(50)과, 상기 상부프로브핀(50)을 고정하는 기판블록(55) 및 상기 기판블록(55)의 저면에 고정되는 하부프로브핀(60)으로 구성되는 것이다.

상기 상부프로브핀(50)은 기판블록(55)의 상면에 결합되는 것으로서, 이는 빔부(46)와 지지부(48)로 구성된 것이다.

상기 빔부(46)는 선단부에 침부(46a)와 상,하부에 사선으로 형성된 가시형상의 탄성흡수부(46b)를 포함하는 것으로서, 침부(46a)는 반도체칩의 금속패드에 접 촉되고, 탄성흡수부(46b)는 빔부(46)에 가해지는 탄성을 흡수하게되는 것으로서, 이 탄성흡수부(46b)의 내측은 원형으로 마감처리하여 내구성을 증대시킨 것이다.

상기 탄성흡수부(46b)는 침부(46a)가 반도체칩의 웨이퍼에 접촉시에 오버드라이브나 침압의 탄성에 의하여 빔부(46)에 집중적으로 응력이 발생되는데 이때 일부응력을 흡수하게 되는 것이다.

이러한 탄성흡수부(46b)의 갯수는 오버드라이브나 침압에 따라 달리하게 되는 것이다.

또 탄성흡수부(46b)는 프로브카드가 장착되는 프로버 장비의 프로버 헤드플레이트와 척이 갖고 있는 평탄도로 프로브카드는 기울기가 발생되는데 300mm사이즈 프로브헤드는 상기 문제로 중심을 기준으로 좌측이나 우측이 기울기를 갖고 어느 한 측은 접촉마크가 길고, 큰 침압이 발생하고 나중에 접촉하는 면은 접촉마크가 작고 적은 침압이 발생한다.

이때 먼저 프로브헤드가 접촉된 측의 웨이퍼는 더 많은 데미지가 생기는 것을 가시형상의 탄성흡수부가 방지할 수 있는 것이다.

또 상기 빔부(46)의 폭과 두께는 침압에 따라 결정되며, 빔부(46)가 길면 침부가 반도체칩의 금속패드에 접촉시에 적절한 침압을 확보할 수 없어 금속산화막이 제거되지 못하거나 소프트 스크러빙마크가 형성되어 정확한 검사를 행할 수 없다.

또한 접촉을 하기 위해 프로브척이 상,하 이동시에 빔부가 길면 빔부(46)에 흔들림현상이 발생할 수 있는 것이다.
이러한 흔들림 현상을 적게하기 위해 빔부(46)의 곡선부(47)를 이중으로하여 이중곡선부로 형성한 구조로 이루어진 것이다.

그리고 지지부(48)의 하부의 양측에는 고정편(48a)을 일체로 부가하여 기판 블록(55)에 형성된 슬릿홈(52)에 삽입되는 것이다.

한편 상기 상부프로브핀(50)을 고정하는 기판블록(55)의 구성은 상면과 하면에는 상부프로브핀(50)과 하부프로브핀(60)을 고정하기 위하여 등간격으로 슬릿홈(52)이 형성되고, 양측면에는 길이방향으로 요홈(53)이 부가된 구성으로 이루어진 것이다.

또한 상기 기판블록(55)의 저면에 결합되는 하부프로브핀(60)은 지지부(57)와 접합부(59)로 구성되며, 상기 지지부(57)의 양측에는 기판블록(55)에 형성된 슬릿홈(52)에 삽입되어 고정되는 고정편(57a)이 부가된 것이다.

그리고 지지부(57)의 저면 중앙에는 "ㄷ"자 형상의 접합부(59)가 연장되어 인쇄회로기판의 패드랜드와 접촉되는 구조로 이루어진 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예의 조립상태를 살펴보면 하기와 같다. 기판블록(55)의 상면에 형성된 슬릿홈(52)에는 상부프로브핀(50)을 삽입하고, 저면에 형성된 슬릿홈(52)에는 하부프로브핀(60)을 삽입하여 결합하게 되는 것이다.

이때 상부프로브핀(50)과 하부프로브핀(60)을 구성하는 고정편(48a,57a)은 기판블록(55)의 양측면에 형성된 요홈(53)에서 서로 연결되는 것으로 이는 납땜을 행하여 연결하므로서 전기적 신호가 상호 도통되는 것이다.

<제4실시예>

본 발명의 또 다른 실시예를 도 9을 이용하여 살펴보면 하기와 같다.

본 실시예의 구성은 상부프로브핀(70)과, 상기 상부프로브핀(70)을 고정하는 기판블록(75)과, 이 기판블록(75)의 저면에 고정되는 하부프로브핀(80)으로 구성되는 것이다.

상기 상부프로브핀(70)은 빔부(66)와 지지부(68) 및 연결편(69)으로 구성된다.

상기 빔부(66)는 선단부에 침부(66a)와, 상,하부에 사선의 가시형상으로 이루어진 탄성흡수부(66b)를 포함하는 것으로서, 침부(66a)는 반도체칩의 웨이퍼에 접촉되고, 탄성흡수부(66b)는 빔부(66)에 가해지는 탄성을 흡수하게 되는 것으로서, 이 탄성흡수부(66b)의 내측은 원형으로 마감처리하여 내구성을 증대시킨 것이다.

상기 탄성흡수부(66b)는 침부(66a)가 반도체칩의 웨이퍼에 접촉시에 오버드라이브나 침압탄성에 의하여 빔부(66)에 집중적으로 발생되는 일부응력을 흡수하게되는 것이다.

상기 가시형상은 프로브카드가 장착되는 프로버장비의 프로버 헤드 플레이트와 척이 갖고 있는 평탄도로 프로브카드의 기울기가 발생되는데 300mm사이즈 프로브카드의 프로브헤드는 상기 문제로 중심을 기준으로 좌측이나 우측이 기울기를 갖고 어느 한 측이 웨이퍼에 접촉이 된다.

이때 먼저 접촉하는 한 측은 접촉마크가 같고, 큰 침압이 생기고 나중 접촉하는 측은 접촉마크가 작고 적은 침압이 발생된다. 이때 먼저 프로브 헤드가 접촉된 측의 웨이퍼는 더 큰 데미지가 생기는 것을 가시형상의 탄성흡수부(66b)가 방지할 수 있다

한편 지지부(68)의 저면 내측 일단부에는 정합홈(68a)과 고정편(69b, 69c)과하측에 연결편(69)이 부가되어 기판블록(75)에 견고하고 고정되는 것이다.

또 기판블록(75)은 상면의 중앙부분은 상부프로브핀(70)의 침부(66a)의 선단부가 반도체칩의 금속패드에 접촉시에 빔부(66)의 하측일단부가 기판블록(75)의 상면에 닿는 것을 방지하기 위해 길이 방향으로 홈(71)이 형성되어있다.

또한 상면과 하면의 중앙부분을 제외하고 길이방향으로 양측면만 에폭시수지로 도포되어있고, 에폭시수지로 도포된 수지층에 슬릿홈(72a)과 정열돌기(73)가 형성된 구조로 이루어진 것이다.
또한 좌측면과 우측면은 중앙 부분을 제외하고 에폭시수지로 도포되어 있고, 에폭시수지로 도포된 수지층에 길이 방향으로 슬릿홈(72b)과 중앙 부분에 요홈(71b)이 형성되어 있다.

한편 상기 기판블록(75)의 저면에 고정되는 하부프로브핀(80)은 지지부(76)의 상측에 연결편(77a)이 부가되고, 내측에 정합홈(77)과 고정편(77b, 77c)이 부가되고, 하부에는 인쇄회로기판의 패드랜드에 연결되는 접합부(78)가 일체로 형성된 구성으로 이루어진 것이다.

이러한 구성을 갖는 상부프로브핀(70)과 기판블록(75) 및 하부프로브핀(80)의 결합은 하기와 같이 이루어지는 것이다.

에폭시수지층이 도포된 기판블록(75)의 상면에 형성된 정열돌기(73)에는 상부프로브핀(70)을 구성하는 지지부(68)의 일측에 형성된 정합홈(68a)를 결합하고, 기판블록(75)의 저면에는 상기와 동일한 방법에 의해 하부프로브핀(80)을 결합하여 접착제로 고정한다.

상기 하브프로브핀(80)의 하측에 형성된 접합부(78)는 인쇄회로기판의 패드랜드에 접합연결하여 검사하고자하는 신호가 도통된다.

그리고 접합부(78)는 역 "ㄷ"자 형상으로 되어있고 인쇄회로기판의 패드랜드 의 위치에 따라 "ㄷ"자 형상으로 될 수 있다.

또는 하부프로브핀(80)의 접합부(78)는 이방성전도필름이나 중간부재에 접합연결되고 이방성전도필름이나 중간부재는 인쇄회로기판에 접합연결되어 검사하고자하는 신호가 도통된다.

상기 기판블록(75)은 웨이퍼에 형성된 종축배열 반도체칩의 수량에 따라 병열로 기판블록 단위 수량이 결정되고 웨이퍼에 형성된 IC칩 전체형상으로 기판블록단위로 되어 기판블록(75)을 확장식으로하여 조립을 쉽게할 수 있고, 상,하 프로브핀의 파손시에 해당 기판블록(75)만을 분리하여 파손된 프로브핀을 교체할 수 있어 즉시 수리가 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 상부프로브핀의 빔부의 상측과 하측에 다수개의 가시형상을 두어 프로버장비에서 갖고 있는 프로버척과 헤드플레이트의 평탄도로 프로브헤드가 반도체 칩의 금속패드에 접촉시 기울기나 오버드라이브나 침압이 강하면 반도체 칩의 금속패드가 파괴되거나 프로브핀이 응력이 많은 곳은 꾸부러지거나 이탈되거나 뿌러지거나 또는 스크러빙마크가 크게 나타나는 것을 방지하고 접촉안정성 도모하게 되는 것이다.

또한 정열부재을 부가하여 프로브핀을 정밀한 위치에 삽입하고 균일하고 신속한 조립을 할 수 있고 프로브핀이 파괴시 분리가 용이하므로 신속하게 수리가 가능하다.

또한 반도체칩의 다양하게 배열되는 금속패드를 검사하기위하여 프로브핀과 프로브핀바를 다양한 형상으로 하여 프로브카드를 제조할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (11)

1. 빔부(1)와 지지부(2) 및 연결부(3)로 구성된 상부프로브핀(5)과; 상기 상부프로브핀(5)을 등간격으로 고정배열하는 상부정열부재(10)와; 상기 상부정열부재(10)의 저면에 일체로 접합되는 회로기판블록(15)과; 상기 회로기판블록(15)의 저면에 등간격으로 고정배열되어 상부프로브핀(5)과 전기적 신호가 도통되는 하부프로브핀(20)으로 구성된 통상의 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체에 있어서, 상기 상부프로브핀(5)은 웨이퍼에 접촉되는 침부(1a)와, 상,하에 가시형상의 탄성흡수부(1b)를 포함하는 빔부(1)와; 양측에 정합홈(2a)이 형성된 지지부(2)와; 상기 지지부(2)의 저면중앙에 일정간격을 갖는 절취부(3a)가 형성된 연결부(3)로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 상부정열부재(10)는 중앙에 형성된 삽입홈(6)의 양측에 정열돌기(7)가 상면으로 돌출된 정열판(8)과, 상기 정열판(8)의 저면에 지지판(9)이 일체로 접착되어 외표면에 절연박막을 코팅된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 회로기판블록(15)은 내측에는 상부정열부재(10)에 형성된 삽입홈(6)과 동일선상에 통공(12)이 형성되고, 저면의 양측에는 등간격으로 슬릿홈(13)이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 하부프로브핀(20)은 중앙에 절취부(16a)가 형성된 연결부(16)의 일측에 고정편(17a)이 부가된 지지부(17)와, 역 "ㄷ"자 형상으로 인쇄회로기판과 접촉되는 접합부(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
6. 삽입홈(27a)의 양측에 정열돌기(27b)가 하면으로 돌출된 정열판(27)과, 상기 정열판(27)의 상면에 일체로 접합되는 지지판(28)으로 구성된 상부정열부재(30)와; 상기 상부정열부재(30)에 형성된 삽입홈(27a)에 삽입되는 상부프로브핀(35)과; 중앙에 전극패드(37)가 부가되고 저면의 양측에 슬릿홈(38)이 등간격으로 배설된 회로기판블록(40)과; 상기 회로기판블록(40)에 일체로 고정되는 하부프로브핀(45)으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
7. 제6항에 있어서, 상기 상부프로브핀(35)은 웨이퍼에 접촉되는 침부(31a)와, 상,하에 가시형상의 탄성흡수부(31b)를 포함하는 빔부(31)와; 양측에 정합홈(32a)이 형성된 지지부(32)와; 상기 지지부(32)의 저면 중앙에 형성된 연결부(33)로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
8. 제6항에 있어서, 상기 하부프로브핀(45)은 상부연결부(41)와 일측에 고정편(42a)이 부가된 지지부(42)와, 상기 지지부(42)의 저면 중앙에 부가된 접합부(43)가 부가된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
9. 침부(46a)와 가시형상의 탄성흡수부(46b)를 포함하는 빔부(46)와, 양측에 고정편(48a)이 형성된 지지부(48)로 구성되어 기판블록(55)의 상면에 고정되는 상부프로브핀(50)과; 상면과 하면에 등간격으로 슬릿홈(52)이 형성되고 양측면에 요홈(53)이 부가된 기판블록(55)과; 양측에 고정편(57a)이 형성된 지지부(57)와, 상기 지지부(57)의 중앙에 접합부(59)가 부가되어 상기 기판블록(55)의 저면에 고정되는 하부프로브핀(60)으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 상부프로브핀(50)은 빔부의 곡선부(47)가 이중곡선부(47a)로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체.
11. 침부(66a)와 가시형상의 탄성흡수부(66b)를 포함하는 빔부(66)와, 지지부(68)의 하측 일단부에 연결부와, 지지부(68)이 하부의 내측에 정합홈(68a)과 고정편(66b, 66c)과 연결편(69)이 형성된 상부프로브핀(70)과, 상면과 하면의 양측에 등간격으로 슬릿홈(72a) (이)위에 정열돌기(73)와 중앙에 길이방향으로 요홈(71a)이 형성되고 양측면에 슬릿홈(72b)과 중앙에 길이 방향으로 요홈(71b)이 부가된 기판블록(75)과; 지지부(76)의 상면의 내측에 정합홈(77)과 양측에 고정편(77b, 77c)과 연결편(77a)이 형성되고, 상기 지지부(76)의 하부에 접합부(78)가 형성되어 상기 기판블록(75)의 저면에 결합되는 하부프로브핀(80)으로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 프로브핀과 프로브핀바의 조립체

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